(57)【要約】【課題】保守作業を削減でき、継続的な運用を可能にするカメラシステムを実現する。【解決手段】カメラシステムの画像処理部は、設置時に検知エリアを撮像した基準画像と当該基準画像に設定された基準点の位置情報とを記憶し、周期的に前記カメラの撮像画像と基準画像との間の基準点のズレ量を検出し、検出されたズレ量が一定値より大きい場合に（ステップＳ１）、当該ズレ量に基づいて雲台を駆動する第１補正処理（ステップＳ２）と、上記検出により検出されたズレ量が一定値以下の場合に、撮像画像の切り出し範囲を当該ズレ量に基づいて再設定する第２補正処理（ステップＳ３）と、第２補正処理後の画像と基準画像との間の基準点のズレ量を検出した場合に（ステップＳ４）、ズレ量に基づいて検知エリアを再設定する第３補正処理（ステップＳ５）を行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回駆動可能な雲台に載置されたカメラと、
前記カメラの撮像画像の一部を切り出して表示するモニタと、
設置時に検知エリアを撮像した基準画像と前記基準画像に設定された基準点の位置情報とを記憶する記憶手段と、
周期的に前記カメラの撮像画像と前記基準画像との間の前記基準点のズレ量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたズレ量が一定値より大きい場合に、当該ズレ量に基づいて前記雲台を駆動する第１補正手段と、
前記検出手段により検出されたズレ量が一定値以下の場合に、前記撮像画像の切り出し範囲を当該ズレ量に基づいて再設定する第２補正手段と、
前記第２補正手段による補正後の画像と前記基準画像との間の前記基準点のズレ量を検出した場合に、前記ズレ量に基づいて前記検知エリアを再設定する第３補正手段と
を具備することを特徴とするカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、監視カメラで撮像された映像から画像処理により侵入者等を自動的に検知するカメラシステムに係り、特に、振動や悪戯などで生じた画角ズレを自動補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラシステムにおいて、パン・チルト方向にカメラの撮像方向を制御可能な雲台一体型のカメラが広く用いられている（例えば、特許文献１を参照。）。このようなカメラをビルや店舗の出入口等に設置し、カメラによる撮像画像を予め設定された検知エリアについて画像処理することで侵入者等を自動的に検知することができる。しかし、振動や悪戯などでカメラの画角ズレが生じると検知エリアがずれてしまうため、このような監視システムでは厳格な画角調整が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４７８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、画像処理を用いた監視システムで画角ズレが発生し検知エリアがずれると、本来エリアから除外していた草木や物体の影などの誤発報要因が検知エリア内に入ることで誤発報が多発するおそれがある。更に、画角ズレにより本来の監視したい範囲が変わることで、監視映像としての視認性の低下にも繋がる。
【０００５】
また、画角ズレを修正する際、保守員が現地に赴き、基準となる画像と目視比較して手動でカメラ駆動部を微調整して修正を行なうが、保守員の技能に左右される部分が大きく、元の画角に精度よく合わせることが非常に困難であった。
