JP6486561B1 - 撮影制御装置、及び、撮影制御方法 - Google Patents

Abstract

第１計算部（２０２）が撮影位置情報と撮影日情報とを用いて計算した撮影日での日の出時刻及び日の入り時刻と、第２計算部（２０３）が撮影日情報を用いて計算した撮影日での月齢とを用いて、決定部（２０４）が当該撮影日でのカメラパラメータの時間関数を決定する。そして、制御部（２０５）が、当該時間関数を用いてカメラパラメータを撮影部（１０２）であるカメラ（６）に設定する。

Description

この発明は、カメラによる撮影を制御する撮影制御装置に関するものである。

カメラは、撮影時の状況に応じて様々に制御される。例えば特許文献１には、現在位置認識部が認識した現在位置と、災害地点の位置情報とに基づき制御を行う制御部を備えた撮影装置が記載されている。このように、特許文献１の撮影装置では、位置に基づく撮影制御が行われている。

特開２０１６―１７３７６４号公報

しかしながら、特許文献１の撮影装置では、Ｆ値（Ｆ−ｎｕｍｂｅｒ）等のカメラパラメータを設定することについては考慮がされていない。
地上から空を観測するために雲画像を撮影するカメラは、太陽及び月による空の明るさの変化に対応して撮影をする必要があり、撮影日及び撮影位置によって、太陽及び月による空の明るさは変化する。したがって、カメラパラメータが撮影日及び撮影位置に関係なく一律に設定されていると、撮影画像がサチュレートを起こすことがある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、太陽及び月による空の明るさを考慮したカメラパラメータをカメラに設定することができる撮影制御装置を得ることを目的とする。

この発明に係る撮影制御装置は、雲画像を撮影するカメラの位置を示す撮影位置情報と、カメラが撮影を行う撮影日を示す撮影日情報とを取得する取得部と、撮影位置情報と撮影日情報とを用いて、位置における撮影日での日の出時刻及び日の入り時刻を計算する第１計算部と、撮影日情報を用いて、撮影日での月齢を計算する第２計算部と、計算された月齢に応じた夜間帯での第１カメラパラメータと、昼間帯での第２カメラパラメータと、計算された日の出時刻を含む日の出帯でのカメラパラメータであって第１カメラパラメータと第２カメラパラメータとの間の値に設定した第３カメラパラメータと、計算された日の入り時刻を含む日の入り帯でのカメラパラメータであって第１カメラパラメータと第２カメラパラメータとの間の値に設定した第４カメラパラメータとから構成される、撮影日でのカメラパラメータの時間関数を決定する決定部と、決定された時間関数を用いて、撮影日でのカメラのカメラパラメータを撮影する時刻に応じて決定し、カメラに設定する制御部とを備え、決定部は、撮影日の前日の夜間帯での第１カメラパラメータを撮影日の夜間帯での第１カメラパラメータとするとともに、当該第１カメラパラメータと第２カメラパラメータとを用いて、第３カメラパラメータ及び第４カメラパラメータを設定することで、撮影日でのカメラパラメータの時間関数を仮決定し、第２計算部により計算された月齢が撮影日の前日の月齢と同じ場合、仮決定した時間関数を、撮影日でのカメラパラメータの時間関数として決定することを特徴とすることを特徴とするものである。

この発明によれば、カメラの位置における撮影日での日の出時刻、日の入り時刻及び月齢を用いて、撮影日でのカメラパラメータの時間関数を決定し、当該時間関数を用いてカメラパラメータをカメラに設定するので、太陽及び月による空の明るさを考慮したカメラパラメータをカメラに設定することができる。

実施の形態１に係る撮影制御装置を内蔵した雲分布取得装置の機能構成を示す図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、雲分布取得装置のハードウェア構成例を示す図である。 雲分布取得装置による処理の一例を示すフローチャートである。 日の出時刻及び日の入り時刻の計算手順を示すフローチャートである。 月齢の計算手順を示すフローチャートである。 図６ＡはＦ値の時間関数の一例を示す図であり、図６ＢはＩＳＯ感度の時間関数の一例を示す図であり、図６Ｃは露光時間の時間関数の一例を示す図である。 日の入り時刻付近でのＦ値の時間関数の一例を示す図である。 雲分布取得装置による処理の変形例を示すフローチャートである。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１に、実施の形態１に係る撮影制御装置２００を内蔵した雲分布取得装置１００の機能構成を示す。雲分布取得装置１００は、雲の分布を求めるものである。
雲分布取得装置１００は、位置及び時刻認識部１０１と、撮影部１０２と、画像処理部１０３と、判別部１０４と、符号化部１０５と、通信部１０６と、保存部１０７と、撮影制御装置２００とを有する。雲分布取得装置１００は、地上から空を観測するために任意の場所に設置されている。

