JP2008005208A - Camera automatic control system for athletics, camera automatic control method, camera automatic control unit, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はカメラ自動制御システム、カメラ自動制御方法、カメラ自動制御装置に関し、特に、スポーツ競技等の撮影に用いられるカメラ自動制御システム、カメラ自動制御方法、カメラ自動制御装置、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a camera automatic control system, a camera automatic control method, and a camera automatic control device, and more particularly to a camera automatic control system, a camera automatic control method, a camera automatic control device, and a program used for shooting sports sports.
フィギュアスケート等のスポーツ競技の動画撮影は、カメラマンがカメラを手動で動かし、競技中の撮影対象を撮影するという手法が用いられてきた。しかし、競技中の撮影対象を常に確実に追尾して撮影するためには、卓越した技術が必要である。また、競技が続行している間は休むことなく撮影に集中する必要があるため、カメラマンに対する負担は非常に大きくなる。更に、カメラの操作は人間により行われるため、カメラの設置できる場所が限定されるという問題がある。このような問題を解決するため、従来より、カメラが撮影対象を自動的に追尾する技術が開示されている。 In video shooting of sports competitions such as figure skating, a technique has been used in which a cameraman manually moves the camera to shoot a shooting target during the competition. However, in order to always track and shoot the shooting target during the competition, an excellent technique is required. Also, since it is necessary to concentrate on shooting without taking a break while the competition continues, the burden on the photographer becomes very large. Furthermore, since the camera is operated by a human, there is a problem that the place where the camera can be installed is limited. In order to solve such a problem, a technique in which a camera automatically tracks a shooting target has been disclosed.
例えば、特許文献1では、競技エリアを見渡せる位置に取り付けられた位置検出用のカメラにより撮影された画像上で撮影対象の特徴を用いた画像認識を行うことにより撮影対象の位置を特定し、その方向に対して撮影用のカメラの追尾処理を行う技術が開示されている。
For example, in
また、特許文献2は、特許文献1と同様に、カメラにより撮影した画像により撮影対象の位置を特定し、追尾を行うものであるが、位置検出用と撮影用のカメラを共用とし、カメラの総台数を抑える技術が開示されている。
Similarly to
特許文献3では、撮影対象が位置情報信号を発信する発信機を保持し、ビデオカメラ近くに設置した受信機で前記位置信号を受信することで撮影対象の位置を特定し、ビデオカメラのズーム、方向を制御する技術が開示されている。
In
しかしながら、上述した従来の技術においては、その競技において多くの観客が注目しているハイライトシーンにおいて撮影すべき対象を撮り逃がしてしまう可能性があるという問題があった。なぜならば、スポーツ競技におけるハイライトシーンは、競技によって複数の人物や物により構成されることがあり、また、競技の進行により撮影対象となる人や物が刻々と変化することがあるにもかかわらず、上述した従来の技術においては、撮影用のカメラが追尾する撮影対象が特定の人物やボールなどの物に固定されてしまうからである。 However, the above-described conventional technique has a problem in that there is a possibility that an object to be photographed may be missed in a highlight scene that is attracting attention by many spectators in the competition. This is because a highlight scene in a sports competition may be composed of a plurality of persons or objects depending on the competition, and the person or object to be photographed may change from moment to moment as the competition progresses. However, in the conventional technique described above, the shooting target tracked by the shooting camera is fixed to an object such as a specific person or a ball.
(本発明の目的)
本発明の目的は、上述した従来の技術において、多くの観客が注目しているハイライトシーンにおいて注目されるイベント(撮影すべき対象)を確実に(追尾)撮影することができるカメラ自動制御装置を提供することにある。
(Object of the present invention)
An object of the present invention is to provide an automatic camera control device capable of reliably (tracking) photographing an event (target to be photographed) in a highlight scene that has been noticed by many spectators in the above-described conventional technology. Is to provide.
本発明の第1のカメラ自動制御システムは、視線検出対象を撮影する視線検出対象撮影手段を有する視線検出用カメラと、前記視線検出対象を複数方向から撮影した顔画像のそれぞれと各顔画像の視線ベクトルとを対応付けた顔画像モデルテーブルを保存する顔画像蓄積手段と、前記視線検出対象撮影手段により撮影された前記視線検出対象の顔画像に対応する視線ベクトルを前記顔画像モデルテーブルから抽出する画像照合手段と、前記画像照合手段が抽出した前記視線ベクトルから撮影対象推定位置を求める撮影対象位置推定手段と、前記撮影対象推定位置の撮影対象を撮影するための撮影制御情報を求める競技撮影用カメラ制御手段とを有するカメラ自動制御装置とを備えたことを特徴とする。 A first camera automatic control system according to the present invention includes a line-of-sight detection camera having a line-of-sight detection target photographing unit for photographing a line-of-sight detection target, each of face images obtained by photographing the line-of-sight detection target from a plurality of directions, and each face image. Face image storage means for storing a face image model table associated with a line-of-sight vector, and a line-of-sight vector corresponding to the face image of the line-of-sight detection target photographed by the line-of-sight detection target photographing means are extracted from the face image model table. Image collating means, photographing object position estimating means for obtaining a photographing object estimated position from the line-of-sight vector extracted by the image collating means, and competition shooting for obtaining photographing control information for photographing a photographing object at the photographing object estimated position And a camera automatic control device having camera control means.
本発明の第2のカメラ自動制御システムは、第1のカメラ自動制御システムにおいて、前記撮影対象位置推定手段が、複数の前記視線検出対象の顔画像の視線ベクトルから前記撮影対象推定位置を求めることを特徴とする。 In the second camera automatic control system of the present invention, in the first camera automatic control system, the photographing target position estimating unit obtains the photographing target estimated position from a plurality of line-of-sight vectors of face images of the line-of-sight detection target. It is characterized by.
