JP3192872B2 - 動きベクトル検出回路およびそれを用いた被写体追尾カメラ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は動きベクトル検出回路
およびそれを用いた被写体追尾カメラ装置に関し、特に
たとえば代表点マッチングを利用して被写体を自動的に
追従するビデオカメラなどに用いられる、動きベクトル
検出回路およびそれを用いた被写体追尾カメラ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の被写体追尾カメラ装置が、たとえ
ば特開平４−１７０８７０号公報（Ｈ０４Ｎ ５／２２
５）に開示されている。図２２は、この従来技術を説明
するための図解図である。図２２（Ａ）の１はビューフ
ァインダの視野を、２は視野１内に枠で表示された動き
検出領域を示す。また、図２２（Ｂ）は動き検出領域２
内の画素を縦横ｍ×ｎ個に分割したブロックＢ₁₁〜Ｂ_mn
および各ブロックＢの中央の画素に選定された代表点Ｒ
₁₁〜Ｒ_mnを示す。さらに、図２２（Ｃ）は、或る１つの
ブロックＢ _ij内の代表点Ｒ_ijのデータＲ_ij00とその周囲
の画素のデータＳ_ijxyを示す。

【０００３】１フレーム前のブロックＢ_ijの代表点Ｒ_ij
のデータをＲ_ij00とし、現フレームのブロックＢ_ijの各
画素の水平方向の座標をｘ，垂直方向の座標をｙとして
表した各画素のデータをＳ_ijxyとすると、その累積加算
値Ｄ_xyは数１で表される。

【０００４】

【数１】

【０００５】このＤ_xyが最小であるｘｙ座標値を１フレ
ームの間の被写体の動きベクトルであると判定する。こ
の動きベクトルは、代表点Ｒから見た方向と動き量とを
示しており、代表点Ｒを中心とするブロックＢの大きさ
は、画像の動きを検出できる範囲を示している。累積加
算ブロック数が多いほど動きベクトル検出領域２内の被
写体の動きを平均化でき、動きベクトルの検出精度が向
上する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
被写体の動きベクトルの検出精度を向上させるためには
動きベクトルの累積加算ブロック数を増やす必要がある
が、累積加算ブロック数を増やすと動きベクトル検出領
域の範囲が広くなるので、画面内での被写体の大きさが
動きベクトル検出領域に対して相対的に小さくなってし
まう場合がある。この場合には、動きベクトル検出領域
内の被写体の周りで被写体と関係のない画像データを検
出してしまうことがあるので、逆に検出精度が悪くなっ
てしまうという問題点があった。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、動
きベクトルの検出精度を向上できる、動きベクトル検出
回路およびそれを用いた被写体追尾カメラ装置を提供す
ることである。

【０００８】

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、動きベク
トル検出領域内に複数の検出ブロックを設け、各検出ブ
ロックに含まれる画素の色情報を利用して被写体の動き
ベクトルを検出する動きベクトル検出回路であって、検
出ブロック毎に画素の色情報を積算する積算手段、およ
び特定の検出ブロックの色情報と検出ブロック毎の色情
報の積算値との比較に基づいて被写体の動きベクトルを
検出する手段を備える、動きベクトル検出回路である。

【００１０】第２の発明は、このような動きベクトル検
出回路を用いた、被写体追尾カメラ装置である。

【００１１】

【００１２】

【作用】第１の発明では、特定の検出ブロックを設定
し、その検出ブロック内で検出される色情報（複数の色
要素を含む）を追尾することによって被写体の移動を検
出する。このとき特定の検出ブロックのほかに複数の検
出ブロックを設け、特定の検出ブロックの色情報と他の
それぞれの検出ブロックの色情報との比較に基づいて色
情報の追尾を行う。なお、特定の検出ブロック以外の検
出ブロックは重なるように配置されてもよく、この場合
には特定の検出ブロックの色情報と比較されるその他の
検出ブロックの数が増加するので、色情報の追尾をより
高精度に行える。

【００１３】

【発明の効果】第１の発明によれば、複数の色要素を含
む色情報を利用して検出ブロックの移動を検出するの
で、被写体の認識の度合いが高くなる。したがって、動
きベクトル検出領域の範囲を広くしないでも動きベクト
ルの検出精度を高くでき、ひいては被写体追尾を高精度
に行える。

【００１４】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１５】

【実施例】図１に、動きベクトル検出回路４０（図３参
照）を用いて構成した被写体追尾カメラ装置１０を示
す。被写体追尾カメラ装置１０は鏡筒１２を含む。図２
にも示すように、鏡筒１２の前部にはズームレンズ１４
が、後部には撮像素子１６が、それぞれ搭載されてい
る。鏡筒１２は、軸２０によってヨーイング方向に回動
できるように、第１のフレーム２２で支持される。ま
た、第２のフレーム２４は、第１のフレーム２２を軸２
５によってピッチング方向に回動できるように、第１の
フレーム２２を支持する。この第２のフレーム２４は筐
体１８に固着されており、したがって、鏡筒１２は、ヨ
ーイング方向およびピッチング方向に回動できるよう
に、第１のフレーム２２および第２のフレーム２４を介
して筐体１８に支持される。第１のアクチュエータ２６
は、第１のフレーム２２に固着されたコイル２８と第２
のフレーム２４に固着されたマグネット３０とを含み、
鏡筒１２を筐体１８に対してヨーイング方向に回動駆動
する。第２のアクチュエータ３２は、第１のフレーム２
２に固着されたマグネット３４と鏡筒１２に固着された
コイル３６とを含み、鏡筒１２を筐体１８に対してピッ
チング方向へ回動駆動する。そして、被写体を撮像して
撮像素子１６から出力される画像信号は画像処理回路３
８によって映像信号に変換される。動きベクトル検出回
路４０は、この映像信号から、動きベクトル検出領域内
の画像の動き方向と大きさとを示す動きベクトルを検出
する。動きベクトル検出回路４０については後で詳細に
説明する。

