JP6126501B2 - カメラ設置シミュレータ及びそのコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、カメラ設置シミュレータ及びそのプログラムに係り、更に詳しくは、地図上に１又は２以上のカメラを仮想的に配置し、当該カメラの配置を検証するためのカメラ設置シミュレータの改良に関する。

カメラを用いて監視を行う場合、監視目的を考慮してカメラが設置される。例えば、金融機関の窓口を監視する場合であれば、紙幣を判別できるようにカメラを設置する必要がある。また、侵入者の人相を特定することが目的であれば、被写体の上半身が大きく映るようにカメラを設置する必要がある。一方、複数人の行動を全体として把握することが目的であれば、全員が映るようにカメラを設置する必要がある。つまり、監視目的に応じた大きさ及び鮮明さで被写体が撮影されるようにカメラを設置する必要があった。

しかしながら、撮影画面に表示される被写体の大きさや鮮明さは、カメラから被写体までの距離、カメラの画角、被写体の撮影軸に対する角度などによって変化する。このため、実際にカメラを設置することなく、撮影される被写体の大きさ及び鮮明さを把握し、カメラの位置、画角などを決定することは容易ではなかった。

そこで、従来は、カメラを実際に設置し、文字などが表示された評価ボードを持った人を撮影し、当該評価ボードの撮影画像を確認した上で、カメラの位置、画角などを調整するという作業を繰り返していた。このため、カメラ設置時の作業効率が悪いという問題があった。特に、カメラが高所に設置される場合、上記作業に多大な労力を要するという問題があった。

一方、カメラの設置前に、カメラを設置する位置を決定することができるカメラ設置シミュレータが従来から知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１のカメラ設置シミュレータでは、地図上にカメラを配置すれば、その正確な撮影範囲を地図上に表示することができる。このため、カメラを実際に設置することなく、監視対象エリアをカバーすることができるカメラの位置や向きを決定することができるが、所望の大きさ及び鮮明さで被写体が撮影されるように、カメラの位置や画角を客観的に決定することは難しかった。

特開２００９−１０５８０２号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、カメラの設置前に、カメラの撮影画像上における被写体の大きさ及び鮮明さを表示することができるカメラ設置シミュレータを提供することを目的とする。

また、本発明は、カメラの設置前に、カメラの撮影画像上における被写体の大きさ及び鮮明さを具体的かつ客観的に表示することができるカメラ設置シミュレータを提供することを目的とする。

また、本発明は、撮影画像上における被写体の大きさ及び鮮明さに応じて、監視エリアを２以上の領域に分割し、地図上に表示することができるカメラ設置シミュレータを提供することを目的とする。

また、本発明は、コンピュータを用いて上記カメラ設置シミュレータを実現するためのコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によるカメラ設置シミュレータは、カメラの水平位置、設置高さ及び画角を含むカメラ属性を保持するカメラ属性記憶手段と、被写体の水平位置及びサイズを含む被写体属性を保持する被写体属性記憶手段と、上記カメラ属性及び上記被写体属性に基づいて、上記カメラから見た上記被写体の睨み角及び上記カメラの画角の比に対応する撮影指標を求める撮影指標生成手段と、上記撮影指標を表示する撮影指標表示手段とを備えて構成される。

このような構成により、カメラから見た被写体の睨み角及びカメラの画角の比に対応する撮影指標を表示することができる。従って、実際にカメラを設置することなく、カメラの撮影画像上において被写体がどの程度の大きさで表示され、その細部がどの程度鮮明に表示されるのかを容易かつ客観的に把握することができる。

なお、カメラから見た被写体の睨み角とは、カメラの位置から被写体の両端を撮影することができる最小画角を意味する。また、撮影指標は、例えば、カメラの画角に対する被写体の睨み角の比として求められる被写体レシオであってもよいし、被写体レシオを２以上の範囲に区分した撮影クラスであってもよい。

本発明の第２の態様によるカメラ設置シミュレータは、カメラの水平位置、設置高さ及び垂直画角を含むカメラ属性を保持するカメラ属性記憶手段と、被写体のサイズを含む被写体属性を保持する被写体属性記憶手段と、監視エリアの地図を保持する地図記憶手段と、上記カメラ属性及び上記被写体属性に基づいて、上記カメラから見た上記被写体の睨み角及び上記カメラの垂直画角の比からなる被写体レシオに応じた２以上のクラス領域に上記監視エリアを分割するクラス領域分割手段と、上記地図上に上記カメラのシンボルが配置されるとともに、上記クラス領域が示された配置図を生成する配置図生成手段とを備えて構成される。

このような構成により、被写体レシオに応じて、監視エリアを２以上のクラス領域に分割し、これらのクラス領域を地図上に表示することができる。従って、被写体が地図上のどこに存在すれば、どのような大きさ及び鮮明さで撮影画面上に表示されるのかを容易に把握することができる。

本発明の第３の態様によるカメラ設置シミュレータは、上記構成に加えて、上記被写体レシオを２以上の範囲に区分し、監視目的が互いに異なる２以上の撮影クラスに対応づけて記憶する撮影クラス定義記憶手段を備え、上記クラス領域が、上記撮影クラスに対応する領域となる。

このような構成により、被写体レシオから推奨される監視目的に応じて、監視エリアを２以上のクラス領域に分割し、これらのクラス領域を地図上に表示することができる。従って、被写体が地図上のどこに存在すれば、どの監視目的に適した大きさ及び鮮明さで撮影することができるのかを容易に把握することができる。

