JP5225047B2 - 追尾撮像装置、追尾撮像方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、追尾撮像装置、追尾撮像方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、撮像手段により撮像される画像内の対象物体を追尾するために用いて好適なものである。

従来から、パン軸及びチルト軸の２軸を回転軸として旋回動作することが可能な駆動装置を備え、撮像する方向（光軸方向）を所望の方向に移動させることが可能な撮像装置がある。このような撮像装置は監視カメラ等に用いられている。また、このような撮像装置として、自動追尾機能を備えた撮像装置が存在する。具体的に自動追尾機能を備えた撮像装置は、撮像した画像信号に基づいて、対象とする人物等の移動物体を検出し、検出した移動物体を常に撮像範囲内に収めるべく、光軸方向が移動物体を追尾するようにパン・チルト駆動制御を行う。

このような自動追尾機能を備えた撮像装置には、移動物体の追尾性能を向上させるために、追尾対象の移動物体の移動方向や速度を予測するものがある。特許文献１では、追尾対象の移動物体の撮像画像中の位置と、その撮影画像が撮像されたときのパン・チルト角度とから、移動物体の位置を絶対座標に変換し、これを時系列的に記憶しておく。そして、このようにして時系列的に記憶した"移動物体の位置の絶対座標"から、移動物体の移動方向及び速度を推測し、推測した結果を次回のパン・チルト駆動角度に反映させる制御を行う。

また、パン・チルト駆動機構を備えないビデオカメラやデジタルカメラ等においても、撮像領域内における移動物体を追尾し、撮像領域内で追尾視野領域を移動させるものも存在する（特許文献２、特許文献３を参照）。撮像領域内で移動させる追尾視野領域の画像信号は、自動焦点検出（オートフォーカス）処理等に用いられる。
尚、撮像画像における移動物体の抽出処理に、異なった時点での２つ以上の撮像画像による相関情報を利用しているものもある。

特許第３４４０９１６号公報 特公平５−６０７１２号公報 特許第３４４９４８９号公報

ところで、追尾対象とする移動物体が単に「移動する物体」であれば何でも良い場合には、２つ以上の撮像画像による相関情報を用いる等の、比較的簡単な画像領域の検出処理を行えばよい。しかしながら、監視カメラ等の用途においては、移動している（あるいは一時的に停止しているかもしれない）「人物」や「動物」といった特定の移動物体を検出し、これを追尾対象としたい場合が多々ある。

このような特定の移動物体を、撮像画像から検出する物体検出処理の処理コストは、通常、前述した相関情報を用いるような処理よりも多大である。従って、移動物体の検出の応答性を高めるために、物体検出処理を行う領域を、撮像画像の一部の領域のみに制限するということが考えられる。パン・チルト機構を備え、自動追尾機能を備える追尾撮像装置では、撮像画像の極力中央付近に、追尾対象の物体が存在する状態が望ましい。このため、物体検出処理を行う一部の領域を撮像画像の中央付近に設定する場合が多い。

このようにして制限した領域における物体検出処理の性能が十分に高速であり、且つ、パン・チルト駆動機構が十分な応答性能を持っている場合には、撮像画像の中央付近に捕らえた追尾対象の物体を、撮像画像の中央付近に保持した状態で撮像し続けられる。すなわち、撮像画像（画面）の中心からの物体の相対位置に基づいてパン・チルト駆動を行うことにより、撮像画像の中央部付近に追尾対象の物体を保持した状態で撮像し続けることが可能である。

しかしながら、制限した領域における物体検出処理の性能、パン・チルト駆動機構の性能、追尾対象の物体の移動速度によっては、追尾対象の物体を見失い、当該物体の追尾を中断する状態になってしまうことが起こり得る。すなわち、ある時点での撮像画像に基づいて物体検出処理及びパン・チルト駆動を行った後の撮像画像（次の時点での撮像画像）に追尾対象の物体が捕らえられているにも関わらず、当該物体が物体検出処理を行う領域から外れてしまうことがある。そうすると、追尾対象の物体を見失って当該物体の追尾を中断する状態になる。

仮に、前述した特許文献１に記載されているようにして追尾対象の物体の移動速度や位置を推定できたとしても、パン・チルト駆動機構が、推定した追尾対象の物体の移動速度や位置に追従できる性能を持たない場合には、前述したのと同様の問題が発生する。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、物体を検出する領域を制限して物体の検出処理の負荷を低減した場合の物体の追尾性能を従来よりも向上させることを目的とする。

本発明の追尾撮像装置は、撮像光軸の方向の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像される画像内の対象物体を追尾するために、前記撮像光軸の方向を変化させるべく前記撮像手段を駆動する駆動手段と、前記撮像手段により撮像された画像の一部の領域に検出処理領域を設定する領域設定手段と、前記領域設定手段により設定された検出処理領域の画像を処理し、当該検出処理領域における前記対象物体の位置情報として前記撮像手段により撮像される画像領域内に予め設定された基準点からの相対位置を示す情報を検出する物***置検出手段と、前記物***置検出手段により検出された対象物体の位置情報である前記基準点からの相対位置に基づいて、次回の撮影時における前記検出処理領域の位置を算出する領域位置算出手段と、前記物***置検出手段により検出された前記対象物体の位置情報に基づき、前記駆動手段による前記撮像手段の駆動が完了した後に、前記基準点が、前記相対位置に一致又は近づくように前記撮像手段を駆動するための駆動量を算出する駆動量算出手段と、前記駆動量算出手段により算出された駆動量に応じた値として所定の割合を決定する割合決定手段とを有し、前記領域設定手段は、前記領域位置算出手段により算出された位置に基づいて、次回の撮像時における前記検出処理領域を設定し、前記領域位置算出手段は、今回の撮影時における前記検出処理領域を、前記基準点から前記相対位置の方向へ、当該基準点から当該相対位置までの長さに前記所定の割合を乗算した距離だけ移動させた位置を算出することを特徴とする。

本発明の追尾撮像方法は、撮像光軸の方向の画像を撮像手段により撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップにより撮像される画像内の対象物体を追尾するために、前記撮像光軸の方向を変化させるべく前記撮像手段を駆動する駆動ステップと、前記撮像ステップにより撮像された画像の一部の領域に検出処理領域を設定する領域設定ステップと、前記領域設定ステップにより設定された検出処理領域の画像を処理し、当該検出処理領域における前記対象物体の位置情報として前記撮像ステップにより撮像される画像領域内に予め設定された基準点からの相対位置を示す情報を検出する物***置検出ステップと、前記物***置検出ステップにより検出された対象物体の位置情報である前記基準点からの相対位置に基づいて、次回の撮影時における前記検出処理領域の位置を算出する領域位置算出ステップと、前記物***置検出ステップにより検出された前記対象物体の位置情報に基づき、前記駆動ステップによる前記撮像手段の駆動が完了した後に、前記基準点が、前記相対位置に一致又は近づくように前記撮像手段を駆動するための駆動量を算出する駆動量算出ステップと、前記駆動量算出ステップにより算出された駆動量に応じた値として所定の割合を決定する割合決定ステップとを有し、前記領域設定ステップでは、前記領域位置算出ステップにより算出された位置に基づいて、次回の撮像時における前記検出処理領域を設定し、前記領域位置算出ステップでは、今回の撮影時における前記検出処理領域を、前記基準点から前記相対位置の方向へ、当該基準点から当該相対位置までの長さに前記所定の割合を乗算した距離だけ移動させた位置を算出することを特徴とする。

