(57)【要約】【課題】複数の方向から同一被写体を撮影し、被写体の正面又は顔が向いている方のカメラの映像を出力することが可能な撮像装置を提供すること。【解決手段】１つの被写体１１に対して、複数の異なる位置から撮影するカメラ１，２があり、被写体１１の位置及び向きを、発信機１２R，１２Lと受信機１３A，１３B，１３Cを用いて方向・位置演算部１４にて算出（検出）することによって、被写体１１が正面を向いて撮影されるカメラ１，２のどちらかに自動的に切り替わる。これにより、常時好ましい撮影（例えば、正面、顔を撮る等）が可能になる。【選択図】  図１
2005286419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる位置に設けられ、異なる方向に向けられた複数の撮像手段と、
前記撮像手段により撮影される被写体の位置情報および方向情報を発信する位置方向情報発信手段と、
前記位置方向情報発信手段からの位置情報と方向情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された被写体の位置情報と方向情報から、被写体の位置および方向を算出する被写体位置方向算出手段とを有し、
前記被写体位置方向算出手段により算出された被写体の位置及び方向から、被写体を撮影する撮像手段を前記複数の撮像手段から選択し、被写体の画像を撮影することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記位置方向情報発信手段は、前記撮像手段により撮影される被写体に取り付けられており、前記受信手段は被写体の周囲に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記位置方向情報発信手段の位置情報を発信する手段は、指向性の無い無線発信機であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記位置方向情報発信手段の方向情報を発信する手段は、指向性の無い無線発信機を複数被写体に取り付けたものであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記位置方向情報発信手段の方向情報を発信する手段は、指向性のある無線発信機であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記位置方向情報発信手段は、位置情報および方向情報を赤外線により発信することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記位置方向情報発信手段は、位置情報および方向情報を音波により発信することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記位置方向情報発信手段は、被写体の配置された床に設けられた感圧センサーであることを特徴として請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記被写体位置方向算出手段は受信した前記複数の受信手段により受信した信号の時間差あるいは強度の差から被写体の位置および方向を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記複数の撮像手段に接続され、被写体位置方向算出手段からの情報に従い撮像手段を選択する撮像手段選択部と、
選択された撮像手段により撮像された画像を記録する記録部と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記記録部は前記位置方向情報発信手段から発信される被写体認識信号を記録することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記複数の撮像手段から選択された撮像手段により撮影された被写体の画像の一部を、前記被写体位置方向算出手段の算出結果に基づき被写体を含むように切出す画像切出し手段と、
この画像切出し手段により切出された画像を表示する表示手段と、
前記画像切出し手段により切出された画像を表示手段の解像度に合わせて解像度変換する解像度変換手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記画像切出し手段により切出された被写体の画像を記録する記録部をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記記録部は前記位置方向情報発信手段から発信される被写体認識信号を記録しており、
前記画像切出し手段は前記記録部に記録された被写体認識信号をもとに、前記記録部に記録された画像から被写体を含むように切出した画像信号を出力することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記撮像手段は複数の画素を有する撮像素子を有しており、
前記複数の撮像手段から選択された撮像手段により撮影された被写体の画像の一部を、前記被写体位置方向算出手段の算出結果に基づき被写体を含むように切出す位置を指示する切出し位置指示手段と、
前記画切出し位置指示手段からの切出し位置指示に基づき、前記撮像素子内の切出す領域を指定する切出し領域指定手段とをさらに有しており、
この切出し領域指定手段により前記撮像素子により撮影された被写体像を切出すことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１６】
フィールド上の異なる位置及び方向に設けられ、被写体を含む画像情報を得る複数の撮像手段と、
