JP7614853B2 - Framing evaluation device and program - Google Patents
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Description
本発明は、フレーミング評価装置に係り、特に、放送用のカメラのフレーミングを評価するフレーミング評価装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to a framing evaluation device, and in particular to a framing evaluation device and program for evaluating the framing of a broadcast camera.
従来、例えばサッカー等のスポーツ中継のテレビ放送においては、複数のカメラによって撮影対象シーンが撮影されている。例えば特許文献1には、サッカー等のスポーツ競技場における自由視点映像を生成し、生成した自由視点映像を配信するシステムが記載されている。このシステムでは、複数の撮像装置により、同一シーンを異なる視点から撮影した多視点映像を生成し、画像認識により、例えば現在のシーンがシュートシーンであるか等の情報を生成し、ゴールが映像中に入るようにカメラ注視点を設定してカメラワーク映像を生成する。
Conventionally, in television broadcasts of live sports such as soccer, the target scene is shot by multiple cameras. For example,
従来技術では、撮影対象シーンを複数のカメラによって撮影するときに、メインカメラのフレーミング領域と、サブカメラのフレーミング領域とがどの程度合致しているのか評価することができなかった。 With conventional technology, when a scene is captured by multiple cameras, it is not possible to evaluate the degree to which the framing area of the main camera matches the framing area of the sub-camera.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、基準となるカメラのフレーミング領域に対して、評価対象となるカメラのフレーミング領域がどのくらい合致できているのかを評価することができるフレーミング評価装置およびプログラムを提供することを課題とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned situation, and aims to provide a framing evaluation device and program that can evaluate the degree to which the framing area of a camera to be evaluated matches the framing area of a reference camera.
前記課題を解決するために、本発明に係るフレーミング評価装置は、世界座標系で表された所定の関心領域の位置情報を示すROI情報と、前記関心領域を撮影する基準となる第1カメラのカメラパラメータと、を用いて、前記第1カメラのフレーミング領域の境界を決定するための各頂点の世界座標値を算出するフレーミング領域決定部と、評価対象となる第2カメラのカメラパラメータを用いて世界座標系の所定位置を前記第2カメラの画像座標系に射影することによって、前記第1カメラのフレーミング領域の境界を決定するための各頂点の世界座標値を、前記第2カメラの画像座標系における各頂点の画像座標値へ変換するフレーミング領域頂点演算部と、前記第2カメラの画像座標系に射影された各頂点のうち、最外角を構成する頂点を選択して前記最外角を構成する頂点を連結することで射影領域を形成するフレーミング領域頂点選択部と、前記射影領域の面積である射影面積を算出する射影面積演算部と、前記第2カメラの画像フレームと前記射影領域とが重複する重複領域の面積を求めて、前記射影面積および前記第2カメラの画像フレームの面積に対する前記重複領域の面積の割合を表すフレーミング効率を算出するフレーミング効率演算部と、を備える構成とした。
なお、本発明は、コンピュータを、前記したフレーミング評価装置として機能させるためのプログラムで実現することもできる。
In order to achieve the above object, a framing evaluation device according to the present invention includes a framing area determination unit that calculates world coordinate values of each vertex for determining a boundary of a framing area of a first camera, using ROI information indicating position information of a predetermined region of interest expressed in a world coordinate system and camera parameters of a first camera that is a reference for photographing the region of interest, and a framing area determination unit that calculates world coordinate values of each vertex for determining a boundary of a framing area of the first camera, using the camera parameters of a second camera to be evaluated, by projecting a predetermined position in the world coordinate system onto an image coordinate system of the second camera. the framing area vertex calculation unit converts image coordinate values of each vertex in the image coordinate system of the second camera into image coordinate values; a framing area vertex selection unit forms a projection area by selecting a vertex constituting the outermost corner from among the vertices projected onto the image coordinate system of the second camera and connecting the vertices constituting the outermost corners; a projection area calculation unit calculates a projection area, which is the area of the projection area; and a framing efficiency calculation unit determines the area of an overlap area where the image frame of the second camera and the projection area overlap, and calculates a framing efficiency that represents the ratio of the area of the overlap area to the projection area and the area of the image frame of the second camera.
The present invention can also be realized by a program for causing a computer to function as the framing evaluation device described above.
本発明は、基準となる第1カメラのフレーミング領域に対して、評価対象となる第2カメラのフレーミング領域がどのくらい合致できているのかを評価することができる。 The present invention can evaluate the degree to which the framing area of the second camera being evaluated matches the framing area of the first camera that serves as a reference.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
まず、本実施形態に係るフレーミング評価装置1(図1)に関連したカメラの一例を説明した後、フレーミング評価装置1の構成を説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, an example of a camera related to a framing evaluation device 1 (FIG. 1) according to this embodiment will be described, and then the configuration of the
[カメラ]
図2を参照し、基準(リファレンス)となるカメラと、評価対象となるカメラについて説明する。第1カメラ2は、フレーミング評価装置1で評価を実施する際の基準となるカメラである。第1カメラ2は、例えば遠隔操作可能に構成されるカメラである。
第1カメラ2は、図2(a)に示すように、駆動機構21と、パン・チルトデータ検出センサ22と、レンズデータ検出センサ23と、を備えている。駆動機構21は、第1カメラ2のカメラレンズ等の本体を搭載する雲台などから構成されている。この駆動機構21によって、パン、チルト、ズーム及びフォーカスが制御されている。なお、ズーム及びフォーカスの制御は、第1カメラ2の内部機構によって行われ、この駆動機構21で包括しているものとして説明する。
[camera]
2, a reference camera and a camera to be evaluated will be described. The
As shown in Fig. 2(a), the
パン・チルトデータ検出センサ22は、第1カメラ2の姿勢を測定するためのセンサであり、第1カメラ2が固定されている雲台のパン角を検出するパン角センサと、第1カメラ2のチルト角を検出するチルト角センサと、を備えている。ここで、パン角センサ及びチルト角センサは、例えば、雲台に取り付けられたロータリエンコーダ、ポテンショメータ又はジャイロセンサによって構成できる。
The pan/tilt
レンズデータ検出センサ23は、第1カメラ2の図示を省略したレンズの画角、焦点位置を測定するためのセンサであり、第1カメラ2のズーム量(画角)を検出するズームセンサと、第1カメラ2に内蔵されているレンズの焦点位置(フォーカス)を検出するフォーカスセンサとが含まれている。ここで、ズームセンサ及びフォーカスセンサは、ズームリング及びフォーカスリングの回転角をロータリエンコーダ、ポテンショメータで読みとる方式によって構成できる。この他、ズームセンサ及びフォーカスセンサは、第1カメラ2のレンズ摺動部に設置されるリニアセンサを用いることができる。
The lens
第2カメラ3は、フレーミング評価装置1で評価を実施する際の評価対象となるカメラである。第2カメラ3は、例えば遠隔操作可能に構成されるカメラである。この第2カメラ3は、図2(b)に示すように、駆動機構31と、パン・チルトデータ検出センサ32と、レンズデータ検出センサ33と、を備えている。これらの構成は、第1カメラ2の駆動機構21、パン・チルトデータ検出センサ22およびレンズデータ検出センサ23と同様なので、説明を省略する。
The
第1カメラ2のカメラパラメータ(以下、第1カメラ情報)は、外部パラメータと、内部パラメータに相当し、カメラの構図を決定するために必要となる情報である。外部パラメータは、例えば、カメラ位置(カメラの視点の位置)やカメラ姿勢(パン角やチルト角)などのパラメータであり、世界座標からカメラ座標への変換に利用される。内部パラメータは、カメラが移動しても変化しないパラメータであり、例えば、焦点距離、レンズ歪などのパラメータであり、カメラ座標から画像座標への変換に利用される。
同様に、第2カメラ3のカメラパラメータ(以下、第2カメラ情報)も、外部パラメータと、内部パラメータに相当し、カメラの構図を決定するために必要となる情報である。
The camera parameters of the first camera 2 (hereinafter, first camera information) correspond to external parameters and internal parameters, and are information required to determine the composition of the camera. The external parameters are, for example, parameters such as the camera position (position of the camera's viewpoint) and the camera attitude (pan angle and tilt angle), and are used for conversion from world coordinates to camera coordinates. The internal parameters are parameters that do not change even if the camera moves, such as focal length and lens distortion, and are used for conversion from camera coordinates to image coordinates.
Similarly, the camera parameters of the second camera 3 (hereinafter, second camera information) correspond to external parameters and internal parameters, and are information required to determine the camera composition.
ここで、第1カメラ2は、図3(a)に示すように、平面状のイメージセンサ25を有しそれに射影されたものを画像として出力するものとする。同様に、第2カメラ3は、図3(b)に示すように、平面状のイメージセンサ35を有しそれに射影されたものを画像として出力するものとする。イメージセンサ25,35は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像素子や、CCD(Charge Coupled Device)撮像素子である。
The
第1カメラ2の視体積(全フレーミング領域)は、図3(a)に示す視点24からイメージセンサ25の四隅をそれぞれ通過する視線ベクトル26,27,28,29に囲まれた空間としてみることができる。同様に、第2カメラ3の視体積(全フレーミング領域)は、図3(b)に示す視点34からイメージセンサ35の四隅をそれぞれ通過する視線ベクトル36,37,38,39に囲まれた空間としてみることができる。なお、図3では視線ベクトルの先端を省略している。カメラ毎のカメラ座標系は、図3において白抜きの矢印で示す光軸方向を+zc軸とし、xc,yc,zcの順に右手系を成す。第1カメラ2の視点24の位置は、第1カメラ2のカメラ座標系の原点の位置であり、第2カメラ3の視点34の位置は、第2カメラ3のカメラ座標系の原点の位置である。
The visual volume (all framing areas) of the
[フレーミング評価装置の構成]
図1を参照し、フレーミング評価装置1の構成について説明する。
フレーミング評価装置1は、基準となるカメラのフレーミング領域に対して、評価対象となるカメラのフレーミング領域がどのくらい合致できているのかを評価する装置である。フレーミング評価装置1は、フレーミング領域決定部10と、フレーミング領域頂点演算部11と、フレーミング領域頂点選択部12と、射影面積演算部14と、フレーミング効率演算部15と、を備えている。ここでは、フレーミング評価装置1は、さらに、記憶手段9と、交点判定部13と、フレーミング効率評価部16と、フレーミング効率表示部17と、を備えている。以下、各部の構成を順に説明する。
[Configuration of the framing evaluation device]
The configuration of a
The
(記憶手段)
記憶手段9は、このフレーミング評価装置1の各部で用いる情報、演算結果、動作プロフラム等を記憶するものであり、例えばHDD(hard disk drive)、SSD(solid state drive)、メモリ等の記憶装置である。前記情報として、例えば後記するROI情報、第1カメラ情報、第2カメラ情報等を含めることができる。これらの情報は、例えばキーボード、マウス、タッチパネルといった入力装置4や、無線または有線の所定の通信手段6によって入力される。また、これらの情報や演算結果は、必要に応じて例えば液晶ディスプレイ等の表示装置5に出力されたり、通信手段6を介して外部装置に出力されたりする。なお、表示装置5は外部装置であってもよい。
(Storage means)
The storage means 9 stores information, calculation results, operation programs, etc. used in each part of the framing
(フレーミング領域決定部)
フレーミング領域決定部10は、世界座標系で表された所定の関心領域の位置情報を示すROI情報と、関心領域を撮影する基準となる第1カメラ2のカメラパラメータと、を用いて、第1カメラ2のフレーミング領域の境界を決定するための各頂点の世界座標値を算出するものである。このフレーミング領域決定部10による処理は、基準となる第1カメラ2に係る演算処理である。以下では、フレーミング領域決定部10による処理について、後記する式(1)~式(6)の数式や図3~図6の図面等によって、詳細に説明する。
(Framing area determination unit)
The framing
ここでは、一例として、サッカー中継のテレビ放送のためにサッカーフィールド(図4参照)で用いられる複数のカメラのうちの1つのカメラを基準となる第1カメラ2(図2(a)参照)とし、同じくサッカーサッカーフィールドで用いられる他のカメラを評価対象となる第2カメラ3(図2(b)参照)とする。この場合の世界座標系とカメラ座標系の定義について説明した後、フレーミング領域決定部10の処理について説明する。なお、フレーミング評価装置1は、例えば中継車に設置されるものとする。また、中継車には、光ケーブルでカメラに接続されるCCU(カメラコントロールユニット)等が搭載される。カメラの遠隔操作装置は、CCUにケーブル接続される。
As an example, one of multiple cameras used on a soccer field (see FIG. 4) for television broadcasting of a soccer game is set as the reference first camera 2 (see FIG. 2(a)), and another camera also used on the soccer field is set as the evaluation target second camera 3 (see FIG. 2(b)). After explaining the definitions of the world coordinate system and camera coordinate system in this case, the processing of the framing
図4~図6はサッカーフィールド101を例として、被写体が存在する世界座標系と、カメラの位置および姿勢が反映されたカメラ座標系との関係を説明するための図面である。図4(a)に示すように、世界座標系は、サッカーフィールドの中央102を原点とし、原点を通りサイドライン104,105と平行な軸をXw軸とし、センターライン103と平行な軸をYw軸とし、フィールド平面に垂直かつ上向きの軸を+Zw軸とする。また、世界座標系は、Xw軸、Yw軸、Zw軸の順に右手系を成す。なお、フィールド平面は、グラウンド地面と同じ高さの平面であり、以下では、Zw=0の平面108と呼ぶ。
4 to 6 are diagrams for explaining the relationship between the world coordinate system in which the subject exists and the camera coordinate system in which the position and attitude of the camera are reflected, using a
ここでは、世界座標系におけるZw=0の無限に広い平面と、それに平行なZw=hの無限に広い平面とに挟まれた範囲をROI(Region of Interest:関心領域)と定義している。つまり、ROIは、図4(b)に示すように、Zw=0の平面108と、このZw=0の平面108から高さhの平面(Zw=hの平面109)とに挟まれた範囲である。
Here, the range between an infinitely wide plane of Z w = 0 in the world coordinate system and an infinitely wide plane of Z w = h parallel to it is defined as the ROI (Region of Interest). In other words, the ROI is the range between
ROIは、ユーザが任意に定義できるものであり、平面で定義しても立体で定義しても構わない。また、範囲は有限であっても構わない。ROIが有限である場合、一例として、ROIの頂点がフレーミング領域に含まれないように定義すれば、視線ベクトルがROIの境界面と平行にならない限りROIに交わることになる。この交点の世界座標値を有し全交点に囲まれた領域(交点を含まない領域)を、カメラのフレーミング領域とすることができる。他の例として、ROIの頂点がフレーミング領域に含まれるのであれば、含まれる頂点を、視線ベクトルとROIとの交点としてみることができる。このようにしてカメラのフレーミング領域は、平面または立体を形成する。なお、カメラのフレーミング領域は、カメラの視体積とROIとが重なる領域である。 The ROI can be arbitrarily defined by the user, and may be defined in a plane or in a solid. The range may also be finite. When the ROI is finite, for example, if the vertices of the ROI are defined so as not to be included in the framing area, the line of sight vector will intersect with the ROI unless it is parallel to the boundary surface of the ROI. The area having the world coordinate value of this intersection and surrounded by all the intersections (area not including the intersections) can be set as the framing area of the camera. As another example, if the vertices of the ROI are included in the framing area, the included vertices can be seen as the intersections of the line of sight vector and the ROI. In this way, the framing area of the camera forms a plane or a solid. The framing area of the camera is the area where the view volume of the camera and the ROI overlap.
