JP5368821B2 - カメラ制御装置、カメラ制御方法及びプログラム - Google Patents
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カメラから撮像画像を受信する受信手段と、
第1のタイミングで前記カメラが撮像した第1の撮像画像における特定画像の領域の位置を示す第1の情報と、前記第1の撮像画像において指定された注目領域の前記第1の撮像画像における位置を示す第2の情報を格納する格納手段と、
前記第1のタイミングより後の第2のタイミングで前記カメラが撮像した第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段が抽出した前記第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置と前記第1の情報が示す位置との差、及び、前記第2の情報に基づいて、前記第2の撮像画像における前記注目領域に対応する場所が、前記カメラが撮像する画像の所定位置に来るように前記カメラの撮像方向を制御する制御手段とを備える。
第1のタイミングでカメラが撮像した第1の撮像画像における特定画像の領域の位置を示す第1の情報と、前記第1の撮像画像において指定された注目領域の前記第1の撮像画像における位置を示す第2の情報を格納した格納手段を備えたカメラ制御装置におけるカメラ制御方法であって、
前記カメラより撮像画像を受信する受信工程と、
前記第1のタイミングより後の第2のタイミングで前記カメラが撮像した第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程において抽出した前記第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置と前記第1の情報が示す位置との差、及び、前記第2の情報に基づいて、前記第2の撮像画像における前記注目領域に対応する場所が、前記カメラが撮像する画像の所定位置に来るように前記カメラの撮像方向を制御する制御工程とを有する。
本実施形態では、本発明のカメラ制御装置を、特に在宅患者の患部を撮影しその映像をもとに診断を行うためのカメラ制御システム(遠隔診断システム)に適用する場合を説明する。すなわち、本実施形態は、在宅患者宅に設置したネットワークカメラから撮影した映像を基に、遠隔から医師が診断を行うための遠隔診断システムである。本実施形態の遠隔診断システムは、初回の診断で撮影した在宅患者の顔の中心位置を元に、2回目以降に撮影した顔の中心位置との差分から撮影方向(パン角・チルト角)を、顔のサイズの差異から画角(ズーム倍率)を計算して設定する。そして、設定したパン角、チルト角、ズーム倍率でカメラを制御し撮影することで、初回の診断時と同じ患部領域を同じような大きさで撮影するようにする。その結果、医師は、過去の患部データと容易に比較診断ができるようになる。以下、本実施形態の遠隔診断システムについて詳細に説明する。
診断は、図3に示す医師側の画像表示部24のGUI(医師側GUI)における診断開始ボタン305と、図4に示す患者側の画像表示部14のGUI(患者側GUI)における診断開始ボタン404を選択することで開始される。例えば、診断開始ボタン305の押下により接続要求が送信され(S1601)、診断開始ボタン404の押下により接続許可が送信される(S1503)。したがって、カメラ15による撮影は双方の診断開始ボタンが押されてはじめて開始される。カメラ制御部16がPTZ初期値によりカメラ15を制御することにより(S1603、S1604、S1504,S1505)、患者側のカメラ15は、患者の顔と患部を含む全身像あるいは半身像を撮影する。患部に対して、初めて診断及び撮影する場合は、図3の医師側GUIにおいて新規ボタン311が選択されることにより初回撮影モードに切り替わり、2回目以降の撮影とは区別される。以下のステップS202〜S210は、初回撮影モードにおける処理である。
通信端末100から受信された撮影画像は、リアル動画表示部303に表示される。すなわち、カメラ15により撮影中の全身像は、医師側GUIのリアル動画表示部303に表示される(S1605〜S1607、S1508)。医師は、この画像を見ながら調整ボタン307により、カメラ15のパン・チルト・ズーム等を調整することができる。また、図4に示す患者側GUIでは、リアル動画表示部401にカメラ15が撮影した動画像が表示される。更に、患者側GUIでは、医師側に設置したカメラ25で撮影した映像、例えば会話している医師の映像が外部映像表示部403に表示される。
