JP2005303806A - 移動機構付き撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 移動機構の精度が低くても、正確なプリセット撮影ができる移動機構付き撮像装置を提供する。
【解決手段】 プリセット位置登録時は、プリセット位置登録部30が、撮像部12のプリセット位置を登録する。そして、トリミング目印登録部42が、プリセット位置を登録するときの撮影画像から切り出されるトリミング領域を示す目印になる部分的画像情報であるトリミング目印情報を登録する。プリセット位置復帰時は、プリセット位置復帰制御部34が、移動機構部22を制御して、登録されたプリセット位置へと撮像手段12を移動させる。そして、トリミング調整部46が、トリミング目印情報が再現されるようにトリミング領域を調整する。調整されたトリミング領域の画像が、プリセット位置のプリセット画像として出力される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、旋回等の移動機構を備えた撮像装置に関し、特に、プリセット位置での撮影機能を備えた撮像装置に関するものである。
従来の移動機構付き撮像装置としては、典型的には、旋回可能な監視カメラがあげられる。例えば、特許文献1は、ネットワーク経由で遠隔操作される旋回監視カメラ装置を備えた遠隔映像監視システムを開示している。
旋回式監視カメラには、プリセット撮影機能が備えられることがある。この場合、カメラ旋回制御装置に、カメラのプリセット位置が登録される。旋回制御装置は、登録されたプリセット位置を読み出し、プリセット位置へとカメラを旋回させる。
プリセット撮影では、プリセット位置でのカメラの位置精度が要求される。監視カメラの普及に伴って撮影倍率が増大する傾向にあり、そのために、プリセット撮影時の位置精度の重要性がさらに高まっている。
従来、プリセット撮影のカメラ位置精度を向上するためには、旋回機構の精度向上が図られている。例えば、ギアのバックラッシによる位置誤差を低減するために、バックラッシ除去装置が設けられる。また、エンコーダ等が備えられ、位置のフィードバック制御が行われている。
特開2001−309355号公報(第4−5ページ、図1)
しかしながら、従来の移動機構付き撮像装置においては、上記のように、プリセット撮影時の停止位置精度を向上するために移動機構が高精度化されており、そのために移動機構が複雑化している。
本発明は、上記背景の下でなされたものであり、移動機構を高精度化せずとも、正確なプリセット撮影が可能な撮像装置を提供することにある。
本発明の移動機構付き撮像装置は、撮影画像を生成する撮像手段と、前記撮像手段を移動させる移動機構と、前記撮影画像からトリミング領域の画像を切り出す切出手段と、前記撮像手段のプリセット位置を登録するプリセット位置登録手段と、前記プリセット位置を登録するときの前記撮影画像中の前記トリミング領域を示す目印であるトリミング目印情報を登録するトリミング目印情報登録手段と、前記移動機構を制御して、前記プリセット位置登録手段により登録されたプリセット位置へと前記撮像手段を移動させるプリセット位置移動制御手段と、前記プリセット位置での撮影画像から前記トリミング領域が切り出されるときに、前記トリミング目印情報が再現されるように前記トリミング領域を調整するトリミング領域調整手段と、前記トリミング調整手段による調整を受けた前記トリミング領域の画像を前記プリセット位置のプリセット画像として出力する出力手段とを備えている。
この構成により、プリセット位置登録時に、トリミング領域を表すトリミング目印情報が登録される。そして、プリセット位置復帰時には、撮影画像から、トリミング目印情報が再現されるようにトリミング領域が切り出され、この領域画像がプリセット位置のプリセット画像として出力される。これにより、撮影画像の撮影範囲がずれても、プリセット画像がカバーする被写体範囲は高い精度で同じになり、結果的に移動機構の位置ずれの補正効果が得られる。したがって、移動機構の精度が低くても、正確なプリセット撮影ができる。
また、本発明の移動機構付き撮像装置において、前記トリミング目印情報登録手段は、前記撮影画像中のトリミング領域内の所定の基準部分の情報を抽出し、抽出した前記基準部分の情報を前記トリミング目印情報としてトリミング目印情報記憶手段に記憶させる。この構成により、適当なトリミング目印情報を使用して、正確なプリセット撮影ができる。
