JP2017168919A - インターホンシステム及び画像処理用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】局所的な光源による逆光状態においても画像にて来訪者の顔が判別しやすいインターホンシステム及び画像処理用プログラムを提供する。【解決手段】インターホンシステム１０は、露光制御部２１２と、階調変換部３と、制御部４と、を更に備える。露光制御部２１２は、制御データを用いて、撮像部の露光制御を行う。階調変換部３は、変換データを用いて、表示画像の輝度値についての階調変換処理を行う。制御部４は、第１モード及び第２モードを含む複数の動作モードを有する。制御部４は、第１モードと第２モードとで制御データ及び変換データの両方が変更されるように、動作モードに応じて露光制御部２１２及び階調変換部３を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、一般にインターホンシステム及び画像処理用プログラムに関し、より詳細には、インターホン子機の撮像部で撮像された画像がインターホン親機の表示部に表示されるインターホンシステム及び画像処理用プログラムに関する。

従来、カメラ付きのインターホン子機（カメラ付インターホン装置）、及びインターホン子機に接続された屋内のインターホン親機（テレビ付インターホン装置）を備えるインターホンシステムが知られている（例えば特許文献１参照）。この種のインターホンシステムでは、インターホン子機で撮像された来客の画像をインターホン親機にて確認しながら、通話が可能である。

特許文献１に記載のインターホン子機は、撮像した画像の明るさを判別して、画像の明るさが所定値以上であれば、撮像モードを逆光モードにする一方、画像の明るさが所定値未満であれば、撮像モードを順光モードにする。このインターホン子機は、順光モードか逆光モードかに応じて、例えばカメラ（ＣＣＤ：Charge Coupled Devices）の電子シャッタの制御収束値や、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）収束値を変更する。電子シャッタについては、逆光モードにおいて、順光モードに比べて、画像が明るくなる側に制御値を変更する。ＡＧＣ収束値も同様に、逆光モードにおいて、順光モードに比べて、信号レベルが高くなる側に収束するように変更する。これによって、逆光モードでは、明るい部分（背景）を飽和（白とび）させても、暗い部分の信号レベルが上がり、来訪者（来客）等が暗く映し出されることを防げて、画像が見やすくなる。

特開２００２−１０２４７号公報

しかし、上述した従来のインターホンシステムでは、逆光モードにおいて画像（画面）全体が明るくなるので、例えば照明器具等の光源からカメラに入射した直接光によって生じるフレアが来訪者の顔部分に重なり、来訪者の顔部分で白とびが生じる可能性がある。すなわち、従来のインターホンシステムでは、例えば照明器具等の局所的な光源による逆光状態において、画像での来訪者の顔の判別が困難になる可能性がある。

本発明は上記事由に鑑みてなされており、局所的な光源による逆光状態においても画像にて来訪者の顔が判別しやすいインターホンシステム及び画像処理用プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るインターホンシステムは、互いに通信可能に構成されたインターホン親機及びインターホン子機を備える。前記インターホン子機は、画像を撮像する撮像部と、前記画像の画像信号を前記インターホン親機に送信する送信部と、を有する。前記インターホン親機は、前記画像信号を受信する受信部と、前記画像信号に基づいて表示画像を表示する表示部と、を有する。前記インターホンシステムは、露光制御部と、階調変換部と、制御部と、を更に備える。前記露光制御部は、制御データを用いて、前記撮像部の露光制御を行う。前記階調変換部は、変換データを用いて、前記表示画像の輝度値についての階調変換処理を行う。前記制御部は、第１モード及び第２モードを含む複数の動作モードを有する。前記制御部は、前記第１モードと前記第２モードとで前記制御データ及び前記変換データの両方が変更されるように、前記動作モードに応じて前記露光制御部及び前記階調変換部を制御する。

本発明の一態様に係る画像処理用プログラムは、コンピュータを、前記インターホンシステムにおける前記制御部として機能させるためのプログラムである。

本発明のインターホンシステム及び画像処理用プログラムによれば、局所的な光源による逆光状態においても画像にて来客の顔が判別しやすいという利点がある。

図１は、本発明の実施形態１に係るインターホンシステムを示すブロック図である。 図２Ａは、露光制御部での露光制御の特性を示すグラフである。図２Ｂは、均一変換部での階調変換処理の特性を示すグラフである。図２Ｃは、不均一変換部での階調変換処理の特性を示すグラフである。 図３は、同上のインターホンシステムにおける制御部の動作モードが第１モード及び第２モードのそれぞれの場合について、露光制御部での露光制御、及び階調変換部での階調変換処理を模式的に表した概念図である。 図４Ａは、制御部の動作モードが第１モードの場合の表示画像の説明図である。図４Ｂは、制御部の動作モードが第２モードの場合の表示画像の説明図である。 図５は、本発明の実施形態２に係るインターホンシステムを示すブロック図である。

（実施形態１）
（１）構成
（１．１）全体構成
本実施形態に係るインターホンシステム１０は、図１に示すように、インターホン親機１及びインターホン子機２を備えている。本実施形態では、インターホンシステム１０が、集合住宅用のインターホンシステムである場合を例として説明する。

インターホン親機１は、集合住宅の住戸内（室内）に設置される。インターホン子機２は、集合住宅の住戸の外玄関等の壁に設置されるドアホン子機である。インターホン親機１とインターホン子機２とは互いに通信可能に構成されている。これにより、インターホンシステムでは、インターホン親機１とインターホン子機２との間で通話可能となる。また、インターホン子機２には撮像部２１が設けられ、インターホン親機１には表示部１２が設けられている。これにより、インターホンシステム１０では、撮像部２１で撮像された来訪者等の画像をインターホン親機１の表示部１２に表示することができる。

