JP2005506010A - 電子カメラを較正するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明によると、電子カメラ（１）は、遠隔エクスパート（４）によって、現場に出向くことなく、ある与えられた用途或いは環境に対して再プログラミング、再較正或いは最適化される。カメラ（１）は、エクスパート（４）への双方向データ路（２５）、好ましくは、インターネットを用いて、パラメータをカメラのプログラムメモリに書き込んだり、カメラによって捕捉された画像を遠隔エクスパート（４）に向けて伝送する。遠隔エクスパート（４）は、可視刺激を選択し、これをカメラ（１）に提示するが、この光学刺激は、適当な画像提示デバイス（３）によってカメラ（１）にエクスパート（４）の遠隔制御下で提示される。本発明のおかげで、カメラ（１）の再較正を、より簡単に、より速く、より安価に、しかも、カメラのユーザの居場所と関係なく行うことが可能となる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明はプログラマブル電子カメラに係る。より詳細には、本発明は請求項１のプリアンブルに記載されるような電子カメラを較正するための方法に係る。本発明は、更に、電子カメラを較正するための装置、電子カメラを較正するためのデータ処理システム、及び更なる従属クレームにおいて記載されるようなコンピュータに対して電子カメラの自動較正のための手順を実行させるプログラムが記録されたコンピュータにて読出し可能な媒体に係る。
【背景技術】
【０００２】
電子カメラの1つの重要な特性は、カメラの取込及び信号処理チェーンと関連するパラメータがファームウェア/ソフトウェアパラメータの修正或いはこのコードの一部を再プログラミングすることで変更できることである。この機能は、カメラの性能を、ハードウェアを変更することなく、更新或いは改善することを可能にする。更に、カメラの動作を、ある特定の用途に対して適合化させることや、カメラをある特定の環境に対して最適化することも可能となる。CMOS（complementary metal oxide semiconductor）画像センサの出現により、より一層プログラマブルな機能が、カメラにおいて、センサチップ上で、更には個々の画素に対して利用できるようになっている。
【０００３】
従来は電子カメラの再プログラミング（reprogramming）はローカル的に行われていた。所定の動作シーケンスに従って、ユーザは、カメラのパラメータのいくつかを適合化するための、あるいはそれを新しいファームウェア／ソフトウェアで再ロードするための必要なステップを通してガイドされる。ただし、近年では、カメラのファームウェア/ソフトウェアの更新過程を支援するために、昨今の電気通信手段、とりわけ、インターネットが商業的に利用されるようになっている。新しいバージョンのソフトウェアが製造業者のサーバからユーザのローカルコンピュータにダウンロードされ、そこから、優れたインタフェースによりコンピュータに接続されたカメラのプログラムメモリにコピーされる。この種の処理のよい例は、2001年２月１７日付けで以下のウェブサイト上に与えられている：
http://www.kodak.com/global/en/service/software/dc210/dc210toPlusSoftware.jhtml.
