JP2006229321A - 自動追尾撮像装置及び自動追尾撮像方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 目標物を自動的に追尾すると同時にユーザの希望に応じて目標物の表示位置や大きさを変更することが可能な自動追尾撮像装置を提供する。
【解決手段】 カメラ部１００で撮影された画像データを画像入力部１１で入力し、物体検出部１２で画像中の物体領域を検出する。物体サイズ推定部１３により、物体領域の目標物における部位を判定し、目標物の全体の画面上でのサイズを推定する。ズーム制御部１４は、推定された物体の画面上のサイズと目標サイズとに基づいて、カメラ部１００のズーム機構を制御する。目標サイズ受付部１５は、自動追尾の制御中に目標サイズの変更入力を受け付ける。ズーム制御部１４は、変更後の目標サイズに従ってカメラ部１００のズーム制御を行い、自動追尾の制御を継続する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲をズーム調整や向きの調整により変更する調整機構とを用い、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するための自動追尾撮像装置及び自動追尾撮像方法に関する。

例えば防犯用の監視システムにおいては、テレビカメラなどを用いて特定の領域を常時あるいは間欠的に撮影するのが一般的である。また、比較的広い範囲を監視する場合には、回転台などを用いて撮影方向を調整したりズーム調整により画角を変更することが可能なコンビネーションカメラなどが撮像装置として用いられる。

コンビネーションカメラのような撮像装置を用いて比較的広い範囲を監視する場合には、必要に応じて撮影方向や画角を調整しなければならない。特に、不審人物などを発見した場合には、該当する不審人物を目標物として追尾するために目標物の移動に伴ってカメラの撮影方向を調整したり、目標物がよく見えるようにズーム調整により画像を拡大する必要がある。

このような追尾については、ユーザとなる専門の監視員（例えば警備員）がモニタテレビの画面を見ながらスイッチやジョイスティックを操作してカメラの向きやズームを手動で変更して行うのが一般的である。しかしながら、的確に目標物を追尾をするのは難しく、集中力を要するため監視員が長時間にわたって追尾の作業をするのは大きな負担になる。そこで、監視員の負担を軽減するために様々な試みが検討されている。その１つが自動追尾あるいは追尾アシストと呼ばれる機能である。

この機能は、監視員が手動で回転台を操作したりズーム倍率を変更するかわりに、自動的に回転台の調整やズーム倍率の調整を行うものである。具体的には、画像処理などによって、追尾対象の位置やサイズを自動的に検出し、物体の位置が画像のフレームすなわち撮影範囲から外れないように回転台を制御して物体を画像の中央に配置（センタリング）し、画面上で物体のサイズを一定に保つようにズーム制御する。

なお、この明細書においては「操作」、「制御」の用語について明確に区別して使用している。すなわち「操作」は、ユーザが手動で装置の物理的な状態を変更することを表し、「制御」は、目標に近づけるために装置が自らの物理的状態を自動的に変化させることを表している。

従来の自動追尾撮像装置については、例えば特許文献１に開示された技術が知られている。特許文献１の装置においては、異なる時刻での物体位置を絶対座標上の位置に変換して保存し、追尾対象の物体の移動速度およびその物体の予測位置を算出し、位置・移動速度の向きに応じたパン、チルトを制御するようにしている。また、物体の移動速度に応じたズーム制御を行っている。

そして、従来の自動追尾撮像装置では自動追尾の性能が不十分であり、希望する画像が得られないことが多い。例えば、自動追尾の制御中に監視員の見たいと思う領域が画像からはみ出したり、追尾対象物の画面上の大きさが小さすぎたり大きすぎたりする場合がある。そのため、従来より自動追尾撮像装置には自動追尾だけでなく手動操作の機能も備わっている。

特開２００１−２８５８５０号公報

しかしながら、従来の自動追尾撮像装置においては、自動追尾の制御中に監視員などが手動操作を行うと、自動追尾の制御を中止して手動操作モードに強制的に切り替わるようになっている。このため、監視員が見たい領域を撮影するために手動操作を行った場合には、モード切替を行わない限り自動追尾が再開されないし、自動追尾を再開すると見たい領域が再び見えなくなるか、あるいは監視員の希望と異なる大きさで目標物が撮影されるという不具合がある。

