JP5470218B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、光学フィルタ切り替え機能を備えた監視カメラなどの撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus such as a surveillance camera having an optical filter switching function.
従来、撮像装置の一種である監視カメラとして、高照度環境および低照度環境のいずれにおいても鮮明な映像を得るために、光学フィルタの切り替え機能を備えた監視カメラ装置が知られている（例えば特許文献１，特許文献２）。従来の監視カメラでは、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子の前面に、撮影環境の明るさに応じて切り替える光学フィルタが配置されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a monitoring camera which is a kind of imaging device, a monitoring camera device having an optical filter switching function is known in order to obtain a clear image in both high and low illuminance environments (for example, a patent) Document 1, Patent document 2). In a conventional surveillance camera, for example, an optical filter that switches according to the brightness of the photographing environment is disposed on the front surface of an image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor.
撮像素子として用いられるＣＣＤセンサおよびＣＭＯＳセンサは、人間の目と比べると、赤外領域の感度が高い。このため、レンズを通して監視カメラに入射した光をそのまま受光すると、可視光領域以外の光も受光してしまう。すると、映像信号は人間の目と異なる分光特性になり、正しい色情報が得られない。そこで、撮像素子の前面には、入射光が撮像素子に到達する前に赤外光を除去するＩＲカットフィルタが配置されている。高照度環境では、正しい色情報を得るため、ＩＲカットフィルタを配置した状態で撮影を行う。すなわち、ＩＲカットフィルタを可視光撮影用光学フィルタとして用いる。 A CCD sensor and a CMOS sensor used as an imaging device have higher sensitivity in the infrared region than human eyes. For this reason, if light incident on the surveillance camera through the lens is received as it is, light outside the visible light region is also received. Then, the video signal has spectral characteristics different from those of human eyes, and correct color information cannot be obtained. Therefore, an IR cut filter for removing infrared light before incident light reaches the image sensor is disposed on the front surface of the image sensor. In a high illumination environment, in order to obtain correct color information, shooting is performed with an IR cut filter disposed. That is, the IR cut filter is used as an optical filter for visible light photography.
但し、可視光と赤外光を両方受光した場合は、正しい色情報は得られないものの、感度が上がる。低照度環境では感度が重視されるため、撮像素子の前面にはＩＲノンカットフィルタに切り替えて撮影する。すなわち、ＩＲノンカットフィルタを赤外光撮影用光学フィルタとして用いる。赤外光撮影用光学フィルタで撮影を行うときは、正しい色情報が得られないので、映像信号処理によって白黒映像に変換して出力する。このように、色情報よりも感度を優先する場合に、赤外光撮影用光学フィルタを用いて撮影を行う。 However, when both visible light and infrared light are received, correct color information cannot be obtained, but the sensitivity increases. Since sensitivity is important in a low light environment, photographing is performed by switching to an IR non-cut filter on the front surface of the image sensor. That is, an IR non-cut filter is used as an optical filter for infrared light photography. When photographing with the infrared light optical filter, correct color information cannot be obtained, so it is converted into black and white video by video signal processing and output. As described above, when priority is given to sensitivity over color information, photographing is performed using the infrared light photographing optical filter.
通常、光学フィルタの切り替えは、映像信号レベルに応じて自動で行われる。また、光学フィルタの切り替えと同時に、画像処理設定，露光制御，オートフォーカス制御等も、各フィルタに応じた設定に切り替える制御が一般的である。 Normally, the optical filter is automatically switched according to the video signal level. In general, image processing setting, exposure control, autofocus control, and the like are switched to settings corresponding to each filter simultaneously with switching of the optical filter.
ここで、従来の監視カメラにおいて、可視光撮影用光学フィルタと赤外光撮影用光学フィルタとの間の切り替えは撮影環境の照度のみに応じて行われており、赤外光撮影用光学フィルタは、低照度撮影時のみ使用されていた。 Here, in the conventional surveillance camera, switching between the optical filter for visible light photography and the optical filter for infrared light photography is performed only according to the illuminance of the photographing environment, and the optical filter for infrared light photography is It was used only during low-light shooting.
