JP7401272B2 - 撮像装置、撮像装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法、及びプログラムに関する。

リモートカメラ等を用いた撮影において、画角を切り替える際、複数のカメラの映像をスイッチャーで切り替える方法が一般的に用いられている。また、カメラの台数を削減するために、監視用途以外でもパン・チルト・ズーム（以下、「ＰＴＺ」とも称す）機能やプリセット機能を用いた画角切り替えが利用されている。しかし、これらの機能は画角が急に変わり、不要な首振り映像（ＰＴＺ駆動時の映像）が収録されるといった問題がある。首振り映像は、必要のないケースが多く、生配信等の編集をすることができない撮影状況において、特に問題となっている。特許文献１には、画角切り替え中に切り替える直前の静止画像を出力することで、首振り映像を出力しないシステムが提案されている。

特開２００２－１７４８４０号公報

しかし、特許文献１に記載された技術では、撮像装置が首振りする度に静止画が取得されるため、動画の撮り逃しが発生し、またユーザに違和感を与えるといった問題がある。本発明は、ユーザに違和感を与えることなく、首振り映像のない画角切り替えを行えるようにすることを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、撮影対象を撮影して映像を生成する撮像手段と、前記撮像手段により撮影された映像における所定の画角の映像を出力する出力手段と、前記出力手段が出力する映像の画角を第１の画角から第２の画角に切り替える場合に、前記第１の画角で映像を出力しつつ前記第１の画角と前記第２の画角とが同一画角に収まるように前記撮像手段の画角を制御し、前記第２の画角が前記撮像手段の画角に収まった後に画角を切り替えて前記第２の画角で映像を出力する切り替え手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザに違和感を与えることなく、首振り映像のない画角切り替えを行うことができる。

第１の実施形態に係る映像収録システムの構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る映像収録システムの映像切り替え前後の画角を説明する図である。 第１の実施形態に係る映像収録システムの映像切り替え手順を説明する図である。 第１の実施形態に係る画角切り替え処理の例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る映像収録システムの構成例を示す図である。 第２の実施形態に係る映像収録システムの映像切り替え前後の画角を説明する図である。 第２の実施形態に係る映像収録システムの映像切り替え手順を説明する図である。 第２の実施形態に係る画角切り替え処理の例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る映像収録システムの構成例を示す図である。 第３の実施形態に係る映像収録システムの目標画角決定手順を説明する図である。 第３の実施形態に係る映像収録システムの探索ルート決定手順を説明する図である。 第３の実施形態に係る画角切り替え処理の例を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係る映像収録システムの構成例を示す図である。 第４の実施形態に係る映像収録システムのＰＴＺ制御方法を説明する図である。 第４の実施形態に係る画角切り替え処理の例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下に説明する実施形態は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下の説明において、ＰＴＺ制御（動作）とは、物理的な駆動によるパン（Ｐ）、チルト（Ｔ）、ズーム（Ｚ）に係る制御（動作）である。また、デジタルＰＴＺ制御とは、切り出し領域の制御等の信号処理によるパン（Ｐ）、チルト（Ｔ）、ズーム（Ｚ）に係る制御である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態における映像収録システム１００の構成例を示すブロック図である。映像収録システム１００は、撮像装置１１０及びクライアント装置１３０を有する。撮像装置１１０とクライアント装置１３０とはネットワーク１５０を介して接続されている。撮像装置１１０は、クライアント装置１３０から入力された情報を基に映像を撮影し、クライアント装置１３０へ出力する。クライアント装置１３０は、映像収録装置１３１、及び図示していないモニタ等の映像表示装置、パン・チルト・ズーム（ＰＴＺ）操作装置、入力装置、ＰＣ等を有する。クライアント装置１３０は、ユーザの操作情報をネットワーク１５０経由で撮像装置１１０へ出力し、撮像装置１１０から撮影した映像をネットワーク１５０経由で入力されると、映像表示装置での表示や収録を行う。

撮像装置１１０は、画角切り替え装置１１１、映像入力装置１１２、及びＰＴＺ駆動装置１１３を有する。画角切り替え装置１１１は、映像入力装置１１２から取得した映像情報と、クライアント装置１３０から取得した目標画角情報とに基づいて、ＰＴＺ駆動やデジタルＰＴＺ駆動の動作命令を生成する。画角切り替え装置１１１は、例えば、切り替え前画角を映した状態から、切り替え前画角と目標画角を同一画角に収めた後、目標画角になるようＰＴＺ制御命令を出力する。また、その間に切り替え前画角又は目標画角の映像が得られるようにデジタルＰＴＺ制御を行い、映像情報を出力する。画角切り替え装置１１１は、生成したＰＴＺ制御命令をＰＴＺ駆動装置１１３へ出力し、映像情報をクライアント装置１３０へ出力する。

画角切り替え装置１１１は、映像入力部１１４、デジタルＰＴＺ処理部１１５、映像配信部１１６、通信部１１７、目標画角情報入力部１１８、ＰＴＺ制御方法算出部１１９、及びＰＴＺ制御部１２０を有する。映像入力部１１４は、映像入力装置１１２で撮像された映像情報を取得し、デジタルＰＴＺ処理部１１５へ出力する。デジタルＰＴＺ処理部１１５は、ＰＴＺ制御方法算出部１１９からデジタルＰＴＺ制御情報を入力され、映像入力部１１４から映像情報を入力されると、デジタルＰＴＺ制御を行って所定の画角での映像情報を映像配信部１１６へ出力する。デジタルＰＴＺ処理部１１５は、デジタルズームに係る処理を行う第２のパン・チルト制御手段及びパン・チルトに係る処理を行う第２のズーム制御手段の一例である。

