DE4222597A1 - Automatische objekt-nachfuehrvorrichtung eines camcorders - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Camcorder und speziell eine automatische Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcorders, die dafür ausgelegt ist zu verhindern, daß ein Objekt aus einem Bildwinkel herausgelangt oder von einem Fokussie­ rungszustand abgewichen wird, indem eine Kamera in Abhän­ gigkeit von der Bewegung eines Objektes gedreht oder ge­ schwenkt wird.

Im allgemeinen ist ein Camcorder (Videokamera) zum photo­ graphieren eines Objektes so ausgebildet, daß ein Kamera­ mann Bilder macht, indem er eine Nachführung hinsichtlich eines sich bewegenden Objektes vornimmt.

Bei einem derartigen Camcorder trat jedoch für den Fall ein Problem auf, daß ein Bild durch Wahl einer Selbstauslöser­ funktion gemacht werden soll (für den Fall, daß der Anwen­ der selbst durch den Camcorder photographiert werden soll), wobei nicht nur das Objekt aus dem Bildwinkel entsprechend der Bewegung des Objektes herausgelangte, sondern auch der Fokussierungszustand verlassen wurde.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine auto­ matische Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcorders zu schaffen, die so ausgebildet ist, daß für den Fall, daß ein Bild gemäß einer Selbstauslöserfunktion gemacht werden soll selbst dann, wenn sich das Objekt nach rechts oder links bewegt, eine Kamera nicht nur automatisch dem Objekt nach­ geführt wird und verhindert, daß das Objekt aus dem Bild­ winkel heraus gelangt, sondern auch eine korrekte Fokussie­ rungssteuerung ausgeführt wird.

Die automatische Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcor­ ders nach der vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, daß für den Fall, daß ein Objekt gemäß einer Selbstauslöser­ funktion photographiert wird, ein Abweichen vom Fokussie­ rungszustand aufgrund einer Bewegung des Objektes verhin­ dert wird und auch ein Herausgelangen des Objektes aus dem Bildwinkel verhindert wird. Die Nachführvorrichtung umfaßt eine A/D-Wandlereinrichtung zum Umwandeln eines Video-Lumi­ nanz-Signals, welches von einem Videoverarbeitungsabschnitt ausgegeben wird, eine die Bewegung detektierende Einrich­ tung, die ein vorhandenes bzw. gerade vorhandenes Video- Luminanz-Signal, das in ein digitales Signal bei der A/D- Wandlereinrichtung umgewandelt wurde, mit einem Video-Lumi­ nanz-Signal vergleicht, welches unmittelbar zuvor aufgetre­ ten ist, so daß diese Einrichtung dadurch eine Bewegungs­ größe und die Richtung des Bildes als ein Vektor detek­ tiert. Ferner ist eine die Zoom-Position feststellende Ein­ richtung vorhanden, um eine Zoom-Stellung für eine Linse zu detektieren, ein Mikroprozessor, welcher eine Bewegungsin­ formation des Objektes von der die Bewegung detektierenden Einrichtung und der die Zoom-Position feststellenden Ein­ richtung empfängt und auf dieser Grundlage beurteilt, ob eine Bewegung des Objektes stattgefunden hat und auch eine Bewegungsgeschwindigkeit aufgetreten ist, und mit einer Motorsteuereinrichtung, welche eine Bewegungsinformation des Objektes von dem Mikroprozessor empfängt und einen Ka­ meraschwenkmotor steuert, so daß die Kamera automatisch das Objekt verfolgt bzw. dem Objekt nachgeführt wird und ein Bild macht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer automatischen Objekt- Nachführvorrichtung eines Camcorders nach der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 ein Diagramm eines Beispiels von Prüfstellen oder Punkten für eine Diskriminierung einer Bewegung des Bildes in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung einer automatischen Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcorders nach der vorliegenden Erfindung, wobei mit einem Bezugszei­ chen 1 eine Linse zum Fokussieren eines Bildes eines opti­ schen Signals des Objektes, mit dem Bezugszeichen 2 ein Photographierelement CCD zum Umwandeln eines Bildes, wel­ ches durch die Linse 1 fokussiert worden ist, in ein elek­ trisches Signal, und mit dem Bezugszeichen 3 ein Kamera­ schaltungsabschnitt bezeichnet ist, um das Bildsignal zu verarbeiten, welches in ein elektrisches Signal am Photo­ graphierelement 2 umgewandelt wurde.