位置及び時刻認識部１０１は、雲分布取得装置１００の現在位置と現在時刻とを認識し、認識した現在位置を示す位置情報と、認識した現在時刻を示す時刻情報とを撮影制御装置２００へ出力する。位置情報は、例えば、緯度、経度及び標高から成る情報である。時刻情報は、例えば、西暦、月、日、時、分及び秒から成る情報である。位置及び時刻認識部１０１は、例えば、後述の図２Ａ及び図２Ｂに示すようなＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）送受信機１内に設けられた、ＧＰＳ衛星から情報を受信する受信部と撮影制御装置２００へ情報を送信する送信部である。

撮影部１０２は、全方位の空を撮影範囲とし、撮影制御装置２００に制御されて、雲画像を撮影する。撮影部１０２は、例えば、後述の図２Ａ及び図２Ｂに示すように、カメラ６と、魚眼レンズ等の広角のレンズ７とで構成される。カメラ６は、レンズ７から入る光の量を調整するための物理的な絞りを有し、Ｆ値を変更可能に構成される。また、カメラ６は、カメラ６が有するシャッターの動作、及び、カメラ６が有するアンプのゲインを変更可能に構成される。撮影部１０２であるカメラ６により撮影された雲画像のデータは、画像処理部１０３へ出力される。

画像処理部１０３は、撮影部１０２が出力した雲画像のデータを用いて、当該画像内の雲領域を判定する。画像処理部１０３は、判定結果を判別部１０４へ出力する。また、画像処理部１０３は、撮影部１０２が出力した雲画像のデータを保存部１０７へ出力する。

判別部１０４は、画像処理部１０３が出力した判定結果を用いて、撮影部１０２が撮影した雲画像について、雲量が多いか少ないかを判定する。判別部１０４は、判定結果を符号化部１０５へ出力する。

符号化部１０５は、判別部１０４が出力した判定結果を符号化し、当該符号化した情報を通信部１０６へ出力する。
通信部１０６は、符号化部１０５が出力した符号化した情報を、雲分布取得装置１００の外部へ出力する。
保存部１０７は、画像処理部１０３が出力した雲画像のデータを保存する。

撮影制御装置２００は、取得部２０１と、第１計算部２０２と、第２計算部２０３と、決定部２０４と、制御部２０５とを有する。
取得部２０１は、位置及び時刻認識部１０１から位置情報と時刻情報とを取得する。取得部２０１は、当該位置情報を、撮影部１０２である雲画像を撮影するカメラ６の位置を示す撮影位置情報として取得し、第１計算部２０２へ出力する。
また、取得部２０１は、位置及び時刻認識部１０１から取得した時刻情報を、第１計算部２０２、第２計算部２０３及び制御部２０５へ出力する。その際、第１計算部２０２及び第２計算部２０３へは、位置及び時刻認識部１０１から取得した時刻情報そのままではなく、少なくとも当該時刻情報内の西暦、月及び日を示す情報が出力されればよい。つまり、第１計算部２０２及び第２計算部２０３にとって取得部２０１は、撮影部１０２であるカメラ６が撮影を行う撮影日を示す撮影日情報を取得して出力するものとして機能する。

第１計算部２０２は、取得部２０１が出力した撮影位置情報と撮影日情報とを用いて、当該撮影位置情報が示す位置における当該撮影日情報が示す撮影日での、日の出時刻及び日の入り時刻を計算する。計算の詳細については後述する。第１計算部２０２は、計算した日の出時刻及び日の入り時刻を決定部２０４へ出力する。

第２計算部２０３は、取得部２０１が出力した撮影日情報を用いて、当該撮影日情報が示す撮影日での月齢を計算する。計算の詳細については後述する。第２計算部２０３は、計算した月齢を決定部２０４へ出力する。

決定部２０４は、第１計算部２０２が出力した日の出時刻及び日の入り時刻と、第２計算部２０３が出力した月齢とを用いて、撮影日でのカメラパラメータの時間関数を決定する。カメラパラメータの時間関数の詳細については後述する。決定部２０４は、決定したカメラパラメータの時間関数を制御部２０５へ出力する。カメラパラメータは、撮影部１０２であるカメラ６による撮影画像の状態に影響を与えるものであり、例えば、Ｆ値、ＩＳＯ感度、又は、露光時間である。

制御部２０５は、決定部２０４が出力したカメラパラメータの時間関数を用いて、撮影日での撮影部１０２であるカメラ６のカメラパラメータを、当該撮影日中の撮影する時刻に応じて決定する。当該撮影する時刻には、取得部２０１が出力した時刻情報が示す時刻を用いることができる。そして、制御部２０５は、決定したカメラパラメータを撮影部１０２であるカメラ６に設定する。具体的には、制御部２０５は、決定したカメラパラメータでの撮影を行わせる制御信号を、撮影部１０２であるカメラ６へ出力する。

次に、雲分布取得装置１００のハードウェア構成例について、図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明する。
雲分布取得装置１００の位置及び時刻認識部１０１は、例えば、ＧＰＳ送受信機１で実現される。雲分布取得装置１００の撮影部１０２は、例えば、カメラ６と広角のレンズ７とで実現される。雲分布取得装置１００の通信部１０６は、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）機能を備えた通信装置８で実現される。

