JP7799467B2 - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents

画像処理装置、画像処理方法およびプログラム

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Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。
近年、ネットワークや専用線を介して遠隔操作よりカメラを制御し、映像を見ることができるネットワークカメラが知られている。ネットワークカメラには、パン方向(水平方向)やチルト方向(垂直方向)に回転可能な機構を持ち、カメラヘッド部が回転するPT(パンチルト)モデルや、ズームが可能なモデルがある。これらのモデルではユーザーが遠隔操作により撮影方向や撮影画角を自在に変更することができる。
さらに、カメラの撮影方向を変更しながら静止画を撮影し、静止画を合成することによって、監視領域の俯瞰画像を作成するパノラマ作成機能がある。特許文献1には、複数の撮像画像からパノラマ画像を生成する方法が開示されている。
特開2012-60216号公報
近年、撮影画面内に存在するネットワークカメラのスレーブデバイスの情報を映像に重畳して表示するオーバーレイ機能が知られている。特許文献1に記載の技術にオーバーレイ機能を採用した場合、撮影画像にスレーブデバイスの情報が重畳された状態でパノラマ画像を作成することになる。そのため、作成されるパノラマ画像に対して重畳した情報が小さくなり、重畳したスレーブデバイス情報が認識しにくくなってしまう。また、重畳する情報の多い場合は重畳した情報がノイズのように映り、パノラマ画像の品質の低下を招くことになる。
一方、スレーブデバイスの情報を何も重畳表示しない場合は、パノラマ画像上でのスレーブデバイスの存在場所さえも分からなくなってしまう。
本発明は前述の問題点に鑑み、デバイスの情報を視認性高く重畳したパノラマ画像を作成することができるようにすることを目的としている。
本発明に係る画像処理装置は、撮影範囲を移動して撮影された複数の画像、および前記複数の画像のうち少なくとも1つの画像に含まれるデバイスに関する情報を取得する取得手段と、前記複数の画像のうち、前記デバイスが含まれる画像に対して、前記取得手段により取得された前記デバイスに関する情報に対応するオブジェクトを重畳する重畳手段と、前記重畳手段によってオブジェクトが重畳された画像を含む前記複数の画像からパノラマ画像を作成する作成手段と、を有し、前記作成手段によりパノラマ画像を作成する場合に、前記重畳手段は、パノラマ画像を生成しない場合よりも前記オブジェクトを拡大して重畳することを特徴とする。
本発明によれば、デバイスの情報を視認性高く重畳したパノラマ画像を作成することができる。
実施形態に係るネットワークカメラの内部構成例を示すブロック図である。 実施形態に係るネットワークカメラの外観構成例を示す図である。 実施形態に係るネットワークカメラが保持する情報テーブルのデータ構成例を示す図である。 実施形態に係るネットワークカメラと無線通信子機との位置関係の例を示す図である。 第1の実施形態に係るネットワークカメラのパン、チルト、ズームを動作させた場合の処理例を示すフローチャートである。 実施形態に係るZ-Waveオーバーレイ処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る子機情報を撮影画像内に重畳する例を示す図である。 実施形態に係るパノラマ画像の作成処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る重畳するオブジェクトの一例を示す図である。 実施形態に係る作成されたパノラマ画像の一例を示す図である。 実施形態に係る作成されたパノラマ画像の一例を示す図である。 第2の実施形態に係るネットワークカメラのパン、チルト、ズームを動作させた場合の処理例を示すフローチャートである。 第2の実施形態に係るパノラマ画像の作成中におけるZ-Waveオーバーレイ処理の一例を示すフローチャートである。 第2の実施形態に係るパノラマ画像の作成中における子機情報を撮影画像内に重畳する例を示す図である。
(第1の実施形態)
