(57)【要約】【課題】高画質の画像表示を実現しながら、カメラ制御の省電力化、円滑化、及びカメラ制御に伴う被写体ぶれを抑制できるようにする。【解決手段】カメラ部を物理的に回転させる駆動部と、キャプチャされたキャプチャ画像の任意の一部を切り出す画像切り出し手段とを備えたカメラ装置であって、カメラ制御方法を決定する操作データから、パン、チルト駆動部の駆動方法を決定する駆動部制御データと、画像の切り出し位置を決定する切り出し位置データとを算出し、算出された駆動部制御データに従って、前記駆動部を制御し、前記パン駆動部またはチルト駆動部によるカメラの回転と並行して、前記画像切り出し手段は、算出された切り出し位置データに従って画像の切り出し位置を変更する。【選択図】図１
2008131387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ部を物理的に回転させるパン駆動部またはチルト駆動部の少なくとも１つと、キャプチャされたキャプチャ画像の任意の一部を切り出す画像切り出し手段とを備えたカメラ装置であって、
カメラ制御方法を決定する操作データから、前記パン駆動部及びチルト駆動部の駆動方法を決定する駆動部制御データと、前記画像切り出し手段による画像の切り出し位置を決定する切り出し位置データとを算出する制御データ算出手段と、
前記制御データ算出手段によって算出された駆動部制御データに従って、前記パン駆動部またはチルト駆動部の少なくとも１つを制御する駆動部制御手段とを備え、
前記パン駆動部またはチルト駆動部によるカメラの回転と並行して、前記画像切り出し手段は、前記制御データ算出手段によって算出された切り出し位置データに従って画像の切り出し位置を変更することを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】
カメラ部を物理的に回転させるパン駆動部、チルト駆動部、またはレンズの位置を物理的に変化させることによって画角を変更するズーム駆動部の少なくとも１つと、キャプチャされたキャプチャ画像の任意の一部を切り出す画像切り出し手段とを備えたカメラ装置であって、
カメラ制御方法を決定する操作データから、前記パン駆動部、チルト駆動部、及びズーム駆動部の駆動方法を決定する駆動部制御データと、前記画像切り出し手段による画像の切り出し位置及び切り出す大きさを決定する切り出し位置データとを算出する制御データ算出手段と、
前記制御データ算出手段によって算出された駆動部制御データに従って、前記パン駆動部、チルト駆動部、またはズーム駆動部の少なくとも１つを制御する駆動部制御手段とを備え、
前記パン駆動部またはチルト駆動部によるカメラの回転及びズーム駆動部による画角の変更と並行して、前記画像切り出し手段は、前記制御データ算出手段によって算出された切り出し位置データに従って画像の切り出し位置及び切り出す大きさを変更することを特徴とするカメラ装置。
【請求項３】
前記パン駆動部またはチルト駆動部の制御の開始と同時に、前記キャプチャ画像上の切り出し位置の移動を開始することによって、前記キャプチャ画像の中心位置の移動速度に対する切り出し画像の中心位置の移動速度を大きくしたことを特徴とする請求項１または２に記載のカメラ装置。
【請求項４】
前記パン駆動部またはチルト駆動部の制御の開始と同時に、前記キャプチャ画像上の切り出し位置の移動を開始することによって、前記キャプチャ画像の中心位置の移動速度に対する切り出し画像の中心位置の移動の加速度を大きくしたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のカメラ装置。
【請求項５】
前記ズーム駆動部の制御の開始と同時に、前記キャプチャ画像上の切り出し部分の拡大または縮小を開始することによって、前記キャプチャ画像の画角変化の速度に対する切り出し画像の画角変化の速度を大きくしたことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のカメラ装置。
【請求項６】
前記ズーム駆動部の制御の開始と同時に、前記キャプチャ画像上の切り出し部分の拡大または縮小を開始することによって、前記キャプチャ画像の画角変化の加速度に対する切り出し画像の画角変化の加速度を大きくしたことを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載のカメラ装置。
【請求項７】
前記制御データ算出手段は、物理的なカメラ制御に伴う静止物体の被写体ブレの大きさが一定値以下になる物理的カメラ制御の速度またはシャッター速度を算出する速度算出手段を備え、
