JP2009027251A - 監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイパを駆動しているときの撮像画像も、監視画像として満足させる。
【解決手段】監視装置は、デジタルビデオカメラが防水ケースの内部に収納されている。防水ケースに、透明板を取り付ける。デジタルビデオカメラは、透明板の前面を通して外部を撮像する。防水ケースの前面に、ワイパを設ける。デジタルビデオカメラは、外部の画像を撮像し、撮像画像データとしてバッファメモリに記憶する。ワイパが駆動している場合には、判定部は、バッファメモリに記憶された撮像画像データにワイパが写っているか否かを判定する。撮像画像データにワイパが写っていると判定された場合には、書き換え部は、要書き換え画像データにおけるワイパ画像データＷＤ及び周辺画像データＣＤを、ＲＡＭに記憶されワイパが写っていない記憶画像データにおける書き換え用画像データＲＤに書き換える。
【選択図】図５

Description

本発明は、外部の画像を撮像する監視装置に関し、詳しくは画像処理に関するものである。

屋外に設置される監視装置では、撮像面に雨水等の付着物が付着した場合、鮮明な画像を撮像することができないため、付着物を除去するためにワイパを設けたものがある。しかしながら、ワイパで付着物を除去しているときには、撮像画像にワイパが写ってしまい、監視用の画像としては不十分なものとなってしまうという問題があった。

そこで、特許文献１では、撮像面内にワイパが位置している場合には、撮像画像を取り込まないようにした監視装置が提案されている。また、特許文献２では、ビデオ信号の垂直ブランキング期間にのみワイパを駆動する監視カメラが提案されている。
特開平８−２０５１３７号公報 特開平６−３０３４７１号公報

しかしながら、特許文献１では、ワイパを駆動している間の画像が取り込まれないため、撮像画像のコマ落ちが発生し、監視画像としては不十分であった。また、特許文献２では、高周波数駆動で垂直ブランキング期間が微小なカメラでは、垂直ブランキング期間内にワイパの駆動を終了させることができないことがあり、この場合には、撮像画像にワイパが写ってしまうという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ワイパを駆動しているときに撮像した画像も、監視画像として満足させることができる監視装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の監視装置は、ワイパによりクリーニングされるクリーニング面を通して外部の画像を撮像する監視装置において、撮像画像に前記ワイパが写っているか否かを判定する判定手段と；前記判定手段で前記ワイパが写っていないと判定された撮像画像データを記憶する画像データ記憶手段と；前記判定手段で前記ワイパが写っていると判定されたときに、前記撮像画像データにおける前記ワイパが写っているエリアのデータを、前記画像データ記憶手段に記憶された最新の記憶画像データのエリアデータに書き換える書き換え手段と；を備えたことを特徴とする。なお、前記クリーニング面は、外部に露出していることが好ましい。また、前記書き換え手段によりデータが書き換えられた撮像画像データは、前記画像データ記憶手段に記憶される。

また、前記書き換え手段は、前記ワイパが写っているエリアの周辺のデータを書き換えることが好ましい。

さらに、前記ワイパの形状を記憶した形状記憶手段を備え、前記判定手段は、前記撮像画像データ内に、前記形状記憶手段に記憶した前記ワイパの形状と一致する画像があるか否かを判定し、この判定結果に基づいて前記撮像画像データに前記ワイパが写っているか否かを判定することが好ましい。

また、前記判定手段は、前記ワイパが駆動しているときにのみ判定を行うことが好ましい。さらに、前記クリーニング面に付着物が付着したことを検知する検知手段と；前記検知手段による検知に応じて前記ワイパの駆動を制御する制御手段と；を備えることが好ましい。

本発明の監視装置によれば、撮像画像データにおけるワイパが写っているエリアのデータを、ワイパが写っていない撮像画像データのエリアデータに書き換えるから、ワイパが駆動しているときにも、記憶画像データにワイパが写り込んでいることがなく、さらには、記憶画像データのコマ落ちがない。これにより、ワイパを駆動しているときに撮像した画像も、監視画像として満足させることができる。

また、監視対象にピントを合わせて撮像しており、ワイパにはピントを合わせていないため、ワイパが写り込んだ場合には、ワイパが写っているエリアの周辺の画像はピンボケした状態となるが、ワイパが写っているエリアの周辺のデータも書き換えるから、ピンボケしたエリアの画像データも書き換えることができる。これにより、書き換えた後の撮像画像データにはピンボケした画像がなく、監視用として満足させることができる。

図１及び図２に示すように、本発明を実施した監視装置２は、屋外に設置されて使用されるものであり、デジタルビデオカメラ３が防水ケース４の内部に収納されている。防水ケース４の前面には、デジタルビデオカメラ３で外部を撮像するための撮像開口が形成されており、防水ケース４には、撮像開口を覆うようにガラスや樹脂等からなる透明板５が取り付けられている。デジタルビデオカメラ３は、透明板５の前面（クリーニング面）５ａを通して外部を撮像する。また、監視装置２は固定され、デジタルビデオカメラ３は、固定された範囲を撮像するようにされている。