本発明の第3のカメラ自動制御システムは、第1または第2のカメラ自動制御システムにおいて、前記競技撮影用カメラ制御手段から前記撮影制御情報を受信し、当該撮影制御情報に従って前記撮影対象を撮影する撮影対象追尾手段を有する競技撮影用カメラを備えたことを特徴とする。 According to a third camera automatic control system of the present invention, in the first or second camera automatic control system, the shooting control information is received from the competition shooting camera control means, and the shooting target is shot according to the shooting control information. It is characterized by comprising a competition shooting camera having shooting target tracking means.
本発明の第4のカメラ自動制御システムは、第3のカメラ自動制御システムにおいて、前記撮影対象に対して所定の位置に配置された複数の前記競技撮影用カメラの出力映像のうちの1つを選択するように出力映像を切り替える際に、切り替え前の前記競技撮影用カメラと切り替え後の前記競技撮影用カメラの間に他の前記競技撮影用カメラがある場合には、各競技撮影用カメラの出力映像を切り替え前の前記競技撮影用カメラ側から順次切り替える出力映像切替手段を有する競技映像切替装置を備えたことを特徴とする。 A fourth camera automatic control system of the present invention is the third camera automatic control system, wherein one of the output images of the plurality of game shooting cameras arranged at a predetermined position with respect to the shooting target is obtained. When the output video is switched so as to be selected, if there is another competitive shooting camera between the competitive shooting camera before switching and the switched competitive shooting camera, It is characterized by comprising a competition video switching device having output video switching means for sequentially switching output video from the side of the competition shooting camera before switching.
本発明の第5のカメラ自動制御システムは、第3のカメラ自動制御システムにおいて、前記競技撮影用カメラ制御手段が、前記撮影対象推定位置に基づいて前記競技撮影用カメラが移動すべき移動目標位置へ当該競技撮影用カメラを移動させるための移動制御情報を求めることを特徴とする。 A fifth camera automatic control system according to the present invention is the third camera automatic control system, wherein the competition shooting camera control means moves the competition shooting camera to move based on the shooting target estimation position. And obtaining movement control information for moving the game shooting camera.
本発明の第6のカメラ自動制御システムは、第5のカメラ自動制御システムにおいて、前記競技撮影用カメラを移動するカメラ位置移動手段と、前記移動制御情報に従って前記カメラ位置移動手段を制御して前記競技撮影用カメラを移動させる移動制御手段とを有する移動カメラ装置を備えたことを特徴とする。 The sixth camera automatic control system of the present invention is the fifth camera automatic control system, wherein the camera position moving means for moving the competition shooting camera and the camera position moving means according to the movement control information are used to control the camera position moving means. It is characterized by comprising a moving camera device having a movement control means for moving a game shooting camera.
本発明の第7のカメラ自動制御システムは、第1乃至第6のいずれかのカメラ自動制御システムにおいて、前記撮影対象位置推定手段が、前記視線ベクトルから視線を求め、複数の当該視線を水平面に展開したときに形成される複数の水平面交点の重心を前記撮影対象推定位置の水平方向推定位置とし、前記複数の水平面交点上での垂線と前記視線により形成される複数の交点の垂直方向高さの平均値を前記撮影対象推定位置の高さ方向推定位置とすることを特徴とする。 In a seventh camera automatic control system of the present invention, in any one of the first to sixth camera automatic control systems, the photographing target position estimating unit obtains a line of sight from the line-of-sight vector, and the plurality of lines of sight are placed on a horizontal plane. The center of gravity of a plurality of horizontal plane intersections formed when unfolded is set as a horizontal direction estimated position of the imaging target estimation position, and the vertical heights of the plurality of intersections formed by the perpendicular and the line of sight on the plurality of horizontal plane intersections Is an estimated position in the height direction of the estimated position to be photographed.
本発明の第1のカメラ自動制御方法は、カメラ自動制御装置が、視線検出用カメラが撮影した視線検出対象の顔画像に対応する視線ベクトルを、前記視線検出対象を複数方向から撮影した顔画像のそれぞれと各顔画像の視線ベクトルとを対応付けた顔画像モデルテーブルから抽出する画像照合ステップと、前記画像照合ステップにおいて抽出された前記視線ベクトルから撮影対象推定位置を求める撮影対象位置推定ステップと、前記撮影対象推定位置の撮影対象を撮影するための撮影制御情報を求める競技撮影用カメラ制御ステップとを含むことを特徴とする。 According to the first automatic camera control method of the present invention, the automatic camera control apparatus captures a line-of-sight vector corresponding to a face image of the line-of-sight detection target photographed by the line-of-sight detection camera, and a face image obtained by photographing the line-of-sight detection target from a plurality of directions. An image matching step for extracting each of the face image and a line-of-sight vector of each face image from a face image model table, and a shooting target position estimating step for obtaining a shooting target estimated position from the line-of-sight vector extracted in the image matching step; And a competition shooting camera control step for obtaining shooting control information for shooting the shooting target at the shooting target estimated position.
本発明の第2のカメラ自動制御方法は、第1のカメラ自動制御方法において、前記撮影対象位置推定ステップが、複数の前記視線検出対象の顔画像の視線ベクトルから前記撮影対象推定位置を求めることを特徴とする。 According to a second automatic camera control method of the present invention, in the first automatic camera control method, the photographing target position estimating step obtains the photographing target estimated position from a plurality of line-of-sight vectors of face images of the line-of-sight detection target. It is characterized by.
