JPH08116486A

JPH08116486A - 自動追尾装置

Info

Publication number: JPH08116486A
Application number: JP6276075A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Kusaka; 博也日下; Shigeo Sakagami; 茂生阪上; Masaaki Nakayama; 正明中山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】被写体の動きに追従して、映像信号からその
一部を切り出すことで、雲台等の装置を用いることなく
自動追尾を実現する。【構成】撮像素子１からの映像信号をフィールドメモ
リ回路４に記憶する。又動き検出回路５で指定された領
域の動きを検出する。アドレス制御回路６は検出された
動きが停止するようにフィールドメモリ回路４の読出ア
ドレスに制御する。こうしてフィールドメモリ駆動回路
１２によってフィールドメモリ回路４を駆動することに
より、被写体を自動的に追尾するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置において自動的
に特定被写体の追尾を行う、自動追尾装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動追尾装置としては、例えば
特開昭６２−２０８７８３号のように、赤外光を光電変
換する赤外光光電変換部を持ち、光電変換した赤外光映
像信号から被写体の位置を検出し、制御装置を用いて被
写***置方向に撮像装置を移動させるようなものがあ
る。

【０００３】又、例えば、特開昭６２−２０５４０６号
のように、被写体移動領域検出手段の出力に基づいて被
写体移動領域中心点に雲台上のカメラを追尾指向させる
ように雲台を駆動する手段を設け、移動被写体を自動追
尾するようなものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記よう
な構成では、自動追尾を行うためには撮像装置の位置を
移動させる手段、例えば雲台が必要であり、自動追尾装
置の小型・軽量化が困難であった。

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
であって、雲台を用いることなく自動追尾を行える自動
追尾装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、撮像素子と、撮像素子からの映像信号を少なくとも
１画面記憶するメモリ回路と、撮像素子からの映像信号
中の被写体の動きを複数の領域について検出する動き検
出回路と、動き検出回路により映像信号中の被写体の動
きを検出する領域を選択する選択回路と、選択回路によ
り選択された領域から動き検出回路が検出した被写体の
動きに応じて、メモリ回路から映像信号を読出す位置を
決定し、これを出力するアドレス制御回路と、アドレス
制御回路の出力に応じてメモリ回路に記憶されている映
像信号の一部を読出すメモリ駆動回路と、を具備するこ
とを特徴とするものである。

【０００７】本願の請求項２の発明は、撮像素子と、撮
像素子からの映像信号を少なくとも１画面記憶するメモ
リ回路と、撮像素子からの映像信号中の被写体の動きを
複数の領域について検出する動き検出回路と、動き検出
回路により映像信号中の被写体の動きを検出する領域を
選択する選択回路と、選択回路により選択された領域か
ら動き検出回路が検出した被写体の動きに応じて、その
被写体が停止するようにメモリ回路から映像信号を読出
すライン及び画素を決定すると共に、１ライン及び１画
素以下の位置データを出力するアドレス制御回路と、ア
ドレス制御回路より得られるライン及び画素単位にメモ
リ回路に記憶されている映像信号の一部を読出すメモリ
駆動回路と、アドレス制御回路より出力される１ライン
以下及び１画素以下の位置信号に基づいてメモリ回路よ
り読出された映像信号を補間する補間回路と、を具備す
ることを特徴とするものである。

【０００８】本願の請求項３の発明は、撮像素子と、撮
像素子からの映像信号中の被写体の動きを複数の領域に
ついて検出する動き検出回路と、動き検出回路により映
像信号中の被写体の動きを検出する領域を選択する選択
回路と、選択回路により選択された領域から動き検出回
路が検出した被写体の動きに応じて、撮像素子から映像
信号を読出す位置を決定し、これを出力するアドレス制
御回路と、アドレス制御回路の出力に応じて撮像素子を
駆動する撮像素子駆動制御回路と、を具備することを特
徴とするものである。

【０００９】本願の請求項４の発明は、撮像素子と、撮
像素子からの映像信号中の被写体の動きを複数の領域に
ついて検出する動き検出回路と、動き検出回路により映
像信号中の被写体の動きを検出する領域を選択する選択
回路と、選択回路により選択された領域から動き検出回
路が検出した被写体の動きに応じて、その被写体が停止
するようにメモリ回路から映像信号を読出すライン及び
画素を決定すると共に、１ライン及び１画素以下の位置
データを出力するアドレス制御回路と、アドレス制御回
路より得られるライン及び画素単位に撮像素子を駆動す
る撮像素子駆動回路と、アドレス制御回路より出力され
る１ライン以下及び１画素以下の位置信号に基づいて撮
像素子より読出された映像信号を補間する補間回路と、
を具備することを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１，２の
発明では、撮像素子からの映像信号を一旦メモリ回路に
保持し、その映像信号の選択された領域について動きを
検出し、動き検出回路からの出力に基づいてその動きが
なくなるように読出位置をアドレス制御回路によって制
御する。そしてメモリ回路に記憶されている映像信号の
一部をアドレス制御回路より得られたアドレスから読出
すことによって、被写体を自動的に追尾するようにして
いる。又請求項２の発明ではこれに加えて、メモリから
読出された画像をアドレス制御回路より出力される１ラ
イン及び１画素以下の位置データによって補間すること
により、画像の精度を高めるようにしたものである。