映像配信部１１６は、デジタルＰＴＺ処理部１１５から映像情報を入力されると、通信部１１７へ出力する。通信部１１７は、映像配信部１１６から入力された映像情報を映像収録装置１３１へ出力する。また、通信部１１７は、クライアント装置１３０によって入力された目標画角情報を目標画角情報入力部１１８へ出力する。目標画角情報は、少なくとも目標画角座標情報を含む。目標画角情報入力部１１８は、通信部１１７から目標画角情報を入力されると、ＰＴＺ制御方法算出部１１９へ出力する。

ＰＴＺ制御方法算出部１１９は、目標画角情報入力部１１８から目標画角情報を入力されると、首振り映像のない画角切り替えに必要なＰＴＺ及びデジタルＰＴＺの制御方法を算出する。ＰＴＺ制御方法算出部１１９は、ＰＴＺ制御情報をＰＴＺ制御部１２０へ出力し、デジタルＰＴＺ制御情報をデジタルＰＴＺ処理部１１５へ出力する。ＰＴＺ制御部１２０は、ＰＴＺ制御方法算出部１１９からＰＴＺ制御情報を入力されると、ＰＴＺ駆動の動作命令（ＰＴＺ制御命令）を生成してＰＴＺ駆動装置１１３へ出力する。ＰＴＺ制御部１２０は、撮像装置の画角を変更する第１のパン・チルト制御手段及び光学ズームに係る制御を行う第１のズーム制御手段の一例である。ＰＴＺ駆動装置１１３は、画角切り替え装置１１１からＰＴＺ制御命令を受け取ると、モータを駆動してＰＴＺ動作を行う。

図２及び図３を参照して、本実施形態におけるＰＴＺ及びデジタルＰＴＺの制御の流れを説明する。図２は、画角切り替え前後の取得映像を表す。図２において、Ｋ１０４、Ｋ１０５はそれぞれ人体を表し、Ｐ１０１は画角切り替え前の画角を表し、Ｐ１０２は画角切り替え後の目標画角を表す。図３（Ａ）～図３（Ｃ）は、画角切り替え装置１１１による画角切り替えの流れを表している。図３（Ａ）～図３（Ｃ）において、Ｋ１０３、Ｋ１０４、Ｋ１０５は人体を表し、Ｐ１０１は切り替え前の取得映像画角を表し、Ｐ１０２は目標画角を表し、Ｅ２００は撮像装置の画角を表す。

図３（Ａ）は、切り替え前画角Ｐ１０１を収録している状態の俯瞰図である。この状態から、切り替え前画角Ｐ１０１を保つようデジタルＰＴＺ制御を行いつつ、目標画角Ｐ１０２が撮像装置画角Ｅ２００に含まれるようＰＴＺ制御を行う。そして、図３（Ｂ）に示すように、撮像装置画角Ｅ２００に切り替え前画角Ｐ１０１及び目標画角Ｐ１０２の双方が含まれるようになる。すると、デジタルＰＴＺ領域を切り替え前画角Ｐ１０１から目標画角Ｐ１０２へ切り替え、目標画角Ｐ１０２へデジタルＰＴＺ制御しつつ、撮像装置画角Ｅ２００が目標画角Ｐ１０２と等しくなるようＰＴＺ制御を行う。そして、図３（Ｃ）に示すように、目標画角Ｐ１０２へのＰＴＺ制御が完了すると、画角切り替えにおけるＰＴＺ制御及びデジタルＰＴＺ制御を終了する。

次に、第１の実施形態に係る映像収録システム１００の画角切り替え処理について説明する。図４は、第１の実施形態に係る画角切り替え処理の例を示すフローチャートである。映像収録システム１００は、ユーザ操作によって起動されると映像収録を開始し、初めにＳ４０１において、撮像装置１１０は、クライアント装置１３０から目標画角情報を取得する。

次に、Ｓ４０２において、ＰＴＺ制御方法算出部１１９は、目標画角情報入力部１１８から入力された目標画角情報に基づいて、切り替え前画角が見切れない範囲のＰＴＺ操作で、撮像装置画角内に切り替え前後双方の画角を含むことができるか否かを判定する。Ｓ４０２での判定の結果、真（Ｓ４０２でＹＥＳ）である場合にはＳ４０３へ進み、偽（Ｓ４０２でＮＯ）である場合にはＳ４１０へ進む。Ｓ４１０において、ＰＴＺ制御部１２０は、撮像装置の画角が目標画角となるようＰＴＺ駆動装置１１３の動きを制御する。そして、Ｓ４１０の処理の後、画角切り替え処理を終了する。

Ｓ４０３において、ＰＴＺ制御方法算出部１１９は、目標画角情報入力部１１８から入力された目標画角情報に基づいて、現在の撮像装置画角内に切り替え前後の双方の画角が含まれているか否かを判定する。Ｓ４０３での判定の結果、真（Ｓ４０３でＹＥＳ）である場合にはＳ４０６へ進み、偽（Ｓ４０３でＮＯ）である場合にはＳ４０４へ進む。

Ｓ４０４において、ＰＴＺ制御方法算出部１１９は、目標画角情報入力部１１８から入力された目標画角情報に基づいて、切り替え前画角が見切れない範囲で、目標画角へ近づくＰＴＺ制御方法を算出する。ＰＴＺ制御部１２０は、算出されたＰＴＺ制御方法に基づくＰＴＺ制御情報に従ってＰＴＺ駆動装置１１３を制御し、ＰＴＺ動作を実行する。次に、Ｓ４０５において、デジタルＰＴＺ処理部１１５は、ＰＴＺ制御方法算出部１１９から入力されたデジタルＰＴＺ制御情報に基づいて、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ処理を行う。そして、Ｓ４０５の処理の後、Ｓ４０３へ進む。

Ｓ４０６において、デジタルＰＴＺ処理部１１５は、デジタルＰＴＺ領域を切り替え前画角から目標画角へ切り替える。次に、Ｓ４０７において、ＰＴＺ制御方法算出部１１９は、撮像装置の画角が目標画角と等しいか否かを判定する。Ｓ４０７での判定の結果、偽（Ｓ４０７でＮＯ）の場合にはＳ４０８へ進み、真（Ｓ４０７でＹＥＳ）である場合には画角切り替え処理を終了する。

