JP2012191399A - 画像追尾装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像追尾装置は、結像光学系により結像される像を繰り返し撮像して、被写界画像を生成する撮像手段と、追尾対象領域に基づいて、少なくとも1つの第1テンプレート画像を含む複数のテンプレート画像を生成する生成手段と、被写界画像の内部の探索領域画像と、複数のテンプレート画像のそれぞれとの間の相関関係を演算する演算手段と、複数のテンプレート画像のそれぞれに対する演算結果を比較し、比較結果に基づいて、演算結果を選択する選択手段と、選択された演算結果に基づいて、被写界画像における追尾対象の画像の位置を検出する検出手段とを備え、生成手段は、追尾対象領域に含まれる画像領域を補間処理により拡大し、拡大された画像領域に基づいて、第1テンプレート画像を生成する。
【選択図】図3
Description
請求項13に記載の発明による画像追尾装置は、結像光学系により結像される像を繰り返し撮像して、被写界画像を生成する撮像手段と、被写界画像に基づいて、少なくとも1つの第1テンプレート画像を含む複数のテンプレート画像を生成する生成手段と、被写界画像における探索領域画像と、生成手段により生成された複数のテンプレート画像のそれぞれとの間の相関関係を演算する演算手段と、結像光学系の撮影距離に関する情報を入力する入力手段と、入力手段により入力された撮影距離に関する情報に基づいて、追尾対象が相対的に接近していることを判定する判定手段と、判定手段により追尾対象が接近していると判定された場合には、演算手段による複数のテンプレート画像のそれぞれに対する演算結果のうち、第1テンプレート画像に対する演算結果を優先して選択し、判定手段により追尾対象の接近が判定されない場合には、演算手段による演算結果のうち第1テンプレート画像とは異なるテンプレート画像による演算結果を選択する選択手段と、選択手段により選択された演算結果に基づいて、被写界画像における追尾対象の画像の位置を検出する検出手段と備え、生成手段は、被写界画像に含まれる追尾対象領域を決定し、追尾対象領域に含まれる画像領域を補間処理により拡大し、拡大された画像領域に基づいて、第1テンプレート画像を生成することを特徴とする。
請求項14に記載の発明による画像追尾装置は、結像光学系により結像される像を繰り返し撮像して、被写界画像を生成する第1撮像手段と、被写界画像に基づいて、少なくとも1つの第1テンプレート画像を含む複数のテンプレート画像を生成する生成手段と、被写界画像における探索領域画像と、生成手段により生成された複数のテンプレート画像のそれぞれとの間の相関関係を演算する演算手段と、結像光学系の焦点状態を演算して、焦点調節を行う焦点調節手段と、焦点調節手段による演算結果に基づいて、追尾対象が結像光学系の光軸方向に対して接近しているか否かを判定する判定手段と、判定手段により追尾対象が接近していると判定された場合には、演算手段による複数のテンプレート画像のそれぞれに対する演算結果のうち、第1テンプレート画像に対する演算結果を優先して選択し、判定手段により追尾対象の接近が判定されない場合には、演算手段による演算結果のうち第1テンプレート画像とは異なるテンプレート画像による演算結果を選択する選択手段と、選択手段により選択された演算結果に基づいて、被写界画像における追尾対象の画像の位置を検出する検出手段と備え、生成手段は、被写界画像に含まれる追尾対象領域を決定し、追尾対象領域に含まれる画像領域を補間処理により拡大し、拡大された画像領域に基づいて、第1テンプレート画像を生成することを特徴とする。
R[x,y]、G[x,y]、B[x,y],
x=1〜80、y=1〜60 ・・・(1)
RG[x,y]=Log2(R[x,y])−Log2(G[x,y])
BG[x,y]=Log2(B[x,y])−Log2(G[x,y])
L[x,y]=Log2(Kr×R[x,y]+Kg×G[x,y]+Kb×B[x,y])−Log2(T)−Log2(G)
・・・(2)
Ref[t,RG,i,j]=RG[x+i,y+j]
Ref[t,BG,i,j]=BG[x+i,y+j]
Ref[t,L,i,j]=L[x+i,y+j]
t=0、i=1〜TmpSize、j=1〜TmpSize ・・・(3)
Sclup[RG,s,u]=RG[x+s+n,y+u+n]
