JP2011188258A - カメラシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】プリセット巡回撮像中のカメラの撮像範囲内に人物が表れた場合にその人物を撮像するためのプリセット撮像位置を生成できるようにする。
【解決手段】カメラシステムは、被写体を撮像して画像を生成するとともに、旋回動作およびズーム動作が可能なカメラ100と、複数のプリセット撮像位置を巡回するようにカメラに旋回動作およびズーム動作を行わせる巡回制御手段111と、カメラにより生成された画像から人物の顔を検出するとともに、該顔の位置情報を生成する顔検出手段110と、顔検出手段により顔が検出されたことに応じて、該顔の位置情報を用いて複数のプリセット撮像位置のうち少なくとも1つを生成するプリセット位置生成手段111とを有する。
【選択図】図1
【解決手段】カメラシステムは、被写体を撮像して画像を生成するとともに、旋回動作およびズーム動作が可能なカメラ100と、複数のプリセット撮像位置を巡回するようにカメラに旋回動作およびズーム動作を行わせる巡回制御手段111と、カメラにより生成された画像から人物の顔を検出するとともに、該顔の位置情報を生成する顔検出手段110と、顔検出手段により顔が検出されたことに応じて、該顔の位置情報を用いて複数のプリセット撮像位置のうち少なくとも1つを生成するプリセット位置生成手段111とを有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、いわゆるプリセット巡回撮影が可能なカメラシステムに関する。
パン、チルト等の旋回動作やズーム動作が可能なカメラを用い、予め指定した複数箇所の被写体を自動的に巡回するように撮像する、いわゆるプリセット巡回撮像を行うことが可能なカメラシステムが、監視用途等にて使用されている。例えば、出入り口が2箇所設けられている建物において、それぞれの出入り口を撮像するための旋回位置とズーム位置が指定された2つのプリセット撮像位置に交互にカメラを旋回動作およびズーム動作させる。これにより、2箇所の出入り口の映像を交互にモニタ表示することができる。
特許文献1には、プリセット巡回撮像中に動体を検出した場合には、その動体を追尾するようにカメラを旋回動作させたりズーム動作させたりするカメラシステムが開示されている。
しかしながら、特許文献1にて開示されたカメラシステムでは、動体を検出するが、その動体が人物ではない非監視対象である場合でも、いちいち該動体を撮像するためにカメラを旋回動作させたりズーム動作させたりすることになる。このため、カメラに余計な動作を行わせることになり、その間に本来の監視対象が撮像されないという問題がある。また、監視範囲内に人物が現れたとしても、その人物の動きをカメラで捉えることができなければ、該人物が撮像されない可能性もある。
本発明は、プリセット巡回撮像中のカメラの撮像範囲内に人物が表れた場合にその人物を撮像するためのプリセット撮像位置を生成できるようにしたカメラシステムを提供する。
本発明の一側面としてのカメラシステムは、被写体を撮像して画像を生成するとともに、旋回動作およびズーム動作が可能なカメラと、複数のプリセット撮像位置を巡回するようにカメラに旋回動作およびズーム動作を行わせる巡回制御手段と、カメラにより生成された画像から人物の顔を検出するとともに、該顔の位置情報を生成する顔検出手段と、顔検出手段により顔が検出されたことに応じて、該顔の位置情報を用いて複数のプリセット撮像位置のうち少なくとも1つを生成するプリセット位置生成手段とを有することを特徴とする。
本発明によれば、プリセット巡回撮像中のカメラの撮像範囲内に人物が表れた場合に、その人物を撮像するためのプリセット撮像位置を生成するので、該人物をカメラで撮像する確実性を向上させることができる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図1には、本発明の実施例1であるカメラシステムの構成を示している。100はカメラであり、撮像ユニット101および雲台ユニット102により構成されている。撮像ユニット101は、雲台ユニット102により、パン方向およびチルト方向に旋回可能に支持されている。
