(57)【要約】【課題】人体と所持物とから放射される微細信号の差があまりなくコントラストが悪いことにより、所持物の検出漏れが発生することを防止する。【解決手段】マスキング処理部１５１が、ミリ波パッシブ撮像装置１００の撮像対象である人１０の外周境界を検出する。そして、マスキング処理部１５１が、ミリ波パッシブ撮像装置１００が撮像した画像から人１０の外周境界の内側である撮像対象部分（人１０の部分）を切り出す。そして、コントラスト補正部１５４が、撮像画像の切り出した撮像対象部分のみをスケーリングして、コントラスト補正を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象から発せられる微細信号を受信して撮像を行う撮像装置に用いられるコントラスト補正装置において、
前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出する外周境界検出手段と、
前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出す撮像対象切出手段と、
前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングするスケーリング手段と、
を備えることを特徴とするコントラスト補正装置。
【請求項２】
前記切り出した撮像対象部分のヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段を備え、
前記スケーリング手段が、生成した前記ヒストグラムを用いてスケーリングを行うことを特徴とする請求項１記載のコントラスト補正装置。
【請求項３】
前記撮像装置が撮像した画像を二値化する二値化手段を備え、
前記外周境界検出手段が、前記二値化された画像を用いて前記撮像対象の外周境界を検出することを特徴とする請求項１記載のコントラスト補正装置。
【請求項４】
撮像対象から発せられる微細信号を受信して撮像を行う撮像装置を用いた撮像対象の所持物を検出する所持物検出装置において、
前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出する外周境界検出手段と、
前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出す撮像対象切出手段と、
前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングするスケーリング手段と、
を備えることを特徴とする所持物検出装置。
【請求項５】
撮像対象から発せられる微細信号を受信して撮像を行う撮像装置に用いられるコントラスト補正方法において、
外周境界検出手段が、前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出するステップと、
撮像対象切出手段が、前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出すステップと、
スケーリング手段が、前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングするステップと、
を備えることを特徴とするコントラスト補正方法。
【請求項６】
撮像対象から発せられる微細信号を受信して撮像を行う撮像装置に用いられるコントラスト補正プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出する外周境界検出手段、
前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出す撮像対象切出手段、および
前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングするスケーリング手段、
として機能させることを特徴とするコントラスト補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントラスト補正装置、方法、プログラム、および所持物検出装置に関し、特にラインセンサを走査する撮像装置における前記ラインセンサを構成する撮像素子からの信号出力を補正する撮像対象から発せられる微細信号を受信して撮像を行う撮像装置に用いられるコントラスト補正装置、方法、プログラム、および撮像対象から発せられる微細信号を受信して撮像を行う撮像装置を用いた撮像対象の所持物を検出する所持物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から被写体から自発的に放射されるミリ波などの微細信号を受信して撮像を行う撮像装置がある（たとえば、特許文献１参照）。たとえば可視光やＸ線を用いた撮像装置では撮像できない違反所持物を発見するために、このような特殊な撮像装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−００８２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述のような微細信号を受信して撮像を行う撮像装置は、受信する信号が微細であるがゆえに信号を大きく増幅しなくてはならず、必然的にノイズ信号も大きく増幅され、結果的にＳ／Ｎ（signal/noise）比が悪くなってしまう。このような環境下において、人が所持物を長時間所持していると、所持物の温度が人体温度に近づくため、所持物の発するミリ波強度が、人体が発するミリ波強度に近似してくるので、より人と所持物との判別がしづらくなるという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、コントラストが悪いことにより所持物の検出漏れが発生することを防止することができるコントラスト補正装置、方法、プログラム、および所持物検出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】
【０００６】
