JP3532091B2 - ラインセンサカメラによる画像入力装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１台のラインセン
サカメラを用いて広い範囲をくまなく撮影する場合のラ
インセンサカメラの撮影範囲及び被写体に対する角度条
件を該ラインセンサカメラを動かすことなく拡大する画
像入力装置と、その利用方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鏡を使用して、現実のカメラの視
野を変更する試みはすでにある。特開平０９−１４９３
０３号公報では、テレビカメラや高解像度カメラなどの
エリアセンサカメラの前に鏡を取り付けて、所望の視野
を得る方法がとられている。しかし、これはあくまでも
エリアセンサカメラの入力方法である。またこの場合、
エリアセンサカメラの撮影範囲を確保するために縦横方
向にある程度の長さをもつ比較的大きな鏡をカメラの前
に設置する必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エリアセンサカメラと
鏡を組み合わせて所望の視野を得る上記従来の方法で
は、エリアセンサカメラの撮像範囲を含むような縦横方
向に大きい鏡を使用しなければならないため、装置全体
の大きさを大きくしてしまうという欠点があった。ま
た、図３（ｂ）に示すように、被写体を斜めから撮影し
た場合には、カメラから遠い部分ほど歪みが発生し、例
えば撮影画像中に存在する文字をコンピュータで自動認
識する場合は撮影した画像の補正処理を行う必要が出て
くるという欠点があった。

【０００４】そこで、広い範囲の景観を撮影し、かつ撮
影した画像中から文字認識を行う必要がある場合、例え
ば道路の路肩に縦列駐車している駐車車輌のナンバープ
レートを抽出、認識して駐車違反取締りに役立てようと
するような場合、ナンバープレートの数字をコンピュー
タで自動認識するために歪みの少ない連続画像を撮影す
る手段が必要であった。被写体を斜め方向から撮影して
も歪みの少ない画像を得る手段としては、移動式の車台
（車輌）に載せたラインセンサカメラにより連続撮影し
て得られた画像から駐車車輌のナンバーを抽出、認識す
るような装置が考えられる。さらに、このような装置を
動作させる場合、歪みの少ない画像を得るために、図４
の斜視図（ａ）と上から見た図（ｂ）による撮影条件例
で示すように被写体に対してななめ方向から一定の角度
で撮影する必要が生じる。この場合更に、ラインセンサ
カメラを移動させながら被写体に対してラインセンサカ
メラの撮影角度を一定にして広い範囲を撮影する場合、
ラインセンサカメラを搭載する車台形状や大きさ、壁な
どの条件で車台が移動できる範囲の制限が発生した場合
に、被写体に対して同一の撮影角度で撮影できない撮影
範囲が生ずる問題がある。

【０００５】本発明は、以上の欠点や問題点に鑑みて、
カメラの撮影範囲に関する制限を簡便な手段、手法で小
型化を可能にしつつ解消し、かつそれにより歪みの少な
い画像の入力を可能とする装置および方法を提供するこ
とを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、ラインセンサカメラを移動させつつ画像を
撮影する画像入力装置において、ラインセンサカメラ
と、２組の鏡と、前記ラインセンサカメラ及び前記２組
の鏡を台上に固定した車台と、前記車台が特定方向に移
動する際に、該特定方向の所定の移動距離毎に前記ライ
ンセンサカメラの画像撮影タイミング信号を発生するタ
イミング信号発生部と、を有し、前記車台が移動する前
記特定方向に対して垂直な方向又は傾斜した方向に向い
た前記車台の前記特定方向前方および後方の２つの光軸
が、前記２組の鏡のそれぞれの組を経由して、前記ライ
ンセンサカメラの２つに分割された撮影範囲のそれぞれ
に入力するように構成されていることを特徴とする。

【０００７】あるいは、上記の画像入力装置において、
前記ラインセンサカメラからの画像信号を画像データ記
憶部に蓄積する手段と、前記画像データ記憶部に蓄積さ
れた画像データから２次元画像を得る手段と、を有する
ことを特徴とする。

【０００８】あるいは、以上の画像入力装置において、
前記ラインセンサカメラに入力する画像撮影タイミング
信号の間隔を可変とする手段をさらに有することを特徴
とする。

【０００９】また、上記の課題を解決するため本発明
は、以上の画像入力装置を移動させ、ラインセンサカメ
ラからの画像信号を得る、又はこの画像信号を撮影順に
合成し２次元画像を得ることを特徴とする。