従来の電子カメラを再プログラミングするための方法では、最適化のための再プログラミングの際にカメラの用途或いは環境を考慮に入れるといった適応的動作（adaptive behavior）は許されなかった。現時点においては、これら最適化及び適応化の全ては、カメラに詳しい場合はユーザ自身で、詳しくない場合はエクスパート（技術者）を呼んで、ローカル的に（ユーザの居所で）遂行することを必要とされた。電子カメラを、エクスパートによって現場に出向くことなく、再プログラミング、再較正（recalibrate）或いは最適化するメカニズム（方法）は、未だ、用いられたり、知られたりしていない。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の1つの目的は、上述のような従来技術の短所を回避することができる、電子カメラを較正するための方法を提供することにある。より具体的には、カメラの較正は、より簡単、かつ、安価であり、カメラユーザの居場所とは関係なく、遂行できることを要請される。これら及び他の目的が、請求項1に記載される方法によって解決される。この方法の幾つかの好ましい実施例が独立クレームに記載される。
【０００５】
本発明は、カメラを較正を、カメラに直接に接近することなく、遠隔からエクスパートによって遂行しようという着想に基づく。遠隔エクスパートは、カメラと、双方向電気通信手段、好ましくは、インターネット、リース（leased）或いは交換（switched）電話回線或いは光データリンク等の電子及び/或いは光通信手段を介して通信する。
【０００６】
本発明によるローカルサイトに位置する電子カメラを較正するための方法は、
（ａ）カメラに光学刺激を与えるステップと、
（ｂ）カメラによってこの光学刺激の少なくとも一つの画像を捕捉するステップと、
（ｃ）この少なくとも１つの画像を評価するステップとを含み、
この少なくとも１つの画像は電気通信手段を介してローカルサイトから遠隔サイトに伝送され、遠隔サイトの所で評価される。
【０００７】
本発明は、更に、更なる独立クレームに記載されているような、電子カメラを較正するための装置（arrangement）、電子カメラを較正するためのデータ処理システム、及びコンピュータに対して電子カメラの自動較正のための手続を実行するように命令するプログラムが記録されているコンピュータにて読出し可能な媒体、にも係る。
【０００８】
本発明による電子カメラを較正するための装置は、
電子カメラをローカルサイトの所に置くための手段と、
ローカルサイトに置かれたビデオ或いはコンピュータモニタ、スライドプロジェクタ、透明（transparency）或いはオーバヘッド（overhead）プロジェクタ、或いはプリントペーパ（printed-paper）プロジェクタ等の画像提示デバイスと、
カメラによって捕捉された画像を評価するための、電子制御デバイス等の手段と、
画像の評価に基づいて、カメラの特性に影響を及ぼすパラメータを決定するための、コンピュータ等の手段と、を備え、
前記画像評価手段及びパラメータ決定手段は、ローカルサイトから遠く離れた遠隔サイトに位置し、ローカルサイトと遠隔サイトは、双方向電気通信手段によって接続され、この双方向電気通信手段は、好ましくは、電子及び/或いは光通信手段から成り、この電子及び/或いは光通信手段は、インターネット、リース或いは交換電話回線或いは光データリンク等の世界的規模のデータ伝送網から成る。
【０００９】
本発明によるディスプレイ及びオペレーティングシステムを含む電子カメラを較正するためのデータ処理システムは、
光学刺激を選択するための手段と、
この光学刺激を電気通信手段を介してカメラに伝送するための手段と、
カメラによって捕捉された画像を電気通信手段を介して受信するための手段と、
この画像を評価するための手段と、
この画像の評価に基づいて、カメラの特性に影響を及ぼすパラメータを決定するための手段と、
これらパラメータを電気通信手段を介してカメラに伝送するための手段と、を備える。
【００１０】
本発明によるコンピュータにて読出し可能な媒体は、その上に記録されたプログラムを有し、このプログラムは、コンピュータに対して、以下の手続を実行すること、つまり、
光学刺激を選択すること、
この光学刺激を電気通信手段を介してカメラに伝送すること、
カメラによって捕捉された画像を電気通信システムを介して受信すること、
この画像を評価すること、
