CN1455583A - 监测系统、监测方法、计算机程序和存储介质 - Google Patents

监测系统、监测方法、计算机程序和存储介质 Download PDF

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Abstract

一种象征最大区域的有效区域图像被显示在有效区域图像显示器上。在预定范围内移动一部照相机，由此获得的多个帧形成一幅图像。该图像的像素在垂直和水平方向上被抽取十分之一，形成一微型画作为该有效区域图像。该有效区域图像显示器呈现一种表示照相机图像拍摄用的当前指向的方向的显示。根据该显示，可控制拍摄方向。相对于一指定的位置多个帧可被拍摄，然后被存储和显示。一整幅图像显示器呈示一整幅全景图像。一选择图像显示器显示在整幅全景图像内指定位置的帧作为一选择图像。

Description

监测系统、监测方法、计算机程序和存储介质
技术领域
本发明涉及一种与监视照相机共同使用的监测系统、监测方法、计算机程序和存储介质。
背景技术
监测宽广区域的监测系统是比较常用的。例如，一种监测系统可用于监视海河区域、监视入侵者、监视野生动物的行为和为其它目的使用。一种具有大量像素的摄像机用于捕获宽广区域的图像。为此，这种系统的成本通常较高。人们已提出一种捕获一幅静止图像的技术，它通过从一个地方到另一个地方连续转移有效区域，然后连接这些静止图像而产生一幅将被监测区域的图像。整幅图像具有非常高的分辨率。在获得整幅图像一部分的一张放大图像时，该放大图像仍然具有较高的分辨率，因此产生清晰的图像。
为了捕获宽广区域的图像，形成宽广区域的整幅图像的静止图像的数量就必须增加。需要捕获形成整幅图像的静止帧图像的时间要延长。实际上，通常是限制将被监测的区域。这种监测系统最好是用于人的肉眼不能看见目标的黑暗环境中。通过使用红外照相机，这种监测系统可具有一个黑暗视觉特征。但是，所捕获的图像通常是黑暗的，和不能清楚地识别。由于在用户试图将照相机指向一个所希望的方向，同时观看所捕获的图像时，或者在用户试图放大所捕获图像中的一个任意点或区域时，图像特别的黑暗，因此，这种监测系统的操作性就不能令人满意。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种监测系统、监测方法、计算机程序和存储介质，用于显示将被监测区域的整幅图像，对于任意位置可逆向地重放和显示过去的帧(画面)。
本发明的另一个目的是提供一种监测系统、监测方法、计算机程序和存储介质，用于监测实际所希望的区域，而且在产生一暗影的黑暗环境下便于操作来控制照相机的方向。
在本发明的第一个方案中，一种监测系统包括：一图像拍摄单元，用于拍摄一幅图像；一拍摄方向改变单元，用于改变图像拍摄单元的拍摄方向；一存储单元，用于存储图像数据；一图像显示单元；和一控制器，用于将一幅源图像、一幅通过压缩该源图像获得的并在图像显示单元中显示的图像及一幅全景图像中的一幅存储在存储单元中，该源图像包括在拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内拍摄方向上拍摄的许多静止帧图像，该全景图像是由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的，其中一幅在预定有效区域中的图像是随着图像拍摄方向的改变拍摄而成的，该有效区域的图像在图像显示单元中显示，该拍摄方向通过在有效区域图像中指定所希望的位置而被控制到一个所希望的位置，相对于该指定的位置所捕获的全景图像在图像显示单元上显示。
在本发明的第二个方案中，一种监测方法，它用于存储一幅源图像、一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的许多静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一幅全景图像，该监测方法包括这些步骤：随着拍摄方向的改变拍摄一幅有效区域图像以能显示该幅有效区域图像，和通过在有效区域图像中指定所希望的位置来将该拍摄方向控制到一个所希望的位置，从而能够显示相对于该指定的位置所拍摄的全景图像。
在本发明的第三个方案中，一种计算机可执行的程序，用于存储一幅源图像，和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的许多静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一幅全景图像，该程序包括许多程序代码，用于执行这些步骤：随着拍摄方向的改变拍摄一幅有效区域图像以能显示该幅有效区域图像，和通过在有效区域图像中指定所希望的位置来将该拍摄方向控制到一个所希望的位置，从而能够显示相对于该指定的位置所捕获的全景图像。
在本发明的第四个方案中，一种存储一种计算机可执行的程序的计算机可读的存储介质，该程序用于存储一幅源图像，和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的许多静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一幅全景图像，该计算机可执行的程序包括许多程序代码，用于执行这些步骤：随着拍摄方向的改变拍摄一幅有效区域图像以能显示该幅有效区域图像，和通过在有效区域图像中指定所希望的位置来将该拍摄方向控制到一个所希望的位置，从而能够显示相对于该指定的位置所捕获的全景图像。
需要捕获全景图像的时间周期能够避免被延长，因为图像拍摄单元在预定范围内没有被充分地移动。由于与图像拍摄单元一起在预定范围内充分移动的有效区域图像能被显示，因此就能够方便地设定获得所希望区域图像的拍摄方向。即使正被拍摄的图像是黑暗的，拍摄方向也能被方便地设定。提高了该系统的操作性。
在本发明的第五个方案中，一种监测系统包括：一图像拍摄单元，用于拍摄一幅图像；一拍摄方向改变单元，用于改变图像拍摄单元的拍摄方向；一存储单元，用于存储图像数据；一图像显示单元；和一控制器，用于将一幅源图像，和一幅通过压缩该源图像获得的，并在图像显示单元中显示的图像及一幅全景图像中的一幅存储在存储单元中，该源图像包括在拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的许多静止帧图像，该全景图像是由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的，其中一个图像显示单元的任意点能被指定，在所指定的任意点上仅有一幅静止帧图像是通过图像拍摄单元拍摄的，和这幅所拍摄的静止帧图像能够显示在图像显示单元预定位置上。
在本发明的第六个方案中，一种监测系统包括：一图像拍摄单元，用于拍摄一幅图像；一拍摄方向改变单元，用于改变图像拍摄单元的拍摄方向；一存储单元，用于存储图像数据；一图像显示单元；和一控制器，用于将一幅源图像，和一幅通过压缩该源图像获得的，并在图像显示单元中显示的图像及一幅全景图像中的一幅存储在存储单元中，该源图像包括在拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内拍摄方向上拍摄的许多静止帧图像，该全景图像是由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的，其中一个图像显示单元的任意点能被指定，在所指定的任意点上仅有一幅静止帧图像是从存储在存储单元内的源图像和压缩图像中的一幅图像读取的，和这幅所读取的静止帧图像能够显示在图像显示单元预定位置上。
在本发明的第七个方案中，一种监测方法，它用于存储一幅源图像，和一幅通过压缩该源图像获得的，并在图像显示单元中显示的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的许多静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一幅全景图像，该监测方法包括这些步骤：在全景图像中指定一任意点，在所指定的任意点仅拍摄一幅静止帧图像，和在全景图像中一个预定位置显示所拍摄的静止帧图像。
