JP2010109415A - Imaging apparatus and image processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置及び画像処理方法に関するものであり、特に、監視カメラなどの撮像装置及び当該撮像装置における画像処理方法に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus and an image processing method, and more particularly to an imaging apparatus such as a surveillance camera and an image processing method in the imaging apparatus.
従来、広角撮像ユニットとズーム撮像ユニットとを有する監視カメラが知られている。広角撮像ユニットは、比較的広い範囲を撮像する。一方、ズーム撮像ユニットは、広角撮像ユニットの撮像範囲内の一部分を高倍率で撮像する。また、広角撮像ユニットとズーム撮像ユニットは一体的に駆動可能となっている。これにより、監視カメラは、監視範囲内の所望の部分を撮像できる。例えば、広角撮像ユニットとズーム撮像ユニットとを一体的に駆動することにより、監視範囲内を移動する目標を追尾して撮像することができる。さらに、2以上の画角の異なる撮像ユニットを用いる監視カメラも知られている。 Conventionally, surveillance cameras having a wide-angle imaging unit and a zoom imaging unit are known. The wide-angle imaging unit images a relatively wide range. On the other hand, the zoom imaging unit images a part within the imaging range of the wide-angle imaging unit at a high magnification. The wide-angle imaging unit and the zoom imaging unit can be driven integrally. Thereby, the surveillance camera can image a desired portion within the surveillance range. For example, by driving the wide-angle imaging unit and the zoom imaging unit integrally, it is possible to track and image a target moving within the monitoring range. Furthermore, a surveillance camera using two or more imaging units having different angles of view is also known.
例えば、特許文献1には、広角撮像ユニットで撮像した画像の表示画面に、ズーム撮像ユニットで撮像した範囲を示す枠を表示するカメラ制御システムが記載されている。
このような倍率の異なる複数の撮像ユニットを有する撮像装置では、監視範囲の全範囲を監視しながら、当該監視範囲の所望の一部の詳細な画像を表示することができるという利点がある。
For example,
Such an imaging apparatus having a plurality of imaging units having different magnifications has an advantage that a detailed image of a desired part of the monitoring range can be displayed while monitoring the entire range of the monitoring range.
また、特許文献2には、撮像範囲の一部が互いに重複するように配置された複数の撮像ユニットを用いて監視を行う監視装置が記載されている。そして、当該監視装置は、動く物体の位置を3次元で検出する。
また、特許文献3には、左右の2つの撮像ユニットによりカラー画像を撮像する監視装置が記載されている。また、当該監視装置は、連続するフレーム毎にカラー画像に含まれる移動体の重心の色比率ヒストグラムを算出する。そして、当該色比率ヒストグラムを比較することにより、個々のフレームの移動体が同一の移動体か否かを判定する。
しかしながら、近年、広角レンズの画角は大きくなる傾向になり、例えば、画角180度の広角レンズが製造されるようになっている。そのため、広角撮像ユニットの撮像範囲とズーム撮像ユニットの撮像範囲との差は、今後、大きくなっていくと考えられる。換言すれば、広角撮像ユニットの倍率とズーム撮像ユニットの倍率との差は、今後、大きくなると考えられる。
広角撮像ユニットに用いられる撮像素子の画素数を変えずに、広角撮像ユニットの画角を大きくすると、広角撮像ユニットで撮像した画像の画質が低下してしまう。そこで、広角撮像ユニットの画角を大きくする分、広角撮像ユニットに用いられる撮像素子の画素数を多くすれば、広角撮像ユニットで撮像した画像の画質を低下させずに済む。しかし、画素数の多い撮像素子を用いる分、コストが高くなってしまう。
However, in recent years, the angle of view of wide-angle lenses tends to increase, and for example, wide-angle lenses with an angle of view of 180 degrees have been manufactured. Therefore, it is considered that the difference between the imaging range of the wide-angle imaging unit and the imaging range of the zoom imaging unit will increase in the future. In other words, the difference between the magnification of the wide-angle imaging unit and the magnification of the zoom imaging unit is expected to increase in the future.
If the angle of view of the wide-angle imaging unit is increased without changing the number of pixels of the image sensor used in the wide-angle imaging unit, the image quality of the image captured by the wide-angle imaging unit is degraded. Therefore, if the number of pixels of the image sensor used in the wide-angle imaging unit is increased by increasing the angle of view of the wide-angle imaging unit, the image quality of the image captured by the wide-angle imaging unit can be prevented from being degraded. However, the cost increases due to the use of an image sensor with a large number of pixels.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、広角撮像ユニットの画角が大きくなっても、広角撮像ユニットにより撮像した画像の画質低下をコストをかけずに防ぐことができる撮像装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and prevents a reduction in image quality of an image captured by the wide-angle imaging unit without incurring costs even when the angle of view of the wide-angle imaging unit increases. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus and an image processing method capable of performing the above.
本発明の第1の態様にかかる撮像装置は、レンズと撮像素子とを備える撮像ユニットを複数備える撮像装置である。また、複数の前記撮像ユニットのうち少なくとも1つは、他の前記撮像ユニットよりも画角が広い前記レンズを有する広角撮像ユニットである。また、複数の前記撮像ユニットのうち少なくとも1つは、前記広角撮像ユニットより画角が狭く且つ倍率が大きい前記レンズを有し、前記撮像装置に回動可能に設けられた回動撮像ユニットである。また、前記撮像装置は、前記回動撮像ユニットの撮像範囲を変更するように前記回動撮像ユニットを回動させる駆動部を有する。また、前記撮像装置は、前記回動撮像ユニットにより撮像された画像データと、前記回動撮像ユニットの回動状態から得られる前記画像データの位置情報とを対応付けて記憶する画像記憶部を有する。さらに、前記撮像装置は、前記画像記憶部に記憶された撮像範囲の異なる複数の前記画像データと当該画像データの前記位置情報とに基づいて、複数の前記画像データを合成して広範囲の画像データを生成する画像合成部を備えるものである。 The imaging device according to the first aspect of the present invention is an imaging device including a plurality of imaging units each including a lens and an imaging element. Further, at least one of the plurality of imaging units is a wide-angle imaging unit having the lens having a wider angle of view than the other imaging units. In addition, at least one of the plurality of imaging units is a rotating imaging unit that includes the lens having a narrower angle of view and a larger magnification than the wide-angle imaging unit and is rotatably provided in the imaging device. . Further, the imaging apparatus includes a drive unit that rotates the rotational imaging unit so as to change an imaging range of the rotational imaging unit. In addition, the imaging apparatus includes an image storage unit that stores the image data captured by the rotational imaging unit and the positional information of the image data obtained from the rotational state of the rotational imaging unit in association with each other. . Furthermore, the imaging apparatus synthesizes a plurality of image data based on a plurality of the image data having different imaging ranges stored in the image storage unit and the position information of the image data. Is provided with an image synthesizing unit.