この画像の評価に基づいて、カメラの特性に影響を及ぼすパラメータを決定すること、及び
これらパラメータを電気通信手段を介してカメラに伝送すること、を命令する。
【００１１】
以下に、本発明を添付の略図に基づいてより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１のブロック図は、本発明による電子カメラ１を遠隔較正（remote calibration）するための構成（arrangement）の一つの実施例を表す。電子カメラ１は、捕捉された画像データを、カスタム（custom）或いは標準（standard）の出力データインタフェース１２を用いて、ローカルコントローラ/インタフェースデバイス２に伝送することができる。この出力インタフェース１２は、好ましくは、CCIR、PAL、RS-170或いはNTSC等のアナログビデオ標準（B.Jahne, H.Haussecker及びP.Gesisslerによって編集され、Academic Pressから1999年に出版された"Handbook of Computer Vision and Applications", Vol.1のページ165‐222に掲載のP. Seitzによる論文"Solid-State Image Sensing"を参照）、或いはRS-232、USB、Firewire或いはEthernet（登録商標）等のデジタルインタフェース標準（L. Arnold, "Moderne Bildkommunikation",Huthig Verlag, 1999参照）に準拠する。電子カメラ１の幾つか或いは全ての特性を、適当な入力インタフェース２１を介して再プログラミング（reprogrammed）することができる。この入力インタフェース２１は、カスタム或いは標準のデータインタフェースから成り、好ましくは、RS-232、I2C、USB、Firewire或いはEthernet等の産業標準に準拠する。
【００１３】
ローカルコントローラ/インタフェースデバイス２は、更に、画像提示デバイス（image presentation device）３を、カスタム或いは標準のビデオデータインタフェース２３を用いて制御する。ビデオデータインタフェース２３は、好ましくは、CCIR、PAL、RS-170、或いはNTSC等のアナログビデオ標準、或いはRS-232、USB、Firewire或いはEthernet等のデジタルインタフェース標準に準拠する。画像提示デバイス３は、好ましくは、ビデオ若しくはコンピュータディスプレイ若しくはモニタ、スライドプロジェクタ、透明（透過）或いはオーバヘッドプロジェクタ、或いはプリントペーパ（printed-paper projector）とされる。画像が画像提示デバイス３によって表示され、これが画像提示デバイス３を観察するように置かれた電子カメラ１によって観察される。
【００１４】
ローカルコントローラ/インタフェースデバイス２は、遠隔コントローラ/インタフェースデバイス５に、カスタム或いは標準の双方向電気通信手段（bi-directional telecommunication means）２５を用いて接続される。この双方向電気通信手段２５は、好ましくは、電子及び／或いは光通信手段（electronic and/or optical telecommunication means）とされ、好ましくは、インターネット、リース（leased）或いは交換（switched）電話回線、或いは光データリンク等の世界的規模のデータ伝送網から成る。
【００１５】
遠隔コントローラ/インタフェースデバイス５は、適当な対話手段４５を介して「遠隔エクスパート（remote expert）」４と対話する。遠隔「エクスパート」４は、人であって、ディスプレイ若しくはモニタ、キーボード、マウス等の入・出力デバイス４５を介して遠隔コントローラ/インタフェースデバイス５と対話するすることもできる。代替として、較正タスクによっては、「エクスパート」４は、電子制御デバイス、例えば、自動化された手続を遂行するように組まれた適当なソフトウェアによって駆動することができるコンピュータである。更に、「エクスパート」４は、上述の選択肢の組合わせ、つまり、人であるが、これらの人がコンピュータベースのエクスパートシステムによって支援されるようにすることもできる。ローカルサイトから、例えば、カメラの所有者からの要請があると、遠隔エクスパート４は、本発明による方法のステップを実行させる。
