JPH04126473A - 自動追尾カメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、被写体を自動的に追尾して撮影する自動追尾
カメラ装置に関する。

（従来の技術） 近年、被写体を撮影する際に、自動的に被写体に焦点を
合わす機能、いわゆるオートフォーカス機能を有するビ
デオカメラが普及するに到っている。

このオートフォーカス機能を有するビデオカメラにおい
ては、撮影画面中央に測距視野を固定的に設定し、この
測距視野内にある被写体に自動的に焦点を合わせるよう
にしている。従って、撮影の際には、撮影の対象とする
被写体を当該測距視野内に捕捉することによって、自動
的に被写体に対して焦点を合わせることができる。

しかしながら、この場合、被写体が測距視野外に移動す
ると、この被写体の後方に存在していた物体に焦点が合
ってしまい、被写体に対する焦点がずれてしまい、当該
被写体の撮影画像がぼけたものになった。

そこで、被写体の移動を検出すると共に、測距視野の大
きさを手動設定により可変として、上述した被写体の移
動による焦点のずれを防ぐ自動追尾装置が提案されてい
る（特開昭６１−１２１７７号公報）。

この従来の自動追尾装置によれば、追尾視野の大きさを
手動で変更し、被追尾被写体の特徴に基づいて追尾する
ことによって、被追尾被写体の大きさの変化に対応した
安定な追尾動作を行うことができる。

（発明か解決しようとする課８） しかしながら、上述した従来の自動追尾装置においては
、撮影されている画面内でのみ被追尾被写体を追尾し、
追尾視野の大きさを手動で変更することによってより広
範囲で被写体を追尾し得るようにしている。そのため、
被追尾被写体か画面内から外れた場合には当該被追尾被
写体を追尾することができず、また追尾視野の大きさを
手動で変更することによって当該被追尾被写体の画面内
に於ける大きさが変化してしまい、被写体の追尾が困難
になることも予想された。

さらに、従来の自動追尾装置においては、被追尾被写体
が複数ある場合の追尾の方式等については何ら考慮され
ることはなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、追尾対象
である被写体の移動に対応して視野を変更し、複数の被
写体の移動にも対応し得る自動追尾カメラ装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の自動追尾カメラ装置は、撮影手段と、この撮影
手段で撮影される画面内で被写体を指示する指示入力手
段と、この指示入力手段で指示された被写体に係る特徴
を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶される特徴
を基に、前記撮影手段で撮影される画面内から被写体を
検索する検索手段と、この検索手段で検索される被写体
を追尾する追尾手段とを有することを要旨とする。

（作用） 本発明の自動追尾カメラ装置においては、撮影手段で撮
影した画面内で追尾の対象とする被写体を指示するよう
にしている。これにより追尾の対象となる被写体が特定
され、当該被写体に係る特徴を記憶手段に記憶し得るよ
うになる。

従って、当該被写体に係る特徴から、被写体の大小等に
影響されることなく検索手段が被写体を検索し、この検
索された被写体を追尾手段が自動的に追尾する。

（実施例゛） 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

まず、第１図のブロック図を参照して、本実施例の自動
追尾カメラ装置の構成を説明する。

指示入力手段１は、撮影手段としてのビデオカメラ装置
３で撮影され、表示される画面上で追尾対象とする被写
体を指示入力するものである。

例えば、外部から指示入力するものとしては、例えばキ
ーボード、マウス或いはタッチパネルを用いて、画面上
に表示される多数の被写体の中からカーソルを使う等の
手法で、あるいは、画面の中心点で対象の輪郭をなぞる
ような手法で、追尾対象を指示入力するものがある。

また、内部から指示入力するものとしては、例えばコン
ピュータ等によって移動速度か所定値を越えるもの、或
いは所定の色に着色若しくは配色されたものを自動的に
追尾対象と指示するものがある。

追尾対象記憶手段５は、人の顔やサッカーボール等の、
指示入力手段１で指示された対象の閉じた空間（例えば
輪郭）の内部の色の分布、外形的特徴などの画像情報を
記憶する記憶子・段である。

動きベクトル検出手段７は、追尾対象記憶手段５で記憶
した対象の輪郭（内部の色分布情報）が動いたとき、そ
の動きベクトルを検出するものである。また、この動き
ベクトル検出手段７は、対象の輪郭の形がある程度変化
しても内部の色分布、例えば、赤色の隣が緑色というよ
うな情報が変わらなければ動きベクトルを計算でき、さ
らには人間が後ろ向きになるように輪郭の内部の色情報
が変化しても動いているある閉空間の動きを検出できる
。

