JPH06233164A - カメラの自動キャリブレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ビデオカメラからの撮像出力信号に基づくビデ
オ信号に応じて得られる再生画面画像上における、実際
のビデオカメラのレンズ中心を、容易かつ迅速に求め、
レンズ中心についてのキャリブレーションを自動的に行
う。 【構成】ズーミング機能を具えたビデオカメラ（１１）
における第１及び第２のズーミング状態のもとでの撮像
動作がなされるとき、第１及び第２のビデオ信号データ
を得るビデオ信号データ形成部（１７）と、第１及び第
２のビデオ信号データが夫々格納される第１及び第２の
ビデオデータメモリ部（２１，２２）と、第１及び第２
のビデオデータメモリ部（２１，２２）から夫々第１及
び第２の区分ビデオ信号データを読み出す制御ユニット
（１５）と、第１及び第２の区分ビデオ信号データの相
関が最大となる部分に基づいて、ビデオカメラ（１１）
のレンズ中心を求めるレンズ中心検出部（２４）とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ズーミング機能を具え
て車両等に設置され、撮像対象に応じた撮像出力信号を
送出するビデオカメラにおけるレンズ中心についてのキ
ャリブレーションを行う、カメラの自動キャリブレーシ
ョン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両に、ビデオカメラを搭載して、それ
による車両の周囲に対しての撮像動作が行われるように
なし、その撮像動作に応じて得られるビデオ信号があら
わす画像についての画像処理を行うことによって、車両
の走行環境を機械的に認識し、その認識結果を走行中の
車両に対する制御等に供することが提案されている。例
えば、特開昭64-44512号公報には、ビデオカメラとビデ
オカメラからの出力信号の処理を行う画像コンピュータ
システムとを含む構成とされて車両に搭載され、画像コ
ンピュータシステムにより車両の走行環境が認識されて
得られるデータに基づいて、車両の駆動系及び操舵系等
に対する制御を行うようにされた走行車両制御装置が記
載されている。また、特開平1-273112号公報には、ビデ
オカメラ（画像入力手段，イメージセンサ）とそのビデ
オカメラからの出力信号の処理を行う画像信号処理手段
とに加えて、音波あるいは超音波を用いる計測機器等と
その計測機器等からの出力信号の処理を行う計測信号処
理手段とを備えて車両に搭載され、ビデオカメラを通じ
ての車両の外界認識（走行環境の認識）が適正に行えな
い虞がある場合には、音波あるいは超音波を用いる計測
機器等を通じての車両の外界認識を行うようにされた装
置が記載されている。

【０００３】このようにして、ビデオカメラが用いら
れ、それによる車両の周囲に対しての撮像動作に応じて
得られるビデオ信号があらわす画像に基づいて、車両の
走行環境の認識が行われる場合、ビデオカメラは、必要
に応じて撮像画像の倍率を連続的に変化させることがで
きるものとなるように、その光学系が、適正なフォーカ
ス状態が維持されるもとで、レンズの焦点距離を連続的
に変化させることができるズーミング機能を具えたもの
とされることが多い。また、ビデオカメラの車両に対す
る設置は、その光学系が、例えば、車両の前方に向けら
れて光軸方向が固定されるものとされる。

【０００４】斯かるビデオカメラは、車両に設置される
ものとされる都合上小型で軽量であることが望まれ、そ
れゆえ、小型軽量化が容易に図られる固体撮像装置を備
えたものとされることが多い。固体撮像装置は、多数の
光電変換素子部が配列配置されて成る受光面形成部を備
え、その受光面形成部に、レンズを含んだ光学系を通じ
て撮像対象からの光が入射せしめられるもの、即ち、光
学系により撮像対象の像が受光面形成部に投影されるも
のとなされる。そして、固体撮像装置による撮像動作が
行われる際には、受光面形成部に配置された多数の光電
変換素子部の夫々において、受光面形成部に入射せしめ
られる撮像対象からの光に応じた電荷の蓄積が行われた
後、各光電変換素子部に蓄積された電荷が所定の方法に
従って取り出されて撮像出力信号が導出され、固体撮像
装置から導出された撮像出力信号は、ビデオカメラに備
えられた撮像出力処理部において、それに基づくビデオ
信号が形成されるものとされる。

【０００５】固体撮像装置を備えたビデオカメラが利用
されて、例えば、車両前方の路面状況の認識が行われる
に際しては、ビデオカメラによる撮像対象として車両前
方の路面を含む車両前方視界が選定される。そして、固
体撮像装置から得られる撮像出力信号に基づいて、車両
前方視界の像をあらわすビデオ信号が形成され、そのビ
デオ信号がビデオカメラからそれに接続された画像処理
部に供給される。画像処理部においては、ビデオカメラ
からのビデオ信号があらわす車両前方視界の像中の路面
に関する画像処理が行われ、それにより得られる出力に
基づいて車両前方の路面状況の認識がなされる。このよ
うな画像処理にあたっては、ビデオカメラから得られる
ビデオ信号に基づいて得られる再生画面画像上における
ビデオカメラのレンズ中心が特定されていることが要求
され、例えば、再生画面画像の中央位置に、ビデオカメ
ラのレンズ中心が位置するように設定される。

