CN1554985A - 摄像系统、显示以及控制方法、控制程序和可读记录介质 - Google Patents

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Abstract

组合摄像机系统，包括控制部分，执行用于集中在其规定部分上的全方位图像数据的至少一个变焦摄像机的位置控制和放大率控制，全方位图像数据是用在360度的最大视角上拍摄全方位图像的全方位摄像机获得的；和显示部分，用于显示全方位摄像机拍摄的全方位图像和变焦摄像机拍摄的变焦图像。

Description

摄像系统、显示以及控制方法、 控制程序和可读记录介质
技术领域
本发明涉及组合摄像机，用能捕获最大视角为360度的信息的全方位摄像机拍摄全方位图像，和通过变焦摄像机拍摄的包括由全方位图像自动和手工规定的图像区的变焦摄影区；变焦摄像机图像显示控制方法和用它的变焦摄像机控制方法，和能用于该控制方法的控制程序，和其中存储有程序的计算机可读记录介质。
背景技术
通常安装在例如金融机构和超级市场中作为保安装置的监视摄像机包括固定型摄像机和可在枢轴上旋转的摄像机。通常，管理人员在他们的办公室里察看用例如监视摄像机的监视装置获得的视频信息，管理人员可以由例如入侵者或火引起的任何异常的情况并采取紧急措施。
允许管理人员监视在监视装置的屏幕上由监视摄像机拍摄的视频信息的监视器必然是尺寸大而且价格昂贵。甚至这种大的仪器仍然不足以准确监视远处的犯罪目标。
通常的安全监视装置包括报警装置，它用(i)感知阻断激光射线或红外线的入侵者的传感器；或(ii)感知火或漏气的传感器报警。当这种安全装置用这种传感器报警时，管理人员能识别发生的异常情况，但是，从用肉眼看到的异常的程度或细节不能获得准确的信息。
随着犯罪量逐年的增加，要求安全监视系统在不要求管理人员特别注视的情况下，监视犯罪目标并能在远处准确确认发生的异常情况。
为了解决上述的问题，日本特许公开No.3-84700公开了“远端监视装置”，日本特许公开No.4-176484公开了“游戏大厅里的监视系统”，日本特许公开No.11-259775中公开了“监视系统”。
日本特许公开No.3-84700公开的“远端监视装置”操作如下。多个传感器分散在多块显示区中，使每个传感器能检测各个监视区块中的异常情况。当检测异常情况时，异常的检测信号和电视摄像机拍摄的视频信号传送到监视办公室中的终端。终端自动显示异常的位置图像和相关信息。因此，能容易而准确的识别在异常的位置的状态。
日本特许公开No.4-176484公开的“游戏大厅里的监视系统”操作如下。监视视频摄像机设置在监视游戏机的监视状态，根据异常的检测装置所获得的信息的分析结果确定异常情况。视频摄像机的屏幕上显示游戏机的视频信息。因此，可以用低的设备费用提高对每台游戏机的监视效率。
日本特许公开No.11-259775中公开的“监视系统”操作如下。用广域摄像机拍摄监视区的图像，拍摄的图像与正常图像比较，找出差别。因此，检测异常情况。当出现异常时，用广域摄像机拍摄异常的图像，并用变焦摄像机拍摄重要位置的图像。广域摄像机拍摄的图像和用变焦摄像机拍摄的图像传送到终端计算机。因此，在远处的管理人员可以比较仔细的识别异常的状态，并准确的确定异常的程度。
上述的技术有以下问题。
日本特许公开No.3-84700公开的“远端监视装置”中，传感器分散。这就是说，传感器只能检测装载有传感器的位置的异常状态。此外，一定类型的传感器只能检测各个类型的异常状态。其中的问题是会降低分散的传感器的的可靠性，难以控制TV摄像机相对传感器的位置。
日本特许公开No.4-176484公开的“游戏大厅里的监视系统”中，异常检测装置包括要装在每个游戏机附近的各种传感器。因此，只能检测装载有传感器的位置处的异常情况。其他问题是，传感器装载的环境会引起传感器异常，而且，控制TV摄像机相对各个传感器位置很麻烦。
日本特许公开No.11-259775中公开的“监视系统”中，广域摄像机起一个传感器的作用，用于根据差别比较监视目标图像和正常状态图像和检测的异常性。针对一些重要位置设置变焦摄像机。变焦摄像机不具有跟踪广域摄像机拍摄的异常位置的结构，变焦摄像机有位置和受控制的放大率。因此，有多个重要位置时，必须用肉眼检测出现异常情况的重要位置。这就要求同时获取多个重要位置的图像。
发明内容
按本发明的一个方面，组合摄像机系统包括：控制部分，用于执行位置控制，和至少一个变焦摄像机的放大率控制，用于控制集中在其规定的部分上的全方位图像数据的放大率，用全方位摄像机获取的全方位图像数据自适应在360度的最大视角上拍摄全方位图像；显示部分，用于显示用全方位摄像机拍摄的全方位图像和用变焦摄像机拍摄的变焦图像。
按本发明的一个实施例，用摄像机跟随拍摄物摇动驱动和俯仰驱动来执行控制拍摄位置的位置控制，用变焦驱动执行放大率控制。
按本发明的一个实施例，全方位图像数据的规定部分分割设在拍摄图像中的图像区。
按本发明的一个实施例，控制部分包括：分割部分，它将显示部分上显示的全方位图像分割成多个图像区；规定部分，用于从多个图像区用自动或手工方式规定至少一个图像区；转换部分，它使用指定部分指定的至少一个区上的信息转换成控制在规定位置的变焦摄像机的控制信息，有用于拍摄用指定部分指定的图像区的规定的放大率；变焦摄像机控制部分，用于控制在规定位置的变焦摄像机，在转换部分转换的控制信息基础上，有用于拍摄用指定部分指定的图像区的规定的放大率。