【００１６】
図２は本発明による方法の一つの実施例の流れ図を示す。この流れ図のボックスは、それぞれ、遠隔エクスパートのサイトにおいて遂行されるステップは左側に、カメラ１のサイトにおいて遂行されるステップは右側に来るように配置されている。規則として、これら２つのサイトをシンボル的に分離する点線の交点は、データの、電気通信手段２５を介してのローカルコントローラ/インタフェースデバイス２から遠隔コントローラ/インタフェースデバイス５への或いはこの逆への伝送を意味する。図２に示す実施例は、むしろ単純な例であり；ローカルコントローラ/インタフェースデバイス２と遠隔コントローラ/インタフェースデバイス５の間のデータ及び／或いはコマンドの更なる伝送を伴う他の実現も可能である。
【００１７】
電子カメラ１を（再）較正、（再）プログラミング、或いはローカル環境に適合化させるために、遠隔エクスパート４は、本質的に以下のステップを１回或いは数回遂行する：
（ａ）光学刺激（optical stimulus）がカメラ１に、ローカル画像提示デバイス３を用いて提示（２０６）される。この目的のためには、好ましは、遠隔エクスパート４によって、光学刺激が選択され、カメラ１に伝送（２０４）される。ただし、代替として、これら光学刺激を事前にローカルサイトの所に供給しておくこともできる。例えば、カメラ１と共に購入される記憶媒体内に記録しておくこともできる。この光学刺激は、単一の画像とすることも、複数の画像とし、これをカメラ１に次々と提示することもできる。これら画像は、データベースから選択されることも、及び／或いは遠隔エクスパートによって即座に生成することもでき；これらは、例えば、ランダム若しくは擬似ランダムなパターンとすることもできる。
【００１８】
（ｂ）ローカルカメラ１が、画像提示デバイス３によって提示（２０６）された光学刺激の一つ或いは複数の画像を捕捉（２０７）するように命令される。こうして捕捉された画像は、評価のために遠隔エクスパート４に伝送（２０８）され、遠隔エクスパート４によって格納（２０９）される。用いられるアルゴリズムによっては（２１０）、遠隔エクスパート４は、更なる光学刺激を選択し、これらをカメラ１に伝送（２０４）する。
【００１９】
（ｃ）カメラ１によって、捕捉（２０７）され、伝送（２０８）された画像が遠隔エクスパート４によって評価（２１１）される。この評価（２１１）は、例えば、捕捉された画像（瞬間値）を所定の画像（設定値）と比較することで行なわれる。この評価（２１１）の結果（２１２）に基づいて、もし、評価の結果が良くない場合は、遠隔エクスパート４は、新たな最適化されたパラメータ及び／或いは修正されたカメラファームウェア或いはソフトウェアを決定（２１４）する。これらは、その後、カメラ１に伝送（２０２）され、ローカル的にインストール（２０３）される。例えば、カメラ１のプログラムメモリ内に書き込まれる。（この明細書を通じて、「パラメータ（parameter）」なる用語は、カメラの特性に影響を及ぼす任意のデータを指し、これには、プログラムコードも含まれる。）
光学刺激を捕捉（２０７）するステップ（ｂ）の前に、カメラ１は、遠隔エクスパート４によって選択（２０１）されたパラメータ或いはファームウェア/ソフトウェアにてプログラミング（２０３）される。ただし、このステップは、これらパラメータが既に、例えば、カメラの製造業者によって、カメラのメモリ内に記憶されている場合は、この較正手続においては、オプションとして扱われる。
【００２０】
ステップ（ｃ）における捕捉された画像の評価（２１１）の結果が満足できるものであった場合、好ましくは、カメラ１は、再び、新たなパラメータ、つまり、新たなカメラ構成の妥当性をチェック（２１３）するために、光学刺激の一つ或いは複数の画像を捕捉（２０７）するように命令される。これら満足できるカメラパラメータを用いて捕捉（２０７）された画像が再び遠隔エクスパート４に伝送（２０８）され、遠隔エクスパート４は、その画像がカメラ１の意図された動作に対応するか、つまり、較正或いは最適化が正常に遂行されたか検証（２１１）する。
【００２１】
カメラ１のある特性、例えば、線形性（linearity）の、決定或いは最適化のためには、捕捉された画像の評価２１１を遠隔エクスパート４で行える前に、異なる光学刺激のための数回の画像の捕捉が必要となる。本発明に従って、適当な光学刺激を用いて、再較正或いは最適化することができる電子カメラ１の特性には、一例として、以下が含まれる：