前記駆動部制御手段は、前記速度算出手段によって算出された物理的カメラ制御の速度に従って、前記パン駆動部、チルト駆動部、及びズーム駆動部を制御し、前記速度算出手段によって算出されたシャッター速度に従って撮像時のシャッター速度を変化させることを特徴とする請求項２〜６の何れか１項に記載のカメラ装置。
【請求項８】
要求されるカメラ制御が、前記駆動部制御手段による前記パン駆動部、チルト駆動部、及びズーム駆動部による物理的なカメラ制御だけでは実現できない場合に、前記駆動部制御手段による前記パン駆動部、チルト駆動部、及びズーム駆動部による物理的なカメラ制御と、前記画像切り出し手段による切り出し位置または大きさの変更とを組み合わせて、前記要求されるカメラ制御が実現可能かどうかを判定するともに、前記要求されるカメラ制御が実現不可能な場合は、前記制御データ算出手段は、実現可能でかつ要求されるカメラ制御に近いカメラ制御方法を算出するとともに、それに従って前記パン駆動部、チルト駆動部、及びズーム駆動部の駆動方法を決定する駆動部制御データと、前記画像切り出し手段による画像の切り出し位置を決定する切り出し位置データとを算出することを特徴とする請求項２〜７の何れか１項に記載のカメラ装置。
【請求項９】
ネットワークで接続された制御装置によって操作データが入力されることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のカメラ装置。
【請求項１０】
カメラ部を物理的に回転させるパン駆動部、またはチルト駆動部の少なくとも１つを備えたカメラ装置において、キャプチャされたキャプチャ画像の任意の一部を切り出す画像切り出し工程を備えたカメラ装置の制御方法であって、
カメラ制御を決定する操作データから、前記パン駆動部及びチルト駆動部の駆動方法を決定する駆動部制御データと、前記画像切り出し工程による画像の切り出し位置を決定する切り出し位置データとを算出する制御データ算出工程と、
前記制御データ算出工程において算出された駆動部制御データに従って、前記パン駆動部またはチルト駆動部の少なくとも１つを制御する駆動部制御工程とを備え、
前記パン駆動部またはチルト駆動部によるカメラの回転と並行して、前記画像切り出し工程においては、前記制御データ算出工程において算出された切り出し位置データに従って画像の切り出し位置を変更することを特徴とするカメラ装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法の各工程をコンピュータにて実施させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカメラ装置、カメラ装置の制御方法及びプログラムに関し、特に、物理的パンチルトズームと電子的パンチルトズームを組み合わせたカメラ制御を行うために用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モーターによって雲台やレンズの位置を変化させることによって行う物理的パンチルトズームと、キャプチャされた画像の一部を電子的に切り出して仮想的なパンチルトズームを実現する電子的パンチルトズームとを組み合わせてカメラ制御が行われている。このような従来のカメラ装置では、まず電子的パンチルトズームを行って生成した画像を表示し、次に物理的パンチルトズームを行って撮影した画像を表示する。これによって、カメラ制御後のカメラ位置における画像が瞬時に表示されるようにしたカメラ装置が提案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ネットワークを介してカメラ制御の開始と終了を要求してカメラ装置を制御する遠隔制御装置で、物理的パンチルトと電子的パンチルトを並列に行うことで、通信による映像データ受信の遅延によって発生する。このためにカメラ制御終了要求時とカメラ制御終了時のカメラ位置のズレをなくすようにした遠隔制御装置が提案された（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２０５６５３号公報
【特許文献２】特開平１０−２２４７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来技術はいずれも、物理的なカメラ制御に要する時間や、通信に要する時間によって、ユーザが所望する画像と実際に表示される画像のカメラ位置がずれるという問題を解決することを目的としていた。
【０００６】
