(57)【要約】【課題】安価であり、小型で設置性が良く、作業性に優れた撮像システムを提供する。【解決手段】撮像装置１０は、入力される制御情報に応じて自身の撮像条件情報を設定し、この設定された撮像条件の撮影で取得された画像データと前記撮像条件情報とを含むデジタルのデータを生成する撮像手段１１と、デジタル送受信手段１２とを有し、情報処理装置３０は、デジタル送受信手段３１と、デジタル送受信手段１２からデジタル送受信手段３１に送信されたデータを解析する画像解析手段３２と、この解析結果に応じて、撮像手段１１の撮像条件を変更する制御情報を生成する制御手段３３とを有し、生成された制御情報を含むデジタルのデータを、デジタル送受信手段３１からデジタル送受信手段１２に送信して撮像手段１１に与える。【選択図】図２
2009105687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１台の撮像装置と、
前記撮像装置と分離して備えられた情報処理装置と
を有する撮像システムにおいて、
前記撮像装置は、
入力される制御情報に応じて自身の撮像条件を変更し、この変更された撮像条件の撮影で取得された画像データと前記撮像条件情報とを含むデジタルの第１のデータを生成する撮像手段と、
デジタル信号を送信及び受信する第１の送受信手段と
を有し、
前記情報処理装置は、
前記第１の送受信手段との間で、デジタル信号を送信及び受信する第２の送受信手段と、
前記第１の送受信手段から前記第２の送受信手段に送信された信号に含まれる前記第１のデータを解析する画像解析手段と、
前記画像解析手段の解析結果に応じて、前記撮像手段の撮像条件を変更する制御情報を生成する制御手段と
を有し、
前記情報処理装置は、生成された前記制御情報を含むデジタルの第２のデータを、前記第２の送受信手段から前記第１の送受信手段に送信して前記撮像手段に与える
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
少なくとも１台の前記撮像装置は、複数台の撮像装置であり、
前記第２の送受信手段は、複数台の前記撮像装置に対応して複数台備えられ、
前記画像解析手段は、複数台の前記撮像装置から複数台の前記第２の送受信手段に入力された信号に含まれる前記第１のデータを解析し、
前記制御手段は、前記画像解析手段の解析結果に応じて、複数台の前記撮像装置のそれぞれの撮像手段の撮像条件を変更する制御情報を生成し、
前記情報処理装置は、それぞれの撮像手段について生成された前記制御情報を含む第２のデータを、複数台の前記第２の送受信手段から複数台の前記撮像装置の前記第１の送受信手段にそれぞれ送信して複数台の前記撮像装置の前記撮像手段に与える
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記第１のデータは、画像ヘッダ情報と前記画像データとを含み、
前記画像ヘッダ情報は、前記撮像手段の撮像条件情報を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記情報処理装置は、前記第２のデータを前記第２の送受信手段から前記第１の送受信手段を介して前記撮像手段に与える処理を、前記撮像装置のブランキング期間に実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記第１のデータに含まれる前記撮像手段の撮像条件情報は、露出情報及びホワイトバランス情報の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記第２のデータに含まれる前記制御情報は、露出を変更する制御情報及びホワイトバランスを変更する制御情報の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮影する撮像装置と、この撮像装置と分離して備えられ、撮像装置の撮像条件を変更する制御情報を生成して撮像装置に与える情報処理装置とを有する撮像システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラヘッド部（撮像装置）と、このカメラヘッド部とコネクタやケーブルで接続されたカメラ本体部とを有する撮像システムの提案がある（例えば、特許文献１参照）。このシステムにおいては、カメラヘッド部の露出及びホワイトバランスなど撮像条件情報をカメラヘッド部内に設けられた不揮発性メモリに保持している。
【０００３】
また、カメラヘッド部（撮像装置）と、このカメラヘッド部とアナログ伝送可能に接続された画像処理装置とを有する撮像システムの提案がある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２は、カメラヘッド部と画像処理装置との間の信号線及び制御線の本数を削減するため方法を提案している（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３６７７３号公報（段落０００９、図１）
【特許文献２】特開平１０−２３３９５４号公報（段落０００６、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の撮像システムにおいては、カメラヘッド部が露出及びホワイトバランスなどの撮像条件情報を保持するための不揮発性メモリを備えているので、メモリ実装の面積が必要となってカメラヘッド部のサイズが大きくなり、また、メモリを備えることによってカメラヘッド部の価格が上昇するという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１の撮像システムにおいては、カメラヘッド部が露出及びホワイトバランスなどの撮像条件情報を保持するための不揮発性メモリを備えているので、ユーザは、カメラヘッド部の近くで撮像条件の設定作業を行うことが必要になり、特に、多数のカメラヘッド部を異なる場所に設置したシステムの場合には、作業性が悪いという問題があった。
