監視攝像機系統、遠程－控制監視裝置、控制方法、及其控制程序的製作方法
2023-06-06 15:11:16
專利名稱：監視攝像機系統、遠程－控制監視裝置、控制方法、及其控制程序的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種監視攝像機系統、一種遠程-控制監視裝置、一種控制方法、及其控制程序。
背景技術：
在本說明書中，「在視線中監視攝像機的移動」為簡便起見縮寫為「監視攝像機的移動」。用來從遠處監視交通情況的監視攝像機系統包括具有搖移/俯仰能力的系統。在這樣一種監視攝像機系統中，監視攝像機的搖移/俯仰的方法已知為如下(A)如圖8中所示，由監視攝像機拍攝的畫面顯示在監視器顯示畫面幀1的監視畫面區域1A上，同時用來在四個方向(或八個方向)上移動攝像機的按鈕1b被顯示在旁邊，並且當在按鈕1b的任一個上點擊滑鼠時，監視攝像機在點擊期間在按鈕的點擊方向上移動；(B)如圖8中所示，小塊1C由監視畫面區域1A顯示，並且當滑鼠在小塊1C上被點擊或隨其拖動時，監視攝像機在對應方向上移動；(C)當作為項(B)的修改與在監視畫面區域1A中的任意點1A一起拖動滑鼠時，監視攝像機在拖動方向上移動拖動長度；(D)當滑鼠在監視畫面區域1A中的任意點上被點擊或者在方塊中被選擇時，監視攝像機移動，從而點擊點或方塊中心位於監視畫面區域1A的中心；(E)全景畫面通過得到能夠用監視攝像機預先拍攝的全範圍畫面而製備，並且當在全景畫面中的任意點上點擊滑鼠時，監視攝像機移動到該點；及(F)使用諸如操縱杆之類的專用硬體。
現有技術文件包括日本未審查專利申請公報No.2001-268556。
然而，在項(A)和(B)中，當跟蹤諸如車輛之類的移動物體時，觀察者的眼睛在監視畫面區域1A與按鈕1b或小塊1C之間移動，從而不可能穩定地跟蹤移動物體。
在項(A)至(D)中，儘管當監視攝像機在監視畫面區域1A中移動時操作性沒有問題，但當監視攝像機移動到監視畫面區域1A外時必須重複停止/移動，這損壞了操作性。當畫面顯示在不同的顯示器上，或者當再現記錄畫面時，監視攝像機在重複停止/移動的同時而移動，成為不適當的畫面。
此外，在項(E)中，儘管可以從寬視距規定監視畫面區域，但在除此之外的操作情況下產生與上述相同的問題。在項(F)中，儘管因為監視攝像機由操縱杆的傾斜和方向確定，所以可得到接近觀察者的感覺的操作性，但要求專用硬體，當監視顯示由通用個人計算機構造時增加了成本。況且，響應性主要取決於操縱杆的性能(傾斜和方向的解析度、精度、遊隙、及通信速度)。
發明內容
希望在本發明中解決上述問題。
根據本發明的一種監視攝像機系統包括監視攝像機，具有搖移/俯仰能力；顯示器，用來在其上顯示由監視攝像機拾取的圖像；定點裝置，用來在視場方向上指示監視攝像機的移動；及遠程-控制監視裝置，其中遠程-控制監視裝置包括用來在顯示器上顯示由監視攝像機拾取的圖像並用來在其上顯示指示定點裝置的坐標位置的指針使得與圖像重疊的控制單元，其中當指針通過定點裝置的操作在由監視攝像機拾取的圖像上從第一點移動到第二點時，控制單元把預定控制信號從遠程-控制監視裝置傳送到監視攝像機，及其中，通過控制信號，控制單元在指針的移動方向上以與第一點與第二點之間的長度成比例的速度移動監視攝像機。
根據本發明，監視攝像機可以簡單和通俗地操作。而且，觀察者可能不用從監視物體移開視線。此外，不需要專用操作裝置，並且攝像機可通過只藉助於標準滑鼠的遠程控制而操作。在遠程控制期間，可自由地控制移動方向和速度。結果，可得到接近觀察者感覺的操作性。