フィールド上に存在する前記被写体の位置情報および方向情報を発信する被写体位置方向発信手段と、
前記被写体位置方向発信手段からの位置情報と方向情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された被写体の位置情報と方向情報から、フィールド上の被写体の位置および方向を算出する被写体位置方向算出手段と、
前記被写体位置方向算出手段にて算出されたフィールド上の被写体の位置及び方向を、前記撮像手段が撮像する方向及び／又は画角を基準とするカメラ座標、或いは撮像手段が撮像する撮像素子平面座標に変換する座標変換手段とを有し、
この座標変換手段により変換された被写体の座標および向きから、被写体を撮影する撮像手段を前記複数の撮像手段から選択し、被写体の画像を撮影することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の被写体を撮影する撮影方法およびその装置に関する。特に送受信機を使用して被写体の位置等を検出する手段を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、例えば特許文献１では、ゴルフ場に複数のカメラを設置し、ＩＤタグを持ったプレーヤがプレーを進めていくと、プレーヤの位置を複数の受信機で検出し、近傍のカメラが選択され、ズーミングを行いショットを撮影するということが提案されている。
【０００３】
また、特許文献２は、赤外線発信機を特定被写体に携帯させ、受信機を備えたビデオカメラで撮影することにより、同じ服装をした複数の人間の中から特定人を簡単に撮影できるという提案が記載されている。
【０００４】
また、特許文献３では、複数のカメラから距離が近い等の条件から最適なカメラを選択、表示する映像切替えシステムが提案されている。
【特許文献１】特許３３７９０６７号
【特許文献２】特開平９−７４５０５号公報
【特許文献３】特開２００１−４５４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来例は被写体の位置を検出し、撮像装置に位置を知らせる、あるいは固定された複数の撮像装置から適当なもので撮影する、というものであって、被写体の向きに関しては特に考慮されていなかった。そのため被写体の位置を特定しても必ずしも好ましい撮影（正面、顔を撮る等）ができないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、複数の方向から同一被写体を撮影し、被写体が人である場合その正面又は顔が向いている方のカメラの映像を出力することが可能な撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明による撮像装置は、
異なる位置に設けられ、異なる方向に向けられた複数の撮像手段と、
前記撮像手段により撮影される被写体の位置情報および方向情報を発信する位置方向情報発信手段と、
前記位置方向情報発信手段からの位置情報と方向情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された被写体の位置情報と方向情報から、被写体の位置および方向を算出する被写体位置方向算出手段とを有し、
前記被写体位置方向算出手段により算出された被写体の位置及び方向から、被写体を撮影する撮像手段を前記複数の撮像手段から選択し、被写体の画像を撮影することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明では、被写体に発信機を携帯させ、発信機と受信機の相対位置関係により被写体の位置と向いている方向を検出し、違う方向から同一被写体を撮像する複数の撮像手段の中から最適な撮像手段を選択することで、常時好ましい撮影（例えば、正面、顔を撮る等）が可能になる。
【０００９】
請求項１２記載の発明は、請求項１の撮像装置において、
前記複数の撮像手段から選択された撮像手段により撮影された被写体の画像の一部を、前記被写体位置方向算出手段の算出結果に基づき被写体を含むように切出す画像切出し手段と、
この画像切出し手段により切出された画像を表示する表示手段と、
前記画像切出し手段により切出された画像を表示手段の解像度に合わせて解像度変換する解像度変換手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１２記載の発明では、請求項１の構成に更に画像切出し手段を設け、最適な撮像手段の画像の一部を切出すことにより、被写体のアップ画像を撮影することが可能になる。
【００１１】
画像切出し部分の検出は、被写体の位置情報からカメラ撮影位置情報を算出して検出する。切出しサイズはユーザーが任意に設定しても、発信機の周囲数ｍを切出す等事前に決定してもよい。
【００１２】
請求項１５記載の発明は、請求項１２の撮像装置において、
前記撮像手段は複数の画素を有する撮像素子を有しており、
前記複数の撮像手段から選択された撮像手段により撮影された被写体の画像の一部を、前記被写体位置方向算出手段の算出結果に基づき被写体を含むように切出す位置を指示する切出し位置指示手段と、
前記画切出し位置指示手段からの切出し位置指示に基づき、前記撮像素子内の切出す領域を指定する切出し領域指定手段とをさらに有しており、
この切出し領域指定手段により前記撮像素子により撮影された被写体像を切出すことを特徴とする。
【００１３】
