JP2002077714A - 映像監視システムの揺れ補正カメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被写体の一部が揺れている時に、その揺れて
いる部分をあたかも静止しているかのようにモニタ上で
リアルタイムの映像として目視可能にする。 【解決手段】 揺れ補正付き監視カメラ装置１は、動き
検出部１６が動き検出エリア設定部２３に設定されてい
るエリアで動きベクトルを検出し、この検出結果に基づ
きＲＩＳＣマイコン１７がズームエリアの算出を行い、
電子ズーム部２０が上記算出されたズームエリアの拡大
処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像監視システム
の揺れ補正カメラ装置に関し、特に、被写体の一部が揺
れている時に、その揺れている部分をあたかも静止して
いるかのようにモニタ上でリアルタイムの映像として目
視可能にした映像監視システムの揺れ補正カメラ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の映像監視システムの揺れ
補正カメラ装置においては、設置場所での揺れを補正す
るための揺れ補正機能を実装しているものが普及しつつ
ある。

【０００３】そして、この揺れ補正機能を実装すること
により、カメラが外的要因で揺れた場合のモニタ上に映
し出される映像の見苦しさ、すなわち、映像の揺れを軽
減することが可能となった。

【０００４】具体的に、上記従来の揺れ補正の方法は、
モニタ上に映し出される映像全体の動きを検出し、この
検出された動きに基づいてモニタ上に映し出される映像
の揺れを補正するものである。つまり、カメラ自身の揺
れに対して補正を行っている。

【０００５】ところで、このような揺れ補正カメラ装置
を映像監視システムに適用する場合、例えば、浄水場の
ポンプ設備の監視に使用する場合などでは、監視者にと
っては、被写体の一部が絶えず揺れている部分すなわち
ポンプ設備の常時振動している部分などをモニタ上に静
止させた状態で映し出させて監視したい場合が考えられ
る。

【０００６】ところが、従来の揺れ補正方法では、モニ
タ上に映し出される映像の全体的な動きを検出し、その
動きが静止するように補正をかけているので、上述のよ
うな部分的な揺れに対しては余り効果が無く、これによ
り、その部分的な揺れを停止させて見ることはできな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の揺
れ補正カメラ装置にあっては、モニタ上に映し出される
映像の全体的な動きを検出し、その動きが静止するよう
に補正をかけているため、カメラ自身の揺れに対しては
補正を行うことができるものの、例えば、被写体の揺れ
ている部分をモニタ上に静止させた状態で映し出させる
ようなことはできない。

【０００８】そこで、本発明では、上記不都合を解消
し、被写体の一部が揺れている時に、その揺れている部
分をあたかも静止しているかのようにモニタ上でリアル
タイムの映像として目視可能にした映像監視システムの
揺れ補正カメラ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】上記目的を達成させるた
めに、請求項１に記載の本発明は、入力した撮像エリア
の画像データを加工して表示エリアの画像の揺れを補正
する機能を備えた映像監視システムの揺れ補正カメラ装
置において、前記表示エリアのうち任意の領域を揺れ補
正対象のエリアとして設定する設定手段と、該設定手段
により設定された揺れ補正対象エリアの画像の動きを検
出する検出手段と、該検出手段により検出された動きに
基づき前記揺れ補正対象エリアの画像の揺れを補正すべ
く制御する揺れ補正制御手段とを具備することを特徴と
する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照にして詳細に説明する。

【００１１】図１は、本発明の一実施の形態に係る揺れ
補正カメラ装置を適用した映像監視システムの一構成例
を示す図である。

【００１２】図１に示すように、この映像監視システム
１００では、揺れ補正付き監視カメラ装置１、中継伝送
網２、監視制御装置３を具備して構成される。

【００１３】ここで、揺れ補正付き監視カメラ装置１
は、被監視場所Ａの情景を撮像し、揺れ補正を行う機能
を有して構成される。

【００１４】また、中継伝送網は、上記揺れ補正付き監
視カメラ装置１により撮像された情景の映像信号を後述
の監視制御装置３に中継伝送する。

【００１５】また、監視制御装置３は、上記中継伝送網
２を介して受信した映像信号に基づきモニタ画面上に当
該被監視場所Ａの情景を映し出すとともに、上記揺れ補
正付き監視カメラ装置１の揺れ補正処理の有効（ＯＮ）
または無効（ＯＦＦ）の制御と、旋回またはズーム制御
を行う。