・物体の輝度の関数としてのカメラの電子出力の線形性
・あるシーンの最大輝度をカメラがコントラストを峻別できる限度内で制御する際の、電子カメラ１の飽和動作（saturation behavior）
・カメラ１のダイナッミクレンジ
・例えば、カメラの変調伝達関数（modulation transfer function）或いは漏話動作（cross-talk behavior）として記述される、カメラ１の空間解像度（spatial resolution）
・いわゆる「ラッグ（lag）」等の過渡的効果（transient effect）を含む、カメラ１の時間的解像度（temporal resolution）
・電子カメラ１の一様性（uniformity）及び固定パターン雑音（fixed-pattern noise）
・カメラ出力段の利得及びオフセット値
・電子カラーカメラ１或いは画像分光計（imaging spectrometer）の分光測定学的（spectrometric）及び／或いは色計測学的（colorimetric）性能
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による装置のブロック図である。
【図２】本発明による方法の流れ図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ 電子カメラ
２ ローカルコントローラ/インタフェースデバイス
３ 画像提示デバイス
４ 遠隔エクスパート
５ 遠隔コントローラ/インタフェースデバイス
１２ 出力インタフェース
２１ 入力インタフェース
２３ ビデオインタフェース
２５ 電気通信手段
４５ 対話手段

Claims (16)

1. ローカルサイトに置かれた電子カメラ（１）を較正するための方法であって、
   （ａ）前記カメラ（１）に光学刺激を提示（２０６）するステップと、
   （ｂ）前記カメラ（１）によって前記光学刺激の少なくとも一つの画像を捕捉（２０７）するステップと、
   （ｃ）前記少なくとも１つの画像を評価（２１１）するステップとを含み、
   前記少なくとも１つの画像が電気通信手段（２５）を介して前記ローカルサイトから遠隔サイトに伝送（２０８）され、前記遠隔サイトの所で評価（２１１）される、ことを特徴とする方法。
2. 前記光学刺激が電気通信手段（２５）を介して前記遠隔サイトから前記ローカルサイトに伝送（２０４）される、ことを特徴とする請求項1記載の方法。
3. 前記光学刺激が少なくとも1つの画像から成り、前記カメラ（１）に、ビデオ或いはコンピュータモニタ、スライドプロジェクタ、透明或いはオーバヘッドプロジェクタ、プリントペーパプロジェクタ等の画像提示デバイス（３）によって提示（２０６）され、この画像提示デバイス（３）が前記ローカルサイトに配置される、ことを特徴とする請求項1或いは２記載の方法。
4. 前記光学刺激の画像を捕捉（２０７）するステップ（ｂ）の前に、カメラの動作に影響を及ぼすパラメータが前記遠隔サイトで選択（２０１）され、前記遠隔サイトから電気通信手段（２５）を介して前記ローカルサイトに伝送（２０２）される、ことを特徴とする請求項1から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記カメラの特性に影響を及ぼすパラメータが前記遠隔サイトで決定（２１４）され、この決定（２１４）が前記少なくとも1つの画像を評価（２１１）するステップ（ｃ）に基づいて行なわれ、こうして決定されたパラメータが電気通信手段（２５）を介して前記遠隔サイトから前記ローカルサイトに伝送（２０２）される、ことを特徴とする請求項1から４のいずれかに記載の方法。
6. 前記少なくとも1つの画像を評価（２１１）するステップ（ｃ）の結果として、前記カメラの特性が満足できるものであるか否かが判断（２１２）される、ことを特徴とする請求項1から５のいずれかに記載の方法。
7. 前記カメラの特性が満足できないと判断（２１２）された場合は、前記カメラの特性に影響を与える新たなパラメータを決定（２１４）するために、請求項1から５に記載のいずれかの方法が繰り返られる、ことを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記カメラの特性が満足できると判断（２１２）された場合は、前記カメラの構成の妥当性を検証（２１３）するために、請求項1から５に記載のいずれかの方法が繰り返られる、ことを特徴とする請求項６記載の方法。