Die zuvor erwähnte Linse 1, das Photographierelement 2 und der Kameraschaltungsabschnitt 3 bilden eine Ausführung eines grundlegenden Bildverarbeitungsabschnitts eines all­ gemeinen Camcorders, wobei ein optisches Signal eines Ob­ jekts, das durch die Linse 1 fokussiert worden ist, photo­ elektrisch in ein elektrisches Signal umgewandelt wird und zwar bei dem Photographierelement 2 und dann anschließend in dem Kameraschaltungsabschnitt 3 verarbeitet wird, der aus einem Chrominanzsignal- und Luminanzsignal-Verarbei­ tungsabschnitt, einem automatischen Weißabgleich-Schal­ tungsabschnitt, einem Farbdifferenzsignal-Verarbeitungsab­ schnitt und einem Zoomlinsen-Steuerabschnitt besteht, um dann auf einem Videoband aufgezeichnet zu werden.

Mit dem Bezugszeichen 4 ist ein A/D-Wandler (analog zu di­ gital-Wandler) bezeichnet, um das von dem Kameraschaltungs­ abschnitt 3 ausgegebene Videoluminanzsignal in ein digita­ les Signal umzuwandeln. Mit dem Bezugszeichen 5 ist ein Feldspeicher bezeichnet für ein zeitweiliges Speichern eines Videoluminanzsignals von einem (1) Halbbild (= 2 Fel­ der), welches in dem A/D-Wandler 4 in ein digitales Signal umgewandelt wird. Mit dem Bezugszeichen 6 ist ein Bewe­ gungsdetektor bezeichnet, um ein Halbbild (frame) des mo­ mentan vorhandenen Videoluminanzsignals, welches in dem A/D-Wandler 4 in ein digitales Signal umgewandelt wurde, und ein Halbbild (frame) des unmittelbar vorhergehenden Videoluminanzssignals, welches in dem Feldspeicher 5 ge­ speichert wurde, zu vergleichen, um dadurch eine Bewegungs­ größe und Bewegungsrichtung des Bildes in Form eines Vek­ tors zu detektieren. Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein Zoom- Stellungssensor bezeichnet, um die Zoomstellung der Linse 1 zu detektieren. Mit dem Bezugszeichen 8 ist ein Mikropro­ zessor bezeichnet, der eine Information hinsichtlich der Bewegungsgröße und Bewegungsrichtung als auch der Zoomstel­ lung von dem Bewegungsdetektor 6 und dem Zoom-Stellungssen­ sor 7 empfängt, mit dem Bezugszeichen 9 ist eine Feldspei­ cher-Steuereinrichtung bezeichnet, um den Feldspeicher 5 zu steuern, und mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Motorsteuer­ abschnitt bezeichnet, der Informationen hinsichtlich der Bewegungsrichtung und Bewegungsgröße als auch der Geschwin­ digkeit des Objekts von dem Mikroprozessor 8 empfängt und auf dieser Grundlage einen Kameraschwenk- oder Drehmotor 11 steuert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Feldspeicher 5 aus zwei Feldspeichereinrichtungen und dieser gibt nach einer Verzögerung des Videoluminanzsignals Yh zwei Felder (=1 Halbbild) während einer Halbbildperiode (frame period) ab, wobei der Kameraschwenkmotor 11 so konstruiert ist, eine Bewegungsrichtung der Kamera zu ändern, die von einem Dreifuß 12 gehaltert ist. Nach dem Photographieren gemäß einer Selbstauslöser-Funktion wird demzufolge, wenn das Videoluminanzsignal Yh von dem Videoverarbeitungsabschnitt eines Camcorders ausgegeben wird, der eine Linse 1 umfaßt, ferner das Photographierelement 2 und den Kameraschaltungs­ abschnitt 3, das analoge Videoluminanzsignal Yh durch den A/D-Wandler 4 in ein digitales Signal umgewandelt.