本発明の第1の態様においては、回動撮像ユニットが広角撮像ユニットよりも高倍率で異なる撮像範囲の画像データを複数撮像する。さらに、画像合成部が、高倍率で撮像された撮像範囲の異なる複数の画像データを合成して広範囲の画像データを生成する。そのため、回動撮像ユニットが広角撮像ユニットの撮像範囲を複数範囲に分けて撮像することにより得られた複数の画像データを合成して、広範囲の画像データを生成することができる。当該広範囲の画像データは、広角撮像ユニットの撮像範囲と略同範囲の画像データである。また、当該広範囲の画像データは、回動撮像ユニットが高倍率で撮像しているため画質が良い。そして、当該広範囲の画像データを広角撮像ユニットが撮像した画像データの代わりに用いることができる。これにより、広角撮像ユニットのレンズの画角が大きくなることに伴う、広角撮像ユニットの画像データの画質の低下を防ぐことができる。
また、広角撮像ユニットのレンズの画角が大きくなることに伴って、画素数の多い撮像素子を用いる必要がない。そのため、コストをかけずに済む。
In the first aspect of the present invention, the rotating imaging unit captures a plurality of image data in different imaging ranges at a higher magnification than the wide-angle imaging unit. Further, the image synthesis unit synthesizes a plurality of pieces of image data with different imaging ranges captured at a high magnification to generate a wide range of image data. Therefore, it is possible to generate a wide range of image data by synthesizing a plurality of image data obtained by the rotating imaging unit dividing the imaging range of the wide-angle imaging unit into a plurality of ranges. The wide-range image data is image data in a range substantially the same as the imaging range of the wide-angle imaging unit. In addition, the wide-range image data has good image quality because the rotary imaging unit is imaging at a high magnification. Then, the wide range image data can be used instead of the image data captured by the wide-angle imaging unit. As a result, it is possible to prevent the image quality of the image data of the wide-angle imaging unit from being deteriorated due to an increase in the angle of view of the lens of the wide-angle imaging unit.
In addition, as the angle of view of the lens of the wide-angle imaging unit increases, it is not necessary to use an imaging device with a large number of pixels. Therefore, no cost is required.
また、前記広角撮像ユニットの撮像範囲の全範囲を複数の撮像範囲に分けて、前記駆動部により前記回動撮像ユニットを回動させて、当該複数の撮像範囲を前記回動撮像ユニットに順次撮像させ、前記画像記憶部に、前記回動撮像ユニットにより撮像された複数の前記画像データを当該画像データの前記位置情報と対応付けて記憶させる初期動作処理を制御する初期動作制御部を備えることが好ましい。
さらに、前記画像合成部は、前記初期動作処理において前記画像記憶部に記憶された複数の前記画像データを当該画像データの前記位置情報に基づいて合成して、前記広角撮像ユニットの撮像範囲と略同範囲の画像データを生成することが好ましい。
これにより、初期動作において、回動撮像ユニットが、広角撮像ユニットの撮像範囲の全範囲を高倍率で撮影しておくことができる。そのため、広角撮像ユニットの撮像範囲と略同範囲の画像データをいつでも代わりに用いることができる。
Further, the entire imaging range of the wide-angle imaging unit is divided into a plurality of imaging ranges, and the rotating imaging unit is rotated by the driving unit, and the plurality of imaging ranges are sequentially imaged on the rotating imaging unit. And an initial operation control unit that controls an initial operation process for storing the plurality of image data captured by the rotational imaging unit in association with the position information of the image data in the image storage unit. preferable.
Further, the image synthesis unit synthesizes the plurality of image data stored in the image storage unit in the initial operation process based on the position information of the image data, and is approximately the imaging range of the wide-angle imaging unit. It is preferable to generate image data in the same range.
Thereby, in the initial operation, the rotating imaging unit can capture the entire imaging range of the wide-angle imaging unit at a high magnification. For this reason, image data in the same range as the imaging range of the wide-angle imaging unit can always be used instead.
さらに、前記撮像装置は、画像認識部と駆動制御部とを備えることが好ましい。前記画像認識部は、前記広角撮像ユニットにより撮像された画像データを解析することにより、前記広角撮像ユニットにより撮像された画像中の移動体を検出する。また、前記駆動制御部は、前記画像認識部によって検出された前記移動体を撮像するように、前記回動撮像ユニットを回動させるように前記駆動部を制御する。
これにより、移動体を追跡して、移動体付近の画像を高倍率で撮像することができる。即ち、移動体を追跡して、詳細に撮像することができる。
Furthermore, the imaging device preferably includes an image recognition unit and a drive control unit. The image recognition unit detects a moving body in an image captured by the wide-angle imaging unit by analyzing image data captured by the wide-angle imaging unit. The drive control unit controls the drive unit to rotate the rotation imaging unit so as to image the moving body detected by the image recognition unit.
Thereby, the moving body can be tracked and an image near the moving body can be taken at a high magnification. That is, it is possible to track the moving body and take a detailed image.
