(57)【要約】本発明は、パン・チルトカメラの光軸方向の調整に伴う画像の表示の違和感を無くし、視認性を向上させる撮像システム及び撮像制御方法を提供することを目的とする。被写体を撮像して被写体画像データを取得するカメラと、カメラをパン方向及びパン方向と直交するチルト方向に回転させるパンチルト手段と、表示画面の任意の位置の指定点をユーザが指定する入力手段と、指定点の位置情報を取得する指定位置取得手段と、カメラの光軸を現在の位置から指定点に対応する指定被写体の位置まで直線的に移動させることで、指定被写体を表示画面の現在の位置から表示画面の中心まで直線的に移動させるパンチルト制御手段と、表示画面に表示する被写体画像データをカメラの光軸回りに回転させる画像処理手段であって、光軸の移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させる画像処理手段と、を備えた撮像システムによって上記課題を解決する。
2017033619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して被写体画像データを取得するカメラと、
前記カメラをパン方向及び前記パン方向と直交するチルト方向に回転させるパンチルト手段と、
前記取得した被写体画像データを表示画面に表示する表示手段と、
前記表示画面の任意の位置の指定点をユーザが指定する入力手段と、
前記指定点の位置情報を取得する指定位置取得手段と、
前記カメラの光軸を現在の位置から前記指定点に対応する指定被写体の位置まで直線的に移動させることで、前記表示画面に表示された前記指定被写体を前記表示画面の現在の位置から前記表示画面の中心まで直線的に移動させるパンチルト制御手段と、
前記表示画面に表示する被写体画像データを前記カメラの光軸回りに回転させる画像処理手段であって、前記光軸の移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させる画像処理手段と、
を備えた撮像システム。
【請求項２】
前記画像処理手段は、前記光軸の移動中における天地方向を前記移動前における天地方向と一致させる請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記画像処理手段は、前記光軸の移動前の前記指定被写体を含む切り出し画像をテンプレートとするテンプレートマッチングに基づいて前記被写体画像データの回転方向及び回転量を算出する請求項１又は２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記取得した被写体画像データの中から人物の顔の領域を検出する顔検出手段を備え、
前記画像処理手段は、前記指定被写体が人物の顔の領域である場合に、前記顔の向きを正立させる請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記パンチルト制御手段は、前記カメラの前記パン方向の回転量及び前記チルト方向の回転量が最小となる回転方向で前記カメラの光軸を移動させる請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記カメラの現在位置に対する初期位置からの第１のパン方向回転角度及び第１のチルト方向回転角度を取得し、前記初期位置の撮像面の初期位置単位法線ベクトルからの第１のパンチルト回転行列を算出する手段と、
前記初期位置単位法線ベクトルを前記第１のパンチルト回転行列で回転させた場合の撮像面の現在位置単位法線ベクトルを算出する手段と、
前記指定点に対する前記現在位置単位法線ベクトルからの第２のパンチルト回転行列を算出する手段と、
前記現在位置単位法線ベクトルを前記第２のパンチルト回転行列で回転させた場合の移動先目標ベクトルを算出する手段と、
前記移動先目標ベクトルを用いて前記初期位置単位法線ベクトルからの第２のパン方向回転角度及び第２のチルト方向回転角度を算出する手段と、
前記第２のパン方向回転角度と前記第１のパン方向回転角度との差分から移動先パン方向回転角度を算出する手段と、
前記第２のチルト方向回転角度と前記第１のチルト方向回転角度との差分から移動先チルト方向回転角度を算出する手段と、
を備え、
前記パンチルト制御手段は、前記移動先パン方向回転角度及び前記移動先チルト方向回転角度に基づいて前記パンチルト手段を制御する請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項７】
前記パンチルト制御手段は、前記パンチルト手段による前記カメラのパン方向の回転速度及びチルト方向の回転速度の比率を前記移動先パン方向回転角度及び前記移動先チルト方向回転角度の比率と等しくする請求項６に記載の撮像システム。
【請求項８】
前記入力手段は、タッチ操作によって前記指定点をユーザが指定可能なタッチパネルを備えた請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項９】
遠隔カメラ及び携帯端末を備え、
前記表示手段及び前記入力手段が前記携帯端末に備えられ、
前記カメラ、前記パンチルト手段、前記パンチルト制御手段、及び画像処理手段が前記遠隔カメラに備えられ、
前記遠隔カメラ及び前記携帯端末がそれぞれ通信を行う通信手段を備えた請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項１０】
被写体を撮像して被写体画像データを取得するカメラをパン方向及び前記パン方向と直交するチルト方向に回転させるパンチルト工程と、
前記取得した被写体画像データを表示画面に表示する表示工程と、
前記表示画面の任意の位置の指定点をユーザが指定する入力工程と、
前記指定点の位置情報を取得する指定位置取得工程と、
前記カメラの光軸を現在の位置から前記指定点に対応する指定被写体の位置まで直線的に移動させることで、前記表示画面に表示された前記指定被写体を前記表示画面の現在の位置から前記表示画面の中心まで直線的に移動させるパンチルト制御工程と、
前記表示画面に表示する被写体画像データを前記カメラの光軸回りに回転させる画像処理工程であって、前記光軸の移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させる画像処理工程と、
を備えた撮像制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像システム及び撮像制御方法に係り、特に遠隔操作したパン・チルトカメラで撮像した画像をリアルタイムに表示する撮像システム及び撮像制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラを遠隔操作によってパンニング動作（パン動作）やチルティング動作（チルト動作）させてカメラの撮像方向を調整する撮像システムが知られている。【０００３】
特許文献１には、パン・チルトカメラにより撮像された画像が表示された画面の一点をユーザが指定することによって、ポイント指定された位置の被写体が画面の中心に表示されるようにパン・チルトカメラの撮像方向を制御する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０１００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、指定した被写体を画面の中心に表示させると、被写体を指定した際と画面の中心に表示された際とで表示される被写体の天地方向の向きが変化する場合があり、表示に違和感があるという問題点があった。【０００６】