【００１６】図２は、上記図１に示した揺れ補正付き監
視カメラ装置１の全体構成を示す図である。

【００１７】図２に示すように、この揺れ補正付き監視
カメラ装置１では、レンズ１１、ＣＣＤ（Charge Coupl
ed Device）１２、ＣＤＳ（correlated double samplin
g）／ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路部１３、
Ａ／Ｄ変換部１４、ディジタル信号処理部（ＤＳＰ：Di
gital Signal Processor）１５、動き検出部１６、ＲＩ
ＳＣマイコン（縮小命令セット・コンピュータ）１７、
メモリ制御部１８、フレームメモリ１９、電子ズーム部
２０、ビデオドライバ２１、遠隔操作インタフェース部
２２、動き検出エリア設定部２３、操作部２４とを具備
して構成される。

【００１８】ここで、レンズ１１は、被監視場所Ａの情
景（被写体像）を光学式に入力して後段のＣＣＤ１２の
撮像面に結像する。

【００１９】ＣＣＤ１２は、フォトダイオードをマトリ
クス配置し、上記レンズ１１により光学式に被写体像が
撮像面に結像されることにより、光電変換された電荷を
画像データとして後段側に出力するＣＤＳ／ＡＧＣ回路
部１３は、上記ＣＣＤ１２から出力された画像データを
入力し、フローティングディフレーション（ＦＤ：浮遊
拡散層）のリセット時に生じるリセット雑音を軽減する
のに用いられる相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路お
よび伝送媒体の温度変化による変動を補償する自動利得
制御（ＡＧＳ）回路を有して構成される。

【００２０】Ａ／Ｄ変換部１４は、上記ＣＤＳ/ＡＧＣ
回路部１３より出力されたアナログ画像データをディジ
タル画像データに変換する。

【００２１】ディジタル信号処理部１５は、上記Ａ／Ｄ
変換部１４から出力されたディジタル画像データを所要
の方式のデータ信号として生成して出力するとともに、
また、後述の電子ズーム部２０により拡大処理されたデ
ィジタル画像データをアナログ画像データに変換した
後、後述のビデオドライバ２１に出力する。

【００２２】動き検出部１６は、上記Ａ／Ｄ変換部１４
から出力されたディジタル画像データをもとに、例え
ば、代表点マッチング法を使用して動きベクトルを検出
する。具体的には、前フレームの画像データの代表点
が、現フレームのどこに動いたかを動き検出領域で画像
データの相関をとることにより動きベクトルを検出す
る。なお、本発明の動き検出部１６では、例えば、動き
検出領域を撮像エリア全体とし、その内に五つ設け（図
４（ａ）参照）、それぞれの領域について動きベクトル
を求め、それぞれの動きベクトルからカメラの動きベク
トルを判断する従来機能に加えて、上記動き検出領域
を、後述の本発明の動き検出エリア設定部２３に設定さ
れている任意の指定された動き検出エリアとし、その内
に、例えば、五つ設け（図４（ｂ）参照）、それぞれの
領域について動きベクトルを求め、それぞれの動きベク
トルから被写体の動きベクトルを判断する機能を備えて
いる。

【００２３】ＲＩＳＣマイコン１７は、上記動き検出部
１６により検出された動きベクトルを基にこの時の揺れ
補正を行うのに必要な揺れ補正量を演算する、すなわ
ち、後述のフレームメモリ１９に記憶された画像データ
のうち今回表示エリアに表示させる画像データの読み出
し位置を算出する。そして、この算出された読み出し位
置を後述のメモリ制御部１８に指示する。

【００２４】メモリ制御部１８は、上記ディジタル信号
処理部（ＤＳＰ）１５を介して転送されてきたディジタ
ル画像データのフレームメモリ１９への書き込み制御を
行うとともに、上記ＲＩＳＣマイコン１７により指示さ
れた読み出し位置に従ってフレームメモリ１９からの読
み出しを制御する。

【００２５】フレームメモリ１９は、上記メモリ制御部
１８の制御に基づき、撮像エリアのディジタル画像デー
タをフレーム単位で記憶する。

【００２６】電子ズーム部２０は、上記メモリ制御部１
８で読み出されたズームエリアの画像データを電子ズー
ムで拡大処理して上記ディジタル信号処理部１５へ出力
する。

【００２７】ビデオドライバ２１は、上記電子ズーム部
２０で拡大処理され、且つ上記ディジタル信号処理部
（ＤＳＰ）１５によりアナログ画像データに変換された
画像データを中継伝送網２を介して監視制御装置３に対
して送出する処理を行う。