しかしながら、高照度環境においても赤外光撮影用光学フィルタを用いた方が良い場合も考えられる。例えば、ヘルメットシールドで隠された顔を撮影する場合である。監視カメラの役割の一つは、犯罪発生時、現場を撮影することで、捜査時に有益な情報を提供することである。しかし、犯行時に犯人がヘルメットシールドで顔を隠していた場合、有益な情報が得られない。
However, there may be a case where it is better to use the infrared light photographing optical filter even in a high illumination environment. For example, when photographing a face hidden by a helmet shield . One of the roles of surveillance cameras is to provide useful information during the investigation by photographing the scene when a crime occurs. However, if the criminal hides his face with a helmet shield at the time of the crime, useful information cannot be obtained.
このとき、赤外光撮影用光学フィルタを用いて撮影すると、ヘルメットやマスク等で隠された顔を撮影することができる。人体に照射又は反射した赤外光は可視光よりも波長が長いため、衣服等の薄い膜を透過する特徴がある。このため、赤外光を撮影すると、衣服等で隠された部分を撮影することができる。
At this time, if an image is captured using an infrared light imaging optical filter, a face hidden by a helmet, a mask, or the like can be imaged. Since infrared light irradiated or reflected on the human body has a wavelength longer than that of visible light, it has a feature of transmitting through a thin film such as clothes. For this reason, when infrared light is imaged, a portion hidden by clothes or the like can be imaged.
但し、高照度環境においては、正しい色情報を得るために、通常は可視光撮影用光学フィルタを用いて撮影することが望ましい。また、赤外光撮影時は衣服で隠された部分を撮影するため、常時用いると、プライバシーの侵害になる恐れもある。このため、高照度環境において、必要なときにのみ赤外光撮影用光学フィルタに切り替える手段が望まれる。 However, in a high illuminance environment, in order to obtain correct color information, it is usually desirable to photograph using a visible light photographing optical filter. In addition, when shooting with infrared light, a portion hidden by clothes is shot, so there is a risk of infringement of privacy if used constantly. For this reason, a means for switching to an infrared light imaging optical filter only when necessary in a high illumination environment is desired.
ここで、特許文献３では、撮影時は常に、赤外光撮影用光学フィルタと、可視光撮影用
光学フィルタとを、定期的に入れ替えて、赤外光撮影と可視光撮影を同時に行う方法が記
載されている。この方法では、不審者が存在する場合に、光学フィルタの入れ替え頻度を変化させ、可視光撮影ｎフレーム毎に赤外光撮影１フレームが混ざるようにしている。
Here, in
しかし、光学フィルタは厚さ１mm前後のガラス板であるため、入れ替えに一定時間を要する。このため、例えば１フレーム（１／６０sec）単位のように、高速で入れ替えることは難しい。また、可視光撮影と赤外光撮影を常に切り替えると、映像がパラパラして視聴者に不快感を与える。また、常に赤外光撮影を行うことで、プライバシーの侵害が発生する場合もある。 However, since the optical filter is a glass plate having a thickness of about 1 mm, a certain time is required for replacement. For this reason, it is difficult to replace at a high speed, for example, in units of 1 frame (1/60 sec). In addition, when visible light imaging and infrared light imaging are always switched, the video flips and gives viewers an unpleasant feeling. In addition, the infringement of privacy may occur by always performing infrared light photography.
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、照度と画像認識による判
定を行うことで、所定の照度より大きい場合に、赤外光撮影が必要な被写体を撮影すると
きにのみ、光学フィルタを赤外光撮影用光学フィルタに切り替えて撮影することのできる撮像装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and by performing determination based on illuminance and image recognition, when photographing a subject that requires infrared light imaging when the illuminance is higher than a predetermined illuminance. only, it is an object to provide an imaging apparatus capable of capturing Ete switch the optical filter in the optical filter for infrared light imaging.
尚、上記した課題以外のその他の課題は、本願明細書全体の記載または図面から明らかにされる。 In addition, other problems other than the above-described problems will be made clear from the entire description of the present specification or the drawings.
