CN107454309A - 摄像系统、图像处理设备及其控制方法、程序和记录介质 - Google Patents

摄像系统、图像处理设备及其控制方法、程序和记录介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种摄像系统、图像处理设备及其控制方法、程序和记录介质。本发明提供使得能够将摄像方向改变成用户所期望的位置的摄像系统。根据本发明的摄像系统包括：图像获取单元，用于获取第一摄像设备所拍摄的图像；位置确定单元，用于按优先级顺序将所述图像的被摄体空间中的多个位置信息其中之一确定为摄像位置；以及控制单元，用于基于所述摄像位置来改变第二摄像设备的视点。

Description

摄像系统、图像处理设备及其控制方法、程序和记录介质
技术领域
本发明涉及使用广角镜头照相机和变焦镜头照相机的摄像系统，并且还涉及图像处理设备、摄像系统控制方法、图像处理设备控制方法和程序。
背景技术
如日本特开2000-32319和日本特开2000-341574所示，已知有使用广角镜头照相机和变焦镜头照相机的照相机控制系统，其中变焦镜头照相机具有平摇、俯仰和变焦功能。利用该照相机控制系统，通过控制变焦镜头照相机的平摇、俯仰和变焦来将变焦镜头照相机的摄像方向设置成广角镜头照相机所拍摄的全方位图像上的指定位置。
日本特开2004-320175提出了适合测量与位于指定位置处的被摄体的距离的照相机系统。利用根据日本特开2004-320175的照相机系统，一旦指定了广角镜头照相机所拍摄的图像上的任意位置，则使用红外线来测量与被摄体的距离。然后，确定图像中的任意期望点处的深度，并且将广角镜头照相机周围的变焦镜头照相机的摄像方向设置成指定位置。在日本特开2010-28415中提出了配备有具有变焦功能的多个照相机的监视照相机系统。主照相机使用自动调焦功能来测量从主照相机的基准点到视点的距离，并计算视点的坐标位置，然后位于主照相机周围的副照相机将摄像方向设置成视点的坐标位置。
发明内容
由于广角镜头照相机和变焦镜头照相机设置在不同位置，为了将变焦镜头照相机的摄像方向设置成广角镜头照相机所拍摄的图像上的预定位置，需要与预定位置处的深度有关的信息、即与空间位置有关的信息。然而，利用日本特开2000-32319和日本特开2000-341574所述的技术，与位于广角镜头照相机所拍摄的全方位图像上的指定位置处的被摄体的距离是未知的，并且空间位置是未知的，因而难以将变焦镜头照相机的摄像方向设置成用户期望的位置。此外，利用日本特开2004-320175和日本特开2010-28415所述的技术，如果距离信息不可用，则难以将变焦镜头照相机的摄像方向设置成指定位置。这样，有时难以将变焦镜头照相机的摄像方向改变成用户所期望的位置。
本发明的目的是提供使得能够将摄像方向改变成用户所期望的位置的摄像系统。
根据本发明的方面，提供一种摄像系统，包括：图像获取单元，用于获取第一摄像设备所拍摄的图像；位置确定单元，用于按优先级顺序将所述图像的被摄体空间中的多个位置信息其中之一确定为摄像位置；以及控制单元，用于基于所述摄像位置来改变第二摄像设备的视点。
根据本发明的方面，提供一种图像处理设备，其被配置为能够与第一摄像设备和第二摄像设备进行通信，其中所述第二摄像设备的视点能够改变，所述图像处理设备包括：图像获取单元，用于获取所述第一摄像设备所拍摄的图像；位置确定单元，用于按优先级顺序将所述图像的被摄体空间中的多个位置信息其中之一确定为所述第二摄像设备的摄像位置。
根据本发明的方面，提供一种摄像系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：获取第一摄像设备所拍摄的图像；按优先级顺序将所述图像的被摄体空间中的多个位置信息其中之一确定为摄像位置；以及基于所述摄像位置来改变第二摄像设备的视点。
根据本发明的方面，提供一种图像处理设备的控制方法，所述图像处理设备被配置为能够与第一摄像设备和第二摄像设备进行通信，其中所述第二摄像设备的视点能够改变，所述控制方法包括以下步骤：获取所述第一摄像设备所拍摄的图像；以及按优先级顺序将所述图像的被摄体空间中的多个位置信息其中之一确定为所述第二摄像设备的摄像位置。
根据本发明的方面，提供一种程序，用于使能够与第一摄像设备和第二摄像设备进行通信的计算机进行工作，其中所述第二摄像设备的视点能够改变，所述计算机用作：图像获取单元，用于获取所述第一摄像设备所拍摄的图像；位置确定单元，用于按优先级顺序将所述图像的被摄体空间中的多个位置信息其中之一确定为所述第二摄像设备的摄像位置。
根据本发明的方面，提供一种非暂时性计算机可读记录介质，其存储上述的可读的程序。
利用本发明，可以按优先级顺序将图像的被摄体空间的多个位置信息其中之一确立为摄像位置。因此，由于可以将第二摄像设备的视点改变成按多个位置信息的优先级顺序所确定出的摄像位置，因此可以将摄像方向改变成用户所期望的位置。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1A和1B是根据本发明的第一实施例的摄像系统的系统结构图。
图2是示出根据本发明的第一实施例的摄像系统的结构的框图。
图3是根据本发明的第一实施例的摄像像素的示意图。
图4A和4B是根据本发明的第一实施例的用于在摄像镜头的水平方向上进行光瞳分割的焦点检测像素的示意图。
图5A和5B是根据本发明的第一实施例的用于在摄像镜头的垂直方向上进行光瞳分割的焦点检测像素的示意图。
图6是示出根据本发明的第一实施例的摄像系统的处理的流程图。
图7A和7B是用于说明根据本发明的第一实施例的通过广角监视照相机所拍摄的图像的图。
