JPH08237590A

JPH08237590A - 映像処理装置

Info

Publication number: JPH08237590A
Application number: JP7036931A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Kawai; 智明河合
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 1996-09-13
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JP3559607B2

Abstract

(57)【要約】【目的】１台のカメラ装置で、方位及びズームを瞬時
に切り替えた映像を得られるようにする。【構成】ビデオ・カメラ２４の出力映像信号をビデオ
・キャプチャ装置２６を介してフレーム・メモリ２０に
書き込む。ビデオ・カメラ２４のレンズは広角レンズで
ある。メモリ２０から切り出す範囲の位置及び大きさを
マウス１６により指定する。指定された切り出し範囲の
画像データをメモリ２０から読み出し、映像表示域の大
きさに合うように画素密度を変換し、ディスプレイ１４
の映像表示ウインドウに表示する。必要により、ネット
ワーク・インターフェース１８を介して外部に伝送す
る。切り出し範囲は複数設定できる。切り出し範囲の位
置はカメラ２４のパン角及びチルト角に対応し、切り出
し範囲の大きさは、ズーム倍率に対応する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１つの撮影映像から１
又は複数の映像を生成する映像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビ会議システム及び監視カメラ・シ
ステム等では、広範囲の様子を撮影できるように、ビデ
オ・カメラの雲台及び撮影レンズをモータ等で駆動し
て、撮影方向及び倍率（即ち、パン、チルト及びズー
ム）を遠隔制御できるようにしたカメラ装置や、複数の
カメラを設け、それらの出力映像を自在に切り替えでき
るようにした構成が提案されている。たとえば、テレビ
会議などで、複数の話者がおり、それらの複数の話者を
次々に切り替えて表示したい場合に、１台のカメラをパ
ンしたり、予め各話者の方向に向けた複数のカメラの出
力映像を逐次、電子的に切り替えていく方法が採られ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前者の場合、１台のカ
メラ装置で対応できるので、安価に構築できるという利
点があるが、パン駆動に高速のモータを使用しないと、
撮影対象の切替えに時間がかかって、間延びしたものに
なってしまう。パン速度を上げようとすれば、高速で高
価なモータを使用しなければならない。いずれにして
も、切替え速度は、モータの物理的な回転速度で限定さ
れるので、瞬間的な切替えは実質的に不可能である。

【０００４】逆に、後者の場合には、撮影対象の切替え
は電子的に瞬時に行なえるものの、複数のカメラ装置を
用意しなければならないので、非常に高くついてしま
う。また、各カメラ装置を撮影対象に向けて予め設置し
ておかなければならず、撮影対象の位置の変動に対処し
にくい固定的なシステムになってしまう。

【０００５】ズーム倍率の制御についても同様の問題が
あり、前者及び後者の従来例共に、撮影方向の制御にズ
ーム倍率の制御を加えると、非常に高価なシステムにな
ってしまう。

【０００６】本発明はこのような問題点を解決し、異な
る方向及びズーム倍率に瞬時に切替えできる映像処理装
置を提示することを目的とする。

【０００７】本発明は更に、１つの撮影映像から、様々
な方向及びズーム倍率の映像を生成し、それらの瞬時的
な変更を可能にする映像処理装置を提示する事を目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る映像処理装
置は、入力映像を実時間で記憶するメモリ手段と、当該
メモリ手段に蓄積される画像の少なくとも１以上の切り
出し範囲を指定する切り出し範囲指定手段と、当該１以
上の切り出し範囲の画像を読み出し、所定表示サイズに
変換する変換手段と、当該変換手段の出力画像を出力す
る出力手段とからなることを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記手段により、入力映像の一部を切り出して
出力（表示又は外部に転送）する。従って、切り出し範
囲を変更することにより、画面で見られる方位及びズー
ム倍率を変更できる。電子的な切り替えになるので、方
位及びズームの変更も瞬時に行なえる。また、１台のカ
メラ装置で済むので、安価に構成できる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例の概略構成ブロッ
ク図を示す。１０は全体を制御するＣＰＵ、１２はＣＰ
Ｕ１０の主記憶、１４はビットマップ・ディスプレイ、
１６はマウス、１８はネットワーク・インターフェー
ス、２０はフレーム・メモリであり、これらは、バス２
２に接続している。

【００１２】２４はビデオ・カメラ、２６はビデオ・カ
メラ２４の出力映像信号をディジタル信号に変換してフ
レーム・メモリ２０に取り込むためのビデオ・キャプチ
ャ装置である。なお、ビデオ・カメラ２４の撮影レンズ
は、撮影したい範囲を画角内に納め得る高解像度の広角
レンズになっている。ビデオ・カメラ２４の撮像手段は
また、例えばハイビジョン・カメラ又はそれ以上に、高
解像度のものであることが望ましい。