【０００６】このようにして、再生画面画像の中央位置
にビデオカメラのレンズ中心が位置せしめられる設定が
なされたもとにあっても、車両に設置されたビデオカメ
ラには、車両の振動が伝達されるので、再生画面画像上
における実際のビデオカメラのレンズ中心が、再生画面
画像の中央位置からの“ずれ”を生じたものとなり、そ
れゆえ、ビデオカメラからのビデオ信号があらわす画像
に関する画像処理が精度良く行われなくなってしまうと
いう不都合が発生する。そこで、適当な時期に、ビデオ
カメラからのビデオ信号に基づいて得られる再生画面画
像上における実際のビデオカメラのレンズ中心を求め
て、ビデオカメラのレンズ中心についてのキャリブレー
ションを行うことが必要とされることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ビデオカメラからのビ
デオ信号に基づいて得られる再生画面画像上における実
際のビデオカメラのレンズ中心を求めるにあたっては、
従来、例えば、特開昭63-61903号公報にも示されている
如く、ビデオカメラの正面にレンズ中心についてのキャ
リブレーション用の特殊な平面パターンが配されるとと
もに、その特殊な平面パターン上の複数の点が選択さ
れ、それらの選択された複数の点の夫々の特殊な平面パ
ターン上における座標系での座標と、ビデオカメラから
特殊な平面パターンまでの距離とから求められている。
しかしながら、斯かる従来よりの手法に従って、再生画
面画像上における実際のビデオカメラのレンズ中心が求
められる場合には、先ず、ビデオカメラの正面に特殊な
平面パターンがビデオカメラの光学系の光軸に対して所
定の角度をなす状態をもって設置されなければならず、
また、ビデオカメラから特殊な平面パターンまでの距離
が正確に測定されなくてはならない。そのため、従来よ
りの手法に従うのであっては、再生画面画像上における
実際のビデオカメラのレンズ中心を、容易且つ迅速に求
めることは困難とされる。

【０００８】斯かる点に鑑み、本発明は、ビデオカメラ
から撮像対象に応じて得られる撮像出力信号に基づくビ
デオ信号を利用して、ビデオカメラからのビデオ信号に
基づいて得られる再生画面画像上における実際のビデオ
カメラのレンズ中心が、ビデオカメラの正面における特
殊な平面パターンの配置，ビデオカメラから特殊な平面
パターンまでの距離の計測等を要することなく、容易か
つ迅速に求められ、ビデオカメラのレンズ中心について
のキャリブレーションが自動的に行われることになるカ
メラの自動キャリブレーション装置を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明に係るカメラの自動キャリブレーション装置
は、ズーミング機能を具えたビデオカメラにより、それ
が有する光学系の光軸方向が変化せしめられることな
く、第１のズーミング状態及び第２のズーミング状態の
夫々のもとでの撮像動作が行われて得られる、第１のズ
ーミング状態のもとでの第１の撮像出力信号と第２のズ
ーミング状態のもとでの第２の撮像出力信号とが供給さ
れ、第１の撮像出力信号に基づくビデオ信号をあらわす
第１のビデオ信号データ及び第２の撮像出力信号に基づ
くビデオ信号をあらわす第２のビデオ信号データを得る
ビデオ信号データ形成部と、ビデオ信号データ形成部か
ら得られる第１及び第２のビデオ信号データが夫々個別
に格納される第１及び第２のメモリ部と、第１の撮像出
力信号に基づくビデオ信号があらわす画面画像の中央付
近における第１の区分画像領域が設定されたもとで、第
１のメモリ部から第１のビデオ信号データのうちの区分
画像領域に対応する第１の区分ビデオ信号データが読み
出されるとともに、第２の撮像出力信号に基づくビデオ
信号があらわす画面画像の中央付近における第２の区分
画像領域が設定されたもとで、第２のメモリ部から第２
のビデオ信号データのうちの第２の区分画像領域に対応
する第２の区分ビデオ信号データが読み出される状態を
とるメモリ制御部と、第１の区分ビデオ信号データと第
２の区分ビデオ信号データとにおける相互対応部分間の
相関を算出してその相関が最大となる相互対応部分を求
め、相関が最大となる相互対応部分を、第１及び第２の
撮像出力信号の夫々に基づくビデオ信号があらわす画面
画像におけるビデオカメラのレンズ中心としてあらわす
レンズ中心指示信号を、ビデオカメラのレンズ中心につ
いてのキャリブレーションを行うべく送出するレンズ中
心検出部と、を備えて構成される。

