JP7150456B2 - 撮像システム、情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及び、プログラム - Google Patents
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Description
しかしながら、1台の監視カメラで上記2つの監視用途を同時に満たすためには、詳細撮影可能な解像度を維持しながら、広域エリアも撮影可能にしなくてはならない。このため、上記2つの監視用途を実現できる監視カメラに使用可能な撮像センサや光学レンズの性能には制限があった。
この点に関して、複数台のカメラを用いて、広域監視を目的とした固定画角カメラ(以下、広域カメラ)と、広域監視範囲周辺の一部範囲を詳細に撮影することを目的としたPTZカメラを用いた監視システムが開示されている(特許文献1)。PTZカメラは、パン及びチルト方向に光学レンズや撮像センサを含む鏡筒向きを変更可能にすることで撮像方向を変更し、ユーザの指示に応じて撮像領域を調整できる。また、PTZカメラは、撮像センサの光軸方向に対して光学レンズ位置を移動することでズーム動作を可能にし、ユーザ操作に基づいて画角を変更できる。
撮像装置100は、広域カメラ110とPTZ(Pan Tilt Zoom)カメラ120とシステム制御部124と記憶部125とを有する。
広域カメラ110は、撮像光学系111と撮像素子部112と画像処理部113とによって構成されている。
撮像素子部112は、撮像光学系111を通った光に基づいて、画像の電気信号を出力する。撮像素子部112は、CCDセンサやCMOSセンサ等で構成される。広域カメラ110は、第1の撮像部の一例である。
画像処理部113は、撮像素子部112によって出力された画像の電気信号に基づいて、定められた画像処理を行う。
撮像光学系121は、不図示のフォーカスレンズや絞り機構を有し、最適な露光条件で撮像するようにシステム制御部124により制御される。また、撮像光学系121は、撮像素子部122の光軸方向に対して移動可能なように配置された光学レンズを、ズームモータ127によって駆動することで画角を調整できるように構成されている。
画像処理部123は、撮像素子部122によって出力された画像の電気信号に基づいて、定められた画像処理を行う。
駆動制御部126は、システム制御部124の制御に基づいて、ズームモータ127とパンモータ128とチルトモータ129とを制御して、PTZカメラ120の撮像方向を変更したり、PTZカメラ120の画角を変更したりする。システム制御部124は、クライアント装置140から受信した制御コマンドに応じて駆動制御部126を制御する。これにより、ユーザがクライアント装置140の入力部142で指定した撮像領域を撮像するように、PTZカメラ120の撮像方向やPTZカメラ120の画角が制御される。
ズームモータ127は、駆動制御部126の制御に基づいて、撮像光学系121の光学レンズを撮像素子部122の光軸方向に対して移動させる。
パンモータ128は、駆動制御部126の制御に基づいて、PTZカメラ120の撮像方向をパン方向に移動させる。
チルトモータ129は、駆動制御部126の制御に基づいて、PTZカメラ120の撮像方向をチルト方向に移動させる。
撮像装置100の構成の一例を示す図1(b)に示すように、システム制御部124はCPU131を有する。また、図1(b)に示すように、記憶部125は、ROM132、及び、RAM133を有する。CPU131は、ROM132に記憶されたプログラムをRAM133に展開して実行することで、図7の処理や、その他のシステム制御部124が行う処理が実現される。RAM133は、プログラム実行中のワーク領域、各種データやパラメータ情報の格納領域等として用いられる。記憶部125は、不揮発性メモリを有し、各種データやパラメータ情報を、不揮発性メモリに記憶してもよい。
表示部141は、各種の画面や画像を表示する。表示部141として、例えば、液晶ディスプレイが使われる。
入力部142は、ユーザが操作可能なマウスやキーボード等で構成される。表示部141をタッチパネルで構成し、表示部141を入力部142としてもよい。
システム制御部143は、クライアント装置140の各構成要素を統括的に制御したり、各種パラメータ等の設定をしたり、撮像装置100との通信を制御したりする。
