(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記歪補正処理には、前記画像の一部の領域を切り出し、切り出し画像に対して歪補正処理をする歪補正処理を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
前記評価値算出手段は、輝度成分、色成分、コントラスト値、エッジ成分、ノイズ成分の内の少なくとも1つを評価値として算出することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。
前記制御手段は、前記評価値算出手段により算出された評価値に基づいて、前記撮像手段の露出制御、フォーカス制御、ホワイトバランス制御、画像処理のうちの少なくとも1つを行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本発明の好ましい実施形態の一例を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。以下では、撮像装置としてカメラを用いる場合を例に説明する。
【0011】
図1は、第1の実施形態に係る撮像システムの構成例を示す図である。
図1において、撮像装置10は、クライアント装置11(情報処理装置)と相互に通信可能な状態に接続されている。
【0012】
撮像装置10が有する撮像部101(撮像手段)は、被写体像を撮像するための撮像部(撮像手段)である。撮像部101は、不図示の撮像光学系としてのレンズから入射した光を、不図示の撮像素子が電気信号に変換する。撮像部101の動作は、後述する評価値算出部103により取得される評価値算出結果や、不図示の画像解析手段による画像認識結果や被写体情報に基づいて、制御部104によって制御される。
【0013】
画像生成部102は、撮像部101から出力された輝度信号および色信号からRGB画像やYUV画像等の画像信号を生成する。
【0014】
評価値算出部103は、画像生成部102で生成された画像信号の所定のエリアを評価して評価値を算出する。評価値としては、例えば、輝度成分、色成分、エッジ成分、コントラスト値、ノイズ成分、絞り情報、フォーカス情報、振れ情報などを算出できる。また、評価値は画像信号の領域毎に重み付けを変更してもよい。
【0015】
制御部104は、撮像装置10の全体を制御し、撮像や画像処理、映像出力、などの制御を行う。図示しないCPU(コンピュータ)、メモリ(ROM、RAM)を有し、CPUはメモリからロードしたコンピュータプログラムに従い、撮像装置10の各機能ブロックの制御およびそのために必要な演算を行う。例えば、撮像部101内の、撮像素子202内での露光時間制御、AGC204内のゲイン制御等の露出制御およびホワイトバランスを制御する。また、レンズ201のズーム動作やフォーカス動作の制御を行う。
【0016】
評価エリア設定部105は、評価値算出部103で評価値を算出するために評価する評価エリアを設定し、設定された評価エリアの信号に基づいて、撮像部101や、後述する画像処理部を制御するためのパラメータが決定される。エリアは複数設定することが可能で、全体エリアやエリア内の所定領域、エリアの中心からの距離等に応じて評価値を算出する際の重み付けを変更してもよい。
【0017】
画像処理部106は、例えば、Digital Signal Processing(DSP)などから構成され、デジタル信号に対して色変換、信号処理された画像の階調変換を行うガンマ処理、ノイズ低減処理など種々の画像処理を行う。画像処理部106の動作は、評価値算出部103により取得される評価値算出結果や、不図示の画像解析手段による画像認識結果や被写体情報に基づいて、制御部104によって制御される。
【0018】
歪補正処理部107は、画像処理部106で画像処理を施された画像に対して幾何学的変換などの歪補正処理を行う。
【0019】
歪補正設定部108は、歪補正処理部107で行う歪補正の種類を設定する。歪補正の種類は、通信部109を介しクライアント装置11(情報処理装置)から設定可能である。例えば、外部端末により出力映像(ストリーム)の種類を選択し、歪補正設定部108がその出力映像(ストリーム)の種類の情報に基づいた歪補正の種類を設定する。また、例えば、画像認識や動体検知などの解析機能や、解析機能が設定されている領域に基づいて歪補正の種類を設定してもよい。
