JP2012227737A - カメラ装置の自動追尾制御装置及びそれを有する自動追尾カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 自動追尾時に簡単な操作で、被写体の画面出力位置の変更ができる自動追尾カメラの制御装置を提供する。
【解決手段】 パン又はチルトの機能を有するカメラ装置の自動追尾制御装置は、カメラ装置からの撮影画像内で被写体を認識する被写体認識手段、該認識された被写体を追尾被写体として設定する追尾被写体設定手段、追尾被写体の画像の撮影画面内での出力位置を設定する出力位置設定手段、出力位置に追尾被写体が位置するようにカメラ装置を駆動する駆動信号を出力する制御演算手段、追尾被写体を識別する表示を撮影画像に重ねた画像を出力する画像出力手段とを備え、自動追尾中に出力位置を変更する際は、自動追尾を中止し、出力位置設定手段により追尾被写体の撮影画面内での位置を変更してその位置を新たな出力位置として設定し、出力位置に追尾被写体が位置するようカメラ装置を駆動する駆動信号をカメラ装置に出力して自動追尾動作を再開する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パン又はチルト（その両方の場合を含む）の機能を有し特定の被写体を追尾被写体として自動追尾する機能を有するカメラ装置の自動追尾制御装置及びそれを有する自動追尾カメラシステムに関するものである。

カメラにパン及びチルトの旋回動作が可能な電動雲台が取り付けられた電動雲台カメラは、遠隔から雲台制御、カメラ制御が可能なようにケーブル又は無線を介して操作器が接続されている。操作者はモニタ画面に表示される映像を見ながら、この操作器を操作してカメラや電動雲台を制御している。

近年、雲台カメラに画像認識技術を搭載して、被写体を自動追尾する自動追尾カメラシステムが提案されている。このようなシステムでは、自動追尾を開始すると追尾対象被写体がモニタ画面の指定位置にくるように雲台のパン・チルト制御が行われている。

特許文献１では、被写体がモニタ画面中心に出力されるように、モニタ中心座標と、被写体の位置座標の差分を求め、被写体を画面中心に移動させるように回転台のパン角、チルト角の制御を行うことが開示されている。特許文献２では、追尾中に、操作部で追尾対象被写体のテンプレートを変更し、新たな被写体を画面中心に移動させる手段が開示されている。

特開平５−２８９２３号公報 特開２００４−９６２９２号公報

ＴＶ局でリポータやアナウンサを自動追尾するような場合、追尾中に最初に設定した被写体の画面出力位置を変更したい時がある。例えば、被写体がフリップボードや商品を持っている場合は、フリップボードや商品を画面中央に位置させたり、被写体を画面右端または左端などに位置させたりしたい。

しかし、特許文献１では、追尾開始後、被写体は、画面のほぼ中央位置に出力されるよう制御されており、被写体の画面出力位置を任意に変更することが出来ない。
特許文献２では、追尾中に新しいテンプレートに変更することで、追尾対象物を変更することは出来るが対象物を画面の任意の位置に移動させることは出来ない。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、自動追尾時に操作者が簡単な操作で被写体の画面出力位置の変更ができる自動追尾カメラの制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の一つの実施形態に係るパン又はチルト（その両方の場合を含む（以下の記載において同様））の機能を有するカメラ装置の自動追尾制御装置は、該カメラ装置からの撮影画像内で被写体を認識する被写体認識手段と、該被写体認識手段により認識された被写体を追尾被写体として設定する追尾被写体設定手段と、追尾被写体を出力する画像の撮影画面内での位置である出力位置を設定する出力位置設定手段と、該出力位置設定手段により設定された該出力位置に追尾被写体が位置するように該カメラ装置をパン又はチルトを駆動するための駆動信号を該カメラ装置に出力する制御演算手段と、追尾被写体を他の被写体と識別する表示を撮影画像に重ねた画像を出力する画像出力手段と、を備え、自動追尾中に該出力位置を変更する際は、自動追尾を中止し、該カメラ装置を駆動して追尾被写体の撮影画面内での位置を変更し、該出力位置設定手段によって、該追尾被写体の撮影画面内の位置を新たな出力位置として設定し、該出力位置に追尾被写体が位置するように該カメラ装置を駆動するための駆動信号を該制御演算手段が該カメラ装置に出力することをもって自動追尾を再開する、ことを特徴とする。

