遠赤外線画像処理装置、遠赤外線撮像装置、遠赤外線画像処理方法および遠赤外線画像処理プログラム
【課題】遠赤外線画像における特定の領域の出力値を詳細に表示する。
【解決手段】画像処理部１１０は、遠赤外線センサによって検知された遠赤外線の量を示す画像信号を受け付け、領域指定レジスタ１１０ｂ１は、遠赤外線画像のうちの分解能変換領域を示す領域指定情報の入力を受け付ける。そして、画像処理部１１０は、遠赤外線画像における、領域指定情報によって示された特定の領域についての遠赤外線の量の分解能を変換した領域内分解能変換画像１１０ｅを生成する。
【解決手段】画像処理部１１０は、遠赤外線センサによって検知された遠赤外線の量を示す画像信号を受け付け、領域指定レジスタ１１０ｂ１は、遠赤外線画像のうちの分解能変換領域を示す領域指定情報の入力を受け付ける。そして、画像処理部１１０は、遠赤外線画像における、領域指定情報によって示された特定の領域についての遠赤外線の量の分解能を変換した領域内分解能変換画像１１０ｅを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠赤外線画像処理装置、遠赤外線撮像装置、遠赤外線画像処理方法および遠赤外線画像処理プログラムに関し、特に、物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像された遠赤外線画像の処理を行う遠赤外線画像処理装置、遠赤外線撮像装置、遠赤外線画像処理方法および遠赤外線画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
照射された遠赤外線が持つエネルギー（熱）を検知する焦電素子、ボロメータなどの、遠赤外線を検知する画素から構成される遠赤外線センサを用いて物体を撮像し、撮像対象の物体の温度の測定などに用いられる遠赤外線撮像装置（サーモグラフィ）がある。
【０００３】
このような遠赤外線撮像装置で撮像対象の物体を撮像した場合、画像を構成するそれぞれの画素の実際に出力された値の区間の幅が大きいときには、各測定値を画像に表した際の階調幅を大きくとらないと、出力された値の分解能が低下してしまう。逆に、同じ階調幅で分解能を高くすると、表示可能な温度の幅が狭くなってしまう。例えば、最小分解能が０．０５℃である遠赤外線カメラで撮像した遠赤外線画像を、２５６階調で表示可能なモニタに表示する場合、最低温度と最高温度との差が最大でも１２．８℃以内のものしか区別可能に表示することができない。
【０００４】
従来、赤外線カメラによって撮影された対象物の温度情報を示す赤外線映像における任意の点を指示すると、その点の温度を表示する赤外線温度測定装置が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、データレンジのフルスケールに演算結果データが満たない場合、ビットシフトを行って信号処理系が要求するビット数の画像表示データを生成する遠赤外線画像表示装置が考えられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、低照度物体と高照度物体とが１フレーム内に混在する場合、信号レベルをオフセットすると共に、信号レベルの増幅率を制御する撮像装置が考えられている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、赤外線を放射する物体の温度に比例するイメージ信号の相対温度分布に基づき、低い濃度の温度範囲を縮小させて、温度分解能を選択的に強調する遠赤外線カメラシステムが考えられている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平０７−０３５６２１号公報
【特許文献２】特開平０７−２３９２７１号公報
【特許文献３】特開２０００−０７４７４１号公報
【特許文献４】特開２００３−３４４１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の技術では、撮像対象である物体の表面温度の測定に使用した際における微細な温度差の検出を行う場合や、物体検知に使用した際における撮像対象の詳細な状態などを表現したい場合などに、背景や撮像対象以外の物体については重視せずに、撮像対象の特定箇所およびその周辺箇所におけるわずかな差異を表現することはできない。
【０００９】
例えば、上述した特許文献１記載の技術では、画像に表された特定の点の詳細な温度を知ることはできるが、撮像対象の点の周辺部分の表面温度の差異の詳細を、画像により視覚的に表現することはできない。
【００１０】
また、上述した特許文献２記載の技術では、撮像範囲全体において温度差が大きい場合（例えば、撮像対象に高温の物体と低温の物体とが含まれる場合や、撮像対象と背景との間で温度差が大きい場合など）には、十分な分解能が得られない場合が生じてしまう。
【００１１】
また、上述した特許文献３記載の技術では、赤外線の検知量（温度）を示す信号レベルの出現頻度に基づいて自動的に信号レベルのオフセットが行われるため、撮像対象が予め特定されている場合や、撮像対象を含む画像領域が予め特定されている場合などには適さない。
【００１２】
また、上述した特許文献４記載の技術では、遠赤外線カメラの示す温度の濃度（出現頻度）により、集中している温度範囲について自動的に温度強調（特定の温度範囲だけ分解能を高める）が行われるので、特許文献３記載の技術と同様に、撮像対象が予め特定されている場合や、撮像対象を含む画像領域が予め特定されている場合などには適さない。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、遠赤外線画像における特定の領域の出力値を詳細に表示できるようにした遠赤外線画像処理装置、遠赤外線撮像装置、遠赤外線画像処理方法および遠赤外線画像処理プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明では上記課題を解決するために、物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像された画像の処理を行う遠赤外線画像処理装置において、遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像を示す画像信号を受け付ける画像信号受付部と、前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付ける領域指定受付手段と、前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成する分解能変換部と、を有することを特徴とする遠赤外線画像処理装置が提供される。
【００１５】
このような遠赤外線画像処理装置では、画像信号受付部は、遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像を示す画像信号を受け付け、領域指定受付手段は、前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付け、分解能変換部は、前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の遠赤外線画像処理装置によれば、遠赤外線画像のうち特に関心の高い特定の領域の遠赤外線の量の分解能のみを変換可能にすることで、画像全体の分解能を維持しつつ、特定の領域の分解能を適切に設定できる。これによって、画像全体の概要を表現しながら、撮像対象のうち特に関心の高い部分の状態を、より的確に表現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、遠赤外線撮像装置の構成図である。
図１に示す遠赤外線撮像装置１００は、遠赤外線センサ１０１、光学ブロック１０２、読み出し回路１０３、センサ信号処理回路１０４、画像処理部１１０を具備する。
【００１８】
光学ブロック１０２は、被写体からの光を遠赤外線センサ１０１に集光するためのレンズ１０２ａ、レンズを移動させてフォーカス合わせやズーミングを行うための駆動機構、アイリス機構（いずれも図示せず）などを具備している。これらのうちの可動部は、画像処理部１１０が具備する制御部１１１からの制御信号に基づいて駆動される。
【００１９】
遠赤外線センサ１０１は、多数の遠赤外線画素を有すると共に、遠赤外線撮像装置１００に入射して遠赤外線検知画素のそれぞれに照射された遠赤外線の量を検知する。
遠赤外線センサ１０１は、焦電素子、ボロメータなど照射された遠赤外線が持つエネルギー（熱）を検知する素子である遠赤外線検知素子を含む遠赤外線検知画素から構成され、遠赤外線検知画素のそれぞれに照射された遠赤外線の量を検知する。検知された遠赤外線検知画素ごとの遠赤外線の量は、アナログの画像波形として出力され、読み出し回路１０３によって取得される。また、遠赤外線センサ１０１は、センサ信号処理回路１０４からの制御信号に応じて、信号読み出しのタイミングなどが制御される。