撮像ユニット101において、103は撮影光学系であり、光軸方向に移動して変倍(ズーム)を行うズームレンズ104の他、光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズ、光量調節を行う絞りおよび固定のレンズ等を含む。
105はズームモータであり、後述するコントローラからズーム駆動信号を受けたズームモータ駆動回路106によって駆動されてズームレンズ104を光軸方向に移動させる。これにより、ズーム動作が行われる。
107はCCDセンサやCMOSセンサ等の光電変換素子により構成された撮像素子であり、撮影光学系により形成された被写体像を電気信号に変換する。撮像素子107から出力された電気信号は、増幅器108によって所定の信号レベルに増幅される。
109は映像処理回路であり、増幅器108からのアナログ電気信号をデジタル信号に変換し、さらに該デジタル信号に対して所定の映像処理を行うことで、所定フォーマットの映像(映像信号)を生成する。このようにして、カメラ100(撮像ユニット101)は、被写体を撮像して映像(画像)を生成する。
110は顔検出手段としての顔検出処理回路であり、映像処理回路109にて生成された映像から、人物の顔を検出する。顔検出処理回路110による顔の検出方法については後述する。また、顔検出処理回路110は、検出した顔の画面内での位置情報を生成して出力する。
雲台ユニット102において、111はCPUにより構成されたコントローラであり、撮像ユニット101および雲台ユニット102の動作を制御する。
112はパン駆動モータであり、コントローラ111からパン駆動信号を受けたパン駆動回路113によって駆動されて、撮像ユニット101をパン方向に旋回動作(以下、パン動作という)させる。
114はチルト駆動モータであり、コントローラ111からチルト駆動信号を受けたチルト駆動回路115によって駆動されて、撮像ユニット101をチルト方向に旋回動作(以下、チルト動作という)させる。
116はネットワーク処理回路であり、LANやインターネット等のネットワーク117を介して外部指令装置としてのパーソナルコンピュータ(PC)118から制御コマンド情報を受信して、カメラ制御情報に変換する。また、ネットワーク処理回路116は、映像処理回路109にて生成された映像をネットワーク117を介してPC118に送信する。
PC118には、カメラ100を制御するためのソフトウェア(制御ツール)がインストールされている。該制御ツールをユーザが操作することで、PC118からネットワーク117を介してカメラ100にプリセット巡回撮像を制御するための情報が入力される。
ここにいうプリセット巡回撮像を制御するための情報には、複数のプリセット撮像位置を指定する情報や、これらプリセット撮像位置を巡回する順序を指定する情報等が含まれる。
また、プリセット撮像位置は、カメラ100(撮像ユニット101)の旋回位置であるパン座標およびチルト座標と、撮影光学系のズーム倍率(またはズームレンズ104の光軸方向での位置)に相当するズーム位置が指定されることで設定(指定)される。
巡回制御手段としてのコントローラ111は、上記のように指定された複数のプリセット撮像位置を巡回するようにカメラ100にパン動作、チルト動作およびズーム動作を行わせる。これにより、プリセット巡回撮像が行われる。なお、詳しくは後述するが、コントローラ111は、顔検出処理回路110により顔が検出されたことに応じて、該顔の位置情報を用いて複数のプリセット撮像位置のうち少なくとも1つを生成するプリセット位置生成手段としても機能する。
次に、顔検出処理回路110による顔検出方法について、図2を用いて説明する。顔検出処理回路110は、映像から人物の顔の輪郭、目、鼻および口等の特徴を抽出し、これらの特徴から総合的に顔であることを判断する。
例えば、映像中に、顔201と他の顔203が存在する場合には、顔201の特徴202と顔203の特徴204をそれぞれ抽出する。具体的には、顔の特徴は、(1)顔の輪郭と位置、(2)目の長さ、黒目と白目のバランス、目の角度および目の位置、(3)鼻の長さ、小鼻の幅および鼻の位置、(4)口の長さ、口の角度および口の位置等の要素的特徴と、これらの相互のバランスの情報を含む。また、要素的特徴として、髪型、眉毛および耳の位置、肌の色等を含めてもよい。また、特徴202,204の違いに基づいて、顔201と顔203を識別することもできる。
