(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
視角位置を調整するためのアナログ又はデジタルカメラに対する角度調整メカニズムを用いることによって、前記カメラに対する最適な前記視角位置を選択する方法であって、
前記カメラの第１の視角位置に対する第１の定量的スコアを決定するステップであって、予め選択された関心領域を参照領域として用いることによって、前記決定は、所定の定量的スコアルールに従って実行され、前記所定の定量的スコアルールは、前記関心領域の間のオーバーラップが広ければ広いほど、前記定量的スコアが低くなり、かつ、前記関心領域の間の距離が大きければ大きいほど、前記定量的スコアが高くなるように、前記第１の及び少なくとも１つの視角位置の関心領域の間のオーバーラップが存在するか否かを特定することを含む、ステップと、
前記第１の視角位置から少なくとも１つの第２の視角位置に向かって視角位置を調整するステップと、
少なくとも１つの第２の視角位置の各々に対して、前記所定の定量的スコアルールに従って、第２の定量的スコアを決定するステップと、
前記決定された定量的スコアに基づいて、前記最適な視角位置として、目標視角位置を決定するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
目標視角位置を決定するステップは、最も高い定量的スコアに関連する視角位置を目標視角位置として選択するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記定量的スコア閾値を超える計算された前記定量的スコアがなく、前記カメラ位置が好ましいものでなく、エンドユーザに対して位置を変えるべきことを示す命令が発せられる場合、定量的スコア閾値を定義するステップ、を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
【請求項５】
アナログ又はデジタルカメラに対する最適な視角位置を自動的に選択するシステムであって、
前記カメラの第１の視角位置に対する第１の定量的スコアを決定するプロセッサであって、予め選択された関心領域を参照領域として用いることによって、前記決定は、所定の定量的スコアルールに従って実行され、前記所定の定量的スコアルールは、前記関心領域の間のオーバーラップが広ければ広いほど、前記定量的スコアが低くなり、かつ、前記関心領域の間の距離が大きければ大きいほど、前記定量的スコアが高くなるように、前記第１の及び少なくとも１つの視角位置の関心領域の間のオーバーラップが存在するか否かを特定することを含む、プロセッサと、
前記第１の視角位置から少なくとも１つの第２の視角位置に向かって前記カメラの視角位置を調整する角度調整メカニズムと、
少なくとも１つの第２の視角位置の各々に対して、前記所定の定量的スコアルールに従って、第２の定量的スコアを決定し、前記決定された定量的スコアに基づいて、前記最適な視角位置として、目標視角位置を決定するためのプロセッサと、
を有するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカメラのための最適視角位置を選択するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータビジョン、又は、ビジュアルシーンアナリシスは、イメージ（例えばビデオシーケンス）から情報を抽出する科学的な分野である。この技術は多くの応用に適用されてきた。例えば、1つ以上のカメラを用いてキャプチャされたビデオデータを基にした、人間の行動のビジュアル的な認識、人間の活動の識別が挙げられる。ここにおいての課題は、他のコンピュータビジョンの応用と同様に、カメラの設置である。ビデオシーケンスは、カメラによる３Ｄ空間を２Ｄ画像平面への射影である。このため、キャプチャされたビデオ素材が、コンピュータビジョンのタスクに合致するよう、カメラのセットアップ（位置及び視角）が決定される。応用技術が最適に機能するためは、その応用に対してカメラが最適な形で設置されることが重要である。例えば、その応用としては、ビデオ会議が挙げられ、全てのスピーカが他の参加者に見えることが重要である。しかし、カメラの位置は、このような会議システムでは固定されていることが多い。このようなビデオ会議のためのコンピュータビジョンの応用に対する幾つかの解決策が存在する。特許文献１においては、その解決策としてパノラマビューを開示している。これに対して、特許文献２は、フィッシュアイレンズを基にした解決策を開示している。他のビデオ会議システムは、検出されたユーザの位置に基づいて、カメラの構成を設定する（特許文献３）。しかしながら、これらのアプローチは、関心対象が互いに隠れない場合に有効である。ただし、これらの多くのコンピュータビジョンの応用は、適切ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許公報２００７／００５８８７９号公報
