(57)【要約】【課題】監視カメラに内蔵された照明ユニットの照射角度の調整を不要とし、照射角度のレンズ光軸に対するずれを見かけ上補正することを可能にした撮像装置を提供すること。【解決手段】被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、複数の照明下で撮像した画像データをメモリに記録する手段と、前記メモリに記録された画像データから所定サイズを切り出して読み出す手段と、前記画像データの輝度情報から照明の配光特性を解析する手段と、前記解析結果からレンズの光軸と照明の光軸の差分情報を記憶する手段と、前記差分情報はレンズのズーム倍率に応じて変更し、前記画像データのメモリからの切り出し範囲を変更する手段と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
複数の照明下で撮像した画像データをメモリに記録する手段と、
前記メモリに記録された画像データから所定サイズを切り出して読み出す手段と、
前記画像データの輝度情報から照明の配光特性を解析する手段と、
前記解析結果からレンズの光軸と照明の光軸の差分情報を記憶する手段と、
前記差分情報はレンズのズーム倍率に応じて変更し、前記画像データのメモリからの切り出し範囲を変更する手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
第一のズーム倍率と第二のズーム倍率における前記差分情報を線形化したルックアップテーブルを作成し、第一のズーム位置と第二のズーム位置以外のズーム位置においては、前記ルックアップテーブルの差分情報を参照することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記照明は、撮影画角に対応した照射角度の異なる配光特性を有するＬＥＤ素子を使用した照明であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特にＬＥＤ照明下で撮影した映像データを、ネットワークを介して遠隔地に送信する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ素子などを用いた照明装置が増加している。監視カメラにおいても、暗視用途として赤外波長の光を照射するＬＥＤ素子を使用した照明ユニットをカメラに内蔵している製品が普及している。
【０００３】
このような監視カメラで使用する照明ユニットは、レンズのズーム倍率や撮影画角に対応した配光で照射することが必要である。したがって、ズーム倍率のテレ側の画角に対応している遠距離かつ狭角の配光性能を備えたテレ用照明ユニットや、ズーム倍率のワイド側の画角に対応している近距離かつ広角の配光性能を備えたワイド用照明ユニットなどを備えている。
【０００４】
一方、監視カメラで使用する照明ユニットは、照明ユニットのＬＥＤ素子などの部品性能のばらつきや、照明ユニットの組立精度のばらつきなどによって、カメラのレンズ光軸に対する照射角度のずれが発生するため、適正な照射角度に調整することが必要になる。
【０００５】
例えば、図７（ａ）で示すように、レンズ光軸に対して照明の照射角度が同じである場合は、撮影画像（ｂ）のように撮影画像の中心部の照度が高くなる。一方、図７（ｃ）で示すように、レンズ光軸に対して照明の照射角度がずれている場合は、撮影画像（ｄ）のように撮影画像の中心位置と、照明による高輝度位置が異なるため、照明を適正な照射角度に調整することが必要になる。
【０００６】
このような照明の照射角度の調整に関して、例えば特許文献１ではカメラのズームレンズの動作にあわせて、照明ユニットを最適な配光に自動調整する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１２１３６３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、上述の特許文献に開示された従来技術では、照明の照射範囲を照明ユニットで制御して調整する方法であるため、照明ユニットの照射角度の調整機構が必要になるなど、照明ユニットの制御が煩雑で高価なものとなる。
【０００９】
そこで本発明の目的は、監視カメラに内蔵された照明ユニットにおいて、照明の照射角度の調整を不要とし、照射角度のレンズ光軸に対するずれを見かけ上補正することを可能にした監視カメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、
被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
複数の照明下で撮像した画像データをメモリに記録する手段と、
前記メモリに記録された画像データから所定サイズを切り出して読み出す手段と、
前記画像データの輝度情報から照明の配光特性を解析する手段と、
前記解析結果からレンズの光軸と照明の光軸の差分情報を記憶する手段と、
前記差分情報はレンズのズーム倍率に応じて変更し、前記画像データのメモリからの切り出し範囲を変更する手段と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、照明ユニットの高精度の取り付けや、照明ユニットの照射角度の調整を実施しなくとも、照明の照射角度のレンズ光軸に対するずれを見かけ上で補正することを可能にした監視カメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態にかかわる監視カメラの構成を示す図である。