クライアント装置140の構成の一例を示す図1(c)に示すように、システム制御部143はCPU145を有する。また、図1(c)に示すように、記憶部144は、ROM146、及び、RAM147を有する。CPU145は、ROM146に記憶されたプログラムをRAM147に展開して実行することで、システム制御部143が行う処理が実現される。RAM147は、プログラム実行中のワーク領域、各種データやパラメータ情報の格納領域等として用いられる。記憶部144は、不揮発性メモリを有し、プログラムや各種データを、不揮発性メモリに記憶してもよい。
クライアント装置140として、撮像装置100から見て外部装置となるPC(パーソナルコンピュータ)や携帯電話等の情報処理端末が使われるが、これらに限定されるものではない。
撮像装置100のシステム制御部124は、IPネットワーク網130を介して、クライアント装置140から制御コマンドを受信すると、受信した制御コマンドに対するレスポンスをクライアント装置140に送信する。
撮像装置100は、固定部151と回転部152とを有する。
固定部151は、天井等の撮像装置100の設置場所に対して固定される。より具体的には、固定部151は、設置面150を有し、設置面150が天井や専用取り付け材等に固定されることで、撮像装置100が天井等に設置される。固定部151には、広域カメラ110が配置されている。広域カメラ110は、撮像装置100の設置状態に応じた固定画角で撮像する。図2(a)の例では、広域カメラ110は、第1のカメラ110a、第2のカメラ110b、第3のカメラ110cを有する。ただし、広域カメラ110を構成するカメラは3つに限定されるものではなく、例えば4つ以上のカメラで構成されることにより撮像装置100の全周囲を撮像可能にする構成であってもよい。また、広域カメラ110は1つのカメラで構成され、このカメラの撮像光学系111に広角レンズを用いて、広域を撮像できるように構成されてもよい。
回転部152には、PTZカメラ120が配置されている。PTZカメラ120は、回転部152が第1の回転軸156を中心に回転する際に、回転部152と共に第1の回転軸156を基準にして回転する。これにより、図2(b)の矢印158で示すパン方向に回転し、PTZカメラ120の撮像方向が変更する。ここで、パン方向についての基準となるPTZカメラ120の撮像方向を、図2(b)に示す第1の基準方向157とする。本実施形態では、PTZカメラ120のパン角を、-90°~+90°の範囲で変更できる。PTZカメラ120のパン角は、第1の基準方向157を基準としたときの、パン方向についての撮像方向の角度である。PTZカメラ120はパン角の変更に伴って回転することでPTZカメラ120の撮像方向が変わる。PTZカメラ120のパン角の変更可能な範囲は、-90°~+90°の範囲に限定されるものではなく、-5°~90°でもよく、撮像装置100の構造で定まる任意の範囲としてよい。パンモータ128が、PTZカメラ120をパン方向に回転させる。
図3の撮像可能領域160は、PTZカメラ120がチルト角を変更することでその一部を撮像することができる範囲であり、PTZカメラ120が撮像可能な撮像領域である。図3の第1の撮像領域160aは、PTZカメラ120のチルト角が0°の場合のチルト方向の撮像領域である。また、図3の第2の撮像領域160bは、PTZカメラ120のチルト角が+60°の場合のチルト方向の撮像領域である。PTZカメラ120のチルト角は、0°~+60°で変更できる。このため、撮像可能領域160は、第1の撮像領域160aにおけるパン方向のマイナス側の撮像境界165aと、第2の撮像領域160bにおけるパン方向のプラス側の撮像境界165bと、を境界とする範囲として定められる。図3の位置120aは、PTZカメラ120のチルト角が0°の場合のPTZカメラ120の位置である。図3の位置120bは、PTZカメラ120のチルト角が+60°の場合のPTZカメラ120の位置である。
撮像領域161は、広域カメラ110によって常時撮像されるチルト方向の範囲を示す。
図4の撮像可能領域162は、PTZカメラ120がパン角を変更することでその一部を撮像することができる範囲であり、PTZカメラ120が撮像可能な撮像領域である。図4の第3の撮像領域162aは、PTZカメラ120のパン角が+90°の場合のパン方向の撮像領域である。また、図4の第4の撮像領域162bは、PTZカメラ120のパン角が-90°の場合のパン方向の撮像領域である。PTZカメラ120のパン角は、-90°~+90°で変更できる。このため、撮像可能領域162は、第3の撮像領域162aにおけるパン方向のプラス側の撮像境界166aと、第4の撮像領域162bにおけるパン方向のマイナス側の撮像境界166bと、を境界とする範囲として定められる。図4の位置120cは、PTZカメラ120のパン角が+90°の場合のPTZカメラ120の位置である。図4の位置120dは、PTZカメラ120のパン角が-90°の場合のPTZカメラ120の位置である。
