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公開番号2022113614
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-08-04
出願番号2021044146
出願日2021-01-25
発明の名称撮像装置
出願人株式会社駒村商会
代理人
主分類H04N 5/232 20060101AFI20220728BHJP(電気通信技術)
要約【課題】 赤外線カメラで取得した画像と可視光カメラで取得した画像とを精密に一致させて合成画像を取得する撮像装置および画像合成方法を提供する。
【解決手段】 本発明の撮像装置は、赤外光カメラが可視光カメラの近傍で、それぞれの光軸が被写体に対し並行に配置され、前記可視光カメラのフォーカス位置情報に基づいて前記赤外光カメラのフォーカス位置を合わせるフォーカス位置連動手段と、前記赤外光カメラで取得した赤外光像に対し、前記可視光カメラの光軸と前記赤外光カメラの光軸との視差に応じてゆがみ補正を行う赤外光像視差歪補正手段と、前記可視光カメラのフォーカス位置パラメータに基づいて前記赤外光視差歪補正手段の出力画像の画角を可視光画像の画角に一致させるよう赤外光カメラの電子的または光学的ズームを変動させ画角補正を行う画角補正手段とを含む画像合成手段を具備する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
可視光カメラと赤外光カメラとを具備する撮像装置において、
前記赤外光カメラは、前記可視光カメラの近傍で、それぞれの光軸が被写体に対し並行に配置され、
前記可視光カメラのフォーカス位置情報に基づいて前記赤外光カメラのフォーカス位置を合わせるフォーカス位置連動手段と、
前記赤外光カメラで取得した赤外光像に対し、前記可視光カメラの光軸と前記赤外光カメラの光軸との視差に応じてゆがみ補正を行う赤外光像視差歪補正手段と、
前記可視光カメラのフォーカス位置パラメータに基づいて前記赤外光視差歪補正手段の出力画像の画角を可視光画像の画角に一致させるよう赤外光カメラの電子的または光学的ズームを変動させ画角補正を行う画角補正手段と、
前記画角補正手段により補正された赤外光画像と可視光画像とを合成する画像合成手段とを具備することを特徴とする撮像装置。
続きを表示(約 800 文字)【請求項2】
前記赤外光カメラは、熱画像を取得するサーモカメラであることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
【請求項3】
前記赤外光画像または前記可視光画像のレンズ歪を補正するレンズ歪補正手段を含むことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
【請求項4】
前記可視光カメラまたは赤外光カメラのレンズがズームレンズを備えている場合、前記画角補正手段は、フォーカス変動に伴うズーム位置調整手段を含むことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
【請求項5】
前記可視光カメラと赤外光カメラとの視差に応じて生じるゆがみ補正量データテーブルを含むことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
【請求項6】
前記可視光カメラまたは赤外光カメラのレンズ歪補正量データテーブルを含むことを特徴とする請求項3記載の撮像装置。
【請求項7】
前記ズーム位置調整手段はフォーカス位置の変動に伴うズーム位置調整データテーブルを含むことを特徴とする請求項4記載の撮像装置。
【請求項8】
可視光カメラ画像と赤外光カメラ画像との合成方法において、
前記可視光カメラのフォーカス位置情報に基づいて前記赤外光カメラのフォーカス位置を合わせるステップと、
前記赤外光カメラで取得した赤外光像に対し、前記可視光カメラの光軸と前記赤外光カメラの光軸との視差に応じてゆがみ補正を行うステップと、
前記可視光カメラのフォーカス位置パラメータに基づいて前記赤外光視差歪補正手段の出力画像の画角を可視光画像の画角に一致させるよう赤外光カメラの電子的または光学的ズームを変動させ画角補正を行うステップと、
前記画角補正手段により補正された赤外光画像と可視光画像とを合成するステップと、を含むことを特徴とする画像合成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
この発明は、サーマルカメラなどの赤外線カメラおよび可視光カメラを具備する撮像装置において、赤外線カメラで取得した画像と可視光カメラで取得した画像とを精密に一致させて合成画像を取得する撮像装置および画像合成方法に関する。
続きを表示(約 2,700 文字)【背景技術】
【0002】
赤外線(または赤外光)カメラは、赤外線による反射光像または放射光像を取得し、撮像素子(センサー)により映像化する。赤外線は、その波長によりNIR(Near Infrared;近赤外線、0.75~1.4μm)、SWIR(Short-wave length Infrared;短波長赤外線、1.4~3μm)、MWIR(Mid-wave length Infrared;中波長赤外線、3.0~8μm)、LWIR(Long-wave length Infrared;長波長赤外線または熱赤外線、8~15μm)、FIR(Far Infrared;遠赤外線15~1,000μm)に分類されており、それぞれの波長の特性を生かして種々の応用が提案されている。NIRやSWIRでは可視光ではないが反射特性を有し、比較的にコントラストの高い反射画像を取得することができる。また、それ以上の長い波長帯域であるMWIR、LWIR、FIRでは放射特性を有し、コントラストの低い熱画像となる。