【００１０】

【作用】このように構成される本発明に係るカメラの自
動キャリブレーション装置にあっては、ズーミング機能
を具えたビデオカメラにより、それが有する光学系の光
軸方向が変化せしめられることなく得られる、第１のズ
ーミング状態のもとでの第１の撮像出力信号、及び、第
２のズーミング状態のもとでの第２の撮像出力信号に基
づいて、夫々、第１のビデオ信号データ及び第２のビデ
オ信号データが形成され、第１のメモリ部及び第２のメ
モリ部に夫々別個に格納される。その後、第１の撮像出
力信号に基づくビデオ信号があらわす画面画像の中央付
近における第１の区分画像領域が設定されたもとで、第
１のメモリ部から第１のビデオ信号データのうちの区分
画像領域に対応する第１の区分ビデオ信号データが読み
出され、また、第２の撮像出力信号に基づくビデオ信号
があらわす画面画像の中央付近における第２の区分画像
領域が設定されたもとで、第２のメモリ部から第２のビ
デオ信号データのうちの第２の区分画像領域に対応する
第２の区分ビデオ信号データが読み出される。そして、
第１の区分ビデオ信号データと第２の区分ビデオ信号デ
ータとにおける相互対応部分間の相関を算出してその相
関が最大となる相互対応部分が求められ、それを第１及
び第２の撮像出力信号の夫々に基づくビデオ信号があら
わす画面画像におけるビデオカメラのレンズ中心として
あらわすレンズ中心指示信号が、ビデオカメラのレンズ
中心についてのキャリブレーションを行うべく送出され
る。

【００１１】このようにされることにより、ビデオカメ
ラからのビデオ信号に基づいて得られる再生画面画像上
における実際のビデオカメラのレンズ中心が、ビデオカ
メラの正面における特殊な平面パターンの配置，ビデオ
カメラから特殊な平面パターンまでの距離の計測等を要
することなく、容易かつ迅速に求められ、ビデオカメラ
のレンズ中心についてのキャリブレーションが自動的に
行われることになる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明に係るカメラの自動キャリブ
レーション装置の一例を、それが適用されたビデオカメ
ラと共に示し、この例及びビデオカメラは車両に搭載さ
れるものとされている。

【００１３】図１において、ビデオカメラ１１は、受光
・光電変換面形成部を有し、チャージ・カップルド・デ
ィバイス（ＣＣＤ）による電荷転送が行われるものとさ
れた固体撮像部１２と、その前方に配された、ズーミン
グ機構を有したレンズ・システム，絞り機構，フォーカ
ス調整機構等を含んだ光学系１３とを備えており、従っ
て、ズーミング機能を備えたものとされている。そし
て、このビデオカメラ１１は、車両に、車両前方の路面
を含む車両前方視界を撮像対象とする状態をもって、設
置されたものとされる。光学系１３には、ズーミング機
構を駆動するレンズ駆動部１４が付設されており、ズー
ミング機構がレンズ駆動部１４によって駆動される際に
は、フォーカス調整機構も連動して駆動される。

【００１４】斯かるビデオカメラ１１にあっては、撮像
対象からの光が光学系１３を通じて固体撮像部１２にお
ける受光・光電変換面形成部に入射せしめられ、受光・
光電変換面形成部上に、撮像対象の像が、光学系１３に
備えられたズーミング機構により設定される像倍率をも
って投影される。固体撮像部１２における受光・光電変
換面形成部においては、光学系１３を通じた入射光に応
答した光電変換が行われて信号電荷が所定の時間だけ蓄
積され、蓄積された信号電荷が、所定の態様をもって行
われるＣＣＤによる電荷転送動作によって、固体撮像部
１２の出力部へと順次転送される。それにより、固体撮
像部１２の出力部に、そこに順次転送されて来る信号電
荷に基づいて、受光・光電変換面形成部上に投影された
撮像対象の像に応じた撮像出力信号が得られるが、本発
明に係るカメラの自動キャリブレーション装置の一例が
作動状態とされる際には、光学系１３に備えられたズー
ミング機構が、レンズ駆動部１４による駆動のもとで、
共通の撮像対象に対して、所定の像倍率を呈する第１の
ズーミング状態とそれとは異なる像倍率を呈する第２の
ズーミング状態とを、光学系１３の光軸方向を変化させ
ることなく順次とるものとされ、それにより、固体撮像
部１２の出力部から、第１のズーミング状態のもとでの
撮像出力信号ＱＡと第２のズーミング状態のもとでの撮
像出力信号ＱＢとが順次送出される。

