JP4642868B2 - カメラ用のエリア・ズーム機能を提供する方法 - Google Patents

Description

（発明の技術分野）
本発明は、コンピュータ・システムにおいて請求項１の前提部に従うカメラを調節するための方法、請求項１５の前文に従うコンピュータ・プログラム製品および請求項１６の前提部に従う記憶媒体に関するものである。

（背景技術）
本発明は、各種タイプの監視用又はビデオ会議システムにしばしば使用されるパン／チルト／ズーム機能付きのデジタル・カメラのようなデジタル・カメラと一緒に使用することを意図している。そのようなカメラの一例は、米国特許第５，５２８，２８９号に述べられており、それは、ビデオ会議システム・カメラを自動調節して対象物を中央揃えする方法について述べている。

上の引用特許に述べられているように、カメラは、ユーザに対してデジタル画像を提供する。画像は、コンピュータ・スクリーンのようなモニタ・ディスプレイ上に何らかのアプリケーション・ソフトウエアを使用して表示される。ソフトウエアは、ユーザが表示された画像中の対象物又は関心領域の周りにポインタを使用して矩形を描くことを許容する。ユーザが矩形を描くのに応答して、カメラは、モニタ・ディスプレイ中の対象物を自動的に中央揃えするように位置決めされ、またズームおよびフォーカスを調節して、矩形で指示されたエリアがディスプレイを満たすようにされる。矩形は、ユーザが、ポインタを矩形の一隅に対応する望みのポインタ・スタート・ポイント（ＰＳＰ）に置き、関心領域を対角に横切ってポインタをドラッグし、ＰＳＰから対角に矩形を横切った矩形の一隅に対応するポインタ・エンド・ポイント（ＰＥＰ）でマウス・ボタンを離すことによって描かれる。一旦矩形が描かれれば、コントローラは、ＰＥＰおよびＰＳＰに基づいて矩形の中心点を計算する。次にコントローラは、計算した中心点とモニタ・ディスプレイの中央との差分を計算して、望みの絵をモニタ・ディスプレイの中央に配置するために必要なカメラのパンおよびチルトを決定する。最後に、コントローラは、新たな視野へどれだけズームするかを決定するために１組の計算を実行し、カメラに対して、フォーカス・プロセス又はメモリ・プロセスのいずれかによってフォーカスを指示する。これによって手順は、終了する。

上述の方式に付随する問題は、ユーザが特別な関心対象物にズーム・インしようとする場合に発生する。矩形は、矩形の２つの対向する隅にあるＰＳＰおよびＰＥＰで描かれるため、ユーザが描いたフレームの中に関心対象物を最適な形で含む可能性は、むしろ低い。ズームのあとで、関心対象物が表示される割合が多すぎたり少なすぎたりすることがしばしばあり、そのため、ユーザは、描画プロセスを何度か繰り返すことになる。

米国特許第６，０５２，１１０号は、ディスプレイ・スクリーンに表示された対象物をズーム・イン又はズーム・アウトする方法について述べている。ユーザは、ツールバー・メニュから「ズーム・オペレーション」を選択する。これによってスクリーン上にカーソルが現れる。ユーザは、カーソルを動かして、例えばマウス・ボタンをクリックすることによって基準点をセットする。これにより、スクリーンに基準点インジケータが表示される。例示的実施の形態の基準点インジケータは、円の円周上に位置する。基準点がセットされたあとで、ユーザは、カーソルを基準点から遠ざかる方向に動かすことができる。描かれた円の内部にカーソルがある限り、ズーム・アウト・オペレーションが働くが、カーソルが円周の外側に出ると、ズーム・イン・オペレーションが働く。カーソル位置と基準点との間の距離は、ズーム・オペレーションの速度を決める。この方法では、関心領域が指定されないため、カメラへのフィードバックがない。

（発明の概要）
本発明の目的は、上述の問題点をすべて又は部分的に解決することである。この目的は、請求項１に従う方法、請求項１５に従うコンピュータ・プログラム製品および請求項１６に従う記憶媒体によって達成される。

第１の態様に従えば、本発明は、コンピュータ・システムにおいてカメラを調節するための方法に関するものである。方法は、次の工程、
−カメラによってキャプチャされた、オリジナルのアスペクト比を有するオリジナル画像を受信する工程、
−オリジナル画像の関心領域の中心点を定義する第１のユーザ入力を受信する工程、
−関心領域に対する、オリジナルのアスペクト比と同じアスペクト比にセットされた周囲を定義する第２のユーザ入力を受信する工程、
−第１のユーザ入力および第２のユーザ入力に基づいて、定義された関心領域のズーム画像であって、第１のユーザ入力によって定義される中心点に中心を置くように位置決めされたズーム画像を提供するようにカメラ視野を調節する工程、および
−ユーザに対してズーム画像をディスプレイ・スクリーンに表示する工程、
によって特徴付けられる。

中心点を定義することは、関心領域のどの部分をズーム画像の中央に置くかをユーザが正確に指定することを可能にするため、ズーム画像内に関心領域の対象物を最適な形で含むようにできる。更に、関心領域がオリジナル画像と同じアスペクト比にセットされるため、描かれる周囲は、オリジナル画像のどの部分がズーム画像中で見えるかをユーザが正確に知ることを可能にする。これは、従来技術のアプリケーションと対照的である。従来は、矩形の異なる次元に沿ってスケーリングが発生可能であって、定義された関心領域の一部がズーム画像中に示されないことが起こる（あるいは、定義された関心領域よりも多くのものがズーム画像中に示される）。