また、雲分布取得装置１００の取得部２０１、第１計算部２０２、第２計算部２０３、決定部２０４、制御部２０５、画像処理部１０３、判別部１０４及び符号化部１０５の各機能は、処理回路により実現される。当該処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。ＣＰＵは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）とも呼ばれる。

図２Ａは、取得部２０１、第１計算部２０２、第２計算部２０３、決定部２０４、制御部２０５、画像処理部１０３、判別部１０４及び符号化部１０５の各部の機能を、処理装置２内に設けた専用のハードウェアである処理回路３で実現した場合のハードウェア構成例を示す図である。処理回路３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、若しくはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。取得部２０１、第１計算部２０２、第２計算部２０３、決定部２０４、制御部２０５、画像処理部１０３、判別部１０４及び符号化部１０５の各部の機能を別個の処理回路３を組み合わせて実現してもよいし、各部の機能を１つの処理回路３で実現してもよい。

図２Ｂは、取得部２０１、第１計算部２０２、第２計算部２０３、決定部２０４、制御部２０５、画像処理部１０３、判別部１０４及び符号化部１０５の各部の機能を、メモリ４に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ５で実現した場合のハードウェア構成例を示す図である。メモリ４及びＣＰＵ５は、処理装置２内に設けられ、この場合の処理装置２は例えばコンピュータである。この場合、取得部２０１、第１計算部２０２、第２計算部２０３、決定部２０４、制御部２０５、画像処理部１０３、判別部１０４及び符号化部１０５の各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組合せにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ４に格納される。ＣＰＵ５は、メモリ４に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、取得部２０１、第１計算部２０２、第２計算部２０３、決定部２０４、制御部２０５、画像処理部１０３、判別部１０４及び符号化部１０５の各部の機能を実現する。すなわち、雲分布取得装置１００は、後述する図３、図４、図５及び図８のフローチャートで示す各ステップが結果的に実行されることになるプログラム等を格納するためのメモリ４を有する。また、これらのプログラムは、取得部２０１、第１計算部２０２、第２計算部２０３、決定部２０４、制御部２０５、画像処理部１０３、判別部１０４及び符号化部１０５の各部の手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。ここで、メモリ４は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、若しくはＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）等の、不揮発性若しくは揮発性の半導体メモリ、又は、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、若しくはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等のディスク状の記録媒体等が該当する。

なお、取得部２０１、第１計算部２０２、第２計算部２０３、決定部２０４、制御部２０５、画像処理部１０３、判別部１０４及び符号化部１０５の各部の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、取得部２０１、第１計算部２０２、第２計算部２０３、決定部２０４及び制御部２０５については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、画像処理部１０３、判別部１０４及び符号化部１０５については処理回路がメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの組合せによって、上記の取得部２０１、第１計算部２０２、第２計算部２０３、決定部２０４、制御部２０５、画像処理部１０３、判別部１０４及び符号化部１０５の各部の機能を実現することができる。
なお、保存部１０７は、図２Ａにおいては処理装置２が有する不図示のメモリ、図２Ｂにおいてはメモリ４により実現することができる。

次に、上記のように構成された雲分布取得装置１００による処理の一例について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。以下では、カメラパラメータとしてＦ値を例に説明する。
位置及び時刻認識部１０１は、雲分布取得装置１００の現在位置と現在時刻とを認識し、認識した現在位置を示す位置情報と、認識した現在時刻を示す時刻情報とを撮影制御装置２００へ出力する。

取得部２０１は、位置及び時刻認識部１０１が出力した位置情報を撮影位置情報として取得し、また、位置及び時刻認識部１０１が出力した時刻情報により撮影日情報を取得する（ステップＳＴ１）。取得部２０１は、撮影位置情報及び撮影日情報を第１計算部２０２へ出力し、撮影日情報を第２計算部２０３へ出力する。なお、取得部２０１は、位置及び時刻認識部１０１が出力した時刻情報を制御部２０５へ出力する処理も行う。位置及び時刻認識部１０１が図２Ａ及び図２Ｂに示すようにＧＰＳ送受信機１である場合、撮影制御装置２００の取得部２０１は、撮影制御装置２００から見て外部装置であるＧＰＳ送受信機１から撮影位置情報及び撮影日情報を取得することとなる。

続いて、第１計算部２０２は、取得部２０１が出力した撮影位置情報と撮影日情報とを用いて、当該撮影位置情報が示す位置における当該撮影日情報が示す撮影日での、日の出時刻及び日の入り時刻を計算する（ステップＳＴ２）。第１計算部２０２は、計算した日の出時刻及び日の入り時刻を決定部２０４へ出力する。

