JP2011135294A - カメラシステム及びカメラ制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カメラシステム12は、カメラヘッド10aに対するカメラヘッド10bの差分を設定し、カメラヘッド10aに第1の制御値を出力すると共に、差分を補正した第2の制御値をカメラヘッド10bに出力するCPU23を備える。また、カメラヘッド10a,10bの撮像タイミングを調整するタイミング生成回路22と、撮像タイミングが調整され、撮像動作が行われたカメラヘッド10a,10bから受け取った映像を出力するビデオインタフェース部24と、を備える。カメラ制御装置14は、CPU23に対して、第1及び第2の制御値の元となる第1及び第2のカメラの動作を指示する指示値を出力するCPU33と、ビデオインタフェース部24から受け取った映像を出力するビデオインタフェース部34と、を備える。
【選択図】図5
Description
3Dカメラシステム101は、2台のカメラ110a,110bと、カメラ110a,110b毎に動作を制御するコントロールパネル111a,111bと、カメラ110a,110bが出力する映像を表示するモニタ112と、を備える。
各カメラ110a,110bにはリファレンス信号が直接入力し、各カメラ110a,110bは、撮像した映像を外部の装置に直接出力する。
3Dカメラシステム102は、カメラ110a,110b毎に接続され、カメラ110a,110bに制御信号を出力したり、カメラ110a,110bから受け取った映像を出力したりするカメラ制御装置113a,113bを備える。カメラ110a,110bと、カメラ制御装置113a,113bは、例えば、1.5Gbpsでビデオ信号を伝送可能なシングルリンクデジタル光伝送路によって接続される。また、カメラ制御装置113a,113bは、カメラ110a,110bの動作を同時に制御するための同時コントロール装置114に接続されており、同時コントロール装置114から、各カメラ110a,110bに対して、限られた機能を同時にコントロールする制御が行える。この機能は、本来、複数のシステムカメラを同時にコントロールするものであり、この機能を、2台のカメラ110a,110bを制御するために応用している。
3Dカメラシステム103は、図16に示した3Dカメラシステム102を並列して運用する構成としてある。3Dカメラシステム102毎に、同時コントロール装置114a〜114bが設けられており、3Dカメラシステム102毎に設けられるカメラ110a,110bの同時コントロールが図られる。
しかしながら、従来は全体の3Dカメラを同時コントロールする装置は存在していなかった。
次に、第1及び第2のカメラの撮像タイミングを調整し、撮像タイミングが調整され、第1及び第2の制御値に基づいて撮像動作が行われた第1及び第2のカメラから受け取った映像を第1の映像出力部が出力する。
そして、カメラアダプタ装置を介して第1及び第2のカメラの動作を制御するカメラ制御装置が、第1及び第2の制御値の元となる第1及び第2のカメラの動作を指示する指示値を出力し、第1の映像出力部から受け取った映像を出力するものである。
また、複数台の(3D)カメラによるシステム運用を行う場合、あるいは、カメラと、コントロールパネルや映像信号を受け取る機器との間を長距離延長したい場合には、カメラ制御装置(CCU)を備えたシステム構成とすることができ、カメラ側への配線を減らし、ライブシステムカメラなどの複数台のカメラの連携撮影での運用をより柔軟に行うことができる。
これは、3Dカメラでも従来の2D撮影と同様のシステムカメラ構成を可能にするものである。
1.一実施の形態(カメラ制御:複数台のカメラヘッドを3Dカメラシステムに用いる例)
2.変形例
[3Dカメラシステムの構成例]
3Dカメラシステム1は、不図示の光学系及び撮像素子等を有し、撮像した被写体の映像を出力するカメラヘッド10a,10bを備える。ただし、カメラヘッド10a,10bは、例えば、壁面等に固定されて用いられ、撮像した映像を記録する機能は持たない。以下の説明では、カメラヘッド10aが出力した映像を右チャンネル(右眼用)として用い、カメラヘッド10bが撮像した映像を左チャンネル(左眼用)として用いる。
3Dカメラシステム2は、カメラヘッド10a,10bと、カメラアダプタ装置12と、カメラアダプタ装置12にカメラケーブル15を介して接続されるカメラ制御装置(CCU:Camera Control Unit)14と、を備える。カメラケーブル15には、大容量の光デジタル信号を伝送可能な広帯域デジタル光伝送路が用いられており、本例では、従来の1.5Gbpsデータレートに対して、3.7Gbpsのデータレートの光伝送を想定している。ただし、映像データを圧縮し、狭帯域(従来通り)で伝送する事も可能である。
