JP2023048013A - 撮像装置、撮像方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】焦点位置を適切に合わせる。【解決手段】撮像装置１００は、撮像素子と、撮像素子の撮像領域ＡＲ０に存在する物体の位置情報を取得する物体情報取得部と、撮像領域ＡＲ０内における対象領域ＡＲの位置情報を取得する対象領域取得部と、対象領域ＡＲ内に物体が存在する場合、その物体に焦点位置を合わせるように、撮像装置１００の焦点位置を制御する焦点位置制御部と、対象領域ＡＲ内に物体が存在する場合、その物体が、それよりも過去に対象領域ＡＲに存在した物体と同一であるかを判断する物体同定部と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置、撮像方法及びプログラムに関する。

焦点位置を自動的に設定するオートフォーカス方式の撮像装置が知られている。例えば特許文献１には、ユーザが指定した所定の位置にフォーカスを合わせる旨が記載されている。

国際公開第２０１７／１４１７４６号

オートフォーカス方式の撮像装置においては、フォーカスを適切に合わせることが求められている。

本発明は、上記課題に鑑み、フォーカスを適切に合わせることが可能な撮像装置、撮像方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる撮像装置は、物体を撮像可能な撮像装置であって、撮像素子と、前記撮像素子の撮像領域に存在する物体の位置情報を取得する物体情報取得部と、前記撮像領域内における対象領域の位置情報を取得する対象領域取得部と、前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体に焦点位置を合わせるように、前記撮像装置の焦点位置を制御する焦点位置制御部と、前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体が、それよりも過去に前記対象領域に存在した物体と同一であるかを判断する物体同定部と、を有する。

本発明の一態様にかかる撮像方法は、物体を撮像する撮像方法であって、撮像領域に存在する物体の位置情報を取得するステップと、前記撮像領域内における対象領域の位置情報を取得するステップと、前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体に焦点位置を合わせるように、撮像装置の焦点位置を制御するステップと、前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体が、それよりも過去に前記対象領域に存在した物体と同一であるかを判断するステップと、を含む。

本発明の一態様にかかるプログラムは、物体を撮像する撮像方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、撮像領域に存在する物体の位置情報を取得するステップと、前記撮像領域内における対象領域の位置情報を取得するステップと、前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体に焦点位置を合わせるように、撮像装置の焦点位置を制御するステップと、前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体が、それよりも過去に前記対象領域に存在した物体と同一であるかを判断するステップと、を前記コンピュータに実行させる。

本発明によれば、フォーカスを適切に合わせることができる。

図１は、第１実施形態に係る撮像装置の模式的なブロック図である。 図２は、対象領域の一例を説明するための模式図である。 図３は、対象領域の一例を説明するための模式図である。 図４は、対象領域の他の例を示す模式図である。 図５は、対象領域の他の例を示す模式図である。 図６は、焦点位置の設定の処理フローを説明するフローチャートである。 図７は、物体の運動を所定の条件とする場合の例を説明する模式図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
（撮像装置の構成）
図１は、第１実施形態に係る撮像装置の模式的なブロック図である。第１実施形態に係る撮像装置１００は、撮像範囲内の物体を撮像する撮像装置である。撮像装置１００は、焦点位置を自動で設定可能なオートフォーカス方式のカメラである。撮像装置１００は、所定のフレーム毎に撮像することで動画像を撮像するビデオカメラであってもよいし、静止画像を撮像するカメラであってもよい。撮像装置１００は、任意の用途で用いられてよく、例えば設備内や屋外の所定の位置に設定される監視カメラとして用いられてよい。

図１に示すように、撮像装置１００は、光学素子１０と、撮像素子１２と、画像処理回路１３と、物体位置測定部１４と、入力部１６と、表示部１８と、通信部２０と、記憶部２２と、制御部２４とを有する。

光学素子１０は、例えばレンズなどの光学系の素子である。光学素子１０は、１つであっても複数であってもよい。

撮像素子１２は、光学素子１０を通して入射した光を電気信号である画像信号に変換する素子である。撮像素子１２は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ ＣＯｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどである。

画像処理回路１３は、撮像素子１２が生成した画像信号から、１フレーム毎の画像データを生成する。画像データは、例えば１つのフレームにおける各画素の輝度や色の情報を含むデータであり、画素毎の階調が割り当てられるデータであってもよい。

物体位置測定部１４は、測定対象となる物体の、撮像装置１００に対する位置（物体の相対位置）を測定するセンサである。ここでの物体とは、任意の物であってよく、生物であっても無生物であってもよく、以降においても同様である。また、ここでの物体は、移動可能な物を指してもよいが、それに限られず移動しない物を指してもよい。

本実施形態では、物体位置測定部１４は、物体の相対位置として、撮像装置１００から物体までの距離を測定する。物体位置測定部１４は、物体の相対位置を測定可能な任意のセンサであってよいが、例えば、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサであってよい。物体位置測定部１４がＴＯＦセンサである場合には、例えば、光を照射する発光素子（例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）と、光を受光する受光部が設けられており、発光素子から物体に照射されて受光部に戻ってきた光の飛行時間により、物体までの距離を測定する。なお、物体位置測定部１４は、物体の相対位置として、撮像装置１００から物体までの距離を測定に加えて、例えば撮像装置１００に対して物体が存在する方向も測定してよい。言い換えれば、物体位置測定部１４は、撮像装置１００を原点とする座標系における物体の位置（座標）を、物体の相対位置として測定してもよい。

