JPH06261234A - ビデオカメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ビデオカメラ装置において撮りたい被写体を示
すマーカを画面内に表示することにより他の被写体と区
別できるようにする。 【構成】ダイクロイックミラー３により赤外光と可視光
を分け、赤外光画像用ＣＣＤ撮像素子７に得られる赤外
光画像から、画面内に映っている赤外線発信器による輝
点部分を輝点抽出処理回路１０で抽出し、その位置を示
すマーカを位置表示画像発生回路１１で発生する。この
マーカと可視光画像用ＣＣＤ撮像素子４に得られる可視
光画像を画像合成し、電子ビューファインダＥＶＦ１３
に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮影すべき被写体を識
別可能としたビデオカメラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラによる撮影において撮影し
たい被写体を、たとえば友人や子供を間違いなく他と区
別して撮影するためには、被写体に他と区別できるよう
な特徴ある服装を着させたり装飾品を付けたりしてお
き、ズームアップして顔や服装、あるいは装飾品を確認
して撮影することが行われてきた。この方法では、従来
は小型の白黒ブラウン管がビューファインダに使われて
きたが、近年小型のカラー液晶パネルの低価格化が進ん
だので、これを用いたカラービューファインダを使うこ
とにより色の情報を被写体認識のための手助けとするこ
とが出来るようになり、一層識別が容易となってきた。

【０００３】また、別の方法として画像認識を行うこと
により、指定した被写体に追従するマーカを発生させる
方法が考えられるが、画像認識をする装置が大規模とな
ると同時に追従の信頼性の点で問題があり、実用化はま
だ先のことと考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
被写体識別方法では全景像を撮るためにズームボタンを
広角側に一旦操作すると、撮影したい被写体がどこにい
るか分らなくなり、その後ズームアップする際に間違っ
た被写体をズームアップしてとまどうことがあった。特
に運動会やスキー場のゲレンデ、スケートリンクなど、
多くの似たような服装、格好の人がいる場所での撮影や
被写体が広い範囲を動き回る場合などには特に紛らわし
い。また、撮影した映像をＶＴＲなどで録画し、後で再
生して見たときに被写体が小さいとどれが着目して撮ら
れた被写体なのか区別できなかったりして不便であっ
た。本発明の目的は、上記問題点を全て解消して着目す
る被写体を確実に識別し、撮影することを可能とする手
段を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明においては着目する被写体を識別するために
赤外光発信器を着目する被写体に装飾品として取付け、
ビデオカメラ装置においては光路を可視光と赤外光とに
分離して別々の撮影画像を得、赤外画像についてはこれ
を上記赤外発信器の特徴を抽出して着目する被写体の位
置を割り出す輝点抽出処理回路に入力し、得られた位置
情報を着目する被写体の位置を示すマーカを発生する位
置表示画像発生回路に入力することにより位置表示画像
を得る。

【０００６】

【作用】上記の構成により得られる位置表示画像と可視
光画像を合成してビューファインダに表示し、あるいは
モニターに映し出すことにより容易に着目すべき被写体
を他と識別でき、撮影時に見失うことなく画面内に収め
ることが出来る。あるいは位置表示画像と可視光画像の
合成画像を録画することにより、後日再生する際に着目
すべき被写体がどれであるかが一目で識別することが出
来る。

【０００７】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。図１は本発明に係わるＶＴＲ一体型ビデオカメラ
装置である。レンズ１を通った撮影画像光は光学ローパ
ス２を通り、ダイクロイックミラー３により可視光と赤
外光に分離され、可視光はＣＣＤ撮像素子４上に結像
し、赤外光はＣＣＤ撮像素子７上に結像する。

【０００８】ＣＣＤ撮像素子は赤外線領域の光に対して
も感度があることは周知の事実である。そこで通常、ビ
デオカメラ装置においては光路途中に赤外線カットフィ
ルタを挿入して赤外光の影響を除去することが行われて
いるが、本装置では可視光画像を得るためのＣＣＤ撮像
素子４へはダイクロイックミラー３で赤外光が除去され
るため赤外線カットフィルタは不要である。

【０００９】ＣＣＤ撮像素子４上に結像した可視光画像
はＳ／Ｈ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ回路５を経てデジタル信号と
され、カメラ信号処理回路６によりホワイトバランス、
ガンマ補正等のカメラ信号処理を経てＮＴＳＣ等のカラ
ービデオ信号とされる。