【００１３】図２は、ディスプレイ１４の表示画面の一
例を示す。ディスプレイ１４上では、複数のウィンドウ
を重ねて表示可能なウィンドウ・システムが動作してい
る。図２では、ビデオ・カメラ２４による撮影映像の一
部を表示する映像表示ウインドウ３０と、ビデオ・カメ
ラ２４による撮影画像のうちでどの部分をどの倍率で映
像表示ウインドウ３０に表示するかを指定操作する操作
パネル３２を設定する。制御操作する操作パネル３２を
設定する。操作パネル３２は、ビデオ・カメラ２４によ
る撮影画像のうちで映像表示ウインドウ３０に表示する
部分を指定する位置指定パネル３４と、映像表示パネル
３０に表示する画像の倍率を指定する倍率指定パネル３
６を具備する。

【００１４】図３は、ビデオ・カメラ２４により撮影さ
れフレーム・メモリ２０に格納される画像（撮影画像）
と映像表示ウインドウ３０に表示される画像（表示画
像）との関係を示す。４０はビデオ・カメラ２４により
撮影され、ビデオ・キャプチャ装置２６によりフレーム
・メモリ２０に格納される画像、即ち、撮影画像であ
り、４２は、撮影画像４０の内で、映像表示ウインドウ
３０に表示されるべく切り出される範囲である。いうま
でもないが、切り出し範囲４２が撮影画像４０を外れる
ときには、外れた部分については一定色データなどをは
め込むなどして、撮影範囲の外も見ようとしていること
が画面上で容易に分かるようにする。従って、このよう
な例外的な場合又は部分を除いて、切り出し範囲４２は
一般に表示画像に一致する。

【００１５】カメラ２４の撮影画面で上下方向をｘ軸、
左右方向をｙ軸とし、ｘ方向の角度をθ、ｙ方向の角度
をφで表わし、撮影画像の中央でθ＝０、φ＝０、ｘ＝
０、及びｙ＝０とすると、表示画像の中心座標（ｘ１，
ｙ１）は、ｘ１＝Ｌｔａｎθ ｙ１＝Ｌｔａｎφ となる。但し、Ｌは定数である。撮影画像から表示用に
切り出す範囲は、この原点座標（ｘ１，ｙ１）と表示倍
率で決まる。表示倍率が高いほど、切り出す範囲は縦横
共に小さくなる。

【００１６】切り出し範囲４２から切り出された画像
を、映像表示ウインドウ３０の画素数に合うように画素
密度変換する。例えば、映像表示ウィンドウ３０（の映
像表示域）の画素数をＨ（縦）×Ｗで（横）、撮影画像
から切り出した範囲の画素数をｈ（縦）×ｗ（横）であ
るとすると、Ｈとｈ、Ｗとｗが一致するのは稀であり、
一般的には、切り出し範囲の画素データに内挿と間引き
を施して、映像表示ウインドウ３０の映像表示域の画素
数に合わせることになる。また、画素密度変換方法とし
て、周知の種々の方法を採用し得る。

【００１７】切り出し範囲４２の中心（ｘ１，ｙ１）
は、位置指定パネル３４の４方向キーをマウスで操作す
ることにより、任意に指定でき、表示倍率は倍率指定パ
ネル３６により任意に指定できる。切り出し範囲４２の
縦ｈと横ｗは、倍率指定パネル３６で指定された倍率
と、映像表示ウインドウ３０の縦横の大きさにより決ま
る。

【００１８】切り出し範囲４２の画像は、ディスプレイ
１４に表示され、また、ネットワーク・インターフェー
ス１８を介して遠隔地に伝送される。

【００１９】本実施例では、切り出し範囲４２の中心を
変更するコマンド系として、カメラ操作コマンド系と同
様に、ｔｉｌｔ（θ）、ｐａｎ（φ）及びｚｏｏｍ
（ｚ）を使用する。ｔｉｌｔ（θ）は上下方向のチルト
のコマンド、ｐａｎ（φ）は水平方向のパンのコマン
ド、ｚｏｏｍ（ｚ）はズームのコマンドである。

【００２０】即ち、チルト・コマンドは、位置指定パネ
ル３４の上下方向ボタンに割り付けられ、これらのボタ
ンを押下している間、ＣＰＵ１０は角度θを増加又は減
少させてｔｉｌｔ（θ）コマンドを生成する。パン・コ
マンドは位置指定パネル３４の左右方向キーに割り付け
られ、これらのボタンを押下している間、ＣＰＵ１０は
角度φを増加又は減少させてｐａｎ（φ）コマンドを生
成する。ズーム・コマンドは倍率指定パネル３６のスク
ロール・バーに割り付けられ、ＣＰＵ１０は、このスク
ロール・バーの移動に伴い、その位置に従う倍率ｚのｚ
ｏｏｍ（ｚ）コマンドを生成する。

