(57)【要約】【課題】設置調整が短時間で可能であり、天候によって悪化した視界を適切な補正量で改善する。【解決手段】第１の画像処理部１４は撮像部１２により視界悪化時に撮像して得られる撮像画像と同様の画像劣化を、互いに異なる複数の画像劣化量で人工的にそれぞれ施す。検出部１６は、第１の画像処理部１４から出力される第１の処理画像の画像劣化の評価値を、複数の画像劣化量のそれぞれに対応して検出する。第２の画像処理部１５は、第１の処理画像の画像劣化の補正を、複数の画像劣化量に対応した複数の補正量で施して、視界良好時の第２の処理画像を生成する。記憶部１９は、検出部１６により検出された画像劣化の評価値と第２の画像処理部１５により第２の処理画像を生成するための複数の補正量とを複数の画像劣化量のそれぞれに対応させて記憶する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段により視界悪化時に撮像して得られる撮像画像に生じる画像劣化と同等の画像劣化を、視界良好時に撮像して得られた画像劣化が少ない撮像画像に対して、互いに異なる複数の画像劣化量で人工的にそれぞれ施した複数の第１の処理画像を生成する第１の画像処理ステップと、
前記第１の画像処理ステップで生成された前記第１の処理画像の画像劣化の評価値を、前記複数の画像劣化量のそれぞれに対応して検出する検出ステップと、
前記第１の画像処理ステップで生成された前記第１の処理画像の画像劣化の補正を、前記複数の画像劣化量に対応した複数の補正量で施して、視界良好時の第２の処理画像を生成する第２の画像処理ステップと、
前記検出ステップにより検出された前記画像劣化の評価値と前記第２の画像処理ステップにより前記第２の処理画像を生成するための前記複数の補正量とを前記複数の画像劣化量のそれぞれに対応させて記憶手段に記憶する記憶ステップと、
前記記憶手段への記憶終了後の前記撮像手段による撮像時に、前記第１の画像処理ステップを非動作として前記検出ステップにより前記撮像手段により撮像して得られた撮像画像の評価値を検出させ、前記記憶手段に記憶されている複数の前記評価値の中から前記検出評価値に最も近い評価値に対応して記憶されている前記補正量を、前記撮像手段により撮像して得られた撮像画像に対して前記第２の画像処理ステップにより施す制御ステップと
を含むことを特徴とする撮像方法。
【請求項２】
撮像手段により視界悪化時に撮像して得られる撮像画像に生じる画像劣化と同等の画像劣化を、視界良好時に撮像して得られた画像劣化が少ない撮像画像に対して、互いに異なる複数の画像劣化量で人工的にそれぞれ施した複数の第１の処理画像を生成する第１の画像処理手段と、
前記第１の画像処理手段から出力される前記第１の処理画像の画像劣化の評価値を、前記複数の画像劣化量のそれぞれに対応して検出する検出手段と、
前記第１の画像処理手段から出力される前記第１の処理画像の画像劣化の補正を、前記複数の画像劣化量に対応した複数の補正量で施して、視界良好時の第２の処理画像を生成する第２の画像処理手段と、
前記検出手段により検出された前記画像劣化の評価値と前記第２の画像処理手段により前記第２の処理画像を生成するための前記複数の補正量とを前記複数の画像劣化量のそれぞれに対応させて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段への記憶終了後の前記撮像手段による撮像時に、前記第１の画像処理手段を非動作として前記検出手段により前記撮像手段により撮像して得られた撮像画像の評価値を検出させ、前記記憶手段に記憶されている複数の前記評価値の中から前記検出評価値に最も近い評価値に対応して記憶されている前記補正量を、前記撮像手段により撮像して得られた撮像画像に対して前記第２の画像処理手段により施す制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像方法及び撮像装置に係り、特に霧などによって視界が悪化することのある状況で撮影する撮像方法及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