【００１１】又請求項３，４の発明では、撮像素子より
得られる映像信号から選択された領域について被写体の
動きを検出し、その動きに基づいて動きが停止するよう
に撮像素子から映像信号を読出す位置を決定し、撮像素
子駆動制御回路によって撮像素子を駆動するようにして
いる。こうすればメモリを用いることなく被写体の動き
を追尾することができる。又請求項４の発明では、その
出力を１ライン及び１画素以下の位置データに基づいて
補間することによって、画像の精度を向上させるように
している。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施例にお
ける自動追尾装置のブロック図を示すものである。同図
において、撮像素子１は光学系を介した映像を電気信号
に変換する。アナログ信号処理回路２は撮像素子１から
の映像信号に対してアナログ信号処理を行い、Ａ／Ｄ変
換回路３に出力する。Ａ／Ｄ変換回路３はアナログ信号
処理回路２で処理された信号をデジタル信号に変換す
る。デジタル信号に変換された信号は２つの経路に分け
られ、一方はフィールドメモリ回路４に送られ、一旦フ
ィールドメモリ回路４に記憶される。又もう一方は動き
検出回路５に送られる。動き検出回路５は５つの動き検
出エリアを持ち、各々の動き検出エリア毎に映像信号か
らフィールド間の被写体の動きを検出する。５つの動き
検出エリアから得られた動き検出結果は、夫々スイッチ
７からスイッチ１１に入力され、そのいづれかを経てア
ドレス制御回路６へ送られる。このとき操作者は、スイ
ッチ操作により動き検出エリアの１つを指定できるもの
とする。アドレス制御回路６は動き検出回路５の動き検
出結果に基づき、フィールドメモリ回路４からの映像信
号読出し開始位置を決定し、これをフィールドメモリ駆
動回路１２に送る。フィールドメモリ駆動回路１２はア
ドレス制御回路６から送られた映像信号読出位置に基づ
き、フィールドメモリ回路４からの映像読出位置の制御
を行い、フィールドメモリ回路４に記憶されている映像
信号の一部を読出す。撮像素子駆動回路１３は、撮像素
子１を駆動するための回路である。

【００１３】図２は、図１に示した動き検出回路５の動
き検出エリアを説明するための模式図である。動き検出
回路５は、図２に示すように第１のエリアＡ１から第５
のエリアＡ５の５つの動き検出エリアを持ち、各動き検
出エリアにおいてフィールド間の画像の動きを検出す
る。そして第１のエリアＡ１の検出結果はスイッチ７
に、第２のエリアＡ２の検出結果はスイッチ８に、第３
のエリアＡ３の検出結果はスイッチ９に、第４のエリア
Ａ４の検出結果はスイッチ１０に、第５のエリアＡ５の
検出結果はスイッチ１１に出力される。そして操作者が
スイッチ７からスイッチ１１までのスイッチのうち１つ
をオンとすることで、そのスイッチに対応する動き検出
エリアの検出結果がアドレス制御回路６に送られる。
尚、映像信号から動きを検出する方法に開しては、例え
ば特開平２−５６８９号に記されているため、詳細な説
明は省略する。

【００１４】図３は、アドレス制御回路６の具体的な構
成例を示すブロック図である。同図において遅延回路６
０１は信号を遅延させる遅延器であり、遅延時間は映像
信号の１フィールド分、つまり６０分の１秒である。６
０２は加算器であり、動き検出回路５の出力と１フィー
ルド前のアドレス制御回路６の出力を加算する。このよ
うな構成により各フィールド毎に動き検出回路５におけ
る検出結果を累積加算処理し、フィールド間での被写体
の移動量を撮影画面上での被写体の絶対的な移動距離に
換算する。

【００１５】図４は、フィールドメモリ回路４からの映
像信号読出しを模式的に表した図である。同図におい
て、外枠のエリアがフィールドメモリ回路４に記憶され
ている映像信号とする。斜線部分がフィールドメモリ回
路４から読出す映像信号であり、これはフィールドメモ
リ駆動回路１２の水平読出カウンタ及び垂直読出カウン
タのプリセット値（映像信号の読出開始位置Ｐ）を制御
することで、フィールドメモリ回路４上の任意の部分の
映像信号を読出すことが可能である。又フィールドメモ
リ回路４から読出す映像信号の画素数は、任意に設定可
能とする。