【００１０】また、図示はしないが、自動露出（ＡＥ）
制御としてこのカメラ信号処理の中途においてマイコン
等により光量検出がなされ、その結果がアイリス制御の
ための信号として使用され、また、自動合焦（ＡＦ）制
御として同じくマイコン等により撮影画像中の適当な被
写体に対し合焦させるべく、フォーカスレンズ群が駆動
制御される。

【００１１】ＣＣＤ撮像素子７上に結像した赤外光画像
はＳ／Ｈ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ回路８を経てデジタル信号と
され、カメラ輝度信号処理回路９によりガンマ補正等の
輝度信号に関するカメラ信号処理がなされ、ＮＴＳＣ等
の白黒ビデオ信号とされる。

【００１２】この白黒ビデオ信号は輝点抽出処理回路１
０に入力され、後述の他と識別したい被写体に取り付け
た赤外光発信器の赤外発光面の大きさをズーム倍率と合
焦距離に応じて、相当する比較的小面積の輝点部分を抽
出する。

【００１３】抽出された輝点部分は位置表示画像発生回
路１１により、その位置を示すマーカがＮＴＳＣ等の白
黒ビデオ信号あるいはカラービデオ信号あるいはコンポ
ーネントビデオ信号で作られる。

【００１４】この位置を示すマーカと上述の可視光画像
によるカラービデオ信号とが画像合成回路１２により画
像合成され、この画像合成されたビデオ信号を電子ビュ
ーファインダＥＶＦ１３に入力することにより、可視光
による画像と赤外光発信器の位置を示すマーカ、つまり
目的とする被写体を示すマーカが重ね合わされて映し出
される。

【００１５】図２（ａ）、（ｂ）にスキー場のゲレンデ
における映像の一例を示す。同図では識別すべき人のス
キーウェアに赤外光発信器の発光部が取り付けられてお
り、位置表示画像は検知した赤外光発光部分を三角マー
カあるいは十字マーカで示すようにしている。

【００１６】また、カメラ信号処理回路６の出力である
可視光画像のカラービデオ信号と画像合成回路１２の出
力である可視光画像と位置表示画像の合成画像はスイッ
チ１４に入力され、何れか一方が選択されてビデオ信号
処理回路１５に入力され、磁気記録テープ１６に録画す
ることができる。

【００１７】図３は赤外光発信器の一例である。電池ケ
ース２３には電池と赤外発光ダイオード点灯駆動回路が
収容され、電源スイッチ２４を入れることにより、駆動
電流は接続コード２２を通じて衣服に取り付けるための
クリップ２１に設けられた比較的指向特性がブロードな
赤外面発光ダイオード２０を点灯させる。この赤外面発
光ダイオード２０の大きさは、直径が５ミリメートルか
ら１０ミリメートル程度の円形、あるいは同程度の大き
さの多角形で、予め本発明のビデオカメラ装置で認識す
る赤外光発信器の発光部分の大きさとする。

【００１８】この駆動回路は赤外発光ダイオードと電流
制限用の抵抗を直列接続した連続点灯の簡単なものでも
良いが、輝度を稼ぎつつ消費電流を抑えるためには点滅
点灯回路とするのが良い。

【００１９】図４は良く知られたＣＭＯＳインバータに
よるマルチバイブレータを用いた点滅点灯回路で、点滅
周期は２．２Ｃ1 Ｒ1 、点灯割合は５０％である。屋外
でのスポーツのビデオ撮影では、最高１万分の１秒程度
の高速シャッターが用いられることがあるので、この赤
外点滅光を連続して全てのフィールド画面で検出するた
めには点滅周期を５０μ秒以下とするのが良い。

【００２０】図５は輝点抽出回路の詳細である。ビデオ
信号入力端子３０には赤外光画像の白黒ビデオ信号が入
力される。輝度レベル比較回路３１で基準レベル発生回
路３２の出力と比較され、出力である輝度２値データ信
号４０は基準レベル以上の輝度を持つ部分はＨ、それ以
外の部分はＬとされ、３ポートメモリー３５の書き込み
データとされる。