次に、医師は、医師側GUIにおいて、リアル動画表示部303の動画像上で撮影するべき患部領域を設定する処理をおこなう。具体的には、医師(ユーザ)が、図3の領域指定ボタン308を選択した後、マウス等でリアル動画表示部303上の2点を指示するというような領域指定操作を行う。制御部21は、これらの指示された2点を含む矩形領域313を患部Aの撮影領域(注目領域)として設定する。
上記ステップS203で撮影領域が設定され、患部撮影開始ボタン309が選択されると、基準領域抽出部29は撮影領域が選択されたタイミングで撮影された全身像から、1フレームを抽出する。そして、初回撮影時の全身像(静止画像)として画像データ記憶部28に保管する。また、当該1フレームを撮影した時点のカメラ15のパン・チルト・ズームのPTZ情報も抽出し、画像データ記憶部28に保管する。以上のステップS204における処理は、ステップS1608、S1609に対応する。
次に、上記ステップS204で抽出した全体像の静止画像から、基準領域抽出部29は特定の画像(顔)の領域を基準領域として自動的に抽出し、該顔領域の位置情報を求める(S1609に対応)。顔領域の抽出方法は既知の画像処理技術であるのでここでは詳しく説明しない。
ここでは、上記ステップS204で画像データ記憶部28に保管した静止画像とPTZ情報、及びステップS205で抽出した顔領域の画像と位置データ(位置と大きさを示す)を、図13に示すようなデータベースに登録する。また、ステップS203で指定された患部の撮影領域(矩形領域)の位置データ(位置と大きさを示す)を、全体像と顔領域に対応付けてデータベースに登録する。こうして、図13に示される、初回全身像データと、初回顔データと、初回患部データにおける位置情報とが登録される。すなわち、データベースには、
・カメラ15より得られた撮影画像から抽出された特定画像の領域を示す基準領域(例えば顔領域)の位置及び大きさと、
・撮影画像において指定された注目領域(撮影領域)の当該撮影画像における位置及び大きさと、を示す注目領域情報が1つのレコードとして格納される。なお、データベースは画像データ記憶部28に形成されているものとする。
制御部21は、全身像の静止画像を初回全身像表示部301に表示し、撮影領域の矩形をグラフィック表示する。図5は初回全身像表示部301への表示例を示す図である。ここで、表示された撮影領域の矩形(ステップS203で設定された患部領域)を、当該静止画上で調整できるようにしてもよい。また、上記手順では、リアル動画表示部303において患部領域を設定するのようにしたがこれに限られるものではない。たとえば、図3のユーザインターフェースに静止画抽出指示ボタンを設け、抽出した静止画上で患部領域を設定するようにしてもよい。この場合、制御部21は、リアル動画表示部303に動画を表示している間に静止画抽出指示ボタンの押下を検出すると、静止画を抽出して初回全身像表示部301に表示する。そして、領域指定ボタン308が押されると、制御部21は、初回全身像表示部301における静止画上で患部領域を設定できるよう装置を制御する。
制御部21は、指定された撮影領域にカメラを制御し、患部を拡大撮影する。図6はリアル動画表示部303に患部の映像を表示した例を示している。なお、撮影領域の指定は、所望の撮影領域(患部領域)の矩形をユーザが指示することによりなされる。指定された撮影領域の、データベースに登録されている位置と大きさに基づいて、制御部21はカメラ15のPTZを決定し、通信端末100に送信する(S1609,S1610,S1611,S1604)。
制御部21は、撮影している患部の映像から所定の1フレームを抽出し、初回患部データの画像として図13のデータベースに保存する。具体的には全体像と患部画像の位置のズレを最小にするために、動画像(複数フレーム)のうち、なるべく初期のフレームを抽出し保存する。図7は、医師側GUIのデータ表示部302に患部の静止画像から作成したサムネイルを表示した例を示している。なお、患部名及び説明等は医師が手動で入力し各患部の履歴情報として保存するものとする。
医師側GUIの患部撮影終了ボタン310が選択されたタイミングで、カメラ15による当該患部領域の撮影を終了し、その動画像を図13のデータベースに保存する。次にデータベースから全身像のPTZ情報を読み込み、カメラ15を初回全身像の撮影状態に戻し、全身像を再度撮影する。更に別の患部を指定し撮影する場合は、ステップS203の患部領域を設定する処理から繰り返し、別の患部の撮影を開始する。診断を終了する場合は、図3の診断終了ボタン306を選択する。この操作により、患者との接続が切断されるS1612、S1613、S1507,S1510)。