【図２】照明ユニットのレンズ光軸からのずれを示す図である。
【図３】照明ユニットのずれ量を検出するフローチャートである。
【図４】画像データの輝度レベルの差分を示す図である。
【図５】画像データの切り出し範囲を示す図である。
【図６】複数の照明の照射方向のずれを示す図である。
【図７】レンズ光軸に対して照明の照射角度の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
［実施例１］
図１は、本発明の実施形態にかかわる監視カメラシステムの構成図であり、照明ユニットを内蔵した監視カメラ１００と制御端末１２０からなる。レンズユニット１０１で投影された被写体は撮像部１０２で撮影され、画像メモリ１０３に映像データとして書き込まれた後、所定の画像サイズに切り出して読み出す。
【００１５】
本実施例では、撮像部１０２で使用するイメージセンサーの有効画素サイズである縦２１６０画素、横３８４０画素のサイズで画像メモリ１０３に書き込み、さらに、縦１０８０画素、横１９２０画素のサイズで画像メモリ１０３の画像データをトリミングして画像処理部１０４に読み出される。画像処理部１０４では映像データの符号化を行う。映像データの符号化の方式としては、ＪＰＥＧやＨ．２６４などの手法があるが本実施形態は符号化の方式に依存するものではない。
【００１６】
画像出力部１０５は符号化した画像データをネットワーク経由で制御端末１２０に送信する。制御端末１２０の画像表示部１２１では、受信した画像データを復号化し、監視カメラ１００が撮影した映像として表示する。
【００１７】
一方、制御端末１２０の制御指示部１２２は、照明ユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦの制御命令や、レンズ１０１のズーム倍率の制御命令など、監視カメラ１００の機能に対する制御命令をネットワーク経由で監視カメラ１００に送信する。照明ユニットの制御命令を受信した照明制御部１１２は、制御命令を解析してテレ用照明ユニット１１０やワイド用照明ユニット１１１に対して、照明の点灯ＯＮ／ＯＦＦや光量制御の信号を送信して、照明の配光特性を変更する。
【００１８】
また、レンズユニット１０１のズーム倍率の制御命令を受信したズーム制御部１０６は、制御命令を解析してズーム位置判定部１０７でズーム倍率を判定し、ズームモーター１０８を駆動して所望のズーム倍率に変更する。さらに、ズーム位置判定部１０７で判定したズーム倍率情報は切り出し位置指定部１０９に送信する。切り出し位置指定部１０９は、ズーム倍率情報と、初期に作成された各照明ユニットのレンズ光軸からのずれ情報をもとに、画像データのトリミング領域を決定する。切り出し位置指定部１０９で決定されたトリミング領域に対応した読み出しアドレスは画像メモリ１０３に送信し、ズーム倍率に対応した領域でトリミングされる。
【００１９】
ここで照明ユニットのレンズ光軸からのずれについて図２を使用して説明する。図２において、カメラ本体２０１に装着されたレンズユニット２０２はレンズ光軸２０３の方向の被写体を撮影する。またレンズユニット２０２にはワイド用照明ユニット１１１とテレ用照明ユニット１１０が装着されており、ズーム倍率に応じた被写体に対して照明光を照射する。これらの照明ユニットはＬＥＤ素子などの部品の性能のばらつきや、照明ユニットの組立精度のばらつきなどにより、レンズ光軸２０３に対する照射方向のずれが発生することがある。例えば、本件のワイド用照明配光２０４はレンズ光軸２０３に対して左方向に、テレ用照明配光２０５はレンズ光軸２０３に対して右方向にずれている。
【００２０】
このような照明ユニットの照射方向のずれは、照明の配光による輝度レベルが最も高い位置と画像の中心位置との差を検出し、照明ユニットの照射のずれ量を画素量として検出することが可能である。
【００２１】
ここで、カメラに装着されたテレ用照明ユニット１１０の初期状態の照射ずれ量を検出する方法を図３のフローチャートを使用して説明する。ステップＳ３０１ではカメラのズームレンズをテレ側に移動する。ステップＳ３０２ではテレ用照明ユニット１１０の照射をＯＦＦにした状態で撮影した画像データを画像メモリ１０３に保存する。ステップＳ３０３ではテレ用照明ユニット１１０の照射をＯＮにした状態で撮影した画像データを画像メモリ１０３に保存する。
【００２２】
ステップＳ３０４では照射ＯＮ時の画像データと照射ＯＦＦ時の画像データの輝度レベルの差分を算出し、画像の中央位置の輝度レベルが最も高くなっているか判定する。照明のＯＮ時とＯＦＦ時の画像の輝度レベルの差分を算出することで、自然光などの外光の影響を除去し、照明ユニットのみの配光特性を得ることが可能となり、誤判定を回避することも可能になる。ステップＳ３０５では、画像の中央位置と輝度レベルが最も高い位置を比較し、同じ位置にあったら、照射のずれがないと判断し初期化を終了する。
【００２３】
一方、ステップＳ３０５で、画像中央の位置と輝度レベルが最も高い位置が異なっている場合は、照射のずれがあると判断しそれぞれの位置の差を画素量として保存する。これらのフローはワイド用照明１１１についても同様に適用でき、ワイド用照明ユニットの照射のずれを画素量として保存することができる。