本発明では上記問題を解決するために、撮像対象から発せられる微細信号を受信して撮像を行う撮像装置に用いられるコントラスト補正装置において、前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出する外周境界検出手段と、前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出す撮像対象切出手段と、前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングするスケーリング手段とを備えることを特徴とするコントラスト補正装置が提供される。
【０００７】
これにより、外周境界検出手段が、前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出し、撮像対象切出手段が、前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出し、スケーリング手段が、前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングする。
【０００８】
また、本発明では、撮像対象から発せられる微細信号を受信して撮像を行う撮像装置を用いた撮像対象の所持物を検出する所持物検出装置において、前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出する外周境界検出手段と、前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出す撮像対象切出手段と、前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングするスケーリング手段とを備えることを特徴とする所持物検出装置が提供される。
【０００９】
これにより、外周境界検出手段が、前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出し、撮像対象切出手段が、前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出し、スケーリング手段が、前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングする。
【００１０】
また、本発明では、撮像対象から発せられる微細信号を受信して撮像を行う撮像装置に用いられるコントラスト補正方法において、外周境界検出手段が、前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出するステップと、撮像対象切出手段が、前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出すステップと、スケーリング手段が、前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングするステップとを備えることを特徴とするコントラスト補正方法が提供される。
【００１１】
これにより、外周境界検出手段が、前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出し、撮像対象切出手段が、前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出し、スケーリング手段が、前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングする。
【００１２】
また、本発明では、撮像対象から発せられる微細信号を受信して撮像を行う撮像装置に用いられるコントラスト補正プログラムにおいて、コンピュータを、前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出する外周境界検出手段、前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出す撮像対象切出手段、および前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングするスケーリング手段として機能させることを特徴とするコントラスト補正プログラムが提供される。
【００１３】
これにより、外周境界検出手段が、前記撮像装置の撮像対象の外周境界を検出し、撮像対象切出手段が、前記撮像装置が撮像した画像から前記外周境界の内側である撮像対象部分を切り出し、スケーリング手段が、前記切り出した撮像対象部分のみをスケーリングする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のコントラスト補正装置、方法、プログラム、および所持物検出装置によれば、撮像対象の外周境界を検出し、撮像装置が撮像した画像から外周境界の内側である撮像対象部分を切り出して、切り出した撮像対象部分のみをスケーリングするので、被写体である人など以外の部分（背景部分）から放射されるミリ波は除外して、切り出した撮像対象部分のみから放射されるミリ波のみをスケーリングすることにより、切り出した撮像対象部分のみから放射されるミリ波、つまり撮像対象である人と、その人が所持している所持物とが発するミリ波強度に微細な差しかなくともコントラストがよくなり、所持物の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の形態に適用される発明のブロック図である。
【図２】マスキング処理前の画像データおよびそのヒストグラムを示す図である。
【図３】マスキング処理後の画像データおよびそのヒストグラムを示す図である。
【図４】ミリ波パッシブ撮像装置１００が行う撮影処理に伴う画像処理部１５０が行う画像処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の形態に適用される発明のブロック図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係るミリ波パッシブ撮像装置１００は、振動リフレクタ部１１０、ラインセンサ１２０、同期・アドレス生成部１３０、変換部１４０、および画像処理部１５０を備える。
【００１８】
振動リフレクタ部１１０は、首振り動作を行う振動リフレクタ１１１と、首振り動作のタイミングを伝えるための水平同期パルスを発するパルス生成部１１２を備えている。
【００１９】
