JP6257308B2 - 自動追尾撮影システム - Google Patents
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Description
本実施例の自動追尾撮影システムは、レンズ30、カメラ20、雲台(駆動手段)10、自動追尾撮影システムを操作する操作機1、追尾処理装置40から構成される。レンズ30は、ズーム機能及びフォーカス機能を有する。カメラ20は、レンズ30からの被写体光を受光し被写体像を撮像する。雲台10は、カメラ20及びレンズ30をパン駆動及びチルト駆動して撮影方向を変更する。
まず、操作器間通信部46から操作器1からの操作命令があるかを判定し(S101)、操作命令がある場合には、雲台10へ操作信号を送信する(S102)。次に、現在追尾中かどうかを判定し(S103)、追尾中でない場合には、追尾を開始するかの判定を行う(S104)。追尾開始条件を満たした場合には、カメラ20、レンズ30や雲台10の位置を初期状態へ移行させる(S105)。追尾中ではなく、追尾開始条件も満たしていない場合には、S101の操作信号の受信処理に戻る。追尾中であった場合には、追尾処理のモードフラグを参照し、初期モードであるかどうかの判定を行う(S107)。初期モードであった場合は、後述の初期モード処理を行う(S106)。初期モードではなく通常モードであった場合には、後述の通常モード処理を行う(S108)。最後に追尾終了の判定を行い(S109)、操作器1から追尾終了命令を受信するか、または追尾すべき被写体が画面外に移動してしまった場合のように、追尾終了条件を満たした場合には、追尾停止中へ移行する(S110)。以上のS101〜S110の処理を繰り返すことで、追尾被写体の追尾動作を行う。
追尾処理装置CPU45は初期モードの追尾処理のはじめに、前述の画像処理プロセッサ43から被写体情報を受信し、画面内に被写体が存在するか、存在する場合にはその位置情報を受信する(S201)。受信された被写体の情報から、画面内に被写体が存在するかの判定を行い(S202)、画面内に被写体が存在する場合には、さらに被写体が目標座標(所定位置)に到達したかの判定を行う(S203)。本実施例においては、目標座標とは、例えば、被写体の重心座標(Xobj, Yobj)のX座標値が、目標座標(所定位置)Xtgtに到達したか否かで判断することとするが、本発明はこれに限定されることはない。被写体が目標座標(所定位置)に到達した場合は、追尾処理のモードフラグを通常モードに切り替える(S204)。被写体が目標座標(所定位置)に到達していない場合は、処理を終了し、初期モードを継続する。S202において被写体が画面内に存在しない場合は、追尾終了フラグを立て(S205)、処理を終了する。
追尾処理装置CPU45は通常モードの追尾処理のはじめに、前述の画像処理プロセッサ43から被写体情報(画面内に被写体が存在する場合にはその位置情報を含む被写体情報)を受信する(S301)。受信された被写体情報から、画面内に被写体が存在するかの判定を行い(S302)、画面内に被写体が存在する場合には、速度決定手段である追尾処理装置CPU45は、撮影画像内における被写体の位置と撮影画像内での目標位置との差分に基づいて雲台10を追尾動作させる速度vを決定する(S303)。画面内に被写体が存在しない場合には、追尾終了フラグを立て(S304)、雲台10を停止させるようにv=0とする(S305)。最後に、決定した速度で動作するように雲台10へ操作信号を送信することで、自動追尾動作を行う(S306)。
追尾処理装置CPU45は、追尾被写体を最初に認識した後、追尾被写体が撮影画像内の所定位置に到達するまでは初期モードでパン、チルト、ズーム(駆動手段)の速度を制御し、追尾被写体が所定位置に到達した後は通常モードでパン、チルト、ズームの速度を制御する。
このことによって、追尾開始時における被写体を補足するための急激で不必要な動作を省き、被写体をスムーズに自動追尾することが出来る。
自動追尾撮影システムの構成は図1に示す実施例1と同様である。追尾の基本処理についても図3に示すフローチャートと同様である。ただし、初期モードの処理S106における追尾処理装置CPU45の処理が異なるため、実施例2の初期モードにおける追尾処理装置CPU45の処理のフローチャートを図6に示す。通常モードにおける追尾処理S108は上記実施例1と同様である。