撮像領域163は、広域カメラ110によって常時撮像されるパン方向の範囲を示す。
指定画面220は、広域カメラ110による撮像で得られた第1の画像210と、PTZカメラ120による撮像で撮像得られた第2の画像211とが表示される画面であり、クライアント装置140の表示部141に表示される。また、指定画面220では、ユーザがPTZカメラ120の撮像領域を指定できる。
指定画面220は、表示枠200と、第1の表示領域201と、第2の表示領域202と、指定可能領域204とを含む。指定画面220の各部は、表示枠200の内部に表示される。
第1の表示領域201は、広域カメラ110の撮像領域に対応する指定画面220の領域である。第1の表示領域201に、広域カメラ110によって撮像された第1の画像210が表示される。第1の表示領域201は、広域カメラ110の撮像領域に対応する領域であるため、第1の画像210と同じ大きさである。
第2の表示領域202は、PTZカメラ120によって撮像された第2の画像211が表示される領域である。
指定可能領域204は、PTZカメラ120の撮像可能領域160、162を表す指定画面220の領域である。ユーザが指定可能領域204の中の領域を指定することで、PTZカメラ120が、ユーザによって指定された領域(指定領域)に対応する撮像領域を撮像できるように、PTZカメラ120のパン角、チルト角、ズーム量が設定される。そして、PTZカメラ120の撮像方向、及び、画角が変化する。第1の画像210は、指定可能領域204での広域カメラ110の撮像領域161、163に対応する位置に表示される。第1の画像210は、指定可能領域204の中に含まれており、指定可能領域204と重複している。指定可能領域204の第1の画像210とは異なる領域(第1の画像210の外側の領域)を外側領域212と呼ぶ。指定可能領域204は、第2の画面領域の一例である。
指定画面220において、指定可能領域204は、第1の画像210が表示される第1の表示領域201の外側を含む領域である。本実施形態では、指定可能領域204は、第1の表示領域201を全て含んでいる。そして、外側領域212は、第1の表示領域201の全周において第1の表示領域201と隣接する。外側領域212は空白として表示される。
撮像装置100のシステム制御部124は、例えば、定期的に、広域カメラ110で撮像された第1の画像210、及び、PTZカメラ120で撮像された第2の画像211をクライアント装置140に送信する。クライアント装置140のシステム制御部143は、撮像装置100から受信した第1の画像210、及び、第2の画像211を使用して、指定画面220の第1の画像210、及び、第2の画像211を更新する。
本実施形態において、指定可能領域204における水平方向軸205が伸びる方向の中央がパン角0°であり、左端がパン角-90°、右端がパン角90°である。また、指定可能領域204における垂直方向軸206が伸びる方向の中央がチルト角30°であり、上端がチルト角0°であり、下端がチルト角60°である。本実施形態においては、パン角、及び、チルト角は指定可能領域204内を線形に変化するものとしているが、それに限定されるものではなく例えば広域カメラ110の湾曲率に応じて非線形に割り当てられるものでもよい。
クライアント装置140のシステム制御部143は、入力部142の出力に基づいて、範囲指定開始点207aと範囲指定終了点207bとを受け付けることで、この2点を対角線とする矩形の指定領域を受け付ける。
次いで、システム制御部143は、受け付けた範囲指定開始点207aと範囲指定終了点207bとに基づいて、指定領域に対応する撮像領域をPTZカメラ120が撮像するための、PTZカメラ120の撮像方向、及び、画角を算出する。ここで算出されたPTZカメラ120の撮像方向、及び、画角の情報を、撮像領域情報と呼ぶ。
