(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象を撮像する撮像部、上記撮像部の撮像出力を映像信号処理する信号処理部、上記信号処理部の映像出力を保持する記憶部及び上記信号処理部による映像信号処理を制御する制御部を有する監視カメラと、
上記監視カメラを回転自在に支持し、上記制御部によって回転が制御される回転台とを備え、
上記制御部は、上記回転台の回転速度に応じた映像出力の歪みを補正するための第１の補正係数を保持するデータテーブルを有し、
上記信号処理部は、上記制御部により上記データテーブルから読み出された第１の補正係数を用いて、１フレーム分の映像のライン毎に上記記憶部からの切り出し開始位置を算出し、この切り出し開始位置から上記記憶部に保持された映像を切り出して表示映像として出力することを特徴とする監視カメラシステム。
【請求項２】
撮像部のズーム倍率を可変にするズームレンズ光学系を備え、
制御部は、データテーブルに第１の補正係数に加え、上記ズームレンズ光学系のズーム倍率と回転台の回転速度とに応じた映像出力の歪みを補正するための第２の補正係数を保持し、
上記信号処理部は、上記制御部により上記データテーブルから読み出された上記第１の補正係数及び上記第２の補正係数を用いて、１フレーム分の映像のライン毎に上記記憶部からの切り出し開始位置を算出し、この切り出し開始位置から上記記憶部に保持された映像を切り出して表示映像として出力することを特徴とする請求項１記載の監視カメラシステム。
【請求項３】
信号処理部は、映像のズーム倍率を可変にする電子ズーム機能を有し、
制御部は、データテーブルに第１の補正係数に加え、上記電子ズーム機能によるズーム倍率と回転台の回転速度とに応じた映像出力の歪みを補正するための第３の補正係数を保持し、
上記信号処理部は、上記制御部により上記データテーブルから読み出された上記第１の補正係数及び上記第３の補正係数を用いて、１フレーム分の映像のライン毎に上記記憶部からの切り出し開始位置を算出し、この切り出し開始位置から上記記憶部に保持された映像を切り出して表示映像として出力することを特徴とする請求項１記載の監視カメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、映像歪みを補正する機能を備えた監視カメラシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から撮像した映像の歪みを補正する機能を持つ監視カメラシステムの技術が開発されており、例えば特許文献１には、撮像素子の前に配置されるレンズ歪曲によって発生する映像歪みを補正するものが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２８５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の監視カメラシステムにおいてライン露光のＣＭＯＳセンサを有するカメラは、各画素の蓄積期間が撮像信号の出力されるタイミングに同期するため、撮像部を搭載した回転台が動いた場合、回転速度に応じて映像が歪んでしまうという課題があった。
また、近年、監視カメラの回転台回転速度の高速化に伴い、ライン露光方式のＣＭＯＳセンサを使用したカメラにおいて、回転時の映像乱れが大きくなっているという課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、ライン露光方式のＣＭＯＳセンサ及び回転台を備えた監視カメラシステムにおいて、カメラの回転動作による水平方向の映像歪みを補正する監視カメラシステムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る監視カメラシステムは、監視対象を撮像する撮像部、撮像部の撮像出力を映像信号処理する信号処理部、信号処理部の映像出力を保持する記憶部及び信号処理部による映像信号処理を制御する制御部を有する監視カメラと、監視カメラを回転自在に支持し、制御部によって回転が制御される回転台とを備え、制御部は、回転台の回転速度