JP2014007662A - カメラ制御装置及びカメラ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーに違和感を与えることのないカメラ操作を行うことができるようにする。
【解決手段】画像の表示領域内の任意の位置を指定してカメラ制御を行うことが可能なカメラ制御装置において、現在のズーム比率または鏡筒部の最小移動量の何れかに応じた値と、予め定められたしきい値とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に応じて位置の指定方法を制御する制御手段とを設け、ユーザーの指定に応じた位置にカメラ制御を行うことができるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明はカメラ制御装置及びカメラ制御方法に関し、特に、高倍率ズーム機構を搭載した撮像装置を制御するために用いて好適な技術に関するものである。

従来、ネットワーク対応のカメラに接続するビューワークライアントアプリケーションは、カメラ制御専用のプロトコルをサポートし、ネットワーク経由でカメラ制御および映像受信を行えるようになっている。また、アプリケーション画面の画像表示領域における任意の位置をマウスのポインタなどで指定することで、カメラ制御できるビューワークライアントアプリケーションが提供されている。

例えば、特許文献１に示されるように、パノラマ画像における任意の位置を指定することで、その位置が中央にくるようにカメラを制御するビューワーアプリケーションが提案されている。

特開２００８−２４５３０８号公報

特許文献１に記載の撮像装置では、パノラマ画像表示領域における指定位置が画像の中央にくるようにカメラ制御するものであるが、実際にはメカ機構の制約を受けるため、必ずしも指定位置が画像の中央にくるように制御できないことがある。

図２は、鏡筒部の移動量と光学ズームとの関係を示した概念図である。
鏡筒部２０はモーターによりパン駆動される。モーターに与えられる１パルスあたりの移動量はモーターの特性として決められており、光学ワイド端２２付近では移動量は画角に対して相対的に小さいが、光学テレ端２１付近では画角に対して相対的に大きくなる。これは、ズーム比率が高ければ高い程顕著になる。

この移動量は、ビューワークライアントアプリケーション上での見え方としては、例えば、テレ端付近では、図３の表示画面３００においてユーザーはポインタ３０１の位置を指定したとする。この場合、表示画面３１０のようにポインタ３０１で指定した位置が中央になるようにカメラが制御されることを期待しているが、実際には表示画面３２０のように中央を大きく越えてしまうことが起こりうる。

従って、画像表示領域の指定した位置によっては、ユーザーにはカメラが中央を大きく越えてしまうか、あるいは、カメラが全く制御されていないように見えるため、違和感を与えてしまうという課題があった。
本発明は前述の問題点に鑑み、ユーザーに違和感を与えることのないカメラ操作を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明は、画像の表示領域内の任意の位置を指定してカメラ制御を行うことが可能な画像表示装置において、現在のズーム比率または鏡筒部の最小移動量の何れかに応じた値と、予め定められたしきい値とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に応じて位置の指定方法を制御する制御手段とを有する。

本発明によれば、画像の表示領域内の任意の位置を指定してカメラ制御を行う場合に、違和感を与えることのない快適なカメラ操作を提供することが可能となる。

本発明の実施形態の撮像装置と画像表示装置の構成例を示すブロック図である。 鏡筒部の移動量とズーム比の関係を示す概念図である。 画像表示装置におけるカメラ制御結果ズレの例を示す図である。 画像表示装置のユーザーインタフェースの一例を示す図である。 画像表示装置の起動時における画面位置指定によるカメラ制御の可否を決定する流れを説明するフローチャートである。 画像表示装置が起動した後に画像表示におけるズーム制御発生時の処理を説明するフローチャートである。 画像表示領域におけるカメラ駆動領域の一例を示す図である。 デジタルズーム時の処理手順の一例を説明するフローチャートである。 デジタルズーム時のユーザーインタフェースの一例を示す図である。

