JP3419678B2 - カメラ操作装置 - Google Patents
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Description
監視システムの監視カメラの遠隔操作支援技術に関す
る。
2に示すように、現場に設置された監視カメラ120の
映像が、そこから離れた中央監視室内に設置されたディ
スプレイ121上に表示されるように構成されている。
ている監視員が監視カメラ121の撮影範囲を適宜に変
更することができるように、通常、監視カメラ121を
遠隔操作するためのカメラ操作装置122が設置されて
いる。例えば、この種のカメラ操作装置としては、(1)
タッチパネル上等の中止ボタンが押されるまで、監視カ
メラ121のカメラヘッドを一定周期で左右にパン(も
しくは、上下にチルト)させ続けるもの、(2)タッチパ
ネル上等の回転ボタンが押されると、所定の角度だけ監
視カメラ121のカメラヘッドをパン(もしくはチルト)
させるもの等が知られている。
させるためには、そのカメラに与えるパラメータ値、具
体的には、カメラヘッドを左右に回転させるためのパン
値、カメラヘッドを上下に回転させるためのチルト値等
を制御する必要がある。これらの値を制御するユーザを
支援するシステムとして、例えば、特願平6−3009
53(特開平???号公報)記載のカメラシステム(以
下、従来のカメラシステムと呼ぶ)が知られている。こ
の従来のカメラシステムにおいては、映像をズームアッ
プもしくはズームダウンさせた際に、パン操作及びチル
ト操作用のスクロールバーに対するつまみの長さ及び位
置が、そのカメラのパン全範囲及びチルト全範囲に対す
る新たな水平画角及び垂直画角の関係に合致させるよう
に修正される。ユーザは、カメラのパラメータ値を意識
せずに、このつまみをドラッグさせることによって、簡
単にカメラヘッドをパン及びチルトさせることができ
る。
に示した、カメラレンズの第二主点から水平方向に撮影
範囲Bにはられる角度θHのことであり、垂直画角と
は、図13(b)に示した、カメラレンズの第二主点から
垂直方向に撮影範囲Bにはられる角度θvのことであ
る。通常の写真でいう画角とは異なる概念である。
影可能領域(カメラヘッドの回転可能範囲)は、通常、そ
の型式に応じてまちまちであるため、上記従来のカメラ
システムのカメラが他の型式のものと交換されると、当
初のカメラ対応のGUIの操作に慣れているユーザは、
その後のGUIの操作に違和感を覚えることが多い。例
えば、当初のカメラと新たなカメラとの撮影可能領域が
大きく異なる場合には、カメラ交換前後で、スクロール
バーのつまみのドラッグ量に対するカメラヘッドの回転
角の割合が大きく変るため、当初のカメラ対応のGUI
の操作性に慣れていたユーザは、ディスプレイ上に意図
した映像を表示させるまでに、スクロールバーのつまみ
の位置を何度も修正しなければならないことが多い。そ
して、新たなカメラ対応のGUIの操作性に慣れるまで
に相当の時間を要する。
対象とするカメラの各ズーム値に対応する水平画角及び
垂直画角が予め収集されていることを必要とするにもか
かわらず、このような大量のデータを効率的に収集する
ための手段を有していない。従って、上記従来のカメラ
システムの対応機種に新規機種を追加するためには、非
常に手間がかかる。
の機種をユーザに意識させないカメラ操作装置及びカメ
ラ操作方法を提供することを第一の目的とする。また、
簡単な操作で、新たな型式もしくは設計変更後の型式の
カメラ対応に調整することができるカメラ操作装置及び
カメラ操作方法を提供することを第二の目的とする。
め、本発明は、カメラの撮影状態を変化させるための操
作を受け付ける操作受付手段と、前記操作受付手段が受
け付けた操作に応じて定まるパラメータ値に基づき前記
カメラを制御するカメラ制御手段とを備えたカメラ操作
装置であって、カメラ型式毎に、それぞれ、撮影状態量
とパラメータ値とを対応付けた操作性調整用情報を記憶
した記憶手段と、前記カメラのカメラ型式名の入力を受