【００１６】以上のように構成された本実施例の自動追
尾装置について、以下その動作について説明する。例え
ば図５に示すように、被写体の人物が、撮影画面内の中
央付近で右から左へ移動している場合を考える。このと
き動き検出エリアは、この人物の動きを検出できるよ
う、操作者がスイッチ１１をオンにし、第５のエリアＡ
５が選択されているとする。こうして選択された第５の
エリアＡ５から得られた動き検出結果は、アドレス制御
回路６に送られる。アドレス制御回路６では動き検出結
果をフィールド毎に累積加算処理し、撮影画面上での被
写体の絶対的な移動距離を求める。そしてこの移動距離
に応じてフィールドメモリ駆動回路１２の水平読出カウ
ンタのプリセット値を変更することでフィールドメモリ
回路４からの映像信号読出位置を制御し、追尾を実現す
る。この様子を図６を用いて説明する（但し３フィール
ド分のみ図示）。図６（ａ）はフィールドメモリ４に記
憶されている映像信号、（ｂ）〜（ｄ）はこのフィール
ドメモリから読出された映像信号とする。例えば、はじ
め静止していた被写体が１フィールド当り１０画素の速
度で左へ移動したとすると、動き検出回路５の出力は毎
フィールドで１０画素であり、アドレス制御回路６の出
力は、被写体静止時は０画素、移動が始まってからは１
フィールド毎に１０画素、２０画素、３０画素と、１０
画素ずつ増加する。これに従ってフィールドメモリ駆動
回路１２の水平読出カウンタのプリセット値を、被写体
静止時の初期プリセット値から、左方向へ１０画素、２
０画素、３０画素と変更する。こうすることによりフィ
ールドメモリ回路４からの映像信号読出位置が移動し、
つまり読出す映像信号が（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す
ように被写体に追従し、被写体の追尾を行う。垂直方向
の追尾も同様に、フィールドメモリ駆動回路１２の垂直
読出カウンタのプリセット値を変更することで実現でき
る。又斜め方向の追尾は、フィールドメモリ駆動回路１
２の水平読出カウンタのプリセット値と垂直読出カウン
タのプリセット値の両方を変更することで実現できる。

【００１７】以上のように本実施例においては、撮像素
子１と、撮像素子１からの映像信号を記憶するフィール
ドメモリ回路４と、撮像素子１からの映像信号中の被写
体の動きを検出する動き検出回路５と、映像信号中の被
写体の動きを検出する領域を選択するスイッチ７からス
イッチ１１と、スイッチ７からスイッチ１１により選択
された領域から検出された被写体の動きに応じて、フィ
ールドメモリ回路４から映像信号を読出す位置を決定
し、これを出力するアドレス制御回路６と、アドレス制
御回路６の出力に応じてフィールドメモリ回路４に記憶
されている映像信号の一部を読出すフィールドメモリ駆
動回路１２とを備えることで、雲台等の撮像装置自体の
位置を移動させる手段を用いることなく、自動追尾を行
うことができる。又本実施例の自動追尾装置の各構成要
素は、全て電子回路により実現でき、これにより自動追
尾装置の小型・軽量化が実現できる。

【００１８】図７は本発明の第２の実施例における自動
追尾装置のブロック図を示すものである。本実施例にお
いては、第１の実施例に示した自動追尾装置のフィール
ドメモリ回路４の後段に、補間回路１４を追加し、アド
レス制御回路６の出力を補間回路１４に供給する点が第
１の実施例と異なる。アドレス制御回路６は動き検出回
路５より得られる動き信号の１画素又は１ラインの小数
点以下の信号を補間係数に対応する位置信号として補間
回路１４に出力するものである。アドレス制御回路６及
び補間回路１４以外の部分の構成及び効果は、第１の実
施例と同様であるため詳細な説明は省略する。

【００１９】まず本実施例の特徴を述べる。第１の実施
例においては、フィールドメモリ回路４はデジタル信号
を記憶するメモリ回路であるため、当然その書込み、読
出しは１画素、１ライン単位であり、故に追尾のための
映像信号の読出しも１画素、１ライン単位となる。そこ
で１画素１ライン以下の精度で、映像信号を読出したと
同等の画像を補間処理により合成するために補間回路１
４を設けたことが本実施例の特徴である。これを図を用
いて詳細に説明する。図８は、図７に示した補間回路１
４の具体的な構成例を示すブロック図である（但し、垂
直方向の補間処理を行う部分のみ図示）。同図におい
て、１４０１，１４０２，１４０３は、１水平走査線分
の映像信号を記憶可能な１ラインメモリで、３つのうち
１つを書込み用に、２つを読出し用に使用する。１４０
４は出力選択回路であり、フィールドメモリ回路４から
出力される映像信号をライン毎に、１ラインメモリ１４
０１，１４０２，１４０３に順次書込む。信号選択回路
１４０５は、１ラインメモリ１４０１，１４０２，１４
０３のうち、書込み中でない２つのラインメモリから読
出される映像信号を出力１と出力２に振り分けて出力す
る。このとき信号選択回路１４０５は、入力される２ラ
インの映像信号のうち、時間的に先にフィールドメモリ
回路４から出力された信号が出力２へ出力されるように
する。制御回路１４０６は、出力選択回路１４０４、信
号選択回路１４０５の入出力の選択、および１ラインメ
モリ１４０１，１４０２，１４０３の書込み及び読出し
の制御を統合的に行う。このように３つのラインメモリ
うち１つを書込み、２つを読出しに使用し、この書込み
及び読出しに使用するメモリを順次入れ替えることによ
りリアルタイムの処理を実現する。１４０７，１４０８
は３つの１ラインメモリのうち２つのラインメモリから
読出された２つのラインの映像信号に、夫々の補間処理
のためのある係数（以後、この係数を補間係数と称す）
ｗ、（１−ｗ）を乗算する乗算器、１４０９は乗算器１
４０７，１４０８の出力信号を加算する加算器、１４１
０はアドレス制御回路６の出力に応じて、補間係数ｗ、
（１−ｗ）を発生する係数発生回路である。