【００１５】光学系１３におけるズーミング機構のレン
ズ駆動部１４による駆動は、本発明に係るカメラの自動
キャリブレーション装置の一例が備える制御ユニット１
５から送出されるズーミング制御信号ＳＺに基づいて行
われ、制御ユニット１５からのズーミング制御信号ＳＺ
が駆動信号形成部１６に供給されて、駆動信号形成部１
６からズーミング制御信号ＳＺに応じた駆動信号ＳＤＬ
が得られ、その駆動信号ＳＤＬがレンズ駆動部１４に供
給されることによって、レンズ駆動部１４がズーミング
機構を駆動する。その際、制御ユニット１５からのズー
ミング制御信号ＳＺが、順次、第１のズーミング状態を
指示するもの及び第２のズーミング状態を指示するもの
とされ、それに応じて、ズーミング機構が、光学系１３
におけるレンズ・システムの焦点距離を順次第１のズー
ミング状態に対応する焦点距離ｆａ及び第２のズーミン
グ状態に対応する焦点距離ｆｂとなすようにされる。

【００１６】固体撮像部１２の出力部から得られる撮像
出力信号ＱＡ及びＱＢは、本発明に係るカメラの自動キ
ャリブレーション装置の一例を形成するビデオ信号デー
タ形成部１７に供給される。ビデオ信号データ形成部１
７は、撮像出力信号ＱＡ及びＱＢが直接に供給されるア
ナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換部１８と撮像出力処
理部１９とから成る。Ａ／Ｄ変換部１８においては、撮
像出力信号ＱＡ及びＱＢの夫々についてのアナログ−デ
ィジタル変換が行われて、ディジタル撮像出力信号ＤＱ
Ａ及びＤＱＢが形成される。そして、これらのディジタ
ル撮像出力信号ＤＱＡ及びＤＱＢは撮像出力処理部１９
に供給され、撮像出力処理部１９においては、ディジタ
ル撮像出力信号ＤＱＡに基づいて、例えば、ライン周波
数を略１５．７５Ｈｚとしてフィールド周波数を６０Ｈ
ｚとするビデオ信号に基づくディジタルビデオ信号デー
タＤＶＡが形成され、また、ディジタル撮像出力信号Ｄ
ＱＢに基づいて、例えば、ライン周波数を略１５．７５
Ｈｚとしてフィールド周波数を６０Ｈｚとするビデオ信
号に基づくディジタルビデオ信号データＤＶＢが形成さ
れて、ディジタルビデオ信号データＤＶＡ及びディジタ
ルビデオ信号データＤＶＢが、順次、スイッチ２０の可
動接点２０ａに供給される。

【００１７】ディジタルビデオ信号データＤＶＡに対応
するビデオ信号とディジタルビデオ信号データＤＶＢに
対応するビデオ信号とは、ビデオカメラ１１により同一
の撮像対象が、光学系１３の光軸方向が一定に維持され
たもとで、光学系１３におけるレンズ・システムの焦点
距離がｆａとされる第１のズーミング状態、及び、光学
系１３におけるレンズ・システムの焦点距離がｆｂとさ
れる第２のズーミング状態の夫々のもとで撮像されて得
られるものとされることになる。従って、ディジタルビ
デオ信号データＤＶＡに対応するビデオ信号によりあら
わされる画面画像とディジタルビデオ信号データＤＶＢ
に対応するビデオ信号によりあらわされる画面画像と
は、内容を同一とするも倍率を異にするものとなり、夫
々における中央付近に置かれるレンズ中心及びその近傍
における画像は略同一となり、両者についての相関が極
めて大なるものとされる。

【００１８】スイッチ２０は、制御ユニット１５からの
スイッチ制御信号ＳＳ１によって制御され、ビデオカメ
ラ１１における固体撮像部１２の出力部から第１のズー
ミング状態のもとで撮像出力信号ＱＡが送出されて、ビ
デオ信号データ形成部１７における撮像出力処理部１９
からディジタルビデオ信号データＤＶＡが得られると
き、可動接点２０ａが選択接点２０ｂに接続され、ま
た、固体撮像部１２の出力部から第２のズーミング状態
のもとで撮像出力信号ＱＢが送出されて、撮像出力処理
部１９からディジタルビデオ信号データＤＶＢが得られ
るとき、可動接点２０ａが選択接点２０ｃに接続され
る。それにより、スイッチ２０の選択接点２０ｂには、
ディジタルビデオ信号データＤＶＡが得られ、また、ス
イッチ２０の選択接点２０ｃには、ディジタルビデオ信
号データＤＶＢが得られる。

【００１９】スイッチ２０の選択接点２０ｂに得られる
ディジタルビデオ信号データＤＶＡは、ビデオデータメ
モリ部２１に供給される。ビデオデータメモリ部２１に
は、制御ユニット１５からのメモリ書込制御信号ＷＡも
供給され、ビデオデータメモリ部２１に、メモリ書込制
御信号ＷＡに従って、ビデオ信号の１フィールド期間分
あるいは１フレーム期間（連続する２フィールド期間）
分のディジタルビデオ信号データＤＶＡの書込みが行わ
れる。また、スイッチ２０の選択接点２０ｃに得られる
ディジタルビデオ信号データＤＶＢは、ビデオデータメ
モリ部２２に供給される。ビデオデータメモリ部２２に
は、制御ユニット１５からのメモリ書込制御信号ＷＢも
供給され、ビデオデータメモリ部２２に、メモリ書込制
御信号ＷＢに従って、ビデオ信号の１フィールド期間分
あるいは１フレーム期間分のディジタルビデオ信号デー
タＤＶＢの書込みが行われる。