け付ける入力受付手段と、前記入力受付手段が入力を受
け付けたカメラ型式の操作性調整用情報を参照し、前記
操作受付手段が受け付けた操作に対する基準カメラ撮影
状態に対応付けられたパラメータ値を、前記カメラ制御
手段に与える制御手段とを備えることを特徴とするカメ
ラ操作装置を提供する。
メラが、動作特性の異なる型式のものに変更されても、
操作受付手段(例えば、スクロールバー)に対する単位操
作(例えば、スクロールバーのスクロール)に対する撮影
状態(画角、カメラヘッドの向き)の変化が基準カメラと
変らないため、ユーザは、カメラ交換前後で違和感なく
カメラを操作することができる。
に、前記カメラの撮影状態とパラメータ値との対応情報
を複数検出し、当該複数の対応情報に基づいて前記操作
性調整用情報を作成する操作性調整用情報作成手段を設
ければ、ユーザは、カメラの撮影状態を変更させる等の
簡単な操作を行うだけで、操作性調整用情報を作成する
ことができる。従って、ユーザは、簡単に、本カメラ操
作装置を、新たな型式もしくは設計変更後の型式のカメ
ラ対応に調整することができる。
ら、本発明に係る実施の一形態について説明する。
監視システムの基本構成について説明する。但し、ここ
では、プラント等の大規模設備の運転等を監視する集中
監視システムとして、本監視システムを適用した場合を
一例に挙げることとする。
ための監視カメラA、監視カメラAが撮影した映像を表
示するディスプレイ装置101、監視カメラAを遠隔操
作するためのカメラ操作装置100を備えている。
装置100は、カメラの型式を意識させないカメラ操作
用GUIを提供すると共に、ユーザのGUI操作に応じ
て監視用カメラAを制御する機能を有している。
ラ操作装置100は、カメラ操作用GUIを表示するた
めの操作用ディスプレイ装置102、ユーザのGUI操
作用のマウス等の入力装置103、カメラ制御処理及び
後述のGUI修正処理等を実行する制御装置104を備
えている。そして、制御装置104が、後述のGUI修
正処理等を実行するデータ収集計算管理部107、監視
カメラAを制御するカメラ制御部105、データ収集計
算管理部107が実行する諸処理が定義されたプログラ
ム等が格納されたメモリ106を備えている。そして、
メモリ106には、さらに、カメラ制御基本データ管理
テーブル、及び、後述のデータ収集処理により得られた
調整データも格納されている。尚、カメラ制御基本デー
タ管理テーブルには、図3に示すように(但し、一部デ
ータの数値省略)、カメラの型式毎に、それぞれ、ズー
ムアップ及びズームダウンそれぞれについてのズーム制
限値301、左右それぞれについてのパン制限値30
2、上下それぞれについてもチルト制限値303、ズー
ムアップ及びズームダウンそれぞれについての水平画角
制限値304、ズームアップ及びズームダウンそれぞれ
についての垂直画角制限値305、水平及び垂直それぞ
れの面内におけるカメラヘッドの回転可能量306等の
カメラパラメータの制限値が登録されている。
する処理について、それぞれ説明する。
プレイ装置102の表示画面上に、カメラ操作用GUI
として、図2(a)に示すようなウィンドウ200を表示
する。このウィンドウ200には、マウス103に連動
してウィンドウ内を移動するポインタ206、コマンド
を選択するための各種コマンドボタン205、調整基準
となるカメラの型式を選択するためのメニューを表示さ
せる調整ルール選択メニューボタン206、調整ルール
の新規作成もしくは読み込みの何れかを選択するための
メニューを表示させるカメラ型式選択メニューボタン2
07、監視カメラAの撮影範囲内における注目領域の位
置を示すための注目領域アイコン204a、監視カメラ
Aのカメラヘッドをパン(略水平面内で回転)させるため
のスクロールバー201、監視カメラAのカメラヘッド
をチルト(略垂直面内で回転)させるためのスクロールバ
ー202、監視カメラAをズームアップ及びズームダウ
ンさせるためのスクロールバー203等が配置されてい
る。このウィンドウ200内の3本のスクロールバー2