本発明の実施形態の詳細について以下に説明する。
（第１の実施形態）
本実施形態のカメラ制御システムの代表図を図１に示す。
撮像装置１００では、撮像部１１０で得られた画像をコマンド制御部１４０で特定の形式に変換し、通信制御部１３０からネットワーク１０を通して画像表示装置２００に送られる。ここで、特定の形式とは、カメラ制御および画像配信するために撮像装置１００と画像表示装置２００間でコマンド仕様として定められた形式を想定している。

撮像装置１００における駆動制御は駆動制御部１２０で行っており、コマンド制御部１４０で受けたコマンドに従い、パン駆動はパン駆動部１７０、チルト駆動はチルト駆動部１８０、ズーム駆動はズーム駆動部１６０でそれぞれ行う。また、後述するが、鏡筒部の移動量に関する値を保持しており、画像表示装置２００に提供することができる。

記憶装置１５０は、フラッシュメモリ、ＨＤＤなどの永続的な記憶装置であり、撮像部１１０で得られた画像および駆動制御部１２０から得られるパン、チルト、ズーム（PTZ）の値などを適宜保存する。パン、チルト、ズームは撮像装置１００の起動時に駆動制御部１２０に読み込まれ、撮像部１１０が駆動される。

画像表示装置２００では、ネットワーク１０を介して通信制御部２６０で受け取ったコマンドデータをコマンド処理部２５０で解釈し、画像に関するデータであれば、表示制御部２２０にデータを出力する。表示制御部２２０では、デジタルズーム、特殊な修飾、および画像表示部２１０におけるカメラ制御入力処理などを行っており、その結果を画像表示部２１０に出力して表示している。

例えば、デジタルズーム処理を行う場合は、カメラ操作入力部２４０から入力されたデジタルズーム要求に対し、指定された領域の画像を切り出し、拡大処理を施し画像表示部２１０に表示する。また、後述するように、画像に格子を重畳表示させて適切に制御できる範囲を示す場合なども表示制御部２２０で行う。

コマンド処理部２５０で受け取ったデータがカメラ駆動に関するデータであれば、メッセージ表示部２７０にてカメラに関する情報を表示する。情報の例としては、パン、チルト、ズーム値や、フレームレートなどを想定している。

図４は、画像表示装置のユーザーインタフェースの一例を示す図である。ユーザーは、撮像された画像を画像表示部４０２で見ながら、カメラ操作入力部４０１でカメラの制御を行う。操作した結果は、画像表示部４０２の画像が更新されたことと、メッセージ表示部４０６にて提示される情報により知ることができる。

ここで、図４における画像表示部４０２、カメラ操作入力部４０１、メッセージ表示部４０６は、それぞれ、図１における画像表示部２１０、カメラ操作入力部２４０、メッセージ表示部２７０に該当する。全体画像表示部４０４は、デジタルズーム制御を行ったときに切り出し元の画像を表示する領域である。デジタルズーム処理は、撮像装置１００で行っても画像表示装置２００で行ってもよく、撮像装置１００でデジタルズーム処理を行う場合は、表示制御部２２０ではデジタルズームに関する処理を行わない。

ポインタ４０３はマウスカーソルを想定しており、画像表示部４０２における表示領域内の任意の位置をポインタ４０３で指定することで、指定した位置が中央になるように撮像装置１００のパン、チルトを制御する。指定した位置は、カメラ操作入力部２４０に座標として入力され、指定位置が中央となるように撮像装置を制御するための所定の演算が施されコマンド処理部２５０にてコマンドに置き換えられる。
以上が画像表示装置２００を通したカメラ制御の基本的な動作である。したがって、本実施形態の画像表示装置２００は、カメラ制御装置として動作する。

次に、本実施形態の画像表示システムについて説明する。
図５は、画像表示装置２００の起動時における画面位置指定によるカメラ制御の可否を決定する流れを説明するフローチャートである。
画像表示装置２００が起動すると、Ｓ５０１においてネットワーク経由で撮像装置１００に接続し、現在のズーム値および鏡筒部の最小移動量に関する値を取得する。なお、鏡筒部の最小移動量は画像表示装置２００で予め持っていてもよい。次に、Ｓ５０２において、現在の制御可否パラメータを求める。