【００１６】この動きベクトル検出回路４０からの動き
ベクトルに応じて、アクチュエータ制御回路４２はアク
チュエータ２６および３２を駆動制御し、被写体を追従
する。また、鏡筒１２内に設けられたズーム位置検出回
路４４は可変抵抗器を含み、ズームレンズ１４の動きに
応じて可変抵抗の値が変化し、それに応じた電圧がアク
チュエータ制御回路４２に与えられる。このようにし
て、ズーム位置検出回路４４によってズーム位置が検出
される。また、動きベクトル検出回路４０の動きベクト
ル検出領域の設定は、動きベクトル検出領域制御回路４
６によって行われる。さらに、撮影中の映像をモニタす
るビューファインダ４８の画面内には、動きベクトル検
出領域重畳回路５０によって動きベクトル検出領域が映
出される。すなわち、動きベクトル検出領域制御回路４
６，動きベクトル検出領域重畳回路５０およびビューフ
ァインダ４８で、ビューファインダ４８内の画面上に動
きベクトル検出領域を設定する手段を構成し、動きベク
トル検出領域制御回路４６で、ビューファインダ４８内
に表示された動きベクトル検出領域に対応する動きベク
トル検出領域を動きベクトル検出回路４０に設定する。

【００１７】このような被写体追尾カメラ装置装置１０
において、注目すべきは動きベクトル検出回路４０であ
る。動きベクトル検出回路４０は、たとえば代表点方式
を用いて図３に示すように構成される。ここでは、たと
えば図４に示すように、ビューファインダ４８の画面５
２内に略正方形の動きベクトル検出領域５４が設定さ
れ、動きベクトル検出領域５４内に「○×△□」の合計
１６個の代表点が含まれる場合について説明する。な
お、代表点はたとえば各検出ブロックの中心に設定され
る。

【００１８】図３に示す動きベクトル検出回路４０はＡ
／Ｄ変換器５６を含む。Ａ／Ｄ変換器５６では、与えら
れた映像信号が画素毎のディジタルデータに変換され
る。このディジタルデータはたとえば輝度データであ
る。また、映像信号は、水平タイミング回路５８および
垂直タイミング回路６０に与えられる。映像信号は、水
平タイミング回路５８のＨ−ＳＹＮＣ分離回路６２およ
び水平アドレスカウンタ６４に与えられる。水平アドレ
スカウンタ６４は映像信号に応じて横方向の画素数をカ
ウントし、Ｈ−ＳＹＮＣ分離回路６２からの水平同期信
号に基づいて１ライン毎にリセットされる。水平アドレ
スカウンタ６４からの出力は水平デコーダ６６に与えら
れ、水平デコーダ６６からは後述するような５種類の水
平信号Ｈ０ないしＨ５が出力される。

【００１９】また、映像信号は、垂直タイミング回路６
０のＶ−ＳＹＮＣ分離回路６８および垂直アドレスカウ
ンタ７０に与えられる。垂直アドレスカウンタ７０は、
映像信号に応じて縦方向の画素数をカウントし、１フィ
ールド毎にＶ−ＳＹＮＣ分離回路６８からの垂直同期信
号に基づいてリセットされる。垂直アドレスカウンタ７
０からの出力は垂直デコーダ７２に与えられ、垂直デコ
ーダ７２からは垂直初期信号Ｖｉ，および４種類の垂直
信号Ｖ０ないしＶ３が出力される。垂直初期信号Ｖｉ
は、被写体追尾カメラ装置１０の追尾モードスイッチ
（図示せず）をオンすると、１フィールド期間出力され
る。

【００２０】そして、映像信号のディジタルデータは、
水平信号Ｈ０ないしＨ５，垂直信号Ｖ０ないしＶ３，お
よび垂直初期信号Ｖｉに基づいて、ラッチ回路７４，７
６ａないし７６ｄにラッチされる。すなわち、ラッチ回
路７４に接続されるＡＮＤゲート７８には、図５（Ａ）
に示すような水平信号Ｈ０および垂直信号Ｖ０が与えら
れ、その結果ラッチ回路７４によって１６個の代表点の
データがラッチされる。

【００２１】また、ラッチ回路７６ａに接続されるＡＮ
Ｄゲート８０には、図５（Ｂ）に示すような水平信号Ｈ
１，垂直信号Ｖ１およびインバータ８１ａを介して垂直
初期信号Ｖｉが与えられる。その結果ラッチ回路７６ａ
によって、動きベクトル検出領域５４内のうち「○」の
代表点をそれぞれ有する４つの検出ブロック８２ａのデ
ータがラッチされる。同様にして、ラッチ回路７６ｂに
接続されるＡＮＤゲート８４には、図５（Ｃ）に示すよ
うな水平信号Ｈ２，垂直信号Ｖ１およびインバータ８１
ｂを介して垂直初期信号Ｖｉが与えられる。その結果ラ
ッチ回路７６ｂによって、動きベクトル検出領域５４内
の「×」の代表点をそれぞれ有する４つの検出ブロック
８２ｂのデータがラッチされる。また、ラッチ回路７６
ｃに接続されるＡＮＤゲート８６には、図５（Ｄ）に示
すような水平信号Ｈ１，垂直信号Ｖ２およびインバータ
８１ｃを介して垂直初期信号Ｖｉが与えられる。その結
果ラッチ回路７６ｃによって、動きベクトル検出領域５
４内の「△」の代表点をそれぞれ有する４つの検出ブロ
ック８２ｃのデータがラッチされる。また、ラッチ回路
７６ｄに接続されるＡＮＤゲート８８には、図５（Ｅ）
に示すような水平信号Ｈ２，垂直信号Ｖ２およびインバ
ータ８１ｄを介して垂直初期信号Ｖｉが与えられる。そ
の結果ラッチ回路７６ｄによって、動きベクトル検出領
域５４内の「□」の代表点をそれぞれ有する４つの検出
ブロック８２ｄのデータがラッチされる。