在本发明的第八个方案中，一种计算机可执行的程序，用于存储一幅源图像，和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的许多静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一幅全景图像，该程序包括许多程序代码，用于执行这些步骤：在全景图像中指定一任意点，在所指定的任意点仅拍摄一幅静止帧图像，和在全景图像中的一个预定位置显示所拍摄的静止帧图像。
在本发明的第九个方案中，一种计算机可执行的程序，用于存储一幅源图像，和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的许多静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一幅全景图像，该程序包括许多程序代码，用于执行这些步骤：在全景图像中指定一任意点，从所存储的源图像和所存储的压缩图像中仅读取在所指定的任意点的一幅静止帧图像，和在全景图像中的一个预定位置显示所读取的静止帧图像。
在本发明的第十个方案中，一种存储介质存储一种计算机可执行的程序，该程序用于存储一幅源图像，和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的许多静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一幅全景图像，该计算机可执行的程序包括许多程序代码，用于执行这些步骤：在全景图像中指定一任意点，在所指定的任意点仅拍摄一幅静止帧图像，和在全景图像中的一个预定位置显示所拍摄的静止帧图像。
在本发明的第十一个方案中，一种存储介质存储一种计算机可执行的程序，该程序用于存储一幅源图像，和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的许多静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一幅全景图像，该计算机可执行的程序包括许多程序代码，用于执行这些步骤：在全景图像中指定一任意点，从所存储的源图像和所存储的压缩图像中仅读取在所指定的任意点的一幅静止帧图像，和在全景图像中的一个预定位置显示所读取的静止帧图像。
由于图像拍摄单元的一个光轴指向一个任意点的静止帧图像的中心，因此在该任意点的静止帧图像被拍摄和显示时，该全景图像能被同时显示。由于在一个任意点的静止帧图像是从已经存储的数据中重放的，因此在该任意点的静止帧图像能被逆向重放和显示时，该全景图像能被同时显示。
附图说明
图1图解地表示根据本发明一个实施例的一种监测系统的方框图；
图2是本发明实施例的方框图；
图3图解地表示根据本发明实施例的一种显示屏；
图4图解地表示根据本发明实施例的一种选择的显示屏；
图5图解地表示根据本发明实施例的一种重放的记录数据的显示屏；
图6图解地表示根据本发明实施例的拍摄和图像捕获的操作；
图7是表示根据本发明实施例的一个目标，拍摄区域和分辨率的范围的视图；
图8A和8B表示一种拍摄图像的管理方法；
图9是表示一种根据本发明实施例的一个有效区域的捕获操作的流程图；
图10是表示一种根据本发明实施例的一个有效区域的显示操作的流程图；
图11是表示一种根据本发明实施例的一个有效区域的捕获操作的流程图；
图12是表示一种根据本发明实施例的一幅所选择图像的捕获操作和显示操作的流程图；
图13是表示一种根据本发明实施例的一帧全图像的捕获操作的流程图；
图14是表示一种根据本发明实施例的所存储图像数据的重放操作的流程图；
图15是表示一种根据本发明实施例的从拍摄单元中仅捕获一帧操作的流程图；
图16是表示一种根据本发明实施例的从所存储的图像数据中仅重放一帧操作的流程图。
具体实施方式
现在参考附图将讨论本发明的一个实施例。图1图解地表示根据本发明一个实施例的一种监测系统的方框图。一个与显示器2相连接的计算机1控制照相机单元3。在图1所示的系统中，一单个计算机1控制两个照相机单元3，而与另一个显示器2’相连接的另一个计算机1’控制另一个照相机单元3’。这样，一单个计算机控制多个照相机单元3。
照相机单元3与一摇动和倾斜部4和照相机部5一体形成。照相机单元3的安装能够拍摄远程目标区。作为一个举例，照相机部5具有一个放大率为10或70的远摄镜头，可拍下数十米到数千米远区域的图像。
照相机部5是一数字静物照相机，与一外部触发器同步开启。照相机部5的图像拾取器，例如，为一个CCD(电荷耦合器件)，它具有一个640×480像素(视频图形阵列，VGA)的分辨率，1024×768像素(扩展图形阵列，XGA)的分辨率，1208×1024像素(超扩展图形阵列，S×GA)的分辨率等。如果使用VGA图像拾取器，图像数据就以30fps(帧/秒)的速率输出。如果使用XGA图像拾取器，图像数据就以15fps的速率输出。如果使用S×GA图像拾取器，图像数据就以7.5fps的速率输出。
视频数据从照相机单元3经过数据总线6传输给计算机1。数据总线6允许视频数据和照相机单元3的一个控制信号在其中进行传输。上面讨论的结构也适用于计算机1’和照相机单元3’。
计算机1和1’存储分别来自照相机单元3和3’的视频数据。如下文所讨论，计算机1和1’包括分别控制照相机单元3和3’的GUI(图形用户接口)以能拍摄用户所需的目标区。视频数据根据JPEG(联合图像专家组)进行压缩。
计算机1和1’通过一LAN(局域网)进行互联。另一个计算机8与LAN7相连接。一显示器9与计算机8相连接。计算机8通过LAN7接收来自计算机1和1’的图像数据，将该图像数据存储在大容量外存储器10中，并处理该图像数据。例如，计算机8对该图像数据执行面貌识别，行李识别，环境识别，交通工具识别等。与磁带光柱一样，大容量外存储器10存储非常大量的数据。
图2详细地表示监测系统中的计算机1和照相机单元3。如图所示，照相机单元3和计算机1的部件与控制器总线21相连接。
摇动和倾斜部4包括一摇动部件4a和一倾斜部件4b。摇动部件4a和倾斜部件4b具有如步进电动机的各自电源，响应于由CPU(中央处理器)33通过控制器总线21提供的一个控制信号分别地摇动和倾斜照相机部5。照相机部5安装在摇动和倾斜部4上。一摇动操作是指一种照相机在水平方向上摇动的移动，一倾斜操作是指一种照相机在垂直方向上倾斜的移动。例如，最大摇动角度为180°，最大倾斜角度为50°。
如下文所讨论，照相机部5可在最大倾斜角度为±15°和最大摇动角度为±50°的范围内移动。每次图像的中心通过一可视角度进行移动，接通照相机部5的快门以能拍摄静止图像(也简称为帧)。例如，总数为MXN的帧(例如，＝8×16＝128帧)，即，在垂直方向的M帧(例如，8帧)和在水平方向的N帧(例如，16帧)能被连续拍摄，压缩，然后连接在一起以形成一单个整幅图像。例如，每帧是一个XGA(1024×768像素)图像。如果不考虑重叠层，128帧的总数就会形成一幅大约为100,000,000像素的图像(水平方向的像素为16,384(1024×16)和垂直方向的像素为6,144(768×8))。该系统拍摄128帧需要花费的时间大约为5秒。该重叠区通常在垂直方向是16个像素，在水平方向是16个像素。
照相机部5是一个数字静物照相机，包括一透镜单元22，聚焦-变焦-光圈控制器23，和拍摄单元24。聚焦-变焦-光圈控制器23是用由控制器CPU33通过控制器总线21提供的一控制信号进行控制的。拍摄单元24包括一如CCD的固态图像拾取器，和一照相机信号处理电路。由拍摄单元24提供的一数字视频信号通过一符合IEEE(电气和电子工程师协会)1394标准的接口25写入缓冲存储器26中。
缓冲存储器26的输出数据提供给一JPEG编码器和元数据附加器27。JPEG编码器和元数据附加器27将图像数据转换为JPEG数据。JPEG定义了一种数据压缩的方法。该图像数据可通过使用另一种方法进行压缩或者可不进行压缩。
