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JP2006333132A - 撮像装置及び撮像方法、プログラム、プログラム記録媒体並びに撮像システム - Google Patents

撮像装置及び撮像方法、プログラム、プログラム記録媒体並びに撮像システム Download PDF

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Abstract

【課題】 昼夜を問わず人等の特定の被写体を背景との関係において広範囲に亘って監視し、赤外線カメラにより撮像して得られる赤外線画像における被写体の背景との関係において相対的位置を明確に特定できるようにする。
【解決手段】 撮影方向を撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を赤外線カメラ82により撮像して得られる赤外線画像に、予めカラーカメラユニット2により撮像してサーバ53に管理保管されているパノラマカラー画像内の上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせた合成画像を生成し、合成画像をディスプレイ6で表示する。
【選択図】図2

Description

本発明は、撮影方向を順次変化させて撮像することにより得られたパノラマ画像を介して広範囲の状況を監視するための撮像装置及び撮像方法、プログラム、プログラム記録媒体並びに撮像システムに関する。
従来より広く用いられている電子スチルカメラは、被写体を撮像することでレンズを通過した光を、CCD等の固体撮像素子により画像信号に変換し、これを記録媒体に記録し、また記録した画像信号を再生することができる。また電子スチルカメラの多くは、撮像した静止画像を表示することができるモニタを備え、これまでに記録した静止画像のうち特定のものを選択して表示することができる。この電子スチルカメラにおいて、モニタに供給される画像信号は、一画面毎の被写体に対応するものである。このため、同時に表示される画像は狭い範囲のものとなり、広範囲の状況を同時に監視することができなかった。
このため、カメラの撮影方向を順にシフトさせながら被写体を撮像することにより、複数の単位画像から構成されるパノラマ状の全体画像を得ることにより、広範囲の状況を監視することができる監視カメラが普及している。特に、近年において、複数の映像信号を縮小/合成し、1フレームの映像信号とする技術も提案され(例えば、特許文献1参照。)、また設置された複数の監視用ビデオカメラから監視映像を集めてビデオテープ等の記録媒体に記録することにより、監視の実現を可能とする集中監視記録システムも提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開平10−108163号公報 特開2000−243062号公報
ところで、立ち入り禁止区域にこのような監視カメラを設置する場合には、かかる区域への人の侵入のみを高効率かつピンポイントに捉えることが最も重要な課題となる。
しかしながら、上述の如くビデオテープ等の記録媒体に記録した監視映像を利用して、撮影範囲における何らかの変化を検出する場合に、監視員は、1スキャン毎に刻々と入力される監視画像の状況を隅々まで観察しなければならなかった。特に監視員は、細かい画像の変化や、微小な対象物の出現等につき常に識別しなければならず、過大な労力や時間を必要とし、さらには、かかる監視員の眼に依存するシステムであるが故に、かかる状況変化の見落としが生じる危険性もあった。
また、かかる領域につき夜間の監視を行う場合には、監視員は、カメラにより撮像された暗い画像の中から侵入者をくまなく識別しなければならず、特に監視する範囲が広範囲になるほどかかる識別は困難を極めていた。
さらに、カメラにより撮像された画像そのものが暗いため、かかる夜間の侵入者が、どの建物のどの場所から入り込んだのか、或いは進入した後にどの経路で移動したかにつき、より詳細に判別することができないという問題があり、監視する範囲が広範囲になるほど、かかる判別は困難を極めていた。
また、被写体の照度に関係なく撮影することができる赤外線カメラにより得られる映像情報は、白黒画像に変換され外部に出力されるので、特に形状や温度分布の変化に乏しい被写体を撮影した時に、目標物やその周囲の状況確認が困難な場合が多いという問題点があった。
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、昼夜を問わず人等の特定の被写体を背景との関係において広範囲に亘って監視することが可能な撮像装置及び方法、またこれをコンピュータに実行させるためのプログラム、かかるプログラムが記録された記録媒体並びに撮像システムを提供することにある。