本発明の撮像装置では、照度と画像認識による判定を行い、所定の照度より大きい場合に、画像認識により赤外光撮影が必要であるかを判定し、赤外光撮影が必要な場合、撮像素子の前面に配置する光学フィルタを可視光撮影用光学フィルタから赤外光撮影用光学フィルタに切り替え、赤外光撮影用光学フィルタを用いて所定の時間以上連続して撮影する。 In the image pickup apparatus of the present invention, determination is performed based on illuminance and image recognition. When the illuminance is larger than a predetermined illuminance, it is determined whether infrared light shooting is necessary by image recognition. The optical filter arranged in front of the element is switched from the visible light photographing optical filter to the infrared light photographing optical filter, and the infrared light photographing optical filter is used for continuous photographing for a predetermined time or more.
尚、上記した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、上記した構成以外の本発明の構成の例は、本願明細書全体の記載または図面から明らかにされる。 The above-described configuration is merely an example, and the present invention can be modified as appropriate without departing from the technical idea. Further, examples of the configuration of the present invention other than the above-described configuration will be clarified from the entire description of the present specification or the drawings.
必要なときにのみ赤外光撮影用光学フィルタを用いて撮影することにより、プライバシーの侵害を最小限にしつつ犯罪捜査等に有益な情報を得ることができる。 By using the infrared light imaging optical filter only when necessary, it is possible to obtain information useful for criminal investigation and the like while minimizing privacy infringement.
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。 Other effects of the present invention will become apparent from the description of the entire specification.
本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。尚、各図において、同一又は類似の構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
ここでは、撮像装置の一種である監視カメラを例に用い、高照度環境において、被写体として顔が隠された人物を撮影する場合を例示する。 Here, a case where a surveillance camera which is a kind of imaging apparatus is used as an example and a person whose face is hidden as a subject is photographed in a high illumination environment is illustrated.
本実施例の撮像装置の制御システムについて、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本実施例の監視カメラの制御系を示すブロック図である。レンズ１から入射した光は、光学フィルタ２を通って、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子３に到達する。
The control system for the image pickup apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a control system of the surveillance camera of this embodiment. The light incident from the lens 1 passes through the
撮像素子３で光電変換された映像信号は、映像信号処理部４へ入力され、各種画像処理が行われる。映像信号処理部４内の照度判定部４−１では、撮影環境の照度を判定する。また、映像信号処理部４内の画像認識部４−２では、入力された映像信号から画像認識を行う。画像認識は、例えば、映像信号と、認識画像格納用メモリ５に予め格納されてある画像パターンとを照合することによって行う。認識画像格納用メモリ５に予め格納されてある画像パターンとは、例えば、図２のような、ヘルメットで隠された人物の顔のパターンや、図３のような、マスクで隠された人物の顔のパターンなどである。
The video signal photoelectrically converted by the
映像信号処理部４では、照度判定部４−１と画像認識部４−２の結果によって、撮影に使用する光学フィルタが決定され、光学フィルタ制御部６に伝達される。光学フィルタ制御部６は、撮影に使用するべき光学フィルタ２が撮像素子３の前面に配置されるように、フィルタ切り替えモータ８を動作させる。一方、映像信号は、映像信号処理部４を経たあとに、液晶ディスプレイ等の映像出力部７に出力される。
In the video signal processing unit 4, an optical filter to be used for photographing is determined based on the results of the illuminance determination unit 4-1 and the image recognition unit 4-2 and transmitted to the optical
次に、光学フィルタ切り替え判定方法について、図４を用いて説明する。光学フィルタ切り替え判定は、照度判定（Ｓ１）と画像認識（Ｓ３）によって行う。まず、映像信号処理部４に入力された映像信号から、撮影環境の照度を判定する（Ｓ１）。照度は、例えば、映像信号の中の輝度信号から撮影環境の照度を計算で算出する。あるいは、撮像装置に組み込まれた照度センサを用いて照度を測定してもよい。そして、照度が所定の基準値（光学フィルタ切り替え基準値）以下であったら、撮影環境は低照度であると判断する（Ｓ２でＹＥＳ）。この場合は、映像信号処理部４は、赤外光撮影が必要であると判定し、感度が向上する赤外光撮影用光学フィルタを選択する（Ｓ２）。 Next, the optical filter switching determination method will be described with reference to FIG. The optical filter switching determination is performed by illuminance determination (S1) and image recognition (S3). First, the illuminance of the shooting environment is determined from the video signal input to the video signal processing unit 4 (S1). For example, the illuminance is calculated by calculating the illuminance of the shooting environment from the luminance signal in the video signal. Alternatively, the illuminance may be measured using an illuminance sensor incorporated in the imaging apparatus. If the illuminance is less than or equal to a predetermined reference value (optical filter switching reference value), it is determined that the shooting environment is low illuminance (YES in S2). In this case, the video signal processing unit 4 determines that infrared imaging is necessary, and selects an infrared imaging optical filter with improved sensitivity (S2).