照相机单元3包括一获取一个定位的GPS(全球定位系统)接收机28。由于具有GPS接收机28，就可存储照相机单元3的定位数据和检测照相机的方向。因此数个照相机的方向在互锁运动中进行控制。GPS接收机28是用由控制器CPU33通过控制器总线21提供的一控制信号进行控制的。
GPS接收机28的输出信号提供给元数据发生器29。元数据发生器29根据GPS接收机28提供的定位产生位置信息(如纬度和经度，方位和高度的信息)和元数据(照相机部5的时间和参数，如放大率，焦距值和光圈值)。位置信息和元数据提供给JPEG编码器和元数据附加器27。JPEG编码器和元数据附加器27将位置信息和元数据附加给JPEG数据。
JPEG数据和附加在其上的位置信息和元数据存储在主存储器30，如硬盘中，同时提供给图形控制器31和图像压缩器32。在本说明书中，数据累积在主存储器30中称之为“记录”，从主存储器30中读取数据称之为“重放”。而且在本说明书中，一种显示一幅当前正被拍摄的图像而没有被存储在主存储器30中的操作称之为直播模式，和一种重放和显示存储在主存储器30中数据的操作称之为可视模式。
主存储器30具有用作一服务器的功能。例如，作为压缩一幅XGA图像结果的单个帧的数据量大约为100kb，一幅128帧的图像的数据量为12.5Mb。如果主存储器30的容量为80Mb，它就能够存储一整天长时间记录的JPEG数据。该可视模式不仅能够重放存储在主存储器30中的数据，而且能够重放存储在如大容量外存储器内的存储设备中的较陈旧数据。
从主存储器30中读取的JPEG数据然后提供给图形控制器31。图像压缩器32从来自JPEG编码器和元数据附加器27内的JPEG数据和从主存储器30内读取的JPEG数据中的一个数据产生一压缩图像或一微型画。例如，通过在垂直方向和水平方向抽取十分之一的像素，就能够产生一全景图像。图像压缩器32还执行一压缩过程以能形成下面将讨论的一幅有效区域图像。在XGA图像的情况下，在大约100,000,000像素的数据被图像压缩器32JPEG进行JPEG压缩和然后进行处理时可产生一幅400×1000像素的全景图像。该有效区域图像是一个微型画，是一幅比全景图像更粗略的图像。
图形控制器31执行图像处理以能将JPEG数据转换为位图数据和在显示器2的屏幕上呈现所需的显示。更具体的说，GUI显示器，如有效区域图形显示器，全景图像显示器，所选择的图像显示器和按钮呈现在显示器2的屏幕上。下面将讨论显示器的细节。
图形控制器31执行图像处理，以此检测图像中的变化。图像中的变化是一个相对于一参考图像产生的变化。例如，在可视模式中，将一幅当前的图像与以前存储的参考图像相比，就可检测该图像中的变化。在前一天的一预定时间的一幅图像设定为一幅参考图像，就可检测参考图像和在那个时间点之后存储的图像之间的图像差异。如果该图像差异的绝对值等于或大于一个预定值，该变化就被认为是一个图像的变化。在一种检测差异的方法中，可检测一种从参考图像到将被比较图像在相同空间位置的像素之间的差异。代替检测所有像素的差异的是，有代表性的像素或抽取后的剩余像素可经过差异计算。对一特定颜色可执行差异计算能够检测出具有预定颜色的物体中产生的变化。
如果检测出一个变化，就在显示器2的屏幕上设置显示报警，以此能够从剩余帧中区分出一个具有变化的帧。更具体的说，通过使用亮度变化，颜色变化，或显示闪烁来设置显示报警。从所存储的图像中可选择任何预定的图像作为参考图像。
如上所讨论，与控制器总线21相连接的控制器CPU33执行照相机部5的透镜控制(例如，聚焦)，曝光控制(例如，停止，增益和电子快门速度)，白平衡控制，和图像质量控制，同时还控制摇动部件4a和倾斜部件4b。
一I/O(输入/输出)端口34与键盘35和鼠标36相连接。一存储器卡37和时钟38分别与I/I端口34相连接。存储在主存储器30中的JPEG数据和附加在其中的位置信息和元数据写入存储器卡37中。时间数据从时钟38获取。
图2表示与控制器总线21相连接的单元。照相机单元3可安装在远距计算机1的一个位置，这两个单元可通过一IEEE1394或数据总线接口相连接。在此情况下，一光纤可用作一物理传输线。该光纤的使用允许照相机单元3可安装在远离计算机1数百米至数千米的地方。而且，这两个单元可通过一无线LAN(局域网)进行互联。
图3图解地表示根据本发明实施例的GUI显示屏。讨论设置在GUI显示屏上的操作按钮和显示区。一个单屏包括一有效区域图像显示器101，整幅图像显示器102和所选择的图像显示器103。
有效区域图像显示器101呈现一有效区域图像。该有效区域图像是一幅通过照相机单元3在其最大拍摄区拍摄的图像，它由许多帧组成。如前面所讨论，最大摇动角度为180°，最大倾斜角度为50°。该有效区域图像是由在这些最大范围内拍摄的许多帧而形成。例如，安装了照相机单元3，照相机部5在最大范围内随着其光轴转动而移动。一幅图像是由因此而获得的许多帧形成的。形成图像的像素在垂直和水平方向被抽取十分之一而形成微型画。所产生的微型画就是有效区域图像。
有效区域图像显示器101在线段101a和线段101b的相交处指定一个照相机单元3的透镜光轴的当前位置(照相机的播位置)。通过移动线段101a和101b，就能在有效区域图像中指定一个所需的位置，由此控制图像拍摄方向指向所指定位置。由于所指定的方向被设定为一中心或原始位置，M×N禁止帧图像就能在预定范围内拍摄，和存储或显示。本发明并不局限于线段101a和101b。另一种可选择的方案是，指针或鼠标36可指向在有效区域图像显示器101中呈现的屏幕上任何位置，照相机单元3可被控制以使照相机单元3的透镜光轴指向所指定的位置。
整幅图像显示器102呈现一幅全景图像。全景图像是一种图像压缩器32将对应于所拍摄的源图像的JPEG数据压缩形成的图像。通过观察所显示的全景图像执行一个监测操作。如上所讨论，如果检测出图像的变化，该系统就提供一报警显示，其中检测出发生变化的帧在全景图像显示器102上呈现的全景图像中用与剩余帧不同的方式进行显示。
所选择的图像显示器103呈现一所选择的图像。所选择的图像是一幅全景图像部分放大的图像。该放大的图像通过显示一未被压缩的源帧图像进行呈现。通过使用数字信号处理还可进一步放大该图像。
一EXIT按钮104用于切断该监测系统的电源。一照相机系统的OFF按钮105用于切断照相机单元3的电源。
一VIEW MODE按钮106用于将该监测系统的模式转换为一可视模式。在可视模式的过程中，整幅图像和部分图像根据存储在主存储器30或另一个服务器中的图像数据进行显示。
一LIVE MODE按钮107用于将该监测系统的模式转换为一直播模式。在直播模式的过程中，整幅图像和部分图像根据当前照相机单元3正在拍摄的帧进行显示。
一罗盘形显示区108用于显示照相机透镜光轴所指向的方位。一GPS数据显示区109显示照相机单元3安装位置的纬度，经度和高度，执行拍摄操作的数据和时间。在区域108和109上显示的数据是一种在照相机单元3的定位操作中通过在其中的GPS接收机28获取的数据。一可视补偿按钮110用于调节所选择帧的位置。该可视补偿按钮110将在由整幅图像显示器102呈现的整幅图像中通过指针选择的单帧进行上移，下移，左移或右移。形成整幅图像的许多帧与一个重叠下一帧预定数量像素，如16像素的帧连接在一起。通过移动重叠层中的每个帧，就能够保证相邻帧同步。因此相邻帧之间的连接条件就比较平滑。
一模式显示区129用于显示模式信息，报警信息，误差信息等。模式信息将监测系统的模式通知给用户，更具体的说，模式信息表示直播模式或可视模式。报警信息警告用户，例如，在帧达到按压可视补偿按钮110的一个限度时就提供报警信息。误差信息将在监测系统中产生的误差通知给用户。
一照相机控制区111包括一ZOOM按钮112，FOCUS按钮113，IRIS按钮114，照相机构造按钮115，和白平衡按钮116。ZOOM按钮112调节照相机单元3的变焦。FOCUS按钮113调节照相机单元3的聚焦。IRIS按钮114调节照相机单元3的光圈。照相机构造按钮115调节照相机单元3的γ特性，快门速度和增益。白平衡按钮116调节照相机单元3的白平衡。监测系统处于可视模式时，照相机控制区111的显示就可省略。