また、前記撮像装置は、画像更新制御部を備えることが好ましい。前記画像更新制御部は、前記回動撮像ユニットが前記移動体を撮像することにより得られた移動体画像データと前記移動体画像データの前記位置情報とに基づいて、前記画像記憶部において、前記移動体画像データの前記位置情報に対応する前記位置情報を有する前記画像データを前記移動体画像データに置き換えることにより前記画像記憶部に記憶されている前記画像データを更新する。
これにより、移動体により、初期動作処理において画像記憶部に記憶された画像データの変化が生じた部分のみを移動体画像データに置き換えることができる。そのため、広角撮像ユニットの撮像範囲と略同範囲の画像データであって最新の状態を反映した画像データをいつでも代わりに用いることができる。
The imaging apparatus preferably includes an image update control unit. The image update control unit, in the image storage unit, based on the moving body image data obtained by the rotary imaging unit imaging the moving body and the position information of the moving body image data, The image data stored in the image storage unit is updated by replacing the image data having the position information corresponding to the position information of the moving body image data with the moving body image data.
Thereby, only the part in which the change of the image data memorize | stored in the image memory | storage part in the initial operation process produced by the moving body can be replaced with moving body image data. For this reason, image data that is in the same range as the imaging range of the wide-angle imaging unit and that reflects the latest state can always be used instead.
本発明の第2の態様にかかる画像処理方法は、レンズと撮像素子とを備える撮像ユニットを複数備える撮像装置における画像処理方法である。また、複数の前記撮像ユニットのうち少なくとも1つは、他の前記撮像ユニットよりも画角が広い前記レンズを有する広角撮像ユニットである。さらに、複数の前記撮像ユニットのうち少なくとも1つは、前記広角撮像ユニットより画角が狭く且つ倍率が大きい前記レンズを有し、前記撮像装置に回動可能に設けられた回動撮像ユニットである。さらに、前記撮像装置は、駆動部と画像記憶部とを備える。前記駆動部は、前記回動撮像ユニットの撮像範囲を変更するように前記回動撮像ユニットを回動させる。また、前記画像記憶部は、前記回動撮像ユニットにより撮像された画像データと、前記回動撮像ユニットの回動状態から得られる前記画像データの位置情報とを対応付けて記憶する。そして、当該画像処理方法においては、前記画像記憶部に記憶された撮像範囲の異なる複数の前記画像データと当該画像データの前記位置情報とに基づいて、複数の前記画像データを合成して広範囲の画像データを生成する。 The image processing method according to the second aspect of the present invention is an image processing method in an imaging apparatus including a plurality of imaging units each including a lens and an imaging element. Further, at least one of the plurality of imaging units is a wide-angle imaging unit having the lens having a wider angle of view than the other imaging units. Further, at least one of the plurality of the imaging units is a rotating imaging unit that includes the lens having a narrower angle of view and a larger magnification than the wide-angle imaging unit and is rotatably provided in the imaging device. . Furthermore, the imaging device includes a drive unit and an image storage unit. The said drive part rotates the said rotation imaging unit so that the imaging range of the said rotation imaging unit may be changed. The image storage unit stores the image data captured by the rotational imaging unit and the positional information of the image data obtained from the rotational state of the rotational imaging unit in association with each other. In the image processing method, a plurality of the image data are synthesized based on the plurality of image data having different imaging ranges stored in the image storage unit and the position information of the image data, and a wide range Generate image data.
本発明の第2の態様においては、回動撮像ユニットが広角撮像ユニットよりも高倍率で異なる撮像範囲の画像データを複数撮像する。さらに、高倍率で撮像された撮像範囲の異なる複数の画像データを合成して広範囲の画像データを生成する。そのため、回動撮像ユニットが広角撮像ユニットの撮像範囲を複数範囲に分けて撮像することにより得られた複数の画像データを合成して、広範囲の画像データを生成することができる。当該広範囲の画像データは、広角撮像ユニットの撮像範囲と略同範囲の画像データである。また、当該広範囲の画像データは、回動撮像ユニットが高倍率で撮像しているため画質が良い。そして、当該広範囲の画像データを広角撮像ユニットが撮像した画像データの代わりに用いることができる。これにより、広角撮像ユニットのレンズの画角が大きくなることに伴う、広角撮像ユニットの画像データの画質の低下を防ぐことができる。
また、広角撮像ユニットのレンズの画角が大きくなることに伴って、画素数の多い撮像素子を用いる必要がない。そのため、コストをかけずに済む。
In the second aspect of the present invention, the rotating imaging unit captures a plurality of image data in different imaging ranges at a higher magnification than the wide-angle imaging unit. Further, a wide range of image data is generated by synthesizing a plurality of image data with different imaging ranges captured at a high magnification. Therefore, it is possible to generate a wide range of image data by synthesizing a plurality of image data obtained by the rotating imaging unit dividing the imaging range of the wide-angle imaging unit into a plurality of ranges. The wide-range image data is image data in a range substantially the same as the imaging range of the wide-angle imaging unit. In addition, the wide-range image data has good image quality because the rotary imaging unit is imaging at a high magnification. Then, the wide range image data can be used instead of the image data captured by the wide-angle imaging unit. As a result, it is possible to prevent the image quality of the image data of the wide-angle imaging unit from being deteriorated due to an increase in the angle of view of the lens of the wide-angle imaging unit.
In addition, as the angle of view of the lens of the wide-angle imaging unit increases, it is not necessary to use an imaging device with a large number of pixels. Therefore, no cost is required.
また、前記広角撮像ユニットの撮像範囲の全範囲を複数の撮像範囲に分けて、前記駆動部により前記回動撮像ユニットを回動させて、当該複数の撮像範囲を前記回動撮像ユニットに順次撮像させ、前記画像記憶部に、前記回動撮像ユニットにより撮像された複数の前記画像データを当該画像データの前記位置情報と対応付けて記憶させる初期動作処理を行うことが好ましい。
さらに、前記初期動作処理において前記画像記憶部に記憶された複数の前記画像データを当該画像データの前記位置情報に基づいて合成して、前記広角撮像ユニットの撮像範囲と略同範囲の画像データを生成することが好ましい。
これにより、初期動作において、回動撮像ユニットが、広角撮像ユニットの撮像範囲の全範囲を高倍率で撮影しておくことができる。そのため、広角撮像ユニットの撮像範囲と略同範囲の画像データをいつでも代わりに用いることができる。
Further, the entire imaging range of the wide-angle imaging unit is divided into a plurality of imaging ranges, and the rotating imaging unit is rotated by the driving unit, and the plurality of imaging ranges are sequentially imaged on the rotating imaging unit. It is preferable to perform an initial operation process in which the image storage unit stores a plurality of the image data captured by the rotational imaging unit in association with the position information of the image data.