本発明のコンピュータプログラムは、撮像光軸の方向の画像を撮像する撮像手段により撮像される画像内の対象物体を追尾するために、前記撮像光軸の方向を変化させるべく前記撮像手段を駆動することを駆動手段に指示する駆動ステップと、前記撮像手段により撮像された画像の一部の領域に検出処理領域を設定する領域設定ステップと、前記領域設定ステップにより設定された検出処理領域の画像を処理し、当該検出処理領域における前記対象物体の位置情報として前記撮像手段により撮像される画像領域内に予め設定された基準点からの相対位置を示す情報を検出する物***置検出ステップと、前記物***置検出ステップにより検出された対象物体の位置情報である前記基準点からの相対位置に基づいて、次回の撮影時における前記検出処理領域の位置を算出する領域位置算出ステップと、前記物***置検出ステップにより検出された前記対象物体の位置情報に基づき、前記駆動ステップによる前記撮像手段の駆動が完了した後に、前記基準点が、前記相対位置に一致又は近づくように前記撮像手段を駆動するための駆動量を算出する駆動量算出ステップと、前記駆動量算出ステップにより算出された駆動量に応じた値として所定の割合を決定する割合決定ステップとをコンピュータに実行させ、前記領域設定ステップでは、前記領域位置算出ステップにより算出された位置に基づいて、次回の撮像時における前記検出処理領域を設定し、前記領域位置算出ステップでは、今回の撮影時における前記検出処理領域を、前記基準点から前記相対位置の方向へ、当該基準点から当該相対位置までの長さに前記所定の割合を乗算した距離だけ移動させた位置を算出することを特徴とする。

本発明によれば、検出処理領域の位置を対象物体の位置に応じて変更することができる。これにより、物体を検出する領域を制限して物体の検出処理の負荷を低減しても、物体の追尾性能を従来よりも向上させることができる。

（第１の実施形態）
以下に、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、追尾撮像装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図１において、本実施形態では、追尾撮像装置は、撮像装置１００とコントローラ装置１１０とを備えている。
撮像装置１００は、光学的に撮像した映像を電気的な画像信号に変換するカメラ装置１０１と、カメラ装置１０１をパン方向及びチルト方向に駆動するための雲台１０５とを備えている。雲台１０５には、パン・チルト駆動機構（パン軸駆動モータ及びチルト軸駆動モータ）が備わっている。パン軸駆動モータは、カメラ装置１０１が撮像する方向である撮像光軸１０２の方向を、パン軸１０３を中心（回転軸）として所定の角度範囲内で回転させるためのものである。チルト軸駆動モータは、撮像光軸１０２の方向を、チルト軸１０４を中心（回転軸）として所定の角度範囲内で回転させるためのものである。尚、パン軸駆動モータ及びチルト軸駆動モータには、ステッピングモータや超音波モータ等が用いられ、後述するパン・チルト駆動制御部１１７によって制御される。

コントローラ装置１１０は、システムバス１１１に各装置が接続される構成をとっている。ＣＰＵ１１２は、ハードディスク又はフラッシュＲＯＭ等の不揮発性メモリ装置１１３に格納されている制御プログラムに基づいて動作し、システムバス１１１に接続された各装置を統括的に制御する。
揮発性メモリ（ＲＡＭ１１４）は、ＣＰＵ１１２が動作するときに作業領域として使用される。また、ＲＡＭ１１４の一部の領域には、画像バッファ１１５が含まれる。尚、本実施形態では、ＣＰＵ１１２の作業領域と画像バッファ１１５とが、同一のＲＡＭ１１４に含まれる場合を例に挙げて示しているが、これらを別々のＲＡＭに分割する構成としてもよい。また、画像バッファ１１５を、後述する画像取得部１１８或いは物体検出処理部１１９に内蔵する構成とすることも可能である。

ユーザＩ／Ｆ装置１１６は、不図示のディスプレイ装置とキー入力装置とを備え、ＣＰＵ１１２からの指令に従って、ユーザに対して本装置の状態等の情報を通知する。また、ユーザＩ／Ｆ装置１１６は、撮像、追尾対象の検出、追尾動作の開始・停止等の指令をユーザから受け付けて、ＣＰＵ１１２に伝える。
パン・チルト駆動制御部１１７は、撮像装置１００のパン軸駆動モータ及びチルト軸駆動モータに接続されている。パン・チルト駆動制御部１１７は、不図示のパルス発生回路やドライバ回路等を内蔵し、ＣＰＵ１１２からの指令に基づき、所望のパン・チルト駆動を撮像装置１００に指示する。また、パン・チルト駆動制御部１１７は、撮像装置１００に内蔵される不図示の位置センサ（エンコーダ等）からの出力に基づき、現在のパン及びチルト角の位置情報を取得し、ＣＰＵ１１２に通知する。尚、本実施形態のように、パン・チルト駆動制御部１１７をシステムバス１１１に直接接続しなくてもよい。すなわち、パン・チルト駆動制御部１１７をコントローラ装置１１０の外部に独立した筐体として設け、シリアルやネットワーク回線等の所定のＩ／Ｆを介して、パン・チルト駆動制御部１１７とＣＰＵ１１２とが相互に通信する構成にすることもできる。

画像取得部１１８は、撮像装置１００のカメラ装置１０１に接続されている。画像取得部１１８は、ＣＰＵ１１２からの指令を受けてカメラ装置１０１の撮像制御を行い、撮像光軸１０２の方向の撮像範囲の画像を取得する。画像取得部１１８で取得した画像信号は画像データとして、画像バッファ１１５に格納される。尚、画像バッファ１１５は、複数枚の撮像範囲の画像データを格納することが可能な容量を有している。複数枚の画像データの夫々をページと呼ぶ。また、画像バッファ１１５には、画像取得部１１８だけでなく、ＣＰＵ１１２や後述する物体検出処理部１１９もアクセスすることが可能である。これら複数の装置からの画像バッファ１１５へのアクセスは、バス・アービタによって排他制御される。

