JP5005389B2 - リモート撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、リモート撮像装置で撮影した画像情報を表示装置に送信し、表示装置に画像情報を表示するリモート撮像システムに関するものである。

画像を撮影する際に、撮像装置が利用者の手で保持される場合には、撮像装置の時間的な位置変位、いわゆる手ぶれが発生することが多く、撮像装置が撮影して生成する画像情報には手ぶれによる連続的な揺れが発生してしまう。画像情報を表示装置にて連続的に表示する際には、手ぶれにより画面全体が揺れるように見えるため、利用者が画像情報を目視する際に不快な印象を与えていた。

これを軽減する目的で様々な画像情報の手ぶれ軽減方法が考案されている（下記特許文献１参照）。

特開２００１−１６０９５８号公報

しかし、特許文献１に記載の発明では、撮像装置内に画像情報の補正手段が設けられているので、補正手段の動作のために高性能な処理装置が必要である。また、補正処理を行う高性能な処理装置を駆動するために、大容量の安定した電源が必要であった。撮像装置を例えばデジタルテレビジョン（以下テレビと略称）のリモートコントロール装置（以下リモコンと略称）内に設けリモート撮像装置を構成する場合には、リモコンを制御する制御装置は安価なマイクロコンピュータで構成されており、その電源装置は市販の低電圧の電池数個で構成されているため、画像情報の手ぶれを補正する処理を行うには非力であった。

そのため、リモート撮像装置を安価な構成にするためには、追加の電源回路や処理装置を付け加えることなく、テレビのリモコンの構成装置に単に撮像装置だけを付け加え、画像情報をリモコンからテレビに送信し、テレビで画像情報の表示を行うように構成せざるを得ない。よって、リモコン内に画像情報の補正処理手段を設けることができないため、手ぶれによる画面の揺れを含んだままの画像情報をテレビに送信して表示するので、画面全体が手ぶれにより揺れるように見え、利用者が画像装置を目視する際に見難くなる問題があった。

そこで本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、安価な構成で手ぶれによる画像情報の揺れを防止する機能を備えたリモート撮像装置を提供することを目的としている。

本発明におけるリモート撮像システムは、画像を撮影するリモート撮像装置と、前記リモート撮像装置と離れて設けられ、前記リモート撮像装置で撮影された画像を表示する表示装置とを備え、前記リモート撮像装置は、画像を撮影して画像情報を生成する撮像手段と、前記撮像手段が画像を撮影する時刻を同定するための時刻情報を生成する時計手段と、前記撮像手段の傾きを検出して傾き情報を生成する検出手段と、前記画像情報と前記時刻情報と前記傾き情報とを前記表示装置に送信する送信手段とを備え、前記表示装置は、前記送信手段が送信した情報を受信する受信手段と、前記受信手段から得た前記時刻情報と前記傾き情報から前記画像情報の補正処理を行う補正手段と、前記補正手段にて補正した画像情報を表示する表示手段とを備え、前記リモート撮像装置は、前記時刻情報を前記画像情報および前記傾き情報に重畳することを特徴とする。

請求項１に記載のように、表示装置内に補正手段を設け、もともと備わっている処理装置や記憶装置を利用することで、リモート撮像装置内に高性能な処理手段が必要でないため、リモート撮像装置を安価なマイクロコンピュータと電源装置にて構成することができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１にかかるリモート撮像システム１の構成を示すブロック図である。リモート撮像システム１は、画像を撮影するリモート撮像装置１００と、リモート撮像装置１００とは離れて設けられ、リモート撮像装置１００で撮影された画像を表示する表示装置２００とから構成される。

リモート撮像装置１００は、画像を撮影して画像情報を生成する撮像手段１０１と、撮像手段１０１の傾きを検出して傾き情報を生成する検出手段１０２と、撮像手段１０１が画像を撮影する時刻を同定するための時刻情報を生成する時計手段１０３と、撮像手段１０１が生成する画像情報と検出手段１０２が生成する傾き情報を表示装置２００の受信手段２０１へ遠隔に通信する送信手段１０４を備える。

