CN108028884B - 摄像系统及摄像控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种提高指定所希望的被摄体时的操作性的摄像系统及摄像控制方法。本发明的优选方式所涉及的摄像系统具备：显示机构，在显示画面显示图像数据；指定接收机构，接收基于用户的显示画面内的任意位置的指定；计时机构，对从显示画面内的显示有第1指定被摄体的第1位置被指定至第2位置被指定为止的第1时间进行计时；判定机构，判定第1时间是否为比第1阈值时间短的时间；获取机构，获取第2位置被指定时的作为显示画面内的第1指定被摄体的位置的第3位置；及平均机构，获取对第2位置与第3位置进行了简单平均或加权平均的第4位置，在判定机构判定为比第1阈值时间短时，云台控制机构将显示在第4位置中的第2指定被摄体显示在目标位置。

Description

摄像系统及摄像控制方法
技术领域
本发明涉及一种摄像系统及摄像控制方法，尤其涉及一种实时显示通过进行远程操作的云台摄像机拍摄的图像的摄像系统及摄像控制方法。
背景技术
已知有通过远程操作使相机进行摇拍动作(平摇动作)及俯仰拍动作(俯仰动作)而调整相机的摄像方向的摄像系统。
专利文献1中记载有如下技术：按压显示图像的触摸面板时，根据该按压位置向平摇方向及俯仰方向驱动光学系统的光轴，由此在显示画面的大致中央位置显示被按压的图像。根据专利文献1中所述的技术，能够将显示在显示画面的任意位置的被摄体显示在显示画面的大致中央位置。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-356711号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
指定欲显示于显示画面的目标位置的被摄体时，有时指定位置中会产生误差。例如，只要是如专利文献1使用了触摸面板的情况，根据用户的手指的粗细或硬度、按压强度等接触手指的按压面积会有所不同，因此很难指定细小的位置，且会在指定位置产生误差。该情况下，无法在目标位置显示所希望的被摄体。从而，尤其希望在目标位置严格地显示被摄体的情况下，存在即便进行多次指定也很难在目标位置显示被摄体的问题。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种提高指定所希望的被摄体时的操作性的摄像系统及摄像控制方法。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，摄像系统的一方式具备：相机，获取图像数据；云台机构，使相机向平摇方向及与平摇方向正交的俯仰方向旋转；显示机构，在显示画面显示图像数据；指定接收机构，接收基于用户的显示画面内的任意位置的指定；第1转换机构，当显示画面内的第1位置被指定时，将显示画面内的第1位置与显示画面内的目标位置之间的差分转换为作为云台机构的旋转量的第1旋转量；云台控制机构，控制云台机构而将第1旋转量作为控制旋转量来使相机旋转，由此将显示在第1位置中的第1指定被摄体显示在目标位置；计时机构，对从第1位置被指定至显示画面内的第2位置被指定为止的第1时间进行计时；判定机构，判定第1时间是否为比第1阈值时间短的时间；获取机构，获取第2位置被指定时的作为显示画面内的第1指定被摄体的位置的第3位置；平均机构，获取对第2位置与第3位置进行了简单平均或加权平均的第4位置；及第2转换机构，将第4位置与目标位置之间的差分转换为作为云台机构的旋转量的第2旋转量，在判定机构判定为比第1阈值时间短时，云台控制机构控制云台机构而将第2旋转量作为新的控制旋转量来使相机旋转，由此将显示在第4位置中的第2指定被摄体显示在目标位置。
根据本方式，获取第2位置被指定时的显示画面内的第1指定被摄体的位置与第2位置进行了简单平均或加权平均的第4位置，将第4位置与目标位置之间的差分转换为作为云台机构的旋转量的第2旋转量，在判定机构判定为从第1位置被指定至第2位置被指定为止的第1时间比第1阈值时间短时，将第2旋转量作为新的控制旋转量而使相机旋转，由此将显示在第4位置中的第2指定被摄体显示在目标位置，因此能够提高指定所希望的被摄体时的操作性。
优选具备第3转换机构，将显示画面内的第2位置与显示画面内的目标位置之间的差分转换为作为云台机构的旋转量的第3旋转量，在判定机构判定为第1阈值时间以上时，云台控制机构控制云台机构而将第3旋转量作为新的控制旋转量来使相机旋转，由此将显示在第2位置中的第3指定被摄体显示在目标位置。由此，当为第1阈值时间以上时，能够将显示在第2位置中的第3指定被摄体显示在目标位置。
优选具备：第3转换机构，将显示画面内的第2位置与显示画面内的目标位置之间的差分转换为作为云台机构的旋转量的第3旋转量；及差分判定机构，判定第2位置与目标位置之间的差分是否为比第1阈值距离大的距离，通过差分判定机构判定为比第1阈值距离大时，与判定机构的判定结果无关，云台控制机构控制云台机构而将第3旋转量作为新的控制旋转量来使相机旋转，由此将显示在第2位置中的第3指定被摄体显示在目标位置。由此，当比第1阈值距离大时，能够将显示在第2位置中的第3指定被摄体显示在目标位置。
优选平均机构中第1时间越长越增大第2位置的权重而对第2位置与第3位置进行加权平均。认为第1指定被摄体越接近目标位置第2位置的精度越高。从而，第1指定被摄体越接近目标位置，则越增大第2位置的权重，由此能够在目标位置显示适当的被摄体。
