JP2005117635A - カメラシステム、カメラ制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】監視範囲内に死角を作ることなく、特定の範囲を詳細に撮影するカメラシステムの提供。
【解決手段】撮影範囲を個別に変更できる複数の設置カメラ１２で、予め定められた範囲の映像を撮影するカメラシステム１０は、複数の設置カメラ１２のうちの一つのカメラの撮影範囲を変更する場合に、前記一つのカメラの撮影範囲から外れる範囲を、複数の設置カメラ１２のうちの他のカメラに撮影させるカメラ制御部１４を備える。カメラ制御部１４は、前記一つのカメラを被写体に対してズームインさせる場合に、前記他のカメラを当該被写体に対してズームアウトさせることによって、前記一つのカメラの撮影範囲から外れる範囲を前記他のカメラに撮影させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の設置カメラを備えたカメラシステム、複数の設置カメラの制御方法、及びプログラムに関する。特に本発明は、所定の範囲を複数の設置カメラで撮影するカメラシステム、複数の設置カメラの制御方法、及び複数の設置カメラを制御するコンピュータ用のプログラムに関する。

従来、監視範囲内に侵入した人物に向けて監視カメラをパン及びズームインさせ、侵入者の顔画像をアップで撮影する監視カメラシステムが実用化されている（例えば、非特許文献１参照。）。
"画像監視システム"、［ｏｎｌｉｎｅ］、株式会社ジェイ・ネット、［平成１５年８月２６日検索］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇａｚｏｕ．ｃｏ．ｊｐ／Ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ＞

しかしながら、カメラをパン及びズームインさせて特定の範囲を詳細に撮影する場合、監視範囲内に死角ができてしまうという課題があった。

そこで本発明は、上記の課題を解決することができるカメラシステム、カメラ制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

本発明の第１の形態によると、撮影範囲を個別に変更できる複数の設置カメラで、予め定められた範囲の映像を撮影するカメラシステムは、複数の設置カメラのうちの一つのカメラの撮影範囲を変更する場合に、前記一つのカメラの撮影範囲から外れる範囲を、複数の設置カメラのうちの他のカメラに撮影させるカメラ制御部を備える。

カメラ制御部は、前記一つのカメラを被写体に対してズームインさせる場合に、前記他のカメラを当該被写体に対してズームアウトさせることによって、前記一つのカメラの撮影範囲から外れる範囲を前記他のカメラに撮影させてもよい。

カメラ制御部は、前記一つのカメラによる映像において、新規な被写体を認識したことをトリガとして、前記一つのカメラを新規な被写体に対してズームインさせてもよい。

本発明の第２の形態によると、撮影範囲を個別に変更できる複数の設置カメラで、予め定められた範囲の映像を撮影するカメラ制御方法は、複数の設置カメラのうちの一つのカメラの撮影範囲を変更する場合に、前記一つのカメラの撮影範囲から外れる範囲を、複数の設置カメラのうちの他のカメラに撮影させる。

本発明の第３の形態によると、撮影範囲を個別に変更できる複数の設置カメラで、予め定められた範囲の映像を撮影するカメラシステム用のプログラムは、複数の設置カメラのうちの一つのカメラの撮影範囲を変更する場合に、前記一つのカメラの撮影範囲から外れる範囲を、複数の設置カメラのうちの他のカメラに撮影させる制御機能を、カメラシステムに実現させる。

第１の形態において、カメラ制御部は、予め定められた範囲のうち設置カメラのダイナミックレンジに収まらない輝度の領域が所定の面積より広い場合に、複数の設置カメラのうちの一つの設置カメラと他の設置カメラとを異なる露出に設定してもよい。

カメラ制御部は、一つの設置カメラの露出を予め定められた範囲のうちで平均輝度が最も高い高輝度領域に合わせると共に、他の設置カメラの露出を、予め定められた範囲から高輝度領域を除いた領域に合わせてもよい。

カメラ制御部は、一つの設置カメラ及び他の設置カメラのそれぞれのフォーカスを、設定した露出でそれぞれ撮像される領域に合わせてもよい。

なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。

本発明によれば、監視範囲内に死角を作ることなく、特定の範囲を詳細に撮影するカメラシステムを提供することができる。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、カメラシステム１０の機能構成の一例を示すブロック図である。カメラシステム１０は、監視範囲内に死角を作ることなく、特定の範囲を詳細に撮影することを目的とする。なお、以下の実施例において、監視範囲は、本発明における予め定められた範囲の一例である。