Ｓ４０８において、ＰＴＺ制御部１２０は、撮像装置の画角が目標画角と等しくなるようＰＴＺ制御を行う。次に、Ｓ４０９において、デジタルＰＴＺ処理部１１５は、目標画角でデジタルＰＴＺ処理を行う。そして、Ｓ４０９の処理の後、Ｓ４０７へ進む。

第１の実施形態によれば、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ制御を行いつつ、目標画角が撮像装置画角に含まれるようＰＴＺ制御を行い、デジタルＰＴＺ領域を目標画角へ切り替える。これにより、ユーザに違和感を与えることなく、首振り映像のない自然な画角切り替えを行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図５は、第２の実施形態における映像収録システム５００の構成例を示すブロック図である。図５において、図１に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。映像収録システム５００は、撮像装置５１０及びクライアント装置５３０を有する。撮像装置５１０とクライアント装置５３０とはネットワーク５５０を介して接続されている。撮像装置５１０は、クライアント装置５３０から入力された情報を基に映像を撮影し、クライアント装置５３０へ出力する。クライアント装置５３０は、映像収録装置１３１、及び図示していないモニタ等の映像表示装置、ＰＴＺ操作装置、入力装置、ＰＣ等を有する。クライアント装置５３０は、ユーザの操作情報をネットワーク５５０経由で撮像装置５１０へ出力し、撮像装置５１０から撮影した映像をネットワーク５５０経由で入力されると、映像表示装置での表示や収録を行う。

撮像装置５１０は、画角切り替え装置５１１、映像入力装置１１２、及びＰＴＺ駆動装置１１３を有する。画角切り替え装置５１１は、映像入力装置１１２から取得した映像情報と、クライアント装置５３０から取得した目標画角情報とに基づいて、ＰＴＺ駆動やデジタルＰＴＺ駆動の動作命令を生成する。画角切り替え装置５１１は、例えば、切り替え前画角を映した状態で、切り替え前画角が撮像装置５１１の画角から外れない限界まで目標画角へ近づくようパン、チルト、及びズームアウトする。その後、目標画角が撮像装置５１１の画角に入るまでパン、チルトするようなＰＴＺ制御命令を出力する。また、その間に切り替え前画角又は目標画角の映像が得られるようにデジタルＰＴＺ制御を行い、映像情報を生成する。画角切り替え装置５１１は、生成したＰＴＺ制御命令をＰＴＺ駆動装置１１３へ出力し、映像情報をクライアント装置５３０へ出力する。

画角切り替え装置５１１は、映像入力部１１４、デジタルＰＴＺ処理部１１５、映像配信部１１６、通信部１１７、目標画角情報入力部１１８、ＰＴＺ制御方法算出部５１２、及びＰＴＺ制御部１２０を有する。

ＰＴＺ制御方法算出部５１２は、目標画角情報入力部１１８から目標画角情報を入力されると、切り替え前画角Ｐ２０１が見切れない範囲でのＰＴＺ操作で、撮像装置の画角内に切り替え前画角と目標画角の双方が含まれるか否かを判定する。切り替え前画角と目標画角の双方が同一画角に含まれると判定した場合、第１の実施形態と同じ処理を行うため説明は省略する。一方、切り替え前画角と目標画角の双方が同一画角に収まらない位置にあると判定した場合、首振り映像を最低限に抑えた画角切り替えに必要なＰＴＺ及びデジタルＰＴＺの制御方法を算出する。ＰＴＺ制御方法算出部５１２は、ＰＴＺ制御情報をＰＴＺ制御部１２０へ出力し、デジタルＰＴＺ制御情報をデジタルＰＴＺ処理部１１５へ出力する。

映像入力装置１１２は、撮影対象を撮影し映像を生成する装置であり、カメラ等により構成される。映像入力装置１１２は、生成した映像情報を画角切り替え装置５１１へ出力する。ＰＴＺ駆動装置１１３は、画角切り替え装置５１１からＰＴＺ制御命令を受け取ると、モータを駆動してＰＴＺ動作を行う。

図６及び図７を参照して、本実施形態におけるＰＴＺ及びデジタルＰＴＺの制御の流れを説明する。図６は、画角切り替え前後の画角を表す。図６において、Ｋ１０４、Ｋ１０５はそれぞれ人体を表し、Ｐ２０１は映像切り替え前の画角を表し、Ｐ２０２は画角切り替え後の目標画角を表す。図７（Ａ）～図７（Ｄ）は、画角切り替え装置５１１による画角切り替えの流れを表している。図７（Ａ）～図７（Ｄ）において、Ｋ１０４、Ｋ１０５は人体を表し、Ｐ２０１は映像切り替え前の画角を表し、Ｐ２０２は目標画角を表し、Ｅ２００～Ｅ２０３はそれぞれ撮像装置の画角を表す。また、Ｆ２００は切り替え前画角Ｐ２０１を撮像装置の画角に含んだ状態でＰＴＺできる範囲をそれぞれ表す。

図７（Ａ）は、切り替え前画角Ｐ２０１を収録している状態の俯瞰図である。この状態から、切り替え前画角Ｐ２０１を保つようデジタルＰＴＺ制御を行いつつ、撮像装置の画角が目標画角Ｐ２０２へ限界まで近づくようＰＴＺ制御する。図７（Ｂ）は、撮像装置の画角が目標画角Ｐ２０２へ限界まで近づくようＰＴＺ制御した状態の俯瞰図であり、Ｅ２０１がその時の撮像装置の画角を表している。このとき、広角端までズームアウトしている。図７（Ｂ）の状態から、撮像装置の画角が目標画角Ｐ２０２を含むまでＰＴ制御する。ＰＴし終えた状態が図７（Ｃ）である。撮像装置の画角Ｅ２０２に目標画角Ｐ２０２が含まれ次第、目標画角Ｐ２０２でデジタルＰＴＺ制御を行う。目標画角Ｐ２０２でデジタルＰＴＺ制御を行いつつ、撮像装置の画角Ｅ２０３が目標画角Ｐ２０２と等しくなるまでＰＴＺ制御を行い、画角切り替えを完了した状態が図７（Ｄ）である。