【００２１】画像アドレスデータ入力端子３３にはＣＣ
Ｄ撮像素子４の読み出しを制御するマイコンから画素ア
ドレスデータが入力され、ライトイネーブル信号入力端
子３４に入力される有効画面内のみ書き込み許可をする
ライトイネーブル信号に応じて輝度２値データ信号４０
は第１の書き込みポートよりメモリー３５に書き込まれ
る。この書き込みアドレスは実際にはメモリー上ではど
のように表現し、配置されても構わないが、説明し易く
するために画面をイメージした水平ライン方向（Ｈ方
向）と垂直方向（Ｖ方向）の２次元のアドレスとし、ビ
デオ信号の走査線と同様に画面上左から右へ、上から下
へとアドレスが変化し、データが書き込まれて行くもの
とする。

【００２２】１００ライン分のデータ書き込みが終了し
た時点で輝点抽出処理開始信号入力端子３６から輝点抽
出処理開始の信号がＣＰＵ３８に与えられ、書き込みと
並行して輝点抽出処理が開始される。この読み出し開始
を遅らせるライン数は、読み出しが書き込みを追い越さ
ないためのものであり、水平走査方向の有効期間が８４
％、垂直有効走査率が９５％であることから、１フィー
ルドの走査線数の１５．２％と、後述のＨ領域調査のた
めの下方向余裕のため５０ライン程度との合計ライン数
以上あれば良い。

【００２３】同時に推定画素数範囲入力端子３７からは
ズーム情報と合焦距離情報から計算された赤外光発信器
の発光部分の大きさが占める領域の推定画素数範囲がＣ
ＰＵ３８に与えられる。

【００２４】ＣＰＵ３８はメモリー３５の読み出しアド
レスデータ４２を発生するが、このアドレスデータ４２
は書き込み時の画素アドレスデータと同様に画面上左か
ら右へ、上から下へとメモリーを走査する。読み出され
た読み出しデータ４１はＣＰＵ３８に取り込まれ、その
データがＬの間はアドレスを順次進めてデータを読み進
むが、Ｈになった時には走査を中断し、そのアドレスデ
ータをレジスタ群３９に格納してからそのアドレスに２
次元平面で横方向及び下方向に隣接するＨのデータを持
つ領域を調べ、その形状が線状のように発光部分として
不適切な形状でないか、その領域の大きさ、つまり画素
数が推定画素数範囲入力端子３７から入力された赤外光
発信器の発光部分の大きさに適合するかを判断する。

【００２５】その結果、赤外光発信器の発光部分、即ち
ターゲットであると判定した場合はデータがＨの領域の
ほぼ中央のアドレスを輝点位置データとしてレジスタ群
３９に格納する。また、積算した輝点位置データの数を
レジスタ群３９に格納する。

【００２６】そして、一連のデータＨ領域調査、判定終
了後に走査を中断したアドレスをレジスタ群３９より取
り出し、その次のアドレスから走査を再開する。

【００２７】なお、上記のＨ領域調査のために読み出し
の走査が中断するが、読み出し走査の全量、つまり読み
出し走査に必要な時間は有効画面部分だけを連続して読
み出せば良いので、書き込みに要する時間の８０％で良
く、残りの２０％の時間をＨ領域調査に充てることが出
来るので、問題はない。

【００２８】第２の書き込みポート４３のアドレスは上
記読み出しアドレスデータ４２と共通のアドレスデータ
が接続され、第２の書き込みポートデータ４４はＬ、ラ
イトイネーブル４５は書き込み許可に固定されているの
で、一旦読み出したアドレスには読み出しと同時に必ず
データＬが書き込まれる。このため、走査を再開して
も、先に調べたデータがＨの領域は消滅しており、同じ
領域を再度Ｈ領域調査することはない。

【００２９】読み出しアドレスデータ４２がメモリーの
最終アドレスまで進んだ時点で輝点抽出処理は終了とさ
れ、レジスタ３９から輝点位置データの数と輝点位置デ
ータが読み出されて輝点位置データ出力端子４６に出力
される。この輝点位置データの数は、複数の赤外光発信
器が映っている場合や、誤判定をした場合などがあるた
め一つとは限らない。

【００３０】図６はＨ領域調査のアルゴリズムを示すフ
ローチャートである。初めにＨ領域調査の始点を左端点
として記憶し、そのライン上のＨ領域の右端点をサーチ
し、記憶する。次に一つ下のラインで、先の左端点のす
ぐ下をサーチ開始点として左側あるいは右側にあるＨ領
域の左端点をサーチし、それが見つかれば右端点をサー
チして各々を記憶する。そして、以下同様に一つ下のラ
インへと進む。上のラインのＨ領域に接するＨ領域が見
つからなければＨ領域サーチは終了する。