霧がかかって視界が悪化した場合の撮影画像を改善するビデオカメラとして、コントラストを拡大することにより濃淡をくっきりさせるビデオカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来のビデオカメラでは、撮像画像データに対し画像処理部によりコントラストの拡大処理を行う。これにより、モニタの画面にコントラストが拡大された画像が表示される。
【０００３】
しかし、コントラストの拡大によって視界の悪化を改善するビデオカメラでは、コントラスト拡大の量が多すぎると、画像処理した撮影画像が不自然でかえって見にくい画像となり、逆にコントラスト拡大の量が少なすぎると、撮影画像に対して充分な改善効果が得られない。従って、天候などの状況に応じて適切な量の補正処理を行うことが望まれる。
【０００４】
この課題を解決する方法として、基準画像を用いる方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２記載の方法によれば、霧が発生していない晴れた状況で基準画像を撮影し、この基準画像と最新の監視画像とを比較することにより適切な量の補正処理を行う。
【０００５】
しかし、たとえ霧が発生していない状況であっても被写体の鮮明度は季節や天候によって異なるので、特許文献２記載の方法のように、１枚だけ基準画像を用意して最新の監視画像と比較する方法では、必ずしも適切な量の補正処理を行うことができない。
【０００６】
この課題を解決する方法として、予め測定地点において種々の条件下において採取したデータを用いることにより、気象条件の変化に対応して人間が肉眼で見通すことができる距離を測定する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３記載の方法を用いて視界悪化の量を測定すれば、適切な補正量を自動的に選択することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３２１０７５８号公報
【特許文献２】特開平６−３０８２５６号公報
【特許文献３】特開平８−２１９７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に示されたような基準画像を撮影するには、ビデオカメラを設置した場所が適切な天候になるまで待つ必要がある。天候の悪い季節や、晴天の少ない地域にビデオカメラを設置する場合、基準画像を撮影するための時間と人手は膨大になる。
【０００９】
また、特許文献３に開示された方法では、種々の条件下においてデータを採取するには、特許文献２に開示された方法よりもさらに膨大な時間がかかる。このように、従来の方法ではビデオカメラにおける視界改善のための補正量を短時間で適切に設定できないという課題がある。
【００１０】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、設置調整が短時間で可能であり、天候によって悪化した視界を適切な補正量で改善することができる撮像方法及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の撮像方法は、撮像手段により視界悪化時に撮像して得られる撮像画像に生じる画像劣化と同等の画像劣化を、視界良好時に撮像して得られた画像劣化が少ない撮像画像に対して、互いに異なる複数の画像劣化量で人工的にそれぞれ施した複数の第１の処理画像を生成する第１の画像処理ステップと、第１の画像処理ステップで生成された第１の処理画像の画像劣化の評価値を、複数の画像劣化量のそれぞれに対応して検出する検出ステップと、第１の画像処理ステップで生成された第１の処理画像の画像劣化の補正を、複数の画像劣化量に対応した複数の補正量で施して、視界良好時の第２の処理画像を生成する第２の画像処理ステップと、検出ステップにより検出された画像劣化の評価値と第２の画像処理ステップにより第２の処理画像を生成するための複数の補正量とを複数の画像劣化量のそれぞれに対応させて記憶手段に記憶する記憶ステップと、記憶手段への記憶終了後の撮像手段による撮像時に、第１の画像処理ステップを非動作として検出ステップにより撮像手段により撮像して得られた撮像画像の評価値を検出させ、記憶手段に記憶されている複数の評価値の中から検出評価値に最も近い評価値に対応して記憶されている補正量を、撮像手段により撮像して得られた撮像画像に対して第２の画像処理ステップにより施す制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成するため、本発明の撮像装置は、撮像手段により視界悪化時に撮像して得られる撮像画像に生じる画像劣化と同等の画像劣化を、視界良好時に撮像して得られた画像劣化が少ない撮像画像に対して、互いに異なる複数の画像劣化量で人工的にそれぞれ施した複数の第１の処理画像を生成する第１の画像処理手段と、第１の画像処理手段から出力される第１の処理画像の画像劣化の評価値を、複数の画像劣化量のそれぞれに対応して検出する検出手段と、第１の画像処理手段から出力される第１の処理画像の画像劣化の補正を、複数の画像劣化量に対応した複数の補正量で施して、視界良好時の第２の処理画像を生成する第２の画像処理手段と、検出手段により検出された画像劣化の評価値と第２の画像処理手段により第２の処理画像を生成するための複数の補正量とを複数の画像劣化量のそれぞれに対応させて記憶する記憶手段と、記憶手段への記憶終了後の撮像手段による撮像時に、第１の画像処理手段を非動作として検出手段により撮像手段により撮像して得られた撮像画像の評価値を検出させ、記憶手段に記憶されている複数の評価値の中から検出評価値に最も近い評価値に対応して記憶されている補正量を、撮像手段により撮像して得られた撮像画像に対して第２の画像処理手段により施す制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、設置調整が短時間で可能であり、天候によって悪化した視界を適切な補正量で改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の撮像装置の一実施の形態の構成図である。
【図２】霧がかかっていない被写体撮影時の図１の撮像装置の設置調整時のフローチャートである。
【図３】霧がかかっている被写体撮影時の図１の撮像装置の設置調整時のフローチャートである。
【図４】画像のコントラストを縮小する方法の説明図である。
【図５】画像の高域成分を減少させる方法の説明図である。
【図６】図２のフローチャートによる設置調整時にメモリに記憶されるデータの説明図である。
【図７】画像のコントラストを拡大する方法の説明図である。
【図８】画像の高域成分を強調させる方法の説明図である。
【図９】図３のフローチャートによる設置調整時にメモリに記憶されるデータの説明図である。
【図１０】設置調整を終えた図１の撮像装置の撮像画像補正処理の説明用フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明になる撮像装置の一実施の形態の構成図を示す。同図に示すように、本実施の形態の撮像装置であるビデオカメラ１０は、被写体（図示せず）からの光がレンズ１１を透過して撮像面に結像される撮像部１２と、撮像部１２により得られた撮像信号をディジタル信号である画像データに変換するＡ／Ｄ変換器１３と、画像データが供給される第１の画像処理部１４と、第１の画像処理部１４で処理された画像データが供給される第２の画像処理部１５及び検出部１６と、ユーザインタフェース部１７と、中央処理装置（ＣＰＵ）１８と、メモリ１９と、第２の画像処理部１５で処理された画像データをアナログ信号である画像信号に変換して出力するＤ／Ａ変換器２０とを有する。
【００１７】