Sclup[BG,s,u]=BG[x+s+n,y+u+n]
Sclup[L,s,u]=L[x+s+n,y+u+n]
s=1〜拡大テンプレート画像のサイズ、u=1〜拡大テンプレート画像のサイズ、
n=初期テンプレート画像と内部画像領域との差分画素数 ・・・(4)
(1)探索領域49の中で追尾被写体領域47と同じサイズの領域を1ブロック画素ずつずらしながら切り出し画像を取得する。
(2)切り出した画像とテンプレート画像48との間および切り出した画像と拡大テンプレート画像50との間でブロック画素ごとの画像情報の差分Diffを求める。
Ref[0,RG,i,j]=0.8×Ref[0,RG,i,j]+0.2×RG[x+i−1,y+j−1]、
Ref[0,BG,i,j]=0.8×Ref[0,BG,i,j]+0.2×BG[x+i−1,y+j−1]、
Ref[0,L,i,j]=0.8×Ref[0,L,i,j]+0.2×L[x+i−1,y+j−1]、
i=1〜TmpSize、j=1〜TmpSize、x、yは新たな追尾被写体領域47の位置 ・・・(6)
Ref[0,RG,i,j]=Ref[1,RG,i,j]
Ref[0,BG,i,j]=Ref[1,BG,i,j]
Ref[0,L,i,j]=Ref[1,L,i,j]
なお、i=1〜TmpSize、j=1〜TmpSize ・・・(7)
(1)第2撮像素子16は、撮影レンズ8により結像される像を繰り返し撮像して、被写界画像を生成する。テンプレート生成部191は、被写界画像に含まれる追尾対象領域である追尾被写体領域47に基づいて、少なくとも1つの拡大テンプレート画像50を含む複数のテンプレート画像48、50を生成する。演算部192は、被写界画像の内部の探索領域49と、テンプレート生成部191により生成された複数のテンプレート画像48、50のそれぞれとの間の相関関係を演算する。選択部193は、演算部192による複数のテンプレート画像48,50のそれぞれに対する演算結果を比較し、比較結果に基づいて、演算結果を選択する。検出部194は、選択部193により選択された演算結果に基づいて、被写界画像における追尾対象被写体の位置を検出する。上記の拡大テンプレート画像50を生成する際には、テンプレート生成部191は、追尾対象領域47に含まれる画像領域を補間処理により拡大し、拡大された画像領域に基づいて、拡大テンプレート画像50を生成するようにした。具体的には、テンプレート生成部191は、追尾被写体領域47の画像情報に基づいて拡大テンプレート画像50とは異なる初期テンプレート画像48を生成する。そして、テンプレート生成部191は、初期テンプレート画像48の内部に内部画像領域50aを設定し、設定された内部画像領域50aを初期テンプレート画像48の大きさとなるように補間処理により拡大することによって拡大テンプレート画像50を生成するようにした。したがって、拡大テンプレート画像50は、初期テンプレート画像48をズームアップした場合に得られる画像に相当するので、追尾対象被写体がカメラ1に接近してくる場合であっても、拡大テンプレート画像50によって追尾対象を検出できる。
(1)更新部195は初期テンプレート画像48を更新しなくてもよい。この場合、更新部195は、ステップS9で更新処理を行うと判定すると、初期テンプレート画像48をコピーして複製テンプレート画像を生成する。そして、更新部195は、複製テンプレート画像に対して上述した更新処理を施して、新たにテンプレート画像(更新テンプレート画像)を生成する。2回目以降に更新処理を行うと判定した場合、更新部195は、更新テンプレート画像に対して更新処理を施す。すなわち、更新部195は、一連の処理において、更新テンプレート画像および/または拡大テンプレート画像50に対して更新処理を行う。そして、追尾制御部19hは、初期テンプレート画像48と、更新テンプレート画像と、拡大テンプレート画像50とを用いて、探索領域49内で上述した追尾演算処理を行えばよい。この結果、初期テンプレート画像48を更新することなく保持し続けているので、追尾対象被写体がカメラ1に対して再び遠ざかったような場合等には、再度初期テンプレート画像48を用いて追尾対象被写体を検出できる。
19 ボディ駆動制御装置、 19c マイコン、
19f 焦点検出演算部、 19h 追尾制御部、
23 接点、 191 テンプレート生成部、