また、上記目的を達成するための本発明に係る別の実施形態である、パン又はチルトの機能を有するカメラ装置の自動追尾制御装置は、該カメラ装置からの撮影画像内で被写体を認識する被写体認識手段と、該被写体認識手段により認識された被写体を追尾被写体として設定する追尾被写体設定手段と、追尾被写体の画像を出力する撮影画面内での位置である出力位置を設定する出力位置設定手段と、該出力位置設定手段により設定された該出力位置に追尾被写体が位置するように該カメラ装置をパン又はチルトを駆動するための駆動信号を該カメラ装置に出力する制御演算手段と、追尾被写体を他の被写体と識別する表示、及び、該出力位置を再設定するためのマークを、撮影画像に重ねた画像を出力する画像出力手段と、該マークの位置を撮影画面内で移動し、かつ、該マークの位置を新たな出力位置として設定する出力位置再設定手段と、を備え、自動追尾中に該出力位置を変更する際は、該出力位置再設定手段によって該マークを撮影画面内で移動して新たな出力位置として設定し、該新たな出力位置に追尾被写体の画像を出力するように該カメラ装置を駆動するための駆動信号を該制御演算手段は該カメラ装置に出力する、ことを特徴とする

本発明に係る自動追尾カメラの制御装置及び自動追尾カメラシステム及び自動追尾カメラの制御方法によれば、自動追尾時に、操作者は簡単な操作で、被写体の画面上の出力位置の変更が可能となる。

実施例１の構成図である。 追尾対象枠・出力位置設定枠を表示したモニタ画面である。 実施例１の追尾動作前のフローチャート図とモニタ画面である。 実施例１の追尾動作中及び出力位置再設定のフローチャート図である。 実施例２のフローチャート図である。 実施例２の割り込み処理のフローチャート図とモニタ画面である。 実施例３のフローチャート図である。 出力位置制限領域枠を表示したモニタ画面である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は、実施例１のパン又はチルト（その両方の場合を含む（以下の記載において同様））の機能を有するカメラ装置の自動追尾制御装置の構成図である。図１において、ズーム、フォーカス機能等を有するレンズ付きカメラ１は、パン動作、パン駆動を行うパンニング及びチルト動作、チルト駆動を行うチルティングの旋回動作が可能な電動雲台２に取り付けられている。カメラ１、電動雲台２は遠隔に設置された制御装置３により、ズーム、ゲイン調整などのカメラ制御、パン・チルト駆動する雲台制御が行われるようになっている。

カメラ１の撮像素子であるＣＣＤから出力される映像信号は、操作者の操作に基づいて、カメラ１及びカメラ１を搭載した電動雲台２を駆動する制御装置３の画像信号処理部４に接続されている。制御装置３内には、画像信号処理部４の外に、ＣＰＵ５、画像出力部６、雲台・カメラ制御インタフェース部７、モード切換ボタン８、操作部９、操作ボタン１０が設けられている。また、ＣＰＵ５内には被写体を認識する被写体認識手段である顔認識部１１、追尾対象枠・出力位置設定マーク生成部１２、制御演算部１３が内蔵されている。

画像信号処理部４の出力は、顔認識部１１、追尾対象枠・出力位置設定マーク生成部１２を介して制御演算部１３に接続されている。また、追尾対象枠・出力位置設定マーク生成部１２の出力は画像出力部６を介して制御装置３外のモニタ１４に接続されている。本実施例では、外部モニタに接続されているが、制御装置３の内部に液晶モニタ等の内部モニタを搭載して出力してもよい。制御演算部１３は雲台・カメラ制御インタフェース部７を介して電動雲台２と接続され、更に制御演算部１３にはモード切換ボタン８、操作部９、操作ボタン１０の出力が接続されている。