第１の画像処理部１４は、ビデオカメラ１０を設定調整する際にＣＰＵ１８から制御され、霧がかかった場合と同様の効果を画像に与える。検出部１６は、第１の画像処理部１４で処理された画像データが入力され、その入力画像データから霧の多寡を示す評価値を生成して出力する。この評価値はＣＰＵ１８によって読み出される。ＣＰＵ１８は、その評価値の量に応じて第２の画像処理部１５を制御する。第２の画像処理部１５は、霧がかかった入力画像を見やすく補正する画像処理を行う。Ｄ／Ａ変換器２０は、第２の画像処理部１５から出力された画像処理後の画像データをアナログ信号である画像信号に変換して出力する。また、ユーザインタフェース部１７はＣＰＵ１８に接続されており、ビデオカメラ１０を設定する際に設置者が設定値をＣＰＵ１８に入力したり、各種の選択画像を表示し、その選択画像の中から設置者に任意に選択した入力情報をＣＰＵ１８に入力する。また、メモリ１９はＣＰＵ１８に接続されており、ＣＰＵ１８から検出部１６の出力する評価値（以下、出力値ともいう）や、ユーザインタフェース部１７から入力される設定値を記憶することができる。
【００１８】
本実施の形態のビデオカメラ１０は、アナログビデオ信号である画像信号を出力するアナログカメラであるものとして説明するが、本発明はこれに限らず、ディジタルビデオ信号を出力する構成でもよく、さらにはディジタルビデオ信号を高能率符号化してネットワークへ映像データを送信する構成でもよい。
【００１９】
次に、ビデオカメラ１０を設置調整する際の設定動作について、図２及び図３のフローチャートと共に説明する。
【００２０】
設定を開始すると、まずＣＰＵ１８はユーザインタフェース部１７を用いて、現在霧がかかっているかどうかを設置者に質問する（ステップＳ１）。設置者によりユーザインタフェース部１７を通して「霧がかかっていない」ことを示す信号が入力されると、ＣＰＵ１８は、検出部１６の現在の出力値Ｄ(i)をメモリ１９に記憶する（ステップＳ２）。この出力値Ｄ(i)は、実際に霧がかかった場合に、適切な補正量を決めるために用いる、霧の多寡を示す評価値である。
【００２１】
次に、ＣＰＵ１８は第１の画像処理部１４により処理量Ｆ(i)だけ画像を劣化させる（ステップＳ３）。この画像を劣化させる処理は、例えばコントラストを縮小し、高域成分を減少させることで、霧がかかった場合と同様の画像にする処理である。画像のコントラストを縮小する方法は、例えば、図４に示すような入出力特性を持ったルックアップテーブルで実現できる。図４に示す入出力特性は、入力の最小値InMinから入力の最大値InMaxの範囲の入力画像データを、出力の最小値OutMinから出力の最大値OutMaxの範囲の出力データに変換する特性を示し、これによりコントラストが縮小される。また、高域成分を減少させる処理は、例えば図５に示すような、処理対象の注目画素を中心とする横方向３画素、縦方向３画素の各画素値に各々係数「１／９」を乗じる二次元フィルタで実現できる。
【００２２】
そして、ＣＰＵ１８は以上のステップＳ２及びＳ３のループを規定回数繰り返したかどうかを判定する（ステップＳ４）。上記のループを繰り返すたびに、ＣＰＵ１８は第１の画像処理部１４でかける処理量Ｆ(i)を漸次大きくしていき（つまり、画像劣化量を段階的に大きくしていき）、それぞれの処理量Ｆ(i)における検出部の出力値Ｄ(i)をメモリ１９に記憶していく。処理量Ｆ(i)を大きくする方法は、例えばコントラストの縮小については図４に示した入出力特性の直線の傾きを大きくしていくことで実現できる。また、高域成分の減少については、図５に示した二次元フィルタの係数を変更していくことで実現できる。
【００２３】
ＣＰＵ１８はステップＳ４で規定回数を繰り返したと判定したときは（Ｓ４のYES）、上記のループを抜け、第１の画像処理部１４による画像処理を解除して（ステップＳ５）、位置調整の設定手順を終える（ステップＳ６）。
【００２４】
次に、霧が無い場合の手順によりメモリ１９に記憶されるデータを図６を使って説明する。図６では、第１の画像処理部１４でかける処理量Ｆ(i)、検出部１６の出力値Ｄ(i)、検出部１６の出力値がＤ(i)だった場合に適用すべき補正量Ｃ(i)の対応を示している。霧が無い場合の検出部１６の出力値がＤ(0)である。この場合、第１の画像処理部１４では処理を行っていない。また、補正の必要はないので、補正量Ｃ(0)はゼロにする。
【００２５】