１つの実施の形態で、第１のユーザ入力を受信する工程は、ポインティング・デバイスによるオリジナル画像中の１つの点のユーザ選択を受信する工程を含む。ポインティング・デバイスは、例えば、コンピュータのマウス又はジョイスティック、あるいは、同等物でよい。これは、ユーザが関心領域の中心点を容易かつ正確に指定することを可能にする。

１つの実施の形態で、点は、オリジナル画像に対する直交座標系で（ｘ，ｙ）座標対によって定義される。これは、中心点の値を記録すること、そしてその座標を再配置のためにデジタル・カメラに送信することを容易にする。ディスプレイ・スクリーン上にオリジナル画像と一緒に座標系が表示されれば、ユーザは、キーボードや音声制御のような何らかの非グラフィカルな入力デバイスを用いて点の座標値を指定することも可能になる。

１つの実施の形態で、第２のユーザ入力を受信する工程は、中心点から離れた第２の場所を受信する工程を含む。中心点が第１のユーザ入力から分かり、周囲のアスペクト比がオリジナル画像のアスペクト比から分かるため、これは、ユーザが関心領域の周囲を迅速に指定することを可能にする。

１つの実施の形態で、第２の場所は、ユーザがポインティング・デバイスを使用して中心点からスタートするクリック・アンド・ドラッグ・オペレーションを実行することによって定義される。上と同じように、各種タイプのポインティング・デバイスが使用可能である。クリック・アンド・ドラッグ・オペレーションを実行することによって、すなわち、中心点でマウスを押し下げ、マウス・ボタンを押し下げたままポインタを周囲の望みの場所までドラッグし、望みの周囲に達したらマウス・ボタンを離すことによって、ユーザが周囲の場所を制御することがより易しくなり、そうすることでユーザが関心領域を最適に定義する制御がよりうまくできるようになる。

いくつかの実施の形態で、中心点と第２の場所との間の距離は、周囲上の２つの対角的に対向する隅間の距離の半分に等しい。すなわち、ユーザは、第２の場所を関心領域の周囲上の場所に選ぶ必要がない。逆に、ユーザは、第２の場所を中心点から任意の方向にある任意の点に選ぶことができ、それに従って、周囲は、適切なアスペクト比で、中心点と第２の場所との間の距離に基づいて描かれる。概念的に、このことは、中心点を中心とする仮想的な円の円周上に第２の場所を選び、この仮想円に内接する矩形として関心領域の周囲を描くことと考えることができる。第２の場所を関心領域に対する周囲上の１点に選ぶことに限定されないことによって、柔軟性が増え、ユーザの使いやすいものになる。

いくつかの実施の形態で、関心領域の周囲を描画は、第２の場所が中心点から最小距離にあるときにのみ発生する。そのような最小の閾値を設けることによって、対象物上でクリックすることによって対象物を中央に配置できる機能を有するアプリケーションでも、意図しないズームを回避することが可能になる。すなわち、ユーザの意図が対象物をクリックすることによって対象物を中央に配置することであり、ユーザが無意識にマウス・ボタンを押し下げたままで、マウスをわずかな距離だけ移動させてもズームが発生しない。他方、ユーザの意図が対象物をズーム・インするために関心領域を指定する矩形を描くことであれば、ユーザは、最小の閾値を超える第２の場所にマウスを移動させればよい。こうして、別々のズーム・オペレーションと中央配置オペレーションを互いに区別することが容易になる。

いくつかの実施の形態で、最小距離は、オリジナル画像中のピクセル数で定義される。ピクセル数は、任意に定義することができ、例えば、ユーザの移動に対する入力デバイスの感度に基づいて、あるいは、特別なユーザの運動技能に基づいて、固定した数として定義することができ、そうすれば各種の異なる程度の運動技能を有するユーザがそのアプリケーション・インタフェースを適正に利用できるようになる。

いくつかの実施の形態で、最小距離は、カメラのズーム機能によって定義される。このことは、ズームの正確な制御を可能にする。その理由は、ユーザが余りに小さく、デジタル・カメラのズーム能力を超えるような関心領域の周囲を定義できないからである。更に、それは、ズーム機能が常には、知られていない広範のデジタル・カメラに対して同じユーザ・インタフェースが利用できるようにする。これは、例えば、単一ユーザがウエブ・インタフェースを利用して複数の場所を監視するときに非常に有益である。

いくつかの実施の形態で、ズーム・ファクタは、関心領域の２つの隅間の対角距離とオリジナル画像の２つの隅間の対角距離との比として計算され、カメラを調節するのに使用されるカメラに対する計算されたズーム・ファクタを提供する。このようにしてズーム・ファクタを計算することは、デジタル・カメラに対して単一の値を送信することになり、そのためカメラは、適切なズーム・レベルに調節でき、非常に少ない処理パワーおよび記憶スペースしか必要としない。当業読者が理解するように、「１」よりも小さい（すなわち、１００％よりも小さい）ズーム・ファクタは、ズーム・インに対応し、「１」に等しいズーム・ファクタは、ズームなしに対応し、「１」よりも大きい（すなわち、１００％よりも大きい）ズーム・ファクタは、ズーム・アウトに対応する。