また、指定された被写体を画面の中心に表示させるためのパン・チルトカメラの撮像方向の調整中において、パン動作とチルト動作の速度によっては被写体の視認性が悪い場合があるという問題点もあった。【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、パン・チルトカメラの光軸方向の調整に伴う画像の表示の違和感を無くし、視認性を向上させる撮像システム及び撮像制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために撮像システムの一の態様は、被写体を撮像して被写体画像データを取得するカメラと、カメラをパン方向及びパン方向と直交するチルト方向に回転させるパンチルト手段と、取得した被写体画像データを表示画面に表示する表示手段と、表示画面の任意の位置の指定点をユーザが指定する入力手段と、指定点の位置情報を取得する指定位置取得手段と、カメラの光軸を現在の位置から指定点に対応する指定被写体の位置まで直線的に移動させることで、表示画面に表示された指定被写体を表示画面の現在の位置から表示画面の中心まで直線的に移動させるパンチルト制御手段と、表示画面に表示する被写体画像データをカメラの光軸回りに回転させる画像処理手段であって、光軸の移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させる画像処理手段と、を備えた。【０００９】
本態様によれば、ユーザが指定した指定被写体を表示画面の現在の位置から表示画面の中心まで直線的に移動させ、かつ移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させるようにしたので、パン・チルトカメラの光軸方向の調整に伴う画像の表示の違和感を無くし、視認性を向上させることができる。【００１０】
画像処理手段は、光軸の移動中における天地方向を移動前における天地方向と一致させることが好ましい。これにより、光軸方向の調整中においても画像の表示の視認性を向上させることができる。【００１１】
画像処理手段は、光軸の移動前の指定被写体を含む切り出し画像をテンプレートとするテンプレートマッチングに基づいて被写体画像データの回転方向及び回転量を算出することが好ましい。これにより、光軸の移動後における天地方向を移動前における天地方向と適切に一致させることができる。【００１２】
取得した被写体画像データの中から人物の顔の領域を検出する顔検出手段を備え、画像処理手段は、指定被写体が人物の顔の領域である場合に、顔の向きを正立させることが好ましい。これにより、光軸の移動後における天地方向を移動前における天地方向と適切に一致させることができる。【００１３】
パンチルト制御手段は、カメラのパン方向の回転量及びチルト方向の回転量が最小となる回転方向でカメラの光軸を移動させることが好ましい。これにより、短時間でカメラの光軸を移動させることができる。【００１４】
カメラの現在位置に対する初期位置からの第１のパン方向回転角度及び第１のチルト方向回転角度を取得し、初期位置の撮像面の初期位置単位法線ベクトルからの第１のパンチルト回転行列を算出する手段と、初期位置単位法線ベクトルを第１のパンチルト回転行列で回転させた場合の撮像面の現在位置単位法線ベクトルを算出する手段と、指定点に対する現在位置単位法線ベクトルからの第２のパンチルト回転行列を算出する手段と、現在位置単位法線ベクトルを第２のパンチルト回転行列で回転させた場合の移動先目標ベクトルを算出する手段と、移動先目標ベクトルを用いて初期位置単位法線ベクトルからの第２のパン方向回転角度及び第２のチルト方向回転角度を算出する手段と、第２のパン方向回転角度と第１のパン方向回転角度との差分から移動先パン方向回転角度を算出する手段と、第２のチルト方向回転角度と第１のチルト方向回転角度との差分から移動先チルト方向回転角度を算出する手段と、を備え、パンチルト制御手段は、移動先パン方向回転角度及び移動先チルト方向回転角度に基づいてパンチルト手段を制御することが好ましい。これにより、カメラの光軸を現在の位置から指定点に対応する被写体の位置まで適切に移動させることができる。【００１５】
パンチルト制御手段は、パンチルト手段によるカメラのパン方向の回転速度及びチルト方向の回転速度の比率を移動先パン方向回転角度及び移動先チルト方向回転角度の比率と等しくすることが好ましい。これにより、カメラの光軸を適切に直線的に移動させることができる。【００１６】
入力手段は、タッチ操作によって指定点をユーザが指定可能なタッチパネルを備えることが好ましい。これにより、表示画面の任意の位置の指定点を指定する際の操作性を向上させることができる。【００１７】
遠隔カメラ及び携帯端末を備え、表示手段及び入力手段が携帯端末に備えられ、カメラ、パンチルト手段、パンチルト制御手段、及び画像処理手段が遠隔カメラに備えられ、遠隔カメラ及び携帯端末がそれぞれ通信を行う通信手段を備えることが好ましい。これにより、携帯端末において遠隔カメラを適切に遠隔操作することができる。【００１８】
上記目的を達成するために撮像制御方法の一の態様は、被写体を撮像して被写体画像データを取得するカメラをパン方向及びパン方向と直交するチルト方向に回転させるパンチルト工程と、取得した被写体画像データを表示画面に表示する表示工程と、表示画面の任意の位置の指定点をユーザが指定する入力工程と、指定点の位置情報を取得する指定位置取得工程と、カメラの光軸を現在の位置から指定点に対応する指定被写体の位置まで直線的に移動させることで、表示画面に表示された指定被写体を表示画面の現在の位置から表示画面の中心まで直線的に移動させるパンチルト制御工程と、表示画面に表示する被写体画像データをカメラの光軸回りに回転させる画像処理工程であって、光軸の移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させる画像処理工程と、を備えた。【００１９】
本態様によれば、ユーザが指定した指定被写体を表示画面の現在の位置から表示画面の中心まで直線的に移動させ、かつ移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させるようにしたので、パン・チルトカメラの光軸方向の調整に伴う画像の表示の違和感を無くし、視認性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、パン・チルトカメラの光軸方向の調整に伴う画像の表示の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本実施形態に係る撮像システムの一例を示す外観斜視図である。
【図２】図２は、撮像システムのシステム構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、タッチセンタリング機能の概要を説明するための図である。
【図４】図４は、パン・チルト動作に伴う撮像面の単位法線ベクトルの変化を示す図である。
【図５】図５は、タッチセンタリング機能の処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、タッチパネルの座標を説明するための図である。
【図７】図７は、テンプレート画像の生成を説明するための図である。
【図８】図８は、パン・チルト動作の回転角度の算出処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、パン動作の移動量が最小となる方向を算出するための処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、チルト動作の移動量が最小となる方向を算出するための処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、センタリング中の被写体の軌跡を示す図である。
【図１２】図１２は、パン・チルト動作の回転速度の算出処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、画像のテンプレートマッチングと画像の回転を説明するための図である。
【図１４】図１４は、タッチセンタリング機能の変形例の処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、人物の被写体の顔の傾きについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００２３】
〔撮像システムの構成〕
図１は、本実施形態に係る撮像システム１０の一例を示す外観斜視図である。同図に示すように、撮像システム１０は、タブレット型携帯端末の形態を有する端末装置１１と、パン・チルト遠隔カメラの形態を有し、端末装置１１から通信接続可能なカメラ装置２０とを備える。