优选具备距离测定机构，测定相机与显示在第2位置中的第3指定被摄体的距离，平均机构中，测定的距离越小越增大第2位置的权重而对第2位置与第3位置进行加权平均。与第3指定被摄体的距离越小由于相机的旋转引起的视差之差越大，因此认为第1位置的精度差。从而，与第3指定被摄体的距离越小越增大第2位置的权重，由此能够在目标位置显示适当的被摄体。
优选具备移动方向获取机构，获取从显示画面内的第1位置朝向目标位置的第1指定被摄体的移动方向，平均机构将第2位置与第3位置之间的差分分解为与移动方向平行的平行分量和与移动方向垂直的垂直分量，使针对平行分量的第3位置的权重大于针对垂直分量的第3位置的权重而对第2位置与第3位置进行加权平均。认为与与移动方向垂直的方向相比，与移动方向平行的方向的第2位置的精度相对较差。因此，与垂直分量相比，对平行分量相对增大第3位置的权重，由此能够在在目标位置显示适当的被摄体。
优选，计时机构对从第1位置被指定至显示画面内的多个位置被指定为止的第2时间进行计时，判定机构判定第2时间是否为比第1阈值时间短的时间，获取机构获取多个位置被指定时的显示画面内的作为第1指定被摄体的位置的第5位置，平均机构获取对多个位置与第5位置进行了简单平均或加权平均的第6位置，第2转换机构将第6位置与目标位置之间的差分转换为作为云台机构的旋转量的第4旋转量，在判定机构判定第2时间为比第1阈值时间短的时间时，云台控制机构控制云台机构而将第4旋转量作为新的控制旋转量来使相机旋转，由此将显示在第6位置中的第4指定被摄体显示在目标位置。由此，即使在比第1阈值时间短的时间内显示画面内的多个位置被指定的情况下，也能够在目标位置显示适当的被摄体。
优选指定接收机构具备触摸面板，用户通过触摸操作而能够指定显示画面内的任意位置。本方式适合在指定接收机构应用了触摸面板的摄像系统。
优选目标位置为显示画面的中心位置。本方式适合于对以目标位置为显示画面的中心位置而所指定的被摄体进行定心的摄像系统。
优选具备远程相机及便携式终端，至少显示机构及指定接收机构设置于便携式终端，至少相机及云台机构设置于远程相机，远程相机及便携式终端分别具备进行通信的通信机构。由此，能够使用便携式终端的指定接收机构控制远程相机的相机，并在便携式终端的显示机构显示摄影图像。
为了实现上述目的，摄像控制方法的一方式具备：云台工序，使获取图像数据的相机通过云台机构向平摇方向及与平摇方向正交的俯仰方向旋转；显示工序，在显示画面显示图像数据；指定接收工序，接收基于用户的显示画面内的任意位置的指定；第1转换工序，当显示画面内的第1位置被指定时，将显示画面内的第1位置与显示画面内的目标位置之间的差分转换为作为云台机构的旋转量的第1旋转量；云台控制工序，控制云台机构而将第1旋转量作为控制旋转量来使相机旋转，由此将显示在第1位置中的第1指定被摄体显示在目标位置；计时工序，对从第1位置被指定至显示画面内的第2位置被指定为止的第1时间进行计时；判定工序，判定第1时间是否为比第1阈值时间短的时间；获取工序，获取第2位置被指定时的作为显示画面内的第1指定被摄体的位置的第3位置；平均工序，获取对第2位置与第3位置进行了简单平均或加权平均的第4位置；及第2转换工序，将第4位置与目标位置之间的差分转换为作为云台机构的旋转量的第2旋转量，在判定工序中判定为比第1阈值时间短时，在云台控制工序中控制云台机构而将第2旋转量作为新的控制旋转量来使相机旋转，由此将显示在第4位置中的第2指定被摄体显示在目标位置。
根据本方式，获取第2位置被指定时的显示画面内的第1指定被摄体的位置与第2位置进行了简单平均或加权平均的第4位置，将第4位置与目标位置之间的差分转换为作为云台机构的旋转量的第2旋转量，在判定机构判定为从第1位置被指定至第2位置被指定为止的第1时间比第1阈值时间短时，将第2旋转量作为新的控制旋转量而使相机旋转，由此将显示在第4位置中的第2指定被摄体显示在目标位置，因此能够提高指定所希望的被摄体时的操作性。
发明效果
根据本发明，能够提高指定所希望的被摄体时的操作性。
附图说明
图1为表示本实施方式所涉及的摄像系统的一例的外观立体图。
图2为表示摄像系统的系统结构的一例的框图。
图3为表示显示位置变更控制部的一例的框图。
图4为用于说明触摸面板的显示画面的坐标的定义的图。
图5为表示第1实施方式所涉及的视角变更功能的处理的流程图。
图6为用于说明第1实施方式所涉及的视角变更功能的图。
图7为用于说明第1实施方式所涉及的视角变更功能的图。
图8为表示第2实施方式所涉及的显示位置变更控制部的一例的框图。
图9为表示第2实施方式所涉及的视角变更功能的处理的流程图。
图10为表示第3实施方式所涉及的摄像系统的系统结构的一例的框图。
图11为表示第3实施方式所涉及的视角变更功能的处理的流程图。
图12为表示第4实施方式所涉及的显示位置变更控制部的一例的框图。
图13为表示第4实施方式所涉及的视角变更功能的处理的流程图。
图14为用于说明第4实施方式所涉及的视角变更功能的图。
图15为用于说明相对于被摄体的移动方向的平行方向分量和垂直方向分量的图。
具体实施方式
以下，按照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。
＜第1实施方式＞
〔摄像系统的结构〕
图1为表示第1实施方式所涉及的摄像系统10的一例的外观立体图。如该图所示，摄像系统10具备具有智能手机型便携式终端的形态的终端装置11及具有云台远程相机的形态，且能够从终端装置11进行通信的相机装置20。