に応じた映像出力の歪みを補正するための第１の補正係数を保持するデータテーブルを有し、信号処理部は、制御部によりデータテーブルから読み出された第１の補正係数を用いて、１フレーム分の映像のライン毎に記憶部からの切り出し開始位置を算出し、この切り出し開始位置から記憶部に保持された映像を切り出して表示映像として出力するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、回転台の回転速度に応じた補正係数に基づいて撮像信号を切り出して映像歪みを補正することができるように構成したので、被写体と等価な映像信号を出力することができ、映像の不自然さを解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１の監視カメラシステム１の構成を示すブロック図であり、監視カメラシステム１は、カメラ装置、操作部２０、出力部３０から構成されている。
カメラ装置は、撮像して映像信号を出力するカメラ部（監視カメラ）１０とこのカメラ部１０を回転可能に支持する水平回転台（回転台）１５とに大きく分けられ、カメラ部１０はＣＭＯＳセンサ（撮像部）１１、ＣＰＵ（制御部）１２、信号処理部１３、メモリ（記憶部）１４とで構成される。
ＣＭＯＳセンサ１１が受光素子からの信号電荷をＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）によりライン露光方式で撮像信号として出力すると、信号処理部１３が撮像信号に対して所定の演算処理を行い映像信号に変換して出力する。この際、信号処理部１３は、メモリ１４にＣＭＯＳセンサ１１からの撮像信号を一時保存させて演算処理を行う。
水平回転台１５は、例えば天井や壁などに固定され、固定される面に水平な方向へ回転可能にカメラ部１０を支持している。
ＣＰＵ１２は、これらカメラ装置全体の制御を行っている。
操作部２０は、ユーザによるキーボード入力やプログラム等によりカメラ装置の操作要求を行うものであり、出力部３０は、カメラ装置からの映像信号を映像として表示するモニタや映像の解析を行うコンピュータなどである。
【０００９】
ここで、ＣＰＵ１２には水平回転台１５の回転速度Ｖに応じた映像の歪みを補正する補正係数Ｋｖ（第１補正係数）が予め記憶されており、水平回転台１５の回転速度Ｖと撮像信号の補正係数Ｋｖとの関係は回転速度Ｖが速くなると補正係数Ｋｖの値も大きくなる比例関係がデータテーブルとして記憶されている。特にＣＭＯＳセンサ１１が常に一定のシャッタスピードで撮像をする場合、回転速度Ｖと補正係数Ｋｖとの関係は、図２のように直線性の比例関係を示す。
【００１０】
次に監視カメラシステム１の処理について説明する。
ＣＰＵ１２は、操作部２０から撮像の開始を要求されると、ＣＭＯＳセンサ１１に撮像を開始するように指示する。撮像を開始する指示に従い、ＣＭＯＳセンサ１１が図示しないレンズを介して入ってくる光を電気信号に変換して撮像信号を出力する。
【００１１】
また、ＣＰＵ１２は、操作部２０からカメラ部１０を回転させるよう操作が要求されると、要求された速度Ｖで回転するよう水平回転台１５に指示するとともに水平回転台１５に指示した回転速度Ｖに対応する補正係数Ｋｖを信号処理部１３に通知する。
【００１２】
ＣＰＵ１２からの指示に従い、水平回転台１５が速度Ｖで回転してカメラ部１０の撮像方向を移動させるとともに、ＣＭＯＳセンサ１１が撮像信号を出力する。
【００１３】
信号処理部１３は、ＣＭＯＳセンサ１１から撮像信号が入力されると、メモリ１４に撮像信号を記憶させて、この撮像信号と補正係数Ｋｖとに基づいて撮像信号を演算処理により変換した映像信号を出力部３０に出力する。
【００１４】
ここで、信号処理部１３及びメモリ１４が行う演算処理について図３〜５を用いて説明する。
図３は撮像被写体を示す図であり、図４はカメラ部１０が回転している状態でＣＭＯＳセンサ１１が出力する撮像信号を表す図であり、図５は１フレーム分の撮像信号の補完処理を説明する図である。
【００１５】
例えば、図３に示すような長方形の物体を撮像対象した場合を考える。