一方、表示装置２００は、リモート撮像装置１００とは分かれて構成されている装置であり、リモート撮像装置１００の送信手段１０４が送信した画像情報または傾き情報を受信する受信手段２０１と、受信手段２０１が受信した画像情報と傾き情報を元に画像情報に適切な補正処理を行う補正手段２０２と、補正手段２０２にて補正した画像情報を表示する表示手段２０３を備える。

本発明におけるリモート撮像装置１００は、例えばテレビのリモコンに撮像手段１０１であるカメラを備えた装置などであり、表示装置２００はテレビ本体などである。例えばテレビのリモコンを用いたリモート撮像装置１００は、テレビ本体制御用の制御信号入力部と、その制御信号を送信する送信部を備えており、これに撮像手段１０１であるカメラをさらに備えて、上記制御信号に加えて、カメラで撮影した画像情報および画像情報と合わせて検出したカメラの傾き情報を送信するよう機能追加したものである。

また、テレビ本体は、制御信号を受信するための受信手段２０１を備えており、上記制御信号に加えて、カメラで撮影した画像情報および画像情報と合わせて検出したカメラの傾き情報を受信し、これら２つの情報を元に画像情報を補正してから、表示手段２０３にて画像情報の表示を行うよう機能追加したものである。

ここで、データの送受信に用いる通信路はテレビのリモコン用に用いられている赤外線通信を例にあげることができるが、画像情報および傾き情報を通信できるものであれば方式を特定するものではなく、例えば電波による無線通信やEthrnetによる有線通信であっても良い。

図２は、実施の形態１にかかるリモート撮像システム１の処理の流れを示すフローチャート図である。まず、リモート撮像装置１００の動作について説明する。始めに撮像手段１０１において外部から画像データを取得し、内部処理用の画像情報を生成する（ステップS１１）。合わせて、撮像手段１０１の傾きの程度を検出手段１０２で取得し、内部処理用の傾き情報を生成する（ステップS１２）。また、リモート撮像装置１００の時計手段１０３にて時刻情報を生成する。この際、撮像手段１０１で生成された画像情報と、検出手段１０２で生成された傾き情報とが、同じタイミングで生成されたものであることを識別するために、撮像手段１０１および検出手段１０２は、時計手段１０３で生成された時刻情報を画像情報および傾き情報にそれぞれ重畳する処理を行う。次に、生成した画像情報と傾き情報を送信手段１０４にて表示装置２００の受信手段２０１に送信する（ステップS１３）。

ここで時刻情報を重畳する処理とは、例えば、画像データを１秒あたり３０枚生成する撮像手段１０１であれば、この３０枚がそれぞれ識別できるよう索引情報を設け、画像情報に重畳していくことである。また、１枚撮影するごとに、検出手段１０２で撮像手段１０１の傾きを検出して傾き情報を生成することで、傾き情報も１秒あたり３０個生成することができ、傾き情報にも時刻情報を重畳していく。この際に生成する時刻情報は、必ずしも日時を表す時刻情報と同一の精度の高いものを生成する必要はなく、画像情報および傾き情報とが同じタイミングで生成されたものであることだけを識別できればよい。例えばリモート撮像装置１００の内部で一定の細かい時刻単位でその回数を数え上げる簡易的なタイマー手段で構成してよい。また、画像情報の傾きによる画像データの揺れを補正する目的で用いるため、時刻情報は長くても５秒以上の識別をする必要がなく、上記の例では、１秒あたり３０枚で５秒程度であるため、１５０個程度の時刻情報が識別できれば十分である。よって、時刻情報を表すのに高々８ビットあればよく、画像情報および傾き情報に重畳してもその情報量は大きく増えない。

次に、表示装置２００の処理の流れについて説明する。送信手段１０４が送信した画像情報と傾き情報を受信手段２０１が受信して（ステップS２１）、これらの情報を補正手段２０２に送る。補正手段２０２では、同じタイミングで生成された画像情報および傾き情報が入力されて、画像情報および傾き情報の時刻情報を識別して比較する。異なる時刻情報が入力されたときは新たに画像情報および傾き情報が入力されることを待ち、同じタイミングの時刻情報が得られたときには画像情報の補正処理を行う（ステップS２２）。次に、補正した画像情報を表示手段２０３に送り、表示手段２０３で画像情報を表示する（ステップS２３）。