透明板５の前面５ａは、外部に露出しており、前面５ａには雨水等の付着物が付着する。このため、防水ケース４の前面には、前面５ａに付着した付着物を除去してクリーニングするゴム製のワイパ６が上位置（図２（Ａ）参照）と下位置（図２（Ｂ）参照）との間で上下方向に移動自在に設けられている。ワイパ６は、ギアやモータ等により構成されるワイパ駆動機構７により上下方向に移動するようにされており、駆動していないときには、上位置に位置するようにされている。ワイパ６は、上位置に位置するときには、デジタルビデオカメラ３の撮影範囲（図２における２本の二点鎖線内の範囲）外となるようにされている。なお、ワイパ６を構成する素材はゴムに限定されることなく、適宜変更可能である。

ワイパ駆動機構７は、ワイパ６を上位置から下位置に移動させ、さらに、上位置に移動させるように制御し、この往復動を、所定時間（例えば、１秒間）で行うように制御する。ワイパ駆動機構７は、防水ケース４の内部に設けられた制御部（制御手段）８に接続されており、制御部８により駆動が制御される。

監視装置２には、透明板５の前面（クリーニング面）５ａに雨水等の付着物が付着したことを検知する付着物検知センサ（検知手段）９が設けられている。付着物検知センサ９は、付着物を検知したときに、制御部８に付着物検知信号を出力する。制御部８は、付着物検知信号が入力されたことに応答して、ワイパ駆動機構７を駆動して、ワイパ６を往復動させる。ワイパ６の往復動により、前面５ａの付着物が除去されると、付着物検知センサ９から制御部８への付着物検知信号の出力が停止する。制御部８は、付着物検知信号の入力が停止されたことに応答して、ワイパ６が上位置で停止するように、ワイパ駆動機構７の駆動を停止する。また、制御部８は、デジタルビデオカメラ３に接続されており、ワイパ６を駆動しているときには、ワイパ駆動信号をデジタルビデオカメラ３に出力する。

デジタルビデオカメラ３は、カメラボディ１１の前面に、複数の撮影レンズ１２（図３参照）が組み込まれたレンズ鏡筒１３が設けられている。

図３に示すように、撮影レンズ１２の背後には、撮影レンズ１２を透過した被写体光が撮像されるＣＣＤ１４が配置されている。このＣＣＤ１４には、ＣＰＵ２０によって制御されるタイミングジェネレータ１９からタイミング信号（クロック信号）が入力される。ＣＣＤ１４から出力された信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１５に入力され、ＣＣＤ１４の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像データとして出力される。ＣＤＳ１５から出力された画像データは、増幅器（ＡＭＰ）１６で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１７でデジタルデータに変換される。

画像入力コントローラ１８は、データバス２１を介してＣＰＵ２０に接続されており、ＣＰＵ２０の命令によってＣＣＤ１４，ＣＤＳ１５，ＡＭＰ１６，Ａ／Ｄ変換器１７を制御する。また、Ａ／Ｄ変換器１７から出力された撮像画像データをバッファメモリ２２に書き込む。バッファメモリ２２は、撮像された高解像度の撮像画像データが一時的に記憶される。

判定部（判定手段）２３は、データバス２１を介して制御部８からワイパ駆動信号が入力されているときには、バッファメモリ２２に記憶された撮像画像データにワイパ６が写っているか否かを判定する。このため、判定部２３に設けられた判定メモリ（形状記憶手段）２３ａには、ワイパ６の形状が記憶されている。判定部２３は、撮像画像データの画像内に判定メモリ２３ａに記憶されたワイパ６の形状と一致する画像があるか否かを判定し、一致する画像があると判定した場合には、撮像画像データにワイパ６が写っていると判定する。

判定部２３でワイパ６が写っていないと判定された撮像画像データは、メモリコントローラ２４によって駆動制御されるデータリーダによりＲＡＭ（画像データ記憶手段）２５に記憶される。ＲＡＭ２５に記憶された記憶画像データは、監視装置２を管理する管理センター３０に送られる。管理センター３０には、モニタ３１と管理用メモリ３２とが設けられており、管理センター３０に送られた記憶画像データは、モニタ３１に表示されるとともに、管理用メモリ３２に記憶される。監視者は、モニタ３１に表示された画像を見て監視を行う。

一方、判定部２３は、図４（Ａ）に示すように、撮像画像データにワイパ６が写っていると判定した場合には、書き換え部（書き換え手段）２６に、書き換え信号を出力する。以下、ワイパ６が写っている撮像画像データを、要書き換え画像データと称する。