01,202,203は、何れも共通の操作ルールを有し
ている。例えば、スクロールバー201の左(右)のスク
ロールアロー201bが1回クリックされると、監視カ
メラAの型式によらず、そのカメラヘッドが単位角度Δ
dだけ左側(右側)にパンし、それに応じて、スクロール
バー201内部のスクロールボタン201aが左(右)へ
と移動する。そして、スクロールボタン201aよりも
左側のバー領域(右側のバー領域)が1回クリックされる
と、監視カメラAの型式によらず、そのカメラヘッド
が、単位角度Δdの既定倍角Δd×nだけ左側(右側)に
パンし、それに応じて、スクロールバー201内部のス
クロールボタン201aが左(右)へ移動する。スクロー
ルバー201とは操作量が相違する他のスクロールバー
202,203も、基本的な操作ルールは、スクロール
バー201と変らない。
ドウ200を、図2(b)に示すように略記することとす
る。
るためには、カメラ操作装置の生産者もしくはユーザ
は、カメラ操作装置の生産時もしくは監視カメラAの交
換時に、データ収集管理部107に、図4に示した以下
のデータ収集処理を実行させる必要がある。
タン207をクリックし、表示されたメニューから[新
規作成]を選択すると、データ収集管理部107は、新
たな監視カメラAの型式名の入力を要求すると共に、水
平画角収集用のコマンドボタン250のうちの[始値]ボ
タンをアクティブにする。
の型式名Dを入力すると、データ収集管理部107は、
各スクロールバー201,202,203の新たな範囲デ
ータとして、カメラ制御基本データ管理テーブル300
から、その型式のカメラの各カメラパラメータの制限値
を取り出す。
1,202,203の何れかを操作すると、データ収集管
理部107は、以下に示すように、そのスクロールバー
の種類に応じて定まる調整データの作成処理を実行す
る。
ー201,203を操作して、スクロールボタン203
aをズームダウン方向に移動させ、かつ、注目領域アイ
コン204aをフィールド204の右端に位置させるよ
うにスクロールボタン201aを右方向に移動させる
と、S400で、データ収集管理部107は、それらス
クロールボタン201a,203aの位置データに基づ
いてパン値及びズーム値を算出する。そして、カメラ制
御部105が、それらパン値及びズーム値に基づき監視
カメラAを制御し、その結果監視カメラAから帰された
動作終了信号をデータ収集計算管理部107に与える。
クすると、S402で、データ収集管理部107は、ス
クロールバー203及び[始値]ボタンを非表示にし、水
平画角収集用のコマンドボタン250のうちの[終値]ボ
タン及び[始値cancel]ボタンをアクティブにする。さら
に、現在のパン値をパン始値として保持する。尚、この
パン始値を設定し直すために、ユーザ等が[始値cancel]
ボタンをクリックした場合には、S401で、データ収
集管理部107は、現在保持しているパン始値を無効化
し、再度、[始値cancel]ボタン及び[終値]ボタンを非表
示、スクロールバー203及び[始値]ボタンをアクティ
ブとする。
1を操作して、注目領域アイコン204aをフールド2
04の左端に位置させてから、[終値]ボタンをクリック
すると、S403で、データ収集管理部107は、[始
値cancel]ボタン及び[終値]ボタンを非表示、スクロー
ルバー203及び[始値]ボタンをアクティブ表示にす
る。さらに、現在のパン値をパン終値として保持する。
04で、パン始値とパン終値から水平画角を算出し、S
405で、これを現在のズーム値に対応付けて保持す
る。
ズーム値で以上の処理を繰返し実行することによって、
ズーム値と水平画角との対応情報を複数収集したら、デ
ータ収集管理部107は、水平画角収集用のコマンドボ
タン250の[推定]ボタンをアクティブにする。その
後、ユーザ等が、十分な数の対応情報を収集したと判断
したタイミングで[推定]ボタンをクリックすると、S4
06で、データ収集管理部107は、水平画角の近似関
数を算出する。例えば、最小二乗法による場合には、水
平画角θHを以下の3次関数(1)と仮定し、n個の対応