カメラシステム１０は、撮影範囲を個別に変更できる複数（ｎ台）の設置カメラ１２と、前記複数の設置カメラ１２のうちのいずれかの撮影範囲を変更する場合に撮影範囲から外れる範囲を、他のいずれかの設置カメラ１２に撮影させるカメラ制御部１４と、複数の設置カメラ１２のそれぞれが撮影した画像データ（１〜ｎ）を記録する画像記録部１６とを備える。

設置カメラ１２のそれぞれは、通常状態での撮影範囲が定められており、複数の設置カメラ１２全体として、所定の監視範囲の画像を撮影する。カメラ制御部１４は、設置カメラ１２の画像データ（１〜ｎ）のそれぞれを随時読み取り、異常が発生していないかを判断する。異常の検出方法は、設置カメラ１２の撮影範囲における、異常の発生場所が特定できれば、既存のいかなる方法を用いてもよい。

例えば、監視範囲において異常が発生していないときの画像を基準画像として予め記憶し、随時取得する監視画像と基準画像との差分を、所定の２値化しきい値と比較することによって２値化画像を得る。そして、当該２値化画像の面積が所定の基準よりも大きい場合に、当該２値化画像の部分に異常が発生したと判断する。

カメラ制御部１４は、監視範囲内の画像において異常を検知すると、当該異常の箇所を撮影している設置カメラ１２の向き及び倍率を制御して、異常の箇所にズームインさせる。同時にカメラ制御部１４は、異常の発生範囲に隣接した範囲を撮影する設置カメラ１２の向き及び倍率を制御して、異常部分へのズームインによって撮影範囲から外れる範囲を他の設置カメラ１２に撮影させる。

記録媒体６０は、上記の設置カメラ１２、カメラ制御部１４、及び画像記録部１６の機能をカメラシステム１０に実現させるプログラムを格納する。カメラシステム１０は、そのようなプログラムをネットワーク経由でインストールして実行してもよい。

図２は、カメラ制御部１４の機能構成の第１実施例を示す。カメラ制御部１４は、設置カメラ１２の画像データ（１〜ｎ）をそれぞれ読み取り、異常の有無と発生箇所を判断する異常検出部１４１と、異常の発生時に、異常の発生箇所を詳細に撮影させる設置カメラ１２を選択し、当該選択した設置カメラ１２にズームインさせる撮影範囲を決定するズームイン方法決定部１４２と、複数の設置カメラ１２全体で撮影すべき監視範囲と設置カメラ１２のそれぞれに割り当てられた撮影範囲を格納する監視範囲格納部１４４と、監視範囲格納部１４４に格納されている監視範囲のうちで、設置カメラ１２のうちの一つが異常の発生箇所に対してズームインすることによって映らなくなる範囲、すなわち死角になる範囲を判断する死角判断部１４３と、死角判断部が判断した死角の範囲を他の設置カメラ１２で撮影する方法を決定する死角補完方法決定部１４５と、ズームイン方法決定部１４２が選択した設置カメラの撮影範囲と選択死角補完方法決定部１４５が決定した死角の撮影方法とに基づいて、設置カメラ１２のそれぞれの姿勢及び倍率を制御する信号を出力する、姿勢・倍率制御信号出力部１４６とを備える。設置カメラ１２の倍率変更（ズームイン／ズームアウト）は、光学ズームであってもよいしデジタルズームであってもよい。

以上の構成により、カメラシステム１０は、監視範囲内に死角を作ることなく、特定の範囲を詳細に撮影することができる。

図３は、カメラシステム１０による監視範囲の一例を示す。本実施例に於いて、カメラシステム１０は、図に示す監視範囲を４台の設置カメラ１２（カメラ１、カメラ２、カメラ３及びカメラ４）で撮影する。通常状態における、それぞれの設置カメラ１２の撮影範囲は、カメラ１が範囲１、カメラ２が範囲２、カメラ３が範囲３、カメラ４が範囲４である。前述の監視範囲格納部１４４は、図の監視範囲と、それぞれの設置カメラ１２の撮影範囲を格納している。異常検出部１４１は、範囲１から４における異常の発生の有無を、それぞれカメラ１からカメラ４の画像の変化により判断する。