【０００７】
さらに、特許文献２の撮像システムにおいては、画像処理装置からカメラヘッド部にアナログ伝送によって撮像条件の制御信号を伝送しているので、信号線とは別に撮像条件変更のための専用の配線が必要になり、カメラヘッド部と画像処理装置との接続方法が複雑になってシステムの価格が上昇するという問題があった。さらにまた、カメラヘッド部と画像処理装置とを接続する配線の数が多くなることによってシステム設置などの作業が複雑になり、また、システムの設置性が悪くなるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、安価であり、小型で設置性が良く、作業性を向上させることができる撮像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】
【０００９】
本発明は、少なくとも１台の撮像装置と、前記撮像装置と分離して備えられた情報処理装置とを有する撮像システムであって、前記撮像装置は、入力される制御情報に応じて自身の撮像条件を変更し、この変更された撮像条件の撮影で取得された画像データと前記撮像条件情報とを含むデジタルの第１のデータを生成する撮像手段と、デジタル信号を送信及び受信する第１の送受信手段とを有し、前記情報処理装置は、前記第１の送受信手段との間で、デジタル信号を送信及び受信する第２の送受信手段と、前記第１の送受信手段から前記第２の送受信手段に送信された信号に含まれる前記第１のデータを解析する画像解析手段と、前記画像解析手段の解析結果に応じて、前記撮像手段の撮像条件を変更する制御情報を生成する制御手段とを有し、前記情報処理装置は、生成された前記制御情報を含むデジタルの第２のデータを、前記第２の送受信手段から前記第１の送受信手段に送信して前記撮像手段に与えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像装置が撮像条件情報を保持するためのメモリを備える必要がないので、撮像システムの低価格化及び小型化を実現できるという効果がある。
【００１１】
また、本発明によれば、撮像装置の撮像条件を変更する制御情報を含む第２のデータを情報処理装置から撮像装置に送信するので、撮像装置の撮像条件情報を情報処理装置において一元管理でき、撮像条件の設定作業における作業性を著しく向上させることができるという効果がある。
【００１２】
さらに、本発明によれば、撮像装置の撮像条件を変更する制御情報を含む第２のデータを送信するための専用の配線は不要であるので、撮像システムの設置性を向上させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
〈撮像システムの説明〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る撮像システムの構成を概略的に示す図である。図１に示されるように、実施の形態１に係る撮像システムは、撮像装置１０と、情報処理装置３０と、撮像装置１０と情報処理装置３０とを接続する伝送線２０とを有している。また、撮像システムは、情報処理装置３０に接続されるユーザインターフェースとして、表示装置４０と外部入力装置５０とを有してもよい。さらに、表示装置及び入力装置は、情報処理装置３０の本体に一体的に備えられてもよい。さらにまた、撮像装置１０と情報処理装置３０との間の信号の送受信を無線方式で行うことも可能であり、その場合には、伝送線２０は不要になる。
【００１４】
〈撮像装置１０の説明〉
図２は、実施の形態１に係る撮像システムの撮像装置１０及び情報処理装置３０の構成を概略的に示すブロック図である。図２に示されるように、撮像装置１０は、撮像手段１１と、デジタル送受信手段（第１の送受信手段）１２と、記憶手段１３とを有している。なお、本出願において「…手段」と呼ばれる構成は、電気回路などのハードウェア、プログラムにより動作するソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせのいずれで構成してもよい。撮像手段１１は、入力される制御情報ＢＢに応じて自身の撮像条件を変更し、この変更された撮像条件の撮影によって取得された画像データとそのときの撮像条件情報とを含むデジタルの第１のデータＡＤを生成する。デジタル送受信手段１２は、情報処理装置３０との間でデジタル信号ＡＥを送信及び受信する。
【００１５】
〈情報処理装置３０の説明〉
図２に示されるように、情報処理装置３０は、デジタル送受信手段（第２の送受信手段）３１と、画像解析手段３２と、制御手段３３と、画像処理手段３４と、メモリ手段（図示せず）とを有している。デジタル送受信手段３１は、撮像装置１０のデジタル送受信手段１２との間で、伝送路２０を介してデジタル信号ＡＥを送信及び受信する。デジタル送受信手段３１からの出力ＡＦは、画像解析手段３２及び画像処理手段３４に入力される。画像解析手段３２は、デジタル送受信手段３１からの出力に含まれる第１のデータを解析する。制御手段３３は、画像解析手段３２の解析結果ＢＤに応じて、撮像手段１１の撮像条件を変更する制御情報ＢＣを生成する。制御手段３３によって生成された制御情報は、デジタル送受信手段３１から撮像装置１０のデジタル送受信手段１２を介して撮像手段１１に入力される。画像処理手段３４は、デジタル画像信号に対して信号処理を行って、処理後の画像信号ＡＨを表示装置４０に出力する。なお、情報処理装置３０は、パーソナルコンピュータとしての機能、ハードディスクストレージ用コントローラとしての機能などを満たす装置であってもよい。
