JP2010267072A - 監視システム、撮像装置及びプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】システム全体の構成を極力簡易なものとしながらも、誤作動を回避する。
【解決手段】監視対象領域を時間的に連続して撮像してその変化を検出し、警報を発生する監視システムは、上記の検出をキャンセルする情報を時間的な輝度変化で変調して重畳した光を出射する懐中電灯9と、監視対象領域を時間的に連続して撮影する監視カメラ4と、監視カメラ4が時間的に連続して撮像した上記監視対象領域の画像の変化を検出し、更にこの時間的に連続して撮像した画像から、上記の検出をキャンセルする情報が変調された輝度変化する光像を検出すると、警報の発生を解除する中央制御部7とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、監視システム、撮像装置及びプログラムに関する。
従来より、監視カメラにより不審者と巡回する警備員とを識別する警報装置が存在する。
例えば特許文献1には、巡回の際に警備員が監視カメラに向けて所定の動作をすると、監視カメラ側ではその動きを認識して、予め登録されている動作であれば警備員であると判断し、警報を行なわずに巡回を許可する技術が記載されている。
特開2008−108186号公報
しかしながら上記特許文献に記載された技術では、警備員の勘違いによる認証ミスや監視カメラの誤検出等のすべてを防ぐことはできず、警備員であっても巡回ができずに、警報を発してしまうという不具合が発生する可能性がある。
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、システム全体の構成を極力簡易なものとしながらも、誤作動を回避することを可能にすることにある。
請求項1記載の発明は、時間的な輝度変化で変調した第1の情報を重畳した光を出射する携帯可能な第1の光源装置と、監視対象領域を時間的に連続して撮影する撮像装置と、該撮像装置が時間的に連続して撮像した上記監視対象領域の画像の変化を検出する第1の検出手段と、該撮像装置が時間的に連続して撮像した上記監視対象領域の画像から、上記第1の情報によって形成された光像の輝度変化を検出する第2の検出手段と、該第2の検出手段による検出結果に応じて、上記第1の検出手段による検出後の処理内容を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、時間的な輝度変化で変調した上記第1の情報とは異なる第2の情報を重畳した光で上記監視対象領域を照射する照射装置をさらに備え、上記第1の検出手段が検出する画像の変化とは、上記監視対象領域における上記第2の情報を重畳した光による光像の現出を含むことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、上記請求項1または2記載の発明において、上記第1の光源装置は、上記監視対象領域の数に応じて複数種の上記第1の情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された複数種の上記第1の情報のうち出射する光に重畳すべき第1の情報を切換可能に読み出す読出手段とをさらに備えたことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、監視対象領域を時間的に連続して撮影する撮像部と、該撮像部が時間的に連続して撮像した上記監視対象領域の画像の変化を検出する第1の検出手段と、該撮像部が時間的に連続して撮像した上記監視対象領域の画像から、時間的な輝度変化で変調した情報が重畳された光によって形成された光像を検出する第2の検出手段と、該第2の検出手段による検出結果に応じて、上記第1の検出手段による検出後の処理内容を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項5記載の発明は、撮像装置が有するコンピュータを、該撮像装置が時間的に連続して撮像した監視対象領域の画像の変化を検出する第1の検出手段、該撮像装置が時間的に連続して撮像した上記監視対象領域の画像から、時間的な輝度変化で変調した情報が重畳された光によって形成された光像を検出する第2の検出手段、及び該第2の検出手段による検出結果に応じて、上記第1の検出手段による検出後の処理内容を制御する制御手段