圖1A和1B是根據本發明實施例的一種操作方法和一種系統的監視畫面的圖；圖2A和2B是從圖1A和1B繼續的圖；圖3是根據本發明實施例的整個系統的圖；圖4是根據本發明實施例的操縱例行程序的流程圖；圖5A和5B是用來表明本發明的圖；圖6A至6C是用來表明本發明的圖；圖7是用來表明本發明的特性圖；及圖8是用來表明傳統例子的圖。
具體實施例方式概述圖1A和1B是用來表明根據本發明監視系統的操作方法和監視畫面的顯示狀態的圖。
畫面平面41表示監視顯示器，並且在畫面平面41中除右部分和下部分之外的矩形區域指示為監視畫面區域42。在畫面平面41的右邊，設置有用來提供與傳統設備的互換性的變焦按鈕43Z、手動聚焦按鈕43F、自動聚焦按鈕43A、及方向按鈕43D。
此外，在畫面平面41的下部中，為記錄和再現由監視攝像機拍攝的圖像，提供各種操作按鈕43V。這些操作按鈕用滑鼠操作。滑鼠指針MP被顯示成與在監視畫面區域42上顯示的物體圖像相重疊。
然後，監視攝像機的操作按如下進行(1)如圖1A中所示，在監視畫面區域42中的任意點(坐標)P1上點擊滑鼠(繼續滑鼠按鈕的按壓)。
(2)如圖1B中所示，從點P1到任意點(坐標)P2拖動滑鼠(在按住滑鼠按鈕的同時移動滑鼠指針)。
(2-1)通過這種拖動，如圖1B中所示，從點P1到點P2描繪箭頭AR。
(2-2)同時藉助於描繪箭頭AR，如圖2A中所示，監視攝像機在箭頭AR的方向上以與箭頭AR的長度成比例的速度移動。因而，在監視畫面區域42中拍攝的圖像在與箭頭AR相反的方向上移動。
(2-3)在這種情況下，通過檢測在拖動期間在預定時間間隔下滑鼠指針MP的坐標P2而進行箭頭AR的描繪和監視攝像機的移動。因此，如在圖2B中由虛線表示的那樣，當滑鼠指針MP的坐標P2連續移動時，監視攝像機對應於箭頭AR的方向連續地移動。
(3)當在瞄準的視場方向上導引監視攝像機時，取消滑鼠拖動(釋放滑鼠按鈕的按壓)。
(3-1)然後，在監視畫面區域42中的箭頭AR消失，並且監視攝像機也被停止。因而，停止監視攝像機以便在瞄準的視場方向上導引它。
當滑鼠以這樣一種方式操作時，滑鼠可以在監視畫面區域42的範圍內操作，從而觀察者不必如此多地在其上看一眼，有助於監視。特別是，當跟蹤諸如車輛之類的移動物體時，這可穩定地執行。
當操作滑鼠時，如圖2A中所示，監視攝像機在箭頭AR的方向上以與箭頭AR的長度成比例的速度移動，從而即使當監視攝像機移動到監視畫面區域42外，它也可被連續地移動而不用重複移動和停止。
由於監視攝像機正在連續地移動，所以當畫面顯示在不同的顯示器上，或者當再現記錄的畫面時，視場方向被平穩地移動，有助於觀看。
此外，由於監視攝像機的移動可用滑鼠控制，所以不需要特殊硬體，並且另外可得到對於移動解析度、精度、及通信速度的足夠響應。
系統細節[2-1]每部分的構造圖3表示根據本發明的監視系統的整體構造，其中，附圖標記10指示監視攝像機，附圖標記20指示諸如網際網路之類的網絡，及附圖標記30指示遠程-控制監視裝置。
監視攝像機10包括視頻攝像機本體11、信號處理電路12、及通信電路13。視頻攝像機本體11用來拍攝監視物體的畫面，並且考慮到夜間拍攝，根據本實施例它包括紅外視頻攝像機。
信號處理電路12對於從視頻攝像機本體11輸出的視頻信號執行諸如AGC(自動增益控制)、γ校正、及A/D(模數)轉換之類的處理。此外，通信電路13把視頻信號從信號處理電路12經網絡20傳送到遠程-控制監視裝置30，同時接收從遠程-控制監視裝置30經網絡20發送的各類信號。
監視攝像機10也包括驅動機構15和控制電路16。驅動機構15通過控制電路16的控制而機械地移動視頻攝像機本體11，從而實現搖移/俯仰。在這種情況下，視頻攝像機本體11的速度是可變的。當控制命令和參數供給到控制電路16時，根據控制命令和參數，控制電路16控制驅動機構15，從而控制視頻攝像機本體11的移動方向和速度。