次に、第２の実施形態に係る映像収録システム５００の画角切り替え処理について説明する。図８は、第２の実施形態に係る画角切り替え処理の例を示すフローチャートである。映像収録システム５００は、ユーザ操作によって起動されると映像収録を開始し、初めにＳ８０１において、目標画角情報入力部１１８は、目標画角情報を取得する。

次に、Ｓ８０２において、ＰＴＺ制御方法算出部５１２は、切り替え前画角が見切れない範囲でのＰＴＺ操作で、撮像装置の画角内に切り替え前画角と目標画角の双方が含まれるか否かを判定する。Ｓ８０２での判定の結果、真（Ｓ８０２でＹＥＳ）である場合にはＳ８０３へ進み、偽（Ｓ８０２でＮＯ）である場合にはＳ８１０へ進む。

Ｓ８１０において、ＰＴＺ制御方法算出部５１２は、目標画角情報入力部１１８から入力された目標画角情報に基づいて、切り替え前画角が見切れない範囲で目標画角へ近づくＰＴＺ制御方法を算出する。ＰＴＺ制御部１２０は、算出されたＰＴＺ制御方法に基づくＰＴＺ制御情報に従ってＰＴＺ駆動装置１１３を制御し、ＰＴＺ動作を実行する。次に、Ｓ８１１において、デジタルＰＴＺ処理部１１５は、ＰＴＺ制御方法算出部５１２から入力されたデジタルＰＴＺ制御情報に基づいて、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ処理を行う。

次に、Ｓ８１２において、ＰＴＺ制御方法算出部５１２は、ＰＴＺ制御して限界まで撮像装置の画角が目標画角に近づき、広角端までズームアウトしたか否かを判定する。Ｓ８１２での判定の結果、真（Ｓ８１２でＹＥＳ）である場合にはＳ８１３へ進み、偽（Ｓ８１２でＮＯ）である場合にはＳ８１０へ進む。

Ｓ８１３において、ＰＴＺ制御部１２０は、ＰＴＺ制御方法算出部５１２から入力されたＰＴＺ制御情報に基づいて、目標画角が撮像装置の画角内に含まれるようＰＴ制御を行う。次に、Ｓ８１４において、ＰＴＺ制御方法算出部５１２は、撮像装置の画角内に目標画角が含まれたか否かを判定する。Ｓ８１４での判定の結果、真（Ｓ８１４でＹＥＳ）である場合にはＳ８０６へ進み、偽（Ｓ８１４でＮＯ）である場合にはＳ８１３へ進む。

なお、Ｓ８０３～Ｓ８０９の処理については、図４に示した第１の実施形態におけるＳ４０３～Ｓ４０９の処理と同様であるので、説明は省略する。

以上のように、第２の実施形態では、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ制御を行いつつ、切り替え前画角が撮像装置の画角から外れない限界まで目標画角へ近づくようパン、チルト及びズームアウトする。その後、目標画角が撮像装置の画角に入るまでパン、チルトし、目標画角が撮像装置の画角に入り次第、目標画角となるようデジタルＰＴＺ制御を行うことで、首振り映像を最低限に抑えた画角切り替えを行うことができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図９は、第３の実施形態における映像収録システム９００の構成例を示すブロック図である。図９において、図１に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。映像収録システム９００は、撮像装置９１０及びクライアント装置９３０を有する。撮像装置９１０とクライアント装置９３０とはネットワーク９５０を介して接続されている。撮像装置９１０は、クライアント装置９３０から入力された情報を基に映像を撮影し、クライアント装置９３０へ出力する。クライアント装置９３０は、映像収録装置１３１、及び図示していないモニタ等の映像表示装置、ＰＴＺ操作装置、入力装置、ＰＣ等を有する。クライアント装置９３０は、ユーザの操作情報をネットワーク９５０経由で撮像装置９１０へ出力し、撮像装置９１０から撮影した映像をネットワーク９５０経由で入力されると、映像表示装置での表示や収録を行う。

撮像装置９１０は、画角切り替え装置９１１、映像入力装置１１２、及びＰＴＺ駆動装置１１３を有する。画角切り替え装置９１１は、映像入力装置１１２から取得した映像情報と、クライアント装置９３０から取得した画角切り替え条件とに基づいて、目標物の探索を行い、検出し次第目標画角を決定し、ＰＴＺ駆動及びデジタルＰＴＺ駆動の動作命令を生成する。画角切り替え装置９１１は、例えば、切り替え前画角を撮像装置の画角内に含んだ状態でＰＴＺ制御し、目標画角条件を満たす領域を検出し次第、目標画角を決定する。目標画角決定後は、切り替え前画角と目標画角とを同一画角に収めた後、撮像装置の画角が目標画角になるようＰＴＺ制御命令を出力する。また、その間に目標画角の映像が得られるようにデジタルＰＴＺ制御を行う。画角切り替え装置９１１は、生成したＰＴＺ制御命令をＰＴＺ駆動装置１１３へ出力し、映像情報を映像収録装置１３１へ出力する。

画角切り替え装置９１１は、映像入力部１１４、目標物検出部９１２、デジタルＰＴＺ処理部９１３、映像配信部１１６、通信部９１４、画角切り替え条件入力部９１５、探索ルート算出部９１６、ＰＴＺ制御方法算出部９１７、ＰＴＺ制御部１２０を有する。

目標物検出部９１２は、映像入力部１１４から映像情報を入力され、画角切り替え条件入力部９１５から画角切り替え条件として目標検出情報を入力されると、映像上で検出処理を行い、目標物座標情報をＰＴＺ制御方法算出部９１７へ出力する。目標検出情報として“人体検出結果が映る画角”が入力された場合の検出および画角決定処理の流れを、図１０を参照して説明する。本実施形態では人体の検出処理にテンプレートマッチング法を用いるが、公知の技術であるため詳細な説明は省略する。

