JPH1175172A - 送信画像を生成する方法及び端末 - Google Patents

送信画像を生成する方法及び端末

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JPH1175172A
JPH1175172A JP10165151A JP16515198A JPH1175172A JP H1175172 A JPH1175172 A JP H1175172A JP 10165151 A JP10165151 A JP 10165151A JP 16515198 A JP16515198 A JP 16515198A JP H1175172 A JPH1175172 A JP H1175172A
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JP10165151A
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Arto Leppisaari
レピサアリ アルト
Tom Leskinen
レスキネン トム
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Nokia Oyj
Original Assignee
Nokia Mobile Phones Ltd
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N7/141—Systems for two-way working between two video terminals, e.g. videophone
    • H04N7/142—Constructional details of the terminal equipment, e.g. arrangements of the camera and the display
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • H04N23/61—Control of cameras or camera modules based on recognised objects
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  • Studio Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 端末(10)、特に、端末(10)のユーザーにおい
て無線通信を利用した画像電話に配置したカメラ(11)を
合焦することができる装置及び方法の実現。 【解決手段】 パターン認識(61)によって、カメラ(11)
の合焦を実現し、本発明の端末(10)が、端末によって録
画された画像領域の端末のユーザーの上体(18)の像を検
索する。画像が定置されると、画像メモリー(64)中にカ
メラ(11)が格納したセクションのサブセクション(62)が
選択される。特に、このサブセクションには必須のもの
として端末のユーザーの上体が含まれる。あるいは、例
えば、ユーザーのところで電気モーターによりカメラ(1
1)を合焦したり、あるいは、例えば、端末(10)のディス
プレイまで送信された指示文字の助けによって必要な方
向へ端末(10)を向けるようにユーザー自身が要求され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、端末において画像
を生成し送信するための方法と端末に関する。その端末
においては、端末のユーザーの写真を録画し、更なる送
信を意図して、録画した画像領域から画像を生成し、更
に受信者へ送信する。本発明は特に、無線通信を利用す
る携帯用画像電話（portable image phone）のユーザー
の姿に対するビデオカメラあるいは静止画カメラの合焦
に関する。
【０００２】
【従来の技術】無線通信の次の大きなステップは恐らく
動くビデオ画像の転送となるであろう。しかしながら、
無線遠距離通信ネットワークの不十分な送信能力とビデ
オ画像符号化技術の未発達な状態のために、現在のテク
ノロジーでは未だこれらの種類のポータブル端末を利用
することはできない。ビデオ画像の処理能力をもつ端末
に課せられる要件を検討すると、ある新しい問題点が明
らかになる。問題となる状況が生じるのは、ユーザーが
片手に装置を持ちながらユーザーの顔を正面から撮影す
る携帯用テレビ電話（portable videophone ）を利用す
るときである。この場合、問題となるのは、画像電話の
内部に配置されたカメラの録画対象、典型的には、ユー
ザーの顔に対する合焦である。ユーザーが画像電話を片
手に持っているとき、片手と頭のブレのために、対象を