ここで補正手段２０２が行う画像情報の補正の目的は、撮影手段１０１の傾きに起因する画像の揺れを直し、連続した画像情報として表示手段２０３に表示したときに、画面全体の揺れを抑えることである。これにより、利用者は表示手段２０３に表示された画像情報を連続的に目視しても、画面の揺れが少ないため感じる不快感が軽減される。

画像情報の揺れを抑える方法は、例えば１つ前の傾き情報を補正手段２０２で記憶しておき、新しく得た傾き情報と記憶していた傾き情報を比較し、その差から画像情報がずれたと推定される幅を算出し、新しく得た画像情報をこの差分だけ逆の方向にずらすことで実現できる。また、１つ前の画像情報も補正手段２０２で記憶しておき、新しく得た画像情報をずれたと推定される幅分だけずらしたために欠落してしまう領域の情報を、記憶している１つ前の画像情報から一部を抜き出して補完するよう構成することもできる。

このように、現在表示しようとする画像情報に加えて、１つ以上前の画像情報を保持しておき、精度よく補正するよう補正手段２０２を構成することができるが、その分、画像情報を保持するための記憶領域および複数の画像情報を効率よく処理できる高性能な補正手段２０２が必要となる。例えば、テレビのリモコンにカメラを備えたリモート撮像装置１００の場合には、リモート撮像装置１００内にこれら高性能な補正手段２０２や画像記憶領域を設けると、本来のリモコンにはこれらの装置が存在していないため新たな装置が必要となり、装置が高価になってしまう。

一方、本発明のリモート撮像システム１のように、表示装置２００内に補正手段２０２を設けると、表示装置２００内に本来備わっている処理装置や記憶装置を利用することができる。一般にデジタルテレビジョン装置には、高精細なデジタルコンテンツを表示するための高性能な処理手段や大容量の記憶装置を有する場合が多く、この場合、画像情報の補正手段２０２としてこれらの既存の手段を流用して利用することができれば、新たに装置を備える必要がなくなり、システム全体を安価に構成することができる。

また、画像情報を補正する場合に、生成した画像情報と傾き情報を的確に照らし合わせて補正処理を実施する必要がある。撮像手段１０１と検出手段１０２、および補正手段２０２を１つの装置内で構成する場合には、これらの手段を密接に連携して動作させることで、的確な補正処理が実現可能である。しかし、本発明のように補正手段２０２が他の手段と分かれて構成され、途中に通信のための送信手段１０４および受信手段２０１が介在する場合には、一般に画像情報と傾き情報を連携させることが難しい。

しかし、本発明における撮像手段１０１および検出手段１０２は、それぞれが生成する画像情報および傾き情報に、時計手段１０３で生成される時刻情報を重畳し、いつ情報を生成したのかを識別することができる。この情報を元に、補正手段２０２が画像情報と傾き情報に基づいた補正処理を実施するため、補正手段２０２を有する表示装置２００がリモート撮像装置１００と分かれて構成しても、精密な補正処理が実現できる。すなわち、揺れの少ない目視しやすい画像表示を行うことが可能になる。よって、安価な構成であっても、性能のよいリモート撮像システム１を実現することが可能になる。

［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２にかかるリモート撮像システム１の構成を示すブロック図である。実施の形態１と異なる点は、リモート撮像装置１００の送信手段１０４の前段に合成手段１０５を設け、撮像手段１０１で生成した画像情報と、検出手段１０２で生成した傾き情報を合成した合成情報を生成し、この合成情報を送信手段１０４に送信する点である。

合成手段１０５は、画像情報および傾き情報に含まれる時刻情報を識別する機能と、画像情報および傾き情報を記憶する記憶部を有する。また、表示装置２００の補正手段２０２は、合成情報を画像情報と傾き情報とに分離する機能を有する。

図４は、実施の形態２にかかるリモート撮像システム１の処理の流れを示すフローチャート図である。実施の形態1と異なる点は、合成手段１０５で画像情報と傾き情報を合成する処理（ステップS１４）と、補正手段２０２で合成情報から画像情報と傾き情報を分離する処理（ステップS２４）が加わる点である。