として機能させることを特徴とする。
本発明によれば、システム全体の構成を極力簡易なものとしながらも、誤作動を回避することが可能となる。
本発明の一実施形態に係るシステム全体の構成を示す図。 同実施形態に係る発光装置の機能構成を示すブロック図。 同実施形態に係る情報記憶部に格納される情報、及び発光部が送信する情報のデータフォーマットを示す図。 同実施形態に係る懐中電灯の外観構成を示す斜視図。 同実施形態に係る懐中電灯の機能構成を示すブロック図。 同実施形態に係る監視カメラ、監視制御部及び制御ルールテーブル記憶部の機能構成を示すブロック図。 同実施形態に係る監視環境を説明する図。 同実施形態に係る監視環境を説明する図。 同実施形態に係る監視時の動作の処理内容を示すフローチャート。
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る監視警報システム全体の構成を示すものである。同図で、1は監視対象となる室内である。この室内1のドア2の近傍が監視エリアとなるもので、当該監視エリアに対して照明ランプ3からの光が照射される。
また、上記監視エリアを視野に収めるようにして監視カメラ4が固定設置される。この監視カメラ4で得た画像信号は、室内1外に設置された監視制御部5に送られる。
この監視制御部5は、監視カメラ4から順次出力される画像信号を制御ルールテーブル記憶部6に記憶される制御ルールテーブルに基づいてその変化を画像解析し、解析結果としての警報情報を得る。監視制御部5で得た警報情報は、中央制御部7に送られる。
中央制御部7は、上記照明ランプ3の発光駆動を行なう光源駆動部8の制御動作を司る一方で、監視制御部5から送られてくる警報情報による警報動作と、警報情報の蓄積等を行なう。
また、上記照明ランプ3からの光が照射される監視エリアに、正規または不正規の監視対象者Pが現出した場合、上記照明ランプ3からの光が監視対象者Pに当たり、その反射光で形成された光像が監視カメラ4で捉えられる。照明ランプ3が照射する光は、高周波のために人間が裸眼では視認できないが、可視光通信技術により時間的に輝度が変化する制御用コードが重畳されており、上記監視カメラ4の出力する反射光で形成された光像の時間的な輝度の変化により監視制御部5が当該コードを復調して監視対象者Pの存在を検出する。
なお、上記輝度変調、復調に係る技術の詳細は特開2003−179556号公報にて公知であるので、詳細説明については省略する。
監視対象者Pが正規の人物、例えば巡回中の警備員であった場合、必ず懐中電灯9を所持するものとする。この懐中電灯9は、上記光源駆動部8の発光に重畳された制御用コードとは異なる、予め設定された制御用コードを重畳した光を出射する。懐中電灯9が発光する光の像(光像)もまた監視カメラ4で捉えられ、監視制御部5でこの光像の時間的な輝度変化を復調することにより、照明ランプ3の反射光による監視対象者Pの光像検出を解除するよう制御し、結果的に監視対象者Pが正規の人物であることが認識される。
図2は、上記照明ランプ3と光源駆動部8による発光装置の機能構成を示す図である。同図において、1つの発光装置は、発光部11、駆動制御部12、情報変調部13、及び情報記憶部14から構成される。
発光部11は、上記照明ランプ3に相当し、LED等の発光デバイスとリフレクタとで構成される。情報記憶部14は、駆動制御部12へ伝送すべき情報を記憶する。ここでは、照明ランプ3が敷設された位置に応じて予め設定されている警報検出用のコードであるコードAをデジタルデータとして記憶する。
情報変調部13は、情報記憶部14に記憶されたデジタルデータを時間的に輝度変化する情報に符号化して変調する回路部である。符号化方式及び変調方式については任意ではあるが、望ましくは周波数が28.8[kHz]の副搬送波(サブキャリア)を採用した4値PPM(Pulse−position modulation)を採用する。
駆動制御部12は、情報変調部13にて変調されたデータに従って、発光部11を規格化された可視光通信システムで伝送可能な周期で点滅駆動させる。
図3は、上述した情報記憶部14に格納される情報を示すと共に、発光部11が送信する情報のデータフォーマットDFでもある。すなわち、同データフォーマットDFは、光源ユニークID情報D1、警報情報D2、及び表示情報D3を有する。