【００２２】ここで注目すべきは、図４および図５を参
照してわかるように、検出ブロック８２ａないし８２ｄ
が重なって配置されていることである。ここでは、各検
出ブロック８２ａないし８２ｄの面積は等しく設定され
ており、たとえば検出ブロック８２ａと８２ｂとの重な
りの程度は、検出ブロック８２ａ（または８２ｂ）の面
積の半分である。この重なりの程度は、各検出ブロック
８２ｂと８２ｄ，８２ａと８２ｃ，８２ｃと８２ｄ間で
も、それぞれの検出ブロックの面積の半分となる。この
ように検出ブロックの重なりの程度を各検出ブロックの
面積の半分にすると、一つの各画素は最高でも４個の検
出ブロック８２ａないし８２ｂに含まれるだけであるの
で、検出ブロック８２ａないし８２ｂに対応して必要と
されるラッチ回路，相関器等も４組で足りる。したがっ
て、この場合には、回路規模をさほど大きくすることな
く多くの代表点を確保することができる。検出ブロック
の重なりの程度は、水平タイミング回路５８および垂直
タイミング回路６０からそれぞれ出力される水平信号お
よび垂直信号を制御することによって調節される。

【００２３】また、ラッチ回路７４でラッチされた各検
出ブロック８２ａないし８２ｄの各代表点のデータは、
代表点メモリ９０に格納される。代表点メモリ９０に
は、連続する２フィールド分の代表点のデータが格納さ
れ、したがって、前フィールドの代表点のデータはその
次のフィールドすなわち現フィールドにおいて読み出さ
れる。

【００２４】そして、読み出された代表点のデータは、
ラッチ回路９２ａないし９２ｄによってラッチされる。
すなわち、ラッチ回路９２ａに接続されるＡＮＤゲート
９４には、図６（Ａ）に示すような水平信号Ｈ３および
垂直信号Ｖ１が与えられ、その結果ラッチ回路９２ａは
「○」の４つの代表点のデータをラッチして相関器１０
２ａに与える。ラッチ回路９２ｂに接続されるＡＮＤゲ
ート９６には、図６（Ｂ）に示すような水平信号Ｈ４お
よび垂直信号Ｖ１が与えられ、その結果ラッチ回路９２
ｂは「×」の４つの代表点のデータをラッチして相関器
１０２ｂに与える。同様に、ラッチ回路９２ｃに接続さ
れるＡＮＤゲート９８には、図６（Ｃ）に示すような水
平信号Ｈ３および垂直信号Ｖ２が与えられ、その結果ラ
ッチ回路９２ｃは「△」の４つの代表点のデータをラッ
チして相関器１０２ｃに与える。また、ラッチ回路９２
ｄに接続されるＡＮＤゲート１００には、図６（Ｄ）に
示すような水平信号Ｈ４および垂直信号Ｖ２が与えら
れ、その結果ラッチ回路９２ｄは「□」の４つの代表点
のデータをラッチして相関器１０２ｄに与える。

【００２５】相関器１０２ａでは１フィールド前の
「○」の４つの代表点のデータとラッチ回路７６ａから
の４つの検出ブロック８２ａのデータ、相関器１０２ｂ
では１フィールド前の「×」の４つの代表点のデータと
ラッチ回路７６ｂからの４つの検出ブロック８２ｂのデ
ータ、相関器１０２ｃでは１フィールド前の「△」の４
つの代表点のデータとラッチ回路７６ｃからの４つの検
出ブロック８２ｃのデータ、相関器１０２ｄでは１フィ
ールド前の「□」の４つの代表点のデータとラッチ回路
７６ｄからの４つの検出ブロック８２ｄのデータについ
て、それぞれ差分絶対値を計算する。

【００２６】相関器１０２ａないし１０２ｄは、検出ブ
ロック毎に、検出ブロックの代表点のデータと検出ブロ
ック内の各画素のデータとの差分絶対値を演算する。累
積加算器１０４は、各検出ブロック内の各画素について
算出された差分絶対値を同じ座標にある画素毎に加算す
る。すなわち、累積加算器１０４は、検出ブロック内の
全画素の座標に対するアドレスを有し、各アドレスに
は、各検出ブロックの同じ座標の画素について算出した
差分絶対値の加算値が書き込まれることになる。したが
って、被写体が静止しているときは代表点に対応するア
ドレスの加算値が最小値となり、被写体が動いたとき
は、代表点から最小値のアドレスに対応する位置への方
向が動きベクトルの方向であり、その距離が動きベクト
ルの大きさとなる。

【００２７】これを図７を参照して説明すると、１フィ
ールド前の検出ブロックの代表点のデータをＲ₀₀とし、
現フィールドの検出ブロックの各画素の水平方向の座標
をｘ，垂直方向の座標をｙとして表した各画素のデータ
をＳ_xyとすると、検出ブロック毎に、各画素について
（Ｒ₀₀−Ｓ_xy）を計算する。この差分絶対値を、累積加
算器１０４で全ての検出ブロック分加算し、累積加算器
１０４内の各アドレスの加算値とする。この実施例で
は、図６に示すように、検出ブロックは１６個含まれ、
図７に示すように、検出ブロック内には１６×１６＝２
５６個の画素が含まれる。