【００２８】遠隔操作インタフェース部２２は、監視制
御装置３からの遠隔操作を受け付けるインタフェース機
能を有する。

【００２９】動き検出エリア設定部２３は、上記遠隔操
作インタフェース部２２を介して監視者により任意に指
定された動き検出エリアを設定したり、または、後述の
操作部２４を介して使用者により任意に指定された動き
検出エリアを設定する。

【００３０】操作部２４は、使用者によってこの揺れ補
正付き監視カメラ装置１の各種設定を行う。

【００３１】なお、本発明では、上記遠隔操作インタフ
ェース部２２および操作部２４を介して、直接使用者が
動き検出エリアを種々任意に指定して設定できる場合
と、単に、予め指定された動き検出エリアで動き検出す
るモードを有効（ＯＮ）または無効（ＯＦＦ）に設定で
きる場合があるものとする。なお、後者の場合には、好
ましくは、動き検出エリアすなわち揺れ補正対象エリア
に目的の被写体が映し出されるように揺れ補正付き監視
カメラ装置１を調整して設置するのが良い。

【００３２】次に、上記構成による揺れ補正付き監視カ
メラ装置１の一連の動作について説明する。

【００３３】まず、揺れ補正付き監視カメラ装置１で
は、被監視場所Ａの情景（被写体像）をレンズ１１によ
り光学式に入力し、ＣＣＤ１２の撮像面に結像する。

【００３４】そして、ＣＣＤ１２が、上記撮像面から光
電変換された電荷を画像データとして後段側に出力す
る。

【００３５】次いで、上記出力された画像データ（アナ
ログ）に対し、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路部１３で相関二重サ
ンプリングおよび自動利得制御を行い、その後、Ａ／Ｄ
変換部１４でディジタル画像データに変換する。

【００３６】この変換されたディジタル画像データは、
後段のディジタル信号処理部（ＤＳＰ）１５および動き
検出部１６に入力される。

【００３７】ディジタル信号処理部（ＤＳＰ）１５は、
入力したディジタル画像データを所要の方式のデータ信
号として生成した上で、メモリ制御部１８を介してフレ
ームメモリ１９に記憶する処理を行う。これにより、メ
モリ制御部１８の制御のもと、入力した画像データがフ
レームメモリ１９に蓄積される。

【００３８】他方、動き検出部１６は、動き検出エリア
設定部２３に設定されている指定動き検出エリア内で入
力したディジタル画像データの動きベクトルを検出す
る。具体的には、前フレームの画像データの代表点が現
フレームのどこに動いたかを上記指定動き検出エリアで
画像データの相関をとることにより動きベクトルを検出
する。

【００３９】今、表示エリアのうち任意の領域が揺れ補
正対象エリアに設定されている場合、動き検出部１６
は、その揺れ補正対象エリア内での画像の動きベクトル
を検出する。

【００４０】その後、上記動き検出部１６により検出さ
れた動きベクトルを基に、ＲＩＳＣマイコン１７が、揺
れ補正を行うため上記フレームメモリ１９から画像デー
タを読み出す位置を演算して算出する。

【００４１】この場合の読み出し位置は、前フレームの
揺れ補正対象エリアの画像が動きベクトルに応じて移動
した今回のフレーム中の位置を示す。

【００４２】これにより、メモリ制御部１８は、上記算
出された補正量に従って上記フレームメモリ１９からの
読み出しを行い、読み出した画像データを電子ズーム部
２０に出力する。

【００４３】電子ズーム部２０は、上記メモリ制御部１
８から入力したズームエリアの画像データを電子ズーム
で所定量だけ拡大処理した後、上記ディジタル信号処理
部（ＤＳＰ）１５へ出力する。

【００４４】ディジタル信号処理部（ＤＳＰ）１５は、
上記電子ズーム部２０から入力したディジタル信号をア
ナログ画像データに変換し、後段のビデオドライバ２１
に出力する。

【００４５】ビデオドライバ２１は、上記アナログ画像
データを監視制御装置３に送信するため中継伝送網２側
に送出する。

【００４６】図３は、本発明に係る揺れ補正付き監視カ
メラ装置１の揺れ補正動作の概念的な処理手順を示すフ
ローチャートである。

【００４７】図３に示すように、この装置１において、
揺れ補正処理を開始する場合、まず、動き検出部１６
は、表示エリアのうち任意の領域が揺れ補正対象エリア
に設定されているかどうかを判定する（ステップＳ３０
１）。