【0020】
通信部109は、歪補正処理107で歪補正された画像信号をクライアント装置11(情報処理装置)などの外部端末へ、要求された画像を出力し、また、映像配信を行う。画像信号の出力先、映像の配信先はカメラに内蔵されているディスプレイや独立している外部のディスプレイでもよい。また、画像信号から複数の映像ストリームを生成し出力してもよい。また、本システムの状態や処理結果などを外部ネットワークを介して外部端末に出力し、または本システムの動作を制御するための制御情報などを外部端末から入力するために用いられる。制御部104が、通信部109を介して入力された情報を取得し、その情報に基づいて各機能ブロックの制御を行う。
【0021】
クライアント装置11(情報処理装置)に関して以下に説明する。評価エリア選択部111は、ユーザー操作により画像信号上の任意の評価エリアを選択する。
【0022】
歪補正選択部112は、ユーザー操作により歪補正の種類を選択する。
【0023】
表示部113は、撮像装置10の出力部109からの出力を任意の表示形式で表示する。
【0024】
通信部114は、選択された評価エリアや歪補正の種類または出力映像(ストリーム)の種類の情報や、撮像装置10に対する指示、画像解析結果などの情報を撮像装置10へ出力する。また、撮像装置10より出力された画像信号を入力し、表示部113へ表示させる。
【0025】
ここで、
図2は本発明の実施形態に係る撮像装置の撮像部の構成例を示す図である。撮像部101は、レンズ201、撮像素子202、CDS回路203、AGC204、A/D変換205を備える。
【0026】
レンズ201は、数枚のレンズ群からなり、被写体像を撮像素子202に結像する。レンズ201は歪みが多く画角が広い広角レンズや魚眼レンズでもよい。本実施形態では、魚眼レンズの場合に関して説明する。
【0027】
撮像素子202は、例えばCCDやCMOSなどであり、撮像光学系としてのレンズ201を介して結像された被写体像を電気信号に変換する。
【0028】
CDS回路203(Correlated Double Sampling回路)は、撮像素子202から出力された電気信号に対して雑音軽減を行う相関二重サンプリング処理などを実施する。
【0029】
AGCアンプ204(Automatic Gain Control回路)は、カメラの利得制御を自動で行うゲインコントロールアンプ回路であり、CDS回路203から出力された電気信号に対して増幅処理などを行う。
【0030】
A/D変換205は、AGCアンプ204により増幅処理されたアナログ信号をデジタル信号へと変換する。
【0031】
ここで
図3を用いて、映像(ストリーム)の種類と、歪補正設定部108で選択される歪補正の種類の例を説明する。
図3は、本発明の実施形態に係る出力映像(ストリーム)の種類の例である。なお、映像の種類および歪み補正の種類は1例であり、分割数、分割エリアの形状などは以下に限られない。
【0032】
(A)は、魚眼と称する。全方位画像の全領域が有効領域で、撮影した映像をそのまま配信する。歪補正設定部108では、歪補正処理をしない設定となる。
【0033】
(B)は、ダブルパノラマと称する。全方位画像を2分割し、歪補正処理を施した画像を合成したパノラマ画像として配信する。歪補正設定部108では、2分割された領域をそれぞれ矩形になるよう歪補正の種類を設定する。
【0034】
(C)は、シングルパノラマと称する。全方位画像を1つのパノラマ画像として配信する。歪補正設定部108では、全方位画像が1つの矩形になるような歪補正処理の種類を設定する。
【0035】
(D)は、4画ストリームと称する。全方位画像を4つの領域を切り出し、それぞれを1つのストリームとして配信する。歪補正設定部108では、4つの領域それぞれを矩形になる歪補正処理の種類を設定する。この図の例の場合、4分割であるので4本のストリームとして配信するが、分割数はこれに限られない。
【0036】
(E)は、4画合成と称する。(D)と同様に、全方位画像を4つの領域を切り出して画像補正を施すが、最終的に4つの画像を合成して配信する。歪補正設定部108で選択される歪補正処理の種類は、(D)と同様である。分割数はこれに限られない。
【0037】
なお、
図3に示した例において、(B)、(D)、(E)の映像ストリームが選択されている場合は、全体画像の中心部分は映像として配信されない。