以下、本発明の実施形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例であり、本発明は以下の実施形態で説明する構成に限定されるものではない。また、各実施形態において、撮像手段を有するネットワークカメラを例に説明するが、本発明はネットワークカメラ以外の撮像装置にも応用可能である。例えば、放送目的の映像や映画、個人的な目的の映像を撮像する撮像手段を有する撮像装置にも応用可能である。
まず、図1を参照して、ネットワークカメラ100の各部の構成について説明する。図1は、実施形態に係るネットワークカメラ、クライアント装置及びスレーブデバイスの内部構成例を示すブロック図である。
ネットワークカメラ100は、画像処理部102、システム制御部103、レンズ駆動部104、レンズ制御部105、パン駆動部106、チルト駆動部107、パンチルト制御部108、通信部109、及び無線通信制御部110を有している。
なお、システム制御部103は、ネットワークカメラ100の内部に設けてもよいし、ネットワークカメラ100とは独立して構成することもできる。システム制御部103をネットワークカメラ100の外部の装置とする場合、システム制御部103とネットワークカメラ100とを通信可能に構成すればよい。
撮像部101は、レンズを通して結像した光を撮像素子において受光して、その受光した光を電荷に変換して撮像信号を生成する。撮像素子には、例えば、CMOSイメージセンサ(Complementary Metal Oxide SemicONductor Image Sensor)を用いることができる。また、撮像素子にはCCDイメージセンサ(Charge Coupled Device Image Sensor)を用いてもよい。
画像処理部102は、撮像部101で生成された撮像信号をデジタル化して画像データを生成する。その際、画像処理部102は画質を補正するための種々の画像処理も行う。画像処理部102は、更に、画像データを圧縮符号化し、圧縮符号化された画像データを生成するようにしてもよい。なお、画像処理部102は、一部または全部を専用の回路を設けることによってこれらの処理を行うようにしてもよい。
通信部109は、画像処理部102によって生成された画像データに基づく映像ストリームをクライアント装置200に送信する。なお、ここでの画像データは一例として動画の画像データである。また、通信部109は、クライアント装置200から送信されるコマンドを受信し、システム制御部103へ伝送する。またコマンドに対するレスポンスをシステム制御部103の制御に従ってクライアント装置200へ送信する。このようにシステム制御部103は、通信制御手段としても機能する。
また、ネットワークカメラ100のシステム制御部103は、通信部109が受信したコマンドを解析し、コマンドに応じた処理を行う。例えば、システム制御部103は、コマンドに応じて、画像処理部102に対して画質の調整を実行させる。画像処理部102に対して画質調整の指示や、レンズ制御部105に対してズームやフォーカス制御の指示を出す。
レンズ制御部105は、システム制御部103から伝達された指示に基づいて、レンズ駆動部104を制御する。
レンズ駆動部104は、例えばフォーカスレンズ及びズームレンズの駆動系、その駆動源のモータなどで構成され、その動作はレンズ制御部105により制御される。
パン駆動部106は、例えばパン動作を行うメカ駆動系、その駆動源のモータ、駆動部の角度を検出する角度センサなどで構成される。
チルト駆動部107は、例えばチルト動作を行うメカ駆動系、その駆動源のモータ、駆動部の角度を検出する角度センサなどで構成される。パン駆動部106及びチルト駆動部107の動作はパンチルト制御部108により制御される。
パンチルト制御部108は、システム制御部103の指示に基づいて、パン駆動部106及びチルト駆動部107を制御する。
無線通信制御部110は、無線通信規格に合わせてデータ、制御用コマンド等を送受信するもので、アンテナ111を使用してデータ、制御用コマンド等を変復調した電波を送受信する。システム制御部103は、無線通信制御部110を通して無線通信子機400とデータ、制御用コマンド等のやり取りを行い、無線通信子機400に対して情報の取得、設定等の処理を行う。
次に、図1を参照して、クライアント装置200の各部の構成について説明する。
クライアント装置200は、例えばパーソナルコンピュータなどのコンピュータで構成される。クライアント装置200は、表示部201、入力部202、システム制御部203、及び通信部204を有している。