【００２０】その後、ビデオデータメモリ部２１に制御
ユニット１５からのメモリ読出制御信号ＲＡが供給さ
れ、ビデオデータメモリ部２１からディジタルビデオ信
号データＤＶＡの一部分がメモリ読出制御信号ＲＡに従
って読み出される。斯かるビデオデータメモリ部２１か
らのディジタルビデオ信号データＤＶＡの一部分の読出
しにあっては、図２に示される如くに、ディジタルビデ
オ信号データＤＶＡに対応するビデオ信号によりあらわ
される画面画像ＰＯＡについてその中央付近における区
分画像領域ＡＡが設定されたもとで、制御ユニット１５
からのメモリ読出制御信号ＲＡによるビデオデータメモ
リ部２１に対するアドレス制御により、ビデオデータメ
モリ部２１に格納されたディジタルビデオ信号データＤ
ＶＡのうちの区分画像領域ＡＡに相当する部分が、区分
ビデオ信号データＤＢＡとして読み出される。

【００２１】また、これとともに、ビデオデータメモリ
部２２に制御ユニット１５からのメモリ読出制御信号Ｒ
Ｂが供給され、ビデオデータメモリ部２２からディジタ
ルビデオ信号データＤＶＢの一部分がメモリ読出制御信
号ＲＢに従って読み出される。斯かるビデオデータメモ
リ部２２からのディジタルビデオ信号データＤＶＢの一
部分の読出しにあっても、図３に示される如くに、ディ
ジタルビデオ信号データＤＶＢに対応するビデオ信号に
よりあらわされる画面画像ＰＯＢについてその中央付近
における区分画像領域ＡＢが設定されたもとで、制御ユ
ニット１５からのメモリ読出制御信号ＲＢによるビデオ
データメモリ部２２に対するアドレス制御により、ビデ
オデータメモリ部２２に格納されたディジタルビデオ信
号データＤＶＢのうちの区分画像領域ＡＢに相当する部
分が、区分ビデオ信号データＤＢＢとして読み出され
る。

【００２２】斯かる際、区分画像領域ＡＡ及び区分画像
領域ＡＢは、各々の面積が、例えば、ディジタルビデオ
信号データＤＶＡに対応するビデオ信号が得られるビデ
オカメラ１１における第１のズーミング状態のもとでの
レンズ・システムの焦点距離ｆａ、及び、ディジタルビ
デオ信号データＤＶＢに対応するビデオ信号が得られる
ビデオカメラ１１における第２のズーミング状態のもと
でのレンズ・システムの焦点距離ｆｂに応じて設定され
るものとなされ、具体的には、区分画像領域ＡＡの面積
に対する区分画像領域ＡＢの面積の比が、焦点距離ｆａ
に対する焦点距離ｆｂの比に等しくなるようにされる。

【００２３】ビデオデータメモリ部２１から読み出され
た区分ビデオ信号データＤＢＡは、データ補正部２３に
よる補正が加えられて補正区分ビデオ信号データＤＢ
Ａ’とされた後、レンズ中心検出部２４に供給され、ま
た、ビデオデータメモリ部２２から読み出された区分ビ
デオ信号データＤＢＢは、直接に、レンズ中心検出部２
４に供給される。データ補正部２３は、区分ビデオ信号
データＤＢＡと区分ビデオ信号データＤＢＢとの間のオ
フセットを無くすものであり、区分ビデオ信号データＤ
ＢＡが補正されて得られる補正区分ビデオ信号データＤ
ＢＡ’は、区分ビデオ信号データＤＢＢに対してオフセ
ットを有さないものとされる。