すなわち、特許文献１に開示されたような従来の自動追尾撮像装置においては、画像のフレームから外れないで目標物を安全に自動追尾することを最大の目的としており、監視員の操作を補助するための機能は含まれていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、目標物を自動的に追尾すると同時に、ユーザの希望に応じて目標物の表示位置や大きさを変更することが可能な自動追尾撮像装置及び自動追尾撮像方法を提供することを目的とする。

本発明の自動追尾撮像装置は、目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲をズーム調整により変更する調整機構とを備え、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するための自動追尾撮像装置であって、撮影された追尾対象目標物の画面上での位置を検出する物体検出手段と、前記追尾対象目標物の画面上での物体サイズを推定する物体サイズ推定手段と、ユーザの入力操作に基づいて目標サイズの設定または変更の指示を受け付ける目標サイズ受付手段と、前記物体サイズと前記目標サイズとの差を減少させるように前記調整機構をズーム制御するズーム制御手段とを備えるものである。

上記構成では、自動追尾の制御で使用する目標サイズ自体をユーザの入力操作で変更することができるので、自動追尾動作を継続したまま、ユーザの希望に応じて画面上に表示される目標物の大きさを変更することができる。モードの切替を行う必要もない。

また、上記の自動追尾撮像装置であって、ユーザが入力操作を行う共通操作部と、前記ズーム制御手段を利用して追尾対象目標物を自動追尾する自動モードと、前記共通操作部に対するユーザの入力操作に基づいて前記調整機構をズーム制御するマニュアルモードとを切り替えるモード切替手段と、前記モード切替手段がマニュアルモードを選択しているときに、前記共通操作部に対するユーザの入力操作に基づいて前記ズーム制御を行う際のズーム倍率値を変更するズーム操作手段とを備え、前記目標サイズ受付手段は、前記モード切替手段が自動モードを選択しているときに、前記共通操作部に対するユーザの入力操作を前記目標サイズの設定または変更の指示として受け付けるものとする。

上記構成では、自動モードとマニュアルモードとで入力操作のためのユーザインタフェースが共通になっている。すなわち、ユーザが同じ共通操作部を操作することにより、自動モードでは目標サイズが変更され、マニュアルモードではズーム倍率値が変更される。例えば、ズームインの操作では目標サイズを大きくすることで結果的にズームインし、ズームアウトの操作で目標サイズを小さくすることで結果的にズームアウトすることになる。従って、ユーザは自動モードの目標サイズとマニュアルモードのズーム倍率値とを同等に扱うことができ、従来のズーム操作と違和感のないインタフェースにより、所望のサイズに表示される物体のサイズを変更することができる。

また、上記の自動追尾撮像装置であって、前記ズーム制御手段が利用する目標サイズの情報を記憶する目標サイズ記憶手段を備え、前記目標サイズ記憶手段は、少なくとも前記モード切替手段の選択状態が自動モードからマニュアルモードに切り替わったときに、前記ズーム制御手段が最後に使用した目標サイズを記憶し、前記ズーム制御手段は、少なくとも前記モード切替手段の選択状態がマニュアルモードから自動モードに切り替わったときに、前記目標サイズ記憶手段に記憶されている目標サイズを読み出してズーム制御に利用するものとする。

上記構成では、前回調整した目標サイズを使って追尾が実行されるので、ユーザの希望するサイズで目標物を画面上に表示することができ、目標物を画面上で監視するのが容易になる。

また、本発明の自動追尾撮像装置は、目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲を前記撮像手段の向きもしくは位置の変更により調整する調整機構とを備え、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するための自動追尾撮像装置であって、撮影された追尾対象目標物の画面上での位置を検出する物体検出手段と、ユーザの入力操作に基づいて目標位置の設定または変更の指示を受け付ける目標位置受付手段と、前記物体検出手段が検出した画面上の物体位置と前記目標位置との差を減少させるように前記調整機構を制御する回転台制御手段とを備えるものである。

上記構成では、自動追尾の制御で使用する目標位置のパラメータ自体をユーザの入力操作で変更することができるので、自動追尾動作を継続したまま、ユーザの希望に応じて画面上に表示される目標物の位置を変更することができる。モードの切替を行う必要もない。これにより、例えば目標物を表示する位置を中央からずらして目標物の進行方向の前方の領域が画面上でよく見えるように変更して追尾を継続することなども可能である。