【0038】
ここで、
図4〜
図6を用いて歪補正処理部107で歪補正処理される画像の例を説明する。
図4は、本発明の実施形態に係る全方位カメラで天井から床方向を撮影した画像の例である。
図4の画像30は、天井に設置された魚眼レンズを備えたカメラで、床に対して垂直な方向を撮影した場合の歪補正がされていない画像全体を示す。これは
図3(A)の魚眼画像と同等の画像である。
【0039】
図5は、本発明の実施形態に係る全方位画像をダブルパノラマ画像の例である。
図3(B)に示したように、本実施形態において、ダブルパノラマとは、全方位画像の全体を2分割し、それぞれに対して歪補正を行い並べた画像形態である。
図4の魚眼画像から、画像30うちの破線で区切られた一部の領域300の部分を除外して、同じく破線で区切られた領域301、領域302をそれぞれ切り出して歪補正処理を行い、領域302を上下反転させている。この場合、
図4の破線で区切られた領域300が無効領域、領域301および領域302が有効領域である。
【0040】
さらに、別の歪補正処理の例として、
図6は、第1の実施形態に係る歪補正処理後に出力される画像の例である。
図4の実線で区切られた領域400〜402を部分的に切り出して、
図6の領域401〜402のように切り出した部分画像を繋げて1つの画像として生成している。この場合、
図4の実線で区切られた領域400〜402が有効領域、それ以外が無効領域である。なお、ここでは切り出し領域を1つの画像として合成しているが、それぞれを別の映像ストリームとして配信する構成としてもよい。
【0041】
(第1の実施形態)
ここで、
図7および
図10を用いて、本発明の第1の実施形態について詳細に説明する。まず、
図7のフローチャートを用いて、設定されている歪補正処理の種類に応じて露出制御時の測光に用いる評価エリアを設定する際の例を説明する。
【0042】
図7は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の評価エリアの設定処理を示すフローチャートである。
図7のフローチャートは、制御部104によって、各処理ブロックを制御し実行される処理手順を図示したものである。制御部104が有するメモリ(ROM)に格納されているプログラムをメモリ(RAM)に展開し、CPUが実行することにより実現される。ここでは、撮像部101、画像生成部102、評価値算出部103、制御部104、評価エリア設定部105、画像処理部106、歪補正処理部107、歪補正設定部108、通信部109が主に動作することにより処理が実現される。
【0043】
まず、ステップS101では、歪補正設定部108で設定される歪補正処理の種類が複数設定されているか判定する。歪補正設定部108において単一種類の歪補正処理が設定されている場合はステップS102へ進み、複数種類の歪補正処理が設定されている場合は、ステップS103へ進む。
【0044】
ステップS102へ進んだ場合、設定されている歪補正処理は単一種類であるため、評価エリア設定部105は、歪補正設定部108で設定されている現在の歪補正処理の種類に応じた評価エリアを設定する。例えば、歪補正設定部108において
図3(B)および
図5に示したダブルパノラマの例のような歪補正処理が設定されている場合は、評価エリア設定部105は、ダブルパノラマにおける有効領域を評価エリアとして設定する。具体的には、
図8に示すように、撮像範囲全体のうち灰色領域801を露出制御のための測光に用いる評価エリアとして設定する。ここで、
図8に示す格子状の部分は、評価エリア設定部105で設定可能な評価領域を表していて、格子で示された領域ごとに評価エリアとするか否かを設定可能である。また、歪補正設定部108において
図6のような歪補正処理が設定されている場合は、評価エリア設定部105は、
図9に示すように灰色領域901〜903を露出制御のための測光に用いる評価エリアとして設定する。
【0045】
一方、ステップS103へ進んだ場合、歪補正設定部108において複数種類の歪補正処理が設定されているので、その設定された歪補正処理の種類の組み合わせを取得する。ここで、
図11には、複数の映像1〜5が出力映像として選択されている場合に、対応する歪補正設定部108の歪補正の種類の例を表として示している。例えば、歪補正処理1は
図5のダブルパノラマと同様の歪補正処理で、歪補正処理2は