相机装置20中，包括齿轮26的保持部25及保持部25中所安装的摄影光学系统21固定装配于装置主体22上所设置的底座23。底座23被设置成以作为装置本体22的垂直方向的轴的Z轴为中心而旋转自如，且通过平摇驱动部32P(参考图2)进行以Z轴为中心的平摇动作。齿轮26设置于和作为与垂直方向正交的水平方向的轴的X轴相同的轴上，通过从俯仰驱动部32T(参考图2)经由齿轮26而传递驱动力，摄影光学系统21沿上下方向转动而进行俯仰动作。这些摄影光学系统21、保持部25(齿轮26)及底座23被防尘及防滴用球形罩24覆盖。另外，在图1中，用符号“L”表示摄影光学系统21的光轴。
另一方面，在终端装置11的壳体12中容纳有触摸面板15、操作按钮16、扬声器17、麦克风18及终端相机19等。
触摸面板15被构成为通过触摸操作而能够由用户指定显示画面的任意位置。触摸面板15由显示从相机装置20发送的摄影图像数据和各种信息的显示器13(显示画面的一例)和整面透明且与显示器13重叠，并作为接收基于用户的命令的命令接收部而发挥功能的操作面板14构成。触摸面板15中，显示器13的显示位置的坐标与操作面板14的操作位置的坐标彼此对应关联，操作面板14通过检测显示器13的哪一位置被操作，能够接收基于用户的显示画面内的任意位置的指定。在以下的说明中，将显示器13的显示动作及操作面板14的命令接收动作均作为触摸面板15的动作而进行说明。
操作按钮16作为与触摸面板15一同接收来自用户的命令的命令接收部而发挥功能，用户能够经由触摸面板15及操作按钮16而对终端装置11及与终端装置11连接的相机装置20进行操作。扬声器17及麦克风18作为通话部而发挥功能，用户能够经由扬声器17及麦克风18而与其他电话机的用户交谈。终端相机19能够根据经由触摸面板15或操作按钮16的来自用户的命令而进行摄影。
用户能够使用上述终端装置11来控制相机装置20的动作，例如能够从相机装置20向终端装置11发送摄影图像而将其显示于触摸面板15，或者变更相机装置20的摄像方向(摄影光学系统21的光轴L的方向)。
图2为表示摄像系统10的系统结构的一例的框图。
相机装置20为连续拍摄被摄体而输出被摄体像的实时取景图像的相机。相机装置20具有摄像部30、摄像方向调整部32、相机侧通信部36及将统一控制它们的相机侧控制器34。
摄像部30包括摄影光学系统21及成像元件31而构成。摄影光学系统21包括未图示的变焦透镜、聚焦透镜及光圈等，由未图示的驱动部驱动，且进行变焦、调焦及入射光量的调整。成像元件31配置于摄影光学系统21的后段，经由摄影光学系统21接受被摄体光。成像元件31具备未图示的多个受光元件排列成矩阵状的成像面31a，入射到成像面31a的被摄体光成像于该受光面上，并通过各受光元件转换为电信号。根据该电信号，从摄像部30输出摄影图像数据。摄像部30能够在相机侧控制器34的控制下定期地进行摄影而输出摄影图像数据。
摄像方向调整部32(云台机构的一例)作为除了图1所示的底座23、保持部25及齿轮26以外还包括平摇驱动部32P及俯仰驱动部32T的云台机构而构成，能够调整摄像部30的摄像方向。摄像方向调整部32由相机侧控制器34控制。例如，当需要将摄像方向沿水平方向移动时，摄像方向调整部32在相机侧控制器34的控制下使摄像部30进行平摇动作(云台工序的一例)，以便根据其所需的移动量使摄像方向沿水平方向移动。同样地，当需要将摄像方向沿垂直方向移动时，摄像方向调整部32在相机侧控制器34的控制下使摄像部30进行俯仰动作(云台工序的一例)，以便根据其所需的移动量使摄像方向沿垂直方向移动。
相机侧通信部36(通信机构的一例)与相机侧控制器34连接，且与终端装置11(尤其后述的终端侧通信部44)之间进行通信(参考图2的箭头“C”)，进行从相机装置20向终端装置11传送的数据类的发送，并且进行从终端装置11向相机装置20传送的数据类的接收。即相机侧通信部36将从相机侧控制器34传送的数据类发送至终端装置11(终端侧通信部44)，接收从终端装置11(终端侧通信部44)传送的数据类而传送至相机侧控制器34。
关于在相机装置20(相机侧通信部36)与终端装置11(终端侧通信部44)之间收发的数据类并无特别限定。例如，根据需要，能够将通过摄像部30获取的摄影图像数据及各种指令等在相机装置20与终端装置11之间进行收发。
另一方面，能够与相机装置20连接的终端装置11具有统一控制用户界面42、终端侧通信部44及终端装置11整体的终端侧控制器40。
终端侧通信部44(通信机构的一例)能够与相机侧通信部36进行通信，接收从相机侧通信部36传送的数据类而传送至终端侧控制器40，将从终端侧控制器40传送的数据类发送至相机侧通信部36。另外，关于终端侧通信部44与相机侧通信部36之间的通信方法并无特别限定，可以是有线连接方式，也可以是无线连接方式。例如，能够利用基于按照由IEEE(电气和电子工程师协会(TheInstitute of Electrical and Electronics Engineers,Inc.))规定的IEEE802.11a/b/g/n标准等的无线LAN(局域网(Local Area Network))的通信方式及基于按照Bluetooth(蓝牙技术)(注册商标)标准等的近距离无线的通信方式。
终端侧控制器40与用户界面42及终端侧通信部44连接，根据从用户界面42传送的指令等数据类进行各种控制，并且根据需要，控制终端侧通信部44而将数据类发送至相机侧通信部36。并且，终端侧控制器40作为在触摸面板15中显示图像的显示机构而发挥功能。
用户界面42构成相对于终端装置11的用户的界面。因此，例如能够显示图像等的触摸面板15、接收来自用户的命令的触摸面板15及操作按钮16、向用户提供语音的扬声器17及获取语音的麦克风18包含于该用户界面42中。
〔显示位置变更控制部的结构〕