インターホン子機２は、図１に示すように、撮像部２１と、子機通信部２２と、画像補正部２３と、呼出部２４と、子機制御部４１とを有している。

撮像部２１は、撮像素子２１１と、露光制御部２１２とを有している。撮像部２１は、来訪者等の被写体を撮像するためのカメラである。そのため、来訪者がインターホン子機２を操作する際に少なくとも来訪者の顔が画像に写り込むように、撮像部２１の撮像エリア（視野）はインターホン子機２の前方に設定される。ここでは、撮像部２１は動画を撮像するカメラであると仮定するが、撮像部２１は静止画を撮像するカメラ（スチルカメラ）であってもよい。また、本実施形態では、撮像部２１はカラー画像を撮像するカラーカメラであると仮定するが、撮像部２１はモノクローム画像を撮像するモノクロームカメラであってもよい。

撮像素子２１１は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Devices）イメージセンサ、又はＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の二次元イメージセンサである。撮像部２１は、被写体からの光をレンズ等の光学系によって撮像素子２１１の撮像面（受光面）上に結像させ、撮像素子２１１にて被写体からの光を電気信号（画像信号）に変換する。そのため、撮像部２１で撮像された画像は、撮像部２１から画像信号として出力される。ここでは、撮像部２１は、撮像素子２１１の出力信号からＹＵＶフォーマットのデジタルの画像信号を生成し、デジタルの画像信号を出力するように構成されている。

露光制御部２１２は、例えば露光時間、又は画像信号のゲイン等を制御することで、撮像部２１の露光制御を行う。具体的には、露光制御部２１２が、撮像素子２１１の電子シャッタのシャッタ速度（露光時間）を短くすることで、露光量が小さくなって、撮像部２１から出力される画像は暗く、つまり画像の輝度値は低くなる。また、露光制御部２１２が画像信号のゲインを下げることで、露光量が小さくなって、撮像部２１から出力される画像は暗く、つまり画像の輝度値は低くなる。画像信号のゲインは、撮像素子２１１から出力される信号を増幅する信号増幅部（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）等で調整可能である。

子機通信部２２は、インターホン親機１と通信するための通信インタフェースである。子機通信部２２は、例えばツイストペア線等からなる２線式の伝送路５（図１では１本の線で示す）を介して、インターホン親機１と電気的に接続されている。子機通信部２２は、送信部２２１を含んでいる。送信部２２１は、撮像部２１で撮像された画像の画像信号をインターホン親機１に送信する。さらに、インターホン子機２とインターホン親機１との間で音声信号及び制御信号が双方向に伝送可能となるよう、子機通信部２２は、インターホン親機１との間で双方向に通信可能に構成されている。

画像補正部２３は、撮像部２１から出力される画像信号を受けて、信号処理により画像の補正を行う。子機通信部２２には、画像補正部２３から出力される画像（画像信号）が入力される。そのため、送信部２２１は、撮像部２１から出力された状態の画像信号ではなく、画像補正部２３で補正された画像信号をインターホン親機１に送信することになる。画像補正部２３は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等で実現される。画像補正部２３は、露光制御部２１２とプロセッサが共用されていてもよい。

ここで、画像補正部２３は、均一変換部３１を含んでいる。均一変換部３１は、後述するインターホン親機１の不均一変換部３２と共に、表示画像の輝度値についての階調変換処理を行う階調変換部３（図３参照）を構成する。ここでいう「表示画像」は、後述するインターホン親機１の表示部１２に表示される画像を意味する。ただし、階調変換部３は、表示部１２に表示される表示画像に対して、直接的に階調変換処理を行うのではなく、画像が撮像部２１から出力され、表示部１２に表示されるまでの間のどこかで、階調変換処理を行えばよい。これにより、結果的に、表示部１２に表示される表示画像に階調変換処理が施されることになる。均一変換部３１は、表示画像の全画素に対して均一の階調変換処理を行う。つまり、均一変換部３１は、表示画像の全画素に対して共通の変換係数（γ値）を用いた階調変換処理、いわゆるガンマ（γ）変換を行う。均一変換部３１での階調変換処理の詳細については、「（１．２）露光制御及び階調変換処理」の欄で説明する。

呼出部２４は、来訪者から呼び出しのための操作を受け付ける。呼出部２４に対して所定の操作（例えば押操作）がされると、インターホン子機２は、住戸内の居住者を呼び出すための制御信号を子機通信部２２からインターホン親機１へ送信する。

子機制御部４１は、インターホン子機２の各部を制御する。子機制御部４１は、後述するインターホン親機１の親機制御部４２と共に、露光制御部２１２及び階調変換部３を制御する制御部４（図３参照）を構成する。子機制御部４１は、プロセッサ及びメモリを備えたマイクロコンピュータ（コンピュータ）を主構成とする。マイクロコンピュータは、メモリに記憶されているプログラムをプロセッサで実行することにより、子機制御部４１として機能する。プログラムは、予めメモリに書き込まれていてもよいし、電気通信回線を通じて、又はメモリカードなどの記録媒体に記録されて提供されてもよい。

一方、インターホン親機１は、図１に示すように、親機通信部１１と、表示部１２と、画像処理部１３と、操作部１４と、記憶部１５と、親機制御部４２とを有している。

親機通信部１１は、インターホン子機２と通信するための通信インタフェースである。親機通信部１１は、伝送路５を介して、インターホン子機２の子機通信部２２と電気的に接続されている。親機通信部１１は、受信部１１１を含んでいる。受信部１１１は、インターホン子機２の送信部２２１から送信された画像信号を受信する。さらに、インターホン子機２とインターホン親機１との間で音声信号及び制御信号が双方向に伝送可能となるよう、親機通信部１１は、インターホン子機２（子機通信部２２）との間で双方向に通信可能に構成されている。

表示部１２は、画像信号に基づいて表示画像を表示する。表示部１２は、例えば液晶ディスプレイである。また、インターホン親機１がタッチパネルディスプレイを備えている場合、タッチパネルディスプレイが表示部１２と操作部１４とを兼ねることになる。