録画することが非常に困難になりがちである。カメラの
ブレによって生じる画像の変化が提示するもう一つの問
題点は、カメラが動いているときビデオコーデックに関
する限りその画像全体が変化するため、無線通信で利用
できる相対的に低い通信速度では、効果的な画像符号化
技術を利用しても満足のいく画質を維持することができ
ないということである。
【０００３】上記のこの問題に関して幾つかの解決策が
探し求められてきた。その解決策の一つとして、携帯用
テレビ電話のディスプレー上にローカルカメラによって
撮影した画像を表示するという解決策がある。しかしな
がら、この解決策はポータブル端末に関して実用上の適
合には不十分である。表示画面のサイズが制限されるこ
とに加えて、端末が必要とする処理電力という点からみ
て自分のディスプレイ上に送信画像を表示することは得
策ではない。なぜなら、この余分な画像のために受信画
像の表示に利用できる表示エリアが制限され、また、端
末の電力消費量が増加するからである。作動時間が減少
するので、典型的にはバッテリー作動端末に関してはこ
の解決策は極めて不便である。
【０００４】加えて、従来技術として公知の、テレビ会
議用固定機器に関連する実用的な解決策を示すが、これ
は、録画対象に取り付けた送信機を利用してカメラを合
焦する方法で、典型的にはサイズの大きなビデオモニタ
ー又は映写モニターの上部に取り付けたビデオカメラが
この送信機を追跡するものである。この解決策によっ
て、例えば、テレビ会議用機器を用いて実現できる遠隔
教育において、クラスの正面で移動する先生を自動的に
モニターすることが可能になる。この機器としては、"
カメラマン" という登録名の製品を出している米国の会
社、Parker Vision 社が少なくとも製品を供給してい
る。この機器の実現については、例えば、米国特許公報
No.5,179,421により詳しい記載がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】カメラで録画した画像
領域の必要なセクション選択による送信画像や、カメラ
の合焦による送信画像で端末のユーザーの姿を見ること
が確実に可能になる送信画像を生成する方法及び端末が
発明されている。本発明は、カメラが適切に合焦してい
ない場合でも、あるいは、端末とユーザーとの間の位置
が変化する場合、例えば、ユーザーの手がぶれてる場合
でも、正確に整列した画像の送信能力を高めるものであ
る。次に提示する実施例によって、公知の従来技術に伴
う幾つかの問題点を解消できることに容易に気づくであ
ろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の方法では、送信
画像を生成するために端末で端末のユーザーの姿を録画
若しくは撮影する。録画若しくは撮影した画像領域から
更に送信用画像を生成する。本発明ではパターン認識が
利用される。端末のメモリーに予め格納した像と録画さ
れた画像領域の内容とを比較することによって、録画さ
れた画像領域においてユーザーの像を特定する。あるい
は、例えば、サーモグラフによってその像を特定するこ
とも可能である。その像（例えば、ユーザーの頭部と両
肩からなる像、全身像、あるいは特定する必要がある何
らかの別の像）を確認後、録画した画像領域におけるそ
の像の位置を決定する。画像領域におけるその像の位置
がわかると、例えば、ユーザーの顔に対する画像の合焦
を幾つかの方法で実現することができる。
【０００７】本発明の端末に関連して、広角レンズを備
えたビデオ又は静止画カメラを使用すると、カメラで録
画した広い扇形形状におけるユーザーの頭部と両肩の位
置をパターン認識によって決定することが可能である。
この情報に基づき、ディジタル信号処理により録画した
画像領域、例えば、頭部と両肩だけをカバーする画像領
域から必要なセクションを選択することができる。必要
な場合には、この画像領域を調節し、例えば、画像領域
に表示されたユーザーの顔のみあるいはユーザーの全身
像を表示することもできる。本発明に従って端末ユーザ
ーがこの画像領域を調節することもできる。あるいは、
その代わりに、遠距離通信接続に共通に含まれる別個の
データ・チャンネルを通じて反対端のユーザーが遠隔操
作によりこの画像領域を調節することもできる。端末ユ
ーザーの代わりに、他のもの、例えば、カメラで追跡し
たい別のタイプの対象像をパターン認識により特定する
こともまた可能である。従って、本発明を、例えば遠隔
操作に適用することも可能である。そして、画像中で、
例えば、車や人間の像を検索し、その画像を合焦し、そ
の車や人間にもっと近い画像を端末から送信することも
可能である。
【０００８】広角レンズを利用できない場合には、例え