Der von der Feldspeichersteuereinrichtung 9 gesteuerte Feldspeicher 5 speichert zeitweilig (bis zum Eingabezeit­ punkt des nächsten Halbbildes) das Videoluminanzsignal Yh eines Halbbildes, welches durch den A/D-Wandler 4 in ein digitales Signal umgewandelt wurde.

Der Bewegungsdetektor 6 vergleicht ein Halbbild des momen­ tan vorhandenen Videoluminanzsignals, welches durch Umwan­ deln in ein digitales Signal durch den A/D-Wandler 4 einge­ geben wurde mit dem Videoluminanzsignal eines Halbbildes, welches unmittelbar zuvor aufgetreten ist und in dem Feld­ speicher 5 gespeichert wurde, so daß dadurch die Bewegungs­ größe und Bewegungsrichtung des Bildes als ein Vektor de­ tektiert wird.

Der Zoom-Stellungssensor 7 detektiert die Zoomstellung und gibt diese aus, indem ein TELE-, MITTEL- und WEIT- Winkel­ aufteilung von der Linse 1 bei einem Photographieren mit dem Selbstauslöser vorgenommen wird.

Der Mikroprozessor 8 empfängt die Information hinsichtlich der Bewegungsgröße und der Bewegungsrichtung von dem Bewe­ gungsdetektor 6 und beurteilt, ob die Bewegung des Bildes eine Bewegung der Kamera ist oder eine Bewegung des Objekts und gibt dann für den Fall, daß die Beurteilung zu einer Bewegung des Objekts führt, ein Richtungsänderungssignal der Kamera aus und zwar in Einklang mit der Bewegungsrich­ tung und der Bewegungsgröße des Objektes und empfängt zur gleichen Zeit eine Information hinsichtlich der Zoomstel­ lung von dem Zoom-Stellungssensor 7 und bestimmt eine Rich­ tungsänderung bzw. Geschwindigkeit der Kamera und gibt die­ se als Steuersignal aus. Dies bedeutet, daß ein Richtungs­ änderungssignal ausgegeben wird, um einen Motor anzutrei­ ben, indem eine Information empfangen wird hinsichtlich der Bewegungsgröße und der Bewegungsrichtung eines Objektes von dem Bewegungsdetektor 6, so daß die Kamera abhängig von dem Objekt bewegt wird.

Wenn in diesem Fall die Zoomstellung, die von dem Zoom- Stellungssensor 7 festgestellt wird, die TELE-Stellung ist, so bedeutet dies, daß das Objekt in der Praxis nahe ange­ ordnet ist, trotzdem es entfernt gelegen ist, und selbst wenn die Bewegungsgröße, die von dem Dewegungsdetektor 6 detektiert wird, klein ist, wird praktisch das Objekt stark bewegt, um eine geeignete Nachführung hinsichtlich des Ob­ jektes zu erreichen, wobei die Schwenkgeschwindigkeit der Kamera höher laufen muß und dann der Mikroprozessor 8 das Steuersignal ausgibt, um die Richtungsänderungsgeschwindig­ keit schneller zu machen; im Falle der MITTEL-Stellung wird das Steuersignal der Richtungsänderungsgeschwindigkeit von ca. der Mitte oder dem Mittelwert ausgegeben; im Falle der WEIT-Winkeleinstellung, wird das Steuersignal ausgegeben, um die Richtungsänderungsgeschwindigkeit der Kamera zu ver­ langsamen, da es dann möglich ist eine Anpassung an die Bewegung des Objektes zu erreichen, wenn die Richtungsände­ rungsgeschwindigkeit niedriger gemacht wird im Gegensatz zur TELE-Einstellung.