图8A和8B是用于说明根据本发明的第一实施例的位置信息转换处理的示意图。
图9是示出根据本发明的第二实施例的摄像系统的处理的流程图。
图10是示出根据本发明的第三实施例的摄像系统的处理的流程图。
图11是示出根据本发明的第三实施例的广角监视照相机和旋转监视照相机的安装示例的图。
具体实施方式
现在，将根据附图来详细说明本发明的优选实施例。
第一实施例
将参考图1A和1B来说明根据本实施例的摄像系统。图1A是摄像系统1的系统结构图。摄像系统1包括旋转监视照相机100、广角监视照相机200和客户端设备300。旋转监视照相机100、广角监视照相机200和客户端设备300可以经由网络400而彼此相通信。旋转监视照相机100可以机械地进行平摇、俯仰和变焦操作。广角监视照相机200具有宽视角并且能够在水平方向上的360度并且在垂直方向上的180度的全部方向上进行摄像。旋转监视照相机100和广角监视照相机200例如安装在室内的天花板上。注意，旋转监视照相机100是变焦镜头照相机的示例，而广角监视照相机200是广角镜头照相机的示例。此外，可以安装多个旋转监视照相机100。
作为图像处理设备的客户端设备300是诸如可以显示旋转监视照相机100和广角监视照相机200所拍摄的图像的个人计算机等的通用计算机。旋转监视照相机100、广角监视照相机200和客户端设备300可以经由专用线路或LAN线缆等的有线连接、或者经由无线LAN等的无线连接而彼此相通信。不对网络400进行特别限定，只要能够使得旋转监视照相机100、广角监视照相机200和客户端设备300彼此相通信即可。
图1B是示出根据本实施例的旋转监视照相机100的示意图。旋转监视照相机100包括平摇驱动机构111、俯仰驱动机构112和镜头单元113。平摇驱动机构111包括转动轴114、旋转台115和平摇驱动单元104。旋转台115围绕转动轴114可转动地安装。平摇驱动机构111使旋转台115在平摇方向上绕转动轴114转动，并且在平摇方向上改变作为旋转监视照相机100的视点的摄像方向。俯仰驱动机构112包括支撑板116、支撑轴117和俯仰驱动单元105。支撑板116彼此面对地安装在旋转台115上的转动轴114的相对侧。支撑轴117安装在支撑板116上，并在俯仰方向上可移动地支撑照相机主体118。俯仰驱动机构112在俯仰方向上改变旋转监视照相机100的摄像方向。镜头单元113包括变焦驱动单元106、变焦透镜和调焦透镜，并改变旋转监视照相机100的视角。镜头单元113聚焦于位于预定位置处的被摄体。注意，变焦透镜和调焦透镜各自可以由多个透镜组成，并且集成到一个单元中。因而，旋转监视照相机100可以在平摇和俯仰方向上改变摄像方向。
图2是示出根据本实施例的摄像系统1的框图。旋转监视照相机100包括摄像单元101、图像处理单元102、距离测量单元103、平摇驱动单元104、俯仰驱动单元105、变焦驱动单元106、平摇、俯仰和变焦控制单元107、系统控制单元108、通信单元109和存储器110。摄像单元101包括镜头单元113和诸如CMOS传感器等的摄像器件，拍摄被摄体的图像，并经由光电转换将所拍摄的被摄体图像转换成电信号。图像处理单元102对从通过摄像单元101所进行的光电转换产生的图像信号进行各种类型的图像处理，对进行了图像处理的图像信号进行压缩编码处理，由此生成图像数据。
作为测量单元的距离测量单元103使用自动调焦功能、红外传感器或光场、或者利用光强度分布和与光入射方向有关的信息的其它技术来测量与被摄体的距离。在使用自动调焦功能的情况下，距离测量单元103通过使用自动调焦功能搜索被摄体处于聚焦的距离来测量距离。在使用红外传感器的情况下，距离测量单元103从红外发光元件发出红外光，使用位置传感器来检测红外光所反射的位置，并且基于所检测到的位置来测量与被摄体的距离。稍后将说明使用光场的方法。注意，根据本实施例，旋转监视照相机100不是必须包括距离测量单元103。
平摇驱动单元104包括适合进行平摇操作的机械驱动单元和马达，并且在马达进行工作的情况下，平摇驱动机构111在平摇方向上工作。俯仰驱动单元105包括适合进行俯仰操作的机械驱动单元和马达，并且在马达进行工作的情况下，俯仰驱动机构112在俯仰方向上工作。变焦驱动单元106包括用于调焦透镜和变焦透镜的驱动单元以及马达，并且在马达进行工作的情况下，变焦透镜沿着光轴驱动，以改变焦距。此外，在马达进行工作的情况下，调焦透镜沿着光轴移动，以调节焦点。作为控制单元的平摇、俯仰和变焦控制单元107基于从系统控制单元108发送来的指示信号来对平摇驱动单元104、俯仰驱动单元105和变焦驱动单元106进行控制。
作为控制单元的系统控制单元108是基于经由通信单元109所发送的照相机控制信号来进行处理的CPU(中央处理单元)。系统控制单元108发送用于指示图像处理单元102调节图像质量的信号。系统控制单元108发送用于指示平摇、俯仰和变焦控制单元107进行平摇操作、俯仰操作、变焦操作和调焦控制的信号。此外，系统控制单元108发送用于指示距离测量单元103测量被摄体距离的信号。通信单元109向客户端设备300传送所生成的图像数据。通信单元109接收从广角监视照相机200和客户端设备300发送来的照相机控制信号，并且将所接收到的信号发送至系统控制单元108。通信单元109将针对照相机控制信号的应答发送至广角监视照相机200和客户端设备300。存储器110包括ROM和RAM等，并且存储各种控制程序和各种参数等。存储器110例如存储用于照相机控制的预设编号、与该预设编号相对应的预设位置、距离映射、以及从安装旋转监视照相机100的室内的天花板到地面的距离等。注意，存储器110中所存储的预设位置是从客户端设备300接收到的。