【００２４】
カメラ装置２０は、ギア２６を含む保持部２５と保持部２５に取り付けられた撮影光学系２１とが、装置本体２２上に設けられる台座２３に固定的に据え付けられている。台座２３は、装置本体２２の垂直方向の軸であるＺ軸を中心に回転自在に設けられており、パン駆動部３２Ｐ（図２参照）によりＺ軸を中心にしたパン動作が行われる。ギア２６は垂直方向と直交する水平方向の軸であるＸ軸を中心に回転自在に設けられており、チルト駆動部３２Ｔ（図２参照）からギア２６を介して駆動力が伝達されることにより、撮影光学系２１はＸ軸を中心にしたチルト動作が行われる。このパン動作及びチルト動作は、それぞれ３６０度以上の回転を無制限で行うことができる構造を有している。これらの撮影光学系２１、保持部２５（ギア２６）及び台座２３は、防塵及び防滴用のドームカバー２４によって覆われている。なお、図１において、撮影光学系２１の光軸が符号「Ｌ」によって表されている。
【００２５】
一方、端末装置１１の筐体１２には、タッチパネル１５、操作ボタン１６、スピーカー１７、マイクロホン１８及び端末カメラ１９等が収容されている。
【００２６】
タッチパネル１５は、タッチ操作によって表示画面の任意の位置の一点（指定点の一例）をユーザが指定可能に構成されている。タッチパネル１５は、カメラ装置２０から送信される被写体画像データや各種の情報を表示するディスプレイ１３（表示画面の一例）と、全面が透明でディスプレイ１３に重ねられており、ユーザからの指示を受け付ける指示受付部として機能する操作パネル１４と、から構成される。タッチパネル１５は、ディスプレイ１３の表示位置の座標と操作パネル１４の操作位置の座標とが対応付けられており、操作パネル１４は、ディスプレイ１３のどの位置が操作されたのかを検知することができる。
【００２７】
操作ボタン１６は、操作パネル１４とともにユーザからの指示を受け付ける指示受付部として機能する。スピーカー１７及びマイクロホン１８は音声の出力部及び入力部として機能する。端末カメラ１９は、操作パネル１４や操作ボタン１６を介したユーザからの指示に応じて撮影を行うことができる。
【００２８】
ユーザは、上述の端末装置１１を使ってカメラ装置２０の動作をコントロールすることが可能であり、例えば撮影画像をカメラ装置２０から端末装置１１に送信させてディスプレイ１３に表示させたり、カメラ装置２０の撮像方向（撮影光学系２１の光軸Ｌの方向）を変更したりすることが可能である。
【００２９】
図２は、撮像システム１０のシステム構成の一例を示すブロック図である。
【００３０】
カメラ装置２０は、被写体を連続的に撮像して被写体像のライブビュー画像（被写体画像データの一例）を出力するカメラである。カメラ装置２０は、撮像部３０、撮像方向調整部３２、カメラ側通信部３６、及びこれらを統括的に制御するカメラ側コントローラ３４を有する。
【００３１】
撮像部３０は、撮影光学系２１及び撮像素子３１を含んで構成される。撮影光学系２１は、不図示のズームレンズ、フォーカスレンズ、絞り等を含み、不図示の駆動部に駆動されて、ズーミング、フォーカシング、入射光量の調整が行われる。撮像素子３１は、撮影光学系２１の後段に配置されており、撮影光学系２１を介して被写体光を受光する。撮像素子３１は、不図示の多数の受光素子がマトリクス状に配列された撮像面３１ａを備えており、撮像面３１ａに入射した被写体光はこの受光面上に結像され、各受光素子によって電気信号に変換される。この電気信号に基づいて、撮像部３０から撮影画像データが出力される。撮像部３０は、カメラ側コントローラ３４の制御下で定期的に撮影を行って撮影画像データを出力することができる。
【００３２】
撮像方向調整部３２（パンチルト手段の一例）は、図１に示す台座２３、保持部２５及びギア２６に加えてパン駆動部３２Ｐ及びチルト駆動部３２Ｔを含むパン・チルト機構として構成され、撮像部３０の撮像方向を調整することができる。撮像方向調整部３２は、カメラ側コントローラ３４によって制御される。例えば、撮像方向を水平方向に移動する必要がある場合は、その必要な移動量に応じて撮像方向が水平方向に移動するように、撮像方向調整部３２はカメラ側コントローラ３４の制御下で撮像部３０をパン動作させる（パンチルト工程の一例）。同様に、撮像方向を垂直方向に移動する必要がある場合には、その必要な移動量に応じて撮像方向が垂直方向に移動するように、撮像方向調整部３２はカメラ側コントローラ３４の制御下で撮像部３０をチルト動作させる（パンチルト工程の一例）。
【００３３】
特に本例のカメラ側コントローラ３４は、センタリング制御部３５を備えており、センタリング制御部３５は、撮像方向調整部３２を制御して、指定された被写体をディスプレイ１３（図１参照）の中心に表示させるように撮像方向を調整する。
【００３４】
カメラ側通信部３６（通信手段の一例）は、カメラ側コントローラ３４に接続され、端末装置１１（特に後述の端末側通信部４４）との間で通信を行い（図２の矢印「Ｃ」参照）、カメラ装置２０から端末装置１１に送られるデータ類の送信を行い、また端末装置１１からカメラ装置２０に送られるデータ類の受信を行う。すなわちカメラ側通信部３６は、カメラ側コントローラ３４から送られてくるデータ類を端末装置１１（端末側通信部４４）に送信し、端末装置１１（端末側通信部４４）から送られてくるデータ類を受信してカメラ側コントローラ３４に送る。
【００３５】
カメラ装置２０（カメラ側通信部３６）と端末装置１１（端末側通信部４４）との間で送受信されるデータ類は特に限定されない。例えば、撮像部３０によって取得される撮影画像データや各種のコマンド等を、必要に応じて、カメラ装置２０と端末装置１１との間で送受信することが可能である。
【００３６】
一方、カメラ装置２０に接続可能な端末装置１１は、ユーザインターフェース４２、端末側通信部４４、及び端末装置１１の全体を統括的に制御する端末側コントローラ４０を有する。
【００３７】
端末側通信部４４（通信手段の一例）は、カメラ側通信部３６と通信可能であり、カメラ側通信部３６から送られてくるデータ類を受信して端末側コントローラ４０に送り、端末側コントローラ４０から送られてくるデータ類をカメラ側通信部３６に送信する。なお、端末側通信部４４とカメラ側通信部３６との間の通信手法は特に限定されず、有線接続方式であってもよいし無線接続方式であってもよい。例えば、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）が定めるＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ規格等に従った無線ＬＡＮ（Local Area Network）に基づく通信方式や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格等に従った近距離無線に基づく通信方式を用いることができる。
【００３８】
端末側コントローラ４０は、ユーザインターフェース４２及び端末側通信部４４に接続され、ユーザインターフェース４２から送られてくるコマンド等のデータ類に基づいて各種の制御を行い、また必要に応じて、端末側通信部４４を制御してデータ類をカメラ側通信部３６に送信する。また、端末側コントローラ４０は、ディスプレイ１３に画像を表示する表示手段として機能する。
【００３９】
ユーザインターフェース４２は、端末装置１１のユーザに対するインターフェースを構成する。したがって、例えば画像等を表示可能なディスプレイ１３、ユーザからの指示を受け付ける操作パネル１４及び操作ボタン１６、ユーザに音声を提供するスピーカー１７及び音声を取得するマイクロホン１８が、このユーザインターフェース４２に含まれる。
【００４０】
〔タッチセンタリング機能の概要〕
撮像システム１０の有する機能の１つであるタッチセンタリング機能の概要について説明する。タッチセンタリング機能とは、ユーザが操作パネル１４を操作することで、タッチパネル１５の任意の位置に表示されている被写体をタッチパネル１５の中心位置に表示させる（センタリング）機能である。
