JPH08237626A

JPH08237626A - ビデオ会議システム及び撮像装置

Info

Publication number: JPH08237626A
Application number: JP7035405A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Sato; 宏明佐藤; Hiroshi Okazaki; 洋岡崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-02-23
Filing date: 1995-02-23
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】相手人物を会話に適した距離に応じた大きさ
で撮影する。【構成】合焦制御回路１６はプロセス回路１４の出力
により、フォーカシング・レンズ１０ｂを光軸方向に位
置調整して、被写体に自動合焦させる。合焦制御回路１
６の距離計測回路１８は、被写体までの距離を計測す
る。変倍率算出回路２０は、距離計測回路１８による被
写体迄の距離値と、視距離設定回路２２によりユーザが
設定した視距離とから、適切な変倍率を算出する。変倍
率安定化回路２４は、変倍率算出回路２０の算出値を安
定化し、ズーム制御回路２６は、変倍率安定化回路２４
の出力で指定される変倍率になるようにズーミング・レ
ンズ１０ａのズーム駆動回路（図示せず。）を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラから撮像
した画像を通信回線を介して伝送し、遠隔地で映像を再
生するビデオ会議システム及びこのビデオ会議システム
に適用可能な撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のビデオ会議システムでは、撮像カ
メラの合焦制御及び露出制御はほとんどの例で自動化さ
れているものの、その他の要素、例えば、画面内で被写
体が占める大きさ、即ち、倍率は、多くの場合手動で調
整されていた。この結果、被写体が適切な大きさに写っ
ていなかったり、被写体が移動することに追従できず、
画像中の被写体の大きさが極端に変動することがあっ
た。

【０００３】また、動画用ビデオカメラではなく、静止
画用のカメラの場合には、撮影対象を人物とした場合に
画角内で適切な大きさに調整するものが製品として発表
されているが、これはあくまで最終的に生成されるプリ
ントに対して被写体を観察し易いサイズにすることを目
的としていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ビデオ会議システムで
は、距離感の再現が非常に重要となる。心理学分野では
距離に関する以下のような知見が得られている。

【０００５】１）親密距離：０〜４５ｃｍ２）個体距離：４５〜１２０ｃｍ３）社会距離：１２０〜３６０ｃｍ４）公衆距離：３６０〜７５０ｃｍこれらは、人と人とのコミュニケーションにおいて、付
き合いの程度に応じた適切な距離があること、また、こ
れを侵した場合に人が心理的な圧迫を受ける事を意味し
ている。

【０００６】しかるに、従来のビデオ会議システムで
は、このような適切な距離を感覚的に再現することが実
現されていなかった。

【０００７】本発明は、不要な心理的圧迫を与えないよ
うな大きさで被写体を表示するビデオ会議システム及び
撮像装置を提示することを目的とする。

【０００８】また、映像中の被写体の大きさが不安定で
あると、実際の大きさを推定する過程を不可能にし、伝
達されるべき情報を減少させたり、実際と異なる大きさ
であると認知されるなど、情報を歪める問題も生じる。
本発明は、このような問題を生じないビデオ会議システ
ム及び撮像装置を提示することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、ビデオカメ
ラから撮像した画像を通信して遠隔地で映像を再生する
ビデオ会議システムであって、ビデオカメラから被写体
までの距離を計測する距離計測手段と、再現すべき撮像
距離を設定する距離設定手段と、撮像される画像の大き
さを、設定された撮像距離における大きさに制御する制
御手段とを設けた。

【００１０】本発明に係る撮像装置は、光学像を電気信
号に変換する撮像手段と、撮影画像を変倍する変倍手段
と、当該撮像手段から被写体までの被写体距離を計測す
る距離計測手段と、当該被写体距離に応じて、当該変倍
手段を制御する変倍制御手段とからなることを特徴とす
る。

【００１１】

【作用】上記手段により、会議メンバの状況に応じて、
適した距離から撮像した映像と同じ大きさになるよう
に、カメラの光学ズーム及び／又は電子ズームにより画
像の大きさを制御するので、被写体の大きさが近く見え
すぎたり遠く見え過ぎたりすることに起因するユーザへ
の不要な心理的圧迫を取り除く事が可能となった。

【００１２】距離計測手段としてビデオカメラのオート
フォーカス機構に含まれる手段を利用することにより、
既存の回路機構を活用して、安価に被写体までの距離を
計測できる。