さらに、本実施例では、特定人物の顔の特徴をコントローラ111の内部メモリに当該特定人物の顔情報(顔データともいう)として予め登録(記憶)しておく。そして、検出した顔の特徴と内部メモリに登録された顔情報に含まれる特徴とが一致することによって、検出した顔が特定人物の顔であることを判定する。顔情報が内部メモリに登録された顔を、以下、登録顔という。
次に、本実施例におけるプリセット撮像位置の指定方法について、図3を用いて説明する。図3には、PC118にインストールされた制御ツールによってモニタに表示されるプリセット撮像位置指定画面である。
モニタのメインウィンドウには、現在、撮像により生成されている映像が表示されている。パノラマウィンドウには、複数(ここでは3つ)のプリセット撮像位置での撮像により生成される全ての映像が表示されている。具体的には、撮像開始時に全プリセット撮像位置を巡回しながら撮像を行ったときに各プリセット撮像位置で得られた映像の1フレームがモニタに一括表示されている。ここでは、店舗のドア、人物および商品の陳列棚を撮像するためのプリセット撮像位置が指定されている場合を例として説明する。
プリセット指定タブでは、複数のプリセット撮像位置の座標と巡回順序(巡回スケジュール)をユーザが指定するための表示が行われている。図3に示した例では、巡回順序が1番目であるプリセット撮像位置として、図中に丸囲み1で示すドアの映像を得るためのプリセット撮像位置(パン座標:10、チルト座標:5、ズーム位置:×2.5)が指定されている。
また、巡回順序が2番目であるプリセット撮像位置として、図中に丸囲み2で示す人物の顔の映像を得るためのプリセット撮像位置が指定されている。この2番目のプリセット撮像位置は、顔検出処理回路110により映像から登録顔Aに一致する顔を検出したパン座標およびチルト座標となる。また、2番目のプリセット撮像位置でのズーム位置は、ユーザまたは制御ツールによって顔が適度に拡大されるように指定される。
さらに、巡回順序が3番目であるプリセット撮像位置として、図中に丸囲み3で示す陳列棚の映像を得るためのプリセット撮像位置(パン座標:30、チルト座標:30、ズーム位置:×1)が指定されている。
コントローラ111は、内部メモリに、各プリセット撮像位置のパン座標、チルト座標およびズーム位置を記憶(登録)する。
なお、上記例の1番目と3番目のプリセット撮像位置での撮像を、以下の説明では座標指定による撮像という。また、上記例の2番目のプリセット撮像位置での撮像を、以下の説明では顔指定による撮像という。
プリセット巡回撮像が開始されると、コントローラ111は、指定された巡回順序に従って、カメラ100(撮像ユニット101)のパン動作、チルト動作およびズーム動作を制御して、ドア→顔→陳列棚→ドア→…と巡回しながらこれらを撮像する。
図4のフローチャートを用いて、コントローラ111がコンピュータプログラムに従って行うプリセット巡回撮像制御の手順について説明する。
ステップS401でプリセット巡回撮像制御がスタートすると、コントローラ111は、ステップS402において、今回の撮像が巡回スケジュールの何番目のプリセット撮像位置での撮像かを判定し、N番目の撮像を開始する。
ステップS403では、コントローラ111は、N番目のプリセット撮像位置での撮像撮像が座標指定によるものか顔指定によるものかを判定する。座標指定である場合は、コントローラ111は、ステップS404に進み、内部メモリから、N番目のプリセット撮像位置のパン座標、チルト座標およびズーム位置のデータを読み出す。例えば、図3の例の1番目のプリセット撮像位置での撮像である場合には、パン座標として10を、チルト座標として5を、ズーム位置として×2.5のデータを読み出す。
そして、コントローラ111は、ステップS405において、読み出したデータに応じてカメラ100をパン動作、チルト動作およびズーム動作させ、N番目のプリセット撮像位置での撮像対象(1番目であればドア)の映像を得る。
一方、ステップS403において、N番目のプリセット撮像位置での撮像が顔指定によるものである場合には、コントローラ111は、内部メモリから、登録顔Aの顔データ(顔情報)を読み出す。さらにコントローラ111は、顔検出処理回路110に、撮像により生成されている映像から顔の検出を行わせる。図5には、撮像により生成されている映像502の隅の部分に顔(以下、検出顔という)Fが検出された様子を示している。