初回の患部撮影処理と同様に、診断の開始は図3に示す医師側GUIの診断開始ボタン305と図4に示す患者側GUIの診断開始ボタン404を選択することで開始される。カメラ15による撮影は双方の診断開始ボタンが押されてはじめて開始される。患者側に設置したカメラから患者の顔と患部を含む全身像あるいは半身像を撮影する(S1502〜S1506,S1601〜S1605)。
カメラ15により撮影している全身像を医師側GUIのリアル動画表示部303に表示する(S1606,S1607)。図8はリアル動画表示部303に、全身像を表示している例を示したものである。また、図4に示す患者側GUIのリアル動画表示部401にもカメラ15によって撮影された動画像を表示する。なお、図4の患者がGUIでは、医師側に設置したカメラ25で撮影した映像、例えば会話している医師の映像が、外部映像表示部403に表示されている。
ここでは撮影の対象とする患部を選択する。具体的には、医師側GUIにおいて、データ表示部302の患部リストから対象の患部を選択し、追加ボタン312を選択する。
次に、上記ステップで選択された患部に対応して登録されている初回全身像をデータベースから検索し、医師側GUIの初回全身像表示部301に表示する。制御部21は、さらに初回患部データに登録されている患部撮影領域の矩形をグラフィック表示する。図5は初回全身像表示部301に、データベースに登録されている初回全身像を表示した例を示している。ここでは、患部Aが選択されたために、患部Aの撮影領域が矩形でグラフィック表示されている。
次に、医師側GUIにおいて患部撮影開始ボタン309が選択されると、基準領域抽出部29は、そのタイミングで、図8に示す撮影中の全身像から1フレームを抽出し、位置情報とともに一時保管する(S1608、S1609)。
次に、基準領域抽出部29は、ステップS2105で抽出した全体像の静止画像から、顔領域を自動的に抽出し、その顔領域の位置情報を算出し一時保管する(S1609)。
撮影領域決定部30は、初回診断時にデータベースに保存した顔領域と患部領域を基に、患部撮影領域を決定する(S1610)。図10において、初回撮影モードにおいて撮影された全身の静止画像であり、顔領域の中心位置座標1001は(x1,y1)、初回患部データの撮影領域1003はP1(xp1,yp1)、Q1(xq1,yq1)である。また、図11において、1102は現行の撮影において保存した静止画像を示している。また、1101は、現行の顔領域の中心位置(x2,y2)を示す。撮影領域決定部30は、初回撮影モード時の顔領域の中心位置座標1001から当該顔領域の角までの長さPL1と、現行の顔領域の中心位置1101から当該顔領域の角までの長さPL2とを求め、ズーム率L=PL1/PL2を求める。そして、得られたズーム率Lでもって(拡大/縮小)をして得られたズーム調整後の静止画像を用いて、更にパン角とチルト角を決定する。すなわち、撮影領域決定部30は、ズーム調整後の静止画像における顔領域の中心位置と、初回診断時の顔領域の中心位置座標1001(x1,y1)との差分を抽出する。そして、ズーム調整後の画像の顔領域の中心位置が初回撮影モード時の顔領域の中心位置座標1001となるように、カメラ15のパン角・チルト角を決定し、カメラ15を制御する。より具体的には、制御部21がカメラ制御部16に、カメラ15の姿勢を撮影領域決定部30で決定されたパン角、チルト角とするためのコマンドを送り、カメラ15の駆動を制御する。こうして、図12に示すように現行の撮影画像を得ることができる。すなわち、抽出された領域の位置及び大きさと基準領域の位置及び大きさとが一致するようにカメラ15のズーム、撮影方向及び画角が制御される。そして、患部撮影領域P2(xp2,yp2)、Q2(xq2,yq2)が決定される。
次に、制御部21は、患部撮影領域P2(xp2,yp2)、Q2(xq2,yq2)の中心位置に焦点を合せるようにパン角・チルト角を制御し、患部撮影領域P2(xp2,yp2)、Q2(xq2,yq2)にズーム(拡大)する。以上のようにして、
・ステップS2106で抽出された領域の位置及び大きさと、データベースに格納されている基準領域(顔領域)の位置及び大きさとの差、及び、
・データベースに格納されている注目領域(撮影領域)の位置、
に基づいて、注目領域に対応する場所をカメラ15が撮影するように撮影方向と画角が制御される(S1610、S1611)。そして、更に、注目領域が撮影画像の中央に拡大して表示されるようにカメラ15の撮影方向と画角が制御される。図9は2回目以降の患部撮影を行っている医師側GUIの表示例である。リアル動画表示部303には、カメラ15によって撮影中の患部の映像が表示され、過去データ表示部304には患部Aの前回の患部画像が表示される。過去データが複数あった場合は、ボタン903とボタン904の操作により、前回より更に前のデータをさかのぼって、任意の時点の過去データを過去データ表示部304に表示させることができる。