光源ユニークID情報D1は、この照明ランプ3に設定された識別情報である。警報情報D2は、検出に伴って警報を発するための情報(コードA)である。表示情報D3は、必須ではなくオプションとなる情報であり、当該敷設位置に対応してこの発光装置の所有管理者が任意に設定可能な文字テキストのデータ列からなる情報である。
発光部11を構成する照明ランプ3では、上述した肉眼では視認できない程度の速度で時間的に輝度を変化させて発光することにより、このデータフォーマットDFの内容を循環的に監視対象領域に向けて照射する。
図4は、監視対象者Pが正規の人物であった場合に所持する懐中電灯9の外観構成を示す。懐中電灯9は、長円筒状のボディ21の一端に略半球状の発光ヘッド22が設けられる。
さらに、ボディ21の発光ヘッド22近傍には、ボディ21の軸方向に沿ってキースイッチ23a〜23cが設けられる。これらキースイッチ23a〜23cは、発光ヘッド22からの点灯と消灯とを切換えるのみならず、点灯時に発射する光に重畳する、コードK検出をキャンセルする複数、例えば2つのコードB,Cの切換えを行なうために設けられる。
ここでは、キースイッチ23aがコードBを重畳した発光による点灯、キースイッチ23bがコードCを重畳した発光による点灯、キースイッチ23cが消灯(off)のためのキーとなる。
なお、キースイッチ23aとキースイッチ23bは双方を同時に操作することも可能であり、その場合にはコードBを重畳した発光による点灯とコードCを重畳した発光による点灯とを交互に繰返して行なうこととなる。
なお、情報記憶部34に格納される情報であり、且つ発光部31が送信する情報のデータフォーマットは上記図3で説明した内容とほぼ同様であり、検出に伴って警報を発するための情報(コードA)に代えて、コードAの検出をキャンセルするための情報(コードB,C)が用いられる他はすべて同一であるため、その図示と説明は省略する。
図5は、発光装置としての上記懐中電灯9の機能構成を示す図である。同図において、懐中電灯9は、発光部31、駆動制御部32、情報変調部33、情報記憶部34、コード切換部35、及び上記キースイッチ23a〜23cから構成される。
発光部31は、上記発光ヘッド22内に配置されたLEDからなる発光デバイスとリフレクタとで構成される。情報記憶部34は、駆動制御部12へ伝送すべき情報を複数記憶する。ここでは、キースイッチ23a〜23cのキースイッチ23aまたは23bの操作位置に対応した信号がコード切換部35に送られ、コード切換部35はそのキー操作信号に応じてコードBまたはコードCのいずれかを選択して読出す信号を情報記憶部34へ送出する。
情報記憶部34は、警報抑制用のコードであるコードB及びコードCをデジタルデータとして記憶しており、上記コード切換部35の選択信号に応じてコードBまたはコードCのいずれか一方を情報変調部33に読出す。
情報変調部33は、情報記憶部34から読出されたコードBまたはコードCのデジタルデータを時間的に輝度変化する情報に符号化して変調する。符号化方式及び変調方式については任意ではあるが、望ましくは周波数が28.8[kHz]の副搬送波を採用した4値PPMを採用する。
駆動制御部32は、情報変調部33にて変調されたデータに従って、発光部31を規格化された可視光通信システムで伝送可能な周期で点滅駆動させる。
次に図6により上記監視カメラ4(撮像装置)、監視制御部5、及び制御ルールテーブル記憶部6の概念的な回路構成を示す。同図で、光学レンズユニット41により、固体撮像素子であるCMOSイメージセンサ42の撮像面上に監視対象領域を含む被写体の光像が結像される。
このCMOSイメージセンサ42での撮像により得た画像信号を画像処理部43に送り、相関二乗サンプリングや自動ゲイン調整、A/D変換処理を実行してデジタル化する。画像処理部43はさらに、このデジタル値の画像信号に画素補間処理、γ補正処理を含むカラープロセス処理を施した後、システムバスSBを介して画像バッファ44に一時的に保持させる。
以上の過程を制御部45が統括制御する。制御部45はCPUで構成され、メモリ部46及び上記制御ルールテーブル記憶部6と接続される。
メモリ部46は、SDRAM(シンクロナスDRAM)で構成されたワークメモリと、後述する画像データに基づく処理を含む動作プログラムや各種データ等を固定的に記憶するフラッシュメモリで構成されたプログラムメモリとを備える。