【００２０】
読み出し回路１０３は、制御部１１１の制御の下で動作するフロントエンド回路である。読み出し回路１０３は、遠赤外線センサ１０１が出力したアナログの画像波形を、１３ビットで示された画像信号に変換するＡＤコンバータ１０３ａを有している。ＡＤコンバータ１０３ａは、初期状態では、物体の温度が４０９．５５℃の時に、画像信号のビット数が“８１９２”となり、０℃の時にデジタル信号の階調値が“０”となり、遠赤外線センサ１０１が検知した温度を０．０５℃刻みで示すように設定されているが、この設定は変更可能である。
【００２１】
センサ信号処理回路１０４は、画像処理部１１０が具備する制御部１１１の制御の下で、遠赤外線センサ１０１を制御する制御信号を出力する。遠赤外線センサ１０１は、この制御信号に従って動作する。
【００２２】
また、画像処理部１１０は、制御部１１１、画像処理回路１１２、圧縮・伝送処理回路１１３を具備する。
制御部１１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成されるマイクロコントローラであり、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムを実行することにより、この遠赤外線撮像装置１００の各部を統括的に制御する。
【００２３】
また、制御部１１１は、画像処理回路１１２によって処理された画像信号から、全ての遠赤外線検知画素の階調値を抽出する。また、制御部１１１は、遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付ける領域指定レジスタ１１０ｂ１と、分解能を示す分解能情報の入力を受け付けるビット指定レジスタ１１０ｂ２を有するレジスタブロック１１０ｂ（図２参照）を具備する。
【００２４】
そして制御部１１１は、詳しくは図６において後述するが、領域指定情報によって示された特定の領域についての遠赤外線の量の分解能を変換した領域内分解能変換画像を生成し、生成した領域内分解能変換画像を示す分解能変換画像情報を出力する。
【００２５】
画像処理回路１１２は、制御部１１１の制御の下で、ＡＤコンバータ１０３ａによりデジタル化された信号に対して、画像信号として適するように信号処理を施し、信号処理された遠赤外線画像データを圧縮・伝送処理回路１１３および制御部１１１に出力する。
【００２６】
圧縮・伝送処理回路１１３は、画像処理回路１１２によって処理された遠赤外線画像データを、コンピュータ４００に送信するための処理を行う。圧縮・伝送処理回路１１３は、制御部１１１の制御の下で動作し、画像処理回路１１２からの信号に対して、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Coding Experts Group）方式などの所定の静止画像データフォーマットで圧縮符号化処理を行う。
【００２７】
なお、圧縮・伝送処理回路１１３は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式などにより動画像の圧縮符号化処理を実行可能なようにしてもよい。
コンピュータ４００は、遠赤外線撮像装置１００と、ＬＡＮ（Local Area Network）などの通信手段を介して接続されており、入力部、出力部、表示部、記録媒体（いずれも図示せず）などを具備している。このうち入力部は、ユーザによる遠赤外線撮像装置１００の操作内容の入力を受け付ける。出力部は、入力に応じた制御信号を制御部１１１に出力する。表示部は、遠赤外線撮像装置１００による撮像画像を表示する。記録媒体は遠赤外線撮像装置１００による撮像画像の画像データを記録すると共に、制御部１１１からの制御信号を基に指定されたデータを読み出し、読み出されたデータが制御部１１１に出力される。
【００２８】
ここで、上記の遠赤外線撮像装置における基本的な動作について説明する。
制御部１１１による制御の下、センサ信号処理回路１０４から出力された制御信号に従い、遠赤外線センサ１０１によって、撮像対象３１０および背景３２０より照射された遠赤外線の検知が行われる。そして、検知された遠赤外線に基づいて遠赤外線センサ１０１から出力されたアナログの画像波形で示された遠赤外線の検知信号が読み出し回路１０３に順次供給され、ＡＤコンバータ１０３ａによって階調値を示すデジタル信号に変換される。
【００２９】
画像処理回路１１２は、ＡＤコンバータ１０３ａによってデジタル変換された読み出し回路１０３からのデジタル信号に対して補正処理を施し、処理後の画像信号を圧縮・伝送処理回路１１３に供給する。
【００３０】
圧縮・伝送処理回路１１３は、供給された画像信号を圧縮符号化し、生成した符号化データを、制御部１１１を通じてコンピュータ４００に供給する。
以上によって、遠赤外線撮像装置１００が撮像した遠赤外線画像が表示され、ユーザは表示画像を見て撮像対象３１０の表面温度などを知ることができる。
【００３１】
また、遠赤外線センサ１０１から出力された遠赤外線の検知信号が、読み出し回路１０３のＡＤコンバータ１０３ａによって階調値を示すデジタル信号に変換され、画像処理部１１０に供給される。ここで、詳しくは図３において後述するように、階調値を示すデジタル信号は、１３桁のビット列を用いた２進数を用いて表されている。そして、画像処理部１１０は、デジタル信号のビット列のうちの連続する８ビットのビット列を抽出して、分解能変換画像情報として、制御部１１１を通じてコンピュータ４００に出力する。このとき、画像処理部１１０は、デジタル信号から抽出するビット列の抽出の位置を変化させることによって、遠赤外線の量の分解能を変換する。
【００３２】
なお、本実施の形態では、画像処理部１１０と、遠赤外線画像の撮像を行う遠赤外線センサ１０１、光学ブロック１０２、読み出し回路１０３、センサ信号処理回路１０４とが、遠赤外線撮像装置１００として一体に構成されているが、これに限らず、例えば、遠赤外線画像の撮像を行う遠赤外線カメラと、本実施の形態の画像処理部１１０を具備し、遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像の処理を行う遠赤外線画像処理装置とに分離して構成してもよい。
【００３３】
次に、遠赤外線撮像装置における分解能の変換動作の詳細について説明する。
図２は、画像処理部で実行される処理を説明するブロック図である。
画像処理部１１０は、図２に示すように、レジスタブロック１１０ｂを具備すると共に、受け付けた遠赤外線画像１１０ａに対して、分解能変換領域指定１１０ｃおよび分解能変換画像生成１１０ｄの処理を行い、領域内分解能変換画像１１０ｅを示す分解能変換画像情報（図４参照）をコンピュータ４００に出力する。
【００３４】
画像処理部１１０は、遠赤外線センサ１０１によって検知された遠赤外線の量を表す遠赤外線画像１１０ａを示す画像信号（図３参照）を受け付ける。この画像信号は、それぞれの画素における遠赤外線の量を２進数で表した１３桁のビット列から構成されている。
【００３５】
レジスタブロック１１０ｂは、画像処理部１１０が備える制御部１１１内部の記憶領域であり、さらに領域指定レジスタ１１０ｂ１およびビット指定レジスタ１１０ｂ２を具備する。レジスタブロック１１０ｂは、ＬＡＮなどを通じてコンピュータ４００から送信されたデータを受け付けると共に、受け付けたデータを記憶可能である。
【００３６】
領域指定レジスタ１１０ｂ１は、遠赤外線画像１１０ａのうち特定された分解能変換領域を示す領域指定情報（図７参照）の入力を受け付ける。領域指定レジスタ１１０ｂ１は、入力を受け付けた領域指定情報を記憶可能である。
【００３７】
ここで、分解能変換領域は、大きさ、位置、形状等を自由に指定および変更することができる。
ビット指定レジスタ１１０ｂ２は、コンピュータ４００から変換する分解能を示す分解能情報の入力を受け付ける。ビット指定レジスタ１１０ｂ２は、入力を受け付けた分解能情報を記憶可能である。また、ユーザは、分解能情報によって、分解能変換領域を生成して分解能の変換を行うか否かを指定することができる。
【００３８】
以上のように、レジスタブロック１１０ｂによって、ユーザは、コンピュータ４００によって希望する分解能変換領域および分解能を設定することができる。また、レジスタブロック１１０ｂは、ユーザの希望する分解能変換領域および分解能を記憶しておくことができる。
【００３９】
以下、画像処理部１１０によって行われる、遠赤外線画像の分解能を変換する処理について説明する。
まず、画像処理部１１０は、分解能変換領域指定１１０ｃによって、領域指定レジスタ１１０ｂ１が受け付けた領域指定情報を読み出す。
【００４０】