【００３１】図６のフローチャートでは図示していない
が、Ｈアドレスの１増加あるいは１減少時に画面の右端
あるいは左端を越えた場合は、その一つ前のＨアドレス
を右端点あるいは左端点とし、Ｖアドレスの１増加時に
画面の下端を越えた場合は、そこでＨ領域サーチは終了
とすることは当然行われている。

【００３２】次にこのＨ領域がターゲットであるか否か
の判定に進むが、その判断にはＨ領域形状とＨ領域をサ
ーチしている際に累積しておいた画素数が用いられる。

【００３３】記憶された各ラインの右端点、左端点のＨ
アドレスの総平均ＨｃとＶアドレスの上端と下端の平均
Ｖｃを求め、アドレス（Ｈｃ，Ｖｃ）をこのＨ領域の中
央とする。全ての端点とＨ領域の中央との距離を求め、
その最大値と最小値の比が所定の値、例えば３以上の
時、Ｈ領域は帯状であると考えられるので、これはター
ゲットではないと判断する。この判断を通過した場合
は、さらにＨ領域の画素数がターゲットの推定画素数範
囲にあるか否かを調べ、推定画素数範囲にある場合には
このＨ領域はターゲットであると判断する。そして、ア
ドレス（Ｈｃ，Ｖｃ）が輝点位置データとなる。

【００３４】図７（ａ）はＨ領域調査の一例である。図
中の○印はメモリーにおけるそのアドレスのデータがＨ
であることを示し、×印はデータがＬであることを示
す。１から２５の数字は調査開始点を１として、図６の
フローチャートに従ってアクセスする順序を示す。ま
た、Ｈij，Ｖi (i=1,4 j=1,2)は記憶される端点のアド
レスである。図７（ｂ）はＨ領域調査後の同一範囲のア
ドレスのデータである。図７（ａ）でアクセスされた１
から２５までの数字の振ってあるアドレスのデータは全
て×印、即ちデータがＬとなり、Ｈ領域調査終了後に中
断した走査を再開する走査開始点以降で、同じ領域を再
度Ｈ領域調査することはない。

【００３５】図６に示したアルゴリズムでは、図８に示
すようなＨ領域形状ではハッチの部分をＨ領域と認識す
るため完全ではない。もちろん、パーソナルコンピュー
タのグラフィック機能にあるように完全に領域を判断す
るアルゴリズムもあり、ＣＰＵの処理速度によってはそ
の採用も考えられるが、本実施例では処理時間の関係で
採用しなかった。

【００３６】図９は位置表示画像発生のフローチャート
である。輝点抽出処理の結果として輝点位置データの数
と輝点位置データが位置表示画像発生処理部に引き渡さ
れるが、最初に輝点位置データの数を調べる。

【００３７】輝点位置データの数が零でない場合は、赤
外光発信器を付けている被写体を人物と仮定して、その
大きさが画面上である程度の大きさがある場合は十字状
の位置表示画像（十字マーカ）で示すこととし、小さい
場合は向き合った２つの三角形状の位置表示画像（三角
マーカ）で被写体を挟むようにして示すこととして、こ
れを全ての輝点位置データについて行う。

【００３８】輝点位置データの数が零の場合はターゲッ
トである赤外光発信器の発光部分が小さいために画像と
して捉えられなかった場合が考えられるため、ズーム情
報と合焦距離情報から計算されたターゲットの大きさが
Ｖ方向で２ライン以下の場合は、過去数フィールド分の
輝点位置データの数が零であるかどうかを調べ、全て零
であればターゲットは存在しないと考えて、位置表示画
像（マーカ）は発生しない。過去数フィールド中に輝点
位置データの数が零でないフィールドがある場合は、直
近の輝点位置データが零でないフィールドの輝点位置デ
ータを用いて位置表示画像を発生する。

【００３９】このようにして、赤外光発信器を持つ被写
体を示す位置表示画像（マーカ）が得られたので、これ
を可視光画像と画面合成することにより、撮影したい被
写体を他と区別して確実に認識し、撮影することが出来
る。