【００１３】一般の仕事上のコミュニケーションにおけ
る距離とされる社会距離（１２０〜３６０ｃｍ）を、再
現すべき撮像距離のデフォルト値とすることで、無設定
でも適切な映像を再生できる。また、より容易にコミュ
ニケーションを図れるとされる個体距離（４５〜１２０
ｃｍ）を、状況に応じて再現すべき撮像距離とすること
で、より親密な会話を可能とする。また、これらの個体
距離と社会距離を切り替え可能とすることで、被写体の
相手に対する興味を示す事を可能とする。

【００１４】変倍率の変化を安定化することにより、変
倍率の頻繁な変化による視覚上の障害を取り除くことが
できる。

【００１５】

【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。

【００１６】図１は本発明の一実施例の主要部分の概略
構成ブロック図を示す。１０はズーム機能を有する撮影
レンズであり、象徴的には変倍のためのズーミング・レ
ンズ１０ａと合焦のためのフォーカシング・レンズ１０
ｂを具備する。撮影レンズ１０は被写体の光学像を撮像
素子１２の撮像面に結像し、撮像素子１２はその光学像
を示す電荷信号をカメラ・プロセス回路１４に出力す
る。カメラ・プロセス回路１４は、撮像素子１２の出力
に周知の処理（ゲイン補正、γ補正及び色バランス調整
など）を施し、所定形式のビデオ信号を出力する。合焦
制御回路１６はプロセス回路１４の出力（例えば、輝度
成分）により、フォーカシング・レンズ１０ｂを光軸方
向に位置調整して、被写体に自動合焦させる。これらの
要素は、ビデオ・カメラなどで周知のものである。

【００１７】合焦制御回路１６は、合焦制御の前提とし
て、例えば三角測量の原理に基づき被写体までの距離を
計測する距離計測回路１８を具備する。変倍率算出回路
２０は、距離計測回路１８から出力される被写体迄の距
離値と、視距離設定回路２２を使ってユーザが設定した
視距離とから、適切な変倍率を算出し、変倍率安定化回
路２４は、変倍率算出回路２０により算出された変倍率
を安定化、又はスムージングして、ズーム制御回路２６
に印加する。ズーム制御回路２６は、変倍率安定化回路
２４の出力で指定される変倍率になるようにズーミング
・レンズ１０ａのズーム駆動回路（図示せず。）を制御
する。

【００１８】このようにして、本実施例では、視距離設
定回路２２により設定された視距離に相当する変倍率、
即ちズーム値にズーミング・レンズが制御される。容易
に理解できるように、このズーム制御は、被写体が停止
していなく動作するので、被写体、例えば人物が移動し
ても、それに追随して、常時、所定の視距離に相当する
大きさで当該被写体が撮影されることになる。

【００１９】なお、被写体が横に移動して撮影画面から
外れるような場合、被写体の横移動に追尾して、常時、
指定の被写体が画面中央に位置するようにカメラの向き
を変更する制御システムが知られており、この制御シス
テムと本実施例を併用することにより、被写体の前後左
右のどちらの移動に対しても、指定の被写体を画面の指
定箇所、通常は、ほぼ中央に配置して、指定の視距離に
相当する大きさで撮影できるようになる。例えば、監視
カメラ又はスタジオ・カメラとしての用途が考えられ
る。視距離設定回路２２で設定する視距離の制御は、い
わば従来のカメラでのズーム制御に相当しており、視距
離を変更することで、被写体の画面内での表示倍率を自
在に調整できる。

【００２０】上記実施例は、例えば、カメラとモニタが
離れて設置されており、モニタ画面を見ている人物が、
カメラを遠隔操作しにくい状況などで、迅速又は簡易な
カメラ操作を実現したい場合に、非常に有効である。図
２は、ビデオ会議システムに適用した場合の概略構成ブ
ロック図を示す。地点Ａに端末３０Ａ、地点Ｂに端末３
０Ｂが置かれ、両端末３０Ａ，３０Ｂは、通信回線３２
を介して接続している。端末３０Ａ，３０Ｂは、動画入
力のカメラ３４Ａ，３４Ｂ及びモニタ３６Ａ，３６Ｂを
具備し、モニタ３６Ａには、自端末３０Ａのカメラ３４
Ａの映像と相手端末３０Ｂのカメラ３４Ｂの映像が一緒
に表示され、モニタ３６Ｂも、自端末３０Ｂのカメラ３
４Ｂの映像と相手端末３０Ａのカメラ３４Ａの映像が一
緒に表示される。カメラ３４Ａ，３４Ｂは図１に示す構
成からなる。但し、視距離設定回路２２は、設定すべき
視距離の情報を通信回線を介して相手端末から受信す
る。