3Dカメラシステム3は、図2に示した3Dカメラシステム2を並列して運用する構成としてある。3Dカメラシステム2毎に、カメラ制御装置14が設けられており、3Dカメラシステム2毎に設けられるカメラヘッド10a,10bの動作タイミングが図られる。
図4Aは、設置台7を横方向から視認した場合におけるカメラヘッド10a,10bの構成例を示す。
基本的には、カメラヘッド10a,10bのズームを1倍とし、レンズの間隔を人間の眼に合わせてカメラヘッド10a,10bを配置したときに撮像した映像から得られる立体映像は自然に見えることが知られている。しかし、カメラヘッド10a,10bの筐体は大きいため、そのまま横方向に並べると人間より広い視差で被写体を撮像してしまい、立体映像に違和感が生じてしまう。このため、設置台7は、ハーフミラー8を備える。そして、被写体の像光がハーフミラー8を介して直接入力する位置に第1のカメラ10aを配置し、被写体の像光がハーフミラー8に反射して入力する位置に第2のカメラ10bを配置する。これにより、カメラヘッド10a,10bが備えるレンズの光軸が垂直に交わるように、カメラヘッド10a,10bが設置される。
カメラヘッド10a,10bは、人間の視差から求まる幅で横方向にずらして設置台7に設置される。このため、ハーフミラー8に透過して写るカメラヘッド10aのレンズと、ハーフミラー8に反射して写るカメラヘッド10bのレンズは、横方向にずれていることが示される。このように、設置台7にハーフミラー8を設けることによって、人間の視差に合わせてカメラヘッド10a,10bを設置することができ、得られる立体映像に違和感が生じなくなる。
カメラヘッド10aは、ビデオ信号を出力する撮像素子16を備える。撮像素子16は、CCD(Charge Coupled Devices)イメージャ又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ等により構成される。
なお、カメラヘッド10bは、CPU19aの代わりにCPU19bを備える以外は、カメラヘッド10aと同様の構成としてあるため、対応する処理ブロックには同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
カメラ制御装置14が備えるCPU33は、CPU23に対して、第1及び第2の制御値の元となるカメラヘッド10a,10bの動作を指示する指示値を出力する指示値出力部として機能する。そして、カメラ制御装置14が備えるビデオインタフェース部34は、カメラアダプタ装置12が備えるビデオインタフェース部24から受け取った映像を外部の機器に出力する。
そして、タイミング生成回路22は、他方のカメラに対して、撮像タイミングを1画面分遅延させて、撮像タイミング信号を出力する。
カメラアダプタ装置12は、カメラケーブル5から入力されたコマンド信号を受け取る受信部27と、カメラ制御装置14に対して、カメラヘッド10a,10bから受け取ったビデオ信号を送信する送信部28と、を備える。
ビデオインタフェース部24は、カメラヘッド10aが出力する映像、カメラヘッド10bが出力する映像、カメラヘッド10a,10bが撮像した映像を混合した混合映像、カメラヘッド10aが出力する映像からカメラヘッド10bが出力する映像を減じた差分映像、カメラヘッド10a,10bが出力する映像を画面の真ん中で分割して同時に表示する分割映像、3D映像のうち、いずれかの映像をビューファインダ部に出力する。
ビデオインタフェース部24は、カメラヘッド10a,10bからそれぞれ入力されるビデオ信号を先入れ先出し方式で記憶するFIFOメモリ31a,31bと、FIFOメモリ31a,31bから読み出したビデオ信号を一時的に記憶するメモリ33a,33bと、メモリ33a,33bに適宜アクセスしてビデオ信号に水平フィルタと垂直フィルタを掛けるフィルタ部32a,32bと、を備える。また、ビデオインタフェース部24は、フィルタ部32a,32bから受け取ったビデオ信号(C1,C2)をビデオインタフェース部26に出力するビデオインタフェース34を備える。ビデオインタフェース34は、ビデオインタフェース部26に出力するビデオ信号(C1,C2)のいずれかを選択して出力するセレクタとしての機能も有する。