本発明に係る撮像装置は、パノラマカラー画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせてカラー撮像するカラー撮像手段と、パノラマ赤外線画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせて赤外線により撮像する赤外線撮像手段と、上記カラー撮像手段によりカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像及び上記赤外線撮像手段により赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像を保存管理するパノラマ画像保存管理手段と、上記赤外線撮像手段による撮影方向を上記撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を撮像した画像に、上記パノラマ画像保存管理手段により保存管理されているパノラマカラー画像内の上記赤外線撮像手段による上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせ合成する画像合成手段と、上記画像合成手段により重ね合わせ合成された画像を表示する画像表示手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る撮像方法は、パノラマカラー画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせてカラー撮像するパノラマカラー画像撮像ステップと、パノラマ赤外線画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせて赤外線により撮像するパノラマ赤外線画像ステップと、上記パノラマカラー画像撮像ステップでカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像及び上記パノラマ赤外線画像ステップで赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像を保存管理するパノラマ画像保存管理ステップと、撮影方向を上記撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を赤外線により撮像する赤外線撮像ステップと、上記赤外線撮像ステップで被写体を赤外線により撮像した赤外線画像に、上記パノラマ画像保存管理ステップで保存管理されているパノラマカラー画像内の上記赤外線撮像ステップにおける上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせ合成する画像合成ステップと、上記画像合成ステップで重ね合わせ合成された画像を表示する画像表示ステップとを有することを特徴とする。
また、本発明に係るプログラムは、パノラマカラー画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせてカラー撮像するパノラマカラー画像撮像ステップと、パノラマ赤外線画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせて赤外線により撮像するパノラマ赤外線画像ステップと、上記パノラマカラー画像撮像ステップでカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像及び上記パノラマ赤外線画像ステップで赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像を保存管理するパノラマ画像保存管理ステップと、撮影方向を上記撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を赤外線により撮像する赤外線撮像ステップと、上記赤外線撮像ステップで被写体を赤外線により撮像した赤外線画像に、上記パノラマ画像保存管理ステップで保存管理されているパノラマカラー画像内の上記赤外線撮像ステップにおける上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせ合成する画像合成ステップと、上記画像合成ステップで重ね合わせ合成された画像を表示する画像表示ステップとを有する撮像制御処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明に係るプログラム記録媒体は、パノラマカラー画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせてカラー撮像するパノラマカラー画像撮像ステップと、パノラマ赤外線画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせて赤外線により撮像するパノラマ赤外線画像ステップと、上記パノラマカラー画像撮像ステップでカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像及び上記パノラマ赤外線画像ステップで赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像を保存管理するパノラマ画像保存管理ステップと、撮影方向を上記撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を赤外線により撮像する赤外線撮像ステップと、上記赤外線撮像ステップで被写体を赤外線により撮像した赤外線画像に、上記パノラマ画像保存管理ステップで保存管理されているパノラマカラー画像内の上記赤外線撮像ステップにおける上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせ合成する画像合成ステップと、上記画像合成ステップで重ね合わせ合成された画像を表示する画像表示ステップとを有する撮像制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたことを特徴とする。