【００１６】
〈撮像装置１０の撮像手段１１の説明〉
図３は、撮像装置１０の撮像手段１１の構成を概略的に示すブロック図である。図３に示されるように、撮像手段１１は、固体撮像素子１１１と、固体撮像素子１１１からのアナログ信号ＡＡにＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ、相関二重サンプリング）処理を行うアナログ信号処理手段１１２と、アナログ信号処理手段１１２のアナログ出力ＡＢをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段１１３と、Ａ／Ｄ変換手段１１３の出力ＡＣにヘッダ情報を付加し、画像伝送形式のデジタル信号ＡＤを生成するカメラ信号処理手段１１４と、入力される制御情報ＢＢに応じて固体撮像素子１１１の駆動タイミングのパルスＢＡを生成するタイミング生成手段１１５とを有している。
【００１７】
固体撮像素子１１１は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサである。ＣＣＤセンサは、被写体からの光信号を受光し、光電変換するフォトダイオードと、フォトダイオードの信号を垂直転送ＣＣＤ、水平転送ＣＣＤと経由し電気信号として取り出す回路とを有している。固体撮像素子１１１は、タイミング生成手段１１５からの電荷読出しパルスの印加によって、１フレーム期間内ごとに、フォトダイオードから垂直転送ＣＣＤの蓄積電荷が読み出される。また、固体撮像素子１１１は、タイミング生成手段１１５からの電荷掃き出しパルスによって、フォトダイオード内の蓄積電荷を固体撮像素子１１１の基板電位へ掃き出すことができる。この掃き出し電荷パルスの印加を止めてから、電荷読出しパルスで垂直転送ＣＣＤに蓄積電荷を読み出すまでの時間が、電荷蓄積時間である。この電荷蓄積時間を調整することによって、撮像手段１１のシャッタースピードを制御することができる。
【００１８】
固体撮像素子１１１に画素ＣＣＤを用いる場合に読出し画素数を減少させ高速に読み出すための手段として、一般的に、ドラフトモード、モニターモード、画素混合駆動、間引きモードなどの駆動モードがある。固体撮像素子１１１がＣＣＤである場合には、水平画素混合読み出しの水平画素方向の間引モードを使用するシステムも存在するが、垂直ＣＣＤの読出しラインを間引くことで固体撮像素子１１１から読み出す画素数を制御する構成が多い。固体撮像素子１１１は、光電変換を行う機能を有し、固体撮像素子１１１の電荷の露出量や利得を制御することができる機能を有する素子であれば、ＣＭＯＳセンサであっても良い。固体撮像素子１１１としてＣＭＯＳセンサを用いる場合は、読み出す画素の位置を画素単位で切り替えることができ、読み出す画素数を切り替えることができる。固体撮像素子１１１がＣＭＯＳセンサである場合は、ＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）や、前述の間引きモードと呼ばれる駆動モードを用いることで、読み出す画素数を制御することができる。
【００１９】
アナログ信号処理手段１１２は、固体撮像素子１１１からの撮像信号を受け取り、ＣＤＳ処理を行い、また、ＣＤＳ処理された撮像信号に対して利得をかけて、アナログ信号を出力する。Ａ／Ｄ変換手段１１３は、アナログ信号処理手段１１２からのアナログ信号を受け取り、このアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。なお、固体撮像素子１１１としてＣＭＯＳセンサを用いた場合は、アナログ信号処理手段１１２、Ａ／Ｄ変換手段１１３、及びタイミング生成手段１１５をワンチップ内で実現できるので、撮像手段１１を小型化することができる。
【００２０】
カメラ信号処理手段１１４は、撮像システムの構成に応じて、様々なデジタル信号処理を行う。撮像装置１０が固体撮像素子１１１の出力（ＲＡＷ画像データ）を情報処理装置３０にそのまま出力する場合には、カメラ信号処理手段１１４は、デジタルクランプ処理などの画像処理を行う。なお、以上の説明においては、情報処理装置３０が、Ａ／Ｄ変換手段１１３から出力されるＲＡＷ画像に対して、補間処理、カラー化処理、Ｓ／Ｎ処理などの信号処理を行う撮像システムを説明したが、これらの信号処理を撮像装置１０のカメラ信号処理手段１１４で行うように構成することもできる。この場合には、情報処理装置３０の画像処理手段３４で補間処理、カラー化処理、Ｓ／Ｎ処理などの信号処理を行う必要が無くなる。また、カメラ信号処理手段１１４は、Ａ／Ｄ変換手段１１３から出力された画像信号ＡＣに、ヘッダ情報を付加する。
【００２１】
タイミング生成手段１１５は、入力される制御情報に応じて固体撮像素子１１１の駆動タイミングパルスを生成する。駆動タイミングパルスは、例えば、ＣＣＤセンサでは、水平ＣＣＤの電荷転送を行うタイミングを与える水平転送パルス、垂直ＣＣＤの電荷転送を行うタイミングを与える垂直転送パルス、蓄積された電荷をＣＣＤ基板電位へ掃き出し、電子シャッタとしての動作を実現させる電荷掃き出しパルス、水平ＣＣＤの水平転送された電荷を画素ごとにリセットするリセットパルスなどのパルスを含む。また、タイミング生成手段１１５は、アナログ信号処理手段１１２のサンプリングパルスと、Ａ／Ｄ変換手段１１３のＡ／Ｄクロックをも生成する。さらに、画素間引きを行う際には、タイミング生成手段１１５は、画素間引きを実現する水平転送パルス、垂直転送パルスの駆動タイミング仕様に基づき、出力される駆動タイミングパルスを切替えることができる。
