专利名称：监视摄像机系统、远程－控制监视装置、控制方法、及其控制程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种监视摄像机系统、一种远程-控制监视装置、一种控制方法、及其控制程序。
背景技术：
在本说明书中，“在视线中监视摄像机的移动”为简便起见缩写为“监视摄像机的移动”。用来从远处监视交通情况的监视摄像机系统包括具有摇移/俯仰能力的系统。在这样一种监视摄像机系统中，监视摄像机的摇移/俯仰的方法已知为如下(A)如图8中所示，由监视摄像机拍摄的画面显示在监视器显示画面帧1的监视画面区域1A上，同时用来在四个方向(或八个方向)上移动摄像机的按钮1b被显示在旁边，并且当在按钮1b的任一个上点击鼠标时，监视摄像机在点击期间在按钮的点击方向上移动；(B)如图8中所示，小块1C由监视画面区域1A显示，并且当鼠标在小块1C上被点击或随其拖动时，监视摄像机在对应方向上移动；(C)当作为项(B)的修改与在监视画面区域1A中的任意点1A一起拖动鼠标时，监视摄像机在拖动方向上移动拖动长度；(D)当鼠标在监视画面区域1A中的任意点上被点击或者在方块中被选择时，监视摄像机移动，从而点击点或方块中心位于监视画面区域1A的中心；(E)全景画面通过得到能够用监视摄像机预先拍摄的全范围画面而制备，并且当在全景画面中的任意点上点击鼠标时，监视摄像机移动到该点；及(F)使用诸如操纵杆之类的专用硬件。
现有技术文件包括日本未审查专利申请公报No.2001-268556。
然而，在项(A)和(B)中，当跟踪诸如车辆之类的移动物体时，观察者的眼睛在监视画面区域1A与按钮1b或小块1C之间移动，从而不可能稳定地跟踪移动物体。
在项(A)至(D)中，尽管当监视摄像机在监视画面区域1A中移动时操作性没有问题，但当监视摄像机移动到监视画面区域1A外时必须重复停止/移动，这损坏了操作性。当画面显示在不同的显示器上，或者当再现记录画面时，监视摄像机在重复停止/移动的同时而移动，成为不适当的画面。
此外，在项(E)中，尽管可以从宽视距规定监视画面区域，但在除此之外的操作情况下产生与上述相同的问题。在项(F)中，尽管因为监视摄像机由操纵杆的倾斜和方向确定，所以可得到接近观察者的感觉的操作性，但要求专用硬件，当监视显示由通用个人计算机构造时增加了成本。况且，响应性主要取决于操纵杆的性能(倾斜和方向的分辨率、精度、游隙、及通信速度)。
发明内容
希望在本发明中解决上述问题。
根据本发明的一种监视摄像机系统包括监视摄像机，具有摇移/俯仰能力；显示器，用来在其上显示由监视摄像机拾取的图像；定点装置，用来在视场方向上指示监视摄像机的移动；及远程-控制监视装置，其中远程-控制监视装置包括用来在显示器上显示由监视摄像机拾取的图像并用来在其上显示指示定点装置的坐标位置的指针使得与图像重叠的控制单元，其中当指针通过定点装置的操作在由监视摄像机拾取的图像上从第一点移动到第二点时，控制单元把预定控制信号从远程-控制监视装置传送到监视摄像机，及其中，通过控制信号，控制单元在指针的移动方向上以与第一点与第二点之间的长度成比例的速度移动监视摄像机。
根据本发明，监视摄像机可以简单和通俗地操作。而且，观察者可能不用从监视物体移开视线。此外，不需要专用操作装置，并且摄像机可通过只借助于标准鼠标的远程控制而操作。在远程控制期间，可自由地控制移动方向和速度。结果，可得到接近观察者感觉的操作性。
图1A和1B是根据本发明实施例的一种操作方法和一种系统的监视画面的图；图2A和2B是从图1A和1B继续的图；图3是根据本发明实施例的整个系统的图；图4是根据本发明实施例的操纵例行程序的流程图；图5A和5B是用来表明本发明的图；图6A至6C是用来表明本发明的图；图7是用来表明本发明的特性图；及图8是用来表明传统例子的图。