按本发明的一个实施例，全方位摄像机包括光学系统，用回旋的抛物镜或双曲性凸透镜，或鱼眼镜投射全方位图像。
按本发明的一个实施例，组合摄像机系统还包括控制信息设置部分，用于预设控制规定位置处的变焦摄像机的控制信息，有用分割部分分割成的多个图像区中的每个图像区的规定的放大率；和控制信息表，用于存储对应多个图像区中的每个图像区的位置的预定控制信息。转换部分，获得从控制信息表和/或用规定的计算程序计算的用指定部分指定的图像区的控制信息。
按本发明的一个实施例，组合摄像机系统还包括图像存储器部分，用于暂时存储用全方位摄像机逐帧拍摄的全方位图像；和移动主体检测部分，通过执行存储在图像存储器中的全方位图像的连续帧的图形匹配来检测移动主体的移动。检测过的移动主体是用变焦摄像机拍摄的移动照片，移动主体的放大图像显示在显示部分的显示屏上。
按本发明的一个实施例，全方位图像是圆形时，分割部分同心的或径向的分割全方位图像，并与区域帧确定的多个图像区一起显示全方位图像的多个图像区。
按本发明的一个实施例，分割部分与区域帧和确定多个图像区的区域编码一起显示全方位图像的多个图像区。控制信息设置部分预设控制在规定位置处的变焦摄像机的控制信息，有用于带区域编码的多个图像区中的每个图像区的规定的放大率。
按本发明的一个实施例，组合摄像机系统还包括伤残区设置部分，预设由于环境干扰而不稳定的全方位图像的任何区域为伤残区。伤残区设置部分损坏规定部分对图像区的规定。
按本发明的一个实施例，组合摄像机系统还包括监视区设定部分，用于设定全方位图像中的至少一个监视区；和报警信息输出部分，当移动主体检测部分检测到移动主体进入监视区时输出报警信息。变焦摄像机变焦拍摄进入监视区的移动主体并在显示部分的显示屏上显示移动主体的拍摄图像。
按本发明的一个实施例，组合摄像机系统还包括远端控制器，它通过无线或有线通信线连接到全方位摄像机或变焦摄像机用全方位摄像机拍摄的全方位图像或变焦摄像机拍摄的图像经通信线传送到远端控制器。
按本发明的一个实施例，远端控制器包括至少一个分割部分，规定部分和转换部分。
按本发明的另一方面，组合摄像机图像显示方法包括：处理步骤，对集中在其规定部分上的全方位图像数据的至少一个变焦摄像机执行位置控制和放大率控制，用全方位摄像机拍摄的全方位图像数据自适应在360度的最大视角上拍摄的全方位图像；并显示用全方位摄像机拍摄的全方位图像和用变焦摄像机拍摄的变焦图像。
按本发明的又一方面，变焦摄像机控制方法，对设置的全方位图像数据集中在其规定部分上的至少一个变焦摄像机执行位置控制和放大率控制。用全方位摄像机拍摄的全方位图像数据自适应在360度的最大视角上拍摄的全方位图像。方法包括：用全方位摄像机拍摄的全方位图像的显示步骤；显示部分的显示屏上显示的全方位图像分割成多个图像区的步骤；从多个图像区自动或手工规定至少一个图像区的步骤；用指定部分指定的至少一个图像区上的信息转换成控制在规定位置的变焦摄像机的控制信息，并有用于拍摄用指定部分指定的图像区的规定的放大率；和在转换部分转换的控制信息的基础上，控制在规定位置的变焦摄像机，并有用于拍摄用指定部分指定的图像区的规定的放大率。
按本发明的又一方面，提供控制程序，以使计算机执行：用全方位摄像机拍摄的全方位图像的显示步骤；显示屏上显示的全方位图像分割成多个图像区的分割步骤；从多个图像区中自动、或手工规定至少一个图像区的步骤；指定部分指定的至少一个图像区上的信息转换成控制在规定位置的变焦摄像机的控制信息的步骤，有拍摄用指定部分指定的图像区的规定的放大率；和在转换部分转换的控制信息的基础上，控制在规定位置的变焦摄像机，并有拍摄用指定部分指定的图像区的规定的放大率。
按本发明的又一方面，提供其中存储有上述的控制程序的计算机可读记录介质。
按本发明的又一方面，提供使计算机执行上述的组合摄像机图像显示控制方法的处理步骤的控制程序。
如上所述，按本发明，集中在全方位图像数据的规定部分执行变焦摄像机的位置控制和放大率控制，和显示全方位图像和变焦图像。当全方位图像中同时包括多个重要位置时，用全方位摄像机拍摄，在全方位图像中包括规定的图像区时，用变焦摄像机变焦拍摄。在全方位图像中规定的图像区，容易设置变焦摄像机的位置。
用全方位摄像机拍摄的360度的最大视角上的全方位图像分割成多个图像区。自动或手工规定多个图像区中感兴趣的图像区。因此，用可以驱动成摇动、俯仰和变焦的变焦摄像机变焦拍摄规定的感兴趣的图像区。由于可以用一个全方位摄像机拍摄大面积的监视区，因此，不需要安装多个监视传感器，例如，不需要安装用于自动规定目标图像区的检测传感器或输入传感器。
分割全方位图像而获得的多个图像区用作多个检测传感器或输入传感器，以计算和控制自动或手工规定的图像区的控制信息。根据控制信息，变焦摄像机被控制在规定的位置(以假设规定的拍摄方向)，和具有规定的放大率。
变焦摄像机能跟踪包括在全方位摄像机拍摄的全方位图像中的移动主体，变焦拍摄移动主体，和在显示部分的显示屏上显示移动主体的放大图像。
圆形全方位图像分割成多个图像区的情况下，设定控制在规定位置中的变焦摄像机的控制信息，而且，多个图像区中的每个图像区有规定的放大率，能有效执行分割，能显示图像区，以容易识别。