本発明の第3のカメラ自動制御方法は、第1または第2のカメラ自動制御方法において、競技撮影用カメラが、前記競技撮影用カメラ制御ステップにおいて求められた前記撮影制御情報を受信し、当該撮影制御情報に従って前記撮影対象を撮影する撮影対象追尾ステップを含むことを特徴とする。 The third camera automatic control method of the present invention is the first or second camera automatic control method, wherein the competition shooting camera receives the shooting control information obtained in the competition shooting camera control step, and A shooting target tracking step of shooting the shooting target according to shooting control information is included.
本発明の第4のカメラ自動制御方法は、第3のカメラ自動制御方法において、競技映像切替装置が、前記撮影対象に対して所定の位置に配置された複数の前記競技撮影用カメラの出力映像のうちの1つを選択するように出力映像を切り替える際に、切り替え前の前記競技撮影用カメラと切り替え後の前記競技撮影用カメラの間に他の前記競技撮影用カメラがある場合には、各競技撮影用カメラの出力映像を切り替え前の前記競技撮影用カメラ側から順次切り替える出力映像切替ステップを含むことを特徴とする。 According to a fourth camera automatic control method of the present invention, in the third camera automatic control method, an output image of a plurality of the competition shooting cameras in which the competition video switching device is arranged at a predetermined position with respect to the shooting target. When switching the output video so as to select one of them, if there is another game shooting camera between the game shooting camera before switching and the game shooting camera after switching, An output video switching step of sequentially switching the output video of each game shooting camera from the side of the game shooting camera before switching is included.
本発明の第5のカメラ自動制御方法は、第3のカメラ自動制御方法において、前記競技撮影用カメラ制御ステップが、前記撮影対象推定位置に基づいて前記競技撮影用カメラが移動すべき移動目標位置へ当該競技撮影用カメラを移動させるための移動制御情報を求めることを特徴とする。 The fifth camera automatic control method of the present invention is the third camera automatic control method, wherein the competitive shooting camera control step is a movement target position to which the competitive shooting camera should move based on the shooting target estimated position. And obtaining movement control information for moving the game shooting camera.
本発明の第6のカメラ自動制御方法は、第5のカメラ自動制御方法において、移動カメラ装置が、前記移動制御情報に従って前記競技撮影用カメラを移動させる移動制御ステップを含むことを特徴とする。 According to a sixth camera automatic control method of the present invention, in the fifth camera automatic control method, the mobile camera device includes a movement control step of moving the game shooting camera according to the movement control information.
本発明の第7のカメラ自動制御方法は、第1乃至第6のいずれかのカメラ自動制御方法において、前記撮影対象位置推定ステップが、前記視線ベクトルから視線を求め、複数の当該視線を水平面に展開したときに形成される複数の水平面交点の重心を前記撮影対象推定位置の水平方向推定位置とし、前記複数の水平面交点上での垂線と前記視線により形成される複数の交点の垂直方向高さの平均値を前記撮影対象推定位置の高さ方向推定位置とすることを特徴とする。 According to a seventh camera automatic control method of the present invention, in any one of the first to sixth camera automatic control methods, the photographing target position estimating step obtains a line of sight from the line-of-sight vector, and sets the plurality of lines of sight on a horizontal plane. The center of gravity of a plurality of horizontal plane intersections formed when unfolded is set as a horizontal direction estimated position of the imaging target estimation position, and the vertical heights of the plurality of intersections formed by the perpendicular and the line of sight on the plurality of horizontal plane intersections Is an estimated position in the height direction of the estimated position to be photographed.
本発明の第1のカメラ自動制御装置は、視線検出用カメラが撮影した視線検出対象の顔画像に対応する視線ベクトルを、前記視線検出対象を複数方向から撮影した顔画像のそれぞれと各顔画像の視線ベクトルとを対応付けた顔画像モデルテーブルから抽出する画像照合手段と、前記画像照合手段において抽出された前記視線ベクトルから撮影対象推定位置を求める撮影対象位置推定手段と、前記撮影対象推定位置の撮影対象を撮影するための撮影制御情報を求める競技撮影用カメラ制御手段とを備えたことを特徴とする。 The first camera automatic control apparatus according to the present invention uses a line-of-sight vector corresponding to a face image to be detected by a line-of-sight detection camera, a face image obtained by shooting the line-of-sight detection target from a plurality of directions, and each face image. Image collating means for extracting from the face image model table in which the line-of-sight vector is associated, photographing object position estimating means for obtaining a photographing object estimated position from the line-of-sight vector extracted by the image collating means, and the photographing object estimated position It is characterized by comprising a camera control unit for competition shooting that obtains shooting control information for shooting the shooting object.
本発明の第2のカメラ自動制御装置は、第1のカメラ自動制御装置において、前記撮影対象位置推定手段が、複数の前記視線検出対象の顔画像の視線ベクトルから前記撮影対象推定位置を求めることを特徴とする。 In the second camera automatic control device according to the present invention, in the first camera automatic control device, the photographing target position estimating means obtains the photographing target estimated position from a plurality of line-of-sight vectors of the face image of the line-of-sight detection target. It is characterized by.
本発明の第3のカメラ自動制御装置は、第1または第2のカメラ自動制御装置において、前記撮影制御情報を競技撮影用カメラに送信して当該撮影制御情報に従って前記撮影対象を撮影させることを特徴とする。 According to a third camera automatic control device of the present invention, in the first or second camera automatic control device, the shooting control information is transmitted to the competition shooting camera, and the shooting target is shot according to the shooting control information. Features.