書き換え部２６は、書き換え信号が入力されたことに応答して、先ず、要書き換え画像データにおけるワイパ６が写っているエリアであるワイパ画像データＷＤを検出する。また、デジタルビデオカメラ３は、監視対象に対してピントが合った画像を撮像するようにされており、ワイパ６にはピントが合っていない。このため、ワイパ６を撮像した場合には、ワイパ画像データＷＤの上下（周囲）のエリアは、ピンボケした画像となる。そこで、書き換え部２６は、ワイパ画像データＷＤに加えて、ワイパ画像データＷＤの上下のエリアであり、ピンボケしたエリアを含む周辺画像データＣＤ（図４における点線で囲まれたエリアのデータ）も検出する。なお、周辺画像データＣＤの範囲は、適宜変更可能である。

次に、書き換え部２６は、図４（Ｂ）に示すように、ＲＡＭ２５に記憶されワイパ６が写っていない記憶画像データにおける、上記したワイパ画像データＷＤ及び周辺画像データＣＤに対応したエリアデータである書き換え用画像データＲＤ（図４（Ｂ）における二点鎖線で囲まれた範囲のデータ）を抽出する。そして、書き換え部２６は、要書き換え画像データのワイパ画像データＷＤ及び周辺画像データＣＤを、書き換え用画像データＲＤに書き換える。このとき、書き換え部２６は、最新の記憶画像データを用いて書き換えを行う。データが書き換えられた撮像画像データは、ＲＡＭ２５に記憶される。

ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ２５に所定時間（例えば、５秒）記憶された記憶画像データを消去するように制御する。これにより、小さいデータ容量のＲＡＭ２５を使用することができ、コストアップを防止することができる。なお、ワイパ６は、１秒間で往復動するようにされているため、５秒間、記憶画像データを記憶しておくことにより、上記したデータの書き換えに十分な画像データを確保しておくことができる。

上記のように構成された監視装置２の作用について、図５のフローチャートを用いて説明を行う。デジタルビデオカメラ３は、外部の画像を撮像し、撮像画像データとしてバッファメモリ２２に記憶する（ステップ（以下、Ｓ）１）。ワイパ６が駆動している場合（Ｓ２でＹ）には、判定部２３は、バッファメモリ２２に記憶された撮像画像データにワイパ６が写っているか否かを判定する（Ｓ３）。判定部２３は、撮像画像データにワイパ６が写っていると判定した場合（Ｓ３でＹ）には、書き換え部２６に書き換え信号を出力する（Ｓ４）。

書き換え部２６は、書き換え信号が入力されたことに応答して、要書き換え画像データにおけるワイパ６が写っているエリアであるワイパ画像データＷＤを検出するとともに、検出したワイパ画像データＷＤの上下エリアである周辺画像データＣＤを検出する（Ｓ５）。次に、書き換え部２６は、ＲＡＭ２５に記憶されワイパ６が写っていない記憶画像データにおける、ワイパ画像データＷＤ及び周辺画像データＣＤに対応したエリアデータである書き換え用画像データＲＤを抽出し、ワイパ画像データＷＤ及び周辺画像データＣＤを、書き換え用画像データＲＤに書き換える（Ｓ６）。データが書き換えられた撮像画像データは、ＲＡＭ２５に記憶される（Ｓ７）。ＲＡＭ２５に記憶された記憶画像データは、モニタ３１に表示されるとともに、管理用メモリ３２に記憶される（Ｓ８）。

一方、ワイパ６が駆動していない場合（Ｓ２でＮ）、及び、判定部２３で撮像画像データにワイパ６が写っていないと判定された場合（Ｓ３でＮ）には、撮像画像データはＲＡＭ２５に記憶され（Ｓ７）、ＲＡＭ２５に記憶された記憶画像データは、モニタ３１に表示されるとともに、管理用メモリ３２に記憶される（Ｓ８）。

このように、撮像画像データにワイパ６が写っている場合には、そのエリアのデータを、ワイパ６が写っていない画像データのものに書き換えるから、ワイパ６が駆動しているときにも、監視用の画像として十分に満足できる撮像画像データとすることができ、さらには、撮像画像データのコマ落ちを防止することができる。

また、要書き換え画像データにおけるワイパ６が写っているエリアであるワイパ画像データＷＤに加えて、ワイパ画像データＷＤの上下エリアである周辺画像データＣＤも、データを書き換えるから、ワイパ６が写り込んだことによりピンボケしたエリアの画像データも書き換えることができる。これにより、撮像画像データには、ピンボケした部分がなく、監視用の画像として十分に満足できる撮像画像データとすることができる。

さらに、書き換え部２６は、データを書き換えるときに、最新の記憶画像データを用いて行うから、データが書き換えられた撮像画像データにおけるデータが書き換えられたエリアと他のエリアとの画像不一致を抑制することができる。