ここでは、第1カメラ2を操作する実際のカメラマン(撮影者)が、どういうプレーなのか認識しながらフレームを切り取って第1カメラ2のフレーミング領域を決める。第2カメラ3を操作する撮影者は、第2カメラ3のフレーミング領域を、基準となる第1カメラ2のフレーミング領域に近づけるように第2カメラ3を操作する。第1カメラ2は、サイドライン105の側から被写体を撮影する。第2カメラ3は、異なる場所として、ゴールライン107の側から被写体を撮影する。このときのROI、世界座標系および各カメラのカメラ座標系の関係を図5に示し、第1カメラ2のカメラ座標系と世界座標系との関係を図6に示す。図6は、図5のROIのフィールド地面への投影図である。
Here, the actual cameraman (photographer) who operates the
例えば第1カメラ2のカメラ座標系は、図3(a)および図4(a)を参照すると、もしもカメラ座標系の原点(視点24)が世界座標系の原点(サッカーフィールドの中央102)と一致する場合、且つ、各軸の回転がない場合には、カメラ座標系+xc軸と世界座標系+Xw軸が一致し、カメラ座標系+yc軸と世界座標系-Zw軸が一致し、カメラ座標系+zc軸と世界座標系+Yw軸が一致する関係にある。
For example, with reference to FIGS. 3(a) and 4(a), if the origin (viewpoint 24) of the camera coordinate system of the
次に、例えば第1カメラ2に関して、各軸の回転を考慮する。具体的には、第1カメラ2のカメラ座標系におけるyc軸の回転角をα[rad](パン角)、xc軸の回転をδ[rad](チルト角)、zc軸の回転をφ[rad](ロール角)としたカメラ姿勢は、次の式(1)で示す回転行列Rによって、世界座標系におけるカメラ姿勢に変換できる関係にある。なお、一般的に使用される雲台にはロール角φを操作する回転機構がないため、その場合にはロール角φ=0とすればよい。
Next, the rotation of each axis is considered for the
例えば第1カメラ2のカメラ座標系の原点の位置、すなわち、第1カメラ2の視点24の位置が、世界座標系で記述されたときの位置ベクトルtwが次の式(2)で表されるとする。また、世界座標系の原点の位置、すなわち、サッカーフィールドの中央102が、カメラ座標系で記述されたときの位置ベクトルtCが次の式(3)で表されるとする。この場合、カメラ座標系で記述された、世界座標系の原点の位置ベクトルtCと、世界座標系で記述された、カメラの視点位置ベクトルtwとの関係は、前記した式(1)の回転行列Rを用いると、次の式(4)で表される。
For example, assume that the position of the origin of the camera coordinate system of the
上記の世界座標系とカメラ座標系の定義を前提とした場合、フレーミング領域決定部10は、次のように演算処理を行う。ここでは、図5に示すように、ROI(関心領域)が、世界座標系におけるZw=0の平面108とZw=hの平面109とに挟まれた範囲に定義されている。そのため、フレーミング領域決定部10は、第1カメラ2のイメージセンサ(撮像素子)25の4隅をそれぞれ通る4つの視線ベクトル26,27,28,29と、Zw=0の平面108とZw=hの平面109との合計8つの交点を、フレーミング領域の各頂点として、各頂点の座標を算出する。
Assuming the above definitions of the world coordinate system and the camera coordinate system, the framing
具体的には、フレーミング領域決定部10は、視線ベクトルとROIの境界面との交点の世界座標値を次のようにして求める。ROIの境界面のうち例えばZw=0の平面108上の求めるべき交点の世界座標値を[Xw,Yw]とする。画像座標系から、Zw=0の平面108上の世界座標値[Xw,Yw]への変換の関係式は、次の式(5)で表される。
Specifically, framing
ここで、画像座標系は、図7(a)に示すように、画像左上を原点OIとして水平右方向を+xI軸、垂直下方向を+yI軸としている。式(5)において、rxx,ryx,rzx,rxy,ryy,rzyは、前記した式(1)の回転行列の成分である。tcx,tcy,tczは、前記した式(3)の位置ベクトルtCの成分である。xIとyIは、画像格子点の座標値であって、多数の画像格子点の座標値を代表している。u0は、横方向ピクセル数の半値を示し、v0は、縦方向ピクセル数の半値を示す。fは、ピクセル単位の焦点距離を示す。なお、ピクセル単位の焦点距離は、mm単位の焦点距離を、そのカメラセンサの画素数で正規化したパラメータである。例えば、水平画素数1920、水平画角60°である場合、ピクセル単位の焦点距離は、1662.8[pixel]となる。 Here, as shown in FIG. 7A, the image coordinate system has the upper left corner of the image as the origin OI, the horizontal right direction as the + xI axis, and the vertical down direction as the + yI axis. In formula (5), r xx , r yx , r zx , r xy , r yy , and r zy are components of the rotation matrix of formula (1) described above. t cx , t cy , and t cz are components of the position vector t C of formula (3) described above. x I and y I are coordinate values of image grid points, and represent the coordinate values of a large number of image grid points. u 0 indicates half the number of horizontal pixels, and v 0 indicates half the number of vertical pixels. f indicates the focal length in pixels. The focal length in pixels is a parameter obtained by normalizing the focal length in mm by the number of pixels of the camera sensor. For example, when the number of horizontal pixels is 1920 and the horizontal angle of view is 60°, the focal length in pixels is 1662.8 [pixels].