すると、画像処理部１１０は、遠赤外線画像１１０ａの画像信号から、分解能変換画像生成１１０ｄによって、分解能変換領域指定１１０ｃで読み出された領域指定情報に基づき、分解能変換領域（図７参照）の画素の分解能を変換する一方、分解能変換領域以外の領域の画素については、予め設定された分解能に変換することによって、領域内分解能変換画像１１０ｅを生成する。ここで、画像処理部１１０は、遠赤外線画像１１０ａの遠赤外線画像の画素のうち、分解能変換領域に含まれる画素のみについて、画像信号のビット列から一部を抽出する位置を、当該分解能変換領域以外とは異ならせることによって、分解能情報によって示された分解能に変換した領域内分解能変換画像１１０ｅを生成する。
【００４１】
そして、画像処理部１１０は、生成された領域内分解能変換画像１１０ｅを示す分解能変換画像情報として、コンピュータ４００に出力する。この分解能変換画像情報の値は、画像信号のビット列のうちの連続する一部のビット列である８桁のビット列から構成されている。詳しくは図７から図９において後述するが、出力された分解能変換画像情報に基づき、２５６階調の領域内分解能変換画像１１０ｅがコンピュータ４００のモニタに表示される。
【００４２】
なお、分解能変換領域以外の領域の画素の分解能については、分解能を最も低くして、すなわち画像信号のビット列から一部を抽出する位置を表示可能である範囲が最大になるように設定するが、自由に設定することもできる。
【００４３】
なお、これに限らず、この分解能変換領域以外の領域の画素の分解能は、分解能変換領域の画素の分解能と同様にして、かつ分解能変換領域とは独立させて、変換可能にしてもよい。これにより、分解能変換領域以外の領域についても、適切な分解能で遠赤外線の量（対象物の表面温度）を表示させることができる。
【００４４】
次に、分解能変換領域における分解能の変換について説明する。
図３は、遠赤外線撮像装置で検知された遠赤外線の量を示す画像信号を説明する図である。
【００４５】
画像信号１１０１ａは、画素ごとに対応してそれぞれ１３桁のビットデータによって構成されており、遠赤外線センサ１０１が検知した遠赤外線の画素ごとの量を２進数で表したものである。画像信号１１０１ａのそれぞれの位は、一番右からそれぞれ、“０．０５℃”、“０．１℃”、・・・、“１０２．４℃”、“２０４．８℃”に対応し、０℃から４０９．５５℃までを表現することができる。例えば、図中の画像信号１１０１ａは、“２７．３℃”を示している。
【００４６】
図４から図６は、画像信号から分解能が変換された分解能変換画像情報を説明する図である。
図４における分解能変換画像情報１１０２ｅは、画像信号１１０１ａ（図３）の１３桁のビット列のうち、“４ｂｉｔ”から“１１ｂｉｔ”までの８桁のビット列を抽出したものである。この分解能変換画像情報１１０２ｅは、分解能変換領域以外の領域における、分解能の変換後の階調値を示す値である。
【００４７】
分解能変換画像情報１１０２ｅは、“１２ｂｉｔ”の値が“０”であるか“１”であるかによって異なるが、例えば、“１２ｂｉｔ”の値が“０”の場合には、“０℃”から“２０４．０℃”まで（また、“１２ｂｉｔ”の値が“１”の場合には、“２０４．８℃”から“４０８．８℃”まで）を、“０．８℃”間隔で、２５６階調によって表現することができる。
【００４８】
このように、分解能変換領域以外の領域の画素の分解能については、分解能を比較的低くして、画像信号のビット列から一部を抽出する位置を表示可能である範囲が比較的大きくなるように（例えば、図４のように、画像信号１１０１ａの１３桁のビット列のうち、“４ｂｉｔ”から“１１ｂｉｔ”までの８桁のビット列を抽出するように）設定するが、自由に設定することもできる。
【００４９】
例えば、初期設定として、分解能変換領域以外の領域の画素の分解能について、画像信号１１０１ａの１３桁のビット列のうち、“５ｂｉｔ”から“１２ｂｉｔ”までの８桁のビット列を抽出するように分解能を最も低くして、画像信号のビット列から一部を抽出する位置を表示可能である範囲が最大になるように設定することもできる。これにより、遠赤外線撮像装置１００によって撮像された遠赤外線画像のうちの、通常は関心が低いと考えられる分解能変換領域以外の領域については分解能を最低にしておくことで、コンピュータ４００の図示しないモニタに表示された遠赤外線画像を監視するユーザの意識や、コンピュータ４００やその他の機器の資源などを分解能変換領域に集中させることができる。
【００５０】
なお、これに限らず、この分解能変換領域以外の領域の画素の分解能は、分解能変換領域の画素の分解能と同様にして、かつ分解能変換領域とは独立させて、変換可能にしてもよい。これにより、例えば、遠赤外線撮像装置１００によって撮像された遠赤外線画像のうちの、通常は関心が低いと考えられる分解能変換領域以外の領域については分解能を比較的低くしておく一方、分解能変換領域以外の領域について注意を払う必要が生じた場合には、これに応じてユーザは分解能を大きくして、監視することができる。
【００５１】
図５における分解能変換画像情報１１０３ｅは、画像信号１１０１ａの１３桁のビット列のうち、“０ｂｉｔ”から“７ｂｉｔ”までの８桁のビット列を抽出したものである。
分解能変換画像情報１１０３ｅは、“１２ｂｉｔ”から“８ｂｉｔ”までの値によって異なるが、例えば、“１２ｂｉｔ”から“８ｂｉｔ”までの値が全て“０”の場合には、“０℃”から“１２．７５℃”までを、“０．０５℃”間隔で、２５６階調によって表現することができる。
【００５２】
このように、本実施の形態の遠赤外線撮像装置１００は、１３桁のビット列で構成される画像信号から連続する一部である８桁のビット列を抽出して分解能変換画像情報を生成するが、生成の際、分解能変換領域に含まれる画素のみについて、ビット列の抽出する位置を、それ以外の領域の画素の分解能変換画像情報とは異なるように設定することによって、分解能変換領域の画素の分解能を変化させることができる。
【００５３】
図６における分解能変換画像情報１１０４ｅは、画像信号１１０１ａの１３桁のビット列のうち、“０ｂｉｔ”から“６ｂｉｔ”までの７桁のビット列を抽出したものの最も下位に、１桁のビットを付加したものである。
【００５４】
分解能変換画像情報１１０４ｅは、“１２ｂｉｔ”から“７ｂｉｔ”までの値によって異なるが、例えば、“１２ｂｉｔ”から“７ｂｉｔ”までの値が全て“０”の場合には、“０℃”から“６．３５℃”までを、“０．０５℃”間隔で、１２８階調によって表現することができる。このように、遠赤外線センサ１０１から出力された遠赤外線画像をデジタル化して表示する時の分解能以下のビット列を用いて表示させてもよい。
【００５５】
このように、本実施の形態では、遠赤外線画像をデジタル化した画像情報から任意の連続するビット列を抽出して使用することができる。
以上のように、本実施の形態の画像処理部１１０は、検知される出力値である温度の表示上の最小間隔を変化させない場合に、領域内分解能変換画像の表示に用いる階調数を減らすことによって、温度の差異の視認を容易にすることができる。
【００５６】
なお、ユーザが更に温度の差異を強調したい場合には、抽出するビットを右にシフトしていけばよい。これにより、抽出するビットを１つシフトするごとに、階調数が２分の１になっていくため、差異が２倍ずつ強調されていくことになる。
【００５７】
次に、遠赤外線撮像装置１００によって撮像された遠赤外線画像に基づいて、コンピュータ４００のモニタにおいて表示される表示画面について説明する。
図７は、表示画面を説明する図である。遠赤外線センサ１０１から入力がない場合であって、ユーザによる設定に基づき分解能の変換が行われている場合には、コンピュータ４００の図示しないモニタには図のような表示画面４０１が表示される。
【００５８】
表示画面４０１には、含まれる画素の遠赤外線の量の分解能が変換されている分解能変換領域５０１が設けられている。この分解能変換領域５０１は、画像処理部１１０によって、画像信号の分解能が他の領域とは異なる分解能に変換されて表示される。
【００５９】
表示画面４０１には、同一の遠赤外線の量の画素には同一の階調で表示される。ここでは、遠赤外線センサ１０１からの入力がないため、画像信号の値も同一であり、分解能変換領域５０１内（領域５２１ｇ）は全て同一の階調で表示されている。また、分解能変換領域５０１以外の領域（領域４２１ｇ）も同様に、画像信号の値も同一であり、全て同一の階調で表示されている。ここで、分解能変換領域５０１は、目的や撮像対象に合わせて大きさ、位置、形状等を自由に設定することができる。
【００６０】
図８は、表示画面に撮像対象が表示されている状態を説明する図である。遠赤外線センサ１０１によって撮像対象３１２が撮像されている場合であって、ユーザによる設定に基づき分解能の変換が行われていない場合には、コンピュータ４００の図示しないモニタには図のような表示画面４０２が表示される。
【００６１】