【特許文献２】日本国特開２００８−０６１２６０号公報
【特許文献３】日本国特開２００５−３１１７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
往々にして、コンピュータビジョンは、基本的な課題に直面する。すなわち、最適なカメラ設定をどのように決定するかである。この課題は、専門家ではなく、エンドユーザ自身がカメラを設置する場合に顕著である。エンドユーザの観点からは、対象が相互に隠れないようにカメラの最適な設定を見つけることが、むしろ簡単であり、かつ率直な解決策である。１つの可能な解決策は、追加的なカメラを用いることである。しかしながら、このアプローチには、少なからぬ欠点も存在する。例えば、追加のカメラを設置するための追加のコストである。そして、追加の設定をするための追加の労力である。
【０００５】
本発明の目的は、なるべく少ないカメラにより可能な最良の設定を見つける改善された解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の側面に従って、本発明は、カメラに対する最適視角位置を選択する方法であって、
前記カメラの第１の視角位置に対する第１の定量的スコアを決定するステップであって、予め選択された関心領域を参照領域として用いることによって、前記決定は、所定の定量的スコアルールに従って実行される、ステップと、
前記第１の視角位置から少なくとも１つの第２の視角位置に向かって視角位置を調整するステップと、
少なくとも１つの第２の視角位置の各々に対して、前記所定の定量的スコアルールに従って、第２の定量的スコアを決定するステップと、
前記決定された定量的スコアに基づいて、目標視角位置を決定するステップと、
を有する方法を提供する。
【０００７】
本発明の側面は、各々が他の側面と結合することができる。このような側面、及び他の側面は、以下の実施例を参照することにより当業者は理解することができる。
【０００８】
実施例は、図面を参照して例示としてのみ記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に従った方法のフローを示す図である。
【図２】エンドユーザの傍らの壁に設置されたカメラを例示として示した図である。
【図３ａ】図２のカメラにおける二つの関心領域の異なる視角位置を示す図である。
【図３ｂ】図２のカメラにおける二つの関心領域の異なる視角位置を示す図である。
【図３ｃ】図２のカメラにおける二つの関心領域の異なる視角位置を示す図である。
【図３ｄ】図２のカメラにおける二つの関心領域の異なる視角位置を示す図である。
【図４】カメラに対する最適な視角位置の自動的な選択のための本発明に従ったシステムの実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
したがって、エンドユーザのためのガイダンスが提供される。これによって、エンドユーザは、ユーザフレンドリーに、自動的に、コンピュータビジョンシステムのカメラをセットアップすることができる。加えて、経済的な解決策が提供される。例えば、監視システムのようなコンピュータビジョンシステムの場合、より少ないカメラが望まれる。そして、各々のカメラは、視角位置を最適化することができる。
【００１１】