【００４０】なお、上述の実施例では可視光と赤外光を
ダイクロイックミラーを用いて分光したが、ダイクロイ
ックプリズムやハーフミラーを用いて分光してもよい。
また、可視光画像用ＣＣＤ撮像素子と赤外光画像用のＣ
ＣＤ撮像素子を分けたが、可視光と赤外光とを分光せず
に、ＣＣＤ撮像素子の各画素の前面にＲＧＢに赤外光を
加えた色フィルターあるいは原色の代りにそれらの補色
フィルターを張り付けて、同一ＣＣＤ撮像素子に結像さ
せた上で、電気的に可視光画像と赤外光画像を分離して
得てもよい。

【００４１】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、赤外光発
信器の発光部分をビデオカメラの撮影画面の中に捉える
と、赤外光画像の輝点部分の大きさと形状から赤外光発
信器の発光部分であることを識別して、その輝点位置に
位置表示のためのマーカを発生するので、このマーカと
可視光画像とを合成してビューファインダに映し出すこ
とにより、赤外光発信器を持つ撮りたい被写体と他の被
写体とを容易に区別することができるビデオカメラ装置
が実現できる。また、上記合成画像をＶＴＲなどに録画
すれば、再生時にも着目して撮られた被写体がどれであ
るかが一目で分る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＶＴＲ一体型ビデオカメラ装置の
一例を示すブロック図である。

【図２】本発明によるビデオカメラ装置で、赤外光発信
器を付けた被写体を画面内に捉えた時のビューファイン
ダに映し出される映像の一例である。

【図３】赤外線発信器の外観図である。

【図４】赤外線発信器の点滅点灯回路図である。

【図５】輝点抽出回路を示すブロック図である。

【図６】輝点抽出回路におけるＨ領域調査の手順を示す
フローチャートである。

【図７】Ｈ領域調査におけるメモリーアクセスの順番の
一例を示す図面、およびＨ領域調査終了時のメモリーデ
ータの変化を示す図面である。

【図８】本実施例におけるＨ領域調査の手順でだまされ
るＨ領域形状の一例の図である。

【図９】位置表示画像発生の手順を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１ レンズ ２ 光学ローパス ３ ダイクロイックミラー ４ 可視光画像用ＣＣＤ撮像素子 ５ Ｓ／Ｈ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ回路 ６ カメラ信号処理回路 ７ 赤外光画像用ＣＣＤ撮像素子 ８ Ｓ／Ｈ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ回路 ９ カメラ輝度信号処理回路 １０ 輝点抽出処理回路 １１ 位置表示画像発生回路 １２ 画像合成回路 １３ 電子ビューファインダＥＶＦ １４ スイッチ １５ ビデオ信号処理回路 １６ 磁気記録テープ ２０ 赤外面発光ダイオード ２１ クリップ ２２ 接続コード ２３ 電池ケース ２４ 電源スイッチ ３０ ビデオ信号入力端子 ３１ 輝度レベル比較回路 ３２ 基準レベル発生回路 ３３ 画素アドレスデータ入力端子 ３４ ライトイネーブル信号入力端子 ３５ メモリー ３６ 輝点抽出処理開始信号入力端子 ３７ 推定画素数範囲入力端子 ３８ ＣＰＵ ３９ レジスタ ４０ 輝度２値データ信号 ４１ 読み出しデータ ４２ 読み出しアドレスデータ ４３ 第２書き込みポートアドレス ４４ 第２書き込みポートデータ ４５ 第２書き込みポートライトイネーブル信号 ４６ 輝点位置データ出力端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可視光と赤外光を分離する光学素子と、
   該可視光を受光し可視光画像の電気信号を発生する光電
   素子と、上記赤外光を受光し赤外光画像の電気信号を発
   生するする光電素子と、該赤外光画像の電気信号から輝
   点を抽出する手段と、該輝点抽出手段により得られた輝
   点位置を示す位置表示画像発生手段と、上記可視光画像
   と該位置表示画像との合成手段とを備えたビデオカメラ
   装置。
2. 【請求項２】 可視光画像と位置表示画像の合成画像を
   表示するビューファインダを備えたことを特徴とする請
   求項１記載のビデオカメラ装置。
3. 【請求項３】 映像記録部を備え、可視光画像あるいは
   可視光画像と位置表示画像の合成画像の何れかを選択的
   に記録できる事を特徴とする請求項１記載のビデオカメ
   ラ装置。