JP4140006B2 - 合成画像生成用撮影システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は合成画像生成用撮影システムに係り、特にテレビ番組制作における演出手法を実現するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放送局の天気予報の番組で、スタジオカメラで撮影したキャスターの映像の背景にお天気カメラで撮影した映像をクロマキー合成してオンエアすることがある。クロマキー合成の技術は良く知られており、例えば青色等の単一色の背景の前に人物などのオブジェクトを配置して撮影し、その映像の予め設定された単一色の色相情報を持つ部分だけ別の映像をはめ込むという技法である（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２４４６３０号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平７−１５４８１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、オブジェクトを撮影するカメラと背景を撮影するカメラのうち一方のカメラの画角、撮影方向、又は、フォーカスだけを変化させると、合成した映像に違和感が生じる。そのため、従来、このような合成画像を生成する場合の撮影では原則としてカメラの画角等の撮影条件を変えないようにするのが一般的である。仮に、画角を変えるのであれば、両方の画角を同時に変える必要があり、また、画角を変化させる速さなども合わせなければならないため、多大な労力と手間とを要する。
【０００６】
しかしながら、合成画像の撮影を行う場合に画角等の撮影条件を変えるのが困難という制約があると、通常の撮影のように自由度の高いカメラワークが実現できず、番組制作にあたり画像合成技術の適用範囲が限られてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、クロマキー合成技術等による合成画像の撮影の際にも通常の撮影と同様に自由度の高いカメラワークを実現することができる合成画像生成用撮影システムを提供することを目的とする。
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、前景となる被写体を撮影するためのカメラ部と背景を撮影するためのカメラ部とを有する複数のカメラ部を備え、該複数のカメラ部で撮影された前景の被写体の画像と背景の画像とを合成して１つの合成画像を生成する場合の撮影に適用される合成画像生成用撮影システムであって、前記複数のカメラ部の各々に各カメラ部の動作を制御するための信号を送信するコントローラが接続されると共に、前記コントローラのうちのいずれか１つを共通のコントローラとし、前記共通のコントローラから送信される信号に基づいて、前記共通のコントローラにより制御されるカメラ部と同一動作となるように、前記共通のコントローラ以外のコントローラに接続されたカメラ部を制御することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数のカメラ部のうち前記共通のコントローラに対応しない種類の非対応カメラ部がある場合に、前記共通のコントローラから出力された信号を前記非対応カメラ部に対応する信号に変換して該信号を前記非対応カメラ部に送信する信号変換手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記非対応カメラ部と前記信号変換手段との間に前記非対応カメラに対応する種類のコントローラが接続され、該コントローラの操作部の操作に基づいて前記非対応カメラ部の制御が可能であると共に、該コントローラには、前記信号変換手段によって変換された前記共通のコントローラからの信号を前記非対応カメラ部に送信する機能が設けられたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記共通のコントローラにより複数のカメラ部を同一動作させる制御モードと、各カメラ部を各々のコントローラで単独に動作させる制御モードとが切り替えられることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、複数のカメラ部を共通のコントローラでの単一操作により同時制御するようにしたため、それらのカメラ部で撮影された画像を合成して合成画像（合成映像）を生成した場合にも違和感の無い映像が得られる。通常、合成画像を生成する場合には各カメラ部の画角や撮影方向などを固定するが、本システムではその必要がないため通常の撮影の場合と同様に自由度の高いカメラワークが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る合成画像生成用撮影システムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１４】