画像信号処理部４では、入力されたアナログ信号の映像信号がデジタル信号に変換され、ＣＰＵ５内部の顔認識部１１に入力する。本実施例では、顔認識によるパターンで人物の追尾を行うようにしているが、色、輪郭、動体認識等の他の認識技術を使用しても支障はない。顔認識部１１ではテンプレートマッチング法等による顔認識技術で顔認識が行われる。本実施例では、画面中央部に近い顔を優先して認識するようにしている。その後に、追尾すべき被写体Ｓの認識された顔の画面上の位置座標を追尾対象枠・出力位置設定マーク生成部１２に入力し、認識された顔の位置座標を基に、追尾被写体を他の被写体と識別可能とするために図２に示すような追尾対象マークである追尾対象枠Ｆｔを生成する。

また、追尾被写体Ｓの画面上の出力すべき位置が設定された場合は、その時の追尾対象枠Ｆｔの中心の位置座標Ｃ1に、図２に示すような出力位置設定マークＭｐ１を生成する。

追尾対象枠・出力位置設定マーク生成部１２により、入力画像に追尾対象枠Ｆｔ、出力位置設定マークＭｐ１を合成した信号は、画像出力部６に入力される。画像出力部６では、表示手段であるモニタ１４の映像入力フォーマットに対応したＤＶＩ、ＶＧＡ、ＮＴＳＣ等の映像信号に変換したモニタ信号を出力する。

操作部９は、操作者が電動雲台２のパン又はチルトを行う手動操作をするためのジョイスティックや、上下左右を表示した矢印キーボタンなどである。雲台・カメラ制御インタフェース部７は制御装置３とカメラ１、電動雲台２が既定の通信フォーマットで相互通信するためのものである。モード切換ボタン８は操作者が制御装置３を追尾操作なしの通常の制御装置として使用するのか、追尾用の制御装置として使用するのかの通常モード、追尾モードを選択するための切換手段としてのボタンである。

またＣＰＵ５では、モードに対応して操作部９、操作ボタン１０の機能を切換えている。本実施例では、既存のボタンの１つを長押しすることでモード切換が行えるようにして設定しているため、新たにモード切換用の操作ボタンを設ける必要はない。操作ボタン１０も既存の１つのボタンを利用して、ＣＰＵ５によってモードの選択や押す順番により機能が変わるように設定されている。本実施例ではこの操作ボタン１０に、オートフォーカスＯＮ／ＯＦＦ機能、追尾すべき被写体Ｓを選定する被写体選定機能、被写体Ｓの画面上での出力位置を設定する出力位置設定機能の３つの機能を割り当てている。

図３は追尾すべき被写体Ｓを選定し、選定された被写体Ｓを画面上の任意の設定位置に出力し、追尾が開始されるまでの初期設定の手順についての制御方法を示したフローチャート図と各ステップに対応するモニタ画面である。ステップＳ１〜Ｓ１０は処理フローであり、（ａ）〜（ｅ）は主なステップにおけるモニタ１４の表示例である。

追尾を行うときは、操作者は先ず図１のモード切換ボタン８を押して追尾モードにする（ステップＳ１）。次に、操作部９で電動雲台２をパン又はチルト動作させ、（ａ）のように追尾すべき被写体Ｓをモニタ１４の画面中央付近に移動させる（ステップＳ２）。顔認識（ステップＳ３）がされると、（ｂ）のように追尾対象枠Ｆｔが顔周辺に破線で表示される（ステップＳ４）。追尾すべき被写体Ｓが追尾対象枠Ｆｔで表示された被写体Ｓであれば、追尾被写体設定手段である操作ボタン１０を押すことで選定され（ステップＳ５）、（ｃ）のように、追尾対象枠Ｆｔは実線で表示される（ステップＳ６）。ステップＳ６までで追尾する被写体を選定する。

続いて、再度操作部９で電動雲台２をパン又はチルト動作させ、（ｄ）のように追尾被写体Ｓを画面の出力すべき位置に移動させる（ステップＳ７）。最後に操作ボタン１０を押す（ステップＳ８）と、ＣＰＵ５は、追尾対象枠Ｆｔの中心座標Ｃ1を出力位置設定マークＭｐ１の座標である出力位置座標Ｏｐ１として取得する（ステップＳ９）。この時、（ｅ）に示すように出力位置座標Ｏｐ１に出力位置設定マークＭｐ１が撮影画像内に重ねて表示される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０まで実行することにより、追尾被写体を出力する撮影画面内の位置が設定される。