广角监视照相机200包括摄像单元201、图像处理单元202、距离测量单元203、系统控制单元204、通信单元205和存储器206。摄像单元201包括摄像镜头和诸如CMOS传感器等的摄像器件，拍摄被摄体的图像，并且经由光电转换将所拍摄的被摄体图像转换成电信号。摄像单元201包括具有半球状的视角的广角镜头。图像处理单元202对从通过摄像单元201所进行的光电转换产生的图像信号进行各种类型的图像处理，对进行了图像处理的图像信号进行压缩编码处理，由此生成图像数据。与旋转监视照相机100的距离测量单元103相同，作为测量单元的距离测量单元203使用自动调焦功能、红外传感器或光场、或者其它技术来测量与被摄体的距离。注意，根据本实施例，广角监视照相机200可以不包括距离测量单元203。
系统控制单元204是基于经由通信单元205发送来的照相机控制信号来进行处理的CPU。系统控制单元204发送用于指示图像处理单元202调节图像质量的信号。此外，系统控制单元204发送用于指示距离测量单元203测量被摄体距离的信号。通信单元205向客户端设备300传送所生成的图像数据。通信单元205接收从客户端设备300发送来的照相机控制信号，并且将所接收到的信号发送至系统控制单元204。通信单元205将针对照相机控制信号的应答发送至客户端设备300。存储器206包括ROM和RAM等，并且存储各种控制程序和各种参数等。存储器206例如存储用于照相机控制的预设编号、与该预设编码相对应的预设位置、距离映射、默认俯仰位置以及从安装广角监视照相机200的室内的天花板到地面的距离等。注意，存储器206中所存储的预设位置是从客户端设备300接收到的。此外，俯仰位置是旋转监视照相机100在垂直方向上的姿势，并且可以例如由角度或其它信息来表示。
客户端设备300包括显示单元301、输入单元302、系统控制单元303、通信单元304和存储器305。显示单元301是液晶显示装置等，并且显示从旋转监视照相机100接收到的图像数据以及从广角监视照相机200接收到的图像数据。此外，显示单元301显示用于进行对旋转监视照相机100和广角监视照相机200的照相机控制的图形用户界面(以下称为GUI)。照相机控制例如包括设置旋转监视照相机100的变焦率、登记预设位置以及利用旋转监视照相机100和广角监视照相机200来进行摄像。作为指定单元的输入单元302包括键盘和诸如鼠标等的指示装置，并且客户端设备300的用户经由输入单元302来操作GUI。
用作图像获取单元、指定单元和位置确定单元的系统控制单元303是CPU，其中，CPU基于用户的GUI操作来生成照相机控制信号并且经由通信单元304将照相机控制信号发送至旋转监视照相机100和广角监视照相机200。此外，系统控制单元303将经由通信单元304从旋转监视照相机100和广角监视照相机200接收到的图像数据显示在显示单元301上。存储器305包括ROM和RAM等，并且存储各种控制程序和各种参数等。存储器305存储预设位置、默认俯仰位置以及从安装旋转监视照相机100和广角监视照相机200的室内的天花板到地面的距离等。这样，经由网络400，客户端设备300获取从利用旋转监视照相机100和广角监视照相机200进行拍摄所产生的图像数据，并进行各种类型的照相机控制。始终经由网络400将利用广角监视照相机200进行拍摄所产生的图像数据传送至客户端设备300，从而使得诸如监视人员等的用户能够利用客户端设备300上所显示的图像来观看到全部方向上的情形。此外，可以通过软件处理来对广角监视照相机200所拍摄的图像上的预定位置进行放大，但是放大后的图像依赖于图像的分辨率。因此，即使对图像的预定位置进行放大，也可能无法得到具有用户期望的分辨率的图像。与此相对，用于通过对广角监视照相机200所拍摄的图像上的预定位置进行机械地放大来拍摄图像的旋转监视照相机100可以获得具有更高分辨率的图像。
将参考图3～5B来说明根据光场来测量距离的方法。图3是根据本实施例的摄像像素的示意图。在图3～5B中，尽管将通过采用广角监视照相机200作为示例来给出说明，但是同样的结构也适用于旋转监视照相机100。根据本实施例的示出采用拜尔颜色阵列的摄像像素的图3是2行×2列摄像像素的平面图。在拜尔颜色阵列中，具有G(绿色)的光谱灵敏度的像素以对角方式配置，并且具有R(红色)和B(蓝色)的光谱灵敏度的像素被配置在剩余两个位置。
图4A和4B是根据本实施例的用于在摄像镜头的水平方向上进行光瞳分割的焦点检测像素的示意图。图4A是包括焦点检测像素的2行×2列像素的平面图。G像素被保持为摄像像素，而通过用于在摄像镜头TL的水平方向上进行光瞳分割的焦点检测像素SHA和SHB来替代R像素和B像素。图4B是沿着图4A中的线4B-4B截取的截面图。TL表示摄像镜头，ML表示配置在各像素的前方的微透镜，PD示意性示出光电转换器，并且CL表示形成用于传输各种信号的信号线的布线层。由于焦点检测像素SHA和SHB的信号不用作拍摄图像的信号，因此配置透明膜CFw。此外，由于布线层CL中的开口相对于微透镜ML的中心线沿一个方向偏移并且焦点检测像素SHA中的开口OPHA向右侧偏移，因此接收到穿过摄像镜头TL的左侧的出射光瞳EPHA的光束。同样地，由于焦点检测像素SHB的开口OPHB向左侧偏移，因此接收到穿过摄像镜头TL的右侧的出射光瞳EPHB的光束。将在水平方向上规则地配置的焦点检测像素SHA检测到的被摄体图像指定为图像A。此外，将在水平方向上规则地配置的焦点检测像素SHB检测到的被摄体图像指定为图像B。在这种情况下，可以通过检测图像A和图像B的相对位置来检测离焦量(散焦量)。