表示画面４０２には、遠赤外線センサ１０１によって撮像された撮像対象３１２が表示されている。この表示画面４０２では、分解能が低いため、撮像対象３１２の表面温度はわずかにばらつきがあるにもかかわらず、全て同一の階調で表示されており、１つの領域（領域４１２ａ）を形成している。また、撮像対象３１２以外の領域（領域４２２ｇ）も同様に、分解能が低いため、全て同一の階調で表示されている。
【００６２】
図９は、撮像対象が表示されている表示画面の分解能が変換されている状態を説明する図である。遠赤外線センサ１０１によって撮像対象３１３が撮像されている場合であって、ユーザによる設定に基づき分解能の変換が行われている場合には、コンピュータ４００の図示しないモニタには図のような表示画面４０３が表示される。
【００６３】
表示画面４０３には、遠赤外線センサ１０１によって撮像された撮像対象３１３が表示されている。この表示画面４０３には、図７の表示画面４０１と同様に、含まれる画素の遠赤外線の量の分解能が変換されている分解能変換領域５０３が設けられている。
【００６４】
分解能変換領域５０３では、領域内の画素の分解能は、分解能変換領域５０３以外の領域（領域４１３ａおよび領域４２３ｇ）と異なるように設定されるが、通常、分解能変換領域５０３の分解能は、それ以外の領域の分解能よりも高く設定される。分解能変換領域５０３内は、図中の領域５１３ｂ，５１３ｃ，５１３ｄ，５１３ｅおよび５２３ｇのように、検知された遠赤外線の量に応じた複数の階調で表現される。
【００６５】
また、分解能変換領域５０３以外の領域（領域４１３ａおよび領域４２３ｇ）は、図８と同様に、分解能が低いため、それぞれ同一の階調で表示されている。
このように、本実施の形態では、例えば、人間を映し出している時に、顔の部分は比較的分解能が低い画像で表示しながら、ズボンや胸のポケットの凹凸がわかるようになる。これにより、ポケットに異物が入っているかどうかが容易にわかるようになる。
【００６６】
また、警備員等が尋問等を行うことにより、嘘の回答をすると顔部分の体温が上昇する人間が多いことから、顔の部分を分解能変換領域に指定すれば、この尋問等の対象者の体全体の動きを観察しながら、顔部分の体温を詳細に調べることがより容易になる。
【００６７】
なお、本実施の形態に係る遠赤外線撮像装置１００の機能の一部は、コンピュータによって実現することができる。その場合、このような機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そして、そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。
【００６８】
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録された光ディスクなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、そのプログラムを、サーバコンピュータからネットワークを介して他のコンピュータに転送することもできる。
【００６９】
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムまたはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】遠赤外線撮像装置の構成図である。
【図２】画像処理部で実行される処理を説明するブロック図である。
【図３】遠赤外線撮像装置で検知された遠赤外線の量を示す画像信号を説明する図である。
【図４】画像信号から分解能が変換された分解能変換画像情報を説明する図である。
【図５】画像信号から分解能が変換された分解能変換画像情報を説明する図である。
【図６】画像信号から分解能が変換された分解能変換画像情報を説明する図である。
【図７】表示画面を説明する図である。
【図８】表示画面に撮像対象が表示されている状態を説明する図である。
【図９】撮像対象が表示されている表示画面の分解能が変換されている状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００７１】
１００……遠赤外線撮像装置、１０１……遠赤外線センサ、１０２……光学ブロック、１０２ａ……レンズ、１０３……読み出し回路、１０３ａ……ＡＤコンバータ、１０４……センサ信号処理回路、１１０……画像処理部、１１１……制御部、１１２……画像処理回路、１１３……圧縮・伝送処理回路、３１０……撮像対象、３２０……背景、４００……コンピュータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠赤外線画像処理装置、遠赤外線撮像装置、遠赤外線画像処理方法および遠赤外線画像処理プログラムに関し、特に、物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像された遠赤外線画像の処理を行う遠赤外線画像処理装置、遠赤外線撮像装置、遠赤外線画像処理方法および遠赤外線画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
照射された遠赤外線が持つエネルギー（熱）を検知する焦電素子、ボロメータなどの、遠赤外線を検知する画素から構成される遠赤外線センサを用いて物体を撮像し、撮像対象の物体の温度の測定などに用いられる遠赤外線撮像装置（サーモグラフィ）がある。
【０００３】
このような遠赤外線撮像装置で撮像対象の物体を撮像した場合、画像を構成するそれぞれの画素の実際に出力された値の区間の幅が大きいときには、各測定値を画像に表した際の階調幅を大きくとらないと、出力された値の分解能が低下してしまう。逆に、同じ階調幅で分解能を高くすると、表示可能な温度の幅が狭くなってしまう。例えば、最小分解能が０．０５℃である遠赤外線カメラで撮像した遠赤外線画像を、２５６階調で表示可能なモニタに表示する場合、最低温度と最高温度との差が最大でも１２．８℃以内のものしか区別可能に表示することができない。
【０００４】
従来、赤外線カメラによって撮影された対象物の温度情報を示す赤外線映像における任意の点を指示すると、その点の温度を表示する赤外線温度測定装置が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、データレンジのフルスケールに演算結果データが満たない場合、ビットシフトを行って信号処理系が要求するビット数の画像表示データを生成する遠赤外線画像表示装置が考えられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、低照度物体と高照度物体とが１フレーム内に混在する場合、信号レベルをオフセットすると共に、信号レベルの増幅率を制御する撮像装置が考えられている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、赤外線を放射する物体の温度に比例するイメージ信号の相対温度分布に基づき、低い濃度の温度範囲を縮小させて、温度分解能を選択的に強調する遠赤外線カメラシステムが考えられている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平０７−０３５６２１号公報
【特許文献２】特開平０７−２３９２７１号公報
【特許文献３】特開２０００−０７４７４１号公報
【特許文献４】特開２００３−３４４１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の技術では、撮像対象である物体の表面温度の測定に使用した際における微細な温度差の検出を行う場合や、物体検知に使用した際における撮像対象の詳細な状態などを表現したい場合などに、背景や撮像対象以外の物体については重視せずに、撮像対象の特定箇所およびその周辺箇所におけるわずかな差異を表現することはできない。
【０００９】
例えば、上述した特許文献１記載の技術では、画像に表された特定の点の詳細な温度を知ることはできるが、撮像対象の点の周辺部分の表面温度の差異の詳細を、画像により視覚的に表現することはできない。
【００１０】
また、上述した特許文献２記載の技術では、撮像範囲全体において温度差が大きい場合（例えば、撮像対象に高温の物体と低温の物体とが含まれる場合や、撮像対象と背景との間で温度差が大きい場合など）には、十分な分解能が得られない場合が生じてしまう。
【００１１】
また、上述した特許文献３記載の技術では、赤外線の検知量（温度）を示す信号レベルの出現頻度に基づいて自動的に信号レベルのオフセットが行われるため、撮像対象が予め特定されている場合や、撮像対象を含む画像領域が予め特定されている場合などには適さない。
【００１２】