【００２０】このような構成の補間回路１４による補間
処理に関して、図８，図９を用いて垂直方向の補間処理
を例に説明する。例えば図９に示したように、フィール
ドメモリ回路４に記憶された映像信号の第ｋラインと第
（ｋ＋１）ラインの間のｚの位置から映像信号の読出し
を開始したい場合、フィールドメモリ回路４の読出しは
ライン単位であるため、ｚの位置からの読出しは不可能
である。従って補間回路１４が無ければ、例えばｚの位
置に近いほうのラインから読出しを開始しなければなら
ない。しかし図８に示した補間回路１４によりｚの位置
のラインを合成すれば、このような問題は解消される。
例えば図９に示すように、あるフィールドにおいてフィ
ールドメモリ回路４に記憶されている映像信号の第ｋラ
インと第（ｋ＋１）ラインの間で（但し、ライン間の距
離を１とする）、第ｋラインからの距離と第（ｋ＋１）
ラインからの距離の比が、ｗ：１−ｗ（但し、０≦ｗ＜
１）である位置ｚに画像ラインを補間する場合、フィー
ルドメモリ駆動回路１２は、フィールドメモリ回路４の
読出開始ラインをアドレス制御回路６の出力により決定
し（この場合は、第ｋラインを読出開始ラインとす
る）、読出しを開始する。そして第ｋラインから映像信
号が読出され、順次、補間回路１４に送られ、１ライン
メモリに記憶される。そしていま第ｋラインが１ライン
メモリ１４０３に、第（ｋ＋１）ラインが１ラインメモ
リ１４０２に記憶されており、信号選択回路１４０５に
より第ｋライン及び第（ｋ＋１）ラインが、夫々出力２
及び出力１に出力された場合、第ｋラインに係数発生回
路１４１０で発生された補間係数１−ｗ（ｗは第ｋライ
ンとｚとの間の距離）を乗じ、第（ｋ＋１）ラインに係
数発生回路１４１０で発生された補間係数ｗを乗じる。
そしてこれらを加算器１４０９で加算することにより、
補間処理された映像信号が求められる。尚、補間係数を
決定するための補間処理を開始するラインの位置（上記
ｚの位置）に関する情報は、アドレス制御回路６から係
数発生回路１４１０に供給される。即ち、補間処理され
た映像信号を得るには、第ｋライン、第（ｋ＋１）ライ
ンを２つの１ラインメモリから読出し、距離に応じた補
間係数（この場合、１−ｗとｗ）を乗算して、この２つ
の乗算結果を加算するというような演算処理を行う。こ
れにより、１画素１ライン以下の精度で映像信号を読出
したと同等の画像を合成することができる。

【００２１】又、上記説明では、電子的な拡大処理を行
わない場合を例に説明した。これは撮像素子１が通常出
力される映像信号より充分大きい範囲をカバーする場合
には有効であるが、通常の１画面の範囲をカバーする撮
像素子を用いる場合には出力される画像の大きさが小さ
くなる。ここで補間回路１４を用いれば、電子的な拡大
処理を行うことが可能である。従ってこれを用いて第１
の実施例においてフィールドメモリ回路４から読出され
た映像信号の画角が元の映像信号の画角に比べ変化する
ことに対し、この画角変化を補正してもよい。尚、フィ
ールドメモリ回路４から読出した映像信号に対する電子
的な拡大処理に関しては、特開平２−１０９４７４号に
先行例が記されており、詳細な説明は省略する。又この
場合でも、１画素１ライン以下の精度で映像信号を読出
したと同等の画像を合成することができることは言うま
でもない。

【００２２】又本実施例においては、補間処理に関して
は垂直方向の補間処理に関してのみ説明したが、図８に
示した補間回路１４において、１ラインメモリを１画素
分の情報が記憶できるメモリにおきかえれば、水平方向
も垂直方向と同様に、補間処理が可能なことは明らかで
ある。

【００２３】以上のように本実施例においては、第１の
実施例の構成に補間回路１４を追加することで、雲台等
の撮像装置自体の位置を移動させる手段を用いることな
く自動追尾を実現でき、且つ追尾のための映像信号読出
しの精度を１画素、１ライン以下に高めることができ
る。