情報(Z1,θH1),(Z2,θH2),....,(Zn,θHn)を用い
て、残差方程式の二乗和Σ(θHi−θH(Zi))が最小とな
るように各係数C0,C1,C2の推定値を算出する。
この近似関数θH(Z)を、型式Dのカメラの水平画角用
調整データとしてメモリ106に格納する(図5(a)参
照)。
で、スクロールバー201(スクロールバー202)を操
作しながら、カメラヘッド回転角用のコマンドボタンを
適宜クリックすることによって、互いに異なるパン値
(チルト値)に対するカメラヘッドの左右回転角(上下回
転角)を複数収集すると、以上と同様な演算処理によっ
て、カメラヘッドの左右回転角の近似関数(上下回転角
の近似関数)を算出し、これを、型式Dのカメラの左右
回転角用調整データ(上下回転角用調整データ)として、
メモリ106に格納する(図5(b)参照)。
データを用いて、データ収集管理部107は、今まで使
用していた型式Cの監視カメラ対応のカメラ操作用GU
Iの仕様を、新たな監視カメラの型式Dにあわせて修正
する。即ち、監視カメラAを交換した際に、ユーザが、
[調整ルール]メニューボタン206のクリックにより表
示されたメニューから調整基準カメラの型式名Cを選択
し、さらに、[調整ルール]メニューボタン206のクリ
ックにより表示されたメニューから[開く]を選択して、
新たな監視カメラAの型式名Dを入力すると、図6(a)
に示すように、データ収集管理部107は、水平画角用
調整データを参照し、経路r1,r2に沿って、今まで使
用していた型式Cの2つの水平画角制限値θ1,θnに対
応する、新たな型式Dのズーム値z1,znを求め、これ
らのズーム値z1,z2を、スクロールバー203の新た
な範囲データとする。同様に、図6(b)に示すように、
データ収集管理部107は、左右回転角用調整データ
(上下回転角用調整データ)を参照し、経路R1,R2に沿
って、今まで使用していた型式Cの左右の回転角制限値
α1,αn(上下の回転角制限値)に対応する、新たな型式
Dのパン値p1,pn(チルト値)を求め、これら2つのパ
ン値p1,pn(2つのチルト値)を、スクロールバー20
1(スクロールバー202)の新たな範囲データとする。
尚、今まで使用していた型式の制限値に対応する、新た
な型式の実際のパラメータが存在していない場合には、
スクロールバーのスクロールボタンの可動範囲を、新た
な型式の制限値までに制限する。
修正されたスクロールバーを操作すると、今まで使って
いた監視カメラの形式対応のスクロールバーを操作して
いる場合と全く同じ感覚で監視カメラを操作することが
できる。例えば、図7に示すように、型式D対応のスク
ロールバー201のスクロールアロー201aを1回ク
リックした場合(a)のカメラDは、型式C対応のスクロ
ールバー201のスクロールアロー201aを1回クリ
ックした場合(b)のカメラCとほぼ同じ方向を向く。こ
れは、スクロールバー202についても同様である。ま
た、型式D対応のスクロールバー203のスクロールア
ロー203aを1回クリックした場合(a)のカメラDの
撮影領域dは、型式C対応のスクロールバー203のス
クロールアロー203aを1回クリックした場合(b)の
カメラCの撮影領域cとほぼ同じ面積になる。従って、
予め調整データの収集さえ済んでいれば、ユーザは、操
作上、監視カメラAがいずれの型式のカメラであるかを
意識することがない。そして、調整データ作成のための
作業も、カメラ操作用GUIを利用した簡単なものであ
るため、ユーザや生産者に負担をかけるようなことはな
い。もちろん、生産段階において、全ての型式のカメラ
用の調整データが収集済みであれば、その後の設計変更
によってパン値等が変更されていない限り、ユーザが、
調整データ作成のための作業を個人的に行う必要はな
い。
Aを操作対象としているが、必ずしもこのようにする必
要はない。例えば、互いに型式の異なる複数の監視カメ
ラを操作対象とする監視システムに、本実施の形態に係
るカメラ操作装置を導入すれば、ユーザは、全ての監視