本発明の第4のカメラ自動制御装置は、第3のカメラ自動制御装置において、前記競技撮影用カメラ制御手段が、前記撮影対象推定位置に基づいて前記競技撮影用カメラが移動すべき移動目標位置へ当該競技撮影用カメラを移動させるための移動制御情報を求めることを特徴とする。 According to a fourth automatic camera control apparatus of the present invention, in the third automatic camera control apparatus, the competitive shooting camera control means moves the competitive shooting camera to move based on the shooting target estimated position. And obtaining movement control information for moving the game shooting camera.
本発明の第5のカメラ自動制御装置は、第1乃至第4のいずれかのカメラ自動制御装置において、前記撮影対象位置推定手段が、前記視線ベクトルから視線を求め、複数の当該視線を水平面に展開したときに形成される複数の水平面交点の重心を前記撮影対象推定位置の水平方向推定位置とし、前記複数の水平面交点上での垂線と前記視線により形成される複数の交点の垂直方向高さの平均値を前記撮影対象推定位置の高さ方向推定位置とすることを特徴とする。 According to a fifth camera automatic control apparatus of the present invention, in any one of the first to fourth camera automatic control apparatuses, the photographing target position estimating unit obtains a line of sight from the line-of-sight vector, and the plurality of lines of sight are placed on a horizontal plane. The center of gravity of a plurality of horizontal plane intersections formed when unfolded is set as a horizontal direction estimated position of the imaging target estimation position, and the vertical heights of the plurality of intersections formed by the perpendicular and the line of sight on the plurality of horizontal plane intersections Is an estimated position in the height direction of the estimated position to be photographed.
本発明の第1のプログラムは、視線検出用カメラが撮影した視線検出対象の顔画像に対応する視線ベクトルを、前記視線検出対象を複数方向から撮影した顔画像のそれぞれと各顔画像の視線ベクトルとを対応付けた顔画像モデルテーブルから抽出する画像照合処理と、前記画像照合処理において抽出された前記視線ベクトルから撮影対象推定位置を求める撮影対象位置推定処理と、前記撮影対象推定位置の撮影対象を撮影するための撮影制御情報を求める競技撮影用カメラ制御処理とをカメラ自動制御装置に行わせることを特徴とする。 According to a first program of the present invention, a gaze vector corresponding to a face image of a gaze detection target captured by a gaze detection camera, a face image obtained by shooting the gaze detection target from a plurality of directions, and a gaze vector of each face image Image matching processing extracted from the face image model table associated with the image, a shooting target position estimation process for obtaining a shooting target estimated position from the line-of-sight vector extracted in the image matching processing, and a shooting target of the shooting target estimated position The camera automatic control device is made to perform a camera control process for competition shooting for obtaining shooting control information for shooting.
本発明の第2のプログラムは、第1のプログラムにおいて、前記撮影対象位置推定処理が、複数の前記視線検出対象の顔画像の視線ベクトルから前記撮影対象推定位置を求めることを特徴とする。 The second program of the present invention is characterized in that, in the first program, the photographing target position estimating process obtains the photographing target estimated position from a plurality of line-of-sight vectors of face images of the line-of-sight detection target.
本発明の第3のプログラムは、第1または第2のプログラムにおいて、前記撮影制御情報を競技撮影用カメラに送信して当該撮影制御情報に従って前記撮影対象を撮影させることを特徴とする。 A third program of the present invention is characterized in that, in the first or second program, the shooting control information is transmitted to a competition shooting camera and the shooting target is shot according to the shooting control information.
本発明の第4のプログラムは、第3のプログラムにおいて、前記競技撮影用カメラ制御処理が、前記撮影対象推定位置に基づいて前記競技撮影用カメラが移動すべき移動目標位置へ当該競技撮影用カメラを移動させるための移動制御情報を求めることを特徴とする。 According to a fourth program of the present invention, in the third program, the game shooting camera control process is configured such that the game shooting camera is moved to a movement target position to which the game shooting camera should move based on the shooting target estimation position. It is characterized in that movement control information for moving the object is obtained.
本発明の第5のプログラムは、第1乃至第4のいずれかのプログラムにおいて、前記撮影対象位置推定処理が、前記視線ベクトルから視線を求め、複数の当該視線を水平面に展開したときに形成される複数の水平面交点の重心を前記撮影対象推定位置の水平方向推定位置とし、前記複数の水平面交点上での垂線と前記視線により形成される複数の交点の垂直方向高さの平均値を前記撮影対象推定位置の高さ方向推定位置とすることを特徴とする。 A fifth program of the present invention is formed when the shooting target position estimation process obtains a line of sight from the line-of-sight vector and develops a plurality of lines of sight on a horizontal plane in any one of the first to fourth programs. The center of gravity of a plurality of horizontal plane intersections is defined as a horizontal direction estimated position of the imaging target estimated position, and an average value of vertical heights of the plurality of intersections formed by the perpendicular and the line of sight on the plurality of horizontal plane intersections is captured. It is characterized by the height direction estimated position of the object estimated position.
本発明の効果は、撮影対象を追尾するカメラ自動制御装置において、スポーツ競技等において注目されるイベントを確実に追尾できることである。その理由は、撮影対象の位置検出のために、審判員や記録員など、常時競技に集中している人物を視線検出対象として視線検出用カメラで撮影し、これら視線検出対象の顔画像とあらかじめ用意された顔画像モデルとの照合を行い、認識された顔画像モデルに対応する視線から撮影対象推定位置を算出するようにしたため、撮影対象が特定の人物や物に固定されず、競技中に視線検出対象が注目しているイベントを撮影対象とすることができるためである。 An effect of the present invention is that an automatic camera control device that tracks a subject to be photographed can reliably track an event that attracts attention in a sports competition or the like. The reason for this is that in order to detect the position of the object to be photographed, a person who is constantly concentrated in the competition, such as a referee or a record clerk, is photographed with a line-of-sight detection camera as a line-of-sight detection target. Compared with the prepared face image model, the estimated position of the shooting target is calculated from the line of sight corresponding to the recognized face image model, so the shooting target is not fixed to a specific person or object, and during the competition This is because an event focused on by the line-of-sight detection target can be set as a shooting target.