【００４１】
図３（ａ）は、タッチパネル１５に表示されたライブビュー画像の一例を示す図である。このライブビュー画像はカメラ装置２０によって撮影されたものであり、被写体１００が撮影されている。ここでは、タッチパネル１５の中心の座標を原点（０，０）、被写体１００が表示されている位置（現在の位置の一例）の座標を（Ｘ０，Ｚ０）とする。
【００４２】
ここで、ユーザが被写体１００をタッチパネル１５の中心に表示させたいものとする。この場合、ユーザは、図３（ｂ）に示すように、タッチパネル１５の被写体１００が表示されている位置（ディスプレイの座標（Ｘ０，Ｚ０）の位置）を指先等で触れる（タッチセンタリング操作）。
【００４３】
このユーザのタッチセンタリング操作によって、タッチパネル１５は座標（Ｘ０，Ｚ０）を入力として受け付ける。この入力を受けて、カメラ装置２０は、座標（Ｘ０，Ｚ０）の位置の被写体１００がディスプレイ１３の原点（０，０）に表示されるように、撮像方向調整部３２を制御して撮像方向を調整する。すなわち、カメラの光軸Ｌを現在の位置から座標（Ｘ０，Ｚ０）に対応する被写体１００の位置まで移動させる。これにより、図３（ｃ）に示すように、ディスプレイ１３の座標（Ｘ０，Ｚ０）の位置に表示されていた被写体１００は、ディスプレイ１３の中心（原点（０，０））に移動する。
【００４４】
このように、タッチセンタリング機能によれば、タッチパネル１５によって指定された被写体がディスプレイ１３の中心に表示される。さらに、本実施形態では、被写体１００が座標（Ｘ０，Ｚ０）から原点（０，０）まで直線的に移動するように撮像方向を調整するとともに、撮像方向の調整後に原点（０，０）に表示される被写体１００の天地方向が撮像方向の調整前に座標（Ｘ０，Ｚ０）に表示されていた被写体１００の天地方向と一致するように、原点（０，０）（光軸Ｌ）を中心に撮像画像を回転させる。
【００４５】
〔パン・チルト動作の回転行列〕
ここで、撮像部３０のパン・チルト動作の回転行列について考える。図４（ａ）に示すように、カメラ装置２０の初期位置として、撮像素子３１の撮像面３１ａをＹ軸に垂直に配置（光軸ＬをＹ軸と同軸に配置）したと仮定する。この場合、初期の撮像面の単位法線ベクトルは、下記式１のように表すことができる。
【００４６】
【数１】
2017033619.tif 000003
【００４７】
ここで、図４（ｂ）に示すように、撮像部３０のパン動作の方向をＺ軸回転方向とし、原点からＺ軸の正方向を見た状態でＺ軸を右回りに回転させた角度をφとすると、回転行列は下記式２のように表すことができる。
【００４８】
【数２】
2017033619.tif 000004
【００４９】
さらに、図４（ｃ）に示すように、撮像部３０のパン動作後のＸ軸をＸ１軸、撮像部３０のチルト動作の方向をＸ１軸回転方向とし、原点からＸ１軸の正方向を見た状態でＸ１軸を右回りに回転させた角度をθとすると、回転行列は下記式３のように表すことができる。
【００５０】
【数３】
2017033619.tif 000005
【００５１】
したがって、撮像部３０のパン・チルト動作の回転行列は、下記式４のように表すことができる。
【００５２】
【数４】
2017033619.tif 000006
【００５３】
このパン・チルト動作により、カメラ装置２０の初期位置におけるＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、図４（ｃ）に示すように、それぞれＸ１軸、Ｙ１軸、及びＺ１軸となる。
【００５４】
タッチセンタリング機能では、ディスプレイ１３に表示された被写体の画面内の座標が指定されるため、パン・チルト動作の回転角度が指定されることになる。しかし、カメラ装置２０は回転軸がパン方向（水平方向）及びチルト方向（垂直方向）の２軸しかないため、チルト側の角度が０度（水平）ではない場合には、画面上で指定された角度に対して直接パン・チルト動作をさせることができない。このため、後述する処理に従ってパン・チルト動作の回転角度を算出する。
【００５５】
〔タッチセンタリング機能の詳細〕
図５のフローチャートを用いてタッチセンタリング機能の詳細な処理（撮像制御方法の一例）について説明する。
【００５６】
最初に、ユーザが端末装置１１の操作パネル１４や操作ボタン１６を操作することにより、カメラ装置２０でのライブビュー画像の撮影の開始を指示する。この撮像開始の指示は、端末側通信部４４及びカメラ側通信部３６を介してカメラ側コントローラ３４に入力される。カメラ側コントローラ３４は、撮像部３０に撮影を開始させ、これにより撮像素子３１からの画像信号の出力が開始される。
【００５７】
カメラ側コントローラ３４は、撮像部３０から出力された撮影画像データを取得し、カメラ側通信部３６を介して端末装置１１に送信する。端末装置１１は、端末側通信部４４によってこの撮影画像データを受信し、端末側コントローラ４０に出力する。端末側コントローラ４０は、この撮影画像データをタッチパネル１５に表示させる（ステップＳ１、表示工程の一例）。
【００５８】
以下、撮像部３０はカメラ側コントローラ３４の制御下で動画撮影を行い、撮影された撮影画像データは、端末側コントローラ４０によってタッチパネル１５にライブビュー画像として表示されているものとする。
【００５９】
次に、センタリング制御部３５において変数ｋを０に初期化し（ステップＳ２）、カメラ側コントローラ３４がライブビュー画像の撮影を終了するか否かを判定する（ステップＳ３）。タッチパネル１５や操作ボタン１６により撮影終了の指示があった場合は、ライブビュー画像の撮影を終了する。
【００６０】
撮影終了の指示がない場合は、センタリング制御部３５は、タッチセンタリングの指示があったか否かを判定する（ステップＳ４）。タッチセンタリングの指示は、図３（ｂ）を用いて説明したように、タッチパネル１５（入力手段の一例）に表示された被写体像（被写体画像データ）のうちセンタリングしたい被写体（指定被写体）が表示されている任意の一点である指定点をタッチセンタリング操作することで行われる（入力工程の一例）。
【００６１】
タッチセンタリングの指示がない場合は、ステップＳ３に戻り、同様の処理を繰り返す。タッチセンタリングの指示があった場合、すなわちタッチパネル１５がタッチセンタリング操作された場合は、ステップＳ５に移行し、変数ｋをインクリメントする（ステップＳ５）。
【００６２】
次に、センタリング制御部３５（指定位置取得手段の一例）は、タッチセンタリング操作された点（指定点）のタッチパネル１５上の座標（指定点の位置情報の一例）を取得する（ステップＳ６、指定位置取得工程の一例）。図６に示すように、タッチパネル１５は、その中心を原点（０，０）とし、水平軸であるＸ軸方向に−ＷからＷまで、垂直軸であるＺ軸方向に−ＨからＨまでの座標が割り当てられている。ここでは、タッチセンタリング操作された位置の座標を（Ｘ１，Ｚ１）とする。
【００６３】
次に、センタリング制御部３５は、タッチセンタリング操作された点の周辺のテンプレート画像１１０を生成する（ステップＳ７）。図７（ａ）はタッチパネル１５の表示を示す図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す表示画像からタッチセンタリング操作された座標（Ｘ１，Ｚ１）を含む画像を切り出して生成したテンプレート画像１１０の一例（指定被写体を含む切り出し画像の一例）を示す図である。テンプレート画像１１０のサイズは、適宜決めればよい。
【００６４】
続いて、センタリング制御部３５において、パン・チルト動作の回転角度を算出する（ステップＳ８）。このパン・チルト動作の回転角度の算出処理について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６５】
最初に、撮像面３１ａの初期位置の単位法線ベクトル（初期位置単位法線ベクトルの一例）（→ｅ０）と現在（現在位置の一例）の撮像方向（光軸Ｌの方向）とのパン方向の回転角度φｋ−１及びチルト方向の回転角度θｋ−１（カメラの現在位置に対する初期位置からの第１のパン方向回転角度及び第１のチルト方向回転角度の一例）を測定し、初期の単位法線ベクトル（→ｅ０）からのパン・チルト回転行列Ｃｋ−１（第１のパンチルト回転行列の一例）を求める（ステップＳ２１）。ここで、（→ｅ０）における「→」はベクトルを示している。