物体検出処理部１１９は、画像データ内（画像内）の追尾対象の物体１０６（対象物体）を検出する処理を行うものであって、画像処理ハードウェアにより構成されている。物体検出処理部１１９は、物体１０６の特性に応じて、例えば人物を検出するニューラルネットワーク等、最適の検出アルゴリズムを搭載している。また、物体検出処理部１１９は、処理領域設定部１２０を備え、特定のページの画像データの一部の領域のみを、物体１０６の検出処理を行う検出処理領域として指定することが可能なように構成されている。処理領域設定部１２０は、ハードウェア・レジスタであって、その値はＣＰＵ１１２から設定することが可能である。物体検出処理部１１９は、この他にも、不図示のレジスタやＣＰＵ１１２に接続された割り込み出力を備える。物体検出処理部１１９は、ＣＰＵ１１２からの物体１０６の検出の開始指令を受け付ける。また、物体検出処理部１１９は、物体１０６の検出完了を割り込みでＣＰＵ１１２に通知し、物体１０６の検出結果を、撮像画像中の座標値としてレジスタに格納し、その座標値をＣＰＵ１１２に知らせる機能を持つ。尚、本実施形態では、専用のハードウェア検出回路を用いて物体検出処理部１１９を構成する場合を例に挙げて示している。しかしながら、ＣＰＵ１１２が十分にパワフルである場合には、ＣＰＵ１１２で動作させるソフトウェア・プログラムとして物体検出処理部１１９を実装してもよい。また、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の比較的汎用的な画像処理用チップを用いて物体検出処理部１１９を構成してもよい。

次に、図２のフローチャートを参照しながら、ＣＰＵ１１２で動作させる追尾制御プログラムの基本的な処理の一例を説明する。
ユーザＩ／Ｆ装置１１６からの指令、或いはコントローラ装置１１０の電源のオン、不図示のネットワーク回線を通じた指令等をトリガとして、ＣＰＵ１１２は、図２に示す処理を行う追尾制御プログラムを起動する。追尾制御プログラムは、起動すると、システムバス１１１に接続された各装置／処理部に対し所定の初期設定等を行う。
まず、ステップＳ２０１において、ＣＰＵ１１２は、撮像される画像領域内における検出処理領域の初期設定を行う。図３は、初期の検出処理領域の一例を示す図である。
図３に示すように、初期の検出処理領域３０２は、撮像領域全体３１０の中心位置Ｃを中心とする所定の大きさ（Ｓ_w，Ｓ_h）の領域として配置される。ここで、Ｓ_wは検出処理領域３０２の幅であり、Ｓ_hは検出処理領域３０２の高さを表す。本実施形態では、検出処理領域の大きさ（Ｓ_w，Ｓ_h）は、検出処理領域の位置に寄らず常に一定としている。

物体の追尾処理を行う際に、ＣＰＵ１１２は、通常、中心位置Ｃを基準位置（すなわち原点（０，０））として、各種座標を管理している。しかしながら、本実施形態における物体検出処理部１１９の回路においては、撮像領域全体３１０の左上端点Ｚの位置を原点(０，０)としている。このため、ＣＰＵ１１２は、処理領域設定部１２０の設定を、座標を変換した上で行う必要がある。ＣＰＵ１１２は、処理領域設定部１２０の設定として、検出処理領域３０２の開始位置（ａ_x，ａ_y）と大きさ（Ｓ_w，Ｓ_h）を、所定のレジスタに設定するようにしている。本実施形態では、ＣＰＵ１１２が、以下の（１）式、（２）式のようにして、初期の検出処理領域３０２の開始位置（ａ_x，ａ_y）を設定することにより、初期の検出処理領域３０２の中心点が中心位置Ｃと一致するようにしている。
ａ_x＝（Ｉ_w−Ｓ_w）／２ ・・・（１）
ａ_y＝（Ｉ_h−Ｓ_h）／２ ・・・（２）
ここで、Ｉ_wは、撮像領域全体３１０の幅であり、Ｉ_hは、撮像領域全体３１０の高さである。

以上のようにして初期の検出処理領域３０２の設定が終わると、ステップＳ２０２の処理を行う。尚、以後は、ユーザからの指令等の終了トリガが入らない限り、ステップＳ２０２〜Ｓ２０９のループを繰り返し実行する。尚、コントローラ装置１１０の電源の投入で自動的にステップＳ２０１までの処理が行われるようにし、更に何らかのトリガをコントローラ装置１１０に与えたときに物体１０６の追尾状態に遷移してステップＳ２０２からの処理を開始するようにしてもよい。

ステップＳ２０２において、ＣＰＵ１１２は、画像取得部１１８に対し、カメラ装置１０１で撮像される画像の取得動作の実行を指令する。この指令は、ＣＰＵ１１２が、画像取得部１１８が備える指令レジスタに値（命令コマンド）を書き込むことにより実行される。そして、画像取得部１１８は、ＣＰＵ１１２からの指令に基づいて、画像の取得を完了すると、画像データを、画像バッファ１１５の所定のページの領域に格納する。その後、画像取得部１１８は、画像データの取得の完了通知をＣＰＵ１１２に行う。

ＣＰＵ１１２は、画像データの取得の完了通知を受け取ると、ステップＳ２０３において、物体検出処理部１１９に対して、物体検出処理の実行を指令する。この指令は、物体検出処理部１１９に備わっている指令用レジスタに値を書き込むことによってなされる。また、ＣＰＵ１１２は、今回処理を行いたい画像データが格納された画像バッファ１１５の領域に関する情報（ページ又はアドレス）もこの指令に併せて物体検出処理部１１９に通知する。物体検出処理部１１９は、画像バッファ１１５の所定のページの領域にある画像データのうち、処理領域設定部１２０の設定値に基づく一部の領域の画像データを読み出し、例えばニューラルネットワークを用いて物体検出処理を実行する。この物体検出処理の結果、物体が検出された場合、物体検出処理部１１９は、結果格納レジスタの検出成功フラグをセットすると共に、座標レジスタに、検出された物体の位置座標を、左上端点Ｚを原点として書き込む。一方、物体の検出に失敗した場合、物体検出処理部１１９は、検出失敗フラグをセットする。そして、いずれの場合も、物体検出処理部１１９は、割り込み信号を発生してＣＰＵ１１２に検出処理の完了を通知する。
以上のように本実施形態では、例えば、ステップＳ２０３の処理を行うことにより物***置検出手段の一例が実現される。
そして、ステップＳ２０４において、ＣＰＵ１１２は物体検出処理部１１９の検出処理結果フラグをチェックし、検出が成功した場合にはステップＳ２０６の処理を、失敗した場合にはステップＳ２０５の処理を実行する。

追尾対象の物体の検出が成功した場合には、ステップＳ２０６において、ＣＰＵ１１２は、次の処理を行う。すなわちＣＰＵ１１２は、カメラ装置１０１の撮像光軸１０２の中心（図３の中心位置Ｃ）が、追尾対象の物体の相対位置に一致するための、パン軸駆動モータ及びチルト軸駆動モータの夫々の駆動量（パン、チルト方向の駆動量）を計算する。尚、本実施形態では、カメラ装置１０１の撮像光軸１０２の中心（図３の中心位置Ｃ）を、追尾対象の物体の相対位置に一致させるようにしている場合を例に挙げて示しているが、必ずしもこのようにする必要はない。すなわち、カメラ装置１０１の撮像光軸１０２の中心（図３の中心位置Ｃ）を、追尾対象の物体の相対位置に近づけるようにしてもよい。