Ｓ２において、照度が所定の基準値（光学フィルタ切り替え基準値）より大きい場合（Ｓ２でＮＯ）は、さらに画像認識による判定を行う（Ｓ３）。画像認識部４−２は、映像信号と認識画像格納用メモリ５に格納された画像認識パターンとを照合し、撮影したい被写体の少なくとも一部（例えば顔）が隠された人物を撮影していると判断した場合は、映像信号処理部４は、赤外光撮影が必要であると判定し（Ｓ４でＹＥＳ）、赤外光撮影用光学フィルタを選択する（Ｓ６）。その他の場合は、赤外光撮影が不要であると判定し（Ｓ４でＮＯ）、可視光撮影用光学フィルタを選択する（Ｓ５）。 In S2, when the illuminance is larger than a predetermined reference value (optical filter switching reference value) (NO in S2), determination by image recognition is further performed (S3). The image recognizing unit 4-2 collates the video signal with the image recognition pattern stored in the recognized image storage memory 5, and photographs a person in which at least a part of the subject to be photographed (for example, a face) is hidden. If it is determined, the video signal processing unit 4 determines that infrared light shooting is necessary (YES in S4), and selects an optical filter for infrared light shooting (S6). In other cases, it is determined that infrared imaging is unnecessary (NO in S4), and an optical filter for visible light imaging is selected (S5).
映像信号処理部４において赤外光撮影が必要であると判定された場合は、光学フィルタ制御部６は、撮像素子３の前面に配置する光学フィルタ２を赤外光撮影用光学フィルタに切り替え、赤外光撮影用光学フィルタを用いて所定の時間以上連続して撮影する。これにより、顔が隠されている場合でも赤外光撮影により隠された部分を撮影することができ、犯罪捜査等に有益な情報を得ることができる。
If the video signal processing unit 4 determines that infrared imaging is necessary, the optical
また、常に赤外光撮影を行うのではなく、赤外光撮影が必要な場合のみ行うことができるので、プライバシーの侵害を最小限にしつつ犯罪捜査等に有益な情報を得ることができる。 In addition, since infrared imaging is not always performed, but only when infrared imaging is necessary, information useful for crime investigations can be obtained while minimizing privacy infringement.
さらに、赤外光撮影用光学フィルタを用いて所定の時間以上（例えば１秒以上）連続して撮影することで、光学フィルタ２を頻繁に切り替える必要がなくなり、撮影した映像が安定するとともに、フィルタ切り替えモータの寿命を長くすることができる。
Further, by continuously taking an image for a predetermined time (for example, 1 second or more) using an optical filter for infrared light photography, it is not necessary to frequently switch the
尚、照度の判定閾値は１点ではなく、低照度判定閾値，中照度判定閾値，高照度判定閾値等と複数設定しても良い。また、画像認識パターンは顔を隠した人物だけではなく、車，ロゴマークなどでもよい。例えば、パンチルト動作によって屋外と屋内とを交互に撮影するカメラの場合に、屋外では車を、室内では顔を隠した人物を赤外線で撮影したいときには、高照度判定閾値より大で車を認識したとき、または、中照度判定閾値より大きく高照度判定閾値以下で顔を隠した人物を認識したときに、赤外光撮影用光学フィルタに切り替えるようにしても良い。このように、赤外光撮影が必要だと判断される所定の照度の範囲と画像認識パターン（画像認識部で画像認識される画像認識パターン）との組み合わせを、複数設定することで、より撮影環境に適した光学フィルタを選択することができる。 Note that the illuminance determination threshold value is not limited to one point, and a plurality of low illuminance determination threshold values, medium illuminance determination threshold values, high illuminance determination threshold values, and the like may be set. Further, the image recognition pattern may be a car, a logo mark, or the like as well as a person whose face is hidden. For example, in the case of a camera that alternately shoots outdoors and indoors by pan / tilt operation, when you want to shoot a car outdoors with an infrared ray and a person who hides a face indoors, when the car is recognized to be larger than the high illumination judgment threshold Alternatively, when a person whose face is hidden larger than the medium illuminance determination threshold and below the high illuminance determination threshold is recognized, it may be switched to the infrared light imaging optical filter. In this way, more images can be taken by setting a plurality of combinations of a predetermined illuminance range determined to require infrared light imaging and image recognition patterns (image recognition patterns recognized by the image recognition unit). An optical filter suitable for the environment can be selected.