图5A和5B是示出根据本实施例的用于在摄像镜头的垂直方向上进行光瞳分割的焦点检测像素的示意图。图5A是包括焦点检测像素的2行×2列像素的平面图。与图4A相同，G像素被保持为摄像像素，而通过用于在摄像镜头TL的垂直方向上进行光瞳分割的焦点检测像素SVC和SVD来替代R像素和B像素。图5B是沿着图5A的线5B-5B截取的截面。由于焦点检测像素SVC的开口OPVC向下侧偏移，因此接收到穿过摄像镜头TL的上侧的出射光瞳EPVC的光束。此外，由于焦点检测像素SVD的开口OPVD向上侧偏移，因此接收到穿过摄像镜头TL的下侧的出射光瞳EPVD的光束。将从在垂直方向上规则地配置的焦点检测像素SVC获取到的被摄体图像指定为图像C。此外，将从在垂直方向上规则地配置的焦点检测像素SVD获取到的被摄体图像指定为图像D。在这种情况下，通过检测图像C和图像D的相对位置来检测散焦量。
这样，摄像单元201的摄像器件被配置成使得：将采用拜尔颜色阵列来重复配置2行×2列的RGB像素，并且将根据预定规则、采用拜尔颜色阵列来使焦点检测像素SHA、SHB、SVC和SVD分散，并且分布于摄像器件的整个区域内。系统控制单元204基于通过从可以检测到焦点的全部焦点检测区域各自中读取焦点检测像素的信号而生成的两个图像之间的相位差来计算离焦量，并且通过考虑与摄像镜头TL的特性有关的信息来将离焦量转换成被摄体距离。通过将全部区域的离焦量转换成被摄体距离，可以获得使显示图像的位置与被摄体具有对应关系的距离映射。使用该距离映射来测量被摄体距离。
图6是示出根据本实施例的摄像系统的处理的流程图。在系统控制单元303执行在客户端设备300的存储器305中所存储的程序的情况下开始本流程图。广角监视照相机200的处理是通过执行存储器206中所存储的程序来执行的，并且旋转监视照相机100的处理是通过执行存储器110中所存储的程序来执行的。
在步骤S601中，客户端设备300的系统控制单元303检测在显示单元301所显示的图像上所指定的预定位置。显示单元301上所显示的图像是由广角监视照相机200拍摄的。在显示单元301所显示的图像上，在用户由于诸如在发现看起来可疑的人或者感测到不正常的事情的情况下等的一些原因而想要对图像的一部分进行放大的情况下，用户经由输入单元302指定期望位置。作为用于指定位置的方法，用户可以指定点或矩形区域。
在步骤S602中，系统控制单元303判断包括指定位置的指定区域是否包括存储器305中所登记的预设位置。假定预先将该预设位置作为第一位置信息连同预设编号一起登记在旋转监视照相机100中。在旋转监视照相机100的存储器110中所登记的预设位置处，设置了与旋转监视照相机100的二维平面中的摄像位置和深度有关的信息、即与距离有关的信息。也就是说，该预设位置提供与指定区域中的被摄体空间中的位置有关的信息。预设位置的登记是在客户端设备300上进行的，并且该预设位置与广角监视照相机200上的图像中的坐标相关联。因此，可以使旋转监视照相机100所具有的预设编号与广角监视照相机200上的图像中的坐标具有对应关系。
预设位置例如是用户想要集中观看的位置、或者是图像的被摄体空间的多个位置信息中具有最高优先级的位置信息。在指定位置是点的情况下，指定区域是覆盖围绕指定位置的预定范围的区域。覆盖预定范围的区域例如是具有相对于指定位置的预定半径的区域。预定范围可以是用户预先设置的，或者可以是默认值。在指定位置是矩形区域的情况下，该矩形区域成为指定区域。在用户所指定的位置表示点的情况下，系统控制单元303判断指定区域是否包括预设位置。在用户所指定的位置是矩形区域的情况下，系统控制单元303判断作为指定区域的矩形区域是否包括预设位置的二维平面上的位置。以下，将用户所指定的位置和指定区域描述为指定位置信息。
在指定区域包括预设位置的情况下(步骤S602：是)，系统控制单元303将预设编号发送至旋转监视照相机100(步骤S603)。在步骤S603中，系统控制单元303将预设编号发送至安装在广角监视照相机200周围的旋转监视照相机100。在步骤S604中，平摇、俯仰和变焦控制单元107将摄像方向改变成与所接收到的预设编号相对应的预设位置。具体地，对平摇驱动单元104和俯仰驱动单元105进行控制，以使得改变旋转监视照相机100的摄像方向。
另一方面，在指定区域没有包括预设位置的情况下(步骤S602：否)，指定位置信息不包括与深度有关的信息，因而系统控制单元303向广角监视照相机200发送用以测量被摄体距离的请求(步骤S605)。在步骤S605中，系统控制单元303将用以测量被摄体的请求连同指定位置信息一起发送至广角监视照相机200。在步骤S606中，广角监视照相机200的系统控制单元204使用测量单元203来在用户所指定的位置的方向上测量被摄体距离。距离测量单元203使用自动调焦功能、红外传感器或光场等来测量被摄体距离。
在测量被摄体距离时，如果使用自动调焦或红外光，则仅可以测量出与单个点的距离。因此，在用户指定了区域的情况下，被摄体距离可能根据测量被摄体距离的位置而显著变化。如果所测量的被摄体距离不是用户所期望的位置处的距离，则可能使平摇和俯仰位置显著偏离。另一方面，在使用光场来测量被摄体距离的情况下，可以从摄像器件的全部像素各自中获取到用户所指定的区域中所包括的被摄体的距离。如果将从全部像素获取到的距离相加并且利用像素数量来进行平均，而且使用所获得的平均距离作为被摄体距离，则可以降低从用户所期望的位置的偏离。此外，可以通过对用户所指定的区域的中央部进行加权来对距离进行平均。使用加权可以使得更接近要测量的位于用户所期望的位置处的被摄体的被摄体距离。
