JP5471224B2 - 撮像システム、撮像装置、情報処理装置及び撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像システム、撮像装置、情報処理装置及び撮像方法に関する。

デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置には、例えば天井などに固定されて、レンズを含む撮像部がパン方向又はチルト方向に動作することで被写体を撮影するものがある。パン方向の動作とは、撮像部を左右方向（水平方向）に回転させる動作であり、チルト方向とは、撮像部を上下方向（垂直方向）に回転させる動作である。これによって、一台の撮像装置で広範囲を撮影できる。

特許文献１では、パン動作、チルト動作が可能なカメラを使用して、撮像領域全体をパノラマ画像として撮影する技術において、撮像方向を速やかに所望の方向に移動させる撮像システムが開示されている。

特開２００７−４３５０５号公報

ところで、撮像装置の撮像部のパン動作又はチルト動作の可動範囲は、撮像装置の機構によって異なる。例えば、パン動作は３６０°回転可能であり、チルト動作は水平方向（０°）から水平方向に対して９０°までのみ回転可能な撮像装置があったり、チルト動作は水平方向（０°）から反対側の水平方向（１８０°）まで回転可能な撮像装置があったりする。また、撮像装置の各種処理を行う際、撮像装置の撮像方向を表すため、撮像部のパン角度及びチルト角度を用いた座標系（以下、「パン・チルト座標系」という。）が使用されている。

ところで、パン動作が３６０°回転可能であり、チルト動作が水平方向（０°）から反対側の水平方向（１８０°）まで回転可能な撮像装置では、撮像部の絶対的位置は異なるが撮像方向は同一となる２つの位置が存在する。即ち、撮像部の絶対的位置を基準としたパン・チルト座標系で表すと、（パン角度，チルト角度）＝（０°，０°）と（パン角度，チルト角度）＝（−１８０°，−１８０°）はいずれも同一方向にある被写体を撮影する。

しかし、撮像装置において、パン動作又はチルト動作の回転軸と撮像装置１００の中心軸がずれているなど、機構上に誤差があることがある。そのため、（パン角度，チルト角度）＝（０°，０°）と（パン角度，チルト角度）＝（−１８０°，−１８０°）は、撮像部が必ずしも同一の位置になるとは限らず、撮像方向にずれが生じる場合がある。

また、撮像部の絶対的位置を基準としたパン・チルト座標系を用いる場合、同じ撮像方向を表すのに２通りの座標値が存在するため、撮像装置が捉えた被写体像の位置を表現しにくいという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、パン動作が３６０°回転可能であり、チルト動作が水平方向（０°）から反対側の水平方向（１８０°）まで回転可能な機構を有するときに、撮像部の位置を適切に特定し、かつ画面内の被写体像の位置を適切に特定することが可能な、新規かつ改良された撮像システム、撮像装置、情報処理装置及び撮像方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、被写体からの光を受光し、パン動作及びチルト動作が可能な撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を検出する位置検出部と、撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を表す第一の座標系、及び撮像部が捉えた被写体の画面内における被写体像の位置を表す第二の座標系のうちいずれの座標系を使用するかを決定する座標系決定部と、第一の座標系を使用する場合、検出された撮像部の位置に基づいて、第一の座標系における撮像部の位置を表す座標を算出し、第二の座標系を使用する場合、検出された撮像部の位置に基づいて、第二の座標系における被写体像の位置を表す座標を算出する座標算出部とを備える、撮像システムが提供される。

上記第二の座標系におけるチルト方向の座標軸は、第一の方向を０°とし、第一の方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものであり、第一の方向から１８０°の方向である第二の方向についても０°とし、第二の方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものであってもよい。

上記第二の座標系において、チルト方向の座標軸の二つの０°の方向が、それぞれパン方向及びチルト方向について調整されていてもよい。

上記第一の座標系は、撮像部の位置を唯一の座標で特定する座標系であり、撮像部を駆動する駆動部の制御、又は絶対的な位置を指定して撮像部を移動させる場合に使用され、第二の座標系は、画面内の一部の領域に被写体像を特定できないようにマスクをかけるプライバシーマスキング処理、被写体像の名称を被写体像に重ねて画面に表示するエリアマスキング処理、又は特定の被写体像を検出してその被写体像に対してズームするエリアズーム処理に使用されてもよい。

上記第一の座標系におけるパン方向の座標軸は、第三の方向を０°とし、時計回り方向を０°〜＋１８０°まで設定し、反時計回りを０°〜−１８０°まで設定したものであってもよい。

上記第一の座標系におけるチルト方向の座標軸は、第四の方向を０°とし、第四の方向に対して垂直方向を−９０°に設定し、０°〜−１８０°まで設定したものであってもよい。