制御ルールテーブル記憶部6は、コードA〜Cのデータフォーマット、及び画像信号から当該コードA〜Cを検出した場合のルールデータをテーブルとして記憶する。
制御部45は、メモリ部46から必要なプログラムやデータ等を読出して適宜展開記憶させることで、この監視カメラ4及び監視制御部5の制御動作を実行する。
さらに上記制御部45は、システムバスSBを介して上記画像処理部43、画像バッファ44の他、さらにCMOS駆動部47、コード変換部48、及び通信部49とも接続される。
CMOS駆動部47は、その時点で設定されている撮影条件等に応じて上記CMOSイメージセンサ42の走査駆動を行なう。
上記コード変換部48は、画像バッファ44に時間的に連続して保持される複数の画像中の任意複数の位置領域を特定し、その輝度変化を抽出して点滅パターンを“0”“1”の符号に変換した後に、その符号化情報をデコードして上記図3で説明したデータフォーマットDFを復調する。
通信部49は、上記中央制御部7との間でデータの送受を行なう。
次に上記実施形態の動作について説明する。
図7は、室内1を仕切り壁PWにより2つの監視対象領域、すなわちエリアXとエリアYとに二分した監視環境を例示するものである。同図では、照明ランプ3aによるエリアXに懐中電灯9を所持した監視対象者P1が存在する一方で、照明ランプ3bによるエリアYには懐中電灯9を所持していない監視対象者P2が存在している状態を示している。
図8(A)は、室内1を仕切り壁PWにより監視エリアであるエリアXとエリアYとに二分した状態を示す。監視カメラ4で得られる画像信号中の位置により、上記エリアXとエリアYとを認識することが可能であり、当該各エリアで可視光通信による情報としての上記コードA〜コードCのいずれが検出されるかによって検出動作の制御を行なうものである。
図8(B)は、制御ルールテーブル記憶部6に記憶される制御ルールの概要である。エリアX,Yのいずれであっても、照明ランプ3(3a,3b)の発光に重畳されたコードAが重畳された光のみが検出された場合、すなわち上記図7の監視対象者P2のように懐中電灯9を所持していない監視対象者Pが存在する場合には、検出時点で直ちに警報を行なう。
一方、エリアXでコードAが重畳された光の他にコードBが重畳された光が検出された場合、及びエリアYでコードAが重畳された光の他にコードCが重畳された光が検出された場合には、いずれも警報をオフにする。
さらに、エリアX及びエリアYのいずれでも、コードAが重畳された光の他にコードB,コードCが共に重畳された光が検出された場合には、すべての警報をオフにする。
図9は、監視制御部5で主として制御部45が実行する検出動作時の制御内容を示す。
なお、制御部45が実施する動作の処理プログラムについては、予めメモリ部46に記憶されているものとしてもよいし、中央制御部7から通信部49を通じて適宜必要なタイミングでメモリ部46にダウンロードされるものであってもよい。
その当初には、監視カメラ4の光学レンズユニット41でエリアX,Yを含む領域の画像を取得し、画像バッファ44に蓄積する(ステップS101)。
次いで、画像バッファ44に蓄積した最新の画像情報とその直前の画像情報とを比較して、変化を評価する(ステップS102)。
この変化の評価に際しては、CMOSイメージセンサ42での撮影と画像処理部43での画像処理により起こりうる画像中のノイズや微小な画素ドット単位での相違等は誤差範囲内であるものとし、明らかな変化、具体的には監視エリア中になんらかの被写体が侵入したことによる画像中の複数画素ドット範囲の輝度変化があるか否かを評価する。
この評価の結果として、警報レベルの変化が画像中に生じているか否かを判断する(ステップS103)。
ここで警報レベルの変化が生じていないと判断した場合には、引き続き続行するべく上記ステップS101からの処理に戻る。
また、上記ステップS103で警報レベルの変化が生じていると判断した場合には、続いて変化が生じていると判断した画像中の領域を示す情報を取得した上で(ステップS104)、一定時間分、具体的には上記図3で示したデータフォーマットDF3周期分に相当する時間分だけ継続して画像を取得して画像バッファ44に蓄積する(ステップS105)。
この画像情報の蓄積により、例えば画像信号中にコードB及びコードCを交互に繰返し重畳した光が検出された場合でも、確実にコードB及びコードCの双方を検出することができる。