次に、ステップS407において、コントローラ111は、登録顔Aの特徴と検出顔Fの特徴とを比較する。そして、該特徴が一致し、検出顔Fが登録顔Aであると判定した場合は、ステップS408に進む。
ステップS408では、コントローラ111は、顔検出処理回路110から検出顔Fの位置情報を取得し、該位置情報に応じて、検出顔Fを画面の中央付近にて撮像できるパン座標およびチルト座標にカメラ100をチルト動作およびパン動作させる。また、コントローラ111は、予めユーザまたは制御ツールによって検出顔Fが適度に拡大されるように指定されたズーム位置にズーム動作を行わせる。これにより、図5に示す映像503が得られる。
一方、ステップS407において登録顔Aの特徴と検出顔Fの特徴とが一致せず、検出顔Fが登録顔Aではないと判定した場合は、コントローラ111はステップS409に進む。
ステップS409では、コントローラ111は、予め予備として内部メモリに登録していたプリセット撮像位置のパン座標、チルト座標およびズーム位置のデータを読み出す。図3の例では、2番目のプリセット撮像位置の予備用データとして、パン座標:60、チルト座標:10およびズーム位置:×1.5を読み出す。
そして、コントローラ111は、ステップS410において、読み出したデータに応じてカメラ100をパン動作、チルト動作およびズーム動作させる。
ステップS405、ステップS408およびステップS410からはステップS411に進む。ステップS411では、コントローラ111は、N番目のプリセット撮像位置での所定時間での撮像が終了したことに応じて、Nを1つカウントアップする。そして、コントローラ111は、ステップS412からステップS402に戻り、次のプリセット撮像位置での撮像を行う。
なお、ステップS406、S407での顔検出処理中に、全てのプリセット撮像位置での撮像により得られた映像から顔の検出を行ってもよい。
以上説明したように、本実施例では、プリセット撮像位置を、通常の座標指定による方法によって指定するだけでなく、顔指定による方法で指定することができる。これにより、座標指定により設けられたプリセット撮像位置に、人物(顔)をそれが動体か否かにかかわらず撮像するプリセット撮像位置を追加することができる。この結果、不要な撮像位置での撮像を含まず、かつ人物を確実に撮像する適切なプリセット巡回撮像を行うことができる。
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例のカメラシステムは、構成については実施例1のカメラシステムと同じであるが、顔検出によるプリセット撮像位置の指定方法が異なる。本実施例において、実施例1と共通する構成要素には実施例1と同符号を付す。
図6のフローチャートを用いて、本実施例においてコントローラ111がコンピュータプログラムに従って行うプリセット巡回撮像制御の手順について説明する。
ステップS601でプリセット巡回撮像制御がスタートすると、コントローラ111は、ステップS602において、今回の撮像が巡回スケジュールの何番目のプリセット撮像位置での撮像かを判定し、N番目の撮像を開始する。
ステップS603では、コントローラ111は、N番目のプリセット撮像位置での撮像撮像が座標指定によるものか、座標指定+顔補正によるものかを判定する(顔補正については後述する)。座標指定である場合は、コントローラ111は、ステップS604に進み、内部メモリから、N番目のプリセット撮像位置のパン座標、チルト座標およびズーム位置のデータを読み出す。例えば、図3の例の1番目のプリセット撮像位置での撮像である場合には、パン座標として10を、チルト座標として5を、ズーム位置として×2.5のデータを読み出す。
そして、コントローラ111は、ステップS605において、読み出したデータに応じてカメラ100をパン動作、チルト動作およびズーム動作させ、N番目のプリセット撮像位置での撮像対象(1番目であればドア)の映像を得る。そして、ステップS611に進む。
一方、ステップS603においてN番目のプリセット撮像位置での撮像が座標指定+顔補正によるものである場合には、コントローラ111は、ステップS606において内部メモリからN番目のプリセット撮像位置のデータを読み出す。例えば、図3の例の2番目のプリセット撮像位置(既存のプリセット撮像位置)での撮像である場合には、パン座標として60を、チルト座標として10を、ズーム位置として×1.5のデータを読み出す。