【００６６】
次に、初期位置の単位法線ベクトル（→ｅ０）をパン・チルト回転行列Ｃｋ−１で回転させた場合の現在位置の単位法線ベクトル（現在位置単位法線ベクトルの一例）（→ｆｋ−１）＝Ｃｋ−１・（→ｅ０）を求める（ステップＳ２２）。
【００６７】
続いて、タッチセンタリング操作された位置である座標（Ｘ１，Ｚ１）について、現在の単位法線ベクトル（→ｆｋ−１）からのパン・チルト回転行列Ｃｋ（第２のパンチルト回転行列の一例）を求める（ステップＳ２３）。
【００６８】
ここで、撮影光学系２１の水平画角を２ψｘ、垂直画角を２ψｚとすると、タッチセンタリング操作によるパン方向の回転角度φ及びチルト方向の回転角度θは、
φ＝２ψｘ・Ｘ１／Ｗ  …（式５）
θ＝２ψｚ・Ｚ１／Ｈ  …（式６）
と表すことができる。このφとθを式４に代入することで、パン・チルト回転行列Ｃｋを求める。
【００６９】
さらに、現在の単位法線ベクトル（→ｆｋ−１）をパン・チルト回転行列Ｃｋで回転させた場合の移動先目標ベクトル（→ｆｋ）＝Ｃｋ・（→ｆｋ−１）を求める（ステップＳ２４）。また、この移動先目標ベクトル（→ｆｋ）を用いて、初期位置の単位法線ベクトル（→ｅ０）からのパン方向の回転角度φｋ（第２のパン方向回転角度の一例）及びチルト方向の回転角度θｋ（第２のチルト方向回転角度の一例）を求める（ステップＳ２５）。
【００７０】
最後に、タッチセンタリング操作によるパン動作の回転角度Δφｋ（移動先パン方向回転角度の一例）及びチルト動作の回転角度Δθｋ（移動先チルト方向回転角度の一例）を求める（ステップＳ２６）。パン動作の回転角度Δφｋ及びチルト動作の回転角度Δθｋは、ステップＳ２１において求めたパン方向の回転角度φｋ−１及びチルト方向の回転角度θｋ−１と、ステップＳ２５において求めたパン方向の回転角度φｋ及びチルト方向の回転角度θｋとの差分であり、
Δφｋ＝Δφｋ−Δφｋ−１  …（式７）
Δθｋ＝Δθｋ−Δθｋ−１  …（式８）
と表すことができる。
【００７１】
本実施形態では、撮影光学系２１の初期位置からの回転角度をタッチセンタリング操作の度に測定することで、パン・チルト動作の蓄積計算誤差を減らしている。
【００７２】
図５の説明に戻り、センタリング制御部３５は、パン・チルト動作の移動量が最小となる方向を算出する（ステップＳ９）。本実施形態に係るカメラ装置２０は、パン動作及びチルト動作を、それぞれ３６０度以上の回転を無制限で行うことができる。したがって、回転角度Δφｋのパン動作を行う際には、２方向のパン回転方向が存在する。同様に、回転角度Δθｋのチルト動作を行う際には、２方向のチルト回転方向が存在する。ここでは、これらの回転方向から、移動量が最小となる方向を算出する。
【００７３】
移動量が最小となる方向を算出するための処理について、図９及び図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００７４】
図９は、パン動作の移動量が最小となる方向を算出するための処理を示すフローチャートである。
【００７５】
まず、ステップＳ８（ステップＳ２１〜Ｓ２６）において算出したパン動作の回転角度Δφｋが、−π［ｒａｄ］より小さいか否かを判定する（ステップＳ５１）。Δφｋが−π［ｒａｄ］以上である場合はステップＳ５２へ、Δφｋが−π［ｒａｄ］より小さい場合はステップＳ５３へ移行する。
【００７６】
ステップＳ５２では、Δφｋがπ［ｒａｄ］より大きいか否かを判定する（ステップＳ５２）。Δφｋがπ［ｒａｄ］以下である場合はΔφｋをそのままの値として処理を終了し、Δφｋがπ［ｒａｄ］より大きい場合はステップＳ５４へ移行する。
【００７７】
ステップＳ５３では、Δφｋに２π［ｒａｄ］を加算し（ステップＳ５３）、処理を終了する。一方、ステップＳ５４では、Δφｋから２π［ｒａｄ］を減算し（ステップＳ５４）、処理を終了する。
【００７８】
このように演算されたΔφｋが、パン動作の移動量が最小となる方向を示す回転角度となる。
【００７９】
図１０は、チルト動作の移動量が最小となる方向を算出するための処理を示すフローチャートであり、その処理の内容は図９に示したフローチャート同様である。すなわち、ステップＳ８（ステップＳ２１〜Ｓ２６）において算出したチルト動作の回転角度Δθｋが、−π［ｒａｄ］より小さい場合にはΔθｋに２π［ｒａｄ］を加算し（ステップＳ６３）、π［ｒａｄ］より大きい場合にはΔθｋから２π［ｒａｄ］を減算し（ステップＳ６４）、−π［ｒａｄ］以上π［ｒａｄ］以下の場合はステップＳ７で算出したΔθｋそのままの値とし、処理を終了する。このように演算されたΔθｋが、チルト動作の移動量が最小となる方向を示す回転角度となる。
【００８０】
図５の説明に戻り、続いてセンタリング制御部３５は、パン・チルト動作の回転速度を算出する（ステップＳ１０）。タッチセンタリング機能によるパン・チルト動作中（光軸Ｌの移動中）もライブビュー画像の撮影・表示は継続して行われている。図１１は、タッチセンタリング機能によりセンタリングされる被写体の軌跡を示す図である。同図に示すように、本実施形態では、座標（Ｘ１，Ｚ１）の被写体が原点（０，０）にセンタリングされる際に、座標（Ｘ１，Ｚ１）と原点（０，０）とを結ぶ直線Ａ上を移動するようにセンタリングされる。
【００８１】
このように、指定された被写体が直線的にセンタリングされるためのパン・チルト動作の回転速度を算出する処理について、図１２のフローチャートを用いて説明する。
【００８２】
最初に、パン動作及びチルト動作の最短所要時間を算出する（ステップＳ３１）。撮像部３０のパン動作の最高回転速度をωｘｍａｘ、チルト動作の最高回転速度をωｚｍａｘとすると、回転角度Δφｋだけパン動作する場合の最短所要時間Ｔｘｍｉｎと回転角度Δθｋだけチルト動作する場合の最短所要時間Ｔｚｍｉｎとは、それぞれ
Ｔｘｍｉｎ＝Δφｋ／ωｘｍａｘ  …（式９）
Ｔｚｍｉｎ＝Δθｋ／ωｚｍａｘ  …（式１０）
と表すことができる。
【００８３】
次に、パン動作の最短所要時間とチルト動作の最短処要時間を比較し、Ｔｘｍｉｎ＝Ｔｚｍｉｎであるか否かを判定する（ステップＳ３２）。
【００８４】
Ｔｘｍｉｎ＝Ｔｚｍｉｎである場合は、センタリング動作のパン回転速度ωｘ及びチルト回転速度ωｚを、ともに最高回転速度であるωｘｍａｘ及びωｚｍａｘに設定し（ステップＳ３３）、回転速度算出処理を終了する。Ｔｘｍｉｎ＝Ｔｚｍｉｎであるので、座標（Ｘ１，Ｚ１）の被写体が直線Ａ上を移動して原点（０，０）にセンタリングされることになる。
【００８５】
また、Ｔｘｍｉｎ＝Ｔｚｍｉｎでない場合は、続いてＴｘｍｉｎ＞Ｔｚｍｉｎであるか否かを判定する（ステップＳ３４）。
【００８６】
Ｔｘｍｉｎ＞Ｔｚｍｉｎである場合は、パン動作の回転速度ωｘを最高回転速度であるωｘｍａｘに設定する（ステップＳ３５）。また、チルト動作の回転速度ωｚを、チルト動作の所要時間をパン動作の所要時間に合わせるために、
ωｚ＝ωｚｍａｘ・Ｔｚｍｉｎ／Ｔｘｍｉｎ  …（式１１）
により算出し（ステップＳ３６）、回転速度算出処理を終了する。これにより、チルト動作の所要時間Ｔｚは、
Ｔｚ＝Δθｋ／ωｚ＝Δφｋ／ωｘｍａｘ＝Ｔｘｍｉｎ  …（式１２）
となり、パン動作の所要時間とチルト動作の所要時間とが同じ時間になる。したがって、座標（Ｘ１，Ｚ１）の被写体が直線Ａ上を移動して原点（０，０）にセンタリングされる。
【００８７】
一方、Ｔｘｍｉｎ＞Ｔｚｍｉｎでない場合、すなわちＴｘｍｉｎ＜Ｔｚｍｉｎの場合は、チルト動作の回転速度ωｚを最高回転速度であるωｚｍａｘに設定する（ステップＳ３７）。また、パン動作の回転速度ωｘは、パン動作の所要時間をチルト動作の所要時間に合わせるために、
ωｘ＝ωｘｍａｘ・Ｔｘｍｉｎ／Ｔｚｍｉｎ  …（式１３）
により算出する（ステップＳ３８）。これにより、パン動作の所要時間Ｔｘは、
Ｔｘ＝Δφｋ／ωｘ＝Δθｋ／ωｚｍａｘ＝Ｔｚｍｉｎ  …（式１４）