画像処理部１３は、受信部１１１から出力される画像信号を受けて、画像処理を行う。表示部１２には、画像処理部１３から出力される画像（画像信号）が入力される。そのため、表示部１２は、受信部１１１が受信した状態の画像信号ではなく、画像処理部１３で画像処理が施された画像信号を表示することになる。画像処理部１３は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等で実現される。画像処理部１３は、親機制御部４２とプロセッサが共用されていてもよい。

ここで、画像処理部１３は、不均一変換部３２を含んでいる。不均一変換部３２は、インターホン子機２の均一変換部３１と共に、階調変換部３（図３参照）を構成する。不均一変換部３２は、表示画像の全画素に対して不均一の階調変換処理を行う。つまり、不均一変換部３２は、表示画像に対して局所的なトーンマッピング（ローカル・トーンマッピング）処理、いわゆるＨＤＲ（High Dynamic Range）処理を行う。これにより、表示画像の細部における明暗差が拡大される。不均一変換部３２での階調変換処理の詳細については、「（１．２）露光制御及び階調変換処理」の欄で説明する。

操作部１４は、住戸内の居住者の操作を受け付ける。親機通信部１１が、居住者を呼び出すための制御信号をインターホン子機２から受信している状態で、操作部１４に対して所定の操作（例えば押操作）がされると、インターホン親機１とインターホン子機２との間で音声通話可能な状態となる。さらに、操作部１４は、後述する制御部４（図３参照）の動作モードを切り替えるための操作を受け付ける。

記憶部１５は、データを書き換え可能なメモリであって、不揮発性メモリであることが好ましい。記憶部１５は、少なくとも制御データ及び変換データを記憶する。ここでいう「制御データ」は、例えば露光時間及びゲインの収束値等、露光制御部２１２での露光制御に用いられるデータである。ここでいう「変換データ」は、例えばガンマ値及びトーンカーブ等、階調変換部３での階調変換処理に用いられるデータである。

親機制御部４２は、インターホン親機１の各部を制御する。親機制御部４２は、子機制御部４１と共に、制御部４（図３参照）を構成する。親機制御部４２は、プロセッサ及びメモリを備えたマイクロコンピュータ（コンピュータ）を主構成とする。マイクロコンピュータは、メモリに記憶されているプログラムをプロセッサで実行することにより、親機制御部４２として機能する。プログラムは、予めメモリに書き込まれていてもよいし、電気通信回線を通じて、又はメモリカードなどの記録媒体に記録されて提供されてもよい。

ところで、子機制御部４１及び親機制御部４２にて構成される制御部４は、露光制御部２１２及び階調変換部３（均一変換部３１及び不均一変換部３２）を制御する。制御部４は、第１モード及び第２モードを含む複数の動作モードを有している。本実施形態では、制御部４の動作モードは、第１モード及び第２モードの２つのみと仮定する。制御部４は、第１モードと第２モードとで、制御データ及び変換データの両方が変更されるように、動作モードに応じて露光制御部２１２及び階調変換部３（均一変換部３１及び不均一変換部３２）を制御する。

すなわち、制御部４の動作モードが第１モードである場合と、制御部４の動作モードが第２モードである場合とでは、露光制御部２１２での露光制御に用いられる制御データが異なり、階調変換部３での階調変換処理に用いられる変換データも異なることになる。言い換えれば、制御データと変換データとの組み合わせは、制御部４の複数の動作モードに一対一に対応付けられて、複数組存在する。記憶部１５には、これら複数組の制御データ及び変換データが、制御部４の複数の動作モードに対応付けられて記憶される。そして、制御部４の動作モードが第１モードである場合には、制御部４は、第１モードに対応する制御データと変換データとの組み合わせを用いて、露光制御部２１２及び階調変換部３を制御する。一方、制御部４の動作モードが第２モードである場合には、制御部４は、第２モードに対応する制御データと変換データとの組み合わせを用いて、露光制御部２１２及び階調変換部３を制御する。

本実施形態では、制御部４は、インターホン子機２の子機制御部４１と、インターホン親機１の親機制御部４２とに分割されている。さらに、露光制御部２１２及び階調変換部３（均一変換部３１及び不均一変換部３２）についても、インターホン親機１とインターホン子機２とに分散して設けられている。そのため、インターホン子機２に設けられている露光制御部２１２及び均一変換部３１については、制御部４のうち子機制御部４１が制御する。また、インターホン親機１に設けられている不均一変換部３２については、制御部４のうち親機制御部４２が制御する。ただし、インターホン子機２とインターホン親機１とは、互いに通信可能に構成されている。よって、子機制御部４１と親機制御部４２とは、通信にて互いに同期することで、１つの制御部４と同様に動作可能である。

また、親機制御部４２は、遅延処理部４２１としての機能を含んでいる。遅延処理部４２１は、制御部４の動作モードが切り替わるとき、制御データの変更に対して変換データの変更を遅延させる。遅延処理部４２１は、露光制御部２１２にて露光制御の内容が変更されるタイミングに、階調変換部３にて階調変換処理の内容が変更されるタイミングを合わせるように、制御データの変更に対して変換データの変更を遅延させる。

すなわち、露光制御部２１２は、例えば露光時間、又は画像信号のゲイン等を制御することで、撮像部２１の露光制御を行うので、制御データが変更されてから、露光時間又はゲインが収束するまでにタイムラグが生じることがある。一方で、階調変換部３は、処理データが変更されると、すぐに階調変換処理の内容が変更されるため、制御データ及び変換データが同時に変更されると、階調変換処理の内容の変更タイミングと、露光制御の内容の変更タイミングとの間に時間差が生じる。そこで、遅延処理部４２１は、例えば、制御データの変更タイミングに対して変換データの変更タイミングを、上記タイムラグに相当する一定時間だけ遅延させることにより、上記時間差を小さくする。ただし、遅延処理部４２１は、制御データの変更に対して変換データの変更を遅延させればよく、露光制御部２１２にて露光制御の内容が変更されるタイミングに、階調変換部３にて階調変換処理の内容が変更されるタイミングが一致することは必須ではない。