表示部201は、ネットワークカメラ100から受信した画像データに基づく映像を表示したり、カメラを制御するためのグラフィックユーザーインターフェース(以下、GUIと称する)を表示したりする。表示部201は、液晶パネルや有機ELパネル等を用いた表示デバイスで構成される。表示部201による表示は、システム制御部203による制御に従って行われる。
入力部202は、例えばキーボード、マウスなどのデバイスで構成される。クライアント装置200のユーザーは、入力部202を介してGUIに対して操作する。なお、入力部202はタッチパネルで構成されていてもよい。
システム制御部203は、ユーザーの操作に応じてコマンドを生成し、通信部204からネットワークカメラ100へと送信させる。また、システム制御部203は、通信部204を介して受信したネットワークカメラ100からの画像データも表示部201に表示させる。このようにシステム制御部203は、通信制御手段や表示制御手段としても機能する。
このようにクライアント装置200は、ネットワーク300を介して、ネットワークカメラ100から画像データを取得することができる。また、クライアント装置200は、ネットワーク300を介して、コマンドを送信することによってネットワークカメラ100を制御することができる。
通信部204は、ネットワークカメラ100から画像データを受信する。また、通信部204は、クライアント装置200に対してコマンドを送信する。
次に、図1を参照して、無線通信子機400について説明する。無線通信子機400はスレーブデバイスの一例である。
無線通信子機400は、例えばセンサ機能を有し、センサにより取得したデータを親機として動作するネットワークカメラ100に送信する。
無線通信子機400は、バッテリで駆動し、バッテリを装着して起動した時に親機への登録処理を行い、あらかじめ定義された通信タイムアウト時間の間、親機からの通信が行われない場合に機能制限したスリープ状態になる。無線通信子機400のネットワークカメラ100への登録は、バッテリ装着による起動時以外にも、無線通信子機400にボタンを付加して、ユーザーによってボタンが押下された時に登録処理を開始するように構成することができる。図1ではスレーブデバイスとして無線通信子機400を用いて説明したがこの限りではない。有線で接続された子機であっても構わない。
ここで、図3及び図4を用いて、ネットワークカメラ100が保持する情報テーブルのデータ構成例と、ネットワークカメラ100と無線通信子機400との位置関係とについて説明する。
図3は、ネットワークカメラ100が保持する情報テーブルのデータ構成例を示す図である。情報テーブル500は、システム制御部103が保持しており、ID501、デバイス名502、機器の種類を示す種類503、及びネットワークカメラ100内でのパン、チルト座標の値を示すパン、チルト504が対応付けられている。
なお、パン、チルト504は、ネットワークカメラ100の撮影画角の中心に無線通信子機400を表示した状態におけるネットワークカメラ100のパン、チルト座標の値である。
図4は、ネットワークカメラ100でもつパン、チルト座標内においての無線通信子機600との位置関係の例を示す図である。この例では、無線通信子機600は、ネットワークカメラ100のパン、チルト座標(45,45)の位置に存在する。なお、図3上の列505、IDが「9」であるデバイスに対応している。
続いて、本実施形態におけるネットワークカメラ100の機構的な構成例に関して、図2を用いて説明する。図2(a)は卓上にとりつけられているネットワークカメラ100を上面側から見た図であり、図2(b)は側面から見た図である。図2(a)及び図2(b)において、ネットワークカメラ100は、ボトムケース121、ターンテーブル122、カメラヘッド支柱123、及びカメラヘッド124を有している。
次に、図2を参照して、パンチルトの動作について説明する。なお、上下方向の軸を垂直軸とし、これに直交する軸を水平軸と定義する。また、図2(a)にて、紙面に直交する垂直軸を中心として時計回り方向をパン角度の正方向とし、図2(b)にて、紙面に直交する軸を中心として時計回り方向をチルト角度の正方向とする。
図2において、パン駆動部106はボトムケース121とターンテーブル122とで構成され、ターンテーブル122は垂直軸を中心として水平方向に回転する。ボトムケース121の固定部とターンテーブル122の回転部とで構成されている電気回路は、スリップリングなどにより接続されているので、パン駆動部106は水平軸を含む面内にて360°の角度範囲でエンドレスに回転することができる。