請求項１５記載の発明では、被写体切出し手段を各撮像手段の撮像素子で行うことを特徴としている。標準動画像の画素数（例えばHDTVは２００万画素）より多画素の撮像素子（例えば８００万画素）で撮影を行い、その画像の一部を切出して被写体をアップで表示することが可能になる。切出し画素数を標準動画像の画素数に合わせて撮像手段から出力してもよいし、或いは、任意の画素数で切出して、後段にスキャンコンバータを設け、そこで標準動画像の画素数に変換してもよい。
【００１４】
請求項１６記載の発明による撮像装置は、
フィールド上の異なる位置及び方向に設けられ、被写体を含む画像情報を得る複数の撮像手段と、
フィールド上に存在する前記被写体の位置情報および方向情報を発信する被写体位置方向発信手段と、
前記被写体位置方向発信手段からの位置情報と方向情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された被写体の位置情報と方向情報から、フィールド上の被写体の位置および方向を算出する被写体位置方向算出手段と、
前記被写体位置方向算出手段にて算出されたフィールド上の被写体の位置及び方向を、前記撮像手段が撮像する方向及び／又は画角を基準とするカメラ座標、或いは撮像手段が撮像する撮像素子平面座標に変換する座標変換手段とを有し、
この座標変換手段により変換された被写体の座標および向きから、被写体を撮影する撮像手段を前記複数の撮像手段から選択し、被写体の画像を撮影することを特徴とする。
【００１５】
請求項１６記載の発明では、発信・受信装置で得られた被写体の位置及び向きの情報をカメラ座標或いは撮像素子平面座標に変換することで、被写体を撮影する撮像手段を選択し、最適な被写体の画像の切出し撮影を行うものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の撮像装置によれば、被写体に装着した発信機と受像機との関係により被写体の向きを検出し、複数の方向から同一被写体を撮影し、被写体が人である場合その正面又は顔が向いている方のカメラの映像を出力することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の実施例１に係る撮像装置のブロック図である。  
図１に示す撮像装置は、ステージ１０上の被写体１１の右肩と左肩に装着された周波数が違う位置方向情報発信手段としての複数（図では２つ）の無線発信機１２Ｒ，１２Ｌと、ステージ１０の３方向に位置する受信手段としての無線受信機１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃと、２台の発信機１２Ｒ，１２Ｌの信号の時間差あるいは強弱比から被写体１１の向きと位置を演算する被写体位置方向算出手段である方向・位置演算部１４と、異なる方向から被写体１１を撮影する撮像手段としての２台のカメラ１，２（２台のカメラは垂直同期している方が好ましい）と、２台のカメラ１，２の出力を選択する撮像手段選択部であるカメラ選択部１５と、選択された画像を表示する表示手段としてのモニタ１６とを備えて構成されている。撮像手段としてのカメラ１，２にはそれぞれ撮像素子を含んでおり、各カメラは被写体を光学系によって結像した後に撮像素子で撮像し被写体を含んだ画像情報を取得する機能を有するものである。
【００１９】
次に、図１の作用について説明する。  
２台のカメラ１，２で異なる方向からステージ１０上の被写体１１を撮影する。ステージ１０周囲にはステージ上の被写体１１に取り付けた発信機１２Ｒ，１２Ｌからの電波を受信可能な３台の無線受信機１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃがある。
【００２０】
被写体１１である人間は右肩と左肩に無線発信機１２Ｒ，１２Ｌを付けており、位置と向いている方向とにより、３台の受信機１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃにおける電波の時間差あるいは強度が変化し、方向・位置演算部１４により被写体１１の位置と向きが特定できる。
【００２１】
例えばカメラ２の方に被写体１１の顔（或いは正面）が向いていた場合、カメラ選択部１５は、方向・位置演算部１４の指示によりカメラ２の出力を選択してモニタ１６に出力する。
【００２２】
ここでは、受信機１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃはそれぞれ、2台の右肩，左肩用の発信機１２Ｒ，１２Ｌからの信号をある時間毎に切り替えて検出しているが、３方向の位置にある各方向の受信機を、右肩用受信機と左肩用受信機の２つで構成（全部で６台となる）しても良い。
【００２３】
なお、モニタ１６の代わりにＤＶＤレコーダ等のレコーダを接続して撮影した画像を記録することも可能である。
【００２４】
次に、図２乃至図４を参照して、被写体の位置と向きの検出方法について説明する。  
ステージ１０周辺の３箇所に受信機１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを設ける。受信機１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ間のそれぞれの距離は既知とする。
【００２５】
また、受信機１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの位置はＧＰＳ（全地球測位システム、Global Posioning Systemの略）等で絶対値（緯度、経度）が既知となっている。被写体１１は周波数の違う無指向性の発信機１２Ｒ，１２Ｌを所持している。
【００２６】