図１は、２台のテレビカメラ（カメラＣ、Ｄ）で撮影した画像を合成して合成画像を生成するために本発明に係る合成画像生成用撮影システムを用いて番組撮影を行っている状況を示した図である。同図にはスタジオ内においてキャスターＭ１とゲストＭ２が青色の幕Ｐの前に立ってコメントしている場面をテレビ用のカメラＤで撮影している状況と、カメラＤで撮影された映像の背景画像としてクロマキー合成する屋外の風景をテレビ用のカメラＣで撮影している状況とが示されている。尚、屋外（カメラＣ）とスタジオ（カメラＤ）での撮影は同時に行われる。
【００１５】
カメラＣ、Ｄは、それぞれ雲台Ｕ１、Ｕ２に支持されており、雲台Ｕ１、Ｕ２の電動のパン／チルト機構によりパン方向（水平方向）及びチルト方向（垂直方向）に回動するようになっている。
【００１６】
また、詳細を後述するように各雲台Ｕ１、Ｕ２には、それぞれコントローラＡ、Ｂが通信接続されており、コントローラＡ、Ｂのパネル面には、それぞれカメラＣ、Ｄ（雲台Ｕ１、Ｕ２のパン／チルト機構）をパン操作、チルト操作するためのジョイスティックや、カメラＣ、Ｄをズーム操作、フォーカス操作するためのつまみ等の操作部材が配設されている。
【００１７】
更に、本撮影システムでは、カメラＣ、ＤをコントローラＡ、Ｂの操作により独立に制御する場合だけでなく、カメラＣ、Ｄを同期制御（同時制御）する場合のため、コントローラＡから雲台Ｕ１（及びカメラＣ）に送信するコマンドと同じ内容のコマンドがコントローラＢを介して雲台Ｕ２（及びカメラＤ）に送信できるようになっている。
【００１８】
図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれカメラＣ、Ｄによって撮影された画像を示しており、これらの画像はクロマキー合成の技法により図３に示す画像のように合成される。即ち、カメラＤによって撮影された図２（Ｂ）の画像のうち、青色の色相情報をもつ部分（青色の幕Ｐの画像部分）にカメラＣで撮影された図２（Ａ）の画像がはめ込まれ、図３の合成画像が生成される。これによって、図３に示すようにキャスターＭ１、ゲストＭ２があたかもカメラＡの撮影場所にいるかのような映像が生成される。
【００１９】
ところで、カメラＣ、Ｄは、コントローラＡの操作で同期制御できるようになっており、この同期制御によりカメラＣ、Ｄのパン、チルト、ズーム、フォーカス等の動作が連動する。そのため、画角等の撮影条件を変更しても違和感のない合成画像が得られ、自由度の高いカメラワークが実現できるようになっている。例えば、キャスターＭ１のみを含む画角からゲストＭ２も含む画角にカメラＤをズームバックするという演出を行う際に、背景を撮影しているカメラＣの画角もカメラＤに完全同期してズームバックするため、背景が撮影されている場所にスタジオのキャスターＭ１とゲストＭ２が居るような違和感のない映像が創り出される。
【００２０】
また、他の演出の例として、クロマキー合成される背景の「山」についてスタジオのキャスターＭ１が指をさしてコメントし、それに合わせてカメラＣの映像が「山」にズームインするという演出を行う場合に、スタジオのカメラＤもカメラＣと同時にズームインするためキャスターＭ１は画面からフレームアウトすることになり違和感のない映像が創り出される。
【００２１】
尚、カメラＣ、Ｄで撮影した画像から１つの合成画像を生成する方法はクロマキー合成に限らず他の方法であってもよい。
【００２２】
図４は、図１に示した撮影状況における本撮影システムの構成を示したブロック図である。図１に示した例において、コントローラＡ、Ｂは、スタジオと同一施設内に配備されており、コントローラＡのパン、チルト、ズーム、フォーカス等の操作部の操作に応じてコントローラＡから出力されるシリアルコマンド等の信号は分配器１０、モデム１２を介して電話回線に送られる。そして、電話回線を伝送して図１のように屋外の風景を撮影する遠方の場所に設置された雲台Ｕ１及びカメラＣにモデム１４を介して送信される。尚、雲台Ｕ１及びカメラＣを以下、Ｃカメラという。
【００２３】
一方、コントローラＢは、電話回線などの通信回線を使用することなく同一施設内のスタジオに設置された雲台Ｕ２にケーブル等で通信接続されおり、コントローラＢの操作部の操作に応じてコントローラＢから出力されるシリアルコマンド等の信号は、雲台Ｕ２及びカメラＤに送信される。尚、雲台Ｕ２及びカメラＤを以下、Ｄカメラという。
【００２４】