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、保守作業を削減でき、継続的な運用を可能にするカメラシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためにこの発明に係るカメラシステムの一態様は、旋回駆動可能な雲台に載置されたカメラと、前記カメラの撮像画像の一部を切り出して表示するモニタと、設置時に検知エリアを撮像した基準画像と前記基準画像に設定された基準点の位置情報とを記憶する記憶手段と、周期的に前記カメラの撮像画像と前記基準画像との間の前記基準点のズレ量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出されたズレ量が一定値より大きい場合に、当該ズレ量に基づいて前記雲台を駆動する第１補正手段と、前記検出手段により検出されたズレ量が一定値以下の場合に、前記撮像画像の切り出し範囲を当該ズレ量に基づいて再設定する第２補正手段と、前記第２補正手段による補正後の画像と前記基準画像との間の前記基準点のズレ量を検出した場合に、前記ズレ量に基づいて前記検知エリアを再設定する第３補正手段とを具備する。
【０００７】
上記態様によれば、人為的な悪戯や振動などの環境要因により監視カメラの画角がずれた場合の自動補正方法として、電動雲台による補正、画面切り出し範囲再設定による微調整、画像処理検知エリア再設定による微調整を段階的に実施することで、監視システムとしても継続運用が可能になると共に、監視者にも違和感の無い画像を提供することが可能である。
【発明の効果】
【０００８】
すなわちこの発明によれば、保守作業を削減でき、継続的な運用を可能にするカメラシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るカメラシステムの一実施形態を示す構成図。
【図２】電動雲台の駆動による画角ズレ補正処理を示す図。
【図３】画像処理検知エリア再設定による画角ズレ補正処理を示す図。
【図４】画面切り出し範囲再設定による画角ズレ補正処理を示す図。
【図５】画角ズレ補正処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照してこの発明に係る実施の形態について説明する。  
図１は、本発明に係る画像処理装置を備えた監視カメラシステムの構成図である。  
この監視カメラシステムは、監視カメラ１と、監視カメラ１をパン・チルト方向に旋回駆動可能な電動雲台２と、監視カメラ１の撮像映像を画像処理する画像処理装置３と、電動雲台２を制御するカメラ制御装置４と、画像処理装置３から出力される画像を表示する監視モニタ５と、画像処理装置３から読み書き可能なメモリ６とを備える。
【００１１】
画像処理装置３は、監視カメラ１による撮像画像を予め設定された検知エリアについて画像処理を行うことにより侵入者等を検知する。また、画像処理装置３は、常時監視カメラ１の撮像映像を監視モニタ５に出力し、侵入者等を検知した場合は、その旨を監視モニタ５に出力して異常の発生を監視員に通知する。
【００１２】
画像処理装置３は、予め監視カメラ１の設置時に検知エリアを撮像した画像（以降、基準画像）を静止画でメモリ６に記憶する。更に、基準画像において天候や季節などで左右されない固定の基準点（例えば柱や設置物などの位置）を設定し、その基準点の位置（座標）をメモリ６に記憶しておく。
【００１３】
通常時、画像処理装置３は監視カメラ１により撮像された映像を周期的に取り込み、基準画像との間で基準点の位置を比較する。基準点の位置がずれていた場合、ズレ量を補正するためにカメラ制御装置４に対して電動雲台２の旋回角度情報を送出する。カメラ制御装置４は、受信した旋回角度情報に基づいて電動雲台２を遠隔で駆動するための制御信号を電動雲台２に対して送出する。
【００１４】
以下、画像処理装置３が行う画角ズレ補正処理について詳細に説明する。  
（電動雲台の駆動による画角ズレ補正処理）  
図２は、電動雲台の駆動による画角ズレ補正処理を示す図である。ここでは、便宜的に画面中心の基準点のズレ補正について記述する。
【００１５】