図４は、上述の図３に示した初期設定完了後、すなわち、出力位置設定ステップ完了後の自動追尾フロー、追尾被写体Ｓの画面上の出力位置を再設定する場合のフローチャート図である。最初に、ＣＰＵ５の制御演算部１３は、追尾対象枠Ｆｔのモニタ画面上の中心座標Ｃ１を取得する（ステップＳ１１）。次に、追尾対象枠Ｆｔの中心座標Ｃ１と出力位置座標Ｏｐ１の座標の差を計算する（ステップＳ１２）。計算の結果（ステップＳ１３）、Ｃ１とＯｐ１に差がある場合は、差がなくなるようにカメラ１、電動雲台２を駆動制御するための雲台／カメラ制御信号としての駆動信号を出力する（ステップＳ１４）。この結果、カメラ１の焦点距離を変化させるズーミング、電動雲台２のパン又はチルト動作の少なくとも１つを制御することによって画面上の被写体Ｓの位置を移動させることが出来る（ステップＳ１５）。そして、操作者が、操作部９を操作して（ステップＳ１７）、割り込み入力をしなければ（ステップＳ１６）、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１６まで順次繰り返される。この、ステップＳ１１からＳ１６までのフローが自動追尾である。本実施例では、中心座標Ｃ１と出力位置座標Ｏｐ１の差に対して、所定の範囲を設け、その差が所定の範囲内ならば、駆動信号を出力しないようにした。このように所定の範囲を設けたのは、少しでも差が存在することで電動雲台２を動作させたり、ズーミングを変化させたりして、頻繁に画面が動き、見づらくなるのを防止するためである。

次に、自動追尾中に追尾被写体Ｓを画面上の任意の位置に変更して再設定したい場合について説明する。操作者が操作部９を操作すると、制御演算部１３は、割り込み入力があったと判断し（ステップＳ１６）、追尾動作を中止する（ステップＳ１７）。つまり、ステップＳ１１からＳ１６までのフローを中止する。次に制御演算部１３は、引き続き操作部９からの信号入力有無を判断する（ステップＳ１８）。操作部９からの信号入力がある場合、電動雲台２をパン又はチルト動作させる駆動信号を出力し（ステップＳ１９）、画面上での被写体Ｓの位置を新たに設定する位置に移動させる（ステップＳ２０）。ここで、ステップＳ１９では、ジョイスティックの中点信号が制御演算部１３に入力された時を、信号入力なしとしている。よって、ジョイスティックの中点信号が制御演算部１３に入力されるまでは、ステップＳ２０の駆動信号を出力し、Ｓ１８からＳ２０を繰り返す。中点信号のかわりに、操作部９からの信号変化がある既定時間ない場合に、信号入力なしと判断させてもよい。

操作部９は、出力位置を設定する出力位置設定手段、かつ、出力位置を再設定する出力位置再設定手段として機能を併せ持つ。

以上のステップで、被写体Ｓを画面上の任意の位置に自由に再設定することが可能となる。最後に、制御演算部１３は、操作部９からの信号入力がないと判断すると（ステップＳ１８）、ステップＳ２１に進み、再度、追尾対象枠Ｆｔの中心座標Ｃ１を出力位置座標Ｏｐ１として取得する。そして、ステップＳ２２で、出力位置設定マークを画面に表示して、ステップＳ１１に戻り、自動追尾を再開する。

図５は実施例２のパン又はチルトの機能を有するカメラ装置の制御装置の制御を示すフローチャート図である。本実施例２では、追尾被写体Ｓの出力位置の再設定方法が実施例１と異なる。追尾動作前の出力位置設定ステップ等の初期設定のフローは、図３に示したフローと同様であるので省略する。