ところが、例えば、カメラがどのように制御されたかを把握するために、カメラ制御中の映像は見たいが、バッテリー駆動時のように省電力が要求される場合は、物理的なカメラ制御に伴うモーター駆動のためのモーターへの入力電圧を下げる。または、モーターへの入力周波数を抑えながら、十分な速さでカメラ制御を行うことが求められる。
【０００７】
また、カメラ制御の開始を要求する際にカメラ制御終了時のカメラ位置を指定するため、カメラ制御を終了させるタイミングを指定する必要がない場合がある。このような場合にはカメラ制御中に表示される画像と実際のカメラ位置のずれは問題にならないが、物理的なカメラ制御に伴って発生する静止物体の被写体ブレが問題となる場合は、十分な速さでのカメラ制御を行いつつ被写体ブレを抑制することが求められる。
【０００８】
また、物理的パンチルトズームでは捕捉できないほど細かく移動する移動体を追尾したり、物理的パンチルトズームのみでは段階的なカメラ制御を行うしかなかったりする場合がある。この場合には、細かいカメラ制御を電子的パンチルトズームによって補完して滑らかなカメラ制御を実現することが求められる。
【０００９】
こうした問題は電子的パンチルトズームのみを行うことによっても解決することは可能であるが、電子的パンチルトズームのみを行うカメラ装置では、被写体が小さく遠い場合等に十分な画質で被写体を捉えることができないといった問題がある。上記のような従来技術はいずれも、これらの問題点を解決することができなかった。
【００１０】
本発明は前述の問題点に鑑み、高画質の画像表示を実現しながら、カメラ制御の省電力化、円滑化、及びカメラ制御に伴う被写体ぶれを抑制できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のカメラ装置は、カメラ部を物理的に回転させるパン駆動部またはチルト駆動部の少なくとも１つと、キャプチャされたキャプチャ画像の任意の一部を切り出す画像切り出し手段とを備えたカメラ装置であって、カメラ制御方法を決定する操作データから、前記パン駆動部及びチルト駆動部の駆動方法を決定する駆動部制御データと、前記画像切り出し手段による画像の切り出し位置を決定する切り出し位置データとを算出する制御データ算出手段と、前記制御データ算出手段によって算出された駆動部制御データに従って、前記パン駆動部またはチルト駆動部の少なくとも１つを制御する駆動部制御手段とを備え、前記パン駆動部またはチルト駆動部によるカメラの回転と並行して、前記画像切り出し手段は、前記制御データ算出手段によって算出された切り出し位置データに従って画像の切り出し位置を変更することを特徴とする。
【００１２】
本発明のカメラ装置の制御方法は、カメラ部を物理的に回転させるパン駆動部、またはチルト駆動部の少なくとも１つを備えたカメラ装置において、キャプチャされたキャプチャ画像の任意の一部を切り出す画像切り出し工程を備えたカメラ装置の制御方法であって、カメラ制御を決定する操作データから、前記パン駆動部及びチルト駆動部の駆動方法を決定する駆動部制御データと、前記画像切り出し工程による画像の切り出し位置を決定する切り出し位置データとを算出する制御データ算出工程と、前記制御データ算出工程において算出された駆動部制御データに従って、前記パン駆動部またはチルト駆動部の少なくとも１つを制御する駆動部制御工程とを備え、前記パン駆動部またはチルト駆動部によるカメラの回転と並行して、前記画像切り出し工程においては、前記制御データ算出工程において算出された切り出し位置データに従って画像の切り出し位置を変更することを特徴とする。
【００１３】
本発明のプログラムは、前記のカメラ装置の制御方法の各工程をコンピュータにて実施させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、物理的パンチルトズームと電子的パンチルトズームを組み合わせたカメラ制御を効果的に行うことにより、電子的パンチルトズームのみを行うカメラ装置に対して高画質の画像表示を実現しながら、物理的パンチルトズームのみを行うカメラ装置に対してカメラ制御の省電力化、円滑化、及びカメラ制御に伴う被写体ぶれの抑制を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下に添付の図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、省電力化を実現するカメラ制御を行う場合のカメラ装置を示す。
図１は、本実施形態のカメラ装置と、カメラ装置とケーブルで接続された制御装置及び表示装置の内部構成例を示すブロック図である。