Furthermore, a plurality of the image data stored in the image storage unit in the initial operation processing is synthesized based on the position information of the image data, and image data in a range substantially the same as the imaging range of the wide-angle imaging unit is obtained. It is preferable to produce.
Thereby, in the initial operation, the rotating imaging unit can capture the entire imaging range of the wide-angle imaging unit at a high magnification. For this reason, image data in the same range as the imaging range of the wide-angle imaging unit can always be used instead.
さらに、前記広角撮像ユニットにより撮像された画像データを解析することにより、前記広角撮像ユニットにより撮像された画像中の移動体を検出することが好ましい。また、前記移動体を撮像するように、前記回動撮像ユニットを回動させるように前記駆動部を制御することが好ましい。
これにより、移動体を追跡して、移動体付近の画像を高倍率で撮像することができる。即ち、移動体を追跡して、詳細に撮像することができる。
Furthermore, it is preferable to detect a moving body in an image captured by the wide-angle imaging unit by analyzing image data captured by the wide-angle imaging unit. Further, it is preferable to control the driving unit so as to rotate the rotating imaging unit so as to image the moving body.
Thereby, the moving body can be tracked and an image near the moving body can be taken at a high magnification. That is, it is possible to track the moving body and take a detailed image.
また、前記回動撮像ユニットが前記移動体を撮像することにより得られた移動体画像データと前記移動体画像データの前記位置情報とに基づいて、前記画像記憶部において、前記移動体画像データの前記位置情報に対応する前記位置情報を有する前記画像データを前記移動体画像データに置き換えることにより前記画像記憶部に記憶されている前記画像データを更新することが好ましい。
これにより、移動体により、初期動作処理において画像記憶部に記憶された画像データの変化が生じた部分のみを移動体画像データに置き換えることができる。そのため、広角撮像ユニットの撮像範囲と略同範囲の画像データであって最新の状態を反映した画像データをいつでも代わりに用いることができる。
Further, based on the moving body image data obtained by the rotating imaging unit imaging the moving body and the position information of the moving body image data, the moving image data is stored in the image storage unit. Preferably, the image data stored in the image storage unit is updated by replacing the image data having the position information corresponding to the position information with the moving body image data.
Thereby, only the part in which the change of the image data memorize | stored in the image memory | storage part in the initial operation process produced by the moving body can be replaced with moving body image data. For this reason, image data that is in the same range as the imaging range of the wide-angle imaging unit and that reflects the latest state can always be used instead.
本発明により、広角撮像ユニットの画角が大きくなっても、広角撮像ユニットにより撮像した画像の画質低下をコストをかけずに防ぐことができる。 According to the present invention, even when the angle of view of the wide-angle imaging unit is increased, it is possible to prevent a reduction in image quality of an image captured by the wide-angle imaging unit without incurring costs.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
図1は、本発明の実施の形態にかかる2眼カメラ100(撮像装置)の一例を示したものである。二眼カメラ100は、複数の撮像ユニットを有している。また、それぞれの撮像ユニットは、レンズ(図示省略)、撮像素子(図示省略)などを備えている。撮像素子は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子により構成されている。
具体的には、二眼カメラ100は、広角撮像ユニット1、ズーム撮像ユニット2(回動撮像ユニット)を備えている。図1において、広角撮像ユニット1の撮像範囲を実線で示し、ズーム撮像ユニット2の撮像範囲の一例を破線及び点線で示す。
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
FIG. 1 shows an example of a binocular camera 100 (imaging device) according to an embodiment of the present invention. The twin-
Specifically, the
また、図2は、二眼カメラ100の概略構成を示すブロック図である。図2に示すように、二眼カメラ100は、さらに、2軸球面アクチュエータ3(駆動部)、コントローラ4、メモリ5(画像記憶部)、インターフェース6、信号処理部7などを有している。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the twin-
広角撮像ユニット1は、ズーム撮像ユニット2よりも画角が広いレンズを有している。具体的には、広角撮像ユニット1は、結像レンズとして、画角90度の組レンズを有している。また、広角撮像ユニット1は、撮像素子として、1/7.4インチ、640×480画素(33万画素)のイメージセンサを有している。
The wide-
ズーム撮像ユニット2は、広角撮像ユニット1よりも画角が狭く且つ倍率が大きいレンズを有している。具体的には、ズーム撮像ユニット2は、結像レンズとして、画角30度の組レンズを有している。また、ズーム撮像ユニット2は、撮像素子として、1/7.4インチ、640×480画素(33万画素)のイメージセンサを有している。したがって、図1に示すように、広角撮像ユニット1の撮像範囲(視野)は、ズーム撮像ユニット2の撮像範囲の9倍となっている。また、ズーム撮像ユニット2の空間分解能は広角撮像ユニット1の空間分解能の9倍となっている。
The
また、ズーム撮像ユニット2は、2眼カメラ100に回動可能に設けられている。具体的には、ズーム撮像ユニット2は、2軸球面アクチュエータ3を介して、2眼カメラ100に設けられている。これにより、ズーム撮像ユニット2は、2眼カメラ100の上下方向及び左右方向に回動可能となっている。また、ズーム撮像ユニット2の回動範囲は、2眼カメラ100の上下左右方向に30度ずつとなっている。
In addition, the
2軸球面アクチュエータ3は、ズーム撮像ユニット2の撮像範囲を変更するように、ズーム撮像ユニット2を回動させる。具体的には、2軸球面アクチュエータ3は、2軸ゴニオ自動ステージ(図示省略)、ステッピングモータやDCモータ(Direct−Currentモータ)などのモータ(図示省略)などを備えている。そして、ズーム撮像ユニット2は、当該2軸ゴニオ自動ステージを介して2軸球面アクチュエータ3に接続されている。2軸ゴニオ自動ステージは、2眼カメラ100の上下方向及び左右方向に回動可能となっている。
The biaxial spherical actuator 3 rotates the
コントローラ4は、2軸球面アクチュエータ3の動作を制御する。そして、コントローラ3の制御に基づいて、2軸球面アクチュエータ3は2軸ゴニオ自動ステージを回動させる。これにより、2軸ゴニオ自動ステージに搭載されたズーム撮像ユニット2が回動する。
また、2軸アクチュエータ3は、2軸ゴニオ自動ステージの回動角度データをコントローラ4に入力する。そして、コントローラ4は、当該回動角度データを信号処理部7に入力する。
The controller 4 controls the operation of the biaxial spherical actuator 3. Then, based on the control of the controller 3, the biaxial spherical actuator 3 rotates the biaxial gonio automatic stage. As a result, the
The biaxial actuator 3 inputs rotation angle data of the biaxial gonio automatic stage to the controller 4. Then, the controller 4 inputs the rotation angle data to the signal processing unit 7.