制御部21は、撮影している患部の映像から所定の1フレームを抽出して図13のデータベース(例えば2回目患部データ)に保存する。具体的には全体像と患部画像の位置のズレを最小にするために、患部領域を撮影した動画像(複数フレーム)のうち初期のフレームを抽出してデータベースに保存するようにする。図7はデータ表示部に患部の静止画像から作成したサムネイルを表示した例を示している。患部名及び説明等は医師が手動で入力する。
医師側GUIの患部撮影終了ボタン310が選択されたタイミングで撮影を終了し、患部の動画像を図13のデータベースに保存する。こうして、S2109とS2110とにより、撮影方向と画角が制御されたカメラからの撮影画像が、注目領域情報の一部としてデータベース記録されることになる。このあと、更に別の患部を指定し撮影する場合は、医師側GUIのデータ表示部302の患部リストから所望の患部を選択する。患部リストから患部が選択されると、ステップ2103からの処理が繰り返され、別の患部が撮影される。医師側GUIの診断終了ボタン306が選択されると、患者側の通信端末100との接続が切断され、診断が終了する。
第1実施形態では、画像データ記憶部28と基準領域抽出部29と撮影領域決定部30を医師側の通信端末200に設けているが、これに限られるものではない。例えば、システム全体の処理を制御する制御サーバに画像データ記憶部28と基準領域抽出部29と撮影領域決定部30を構成することによっても、本発明は実施され得る。この場合の遠隔診断システムは、図18に示すようなブロック構成となる。すなわち、制御サーバ300は制御部31と画像データ記憶部32と基準領域抽出部33と撮影領域決定部34と通信部35とを有する。制御サーバ300は、患者側の通信端末100と医師側の通信端末200からの通信を受信し、第1実施形態で説明した各処理に応じた命令を送信する。基準領域の抽出方法や撮影領域の決定方法等については第1実施形態で詳しく説明したものと同等であるので、ここでは省略する。
Claims (10)
- カメラから撮像画像を受信する受信手段と、
第1のタイミングで前記カメラが撮像した第1の撮像画像における特定画像の領域の位置を示す第1の情報と、前記第1の撮像画像において指定された注目領域の前記第1の撮像画像における位置を示す第2の情報を格納する格納手段と、
前記第1のタイミングより後の第2のタイミングで前記カメラが撮像した第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段が抽出した前記第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置と前記第1の情報が示す位置との差、及び、前記第2の情報に基づいて、前記第2の撮像画像における前記注目領域に対応する場所が、前記カメラが撮像する画像の所定位置に来るように前記カメラの撮像方向を制御する制御手段とを備えることを特徴とするカメラ制御装置。 - 前記格納手段は、前記第1の撮像画像における前記特定画像の大きさを示す第3の情報を更に格納し、
前記抽出手段は、前記第2の撮像画像における前記特定画像の領域の大きさを更に抽出し、
前記制御手段は、前記抽出手段が抽出した前記第2の撮像画像における前記特定画像の領域の大きさと前記第3の情報が示す大きさとの差、前記抽出手段が抽出した前記第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置と前記第1の情報が示す位置との差、及び、前記第2の情報に基づいて、前記第2の撮像画像における前記注目領域に対応する場所が、前記カメラが撮像する画像の所定位置に来るように前記カメラの撮像方向と画角を制御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。 - 前記制御手段は、
前記第2の撮像画像における前記特定画像の領域の大きさと位置が、前記第3の情報によって示される大きさと前記第1の情報によって示される位置に一致するように前記カメラのズーム倍率と撮像方向を変更した後、前記第2の情報に基づいて前記注目領域の位置が前記カメラが撮像する画像の所定位置に来るように撮像方向を変更することを特徴とする請求項2に記載のカメラ制御装置。 - 前記制御手段は、
前記抽出手段が抽出した前記第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置と前記第1の情報が示す位置とが一致するように、前記カメラの撮像方向を制御し、