画像信号の蓄積を終えると、上記ステップS104で得た画像中の領域情報に基づいてコードA〜Cが重畳された光があるか否かを検出する(ステップS106)。
その検出結果により、まずコードAとコードCの双方を検出できたか否かを判断する(ステップS107)。
ここで、コードAを検出すると共に、コードCも検出できた場合にのみ、検出領域を示す情報、あるいはこれに代わる画像中の座標情報と、コードCを検出したことを示す情報とを関連付けて中央制御部7に通知する(ステップS108)。
その後、上記ステップS106での検出結果により、コードAとコードBの双方を検出できたか否かを判断する(ステップS109)。
ここで、コードAを検出すると共に、コードBも検出できた場合にのみ、検出領域を示す情報、あるいはこれに代わる画像中の座標情報と、コードBを検出したことを示す情報とを関連付けて中央制御部7に通知する(ステップS110)。
次いで、コードB,Cの検出結果と検出した領域の情報とにもとづいて、上記図8(B)に示した如く警報方法を照合する(ステップS111)。その照合結果により、警報を行なうか否かを判断する(ステップS112)。
ここで警報を行なう必要がないと判断した場合、すなわちコードAが検出されているものの、エリアXでコードBが併せて検出されている場合、あるいはエリアYでコードCが検出されている場合、あるいはエリアX,Yに拘わらず、コードAと共にコードB,Cが共に検出されている場合には、そのまま上記ステップS101からの処理に戻る。
また、上記ステップS112で警報を行なう必要があると判断した場合には、検出した領域に合わせた警報を実施するべく中央制御部7に通知する(ステップS113)。次いで上記ステップS105と同様に一定時間分だけ継続して画像を取得して画像バッファ44に蓄積する(ステップS113)。
画像信号の蓄積を終えると、直前のステップS104で得た画像中の領域情報に基づいてまだコードA〜Cが重畳された光があるか否か変化を検出する(ステップS114)。
その変化の検出結果により、まだ警報を継続すべきか否かを判断する(ステップS115)。
ここで、事態が変化しておらず、警報を継続すべきであると判断した場合には、そのまま上記ステップS113からの処理に戻り、中央制御部7により警報を行なう状態を維持しながら事態が変化するのを待機する。
一方、ステップS115で事態が変化し、もう警報を行なう必要がなくなったと判断すると、警報を解除するための通知を中央制御部7に対して送出した後(ステップS16)、引き続き継続するべく上記ステップS101からの処理に戻る。
このように上記実施形態によれば、システム全体の構成を極力簡易なものとしながらも、警報解除用のコードを重畳した光を発する懐中電灯9、あるいはそれに類する発光装置、例えば監視エリアを巡回する警備員が常時装着する服装でなるべく多くの方向から視認可能な位置、例えば帽子の頭頂部に設けた発光体を用いることにより、警報の誤作動を確実に回避して警報状態を適正に制御することが可能となる。
加えて上記実施形態では、複数の分離された監視エリアであるエリアX,エリアYに対してそれぞれ複数の警報解除情報であるコードB,Cを重畳した光を選択的に出射するよう切換えることが可能な構成としたため、複数領域の監視に際してより実際的で防犯効果を高めることが可能となる。
また上記実施形態では、警報を抑制するためのコードB,Cを交互に繰返して発射口に重畳することが可能であるものとして説明したが、本発明はこれに限らず、複数の監視エリアすべてに対して有効なマスターコードを重畳した光を発射するものとしてもよく、個々の監視エリア毎に設定された警報解除用のコードとは別に設定されたマスターコードを画像中から検出することで、検出領域に関係なく無条件に警報を抑制するものとして、制御を簡易化してもよい。
さらに上記実施形態の如く、監視エリアを複数に分割してそれぞれの監視エリアに並列的に警報解除用のコードを設定するのみならず、監視エリアを複数のレベルに階層的に分割して、高位のレベルであるほど低位のレベルよりも侵入可能な監視エリアが広がるように、警報抑制用のコードを複数レベルに階層化することも考えられる。
また上記実施形態では、監視カメラ4で得た画像情報から監視制御部5が画像解析を行ない、その結果に基づいて中央制御部7で警報を行なうものとして説明したが、中央制御部7で行なう具体的な警報としては、警察等の機関への通報、警備員の派遣、室内1でのアラーム音の発生等、きわめて周知の技術であるので、本実施形態ではその構成及び動作についての説明を省略する。