【００２８】そして、動きベクトル発生回路１０６に接
続されるＡＮＤゲート１０８に、図８に示すような水平
信号Ｈ５および垂直信号Ｖ３が与えられると、動きベク
トル発生回路１０６は、動きベクトル検出領域５４の終
端を検出して、動きベクトルの演算を開始する。動きベ
クトル発生回路１０６は、累積加算器１０４での加算値
が最小であるアドレスに基づいて、１フィールドの間の
被写体の動きベクトルを得て、その動きベクトルを出力
する。この動きベクトルは、代表点から見た方向と動き
量とを示している。また、代表点を中心とする検出ブロ
ックの大きさは、被写体の動きを検出できる範囲を示し
ており、累積加算数が多いほど動きベクトル検出領域５
４内の被写体の動きを平均化でき、動きベクトルの検出
精度が向上する。動きベクトルに基づいて、被写体追尾
カメラ装置１０の鏡筒１２が移動される。

【００２９】このように構成される動きベクトル検出回
路４０の動作を、図９および図１０を参照して説明す
る。図９におけるステップＳ１において、映像信号が入
力されると、Ａ／Ｄ変換器５６で画素毎のディジタルデ
ータに変換される。そして、ステップＳ３において、垂
直信号Ｖ０が出力されているとステップＳ５に進む。ス
テップＳ５において、水平信号Ｈ０が出力されていると
ステップＳ７に進む。ステップＳ７において、ラッチ回
路７４からの各検出ブロックの代表点のデータが代表点
メモリ９０に格納され、ステップＳ９に進む。ステップ
Ｓ３で垂直信号Ｖ０が出力されていないとき、ステップ
Ｓ５で水平信号Ｈ０が出力されていないときも、ステッ
プＳ９に進む。

【００３０】次いで、ステップＳ９において、初期フィ
ールドであれば、次画素の処理に移る。ステップＳ９で
は、垂直デコーダ７２から垂直初期信号Ｖｉ（これは１
フィールド期間中出力される）が出力されていると初期
フィールドであると判断されて、ラッチ回路７６ａない
し７６ｄは非イネーブル状態となる。一方、垂直初期信
号Ｖｉが出力されていなければ初期フィールドでないと
判断されて、各ラッチ回路７６ａないし７６ｄは他の水
平信号および垂直信号に基づいてイネーブル状態となり
得る。

【００３１】ステップＳ９において、初期フィールドで
なければステップＳ１１に進む。ステップＳ１１におい
て、動きベクトル検出領域５４内でなければ次画素の処
理へ移る。ステップＳ１１では、ＡＮＤゲート７８，８
０，８４，８６および８８からの出力によって、ラッチ
回路７４，７６ａないし７６ｄが全て非イネーブル状態
であれば動きベクトル検出領域５４外と判断される。こ
のとき、図３に示す動きベクトル検出回路４０は作動せ
ず、次画素の処理へ移る。一方、ＡＮＤゲート７８，８
０，８４，８６および８８のいずれかからラッチ回路７
４，７６ａないし７６ｄをイネーブル状態にするイネー
ブル信号が出力されていると、動きベクトル検出領域５
４内であると判断し、ステップＳ１３に進む。

【００３２】ステップＳ１３において、垂直信号Ｖ１が
出力されているとステップＳ１５に進み、ステップＳ１
５において、さらに水平信号Ｈ１が出力されているとス
テップＳ１７に進む。ステップＳ１７において、相関器
１０２ａで「○」の代表点のデータとの差分絶対値を計
算した後、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１５にお
いて、水平信号Ｈ１が出力されていないときもステップ
Ｓ１９に進む。ステップＳ１９において、水平信号Ｈ２
が出力されていれば、ステップＳ２１において、相関器
１０２ｂで「×」の代表点のデータとの差分絶対値を計
算し、図１０に示すステップＳ２３に進む。ステップＳ
１３において垂直信号Ｖ１が、ステップＳ１９において
水平信号Ｈ２が、それぞれ出力されていないときもステ
ップＳ２３に進む。

【００３３】ステップＳ２３において、垂直信号Ｖ２が
出力されていればステップＳ２５に進み、ステップＳ２
５において、水平信号Ｈ１が出力されていれば、ステッ
プＳ２７において、相関器１０２ｃにおいて「△」の代
表点のデータとの差分絶対値が計算され、ステップＳ２
９に進む。ステップＳ２５において、水平信号Ｈ１が出
力されていないときもステップＳ２９に進む。ステップ
Ｓ２９において、水平信号Ｈ２が出力されていれば、ス
テップＳ３１において、相関器１０２ｄで「□」の代表
点のデータとの差分絶対値が計算され、ステップＳ３３
に進む。ステップＳ２３において垂直信号Ｖ２が、ステ
ップＳ２９において水平信号Ｈ２が、それぞれ出力され
ていないときもステップＳ３３に進む。

【００３４】ステップＳ３３において、累積加算器１０
４で差分絶対値を各検出ブロックの同じアドレス毎に加
算して、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、
動きベクトル発生回路１０６に接続されるＡＮＤゲート
１０８に水平信号Ｈ５および垂直信号Ｖ３がともに与え
られれば動きベクトル検出領域の終端と判断され、ステ
ップＳ３７に進む。ステップＳ３７において、動きベク
トル発生回路１０６で動きベクトルが発生され、ステッ
プＳ３９においてその動きベクトルが出力され、次画素
の処理へ進む。ステップＳ３５において、動きベクトル
検出領域５４の終端が検出されないときも、次画素の処
理へ進む。