まず、コントロールパネル11は、カメラアダプタ装置12に対して制御信号を出力し、所定の制御コマンドを出力する。次に、CPU23は、コントロールパネル11からの指令をカメラアダプタデータ41に保存し、その指令に従ってカメラヘッド10aを制御する。ここで、カメラヘッド10a,10bには、それぞれ撮像条件を同一にしても実際に機構やソフトウェア上の動作が一致しない場合がある。このようにカメラヘッド10a,10bの動作が一致しないことを「差分」と呼ぶ。カメラアダプタ装置12は、この差分を除いてカメラヘッド10a,10bが撮像した映像にズレが生じないようにする。
図9Aを10aカメラヘッドの映像とすると、図9Bがカメラヘッド10bの映像である。この時、10bのカメラヘッドの、縦方向の走査の順番を逆に行うことにより、映像の撮像タイミングが10aと一致し、なおかつ、映像出力タイミングを合わせることもできる。(10bカメラヘッドは、走査方向を任意に設定できる機能を有している。)
まず、コントロールパネル11からカメラ制御装置14を経由して、カメラアダプタ装置12にアイリスの制御信号が送られる。このアイリスの制御信号は、カメラヘッド10a,10bのアイリスを調整するアイリス調整値として用いられる。
上述したとおり、同じアイリス調整値であってもカメラヘッド10a,10bのアイリス開放度は異なる。このため、カメラヘッド10aを基準として、カメラヘッド10bに対する変化の度合いを曲線の補正関数で定義する。補正関数は、補正データ42によって適宜数値が変わる。図に示すように、カメラヘッド10bに指令されるアイリス調整値の変化を、カメラヘッド10aに指令されるアイリス調整値の変化を示す補正関数51に沿わせることによって、カメラヘッド10a,10bを同じアイリス開放度で動作させることが可能となる。
図12に示す補正関数51は、図11に示す補正関数51と同等のものであるが、補正関数51を折れ線で近似するため、図10の補正関数51上に指定されたプロット53a〜55aが指定されている点で異なる。予めカメラヘッド10a,10bにおけるアイリス調整値の補正値を測定しておき、その補正値を元に、折れ線で補正関数を近似する。このとき、カメラヘッド10bに指令されるアイリス調整値におけるプロット53b〜55bは、それぞれプロット53a〜55aに合わせて補正される。
カメラアダプタ装置12は、ビューファインダ信号として、カメラヘッド10aの出力映像,カメラヘッド10bの出力映像,カメラヘッド10a,10bの出力映像のミックス映像,カメラヘッド10a,10bの出力映像の差分映像等を選択して、ビューファインダ部13に表示させることができる。
図13Bは、カメラヘッド10bが出力する左チャンネルの映像の例を示す。
カメラヘッド10a,10bは、ユーザの視差に合わせて設置台7に配置されるため、右チャンネルの映像と左チャンネルの映像には、左右にずれが生じていることが示される。
ミックス映像は、カメラヘッド10b(左チャンネル)の輝度信号、色差信号(Lch_Y、Lch_CB、Lch_CR)と、カメラヘッド10a(右チャンネル)の輝度信号、色差信号(Lch_Y、Rch_CB、Rch_CR)を足すことによって、求められる。このミックス映像には、色がついている。
差分映像は、カメラヘッド10aが出力するビデオ信号からカメラヘッド10aが出力するビデオ信号を減じて得られるグレーの映像である。図14Aには、ビデオチャートを撮像した場合における差分映像が表示されている。このとき、ビデオインタフェース部24は、カメラヘッド10aが撮像した映像の輝度信号又は色差信号に対するカメラヘッド10bが撮像した映像の輝度信号又は色差信号の差分に基づいて、ビューファインダ部13に差分映像を表示させる。
(Lch_Video-Rch_Video)/2+50%_Video_Level
この結果、輝度のみに注目した差分映像をビューファインダ部13に表示させることができる。
(Lch_CB-Rch_CB)/2、又は(Lch_CR-Rch_CB)/2
ただし、色差データの場合、0点が中間点であるため、オフセット値を加算する必要はない。また、強調表示するためには、2で割らずに、適当な数で掛けて増感しても良い。以上より、差分映像として輝度のみを表示する白黒モードと、色差データを加えたカラーモードをビューファインダ部13に表示させることが可能となる。
アナグリフ映像は、従来立体映像を見るために用いられてきた映像である。例えば、左眼に赤いセロファンを貼り、右目に青いセロファンを貼った専用のメガネをユーザが掛けることによって、立体映像を確認することができる。
