JPS6028475B2 - 相関追尾装置 - Google Patents
相関追尾装置Info
- Publication number
- JPS6028475B2 JPS6028475B2 JP55147800A JP14780080A JPS6028475B2 JP S6028475 B2 JPS6028475 B2 JP S6028475B2 JP 55147800 A JP55147800 A JP 55147800A JP 14780080 A JP14780080 A JP 14780080A JP S6028475 B2 JPS6028475 B2 JP S6028475B2
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- Japan
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- tracking
- correlation
- correlation coefficient
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- curvature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/785—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system
- G01S3/786—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system the desired condition being maintained automatically
- G01S3/7864—T.V. type tracking systems
- G01S3/7865—T.V. type tracking systems using correlation of the live video image with a stored image
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、テレビカメラや赤外線撮像装置から供給さ
れる映像においてあらかじめ記憶した参照画面と新たに
入力される画面との相関係数を求め、その最大相関点を
検出し撮像装置の視野内にある所要の目標または情景を
追尾する装置に関するものである。
れる映像においてあらかじめ記憶した参照画面と新たに
入力される画面との相関係数を求め、その最大相関点を
検出し撮像装置の視野内にある所要の目標または情景を
追尾する装置に関するものである。
従来、この種装置では第１図に示すように幅ｍ画素（ｍ
≧１）で十字形に水平、垂直被相関画面１および２を設
け、各画面から長さｎＨ画素及びｎＶ画素（ｎＨ≧１，
ｎＶＳＩ）の小領域を切り出し、あらかじめメモリに記
憶し参照画面３及び４とする。
≧１）で十字形に水平、垂直被相関画面１および２を設
け、各画面から長さｎＨ画素及びｎＶ画素（ｎＨ≧１，
ｎＶＳＩ）の小領域を切り出し、あらかじめメモリに記
憶し参照画面３及び４とする。
次に上参照画面３および４を被相関画面１及び２上で水
平または垂直方向に走査し相関係数を求めていた。上記
参照画面の領域を追尾ウィンドウと呼ぶことにすると、
従釆のこの種装置では追尾ウィンドウの大きさは、人間
がモニターテレビ上に表示される映像を観察し、追尾す
べき目標や情景の大きさ及びそれらの映像の細かさから
判断し手動により設定していた。
平または垂直方向に走査し相関係数を求めていた。上記
参照画面の領域を追尾ウィンドウと呼ぶことにすると、
従釆のこの種装置では追尾ウィンドウの大きさは、人間
がモニターテレビ上に表示される映像を観察し、追尾す
べき目標や情景の大きさ及びそれらの映像の細かさから
判断し手動により設定していた。
しかし、従釆は所要の追尾精度を得るために、追尾ウィ
ンドウの大きさを手動にて何種類かかえ、追尾精度が高
くなる大きさを選択していたため時間がかかる欠点があ
った。
ンドウの大きさを手動にて何種類かかえ、追尾精度が高
くなる大きさを選択していたため時間がかかる欠点があ
った。
また、追尾ウィンドウの大きさを最適値に設定すること
も難しかった。特に、野外で使用する場合には、追尾す
べき目標や情景が異なることが普通であり、追尾を開始
する（以下便宜上ロックオンと呼ぶ）たびに、手敷にて
追尾ウインドウの大きさを再設定する必要があり、この
種装置の操作が煩雑であった。
も難しかった。特に、野外で使用する場合には、追尾す
べき目標や情景が異なることが普通であり、追尾を開始
する（以下便宜上ロックオンと呼ぶ）たびに、手敷にて
追尾ウインドウの大きさを再設定する必要があり、この
種装置の操作が煩雑であった。
この発明は、これらの欠点を除去するため相関係数のピ