【００２２】
以上に説明した撮像手段１１の構成は、一例に過ぎず、利得、シャッタースピードなどの制御を行うことができ、撮像信号を出力することができる他の撮像手段を採用してもよい。また、撮像手段１１は、センサ出力（ＲＡＷデータ）を補間処理してＹＣｂＣｒ信号を生成するカメラ信号処理や画質を改善する簡易処理を行う信号処理手段、及び／又は、撮像手段１１内の露出など自動制御を行う制御手段などの他の構成要素を有してもよい。
【００２３】
図４は、実施の形態１に係る撮像システムの撮像装置１０からの送信情報を示す図である。図４は、プロトコルとしてＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いた場合を示す。図４に示されるように、送信情報のヘッダ情報は、ネットワークのプロトコルによって既定されるネットワークヘッダＮ１０と、撮像画像を伝送する際に設けられる画像ヘッダＩＭ１０とから構成され、撮像装置１０の撮像画像のデータ（図４におけるデータＩｄ）に付加される。ここで、図４に示されるネットワークヘッダＮ１０のフィールドを説明する。送信元ポート番号は、送信元（撮像装置１０）のポート番号を示すフィールドである。宛て先ポート番号は、宛て先（情報処理装置３０）のポート番号を示すフィールドである。シーケンス番号は、データ位置を示すフィールドである。ＡＣＫ番号は、次に送られて来るべきシーケンス番号を示すフィールドである。データオフセットは、データの開始位置を示すフィールドである。制御ビットは、ＡＣＫ番号使用の有無、上位層へのデータの受け渡しタイミング指定等の制御を示すフィールドである。ウインドウは、１度に受信できるデータ量を示すフィールドである。チェックサムは、データ誤りを検出するためのフィールドである。緊急ポインタは、制御ビットＵＲＧ（緊急処理用ビット）がオン時の緊急データ位置を示すフィールドである。パディングは、ＴＣＰヘッダが３２ビットの倍数になるように調整するフィールドである。
【００２４】
画像ヘッダ情報は、フレーム単位や、数フレームをまとめた画像パケット単位で、生成する送信画像番号の情報を有している。送信画像番号は、撮像装置１０から送信される際に、撮像データを判別するために、区別可能なように個別に付される番号である。画像ヘッダ情報ＩＭ１０は、撮像装置１０から情報処理装置３０へ伝送する撮像画像データの送信順番、送信時間を特定できる送信画像番号が付加されている。送信された複数の送信画像番号に関する履歴情報は、撮像装置１０内の記憶手段１３内に保持され、遅延時間検出などに用いることができる。画像ヘッダ情報ＩＭ１０は、送信される画像データの撮像条件情報を有しており、例えば、画像データの露出情報を有している。後段の処理で画像解析を行う際に、どのような露出状態で撮影がされたかを知ることができる。また、画像ヘッダ情報ＩＭ１０は、送信される画像データのホワイトバランスや画質調整に関する設定値を有している。後段の処理で画像処理を行うために、これらの情報を利用することもできる。なお、送信情報の構造は、撮像画像と、露出などの撮像条件を判別するための情報があれば、プロトコルとして、独自のプロトコル体系であっても良く、また、他の伝送規格に準ずるプロトコル体系であっても良い。
【００２５】
〈撮像装置１０の記憶手段１３の説明〉
記憶手段１３は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）内に構成できるラインメモリや、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ＤＲＡＭ）などの一時的にデータを保持する手段である。記憶手段１３は、デジタル送受信手段１２から伝送される画像データを一時記憶し、タイミング調整を行ってデジタル送受信手段３１に伝送するために使用される。また、記憶手段１３は、情報処理装置３０のデジタル送受信手段３１から伝送されてくる初期設定や変更後の設定データを一時記憶することもできる。
【００２６】
〈撮像装置１０のデジタル送受信手段１２の説明〉
デジタル送受信手段１２は、撮像手段１１からの撮像画像（第１のデータ）とヘッダ情報とを含む送信情報を、伝送線２０を経由して情報処理装置３０のデジタル送受信手段３１に伝送するためのインターフェースである。デジタル送受信手段１２は、情報処理装置３０の制御手段３３からデジタル送受信手段３１経由で送られてきた第２のデータのヘッダ情報を解析し、解析結果に基づく撮像条件を変更する制御情報ＢＢを撮像手段１１に与える。
【００２７】
〈情報処理装置３０の画像解析手段３２の説明〉
画像解析手段３２は、デジタル送受信手段３１を経由して受け取った第１のデータ（画像信号）を解析して、解析結果を制御手段３３に出力する。例えば、画像解析手段３２は、デジタル送受信手段３１からの画像信号から所定の手順で決められた測光窓ごとに画素値の積算値を求める。所定の手順とは、測光窓の大きさを、例えば、１０画素×１０画素として、この測光窓で有効画素数の画面を分割するなどの手順である。１０画素×１０画素の測光窓サイズを用いると、有効画素数６４０×４８０の画面から、６４×４８の測光窓数が得られる。なお、測光窓サイズ、測光窓数、及び使用する測光窓の位置は、撮像装置１０の仕様に応じて任意の測光窓サイズ、測光窓数、及び測光窓の位置を用いることができる。