入力部１６は、ユーザからの入力（操作）を受け付ける機構であり、例えばボタン、キーボード、タッチパネルなどであってよい。

表示部１８は、画像を表示する表示パネルである。表示部１８は、撮像装置１００が撮像した画像に加えて、後述の対象領域ＡＲをユーザが設定するための画像も表示可能であってよい。

通信部２０は、外部の装置と通信を行う通信モジュールであり、例えばアンテナやＷｉ－Ｆｉ（登録商標）モジュールなどであってよい。撮像装置１００は、無線通信で外部の装置と通信を行うが、有線通信でもよく、通信方式は任意であってよい。

記憶部２２は、撮像した画像データや、制御部２４の演算内容やプログラムなどの各種情報を記憶するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような主記憶装置と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。記憶部２２が記憶する制御部２４用のプログラムは、撮像装置１００が読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。

制御部２４は、演算装置であり、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算回路を含む。制御部２４は、対象領域取得部３０と、物体情報取得部３２と、焦点位置制御部３４と、撮像制御部３６と、画像取得部３８と、物体同定部４０とを含む。制御部２４は、記憶部２２からプログラム（ソフトウェア）を読み出して実行することで、対象領域取得部３０と物体情報取得部３２と焦点位置制御部３４と撮像制御部３６と画像取得部３８と物体同定部４０とを実現して、それらの処理を実行する。なお、制御部２４は、１つのＣＰＵによってこれらの処理を実行してもよいし、複数のＣＰＵを備えて、それらの複数のＣＰＵで、処理を実行してもよい。また、対象領域取得部３０と物体情報取得部３２と焦点位置制御部３４と撮像制御部３６と画像取得部３８と物体同定部４０との処理の少なくとも一部を、ハードウェア回路で実現してもよい。

（対象領域取得部）
対象領域取得部３０は、撮像装置１００の撮像領域内に設定された対象領域ＡＲの情報を取得する。対象領域ＡＲとは、焦点位置を自動で合わせるために設定される領域である。対象領域ＡＲの情報とは、対象領域ＡＲの位置を示す情報、すなわち対象領域ＡＲの位置情報である。以下、対象領域ＡＲについて説明する。

図２及び図３は、対象領域の一例を説明するための模式図である。図２は、撮像装置１００や対象領域ＡＲを鉛直方向上方から見た図であり、図３は、撮像装置１００や対象領域ＡＲを水平方向から見た図である。以下、方向Ｚを鉛直方向とし、方向Ｘを、方向Ｚに直交する水平方向の一方向とし、方向Ｙを、方向Ｚ及び方向Ｘに直交する方向（水平方向）とする。図２及び図３に示すように、撮像装置１００によって画像を撮像可能な範囲を、撮像領域ＡＲ０とする。撮像領域ＡＲ０は、撮像素子１２の画角内に入る領域（空間）を指し、言い換えれば、実空間のうちで画像として写る範囲を指す。対象領域ＡＲは、撮像領域ＡＲ０の範囲内に設定される領域（空間）である。

より詳しくは、対象領域ＡＲは、撮像領域ＡＲ０内であって、第１位置ＡＸ１と第２位置ＡＸ２との間の領域である。第１位置ＡＸ１は、撮像装置１００からの距離が第１距離Ｌ１となる位置であり、第２位置ＡＸ２は、撮像装置１００からの距離が、第１距離Ｌ１よりも短い第２距離Ｌ２となる位置である。図２及び図３に示すように、本実施形態においては、第１位置ＡＸ１は、撮像領域ＡＲ０内において、撮像装置１００からの距離が第１距離Ｌ１となる各位置（座標）を含む仮想的な面であるといえる。同様に、第２位置ＡＸ２は、撮像領域ＡＲ０内において、撮像装置１００からの距離が第２距離Ｌ２となる各位置（座標）を含む仮想的な面であるといえる。すなわち、対象領域ＡＲは、撮像領域ＡＲ０内において、撮像装置１００からの距離が第２距離Ｌ２となる仮想面と、撮像装置１００からの距離が第１距離Ｌ１となる仮想面とに囲われた空間であるといえる。なお、第１位置ＡＸ１は、第１位置ＡＸ１に含まれる全ての位置（座標）が、撮像装置１００から第１距離Ｌ１となる仮想面であることに限られず、第１位置ＡＸ１に含まれる少なくとも一部の位置（座標）が、撮像装置１００から第１距離Ｌ１となる仮想面であってよい。同様に、第２位置ＡＸ２は、第２位置ＡＸ２に含まれる少なくとも一部の位置（座標）が、撮像装置１００から第２距離Ｌ２となる仮想面であってよい。

図４及び図５は、対象領域の他の例を示す模式図である。図２及び図３の説明では、対象領域ＡＲは、撮像装置１００の光軸方向（画像の奥行き方向）については、撮像領域ＡＲ０に対して第１位置ＡＸ１及び第２位置ＡＸ２によって区切られていたが、撮像装置１００の光軸方向に対する放射方向（画角の広がり方向）については、撮像領域ＡＲ０に対して区切られていない。言い換えれば、対象領域ＡＲの画角の広がり方向における端面は、撮像領域ＡＲ０の画角の広がり方向における端面と一致している。ただしそれに限られず、対象領域ＡＲは、画角の広がり方向についても、撮像領域ＡＲ０に対して区切られていてよい。すなわち例えば、図４及び図５に示すように、対象領域ＡＲは、第３位置ＡＸ３によって、画角の広がり方向についても、撮像領域ＡＲ０に対して区切られていてよい。この例では、第３位置ＡＸ３は、撮像装置１００の光軸ＬＸに対して、放射方向外側に所定距離離れた位置（座標）を含む仮想的な面（ここでは円筒の側面形状の閉曲面）である。この場合、対象領域ＡＲは、第１位置ＡＸ１、第２位置ＡＸ２、及び第３位置ＡＸ３で囲われた領域（空間）となる。なお、第３位置ＡＸ３は、第３位置ＡＸ３に含まれる全ての位置（座標）が、光軸ＬＸから第１距離Ｌ１となる仮想面であることに限られず、第３位置ＡＸ３に含まれる少なくとも一部の位置（座標）が、光軸ＬＸから第３距離Ｌ３となる仮想面であってよい。例えば、第３位置ＡＸ３は、光軸方向に沿って撮像装置１００から離れるに従って、放射方向外側（水平方向及び仰角方向）に所定の角度をもって広がる仮想面であってもよい。