図４は、撮像領域内における追尾対象の物体の様子の一例を示す図である。具体的に図４（ａ）では、撮像領域４０１内の検出処理領域３０２内にて、追尾対象となる物体１０６（ここでは人物とする）が検出された様子を示している。物体検出処理部１１９からは、追尾対象の物体１０６の位置として左上端点Ｚを原点とした座標が出力される。前述したように、ＣＰＵ１１２ではこれを、撮像領域４０１の中心位置Ｃ（すなわち撮像光軸と一致する位置）を原点とする座標に変換している。すなわち、追尾対象の物体１０６の位置は、中心位置Ｃからの位置ベクトルＤ＝（Ｄ_x，Ｄ_y）によって表される。
このように本実施形態では、例えば、撮像領域４０１の中心位置Ｃが基準点の一例となり、中心位置Ｃからの位置ベクトルＤで表される位置が基準点からの相対位置の一例となる。

ここで、位置ベクトルＤの位置に撮像領域４０１の中心位置Ｃを移動するのに必要なパン、チルト方向の駆動量を夫々Ｍ_p、Ｍ_tとすると、パン、チルト方向の駆動量Ｍ_p、Ｍ_tは夫々、略位置ベクトルＤのｘ成分、ｙ成分Ｄ_x，Ｄ_yに比例するものと考えてよい。よって、パン、チルト方向の駆動量Ｍ_p、Ｍ_tは、夫々以下の（３）式、（４）式で簡単に表される。
Ｍ_p＝Ｃ_p・Ｄ_x ・・・（３）
Ｍ_t＝Ｃ_t・Ｄ_y ・・・（４）
ここで、Ｃ_p、Ｃ_tは、カメラ装置１０１の視野角及び分解能と、パン軸駆動モータ及びチルト軸駆動モータ夫々に対して指定された駆動量に対応する移動角度とによって定めることのできる定数である。
以上のように本実施形態では、例えば、ステップＳ２０６の処理を行うことにより駆動量算出手段の一例が実現される。

以上のようにしてパン、チルト方向の駆動量Ｍ_p、Ｍ_tを計算すると、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ２０７において、ＰＴ駆動制御処理を行う。このＰＴ駆動制御処理は、ＣＰＵ１１２が、パン・チルト駆動制御部１１７の回路に含まれるレジスタに値を書き込むことによって行われる。ここでパン・チルト駆動制御部１１７に伝えられる値は、ステップＳ２０６で計算したパン、チルト方向の駆動量Ｍ_p、Ｍ_tである。更に、パン・チルト駆動機構（パン軸駆動モータ及びチルト軸駆動モータ）の駆動開始も、ＣＰＵ１１２が、パン・チルト駆動制御部１１７の回路に含まれる指令レジスタに値を書き込むことによってパン・チルト駆動制御部１１７に伝えられる。

パン・チルト駆動制御部１１７は、撮像装置１００のパン・チルト駆動機構（パン軸駆動モータ及びチルト軸駆動モータ）を制御し、ＣＰＵ１１２から指定された駆動量Ｍ_p、Ｍ_tに対応する角度だけカメラ装置１０１を旋回させる。カメラ装置１０１の旋回動作が完了したら、パン・チルト駆動制御部１１７は、ＣＰＵ１１２に旋回完了を通知する。この旋回完了の通知は、他の回路における処理と同様に、割り込みによるものとする。尚、パン・チルト駆動制御部１１７が所定の通信Ｉ／Ｆを介してコントローラ装置１１０の外部におかれる構成とする場合には、パン・チルト駆動制御部１１７とＣＰＵ１１２との情報のやり取りを、所定の通信プロトコルに則ったコマンドで行えばよい。
以上のように本実施形態では、例えば、ステップＳ２０７の処理を行うことにより駆動手段の一例が実現される。

以上のようにしてステップＳ２０７のＰＴ駆動制御処理が完了したとき、理想的には、撮像領域の画像は、図４（ｂ）に示すように、撮像領域４０１の中心位置Ｃに追尾対象の物体が位置するものとなっていることが望ましい。パン・チルト駆動機構が十分に応答性の高いものである場合には、図４（ｂ）に示すように、撮像領域４０１の中心位置Ｃに追尾対象の物体１０６を位置させることができる。しかしながら、実際には、このような応答性の極めて高い駆動機構を備えることは、技術的にもコスト的にも困難である。従って、パン・チルト駆動機構の駆動が完了するまでの間にも、追尾対象の物体１０６は移動することになる。このときの物体１０６の移動速度等よっては、パン・チルト駆動機構の駆動が完了した後、図４（ｃ）に示すように、物体１０６は、撮像領域４０１には収まっているものの、検出処理領域３０２からは外れた状態となってしまうことが起こる。このまま次の画像を取得し、物体検出処理を実行したとしても、追尾撮像装置は、追尾対象の物体１０６を見失った状態となり、当該物体１０６の追尾を続けることができなくなる。

そこで本実施形態では、ステップＳ２０８において、ＣＰＵ１１２は、次回の検出処理領域３０２の位置の計算を行う。連続して検出及び追尾動作が実行されているときに、１回毎の一連の処理サイクルが十分に短ければ、撮像領域４０１内における追尾対象の物体１０６の移動方向は、パン・チルトの移動方向に、略一致することが多いと考えられる。従って、ＣＰＵ１１２は、図４（ｄ）に示すように、ステップＳ２０６で使用したのと同じ位置ベクトルＤを用い、撮像領域４０１の中心位置Ｃから、位置ベクトルＤの方向に割合αを掛けた位置を、検出処理領域の中心位置に一致させるための計算を行う。この割合αについては、後に詳述する。
前述したように、処理領域設定部１２０には、左上端点Ｚを原点として、検出処理領域３０２の開始位置の座標（ａ_x，ａ_y）を設定する必要がある。そこで、ＣＰＵ１１２は、以下の（５）式、（６）式に従って、次回の検出処理領域３０２の開始位置の座標（ａ_x，ａ_y）を計算する。
ａ_x＝（Ｉ_w−Ｓ_w）／２＋α・Ｄ_x ・・・（５）
ａ_y＝（Ｉ_h−Ｓ_h）／２＋α・Ｄ_y ・・・（６）
このように本実施形態では、（５）式、（６）式の計算を行うことにより、位置ベクトルＤの方向へ、位置ベクトルＤの長さに割合αを乗算した距離だけ、検出処理領域３０２を移動させることができる。
以上のように本実施形態では、例えば、ステップＳ２０８の処理を行うことにより領域位置算出手段の一例が実現される。

次に、ステップＳ２０９において、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ２０８で計算された次回の検出処理領域３０２の開始位置の座標（ａ_x，ａ_y）を、処理領域設定部１２０が備えるレジスタに設定する。尚、前述したように本実施形態では、検出処理領域３０２の大きさ（Ｓ_w，Ｓ_h）は、固定値としている。したがって、ステップＳ２０９において、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ２０１で設定した値と同じ値を次回の検出処理領域３０２の大きさ（Ｓ_w，Ｓ_h）として設定する。そして、ステップＳ２０２の処理に戻って、画像の取得から一連の処理を繰り返し行う。
以上のように本実施形態では、例えば、ステップＳ２０９の処理を行うことにより領域設定手段の一例が実現される。