图3为表示相机侧控制器34所具备的显示位置变更控制部35的一例的框图。显示位置变更控制部35具有：指定位置获取部50，获取通过触摸面板15被指定的位置；平均位置获取部52，获取指定位置的平均位置；旋转量转换部54，将指定位置或平均位置与目标位置之间的差分转换为基于摄像方向调整部32的摄像部30的旋转量；存储器56，用于记录指定操作位置的历史；计时器58，对时间进行计时；及时间判定部60，对由计时器58进行计时的时间与阈值时间进行比较。在后面叙述各框体的动作的详细内容。
〔视角变更功能〕
以下的说明中，关于触摸面板15的显示画面，如图4所示，将横轴定义为X轴，将纵轴定义为Z轴，将中心的坐标定义为原点(0,0)，将四个角落的坐标分别定义为(XMAX,ZMAX)、(-XMAX,ZMAX)、(-XMAX,-ZMAX)、(XMAX,-ZMAX)，将画面内的任意位置的坐标定义为(X,Z)。
摄像系统10具有在触摸面板15的预先设定的目标位置显示变更摄像部30的视角而显示在触摸面板15的任意位置的被摄体的视角变更功能。图5为表示第1实施方式所涉及的视角变更功能的处理(摄像控制方法的一例)的流程图。在此，作为视角变更功能的一例，将指定被摄体的方法设为对触摸面板15的触摸操作，将目标位置设为作为触摸面板15的中心的原点(0,0)的触摸定心功能进行说明。
首先，通过来自终端装置11的触摸面板15或操作按钮16的摄影开始的命令，开始用相机装置20拍摄实时取景图像。该摄影开始的命令经由终端侧通信部44及相机侧通信部36而被输入到相机侧控制器34。相机侧控制器34使摄像部30开始进行拍摄，由此开始从成像元件31输出图像信号。
相机侧控制器34获取从摄像部30输出的摄影图像数据，并经由相机侧通信部36发送至终端装置11。终端装置11通过终端侧通信部44接收该摄影图像数据，并输出到终端侧控制器40。终端侧控制器40将该摄影图像数据作为实时取景图像而显示于触摸面板15(步骤S1，显示工序的一例)。图6(a)为表示显示于触摸面板15的实时取景图像的一例的图。
以下的说明中，关于终端装置11与相机装置20的各种命令或各种数据的交换，省略通信所涉及部分的说明。
接着，相机侧控制器34判定是否结束实时取景图像的摄影(步骤S2)。当存在基于触摸面板15或操作按钮16的摄影结束的命令时，结束实时取景图像的摄影。
当不存在摄影结束的命令时，显示位置变更控制部35判定触摸面板15是否被触摸操作(步骤S3)。如图6(b)所示，触摸操作通过点击显示在触摸面板15(指定接收机构的一例)中的实时取景图像中显示有欲定心的被摄体的任意1个位置(显示画面内的任意位置的一例)而进行(指定接收工序的一例)。另外，当同时点击2个位置时，视作进行其他功能的操作，而并非进行用于变更视角的触摸操作。
当未进行触摸操作时，返回到步骤S1，并重复进行相同的处理。另一方面，当进行了触摸操作(最初的触摸操作)时，相机侧控制器34开始计时从通过计时器58进行触摸操作起的经过时间。进而，获取通过指定位置获取部50被触摸操作的位置(最初的触摸操作位置，第1位置的一例)的坐标，通过旋转量转换部54(第1转换机构的一例，第3转换机构的一例)，将最初的触摸操作位置与作为目标位置的原点位置之间的差分转换成摄像部30在平摇方向上的旋转量及在俯仰方向上的旋转量(云台旋转量、第1旋转量的一例、第3旋转量的一例)(步骤S4，第1转换工序的一例)。
在此，如图6(c)所示，将被触摸操作的位置(第1位置的一例)的触摸面板15上的坐标设为(X1,Z1)，且设为在坐标(X1,Z1)的位置显示有作为人的右眼的被摄体100。被转换的云台旋转量相当于用于在作为触摸面板15的目标位置的原点(0,0)的位置显示被摄体100(第1指定被摄体的一例)的摄像部30的旋转量(基于平摇驱动部32P及俯仰驱动部32T的摄像方向的移动量)。
进而，相机侧控制器34将在步骤S4中所转换的云台旋转量作为控制旋转量而控制摄像方向调整部32(云台控制机构的一例)，使摄像部30以与云台旋转量(步骤S5，云台控制工序的一例)相应地进行旋转(视角变更动作)。即，使相机的光轴L从当前位置移动到被摄体100的位置。由此，如图6(d)所示，将显示在触摸面板15的坐标(X1,Z1)的位置中的被摄体100显示在触摸面板15的原点(0,0)的位置。
接着，显示位置变更控制部35从步骤S5中的控制旋转量(视角变更控制信息)计算视角变更后的被摄体100的位置，并将所计算出的被摄体100的位置记录在存储器56中(步骤S6)。在此，通过视角变更动作而被摄体100到达触摸面板15的原点(0,0)的位置，因此作为视角变更后的被摄体100的位置而记录原点(0,0)。另外，视角变更后的被摄体100的位置可以作为从平摇驱动部32P及俯仰驱动部32T的马达(未图示)的初始位置起的旋转量来进行计算，而不是触摸面板15的坐标，且可以作为相机的光轴L的方向而进行计算。
之后接着在摄像部30拍摄实时取景图像，并将其显示于触摸面板15。接着，在时间判定部60中，判定触摸面板15是否在比阈值时间(第1阈值时间的一例)短的时间内被再次触摸操作(步骤S7，判定工序的一例)。在此，通过计时器58对从最初的触摸操作至触摸面板15被再次触摸操作为止的时间(第1时间的一例)进行计时(计时工序的一例)，时间判定部60通过对该经计时的时间与阈值时间进行比较来进行判定。关于阈值时间，作为一例而设为1秒钟。
本实施方式中，根据是否从最初的触摸操作开始在比阈值时间短的时间内进行了第2次以后的触摸操作，而之后的处理会有所不同。当计时器58(计时机构的一例)计时作为阈值时间的1秒钟时(第1阈值时间以上的一例)，转移到步骤S1，并再次进行相同的处理。因此，当经过阈值时间之后再次进行触摸操作时，将该触摸操作作为最初的触摸操作而通过上述中进行说明的处理进行视角变更动作。