一つの実施例において、前記所定の定量的スコアルールは、前記関心領域の間のオーバーラップが広ければ広いほど、前記定量的スコアが低くなり、かつ、前記関心領域の間の距離が大きければ大きいほど、前記定量的スコアが高くなるように、前記第１の及び前記少なくとも１つの視角位置の関心領域の間のオーバーラップが存在するか否かを特定することを含む。したがって、大きなオーバーラップは、明らかに好ましくない視角位置である。そして、オーバーラップしていない関心領域の距離が長くなればなるほど、視角位置は、より好ましくなる。したがって、全ての視角位置においてオーバーラップが存在するような場合、オーバーラップが少なければ少ないほど、定量的スコアは高くなる。また、オーバーラップが存在しない幾つかの関心領域が存在する場合、その関心領域の距離が長ければ長いほど、定量的スコアは高くなる。一つの実施例において、目標視角位置を決定するステップは、最も高い定量的スコアに関連する視角位置を目標視角位置として選択するステップを含む。
【００１２】
一つの実施例において、本方法は、前記定量的スコア閾値を超える前記計算された定量的スコアがなく、前記カメラが好ましくない位置にあり、位置を変えるべきことを示す命令が発せられる場合、定量的スコア閾値を定義するステップ、を更に有する。このようにして、エンドユーザは、最適な視角位置が達成されないことを知らされる。
【００１３】
第２の側面において、本発明は、方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムに関連する。
【００１４】
第３の側面において、カメラに対する最適な視角位置を自動的に選択するシステムであって、
前記カメラの第１の視角位置に対する第１の定量的スコアを決定するプロセッサであって、予め選択された関心領域を参照領域として用いることによって、前記決定は、所定の定量的スコアルールに従って実行される、プロセッサと、
前記第１の視角位置から少なくとも１つの第２の視角位置に向かって視角位置を調整する角度調整メカニズムと、
少なくとも１つの第２の視角位置の各々に対して、前記所定の定量的スコアルールに従って、第２の定量的スコアを決定し、前記決定された定量的スコアに基づいて、目標視角位置を決定するためのプロセッサと、
を有するシステムが提供される。
【実施例】
【００１５】
図１は、最適なカメラの視角位置を選択する本発明に従った方法の実施例のフローチャートを示す。なお、カメラの例示としては、防犯カメラ、ウェブカメラ、その他、アナログ、又はデジタルの如何なるカメラでもよい。ステップ（Ｓ１）１０１において、カメラの第１の視角位置に対する第１の定量的スコアが決定され、予め選定された関心領域が参照領域として使用される。この決定ステップは、所定の定量的スコアルールに従って実行される。１つの実施例において、この定量的スコアルールは、第１の及び少なくとも第２の視角位置の関心領域の間のオーバーラップがあるか否かを判断することに基づいている。例として挙げれば、関心領域の１つとしては、ドアの枠、そして第２の関心領域としてはテーブルが挙げられる。最適な角度位置は、ドアフレームとテーブルとがオーバーラップしない場合である。したがって、これらの関心領域がオーバーラップしている場合、この定量的スコアは、これらがオーバーラップしていない場合よりも低くなることになる。この点は、図２を参照しながらより詳細に説明する。ステップ（Ｓ２）１０３において、第１の視角位置から少なくとも１つの第２の視角位置に向かう角度位置が調整される。ここで、各々の新たな角度位置に対して、所定の定量的スコアルールに従って前記定量的スコアが決定される（Ｓ３）１０５。カメラは、角度位置調整の１つ以上の角度の自由度の量に対する角度調整メカニズムに対する一体的な部分としてマウントされる。例示として、カメラが壁にマウントされている場合、角度調節メカニズムは、カメラの水平及び垂直の角度及び回転角度についても調節できる。このような調整は、エンドユーザによって調整され、あるいは、２回以上角度を調整するよう予めプログラムされたカメラ自身によって調整される。この場合、各角度位置に対して前記定量的スコアが測定される。
【００１６】
ステップ（Ｓ４）１０７において、目標視角位置が、測定された定量的スコアに基づいて決定される。一実施例において、目標視角位置を決定するステップは、目標視角位置として最も高い定量的スコアに関連する視角位置を選択するステップを含む。例えば、第１の角度位置のスコアが−１０であり、第２の角度位置のスコアが−１、そして第三の角度位置のスコアが＋５である場合、第３の角度位置が最も高いスコアであり、これが、目標視角位置として選択される。
【００１７】