第１の画像処理部１４で処理量Ｆ(1)をかけた場合の検出部１６の出力値がＤ(1)である。検出部１６の出力がＤ(1)だった場合に適用すべき補正量はＦ(1)に応じたＣ(1)である。具体的には、補正量は第１の画像処理部１４で行ったコントラスト縮小および高域成分削減の逆関数に相当するコントラスト拡大および高域成分増大を示す量である。以下同様に、処理量Ｆ(i)に対応した出力値Ｄ(i)および補正量Ｃ(i)が記憶される。
【００２６】
一方、ＣＰＵ１８はステップＳ１でユーザインタフェース部１７から「霧がかかっている」ことを示す信号が入力されたことを判定すると、現在の霧を補正する適切な処理量を設置者に選択してもらう図３のステップＳ７〜Ｓ９からなるループに入る。すなわち、ＣＰＵ１８はまず、ユーザインタフェース部１７によって設置者に補正量を選択してもらい（ステップＳ７）、続いて第２の画像処理部１５でその補正量に応じて画像のコントラストを拡大し、高域成分を増大させる補正処理を行わせる（ステップＳ８）。
【００２７】
画像のコントラストを拡大する方法は、例えば図７に示すような入出力特性を持ったルックアップテーブルで実現できる。図７に示す入出力特性は、入力の最小値InMinから入力の最大値InMaxの範囲の入力画像データを、出力の最小値OutMinから出力の最大値OutMaxの範囲の出力データに比例して変換する特性を示し、これによりコントラストが拡大される。また、高域成分を増大させる処理は、例えば図８に示すような、処理対象の注目画素を中心とする横方向３画素、縦方向３画素のうち、注目画素の画素値に対しては係数「１７／９」を乗じ、それ以外の周辺の８画素の各画素値に対しては係数「−１／９」を乗じる二次元フィルタで実現できる。
【００２８】
補正量を増減させる方法は、例えばコントラストの拡大については図７に示した特性の直線の傾きを変化させることで実現できる。また、高域成分の減少については、図８で示した二次元フィルタの係数を変更していくことで実現できる。
【００２９】
次に、ＣＰＵ１８はステップＳ８において第２の画像処理部１５で補正処理した画像が適切か否かをユーザインタフェース部１７を用いて設置者に確認を求める（ステップＳ９）。設置者が不適切（Ｓ９のＮｏ）を選択した場合には、再び補正量を選択してもらうステップＳ７に戻る。ＣＰＵ１８は設置者が適切（Ｓ９のＹｅｓ）を選択した場合にはステップＳ７〜Ｓ９からなるループを抜ける。
【００３０】
そして、ＣＰＵ１８は上記のループを抜けたら、選択された補正量Ｃ(0)をメモリ１９に記憶する（ステップＳ１０）。また、このときの検出部１６の出力値Ｄ(0)をメモリ１９に記憶する（ステップＳ１１）。これにより、検出部１６の出力値がＤ(0)と同じ値になった場合には、第２の画像処理部１５での補正量をＣ(0)にすればよいことがわかる。
【００３１】
続いて、ＣＰＵ１８は次のループに入り、第１の画像処理部１４により処理量Ｆ(i)だけ画像を劣化させる（ステップＳ１２）。この画像の劣化は、霧の量がさらに増えた場合と同様の画像に変化させることである。画像を劣化させる処理は、前述したようにコントラストを縮小し、高域成分を減少させることで実現できる。
【００３２】
次に、ＣＰＵ１８は検出部１６の出力値Ｄ(i)をメモリ１９に記憶する（ステップＳ１３）。ステップＳ１２及びＳ１３を規定回数繰り返すことで、様々な霧の量に対応した検出部１６の出力値を得ることができる。規定回数を繰り返したと判定した時（ステップＳ１４のＹｅｓ）、ステップＳ１２〜Ｓ１４のループを抜ける。続いて、ＣＰＵ１８は第１の画像処理部１４による画像処理を解除し（ステップＳ１５）、第２の画像処理部１５による画像処理を解除し（ステップＳ１６）、調整の手順を終える（ステップＳ１７）。
【００３３】
次に、霧がかかっている場合の図３に示した手順によりメモリ１９に記憶されるデータを図９を使って説明する。図９では、第１の画像処理部１４でかける処理量Ｆ(i)、検出部１６の出力値Ｄ(i)、検出部１６の出力値がＤ(i)だった場合に適用すべき補正量Ｃ(i)の対応を示している。Ｃ(0)は設定時にかかっている霧を補正するために設置者が選択した処理量である。設定時にかかっている霧に加えて第１の画像処理部１４で処理量Ｆ(1)の画像劣化処理をした場合の検出部１６の出力値がＤ(1)である。