初期設定完了後は、本実施例の図５に記載の自動追尾２のフローに従って自動追尾が行われる。これは、図４に示した実施例１のステップＳ１１〜Ｓ１５と同様である（ステップＳ３０〜Ｓ３４）。実施例１の自動追尾１のフローと本実施例の自動追尾２のフローの差異は、制御演算部１３は、自動追尾中に操作部９が操作されても、実施例１の図１のステップＳ１６のような割り込み入力有無の判断を行わず、ステップＳ３０〜Ｓ３４の追尾被写体を自動追尾するフローをそのまま継続することである（図５）。つまり、図５の自動追尾２のフローに示されるように自動追尾は継続されたままの状態で、図６の割り込みフローが開始され、画面上の（ｆ）のように出力位置再設定マークＭｐ２が画面に表示される（ステップＳ３５）。引き続き制御演算部１３は、操作部９からの信号入力有無を判断し（ステップＳ３６）、入力がある場合は出力位置再設定マークＭｐ２を移動させる（ステップＳ３７）。操作部９により出力位置再設定マークＭｐ２を任意の位置に移動させ、操作部９からの信号入力がされなくなると（ステップＳ３６）、画面上の出力位置再設定マークＭｐ２の座標を取得する（ステップＳ３８）。この時、Ｍｐ２の座標を新たな出力位置座標Ｏｐ１とする（ステップＳ３９）。最後に、出力位置再設定マークＭｐ２を画面から消去し（ステップＳ４０）、操作部割り込みフローを終了する。その後は、自動追尾２のＳ３０以降のフローに従い自動追尾が再開され、被写体Ｓが、新たな出力位置座標に出力される。ところで本実施例では、出力位置設定マークＭｐ１、出力位置再設定マークＭｐ２の形を変えたが、色を変えたりしてもよい。

実施例１では、操作部９により、追尾動作を中止させ、電動雲台２をパン・チルト動作させ、被写体Ｓを画面の出力させたい位置に再移動させている。しかし、実施例２では、追尾動作を継続しながら、出力位置再設定マークＭｐ２を表示させ、操作部９により表示画面内で出力位置再設定マークＭｐ２を移動させて出力させたい位置に設定する。その後その位置に被写体Ｓを移動させて自動追尾を継続している。

本実施例のフローでは、被写体Ｓの動きが速い場合は、操作部９で出力位置再設定マークＭｐ２だけを移動させているので、被写体Ｓの動きが速い場合に有効である。

図７は実施例３のパン又はチルトの機能を有するカメラ装置の制御装置の制御を示すフローチャート図である。追尾動作前の出力位置設定ステップ等の初期設定のフローは、図３に示したフローと同様であるので省略する。

実施例１、２では、操作部９を操作して、対象の被写体Ｓを画面の任意の位置に再設定できるようにしている。しかし、被写体Ｓとカメラ１との被写体距離、ズーム位置、被写体Ｓの移動速度によっては、追尾被写体を出力すべき位置を画面の端に再設定すると、被写体Ｓが少し動いただけでも画面から外れ、追尾できなくなる場合がある。そこで、本実施例３では、被写体距離、ズーム位置（焦点距離、画角）、追尾被写体の移動速度を基に、再設定できる画面出力位置の範囲に制約を持たせるようにしている。

ステップＳ５０〜Ｓ５５は、実施例１の図４のステップＳ１１〜Ｓ１６と同様である。ステップＳ５０を実行すると、ステップＳ５１〜Ｓ５４と、これから説明するステップＳ６０〜Ｓ６４を並列処理する。

ステップＳ５０で中心座標Ｃ１を取得する、ＣＰＵ５はカメラ１のオートフォーカス情報（焦点情報）、ズーム位置情報を雲台・カメラ制御インタフェース部７を経由して制御演算部１３に取り込む（ステップＳ６０）。制御演算部１３では、これらの情報を基に被写体距離、焦点距離を計算する（ステップＳ６１）。