本発明の第４の態様によるカメラ設置シミュレータは、上記構成に加えて、上記地図上にシンボルが配置された２以上の上記カメラのいずれか１つを注目カメラとしてユーザが選択する注目カメラ選択手段を備え、上記クラス領域分割手段が、上記注目カメラに関する上記被写体レシオに応じて、上記地図を２以上のクラス領域に分割するように構成される。

この様な構成により、２以上のカメラのシンボルが地図上に表示されている場合に、これらのカメラのいずれか一つが注目カメラとしてユーザにより選択される。そして、当該注目カメラに関する被写体レシオに基づいて、監視エリアが２以上のクラス領域に分割され、地図上に表示される。このため、２以上のカメラを配置した場合であっても、クラス領域が地図上で重複することがなく、見やすく表示することができる。

本発明の第５の態様によるカメラ設置シミュレータは、上記構成に加えて、上記被写体属性には、上記被写体の水平位置が含まれ、上記カメラ属性及び上記被写体属性に基づいて、上記カメラから見た上記被写体の睨み角及び上記カメラの垂直画角の比に対応する撮影指標を求める撮影指標生成手段と、上記撮影指標を表示する撮影指標表示手段とを備えて構成される。

この様な構成により、ユーザが水平位置を指定した被写体について撮影指標を表示することができる。このため、地図上にクラス領域を表示するだけでなく、被写体の水平位置をユーザが指定すれば、当該被写体の撮影指標を表示することができる。

本発明の第６の態様によるカメラ設置シミュレータは、上記構成に加えて、上記撮影指標生成手段が、上記地図上にシンボルが配置された２以上の上記被写体について上記撮影指標をそれぞれ求め、上記撮影指標表示手段が、２以上の上記撮影指標を上記被写体に対応づけて表示するように構成される。

この様な構成により、２以上の被写体のシンボルが地図上に表示されている場合に、各被写体の撮影指標を求め、各被写体に対応づけて撮影指標を表示することができる。

本発明の第７の態様によるカメラ設置シミュレータは、上記構成に加えて、上記カメラ属性及び上記被写体属性に基づいて、上記カメラの撮影画像を仮想的に生成する撮影画像生成手段を備え、上記撮影指標表示手段が、上記撮影画像内に表示される上記被写体にそれぞれ対応づけて２以上の撮影指標を表示するように構成される。

このような構成によれば、カメラ属性及び被写体属性に基づいて仮想的に生成された撮影画像を表示するとともに、撮影画像内に表示される被写体ごとに撮影指標を表示することができる。このため、仮想的な撮影画像内に表示された被写体を確認しながら、その撮影指標を把握することができる。

本発明の第８の態様によるカメラ設置シミュレータ用プログラムは、カメラの水平位置、設置高さ及び垂直画角を含むカメラ属性を保持するカメラ属性記憶機能と、被写体の水平位置及びサイズを含む被写体属性を保持する被写体属性記憶機能と、上記カメラ属性及び上記被写体属性に基づいて、上記カメラから見た上記被写体の睨み角及び上記カメラの垂直画角の比に対応する撮影指標を求める撮影指標生成機能と、上記撮影指標を表示する撮影指標表示機能とを実現するための手順からなる。

本発明の第９の態様によるカメラ設置シミュレータ用プログラムは、カメラの水平位置、設置高さ及び垂直画角を含むカメラ属性を保持するカメラ属性記憶機能と、被写体のサイズを含む被写体属性を保持する被写体属性記憶機能と、監視エリアの地図を保持する地図記憶機能と、上記カメラ属性及び上記被写体属性に基づいて、上記カメラから見た上記被写体の睨み角及び上記カメラの垂直画角の比からなる被写体レシオに応じた２以上のクラス領域に上記監視エリアを分割する領域分割機能と、上記地図上に上記カメラのシンボルが配置されるとともに、上記クラス領域が示された配置図を生成する配置図生成機能とを実現するための手順からなる。

本発明によるカメラ設置シミュレータを用いることにより、カメラの撮影画像上における被写体の大きさ及び鮮明さを表示することができる。このため、カメラを実際に設置することなく、被写体の撮影状態を容易に把握することができる。特に、被写体レシオに対応する撮影指標を表示することにより、撮影画像上における被写体の大きさ及び鮮明さを具体的かつ客観的に把握することができる。

また、本発明によるカメラ設置シミュレータを用いることにより、被写体レシオに応じて、監視エリアを２以上のクラス領域に分割し、これらのクラス領域を地図上に表示することができる。このため、地図上の全領域にわたって、どの位置に被写体があれば、どのような撮影状態になるのかを把握することができる。従って、カメラの設置前に、カメラの位置を容易に決定することができる。

本発明の実施の形態１によるカメラ設置シミュレータ１００の表示画面の一例を示した図である。 撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に対応する撮影状態の一例を示した図である。 被写体レシオＲｓの算出方法の一例についての説明図である。 本発明の実施の形態によるカメラ設置シミュレータ１００の機能構成の要部について一構成例を示したブロック図である。 本発明の実施の形態２によるカメラ設置シミュレータ１００の表示画面の一例を示した図である。 本発明の実施の形態２によるカメラ設置シミュレータ１００の表示画面の他の例を示した図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるカメラ設置シミュレータ１００の表示画面の一例を示した図である。この表示画面は、平面表示領域Ａ１、立体表示領域Ａ２、映像表示領域Ａ３、カメラリスト領域Ａ４及びオブジェクトボタン領域Ａ５により構成される。