要するに、フレーミング領域決定部10は、式(5)の関係式に必要なパラメータを入力することで、視線ベクトルとROIにおけるZw=0の平面108との交点の世界座標値[Xw,Yw,0]を得る。図5において、交点41は、視線ベクトル29と平面108との交点である。交点42は、視線ベクトル26と平面108との交点である。交点43は、視線ベクトル27と平面108との交点である。交点44は、視線ベクトル28と平面108との交点である。
In short, framing
また、フレーミング領域決定部10が、視線ベクトルとROIにおけるZw=hの平面109との交点の世界座標値[Xw,Yw,h]を得る方法は、Zw=0の平面108の交点の世界座標値[Xw,Yw,0]を得る方法と概ね同様にして計算することができるで、詳細な説明を省略する。図5において、交点51は、視線ベクトル29と平面109との交点である。交点52は、視線ベクトル26と平面109との交点である。交点53は、視線ベクトル27と平面109との交点である。交点54は、視線ベクトル28と平面109との交点である。なお、この場合には、第1カメラ2の視点24の位置が世界座標系で記述されたときの位置ベクトルtwとしては、前記した式(2)の代わりに次の式(6)を用いる。
Further, the method by which the framing
図1に戻って、フレーミング評価装置1の構成の説明を続ける。
(フレーミング領域頂点演算部)
フレーミング領域頂点演算部11は、評価対象となる第2カメラ3のカメラパラメータを用いて世界座標系の所定位置を第2カメラ3の画像座標系に射影することによって、第1カメラ2のフレーミング領域の境界を決定する各頂点の世界座標値を、第2カメラ3の画像座標系における各頂点の画像座標値へ変換するものである。ここで、フレーミング領域頂点とは、評価対象となる第2カメラ3に係る画像座標系に射影されたフレーミング領域を形成する頂点のことである。フレーミング領域頂点演算部11は、画像座標系におけるフレーミング領域頂点の座標値を以下の演算により算出する。
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the framing
(Framing area vertex calculation unit)
The framing area
フレーミング領域頂点演算部11には、フレーミング領域決定部10で求められた、視線ベクトルと、ROIにおける平面108,109との交点の世界座標値が、基準となる第1カメラ2のフレーミング領域の頂点として入力される。また、フレーミング領域頂点演算部11には、第2カメラ情報として、評価対象の第2カメラ3の内部パラメータおよび外部パラメータが入力される。
The framing area
フレーミング領域頂点演算部11の演算において、世界座標系の座標値(Xw,Yw,Zw)から、第2カメラ3の視点34の位置に係る画像座標系の座標値(xI,yI)への変換式は、例えば、次の式(7)を用いることができる。
In the calculations of the framing area
式(7)において、rxx,ryx,rzx,rxy,ryy,rzy,rxz,ryz,rzzは、前記した式(1)の回転行列Rの成分である。twx,twy,twzは、前記した式(2)の位置ベクトルtwの成分である。ここで、回転行列および視点位置をそれぞれ表す式(1)および式(2)は、第2カメラ3に関して求められたものを用いる。同様に、xIとyIは、第2カメラ3のイメージセンサ35の画像格子点の座標値である。u0及びv0は、イメージセンサ35に関する横・縦方向ピクセル数の半値を示す。fは、イメージセンサ35に関するピクセル単位の焦点距離を示す。
In formula (7), r xx , r yx , r zx , r xy , r yy , r zy , r xz , r yz , and r zz are components of the rotation matrix R in formula (1) above. t wx , t wy , and t wz are components of the position vector t w in formula (2) above. Here, formulas (1) and (2) representing the rotation matrix and the viewpoint position, respectively, are used that are obtained for the
本実施形態では、式(7)の右辺の世界座標系の座標値(Xw,Yw,Zw)は、図5に示す交点41~44および交点51~44の合計8個の交点に関するそれぞれの座標値の組み合わせを代表して示している。フレーミング領域頂点演算部11は、演算結果として、第2カメラ3の画像座標系における頂点の位置を示す画像座標値をそれぞれフレーミング領域頂点選択部12に出力する。
In this embodiment, the coordinate values ( Xw , Yw , Zw ) in the world coordinate system on the right-hand side of equation (7) represent combinations of coordinate values for a total of eight intersections,
(フレーミング領域頂点選択部)
フレーミング領域頂点選択部12は、第2カメラ3の画像座標系に射影された各頂点のうち、最外角を構成する頂点を選択して前記最外角を構成する頂点を連結することで射影領域を形成するものである。フレーミング領域頂点選択部12には、フレーミング領域頂点演算部11から、第2カメラ3の画像座標系における頂点の位置を示す画像座標値が入力される。フレーミング領域頂点選択部12が、最外角を構成する頂点を選択して射影領域を形成するのは、後段の射影面積演算部14において、射影領域の面積を求めるためである。
(Framing area vertex selection section)
Framing area
例えば図4~図6に示すようなZw=0の平面108とZw=hの平面109との間に挟まれた領域にROIを設定している場合、フレーミング領域頂点選択部12は、第1カメラ2のフレーミング領域の交点(頂点)が第2カメラ3のイメージセンサ35に射影された点(頂点)の画像座標において、次のような判定を行うことで、最外角を構成する頂点を決定する。
For example, when an ROI is set in the area sandwiched between
フレーミング領域頂点選択部12は、Zw=0およびZw=hのいずれか一方の平面における交点が第2カメラ3の画像座標系に射影された頂点を判定対象の頂点であるものとしたとき、当該判定対象の頂点の座標が、他方の平面における4つの交点が第2カメラ3の画像座標系に射影された4つの頂点で囲まれた領域外であった場合、当該判定対象の頂点が最外角の頂点であると判定する判定処理を行う。フレーミング領域頂点選択部12は、この判定処理を、Zw=0およびZw=hの両方の平面の各交点に対して行うことで最外角を構成する頂点を決定する。
When a vertex of an intersection in either one of the planes Zw =0 and Zw =h projected onto the image coordinate system of the
このフレーミング領域頂点選択部12の処理について、図7を参照して説明する。図7(a)は、第2カメラ3の画像フレーム30をドットのハッチングで示す図である。画像フレーム30の上には画像座標系が設定されている。この第2カメラ3の画像座標系では、画像左上を原点OIとして水平右方向を+xI軸、垂直下方向を+yI軸としている。
The processing of the framing area
図7(b)は、図5に示すイメージセンサ35の4隅をそれぞれ通る4つの視線ベクトルとZw=0の平面108との交点41~44が、第2カメラ3の画像座標系にそれぞれ射影された点(頂点61~64)を繋いだ矩形状の輪郭線を示した模式図である。図7(c)は、図7(b)の輪郭線に対して、別の矩形状の輪郭線を重ねて示した模式図である。この図7(c)における別の矩形状の輪郭線は、図5に示すイメージセンサ35の4隅をそれぞれ通る4つの視線ベクトルとZw=hの平面109との交点51~54が、第2カメラ3の画像座標系にそれぞれ射影された点(頂点71~74)を繋いで形成されている。
Fig. 7(b) is a schematic diagram showing a rectangular contour line connecting points (
フレーミング領域頂点選択部12は、例えばZw=0の平面108における交点41が第2カメラ3の画像座標系に射影された頂点61(図7(c))を判定対象の頂点であるものとしたとき、この頂点61の座標が、Zw=hの平面109における4つの交点51~54が第2カメラ3の画像座標系に射影された4つの頂点71~74で囲まれた領域の外にあるか否かを判別する。図7(c)に示す例では、頂点61の座標は頂点71~74で囲まれた領域の外にあることが明らかである。この場合、フレーミング領域頂点選択部12は、頂点61が最外角の頂点であると判定する。一方、図7(c)に示す例では、頂点63の座標は頂点71~74で囲まれた領域内にあることが明らかである。この場合、フレーミング領域頂点選択部12は、頂点63が最外角の頂点ではないと判定する。