可以预设控制变焦摄像机在规定位置的控制信息，设置有各个区域编码的多个图像区中的每个图像区有规定的放大率，同时，观看在显示部分的显示屏上显示的全方位图像。
全方位图像中由于环境影响而不稳定的图像区可以预先作废。因此，可以从全方位图像自动准确的检测移动主体或异常性，因而，能精确控制变焦摄像机的位置和放大率，以确定移动主体或异常的位置。
可以为一个全方位摄像机设置要按不同方向拍摄的多个监视区。检测进入监视区的移动主体时，输出包括报警声的报警信息，变焦摄像机变焦到移动主体，以在显示部分的显示屏上显示移动主体的图像。
可以通过通信线远端控制全方位摄像机和变焦摄像机。因此，在安装计算机的位置，执行上述的全方位图像分割，预设控制每个规定的图像区的位置和放大率的控制信息，包括规定的图像的区域的拍摄和显示。
因此，这里所述的发明提供有可能具有以下优点的组合摄像机，即，用全方位摄像机同时拍摄包括在全方位图像中的多个重要的位置，和以容易控制的变焦摄像机位置，变焦拍摄全方位图像中的规定区；本发明提供变焦摄像机图像显示控制方法和用它的变焦摄像机控制方法；控制方法用的程序；和其中存储有程序的计算机可读记录介质。
通过阅读和理解结合附图所作的以下描述，本行业的技术人员将更清楚本发明的这些优点和其他优点。
附图说明
图1显示按本发明的组合摄像机系统的基本结构的示意图；
图2显示出用图1所示的组合摄像机系统的监视系统的例子；
图3是显示图1所示的组合摄像机系统的部分结构的框图；
图4是显示图1所示组合摄像机系统中包括的全方位摄像机的光学系统的部分结构的透视图；
图5是按本发明实施例的显示例(1)，用于设置控制信息；
图6是按本发明实施例的显示例(2)，用于设置控制信息；
图7显示按本发明实施例的显示例(3)用于设置控制信息；
图8显示按本发明实施例的显示例(4)用于检测移动主体；
图9是按本发明实施例的显示例(5)，用于设置无效区；和
图10是图1所示组合摄像机系统的基本操作过程的流程图。
具体实施方式
以下参见附图用实施例描述本发明，但本发明不限于这些实施例。
图1显示按本发明的组合摄像机系统10的基本结构的示意图。
图1中组合摄像机系统10包括变焦摄像机1，全方位摄像机2，远端控制器3，用作变焦摄像机控制部分的变焦摄像机控制单元4，监视器5，连接这些元件以使这些元件相互通信的通信线6a-6d。
变焦摄像机1包括：例如，变焦透镜，包括CCD的成像部分(拍摄部分)，和驱动部分，用于驱动和控制变焦透镜到摇动(按水平方向移动规定位置)，俯仰(按垂直方向移动规定位置)和变焦(有规定的放大率)。变焦摄像机还包括通信部分，用于通过无线或有线发送控制信号。在从变焦摄像机控制单元4输出的控制信息基础上，通过摇动和俯仰，驱动和控制变焦摄像机1到规定位置，通过变焦使其有规定的放大率。例如：
变焦率：光学变焦：X23；
        电子变焦：X10
在预设的时间的变焦速度：MAX1.6秒
预设的编码：255(255位置和放大率)
全方位摄像机2包括：例如，光学系统(例如，回旋凸透镜，或鱼眼镜)，用于投射在360度的最大视角上的区域的光学图像，和成像部分(拍摄部分)，包括CCD，用于拍摄光学图像作为圆形全方位图像。例如，从全方位摄像机2检测半径为1.5米的区域(监视区)。
远端控制器3包括，例如，个人计算机，它可以通过无线或有线与其他装置通信。远端控制器3包括图像区分割部分(分割部分)，用于分割全方位摄像机2拍摄的全方位图像成多个图像区；图像区规定部分(规定部分)，用于从用图像区分割部分获得的多个图像区中自动或手工规定至少一个图像区；控制信息转换部分(转换部分)，用于用指定部分指定的图像区上的信息转换成控制变焦摄像机1的控制信息，通过摇动驱动和俯仰驱动使变焦摄像机1移动到规定位置，和通过变焦使由指定部分指定的图像区的拍摄有规定的放大率；和显示部分，用于在显示屏上显示用全方位摄像机2拍摄的全方位图像。
变焦摄像机控制单元4包括计算机，计算机有例如，CPU，ROM，RAM，和I/O部分。在从远端控制器3供给的控制信息的基础上，变焦摄像机控制单元4控制变焦摄像机1的位置和放大率。变焦摄像机控制单元4有通过无线或有线与其他装置通信的功能。
监视器5包括，例如，液晶显示器(LCD)，等离子显示器(PD)或电致发光显示器(ELD)。监视器5显示用变焦摄像机1拍摄的图像。
通信线6a-6d中，通信线6a用NTSC系统使全方位摄像机2和远端控制器3相互通信。通信线6a把全方位摄像机2拍摄的全方位图像发送到远端控制器3。通信线6b用RS-232C系统使远端控制器3和变焦摄像机控制单元4相互连接。通信线6b把控制在规定位置(假设规定的拍摄方向)的变焦摄像机的控制信息发送到变焦摄像机控制单元4，并有规定的放大率。通信线6c用RS-485系统使变焦摄像机控制单元4和变焦摄像机1相互连接，以使变焦摄像机控制单元4控制变焦摄像机1的位置和放大率，用于变焦规定的图像区。通信线6d用NTSC系统连接变焦摄像机1和监视器5。通信线6d发送变焦摄像机1变焦拍摄的图像到监视器5。
本实施例中，变焦摄像机控制单元4设置成分开的单元。或者，变焦摄像机控制单元4包括在远端控制器3或变焦摄像机1中。变焦摄像机1和全方位摄像机2都有通过无线或有线与其他装置连接的功能。
图2显示出包括图1所示的组合摄像机系统的监视系统的例子。与图1中一致的元件用一致的参考数字指示，在此对它们不再描述。