また、上述した特許文献４記載の技術では、遠赤外線カメラの示す温度の濃度（出現頻度）により、集中している温度範囲について自動的に温度強調（特定の温度範囲だけ分解能を高める）が行われるので、特許文献３記載の技術と同様に、撮像対象が予め特定されている場合や、撮像対象を含む画像領域が予め特定されている場合などには適さない。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、遠赤外線画像における特定の領域の出力値を詳細に表示できるようにした遠赤外線画像処理装置、遠赤外線撮像装置、遠赤外線画像処理方法および遠赤外線画像処理プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明では上記課題を解決するために、物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像された画像の処理を行う遠赤外線画像処理装置において、遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像を示す画像信号を受け付ける画像信号受付部と、前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付ける領域指定受付手段と、前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成する分解能変換部と、を有することを特徴とする遠赤外線画像処理装置が提供される。
【００１５】
このような遠赤外線画像処理装置では、画像信号受付部は、遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像を示す画像信号を受け付け、領域指定受付手段は、前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付け、分解能変換部は、前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の遠赤外線画像処理装置によれば、遠赤外線画像のうち特に関心の高い特定の領域の遠赤外線の量の分解能のみを変換可能にすることで、画像全体の分解能を維持しつつ、特定の領域の分解能を適切に設定できる。これによって、画像全体の概要を表現しながら、撮像対象のうち特に関心の高い部分の状態を、より的確に表現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、遠赤外線撮像装置の構成図である。
図１に示す遠赤外線撮像装置１００は、遠赤外線センサ１０１、光学ブロック１０２、読み出し回路１０３、センサ信号処理回路１０４、画像処理部１１０を具備する。
【００１８】
光学ブロック１０２は、被写体からの光を遠赤外線センサ１０１に集光するためのレンズ１０２ａ、レンズを移動させてフォーカス合わせやズーミングを行うための駆動機構、アイリス機構（いずれも図示せず）などを具備している。これらのうちの可動部は、画像処理部１１０が具備する制御部１１１からの制御信号に基づいて駆動される。
【００１９】
遠赤外線センサ１０１は、多数の遠赤外線画素を有すると共に、遠赤外線撮像装置１００に入射して遠赤外線検知画素のそれぞれに照射された遠赤外線の量を検知する。
遠赤外線センサ１０１は、焦電素子、ボロメータなど照射された遠赤外線が持つエネルギー（熱）を検知する素子である遠赤外線検知素子を含む遠赤外線検知画素から構成され、遠赤外線検知画素のそれぞれに照射された遠赤外線の量を検知する。検知された遠赤外線検知画素ごとの遠赤外線の量は、アナログの画像波形として出力され、読み出し回路１０３によって取得される。また、遠赤外線センサ１０１は、センサ信号処理回路１０４からの制御信号に応じて、信号読み出しのタイミングなどが制御される。
【００２０】
読み出し回路１０３は、制御部１１１の制御の下で動作するフロントエンド回路である。読み出し回路１０３は、遠赤外線センサ１０１が出力したアナログの画像波形を、１３ビットで示された画像信号に変換するＡＤコンバータ１０３ａを有している。ＡＤコンバータ１０３ａは、初期状態では、物体の温度が４０９．５５℃の時に、画像信号のビット数が“８１９２”となり、０℃の時にデジタル信号の階調値が“０”となり、遠赤外線センサ１０１が検知した温度を０．０５℃刻みで示すように設定されているが、この設定は変更可能である。
【００２１】
センサ信号処理回路１０４は、画像処理部１１０が具備する制御部１１１の制御の下で、遠赤外線センサ１０１を制御する制御信号を出力する。遠赤外線センサ１０１は、この制御信号に従って動作する。
【００２２】
また、画像処理部１１０は、制御部１１１、画像処理回路１１２、圧縮・伝送処理回路１１３を具備する。
制御部１１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成されるマイクロコントローラであり、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムを実行することにより、この遠赤外線撮像装置１００の各部を統括的に制御する。
【００２３】
また、制御部１１１は、画像処理回路１１２によって処理された画像信号から、全ての遠赤外線検知画素の階調値を抽出する。また、制御部１１１は、遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付ける領域指定レジスタ１１０ｂ１と、分解能を示す分解能情報の入力を受け付けるビット指定レジスタ１１０ｂ２を有するレジスタブロック１１０ｂ（図２参照）を具備する。
【００２４】
そして制御部１１１は、詳しくは図６において後述するが、領域指定情報によって示された特定の領域についての遠赤外線の量の分解能を変換した領域内分解能変換画像を生成し、生成した領域内分解能変換画像を示す分解能変換画像情報を出力する。
【００２５】
画像処理回路１１２は、制御部１１１の制御の下で、ＡＤコンバータ１０３ａによりデジタル化された信号に対して、画像信号として適するように信号処理を施し、信号処理された遠赤外線画像データを圧縮・伝送処理回路１１３および制御部１１１に出力する。
【００２６】
圧縮・伝送処理回路１１３は、画像処理回路１１２によって処理された遠赤外線画像データを、コンピュータ４００に送信するための処理を行う。圧縮・伝送処理回路１１３は、制御部１１１の制御の下で動作し、画像処理回路１１２からの信号に対して、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Coding Experts Group）方式などの所定の静止画像データフォーマットで圧縮符号化処理を行う。
【００２７】
なお、圧縮・伝送処理回路１１３は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式などにより動画像の圧縮符号化処理を実行可能なようにしてもよい。
コンピュータ４００は、遠赤外線撮像装置１００と、ＬＡＮ（Local Area Network）などの通信手段を介して接続されており、入力部、出力部、表示部、記録媒体（いずれも図示せず）などを具備している。このうち入力部は、ユーザによる遠赤外線撮像装置１００の操作内容の入力を受け付ける。出力部は、入力に応じた制御信号を制御部１１１に出力する。表示部は、遠赤外線撮像装置１００による撮像画像を表示する。記録媒体は遠赤外線撮像装置１００による撮像画像の画像データを記録すると共に、制御部１１１からの制御信号を基に指定されたデータを読み出し、読み出されたデータが制御部１１１に出力される。
【００２８】
ここで、上記の遠赤外線撮像装置における基本的な動作について説明する。
制御部１１１による制御の下、センサ信号処理回路１０４から出力された制御信号に従い、遠赤外線センサ１０１によって、撮像対象３１０および背景３２０より照射された遠赤外線の検知が行われる。そして、検知された遠赤外線に基づいて遠赤外線センサ１０１から出力されたアナログの画像波形で示された遠赤外線の検知信号が読み出し回路１０３に順次供給され、ＡＤコンバータ１０３ａによって階調値を示すデジタル信号に変換される。
【００２９】
画像処理回路１１２は、ＡＤコンバータ１０３ａによってデジタル変換された読み出し回路１０３からのデジタル信号に対して補正処理を施し、処理後の画像信号を圧縮・伝送処理回路１１３に供給する。
【００３０】
圧縮・伝送処理回路１１３は、供給された画像信号を圧縮符号化し、生成した符号化データを、制御部１１１を通じてコンピュータ４００に供給する。
以上によって、遠赤外線撮像装置１００が撮像した遠赤外線画像が表示され、ユーザは表示画像を見て撮像対象３１０の表面温度などを知ることができる。
【００３１】
また、遠赤外線センサ１０１から出力された遠赤外線の検知信号が、読み出し回路１０３のＡＤコンバータ１０３ａによって階調値を示すデジタル信号に変換され、画像処理部１１０に供給される。ここで、詳しくは図３において後述するように、階調値を示すデジタル信号は、１３桁のビット列を用いた２進数を用いて表されている。そして、画像処理部１１０は、デジタル信号のビット列のうちの連続する８ビットのビット列を抽出して、分解能変換画像情報として、制御部１１１を通じてコンピュータ４００に出力する。このとき、画像処理部１１０は、デジタル信号から抽出するビット列の抽出の位置を変化させることによって、遠赤外線の量の分解能を変換する。