このような動きを検出する手法には ■）連続する２枚の画像を少しずつずらしながら画像間
の差が最小となるところを探し、この最小となる位置の
偏位から移動量を求める方法 ２）２枚の画像の相互相関関数を求め、この相互相関関
数を最大にする偏位から移動量を求める方法 ３）フーリエ変換の画像間の比により移動量を求める方
法 ４）画像のある位置に於ける空間的勾配と画像間差の関
係から移動量を求める方法 などが知られている。

この動きベクトル検出手段７は、常に追尾対象が画面上
のどこに位置し、どの位の速さで動いているか、また、
追尾する対象の閉空間の画面上での大きさの情報を各追
尾対象ごとに持っている。

演算手段９は、カメラを運動させる方向や距離、及びそ
の時の時間の情報を過去に遡って保存しており、追尾対
象が移動したときには、当該追尾対象が画面の中心に来
るように、ビデオカメラ装置３の視野方向を変更する際
の移動量及び視野の大きさを調節する際の駆動量を演算
する。

視野調節手段１１は、ビデオカメラ装置３の視野の大き
さを調節する。

追尾対象検索手段１３は、追尾対象を画面上から見失っ
たとき、視野調節手段１１で強制的に視野を広げ、対象
が消えた方向にビデオカメラ装置３を回転させ視野方向
を移動する指示を後述するカメラ駆動手段１５へ与える
。この視野方向の移動は視野の拡大と同時に行われても
よく、またいずれか一方のみを行うものであっても良い
。

追尾対象認識手段１３ａは、追尾対象を画面上から見失
った後、画面上に再び追尾対象が現れたときに、当該追
尾対象と追尾対象記憶手段５で記憶される対象とを比較
し、一致することを認識するものである。

カメラ駆動手段１５は、演算手段９で演算された移動量
に応じて、視野方向を変更する。

次に、本実施例の自動追尾ビデオカメラ装置における自
動追尾動作について説明する。

まず、指示入力手段１で追尾対象の指示が入力されると
、追尾対象記憶手段５で当該追尾対象の閉じた空間（例
えば輪郭）の内部の色の分布、外形的特徴などの画像情
報を記憶する。

続いて、動きベクトル検出手段７により、追尾対象記憶
手段５で記憶した対象の輪郭（内部の色分布情報）が動
いたとき、その動きベクトルを任意の前述した方式を用
いて検出する。

演算手段９は動いた追尾対象が画面の中心に来るように
ビデオカメラ装置３が移動するべき方向を演算する。こ
の演算手段９はビデオカメラ装置３を動かすスピードが
早い場合、またはビデオカメラ装置３を動かす距離が長
い場合は、演算手段３から視野調節手段１１に指示を与
え、視野を広くする。

また、逆に、ビデオカメラ装置３を動かす距離が短い場
合、かつ、追尾対象記憶手段５で記憶した輪郭の大きさ
が初めに記憶した輪郭より小さい場合は、画面上の追尾
対象が、初めに記憶した輪郭の大きさになるまで、視野
調節手段１１により視野を狭くする。

続いて、カメラ駆動手段１５は、演算手段９で演算した
方向にビデオカメラ装置３で撮影する視野方向を動かす
。なお、このとき追尾対象記憶手段５は、複数の対象を
記憶する領域を持ち、複数の追尾対象を符号、例えば優
先順位若しくは検索順序にかかる情報を含む番号や、被
写体の特徴にかかる情報によって分類される記号と対応
させて記憶しているので、この記憶情報に基づいて、追
尾対象が複数の場合は複数の対象の重心をそれぞれ追尾
するように、演算手段９てビデオカメラ装Ｗ３の動く距
離および方向が演算され、視野方向等が設定される。

例えば、第２図に示すように追尾対象が３つあり、第３
図に示す矢印の方向にそれぞれの追尾対象が移動したと
き（Ｘｏ　＝Ｘ＋　、Ｘｏ　＝Ｙ＋　、ＺＯ→Ｘ１）、
第４図に示す３つの対象の重心Ｇが画面の中心Ｃに来る
ようにビデオカメラ装置３の向きを移動させる（第５図
参照）。

ここで、第４図及び第５図に示す重心Ｇは、各追尾対象
の（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の重みを等しくして求めた例である。