就是說，當用來指令視頻攝像機本體11開始移動的控制命令、和表示在搖移方向(水平方向)上的速度分量VX和在俯仰方向(豎直方向)上的速度分量VY的參數供給到控制電路16時，視頻攝像機本體11以由參數表示的水平速度VX和豎直速度VY開始移動，從而此後繼續移動。當供給用來指令視頻攝像機本體11停止移動的控制命令時，視頻攝像機本體11停止移動。
此外，遠程-控制監視裝置30在顯示由監視攝像機10拍攝的圖像的同時，通過遠程控制而操作監視攝像機10，並且根據本實施例它包括個人計算機。個人計算機30可以具有通常規格，從而省略詳細描述。它包括用來執行程序的CPU(中央處理單元)31、用來存儲程序和數據的硬碟32、用於工作區域的存儲器33、顯示控制電路34、用戶接口電路35、及通信電路36。
在這種情況下，硬碟32設有準備在顯示器40上顯示由監視攝像機10拍攝的圖像的軟體，同時設有在圖4中表示的、作為軟體部分準備的例行程序100。例行程序100在以後詳細描述。例行程序100如在項[1]中描述的那樣，根據滑鼠52的操作通過遠程控制而操作監視攝像機10。
顯示器40連接到顯示控制電路34，並且鍵盤51和滑鼠52連接到接口電路35。通信電路36經網絡20與通信電路13通信。在這種情況下，在顯示器40的畫面平面41上的顯示圖像與參照圖1A至2B描述的那些相同。
用監視攝像機10拍攝的圖像的視頻信號從信號處理電路12供給到通信電路13，並且進一步從通信電路13經網絡20傳送到個人計算機30。然後，在個人計算機30中，來自監視攝像機10的視頻信號被接收到通信電路36，並且接收的視頻信號由顯示控制電路34處理，並供給到顯示器40。
因而，用監視攝像機10拍攝的圖像顯示在顯示器40的監視畫面區域42上(圖1A至2B)，從而可觀察用監視攝像機10拍攝的情況。在觀察期間，通過操作操作按鈕43V，在監視畫面區域42上顯示的圖像被記錄在硬碟32或專用伺服器(未表示)上，並且在必要時被再現。
在這時，當操作滑鼠52時，執行例行程序100，從而監視攝像機10通過遠程控制按如下移動。
監視攝像機10的移動過程從硬碟32讀取在圖4中表示的例行程序100，以便把它加載到存儲器33中。然後，當在由CPU31從例行程序100的步驟101開始的處理中，按壓滑鼠52的按鈕時，在步驟102，得到在這時的滑鼠指針MP的坐標P1。以後，在步驟103，確定滑鼠52的按鈕是否被按壓。當它被按壓時，過程從步驟103前進到步驟104，在步驟104，得到在這時的滑鼠指針MP的坐標P2。
以後，在步驟105，確定在坐標P1與坐標P2之間的距離L12，即確定拖動長度L12是否大於額定值。如果它大於額定值，則過程從步驟105前進到步驟111，在步驟111，執行監視攝像機10的移動處理。
就是說，在步驟111，由滑鼠52的拖動長度L12計算水平速度分量VX和豎直速度分量VY(將詳細地描述計算方法)，並且然後，在步驟112，產生移動開始的控制信號，並且經通信電路36將其傳送到監視攝像機10。就是說，形成用來指令視頻攝像機開始移動的控制命令、和表示在搖移方向上的速度分量VX和在俯仰方向上的速度分量VY的參數，並將其傳送到監視攝像機10。
然後，對於監視攝像機10，經網絡20從通信電路13接收該控制信號，並且接收的控制信號供給到控制電路16。結果，由驅動機構15控制視頻攝像機本體11，從而根據傳送的控制命令的參數以水平速度分量VX和以豎直速度分量VY開始移動，並且此後繼續移動。