また、図１では図示を省略しているが、インターホン親機１及びインターホン子機２の各々は、音声通話のための通話機能部を有している。通話機能部は、音声を電気信号（音声信号）に変換するマイクロフォン、音声信号を音声に変換するスピーカ、及び通話処理部を含む。

（１．２）露光制御及び階調変換処理
次に、露光制御部２１２及び階調変換部３（均一変換部３１及び不均一変換部３２）での露光制御及び階調変換処理について、図２Ａ〜図２Ｃを参照して説明する。

図２Ａは、露光制御部２１２での露光制御の特性を示すグラフである。図２Ａでは、横軸を被写体の明るさとし、縦軸を輝度値として、撮像部２１の入力（被写体の明るさ）−出力（輝度値）の特性を表している。ここでいう「輝度値」は、撮像部２１から出力される画像における各画素の輝度値（画素値）を意味する。また、図２Ａ中の、「Ｄａ１」（破線で示す）は、制御部４の動作モードが第１モードであるときの制御データを適用した場合の特性を表している。図２Ａ中の、「Ｄａ２」（実線で示す）は、制御部４の動作モードが第２モードであるときの制御データを適用した場合の特性を表している。図２Ａの例では、「Ｄａ１」よりも「Ｄａ２」の方が、グラフの傾き、つまり撮像部２１の入力（被写体の明るさ）に対する出力（輝度値）の変化量が小さい。そのため、制御部４の動作モードが第１モードであるとき（Ｄａ１）よりも、制御部４の動作モードが第２モードであるとき（Ｄａ２）の方が、撮像部２１での露光量が低くなる。

すなわち、露光制御部２１２は、図２Ａに示すように、制御データを用いて、撮像部２１の露光制御を行うことにより、被写体の明るさに対して、撮像部２１から出力される画像の明るさ、つまり画像の各画素の輝度値を決定する。このとき、輝度値が飽和レベルＶ１に達すると「白とび」が生じることになる。したがって、撮像部２１から出力される画像に「白とび」が生じる場合に、露光制御部２１２が、グラフの傾きを小さくすることで、撮像部２１から出力される画像の「白とび」が低減される。よって、図２Ａの例では、制御部４の動作モードが第１モードであるとき（Ｄａ１）よりも、制御部４の動作モードが第２モードであるとき（Ｄａ２）の方が、撮像部２１から出力される画像に「白とび」が生じにくい。

図２Ｂは、均一変換部３１での階調変換処理の特性を示すグラフである。図２Ｂでは、横軸を入力値とし、縦軸を出力値として、均一変換部３１の入力−出力の特性を表している。ここでいう「入力値」及び「出力値」は、表示画像における各画素の輝度値を意味する。一例として、均一変換部３１の入力値は１２ｂｉｔ（４０９６階調）、均一変換部３１の出力値は８ｂｉｔ（２５６階調）である。また、図２Ｂ中の、「Ｄｂ１」（破線で示す）は、制御部４の動作モードが第１モードであるときの変換データを適用した均一変換部３１の特性（トーンカーブ）を表している。図２Ｂ中の、「Ｄｂ２」（実線で示す）は、制御部４の動作モードが第２モードであるときの変換データを適用した均一変換部３１の特性（トーンカーブ）を表している。図２Ｂの例では、「Ｄｂ１」よりも「Ｄｂ２」の方が、入力値と出力値とが比例関係となる基準線Ｌ１（γ＝１）からの乖離が大きく、中間領域（中間輝度域）で入力値に対する出力値が大きい。そのため、制御部４の動作モードが第１モードであるとき（Ｄｂ１）よりも、制御部４の動作モードが第２モードであるとき（Ｄｂ２）の方が、均一変換部３１での階調変換処理が強調される。

すなわち、均一変換部３１は、図２Ｂに示すように、変換データを用いて、表示画像の階調変換処理を行うことにより、入力値に対する出力値、つまり表示画像の各画素の輝度値を決定する。このとき、中間領域（中間輝度域）で入力値に対する出力値が小さいと、実際に表示部１２に表示される表示画像において、例えば来訪者の顔部分が暗く（輝度値が低く）なり、来訪者の顔部分が見づらくなることがある。したがって、表示画像において来訪者の顔部分が暗い場合に、均一変換部３１が、中間領域（中間輝度域）で入力値に対する出力値を大きくすることで、表示画像における来訪者の顔部分が明るくなる。よって、図２Ｂの例では、制御部４の動作モードが第１モードであるとき（トーンカーブＤｂ１）よりも、制御部４の動作モードが第２モードであるとき（トーンカーブＤｂ２）の方が、表示画像における来訪者の顔が明るくなる。