【００４８】この判定の結果、表示エリアのうち任意の
領域が揺れ補正対象エリアに設定されていると判定した
場合（ステップＳ３０２ＹＥＳ）、動き検出部１６は、
上記揺れ補正対象エリア内での画像の動きを検出し（ス
テップＳ３０２）、ＲＩＳＣマイコン１７に出力する。
その後、ＲＩＳＣマイコン１７及びメモリ制御部１８に
より上記検出された画像の動きに基づき揺れ補正対象エ
リアの画像の揺れを補正し（ステップＳ３０３）、この
処理を終了する。

【００４９】なお、この揺れ補正処理では、ＲＩＳＣマ
イコン１７において、動き検出部１６により検出された
動きベクトルを基にこの時の揺れ補正を行うのに必要な
揺れ補正量が演算される、すなわち、後述のフレームメ
モリ１９に記憶された画像データのうち今回表示エリア
に表示させる画像データの読み出し位置が算出され、こ
の算出された読み出し位置に従ってメモリ制御部１８に
おいて、フレームメモリ１９から所定の画像データが読
み出されることにより、揺れ補正処理が行われる。

【００５０】一方、上記ステップＳ３０１の判定の結
果、表示エリアのうち任意の領域が揺れ補正対象エリア
に設定されていないと判定された場合（ステップＳ３０
１ＮＯ）、揺れ補正カメラ装置１では、通常の揺れ補正
処理が行われる。具体的には、動き検出部１６が、表示
エリア全体の画像の動きを検出し、ＲＩＳＣマイコン１
７及びメモリ制御部１８により上記検出された画像の動
きに基づき表示エリア全体の画像の揺れを補正する（ス
テップＳ３０４）。

【００５１】このように、この実施の形態においては、
監視制御装置３のモニタ画面上に表示される全画像の任
意の領域を揺れ補正対象エリアとして動き検出エリアに
設定し、このエリア内の画像の揺れを補正するように構
成したので、該設定されたエリア内の画像を静止させた
状態で表示させることができ、これにより、例えば、被
写体の一部が揺れている時に、その揺れている部分をあ
たかも停止しているかのようにモニタ画面上でリアルタ
イムの映像として目視可能になり、監視者にとっては揺
れている被写体を静止させた状態でリアルタイムに確認
することが可能となり、より監視し易くなる。特に、常
時、振動している振動部などで劣化或いは破損等の発生
率が大きい被写体を常時監視する場合に有効なものであ
る。

【００５２】図４は、動きベクトルの検出領域を示す概
念図であり、図４（ａ）が、通常の揺れ補正時における
動きベクトルの検出領域を示し、図４（ｂ）が、本発明
の揺れ補正時における動きベクトルの検出領域を示して
る。

【００５３】図４（ａ）に示すように、この場合、検出
領域は、撮像エリア内に五つ（Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領
域、Ｄ領域、Ｅ領域）設けられている。そして、揺れ補
正カメラ装置では、それぞれの領域について動きベクト
ルを求め、それぞれの動きベクトルからカメラの動きベ
クトルを判断する。

【００５４】また、図４（ｂ）に示すように、この場
合、検出領域は、上記図２に示した揺れ補正付き監視カ
メラ装置１の動き検出エリア設定部２３に設定されてい
る動き検出エリア内に五つ（Ａ’領域、Ｂ’領域、Ｃ’
領域、Ｄ’領域、Ｅ’領域）設けられている。そして、
揺れ補正カメラ装置では、それぞれの領域について動き
ベクトルを求め、それぞれの動きベクトルから被写体の
動きベクトルを判断する。

【００５５】図５は、揺れ補正しない場合と揺れ補正を
した場合のモニタ画面上の一表示例を示す図であり、図
５（ａ）が、通常の全体の揺れ補正によるモニタ画面上
の表示例を示し、図５（ｂ）が、本発明の指定された領
域の揺れ補正によるモニタ画面上の表示例を示してい
る。なお、この例では、静止した被写体Ａと揺れている
被写体Ｂとを撮像してモニタ画面上に表示する場合を示
している。

【００５６】図５（ａ）に示すように、左図の揺れ補正
しない場合では、モニタ画面上には、被写体Ｂが揺れて
表示される。この状態において、通常の画面全体の揺れ
補正を行った場合でも、右図のように、被写体Ｂは揺れ
て表示される。つまり、通常の揺れ補正では、一部の揺
れに対しては、あまり効果がない。