192 演算部、 193 選択部、
194 検出部、 195 更新部、
196 設定部
Claims (14)
- 結像光学系により結像される像を繰り返し撮像して、被写界画像を生成する撮像手段と、
前記被写界画像に含まれる追尾対象領域に基づいて、少なくとも1つの第1テンプレート画像を含む複数のテンプレート画像を生成する生成手段と、
前記被写界画像の内部の探索領域画像と、前記生成手段により生成された前記複数のテンプレート画像のそれぞれとの間の相関関係を演算する演算手段と、
前記演算手段による前記複数のテンプレート画像のそれぞれに対する演算結果を比較し、比較結果に基づいて、前記演算結果を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記演算結果に基づいて、前記被写界画像における追尾対象の画像の位置を検出する検出手段とを備え、
前記生成手段は、前記追尾対象領域に含まれる画像領域を補間処理により拡大し、前記拡大された前記画像領域に基づいて、前記第1テンプレート画像を生成することを特徴とする画像追尾装置。 - 請求項1に記載の画像追尾装置において、
前記生成手段は、前記追尾対象領域内の画像情報に基づいて前記第1テンプレート画像とは異なる第2テンプレート画像を生成し、前記第2テンプレート画像の内部に前記画像領域を設定し、前記設定された前記画像領域を前記第2テンプレート画像の大きさとなるように補間処理により拡大し、前記拡大された前記画像領域に基づいて前記第1テンプレート画像を生成することを特徴とする画像追尾装置。 - 請求項2に記載の画像追尾装置において、
前記検出手段により検出された前記追尾対象の画像の位置に基づいて、新たな追尾対象領域を設定する設定手段と、
前記演算手段による前記演算結果に基づいて、前記複数のテンプレート画像を更新すると判定した場合、前記設定手段により設定された前記新たな追尾対象領域内の画像情報を用いて、前記複数のテンプレート画像を更新する更新手段とを備えることを特徴とする画像追尾装置。 - 請求項3に記載の画像追尾装置において、
前記更新手段は、前記演算手段により算出された前記差分値に応じて前記第1テンプレート画像の更新の要否を判定することを特徴とする画像追尾装置。 - 請求項3または4に記載の画像追尾装置において、
前記更新手段は、前記新たな追尾対象領域内の画像情報と、前記第1テンプレート画像の画像情報とを所定の割合で合成して前記第1テンプレート画像を更新することを特徴とする画像追尾装置。 - 請求項5に記載の画像追尾装置において、
前記生成手段は、前記第2テンプレート画像内に前記画像領域を設定できない場合には、前記第2テンプレート画像の画像情報と同一の画像情報を用いて前記第1テンプレート画像を生成し、
前記更新手段は、前記生成手段により前記第2テンプレート画像の画像情報と同一の画像情報を用いて前記第1テンプレート画像が生成された場合には、前記第1テンプレート画像の画像情報に対して前記新たな追尾対象領域内の画像情報を合成する割合を高くすることを特徴とする画像追尾装置。 - 請求項3乃至6のいずれか一項に記載の画像追尾装置において、
前記選択手段により連続して所定の回数、前記第1テンプレート画像に対する演算結果が選択された場合には、前記更新手段は、前記新たな追尾対象領域内の画像情報に基づいて新たな第1テンプレート画像を生成することを特徴とする画像追尾装置。 - 請求項7に記載の画像追尾装置において、
前記選択手段により連続して所定の回数、前記第1テンプレート画像に対する演算結果が選択された場合には、前記更新手段は、前記新たな第1テンプレート画像を生成する前の前記第1テンプレート画像の画像情報を、前記第1テンプレート画像とは異なる前記テンプレート画像として置換することを特徴とする画像追尾装置。 - 請求項3乃至6のいずれか一項に記載の画像追尾装置において、
前記選択手段は、連続して所定の回数、前記第1テンプレート画像に対する演算結果を選択した場合には、次回以降は前記第2テンプレート画像に対する演算結果の選択を禁止することを特徴とする画像追尾装置。 - 請求項3乃至6のいずれか一項に記載の画像追尾装置において、