なお、対象領域ＡＲの大きさや形状は、以上の説明に限られず任意であってよい。また、対象領域ＡＲの位置も、第１位置ＡＸ１と第２位置ＡＸ２との間に限られず、任意の位置であってよい。また、対象領域ＡＲは、撮像領域ＡＲ０内に設定される領域であったが、それに限られない。例えば、物体位置測定部１４によって測距可能な範囲を測距領域（測距空間）とすると、対象領域ＡＲは、測距領域内に設定される領域であってもよい。この場合、図２から図５における撮像領域ＡＲを、測距領域として扱ってよい。

対象領域取得部３０は、任意の方法で対象領域ＡＲの情報を取得してよい。例えば、対象領域ＡＲの位置が予め設定されていてよい。この場合、対象領域取得部３０は、予め設定された対象領域ＡＲの位置情報を、記憶部２２から読み出してもよいし、通信部２０を介して、他の機器から、対象領域ＡＲの位置情報を取得してもよい。また例えば、対象領域ＡＲの位置が予め設定されていない場合には、対象領域取得部３０が、対象領域ＡＲの位置を自動で設定してもよい。また例えば、ユーザが対象領域ＡＲの位置を設定してもよい。この場合例えば、ユーザが、入力部１６に、対象領域ＡＲの位置を指定する情報（例えば第１距離Ｌ１、第２距離Ｌ２、第３距離Ｌ３の値など）を入力し、対象領域取得部３０は、ユーザによって指定された対象領域ＡＲの位置情報に基づき、対象領域ＡＲを設定してもよい。また例えば、対象領域ＡＲは、座標を指定されることにより設定されてもよい。すなわち例えば図２の例では、対象領域ＡＲの頂点位置となる座標Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が指定されてもよく、座標Ｐ１～Ｐ４に囲われる領域を、対象領域ＡＲとして設定してよい。

（物体情報取得部）
物体情報取得部３２は、撮像領域ＡＲ０内に存在する物体の位置情報を取得する。物体情報取得部３２は、物体位置測定部１４を制御して、物体位置測定部１４に、撮像装置１００に対する物体の相対位置を測定させる。物体情報取得部３２は、物体位置測定部１４による、撮像装置１００に対する物体の相対位置の測定結果を、物体の位置情報として取得する。物体情報取得部３２は、所定時間毎に、物体の位置情報の取得を行うことで、物体の位置情報を逐次取得する。また、物体情報取得部３２は、物体の位置情報に基づき、物体の形状を示す情報（例えば物体の３Ｄ形状）も取得できる。例えば、物体情報取得部３２は、ＴＯＦ画像情報など、複数の位置情報を集積して、物体の３Ｄ形状を取得できる。

（焦点位置制御部）
焦点位置制御部３４は、撮像装置１００の焦点位置を設定する。焦点位置制御部３４は、光学素子１０の位置を制御することで、すなわち光学素子１０の位置を移動させることで、焦点位置を制御する。

焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に存在する物体に、焦点位置を合わせる。言い換えれば、焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に存在すると判断された物体の位置に、焦点位置を設定する。本実施形態では、焦点位置制御部３４は、物体情報取得部３２によって取得された物体の位置情報に基づき、その物体が対象領域ＡＲ内に存在するかを判断する。焦点位置制御部３４は、物体情報取得部３２によって取得された物体の位置が、対象領域ＡＲの位置と重なる場合には、その物体が対象領域ＡＲ内に存在すると判断して、物体情報取得部３２によって取得されたその物体の位置に、焦点位置を合わせる。すなわち例えば、撮像装置１００から物体までの距離が第１距離Ｌ１以下であり、かつ、第２距離Ｌ２以上である場合には、焦点位置制御部３４は、その物体が対象領域ＡＲ内に存在すると判断し、その物体に焦点位置を合わせる。一方、焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に存在しない物体に対しては、焦点位置を合わせない。すなわち例えば、撮像装置１００から物体までの距離が、第１距離Ｌ１より遠い場合や、第２距離Ｌ２より近い場合には、焦点位置制御部３４は、その物体が対象領域ＡＲ内に存在しないと判断し、その物体に焦点位置を合わせない。

焦点位置制御部３４は、焦点位置を合わせた物体が、対象領域ＡＲ内に存在している期間においては、その物体に焦点位置を合わせ続ける。すなわち、焦点位置制御部３４は、物体情報取得部３２によって取得された所定時間毎の物体の位置情報に基づき、その物体が対象領域ＡＲ内に存在し続けているかを判断して、その物体が対象領域ＡＲ内に存在し続けている期間においては、その物体に焦点位置を合わせ続ける。一方、焦点位置を合わせた物体が、対象領域ＡＲ外に移動した場合には、すなわち対象領域ＡＲ内に存在しなくなった場合には、焦点位置制御部３４は、焦点位置をその物体から外して、その物体以外の位置に焦点を合わせる。