次にステップS607において、コントローラ111は、読み出したデータに応じてカメラ100をパン動作、チルト動作およびズーム動作させ、N番目のプリセット撮像位置での撮像を開始する。ここでは、図3の例の2番目のプリセット撮像位置での撮像が開始されたものとする。
そして、コントローラ111は、ステップS608において、2番目のプリセット撮像位置での撮像に対して予め登録された登録顔Aの顔データ(顔情報)を読み出すとともに、顔検出処理回路110に、撮像により生成されている映像から顔の検出を行わせる。ここでは、図5に示す映像502の隅の部分に検出顔Fが検出されたものとする。
このとき、コントローラ111は、ステップS609において、現在の映像(図5の映像502)の画面における検出顔Fの位置を検出し、該検出顔Fの位置が現在の映像の画面の中心であるか否かを判定する。また、コントローラ111は、検出顔Fと登録顔Aとを比較する。検出顔Fの位置が現在の映像の画面の中心である場合および検出顔Fが登録顔Aではないと判定した場合はいずれも、カメラ100のパン座標、チルト座標およびズーム位置を補正することなくステップS611に進む。一方、検出顔Fが登録顔Aであり、かつ検出顔Fの位置が現在の映像の画面の中心からずれている場合は、ステップS610に進む。
ステップS610では、コントローラ111は、検出顔Fが映像の画面の中心にくるとともに適度に拡大されるように、カメラ100のパン座標、チルト座標およびズーム位置を補正して、それらのパン/チルト座標およびズーム位置にカメラ100を動作させる。これが座標指定により指定されたプリセット撮像位置の顔補正である。そして、コントローラ111は、ステップS611に進む。
ステップS611では、コントローラ111は、N番目のプリセット撮像位置での所定時間での撮像が終了したことに応じて、Nを1つカウントアップする。そして、コントローラ111は、ステップS612からステップS602に戻り、次のプリセット撮像位置での撮像を行う。
以上説明したように、本実施例では、プリセット撮像位置を通常の座標指定による方法によって指定するだけでなく、既存のプリセット撮像位置に対して顔補正を行うことで新たなプリセット撮像位置を生成することができる。これにより、座標指定により設けられたプリセット撮像位置の少なくとも1つを、人物(顔)をそれが動体か否かにかかわらず良好に撮像するプリセット撮像位置に補正することができる。この結果、不要な撮像位置での撮像を含まず、かつ人物を確実に撮像する適切なプリセット巡回撮像を行うことができる。
図7には、本発明の実施例3であるカメラシステムの構成を示している。1101はカメラである。1102は広角撮影光学系であり、広い撮影範囲からの光を取り込んで被写体像を形成する。広角撮影光学系1102は、光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズ、光量調節を行う絞りおよび固定のレンズ等を含む。
1103はCCDセンサやCMOSセンサ等の光電変換素子により構成された撮像素子であり、広角撮影光学系1102により形成された被写体像を電気信号に変換する。撮像素子1103から出力された電気信号は、増幅器1104によって所定の信号レベルに増幅される。
1105は映像処理回路であり、増幅器1104からのアナログ電気信号をデジタル信号に変換し、さらに該デジタル信号に対して所定の映像処理を行うことで、所定フォーマットの映像(映像信号)を生成する。このようにして、カメラ1101は、被写体を撮像して映像(画像)を生成する。
1106は顔検出手段としての顔検出処理回路であり、映像処理回路1105にて生成された映像から、人物の顔を検出する。顔検出処理回路1106による顔の検出方法は、実施例1にて図2を用いて説明した方法と同じである。また、顔検出処理回路1106は、検出した顔の画面内での位置情報を生成して出力する。
1107は切り出し位置変更回路であり、映像処理回路1105にて生成された映像のうち出力する範囲(切り出し位置)およびその拡大倍率である電子ズーム倍率を変更することで、電子的なパン動作、チルト動作およびズーム動作を可能とする。
図8において、1201は撮影範囲に対応するように映像処理回路1105にて生成された本来の映像(原映像)である。切り出し位置変更回路1107は、原映像の一部である切り出し範囲1202を切り出す。この切り出し範囲1202内の映像が出力映像としてネットワーク処理回路1109を通じてPC1111に送信される。