具体实施例方式概述图1A和1B是用来表明根据本发明监视系统的操作方法和监视画面的显示状态的图。
画面平面41表示监视显示器，并且在画面平面41中除右部分和下部分之外的矩形区域指示为监视画面区域42。在画面平面41的右边，设置有用来提供与传统设备的互换性的变焦按钮43Z、手动聚焦按钮43F、自动聚焦按钮43A、及方向按钮43D。
此外，在画面平面41的下部中，为记录和再现由监视摄像机拍摄的图像，提供各种操作按钮43V。这些操作按钮用鼠标操作。鼠标指针MP被显示成与在监视画面区域42上显示的物体图像相重叠。
然后，监视摄像机的操作按如下进行(1)如图1A中所示，在监视画面区域42中的任意点(坐标)P1上点击鼠标(继续鼠标按钮的按压)。
(2)如图1B中所示，从点P1到任意点(坐标)P2拖动鼠标(在按住鼠标按钮的同时移动鼠标指针)。
(2-1)通过这种拖动，如图1B中所示，从点P1到点P2描绘箭头AR。
(2-2)同时借助于描绘箭头AR，如图2A中所示，监视摄像机在箭头AR的方向上以与箭头AR的长度成比例的速度移动。因而，在监视画面区域42中拍摄的图像在与箭头AR相反的方向上移动。
(2-3)在这种情况下，通过检测在拖动期间在预定时间间隔下鼠标指针MP的坐标P2而进行箭头AR的描绘和监视摄像机的移动。因此，如在图2B中由虚线表示的那样，当鼠标指针MP的坐标P2连续移动时，监视摄像机对应于箭头AR的方向连续地移动。
(3)当在瞄准的视场方向上导引监视摄像机时，取消鼠标拖动(释放鼠标按钮的按压)。
(3-1)然后，在监视画面区域42中的箭头AR消失，并且监视摄像机也被停止。因而，停止监视摄像机以便在瞄准的视场方向上导引它。
当鼠标以这样一种方式操作时，鼠标可以在监视画面区域42的范围内操作，从而观察者不必如此多地在其上看一眼，有助于监视。特别是，当跟踪诸如车辆之类的移动物体时，这可稳定地执行。
当操作鼠标时，如图2A中所示，监视摄像机在箭头AR的方向上以与箭头AR的长度成比例的速度移动，从而即使当监视摄像机移动到监视画面区域42外，它也可被连续地移动而不用重复移动和停止。
由于监视摄像机正在连续地移动，所以当画面显示在不同的显示器上，或者当再现记录的画面时，视场方向被平稳地移动，有助于观看。
此外，由于监视摄像机的移动可用鼠标控制，所以不需要特殊硬件，并且另外可得到对于移动分辨率、精度、及通信速度的足够响应。
系统细节[2-1]每部分的构造图3表示根据本发明的监视系统的整体构造，其中，附图标记10指示监视摄像机，附图标记20指示诸如因特网之类的网络，及附图标记30指示远程-控制监视装置。
监视摄像机10包括视频摄像机本体11、信号处理电路12、及通信电路13。视频摄像机本体11用来拍摄监视物体的画面，并且考虑到夜间拍摄，根据本实施例它包括红外视频摄像机。
信号处理电路12对于从视频摄像机本体11输出的视频信号执行诸如AGC(自动增益控制)、γ校正、及A/D(模数)转换之类的处理。此外，通信电路13把视频信号从信号处理电路12经网络20传送到远程-控制监视装置30，同时接收从远程-控制监视装置30经网络20发送的各类信号。
监视摄像机10也包括驱动机构15和控制电路16。驱动机构15通过控制电路16的控制而机械地移动视频摄像机本体11，从而实现摇移/俯仰。在这种情况下，视频摄像机本体11的速度是可变的。当控制命令和参数供给到控制电路16时，根据控制命令和参数，控制电路16控制驱动机构15，从而控制视频摄像机本体11的移动方向和速度。