然後，在步驟112之後通過CPU31的處理中，過程前進到步驟113，在步驟113，執行連接在坐標P1與坐標P2之間的箭頭AR的描繪。在這種描繪中，在第一坐標P1與當前坐標P2之間，在擦除舊箭頭AR的同時，新描繪箭頭AR。優選的是，箭頭AR與是背景的監視畫面清晰地區分，從而根據本實施例，箭頭AR是紅色的，因為視頻攝像機本體11是單色紅外視頻攝像機。
然後，在步驟114，根據監視攝像機10的響應性能和個人計算機30的處理能力取預定等待時間τ，並且然後，過程返回到步驟103。
因此，當按壓滑鼠52的按鈕時，對於周期τ重複步驟103至105和步驟111至114，同時每次這種重複更新箭頭AR的描繪和監視攝像機10的速度。結果，當在按壓滑鼠按鈕的同時移動滑鼠52時，如圖2B中所示，在滑鼠指針MP的第一位置P1與滑鼠指針MP的當前位置P2之間，描繪箭頭AR，同時監視攝像機10在箭頭AR的方向上以與箭頭AR的長度相對應的速度移動。
然後，當監視攝像機10移動到瞄準視場方向時，如果釋放滑鼠52的按鈕，則這由步驟103確定，從而過程從步驟103前進到步驟121，在步驟121，產生用來指令拍攝機停止移動的控制命令，並且控制命令從通信電路36傳送到監視攝像機10。
然後，在監視攝像機10中，從通信電路13接收這種控制命令，並且將其供給到控制電路16。結果，視頻攝像機本體11由驅動機構15停止移動。此外，在步驟122，停止描繪箭頭AR，並且然後，在步驟123，完成例行程序100。
另外，在步驟105，當在坐標P1與坐標P2之間的距離L12，即滑鼠52的拖動距離L12，小於額定值時，過程從步驟105前進到步驟131，在步驟131，與在步驟121中相同的方式，產生用來指令攝像機停止移動的控制命令，並且該控制命令傳送到監視攝像機10。然後，在步驟132，停止描繪箭頭AR，並且然後，過程返回到步驟103。因此，如果滑鼠52的拖動距離L12小於額定值，則拒絕拖動。
以這樣一種方式，根據例行程序100，如在項[1]中描述的那樣，當通過拖動滑鼠52描繪箭頭AR時，監視攝像機10可在箭頭AR的方向上以與箭頭AR的長度成比例的速度移動。
監視攝像機10的速度的計算方法監視攝像機10的移動方向和速度例如可如圖5A中表示的那樣確定。就是說，在圖5A中LX＝X2-X1LY＝Y2-Y1...(11)，其中X1和Y1分別是坐標P1的X坐標和Y坐標；X2和Y2分別是坐標P2的X坐標和Y坐標；LX是滑鼠指針MP在搖移方向(X軸方向)上的移動分量；及LY是滑鼠指針MP在俯仰方向(Y軸方向)上的移動分量。
這裡我們設置
VX＝監視攝像機10在搖移方向上的速度分量VY＝監視攝像機10在俯仰方向上的速度分量，並且公式(11)成為VX＝aX·LX+bXVY＝aY·LY+bY...(12)，其中aX、bX、aY、及bY是預定常數。
以這樣一種方式，在例行程序100的步驟111，根據公式(12)，可計算監視攝像機10在搖移方向上和在俯仰方向上的速度分量VX和VY。
通過使速度分量VX和VY的最大和最小值分別與在監視畫面區域42中的最大和最小拖動長度相關，可完全使用監視攝像機10的速度的可變範圍。然而，不必完全使用它。
圖5B表示在滑鼠52的拖動長度L12與監視攝像機10的速度V12之間的關係。速度V12是水平速度分量VX和豎直速度分量VY的向量和，即在箭頭AR的方向上的速度。在圖5B中，為簡單起見，bX＝bY＝0。在這種情況下，由公式(12)計算速度V12，從而速度V12相對於拖動長度L12線性地變化。
監視攝像機10的速度控制(第一)在項[3]中，速度V12相對於拖動長度L12線性地變化；可選擇地，如圖6A中所示，它可以是非線性地變化。即，如圖6A中所示，當拖動長度L12小於額定值LTH時，速度V12的變化速率較小，而當拖動長度L12大於額定值LTH時，速度V12的變化速率較大。