さらに、本発明の移動機構付き撮像装置において、前記トリミング目印情報登録手段は、前記基準部分の情報として、前記トリミング領域の隅部の画像情報を抽出する。この構成により、適当なトリミング目印情報を使用して、正確なプリセット撮影ができる。
また、本発明の移動機構付き撮像装置において、前記トリミング目印情報登録手段は、前記トリミング領域内の特徴部分を抽出し、抽出した前記特徴部分の情報をトリミング目印情報としてトリミング目印情報記憶手段に記憶させる。この構成により、適当なトリミング目印情報を使用して、正確なプリセット撮影ができる。
さらに、本発明の移動機構付き撮像装置において、前記トリミング目印情報登録手段は、前記特徴部分の情報として、前記撮影画像内の輪郭情報を抽出する。この構成により、適当なトリミング目印情報を使用して、正確なプリセット撮影ができる。
また、本発明の撮影方法は、撮像手段のプリセット位置を登録するステップと、プリセット位置を登録するときの撮影画像から切り出されるトリミング領域を示す目印情報であるトリミング目印情報を登録するステップと、前記プリセット位置での撮影のために、前記撮像手段を移動する移動機構を制御して、登録されたプリセット位置へと前記撮像手段を移動させるステップと、前記撮像手段により前記プリセット位置で撮像された撮影画像から、前記トリミング目印情報が再現されるように前記トリミング領域を切り出すステップと、切り出された前記トリミング領域の画像を前記プリセット位置のプリセット画像として出力するステップとを備えている。この構成によっても、上述の本発明の利点が得られる。
また、本発明のプログラムは、撮像手段のプリセット位置を登録するステップと、プリセット位置を登録するときの撮影画像から切り出されるトリミング領域を示す目印情報であるトリミング目印情報を登録するステップと、前記プリセット位置での撮影のために、前記撮像手段を移動する移動機構を制御して、登録されたプリセット位置へと前記撮像手段を移動させるステップと、前記撮像手段により前記プリセット位置で撮像された撮影画像から、前記トリミング目印情報が再現されるように前記トリミング領域を切り出すステップと、切り出された前記トリミング領域の画像を前記プリセット位置のプリセット画像として出力するステップとをコンピュータに実行させる。この構成によっても、上述の本発明の利点が得られる。
本発明は、上述したようにトリミング目印情報を登録し、登録されたトリミング目印情報に基づいて撮影画像からプリセット画像を切り出すので、撮影画像の撮影範囲がずれていても、プリセット画像がカバーする被写体範囲は高い精度で同じになり、したがって、移動機構の精度が低くても、正確なプリセット撮影ができるという効果を有する移動機構付き撮影装置を提供することができるものである。
以下、本発明の実施の形態の移動機構付き撮像装置について、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態の移動機構付き撮像装置を示す機能ブロック図である。本実施の形態では、移動機構付き撮像装置が、旋回式監視カメラ装置10である。
図1において、旋回式カメラ装置10は、まず、撮像部12を備えており、撮像部12は、レンズと、CCD等の撮像素子とを備え、撮影画像データを生成する。撮影画像データは切出部14に入力され、切出部14は、撮影画像データから所定のトリミングサイズのトリミング領域を切り出す。そして、切り出されたトリミング領域の画像が、出力部16から出力され、モニタ18に表示される。このように、本実施の形態では、モニタ上の画像が、撮影画像から切り出された画像であり、撮影画像より小さく設定されている。また、図1に示すように、旋回式カメラ装置10は、入力装置20を備えており、オペレータの各種の指示が入力装置20から入力される。
また、旋回式カメラ装置10は移動機構部22を備えている。移動機構部22は、パンモータ24およびチルトモータ26を備え、撮像部12をパン方向およびチルト方向に旋回させる。パンモータ24およびチルトモータ26の回転運動は、例えば、歯車によって撮像部12の旋回運動に変換される。
移動機構部22は、機械的座標制御部28によって制御される。機械的座標制御部28は、パンモータ24およびチルトモータ26を動作させることで、撮像部12を移動させ、撮像部12の位置を制御する。撮像部12の位置は、本実施の形態では、パン方向およびチルト方向の角度座標で表される。