ステージ１０上の位置Ｘに右肩が位置した時、図２(a)に示すように発信機１２Ｒからの電波の届く時間差から受信機１３Ａ，１３Ｂと位置Ｘまでの距離（Ｒa,Ｒb）が分かるので、発信機１２Ｒの位置の候補としてＸとＸ’の位置が分かる。
【００２７】
次に図２(b)に示すように発信機Ｒからの電波の届く時間差から受信機１３Ｂ，１３Ｃと位置Ｘまでの距離(Ｒb,Ｒc)が分かり、発信機１２Ｒの位置の候補としてXとＸ″の位置が分かる。図２(a)と図２(b)を比較して、共通の候補がＸであるので、発信機１２Ｒの位置としてＸが確定する。
【００２８】
同様にして、左肩の位置Ｙを、図２(c)に示すように発信機１２Ｌと受信機１３Ａ，１３Ｂ、１３Ｃを用いて求めることができる。即ち、受信機１３Ａ，１３Ｂと位置Ｙまでの距離（Ｌa,Ｌb）が分かるので、発信機１２Ｌの位置の候補としてＹとＹ’の位置が分かる。また、受信機１３Ｂ，１３Ｃと位置Ｙまでの距離(Ｌb,Ｌc)が分かり、発信機１２Ｌの位置の候補としてＹとＹ″の位置が分かる。ただしＹ’とＹ″は図示していない。そして、共通の候補がＹであるので、発信機１２Ｌの位置としてＹが確定する。
【００２９】
このように、右肩Ｒと左肩Ｌの位置Ｘ,Ｙが確定すると、図２(c)に示すように右肩Ｒと左肩Ｌを結んだ線の中心を原点として、左肩Ｌの位置Ｙから時計回りに９０度回転した方向が被写体１１の正面の向きになる。
【００３０】
なお、顔を被写体の向きとするなら、両耳部付近に発信機１２Ｒ，１２Ｌを装着すればよい。
【００３１】
図３及び図４は指向性のある発信機を用いて被写体の向きを検出する例を示している。被写体の向きは、発信機と受信機間の距離と電波の強度のベクトルにより求められる。
【００３２】
図３は、被写体１１を中心に被写体の向き(例えば、正面)に強い電界分布を伴う指向性を持つ電波を発信するタイプの発信機Ｈ1の場合で、例えば被写体１１の頭頂部Ｘに前記のタイプの発信機Ｈ１を装着している。
【００３３】
被写体の向きにより電波の強度は図３のように、広がりがあり、受信機１３Ａは強度Ｋａ、受信機１３Ｂは強度Ｋｂ、受信機１３Ｃは強度Ｋcとなるので、Ｘ点からベクトル合成した値(太い矢印にて示す)が被写体１１の正面方向となる。
【００３４】
図４は、被写体１１の一方方向に強い電界分布を伴う指向性を持つ電波を発信するタイプの発信機Ｈ2の場合で、例えば被写体１１の胸に発信機Ｈ2を取り付け、被写体１１の正面方向に電波を発信する。電波は被写体１１の背面方向には強度０の分布を有している。被写体１１の方向は、図３と同様に電界強度と距離のベクトル和(太い矢印にて示す)から算出する。但し、電波の指向性は、被写体がどこを向いていても1台以上の受信機に電波が届くように設定する。
【００３５】
また、発信機Ｈ2の取付け位置は、胸に限ることなく、例えば背中に取付け信号が弱い方向が正面と判断しても良いし、受信機１３Ａ，１３Ｂ,１３Ｃの位置もステージ１０上の被写体１１の位置・方向が分かるのであればどこに設置しても構わない。
【００３６】
図５は、方向検出により、複数カメラのどちらが選択され、撮影されるかの一例を示した図である。
【００３７】
図５では、被写体１１に対してカメラ１が０度、カメラ２が９０度に設置した時、カメラ１はの正面が、２２５度〜０度〜４５度を向いたとき撮影し、カメラ２は被写体１１の正面が、４５度〜１８０度〜２２５度を向いた時に撮影する。被写体１１が境界の４５度、２２５度を向いた場合は、例えばカメラ１で撮影するように決めておいても良いし、直前まで選択されていたカメラで撮影する、等としても良い。
【００３８】
尚、位置・方向を測定するのは、電波送受信機に限らず、赤外線送受信機、無線ＬＡＮとＰＤＡ（個人用の携帯情報端末：Personal Digital Assistanceの略）を使った位置検出システム、レーザやＧＰＳ等の送受信機や、位置測定用には音声マイク、あるいはステージの床に感圧センサー等の位置検出手段を予め配置し、被写体が立っている位置から演算してもよい。
【００３９】
また、方向と位置を検出する送受信機は複数の種類を使用しても良い。例えば、位置検出には電波送受信機、方向検出には赤外線送受信機等を用いるなどである。
【００４０】
また、被写体１１は単数でなくても、発信周波数の違う発信機を複数の被写体に携帯させ、撮影者の指示で被写体を切替えて撮影しても良い。
【実施例２】
【００４１】
図６は、本発明の実施例２に係る撮像装置のブロック図である。図7は、カメラ２の画像から切出す部分を示している。
【００４２】
図６で、図１の実施例１と異なる点は、実施例１に更に、画像切出し部１７と解像度変換部１８を設けた点と、方向・位置演算部１４Ａは受信機１３Ａ,１３Ｂ,１３Ｃで受信された被写体１１の位置と向きの情報から被写体１１の位置及び向きを算出する一方、算出された被写体のフィールド上の位置を、カメラ位置から見た被写体の座標位置（カメラ空間座標及び撮像素子平面座標）へ座標変換する機能を有している点である。方向・位置演算部１４Ａが、カメラ位置から見た被写体の座標位置へ座標変換する機能を有することにより、例えばカメラ２で撮影された被写体部分がカメラ２の撮像エリアのどの部分（座標）であるかを画像切出し部１７に与え、画像切出し部１７にて撮像画像の中の被写体部分を正確に切り出すことができる。
【００４３】
図６の実施例２では、カメラ１，２のうち例えばカメラ２の出力画像の中の正面向きの被写体部分を、図７に示すようにカメラ２の撮像エリアの中から切り出して、切り出された画像を解像度変換部１８にて解像度変換して表示装置に合った画素数にしてモニタ１６に出力する。なお、モニタ１６の代わりにＤＶＤレコーダ等のレコーダを接続して撮影した画像を記録することも可能である。