また、赤外光撮影用光学フィルタが選択されて赤外光撮影を行う場合に、被写体をより鮮明に撮影するため、撮像装置に組み込まれた赤外線ＬＥＤ等で被写体を赤外線を照射してもよい。また、画像認識を行う場合に、画像認識パターンと合致した部分が適切な大きさで撮影されるよう、撮像装置のズーム位置や本体角度を制御してもよい。また、画像認識を行う場合に、認識した被写体（画像認識パターンと合致した部分）に自動でフォーカスや露光を合わせるように制御してもよい。 In addition, when an infrared light photographing optical filter is selected and infrared light photographing is performed, in order to photograph the subject more clearly, the subject may be irradiated with infrared rays using an infrared LED or the like incorporated in the imaging device. . Further, when performing image recognition, the zoom position and the main body angle of the imaging device may be controlled so that a portion matching the image recognition pattern is captured with an appropriate size. Further, when performing image recognition, control may be performed so that the recognized subject (portion that matches the image recognition pattern) is automatically focused and exposed.
以上、本発明を実施例を用いて説明してきたが、これまでの実施例で説明した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、実施例で説明したそれぞれの構成は、互いに矛盾しない限り、組み合わせて用いても良い。 As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the configurations described in the embodiments so far are only examples, and the present invention can be appropriately changed without departing from the technical idea. The configurations described in the embodiments may be used in combination as long as they do not contradict each other.
１ レンズ
２ 光学フィルタ
３ 撮像素子
４ 映像信号処理部
４−１ 照度判定部
４−２ 画像認識部
５ 認識画像格納用メモリ
６ 光学フィルタ制御部
７ 映像出力部
８ フィルタ切り替えモータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
可視光撮影用光学フィルタと赤外光撮影用光学フィルタとを切り替える光学フィルタ制御部と、
前記撮像素子からの映像信号を処理する映像信号処理部とを備える撮像装置であって、 前記映像信号処理部は、撮影された映像の画像認識を行う画像認識部を備えるとともに、前記映像信号処理部は、赤外光撮影が必要だと判断される所定の照度の範囲と前記画像認識部で画像認識される画像認識パターンとの組み合わせが、複数設定されており、前記撮影された映像が所定の照度より大きい場合に、前記画像認識部の画像認識によって赤外光撮影が必要であるかを判定し、
前記光学フィルタ制御部は、前記映像信号処理部において赤外光撮影が必要であると判定された場合に、前記撮像素子の前面に配置する光学フィルタを前記赤外光撮影用光学フィルタに切り替えることを特徴とする撮像装置。 An image sensor;
An optical filter control unit that switches between an optical filter for visible light imaging and an optical filter for infrared light imaging;
An image pickup apparatus including a video signal processing unit that processes a video signal from the image sensor, wherein the video signal processing unit includes an image recognition unit that performs image recognition of a captured video, and the video signal processing. The unit includes a plurality of combinations of a predetermined illuminance range determined to require infrared light shooting and an image recognition pattern recognized by the image recognition unit, and the captured video is predetermined. When the illuminance is larger than the above, it is determined whether or not infrared light shooting is necessary by the image recognition of the image recognition unit,
The optical filter control unit switches an optical filter arranged on the front surface of the image sensor to the infrared light imaging optical filter when the video signal processing unit determines that infrared imaging is necessary. An imaging apparatus characterized by the above.
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