機械的座標制御部28は、プリセット機能を実現するために、プリセット位置登録部30、プリセット位置記憶部32およびプリセット位置復帰制御部34を有する。
プリセット位置登録部30は、撮像部12のプリセット位置を登録する。例えば、ユーザにより入力装置20が操作され、撮像部12が所望の位置へ移動される。そして、ユーザにより、プリセット位置登録の指示が入力装置20へ入力される。この入力操作が受け付けられたときに、撮像部12の位置がプリセット位置として登録される。プリセット位置は、プリセット位置記憶部32に記憶される。なお、複数のプリセット位置が登録されてもよい。
プリセット位置復帰制御部34は、移動機構部22を制御して、プリセット位置登録部30により登録されたプリセット位置へと撮像部12を移動させる。例えば、ユーザにより、プリセット位置復帰の指示が入力装置20へ入力されると、プリセット位置復帰制御部34は、プリセット位置記憶部32からプリセット位置を読み出し、読み出したプリセット位置へと撮像部12を移動させる。
なお、本実施の形態では、移動機構部22は、適当な位置精度を有していればよく、位置精度が比較的粗くてもよい。例えば、バックラッシ除去装置が設けられていなくてもよい。また、エンコーダを使ったフィードバック制御の構成が設けられなくてもよい。
次に、図1に示されるように、本実施の形態の特徴的構成として、旋回式監視カメラ装置10は、プリセットに関する画像処理を行うためのプリセット画像処理部40を有している。プリセット画像処理部40は、機械的座標制御部28と共に、カメラ全体を制御する上位の制御部(図示せず)により制御されている。そして、機械的座標制御部28がプリセット位置登録およびプリセット位置復帰の動作を行うときは、撮影画像が撮像部12からプリセット処理部40を経由して切出部14に送られる。
プリセット画像処理部40は、トリミング目印登録部42、トリミング目印記憶部44およびトリミング調整部46を有する。
トリミング目印登録部42は、プリセット位置登録部30がプリセット位置を登録するときに、トリミング目印情報をトリミング目印記憶部44に登録する。トリミング目印情報とは、プリセット位置登録時の撮影画像中のトリミング領域を示す目印になる部分的画像情報であり、撮影画像から画像処理によって抽出され、認識される。
トリミング調整部46は、プリセット位置復帰動作時に、プリセット位置で撮像された撮影画像に対して画像処理を行い、そして、切出部14を制御し、トリミング目印情報が再現されるようにトリミング領域を調整する。ここでは、トリミング位置が調整される。トリミング位置と共に画角が調整されてもよい。
より詳細には、撮影画像がトリミング目印情報と比較され、トリミング目印情報と一致する部分が検出される。検出部分が、プリセット位置登録時のトリミング領域中での目印と同じ場所に位置するように、トリミング位置が決定され、決定されたトリミング位置が切出部14に指示される。このようにして、トリミング目印情報の位置が再現されるようにトリミング領域が調整される。切り出された画像は、プリセット画像として、他の画像と同様に出力部16からモニタへと出力される。
図2〜図4は、本実施の形態の旋回式監視カメラ装置10の動作例を示している。図2に示すように、この例では、撮像素子がCCDである。そして、撮影画像50からトリミング領域が切り出されるので、CCDの撮影範囲52よりも、モニタ上の画面範囲51が小さく設定されている(斜線部が切除されている)。
図3に示すように、プリセット位置登録時は、画像処理が行われ、撮影画像中のトリミング領域の画像からマーカー54が抽出される。トリミング領域は、図3の例では、撮影画像の中央に設定されている。マーカー54は本実施の形態のトリミング目印情報に相当する。そして、この例では、マーカー54は、トリミング領域の4隅および中央に位置する所定数の画素部分の画像情報である。
プリセット位置登録時は、トリミング領域の画像がメモリ53に記憶され、モニタ画面56に表示される。また、上記のような複数のポイントのマーカー54が認識され、メモリ53に記憶され、これによりマーカー54が登録される。図示のように、n個のプリセット位置に応じて、第1番目のメモリ53から第n番目のメモリ55までのn個のメモリにそれぞれ異なるマーカー54が登録されてもよい。各メモリのマーカー等は、対応するプリセット位置への復帰動作時に読み出され、画像処理に利用される。