図１０（Ａ）～図１０（Ｆ）は、映像収録システム９００を用いた撮影の俯瞰図である。図１０（Ａ）～図１０（Ｆ）において、Ｋ３０４、Ｋ３０５は人体を表し、Ｐ３０１は切り替え前画角を表し、Ｚ３２０～Ｚ３２５はそれぞれ入力された探索ルート上の撮像装置の画角を表し、Ｆ３００は探索可能範囲を表し、Ｄ３０１は検知結果矩形を表す。図１０（Ｂ）～図１０（Ｆ）において、目標物検出部９１２は、撮像装置の各画角での画像上で人体検出処理を行い、結果をＰＴＺ制御方法算出部９１７へ出力する。人体が検出されない図１０（Ｂ）～図１０（Ｅ）においては、その結果をＰＴＺ制御方法算出部９１７へ出力する。図１０（Ｆ）において、人体Ｋ３０５が検出されると、目標物座標情報をＰＴＺ制御方法算出部９１７へ出力する。

デジタルＰＴＺ処理部９１３は、ＰＴＺ制御方法算出部９１７からデジタルＰＴＺ制御情報を入力され、目標物検出部９１２から映像情報を入力されると、デジタルＰＴＺ制御を行って所定の画角での映像情報を映像配信部１１６へ出力する。デジタルＰＴＺ処理部９１３は、デジタルズームに係る処理を行う第２のパン・チルト制御手段及びパン・チルトに係る処理を行う第２のズーム制御手段の一例である。通信部９１４は、映像配信部１１６から入力された映像情報を映像収録装置１３１へ出力する。また、通信部９１４は、クライアント装置９３０によって入力された画角切り替え条件を画角切り替え条件入力部９１５へ出力する。画角切り替え条件は、少なくとも目標検出情報と探索方法情報を含む。目標検出情報としては、顔認証、人体検出、物体検出、音声検出等の各種検出条件が挙げられる。探索方法としては、時計回り、反時計回り、巡回プリセット等が挙げられる。

画角切り替え条件入力部９１５は、通信部９１４から画角切り替え条件を入力されると、探索方法情報を探索ルート算出部９１６へ出力し、目標検出情報を目標物検出部９１２へ出力する。

探索ルート算出部９１６は、画角切り替え条件入力部９１５から探索方法情報を入力されると、切り替え前画角が撮像装置の画角から見切れない範囲で目標物の探索ルートを算出し、ＰＴＺ制御方法算出部９１７へ出力する。探索方法情報として反時計回りの探索が入力された場合の探索ルート算出方法について、図１１（Ａ）～図１１（Ｆ）を参照して説明する。図１１（Ａ）～図１１（Ｆ）は映像収録システムを用いた撮影の俯瞰図である。図１１（Ａ）～図１１（Ｆ）において、Ｋ３０４は人体を表し、Ｐ３０１は切り替え前画角を表し、Ｚ３２０～Ｚ３２５はそれぞれ撮像装置の画角を表す。また、Ｆ３００は探索可能範囲を表す。

探索方法情報として、例えば反時計回りの探索が入力された場合、探索ルート算出部９１６は、切り替え前画角Ｐ３０１から、広角端までズームアウトした撮像装置の画角Ｚ３２１の座標情報を算出する。次に、切り替え前画角Ｐ３０１の右下の座標が広角端までズームアウトした画角の右下の座標と等しくなるような画角Ｚ３２２、切り替え前画角Ｐ３０１の右上の座標が広角端までズームアウトした画角の右上の座標と等しくなる画角Ｚ３２３を算出する。続いて、切り替え前画角Ｐ３０１の左上の座標が広角端までズームアウトした画角の左上の座標と等しくなる画角Ｚ３２４、切り替え前画角Ｐ３０１の左下の座標が広角端までズームアウトした画角の左下の座標と等しくなる画角Ｚ３２５を算出する。探索ルート算出部９１６は、画角Ｚ３２１～Ｚ３２５の座標を、探索ルート情報としてＰＴＺ制御方法算出部９１７へ出力する。

ＰＴＺ制御方法算出部９１７は、探索ルート算出部９１６から探索ルート情報を入力されると、探索に必要なＰＴＺ制御情報をＰＴＺ制御部１２０へ出力し、デジタルＰＴＺ制御情報をデジタルＰＴＺ処理部９１３へ出力する。ＰＴＺ制御方法算出部９１７は、目標物検出部９１２から目標物座標が入力されると、目標画角を決定して、首振り映像のない画角切り替えに必要なＰＴＺ及びデジタルＰＴＺの制御方法を算出する。ＰＴＺ制御方法算出部９１７は、ＰＴＺ制御情報をＰＴＺ制御部１２０へ出力し、デジタルＰＴＺ制御情報をデジタルＰＴＺ処理部９１３へ出力する。

映像入力装置１１２は、撮影対象を撮影し映像を生成する装置であり、カメラ等により構成される。映像入力装置１１２は、生成した映像情報を画角切り替え装置９１１へ出力する。ＰＴＺ駆動装置１１３は、画角切り替え装置９１１からＰＴＺ制御命令を受け取ると、モータを駆動してＰＴＺ動作を行う。

次に、第３の実施形態に係る映像収録システム９００の画角切り替え処理について説明する。図１２は、第３の実施形態に係る画角切り替え処理の例を示すフローチャートである。映像収録システム９００は、ユーザ操作によって起動されると映像収録を開始し、初めにＳ１２０１において、不図示のユーザ操作によって入力された画角切り替え条件を取得する。