在步骤S607中，系统控制单元204判断是否成功地测量出被摄体距离，如果成功地测量出被摄体距离(步骤S607：是)，则系统控制单元204将包括被摄体距离的位置信息发送至相邻的旋转监视照相机100(步骤S608)。将包括指定位置信息和被摄体距离的位置信息作为第二位置信息按优先级排序在接着预设位置之后。注意，在步骤S608中，向旋转监视照相机100的位置信息的发送可以通过广角监视照相机200来进行、或者通过客户端设备300收集位置信息来进行。由于旋转监视照相机100和广角监视照相机200安装在不同位置，因此旋转监视照相机100和广角监视照相机200具有不同的位置信息。因此，需要将广角监视照相机200的位置信息转换成旋转监视照相机100的位置信息。位置信息的转换处理可以通过旋转监视照相机100、广角监视照相机200和客户端设备300中的任意设备来进行。
将参考图7A和7B以及图8A和8B来说明位置信息转换处理。图7A和7B是用于说明根据本实施例的通过广角监视照相机200所拍摄的图像的图。图7A是示出广角监视照相机200所拍摄的平面图像的图，以及图7B是平面图像的说明图。在图7A中，采用广角监视照相机200的垂直方向作为Z轴。图7B所示的各圆在垂直方向上以10度间隔来分割半球状图像701。在客户端设备300上，将广角监视照相机200所拍摄的半球状图像701显示为平面图像702。在本实施例中，由于广角监视照相机200安装在室内天花板上，因此平面图像702的中心位置O与广角监视照相机200的正下方位置相对应。因此，平面图像702的中心在水平和垂直方向上的角度分别是0度和90度。在被摄体700位于半球状图像701上的位置P处的情况下，在平面图像702上，被摄体700显示在水平方向上以角度α并且在垂直方向上以角度β倾斜的位置P’处。因而，可以使用平面图像702来计算角度α和β。
图8A和8B是用于说明根据本实施例的位置信息转换处理的示意图。图8A是示出用于计算垂直方向上的角度的方法的图，以及图8B是示出用于计算水平方向上的角度的方法的图。将参考图8A来说明用于计算垂直方向上的角度的方法的图。将在水平方向(X-Y方向)上旋转监视照相机100和广角监视照相机200之间的距离指定为d1，并且将广角监视照相机200所测量出的与被摄体700的距离指定为d2。使用平面图像702来测量广角监视照相机200和被摄体700之间的角度β。使用以下表达式1～3来计算在垂直方向上从广角监视照相机200到被摄体700的距离d3、在水平方向上广角监视照相机200和被摄体700之间的距离d4、以及旋转监视照相机100和被摄体700之间的在垂直方向Z上的角度γ。
d3＝d2·cosβ (表达式1)
d4＝d2·sinβ (表达式2)
γ＝tan-1(d1+d4)/d3 (表达式3)
接着，将参考图8B来说明用于计算水平方向上的角度的方法。在水平方向上广角监视照相机200和被摄体700之间的距离是使用表达式2所计算出的距离d4，而广角监视照相机200和被摄体70之间的角度α是使用平面图像702来计算的。使用以下表达式4～6来计算广角监视照相机200和被摄体700之间的水平距离d5、广角监视照相机200和被摄体700之间的垂直距离d6、以及旋转监视照相机100和被摄体700之间的在水平方向上的角度θ。
d5＝d4·cosα (表达式4)
d6＝d4·sinα (表达式5)
θ＝tan-1d6/(d1+d5) (表达式6)
因此，可以将广角监视照相机200的位置信息转换成旋转监视照相机100的位置信息。注意，旋转监视照相机100和被摄体700之间的距离d7可以通过表达式7使用从表达式1～6所计算出的值来计算出，并且可以使用距离d7来实现聚焦。
d7＝d6/sinθ (表达式7)
在步骤S609中，旋转监视照相机100的系统控制单元108将摄像方向改变成根据所获取到的位置信息所确定出的摄像位置。具体地，系统控制单元108基于指定位置信息和被摄体距离来生成指示信号，并且将该指示信号发送至平摇、俯仰和变焦控制单元107。平摇、俯仰和变焦控制单元107对平摇驱动单元104和俯仰驱动单元105进行控制，以使得旋转监视照相机100的摄像方向将移动至由指示信号所指定的位置、即通过使用表达式3和6所计算出的水平角度θ和垂直角度γ所表示的方向。因此，即使在预设位置没有包括在指定区域中的情况下，也可以使用基于指定位置信息所获取到的距离信息来将旋转监视照相机100的摄像方向改变成用户所期望的位置。
另一方面，如果无法测量出被摄体距离(步骤S607：否)，则系统控制单元204判断是否设置了默认俯仰位置(步骤S610)。无法测量出被摄体距离的情况下包括被摄体距离的测量失败的情况或者广角监视照相机200没有配备距离测量单元203的情况。如果设置了默认俯仰位置(步骤S610：是)，则系统控制单元204发送与默认俯仰位置有关的信息(步骤S611)。在步骤S611中，系统控制单元204将包括指定位置信息和默认俯仰位置的位置信息作为第三位置信息发送至相邻的旋转监视照相机100。将包括指定位置信息和默认俯仰位置的位置信息按优先级排序在接着包括被摄体距离的位置信息之后。在步骤S612中，系统控制单元108接收指定位置信息和与默认俯仰位置有关的位置信息，生成指示信号，并且将该指示信号发送至平摇、俯仰和变焦控制单元107。平摇、俯仰和变焦控制单元107对平摇驱动单元104和俯仰驱动单元105进行控制，以使得将摄像方向改变成用户所指定的位置和默认俯仰位置。因此，由于在无法测量出被摄体距离的情况下将摄像方向改变成默认俯仰位置，因此可以尽可能地将旋转监视照相机100的摄像方向改变成用户所期望的位置。注意，将包括指定位置信息和默认俯仰位置的位置信息转换成针对旋转监视照相机100的位置信息的处理可以通过旋转监视照相机100、广角监视照相机200和客户端设备300中的任意设备来进行。