メモリ5は、ズーム撮像ユニット2により撮像された画像データと、当該画像データの位置情報とを対応付けて記憶している。画像データの位置情報は、ズーム撮像ユニット2の回動角度(回動状態)から得られる。
The memory 5 stores image data captured by the
ここで、広角撮像ユニット1の撮像範囲と、ズーム撮像ユニット2の撮像範囲との関係を図3に示す。図3において、太い実線で示す範囲が広角撮像ユニット1の撮像範囲である。また、図3において、細い実線で示す範囲がズーム撮像ユニット2の撮像範囲である。
図3に示すように、広角撮像ユニット1の撮像範囲は、ズーム撮像ユニット2の撮像範囲の9倍である。そのため、ズーム撮像ユニット2により、広角撮像ユニット1の撮像範囲の全範囲を撮像する場合には、図3のように、広角撮像ユニット1の撮像範囲を9分割する。そして、ズーム撮像ユニット2は、広角撮像ユニット1の撮像範囲を9分割して得られる9つの撮像範囲を1つずつ撮像する。
Here, the relationship between the imaging range of the wide-
As shown in FIG. 3, the imaging range of the wide-
ここで、図3に示すように、広角撮像ユニット1の撮像範囲を9分割して得られる9つの撮像範囲を、紙面向かって左上から右下に向かって撮像範囲G1〜G9とする。撮像範囲G1〜G9のそれぞれは、640×480画素のイメージセンサによって検出されるから、撮像範囲G1〜G9の画像データの画素数は、それぞれ、640×480画素となる。また、メモリ5において、画像データの1画素分のデータを当該メモリ5の1ビットの容量で記憶し、撮像範囲G1〜G9の順に画像データを記憶することとする。これにより、例えば、撮像範囲G1の画像データは、メモリ5のアドレス1〜640×480に記憶されることとなる。同様に、撮像範囲G2の画像データは、メモリ5のアドレス640×480+1〜640×480×2に記憶されることとなる。
なお、メモリ5は、1画素分のデータを当該メモリ5の数ビットの容量で記憶してよいことは勿論である。
Here, as shown in FIG. 3, nine imaging ranges obtained by dividing the imaging range of the wide-
Of course, the memory 5 may store data for one pixel with a capacity of several bits of the memory 5.
また、ズーム撮像ユニット2が撮像範囲G1を撮像する場合、ズーム撮像ユニット2は、上方向に30度且つ左方向に30度回動している。従って、ズーム撮像ユニット2の回動角度に基づいて、ズーム撮像ユニットが撮像している画像データの位置情報を求めることができる。具体的には、ズーム撮像ユニット2が上方向に30度且つ左方向に30度回動している場合に、ズーム撮像ユニット2が撮像した画像データの位置情報は撮像範囲G1である。さらに、撮像範囲G1の画像データが格納されるメモリ5のアドレスは1〜640である。したがって、予め、ズーム撮像ユニット2の回動角度と、撮像範囲G1〜G9とを対応付けるとともに、撮像範囲G1〜G9とメモリ5のアドレスとを対応付けておくことにより、ズーム撮像ユニット2の回動角度から、撮像範囲及びメモリ5のアドレスを求めることができる。換言すれば、ズーム撮像ユニット2の回動角度から、画像データの位置情報としての撮像範囲を求めることができる。また、当該位置情報としての撮像範囲から、当該位置情報を有する画像データが記憶されるメモリ5のアドレスを求めることができる。従って、画像データを、予め当該画像データの撮像範囲と対応付けられたメモリ5のアドレスに記憶することにより、画像データと当該画像データの位置情報とを対応付けてメモリ5に記憶することができる。
When the
インターフェース6は、2眼カメラ100の信号処理部7と、2眼カメラ100と接続される外部装置とを接続する接続部である。例えば、インターフェース6は、キーボードなどの入力部(図示省略)やLCD(Liquid Crystal Display)などの表示部(図示省略)と2眼カメラ100とを接続する。そして、インターフェース6を介して、入力部から認識情報、初期化コマンド、詳細広角画像要求コマンドなどが2眼カメラ100の信号処理部7に入力される。また、インターフェース6を介して、2眼カメラ100の信号処理部7から画像データが表示部に入力される。
The
信号処理部7は、FPGA(Field Programmable Gate Array)を有し、2眼カメラ100の各部を制御するための各種プログラムを格納している。そして、信号処理部7は、当該各種プログラムを実行することにより、2眼カメラ100の各部の制御を行う。なお、信号処理部7は、LSI(Large Scale Integration)などにより構成されてもよい。信号処理部7がFPGAなどにより構成される場合、信号処理部7に格納された各種プログラムを書き換えることができる。
信号処理部7は、図2に示すように、画像認識部71、アクチュエータ制御部72、初期化動作制御部73、画像更新制御部74、詳細広角画像合成部75などを有している。
The signal processing unit 7 has an FPGA (Field Programmable Gate Array) and stores various programs for controlling each unit of the
As shown in FIG. 2, the signal processing unit 7 includes an
画像認識部71は、広角撮像ユニット1により撮像された画像データを解析することにより、広角撮像ユニット1により撮像された画像中の移動体を検出する。具体的には、例えば、画像認識部71は、まず、現在のフレームの画像データと前のフレームの画像データとの差分を検出する。次いで、画像認識部71は、当該差分が所定の値以上である部分を移動体として検出する。
The
アクチュエータ制御部72は、画像認識部71により検出された移動体を撮像するように、ズーム撮像ユニット2を回動させるように2軸球面アクチュエータ3を制御する。具体的には、アクチュエータ制御部72は、画像認識部71により検出された移動体を撮像するように、ズーム撮像ユニット2を回動させるための制御信号をコントローラ4に入力する。コントローラ4は、制御信号に基づいて、ズーム撮像ユニット2を回動させる角度(回動角度)を算出する。次いで、コントローラ4は、2軸ゴニオ自動ステージを当該角度回動させる。これにより、ズーム撮像ユニット2が回動される。
The