另一方面，当在计时器58计时1秒钟之前被再次触摸操作时，进行与触摸操作的历史相对应的视角变更动作。因此，显示位置变更控制部35首先通过指定位置获取部50获取被再次触摸操作的位置(第2次触摸操作位置，第2位置的一例)的触摸面板15中的坐标。接着，通过平均位置获取部52(获取机构的一例)获取进行第2次的触摸操作时的(第2位置被指定时的一例)被摄体100的位置(第3位置的一例)(获取工序的一例)。在此，通过读取记录在存储器56中的被摄体100的位置来获取。接着，通过平均位置获取部52(平均机构的一例)，计算对该被摄体100的位置与第2次触摸操作位置进行了简单平均或加权平均的平均位置(第4位置的一例)(步骤S8，平均工序的一例)。
图7(a)为表示如下状态的图，即作为第2次触摸操作位置，由用户触摸操作将显示于图6(d)的实时取景图像中显示有欲定心的被摄体的任意位置的状态。指定位置获取部50获取该第2次触摸操作位置的坐标。在此，如图7(b)所示，将第2次触摸操作位置的坐标设为(X2,Z2)，且设为在坐标(X2,Z2)的位置显示有作为人的左脸的被摄体102(第3指定被摄体的一例)。
平均位置获取部52从显示在最初的触摸操作位置的被摄体100的当前(第2次触摸操作时的)位置的触摸面板15的坐标与第2次触摸操作位置的坐标(X2，Z2)计算作为新的指定被摄体的位置的平均位置的坐标(X4,Z4)。在此，若将显示在最初的触摸操作位置的被摄体100的当前位置的坐标设为(X3,Z3)，则能够通过下述式1、式2求出新的指定被摄体的位置的坐标(X4,Z4)。
X4＝(X2+WX×X3)/(1+WX)…(式1)
Z4＝(Z2+WZ×Z3)/(1+WZ)…(式2)
式1、式2中，WX、WZ为确定分别显示在X方向(平摇方向)及Z方向(俯仰方向)上的最初的触摸操作位置的被摄体的当前位置与第2次触摸操作位置的权重的平均处理系数(WX＞0，WZ＞0)。
若将平均位置的坐标(X4,Z4)设为WX＝1、WZ＝1，则会成为显示在最初的触摸操作位置中的被摄体的当前位置与第2次触摸操作位置的简单平均。并且，通过将WX，WZ设为比1小的值，能够增大第2次触摸操作位置的权重(加权)。相反地，通过将WX，WZ设为比1大的值，能够增大第2次触摸操作时的被摄体的位置、即最初的触摸操作位置的权重。本实施方式中，最初的触摸操作至第2次触摸操作为止的经过时间越长则应用越小的值WX，WZ，由此经过时间越长则越增大第2次触摸操作位置的权重。认为经过时间越长，即被摄体100越接近目标位置，则第2次触摸操作位置的精度越高，因此通过增大第2次触摸操作位置的加权，能够在目标位置显示适当的被摄体。
本实施方式中，从存储器56读取的被摄体100的当前位置为坐标(0,0)，因此设为X3＝0、Z3＝0而求出平均位置的坐标(X4,Z4)。图7(c)所示的例中，在平均位置的坐标(X4,Z4)的位置显示有作为人的鼻子的被摄体104。显示在该平均位置的坐标(X4,Z4)中的被摄体104成为新的指定被摄体(第2指定被摄体的一例)。
返回到图5的说明，计算平均位置之后，旋转量转换部54(第2转换机构的一例)将该平均位置与作为目标位置的原点位置之间的差分转换为摄像部30的云台旋转量(第2旋转量的一例)(步骤S9，第2转换工序的一例)。该云台旋转量相当于用于在作为触摸面板15的目标位置的原点(0,0)的位置显示被摄体104的摄像部30的旋转量。
接着，相机侧控制器34将在步骤S9中所转换的云台旋转量作为控制旋转量而控制摄像方向调整部32，并执行摄像部30的视角变更动作(步骤S10)。由此，如图7(d)所示，将显示在触摸面板15的坐标(X4,Z4)的位置中的被摄体104显示在触摸面板15的原点(0,0)的位置。
然后，返回到步骤S7，判定触摸面板15是否从最初的触摸操作开始在比阈值时间短的时间(第2时间)内被再次触摸操作。在直至计算阈值时间为止的期间被多次触摸操作时，以将显示在该期间被触摸操作的多个位置的平均位置的被摄体显示在目标位置的方式进行视角变更动作。
图7(d)所示的例中，最初的触摸操作位置的被摄体100的位置为触摸面板15的坐标(-X4,-Z4)的位置(第5位置的一例)，第2次触摸操作位置的被摄体102的位置为触摸面板15的坐标(X2-X4,Z2-Z4)的位置(多个位置之一)。若进行了第3次触摸操作的情况下，计算对该2个位置与第3次触摸操作位置(多个位置之一)进行了简单平均或加权平均的平均位置(第6位置的一例)，将平均位置与目标位置之间的差分转换为云台旋转量(第4旋转量的一例)，将显示在平均位置中的被摄体(第4指定被摄体的一例)作为新的被摄体而显示在目标位置即可。
并且，每次从最初的触摸操作开始在比阈值时间短的时间内进行触摸操作时，可以从最初变更基于计时器58的计时。该情况下，在步骤S7中判断为触摸面板15在从上一次的触摸操作开始在比阈值时间短的时间内被再次触摸操作时，清除计时器58的计时，且重新开始对阈值时间进行计时即可。
如此，在本实施方式中，在用于将所希望的被摄体显示在目标位置的被摄体的指定操作中，在从最初的指定操作开始在比阈值时间短的时间内再次进行指定操作的情况下，在目标位置显示使用指定操作位置的历史而进行了平均化处理的位置的被摄体，而并非将显示在该再次指定操作位置中的被摄体显示在目标位置，因此能够稳定地指定所希望的被摄体时的指定位置，从而能够提高操作性。