次に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態の説明では、スポーツ競技を「フィギュアスケート」とする。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the sports competition is “figure skating”.
図1に本発明の実施の形態の全体を示すブロック図を示す。図1を参照すると、本発明の実施の形態は、視線検出用カメラ11、制御装置12、競技撮影用カメラ13から構成される。制御装置12は、プログラム制御によって動作し、画像照合部14、顔画像蓄積部15、撮影対象位置推定部16、競技撮影用カメラ制御部17から構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing the entire embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the embodiment of the present invention includes a line-of-
視線検出用カメラ11は、審判員や記録員など、競技中は移動せずに競技を注視している複数の静止人物を視線検出対象として撮影し、その動画像を画像照合部14に送出するものであり、視線検出対象を常に正面から撮影できるように固定される。本実施の形態では、視線検出対象を審判員とする。 図2に本発明の実施の形態におけるカメラの配置例を示す。図2においては、複数の審判員51が審判団ブースのような1つの場所に集中して配置されており、1台の視線検出用カメラ11で全ての審判員51を正面から撮影した審判員監視画像20が取得できる場合を示している。複数の審判員51が離れた位置に配置されている場合は、それぞれの審判員51が正面から撮影できるように、複数の視線検出用カメラ11を配置する。
The line-of-
画像照合部14は、視線検出用カメラ11にて撮影した動画像から、各審判員51の視線ベクトル31を求めるものであり、動画像のフレーム21から各審判員51の顔画像22を切り出し、顔画像蓄積部15の顔画像モデルテーブル23に登録されている審判員51の顔画像モデル25との照合を行い、照合の結果、認識された顔画像モデル25に対応する視線ベクトル31を決定する。
The
顔画像蓄積部15は、画像照合部14にて審判員51の顔画像22の画像照合を行うために、あらかじめ審判員51の正面顔画像モデル25を保存するものである。顔画像蓄積部15に保存される顔画像モデルテーブル23を図3に示す。顔画像モデルテーブル23は、予想される複数の顔方向24とその顔方向24に対応する顔画像モデル25、視線ベクトル31から構成され、審判員51ごとにあらかじめ用意される。顔方向24の数は多いほどより正確な照合を行うことができるが、保存するデータ量や照合のための処理負荷も増大するため、顔画像蓄積部15に保存できるデータ量や制御装置12の処理能力に応じて適切な値が選択される。図3では顔方向24の数を9方向としている。
The face
撮影対象位置推定部16は、画像照合部14で決定された各審査員51の視線ベクトル31から、競技撮影用カメラ13で撮影すべき撮影対象推定位置36(3次元座標)を求めるものである。撮影対象位置推定部16は、各審査員51の視線ベクトル31から、各審査員51の視線32を求め、視線32が集中する点を撮影対象推定位置36とする。競技中は、各審判員51は競技に集中しており、各審判員51の視線32が集中する点で競技が行われているため、撮影対象推定位置36の撮影対象52が撮影できるように競技撮影用カメラ13の方向、焦点を制御することにより、審査員51が注目している競技中のイベントを撮影することができる。
The shooting target
競技撮影用カメラ制御部17は、撮影対象位置推定部16で求めた撮影対象推定位置36(3次元座標)の撮影対象52が撮影できるように、競技撮影用カメラ13の方向、焦点を制御するものである。
The competitive shooting
競技撮影用カメラ13は競技の放送、録画のために競技の映像を撮影するものであり、競技が撮影可能な任意の場所に配置される。競技撮影用カメラ13は、競技撮影用カメラ制御部17により指示された撮影制御情報に従って、方向、焦点を変更し、撮影対象推定位置36に存在する撮影対象52を追尾しながら撮影する。
The
次に、本発明を実施するための最良の形態の動作について図面を参照して説明する。 Next, the operation of the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図4に本発明の実施の形態における装置全体の処理フローを示す。画像照合部14は、競技の開始に伴い、視線検出用カメラ11より送出された動画像からフレーム21を抽出する(S102)。次に、フレーム21内の審判員51の顔画像22と顔画像蓄積部15に登録しておいた審判員51の顔画像モデル25との照合を行い、照合の結果、認識された顔画像モデル25から対応する視線ベクトル31を求め、撮影対象位置推定部16に送出する(S103)。次に、撮影対象位置推定部16は、画像照合部14にて求めた複数の視線ベクトル31から撮影対象推定位置36(3次元座標)を算出し競技撮影用カメラ制御部17に送出する(S104)。競技撮影用カメラ制御部17は、競技撮影用カメラ13の撮影制御情報(水平方向、垂直方向の制御角度、距離)を求め、競技撮影用カメラ13に送出する(S105)。競技撮影用カメラ13は、競技撮影用カメラ制御部17から指示された撮影制御情報に従って方向、焦点を変更し、撮影対象推定位置36に存在する撮影対象52を追尾しながら撮影する(S106)。ステップS102からS106までを競技が終了するまで繰り返し行う(S107)。