＜平面表示領域Ａ１＞
平面表示領域Ａ１は、カメラ２０、被写体１１及び直方体１２及び壁１３の配置を示す配置図が表示される領域である。配置図は、監視エリアの地図１０上に、カメラ２０、被写体１１、直方体１２、壁１３などのシンボルが重畳された画像である。また、配置図には、カメラ２０に対応する水平視野２１ｈ及びクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４も重畳して表示されている。

地図１０は、監視エリア内の様子を示す平面図であり、ユーザが画像ファイルを指定することにより予め与えられる。監視エリアは、カメラ２０を用いて監視しようとする領域であり、屋内又は屋外のいずれであってもよい。

被写体１１は、カメラ２０により撮影される仮想的な監視対象であり、ユーザによって地図１０上に配置される。ユーザは被写体１１の位置（水平位置）を指定することができ、１又は２以上の被写体１１を地図１０上に配置することができる。本実施の形態では、被写体１１が身長１７０ｃｍの人であるものとするが、被写体１１は、そのサイズが既知の移動体であれば人以外でもよい。例えば、車を被写体１１にすることもできる。

直方体１２及び壁１３は、カメラ２０の視野を遮る構造物であり、いずれもユーザによって地図１０上に配置される。ユーザは、直方体１２の幅、奥行き、高さ及び位置（水平位置）を指定することができ、壁１３の高さ及び両端の位置（水平位置）を指定することができる。

カメラ２０は、静止画又は動画を撮影するための撮像装置であり、カメラ２０の位置（水平位置）を指定するユーザ操作に基づいて、カメラ２０が地図１０上に配置される。例えば、カメラリスト領域Ａ４内のカメラを選択し、平面表示領域Ａ１内へドラッグするマウス操作を行うことにより、カメラ２０が地図１０上に配置される。このとき、カメラ２０のシンボルが地図１０上に表示されるとともに、当該カメラ２０の水平視野２１ｈ及びクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４も地図１０上に表示される。

カメラ２０の位置、方位角及び水平画角は、その後のユーザ操作により変更することができる。例えば、カメラ２０の位置は、当該カメラ２０のシンボルに対するマウス操作で変更することができ、方位角及び水平画角は、水平視野２１ｈに対するマウス操作で変更することができる。カメラ２０の位置及び方位角を変更すれば、当該カメラ２０のシンボルだけでなく、水平視野２１ｈ及びクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４も変化する。また、水平視野２１ｈ及びクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４は、カメラ２０の水平画角を変更した場合にも変化する。

水平視野２１ｈは、カメラ２０の視野が基準水平面１４と交差する領域、つまり、カメラ２０によって撮影可能な基準水平面１４上の領域である。基準水平面１４は、高さが予め指定された水平面であり、立体表示領域Ａ２に示されている。本実施の形態では、地面が基準水平面１４となる場合について説明する。図中では、地図１０上に２つのカメラ２０が配置され、当該カメラ２０にそれぞれ対応する２つの水平視野２１ｈが表示されている。

クラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４は、地図１０上の領域を２以上に分割して得られる領域であり、それぞれがカメラ２０の撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に対応している。図中では、境界線を破線で表示することにより、４つのクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４を表示しているが、色分けなどの他の方法により表示することもできる。また、上記境界線はカメラ２０の位置を中心とする同心円であり、カメラ２０に一番近いクラス領域ＣＡ１が円形状になり、その他のクラス領域ＣＡ２〜ＣＡ４がリング形状になる。

撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４は、被写体１１の撮影状態を示す数値を２以上の範囲に区分したものである。ここでいう「撮影状態」とは、撮影画像として表示される被写体１１の大きさ及び鮮明さを意味し、この撮影状態を示す数値には、後述する被写体レシオＲｓを用いることができる。このため、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４は、被写体レシオＲｓの範囲として定義され、被写体１１の撮影状態を示す指標として用いられる。このような撮影状態の指標を「撮影指標」と呼ぶことにする。

つまり、ある被写体１１をあるカメラ２０で撮影する場合に、その撮影状態が、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４のいずれに該当するのかがわかれば、当該被写体１１が、どのような大きさ及び鮮明さで撮影画像上に表示できるのかを具体的かつ客観的に把握することができる。従って、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に基づいて、監視エリアを４つのクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４に分割し、これらのクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４を地図１０上に表示すれば、被写体１１がどの位置にあれば、どのような大きさ及び鮮明さで撮影できるのかを地図１０上の全領域にわたって把握することができる。

一般に、カメラ２０から被写体１１までの距離が短くなれば、当該カメラ２０の撮影画像内に表示される被写体１１は大きくかつ鮮明になる一方、被写体１１までの距離が長くなれば、被写体１１が小さくかつ不鮮明になることは自明である。しかしながら、被写体１１がどの位置にあれば、どのような大きさ及び鮮明さで撮影できるのかを具体的に把握することは容易でない。そこで、カメラ設置シミュレータ１００では、監視エリアをクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４に分割し、各クラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４を地図１０上に表示することにより、従来は定性的にしか把握できなかった被写体１１の位置と、撮影状態との関係を容易かつ客観的に把握することを可能にしている。

地図１０上に２以上のカメラ２０が配置されている場合、全てのカメラ２０について、クラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４を表示することもできるが、本実施の形態では、ユーザが選択した注目カメラについてのみクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４を表示し、他のカメラ２０についてはクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４を表示していない。このため、カメラ２０の数が多くなり、地図１０上に多数のクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４が重複して表示されることにより見づらくなるのを防止している。