次いで、システム制御部143は、撮像領域情報を撮像装置100に送信する。撮像装置100のシステム制御部124は、次に説明する撮像領域設定処理によって、クライアント装置140の撮像領域情報に基づいて、PTZカメラ120の撮像方向、及び、画角を変更する。より具体的には、システム制御部124は、駆動制御部126を介し、撮像領域情報に応じて、ズームモータ127、パンモータ128、チルトモータ129をそれぞれ駆動させる。
S301において、システム制御部124は、クライアント装置140との通信に基づいて、クライアント装置140の入力部142を介して、ユーザがPTZカメラ120の撮像領域を変更する指令を行ったか否かを判定する。システム制御部124は、ユーザがPTZカメラ120の撮像領域を変更する指令を行ったと判定した場合、処理をS302に進め、ユーザがこの指令を行っていないと判定した場合、図7の処理を終了する。
S302において、システム制御部124は、クライアント装置140から、撮像領域情報を受信する。撮像領域情報は、既に説明したように、クライアント装置140で算出されたPTZカメラ120の撮像方向、及び、画角の情報である。
S303において、システム制御部124は、S302で受信した撮像領域情報に含まれる画角が、PTZカメラ120の最大画角の範囲内か否かを判定する。システム制御部124は、撮像領域情報に含まれる画角が、PTZカメラ120の最大画角の範囲に含まれると判定した場合、処理をS305に進め、PTZカメラ120の最大画角の範囲に含まれないと判定した場合、処理をS304に進める。
S305において、システム制御部124は、撮像領域情報に基づいて、駆動制御部126を介して、ズームモータ127、パンモータ128、チルトモータ129をそれぞれ駆動する。これにより、システム制御部124は、PTZカメラ120の撮像方向、及び、画角が、ユーザによって指定された撮像方向、及び、画角になるよう制御する。そして、システム制御部124は、指定画面220で指定された指定領域に対応する撮像領域をPTZカメラ120が撮像することで、第2の画像211を得るよう制御する。S304で補正が行われた場合、システム制御部124は、PTZカメラ120が、指定画面220で指定された指定領域に対応する撮像方向を、補正された画角で撮像することで、第2の画像211を得るよう制御することになる。
クライアント装置140のシステム制御部143は、撮像装置100のシステム制御部124から第2の画像211を定期的に受信して、指定画面220に表示するよう制御する。この第2の画像211を表示する処理は、第2の表示制御手段による処理の一例である。
上記の実施形態では、指定画面220において、図6の外側領域212は空白として表示される。しかし、クライアント装置140のシステム制御部143は、外側領域212を、第1の画像210とは識別可能に、例えば、色を付けて表示してもよい。
また、システム制御部143は、外側領域212に、この領域に対応する撮像領域がPTZカメラ120によって過去に撮像されて得られた画像を表示してもよい。この場合、撮像装置100は、起動時に、PTZカメラ120に、外側領域212に対応する画像を撮像させて、クライアント装置140に送信する。クライアント装置140は、外側領域212に、撮像装置100から受信した画像を合成して表示する。その後は、クライアント装置140は、撮像装置100が、外側領域212に対応する撮像領域を撮像するごとに、この撮像で得られた画像を使って外側領域212に表示する画像を更新する。システム制御部143は、外側領域212の一部にのみ、PTZカメラ120によって過去に撮像されて得られた画像を表示してもよい。外側領域212に表示する画像は第3の画像の一例である。
また、上記の実施形態では、図6を参照して説明したように、ユーザは、範囲指定開始点207aと範囲指定終了点207bと指定する。ここで、システム制御部143は、ユーザによって範囲指定開始点207aが指定された場合、次に説明する参考領域を指定画面220に表示してもよい。参考領域は、範囲指定開始点207aを頂点とする四角形の領域であって、対応する撮像領域をPTZカメラ120が最大画角で撮像できるような領域である。参考領域に含まれる領域であれば、この領域に対応する撮像領域をPTZカメラ120が撮像できるため、ユーザは指定画面220で、PTZカメラ120に撮像させる領域を容易に指定できるようになる。参考領域は、第3の画面領域の一例である。
また、上記の実施形態では、PTZカメラ120のパン角やチルト角の範囲は、予め定められている。しかし、撮像装置100の初期設定時にキャリブレーションを行って、PTZカメラ120のパン角やチルト角の範囲を調整してもよい。