図6の領域切り出しの場合と同様歪補正処理とする。例えば、取得した歪補正処理の組み合わせが
図11の映像4(魚眼)を除いた組合せだったとして、以下説明する。
【0046】
ステップS104へ進み、評価エリア設定部105は、歪補正処理の種類の組み合わせを考慮した評価エリアを設定する。取得した歪補正処理の組み合わせが
図11の映像4(魚眼)を除いた組合せだった場合、歪補正処理1(ダブルパノラマ対応の歪補正)および歪補正処理2(領域切り出しに対応した歪補正)の2種類の歪補正処理が設定されていることになる。その場合は、評価エリア設定部105は、
図8と
図9を組み合わせた
図10の灰色領域1001を露出制御のための測光に用いる評価エリアとして設定する。
【0047】
以上のフローにより、評価エリア設定部105は評価エリアを設定し、その設定された評価エリアにおいて評価値算出部103で算出された評価値に基づいて露出制御を行う。以上、露出制御のフローについて説明したが、設定された評価エリアから評価値算出部103でエッジ成分やコントラスト値を評価値として算出することでフォーカス制御を行うことも可能である。また、色成分を評価値として算出して、ホワイトバランス制御やカラーバランス制御を行ってもよい。さらに、評価値算出部103でノイズ成分を評価値として算出して、ノイズ低減処理や種々のフィルタ処理などの画像処理を行ってもよい。
【0048】
(第2の実施形態)
次に、
図12〜
図14を用いて本実施の形態における第2の実施形態の一例を示す。第2の実施形態では、歪補正処理の設定とは別に、例えばユーザー指示等により評価エリアが選択可能な構成とする。また、本実施形態においては、クライアント装置11の歪補正選択部112により映像配信(ストリーム)の種類を選択し、撮像装置10は通信部109を介して受信した映像配信の種類に応じて、歪補正設定部108に歪補正処理の種類を設定する。ユーザーが歪補正選択部112により映像配信(ストリーム)の種類を選択し、例えば、
図11に示すように複数の映像1〜5に対応する対応する歪補正処理の種類(歪補正処理1、2)が、歪補正設定部108に設定される。
【0049】
まず、
図12に示すフローチャートを用いて、ユーザーがクライアント装置11上で任意の評価エリアを選択している場合における露出制御の測光に用いる評価エリアを設定する制御の例を説明する。
【0050】
図12は、本発明の第2の実施形態に係る撮像システムの評価エリア設定処理を示すフローチャートである。
図12のフローチャートは、制御部104によって、各処理ブロックを制御し実行される処理手順を図示したものである。制御部104が有するメモリ(ROM)に格納されているプログラムをメモリ(RAM)に展開し、CPUが実行することにより実現される。
図12のステップS101〜ステップS104に関しては、それぞれ前述の第1の実施形態の
図7のステップS101〜ステップS104と同様の処理のため説明を省略する。
【0051】
次に、ステップS205では、評価エリア選択部111で、任意の評価エリアが選択されているかどうかを判定する。評価エリア選択部111により選択された任意の評価エリアを受信していない場合は処理を終了し、評価エリア設定部105は、前述のステップS104までの処理で設定された評価エリアを最終的な評価エリアとして設定する。
【0052】
評価エリア選択部111により選択された任意の評価エリアの情報を受信している場合は、ステップS206へ進む。ここで、評価エリア選択部111は、
図13に示すUIの例のように、クライアント装置11の表示部113に全体画像を表示し、その画像上でユーザーが灰色領域1401のように領域を設定することで任意の評価エリアを選択させる。評価エリア選択のために表示する画像は実際に撮影している全方位画像の全体を表示してもよいし、事前記録しておいた画像上で指定する構成としてもよい。また、パノラマ画像を表示する構成としてもよい。評価エリアの設定方法は領域を囲むとか、評価領域ごとに1つ1つ選択していく、など既知の技術により指定可能である。ここでは、
図13の灰色領域1401が評価エリア選択部111で選択されていることとする。なお、選択した任意の評価エリアの情報は、通信部を介して撮像装置へ送られる。
【0053】
ステップS206では、評価エリア選択部111で選択された任意の評価エリアに、歪補正設定部108で設定されている歪補正処理の種類に基づいた無効領域が含まれているかどうかを判定する。例えば、