ラインセンサ１２０は、人１０などの撮影対象が発するミリ波を振動リフレクタ１１１を介して受信する。ラインセンサ１２０は、水平方向に撮像素子が並ぶように配置されており、振動リフレクタ１１１が上下の首振り動作を行うことにより、人１０などの撮影対象の各部が走査され、適宜ラインセンサ１２０によってミリ波が受信される。
【００２０】
人１０などの撮影対象の背後には電波吸収体１１を設ける。これは撮影対象の背後方向から放射されてくるミリ波を遮断し、撮像対象方向から放射されてくるミリ波を吸収することにより外来ノイズがラインセンサ１２０によって受信されないようにするためである。
【００２１】
同期・アドレス生成部１３０は、パルス生成部１１２から水平同期パルスを受け取ると、ラインセンサ１２０とフレームメモリ１４２に同期信号およびメモリアドレスを生成して送信する。ラインセンサ１２０は、受け取った同期信号に基づいて変換部１４０に受信したミリ波に基づくアナログ電圧を出力する。
【００２２】
変換部１４０は、Ａ／Ｄ変換回路１４１とフレームメモリ１４２を備え、ラインセンサ１２０から出力されたアナログ電圧がＡ／Ｄ変換回路１４１によりデジタル化され、同期・アドレス生成部１３０が生成したメモリアドレスに基づいてフレームメモリ１４２に記憶される。これによって、振動リフレクタ１１１が首振り動作して走査され、ラインセンサ１２０が撮像した各水平ラインのデータが２次元画像データとしてフレームメモリ１４２に記憶される。
【００２３】
画像処理部１５０は、マスキング処理部１５１、ヒストグラム作成部１５２、テーブル作成部１５３、コントラスト補正部１５４、および出力処理部１５５を備えている。
【００２４】
マスキング処理部１５１は、フレームメモリ１４２に新たな画像データが記憶されると、記憶された画像データに映し出されている人１０の外周より外側部分をマスキングするマスキング処理を行う。
【００２５】
ヒストグラム作成部１５２は、マスキング処理された画像データを受け取ると、マスキングされていない人１０の外周より内側部分のみからヒストグラムを作成する。
【００２６】
テーブル作成部１５３は、作成されたヒストグラムからコントラストテーブルを作成し、コントラスト補正部１５４は、作成されたコントラストテーブルに基づいてコントラスト補正を行う。コントラスト補正がなされた画像データは、出力処理部１５５を介してモニタ２０に出力され、表示される。
【００２７】
これにより、リアルタイムに適宜コントラスト補正された画像データが出力されて表示される。
【００２８】
次に、ミリ波パッシブ撮像装置１００が行う撮影処理およびそれに伴う画像処理部１５０が行う画像処理について説明する。
【００２９】
図２は、マスキング処理前の画像データおよびそのヒストグラムを示す図であり、図３は、マスキング処理後の画像データおよびそのヒストグラムを示す図である。図２（Ａ）は、マスキング処理前の画像データであって、図２（Ｂ）は、マスキング処理前である画像データ全体をヒストグラム化、およびコントラスト補正したものである。図３（Ａ）は、マスキング処理後の画像データであって、図３（Ｂ）は、マスキング処理後である、画像データにおける人１０の内周部分のみをヒストグラム化、およびコントラスト補正したものである。
【００３０】
物体が自ら発するミリ波強度は、その物体の温度に依存し、温度が高いほど放射されるミリ波強度が強くなることから、図２（Ａ）で示す、マスキング処理前のミリ波画像のデータをヒストグラム化すると、図２（Ｂ）に示すように、温度が高い人体部分と、温度が低い背景部分と、人体と背景の中間温度の所持物部分の３つの山が形成される。
【００３１】
一方で、図３（Ａ）で示す、マスキング処理後のミリ波画像のデータをヒストグラム化すると、図３（Ｂ）に示すように、背景部分はマスキングされているので、人体部分と所持物部分の２つの山が形成されることになる。
【００３２】
図２（Ｂ）と図３（Ｂ）を比較するとわかるように、背景部分を含めたヒストグラムにおいては、ヒストグラムに背景部分のミリ波に係るデータが含まれることから、所持物部分のミリ波に係るデータが形成する山と、人体部分のミリ波に係るデータが形成する山との区別が、図２（Ｂ）より図３（Ｂ）の方がつきやすい。これは、図２（Ａ）より図３（Ｂ）の方が画像データにおいては人１０の部分と所持物１２の部分のコントラストがはっきりしていることを意味する。
【００３３】
このように背景部分をマスキング処理することによりコントラストがはっきりするので、画像データにおいてもヒストグラムにおいても人１０と所持物１２の判別が容易になる。さらに、コントラストが明確になることにより、所持物１２を自動的に検出しようとする際にも、人１０と所持物１２の差が明確になることにより誤検出や検出漏れを防ぎ、検出精度が向上する。なお、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）においては、ミリ波強度を２５６階調になるようにコントラスト補正したもののヒストグラムを示している。
【００３４】
次に、フローチャートを用いて上述の画像処理の内容を具体的に説明する。
図４は、ミリ波パッシブ撮像装置１００が行う撮影処理に伴う画像処理部１５０が行う画像処理の手順を示すフローチャートである。以下、図４に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【００３５】
〔ステップＳ１１〕マスキング処理部１５１は、フレームメモリ１４２に記憶されているミリ波画像の画像データを取得し、取得した画像データに対して二値化処理をすることにより二値画像を作成する。この二値化処理に用いるしきい値ｔｈは、下記式（１）〜（３）を用いて算出する。
クラス内分散Ａ２＝（ω１δ１２＋ω２δ２２）／（ω１＋ω２）…………………（１）
クラス内分散Ｂ２＝（ω１ω２（ｍ１−ｍ２）２））／（ω１＋ω２）２…………（２）
ｔ＝（Ｂ２）／（Ａ２）……………………………………………………………………（３）
そして、上記式（３）で算出したｔの比率が最大になる値をしきい値ｔｈとする。
【００３６】
〔ステップＳ１２〕マスキング処理部１５１は、二値化された人１０の外周の境界線を追跡する境界線追跡処理を行う。これにより、二値画像における人１０を表す人型の外周が検出される。