【００３２】
なお、本実施の形態では、画像処理部１１０と、遠赤外線画像の撮像を行う遠赤外線センサ１０１、光学ブロック１０２、読み出し回路１０３、センサ信号処理回路１０４とが、遠赤外線撮像装置１００として一体に構成されているが、これに限らず、例えば、遠赤外線画像の撮像を行う遠赤外線カメラと、本実施の形態の画像処理部１１０を具備し、遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像の処理を行う遠赤外線画像処理装置とに分離して構成してもよい。
【００３３】
次に、遠赤外線撮像装置における分解能の変換動作の詳細について説明する。
図２は、画像処理部で実行される処理を説明するブロック図である。
画像処理部１１０は、図２に示すように、レジスタブロック１１０ｂを具備すると共に、受け付けた遠赤外線画像１１０ａに対して、分解能変換領域指定１１０ｃおよび分解能変換画像生成１１０ｄの処理を行い、領域内分解能変換画像１１０ｅを示す分解能変換画像情報（図４参照）をコンピュータ４００に出力する。
【００３４】
画像処理部１１０は、遠赤外線センサ１０１によって検知された遠赤外線の量を表す遠赤外線画像１１０ａを示す画像信号（図３参照）を受け付ける。この画像信号は、それぞれの画素における遠赤外線の量を２進数で表した１３桁のビット列から構成されている。
【００３５】
レジスタブロック１１０ｂは、画像処理部１１０が備える制御部１１１内部の記憶領域であり、さらに領域指定レジスタ１１０ｂ１およびビット指定レジスタ１１０ｂ２を具備する。レジスタブロック１１０ｂは、ＬＡＮなどを通じてコンピュータ４００から送信されたデータを受け付けると共に、受け付けたデータを記憶可能である。
【００３６】
領域指定レジスタ１１０ｂ１は、遠赤外線画像１１０ａのうち特定された分解能変換領域を示す領域指定情報（図７参照）の入力を受け付ける。領域指定レジスタ１１０ｂ１は、入力を受け付けた領域指定情報を記憶可能である。
【００３７】
ここで、分解能変換領域は、大きさ、位置、形状等を自由に指定および変更することができる。
ビット指定レジスタ１１０ｂ２は、コンピュータ４００から変換する分解能を示す分解能情報の入力を受け付ける。ビット指定レジスタ１１０ｂ２は、入力を受け付けた分解能情報を記憶可能である。また、ユーザは、分解能情報によって、分解能変換領域を生成して分解能の変換を行うか否かを指定することができる。
【００３８】
以上のように、レジスタブロック１１０ｂによって、ユーザは、コンピュータ４００によって希望する分解能変換領域および分解能を設定することができる。また、レジスタブロック１１０ｂは、ユーザの希望する分解能変換領域および分解能を記憶しておくことができる。
【００３９】
以下、画像処理部１１０によって行われる、遠赤外線画像の分解能を変換する処理について説明する。
まず、画像処理部１１０は、分解能変換領域指定１１０ｃによって、領域指定レジスタ１１０ｂ１が受け付けた領域指定情報を読み出す。
【００４０】
すると、画像処理部１１０は、遠赤外線画像１１０ａの画像信号から、分解能変換画像生成１１０ｄによって、分解能変換領域指定１１０ｃで読み出された領域指定情報に基づき、分解能変換領域（図７参照）の画素の分解能を変換する一方、分解能変換領域以外の領域の画素については、予め設定された分解能に変換することによって、領域内分解能変換画像１１０ｅを生成する。ここで、画像処理部１１０は、遠赤外線画像１１０ａの遠赤外線画像の画素のうち、分解能変換領域に含まれる画素のみについて、画像信号のビット列から一部を抽出する位置を、当該分解能変換領域以外とは異ならせることによって、分解能情報によって示された分解能に変換した領域内分解能変換画像１１０ｅを生成する。
【００４１】
そして、画像処理部１１０は、生成された領域内分解能変換画像１１０ｅを示す分解能変換画像情報として、コンピュータ４００に出力する。この分解能変換画像情報の値は、画像信号のビット列のうちの連続する一部のビット列である８桁のビット列から構成されている。詳しくは図７から図９において後述するが、出力された分解能変換画像情報に基づき、２５６階調の領域内分解能変換画像１１０ｅがコンピュータ４００のモニタに表示される。
【００４２】
なお、分解能変換領域以外の領域の画素の分解能については、分解能を最も低くして、すなわち画像信号のビット列から一部を抽出する位置を表示可能である範囲が最大になるように設定するが、自由に設定することもできる。
【００４３】
なお、これに限らず、この分解能変換領域以外の領域の画素の分解能は、分解能変換領域の画素の分解能と同様にして、かつ分解能変換領域とは独立させて、変換可能にしてもよい。これにより、分解能変換領域以外の領域についても、適切な分解能で遠赤外線の量（対象物の表面温度）を表示させることができる。
【００４４】
次に、分解能変換領域における分解能の変換について説明する。
図３は、遠赤外線撮像装置で検知された遠赤外線の量を示す画像信号を説明する図である。
【００４５】
画像信号１１０１ａは、画素ごとに対応してそれぞれ１３桁のビットデータによって構成されており、遠赤外線センサ１０１が検知した遠赤外線の画素ごとの量を２進数で表したものである。画像信号１１０１ａのそれぞれの位は、一番右からそれぞれ、“０．０５℃”、“０．１℃”、・・・、“１０２．４℃”、“２０４．８℃”に対応し、０℃から４０９．５５℃までを表現することができる。例えば、図中の画像信号１１０１ａは、“２７．３℃”を示している。
【００４６】
図４から図６は、画像信号から分解能が変換された分解能変換画像情報を説明する図である。
図４における分解能変換画像情報１１０２ｅは、画像信号１１０１ａ（図３）の１３桁のビット列のうち、“４ｂｉｔ”から“１１ｂｉｔ”までの８桁のビット列を抽出したものである。この分解能変換画像情報１１０２ｅは、分解能変換領域以外の領域における、分解能の変換後の階調値を示す値である。
【００４７】
分解能変換画像情報１１０２ｅは、“１２ｂｉｔ”の値が“０”であるか“１”であるかによって異なるが、例えば、“１２ｂｉｔ”の値が“０”の場合には、“０℃”から“２０４．０℃”まで（また、“１２ｂｉｔ”の値が“１”の場合には、“２０４．８℃”から“４０８．８℃”まで）を、“０．８℃”間隔で、２５６階調によって表現することができる。
【００４８】
このように、分解能変換領域以外の領域の画素の分解能については、分解能を比較的低くして、画像信号のビット列から一部を抽出する位置を表示可能である範囲が比較的大きくなるように（例えば、図４のように、画像信号１１０１ａの１３桁のビット列のうち、“４ｂｉｔ”から“１１ｂｉｔ”までの８桁のビット列を抽出するように）設定するが、自由に設定することもできる。
【００４９】
例えば、初期設定として、分解能変換領域以外の領域の画素の分解能について、画像信号１１０１ａの１３桁のビット列のうち、“５ｂｉｔ”から“１２ｂｉｔ”までの８桁のビット列を抽出するように分解能を最も低くして、画像信号のビット列から一部を抽出する位置を表示可能である範囲が最大になるように設定することもできる。これにより、遠赤外線撮像装置１００によって撮像された遠赤外線画像のうちの、通常は関心が低いと考えられる分解能変換領域以外の領域については分解能を最低にしておくことで、コンピュータ４００の図示しないモニタに表示された遠赤外線画像を監視するユーザの意識や、コンピュータ４００やその他の機器の資源などを分解能変換領域に集中させることができる。
【００５０】
なお、これに限らず、この分解能変換領域以外の領域の画素の分解能は、分解能変換領域の画素の分解能と同様にして、かつ分解能変換領域とは独立させて、変換可能にしてもよい。これにより、例えば、遠赤外線撮像装置１００によって撮像された遠赤外線画像のうちの、通常は関心が低いと考えられる分解能変換領域以外の領域については分解能を比較的低くしておく一方、分解能変換領域以外の領域について注意を払う必要が生じた場合には、これに応じてユーザは分解能を大きくして、監視することができる。
【００５１】
図５における分解能変換画像情報１１０３ｅは、画像信号１１０１ａの１３桁のビット列のうち、“０ｂｉｔ”から“７ｂｉｔ”までの８桁のビット列を抽出したものである。
分解能変換画像情報１１０３ｅは、“１２ｂｉｔ”から“８ｂｉｔ”までの値によって異なるが、例えば、“１２ｂｉｔ”から“８ｂｉｔ”までの値が全て“０”の場合には、“０℃”から“１２．７５℃”までを、“０．０５℃”間隔で、２５６階調によって表現することができる。
【００５２】
