專利名稱：全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)、全方位監(jiān)視控制方法、全方位監(jiān)視控制程序和計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用能捕捉最大360°視角信息的全方位攝相機(jī)拍攝全方位圖像并且自動或手動使中心對準(zhǔn)監(jiān)視區(qū)變焦拍攝全方位圖像的全方位監(jiān)視系統(tǒng)；利用上述系統(tǒng)的全方位監(jiān)視控制方法；可用于上述系統(tǒng)的全方位監(jiān)視控制程序；和存儲著該程序的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
業(yè)已公知的安裝在例如金融機(jī)構(gòu)或超市的保安設(shè)備中的常規(guī)和一般的監(jiān)視攝像機(jī)包括固定型和可旋轉(zhuǎn)型的。通常，管理者在管理辦公室中檢查利用監(jiān)視裝置等由這種監(jiān)視攝像機(jī)拍的圖像，使管理者可以知道由于例如入侵者或火災(zāi)和發(fā)生緊急情況產(chǎn)生的任何異?，F(xiàn)象。
使管理者在監(jiān)視設(shè)備屏幕上監(jiān)視由監(jiān)視攝像機(jī)拍的圖像的監(jiān)視儀器必然是龐大并且相當(dāng)昂貴的。即使這樣龐大的儀器仍然無法在遠(yuǎn)端位置上精確地監(jiān)視防犯的目標(biāo)。
一般公知的保安監(jiān)視設(shè)備包括利用(i)截獲例如激光或紅外線檢測入侵者的傳感器；或者(ii)檢測火或氣體漏泄的傳感器的發(fā)出告警的裝置。當(dāng)利用這樣的傳感器的這種保安裝置發(fā)出告警時，管理者可以識別出已經(jīng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，但通過視覺的檢查不能得到異常的程度或細(xì)節(jié)的精確信息。
由于犯罪率的逐年增加，保安監(jiān)視系統(tǒng)業(yè)已要求允許管理者在監(jiān)視犯罪防犯目標(biāo)的同時，在遠(yuǎn)端精確地識別發(fā)生的異?，F(xiàn)象，而不必花費(fèi)特別的注意力。
在例如日本特許公開3-84700的“遠(yuǎn)端監(jiān)視裝置”、日本特許公開4-176484的“比賽廳中的監(jiān)視系統(tǒng)”、日本特許公開11-259775的“監(jiān)視系統(tǒng)”中描述了解決上述問題的一些建議。
日本特許公開3-84700的“遠(yuǎn)端監(jiān)視裝置”公開的“遠(yuǎn)端監(jiān)視裝置”是按如下操作的。多個傳感器分散在監(jiān)視區(qū)的一些塊中，使得每個傳感器可以檢測相應(yīng)塊中的異常。當(dāng)檢測到異常時，TV攝像機(jī)自動對準(zhǔn)該異常的場所，并轉(zhuǎn)移異常檢測信號和TV攝像機(jī)捕獲的視頻信號到監(jiān)視辦公室的一個終端上。終端自動顯示異常場所的圖像和相關(guān)信息。因此，很容易地識別和確定異常場所的狀態(tài)。
日本特許公開4-176484的“比賽廳中的監(jiān)視系統(tǒng)”按如下進(jìn)行操作。監(jiān)視視頻攝像機(jī)設(shè)置到對已經(jīng)根據(jù)分析異常檢測裝置獲得信息的結(jié)果確定存在異常的一個游戲機(jī)的監(jiān)視狀態(tài)。該游戲機(jī)的視頻信息顯示在視頻攝像機(jī)的屏幕上。因此，每個游戲機(jī)的監(jiān)視效率可以在低成本得以改善。
日本特許公開11-259775的“監(jiān)視系統(tǒng)”按如下進(jìn)行操作。監(jiān)視區(qū)的圖像由寬范圍攝像機(jī)進(jìn)行捕獲，并且捕獲的圖像與正常狀態(tài)圖像進(jìn)行比較，以便找出不同別。由此，檢測異常。當(dāng)發(fā)生異常時，異常圖像被寬范圍攝像機(jī)捕獲，并且在重要位置的圖像由變焦攝像機(jī)捕獲。由寬范圍攝像機(jī)獲得的圖像和由變焦攝像機(jī)獲得的圖像被轉(zhuǎn)移到終端計算機(jī)。因此，在遠(yuǎn)端的管理者可以相對詳細(xì)地識別異常的狀態(tài)，并且精確地確定異常的程度等。
上述技術(shù)有以下問題。
在日本特許公開3-84700的“遠(yuǎn)端監(jiān)視裝置”的情況中，各個傳感器是分散的。這意味著各傳感器僅在傳感器所在的場所檢測異常。另外，某些類型的傳感器僅可以檢測對應(yīng)于各種類型的異常。分散的傳感器的可靠性降低，和相對于各傳感器控制TV攝像機(jī)的位置有困難等其它一些問題。
在日本特許公開4-176484的“比賽廳中的監(jiān)視系統(tǒng)”的情況中包括各種傳感器的異常檢測裝置需要位于每個游戲機(jī)的附近。因此，僅可以檢測到位于傳感器場所的異常。存在因為傳感器所在的環(huán)境傳感器可能出故障和相對于各個傳感器控制TV攝像機(jī)的位置麻煩的一些其它問題。
在日本特許公開11-259775的“監(jiān)視系統(tǒng)”的情況中，寬范圍攝像機(jī)起到比較監(jiān)視目標(biāo)的圖像和正常狀態(tài)圖像并根據(jù)不同別檢測異常的一個傳感器的作用。不構(gòu)成變焦攝像機(jī)，以便跟蹤由寬范圍攝像機(jī)拍攝的異常場所，并控制位置和的放大倍率。因此，當(dāng)存在著許多重要的位置時，發(fā)生異常的重要位置需要進(jìn)行視覺檢查。這要求同時提取多個重要位置的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個方案，全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)包括拍攝在最大360°視角全方位圖像的全方位攝像機(jī)；用于執(zhí)行位置控制和放大率控制的至少一個變焦攝像機(jī)；控制部分，用于在規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)全方位圖像，以便全和位攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置與驅(qū)動至少一個變焦攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置相匹配，并驅(qū)動至少一個變焦攝像機(jī)以便通過旋轉(zhuǎn)由至少一個變焦攝像機(jī)獲得要拍攝全方位圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定監(jiān)視位置；和顯示部分，用于顯示由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像和由至少一個變焦攝像機(jī)拍攝的變焦圖像。
在本發(fā)明的一個實施例中，位置控制是通過搖攝驅(qū)動和俯仰拍攝控制拍攝位置執(zhí)行的，并且放大倍率是通過變焦驅(qū)動執(zhí)行的。
在本發(fā)明的一個實施例中，全方位圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定監(jiān)視位置是已被檢測到的移動主體的位置或手工規(guī)定的位置。
在本發(fā)明的一個實施例中，控制部分包括處理全方位圖像的圖像處理部分；監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分，設(shè)置全方位圖像的規(guī)定監(jiān)視范圍作為全方位監(jiān)視區(qū)，并劃分全方位監(jiān)視區(qū)為多個監(jiān)視區(qū)；檢測區(qū)，檢測全方位監(jiān)視范圍中的主體的移動；規(guī)定區(qū)，根據(jù)檢測部分或手工獲得的檢測結(jié)果規(guī)定多個監(jiān)視區(qū)之一；變換部分，變換由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的信息為控制變焦攝像機(jī)處在規(guī)定位置并且對于拍攝的由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)具有規(guī)定的放大倍率的控制信息；和變焦攝像機(jī)控制部分，根據(jù)由變換部分變換的控制信息控制變焦攝像機(jī)處在規(guī)定位置并對由規(guī)定部分規(guī)定的變焦拍攝的監(jiān)視區(qū)具有規(guī)定的放大倍率。
在本發(fā)明的一個實施例中，全方位攝像機(jī)包括利用旋轉(zhuǎn)的拋物面或雙曲線凸透鏡、或魚眼透鏡投射全方位圖像的光學(xué)系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一個實施例中，全方位攝像機(jī)包括利用旋轉(zhuǎn)的拋物面或雙曲線凸透鏡、或魚眼透鏡投射全方位圖像的光學(xué)系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一個實施例中，圖像處理部分相對于通過旋轉(zhuǎn)的凸透鏡獲得的光學(xué)圖像反轉(zhuǎn)由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像并且在規(guī)定方向沿旋轉(zhuǎn)的凸透鏡的中心軸旋轉(zhuǎn)全方位圖像一個規(guī)定角度，并在顯示部分的顯示屏顯示獲得的圖像。
在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)全方位圖像為圓形時，監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分設(shè)置圓形全方位監(jiān)視范圍，使得其參考位置是利用光標(biāo)(例如，垂直光標(biāo)線和水平光標(biāo)線)精密可調(diào)的，同中心和徑向地劃分全方位監(jiān)視區(qū)為多個監(jiān)視區(qū)，并可識別地連同區(qū)框或區(qū)號一起顯示多個監(jiān)視區(qū)，分別確定多個圖像區(qū)。
在本發(fā)明的一個實施例中，全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)還包括控制信息設(shè)置部分，用于利用特定操作輸入部分順序設(shè)置控制將處于規(guī)定位置的變焦攝像機(jī)的搖拍驅(qū)動和俯仰拍攝驅(qū)動并通過對顯示在顯示部分的顯示屏上的多個監(jiān)視區(qū)變焦驅(qū)動具有規(guī)定的放大倍率的控制信息；和控制信息表，用于存儲順序設(shè)置對應(yīng)于多個監(jiān)視區(qū)的每個的控制信息。變換部分從控制信息表和/或從利用規(guī)定計算程序計算獲得的由規(guī)定部分規(guī)定的對監(jiān)視區(qū)的控制信息。