FIG. 4 shows a processing flow of the entire apparatus according to the embodiment of the present invention. The
次に、画像照合部14、撮影対象位置推定部16および競技撮影用カメラ制御部17の動作の詳細を説明する。
Next, details of operations of the
図5に画像照合部14の処理フロー、図6に画像照合の概念図を示す。 画像照合部14は視線検出用カメラ11より送出された動画像からフレーム21を抽出し(S201、図6(a))、フレーム21の画像から審判員51の顔画像22をトリミングにより抽出する(S202、図6(b))。ここで、2人以上の顔画像22が抽出できなかった場合は、当該フレーム21の処理は中止し、次のフレーム21の処理に移る(S203)。次に、トリミングにより抽出された各審判員51の顔画像22と顔画像蓄積部15に登録しておいた各審判員51の顔画像モデル25との照合を行い(S204、図6(c))、照合の結果、認識された顔画像モデル25に対応する視線ベクトル31を求め(S205)、撮影対象位置推定部16に送出する(S206)。
FIG. 5 shows a processing flow of the
例えば、図2のように4人の審査員51a、b、c、dが配置されている場合、顔画像蓄積部15には、図3に示す顔画像モデルテーブル23a、b、c、dが用意される。画像照合部14における顔画像モデル25との照合の結果、各審査員51a、b、c、dの顔方向24がそれぞれ上、上、左上、左上と認識された場合、各審査員の視線ベクトル31a、b、c、dは、それぞれVa2、Vb2、Vc1、Vd1となる。
For example, when four
図7に撮影対象位置推定部16の処理フローを、図9に視線ベクトル31から撮影対象推定位置36を決定する方法を示す。競技撮影用カメラ制御部17は、審査員51の顔位置37から画像照合部14において得られた視線ベクトル31の方向に直線を引き、これを視線32とする(S301)。次に、それぞれの視線32をxy平面に投影したときの交点である水平面交点33を全て求める(S302)。次に得られた全ての水平面交点33に対するxy平面上での重心(全ての水平面交点33のx座標、y座標の平均値)を求め、この重心を撮影対象52の水平方向推定位置34とする(S303)。更に、水平面交点33上で視線32がとり得る高さ(水平面交点33上での垂線と視線31の交点である視線高さ算出点38のz座標の値)を全て求め、この平均値を撮影対象52の高さ方向推定位置35とする(S304)。水平方向推定位置34と高さ方向推定位置35から特定される点を撮影対象推定位置36とし(S305)、競技撮影用カメラ制御部17に送出する(S306)。
FIG. 7 shows a processing flow of the shooting target
例えば、図9においては、各審査員51a、b、c、dの顔位置37a、b、c、dより視線ベクトル31a、b、c、dの方向に直線を引き、これらを視線32a、b、c、dとする。これらの視線32a、b、c、dをxy平面に投影した場合、4つの水平面交点33a(xac,yac)、33b(xbc,ybc)、33c(xad,yad)、33d(xbd,ybd)が得られる。これら4つの水平面交点33a、b、c、dのx座標、y座標の平均値が撮影対象52の水平方向推定位置34(xe,ye)となる。また、全ての水平面交点33a、b、c、d上での垂線と視線32a、b、c、dの交点として8つの視線高さ算出点38a〜hが存在し、これらの視線高さ算出点38a〜hのz座標の平均値が、高さ方向推定位置35zeとなる。この結果、撮影対象推定位置36(xe,ye,ze)が得られる。
For example, in FIG. 9, a straight line is drawn in the direction of the line-of-sight vector 31a, b, c, d from the face positions 37a, b, c, d of each
図8に競技撮影用カメラ制御部17の処理フローを示す。競技撮影用カメラ制御部17は、競技撮影用カメラ位置39と撮影対象推定位置36の位置関係から、競技撮影用カメラ13の撮影制御情報(水平方向、垂直方向の制御角度、距離)を求め(S401)、競技撮影用カメラ13に送出する(S402)。
FIG. 8 shows a processing flow of the
例えば、図9においては、撮影対象推定位置36は(xe,ye,ze)と競技撮影用カメラ位置39(xv、yv、zv)を直線で結んだ場合の水平方向、垂直方向の制御角度α、β、距離Lを撮影制御情報として競技撮影用カメラ13に送出する。
For example, in FIG. 9, the shooting target estimated
以上により、本発明の第1の実施の形態の動作が完了する。 Thus, the operation of the first exemplary embodiment of the present invention is completed.