図４は、異常検出部１４１が、図３の範囲２で異常を検出した場合の、カメラシステム１０の動作を説明する図である。本実施例は、範囲２に存在するドアから侵入者があった場合を想定する。まず異常検出部１４１は、範囲２を撮影しているカメラ２の画像の変化に基づいて、異常の発生を検知する。そして、ズームイン方法決定部１４２は、撮影範囲内で異常が発生したカメラ２を選択し、カメラ２が侵入者に対してズームインして撮影すべき撮影範囲を決定する。

一方、死角判断部１４３は、監視範囲格納部１４４に格納されている監視範囲のうちで、カメラ２を侵入者に対してズームインさせることによって映らなくなる範囲、すなわち死角になる範囲を判断する。例えば、本実施例では、カメラ２を侵入者に対してズームインさせることにより、範囲２に存在する絵画及びドアの上下部分が死角になると判断する。

死角補完方法決定部１４５は、死角判断部１４３が判断した死角の範囲を撮影する設置カメラをカメラ１、３、及び４のうちから選択し、さらにそれぞれの設置カメラの撮影範囲を決定する。例えば本実施例では、範囲２の死角を撮影する設置カメラとして、隣接する範囲４を撮影しているカメラ４を選択し、範囲２の死角をカメラ４の撮影範囲に含めるべく、カメラ４の撮影範囲を拡大する。

続いて、姿勢・倍率制御信号出力部１４６は、ズームイン方法決定部１４２及び死角補完方法決定部１４５が決定した設置カメラ１２の撮影範囲に基づいて、設置カメラ１２の姿勢及び倍率を制御する信号を設置カメラ１２のそれぞれに出力する。

設置カメラ１２のそれぞれは、当該制御信号に従って、姿勢及びズーム倍率を変更する。例えば、カメラ２は、被写体に向けてズームインし、カメラ４は、範囲４及び範囲２を包含する範囲までズームアウトする。

ここで、死角補完方法決定部１４５は、カメラ２の撮影範囲から外れる範囲を、他の複数のカメラで撮影すべく、複数の設置カメラの撮影範囲を変更してもよい。例えば、カメラ２のズームイン範囲が範囲２の右上１／４である場合、カメラ２の撮影範囲から外れる範囲をカメラ４が単独でカバーするには、カメラ４の撮影範囲を左側及び上側にそれぞれ１００％ずつ拡大する必要がある。これに対して、カメラ１及びカメラ４の２台でカメラ２の撮影範囲から外れる範囲をカバーするには、カメラ１が撮影範囲を右側に５０％拡大し、カメラ４が撮影範囲を上側に５０％拡大すればよい。

すなわち、あるカメラのズームインに伴い撮影範囲から外れる範囲を、他の複数のカメラのズームアウトでカバーすることにより、それぞれのカメラのズームアウト量を最小限に抑えることができる。従って、個々のカメラの撮影精度を極力低下させることなく、撮影範囲の死角を排除することができる。

なお、カメラ制御部１４は、監視範囲の映像において新規な被写体を認識したことをトリガとして、当該新規な被写体に対してカメラをズームインさせてもよい。この場合、当該新規な被写体に対して他のカメラをズームアウトさせることにより、ズームインするカメラの撮影範囲から外れる範囲を上記他のカメラに撮影させる。例えば、カメラ制御部１４は、監視範囲内で検出する異常を、新規なオブジェクトの出現による異常と、既存のオブジェクトの移動による異常とに切り分ける。そして、新規なオブジェクトの出現による異常をトリガとして、当該新規なオブジェクトに対してカメラをズームインさせる。

さらに、監視範囲内で検出した異常を人物の出現による異常と、人物以外のオブジェクトによる異常とに切り分けて、人物の出現による異常に対して優先的にカメラをズームインさせてもよい。人物であるか否かの判断は、例えば肌色領域を有しているか否か、オブジェクトの大きさが人物として妥当であるか否かによって判断する。また、カメラが赤外線を検出できる場合には、オブジェクトの温度が人の体温に相当するか否かによって判断してもよい。

以下、カメラ制御部１４の第２の実施例を説明する。以下、第１の実施例と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施例のカメラ制御部１４は、監視範囲のうち、設置カメラ１２のダイナミックレンジに収まらない輝度の領域が所定の面積より広い場合に、複数の設置カメラ１２のうちの一つの設置カメラ１２と他の設置カメラ１２を異なる露出に設定する。これにより、監視範囲の明暗の差が大きい場合であっても、カメラシステム１０全体のダイナミックレンジが拡大し、つぶれやとびのない鮮明な監視画像を得ることができる。