就是说，当用来指令视频摄像机本体11开始移动的控制命令、和表示在摇移方向(水平方向)上的速度分量VX和在俯仰方向(竖直方向)上的速度分量VY的参数供给到控制电路16时，视频摄像机本体11以由参数表示的水平速度VX和竖直速度VY开始移动，从而此后继续移动。当供给用来指令视频摄像机本体11停止移动的控制命令时，视频摄像机本体11停止移动。
此外，远程-控制监视装置30在显示由监视摄像机10拍摄的图像的同时，通过远程控制而操作监视摄像机10，并且根据本实施例它包括个人计算机。个人计算机30可以具有通常规格，从而省略详细描述。它包括用来执行程序的CPU(中央处理单元)31、用来存储程序和数据的硬盘32、用于工作区域的存储器33、显示控制电路34、用户接口电路35、及通信电路36。
在这种情况下，硬盘32设有准备在显示器40上显示由监视摄像机10拍摄的图像的软件，同时设有在图4中表示的、作为软件部分准备的例行程序100。例行程序100在以后详细描述。例行程序100如在项[1]中描述的那样，根据鼠标52的操作通过远程控制而操作监视摄像机10。
显示器40连接到显示控制电路34，并且键盘51和鼠标52连接到接口电路35。通信电路36经网络20与通信电路13通信。在这种情况下，在显示器40的画面平面41上的显示图像与参照图1A至2B描述的那些相同。
用监视摄像机10拍摄的图像的视频信号从信号处理电路12供给到通信电路13，并且进一步从通信电路13经网络20传送到个人计算机30。然后，在个人计算机30中，来自监视摄像机10的视频信号被接收到通信电路36，并且接收的视频信号由显示控制电路34处理，并供给到显示器40。
因而，用监视摄像机10拍摄的图像显示在显示器40的监视画面区域42上(图1A至2B)，从而可观察用监视摄像机10拍摄的情况。在观察期间，通过操作操作按钮43V，在监视画面区域42上显示的图像被记录在硬盘32或专用服务器(未表示)上，并且在必要时被再现。
在这时，当操作鼠标52时，执行例行程序100，从而监视摄像机10通过远程控制按如下移动。
监视摄像机10的移动过程从硬盘32读取在图4中表示的例行程序100，以便把它加载到存储器33中。然后，当在由CPU31从例行程序100的步骤101开始的处理中，按压鼠标52的按钮时，在步骤102，得到在这时的鼠标指针MP的坐标P1。以后，在步骤103，确定鼠标52的按钮是否被按压。当它被按压时，过程从步骤103前进到步骤104，在步骤104，得到在这时的鼠标指针MP的坐标P2。
以后，在步骤105，确定在坐标P1与坐标P2之间的距离L12，即确定拖动长度L12是否大于额定值。如果它大于额定值，则过程从步骤105前进到步骤111，在步骤111，执行监视摄像机10的移动处理。
就是说，在步骤111，由鼠标52的拖动长度L12计算水平速度分量VX和竖直速度分量VY(将详细地描述计算方法)，并且然后，在步骤112，产生移动开始的控制信号，并且经通信电路36将其传送到监视摄像机10。就是说，形成用来指令视频摄像机开始移动的控制命令、和表示在摇移方向上的速度分量VX和在俯仰方向上的速度分量VY的参数，并将其传送到监视摄像机10。
然后，对于监视摄像机10，经网络20从通信电路13接收该控制信号，并且接收的控制信号供给到控制电路16。结果，由驱动机构15控制视频摄像机本体11，从而根据传送的控制命令的参数以水平速度分量VX和以竖直速度分量VY开始移动，并且此后继续移动。
然后，在步骤112之后通过CPU31的处理中，过程前进到步骤113，在步骤113，执行连接在坐标P1与坐标P2之间的箭头AR的描绘。在这种描绘中，在第一坐标P1与当前坐标P2之间，在擦除旧箭头AR的同时，新描绘箭头AR。优选的是，箭头AR与是背景的监视画面清晰地区分，从而根据本实施例，箭头AR是红色的，因为视频摄像机本体11是单色红外视频摄像机。