【００２４】
図４（ａ）はテレ用照明の照射ＯＮ時と照射ＯＦＦ時の画像データの輝度レベルの差分を示す図であり、照射のずれ量は右に１５０画素と検出される。また、図４（ｂ）はワイド用照明の照射ＯＮ時と照射ＯＦＦ時の画像データの輝度レベルの差分を示す図であり、照射のずれ量は左に３００画素と検出され、それぞれのずれ量やずれ方向を初期値として保存しておく。これらの初期ずれ情報は、切り出し位置指定部１０９において、ズーム倍率に対応した画像切り出し位置のオフセット量として使用される。
【００２５】
以上、複数の照明の照射ずれを事前に検出して、初期ずれ情報として記録しておく手順にして説明したが、次に、初期ずれ情報を画像メモリ１０３の切り出し領域に反映させる方法について図５で説明する。
【００２６】
図５はズーム位置判定部１０７で検出したズーム位置に応じて、切り出し位置指定部１０９で指定する画像データの切り出し領域を概念的に説明する図である。図５（ａ）は画像メモリ１０３に記録されている画像データであり、撮像素子の有効画素である横３８４０画素、縦２１６０画素の画像データが記録されている。照射ずれが無い場合や、照明を使用していない場合においては、画像メモリ１０３の画像データから表示サイズである横１９２０画素、縦１０８０画素の画像データを中央部で切り出し、画像処理部１０４に送信して符号化し、画像出力１０５から出力する。
【００２７】
一方、図５（ｂ）はテレ用照明ユニット１１０の照射ずれがある場合の画像メモリ１０３に記録されている画像データであり、ズーム倍率がテレ側に操作された場合は、初期ずれ情報として記録されているテレ用照明ユニットのずれ量の「右１５０画素」を切り出し領域に適用し、画像メモリ１０３の中央から右に１５０画素オフセットした領域を切り出し、画像処理部１０４に送信して符号化し、画像出力１０５から出力する。
【００２８】
同様に、図５（ｂ）はワイド用照明ユニット１１１のずれがある時の画像メモリ１０３に記録されている画像データであり、ズーム倍率がワイド側に操作された場合は、初期ずれ情報として記録されているワイド用照明ユニットのずれ量の「左３００画素」を切り出し領域に適用し、画像メモリ１０３の中央から左に３００画素オフセットした領域を切り出し、画像処理部１０４に送信して符号化し、画像出力１０５から出力する。
【００２９】
以上、説明したように、照明ユニットの照射ずれを初期ずれ情報として記録し、ズーム倍率に応じて画像メモリの切り出し領域を変更することで、照明の照射ずれを見かけ上で補正することが可能になる。
【００３０】
本実施例では、カメラに搭載された照明ユニットについて説明したが、赤外光や白色光等の照明の種類や、カメラに対して外付けされるオプションの照明などについても同様の方法で対応することが可能である。
【００３１】
［実施例２］
実施例２では、ズーム倍率の制御に対して、スムーズに画像データの切り出しを行う方法について説明する。
【００３２】
図６は性能の異なる複数の照明ユニットの照射方向のずれを説明する模式図であり、横軸６０１は照射ずれの画素量、縦軸６０２はカメラのズーム倍率を示す。カメラに搭載している照明ユニットは、ワイド用照明ユニット、ミドル用照明ユニット、テレ用照明ユニットの３種類である。それぞれの照明の照射角度は縦軸６０２のレンズの光軸方向と同じ角度で搭載されていることが望ましいが、前述のとおり、照明ユニットはＬＥＤ素子などの部品の性能のばらつきや、照明ユニットの組立精度のばらつきなどで、レンズの光軸に対する配光のずれが発生する。
【００３３】
例えば、ワイド用照明ユニットの配光パターン６０３は、画像の中央位置に対して６０６で示す右に１５画素の照射ずれが発生している。ミドル用照明ユニットの配光パターン６０４は、画像の中央位置に対して６０７で示す左に６０画素の照射ずれが発生している。テレ用照明ユニットの配光パターン６０５は、画像の中央位置に対して６０８で示す右に３０画素の照射ずれが発生している。
【００３４】
これらの、各ズーム倍率における各照射のずれ量は、それぞれのずれ量を代表値として補正値６０９のように線形化し、ズーム倍率に対応した補正画素量とした初期ずれ情報として記録しておく。この線形化した補正量は、ズーム倍率を連続的に駆動した場合でも、各ズーム倍率に対するルックアップテーブルとして読出して使用することで、スムーズな画像切り出し領域の変更が可能になり、画像表示上の違和感を軽減することができる。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１００  監視カメラ、１０１  レンズユニット、１０２  撮像部、１０３  画像メモリ、
１０４  画像処理部、１０５  画像出力部、１０６  ズーム制御部、
１０７  ズーム位置判定部、１０８  ズームモーター、１０９  切り出し位置指定部、
１１０  テレ用照明ユニット、１１１  ワイド用照明ユニット、１１２  照明制御部、
１２０  制御端末、１２１  画像表示部、１２２  制御指示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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