上記第二の座標系におけるパン方向の座標軸は、第五の方向を０°とし、時計回り方向を０°〜＋１８０°まで設定し、反時計回りを０°〜−１８０°まで設定したものであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被写体からの光を受光し、パン動作及びチルト動作が可能な撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を検出する位置検出部と；撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を表す第一の座標系、及び撮像部が捉えた被写体の画面内における被写体像の位置を表す第二の座標系のうちいずれの座標系を使用するかを決定する座標系決定部と、第一の座標系を使用する場合、検出された撮像部の位置に基づいて、第一の座標系における撮像部の位置を表す座標を算出し、第二の座標系を使用する場合、検出された撮像部の位置に基づいて、第二の座標系における被写体像の位置を表す座標を算出する座標算出部とを有する遠隔制御装置に検出された位置を送信する位置送信部と；を備える撮像装置が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被写体からの光を受光し、パン動作及びチルト動作が可能な撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を検出する位置検出部を有する撮像装置から検出された位置を受信する位置受信部と；撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を表す第一の座標系、及び撮像部が捉えた被写体の画面内における被写体像の位置を表す第二の座標系のうちいずれの座標系を使用するかを決定する座標系決定部と；第一の座標系を使用する場合、検出された撮像部の位置に基づいて、第一の座標系における撮像部の位置を表す座標を算出し、第二の座標系を使用する場合、検出された撮像部の位置に基づいて、第二の座標系における被写体像の位置を表す座標を算出する座標算出部と；を備える情報処理装置が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被写体からの光を受光し、パン動作及びチルト動作が可能な撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を検出するステップと、撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を表す第一の座標系、及び撮像部が捉えた被写体の画面内における被写体像の位置を表す第二の座標系のうちいずれの座標系を使用するかを決定するステップと、第一の座標系を使用する場合、検出された撮像部の位置に基づいて、第一の座標系における撮像部の位置を表す座標を算出し、第二の座標系を使用する場合、検出された撮像部の位置に基づいて、第二の座標系における被写体像の位置を表す座標を算出するステップとを備える撮像方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、パン動作が３６０°回転可能であり、チルト動作が水平方向（０°）から反対側の水平方向（１８０°）まで回転可能な機構を有するときに、撮像部の位置を適切に特定し、かつ画面内の被写体像の位置を適切に特定することができる。

本発明の一実施形態に係る撮像システムを示すブロック図である。 同実施形態に係る撮像装置１００を示すブロック図である。 同実施形態に係る遠隔制御装置２００を示すブロック図である。 同実施形態に係る撮像装置１００を示す側面図（Ａ）及び下面図（Ｂ）である。 同実施形態に係る撮像装置１００を示す側面図（Ａ）及び下面図（Ｂ）である。 同実施形態に係る撮像装置１００を示す側面図（Ａ）及び下面図（Ｂ）である。 同実施形態に係る撮像装置１００を示す側面図（Ａ）及び下面図（Ｂ）である。 同実施形態に係る撮像装置１００を示す側面図（Ａ）及び下面図（Ｂ）である。 同実施形態に係る撮像装置１００を概略的に示した下面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。 同実施形態に係る撮像装置１００を概略的に示した下面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。 撮像装置１００によって撮影して得られた被写体像１０が表示された画面２０を示す説明図である。 同実施形態の撮像システムで用いられる第一の座標系を示す説明図である。 同実施形態の撮像システムで用いられる第二の座標系を示す説明図である。 同実施形態に係る撮像システムでも用いられる座標系の変更例を示す説明図である。 同実施形態に係る撮像システムでも用いられる座標系の変更例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．撮像システムの構成
２．撮像装置１００の動作
３．撮像システムにおける座標系の決定

＜１．撮像システムの構成＞
［撮像システム］
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る撮像システムについて説明する。図１は、本実施形態に係る撮像システムを示すブロック図である。

本実施形態に係る撮像システムは、例えば撮像装置１００と遠隔制御装置２００からなる。図１に示す例では、一つの撮像装置１００と一つの遠隔制御装置２００が接続される場合について示したが、一つの遠隔制御装置２００に対して複数の撮像装置１００が接続してもよい。

撮像装置１００は、ビデオカメラ又は監視カメラ等であり、被写体を撮影し、画像データを生成する。撮像装置１００は、撮影して得られた画像データを遠隔制御装置２００に送る。撮像装置１００は、遠隔制御装置２００からの操作信号に基づいて撮像部１０２を回転させたり、ズーム撮影したりする。また、撮像装置１００は、撮像装置１００の撮像部１０２の動作や状態を示す動作データを遠隔制御装置２００に送る。

遠隔制御装置２００は、例えばパーソナルコンピュータ、監視盤などの情報処理装置であり、一又は複数の撮像装置１００と接続されて、撮像装置１００からの画像を表示したり、撮像装置１００を遠隔操作したりする。遠隔制御装置２００は、撮像装置１００から画像データや、撮像装置１００の撮像部１０２の動作や状態を示す動作データを受ける。また、遠隔制御装置２００は、ユーザーによる操作を介して操作信号を撮像装置１００に送る。