图2中的组合摄像机系统10连续监视例如：学校的院子/学校大门/体育馆/电影院入口，停车场，办公室，仓库，公寓或娱乐场所等等要监视的位置，用全方位摄像机2在没有死角的大范围(360度的视角)内进行监视。检测到入侵者M时，控制变焦摄像机1对准入侵者M，并按规定的放大率变焦拍摄入侵者M。用与远端控制器3分开设置但作为远端控制器3的显示部分的监视器5显示图像。入侵者M的放大图像既可以显示在远端控制器3的显示屏上也可以显示在监视器5的显示屏上。
在本实施例中，如图2所示，变焦摄像机1和全方位摄像机2安装在学校入口的上面。用全方位摄像机2检测通过学校大门进入学校的入侵者M，并用变焦摄像机1变焦拍摄。入侵者M的放大图像显示在安装在监视室内的监视器5上。
尽管在图2中没有显示，用于远端控制全方位摄像机2的远端控制器3，用于控制变焦摄像机1的位置和放大率的变焦摄像机控制单元4，和用于与远端控制器3通信的通信线6a-6d，变焦摄像机1，全方位摄像机2等还安装在监视室中。
图3是图1所示的组合摄像机系统10的部分结构的框图。与图1中一致的元件用一致的参考数字指示，在此对它们不再描述。
如上所述，图3中，组合摄像机系统10包括：变焦摄像机1，全方位摄像机2，远端控制器3，作为变焦摄像机控制部分的变焦摄像机控制单元4，监视器5，和通信线6(如图1所示的6a-6d)。组合摄像机系统还包括报警信息输出装置7。
变焦摄像机1包括：例如，成像部分(拍摄部分)1a；驱动部分1b，用于驱动和控制变焦透镜到摇动(按水平方向移动到规定位置)，到俯仰(按垂直方向移动到规定位置)和到变焦(有规定的放大率)；和通信部分1c，用于经无线或有线与其他装置通信，用于发送控制信号和图像信号。在从变焦摄像机控制单元4发送的控制信号的基础上，控制变焦摄像机1到规定的位置和规定的放大率。驱动部分1b包括：例如，脉冲马达，直流伺服马达，超声马达或编码器，和有位置和放大率的自动高速三维控制功能。
如图3所示，全方位摄像机2包括：光学系统2a；含CCD的成像部分(拍摄部分)2b；和通信部分2c，用于经无线或有线与其他装置通信，用于发送控制信息和图像信息。
光学系统2a包括：例如，旋转凸体的抛物透镜或双曲凸透镜，和鱼眼镜，和用于固定包括在成像部分2b中的CCD摄像机用的圆柱体或杯形透光体。光学系统2a投射图像在360的全方位视角上。例如，光学系统2a投射用透镜和鱼眼镜由旋转凸体的透镜反射的投射光(聚集光)获得的光学图像。
成像部分2b包括CCD摄像机，CCD摄像机包括，例如，成像透镜，CCD部分，A/D转换电路，和图像处理电路。成像部分2b拍摄由光学系统2a投射的光学图像作为全方位图像数据。
变焦摄像机控制单元4包括计算机，计算机包括，例如，CPU，ROM，RAM和I/O部分。变焦摄像机控制单元4还有经无线或有线与其他装置通讯的功能。在远端控制器3供给的控制信息的基础上，变焦摄像机控制单元4控制变焦摄像机1的位置和放大率。
监视器5包括：液晶显示器(LCD)，等离子显示器(PD)，电致发光显示器(ELD)，或各种其他的显示器。监视器5还有经无线或有线与其他装置通信的功能。监视器5接收从远端控制器3用变焦摄像机1变焦拍摄的放大图像，并在其显示屏上显示放大的图像。
通信线6包括多根通信线，用于用例如NTSC，RS-232C，或RS-485系统发送信号。通信线6可以用无线LAN，用于规定的短距离空中发送信号的通信，例如，发送IrDAC控制系统的红外线信号或兰牙系统的无线电波信号的通信。
报警信息输出装置7包括，例如，蜂鸣器，扬声器，和警灯。当例如入侵者M的移动主体(图2)进入监视区时，报警信息输出装置7输出包括报警声和报警光的报警信息。
远端控制器3包括：控制部分3a，程序存储器3b，缓冲存储器3c，图像存储器部分3d，显示部分3e，控制信息表3f，操作输入装置3g，通信部分3h，和在这些部分之间发送数据的总线3i。
控制部分3a包括：计算机的CPU(中心处理单元)。在控制程序的基础上，控制部分3a控制组合摄像机系统10的组成部分。以下描述控制部分3a的详细结构。
程序存储器3b包括，例如，可读记录介质，例如，ROM，EPROM，EEPROM，Floppy盘，光盘(例如CD)或硬盘。程序存储器3b存储控制程序，用于启动控制部分3a和使控制部分3a执行各种操作。
缓冲存储器3c包括，例如，可读记录介质，例如，RAM，EPROM，EEPROM，Floppy盘或硬盘。缓冲存储器3c暂时存储要控制的数据。
图像存储器部分3d包括，例如，可读记录介质，例如，RAM，EPROM，EEPROM，Floppy盘，或硬盘。图像存储器部分3d暂时存储用全方位摄像机2逐帧拍摄的全方位图像。
显示部分3e包括，例如，液晶显示器(LCD)，等离子显示器(PD)，或电致发光显示器(ELD)。显示部分3e在其显示屏上显示全方位摄像机2拍摄的全方位图像。
控制信息部分3f包括，例如，可读记录介质，例如，RAM，EPROM，EEPROM，Floppy盘或硬盘。控制信息部分3f存储下述的控制部分3a中包括的控制信息设置部分33a预设的，即，位置上的信息、拍摄方向的信息，和变焦摄像机1的放大率，与每个图像区对应的控制信息，例如，区域的编号或每个图像区的表示坐标。
操作输入装置3g包括，例如，鼠标和键盘。