このように、本実施の形態の遠赤外線撮像装置１００は、１３桁のビット列で構成される画像信号から連続する一部である８桁のビット列を抽出して分解能変換画像情報を生成するが、生成の際、分解能変換領域に含まれる画素のみについて、ビット列の抽出する位置を、それ以外の領域の画素の分解能変換画像情報とは異なるように設定することによって、分解能変換領域の画素の分解能を変化させることができる。
【００５３】
図６における分解能変換画像情報１１０４ｅは、画像信号１１０１ａの１３桁のビット列のうち、“０ｂｉｔ”から“６ｂｉｔ”までの７桁のビット列を抽出したものの最も下位に、１桁のビットを付加したものである。
【００５４】
分解能変換画像情報１１０４ｅは、“１２ｂｉｔ”から“７ｂｉｔ”までの値によって異なるが、例えば、“１２ｂｉｔ”から“７ｂｉｔ”までの値が全て“０”の場合には、“０℃”から“６．３５℃”までを、“０．０５℃”間隔で、１２８階調によって表現することができる。このように、遠赤外線センサ１０１から出力された遠赤外線画像をデジタル化して表示する時の分解能以下のビット列を用いて表示させてもよい。
【００５５】
このように、本実施の形態では、遠赤外線画像をデジタル化した画像情報から任意の連続するビット列を抽出して使用することができる。
以上のように、本実施の形態の画像処理部１１０は、検知される出力値である温度の表示上の最小間隔を変化させない場合に、領域内分解能変換画像の表示に用いる階調数を減らすことによって、温度の差異の視認を容易にすることができる。
【００５６】
なお、ユーザが更に温度の差異を強調したい場合には、抽出するビットを右にシフトしていけばよい。これにより、抽出するビットを１つシフトするごとに、階調数が２分の１になっていくため、差異が２倍ずつ強調されていくことになる。
【００５７】
次に、遠赤外線撮像装置１００によって撮像された遠赤外線画像に基づいて、コンピュータ４００のモニタにおいて表示される表示画面について説明する。
図７は、表示画面を説明する図である。遠赤外線センサ１０１から入力がない場合であって、ユーザによる設定に基づき分解能の変換が行われている場合には、コンピュータ４００の図示しないモニタには図のような表示画面４０１が表示される。
【００５８】
表示画面４０１には、含まれる画素の遠赤外線の量の分解能が変換されている分解能変換領域５０１が設けられている。この分解能変換領域５０１は、画像処理部１１０によって、画像信号の分解能が他の領域とは異なる分解能に変換されて表示される。
【００５９】
表示画面４０１には、同一の遠赤外線の量の画素には同一の階調で表示される。ここでは、遠赤外線センサ１０１からの入力がないため、画像信号の値も同一であり、分解能変換領域５０１内（領域５２１ｇ）は全て同一の階調で表示されている。また、分解能変換領域５０１以外の領域（領域４２１ｇ）も同様に、画像信号の値も同一であり、全て同一の階調で表示されている。ここで、分解能変換領域５０１は、目的や撮像対象に合わせて大きさ、位置、形状等を自由に設定することができる。
【００６０】
図８は、表示画面に撮像対象が表示されている状態を説明する図である。遠赤外線センサ１０１によって撮像対象３１２が撮像されている場合であって、ユーザによる設定に基づき分解能の変換が行われていない場合には、コンピュータ４００の図示しないモニタには図のような表示画面４０２が表示される。
【００６１】
表示画面４０２には、遠赤外線センサ１０１によって撮像された撮像対象３１２が表示されている。この表示画面４０２では、分解能が低いため、撮像対象３１２の表面温度はわずかにばらつきがあるにもかかわらず、全て同一の階調で表示されており、１つの領域（領域４１２ａ）を形成している。また、撮像対象３１２以外の領域（領域４２２ｇ）も同様に、分解能が低いため、全て同一の階調で表示されている。
【００６２】
図９は、撮像対象が表示されている表示画面の分解能が変換されている状態を説明する図である。遠赤外線センサ１０１によって撮像対象３１３が撮像されている場合であって、ユーザによる設定に基づき分解能の変換が行われている場合には、コンピュータ４００の図示しないモニタには図のような表示画面４０３が表示される。
【００６３】
表示画面４０３には、遠赤外線センサ１０１によって撮像された撮像対象３１３が表示されている。この表示画面４０３には、図７の表示画面４０１と同様に、含まれる画素の遠赤外線の量の分解能が変換されている分解能変換領域５０３が設けられている。
【００６４】
分解能変換領域５０３では、領域内の画素の分解能は、分解能変換領域５０３以外の領域（領域４１３ａおよび領域４２３ｇ）と異なるように設定されるが、通常、分解能変換領域５０３の分解能は、それ以外の領域の分解能よりも高く設定される。分解能変換領域５０３内は、図中の領域５１３ｂ，５１３ｃ，５１３ｄ，５１３ｅおよび５２３ｇのように、検知された遠赤外線の量に応じた複数の階調で表現される。
【００６５】
また、分解能変換領域５０３以外の領域（領域４１３ａおよび領域４２３ｇ）は、図８と同様に、分解能が低いため、それぞれ同一の階調で表示されている。
このように、本実施の形態では、例えば、人間を映し出している時に、顔の部分は比較的分解能が低い画像で表示しながら、ズボンや胸のポケットの凹凸がわかるようになる。これにより、ポケットに異物が入っているかどうかが容易にわかるようになる。
【００６６】
また、警備員等が尋問等を行うことにより、嘘の回答をすると顔部分の体温が上昇する人間が多いことから、顔の部分を分解能変換領域に指定すれば、この尋問等の対象者の体全体の動きを観察しながら、顔部分の体温を詳細に調べることがより容易になる。
【００６７】
なお、本実施の形態に係る遠赤外線撮像装置１００の機能の一部は、コンピュータによって実現することができる。その場合、このような機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そして、そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。
【００６８】
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録された光ディスクなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、そのプログラムを、サーバコンピュータからネットワークを介して他のコンピュータに転送することもできる。
【００６９】
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムまたはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】遠赤外線撮像装置の構成図である。
【図２】画像処理部で実行される処理を説明するブロック図である。
【図３】遠赤外線撮像装置で検知された遠赤外線の量を示す画像信号を説明する図である。
【図４】画像信号から分解能が変換された分解能変換画像情報を説明する図である。
【図５】画像信号から分解能が変換された分解能変換画像情報を説明する図である。
【図６】画像信号から分解能が変換された分解能変換画像情報を説明する図である。
【図７】表示画面を説明する図である。
【図８】表示画面に撮像対象が表示されている状態を説明する図である。
【図９】撮像対象が表示されている表示画面の分解能が変換されている状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００７１】
１００……遠赤外線撮像装置、１０１……遠赤外線センサ、１０２……光学ブロック、１０２ａ……レンズ、１０３……読み出し回路、１０３ａ……ＡＤコンバータ、１０４……センサ信号処理回路、１１０……画像処理部、１１１……制御部、１１２……画像処理回路、１１３……圧縮・伝送処理回路、３１０……撮像対象、３２０……背景、４００……コンピュータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像された画像の処理を行う遠赤外線画像処理装置において、
遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像を示す画像信号を受け付ける画像信号受付部と、
前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付ける領域指定受付手段と、
前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成する分解能変換部と、
を有することを特徴とする遠赤外線画像処理装置。
【請求項２】
前記分解能変換部が変換する前記分解能を示す分解能情報の入力を受け付ける分解能受付手段を有し、
前記分解能変換部は、前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を、前記分解能情報によって示された分解能に変換した前記分解能変換画像情報を生成することを特徴とする請求項１記載の遠赤外線画像処理装置。
【請求項３】