本实施方式中，将显示位置变更控制部35搭载在相机侧控制器34，但也能够设为搭载在终端侧控制器40的方式。该情况下，与摄像部30或摄像方向调整部32的所需信号的交换等可以经由终端侧通信部44及相机侧通信部36进行。并且，可以将显示位置变更控制部35内的各框体分散配置在相机侧控制器34与终端侧控制器40。
并且，在此，对触摸面板15进行触摸操作而由用户指定显示画面的任意位置，但能够设为通过操作按钮16将显示在触摸面板15(显示器13)的光标移动到所希望的位置而进行指定的方式。
接着，将目标位置作为触摸面板15的中心位置而进行了说明，但目标位置也可以是触摸面板15的显示画面中的任意位置。可以构成为能够由用户设定目标位置。
＜第2实施方式＞
对第2实施方式所涉及的视角变更功能进行说明。在本实施方式中，在阈值时间内再次触摸操作时，判断该触摸操作是否以最初的触摸操作的微调整为目的，还是以远离的位置的其他被摄体的显示位置的变更为目的，并分别进行适当的显示位置的变更。
图8为表示第2实施方式所涉及的显示位置变更控制部35的一例的框图。第1实施方式所涉及的显示位置变更控制部35在具备位置差分判定部62的方面有所不同。位置差分判定部62判定指定位置与目标位置之间的差分(显示画面上的距离)是否在阈值距离LT(第1阈值距离的一例)以内。
图9为表示第2实施方式所涉及的视角变更功能的处理的流程图。另外，对与图5所示的流程图相同的处理标注相同的符号，并省略其详细说明。
在本实施方式中，当时间判定部60判定从最初的触摸操作开始在阈值时间内再次进行了触摸操作时(步骤S7)，通过位置差分判定部62(差分判定机构的一例)判定触摸面板15中的被再次触摸操作的位置与目标位置的距离是否在阈值距离LT以内(步骤S21)。例如，将第2次触摸操作位置的触摸面板15的坐标设为(X2,Z2)，将目标位置的坐标设为(X0,Z0)时，能够通过下述式3求出该2个位置的触摸面板15上的距离LP。
[数式1]
Figure GDA0002390477630000141
位置差分判定部62对如此求出的距离LP与阈值距离LT进行比较。
当距离LP为阈值距离LT以内时，即LP≤LT时，判断为以对触摸操作位置进行平均化处理为佳，并转移到步骤S8。接着，以将显示在平均位置的新的被摄体显示在目标位置的方式进行视角变更动作(步骤S8～S10)。
相反地，当距离LP比阈值距离LT大时，即LP＞LT时，判定为用户欲在目标位置显示与最初的触摸操作位置的被摄体不同的被摄体，并转移到步骤S4。接着，以将显示在第2次触摸操作位置中的被摄体显示在目标位置的方式进行视角变更动作(步骤S4～S6)。此时，可以从最初开始变更基于计时器58的计时。
作为阈值距离LT，例如能够使用XMAX÷2或ZMAX÷2等值。
如此，被再次触摸操作时，该触摸操作位置远离目标位置的情况下，即使该触摸操作为从最初的触摸操作开始比阈值时间短的时间内的触摸操作(与判定机构的判定结果无关的一例)也判断为针对被摄体的触摸操作，并在目标位置显示该被摄体。由此，能够进行适当的视角变更动作。
〔第3实施方式〕
图10为表示第3实施方式所涉及的摄像系统10的系统结构的一例的框图。图2所示的摄像系统10在相机装置20中具备测距部70的方面有所不同。
测距部70为测定相机装置20至摄像部30的被摄体(显示在触摸面板15的被摄体)的距离的距离测定机构。作为测距部70，能够应用使用了摄影光学系统21的聚焦透镜(未图示)的合焦位置的距离计算机构、从摄影图像数据中的被摄体的脸颊的尺寸进行推定的距离推定机构、基于立体相机的测距机构或激光测距机构等公知的技术。
图11为表示第3实施方式所涉及的视角变更功能的处理的流程图。另外，对与图5所示的流程图相同的处理赋予相同的符号，并省略其详细说明。
在本实施方式中，时间判定部60判定为从最初的触摸操作开始在阈值时间内被再次触摸操作时(步骤S7)，相机装置20通过测距部70来测定作为显示在触摸面板15被再次触摸操作的位置的被摄体与相机装置20的距离的被摄体距离D(步骤S31)。例如，若为图7(b)所示的例，测定相机装置20与被摄体102的被摄体距离D。
接着，平均位置获取部52根据在步骤S31中所测定的被摄体距离D，设定平均处理系数(步骤S32)。即，根据被摄体距离D设定式1、式2中的WX,WZ。接着，使用该平均处理系数计算平均位置(步骤S8)。
当被摄体距离D相对较短时，随着视角变更动作而产生的视差大，因此很难在视角变更前进行正确的被摄体的位置指定。因此，最初的触摸操作位置的相对于所希望的被摄体的位置的误差大。从而，通过被摄体距离D越短则越减小过去的触摸操作位置的权重的加权平均，计算平均位置。如此根据被摄体距离进行触摸操作位置的平均化处理，由此能够进行适当的视角变更动作。
在本实施方式中，测距部70将显示在触摸面板15被再次触摸操作的位置中的被摄体与相机装置20之间的距离作为被摄体距离D而进行测定，但也可以将显示在最初的触摸操作位置中的被摄体(例如图7(b)的被摄体100)与相机装置20之间的距离作为被摄体距离D而进行测定。
〔第4实施方式〕
对第4实施方式所涉及的视角变更功能进行说明。在本实施方式中，在摄像部30的视角变更动作中被再次触摸操作时，进行与视角变更方向(显示画面上的被摄体的移动方向)相对应的触摸操作位置的平均化处理。
图12为表示第4实施方式所涉及的显示位置变更控制部35的一例的框图。第1实施方式所涉及的显示位置变更控制部35在具备移动方向获取部64的方面有所不同。移动方向获取部64获取基于视角变更动作的触摸面板15在显示画面上的被摄体的移动方向。
图13为表示第4实施方式所涉及的视角变更功能的处理的流程图。另外，对与图5所示的流程图相同的处理标注相同的符号，并省略其详细说明。