次に、Ｓ１２０２において、探索ルート算出部９１６は、画角切り替え条件入力部９１５に入力された探索方法情報に基づいて、切り替え前画角が撮像装置の画角から見切れない範囲での探索ルートを算出する。次に、Ｓ１２０３において、ＰＴＺ制御方法算出部９１７は、ズームアウトするＰＴＺ制御情報をＰＴＺ制御部１２０へ出力する。次に、Ｓ１２０４において、デジタルＰＴＺ処理部９１３は、ＰＴＺ制御方法算出部９１７から入力されたデジタルＰＴＺ制御情報に基づいて、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ処理を行う。

次に、Ｓ１２０５において、ＰＴＺ制御方法算出部９１７は、撮像装置の画角が広角端までズームアウトされたか否かを判定する。Ｓ１２０５での判定の結果、真（Ｓ１２０５でＹＥＳ）である場合にはＳ３０６へ進み、偽（Ｓ１２０５でＮＯ）である場合にはＳ１２０３へ進む。Ｓ１２０６において、目標物検出部９１２は、目標検出情報に対応する探索対象が検出されたか否かを判定する。Ｓ１２０６での判定の結果、偽（Ｓ１２０６でＮＯ）である場合にはＳ１２０７へ進み、真（Ｓ１２０６でＹＥＳ）である場合にはＳ１２０９へ進む。

Ｓ１２０７において、ＰＴＺ制御部１２０は、ＰＴＺ制御方法算出部９１７からＰＴ制御情報を入力されると、探索ルート上でのＰＴ制御命令をＰＴＺ駆動装置１１３へ出力する。次に、Ｓ１２０８において、デジタルＰＴＺ処理部９１３は、ＰＴＺ制御方法算出部９１７から入力されたデジタルＰＴＺ制御情報に基づいて、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ処理を行う。そして、Ｓ１２０８の処理の後、Ｓ１２０６へ進む。

Ｓ１２０９において、ＰＴＺ制御方法算出部９１７は、探索対象を含む目標画角を決定する。次に、Ｓ１２１０において、デジタルＰＴＺ処理部９１３は、ＰＴＺ制御方法算出部９１７から入力されたデジタルＰＴＺ制御情報に基づいて、目標画角となるようデジタルＰＴＺ処理を行う。次に、Ｓ１２１１において、ＰＴＺ制御方法算出部９１７は、撮像装置の画角が目標画角と等しいか否かを判定する。Ｓ１２１１での判定の結果、偽（Ｓ１２１１でＮＯ）の場合にはＳ１２１２へ進み、真（Ｓ１２１１でＹＥＳ）である場合には画角切り替え処理を終了する。

Ｓ１２１２において、ＰＴＺ制御部１２０は、ＰＴＺ制御方法算出部９１７から入力されたＰＴＺ制御情報に基づいて、撮像装置の画角が目標画角と等しくなるようＰＴＺ制御を行う。次に、Ｓ１２１３において、デジタルＰＴＺ処理部９１３は、ＰＴＺ制御方法算出部９１７から入力されたデジタルＰＴＺ制御情報に基づいて、目標画角となるようデジタルＰＴＺ処理を行う。そして、Ｓ１２１３の処理の後、Ｓ１２１１へ進む。

以上のように、第３の実施形態では、ユーザが設定した画角変更条件を満たす画角への映像切り替えを行う場合、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ制御を行いつつ、探索ルート上でＰＴＺ制御を行う。そして、ユーザが設定した画角変更条件を満たす目標物を検出し次第、目標画角を決定して、デジタルＰＴＺ領域を目標画角へ切り替えることで、首振り映像のない自然な画角切り替えを行うことができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図１３は、第４の実施形態における映像収録システム１３００の構成例を示すブロック図である。図１３において、図１に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。映像収録システム１３００は、撮像装置１３１０及びクライアント装置１３３０を有する。撮像装置１３１０とクライアント装置１３３０とはネットワーク１３５０を介して接続されている。撮像装置１３１０は、クライアント装置１３３０から入力された情報を基に映像を撮影し、クライアント装置１３３０へ出力する。クライアント装置１３３０は、映像収録装置１３１、及び図示していないモニタ等の映像表示装置、ＰＴＺ操作装置、入力装置、ＰＣ等を有する。クライアント装置１３３０は、ユーザの操作情報をネットワーク１３５０経由で撮像装置１３１０へ出力し、撮像装置１３１０から撮影した映像をネットワーク１３５０経由で入力されると、映像表示装置での表示や収録を行う。

撮像装置１３１０は、画角切り替え装置１３１１、映像入力装置１１２、及びＰＴＺ駆動装置１１３を有する。画角切り替え装置１３１１は、映像入力装置１１２から取得した映像上での目標画角を、不図示のユーザ操作によって選択させ、目標画角へ首振り映像を含まずに切り替えられるよう、ＰＴＺ駆動及びデジタルＰＴＺ駆動の動作命令を生成する。画角切り替え装置１３１１は、例えば、切り替え前画角を撮像装置の画角内に含んだ状態で、クライアント装置１３３０からのユーザＰＴＺ操作情報に基づいてＰＴＺ制御し、不図示のユーザによる目標画角の選択を待つ。その間、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ制御を行う。目標画角が選択され次第、切り替え前画角と目標画角とを同一画角に収め、撮像装置の画角が目標画角になるようＰＴＺ制御命令を出力する。また、その間に目標画角の映像が得られるようにデジタルＰＴＺ制御を行う。画角切り替え装置１３１１は、生成したＰＴＺ制御命令をＰＴＺ駆動装置１１３へ出力し、操作用俯瞰映像情報と収録用映像情報をクライアント装置１３３０へ出力する。

画角切り替え装置１３１１は、映像入力部１３１２、デジタルＰＴＺ処理部１１５、映像配信部１３１６、通信部１３１３、ＰＴＺ制御情報入力部１３１４、ＰＴＺ制御方法算出部１３１５、及びＰＴＺ制御部１２０を有する。映像入力部１３１２は、映像入力装置１１２で撮像された映像情報を取得し、デジタルＰＴＺ処理部１１５及び映像配信部１３１６へ出力する。