また、ステップＳ２０４において、追尾対象の物体１０６の検出が失敗したと判定した場合には、ステップＳ２０５に進み、ＣＰＵ１１２は、初期の検出処理領域３０２の設定を行う。このステップＳ２０５では、ステップＳ２０１で説明した処理と全く同じ処理を行うことになる。すなわち、追尾対象の物体１０６が撮像可能範囲から出てしまうこと等によって、追尾対象の物体１０６を見失った場合には、物体の検出処理領域３０２を撮像領域４０１の中心位置Ｃに戻すことになる。

尚、本実施形態では、一度の物体検出処理で物体を検出できなかったら、追尾対象の物体１０６を見失ったものと見なしているが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、物体検出処理の精度等に応じて、複数回連続して物体が検出されなかった場合に初めて追尾対象の物体１０６を見失ったと見なし、検出処理領域３０２を初期状態に戻す処理を行うようにしてもよい。この場合、追尾対象の物体１０６を見失ったと見なすまでの検出失敗状態でのステップＳ２０６〜Ｓ２０９に代わる処理としては、例えば次のような処理が考えられる。すなわち、「パン・チルト駆動も検出処理領域の変更も行わない」、「パン・チルト駆動は前回と同じだけ行うが、検出処理領域は撮像領域の中心位置Ｃに戻す」等、幾つかのバリエーションが考えられる。そして、これら幾つかのバリエーションの中で追尾撮像装置が使用される状況に応じて、最適なものを選ぶようにする。

さらには、追尾対象の物体１０６を見失った場合に、検出処理領域３０２を初期状態に戻すだけではなく、撮像光軸１０２の方向、すなわちパン・チルト角度も、ホームポジションの位置に戻すようにしてもよい。また、追尾対象の物体１０６を見失った付近で当該物体１０６が再度検出されることが期待できるような場合には、何も行わずに、検出処理領域３０２も撮像光軸１０２の方向も、追尾対象の物体１０６を見失った時点の状態で保持し続けるようにしてもよい。
また、いくら追尾対象の物体１０６が速く動いていたとしても、検出処理領域３０２を撮像領域４０１からはみ出すような位置に配置してしまうと、検出可能範囲を狭めるだけであり意味がない。従って、本実施形態では、検出処理領域３０２の開始位置の座標（ａ_x，ａ_y）が、以下の（７）式で表される範囲に収まるように検出処理領域３０２の移動範囲を制限している。
（０，０）≦（ａ_x，ａ_y）＜（Ｉ_w−Ｓ_w，Ｉ_h−Ｓ_h） ・・・（７）

ここで、追尾対象の物体１０６の検出位置を示す位置ベクトルＤの方向に、次回の検出処理領域３０２をずらす割合αについて説明する。本実施形態では、ＣＰＵ１１２は、次回の検出処理領域３０２をずらす割合αの値を、以下の（８）式に従って、ステップＳ２０８の処理を行う度に計算を行い、次回の検出処理領域をずらす割合αを算出し直している。
α＝β・｜Ｄ｜ ・・・（８）
ここで、βは、パン、チルト方向の駆動量Ｍ_p、Ｍ_tに応じて予め定められた定数値である。すなわち、次回の検出処理領域をずらす割合αは、パン、チルト方向の駆動量Ｍ_p、Ｍ_tが大きいときには大きな値となり、小さいときには小さな値となる。すなわち、物体を追尾する処理が連続して行われている場合であって、当該物体の移動が速い場合には、１回の物体の検出に対するパン・チルト方向の移動量Ｍ_p、Ｍ_tも大きくなる。一方、物体を追尾する処理が連続して行われている場合であって、当該物体の移動が遅い場合には、パン・チルト方向の駆動量Ｍ_p、Ｍ_tも小さくなる。一般にパン・チルト方向の駆動量Ｍ_p、Ｍ_tが大きければ、駆動が完了するまでの時間も長くなる。従って、追尾対象の物体１０６の移動が速ければ速いほど、パン・チルト駆動機構の駆動が完了するまでの間に、図４（ｃ）に示すように、追尾対象１０６の物体が撮像領域４０１の中心付近より遠くへ行ってしまうことになる。このため、このような場合には、（８）式に従って、次回の検出処理領域をずらす割合αを大きく設定することによって、検出処理領域３０２を大きく動かすようにする。このようにすることによって、追尾撮像装置が一旦捕らえた物体１０６を「見失う」ことが少なくなり、良好な追尾性能を発揮する。

もちろん、追尾対象の物体１０６を検出してからパン・チルト駆動機構の駆動が完了するまでの１サイクルの処理が短ければ短いほど、良好に且つ滑らかに追尾動作を行える。物体検出処理の処理負荷は、処理する画像データの面積（画素数）が大きいほど重くなるので、本実施形態に示した検出処理領域３０２の限定は１サイクルの処理時間を短くすることにも貢献している。
以上のように本実施形態では、例えば、ステップＳ２０８の処理を行うことにより移動量決定手段の一例が実現される。

尚、追尾撮像装置が使用される状況によっては、次回の検出処理領域３０２をずらす割合αは、パン・チルト駆動機構の応答速度と、追尾対象の物体の平均的な移動速度とに応じて、常に予め調整しておいた固定値としても、十分な性能を発揮する場合がある。更に特殊な例として、図５に示すように、次回の検出処理領域をずらす割合αを常に１００％としてしまうことが可能な場合もある。
このように、追尾対象の物体１０６を連続して検出し続けて当該物体１０６を追尾している最中は、当該物体の位置ベクトルＤに基づいて次回の検出処理領域３０２を設定することは、当該物体１０６の追尾を継続させるために極めて有効である。しかしながら、追尾対象の物体１０６が検出できていない状態から、当該物体１０６の検出が成功した１回目のみに関しては、このようにして次回の検出処理領域３０２を移動する処理を行うことによってかえって当該物体１０６を見失い易くなる場合がある。