【００４４】
画像を切り出す領域を決めるには、受信機１３Ａ,１３Ｂ,１３Ｃによって被写体１１のフィールド空間の座標位置を特定し、そのフィールド座標位置をカメラ位置から見た被写体の座標位置（カメラ空間座標及び撮像素子平面座標）へ座標変換を行って、被写体部分の画像を切り出す。
【００４５】
ここで、本件出願人が2003年12月1日に特許出願した特願2003-402275号における画像切出しにつき、説明する。この既出願では、フィールド座標を、撮像手段が存在する位置に関わらない情報により表現されるカメラ空間の座標、撮像素子平面座標に座標変換する。被写体のフィールド座標位置が算出（検出）できれば、撮像手段による撮像領域上での被写体位置を求めて、その部分を切り出すことができる、ことが記載されている。以下に、特願2003-402275号における図１，図６，図１２を、図８，図９，図１０として説明する。
【００４６】
まず、図８〜図１０に関連する用語の説明をする。  
注目点：注目対象に含む、或いは、注目対象の近傍にある点で、被写体に付けたセンサ等の検出対象を指す。
【００４７】
フィールド：注目対象を含んだ測定可能な空間（領域）で、この空間の所定の基準位置に対する注目点の相対的な位置を位置情報として算出可能な１つの座標系を指す。地球上の経度，緯度で表される座標系もフィールドである。或いは、注目対象がサッカー選手の場合、サッカー場をフィールドとして扱うこともでき、また、注目対象がステージ上の出演者である場合、ステージをフィールドとして扱うこともできる。
【００４８】
撮像領域：カメラ毎の撮像領域を示す。また、カメラの視野範囲にあり、更に、カメラの光学系におけるピント調整度合いが、所定レベル以上の領域を示す。原則、フィールド内を撮像する。
【００４９】
カメラ空間：カメラの全撮像領域の画角を規定する線の交点を原点として撮像方向を軸（ｋ）の１つとした座標系を指す。図９のｉ，j，ｋの空間である。ここで、画角を規定する線とは、図９に示したような、ＣＣＤなどの撮像素子の端の画素に結像する撮像領域を立体的に形づける線を示す。図９では、撮像素子平面の横方向に平行な軸ｉと撮像素子平面の縦方向に平行な軸ｊと撮像方向を示す軸ｋとの３つの軸で表現される座標系を指す。
【００５０】
撮像素子平面座標：ＣＣＤなどの撮像素子が出力する画像データの横方向に関わる軸Ｘｃと縦方向に関わる軸Ｙｃの２つの軸で撮像素子の中心を原点とする座標系（図１０参照）を指す。ただし、原点の位置は、撮像素子の中心に限定しない。左上の画素位置であっても良い。
【００５１】
図８に示す撮像装置は、フィールド空間を撮像し、動画像信号及び撮像領域情報を出力する撮像手段３１と、注目対象における注目点の位置を検出する注目点検出手段３２と、撮像手段３１からの撮像領域情報と注目点検出手段３２からの注目点位置の検出結果に基づいて注目対象の切出し位置を決定する切出し位置決定手段３３と、撮像手段３１からの動画像信号を入力し、切出し位置決定手段３３からの切出し位置情報に基づいて動画像信号から所定の画像サイズを切り出す所定の画像サイズの画像切出し手段３４と、切り出された所定の画像サイズの切出し動画像信号を所定の信号レベルにして出力する切出し画像出力手段３５と、を備えて構成されている。
【００５２】
撮像手段３１は、例えば、被写体像を撮像面に集光する撮影レンズ部と、撮像面上の全領域に集光された光電変換し、画素毎の動画像信号として出力する撮像素子であるイメージセンサと、イメージセンサにて撮像された動画像信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換回路と、イメージセンサを同期信号を含むタイミングパルスにて駆動する駆動回路１と、を備えて構成されている。
【００５３】
注目点検出手段３２には、ＧＰＳのように注目対象物に装着するセンサによって、そのセンサの位置情報を検出する手段、或いは、注目対象物にセンサなどを装着しないで位置検出する手段である。注目点検出手段３２の検出結果とは、フィールド座標における注目点の位置情報（時にサイズ情報を含んでも良い）である。ただし、注目点検出手段３２は、撮像手段３１そのものの映像信号を画像処理して注目対象物を検出するものを含まない。即ち、撮像手段３１を含まない検出手段である。
【００５４】
また、注目点検出手段３２が上記センサで注目点を検出するには、該注目点検出手段３２にそのセンサ以外に基地局として表現する受信機、或いは、送信機を構成する必要がある。基地局が送信機である場合には、センサが受信機として、基地局の位置に対応したセンサ位置を検出する。また、基地局が受信機である場合には、センサが送信機として、基地局の位置に対応したセンサ位置を検出する。
【００５５】
切出し位置決定手段３３は、画像切出し手段３４が撮像手段３１からの全撮像領域の全撮像画像に対して一部を切出して出力する際の、該一部である切出し画像の位置を指定する手段であり、関係情報生成手段である関係情報生成部３３１と、注目対象サイズ情報記憶部３３２と、画像切出位置算出部３３３とを備えている。
【００５６】
関係情報生成部３３１は、フィールドの３次元空間の各位置と、カメラ空間との関係情報を生成する生成手段、或いは、フィールドの３次元空間の各位置と、２次元空間の撮像素子平面座標との関係情報を生成する生成手段である。
【００５７】
関係情報は、フィールド座標をカメラ座標又は撮像素子平面座標に変換する際の対応関係をテーブルとしたテーブル情報、或いは、その関係を示す座標変換式、或いは、その式を表すパラメータなどである。