【００２１】距離計測回路１８は例えば、図３に示すよ
うに、合焦制御のための焦点距離情報を変倍制御のため
の距離情報に変換する変換テーブル４０からなる。変換
テーブル４０は、ＲＯＭなどで構成される。焦点距離情
報がもともと適切な値の範囲を満足することが分かって
いる場合には、この変換テーブル４０は、省略可能であ
る。

【００２２】変倍率算出回路２０は例えば、図４に示す
ように、視距離設定回路２２からの視距離データ及び距
離計測回路１８からの距離データから、設定された視距
離における被写体の大きさと実際のカメラから得られた
画像中の被写体の大きさが見かけ上、ほぼ同じ大きさに
なるような変倍率を算定する変換テーブル４２からな
る。画像中の被写体の大きさは、所望の視距離をｄ、そ
の際の大きさをａ、撮像時の視距離をＤ、その際の大き
さをＬとした場合、ａ＝Ｌ×Ｄ／ｄとなる関係がある。よって、求めるべき変倍率は、Ｄ／
ｄ、即ち、（距離計測回路１８から出力されるデータ）
／（視距離設定回路２２から出力される視距離データ）
であり、変換テーブル４２は、この除算結果を出力す
る。なお、距離計測回路１８から出力されるデータは、
バイアスによるオフセット及び非線形特性を具備する場
合がある。これらの場合には、これらの補正を組み込ん
だ変換テーブルとすることは明らかである。

【００２３】このように、設定した視距離及び被写体ま
での距離に応じて被写体の撮影倍率を変更すると、被写
体は、モニタ画面上では、カメラからの距離にかかわら
ず一定の距離から撮像したのと同じ大きさになる。これ
により、以下の利点がある。第１に、被写体が一定の距
離から撮像したごとく見えることから、近すぎたり遠す
ぎたりした場合に発生する心理的な負担がなくなる。第
２に、被写体自体の画面内での大きさを一定にした場合
と異なり、被写体の相対的な大きさが保存されるので、
大きな人物を小さいと誤解したり、小さな人物を大きい
誤解したりする心配がない。

【００２４】しかし、常時、ズーム倍率を変動させる
と、被写体が接近したり遠のいたりする動作の情報の一
部が失われたり、画像が不安定になったりする。変倍率
安定化回路２４は、この変動を安定化するために設けら
れている。

【００２５】図５は、変倍率安定化回路２４の具体的な
構成を示す。変倍率安定化回路２６は、ＲＡＭ等で構成
される変換テーブル４４からなり、変倍率算出回路２０
からの変倍率値（ズーム・パラメータ）を、安定化して
ズーム制御回路２６に印加する。

【００２６】図６は、ズーム制御回路２６の動作の流れ
を示す。ズーム・コマンドとそのパラメータをズーミン
グ・レンズ１０ａのズーム駆動回路（図示せず。）に送
出し（Ｓ１，Ｓ２）、制御結果を示す状態値を返り値と
して獲得する（Ｓ３）。ズーミング・レンズ１０ａの図
示しないズーム駆動回路は、ズーム制御回路２６からの
コマンド及びそのパラメータに従って、ズーミング・レ
ンズ１０ａを駆動し、その駆動結果をズーム制御回路２
６に返信する。

【００２７】図７及び図８を参照して、ズーム・パラメ
ータの内容を説明する。図７は、変倍率算出回路２０
（変換テーブル４２）の特性を示す。５０は、所望する
視距離を８０ｃｍと設定した場合に対する入出力特性、
５２は、所望する視距離を２００ｃｍと設定した場合に
対する入出力特性である。