追尾対象の物体１０６が未検出の状態では、前述した通り、ステップＳ２０４、Ｓ２０５を経てステップＳ２０２に戻る処理を繰り返す。このとき、次の物体検出処理（ステップＳ２０３）で、追尾対象の物体１０６が検出されたとすると、この物体１０６は、撮像領域４０１の中心位置Ｃに中心が設定された検出処理領域３０２の枠の外から、検出処理領域３０２内に移動してきたことになる。この物体検出処理が行われる直前の"物体１０６が未検出の状態"が続いているときには、ＰＴ駆動制御処理（ステップＳ２０７）は行われていない。したがって、ステップＳ２０３の物体検出処理を実行する繰り返しサイクルは、追尾対象の物体１０６が検出されているときに比べて高速である。ここで、この高速な物体検出処理の繰り返しの中で、例えば図４（ａ）の位置ベクトルＤに示す位置で、追尾対象の物体１０６が検出されたとする。この場合、追尾対象の物体１０６は、位置ベクトルＤが指し示す方向と反対の方向（図に向かって右側）に近い方向から検出処理領域３０２内に入ってきたとは考えづらい。むしろ、追尾対象の物体１０６は、位置ベクトルＤが指し示す方向（図に向かって左側）に近い方向から検出処理領域３０２内に入ってきたと考えられる。そして、追尾対象の物体１０６は、位置ベクトルＤが指し示す方向と略正反対の方向に移動している可能性も高い。例えば、追尾対象の物体１０６が、図６の位置ベクトルＷに示すように移動していたとすると、（５）式、（６）式に示したようにして検出処理領域３０２を移動する処理を行うことにより、当該物体１０６をかえって見失ってしまうことになる。

従って、本実施形態のステップＳ２０８では、ＣＰＵ１１２は、初回の物体検出であるかどうかを判断する処理を行う。そして、追尾対象の物体１０６が検出処理領域に検出されていない状態から、検出に成功した状態に遷移し、初回の物体検出となった場合に限っては、次回の検出処理領域３０２を設定するステップＳ２０９を省略する。このようにした場合には、例えば、検出処理領域３０２を初期状態の中央位置のままとする。ただし、必ずしも検出対象領域を初期状態の中央位置のままにする必要はない。例えば、移動ベクトルＷが指し示す方向に物体が移動している可能性が高いのであるから、ステップＳ２０３で得られた最新の位置ベクトルＤと正反対の方向へ若干ずらす（割合αを負の所定値とする）ようにすれば、更に物体１０６を見失い難くする効果を見込める。

また、本実施形態では、ステップＳ２０６、Ｓ２０７のＰＴ駆動処理、ステップＳ２０８、Ｓ２０９の検出処理領域設定処理をシーケンシャルに行っているが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、これらをＯＳ上で動作するタスクやプロセス等の独立した並行処理体による処理とし、並列処理するようにしてもよい。また、ステップＳ２０２の画像取得処理とステップＳ２０３の物体検出処理も含めてパイプライン化し、パン・チルト駆動機構が駆動している最中にも画像の取得を行うようにして更に高速化を図ることも可能である。

以上のように本実施形態では、検出処理領域３０２内で検出された"追尾対象の物体１０６"の位置ベクトルＤに割合αを乗算した位置に、次回の検出処理領域３０２を移動するようにした。すなわち、追尾対象の物体１０６の撮像画像中における現在の位置情報を用いて、追尾対象の物体１０６が次回の検出時にどの位置に移動するのかを予測した上で次回の検出処理領域３０２を設定するようにした。したがって、追尾対象の物体１０６の検出処理の負荷を低減しながらも、良好な追尾性能を発揮することが可能となる。特に、追尾対象の物体１０６の移動速度に対して、パン・チルト駆動機構の応答速度が一時的に不足するような場合があっても、当該物体１０６を見失って、当該物体１０６の追尾を中断しなければならなくなる可能性を低減できる。また結果として、パン・チルト駆動機構や物体検出処理部１１９の性能を過剰にする必要がなくなり、コスト低減効果も見込むことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、前述した第１の実施のステップＳ２０８に相当する処理において、追尾対象の物体の移動速度及び方向の変化を考慮する処理を行っている。このように本実施形態と前述した第１の実施形態とは、図２のステップＳ２０８の処理の一部が主として異なる。例えば、本実施形態の追尾撮像装置のハードウェア構成は図１と同じであり、また、本実施形態の追尾撮像装置の基本的な処理の流れは図２と同等である。したがって、本実施形態の説明において、前述した第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付すこと等により詳細な説明を省略する。

図７、図８は、追尾対象の物体１０６の速度を推定する方法の第１、第２の例を説明する図である。尚、図７、図８においては、物体検出は継続して成功している（追尾動作継続状態）ものとする。

図７（ａ）は、図２で説明したフローチャートにおけるステップＳ２０２〜Ｓ２０９の繰り返しサイクルの（ｎ−１）サイクル目（ｎは２以上の自然数）に撮像された画像の一例を示す図である。このとき、追尾対象の物体は、位置ベクトルＤ_n-1が指し示す位置に検出されている。したがって、この時点での位置ベクトルＤ_n-1が指し示す位置を撮像領域４０１の中心位置Ｃに一致させるようにパン・チルト駆動機構を駆動させる。

そして、次のｎサイクル目では、図７（ｂ）に示すように、位置ベクトルＤ_nが指し示す位置に、追尾対象の物体１０６が検出されたとする。つまり、図７（ａ）に示す画像を撮像してから、図７（ｂ）に示す画像が撮像されるまでの間に要した時間をｔ_n-1とすると、追尾対象の物体１０６は、時間ｔ_n-1の間に、位置ベクトルＤ_nだけ進んだことになる。よって、このときの速度ベクトルｖ_nは、略（９）式のようにみなしてよい。
ｖ_n＝Ｄ_n／ｔ_n-1 ・・・（９）
尚、時間ｔ_n-1の間に、追尾対象の物体１０６の位置ベクトルＤ_n-1の検出処理（ステップＳ２０３）と、位置ベクトルＤ_n-1に相当するパン・チルト駆動機構の駆動処理（ステップＳ２０６、Ｓ２０７）と、次の撮像で必要とされる各種設定が行われる。

同様に、（ｎ−１）サイクルのときの速度ベクトルｖ_n-1は、以下の（１０）式のようであったとみなせる。
ｖ_n-1＝Ｄ_n-1／ｔ_n-2 ・・・（１０）
更に、図７（ｂ）に示す撮像時から位置ベクトルＤ_nを得るまでの経過時間に、位置ベクトルＤ_nに相当するパン・チルト駆動機構の駆動処理を行うのに要すると推測される時間と、その後に必要な設定等の処理時間とを加えた時間をｔ_nとする。すなわち、今回の撮影を行った時から次回の撮像を開始するまでに要する時間をｔ_nとする。

尚、時間ｔ_n-1以前の時間については、既に完了している処理動作の実績時間であるので、実際に掛かった時間を記憶しておきこれを使用する。これに対し、時間ｔ_nは、これから行う動作に対して掛かる時間であるので、このような推測計算を行っている。時間ｔ_nを決定する要素のうち、パン・チルト駆動機構の駆動処理を行うのに要する時間は、ン・チルト駆動機構の応答性能と、パン、チルト方向の駆動量（移動量）Ｍ_p、Ｍ_tとを用いて計算することにより求められる。本実施形態では、パン、チルト方向の駆動量Ｍ_p、Ｍ_tに対応する所要時間をＬＵＴ（Look up table）として不揮発性メモリ装置に記憶しておく。ＣＰＵ１１２は、位置ベクトルＤ_nに相当する駆動量Ｍ_p、Ｍ_tに対応する所要時間を、パン方向、チルト方向の夫々について独立してＬＵＴから検索する。ＣＰＵ１１２は、この検索の結果から、パン方向、チルト方向の夫々の所要時間を取得し、取得した所要時間のうち長い方の時間（パン、チルトのうち掛かる時間の長い方）を用いて時間ｔ_nを設定する。このようにパン方向、チルト方向の夫々の所要時間のうち長い方の時間を最長するのは、パンとチルトの駆動処理は同時に開始されるためである。
勿論、以降の計算や設定等の処理が間に合うなら、位置ベクトルＤ_nに相当するパン・チルト駆動機構の駆動処理の完了後に、図７（ｂ）の撮像時刻から実際に掛かった実績時間を取得し、その実績時間にその後の処理時間見込み分を加えて時間ｔ_nとしてもよい。