通信部分3h包括，例如，天线，调制解调器(信号调制和解调器，无线信号转换电路。或通信线连接电路。通信部分3h可经通信线6与全方位摄像机2，变焦摄像机控制单元4，监视器5，报警信息输出装置7等等通信。
现在描述远端控制器3的控制部分3a的详细结构。控制部分3a包括：分割部分31a，规定部分32a，控制信息设置部分33a，转换部分34a，移动主体检测部分35a，无效区设置部分36a，监视区设置部分37a，和指示器的光标控制部分38a。控制部分3a通过变焦摄像机控制单元4，用摇动和俯仰驱动，驱动变焦摄像机1到规定的位置，并有用于用全方位摄像机2拍摄集中在其规定部分上的全方位图像数据的放大率。
在控制程序的分割程序的基础上，分割部分31a分割全方位图像，例如，同心的和径向的全方位图像。之后，分割部分31a显示与清楚确定每个分割的图像区的区域框和加到每个分割的图像区上的区域编号一起的全方位图像的分割的图像区。
根据由操作输入装置3g发出的规定操作指令和控制程序的规定程序，在显示的多个图像区中，规定部分32a自动或手工规定用区域框(或图像框的规定编号)界定的图像区(或图像区的规定编号)，和区域编号(或区域编号的规定编号)。
根据操作输入装置3g发出的操作设置指令和控制程序的控制信息设置程序，控制信息设置部分33a，在图像区接图像区的基础上，预设控制变焦摄像机1的位置和放大率的控制信息。
在控制程序的转换程序的基础上，转换部分34a将规定部分32a规定的图像区上的信息转换成控制用于拍摄用规定部分32a规定的图像区的变焦摄像机1的位置和放大率的控制信息。在转换程序基础上，转换部分34a，用规定的计算过程，从控制信息表3f和/或从计算，可以获得用于规定的图像区的控制信息。
在控制程序的移动主体检测程序的基础上，移动主体检测部分35a执行已存储在图像存储器3d中的全方位图像的连续帧的图形匹配，以建立差图像。在差图像基础上，移动主体检测部分35a检测包括改变图像的物体，例如图2所示的入侵者M的移动物体的移动。用变焦摄像机1变焦拍摄检测到的移动物体，并在监视器5和/或显示部分3e的显示屏上显示检测到的移动物体的放大图像。
在操作输入装置3g发出的操作设置指令和控制程序的无效区设置程序的基础上，无效区已设置装置36a预设置全方位图像中由于环境影响而不稳定的任何区域为无效区。术语“由于环境影响而不稳定的图像区”的意思是指，有按正常状态移动的物体，或者是入侵者的太小的移动物体，或者是引起异常状态的任何事情的图像区。无效区域设置部分36a也可以在显示部分3e上显示已经预设为无效的图像区，以指示图像区。当已经用规定部分32a规定了预设为无效的图像时，无效区域设置部分36a可以无效规定。
根据操作输入装置3g发出的操作设置指令和控制程序的监视区设置程序，监视区设置部分37a在全方位区中设置至少一个监视区。除已经由无效区域设置部分36a无效的图像区外的任何图像区都可以设置成监视区。
根据操作输入装置3g发出的操作设置指令和控制程序的显示器光标控制程序，指示器的光标控制部分38a控制指示器的光标在显示屏上的位置。
本实施例中有上述结构的组合摄像机系统10，用于监视系统中时，能提供以下的效果。
(1)全方位摄像机2能在没有死角的360度的视角内实施监视。
(2)全方位摄像机2和通用的变焦摄像机1组合，能实现高质量变焦图像的高速显示。
(3)通过全方位摄像机2检测移动物体和用通用的变焦摄像机1变焦拍摄移动物体而提供自动跟踪功能。
(4)全方位摄像机2实现广域检测。
(5)变焦拍摄有高速手工跟踪集中在其规定区域上的全方位图像的功能。
上述的控制程序存储在下述的远端控制器3中的规定的可读记录存储器中。
程序存储器3b存储在显示屏上显示全方位摄像机2拍摄的图像的显示步骤；全方位图像分割成多个图像区的分割步骤；从分割的多个图像区中自动或手工规定至少一个图像区的规定步骤；和将规定的图像区上的信息转换成控制变焦摄像机1在规定的位置中和规定的图像区有规定的放大率的控制信息的转换步骤。
变焦摄像机控制单元4中的存储器部分存储控制变焦摄像机1的位置和放大率的变焦摄像机控制步骤，以拍摄在转换的控制信息基础上用规定部分32a规定的图像区。
用计算机至少执行上述的步骤。控制程序还包括，例如，控制信息设置步骤，监视区设置步骤，无效区设置步骤，指定用这些步骤中的每个步骤规定的图像区的指定步骤，报警信息输出控制步骤，和变焦图像显示步骤。
图4是显示全方位摄像机2的光学系统2a(图3)的部分结构的透视图。
图4中，光学系统2a包括旋转凸体的镜子。当双曲线绕Z轴旋转时，产生两片双曲面。在Z＞0时，旋转凸透镜的镜面在一个双曲面的凸面上。
用下式表示一个双曲面：
{(X2+Y2)/a2}-Z2/b2＝-1
c2＝(a2+b2)
这里“a”和“b”是确定双曲面的形状的常数。“c”是确定双曲面的焦点位置的常数。这些等式和常数包括在将全方位图像转换成全方位图像或透视图像的转换信息中。例如，这些等式和常数预先存储在图3中的程序存储器3b中。
旋转凸体的镜子有两个焦点，即，第一焦点I和第二焦点II。从镜子的外边进入并指向第一焦点I的光被光学系统2a(旋转凸镜)反射，被完全指向第二焦点II。
旋转凸体的镜子的旋转轴与成像部分2b的摄像机透镜的光轴匹配，摄像机透镜的第一基点位于焦点II。由于用这种配置，用成像部分2b拍摄的图像有在第一焦点I的视点的中心。当当用第一焦点作为观看中心来观看图像时，按观看方向的视点位置不变。