【００２８】図８は、変倍率安定化回路２４（変換テー
ブル２６）の入出力特性を示す。図８に実線で示す入出
力特性は、初期起動時又はユーザにより指定された時点
で変倍率算出回路２０から得られる変倍率データを元に
決定される。図８の（ｂ）は、初期起動時又はユーザに
より指定された時点の入力ズーム・パラメータに相当
し、出力ズーム・パラメータはこの入力値に等しく設定
される。従って、安定化後のズーム値は、その時点で
の、距離計測値に対応するズーム値に等しくなる。図８
で（ａ）から（ｃ）で示される範囲では、出力ズーム・
パラメータは指定時点の値に等しい一定値にされる。

【００２９】図８に示す（ａ）および（ｃ）は、画像の
大きさが大きすぎたり、小さすぎたりしてユーザに心理
的な圧迫を与える限界値であり、以下にその設定方法を
説明する。先に説明したように、心理学分野での知見に
より、親密距離：０〜４５ｃｍ、個体距離：４５〜１２
０ｃｍ、社会距離：１２０〜３６０ｃｍ、及び公衆距
離：３６０〜７５０ｃｍとされている。社会距離は、通
常の仕事上の付き合いに適した距離であり、個体距離
は、より親しい間柄での容易なコミュニケーションが可
能な距離である。

【００３０】本実施例では、個体距離モードと社会距離
モードの２つのモードを設けた。画像中の被写体の大き
さの下限（ａ）および上限（ｃ）は、被写体の大きさが
その時点のモードでの最近距離（例えば、個体距離での
４５ｃｍ）と最遠距離（例えば、個体距離での１２０ｃ
ｍ）に相当する大きさになる点として定まる。最近点よ
り小さなズーム・パラメータや最遠点より大きなズーム
・パラメータとなった場合には、（ａ）点もしくは
（ｃ）点と原点を結ぶ直線で変換特性を規定する。これ
は、被写体の見かけ上の大きさが最近点以上大きくなら
ず、最遠点以上小さくならないことを保証する。

【００３１】逆に、これらの限界内でズーム・パラメー
タを一定値とすることで、画像中の被写体の大きさは被
写体の接近を忠実に反映したものとなる。変倍率算出回
路２０及び変倍率安定化回路２４の変換テーブルは上述
のモードによって異なるものとなり、通常は、用いられ
る局面において会議の性質などから不図示のユーザ対話
手段を用いて選択することができる。

【００３２】また、会議中に前記ユーザ対話手段を用い
てモードを切り替えることも可能であり、これにより、
もっと詳しく見たいなどの見る側の興味を積極的に満た
すことが可能となる。

【００３３】上記実施例では、光学的に変倍したが、光
学的変倍に代えて又はこれと併用する電子ズームを使用
してもよい。電子ズーム自体は、比較的単純なディジタ
ル信号処理であり、画像処理の基本書、たとえば「コン
ピュータ画像処理入門」総研出版、田村秀行編に詳細に
説明されている。

【００３４】上記実施例では、被写体距離を計測するの
に、オート・フォーカス機構で得られる焦点距離情報を
利用したが、商品化されているビデオ・カメラにはこの
ような情報を出力しないものがある。この場合、レンズ
の移動量又は回転量などを計測する手段により距離計測
手段を代替することができる。

【００３５】また、上記実施例では、変倍率算出回路２
０と変倍率安定化回路２４で別々の変換テーブルを使用
しているが、これら二つの変換テーブルの代わりに両者
の変換を一括処理する変換テーブルを設けてもよいこと
は明らかである。これにより、一つの変換テーブルのみ
で同様の効果を得ることができる。

【００３６】

【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、被写体の大きさが近く見えすぎた
り遠く見え過ぎたりすることに起因するユーザへの不要
な心理的圧迫を取り除く事が可能となった。

【００３７】また同時に、映像中の被写体の相対的な大
きさを保存するように画像の変倍率を制御することが可
能となり、実際の大きさを推定することが可能となっ
た。

【００３８】変倍率の変化を安定化することにより、変
倍率が常時変動して画像が不安定になったり、被写体の
相対的な移動（接近など）が分かりずらくなるという事
態が生じなくなる。

【００３９】再現すべき撮像距離を１２０〜３６０ｃｍ
とすることで、通常の仕事上のミーティングなどにおい
て快適な対話が可能となる。再現すべき撮像距離を４５
〜１２０ｃｍとすることで、親しい間柄の対話を快適に
進めることが可能となる。更には、再現すべき撮像距離
を４５〜１２０ｃｍと１２０〜３６０ｃｍの間で切り替
え可能とすることにより、もっと詳しく見たいなどの見
る側の興味を積極的に満たすことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の一実施例の概略構成ブロック図を示
す。構成要件を示す図である。