此外，在這種情況下，當拖動長度L12小於額定值LTH時，用在圖6B中所示的細線並且用藍色之類的冷色，描繪箭頭AR。當拖動長度L12大於額定值LTH時，用在圖6C中所示的粗線並且用紅色之類的暖色，描繪箭頭AR。
以這樣一種方式，在L12＜LTH的範圍中，即使當大大地拖動滑鼠52時，監視攝像機10也緩慢地移動，從而便於監視攝像機10的緩慢移動。在L12≥LTH的範圍中，當大大地拖動滑鼠52時，監視攝像機10能以較高速度移動。況且，用箭頭AR的粗細和顏色可確認速度V12的變化速率，改進操作性。
監視攝像機10的速度控制(第二)參照圖7，相對於滑鼠52的拖動長度L12監視攝像機10的速度V12的變化速率藉助於兩步驟變化是可變的。
就是說，當滑鼠52是兩按鈕滑鼠時，如果按壓左滑鼠按鈕，則如以直線S表示的那樣，速度V12的變化速率較小。如果按壓右滑鼠按鈕，則如以直線F表示的那樣，速度V12的變化速率較大。
可選擇地，當僅按壓滑鼠52的按鈕時，如以直線S表示的那樣，速度V12的變化速率較小。如果在按壓鍵盤51的特定鍵，如切換鍵，的同時按壓滑鼠的按鈕，則如以直線F表示的那樣，速度V12的變化速率較大。
而且，在這種情況下，當速度V12的變化速率較小時，箭頭AR用細線和諸如藍色之類的顏色描繪。當速度V12的變化速率較大時，箭頭AR用粗線和諸如紅色之類的顏色描繪。因此，改進當移動監視攝像機10時的操作性。
總結在以上描述的監視攝像機系統中，可以在監視畫面區域42的範圍內操作滑鼠52，而當操作滑鼠52時，監視攝像機10在滑鼠52的拖動方向上以與拖動長度L12成比例的速度移動。因此，可以簡單和通俗地操作滑鼠52。觀察者可以僅觀看監視畫面區域42，從而觀察者可以不從對象移開視線。
此外，不必添加諸如操縱杆之類的操作裝置，從而僅藉助於標準滑鼠52，可通過遠程控制而操作攝像機。在遠程控制期間，可自由地控制監視攝像機10的移動方向和速度。因此，幾乎能夠實現具有觀察者感覺的監視。
上述系統不僅在包括一個監視攝像機和個人計算機的小型監視攝像機系統是有效的，而且在進一步包括變焦功能的寬區域監視攝像機系統中是有效的。
其它在以上描述中，在拖動期間，可以識別滑鼠指針MP的拖動方向和拖動長度L12，從而箭頭AR可以簡單地是直線。在項[4-1]或[4-2]中，在速度V12的變化速率是小還是大之間可以切換滑鼠指針MP的形狀，從而由滑鼠指針MP的形狀可以識別速度V12的變化速率。
如圖6或7中所示，在改變監視攝像機10的速度V12的變化速率時，當在步驟102得到坐標P1時，確定是否按壓右和左滑鼠按鈕的任一個或者與滑鼠按鈕同時地按壓切換鍵。當在步驟111計算速度分量VX和VY時，根據確定的結果，可以改變因數aX和aY。
而且，在以上描述中，相對於拖動長度L12的速度V12的變化速率藉助於兩步變化是可變的；可選擇地，它可以藉助於更多階段或沿像指數之類的曲線是可變的。也可以通過點擊在畫面平面41上顯示的按鈕而改變速度V12的變化速率。況且，描繪箭頭AR的允許/禁止也可以是可選擇的。
而且，在以上描述中，滑鼠52用作定點裝置；可選擇地，可以使用跟蹤球或觸控螢幕幕。而且，當監視攝像機10的速度不可變時，監視攝像機10可以移動過與在公式(12)中表示的值VX和VY成比例的距離。在這種情況下，通過改變步驟114的等待時間τ，可調節偽速度。
本領域的技術人員應該理解，依據設計要求和其它因素可以想到各種修改、組合、子組合及變更，在此情況下，它們在附屬權利要求書或其等效物的範圍內。
權利要求