［撮像装置１００］
次に、本実施形態に係る撮像装置１００の機能ブロックに関する構成について説明する。図２は、本実施形態に係る撮像装置１００を示すブロック図である。
撮像装置１００は、例えば、撮像部１０２と、駆動部１０４と、ＣＰＵ１０６と、メモリ１０８と、画像処理部１１２と、圧縮処理部１１４と、通信制御部１１６などからなる。

撮像部１０２は、レンズなどの光学系、ＣＣＤイメージセンサー又はＣＭＯＳイメージセンサーなどの撮像素子、前処理部などからなる。撮像部１０２は、被写体からの光情報を電気信号に変換し、画像信号として信号を画像処理部１１２などに送る。撮像部１０２は、パン方向及びチルト方向に動作する。本実施形態の撮像装置１００は、パン動作が３６０°回転可能であり、チルト動作が水平方向（０°）から反対側の水平方向（１８０°）まで回転可能な機構を有する。

駆動部１０４は、撮像部１０２がパン動作やチルト動作するように撮像部１０２を回転駆動する。また、駆動部１０４は、撮像部１０２の光学系を駆動して、撮像部１０２をズーム動作させたり、フォーカス動作させたりする。また、駆動部１０４は、位置検出部の一例であり、撮像部１０２のパン方向及びチルト方向の位置を検出して、検出結果を遠隔制御装置２００に送る。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０６は、演算処理装置、制御装置などであり、メモリ１０８に記録されたプログラムを実行する。メモリ１０８には、ＣＰＵ１０６で実行されるプログラムが記録され、ＣＰＵ１０６においてプログラムが実行される際に読み出される。

画像処理部１１２は、撮像部１０２から受けた画像信号に対して各種画像処理を施す。画像処理がされた画像データは、圧縮処理部１１４に送られたり、通信制御部１１６を介して遠隔制御装置２００に送られたりする。

圧縮処理部１１４は、画像処理がされた画像データを例えばＪＰＥＧ方式などで符号化処理（圧縮処理）する。圧縮処理された画像データは、通信制御部１１６を介して遠隔制御装置２００に送られる。

通信制御部１１６は、例えば有線通信又は無線通信などによるデータ伝送を制御する。本実施形態では、遠隔制御装置２００に画像データや動作データを送信したり、反対に操作信号などを遠隔制御装置２００から受信したりする。通信制御部１１６は、位置送信部の一例であり、撮像部１０２のパン方向及びチルト方向の位置を含む動作データを送信する。

次に、図４〜図８を参照して、本実施形態に係る撮像装置１００の外観の構成について説明する。図４〜図８は、本実施形態に係る撮像装置１００を示す側面図（Ａ）及び下面図（Ｂ）である。
本実施形態に係る撮像装置１００は、例えば、本体部１２０と、支持部材１３０、回転軸材１３２，１３４、支持台１３６などからなる。

本体部１２０は、撮像部１０２、ＣＰＵ１０６などが設けられた撮像装置１００の本体部分であり、支持部材１３０、回転軸材１３２，１３４、支持台１３６などによって天井１に設置される。本体部１２０は、支持部材１３０、回転軸材１３２，１３４が回転することによって、パン方向に動作したり、チルト方向に動作したりする。本体部１２０は、パン動作が３６０°回転可能であり、チルト動作が水平方向（０°）から反対側の水平方向（１８０°）まで回転可能である。

支持部材１３０は、上側で回転軸材１３４、支持台１３６を介して天井１に接続され、下側で、回転軸材１３２を介して本体部１２０と接続される。

回転軸材１３２は、一端が本体部１２０と接続され、他端が支持部材１３０と接続される。回転軸材１３２は、軸方向が水平方向に設けられ、本体部１２０を回転軸材１３２の軸方向を中心軸として回転させる。その結果、本体部１２０は、垂直方向（チルト方向）に動作する。

また、回転軸材１３４は、一端が支持台１３６と接続され、他端が支持部材１３０と接続される。回転軸材１３４は、軸方向が垂直方向に設けられ、本体部１２０及び支持部材１３０を回転軸材１３４の軸方向を中心軸として回転させる。その結果、本体部１２０は、水平方向（パン方向）に動作する。

［遠隔制御装置２００］
次に、本実施形態に係る遠隔制御装置２００の構成について説明する。図３は、本実施形態に係る遠隔制御装置２００を示すブロック図である。
遠隔制御装置２００は、例えば、メモリ２０２と、記憶部２０４と、通信制御部２０６と、ＣＰＵ２１０と、操作部２２０と、表示部２３０などからなる。