図２Ｃは、不均一変換部３２での階調変換処理の特性を示すグラフである。図２Ｃでは、横軸を入力値とし、縦軸を出力値として、不均一変換部３２の入力−出力の特性を表している。ここでいう「入力値」及び「出力値」は、表示画像における各画素の輝度値を意味する。一例として、不均一変換部３２の入力値は１２ｂｉｔ（４０９６階調）、不均一変換部３２の出力値は８ｂｉｔ（２５６階調）である。また、図２Ｃ中の、「Ｄｃ１」（破線で示す）は、制御部４の動作モードが第１モードであるときの変換データを適用した不均一変換部３２の特性（トーンカーブ）を表している。図２Ｃ中の、「Ｄｃ２」（実線で示す）は、制御部４の動作モードが第２モードであるときの変換データを適用した不均一変換部３２の特性（トーンカーブ）を表している。図２Ｃの例では、「Ｄｃ１」よりも「Ｄｃ２」の方が、入力値と出力値とが比例関係となる基準線Ｌ２からの乖離が大きく、出力値の階調拡大（明暗拡大）幅が大きい。つまり、基準線Ｌ２と各トーンカーブＤｃ１，Ｄｃ２との交点を基準値Ｖ２として、基準値Ｖ２を中心に出力値の階調（明暗）が拡大される。不均一変換部３２は、例えば、表示画像において連続する複数画素の輝度値の平均（移動平均等）である平均輝度値を求め、この平均輝度値が基準値Ｖ２となるようなトーンカーブＤｃ１，Ｄｃ２を用いて、階調変換処理を行う。そのため、制御部４の動作モードが第１モードであるとき（Ｄｃ１）よりも、制御部４の動作モードが第２モードであるとき（Ｄｃ２）の方が、不均一変換部３２での階調変換処理が強調される。

すなわち、不均一変換部３２は、図２Ｃに示すように、変換データを用いて、表示画像の階調変換処理を行うことにより、入力値に対する出力値、つまり表示画像の各画素の輝度値を決定する。このとき、表示画像において来訪者の顔部分のダイナミックレンジが低い（狭い）と、実際に表示部１２に表示される表示画像において、例えば来訪者の顔部分の明暗差が小さく、来訪者の顔部分が見づらくなることがある。したがって、表示画像において来訪者の顔部分の明暗差が小さい場合に、不均一変換部３２が、基準値Ｖ２を中心にした出力値の階調（明暗）を拡大することで、表示画像における来訪者の顔部分の明暗差が大きくなる。よって、図２Ｃの例では、制御部４の動作モードが第１モードであるとき（トーンカーブＤｃ１）よりも、制御部４の動作モードが第２モードであるとき（トーンカーブＤｃ２）の方が、表示画像における来訪者の顔部分の明暗差が大きくなる。

（２）動作
次に、本実施形態のインターホンシステム１０の動作について、図３、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。図３は、制御部４の動作モードが第１モード及び第２モードのそれぞれの場合について、露光制御部２１２での露光制御、及び階調変換部３（均一変換部３１及び不均一変換部３２）での階調変換処理を模式的に表した概念図である。

本実施形態では、インターホンシステム１０は、例えば、デフォルトでは制御部４は第１モードで動作し、逆光により表示画像において来訪者の顔部分が見づらい場合などに、制御部４の動作モードが第２モードに切り替えられる。つまり、第１モードが「通常モード」に相当し、第２モードは「逆光モード」に相当する。

例えば、インターホン子機２の起動時、つまりインターホン子機２の呼出部２４に対して所定の操作があると、親機制御部４２は、第１モードに対応する制御データ及び変換データの組み合わせを、記憶部１５から読み出す。親機制御部４２は、読み出した第１モードに対応する変換データのうちの不均一変換部３２用の変換データを、不均一変換部３２に適用する。また、親機制御部４２は、読み出した第１モードに対応する変換データのうちの均一変換部３１用の変換データ、及び制御データを、親機通信部１１からインターホン子機２に送信する。これにより、子機制御部４１は、インターホン親機１から第１モードに対応する制御データ及び変換データを受信する。子機制御部４１は、受信した制御データを露光制御部２１２に適用し、受信した変換データを均一変換部３１に適用する。

また、制御部４の動作モードは、表示部１２に表示画像が表示されている状態で、インターホン親機１の操作部１４に対して所定の操作があると、第１モードと第２モードとの間で切り替えられる。例えば、制御部４の動作モードが第１モードである場合に、操作部１４に対して所定の操作があると、親機制御部４２は、第２モードに対応する制御データ及び変換データの組み合わせを、記憶部１５から読み出す。親機制御部４２は、読み出した第２モードに対応する変換データのうちの不均一変換部３２用の変換データを、不均一変換部３２に適用する。また、親機制御部４２は、読み出した第２モードに対応する変換データのうちの均一変換部３１用の変換データ、及び制御データを、親機通信部１１からインターホン子機２に送信する。これにより、子機制御部４１は、インターホン親機１から第２モードに対応する制御データ及び変換データを受信する。子機制御部４１は、受信した制御データを露光制御部２１２に適用し、受信した変換データを均一変換部３１に適用する。このとき、遅延処理部４２１は、制御データの変更に対して変換データの変更を遅延させる。

また、インターホンシステム１０では、制御部４の動作モードによって、手動逆光補正時のインターホン子機２又はインターホン親機１の動作が異なることが好ましい。すなわち、本実施形態のインターホンシステム１０は、例えば操作部１４の操作によって表示画像の全体の明るさの調整などを行う、手動逆光補正の機能を有している。ここで、操作部１４に対して同じ操作がなされた場合でも、制御部４が第１モードか第２モードかで、インターホン子機２又はインターホン親機１における逆光補正の処理内容が異なる。

（２．１）第１モード
以下、制御部４の動作モードが第１モードである場合について説明する。この場合、制御部４は、第１モードに対応する制御データと変換データとの組み合わせを用いて、露光制御部２１２及び階調変換部３を制御する。これにより、図３の上段に示すように、露光制御部２１２では「Ｄａ１」を用いた露光制御が行われ、均一変換部３１では「Ｄｂ１」を用いた階調変換処理が行われ、不均一変換部３２では「Ｄｃ１」を用いた階調変換処理が行われる。その結果、来訪者の正面に光が当たる順光の環境下であれば、表示部１２に表示される表示画像において、来訪者の顔が判別可能となる。