图5显示出按本发明该实施例的显示例(1)。显示例(1)用于设置控制信息。
图5显示出在显示部分3e的显示屏上显示的窗口51。窗口51显示出圆形的全方位图像52，和下拉菜单53。当用鼠标或键盘执行输入操作而启动控制信息设置部分33a时出现下拉菜单53。启动控制信息设置部分33a以将全方位图像52分割成多个图像区，并给每个图像区加区域编号(预设编号)。
图6显示出按本发明该实施例的显示例(2)。显示例(2)用于设置控制信息。
图6显示出在显示部分3e的显示屏上显示的窗口61。窗口61显示出圆形的全方位图像62的一部分，和窗口63。当用鼠标或键盘执行输入操作而启动控制信息设置部分33a时出现窗口63。启动控制信息设置部分33a以将全方位图像62分割成多个图像区，并给每个图像区加区域编号(预设编号)。窗口63允许用户输入要将全方位图像62同心和径向等分成多少图像区的数字。
本例中，全方位图像62分割成5个同心圆。图6中的窗口63显示出包括在5个同心圆中的图像区的数目。图7显示出分割后的全方位图像62。这里，全方位图像62分成255个图像区。
图7显示出按本发明该实施例的显示例(3)。显示例(3)用于设置控制信息。
图7显示出在显示部分3e的显示屏上显示的窗口71。窗口51显示出圆形的全方位图像72，和根据窗口63(图6)中输入的数字同心和径向等分全方位图像72所获得的图像帧73，和给分割的图像区分别加区域编号74。图7中，为了简化说明只显示出一些区域编号，但是，在各个图像区中实际上显示出1到155个区域编号。
按1到255个分割图像区中的每个图像区设置控制变焦摄像机1的位置和放大率的控制信息。本例中，全方位图像72分成255个图像区，变焦摄像机1可以变焦到任何图像区，例如，变焦到编号为255的图像区。
图8显示出按本发明该实施例的显示例(4)。显示例(4)用于检测移动主体。
图8显示出在显示部分3e的显示屏上显示的窗口81。窗口81显示出最阴暗的全方位图像82的一部分，差图像数据83，垂直的显示器光标线84，水平的显示器光标线85，和垂直的显示器光标线84以水平的显示器光标线85的交叉点86。执行存储在图像存储器部分3d中的全方位图像82的连续帧的图形匹配获得差图像数据82(白的部分)。差图像数据表示由于例如移动主体移动而使图像中的一部分变化的图像。在规定的指标基础上垂直和水平显示器光标线84和85跟踪不同的数据，例如白部区域的大小是否在规定值以上，交叉点86表示移动主体的位置。通过自动规定包括用交叉点86表示的位置的区域，包括该位置的图像区上的信息转换成用变焦摄像机1变焦拍摄该区域的控制信息。
图9显示出按本发明该实施例的显示例(5)。显示例(5)用于设置无效区。
图9显示出在显示部分3e的显示屏上显示的窗口91。窗口91显示圆形全方位图像92，在窗口63(图6)中输入的数字的基础上用分割部分31a等分全方位图像92获得的图像帧93，和用无效设置部分36a预设为无效的图像区94。如上述的，无效设置部分36a预设全方位图像中由于环境影响而不稳定的任何图像区为无效区。由无效设置部分36a预设为无效的图像区94不受规定部分32a的规定，或使转换部分34a的转换。
图10是图1所示组合摄像机系统10的基本操作流传图。
如图10所示，在步骤S1中拍摄全方位图像。更具体的说，用全方位摄像机2拍摄全方位摄像机2周围360度视角上的全方位图像。
步骤S2中，获得的全方位图像显示在显示部分3e的显示屏上。
步骤S3中，确定是否要设置全方位图像的控制信息。要设置控制信息时(是)操作进入步骤S16。如果不设置控制信息(不)，操作进入步骤S4。
步骤S4中，确定要变焦拍摄的全方位图像中的图像区是否是自动确定。当要变焦拍摄的全方位图像中的图像区是自动确定的(是)时，操作进入步骤S5。当要变焦拍摄的全方位图像中的图像区不是自动确定的(不)时，操作进入步骤S15。
步骤S5中，确定是否有已经用无效区设置部分36a预设为无效的图像区。如果有预设为无效的区域(是)，操作进入步骤S6。如果没有预设为无效的区域(不)，操作进入步骤S7。
步骤S6中，除预设为无效的图像区外的全方位图像逐帧暂时存储在图像存储器部分3d中。之后，操作进入步骤S8。
步骤S7中，由于没有预设为无效的图像区，所以，整个全方位图像暂时逐帧存储在图像存储器部分3d中。
步骤S8中，用移动主体检测部分35a确定全方位图像中是否有差图像数据。差图像数据是由于移动主体的移动而在两个连续帧之间位移的图像数据。如果有这样的数据(是)，那么确定已经检测到移动主体。如果没有这样的数据(不)，那么确定没有检测到移动主体，操作返回到步骤S6。步骤S6中，已经存储在图像存储器部分3d中的全方位图像的连续帧进行图形匹配，以建立差图像。差图像表示由移动主体移动而引起的图像数据的位移。在差图像基础上，确定是否有移动主体。
步骤S9中，用规定部分32a使显示器光标跟踪位移规定值或更高的图像数据，以主要指示全方位图像中存在差图像数据的图像区。之后，顺序规定对应图像数据的图像区的区域编号。
步骤S10中，用转换部分34a，将规定部分32a规定的图像区(例如，图像区的区域编号)上的信息转换成预设控制信息。
步骤S11中，用通信部分3h经一根通信线6发送转换后的信息到变焦摄像机控制单元4。