【００５８】
注目対象サイズ情報記憶部３３２は、フィールドにおける実際の対象物のサイズ情報であってもよいし、撮像画像における対象物のサイズ情報であってもよい。
【００５９】
画像切出位置算出部３３３は、注目点検出手段３２からの検出結果と、関係情報生成部３３１からの関係情報と、注目対象サイズ情報記憶部３３２からの注目対象のサイズ情報とに応じて、画像を切り出す位置を決定する手段である。
【００６０】
なお、図８における関係情報生成部３３１及び画像切出し位置算出部３３３を含む切出し位置決定手段３３は、図６の実施例では方向・位置演算部１４Ａ内に構成されており、方向・位置演算部１４Ａ内の前記切出し位置決定手段から読み出しアドレス（撮影データのどこを読み出すかを示す情報）が出力され、画像切出し部１７に切出し情報として与えられる。画像切出し部１７は、カメラ１，２のうちの選択された方のカメラの撮影データを記憶するためのメモリで構成されていて、切出し位置情報として前記読み出しアドレスが与えられて、画像の切出しが行なわれることになる。
【００６１】
図９は、サッカー場をフィールド空間とした場合の、そのフィールド空間とカメラの撮像領域との相互関係を示している。カメラの撮像領域は画角を規定する４本の線によって囲まれた空間領域を指している。画角を規定する４本の線の交点がカメラ空間の原点Ｏである。カメラの撮像領域内には選手Ａ，Ｂ，Ｃが存在している。ｉ，ｊ，ｋ軸は撮像手段３１であるカメラが撮像する方向及び／又はカメラが撮像する画角を基準とするカメラ座標を示している。カメラの撮影領域における注目点の位置は、注目点検出手段３２で検出するフィールドにおける注目点の座標と、前述した関係情報とによって算出することができる。
【００６２】
図１０に、撮像素子平面の座標系を示す。図９のカメラ座標系における注目点（ｋ軸に直交する平面上に存在している）においては、図１０に示すような（Ｘc，Ｙc）で表される撮像素子平面座標平面上の位置に変換することができる。なお、図１０において撮像素子は、縦３画素、横３画素として示してあるが、勿論、それに限定されるものではない。
【００６３】
図６の方向・位置演算部１４Ａにおいて、画像を切出す領域を決めるには、受信機１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃによって被写体１１のフィールド座標位置（又はステージ上の座標位置）を特定し、次にカメラ位置から見た座標位置へ座標変換を行い、更にカメラ１又は２内の撮像素子から見た座標系に変換し、被写体１１に対応する部分の領域を画像の切出し領域として決定する。カメラ１又は２の選択は、方向・位置演算部１４Ａからの被写体の方向の情報によって行われ、カメラ選択部１５で被写体が正面向きに撮影された方のカメラが選択される。そして、その選択されたカメラの撮像データが画像切出し部１７に取り込まれると、方向・位置演算部１４Ａにおいて決定された切出し領域の情報に基づいて画像の切出しが行われる。
【実施例３】
【００６４】
次に、記録・再生方法について図１、図６、及び図１１〜１５を用いて説明する。  
目標被写体が一つの場合は、例えば図１（カメラ切替えのみ）あるいは、図６（画像切出し有り）のモニタ入力部にＨＤＤサーバー、ＤＶＤレコーダ等のレコーダを接続すれば良い。図１１〜図１５は目標被写体が複数で、各被写体毎に個別に切出しデータを作成する方法を示している。
【００６５】
図１１は、本発明の実施例３に係る撮像装置のブロック図であって、複数の被写体の記録を各被写体のＩＤとともに残す記録システムを示している。
【００６６】
図１１において、図６と異なる点は、カメラ１，２で、複数（図では２人）の被写体１１，１１’を撮影する点と、複数（図では２人）の被写体１１，１１’はそれぞれの右肩，左肩を識別可能な情報だけでなく、各被写体を識別可能な識別番号（ＩＤ）を送信可能に構成された発信機（１２Ｒ，１２Ｌ）、（１２’Ｒ，１２’Ｌ）を所持している点と、方向・位置演算部１４Ｂは、受信機１３Ａ,１３Ｂ,１３Ｃで受信された被写体１１，１１’の位置と向きの情報から被写体１１，１１’の位置及び向きを算出する一方、算出された被写体１１，１１’のフィールド上の位置を、カメラ位置から見た被写体の座標位置（カメラ空間座標及び撮像素子平面座標）へ座標変換する機能を有する点と、カメラ選択部に相当するものがなく、カメラ１，２からの撮像データは一方のみが選択されることはなく、カメラ１，２からのカメラ毎の全ての撮像データを、撮影した被写体１１，１１’の位置及び向きに対応付けて記録するレコーダとしてのサーバー１９を有している点とである。なお、サーバー１９はＨＤＤサーバーであっても、ＤＶＤレコーダであってもよいが、ＨＤＤサーバーの方が大記憶容量のものが構成可能であるので、複数の被写体データを記録するのに有利である。
【００６７】
図１１では、記録時には、全てのカメラ１，２の全画像と、被写体位置及び向きの情報をリンクして記録する。
【００６８】
再生時は、画像データから被写体位置及び向きの情報に基づいて被写体情報を切出して出力すればよい。
【００６９】
図１２は図１１の記録システムで記録した映像データを被写体のＩＤを指定して再生する再生システムを示している。
【００７０】
図１２においては、サーバー１９には、複数の被写体１１，１１’について、それらのＩＤとともに記録される撮像データ、各ＩＤごとの被写体の位置及び向きを示すデータ、記録されている各ＩＤの撮像データから被写体の向きに応じた切出し位置を示す座標データなど、が記録されている。
【００７１】