初期化動作制御部73は、広角撮像ユニット1の撮像範囲の全範囲を複数の撮像範囲に分けて、2軸球面アクチュエータ3によりズーム撮像ユニット2を回動させて、当該複数の撮像範囲をズーム撮像ユニットに順次撮像させる。次いで、初期化動作制御部73は、メモリ5にズーム撮像ユニット2により撮像された複数の画像データを当該画像データの位置情報と対応付けて記憶させる。具体的には、図3に示すように、メモリ5は、撮像範囲G1の画像データと位置情報としてのG1とを対応付けて記憶する。より具体的には、予め、撮像範囲G1〜G9と、撮像範囲G1〜G9の画像データが記憶されるメモリ5のアドレスとが対応付けられている。例えば、撮像範囲G1の画像データは、アドレス1〜640×480に記憶される。同様に、撮像範囲G2の画像データは、メモリ5のアドレス640×480+1〜640×480×2に記憶される。したがって、初期化動作制御部73は、画像データの位置情報(撮像範囲)に予め対応付けられたメモリ5のアドレスに当該画像データを記憶させることにより、画像データと当該画像データの位置情報とを対応付けてメモリ5に記憶させる。
なお、初期化動作制御部73は、広角撮像ユニット1の画角とズーム撮像ユニット2の画角とに基づいて、広角撮像ユニット1の撮像範囲を複数の撮像範囲に分割する。
The initialization
The initialization
画像更新制御部74は、ズーム撮像ユニット2が移動体を撮像することにより得られた当該移動体を含む撮像範囲の画像データ(以下、移動体画像データと称する。)と、当該移動体画像データの位置情報とに基づいて、メモリ5に記憶されている画像データを更新する。具体的には、画像更新制御部74は、メモリ5において、移動体画像データの位置情報に対応する位置情報を有する画像データを、当該移動体画像データと置き換えることにより、メモリ5に記憶されている画像データを更新する。より具体的には、画像更新制御部74は、移動体画像データの撮像範囲から当該移動体画像データが記憶されるメモリ5のアドレスを算出する。次いで、画像更新制御部74は、当該アドレスに記憶されている画像データを当該移動体画像データに置き換える。これにより、メモリ5の画像データが更新される。
The image
詳細広角画像合成部75は、メモリ5に記憶された撮像範囲の異なる複数の画像データと、当該画像データとの位置情報とに基づいて、複数の画像データを合成して広範囲の画像データを生成する。具体的には、詳細広角画像合成部75は、メモリ5のアドレスから位置情報としての撮像範囲を決定し、当該アドレスに記憶されている画像データを当該撮像範囲に割り当てる。これにより、各撮像範囲に画像データが割り当てられて、広範囲の画像データが生成される。より具体的には、図3に示すように、詳細広角画像合成部75は、メモリ5のアドレス1〜640×480に記憶されている画像データを撮像範囲G1に割り当てる。同様に、詳細広角画像合成部75は、メモリ5のアドレス640×480+1〜640×480×2に記憶されている画像データを撮像範囲G2に割り当てる。このようにして、詳細広角画像合成部75は、メモリ5に記憶されている画像データを撮像範囲G1〜G9に割り当てて、広範囲の画像データを合成する。
The detailed wide-angle
次に、本実施形態にかかる二眼カメラ100の画像処理方法について説明する。本実施形態にかかる画像処理は、以下に説明する初期動作処理、メモリ5の更新処理、詳細広角画像データ(後述)の合成処理などを含む。
まず、本実施形態にかかる二眼カメラ100における初期動作処理について、図4に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下の説明において、撮像範囲G1〜G9の画像データの位置情報をそれぞれxの値で表し、画像データが記憶されるメモリ5のアドレスをyの値で表す。例えば、撮像範囲G1の画像データの位置情報を表すxの値は1であり、当該画像データが記憶されるメモリ5のアドレスを表すyの値は1〜640×480である。同様に、撮像範囲G2の画像データの位置情報を表すxの値は2であり、当該画像データが記憶されるメモリ5のアドレスを表すyの値は640×480+1〜640×480×2である。
Next, an image processing method of the twin-
First, an initial operation process in the twin-
まず、初期動作制御部73は、x及びyの値をそれぞれx=1、y=1〜640×480と設定する(ステップS1)。
次いで、初期動作制御部73は、2軸球面アクチュエータ3によりズーム撮像ユニット2を回動させて、撮像範囲G1をズーム撮像ユニットに撮像させる(ステップS2)。
次いで、初期動作制御部73は、ステップS2において取得した画像データをメモリ5のアドレスy=1〜640×480に記憶させる(ステップS3)。
First, the initial
Next, the initial
Next, the initial
次に、初期動作制御部73は、現在のxの値に1を加算することにより、新たなxの値を設定する。同時に、初期動作制御部73は、現在のyの値に640×480を加算することにより、新たなyの値を設定する(ステップS4)。
Next, the initial
次に、初期動作制御部73は、ステップS4で得られた新たなxの値が9より大きいか否かを判断する(ステップS5)。
ステップS5において、初期動作制御部73は、ステップS4で得られた新たなxの値が9以下であると判断した場合には(ステップS5;No)、ステップS2の処理に戻る。
ステップS5において、初期動作制御部73は、ステップS4で得られた新たなxの値が9より大きいと判断した場合には(ステップS5;Yes)、本処理を終了する。
Next, the initial
In step S5, when the initial
In step S5, when the initial
次に、本実施形態にかかる二眼カメラ100におけるメモリ5の更新処理について、図5に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、画像認識部71は、広角撮像ユニット1により撮像された画像データを解析することにより、広角撮像ユニット1により撮像された画像中に動きがあるか否か(移動体があるか否か)を判断する(ステップS101)。
Next, update processing of the memory 5 in the twin-
First, the
ステップS101において、画像認識部71は、広角撮像ユニット1により撮像された画像中に動きがない(移動体がない)と判断した場合には(ステップS101;No)、ステップS101の処理を再度行う。