いくつかの実施の形態で、関心領域の周囲の少なくとも一部は、オリジナル画像の周囲の外にはみ出すことができる。これは、典型的には、ユーザがズーム・インしようとする関心対象物がオリジナル画像のエッジにあるか、それに接近して位置する場合である。関心領域を画像の外に拡大することによって、オリジナル画像で見えなかった詳細をズーム画像中で見ることが可能になる。このことは、従来技術の実装では、可能でない。それは、矩形フレームが矩形の２つの隅にある始点と終点で描かれるためであり、それは、関心領域全体がオリジナル画像の中に見えていなければならないことを意味する。当業読者が理解するように、これは、ズーム・イン画像にも、ズーム・アウト画像にも適用される。

いくつかの実施の形態で、関心領域は、オリジナル画像全体を含み、ズーム画像は、ズーム・アウト画像である。これは、ユーザがズーム・アウトとズーム・インで同様なオペレーションを実行することを可能とし、それによって、直観的で理解し易いユーザ・インタフェースが生成される。更に、ズーム・インとズーム・アウトとで別々にオン・スクリーン制御を必要としないため、さもなければ画像を表示するために利用できる貴重なディスプレイ・スクリーン上の空間を節約できる。このことは、静止型装置のディスプレイ・スクリーンよりも一般に小型であるモバイル装置のディスプレイ・スクリーンに関して、あるいは、単一のディスプレイ上に複数の画像を同時に表示する状況で特に重要である。

第２の態様に従えば、本発明は、カメラを調節するためのコンピュータ・プログラムに関するものである。コンピュータ・プログラムは、次の工程、
−カメラ（１２０）によってキャプチャされた、オリジナルのアスペクト比を有するオリジナル画像（３００）を受信する工程（２１０）、
−オリジナル画像（３００）の関心領域（３１０）の中心点を定義する第１のユーザ入力を受信する工程（２２０）、
−オリジナルのアスペクト比と同じアスペクト比を有する、関心領域（３１０）に対する周囲（３２０）を定義する第２のユーザ入力を受信する工程（２３０）、
−第１のユーザ入力および第２のユーザ入力に基づいて、第１のユーザ入力によって定義される中心点に中央揃えされた、定義された関心領域（３１０）のズーム画像（４００）を提供するようにカメラ視野を調節する工程（２４０）、
−ユーザに対してズーム画像（４００）をディスプレイ・スクリーン（１８０）に表示する工程（２５０）、
に対応する命令を含む。

第３の態様に従えば、本発明は、例えばコンピュータ・プログラムを含むデジタル記憶媒体に関するものである。コンピュータ・プログラムおよび記憶媒体は、方法のそれに対応する特徴を含み、同様に多様である。

本発明の１又は複数の実施の形態の詳細は、添付図面に提示されており、以下に説明する。発明のその他の特徴および利点は、説明および図面と、特許請求の範囲から明らかになろう。

各図面で、同様な参照符号は、同様な要素を示す。

（発明の詳細な説明）
図１に示すように、発明の１つの好適な実施の形態に従うシステム１００は、基本的なモジュール形で図示されたデジタル・カメラ１２０を含む。デジタル・カメラ１２０は、デジタル・カメラ１２０によって光学的にカバーされるシーンに存在する任意の物理的対象物でよい対象物１１０のいくつかのデジタル画像を生成するようにアレンジされている。デジタル・カメラ１２０は、レンズ又は対物レンズ１３０の形の光学的入力を有する。

対物レンズ１３０は、画像キャプチャ・ユニット１４０に光学的に結合され、後者は、対象物１００を表すデジタル画像を生成する適切な手段を備えている。いくつかの実施の形態で、画像キャプチャ・ユニット１４０は、当業者に良く知られた電荷結合素子（ＣＣＤ）を含む。画像キャプチャ・ユニット１４０は、コントローラ１５０およびメモリ１６０に接続される。コントローラ１５０は、画像キャプチャ・ユニット１４０を制御する。コントローラ１５０は、また画像キャプチャ・ユニット１４０によってキャプチャされた画像を記憶するデジタル・メモリ１６０に接続されて動作する。メモリ１６０は、ＳＲＡＭメモリなど任意の市販メモリによって実現できる。

図１に示すように、デジタル・カメラ１２０は、イーサネット（登録商標）やトークン・リング・ネットワークのような有線又は無線のネットワーク１７０に接続することができ、後者は、インターネットの一部でよい。そのような用途において、デジタル・カメラ１２０のコントローラ１５０は、デジタル・カメラ１２０がネットワーク１７０上で利用可能なネットワーク・カメラとして振舞うことを許容する、すなわちデジタル画像を生成できるビデオ・サーバを含む。

デジタル・カメラ１２０のパンおよび／又はチルト角およびズームは、ネットワーク１７０を通してコントローラ１５０にアクセスすることによって、ネットワーク１７０上でコントローラ１５０と交信できるコンピュータ１８０又はその他のタイプのデバイスを使用してデジタル・カメラ１２０のユーザがセットおよび変更できる。あるいは、パンおよび／又はチルト角およびズームは、デジタル・カメラ１２０に直接接続されたコンピュータから制御することもできる。