また、上記の自動追尾撮像装置であって、ユーザが入力操作を行う共通操作部と、前記回転台制御手段を利用して追尾対象目標物を自動追尾する自動モードと、前記共通操作部に対するユーザの入力操作に基づいて前記調整機構を制御するマニュアルモードとを切り替えるモード切替手段と、前記モード切替手段がマニュアルモードを選択しているときに、前記共通操作部に対するユーザの入力操作に基づいて前記調整機構の制御を行う回転台操作手段とを備え、前記目標位置受付手段は、前記モード切替手段が自動モードを選択しているときに、前記共通操作部に対するユーザの入力操作を前記目標位置の設定または変更の指示として受け付けるものとする。

上記構成では、自動モードとマニュアルモードとで入力操作のためのユーザインタフェースが共通になっている。すなわち、ユーザが同じ共通操作部を操作することにより、自動モードでは目標位置が変更され、マニュアルモードでは実際の向きあるいは撮影方向が変更される。従って、ユーザは自動モードの目標位置とマニュアルモードの向きや撮影方向とを同等に扱うことができ、従来の操作と違和感のないインタフェースにより、所望の位置に表示される物体の位置を変更することができる。

また、上記の自動追尾撮像装置であって、前記回転台制御手段が利用する目標位置の情報を記憶する目標位置記憶手段を備え、前記目標位置記憶手段は、少なくとも前記モード切替手段の選択状態が自動モードからマニュアルモードに切り替わったときに、前記回転台制御手段が最後に使用した目標位置を記憶し、前記回転台制御手段は、少なくとも前記モード切替手段の選択状態がマニュアルモードから自動モードに切り替わったときに、前記目標位置記憶手段に記憶されている目標位置を読み出して制御に利用するものとする。

上記構成では、前回調整した目標位置を使って追尾が実行されるので、ユーザの希望する位置で目標物を画面上に表示することができ、目標物を画面上で監視するのが容易になる。

また、本発明の自動追尾撮像方法は、目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲をズーム調整により変更する調整機構とを用い、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するための自動追尾撮像方法であって、前記調整機構を自動制御して追尾対象目標物を自動追尾する自動モードと、ユーザの入力操作に従って前記調整機構をズーム制御するマニュアルモードとを切り替えるモード切替判定ステップと、撮影された追尾対象目標物の画面上での位置を検出する物体検出ステップと、前記追尾対象目標物の画面上での物体サイズを推定する物体サイズ推定ステップと、前記自動モードを選択しているときに、ユーザの入力操作を目標サイズの設定または変更の指示として受け付ける目標サイズ受付ステップと、前記自動モードを選択しているときに、検出もしくは推定された物体サイズと前記目標サイズとの差を減少させるように前記調整機構をズーム制御するズーム制御ステップと、前記マニュアルモードを選択しているときに、ユーザの入力操作に従って前記ズーム制御を行う際のズーム倍率値を変更するズーム操作ステップとを有するものである。

また、本発明は、目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲をズーム調整により変更する調整機構とを用い、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するためのプログラムであって、上記の各手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。

上記手順により、目標物を自動的に追尾すると同時に、ユーザの希望に応じて目標物の大きさを変更することが可能となる。

また、本発明の自動追尾撮像方法は、目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲を前記撮像手段の向きもしくは位置の変更により調整する調整機構とを利用し、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するための自動追尾撮像方法であって、前記調整機構を自動制御して追尾対象目標物を自動追尾する自動モードと、ユーザの入力操作に従って前記調整機構を制御するマニュアルモードとを切り替えるモード切替判定ステップと、撮影された追尾対象目標物の画面上での位置を検出する物体検出ステップと、前記自動モードを選択しているときに、ユーザの入力操作を目標位置の設定または変更の指示として受け付ける目標位置受付ステップと、前記自動モードを選択しているときに、検出された物体位置と前記目標位置との差を減少させるように前記調整機構を制御する回転台制御ステップと、前記マニュアルモードを選択しているときに、ユーザの入力操作に従って前記調整機構の回転台制御を行う回転台操作ステップとを有するものである。

また、本発明は、目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲を前記撮像手段の向きもしくは位置の変更により調整する調整機構とを利用し、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するためのプログラムであって、上記の各手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。

上記手順により、目標物を自動的に追尾すると同時に、ユーザの希望に応じて目標物の表示位置を変更することが可能となる。

本発明によれば、目標物を自動的に追尾すると同時に、ユーザの希望に応じて目標物の表示位置や大きさを変更することが可能な自動追尾撮像装置及び自動追尾撮像方法を提供できる。