【００２４】レンズ中心検出部２４は、補正区分ビデオ
信号データＤＢＡ’と区分ビデオ信号データＤＢＢとが
供給されるデータ比較部２５を含んでおり、データ比較
部２５においては、補正区分ビデオ信号データＤＢＡ’
と区分ビデオ信号データＤＢＢとの相互比較が行われ
る。斯かる比較においては、補正区分ビデオ信号データ
ＤＢＡ’があらわす区分画像領域ＡＡについて、水平方
向（図２における矢印Ｈの方向）及び垂直方向（図２に
おける矢印Ｖの方向）の夫々に均等分布された多数のサ
ンプリング点が設定されるとともに、図４に示される如
く、区分画像領域ＡＡにそれをさらに細分する細分画像
領域ＸＡＡが、その中心位置Ｘａを〔ＩＡ１，ＪＡ１〕
から〔ＩＡｐ，ＪＡｑ〕まで、区分画像領域ＡＡ内にお
いて水平方向及び垂直方向に順次移動させるものとして
設定され、また、区分ビデオ信号データＤＢＢがあらわ
す区分画像領域ＡＢについて、水平方向（図３における
矢印Ｈの方向）及び垂直方向（図３における矢印Ｖの方
向）の夫々に均等分布された多数のサンプリング点が、
補正区分ビデオ信号データＤＢＡ’があらわす区分画像
領域ＡＡにおけるサンプリング点に対応するものとされ
て設定されるとともに、図５に示される如く、区分画像
領域ＡＢにそれをさらに細分する細分画像領域ＸＡＢ
が、その中心位置Ｘｂを〔ＩＢ１，ＪＢ１〕から〔ＩＢ
ｔ，ＪＢｕ〕まで、区分画像領域ＡＢ内において水平方
向及び垂直方向に順次移動させるものとして設定され
る。次に、区分画像領域ＡＡにおける中心位置Ｘａを
〔ＩＡ１，ＪＡ１〕とする細分画像領域ＸＡＡから中心
位置Ｘａを〔ＩＡｐ，ＪＡｑ〕とする細分画像領域ＸＡ
Ａまでと、区分画像領域ＡＢにおける中心位置Ｘｂを
〔ＩＢ１，ＪＢ１〕とする細分画像領域ＸＡＢから中心
位置Ｘｂを〔ＩＢｔ，ＪＢｕ〕とする細分画像領域ＸＡ
Ｂまでとについて、中心位置Ｘａを〔ＩＡ１，ＪＡ１〕
とする細分画像領域ＸＡＡと中心位置Ｘｂを〔ＩＢ１，
ＪＢ１〕とする細分画像領域ＸＡＢ，中心位置Ｘａを
〔ＩＡｐ，ＪＡｑ〕とする細分画像領域ＸＡＡと中心位
置Ｘｂを〔ＩＢｔ，ＪＢｕ〕とする細分画像領域ＸＡ
Ｂ、というように対応するもの同志の組が設定される。

【００２５】続いて、設定された細分画像領域ＸＡＡと
細分画像領域ＸＡＢとの組の夫々に関して、細分画像領
域ＸＡＡ内にある各サンプリング点に対応する補正区分
ビデオ信号データＤＢＡ’と、細分画像領域ＸＡＡ内に
あるサンプリング点に対応するものとされた細分画像領
域ＸＡＢ内にある各サンプリング点に対応する区分ビデ
オ信号データＤＢＢとの間の差が求められる。斯かる
際、例えば、中心位置Ｘａを〔ＩＡ１，ＪＡ１〕とする
細分画像領域ＸＡＡとそれに対応する中心位置Ｘｂを
〔ＩＢ１，ＪＢ１〕とする細分画像領域ＸＡＢとの組に
関しては、図４に示される如くの、中心位置Ｘａを〔Ｉ
Ａ１，ＪＡ１〕とする細分画像領域ＸＡＡにおけるサン
プリング点〔ｉａ１，ｊａ１〕からサンプリング点〔ｉ
ａｍ，ｊａｎ〕までと、図５に示される如くの、中心位
置Ｘｂを〔ＩＢ１，ＪＢ１〕とする細分画像領域ＸＡＢ
におけるサンプリング点〔ｉｂ１，ｊｂ１〕からサンプ
リング点〔ｉｂｒ，ｊｂｓ〕までとについて、サンプリ
ング点〔ｉａ１，ｊａ１〕とサンプリング点〔ｉｂ１，
ｊｂ１〕，サンプリング点〔ｉａｍ，ｊａｎ〕とサンプ
リング点〔ｉｂｒ，ｊｂｓ〕、というように対応するも
の同志の組が設定され、設定された組の各々を成す一対
のサンプリング点に夫々対応する補正区分ビデオ信号デ
ータＤＢＡ’と区分ビデオ信号データＤＢＢとの間の輝
度レベル差が算出される。

【００２６】そして、細分画像領域ＸＡＡ内にあるサン
プリング点とそれに対応する細分画像領域ＸＡＢ内にあ
るサンプリング点との組の各々について算出された、一
対のサンプリング点に夫々対応する補正区分ビデオ信号
データＤＢＡ’と区分ビデオ信号データＤＢＢとの間の
輝度レベル差について、夫々の絶対値の総和が求められ
る。斯かる総和は、設定された各組を成す相互に対応す
る細分画像領域ＸＡＡと細分画像領域ＸＡＢとについて
の相関をあらわすものとなり（以下、相関総和とい
う）、その値が小である程、設定された組を成す相互に
対応する細分画像領域ＸＡＡと細分画像領域ＸＡＢとに
ついての相関が大であることを示す。このようにして、
設定された各組を成す相互に対応する細分画像領域ＸＡ
Ａと細分画像領域ＸＡＢとについての相関総和が得られ
るデータ比較部２５からは、相互に対応する細分画像領
域ＸＡＡと細分画像領域ＸＡＢとの組の一つについての
相関総和が求められる毎に、状況伝達信号ＳＤが制御ユ
ニット１５に供給され、制御ユニット１５からは、状況
伝達信号ＳＤが供給される毎に、データ比較部２５にお
いて相互に対応する細分画像領域ＸＡＡと細分画像領域
ＸＡＢとの次の組についての相関総和が求められる状態
とすべく、ビデオデータメモリ部２１に対するそれから
区分ビデオ信号データＤＢＡを読み出すためのメモリ読
出制御信号ＲＡの送出、及び、ビデオデータメモリ部２
２に対するそれから区分ビデオ信号データＤＢＢを読み
出すためのメモリ読出制御信号ＲＢの送出が行われる。