図４は、日の出時刻及び日の入り時刻の計算手順を示すフローチャートである。なお、日の出時刻及び日の入り時刻の計算手順は、周知のものであるので、詳細については適宜省略する。
第１計算部２０２は、取得部２０１が出力した撮影位置情報を取得する（ステップＳＴ２１）。
第１計算部２０２は、取得部２０１が出力した撮影日情報を取得する（ステップＳＴ２２）。
続いて、第１計算部２０２は、時刻変数Ｔを計算する（ステップＳＴ２３）。時刻変数Ｔは、Ｊ２０００．０つまり２０００年１月１日力学時正午からの経過日数をＫとしたとき、以下の式（１）により与えられる値である。

続いて、第１計算部２０２は、時刻変数Ｔを用いて、太陽の黄経λ_ｓ［°］を計算する（ステップＳＴ２４）。
続いて、第１計算部２０２は、以下の式（２）のとおり、黄道傾斜角ε［°］を計算する（ステップＳＴ２５）。

続いて、第１計算部２０２は、ステップＳＴ２４で計算した太陽の黄経λ_ｓ［°］を赤経ｒ_ａ［°］赤緯δ［°］に換算する（ステップＳＴ２６）。
続いて、第１計算部２０２は、時刻変数Ｔを用いて、太陽と地球の距離ｒ［ａｕ］を計算する（ステップＳＴ２７）。
続いて、第１計算部２０２は、以下の式（３）のとおり、太陽の出没高度ｋ［°］を計算する（ステップＳＴ２８）。式（３）において、Ｓ［°］は太陽の視半径、Ｅ［°］は見かけの地平線の伏角、Ｒ［°］は大気差、Π［°］は視差を表す。

続いて、第１計算部２０２は、恒星時ｔｈ［°］を計算する（ステップＳＴ２９）。
続いて、第１計算部２０２は、太陽の時角ｔ［°］を計算する（ステップＳＴ３０）。
続いて、第１計算部２０２は、出没点の時角ｔ_ｋ［°］を計算する（ステップＳＴ３１）。

続いて、第１計算部２０２は、日の出時刻ｄ_ｒｉｓｅを計算する（ステップＳＴ３２）。具体的には、第１計算部２０２は、−ｔとｔ_ｋとの差が最小になるときの時刻を、日の出時刻ｄ_ｒｉｓｅとする。

また、第１計算部２０２は、日の入り時刻ｄ_ｓｅｔを計算する（ステップＳＴ３３）。具体的には、第１計算部２０２は、ｔとｔ_ｋとの差が最小になるときの時刻を、日の入り時刻ｄ_ｓｅｔとする。

以上のようにして図３のステップＳＴ２で日の出時刻及び日の入り時刻が計算される。
続いて、第２計算部２０３は、取得部２０１が出力した撮影日情報を用いて、当該撮影日情報が示す撮影日での、月齢を計算する（ステップＳＴ３）。第２計算部２０３は、計算した月齢を決定部２０４へ出力する。なお、ステップＳＴ２とステップＳＴ３の順序は逆であってもよいし、ステップＳＴ２とステップＳＴ３とが同時並行で行われてもよい。

図５は、月齢の計算手順を示すフローチャートである。ここでは、月齢として、新月期、半月期及び満月期の３つが想定された場合を例に説明する。
第２計算部２０３は、取得部２０１が出力した撮影日情報を取得する（ステップＳＴ４１）。
続いて、第２計算部２０３は、撮影日情報を用いて、当該撮影日情報が示す撮影日の月齢を数値で表したときの値Ｎを計算する（ステップＳＴ４２）。Ｙ年Ｍ月Ｄ日の月齢を数値で表したときの値Ｎは、「（（Ｙ−２００９）％１９）×１１＋Ｍ＋Ｄ」を３０で割ったときの余りとなる。なお、１月と２月は、当該余りに更に２を加えたものが値Ｎとなる。また、（Ｙ−２００９）％１９は、（Ｙ−２００９）を１９で割ったときの余りを意味している。

続いて、第２計算部２０３は、新月期、半月期及び満月期の中から月齢を選択する（ステップＳＴ４３）。第２計算部２０３は、値Ｎが１以上４以下、又は、値Ｎが２７以上３０以下の場合に、新月期を月齢として選択する。第２計算部２０３は、値Ｎが５以上１０以下、又は、値Ｎが２１以上２６以下の場合に、半月期を月齢として選択する。第２計算部２０３は、値Ｎが１１以上２０以下の場合に、満月期を月齢として選択する。
以上のようにして図３のステップＳＴ３で月齢が計算される。

決定部２０４は、第１計算部２０２が計算した日の出時刻及び日の入り時刻と、第２計算部２０３が計算した月齢とを用いて、以下のステップＳＴ４〜ＳＴ６のとおりＦ値の時間関数Ｆ（ｔ）を決定する。Ｆ値の時間関数Ｆ（ｔ）は、撮影部１０２であるカメラ６に設定すべきＦ値を時間の関数として表したものであり、図６Ａに一例を示す。