本実施形態の自動追尾撮像装置は、例えば遠隔監視システムの自動追尾カメラや自動追尾装置等に適用されるものである。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。

本実施形態では、例えば歩行者などを含む被写体を撮像手段であるテレビカメラ等のカメラ部１００で連続的にあるいは周期的に繰り返し撮影して得られる画像情報を用いて特定の目標物を自動追尾する場合を想定している。実際には、例えば歩行する人間を追尾する場合には、１秒あたり１０フレーム程度の周期で被写体を撮影できれば十分である。第１の実施形態で用いるカメラ部１００には、特定の目標物を追尾するための調整機構として、光学的にあるいはディジタル信号処理により撮影範囲（画角）を調整するズーム機構が備わっている。

第１の実施形態の自動追尾撮像装置は、カメラ部１００、画像入力部１１、物体検出部１２、物体サイズ推定部１３、ズーム制御部１４及び目標サイズ受付部１５を備えている。画像入力部１１は、カメラ部１００で撮影された画像のデータを定期的に、例えば１秒あたり１０フレームのレートで入力する。実際に入力する画像データとしては、輝度や色差データを用いればよい。

物体検出部１２は、物体検出手段の一例に相当するもので、入力されたフレーム画像を処理して、その中に含まれる物体を検出する。実際の画像処理については、公知の照合方法やフレーム間差分方法を併用するのが望ましい。照合方法のアルゴリズムでは、最新のフレーム画像の中で、過去の（時間的に現在のフレームよりも前の）フレーム画像から切り出された物体領域と最も相関の高い領域を見つけるように処理する。また、フレーム間差分方法のアルゴリズムでは、フレーム間の信号レベル差に基づいて動きを物体として検出するように処理する。このようにして切り出された物体領域のデータはメモリに保存しておき、次フレームで物体検出をする際に利用する。

物体サイズ推定部１３は、物体サイズ推定手段の一例に相当するもので、物体検出部１２で切り出された物体領域が目標物（例えば人体）のどの部位かを画像解析により判定し、その結果から目標物の全体の画面上でのサイズを推定する。目標物が人体の場合であれば、人体が直立した状態における全身のサイズについて画面上でのサイズを推定するのが望ましい。

現実の監視環境においては、切り出された物体領域に人間の全身が入っている場合もあるが、ズーム調整の具合によっては像が大きすぎて体の一部分だけしか撮影されなかったり、遮蔽物によって体の一部が隠蔽されて画面上で見えない場合もある。そのため、実際に撮影されて切り出された物体領域だけで判断すると、表示される目標物の大きさが急に変化する可能性があり、制御する際に問題が発生する。実際には見えない部分も含む目標物の全体のサイズを推定することにより、目標物のサイズの急激な変化を避けることができる。

なお、複雑な画像解析を行わずに次のような方法で比較的簡単にサイズを推定することもできる。すなわち、物体の上方部を頭部、男性の平均身長から頭部の高さを１７０ｃｍ程度と仮定し、カメラ部１００の設置高さとチルト角からカメラ部１００と追尾対象との距離を求め、この距離と身長とに基づいて物体の画面上のサイズを推定することもできる。

ズーム制御部１４は、ズーム制御手段の一例に相当するもので、物体サイズ推定部１３が推定した物体の画面上のサイズと目標サイズとに基づいて、カメラ部１００のズーム機構を制御するための信号を出力する。具体的には、物体の画面上のサイズと目標サイズとに差がある場合には、その差を小さくするように制御する。すなわち、物体サイズの方が小さい場合にはズームインの制御信号を出力し、物体サイズの方が大きい場合にはズームアウトの制御信号を出力してズーム倍率を制御する。

ズーム制御部１４が制御に利用する目標サイズについては、画面の垂直方向の１／３〜１／２程度が適当である。ただし、急激なズーム調整は物体検出に悪影響を及ぼすので、ズーム変化量に制限を加えたり、あるいは、ズーム調整にあわせて過去のフレーム画像および物体領域画像もディジタルズームするなどの対策が必要になる。

目標サイズ受付部１５は、目標サイズ受付手段の一例に相当するもので、ズーム制御部１４が制御に利用する目標サイズの変更を図示しない操作部より受け付ける。すなわち、ユーザ（監視員）による操作部の入力操作に従って前記目標サイズを変更する。ただし、ズームインやズームアウトをしすぎると、追尾が困難になるため、目標サイズには上下限の制限を設けるのが望ましい。