図５は、本実施例のカメラ制御部１４の機能ブロックを示す。カメラ制御部１４は、とび・つぶれ領域判断部１５０、露出分担決定部１５２、姿勢・倍率制御信号出力部１４６、及びフォーカス分担決定部１５４を有する。とび・つぶれ領域判断部１５０は、予め設定された監視範囲内の映像において、つぶれ又はとびが発生している領域、すなわち設置カメラ１２のダイナミックレンジに収まらない輝度の領域であって、所定の面積より広い領域を検出する。とび・つぶれ領域判断部１５０は、とびやつぶれが発生している領域であっても、監視対象として不適切な程度に狭い領域を対象から検出対象から除外する。検出対象として除外するか否かの基準となる面積は、例えばピクセル単位で任意に設定できる。

露出分担決定部１５２は、とび・つぶれ領域判断部１５０が検出した領域（以下、とび・つぶれ領域という）を撮影するのに適切な設置カメラ１２を選択する。とび・つぶれ領域を撮影するのに適切な設置カメラ１２とは、例えば、とび・つぶれ領域を既に撮影範囲内に含んでいる設置カメラ１２である。そして、選択した設置カメラ１２の露出をとび・つぶれ領域に対して最適な露出に合わせるべく設置カメラ１２を制御する。つぎに露出分担決定部１５２は、他の設置カメラ１２の露出を、監視範囲からとび・つぶれ領域を除いた領域に合わせる。姿勢・倍率制御信号出力部１４６は、とび・つぶれ領域を撮影する設置カメラ１２の画像において、とび・つぶれ領域が中央かつ大部分を占めるように、姿勢及び倍率の少なくとも一方を変化させる制御信号を出力してもよい。そして、他の設置カメラ１２で、とび・つぶれ領域を除く領域を撮影すべく、複数の設置カメラ１２のそれぞれの姿勢及び倍率を制御する信号を出力してもよい。なお、とび・つぶれ領域は、本発明の高輝度領域の一例である。

フォーカス分担決定部１５４は、複数の設置カメラ１２のそれぞれのフォーカスを、露出分担決定部１５２が設定した露出でそれぞれ撮像される領域に合わせる。例えば、とび・つぶれ領域を撮影する設置カメラ１２のフォーカスを、とび・つぶれ領域に合わせるべく制御信号を出力すると共に、他の設置カメラ１２のフォーカスを、とび・つぶれ領域を除く領域に合わせるべく制御信号を出力する。

図６は、監視範囲内の明暗の差が大きい場合の監視画像の一例を示す。監視範囲において、領域Ａは外光が差し込んで明るい領域である。一方、領域Ｂは領域Ａよりも暗い領域である。領域Ａと領域Ｂの明るさの差は、設置カメラ１２の単独のダイナミックレンジで表現できる明暗の差よりも大きい。とび・つぶれ領域判断部１５０は、設置カメラ１２の露出を領域Ａ及び領域Ｂの一方に合わせると、他方の領域の輝度が設置カメラ１２のダイナミックレンジに収まらないと判断する。そして、当該ダイナミックレンジに収まらない領域の面積が所定の面積より大きい場合に、当該領域をとび・つぶれ領域として検出する。たとえば、本実施例では明るい領域Ａをとび・つぶれ領域として検出する。露出分担決定部１５２は、とび・つぶれ領域として検出した領域Ａの大部分を撮影領域に含むカメラ１の露出を、領域Ａに合わせるように制御信号を出力する。姿勢・倍率制御信号出力部１４６は、カメラ１が領域Ａの全体を撮影できるようにカメラ１の姿勢及び倍率の少なくとも一方を制御する信号を出力する。

露出分担決定部１５２は、監視範囲から領域Ａを除いた領域Ｂの明るさに対してカメラ２、３、及びカメラ４の露出を最適化する。露出分担決定部１５２は、領域Ｂのなかでも明るさの差がある場合に、カメラ２、３、及びカメラ４のそれぞれの露出をそれぞれの撮影範囲に合わせて最適化するべく制御信号を出力する。姿勢・倍率制御信号出力部１４６は、カメラ２、３、及び４で領域Ｂの全体を撮影できるようにカメラ２、３、及び４のそれぞれの姿勢及び倍率の少なくとも一方を制御する信号を出力する。姿勢・倍率制御信号出力部１４６は、カメラ１の姿勢及び倍率の少なくとも一方が変化する結果生じる死角をカメラ２、３、及びカメラ４で撮影するようにカメラ２、３、及び４のそれぞれの姿勢及び倍率の少なくとも一方を制御する信号を出力する。