一方、例えばタワーマンション等で内廊下にインターホン子機２が設置されているような環境下では、照明器具等の局所的な光源による逆光状態が生じることがある。このような逆光状態では、例えば、図４に示すように、表示部１２に表示される表示画像１００Ａでの来訪者１０１の顔の判別が困難になることがある。図４Ａの例では、表示画像１００Ａにおいて、照明器具１０２から撮像部２１に入射した直接光によって生じるフレア１０３が、来訪者１０１の顔部分に重なった状態にある。このとき、表示画像１００Ａにおけるフレア１０３が生じる範囲において、輝度値が飽和した「白とび」が生じている。そのため、表示部１２に表示される表示画像１００Ａからでは、来訪者１０１の顔の判別が困難である。

（２．２）第２モード
次に、制御部４の動作モードが第２モードである場合について説明する。この場合、制御部４は、第２モードに対応する制御データと変換データとの組み合わせを用いて、露光制御部２１２及び階調変換部３を制御する。これにより、図３の下段に示すように、露光制御部２１２では「Ｄａ２」を用いた露光制御が行われ、均一変換部３１では「Ｄｂ２」を用いた階調変換処理が行われ、不均一変換部３２では「Ｄｃ２」を用いた階調変換処理が行われる。したがって、制御部４の動作モードが第１モードである場合に比べて、撮像部２１での露光量は低くなり、かつ均一変換部３１及び不均一変換部３２での階調変換処理が強調される。言い換えれば、制御部４は、第２モードでは第１モードに比べて、撮像部２１での露光量が低くなり、かつ階調変換部３での階調変換処理が強調されるように、露光制御部２１２及び階調変換部３を制御する。

その結果、図４Ａと同じ状況、照明器具等の局所的な光源による逆光状態が生じていても、図４Ｂに示すように、表示部１２に表示される表示画像１００Ｂでの来訪者１０１の顔の判別が容易になる。すなわち、照明器具１０２から撮像部２１に入射した直接光によって生じるフレア１０３が、来訪者１０１の顔部分に重なった状態であっても、表示部１２に表示される表示画像１００Ｂでは、図４Ｂに示すようにフレア１０３の影響が抑制される。このとき、表示画像１００Ｂにおいては、フレア１０３の影響で輝度値が飽和した「白とび」が生じる範囲が狭くなり、かつ来訪者１０１の顔部分の明暗が強調されている。そのため、表示部１２に表示される表示画像１００Ｂから、来訪者１０１の顔の判別が容易になる。

（２．３）マルチ画面モード
また、本実施形態のインターホンシステム１０には、表示部１２が、制御部４の動作モードが第１モードである場合の表示画像と、制御部４の動作モードが第２モードである場合の表示画像とを同時に表示する、マルチ画面モードがある。マルチ画面モードでは、露光制御部２１２での露光制御、及び階調変換部３（均一変換部３１及び不均一変換部３２）での階調変換処理が、制御部４の動作モードが第１モード及び第２モードの両方の場合について並行して行われる。

表示部１２は、例えば、画面を左右方向に並ぶ２つの領域に分割して、一方の領域に第１モードにおける表示画像、他方の領域に第２モードにおける表示画像を表示する。この状態では、表示部１２は、操作部１４にて、いずれかの表示画像が選択されることにより、選択された表示画像を拡大表示するように構成されていてもよい。

（３）利点
以上説明したように、本実施形態に係るインターホンシステム１０は、互いに通信可能に構成されたインターホン親機１及びインターホン子機２を備える。インターホン子機２は、画像を撮像する撮像部２１と、画像の画像信号をインターホン親機１に送信する送信部２２１と、を有する。インターホン親機１は、画像信号を受信する受信部１１１と、画像信号に基づいて表示画像を表示する表示部１２と、を有する。インターホンシステム１０は、露光制御部２１２と、階調変換部３と、制御部４と、を更に備える。露光制御部２１２は、制御データを用いて、撮像部の露光制御を行う。階調変換部３は、変換データを用いて、表示画像の輝度値についての階調変換処理を行う。制御部４は、第１モード及び第２モードを含む複数の動作モードを有する。制御部４は、第１モードと第２モードとで制御データ及び変換データの両方が変更されるように、動作モードに応じて露光制御部２１２及び階調変換部３を制御する。

この構成によれば、制御部４の動作モードが第１モードであるか第２モードであるかによって、露光制御部２１２での露光制御に用いられる制御データが異なり、階調変換部３での階調変換処理に用いられる変換データも異なることになる。したがって、インターホンシステム１０では、動作モードに応じて、露光制御と階調変換処理とを組み合わせた、きめ細やかな表示画像の調整（補正）を行うことができる。その結果、例えば照明器具等の局所的な光源による逆光状態においても、画像にて来訪者の顔が判別しやすい、という利点がある。

また、本実施形態のように、制御部４は、第２モードでは第１モードに比べて、撮像部２１での露光量が低くなり、かつ階調変換部３での階調変換処理が強調されるように、露光制御部２１２及び階調変換部３を制御することが好ましい。この構成によれば、第２モードにおいては、例えば照明器具等の局所的な光源による逆光状態において、フレアの影響で輝度値が飽和した「白とび」が生じる範囲が狭くなり、かつ来訪者の顔部分の明暗を強調することが可能となる。ただし、この構成はインターホンシステム１０に必須の構成ではなく、例えば、制御部４は、第２モードでは第１モードに比べて、撮像部２１での露光量が高くなるように露光制御部２１２を制御してもよい。

また、本実施形態のように、階調変換部３は、表示画像の全画素に対して均一の階調変換処理を行う均一変換部３１を有することが好ましい。この構成によれば、均一変換部３１が、表示画像の全画素に対して共通の変換係数（γ値）を用いた階調変換処理、いわゆるガンマ（γ）変換を施すことで、例えば表示画像における来訪者の顔部分を明るくできる。ただし、この構成はインターホンシステム１０に必須の構成ではなく、階調変換部３は均一変換部３１を有さなくてもよい。