在本發(fā)明的一個實施例中，控制信息設(shè)置部分設(shè)置控制信息，使得變焦攝像機(jī)利用相同俯仰拍攝位置和相同放大率對在不同的同心范圍的各監(jiān)視區(qū)處于不同的搖拍位置，并且使得變焦攝像機(jī)以相同搖拍位置和俯仰拍攝位置對安排在不同徑向范圍區(qū)的各監(jiān)視區(qū)具有不同的放大率。
在本發(fā)明的一個實施例中，控制信息設(shè)置部分對安排在一個徑向范圍的各監(jiān)視區(qū)設(shè)置控制信息的參考值，并因此對所有其余各監(jiān)視區(qū)設(shè)置控制信息值。
在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)變焦攝像機(jī)和全方位攝像機(jī)分離規(guī)定距離或在一起時，控制信息設(shè)置部分對每個監(jiān)視區(qū)的控制信息的每個搖拍位置、俯仰拍攝位置和放大率校正值，使得全方位攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置與驅(qū)動變焦攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置匹配。
在本發(fā)明的一個實施例中，全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)還包括圖像存儲部分，用于逐幀順序地暫存由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像，其中檢測部分通過執(zhí)行存儲在圖像存儲部分的全方位圖像的連續(xù)幀的圖形匹配產(chǎn)生不同圖像，并按照在顯示部分的顯示屏上主體的移動可識別地顯示不同圖像。
在本發(fā)明的一個實施例中，檢測部分在全方位圖像上顯示垂直光標(biāo)和水平光標(biāo)，該各光標(biāo)在表示具有規(guī)定象素數(shù)的不同圖像位置上彼此交叉，并按預(yù)定周期輸出具有垂直光標(biāo)和水平光標(biāo)交叉的監(jiān)視區(qū)的區(qū)號到規(guī)定部分。
在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)按照各閾值利用規(guī)定數(shù)象素和規(guī)定密度值產(chǎn)生二進(jìn)制不同圖像時，檢測部分根據(jù)監(jiān)視區(qū)相對于全方位監(jiān)視范圍的位置改變閾值。
在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)按照各閾值利用規(guī)定數(shù)象素和規(guī)定密度值產(chǎn)生二進(jìn)制不同圖像時，檢測部分從一個監(jiān)視區(qū)圖像的平均密度值檢測出圍繞該一個監(jiān)視區(qū)亮度的變化并根據(jù)亮度變化改變閾值。
在本發(fā)明的一個實施例中，全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)還包括無效區(qū)設(shè)置部分，用于通過操作輸入部分執(zhí)行輸入操作設(shè)置全方位監(jiān)視范圍的任意區(qū)為無效，并且可識別地在顯示部分的屏上顯示已被預(yù)置的監(jiān)視區(qū)。
按照本發(fā)明另外的方案，一種全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)包括處理由能在最大360°視角范圍拍全方位圖像的全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像的步驟；顯示處理的全方位圖像；設(shè)置全方位圖像的規(guī)定范圍作為全方位監(jiān)視范圍；檢測在全方位監(jiān)視范圍內(nèi)的主體的移動；根據(jù)由檢測部分或手工獲得的檢測結(jié)果規(guī)定各監(jiān)視區(qū)之一；變換由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)中的信息為控制信息用來控制將處于規(guī)定位置的變焦攝像機(jī)并且具有變焦拍攝由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的規(guī)定的放大率；和根據(jù)由變換部分變換的控制信息，控制處于規(guī)定位置的變焦攝像機(jī)并且具有變焦拍攝由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的規(guī)定的放大率。
按照本發(fā)明再另外的方案，使計算機(jī)執(zhí)行處理由能在最大360°視角范圍拍全方位圖像的全方位攝像機(jī)拍的全方位圖像的變焦攝像機(jī)控制程序；顯示處理的全方位圖像；設(shè)置全方位圖像的規(guī)定范圍為全方位監(jiān)視范圍，并劃分全方位監(jiān)視范圍為多個監(jiān)視區(qū)；檢測全方位監(jiān)視范圍中主體的移動；根據(jù)檢測或手工獲得的檢測結(jié)果規(guī)定各監(jiān)視區(qū)之一；變換由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的信息為控制處于規(guī)定位置的變焦攝像機(jī)的控制信息并且具有變焦拍攝由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的規(guī)定放大率；和根據(jù)由變換部分變換的控制信息，控制將處于規(guī)定位置的變焦攝像機(jī)并具有變焦拍攝由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的規(guī)定的放大率。
按照本發(fā)明的再另外的方案，提供存儲在其中的具有上述控制程序的計算機(jī)可讀介質(zhì)。
如上所述，按照本發(fā)明，在由全方位攝像機(jī)拍攝的寬范圍全方位圖像中設(shè)置多個監(jiān)視區(qū)，并自動或手工規(guī)定各監(jiān)視區(qū)之一。因此，全方位圖像可以變焦拍攝，以高精度對準(zhǔn)監(jiān)視區(qū)。由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像相對于由光學(xué)系統(tǒng)投射的光學(xué)圖像進(jìn)行反轉(zhuǎn)并沿光學(xué)系統(tǒng)的軸在規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度。圍繞產(chǎn)生的全方位圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定監(jiān)視位置驅(qū)動變焦攝像機(jī)。因此，全方位攝像機(jī)的相似中心位置可以與驅(qū)動變焦攝像機(jī)的相似中心位置匹配。按這種方式，由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像和由變焦攝像機(jī)變焦拍攝的圖像可以按相同視角檢查。因此，可以跟蹤異常的場所。即使當(dāng)存在多個重要場所，實際已出現(xiàn)異常的重要場所也可以可視地進(jìn)行檢查。
整個最大360°寬視角信息的全方位水平光學(xué)圖像通過旋轉(zhuǎn)的凸透鏡或魚眼鏡投射到成像部分。因為寬監(jiān)視范圍是眼一個全方位攝像機(jī)拍攝的，不需要安裝多個監(jiān)視攝像機(jī)。
由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像相對于回轉(zhuǎn)的凸透鏡進(jìn)行反轉(zhuǎn)并沿回轉(zhuǎn)的凸透鏡的中心軸在規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度。獲得的圖像顯示在顯示部分的顯示屏。因此，由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像可以以與變焦攝像機(jī)拍攝的圖像相同視角進(jìn)行檢查。另外，可以調(diào)節(jié)投射到回轉(zhuǎn)的凸透鏡的光學(xué)圖像與由變焦攝像機(jī)的成像部分拍攝的全方位圖像的相對位置。
圓形全方位監(jiān)視范圍相對于具有高精度圓形全方位圖像進(jìn)行設(shè)置，并且全方位監(jiān)視范圍被劃分為多個監(jiān)視區(qū)。對多個監(jiān)視區(qū)提供的區(qū)框和區(qū)號可以進(jìn)行與多個監(jiān)視區(qū)相關(guān)的可識別顏色顯示。
利用簡單鍵或鼠標(biāo)操作對顯示在顯示屏上的每個監(jiān)視區(qū)設(shè)置變焦攝像機(jī)的控制信息。控制信息可以正確地對應(yīng)于規(guī)定的監(jiān)視區(qū)。
進(jìn)行設(shè)置控制信息，使得變焦攝像機(jī)處于以相同俯仰拍攝位置對安排在不同同心區(qū)的監(jiān)視區(qū)的不同的搖拍位置并且有相同的放大率，并使得變焦攝像機(jī)以相同搖拍位置和下凸的俯仰拍攝位置對安排在不同徑向范圍的監(jiān)視區(qū)具有不同的放大率。在這種情況下，對每個監(jiān)視區(qū)設(shè)置控制信息的操作是簡單的，并能執(zhí)行每個監(jiān)視區(qū)的最佳變焦拍攝。
對安排在一個徑向范圍的各監(jiān)視區(qū)設(shè)置控制信息的參考值，并因此控制信息的一個值自動地對所有其余監(jiān)視區(qū)進(jìn)行設(shè)置。在這種情況下，對拍攝每個監(jiān)視區(qū)的變焦攝像機(jī)的控制信息可以容易設(shè)置。
當(dāng)變焦攝像機(jī)和全方位攝像機(jī)被分開規(guī)定的或較大距離時，控制信息設(shè)置部分對每個監(jiān)視區(qū)的每個搖拍位置、俯仰拍攝位置和放大率的控制信息校正一個值，使得全方位攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置與驅(qū)動變焦攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置匹配。在這種情況下，即使變焦攝像機(jī)與全方位攝像機(jī)遠(yuǎn)離，變焦攝像機(jī)也可以按與全方位攝像機(jī)相同的視角變焦拍攝監(jiān)視區(qū)。