首先，开始实时取景图像的拍摄(步骤S1)。在此，如图14(a)所示，作为实时取景图像而在触摸面板15显示被摄体110及被摄体112。
在该状态下，如图14(b)所示，设为对触摸面板15的坐标(X11,Z11)的位置进行触摸操作(步骤S3)。通过该触摸操作，以将显示在坐标(X11,Z11)的位置中的被摄体110显示在作为目标位置的触摸面板15的原点(0,0)的方式进行视角变更动作(步骤S5)。
此时，摄像方向调整部32控制平摇驱动部32P的驱动速度及俯仰驱动部32T的驱动速度而使摄影光学系统21的光轴L移动，以使被摄体在连结触摸操作位置至目标位置的直线上移动。从而，如图14(b)所示，被摄体110的移动方向成为与连接坐标(X11,Z11)-(0,0)的直线平行的方向。
接着，若时间判定部60判定为从最初的触摸操作开始在阈值时间内被再次触摸操作时(步骤S7)，平均位置获取部52获取平摇驱动部32P及俯仰驱动部32T的状态而判定是否正在进行视角变更动作(步骤S41)。
已结束视角变更动作，且停止平摇驱动部32P及俯仰驱动部32T时，转移到步骤S8，并进行与之前相同的视角变更处理。
另一方面，正在进行视角变更动作时，平均位置获取部52通过与视角变更动作方向(移动方向)相对应的平均化处理计算平均位置。在此，如图14(c)所示，在进行视角变更动作中被摄体110显示在触摸面板15的坐标(X13,Z13)的位置时设为坐标(X12,Z12)的位置被触摸操作。在该坐标(X12,Z12)的位置显示有被摄体112。
平均位置获取部52在判断为正在进行视角变更动作时获取显示在最初的触摸操作位置中的被摄体110的当前的显示位置的坐标(X13,Z13)。并且，指定位置获取部50获取进行再次触摸操作的位置的坐标(X12,Z12)。平均位置获取部52获取该2处的差分。
接着，移动方向获取部64(移动方向获取机构的一例)从旋转量转换部54获取平摇方向的旋转量及俯仰方向的旋转量，并从平摇方向的旋转量与俯仰方向的旋转量的比率获取被摄体110的移动方向。
接着，如图15所示，平均位置获取部52将进行再次触摸操作的位置与被再次触摸操作时被摄体110的位置之间的差分分解为与基于视角变更动作的被摄体110的移动方向平行的方向的分量(平行方向分量，平行分量的一例)和垂直的方向的分量(垂直方向分量，垂直分量的一例)(步骤S42)。
接着，显示位置变更控制部35将计算被再次触摸操作的位置与被再次触摸操作时的被摄体110的位置之间的平均位置时的平均处理系数分别设定为平行方向分量的平均处理系数WH和垂直方向分量的平均处理系数WV(步骤S43)。可以将该平均处理系数WH及WV预先存储在存储器56。
该平均处理系数成为相比针对垂直方向分量的被摄体110的位置的加权，增大针对平行方向分量的被摄体110的位置的加权的值。在视角变更动作中，与被摄体移动方向平行的方向的被摄体的移动量变大，从而位置指定误差变大。因此，关于与被摄体移动方向平行的方向，设定最初的触摸操作位置的权重大的平均处理系数WH。另一方面，关于与被摄体移动方向垂直的方向，位置指定误差小，因此设定将最初的触摸操作位置的权重减小为比平行方向小的平均处理系数WV。
显示位置变更控制部35中，使用该平均处理系数WH、WV进行平均化处理，并计算作为新的被摄体位置的平均位置(步骤S44)。图15所示的例中，计算出的平均位置为坐标(X14，Z14)的位置。接着，将计算出的平均位置与目标位置之间的差分转换为摄像部30的平摇方向的旋转量及俯仰方向的旋转量(步骤S9)，根据该平摇方向的旋转量及俯仰方向的旋转量，进行视角变更动作(步骤S10)。由此，将显示在坐标(X14,Z14)的位置中的被摄体显示在触摸面板15的原点(0,0)。
通过如此确定平均位置，在与被摄体移动方向平行的方向的触摸操作位置的权重小，因此当前的被摄体位置(最初的触摸操作位置)的贡献度变大。另一方面，与被摄体移动方向垂直的方向的触摸操作位置的权重相对大，因此当前的被摄体位置的贡献度相对变小。从而，考虑到伴随被摄体的移动而引起的位置指定误差，能够稳定地指定所希望的被摄体时的指定位置，由此能够提高操作性。
本发明的技术范围并不限定于上述实施方式中所述的范围。各实施方式中的结构等在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够在各实施方式之间适当组合。
符号说明
10-摄像系统，11-终端装置，15-触摸面板，16-操作按钮，20-相机装置，21-摄影光学系统，30-摄像部，31-成像元件，31a-成像面，32-摄像方向调整部，32P-平摇驱动部，32T-俯仰驱动部，34-相机侧控制器，35-显示位置变更控制部，50-指定位置获取部，52-平均位置获取部，54-旋转量转换部，56-存储器，58-计时器，60-时间判定部，62-位置差分判定部，64-移动方向获取部，70-测距部，100、102、104、110、112-被摄体，L-光轴。

Claims (11)

1.一种摄像系统，其具备：
相机，获取图像数据；
云台机构，使所述相机向平摇方向及与所述平摇方向正交的俯仰方向旋转；
显示机构，在显示画面显示所述图像数据；
指定接收机构，接收基于用户的所述显示画面内的任意位置的指定；
第1转换机构，当所述显示画面内的第1位置被指定时，将所述显示画面内的所述第1位置与所述显示画面内的目标位置之间的差分转换为作为所述云台机构的旋转量的第1旋转量；
云台控制机构，控制所述云台机构而将所述第1旋转量作为控制旋转量来使所述相机旋转，由此使显示在所述第1位置中的第1指定被摄体显示在所述目标位置；