另一方面，如果没有设置默认俯仰位置(步骤S610：否)，则系统控制单元204将维持当前俯仰位置的信息发送至相邻的旋转监视照相机100(步骤S613)。在步骤S613中，系统控制单元204将包括针对旋转监视照相机100所指定的位置信息和当前俯仰位置的位置信息作为第四位置的信息发送至相邻的旋转监视照相机100。包括指定位置信息和当前俯仰位置的信息是按优先级排序在接着包括指定位置信息和默认俯仰位置的位置信息之后的位置候选。在步骤S614中，系统控制单元108接收指定位置信息以及维持当前俯仰位置的信息，基于指定位置信息和当前俯仰位置信息来生成指示信号，并且将该指示信号发送至平摇、俯仰和变焦控制单元107。平摇、俯仰和变焦控制单元107对平摇驱动单元104和俯仰驱动单元105进行控制，以在维持旋转监视照相机100的俯仰位置的同时将摄像方向移动至指定位置。因此，即使在没有设置默认俯仰位置的情况下，由于可以在维持当前俯仰位置的同时将摄像方向改变成与指定位置信息相对应的位置，因此可以尽可能地将摄像方向改变成用户所期望的位置。注意，将用户所指定的位置信息和当前俯仰位置转换成针对旋转监视照相机100的位置信息的处理可以通过旋转监视照相机100来进行。此外，可以通过发送旋转监视照相机100的俯仰位置，由广角监视照相机200或客户端设备300进行位置信息的转换处理。此外，如果在步骤S607中无法测量出被摄体距离，则系统控制单元204可以向客户端设备300发送尚未成功地测量出被摄体距离的信息。在系统控制单元204向客户端设备300发送尚未成功地测量出被摄体距离的信息的情况下，可以通过客户端设备300来进行步骤S610～S611和步骤S613的处理。此外，可以根据用户设置来改变判断处理(步骤S602、S607和S610)的顺序。
这样，根据本实施例，可以按优先级顺序将广角监视照相机200所拍摄的图像的被摄体空间的多个位置信息其中之一确立为摄像位置。因此，由于将旋转监视照相机100的摄像方向改变成按多个位置信息的优先级顺序所确定出的摄像位置，因此可以将旋转监视照相机100的摄像方向改变成用户所期望的位置。
第二实施例
接着，将说明根据本发明的第二实施例的摄像系统1。在根据本实施例的摄像系统1中，将旋转监视照相机100移动至固定的俯仰位置。将与第一实施例的组件相同的组件通过与对应组件相同的附图标记来表示，并且将省略其说明。
图9是示出根据本实施例的摄像系统的处理的流程图。注意，步骤S901～S912与步骤S601～S612相同。在步骤S901中，客户端设备300的系统控制单元303检测在广角监视照相机200所拍摄的图像上所指定的预定位置，其中，该图像显示在显示单元301上。在步骤S902中，系统控制单元303判断指定区域是否包括预设位置。在指定区域包括预设位置的情况下(步骤S902：是)，系统控制单元303将预设编号发送至旋转监视照相机100(步骤S903)。在步骤S904中，平摇、俯仰和变焦控制单元107对平摇驱动单元104和俯仰驱动单元105进行控制，以将摄像方向改变成与所接收到的预设编号相对应的预设位置。另一方面，在指定区域没有包括预设位置的情况下(步骤S902：否)，系统控制单元303将用以测量被摄体距离的请求连同用户所指定的位置信息一起发送至广角监视照相机200(步骤S905)。在步骤S906中，广角监视照相机200的系统控制单元204使用距离测量单元203来测量指定位置信息的方向上的被摄体距离。在步骤S907中，系统控制单元204判断是否成功地测量出被摄体距离。如果成功地测量出被摄体距离(步骤S907：是)，则系统控制单元204将位置信息、即包括被摄体距离的摄站(exposure station)发送至相邻的旋转监视照相机100(步骤S908)。在步骤S909中，旋转监视照相机100的系统控制单元108基于用户所指定的位置信息以及被摄体距离来生成指示信号，并将该指示信号发送至平摇、俯仰和变焦控制单元107。另一方面，如果无法测量出被摄体距离(步骤S907：否)，则系统控制单元204判断是否设置了默认俯仰位置(步骤S910)。如果设置了默认俯仰位置(步骤S910：是)，则系统控制单元204将指定位置信息和默认俯仰位置发送至旋转监视照相机100(步骤S911)。在步骤S912中，系统控制单元108生成指示信号，并且将该指示信号发送至平摇、俯仰和变焦控制单元107。基于该指示信号，平摇、俯仰和变焦控制单元107对平摇驱动单元104和俯仰驱动单元105进行控制，以将摄像方向改变成默认俯仰位置。
如果没有设置默认俯仰位置(步骤S910：否)，则系统控制单元204发送示出地面的俯仰位置(步骤S913)。在步骤S913中，系统控制单元204向旋转监视照相机100发送指定位置信息以及与示出地面的俯仰位置有关的信息。示出地面的俯仰位置可以通过在旋转监视照相机100和广角监视照相机200的安装时预先设置从天花板到地面的距离来计算出。具体地，如果将从天花板到地面的距离指定为距离d2，则可以通过表达式1～6使用基于指定位置信息所计算出的水平角度θ和垂直角度β来计算出示出地面的俯仰位置。可选地，与地面的距离可以预先通过广角监视照相机200的距离测量单元203和旋转监视照相机100的距离测量单元103来计算出。具体地，如果将所测量出的与地面的距离指定为距离d2，则示出地面的俯仰位置可以通过表达式1～6使用水平角度θ和垂直角度β来计算出。