前記選択手段により、連続して所定の回数、前記第1テンプレート画像に対する演算結果が選択された場合、前記演算手段は、次回以降に算出した前記第2テンプレート画像の演算結果に対して、前記第2テンプレート画像の演算結果が前記選択手段によって選択されにくくさせるための補正を施すことを特徴とする画像追尾装置。 - 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の画像追尾装置において、
前記選択手段は、前記複数のテンプレート画像のそれぞれに対応する複数の前記演算結果のうち、前記テンプレート画像と前記探索領域画像との間の類似度が最大であることを示す演算結果を選択することを特徴とする画像追尾装置。 - 請求項11に記載の画像追尾装置において、
前記演算手段は、前記複数のテンプレート画像内の画像情報のそれぞれと、前記探索領域画像内の画像情報との差分値を演算し、
前記選択手段は、前記演算手段により算出された前記差分値が最小の場合に、前記類似度が最大であると判定することを備えることを特徴とする画像追尾装置。 - 結像光学系により結像される像を繰り返し撮像して、被写界画像を生成する撮像手段と、
前記被写界画像に基づいて、少なくとも1つの第1テンプレート画像を含む複数のテンプレート画像を生成する生成手段と、
前記被写界画像における探索領域画像と、前記生成手段により生成された前記複数のテンプレート画像のそれぞれとの間の相関関係を演算する演算手段と、
前記結像光学系の撮影距離に関する情報を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された前記撮影距離に関する情報に基づいて、追尾対象が相対的に接近していることを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記追尾対象が接近していると判定された場合には、前記演算手段による前記複数のテンプレート画像のそれぞれに対する演算結果のうち、前記第1テンプレート画像に対する演算結果を優先して選択し、前記判定手段により前記追尾対象の接近が判定されない場合には、前記演算手段による演算結果のうち前記第1テンプレート画像とは異なる前記テンプレート画像による演算結果を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記演算結果に基づいて、前記被写界画像における前記追尾対象の画像の位置を検出する検出手段と備え、
前記生成手段は、前記被写界画像に含まれる追尾対象領域を決定し、前記追尾対象領域に含まれる画像領域を補間処理により拡大し、前記拡大された前記画像領域に基づいて、前記第1テンプレート画像を生成することを特徴とする画像追尾装置。 - 結像光学系により結像される像を繰り返し撮像して、被写界画像を生成する第1撮像手段と、
前記被写界画像に基づいて、少なくとも1つの第1テンプレート画像を含む複数のテンプレート画像を生成する生成手段と、
前記被写界画像における探索領域画像と、前記生成手段により生成された前記複数のテンプレート画像のそれぞれとの間の相関関係を演算する演算手段と、
前記結像光学系の焦点状態を演算して、焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記焦点調節手段による演算結果に基づいて、追尾対象が前記結像光学系の光軸方向に対して接近しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記追尾対象が接近していると判定された場合には、前記演算手段による前記複数のテンプレート画像のそれぞれに対する演算結果のうち、前記第1テンプレート画像に対する演算結果を優先して選択し、前記判定手段により前記追尾対象の接近が判定されない場合には、前記演算手段による演算結果のうち前記第1テンプレート画像とは異なる前記テンプレート画像による演算結果を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記演算結果に基づいて、前記被写界画像における前記追尾対象の画像の位置を検出する検出手段と備え、
前記生成手段は、前記被写界画像に含まれる追尾対象領域を決定し、前記追尾対象領域に含まれる画像領域を補間処理により拡大し、前記拡大された前記画像領域に基づいて、前記第1テンプレート画像を生成することを特徴とする画像追尾装置。
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