【００２１】これらのチルト・コマンド及びパン・コマ
ンドにより、フレーム・メモリ２０からの切り出し範囲
４２の中心が変更され、ズーム・コマンドにより切り出
し範囲４２の大きさが変更される。これらのコマンドは
ネットワーク・インターフェース１８を介して遠隔地に
伝送することができる。即ち、遠隔地に設置した図１と
同じ構成の装置のフレーム・メモリからの切り出し範囲
を遠隔制御により変更できる。

【００２２】図４は、本実施例における撮影から画像表
示までの処理の流れを示す。これらの処理が、動画の１
フレーム・サイクルの間に実行できれば、動画を再生表
示できることになる。

【００２３】フレーム・メモリ２０からの切り出し範囲
４２を電子的に切り替えることで、表示する方向と範囲
を変更できるので、実質的に、１台のカメラ装置の撮影
方向及びズーム倍率を瞬時に変更できたのと同様の作用
効果を得ることができる。

【００２４】フレーム・メモリ２０の切り出し範囲４２
から切り出した画像をネットワークを介して遠隔地の端
末に伝送し、当該遠隔地の端末から逆に上述の各コマン
ドを伝送するようにすることで、遠隔制御が可能にな
る。基本的には、カメラ装置のパン、チルト及びズーム
を遠隔操作するのと全く同じである。

【００２５】本実施例では、フレーム・メモリ２０の切
り出し範囲４２から切り出した画像を、ビットマップ・
ディスプレイ１４の映像表示ウインドウ３０に表示し、
必要により、ネットワークに出力するが、同時に、ファ
イルに書き出してもよいことは明らかである。処理速度
が間に合えば、出力の形態にこだわらない。転送に際し
てＪＰＥＧ又はＭＰＥＧ等の画像圧縮を施しても構わな
い。

【００２６】ビデオ・カメラ２４が読み出し範囲を外部
制御できるメモリ手段を具備する場合、そのメモリ手段
をフレーム・メモリ２０の代用としてもよいこともま
た、明らかである。

【００２７】上記実施例では、撮影画像に対して１つの
切り出し範囲４２を設定したが、複数の切り出し範囲を
設定することができる。各切り出し範囲について、切り
出し範囲から切り出した画像を表示する映像表示ウイン
ドウと、その切り出し範囲を設定する操作パネルを具備
するカメラ・ウインドウを設ける。図５は、４つのカメ
ラ・ウインドウ５０，５２，５４，５６を設けた画面例
であり、図６は、これに対応するフレーム・メモリ２０
上の切り出し範囲５８，６０，６２，６４の設定例であ
る。カメラ・ウインドウ５０，５２，５４，５６の映像
表示ウインドウ５０ａ，５２ａ，５４ａ，５６ａには、
それぞれ、切り出し範囲５８，６０，６２，６４から切
り出された画像が表示される。また、カメラ・ウインド
ウ５０，５２，５４，５６の操作パネル５０ｂ，５２
ｂ，５４ｂ，５６ｂは、それぞれ、切り出し範囲５８，
６０，６２，６４の位置及び大きさを操作するのに使用
される。

【００２８】カメラ・ウインドウ５０，５２，５４，５
６と切り出し範囲５８，６０，６２，６４との対応は、
図７に示すような表で管理される。直接的には、仮想カ
メラ番号が、切り出し範囲５８，６０，６２，６４と対
応している。操作パネル５０ｂ，５２ｂ，５４ｂ，５６
ｂの操作に応じて、該当する操作パネルＩＤの列におけ
るθ、φ及びズーム倍率の該当する値を更新し、新たな
値に従って、対応する切り出し範囲を再設定する。

【００２９】図８は、複数の切り出し範囲を設定可能に
した場合の動作フローチャートであり、図４に示すフロ
ーチャートを、図７に示す表の各エントリに対応するよ
うに拡張したものであり、ループ処理が加わった点のみ
が異なる。動画のフレーム・レートをＦ（フレーム/
秒）とすると、１／Ｆ秒の間にＳ１〜Ｓ１９の処理を実
行できる限り、１台のカメラの撮影画像からＮ個の映像
を取り出すことが出来る。なお、ネットワークに出力す
る際には、伝送する映像データに仮想カメラ番号を付与
して、各映像がどの切り出し範囲からのものかを識別で
きるようにする。仮想カメラ番号の異なる複数の映像を
表示すると、あたかも複数のカメラの映像が表示されて
いるかのように見える。