ステップ（Ｓ５）１０９において、定量的スコア閾値が定義される。これは、この定量的スコア閾値を超える、測定された定量的スコアがない場合、命令が発せられる。この命令によって、カメラの位置が好ましくないこと、及び、位置を変えるべきであることが示される。例えば、マイナスのスコアは、オーバーラップがあること、そして、プラスのスコアは、オーバーラップがないことを示す。閾値定量的スコアとしては、スコアゼロを採用することができる。これは、関心領域にオーバーラップがないことを示す。（そして、関心領域の間の距離がないことを示す）。この命令は、光の信号の形式であってもよい。例えば、命令は赤い光の点滅又は音声コマンドであってもよい。カメラが、ＰＣコンピュータで動作している場合、コンピュータスクリーンにおいて、エンドユーザに対して、カメラの位置を変える必要があることを示してもよい。
【００１８】
図２は、カメラ２００が、エンドユーザ２０１の傍らの壁２０７に設置されている模式図を示している。多くのコンピュータビジョンシステムにおいて、関心領域は、定義されているか、検出される。例えば、キッチンセットにおけるビジュアルアクティビティ認識においては、関心領域は、冷蔵庫、ストーブ、シンク等である。関心領域をベースとしたコンピュータビジョンの応用において、カメラをセットアップすることは重要である。すなわち、全ての関心領域が明瞭に見えるようにし、かつ、これらの関心領域がオーバーラップしないよう（隠れないよう）にすることであり、明瞭に分離されることである。
【００１９】
この例において、エンドユーザ２０１にとって、２つの関心領域がある。すなわち、領域Ａ２０５及び領域Ｂ２０６である。なお、これらの領域は、最初は提示されている（indicated）。この関心領域を提示するための異なる方法が存在する。例えば、これらは、明示的にエンドユーザに対して（キャプチャされた画像平面、又はユーザスペースにおいて）提示することができる。上述のように、目標は、最適なカメラのセットアップを見つけることである。すなわち、関心領域２０５、２０６が互いに離れて、オーバーラップがない（あるいは少しはある）ようにすることである。図１において説明したように、目標のセットアップ（視角及び位置）は、最大のスコアに関連している。このスコアは、関心領域２０５、２０６の間にオーバーラップが存在する場合には、例えばマイナスになる。このような場合には、（マイナスのスコアの最大値に対応する）最小のオーバーラップが選択され得る。
【００２０】
エンドユーザが最初の位置にカメラを設置した後、カメラは、全ての視角（チルト／パン、ローテーション）をチェックする、そして前記定量的スコアに基づいて、繰り返しかつインクリメンタルにカメラの視角を調整し、かつ、各角度での計算されたスコアを記憶することによって、最適な視角を探す。カメラは、どのカメラ角度が十分良好であるかを決定する。例えば、２つの関心領域２０５、２０６との間のオーバーラップが無い場合、あるいは、オーバーラップが閾値を下回る（すなわち、小さいオーバーラップの）場合である。最適な視角が検出された場合、ストッププロセスが起動される。例えば、カメラが緑のライトを点滅させる。しかしながら、視角のいずれもが十分良好でない場合、（例えばスコアが、−５、−７、及び−９である場合）、カメラ又はコンピュータビジョンシステムは、エンドユーザ２０１に対して、カメラの位置を変えるガイダンス（例えばどの方向への移動か）を与える。これは、最適な視角（目標視角）が決定されるまで繰り返される。
【００２１】
図３ａないし図３ｄは、図２に示した２つの関心領域、領域Ａ２０５及び領域Ｂ２０６に対するカメラ２００の異なる視角位置を模式的に示している。図３ａに示すように領域Ａ２０５と領域Ｂ２０６との間にオーバーラップが存在する場合、スコアはネガティブスコア（あるいはポジティブの低い値）を与える。そして、その値はオーバーラップ領域と小さな重なりの領域との比の関数である。カメラビュー３００の外にある関心領域も、図３ｃに示すようにオーバーラップした領域として扱われる。図３ｂ及び図３ｄに示すように、関心領域ＡとＢとの間にオーバーラップ領域がない場合、スコアはポジティブであり、その値は、関心領域間の距離ｄの関数となる。このスコアは、距離ｄが大きいほど大きくなる。例えば、図３ｄのスコアが図３ｂのスコアより大きい場合、図３ｄのセットアップは、図３ｂのセットアップよりも好ましいことを示す。したがって、図３ｄに係る視角位置が、目標視角位置として最も高い定量的スコアを持つ。