【００３７】
〔ステップＳ１３〕マスキング処理部１５１は、上述境界線追跡処理によって検出された人１０の外周より外側部分をマスクする背景マスクを作成する。上記ステップＳ１２の処理で人１０の外周部分を検出し、その他の境界線については問題としないのは、人１０が所持物１２を所持しており、人１０を表す人型の中に人１０よりミリ波強度が低い所持物１２部分が中抜け状態となっているときであっても、その中抜け部分が背景マスクによってマスキングされないようにするためである。つまり、二値化したときに表れた人型をそのままマスクしてしまうと、人１０が所持物１２を所持しているときに、所持物１２部分をマスキングしてしまうことになり、結果として所持物１２を検出することができなくなる。よって、わざわざ上述の境界線処理を行い、外周を検出することとしている。
【００３８】
〔ステップＳ１４〕マスキング処理部１５１は、作成した背景マスクを用いてマスキング処理を行い、マスキングされていない人１０の人体部分の切出しを行う。
【００３９】
〔ステップＳ１５〕ヒストグラム作成部１５２は、マスキング処理部１５１が切り出した人１０の人体部分のみを用いてヒストグラムを作成する。
【００４０】
〔ステップＳ１６〕テーブル作成部１５３は、作成されたヒストグラムを受け取ると、コントラストテーブルを作成する。
【００４１】
〔ステップＳ１７〕コントラスト補正部１５４は、作成されたコントラストテーブルを用いてミリ波画像のコントラストを補正する。この補正に用いられるコントラストテーブルは、背景マスクによって人１０の人型部分のみが対象となるので、人１０と所持物１２とのコントラストの差が明確となる。よって、人１０が比較的長い時間所持したことにより人１０の温度と所持物１２の温度が近くなり、人１０および所持物１２から放射されるミリ波の強度が近似しているときであっても、コントラストの差が大きくなるので見分けることが容易になる。
【００４２】
以上のような処理により、撮像対象の外周境界を検出し、撮像装置が撮像した画像から外周境界の内側である撮像対象部分を切り出して、切り出した撮像対象部分のみをスケーリングするので、被写体である人など以外の部分（背景部分）から放射されるミリ波は除外して、切り出した撮像対象部分のみから放射されるミリ波のみをスケーリングすることにより、切り出した撮像対象部分のみから放射されるミリ波、つまり撮像対象である人と、その人が所持している所持物とが発するミリ波強度に微細な差しかなくともコントラストがよくなり、所持物の検出精度を向上させることができる。
【００４３】
このように所持物の検出精度を向上させることができると、たとえば自動所持物検出装置に本実施の形態に係る発明を適用しても有用である。つまり、上述のコントラスト補正を行うことにより、人１０および所持物１２から放射されるミリ波の強度が近似しているときであっても、コントラストの差が大きくなるので、所持物１２を自動的に検出する装置に上述の発明を適用することが容易になる。つまり、図２（Ｂ）に示す所持物１２が放射するミリ波強度の山と、人１０が放射するミリ波強度の山との差よりも、図３（Ｂ）に示す所持物１２が放射するミリ波強度の山と、人１０が放射するミリ波強度の山との差の方がより明確なので、所持物１２の検出装置に適用すると所持物１２の検出漏れの確率を著しく減らすことが可能となる。
【００４４】
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、出力補正装置が有すべき機能の処理内容を記述した出力補正プログラムが提供される。その出力補正プログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述した出力補正プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ＨＤＤ、ＦＤ、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録装置には、ＭＯ（Magneto
Optical disk）などがある。
【００４５】
出力補正プログラムを流通させる場合には、たとえば、その出力補正プログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにその出力補正プログラムを転送することもできる。
【００４６】
出力補正プログラムを実行するコンピュータは、たとえば、可搬型記録媒体に記録された出力補正プログラムもしくはサーバコンピュータから転送された出力補正プログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置から出力補正プログラムを読み取り、出力補正プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接出力補正プログラムを読み取り、その出力補正プログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータから出力補正プログラムが転送される毎に、逐次、受け取った出力補正プログラムに従った処理を実行することもできる。
【００４７】
なお、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。
【００４８】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  人
１１  電波吸収体
１２  所持物
２０  モニタ
１００  ミリ波パッシブ撮像装置
１１０  振動リフレクタ部
１１１  振動リフレクタ
１１２  パルス生成部
１２０  ラインセンサ
１３０  同期・アドレス生成部
１４０  変換部
１４１  Ａ／Ｄ変換回路
１４２  フレームメモリ
１５０  画像処理部
１５１  マスキング処理部
１５２  ヒストグラム作成部
１５３  テーブル作成部
１５４  コントラスト補正部
１５５  出力処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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