図２は、発明の好適な実施の形態に従うデジタル・カメラ１２０を調節するためのプロセス２００を示す。図２で分かるように、プロセス２００は、工程２１０において、カメラ１２０からオリジナル画像を受信して、それをユーザに対してコンピュータのディスプレイ・スクリーン１８０に表示することからスタートする。オリジナル画像３００の一例は、図３に見ることができる。オリジナル画像３００は、オリジナル画像３００の長い辺とオリジナル画像３００の短い辺との比によって定義されるアスペクト比を有する。オリジナル画像３００の解像度は、典型的には、オリジナル画像３００を表示するソフトウエアでの設定および／又はデジタル・カメラ１２０中の設定に依存する。画像分解能を設定する機構は、当業者に良く知られているため、ここで説明することはしない。典型的な画像分解能は、ＶＧＡシステムについては、６４０×４８０ピクセルで、ＰＡＬシステムについては、７０４×５７６ピクセル又は７０４×４８０ピクセルである。

次に、工程２１０において、関心領域の１つの領域の中心点を定義する第１の入力がユーザから受信される。いくつかの実施の形態で、ユーザ入力は、生成されるズーム画像中でユーザが中央に置きたい画像の特定のポイントにおけるマウス・クリックの形で受信される。しかし、入力をジョイスティックのような任意のその他のタイプのグラフィカルな入力デバイスを用いて供給することもできることを認識すべきである。いくつかの実施の形態で、入力は、従来のキーボードによって、あるいは、音声制御を通して供給することもできる。これらの入力機構は、点を座標対によって容易に指定できる場合に特に有用である。図３のオリジナル画像３００で、ユーザによって指定される中心点３１０は、オリジナル画像３００の右手側にある白いバンのナンバー・プレートに対応している。

中心点３１０を定義する第１のユーザ入力を受信したあとで、工程２３０において、関心領域の周囲を定義する第２のユーザ入力が受信される。図３で分かるように、周囲３２０は、デジタル・カメラがそれのズーム・レベルおよびパン／チルト位置が調節されたあとで、ズーム画像中に示されるはずの関心領域を定義する。これも図３から分かるように、関心領域は、オリジナル画像３００と同じアスペクト比を有する。すなわち、周囲３２０の長い辺と短い辺との比は、オリジナル画像３００の長い辺と短い辺との比と同じである。これは、従来技術と異なり、デジタル・カメラが調節されたあとで、ズーム画像中に含まれるものをユーザが正確に知ることを可能にする。従来は、ユーザが関心領域を定義するために自由な形の矩形を描くことが許容されており、そのため矩形のアスペクト比がオリジナル画像３００のそれと異なる場合、最終画像で矩形の一部が異なるスケーリングになることが起こる。

いくつかの実施の形態で、第２のユーザ入力は、従来のアプリケーションで行われるのと同様、当業者には、良く知られたように、コンピュータ・マウスを使用したクリック・アンド・ドラッグ・オペレーションの形で受信される。本発明での違いは、クリック・アンド・ドラッグ・オペレーションが関心領域に対する周囲３２０の隅の１つからでなくて、中心点３１０から始まることである。これは、オリジナル画像３００のナンバー・プレートのような関心対象物をユーザがより正確に中央揃えすることを可能にする。いくつかの実施の形態で、周囲３２０は、ユーザがコンピュータ・マウスを中心から周囲に向かって外向きにドラッグすることで描かれる。直観的に、クリック・アンド・ドラッグ・オペレーションは、仮想円の中心から円の半径に沿って外向きにポインタをドラッグすることと考えることができる。ユーザがポインタをドラッグする間に、アプリケーション・ソフトウエアは、矩形の形に周囲３２０を描く。矩形は、オリジナル画像３００と同じアスペクト比を有し、仮想円に内接する。更に注意すべきことは、現状の実施と異なり、クリック・アンド・ドラッグ・オペレーションの終点が周囲３２０の上の点である必要がないことである。その代わり、クリック・アンド・ドラッグ・オペレーションの始点と終点との間の距離は、周囲３２０の大きさと位置とを計算するために使用される。

図７は、そのような実施の形態の模式例であり、周囲３２０の寸法がどのように計算されるかを示している。図７から分かるように、ディスプレイ・スクリーン７００は、水平寸法ｘｃおよび垂直寸法ｙｃを有する。ユーザは、関心領域の中心点３１０を座標（ｘ０，ｙ０）として選び、マウス・ボタンを押し下げ、半径ｒ７１０に沿ってポインタを仮想円７３０の周囲上の終点７２０まで移動させる。周囲３２０がディスプレイ・スクリーン７００と同じアスペクト比を有することに留意すれば、これによって、仮想円７３０の円周上に位置し、周囲の２つの対角に対向する隅の座標を計算するために十分な情報が提供される。左上の隅７４０は、座標（ｘ１，ｙ１）を有し、右下の隅７５０は、座標（ｘ２，ｙ２）を有する。これらの座標は、次のように計算される。
ｘ１＝ｘ０−ｒ＊ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（ｘｃ／ｙｃ））
ｙ１＝ｙ０−ｒ＊ｃｏｓ（ａｒｃｔａｎ（ｘｃ／ｙｃ））
ｘ２＝ｘ０＋ｒ＊ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（ｘｃ／ｙｃ））
ｙ１＝ｙ０＋ｒ＊ｃｏｓ（ａｒｃｔａｎ（ｘｃ／ｙｃ））