カメラ装置１００は、画像をキャプチャして画像信号として出力する撮像部１０２と、及びモーター駆動によってレンズの画角を拡大したり縮小したり変更して画角変化させるズーム駆動部１０３とからなるカメラ部１０１を備えている。
【００１６】
また、モーター駆動によってカメラ部を横方向に回転させるパン駆動部１１１と、縦方向に回転させるチルト駆動部１１２とからなる雲台部１１０とを備えている。また、制御装置からの操作信号の入力を受け付けて操作データに変換する操作信号入力部１０７を備えている。
【００１７】
また、操作データから画像上の切り出し位置データと各駆動部の駆動部制御用データを算出する制御データ算出部１０５を備えている。また、カメラ部から出力された画像の一部を切り出し位置データに従って切り出して切り出し部分を画像データに変換する画像処理部１０４とを備えている。また、画像データを画像信号に変換して表示装置に出力する画像出力部１０６と、駆動部制御データをパン、チルト、ズームの各駆動部に対する駆動部制御信号に変換して各駆動部を制御する駆動制御部１０８とを備えている。
【００１８】
制御装置１３０は、ユーザからの操作を受け付けて操作データを生成する操作入力部１３２と、操作データを操作信号に変換してカメラ装置に出力する操作信号出力部１３１とで構成されている。
【００１９】
表示装置１２０は、カメラ装置１００からの画像信号を受け付けて画像表示部１２２に対して入力できる信号形式に変換する画像入力部１２１と、画像信号から画像を生成して画面上に表示する画像表示部１２２とで構成されている。
【００２０】
まず、ユーザにより操作入力部１３２によってカメラ装置１００に対する操作が入力されると、操作信号出力部１３１が操作データを受け付け、操作信号に変換してカメラ装置１００に送る。
【００２１】
カメラ装置１００の操作信号入力部１０７は受け取った操作信号を操作データに変換し、制御データ算出部１０５が操作データから駆動部制御データと画像の切り出し位置データとを生成する。駆動部制御データと画像の切り出し位置データとが生成されると、駆動制御部１０８が駆動部制御データに従ってパン、チルト、ズームの各駆動部１１１、１１２、１０３を制御する。さらに、画像処理部１０４が切り出し位置データに従ってキャプチャ画像の画像切り出しの位置を変化させる。
【００２２】
次に、操作データからの駆動部制御データと画像の切り出し位置データの算出を表す式を以下の数１に示す。
【００２３】
【数１】
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【００２４】
操作データＦ（ｔ）は、物理的パンチルトズームにおけるカメラ位置の時刻に対する変化を表す。物理的パンチルトズームのみによるカメラ制御を行うカメラ装置では、この操作データＦ（ｔ）からパン、チルト、ズームの各駆動部を時刻に対してどのように制御するかを表す駆動部制御データ(Ｐ（ｔ）、Ｔ（ｔ）、Ｚ（ｔ）)が算出される。
【００２５】
これに対して、本実施形態のカメラ装置１００では、まずＦ（ｔ）が物理的操作データＦｐ（ｔ）と電子的操作データＦｅ（ｔ）とに分割される。Ｆｐ（ｔ）から駆動部制御データ(Ｐ（ｔ）、Ｔ（ｔ）、Ｚ（ｔ）)が算出され、Ｆｅ（ｔ）から画像の切り出し位置データ(Ｘ（ｔ）、Ｙ（ｔ）、Ｗ（ｔ）)が算出される。ここで、Ｐ（ｔ）、Ｔ（ｔ）、Ｚ（ｔ）はそれぞれパン、チルト、ズームの各駆動部に対して印化する電圧の時刻に対する変化を表す式である。
【００２６】
また、Ｘ（ｔ）、Ｙ（ｔ）、Ｗ（ｔ）はそれぞれキャプチャ画像における切り出し画像の基準点のＸ座標、Ｙ座標、及び切り出し画像の幅（ピクセル数）の時刻に対する変化を表す式である。また、Ｆｐ（ｔ）とＦｅ（ｔ）の分割方法は、ユーザが所望する特性、機器の特性に従って決定される。
【００２７】
図２は、カメラ制御に伴う消費電力が物理的パンチルトズームの速度に大きく依存するカメラ装置１００でパン操作を行った場合のカメラ制御のイメージを示す図である。また、図３は、図２で示したカメラ制御における、キャプチャ画像及び切り出し画像の中心位置の時刻に対するパン方向の位置及び速度の変化を示す図である。
【００２８】
３１０、３２０、３３０はそれぞれ、基準時刻から時間Ｔが経過するまでのシーンにおけるカメラの撮影範囲を表す。３１１、３２１、３３１及び３１２、３２２、３３２はそれぞれ基準時刻、基準時刻から時間Ｔ／２が経過した時点、基準時間から時間Ｔが経過した時点におけるキャプチャ画像及び切り出し画像の視野範囲を表す。
【００２９】