また、クライアント装置140のシステム制御部143は、指定画面220でユーザによって指定された範囲が、PTZカメラ120の最大画角を超える画角を表す場合、表示部141にエラーメッセージを表示してもよい。そして、この場合、システム制御部143は、ユーザによって指定された領域を受け付けないよう制御してもよい。
また、上記の実施形態では、図5、図6に示すように、第1の画像210の全てが指定可能領域204に重複する。しかし、広域カメラ110の撮像領域161、163とPTZカメラ120の撮像可能領域160、162とが一部重なるように構成される場合、これに対応して、第1の画像210の一部が指定可能領域204と重複する。
また、撮像装置100は、PTZカメラ120の代わりに、撮像方向、及び、画角の何れかのみを変更できるカメラを用いてもよい。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
例えば、撮像装置100やクライアント装置140のハードウェア構成として、CPUは複数存在してもよく、複数のCPUが各装置のHDD等に記憶されているプログラムに基づき処理を実行するようにしてもよい。また、撮像装置100やクライアント装置140のハードウェア構成として、CPUに替えてGPU(Graphics Processing Unit)を用いることとしてもよい。
110 広域カメラ
120 PTZカメラ
124 システム制御部
140 クライアント装置
141 表示部
142 入力部
143 システム制御部
Claims (18)
- 定められた撮像領域を撮像して第1の画像を得る第1の撮像部と、
撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかを変更可能であって、撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかを変更することにより、前記第1の撮像部の前記定められた撮像領域より広い撮像領域を撮像可能な第2の撮像部と、
前記第1の画像が表示され、前記第1の画像が表示されている領域とは異なる領域である前記第1の画像の外側の領域を含む第1の画面領域を指定可能な画面である指定画面を表示するよう制御する第1の表示制御手段と、
前記指定画面で指定された前記第1の画面領域に基づいて、前記第2の撮像部の撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかを制御して、前記第1の画面領域に対応する撮像領域を撮像することで第2の画像を得るよう前記第2の撮像部を制御する撮像制御手段と、
前記撮像制御手段の制御によって得られた前記第2の画像を表示するよう制御する第2の表示制御手段と、
を有する撮像システム。 - 前記第1の表示制御手段は、前記第2の撮像部が撮像可能な撮像領域を表す第2の画面領域と、前記第2の画面領域と重複するように表示される前記第1の画像と、を含む前記指定画面を表示するよう制御し、
前記第1の画面領域は、前記第2の画面領域に含まれ、かつ、前記第1の画像が表示されている領域とは異なる領域を含む請求項1記載の撮像システム。 - 前記第1の表示制御手段は、前記第2の画面領域の前記第1の画像と重複しない部分を、前記第1の画像と識別可能に表示する請求項2記載の撮像システム。
- 前記第1の表示制御手段は、前記第2の画面領域の前記第1の画像と重複しない部分に対応する撮像領域が前記第2の撮像部によって撮像されて得られた第3の画像を、前記第2の画面領域の前記第1の画像と重複しない部分に表示するよう制御する請求項2又は3記載の撮像システム。
- 前記第1の表示制御手段は、前記第3の画像に前記第1の画像とは異なる画像処理を施す請求項4記載の撮像システム。
- 前記第1の表示制御手段は、前記第2の撮像部の撮像によって前記第3の画像が得られるごとに、前記指定画面の前記第3の画像を更新する請求項4又は5記載の撮像システム。
- 前記第1の表示制御手段は、前記第1の画像を、前記第2の画面領域での前記第1の撮像部の撮像領域に対応する位置に表示するよう制御する請求項2乃至6何れか1項記載の撮像システム。
- 前記指定画面で1つの点が指定された場合、前記第1の表示制御手段は、前記指定画面に、前記点を頂点とした第3の画面領域であって、対応する撮像領域を前記第2の撮像部が最大画角で撮像できる前記第3の画面領域を表示するよう制御する請求項1乃至7何れか1項記載の撮像システム。
