FIT（情報科学技術フォーラム）2003

O-054

遠隔映像視聴のための直感的操作インタフェースのシステム評価
System Evaluation of Intuitional Operation Interface for Seeing Remote View
竹原 伸彦*†

渡部 智樹*†

安西 浩樹*†

Nobuhiko Takehara

Tomoki Watanabe

Hiroki Anzai

ラの向きを右側へ制御する．このような方法により「直感的操作インタフェース」による遠隔映像の視聴が可能になる．

１． はじめに
近年，携帯端末のカメラを用いた映像コミュニケーションが盛んに行われるようになってきた．そのため，カメラ付携帯電話をはじめ，カメラ付 PDA 端末が急激に普及している．また，ネットワークカメラは遠隔地映像をリアルタイムで伝えることができるため，観光案内，交通状況案
内，気象案内など様々な用途で利用され始めている．
現在，携帯端末（携帯電話，PDA 等）における遠隔カメ
ラ操作インタフェースとしては「ボタン操作」や「スクロール操作」によるものがほとんどであり，このような操作を携帯端末のような小型のデバイスを用いて行う際にユーザーは煩わしさを感じる場合がある．
そのような背景の中，筆者らは，カメラ付携帯端末を用いた遠隔映像視聴ための直感的操作インタフェースについて提案した（１）．
本稿では，筆者らが提案した直感的操作インタフェースを可能とするシステムの定量的評価を行ったので報告をする．

3．評価システム評価したシステムのシステム構成を以下に示す．
・移動分析
・カメラ制御NTSC信号
３Ｇ-３２４Ｍ
デコード
エンコード

NTSC信号

NTTドコモ社携帯端末
FOMA（T2101V）

図２ システム構成

3.2「直感的操作インタフェース」とは, 映像を見ている携
帯端末を見たい方向へ物理的に移動するという直感的な操作により，遠隔カメラの見たい方向の映像を視聴可能にするインタフェースである．

コミュニケーションカメラ
キャノン製 (VC-C4)

カメラワーク推定法

今回用いたカメラワークの推定方法を以下に示す.
映像中の 2 枚の隣り合う画像を f(x,y) , f’(x,y)とする．パン ,チルト ,ズームの三つのカメラ操作を説明するために,(x’, y’)=（ax,ay）+(dx,dy),をカメラモデルとする．ここで,( x , y )は画像ｆの点を表し, (x’,y’)は点(x,y)の画像 f’上における対応点を表す．a,dx,dy はそれぞれズーム,パン,チルトを説明するパラメータであり,まとめてθ=( a,dx,dy )とおき

③ 右 ４５度へ
カ メラ をパ ン

位 置A① 右 ４５度 へ
向き を変えるシリアル信号（RS-232C接続）

回線I/F

2 ．直感的操作インタフェース

位 置a

システム構成3.1

E(θ)=1/N∑{ f(x ,y)- f’(x’,y’)｝２( x, y )位 置Bと定義し E(θ)を最小化するθをカメラパラメータとし,カメラワークを推定する（２）．

遠隔カメラ

通信手段
携帯端末

位 置b

図１

動作概要

4．発生変位測定実験
4.1.1【実験 1】② カメラワーク分 析カ メラ制 御下記のような実験条件で，パン方向のみ変位を与え，発生変位を測定する．

動作概要を図１に示す．ユーザーは位置 a の向きで携帯端末の画面で遠隔カメラ（位置 A）の映像を見ている．右側の被写体を見るために，位置 a から携帯端末を右 45 度に向ける（位置 b）と，携帯端末で撮影されている被写体の映像は右側の被写体へ移動する．

項目

値

被写体
被写体と雲台の中心軸までの距離[cm]キャプチャ間隔[msec]
パン角度(開始位置-終了位置)[deg]
パンスピード[deg/sec]

図 3200

設定条件

この映像の変化からカメラワークを分析し，遠隔カメ†日本電信電話株式会社
研究所

条件
被写体条件

NTT サイバーソリューション

表 4.1.1579

300
15 −(‐15)
10

FIT（情報科学技術フォーラム）2003

図 3 被写体

図４10.80.6
0.4
0.2
0-0.2 0-0.4

被写体

Time[msec]

500010000Angle[deg]位を与え，本システムの各処理工程で発生する遅延時間を確認し，遅延時間発生の支配的な要因を探る．実験条件は
表 4.2.1 のものを用いる．

-20-30

雲台回転角−発生変位の関係

4.2.1 【実験 2】
次に，より詳細に発生変位を調べるため，下記のような実験条件で，パン方向のみ変位を与え，発生変位を測定する．被写体は図４の 2cm の格子状の図形中に直径 16cm の黒色円を記した紙面を用いた．

条件

項目値

被写体条件

被写体
被写体と雲台の中心軸までの距離[cm]キャプチャ間隔[msec]
パン角度(開始位置-終了位置)[deg]
パンスピード[deg/sec]

図 440

設定条件

z成分

5．発生変位測定実験
5.1 携帯端末を雲台にとり付け，雲台のパン方向に回転変

雲台に与えられた発生変位に対して，精度良く追従していることが分かる．
20
雲台入力パン角
発生パン角10発生チルト角発生ズーム率0Time[msec]
5000
10000
0-10

図５y成分

図７ カメラワーク検出結果

実験結果

4.1.2x成分

5.2

項目

時間

雲台制御信号の送信
雲台の動作
雲台動作開始映像の表示
カメラワー ク検 出
遠 隔 カメラ制 御 信 号 の 送 信
遠 隔 カメラ動 作
遠 隔 カメラ動 作 映 像 の 表 示（FO M A ）

ｔ0
ｔ1
ｔ3
ｔ5
ｔ7
ｔ8
ｔ9

表 5.1 各処理工程
実験結果

下記に各工程での処理時間を示す.t3-t5 および t5-t7 がそれぞれ 10[ msec]なのに対して，t1-t3(雲台動作開始−雲台動作開始映像の受信)，t8-t9（遠隔カメラ動作開始−遠隔カ
メ ラ 映 像 の 受 信 ） の 処 理 に そ れ ぞ れ 871[msec] ，1033[ msec]の大きな遅延が生じていることが分かる．

300
15 −(‐15)

t8-t910

表 4.2.1

t5-t7

14.2.2 実験結果

t3-t5

雲台に与えられた発生変位に対して，パン方向に追従していることが分かる．しかし，同時にチルト成分も発生している．これは近影で被写体を撮影し，パン方向にカメラを動かすと，見かけ上チルト方向に被写体映像が歪むことに因るものであると考えられる．

t1-t3

20

雲台入力パン角
発生パン角
発生チルト角発生ズーム倍率
Time[msec]

Angle[deg]100-1000

5000

400800
図 ６ 各工程の処理時間

Time[msec]
1200

6．まとめと今後の課題
本実験により，既存システムを分析し，システム高精度化の指標を得た．
今後は，システムのさらなる高精度化を行ない，定量的評価を行う予定である．

10000-20

7．参考文献（１）竹原 遠隔映像視聴のための直感的操作インタ
フェースの提案 信学会 2003 年総合大会（２）谷口 Panorama Excerpts: パノラマ画像の自動生
成・レイアウトによる映像一覧 信学論(D-Ⅱ),vol.J82-DⅡNo3,pp.390-398,1999-30
図６ 雲台回転角−発生変位の関係
また，カメラワークの検出結果は図７のようになっており，変異的に発生した y 成分により，チルト成分が発生したと考えられる．

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