【００２８】
また、画像解析手段３２は、画像データの測光窓毎に画素値（輝度値）の最大値及び最小値を検出する構成とすることもできる。測光窓内の画素値の最大値及び最小値の検出結果を、測光窓内の画素値の積算値と比較することで、測光窓内の画像データの輝度分布を判断できる。ここで、測光窓内の画素値の積算値の１画素あたりの平均値が、１２５（信号は、８ｂｉｔ精度）の場合で、最大値及び最小値が、１２５近傍の値であるとき（例えば、最大値が１３５であり、最小値が１１５であるとき）は、測光窓内の画像データの輝度分布は、均一性の高い（ほぼ均一な）輝度分布であると判断できる。画素値の最大値が２５５近傍で、最小値が０に近い値であるときは、測光窓内の輝度分布は、大きく変動している（均一性が低い）と判断できる。
【００２９】
画像解析手段３２の輝度分布の判断結果を、画像処理手段３４に接続された表示装置４０に積算値、最大値、及び最小値などの数値データとして表示させた場合には、ユーザは画像を直接見て画質を判断できるだけでなく、数値データを確認することができるので、露出及び／又はホワイトバランスの調整精度を向上させることができる。また、画像解析手段３２で測光窓ごとのヒストグラムを検出することもできる。測光窓ごとのヒストグラムを検出することで、測光窓内の輝度分布の検出精度が向上する。また、ヒストグラムを表示装置４０に表示させる場合には、ユーザは、数値データをヒストグラムを示すチャートとして確認することもできるので、露出及びホワイトバランスの調整精度を向上させることができる。
【００３０】
〈情報処理装置３０の制御手段３３の説明〉
画像解析手段３２の解析結果を表示装置４０に表示する機能に加え、画像解析手段３２の結果を制御手段３３による露出及び／又はホワイトバランスの自動制御に用いることができる。測光窓の積算値やヒストグラムから抽出した値を、制御手段３３の自動制御に用いることで、自動制御の露出制御の精度及び／又はホワイトバランスの調整精度を向上させることができる。
【００３１】
制御手段３３は、撮像装置１０の撮像手段１１の初期設定データを変更する制御情報を、デジタル送受信手段３１及びデジタル送受信手段１２を経由して送信する。初期設定データは、後述の図５の情報処理装置３０からの送信データに初期設定データであることが分かる情報（情報ＩＤ）とともに伝送される。撮像装置１０のデジタル送受信手段１２は、初期設定データに関する情報ＩＤであることを判断して、撮像装置１０内の撮像手段１１の撮像条件の初期設定データを設定する。
【００３２】
また、制御手段３３は、ユーザが、例えば、外部入力装置５０から情報処理装置３０を通して変更した設定データを、デジタル送受信手段３１へ出力する。設定データは、図５の情報処理装置３０からの送信データに変更した設定データであることを示す情報（情報ＩＤ）とともに伝送される。撮像装置１０のデジタル送受信手段１２は、受信したデータが、変更した設定データであることを示す情報ＩＤを有しているか否かを判断し、変更した設定データであることを示す情報ＩＤを有していると判断した場合には、設定データを検出し、撮像手段１１に与える。
【００３３】
なお、このときの初期設定データと、変更後の設定データは、情報処理装置３０内に設けられるメモリ手段（図示せず）に記憶することができる。このメモリ手段は、例えば、ＦＬＡＳＨメモリ、Ｅ２ＰＲＯＭなどの不揮発性メモリ、ＳＤＲＡＭなどの一時記憶メモリである。設定データを情報処理装置３０内に保持することで、撮像装置１０内のメモリに初期設定データや変更後の設定データを保持する必要がない。
【００３４】
制御手段３３は、画像解析手段３２の結果に基づく制御情報をデジタル送受信手段３１に出力する。デジタル送受信手段３１を経由して、制御手段３３の判定結果を撮像装置１０に送ることによって、撮像手段１１における利得、シャッタースピードを制御することで露出制御を行うことができる。
【００３５】
以下に、制御手段３３による、撮像手段１１の撮像条件の一つである露出の制御方法について説明する。制御手段３３は、画像解析手段３２によって求められた測光窓毎の画素値の積算値を用いて、被写体の露出条件を求める。制御手段３３は、求めた被写体の露出条件から、デジタル送受信手段３１及びデジタル送受信手段１２を経由して撮像手段１１に露出制御のための制御情報ＢＢを送信する。撮像手段１１においては、制御手段３３からデジタル送受信手段３１及びデジタル送受信手段１２を経由して送られてきた制御情報に応じて、タイミング生成手段１１５の電子シャッタパルスのパルス数を調整することによって、固体撮像素子１１１の露出時間を制御する。撮像手段１１においては、制御手段３３からデジタル送受信手段３１及びデジタル送受信手段１２を経由して送られてきた制御情報に応じて、アナログ信号処理手段１１２の利得を制御する。制御手段３３は、例えば、測光窓の積算値から経験的及び／又は統計的に得られたアルゴリズムに従い、有効な測光窓を選択し、選択した測光窓の積算値が、ＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｌｅｖｅｌ）になるように、撮像手段１１のシャッタースピードと利得を調整することによって、撮像手段１１の露出を制御する。
【００３６】
また、制御手段３３は、画像解析手段３２における測光窓ごとの色別の積算値（ＲＧＢ色毎の積算値）を用いて、Ｇ色積算値に対するＲ色積算値の利得及びＧ色積算値に対するＢ色積算値の利得を求め、画像処理手段３４内で構成する、各色のホワイトバランスの利得を調整する。