メモリ２０２には、ＣＰＵ２１０で実行されるプログラムが記録され、ＣＰＵ２１０においてプログラムが実行される際に読み出される。

記憶部２０４は、例えばＨＤＤ、フラッシュメモリなどであり、撮像装置１００で撮影された画像データを記録したり、記録された画像データを読み出したりする。

通信制御部２０６は、例えば有線通信又は無線通信などによるデータ伝送を制御する。本実施形態では、撮像装置１００から画像データや動作データを受け、撮像装置１００に操作信号を送る。通信制御部２０６は、位置受信部の一例であり、撮像部１０２のパン方向及びチルト方向の位置を含む動作データを受信する。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０は、演算処理装置、制御装置などであり、メモリ２０２に記録されたプログラムを実行する。本実施形態のＣＰＵ２１０は、座標系決定部２１２や座標算出部２１４などを有する。

座標系決定部２１２は、撮像装置１００に関する各種処理において、撮像部１０２のパン方向及びチルト方向の位置を表す第一の座標系、及び撮像部１０２が捉えた被写体の画面内における位置を表す第二の座標系のうちいずれの座標系を使用するかを決定する。

座標算出部２１４は、第一の座標系を使用する場合、検出された撮像部１０２の位置に基づいて、第一の座標系における撮像部１０２の位置を表す座標を算出する。また、座標算出部２１４は、第二の座標系を使用する場合、検出された撮像部１０２の位置に基づいて、第二の座標系における被写体の画面内における位置を表す座標を算出する。

操作部２２０は、例えばキーボード、マウス、スティックコントローラなどである。操作部２２０は、ユーザーの操作を受け付けて、操作信号を生成し、ＣＰＵ２１０や、通信制御部２０６を介して撮像装置１００などに操作信号を送る。

表示部２３０は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどである。表示部２３０は、撮像装置１００で撮影された被写体を画面に表示する。また、撮像装置１００又は遠隔制御装置２００の各種設定に関するメニューや、画像処理設定に関するアプリケーションを画面に表示する。

なお、遠隔制御装置２００が座標軸を決定したり、座標を算出したりする処理は、撮像装置１００で実行できるようにしてもよい。このとき、座標系決定部２１２や座標算出部２１４が行う処理は、撮像装置１００のＣＰＵ１０６で行われる。

＜２．撮像装置１００の動作＞
次に、図４〜図８を参照して、本実施形態に係る撮像装置１００のパン動作及びチルト動作について説明する。本実施形態に係る撮像装置１００は、上述した通り、パン動作が３６０°回転可能であり、チルト動作が水平方向（０°）から反対側の水平方向（１８０°）まで回転可能な機構を有する。

まず、撮像装置１００のパン動作について説明する。
図４（Ａ），図４（Ｂ）に示す本体部１２０の位置が、パン角度＝０°であるとする。図４（Ａ），図４（Ｂ）では、撮像装置１００は図面上の右側を撮影している。そして、図５（Ａ），図５（Ｂ）は、図４（Ａ），図４（Ｂ）の状態から、回転軸材１３４の軸方向を中心として本体部１２０が９０°回転して、本体部１２０の位置がパン角度＝９０°となったときを示している。更に、図６（Ａ），図６（Ｂ）は、図４（Ａ），図４（Ｂ）の状態から、回転軸材１３４の軸方向を中心として本体部１２０が１８０°回転して、本体部１２０の位置がパン角度＝１８０°となったときを示している。図６（Ａ），図６（Ｂ）では、撮像装置１００は図面上の左側を撮影している。

このように、撮像装置１００は、パン動作のみによって、パン角度＝０°のときの撮影方向と反対の方向を撮影できる。

次に、撮像装置１００のチルト動作について説明する。
図４（Ａ），図４（Ｂ）に示す本体部１２０の位置が、パン角度＝０°、チルト角度＝０°であるとする。図４（Ａ），図４（Ｂ）では、撮像装置１００は図面上の右側を撮影している。そして、図７（Ａ），図７（Ｂ）は、図４（Ａ），図４（Ｂ）の状態から、回転軸材１３２の軸方向を中心として本体部１２０が９０°回転して、本体部１２０の位置がチルト角度＝−９０°となったときを示している。更に、図８（Ａ），図８（Ｂ）は、図４（Ａ），図４（Ｂ）の状態から、回転軸材１３２の軸方向を中心として本体部１２０が１８０°回転して、本体部１２０の位置がチルト角度＝−１８０°となったときを示している。

このように、撮像装置１００は、チルト動作のみによって、パン角度＝０°、チルト角度＝０°のときの撮影方向と反対の方向を撮影できる。

以上の動作によれば、パン角度＝０°、チルト角度＝０°のときの撮影方向と反対の方向を撮影するためには、パン動作のみの移動による場合と、チルト動作のみの移動による場合がある。しかし、２つの動作の結果得られる本体部１２０の向きは、図６と図８に示すように、撮像方向は同一であるが、本体部１２０の上下方向は反対である。即ち、図４に示す位置では、本体部１２０の第一の面１２０Ａは下側にあり、第二の面１２０Ｂは上側にある。そして、パン動作のみによって図６に示す位置に移動したときは、第一の面１２０Ａは下側のままであり、第二の面１２０Ｂは上側のままである。一方、チルト動作のみによって図８に示す位置に移動したときは、第一の面１２０Ａは上側になり、第二の面１２０Ｂは下側になる。