由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像被逐幀地順序存儲，并且通過執(zhí)行存儲在圖像存儲部分的全方位圖像連續(xù)幀的圖形匹配產(chǎn)生不同圖像并且在顯示部分的顯示屏上按照主體的移動可識別地進(jìn)行顯示。在這種情況下，包括在由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像的主體移動可以從顯示在顯示部分的不同圖像中容易檢測。
顯示在表示具有規(guī)定象素數(shù)的不同圖像的位置彼此交叉的垂直光標(biāo)線和水平光際線，并按規(guī)定周期輸出垂直光標(biāo)線和水平光標(biāo)線交叉的監(jiān)視區(qū)的區(qū)號到規(guī)定部分。在這種情況下，可以容易確認(rèn)代表主體移動的不同圖像位置，并可以按規(guī)定周期自動規(guī)定包括不同圖像的監(jiān)視區(qū)區(qū)號。
當(dāng)按照閾值利用規(guī)定象素數(shù)和規(guī)定密度值產(chǎn)生二進(jìn)制不同圖像時，根據(jù)監(jiān)視區(qū)相對于全方位監(jiān)視范圍的位置改變閾值。在這種情況下，可以防止取決于監(jiān)視區(qū)的位置降低產(chǎn)生不同圖像的精度，并可以改善檢測主體移動的精度。
當(dāng)按照閾值利用規(guī)定的象素數(shù)和規(guī)定的密度值產(chǎn)生二進(jìn)制不同圖像時，可以從一個監(jiān)視區(qū)圖像的平均密度值中檢測圍繞一個監(jiān)視區(qū)的亮度變化，根據(jù)亮度變化可以改變閾值。在這種情況下，可以防止由于監(jiān)視區(qū)周圍亮度變化產(chǎn)生的不同圖像的精度降低，并可以改變檢測主體移動的精度。
利用通過操作輸入部分執(zhí)行輸入操作可以將全方位監(jiān)視范圍的任意區(qū)重新設(shè)置為無效，并且已重新設(shè)置為無效監(jiān)視區(qū)被顯示在顯示部分的顯示屏。在這種情況，由于環(huán)境干擾不穩(wěn)定的監(jiān)視區(qū)被重新設(shè)置為無效。因此，防止降低主體移動檢測的精度，和避免變焦攝像機(jī)的故障。
因此，如上所述的本發(fā)明可提供以下優(yōu)點，即在由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像中以高精度變焦拍攝包括多個重要場所的規(guī)定監(jiān)視區(qū)的全方位監(jiān)視系統(tǒng)；和利用該系統(tǒng)的全方位監(jiān)視控制方法；能用于該系統(tǒng)的全方位監(jiān)視控制程序；和有存儲在其中的程序的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
當(dāng)參照附圖閱讀和理解了如下詳細(xì)描述后，本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點將變得清楚。


圖1是表示按照本發(fā)明的一個例子的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2表示利用如圖1所示的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)的例子；圖3是表示如圖1所示的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)的框圖；圖4是表示包括在如圖1所示的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)的全方位攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5表示按照本發(fā)明的例子的顯示例子(1)，該例子用于設(shè)置監(jiān)視區(qū)的控制信息；圖6表示按照本發(fā)明的例子的顯示例子(2)，該例子用于設(shè)置監(jiān)視區(qū)的控制信息；圖7表示按照本發(fā)明的例子的顯示例子(3)，該例子用于設(shè)置監(jiān)視區(qū)的控制信息；
圖8表示按照本發(fā)明的例子的顯示例子(4)，該例子用于檢測一個主體；圖9表示按照本發(fā)明的例子的顯示例子(5)，該例子用于設(shè)置無效區(qū)；和圖10是表示圖1所示的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)基本操作過程的流程圖。
具體實施例方式
此后，將參照附圖以說明但不限制這些例子的的方式描述本發(fā)明。
圖1是表示按照本發(fā)明的一個例子的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)20的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。
在圖1中，全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)20包括變焦攝像機(jī)1、全方位攝像機(jī)2、遠(yuǎn)端控制器3、起變焦攝像機(jī)可子部分的變焦攝像機(jī)控制器4、監(jiān)視器5、連接這些部件以便這些部件可以互相通信的的通信線路6a到6d。
變焦攝像機(jī)1包括，例如變焦鏡頭、包含CCD的成像部分(拍攝部分)、和用于驅(qū)動和控制變焦鏡頭搖拍(在水平方向移動到規(guī)定位置)、俯仰拍攝(在垂直方向移動到規(guī)定位置)的驅(qū)動部分和變焦(有規(guī)定的放大率)的驅(qū)動部分。變焦攝像機(jī)1還包括經(jīng)無線或有線詳線路傳送控制信號或圖像信號的通信部分。根據(jù)從變焦攝像機(jī)控制單元4發(fā)送的控制信息，驅(qū)動和控制變焦攝像機(jī)1到規(guī)定位置(通過搖拍和俯仰拍攝)并有規(guī)定的放大率(通過變焦)。
例如變焦率光學(xué)變焦X23電子變焦X10變焦速度MAX1.6秒(重新設(shè)置時間)重新設(shè)置數(shù) 255(255個位置和放大率)全方位攝像機(jī)2包括，例如用于以最大360°視角信息投射一個區(qū)的光學(xué)圖像的光學(xué)系統(tǒng)(例如，回轉(zhuǎn)的凸透鏡，或魚眼鏡)，和用于按圓形全方位圖像拍攝光學(xué)圖像的包含CCD的成像部分(拍攝部分)。例如，檢測區(qū)(監(jiān)視區(qū))可以具有離全方位攝像機(jī)215米的徑向。
遠(yuǎn)端控制器3包括，例如可以經(jīng)無線或有線線路與其它設(shè)備通信的個人計算機(jī)。正如將在下面詳細(xì)描述的那樣，遠(yuǎn)端控制器3包括控制部分?？刂撇糠謭?zhí)行如下控制，以便允許在與由變焦攝像機(jī)1變焦拍攝的圖像的相同視角由全方位攝像機(jī)2拍攝的全方位圖像進(jìn)行檢查。這是如下所述通過匹配全方位攝像機(jī)2(或感興趣區(qū)的相似中心位置)的表現(xiàn)參考位置與驅(qū)動變焦攝像機(jī)1的表現(xiàn)參考位置實現(xiàn)的。由全方位攝像機(jī)2拍攝的全方位圖像被相對于由光學(xué)系統(tǒng)2a投射的光學(xué)圖像反相并在規(guī)定方向沿光學(xué)系統(tǒng)2a(沿全方位圖像的中心軸)的中心軸旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度。因為由光學(xué)系統(tǒng)2a投射的光學(xué)圖像有相對的左半邊和右半邊所以要求反相?！鞍匆?guī)定角度旋轉(zhuǎn)”是指，例如，編號“1”區(qū)的位置(下面描述)是參考位置，還利用編號“1”區(qū)的位置作為參考位置執(zhí)行變焦攝像機(jī)1的位置控制。
變焦攝像機(jī)控制單元4包括包含例如CPU(中央處理單元)、ROM、RAM、和I/O口的計算機(jī)；和變焦攝像機(jī)驅(qū)動電路。根據(jù)從遠(yuǎn)端控制器3饋送的控制信息，變焦攝像機(jī)控制單元4控制變焦攝像機(jī)1的位置的放大率。變焦攝像機(jī)控制單元4具有經(jīng)無線或者有線線路與其它裝置通信的功能。
監(jiān)視器5包括例如液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器(PD)、或電發(fā)光顯示器(ELD)。監(jiān)視器5顯示由變焦攝像機(jī)1變焦拍攝的圖像。
在通信線路6a到6d中，通信線路6a通過NTSC系統(tǒng)使全方位攝像機(jī)2與遠(yuǎn)端控制器3互相通信。通信線路6a轉(zhuǎn)移由全方位攝像機(jī)2拍攝的全方位圖像到遠(yuǎn)端控制器3。通信線路6b通過RS-232C系統(tǒng)互相連接遠(yuǎn)端控制器3和變焦攝像機(jī)控制單元4。通信線路6b向變焦攝像機(jī)控制單元4轉(zhuǎn)移控制變焦攝像機(jī)1到規(guī)定位置(假設(shè)規(guī)定的拍攝方向)并具有規(guī)定的放大率的控制信息。通信線路6c通過RS-485系統(tǒng)互相連接變焦攝像機(jī)控制單元4和變焦攝像機(jī)1，使得變焦攝像機(jī)控制單元4控制變焦攝像機(jī)1的位置和放大率，以便按如下詳細(xì)描述的對規(guī)定的監(jiān)視區(qū)進(jìn)行變焦監(jiān)視。通信線路6d通過NTSC系統(tǒng)連接變焦攝像機(jī)1和監(jiān)視器5。通信線路6d轉(zhuǎn)移由變焦攝像機(jī)1變焦拍攝的圖像到監(jiān)視器5。
在這種情況下，變焦攝像機(jī)控制單元4作為單獨單元提供的。另外，變焦攝像機(jī)控制單元4可以組合到遠(yuǎn)端控制器3或變焦攝像機(jī)1中。變焦攝像機(jī)1和全方位攝像機(jī)2每個可以具有通過無線或有線線路與其它設(shè)備通信的功能。
圖2表示包括圖1所示的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)20的示例監(jiān)視系統(tǒng)。與參照圖1描述相同的部件用相同的標(biāo)號表示，這些部件的詳細(xì)描述將不予贅述。
在圖2中，全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)20用全方位攝像機(jī)2以寬范圍無死角地(最大360°視角)連續(xù)監(jiān)視需要監(jiān)視的各場所，例如學(xué)校院子/學(xué)校大門/體育館/電梯口、停車場、辦公室、商店、公寓樓、或娛樂場所。當(dāng)檢測到入侵者M(jìn)時，控制變焦攝像機(jī)1指向入侵者M(jìn)并按規(guī)定放大率變焦攝入侵者M(jìn)。在位于與遠(yuǎn)端控制器3分離的位置但起到遠(yuǎn)端控制器3的顯示部分的監(jiān)視器5上顯示圖像。入侵者M(jìn)的放大圖像可以顯示在遠(yuǎn)端控制器3的顯示屏和監(jiān)視器5的顯示屏。