そして、図７（ｃ）に示すように、これらの値を用いて、次回のサイクルの画像の撮像時までに（つまり時間ｔ_nの間に）、追尾対象の物体１０６の速度ベクトルｖ_n+1を推定する。そして、推定した速度ベクトルｖ_n+1を用いて、撮像領域４０１上での"追尾対象の物体１０６の次回のサイクルにおける位置ベクトルＤ_n+1"を推定する。尚、図７（ｃ）は、推定方法のイメージを掴むために、各撮像間隔が常に単位時間であったとしたときの位置計算の様子を概略的に示した図であるが、実際の各撮像間隔は変化するものである。そこで、図９を用いて、次回の撮像時における物体１０６の位置ベクトルＤ_n+1の推定方法を詳細に説明する。

図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態に至るまでに、追尾対象の物体１０６の速度ベクトルは、ｖ_n-1からｖ_nに変化している。このときに要した時間は、ｔ_n-1であるので、単位時間あたりの速度の変化量（平均加速度ベクトル）ｇ_n-1は、以下の（１１）式のように表される。
ｇ_n-1＝（ｖ_n−ｖ_n-1）／ｔ_n-1＝（Ｄ_n／ｔ_n-1−Ｄ_n-1／ｔ_n-2）／ｔ_n-1 ・・・（１１）
すなわち、単位時間あたりの速度の変化量（平均加速度ベクトル）ｇ_n-1は、図９に示すように変化していることが分かる。このように次回の撮像時（サイクル）における"追尾対象の物体１０６の速度ベクトルｖ_n+1"を求めるには、先に述べた時間ｔ_nと、このときの平均加速度ベクトルｇ_nが分かれば良い。そこで、本実施形態では、ＣＰＵ１１２は、平均加速度ベクトルｇ_n、ｇ_n-1が等しいとみなし、以下の（１２）式に従って、次回の撮像時における"追尾対象の物体１０６の速度ベクトルｖ_n+1"を計算（推定）する。
ｖ_n+1＝ｖ_n＋ｇ_n・ｔ_n ・・・（１２）

更に、ＣＰＵ１１２は、この速度ベクトルｖ_n+1を用いて、以下の（１３）式に従って、次回の撮影時における"追尾対象の物体１０６の位置ベクトルＤ_n+1"を計算（推定）する。
Ｄ_n+1＝ｖ_n+1・ｔ_n ・・・（１３）
尚、平均加速度ｇ_n-1は、検出処理領域を設定する毎に計算し直すようにしているので、平均加速度ｇ_n-1に誤差が蓄積されることはない。
そして図７（ｄ）に示すように、ＣＰＵ１１２は、このようにして求めた位置ベクトルＤ_n+1に、第１の実施形態で説明した割合αを掛けた位置が中心となるように、次回の検出処理領域３０２の位置を算出し設定する。

図８は、追尾対象の物体１０６が、図７に示すものと別の動き方をしたときの検出処理領域の計算例を示すものであるが、その方法は、図７に示したものと同じであるので、詳細な説明を省略する。本実施形態のようにして、追尾対象となる物体１０６の"次回の撮影時における速度"を推定して次回の検出処理領域３０２の位置を計算することにより、検出対象の物体１０６が図８に示すようにして動いても、次回の検出処理領域３０２を適切に設定できる。すなわち、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、物体１０６が止まりかけているとき（又は今まで進んでいたのと反対の方向に物体が進行方向を変えようとしているとき）でも、図８（ｄ）に示すように適した位置に、次回の検出処理領域３０２を設定できる。
以上のように本実施形態では、例えば、ステップＳ２０８で、ＣＰＵ１１２が（１１）式〜（１３）式の計算を行うことにより、移動速度推定手段の一例が実現される。また、本実施形態では、例えば、位置ベクトルＤ_n、Ｄ_n-1が、既に検出された対象物体の位置情報の一例となり、時間ｔ_n-1、ｔ_n-2が、撮像間隔を示す時間情報の一例となる。

以上のように本実施形態では、追尾対象の物体１０６の撮像画像中における現在及び過去の位置情報を用いて、次回の撮影時における当該物体１０６の速度及び位置を推定するようにした。したがって、第１の実施形態で説明した効果に加え、物体１０６の移動方向や速度の変化に追従し、より適した追尾性能を発揮する追尾撮像装置を実現できるという効果を奏する。

尚、本実施形態では、推定した速度ベクトルｖ_n+1及び位置ベクトルＤ_n+1の情報を、検出処理領域３０２の設定のみに用いる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これらの情報を加味して、パン・チルト方向の駆動量（移動量）Ｍ_p、Ｍ_tの計算を行うようにしてもよい。このようにすれば、パン・チルト駆動機構の性能によっては、更に追尾性能が上がり、一度捕らえた物体をより一層見失い難くすることができる。さらには、パン・チルト駆動機構の性能を加味し、推定した"次回の撮影時までの物体１０６の移動量"のうち、所望の時間内にパン・チルト駆動機構で移動可能な範囲を超える分だけ検出処理領域３０２を移動して、パン・チルト駆動機構を補佐してもよい。

また、本実施形態では、次回の撮像時における物体の速度を推定するのに、当該物体の現在とその一つ前の２つの撮像画像における位置等の情報を用いた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はなく、更に以前の情報を履歴として保持するようにし、統計的な処理を用いて、次回の撮像時における物体の速度（速度変化）を推定するようにしてもよい。

（本発明の他の実施形態）
前述した本発明の実施形態における追尾撮像装置を構成する各手段、並びに追尾撮像方法の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。

また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。

尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図２に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接、あるいは遠隔から供給するものを含む。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合も本発明に含まれる。

したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどがある。また、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などもある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する。そして、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、若しくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。

また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、ダウンロードした鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。その他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

尚、前述した各実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明の第１の実施形態を示し、追尾撮像装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態を示し、追尾制御プログラムの基本的な処理の一例を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態を示し、初期の検出処理領域の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、撮像領域内における追尾対象の物体の様子の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、今回の物体検出処理で得られた物体の位置ベクトルと同じだけ移動させて次回の検出処理領域を設定する様子の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、今回の物体検出処理で得られた物体の位置ベクトルと反対方向に物体が移動した場合に、当該位置ベクトルを使って次回の検出処理領域を設定する場合の問題点を説明する図である。 本発明の第２の実施形態を示し、追尾対象の物体の速度を推定する方法の第１の例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態を示し、追尾対象の物体の速度を推定する方法の第１の例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態を示し、次回の撮像時における物体の位置ベクトルの推定方法の一例を説明する図である。