然后，在步骤114，根据监视摄像机10的响应性能和个人计算机30的处理能力取预定等待时间τ，并且然后，过程返回到步骤103。
因此，当按压鼠标52的按钮时，对于周期τ重复步骤103至105和步骤111至114，同时每次这种重复更新箭头AR的描绘和监视摄像机10的速度。结果，当在按压鼠标按钮的同时移动鼠标52时，如图2B中所示，在鼠标指针MP的第一位置P1与鼠标指针MP的当前位置P2之间，描绘箭头AR，同时监视摄像机10在箭头AR的方向上以与箭头AR的长度相对应的速度移动。
然后，当监视摄像机10移动到瞄准视场方向时，如果释放鼠标52的按钮，则这由步骤103确定，从而过程从步骤103前进到步骤121，在步骤121，产生用来指令拍摄机停止移动的控制命令，并且控制命令从通信电路36传送到监视摄像机10。
然后，在监视摄像机10中，从通信电路13接收这种控制命令，并且将其供给到控制电路16。结果，视频摄像机本体11由驱动机构15停止移动。此外，在步骤122，停止描绘箭头AR，并且然后，在步骤123，完成例行程序100。
另外，在步骤105，当在坐标P1与坐标P2之间的距离L12，即鼠标52的拖动距离L12，小于额定值时，过程从步骤105前进到步骤131，在步骤131，与在步骤121中相同的方式，产生用来指令摄像机停止移动的控制命令，并且该控制命令传送到监视摄像机10。然后，在步骤132，停止描绘箭头AR，并且然后，过程返回到步骤103。因此，如果鼠标52的拖动距离L12小于额定值，则拒绝拖动。
以这样一种方式，根据例行程序100，如在项[1]中描述的那样，当通过拖动鼠标52描绘箭头AR时，监视摄像机10可在箭头AR的方向上以与箭头AR的长度成比例的速度移动。
监视摄像机10的速度的计算方法监视摄像机10的移动方向和速度例如可如图5A中表示的那样确定。就是说，在图5A中LX＝X2-X1LY＝Y2-Y1...(11)，其中X1和Y1分别是坐标P1的X坐标和Y坐标；X2和Y2分别是坐标P2的X坐标和Y坐标；LX是鼠标指针MP在摇移方向(X轴方向)上的移动分量；及LY是鼠标指针MP在俯仰方向(Y轴方向)上的移动分量。
这里我们设置
VX＝监视摄像机10在摇移方向上的速度分量VY＝监视摄像机10在俯仰方向上的速度分量，并且公式(11)成为VX＝aX·LX+bXVY＝aY·LY+bY...(12)，其中aX、bX、aY、及bY是预定常数。
以这样一种方式，在例行程序100的步骤111，根据公式(12)，可计算监视摄像机10在摇移方向上和在俯仰方向上的速度分量VX和VY。
通过使速度分量VX和VY的最大和最小值分别与在监视画面区域42中的最大和最小拖动长度相关，可完全使用监视摄像机10的速度的可变范围。然而，不必完全使用它。
图5B表示在鼠标52的拖动长度L12与监视摄像机10的速度V12之间的关系。速度V12是水平速度分量VX和竖直速度分量VY的向量和，即在箭头AR的方向上的速度。在图5B中，为简单起见，bX＝bY＝0。在这种情况下，由公式(12)计算速度V12，从而速度V12相对于拖动长度L12线性地变化。
监视摄像机10的速度控制(第一)在项[3]中，速度V12相对于拖动长度L12线性地变化；可选择地，如图6A中所示，它可以是非线性地变化。即，如图6A中所示，当拖动长度L12小于额定值LTH时，速度V12的变化速率较小，而当拖动长度L12大于额定值LTH时，速度V12的变化速率较大。
此外，在这种情况下，当拖动长度L12小于额定值LTH时，用在图6B中所示的细线并且用蓝色之类的冷色，描绘箭头AR。当拖动长度L12大于额定值LTH时，用在图6C中所示的粗线并且用红色之类的暖色，描绘箭头AR。