9. 前記電気通信手段（２５）が電子及び／或いは光通信手段から成り、好ましくは、インターネット、リース或いは交換電話回線、或いは光データリンク等の世界的規模のデータ伝送網から成る、ことを特徴とする請求項1から８のいずれかに記載の方法。
10. ローカルコントローラ/インタフェースデバイス（２）が前記ローカルサイトであって、前記カメラ（１）と前記電気通信手段（２５）との間に配置され、好ましくは、前記カメラ（１）に、出力データインタフェース（１２）と入力データインタフェース（２１）を介して接続される、ことを特徴とする請求項1から９のいずれかに記載の方法。
11. 前記ローカルコントローラ/インタフェースデバイス（２）が前記画像提示デバイス（３）を制御し、好ましくは、前記画像提示デバイス（３）にビデオインタフェース（２３）を介して接続される、ことを特徴とする請求項３或いは１０記載の方法。
12. エクスパート（４）が前記遠隔サイトに配置され、請求項１から１１のいずれかに記載の方法の遂行を制御し、このエクスパート（４）が人及び／或いは電子制御デバイスから成る、ことを特徴とする請求項1から１１のいずれかに記載の方法。
13. 遠隔コントローラ/インタフェースデバイス（５）が前記遠隔サイトであって、前記エクスパート（４）と前記電気通信手段（２５）の間に配置される、ことを特徴とする請求項1から１２のいずれかに記載の方法。
14. 電子カメラ（１）を較正するための装置であって、
    前記電子カメラ（１）をローカルサイトに配置するための手段と、
    ローカルサイトに配置されたビデオ或いはコンピュータモニタ、スライドプロジェクタ、透明或いはオーバヘッドプロジェクタ、或いはプリントペーパプロジェクタ等の画像提示デバイス（３）と、
    前記カメラ（１）によって捕捉された画像を評価するための、電子制御デバイス等の手段（４）と、
    前記カメラの特性に影響を及ぼすパラメータを前記画像の評価に基づいて決定するための、コンピュータ等の手段（４）とを備え、
    前記画像評価手段（４）及び前記パラメータ決定手段（４）が前記ローカルサイトから遠く離れた遠隔サイトに配置され、
    前記ローカルサイトと前記遠隔サイトが双方向電気通信手段（２５）によって接続され、この電気通信手段（２５）が、好ましくは、電子及び/或いは光通信手段から成り、この電子及び/或いは光通信手段が、好ましくは、インターネット、リース或いは交換電話回線或いは光データリンク等の世界的規模のデータ伝送網から成る、ことを特徴とする装置。
15. 電子カメラ（１）を較正するための、ディスプレイとオペレーティングシステムを含む、データ処理システム（４）であって、
    光学刺激を選択（２０４）するための手段と、
    前記光学刺激を電気通信手段（２５）を介して前記カメラ（１）に伝送（２０４）するための手段と、
    前記カメラ（１）によって捕捉（２０７）された画像を電気通信手段（２５）を介して受信（２０８）するための手段と、
    前記画像を評価（２１１）するための手段と、
    前記画像の前記評価（２１１）に基づいて、カメラの特性に影響を及ぼすパラメータを決定（２１４）するための手段と、
    前記パラメータを電気通信手段（２５）を介して前記カメラ（１）に伝送（２０２）するための手段と、を備えることを特徴とするデータ処理システム（４）。
16. 記録されたプログラムを有するコンピュータにて読出し可能な媒体であって、前記プログラムがコンピュータに対して、以下の手続を実行すること、つまり、
    光学刺激を選択（２０４）すること、
    前記光学刺激を電気通信手段（２５）を介して前記カメラ（１）に伝送（２０４）すること、
    前記カメラ（１）によって捕捉（２０７）された画像を電気通信システム（２５）を介して受信（２０８）すること、
    前記画像を評価（２１１）すること、
    前記画像の評価（２１１）に基づいて、カメラの特性に影響を及ぼすパラメータを決定（２１４）すること、及び
    前記パラメータを電気通信手段（２５）を介して前記カメラ（１）に伝送（２０２）すること、を命令することを特徴とするコンピュータにて読出し可能な媒体。

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