さらに、本発明に係る撮像システムは、パノラマカラー画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせてカラー撮像するカラー撮像装置と、パノラマ赤外線画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせて赤外線により撮像する赤外線撮像装置と、ネットワークを介して上記カラー撮像装置及び赤外線撮像装置の動作を制御する制御装置からなり、上記制御装置は、上記カラー撮像手段によりカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像及び上記赤外線撮像手段により赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像を保存管理するパノラマ画像保存管理手段と、上記赤外線撮像手段による撮影方向を上記撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を撮像した画像に、上記パノラマ画像保存管理手段により保存管理されているパノラマカラー画像内の上記赤外線撮像手段による上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせ合成する画像合成手段と、上記画像合成手段により重ね合わせ合成された画像を表示する画像表示手段とを備えることを特徴とする。
本発明では、撮影方向を撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を赤外線により撮像して得られる赤外線画像に、パノラマカラー画像内の上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせた合成画像を生成し、合成画像を表示するので、上記被写体につきその存在領域を夜間においても赤外線画像の輝度分布で表示することができ、合成画像からその背景との関係においても当該存在領域の相対的位置を明確に特定することが可能となる。また、僅かな人の動きについても見落としを防ぐことができるため、より高精度な監視を実現することが可能となる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明は、例えば図1に示すような構成の監視システム1に適用される。
この監視システム1は、被写体を撮像しての画像信号を生成する可視光用のカラーカメラユニット2と、赤外線カメラ82と、少なくとも上記カメラユニット2から画像信号が伝送される監視装置5と、監視装置5に接続されるディスプレイ6と、複数のユーザがアプリケーションを実行するための端末装置9と、端末装置9に接続される端末ディスプレイ10と、カラーカメラユニット2並びに監視装置5,端末装置9間で双方向通信を実現するためのネットワーク8とを備えている。
この監視システム1におけるカラーカメラユニット2は、パンチルタ部3と、カメラ部4とが一体的に構成されてなる。パンチルタ部3は、例えばパン、チルトの2軸につき撮影方向を自在に変更するための回転台として構成される。
カメラ部4は、パンチルタ部3を構成する回転台上に配設され、監視装置5による制御に応じて、撮影方向を水平方向或いは垂直方向に調整しつつ、被写体を撮像する。またこのカメラ部4は、監視装置5による制御に応じて、撮影画角を順次変更することにより、撮影倍率を拡大又は縮小して被写体を撮像する。このカメラ部4を一の監視装置5に対して複数設置することにより、同一の被写体につき、互いに異なる撮影角度で撮像することができ、多面的な画像情報を得ることも可能となる。
監視装置5は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)等の電子機器により構成され、カラーカメラユニット2や赤外線カメラ82から伝送される画像信号等を記録し、また記録した画像信号等につきディスプレイ6を介してユーザに表示する。またこの監視装置5は、ユーザから所望の画像領域又は画像位置が指定された場合には、記録した画像信号の中から最適なものを選択してこれを表示するように制御する。この監視装置5は、このネットワーク8全体を制御するためのいわゆる中央制御装置としての役割も担い、他の端末装置9からの要求に応じて画像を送信する。なお監視装置5の構成の詳細については、後述する。
ネットワーク8は、例えば監視装置5と電話回線を介して接続されるインターネット網を始め、TA/モデムと接続されるISDN(Integrated Services Digital Network)/B(broadband)−ISDN等のように、情報の双方向送受信を可能とした公衆通信網である。ちなみにこの監視システム1を、一定の狭いエリア内で運用する場合には、このネットワーク8を、LAN(Local Area Network)で構成してもよい。また、このネットワーク8につきいわゆる光ファイバ通信網で構成してもよい。さらにこのネットワーク8は、静止画像に加えてMPEG画像をも送信できるようにしてもよい。かかる場合には、インターネットプロトコル(IP)に基づき、MPEGデータがある一つのチャネルから継続的に送信され、静止画像データは別のチャネルから一定時間毎に送信されることになる。
端末装置9は、各家庭や企業等に待機するユーザがネットワーク8を介して監視装置5から画像を取得し、所望の処理を実行するためのPCである。複数の端末装置9をネットワーク8に接続することにより、複数のユーザに対してこの監視システム1のアプリケーションを同時に提供することが可能となる。この端末装置9は、監視装置5から取得した画像を、端末ディスプレイ10に対して表示する。またこの端末装置9は、ユーザによる指定操作に応じて要求信号を生成し、これを監視装置5に対して送信する。なお端末装置9のブロック構成については、後述する監視装置5の構成を引用し、説明を省略する。