【００２７】また、データ比較部２５からは、相互に対
応する細分画像領域ＸＡＡと細分画像領域ＸＡＢとの組
の夫々についての相関総和をあらわす相関データＲＣが
送出されて、それが判定部２６に供給される。判定部２
６においては、相関データＲＣがあらわす相互に対応す
る細分画像領域ＸＡＡと細分画像領域ＸＡＢとの組の夫
々についての相関総和のうちの最小値をとるもの、即
ち、相関が最大であるものが選出され、その選出された
最小値をとる相関総和が得られる相互に対応する細分画
像領域ＸＡＡと細分画像領域ＸＡＢとの組が選択される
とともに、選択された細分画像領域ＸＡＡと細分画像領
域ＸＡＢとの組を成す細分画像領域ＸＡＡもしくは細分
画像領域ＸＡＢにおける中心位置ＸａもしくはＸｂを、
ディジタルビデオ信号データＤＶＢに対応するビデオ信
号によりあらわされる画面画像ＰＯＢにおけるビデオカ
メラ１１のレンズ中心としてあらわす中心指示信号ＳＣ
が形成される。

【００２８】判定部２６において得られる中心指示信号
ＳＣは、出力端子２７に送出されるとともに、画像処理
部２８にビデオカメラ１１のレンズ中心についてのキャ
リブレーションを行うべく送出される。画像処理部２８
には、制御ユニット１５からのスイッチ制御信号ＳＳ２
によって制御されるスイッチ２９を通じて、ビデオ信号
データ形成部１７から導出されるディジタルビデオ信号
データＤＶＡもしくはＤＶＢが必要に応じて供給され、
画像処理部２８に供給されたディジタルビデオ信号デー
タＤＶＡもしくはＤＶＢは、判定部２６からの中心指示
信号ＳＣに基づくビデオカメラ１１のレンズ中心につい
てのキャリブレーションが行われるもとで、所定のディ
ジタル画像処理が施されるものとされる。画像処理部２
８からは、ディジタルビデオ信号データＤＶＡもしくは
ＤＶＢに対するディジタル画像処理が施されて得られる
出力データＤＸが、出力端子３０に導出される。

【００２９】このようにして、データ比較部２５からの
相関データＲＣが判定部２６に供給され、判定部２６に
おいて相関データＲＣに基づく判定が行われることによ
り、ディジタルビデオ信号データＤＶＢに対応するビデ
オ信号によりあらわされる画面画像ＰＯＢにおけるビデ
オカメラ１１のレンズ中心が、容易かつ迅速に求めら
れ、求められた画面画像ＰＯＢにおけるビデオカメラ１
１のレンズ中心をあらわすものとして判定部２６から送
出される中心指示信号ＳＣによって、ビデオカメラ１１
のレンズ中心についてのキャリブレーションが自動的に
行われることになる。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
係るカメラの自動キャリブレーション装置にあっては、
ズーミング機能を具えたビデオカメラにより、それが有
する光学系の光軸方向が変化せしめられることなく得ら
れる、第１のズーミング状態のもとでの第１の撮像出力
信号、及び、第２のズーミング状態のもとでの第２の撮
像出力信号に基づいて、夫々、第１及び第２のビデオ信
号データが形成されて、第１及び第２のメモリ部に夫々
別個に格納され、その後、第１の撮像出力信号に基づく
ビデオ信号があらわす画面画像の中央付近における第１
の区分画像領域が設定されたもとで、第１のメモリ部か
ら第１のビデオ信号データのうちの区分画像領域に対応
する第１の区分ビデオ信号データが読み出され、また、
第２の撮像出力信号に基づくビデオ信号があらわす画面
画像の中央付近における第２の区分画像領域が設定され
たもとで、第２のメモリ部から第２のビデオ信号データ
のうちの第２の区分画像領域に対応する第２の区分ビデ
オ信号データが読み出されて、第１の区分ビデオ信号デ
ータと第２の区分ビデオ信号データとにおける相互対応
部分間の相関が算出されてその相関が最大となる相互対
応部分が求められ、それを、第１及び第２の撮像出力信
号の夫々に基づくビデオ信号があらわす画面画像におけ
るビデオカメラのレンズ中心としてあらわすレンズ中心
指示信号が、ビデオカメラのレンズ中心についてのキャ
リブレーションを行うべく送出される。