図4はプリセット位置復帰時の動作を示している。登録されたマーカー54がメモリから読み出される。撮影画像57、58が、登録されたマーカー54と比較され、撮影画像57、58からマーカー54が検出される。そして、マーカー54の位置が再現されるように、すなわち、マーカー54の位置が、プリセット位置登録時のトリミング領域内でのマーカー54の位置と同じになるように、調整したトリミング位置が設定され、設定したトリミング位置から画像が切り出される。
図の例では、撮影画像57、58の撮影範囲が、プリセット位置登録時とプリセット位置復帰時でずれており、また、2回のプリセット位置復帰でもずれている。しかし、マーカー54が好適に利用されるので、トリミング領域がカバーする被写体領域は、モニタ画面56上ではいつも同じになっている。
なお、本実施の形態の旋回式監視カメラ装置10は、プリセット位置復帰時に、すべてのトリミング目印情報が撮影画像から検出されなくてもトリミング調整を行うように構成されてもよい。図の例では、トリミング調整部46は、少なくとも3つのマーカーが検出されれば、それら3つのマーカーを用いてトリミング調整を行うように構成されてもよい。
また、上記の例では、トリミング目印情報が、トリミング領域の4隅と中央の基準点の画像情報であった。基準点は上記の5点に限定されず、より多くてもよく、少なくてもよい。また、基準点の位置が図の例と異なっていてもよい。
また、本発明の範囲内で、トリミング目印情報は、上記のような基準部分の画像情報に限定されず、別のかたちの情報でもよい。例えば、トリミング目印情報は、トリミング領域から抽出される特徴部分の画像情報でもよい。特徴部分は、例えば、画像内の輪郭部分を表す輪郭情報である。特徴部分の画像情報は、トリミング領域内での特徴部分の位置の情報と共にトリミング目印記憶部44に記憶される。そして、特徴部分の位置が再現されるように、撮影画像からトリミング画像が切り出される。
また、上記の例では示されていないが、撮像部12がズーム機能を有し、画角を変更可能に構成されてもよい。そして、プリセット位置登録時には画角もプリセットされてもよい。この場合、プリセット位置復帰動作時は、パンチルト機構と共にズーム機構も制御されて、プリセットされた画角が再現される。さらに、トリミング目印情報が再現されるように、トリミングの画角もトリミング位置と共に好適に調整され、これによりズーム機構の誤差が画像上で補正される。
また、上記の例では示されていないが、トリミングの角度も調整されてよい。例えば、プリセット位置復帰時に、撮影画像が少しずつ回転され、各回転位置で、撮影画像とトリミング目印情報が比較される。そして、トリミング目印情報と一致する部分が検出されるときの画像回転角が特定される。特定された画像回転角まで回転した画像を用いて、上述のようにトリミング位置が決定され、トリミングが行われる。このようにして、トリミング位置とともにトリミングの角度も好適に調整され、より高精度なプリセット撮影が可能になる。
図5は、プリセット位置登録時の動作を示すフローチャートである。プリセット位置登録の指示が受け付けられると(S10)、撮像部12の位置が検出される(S12)。検出された位置は、プリセット位置として、プリセット位置登録部30によりプリセット位置記憶部32に登録される(S14)。さらに、撮影画像からトリミング目印情報が抽出される(S16)。トリミング目印情報は、トリミング目印登録部42によりトリミング目印記憶部44に登録される(S18)。そして、切出部14がトリミング領域の画像を切り出し(S20)、切り出された画像が出力部16により出力される(S22)。
図6は、プリセット位置復帰時の動作を示すフローチャートである。プリセット位置復帰の指示が受け付けられると(S30)、プリセット位置復帰制御部34が、プリセット位置記憶部32からプリセット位置を読み出し(S32)、撮像部12をプリセット位置へと移動させる(S34)。そして、プリセット位置での撮影画像が取得される(S36)。トリミング調整部46は、トリミング目印記憶部44からトリミング目印情報を読み出し(S38)、撮影画像とトリミング目印情報を比較する(S40)。ここでは、画像処理により、トリミング目印情報に対応する部分が撮影画像から検出される。そして、トリミング調整部46は、部分的画像情報であるトリミング目印情報が再現されるようにトリミング位置を決定する(S42)。決定されたトリミング位置から画像が切り出され(S44)、切り出された画像がプリセット画像として出力される(S46)。