他の実施の形態で、周囲３２０は、ユーザがドラッグを完了したあとで、マウス・ボタンを離すまで描かれない。更に別の実施の形態で、ユーザは、クリック・アンド・ドラッグをしなくてもよく、単に最初に中心点３１０でクリックし、ユーザが周囲３２０を配置したい場所で二度目のクリックをするだけでよい。

いくつかの実施の形態は、分離された「対象物中央揃え関数」を含み、それは、上で述べた第１のユーザ入力と同じように、対象物にズーム・インすることなく、ユーザが選んだ対象物に対してカメラに中央揃えを実行させる。ユーザが「対象物中央揃え」オペレーションを実行しようと意図する場合に、ボタンを押し下げながらマウスを移動させたときに、意図しないズームが行われないようにするために、いくつかの実施の形態は、カーソルが選ばれた中心点３１０から最小距離だけ離れるまで周囲３２０が描画されないようにしている。

あるいは、中心点３１０から最小距離だけ離れるまで周囲３２０を描画しないことの代わりに、いくつかの実施の形態は、中心点３１０からの距離に関係なく周囲３２０を描画させるようにしているが、周囲３２０は、異なる色で描画される。例えば、カーソルが中心点３１０に近すぎる場合、赤い周囲３２０が描かれ、カーソルが中心点３１０から指定された最小距離よりも遠ざかると周囲３２０の色が緑に切り替わる。

上で述べたように、いくつかの実施の形態で、中心点３１０と周囲３２０との間のこの最小距離は、例えば、オリジナル画像３００中で中心点３１０を囲む８×８ピクセルの領域というふうにピクセル単位で定義される。他の実施の形態で、最小距離は、カメラのズーム能力に基づいて定義される。例えば、ユーザが望むレベルにカメラがズーム・インできないほど小さい関心領域をユーザが定義したときは、周囲３２０は、描画されない。その代わり、カメラは、何もしないか、あるいは、対象物中央揃えオペレーションを実行する。この方式は、同じインタフェースで複数のカメラを制御するとき、例えば、いくつかのカメラを制御するためのウエブ・インタフェースの場合に特に有用である。

いくつかの好適な実施の形態で、必要なズーム量は、周囲３２０の２つの対向する隅間の対角距離と、オリジナル画像３００の２つの対向する隅間の対角距離との比を計算することによって計算される。結果は、０よりも大きい値を与えるが、１よりも小さい値は、ズーム・インに対応し、１よりも大きい値は、ズーム・アウトに対応し、１の場合は、ズームなしに対応する。この値は、しばしばズーム・ファクタと呼ばれる。当業読者が理解するように、この値は、割合で表現することも可能で、１００％よりも小さい値は、ズーム・インに対応し、１００％よりも大きい値は、ズーム・アウトに対応し、１００％の値は、ズームなしに対応する。ズーム・ファクタとして１つの値を使用することで、前節で議論したように、ズーム・データをカメラに送信することが容易になり、望みのズーム・インがカメラ能力の範囲にあるかどうかを判断することも容易になる。

中心点３１０を定義する第１のユーザ入力と周囲３２０を定義する第２のユーザ入力とが受信され、ズーム・ファクタが計算されたとき、データがカメラ１２０のコントローラ１５０に送信される。工程２４０において、コントローラ１８０は、当業者に良く知られた方法に従って、カメラ１２０の物理的調節を通して、あるいは、デジタル画像処理を通して、カメラ視野をチルト／パン／ズームさせて望みの画像視野に調節する。チルト／パン・オペレーションおよびズーム・オペレーションは、単一オペレーションの一部として同時に、あるいは、分離した工程として実行することができる。１つの実施の形態で、コンピュータ１８０からコントローラ１５０に送られるデータは、上で述べたようにして決められた中心点３１０の（ｘ，ｙ）座標対とズーム・ファクタとを含む。

最後に、工程２５０において、ユーザに対してズーム画像がディスプレイ・スクリーンに表示され、それによってプロセス２００が終了する。図４は、オリジナル画像３００中の周囲３２０内の関心領域に対応するズーム画像４００の例を示す。例示された実施の形態で、ズーム画像４００は、オリジナル画像３００と同じ寸法および次元で示されている。明らかなように、中心点２３０として選ばれたナンバー・プレートは、ズーム画像４００中で中央揃えされ、明瞭に見えるようになっている。

注意すべきことは、上の議論がズーム・インに集中しているが、ズーム・アウトにも同じ原理が適用されることである。当業読者に理解されるように、ズーム・アウトは、オリジナル画像３００のエリアよりも大きい関心領域の周りに周囲２３０を定義することによって実行できる。関心領域は、オリジナル画像のすべて、あるいは、例えば、中心点がオリジナル画像３００のエッジに接近して選ばれた場合、および関心領域がオリジナル画像３００のエリアよりも大きく選ばれたときなどには、オリジナル画像の一部を含むことができる。この結果、そのような状況で、ズーム・ファクタは、１００％よりも大きい値を有する。ズーム・インの場合と同様に、周囲２３０を描画する時点に関して閾値を定義することが可能である。ここでも、この閾値は、デジタル・カメラ１２０のズーム能力に関連付けることができる。それ以上ズーム・アウトさせることができないとき、周囲２３０は、描画されないか、あるいは、周囲２３０は、ズーム・インの場合に関して上で議論したのと同じように、異なる色で描かれる。ズーム・アウトのこの方法は、上で述べたズーム・インの方法に既に詳しいユーザに対して直観的に使用できるため、特に有利である。更に、ズーム・インおよびズーム・アウトのためにオン・スクリーン制御を設ける必要がない。このことは、小型で携帯型ディスプレイの場合にしばしば見られるような、ディスプレイ・スクリーン上にいくつかの絵を含む場合や１つの絵がディスプレイ・スクリーン全体を占める場合のようにディスプレイ・スクリーン空間が貴重な場合に特に有用である。