次に、本発明を適用した監視システム1における各構成要素の詳細につき図2を用いて説明をする。
この図2では、共通のコントローラバス21に対して、カラーカメラユニット2、赤外線カメラ82、並びに監視装置5の各構成要素が接続されている。
カラーカメラユニット2を構成するパンチルタ部3は、撮像方向を変更するための回転台を制御するチルト部3a、パン部3bとを有する。また、カラーカメラユニット2を構成するカメラ部4は、主としてレンズ部22の画角を変更するためのレンズ制御部23と、レンズ部22の光軸に直交する位置に配設される撮像部24と、撮像部24により生成された画像信号を画像入出力部13へ送信するためのIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)1394インターフェース25と、カラーカメラユニット2の現在位置を検出するためのGPS(Global Positioning System)受信部28と、GPS受信部28に装着されるメタデータ生成部29とを備えている。ちなみに、IEEE1394インターフェース25は、イーサネット(登録商標)に代替してもよい。
監視装置5は、IEEE1394インターフェース25に接続されるバッファメモリ51と、バッファメモリ51に接続されるエンコーダ52と、サーバ53と、サーバ53から読み出された画像を圧縮するための画像圧縮部54と、サーバ53及び画像圧縮部54に接続され、ディスプレイ6上に表示する画像を作り出すグラフィックコントローラ55と、コントローラバス21を介して各部を制御するためのCPU56と、I/Oポート58にそれぞれ接続されるメモリカード61並びに時計62とを備えている。
さらに、この監視装置5は、ディスプレイ6上に表示されている画像からユーザが所望の画像領域、画像位置を指定するためのキーボード59並びにマウス60を備えている。
チルト部3a並びにパン部3bは、CPU56からの駆動信号に基づき、回転台の駆動源として構成されているステッピングモータを回転させる。これにより回転台上に載置されてなるカメラ部4の撮影方向を水平方向、或いは垂直方向に変更することができる。
レンズ制御部23は、CPU56からの駆動信号に基づき、レンズ部22に対して自動絞り制御動作や自動焦点制御動作を実行する。またこのレンズ制御部23は、かかる駆動信号に基づき、被写体に対する撮影画角を変更する。これにより、カメラ部4は、撮影倍率を順次調整して被写体を撮像することも可能となる。
撮像部24は、例えばCCD(Charge Coupled Device )等の固体撮像素子により構成され、レンズ部22を介して入射される被写体像を撮像面上に結像させ、光電変換により画像信号を生成し、これをIEEE1394インターフェース25へ送信する。
GPS受信部28は、GPSシステムにより送出される信号に基づき、カラーカメラユニット2の設置場所や撮影方向を検出する。このGPS受信部28を設けることにより、特に複数のカラーカメラユニット2を設置する場合において、双方の撮影方向を連動して制御することが可能となる。GPS受信部28からの出力信号は、メタデータ生成部29に供給され、GPSによる測位結果に基づく、緯度、経度、方位、高度等の位置情報、並びに時刻や各種パラメータ等からなるメタデータが生成される。メタデータ生成部29は、この生成した位置情報やメタデータをエンコーダ52へ供給する。なお本発明では、このGPS受信部28、メタデータ生成部29の構成を省略してもよい。
なお、赤外線カメラ82の構成についても、このカラーカメラユニット2と同様であるため、説明を省略する。
ちなみに、赤外線カメラ82は、例えば人の体表から放射される赤外線を感知するサーマル素子やIRCCDイメージセンサを撮像素子として備え、身体の温度分布を示す所謂熱画像すなわち赤外線画像を取得するいわゆるサーモグラフィを利用したサーマルカメラやIRCCDカメラである。赤外線カメラ82では、人の身体から放射された赤外線を上記撮像部24に相当する図示しない検出器により検出する。また図示しない検出器では検出した赤外線の強さに応じた電気信号に変換し、これを所定レベルに増幅することにより、赤外線画像を構成することが可能となる。以下、かかる赤外線画像を構成する信号を赤外線画像信号という。
なお、この赤外線カメラ82については、設定された温度範囲内にある被写体像を赤外線画像として撮像するように構成されている。この設定すべき温度範囲を例えば人の体温±3℃程度にしておくことにより、人の身体から放射される赤外線のみをピンポイントで検出することが可能となる。ちなみに、この赤外線カメラ82における設定温度範囲は、後述するマウス60等によりユーザ側で任意に設定することが可能となる。
バッファメモリ51は、CPU56からの制御信号に基づき、IEEE1394インターフェース25から供給される画像信号や赤外線画像信号を一時的に格納する。このバッファメモリ51において一時的に格納された画像信号や赤外線画像信号は、エンコーダ52に供給され、例えばJPEG(Joint Photographic Experts Group)等の規格に基づいて圧縮符号化される。ちなみに、このエンコーダ52は、圧縮符号化する画像信号や赤外線画像信号に対して、メタデータ生成部29から供給される位置情報やメタデータを付加してもよい。エンコーダ52は、圧縮符号化した画像信号や赤外線画像信号をサーバ53或いは画像圧縮部54へ出力する。なお供給される画像信号や赤外線画像信号につき、圧縮符号化を行わない場合には、このエンコーダ52における処理は省略される。