ば小型電気モーターによって機械的にカメラを向けるこ
とにより、パターン認識によって決定したある対象上に
端末のカメラを合焦することが可能である。ポータブル
端末のサイズが極めて小型である場合には、電気モータ
ーを使用することは必ずしも最善の解決策ではない。そ
の場合には、端末のユーザーにカメラの合焦を委ね、ユ
ーザーが端末を正しい方角に向けるように、例えば、端
末に取り付けた４つの矢印状の LEDのような信号照示の
助けを用いてガイドすることもできる。あるいは、端末
のディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ) 上に書か
れた文字によってユーザーをガイドすることもできる。
【０００９】本発明は、請求項１及び４の特徴部分に提
示されている事項を特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の端末についてのあ
る実施例を例として用いながら、本発明を詳細に論じ
る。この実施例では、広角カメラによって録画した画像
領域から送信画像を選択し、あるいはポータブル端末の
カメラを端末ユーザーの顔と上体上に合焦する。これら
の典型的な実施例ではパターン認識が合焦のために利用
される。
【００１１】図１は、本発明の端末、この場合携帯用移
動局10に取り付けたカメラ11によって端末のユーザー５
の写真を撮影した場合を例示する。本発明のこの実施例
では、カメラ11によって録画された広い画像領域（参照
符号α）から画像領域（参照符号β）が選択される。こ
の画像領域βにはユーザー(5）の頭部及び両肩の上部が
含まれる。端末10がユーザー５に対して一致していない
場合でも、使用するカメラ11が広角レンズ（図示せず）
を備えているのでユーザー５はカメラの画像領域にぴっ
たり収まる。図２で、広い画像領域17は、点線12A 、12
B 、14A 及び14B によって例示されている。本発明の方
法を利用してカメラ11で録画した合焦された画像領域16
が広い画像領域17から選択されなかった場合、ユーザー
５の非常に小さな上体の画像19が広い画像領域17の下
部、左側に示される。
【００１２】本発明の端末10はパターン認識手段（図７
の参照番号61）を備えるが、この手段は、公知の方法で
カメラ11で録画した広い画像領域17に示す所定の形状
（図２で灰色でマークした）を持つ像18を検索するよう
に配設される。ユーザー５の頭部及び上体と十分に一致
する広い画像領域17のこのエリアの位置が定まると、端
末がユーザー５の顔に対するカメラ11の合焦をより適切
に調節する。この特定の実施例では、カメラ11が録画し
た広い画像領域17全体を格納できるだけの十分に大きな
メモリー空間64（図７）を本発明の端末10が備えていれ
ば、これを実現できる。この後、広い画像領域17のセク
ションの必要なサブセクション62（図２の画像領域16に
相当する）が、メモリー空間64中に決定されるが、この
広い画像領域17のセクションに、所定の像18と一致する
画像中のエリアの位置がコントローラ63が制御するパタ
ーン認識手段61によって定められる。送信ビデオ信号を
生成する画像領域17のこの新しいセクション16を点線13
A と13B 、15A と15B によって図２に示す。コントロー
ラ63によって制御されて、送信ビデオ信号がビデオコン
バータ65によって生成される。ビデオコンバータ65は、
コントローラ63から受け取った指示に基づき、必要なサ
ブセクション62に含まれるビデオ・データをメモリー空
間64から検索し、送信機66に適した形式（例えば、当業
者に周知のH.261 やH.263 規格あるいはMPEG4 に準拠す
るディジタル形式）へこのデータを変換し、更にそれを
送信機66へ送信する。本発明による端末のこの実施例
は、携帯用移動局10である。従って送信機66は、当業者
に周知の、移動通信ネットワークを介して受信端末（図
示せず）まで符号化されたビデオ信号を送信するための
移動局の送信分岐の部分を含む。この受信端末は携帯用
移動局10に対応するタイプの端末であればよいが、例え
ば、有線電話ネットワークと接続したテレビ会議用機器
のような端末であってもよい。
【００１３】図３は、本発明の端末25のもう一つの実施
例におけるパターン認識に基づくカメラの合焦を例示す
る。図８はこの実施例の機能ブロック図を例示する。図
１に例示した実施例と同じ機能を持つこれらの機能ブロ
ック図は、同じ参照番号によって示されている。主な相
違は、コントローラ63によって制御される、カメラを合
焦するために必要なカメラ合焦ブロック68である。この
実施例では、本発明の端末25は標準的レンズをもつカメ
ラ26を備えており、このカメラによって録画された画像