＜立体表示領域Ａ２＞
立体表示領域Ａ２は、カメラ２０の垂直視野２１ｖが表示される領域である。ユーザがカメラ２０を地図１０上に配置すれば、立体表示領域Ａ２に、当該カメラ２０のシンボルが表示されるとともに、当該カメラ２０の垂直視野２１ｖも表示される。さらに、被写体１１のシンボルも立体表示領域Ａ２内に表示される。

垂直視野２１ｖは、カメラ２０の視野を鉛直面で切断した断面であり、カメラ２０の撮影軸を含む鉛直面上における撮影可能な領域を示している。また、立体表示領域Ａ２には、基準水平面１４（地面）及び水平面１５が示されている。水平面１５は、カメラ２０と同じ高さの水平面である。

被写体１１は、撮影軸を含む鉛直面内に配置されているか否かにかかわらず、カメラ２０の視野内に存在する全ての被写体１１が、立体表示領域Ａ２に表示される。例えば、被写体１１をカメラ２０の撮影軸を含む鉛直面に投影することにより、カメラ２０の視野内に存在する全ての被写体１１を立体表示領域Ａ２に表示することができる。

カメラ２０の設置高さ、仰俯角及び垂直画角は、カメラ配置後のユーザ操作により変更することができる。例えば、カメラ２０の設置高さは、当該カメラ２０のシンボルに対するマウス操作で変更することができ、カメラ２０の仰俯角及び垂直画角は、垂直視野２１ｖに対するマウス操作で変更することができる。カメラ２０の設置高さ及び仰俯角を変更すれば、カメラ２０のシンボルの設置高さ及び傾きが変化し、垂直視野２１ｖも変化する。また、垂直視野２１ｖは、カメラ２０の垂直画角を変更した場合にも変化する。

さらに、カメラ２０の設置高さを変更することにより、平面表示領域Ａ１内に表示される水平視野２１ｈ及びクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４も変化する。また、水平視野２１ｈは、カメラ２０の仰俯角を変更した場合にも変化するが、クラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４は、カメラ２０の仰俯角を変更しても変化しない。

なお、地図１０上に２以上のカメラ２０が配置されている場合、立体表示領域Ａ２には、ユーザが選択した注目カメラのシンボル及び垂直視野２１ｖが表示され、その他のカメラ２０のシンボル及び垂直視野２１ｖは表示されない。

＜映像表示領域Ａ３＞
映像表示領域Ａ３には、カメラ２０による撮影画像が表示される。この撮影画像は、演算処理により疑似的に生成された静止画像であり、地図１０、被写体１１、直方体１２及び壁１３が含まれる。撮影画像を生成する演算処理には、射影変換などを含む周知の演算処理が用いられる。

映像表示領域Ａ３には、注目カメラの撮影画像が表示され、その他のカメラ２０の撮影画像は表示されない。また、映像表示領域Ａ３には、被写体１１の撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４が表示される。映像表示領域Ａ３内に表示される撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４は、当該撮影画像内に映っている被写体１１に対応づけて表示される。図中では、各被写体１１の近傍に撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４を示す記号「ＸＬ」、「Ｌ」、「Ｍ」及び「Ｓ」が表示されている。

＜カメラリスト領域Ａ４＞
カメラリスト領域Ａ４は、地図１０上に配置することができるカメラ２０の選択肢が一覧表示されている。例えば、カメラリスト領域Ａ４内には、行ごとに異なるカメラ品種が表示されており、各行にはカメラ２０の型名、設置場所、最大画角及び最小画角がそれぞれ表示されている。設置場所は、当該カメラ２０が屋内用又は屋外用のいずれであるのかを示している。最大画角及び最小画角は、当該カメラ２０の画角の変更可能な範囲を示している。カメラ２０を地図１０上に配置する場合、ユーザが、カメラリスト領域Ａ４内の行を選択することにより、当該行に対応するカメラ２０が選択される。

＜オブジェクトボタン領域Ａ５＞
オブジェクトボタン領域Ａ５には、被写体、車、直方体、壁などのオブジェクトを地図１０上に配置するための操作ボタン３１〜３４が配置されている。例えば、操作ボタン３１は、被写体１１を地図１０上に配置するための被写体ボタンであり、この被写体ボタンを平面表示領域Ａ１内の任意の位置へドラッグするマウス操作を行うことにより、被写体１１を地図１０上に配置することができる。

＜撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４＞
図２は、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に対応する撮影状態の一例を示した図であり、図中の（ａ）〜（ｄ）には、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４で被写体１１を撮影したときの撮影画像の一例がそれぞれ示されている。

撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４は、互いに異なる監視目的に好適な撮影状態にそれぞれ対応するように、被写体レシオＲｓの範囲として予め定義されている。一般に、被写体１１の撮影状態が適切であるか否かは、監視目的によって異なる。このため、本実施の形態では、４つの撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４を互いに異なる４つの監視目的に対応させている。

被写体レシオＲｓは、撮影画面のサイズＬｖに対する被写体の表示サイズＬｓの比であり、次式（１）で表される。

撮影画面のサイズＬｖは、矩形からなる撮影画面の垂直方向の長さである。被写体の表示サイズＬｓは、カメラ２０で撮影した場合に、その撮影画面上に表示される被写体１１の垂直方向の長さである。ただし、カメラ２０の画角を無視した被写体全体のサイズを意味する。つまり、被写体１１の全体が撮影画面内に表示されるか否かは考慮せず、被写体１１が撮影画面からはみ出す撮影状態であれば、はみ出した部分も含めた被写体１１の全体のサイズが、被写体の表示サイズＬｓとなる。従って、被写体レシオＲｓは１００％よりも大きな値をとることができる。