Das Richtungsänderungssignal und das Steuersignal zum Be­ stimmen der Richtungsänderungsgeschwindigkeit der Kamera, welche von dem Mikroprozessor 8 ausgegeben werden, gelangen rum Motorsteuerabschnitt 10.

Der Motorsteuerabschnitt 10 empfängt das Richtungsände­ rungssignal und das Steuersignal, um die Richtungsände­ rungsgeschwindigkeit der Kamera zu bestimmen, die von dem Mikroprozessor 8 ausgegeben wurden, und gibt das Steuersig­ nal in Abhängigkeit von der Bewegungsgröße und Bewegungs­ richtung des Objektes aus und gibt ferner das Geschwindig­ keitssteuersignal abhängig von der Zoomstellung aus und zwar an den Motor, um die Richtung der Kamera zu ändern.

Der Motor 11 dreht die Kamera, die von einem Dreifuß 12 abgestützt ist, entsprechend dem Steuersignal, welches von dem Motorsteuerabschnitt 10 ausgegeben wird und wird somit dem Objekt nachgeführt und führt die Photographieroperation aus.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm eines Beispiels von Prüfpunkten oder Stellen, bei denen der Mikroprozessor 8 entscheidet, ob die Bewegung des Bildes eine Bewegung der Kamera selbst ist oder eine Bewegung des Objektes in Fig. 1, wobei dann eine Vielzahl von mehr als zwei Prüfpunkten 20A, 20I auf dem Bild bezeichnet werden und dann, wenn der betreffende Bewegungsvektor des Bildes in gleicher Weise an sich gegen­ überliegenden Prüfpunkten detektiert wird (20A und 20C) und/oder (20A und 20F) und/oder (20A und 20I) und/oder (20D und 20C) und/oder (20D und 20F) und/oder (20D und 20I) und/oder (20G und 20C) und/oder (20D und 20F) und/oder (20F und 20I), wird beurteilt, daß sich die Kamera selbst bewegt hat und wenn der jeweilige Bewegungsvektor des Bildes nicht in gleicher Weise an den gegenüberliegenden Prüfpunkten detektiert wird, wird beurteilt, daß es sich um eine Bewe­ gung des Objektes handelt.

Das bedeutet, daß die Bewegungsvektoren, die bei der Bewe­ gung des Objektes auftreten, an einem bestimmten Abschnitt des Bildes irregulär erscheinen, jedoch die Bewegungsvekto­ ren gemäß einer Bewegung der Kamera in gleicher Weise über den gesamten Bereich des Bildes erscheinen.

Wenn jedoch das Objekt auch noch zusammen mit der Kamera bewegt wird, wenn die Kamera sich selbst bewegt, erscheint der Bewegungsvektor nicht in gleicher Weise an dem Ab­ schnitt, der mit dem Objekt belegt ist.

Wenn daher die Bewegungsvektoren des Bildes in gleicher Form an sich gegenüberliegenden Prüfpunkten detektiert wer­ den, ist es möglich zu erkennen, daß es sich dabei um eine Bewegung der Kamera selbst handelt.

Die in Fig. 2 gezeigten Prüfstellen oder Prüfpunkte sind nur als Beispiel gewählt und wenn zu einer Zeit der jewei­ lige Prüfpunkt bzw. Prüfstelle an beide oberseitigen Ecken­ abschnitte des Bildschirmes gesetzt werden und selbst zu einer Zeit, wenn die gleichen Bewegungsvektoren an jeder Prüfstelle der zwei Eckabschnitte als eine Bewegung der Kamera beurteilt werden, stellt es eine Selbstverständlich­ keit dar, daß man in beiden Fällen zu dem gleichen Ergebnis gelangen kann.