步骤S12中，变焦摄像机控制单元4在通过一根通信线6收到的控制信息的基础上控制变焦摄像机1的位置和放大率。
步骤S13中，用变焦摄像机1变焦拍摄目标图像区。
步骤S14中，变焦拍摄的图像显示在监视曲的显示屏上。因此，操作完成。
步骤S15中，全方位图像不是变焦拍摄的(步骤S4中，“不”)时，用通过鼠标接收操作规范指令的规定部分32a规定要用变焦摄像机1变焦拍摄的图像区的区域编号。之后，操作图到步骤S10。
步骤S16中，要设置控制信息时(步骤S3中“是”)，用分割部分31a同心和径向分割显示部分3e上显示的全方位图像。显示全方位图像中的每个分割的图像区的区域框，并给每个分割的图像区加区域编号。
步骤S17中，步骤S16后，用控制信息设置部分33a预设控制信息，以控制加有各个区域编号的每个图像区用的变焦摄像机1的位置和放大率。
步骤S18中，步骤S17后，预设控制信息存储在控制信息表3f中。之后，操作进入步骤S4。
如上所述，按本发明本实施例的组合摄像机系统10包括：适合于驱动到摇动，俯仰和变焦的变焦摄像机1；包含光学系统2a和成像部分2b的全方位摄像机2，其中，所述的光学系统2a在360度的最大视角上投射光学图像，所述的成像部分2b用于拍摄作为全方位图像的光学图像；显示拍摄的全方位图像的显示部分3e；显示的全方位图像分割成多个图像区的分割部分31a；自动或手工规定多个图像区中的至少一个图像区的规定部分32a；将用规定部分32a规定的图像区上的信息转换成控制信息的转换部分34a，以控制要拍摄规定的图像区的变焦摄像机1在规定的位置中和有规定的放大率；和变焦摄像机控制单元4，在转换的控制信息的基础上，控制拍摄规定的图像区的变焦摄像机1的位置和放大率。由于这样的结构，所以，组合摄像机系统10能用全方位摄像机2拍摄包括多个重要位置的图像的全方位图像，并同时显示包括在全方位图像中的这些重要位置的图像。组合摄像机系统10也可以要求用变焦摄像机1变焦拍摄全方位图像区中的规定图像区。
上述例中，远端控制器3经无线或有线通信线6连接到全方位摄像机2和变焦摄像机1，或者，远端控制器和变焦摄像机控制单元4组合成一个单元，或者，远端控制器3设置在全方位摄像机2附近，和变焦摄像机1作为控制器。
上述例中，组合摄像机系统10包括：一个变焦摄像机2。本发明不限于这种结构。远端控制器3的控制部分3a可以通过变焦摄像机控制单元4控制变焦本发明的位置和放大率。这种情况下，显示部分3e的多个显示屏对应多个变焦摄像机，或者，一个显示屏可以显示对应多个连续的变焦摄像机的多个图像
上述的例子中，通过摇动驱动和俯仰驱动控制变焦摄像机的位置，通过变焦驱动控制变焦摄像机的放大。摇动驱动，俯仰驱动和变焦驱动只是控制位置和放大率的例子，本发明不限于此。
如上所述，按本发明，变焦摄像机的位置控制和放大率控制集中在全方位图像数据的规定部分上执行，并显示全方位图像和变焦图像。用全方位摄像机同时拍摄多个重要位置的图像作为包括在全方位图像中的图像用变焦摄像机变焦拍摄全方位图像中的规定图像区。通过规定全方位图像中的规定图像区，很容易设置变焦摄像机的位置。
用全方位摄像机拍摄的360度的最大视角上的全方位图像分成多个图像区，自动或手工规定多个图像区中更兴趣的图像区。因此，用可以驱动到摇动，俯仰和变焦的变焦摄像机变焦拍摄感兴趣的规定的图像区。由于用一个全方位摄像机拍摄大面积的监视面，因此，没有必要安装多个监视传感器，例如，用于自动规定目标图像区的多个检测传感器或输入传感器。
分割全方位图像获得的多个图像区作为多个检测传感器或输入传感器，以计算自动或手工规定的图像区的控制信息。在控制信息基础上，变焦摄像机控制在规定的位置(假设规定的拍摄方向)和有规定的放大率。
变焦摄像机可以跟踪全方位摄像机拍摄的全方位图像中包括的移动主体，并在显示部分的显示屏上显示移动主体的放大图像。
圆形全方位图像分割成多个图像区的情况下，设置控制变焦摄机的控制信息，使变焦摄像机处于拍摄每个图像区规定的位置和有规定的放大率，能有效的进行分割和显示图像，以容易标识。
可以预设控制变焦摄机的控制信息，使变焦摄像机处于拍摄有各个区域编号的多个图像区中每一个图像区规定的位置和有规定的放大率，同时观看在显示部分的显示屏上显示的全方位图像。
可以预先无效全方位图像中的由于环境影响而不稳定的图像区。因此，可以自动精确检测全方位图像中的移动主体或异常情况，因而，能精确控制变焦摄像机的位置和放大率，以检测移动主体或异常情况出现的位置。
一个全方位图像可以设置按不同拍摄方向拍摄的多个监视区。当检测到进入监视区的移动主体时，输出包括报警声的报警信息，而变焦摄像机变焦到移动主体以在显示部分的显示屏上显示移动主体的图像。
可以通过通信线对全方位摄像机和变焦摄像机进行远端控制。因此，在安装计算机的位置执行上述的全方位图像分割，预设控制拍摄规定图像区的变焦摄像机的位置和放大率的控制信息，并拍摄和显示包括规定的图像区的区域。
对本行业技术人员而言，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还会出现和容易进行各个其他的改进。而且本发明并不限于前面描述的内容，而是由后面的权利要求书界定本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种组合摄像机系统，包括：