【００３１】従って、本発明に係るカメラの自動キャリ
ブレーション装置によれば、ビデオカメラからのビデオ
信号に基づいて得られる再生画面画像上における実際の
ビデオカメラのレンズ中心が、ビデオカメラの正面にお
ける特殊な平面パターンの配置，ビデオカメラから特殊
な平面パターンまでの距離の計測等を要することなく、
容易かつ迅速に求めることができ、その結果、ビデオカ
メラのレンズ中心についてのキャリブレーションを自動
的に行うことができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカメラの自動キャリブレーション
装置の一例をそれが適用されたビデオカメラと共に示す
ブロック構成図である。

【図２】図１に示される例についての動作説明に供され
る概念図である。

【図３】図１に示される例についての動作説明に供され
る概念図である。

【図４】図１に示される例についての動作説明に供され
る概念図である。

【図５】図１に示される例についての動作説明に供され
る概念図である。

【符号の説明】

１１ ビデオカメラ １２ 固体撮像部 １３ 光学系 １４ レンズ駆動部 １５ 制御ユニット １７ ビデオ信号データ形成部 １８ Ａ／Ｄ変換部 １９ 撮像出力処理部 ２１，２２ ビデオデータメモリ部 ２３ データ補正部 ２４ レンズ中心検出部 ２５ データ比較部 ２６ 判定部 ２８ 画像処理部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ズーミング機能を具えたビデオカメラによ
   り、該ビデオカメラが有する光学系の光軸方向が変化せ
   しめられることなく、第１のズーミング状態及び第２の
   ズーミング状態の夫々のもとでの撮像動作が行われて得
   られる、上記第１のズーミング状態のもとでの第１の撮
   像出力信号と上記第２のズーミング状態のもとでの第２
   の撮像出力信号とが供給され、上記第１の撮像出力信号
   に基づくビデオ信号をあらわす第１のビデオ信号データ
   及び上記第２の撮像出力信号に基づくビデオ信号をあら
   わす第２のビデオ信号データを得るビデオ信号データ形
   成部と、 該ビデオ信号データ形成部から得られる上記第１及び第
   ２のビデオ信号データが夫々個別に格納される第１及び
   第２のメモリ部と、 上記第１の撮像出力信号に基づくビデオ信号があらわす
   画面画像の中央付近における第１の区分画像領域が設定
   されたもとで、上記第１のメモリ部から上記第１のビデ
   オ信号データのうちの上記区分画像領域に対応する第１
   の区分ビデオ信号データが読み出されるとともに、上記
   第２の撮像出力信号に基づくビデオ信号があらわす画面
   画像の中央付近における第２の区分画像領域が設定され
   たもとで、上記第２のメモリ部から上記第２のビデオ信
   号データのうちの上記第２の区分画像領域に対応する第
   ２の区分ビデオ信号データが読み出される状態をとるメ
   モリ制御部と、 上記第１の区分ビデオ信号データと上記第２の区分ビデ
   オ信号データとにおける相互対応部分間の相関を算出し
   て該相関が最大となる上記相互対応部分を求め、該相関
   が最大となる上記相互対応部分を、上記第１及び第２の
   撮像出力信号の夫々に基づくビデオ信号があらわす画面
   画像における上記ビデオカメラのレンズ中心としてあら
   わすレンズ中心指示信号を、上記ビデオカメラのレンズ
   中心についてのキャリブレーションを行うべく送出する
   レンズ中心検出部と、 を備えて構成されるカメラの自動キャリブレーション装
   置。
2. 【請求項２】第１の区分画像領域と第２の区分画像領域
   との比が、ビデオカメラが第１のズーミング状態にある
   もとでのレンズの焦点距離と上記ビデオカメラが第２の
   ズーミング状態にあるもとでの上記レンズの焦点距離と
   の比に応じたものとされたことを特徴とする請求項１記
   載のカメラの自動キャリブレーション装置。
3. 【請求項３】レンズ中心検出部が、第１の区分ビデオ信
   号データと第２の区分ビデオ信号データとにおける各相
   互対応部分間の輝度レベル差の絶対値の総和を算出し、
   算出された総和の最小値を検出して、該最小値が得られ
   ることになる上記第１の区分ビデオ信号データと上記第
   ２の区分ビデオ信号データとにおける相互対応部分を、
   第１及び第２の撮像出力信号の夫々に基づくビデオ信号
   があらわす画面画像におけるビデオカメラのレンズ中心
   としてあらわすレンズ中心指示信号を形成することを特
   徴とする請求項１又は２記載のカメラの自動キャリブレ
   ーション装置。