【００２４】図１０は本発明の第３の実施例における自
動追尾装置のブロック図を示すものである。同図におい
て、撮像素子２１は光学系を介した映像を電気信号に変
換し、且つ後述する撮像素子駆動制御回路２２により、
受光した映像の一部のみを映像信号として読出すことが
可能な撮像素子である。アナログ信号処理回路２は撮像
素子２１からの映像信号に対してアナログ信号処理を行
い、Ａ／Ｄ変換回路３はアナログ信号処理回路２で処理
された信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に
変換された信号は２つの経路に分けられ、一方は外部に
出力され、もう一方は動き検出回路５に送られる。動き
検出回路５は第１の実施例と同様の回路であり、動き検
出結果はスイッチ７からスイッチ１１のいづれかを経て
アドレス制御回路２３へ送られる。このとき操作者は、
スイッチ操作により動き検出エリアを指定できるものと
する。アドレス制御回路２３は動き検出回路５の動き検
出結果に基づき、撮像素子２１からの映像信号読出開始
位置を決定し、これを撮像素子駆動制御回路２２に送
る。撮像素子駆動制御回路２２はアドレス制御回路２３
から送られた映像信号読出位置に基づき、撮像素子２１
からの映像読出位置の制御を行い、撮像素子２１に受光
した映像の一部を読出す。

【００２５】図１１はアドレス制御回路２３の具体的な
構成例を示すブロック図である。同図において、遅延回
路２３１，２３４は信号を遅延させる遅延器であり、遅
延時間は、映像信号の１フィールド分、つまり６０分の
１秒である。２３２は加算器であり、動き検出回路５の
出力と遅延回路２３１の出力を加算する。予測回路２３
３はフィールド間での被写体の移動量を予測するための
回路である。２３５は加算器であり、予測回路２３３の
出力と遅延回路２３４の出力を加算する。以上の構成に
よりアドレス制御回路２３は、各フィールド毎に動き検
出回路５の出力に基づき、予測回路２３３によりフィー
ルド間での被写体の移動量を予測し、これを累積加算処
理し、撮影画面上での被写体の絶対的な移動距離の予測
値を求める。

【００２６】図１２は予測回路２３３の具体的な構成例
を示すブロック図である。同図において、遅延回路２３
３０１は映像信号の１フィールド分、つまり６０分の１
秒信号を遅延させる遅延回路である。乗算回路２３３０
２は、本実施例では入力に２を乗ずるものとする。乗算
回路２３３０３は、本実施例では入力に−１を乗ずるも
のとする。加算器２３３０４は乗算回路２３３０２と乗
算回路２３３０３からの入力を加算し出力する。

【００２７】図１３は予測回路２３３の他の具体的な構
成を示すブロック図である。同図において、遅延回路２
３３０５及び遅延回路２３３０６は共に信号を遅延させ
る遅延器であり、遅延時間は映像信号の１フィールド
分、つまり６０分の１秒である。乗算回路２３３０７は
乗算器であり、本実施例では入力に３を乗ずるものとす
る。乗算回路２３３０８は乗算器であり、本実施例では
入力に−３を乗ずるものとする。乗算回路２３３０９は
乗算器であり、本実施例では入力に１を乗ずるものとす
る。加算器２３３１０は乗算回路２３３０７と乗算回路
２３３０８からの入力を加算し出力する。加算器２３３
１１は乗算回路２３３０９と加算器２３３１０からの入
力を加算し出力する。

【００２８】図１４は、撮像素子２１からの映像信号読
出しを模式的に表した図である。同図において、外枠は
撮像素子２１の受光面であり、斜線部分が撮像素子２１
から読出す映像部分である。撮像素子２１は、受光した
被写体像に応じた映像信号を発生させるための駆動パル
スを撮像素子駆動制御回路２２により変化させること
で、撮像素子２１に受光した映像の任意の部分を読出す
ことができるものとする。又撮像素子２１から読出す映
像信号の画素数は、任意に設定可能とする。尚、撮像素
子２１に受光した映像の任意の部分を読出す方法に関し
ては、例えば特開平３−７７４８３号に記されているた
め詳細な説明は省略する。