在步骤S914中，旋转监视照相机100的系统控制单元108将摄像方向改变成示出地面的位置。具体地，系统控制单元108接收指定位置信息和与示出地面的俯仰位置有关的位置信息，生成指示信号，并且将该指示信号发送至平摇、俯仰和变焦控制单元107。平摇、俯仰和变焦控制单元107对平摇驱动单元104和俯仰驱动单元105进行控制，以将旋转监视照相机100的摄像方向改变成指定位置信息和示出地面的位置。注意，将指定位置信息和示出地面的俯仰位置转换成针对旋转监视照相机100的位置信息，这可以通过旋转监视照相机100、广角监视照相机200和客户端设备300中的任意设备来进行。此外，步骤S913的处理可以通过客户端设备300来进行。此外，虽然在本实施例中说明了将旋转监视照相机100的摄像方向改变成示出地面的位置的处理，但是可以根据关注的期望被摄体来将旋转监视照相机100的摄像方向改变成相对于地面的任意高度处进行拍摄的俯仰位置。例如，如果关注的期望被摄体是人，则可以将摄像方向移动至相对于地面的1.5m高度处的俯仰位置。
这样，根据本实施例，在没有设置默认俯仰位置的情况下，可以对旋转监视照相机100的摄像方向进行控制，以使得移动至预定的俯仰位置。因此，由于即使在旋转监视照相机100的移动前后、关注的期望被摄体的俯仰位置改变的情况下，也将旋转监视照相机100的摄像方向改变成预定的俯仰位置，因此可以尽可能地将摄像方向改变成用户所期望的位置。
第三实施例
接着，将说明本发明的第三实施例。在根据本实施例的摄像系统1中，仅旋转监视照相机100配备有距离测量单元203。将与第一实施例的组件相同的组件通过与对应组件相同的附图标记来表示，并且将省略其说明。
图10是示出根据本实施例的摄像系统1的处理的流程图。注意，步骤S1001～S1004以及S1010～S1014与步骤S601～S604以及S610～S614相同。在步骤S1001中，客户端设备300的系统控制单元303检测广角监视照相机200所拍摄的图像上所指定的预定位置，其中该图像显示在显示单元301上。在步骤S1002中，系统控制单元303判断指定区域是否包括存储器305中所登记的预设位置。如果指定区域包括所登记的预设位置(S1002：是)，则系统控制单元303将预设编号发送至旋转监视照相机100(步骤S1003)。在步骤S1004中，基于与所接收到的预设编号相对应的预设位置，平摇、俯仰和变焦控制单元107对平摇驱动单元104和俯仰驱动单元105进行控制，以使得将摄像方向改变成预设位置。
另一方面，在指定区域没有包括预设位置的情况下(步骤S1002：否)，系统控制单元303将用以测量被摄体距离的请求发送至旋转监视照相机100(步骤S1005)。由于期望将指定位置信息用于广角监视照相机200，因此需要将指定位置信息转换成针对旋转监视照相机100的位置信息。位置信息的转换处理可以通过旋转监视照相机100或客户端设备300来进行。
在步骤S1006中，基于所接收到的位置信息，旋转监视照相机100的系统控制单元108使距离测量单元103以固定间隔测量从示出广角监视照相机200的位置朝向地面的被摄体距离。将参考图11来说明被摄体距离的测量方法。图11是示出根据本实施例的广角监视照相机200和旋转监视照相机100的安装示例的图。旋转监视照相机100和广角监视照相机200安装在天花板1110上，并且地面1101位于旋转监视照相机100和广角监视照相机200的正下方。在从广角监视照相机200看到的表示用户所指定的位置的方向的线1110上，位置1111～1115与通过旋转监视照相机100来进行摄像的位置相对应。此外，位置1115与地面1101的位置相对应。由于用户所指定的位置没有包括深度信息，因此不清楚旋转监视照相机100应当指向线1110上的何处。根据本实施例，旋转监视照相机100的系统控制单元108使距离测量单元103从示出广角监视照相机200的位置起沿着线1110以固定间隔测量被摄体距离。首先，系统控制单元108使距离测量单元103测量位置1111的方向上的被摄体距离。如果无法在位置1111处测量出被摄体距离，或者如果所测量的被摄体不在相对于线1110的预定范围内，则测量下一位置1112的方向上的被摄体距离。这样，系统控制单元108沿着线1110以固定间隔测量被摄体距离，直到成功地测量出被摄体距离为止。
在步骤S1007中，系统控制单元108判断是否成功地测量出被摄体距离。如果成功地测量出被摄体距离(步骤S1007：是)，则系统控制单元108判断被摄体的俯仰位置是否与地面相对应(S1008)。如果无法测量出被摄体距离(步骤S1007：否)，则系统控制单元108测量线1110上的下一位置的被摄体距离。在S1008中，系统控制单元108根据被摄体距离来计算俯仰位置，判断测量距离的被摄体的俯仰位置是否与地面相对应。在图11中，在被摄体的俯仰位置与位置1115相对应的情况下，系统控制单元108判断为被摄体的俯仰位置与地面相对应。在被摄体的俯仰位置没有与地面相对应的情况下，系统控制单元108将摄像方向改变成所测量出的被摄体处的位置(S1009)。在步骤S1009中，系统控制单元108基于所测量出的被摄体距离和指定位置信息来计算平摇位置和俯仰位置，生成指示信号，并且将该指示信号发送至平摇、俯仰和变焦控制单元107。基于该指示信号，平摇、俯仰和变焦控制单元107对平摇驱动单元104和俯仰驱动单元105进行控制，以使得将摄像方向改变成平摇位置和俯仰位置。平摇位置是旋转监视照相机100的水平位置，并且可以由角度或其它信息来表示。