在這個例子中，變焦攝像機(jī)1和全方位攝像機(jī)2安裝在如圖2所示的學(xué)校的人口處。通過學(xué)校大門進(jìn)入的入侵者M(jìn)由全方位攝像機(jī)2檢測和由變焦攝像機(jī)1變焦拍攝。入侵者M(jìn)的放大圖像顯示在安裝于監(jiān)視室的監(jiān)視器5上。
雖然在圖2中沒有表示出，遙控全方位攝像機(jī)2的遠(yuǎn)端控制器3、控制變焦攝像機(jī)1的位置和放大率的變焦攝像機(jī)控制單元4、用于與遠(yuǎn)端控制器3通信的通信線路6a到6d、變焦攝像機(jī)1、全方位攝像機(jī)2等也安裝在監(jiān)視室。
圖3是表示如圖1所示的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)20的部分結(jié)構(gòu)的框圖。與參照圖1描述相同的部件用相同的標(biāo)號表示，這些部件的詳細(xì)描述將不予贅述。
在圖3中，如上所述，全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)20包括變焦攝像機(jī)1、全方位攝像機(jī)2、遠(yuǎn)端控制器3、起變焦攝像機(jī)可子作用的變焦攝像機(jī)控制單元4、監(jiān)視器5、和通信線路6(如圖1所示6a到6d)。全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)20還包括告警信息輸出裝置7。
變焦攝像機(jī)1包括，例如，成像部分(拍攝部分)1a、驅(qū)動和控制變焦鏡頭搖拍(在水平方向移動到規(guī)定位置)和俯仰拍攝(在垂直方向移動到規(guī)定位置)并且變焦(規(guī)定的放大率)驅(qū)動部分1b、和用于經(jīng)無線或有線線路與其它設(shè)備通信傳送控制信號和圖像信號的通信部分1c。根據(jù)從變焦攝像機(jī)控制單元4發(fā)送的控制信息，控制變焦攝像機(jī)1到規(guī)定位置(到假設(shè)規(guī)定的拍攝方向)和有規(guī)定的放大率。驅(qū)動部分1b包括例如脈沖馬達(dá)、直流伺服馬達(dá)、超聲馬達(dá)、或編碼器、并具有位置控制的自動高速三維控制和放大率的功能。
如圖3所示，全方位攝像機(jī)2包括光學(xué)系統(tǒng)2a、包含CCD的成像部分(拍攝部分)2b、和經(jīng)無線或有線線路傳送控制信號和圖像信號與其它設(shè)備通信的通信部分。
光學(xué)系統(tǒng)2a包括例如回轉(zhuǎn)的拋物面或雙曲線凸透鏡或魚眼鏡，和支持包含在成像部分2b中的CCD攝像機(jī)的圓柱形或杯形光傳送體。光學(xué)系統(tǒng)2a投射最大360°全方位視角的光學(xué)圖像。例如，光學(xué)系統(tǒng)2a投射利用通過鏡頭或魚眼鏡收集(投射)由回轉(zhuǎn)的凸透鏡反射的獲得的光學(xué)圖像。
成像部分2b包括CCD攝像機(jī)，該攝像機(jī)包含例如成像鏡頭、CCD部分、A/D變換電路、和圖像處理電路。成像部分2b拍攝通過光學(xué)系統(tǒng)2a投射的光學(xué)圖像作為全方位圖像數(shù)據(jù)。
變焦攝像機(jī)控制單元4包括計算機(jī)，例如，CPU(中央處理單元)、ROM、RAM、和I/O口；變焦攝像機(jī)驅(qū)動電路。變焦攝像機(jī)控制單元4還具有經(jīng)無線或有線線路與其它設(shè)備通信的功能。根據(jù)從遠(yuǎn)端控制器3饋送的控制信息，變焦攝像機(jī)控制單元4控制變焦攝像機(jī)1的位置和放大率。
監(jiān)視器5包括液晶顯示器(LCD)、等離子(PD)、電發(fā)光顯示器(ELD)、或各種其它顯示裝置。監(jiān)視器5還有經(jīng)無線或有線線路與其它設(shè)備通信的功能。監(jiān)視器5從遠(yuǎn)端控制器3接收通過由變焦攝像機(jī)1變焦拍攝的放大圖像并在其顯示屏上顯示放大的圖像。
通信線路6包括多個用于通過例如NTSC、RS-232、或RS-485系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)信號的通信線路。通信線路6可以利用用于特殊的短距離空中傳輸信號的無線LAN，這些信號例如是IrCAControl-系統(tǒng)紅外信號或蘭牙系統(tǒng)無線信號。
告警信息輸出裝置7包括例如蜂鳴器、揚(yáng)聲器、和告警燈。當(dāng)例如監(jiān)視的主體(下面稱“主體”)進(jìn)入監(jiān)視區(qū)時，告警信息輸出裝置7輸出包括告警音和告警光的告警信息。
遠(yuǎn)端控制器3包括控制部分3a、程序存儲器3b、緩沖存儲器3c、圖像存儲器部分3d、顯示部分3e、控制信息表3f、操作輸入裝置3g、通信部分3h、和在這些之間傳送數(shù)據(jù)的總線3i。
控制部分3a包括計算機(jī)的CPU(中央處理單元)。根據(jù)控制程序，控制部分3a控制全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)20的各個部分。下面將描述控制部分3a的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
程序存儲器3b包括例如可讀記錄介質(zhì)，例如ROM、EPROM、EEPROM、Floppy盤、光盤(例如，密致光盤)或硬盤。程序存儲器3b存儲啟動控制部分3a和使控制部分3a執(zhí)行各種操作的控制程序。
緩沖存儲器3c包括例如可讀記錄介質(zhì)，諸如RAM、EPROM、EEPROM、Floppy盤、或硬盤。緩沖存儲器3c暫存進(jìn)行控制的數(shù)據(jù)。
圖像存儲器部分3d包括例如RAM、EPROM、EEPROM、Floppy盤、或硬盤之類的可讀記錄介質(zhì)。圖像存儲器部分3d暫存由全方位攝像機(jī)2連續(xù)逐幀拍攝的全方位圖像。
顯示部分3e包括例如液晶顯示器(LCD)、等離子(PD)、電發(fā)光顯示器(ELD)。顯示部分3e在其顯示屏上顯示由全方位攝像機(jī)2拍攝的全方位圖像。
控制信息表3f包括例如RAM、EPROM、EEPROM、Floppy盤、或硬盤之類的可讀記錄介質(zhì)?？刂菩畔⒈?f存儲控制信息(變焦攝像機(jī)1的位置信息(拍攝信息)和放大率)，這些信息由包含在控制包袱3a中的控制信息設(shè)置包袱33a(如下所述)對應(yīng)于每個監(jiān)視區(qū)的信息(例如，區(qū)號或每個監(jiān)視區(qū)的表示座標(biāo))預(yù)先設(shè)置的。
操作輸入裝置3g包括例如鍵盤、特定的鍵符、和鼠標(biāo)。
通信部分3h包括例如，天線、調(diào)制解調(diào)器(信號調(diào)制和解調(diào)器裝置)、無線信號變換電路、或通信線路連接裝置。通信部分3h經(jīng)通信線路6可與全方位攝像機(jī)2通信、變焦攝像機(jī)控制單元4、監(jiān)視器5、告警信息輸出裝置7等通信。
下面將描述遠(yuǎn)端控制器3的控制部分3a的詳細(xì)結(jié)構(gòu)?？刂撇糠?a包括監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分31a、規(guī)定部分32a、控制信息設(shè)置部分33a、變換部分34a、檢測部分35a、無效區(qū)設(shè)置部分36a、圖像處理部分37a、和鼠標(biāo)控制部分38a。
根據(jù)來自操作輸入裝置3g(例如，鍵盤、特定的鍵符、或鼠標(biāo))規(guī)定指令的操作和控制程序的光標(biāo)控制程序和監(jiān)視區(qū)設(shè)置程序，監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分31a順序地設(shè)置控制變焦攝像機(jī)1的控制程序，通過搖拍驅(qū)動(通過移動變焦攝像機(jī)1處于水平方向的規(guī)定位置)和俯仰拍攝驅(qū)動(通過移動變焦攝像機(jī)1處于垂直方向的規(guī)定位置)和通過變焦驅(qū)動具有規(guī)定放大率使變焦攝像機(jī)處于規(guī)定位置，以便拍攝多個顯示在顯示部分3e的顯示屏上的監(jiān)視區(qū)。
此外，在全方位圖像是圓形的情況下，監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分31a按如下進(jìn)行動作。根據(jù)來自操作輸入裝置3g的操作規(guī)定指令和控制程序的光標(biāo)控制程序等，監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分31a設(shè)置圓形監(jiān)視區(qū)(描述為其中心位置是利用垂直和水平光標(biāo)線精密可調(diào)的)。監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分31a按照各同心圓和各徑向的方式劃分設(shè)置的全方位監(jiān)視區(qū)為多個監(jiān)視區(qū)。在顯示部分3e的顯示屏上，各區(qū)框或區(qū)號在對應(yīng)于相應(yīng)監(jiān)視區(qū)按顯示的顏色是可識別的。
根據(jù)來自操作輸入裝置3g(例如，鍵盤或鼠標(biāo))的操作規(guī)定指令和控制程序的光標(biāo)控制程序和規(guī)定程序，規(guī)定部分32a在顯示的多個監(jiān)視區(qū)中自動或手工規(guī)定由區(qū)框和區(qū)號定義的監(jiān)視區(qū)。
根據(jù)來自操作輸入裝置3g(例如，鍵盤或鼠標(biāo))的操作規(guī)定指令和控制程序的光標(biāo)控制程序和規(guī)定程序，控制信息設(shè)置部分33a順序設(shè)置變焦攝像機(jī)1對顯示在顯示部分3e的多個監(jiān)視區(qū)的位置控制(通過搖拍和俯仰拍攝驅(qū)動)和放大率控制(通過變焦驅(qū)動)的控制信息。
控制信息設(shè)置部分33a還可以設(shè)置控制信息，使得變焦攝像機(jī)1對安排在不同同心圓范圍的各監(jiān)視區(qū)處于不同搖拍位置(在水平方向的位置)。在這種情況下，變焦攝像機(jī)1處于相同的俯仰拍攝位置(在垂直方向的位置)并對這些安排在不同同心圓范圍的監(jiān)視區(qū)具有相同的放大率?？刂菩畔⒃O(shè)置部分33a還可以設(shè)置控制信息，使得變焦攝像機(jī)1對安排在不同兵艦范圍的各監(jiān)視區(qū)具有不同放大率。在這種情況下，變焦攝像機(jī)1對安排在不同徑向范圍的這些監(jiān)視區(qū)處于按相同搖拍位置和相同俯仰拍攝位置。