ステップS１４の動作について説明する。合成手段１０５が画像情報または傾き情報を得ると、既に合成手段１０５にて記憶している画像情報または傾き情報があれば、これらの時刻情報といま得たばかりの画像情報または傾き情報の時刻情報を識別し比較する。同一の時刻情報の画像情報と傾き情報を得られなかった場合は、いま得たばかりの画像情報と傾き情報を合成手段１０５が記憶した後、新たに画像情報または傾き情報を得る。同一の時刻情報の画像情報および傾き情報を得るまで、これらの手順を繰り返す。同一の時刻情報の画像情報および傾き情報を得た場合には、合成手段１０５はこれらの情報を合成し１つの情報にまとめた上で、送信手段１０４に伝える。

ステップS２４の動作について説明する。受信手段２０１が受信した合成情報を補正手段２０２にて画像情報と傾き情報に分離した後、ステップS２２にて補正手段２０２は続けて画像情報の補正処理を実施する。補正手段２０２は補正処理のため画像情報および傾き情報に含まれる時刻情報を用いており、実施の形態１のリモート撮像システム１においては、画像情報および傾き情報の時刻情報を比較し、同一のものでない場合には、これらをいったん記憶しておいて、同一のものが得るまで画像情報または傾き情報を取得するなどの手順が必要であったが、実施の形態２のリモート撮像システム１においては、補正手段２０２が得る合成情報は、同一の時刻に生成した画像情報および傾き情報であることが予めわかるため、画像情報と傾き情報が生成された時刻を比較する必要がない。

以上から画像情報の補正に必要な最低限の記憶容量のみで実現できるため、表示装置２００の記憶手段を安価に構成できる。また、画像情報と傾き情報を同一の通信路にて送信できるため、２つの情報を区別して送信するための複雑な送信手段１０４が必要でなくなるため、送信手段１０４および受信手段２０１を簡易に構成することができる。また、補正処理のために同一時刻の画像情報および傾き情報を得るための時間を短くできるため、効率よく補正処理を実施できるため、より性能のよい表示装置２００を構成することができる。

本発明の実施の形態１にかかるリモート撮像システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかるリモート撮像システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２にかかるリモート撮像システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２にかかるリモート撮像システムの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ リモート撮像システム、１００ リモート撮像装置、１０１ 撮像手段、１０２ 検出手段、１０３ 時計手段、１０４ 送信手段、１０５ 合成手段、２００ 表示装置、２０１ 受信手段、２０２ 補正手段、２０３ 表示手段。

Claims (3)

1. 画像を撮影するリモート撮像装置と、
   前記リモート撮像装置と離れて設けられ、前記リモート撮像装置で撮影された画像を表示する表示装置と、を備え、
   前記リモート撮像装置は、
   画像を撮影して画像情報を生成する撮像手段と、
   前記撮像手段が画像を撮影する時刻を同定するための時刻情報を生成する時計手段と、
   前記撮像手段の傾きを検出して傾き情報を生成する検出手段と、
   前記画像情報と前記時刻情報と前記傾き情報とを前記表示装置に送信する送信手段と、を備え、
   前記表示装置は、
   前記送信手段が送信した情報を受信する受信手段と、
   前記受信手段から得た前記時刻情報と前記傾き情報から前記画像情報の補正処理を行う補正手段と、
   前記補正手段にて補正した画像情報を表示する表示手段と、
   を備え、
   前記リモート撮像装置は、前記時刻情報を前記画像情報および前記傾き情報に重畳することを特徴とするリモート撮像システム。
2. 前記リモート撮像装置は、
   前記画像情報と前記傾き情報を合成して合成情報を生成する合成手段をさらに備え、
   前記送信手段は、前記合成情報を前記表示装置に送信する請求項１に記載のリモート撮像システム。
3. 前記表示装置は、テレビ本体であり、
   前記リモート撮像装置は、前記テレビ本体のリモートコントロール装置である請求項１または２に記載のリモート撮像システム。

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