次に、Ｓ５０３において、Ｓ５０２で求めた現在の制御可否パラメータと、予め定められたしきい値とを比較し、現在の制御可否パラメータはしきい値以上か否かを判断する。制御可否パラメータとは、鏡筒部の最小移動量とズーム比率で求められるパラメータを想定しており、本実施形態では最小移動量が大きければ大きい程、ズーム比率が大きければ大きい程大きくなる。

例えば、最小移動量×ズーム比率で求められ、最小移動量１度、ズーム倍率２０倍の場合は「２０」となる。最小移動量０.１度、ズーム倍率１倍の場合は「０.１」となる。予め定められたしきい値とは、ユーザーが許容できるズレ度合いを示すものであり画像表示装置の提供者が定めてもよく、ユーザーが指定してもよい。

また、しきい値は、撮像装置１００における記憶装置１５０あるいは画像表示装置２００における記憶装置２３０に格納されていることを想定している。例えば、しきい値を「１」と定めるならば、最小移動量が０.１度の場合、ズーム倍率１０倍を超えてしまうと、Ｓ５０３の比較結果が「ＹＥＳ」となるのでＳ５０４に進み、画像位置指定によるカメラ制御を無効とする。
また、ズーム倍率が１０倍を下回る場合は、Ｓ５０２の比較結果が「ＮＯ」となるのでＳ５０５に進み、画像位置指定によるカメラ制御を有効とする。なお、パラメータ自体はズーム倍率のみで構成されても、最小移動量で構成されてもよい。Ｓ５０４またはＳ５０５の処理が終了すると、Ｓ５０６において、カメラから切断されたか否かを判断し、切断されていない場合にはＳ５０２に戻り、切断されていた場合にはエンドとなる。

図６は、画像表示装置２００が起動した後にユーザーからズームに関するカメラ制御要求が発生したときの処理を説明するフローチャートである。
Ｓ６０１において、ズーム操作が発生したときにはＳ６０２に進み、図５におけるＳ５０２の説明と同様に、Ｓ６０２において、現在の制御可否パラメータを再度求める。
次に、Ｓ６０３において、Ｓ６０２で求めた現在の制御可否パラメータと、予め定められたしきい値とを比較し、現在の制御可否パラメータはしきい値以上か否かを判断する。ズーム操作によりズーム倍率が大きくなり、現在の制御可否パラメータがしきい値を上回った場合はＳ６０４に進み画像位置指定によるカメラ制御を無効とする。

また、ズーム操作によりズーム倍率が小さくなり、現在の制御可否パラメータがしきい値を下回った場合はＳ６０５に進み、画像位置指定によるカメラ制御を有効とする。その後、Ｓ６０１に戻りズームの変化を待つループが繰り返される。具体例として、デジタルズーム操作を有効にした場合に無条件で画面位置指定によるカメラ制御を無効としたい場合は、その旨を示す値を制御可否パラメータに定義しておけばよい。

例えば、「６５５３５」と定義されていれば、制御可否パラメータに６５５３５を指定することで、デジタルズーム制御が有効となったタイミングで画面位置指定を無効にする。
以上、ユーザーが指定した位置と実際のカメラ制御位置のズレが大きくなる場合は、画像の位置指定による制御を無効とすることで、ユーザーの混乱を回避できる。

（第２の実施形態）
前述した第１の実施形態は、画像表示領域における位置指定の可否を切り替えるものであった。それに対して、本実施形態は、第１の実施形態において制御を無効にすると判定された場合に、ユーザーインタフェースを変化させることでユーザーに情報を提供し、快適な操作を実現するものである。