そして、切り出し範囲1202の位置である切り出し位置を上下方向および左右方向に移動させることで電子的なパン動作およびチルト動作が行われ、切り出し範囲1202の大きさを変更(拡大/縮小)することで、電子ズーム動作が行われる。
1108はCPUにより構成されたコントローラであり、カメラ1101の動作を制御する。
1109はネットワーク処理回路であり、LANやインターネット等のネットワーク1110を介して外部指令装置としてのパーソナルコンピュータ(PC)1111から制御コマンド情報を受信して、カメラ制御情報に変換する。また、ネットワーク処理回路1109は、映像処理回路1105にて生成された映像または切り出し位置変更回路1107にて切り出された映像をネットワーク1110を介してPC1111に送信する。
PC1111には、カメラ1101を制御するためのソフトウェア(制御ツール)がインストールされている。該制御ツールをユーザが操作することで、PC1111からネットワーク1110を介してカメラ1101にプリセット巡回撮像を制御するための情報が入力される。
ここにいうプリセット巡回撮像を制御するための情報には、複数のプリセット撮像位置を指定する情報や、これらプリセット撮像位置を巡回する順序を指定する情報等が含まれる。
また、プリセット撮像位置は、切り出し位置変更回路1107による切り出し位置(パン座標およびチルト座標)と電子ズーム倍率に相当する電子ズーム位置とが指定されることで設定(指定)される。
巡回制御手段としてのコントローラ111は、上記のように指定された複数のプリセット撮像位置を巡回するように切り出し位置変更回路1107での切り出し位置とズーム位置を変更する。これにより、プリセット巡回撮像が行われる。
なお、コントローラ111は、顔検出処理回路1106により顔が検出されたことに応じて、該顔の位置情報を用いて複数のプリセット撮像位置のうち少なくとも1つを生成するプリセット位置生成手段としても機能する。
本実施例においてコントローラ111がコンピュータプログラムに従って行うプリセット巡回撮像制御の手順は、実施例1および実施例2において図4および図6を用いて説明したものと同様であるので、詳しい説明は省略する。実施例1,2ではカメラ100の向きおよび光学ズーム倍率を変更することでパン/チルト/ズーム動作を行うのに対して、本実施例では映像からの切り出し位置と電子ズーム位置を変更することでパン/チルト/ズーム動作を行う点が異なる。
例えば、実施例1の図2のフローチャートにおけるステップS408に相当する処理では、図9に示す原映像1402における検出顔F(登録顔に一致する顔とする)の位置情報に応じて、切り出し範囲1404の位置および大きさを範囲1403のように指定する。これにより、検出顔Fの位置情報に応じたプリセット撮像位置が生成される。
本実施例によっても、実施例1,2と同様の効果が得られる。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
適切なプリセット巡回撮像を行えるカメラシステムを提供できる。
100,1101 カメラ
110,1106 顔検出処理回路
102 雲台ユニット
1107 切り出し位置変更回路
111,1108 CPU
110,1106 顔検出処理回路
102 雲台ユニット
1107 切り出し位置変更回路
111,1108 CPU
Claims (2)
- 被写体を撮像して画像を生成するとともに、旋回動作およびズーム動作が可能なカメラと、
複数のプリセット撮像位置を巡回するように前記カメラに旋回動作およびズーム動作を行わせる巡回制御手段と、
前記カメラにより生成された画像から人物の顔を検出するとともに、該顔の位置情報を生成する顔検出手段と、
前記顔検出手段により前記顔が検出されたことに応じて、該顔の位置情報を用いて前記複数のプリセット撮像位置のうち少なくとも1つを生成するプリセット位置生成手段とを有することを特徴とするカメラシステム。 - 前記プリセット位置生成手段は、既存の前記プリセット撮像位置を、前記顔の位置情報を用いて変更することを特徴とする請求項1に記載のカメラシステム。
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