この場合、パン動作のみによって移動したときは、撮像装置１００が撮影して得られる出力画像は上下さかさまにする必要はなく、画像の上下の向きをそのままで使用できる。一方、チルト動作のみによって移動したときは、撮像装置１００が撮影して得られる出力画像は上下さかさまにする画像処理を施す必要がある。これによって初めて、被写体の上下方向と画像の上下方向を一致させることができる。

このように、パン角度＝０°、チルト角度＝０°のときの撮影方向と反対の方向を撮影するためには、２通りの移動方法があるが、撮像装置１００の機構上の観点と出力画像の観点では、両者は一致しない。なお、本体部１２０が、ある位置からその他の位置に移動する場合、特にチルト角度が９０度を超えて移動する場合は、上述したケースと同様に、２通りの移動方法がある。そして、両者は撮像装置１００の機構上の観点と出力画像の観点で一致しない。

撮像装置１００の機構上の観点から両者が一致しないという点では、更に、次に述べる問題が発生する。即ち、パン動作の回転軸又はチルト動作の回転軸と、撮像装置１００本体の中心軸は、必ずしも一致しない。そのため、上述した２通りの本体部１２０の移動方法が存在する場合、移動方法の違いによって、撮影方向が同一でも同一の被写体がずれて撮影される場合がある。

図９及び図１０は、本実施形態に係る撮像装置１００を概略的に示した下面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。図９は、撮像装置１００がパン動作をする場合を示しており、図１０は、撮像装置１００がチルト動作をする場合を示している。図１１は、撮像装置１００が撮影して得られる被写体像１０が表示された画面２０を示す説明図である。図１１（Ａ）は、図９のパン動作の結果得られる画面２０であり、図１１（Ｂ）は、図１０のチルト動作の結果得られる画面２０である。

本体部１２０が、パン角度１８０°の移動によって、撮像方向Ａから撮像方向Ｂ_１に移動する場合、図９に示すように、パン動作の回転軸ＯＭ_１と撮像装置１００の本体部１２０の中心軸が水平面内でＤ_１だけずれているとする。このとき、図１１（Ａ）に示すように、撮像方向Ｂ_１で捉えた被写体１０が画面２０の中心に存在する。そして、撮像方向Ｂ_１を向いているときの本体部１２０の位置を表す座標が（ｐ_１，ｔ_１）であるとする。

一方、図１０に示すように、チルト動作の回転軸ＯＭ_２と撮像装置１００の本体部１２０の中心軸が垂直面内でＤ_２だけずれているとする。このとき、本体部１２０が、チルト角度１８０°の移動によって、撮像方向Ａから先ほどの撮像方向Ｂ_１に移動しようとしても、単純にチルト角度１８０°分移動するだけでは、撮像方向はＢ_２となり、撮像方向Ｂ_１とは一致しない。このとき、図１１（Ｂ）に示すように、撮像方向Ｂ_２で捉えた被写体１０は、画面２０の中心からずれて存在する。そして、撮像方向Ｂ_２を向いているときの本体部１２０の位置を表す座標が（ｐ_２，ｔ_２）であるとする。

以上まとめると、回転前の本体部１２０の位置を表す座標が（ｐ_０，ｔ_０）であるとすると、パン角度１８０°の移動後は、本体部１２０の位置を表す座標が（ｐ_１，ｔ_１）である。また、チルト角度１８０°の移動後は、本体部１２０の位置を表す座標が（ｐ_２，ｔ_２）である。即ち、回転前は同一位置にあっても、移動方法によって回転後の位置がずれる。

パン動作の回転軸又はチルト動作の回転軸と、撮像装置１００本体の中心軸が一致していれば、２通りの移動方法がある場合でも、本体部１２０の位置を一致させることができる。その結果、被写体を同一位置に捉えることができるが、上述したようにパン動作の回転軸又はチルト動作の回転軸と、撮像装置１００本体の中心軸にずれがある場合は、被写体を同一位置に捉えることができない。

＜３．撮像システムにおける座標系＞
次に、本実施形態の撮像システムにおける座標系について説明する。
撮像装置１００の撮像方向を表すため、本体部１２０（撮像部１０２）のパン角度及びチルト角度を用いた座標系（以下、「パン・チルト座標系」という。）を使用する。

本実施形態の撮像装置１００は、パン動作が３６０°回転可能であり、チルト動作が水平方向（０°）から反対側の水平方向（１８０°）まで回転可能である。このような機構を有する場合では、本体部１２０の絶対的位置は異なるが撮像方向は同一となる２つの位置が存在する。即ち、本体部１２０の絶対的位置を基準としたパン・チルト座標系で表すと、（パン角度，チルト角度）＝（０°，０°）と（パン角度，チルト角度）＝（−１８０°，−１８０°）はいずれも同一方向にある被写体を撮影する。