【００２２】
視角位置のいずれもが好ましくない状況の場合、カメラ又はカメラに接続されたコンピュータシステムは、より良いビューを提供する可能なカメラ位置を示してもよい。図３ａの状況が、最も高いスコアであると仮定すると、関心領域のオーバーラップ領域は、カメラ位置を水平に左方向に動かすことによって解決されるであろう（カメラの位置から考えられたい）。上記の結果からすれば、初心者のユーザであっても、適切なカメラセットアップを見つけることは比較的容易である。
【００２３】
図４は、本発明に従ったシステム４００の実施例である。このシステムは、自動的に最適なカメラ２００の視角位置を自動的に選択し、プロセッサ（Ｐ）４０１、カメラの角度位置を調節するための角度調節メカニズム（ＡＤＭ）４０２、及びメモリ４０４を有する。
【００２４】
プロセッサ（ｐ）４０１は、カメラ２００に統合されるか、又は、コンピュータ４０３に含まれても良い。コンピュータ４０３は、エンドユーザ２０１により操作され、図１及び図２において説明したように、定量的スコアを計算する。あるいは、二つのプロセッサの一つがカメラ内に、もう一つが、コンピュータ内にあってもよい。角度調節メカニズム（ＡＤＭ）４０２は、様々な手段であり得る。たとえば、チルト、及び／又は、ローテーションによって、カメラの視角を調整することによって、カメラの視角を繰り返しかつインクリメンタルに、調節する手段を有する。一つの実施例において、各々の角度位置に対して、計算されたスコアがメモリ４０４に記憶され、格納される。他の実施例において、各々の時刻における最も大きいスコアが格納され、これにより、より大きなスコアが格納された場合、メモリ内の以前の最も大きいスコアと取り替えられ、そして、対応する角度位置が取り替えられる。このようにして、最も大きいスコア及び対応する視角位置が格納されることになる。メモリは、コンピュータ４０３内又は、カメラ２００内に含まれても良い。視角の調整は、エンドユーザによりマニュアルで実行されてもよい。あるいは、カメラは、事前にプログラムされ、視角「スキャン」を実行しても良い。この場合、例えば、１０個の異なる視角がスキャンされ、各々の視角に対して、プロセッサ（Ｐ）４０１により定量的スコアが計算され、メモリ４０４に格納される。各スコアは、スコアが計算された視角に対応している。図１及び図２において説明したように、目標視角位置は、その後決定される。
【００２５】
エンドユーザのホームコンピュータによってエンドユーザがカメラを操作することができるようにするための適切なソフトウエアプロダクトが提供されても良い。例えば、エンドユーザ２０１は、どの程度の視角がカメラ２００によってスキャンされるかを入力することによって、マニュアルでカメラ２００を操作できる。あるいは、どの監視カメラがスキャンされるかを入力することによって操作できる。コンピュータ４０３のモニタは、例えば、カメラ２００による異なるビューを表示し、そして、視角を表示することができる。これによって、エンドユーザ２０１は、どの視角が最適な視角になり得るかを推定することができる。その後、エンドユーザは、幾つかの視角を入力しても良い。そして、各々の視角に対するスコアをプロセッサに計算させても良い。
【００２６】
開示された実施例の特定の詳細は、説明のためのものであり、限定を目的とするものではない。したがって、本発明の明確な理解を提供するためのものである。なお、本発明は、本明細書に開示された詳細に対して正確には一致しない実施例が実施できることを当業者であれば理解できるであろう。更に、この意味において、簡潔性及び明確性のために、周知の装置、回路、方法の詳細な記述は、省略している。これによって、不必要な複雑性や混乱を防止している。
【００２７】
請求項に参照符号があっても、これらの参照符号は、明確性のためのものであり、請求項の技術的範囲を限定するためのものではない。
【図１】
0005457546.tif 000002
【図２】
0005457546.tif 000003
【図３ａ】
0005457546.tif 000004
【図３ｂ】
0005457546.tif 000005
【図３ｃ】
0005457546.tif 000006
【図３ｄ】
0005457546.tif 000007
【図４】
0005457546.tif 000008