【００３４】
検出部１６の出力値がＤ(1)だった場合に適用すべき補正量は、処理量Ｆ(1)に応じた補正量Ｃ(1)に設置者が選択した処理量Ｃ(0)を加えた値になる。補正量Ｃ(1)については、霧がかかっていない場合の手順で説明したとおり、第１の画像処理部１４で行ったコントラスト縮小および高域成分削減の逆関数に相当するコントラスト拡大および高域成分増大を示す量である。以下同様に、処理量Ｆ(i)に対応した出力値Ｄ(i)および補正量Ｃ(0)+Ｃ(i)が図９に示すように記憶される。
【００３５】
次に、設定を終えたビデオカメラ１０で霧がかかった撮像画像を補正する際の処理について図１０に示すフローチャートと共に説明する。
【００３６】
処理が開始されると、ＣＰＵ１８は検出部１６の出力値を読み出す（ステップＳ２１）。
この場合、第１の画像処理部１４はＣＰＵ１８の制御により非作動とされ、Ａ／Ｄ変換器１３から出力される撮像画像データをスルーさせて第２の画像処理部１５と検出部１６とに供給される。
【００３７】
次に、ＣＰＵ１８は検出部１６から読み出した値（現在撮像中の画像データの値）と調整時にメモリ１９に記憶された検出部１６の出力値リストと比較し、その比較結果に基づきメモリ１９に記憶された補正量リストを使って補正量を決定する（ステップＳ２２）。例えば、検出部１６から読み出した値（現在撮像中の画像データの値）がＤ(i)であれば、図６又は図９に示した出力値及び補正量リスト中の同じ出力値Ｄ(i)と対応する補正量に決定する。検出部１６の出力値がＤ(i)とＤ(i+1)の中間であれば、出力値及び補正量リスト中のＤ(i)およびＤ(i+1)にそれぞれ対応する２つの補正量から補間演算によって１つの補正量を決定する。
【００３８】
次に、ＣＰＵ１８はステップＳ２２で決定した補正量に従って、第２の画像処理部１５により画像のコントラストを拡大し、高域成分を増大させる（ステップＳ２３）。そして、ＣＰＵ１８はユーザインタフェース部１７から補正処理終了の指示が無ければ（ステップＳ２４のＮｏ）、ステップＳ２１〜Ｓ２３の各処理を繰り返す。補正処理終了の指示は、例えばビデオカメラ１０を設置させるために設定を変更する場合にユーザインタフェース部１７から入力される。ＣＰＵ１８はユーザインタフェース部１７から補正処理終了の指示があれば（ステップＳ２４のＹｅｓ）、補正処理を終了する（ステップＳ２５）。
【００３９】
このように、本実施の形態のビデオカメラ１０によれば、設置調整時に視界悪化時と同様の撮像画像の画像劣化を、第１の画像処理部１４により互いに異なる複数の画像劣化量で人工的にそれぞれ施すと共に、画像劣化した撮像画像に対して第２の画像処理部１５により各画像劣化量毎に視界良好時の撮像画像を得るための画像処理の補正量を、検出部１６により得られる画像劣化した撮像画像の評価値と対応させてメモリ１９に記憶するようにしたため、視界改善のための補正量を短時間で適切に設定することができる。また、設置調整後の撮像時には撮像画像の評価値に対応して記憶された補正量を用いて、第２の画像処理部１５により撮像画像の補正を行うことで撮像画像を視界良好時の画像に補正することができる。
【００４０】
なお、上記の実施の形態では霧がかかっている画像の補正について説明したが、霧以外にも曇りや雨などの天候が悪く視界悪化時の画像を晴天時の視界良好な画像に補正処理する場合にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ビデオカメラ（撮像装置）
１１  レンズ
１２  撮像部
１４  第１の画像処理部
１５  第２の画像処理部
１６  検出部
１７  ユーザインタフェース部
１８  中央処理装置（ＣＰＵ）
１９  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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