基準時刻ではキャプチャ画像に対する切り出し画像の位置は左端にあるが、基準時刻から時間Ｔ／２が経過した時点では中央になり、基準時刻から時間Ｔが経過した時点では右端になる。ここで、Ｘｐｅ及びＸｐはそれぞれ、基準時刻から時間Ｔが経過する間の、切り出し画像及びキャプチャ画像の視野範囲の中心位置の移動量を表し、４１１、４１２に示すように、時刻に対していずれも線形に変化する。
【００３０】
また、４２１、４２２はそれぞれ、切り出し画像及びキャプチャ画像の視野範囲の中心位置の移動速度を表し、カメラ制御を開始してからカメラ制御を終了するまで一定の速度Ｖｐｅ及びＶｐで移動している。物理的パンチルトズームのみを行うカメラ装置で同様のカメラ制御を行う場合は速度Ｖｐｅでパン駆動部を制御する必要があるのに対して、本実施形態のカメラ装置１００ではＶｐｅよりも小さいＶｐでパン駆動部１１１を制御すればよいことになる。
【００３１】
したがって、パン駆動に伴う消費電力が物理的パンチルトズームの速度に比例すると仮定した場合、本実施形態のカメラ装置１００は、物理的パンチルトズームのみを行うカメラ装置のＶｐ／Ｖｐｅの消費電力でパン駆動が行えることになる。チルト駆動やズーム駆動も同様に制御することによって、消費電力を抑えることができる。
【００３２】
図４は、カメラ制御に伴う消費電力が物理的パンチルトズームの加速度に大きく依存するカメラ装置１００でパン操作を行った場合のカメラ制御のイメージを示す図である。また、図５は、図４で示したカメラ制御における、キャプチャ画像及び切り出し画像の中心位置の時刻に対するパン方向の位置、速度、及び加速度の変化を示す図である。
【００３３】
５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０はそれぞれ、基準時刻から時間Ｔが経過するまでのシーンにおけるカメラの撮影範囲を表す。また、５１１、５２１、５３１、５４１、５５１、５６１は各時刻におけるキャプチャ画像の視野範囲を表す。さらに、５１２、５２２、５３２、５４２、５５２、５６２は各時刻における切り出し画像の視野範囲を表す。
【００３４】
基準時刻ではキャプチャ画像に対する切り出し画像の位置は中央にあるが、徐々にパン駆動方向と同じ右寄りの位置になり、基準時刻から時間Ｔが経過した時点では中央に戻る。ここで、キャプチャ画像の視野範囲の中心位置は、時刻Ｔ１まで一定の加速度Ａｐで加速し、時刻Ｔ１で加速度が０になって時刻Ｔ３まで一定の速度Ｖｐで移動する。そして、時刻Ｔ３で加速度が−Ａｐになって時刻Tまで一定の加速度−Ａｐで減速する。また、切り出し画像の視野範囲の中心位置は、時刻Ｔ２まで一定の加速度Ａｐｅで加速し、時刻Ｔ２で加速度が０になって時刻Ｔ４まで一定の速度Ｖｐｅで移動する。そして、時刻Ｔ４で加速度がーＡｐｅになって時刻Ｔまで一定の加速度−Ａｐｅで減速する。
【００３５】
基準時刻から時間Ｔが経過するまでのキャプチャ画像及び切り出し画像の視野範囲の中心位置の移動量は同じ移動量Ｘになっている。したがって、基準時刻及び基準時刻から時間Ｔが経過した時点でのキャプチャ画像及び切り出し画像の視野範囲の中心位置の相対位置は同じになっている。
【００３６】
物理的パンチルトズームのみを行うカメラ装置で同様のカメラ制御を行う場合は最大加速度Ａｐｅでパン駆動部を制御する必要があるのに対して、本実施形態のカメラ装置１００ではＡｐｅよりも小さいＡｐでパン駆動部を加速すればよい。したがって、パン駆動に伴う消費電力が物理的パンチルトズームの加速度の二乗に比例し、加速時間に比例すると仮定する。すると、本実施形態のカメラ装置１００は、物理的パンチルトズームのみを行うカメラ装置の（Ａｐ／Ａｐｅ）2＊（Ｔ２／Ｔ１）(の消費電力でパン駆動が行える。
【００３７】
ここで、（Ａｐ／Ａｐｅ）2がＴ２／Ｔ１よりも小さくなる場合は、物理的パンチルトズームのみを行うカメラ装置に比べて消費電力が削減できることになる。チルト駆動やズーム駆動についても、同様の条件式が成立する場合は、同様のカメラ制御によって消費電力を抑えることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
本実施形態では、被写体ブレの抑制を実現するカメラ制御を行う場合のカメラ装置を示す。
図６は、本実施形態のカメラ装置と、カメラ装置とネットワークで接続された制御装置、及び制御装置と接続された表示装置の内部構成例を示すブロック図である。
カメラ装置７００は、図１の構成と同様の役割を行うカメラ部７０１、雲台部７１０、駆動制御部７０９と、画像の切り出しは行わずに画像のＡ／Ｄ変換等の処理のみを行う画像処理部７０４とを備えている。
【００３９】