また、本実施形態のように、階調変換部３は、表示画像の全画素に対して不均一の階調変換処理を行う不均一変換部３２を有することが好ましい。この構成によれば、不均一変換部３２が、表示画像に対して局所的なトーンマッピング処理、いわゆるＨＤＲ（High Dynamic Range）処理を行うことで、例えば表示画像における来訪者の顔部分の明暗差を拡大できる。ただし、この構成はインターホンシステム１０に必須の構成ではなく、階調変換部３は不均一変換部３２を有さなくてもよい。

また、本実施形態のように、階調変換部３の少なくとも一部は、インターホン親機１に設けられていることが好ましい。本実施形態では、階調変換部３のうち、とくに処理負荷の大きい不均一変換部３２がインターホン親機１に設けられている。この構成によれば、処理負荷の比較的大きな階調変換処理を、インターホン親機１で行うことにより、インターホン子機２の小型化を図ることができる。ただし、この構成はインターホンシステム１０に必須の構成ではなく、階調変換部３の全体がインターホン子機２に設けられていてもよい。

また、本実施形態のように、インターホンシステム１０は、遅延処理部４２１を更に備えることが好ましい。遅延処理部４２１は、制御部４の動作モードが切り替わるとき、制御データの変更に対して変換データの変更を遅延させる。遅延処理部４２１は、露光制御部２１２にて露光制御の内容が変更されるタイミングに、階調変換部３にて階調変換処理の内容が変更されるタイミングを合わせるように、制御データの変更に対して変換データの変更を遅延させる。この構成によれば、階調変換処理の内容の変更タイミングと、露光制御の内容の変更タイミングとの時間差を小さくできる。結果的に、制御部４の動作モードが切り替わるときの表示画像の乱れを抑制することができる。ただし、この構成はインターホンシステム１０に必須の構成ではなく、遅延処理部４２１は省略されていてもよい。

また、本実施形態のように、インターホン親機１は、制御データ及び変換データを記憶する記憶部１５を更に有することが好ましい。この構成によれば、インターホン子機２には制御データ及び変換データを記憶する機能が不要であり、インターホン子機２に不揮発性メモリを追加する必要が無い。ただし、この構成はインターホンシステム１０に必須の構成ではなく、記憶部１５はインターホン子機２に設けられていてもよい。

また、本実施形態のように、インターホン親機１は、制御部４の動作モードを切り替えるための操作を受け付ける操作部１４を更に有することが好ましい。この構成によれば、ユーザは、表示部１２に表示される表示画面を見ながら、操作部１４を操作して制御部４の動作モードを切り替えることができる。ただし、この構成はインターホンシステム１０に必須の構成ではなく、操作部１４は省略されていてもよい。

また、本実施形態のように、表示部１２は、制御部４の動作モードが第１モードである場合の表示画像と、制御部４の動作モードが第２モードである場合の表示画像とを同時に表示することが好ましい。この構成によれば、ユーザ（住戸の居住者）は、表示部１２に同時に表示される２つの表示画像のうち、見やすい方の表示画像で来訪者を確認することができる。さらに、インターホン親機１が操作部１４を有する場合には、ユーザは、表示部１２で実際に表示画像を見比べて、制御部４の動作モードを選択することができる。ただし、この構成はインターホンシステム１０に必須の構成ではなく、表示部１２は、１つの表示画像のみを表示する構成であってもよい。

また、本実施形態のように、子機制御部４１及び親機制御部４２がマイクロコンピュータ（コンピュータ）を主構成とする場合、プログラムによって、上記制御部４の機能を実現可能である。すなわち、本実施形態に係る画像処理用プログラムは、コンピュータを、インターホンシステム１０における制御部４として機能させるためのプログラムである。この画像処理用プログラムによれば、例えば照明器具等の局所的な光源による逆光状態においても、画像にて来訪者の顔が判別しやすい、という利点がある。

（４）変形例
実施形態１に係るインターホンシステム１０は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、実施形態１に限定されることはなく、実施形態１以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、実施形態１の変形例を列挙する。

インターホン子機２は、集合住宅の住戸ごとに設置されるドアホン子機ではなく、例えば集合住宅の共用スペース（ロビー）等に設置されたロビーインターホン等であってもよい。この場合、１台のインターホン子機２に対して、複数の住戸にそれぞれ設置されている複数台のインターホン親機１が接続されることになる。この場合において、インターホン親機１が制御データ及び変換データを記憶する記憶部１５を有していれば、例えば、住戸ごとにユーザ（居住者）の好みに合わせた露光制御及び階調変換処理を適用できる。すなわち、インターホンシステム１０によれば、ある住戸のインターホン親機１では制御部４を第１モードとし、別の住戸のインターホン親機１では制御部４を第２モードとする、といった使い方が可能になる。

また、インターホンシステム１０は、集合住宅用に限らず、例えば戸建住宅用、又は事務所、店舗及び工場等の非住宅用であってもよい。

また、露光制御部２１２は、撮像部２１の露光制御を行うことで撮像部２１から出力される画像の明るさ（輝度値）を調節する構成であればよく、露光時間又はゲインに限らず、例えば絞り値等を制御することによって、露光制御を行ってもよい。

また、インターホン子機２とインターホン親機１との間の通信方式は、有線通信に限らず、例えば電波を媒体とする無線通信であってもよい。この場合、送信部２２１は、画像信号を無線通信によって受信部１１１に送信する。

また、制御部４は、インターホン子機２の子機制御部４１とインターホン親機１の親機制御部４２とに分かれていなくてもよく、１つの制御部４が、インターホン子機２又はインターホン親機１に設けられていてもよい。さらに、遅延処理部４２１としての機能は、親機制御部４２に限らず、子機制御部４１に含まれていてもよい。インターホン子機２又はインターホン親機１に１つの制御部４が設けられている場合には、遅延処理部４２１としての機能は１つの制御部４に含まれていてもよい。さらに、遅延処理部４２１は、制御部４とは別に設けられていてもよく、例えば、階調変換部３（均一変換部３１及び不均一変換部３２）に遅延処理部４２１としての機能が含まれていてもよい。