一SELECT按钮117用于显示可视模式中的选择显示。所选择的显示用于通过一组成整幅图像的帧识别希望将被重放或存储的一个区域。
图4图解地表示根据本发明实施例的一个选择显示屏。如图所示，该选择显示包括一关闭按钮151，显示屏152，和关闭按钮153。点击关闭按钮151和153就可关闭选择显示。显示屏152呈现在整幅图像显示器102上显示的一整幅图像，表示一个将被捕获的帧的轮廓图。在整幅图像显示器102上显示的整幅图像根据将被捕获的帧的单位可进行分隔，然后可在显示屏152上进行显示。线段的栅格可叠加在整幅图像上。如果指针指向所希望图像上的任何位置，用点指示的帧就被选择，而且所指示帧的亮度，分辨率和对比度中的一个发生变化，就显示该帧被选择。
一REC MODE选择菜单118是一个选择记录模式的下拉菜单。该下拉菜单显示一种表示将被记录的图像大小和记录方法(RUN或SINGLE)组合的记录模式。图像大小可能为一由8×16帧形成的整幅图像，一由整幅图像所选择的4x8帧形成的部分图像和一由整幅图像所选择的2×4帧形成的部分图像中的任何一个。部分图像是在选择显示器上选择的一个位置的图像。RUN记录方法用于记录在每个预定时间周期(例如，每5秒)产生的拍摄图像，SINGLE记录方法用于记录以前拍摄的图像。记录模式用于选择RUN记录方法和SINGLE记录方法的一种组合。
一行程结构按钮119是一种调节移动照相机单元3行程精度的微调按钮。一信息区120用于显示控制计算机1和照相机单元3之间的连接状态，和照相机单元3行程的控制状态。如果控制计算机1与照相机单元3相连接，如图3所示，一条阅读“IMAGE SERVER CONNECT”的信息就公告在信息区120中。照相机单元3的行程处于控制状态时，一条阅读“STAGE CONTROL ACTIVE”就公告在信息区120中。
一REC按钮121开始记录图像。如果REC按钮121通过指针指定，那么就开始这种对应于在REC MODE选择菜单118中选择的记录模式的记录。更具体的说，开始对应于从模式RUN(8×16)，RUN(4×8)，RUN(2×4)，SELECT SINGLERUN(8×16)，SELECT SINGLE RUN(4×8)，SELECT SINGLE RUN(2×4)等中选择的一种模式的记录。
一PLAY按钮122用于重放存储在服务器(主存储器30)中的图像数据。更具体的说，如果指定PLAY按钮122，就会呈现一个所记录的数据显示屏。识别所存储的图像数据的信息出现在所记录数据的显示屏上。该信息是以将在下文所讨论的方向文件中描述的信息为基础的。
图5表示一个所记录数据显示屏的实例。在所记录数据显示屏上显示的是最小化按钮161，最大化按钮162，关闭按钮163，日期框164，时间框165，记录数据显示区166，更新数据显示区167，OK按钮168，取消按钮169，和存储设备转换按钮170。
点击最小化按钮161就能使记录数据显示屏的尺寸最小化为图标。点击最大化按钮162就能使记录数据显示屏的尺寸最大化覆盖监测器的全屏。点击关闭按钮163就能关闭记录数据显示屏。
日期框164用于指明将在整幅图像显示器102上显示的记录数据的日期。例如，点击设置在日期框右手端的按钮164a，一个可显示记录数据日期的目录就会以下拉菜单的形式出现。日期是从所列举的日期中进行选择。
时间框165用于指明将在整幅图像显示器102上显示的记录数据的时间。例如，点击设置在时间框手端的按钮165a，一个可显示记录数据时间的目录就会以下拉菜单的形式出现。时间是从所列举的时间中进行选择。
记录数据显示区166显示来自存储设备的与通过日期框164和时间框165指明的日期和时间相一致的记录数据。更新数据显示区167显示来自存储在存储设备内的记录数据中最新的记录数据。另一种可选择的方案是，也可显示来自用日期框164和时间框165指明的记录数据中最新的记录数据。
OK按钮168在指明所需的记录数据后点击。点击取消按钮169就能关闭记录数据显示屏。存储设备转换按钮170用于进入一个复选标记以能将数据存储的目的的从存储设备转换为，例如一个可拆卸的半导体存储卡。
返回图3，一STOP按钮123用于停止数据的记录或重放。STOP按钮123可在REC按钮121或PLAY按钮122指定后通过指针呈现。
一设定照相机中心POSITION按钮124用于指明照相机的方向作为图像(8×16帧)的中心。
一HOME按钮125用于控制照相机单元3以能使照相机单元3的透镜光轴指向原始位置。该原始位置是指一个照相机指向最左边的位置。一LIVE/VIEWPOSITIONON按钮126用于摇动或倾斜照相机。
ZOOM按钮127A和127B用于缩小或放大在所选择的图像显示器103上显示的选择图像。
一MAXVIEW按钮128用于在不同的显示器如整幅图像显示器102上扩大和显示所选择的图像。
参考图6将讨论根据本发明实施例的整幅图像的产生方法。如图所示，照相机部5安装在照相机单元3中摇动和倾斜部4的旋转头上，拍摄方向从照相机的原始位置开始改变。从照相机侧观看时，M行和N列的拍摄帧被连续编号。更具体的说，从顶端到底端的行分别用1，2，…，M进行编号，从由右侧到左侧分别用1，2，…，N进行编号。原始位置是一帧在坐标(1，1)拍摄的位置。
如果在坐标(1，1)的帧被拍摄，那么照相机单元3就向下倾斜拍摄在坐标(2，1)的帧。连续地，帧(3，1)，…，(M，1)被依次拍摄。接着，拍摄在首行和第二列坐标(1，2)的帧。这种拍摄操作一直持续直到在坐标(M，N)的帧被拍摄为止。如上所述，在一帧和与其相邻的下一帧之间存在一个16像素的叠加层。该拍摄的帧经过JPEG压缩，并存储在主存储器30中。
在XGA图像(具有1024×768像素)的情况下，如果不考虑重叠层，总计128帧就会形成一幅大约为100百万像素(水平方向的像素为1024×16(＝16,384)和垂直方向的像素为768×8(＝6,144))的图像。整幅图像显示器102显示一幅由该图像形成的压缩图像或微型图像。选择图像显示器103显示例如一帧的一幅XGA图像。因此，选择图像显示器103就会呈现一个分辨率非常高的图像。如果一幅不清晰的图像显示在整幅图像上，它就会在所选择的图像上变得清晰。
图7表示具有一个放大率为75远摄镜头的照相机单元3正在拍摄时一帧的视角图。如果物体与照相机单元3远隔100米，那么该帧就能覆盖一个8.7m(垂直尺寸)×1.17m(水平尺寸)的区域。例如，如果照相机部5的图像拾取器使用一XGA格式，一单个像素就能覆盖物体的0.87cm(垂直尺寸)×1.17cm(水平尺寸)的区域。
如果物体与照相机单元3远隔200米，那么该帧就能覆盖一个1.74m(垂直尺寸)×2.34m(水平尺寸)的区域。例如，如果照相机部5的图像拾取器使用一XGA格式，一单个像素就能覆盖物体的1.74cm(垂直尺寸)×2.34cm(水平尺寸)的区域。
如果物体与照相机单元3远隔500米，那么该帧就能覆盖一个4.36m(垂直尺寸)×5.84m(水平尺寸)的区域。例如，如果照相机部5的图像拾取器使用一XGA格式，一单个像素就能覆盖物体的4.36cm(垂直尺寸)×5.84cm(水平尺寸)的区域。
下面参考图8A和8B讨论一种存储在大容量外存储器10或主存储器30中的捕获图像数据的数据管理方法。如上所讨论，在每个预定的时间间隔，图像的M×N帧经过拍摄，压缩，然后存储。如图8A所示，每帧的位置用其中的一个M行和其中的一个N列进行限定。例如，一位置信息(1，1)定义为最顶端和最右端的帧。每帧具有一个位置信息和有关记录时间信息的文件名。该时间信息由年，月，日，小时，分钟和秒组成。每帧的文件名包括年，月，日，小时，分钟，秒和位置地址。