控制部分，用于对集中在其规定部分上的全方位图像数据，进行定位控制和至少一个变焦率的放大率控制，所述全方位图像数据是用能在360度的最大视角上进行拍摄的全方位摄像机获得的；和
显示部分，用于显示全方位摄像机拍摄的全方位图像和用变焦摄像机拍摄的变焦图像。
2.按权利要求1的组合摄像机系统，其中，通过摇动驱动和俯仰驱动执行控制拍摄位置的定位控制，通过全方位驱动执行放大率控制。
3.按权利要求1的组合摄像机系统，其中，全方位图像数据的规定部分是设在拍摄图像中的分割的图像区。
4.按权利要求1的组合摄像机系统，其中，控制部分包括：
分割部分，将显示部分的显示屏上显示的全方位图像分割成多个图像区；
指定部分，从多个图像区自动或手工指定至少一个图像区；
转换部分，将指定部分指定的至少一个图像区上的信息转成控制信息，用于将变焦摄像机控制在规定位置并有规定的放大率，以对指定部分指定的图像区域进行拍摄；和
变焦摄像机控制部分，用于根据由转换部分转换的控制信息，将变焦摄像机控制在规定位置并有规定的放大率，以对由指定部分指定的图像区域进行拍摄。
5.按权利要求1的组合摄像机系统，其中，全方位摄像机包括光学系统，用旋转凸体的抛物镜或双曲面镜或鱼眼透镜投射全方位图像。
6.按权利要求4的组合摄像机系统，还包括：
控制信息设置部分，对于由分割部分获得的多个图像区域的每一个，用于预设控制信息，以将变焦摄像机控制在规定位置并有规定放大率；和
控制信息表，用于存储对应多个图像区中的每个图像区的位置的预设控制信息，
其中，转换部分从控制信息表和/或用规定的计算程序计算获得用于由指定部分指定的图像区的控制信息。
7.按权利要求4的组合摄像机系统，还包括：
图像存储器部分，用于暂时存储全方位摄像机逐帧拍摄的全方位图像；和
移动主体检测部分，通过执行存储在图像存储器部分中的全方位图像的连续帧的图形匹配来检测移动主体的移动；
其中，检测的移动主体是用变焦摄像机变焦拍摄的，移动主体的放大图像显示在显示部分的显示屏上。
8.按权利要求4的组合摄像机系统，其中，当全方位图像是圆形时，分割部分同心地和径向地分割全方位图像，并显示与确定多个图像区的区域框一起的全方位图像的多个图像区。
9.按权利要求6的组合摄像机系统，其中，分割部分显示与确定多个图像区的区域框和区域编号一起的全方位图像的多个图像区，对于设置有区域编号的多个图像区域的每一个，控制信息设置部分预设控制信息，以将变焦摄像机控制在规定位置并有规定放大率
10.按权利要求4的组合摄像机系统，还包括无效区设置部分，预设全方位图像中由于环境影响而不稳定的任何区为无效区，
其中，无效区设置部分无效由指定部分对图像区的指定。
11.按权利要求7的组合摄像机系统，还包括：
监视区设置部分，用于在全方位图像中设置至少一个监视区；和
报警信息输出部分，当移动主体检测部分检测到进入监视区的移动主体时，输出报警信息，
其中，变焦摄像机变焦拍摄进入监视区的移动主体并在显示部分的显示屏上显示拍摄的图像。
12.按权利要求1合摄像机系统，还包括远端控制器，通过无线或有线通信线连接到全方位摄像机和变焦摄像机，
其中，全方位摄像机拍摄的全方位图像和变焦摄像机拍摄的变焦图像通过通信线发送到远端控制器。
13.按权利要求12摄像机系统，其中，远端控制器至少包括分割部分、规定部分和转换部分。
14.一种组合摄像机图像显示控制方法，包括下述步骤：
对集中在其规定部分上的全方位图像数据，执行至少一个变焦摄像机的定位控制和放大率控制，该全方位图像数据是用在360度的最大视角上拍摄全方位图像的全方位摄像机获得的；和
显示用全方位摄像机拍摄的全方位图像和用变焦摄像机拍摄的变焦图像。
15.一种变焦摄像机控制方法，对集中在其规定部分上的全方位图像数据，执行至少一个变焦摄像机的定位控制和放大率控制，该全方位图像数据是用在360度的最大视角上拍摄全方位图像的全方位摄像机获得的，包括下述步骤：
显示用全方位摄像机拍摄的全方位图像；
将显示在显示部分的显示屏上的全方位图像分割成多个图像区；
从多个图像区中自动或手工指定至少一个图像区；
将由指定部分指定的至少一个图像区上的信息转换成控制信息，以将变焦摄像机控制在规定位置并有规定放大率，一对由指定部分指定的图像区域进行拍摄；和
根据转换部分转换的控制信息，将变焦摄像机控制在规定位置并有规定的放大率，以对指定部分指定的图像区域进行拍摄。
16.一种使计算机执行以下步骤的控制程序，包括：
显示用全方位摄像机拍摄的全方位图像；
将显示在显示部分的显示屏上的全方位图像分割成多个图像区；
从多个图像区中自动或手工指定至少一个图像区；
将由指定部分指定的至少一个图像区上的信息转换成控制信息，以将变焦摄像机控制在规定位置并有规定的放大率，以对指定部分指定的图像区域进行拍摄；和
根据转换部分转换的控制信息，将变焦摄像机控制在规定位置并有规定的放大率，以对由指定部分指定的图像区进行拍摄。
17.一种计算机可读记录介质，其中存储有按权利要求16的控制程序。
18.控制程序，使计算机执行按权利要求14的组合摄像机图像显示控制方法的处理步骤。
19.一种计算机可读记录介质，其中存储有按权利要求18的控制程序。
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