【００３０】このようにして、物理的に１台のカメラ装
置を使用しながら、複数のカメラ装置を使用しているか
のように、様々な方位及びズーム倍率の映像を得ること
ができる。勿論、個々の映像の方位及びズーム倍率は互
いに独立に、且つ瞬時に変更できる。

【００３１】図９に示すグラフィカル・ユーザ・インタ
ーフェースを用いることにより、１又は複数の切り出し
範囲をより視覚的に設定できる。７０は切り出し範囲を
設定するための操作ウインドウであり、このウインドウ
７０の大きさが、フレーム・メモリ２０にとりこまれる
撮影画像の大きさに比例する。ウインドウ７０内で、所
望する位置及び大きさの切り出し範囲を示す矩形枠７
２，７４，７６，７８を設定する。矩形枠７２〜７８
は、ウインドウ７０内で伸縮及び移動自在であり、ウイ
ンドウ７０内で占める位置及び大きさが、それぞれが示
す切り出し範囲の位置及び大きさを代表する。最初に矩
形枠７２〜７８を設定するときには、例えば、マウスに
より矩形枠の対角頂点を指定する。図９により、各切り
出し範囲が撮影画像の中でどの部分に該当するかが一目
瞭然となる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、物理的に１台のカメラ装置を使用
しながら、あたかも複数のカメラ装置を使用しているか
のような作用効果を得ることができる。即ち、撮影方位
及びズーム倍率を瞬時に変更でき、また、様々な方位及
びズーム倍率の映像を同時に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。

【図２】本実施例の画面例である。

【図３】撮影画像と切り出し範囲の説明図である。

【図４】本実施例のフローチャートである。

【図５】４つの切り出し範囲を設定したときの画面例
である。

【図６】撮影画像に設定する４つの切り出し範囲の説
明図である。

【図７】切り出し範囲とカメラ・ウインドウの対応表
である。

【図８】Ｎ個の仮想カメラを有する場合の動作フロー
チャートである。

【図９】切り出し範囲を操作し、表示するユーザ・イ
ンターフェース例である。

【符号の説明】

１０：ＣＰＵ１２：主記憶１４：ビットマップ・ディスプレイ１６：マウス１８：ネットワーク・インターフェース２０：フレーム・メモリ２２：バス２４：ビデオ・カメラ２６：ビデオ・キャプチャ装置３０：映像表示ウインドウ３２：操作パネル３４：位置指定パネル３６：倍率指定パネル４０：撮影画像４２：切り出し範囲５０，５２，５４，５６：カメラ・ウインドウ５０ａ，５２ａ，５４ａ，５６ａ：映像表示ウインドウ５０ｂ，５２ｂ，５４ｂ，５６ｂ：操作パネル５８，６０，６２，６４：切り出し範囲７０：操作ウインドウ７２，７４，７６，７８：矩形枠

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力映像を実時間で記憶するメモリ手段
と、当該メモリ手段に蓄積される画像の少なくとも１以
上の切り出し範囲を指定する切り出し範囲指定手段と、
当該１以上の切り出し範囲の画像を読み出し、所定表示
サイズに変換する変換手段と、当該変換手段の出力画像
を出力する出力手段とからなることを特徴とする映像処
理装置。
【請求項２】上記切り出し範囲指定手段は、上記１以
上の切り出し範囲のそれぞれに設けられる請求項１に記
載の映像処理装置。
【請求項３】上記メモリ手段が、ビデオ・カメラの撮
像手段に含まれる請求項１又は２に記載の映像処理装
置。
【請求項４】上記出力手段が、映像表示手段である請
求項１乃至３の何れか１項に記載の映像処理装置。
【請求項５】上記映像表示手段が伝送路を介して接続
する請求項４に記載の映像処理装置。
【請求項６】上記切り出し範囲指定手段は、切り出し
範囲の中心位置と大きさを指定する請求項１乃至５の何
れか１項に記載の映像処理装置。
【請求項７】ビデオ・カメラと、当該ビデオ・カメラ
の出力映像信号を取り込むビデオ・キャプチャ手段と、
当該ビデオ・キャプチャ手段の出力画像を一時記憶する
メモリ手段と、当該メモリ手段に蓄積される画像の少な
くとも１以上の切り出し範囲を指定する切り出し範囲指
定手段と、当該１以上の切り出し範囲の画像を読み出
し、所定表示サイズに変換する変換手段と、当該変換手
段の出力画像を出力する出力手段とからなることを特徴
とする映像処理装置。