ここでは、カメラヘッド10aが出力する映像の右半分と、カメラヘッド10bが出力する映像の左半分を分割し、分割された映像を真ん中でつないで表示する。これにより、技術者は、カメラヘッド10a,10bの設置位置の歪み等を把握し、カメラヘッド10a,10bの水平方向の歪みを合わせることが容易となる。なお、図示しないが、カメラヘッド10aが出力する映像の上半分と、カメラヘッド10bが出力する映像の下半分を分割し、分割された映像を真ん中でつないで表示してもよい。この場合、カメラヘッド10a,10bの垂直方向の歪みを合わせることが容易となる。
なお、補正関数を用いて補正する値として、アイリス調整値を設定したが、ズームの設定値等についても補正関数を用いて補正するようにしてもよい。どのような値を補正するかは、アイリスやズームの値に限られない。
Claims (6)
- 第1及び第2のカメラと、
前記第1及び第2のカメラにそれぞれ出力する第1及び第2の制御値により、前記第1及び第2のカメラが撮像動作を行う場合における撮像状態を示す情報に基づいて、前記第1のカメラに対する前記第2のカメラの差分を設定し、前記第1のカメラに前記第1の制御値を出力すると共に、前記差分を補正した前記第2の制御値を前記第2のカメラに出力する補正制御部と、
前記第1及び第2のカメラの撮像タイミングを調整する撮像タイミング調整部と、
前記撮像タイミングが調整され、前記第1及び第2の制御値に基づいて撮像動作が行われた前記第1及び第2のカメラから受け取った映像を出力する第1の映像出力部と、を有するカメラアダプタ装置と、
前記補正制御部に対して、前記第1及び第2の制御値の元となる前記第1及び第2のカメラの動作を指示する指示値を出力する指示値出力部と、
前記第1の映像出力部から受け取った映像を出力する第2の映像出力部と、を有するカメラ制御装置と、を備える
カメラシステム。 - 前記補正制御部は、前記第1及び第2のカメラの絞り又はホワイトバランスのいずれか一方、又は両方の撮像動作の変化率をほぼ等しくする前記第1及び第2の制御値を前記第1及び第2のカメラに出力する
請求項1記載のカメラシステム。 - 被写体の像光がハーフミラーを介して直接入力する位置に前記第1のカメラを配置し、前記被写体の像光が前記ハーフミラーに反射して入力する位置に前記第2のカメラを配置する場合に、
前記第1の映像出力部は前記第1のカメラ又は前記第2のカメラのうち、いずれか一方のカメラから受け取った映像を他方のカメラから受け取った映像に合わせて垂直方向に反転させて、前記映像を出力し、
前記撮像タイミング調整部は、前記他方のカメラに対して、撮像タイミングを1画面分遅延させて前記撮像タイミングを調整する
請求項1又は2記載のカメラシステム。 - さらに、前記映像出力部が出力する映像を表示するビューファインダ部を備え、
前記第1の映像出力部は、前記第1のカメラが出力する映像、前記第2のカメラが出力する映像、前記第1及び第2のカメラが撮像した映像を混合した混合映像、前記第1のカメラが出力する映像から前記第2のカメラが出力する映像を減じた差分映像、前記第1及び第2のカメラが出力する映像を画面の真ん中で分割して同時に表示する分割映像、立体映像のうち、いずれかの映像を前記ビューファインダ部に出力する
請求項1〜3のいずれか1項に記載のカメラシステム。 - 前記差分映像は、前記第1のカメラが撮像した映像の輝度信号又は色差信号に対する前記第2のカメラが撮像した映像の輝度信号又は色差信号の差分に基づいて生成される
請求項4記載のカメラシステム。 - 第1及び第2のカメラの動作を制御するカメラアダプタ装置が、前記第1及び第2のカメラにそれぞれ出力する第1及び第2の制御値により、前記第1及び第2のカメラが撮像動作を行う場合における撮像状態を示す情報に基づいて、前記第1のカメラに対する前記第2のカメラの差分を設定し、前記第1のカメラに前記第1の制御値を出力すると共に、前記差分を補正した前記第2の制御値を前記第2のカメラに出力するステップと、
前記第1及び第2のカメラの撮像タイミングを調整するステップと、
前記撮像タイミングが調整され、前記第1及び第2の制御値に基づいて撮像動作が行われた前記第1及び第2のカメラから受け取った映像を第1の映像出力部が出力するステップと、
前記カメラアダプタ装置を介して前記第1及び第2のカメラの動作を制御するカメラ制御装置が、前記第1及び第2の制御値の元となる前記第1及び第2のカメラの動作を指示する指示値を出力するステップと、
前記第1の映像出力部から受け取った映像を出力するステップと、を含む
カメラ制御方法。
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