第６図及び第７図では、各追尾対象ｘ、、ｙ、。

Ｚｌに対応する優先順位の番号の逆数を各追尾対象の重
みとして計算した例である。

焦点調節手段１７は自動的に焦点を合わせる手段である
。本実施例のように、追尾対象が複数の場合は、被写体
と対応させた優先順位（番号ンの高い物に焦点を合わせ
る。

焦点調節手段１７が焦点を合わせるべき対象の画面上の
位置に係る情報を演舞手段９から得ると共に、視野調節
手段１１か動きベクトル検出手段７から単数及び複数の
追尾対象の画面上におけるそれぞれの位置、及びどの方
向にどの位の速さで動いているかの情報を得て、常に画
面上から追尾対象を失わないように追尾対象に焦点を合
わせると共に視野の大きさを調節する。

また、追尾検索手段１３は、追尾対象を画面上ら見失っ
たとき、視野調節手段１１で強制的に視野を広げ、また
演算手段９て対象が消えた方向にビデオカメラ装置３を
回転させる指示を与える。

更に、画面上に再び追尾対象が現れたとき追尾対象記憶
手段５て記憶した対象と一致することを認識するための
追尾対象認識手段１３ａを含む。この追尾対象認識手段
１３ａは画面上にある動く閉空間に焦点を合わせ、その
色の分布が追尾対象記憶手段５で記憶した色の分布の情
報と一致する、あるいは非常に似ているものを見つける
。

上述してきたように、本実施例の自動追尾カメラ装置に
よれば、任意の対象の移動に伴い、対象が画面の中心に
来るように自動的にビデオカメラ装置を動かして追尾し
て撮影することができる。

また記憶した追尾対象の形がある程度変化しても初めに
記憶した対象と同じ物であることが、閉じた空間（例え
ば輪郭）の内部の色の分布、外形的特徴などの画像情報
から認識できるものであるから、追尾対象が単数及び複
数の場合にも、それらの追尾対象が画面上に不自然では
ないように現れるように視野を自動的に調節することが
でき、更に追尾対象を見失ったとき、視野を大きくし、
あるいは、カメラを回転させることにより追尾対象を検
索することができる。

すなわち再び画面上に対象が現れたとき、初めに記憶し
た対象であることを認識し、追尾を再開することができ
る。また、追尾対象が複数の場合、追尾する優先順位と
共に対象を記憶させることができ、優先順位の高いもの
に焦点を合わせるように構成されている。尚、手動切り
替えにより、従来のビデオカメラ装置と同し様に人間が
手動により撮影することも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、被写体に係る特
徴を基に画面内から被写体を検索するようにしたので、
被写体の移動に対応して視野を変更し、複数の被写体の
移動にも対応し得る等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は追尾
対象が３つの場合を示す図、第３図は３つの対象が動い
たときの様子を示す。第４図及び第５図は動いた後の追
尾対象の重心が画面の中心に来るようにビデオカメラ装
置を動かした場合を示す図、第６図及び第７図では複数
の追尾対象の重心の求め方を示す図で、本図では、各対
象の優先順位の逆数の重みをつけて重心を求める場所を
示す。 １・・−指示入力手段 ３９．ビデオカメラ装置 ５・・・追尾対象記憶手段 ７・・・動きベクトル検出手段 ９・・・演算手段 １１・・・視野調節手段 １３・・・追尾対象検索手段 １３ａ・・・追尾対象認識手段 １５・・・カメラ駆動手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影手段と、 この撮影手段で撮影される画面内で被写体を指示する指
   示入力手段と、 この指示入力手段で指示された被写体に係る特徴を記憶
   する記憶手段と、 この記憶手段に記憶される特徴を基に、前記撮影手段で
   撮影される画面内から被写体を検索する検索手段と、 この検索手段で検索される被写体を追尾する追尾手段と を有することを特徴とする自動追尾カメラ装置。
2. （２）前記検索手段は、撮影手段で撮影される画面内に
   被写体を検索し得ないときには、当該撮影手段の視野方
   向及び、または視野の大きさを調節する視野調節手段を
   有することを特徴とする請求項１に記載の自動追尾カメ
   ラ装置。
3. （３）前記記憶手段は、撮影手段で撮影される被写体が
   複数あるときには各々の被写体に係る特徴を符号と共に
   記憶することを特徴とする請求項１、２に記載の自動追
   尾カメラ装置。
4. （４）前記記憶手段で付与される符合は、検索順序にか
   かる係数であって、この検索順序に従って撮影手段で撮
   影される被写体に焦点を合わすことを特徴とする請求項
   ３に記載の自動追尾カメラ装置。