【００１０】本発明では、ラインセンサカメラと２組の
鏡を組み合わせて見かけ上の撮影方向を変更する、ある
いはカメラの視野を拡大することで、広い範囲の撮影及
び、カメラを固定している車台の大きさまたは車台の移
動範囲の制約の関係で撮影できない角度及び範囲の撮影
を可能とする。また、エリアセンサカメラではなくライ
ンセンサカメラを用いることで、カメラの撮影方向を変
えるために設置する鏡を幅のせまい長方形の鏡とするこ
とができ、装置全体の小型化を図れるようにする。ま
た、図３（ｃ），（ｅ）に示すように、駐車車輌のナン
バー認識等のために、移動方向の単位移動距離あたりの
ラインセンサカメラの撮影間隔を細かくして撮影できる
ため、カメラに対して斜めの被写体（車両ナンバー等）
であっても移動方向（横方向）に歪みのない画像が得ら
れるので、画像の歪み補正処理を行うことなく文字認識
可能な画像が得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて詳細に説明する。

【００１２】図１を用いて、本発明の画像入力装置とそ
れによる画像入力方法の一実施形態例を説明する。

【００１３】図１において、１０１は、縦方向ラインの
画像を撮影するラインセンサカメラ、１０２は、車輪１
０２ａと車軸１０２ｂを有し移動可能な車台、１０３
は、ラインセンサカメラ１０１からの撮影方向、１０４
は、ラインセンサカメラ１０１の撮影方向上半分に設置
した鏡１、１０５は、ラインセンサカメラ１０１の撮影
方向が鏡１で反射した方向に設置した鏡２、１０６は、
ラインセンサカメラ１０１からの撮影方向１、１０７
は、ラインセンサカメラ１０１の撮影方向下半分に鏡１
とは異なる反射角度で設置した鏡３、１０８は、ライン
センサカメラ１０１の撮影方向が鏡２で反射した方向に
設置した鏡４、１０９は、ラインセンサカメラ１０１か
らの撮影方向２、１１０は、ラインセンサカメラ１０１
の移動可能方向、１２１は、ロータリーエンコーダ、１
２２は、タイミング発生部、１２３は、タイミング信号
調整部、１２４は、画像データ記憶部、１２５は２次元
画像生成部である。

【００１４】ラインセンサカメラ１０１は、移動可能な
車台１０２の上に載っている。移動可能な車台および移
動方向はこれに限定するわけではなく、ガイドレール上
でスライドする形状に変更し、該ガイドレールにより地
面に対して水平方向ばかりでなく垂直方向や斜め方向に
移動する形でもよい。ラインセンサカメラの撮影方向１
０３は、鏡が存在しない場合のラインセンサカメラ１０
１による撮影方向である。１０４の鏡１はラインセンサ
カメラの撮影方向１０３の上半分側に設置される。これ
により撮影方向が曲げられるが、その先に１０５の鏡２
を設置する。同じく下半分側には１０７の鏡３が１０４
の鏡１とは別の反射角度で設置され、その先に１０８の
鏡４が設置される。これらの鏡により、撮影範囲は１０
３から１０６，１０９に分離される。

【００１５】図２は、図１の例を上から見た図である。
これを用いて、図１の鏡の設置で、撮影範囲がどう変化
するかを説明する。図２において、２０１〜２０９およ
び２２１〜２２５は、それぞれ１０１〜１０９および１
２１〜１２５に対応する。２１０は、ラインセンサカメ
ラ２０１および車台２０２の移動範囲である。２１１
は、ラインセンサカメラ２０１が移動範囲２１０を移動
する時のカメラの位置を示す。２１２は、鏡２０４，２
０７がない場合にラインセンサカメラ２０１が移動範囲
２１０を移動した時に撮影できる範囲である。２１３
は、２０４，２０５，２０７，２０８の鏡が存在する場
合にラインセンサカメラ２０１が移動範囲２１０を移動
した時に撮影できる範囲である。

【００１６】２０４，２０５および２０７，２０８のよ
うな２組の鏡を使用することにより、撮影する範囲を変
えることができる。図１のように撮影範囲を上下に分割
して複数化すれば、１台のラインセンサカメラ２０１で
直接撮影するより広い範囲を撮影できる。また、２０
４，２０５のように１組の鏡を使用すると、鏡を使用し
ないで撮影する範囲とは異なる範囲を撮影できる。