となり、パン動作の所要時間とチルト動作の所要時間とが同じ時間になる。したがって、座標（Ｘ１，Ｚ１）の被写体が直線Ａ上を移動して原点（０，０）にセンタリングされる。
【００８８】
このように、ωｘとωｚとの比率は、ΔφｋとΔθｋとの比率と等しい。さらに、所要時間が最短となる回転速度で被写体をセンタリングすることができる。
【００８９】
再び図５の説明に戻り、センタリング制御部３５（パンチルト制御手段の一例）は撮像方向調整部３２を制御し、ステップＳ１０（ステップＳ３１〜Ｓ３８）において算出したパン動作の回転速度ωｘ及びチルト動作の回転速度ωｚにおいて、ステップＳ９（ステップＳ５１〜Ｓ５４、ステップＳ６１〜６４）において算出した移動量が最小となる方向を示すパン動作の回転角度Δφｋ及びチルト動作の回転角度Δθｋだけ、撮像部３０をパン動作及びチルト動作させる（ステップＳ１１、パンチルト制御工程の一例）。このように撮像方向を制御することで、タッチパネル１５の座標（Ｘ１，Ｚ１）に表示されていた被写体が直線Ａ上を移動して原点（０，０）にセンタリングされる。
【００９０】
続いて、指定された被写体のセンタリング後（移動後の一例）における天地方向をセンタリング前（移動前の一例）における天地方向と一致させるための画像の回転方向と回転量とを算出する（ステップＳ１２）。ここでは、ステップＳ７において生成したテンプレート画像１１０をテンプレートとするテンプレートマッチングによって回転方向と回転量とを算出する。
【００９１】
図１３（ａ）は、センタリング後のタッチパネル１５の表示の一例を示す図である。図７（ａ）と比較するとわかるように、パン・チルト動作により座標（Ｘ１，Ｚ１）の被写体がタッチパネル１５の原点（０，０）に移動すると、光軸Ｌに回転が生じ、被写体像（被写体画像データ）は光軸Ｌを中心に回転する。
【００９２】
センタリング制御部３５は、タッチパネル１５に表示された画像に対してテンプレート画像１１０を回転させて（図１３（ｂ）参照）テンプレートマッチングさせ、マッチングした際の回転方向と回転量とを取得し、画像の回転方向と回転量とする。
【００９３】
最後に、センタリング制御部３５（画像処理手段の一例）は、図１３（ｃ）に示すように、ステップＳ１２で算出した回転方向と回転量だけ原点（０，０）を中心に電子的に画像を回転（光軸回りに回転の一例）させる（ステップＳ１３、画像処理工程の一例）。この画像は、これまでと同様にカメラ側通信部３６を介して端末側通信部４４に通信され、タッチパネル１５に表示される。その後、ステップＳ３に戻り同様の処理を行うが、以下のライブビュー画像は、この回転方向及び回転量で画像を回転させてタッチパネル１５に表示する。図１３（ｄ）は、画像回転後のタッチパネル１５の表示を示す図である。
【００９４】
このように、本実施形態に係るタッチセンタリング機能によれば、タッチパネル１５によって指定された被写体がディスプレイ１３の中心に表示される。この際に、指定された被写体が直線的に移動するため、ユーザが指定した被写体を視認しやすい。また、センタリング前後の被写体の天地方向が一致するため、センタリング後の被写体を視認する際に違和感がない。
【００９５】
本実施形態では、センタリング制御部３５をカメラ側コントローラ３４に搭載したが、センタリング制御部３５を端末側コントローラ４０に搭載する態様も可能である。この場合、撮像部３０や撮像方向調整部３２との必要な信号のやり取り等は、端末側通信部４４及びカメラ側通信部３６を介して行えばよい。
【００９６】
また、ここでは、タッチパネル１５の操作パネル１４を用いてセンタリングする被写体を指定したが、ディスプレイ１３に表示されたカーソルを操作ボタン１６によって移動させて被写体を指定する態様も可能である。
【００９７】
さらに、本実施形態では、被写体のセンタリング終了後に画像を回転させてセンタリング後の被写体の天地方向をセンタリング前の被写体の天地方向と一致させたが、センタリング移動中の画像を随時回転させることで常にセンタリング中の被写体の天地方向をセンタリング前の被写体の天地方向と一致させる態様も可能である。
【００９８】
〔タッチセンタリング機能の変形例〕
図１４は、タッチセンタリング機能の変形例の処理を示すフローチャートである。なお、図５と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９９】
ライブビュー画像の撮像を開始し（ステップＳ１）、タッチセンタリングの指示を検知し（ステップＳ４）、タッチセンタリング操作された位置のタッチパネル１５上の座標を取得する（ステップＳ６）処理までは、図５に示すフローチャートと同様である。
【０１００】
タッチセンタリング操作された位置の座標を取得したら、センタリング制御部３５（顔検出手段の一例）は、センタリング操作された領域（指定点）から人物の顔を検出し、その領域が人物の顔の領域であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。人物の顔の領域でない場合は、ステップＳ７に移行し、以下の処理は図５のフローチャートと同様である。
【０１０１】
人物の顔の領域である場合は、センタリング制御部３５は、その人物の顔の傾きの角度λ０を算出する（ステップＳ４２）。図１５は、人物の顔の傾きの角度λ０の一例を示す図である。同図では、被写体１００である人物の右目１０２及び左目１０４を結ぶ直線と水平線（Ｘ軸）とが成す角度をλ０としている。
【０１０２】
次に、パン・チルト動作の回転角度を算出し（ステップＳ４３）、パン・チルト動作の移動量が最小となる方向を算出し（ステップＳ４４）、パン・チルト動作の回転速度を算出する（ステップＳ４５）。そして、算出した回転角度及び回転速度で、パン・チルト動作させて指定された被写体をタッチパネル１５の中心にセンタリングする（ステップＳ４６）。これらの処理は、図５に示すフローチャートのステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１の処理と同様である。
【０１０３】
センタリングが終了したら、センタリング制御部３５は、ステップＳ４２において顔の傾きの角度λ０を算出した人物の顔の傾きの角度λ１を算出する（ステップＳ４６）。顔の傾きの角度は、ステップＳ４２と同様に算出すればよい。ここでは、センタリング後の人物の左右の目を結ぶ直線と水平線とが成す角度をλ１とする。
【０１０４】
最後に、センタリング制御部３５は、センタリング前後の顔の傾きの角度の差Δλ＝λ１−λ０を算出し、Δλだけ原点（０，０）を中心に画像を回転させてタッチパネル１５に表示させる（ステップＳ４７）。以下のライブビュー画像は、この回転量で画像を回転させてタッチパネル１５に表示する。
【０１０５】
このように、タッチセンタリング機能で指定された被写体が人物の顔の領域である場合には、センタリングの前後でその人物の顔の傾きが一定となるように画像を回転させることで、ユーザが被写体を視認しやすくなる。ここでは、指定された被写体が人物の顔の領域である場合を説明したが、指定された被写体が人物の場合であれば、同様にセンタリングの前後でその人物の顔の傾きが一定となるように画像を回転させることができる。
【０１０６】
また、センタリングの前後で人物の顔の傾きを一定としたが、タッチセンタリング機能で指定された被写体が人物の顔や人物である場合には、その人物の顔が正立するように画像を回転させてもよい。例えば、センタリング開始からセンタリング終了まではセンタリング前の天地方向と一致させてセンタリングを行い、センタリングが終了したらその人物の顔が正立するように画像を回転させてもよいし、センタリングする被写体として指定された際に人物の顔を正立させ、顔を成立させた状態でセンタリングを行ってもよい。このように顔を成立させることで、ユーザが被写体を視認しやすくなる。
【０１０７】