図２の（ａ）において、２０１はカメラ画像、２０２は基準点、２０３は画角ズレによりずれた基準点位置、２０４は画面内の基準点のずれのｘ方向の距離（ｘと表記）、２０５は画面内の基準点のずれのｙ方向の距離（ｙと表記）、２０６は画面の水平距離（ｌｘと表記）、２０７は画面の垂直距離（ｌｙと表記）である。
【００１６】
図２（ｂ）において、２０８は水平視野、２０９は水平視野角（θＨと表記）、２１０は基準点の水平視野内のズレ量（Ｘと表記）、２１１は水平方向のズレ角（θｈと表記）、２１２は水平視野の基準点位置における水平距離（Ｌｘと表記）である。
図２（ｃ）において、２１３は垂直視野、２１４は垂直視野角（θＶと表記）、２１５は基準点の垂直視野内のズレ量（Ｙと表記）、２１６は垂直方向のズレ角（θｖと表記）、２１７は垂直視野の基準点位置における垂直距離（Ｌｙと表記）、２１８はカメラから基準点までの距離（Ｄと表記）である。
【００１７】
上記の値を用いて、以下のようにズレ角θｈ、θｖを算出するものとする。
Ｌｘ：ＬＸ＝ｘ：Ｘ
Ｘ＝Ｌｘ・ｘ／ｌｘ  
Ｌｘ＝２Ｄｔａｎ（θＨ／２）なので、  
Ｘ＝（２Ｄ・ｘ／ｌｘ）ｔａｎ（θＨ／２）
よって、
θｈ＝ｔａｎ−１（２ｘ／ｌｘ）ｔａｎ（θＨ／２）  
同様に、  
θｖ＝ｔａｎ−１（２ｙ／ｌｙ）ｔａｎ（θＶ／２）
以上からズレ量を補正するためには、電動雲台２を−θｈ、−θｖ旋回させればよい。
【００１８】
（画像処理検知エリア再設定による画角ズレ補正処理）  
図３は、画像処理検知エリア再設定による画角ズレ補正処理を示す図である。便宜的に画面中心の基準点のズレ補正について記述する。
図３（ａ）において、３０１は画角ズレ前のカメラ画像、３０２は基準点座標（Ｘ１、Ｙ１）、３０３は画像処理検知エリアの左下の座標（ｘ１、ｙ１）、３０４は画像処理検知エリアの右下の座標（ｘ２、ｙ２）、３０５は画像処理検知エリアの左上の座標（ｘ３、ｙ３）、３０６は画像処理検知エリアの右上の座標（ｘ４、ｙ４）である。
【００１９】
図３（ｂ）において、３０７は画角ズレが生じた際のカメラ画像、３０８は画角ズレによりずれた基準点座標（Ｘ２、Ｙ２）、３０９は基準点の水平方向のズレ量（ｌｘ）、３１０は基準点の垂直方向のズレ量（ｌｙ）である。
図３（ｃ）において、３１１は検知エリア再設定による補正後のカメラ画像、３１２は補正後の画像処理検知エリアの左下の座標（ｘ５、ｙ５）、３１３は補正後の画像処理検知エリアの右下の座標（ｘ６、ｙ６）、３１４は補正後の画像処理検知エリアの左上の座標（ｘ７、ｙ７）、３１５は補正後の画像処理検知エリアの右上の座標（ｘ８、ｙ８）である。
【００２０】
水平方向のズレ量、垂直方向のズレ量から画像処理装置３にて検知エリアを以下の位置に再設定することにより元の検知範囲に補正することが可能である。
ｘ５＝ｘ１＋ｌｘ＝ｘ１＋（Ｘ２-Ｘ１）  
ｙ５＝ｙ１＋ｌｙ＝ｙ１＋（Ｙ２-Ｙ１）  
ｘ６＝ｘ２＋ｌｘ＝ｘ２＋（Ｘ２-Ｘ１）  
ｙ６＝ｙ２＋ｌｙ＝ｙ２＋（Ｙ２-Ｙ１）  
ｘ７＝ｘ３＋ｌｘ＝ｘ３＋（Ｘ２-Ｘ１）  
ｙ７＝ｙ３＋ｌｙ＝ｙ３＋（Ｙ２-Ｙ１）  
ｘ８＝ｘ４＋ｌｘ＝ｘ４＋（Ｘ２-Ｘ１）  
ｙ８＝ｙ４＋ｌｙ＝ｙ４＋（Ｙ２-Ｙ１）
【００２１】
（画面切り出し範囲再設定による画角ズレ補正処理）  
図４は、画面切り出し範囲再設定による画角ズレ補正イメージ図である。
画像処理装置３は、映像入力側でメガピクセルカメラなどの高精細カメラで撮像した画像の中の一定範囲を切り出して画像処理を行なうものとする。同時に切り出した映像を監視モニタ５に提供する。ここでは、ＶＧＡサイズ（６４０×４８０ドット）で撮像された映像の画面中心を切り出してＱＶＧＡサイズ（３２０×２４０ドット）の映像を提供するシステムについて記述する。
【００２２】