以这样一种方式，在L12＜LTH的范围中，即使当大大地拖动鼠标52时，监视摄像机10也缓慢地移动，从而便于监视摄像机10的缓慢移动。在L12≥LTH的范围中，当大大地拖动鼠标52时，监视摄像机10能以较高速度移动。况且，用箭头AR的粗细和颜色可确认速度V12的变化速率，改进操作性。
监视摄像机10的速度控制(第二)参照图7，相对于鼠标52的拖动长度L12监视摄像机10的速度V12的变化速率借助于两步骤变化是可变的。
就是说，当鼠标52是两按钮鼠标时，如果按压左鼠标按钮，则如以直线S表示的那样，速度V12的变化速率较小。如果按压右鼠标按钮，则如以直线F表示的那样，速度V12的变化速率较大。
可选择地，当仅按压鼠标52的按钮时，如以直线S表示的那样，速度V12的变化速率较小。如果在按压键盘51的特定键，如切换键，的同时按压鼠标的按钮，则如以直线F表示的那样，速度V12的变化速率较大。
而且，在这种情况下，当速度V12的变化速率较小时，箭头AR用细线和诸如蓝色之类的颜色描绘。当速度V12的变化速率较大时，箭头AR用粗线和诸如红色之类的颜色描绘。因此，改进当移动监视摄像机10时的操作性。
总结在以上描述的监视摄像机系统中，可以在监视画面区域42的范围内操作鼠标52，而当操作鼠标52时，监视摄像机10在鼠标52的拖动方向上以与拖动长度L12成比例的速度移动。因此，可以简单和通俗地操作鼠标52。观察者可以仅观看监视画面区域42，从而观察者可以不从对象移开视线。
此外，不必添加诸如操纵杆之类的操作装置，从而仅借助于标准鼠标52，可通过远程控制而操作摄像机。在远程控制期间，可自由地控制监视摄像机10的移动方向和速度。因此，几乎能够实现具有观察者感觉的监视。
上述系统不仅在包括一个监视摄像机和个人计算机的小型监视摄像机系统是有效的，而且在进一步包括变焦功能的宽区域监视摄像机系统中是有效的。
其它在以上描述中，在拖动期间，可以识别鼠标指针MP的拖动方向和拖动长度L12，从而箭头AR可以简单地是直线。在项[4-1]或[4-2]中，在速度V12的变化速率是小还是大之间可以切换鼠标指针MP的形状，从而由鼠标指针MP的形状可以识别速度V12的变化速率。
如图6或7中所示，在改变监视摄像机10的速度V12的变化速率时，当在步骤102得到坐标P1时，确定是否按压右和左鼠标按钮的任一个或者与鼠标按钮同时地按压切换键。当在步骤111计算速度分量VX和VY时，根据确定的结果，可以改变因数aX和aY。
而且，在以上描述中，相对于拖动长度L12的速度V12的变化速率借助于两步变化是可变的；可选择地，它可以借助于更多阶段或沿像指数之类的曲线是可变的。也可以通过点击在画面平面41上显示的按钮而改变速度V12的变化速率。况且，描绘箭头AR的允许/禁止也可以是可选择的。
而且，在以上描述中，鼠标52用作定点装置；可选择地，可以使用跟踪球或触摸屏幕。而且，当监视摄像机10的速度不可变时，监视摄像机10可以移动过与在公式(12)中表示的值VX和VY成比例的距离。在这种情况下，通过改变步骤114的等待时间τ，可调节伪速度。
本领域的技术人员应该理解，依据设计要求和其它因素可以想到各种修改、组合、子组合及变更，在此情况下，它们在附属权利要求书或其等效物的范围内。
权利要求