撮影クラスＣＬ１は、被写体レシオＲｓが１００％を超える撮影状態（Ｒｓ＞１００％）として規定される。被写体レシオＲｓが１００％超となる撮影クラスＣＬ１で撮影した場合、撮影画面内に被写体１１の全体を映すことはできないが、被写体１１の一部を大きく鮮明に映すことができる。従って、例えば、想定される被写体１１が不特定の人物であり、その顔を撮影して人相を特定することを監視目的とするような用途に適している。

撮影クラスＣＬ２は、被写体レシオＲｓが１００％以下かつ３０％を超える撮影状態（１００％≧Ｒｓ＞３０％）として規定される。撮影クラスＣＬ２で被写体１１を撮影した場合、被写体１１の全体を大きく鮮明に撮影することができる。このため、例えば、想定される被写体１１が、予め特定されている複数の人物のいずれかであるという場合に、その人物を特定することを監視目的とするような用途に適している。

撮影クラスＣＬ３は、被写体レシオＲｓが３０％以下かつ１０％を超える撮影状態（３０％≧Ｒｓ＞１０％）として規定される。撮影クラスＣＬ３で被写体１１を撮影した場合、被写体１１とその周辺を撮影することができる。このため、移動を伴う被写体１１の行動を特定することを監視目的とするような用途に適している。なお、撮影クラスＣＬ３では、被写体１１の細かな特徴を把握することはできないが、服装や性別などの大まかな特徴であれば把握することができる。

撮影クラスＣＬ４は、被写体レシオＲｓが１０％以下となる撮影状態（Ｒｓ≦１０％）として規定される。撮影クラスＣＬ４で被写体１１を撮影した場合、被写体１１が点のように表示される撮影状態となる。このため、被写体１１の特徴を把握することは困難になるが、多数の被写体１１からなるグループ全体を撮影することができる。このため、多数の被写体１１からなるグループ全体の状態や動きを把握することを監視目的とするような用途に適している。

要するに、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４は、撮影レシオＲｓを１００％、３０％及び１０％の各閾値と比較することにより判別される。これらの閾値は、監視目的や表示装置の解像度などを考慮して予め決定される値であり、一例に過ぎない。

＜被写体レシオＲｓの算出方法＞
被写体レシオＲｓは、上式（１）に示した通り、撮影画面のサイズＬｖ及び被写体の表示サイズＬｓから算出することができる。しかしながら、被写体の表示サイズＬｓは、多くのパラメータが複雑に関係する値であり、例えば、カメラの設置高さ、仰俯角及び画角や、被写体のサイズや、カメラ及び被写体の位置関係などの影響を受けて変化する。そこで、本実施の形態では、カメラの画角θｖ及び被写体の睨み角θｓから被写体レシオＲｓを算出する方法について説明する。

図３は、被写体レシオＲｓの算出方法の一例についての説明図であり、撮影軸を含む鉛直面内に被写体１１があるときの垂直視野２１ｖが示されている。図中のθｖは、カメラ２０の垂直画角、θｓは、カメラ２０の位置から見た被写体の睨み角である。また、θｔは、カメラ２０の位置から被写体１１の上端を見た場合の視線方向が水平面１５となす角度（上端仰俯角）である。同様にして、θｂは、カメラ２０の位置から被写体１１の下端を見た場合の視線方向が水平面１５となす角度（下端仰俯角）である。

被写体レシオＲｓは、カメラの垂直画角θｖと、被写体の睨み角θｓを用いれば、次式（２）で表すことができる。

つまり、被写体レシオＲｓは、カメラ２０の垂直画角θｖに対する被写体の睨み角θｓの比として求めることができる。カメラ２０の垂直画角θｖは、カメラ２０の視野の鉛直面内における広がりを示す角度であり、既知である。このため、被写体の睨み角θｓを求めることができれば、被写体レシオＲｓを求めることができる。

被写体の睨み角θｓは、カメラ２０の位置から被写体１１の両端をそれぞれ見た場合における２つの視線方向のなす角度であり、カメラ２０の位置から被写体１１の両端を撮影することができる最小画角に相当する。被写体１１が人であれば、その頭頂部及び足元が上記両端になり、被写体の睨み角θｓは、被写体１１の鉛直方向の両端を撮影することができる最小画角に相当する。

睨み角θｓは、上端仰俯角θｔ及び下端仰俯角θｂの差に相当する。また、被写体１１が基準水平面１４（地面）に配置されていれば、tanθｔ＝（Ｈ−ｈ）／ｒ，tanθｂ＝Ｈ／ｒとなる。従って、睨み角θｓは、カメラ２０の設置高さＨ、被写体１１のサイズｈ、カメラ２０から被写体１１までの水平距離ｒを用いて、次式（３）のように表すことができる。

上式（３）によれば、カメラ２０の設置高さＨと、被写体１１のサイズｈと、水平距離ｒとが与えられれば、当該被写体１１の睨み角θｓを演算により求めることができる。また、カメラ２０の垂直画角θｖが既知であれば、上式（２）を用いて、睨み角θｓから被写体レシオＲｓを求めることができる。

つまり、カメラ２０の位置、設置高さＨ及び垂直画角θｖ、並びに、被写体１１の位置及びサイズｈが決まれば、被写体レシオＲｓを求めることができる。従って、当該カメラ２０で当該被写体１１を撮影した場合の撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４を求めることができる。

＜クラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４の算出方法＞
また、上式（３）を変形すれば、次式（４）が得られる。