【００３７】
図５は、実施の形態１に係る撮像システムの情報処理装置３０から送信されるデータを示す図である。図５には、情報処理装置３０から撮像装置１０へ伝送される画像のヘッダ情報が示されている。図５に示されるデータにおいては、送信元ポート番号として情報処理装置３０のポート番号を用いる点、及び、宛て先ポート番号として撮像装置１０のポート番号を用いる点が、図４のヘッダ情報と相違する。図５に示されるデータにおいては、ネットワークヘッダＮ３０に続いて、撮像装置１０に送信されるデータ（第２のデータ）が付加されている。
【００３８】
情報処理装置３０から送信されるデータは、情報処理装置３０内のメモリ手段（図示せず）にて保持されている撮像装置１０の初期設定データ、ユーザによる撮像装置１０の設定値変更データ、制御手段３３で求められた利得やシャッタースピードなどの露出データ（撮像条件の制御情報）、及び制御手段３３で求められたホワイトバランスの利得データ（撮像条件の制御情報）などを含む。
【００３９】
また、情報処理装置３０から送信されるデータは、情報処理装置３０が受信した受信画像番号を有している。受信画像番号は、以下のステップで生成される番号である。受信したヘッダ情報から、受信データを抽出し、画像解析手段３２で画像処理を行う撮像装置１０からの画像データの送信画像番号を検出する。送信画像番号から、受信画像番号を生成する。受信画像番号は、送信画像番号と対応付けできる番号である。撮像装置１０において、受信画像番号を受信した際も、撮像装置１０自身が送信した画像データの送信画像番号と対応付けすることができる。
【００４０】
情報処理装置３０は、画像データの全データの受信を確認し、ヘッダ情報を送信する。ここで、情報処理装置３０は、露出条件を記憶しておくことで、最新露出設定を常に保持することはできる。また、情報処理装置３０に接続された表示装置４０や外部入力装置５０（マウス、キーボードなど）により、露出設定の変更やホワイトバランス設定の変更（すなわち、撮影条件の設定値の変更）を行うことができ、情報処理装置３０のみで調整を行うことができる。
【００４１】
また、制御手段３３は、情報処理装置３０を用いるユーザや管理者のシステム要求により、撮像装置１０の電源ＯＮ／ＯＦＦ、撮像サイズ、レンズズーム制御など撮像装置１０の動作状態を制御する動作状態制御機能も有するように構成することもできる。
【００４２】
〈情報処理装置３０の画像処理手段３４の説明〉
画像処理手段３４は、撮像装置１０からの撮像信号をデジタル送受信手段３１経由で受け取り、ホワイトバランス処理、補間処理によるＲＧＢ信号生成、ＹＣｂＣｒ変換、カラーマトリクスを用いる変換、階調変換、ＪＰＥＧ又はＭＰＥＧなどの圧縮処理などを行う。画像処理手段３４は、撮像信号Ｘａ（図４においける信号ＡＨ）を出力する。撮像信号Ｘａは、例えば、８ビット階調で、水平６４０×垂直４８０画素に２次元配列された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の撮像信号（以下「ＲＧＢ信号」と言う。）である。撮像信号ＸａのＲ信号レベルをＲ（Ｍ，Ｎ）、撮像信号ＸａのＧ信号レベルをＧ（Ｍ，Ｎ）、撮像信号ＸａのＢ信号レベルをＢ（Ｍ，Ｎ）と表記する。ここで、Ｍは水平画素位置、Ｎは垂直画素位置を示す。画像処理手段３４の撮像信号Ｘａは、ＲＧＢ信号に限らず、ＹＣｂＣｒ信号、Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号、又はＨＳＶ（Ｈｕｅ、Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ、Ｖａｌｕｅ）信号などであってもよい。撮像装置１０が撮像信号ＸａとしてＹＣｂＣｒ信号、Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号、又はＨＳＶ信号を用いる場合には、画像処理手段３４は、各色空間の信号をＲＧＢ信号に色変換処理する色変換手段（図示せず）を備える。また、撮像信号Ｘａの階調数は、上記８ビットに限定されず、静止画ファイルで用いられる１０ビット又は１２ビットなどの他の階調数であってもよい。さらに、撮像信号Ｘａの画素数は、上記値に限定されず、水平１０２４×垂直９６０画素などの他の画素数であってもよい。
【００４３】
また、画像処理手段３４は、静止画時のＪＰＥＧ圧縮や、動画時のＭＰＥＧ、モーションＪＰＥＧ圧縮などの圧縮機能を有し、制御手段３３により圧縮率を制御し、単位時間当たりの情報伝送量を可変できる。実施の形態１の撮像システムにおいては、ネットワークの負荷に応じて、制御手段３３の画像伝送削減量の割合を調整することで、圧縮率を変更する。
【００４４】
さらに、画像処理手段３４は、撮像装置１０からの送信データの画像データに画像処理する機能を有する。画像処理としては、例えば、ノイズ除去、階調制御、圧縮画像の解凍処理などの画像処理と、撮像画像から特徴点を抽出し、特徴点を検出、特徴点に基づく認証処理などが含まれる。
【００４５】
〈表示装置４０の説明〉
図６は、表示装置４０の表示画面の一例を示す図である。表示装置４０は、情報処理装置３０から出力される画像信号に基づく画像を表示する。表示装置４０の表示画面には、例えば、表示画像の明るさ、コントラスト、色温度（ホワイトバランス）などの設定値データを示す調整用バー、調整後の画像データの画像解析手段３２の解析結果を表示する画面などが含まれる。システムの構成によっては、表示装置４０に、調整前の画像データの画像解析手段３２の解析結果を表示する画面を表示させることもできる。また、表示装置４０に、情報処理装置３０の出力を表示させることで、設定変更を反映した画像データの表示を確認できるようにし、調整精度を向上させることができる。