第１の実施形態の自動追尾撮像装置を利用する場合には、自動追尾の制御中にユーザが現在よりももっと周囲を見たい場合には目標サイズ受付部１５に対する入力によりズームアウトを実施し、もっと人物をよく見たい場合には目標サイズ受付部１５に対する入力によりズームインを実施することができる。そして、ズームアウト又はズームインを行った後も、その時の大きさ（画面上の表示サイズ）を維持するように目標物の自動追尾を継続することができる。

なお、図１に示した各構成要素については、ＬＳＩのような専用の電気回路で構成することもできるし、マイクロプロセッサが実行するプログラムによって実現することもできる。

（第２の実施形態）
図２は本発明の第２の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。第２の実施形態は第１の実施形態の変形例である。また、図２において図１と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第１の実施形態と異なる構成及び動作について以下に説明する。

第２の実施形態の自動追尾撮像装置は、共通操作部２１、ズーム操作部２２及びモード切替部２３が追加して設けられている。また、第２の実施形態では、目標物の自動追尾を行う自動モードと自動追尾の解除されたマニュアルモードとを切り替えて使用することができる。

共通操作部２１は、前記自動モードとマニュアルモードとで共通に利用される操作部であり、いくつかのボタンとアナログスイッチ、ジョイステッィクなどを装備している。この共通操作部２１は、ユーザの入力操作に従って予め決められたコマンドを送信する機能を持っている。例えば、ズームインやズームアウトのコマンドを送信する。

ズーム操作部２２は、ズーム操作手段の一例に相当するもので、共通操作部２１から送信されるズーム操作のコマンドの指示どおり、ズームイン要求の場合にはズーム倍率を上げ、ズームアウト要求の場合にはズーム倍率を下げるように、カメラ部１００のズーム機構に対する制御信号を出力する。

目標サイズ受付部１５は、共通操作部２１から送信されるズーム操作のコマンドを目標サイズの変更要求として解釈し、ズームイン要求の場合には前述の目標サイズを大きくし、ズームアウト要求の場合には目標サイズを小さくする。

モード切替部２３は、モード切替手段の一例に相当するもので、ユーザからの切り替え指示に従って、前記自動モードとマニュアルモードとを選択的に切り替える。この切替の指示は、例えば共通操作部２１上の特定のスイッチを操作することにより発生することができる。モード切替部２３は、自動モードを選択しているときには、ズーム制御部１４から出力される制御信号をカメラ部１００のズーム機構に与え、マニュアルモードとを選択しているときには、ズーム操作部２２から出力されるズーム倍率に応じた制御信号をカメラ部１００のズーム機構に与える。

従って、第２の実施形態によれば、ユーザは自動追尾を行う自動モードと自動追尾しないマニュアルモードとを使い分けることができるだけでなく、同じ共通操作部２１の同じスイッチなどを操作することにより自動モードにおける目標サイズの変更とマニュアルモードにおけるズーム調整とを行うことができる。

なお、図２に示した各構成要素については、ＬＳＩのような専用の電気回路で構成することもできるし、マイクロプロセッサが実行するプログラムによって実現することもできる。また、プログラムを用いてシーケンシャルに処理を行う場合には、自動モード／マニュアルモードの判断を行った後で指定されたモードの処理だけを行うようにすれば、処理量を減らすことが可能になる。

（第３の実施形態）
図３は本発明の第３の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。第３の実施形態は第２の実施形態の変形例である。また、図３において図２と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第２の実施形態と異なる構成及び動作について以下に説明する。

第３の実施形態の自動追尾撮像装置は、目標サイズ記憶部３１が追加して設けられている。目標サイズ記憶部３１は、目標サイズ記憶手段の一例に相当するもので、前記自動モードからマニュアルモードに切り替わる際に、自動モードで最後に用いた目標サイズの情報を記憶する。そして、次にマニュアルモードから自動モードに復帰する際には、目標サイズ記憶部３１に記憶された前回の目標サイズが読み出され、これが目標サイズの初期値として目標サイズ受付部１５に入力される。