上式（４）によれば、カメラ２０の設置高さＨ及び垂直画角θｖ、被写体１１のサイズｈ、並びに、被写体レシオＲｓが与えられれば、カメラ２０から被写体１１までの水平距離ｒを演算で求めることができる。注目カメラの設置高さＨ及び垂直画角θｖは既知であり、被写体１１のサイズｈは予め定められている。このため、被写体レシオＲｓが与えられれば、水平距離ｒを求めることができる。つまり、式（４）を用いれば、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に対応する水平距離ｒを求めることができ、地図１０上をクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４に分割することができる。

＜ブロック図＞
図４は、本発明の実施の形態によるカメラ設置シミュレータ１００の機能構成の要部について一構成例を示したブロック図である。このカメラ設置シミュレータは、ＰＣなどのコンピュータを用いて実現される装置であり、ＯＳの管理下で実行されるアプリケーションプログラムとして提供される。例えば、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなどの記憶媒体に記録して提供され、あるいは、インターネットなどの通信ネットワークを介して提供される。

カメラ設置シミュレータ１００は、カメラ属性指定部５１、カメラ属性記憶部５２、被写体属性指定部５３、被写体属性記憶部５４、注目カメラ選択部５５、撮影指標処理部５６、配置図生成部５７、地図記憶部５８及び撮影画像生成部５９により構成される。

カメラ属性指定部５１は、ユーザ操作に基づいてカメラ属性を指定する手段であり、指定されたカメラ属性は、カメラ属性記憶部５２に保持される。カメラ属性は、地図１０上に配置されたカメラ２０の属性情報であり、例えば、カメラ２０の位置（水平位置）及び設置高さ、方位角及び仰俯角、並びに、水平画角及び垂直画角が含まれる。地図１０上に２以上のカメラ２０が配置されている場合には、カメラ２０ごとのカメラ属性がカメラ属性記憶部５２内に保持される。

被写体属性指定部５３は、ユーザ操作に基づいて被写体属性を指定する手段であり、指定された被写体属性は、被写体属性記憶部５４に保持される。被写体属性は、地図１０上に配置された被写体１１の属性情報であり、例えば、被写体１１の位置（水平位置）及びサイズが含まれる。地図上に２以上の被写体１１が配置されている場合には、被写体１１ごとの被写体属性が被写体属性記憶部５４内に保持される。ただし、本実施の形態では、被写体１１のサイズが一定であるため、全ての被写体１１に共通の被写体属性として、被写体１１のサイズを保持しておくこともできる。

注目カメラ選択部５５は、ユーザ操作に基づいて注目カメラを選択する手段である。地図１０上に２以上のカメラ２０が配置されている場合、ユーザは、これらのカメラ２０のいずれか一つを注目カメラとして選択することができる。例えば、ユーザが最後に選択したカメラ２０を注目カメラとすることができる。なお、１つのカメラ２０のみが地図１０上に配置されている場合には、当該カメラ２０が常に注目カメラとなる。

撮影指標処理部５６は、撮影指標に基づく処理を行う手段である。具体的には、地図１０上に表示されるクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４を求める処理と、撮影画像内の被写体１１ごとに撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４を求める処理とを行っている。撮影指標処理部５６の詳細構成については更に後述する。

配置図生成部５７は、平面表示領域Ａ１に表示する配置図を生成する手段である。配置図は、地図記憶部５８が保持する地図１０上に、被写体１１、カメラ２０などのシンボルや各カメラ２０の水平視野２１ｈが重畳され、さらに、撮影指標処理部５６により求められたクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４が重畳されることにより生成される。この様にして生成された配置図が、平面表示領域Ａ１に表示される。

撮影画像生成部５９は、映像表示領域Ａ３に表示する撮影画像を生成する手段である。撮影画像は、演算処理により疑似的に生成された注目カメラの撮影画像であり、地図１０、被写体１１などが含まれている。また、撮影画面上に映る被写体１１には、撮影指標処理部５６により求められた当該被写体１１の撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４が重畳されている。この様にして生成された撮影画像が、映像表示領域Ａ３に表示される。

＜撮影指標処理部５６＞
撮影指標処理部５６は、クラス領域分割部６１、撮影クラス定義記憶部６２及び撮影指標生成部６３により構成される。また、撮影指標生成部６３は、被写体レシオ算出部６３１及び撮影クラス判別部６３２からなる。

撮影クラス定義記憶部６２は、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４を規定する定義情報を保持している。撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４は、被写体レシオＲｓの範囲として予め定義されている。例えば、全ての被写体レシオＲｓを２以上の範囲に区分し、それぞれが撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に対応づけられている。

クラス領域分割部６１は、任意の位置にある被写体１１を注目カメラで撮影したときの被写体レシオＲｓに応じて、地図１０を２以上のクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４に分割し、その結果を配置図生成部５７へ出力する。

クラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４は、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に対応する地図１０上の領域であり、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４は、被写体レシオＲｓの範囲として予め規定されている。このため、式（４）を用いれば、カメラ属性及び被写体属性に基づいて、各クラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４に対応する水平距離ｒの範囲を求めることができる。

具体的には、注目カメラの設置高さＨ及び垂直画角θｖが、カメラ属性記憶部５２から読み出され、被写体１１のサイズｈが、被写体属性記憶部５４から読み出され、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に対応する被写体レシオＲｓの範囲が、撮影クラス定義記憶部６２から読み出される。これらの値Ｈ，ｈ，θｖ，Ｒｓを式（４）に代入すれば、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に対応する地図１０上の領域が、注目カメラ及び被写体１１の水平距離ｒの範囲として求められる。従って、注目カメラの位置を中心とし、水平距離ｒの範囲で区分された地図１０上の領域として、クラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４が求められる。