以上に説明したように、本発明の実施の形態の旋回式監視カメラ装置10によれば、プリセット位置登録時にトリミング領域を表すトリミング目印情報がトリミング目印登録部42により登録される。そして、プリセット位置復帰時には、トリミング調整部46が、トリミング目印情報が再現されるようにトリミング領域を調整し、この調整された領域画像がプリセット位置のプリセット画像として出力される。これにより、撮影画像の撮影範囲がずれても、プリセット画像がカバーする被写体範囲は高い精度で同じになり、結果的に移動機構の位置ずれの補正効果が得られており、移動メカニズム側の精度が画像処理的に補われる。これにより、移動機構の精度が低くても、正確なプリセット撮影ができる。
また、本実施の形態の旋回式カメラ装置10では、トリミング目印登録部42が、撮影画像中のトリミング領域内の所定の基準部分の情報を抽出し、抽出した基準部分の情報をトリミング目印情報としてトリミング目印記憶部44に記憶させており、この構成により、適当なトリミング目印情報を使用して、正確なプリセット撮影ができる。
また、本実施の形態の旋回式カメラ装置10では、トリミング目印登録部42が、基準部分の情報として、トリミング領域の隅部の画像情報を抽出しており、この構成により、適当なトリミング目印情報を使用して、正確なプリセット撮影ができる。
また、本実施の形態の旋回式監視カメラ装置10では、トリミング目印登録部42が、トリミング領域内の特徴部分を抽出し、抽出した特徴部分の情報をトリミング目印情報としてトリミング目印記憶部44に記憶させており、この構成により、適当なトリミング目印情報を使用して、正確なプリセット撮影ができる。
また、本実施の形態の旋回式監視カメラ装置10では、トリミング目印登録部42が、特徴部分の情報として、画像内の輪郭情報を抽出しており、この構成により、適当なトリミング目印情報を使用して、正確なプリセット撮影ができる。
その他、旋回式監視カメラ10がポールの先端または道路脇等の場所に設置されるとき、旋回式監視カメラ10も揺れ、画像も揺れてしまう。本実施の形態で説明したプリセット画像処理部40の機能は、このようなカメラ揺れに伴う画面揺れをキャンセルするためにも利用できる。この場合、トリミング目印情報に対応する目印情報が登録される。この目印情報は、画面揺れキャンセル用の情報であり、上述のように、基準位置の情報でもよく、特徴部分の画像でもよい。目印情報の位置が再現されるように、各フレームの撮影画像からのトリミング領域が調整される。この処理は、画像処理等によって画面の揺れが検出されたときに行われてもよい。
また、照度不足状態(例えば暗闇の中)などでは、トリミング目印情報が画面上で判別できないことがある。このような場合は、上記のプリセットに関する画像処理による補正機能が自動的にキャンセルされてもよい。これにより、誤動作等を防ぐことができる。また、この場合、好ましくは、モニタの監視映像上に、本実施の形態の補正機能がキャンセル状態にあることが表示されてもよい。
また、図1に示した旋回型監視カメラ装置10の構成は、適当に分散配置されてもよい。典型的には、モニタおよび遠隔操作用のコンピュータがカメラから遠くに配置され、通信可能に接続される。プリセット位置登録およびプリセット位置復帰のユーザ操作は、遠隔操作用のコンピュータで受け付けられてもよい。また、モニタ18と共に、画像記録装置が備えられ、出力画像が好適に記録される。
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。
以上のように、本発明に係る移動機構付き撮像装置は、移動機構の精度が低くても、正確なプリセット撮影ができるという効果を有し、監視カメラ装置等として有用である。
本発明の実施の形態における旋回式監視カメラ装置の機能ブロック図 本発明の実施の形態における旋回式監視カメラの動作を示す図 本発明の実施の形態における旋回式監視カメラの動作を示す図 本発明の実施の形態における旋回式監視カメラの動作を示す図 プリセット位置登録時の旋回式監視カメラの動作説明のためのフロー図 プリセット位置復帰時の旋回式監視カメラの動作説明のためのフロー図