如图8B所示，在M×N帧形成单个整幅图像时就产生一方向文件。该方向文件通过包括与具有位置地址(1，1)的帧的文件名(年，月，日，小时，分钟，秒和位置地址)相同数据定义一组M×N帧。该方向文件包含这组帧的位置信息和元数据。位置信息和元数据通过元数据发生器29产生。更具体的说，位置信息(如纬度，经度，方位，和高度的信息)，和元数据信息(照相机部5的时间和参数，如放大率，焦距值和光圈值)。
将讨论在有效区域图像显示器101上捕获和显示有效区域图像的过程。参考图9所示的流程图，图像数据在控制器CPU33的控制下被捕获到主存储器30中。照相机单元3安装在一预定的地方，捕获图像。为了开始此过程，通过使用一设定菜单屏(未图示)输入一开始指令。在任何时间如在起始设定时捕获有效区域图像。
在步骤S11中，在原点开始拍摄操作。该原点位于有效区域的末端或者有效区域的中心。由于照相机单元3中的摇动部件4a和倾斜部件4b被控制，照相机单元3的透镜光轴就与在原点的(静止)帧的拍摄方向相对直。在原点拍摄一帧时，就要改变倾斜角度和拍摄方向以便能够拍摄下一帧。因此帧能够相继地被拍摄。照相机的拍摄方向可在最大摇动角度和最大倾斜角度范围内改变。
在步骤S12中，所捕获的静止帧图像通过JPEG编码器和元数据附加器27被转换为JPEG数据。在步骤S13中，元数据和位置信息被附加到JPEG数据上。元数据包括通过元数据发生器29产生的时间信息，纬度和经度等，位置信息是每帧的位置地址。
在步骤S14中，JPEG数据，和附加在其中的元数据和位置数据存储到主存储器30中。由于照相机能够在最大范围内进行摇动和倾斜，因此就能够在最大范围内获取许多帧。因此，能够捕获有效区域中的所有帧，并将它们转换为JPEG数据。JPEG数据，和附加在其中的元数据和位置信息存储到主存储器30中。因此完成了照相图像的捕获过程。由于有效区域图像用作一个确定拍摄方向的指南，因此一压缩图像或一微型图像可存储在主存储器30中而不是存储源图像。
下面将参考图10中所示的流程图讨论在显示器2中的有效区域图像显示101上存储图像的显示过程。该显示过程通过主存储器30，图形控制器31，图像压缩器32和其它的程序块实现。在步骤S21中，从主存储器30中恢复的图像数据被重放然后经过数据压缩，如数据抽取。因此能够产生作为微型图像的有效区域图像。在步骤S22中，有效区域图像在适当位置被校直以能呈现在有效区域图像显示器101上。在步骤S23中，显示微型图像，即，有效区域图像。
参考图11，将讨论在整幅图像显示器102上显示整幅图像的过程。该显示过程主要通过图形控制器31来实现。在上述有效区域图像显示器101中显示的有效区域图像范围内的一个任意点或区域通过一指针指定时，就可调用图11中所示的流程图所解释的控制运算规则。
在步骤S31中，有效区域图像范围内的捕获位置用指针指定，和验证整幅图像的捕获坐标。例如，该捕获位置通过移动有效区域图像显示器101中显示的线段101a和101b来指定。另一种可选择的方案是，该捕获位置可通过用鼠标器移动光标指定。在步骤S32中，计算整幅图像的起始位置。根据该计算结果，控制照相机单元3中的摇动部件4a和倾斜部件4b。照相机单元3的透镜光轴被移动到捕获起始位置，例如，移动至一组M×N帧中的预定位置的帧。
在步骤S33中，通过拍摄单元24拍摄的静止图像被捕获为第一帧。在步骤S34中，该静止图像数据被转换为JPEG数据。在步骤S35中，元数据和位置信息被附加到JPEG数据上。图像数据转换为JPEG数据和元数据即位置信息附加到JPEG数据上是通过JPEG编码器和元数据附加器27实现的。
在步骤S36中，JPEG数据，和附加在其中的元数据和位置信息存储到主存储器30中。在步骤S37中，从主存储器30中重放的数据在图形控制器31的控制下显示在显示器2中整幅图像显示102内的一个指定地址上。
在步骤S38中，计算下一帧拍摄位置的距离。在步骤S39中，响应于在步骤S38中计算的距离控制摇动部件4a和倾斜部件4b。该拍摄位置就被设定为下一帧的拍摄起始位置。
在步骤S40中，计算所捕获帧的数量。在步骤S41中，确定是否捕获了M×N帧。如上所讨论，如果在M×N帧，如，8×16中设定预定数量的帧，例如，2×4帧，或者4×8帧，就可确定是否捕获了预定数量的帧。
在步骤S41中，如果它确定所捕获帧的数量达到指定帧的数量，那么该运算规则就进入步骤S42。照相机单元3的透镜光轴被转移到整幅图像显示器102的中心。在步骤S41中，如果它确定所捕获帧的数量还没有达到指定帧的数量，那么该运算规则就循环到步骤S33以便开始对下一帧的捕获。
只有在它确定所捕获帧的数量还没有达到指定的数量时，才可实现需要移动拍摄位置以能捕获下一帧的过程步骤(步骤S38和S39)。
在有效区域图像范围内的任意点或区域通过指针指定时，就可捕获相对于该指定位置的M×N帧，然后显示整幅图像。在整幅图像范围内指定的一个点或区域的图像作为选择的图像显示在所选择的图像显示器103。根据图12所示的流程图通过图形控制器31和控制器CPU33可实现捕获和显示所选择图像的过程。
在步骤S51中，光标移动至整幅图像上的一个选择点，点击鼠标。在步骤S52中，被点击的点转换为位置坐标。该位置坐标是为由M×N帧组成的拍摄区域限定的。在步骤S53中，计算从当前拍摄位置到指定位置的距离。
在步骤S54中，通过所计算的距离控制摇动部件4a和倾斜部件4b移动至拍摄位置。在步骤S55中，在该位置拍摄一帧。在步骤S56中，帧数据被传输给JPEG编码器和元数据附加器27。然后通过图形控制器31捕获的帧作为一幅所选择的图像显示在所选择的图像显示器103上。所选择的图像具有由XGA格式定义的像素数量，它是以未被压缩的数据为基础的。分辨率高于整幅图像的所选择的图像是比较清晰的。由于所选择的图像尺寸大于整幅图像范围内的帧，因此，所选择的图像显示器103可显示一放大的图像。
本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下，对其作出变化和修改是可能的。例如，在上述实施例中最大摇动角度是180°。但是最大摇动角度可为360°。有效区域图像的数量并不局限于一个。许多有效区域图像也是可允许的。
现在将讨论在整幅图像显示器102中整幅图像的帧捕获操作。图13表示根据本发明实施例的整幅图像一帧的帧捕获操作的流程图。如果通过指针指定LIVE MODE按钮107，和通过指针指定REC按钮121，那么就调用该流程图表示的控制运算规则。
在步骤S101中通过指针指定在有效区域图像显示器101上显示的有效区域图像中的捕获位置时，就可确定相对于该有效区域图像的整幅图像的位置。因此可验证整幅图像的捕获坐标。
在步骤S102中，计算整幅图像的捕获起始位置。根据该计算结果，控制照相机单元3中的摇动部件4a和倾斜部件4b以能将照相机单元3的透镜光轴移动到捕获起始位置。该捕获起始位置是首先被捕获帧的中心位置。
在步骤S103中，控制照相机单元3中的透镜单元22，聚焦-变焦-光圈控制器23，和拍摄单元24捕获帧，并将所捕获的帧作为图像数据提供给控制计算机1。
在步骤S104中，由照相机单元3提供的图像数据被转换为预定的图像数据，如JPEG数据。
在步骤S105中，元数据和位置信息被附加到预定图像格式数据上。
在步骤S106中，图像数据，和附加在其中的元数据和位置信息存储到主存储器30中。
在步骤S107中，在指定的地址，例如，整幅图像显示器102中的(0，0)显示预定图像格式中的图像数据。
在步骤S108中，计算照相机单元3的透镜光轴到下一帧的距离。
在步骤S109中，根据在步骤S108中计算的距离控制摇动部件4a和倾斜部件4b，以此将照相机单元3的透镜光轴指向下一帧的中心。
在步骤S110中，计算所捕获帧的数量。例如，每次捕获一帧，计数器的计数就以一递增。因此可计数帧的数量。
在步骤S111中，它确定所捕获帧的计数值是否已经达到指定帧的数量，如果它确定所捕获帧的数量达到指定帧的数量，那么该运算规则就进入步骤S112；否则，该运算规则就循环至步骤S103。根据在REC MODE选择菜单118中选择的模式可预先计算指定帧的数量。更具体的说，如果选择RUN(8×16)模式，帧的数量就为128。如果选择RUN(4×8)模式，帧的数量就为32。如果选择RUN(2×4)模式，帧的数量就为8。