サーバ53は、エンコーダ52から出力される画像信号や赤外線画像信号を位置情報やメタデータと関連付けて順次記録する。ちなみに、このサーバ53は、例えばハードディスクや、着脱自在なディスク状記録媒体に代替してもよい。サーバ53に記録された画像信号は、CPU56による制御に基づき、画像圧縮部54やグラフィックコントローラ55へ読み出される。なおサーバ53に記録される画像信号や赤外線画像信号をメモリカード61へ記録するように制御することにより、ユーザは、かかる撮像した画像を他のPCへ移し換えることも可能となる。また、このサーバ53に記録されている画像信号や赤外線画像信号を上述した図示しないネットワークサーバに記録するように制御することにより、サーバ53を図示しないネットワークサーバに代替することも可能となる。
画像圧縮部54は、サーバ53から読み出したJPEG形式の画像信号につき、それぞれ圧縮画像又はサムネイル画像を生成する。また、この画像圧縮部54は、CPU56による制御に従い、サーバ53に記録されている画像を読み出して、動画像を生成する。ちなみにこの動画像を生成する際の圧縮方法としては、例えばMPEG、Motion−JPEG、Motion−JPEG2000等に基づき実行してもよい。
グラフィックコントローラ55は、サーバ53から読み出した画像信号や赤外線画像信号、又は画像圧縮部54から出力される画像信号や赤外線画像信号に基づき、ディスプレイ6への絵画処理を実行する。また、このグラフィックコントローラ55は、CPU56による制御に基づき、ディスプレイ6におけるコントラスト、輝度の制御を実行する。
CPU56は、ユーザによりキーボード59やマウス60を介して画像領域、画像位置が指定された場合に、パンチルタ部3やレンズ制御部23を駆動するための駆動信号や、監視装置5内の各部を制御するための制御信号を、コントローラバス21を介して送信する。また、このCPU56は、端末装置9から所定の要求信号を受けて、サーバ53に記録されている最適な静止画像、動画像、或いは各種情報を選択し、これを当該端末装置9へ送信するように制御する。
次に本発明を適用した監視システム1における撮像動作について説明をする。
図3は、カラーカメラユニット2により、黒枠で示される撮影範囲内を撮影画角uで撮像する場合について示している。撮影範囲を撮影画角uで全て撮像するためには、撮影方向を水平方向又は垂直方向へ順にシフトさせて撮像する必要がある。仮に撮影範囲のサイズが、任意の撮影画角uで撮像することにより得られるフレーム(以下、単位画像という。)のサイズのi×j倍で表せるときには、少なくともi×j通りの撮影方向を設定する必要がある。この撮影画角uで撮像したi×j個の単位画像を貼り合わせることにより撮影範囲全体を表した全体画像を合成することができる。
ここで、撮影範囲の各単位画像の座標(M,N)を、水平方向につき、左端から順に1、2、・・M・、iとし、垂直方向につき上端から順に1、2、・・N・、jとしたとき、CPU56は、チルト部3a並びにパン部3bに対して駆動信号を送信することにより、カメラ部4の撮影方向を、先ず左上に位置する座標(1,1)に合わせて撮像を実行させる。この座標(1,1)について撮像することにより生成された単位画像に基づく画像信号は、バッファメモリ51に一時的に格納され、エンコーダ52において、JPEG規格に基づいて圧縮符号化される。そしてこの画像信号は、GPS28から送信される撮影方向等を示す位置情報やメタデータが同時に付加され、サーバ53に記録される。
同様にCPU56は、チルト部3a並びにパン部3bに対して駆動信号を送信することにより、カメラ部4の撮影方向を、右側に1画枠分シフトさせて座標(2,1)に合わせて撮像を実行する。この座標(2,1)について撮像することにより生成された画像信号も同様にサーバ53へ記録される。CPU56による制御に基づき、カメラ部4は、撮影方向を座標(3,1)、(4,1)・・(i,1)と水平方向へ順次変更させて撮像を実行する。
カメラ部4は、1列目の撮像を終了させた後、CPU56による制御に基づき、撮影方向を2列目の座標(1,2)に調整して撮像を実行し、その後、水平方向へ順次シフトさせながら撮像を実行する。かかる動作を繰り返して座標(i,j)まで撮像を終了させた時、サーバ53は、座標毎に撮像したi×j個の単位画像に基づく画像信号が記録されている状態になる。
ちなみに、このサーバ53に記録されている各単位画像に基づく画像信号は、画像圧縮部54により順次読み出されて、ディスプレイ6の表示画面のサイズに適合するように縮小される。この縮小された各単位画像は、グラフィックコントローラ15を経てディスプレイ6に表示される。サーバ53に記録されたi×j個の単位画像を全てディスプレイ6に表示させることにより、1枚のパノラマ状の全体画像(パノラマ画像)が合成されることになる。上述の撮像動作を一定の間隔で実行することにより、撮影範囲の最新の状況を示す全体画像を取得することが可能となり、サーバ53によりこれらを保存管理することも可能となる。
図4は、撮像したi×j個の単位画像を貼り合わせることにより合成した全体画像を、ディスプレイ6の全体画像表示部70に表示する例を示している。なお、この監視装置5は、全体画像表示部70に対して、全体画像を構成する各単位画像間の境界を表示させてもよいし、シームレスな全体画像のみを表示させてもよい。また監視装置5は、パノラマ状の全体画像の代替として、撮影範囲全体を捉えることができる撮影画角で撮影した1枚の全体画像を、この全体画像表示部70に表示させてもよい。