図７は、画像の領域内に対して、位置指定の結果、想定されるカメラ位置の範囲を提示するユーザーインタフェースの例を示す図である。
画像表示装置２００は、第１の実施形態と同様に起動時に制御可否パラメータを決定する。第１の実施形態では、このパラメータを画像表示領域に対する位置指定制御の有効、無効の判断に用いたが、第２の実施形態ではユーザーインタフェースを変化させる判断に用いる。

まず、格子枠表示について説明する。この格子枠は図５の場合では、Ｓ５０３の判断の結果、Ｓ５０４へ分岐すると判断された場合に適用される。
図６では、Ｓ６０３からＳ６０４に分岐すると判断された場合に適用される。格子枠は、鏡筒部の最小移動量およびズーム倍率から算定されるものである。ユーザーは、枠を構成する線の領域を指定することで、指定位置を中央に制御できることが示される。

例えば、図７では７０４で示す格子を形成する領域を指定することで、指定位置が中央になるようにカメラを制御できることを示す。この格子枠は、表示制御部２２０にて生成され、撮像装置１００から得られた画像に重畳して画像表示部２１０にて表示する。

また、格子枠を表示しない例としては、ポインタの形状を変化させることでユーザーに情報を提供できる。例えば、位置指定による制御の結果がユーザーの期待通りに可能であると想定される位置、すなわち、図７の７０４で示される領域上では、ポインタ７０１のようにポインタをクリアに描く。また、位置指定による制御の結果がユーザーの期待通りにならないと想定される位置では、ポインタ７０２のようにポインタを点線で表現したり、ポインタ７０３のように半透明にしたりする。このようにして、形状を変化させることで、ユーザーに適切に制御できる範囲とできない範囲の情報を提供することができる。

（第３の実施形態）
本実施形態は、デジタルズーム時（デジタルPTZ時）における表示領域の移動を、カメラ制御で行うのか、画像切り出し位置の変更で行うのかを、制御可否パラメータおよびしきい値で判断して選択するものである。図４における全体画像表示部４０４では、現在の撮像範囲で撮影された全体の画像が表示されている。ズーム領域表示枠４０７は、全体画像表示部４０４におけるデジタルズーム対象となる切り出し領域を示すもので、切り出された領域はデジタルズーム処理が行われ、画像表示部４０２に表示される。

このデジタルズーム処理は撮像装置１００における撮像部１１０で行う場合は、画像表示装置２００はズーム処理後の画像を取得し画像表示部２１０で表示すればよい。画像表示装置２００で処理する場合は、撮像装置１００から取得した全体画像から指定の領域を表示制御部２２０で処理し画像表示部２１０に表示してもよい。また、全体画像表示部４０４は、領域上の任意の位置をマウスポインタなどで指定することで表示位置、すなわちズーム領域表示枠４０７および切り出し位置を変更できる。

本実施形態の処理の流れを図８のフローチャートに示す。
Ｓ８０１においてズーム操作が発生した場合、Ｓ８０２において、現在のズーム比率または鏡筒部の最小移動量に応じた制御可否パラメータを再度求める。
次に、Ｓ８０３において、Ｓ８０２で取得した制御可否パラメータと、予め定められたしきい値とを比較し、現在の制御可否パラメータはしきい値以上か否かを判断する。現在の制御可否パラメータがしきい値を超える場合、カメラ制御結果がユーザーの期待する位置の範囲に停止させることができないため、Ｓ８０４にて切り出し位置のみを変更させることによりユーザーが所望するデジタルズーム画像を提供する。

この状態は、図９における９０３に該当する。画像表示画面９０１においてポインタ９０２の位置をユーザーが指定すると切り出し位置の変更では全体画像は更新されず、切り出し位置のみが表示枠９０４の位置に移動する。

一方、現在の制御可否パラメータがしきい値を超えない場合、カメラ制御結果がユーザーの期待する位置の範囲に停止できる。このため、Ｓ８０５にて指定位置が中央となるようにカメラの撮影方向を制御して、取得される画像における切り出し位置を中央に変更することでユーザーが所望する画像を提供するようにする。