Ｆ値の時間関数Ｆ（ｔ）は、図６Ａに示すように、夜間帯でのＦ値を示す第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}と、昼間帯でのＦ値を示す第２カメラパラメータＦ_ｄａｙと、日の出帯でのＦ値を示す第３カメラパラメータＦ_ｒｉｓｅ（ｔ）と、日の入り帯でのＦ値を示す第４カメラパラメータＦ_ｓｅｔ（ｔ）とから構成される。
太陽が出ている限り空の明るさは一定であるため、昼間帯での第２カメラパラメータＦ_ｄａｙは、予め設定された一定の値となっている。

夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}は、一日を通しては一定の値であるが、月齢に応じた値に設定される。したがって、決定部２０４は、夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}を、月齢に応じて選択する（ステップＳＴ４）。第２計算部２０３により月齢が新月期と計算された場合、決定部２０４は、Ｆ_{ｎｉｇｈｔ＿ｎｅｗｍｏｏｎ}を第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}として選択する。第２計算部２０３により月齢が半月期と計算された場合、決定部２０４は、Ｆ_{ｎｉｇｈｔ＿ｈａｌｆｍｏｏｎ}を第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}として選択する。第２計算部２０３により月齢が満月期と計算された場合、決定部２０４は、Ｆ_{ｎｉｇｈｔ＿ｆｕｌｌｍｏｏｎ}を第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}として選択する。

Ｆ_{ｎｉｇｈｔ＿ｎｅｗｍｏｏｎ}、Ｆ_{ｎｉｇｈｔ＿ｈａｌｆｍｏｏｎ}及びＦ_{ｎｉｇｈｔ＿ｆｕｌｌｍｏｏｎ}の値は、予め設定されている。新月期、半月期そして満月期の順で空は明るくなるので、Ｆ_{ｎｉｇｈｔ＿ｎｅｗｍｏｏｎ}＜Ｆ_{ｎｉｇｈｔ＿ｈａｌｆｍｏｏｎ}＜Ｆ_{ｎｉｇｈｔ＿ｆｕｌｌｍｏｏｎ}という関係になる。

夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}及び昼間帯での第２カメラパラメータＦ_ｄａｙが設定されると、決定部２０４は、日の出帯での第３カメラパラメータＦ_ｒｉｓｅ（ｔ）、及び、日の入り帯での第４カメラパラメータＦ_ｓｅｔ（ｔ）を計算する（ステップＳＴ５）。
日の出帯とは、日の出時刻を含む、当該日の出時刻の前後の時間帯を指す。日の出時刻のどれくらい前からどれくらい後までを日の出帯に含めるかは、予め設定されている。同様に、日の入り帯とは、日の入り時刻を含む、当該日の入り時刻の前後の時間帯を指す。日の入り時刻のどれくらい前からどれくらい後までを日の入り帯に含めるかは、予め設定されている。

第３カメラパラメータＦ_ｒｉｓｅ（ｔ）は、例えば、以下の式（４）のとおり計算される。
第４カメラパラメータＦ_ｓｅｔ（ｔ）は、例えば、以下の式（５）のとおり計算される。

Ｔ_ｒｉｓｅは日の出時刻、Ｔ_ｓｅｔは日の入り時刻である。αは係数、ｔは時刻を示す。

式（４）及び式（５）によると、日の出帯及び日の入り帯では、Ｆ値は図６Ａで示すようにｓｉｎ関数的になだらかに変化することになる。なお、第３カメラパラメータＦ_ｒｉｓｅ（ｔ）は、上記の式（４）に示す計算式に限らず、第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}と第２カメラパラメータＦ_ｄａｙとを用いて計算されればよい。要は、第３カメラパラメータＦ_ｒｉｓｅ（ｔ）は、第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}と第２カメラパラメータＦ_ｄａｙとの間の値に設定されればよい。第４カメラパラメータＦ_ｓｅｔ（ｔ）についても同様であり、上記の式（５）に示す計算式に限らず、第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}と第２カメラパラメータＦ_ｄａｙとを用いて計算されればよい。要は、第４カメラパラメータＦ_ｓｅｔ（ｔ）は、第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}と第２カメラパラメータＦ_ｄａｙとの間の値に設定されればよい。

また、図７は、日の入り時刻付近でのＦ値の時間関数の一例を示す図である。夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}が新月期のものであるか、半月期のものであるか、満月期のものであるかによって、日の入り時刻付近でのＦ値の時間関数は異なる曲線を描く。

ステップＳＴ５に続いて、決定部２０４は、撮影日でのＦ値の時間関数Ｆ（ｔ）を決定する（ステップＳＴ６）。時間関数Ｆ（ｔ）は、ステップＳＴ４で選択された夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}と、予め設定された昼間帯での第２カメラパラメータＦ_ｄａｙと、ステップＳＴ５で計算された日の出帯での第３カメラパラメータＦ_ｒｉｓｅ（ｔ）と、ステップＳＴ５で計算された日の入り帯での第４カメラパラメータＦ_ｓｅｔ（ｔ）とから構成される。ステップＳＴ６により、図６Ａに示すようなＦ値の時間関数Ｆ（ｔ）が決定される。決定部２０４は、決定した時間関数Ｆ（ｔ）を制御部２０５へ出力する。