ちなみに表示画面45には、単位画像を拡大した拡大画像を表示するための拡大画像表示部71がさらに設けられている。この拡大画像表示部71は、全体画像表示部70に表示される全体画像を構成する単位画像のうち、ユーザにより指定された一の単位画像を拡大して表示してもよいし、またかかる一の単位画像の撮影方向につき、動画を順次表示してもよい。これによりユーザは、指定した単位画像における撮影方向の状況につき、リアルタイムに確認することもできる。
ユーザは、全体画像表示部70や拡大画像表示部71に対して、キーボード59やマウス60を用いて、所望の画像領域、画像位置を指定することができる。なお、各表示部70,71には、マウス60等の動きに連動させて上述の指定操作を実行するための照準線やポインタをさらに表示させてもよい。
また表示画面45上においてマウス60を介した入力動作をキー72、73、75、76を介して実行することにより、拡大画像表示部71に表示されている単位画像につき撮影倍率を拡大又は縮小させ、カメラ部4の撮影方向を水平、垂直方向において調整するための撮影方向制御、各種モードの設定を行うことができる。
なお、赤外線カメラ82についてもこのカラーカメラユニット2と同様の動作を実行することによりパノラマ状の赤外線画像を構成することができる。以下、このパノラマ状の赤外線画像をパノラマ赤外線画像という。
この監視システム1における監視装置5は、カラーカメラユニット2によりカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像及び上記赤外線カメラ82により赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像をサーバ53で保存管理しており、例えば図5に示すように、上記赤外線カメラ82による撮影方向を所望の方向に制御して実時間で被写体を撮像した画像PIに、上記サーバ53で保存管理しているパノラマカラー画像内の上記赤外線カメラ82による上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像PCを重ね合わせ合成し、重ね合わせ合成された画像PICをディスプレイ6に表示する。
すなわち、この監視システム1における監視装置5は、ROM57に記憶されて処理プログラムに基づいて図6のフローチャートに示す手順に従った撮像制御処理をCPU56が実行する。
この撮像制御処理における前処理1では、図7の(A),(B)示すようにカラーカメラユニット2と赤外線カメラ82でそれぞれ全動作範囲を撮像してパノラマ画像PPCを生成しサーバ53で保存管理する(ステップS1,S2)。
すなわち、ステップS1では、カラーカメラユニット2で全動作範囲を全てカラー撮像した複数の単位画像を取得し、これらを張り合わせて生成されるパノラマカラー画像PPCを生成してサーバ53に保存管理する。
次のステップS2では、赤外線カメラ82で全動作範囲を全て赤外線撮像した複数の単位画像を取得し、これらを張り合わせて生成されるパノラマ赤外線撮像画像PPIを生成してサーバ53に保存管理する。
そして、この撮像制御処理における前処理2では、図8に示すように2枚のパノラマ画像PPC,PPIの位置あわせを行い、カラーカメラユニット2と赤外線カメラ82の座標変換情報を得る(ステップS3)。
すなわち、ステップS3では、上記カラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像と上記赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像の位置合わせを行い、上記パノラマカラー画像の撮像位置と上記パノラマ赤外線画像の撮像位置の座標変換情報を生成する。
ここで、例えば図9に示すように、上記パノラマカラー画像及びパノラマ赤外線画像は歪みのない2次元平面と仮定すると、パノラマカラー画像の撮像位置(X,Y)と上記パノラマ赤外線画像の撮像位置(x,y)の間には、
X=ax+b
Y=cy+d
成る関係が成立するので、それぞれのパノラマ画像上で同じ対象物を表示している座標を2点P1,P2求めれば係数a,b,c,dを求めることができる。
そして、予め上記前処理1,2(ステップS1〜S3)を行っておき、夜間の監視状態において、次のような通常処理(ステップS4〜S7)を行う。
すなわち、通常処理では、監視装置5は、ステップS4において、赤外線カメラ82の撮影方向を上記撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を赤外線により撮像して、位置情報付きの赤外線画像を取得する。
次のステップS5では、上記ステップS4で取得した赤外線画像の位置情報に基づいて、上記サーバ53で保存管理されているパノラマカラー画像内の上記ステップS4における上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を抽出する。
次のステップS6では、上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を赤外線画像に重ね合わせ合成する。
そして、ステップS7では、上記ステップS6で重ね合わせ合成された画像をディスプレイ6に表示する。
このように、撮影方向を撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を赤外線により撮像して得られる赤外線画像に、パノラマカラー画像内の上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせた色付きの合成画像を生成し、この合成画像を表示することにより、上記被写体につきその存在領域を夜間においても赤外線画像の輝度分布で表示することができ、合成画像からその背景との関係においても当該存在領域の相対的位置を明確に特定することが可能となる。また、僅かな人の動きについても見落としを防ぐことができるため、より高精度な監視を実現することが可能となる。