符号の説明

１００ 撮像装置
１０１ カメラ装置
１０２ 光軸
１０３ パン軸
１０４ チルト軸
１０５ 雲台
１０６ 物体
１１０ コントローラ装置
１１２ ＣＰＵ
１１３ 不揮発性メモリ装置
１１４ ＲＡＭ
１１５ 画像バッファ
１１７ パン・チルト駆動制御部
１１８ 画像取得部
１１９ 物体検出処理部
１２０ 処理領域設定部

Claims (8)

1. 撮像光軸の方向の画像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像される画像内の対象物体を追尾するために、前記撮像光軸の方向を変化させるべく前記撮像手段を駆動する駆動手段と、
   前記撮像手段により撮像された画像の一部の領域に検出処理領域を設定する領域設定手段と、
   前記領域設定手段により設定された検出処理領域の画像を処理し、当該検出処理領域における前記対象物体の位置情報として前記撮像手段により撮像される画像領域内に予め設定された基準点からの相対位置を示す情報を検出する物***置検出手段と、
   前記物***置検出手段により検出された対象物体の位置情報である前記基準点からの相対位置に基づいて、次回の撮影時における前記検出処理領域の位置を算出する領域位置算出手段と、
   前記物***置検出手段により検出された前記対象物体の位置情報に基づき、前記駆動手段による前記撮像手段の駆動が完了した後に、前記基準点が、前記相対位置に一致又は近づくように前記撮像手段を駆動するための駆動量を算出する駆動量算出手段と、
   前記駆動量算出手段により算出された駆動量に応じた値として所定の割合を決定する割合決定手段とを有し、
   前記領域設定手段は、前記領域位置算出手段により算出された位置に基づいて、次回の撮像時における前記検出処理領域を設定し、
   前記領域位置算出手段は、今回の撮影時における前記検出処理領域を、前記基準点から前記相対位置の方向へ、当該基準点から当該相対位置までの長さに前記所定の割合を乗算した距離だけ移動させた位置を算出することを特徴とする追尾撮像装置。
2. 前記物***置検出手段により検出された対象物体の位置情報に基づいて、前記対象物体の移動速度を推定する移動速度推定手段を有し、
   前記領域設定手段は、前記移動速度推定手段により推定された、前記対象物体の移動速度の情報に基づいて、次回の撮像時における前記検出処理領域を設定することを特徴とする請求項１に記載の追尾撮像装置。
3. 前記移動速度推定手段は、前記物***置検出手段により既に検出された対象物体の位置情報と、前記撮像手段による撮像間隔を示す時間情報とに基づいて、前記対象物体の速度の変化量を算出し、当該対象物体の速度の変化量を用いて、次回の撮像時における対象物体の移動速度を算出することを特徴とする請求項２に記載の追尾撮像装置。
4. 前記駆動手段は、パン軸を回転軸として前記撮像手段を回転させる駆動機構と、チルト軸を回転軸として前記撮像手段を回転させる駆動機構とを備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の追尾撮像装置。
5. 前記物***置検出手段は、ニューラルネットワークを用いて、前記対象物体の位置情報を検出することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の追尾撮像装置。
6. 前記領域設定手段は、前記物***置検出手段により、前記対象物体の位置の検出が継続されている場合に、前記物***置検出手段により検出された対象物体の位置情報に基づいて、次回の撮像時における前記検出処理領域を設定することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の追尾撮像装置。
7. 撮像光軸の方向の画像を撮像手段により撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップにより撮像される画像内の対象物体を追尾するために、前記撮像光軸の方向を変化させるべく前記撮像手段を駆動する駆動ステップと、
   前記撮像ステップにより撮像された画像の一部の領域に検出処理領域を設定する領域設定ステップと、
   前記領域設定ステップにより設定された検出処理領域の画像を処理し、当該検出処理領域における前記対象物体の位置情報として前記撮像ステップにより撮像される画像領域内に予め設定された基準点からの相対位置を示す情報を検出する物***置検出ステップと、
   前記物***置検出ステップにより検出された対象物体の位置情報である前記基準点からの相対位置に基づいて、次回の撮影時における前記検出処理領域の位置を算出する領域位置算出ステップと、
   前記物***置検出ステップにより検出された前記対象物体の位置情報に基づき、前記駆動ステップによる前記撮像手段の駆動が完了した後に、前記基準点が、前記相対位置に一致又は近づくように前記撮像手段を駆動するための駆動量を算出する駆動量算出ステップと、
   前記駆動量算出ステップにより算出された駆動量に応じた値として所定の割合を決定する割合決定ステップとを有し、
   前記領域設定ステップでは、前記領域位置算出ステップにより算出された位置に基づいて、次回の撮像時における前記検出処理領域を設定し、
   前記領域位置算出ステップでは、今回の撮影時における前記検出処理領域を、前記基準点から前記相対位置の方向へ、当該基準点から当該相対位置までの長さに前記所定の割合を乗算した距離だけ移動させた位置を算出することを特徴とする追尾撮像方法。
8. 撮像光軸の方向の画像を撮像する撮像手段により撮像される画像内の対象物体を追尾するために、前記撮像光軸の方向を変化させるべく前記撮像手段を駆動することを駆動手段に指示する駆動ステップと、
   前記撮像手段により撮像された画像の一部の領域に検出処理領域を設定する領域設定ステップと、
   前記領域設定ステップにより設定された検出処理領域の画像を処理し、当該検出処理領域における前記対象物体の位置情報として前記撮像手段により撮像される画像領域内に予め設定された基準点からの相対位置を示す情報を検出する物***置検出ステップと、
   前記物***置検出ステップにより検出された対象物体の位置情報である前記基準点からの相対位置に基づいて、次回の撮影時における前記検出処理領域の位置を算出する領域位置算出ステップと、
   前記物***置検出ステップにより検出された前記対象物体の位置情報に基づき、前記駆動ステップによる前記撮像手段の駆動が完了した後に、前記基準点が、前記相対位置に一致又は近づくように前記撮像手段を駆動するための駆動量を算出する駆動量算出ステップと、
   前記駆動量算出ステップにより算出された駆動量に応じた値として所定の割合を決定する割合決定ステップとをコンピュータに実行させ、
   前記領域設定ステップでは、前記領域位置算出ステップにより算出された位置に基づいて、次回の撮像時における前記検出処理領域を設定し、
   前記領域位置算出ステップでは、今回の撮影時における前記検出処理領域を、前記基準点から前記相対位置の方向へ、当該基準点から当該相対位置までの長さに前記所定の割合を乗算した距離だけ移動させた位置を算出することを特徴とするコンピュータプログラム。

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