そして、パン動作の回転軸又はチルト動作の回転軸と、撮像装置１００本体の中心軸にずれがなければ、画面内の被写体像の位置を一致させることができる。しかし、パン動作の回転軸又はチルト動作の回転軸と、撮像装置１００本体の中心軸にずれがある場合は、被写体像の位置にずれが生じてしまう。

ところで、発明者らは、撮像装置１００の撮像方向をパン・チルト座標系によって表すケースは、大きく２通りに分類されることが知見として得ることができた。即ち、一つには、本体部１２０の絶対的な位置をパン・チルト座標系によって表す第一のケースであり、もう一つには、画面内の被写体像の位置をパン・チルト座標系によって表す第二のケースである。

従来、撮像装置１００の撮像方向を座標によって表すケースは、２通りに分類されることがなく、両者は同じものであるかのように扱われていた。そこで、本実施形態では、パン・チルト座標系を２種類用意しておき、用途に応じていずれか一方を選択できることとした。

第一の座標系は、撮像装置１００の本体部１２０のパン方向及びチルト方向の絶対的な位置を表す座標である。図１２は、本実施形態の撮像システムで用いられる第一の座標系を示す説明図である。図１２（Ａ）はパン方向の座標軸であり、図１２（Ｂ）はチルト方向の座標軸である。第二の座標系は、撮像装置１００が捉えた被写体の画面内における被写体像の位置を表す座標である。図１３は、本実施形態の撮像システムで用いられる第二の座標系を示す説明図である。図１３（Ａ）はパン方向の座標軸であり、図１３（Ｂ）はチルト方向の座標軸である。

第一の座標系におけるパン方向の座標軸は、図１２（Ａ）に示す通り、一の方向を０°とし、時計回り方向を０°〜＋１８０°まで設定し、反時計回りを０°〜−１８０°まで設定したものである。第一の座標系におけるチルト方向の座標軸は、一の方向（水平方向）を０°とし、一の方向に対して垂直方向を−９０°に設定し、０°〜−１８０°まで設定したものである。

第一の座標系は、本体部１２０の位置を唯一の座標で特定することが可能な座標系である。第一の座標系は、撮像装置１００の本体部１２０を駆動するモーター（駆動部１０４）の制御や、絶対的な位置を指定して本体部１２０を移動する場合（例えばプリセットポジション）に使用される。

本体部１２０の絶対的な位置を唯一の座標で指定できるため、パン動作の回転軸又はチルト動作の回転軸と、撮像装置１００本体の中心軸がずれている場合に利点がある。例えば、図９及び図１０を用いて示したケースでは、（パン角度，チルト角度）＝（０°，０°）から（１８０°，０°）へ移動する場合（図９）と、（０°，−１８０°）へ移動する場合（図１０）を区別することができる。また、図示しないが、（パン角度，チルト角度）＝（０°，０°）と（−１８０°，−１８０°）はいずれも同じ撮像方向を撮影できるが、本体部１２０の上下方向が異なる。第一の座標系を用いれば、両者を区別できる。

以上より、第一の座標系は、位置再現性が良い座標系であるといえる。

一方、第二の座標系におけるパン方向の座標軸は、図１３（Ａ）に示す通り、一の方向を０°とし、時計回り方向を０°〜＋１８０°まで設定し、反時計回りを０°〜−１８０°まで設定したものである。第二の座標系におけるチルト方向の座標軸は、第１方向（水平方向）を０°とし、第１方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものである。更に、第１方向（水平方向）から１８０°の方向（水平方向、第２方向）についても０°とし、第２方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものである。

第二の座標系は、チルト方向の座標軸を０〜−９０°の範囲でのみ表すこととしているため、画面内の被写体像の位置を表すときに利点がある。即ち、第一の座標系を使用すると、被写体像の位置を表すのに、２つの異なる座標値が存在することになり、アプリケーション上においてパン・チルト座標系を使用する際複雑になるという問題があった。例えば、パン・チルト座標系を使用した処理において、二つの座標値それぞれに必要な情報を設定する必要があるか、二つの座標値が同一であるように認識させる必要があった。ここで、パン・チルト座標系を使用した処理とは、例えばプライバシーマスキング、エリアタイトリング、又はエリアズームなどの処理であり、第二の座標系はこれらの処理を行う際に適している。

プライバシーマスキングは、画面内の一部の領域に被写体像を特定できないようにマスクをかける処理である。エリアタイトリングは、例えば被写体像の名称を被写体像に重ねて画面に表示する処理である。エリアズームは、特定の被写体像を検出してその被写体像に対してズームする処理である。これらの処理は、処理上の計算を単純化できる第二の座標系を適用するとよい。