计时机构，对从所述第1位置被指定至所述显示画面内的第2位置被指定为止的第1时间进行计时；
时间判定机构，判定所述第1时间是否为比第1阈值时间短的时间；
获取机构，获取所述第2位置被指定时的作为所述显示画面内的所述第1指定被摄体的位置的第3位置；
平均机构，获取对所述第2位置与所述第3位置进行了算数平均或加权平均而得的第4位置；及
第2转换机构，将所述第4位置与所述目标位置之间的差分转换为作为所述云台机构的旋转量的第2旋转量，
在所述时间判定机构判定为比所述第1阈值时间短时，所述云台控制机构控制所述云台机构而将所述第2旋转量作为新的控制旋转量来使相机旋转，由此使显示在所述第4位置中的第2指定被摄体显示在所述目标位置。
2.根据权利要求1所述的摄像系统，其中，
具备第3转换机构，将所述显示画面内的所述第2位置与所述显示画面内的目标位置之间的差分转换为作为所述云台机构的旋转量的第3旋转量，
在所述时间判定机构中判定为所述第1阈值时间以上时，所述云台控制机构控制所述云台机构而将所述第3旋转量作为新的控制旋转量来使相机旋转，由此使显示在所述第2位置中的第3指定被摄体显示在所述目标位置。
3.根据权利要求1所述的摄像系统，其中，具备：
第3转换机构，将所述显示画面内的所述第2位置与所述显示画面内的目标位置之间的差分转换为作为所述云台机构的旋转量的第3旋转量；及
差分判定机构，判定所述第2位置与所述目标位置之间的差分是否为比第1阈值距离大的距离，
通过所述差分判定机构判定为比所述第1阈值距离大时，与所述时间判定机构的判定结果无关，所述云台控制机构控制所述云台机构而将所述第3旋转量作为新的控制旋转量来使相机旋转，由此使显示在所述第2位置中的第3指定被摄体显示在所述目标位置。
4.根据权利要求1所述的摄像系统，其中，
所述第1时间越长，所述平均机构越增大所述第2位置的权重而对所述第2位置与所述第3位置进行加权平均。
5.根据权利要求1所述的摄像系统，其中，
具备距离测定机构，测定所述相机与显示在所述第2位置中的第3指定被摄体之间的距离，
所述测定的距离越小，所述平均机构越增大所述第2位置的权重而对所述第2位置与所述第3位置进行加权平均。
6.根据权利要求1所述的摄像系统，其中，
具备移动方向获取机构，获取从所述显示画面内的所述第1位置朝向所述目标位置的所述第1指定被摄体的移动方向，
所述平均机构中，将所述第2位置与所述第3位置之间的差分分解为与所述移动方向平行的平行分量和与所述移动方向垂直的垂直分量，使针对所述平行分量的所述第3位置的权重大于针对所述垂直分量的所述第3位置的权重而对所述第2位置与所述第3位置进行加权平均。
7.根据权利要求1所述的摄像系统，其中，
所述计时机构对从所述第1位置被指定至所述显示画面内的多个位置被指定为止的第2时间进行计时，
所述时间判定机构判定所述第2时间是否为比第1阈值时间短的时间，
所述获取机构获取所述多个位置被指定时的所述显示画面内的作为所述第1指定被摄体的位置的第5位置，
所述平均机构获取对所述多个位置与所述第5位置进行了算数平均或加权平均而得的第6位置，
所述第2转换机构将所述第6位置与所述目标位置之间的差分转换为作为所述云台机构的旋转量的第4旋转量，
在所述时间判定机构中判定所述第2时间为比所述第1阈值时间短的时间时，所述云台控制机构控制所述云台机构而将所述第4旋转量作为新的控制旋转量来使相机旋转，由此使显示在所述第6位置中的第4指定被摄体显示在所述目标位置。
8.根据权利要求1所述的摄像系统，其中，
所述指定接收机构具备触摸面板，用户通过触摸操作而能够指定所述显示画面内的任意位置。
9.根据权利要求1所述的摄像系统，其中，
所述目标位置为所述显示画面的中心位置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的摄像系统，其中，
具备远程相机及便携式终端，
至少所述显示机构及所述指定接收机构设置于所述便携式终端，
至少所述相机及所述云台机构设置于所述远程相机，
所述远程相机及所述便携式终端分别具备进行通信的通信机构。
11.一种摄像控制方法，其具备：
云台工序，使获取图像数据的相机通过云台机构向平摇方向及与所述平摇方向正交的俯仰方向旋转；
显示工序，在显示画面显示所述图像数据；
指定接收工序，接收基于用户的所述显示画面内的任意位置的指定；
第1转换工序，当所述显示画面内的第1位置被指定时，将所述显示画面内的所述第1位置与所述显示画面内的目标位置之间的差分转换为作为所述云台机构的旋转量的第1旋转量；
云台控制工序，控制所述云台机构而将所述第1旋转量作为控制旋转量来使所述相机旋转，由此使显示在所述第1位置中的第1指定被摄体显示在所述目标位置；
计时工序，对从所述第1位置被指定至所述显示画面内的第2位置被指定为止的第1时间进行计时；
判定工序，判定所述第1时间是否为比第1阈值时间短的时间；
获取工序，获取所述第2位置被指定时的作为所述显示画面内的所述第1指定被摄体的位置的第3位置；
平均工序，获取对所述第2位置与所述第3位置进行了算数平均或加权平均而得的第4位置；及
第2转换工序，将所述第4位置与所述目标位置之间的差分转换为作为所述云台机构的旋转量的第2旋转量，
在所述判定工序中判定为比所述第1阈值时间短时，在所述云台控制工序中控制所述云台机构而将所述第2旋转量作为新的控制旋转量来使相机旋转，由此使显示在所述第4位置中的第2指定被摄体显示在所述目标位置。
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