撮影指標生成部６３は、地図１０上に配置された被写体１１を注目カメラで撮影したときの被写体レシオＲｓを求め、当該被写体レシオＲｓが属する撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４を判別し、この判別結果をカメラ画像生成部５９へ出力する。

被写体レシオＲｓは、被写体レシオ算出部６３１において求められる。被写体レシオＲｓは、式（２）に示す通り、注目カメラの垂直画角θｖに対する被写体１１の睨み角θｓの比として求めることができる。注目カメラの垂直画角θｖは、カメラ属性として与えられており、被写体１１の睨み角θｓも、式（３）を用いれば、カメラ属性及び被写体属性に基づいて求めることができる。

具体的には、注目カメラの位置及び設置高さＨが、カメラ属性記憶部５２から読み出され、被写体１１の位置及びサイズｈが、被写体属性記憶部５４から読み出される。注目カメラの位置及び被写体１１の位置の差として、水平距離ｒが求められる。これらの値Ｈ，ｈ，Ｒｓを式（３）に代入すれば、注目カメラから見た被写体の睨み角θｓが求められる。

撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４は、撮影クラス判別部６３２において判別される。撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４は、被写体レシオＲｓの範囲として予め規定されているため、被写体レシオ算出部６３１が求めた被写体レシオＲｓを上記範囲と照合すれば、注目カメラから見た被写体１１の撮影クラスＣＬ１〜ＬＣ４を判別することができる。

本実施の形態によるカメラ設置シミュレータ１００は、カメラ属性及び被写体属性に基づいて、カメラ２０から見た被写体１１の睨み角θｓ及びカメラ２０の垂直画角θｖの比に対応する撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４を表示する。このため、カメラ２０の撮影画像に映る被写体１１の大きさ及び鮮明さを撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４で示すことができ、ユーザは、被写体１１の撮影状態を具体的かつ客観的に把握することができる。

また、本実施の形態によるカメラ設置シミュレータ１００は、カメラ属性及び被写体属性に基づいて、カメラ２０から見た被写体１１の睨み角θｓ及びカメラ２０の垂直画角θｖの比からなる被写体レシオＲｓに対応する２以上のクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４に監視エリアを分割し、これらのクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４を地図１０上に表示する。

このため、カメラ２０の撮影画像に映る被写体１１の大きさ及び鮮明さを示す被写体レシオＲｓに応じて地図１０が分割され、地図１０上の全領域について、被写体１１の位置と撮影状態との関係を分かり易く示すことができる。

また、本実施の形態によるカメラ設置シミュレータ１００は、互いに異なる監視目的に対応するように、被写体レシオＲｓを２以上の撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に予め区分し、クラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４が撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に対応するように、地図１０を分割する。このため、カメラ２０で被写体１１を撮影したときの撮影状態が対応する監視目的に応じて、地図１０を分割することができ、被写体１１の位置と、利用可能な監視目的との関係を分かり易く示すことができる。

また、本実施の形態によるカメラ設置シミュレータ１００は、カメラ属性及び被写体属性に基づいて、カメラ２０の撮影画像を仮想的に生成し、当該撮影画像内に表示される被写体１１にそれぞれ対応づけて、その撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４を当該撮影画像内に表示する。このため、被写体１１ごとの撮影状態を分かり易く表示することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、被写体１１の撮影指標として、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４が表示される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、被写体１１の撮影指標として、被写体レシオＲｓが表示される場合について説明する。

図５は、本発明の実施の形態２によるカメラ設置シミュレータ１００の表示画面の一例を示した図である。図１の表示画面（実施の形態１）と比較すれば、映像表示領域Ａ３内における撮影指標の表示方法が異なるが、その他の構成は、実施の形態１の場合と同様である。

映像表示領域Ａ３には、被写体１１の撮影指標として、被写体レシオＲｓが表示される。つまり、被写体レシオ算出部６３１で求められた被写体レシオＲｓが撮影指標として用いられている。被写体レシオＲｓは、当該撮影画像内に映っている被写体１１に対応づけて数値で表示される。図中の被写体１１は、注目カメラに関する被写体レシオＲｓが１２０％、３５％、１８％、５％であり、映像表示領域Ａ３内の被写体１１の近傍には、被写体レシオＲｓの数値「１２０」、「３５」、「１８」、「５」がそれぞれ表示される。

図６は、本発明の実施の形態２によるカメラ設置シミュレータ１００の表示画面の他の例を示した図である。図５の表示画面（実施の形態２）と比較すれば、映像表示領域Ａ３内における撮影指標の表示方法が異なる。

被写体レシオＲｓが１００％を超えている被写体１１については、被写体１１の近傍に撮影クラスＣＬ１を示す記号「ＸＬ」が表示される。一方、被写体レシオＲｓが１００％以下の被写体１１については、被写体１１の近傍に、被写体レシオＲｓの数値「３５」、「１８」、「５」がそれぞれ表示される。

なお、本実施の形態２によるによるカメラ設置シミュレータ１００は、撮影指標の表示を除き、実施の形態１の場合と同様に構成される。このため、例えば、平面表示領域Ａ１内に表示されるクラス領域ＣＡ１〜ＣＡ４は、撮影クラスＣＬ１〜ＣＬ４に対応する領域からなる。

実施の形態１〜３では、撮影画像上に映る被写体１１について、映像表示領域Ａ３内に撮影指標を表示する場合の例について説明したが、本発明は、このような場合のみに限定されない。例えば、平面図上に配置された被写体１１について撮影指標を表示することもできる。また、撮影指標は、平面表示領域Ａ１内や、立体表示領域Ａ２内に表示することもできる。