次に、被写体速度演算手段である制御演算部１３は、ステップＳ５１とステップＳ６１の計算結果、つまり、撮影画面内での追尾被写体の移動量である中心座標Ｃ１と出力位置設定マークＭｐ１の距離、焦点距離、被写体距離から、被写体Ｓの移動速度（被写体速度）を計算する（ステップＳ６２）。移動速度が最大被写体速度記憶手段であるＣＰＵ５内のメモリに記憶されている値より大きいかを判断し（ステップＳ６３）、大きければ値を更新する（ステップＳ６４）。これにより、被写体Ｓの移動速度の最大値である最大移動速度（最大被写体速度）を記憶することが出来る。ステップＳ６３において、ステップＳ６２で算出された移動速度がメモリに記憶されている値よりも小さければ、ステップＳ５５に進む。ところで、本実施例では、人の歩く速度を初期値としてメモリ内に記憶した。その後、操作部９からの割り込み信号が入力されるまで、ステップＳ５０〜Ｓ５５、Ｓ６０〜６４は繰り返し実行される。本実施例では、処理速度を速くするためにステップＳ５０〜Ｓ５５とステップＳ６０〜Ｓ６４を並列に行う場合を例示したが、本発明はこれに限定されることはなく、シリーズで実行してもよい。

続いてＣＰＵ５の制御演算部１３に操作部９からの信号が入力され、被写体Ｓの画面上の出力位置を再設定する場合について説明する。制御演算部１３に、操作部９からの信号が入力されると、実施例１の図４のステップＳ１８と同様に自動追尾を中止し、ステップＳ５５からステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０において、制限領域設定手段である制御演算部１３は、メモリに格納された被写体Ｓの最大移動速度、ステップＳ６０で得られたカメラ１に含まれるレンズの焦点距離、ステップＳ６１で得られた被写体距離、設計仕様である既知の電動雲台２のパン速度、チルティング速度による追尾速度、に基づき、被写体を表示する画面内位置として設定可能な領域を制限する出力位置制限領域を計算する。この出力位置制限領域は、被写体Ｓの最大移動速度が大きいほど、レンズ装置の焦点距離が長い（画角が狭い）ほど、被写体距離が短いほど、電動雲台２の追尾速度が遅いほど、画面の中心に近い狭い領域として設定される。また、出力位置制限領域は、被写体Ｓの最大移動速度が小さいほど、レンズ装置の焦点距離が短い（画角が広い）ほど、被写体距離が長いほど、電動雲台２の追尾速度が速いほど、広い領域として設定される。ここで、被写体Ｓの最大移動速度は、自動追尾時のある既定時間のみを計算しているので、マージンを見込んで少し大きめの値になるように係数を乗じておくことが好ましい。

そして、図８に示すように出力位置制限領域枠Ｆｒが画面に表示される（ステップＳ７１）。制御演算部１３は、引き続き操作部９からの信号有無を判断し（ステップＳ７２）、入力がある場合は、ステップＳ７３で追尾対象枠Ｆｔの中心座標Ｃ１を取得する。中心座標Ｃ１が、出力位置制限領域枠Ｆｒの閾値内か否かを判断し（ステップＳ７４）、閾値内であれば、電動雲台２をパン又はチルト動作させる駆動信号を出力し（ステップＳ７６）、被写体Ｓを移動させる（ステップＳ７７）。閾値の外であれば、駆動信号の制限を行った後（ステップＳ７５）、駆動信号を出力する（ステップＳ７６）。具体的には、これ以上パンニングまたはチルティングすると、出力位置制限枠Ｆｒから外れる場合、パンニングまたはチルティングの指令信号を０にして、出力位置制限枠Ｆｒの範囲外に出力位置を設定することができないようにする。以上のステップＳ７２〜Ｓ７７のフローを繰り返すことで、被写体Ｓの出力位置を出力位置制限領域枠Ｆｒ内で任意に移動させ再設定することが出来る。

最後に、ステップＳ７２で、操作部９からの信号有無が無いと判断されると、ステップＳ７８に進み、再度、追尾対象枠Ｆｔの中心座標Ｃ１を出力位置座標Ｏｐ１として取得し、ステップＳ７９で、出力位置設定マークを画面に表示して、ステップＳ５０に戻り、自動追尾を再開する。

本実施例では、実施例１の出力位置再設定を行うステップ内で、出力位置制限枠Ｆｒを設けたが、実施例２の出力位置再設定を行うステップ内で出力位置制限枠Ｆｒを設けてもよい。つまり、実施例２の出力位置再設定マークＭｐ２を移動させる時に、出力位置制限枠Ｆｒを設け制限する。