カメラを同じ操作感覚で操作することができる。
は、必ずしも1箇所に固定されている必要はない。例え
ば、図8に示すように、台車800の可動台上に監視用
カメラAを載せて、ユーザのスクロールバー201,2
02の操作に応じて、カメラ制御部105が、台車80
0の左右(X方向)移動及び可動台の上下(Y方向)移動を
制御するようにしても構わない。但し、この場合、デー
タ収集計算管理部107は、調整データ作成処理におい
て、監視用カメラAのパン値から水平画角を算出するの
ではなく、既定の原点位置(0,0)を基準とした、フィ
ールド204の左右端に注目領域アイコン204aが位
置した場合の監視用カメラAの位置座標(X1,0),(X2,
0)から水平画角を算出することになる。尚、このよう
にした場合、被写体を常に正面から撮影することができ
るため、カメラ映像に歪みが生じない状態でデータ収集
することができるという利点がある。
を別々のディスプレイ装置に表示させる必要もない。例
えば、図9に示すように、制御装置104に映像画像合
成部900を設けることによって、カメラ操作用GUI
のフィールド204内に、監視カメラAのカメラ映像が
合成表示されるようにしても構わない。このようにすれ
ば、ユーザは、カメラ映像を参照しながら、その動きに
あわせて監視カメラAを操作することができる。また、
この場合、前述の場合と異なるユーザ操作によって水平
画角を収集することができる。具体的には、以下の2通
り(1)(2)である。
ンティングさせる場合 この場合には、図10に示すようなカメラ操作用GUI
を利用する。
ームアップさせ、カメラ映像内の注目領域の左上位置及
び右下位置をポインティングすると、データ収集計算管
理部107は、これら2点を対角とする矩形グラフィッ
クス204aを表示する。確認後、ユーザ等が[shpZooI
n上書き保存]ボタン900をクリックすると、データ収
集計算管理部107は、それら2点の位置データを保存
する。
限までズームダウンさせてから、同様に、注目領域の左
上位置及び右下位置をポインティングし、さらに[shpZo
oOut上書き保存]ボタン900をクリックすると、デー
タ収集計算管理部107は、これら2点の位置データを
保存する。
これら2組の位置データに基づきカメラ中心の位置デー
タを算出し、その位置をフィールド204内に表示す
る。確認後、ユーザが[カメラ中心上書き保存]ボタンを
クリックすると、データ収集計算管理部107は、カメ
ラ中心の位置データを保存する。
を、監視カメラAのカメラヘッドの回転前後でそれぞれ
ポインティングすると、データ収集計算管理部107
は、カメラヘッドの回転角と、カメラヘッドの回転前後
における特徴点の水平方向の移動距離と、監視カメラの
カメラ映像の横幅とから、例えば、比例演算、三角関数
等を利用して、現在のズーム値に対する水平画角を算出
する。
の特徴点を抽出する画像処理を実行させる場合。
カメラAのカメラ映像データがデータ収集計算管理部1
07に取り込まれるようにする。また、カメラ操作用G
UIのウィンドウ200には、注目領域の画像の取り込
みを指示するための[注目領域取込]ボタン、調整データ
作成処理開始を指示するための[画像認識実行]ボタンを
配置する。
クすると、データ収集計算管理部107は、注目領域内
の画像情報の取り込みを開始する。その後、ユーザ等が
[画像認識実行]ボタンをクリックすると、データ収集計
算管理部107は、カメラ制御基本データ管理テーブル
から、その監視カメラAの型式に対応するパン制限値を
取り出す。このパン制限値に基づき、カメラ制御部10
5が、監視カメラAのカメラヘッドを最左端から最右端
までパンさせる。データ収集計算管理部107は、カメ
ラヘッドが回転している間の差分画像から注目領域画像
の輪郭を検出し、注目領域画像とフィールドのエッジと
の差分がしきい値以下となる2つのパン値を、パン始値
及びパン終値として保存する。そして、データ収集計算
管理部107は、パン始値及びパン終値から、現在のズ
ーム値に対する水平画角を算出する。
を左右に回転させるだけで水平画角を収集することがで
