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公開番号2025039269
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-21
出願番号2023146233
出願日2023-09-08
発明の名称撮像装置
出願人株式会社SEtech
代理人
主分類H04N 23/60 20230101AFI20250313BHJP(電気通信技術)
要約【課題】
撮像画像より動き物体を抽出する際には、撮像装置から出力される膨大な画像情報を処理する必要があり、システムが大型になり、消費電力が大きくなっていた。
【解決手段】
撮影時刻の異なる画素信号の差分信号を生成し、静止した被写体では、前記差分信号が生じないように調整し、差分信号を基に動き物体の輪郭端部を判定し、2値化されたマスキング信号を発生させ、現時点の撮影信号である画素信号出力と、マスキング信号とから論理積をとり、動きのある被写体の画像のみを、読み出しライン毎に出力する撮像装置を提供する。

【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
光学的結像手段で結像した被写体の光信号を電気信号に変換する光電変換素子単位である画素を複数有する画素部で撮影し、撮影時刻が異なる２つの撮影信号の、少なくとも一方が現時点の撮影信号である画素信号出力であり、かつ２つの撮影信号間の差分信号を、被写体の同じ場所に対応した画素どうしの差分で生成する手段と、
静止した被写体からの撮影信号からは、前記差分信号が生じないように調整する手段と、
差分信号の絶対値をとり、動きのある被写体の輪郭情報に関連した、動き輪郭情報を、読み出しライン毎に取得する手段と、
前記動き輪郭情報から、閾値と比較されて得られ、かつ動きのある被写体の領域を１とし、それ以外の領域を０とした、２値化されたマスキング信号を、読み出しライン毎に得る手段と、
前記２値化されたマスキング信号と、画素部からの現時点の撮影信号である画素信号出力とから論理積をとり、マスキング信号が１である個所の画素信号出力のみを、動きのある被写体の画像として、読み出しライン毎に出力する手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記画素部で撮影した撮像時刻が異なり、一方が現時点の撮影信号である、２つの撮影信号間の差分信号を生成する手段として、メモリを使用し、異なる撮影時刻の時間間隔としては、画素部の全ての画素の読み出しに掛かるサイクルタイムの整数倍として、画像差分を行うことで、実現したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画素部で撮影した撮像時刻が異なり、一方が現時点の撮影信号である、２つの撮影信号間の差分信号を生成する手段として、画素差分を行う撮影信号としては、動きが無い静止状態の撮影信号を繰り返し用いて、画像差分を行うことで、実現したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
【請求項４】
メモリに取り込むべき、動きが無い静止状態の撮影信号の判定に、２値化されたマスキング信号を活用し、マスキング信号が全て０である撮影信号を、動きが無い静止状態の撮影信号と判定し、この撮影信号を、定期的にメモリに一時保存する、ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
異なる撮影時刻の時間間隔としては、画素部の全ての画素の読み出しに掛かるサイクルタイムとして、画像差分を行い、動体の外側輪郭の情報に対応する動き輪郭端部情報を経て、閾値と比較して２値化されたマスキング信号を得る、ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記画素部で撮影した撮像時刻の異なる２つの撮影信号間の差分信号を生成する手段として、
画素部に配置された画素を少なくとも２分割し、露光時間の長さを異ならせて制御する露光時間制御手段と、
静止した被写体の撮影信号からは、差分信号が生じないように調整した、前記露光時間の異なる前記撮影信号間の差分信号を生成する手段と、
２つの撮影信号の双方が、現時点の撮影信号である画素信号出力であり、かつ２つの撮影信号間の差分信号を、被写体の同じ場所に対応したと考えられる、隣接した画素どうしの差分で生成する手段と、
で実現したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
動きのある被写体の画像のみを出力する撮像装置において、前記画素部で撮影した撮影時刻の異なる２つの撮影信号間の差分信号を生成する手段として、同条件の複数の近接画素の撮影信号の平均化を行い、平均化した撮影信号間の差分信号を生成する手段である、ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画素部はリニア状に画素が配列されたリニアセンサであり、使用するメモリはラインメモリであり、サイクルタイムはライン周期である、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記画素部はエリア状に画素が配列されたエリアセンサであり、使用するメモリはフレームメモリであり、サイクルタイムはフレーム周期である、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
撮像装置は撮像カメラであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、動き情報の取得方法に関するもので、特に、動き物体の輪郭情報を基に、背景の静止画情報を消し去り、動き物体のみを取得し表示させることを特徴とする、撮像装置に関する。
ここで撮像装置は、固体撮像装置やそれを用いた撮像カメラのことを称する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置や、それを用いた撮像カメラの様な撮像装置において、画像中の動き物体（以下動体と呼ぶ）の情報を表示するために、方向、速度を表示する動きベクトル表示手法がある。この動きベクトルの取得方法としては、従来技術としてブロックマッチング手法が知られている。
【０００３】
このブロックマッチング手法を応用し、対象物の動体の追跡を行うことを目的にした特許文献１や、動体の輪郭曲線上で特徴点を抽出し、抽出された特徴点を用いて動きベクトル推定を行う手法が特許文献２に示されている。
【０００４】
また特許文献３には撮影装置で撮影された１フレームの画像から所定の特徴を表する特徴点を抽出し、時間的に後のフレームの画像の前記特徴点の近傍領域より特徴点を抽出し、両者の特徴点より動きベクトルを少ない演算量で抽出する方法が示されている。
【０００５】
また固体撮像装置の撮像画面上で被写体の動きを検出する方法としては、前後のフレーム間の同一画素単位での信号出力を比較して動きを検出する方法が一般的であるが、特許文献４に示すように、隣接画素を一対の組として積分時間を変え、ゲインを調整して差分信号出力により動きを検出する方法がある。また特許文献５に示すように、感度の異なる隣接画素を一対の組として積分時間を変え、差分信号出力により動きを検出する方法もある。前者のフレーム間の比較を行う方式をフレーム間差分方式、後者の画素対の比較を行う方式を画素間差分方式とそれぞれ称する。
【０００６】
後者の特許文献５には、動き検出を判定する差分信号を直接出力し、動き物体（以下動体と称す）の輪郭情報のみ出力することで、画像より動体輪郭抽出する工程を省き、Human-Machine-Interfaceへの応用があることが示されている。この動体の輪郭情報でも、動きの変化に応じて光電変換した電荷量の違いが画素で生じ、その差分を画素位置に対応して輪郭情報として出力する。
【０００７】
特許文献６には動き検出の結果を基に、後段システムの電源のON/OFF制御をすることで、システムの消費電力を減らす概念や、固体撮像装置から出力される画像信号を制御し、情報量を減らす概念が示されている。特許文献２，３の動き検知の方法では、フレームメモリを使うことなく、画素差分で動き検知が可能なケースが示されている。
【０００８】
特許文献７には、動きベクトルの取得に関し、後段回路で画像情報を演算処理する負荷を大幅に軽減する方法が示されいる。手法としては、差分回路、微分回路、論理積、論理和を組み合わせ、固体撮像装置から得られる動体の輪郭情報を基に、動きベクトル情報を取得し出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第３０３７３８３号
特許第３６７４０８４号
特許第６６２４８４１号
特許第３５２１１０９号
特許第５６４６４２１号
特許第５６０４７００号
特許第７０２５０７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１、特許文献２、特許文献３に示す従来の動きベクトル取得方法では、処理する画像情報量が大きいため、演算規模が大きくなり消費電力も増大していた。また特許文献５、６では動きの輪郭情報取得は簡便にできるものの、動きベクトルの取得手法、出力方法は示されていない。
（【００１１】以降は省略されています）

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