領域20は受信端末へ全体として送信される。この点で、
この解決策は、図１、２及び７に関連して呈示した実施
例よりも、簡単で、安価に実現できる。この実施例で
は、パターン認識は同じ原理に従って実現される（図８
のブロック61）。端末25は、所定の像22、例えば、端末
のユーザー５の像21に対応する画像中のエリアの位置を
画像領域20中に検索する。そのエリアが定置されると、
端末はその定置されたエリアと画像領域20の中心との差
を決定する。図３に例示した例に見られるように、ユー
ザー５の像21が、画像の下、左側に位置する場合には、
必要な方向へ、すなわち、この典型的ケースでは矢印27
の方向を意味する画像領域20の中心にユーザー５の像21
が定置するように、端末25が端末に取り付けたカメラ26
を調節する。これを達成するために、例えば当業者に周
知の、カメラ26の合焦を調節するサーボのような小型電
気モーターと制御手段（図８の参照番号68）を端末25に
装備する。端末25の制御装置63が制御するサーボは、矢
印28の方向へカメラ26を向け、ユーザー５の像21は中心
へより近づく。垂直及び水平方向へのカメラ26の合焦を
同じ原理に従って実現する。垂直及び水平の両方向へカ
メラが合焦したとき、ユーザー５の像21が画像領域の中
心に定置し、その画像は受信者から見て限りなく見易く
なる。
【００１４】図４は、本発明の端末のもう一つの典型的
な実施例を例示する。図３に例示した実施例とは反対
に、この実施例では端末30に対して固定したカメラ32が
配備されている。従って、図３に関連して示したように
自動的にカメラを合焦することはできないが、その代わ
りに、この構造的解決策は、図１及び２に例示した実施
例のような適用例には適している。図４に例示した端末
30に関して言えば、端末のユーザー５はカメラの合焦を
助ける。このため、システムの操作が完全には自動化さ
れないことになるが、この構造に相応して、図４に例示
した実施例30の構造は非常にコンパクトになり経済的に
実現することができる。それゆえ、この実施例は、小型
の携帯用テレビ電話などのような、移動通信ネットワー
クを介して作動する、ビデオ画像送信に適した携帯移動
局用として特に最適である。例えば、上記のパターン認
識方法は、カメラを合焦するために利用される。図３に
関連して呈示したカメラ指向手段（camera directing m
eans）を利用することはできないので、カメラの不正確
な位置情報は端末30のユーザーへ送信され、端末30のユ
ーザーが自分の手で装置を向けて自分自身で正しい方向
へ端末30を合焦する。カメラをどちらの方向へ向けるべ
きかの指示は、例えば、端末30のディスプレイ31の端に
付けた、図４に例示した矢印形のLED 33A 、33B 、33C
及び33D のような指示器によって送信される。あるい
は、参照番号34で示すように端末30のディスプレイ、例
えば、液晶ディスプレイ上に指示器を配置することも可
能である。本発明の最小でもっとも簡単な端末におい
て、カメラが正しい位置にあるかないかを示す単一の指
示器によって上述の指示器を置き換えることもできる。
コントローラ63は、パターン認識ブロック61から受けた
結果に基づき、LED 33A 、33B、33C 及び33D あるいは
液晶ディスプレイ67を制御する手段として役立つ。図９
は、端末30の構造を機能ブロック図によって例示するも
のである。
【００１５】図１、２、３及び４を参照しながら本発明
の送信画像を生成する方法を呈示する。この方法は、メ
モリー64に格納された画像のパターン認識に基づくもの
である。パターン認識を実現するもう一つの方法は、例
えば、サーモグラフを利用するものである。この場合、
図１、２及び３に関連して呈示した本発明の実施例と図
４に関連して呈示した例に示すような端末のユーザーが
補助する実施例の双方で自動的にカメラを合焦すること
が可能である。
【００１６】図５は、本発明の端末40を例示するもの
で、カメラ41はサーモグラフ43を利用して合焦される。
端末40にスイッチが入ると、ビデオカメラ41とサーモグ
ラフ43の双方が起動する。当業者には周知の、端末40に
装備した温度検知用論理回路が、端末が正常に動作する
状態のほとんどでユーザーの顔によって定置されるサー
モグラフの画像領域の最も暖かいセクションを検索す
る。これは、点線44A と44B によって例示されている。
最も進んだシステムでは、サーモグラフ43の画像領域
で、顔の形の等温断面部を確認することが可能である。
この配置は、画像の背景に置かれた個々の熱源によって
生じる干渉を妨げ、動作環境の温度が顔の温度に近いと
いう条件で作動するシステムを提供する。検索されたエ
リアが定置されると、ビデオカメラ41によって録画され