在步骤S112中，计算照相机单元3的透镜光轴的当前位置和整幅图像显示器102的捕获起始位置之间的距离。
在步骤S113中，根据在步骤S112中计算的距离控制摇动部件4a和倾斜部件4b以能将照相机单元3的透镜光轴指向用作捕获起始位置的帧的中心。
在步骤S114中，它确定整幅图像显示器102的更新数量是否已达到更新的预定数量。更具体的说，它确定SELECT模式或RUN模式是否在RECMODE选择菜单118中选择的。如果它确定SELECT模式是在RECMODE选择菜单118中选择的，那么该运算规则就进入步骤S115。如果它确定RUN模式是在REC MODE选择菜单118中选择的，那么该运算规则就进入步骤S117。
如果SELECT模式是在REC MODE选择菜单118中选择的，更新的预定数量就为“1”。从整幅图像显示器102上显示的所有帧仅在一个循环中就能被捕获，存储，然后显示。这些帧的捕获，存储和显示不必重复。相比之下，如果RUN模式是在REC MODE选择菜单118中选择的，那么更新的数量就为“无穷大”。在捕获操作结束前，即，在按压STOP按钮123前，要重复这些帧的捕获，存储和显示。
在步骤S115中，计算整幅图像显示器102的捕获起始位置和整幅图像显示器102的中心之间的距离。根据该计算结果，控制摇动部件4a和倾斜部件4b以能将照相机单元3的透镜光轴移动到整幅图像显示器102的中心。整幅图像的中心是指，例如8×16帧的中心位置。
在步骤S116中，暂停摇动部件4a和倾斜部件4b的步进电动机的操作。因此结束用该流程图表示的控制运算规则。
在步骤S117中，它确定是否发出捕获操作的结束指令。更具体的说，它确定STOP按钮123是否通过指针指定的。如果它确定STOP按钮123是通过指针指定的，那么该运算规则就进入步骤S115。如果它确定STOP按钮123不是通过指针指定的，那么该运算规则就循环到步骤S103。
图14表示根据本发明实施例的存储图像数据的重放操作的流程图。如果VIEW MODE按钮106是通过指针指定的，和如果PLAY按钮122是通过指针指定的，那么就调用用该流程图表示的控制运算规则。
如果PLAY按钮122在步骤201中是通过指针指定的，那么所记录的数据显示屏就出现在，例如，图5所示的弹出窗口中。
在步骤S202中，它确定日期是否在日期框164中指定的和时间是否在时间框165中指定的。如果它确定日期和时间分别是在日期框164和时间框165中指定的，那么该运算规则就进入步骤S203。如果在步骤S202中它确定日期没有在日期框164中指定同时时间也没有在时间框165中指定，或者如果在步骤S202中它确定不是日期没有在日期框164中指定就是时间也没有在时间框165中指定，那么就重复步骤S202直到日期和时间分别是在日期框164和时间框165中指定的为止。
在步骤S203中，有效区域图像和/或整幅图像根据在所指定的日期和时间中的记录数据显示在有效区域图像显示器101和/或整幅图像显示器102上。
从当前时间到往前时间逆向地执行重放操作时，VIEW MODE按钮106就通过指针指定。RUN模式是在REC MODE选择菜单118中选择的，PLAY按钮122通过指针指定。在后面的步骤中，指定用于开始重放操作的记录数据的日期和时间，和用于结束重放操作的记录数据的日期和时间。这样，能够重放在指定开始日期和时间捕获的数据到在指定结束日期和时间捕获的数据。它还能够按照从过去的时间点到当前时间的顺序重放记录数据。
图15表示仅在一个指定的任意位置捕获一帧操作的流程图。如果LIVEMODE按钮107通过指针指定，和如果在整幅图像显示器102中的一个任意位置通过指针指定时，就调用该流程图的控制运算规则。
如果SELECT按钮117在步骤S301中通过指针指定，那么例如图4中所示的SELECT显示就以弹出窗口的格式出现。
在步骤S302中，在整幅图像显示器102上呈现的整幅图像还呈现在显示屏152的SELECT显示中。呈现在显示屏152上的图像具有帧边界线，沿这些边界线捕获每帧。呈现在整幅图像显示器102上的整幅图像通过根据捕获的整幅图像的帧的单元进行分段而显示在显示屏152上。而且，线段的栅格可显示叠加在整幅图像上。
在步骤S303中，通过使用指针指定显示屏152上一所需的帧。
在步骤S304中，它确定所选择的帧处于显示屏152中的适当位置。因此验证所选择帧的位置。
在步骤S305中，例如，改变所选择帧的亮度以允许所选择的帧容易地在显示屏152上进行辨认。只要所选择的帧能被辨认，使用任何方法都是可接受的。例如，所选择的帧可通过改变其色差信号，通过改变其任何一些或所有RGB信号，通过改变其外形轮廓的颜色，或通过闪烁其外形轮廓来进行显示。
在步骤S306中，它确定改变其显示的所选择的帧处在有效区域图像显示器101范围内适当位置，因此验证所选择的帧的坐标。
在步骤S307中，通过使用指针指定关闭按钮151和153，关闭SELECT显示。
在步骤S308中，控制摇动部件4a和倾斜部件4b以能将照相机单元3的透镜光轴移动到所选择帧的中心位置。
在步骤S309中，控制照相机单元3中的透镜单元22，聚焦-变焦-光圈控制器23，和拍摄单元24捕获帧，并将所捕获的帧作为图像数据提供给控制计算机1。
在步骤S310中，由照相机单元3提供的图像数据被转换为预定的图像格式数据，如JPEG数据。
在步骤S311中，元数据和位置信息被附加到预定图像格式数据上。
在步骤S312中，图像数据，和附加在其中的元数据和位置信息存储到主存储器30中。
在步骤S313中，在整幅图像显示器102中指定的地址显示预定图像格式中的图像数据。
在步骤S314中，它确定单个所选择帧的更新数量是否已达到更新的预定数量。更具体的说，它确定SELECT模式或RUN模式是否在REC MODE选择菜单118中选择的。如果它确定SELECT模式是在REC MODE选择菜单118中选择的，那么该运算规则就进入步骤S315。如果它确定RUN模式是在REC MODE选择菜单118中选择的，那么该运算规则就进入步骤S317。
如果SELECT模式是在REC MODE选择菜单118中选择的，更新的预定数量就为“1”。单个所选择的帧仅在一个循环中就能被捕获，存储，然后显示。该帧的捕获，存储和显示不必重复。相比之下，如果RUN模式是在RECMODE选择菜单118中选择的，那么更新的数量就为“无穷大”。在捕获操作结束前，即，在按压STOP按钮123前，要重复这些帧的捕获，存储和显示。
在步骤S315中，计算单个所选择帧的捕获位置和整幅图像显示器102中心之间的距离。根据该计算结果，控制摇动部件4a和倾斜部件4b以能将照相机单元3的透镜光轴移动到整幅图像显示器102的中心。整幅图像的中心是指，例如8×16帧的中心位置。
在步骤S316中，暂停摇动部件4a和倾斜部件4b的步进电动机的操作。因此结束用该流程图表示的控制运算规则。
在步骤S317中，它确定是否发出捕获操作的结束指令。更具体的说，它确定STOP按钮123是否通过指针指定的。如果它确定STOP按钮123是通过指针指定的，那么该运算规则就进入步骤S315。如果它确定STOP按钮123不是通过指针指定的，那么该运算规则就循环到步骤S309。图16表示根据本发明实施例从记录数据中重放仅在一个任意位置的帧的操作流程图。如果VIEW MODE按钮106通过使用指针指定，如果RUN模式是在REC MODE选择菜单118中选择的，和如果在整幅图像显示器102范围内任何任意位置通过使用指针指定时，就调用图16所示流程图的运算规则。
如果SELECT按钮117在步骤S401中通过指针指定，那么例如图4中所示的SELECT显示就以弹出窗口的格式出现。
在步骤S402中，在整幅图像显示器102上呈现的整幅图像还呈现在显示屏152的SELECT显示中。呈现在显示屏152上的图像具有帧边界线，沿这些边界线捕获每帧。呈现在整幅图像显示器102上的整幅图像通过根据捕获的整幅图像的帧的单元进行分段而显示在显示屏152上。而且，线段的栅格可显示叠加在整幅图像上。