このように本実施形態のネットワークカメラ100は、カメラヘッド124が水平方向及び垂直方向に回転することによって、撮影方向を変えて広範囲に撮影することができる。なお、本実施形態におけるネットワークカメラ100は、図2(a)及び図2(b)で示した構成に限られるものではない。例えば、パン方向に360°駆動可能ではなく、駆動可能範囲が例えば+170°~-170°などに制限されていてもよい。また、チルト方向も180°駆動可能ではなく、駆動範囲が例えば0°~90°などに制限されていてもよい。
次に、図5のフローチャートを参照して、本実施形態によるネットワークカメラ100のパン、チルト、ズームを動作させた場合の処理例について説明する。本フローの処理はパン、チルト、ズームが停止する度に行ってもよいし、停止して一定時間経過したあとに行っても構わない。
まず、S701において、システム制御部103は、現在のモードがパノラマ画像を作成するモードであるか否かを判断する。システム制御部103は、現在のモードがパノラマ画像を作成するモードであると判断した場合は、処理をS702へ進める。一方、システム制御部103は、現在のモードがパノラマ画像を作成するモードでないと判断した場合は、処理をS703へ進める。
S703において、システム制御部103は、Z-Waveオーバーレイ処理を行う。Z-Waveオーバーレイ処理の詳細については、図6のフローチャートを用いて後述する。
S702において、システム制御部103は、パノラマ画像の作成処理を行う。パノラマ画像の作成処理の詳細については、図8のフローチャートを用いて後述する。
S704で、システム制御部103は、パノラマ画像の4頂点のパン、チルト座標の範囲内で、ネットワークカメラ100に登録されている子機のパン、チルト位置、子機の種別を確認する。
S705において、システム制御部103は、S702で作成したパノラマ画像において、S704で確認したパン、チルト位置に子機のデバイス情報を示すオブジェクトを重畳し、処理を終了する。その後、クライアント装置200のシステム制御部103は、ネットワークカメラ100から撮像画像(パノラマ画像)を受信し、表示部201に表示するよう制御する。
図9は、S705で重畳するオブジェクトの一例を示す図である。アイコン1101は温度センサ、アイコン1102はドアセンサ、アイコン1103は湿度センサを示したアイコン例である。
図10は、S705で作成されたパノラマ画像例を示す図である。パノラマ画像1200上に、アイコン1101~1103が重畳されている。なお、図10において、子機のデバイス情報を示すオブジェクトとしてアイコンを重畳する例を説明したが、これに限定しない。例えば図11に示すように、子機の機種種別を示す文字列をパノラマ画像上に重畳してもよい。図11では、パノラマ画像1200上に、温度センサを示す文字列1301、ドアセンサを示す文字列1302、湿度センサを示す文字列1303が重畳されている。
次に、図6のフローチャートを参照して、S703におけるZ-Waveオーバーレイ表示処理の詳細について説明する。
S801において、システム制御部103は、パンチルト制御部108から現在のパンチルト座標を取得し、さらにレンズ制御部105から現在のズームを取得する。そして、システム制御部103は、これらの情報に基づいて撮影画角の4頂点のパン、チルト座標を算出する。
S802において、システム制御部103は、S801で算出したパン、チルト座標および図3の情報テーブル500に基づいて、撮影画角内に子機が存在するか否かを判断する。システム制御部103は、撮影画角内に子機が存在すると判断した場合は処理をS803へ進める。一方、システム制御部103は、撮影画角内に子機が存在しないと判断した場合は本フローの処理を終了する。
S803において、システム制御部103は、撮影画角内に存在する子機の情報を取得する。ここでは子機に状態問い合わせを行って子機の情報を取得してもよいし、あらかじめ保存している子機の情報を取得してもよい。子機の情報は、子機の機種情報や子機の有する機能に関連する情報などを含む。
S804において、システム制御部103は、撮影画像内にS803で取得した子機の情報を重畳し、処理を終了する。
ここで、図7は本処理において子機の情報が重畳された撮影画像の一例を示す図である。撮影画像900上の情報表示部902に、子機901から取得した情報が表示されている。図7において、子機901は温度計であり、情報表示部902には子機901の温度情報が表示されている。