控制信息設(shè)置部分33a還可以對安排在一個徑向范圍的各監(jiān)視區(qū)設(shè)置控制信息的參考值，并因此對所有其余各監(jiān)視區(qū)自動設(shè)置控制信息值。
當(dāng)變焦攝像機(jī)1和全方位攝像機(jī)2被規(guī)定距離或更大距離分隔開時，控制信息設(shè)置部分33a可以對每個監(jiān)視區(qū)的控制信息的每個搖拍位置、俯仰拍攝位置和放大率校正控制值。由于這種結(jié)構(gòu)，控制信息設(shè)置部分33a可以匹配全方位圖像的表現(xiàn)參考位置與驅(qū)動全方位攝像機(jī)1的表現(xiàn)參考位置。
根據(jù)控制程序的變換程序，變換部分34a自動或手工變換由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)上的信息為控制拍攝由規(guī)定部分32a規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的變焦攝像機(jī)1的位置和放大率的控制信息。變換部分34a可以從控制信息表3f和/或從利用規(guī)定的計算程序計算獲得控制信息。
根據(jù)控制程序的檢測程序，檢測部分35a執(zhí)行已存儲在圖像存儲部分3d中的全方位圖像連續(xù)幀的圖形匹配，以便傳輸不同圖像。按照主體(包括，例如變化圖像的目標(biāo)，諸如在圖2中的入侵者M(jìn))的移動在顯示部分3e的顯示屏上顯示不同圖像。
檢測部分35a還彩色顯示互相交叉的垂直和水平光標(biāo)線，使得各光標(biāo)線的交叉位于具有規(guī)定數(shù)象素或更多的不同圖像所表示的位置。位于光標(biāo)線交叉處的監(jiān)視區(qū)的區(qū)號按規(guī)定周期輸出到規(guī)定部分32a。
當(dāng)按照閾值利用規(guī)定數(shù)量象素和規(guī)定密度值產(chǎn)生二進(jìn)制不同數(shù)據(jù)時，檢測部分35a可以根據(jù)相對于全方位監(jiān)視范圍的監(jiān)視區(qū)的位置改變閾值。
再有，當(dāng)按照閾值利用規(guī)定象素數(shù)和規(guī)定密度產(chǎn)生二進(jìn)制不同數(shù)據(jù)，檢測部分35a可以從一個監(jiān)視區(qū)的圖像的平均密度值檢測在一個監(jiān)視區(qū)周圍的亮度變化并根據(jù)亮度變化改變閾值。
根據(jù)來自操作輸入裝置3g(例如，鍵盤或者鼠標(biāo))的操作設(shè)置指令和光標(biāo)控制程序和無效區(qū)設(shè)置程序，無效區(qū)設(shè)置部分36a利用點擊鼠標(biāo)預(yù)先設(shè)置全方位圖像中的任意監(jiān)視區(qū)為無效區(qū)。無效區(qū)設(shè)置部分36a還可以在顯示部分3e顯示已被預(yù)置為無效的監(jiān)視區(qū)。當(dāng)由規(guī)定部分32a已規(guī)定為無效的預(yù)置圖像時，無效區(qū)設(shè)置部分36a可以無效這個規(guī)定。
根據(jù)來自操作輸入裝置3g(例如，鍵盤或者鼠標(biāo))的操作設(shè)置指令和控制程序的光標(biāo)控制程序和監(jiān)視區(qū)設(shè)置程序，圖像處理部分37a相對于由光學(xué)系統(tǒng)2a(回轉(zhuǎn)的凸透鏡)投射光學(xué)圖像反相由全方位攝像機(jī)2拍攝的全方位圖像并在規(guī)定方向圍繞光學(xué)系統(tǒng)2a的中心軸旋轉(zhuǎn)全方位圖像一個規(guī)定角度。產(chǎn)生的圖像顯示在顯示部分3e的顯示屏上。
來自操作輸入裝置3g的操作指令和控制程序的光標(biāo)控制程序，光標(biāo)控制部分38a控制顯示屏上的光標(biāo)交叉位置。
在這個例子中包括變焦攝像機(jī)1和全方位攝像機(jī)2的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)20例如有如下效果。
(1)全方位攝像機(jī)2實現(xiàn)無死角地360°監(jiān)視。
(2)全方位攝像機(jī)2與變焦攝像機(jī)1的組合實現(xiàn)高質(zhì)量變焦圖像的高速顯示。
(3)通過全方位攝像機(jī)1和利用變焦攝像機(jī)1變焦拍攝移動主體來檢測移動主體提供自動跟蹤功能。
(4)全方位攝像機(jī)2實現(xiàn)寬范圍檢測。
(5)以高速度提供變焦拍攝的手動跟蹤功能，從由全方位攝像機(jī)2拍攝的全方位圖像中生動規(guī)定一個監(jiān)視區(qū)。
(6)由全方位攝像機(jī)2拍攝的全方位圖像和由變焦攝像機(jī)1變焦拍攝的全方位圖像中的多個監(jiān)視區(qū)之一的圖像可以在相同視角進(jìn)行檢查。
上述控制程序按如下方式被存儲在遠(yuǎn)端控制器3的規(guī)定可讀存儲器。
程序存儲器3b存儲相對于由全方位攝像機(jī)2光學(xué)系統(tǒng)2a投射的光學(xué)圖像反相由能拍最大360°的全方位圖像的全方位攝像機(jī)2獲得的全方位圖像數(shù)據(jù)的圖像處理步驟，在顯示屏上顯示經(jīng)圖像處理的全方位圖像的顯示步驟，設(shè)置全方位圖像的規(guī)定區(qū)為全方位監(jiān)視區(qū)并劃分全方位監(jiān)視區(qū)為多個監(jiān)視區(qū)的監(jiān)視區(qū)設(shè)置步驟，檢測全方位監(jiān)視區(qū)中的主體移動的檢測步驟，根據(jù)由檢測步驟或手工獲得的檢測結(jié)果從多個劃分的監(jiān)視區(qū)中規(guī)定至少一個監(jiān)視區(qū)規(guī)定步驟，和變換規(guī)定的監(jiān)視區(qū)上的信息為用于控制變焦攝像機(jī)1處于對于規(guī)定監(jiān)視區(qū)的規(guī)定位置并具有規(guī)定放大率的控制信息的變換步驟。
變焦攝像機(jī)控制單元4中的存儲部分存儲變焦攝像機(jī)控制步驟，該步驟用于控制變焦攝像機(jī)1的位置和放大率，以便根據(jù)經(jīng)變換的控制信息執(zhí)行針對規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的變焦拍攝。
利用計算機(jī)執(zhí)行至少上述步驟?？刂瞥绦蜻€可以包括，例如控制信息設(shè)置步驟、主體檢測步驟、無效區(qū)設(shè)置步驟、告警信息輸出控制步驟、和變焦圖像顯示步驟。
圖4是表示全方位攝像機(jī)2的光學(xué)系統(tǒng)2a(圖3)的部分結(jié)構(gòu)的透視圖。
在圖4中，光學(xué)系統(tǒng)2a包括回轉(zhuǎn)的凸透鏡。當(dāng)雙曲線沿軸z旋轉(zhuǎn)時，得到兩個雙曲線。回轉(zhuǎn)的凸透鏡具有一個雙曲線凸透鏡表面(z＞0)。
一個雙曲線體由如下公式表示。
{(X2+Y2)/a2-Z2/b2}＝-1c2＝(a2+b2)其中“a”和“b”是定義雙曲線體形狀的常數(shù)?！癱”是定義雙曲線體的焦點位置的常數(shù)。這些公式包含在用于變換全方位圖像為全方位圖像或透視圖像的變換信息中。例如，這些公式和常數(shù)預(yù)存在圖3的程序存儲器3b中。
回轉(zhuǎn)的凸透鏡有兩個聚焦點，即第一聚焦點I和第二聚焦點II。從鏡的外部進(jìn)入并射向第一聚焦點I的光被光學(xué)系統(tǒng)2a(即被回轉(zhuǎn)的凸透鏡)反射并完全射向第二聚焦點II。
回轉(zhuǎn)的凸透鏡的旋轉(zhuǎn)軸與成像部分2b的攝像機(jī)鏡頭的光軸一致，并且攝像機(jī)鏡頭的第一主點位于第二聚焦點II上。由于這種安排，由成像部分2b拍的圖像具有在第一聚焦點止的取景點的中心。當(dāng)按取景中心利用第一聚焦點I取景圖像時，根據(jù)取景方向取景點的位置不變。
圖5表示按照本發(fā)明的這個例子的顯示例子(1)。顯示例子(1)是監(jiān)視區(qū)的設(shè)置控制信息。
圖5表示顯示在顯示部分3e的顯示屏上的視窗51。視窗51表示圓形全方位圖像52和下拉菜單53。當(dāng)利用鼠標(biāo)或鍵盤執(zhí)行輸入操作啟動監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分31a和控制信息設(shè)置部分33a時，出現(xiàn)下拉菜單53。啟動監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分31a和控制信息設(shè)置部分33a以便劃分全方位圖像52為多個監(jiān)視區(qū)并附加區(qū)號(預(yù)置號)給每個劃分的監(jiān)視區(qū)。
圖6表示按照本發(fā)明的這個例子的顯示例(2)。顯示例(2)所設(shè)置監(jiān)視區(qū)的控制信息。
圖6表示顯示在顯示部分3e的顯示屏上的視窗61。視窗61表示圓形全方位圖像62的一部分和視窗63。當(dāng)利用鼠標(biāo)或鍵盤執(zhí)行輸入操作啟動控制信息設(shè)置部分33a時，出現(xiàn)視窗63。啟動控制信息設(shè)置部分33a以便劃分圓形全方位圖像62為多個監(jiān)視區(qū)并附加區(qū)號(預(yù)置號)給每個劃分的監(jiān)視區(qū)。視窗63允許用戶輸入將全方位圖像62相等地按同心圓和徑向劃分為多少監(jiān)視區(qū)的數(shù)。
在這個例子中，全方位圖像62被劃分為5個同心圓。圖6中的視窗63表示包括在滾個同心圓中的監(jiān)視區(qū)的數(shù)。劃分后的全方位圖像62表示在圖7。這里，全方位圖像62被劃分為255個監(jiān)視區(qū)。
圖7表示按照本發(fā)明的這個例子的顯示例子(3)。顯示例子(3)是用于設(shè)置監(jiān)視區(qū)的設(shè)置控制信息。
圖7表示顯示在顯示部分3e的顯示屏上的視窗71。視窗71表示圓形全方位圖像72、由監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分31a根據(jù)在視窗63(圖6)輸入的數(shù)字相等地按同心圓和徑向劃分的全方位圖像72獲得的圖像框73、和分別附加到劃分的監(jiān)視區(qū)的區(qū)號74。在圖7中，為了簡化的緣故僅某些區(qū)號的區(qū)號，但在相應(yīng)的各監(jiān)視區(qū)上顯示實際區(qū)號1到255。