また、第１の実施形態の画像出力部１０６及び操作信号入力部１０７の代わりに、画像処理部７０４から出力された画像データをネットワーク７４０で送信しやすいように圧縮するエンコード部７０６を備えている。また、駆動部制御データ及び画像の切り出し位置データに加えて撮像部制御データを算出する制御データ算出部７０５と、撮像部制御データに従って撮像部を制御する撮像制御部７０８とを備えている。また、圧縮された画像データ及び画像の切り出し位置データを送信するとともに、操作データの受信を行う通信部７０７を備えている。
【００４０】
制御装置７３０は、カメラ装置７００から圧縮画像データ及び画像の切り出し位置データを受信するとともに、操作データの送信を行う通信部７３３と、ユーザからの操作を受け付けて操作データを生成する操作入力部７３４とを備えている。また、圧縮画像データを復号するデコード部７３１と、画像のリサイズや、復号された画像データとカメラ装置７００から受信した画像の切り出し位置データによる画像の一部切り出しを行う画像処理部７３５とを備えている。また、画像データを画像信号に変換して表示装置７２０に出力する画像出力部７３２を備えている。
【００４１】
表示装置７２０は、入力された画像信号を画像表示部７２２に対して入力できる信号形式に変換する画像入力部７２１と、画像信号から画像を生成して画面上に表示する画像表示部７２２とで構成されている。
【００４２】
まず、ユーザにより操作入力部７３４によってカメラ装置７００に対する操作が入力されると、通信部７３３が操作データを受け付け、ネットワーク７４０を介してカメラ装置７００に送信する。
【００４３】
カメラ装置７００側の通信部７０７は受け取った操作データを制御データ算出部７０５に入力し、制御データ算出部７０５は操作データから駆動部制御データ、画像の切り出し位置データ、及び撮像部制御データを生成する。駆動部制御データが算出されると、駆動制御部７０９が駆動部制御データに従ってパン駆動部７１１、チルト駆動部７１２、及びズーム駆動部７０３を制御する。
【００４４】
撮像部制御データが算出されると、撮像制御部７０８が撮像部制御データに従ってシャッタースピード、絞り、ゲインなどの撮像パラメータを調整する。画像の切り出し位置データが算出されると、通信部７０７がネットワーク７４０を介して切り出し位置データを制御装置７３０に送信する。
【００４５】
制御装置７３０の通信部７３３がカメラ装置７００から送信された画像データと画像の切り出し位置データとを受信すると、画像データはデコード部７３１によって復号される。さらに、画像処理部７３５によって、カメラ装置７００から受信した画像の切り出し位置データに従って復号された画像の一部が切り出され、画像出力部７３２によって表示装置７２０に出力される。
【００４６】
なお、本実施形態では、図１のようにカメラ装置１００側で画像の切り出しが行われる構成でも図６のように制御装置７３０側で画像の切り出しが行われる構成でもよい。ユーザが必要とする特性によって画像の切り出し処理を行う画像処理部７３５の配置が変化するわけではない。
【００４７】
次に、被写体ブレが抑制可能な駆動部制御データを算出するための条件式を以下の数２に示す。
【００４８】
【数２】
2008131387.tif 000004
【００４９】
物理的パンチルトズームを行う場合は、駆動に伴ってカメラに対する被写体の相対位置が変化するので、静止している被写体（静止物体）であっても被写体ブレが発生する可能性がある。特に、シャッタースピードが遅い場合に高速で物理的パンチルトズームを行った場合は、被写体ブレが大きくなる。しかし、電子的パンチルトズームのみを行う場合は、動いている被写体を除いてカメラに対する被写体の相対位置は変化しないので、静止している被写体であればシャッタースピードや電子的パンチルトズームの速度に依存せず、被写体ブレは発生しない。
【００５０】
物理的パンチルトズームと電子的パンチルトズームの両方を同時に行う場合は、静止している被写体の被写体ブレの大きさは、物理的パンチルトズームの速度とシャッタースピードのみに依存して決まる。したがって、物理的パンチルトズームの速度をＶｐ、シャッタースピードをｓ、任意の定数をｋとすると、静止している被写体の被写体ブレの大きさδは、数２の１行目の式で表される。
【００５１】
ここで、被写体ブレの大きさの許容最大値をδmaxとすると、数２の２行目の式が成立するので、あらかじめｋとδmaxを求めておくことにより、被写体ブレの大きさを許容範囲内（一定値以下）に抑えるＶｐとｓとの速度算出ができることになる。また、シャッタースピードｓは撮像部への入射光の輝度、絞り値、ゲインによっても最適な値が変化するので、数２の２行目の式を満たして且つ最適な露出を実現できる値に設定される。このようにして算出されたシャッタースピード、絞り値、ゲインの値が、撮像部制御データとして撮像制御部７０８に入力され、それに従って撮像部７０２の撮像パラメータが制御される。