なお、焦点位置制御部３４は、撮像装置１００の稼働開始時（撮像可能な状態となったタイミング）から対象領域ＡＲ内に存在している物体に対しては、焦点位置を合わせなくてもよい。すなわち、焦点位置制御部３４は、稼働開始後に対象領域ＡＲ内に入ってきた物体に対して、焦点位置を合わせるものであってよい。言い換えれば、焦点位置制御部３４は、あるタイミングにおいては対象領域ＡＲ内に存在するが、そのタイミングより前のタイミングでは対象領域ＡＲ内に存在しない物体に対して、対象領域ＡＲ内に存在し始めたタイミングから、焦点位置を合わせてよい。言い換えれば、物体が対象領域ＡＲ外から対象領域ＡＲ内に移動した場合に、その物体を、焦点位置制御部３４が焦点を合わせる対象と認識してよい。すなわち、焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ外から対象領域ＡＲ内に移動した物体に対して焦点位置を合わせてもよい。

また、焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に物体が存在しない場合には、予め設定した設定位置に、焦点位置を合わせてよい。設定位置は、任意に設定されてよいが、例えば対象領域ＡＲの中心位置など、対象領域ＡＲ内に設定されていることが好ましい。

なお、焦点位置は、ユーザによって設定されてもよい。この場合例えば、焦点位置が自動で設定されるオートモードと、焦点位置をユーザが設定するマニュアルモードとが切り替え可能となっていてよい。そして、オートモードの場合には、上述のように、焦点位置制御部３４によって焦点位置が設定される。一方、マニュアルモードの場合には、ユーザによって、入力部１６に焦点位置を設定する操作が入力されて、焦点位置制御部３４が、ユーザの操作に応じて、焦点位置を設定する。

（撮像制御部）
撮像制御部３６は、撮像装置１００による撮像を制御して、画像を撮像させる。撮像制御部３６は、例えば撮像素子１２を制御して、撮像素子１２に画像信号を取得させる。例えば、撮像制御部３６は、撮像素子１２に、自動で画像信号を取得させてもよいし、ユーザの操作に応じて画像信号を取得させてもよい。

（画像取得部）
画像取得部３８は、撮像素子１２によって取得された画像データを取得する。画像取得部３８は、例えば、画像処理回路１３を制御して、画像処理回路１３に、撮像素子１２が生成した画像信号から画像データを生成させて、その画像データを取得する。画像取得部３８は、画像データを記憶部２２に記憶させる。

（物体同定部）
物体同定部４０は、対象領域ＡＲ内に物体が存在する場合、その物体が、それよりも過去に対象領域ＡＲに存在した物体と同一であるかを判断する。すなわち、物体が対象領域ＡＲ内に位置すると判断されたら、焦点位置制御部３４がその物体に焦点位置を合わせつつ、物体同定部４０が、その物体がそれより過去に同じ対象領域ＡＲに存在した物体と同一であるかを判定する。

本実施形態では、物体同定部４０は、対象領域ＡＲ内に存在すると判断された物体の画像データと、過去に対象領域ＡＲ内に存在すると判断された物体の画像データとに基づき、それらの物体が同一であるかを判定する。この場合、撮像制御部３６は、対象領域ＡＲ内に物体が存在していると判断されたタイミングで、その物体を含む画像を撮像させて、画像取得部３８によって、その物体の画像データを取得させる。物体同定部４０は、今回取得された物体の画像データと、過去に取得された物体の画像データとに基づき、それらの物体が同一であるかを判断する。なお、物体の画像データとは、その物体の外形を示す画像データである。

画像データに基づいた物体が同一かの判定方法は任意であってよいが、例えば、物体同定部４０は、物体の画像データから物体の特徴量を抽出して、特徴量の一致度合いに基づいて、物体が同一かを判定してよい。すなわち、物体同定部４０は、過去に取得された物体の画像データからその物体の特徴量を抽出し、今回取得された物体の画像データからその物体の特徴量を抽出して、それぞれの物体の特徴量の一致度合いに基づいて、物体が同一かを判定する。物体同定部４０は、特徴量の一致度合いが所定の閾値以上である場合に物体が同一であると判定し、特徴量の一致度合いが所定の閾値未満である場合に物体が同一でないと判定する。なお、過去に取得された物体の画像データからの特徴量の抽出は、任意のタイミングで行われてよく、例えばその物体の画像データが取得された過去のタイミングで抽出されて、記憶部２２に記憶されていてもよい。この場合、物体同定部４０は、過去に取得された物体の画像データから抽出された特徴量を記憶部２２から読み出す。また、特徴量を抽出して一致度合いを算出する方法は任意であってよいが、例えば、ＡＩ（Ａｒｉｔｉｆｉｃａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）モデルによって行われてよい。また、物体の同一判定は、画像データ以外に基づいて行ってもよい。例えば、物体情報取得部３２の取得する３Ｄ形状の情報を用いて、物体の同一判定を行ってもよい。