在步骤S403中，通过使用指针指定显示屏152上一所需的帧。
在步骤S404中，它确定所选择的帧处于显示屏152中的适当位置。因此验证所选择帧的位置。
在步骤S405中，例如，改变所选择帧的亮度以允许所选择的帧容易地在显示屏152上进行辨认。只要所选择的帧能被辨认，使用任何方法都是可接受的。例如，所选择的帧可通过改变其色差信号，通过改变其任何一些或所有RGB信号，通过改变其外形轮廓的颜色，或通过闪烁其外形轮廓来进行显示。
在步骤S406中，它确定改变其显示的所选择的帧处在有效区域图像显示器101范围内适当位置，因此验证所选择的帧的坐标。
在步骤S407中，图5中所示的记录数据显示屏以弹出窗口的格式出现。
在步骤S408中，指定用于开始重放操作的记录数据的日期和时间。例如，可在日期框164中指定用于开始重放操作的记录数据的日期，和可在时间框165中指定用于开始重放操作的记录数据的时间。所需的记录数据可从在记录数据显示区166中显示的记录数据中进行选择。
在步骤S409中，指定用于结束重放操作的记录数据的日期和时间。例如，可在日期框164中指定用于结束重放操作的记录数据的日期，和可在时间框165中指定用于结束重放操作的记录数据的时间。所需的记录数据可从在记录数据显示区166中显示的记录数据中进行选择。如果没有指定用于结束重放操作的记录数据的日期和时间，那么就逆向地重放从起始日期和时间存储的所有记录数据。
在步骤S410中，通过使用指针指定关闭按钮151和153，关闭SELECT显示。
在步骤411中，将被重放的记录数据从主存储器30中读取。另一种可选择的方案是，该记录数据可从大容量外存储器10中读取。由于许多帧作为一个文档存储在大容量外存储器10中，因此该记录数据就能被解压缩，然后进行读取。
在步骤S412中，在整幅图像显示器102中所选择的坐标显示在所读取数据内所选择坐标上的帧。
在步骤S413中，它确定是否是结束该重放操作的日期和时间。如果它确定是结束该重放操作的日期和时间，就结束该运算规则。如果它确定不是结束操作的日期和时间，该运算规则就进入步骤S414。
在步骤S414中，读取下一个将被重放的记录数据。
本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下，对其作出变化和修改是可能的。
它能够从当前时间到过去的时间点逆向地重放所记录的数据。它还能够从过去的时间点到当前时间重放所记录的数据。
在系统中与LAN7相连接的控制计算机1控制照相机单元3。只有控制计算机1和照相机单元3是移动类型的设备。
在上述实施例中，任何位置的帧可连续地进行拍摄，存储和显示。另一种可选择的方案是，任何位置的帧可以预定的时间间隔进行拍摄，存储和显示。
在上述实施例中，任何位置的帧可连续地进行拍摄，存储和显示。另一种可选择的方案是，任何位置的帧仅被拍摄和显示，而没有被存储。
在上述实施例中，根据位置坐标从所记录的数据中可获取任何位置的帧。另一种可选择的方案是，通过参考附加在帧上的位置信息和/或元数据从所记录的数据中可获取任何位置的帧。
在上述实施例中，照相机单元3向下倾斜以能连续地拍摄帧。另一种可选择的方案是，照相机单元3可向上倾斜以能连续地拍摄帧。照相机单元3可顺时针或逆时针摇动以能连续地拍摄帧。
在上述实施例中，根据位置坐标从所记录的数据中可获取任何位置的帧。另一种可选择的方案是，从识别的原始位置用参考标号1，2，3，…可分别对这些帧进行编号，根据参考标号从所记录的数据中可获取一任何位置的帧。
需要捕获全景图像的时间周期能够避免被延长，因为图像拍摄单元在预定范围内没有被充分地移动。由于用在预定范围内充分移动的图像拍摄单元拍摄的有效区域图像能被显示，因此就能够方便地设定获得所希望区域图像的拍摄方向。即使正被拍摄的图像是黑暗的，拍摄方向也能被方便地设定。提高了该系统的操作性。
根据本发明的实施例，可显示将被监测的区域范围内的全图像，拍摄和显示任何位置的帧。可详细地显示该任何位置的帧。
根据本发明的实施例，可显示将被监测的区域范围内的全图像，在过去获取的任何位置的帧按照从当前时间到过去的时间点的顺序进行逆向地显示。可详细地显示该任何位置的帧。
根据本发明的实施例，可显示将被监测的区域范围内的全图像，在过去获取的任何位置的帧按照从过去的时间点到当前时间的顺序进行逆向地显示。可详细地显示任何位置的帧。

Claims (32)

1.一种监测系统包括：
图像拍摄单元，用于拍摄一幅图像；
拍摄方向改变单元，用于改变图像拍摄单元的拍摄方向；
存储单元，用于存储图像数据；
图像显示单元；和
控制器，用于将一幅源图像、一幅通过压缩该源图像获得的并在图像显示单元中显示的图像及一整幅全景图像中的一幅存储在存储单元中，所述源图像包括在拍摄方向改变单元的预定范围中的预定有效区域内拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，所述全景图像是由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的，
其中一幅在预定有效区域中的图像是随着图像拍摄方向的改变拍摄而成的，该有效区域的图像在图像显示单元中显示，该拍摄方向通过在有效区域图像中指定所希望的位置而被控制到一个所希望的位置，相对于该指定的位置所捕获的整幅全景图像在图像显示单元上显示。
2.如权利要求1所述的监测系统，其中：所述整幅全景图像和所述有效区域图像被显示在图像显示单元的不同区域上。
3.如权利要求1所述的监测系统，其中：相对于所指定位置捕获的静止帧图像的数量被设定。
4.一种监测方法，用于存储一幅源图像和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中的预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一整幅全景图像，该监测方法包括这些步骤：
随着拍摄方向的改变拍摄该有效区域图像以能显示该有效区域图像；和
通过在有效区域图像中指定所希望的位置来将该拍摄方向控制到一个所希望的位置，从而能够显示相对于该指定的位置所捕获的全景图像。
5.如权利要求4所述的监测方法，其中：所述整幅全景图像和所述有效区域图像被显示在图像显示单元的不同区域上。
6.如权利要求4所述的监测方法，其中：相对于所指定位置捕获的静止帧图像的数量被设定。
7.一种计算机可执行程序，用于存储一幅源图像和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中的预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一整幅全景图像，该计算机可执行的程序包括程序代码，用于执行这些步骤：
随着拍摄方向的改变拍摄该有效区域图像以能显示该有效区域图像；和
通过在有效区域图像中指定所希望的位置来将该拍摄方向控制到一个所希望的位置，从而能够显示相对于该指定的位置所捕获的整幅全景图像。
8.一种存储有计算机可执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序用于存储一幅源图像和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一整幅全景图像，该计算机可执行的程序包括程序代码，用于执行这些步骤：
随着拍摄方向的改变拍摄一幅有效区域图像以显示该幅有效区域图像；和
通过在有效区域图像中指定所希望的位置来将该拍摄方向控制到一个所希望的位置，从而能够显示相对于该指定的位置所捕获的整幅全景图像。
9.一种监测系统包括：
图像拍摄单元，用于拍摄一幅图像；
拍摄方向改变单元，用于改变图像拍摄单元的拍摄方向；
存储单元，用于存储图像数据；
图像显示单元；和
控制器，用于将一幅源图像、一幅通过压缩该源图像获得的并在图像显示单元中显示的图像及一整幅全景图像中的一幅存储在存储单元中，该源图像包括在拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，该整幅全景图像是由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的，