【００５７】また、図５（ｂ）に示すように、左図の揺
れ補正しない場合では、モニタ画面上には、被写体Ｂが
揺れて表示される。この状態において、本願の、指定さ
れた動き検出エリア（点線に囲まれた領域）の揺れ補正
を行うと、右図のように、被写体Ｂの揺れが解消され
る。すなわち、動き検出エリアを設定して、そのエリア
内の画像の揺れを補正するようにすることで、該設定さ
れたエリア内の画像を静止させて表示させることがで
き、監視者にとっては、監視したい所が見易くなる。た
だ、この場合では、上記設定されたエリア以外の画像は
揺れることになる。

【００５８】なお、上記実施例では、揺れ補正カメラ装
置の揺れ補正方式としては、電子式の、撮像信号をいっ
たんメモリに書き込み、その一部分をカメラの動きに応
じて移動させながら読み出すメモリ制御方式を採用し、
揺れの検出方法には、映像信号から動きベクトルを検出
する方法を採用しているが、本発明は、これに限定され
ず、カメラの動きに応じてＣＣＤから映像信号を読み出
すタイミングを制御するＣＣＤ駆動制御方式を採用して
も同様の効果が得られるものとする。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の映像監視
システムの揺れ補正カメラ装置によれば、表示エリアの
うち任意の領域を揺れ補正対象のエリアとして設定し、
該設定された揺れ補正対象エリアの画像の動きを検出
し、該検出された動きに基づき前記揺れ補正対象エリア
の画像の揺れを補正すべく制御するように構成している
ので、該設定されたエリア内の画像を静止させた状態で
表示させることができ、これにより、例えば、被写体の
一部が揺れている時に、その揺れている部分をあたかも
停止しているかのようにモニタ画面上でリアルタイムの
映像として目視可能になり、監視者にとっては揺れてい
る被写体を静止させた状態でリアルタイムに確認するこ
とが可能となり、より監視し易くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る揺れ補正カメラ装
置を適用した映像監視システムの一構成例を示す図。

【図２】図１に示す揺れ補正付き監視カメラ装置の全体
構成を示す図。

【図３】本発明に係る揺れ補正付き監視カメラ装置の揺
れ補正動作の概念的な処理手順を示すフローチャート。

【図４】動きベクトルの検出領域を示す概念図。

【図５】揺れ補正しない場合と揺れ補正をした場合のモ
ニタ画面上の一表示例を示す図。

【符号の説明】

１００ 映像監視システム Ａ 被監視場所 １ 揺れ補正付き監視カメラ装置 ２ 中継伝送網 ３ 監視制御装置 １１ レンズ １２ ＣＣＤ １３ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路部 １４ Ａ／Ｄ変換部 １５ ディジタル信号処理部 １６ 動き検出部 １７ ＲＩＳＣマイコン １８ メモリ制御部 １９ フレームメモリ ２０ 電子ズーム部 ２１ ビデオドライバ ２２ 遠隔操作インタフェース部 ２３ 動き検出エリア設定部 ２４ 操作部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C022 AA01 AB55 AB65 AB66 AC31 AC42 5C024 AX01 CX06 CY19 CY22 GX03 GY18 HX13 HX18 HX22 HX23 HX58 5C054 AA01 CA04 CC03 EA01 EB05 ED04 EJ00 FC13 HA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力した撮像エリアの画像データを加工
   して表示エリアの画像の揺れを補正する機能を備えた映
   像監視システムの揺れ補正カメラ装置において、 前記表示エリアのうち任意の領域を揺れ補正対象のエリ
   アとして設定する設定手段と、 該設定手段により設定された揺れ補正対象エリアの画像
   の動きを検出する検出手段と、 該検出手段により検出された動きに基づき前記揺れ補正
   対象エリアの画像の揺れを補正すべく制御する揺れ補正
   制御手段とを具備することを特徴とする映像監視システ
   ムの揺れ補正カメラ装置。
2. 【請求項２】 使用者の操作により前記設定手段の設定
   を有効（ＯＮ）または無効（ＯＦＦ）にする操作手段を
   具備することを特徴とする請求項１記載の映像監視シス
   テムの揺れ補正カメラ装置。
3. 【請求項３】 前記設定手段により設定される揺れ補正
   対象エリアを使用者の遠隔操作により指定可能にしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の映像監視システムの揺れ
   補正カメラ装置。