For example, when the vertex 61 (FIG. 7C) obtained by projecting the
同様に、フレーミング領域頂点選択部12は、例えばZw=hの平面109における交点51が第2カメラ3の画像座標系に射影された頂点71(図7(c))を判定対象の頂点であるものとしたとき、この頂点71の座標が、Zw=0の平面108における4つの交点41~44が第2カメラ3の画像座標系に射影された4つの頂点61~64で囲まれた領域の外にあるか否かを判別する。図7(c)に示す例では、頂点71の座標は頂点61~64で囲まれた領域内にあることが明らかである。この場合、フレーミング領域頂点選択部12は、頂点71が最外角の頂点ではないと判定する。
Similarly, when vertex 71 ( FIG. 7( c )) obtained by projecting
図7(c)に示す例では、フレーミング領域頂点選択部12は、8個の判定対象の頂点についての判定処理の結果、最外角の頂点として決定した頂点61、頂点62、頂点72、頂点73、頂点74、頂点64をこの順番に連結することで、図8に示す射影領域80を形成する。この射影領域80の輪郭を形成する各頂点の座標の情報は、交点判定部13、射影面積演算部14およびフレーミング効率演算部15にそれぞれ出力される。なお、この例では、射影領域80の輪郭を形成する頂点の総数は、4~8個のいずれかになる。
In the example shown in FIG. 7(c), the framing area
(交点判定部)
交点判定部13は、射影領域80の輪郭線と、第2カメラ3の画像フレーム30の輪郭線との交点が2つ以上存在するかどうかを判定するものである。交点判定部13は、交点が2つ以上存在する場合、演算指示をフレーミング効率演算部15に出力する。この場合、フレーミング効率演算部15は、後記するフレーミング効率を算出する。
(Intersection determination unit)
The
交点判定部13には、フレーミング領域頂点選択部12から、射影領域80の輪郭を形成する各頂点の座標の情報が入力される。交点判定部13は、これら入力される各頂点の座標の情報によって、所定のアルゴリズムで、射影領域80の輪郭線と画像フレーム30の輪郭線との交点を求める。例えば、全頂点に関して、隣り合う2つの頂点を結ぶ線分の1次関数をそれぞれ求めて、画像フレーム30の輪郭線を形成する4辺との交点をそれぞれ求める。この交点の座標の情報は、フレーミング効率演算部15に出力される。
Coordinate information of each vertex forming the contour of the
なお、画像フレーム30の輪郭線の座標の情報については、例えば画像フレーム30の輪郭線のうち、図7(a)において上の辺はxI軸なので上辺に相当する輪郭線のyI座標は0である。図7(a)において左の辺はyI軸なので左辺に相当する輪郭線のxI座標は0である。また、図7(a)において下辺に相当する輪郭線のyI座標と、右辺に相当する輪郭線のxI座標は、第2カメラ3のイメージセンサ35に関する縦方向ピクセル数と横方向ピクセル数から定義できる。
With regard to the coordinate information of the contour lines of the
ここで、図9を参照する。図9では、射影領域80と、第2カメラ3の画像フレーム30との重複領域90に左下がりのハッチングを施している。図9に示す例では、射影領域80の輪郭線と、第2カメラ3の画像フレーム30の輪郭線との交点は、交点92、交点93、交点94、交点95の合計4個存在する。したがって、この場合、交点判定部13は、交点が2つ以上存在すると判定し、演算指示をフレーミング効率演算部15に出力する。
Now, refer to FIG. 9. In FIG. 9, the overlapping area 90 between the
もしも、射影領域80と、第2カメラ3の画像フレーム30とが重複する領域が全く存在しない場合、交点判定部13は、交点が2個以上ではないと判定する。
また、射影領域80の1つの頂点(例えば右下隅)と、第2カメラ3の画像フレーム30の1つの頂点(例えば左上隅)とが一致する場合、交点判定部13は、交点が2個以上ではないと判定する。
仮に、前段のフレーミング領域頂点演算部11の演算の結果、図10に示すように、第2カメラ3の画像座標系に射影された各頂点がいずれも第2カメラ3の画像フレーム30の輪郭線の内部に含まれた場合、図11に示すように射影領域80の全体が、第2カメラ3の画像フレーム30の輪郭線の内部に含まれることになる。この場合、交点判定部13は、交点の個数が2個以上であると判定する。
また、図12に示す例では、射影領域80の輪郭線と、第2カメラ3の画像フレーム30の輪郭線との交点としては、交点91および交点92の合計2個の交点が存在する。この場合も当然ながら、交点判定部13は、交点の個数が2個以上であると判定する。
If there is absolutely no overlapping area between the
Furthermore, if one vertex (e.g., the lower right corner) of the
If, as a result of the calculation by the previous stage framing area
12, there are a total of two intersections between the contour of the
(射影面積演算部)
射影面積演算部14は、射影領域80の面積である射影面積を算出するものである。射影面積演算部14には、フレーミング領域頂点選択部12から、射影領域80の輪郭を形成する各頂点の座標の情報が入力される。射影面積演算部14は、これら入力される各頂点の座標の情報によって、多角形の面積に関する公知の公式で射影面積を求める。以下、射影面積演算部14で算出された射影面積を、射影面積SAと表記する。座射影面積SAは、各頂点の座標値をxk,yk、頂点の数をnとすると、例えば次の式(8)によって求めることができる。
(Projection area calculation unit)
The projected
ただし、xn+1=x1、yn+1=y1となり、図8のような画像座標系の取り方をした場合、頂点は時計回りとなる。図8に示す例では頂点数nは6であり、最初の頂点を頂点61とすると、頂点61、頂点62、頂点72、頂点73、頂点74、頂点64、再び頂点61という順番となる。
However, xn+1 = x1 , yn+1 = y1 , and the vertices are arranged in a clockwise direction when the image coordinate system is set as shown in Fig. 8. In the example shown in Fig. 8, the number of vertices n is 6, and if the first vertex is
(フレーミング効率演算部)
フレーミング効率演算部15は、第2カメラ3の画像フレーム30と射影領域80とが重複する重複領域90の面積を求めて、射影面積SAおよび第2カメラ3の画像フレーム30の面積に対する重複領域90の面積の割合を表すフレーミング効率を算出するものである。
(Framing efficiency calculation unit)
The framing
本実施形態では、フレーミング効率演算部15は、重複面積算出部15aと、フレーム面積算出部15bと、フレーミング効率算出部15cと、を備えている。
<重複面積算出部>
重複面積算出部15aは、図9に示すように、射影領域80のうち、第2カメラ3の画像フレーム30内に存在する重複領域90の面積である重複面積を算出するものである。重複面積算出部15aには、フレーミング領域頂点選択部12から、射影領域80の輪郭を形成する各頂点の座標の情報が入力され、交点判定部13から交点の座標の情報が入力される。重複面積算出部15aは、これら入力される頂点や交点の座標の情報によって、所定のアルゴリズムで重複面積を求める。例えば、射影面積演算部14と同様の計算方法で重複面積を求めることもできる。以下、重複面積算出部15aで算出された重複面積を、重複面積SCと表記する。なお、図11に示すように射影領域80の全体が画像フレーム30の輪郭線の内部に含まれる場合、重複面積SCは、射影面積SAと等しくなる。
In this embodiment, the framing
<Overlap area calculation section>
As shown in FIG. 9, the overlap
<フレーム面積算出部>
フレーム面積算出部15bは、第2カメラ3の画像フレーム30の面積であるフレーム面積を算出するものである。フレーム面積算出部15bは、第2カメラ3のイメージセンサ35に関する縦方向ピクセル数と横方向ピクセル数との積によりフレーム面積を算出する。以下、フレーム面積算出部15bで算出されたフレーム面積を、フレーム面積SBと表記する。
<Frame area calculation section>
The frame
<フレーミング効率算出部>