また、コントローラＡから出力された信号は分配器１０によって分配され、同図の信号変換装置１６に送信されるようになっている。信号変換装置１６は、例えば、コントローラＡがＣカメラ（雲台Ｕ１）に対応した種類であり、Ｃカメラに適合した信号を送信するものであるのに対して、Ｄカメラ（雲台Ｕ２）に対応しない種類である場合に、コントローラＡから出力された信号をＤカメラ（雲台Ｕ２）に適合する信号に変換する装置である。例えば、コントローラＡとＣカメラの雲台Ｕ１とが同一メーカ製であるのに対して、コントローラＡとＤカメラの雲台Ｕ２が異なるメーカ製の場合には、コントローラＡから出力された信号が雲台Ｕ２で認識できる仕様で、且つ、コントローラＡからの信号を受信したＤカメラの動作がＣカメラと合致した動作となるように変換される。尚、コントローラＡとＤカメラの雲台Ｕ２が同一のメーカ製の場合であっても整合性がない場合もあり、一方、コントローラＡとＤカメラの雲台Ｕ２が異なるメーカ製の場合であっても整合性がある場合もある。
【００２５】
ここで、信号変換装置１６による信号変換は、例えば、コントローラＡとＤカメラ（雲台Ｕ２）の通信インターフェース（電気的仕様、機械的仕様、プロトコル）が相違する場合に通信インターフェースを整合させること、コントローラＡとＤカメラの通信プロトコルが相違する場合に通信プロトコルを整合させること、コントローラＡから出力されるパン、チルト、ズーム、フォーカス等の動作やその動作速度等を指示するコマンドデータと、Ｄカメラがそれと一致する内容の指示を認識する際のコマンドデータとが相違する場合にコマンドデータを整合させることなどを目的とする。特に、パン、チルト、ズーム、フォーカスなどの動作速度を示すコントローラＡからのコマンドデータは、そのコマンドデータをそのまま受信したＣカメラの動作速度と、信号変換装置１６によって変換されたコマンドデータを受信したＤカメラの動作速度とが一致するように変換される。
【００２６】
このように信号変換装置１６によって変換された信号は、コントローラＢに送信される。コントローラＢは単独モードとスレーブモードを所定のモード切替スイッチによって切り替えられるようになっており、例えば、単独モードの場合には、コントローラＢの操作部の操作に基づくシリアルコマンド等の信号のみがＤカメラに送信される。一方、スレーブモードの場合には、信号変換装置１６を介してコントローラＡから送信されてきた信号もＤカメラに送信され、ＣカメラとＤカメラがコントローラＡからの信号によって同期制御される。
【００２７】
このような単独モードとスレーブモードの切替によって、例えば、撮影本番前の準備段階ではコントローラＢを単独モードに設定し、Ｃカメラ、ＤカメラをそれぞれコントローラＡ、Ｂによって個別に操作して適切な撮影条件に設定しておくことができる。そして、撮影本番時には、コントローラＢをスレーブモードに設定し、Ｃカメラ及びＤカメラをコントローラＡによって同期制御することによってパン、チルト、ズーム、フォーカスなどの動作を同時に同じ動作速度で実行させることができる。これによって、違和感のない合成画像を生成でき、撮影本番中に画角や撮影方向等を変化させることができる。
【００２８】
尚、信号変換装置１６の処理は、コントローラＢに内蔵の処理部で行うことも可能であり、以下のフローチャートの説明ではコントローラＢの処理部で信号変換の処理を実行するものとする。
【００２９】
図５は、スレーブモード時におけるコントローラＢの処理部の特徴的な処理に関する処理手順を示したフローチャートである。コントローラＢの処理部は、まず、コントローラＡからショットコマンドを受信したか否かを判定する（ステップＳ１０）。尚、ショットコマンドは事前に登録した例えばパン、チルト、ズーム、フォーカスの位置（ショット位置）を所定のスピード（ショットスピード）で再現することを指示するコマンドである。ＹＥＳと判定した場合には、Ｃカメラと同じショットスピードでショットをＤカメラに実行させる（ステップＳ１２）。尚、ショット位置の登録は、例えば、ＣカメラとＤカメラを撮影本番時と同様の状態で同期制御しながらＣカメラ及びＤカメラがそれぞれ所望のパン、チルト、ズーム、フォーカスの位置になったときに所定のスイッチで登録指示することにより行っておく。
【００３０】
ステップＳ１０においてＮＯと判定した場合、または、ステップＳ１２の処理が終了した場合、次に、コントローラＢのパネル上のショットスイッチが押されたか否かを判定する（ステップＳ１４）。ＹＥＳと判定した場合には、ＤカメラにＤカメラのショットスピードでショットを実行させる（ステップＳ１６）。
【００３１】
ステップＳ１４においてＮＯと判定した場合、または、ステップＳ１６の処理が終了した場合、次にパン、チルト、ズーム、又は、フォーカスについてのマニュアルコマンドをコントローラＡから受信したか否かを判定する（ステップＳ１８）。ＹＥＳと判定した場合、そのコマンドの動作対象についてＣカメラのマニュアルスピードでＤカメラを作動させる（ステップＳ２０）。
【００３２】