た画像領域42A と42B が、必要とされる許容誤差まで顔
のまわりのエリアに合焦される。サーモグラフ43が顔の
場所を確実に定置しない場合には、ビデオカメラ41が中
心位置に調節され基本操作を保証する。端末40が、図
１、２あるいは３に例示したカメラ合焦方法を備えてい
ない場合には、図４に関連して呈示した指示用文字 33A
〜33D あるいは34の助けによってユーザーをガイドし、
端末を向けると同時に固定カメラを向けることができ
る。従って、上記の図１、２、３及び４に呈示した実施
例に関連してサーモグラフを利用することができる。
【００１７】ポータブル端末10、25、30及び40に関連し
て本発明の用途を以上説明した。これらの端末に対して
本発明は特に適している。なぜなら、端末のユーザーの
顔や上体に向けてカメラを一直線に配置することによっ
て、手や頭部のブレによって生じる送信画像の干渉を本
質的に軽減することができるからである。画像の合焦が
より良い状態のまま変わらないので、画像コーデックの
点からみて、画像中に生じる変化の数が著しく減少する
という事実によって、画質もまた改善する。画質の改善
を行う代わりに、本発明の送信画像を生成する方法によ
って、低い送信速度で良い画質の画像を送信することも
可能である。しかしながら、オフィスや家庭で使用する
ために設計された固定端末に対する本発明の適用を妨げ
るものは何もない。図６は、カメラ52を備えたいわゆる
マルチメディアモニター51を持つコンピューター・ハー
ドウェアをベースにした端末50を例示する。本発明の図
１、２、３、４及び５に関連して以上呈示した全ての方
法は、カメラ52の画像を処理するため、あるいはカメラ
52を合焦するために使用することができる。
【００１８】本発明の実現と実施例を以上例を挙げて呈
示してきた。上記呈示した実施例の細部に本発明が限定
されるものではなく、本発明の特徴から逸脱することな
く別の形態で本発明を実現することができることは、当
業者には明らかである。以上呈示した実施例は、あくま
で例証的なものとして考えるべきものであって、限定的
なものと考えるべきではない。従って、本発明を実現
し、利用する可能性は、ただ、本願の請求項によっての
み限定されるものである。その結果、同等の実現例を含
めて、請求項によって決定される本発明を実現する様々
なオプションも本発明の範囲に属することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の端末の実施例において、パターン認識
に基づく送信画像領域の選択を示す図である。
【図２】本発明の端末の実施例において、パターン認識
に基づく送信画像領域の選択を示す図である。
【図３】本発明の端末のもう一つの実施例において、像
確認に基づくカメラの合焦を示す図である。
【図４】本発明の端末の一つの実施例を示す図である。
【図５】本発明の利用端末のもう一つの実施例を示す図
である。
【図６】本発明の端末の第３の実施例を示す図である。
【図７】本発明の端末の実施例の構造部分をブロック線
図の形で示す図である。
【図８】本発明の端末のもう一つの実施例の構造部分を
ブロック線図の形で示す図である。
【図９】本発明の端末の第３の実施例の構造部分をブロ
ック線図の形で示す図である。
【符号の説明】 ５…ユーザー 10, 25, 30, 40, 50…端末 16…画像 17…画像領域 19, 21…像 33A, 33B, 33C, 33D, 34…調整データ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 端末（10、25、30、40、50) のユーザー
    (5) を表示する画像領域（17、20) が録画され、録画に
    応じて前記録画した画像領域（17、20) から、更に送信
    が意図される画像 (16、20) が生成される前記端末（1
    0、25、30、40、50) において送信画像を生成する方法
    であって、 前記録画した画像領域（17、20) の中で前記ユーザー
    (5) の像（19、21) を特定し、 前記特定したユーザー(5) の前記像（19、21) に基づき
    前記画像領域（17、20) の前記像（19、21) の位置を決
    定し、 前記決定した位置に基づき、前記送信すべき画像（16、
    20) に変換するために前記ユーザー(5) の前記像（19、
    21）を区画し、調整データ(33A、33B 、33C 、33D 、3
    4) を生成することを特徴とする送信画像を生成する方
    法。
  2. 【請求項２】 前記録画した画像領域（17、20) を画像
    メモリ(64)に格納し、 前記生成した調整データ(33A、33B 、33C 、33D 、34)