【００５２】
（第３の実施形態）
本実施形態では、円滑なカメラ制御を実現する場合のカメラ装置を示す。なお、機能構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
図７は、一つのモーターを切り替えて使用するために物理的なパンとチルトが同時に行えないカメラ装置で、パンとチルトを同時に実行するような操作を行った場合のカメラ制御のイメージを示す図である。図８は、図７で示したカメラ制御における、キャプチャ画像及び切り出し画像の中心位置の時刻に対するパン方向及びチルト方向の位置と速度の変化を示す図である。
【００５３】
９１０、９２０、９３０、９４０、９５０はそれぞれ、基準時刻から時間Ｔが経過するまでのシーンにおけるカメラの撮影範囲を表す。また、９１１、９２１、９３１、９４１、９５１及び９１２、９２２、９３２、９４２、９５２はそれぞれ、基準時刻から時間Ｔ／４、Ｔ／２、３Ｔ／４、Ｔが経過した時点におけるキャプチャ画像及び切り出し画像の視野範囲を表す。
【００５４】
右上方向に直線的に移動する人物を追尾するために、物理的パンチルトと電子的パンチルトを組み合わせたカメラ制御では、図８の直線１０１２、１０２２、１０３２、１０４２で示されるように直線的で一定速度のパンチルト制御が行われる。これに対し、物理的なパンチルトでは同時にパン制御とチルト制御を行うが出来ないため、直線１０１１、１０２１、１０３１、１０４１で示される。このように、基準時刻を時刻０とすると、時刻０から時刻Ｔ／４までは速度Ｖｘで右方向へのパンのみが行われ、時刻Ｔ／４から時刻Ｔ／２が経過するまでは速度Ｖｙで上方向へのチルトのみが行われる。そして、時刻Ｔ／２から時刻３Ｔ／４までは再び速度Ｖｘで右方向へのパンのみが行われ、時刻３Ｔ／４から時間Ｔまでは再び速度Ｖｙで上方向へのチルトのみが行われる。
【００５５】
このため、物理的パンチルトと電子的パンチルトを組み合わせたカメラ制御で求められる動きと、物理的パンチルトによるカメラ制御で可能な動きにずれが生じることになる。そのため図７で示されるように各時刻でのキャプチャ画像に対する切り出し画像の相対位置は連続的に変化する。
【００５６】
図９は、制御データ算出部１０５の駆動部制御データ及び画像の切り出し位置データ算出時の動作手順の一例を示すフローチャートである。
上述したように、細かく移動する対象を追尾する場合や、ユーザが入力した操作に対してパン、チルト、ズームの各駆動部１１１、１１２、１０３の動きの制約が大きい場合に、要求されるカメラ制御が物理的パンチルトズームのみでは実現できない場合がある。
【００５７】
このような場合は、制御データ算出部１０５は、まず要求されるカメラ制御の動きが物理的パンチルトズームで実現可能かどうかを判定する（ステップＳ１１０１）。この判定の結果、実現可能であれば、駆動部制御データを算出する（ステップＳ１１０２）。一方、ステップＳ１１０１の判定の結果、実現不可能である場合は、電子的パンチルトズームと物理的パンチルトズームとを組み合わせて実現可能かどうかを判定する（ステップＳ１１０３）。
【００５８】
この判定の結果、実現不可能な場合は、電子的パンチルトズームと物理的パンチルトズームを組み合わせて実現可能で、かつ最も求められるカメラ制御の動きに近い動きを求める（ステップＳ１１０４）。そして、それを実現するための駆動部制御データ及び画像の切り出し位置データを算出する（ステップＳ１１０５）。一方、ステップＳ１１０３の判定の結果、実現可能である場合は、ステップＳ１１０５に進む。
【００５９】
（本発明に係る他の実施形態）
前述した本発明の実施形態におけるカメラ装置を構成する各手段、並びにカメラ装置の制御方法の各工程は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
【００６０】
また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記録媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００６１】
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図９に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムまたは装置に直接、または遠隔から供給する。そして、そのシステムまたは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【００６２】