なお、ここでの過去とは、現在（物体が対象領域ＡＲ内に位置すると判断された最新のタイミング）から所定時間前までの期間を指す。すなわち、本実施形態においては、物体同定部４０は、所定時間前のタイミング以降に対象領域ＡＲに物体が存在していた場合に、その物体と、今回対象領域ＡＲ内に存在すると判断された物体とが同一であるかを判断する。言い換えれば、物体同定部４０は、今回対象領域ＡＲ内に存在すると判断された物体と、所定時間前のタイミング以降に対象領域ＡＲ内に存在する物体とが同一であるかを判定する。ただし、所定時間前のタイミング以降に対象領域ＡＲ内に存在する物体とだけ同一判定することに限られない。すなわち、物体同定部４０は、所定時間前より更に過去に対象領域ＡＲ内に存在すると判断された物体がある場合にも、その物体と同一判定してよい。

また、過去に物体が対象領域ＡＲ内に存在していた回数が複数ある場合には、物体同定部４０は、今回の物体と、直近の過去に対象領域ＡＲに存在した物体とが一致するかを判断してよい。ただし、直近の物体とのみ同一判定することに限られず、物体同定部４０は、今回の物体の画像データと、過去のそれぞれの物体の画像データとに基づき、今回の物体が過去のそれぞれの物体と一致するかを判断してよい。

なお、撮像装置１００は、表示部１８に撮像領域ＡＲ内の画像をリアルタイムで表示する場合には、画像を常に撮像しているともいえる。ただし、その画像は、録画中でない場合には、バッファなどに一時的に記憶された後、記憶部２２に保存されずに自動的に消去される。本実施形態においては、同一判定のために用いられる画像データは、記憶部２２に自動的に保存される録画用の画像データではなく、記憶部２２に保存されずに自動的に消去される画像データを指してよい。

過去の物体との同一判定の方法は、画像データを用いることに限られない。例えば、物体同定部４０は、物体情報取得部３２により取得された物体の位置情報に基づき、過去の物体との同一判定を行ってよい。この場合例えば、物体同定部４０は、時系列で連続して取得された物体の位置情報から、今回に対象領域ＡＲ内に位置する物体が、過去に対象領域ＡＲ内に存在した物体が一度対象領域ＡＲ外に移動して、今回、対象領域ＡＲ内に再び入ってきたものに該当するかを判定する。物体同定部４０は、物体同定部４０は、過去に対象領域ＡＲ内に存在した物体が再び入ってきたものに該当すると判定した場合には、今回の物体がその過去の物体と同一であると判定する。

物体同定部４０が、過去の物体との同一判定の判定結果を、記憶部２２に記憶させる。すなわち、物体同定部４０は、今回対象領域ＡＲ内に位置すると判断されたその物体がそれより過去に同じ対象領域ＡＲに存在した物体と同一であるかの判断結果を、記憶部２２に記憶させる。この場合例えば、物体同定部４０が、この判断結果を、その物体の画像データと対応付けて記憶部２２に記憶させてもよいし、この判断結果を、画像データが取得された時刻に対応づけて記憶部２２に記憶させてもよい。

以上説明した焦点位置を合わせる処理と、過去の物体との同一判定の処理との例を、図２を用いて説明する。図２は、物体Ａが、対象領域ＡＲ外の位置Ａ０、対象領域ＡＲ内の位置Ａ１、対象領域ＡＲ外の位置Ａ２、対象領域ＡＲ内の位置Ａ３、対象領域ＡＲ外の位置４の順で移動した場合の例を示している。この場合、焦点位置制御部３４は、物体Ａが位置Ａ０に存在するタイミングにおいては、物体Ａに焦点位置を合わせず、例えば設定位置に焦点位置を合わせる。そして、焦点位置制御部３４は、物体Ａが位置Ａ１に位置するタイミングにおいて、すなわち物体Ａが対象領域ＡＲ内に入ったタイミングにおいて、物体Ａに焦点位置を合わせる。この際、物体同定部４０は、位置Ａ１に位置する物体Ａと、物体Ａが位置Ａ１に位置するタイミングより過去に対象領域ＡＲに位置した物体とが、同一であるかを判定する。本例では、物体Ａが位置Ａ１に位置するタイミングより過去に対象領域ＡＲに位置した物体は存在しないため、物体同定部４０は、物体Ａと同一の物体は過去にないと判定して、その判定結果を記憶部２２に記憶させる。

焦点位置制御部３４は、物体Ａが、対象領域ＡＲ内に位置している期間においては、物体Ａに焦点位置を合わせ続ける。その後、物体Ａが位置Ａ２に移動したタイミングにおいて、すなわち物体Ａが対象領域ＡＲ外に出たタイミングにおいて、焦点位置制御部３４は、物体Ａから焦点位置を外し、設定位置に焦点位置を戻す。その後、物体Ａが位置Ａ３に位置するタイミングにおいて、すなわち物体Ａが対象領域ＡＲ内に再度入ったタイミングにおいて、物体Ａに焦点位置を合わせる。この際、物体同定部４０は、位置Ａ３に位置する物体Ａと、物体Ａが位置Ａ３に位置するタイミングより過去に対象領域ＡＲに位置した物体とが、同一であるかを判定する。本例では、物体Ａは、位置Ａ１において対象領域ＡＲ内に位置していたので、物体同定部４０は、位置Ａ３に位置する物体Ａと、位置Ａ１に位置する物体Ａとが同一の物体であると判定して、その判定結果を記憶部２２に記憶させる。

その後、物体Ａが位置Ａ４に移動したタイミングにおいて、すなわち物体Ａが対象領域ＡＲ外に出たタイミングにおいて、焦点位置制御部３４は、物体Ａから焦点位置を外し、設定位置に焦点位置を戻す。