また、実施の形態１〜３では、カメラ属性及び被写体属性が、ユーザにより指定される場合について説明したが、本発明は、この様な場合のみに限定されない。すなわち、カメラ属性又は被写体属性の一部のみがユーザにより指定されるものであってもよい。例えば、カメラ２０の位置及び設置高さ、並びに、被写体１１の位置及びサイズのうち、少なくとも一つが、ユーザにより指定されるものであってもよい。

１００ カメラ設置シミュレータ
１０ 地図
１１ 被写体
１４ 基準水平面
１５ 水平面
２０ カメラ
２１ｈ 水平視野
２１ｖ 垂直視野
３１〜３４ 操作ボタン
５１ カメラ属性指定部
５２ カメラ属性記憶部
５３ 被写体属性指定部
５４ 被写体属性記憶部
５５ 注目カメラ選択部
５６ 撮影指標処理部
５７ 配置図生成部
５８ 地図記憶部
５９ 撮影画像生成部
６１ クラス領域分割部
６２ 撮影クラス定義記憶部
６３ 撮影指標生成部
６３１ 被写体レシオ算出部
６３２ 撮影クラス判別部
Ａ１ 平面表示領域
Ａ２ 立体表示領域
Ａ３ 映像表示領域
Ａ４ カメラリスト領域
Ａ５ オブジェクトボタン領域
ＣＡ１〜ＣＡ４ クラス領域
ＣＬ１〜ＣＬ４ 撮影クラス
ｈ 被写体のサイズ
Ｈ カメラの設置高さ
Ｌｓ 被写体の表示サイズ
Ｌｖ 撮影画面のサイズ
ｒ 水平距離
Ｒｓ 被写体レシオ
θｂ 下端仰俯角
θｓ 被写体の睨み角
θｔ 上端仰俯角
θｖ カメラの垂直画角

Claims (7)

1. カメラの水平位置、設置高さ及び画角を含むカメラ属性を保持するカメラ属性記憶手段と、
   被写体の水平位置及びサイズを含む被写体属性を保持する被写体属性記憶手段と、
   上記カメラ属性及び上記被写体属性に基づいて、上記カメラから見た上記被写体の睨み角及び上記カメラの画角の比に対応する撮影指標を求める撮影指標生成手段と、
   上記撮影指標を表示する撮影指標表示手段とを備えたことを特徴とするカメラ設置シミュレータ。
2. カメラの水平位置、設置高さ及び垂直画角を含むカメラ属性を保持するカメラ属性記憶手段と、
   被写体のサイズを含む被写体属性を保持する被写体属性記憶手段と、
   監視エリアの地図を保持する地図記憶手段と、
   上記カメラ属性及び上記被写体属性に基づいて、上記カメラから見た上記被写体の睨み角及び上記カメラの垂直画角の比からなる被写体レシオに応じた２以上のクラス領域に上記監視エリアを分割するクラス領域分割手段と、
   上記地図上に上記カメラのシンボルが配置されるとともに、上記クラス領域が示された配置図を生成する配置図生成手段とを備えたことを特徴とするカメラ設置シミュレータ。
3. 上記被写体レシオを２以上の範囲に区分し、監視目的が互いに異なる２以上の撮影クラスに対応づけて記憶する撮影クラス定義記憶手段を備え、
   上記クラス領域が、上記撮影クラスに対応する領域であることを特徴とする請求項２に記載のカメラ設置シミュレータ。
4. 上記地図上にシンボルが配置された２以上の上記カメラのいずれか１つを注目カメラとしてユーザが選択する注目カメラ選択手段を備え、
   上記クラス領域分割手段が、上記注目カメラに関する上記被写体レシオに応じて、上記監視エリアを２以上のクラス領域に分割することを特徴とする請求項２又は３に記載のカメラ設置シミュレータ。
5. 上記被写体属性には、上記被写体の水平位置が含まれ、
   上記カメラ属性及び上記被写体属性に基づいて、上記カメラから見た上記被写体の睨み角及び上記カメラの垂直画角の比に対応する撮影指標を求める撮影指標生成手段と、
   上記撮影指標を表示する撮影指標表示手段とを備えたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のカメラ設置シミュレータ。
6. カメラの水平位置、設置高さ及び垂直画角を含むカメラ属性を保持するカメラ属性記憶機能と、
   被写体の水平位置及びサイズを含む被写体属性を保持する被写体属性記憶機能と、
   上記カメラ属性及び上記被写体属性に基づいて、上記カメラから見た上記被写体の睨み角及び上記カメラの垂直画角の比に対応する撮影指標を求める撮影指標生成機能と、
   上記撮影指標を表示する撮影指標表示機能とを実現するためのカメラ設置シミュレータ用のコンピュータプログラム。
7. カメラの水平位置、設置高さ及び垂直画角を含むカメラ属性を保持するカメラ属性記憶機能と、
   被写体のサイズを含む被写体属性を保持する被写体属性記憶機能と、
   監視エリアの地図を保持する地図記憶機能と、
   上記カメラ属性及び上記被写体属性に基づいて、上記カメラから見た上記被写体の睨み角及び上記カメラの垂直画角の比からなる被写体レシオに応じた２以上のクラス領域に上記監視エリアを分割する領域分割機能と、
   上記地図上に上記カメラのシンボルが配置されるとともに、上記クラス領域が示された配置図を生成する配置図生成機能とを実現するためのカメラ設置シミュレータ用のコンピュータプログラム。

Images