なお、以上のようなカメラパラメータの時間関数の決定方法は、Ｆ値以外のカメラパラメータに対しても同様に適用される。図６Ｂは、Ｆ値以外のカメラパラメータとして、ＩＳＯ感度の時間関数を示した図である。また、図６Ｃは、Ｆ値以外のカメラパラメータとして、露光時間の時間関数を示した図である。

続いて、制御部２０５は、決定部２０４が決定した時間関数Ｆ（ｔ）を用いて、撮影日でのＦ値を、撮影する時刻に応じて決定し、撮影部１０２であるカメラ６に設定する（ステップＳＴ７）。当該撮影する時刻には、取得部２０１が出力した時刻情報が示す現在時刻ｔ_ｎｏｗを用いることができる。つまり、Ｆ（ｔ_ｎｏｗ）のときの値が撮影部１０２であるカメラ６に設定される。
なお、実際に撮影部１０２であるカメラ６に設定することのできるＦ値は、例えば２、４、８のように離散的な値となる。したがって、制御部２０５は、設定できる離散的なＦ値のうち、Ｆ（ｔ_ｎｏｗ）に一番近い値をカメラ６に設定する。つまり、日の出帯及び日の入り帯において、制御部２０５によってカメラ６に設定されるＦ値は、図６Ａ中の細線で示すものとなる。図６Ｂ及び図６Ｃでも同様に、日の出帯及び日の入り帯において、制御部２０５によってカメラ６に設定されるＩＳＯ感度及び露光時間については細線で示している。露光時間については比較的細かな設定が可能であるので、図６Ｃの日の出帯及び日の入り帯での細線は、ＥＸＰ_ｒｉｓｅ（ｔ）及びＥＸＰ_ｓｅｔ（ｔ）の曲線形状に近いものとなっている。
また、サチュレートを避けるため、Ｆ値、ＩＳＯ感度及び露光時間は、必ず先に明るいときに対応した値に変更されてから、制御部２０５が設定した値に変更される。

撮影部１０２は、設定されたＦ値にて撮影を行い、雲画像のデータを画像処理部１０３へ出力する。
続いて、画像処理部１０３は、撮影部１０２が出力した雲画像のデータを用いて、当該雲画像内の雲領域を判定する（ステップＳＴ８）。画像処理部１０３は、雲画像のデータから分かる空の二次元的な輝度分布により、雲領域を判定する。
雲は、昼間は太陽光を、夜間は月明かり及び地上光を反射するため、背景の空よりも明るく観測されるという特徴がある。また、雲は、空間的に不均一な分布を持つため、雲の明るさは一様ではないという特徴がある。これらの特徴を利用して、画像処理部１０３は、カラー画像として得られた雲画像のデータを処理して、当該雲画像をグレースケールに変換したときの雲画像のデータを生成し、雲画像を輝度情報として扱う。そして、画像処理部１０３は、雲画像に映る範囲を複数のメッシュに区切り、各メッシュ内で輝度の平均値及び標準偏差を計算する。そして、メッシュ内の輝度の平均値が第１閾値より大きい場合、又は、メッシュ内の輝度の標準偏差が第２閾値より大きい場合、画像処理部１０３は、当該メッシュを雲領域と判定する。

なお、画像処理部１０３は、撮影部１０２が出力した雲画像のデータについて、当該データのヘッダ情報が示す画素数、露光時間及び撮影時刻等を用いて、適切なデータであるかを確認するとよい。また、画像処理部１０３は、メッシュを設定する際、雲画像に映る範囲の中に円形の領域を設定し、当該円形の領域内を特に観察すべき領域、当該円形の領域外を街明りのある領域及び視野外の領域に分けた上で、各領域内をメッシュで区切ってもよい。

画像処理部１０３は、雲領域と判定したメッシュの数を判別部１０４へ出力する。判別部１０４は、当該数が第３閾値より大きければ、撮影部１０２が撮影した雲画像について、雲量が多いと判定し、当該数が第３閾値以下であれば、撮影部１０２が撮影した雲画像について、雲量が少ないと判定する（ステップＳＴ９）。判別部１０４は、雲量が多いか少ないかを示す判定結果を符号化部１０５へ出力する。

符号化部１０５は、判別部１０４が出力した判定結果を二値化して表す（ステップＳＴ１０）。符号化部１０５は、例えば、判別部１０４が出力した判定結果が雲量が多いことを示していれば１として符号化し、判別部１０４が出力した判定結果が雲量が少ないことを示していれば０として符号化する。符号化部１０５は、雲量が多いか少ないかを示す符号化した情報を、通信部１０６へ出力する。通信部１０６は、符号化部１０５が出力した符号化した情報を、雲分布取得装置１００の外部へ出力する。