（焦点位置の設定フロー）
次に、以上で説明した焦点位置の設定の処理フローを説明する。図６は、焦点位置の設定の処理フローを説明するフローチャートである。図６に示すように、制御部２４は、対象領域取得部３０により、対象領域ＡＲの情報を取得し（ステップＳ１０）、物体情報取得部３２により、物体の位置情報を取得する（ステップＳ１２）。ステップＳ１０、Ｓ１２の実施順は任意であってよい。制御部２４は、焦点位置制御部３４により、物体の位置情報に基づき、物体が対象領域ＡＲ内に位置しているかを判断する（ステップＳ１４）。物体が対象領域ＡＲ内に位置しない場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻り、物体の位置情報の取得を続ける。一方、物体が対象領域ＡＲ内に位置する場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、焦点位置制御部３４は、その物体に焦点位置を合わせる（ステップＳ１６）。そして、物体同定部４０により、対象領域ＡＲ内に位置する物体が過去に対象領域ＡＲ内に位置した物体と同一であるかを判断する（ステップＳ１８）。本実施形態では例えば、物体同定部４０は、物体が対象領域ＡＲ内に位置したタイミングよりも所定時間前のタイミング以降に、対象領域ＡＲ内に物体が存在したかを判断する。物体同定部４０は、所定時間前のタイミング以降に対象領域ＡＲ内に物体が存在した場合に、所定時間前のタイミング以降に対象領域ＡＲ内に存在した物体と、今回対象領域ＡＲ内に存在する物体とが同一であるかを判断する。物体同定部４０は、同一であるかの判断結果を記憶部２２に記憶させる。その後、物体の位置情報の取得を続けて、物体が対象領域ＡＲ外に移動したかを判断する（ステップＳ２０）。物体が対象領域ＡＲ外に移動しない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、すなわち物体が対象領域ＡＲ内に存在し続ける場合、ステップＳ１６に戻り、その物体に焦点位置を合わせ続ける。物体が対象領域ＡＲ外に移動した場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、焦点位置制御部３４は、その物体から焦点位置を外す（ステップＳ２２）。その後、処理を終了しない場合は（ステップＳ２４；Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻り、処理を終了する場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。

（効果）
以上説明したように、本実施形態に係る撮像装置１００は、撮像素子１２と、物体情報取得部３２と、対象領域取得部３０と、焦点位置制御部３４と、物体同定部４０とを有する。物体情報取得部３２は、撮像素子１２の撮像領域ＡＲ０に存在する物体の位置情報を取得する。対象領域取得部３０は、撮像領域ＡＲ０内における対象領域ＡＲの位置情報を取得する。焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に物体が存在する場合、その物体に焦点位置を合わせるように、撮像装置１００の焦点位置を制御する。物体同定部４０は、対象領域ＡＲ内に物体が存在する場合、その物体が、それよりも過去に対象領域ＡＲに存在した物体と同一であるかを判断する。

ここで、オートフォーカス方式の撮像装置においては、焦点位置を適切に合わせることが求められている。それに対し、本実施形態に係る撮像装置１００は、対象領域ＡＲ内に存在する物体に焦点位置を合わせるため、例えば監視などにおいて注目すべき領域である対象領域ＡＲに存在する物体にフォーカスを適切に合わせることができる。さらに、本実施形態においては、対象領域ＡＲ内の物体が、過去に同じ対象領域ＡＲに位置していたかを判定するため、対象領域ＡＲに時間差で物体が現れた場合、それらが同じ物体であるかを認識することができる。

物体同定部４０は、対象領域ＡＲに存在する物体を撮像素子１２により撮像した画像データと、それよりも過去に対象領域ＡＲに存在した物体を撮像素子１２により撮像した画像データとに基づき、物体が同一であるかを判断する。画像データに基づき同一判定することで、対象領域ＡＲに時間差で物体が現れた場合、それらが同じ物体であるかを適切に認識することができる。

物体同定部４０は、対象領域ＡＲ内に物体が存在する場合、それよりも所定時間前のタイミング以降に対象領域ＡＲに存在した物体と同一であるかを判断する。従って、対象領域ＡＲに時間差で物体が現れた場合、それらが同じ物体であるかを適切に認識することができる。

対象領域ＡＲは、撮像装置１００からの距離が第１距離Ｌ１となる第１位置ＡＸ１と、撮像装置１００からの距離が第１距離Ｌ１より短い第２距離Ｌ２となる第２位置ＡＸ２との間に位置する。本実施形態に係る撮像装置１００は、このような位置に存在する物体に適切に焦点位置を合わせることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、対象領域ＡＲ内に存在して、かつ所定の条件を満たす物体に対して焦点位置を合わせる点で、第１実施形態と異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

第２実施形態においては、焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に存在し、かつ、所定の条件を満たす物体に対して、焦点位置を合わせる。焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に存在することと、所定の条件を満たすこととの、少なくとも一方を満たさない物体に対しては、焦点位置を合わせない。焦点位置制御部３４は、焦点位置を合わせた物体が、所定の条件を満たして対象領域ＡＲ内に存在し続ける期間中、その物体に焦点位置を合わせ続ける。一方、焦点位置制御部３４は、その物体が、対象領域ＡＲ内に存在することと、所定の条件を満たすこととの、少なくとも一方を満たさなくなった場合には、その物体から焦点位置を外す。すなわち例えば、焦点位置制御部３４は、その物体が所定条件を満たしているが対象領域ＡＲ外に移動した場合や、対象領域ＡＲ内に存在するが所定条件を満たさなくなった場合には、その物体から焦点位置を外す。