図5(ダブルパノラマ)が設定されている場合は
図8に示すように中央付近の一部の白領域が無効領域であり、任意の評価エリアである
図13の灰色領域1401に含まれている。評価エリア選択部111で選択された任意の評価エリア内に、歪補正設定部108に設定されている歪補正処理に基づく無効領域が含まれている場合は、ステップS207へ進む。含まれていない場合は、ステップS208へ進む。
【0054】
ステップS207では、評価エリア選択部111で選択された評価エリアから、歪補正設定部108に設定されている歪補正処理に基づく無効領域を除外する。例えば、
図5(ダブルパノラマ)が設定されている場合は、
図14に示すように選択された任意の評価エリアから、歪補正処理に基づく無効領域(画像の中央部分)を除外した灰色領域1501を評価エリアとして設定する。その後、ステップS208へ進む。
【0055】
ステップS208では、評価エリア選択部111で選択されている任意の評価エリア(無効領域を除外したエリア)と、歪補正選択部112で選択されている(歪補正設定部108に設定されている)歪補正処理の有効領域に基づいて最終的な評価エリアを設定する。例えば、任意の評価エリアと歪補正処理の有効領域が重なる部分を最終的な評価エリアとして設定する。又は、例えば、任意の評価エリアと有効領域すべてを最終的な評価エリアとし、評価エリア選択部111で選択されている任意の評価エリアの領域の評価値算出部103で算出する評価値の重み付けを上げるように構成してもよい。
【0056】
ステップS206〜S208においても、複数のクライアント装置の歪補正選択部112により、複数の映像が選択されている場合は、歪補正処理の種類の組み合わせに基づいて、有効領域、無効領域を算出し、評価エリア設定を行う。さらに、
図11の例の場合は、歪補正処理1が最も適用されている映像数が多いので、歪補正処理1の有効領域に対する評価エリアの領域の評価値算出部103で算出される評価値の重み付けを上げるように制御してもよい。
【0057】
以上説明したように、本実施形態によれば、任意の評価エリアが設定されている場合に、歪補正処理に基づく評価エリアと、別に選択された任意の評価エリアの両方を加味した評価エリアを設定することができる。
【0058】
なお、本発明について、撮像装置10に歪補正処理部107を持つ構成を例に説明したが、撮像装置10からは撮像した画像全体を配信し、外部のサーバまたはクライアント装置側で歪補正処理を実行する構成としてもよい。
【0059】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更などが可能である。例えば、上述した実施形態では、撮像装置として説明したカメラには、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラに適用することができる。
【0060】
本発明において、撮像部101、画像生成部102、評価値算出部103、制御部104、評価エリア設定部105、画像処理部106、歪補正処理部107、歪補正設定部108、通信部109の動作は、CPUがプログラムを実行することで実現してもよい。
【0061】
以上が本発明の好ましい実施形態の説明であるが、本発明は、本発明の技術思想の範囲内において、上記実施形態に限定されるものではなく、対象となる回路形態により適時変更されて適応するべきものである。例えば、上述した実施形態で、撮像装置として説明したカメラは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラに適用することができる。
【0062】
また、本発明は、例えばシステム、装置、方法、コンピュータプログラムもしくは記録媒体などとしての実施形態も可能であり、具体的には、1つの装置で実現しても、複数の装置からなるシステムに適用してもよい。本実施形態に係る撮像装置を構成する各手段および撮像装置の制御方法の各ステップは、コンピュータのメモリなどに記憶されたプログラムが動作することによっても実現できる。このコンピュータプログラムおよびこのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
【0063】
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。