- 前記指定画面で指定された前記第1の画面領域に対応する撮像領域を第2の撮像部が撮像するための画角が前記第2の撮像部の最大画角を超える場合、前記撮像制御手段は、前記第2の撮像部の画角を前記最大画角に収まる画角に制御し、前記第1の画面領域に対応する撮像方向を撮像することで前記第2の画像を得るよう前記第2の撮像部を制御する請求項1乃至8何れか1項記載の撮像システム。
- 前記第2の表示制御手段は、前記指定画面に前記第2の画像を表示するよう制御する請求項1乃至9何れか1項記載の撮像システム。
- 前記第1の画面領域は、前記第1の画像の一部と、前記第1の画像に隣接する領域の一部とを含む請求項1乃至10何れか1項記載の撮像システム。
- 前記第1の撮像部は、固定された画角で撮像する請求項1乃至11何れか1項記載の撮像システム。
- 前記第2の撮像部は、パン方向、及び、チルト方向に撮像方向を変更可能であり、更に、画角の変更が可能である請求項1乃至12何れか1項記載の撮像システム。
- 前記第1の撮像部、及び、前記第2の撮像部を備える撮像装置を更に有する請求項1乃至13何れか1項記載の撮像システム。
- 前記第1の撮像部は、広域カメラであり、
前記広域カメラは、複数のカメラを有する請求項1乃至14何れか1項記載の撮像システム。 - 定められた撮像領域を撮像する第1の撮像部による撮像で得られた第1の画像が表示され、前記第1の画像が表示されている領域とは異なる領域である前記第1の画像の外側の領域を含む第1の画面領域を指定可能な画面である指定画面を表示するよう制御する第1の表示制御手段と、
撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかを変更可能であって、撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかを変更することにより、前記第1の撮像部の前記定められた撮像領域より広い撮像領域を撮像可能な第2の撮像部の撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかが制御されて、前記指定画面で指定された前記第1の画面領域に対応する撮像領域を前記第2の撮像部が撮像することで得られた第2の画像を表示するよう制御する第2の表示制御手段と、
を有する情報処理装置。 - 定められた撮像領域を撮像する第1の撮像部による撮像で得られた第1の画像が表示され、前記第1の画像が表示されている領域とは異なる領域である前記第1の画像の外側の領域を含む第1の画面領域を指定可能な画面である指定画面を表示するよう制御する第1の表示制御ステップと、
撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかを変更可能であって、撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかを変更することにより、前記第1の撮像部の前記定められた撮像領域より広い撮像領域を撮像可能な第2の撮像部の撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかが制御されて、前記指定画面で指定された前記第1の画面領域に対応する撮像領域を前記第2の撮像部が撮像することで得られた第2の画像を表示するよう制御する第2の表示制御ステップと、
を含む情報処理装置の制御方法。 - コンピュータを、
定められた撮像領域を撮像する第1の撮像部による撮像で得られた第1の画像が表示され、前記第1の画像が表示されている領域とは異なる領域である前記第1の画像の外側の領域を含む第1の画面領域を指定可能な画面である指定画面を表示するよう制御する第1の表示制御手段と、
撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかを変更可能であって、撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかを変更することにより、前記第1の撮像部の前記定められた撮像領域より広い撮像領域を撮像可能な第2の撮像部の撮像方向、及び、画角の少なくとも何れかが制御されて、前記指定画面で指定された前記第1の画面領域に対応する撮像領域を前記第2の撮像部が撮像することで得られた第2の画像を表示するよう制御する第2の表示制御手段と、
として機能させるためのプログラム。
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