きるようになる。
ユーザは、操作上、カメラの型式を意識することがな
い。また、簡単な操作で、新たな型式もしくは設計変更
後の型式のカメラ対応に調整することができる。
本構成図である。
ための図である。
造の概念図である。
る。
であり、(b)は、左右回転角用調整データマップの概念
図である。
ための図である。
本構成図である。
本構成図である。
るための図である。
基本構成図である。
り、(b)は、垂直画角を説明するための図である。
Claims (8)
- 【請求項1】カメラの撮影状態量を変化させるための操
作を受け付ける操作受付手段と、前記操作受付手段が受
け付けた操作に応じて定まるパラメータ値に基づき前記
カメラを制御するカメラ制御手段とを備えたカメラ操作
装置であって、 カメラ型式毎に、それぞれ、撮影状態量とパラメータ値
とを対応付けた操作性調整用情報を記憶した記憶手段
と、 前記カメラのカメラ型式名の入力を受け付ける入力受付
手段と、 前記入力受付手段が入力を受け付けたカメラ型式の操作
性調整用情報を参照し、前記操作受付手段が受け付けた
操作に対する基準カメラの撮影状態量に対応付けられた
パラメータ値を、前記カメラ制御手段に与える制御手段
とを備えることを特徴とするカメラ操作装置。 - 【請求項2】請求項1記載のカメラ操作装置であって、 前記入力受付手段はスクロールバーであることを特徴と
するカメラ操作装置。 - 【請求項3】請求項1または2記載のカメラ操作装置で
あって、 前記パラメータ値は、前記カメラの運動量及びズーム値
であることを特徴とするカメラ操作装置。 - 【請求項4】請求項3記載のカメラ操作装置であって、 前記制御手段は、前記基準カメラの撮影状態量の範囲に
応じて、スクロールバーの有効領域を変更することを特
徴とするカメラ操作装置。 - 【請求項5】請求項1、2、3及び4記載のカメラ操作
装置であって、 前記撮影状態量と前記パラメータ値とを対応付けた複数
の対応情報に基づいて前記操作性調整用情報を作成する
操作性調整用情報作成手段を備えることを特徴とするカ
メラ操作装置。 - 【請求項6】請求項5記載のカメラ操作装置であって、 前記カメラの運動量と、当該運動中のカメラが撮影した
連続映像間における特徴点の変位量とに基づいて、前記
パラメータ値に対応付けるための撮影状態量を算出する
画像認識手段を備えることを特徴とするカメラ操作装
置。 - 【請求項7】カメラを遠隔操作するためのカメラ操作装
置と、前記カメラが撮影した映像を表示する表示装置と
を備えたシステムであって、 前記カメラ操作装置として、請求項1、2、3、4、5
及び6の内の何れか1項記載のカメラ操作装置を備える
ことを特徴とするシステム。 - 【請求項8】カメラの撮影状態を変化させるための操作
を受け付ける操作受付手段と、前記操作受付手段が受け
付けた操作に応じて定まるパラメータ値に基づき前記カ
メラを制御するカメラ制御手段とを備えたカメラ操作装
置によって、前記カメラを制御するカメラ操作方法であ
って、 前記カメラ操作装置は、 カメラ型式毎に、それぞれ、撮影状態量とパラメータ値
とを対応付けた操作性調整用情報を記憶した記憶手段
と、 前記カメラのカメラ型式名の入力を受け付ける入力受付
手段とを備え、 当該カメラ操作方法は、 前記入力受付手段に、前記カメラのカメラ型式名の入力
を与えるステップと、 前記入力受付手段が受け付けたカメラ型式の操作性調整
用情報によって、前記操作に対する基準カメラ撮影状態
量に対応付けられたパラメータ値に基づいて、前記カメ
ラ制御手段が前記カメラを制御するステップとを有する
ことを特徴とするカメラ操作方法。
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JP07934198A JP3419678B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | カメラ操作装置 |
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