なお、図８は、雲分布取得装置１００による処理の変形例を示すフローチャートである。図３で示した処理と同様の処理が行われるステップについては、同じステップ番号を付し、その説明を適宜省略又は簡略する。
ステップＳＴ２により日の出時刻及び日の入り時刻が計算されると、決定部２０４は、日の出帯での第３カメラパラメータＦ_ｒｉｓｅ（ｔ）、及び、日の入り帯での第４カメラパラメータＦ_ｓｅｔ（ｔ）を計算する（ステップＳＴ５１）。このとき、決定部２０４は、夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}として、撮影日の前日の夜間帯での第１カメラパラメータを用いて、例えば式（４）及び式（５）のとおり第３カメラパラメータＦ_ｒｉｓｅ（ｔ）、及び、第４カメラパラメータＦ_ｓｅｔ（ｔ）を計算する。

続いて、決定部２０４は、ステップＳＴ５１で用いた撮影日の前日の夜間帯での第１カメラパラメータを当該撮影日の第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}と見なして、当該第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}と、ステップＳＴ５１で計算した第３カメラパラメータＦ_ｒｉｓｅ（ｔ）と、ステップＳＴ５１で計算した第４カメラパラメータＦ_ｓｅｔ（ｔ）と、予め設定された昼間帯での第２カメラパラメータＦ_ｄａｙとから構成される関数を、撮影日でのＦ値の時間関数Ｆ（ｔ）として仮決定する（ステップＳＴ５２）。

続いて、第２計算部２０３は、取得部２０１が出力した撮影日情報を用いて、当該撮影日情報が示す撮影日での、月齢を計算する（ステップＳＴ５３）。
そして、決定部２０４は、ステップＳＴ５３で計算された月齢が、撮影日の前日の月齢と同じであるかを判定する（ステップＳＴ５４）。
ステップＳＴ５３で計算された月齢が、撮影日の前日の月齢と同じ場合（ステップＳＴ５４；ＹＥＳ）、決定部２０４は、ステップＳＴ５２で仮決定したＦ値の時間関数Ｆ（ｔ）を撮影日でのＦ値の時間関数Ｆ（ｔ）として決定する（ステップＳＴ５５）。以降、ステップＳＴ７〜ＳＴ１０の処理が行われる。

一方、ステップＳＴ５３で計算された月齢が、撮影日の前日の月齢と同じでない場合（ステップＳＴ５４；ＮＯ）、決定部２０４は、夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}を、ステップＳＴ５３で計算された月齢に応じて選択する（ステップＳＴ５６）。月齢に応じた夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}の選択は、ステップＳＴ４で説明したとおりである。以降、ステップＳＴ５〜ＳＴ１０の処理が行われる。

図８に示す変形例によれば、図３で示した処理と異なり、月が新月期から半月期、半月期から満月期、又は、満月期から新月期に変化したときの撮影日のみ、夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}を選択する処理が行われればよいことになる。

また、上記では、月齢を新月期、半月期及び満月期の３つで分類したが、より細かく月齢を分類し、各月齢に応じた夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}が選択されるようにしてもよい。例えば、上記で用いた月齢を数値で表したときの値Ｎに応じた夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}が選択されるようにしてもよい。

以上のように、この実施の形態１によれば、第１計算部２０２が撮影位置情報と撮影日情報とを用いて計算した撮影日での日の出時刻及び日の入り時刻と、第２計算部２０３が撮影日情報を用いて計算した撮影日での月齢とを用いて、決定部２０４が当該撮影日でのカメラパラメータの時間関数を決定する。そして、制御部２０５が、当該時間関数を用いてカメラパラメータを撮影部１０２であるカメラ６に設定することで、太陽及び月による空の明るさを考慮したカメラパラメータをカメラ６に設定することができる。したがって、カメラ６による撮影画像がサチュレートを起こすのを防ぐことができる。

また、カメラパラメータは、Ｆ値、ＩＳＯ感度、又は、露光時間であることとした。したがって、撮影制御装置２００は、Ｆ値、ＩＳＯ感度、又は、露光時間を、適切に設定することができる。

また、第２計算部２０３は、新月期、半月期及び満月期のいずれかを月齢の計算結果とすることとした。したがって、夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}としては、新月期用、半月期用及び満月期用の３つが予め設定されていればよい。

また、取得部２０１は、外部装置から撮影日情報を取得することとした。撮影制御装置２００は、撮影日情報を取得するために、ＧＰＳ送受信機１等の外部装置を利用することができる。

また、決定部２０４は、撮影日の前日の夜間帯での第１カメラパラメータを撮影日の夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}とするとともに、当該第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}と第２カメラパラメータＦ_ｄａｙとを用いて、第３カメラパラメータＦ_ｒｉｓｅ（ｔ）及び第４カメラパラメータＦ_ｓｅｔ（ｔ）を設定することで、撮影日でのカメラパラメータの時間関数を仮決定し、第２計算部２０３により計算された月齢が撮影日の前日の月齢と同じ場合、仮決定した時間関数を、撮影日でのカメラパラメータの時間関数Ｆ（ｔ）として決定することとした。したがって、撮影制御装置２００は、前日から月齢が変化した撮影日のみ、夜間帯での第１カメラパラメータＦ_{ｎｉｇｈｔ}を選択する処理を行えばよいことになる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