ーク値近傍における曲率を求め、この値が最大となるよ
うに追尾ウインドウの大きさをかえ、その最適値に自動
的に設定するようにしたものである。
ーク値近傍における曲率を求め、この値が最大となるよ
うに追尾ウインドウの大きさをかえ、その最適値に自動
的に設定するようにしたものである。
以下図面にしたがって詳細に説明する。
一般に、相関追尾精度は、相関係数のピーク値近傍にお
ける形状に左右され、相関係数が鋭ければ追尾精度は高
い。
ける形状に左右され、相関係数が鋭ければ追尾精度は高
い。
すなわち相関係数のピーク値近傍における曲率が大きい
程追尾精度は高くなる。ところで曲率は、追尾すべき目
標や情景の映像の細かさ、映像信号のＳＮＲ及び追尾ウ
ィンドウの大きさに依存するため、映像の細かさと映像
信号ＳＮＲが与えられれば、曲率は追尾ウィンドウの大
きさのみ依存性をもつことになる。
程追尾精度は高くなる。ところで曲率は、追尾すべき目
標や情景の映像の細かさ、映像信号のＳＮＲ及び追尾ウ
ィンドウの大きさに依存するため、映像の細かさと映像
信号ＳＮＲが与えられれば、曲率は追尾ウィンドウの大
きさのみ依存性をもつことになる。
第２図は、この発明による相関追尾装置の動作原理図で
ある。
ある。
第２図において、１及び２は水平及び垂直被相関画面、
３及び４は水平及び垂直参照画面で、３及び４の領域が
先に述べた追尾ウィンドウと呼ばれるものである。いま
、初期状態として、水平及び垂直追尾ウィンドウの長さ
肘画素及びｎＶ画素をｍ画素とし、次に各方向毎に追尾
ウィンドウの左右にＫ画素（Ｋ≧１）づつ自動的に増加
させてＮＨ＝ｎｉ＝ｍ＋２ｋ（ｉは試行回数：ｉＺＯ）
，ｎｖ＝ｎＪ＝ｍ十ａｋ（ｉは試行回数：ｉ≧０）の長
さとし、そのときの相関係数Ｃ（ｘ）及びＣ（ｙ）を求
める。
３及び４は水平及び垂直参照画面で、３及び４の領域が
先に述べた追尾ウィンドウと呼ばれるものである。いま
、初期状態として、水平及び垂直追尾ウィンドウの長さ
肘画素及びｎＶ画素をｍ画素とし、次に各方向毎に追尾
ウィンドウの左右にＫ画素（Ｋ≧１）づつ自動的に増加
させてＮＨ＝ｎｉ＝ｍ＋２ｋ（ｉは試行回数：ｉＺＯ）
，ｎｖ＝ｎＪ＝ｍ十ａｋ（ｉは試行回数：ｉ≧０）の長
さとし、そのときの相関係数Ｃ（ｘ）及びＣ（ｙ）を求
める。
ここで、相関係数Ｃ（ｘ）及びＣ（ｙ）の曲率を求める
場合、水平方向も垂直方向も全く同一の処理を行なうの
で以下では水平方向を例にとり説明する。ところでこの
種装置では上記相関係数Ｃ（ｘ）の最大相関値及びその
座標を検出し、追尾点とするため、相関係数のピーク値
近傍の曲率のみを考えればよい。
場合、水平方向も垂直方向も全く同一の処理を行なうの
で以下では水平方向を例にとり説明する。ところでこの
種装置では上記相関係数Ｃ（ｘ）の最大相関値及びその
座標を検出し、追尾点とするため、相関係数のピーク値
近傍の曲率のみを考えればよい。
そこで、第３図に示すように、相関係数Ｃ（ｘ）を最大
とする座標を×ｐ，そのときの相関値をＣ（Ｘｐ）をＫ
倍（Ｋ＜１）した相関値を与える座標をＸ１，Ｘｕとす
る。
とする座標を×ｐ，そのときの相関値をＣ（Ｘｐ）をＫ
倍（Ｋ＜１）した相関値を与える座標をＸ１，Ｘｕとす
る。
すると相関係数Ｃ（ｘ）のピーク値近傍における曲率Ｒ
はＸ＝ＸＰにおけるＣ（ｘ）の２次微分で与えられるか
ら比例定数をａ（ａ＞０）として近以的に第【１｝式で
与えられる。
はＸ＝ＸＰにおけるＣ（ｘ）の２次微分で与えられるか
ら比例定数をａ（ａ＞０）として近以的に第【１｝式で
与えられる。
ａ ｛１）Ｒ＝而コ蹄
上記曲率Ｒを第２図に示した相関係数に対して求め、曲
率Ｒを最大とする追尾ウィンドウの大きさｎｉをロック
オン時の追尾ウィンドウの大きさｍＨ‘こ設定する。
上記曲率Ｒを第２図に示した相関係数に対して求め、曲
率Ｒを最大とする追尾ウィンドウの大きさｎｉをロック
オン時の追尾ウィンドウの大きさｍＨ‘こ設定する。
なお、曲率Ｒの最大値が複数個存在する場合には、追尾
範囲を広く確保するため、複数個の追尾ウィンドウの大
きさのうち最も小さい値を設定する。
範囲を広く確保するため、複数個の追尾ウィンドウの大
きさのうち最も小さい値を設定する。
第４図は、この発明による相関追尾装置の−実施例の構
成図である。
成図である。
第４図において、サーボ架台５に搭載された撮像装置６
から供Ｖ給される映像信号をアナログーディジタル変換
回路７を通してディジタル信号に変換した後、領域分割
回路８により水平及び垂直の被相関画面を分割し抽出す
る。
から供Ｖ給される映像信号をアナログーディジタル変換
回路７を通してディジタル信号に変換した後、領域分割
回路８により水平及び垂直の被相関画面を分割し抽出す
る。
各被相関画面毎にスイッチ９日及び９Ｖを用いて被相関
画面をあらかじめメモリ１０日及び１０Ｖに記憶してお
く。
画面をあらかじめメモリ１０日及び１０Ｖに記憶してお
く。