加えて、監視制御部5及び中央制御部7は遠隔位置に配置するものとしてもよいし、一体化した装置として室内1の近傍に配置するものとしてもよい。
その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
1…室内、2…ドア、3…照明ランプ、4…監視カメラ、5…監視制御部、6…制御ルールテーブル記憶部、7…中央制御部、8…光源駆動部、9…懐中電灯、11…発光部、12…駆動制御部、13…情報変調部、14…情報記憶部、21…ボディ、22…発光ヘッド、23a〜23c…キースイッチ、31…発光部、32…駆動制御部、33…情報変調部、34…情報記憶部、35…コード切換部、41…光学レンズユニット、42…CMOSイメージセンサ、43…画像処理部、44…画像バッファ、45…制御部、46…メモリ部、47…CMOS駆動部、48…コード変換部、49…通信部、DF…データフォーマット、P…監視対象者。

Claims (5)

  1. 時間的な輝度変化で変調した第1の情報を重畳した光を出射する携帯可能な第1の光源装置と、
    監視対象領域を時間的に連続して撮影する撮像装置と、
    該撮像装置が時間的に連続して撮像した上記監視対象領域の画像の変化を検出する第1の検出手段と、
    該撮像装置が時間的に連続して撮像した上記監視対象領域の画像から、上記第1の情報によって形成された光像の輝度変化を検出する第2の検出手段と、
    該第2の検出手段による検出結果に応じて、上記第1の検出手段による検出後の処理内容を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする監視システム。
  2. 時間的な輝度変化で変調した上記第1の情報とは異なる第2の情報を重畳した光で上記監視対象領域を照射する照射装置をさらに備え、
    上記第1の検出手段が検出する画像の変化とは、上記監視対象領域における上記第2の情報を重畳した光による光像の現出を含む
    ことを特徴とする請求項1記載の監視システム。
  3. 上記第1の光源装置は、
    上記監視対象領域の数に応じて複数種の上記第1の情報を記憶する記憶手段と、
    該記憶手段に記憶された複数種の上記第1の情報のうち出射する光に重畳すべき第1の情報を切換可能に読み出す読出手段と
    をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2記載の監視システム。
  4. 監視対象領域を時間的に連続して撮影する撮像部と、
    該撮像部が時間的に連続して撮像した上記監視対象領域の画像の変化を検出する第1の検出手段と、
    該撮像部が時間的に連続して撮像した上記監視対象領域の画像から、時間的な輝度変化で変調した情報が重畳された光によって形成された光像を検出する第2の検出手段と、
    該第2の検出手段による検出結果に応じて、上記第1の検出手段による検出後の処理内容を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
  5. 撮像装置が有するコンピュータを、
    該撮像装置が時間的に連続して撮像した監視対象領域の画像の変化を検出する第1の検出手段、
    該撮像装置が時間的に連続して撮像した上記監視対象領域の画像から、時間的な輝度変化で変調した情報が重畳された光によって形成された光像を検出する第2の検出手段、及び
    該第2の検出手段による検出結果に応じて、上記第1の検出手段による検出後の処理内容を制御する制御手段
    として機能させることを特徴とするプログラム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10270977B2 (en) 2014-03-13 2019-04-23 Casio Computer Co., Ltd. Imaging apparatus and a method of tracking a subject in the imaging apparatus

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