本実施例３では、最大被写体移動速度を計算し、出力位置制限領域を算出することにより、被写体Ｓの動作速度を検知し、出力位置制限領域内に出力位置を制限することで自動追尾が外れることはない。これは、追尾被写体の最大の移動速度を予め記憶しておくことにより、撮影条件によって画角や被写体距離が変化しても、その撮影条件下において追尾被写体が最大の移動速度で移動しても電動雲台の追尾速度で撮影画面内に被写体を追尾撮影し続けることができる出力位置制限領域を設定できるというものである。なお、予め人の歩く速度、走る速度等を幾つかのテーブルをＣＰＵ５の内部に保有しておき、これらのテーブルを選択して出力位置制限領域を算出してもよい。

また、出力位置制限領域は、被写体が撮影画角内での移動速度と、電動雲台２のパンニング速度及びチルティング速度による追尾速度との比較に基づいて決定される。すなわち、直接的には、電動雲台２の追尾速度（単位時間当たりの回転角度）と、追尾被写体の撮影画面内での移動速度（或いは、自動追尾カメラを中心とする角速度）とを比較することに基づいて、出力位置制限領域は算出される。従って、ステップＳ７０において、画面内速度演算手段である制御演算部１３は、記憶されている最大被写体移動速度は、焦点距離、被写体距離に基づいて被写体の撮影画面内での移動速度（或いは、自動追尾カメラを中心とする角速度）を算出し、該被写体の移動速度と電動雲台２のパンニング速度及びチルティング速度による追尾速度（設計仕様での追尾速度あるいは最大追尾速度）に基づいて出力位置制限領域を算出する。

これにより、追尾被写体の物体距離が短い状態において遅い速度で移動している場合であっても、メモリに記憶されている最大被写体移動速度で移動する可能性があるため、最大被写体移動速度に対応した出力位置制限領域が設定され、より確実に追尾被写体を撮影画面内で追尾し続けることができる。

以上の実施例１〜３においては、自動追尾カメラの制御装置について説明したが、本発明は、自動追尾カメラシステム等にも適用可能である。具体的には、図１に記載したカメラ１や電動雲台２と制御装置３の全てを併せ持つ自動追尾カメラシステムにも適用できる。なお、カメラ１によって撮影される映像を観察するためのモニタ１４等の表示手段を併せ持つことが好ましい。

つまり、自動追尾カメラシステムは、カメラ１と、このカメラ１を搭載した雲台２と、制御装置３とを備えていてもよい。また、制御装置３は、画面上において追尾被写体を出力する位置を設定する出力位置設定手段を備えている。そして、追尾動作中に、この出力位置設定手段により追尾被写体Ｓを再設定した位置に、追尾被写体Ｓの画像を出力するように、制御手段がカメラ１を搭載した電動雲台２を制御している。なお、出力位置設定手段は、出力位置再設定手段としての機能も有する構成として例示したが、本発明はこれに限定されることはなく、出力位置設定手段と出力位置再設定手段を別個に有する構成としてもよい。実施例では、制御装置３が出力位置設定手段を備えているが、出力位置設定手段は、例えばカメラ本体上、或いはカメラ１に装着された撮影レンズ上、或いは遠隔操作用制御装置上に配置してもよい。また、出力位置設定手段を、タッチパネル付き表示部に設けて、追尾被写体をタッチして、表示部上で移動できるようにしても良い。

１ カメラ
２ 電動雲台
３ 制御装置
４ 画像信号処理部
５ ＣＰＵ
６ 画像出力部
７ 雲台・カメラ制御インタフェース部
９ 操作部
１０ 操作ボタン
１１ 顔認識部
１２ 追尾対象枠・出力位置設定マーク生成部
１３ 制御演算部
１４ モニタ

Claims (6)