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【００６３】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
【００６４】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどがある。さらに、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ）などもある。
【００６５】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する方法がある。そして、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。
【００６６】
また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【００６７】
また、その他の方法として、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００６８】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。さらに、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００６９】
さらに、その他の方法として、まず記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。そして、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるカメラ装置と、カメラ装置とケーブルで接続された制御装置及び表示装置の内部構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態において、カメラ制御に伴う消費電力が物理的パンチルトズームの速度に大きく依存するカメラ装置でパン操作を行った場合のカメラ制御のイメージを示す図である。
【図３】図２で示したカメラ制御における、キャプチャ画像及び切り出し画像の中心位置の時刻に対するパン方向の位置及び速度の変化を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態において、カメラ制御に伴う消費電力が物理的パンチルトズームの加速度に大きく依存するカメラ装置でパン操作を行った場合のカメラ制御のイメージを示す図である。
【図５】図４で示したカメラ制御における、キャプチャ画像及び切り出し画像の中心位置の時刻に対するパン方向の位置、速度、及び加速度の変化を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるカメラ装置と、カメラ装置とネットワークで接続された制御装置、及び制御装置と接続された表示装置の内部構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態において、物理的なパンとチルトが同時に行えないカメラ装置で、パンとチルトを同時に実行するような操作を行った場合のカメラ制御のイメージを示す図である。
【図８】図７で示したカメラ制御における、キャプチャ画像及び切り出し画像の中心位置の時刻に対するパン方向及びチルト方向の位置と速度の変化を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態において、制御データ算出部の駆動部制御データ及び画像の切り出し位置データ算出時の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１００  カメラ装置
１０１  カメラ部
１０２  撮像部
１０３  ズーム駆動部
１０４  画像処理部
１０５  制御データ算出部
１０６  画像出力部
１０７  操作信号入力部
１０８  駆動制御部
１１０  雲台部
１１１  パン駆動部
１１２  チルト駆動部
１２０  表示装置
１２１  画像入力部
１２２  画像表示部
１３０  制御装置
１３１  操作信号出力部
１３２  操作入力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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