前記画像信号は、前記遠赤外線画像のそれぞれの画素における遠赤外線の量を２進数で表した所定の長さのビット列から構成され、
前記分解能変換画像情報の値は、前記画像信号の前記ビット列のうちの連続する一部のビット列によって構成され、
前記分解能変換部は、前記画像信号によって示される前記遠赤外線画像の画素のうち、前記領域指定情報によって示された特定の領域に含まれる画素のみについて、前記画像信号のビット列から一部を抽出する位置を、当該特定の領域以外とは異ならせることによって、当該特定の領域の前記分解能を変換した前記分解能変換画像情報を生成することを特徴とする請求項１記載の遠赤外線画像処理装置。
【請求項４】
前記領域指定受付手段は、入力を受け付けた前記領域指定情報を記憶可能であることを特徴とする請求項１記載の遠赤外線画像処理装置。
【請求項５】
前記分解能受付手段は、入力を受け付けた前記分解能情報を記憶可能であることを特徴とする請求項２記載の遠赤外線画像処理装置。
【請求項６】
前記分解能変換部は、前記分解能変換画像情報を、前記特定の領域以外の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を低くして生成することを特徴とする請求項１記載の遠赤外線画像処理装置。
【請求項７】
物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像を行う遠赤外線撮像装置において、
遠赤外線画像を撮像し、撮像した当該遠赤外線画像を示す画像信号を出力する遠赤外線撮像手段と、
前記遠赤外線撮像手段から出力された画像信号を受け付ける画像信号受付部と、
前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付ける領域指定受付手段と、
前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成する分解能変換部と、
を有することを特徴とする遠赤外線撮像装置。
【請求項８】
物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像された遠赤外線画像の処理を行う遠赤外線画像処理方法において、
画像信号受付部が、遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像を示す画像信号を受け付け、領域指定受付手段が、前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付けるステップと、
分解能変換部が、前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成するステップと、
を含むことを特徴とする遠赤外線画像処理方法。
【請求項９】
物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像された遠赤外線画像の処理をコンピュータに実行させる遠赤外線画像処理プログラムにおいて、
遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像を示す画像信号を受け付け、領域指定受付手段が、前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付けるステップと、
前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成するステップと、
を前記コンピュータに実行させることを特徴とする遠赤外線画像処理プログラム。
【請求項１】
物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像された画像の処理を行う遠赤外線画像処理装置において、
遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像を示す画像信号を受け付ける画像信号受付部と、
前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付ける領域指定受付手段と、
前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成する分解能変換部と、
を有することを特徴とする遠赤外線画像処理装置。
【請求項２】
前記分解能変換部が変換する前記分解能を示す分解能情報の入力を受け付ける分解能受付手段を有し、
前記分解能変換部は、前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を、前記分解能情報によって示された分解能に変換した前記分解能変換画像情報を生成することを特徴とする請求項１記載の遠赤外線画像処理装置。
【請求項３】
前記画像信号は、前記遠赤外線画像のそれぞれの画素における遠赤外線の量を２進数で表した所定の長さのビット列から構成され、
前記分解能変換画像情報の値は、前記画像信号の前記ビット列のうちの連続する一部のビット列によって構成され、
前記分解能変換部は、前記画像信号によって示される前記遠赤外線画像の画素のうち、前記領域指定情報によって示された特定の領域に含まれる画素のみについて、前記画像信号のビット列から一部を抽出する位置を、当該特定の領域以外とは異ならせることによって、当該特定の領域の前記分解能を変換した前記分解能変換画像情報を生成することを特徴とする請求項１記載の遠赤外線画像処理装置。
【請求項４】
前記領域指定受付手段は、入力を受け付けた前記領域指定情報を記憶可能であることを特徴とする請求項１記載の遠赤外線画像処理装置。
【請求項５】
前記分解能受付手段は、入力を受け付けた前記分解能情報を記憶可能であることを特徴とする請求項２記載の遠赤外線画像処理装置。
【請求項６】
前記分解能変換部は、前記分解能変換画像情報を、前記特定の領域以外の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を低くして生成することを特徴とする請求項１記載の遠赤外線画像処理装置。
【請求項７】
物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像を行う遠赤外線撮像装置において、
遠赤外線画像を撮像し、撮像した当該遠赤外線画像を示す画像信号を出力する遠赤外線撮像手段と、
前記遠赤外線撮像手段から出力された画像信号を受け付ける画像信号受付部と、
前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付ける領域指定受付手段と、
前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成する分解能変換部と、
を有することを特徴とする遠赤外線撮像装置。
【請求項８】
物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像された遠赤外線画像の処理を行う遠赤外線画像処理方法において、
画像信号受付部が、遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像を示す画像信号を受け付け、領域指定受付手段が、前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付けるステップと、
分解能変換部が、前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成するステップと、
を含むことを特徴とする遠赤外線画像処理方法。
【請求項９】
物体から放射される遠赤外線を検知することによって撮像された遠赤外線画像の処理をコンピュータに実行させる遠赤外線画像処理プログラムにおいて、
遠赤外線カメラによって撮像された遠赤外線画像を示す画像信号を受け付け、領域指定受付手段が、前記遠赤外線画像のうちの特定の領域を示す領域指定情報の入力を受け付けるステップと、
前記遠赤外線画像における、前記領域指定情報によって示された前記特定の領域についての前記遠赤外線の量の分解能を変換した分解能変換画像情報を生成するステップと、
を前記コンピュータに実行させることを特徴とする遠赤外線画像処理プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１４４７５（Ｐ２００９−１４４７５Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７５９２０（Ｐ２００７−１７５９２０）
【出願日】平成１９年７月４日（２００７．７．４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月４日（２００７．７．４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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