操作部に設けられた読出しＩＤ選択部２０を操作することによって、サーバー１９に被写体ＩＤとともに記録された撮像データから読み出したい被写体の撮像データを指定することができる。
【００７２】
解像度変換部１８は、サーバー１９内のメモリからそのＩＤの被写体の撮像データを切出して読み出し、表示装置に合った解像度に変換してモニタ１６に出力するものである。
【００７３】
図１３は、図１２の再生時のフローチャートを示している。  
図１３に示すように、ユーザーがある被写体のＩＤを指定すると（ステップＳ1）、サーバー１９内の画像データが記録されているメモリから、その指定されたＩＤの被写体が正面向きに写っている被写体の位置・方向データのアドレスに従って（ステップＳ2）、そのＩＤの被写体の画像データを切出して読み出し（ステップＳ3）、解像度変換部１８にて表示装置に合った解像度に変換した後（ステップＳ4）、モニタ１６に表示する（ステップＳ5）。
【００７４】
以上に補足して説明すると、記録時には、サーバー１９には、カメラ１とカメラ２で撮影した全ての撮像データと、方向・位置演算部１４Ｂで演算した方向及び位置のデータとが少なくとも記録されるので、再生時にはＩＤ01を指定すると、ＩＤ01の再生データとしてカメラ１，２のデータの中からＩＤ01の正面を向いている方のカメラのデータを選択して再生する。
【００７５】
今、図１４のように時間ｔ1では、ＩＤ01がカメラ1の向きになっていて、時間ｔ2，ｔ3ではＩＤ01がカメラ2の向きになっており、一方、時間ｔ1，ｔ2ではＩＤ02がカメラ1の向きになっていて、時間ｔ3では、ＩＤ02もカメラ2の向きになっている、とする。
【００７６】
時間経過に従う、２つの被写体ＩＤ01，ＩＤ02の向きが、図１４のようになっているとすると、再生時に、ＩＤ01を指定すると、時間ｔ1では、ＩＤ01の再生データとしてＩＤ01が正面向きに撮影されたカメラ1，2のデータの中から選択して再生し、時間ｔ2，ｔ3では、カメラ2のデータが選択されて再生される。同様に、ＩＤ02を指定すると、時間ｔ1，ｔ2では、カメラ1のデータが再生され、時間ｔ3では、カメラ2のデータが再生される。
【００７７】
なお、このようにカメラ1とカメラ2の画素を選択して再生表示する場合、例えばＩＤ01を選択してカメラ１の画素を再生する場合、単にカメラ1で撮影したままの被写体ＩＤ01が正面向きの全体画像を再生表示してもよいし、ＩＤ01の正面向きの切出し画像（例えばアップ画像）を再生表示してもよい。ＩＤ02を選択した場合も同様に、カメラ1或いは2でＩＤ02を正面向きで撮影した全体画像を再生表示してもよいし、ＩＤ02の正面向きの切出し画像（例えばアップ画像）を再生表示してもよい。
【００７８】
図示していないが、例えば４人の被写体がある場合、4個のＩＤを指定し、モニタを４分割して、同時に４つの切出し画像を１枚にして１台のモニタに表示するように構成してもよい。
【００７９】
図１５は、図１２におけるモニタに代えてＤＶＤ等のレコーダ２１を接続したものであり、読出しＩＤ選択部２０の指示に従って、サーバー１９から読み出された指定ＩＤの切出しデータを、表示装置の解像度に合うように解像度変換部１８にて解像度変換した後、例えばＤＶＤレコーダ２１にて２次記録媒体であるＤＶＤ−Ｒなどに記録することができる。このようにすれば、例えばＨＤＤサーバーからＩＤ01を指定して記録を行うと、ＩＤ01用データのみが記録されたＤＶＤを得ることができ、ＩＤ02を指定して記録を行うと、ＩＤ02用データのみが記録されたＤＶＤを得ることができ、個別ＩＤデータ毎に２次記録媒体に記録して、配布あるいは販売等に供することができる。
【実施例４】
【００８０】
図１６は、本発明の実施例４に係る撮像装置のブロック図である。図１７は、図1６における撮像手段（カメラ１Ａ又はカメラ２Ａ）のみの構成を示すもので、画像切出しを撮像素子内で行い、カメラ１Ａ又は２Ａから出力された時には既に切り出された画像が出力されるようなっている。
【００８１】
図１６において、ステージ１０、被写体１１、発信機１２Ｒ，１２Ｌ、受信機１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ、カメラ選択部１５、及び、モニタ１６は、図１と同様である。なお、モニタ１６の代わりにＤＶＤレコーダ等のレコーダを接続して撮影した画像を記録することも可能である。
【００８２】
カメラ１Ａ，２Ａ、及び、方向・位置演算部１４Ｃが図１とは異なっている。カメラ１Ａ（又は２Ａ）は、図１７に示すような構成となっている。
【００８３】
方向・位置演算部１４Ｃは、受信機１３Ａ,１３Ｂ,１３Ｃで受信された被写体１１の位置と向きの情報から被写体１１の位置及び向きを算出する一方、算出された被写体１１のフィールド上の位置を、カメラ位置から見た被写体の座標位置（カメラ空間座標及び撮像素子平面座標）へ座標変換する機能を有し、且つ切出し位置を選択すべく切出し位置指示を行う機能を有している。方向・位置演算部１４Ｃは、算出された被写体１１の向き（カメラ１Ａの向きかカメラ２Ａの向きか）によってカメラ選択部１５を切り替えるための選択信号を出力する機能も有している。
【００８４】
カメラ１Ａ（又は２Ａ）は、図１７に示すように、撮像素子４１と、方向・位置演算部１４Ｃからの切出し位置指示を受けて前記撮像素子４１に対して画像切出しなどの制御を行うシステム制御マイコン４２と、撮像素子４１から読み出された電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部４３と、ＣＤＳ処理，ゲイン調整及びデジタル信号変換などを行うカメラ信号処理部４４と、表示装置の解像度に合うように解像度変換を行う解像度変換部４５と、アナログ信号変換を行うＤ／Ａ変換器４６と、を有して構成されている。