1.一种监视摄像机系统，包括监视摄像机，具有摇移/俯仰能力；显示器，用来在其上显示由监视摄像机拾取的图像；定点装置，用来在视场方向上指示监视摄像机的移动；及远程-控制监视装置，其中，远程-控制监视装置包括用来在显示器上显示由监视摄像机拾取的图像并用来在其上显示指示定点装置的坐标位置的指针使得与图像重叠的控制装置，其中，当指针通过定点装置的操作在由监视摄像机拾取的图像上从第一点移动到第二点时，控制装置把预定控制信号从远程-控制监视装置传送到监视摄像机，及其中，通过控制信号，控制装置在指针的移动方向上以与第一点与第二点之间的长度成比例的速度移动监视摄像机。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，当指针从第一点移动到第二点时，控制装置描绘范围从第一点到第二点的直线。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，当控制装置描绘范围从第一点到第二点的直线时，控制装置按照直线的长度沿视场方向上改变监视摄像机的速度的变化速率。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，当控制装置沿视场方向上改变监视摄像机的速度的变化速率时，控制装置改变直线的粗细和描绘颜色和指针的形状的至少一个。
5.一种远程-控制监视装置，用来通过远程控制操作具有摇移/俯仰能力的监视摄像机，并用来在显示器上显示由监视摄像机拾取的图像，该远程-控制监视装置包括控制装置，该控制装置用来在显示器上显示由监视摄像机拾取的图像，并用来在其上显示指示定点装置的坐标位置的指针使得与图像重叠，其中，当定点装置的指针通过定点装置的操作在由监视摄像机拾取的图像上从第一点移动到第二点时，控制装置产生用来在指针的移动方向上以与第一点与第二点之间的长度成比例的速度移动监视摄像机的控制信号，以便把控制信号传送到监视摄像机。
6.一种监视摄像机系统的控制方法，用来通过远程控制操作具有摇移/俯仰能力的监视摄像机，并用来在显示器上显示由监视摄像机拾取的图像，该控制方法包括步骤在显示器上显示由监视摄像机拾取的图像；在显示器上显示指示定点装置的坐标位置的指针，使得与在第一步骤显示的图像重叠；当定点装置的指针通过定点装置的操作在由监视摄像机拾取的图像上从第一点移动到第二点时，产生在指针的移动方向上以与指针速度成比例的速度移动监视摄像机的控制信号；及把在第三步骤产生的控制信号传送到监视摄像机。
7.一种用来在监视摄像机系统中通过远程控制而操作监视摄像机的程序产品，该监视摄像机系统用来通过远程控制操作具有摇移/俯仰能力的监视摄像机，并用来在显示器上显示由监视摄像机拾取的图像，该程序产品按如下步骤运行计算机在显示器上显示由监视摄像机拾取的图像；在显示器上显示指示定点装置的坐标位置的指针，使得与在第一步骤显示的图像重叠；当定点装置的指针通过定点装置的操作在由监视摄像机拾取的图像上从第一点移动到第二点时，产生在指针的移动方向上以与指针速度成比例的速度移动监视摄像机的控制信号；及把在第三步骤产生的控制信号传送到监视摄像机。
全文摘要
本发明涉及监视摄像机系统、远程－控制监视装置、控制方法、及其控制程序，其中所述监视摄像机系统包括监视摄像机，具有摇移/俯仰能力；显示器，用来在其上显示由监视摄像机拾取的图像；定点装置，用来在视场方向上指示监视摄像机的移动；及远程－控制监视装置，包括用来在显示器上显示图像并用来在其上显示指示定点装置的坐标位置的指针使得与图像重叠的控制单元，并且当指针在图像上从第一点移动到第二点时，控制单元把预定控制信号从远程－控制监视装置传送到监视摄像机，及通过控制信号，控制单元在指针的移动方向上以与第一点与第二点之间的长度成比例的速度移动监视摄像机。
文档编号H04N7/18GK1937765SQ200610121340
公开日2007年3月28日 申请日期2006年8月21日 优先权日2005年9月20日
发明者池田幸雄 申请人:索尼株式会社