図４（ａ）において、４０１は画角ズレ前のＶＧＡサイズの画像、４０２は画角ズレ前のＱＶＧＡサイズの画像、４０３は基準点座標（Ｘ１、Ｙ１）、４０４はＶＧＡサイズの画像の左下の座標（ｘ１、ｙ１）、４０５はＶＧＡサイズの画像の右下の座標（ｘ２、ｙ２）、４０６はＶＧＡサイズの画像の左上の座標（ｘ３、ｙ３）、４０７はＶＧＡサイズの画像の右上の座標（ｘ４、ｙ４）、４０８はＱＶＧＡサイズの画像の左下の座標（ｘ５、ｙ５）、４０９はＱＶＧＡサイズの画像の右下の座標（ｘ６、ｙ６）、４１０はＱＶＧＡサイズの画像の右上の座標（ｘ７、ｙ７）、４１１はＱＶＧＡサイズの画像の左上の座標（ｘ８、ｙ８）である。
【００２３】
図４（ｂ）において、４１２は画角ズレが生じた際のカメラ画像、４１３は画角ズレによりずれた基準点座標（Ｘ２、Ｙ２）、４１４は基準点の水平方向のズレ量（ｌｘ）、４１５は基準点の垂直方向のズレ量（ｌｙ）である。
図４（ｂ）において、４１６は切り出し範囲再設定による補正後のカメラ画像、４１７は補正後のＱＶＧＡサイズの画像の左下の座標（ｘ９、ｙ９）、４１８は補正後のＱＶＧＡサイズの画像の右下の座標（ｘ１０、ｙ１０）、４１９は補正後のＱＶＧＡサイズの左上の座標（ｘ１１、ｙ１１）、４２０は補正後のＱＶＧＡサイズの右上の座標（ｘ１２、ｙ１２）である。
【００２４】
水平方向のズレ量、垂直方向のズレ量から画像処理装置３にて画面切り出し範囲を以下の位置に再設定することにより元の画像に補正することが可能である。
ｘ９＝ｘ５＋ｌｘ＝ｘ５＋（Ｘ２-Ｘ１）  
ｙ９＝ｙ５＋ｌｙ＝ｙ５＋（Ｙ２-Ｙ１）  
ｘ１０＝ｘ６＋ｌｘ＝ｘ６＋（Ｘ２-Ｘ１）  
ｙ１０＝ｙ６＋ｌｙ＝ｙ６＋（Ｙ２-Ｙ１）  
ｘ１１＝ｘ７＋ｌｘ＝ｘ７＋（Ｘ２-Ｘ１）  
ｙ１１＝ｙ７＋ｌｙ＝ｙ７＋（Ｙ２-Ｙ１）  
ｘ１２＝ｘ８＋ｌｘ＝ｘ８＋（Ｘ２-Ｘ１）  
ｙ１２＝ｙ８＋ｌｙ＝ｙ８＋（Ｙ２-Ｙ１）
【００２５】
上述の通り、画角ズレ補正の方法として、電動雲台の駆動による補正、画像処理検知エリア再設定による補正、及び画面切り出し範囲再設定による補正の３種類がある。
電動雲台駆動による補正は、大きなズレに対して大まかな位置にあわせることは可能だが、雲台停止精度に起因して微調整が非常に困難といえる。また、画像処理検知エリア再設定による補正は、画像処理上では問題ないが、画面の視野角のズレは補正されないため監視画面としては違和感を感じることになる。
【００２６】
そこで、以下のように画角ズレが発生した場合、上記３種類の方式を段階的に実行することで、監視者にも違和感のない補正が可能になる。図５に画像ズレ補正処理の手順をフローチャートで示す。
図５のステップＳ１において、ズレ量が一定値より大きいと判定された場合は、ステップＳ２で電動雲台駆動による補正を行う。ズレ量が一定値以下と判定された場合、すなわち画角ズレが小さい場合は電動雲台駆動による補正を行わず、ステップＳ３で切り出し範囲再設定による微調整から実施する。
【００２７】
ステップＳ４において、上記ステップＳ３の切り出し範囲再設定による微調整の後、ステップＳ３で補正後の画像と基準画像との間で基準点の位置を比較し、基準点の位置がずれていた場合は、ステップＳ５で画像処理検知エリア再設定による微調整を実施する。
【００２８】
以上述べたように、上記実施形態によれば、人為的な悪戯や振動などの環境要因により監視カメラの画角がずれた場合の自動補正方法として、電動雲台の駆動による補正、画面切り出し範囲再設定による微調整、及び画像処理検知エリア再設定による微調整を段階的に実施することで、監視システムとしても継続運用が可能になると共に、監視者にも違和感の無い画像を提供することができる。
【００２９】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１…監視カメラ、２…電動雲台、３…画像処理装置、４…カメラ制御装置、５…監視モニタ、６…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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