對應(yīng)于編號1到255每個劃分的監(jiān)視區(qū)，提供用于控制全方位攝像機(jī)1的位置和放大率的控制信息。雖然沒有描述出，設(shè)置圓形全方位監(jiān)視范圍，以便其利用垂直和水平光標(biāo)線參考位置是事先精密可調(diào)節(jié)的。圓形全方位監(jiān)視范圍被劃分為255個監(jiān)視區(qū)。變焦攝像機(jī)1可以對任何監(jiān)視區(qū)進(jìn)行變焦拍攝，例如，編號為255的監(jiān)視區(qū)。換言之，設(shè)置用于變焦驅(qū)動變焦攝像機(jī)1到255的控制信息。
安排在一個徑向范圍的編號1、86、154、205和239的監(jiān)視區(qū)被設(shè)置為起始位置(參考監(jiān)視區(qū))。5個圓形范圍被設(shè)置為相對于全方位圖像72可旋轉(zhuǎn)和精密可調(diào)節(jié)的。
圖8表示按照本發(fā)明這個例子的顯示例(4)。顯示例(4)是用于檢測一個主體。
圖8表示顯示在顯示部分3e的顯示屏的視窗81。視窗81表示其大多數(shù)隱藏起來了的圓形全方位圖像81的一部分、不同圖像數(shù)據(jù)83、垂直光標(biāo)線84、水平光標(biāo)線85、和垂直和水平光標(biāo)線84和85的交叉點86。利用執(zhí)行由檢測部分35A已存儲在圖像存儲部分3d的全方位圖像82的連續(xù)框的圖形匹配獲得不同圖像數(shù)據(jù)83(白的部分)。不同圖像數(shù)據(jù)83代表由于例如主體移動，圖像已經(jīng)改變的一個部分。垂直和水平光標(biāo)線84和85根據(jù)某種判據(jù)(例如，是否白的部分處于規(guī)定的水平或更高)跟蹤不同數(shù)據(jù)，使得交叉點86代表主體的位置。通過自動規(guī)定包含由交叉點代表的位置的監(jiān)視區(qū)，在這個監(jiān)視區(qū)上的信息被變換為用于由變焦攝像機(jī)1變焦拍攝這個監(jiān)視區(qū)的控制信息。
圖9表示按照本發(fā)明這個例子的顯示例(5)。顯示例(5)被設(shè)置為無效區(qū)。
圖9表示顯示在顯示器部分3e的顯示屏上的視窗91。視窗91表示圓形全方位圖像92、圓監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分31a根據(jù)在視窗63(圖6)輸入的數(shù)字按同心圓和徑向相等地劃分全方位圖像92獲得的區(qū)框93，和由無效區(qū)設(shè)置部分36a已經(jīng)預(yù)置的監(jiān)視區(qū)94。這里，無效監(jiān)視區(qū)被設(shè)置設(shè)置為一些小塊的集合。另外，通過點擊鼠標(biāo)任何區(qū)都可以設(shè)置為無效區(qū)。如上所述，無效區(qū)設(shè)置部分36a預(yù)置全方位圖像92中的由于環(huán)境干擾不穩(wěn)定的任意監(jiān)視區(qū)為無效?！坝捎诃h(huán)境干擾不穩(wěn)定的監(jiān)視區(qū)”的表示意味著代表例如在正常狀態(tài)移動的目標(biāo)、或是一個入侵者在移動但太小的目標(biāo)或引起異常的任何事件的各個監(jiān)視區(qū)。被無效區(qū)設(shè)置部分36a預(yù)置為無效監(jiān)視區(qū)94不經(jīng)受規(guī)定部分32a的規(guī)定或由變換部分34a的變換。
圖10是表示如圖1所示的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)20的基本操作過程的流程圖。
如圖10所示，在步驟S1拍攝全方位圖像。更具體地，用全方位攝像機(jī)2拍攝圍繞變焦攝像機(jī)2的在最大360°視角全方位圖像。
在步驟S2，全方位圖像被相對于光學(xué)系統(tǒng)2a(回轉(zhuǎn)的凸透鏡)鏡進(jìn)行反相并還沿光學(xué)系統(tǒng)2a的中心軸在規(guī)定方向上旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度。
在步驟S3，獲得的全方位圖像顯示在顯示部分3e的顯示屏。
在步驟S4，確定是否設(shè)置了全方位圖像的控制信息。當(dāng)設(shè)置了控制信息(是)時，程序前進(jìn)大步驟S17。如果沒有設(shè)置控制信息(否)，程序前進(jìn)到步驟S5。
在步驟S5，確定是否全方位圖像中的監(jiān)視區(qū)是利用自動規(guī)定的變焦拍攝的。當(dāng)全方位圖像中的監(jiān)視區(qū)是利用自動規(guī)定的變焦拍攝的(是)時，程序前進(jìn)到步驟S6。當(dāng)全方位圖像中的監(jiān)視區(qū)不是利用自動規(guī)定的變焦拍攝的(否)時，程序前進(jìn)到步驟S16。
在步驟S6，確定是否存在已由無效區(qū)設(shè)置部分36a預(yù)置為無效的監(jiān)視區(qū)。如果存在這樣的區(qū)(是)，程序前進(jìn)到步驟S7。如果不存在這樣的區(qū)(否)，程序前進(jìn)到步驟S8。
在步驟S7，排除預(yù)置為無效的監(jiān)視區(qū)的全方位圖像被順序逐框地暫存在圖像存儲部分3d。然后，程序前進(jìn)到S9。
在步驟S8，因為不存在設(shè)置為無效的監(jiān)視區(qū)，全方位圖像的整體被順序逐框地暫存在圖像存儲部分3d。然后，程序前進(jìn)到S9。
在步驟S9，利用檢測部分35a確定是否在全方位圖像中存在不同圖像。不同圖像數(shù)據(jù)是由于主體的移動已經(jīng)在兩個連續(xù)框之間出現(xiàn)位置偏移的圖像數(shù)據(jù)。如果存在這種數(shù)據(jù)(是)，程序前進(jìn)到S10。如果不存在這種數(shù)據(jù)(否)，程序前進(jìn)到S7。在步驟S7，對已存儲在圖像存儲部分3d的全方位圖像的連續(xù)框執(zhí)行圖形匹配，從而產(chǎn)生不同圖像。不同圖像表示由于主體移動引起的位置偏移。
在步驟S10，規(guī)定部分32a被用于利用規(guī)定水平或更大(根據(jù)象素數(shù)或圖像區(qū))產(chǎn)生跟蹤位置偏移的圖像數(shù)據(jù)的光標(biāo)，以便大體上指示圖像數(shù)據(jù)存在的全方位圖像的監(jiān)視區(qū)。然后，順序地規(guī)定對應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的監(jiān)視區(qū)的區(qū)號。
在步驟S11，變換部分34a被用于變換由規(guī)定部分32a規(guī)定的監(jiān)視區(qū)上的信息(例如，監(jiān)視區(qū)的區(qū)號)為預(yù)置控制信息。通過參考控制信息表3f和/或通過利用規(guī)定的計算程序計算執(zhí)行變換。
在步驟S12，通信部分3h被用于經(jīng)通信線路6之一發(fā)送由變換部分34a變換的控制信息到變焦攝像機(jī)控制單元4。
在步驟S13，變焦攝像機(jī)控制單元4根據(jù)經(jīng)通信線路6之一接收的控制信息控制變焦攝像機(jī)1的位置和放大率。
在步驟S14，利用變焦攝像機(jī)1變焦拍攝目標(biāo)監(jiān)視區(qū)。
在步驟S15，在監(jiān)視器5的顯示屏上顯示變焦拍攝圖像。因此完成程序。
在步驟S16，當(dāng)全方位圖像不是由變焦拍攝的時(在S5的否)，根據(jù)通過鼠標(biāo)接收的操作規(guī)定指令，規(guī)定部分32a被用于規(guī)定要由變焦攝像機(jī)1變焦拍攝的監(jiān)視區(qū)的區(qū)號。然后，程序跳到S11。
在步驟S4的確定設(shè)置了全方位圖像的控制信息的情況下，執(zhí)行下面的程序。
在步驟S17，監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分31a被用于在顯示在顯示部分3e的全方位圖像上設(shè)置圓形全方位監(jiān)視范圍的中心位置，并在顯示部分3e上顯示中心位置。
在步驟S18，全方位監(jiān)視范圍被同心圓和徑向地劃分為多個監(jiān)視區(qū)，并與全方位圖像一起顯示定義相應(yīng)各監(jiān)視區(qū)的區(qū)框和區(qū)號。
在步驟S19，確定是否對每個監(jiān)視區(qū)的控制信息是自動設(shè)置的。當(dāng)控制信息是自動設(shè)置的(是)時，程序前進(jìn)到步驟S20。當(dāng)控制信息不是自動設(shè)置的(是)時，程序前進(jìn)步驟S22。
在步驟S20，控制信息設(shè)置部分33a被用于設(shè)置安排在全方位圖像的一個徑向范圍對每個監(jiān)視區(qū)的控制信息的參考值(用于搖拍位置、俯仰拍攝位置、和放大率)。
在步驟S21，設(shè)置對安排在全方位圖像的各同心范圍的所有剩余監(jiān)視區(qū)的控制信息值。然后，程序前進(jìn)到步驟S23。
對于安排在不同同心范圍的各監(jiān)視區(qū)，變焦攝像機(jī)1被設(shè)置得僅在搖拍位置上不同，而俯仰拍攝位置和放大率相同。對于安排在不同徑向范圍的各監(jiān)視區(qū)，變焦攝像機(jī)被設(shè)置得僅在放大率上不同，而搖拍位置和俯仰拍攝位置相同。
在步驟S22，控制信息設(shè)置部分33a被用于對每個提供區(qū)號的監(jiān)視區(qū)手工設(shè)置控制信息(搖拍位置、俯仰拍攝位置、和放大率)。
在步驟S23，設(shè)置的控制信息被存儲在控制信息表3f。程序返回步驟S5。
如上所述，按照本發(fā)明的這個例子的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)20按以下操作。由全方位攝像機(jī)2拍攝的寬范圍全方位圖像被設(shè)置為多個監(jiān)視區(qū)。在多個監(jiān)視區(qū)中，自動或手工規(guī)定一個監(jiān)視區(qū)。因此，全方位圖像可以針對該監(jiān)視區(qū)以高精度進(jìn)行變焦拍攝。另外，全方位圖像被相對于由光學(xué)系統(tǒng)2a投射的并在規(guī)定方向沿光學(xué)系統(tǒng)2a的中心軸旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度的光學(xué)圖像反相。圍繞產(chǎn)生的全方位圖像數(shù)據(jù)規(guī)定的監(jiān)視位置驅(qū)動變焦攝像機(jī)1。因此，全方位攝像機(jī)2的表現(xiàn)參考位置可以與的驅(qū)動變焦攝像機(jī)1的表現(xiàn)參考位置匹配。按這種方式，圓全方位攝像機(jī)2拍攝的全方位圖像可以在相同視角檢查。