また、デジタルビデオカメラに判定部２３及び書き換え部２６を追加するだけで、本発明を実施することができるから、簡単な構成で容易に、撮像画像データのコマ落ちを防止することができる。

なお、上記実施形態では、防水ケース４に透明板５を取り付け、ワイパ６により前面５ａをクリーニングするようにしたが、透明板５を設けずに、デジタルビデオカメラ３の撮影レンズ１２を防水ケース４の外部に露出させるようにしてもよく、この場合には、撮影レンズ１２の前面がワイパ６によりクリーニングされるクリーニング面となる。

また、上記実施形態では、デジタルビデオカメラ３を防水ケース４の内部に収納して監視装置２としたが、防水ケース４を設けずに、デジタルビデオカメラ３を監視装置としてもよい。この場合には、デジタルビデオカメラ３を防水仕様とし、ワイパ６で撮影レンズ１２の前面をクリーニングする。

さらに、上記実施形態では、ワイパ６を上下方向に移動させたが、ワイパ６を回転させることにより、透明板５の前面５ａをクリーニングするようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ワイパ画像データＷＤ（撮像画像データにおけるワイパ６が写っているエリアのデータ）を、書き換え用画像データＲＤ（ＲＡＭ２５に記憶され、ワイパ６が写っていない記憶画像データのデータ）に書き換えるようにしたが、ワイパ画像データＷＤを、ワイパ６が写っていないエリアデータに書き換えることができればよく、少しずつ撮像位置をずらした複数の書き換え用のエリアデータを予めＲＡＭ２５に記憶しておき、この書き換え用のエリアデータに書き換えるようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、判定部２３は、撮像画像データの画像内に判定メモリ２３ａに記憶されたワイパ６の形状と一致する画像があるか否かを判定し、一致する画像があると判定した場合には、撮像画像データにワイパ６が写っていると判定したが、撮像画像データにワイパ６が写っているか否かを判定する方法は適宜変更可能であり、例えば、ワイパ駆動機構７によるワイパ６の駆動状態を検出し、この検出結果に基づいてワイパ６の位置を検出して、撮像画像データにワイパ６が写っているか否か、及び、ワイパ６が写っている場合には、撮像画像データにおけるワイパ６が写っているエリアを検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、固定された範囲を撮像する監視装置２に本発明を実施したが、撮像範囲を変える首振りタイプの監視装置にも本発明は実施可能である。

さらに、上記実施形態では、デジタルビデオカメラ３を設けた監視装置２に本発明を実施したが、デジタルビデオカメラ３に代えて、デジタルカメラを設けた監視装置にも本発明は実施可能である。

また、監視装置２を車両に搭載し、バックモニター用の画像やサイドモニター用の画像等を撮像するようにしてもよく、この場合にも、本発明は効果的である。

監視装置を示す斜視図である。 監視装置を示す側面断面図である。 デジタルビデオカメラ内部の電気的構成を示すブロック図である。 要書き換え画像データと記憶画像データとを二次元で表示した図である。 画像処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

２ 監視装置
３ デジタルビデオカメラ
４ 防水ケース
５ ガラス板
５ａ 前面（クリーニング面）
６ ワイパ
７ ワイパ駆動機構
８ 制御部（制御手段）
９ 付着物検知センサ（検知手段）
２０ ＣＰＵ
２３ 判定部（判定手段）
２３ａ 判定メモリ（形状記憶手段）
２５ ＲＡＭ（画像データ記憶手段）
２６ 書き換え部（書き換え手段）

Claims (5)

1. ワイパによりクリーニングされるクリーニング面を通して外部の画像を撮像する監視装置において、
   撮像画像に前記ワイパが写っているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段で前記ワイパが写っていないと判定された撮像画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
   前記判定手段で前記ワイパが写っていると判定されたときに、前記撮像画像データにおける前記ワイパが写っているエリアのデータを、前記画像データ記憶手段に記憶された最新の記憶画像データのエリアデータに書き換える書き換え手段と、を備えたことを特徴とする監視装置。
2. 前記書き換え手段は、前記ワイパが写っているエリアの周辺のデータを書き換えることを特徴とする請求項１記載の監視装置。
3. 前記ワイパの形状を記憶した形状記憶手段を備え、
   前記判定手段は、前記撮像画像データ内に、前記形状記憶手段に記憶した前記ワイパの形状と一致する画像があるか否かを判定し、この判定結果に基づいて前記撮像画像データに前記ワイパが写っているか否かを判定することを特徴とする請求項１または２記載の監視装置。
4. 前記判定手段は、前記ワイパが駆動しているときにのみ判定を行うことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載の監視装置。
5. 前記クリーニング面に付着物が付着したことを検知する検知手段と、
   前記検知手段による検知に応じて前記ワイパの駆動を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つ記載の監視装置。

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