本発明の第1の実施の形態によれば、撮影対象を追尾するカメラ自動制御装置において、スポーツ競技等において注目されるイベントを確実に追尾できる。その理由は、撮影対象52の位置検出のために、審判員や記録員など、常時競技に集中している人物を視線検出対象として視線検出用カメラ11で撮影し、これら視線検出対象の顔画像とあらかじめ用意された顔画像モデル25との照合を行い、認識された顔画像モデル25に対応する視線32から撮影対象推定位置36を算出するようにしたため、撮影対象52が特定の人物や物に固定されず、競技中に視線検出対象が注目しているイベントを撮影対象52とすることができるためである。
According to the first embodiment of the present invention, in a camera automatic control device that tracks a shooting target, it is possible to reliably track an event that is noticed in a sporting event or the like. The reason is that for detecting the position of the
また、本発明の第1の実施の形態によれば、撮影対象52の位置検出に必要なカメラの台数を低減できる。その理由は、位置検出のために、審判員や記録員などの競技中に移動しない静止人物を視線検出対象として視線検出用カメラ11で撮影するようにしているため、視線検出用カメラ11の設置を適切に行うことで、視線検出用カメラ11が常に視線検出対象を捉えることができ、同じ視線検出対象を複数の方向から撮影する必要が無いためである。
Further, according to the first embodiment of the present invention, the number of cameras necessary for detecting the position of the
また、本発明の第1の実施の形態によれば、撮影対象52の追尾処理が安定したものとなる。その理由は、上述のように、競技中に移動しない静止人物を視線検出対象として視線検出用カメラ11で撮影するようにしているため、顔画像の照合処理において、照合対象となる視線検出対象が動画フレーム21間で大きく移動することが無いためである。
In addition, according to the first embodiment of the present invention, the tracking process of the photographing
(発明の他の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(Another embodiment of the invention)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の第2の実施の形態においては、競技撮影用カメラ13を複数配置し、競技撮影用カメラ13の映像出力を選択する競技映像切替装置18を設けた点において、第1の実施の形態と異なる。
In the second embodiment of the present invention, a first embodiment is provided in that a plurality of
図10に本発明の第2の実施の形態のブロック図を、図11に競技撮影用カメラ13の配置例を示す。図10、図11を参照すると、本発明の第2の実施の形態においては、競技撮影用カメラ13を複数とし、撮影対象52に対して異なる視点からの撮影が可能となるように、等間隔に配置する。また、競技映像切替装置18は、競技撮影用カメラ13の映像出力を選択するものであり、操作者から入力された競技映像切替指示入力42に応じて、各競技撮影用カメラ13からの映像出力を選択し、競技映像出力41に出力する。
FIG. 10 shows a block diagram of the second embodiment of the present invention, and FIG. 11 shows an arrangement example of the
次に、本発明の第2の実施の形態の動作について説明する。本発明の第2の実施の形態のうち、視線検出対象の顔画像照合により得られる視線32から撮影対象推定位置36を求める手順は、第1の実施の形態と同様となる。競技撮影用カメラ制御部17は、全ての競技撮影用カメラ13について、各競技撮影用カメラ13の設置位置39と撮影対象推定位置36の位置関係から、各競技撮影用カメラ13の撮影制御情報(水平方向、垂直方向の制御角度、距離)を求め、各競技撮影用カメラ13に送出する。全ての競技撮影用カメラ13は同一の撮影対象推定位置36に存在する撮影対象52を別々の視点から追尾、撮影する。競技映像切替装置18では、操作者から競技映像切替指示入力42により映像を出力すべき競技撮影用カメラ13が指示された場合、その時点で選択中の競技撮影用カメラ13と操作者から指示された競技撮影用カメラ13の間にある競技撮影用カメラ13を順次選択し、競技映像出力41とする。
Next, the operation of the second exemplary embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment of the present invention, the procedure for obtaining the photographing target estimated
例えば、図11において、全ての競技撮影用カメラ13a〜13pは撮影対象推定位置36(xe,ye,ze)に存在する撮影対象52を追尾、撮影している。競技撮影用カメラ13aを選択中に、競技映像切替指示入力42として競技撮影用カメラ13fへの切替が指示された場合、競技映像切替装置18は、競技撮影用カメラ13a→13b→13c→13d→13e→13fの順に競技撮影用カメラ13を順次選択し、その出力映像を競技映像出力41とする。
For example, in FIG. 11, all the
本発明の第2の実施の形態によれば、撮影対象を追尾するカメラ自動制御装置において、映像の視点切替を滑らかに行うことができる。その理由は、同じ撮影対象52を異なる視点から撮影できるように複数の競技撮影用カメラ13を配置し、全ての競技撮影用カメラ13が同じ撮影対象52を撮影するように制御し、2つの異なる視点の競技撮影用カメラ13間で映像を切り替える際、競技映像切替装置18が、2つの競技撮影用カメラ13間にある競技撮影用カメラ13の映像出力も順次選択して出力するためである。
According to the second embodiment of the present invention, it is possible to smoothly switch the viewpoint of the video in the automatic camera control apparatus that tracks the shooting target. The reason is that a plurality of
次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の第3の実施の形態においては、競技撮影用カメラ13を移動カメラ装置61に実装し、撮影対象52の移動に伴い、競技撮影用カメラ13の位置も撮影対象52を追尾しながら移動するようにした点において、第1の実施の形態、および第2の実施の形態と異なる。
In the third embodiment of the present invention, the
図12に本発明の第3の実施の形態のブロック図を、図13に移動カメラ装置61の配置図を示す。図12、図13を参照すると、移動カメラ装置61は競技撮影用カメラ13を競技エリア65(例えば、バスケットのコート、フィギュアスケートのリンク)の上部空間の任意の位置に移動させるものであり、競技撮影用カメラ13、移動制御部62、カメラ位置移動部63により構成される。
FIG. 12 is a block diagram of the third embodiment of the present invention, and FIG. Referring to FIGS. 12 and 13, the moving camera device 61 moves the
移動制御部62は競技撮影用カメラ制御部17により指示された移動制御情報に従って、移動目標位置71に向かって、一定の速度で競技撮影用カメラ13が移動するようにカメラ位置移動部63を制御する。また、競技撮影用カメラ位置39を競技撮影用カメラ制御部17に送信する。カメラ位置移動部63は競技撮影用カメラ13の位置を変えるための機構であり、一端が天井や壁に固定され、複数の可動部64を持つアーム構造を持つ。カメラ位置移動部63の機構については、競技撮影用カメラ13の位置を任意に変更できるものであれば、レール上を移動するクレーン等、他の機構でも良い。
The
また、競技撮影用カメラ制御部17は、撮影制御情報(競技撮影用カメラ13の水平方向、垂直方向の制御角度、距離)を求めて競技撮影用カメラ13の撮影方向を制御することに加え、撮影対象推定位置36から、移動目標位置71を含む移動制御情報を求め、移動制御部62に送ることにより、競技撮影用カメラ13の位置も制御する。
The competition shooting