焦点位置制御部３４は、任意の方法で所定の条件を満たすかを判断してよいが、例えば、物体の位置情報と、物体の画像との少なくとも一方に基づき、所定の条件を満たすかを判断してよい。ここでの物体の位置情報は、物体位置測定部１４の測定結果を指してよく、物体の画像は、撮像素子１２によって取得された、物体が写っている画像データを指してよい。

ここでの所定の条件とは、物体が対象領域ＡＲ内に存在する以外であれば、任意の条件であってよい。例えば、所定の条件は、物体が所定の運動を行っていること、物体が所定の形状であること、及び物体が所定方向を向いていること、の少なくとも１つであってよい。また、これらのうちのいずれか２つを所定条件としてよいし、これらの全てを所定条件としてもよい。焦点位置制御部３４は、所定の条件が複数設定されている場合には、全ての条件を満たした場合に、所定の条件を満たすと判断する。

物体の運動を所定の条件とする場合について説明する。この場合、焦点位置制御部３４は、時系列で連続して取得された物体の位置情報に基づき、物体が所定の運動を行っているかを判断する。焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に存在し、かつ、所定の運動を行っている物体に対して、焦点位置を合わせる。焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に存在することと、所定の運動を行っていることとの、少なくとも一方を満たさない物体に対しては、焦点位置を合わせない。焦点位置制御部３４は、焦点位置を合わせた物体が、対象領域ＡＲ内に存在して所定の運動を続けている期間中、その物体に焦点位置を合わせ続ける。一方、焦点位置制御部３４は、その物体が、対象領域ＡＲ内に存在することと、所定の運動を行うこととの、少なくとも一方を満たさなくなった場合には、その物体から焦点位置を外す。なお、ここでの物体の運動とは、物体の移動態様を指しており、例えば、物体の移動方向と移動速度とを指してよい。例えば、所定の運動が、鉛直方向下方に１０ｍ／ｈ以上の速度で移動していることを指す場合には、焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内で、鉛直方向下方に１０ｍ／ｈ以上の速度で移動する物体に対して、焦点位置を合わせる。なお、物体の運動は、物体の移動方向と移動速度とを指すことに限られず、任意の移動態様を指してよい。例えば、物体の運動は、物体の移動方向と移動速度との少なくとも一方を指してよい。

図７は、物体の運動を所定の条件とする場合の例を説明する模式図である。図７の例では、物体が鉛直方向下方（Ｚ方向と反対方向）に移動することを、すなわち物体の移動方向を、所定の条件としている。そして、図７の例では、物体Ａが、位置Ａ０ａから、位置Ａ１ａ、位置Ａ２ａを通って位置Ａ３ａまで鉛直方向下方に移動し、位置Ａ３ａで停止した場合を示している。位置Ａ０ａは、対象領域ＡＲ外であり、位置Ａ１ａ、Ａ２ａ、Ａ３ａは、対象領域ＡＲ内である。この場合、焦点位置制御部３４は、物体Ａが位置Ａ０ａに存在するタイミングにおいては、物体Ａが対象領域ＡＲ外であるため、物体Ａに焦点位置を合わせず、例えば設定位置に焦点位置を合わせる。そして、焦点位置制御部３４は、物体Ａが位置Ａ１ａに存在するタイミングにおいて、すなわち物体Ａが鉛直方向下方に移動しつつ対象領域ＡＲ内に入ったタイミングにおいて、物体Ａに焦点位置を合わせる。焦点位置制御部３４は、物体Ａが位置Ａ２ａに存在するタイミングにおいても、物体Ａに焦点位置を合わせ続けて、物体Ａが位置Ａ３ａに移動して停止したタイミングにおいて、物体Ａから焦点位置を外し、設定位置に焦点位置を戻す。

次に、物体の形状を所定の条件とする場合について説明する。この場合、焦点位置制御部３４は、物体が写った画像データに基づき、物体が所定の形状であるかを判断する。対象領域ＡＲ内に存在し、かつ、所定の形状の物体に対して、焦点位置を合わせる。焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に存在することと、所定の形状であることとの、少なくとも一方を満たさない物体に対しては、焦点位置を合わせない。焦点位置制御部３４は、焦点位置を合わせた物体が、所定の形状であり対象領域ＡＲ内に存在し続けている期間中、その物体に焦点位置を合わせ続ける。一方、焦点位置制御部３４は、その物体が、対象領域ＡＲ内に存在することと、所定の形状であることとの、少なくとも一方を満たさなくなった場合には、その物体から焦点位置を外す。ここでの物体の形状は、例えば、物体の大きさと物体の外形との少なくとも一方であってよい。例えば、所定の形状が、所定の大きさ以上であることを指す場合には、焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に存在する所定の大きさ以上の物体に対して、焦点位置を合わせる。なお、物体の形状情報の取得には、物体情報取得部３２の取得する３Ｄ形状の情報を用いてもよい。

物体の向きを所定の条件とする場合について説明する。この場合、焦点位置制御部３４は、物体が写った画像データに基づき、物体が所定方向を向いているかを判断する。対象領域ＡＲ内に存在し、かつ、所定方向を向く物体に対して、焦点位置を合わせる。焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲ内に存在することと、所定方向を向いていることとの、少なくとも一方を満たさない物体に対しては、焦点位置を合わせない。焦点位置制御部３４は、焦点位置を合わせた物体が、所定方向を向きつつ対象領域ＡＲ内に存在し続けている期間中、その物体に焦点位置を合わせ続ける。一方、焦点位置制御部３４は、その物体が、対象領域ＡＲ内に存在することと、所定方向を向いていることとの、少なくとも一方を満たさなくなった場合には、その物体から焦点位置を外す。なお、物体の向きの情報の取得には、物体情報取得部３２の取得する３Ｄ形状の情報を用いてもよい。