上で述べたズーム方法での別の特徴は、オリジナル画像のエッジに位置する対象物にズーム・インすることが容易になることである。図５は、そのようなケース、ユーザがオリジナル画像５００の左端に位置する白いバン５１０にズーム・インしようとする場合を示している。上述の方法を利用して、白いバン５１０を中心点として選び、次にユーザは、ズーム画像に示されることになる関心領域の周囲５２０を定義するためにクリック・アンド・ドラッグ・オペレーションを実行する。図５から明らかなように、オリジナル画像５００内には、周囲５２０の一部（およそ周囲の半分）のみが描かれる。周囲５２０の残りは、オリジナル画像５００の外に位置し、従って描かれない。しかし、ズーム・ファクタを決める場合は、すぐ上で述べたように、関心領域の可視の半分と不可視の半分の両方が用いられる。注意すべきことは、ここでも、周囲５２０によって定義されるように、関心領域のアスペクト比がオリジナル画像５００のアスペクト比と同じであることである。

図６は、オリジナル画像５００に定義された関心領域の結果のズーム画像６００を示す。図６から明らかなように、白いバンは、ズーム画像６００のほぼ中央に位置しており、オリジナル画像５００で見えなかった別の車と旗竿がここでは、はっきりと見える。読者には、理解されるように、このことは、上で引用した従来技術と比べて、ユーザ・オペレーションを大幅に簡略化する。従来技術の場合、ユーザは、最初にオリジナル画像を中央に移動させて、ズーム・インさせる領域全体が見えるようにし、次に関心領域を定義する矩形を、矩形の２つの隅を始点と終点して描画しなければならない。そのようにしても、描かれた矩形のアスペクト比がオリジナル画像のアスペクト比と同じでなければ、望みの関心領域が、ズーム画像に表示されない場合がある。このように、図５および６に示された実施の形態は、従来技術のアプリケーションと比べて、ユーザの操作性を大幅に簡略化し、精度を改善する。

本発明は、デジタル電子回路で、あるいは、コンピュータ・ハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア又はそれらの組合せで実現することができる。本発明の装置は、プログラマブル・プロセッサによって実行するためにコンピュータが解読できる記憶装置に実体のある形で具体化されたコンピュータ・プログラム製品の形に実施できる。また本発明の方法工程は、入力データに作用して出力を生成することによって発明の関数を実行する命令のプログラムを実行するプログラマブル・プロセッサによって実行できる。本発明は、データ記憶システム、少なくとも１つの入力装置および少なくとも１つの出力装置に対して、データおよび命令を受信し、データおよび命令を送信するように接続された少なくとも１つのプログラマブル・プロセッサを含むプログラマブル・システム上で実行可能な１又は複数のコンピュータ・プログラムの形に有利に実施することができる。各コンピュータ・プログラムは、高級な手続き的又はオブジェクト指向のプログラミング言語で、あるいは、必要であればアセンブリ言語又はマシン言語で実現でき、いずれの場合も、その言語は、コンパイラ型言語又はインタープリタ型言語でよい。適当なプロセッサとして、一例として、汎用又は特殊目的の両マイクロプロセッサが含まれる。一般に、プロセッサは、読出し専用メモリおよび／又はランダム・アクセス・メモリから命令およびデータを受信する。一般に、コンピュータは、データ・ファイルを記憶するための１又は複数の大量記憶装置を含む。そのような装置には、内蔵ハードディスクおよびリムーバブル・ディスクのような磁気ディスク、光磁気ディスクおよび光ディスクが含まれる。コンピュータ・プログラムの命令およびデータを実体のある形で具体化するために適した記憶装置には、あらゆる形式の不揮発性メモリが含まれるが、それには、一例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭおよびフラッシュ・メモリ・デバイスのような半導体メモリ・デバイス、内蔵ハードディスクおよびリムーバブル・ディスクのような磁気ディスク、光磁気ディスク、およびＣＤ−ＲＯＭディスクが含まれる。上記のいずれも、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補足されるか、あるいは、その中に組み込まれる。