【００８５】
さらに、撮像素子４１は、受光素子としてのフォトダイオードを多数（例えば８００万画素）備え、光電変換を行う光電変換部４１１と、システム制御マイコン４２からの切出し位置指示に基づき、光電変換部に生成される画像の切出し領域を指定する切出し領域指定部４１２と、切出し領域指定部４１２によって垂直方向の画像数読出し範囲を指定する水平読出し位置指定部４１３と、切出し領域指定部４１２によって水平走査線上の画像数読出し範囲を指定する走査線読出し部４１４と、を有している。
【００８６】
なお、撮像素子４１としては、Ｃ−ＭＯＳセンサーでも、ＣＣＤであってもよいが、何れの場合も、光電変換部（画素領域）の任意の部分が読み出せる機能を持ったセンサーであることが必要である。
【００８７】
以上の構成においては、方向・位置演算部１４Ｃで撮像素子４１の切出し領域を決定し、その領域指定データをカメラ１Ａ（又は２Ａ）のマイコン４２に送る。マイコン４２から撮像素子４１内のどの部分を切出すかアドレス指定することにより、必要な部分のみ切出すことができる。その後、解像度変換部４５にて所定の解像度変換を行い、通常のテレビジョンモニタ１６に表示可能な状態で出力する。
【００８８】
水平読出し位置指定部４１３と走査線読出し部４１４による切出し領域の指定は、まず、水平読出し位置指定部４１３で水平読出し位置指定して、上下の不要な走査線は読み飛ばし、走査線読出し部４１４のところで、水平方向の左右部分は読み捨ててしまうことで切出し領域指定を行うことができる。
【００８９】
画像を切出す領域を決めるには、方向・位置演算部１４Ｃにおいて、受信機１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃによって被写体１１のフィールド座標位置（又はステージ上の座標位置）を特定し、次にカメラ位置から見た座標位置へ座標変換を行い、更に撮像素子から見た座標系に変換し、被写体１１に対応する部分の領域を画像の切出し領域として決定する。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
画像処理を用いることなく、発信機と受信機を用いて、被写体の位置だけでなく、被写体の向きを検出することができるので、被写体が正面或いは顔を向けた状態を自動的に検出して、撮影でき、カメラの利便性をより高めることが可能となる。注目対象に追従して画像を切出しする撮像システムにおける画像処理装置に広く利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施例１に係る撮像装置のブロック図。
【図２】被写体の位置の検出方法を説明する図。
【図３】指向性のある発信機を用いて被写体の向きを検出する一例を説明する図。
【図４】指向性のある発信機を用いて被写体の向きを検出する他の例を説明する図。
【図５】カメラの撮影領域を示す図。
【図６】本発明の実施例２に係る撮像装置のブロック図。
【図７】カメラの画像とその画像からり切出し部分を示す図。
【図８】既出願の装置における画像切出しを説明するブロック図。
【図９】カメラ空間の座標を示す図。
【図１０】撮像素子平面の座標を示す図。
【図１１】本発明の実施例３に係る撮像装置の記録システムを示すブロック図。
【図１２】図１１の記録システムで記録した映像データを再生する再生システムを示す図。
【図１３】図１２の再生時のフローチャート。
【図１４】時間経過に従って、２つの被写体ＩＤ01，ＩＤ02の向きがカメラ1，2のどちらの向きになっているかを一例として示す図。
【図１５】図１２の出力データの２次記録媒体への記録を説明する図。
【図１６】本発明の実施例４に係る撮像装置のブロック図。
【図１７】図１６の撮像装置に使用するカメラの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００９２】
１，２，１Ａ，２Ａ…撮影手段（カメラ）
１１…被写体
１２Ｒ，１２Ｌ…発信機（位置方向情報発信手段）
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ…受信機（受信手段）
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ…方向・位置演算部（被写体位置方向算出手段）
１５…カメラ選択部
１６…モニタ（表示手段）
代理人    弁理士      伊    藤      進 
【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】
2005286419.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005286419.tif 000009
【図８】
2005286419.tif 000010
【図９】
2005286419.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005286419.tif 000013
【図１２】
2005286419.tif 000014
【図１３】
2005286419.tif 000015
【図１４】
2005286419.tif 000016
【図１５】
2005286419.tif 000017
【図１６】
2005286419.tif 000018
【図１７】
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