【００２９】尚、動き検出回路５は第１の実施例と同様
の構成、作用を持つものであるため詳細な説明は省略す
る。

【００３０】以上のように構成された本実施例の自動追
尾装置について、以下、その動作について説明する。例
えば第１の実施例と同様に、被写体の人物が、撮影画面
内の中央付近で右から左へ移動している場合を考える。
このとき動き検出エリアは、この人物の動きを検出でき
るよう、操作者がスイッチ１１をオンにし第５のエリア
Ａ５が選択されているとする。こうして選択された第５
のエリアＡ５から得られた動き検出結果は、アドレス制
御回路２３に送られる。ここで動き検出回路５による動
き検出結果に関して、図を用いて詳細に説明する。図１
５は、本実施例における被写体の追尾動作を説明するた
めの模式図である。被写体が図のように右から左へ矢印
Ａだけ移動したとする。このとき予測回路２３３で求め
られた予測値が矢印Ｂであり、ＢがＡに等しい、つまり
予測値が完全に正しかったとすると、移動前と移動後で
撮像素子２１から読出した映像信号どうしは、図１５
（ｂ），（ｃ）に示すように位置的にずれの無い画像と
なる。そして図１５（ｄ）に示すように撮像素子２１か
ら読出した２つの画像間で動き検出を行った場合、当
然、検出される動きは零となる。しかし例えば図１６の
ように、同じく被写体が右から左へ矢印Ａだけ移動した
とき予測回路２３３で求められた予測値が矢印Ｃであっ
たとすると、移動前と移動後で撮像素子２１から読出し
た映像信号どうしは、図に示すように位置的にずれのあ
る画像となる。そして撮像素子２１から読出した２つの
画像間で動き検出を行った場合、当然、矢印Ａと矢印Ｃ
の差の分、つまり（Ａ−Ｃ）に相当する量だけ動きが検
出される。これより本実施例においては、動き検出回路
５による動き検出結果は、予測回路２３３で求められた
予測値の予測誤差に相当するといえる。

【００３１】以上のことに鑑みて、アドレス制御回路２
３では、まず、動き検出回路５による動き検出結果と１
フィールド前の予測回路２３３の出力を加算器２３２で
加算する。これは、上記のように動き検出回路５による
動き検出結果が、予測回路２３３で求められた予測値の
予測誤差であることより、この動き検出結果に、１フィ
ールド前に予測回路２３３で求められた予測値を加算す
ることで、フィールド間での被写体の実際の移動量を求
めるためである。これを上記の説明を基に数式で表す
と、フィールド間の被写体の実際の移動量（Ａ）＝動き検出回路５の動き検出結果（Ａ−Ｃ）＋１フィールド前の予測回路２３０３の予測値（Ｃ）・・・（１）となる。次に、式（１）で求められたフィールド間の被
写体の実際の移動量から、予測回路２３３は、被写体の
移動量の予測値を求める。

【００３２】予測回路２３３における被写体の移動量の
予測方法に関しては、例えば予測回路２３３が図１２の
構成をとる場合について説明する。これは、乗算回路２
３３０２で２を乗じた入力と遅延回路２３３０１を経て
乗算回路２３３０３で−１を乗じた入力とを加算器２３
３０４で加算し、これを移動量の予測値とするものであ
る。本構成による予測回路２３３の作用を、図１７を用
いて更に説明する。図１７において、予測回路２３３に
入力する各フィールドの実際の移動量をｉ（ｎ）とし
（ｎはフィールド番号）、現在のフィールドを第ｎフィ
ールドとした場合、例えば、現フィールドの入力ｉ
（ｎ）＝２、前フィールドの入力ｉ（ｎ−１）＝１とす
ると、予測回路２３３の出力ｏ（ｎ）は、３となる。こ
れは、即ち、フィールド間の被写体の移動量の変化が１
次関数で近似できると仮定し、入力に対し１次関数によ
る外挿を行っていることとなる。

【００３３】又同様の構成で、乗算回路２３３０２の乗
算値を２ではなく１とし、乗算回路２３３０３の乗算値
を−１ではなく０とする構成も考えられ、この場合に
は、図１８に示すように入力（ｉ（ｎ））と同じ値が出
力（ｏ（ｎ））となる。

【００３４】又別の構成として、予測回路２３３が図１
３の構成をとる場合について説明する。このときは、乗
算回路２３３０７で３を乗じた入力信号と遅延回路２３
３０５を経て乗算回路２３３０８で−３を乗じた入力信
号とを加算器２３３１０で加算したものと、遅延回路２
３３０５と遅延回路２３３０６とを経て乗算回路２３３
０９で１を乗じた入力信号を加算器２３３１１で加算
し、これを移動量の予測値とする。本構成による予測回
路２３３の作用を、図１９を用いて更に説明する。図１
９において、予測回路２３３に入力する各フィールドの
実際の移動量をｉ（ｎ）とし（ｎはフィールド番号）、
現在のフィールドを第ｎフィールドとした場合、例え
ば、現フィールドの入力ｉ（ｎ）＝４、１フィールド前
の入力ｉ（ｎ−１）＝２、２フィールド前の入力ｉ（ｎ
−２）＝１とすると、予測回路２３３の出力ｏ（ｎ）
は、７となる。これは即ち、フィールド間の被写体の移
動量の変化が２次関数で近似できると仮定し、入力に対
し２次関数による外挿を行っていることとなる。

【００３５】このように予測回路２３３により得られた
フィールド間での被写体の移動量の予測値を、次に累積
加算処理し、このフィールド間での被写体の移動量の予
測値を、撮影画面上での被写体の絶対的な移動距離の予
測値に換算する。そしてこの移動距離の予測値に応じて
撮像素子２１からの映像信号読出しのための駆動パルス
を変化させることで、撮像素子２１からの映像信号読出
しを制御し、追尾を実現する。