更に、この撮像システム1においては、これら合成画像をサーバ53に格納しておくことにより、監視装置5にネットワーク8を介してアクセスした端末装置9のユーザはかかる合成画像につき端末ディスプレイ10を介して視認することができる。この端末装置9がネットワーク8を介して複数接続されている場合には、複数のユーザがかかる合成画像を同時に視認することも可能となる。更に、この合成画像をサーバ53内に順次蓄積しておくことにより、各端末装置9のユーザは、合成画像の詳細につき過去に遡って確認することも可能となる。
本発明を適用した監視システムの構成を示す図である。 カメラユニット,監視装置のブロック構成図である。 カメラユニットにより、黒枠で示される撮影範囲内を撮影画角で撮像する場合について説明するための図である。 ディスプレイ上の表示画面の構成例を示す図である。 ディスプレイを介して表示する合成画像の例を示す図である。 上記監視システムにおける監視装置5により実行される撮像制御処理の手順を示すフローチャートである。 上記撮像制御処理における前処理1の内容を模式的に示す図である。 上記撮像制御処理における前処理2の内容を模式的に示す図である。 上記撮像制御処理における撮像位置の座標変換情報の生成についての説明に供する図である。
符号の説明
1 監視システム、2 カメラユニット、3 パンチルタ部、4 カメラ部、5 監視装置、6 ディスプレイ、8 ネットワーク、9 端末装置、10 端末ディスプレイ、22 レンズ部、23 レンズ制御部、24 撮像部、25 IEEE1394インターフェース、28 GPS受信部、29 メタデータ生成部、51 バッファメモリ、52 エンコーダ、53 サーバ、54 画像圧縮部、55 グラフィックコントローラ、56 CPU、58 I/Oポート、59 キーボード、60 マウス、82 赤外線カメラ

Claims (7)

  1. パノラマカラー画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせてカラー撮像するカラー撮像手段と、
    パノラマ赤外線画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせて赤外線により撮像する赤外線撮像手段と、
    上記カラー撮像手段によりカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像及び上記赤外線撮像手段により赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像を保存管理するパノラマ画像保存管理手段と、
    上記赤外線撮像手段による撮影方向を上記撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を撮像した画像に、上記パノラマ画像保存管理手段により保存管理されているパノラマカラー画像内の上記赤外線撮像手段による上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせ合成する画像合成手段と、
    上記画像合成手段により重ね合わせ合成された画像を表示する画像表示手段と
    を備えることを特徴とする撮像装置。
  2. 上記パノラマ画像保存管理手段は、予め上記カラー撮像手段によりカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像と上記赤外線撮像手段により赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像の位置あわせを行い、上記カラー撮像手段による撮像位置と上記赤外線撮像手段による撮像位置の変換情報を生成しておき、上記変換情報に基づいて上記赤外線撮像手段による撮像位置に該当するカラー画像を画像合成手段に与えることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
  3. パノラマカラー画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせてカラー撮像するパノラマカラー画像撮像ステップと、
    パノラマ赤外線画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせて赤外線により撮像するパノラマ赤外線画像ステップと、
    上記パノラマカラー画像撮像ステップでカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像及び上記パノラマ赤外線画像ステップで赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像を保存管理するパノラマ画像保存管理ステップと、
    撮影方向を上記撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を赤外線により撮像する赤外線撮像ステップと、
    上記赤外線撮像ステップで被写体を赤外線により撮像した赤外線画像に、上記パノラマ画像保存管理ステップで保存管理されているパノラマカラー画像内の上記赤外線撮像ステップにおける上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせ合成する画像合成ステップと、