フレーミング効率算出部15cは、次の式(9)で示される面積包含率RAと、次の式(10)で示される面積占有率RBとを算出する。また、フレーミング効率算出部15cは、次の式(11)で定義されたフレーミング効率RABを算出する。
<Framing efficiency calculation section>
The framing
面積包含率RAは、射影面積SAに対する重複面積SCの割合を示す。面積占有率RBは、フレーム面積SBに対する重複面積SCの割合を示す。フレーミング効率RABは、面積包含率RAと面積占有率RBとの積を示す。このフレーミング効率RABが0である場合、基準となる第1カメラ2のフレーミング領域を、評価対象となる第2カメラ3が全くフォローできていないことを意味する。フレーミング効率RABが1に近いほど、第1カメラ2のフレーミング領域を第2カメラ3で効率的にフォローできていることを意味する。
フレーミング効率演算部15は、最終演算結果として、フレーミング効率RABをフレーミング効率評価部16に出力する。
The area coverage ratio RA indicates the ratio of the overlap area SC to the projection area SA . The area occupancy ratio RB indicates the ratio of the overlap area SC to the frame area SB . The framing efficiency RAB indicates the product of the area coverage ratio RA and the area occupancy ratio RB . When the framing efficiency RAB is 0, it means that the
The framing
(フレーミング効率評価部)
フレーミング効率評価部16は、フレーミング効率演算部15が算出した値が所定の閾値よりも大きいか否かを判別した判別結果を含む評価値を算出するものである。閾値は任意に設定することができる。フレーミング効率評価部16には、フレーミング領域頂点選択部12から、フレーミング効率RABが入力される。また、予め記憶手段9に記憶された閾値、または、オペレータが所定のタイミングで入力装置4から入力する閾値が、フレーミング効率評価部16に入力される。
(Framing Efficiency Evaluation Unit)
The framing
フレーミング効率評価部16は、入力されたフレーミング効率RABが、入力された閾値以上であるか否かを判別し、閾値以上であることを示す信号、または、閾値未満であることを示す信号を出力する。フレーミング効率評価部16は、フレーミング効率RABと閾値との差を算出して、差分を評価値に含めて出力するように構成してもよい。例えば閾値が0.97であり、かつ、フレーミング効率RABが0.78であった場合、フレーミング効率評価部16は、閾値未満を示す信号を出力すると共に、その差分値-0.19を戻り値としてフレーミング効率表示部17に出力する。差分値にプラス符号またはマイナス符号を付していれば、閾値以上または閾値未満であることが分かるので、評価値は、フレーミング効率RABおよび符号付きの差分値であってもよい。なお、フレーミング効率RABや差分値を小数ではなく百分率で出力してもよい。
The framing
(フレーミング効率表示部)
フレーミング効率表示部17は、フレーミング効率評価部16が算出した評価値を表示装置5に表示させるものである。フレーミング効率表示部17には、フレーミング効率評価部16から評価値が入力される。
(Framing efficiency display)
The framing
例えば第1カメラ2や第2カメラ3が撮影者よって操作されるビューファインダー付きの放送用カメラである場合、このビューファインダーが表示装置5であってもよい。この場合、フレーミング効率表示部17は、評価値としてのフレーミング効率RABおよび差分値(戻り値)を表示装置5に出力する。すなわち、カメラのビューファインダー(表示装置5)が現在表示しているカメラの映像フレーム上にリアルタイムで、例えばフレーミング効率RABおよび差分値を重畳表示する。例えば第2カメラ3のビューファインダーに、フレーミング効率RABと差分値とを重畳表示すれば、第2カメラ3の撮影者に対して、現在のフレーミング領域が、基準となる第1カメラ2のフレーミング領域にどれだけ近いものであるのかを教示することができる。
For example, if the
[フレーミング評価装置の動作]
次に、図13を参照(適宜その他図面参照)して、本発明の実施形態に係るフレーミング評価装置の動作について説明する。まず、フレーミング評価装置1は、フレーミング領域決定部10によって、第1カメラ情報とROI情報とを用いて、基準となる第1カメラ2のフレーミング領域を決定する(ステップS1)。そして、フレーミング評価装置1は、フレーミング領域頂点演算部11によって、第2カメラ情報を用いて、第1カメラ2のフレーミング領域を射影して、第2カメラ3の画像座標系におけるフレーミング領域頂点の座標値を演算により算出する(ステップS2)。
[Operation of the Framing Evaluation Device]
Next, the operation of the framing evaluation device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 13 (and other drawings as appropriate). First, the framing
そして、フレーミング評価装置1は、フレーミング領域頂点選択部12によって、フレーミング領域頂点を選択して射影領域80を形成する(ステップS3)。そして、フレーミング評価装置1は、交点判定部13によって、射影領域80の輪郭線と画像フレーム30の輪郭線との交点が2つ以上存在するか否かを判別する(ステップS4)。交点が2個以上ではない場合(ステップS4:No)、フレーミング評価装置1は、処理を終了する。一方、交点が2個以上である場合(ステップS4:Yes)、フレーミング評価装置1は、射影面積演算部14によって、射影面積SAを算出する(ステップS5)。
Then, the framing
そして、フレーミング評価装置1は、フレーミング効率演算部15の重複面積算出部15aによって、射影領域80のうち画像フレーム30内に存在する重複領域90の重複面積SCを算出する(ステップS6)。また、フレーミング効率演算部15のフレーム面積算出部15bは、フレーム面積SBを算出する(ステップS7)。このステップS7の処理は、ステップS6の処理よりも前に行ってもよい。そして、フレーミング評価装置1は、フレーミング効率演算部15のフレーミング効率算出部15cによって、射影面積SA、フレーム面積SB、重複面積SCを用いて前記した式(9)~式(11)により、フレーミング効率RABを算出する(ステップS8)。
Then, the framing
そして、フレーミング評価装置1は、フレーミング効率評価部16によって、フレーミング効率RABが閾値以上であるか否かを判別することでフレーミング効率RABを評価する(ステップS9)。そして、フレーミング評価装置1は、フレーミング効率表示部17によって、評価値としてのフレーミング効率RABおよび差分値(戻り値)を表示装置5に表示させる(ステップS10)。
The framing
以上説明したように、本実施形態に係るフレーミング評価装置1は、基準となる第1カメラ2のフレーミング領域に対して、評価対象となる第2カメラ3のフレーミング領域がどのくらい合致できているのかを定量的に評価することができる。また、フレーミング評価装置1は、第1カメラ2のフレーミング領域の射影面積に基づいてフレーミング効率を計算するので、世界座標上のボクセルで評価するよりも少ない計算量で評価することができる。さらに、フレーミング評価装置1によれば、評価対象の第2カメラ3の撮影者に対してフレーミング効率をリアルタイムに知らせれば、現在のフレーミング領域が、基準となる第1カメラ2にどれだけ近いのかを第2カメラ3の撮影者に教示することが可能となる。
As described above, the framing
(変形例)
以上、本発明の実施形態に係るフレーミング評価装置について説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
(Modification)
Although the framing evaluation device according to the embodiment of the present invention has been described above, the gist of the present invention is not limited to these descriptions and should be broadly interpreted based on the claims. Furthermore, it goes without saying that various changes and modifications based on these descriptions are also included in the gist of the present invention.