このように第３の実施形態では、目標サイズの変更及び復帰を容易に行うことが可能になる。

（第４の実施形態）
図４は本発明の第４の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。

第４の実施形態では、前述の実施形態と同様に、歩行者などを含む被写体をカメラ部１００で連続的にあるいは周期的に繰り返し撮影して得られる画像情報を用いて特定の目標物を自動追尾する場合を想定している。また、第４の実施形態で用いるカメラ部１００には、特定の目標物を追尾するための調整機構として、撮影方向を調整するパン、チルト等の回転台制御機構が備わっている。具体的にはカメラ部１００を回転台１０１で支持してあり、この回転台１０１を電気モータの制御により駆動してカメラ部１００の撮影方向を水平方向及び垂直方向にそれぞれ変更することができる。

第４の実施形態の自動追尾撮像装置は、カメラ部１００、回転台１０１、画像入力部１１、物体検出部１２、回転台制御部４１及び目標位置受付部４２を備えている。画像入力部１１及び物体検出部１２については、前述の実施形態と同様である。

回転台制御部４１は、回転台制御手段の一例に相当するもので、目標物を自動追尾するために前述の回転台１０１を電気モータ等の回転駆動手段で駆動してカメラ部１００の撮影方向を変更する。具体的には、物体検出部１２によって検出された画面上の物体の位置と目標位置とに基づいて、それらの差が小さくなるように、つまり画面上の物体の位置が目標位置に近づくように自動的に制御する。標準的な目標位置としては、画面の中央が適当である。

目標位置受付部４２は、目標位置受付手段の一例に相当するもので、回転台制御部４１が制御に用いる目標位置を変更するためのユーザからの入力を受け付ける。すなわち、ユーザの入力操作に従って目標位置を変更する。ただし、仮に目標位置が画面の端に決定されると目標物が画面のフレームからはみ出して追尾が不可能になってしまうので、目標位置の変更に関しては、画面の中央からの距離などをパラメータとして制限を設けるのが望ましい。

第４の実施形態の自動追尾撮像装置を利用する場合には、特定の目標物を自動的に追尾しながら、ユーザの希望に従って追尾対象物の表示位置を変更し、追尾対象物の周囲の領域も監視することが可能になる。

なお、第４の実施形態ではカメラ部の撮影方向の制御だけについて説明したが、前述の実施形態と組み合わせて、撮影方向の制御とズーム制御とを同時に行うことも当然可能である。

（第５の実施形態）
図５は本発明の第５の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。第５の実施形態は第４の実施形態の変形例である。また、図５において図４と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第４の実施形態と異なる構成及び動作について以下に説明する。

第５の実施形態の自動追尾撮像装置は、共通操作部５１、回転台操作部５２及びモード切替部５３が追加して設けられている。また、第５の実施形態では目標物の自動追尾を行う自動モードと自動追尾の解除されたマニュアルモードとを切り替えて使用することができる。

共通操作部５１は、前記自動モードとマニュアルモードとで共通に利用される操作部であり、いくつかのボタンとアナログスイッチ、ジョイステッィクなどを装備している。この共通操作部５１は、ユーザの入力操作に従って予め決められたコマンドを送信する機能を持っている。例えば、回転台１０１のＸ軸方向の回転角度やＹ軸方向の回転角度のコマンドを送信する。

回転台操作部５２は、回転台操作手段の一例に相当するもので、共通操作部５１から送信される回転台操作のコマンドの指示どおり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の指定量から回転台のパン量、チルト量を求め、その結果を制御信号として回転台の駆動機構に向けて出力する。

目標位置受付部４２は、共通操作部５１から送信される回転台操作のコマンドを目標位置の変更要求として解釈し、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の指定量に応じて、目標位置の補正を行う。

モード切替部５３は、ユーザからの切り替え指示に従って、前記自動モードとマニュアルモードとを選択的に切り替える。この切替の指示は、例えば共通操作部５１上の特定のスイッチを操作することにより発生することができる。

モード切替部５３は、自動モードを選択しているときには、回転台制御部４１から出力される制御信号をカメラ部１００の回転台駆動機構に与え、マニュアルモードとを選択しているときには、回転台操作部５２から出力されるパン量、チルト量を制御信号としてカメラ部１００の回転台駆動機構に与える。

なお、図５に示した各構成要素については、ＬＳＩのような専用の電気回路で構成することもできるし、マイクロプロセッサが実行するプログラムによって実現することもできる。また、プログラムを用いてシーケンシャルに処理を行う場合には、自動モード／マニュアルモードの判断を行った後で指定されたモードの処理だけを行うようにすれば、処理量を減らすことが可能になる。

（第６の実施形態）
図６は本発明の第６の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。第６の実施形態は第５の実施形態の変形例である。また、図６において図５と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第５の実施形態と異なる構成及び動作について以下に説明する。