其中该图像显示单元的一个任意点能被指定，
在所指定的任意点上仅有一幅静止帧图像是通过图像拍摄单元拍摄的，和
该幅所拍摄的静止帧图像被显示在图像显示单元的预定位置上。
10.如权利要求9所述的一种监测系统，其中：重复执行一种通过图像拍摄单元仅拍摄在所指定任意点上的静止帧图像的过程循环和一种将所拍摄的静止帧图像显示在图像显示单元预定位置上的过程循环。
11.如权利要求9所述的监测系统，其中：所拍摄的静止帧图像存储在存储单元中。
12.如权利要求11所述的监测系统，其中：可重复执行一种通过图像拍摄单元仅拍摄在所指定任意点上的静止帧图像的过程循环，一种将所拍摄的静止帧图像存储在存储单元中的过程循环，和一种将所拍摄的静止帧图像显示在图像显示单元预定位置上的过程循环。
13.如权利要求9所述的监测系统，其中：当指定图像显示单元的任意点时，该任意点被指定在示出了通过图像拍摄单元拍摄的静止帧图像的边界的整幅全景图像中。
14.一种监测系统包括：
图像拍摄单元，用于拍摄一幅图像；
拍摄方向改变单元，用于改变图像拍摄单元的拍摄方向；
存储单元，用于存储图像数据；
图像显示单元；和
控制器，用于将一幅源图像、一幅通过压缩该源图像获得的并在图像显示单元中显示的图像及一整幅全景图像中的一幅存储在存储单元中，该源图像包括在拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，该全景图像是由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的，
其中该图像显示单元的一个任意点能被指定，
在所指定的任意点上仅有一幅静止帧图像是从存储在存储单元内的源图像和压缩图像中的一幅图像读取的，和
这幅所读取的静止帧图像能够显示在图像显示单元预定位置上。
15.如权利要求14所述的监测系统，其中：当读取在所指定任意点的静止帧图像时，指定存储在存储单元中源图像和压缩图像中的一幅图像，读取操作以此幅图像开始，
源图像和压缩图像可按照从指定为开始读取操作的图像到较陈旧图像的逆向顺序被连续地读取，和
每次读取每一个源图像和压缩图像时，从源图像和压缩图像中的一个仅读取所指定任意点上的一幅静止帧图像。
16.如权利要求14所述的监测系统，其中：当读取在所指定任意点的静止帧图像时，指定存储在存储单元中源图像和压缩图像中的一幅图像，读取操作以此幅图像开始，
源图像和压缩图像可按照从指定为开始读取操作的图像到当前时间的正向顺序被连续地读取，和
每次读取每一个源图像和压缩图像时，从源图像和压缩图像中的一个仅读取所指定任意点上的一幅静止帧图像。
17.如权利要求14所述的监测系统，其中：当读取在所指定任意点的静止帧图像时，指定存储在存储单元中源图像和压缩图像中的一幅图像，读取操作以此幅图像开始，
指定存储在存储单元中源图像和压缩图像的其中一幅图像，读取操作以此幅图像结束，
源图像和压缩图像可从指定为开始读取操作的图像到指定为结束读取操作的图像被连续地读取，和
每次读取每一个源图像和压缩图像时，从源图像和压缩图像中的一个仅读取所指定任意点上的一幅静止帧图像。
18.如权利要求14所述的监测系统，其中：当指定图像显示单元的任意点时，该任意点被指定在示出了通过图像拍摄单元拍摄的静止帧图像的边界的整幅全景图像中。
19.一种监测方法，用于存储一幅源图像和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一整幅全景图像，该监测方法包括这些步骤：
在整幅全景图像中指定一任意点；
在所指定的任意点仅拍摄一幅静止帧图像；和
在整幅全景图像中的一个预定位置上显示所拍摄的静止帧图像。
20.如权利要求19所述的监测方法，其中：重复地执行拍摄步骤和显示步骤。
21.如权利要求19所述的监测方法，还包括一个存储所拍摄的静止帧图像的存储步骤。
22.如权利要求21所述的监测方法，其中：重复地执行拍摄步骤，存储步骤和显示步骤。
23.如权利要求19所述的监测方法，其中：任意点指定步骤包括在示出所拍摄静止帧图像的一个边界的全景图像上指定该任意点。
24.一种监测方法，用于存储一幅源图像和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一整幅全景图像，该监测方法包括这些步骤：
在整幅全景图像中指定一任意点；
从所存储的源图像和所存储的压缩图像中仅读取一幅在所指定任意点的静止帧图像；
将所读取的静止帧图像显示在整幅全景图像中的预定位置上。
25.如权利要求24所述的监测方法，其中该读取步骤包括：
指定存储在存储单元中源图像和压缩图像中的一幅，读取操作以此幅图像开始，
按照从指定为开始读取操作的图像到较陈旧的图像的逆向顺序连续地读取源图像和压缩图像，和
每次读取每一个源图像和压缩图像时，从源图像和压缩图像中的一个仅读取所指定任意点上的一幅静止帧图像，。
26.如权利要求24所述的监测方法，其中该读取步骤包括：
指定存储在存储单元中源图像和压缩图像中的一幅图像，读取操作以此幅图像开始，
按照从指定为开始读取操作的图像到当前时间的正向顺序连续地读取源图像和压缩图像，和
每次读取每一个源图像和压缩图像时，从源图像和压缩图像中的一个仅读取所指定任意点上的一幅静止帧图像。
27.如权利要求24所述的监测方法，其中该读取步骤包括：
指定存储在存储单元中源图像和压缩图像中的一幅图像，读取操作以此幅图像开始，
指定存储在存储单元中源图像和压缩图像中的一幅图像，读取操作以此幅图像结束，
从指定为开始读取操作的图像到指定为结束读取操作的图像连续地读取源图像和压缩图像，和
每次读取每一个源图像和压缩图像时从源图像和压缩图像中的一个仅读取所指定任意点上的一幅静止帧图像。
28.如权利要求24所述的监测方法，其中任意点指定步骤包括：在示出了所拍摄的静止帧图像的一个边界的整幅全景图像上指定该任意点。
29.一种计算机可执行的程序，用于存储一幅源图像，和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一幅全景图像，该计算机可执行程序包括程序代码，用于执行这些步骤：
在整幅全景图像中指定一任意点；
在所指定的任意点仅拍摄一幅静止帧图像；和
在整幅全景图像中的一个预定位置显示所拍摄的静止帧图像。
30.一种计算机可执行的程序，用于存储一幅源图像，和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一幅全景图像，该计算机可执行程序包括程序代码，用于执行这些步骤：
在整幅全景图像中指定一任意点；
从所存储的源图像和所存储的压缩图像中仅读取在所指定的任意点的一幅静止帧图像；和
在全景图像中的一个预定位置显示所读取的静止帧图像。
31.一种存储有一种计算机可执行的程序的存储介质，该程序用于存储一幅源图像和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一整幅全景图像，该计算机可执行的程序包括程序代码，用于执行这些步骤：
在整全景图像中指定一任意点；
在所指定的任意点仅拍摄一幅静止帧图像；和
在全景图像中的一个预定位置显示所拍摄的静止帧图像。
32.一种存储有一种计算机可执行的程序存储介质，该程序用于存储一幅源图像和一幅通过压缩该源图像获得的图像中的一幅，该源图像包括在改变图像拍摄单元拍摄方向的拍摄方向改变单元的预定范围中预定有效区域内的拍摄方向上拍摄的多个静止帧图像，还用于显示由源图像和压缩图像中的一幅图像产生的一幅全景图像，该计算机可执行的程序包括程序代码，用于执行这些步骤：
在整幅全景图像中指定一任意点；
从所存储的源图像和所存储的压缩图像中仅读取在所指定的任意点的一幅静止帧图像；和
在全景图像中的一个预定位置显示所读取的静止帧图像。
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