符号の説明
10 旋回式監視カメラ装置
12 撮像部
14 切出部
16 出力部
18 モニタ
20 入力装置
22 移動機構部
24 パンモータ
26 チルトモータ
28 機械的座標制御部
30 プリセット位置登録部
32 プリセット位置記憶部
34 プリセット位置復帰制御部
40 プリセット画像処理部
42 トリミング目印登録部
44 トリミング目印記憶部
46 トリミング調整部

Claims (7)

  1. 撮影画像を生成する撮像手段と、
    前記撮像手段を移動させる移動機構と、
    前記撮影画像からトリミング領域の画像を切り出す切出手段と、
    前記撮像手段のプリセット位置を登録するプリセット位置登録手段と、
    前記プリセット位置を登録するときの前記撮影画像中の前記トリミング領域を示す目印であるトリミング目印情報を登録するトリミング目印情報登録手段と、
    前記移動機構を制御して、前記プリセット位置登録手段により登録されたプリセット位置へと前記撮像手段を移動させるプリセット位置移動制御手段と、
    前記プリセット位置での撮影画像から前記トリミング領域が切り出されるときに、前記トリミング目印情報が再現されるように前記トリミング領域を調整するトリミング領域調整手段と、
    前記トリミング調整手段により調整された前記トリミング領域の画像を前記プリセット位置のプリセット画像として出力する出力手段と、
    を備えたことを特徴とする移動機構付き撮像装置。
  2. 前記トリミング目印情報登録手段は、前記撮影画像中のトリミング領域内の所定の基準部分の情報を抽出し、抽出した前記基準部分の情報を前記トリミング目印情報としてトリミング目印情報記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項1に記載の移動機構付き撮像装置。
  3. 前記トリミング目印情報登録手段は、前記基準部分の情報として、前記トリミング領域の隅部の画像情報を抽出することを特徴とする請求項2に記載の移動機構付き撮像装置。
  4. 前記トリミング目印情報登録手段は、前記トリミング領域内の特徴部分を抽出し、抽出した前記特徴部分の情報をトリミング目印情報としてトリミング目印情報記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項1に記載の移動機構付き撮像装置。
  5. 前記トリミング目印情報登録手段は、前記特徴部分の情報として、前記撮影画像内の輪郭情報を抽出することを特徴とする請求項4に記載の移動機構付き撮像装置。
  6. 撮像手段のプリセット位置を登録するステップと、
    前記プリセット位置を登録するときの撮影画像から切り出されるトリミング領域を示す目印情報であるトリミング目印情報を登録するステップと、
    前記プリセット位置での撮影のために、前記撮像手段を移動する移動機構を制御して、登録されたプリセット位置へと前記撮像手段を移動させるステップと、
    前記撮像手段により前記プリセット位置で撮像された撮影画像から、前記トリミング目印情報が再現されるように前記トリミング領域を切り出すステップと、
    切り出された前記トリミング領域の画像を前記プリセット位置のプリセット画像として出力するステップと、
    を備えたことを特徴とする撮像方法。
  7. 撮像手段のプリセット位置を登録するステップと、
    前記プリセット位置を登録するときの撮影画像から切り出されるトリミング領域を示す目印情報であるトリミング目印情報を登録するステップと、
    前記プリセット位置での撮影のために、前記撮像手段を移動する移動機構を制御して、登録されたプリセット位置へと前記撮像手段を移動させるステップと、
    前記撮像手段により前記プリセット位置で撮像された撮影画像から、前記トリミング目印情報が再現されるように前記トリミング領域を切り出すステップと、
    切り出された前記トリミング領域の画像を前記プリセット位置のプリセット画像として出力するステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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