第６の実施形態の自動追尾撮像装置は、目標位置記憶部６１が追加して設けられている。目標位置記憶部６１は、目標位置記憶手段の一例に相当するもので、前記自動モードからマニュアルモードに切り替わる際に、自動モードで最後に用いた目標位置の情報を記憶する。そして、次にマニュアルモードから自動モードに復帰する際には、目標位置記憶部６１に記憶された前回の目標位置が読み出され、これが目標位置の初期値として目標位置受付部４２に入力される。

このように第６の実施形態では、目標位置の変更及び復帰を容易に行うことが可能になる。

なお、前述の複数の実施形態を組み合わせて、カメラ部１００の撮影方向の移動制御とズーム制御とを組み合わせても良い。また、前述の自動モードとマニュアルモードとの切り替えに関しては、撮影方向の移動制御とズーム制御とで独立に切り替えても良いし、両者を同時に切り替えても良い。

上述したように、本実施形態によれば、自動追尾の途中でユーザからの入力をリアルタイムで受け付けて目標位置や目標サイズを変更することができるので、ユーザが希望するサイズで、あるいはユーザが希望する位置に目標物が表示されるように、カメラ部を制御して自動追尾しながら撮影することができる。このため、より監視に適した映像を撮影することができ、また自動追尾を中断する必要もないので、ユーザの負担を大幅に軽減することが可能になる。

本発明を実施する場合には、例えばＬＳＩのような専用のハードウェアを用いて前述のような装置を構成することもできるし、マイクロプロセッサのような汎用性の高いコンピュータで予め用意した専用のプログラムを実行しても良いし、所定の記録媒体に記録されたプログラムを読み出してコンピュータで実行しても良い。

本発明は、目標物を自動的に追尾すると同時に、ユーザの希望に応じて目標物の表示位置や大きさを変更することが可能となる効果を有し、目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲をズーム調整や向きの調整により変更する調整機構とを用い、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するための自動追尾撮像装置及び自動追尾撮像方法等に有用である。

本発明の第１の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図 本発明の第３の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図 本発明の第４の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図 本発明の第５の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図 本発明の第６の実施形態に係る自動追尾撮像装置の主要部の構成を示すブロック図

符号の説明

１１ 画像入力部
１２ 物体検出部
１３ 物体サイズ推定部
１４ ズーム制御部
１５ 目標サイズ受付部
２１ 共通操作部
２２ ズーム操作部
２３ モード切替部
３１ 目標サイズ記憶部
４１ 回転台制御部
４２ 目標位置受付部
５１ 共通操作部
５２ 回転台操作部
５３ モード切替部
６１ 目標位置記憶部
１００ カメラ部
１０１ 回転台

Claims (10)