【００３５】このような動きベクトル検出回路４０を含
む被写体追尾カメラ装置１０では、検出ブロックを重ね
て配置することができるので、検出ブロックの大きさに
拘わらず、代表点間隔を狭くすることができる。したが
って、動きベクトル検出領域５４内での代表点の数が大
幅に増加する。その結果、検出ブロックが隣合って配置
される従来技術とは異なり、検出ブロック間隔と代表点
間隔とは一致しないので、代表点を増やしても検出ブロ
ック間隔だけ動きベクトル検出領域５４が大きくなると
いうことはない。

【００３６】また、被写体追尾カメラ装置１０に、図１
１に示すような動きベクトル検出回路１１０を用いても
よい。図１１に示す動きベクトル検出回路１１０は、代
表色方式を用いて構成されかつ検出ブロックを重ねない
場合である。ここでは、図１２に示すように、動きベク
トル検出領域１１２が複数（この実施例では２５個）の
検出ブロック１１４に分割され、その中心となるブロッ
ク１１４ａの画素の色情報に基づいて動きベクトルを得
る場合について述べる。なお、色情報には、ここでは、
Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの３つの色要素が含まれる。また、
動きベクトル検出回路１１０に含まれる水平デコーダ６
６からは後述するような水平信号Ｈ０ないしＨ３が出力
され、垂直デコーダ７２からは垂直初期信号Ｖｉおよび
後述するような垂直信号Ｖ０ないしＶ２が出力される。

【００３７】動きベクトル検出回路１１０には映像信号
が入力され、Ａ／Ｄ変換器５６でディジタルデータに変
換された後、ラッチ回路１１６で動きベクトル検出領域
１１２内の各検出ブロック１１４のディジタルデータを
ラッチする。図１２に示すような水平信号Ｈ０および垂
直信号Ｖ０が出力される初期フィールドでは、ＡＮＤゲ
ート１１８およびＯＲゲート１２０を介してラッチ回路
１１６にイネーブル信号が与えられる。すると、ラッチ
回路１１６は、検出ブロック１１４ａの各画素のデータ
をラッチして、ブロック積算回路１２２に与える。

【００３８】ブロック積算回路１２２の動作を、図１３
を参照して説明する。図１３（Ａ）に示す検出ブロック
１１４には、８×８＝６４個の画素が含まれる。各画素
の色情報を構成する３つの色要素のそれぞれの値を、図
１３（Ａ）に示すようにｙ_ij，（ｒ−ｙ）_ij，（ｂ−
ｙ）_ijとすると、代表色のデータは、数２のように表さ
れる。

【００３９】

【数２】

【００４０】この代表色のデータは代表色メモリ１２４
に格納される。なお、代表色メモリ１２４には、初期フ
ィールドの１フィールド分の代表色のデータが格納され
ており、初期フィールドのデータは次以降のフィールド
すなわち現フィールドで出力される。したがって、後述
する相関器１３６は、前フィールドの代表色のデータと
現フィールドの各検出ブロック１１４での積算値データ
とが演算される。

【００４１】一方、初期フィールド以外のフィールドで
は、垂直初期信号Ｖｉは出力されないのでインバータ１
２６を介した反転出力がＡＮＤゲート１２８に与えられ
る。さらに、ＡＮＤゲート１２８に、水平信号Ｈ１およ
び垂直信号Ｖ１が与えられると、ＯＲゲート１２０を介
してイネーブル信号がラッチ回路１１６に与えられ、ラ
ッチ回路１１６はイネーブル状態となる。すると、ラッ
チ回路１１６は２５個の全ての検出ブロック１１４の画
素のデータをラッチし、ブロック積算回路１２２に与え
る。ブロック積算回路１２２では、図１２に示す２５個
の検出ブロック１１４のそれぞれについて、色情報が積
算される。各検出ブロック１１４毎に、画素の色情報を
積算した積算値データは数３のように表される。

【００４２】

【数３】

【００４３】積算値メモリ１３０には、検出ブロック１
１４の個数分（この実施例では２５個分）の積算値デー
タが格納される。そして、ラッチ回路１３２に接続され
るＡＮＤゲート１３４に、図１４に示すような水平信号
Ｈ２および垂直信号Ｖ２が与えられれば、代表色メモリ
１２４内の代表色のデータが相関器１３６に与えられ
る。また、ラッチ回路１３８に接続されるＡＮＤゲート
１４０に、図１５に示すような水平信号Ｈ３および垂直
信号Ｖ２が与えられると、積算値メモリ１３０内の各検
出ブロック毎の積算値データがラッチされ、相関器１３
６に与えられる。水平信号Ｈ３は、検出ブロック数分す
なわち２５個出力される。相関器１３６では、初期フィ
ールドの代表色のデータと現フィールドの各検出ブロッ
ク毎の積算値データについて演算が行われる。すなわ
ち、数４によって、それぞれの色要素についての差分絶
対値の和Ｄ_xyが演算される。

【００４４】

【数４】Ｄ_xy＝｜Ｒ_xy−Ｒ０｜＋｜（Ｒ−Ｙ）_xy−（Ｒ
−Ｙ）０｜＋｜（Ｂ−Ｙ）_xy−（Ｂ−Ｙ）０｜ これを、図１３（Ｂ）に示すような各検出ブロック１１
４毎に計算して、動きベクトル発生回路１４２でそれぞ
れの計算結果を比較し、Ｄ_xyが最小の値となる位置に検
出ブロック１１４の中心（１１４ａ）が移動したと判断
し、動きベクトルを得る。そして、動きベクトル発生回
路１４２からその動きベクトルを出力する。その結果、
次のフィールドでは、被写体追尾カメラ装置１０の鏡筒
１２が動きベクトルに基づいて移動される。