在上述例子中，復(fù)合攝像機(jī)系統(tǒng)10包括一個變焦攝像機(jī)1。本發(fā)明不限于這樣一種結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)端控制器3的控制部分3a可以經(jīng)變焦攝像機(jī)控制單元4控制多個變焦攝像機(jī)的位置和放大率。在這種情況下，可以提供對應(yīng)于多個攝像機(jī)的顯示部分3e的多個顯示屏，或者一個顯示屏可以順序顯示對應(yīng)于多個變焦攝像機(jī)的圖像。
在上述例子中，通過搖拍驅(qū)動和俯仰拍攝驅(qū)動控制變焦攝像機(jī)的位置，和通過變焦驅(qū)動控制變焦攝像機(jī)的放大率。搖拍驅(qū)動、俯仰拍攝驅(qū)動和放大率驅(qū)動僅僅是控制位置和放大率的例子，并且本發(fā)明并不限于此。
如上所述，按照本發(fā)明，在由全方位攝像機(jī)拍攝的寬范圍全方位圖像中設(shè)置多個監(jiān)視區(qū)，并且這些監(jiān)視區(qū)之一是自動或手動規(guī)定的。因此，全方位圖像可以針對該監(jiān)視區(qū)以高精度用變焦拍攝。由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像相對于由光學(xué)系統(tǒng)投射的光學(xué)圖像被反相并被沿光學(xué)系統(tǒng)的中心軸在規(guī)定方向上旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度。圍繞產(chǎn)生的全方位圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定監(jiān)視位置驅(qū)動變焦攝像機(jī)。因此，全方位攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置可以與驅(qū)動變焦攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置匹配。按這種方式，由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像和由變焦攝像機(jī)變焦拍攝的圖像可以在相同視角檢查，從而可以可視地檢查已實際發(fā)生異常的重要場所。
通過回轉(zhuǎn)的凸透鏡或魚眼鏡頭投射在最大360°視角的全方位水平光學(xué)圖像動成像部分。因為利用一個全方位攝像機(jī)拍攝寬的監(jiān)視范圍，所以不需要安裝多個監(jiān)視攝像機(jī)。
由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像相對于回轉(zhuǎn)的凸透鏡進(jìn)行反相并沿回轉(zhuǎn)的凸透鏡的中心軸在規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度。獲得的圖像被顯示在顯示部分的顯示屏上。因此，由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像可以以與由變焦攝像機(jī)拍攝的圖像的相同視角進(jìn)行檢查。另外，可以調(diào)整在回轉(zhuǎn)的凸透鏡上投射的光學(xué)圖像與由變焦攝像機(jī)的成像部分拍攝的全方位圖像的相對位置。
圓形全方位監(jiān)視范圍是以高精度相對于圓形全方位圖像設(shè)置的，并且全方位監(jiān)視范圍被劃分為多個監(jiān)視區(qū)。對多個監(jiān)視區(qū)分別提供的區(qū)框和區(qū)號可以與多個監(jiān)視區(qū)相關(guān)的可識別的顏色來顯示。
利用簡單的鍵或鼠標(biāo)操作對顯示在顯示屏上的每個監(jiān)視區(qū)設(shè)置變焦攝像機(jī)的控制信息?？刂菩畔⒖梢哉_地對應(yīng)于規(guī)定的監(jiān)視區(qū)。
控制信息被設(shè)置為使變焦攝像機(jī)對安排在不同的同心園范圍的監(jiān)視區(qū)處于不同的搖拍位置但具有相同的俯仰拍攝位置和放大率，并且使變焦攝像機(jī)對安排在不同徑向范圍具有不同的放大率但具有相同的搖拍位置和相同的俯仰拍攝位置。在這種情況下，簡化了對于每個監(jiān)視區(qū)設(shè)置控制信息的操作，并且可以執(zhí)行對每個監(jiān)視區(qū)的優(yōu)化變焦拍攝。
對安排在一介徑向范圍的各個監(jiān)視區(qū)設(shè)置控制信息的參考值，并從而對所有其余監(jiān)視區(qū)自動設(shè)置控制信息的值。在這種情況下，可以容易地設(shè)置拍攝每個監(jiān)視區(qū)的變焦攝像機(jī)的控制信息。
當(dāng)變焦攝像機(jī)和全方位攝像機(jī)被分開規(guī)定距離或更大距離時，控制信息設(shè)置部分校正對于每個監(jiān)視區(qū)控制信息的搖拍位置、俯仰拍攝位置和放大率的值，使得全方位攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置與驅(qū)動變焦攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置匹配。在這種情況下，即使變焦攝像機(jī)遠(yuǎn)離全方位攝像機(jī)，變焦攝像機(jī)可以在與全方位攝像機(jī)相同的視角變焦拍攝該監(jiān)視區(qū)。
因全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像以逐一框的方式進(jìn)行存儲，并且通過對存儲在圖像存儲部分的全方位圖像執(zhí)行連續(xù)框的圖形匹配產(chǎn)生不同圖像并按照主體在顯示部分的顯示屏上的移動可識別地顯示。在這種情況下，包含在因全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像的主體移動可以容易地從顯示在顯示部分的不同圖像中檢測出來。
顯示在代表具有預(yù)定象素數(shù)的不同圖像位置上彼此交叉的垂直光標(biāo)線和水平光標(biāo)線，并按規(guī)定周期輸出具有垂直光標(biāo)線和水平光標(biāo)線交叉的監(jiān)視區(qū)的區(qū)號大規(guī)定部分。在這種情況下，可以容易地確認(rèn)代表主體移動的不同圖像的位置，并可以按規(guī)定周期自動規(guī)定包含不同圖像的監(jiān)視區(qū)的區(qū)號。
當(dāng)按照閾值利用規(guī)定數(shù)的象素和規(guī)定密度值產(chǎn)生二進(jìn)制不同圖像時，閾值可以根據(jù)相對于全方位監(jiān)視范圍的監(jiān)視區(qū)的位置而改變。在這種情況下，可以防止取決于監(jiān)視區(qū)的位置而降低產(chǎn)生的不同圖像的精度，并且可以改善檢測主體移動的精度。
當(dāng)按照閾值利用規(guī)定數(shù)的象素和規(guī)定密度值產(chǎn)生二進(jìn)制不同圖像時，可以從一個監(jiān)視區(qū)圖像的平均密度值檢測圍繞一個監(jiān)視區(qū)的亮度變化，根據(jù)亮度變化可以改變閾值。在這種情況下，可以防止由于監(jiān)視區(qū)周圍亮度變化而降低產(chǎn)生不同圖像的精度，并且可以改善檢測主體移動的精度。
可以通過操作輸入部分執(zhí)行輸入操作預(yù)置全方位監(jiān)視范圍的任意區(qū)為無效，并將已被預(yù)置為無效的監(jiān)視區(qū)顯示在顯示部分的顯示屏上。在這種情況下，由于環(huán)境干擾而不穩(wěn)定的監(jiān)視區(qū)被預(yù)置為無效。因此，防止主體移動機(jī)床的精度降低，并避免變焦攝像機(jī)出故障。
在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對于本專業(yè)的技術(shù)人員而言各種其它修改是顯然的并且是容易作出的。因此，并非試圖使后附的權(quán)利要求書是對這里所述的說明書的限制，相反權(quán)利要求書更寬地構(gòu)成保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，包括拍攝在最大360°視角全方位圖像的全方位攝像機(jī)；執(zhí)行位置控制和放大率控制的至少一個變焦攝像機(jī)；用于沿全方位圖像的中心軸在規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)全方位圖像的控制部分，使得全方位攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置與驅(qū)動至少一個變焦攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置匹配，并驅(qū)動至少一個變焦攝像機(jī)允許通過旋轉(zhuǎn)至少一介要拍攝的變焦攝像機(jī)獲得的全方位圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定監(jiān)視位置；和顯示由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像和由至少一個變焦攝像機(jī)拍攝的變焦圖像的顯示部分。
2.按照權(quán)利要求1的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中通過搖拍驅(qū)動和俯仰拍攝驅(qū)動執(zhí)行控制拍攝位置的位置控制，和放大率控制是由變焦驅(qū)動執(zhí)行的。
3.按照權(quán)利要求1的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中全方位圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定監(jiān)視位置是已經(jīng)檢測到移動主體的位置或手工規(guī)定的位置。