【００４６】
〈外部入力装置５０の説明〉
外部入力装置５０は、マウス、キーボード、テンキー、スイッチ、ボタンなどの外部入力デバイスである。ユーザは、外部入力装置５０を操作することによって、表示画像の明るさ、コントラスト、色温度（ホワイトバランス）などを調整することができる。外部入力装置５０の操作によって入力された変更情報は、制御手段３３を経由して、撮像装置１０における露出制御などに反映される。また、外部入力装置５０の操作によって入力された変更情報を、表示装置４０に表示させることもできる。
【００４７】
〈実施の形態１に係る撮像システムの動作〉
図７は、実施の形態１に係る撮像システムの動作を示すタイミング図であり、図８は、実施の形態１に係る撮像システムの動作を示すシーケンス図である。図７及び図８は、撮像装置１０から情報処理装置３０に送られた送信データに基づいて、制御手段３３が撮像手段１１の撮像条件を変更させる制御情報を自動的に生成し、生成された制御情報を含む第２のデータをデジタル送受信手段３１及びデジタル送受信手段１２を経由して撮像手段１１に与える動作を示している。図７におけるステップＳ１〜Ｓ５の動作は、図８におけるステップＳ１〜Ｓ５の動作と同じ動作を示す。
【００４８】
ステップＳ１は、撮像装置１０のデジタル送受信手段１２から情報処理装置３０のデジタル送受信手段３１に、画像データ（第１のデータ）を含むデータを送信する処理ステップである。撮像装置１０は、撮像手段１１の撮像出力ＡＤをデジタル送受信手段１２を経由してデジタル信号として出力する。撮像手段１１は、垂直同期信号ＶＤを基準として、毎フレームに画像データを出力する。情報処理装置３０が、デジタル送受信手段１２からのデータを受信できない場合は、記憶手段１３に画像データを一時記憶させる。
【００４９】
ステップＳ２は、情報処理装置３０のデジタル送受信手段３１が撮像装置１０からのデータを受信する処理ステップである。情報処理装置３０は、撮像装置１０からの画像伝送開始の要求を受け取り、受信可能になった状態で、データの受信を開始する。
【００５０】
ステップＳ３は、情報処理装置３０の画像解析手段３２が受信したデータを解析する処理ステップである。画像解析手段３２は、決められた測光窓の積算値や特徴点の露出状態を解析する。制御手段３３は、画像解析手段３２による画像データの解析結果に基づいて、撮像手段１１のホワイトバランス及び露出の調整のための利得及びシャッタースピードを含む条件を設定するための情報を生成する。生成された情報には、露出条件の露出データに関する露出設定番号や画像番号をあらかじめ付加する。
【００５１】
ステップＳ４は、情報処理装置３０の制御手段３３がデジタル送受信手段３１を経由して画像データの解析結果に基づく制御情報を撮像装置１０へ伝送する処理ステップである。ステップＳ３の結果をもとに、露出条件の制御情報及び／又はホワイトバランスの制御情報を、デジタル送受信手段３１経由で、撮像装置１０へ送る。このように、データの送信タイミングとして、画像伝送されている期間ではなく、ブランキング期間を用いることで、画像伝送に影響を与えずに露出データを送信することができる。
【００５２】
ステップＳ５は、ステップＳ４の結果（情報処理装置３０からの制御情報）を撮像装置１０で受信し、受信した制御情報を用いて、撮像手段１１を制御するステップである。撮像装置１０は、前フレームで送信されてきた露出データ及び／又はホワイトバランスデータを反映した画像を送信する。このように、露出データ及び／又はホワイトバランスデータの反映タイミングは、撮像手段１１において、１フレーム期間遅延するために、１フレーム期間遅れたタイミングとなる。
【００５３】
〈実施の形態１に係る撮像システムの効果〉
以上に説明したように、実施の形態１に係る撮像システムによれば、撮像装置１０の撮像条件を変更する制御情報を含むデジタルの第２のデータを情報処理装置３０から撮像装置１０にフレームごとに、ブランキング期間に送信するので、撮像装置１０が撮像条件の設定値（ユーザー設定値）及び／又は撮像条件情報（情報処理装置３０からの制御情報）を保持するためのメモリを備える必要がなく、よって、撮像システムの低価格化及び小型化を実現できる。
【００５４】
また、実施の形態１に係る撮像システムによれば、撮像装置１０の撮像条件を変更する制御情報を情報処理装置３０において記憶することができるので、撮像装置１０の撮像条件情報を情報処理装置３０において一元管理でき、撮像条件の設定作業における作業性を著しく向上させることができる。
【００５５】
さらに、実施の形態１に係る撮像システムによれば、撮像装置１０の撮像条件を変更する制御情報を含むデジタルの第２のデータを送信するための専用の配線は不要であるので、撮像システムの設置性を向上させることができる。
【００５６】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る撮像システムの撮像装置１０ａ，１０ｂと情報処理装置６０の構成を概略的に示すブロック図である。図９に示されるように、実施の形態２に係る撮像システムは、２台の撮像装置１０ａ，１０ｂと、情報処理装置６０と、伝送線２０ａ，２０ｂとを有している。撮像装置１０ａは、伝送線２０ａによって情報処理装置６０に接続されており、撮像装置１０ｂは、伝送線２０ｂによって情報処理装置６０に接続されている。
【００５７】