【００４５】このような代表色方式の動きベクトル検出
回路１１０の動作を、図１６を参照して説明する。図１
６に示すステップＳ５１では、上述の実施例と同様、被
写体追尾カメラ装置１０の追尾モードスイッチがオンさ
れ垂直初期信号Ｖｉが出力されていれば、初期フィール
ドと判断される。このとき、ＡＮＤゲート１２８からは
イネーブル信号は出力されない。

【００４６】ステップＳ５１において、初期フィールド
であればステップＳ５３に進む。ステップＳ５３におい
て、垂直信号Ｖ０が出力されていればステップＳ５５に
進む。ステップＳ５５において、水平信号Ｈ０が出力さ
れていれば、ステップＳ５７においてブロック積算回路
１２２で代表色のデータが積算され、ステップＳ５９に
おいて、そのデータが代表色メモリ１２４に格納され、
次画素の処理へ進む。ステップＳ５３において垂直信号
Ｖ０が、ステップＳ５５において水平信号Ｈ０が、それ
ぞれ出力されていなければ、次画素の処理へ進む。

【００４７】一方、ステップＳ５１において、初期フィ
ールドでなければステップＳ６１に進む。ステップＳ６
１において、垂直信号Ｖ１が出力されていればステップ
Ｓ６３に進む。ステップＳ６３において、水平信号Ｈ１
が出力されていれば、ステップＳ６５において、ブロッ
ク積算回路１２２で各検出ブロック１１４毎の色情報が
積算され、積算値メモリ１３０に積算値データが格納さ
れる。次いで、ステップＳ６７において、動きベクトル
検出領域１１２の終端か否かが判断される。これは、ラ
ッチ回路１３２および１３８にイネーブル信号が入力さ
れたか否かで判断される。イネーブル信号が入力されて
いれば、ラッチ回路１３２および１３８から相関器１３
６にそれぞれ代表色メモリ１２４の代表色のデータおよ
び各検出ブロック１１４の積算値データが与えられ、ス
テップＳ６９において相関器１３６で差分絶対値が演算
される。

【００４８】次いで、ステップＳ７１において、動きベ
クトル発生回路１４２で動きベクトルが発生され、ステ
ップＳ７３において動きベクトルが出力され、次画素の
処理へ移る。また、ステップＳ６１において垂直信号Ｖ
１が、ステップＳ６３において水平信号Ｈ１が、それぞ
れ出力されていないときや、ステップＳ６７で動きベク
トル検出領域１１２の終端が検出されないときも、次画
素の処理へ移る。

【００４９】動きベクトル検出回路１１０を用いた被写
体追尾カメラ装置１０では、被写体の移動を動きベクト
ル検出領域１１２内の検出ブロック１１４ａの移動とし
て検出し、その検出ブロック１１４ａを追尾するように
鏡筒１２（カメラ）の方向を制御するようにした。した
がって、ターゲットと同色の物体が画面５２内に複数存
在するような場合でも、動きベクトル検出領域１１２内
に１つだけ存在すれば、目標とする被写体だけを良好に
追尾できる。

【００５０】さらに、被写体追尾カメラ装置１０に、図
１７に示すような動きベクトル検出回路１５０を用いて
もよい。この動きベクトル検出回路１５０は、代表色方
式でありかつ検出ブロックを重ねた場合である。ここで
は、図１８に示すように、図１１実施例と同様の検出ブ
ロック１１４に重ねて、破線で示す検出ブロック１５２
を配置している。検出ブロック１１４は２５個あり、検
出ブロック１５２は１６個ある。各検出ブロック１１４
および１５２の面積はそれぞれ等しく、検出ブロック１
１４と検出ブロック１５２との重なりの程度は、ここで
は、検出ブロック１１４（検出ブロック１５２）の面積
の１／４程度とされる。図１８に示すように検出ブロッ
クを重ねると、中心の検出ブロック１１４ａと上下左右
の各検出ブロック１５２との距離が均一になり、かつ検
出ブロック１１４ａと左斜め上，右斜め上，左斜め下，
右斜め下の各検出ブロック１５２との距離が均一にな
る。すなわち、検出ブロック１１４ａを中心として、上
下左右対称に検出ブロック１５２を配置できるので、動
きベクトルをいずれの方向においても同じ精度で検出で
きる。

【００５１】この動きベクトル検出回路１５０は、図１
１に示す動きベクトル検出回路１１０にラッチ回路１５
４，ブロック積算回路１５６，ＡＮＤゲート１５８およ
びインバータ１６０を付加して構成される。他の構成に
ついては動きベクトル検出回路１１０と同様であるの
で、その重複する説明は省略する。この動きベクトル検
出回路１５０では、ラッチ回路１５４がイネーブル状態
にされると、Ａ／Ｄ変換器５６からの各検出ブロック１
５２のディジタルデータがラッチされ、ブロック積算回
路１５６で、上述したブロック積算回路１２２と同様の
演算が行われる。ブロック積算回路１５６での演算結果
である積算値データは積算値メモリ１３０に格納され
る。すなわち、垂直初期信号Ｖｉが出力されていない状
態で、ラッチ回路１５４に接続されるＡＮＤゲート１５
８に、図１８に示すような水平信号Ｈ２および垂直信号
Ｖ２が与えられると、ラッチ回路１５４はイネーブル状
態とされ、図１８の破線で示す検出ブロック１５２のデ
ータがラッチされる。なお、水平デコーダ６６からは水
平信号Ｈ０ないしＨ４が出力され、垂直デコーダ７２か
らは垂直初期信号Ｖｉ，垂直信号Ｖ０ないしＶ３が出力
される。また、ラッチ回路１３２に接続されるＡＮＤゲ
ート１３４には、図１９に示すように水平信号Ｈ３およ
び垂直信号Ｖ３がそれぞれ与えられ、ラッチ回路１３８
に接続されるＡＮＤゲート１４０には、図２０に示すよ
うに水平信号Ｈ４および垂直信号Ｖ３がそれぞれ与えら
れる。水平信号Ｈ４は、検出ブロックの数だけ（この実
施例では２５＋１６＝４１個）出力される。