1.一種監視攝像機系統，包括監視攝像機，具有搖移/俯仰能力；顯示器，用來在其上顯示由監視攝像機拾取的圖像；定點裝置，用來在視場方向上指示監視攝像機的移動；及遠程-控制監視裝置，其中，遠程-控制監視裝置包括用來在顯示器上顯示由監視攝像機拾取的圖像並用來在其上顯示指示定點裝置的坐標位置的指針使得與圖像重疊的控制裝置，其中，當指針通過定點裝置的操作在由監視攝像機拾取的圖像上從第一點移動到第二點時，控制裝置把預定控制信號從遠程-控制監視裝置傳送到監視攝像機，及其中，通過控制信號，控制裝置在指針的移動方向上以與第一點與第二點之間的長度成比例的速度移動監視攝像機。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，當指針從第一點移動到第二點時，控制裝置描繪範圍從第一點到第二點的直線。
3.根據權利要求2所述的系統，其中，當控制裝置描繪範圍從第一點到第二點的直線時，控制裝置按照直線的長度沿視場方向上改變監視攝像機的速度的變化速率。
4.根據權利要求3所述的系統，其中，當控制裝置沿視場方向上改變監視攝像機的速度的變化速率時，控制裝置改變直線的粗細和描繪顏色和指針的形狀的至少一個。
5.一種遠程-控制監視裝置，用來通過遠程控制操作具有搖移/俯仰能力的監視攝像機，並用來在顯示器上顯示由監視攝像機拾取的圖像，該遠程-控制監視裝置包括控制裝置，該控制裝置用來在顯示器上顯示由監視攝像機拾取的圖像，並用來在其上顯示指示定點裝置的坐標位置的指針使得與圖像重疊，其中，當定點裝置的指針通過定點裝置的操作在由監視攝像機拾取的圖像上從第一點移動到第二點時，控制裝置產生用來在指針的移動方向上以與第一點與第二點之間的長度成比例的速度移動監視攝像機的控制信號，以便把控制信號傳送到監視攝像機。
6.一種監視攝像機系統的控制方法，用來通過遠程控制操作具有搖移/俯仰能力的監視攝像機，並用來在顯示器上顯示由監視攝像機拾取的圖像，該控制方法包括步驟在顯示器上顯示由監視攝像機拾取的圖像；在顯示器上顯示指示定點裝置的坐標位置的指針，使得與在第一步驟顯示的圖像重疊；當定點裝置的指針通過定點裝置的操作在由監視攝像機拾取的圖像上從第一點移動到第二點時，產生在指針的移動方向上以與指針速度成比例的速度移動監視攝像機的控制信號；及把在第三步驟產生的控制信號傳送到監視攝像機。
7.一種用來在監視攝像機系統中通過遠程控制而操作監視攝像機的程序產品，該監視攝像機系統用來通過遠程控制操作具有搖移/俯仰能力的監視攝像機，並用來在顯示器上顯示由監視攝像機拾取的圖像，該程序產品按如下步驟運行計算機在顯示器上顯示由監視攝像機拾取的圖像；在顯示器上顯示指示定點裝置的坐標位置的指針，使得與在第一步驟顯示的圖像重疊；當定點裝置的指針通過定點裝置的操作在由監視攝像機拾取的圖像上從第一點移動到第二點時，產生在指針的移動方向上以與指針速度成比例的速度移動監視攝像機的控制信號；及把在第三步驟產生的控制信號傳送到監視攝像機。
全文摘要
本發明涉及監視攝像機系統、遠程－控制監視裝置、控制方法、及其控制程序，其中所述監視攝像機系統包括監視攝像機，具有搖移/俯仰能力；顯示器，用來在其上顯示由監視攝像機拾取的圖像；定點裝置，用來在視場方向上指示監視攝像機的移動；及遠程－控制監視裝置，包括用來在顯示器上顯示圖像並用來在其上顯示指示定點裝置的坐標位置的指針使得與圖像重疊的控制單元，並且當指針在圖像上從第一點移動到第二點時，控制單元把預定控制信號從遠程－控制監視裝置傳送到監視攝像機，及通過控制信號，控制單元在指針的移動方向上以與第一點與第二點之間的長度成比例的速度移動監視攝像機。
文檔編號H04N7/18GK1937765SQ200610121340
公開日2007年3月28日 申請日期2006年8月21日 優先權日2005年9月20日
發明者池田幸雄 申請人:索尼株式會社