更に、第二の座標系を使用する場合、チルト方向の座標軸の二つの０°の方向をパン方向及びチルト方向について調整しておけば、特定の位置を指定して被写体像を撮影する場合（プリセットポジション）において、正確な位置を指定できる。即ち、第一の座標系で表したとき、（パン角度，チルト角度）＝（０°，０°）と（−１８０°，−１８０°）において、被写体像が画面でずれている場合、被写体像が一致する本体部１２０の位置を検出する。このとき、（０°，０°）と（−１７９°，−１７８°）において、被写体像が一致するのであれば、（−１７９°，−１７８°）のほうを第二の座標系の（−１８０°，０°）又は（＋１８０°，０°）に設定して、記憶しておく。これにより、第二の座標系において、特定の位置を指定して被写体像を撮影する場合に、正確な位置を指定できる。

第二の座標系は、画面内の被写体像の位置を表すときに利点がある。更に、チルト動作が水平方向（０°）から反対側の水平方向（１８０°）まで回転可能ではなく、垂直方向（９０°）までのみ回転可能な機構を有する撮像装置と同様にユーザーが撮像装置１００を制御できる。

次に、撮像装置１００の本体部１２０の絶対的な位置に基づいて第二の座標系の座標を算出する方法について説明する。

本体部１２０の絶対的な位置において、チルト角度が−９０°を超えた場合は、第二の座標系に合うようにチルト角度の変換を行う。例えば、次のようなプログラミングで実現できる。

ｐａｎ＝−１８０°〜＋１８０°
ｔｉｌｔ＝−１８０°〜０°
において、
ｉｆ（ｔｉｌｔ＜−９０° ^（ｂ））｛
ｔｉｌｔ＝−９０°＋（−９０° ^（ａ）−ｔｉｌｔ）；
ｉｆ（ｐａｎ＜０°）｛
ｐａｎ＝ｐａｎ＋１８０° ^（ａ）；
｝ｅｌｓｅ｛
ｐａｎ＝ｐａｎ−１８０° ^（ａ）；
｝
｝

ここで、上述したように、第二の座標系で正確な被写体の位置を指定できるように座標軸を調節するためには、上付き（ａ）で示した角度を調整することになる。上付き（ｂ）で示した角度を例えば１００°とすれば、図１５に示すように、第二の座標系におけるチルト方向の座標軸は、第一の方向（水平方向）を０°とし、第一の方向に対して−１００°まで設定したものである。更に、第一の方向（水平方向）から１８０°の方向（水平方向、第二の方向）についても０°とし、第二の方向に対して−１００°まで設定することもできる。図１５は、本実施形態に係る撮像システムでも用いられる座標系の変更例を示す説明図である。

以上、撮像装置１００における各種処理に応じて、座標系を選択し、それぞれの座標系のもとで撮像装置１００の本体部１２０（撮像部１０２）の座標位置を算出する。これにより、パン動作が３６０°回転可能であり、チルト動作が水平方向（０°）から反対側の水平方向（１８０°）まで回転可能な機構を有するときに、撮像部１０２の位置を適切に特定し、かつ画面内の被写体像の位置を適切に特定することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、角度の単位は度（°）を単位としたが、本発明はこの例に限定されない。例えば図１４に示すように角度は１６進数で表してもよい。更に、上述した実施形態では、チルト方向の座標軸において水平方向を０（°）に設定したが、本発明はこの例に限定されない。図１４（Ｂ）に示すように、水平方向に対して−４５°の位置を基準方向（０）としてもよい。図１４は、本実施形態に係る撮像システムでも用いられる座標系の変更例を示す説明図である。

また、撮像装置１００が天井に設置される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、撮像装置の下側が固定されてチルト動作する場合についても、本発明を適用できる。

１００ 撮像装置
２００ 遠隔制御装置
１０２ 撮像部
１０４ 駆動部
１０６，２１０ ＣＰＵ
１０８，２０２ メモリ
１１２ 画像処理部
１１４ 圧縮処理部
１１６，２０６ 通信制御部
１２０ 本体部
１３０ 支持部材
１３２，１３４ 回転軸材
１３６ 支持台
２０４ 記憶部
２２０ 操作部
２３０ 表示部

Claims (8)