ユーザとのやり取りを提供するために、本発明は、ユーザに対して情報を表示するためのモニタ又はＬＣＤスクリーンのようなディスプレイ装置を有するコンピュータ・システム上に実施することができる。ユーザは、キーボードおよびポインティング・デバイスのような各種の入力デバイスを通してコンピュータ・システムに入力を供給できる。ポインティング・デバイスとしては、マウス、トラックボール、マイクロフォン、タッチ・ディスプレイ、トランスジューサ・カード・リーダ、磁気又は紙テープ・リーダ、タブレット、スタイラス、音声又は手書き文字認識装置、又はもちろん他のコンピュータのような任意のその他の既知の入力デバイスが含まれる。コンピュータ・システムは、グラフィカル・インタフェースを提供するようにプログラムすることができ、それを介してコンピュータ・プログラムは、ユーザとやり取りする。コンピュータ・システムは、また上に挙げた入力デバイスの任意のものを使用して、時間的に早い段階でユーザが記録したコマンド・シーケンスを表す「事前記録されたツアー」を提供するようにプログラムすることもできる。この記録されたツアーには、上で議論したズーム機能が含まれる。

最後に、プロセッサは、オプションとして、ネットワーク接続を利用してインターネット網やイントラネット網のような電気通信ネットワーク又はコンピュータに接続することができ、それを通してプロセッサは、上述の方法工程を実行する過程でネットワークから情報を受信することができ、あるいは、ネットワークに情報を出力する。ネットワークは、コンピュータ・ハードウエアおよびソフトウエア分野の技術者に馴染み深い有線又は無線ネットワークの任意の組合せでよい。ネットワーク上で受信される情報は、プロセッサを用いて実行すべき命令シーケンスとしてしばしば表され、例えば、搬送波に埋め込まれたコンピュータのデータ信号の形でネットワークとの間で受信および出力される。上述の装置および材料は、コンピュータ・ハードウエアおよびソフトウエア分野の技術者に馴染み深いものである。

注意すべきことは、本発明がコンピュータ・システムに記憶されたデータを含むコンピュータで実現される各種オペレーションを採用することである。これらのオペレーションは、物理量の物理的操作を必要とするものを含むがそれに限定されない。必須でないが、通常、これらの量は、記憶し、転送し、組合せ、比較し、その他のやり方で操作できる電気的又は磁気的信号の形を取る。発明の一部を構成するここに述べたオペレーションは、有用なマシン・オペレーションである。実行される操作は、しばしば用語として、生成、識別、ラン、判定、比較、実行、ダウンロード又は検出と呼ばれる。原理的には、普通の使い方としての理由で、これらの電気的又は磁気的信号をビット、値、要素、変数、キャラクタ、データ又は同様物として呼ぶのが便利である。しかし、記憶しておくべきことは、これらおよび同様な用語は、すべて適当な物理量に関連しており、それらの量に適用される便利なラベルに過ぎないことである。

本発明は、また上述のオペレーションを実行するためのデバイス、システムおよび装置に関する。システムは、必要とされる目的にあわせて特別に構築されるか、あるいは、コンピュータに記憶されたコンピュータ・プログラムによって選択的に活性化又は構成される汎用コンピュータである。上で提示されたプロセスは、本質的に任意の特別なコンピュータ又は他のコンピュータ装置に関連するものではない。特に、ここに示された教えに従って書かれたプログラムを備える各種の汎用コンピュータを使用するか、あるいは、必要とされるオペレーションを実行するようにより特殊化されたコンピュータ・システムを構築するほうがより便利であるかもしれない。

発明の複数の実施例について説明してきた。それにも拘らず、発明の精神およびスコープから外れることなく、各種の修正が行い得ることを理解されよう。例えば、関心領域について、上でオリジナル画像３００のものと同じアスペクト比を有するものとして説明してきたが、関心領域としては、本質的に任意の形状が可能である。しかし、欠点は、オリジナル画像３００と関心領域との間でアスペクト比が異なることによって、ズーム画像中で関心領域中の画像コンテンツの何らかの部分が省略される可能性があることである。

更に注意すべきことは、上でパン／チルト／ズーム・オペレーションについて、デジタル・カメラ１２０の物理的オペレーションとして説明してきたが、これらのオペレーションは、広角デジタル・カメラのようなデジタル・カメラ中のデジタル画像処理オペレーションとして実現することもできることである。従って、その他の実施の形態は、次の請求の範囲のスコープに含まれる。

本発明の１つの好適な実施の形態に従うカメラ・システムの模式図。 本発明の１つの好適な実施の形態に従うデジタル・カメラを調節するためのプロセスを示すフロー図。 本発明の１つの好適な実施の形態に従うデジタル・カメラからの第１のオリジナル画像を示す図。 本発明の１つの好適な実施の形態に従う第１のオリジナル画像中の関心領域の第１のズーム画像を示す図。 本発明の１つの好適な実施の形態に従うデジタル・カメラからの第２のオリジナル画像を示す図。 本発明の１つの好適な実施の形態に従う第２のオリジナル画像中の関心領域の第２のズーム画像を示す図。 本発明の１つの好適な実施の形態に従って、関心領域の周囲の寸法がどのように決まるかを示す模式図。

符号の説明

１００ デジタル・カメラ・システム
１１０ 対象物
１２０ デジタル・カメラ
１３０ 対物レンズ
１４０ 画像キャプチャ・ユニット
１５０ コントローラ
１６０ メモリ
１７０ ネットワーク
１８０ コンピュータ
２００ プロセス
３００ オリジナル画像
３１０ 中心点
３２０ 周囲
４００ ズーム画像
５００ オリジナル画像
５１０ 白いバン
５２０ 周囲
６００ ズーム画像
７００ ディスプレイ・スクリーン
７１０ 半径
７２０ 終点
７３０ 仮想円
７４０ 左上隅
７５０ 右下隅