前記第2の情報に基づいて、前記第2の撮像画像における前記注目領域が撮像画像の中央に表示されるように前記カメラの撮像方向を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のカメラ制御装置。 - 前記制御手段は、前記第2の撮像画像における注目領域が撮像画像の中央に表示されるように前記カメラの撮像方向を制御した後に、前記注目領域を拡大して撮像するようにズーム倍率を変更することを特徴とする請求項4に記載のカメラ制御装置。
- 前記第1の撮像画像において前記注目領域の位置を設定する設定手段を有し、
前記抽出手段は、前記第1の撮像画像における前記特定画像の位置を抽出して前記第1の情報を求め、
前記抽出手段が抽出した前記第1の情報と、前記設定手段が設定した前記注目領域の位置とを前記格納手段に登録する登録手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のカメラ制御装置。 - 前記第1の撮像画像における複数の注目領域から撮像の対象とする前記注目領域を選択する選択手段を有し、
前記制御手段は、前記抽出手段が抽出した前記第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置と前記第1の情報が示す位置との差、及び、前記選択手段が選択した前記注目領域の前記第1の撮像画像における位置に基づいて、前記第2の撮像画像における前記注目領域に対応する場所が、前記カメラが撮像する画像の所定位置に来るように前記カメラの撮像方向を制御することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のカメラ制御装置。 - 前記格納手段は、前記第2のタイミングより後の第3のタイミングで前記カメラが前記注目領域に対応する場所を撮像した第3の撮像画像を格納し、
前記抽出手段は、前記第3のタイミングより後の第4のタイミングで前記カメラが撮像した第4の撮像画像における前記特定画像の領域の位置を抽出し、
前記制御手段は、前記抽出手段が抽出した前記第4の撮像画像における前記特定画像の領域の位置と前記第1の情報が示す位置との差、及び、前記第2の情報に基づいて、前記第4の撮像画像における前記注目領域に対応する場所が、前記カメラが撮像する画像の所定位置に来るように前記カメラの撮像方向を制御し、
前記第4のタイミングより後の第5のタイミングで前記カメラが前記第4の撮像画像における前記注目領域に対応する場所を撮像した第5の撮像画像とともに前記第3の撮像画像を表示手段に表示させる表示制御手段を有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。 - 第1のタイミングでカメラが撮像した第1の撮像画像における特定画像の領域の位置を示す第1の情報と、前記第1の撮像画像において指定された注目領域の前記第1の撮像画像における位置を示す第2の情報を格納した格納手段を備えたカメラ制御装置におけるカメラ制御方法であって、
前記カメラより撮像画像を受信する受信工程と、
前記第1のタイミングより後の第2のタイミングで前記カメラが撮像した第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程において抽出した前記第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置と前記第1の情報が示す位置との差、及び、前記第2の情報に基づいて、前記第2の撮像画像における前記注目領域に対応する場所が、前記カメラが撮像する画像の所定位置に来るように前記カメラの撮像方向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。 - 第1のタイミングでカメラが撮像した第1の撮像画像における特定画像の領域の位置を示す第1の情報と、前記第1の撮像画像において指定された注目領域の前記第1の撮像画像における位置を示す第2の情報を格納する格納手段を備えたコンピュータに、
前記第1のタイミングより後の第2のタイミングで前記カメラが撮像した第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置を抽出する抽出手順と、
前記抽出手順において抽出した前記第2の撮像画像における前記特定画像の領域の位置と前記第1の情報が示す位置との差、及び、前記第2の情報に基づいて、前記第2の撮像画像における前記注目領域に対応する場所が、前記カメラが撮像する画像の所定位置に来るように前記カメラの撮像方向を制御する制御手順とを実行させるためのプログラム。
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