ステップS101において、画像認識部71が、広角撮像ユニット1により撮像された画像中に動きがある(移動体がある)と判断した場合には(ステップS101;Yes)、アクチュエータ制御部72は、画像認識部71により検出された移動体を撮像するように、ズーム撮像ユニット2の撮像範囲を制御する(ステップS102)。
In step S101, when the
In step S101, when the
次に、ズーム撮像ユニット2は、画像認識部71により検出された移動体を含む撮像範囲の画像データ(以下、移動体画像データと称する。)を取得する(ステップS103)。
次に、画像更新制御部74は、ステップS103において得られた移動体画像データと、当該移動体画像データの位置情報とに基づいて、メモリ5に記憶されている画像データを更新し(ステップS104)、本処理を終了する。
Next, the
Next, the image
次に、本実施形態にかかる二眼カメラ100における、広角撮像ユニットの撮像範囲と略同範囲の詳細な画像データ(以下、詳細広角画像データと称する。)を合成する処理について、図5に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、詳細広角画像合成部75は、xの値を1に設定する(ステップS201)。
次いで、詳細広角画像合成部75は、メモリ5のアドレスy=1〜640×480の画像データを読出し、x=1の位置、即ち、画像範囲G1の位置に配置する(ステップS202)。
Next, a process of synthesizing detailed image data (hereinafter referred to as detailed wide-angle image data) in the same range as the imaging range of the wide-angle imaging unit in the
First, the detailed wide-angle
Next, the detailed wide-angle
次に、詳細広角画像合成部75は、現在のxの値に1を加算することにより、新たなxの値を設定する(ステップS203)。
次いで、詳細広角画像合成部75は、ステップS203において得られた新たなxの値が9より大きいか否かを判断する(ステップS204)。
Next, the detailed wide-angle
Next, the detailed wide-angle
ステップS204において、詳細広角画像合成部75は、ステップS203で得られた新たなxの値が9以下であると判断した場合には(ステップS204;No)、メモリ5のアドレスy=640×480×(x−1)+1〜640×480×(x)の画像データを読出し、xの位置に配置する(ステップS205)。
In step S204, when the detailed wide-angle
ステップS204において、詳細広角画像合成部75は、ステップS203で得られた新たなxの値が9より大きいと判断した場合には(ステップS204;Yes)、本処理を終了する。
In step S204, when the detailed wide-angle
以上、説明したように、本実施の形態にかかる二眼カメラ100及び二眼カメラ100の画像処理方法においては、ズーム撮像ユニット2が広角撮像ユニット1よりも高倍率で異なる撮像範囲の画像データを複数撮像する。さらに、詳細広角画像合成部75が、高倍率で撮像された撮像範囲の異なる複数の画像データを合成して広範囲の画像データを生成する。そのため、ズーム撮像ユニット2が広角撮像ユニット1の撮像範囲を複数範囲に分けて撮像することにより得られた複数の画像データを合成して、詳細広角画像データを生成することができる。当該詳細広角画像データは、広角撮像ユニット1の撮像範囲と略同範囲の画像データである。また、当該詳細広角画像データは、ズーム撮像ユニット2が高倍率で撮像しているため画質が良い。そして、当該詳細広角画像データを広角撮像ユニット1が撮像した画像データの代わりに用いることができる。これにより、広角撮像ユニット1のレンズの画角が大きくなることに伴う、広角撮像ユニット1の画像データの画質の低下を防ぐことができる。
また、広角撮像ユニット1のレンズの画角が大きくなることに伴って、画素数の多い撮像素子を用いる必要がない。そのため、コストをかけずに済む。
As described above, in the
In addition, as the angle of view of the lens of the wide-
また、初期動作制御部73は、初期動作処理を制御する。具体的には、初期動作制御部73は、広角撮像ユニット1の撮像範囲の全範囲を複数の撮像範囲に分けて、2軸球面アクチュエータ3によりズーム撮像ユニット2を回動させて、当該複数の撮像範囲をズーム撮像ユニット2に順次撮像させる。さらに、初期動作制御部73は、メモリ5に、ズーム撮像ユニット2により撮像された複数の画像データを当該画像データの位置情報と対応付けて記憶させる。
さらに、詳細広角画像合成部75は、初期動作処理において、メモリ5に記憶された複数の画像データを当該画像データの位置情報に基づいて合成する。これにより、広角撮像ユニット1の撮像範囲と略同範囲の詳細広角画像データを生成する。
これにより、初期動作において、ズーム撮像ユニット1が、広角撮像ユニット2の撮像範囲の全範囲を高倍率で撮影しておくことができる。そのため、広角撮像ユニット1の撮像範囲と略同範囲の詳細広角画像データをいつでも代わりに用いることができる。
The initial
Furthermore, the detailed wide-angle
Thereby, in the initial operation, the
さらに、二眼カメラ100は、画像認識部71とアクチュエータ制御部72とを備える。画像認識部71は、広角撮像ユニット1により撮像された画像データを解析することにより、広角撮像ユニット1により撮像された画像中の移動体を検出する。また、アクチュエータ制御部72は、画像認識部71によって検出された移動体を撮像するように、ズーム撮像ユニット2を回動させるように2軸球面アクチュエータ3を制御する。
これにより、移動体を追跡して、移動体付近の画像を高倍率で撮像することができる。即ち、移動体を追跡して、詳細に撮像することができる。
Furthermore, the
Thereby, the moving body can be tracked and an image near the moving body can be taken at a high magnification. That is, it is possible to track the moving body and take a detailed image.