フォーカス分担決定部１５４は、カメラ１のフォーカスを露出分担決定部１５２が決定した露出で撮影される領域、すなわち領域Ａに合わせる。そして、カメラ２、カメラ３、及びカメラ４のフォーカスを、露出分担決定部１５２がそれぞれのカメラに対して決定した露出で撮影される領域のそれぞれに合わせる。

以上の説明から明らかなように、本実施例のカメラシステム１０によれば、監視範囲内に設置カメラ１２のダイナミックレンジに収まらない輝度の領域が所定の面積以上発生した場合に、複数の設置カメラ１２の露出が異なるように設定するので、カメラシステム１０全体としてのダイナミックレンジが拡大する。これにより、監視範囲内において、とびやつぶれのない鮮明な画像を取得することができる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

カメラシステム１０の機能構成の一例を示すブロック図である。 カメラ制御部１４の機能構成の第１実施例を示すブロック図である。 カメラシステム１０による監視範囲の一例を示す画像である。 監視範囲内で異常を検出した場合のカメラシステム１０の動作例を示す。 カメラ制御部１４の機能構成の第２実施例を示すブロック図である。 監視範囲内の明暗の差が大きい場合の監視画像の一例を示す。

符号の説明

１０ カメラシステム
１２ 設置カメラ
１４ カメラ制御部
１６ 画像記録部
６０ 記録媒体
１４１ 異常検出部
１４２ ズームイン方法決定部
１４３ 死角判断部
１４４ 監視範囲格納部
１４５ 死角補完方法決定部
１４６ 姿勢・倍率制御信号出力部
１５０ とび・つぶれ領域判断部
１５２ 露出分担決定部
１５４ フォーカス分担決定部

Claims (8)

1. 撮影範囲を個別に変更できる複数の設置カメラで、予め定められた範囲の映像を撮影するカメラシステムであって、
   前記複数の設置カメラのうちの一つのカメラの撮影範囲を変更する場合に、前記一つのカメラの撮影範囲から外れる範囲を、前記複数の設置カメラのうちの他のカメラに撮影させるカメラ制御部
   を備えるカメラシステム。
2. 前記カメラ制御部は、前記一つのカメラを被写体に対してズームインさせる場合に、前記他のカメラを前記被写体に対してズームアウトさせることによって、前記一つのカメラの撮影範囲から外れる範囲を前記他のカメラに撮影させる請求項１に記載のカメラシステム。
3. 前記カメラ制御部は、前記一つのカメラによる映像において、新規な被写体を認識したことをトリガとして、前記一つのカメラを前記新規な被写体に対してズームインさせる、請求項２に記載のカメラシステム。
4. 撮影範囲を個別に変更できる複数の設置カメラで、予め定められた範囲の映像を撮影するカメラ制御方法であって、
   前記複数の設置カメラのうちの一つのカメラの撮影範囲を変更する場合に、前記一つのカメラの撮影範囲から外れる範囲を、前記複数の設置カメラのうちの他のカメラに撮影させる、カメラ制御方法。
5. 撮影範囲を個別に変更できる複数の設置カメラで、予め定められた範囲の映像を撮影するカメラシステム用のプログラムであって、
   前記複数の設置カメラのうちの一つのカメラの撮影範囲を変更する場合に、前記一つのカメラの撮影範囲から外れる範囲を、前記複数の設置カメラのうちの他のカメラに撮影させる制御機能を、前記カメラシステムに実現させるプログラム。
6. 前記カメラ制御部は、前記予め定められた範囲のうち前記設置カメラのダイナミックレンジに収まらない輝度の領域が所定の面積より広い場合に、前記複数の設置カメラのうちの一つの設置カメラと他の設置カメラとを異なる露出に設定する、請求項１に記載のカメラシステム。
7. 前記カメラ制御部は、前記一つの設置カメラの露出を前記予め定められた範囲のうちで平均輝度が最も高い高輝度領域に合わせると共に、前記他の設置カメラの露出を、前記予め定められた範囲から前記高輝度領域を除いた領域に合わせる、請求項６に記載のカメラシステム。
8. 前記カメラ制御部は、前記一つの設置カメラ及び前記他の設置カメラのそれぞれのフォーカスを、設定した前記露出でそれぞれ撮像される領域に合わせる、請求項１に記載のカメラシステム。

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