1. パン又はチルトの機能を有するカメラ装置の自動追尾制御装置であって、該自動追尾制御装置は、
   該カメラ装置からの撮影画像内で被写体を認識する被写体認識手段と、
   該被写体認識手段により認識された被写体を追尾被写体として設定する追尾被写体設定手段と、
   撮影画面内で、追尾被写体を出力する位置である出力位置を設定する出力位置設定手段と、
   該出力位置設定手段により設定された該出力位置に追尾被写体が位置するように該カメラ装置をパン又はチルトを駆動するための駆動信号を該カメラ装置に出力する制御演算手段と、
   追尾被写体を他の被写体と識別する表示を撮影画像に重ねた画像を出力する画像出力手段と、
   を備え、
   自動追尾中に該出力位置を変更する際は、自動追尾を中止し、該カメラ装置を駆動して追尾被写体の撮影画面内での位置を変更し、該出力位置設定手段によって、該追尾被写体の撮影画面内の位置を新たな出力位置として設定し、該新たな出力位置に追尾被写体が位置するように該カメラ装置を駆動するための駆動信号を該制御演算手段が該カメラ装置に出力することをもって自動追尾を再開する、
   ことを特徴とする自動追尾制御装置。
2. パン又はチルトの機能を有するカメラ装置の自動追尾制御装置であって、該自動追尾制御装置は、
   該カメラ装置からの撮影画像内で被写体を認識する被写体認識手段と、
   該被写体認識手段により認識された被写体を追尾被写体として設定する追尾被写体設定手段と、
   追尾被写体の画像を出力する撮影画面内での位置である出力位置を設定する出力位置設定手段と、
   該出力位置設定手段により設定された該出力位置に追尾被写体が位置するように該カメラ装置をパン又はチルトを駆動するための駆動信号を該カメラ装置に出力する制御演算手段と、
   追尾被写体を他の被写体と識別する表示、及び、該出力位置を再設定するためのマークを、撮影画像に重ねた画像を出力する画像出力手段と、
   該マークの位置を撮影画面内で移動し、かつ、該マークの位置を新たな出力位置として設定する出力位置再設定手段と、
   を備え、
   自動追尾中に該出力位置を変更する際は、該出力位置再設定手段によって該マークを撮影画面内で移動して新たな出力位置として設定し、該新たな出力位置に追尾被写体の画像を出力するように該カメラ装置を駆動するための駆動信号を該制御演算手段は該カメラ装置に出力する、
   ことを特徴とする自動追尾制御装置。
3. 追尾被写体の撮影画面内の移動速度を算出する画面内速度演算手段と、
   前記カメラ装置のパンニング速度及びチルティング速度、該画面内速度演算手段で得られた移動速度に基づいて、前記出力位置再設定手段で前記出力位置を再設定することが可能な制限領域を設定する制限領域設定手段と、
   を有し、
   前記画像出力手段は、さらに該制限領域を前記撮影画像に重ねて出力する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動追尾制御装置。
4. 前記カメラ装置の焦点距離と、前記カメラ装置の焦点情報に基づく追尾被写体の被写体 距離と、該追尾被写体の撮影画面内での移動量に基づいて、追尾被写体の移動速度である被写体速度を算出する被写体速度演算手段と、
   該被写体速度のうち最大値を最大被写体速度として記憶する最大被写体速度記憶手段と、
   を有し、
   前記画面内速度演算手段は、該カメラの焦点距離、追尾被写体の被写体距離、及び、該 最大被写体速度に基づいて、追尾被写体の前記移動速度を算出し、
   前記制限領域設定手段は、該最大被写体速度に基づく追尾被写体の移動速度、前記カメラ装置のパンニング速度及びチルティング速度に基づいて、前記制限領域を設定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の自動追尾制御装置。
5. 前記制御演算手段は、撮影画面内での前記出力位置と追尾被写体の位置との差異が所定の閾値より大きいときに、該カメラ装置をパン又はチルトを駆動するための駆動信号を該カメラ装置に出力する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動追尾制御装置。
6. パン又はチルトの機能を有するカメラ装置と、
   該カメラ装置に接続された請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動追尾制御装置と、
   該自動追尾制御装置に接続された表示手段であって、該自動追尾制御装置の前記画像出力手段から出力された画像を表示する表示手段と、
   を有する自動追尾カメラシステム。

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