ＣＭＯＳセンサ１１は、ライン露光の原理によって図示しない各受光素子の信号電荷の蓄積期間がＣＭＯＳセンサ１１の撮像信号を出力するタイミングに同期されるため、撮像した映像は水平回転台１５の回転速度Ｖが速ければ速いほど映像の流れ度合いが大きい。
撮像する際に水平回転台１５が画面右方向に回転すると、ＣＭＯＳセンサ１１が出力する撮像信号に基づく映像は、図４に示すように上部が左方向に流れた平行四辺形の形状になる。
【００１６】
信号処理部１３及びメモリ１４は、入力された撮像信号と補正係数Ｋｖとに基づいて補完処理を行う。補完処理とは、演算処理により撮像信号の切り出し及び拡大を行い所定のフォーマットを持つ映像信号に変換して出力することである。
撮像信号からの切り出しは、以下の（１）式を用いて行われ、補正係数Ｋｖにライン段数Ｌを変数として乗じて算出したＣ（Ｌ）を切り出し開始位置（左端画素からの数え位置）として撮像信号を切り出す。
Ｃ（Ｌ）＝Ｋｖ×Ｌ      ・・・（１）
【００１７】
図５（ａ）に示すように１フレーム分の撮像信号のラインＬにおいて、（１）式で求めた位置Ｃ（Ｌ）から信号の切り出しを開始すると、図５（ｂ）に示すように撮像信号の流れが補完され、被写体と等価な映像信号が出力される。
【００１８】
また、撮像信号の拡大は、例えば所定の画像サイズがＳＸＶＧＡサイズ（１２８０×９６０）で、撮像信号の切り出しはＶＧＡサイズ（６４０×４８０）で行われる場合、切り出した撮像信号の画素を２倍に拡大しＳＸＶＧＡサイズにする処理である。
このようにして、信号処理部１３は、所定のフォーマットを持つ映像信号に変換して出力する。
【００１９】
以上のように、この実施の形態１によれば、信号処理部は水平回転台１５の回転速度Ｖに応じた補正係数Ｋｖに基づいて撮像信号を補正するようにしたので、カメラ部１０が動かされて撮像映像の変形があったとしても、カメラ部１０の静止時と同様に被写体と等価な映像信号を出力することができ、映像の不自然さを解消することができる。
【００２０】
なお、本実施の形態において、ＣＰＵ１２には水平回転台１５の回転速度Ｖに応じた補正係数Ｋｖが予め記憶されていると述べたが、補正係数Ｋｖをプログラム等で随時求めるものや操作部２０から補正係数Ｋｖを調整できるような構成であっても同様の効果を得ることができる。
【００２１】
実施の形態２．
実施の形態１の監視カメラシステム１は、水平回転台１５の回転速度Ｖに応じた映像歪みを補正する補正係数Ｋｖに基づいて撮像信号を補正したが、さらにカメラ装置にズーム倍率を可変にするズームレンズ４６を備え、ズーム倍率Ｚに応じた映像の歪みを補正する補正係数Ｋｚ（第２補正係数）を用いて撮像信号を補正するようにしてもよい。
【００２２】
図５は、実施の形態２の監視カメラシステム２の構成を示すブロック図である。
監視カメラシステム２は、図示しない被写体とＣＭＯＳセンサ４１との間にＣＰＵ４２で制御されるズームレンズ４６を備えた構成であり、他の構成は実施の形態１で示した監視カメラシステム１の構成と同様であり他の構成の説明は省略する。
ズームレンズ４６は、ＣＰＵ４２からの指示に従いズーム倍率Ｚを変更する図示しないモータ及びレンズ等で構成される。
【００２３】
ＣＰＵ４２は、操作部２０からズームレンズ４６のズーム倍率Ｚを変更するよう要求されると、要求されたズーム倍率Ｚにするようカメラ部４０のズームレンズ４６に指示するとともにズームレンズ４６に指示したズーム倍率（焦点距離）Ｚに対応する補正係数Ｋｚを信号処理部４３に通知する。
【００２４】
このとき、水平回転台４５の回転速度Ｖだけではなく、ズーム倍率ＺによってもＣＭＯＳセンサ４１による撮像の流れ度合いが変化する。言い換えると、ＣＭＯＳセンサ４１が撮像する映像の被写体の移動速度が変化する。
具体的にはズームレンズ４６のズーム倍率Ｚが小さい（焦点距離が短い）場合は、水平回転台４５の回転速度Ｖに対して出力映像画面内の被写体速度が小さくなるが、ズームレンズ４６のズーム倍率Ｚが大きい（焦点距離が長い）場合は水平回転台４５の回転速度Ｖに対して出力映像画面内の被写体速度が大きくなる。
そこで、水平回転台４５の回転速度Ｖに応じた補正係数Ｋｖとズーム倍率Ｚに応じた補正係数Ｋｚとを用いて補完処理を行う。