以上のように、この発明に係る撮影制御装置は、太陽及び月による空の明るさを考慮したカメラパラメータをカメラに設定することができるため、雲画像を撮影するカメラを制御する装置として用いるのに適している。

１ ＧＰＳ送受信機、２ 処理装置、３ 処理回路、４ メモリ、５ ＣＰＵ、６ カメラ、７ レンズ、８ 通信装置、１００ 雲分布取得装置、１０１ 位置及び時刻認識部、１０２ 撮影部、１０３ 画像処理部、１０４ 判別部、１０５ 符号化部、１０６ 通信部、１０７ 保存部、２００ 撮影制御装置、２０１ 取得部、２０２ 第１計算部、２０３ 第２計算部、２０４ 決定部、２０５ 制御部。

Claims (5)

1. 雲画像を撮影するカメラの位置を示す撮影位置情報と、前記カメラが撮影を行う撮影日を示す撮影日情報とを取得する取得部と、
   前記撮影位置情報と前記撮影日情報とを用いて、前記位置における前記撮影日での日の出時刻及び日の入り時刻を計算する第１計算部と、
   前記撮影日情報を用いて、前記撮影日での月齢を計算する第２計算部と、
   前記計算された月齢に応じた夜間帯での第１カメラパラメータと、昼間帯での第２カメラパラメータと、前記計算された日の出時刻を含む日の出帯でのカメラパラメータであって前記第１カメラパラメータと前記第２カメラパラメータとの間の値に設定した第３カメラパラメータと、前記計算された日の入り時刻を含む日の入り帯でのカメラパラメータであって前記第１カメラパラメータと前記第２カメラパラメータとの間の値に設定した第４カメラパラメータとから構成される、前記撮影日でのカメラパラメータの時間関数を決定する決定部と、
   前記決定された時間関数を用いて、前記撮影日での前記カメラのカメラパラメータを撮影する時刻に応じて決定し、前記カメラに設定する制御部とを備え、
   前記決定部は、前記撮影日の前日の夜間帯での第１カメラパラメータを前記撮影日の夜間帯での第１カメラパラメータとするとともに、当該第１カメラパラメータと前記第２カメラパラメータとを用いて、前記第３カメラパラメータ及び前記第４カメラパラメータを設定することで、前記撮影日でのカメラパラメータの時間関数を仮決定し、
   前記第２計算部により計算された月齢が前記撮影日の前日の月齢と同じ場合、前記仮決定した時間関数を、前記撮影日でのカメラパラメータの時間関数として決定することを特徴とする撮影制御装置。
2. カメラパラメータは、Ｆ値、ＩＳＯ感度、又は、露光時間であることを特徴とする請求項１記載の撮影制御装置。
3. 前記第２計算部は、新月期、半月期及び満月期のいずれかを月齢の計算結果とすることを特徴とする請求項１記載の撮影制御装置。
4. 前記取得部は、外部装置から前記撮影日情報を取得することを特徴とする請求項１記載の撮影制御装置。
5. 取得部が、雲画像を撮影するカメラの位置を示す撮影位置情報と、前記カメラが撮影を行う撮影日を示す撮影日情報とを取得する取得ステップと、
   第１計算部が、前記撮影位置情報と前記撮影日情報とを用いて、前記位置における前記撮影日での日の出時刻及び日の入り時刻を計算する第１計算ステップと、
   第２計算部が、前記撮影日情報を用いて、前記撮影日での月齢を計算する第２計算ステップと、
   決定部が、前記計算された月齢に応じた夜間帯での第１カメラパラメータと、昼間帯での第２カメラパラメータと、前記計算された日の出時刻を含む日の出帯でのカメラパラメータであって前記第１カメラパラメータと前記第２カメラパラメータとの間の値に設定した第３カメラパラメータと、前記計算された日の入り時刻を含む日の入り帯でのカメラパラメータであって前記第１カメラパラメータと前記第２カメラパラメータとの間の値に設定した第４カメラパラメータとから構成される、前記撮影日でのカメラパラメータの時間関数を決定する決定ステップと、
   制御部が、前記決定された時間関数を用いて、前記撮影日での前記カメラのカメラパラメータを撮影する時刻に応じて決定し、前記カメラに設定する制御ステップとを備え、
   前記決定部は、前記決定ステップにて、
   前記撮影日の前日の夜間帯での第１カメラパラメータを前記撮影日の夜間帯での第１カメラパラメータとするとともに、当該第１カメラパラメータと前記第２カメラパラメータとを用いて、前記第３カメラパラメータ及び前記第４カメラパラメータを設定することで、前記撮影日でのカメラパラメータの時間関数を仮決定し、
   前記第２計算部により計算された月齢が前記撮影日の前日の月齢と同じ場合、前記仮決定した時間関数を、前記撮影日でのカメラパラメータの時間関数として決定することを特徴とする撮影制御方法。

Images