図９に示されるように、撮像装置１０ａは、撮像手段１１ａと、デジタル送受信手段（第１の送受信手段）１２ａと、記憶手段１３ａとを有しており、撮像装置１０ｂは、撮像手段１１ｂと、デジタル送受信手段（第１の送受信手段）１２ｂと、記憶手段１３ｂとを有している。撮像装置１０ａ，１０ｂは、実施の形態１における撮像装置１０と同様の構成を有しており、撮像手段１１ａ，１１ｂは、実施の形態１における撮像手段１１に対応し、デジタル送受信手段１２ａ，１２ｂは、実施の形態１におけるデジタル送受信手段１２に対応し、記憶手段１３ａ，１３ｂは、実施の形態１における記憶手段１３に対応する。
【００５８】
また、図９に示されるように、情報処理装置６０は、デジタル送受信手段（第２の送受信手段）６１ａ，６１ｂと、画像解析手段６２と、制御手段６３と、画像処理手段６４と、メモリ手段（図示せず）とを有している。情報処理装置６０は、実施の形態１における情報処理装置３０に対応しているが、情報処理装置６０は、２台のデジタル送受信手段６１ａ，６１ｂを有する点が、１台のデジタル送受信手段３１を有する実施の形態１における情報処理装置３０と相違する。情報処理装置６０のデジタル送受信手段６１ａ，６１ｂは、実施の形態１におけるデジタル送受信手段３１に対応し、画像解析手段６２は、実施の形態１における画像解析手段３２に対応し、制御手段６３は、実施の形態１における制御手段３３に対応し、画像処理手段６４は、実施の形態１における画像処理手段３４に対応し、メモリ手段（図示せず）は、実施の形態１におけるメモリ手段（図示せず）に対応する。
【００５９】
図９に示される撮像システムは、例えば、ＣＣＴＶ（Ｃｌｏｓｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）システムであり、１台の撮像装置と、情報処理装置６０内の１台のデジタル送受信手段とが、１対１に対応している。撮像装置１０ａは、伝送線２０ａによってデジタル送受信手段６１ａに接続され、撮像装置１０ｂは、伝送線２０ｂによってデジタル送受信手段６１ｂに接続されている。実施の形態２の撮像システムにおける撮像装置の台数は、３台以上であってもよく、その場合には、情報処理装置６０内のデジタル送受信手段の数も、撮像装置の台数と同じ数になる。
【００６０】
画像解析手段６２には、２台のデジタル送受信手段６１ａ，６１ｂが接続されている。画像解析手段６２は、撮像装置１０ａ，１０ｂからの２枚の画像の比較を行うことができる。撮像装置１０ａ，１０ｂと情報処理装置６０との間の信号伝送は、デジタル伝送によって行われているので、アナログ伝送を採用しているシステムに比べて信号劣化が小さく、２台の撮像装置１０ａ，１０ｂからのデジタルデータの比較を行うことができる。
【００６１】
また、デジタル伝送を用いたことで、２台の撮像装置１０ａ，１０ｂの露出制御の比較データを解析し、この解析結果をもとに、撮像装置１０ａ，１０ｂの撮像条件情報（例えば、露出設定及び／又はホワイトバランス設定など）を切替えることができる。
【００６２】
なお、実施の形態２において、上記以外の点は、上記実施の形態１の場合と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る撮像システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】実施の形態１に係る撮像システムの撮像装置及び情報処理装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る撮像システムの撮像装置の撮像手段の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】実施の形態１に係る撮像システムの撮像装置からの送信データのヘッダ情報を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る撮像システムの情報処理装置からの送信データのヘッダ情報を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る撮像システムにおける表示画面の一例を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る撮像システムの動作を示すタイミング図である。
【図８】実施の形態１に係る撮像システムの動作を示すシーケンス図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る撮像システムの撮像装置及び情報処理装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０，１０ａ，１０ｂ  撮像装置、  ２０，２０ａ，２０ｂ  伝送線、  ３０，６０  情報処理装置、  １１，１１ａ，１１ｂ  撮像手段、  １２，１２ａ，１２ｂ  デジタル送受信手段、  １３，１３ａ，１３ｂ  記憶手段、  ３１，６１ａ，６１ｂ  デジタル送受信手段、  ３２，６２  画像解析手段、  ３３，６３  制御手段、  ３４，６４  画像処理手段、  ４０  表示装置、  ５０  外部入力装置、  １１１  固体撮像素子（ＣＣＤ）、  １１２  アナログ信号処理手段、  １１３  Ａ／Ｄ変換手段、  １１４  カメラ信号処理手段、  １１５  タイミング生成手段。
【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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