なお、所定の条件は、任意の方法で設定されてよく、例えば、予め設定されていてよい。この場合、焦点位置制御部３４は、予め設定された所定の条件を示す情報（例えば移動方向及び移動速度）を、記憶部２２から読み出してもよいし、通信部２０を介して、他の機器から、所定の条件を取得してもよい。また例えば、所定の条件が予め設定されていない場合には、焦点位置制御部３４が、所定の条件を自動で設定してもよい。また例えば、ユーザが所定の条件を設定してもよい。この場合例えば、ユーザが、入力部１６に、所定の条件を指定する情報（例えば移動方向及び移動速度）を入力し、焦点位置制御部３４は、ユーザによって指定された情報に基づき、所定の条件を設定してもよい。

以上説明したように、第２実施形態においては、焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲに存在し、かつ、所定の運動を行っている物体に、焦点位置を合わせてもよい。焦点位置制御部３４は、その物体が所定の運動を行っている期間には、焦点位置をその物体に合わせ続け、その物体が所定の運動を行わなくなったら、焦点位置をその物体から外す。このように、対象領域ＡＲ内にあることに加えて、所定の運動を満たすことも焦点位置を合わす条件とすることで、特定の動きをしている物体を追跡して、焦点位置を適切に合わせることが可能となる。

第２実施形態においては、焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲに存在し、かつ、所定の形状の物体に、焦点位置を合わせてもよい。このように、対象領域ＡＲ内にあることに加えて、所定の形状であることも焦点位置を合わす条件とすることで、特定の形状の物体を追跡して、焦点位置を適切に合わせることが可能となる。

第２実施形態においては、焦点位置制御部３４は、対象領域ＡＲに存在し、かつ、所定の方向を向く物体に、焦点位置を合わせてもよい。このように、対象領域ＡＲ内にあることに加えて、所定の方向を向いていることも焦点位置を合わす条件とすることで、特定の向きの物体を追跡して、焦点位置を適切に合わせることが可能となる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、各実施形態の構成を組み合わせることも可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。また、各実施形態では、焦点位置を合わせるという動作を特徴点として説明したが、焦点位置を合わせる動作と、他の動作とを組み合わせてもよい。例えば、焦点位置を合わせる動作と、ズームによる拡大縮小の動作と組み合わせてもよい。また、各実施形態の説明において、焦点位置を合わせる動作を、他の動作に置き換えてもよい。例えば、各実施形態の説明において、焦点位置を合わせる動作を、ズームによる拡大縮小の動作に置き換えてもよい。また、各実施形態における撮像装置の制御部２４は、例えば物体が所定の対象領域ＡＲに出入りをする、物体が所定の方向の運動をするなどの設定された条件を満たしたとき、通信部２０を通して所定の送信先に通知をおこなうようにしてもよい。ここでの設定された条件とは、例えば、物体が対象領域ＡＲ内に移動することをトリガとしてその物体に焦点位置を合わせることを指してよい。

１０ 光学素子
１２ 撮像素子
１４ 物体位置測定部
３０ 対象領域取得部
３２ 物体情報取得部
３４ 焦点位置制御部
４０ 物体同定部
ＡＲ 対象領域
ＡＲ０ 撮像領域
ＡＸ１ 第１位置
ＡＸ２ 第２位置
Ｌ１ 第１距離
Ｌ２ 第２距離

Claims (6)

1. 物体を撮像可能な撮像装置であって、
   撮像素子と、
   前記撮像素子の撮像領域に存在する物体の位置情報を取得する物体情報取得部と、
   前記撮像領域内における対象領域の位置情報を取得する対象領域取得部と、
   前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体に焦点位置を合わせるように、前記撮像装置の焦点位置を制御する焦点位置制御部と、
   前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体が、それよりも過去に前記対象領域に存在した物体と同一であるかを判断する物体同定部と、
   を有する、
   撮像装置。
2. 前記物体同定部は、前記対象領域に存在する物体を前記撮像素子により撮像した画像データと、それよりも過去に前記対象領域に存在した物体を前記撮像素子により撮像した画像データとに基づき、物体が同一であるかを判断する、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記物体同定部は、前記対象領域内に物体が存在する場合、それよりも所定時間前のタイミング以降に前記対象領域に存在した物体と同一であるかを判断する、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記対象領域は、前記撮像装置からの距離が第１距離となる第１位置と、前記撮像装置からの距離が前記第１距離より短い第２距離となる第２位置との間に位置する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 物体を撮像する撮像方法であって、
   撮像領域に存在する物体の位置情報を取得するステップと、
   前記撮像領域内における対象領域の位置情報を取得するステップと、
   前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体に焦点位置を合わせるように、撮像装置の焦点位置を制御するステップと、
   前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体が、それよりも過去に前記対象領域に存在した物体と同一であるかを判断するステップと、
   を含む、
   撮像方法。
6. 物体を撮像する撮像方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
   撮像領域に存在する物体の位置情報を取得するステップと、
   前記撮像領域内における対象領域の位置情報を取得するステップと、
   前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体に焦点位置を合わせるように、撮像装置の焦点位置を制御するステップと、
   前記対象領域内に物体が存在する場合、その物体が、それよりも過去に前記対象領域に存在した物体と同一であるかを判断するステップと、
   を前記コンピュータに実行させる、
   プログラム。
   

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