以上のZ-Waveオーバーレイ処理が終了すると、システム制御部103は図5のフローに戻り、処理を終了する。
次に、図8のフローチャートを参照して、S702におけるパノラマ画像の作成処理の詳細について説明する。
S1001において、システム制御部103は、パンチルト制御部108から現在のパンチルト座標を取得し、さらにレンズ制御部105から現在のズームを取得し、これらの値を保持する。
S1002において、システム制御部103は、撮影位置に合わせてパン、チルト、ズーム値を変更する。
S1003において、システム制御部103は、静止画を撮影する。
S1004において、システム制御部103は、パノラマ画像の作成領域のすべての静止画撮影が完了したか否かを判断する。システム制御部103は、パノラマ画像の作成領域のすべての静止画撮影が完了したと判断した場合は、処理をS1005へ進める。一方、システム制御部103は、パノラマ画像の作成領域のすべての静止画撮影が完了していないと判断した場合は、処理をS1002に戻す。
S1005において、システム制御部103は、S1002、S1103で撮影範囲を移動して撮影した複数の静止画、すなわち撮影範囲を移動して撮影された複数の静止画を合成し、パノラマ画像を作成する。このとき、パノラマ画像の4頂点のパン、チルト座標を算出する。
S1006において、システム制御部103は、S1001で保持したパン、チルト、ズーム値で復帰するようパンチルト制御部108およびレンズ制御部105に指示する。そして、パンチルト制御部108は、元のパン、チルト値でパン駆動部106およびチルト駆動部107を駆動させ、レンズ制御部105は、元のズーム値でレンズ駆動部104を駆動させる。
以上のパノラマ画像の作成処理が終了すると、システム制御部103は、処理を図5のS704へ進める。
以上説明したように、第1の実施形態では、パノラマ画像の作成モード中は一旦オーバーレイ機能を停止し、パノラマ画像の作成後に子機のデバイス情報を重畳するようにした。これにより、デバイスの情報を視認性高く重畳したパノラマ画像を作成することができる。
なお、本実施形態においてはパノラマ画像の作成後にS704、S705の重畳処理を行うこととしたが、すでにS702のパノラマ画像の作成が行われている状態であれば、子機のデバイス情報が更新された際にS704、S705の処理を実行してもよい。また、クライアント装置200に対して画像データを送信する際に、S704、S705の処理を行うこととしてもよい。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、パノラマ画像を作成している間は一旦オーバーレイ機能を停止する場合についての説明をしたが、パノラマ画像の作成中に、重畳するオーバーレイの表示態様を変更することも可能である。
そこで、第2の実施形態では、図12のフローチャートを用いて、パノラマ画像の作成中に、重畳するオーバーレイの表示態様を変更する場合の処理例について説明する。なお、第1の実施形態と同様な部分については説明を省略する。本フローの処理はパン、チルト、ズームが停止する度に行ってもよいし、停止して一定時間経過したあとに行っても構わない。
まず、S1401において、システム制御部103は、現在のモードがパノラマ画像を作成するモードであるかを判断する。システム制御部103は、現在のモードがパノラマ画像を作成するモードであると判断した場合は、処理をS1402へ進める。一方、システム制御部103は、現在のモードがパノラマ画像を作成するモードではないと判断した場合は、処理をS703へ進める。
S1402において、システム制御部103は、パノラマ画像の作成モード中におけるZ-Waveオーバーレイ処理を行う。本処理は、S703のZ-Waveオーバーレイ処理と比較して、表示内容及び表示方法に違いがある。
以下、このパノラマ画像の作成モード中におけるZ-Waveオーバーレイ処理の詳細について、図13のフローチャートを用いて説明する。
S1501~S1503において、システム制御部103は、第1の実施形態における図6のS801~803と同様の処理を行う。
S1504において、システム制御部103は、S1503で取得した子機の情報をもとに、子機デバイスのアイコンを決定する。例えば、子機の機種種別とそれに対応するアイコンとを予め対応付けて保持しておき、システム制御部103は、S1503で取得した子機の機種種別の情報と対応するアイコンを、子機デバイスのアイコンとして決定する。