1. 目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲をズーム調整により変更する調整機構とを備え、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するための自動追尾撮像装置であって、
   撮影された追尾対象目標物の画面上での位置を検出する物体検出手段と、
   前記追尾対象目標物の画面上での物体サイズを推定する物体サイズ推定手段と、
   ユーザの入力操作に基づいて目標サイズの設定または変更の指示を受け付ける目標サイズ受付手段と、
   前記物体サイズと前記目標サイズとの差を減少させるように前記調整機構をズーム制御するズーム制御手段と
   を備える自動追尾撮像装置。
2. ユーザが入力操作を行う共通操作部と、
   前記ズーム制御手段を利用して追尾対象目標物を自動追尾する自動モードと、前記共通操作部に対するユーザの入力操作に基づいて前記調整機構をズーム制御するマニュアルモードとを切り替えるモード切替手段と、
   前記モード切替手段がマニュアルモードを選択しているときに、前記共通操作部に対するユーザの入力操作に基づいて前記ズーム制御を行う際のズーム倍率値を変更するズーム操作手段とを備え、
   前記目標サイズ受付手段は、前記モード切替手段が自動モードを選択しているときに、前記共通操作部に対するユーザの入力操作を前記目標サイズの設定または変更の指示として受け付ける請求項１に記載の自動追尾撮像装置。
3. 前記ズーム制御手段が利用する目標サイズの情報を記憶する目標サイズ記憶手段を備え、
   前記目標サイズ記憶手段は、少なくとも前記モード切替手段の選択状態が自動モードからマニュアルモードに切り替わったときに、前記ズーム制御手段が最後に使用した目標サイズを記憶し、
   前記ズーム制御手段は、少なくとも前記モード切替手段の選択状態がマニュアルモードから自動モードに切り替わったときに、前記目標サイズ記憶手段に記憶されている目標サイズを読み出してズーム制御に利用する請求項２に記載の自動追尾撮像装置。
4. 目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲を前記撮像手段の向きもしくは位置の変更により調整する調整機構とを備え、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するための自動追尾撮像装置であって、
   撮影された追尾対象目標物の画面上での位置を検出する物体検出手段と、
   ユーザの入力操作に基づいて目標位置の設定または変更の指示を受け付ける目標位置受付手段と、
   前記物体検出手段が検出した画面上の物体位置と前記目標位置との差を減少させるように前記調整機構を制御する回転台制御手段と
   を備える自動追尾撮像装置。
5. ユーザが入力操作を行う共通操作部と、
   前記回転台制御手段を利用して追尾対象目標物を自動追尾する自動モードと、前記共通操作部に対するユーザの入力操作に基づいて前記調整機構を制御するマニュアルモードとを切り替えるモード切替手段と、
   前記モード切替手段がマニュアルモードを選択しているときに、前記共通操作部に対するユーザの入力操作に基づいて前記調整機構の制御を行う回転台操作手段とを備え、
   前記目標位置受付手段は、前記モード切替手段が自動モードを選択しているときに、前記共通操作部に対するユーザの入力操作を前記目標位置の設定または変更の指示として受け付ける請求項４に記載の自動追尾撮像装置。
6. 前記回転台制御手段が利用する目標位置の情報を記憶する目標位置記憶手段を備え、
   前記目標位置記憶手段は、少なくとも前記モード切替手段の選択状態が自動モードからマニュアルモードに切り替わったときに、前記回転台制御手段が最後に使用した目標位置を記憶し、
   前記回転台制御手段は、少なくとも前記モード切替手段の選択状態がマニュアルモードから自動モードに切り替わったときに、前記目標位置記憶手段に記憶されている目標位置を読み出して制御に利用する請求項５に記載の自動追尾撮像装置。
7. 目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲をズーム調整により変更する調整機構とを用い、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するための自動追尾撮像方法であって、
   前記調整機構を自動制御して追尾対象目標物を自動追尾する自動モードと、ユーザの入力操作に従って前記調整機構をズーム制御するマニュアルモードとを切り替えるモード切替判定ステップと、
   撮影された追尾対象目標物の画面上での位置を検出する物体検出ステップと、
   前記追尾対象目標物の画面上での物体サイズを推定する物体サイズ推定ステップと、
   前記自動モードを選択しているときに、ユーザの入力操作を目標サイズの設定または変更の指示として受け付ける目標サイズ受付ステップと、
   前記自動モードを選択しているときに、検出もしくは推定された物体サイズと前記目標サイズとの差を減少させるように前記調整機構をズーム制御するズーム制御ステップと、
   前記マニュアルモードを選択しているときに、ユーザの入力操作に従って前記ズーム制御を行う際のズーム倍率値を変更するズーム操作ステップと
   を有する自動追尾撮像方法。
8. 目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲をズーム調整により変更する調整機構とを用い、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するためのプログラムであって、請求項７に記載の各手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
9. 目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲を前記撮像手段の向きもしくは位置の変更により調整する調整機構とを利用し、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するための自動追尾撮像方法であって、
   前記調整機構を自動制御して追尾対象目標物を自動追尾する自動モードと、ユーザの入力操作に従って前記調整機構を制御するマニュアルモードとを切り替えるモード切替判定ステップと、
   撮影された追尾対象目標物の画面上での位置を検出する物体検出ステップと、
   前記自動モードを選択しているときに、ユーザの入力操作を目標位置の設定または変更の指示として受け付ける目標位置受付ステップと、
   前記自動モードを選択しているときに、検出された物体位置と前記目標位置との差を減少させるように前記調整機構を制御する回転台制御ステップと、
   前記マニュアルモードを選択しているときに、ユーザの入力操作に従って前記調整機構の回転台制御を行う回転台操作ステップと
   を有する自動追尾撮像方法。
10. 目標物を含む画像を撮影する撮像手段と前記撮像手段が撮影する範囲を前記撮像手段の向きもしくは位置の変更により調整する調整機構とを利用し、前記調整機構を制御して特定の目標物を追尾するためのプログラムであって、請求項９に記載の各手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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