【００３６】以上のように本実施例においては、撮像素
子２１と、撮像素子２１からの映像信号中の被写体の動
きを検出する動き検出回路５と、映像信号中の被写体の
動きを検出する領域を選択するスイッチ７からスイッチ
１１と、スイッチ７からスイッチ１１により選択された
領域から検出された被写体の動きに応じて、撮像素子２
１から映像信号を読出す位置を決定し、これを出力する
アドレス制御回路２３と、アドレス制御回路２３の出力
に応じて撮像素子２１から映像信号を読出す撮像素子駆
動制御回路２２とを備えることで、雲台等の撮像装置自
体の位置を移動させる手段を用いることなく、自動追尾
を行うことができる。又、本実施例の自動追尾装置の各
構成要素は、全て電子回路により実現でき、これにより
自動追尾装置の小型・軽量化が実現できる。

【００３７】尚本実施例においては、撮像素子２１から
の映像信号の読出しは１画素、１ライン単位となる。し
かし第２の実施例と同様に、撮像素子２１から読出した
映像信号に対して補間処理を行う回路を設けた場合に
は、補間処理により１画素１ライン以下の精度で映像信
号を読出したと同等の画像を合成することができること
は言うまでもない。

【００３８】又撮像素子２１から読出された映像信号
は、撮像素子２１に受光した映像に比べ画角が変ってい
る。故にこの画角変化を調整するために、電子的な拡大
処理を施すことが考えられる。このような撮像素子から
読出した映像信号に対する電子的な拡大処理に関して
は、特開平１−２６１０８６号に記されており、詳細な
説明は省略する。

【００３９】又本実施例において、図１２に示した予測
回路２３３の構成で、乗算回路２３３０２の乗算値を２
ではなく１とし、乗算回路２３３０３の乗算値を−１で
はなく０とする構成について述べたが、これは図１３に
示した予測回路２３３の構成で、乗算回路２３３０７の
乗算値を１とし、乗算回路２３３０８，２３３０９の乗
算値をともに０としても同様の効果が得られることは明
らかである。

【００４０】又本実施例において、予測回路２３３の構
成として３つの例を示したが、これに限るものではな
く、例えばもっと高次のフィルタ構成により動きの予測
を行う方法も考えられる。

【００４１】又本実施例において、予測回路２３３の構
成として示した３つの例の内、一つだけを用いるのでは
なく、これら３つを適応的に切り換えて、動きの予測を
行う構成も考えられる。又図１３に示した予測回路２３
３の構成で、乗算回路２３３０７，２３３０８，２３３
０９の乗算値を適応的に切り換えて、動きの予測を行う
構成も考えられる。

【００４２】尚上記３つの実施例において、動き検出回
路５による動き検出は、毎フィールド行うものとして説
明したが、これに限るものではなく、例えば２フィール
ドに一度動き検出を行い、動き検出を行わないフィール
ドでは、前フィールドで得られた動き検出結果を基に、
第３の実施例のように被写体の移動量を予測し、追尾動
作を行うような構成も考えられる。

【００４３】又上記３つの実施例において、放送方式に
関しては特に言及しなかったが、NTSC、PAL 、SECAM 等
のいかなる放送方式を採用した撮像装置においても、本
発明が有効であることは明らかである。

【００４４】又上記３つの実施例において、動き検出回
路５は、５つの動き検出エリアを持つものを例に説明し
たがこれに限るものではない。

【００４５】又上記３つの実施例において、動き検出エ
リアの選択は操作者が行うものとしたがこれに限るもの
ではなく、例えば画像認識等の技術を用いて、特定の被
写体を自動で認識し、これを追尾するような構成等も考
えられる。

【００４６】又上記３つの実施例において、動き検出エ
リアは、第５のエリアに固定した場合を例に説明を行っ
たが、これに限るものではなく、例えば動き検出エリア
が被写体の動きに応じて自動的に切り替わる構成等も考
えられる。

【００４７】又上記３つの実施例において、動き検出エ
リアの選択は、スイッチにより行う例を用いて説明した
が、これに限るものではなく、スイッチ以外の外部入力
装置、例えばコンピューターのキーボードなどから動き
検出エリアの選択を行う構成等も考えられる。

【００４８】又上記３つの実施例において、各構成要素
が電子回路により実現できるとしたがこれに限るもので
はなく、例えば、アドレス制御回路６の機能を、マイク
ロコンピュ−タのソフトウエアにより実現することが可
能であることは言うまでもない。

【００４９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の自動
追尾装置は、撮影した映像信号から特定の被写体の動き
を検出し、この検出結果に応じて撮影した映像信号の一
部を読出すことで、雲台等の撮像装置自体の位置を移動
させる手段を用いることなく自動追尾を行うことがで
き、自動追尾装置の小型・軽量化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における自動追尾装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】図１の動き検出回路５の動き検出エリアを説明
するための模式図である。