また、二眼カメラ100は、画像更新制御部74を備える。画像更新制御部74は、ズーム撮像ユニット2が移動体を撮像することにより得られた移動体画像データと移動体画像データの位置情報とに基づいて、メモリ5において、移動体画像データの位置情報に対応する位置情報を有する画像データを当該移動体画像データに置き換えることによりメモリ5に記憶されている画像データを更新する。
これにより、移動体により、初期動作処理においてメモリ5に記憶された画像データの変化が生じた部分のみを移動体画像データに置き換えることができる。そのため、広角撮像ユニット1の撮像範囲と略同範囲の画像データであって最新の状態を反映した詳細広角画像データをいつでも代わりに用いることができる。
The
Thereby, only the part in which the change of the image data stored in the memory 5 has occurred in the initial operation process can be replaced by the moving object image data. For this reason, it is possible to always use the detailed wide-angle image data that is the image data in substantially the same range as the imaging range of the wide-
1 広角撮像ユニット
2 ズーム撮像ユニット(回動撮像ユニット)
3 2軸球面アクチュエータ(駆動部)
5 メモリ(画像記憶部)
71 画像認識部
72 アクチュエータ制御部(駆動制御部)
73 初期化動作制御部
74 画像更新制御部
75 詳細広角画像合成部(画像合成部)
100 二眼カメラ(撮像装置)
G1〜G9 撮像範囲
1 Wide-
3 Biaxial spherical actuator (drive unit)
5 Memory (image storage unit)
71
73
100 binocular camera (imaging device)
G1-G9 imaging range
Claims (10)
複数の前記撮像ユニットのうち少なくとも1つは、他の前記撮像ユニットよりも画角が広い前記レンズを有する広角撮像ユニットであり、
複数の前記撮像ユニットのうち少なくとも1つは、前記広角撮像ユニットより画角が狭く且つ倍率が大きい前記レンズを有し、前記撮像装置に回動可能に設けられた回動撮像ユニットであり、
前記回動撮像ユニットの撮像範囲を変更するように前記回動撮像ユニットを回動させる駆動部と、
前記回動撮像ユニットにより撮像された画像データと、前記回動撮像ユニットの回動状態から得られる前記画像データの位置情報とを対応付けて記憶する画像記憶部と、
前記画像記憶部に記憶された撮像範囲の異なる複数の前記画像データと当該画像データの前記位置情報とに基づいて、複数の前記画像データを合成して広範囲の画像データを生成する画像合成部と、
を備える撮像装置。 An imaging apparatus including a plurality of imaging units each including a lens and an imaging element,
At least one of the plurality of imaging units is a wide-angle imaging unit having the lens having a wider angle of view than the other imaging units,
At least one of the plurality of imaging units is a rotating imaging unit that includes the lens having a narrower angle of view and a larger magnification than the wide-angle imaging unit, and is provided rotatably on the imaging device.
A drive unit that rotates the rotational imaging unit so as to change the imaging range of the rotational imaging unit;
An image storage unit that stores the image data captured by the rotational imaging unit and the positional information of the image data obtained from the rotational state of the rotational imaging unit in association with each other;
An image composition unit that synthesizes the plurality of image data based on the plurality of image data having different imaging ranges stored in the image storage unit and the position information of the image data, and generates a wide range of image data; ,
An imaging apparatus comprising:
前記画像認識部によって検出された前記移動体を撮像するように、前記回動撮像ユニットを回動させるように前記駆動部を制御する駆動制御部と、
を備える請求項1乃至3の何れか一項に記載の撮像装置。 An image recognition unit for detecting a moving body in an image captured by the wide-angle imaging unit by analyzing image data captured by the wide-angle imaging unit;
A drive control unit that controls the drive unit to rotate the rotation imaging unit so as to image the moving body detected by the image recognition unit;
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3.
複数の前記撮像ユニットのうち少なくとも1つは、他の前記撮像ユニットよりも画角が広い前記レンズを有する広角撮像ユニットであり、
複数の前記撮像ユニットのうち少なくとも1つは、前記広角撮像ユニットより画角が狭く且つ倍率が大きい前記レンズを有し、前記撮像装置に回動可能に設けられた回動撮像ユニットであり、
前記撮像装置は、前記回動撮像ユニットの撮像範囲を変更するように前記回動撮像ユニットを回動させる駆動部と、
前記回動撮像ユニットにより撮像された画像データと、前記回動撮像ユニットの回動状態から得られる前記画像データの位置情報とを対応付けて記憶する画像記憶部と、を有し、
前記画像記憶部に記憶された撮像範囲の異なる複数の前記画像データと当該画像データの前記位置情報とに基づいて、複数の前記画像データを合成して広範囲の画像データを生成する画像処理方法。 An image processing method in an imaging apparatus including a plurality of imaging units each including a lens and an imaging element,
At least one of the plurality of imaging units is a wide-angle imaging unit having the lens having a wider angle of view than the other imaging units,
At least one of the plurality of imaging units is a rotating imaging unit that includes the lens having a narrower angle of view and a larger magnification than the wide-angle imaging unit, and is provided rotatably on the imaging device.
The imaging device includes a drive unit that rotates the rotating imaging unit so as to change an imaging range of the rotating imaging unit;
An image storage unit that stores the image data captured by the rotational imaging unit and the positional information of the image data obtained from the rotational state of the rotational imaging unit in association with each other;
An image processing method for generating a wide range of image data by combining a plurality of the image data based on the plurality of image data having different imaging ranges stored in the image storage unit and the position information of the image data.
前記移動体を撮像するように、前記回動撮像ユニットを回動させるように前記駆動部を制御する請求項6乃至8の何れか一項に記載の画像処理方法。 By analyzing the image data captured by the wide-angle imaging unit, a moving object in the image captured by the wide-angle imaging unit is detected,
The image processing method according to any one of claims 6 to 8, wherein the drive unit is controlled to rotate the rotation imaging unit so as to image the moving body.
Priority Applications (2)
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JP2008276438A JP2010109415A (en) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | Imaging apparatus and image processing method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106846401A (en) * | 2016-12-29 | 2017-06-13 | 歌尔股份有限公司 | A kind of double detection methods and equipment for taking the photograph module |
-
2008
- 2008-10-28 JP JP2008276438A patent/JP2010109415A/en not_active Withdrawn
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