另一方面，在被摄体的俯仰位置与地面相对应的情况下(步骤S1008：是)，广角监视照相机200的系统控制单元204判断是否设置了默认俯仰位置(步骤S1010)。在步骤S1010中，系统控制单元108将信号发送至广角监视照相机200，并且广角监视照相机200的系统控制单元204判断是否设置了默认俯仰位置。注意，系统控制单元108可以被指定为将信号发送至客户端设备300，从而使客户端设备300进行步骤S1010和随后步骤的处理。如果设置了默认俯仰位置(步骤S1010：是)，则系统控制单元204将指定位置信息和默认俯仰位置发送至旋转监视照相机100(步骤S1011)。在步骤S1012中，系统控制单元108生成指示信号，并且将该指示信号发送至平摇、俯仰和变焦控制单元107。平摇、俯仰和变焦控制单元107对平摇驱动单元104和俯仰驱动单元105进行控制，以使得将摄像方向改变成指向指定位置信息和默认俯仰位置。
另一方面，如果没有设置默认俯仰位置(步骤S1010：否)，则系统控制单元204向旋转监视照相机100发送针对旋转监视照相机100所指定的位置信息以及维持当前俯仰位置的信息(步骤S1013)。在步骤S1014中，系统控制单元108生成指示信号，并且将该指示信号发送至平摇、俯仰和变焦控制单元107。平摇、俯仰和变焦控制单元107对平摇驱动单元104和俯仰驱动单元105进行控制，以使得在维持旋转监视照相机100的当前俯仰位置的同时改变摄像方向。
这样，根据本实施例，在使用了旋转监视照相机100的距离测量单元103的情况下，可以在用户所指定的位置的方向上以预定间隔测量被摄体距离，并且可以将旋转监视照相机100指向在指定位置的方向上存在的被摄体。因此，可以将旋转监视照相机100的摄像方向改变成用户所期望的位置。
其它实施例
虽然参考典型实施例详细说明了本发明，但是本发明不限于以上所述的特定实施例，并且可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下，在本发明中包括各种其它实施例。例如，可以设置多个旋转监视照相机100。此外，广角监视照相机200不是必须为广角，并且可以是旋转监视照相机100等。
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (12)

1.一种摄像系统，包括：
图像获取单元，用于获取第一摄像设备所拍摄的图像；
位置确定单元，用于按优先级顺序将所述图像的被摄体空间中的多个位置信息其中之一确定为摄像位置；以及
控制单元，用于基于所述摄像位置来改变第二摄像设备的视点。
2.根据权利要求1所述的摄像系统，其中，还包括指定单元，所述指定单元用于指定所述图像中的区域，
其中，在所述区域中包括预先设置的预设位置的情况下，所述位置确定单元确定包括所述预设位置的第一位置信息作为所述摄像位置。
3.根据权利要求2所述的摄像系统，其中，还包括测量单元，所述测量单元用于测量与被摄体空间中的被摄体的距离，
其中，在无法获取到所述第一位置信息的情况下，所述位置确定单元使用第二位置信息来确定所述摄像位置，其中所述第二位置信息基于经由所述指定单元所指定的区域的由所述测量单元测量出的距离来定义三维位置。
4.根据权利要求3所述的摄像系统，其中，所述测量单元计算从所述第一摄像设备的摄像器件具有的各像素所获取到的距离的平均值。
5.根据权利要求4所述的摄像系统，其中，所述测量单元对与位于所述区域的中央部的被摄体的距离进行加权。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的摄像系统，其中，
经由所述指定单元来指定所述第二摄像设备的俯仰位置；以及
在无法获取到所述第二位置信息的情况下，所述位置确定单元使用经由所述指定单元所指定的区域、以及用于基于针对所述区域预先确定的俯仰位置而定义三维位置的第三位置信息，来确定所述摄像位置。
7.根据权利要求6所述的摄像系统，其中，在无法获取到所述第三位置信息的情况下，所述位置确定单元确定包括所述区域和所述第二摄像设备的当前俯仰位置的第四位置信息作为所述摄像位置。
8.一种图像处理设备，其被配置为能够与第一摄像设备和第二摄像设备进行通信，其中所述第二摄像设备的视点能够改变，所述图像处理设备包括：
图像获取单元，用于获取所述第一摄像设备所拍摄的图像；
位置确定单元，用于按优先级顺序将所述图像的被摄体空间中的多个位置信息其中之一确定为所述第二摄像设备的摄像位置。
9.一种摄像系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
获取第一摄像设备所拍摄的图像；
按优先级顺序将所述图像的被摄体空间中的多个位置信息其中之一确定为摄像位置；以及
基于所述摄像位置来改变第二摄像设备的视点。
10.一种图像处理设备的控制方法，所述图像处理设备被配置为能够与第一摄像设备和第二摄像设备进行通信，其中所述第二摄像设备的视点能够改变，所述控制方法包括以下步骤：
获取所述第一摄像设备所拍摄的图像；以及
按优先级顺序将所述图像的被摄体空间中的多个位置信息其中之一确定为所述第二摄像设备的摄像位置。
11.一种程序，用于使能够与第一摄像设备和第二摄像设备进行通信的计算机进行工作，其中所述第二摄像设备的视点能够改变，所述计算机用作：
图像获取单元，用于获取所述第一摄像设备所拍摄的图像；
位置确定单元，用于按优先级顺序将所述图像的被摄体空间中的多个位置信息其中之一确定为所述第二摄像设备的摄像位置。
12.一种非暂时性计算机可读记录介质，其存储根据权利要求11所述的可读的程序。
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