【0003】
反射画像を取得するNIRカメラやSWIRカメラにおいては、可視光カメラで認識できない暗視カメラ、煙や霧の中を透過して撮像する監視カメラなどへ用いられる。このようなカメラでは、放射画像(熱画像)を取得するカメラに比べ高コントラストの可視光に近い画像が得られるが、画像はモノクロであり可視光像のようなカラー色彩を含んだものとはならない。
【0004】
また、放射画像を取得するMWIRカメラやLWIRカメラにおいては、画像のコントラストは低いが熱放射を検知するためサーモグラフィーや熱線を放射する人物、動物、飛行機、車、船舶を監視したり、人や動物などの移動体と他の静物とを区別して撮影したりするカメラなどとして利用されている。例えば、赤外線追尾カメラや線路内や鉄塔などへの侵入者や侵入動物など捉える赤外カメラなどが挙げられる。このような放射画像では、熱線放射を捉えているため画像としては可視光画像とは程遠いものとなり、熱線放射部分だけの画像認識は極めて困難なものとなる。
【0005】
赤外線カメラでの赤外光像がモノクロ映像や対象物を認識し難い画像であるため、別途取得した可視光(カラー)像と赤外光像とを画像合成し、赤外線カメラで取得した画像を可視光像と合成することで対象物や全体画像を認識する技術が種々開示されている。特許文献1においてはサーマルカメラにより取得した熱画像と可視光カメラにより取得した可視光像とをミキシングした画像を取り出し、モニター画像で目視確認行うことが提案されている。また、特許文献2では、赤外光像と可視光像とを取得し、人物などが可視光領域から非可視光内へ移動した場合でも赤外光像により検知した人物像を可視光像との合成画像により検知する発明が提案されている。また、特許文献3においては、赤外光像を白黒反転し、カラー像と合成し、晴天、雨天、昼夜問わず車両状況や道路状況を把握する技術が開示されている。
【0006】
赤外光カメラでは、赤外光線による反射画像や放射画像を取得し、悪天候状況、夜間、目視が困難な環境下でも対象物を撮像しうるものの、画像はモノクロであり、コントラストも明確でなく、対象物を明確に認識できない。このため、赤外光像と可視光(カラー)像とを合成することで対象物の形状、輪郭、色彩などを合成画像表示モニター上で視認することができる。しかし、上述したような従来の画像合成技術では赤外光カメラと可視光カメラとが近接して設置されるものの、赤外光と可視光との光軸は違っており、フォーカスが近づくほど取得される赤外光像と可視光像とは、ずれが生じる。このような赤外光と可視光との画像のずれは、赤外光像そのものがコントラストやフォーカスが甘いため、許容できる場合が多い。しかし、利用目的によっては赤外光像と可視光像とが一致させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
特開平11-353469号公報
特開2011-66809号公報
特開2009-237986号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
赤外光像と可視光像とをずれなく一致させて合成画像を作成する必要性は多くの状況において生じる。例えば、対象物上の温度分布を把握して、欠陥や異常箇所を検知する必要性がある場合、熱放射対象物をピンポイントで追尾する場合、熱放射対象物の形状、動き方向、色彩を視認する必要性がある場合、人物とその他の構造物とを区別し、判定する必要性がある場合などである。しかし、上述の従来技術では赤外光像と可視光(カラー)像との画像合成では、赤外光像を熱物体の検知や夜間の画像検知に使用し、画像のズレは厳密性を要しないか、または赤外光カメラと可視光カメラとが同一画像上での単純な画像合成を行っているだけである。
【0009】
この発明は、上述の状況に鑑みて提供されるものであって、以下のような撮像装置およびそのための画像合成方法の提供を目的とする。
(1)赤外光カメラにより取得した赤外光像と可視光カメラにより取得した可視光(カラー)像とをより精密に一致させた合成画像を出力する撮像装置。
(2)ズーム可視光カメラにより取得した可視光像と赤外光カメラにより取得した赤外光像とを一致させる画像合成方法。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明による撮像装置は、可視光カメラと赤外光カメラとを具備する撮像装置において、前記赤外光カメラは、前記可視光カメラの近傍で、それぞれの光軸が被写体に対し並行に配置され、前記可視光カメラのフォーカス位置情報に基づいて前記赤外光カメラのフォーカス位置を合わせるフォーカス位置連動手段と、前記赤外光カメラで取得した赤外光像に対し、前記可視光カメラの光軸と前記赤外光カメラの光軸との視差に応じてゆがみ補正を行う赤外光像視差歪補正手段と、前記可視光カメラのフォーカス位置パラメータに基づいて前記赤外光視差歪補正手段の出力画像の画角を可視光画像の画角に一致させるよう赤外光カメラの電子的または光学的ズームを変動させ画角補正を行う画角補正手段と、前記画角補正手段により補正された赤外光画像と可視光画像とを合成する画像合成手段とを具備することを特徴とする。
(【0011】以降は省略されています)

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