1. 被写体からの光を受光し、パン動作及びチルト動作が可能な撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を検出する位置検出部と、
   前記撮像部の前記パン方向及び前記チルト方向の位置を表す第一の座標系、及び前記撮像部が捉えた前記被写体の画面内における被写体像の位置を表す第二の座標系のうちいずれの座標系を使用するかを決定する座標系決定部と、
   前記第一の座標系を使用する場合、前記検出された前記撮像部の位置に基づいて、前記第一の座標系における前記撮像部の位置を表す座標を算出し、前記第二の座標系を使用する場合、前記検出された前記撮像部の位置に基づいて、前記第二の座標系における前記被写体像の位置を表す座標を算出する座標算出部と
   を備え、
   前記第二の座標系におけるチルト方向の座標軸は、第一の方向を０°とし、前記第一の方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものであり、前記第一の方向から１８０°の方向である第二の方向についても０°とし、前記第二の方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものであり、
   前記第二の座標系において、チルト方向の座標軸の二つの０°の方向が、それぞれパン方向及びチルト方向について調整されている、撮像システム。
2. 前記第一の座標系は、前記撮像部の位置を唯一の座標で特定する座標系であり、前記撮像部を駆動する駆動部の制御、又は絶対的な位置を指定して前記撮像部を移動させる場合に使用され、
   前記第二の座標系は、前記画面内の一部の領域に前記被写体像を特定できないようにマスクをかけるプライバシーマスキング処理、前記被写体像の名称を前記被写体像に重ねて画面に表示するエリアマスキング処理、又は特定の前記被写体像を検出してその前記被写体像に対してズームするエリアズーム処理に使用される、請求項１に記載の撮像システム。
3. 前記第一の座標系におけるパン方向の座標軸は、第三の方向を０°とし、時計回り方向を０°〜＋１８０°まで設定し、反時計回りを０°〜−１８０°まで設定したものである、請求項１または２に記載の撮像システム。
4. 前記第一の座標系におけるチルト方向の座標軸は、第四の方向を０°とし、前記第四の方向に対して垂直方向を−９０°に設定し、０°〜−１８０°まで設定したものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像システム。
5. 前記第二の座標系におけるパン方向の座標軸は、第五の方向を０°とし、時計回り方向を０°〜＋１８０°まで設定し、反時計回りを０°〜−１８０°まで設定したものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像システム。
6. 被写体からの光を受光し、パン動作及びチルト動作が可能な撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を検出する位置検出部と；
   前記撮像部の前記パン方向及び前記チルト方向の位置を表す第一の座標系、及び前記撮像部が捉えた前記被写体の画面内における被写体像の位置を表す第二の座標系のうちいずれの座標系を使用するかを決定する座標系決定部と、前記第一の座標系を使用する場合、前記検出された前記撮像部の位置に基づいて、前記第一の座標系における前記撮像部の位置を表す座標を算出し、前記第二の座標系を使用する場合、前記検出された前記撮像部の位置に基づいて、前記第二の座標系における前記被写体像の位置を表す座標を算出する座標算出部とを有する遠隔制御装置に前記検出された位置を送信する位置送信部と；
   を備え、
   前記第二の座標系におけるチルト方向の座標軸は、第一の方向を０°とし、前記第一の方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものであり、前記第一の方向から１８０°の方向である第二の方向についても０°とし、前記第二の方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものであり、
   前記第二の座標系において、チルト方向の座標軸の二つの０°の方向が、それぞれパン方向及びチルト方向について調整されている、撮像装置。
7. 被写体からの光を受光し、パン動作及びチルト動作が可能な撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を検出する位置検出部を有する撮像装置から前記検出された位置を受信する位置受信部と；
   前記撮像部の前記パン方向及び前記チルト方向の位置を表す第一の座標系、及び前記撮像部が捉えた前記被写体の画面内における被写体像の位置を表す第二の座標系のうちいずれの座標系を使用するかを決定する座標系決定部と；
   前記第一の座標系を使用する場合、前記検出された前記撮像部の位置に基づいて、前記第一の座標系における前記撮像部の位置を表す座標を算出し、前記第二の座標系を使用する場合、前記検出された前記撮像部の位置に基づいて、前記第二の座標系における前記被写体像の位置を表す座標を算出する座標算出部と；
   を備え、
   前記第二の座標系におけるチルト方向の座標軸は、第一の方向を０°とし、前記第一の方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものであり、前記第一の方向から１８０°の方向である第二の方向についても０°とし、前記第二の方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものであり、
   前記第二の座標系において、チルト方向の座標軸の二つの０°の方向が、それぞれパン方向及びチルト方向について調整されている、情報処理装置。
8. 被写体からの光を受光し、パン動作及びチルト動作が可能な撮像部のパン方向及びチルト方向の位置を検出するステップと、
   前記撮像部の前記パン方向及び前記チルト方向の位置を表す第一の座標系、及び前記撮像部が捉えた前記被写体の画面内における被写体像の位置を表す第二の座標系のうちいずれの座標系を使用するかを決定するステップと、
   前記第一の座標系を使用する場合、前記検出された前記撮像部の位置に基づいて、前記第一の座標系における前記撮像部の位置を表す座標を算出し、前記第二の座標系を使用する場合、前記検出された前記撮像部の位置に基づいて、前記第二の座標系における前記被写体像の位置を表す座標を算出するステップと
   を備え、
   前記第二の座標系におけるチルト方向の座標軸は、第一の方向を０°とし、前記第一の方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものであり、前記第一の方向から１８０°の方向である第二の方向についても０°とし、前記第二の方向に対して垂直方向までを０°〜−９０°に設定したものであり、
   前記第二の座標系において、チルト方向の座標軸の二つの０°の方向が、それぞれパン方向及びチルト方向について調整されている、撮像方法。

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