S1505において、システム制御部103は、子機が撮影画角内において中央から右側に位置するか否かを判断する。システム制御部103は、子機が撮影画角内において中央から右側に位置すると判断した場合は、処理をS1506へ進める。一方、システム制御部103は、子機が撮影画角内において中央から左側に位置すると判断した場合は、処理をS1507へ進める。
S1506において、システム制御部103は、撮影画面の右半分に、S1504で決定した子機デバイスのアイコンを撮影画面の半分の大きさで重畳する。このように、アイコンを拡大して撮像画面に重畳することによって、ユーザーはパノラマ画像中において子機デバイスの情報を認識しやすくなる。
S1507において、システム制御部103は、撮影画面の左半分に、S1504で決定した子機デバイスのアイコンを撮影画面の半分の大きさで重畳する。
図14は、S1506の処理結果の一例を示す図である。撮影画面1100の右半分にアイコン1101が重畳されている。なお、図14において、子機のデバイス情報を示すオブジェクトとしてアイコンを重畳する例を説明したが、これに限定しない。例えば子機の機種種別を示す文字列を重畳してもよい。
また、S1506およびS1507において、子機デバイスのアイコンを撮影画面の半分の大きさで重畳するとしたが、ユーザーがパノラマ画像中でアイコンを認識できる大きさに拡大してもよい。
以上のパノラマ画像の作成中におけるZ-Waveオーバーレイ処理が終了すると、システム制御部103は、処理を図12のS702へ進める。
以上のように第2の実施形態では、パノラマ画像の作成モード中に、重畳するオーバーレイの表示態様を変更する。これにより、デバイスの情報を視認性高く重畳したパノラマ画像を作成することができる。
(その他の実施形態)
本発明は、前述の実施形態の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。
103 システム制御部

Claims (4)

  1. 撮影範囲を移動して撮影された複数の画像、および前記複数の画像のうち少なくとも1つの画像に含まれるデバイスに関する情報を取得する取得手段と、
    前記複数の画像のうち、前記デバイスが含まれる画像に対して、前記取得手段により取得された前記デバイスに関する情報に対応するオブジェクトを重畳する重畳手段と、
    前記重畳手段によってオブジェクトが重畳された画像を含む前記複数の画像からパノラマ画像を作成する作成手段と、
    を有し、
    前記作成手段によりパノラマ画像を作成する場合に、前記重畳手段は、パノラマ画像を生成しない場合よりも前記オブジェクトを拡大して重畳することを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記重畳手段は、前記重畳するオブジェクトを前記デバイスが含まれる画像の半分の大きさに拡大することを特徴とする請求項に記載の画像処理装置。
  3. 撮影範囲を移動して撮影された複数の画像、および前記複数の画像のうち少なくとも1つの画像に含まれるデバイスに関する情報を取得する取得工程と、
    前記複数の画像のうち、前記デバイスが含まれる画像に対して、前記取得工程において取得された前記デバイスに関する情報に対応するオブジェクトを重畳する重畳工程と、
    前記重畳工程においてオブジェクトが重畳された画像を含む前記複数の画像からパノラマ画像を作成する作成工程と、
    を有し、
    前記作成工程においてパノラマ画像を作成する場合に、前記重畳工程においては、パノラマ画像を生成しない場合よりも前記オブジェクトを拡大して重畳することを特徴とする画像処理方法。
  4. 撮影範囲を移動して撮影された複数の画像、および前記複数の画像のうち少なくとも1つの画像に含まれるデバイスに関する情報を取得する取得工程と、
    前記複数の画像のうち、前記デバイスが含まれる画像に対して、前記取得工程において取得された前記デバイスに関する情報に対応するオブジェクトを重畳する重畳工程と、
    前記重畳工程においてオブジェクトが重畳された画像を含む前記複数の画像からパノラマ画像を作成する作成工程と、
    をコンピュータに実行させ、
    前記作成工程においてパノラマ画像を作成する場合に、前記重畳工程においては、パノラマ画像を生成しない場合よりも前記オブジェクトを拡大して重畳することを特徴とするプログラム。
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