Claims (14)

1. コンピュータ・システムにおいて、カメラ（１２０）を調節する方法であって、
   前記カメラ（１２０）によってキャプチャされた、オリジナルのアスペクト比を有するオリジナル画像（３００）を受信する工程（２１０）と、
   前記オリジナル画像（３００）の関心領域（３１０）の中心点を定義する第１のユーザ入力を受信する工程（２２０）と、
   前記オリジナルのアスペクト比と同じアスペクト比にセットされた、関心領域（３１０）に対する周囲（３２０）を定義する第２のユーザ入力を受信する工程（２３０）であって、該工程（２３０）が、前記中心点から離れた第２の場所を受信する工程を含み、前記第２の場所は前記周囲（３２０）上の点ではなく、前記中心点と前記第２の場所との間の距離が前記中心点から前記周囲（３２０）上の任意の点までの距離よりも長く、前記関心領域の周囲は、前記中心点と前記第２の場所から定義される仮想円に内接している、前記工程（２３０）と、
   前記第１のユーザ入力および前記第２のユーザ入力に基づいて、前記第１のユーザ入力によって定義される前記中心点に中央揃えされた、定義された前記関心領域（３１０）のズーム画像（４００）を提供するようにカメラ視野を調節する工程（２４０）と、
   ユーザに対してズーム画像（４００）をディスプレイ・スクリーン（１８０）に表示する工程（２５０）と、
   を特徴とする前記方法。
2. 請求項１記載の方法であって、前記第１のユーザ入力を受信する工程（２２０）が、前記オリジナル画像（３００）中の１つの点のポインティング・デバイスによるユーザ選択を受信する工程を含む前記方法。
3. 請求項２記載の方法であって、前記点が前記オリジナル画像（３００）に関する直交座標系で（ｘ，ｙ）座標対によって定義される前記方法。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の方法であって、ポインティング・デバイスを使用したユーザによる前記中心点から始まるクリック・アンド・ドラッグ・オペレーションによって前記第２の場所が定義される前記方法。
5. 請求項１記載の方法であって、前記関心領域（３１０）の前記周囲（３２０）の描画が前記第２の場所が前記中心点から最小距離離れたときにだけ実行される前記方法。
6. 請求項５記載の方法であって、前記最小距離がピクセル数で定義される前記方法。
7. 請求項５記載の方法であって、前記最小距離がカメラ（１２０）がズーム・イン可能な関心領域の最小サイズによって定義される前記方法。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載の方法であって、更に、
   前記関心領域（３１０）の２つの隅間の対角距離と、前記オリジナル画像（３００）の２つの隅間の対角距離との比として定義されるズーム・ファクタを計算する工程と、
   計算された前記ズーム・ファクタを前記カメラに提供して、前記カメラ（１２０）の調節のために使用する工程と、
   を含む前記方法。
9. 請求項８記載の方法であって、１よりも小さい前記ズーム・ファクタがズーム・インに対応し、１に等しい前記ズーム・ファクタがズームなしに対応し、１よりも大きい前記ズーム・ファクタがズーム・アウトに対応する前記方法。
10. 請求項１から９のいずれか１つに記載の方法であって、前記関心領域（３１０）の周囲（３２０）全体が前記オリジナル画像（３００）の周囲内に位置し、前記ズーム画像がズーム・イン画像である前記方法。
11. 請求項１から１０のいずれか１つに記載の方法であって、前記関心領域（３２０）の少なくとも一部が前記オリジナル画像（３００）の周囲の外に広がっている前記方法。
12. 請求項１１記載の方法であって、前記関心領域（３１０）が前記オリジナル画像（３００）全体を含み、前記ズーム画像がズーム・アウト画像である前記方法。
13. カメラを調節するためのコンピュータ・プログラムであって、該プログラムが、
    前記カメラ（１２０）によってキャプチャされた、オリジナルのアスペクト比を有するオリジナル画像（３００）を受信する工程（２１０）と、
    前記オリジナル画像（３００）の関心領域の中心点を定義する第１のユーザ入力を受信する工程（２２０）と、
    前記オリジナルのアスペクト比と同じアスペクト比を有する、前記関心領域（３１０）に対する周囲（３２０）を定義する第２のユーザ入力を受信する工程（２３０）であって、該工程（２３０）が、前記中心点から離れた第２の場所を受信する工程を含み、前記第２の場所は前記周囲（３２０）上の点ではなく、前記中心点と前記第２の場所との間の距離が前記中心点から前記周囲（３２０）上の任意の点までの距離よりも長く、前記関心領域の周囲は、前記中心点と前記第２の場所から定義される仮想円に内接している、前記工程（２３０）と、
    前記第１のユーザ入力および前記第２のユーザ入力に基づいて、前記第１のユーザ入力によって定義される前記中心点に中央揃えされた、定義された前記関心領域（３１０）のズーム画像（４００）を提供するようにカメラ視野を調節する工程（２４０）と、
    ユーザに対して前記ズーム画像（４００）をディスプレイ・スクリーン（１８０）に表示する工程（２５０）と、
    に対応する命令を含むことを特徴とする前記コンピュータ・プログラム。
14. 請求項１３記載のコンピュータ・プログラムを含むデジタル記憶媒体。