いまロックオン時において追尾ウインドウ設定回路１１
日及び１１Ｖを用いて追尾ウィンドウの大きさを自動的
にかえ、そのウィンドウ内の映像信号を相関器１２日及
び１２Ｖの参照信号入力端子に入力する。
日及び１１Ｖを用いて追尾ウィンドウの大きさを自動的
にかえ、そのウィンドウ内の映像信号を相関器１２日及
び１２Ｖの参照信号入力端子に入力する。
一方被相関画面内の映像信号を上記相関器１２日及び１
２Ｖの被相関信号入力端子に入力し相関係数を計算する
。計算された相関係数を最大値検出回路１３日及び１３
Ｖに入力し最大値とその最大値を与える座標を検出し、
曲率検出回路１４日及び１４Ｖを通して最大値近傍にお
ける曲率を検出する。
２Ｖの被相関信号入力端子に入力し相関係数を計算する
。計算された相関係数を最大値検出回路１３日及び１３
Ｖに入力し最大値とその最大値を与える座標を検出し、
曲率検出回路１４日及び１４Ｖを通して最大値近傍にお
ける曲率を検出する。
上記動作を追尾ウィンドウの大きさを自動的にかえて行
ないその最大値を検出し、そのときの追尾ウィンドウの
大きさを求め追尾ウィンドウ設定回路１１日及び１ １
Ｖにフィードバックし設定し、この追尾ウィンドウ内の
映像を参照画面としてロックオンする。なお、ロックオ
ン後は追尾ウィンドウの大きさを一定に保ち相関器１２
日及び１２Ｖを用いて相関係数を計算し、最大値検出回
路１３日及び１３Ｖで最大値とその最大値を与える座標
を検出し、上記領域分割回路８にフィードバックし画面
上において水平及び垂直の被相関画面を移動させること
により撮像装置６の視野内にある所要の目標または情景
を電子ループで追尾することができる。
ないその最大値を検出し、そのときの追尾ウィンドウの
大きさを求め追尾ウィンドウ設定回路１１日及び１ １
Ｖにフィードバックし設定し、この追尾ウィンドウ内の
映像を参照画面としてロックオンする。なお、ロックオ
ン後は追尾ウィンドウの大きさを一定に保ち相関器１２
日及び１２Ｖを用いて相関係数を計算し、最大値検出回
路１３日及び１３Ｖで最大値とその最大値を与える座標
を検出し、上記領域分割回路８にフィードバックし画面
上において水平及び垂直の被相関画面を移動させること
により撮像装置６の視野内にある所要の目標または情景
を電子ループで追尾することができる。
また、追尾座標信号出力回路１５を用いてサーボ架台５
へ誤蔓章出号を出力し、撮像装置６の姿勢制御を行なう
ことにより、画面上に所要の目標または情景を静止させ
て追尾することができる。上記の追尾ウィンドウの大き
さの自動設定によると、相関係数の曲率が最大となる。
すなわち相関係数が鋭くなる場合を実現でき追尾精度を
高くすることができる。なお、以上は、実時間処理を行
なうため、水平及び垂直方向に追尾ウィンドウを設定し
、互いに独立に相関係数を求め追尾する十字型の場合に
ついて説明したがこの発明は、これに限らず全画面を被
相関画面、１個の短形追尾ウィンドウ内を参照画面とし
、これを被相関画面上において２次元方向に走査して相
関係数を求める場合についても使用できる。
へ誤蔓章出号を出力し、撮像装置６の姿勢制御を行なう
ことにより、画面上に所要の目標または情景を静止させ
て追尾することができる。上記の追尾ウィンドウの大き
さの自動設定によると、相関係数の曲率が最大となる。
すなわち相関係数が鋭くなる場合を実現でき追尾精度を
高くすることができる。なお、以上は、実時間処理を行
なうため、水平及び垂直方向に追尾ウィンドウを設定し
、互いに独立に相関係数を求め追尾する十字型の場合に
ついて説明したがこの発明は、これに限らず全画面を被
相関画面、１個の短形追尾ウィンドウ内を参照画面とし
、これを被相関画面上において２次元方向に走査して相
関係数を求める場合についても使用できる。
以上のように、この発明に係る相関追尾装置では、ロッ
クオン時に相関係数のピーク値近傍における曲率を求め
、この値が最大となるように追尾ウィンドウの大きさを
かえその最適値に自動的に設定しているため、追尾すべ
き目標や情景に応じて容易にかつ迅速にロックオンがで
き、装置の操作性が向上するとともに追尾精度を高くす
ることができる利点がある。
クオン時に相関係数のピーク値近傍における曲率を求め
、この値が最大となるように追尾ウィンドウの大きさを
かえその最適値に自動的に設定しているため、追尾すべ
き目標や情景に応じて容易にかつ迅速にロックオンがで
き、装置の操作性が向上するとともに追尾精度を高くす
ることができる利点がある。
第１図は、十字型被相関画面と参照画面とを用いて相関
係数を求める場合の各画面の配置図、第２図は、この発
明による相関追尾装置の動作原理図、第３図は相関係数
の曲率検出法の説明図、第４図はこの発明による相関追
尾装置の一実施例の構成図である。 図中、１，２は水平及び垂直の被相関画面、３，４は水
平及び垂直の参照画面、５はサーボ架台、６は撮像装置