映像配信部１３１６は、映像入力部１３１２から操作用俯瞰映像情報を入力され、デジタルＰＴＺ処理部１１５から収録用映像情報を入力されると、通信部１３１３へ出力する。通信部１３１３は、映像配信部１３１６から入力された操作用俯瞰映像情報と収録用映像情報をクライアント装置１３３０へ出力する。また、通信部１３１３は、クライアント装置１３３０から入力されたＰＴＺ制御情報を、ＰＴＺ制御情報入力部１３１４へ出力する。ＰＴＺ制御情報は、少なくとも切り替えユーザＰＴＺ操作情報、ユーザ画角選択情報を含む。ＰＴＺ制御情報入力部１３１４は、通信部１３１３からＰＴＺ制御情報を入力されると、ユーザＰＴＺ操作情報及びユーザ画角選択情報をＰＴＺ制御方法算出部１３１５へ出力する。

ＰＴＺ制御方法算出部１３１５は、ＰＴＺ制御情報入力部１３１４からユーザＰＴＺ操作情報を入力されると、撮像装置の画角内に切り替え前画角が含まれるＰＴＺ操作かどうかを判定する。撮像装置の画角内に切り替え前画角が含まれると判定した場合には、ＰＴＺ制御方法算出部１３１５は、ＰＴＺ制御情報をＰＴＺ制御部１２０へ出力し、デジタルＰＴＺ制御情報をデジタルＰＴＺ処理部１１５へ出力する。一方、撮像装置の画角内に切り替え前画角が含まれないと判定した場合には、ＰＴＺ制御方法算出部１３１５は、ＰＴＺ制御は行わず、デジタルＰＴＺ制御情報をデジタルＰＴＺ処理部１１５へ出力する。ユーザ操作制御の流れを、図１４を参照して説明する。

図１４（Ａ）～図１４（Ｄ）において、Ｋ４０４、Ｋ４０５はそれぞれ人体を表し、Ｐ４０１は切り替え前画角を表し、Ｅ４２０～Ｅ４２３は操作用俯瞰映像となる撮像装置の画角を表す。図１４（Ａ）は切り替え画角Ｐ４０１を配信している状態を表す。この状態から、入力されたユーザＰＴＺ操作が、切り替え前画角Ｐ４０１が撮像装置の画角から外れない範囲でのユーザＰＴＺ操作であると判定し、ＰＴＺ制御した状態が図１４（Ｂ）である。図１４（Ｃ）の状態になった場合、ＰＴＺ制御方法算出部１３１５は、下又は左へのＰＴ操作又はズーム操作を実施すると切り替え前画角Ｐ４０１が含まれなくなると判定し、ＰＴＺ制御を行わない。同様に、図１４（Ｄ）の状態になった場合、ＰＴＺ制御方法算出部１３１５は、上又は右へのＰＴ操作又はズーム操作を実施すると切り替え前画角Ｐ４０１が含まれなくなると判定し、ＰＴＺ制御を行わない。このように、撮像装置の画角内に切り替え前画角Ｐ４０１が含まれないユーザＰＴＺ操作であると判定した場合、ＰＴＺ制御は行われない。

ＰＴＺ制御方法算出部１３１５は、ＰＴＺ制御情報入力部１３１４からユーザ画角選択情報を入力されると、首振り映像のない画角切り替えに必要なＰＴＺ及びデジタルＰＴＺの制御方法を算出する。ＰＴＺ制御方法算出部１３１５は、ＰＴＺ制御情報をＰＴＺ制御部１２０へ出力し、デジタルＰＴＺ制御情報をデジタルＰＴＺ処理部１１５へ出力する。

映像入力装置１１２は、周囲を撮影し映像を生成する装置であり、カメラ等により構成される。映像入力装置１１２は、生成した映像情報を画角切り替え装置１３１１へ出力する。ＰＴＺ駆動装置１１３は、画角切り替え装置１３１１からＰＴＺ制御命令を受け取ると、モータを駆動してＰＴＺ動作を行う。

次に、第４の実施形態に係る映像収録システム１３００の画角切り替え処理について説明する。図１５は、第４の実施形態に係る画角切り替え処理の例を示すフローチャートである。映像収録システム１３００は、ユーザ操作によって起動されると映像収録を開始し、初めにＳ１５０１において、クライアント装置１３３０によって入力されたユーザＰＴＺ操作情報を取得する。

次に、Ｓ１５０２において、ＰＴＺ制御方法算出部１３１５は、ＰＴＺ制御情報入力部１３１４から入力されたユーザＰＴＺ操作情報に基づいて、ユーザのＰＴＺ操作が切り替え前画角が見切れない範囲でのＰＴＺ操作か否かを判定する。Ｓ１５０２での判定の結果、真（Ｓ１５０２でＹＥＳ）である場合にはＳ１５０４へ進み、偽（Ｓ１５０２でＮＯ）である場合にはＳ１５０３へ進む。Ｓ１５０３において、デジタルＰＴＺ処理部１１５は、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ処理を行う。そして、Ｓ１５０３の処理の後、Ｓ１５０１へ進む。

Ｓ１５０４において、デジタルＰＴＺ処理部１１５は、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ処理を行う。次に、Ｓ１５０５において、ＰＴＺ制御情報入力部１３１４は、通信部１３１３からユーザ画角選択情報が入力され、切り替え先画角が決定されたか否かを判定する。Ｓ１５０５での判定の結果、真（Ｓ１５０５でＹＥＳ）である場合にはＳ１５０６へ進み、偽（Ｓ１５０５でＮＯ）である場合にはＳ１５０１へ進む。