【００５２】この動きベクトル検出回路１５０の動作
を、図２１を参照して説明する。図２１に示すステップ
Ｓ１０１では、先の実施例と同様、垂直初期信号Ｖｉに
基づいて初期フィールドか否かが判断される。初期フィ
ールドであれば、垂直デコーダ７２から垂直初期信号Ｖ
ｉが出力されているため、ＡＮＤゲート１２８および１
５８からはイネーブル信号は出力されない。ステップＳ
１０１において、初期フィールドであればステップＳ１
０３に進む。ステップＳ１０３において、垂直信号Ｖ０
が出力されていればステップＳ１０５に進む。ステップ
Ｓ１０５において、水平信号Ｈ０が出力されていればス
テップＳ１０７に進む。すなわち、ラッチ回路１１６が
イネーブル状態にされ、ブロック積算回路１２２で積算
され、ステップＳ１０９において、代表色のデータが代
表色メモリ１２４に格納され、次画素の処理へ移る。ス
テップＳ１０３において垂直信号Ｖ０が、ステップＳ１
０５において水平信号Ｈ０が、それぞれ出力されていな
いときも次画素の処理へ移る。

【００５３】一方、ステップＳ１０１において、垂直初
期信号Ｖｉが出力されておらず初期フィールドでなけれ
ば、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１におい
て、垂直信号Ｖ１が出力されているとステップＳ１１３
に進む。ステップＳ１１３において、水平信号Ｈ１が出
力されているとステップＳ１１５に進む。すなわち、ラ
ッチ回路１１６がイネーブル状態にされ、ブロック積算
回路１２２で演算される。これは、図１８に実線で示す
２５個の検出ブロック１１４毎の演算である。ここでの
積算値データがそれぞれ積算値メモリ１３０に格納され
る。

【００５４】次いで、ステップＳ１１７において、垂直
信号Ｖ２が出力されていればステップＳ１１９に進む。
ステップＳ１１９において、水平信号Ｈ２が出力されて
いればステップＳ１２１に進む。すなわち、ラッチ回路
１５４がイネーブル状態にされ、ステップＳ１２１にお
いて、ブロック積算回路１５６で演算される。これは、
図１８に破線で示す１６個の検出ブロック１５２毎の演
算である。ここでの積算値データがそれぞれ積算値メモ
リ１３０に格納される。そして、ステップＳ１２３に進
む。

【００５５】ステップＳ１２３において、動きベクトル
検出領域１１２の終端か否かが判断される。これは、ラ
ッチ回路１３２および１３８にそれぞれイネーブル信号
が与えられたか否かで判断される。これらのイネーブル
信号が与えられ、動きベクトル検出領域１１２の終端が
検出されると、ステップＳ１２５において、相関器１３
６で差分絶対値が演算される。そして、ステップＳ１２
７において、動きベクトル発生回路１４２で動きベクト
ルが発生され、ステップＳ１２９で動きベクトルが出力
され、次画素の処理へ進む。ステップＳ１１１で垂直信
号Ｖ１が、ステップＳ１１３で水平信号Ｈ１が、それぞ
れ出力されていないときや、ステップＳ１２３で動きベ
クトル検出領域１１２の終端が検出されないときにも、
次画素の処理へ進む。

【００５６】このように、検出ブロック１１４に検出ブ
ロック１５２を重ねることによって、動きベクトルをよ
り高精度に検出できる。すなわち、図１１に示す動きベ
クトル検出回路１１０は、図１２に示す検出ブロック単
位で動きベクトルを検出するものであったが、動きベク
トル検出回路１５０では、それより細かく高精度に動き
ベクトルを検出できる。

【００５７】上述のように代表色方式を用いた、図１１
に示す動きベクトル検出回路１１０および図１７に示す
動きベクトル検出回路１５０では、複数の色要素を含む
色情報を利用するので、たとえば輝度などの単一の情報
だけを利用する代表点方式よりも被写体を認識できる度
合いが高い。また、動きベクトル検出領域１１２を設定
するので、被写体以外の物体を被写体と誤認する度合い
が低い。さらに、数十ないし数百画素程度を１つの検出
ブロックとし、各検出ブロック毎の色情報の積算値デー
タを利用するので、計算量もメモリ量も比較的少なくて
済む。

【００５８】なお、上述の実施例では、色情報として、
Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの３つの色要素を用いた。これはビ
デオ信号などを処理する場合に有効である。それ以外
に、原色系ＣＣＤなどの信号を処理する場合には、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３つの色要素を用い、補色系でモザイクフィル
タを配したＣＣＤなどを処理する場合には、Ｙ，Ｃｒ
（＝Ｒ−２Ｇ），Ｃｂ（＝Ｂ−２Ｇ）の３つの色要素を
用いるのが好ましい。