【００２５】
ここで、補正係数Ｋｚについて説明する。
図７はズームレンズ４６のズーム倍率Ｚと補正係数Ｋｚとの関係を示す図である。
ＣＰＵ４２にはズームレンズ４６のズーム倍率Ｚに応じた補正係数Ｋｚが予め記憶されており、ズームレンズ４６のズーム倍率Ｚと撮像信号の補正係数Ｋｚとの関係は図７のようにズーム倍率Ｚが大きくなると補正係数Ｋｚの値も大きくなる比例関係がデータテーブルとして記憶されている。なお、補正係数Ｋｚは、レンズ仕様及び信号処理方式により、補完処理が適切にされるように設定されている。
【００２６】
信号処理部４３は、入力された撮像信号と補正係数Ｋｖと補正係数Ｋｚとにより実施の形態１と同様に補完処理を行う。
撮像信号からの切り出しは、以下の（２）式を用いて行われ、補正係数Ｋｖと補正係数Ｋｚとライン段数Ｌとを乗じて算出したＣ（Ｌ）を切り出し開始位置（左端画素からの数え位置）として撮像信号を切り出す。
Ｃ（Ｌ）＝Ｋｚ×Ｋｖ×Ｌ      ・・・（２）
実施の形態１と同様に、各ラインＬにおいてＣ（Ｌ）の画素位置から指定の撮像信号を切り出すことで、回転動作による撮像信号の歪みがズームレンズによるズーム倍率を考慮して補完処理され、静止時と同様に歪みの無い映像が出力される。
【００２７】
以上のように、実施の形態２によれば、水平回転台４５の回転速度Ｖに応じた補正係数Ｋｖに加え、ズームレンズ４６のズーム倍率Ｚに応じた補正係数Ｋｚを用いて、撮像信号を補完処理するようにしたので、どのようなズーム倍率Ｚの場合にカメラ部４０が動かされて撮像信号の変形があったとしても、ＣＭＯＳセンサ４１の静止時と同様に被写体と等価な映像信号を出力することができ、映像の不自然さを解消することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態において、信号処理部４３はズームレンズ４６のズーム倍率Ｚに応じた補正係数Ｋｚを用いて補完処理を行ったが、さらに単位画素を拡大することでズームを実現して映像信号を出力する機能（以下電子ズームと述べる）を備えた監視カメラシステムにおいても電子ズーム倍率Ｚ´に応じた映像歪みを補正する補正係数Ｋｚ´（第３補正係数）を用いることで同様の補完処理を行うことができる。
【００２９】
さらに、本実施の形態では、信号処理部１３，４３が行う演算処理は撮像信号の切り出しを行い撮像映像の流れを補完する補完処理であると述べたが、信号処理部１３，４３で行う演算処理は、撮像素子で得たアナログ信号をデジタル化する際に発生したノイズやモアレなどを除去するデジタル処理等、補完処理とともにデジタル技術を使用して信号の処理を行うものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態１による監視カメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】水平回転台の回転速度Ｖと補正係数Ｋｖの関係を表す図である。
【図３】水平回転台静止している場合の撮像を表す図である。
【図４】水平回転台が画面右方向へ回転した場合の撮像を表す図である。
【図５】撮像信号の補完処理を説明する図である。
【図６】実施の形態２による監視カメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図７】ズームレンズのズーム倍率Ｚと補正係数Ｋｚの関係を表す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１，２  監視カメラシステム、１０，４０  カメラ部（監視カメラ）、１１，４１  ＣＭＯＳセンサ（撮像部）、１２，４２  ＣＰＵ（制御部）、１３，４３  信号処理部、１４，４４  メモリ（記憶部）、１５，４５  水平回転台（回転台）、２０  操作部、３０  出力部、４６  ズームレンズ。
【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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