例えば、本実施形態では、フレーミング評価装置1は、交点判定部13を備えることとしたが、必須の構成ではない。交点判定部13を備えない場合、フレーミング領域頂点選択部12は、射影領域80の輪郭を形成する各頂点の座標の情報を、射影面積演算部14およびフレーミング効率演算部15にそれぞれ出力する。また、フレーミング効率演算部15は、重複面積SCを算出するために、これら入力される各頂点の座標の情報によって、所定のアルゴリズムで、射影領域80の輪郭線と第2カメラ3の画像フレーム30の輪郭線との交点を求める。なお、例えば射影領域80と、第2カメラ3の画像フレーム30とが重複する領域が全く存在しないときにフレーミング効率を演算することは無意味であり、交点判定部13を備えている場合、そのような無意味の演算を防止することで、フレーミング効率の演算に係る処理負荷を低減できる。
For example, in this embodiment, the framing
また、本実施形態では、フレーミング評価装置1は、フレーミング効率評価部16とフレーミング効率表示部17とを備えることとしたが、これらの構成は必須ではなく外部装置としてもよい。この場合、フレーミング効率演算部15の演算結果を評価値として扱ってもよいし、フレーミング効率演算部15の演算結果を外部装置としてのフレーミング効率評価部等へ出力して得られる評価値を用いるようにしてもよい。
In addition, in this embodiment, the framing
また、フレーミング効率演算部15は、フレーミング効率RABに代え、面積包含率RAを広義のフレーミング効率としてフレーミング効率評価部16に出力してもよい。この場合、フレーミング効率評価部16には、面積包含率RAの閾値を入力する。さらに、表示装置5に表示される映像フレームに対して、面積包含率RAおよび差分値を重畳表示してもよい。同様に、フレーミング効率演算部15は、面積占有率RBを広義のフレーミング効率としてフレーミング効率評価部16に出力し、フレーミング効率評価部16には、面積占有率RBの閾値を入力し、表示装置5に表示される映像フレームに対して面積占有率RBおよび差分値を重畳表示してもよい。さらに、フレーミング効率演算部15は、フレーミング効率RABと、上記広義のフレーミング効率の双方とをすべて、フレーミング効率評価部16に出力する構成としてもよい。
Also, the framing
また、第1カメラ2は、サイドライン105の側から被写体を撮影するものとしたが、サイドライン104の側から被写体を撮影してもよい。また、第2カメラ3は、ゴールライン107の側から被写体を撮影するものとしたが、ゴールライン106の側から被写体を撮影してもよい。さらに、評価対象となる第2カメラ3を複数備えて、ゴールライン106近傍、ゴールライン107近傍、サイドライン104近傍のように異なる場所にそれぞれ第2カメラ3を設置しても、それぞれ同様の効果を奏することができる。
Although the
また、第1カメラ2にも第2カメラ3にも実際のカメラマンが割り当てられるものとしたが、実際に撮影するときに必要な人数を減らす目的であれば、いずれか一方または両方のカメラをロボットカメラで置き換えてもよい。例えば、第1カメラ2を実際のカメラマンが操作し、かつ、第2カメラ3がロボットカメラである場合、第2カメラ3は無人であってカメラマンは操作しない。この場合、ロボットカメラ(第2カメラ3)は、実際のカメラマンが決定した第1カメラ2のフレーミング領域を参考にして第2カメラ3のフレーミング領域を決めることができる。また、実際に撮影するときに必要な人数は足りているが、経験豊富ではないカメラマンが含まれているときには、ロボットカメラを使用せずに、第1カメラ2を熟練カメラマンに任せて、経験豊富ではないカメラマンが第2カメラ3を操作する、という使い方も可能である。
Although an actual cameraman is assigned to both the
また、第1カメラ2や第2カメラ3は、固定設置型でもよいし、移動可能に構成されていてもよい。移動可能なカメラとしては、例えば車輪付き雲台に搭載されたカメラ、ワイヤに沿って決まった軌道を行ったり来たりする空中特殊撮影機材、ドローンに搭載されたカメラなどが挙げられる。第1カメラ2としてドローンカメラを採用した場合、フレーミング評価装置1は、第1カメラ2のフレーミング領域(ドローン撮影領域)を決定し、他のカメラ(第2カメラ3)に対して、ドローン撮影領域に追随させるフレーミングをさせる使い方も可能である。
The
また、フレーミング評価装置1は、例えば中継車に設置されるものとしたが、これに限るものではなく、例えば競技場の中に設置してもよい。
また、フレーミング評価装置1は、評価対象となる第2カメラ3と同じ筐体に一体的に構成されていてもよい。
また、フレーミング評価装置1は、競技場から離れた場所(放送局)に設置されていてもよい。この場合、例えば中継車から通信手段を介してカメラの情報をサッカー場とは違う場所(放送局)に送り、放送局に設置されたフレーミング評価装置1がカメラの情報を使ってフレーミング効率の演算を行う。そして、フレーミング評価装置1は、通信手段6を介して、評価対象となる第2カメラ3に評価値をフィードバックして、第2カメラ3のビューファインダーに、評価値(フレーミング効率RABと差分値)を表示させることができる。
Moreover, the framing
Furthermore, the framing
The framing
また、評価対象となる第2カメラ3のビューファインダーの画面表示をマルチ画面表示して、基準となる第1カメラ2のフレーミング領域を一緒に映すようにしてもよい。このマルチ画面には、カメラ映像と共に、状況に応じて例えば図8から図12のいずれか1つを表示することもできる。このようにすることで、第2カメラ3が撮影者によって操作される場合、第2カメラ3の撮影者は、リファレンスである第1カメラ2のフレーミング領域が自分のカメラのフレームに対してどこにあるのかを直感的に認識できる。そのため、自分のカメラのフレーミングを修正し易くする効果がある。
The viewfinder screen display of the
また、前記した実施形態では、サッカー中継のフレーミングを一例として説明したが、これに限定されない。例えば、本発明は、サッカー以外のラグビー、野球、バスケットボールなどのスポーツ中継や、コンサートや舞台などの撮影映像に好適である。 In the above embodiment, framing of a soccer broadcast was described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention is suitable for live broadcasts of sports other than soccer, such as rugby, baseball, and basketball, as well as footage of concerts and performances.