4.按照權(quán)利要求1的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中控制部分包括處理全方位圖像的圖像處理部分；監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分，用于設(shè)置全方位圖像的規(guī)定監(jiān)視區(qū)作為全方位監(jiān)視區(qū)范圍，并劃分全方位監(jiān)視區(qū)范圍為多個監(jiān)視區(qū)；在全方位監(jiān)視區(qū)范圍檢測主體移動的檢測區(qū)；用于根據(jù)通過檢測部分或手工獲得的檢測結(jié)果規(guī)定多個監(jiān)視區(qū)之一的規(guī)定區(qū)；變換部分，用于變換由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的信息為控制將處于規(guī)定位置并具有規(guī)定的放大率的拍攝由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的變焦攝像機(jī)的控制信息；和變焦攝像機(jī)控制部分，用于根據(jù)由變換部分變換的控制信息控制將處于規(guī)定位置和具有規(guī)定放大率的用于變焦拍攝由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的變焦攝像機(jī)。
5.按照權(quán)利要求1的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中全方位攝像機(jī)包括利用回轉(zhuǎn)的雙曲線或拋物線凸透鏡、或魚眼鏡頭投射全方位圖像的光學(xué)系統(tǒng)。
6.按照權(quán)利要求4的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中全方位攝像機(jī)包括利用回轉(zhuǎn)的雙曲線或拋物線凸透鏡、或魚眼鏡頭投射全方位圖像的光學(xué)系統(tǒng)。
7.按照權(quán)利要求6的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中圖像處理部分相對于由回轉(zhuǎn)的凸透鏡獲得的光學(xué)圖像反相由全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像并在規(guī)定方向沿回轉(zhuǎn)的凸透鏡的中心軸旋轉(zhuǎn)全方位圖像規(guī)定角度，并在顯示部分的顯示屏上顯示獲得的圖像。
8.按照權(quán)利要求4的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中當(dāng)全方位圖像是圓形的時，監(jiān)視區(qū)設(shè)置部分設(shè)置一個圓形的監(jiān)視區(qū)，使得其參考位置通過光標(biāo)精密可調(diào)，同心地和徑向地劃分全方位監(jiān)視范圍為多個監(jiān)視區(qū)，并連同區(qū)框或區(qū)號一起可識別地顯示多個監(jiān)視區(qū)，分別確定多個圖像區(qū)。
9.按照權(quán)利要求4的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，還包括控制信息設(shè)置部分，用于利用規(guī)定操作輸入部分順序設(shè)置控制信息，用于通過搖拍驅(qū)動和俯仰拍攝驅(qū)動使變焦攝像機(jī)將處于規(guī)定位置并通過變焦驅(qū)動使變焦攝像機(jī)具有規(guī)定放大率，控制顯示在顯示部分的顯示屏上的多個監(jiān)視區(qū)的每個的變焦攝像機(jī)；和控制信息表，用于存儲順序設(shè)置的對應(yīng)于多個監(jiān)視區(qū)的每個的控制信息；其中變換部分從控制信息表和/或從利用規(guī)定計算程序的計算獲得對于由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的控制信息。
10.按照權(quán)利要求9的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中控制信息設(shè)置部分設(shè)置控制信息，使得變焦攝像機(jī)對于安排在不同同心圓范圍的各監(jiān)視區(qū)處于不同的搖拍位置但具有相同俯仰拍攝位置和相同放大率，并使得變焦攝像機(jī)對于安排在不同徑向方向的監(jiān)視區(qū)具有不同的放大率但具有相同的搖拍位置和相同的俯仰拍攝位置。
11.按照權(quán)利要求9的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中控制信息設(shè)置部分對安排在一個徑向方程上的各個監(jiān)視區(qū)設(shè)置控制信息的參考值，并因此對所有監(jiān)視區(qū)自動設(shè)置控制信息的值。
12.按照權(quán)利要求9的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中當(dāng)變焦攝像機(jī)和全方位攝像機(jī)分開規(guī)定距離或更大距離時，控制信息設(shè)置部分對每個監(jiān)視區(qū)的控制信息的搖拍位置、俯仰拍攝位置和放大率的每個的值進(jìn)行校正，使得全方位攝像機(jī)表現(xiàn)參考位置與驅(qū)動變焦攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置匹配。
13.按照權(quán)利要求4的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，還包括圖像存儲部分，用于暫存圓全方位攝像機(jī)逐框拍攝的全方位圖像，其中檢測部分通過執(zhí)行存儲在圖像存儲部分中全方位圖像的連續(xù)框的圖形匹配產(chǎn)生不同圖像，并當(dāng)主體移動時在顯示部分的顯示屏上可識別地顯示不同圖像。
14.按照權(quán)利要求13的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中檢測部分在全方位圖像上顯示在代表具有規(guī)定數(shù)象素的不同圖像位置上彼此交叉的垂直和水平光標(biāo)，并按規(guī)定周期輸出具有垂直和水平光標(biāo)交叉的監(jiān)視區(qū)的區(qū)號到規(guī)定部分。
15.按照權(quán)利要求13的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中當(dāng)按照閾值利用規(guī)定數(shù)象素和規(guī)定密度值產(chǎn)生二進(jìn)制不同圖像時，檢測部分根據(jù)相對于全方位監(jiān)視范圍的監(jiān)視區(qū)的位置改變閾值。
16.按照權(quán)利要求13的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，其中當(dāng)按照閾值利用規(guī)定數(shù)象素和規(guī)定密度值產(chǎn)生二進(jìn)制不同圖像時，檢測部分從一個監(jiān)視區(qū)的圖像的平均密度進(jìn)行檢測，改變一個監(jiān)視區(qū)周圍的亮度和根據(jù)亮度的改變改變閾值。
17.按照權(quán)利要求4的全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)，還包括無效區(qū)設(shè)置部分，利用通過操作輸入部分的輸入操作將全方位監(jiān)視范圍的任意區(qū)預(yù)置為無效，并在顯示部分的顯示屏上可識別地顯示已被預(yù)置為無效的監(jiān)視區(qū)。
18.一種全方位監(jiān)視控制方法，包括以下步驟處理由能在最大360°視角拍全方位圖像的全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像；顯示處理的全方位圖像；設(shè)置全方位圖像的規(guī)定范圍作為全方位監(jiān)視范圍，并劃分全方位監(jiān)視范圍為多個監(jiān)視區(qū)；檢測全方位監(jiān)視范圍中主體的移動；根據(jù)由檢測部分或手工檢測的結(jié)果，規(guī)定各個監(jiān)視區(qū)之一；變換由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的信息為控制信息，用于控制變焦攝像機(jī)將處于變焦拍攝由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的規(guī)定位置和具有規(guī)定的放大率；和根據(jù)由變換部分變換的控制信息，控制變焦攝像機(jī)處于變焦拍攝由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的規(guī)定位置和具有規(guī)定放大率。
19.一種由計算機(jī)執(zhí)行各個步驟的的變焦攝像機(jī)控制程序處理由能在最大360°視角拍全方位圖像的全方位攝像機(jī)拍攝的全方位圖像顯示處理的全方位圖像；設(shè)置全方位圖像的規(guī)定范圍作為全方位監(jiān)視范圍，并劃分全方位監(jiān)視范圍為多個監(jiān)視區(qū)；檢測全方位監(jiān)視范圍中主體的移動；根據(jù)由檢測部分或手工檢測的結(jié)果，規(guī)定各個監(jiān)視區(qū)之一；變換由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的信息為控制信息，用于控制變焦攝像機(jī)將處于變焦拍攝由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的規(guī)定位置和具有規(guī)定的放大率；和根據(jù)由變換部分變換的控制信息，控制變焦攝像機(jī)處于變焦拍攝由規(guī)定部分規(guī)定的監(jiān)視區(qū)的規(guī)定位置和具有規(guī)定放大率。
20.具有存儲著權(quán)利要求19的控制程序的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
全文摘要
全方位監(jiān)視控制系統(tǒng)包括拍攝最大360°視角拍的全方位圖像的全方位攝像機(jī)，至少一個變焦攝像機(jī)用于執(zhí)行位置控制和放大率控制；控制部分用于沿全方位圖像的中心軸旋轉(zhuǎn)全方位圖像一個規(guī)定角度，使得全方位攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置與驅(qū)動至少一個變焦攝像機(jī)的表現(xiàn)參考位置匹配，并驅(qū)動至少一個變焦攝像機(jī)允許由至少一個變焦攝像機(jī)拍攝通過旋轉(zhuǎn)獲得的全方位圖像的規(guī)定監(jiān)視位置；和顯示由全方位攝像機(jī)拍的全方位圖像和由變焦攝像機(jī)拍的變焦圖像的顯示部分。
文檔編號H04N5/225GK1492280SQ0311077
公開日2004年4月28日 申請日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者賀好宣捷, 福原良雄, 三澤賢洋, 洋, 雄 申請人:夏普公司