、７はアナログーディジタル変換回路、８は領域分割回
路、９日，９Ｖは水平及び垂直のスイッチ、１０日，１
０Ｖは水平及び垂直メモリ、１１日，１１Ｖは水平及び
垂直のメモリ、１１日，１１Ｖは水平及び垂直の追尾ウ
ィンドウ設定回路、１２日，１２Ｖは水平及び垂直の相
関器、１３日，１３Ｖは水平及び垂直の最大値検出回路
、１４日，１４Ｖは水平及び垂直の曲率検出回路、１５
は追尾座標信号出力回路である。 なお、図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示してある。第１図 第３図 第２図 第４図
係数を求める場合の各画面の配置図、第２図は、この発
明による相関追尾装置の動作原理図、第３図は相関係数
の曲率検出法の説明図、第４図はこの発明による相関追
尾装置の一実施例の構成図である。 図中、１，２は水平及び垂直の被相関画面、３，４は水
平及び垂直の参照画面、５はサーボ架台、６は撮像装置
、７はアナログーディジタル変換回路、８は領域分割回
路、９日，９Ｖは水平及び垂直のスイッチ、１０日，１
０Ｖは水平及び垂直メモリ、１１日，１１Ｖは水平及び
垂直のメモリ、１１日，１１Ｖは水平及び垂直の追尾ウ
ィンドウ設定回路、１２日，１２Ｖは水平及び垂直の相
関器、１３日，１３Ｖは水平及び垂直の最大値検出回路
、１４日，１４Ｖは水平及び垂直の曲率検出回路、１５
は追尾座標信号出力回路である。 なお、図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示してある。第１図 第３図 第２図 第４図
Claims (1)
- １ 撮像装置から供給される映像信号をアナログ−デイ
ジタル変換して得た画面とあらかじめ記憶した参照画面
との相関係数を求め、その最大相関点を検出し、撮像装
置の視野内にある所要の目標または情景を追尾する相関
追尾装置において、追尾を開始する前に参照画面の映像
を取り込む追尾ウインドウの大きさを順次かえて相関係
数を求め、相関係数のピーク値近傍の曲率を検出し、検
出した曲率を最大とする追尾ウインドウの大きさを求め
てこの追尾ウインドウ内の映像を参照画面として記憶し
、追尾を開始するようにしたことを特徴とする相関追尾
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55147800A JPS6028475B2 (ja) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | 相関追尾装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55147800A JPS6028475B2 (ja) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | 相関追尾装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5772487A JPS5772487A (en) | 1982-05-06 |
| JPS6028475B2 true JPS6028475B2 (ja) | 1985-07-04 |
Family
ID=15438494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55147800A Expired JPS6028475B2 (ja) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | 相関追尾装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6028475B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58199390A (ja) * | 1982-05-17 | 1983-11-19 | 株式会社日立製作所 | ガス放電表示装置 |
| JP2603212B2 (ja) * | 1984-06-27 | 1997-04-23 | キヤノン株式会社 | カメラにおける自動追尾装置 |
| US5196929A (en) * | 1989-07-05 | 1993-03-23 | Olympus Optical Co., Ltd. | Display system of camera having tracking apparatus |
-
1980
- 1980-10-22 JP JP55147800A patent/JPS6028475B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5772487A (en) | 1982-05-06 |
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