本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…撮像システム、１１…端末装置、１２…筐体、１３…ディスプレイ、１４…操作パネル、１５…タッチパネル、１６…操作ボタン、２０…カメラ装置、２１…撮影光学系、２３…台座、２４…ドームカバー、２５…保持部、２６…ギア、３０…撮像部、３１…撮像素子、３１ａ…撮像面、３２…撮像方向調整部、３２Ｐ…パン駆動部、３２Ｔ…チルト駆動部、３４…カメラ側コントローラ、３５…センタリング制御部、３６…カメラ側通信部、４０…端末側コントローラ、４２…ユーザインターフェース、４４…端末側通信部、１００…被写体、１１０…テンプレート画像、Ａ…直線、Ｌ…光軸
【図１】
2017033619.tif 000007
【図２】
2017033619.tif 000008
【図３】
2017033619.tif 000009
【図４】
2017033619.tif 000010
【図５】
2017033619.tif 000011
【図６】
2017033619.tif 000012
【図７】
2017033619.tif 000013
【図８】
2017033619.tif 000014
【図９】
2017033619.tif 000015
【図１０】
2017033619.tif 000016
【図１１】
2017033619.tif 000017
【図１２】
2017033619.tif 000018
【図１３】
2017033619.tif 000019
【図１４】
2017033619.tif 000020
【図１５】
2017033619.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月16日(2018.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して被写体画像データを取得するカメラと、
前記カメラをパン方向及び前記パン方向と直交するチルト方向に回転させるパンチルト手段と、
前記取得した被写体画像データを表示画面に表示する表示手段と、
前記表示画面の任意の位置の指定点を指定するユーザの入力を受け付ける入力手段と、
前記指定点の位置情報を取得する指定位置取得手段と、
前記カメラの光軸を現在の位置から前記指定点に対応する指定被写体の位置まで直線的に移動させることで、前記表示画面に表示された前記指定被写体を前記表示画面の現在の位置から前記表示画面の中心まで直線的に移動させるパンチルト制御手段と、
前記表示画面に表示する被写体画像データを前記カメラの光軸回りに回転させる画像処理手段であって、前記光軸の移動中及び移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させる画像処理手段と、
を備えた撮像システム。
【請求項２】
前記画像処理手段は、前記光軸の移動前の前記指定被写体を含む切り出し画像をテンプレートとするテンプレートマッチングに基づいて前記被写体画像データの回転方向及び回転量を算出する請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
被写体を撮像して被写体画像データを取得するカメラと、
前記カメラをパン方向及び前記パン方向と直交するチルト方向に回転させるパンチルト手段と、
前記取得した被写体画像データを表示画面に表示する表示手段と、
前記表示画面の任意の位置の指定点を指定するユーザの入力を受け付ける入力手段と、
前記指定点の位置情報を取得する指定位置取得手段と、
前記カメラの光軸を現在の位置から前記指定点に対応する指定被写体の位置まで直線的に移動させることで、前記表示画面に表示された前記指定被写体を前記表示画面の現在の位置から前記表示画面の中心まで直線的に移動させるパンチルト制御手段と、
前記表示画面に表示する被写体画像データを前記カメラの光軸回りに回転させる画像処理手段であって、前記光軸の移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させる画像処理手段と、
を備え、
前記画像処理手段は、前記光軸の移動前の前記指定被写体を含む切り出し画像をテンプレートとするテンプレートマッチングに基づいて前記被写体画像データの回転方向及び回転量を算出する撮像システム。
【請求項４】
前記取得した被写体画像データの中から人物の顔の領域を検出する顔検出手段を備え、
前記画像処理手段は、前記指定被写体が人物の顔の領域である場合に、前記顔の向きを正立させる請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記パンチルト制御手段は、前記カメラの前記パン方向の回転量及び前記チルト方向の回転量が最小となる回転方向で前記カメラの光軸を移動させる請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記カメラの現在位置に対する初期位置からの第１のパン方向回転角度及び第１のチルト方向回転角度を取得し、前記初期位置の撮像面の初期位置単位法線ベクトルからの第１のパンチルト回転行列を算出する手段と、
前記初期位置単位法線ベクトルを前記第１のパンチルト回転行列で回転させた場合の撮像面の現在位置単位法線ベクトルを算出する手段と、
前記指定点に対する前記現在位置単位法線ベクトルからの第２のパンチルト回転行列を算出する手段と、
前記現在位置単位法線ベクトルを前記第２のパンチルト回転行列で回転させた場合の移動先目標ベクトルを算出する手段と、
前記移動先目標ベクトルを用いて前記初期位置単位法線ベクトルからの第２のパン方向回転角度及び第２のチルト方向回転角度を算出する手段と、
前記第２のパン方向回転角度と前記第１のパン方向回転角度との差分から移動先パン方向回転角度を算出する手段と、
前記第２のチルト方向回転角度と前記第１のチルト方向回転角度との差分から移動先チルト方向回転角度を算出する手段と、
を備え、
前記パンチルト制御手段は、前記移動先パン方向回転角度及び前記移動先チルト方向回転角度に基づいて前記パンチルト手段を制御する請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項７】
被写体を撮像して被写体画像データを取得するカメラと、
前記カメラをパン方向及び前記パン方向と直交するチルト方向に回転させるパンチルト手段と、
前記取得した被写体画像データを表示画面に表示する表示手段と、
前記表示画面の任意の位置の指定点を指定するユーザの入力を受け付ける入力手段と、
前記指定点の位置情報を取得する指定位置取得手段と、
前記カメラの光軸を現在の位置から前記指定点に対応する指定被写体の位置まで直線的に移動させることで、前記表示画面に表示された前記指定被写体を前記表示画面の現在の位置から前記表示画面の中心まで直線的に移動させるパンチルト制御手段と、
前記表示画面に表示する被写体画像データを前記カメラの光軸回りに回転させる画像処理手段であって、前記光軸の移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させる画像処理手段と、
前記カメラの現在位置に対する初期位置からの第１のパン方向回転角度及び第１のチルト方向回転角度を取得し、前記初期位置の撮像面の初期位置単位法線ベクトルからの第１のパンチルト回転行列を算出する手段と、
前記初期位置単位法線ベクトルを前記第１のパンチルト回転行列で回転させた場合の撮像面の現在位置単位法線ベクトルを算出する手段と、
前記指定点に対する前記現在位置単位法線ベクトルからの第２のパンチルト回転行列を算出する手段と、
前記現在位置単位法線ベクトルを前記第２のパンチルト回転行列で回転させた場合の移動先目標ベクトルを算出する手段と、
前記移動先目標ベクトルを用いて前記初期位置単位法線ベクトルからの第２のパン方向回転角度及び第２のチルト方向回転角度を算出する手段と、
前記第２のパン方向回転角度と前記第１のパン方向回転角度との差分から移動先パン方向回転角度を算出する手段と、
前記第２のチルト方向回転角度と前記第１のチルト方向回転角度との差分から移動先チルト方向回転角度を算出する手段と、
を備え、
前記パンチルト制御手段は、前記移動先パン方向回転角度及び前記移動先チルト方向回転角度に基づいて前記パンチルト手段を制御する撮像システム。
【請求項８】
前記パンチルト制御手段は、前記パンチルト手段による前記カメラのパン方向の回転速度及びチルト方向の回転速度の比率を前記移動先パン方向回転角度及び前記移動先チルト方向回転角度の比率と等しくする請求項６又は７に記載の撮像システム。