【００１７】これらの鏡は必要に応じて設定できるが、
ここでは１０４（２０４）の鏡１と１０７（２０７）の
鏡３とを撮影範囲を２分するように設置する方法で説明
を行った。その他、鏡を１組のみ設置する方法、１０４
（２０４）の鏡１を設置／撤去して撮影する場所を変更
させる方法、鏡の向きを制御して撮影範囲を変更する方
法などが考えられる。例えば、上記の実施形態例では、
撮影方向１０６（２０６），１０９（２０９）を車台の
移動可能方向１１０に対してほぼ直角になるように鏡を
配置する例を示したが、図４の撮影条件のように斜め方
向から被写体を撮影するような場合には、鏡１０５（２
０５），１０８（２０８）の反射角度を適宜変更する
か、光学系全体の配置を適宜回転すれば良い。

【００１８】図１、図２で示した例は、本発明での撮影
対象を屋内の駐車場の車両と想定して述べたものであ
る。この場合、本実施形態例が有効な例がわかる。すな
わち、図１、図２で示した実施形態例によれば、図４
（ａ）に示すような壁等の障害物がある撮影条件におい
て、ラインセンサカメラを設置する車台が大きい場合で
も、図４（ｂ）に示すように、鏡を設置することによ
り、壁際ぎりぎりまで台の向きを回転させることなく、
従って他の部分と同じ等速運動などの撮影条件で撮影す
ることができる。なお、図４（ｂ）では、説明の都合上
撮影範囲を駐車車両のナンバープレートのみ抽出して間
欠的に図示したが、撮影は間欠的に実施しても、連続的
に実施してもよい。

【００１９】次に、図１の実施形態例において２次元画
像を得る方法例を述べる。

【００２０】ロータリーエンコーダ１２１は、車台１０
２の車軸１０２ｂに取り付けられており、車台１０２の
移動に伴う車軸１０２ｂの回転により回転されて一定回
転角度毎に回転位置信号を出力する。タイミング信号発
生部１２２は、ロータリーエンコーダ１２１の出力信号
を検出して、タイミング信号を生成しタイミング信号調
整部１２３に出力する。タイミング信号調整部１２３
は、設定に基づいた所定数のタイミング信号を計数する
毎に画像撮影タイミング信号を作成してラインセンサカ
メラ１０１に出力する。ここでタイミング信号調整部１
２３は、撮影間隔調整用のツマミを有し、そのツマミの
操作によって上記の計数値の設定を変更し、撮影間隔を
変化させることができる。ラインセンサカメラ１０１
は、この画像撮影タイミング信号により被写体を撮影す
る。

【００２１】ここでは、車台１０２の移動を等速運動と
するが、多少の速度変動があっても撮影間隔が変動する
ことはない。なぜなら、タイミング信号は、車軸１０２
ｂの一定角度毎の回転位置を示すものであるから、タイ
ミング信号の間隔は速度や時間に関係無く車輪１０２ａ
の一定角度の回転による微小移動距離に対応するからで
ある。

【００２２】こうして、１台のラインセンサカメラ１０
１により、２箇所で完全に同期がとれた、一定の移動距
離毎に連続撮影された一連の縦方向ラインの画像は画像
データ記憶部１２４に記憶されてゆく。

【００２３】２次元画像生成部１２５は、画像データ記
憶部１２４に記憶された２箇所の画像を撮影順に読み出
して合成し（必要であれば上記２箇所の画像を同位置の
部分でつなぎ合わせて一つの画像とする）、被写体がナ
ンバープレートであれば、図３（ａ），（ｃ），（ｅ）
のような２次元画像を得る。ここで、図４の撮影条件の
ように、斜め方向からの撮影であっても、ラインセンサ
カメラによる撮影の場合は、一定移動距離毎の細かな縦
方向ライン画像の合成によってカメラの移動方向（横方
向）の歪みがない２次元画像が得られるので、画像の歪
み補正処理を行うことなく文字認識可能な画像が得られ
る。なお、文字認識の前処理において、図３（ｃ），
（ｅ）のような斜め画像を図３（ａ）のような正面の画
像とする必要がある場合には、縦方向の歪みのみを補正
すればよい。