    上記画像合成ステップで重ね合わせ合成された画像を表示する画像表示ステップと
    を有することを特徴とする撮像方法。
  4. 上記パノラマ画像保存管理ステップでは、上記カラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像と上記赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像の位置合わせを行い、上記パノラマカラー画像の撮像位置と上記パノラマ赤外線画像の撮像位置の変換情報を生成しておき、
    上記画像合成ステップにおいて、上記変換情報に基づいてパノラマカラー画像内の上記赤外線撮像ステップにおける上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を赤外線画像に重ね合わせ合成することを特徴とする請求項3記載の撮像方法。
  5. パノラマカラー画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせてカラー撮像するパノラマカラー画像撮像ステップと、
    パノラマ赤外線画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせて赤外線により撮像するパノラマ赤外線画像ステップと、
    上記パノラマカラー画像撮像ステップでカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像及び上記パノラマ赤外線画像ステップで赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像を保存管理するパノラマ画像保存管理ステップと、
    撮影方向を上記撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を赤外線により撮像する赤外線撮像ステップと、
    上記赤外線撮像ステップで被写体を赤外線により撮像した赤外線画像に、上記パノラマ画像保存管理ステップで保存管理されているパノラマカラー画像内の上記赤外線撮像ステップにおける上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせ合成する画像合成ステップと、
    上記画像合成ステップで重ね合わせ合成された画像を表示する画像表示ステップと
    を有する撮像制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  6. パノラマカラー画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせてカラー撮像するパノラマカラー画像撮像ステップと、
    パノラマ赤外線画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせて赤外線により撮像するパノラマ赤外線画像ステップと、
    上記パノラマカラー画像撮像ステップでカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像及び上記パノラマ赤外線画像ステップで赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像を保存管理するパノラマ画像保存管理ステップと、
    撮影方向を上記撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を赤外線により撮像する赤外線撮像ステップと、
    上記赤外線撮像ステップで被写体を赤外線により撮像した赤外線画像に、上記パノラマ画像保存管理ステップで保存管理されているパノラマカラー画像内の上記赤外線撮像ステップにおける上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせ合成する画像合成ステップと、
    上記画像合成ステップで重ね合わせ合成された画像を表示する画像表示ステップと
    を有する撮像制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたプログラム記録媒体。
  7. パノラマカラー画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせてカラー撮像するカラー撮像装置と、
    パノラマ赤外線画像を構成する各単位画像に撮影方向を順次合わせて赤外線により撮像する赤外線撮像装置と、
    ネットワークを介して上記カラー撮像装置及び赤外線撮像装置の動作を制御する制御装置からなり、
    上記制御装置は、上記カラー撮像手段によりカラー撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマカラー画像及び上記赤外線撮像手段により赤外線撮像された複数の単位画像を張り合わせて生成されるパノラマ赤外線画像を保存管理するパノラマ画像保存管理手段と、上記赤外線撮像手段による撮影方向を上記撮影範囲内における所望の方向に制御して被写体を撮像した画像に、上記パノラマ画像保存管理手段により保存管理されているパノラマカラー画像内の上記赤外線撮像手段による上記被写体の撮像位置に該当するカラー画像を重ね合わせ合成する画像合成手段と、上記画像合成手段により重ね合わせ合成された画像を表示する画像表示手段と
    を備えることを特徴とする撮像システム。
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