また、前記した実施形態では、フレーミング評価装置を独立したハードウェアとして説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、本発明は、コンピュータが備えるCPU、メモリ、ハードディスク等のハードウェア資源を、前記した各装置として動作させるプログラムで実現することもできる。これらのプログラムは、通信回線を介して配布してもよく、CD-ROMやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布してもよい。 In addition, in the above embodiment, the framing evaluation device is described as an independent piece of hardware, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be realized by a program that causes hardware resources such as a CPU, memory, and hard disk of a computer to operate as each of the above-mentioned devices. These programs may be distributed via a communication line, or may be written onto a recording medium such as a CD-ROM or flash memory and distributed.
1 フレーミング評価装置
2 第1カメラ
3 第2カメラ
4 入力装置
5 表示装置
6 通信手段
9 記憶手段
10 フレーミング領域決定部
11 フレーミング領域頂点演算部
12 フレーミング領域頂点選択部
13 交点判定部
14 射影面積演算部
15 フレーミング効率演算部
15a 重複面積算出部
15b フレーム面積算出部
15c フレーミング効率算出部
16 フレーミング効率評価部
17 フレーミング効率表示部
21,31 駆動機構
22,32 パン・チルトデータ検出センサ
23,33 レンズデータ検出センサ
24,34 視点
25,35 イメージセンサ
30 画像フレーム
80 射影領域
90 重複領域
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
評価対象となる第2カメラのカメラパラメータを用いて世界座標系の所定位置を前記第2カメラの画像座標系に射影することによって、前記第1カメラのフレーミング領域の境界を決定するための各頂点の世界座標値を、前記第2カメラの画像座標系における各頂点の画像座標値へ変換するフレーミング領域頂点演算部と、
前記第2カメラの画像座標系に射影された各頂点のうち、最外角を構成する頂点を選択して前記最外角を構成する頂点を連結することで射影領域を形成するフレーミング領域頂点選択部と、
前記射影領域の面積である射影面積を算出する射影面積演算部と、
前記第2カメラの画像フレームと前記射影領域とが重複する重複領域の面積を求めて、前記射影面積および前記第2カメラの画像フレームの面積に対する前記重複領域の面積の割合を表すフレーミング効率を算出するフレーミング効率演算部と、を備えることを特徴とするフレーミング評価装置。 a framing area determination unit that calculates world coordinate values of each vertex for determining a boundary of a framing area of the first camera, using ROI information indicating position information of a predetermined region of interest expressed in a world coordinate system and camera parameters of a first camera that is a reference for photographing the region of interest;
a framing area vertex calculation unit that converts world coordinate values of each vertex for determining a boundary of a framing area of the first camera into image coordinate values of each vertex in the image coordinate system of the second camera by projecting a predetermined position of a world coordinate system onto an image coordinate system of the second camera using camera parameters of the second camera to be evaluated;
a framing area vertex selection unit that selects vertices that form outermost corners from among the vertices projected onto the image coordinate system of the second camera, and connects the vertices that form the outermost corners to form a projection area;
a projection area calculation unit that calculates a projection area, which is the area of the projection region;
a framing efficiency calculation unit that calculates an area of an overlap area where the image frame of the second camera and the projection area overlap, and calculates a framing efficiency that represents the ratio of the area of the overlap area to the projection area and to the area of the image frame of the second camera.
前記フレーミング効率演算部は、2つ以上の前記交点が存在する場合、前記フレーミング効率を算出することを特徴とする請求項1に記載のフレーミング評価装置。 an intersection determination unit that determines whether there are two or more intersections between a contour line of the projection area and a contour line of the image frame of the second camera;
2. The framing evaluation device according to claim 1, wherein the framing efficiency calculation section calculates the framing efficiency when two or more of the intersections exist.
前記射影面積に対する前記重複領域の面積の割合を示す面積包含率を算出し、前記第2カメラの画像フレームの面積に対する前記重複領域の面積の割合を示す面積占有率を算出し、前記面積包含率と前記面積占有率との積を前記フレーミング効率として算出すること特徴とする請求項1または請求項2に記載のフレーミング評価装置。 The framing efficiency calculation unit
3. The framing evaluation device according to claim 1 or claim 2, characterized in that it calculates an area coverage ratio indicating the ratio of the area of the overlapping area to the projected area, calculates an area occupancy ratio indicating the ratio of the area of the overlapping area to the area of the image frame of the second camera, and calculates the product of the area coverage ratio and the area occupancy ratio as the framing efficiency.
前記フレーミング領域決定部は、前記第1カメラの撮像素子の4隅をそれぞれ通る4つの視線ベクトルと、前記Z=0の平面および前記Z=hの平面との合計8つの交点を、前記フレーミング領域の各頂点として、各頂点の座標を算出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のフレーミング評価装置。 The region of interest is defined as a range between a plane of Z=0 and a plane of Z=h in a world coordinate system,
The framing evaluation device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the framing area determination unit calculates the coordinates of each of the eight intersections of four line-of-sight vectors passing through the four corners of the image sensor of the first camera, the Z = 0 plane, and the Z = h plane, as the vertices of the framing area.
Z=0およびZ=hのいずれか一方の平面における前記交点が前記第2カメラの画像座標系に射影された頂点を判定対象の頂点であるものとしたとき、
当該判定対象の頂点の座標が、他方の平面における4つの前記交点が前記第2カメラの画像座標系に射影された4つの頂点で囲まれた領域外であった場合、
当該判定対象の頂点が前記最外角の頂点であると判定する判定処理を、
Z=0およびZ=hの両方の平面の各交点に対して行うことで前記最外角を構成する頂点を決定することを特徴とする請求項4に記載のフレーミング評価装置。 The framing region vertex selector:
When the vertex of the intersection point in either plane Z=0 or Z=h projected onto the image coordinate system of the second camera is the vertex to be determined,
When the coordinates of the vertex to be determined are outside the area surrounded by the four vertices of the four intersections in the other plane projected onto the image coordinate system of the second camera,
A determination process for determining that the vertex to be determined is the vertex of the outermost corner,
5. The framing evaluation device according to claim 4, wherein the vertices constituting the outermost angles are determined by performing the above-mentioned process for each intersection point of the planes at both Z=0 and Z=h.
算出された前記評価値を表示装置に表示させるフレーミング効率表示部と、を備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のフレーミング評価装置。 a framing efficiency evaluation unit that calculates an evaluation value including a determination result of whether or not the value calculated by the framing efficiency calculation unit is greater than a predetermined threshold value;
6. The framing evaluation device according to claim 1, further comprising: a framing efficiency display unit that displays the calculated evaluation value on a display device.
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