【００５９】また、Ｒ，Ｇ，ＢをそれぞれＹで割った、
Ｒ／Ｙ，Ｇ／Ｙ，Ｂ／Ｙの３つの色要素を用いてもよ
い。このようにＹで割って正規化することによって、照
明の差などによる明度の影響を取り除き、色相と彩度が
同じであれば同色とみなすようにすることができる。な
お、図３に示す動きベクトル検出回路４０および図１７
に示す動きベクトル検出回路１５０において、検出ブロ
ックは、水平方向または垂直方向の少なくともいずれか
一方で重なっていれば足りる。

【００６０】また、上述の実施例では、動きベクトル検
出回路を被写体追尾カメラ装置１０に適用した場合につ
いて述べたが、この発明の動きベクトル検出回路は手振
れ補正装置を有するビデオカメラにも適用できることは
いうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の被写体追尾カメラ装置の
一例を示すブロック図である。

【図２】図１の撮像部分を示す縦断面図である。

【図３】動きベクトル検出回路の一例を示すブロック図
である。

【図４】図３の動きベクトル検出回路で用いられる動き
ベクトル検出領域，代表点，水平信号および垂直信号を
示す図解図である。

【図５】図３のラッチ回路のデータの入力タイミングを
示す図解図である。

【図６】図３の他のラッチ回路の代表点データの入力タ
イミングを示す図解図である。

【図７】検出ブロックおよび画素を示す図解図である。

【図８】動きベクトル演算開始タイミングを示す図解図
である。

【図９】図３の動きベクトル検出回路の動作の一例を示
すフロー図である。

【図１０】図９の動作の続きを示すフロー図である。

【図１１】この発明の他の動きベクトル検出回路を示す
ブロック図である。

【図１２】図１１の動きベクトル検出回路で用いられる
動きベクトル検出領域，検出ブロック，水平信号および
垂直信号を示す図解図である。

【図１３】（Ａ）は図１２の検出ブロックおよび画素を
示す図解図であり、（Ｂ）は動きベクトルの一例を示す
図解図である。

【図１４】図１１のラッチ回路の代表色データの入力タ
イミングを示す図解図である。

【図１５】図１１の他のラッチ回路の積算値データの入
力タイミングを示す図解図である。

【図１６】図１１実施例の動作の一例を示すフロー図で
ある。

【図１７】この発明のその他の動きベクトル検出回路を
示すブロック図である。

【図１８】図１７の動きベクトル検出回路で用いられる
動きベクトル検出領域，検出ブロック，水平信号および
垂直信号を示す図解図である。

【図１９】図１７のラッチ回路の代表色データの入力タ
イミングを示す図解図である。

【図２０】図１７の他のラッチ回路の積算値データの入
力タイミングを示す図解図である。

【図２１】図１７実施例の動作の一例を示すフロー図で
ある。

【図２２】従来技術を説明するための図解図である。

【符号の説明】

１０ …被写体追尾カメラ装置 １４ …ズームレンズ １６ …撮像素子 ３８ …画像処理回路 ４０ …動きベクトル検出回路 ４２ …アクチュエータ制御回路 ４６ …動きベクトル検出領域制御回路 ４８ …ビューファインダ ５０ …動きベクトル検出領域重畳回路 ５８ …水平タイミング回路 ６０ …垂直タイミング回路 ７４，７６ａ〜７６ｄ，９２ａ〜９２ｄ，１１６，１３
２，１３８，１５４…ラッチ回路 ９０ …代表点メモリ １０２ａ〜１０２ｄ，１３６ …相関器 １０４ …累積加算器 １０６，１４２ …動きベクトル発生回路 １２４ …代表色メモリ １３０ …積算値メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/222 - 5/257 G06T 7/00 - 7/60 H04N 7/18 H04N 7/32 H04N 11/04

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動きベクトル検出領域内に複数の検出ブロ
   ックを設け、前記各検出ブロックに含まれる画素の色情
   報を利用して被写体の動きベクトルを検出する動きベク
   トル検出回路であって、 前記検出ブロック毎に画素の色情報を積算する積算手
   段、および特定の検出ブロックの色情報と前記検出ブロ
   ック毎の色情報の積算値との比較に基づいて前記被写体
   の動きベクトルを検出する手段を備える、動きベクトル
   検出回路。
2. 【請求項２】前記色情報は異なる３種類の色要素を含
   む、請求項１記載の動きベクトル検出回路。
3. 【請求項３】前記３種類の色要素は、Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−
   Ｙである、請求項２記載の動きベクトル検出回路。
4. 【請求項４】前記３種類の色要素は、Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂで
   ある、請求項２記載の動きベクトル検出回路。
5. 【請求項５】前記動きベクトル検出領域内の前記複数の
   検出ブロックを重ねて配置する配置手段を備える、請求
   項１ないし４のいずれかに記載の動きベクトル検出回
   路。
6. 【請求項６】前記配置手段は、それぞれ異なる検出ブロ
   ック毎の映像信号を保持する複数のラッチ手段、および
   前記各ラッチ手段に保持される映像信号の検出ブロック
   が重なるようなラッチタイミングで前記各ラッチ手段を
   制御するタイミング手段を備える、請求項５記載の動き
   ベクトル検出回路。
7. 【請求項７】前記複数の検出ブロックは水平方向または
   垂直方向の少なくともいずれか一方において重ねて配置
   される、請求項５または６記載の動きベクトル検出回
   路。
8. 【請求項８】前記検出ブロックと隣接する検出ブロック
   との重なりは前記検出ブロックの面積の略１／４であ
   る、請求項５ないし７のいずれかに記載の動きベクトル
   検出回路。
9. 【請求項９】請求項１ないし８のいずれかに記載の動き
   ベクトル検出回路を用いた、被写体追尾カメラ装置。