【００２４】本実施形態例では、ラインセンサカメラの
撮影画素ラインを車台の移動方向に対して垂直方向に設
定したが、撮影画像の利用目的によっては、車台の移動
方向に対してラインセンサカメラの撮影画素ラインを傾
斜させる構成も考えられる。この場合、車台上に設定す
る鏡の位置、角度は、ラインセンサカメラの画素ライン
に合わせて設定変更を行う。

【００２５】

【発明の効果】以上で説明したように本発明によれば、
ラインセンサカメラの前に鏡を配置することにより、ラ
インセンサカメラの撮影方向を変更あるいは拡大するよ
うにしたので、ラインセンサカメラを載せた車台の大き
さや移動範囲の制約から、撮影できない角度や制限を解
消することが可能になる。また、実際の装置では、ライ
ンセンサカメラのライン方向に幅の狭い鏡を設置すれば
良いので、装置の大きさがエリアセンサカメラで同等の
方式を用いる場合より小さくできるため、移動範囲の制
約を緩和できる。従って、本発明の装置を用いて屋内の
駐車場などの広い範囲を撮影する時、壁際等において
も、１台のラインセンサカメラで画像が連続的に撮影可
能となる。さらに、駐車車輌のナンバー認識等のため
に、移動方向に単位移動距離あたりのラインセンサカメ
ラの撮影間隔を細かくして撮影することで、カメラに対
して斜めの被写体（車両ナンバー等）であっても移動方
向（横方向）に歪みの少ない画像が得られるため、画像
の歪み補正処理を行うことなく文字認識可能な画像が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例を説明する構成図であ
る。

【図２】図１の構成を上から見た図である。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、
ラインセンサカメラによる被写体撮影を説明する図であ
る。

【図４】（ａ），（ｂ）は、撮影条件の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０１，２０１…ラインセンサカメラ １０２，２０２…車台 １０３，２０３…撮影方向（ラインセンサカメラの撮影
画素ライン） １０４，２０４…鏡１ １０５，２０５…鏡２ １０６，２０６…撮影方向１ １０７，２０７…鏡３ １０８，２０８…鏡４ １０９，２０９…撮影方向２ １１０…ラインセンサカメラの移動可能方向 １２１，２２１…ロータリーエンコーダ １２２，２２２…タイミング発生部 １２３，２２３…タイミング信号調整部 １２４，２２４…画像データ記憶部 １２５，２２５…２次元画像生成部 ２１０…ラインセンサカメラ２０１の移動範囲 ２１１…ラインセンサカメラ２０１が移動範囲２０９を
移動する時のラインセンサカメラの位置 ２１２…鏡２０４，２０７がない場合にラインセンサカ
メラが移動範囲２１０を移動した時に撮影できる範囲 ２１３…２０４，２０５，２０７，２０８の鏡が存在す
る場合にラインセンサカメラが移動範囲２１０を移動し
た時に撮影できる範囲

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−129845（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−149303（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/225

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラインセンサカメラを移動させつつ画像
   を撮影する画像入力装置において、 ラインセンサカメラと、 ２組 の鏡と、 前記ラインセンサカメラ及び前記２組の鏡を台上に固定
   した車台と、 前記車台が特定方向に移動する際に、該特定方向の所定
   の移動距離毎に前記ラインセンサカメラの画像撮影タイ
   ミング信号を発生するタイミング信号発生部と、を有
   し、前記車台が移動する前記特定方向に対して垂直な方向又
   は傾斜した方向に向いた前記車台の前記特定方向前方お
   よび後方の２つ の光軸が、前記２組の鏡のそれぞれの組
   を経由して、前記ラインセンサカメラの２つに分割され
   た撮影範囲のそれぞれに入力するように構成されてい
   る、 ことを特徴とする画像入力装置。
2. 【請求項２】 前記ラインセンサカメラからの画像信号
   を画像データ記憶部に蓄積する手段と、 前記画像データ記憶部に蓄積された画像データから２次
   元画像を得る手段と、 を有することを特徴とする請求項１記載の画像入力装
   置。
3. 【請求項３】 前記ラインセンサカメラに入力する画像
   撮影タイミング信号の間隔を可変とする手段をさらに有
   する、 ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像入力
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２又は請求項３に記
   載した画像入力装置を移動させ、 ラインセンサカメラからの画像信号を得る、又はこの画
   像信号を撮影順に合成し２次元画像を得る、 ことを特徴とする画像入力方法。