【図３】図１のアドレス制御回路６の具体的な構成を示
すブロック図である。

【図４】図１のフィールドメモリ回路４からの映像信号
読出しを説明するための模式図である。

【図５】撮影画面内で被写体が動く様子を表す説明図で
ある。

【図６】本発明の第１の実施例における自動追尾装置の
動作を説明するための模式図である。

【図７】本発明の第２の実施例における自動追尾装置の
構成を示すブロック図である。

【図８】図７の補間回路１４の具体的な構成例を示すブ
ロック図である。

【図９】図８の補間回路１４による補間処理を説明する
ための模式図である。

【図１０】本発明の第３の実施例における自動追尾装置
の構成を示すブロック図である。

【図１１】図１０のアドレス制御回路２３の具体的な構
成を示すブロック図である。

【図１２】図１１の予測回路２３３の具体的な構成を示
すブロック図である。

【図１３】図１１の予測回路２３３の他の具体的な構成
を示すブロック図である。

【図１４】図１０の撮像素子２１からの映像信号読出し
を説明するための模式図である。

【図１５】図１０の動き検出回路５による動き検出結果
に関する説明図である。

【図１６】図１０の動き検出回路５による動き検出結果
に関する説明図である。

【図１７】図１２に示した予測回路２３３の効果を説明
するための模式図である。

【図１８】図１２に示した予測回路２３３で、乗算値を
変更した場合の効果を説明するための模式図である。

【図１９】図１３に示した予測回路２３３の効果を説明
するための模式図である。

【符号の説明】

１，２１撮像素子２アナログ信号処理回路３Ａ／Ｄ変換回路４フィールドメモリ回路５動き検出回路６，２３アドレス制御回路７〜１１スイッチ１２フィールドメモリ駆動回路１３撮像素子駆動回路２２撮像素子制御回路２３２，２３５，２３３０４，２３３１０，２３３１１
加算回路２３１，２３４，２３３０１，２３３０５，２３３０６
遅延回路２３３予測回路２３３０２，２３３０３，２３３０７，２３３０８，２
３３０９乗算回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像素子と、前記撮像素子からの映像信号を少なくとも１画面記憶す
るメモリ回路と、前記撮像素子からの映像信号中の被写体の動きを複数の
領域について検出する動き検出回路と、前記動き検出回路により映像信号中の被写体の動きを検
出する領域を選択する選択回路と、前記選択回路により選択された領域から前記動き検出回
路が検出した被写体の動きに応じて、前記メモリ回路か
ら映像信号を読出す位置を決定し、これを出力するアド
レス制御回路と、前記アドレス制御回路の出力に応じて前記メモリ回路に
記憶されている映像信号の一部を読出すメモリ駆動回路
と、を具備することを特徴とする自動追尾装置。
【請求項２】撮像素子と、前記撮像素子からの映像信号を少なくとも１画面記憶す
るメモリ回路と、前記撮像素子からの映像信号中の被写体の動きを複数の
領域について検出する動き検出回路と、前記動き検出回路により映像信号中の被写体の動きを検
出する領域を選択する選択回路と、前記選択回路により選択された領域から前記動き検出回
路が検出した被写体の動きに応じて、その被写体が停止
するように前記メモリ回路から映像信号を読出すライン
及び画素を決定すると共に、１ライン及び１画素以下の
位置データを出力するアドレス制御回路と、前記アドレス制御回路より得られるライン及び画素単位
に前記メモリ回路に記憶されている映像信号の一部を読
出すメモリ駆動回路と、前記アドレス制御回路より出力される１ライン以下及び
１画素以下の位置信号に基づいて前記メモリ回路より読
出された映像信号を補間する補間回路と、を具備するこ
とを特徴とする自動追尾装置。
【請求項３】撮像素子と、前記撮像素子からの映像信号中の被写体の動きを複数の
領域について検出する動き検出回路と、前記動き検出回路により映像信号中の被写体の動きを検
出する領域を選択する選択回路と、前記選択回路により選択された領域から前記動き検出回
路が検出した被写体の動きに応じて、前記撮像素子から
映像信号を読出す位置を決定し、これを出力するアドレ
ス制御回路と、前記アドレス制御回路の出力に応じて前記撮像素子を駆
動する撮像素子駆動制御回路と、を具備することを特徴
とする自動追尾装置。
【請求項４】撮像素子と、前記撮像素子からの映像信号中の被写体の動きを複数の
領域について検出する動き検出回路と、前記動き検出回路により映像信号中の被写体の動きを検
出する領域を選択する選択回路と、前記選択回路により選択された領域から前記動き検出回
路が検出した被写体の動きに応じて、その被写体が停止
するように前記メモリ回路から映像信号を読出すライン
及び画素を決定すると共に、１ライン及び１画素以下の
位置データを出力するアドレス制御回路と、前記アドレス制御回路より得られるライン及び画素単位
に前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動回路と、前記アドレス制御回路より出力される１ライン以下及び
１画素以下の位置信号に基づいて前記撮像素子より読出
された映像信号を補間する補間回路と、を具備すること
を特徴とする自動追尾装置。