また、制御部４は、第１モード及び第２モードを含む複数の動作モードを有していればよく、例えば第３モード及び第４モード等、第１モード及び第２モード以外の動作モードがあってもよい。

また、露光制御部２１２、均一変換部３１及び不均一変換部３２は、インターホン子機２とインターホン親機１とに分かれていなくてもよく、インターホン子機２又はインターホン親機１にまとめて設けられていてもよい。さらに、均一変換部３１と不均一変換部３２との関係は逆であってもよく、不均一変換部３２での階調変換処理の後、均一変換部３１での階調変換処理が行われてもよい。

また、均一変換部３１及び不均一変換部３２での階調変換処理は実施形態１で説明した処理に限らず、例えば不均一変換部３２が、複数フレーム分の画像からＨＤＲ（High Dynamic Range）処理を行ってもよい。

また、例えば内廊下にインターホン子機２が設置される場合など、撮像部２１の撮像エリアにおける照明環境が変化しにくい場合には、インターホンシステム１０の施工時に、施工者が操作部１４を操作して制御部４の動作モードを設定してもよい。この場合、施工者は、例えば施工設定メニュー画面上で、制御部４の動作モードを第１モードと第２モードとから択一的に選択する。

（実施形態２）
本実施形態に係るインターホンシステム１０Ａは、図５に示すように、自動切替部６を更に備える点で、実施形態１のインターホンシステム１０と相違する。自動切替部６は、表示画像の輝度ヒストグラムに基づいて制御部４の動作モードを切り替える。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

ここでいう「輝度ヒストグラム」は、表示画像中の画素の輝度値の分布を表すグラフであって、表示画像について、例えば横軸に輝度値、縦軸にその輝度値を持つ画素数をとったグラフである。本実施形態では、自動切替部６は、インターホン親機１に設けられている。自動切替部６は、輝度ヒストグラムから、例えば表示画像の状態が順光状態か逆光状態かを判別し、順光状態であれば第１モードを選択し、逆光状態であれば第２モードを選択する。つまり、自動切替部６は、操作部１４の操作によらずに制御部４の動作モードを自動的に切り替える。

本実施形態に係るインターホンシステム１０Ａによれば、自動切替部６を備えることにより、ユーザが切り替えなくても、制御部４の動作モードが自動的に切り替わるので、表示部１２には、常に最適な表示画像を表示することができる。自動切替部６は、インターホン親機１に限らず、インターホン子機２に設けられていてもよい。

実施形態２で説明した構成は、実施形態１で説明した構成（変形例を含む）と適宜組み合わせて適用可能である。

１ インターホン親機
２ インターホン子機
３ 階調変換部
３１ 均一変換部
３２ 不均一変換部
４ 制御部
１０ インターホンシステム
１２ 表示部
１４ 操作部
１５ 記憶部
２１ 撮像部
１００Ａ 表示画像
１００Ｂ 表示画像
１１１ 受信部
２１２ 露光制御部
２２１ 送信部
４２１ 遅延処理部

Claims (11)

1. 互いに通信可能に構成されたインターホン親機及びインターホン子機を備え、
   前記インターホン子機は、
   画像を撮像する撮像部と、
   前記画像の画像信号を前記インターホン親機に送信する送信部と、を有し、
   前記インターホン親機は、
   前記画像信号を受信する受信部と、
   前記画像信号に基づいて表示画像を表示する表示部と、を有し、
   制御データを用いて、前記撮像部の露光制御を行う露光制御部と、
   変換データを用いて、前記表示画像の輝度値についての階調変換処理を行う階調変換部と、
   第１モード及び第２モードを含む複数の動作モードを有し、前記第１モードと前記第２モードとで前記制御データ及び前記変換データの両方が変更されるように、前記動作モードに応じて前記露光制御部及び前記階調変換部を制御する制御部と、を更に備える
   ことを特徴とするインターホンシステム。
2. 前記制御部は、前記第２モードでは前記第１モードに比べて、前記撮像部での露光量が低くなり、かつ前記階調変換部での前記階調変換処理が強調されるように、前記露光制御部及び前記階調変換部を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載のインターホンシステム。
3. 前記階調変換部は、
   前記表示画像の全画素に対して均一の前記階調変換処理を行う均一変換部を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインターホンシステム。
4. 前記階調変換部は、
   前記表示画像の全画素に対して不均一の前記階調変換処理を行う不均一変換部を有する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインターホンシステム。
5. 前記階調変換部の少なくとも一部は、前記インターホン親機に設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインターホンシステム。
6. 前記制御部の前記動作モードが切り替わるとき、前記露光制御部にて前記露光制御の内容が変更されるタイミングに、前記階調変換部にて前記階調変換処理の内容が変更されるタイミングを合わせるように、前記制御データの変更に対して前記変換データの変更を遅延させる遅延処理部を更に備える
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインターホンシステム。
7. 前記インターホン親機は、前記制御データ及び前記変換データを記憶する記憶部を更に有する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインターホンシステム。
8. 前記インターホン親機は、前記制御部の前記動作モードを切り替えるための操作を受け付ける操作部を更に有する
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインターホンシステム。
9. 前記表示部は、前記制御部の前記動作モードが前記第１モードである場合の前記表示画像と、前記制御部の前記動作モードが前記第２モードである場合の前記表示画像とを同時に表示する
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインターホンシステム。
10. 前記表示画像の輝度ヒストグラムに基づいて前記制御部の前記動作モードを切り替える自動切替部を更に備える
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のインターホンシステム。
11. コンピュータを、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインターホンシステムにおける前記制御部
    として機能させるための画像処理用プログラム。

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