【図２】ビデオ会議システムの概略構成ブロック図で
ある。

【図３】距離計測回路１８の概略構成図である。

【図４】変倍率算出回路２０の概略構成図である。

【図５】変倍率安定化回路２４の概略構成図である。

【図６】ズーム制御回路２６の動作の流れ図である。

【図７】変換テーブル４２の特性図である。

【図８】変換テーブル４４の特性図である。

【符号の説明】

１０：撮影レンズ１０ａ：ズーミング・レンズ１０ｂ：フォーカシング・レンズ１２：撮像素子１４：カメラ・プロセス回路１６：合焦制御回路１８：距離計測回路２０：変倍率算出回路２２：視距離設定回路２４：変倍率安定化回路２６：ズーム制御回路３０Ａ，３０Ｂ：端末３２：通信回線３４Ａ，３４Ｂ：カメラ３６Ａ，３６Ｂ：モニタ４０：変換テーブル４２：変換テーブル４４：変換テーブル５０，５２：変換テーブル４２の入出力特性

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビデオカメラから撮像した画像を通信し
て遠隔地で映像を再生するビデオ会議システムであっ
て、ビデオカメラから被写体までの距離を計測する距離計測
手段と、再現すべき撮像距離を設定する距離設定手段と、撮像される画像の大きさを、設定された撮像距離におけ
る大きさに制御する制御手段とを具備することを特徴と
するビデオ会議システム。
【請求項２】前記制御手段は、前記ビデオカメラのズ
ームを制御する請求項１に記載のビデオ会議システム。
【請求項３】前記制御手段は、前記ビデオカメラの撮
影画像を画像処理により変倍する請求項１に記載のビデ
オ会議システム。
【請求項４】前記距離計測手段は、前記ビデオカメラ
のオートフォーカス機構に含まれる請求項１乃至３のい
ずれか１項に記載のビデオ会議システム。
【請求項５】前記再現すべき撮像距離が１２０〜３６
０ｃｍである請求項１乃至４のいずれか１項に記載のビ
デオ会議システム。
【請求項６】前記再現すべき撮像距離が４５〜１２０
ｃｍである請求項１乃至４のいずれか１項に記載のビデ
オ会議システム。
【請求項７】前記再現すべき撮像距離が４５〜１２０
ｃｍと１２０〜３６０ｃｍの一方に切り替え自在である
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のビデオ会議シス
テム。
【請求項８】前記制御手段が、変倍率の初期値及び記
録の何れかに応じて変倍率の変化を安定化する安定化手
段を具備する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のビ
デオ会議システム。
【請求項９】光学像を電気信号に変換する撮像手段
と、撮影画像を変倍する変倍手段と、当該撮像手段から
被写体までの被写体距離を計測する距離計測手段と、当
該被写体距離に応じて当該変倍手段を制御する変倍制御
手段とからなることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】更に、前記変倍制御手段の制御基準と
なる被写体距離を設定する距離設定手段を具備する請求
項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】前記変倍制御手段が、前記距離計測手
段から出力される距離値及び前記距離設定手段で設定さ
れる距離値に応じて、変倍率を決定する変倍率決定手段
と、当該変倍率決定手段で決定された変倍率を安定化す
る安定化手段と、当該安定化手段の出力により前記変倍
手段を制御する制御手段とからなる請求項１０に記載の
撮像装置。
【請求項１２】前記変倍制御手段が、所定範囲で変倍
率を実質的に固定し、当該所定範囲を外側で前記被写体
距離に応じて変倍率を変更制御する請求項９乃至１１の
何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】前記変倍手段が光学変倍手段である請
求項９乃至１２の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】前記変倍手段が電子変倍手段である請
求項９乃至１２の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】前記変倍手段が光学変倍手段及び電子
変倍手段からなる請求項９乃至１２の何れか１項に記載
の撮像装置。
【請求項１６】前記距離計測手段が、オートフォーカ
ス機構で検出される合焦検出信号を利用する請求項９乃
至１５の何れか１項に記載の撮像装置。