Die automatische Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcor­ ders nach der vorliegenden Erfindung hat somit die Eigen­ schaften bzw. Wirkungen, daß beurteilt werden kann, ob es sich bei einer Bewegung um die Bewegung eines Objektes oder um eine Bewegung der Kamera handelt, wobei für den Fall, daß es sich um eine Bewegung des Objektes handelt, nicht nur eine Nachführung hinsichtlich des Objektes abhängig von der Bewegungsrichtung und dem Bewegungsausmaß des Objektes erfolgt, sondern auch die Verfolgungsgeschwindigkeit gemäß der Zoomstellung gesteuert wird, so daß die Kamera ein Ob­ jekt verfolgt bzw. diesem Objekt nachgeführt wird, selbst wenn sich das Objekt nach rechts oder links bewegt und da­ bei nicht nur eine Abweichung von dem Bildwinkel verhindert wird sondern auch eine korrekte Fokussierungssteuerung er­ halten werden kann.

Claims (7)

1. Automatische Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcorders, mit
einer A/D-Wandlereinrichtung (4) zum Umwandeln eines Video- Luminanzsignals, welches von einem Videoverarbeitungsab­ schnitt (3) ausgegeben wird, in ein digitales Signal,
mit einer Bewegung-Detektoreinrichtung (6) zum Vergleichen eines momentan vorhandenen Video-Luminanzsignals, welches in der A/D-Wandlereinrichtung (4) in ein digitales Signal umgewandelt wurde, mit einem Video-Luminanzsignal, welches unmittelbar zuvor erzeugt wurde, um dadurch das Bewegungs­ ausmaß und die Bewegungsrichtung eines Bildes als Vektor zu detektieren,
mit einer die Zoomstellung feststellenden Einrichtung (7) zum Detektieren einer 2oomstellung einer Linse (1),
mit einem Mikroprozessor (8), der eine Bewegungsinformation des Objektes von der Bewegung-Detektoreinrichtung (6) und von der Zoomstellung-Feststelleinrichtung (7) empfängt und auf dieser Grundlage beurteilt, ob eine Bewegung des Objektes vorhanden ist und eine Bewegungsgeschwindigkeit vorliegt oder nicht, und
mit einer Motorsteuereinrichtung (10), welche die Bewegungsinformation des Objektes von dem Mikroprozessor (8) empfängt und einen Kameraschwenk- oder Drehmotor (11) so steuert, daß die Kamera unter automatischer Nachführung auf das Objekt Aufnahmen macht.

2. Automatische Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcorders nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozes­ sor (8) die Bewegungsvektoren an Prüfpunkten (20A, 20I) beurteilt, die auf dem Bild bezeichnet sind, um zu beurtei­ len, ob es sich um eine Bewegung der Kamera oder um eine Bewegung des Objektes handelt.

3. Automatische Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcorders nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuer­ einrichtung (19) die Drehrichtung und das Drehausmaß und die Geschwindigkeit des Kameraschwenk- oder Drehmotors (11) steuert.

4. Automatische Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcorders nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozes­ sor (8) eine Eigenbewegung der Kamera dann feststellt, wenn die Bewegung des Bildes an sich gegenüberliegenden Prüf­ stellen (20A-20I) unter den bezeichneten Prüfstellen auf dem Bildschirm in gleicher Weise detektiert wird.

5. Automatische Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcorders nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozes­ sor (8) die Bewegung eines Objektes feststellt, wenn die Bewegung des Bildes an sich gegenüberliegenden Prüfpunkten (20A-20I) unter den bezeichneten Prüfpunkten auf dem Bild­ schirm als unterschiedlich bzw. unterschiedlich detektiert wird.

6. Automatische Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcorders nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bild­ schirm unter den Prüfpunkten (20A-201) wenigstens mehr als zwei dieser Prüfpunkte bezeichnet werden.

7. Automatische Objekt-Nachführvorrichtung eines Camcorders nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindig­ keit bzw. Drehzahl des Motors (11), der durch die Motorsteu­ ereinrichtung (10) gesteuert wird, schneller eingestellt wird im Falle einer TELE-Einstellung und langsamer einge­ stellt wird im Falle einer WEIT-Winkeleinstellung.