    に基づき、前記端末(10 、25、30、40、50) の前記ユー
    ザー(5) の前記画像（19、21) を含むセクション(62)を
    前記画像メモリ(64)から区画し、 前記送信すべき画像（16、20) を生成するためのビデオ
    コンバータ(65)へ、前記セクション(62)中に含まれる、
    前記区画された画像メモリ(64)のデータを転送すること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 カメラの向きを制御するための、及び正
    確な位置を指示するための指示用文字(33A、33B 、33C
    、33D 、34) によって、前記端末(10 、25、30、40、5
    0) の前記ユーザー(5) へ前記調整データ(33A、33B 、3
    3C 、33D 、34) を送信することを特徴とする請求項１
    に記載の方法。
  4. 【請求項４】 端末(10 、25、30、40、50) のユーザー
    (5) を表示する画像領域(17 、20) を録画するためのカ
    メラ(11 、26、32、41、50) と、 前記カメラ(11 、26、32、41、50) から受けた前記画像
    (17 、20) を符号化するための符号化手段（62、63、6
    4、65) と、 前記符号化した画像（17、20) を受信者へ送信するため
    の送信手段(66)とを備える端末（10、25、30、40、50)
    であって、 更に、前記端末（10、25、30、40、50）が、 前記端末（10、25、30、40、50) の前記ユーザー(5) の
    前記像（19、21) を特定するための、及び、前記録画し
    た画像領域（17、20) に前記位置を決定するためのパタ
    ーン認識手段（18、43、61、62、63、64) と、 前記決定した位置に基づき、前記送信すべき画像（16、
    20) に変換するために前記ユーザー(5) の前記像（19、
    21) を区画するための調整データ(33A、33B 、33C 、33
    D 、34) を生成するための調整データ生成手段（18、6
    1、62、63、64)とを備えることを特徴とする端末（10、
    25、30、40、50) 。
  5. 【請求項５】 前記録画した画像領域（17、20) に含ま
    れる前記画像データを格納するための前記画像メモリ(6
    4)と、 前記生成した調整データ(33A、33B 、33C 、 33D、34)
    に基づき、前記端末（10、25、30、40、50) の前記ユー
    ザー(5) の前記像（19、2)を含む前記画像メモリ(64)の
    前記セクション(62)を区画するための画像区画手段（1
    8、61、63) と、 前記送信すべき画像(16 、20) を生成するために、前記
    画像メモリ(64)の前記区画されたセクション(62)に含ま
    れる前記データを前記ビデオコンバータ(65)へ転送する
    ための手段(63)とを備えることを特徴とする請求項４に
    記載の端末（10、25、30、40、50) 。
  6. 【請求項６】 前記端末（10、25、30、40、50) を合焦
    するための前記調整データ(33A、33B 、33C 、33D 、3
    4) を前記端末（10、25、30、40、50) の前記ユーザー
    (5) へ送信するための手段(33A、33B 、33C 、33D 、3
    4) を備えることを特徴とする請求項４に記載の端末（1
    0、25、30、40、50) 。
  7. 【請求項７】 前記パターン認識手段（18、43、61、6
    2、63、64）がサーモグラフ(43)を備えることを特徴と
    する請求項４に記載の端末（10、25、30、40、50) 。
  8. 【請求項８】 前記調整データ(33A、33B 、33C 、33D
    、34) に基づき、前記端末(10 、25、30、40、50) の
    前記ユーザー(5) 側で前記カメラを合焦するためのカメ
    ラ合焦手段(68)を備えることを特徴とする請求項４に記
    載の端末（10、25、30、40、50) 。
  9. 【請求項９】 移動通信ネットワークで作動するように
    意図され、前記移動通信ネットワークを介して画像を送
    信するための移動局を備えることを特徴とする請求項４
    に記載の端末(10 、25、30、40、50) 。
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