【請求項９】
前記入力手段は、タッチ操作によって前記指定点をユーザが指定可能なタッチパネルを備えた請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項１０】
遠隔カメラ及び携帯端末を備え、
前記表示手段及び前記入力手段が前記携帯端末に備えられ、
前記カメラ、前記パンチルト手段、前記パンチルト制御手段、及び画像処理手段が前記遠隔カメラに備えられ、
前記遠隔カメラ及び前記携帯端末がそれぞれ通信を行う通信手段を備えた請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項１１】
被写体を撮像して被写体画像データを取得するカメラをパン方向及び前記パン方向と直交するチルト方向に回転させるパンチルト工程と、
前記取得した被写体画像データを表示画面に表示する表示工程と、
前記表示画面の任意の位置の指定点を指定するユーザの入力を受け付ける入力工程と、
前記指定点の位置情報を取得する指定位置取得工程と、
前記カメラの光軸を現在の位置から前記指定点に対応する指定被写体の位置まで直線的に移動させることで、前記表示画面に表示された前記指定被写体を前記表示画面の現在の位置から前記表示画面の中心まで直線的に移動させるパンチルト制御工程と、
前記表示画面に表示する被写体画像データを前記カメラの光軸回りに回転させる画像処理工程であって、前記光軸の移動中及び移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させる画像処理工程と、
を備えた撮像制御方法。
【請求項１２】
前記画像処理工程において、前記光軸の移動前の前記指定被写体を含む切り出し画像をテンプレートとするテンプレートマッチングに基づいて前記被写体画像データの回転方向及び回転量を算出する請求項１１に記載の撮像制御方法。
【請求項１３】
被写体を撮像して被写体画像データを取得するカメラをパン方向及び前記パン方向と直交するチルト方向に回転させるパンチルト工程と、
前記取得した被写体画像データを表示画面に表示する表示工程と、
前記表示画面の任意の位置の指定点を指定するユーザの入力を受け付ける入力工程と、
前記指定点の位置情報を取得する指定位置取得工程と、
前記カメラの光軸を現在の位置から前記指定点に対応する指定被写体の位置まで直線的に移動させることで、前記表示画面に表示された前記指定被写体を前記表示画面の現在の位置から前記表示画面の中心まで直線的に移動させるパンチルト制御工程と、
前記表示画面に表示する被写体画像データを前記カメラの光軸回りに回転させる画像処理工程であって、前記光軸の移動後における天地方向を移動前における天地方向と一致させる画像処理手段と、
を備え、
前記画像処理工程において、前記光軸の移動前の前記指定被写体を含む切り出し画像をテンプレートとするテンプレートマッチングに基づいて前記被写体画像データの回転方向及び回転量を算出する撮像制御方法。
【請求項１４】
前記取得した被写体画像データの中から人物の顔の領域を検出する顔検出工程を備え、
前記画像処理工程において、前記指定被写体が人物の顔の領域である場合に、前記顔の向きを正立させる請求項１１から１３のいずれか１項に記載の撮像制御方法。
【請求項１５】
前記パンチルト制御工程において、前記カメラの前記パン方向の回転量及び前記チルト方向の回転量が最小となる回転方向で前記カメラの光軸を移動させる請求項１１から１４のいずれか１項に記載の撮像制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
最初に、ユーザが端末装置１１の操作パネル１４や操作ボタン１６を操作することにより、カメラ装置２０でのライブビュー画像の撮影の開始を指示する。この撮影開始の指示は、端末側通信部４４及びカメラ側通信部３６を介してカメラ側コントローラ３４に入力される。カメラ側コントローラ３４は、撮像部３０に撮影を開始させ、これにより撮像素子３１からの画像信号の出力が開始される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
最初に、撮像面３１ａの初期位置の単位法線ベクトル（初期位置単位法線ベクトルの一例）（→ｅ０）と現在（現在位置の一例）の撮像方向（光軸Ｌの方向）とのパン方向の回転角度φｋ−１及びチルト方向の回転角度θｋ−１（カメラの現在位置に対する初期位置からの第１のパン方向回転角度及び第１のチルト方向回転角度の一例）を測定し、初期位置の単位法線ベクトル（→ｅ０）からのパン・チルト回転行列Ｃｋ−１（第１のパンチルト回転行列の一例）を求める（ステップＳ２１）。ここで、（→ｅ０）における「→」はベクトルを示している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
続いて、タッチセンタリング操作された位置である座標（Ｘ１，Ｚ１）について、現在位置の単位法線ベクトル（→ｆｋ−１）からのパン・チルト回転行列Ｃｋ（第２のパンチルト回転行列の一例）を求める（ステップＳ２３）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
さらに、現在位置の単位法線ベクトル（→ｆｋ−１）をパン・チルト回転行列Ｃｋで回転させた場合の移動先目標ベクトル（→ｆｋ）＝Ｃｋ・（→ｆｋ−１）を求める（ステップＳ２４）。また、この移動先目標ベクトル（→ｆｋ）を用いて、初期位置の単位法線ベクトル（→ｅ０）からのパン方向の回転角度φｋ（第２のパン方向回転角度の一例）及びチルト方向の回転角度θｋ（第２のチルト方向回転角度の一例）を求める（ステップＳ２５）。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
次に、パン動作の最短所要時間とチルト動作の最短所要時間を比較し、Ｔｘｍｉｎ＝Ｔｚｍｉｎであるか否かを判定する（ステップＳ３２）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
タッチセンタリング操作された位置の座標を取得したら、センタリング制御部３５（顔検出手段の一例）は、タッチセンタリング操作された領域（指定点）から人物の顔を検出し、その領域が人物の顔の領域であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。人物の顔の領域でない場合は、ステップＳ７に移行し、以下の処理は図５のフローチャートと同様である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
また、センタリングの前後で人物の顔の傾きを一定としたが、タッチセンタリング機能で指定された被写体が人物の顔や人物である場合には、その人物の顔が正立するように画像を回転させてもよい。例えば、センタリング開始からセンタリング終了まではセンタリング前の天地方向と一致させてセンタリングを行い、センタリングが終了したらその人物の顔が正立するように画像を回転させてもよいし、センタリングする被写体として指定された際に人物の顔を正立させ、顔を正立させた状態でセンタリングを行ってもよい。このように顔を正立させることで、ユーザが被写体を視認しやすくなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2017033619.tif 000022
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2017033619.tif 000023
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2017033619.tif 000024
【国際調査報告】
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2017033619.tif 000026
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