Ｓ１５０６において、ＰＴＺ制御方法算出部１３１５は、撮像装置の画角が目標画角と等しいか否かを判定する。Ｓ１５０６での判定の結果、偽（Ｓ１５０６でＮＯ）の場合にはＳ１５０７へ進み、真（Ｓ１５０６でＹＥＳ）である場合には画角切り替え処理を終了する。Ｓ１５０７において、ＰＴＺ制御部１２０は、撮像装置の画角が目標画角と等しくなるようＰＴＺ制御を行う。次に、Ｓ１５０８において、デジタルＰＴＺ処理部１１５は、目標画角となるようデジタルＰＴＺ処理を行う。そして、Ｓ１５０８の処理の後、Ｓ１５０６へ進む。

以上のように、第４の実施形態では、ユーザが画面上で選択した画角への映像切り替えを行う場合、ユーザが目標画角を探す間、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ制御を行う。そして、ユーザにより目標画角が入力され次第、切り替え前画角でデジタルＰＴＺ制御を行いつつ、目標画角が撮像装置の画角に含まれるようＰＴＺ制御を行い、デジタルＰＴＺ領域を目標画角へ切り替える。これにより、首振り映像のない自然な画角切り替えを行うことができる。

（本発明の他の実施形態）
本発明は、前述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００：映像収録システム １１０：撮像装置 １１１：画角切り替え装置 １１２：映像入力装置 １１３：ＰＴＺ駆動装置 １１４：映像入力部 １１５：デジタルＰＴＺ処理部 １１６：映像配信部 １１７：通信部 １１８：目標画角情報入力部 １１９：ＰＴＺ制御方法算出部 １２０：ＰＴＺ制御部 １３０：クライアント装置

Claims (8)

1. 撮影対象を撮影して映像を生成する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮影された映像における所定の画角の映像を出力する出力手段と、
   前記出力手段が出力する映像の画角を第１の画角から第２の画角に切り替える場合に、前記第１の画角で映像を出力しつつ前記第１の画角と前記第２の画角とが同一画角に収まるように前記撮像手段の画角を制御し、前記第２の画角が前記撮像手段の画角に収まった後に画角を切り替えて前記第２の画角で映像を出力する切り替え手段とを有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記切り替え手段は、
   前記撮像手段の画角を変更する第１のパン・チルト制御手段と、
   前記撮像手段の光学ズームに係る制御を行う第１のズーム制御手段と、
   前記映像の映像情報に対してパン・チルトに係る処理を行う第２のパン・チルト制御手段と、
   前記映像の映像情報に対してデジタルズームに係る処理を行う第２のズーム制御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。
3. 前記切り替え手段は、
   前記出力手段が出力する映像の画角を前記第１の画角から前記第２の画角に切り替える場合に、前記第１の画角と前記第２の画角とが同一画角に収まるよう前記撮像手段の画角を前記第１のパン・チルト制御手段及び前記第１のズーム制御手段の少なくとも１つで制御しつつ、前記第１の画角の映像を出力し続けるように前記第２のパン・チルト制御手段及び前記第２のズーム制御手段の少なくとも１つで制御を行い、前記第２の画角が前記撮像手段の画角に収まった後に前記第２の画角となるように前記第２のパン・チルト制御手段及び前記第２のズーム制御手段の少なくとも１つで制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記切り替え手段は、
   前記第１の画角と前記第２の画角が撮像手段における同一画角に収まらない位置にある場合、前記第１の画角を前記撮像手段の画角から外さずに前記第２の画角に近づくよう前記撮像手段の画角を前記第１のパン・チルト制御手段及び前記第１のズーム制御手段の少なくとも１つで制御しつつ、前記第１の画角の映像を出力し続けるように前記第２のパン・チルト制御手段及び前記第２のズーム制御手段の少なくとも１つで制御を行った後に、前記第２の画角が収まるように前記撮像手段の画角を前記第１のパン・チルト制御手段で制御し、前記第２の画角が前記撮像手段の画角に収まった後に前記第２の画角となるように前記第２のパン・チルト制御手段及び前記第２のズーム制御手段の少なくとも１つで制御を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
5. 前記切り替え手段は、
   目標物を検出する検出手段を有し、
   目標検出情報が入力されると、ズームアウト及びパン・チルトに係る制御を行って目標物を探索し、探索している間は前記第１の画角の映像を出力し続けるように前記第２のパン・チルト制御手段及び前記第２のズーム制御手段の少なくとも１つで制御を行い、前記目標物を検出すると前記目標物が含まれる前記第２の画角となるように前記第２のパン・チルト制御手段及び前記第２のズーム制御手段の少なくとも１つで制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
6. 前記切り替え手段は、
   ユーザからのパン・チルト、ズーム操作に係る情報が入力されると、前記第１の画角の映像を出力し続けるように前記第２のパン・チルト制御手段及び前記第２のズーム制御手段の少なくとも１つで制御を行い、ユーザによって前記第２の画角が決定されると、前記第２の画角となるように前記第２のパン・チルト制御手段及び前記第２のズーム制御手段の少なくとも１つで制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
7. 撮影対象を撮影して映像を生成する撮像手段を有する撮像装置の制御方法であって、
   前記撮像手段により撮影された映像における所定の画角の映像を出力する出力工程と、
   前記出力工程にて出力する映像の画角を第１の画角から第２の画角に切り替える場合に、前記第１の画角で映像を出力しつつ前記第１の画角と前記第２の画角とが同一画角に収まるように前記撮像手段の画角を制御し、前記第２の画角が前記撮像手段の画角に収まった後に画角を切り替えて前記第２の画角で映像を出力する切り替え工程とを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
8. 撮影対象を撮影して映像を生成する撮像手段を有する撮像装置のコンピュータに、
   前記撮像手段により撮影された映像における所定の画角の映像を出力する出力ステップと、
   前記出力ステップにて出力する映像の画角を第１の画角から第２の画角に切り替える場合に、前記第１の画角で映像を出力しつつ前記第１の画角と前記第２の画角とが同一画角に収まるように前記撮像手段の画角を制御し、前記第２の画角が前記撮像手段の画角に収まった後に画角を切り替えて前記第２の画角で映像を出力する切り替えステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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