この状態は、図９における９０４に該当する。画像表示画面９０１においてポインタ９０２の位置をユーザーが指定すると、指定位置が中央となるようにカメラが制御され、全体画像が更新される。また、全体画像における切り出し位置を示すズーム領域表示枠９０５も中央に変更される。
以上、制御可否パラメータにより切り出し位置のみを変更するのか、カメラ制御を伴う切り出し位置変更を行うのかを判断することで、ユーザーが所望する画像を提供できる。
また、前述した実施形態においては、撮像装置１００と画像表示装置２００をネットワーク１０を介して接続した例を説明したが、撮像装置１００と画像表示装置２００は一体的に構成してもよく、制御線を介して接続して構成してよい。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（コンピュータプログラム）を、ネットワーク又は各種のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１０ ネットワーク
１００ 撮像装置
１１０ 撮像部
１２０ 駆動制御
１３０ 通信制御部
１４０ コマンド制御部
１５０ 記憶装置
１６０ ズーム駆動部
１７０ パン駆動部
１８０ チルト駆動部
２００ 画像表示装置
２１０ 画像表示部
２２０ 表示制御部
２３０ 記憶装置
２４０ カメラ操作入力部
２５０ コマンド処理部
２６０ 通信制御部
２７０ メッセージ表示部

Claims (12)

1. 画像の表示領域内の任意の位置を指定してカメラ制御を行うことが可能なカメラ制御装置において、
   現在のズーム比率または鏡筒部の最小移動量の何れかに応じた値と、予め定められたしきい値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段の比較結果に応じて位置の指定方法を制御する制御手段とを有することを特徴とするカメラ制御装置。
2. 前記制御手段は、前記比較手段が比較した結果を用いて、画面による位置指定制御の有効、無効を切り替えることを特徴とする請求項１に記載のカメラ制御装置。
3. 前記制御手段は、適切に制御できる範囲を画像に重畳表示することを特徴とする請求項１に記載のカメラ制御装置。
4. 前記制御手段は、適切に制御できる範囲とできない範囲を、ポインタの形状を変化させて提示することを特徴とする請求項１に記載のカメラ制御装置。
5. 前記制御手段は、前記比較手段が比較した結果を用いて、カメラを駆動させるか、または画像切り出し位置を変更するかを選択することを特徴とする請求項１に記載のカメラ制御装置。
6. 画像の表示領域内の任意の位置を指定してカメラ制御を行うことが可能なカメラ制御方法において、
   現在のズーム比率または鏡筒部の最小移動量の何れかに応じた値と、予め定められたしきい値とを比較する比較工程と、
   前記比較工程の比較結果に応じて位置の指定方法を制御する制御工程とを有することを特徴とするカメラ制御方法。
7. 前記制御工程は、前記比較工程が比較した結果を用いて、画面による位置指定制御の有効、無効を切り替えることを特徴とする請求項６に記載のカメラ制御方法。
8. 前記制御工程は、適切に制御できる範囲を画像に重畳表示することを特徴とする請求項６に記載のカメラ制御方法。
9. 前記制御工程は、適切に制御できる範囲とできない範囲を、ポインタの形状を変化させて提示することを特徴とする請求項６に記載のカメラ制御方法。
10. 前記制御工程は、前記比較工程が比較した結果を用いて、カメラを駆動させるか、または画像切り出し位置を変更するかを選択することを特徴とする請求項６に記載のカメラ制御方法。
11. 画像の表示領域内の任意の位置を指定してカメラ制御を行うことが可能なカメラ制御方法の各工程をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    現在のズーム比率または鏡筒部の最小移動量の何れかに応じた値と、予め定められたしきい値とを比較する比較工程と、
    前記比較工程の比較結果に応じて位置の指定方法を制御する制御工程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。
12. 請求項１１に記載のプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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