次に、本発明の第3の実施の形態の動作について図面を参照して説明する。 Next, the operation of the third exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図14に本発明の第3の実施の形態の装置全体の処理フローを、図15に競技撮影用カメラ制御部17の処理フローを示す。図14において、視線検出用カメラ11より送出された動画像から、撮影対象位置推定部16において撮影対象推定位置36を求めるまでの手順は(S501〜S504)は、本発明の第1の実施の形態(図4、S101〜S104)と同様である。競技撮影用カメラ制御部17は、移動制御部62から競技撮影用カメラ位置39を取得し(S505)、競技撮影用カメラ位置39と撮影対象推定位置36から競技撮影用カメラ13の撮影制御情報(水平方向、垂直方向の制御角度、距離)を求め、競技撮影用カメラ13に送出する(S506、S601、S602)。競技撮影用カメラ13は、競技撮影用カメラ制御部17から指示された撮影制御情報に従って方向、焦点を変更し、撮影対象推定位置36に存在する撮影対象52を撮影する(S507)。
FIG. 14 shows a processing flow of the entire apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 15 shows a processing flow of the game shooting
次に、競技撮影用カメラ制御部17は、撮影対象推定位置36から、競技撮影用カメラ13が移動すべき移動目標位置71(xm,ym,zm)を求め、移動制御情報として移動制御部62に送信する(S508、S603、S604)。移動目標位置71については、対象となる競技に応じて、競技撮影用カメラ13が撮影対象推定位置36に存在する撮影対象52を適切な視点(方向、距離)で撮影できるように決定される。
Next, the game shooting
例えば、図13の競技において、撮影対象52を真上から常に一定の高さjで見ることが求められている場合、撮影対象推定位置36の水平面に対する垂線上の(xe,ye,j)が移動目標位置71となる。
For example, in the competition shown in FIG. 13, when it is required to always view the
移動制御部62は競技撮影用カメラ制御部17により指示された移動制御情報に従って、移動目標位置71(xm,ym,zm)に向かって、一定の速度で競技撮影用カメラ13が移動するようにカメラ位置移動部63を制御する(S509)。
In accordance with the movement control information instructed by the game shooting
以上により、本発明の第3の実施の形態の動作が完了する。 Thus, the operation of the third embodiment of the present invention is completed.
本発明の第3の実施の形態によれば、撮影対象を追尾するカメラ自動制御装置において、撮影対象に対する撮影距離や方向を一定に保ちながら撮影対象を撮影することができる。その理由は、移動カメラ装置61により競技撮影用カメラ13を任意の位置に移動できるようにし、撮影対象推定位置36から、競技撮影用カメラ13が撮影対象52を競技で要求される視点から撮影するための移動目標位置71を求め、競技撮影用カメラ13が移動目標位置71に移動するように制御するためである。
According to the third embodiment of the present invention, in an automatic camera control apparatus that tracks a shooting target, the shooting target can be shot while the shooting distance and direction with respect to the shooting target are kept constant. The reason is that the moving camera device 61 can move the
本発明は、スポーツ競技の撮影や演劇等の舞台の撮影におけるカメラの自動制御に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for automatic control of a camera in shooting a sporting event or shooting a stage such as a play.
11 視線検出用カメラ
12 制御装置
13 競技撮影用カメラ
14 画像照合部
15 顔画像蓄積部
16 撮影対象位置推定部
17 競技撮影用カメラ制御部
18 競技映像切替装置
20 審判員監視画像
21 フレーム
22 顔画像
23 顔画像モデルテーブル
24 顔方向
25 顔画像モデル
31 視線ベクトル
32 視線
33 水平面交点
34 水平方向推定位置
35 高さ方向推定位置
36 撮影対象推定位置
37 顔位置
38 視線高さ算出点
39 競技撮影用カメラ位置
41 競技映像出力
42 競技映像切替指示入力
51 審判員
52 撮影対象
61 移動カメラ装置
62 移動制御部
63 カメラ位置移動部
64 可動部
65 競技エリア
71 移動目標位置
DESCRIPTION OF
Claims (24)
前記視線検出対象を複数方向から撮影した顔画像のそれぞれと各顔画像の視線ベクトルとを対応付けた顔画像モデルテーブルを保存する顔画像蓄積手段と、前記視線検出対象撮影手段により撮影された前記視線検出対象の顔画像に対応する視線ベクトルを前記顔画像モデルテーブルから抽出する画像照合手段と、前記画像照合手段が抽出した前記視線ベクトルから撮影対象推定位置を求める撮影対象位置推定手段と、前記撮影対象推定位置の撮影対象を撮影するための撮影制御情報を求める競技撮影用カメラ制御手段とを有するカメラ自動制御装置と
を備えたことを特徴とするカメラ自動制御システム。 A line-of-sight detection camera having line-of-sight detection target photographing means for photographing a line-of-sight detection target;
Face image storage means for storing a face image model table in which each face image obtained by photographing the line-of-sight detection target from a plurality of directions and the line-of-sight vector of each face image are stored, and the image taken by the line-of-sight detection target photographing means Image collating means for extracting a line-of-sight vector corresponding to the face image of the line-of-sight detection target from the face image model table, shooting target position estimating means for obtaining a shooting target estimated position from the line-of-sight vector extracted by the image matching means, A camera automatic control system comprising: a camera automatic control device having a camera control unit for competition shooting for obtaining shooting control information for shooting a shooting target at a shooting target estimated position.
The shooting target position estimation process obtains a line of sight from the line-of-sight vector, and sets the center of gravity of a plurality of horizontal plane intersections formed when a plurality of the lines of sight are developed on a horizontal plane as the horizontal direction estimated position of the shooting target estimated position, 24. An average value of vertical heights of a plurality of intersections formed by perpendicular lines on a plurality of horizontal plane intersections and the line of sight is set as a height direction estimation position of the imaging target estimation position. A program according to any of the above.
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