ステップＳ１８においてＮＯと判定した場合、または、ステップＳ２０の処理が終了した場合、次に、コントローラＢのパネル上のパン、チルト、ズーム、又は、フォーカスの操作がされたか否かを判定する（ステップＳ２２）。ＹＥＳと判定した場合には、そのコマンドの動作対象についてＤカメラのマニュアルスピードでＤカメラを作動させる（ステップＳ２４）。
【００３３】
ステップＳ２２においてＮＯと判定した場合、または、ステップＳ２４の処理が終了すると、本フローチャートの処理を終了し、他の所要の処理に移行すると共に、スレーブモードに設定されている間、本フローチャートの処理を繰り返し実行する。
【００３４】
以上、上記実施の形態では、２台のカメラで撮影した画像を合成するのシステムを示したが、３台以上のカメラで撮影した画像を合成する場合にも同様のシステムを適用できる。すなわち、３台以上のカメラ（雲台）に対してもコントローラＡからの信号を信号変換装置等を介して送信できるようにすればよい。
【００３５】
また、上記実施の形態ではＤカメラとコントローラＡとが対応しない種類であるため信号変換装置１６（図４参照）を接続したが、Ｃカメラと共にＤカメラがコントローラＡの種類に対応する場合には信号変換装置１６は接続しなくてもよい。また、ＤカメラがコントローラＡに対応する種類か否かにかかわらずコントローラＢはなくてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る合成画像生成用撮影システムによれば、複数のカメラ部を共通のコントローラでの単一操作により同時制御するようにしたため、それらのカメラ部で撮影された画像を合成して合成画像（合成映像）を生成した場合にも違和感の無い映像が得られる。通常、合成画像を生成する場合には各カメラ部の画角や撮影方向などを固定するが、本システムではその必要がないため通常の撮影の場合と同様に自由度の高いカメラワークが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、２台のテレビカメラで撮影した画像を合成して合成画像を生成するために本発明に係る合成画像生成用撮影システムを用いて番組撮影を行っている状況を示した図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）は、合成画像の説明図である。
【図３】図３は、合成画像の説明図である。
【図４】図４は、図１の撮影状況における本発明に係る撮影システムの構成を示したブロック図である。
【図５】図５は、スレーブモード時におけるコントローラＢの処理部の処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
Ｍ１…キャスター、Ｍ２…ゲスト、Ｐ…青色の幕、Ａ、Ｂ…コントローラ、Ｃ、Ｄ…カメラ、Ｕ１、Ｕ２…雲台、１０…分配器、１２、１４…モデム、１６…信号変換装置

Claims (4)

1. 前景となる被写体を撮影するためのカメラ部と背景を撮影するためのカメラ部とを有する複数のカメラ部を備え、該複数のカメラ部で撮影された前景の被写体の画像と背景の画像とを合成して１つの合成画像を生成する場合の撮影に適用される合成画像生成用撮影システムであって、
   前記複数のカメラ部の各々に各カメラ部の動作を制御するための信号を送信するコントローラが接続されると共に、
   前記コントローラのうちのいずれか１つを共通のコントローラとし、前記共通のコントローラから送信される信号に基づいて、前記共通のコントローラにより制御されるカメラ部と同一動作となるように、前記共通のコントローラ以外のコントローラに接続されたカメラ部を制御することを特徴とする合成画像生成用撮影システム。
2. 前記複数のカメラ部のうち前記共通のコントローラに対応しない種類の非対応カメラ部がある場合に、前記共通のコントローラから出力された信号を前記非対応カメラ部に対応する信号に変換して該信号を前記非対応カメラ部に送信する信号変換手段を備えたことを特徴とする請求項１の合成画像生成用撮影システム。
3. 前記非対応カメラ部と前記信号変換手段との間に前記非対応カメラに対応する種類のコントローラが接続され、該コントローラの操作部の操作に基づいて前記非対応カメラ部の制御が可能であると共に、該コントローラには、前記信号変換手段によって変換された前記共通のコントローラからの信号を前記非対応カメラ部に送信する機能が設けられたことを特徴とする請求項２の合成画像生成用撮影システム。
4. 前記共通のコントローラにより複数のカメラ部を同一動作させる制御モードと、各カメラ部を各々のコントローラで単独に動作させる制御モードとが切り替えられることを特徴とする請求項１、２又は３の合成画像生成用撮影システム。

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