自動追尾撮影システムの構成は図1に示す実施例1と同様である。追尾の基本処理についても図3に示すフローチャートと同様である。ただし初期モードの処理S106における追尾処理装置CPU45の処理が異なる。本実施例は、初期モードにおいて、目標算出手段である追尾処理装置CPU45は、追尾対象である被写体を捉えるための目標座標(目標位置、目標位置範囲)を随時更新することを特徴としている。図8は、目標座標を更新しながら被写体を最終的な目標座標へ誘導する例を示している。被写体が画面内に進入し追尾を開始すると、まず被写体を小目標1の位置に捕捉するように雲台10を動作させる。そして、順に小目標2、3…というように徐々に被写体を誘導し、最終的には通常モード時における目標座標へ被写体を留める。上記の目標座標の更新方法(小目標の設定方法)は2つの手法から選択する。一つ目の方法は、一定時間後に通常モードにおける目標座標へ到達するように更新する方法である(更新方法1)。二つ目の方法は、移動速度算出手段である追尾処理装置CPU45は、被写体の初期の移動ベクトルを検知し、その速度によって最適な時間で通常モードにおける目標座標へ到達するように更新する方法である(更新方法2)。通常モードにおける追尾処理S108は上記実施例1と同様である。
まず、被写体を画面内に捉えるための目標座標の更新方法を決定する(S501)。そして実施例1、2と同様に、被写体の認識情報を受信し(S502)、被写体が存在するかを判定する(S503)。被写体が存在する場合には、S501で決定した目標座標の更新方法を判定し(S504)、上記更新方法2である場合のみ被写体の初期移動ベクトルを検知する(S505)。そして、目標値算出手段である追尾処理装置CPU45は、選択された更新方法に従って、目標座標を設定または更新する(S506)。次に、速度決定手段でもある追尾処理装置CPU45は、追尾に適した速度vを決定し(S507)、雲台10へ速度vの操作信号を送信する(S508)。最後に被写体が目標座標に到達したか判定し(S509)、目標座標に到達した場合は、追尾処理のモードフラグを通常モードに切り替える(S510)。目標座標へ到達していない場合には、処理を終了し、初期モードを継続する。また、S503で被写体が存在しなかった場合は、追尾終了フラグを立て(S511)、速度v=0とし(S512)、雲台10へ速度vの操作信号を送信した後(S513)、処理を終了する。
自動追尾撮影システムの構成は図1に示す実施例1と同様である。
上記実施例1〜3においては、主にパン・チルトの旋回制御について述べてきたが、本実施例4においては、レンズ30はズーム光学系を有し、パン・チルトの旋回制御に加えてズーム制御についての実施形態を示す。図10は追尾すべき被写体と、追尾処理装置40が認識する被写体の領域(Sx, Sy)(現在値)である。本実施例の通常モード時においては、撮影画像内における被写体サイズ(図10における被写体領域の対角線長)をあらかじめ設定した一定の値(目標値、所定サイズ)を保つようにズーム光学系の焦点距離を変更するようズーム制御を行っている。
自動追尾撮影システムの構成は図1に示す実施例1と同様である。画面内における被写体サイズの定義、通常モード時の制御手法については実施例4と同様である。
20 カメラ
30 レンズ
40 追尾処理装置
45 追尾処理装置CPU(速度決定手段、移動速度算出手段)
Claims (16)
- 被写体を撮影する撮影装置と、該撮影装置の撮影方向を変更する駆動手段と、前記撮影装置による撮影画像内の追尾被写体を認識する認識手段と、前記撮影画像内における前記追尾被写体の位置と前記撮影画像内の目標位置との差分に基づいて前記駆動手段の速度を制御する制御手段と、を備える自動追尾撮影システムであって、
前記制御手段は、前記認識手段が前記追尾被写体を最初に認識した後、前記追尾被写体が前記撮影画像内の所定位置に到達するまでは初期モードで前記駆動手段の速度を制御し、前記追尾被写体が前記所定位置に到達した後は通常モードで前記駆動手段の速度を制御しており、
前記制御手段は、前記通常モードにおいて前記差分に基づいて前記駆動手段の速度を求める際のゲインが、前記初期モードのゲインよりも大きくなるように、前記駆動手段の速度を制御する、
ことを特徴とする自動追尾撮影システム。 - 前記制御手段は、前記撮影画像内における前記追尾被写体の位置と前記撮影画像内の前記目標位置との差分が大きいほど、前記初期モードでは遅く、前記通常モードでは速くなるように、前記駆動手段の速度を決定する、ことを特徴とする、請求項1に記載の自動追尾撮影システム。
- 前記制御手段が使用する前記目標位置を算出する目標算出手段を有し、
前記目標算出手段は、前記初期モードでは前記目標位置を更新し、前記通常モードではあらかじめ設定された前記目標位置とする、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の自動追尾撮影システム。 - 前記目標算出手段は、前記初期モードでは、前記追尾被写体を最初に撮影画像内で認識した位置と前記通常モードで使用する目標位置をもとに、目標位置を算出することを特徴とする請求項3に記載の自動追尾撮影システム。
- 前記追尾被写体の移動速度を算出する移動速度算出手段を有し、
前記目標算出手段は、前記移動速度算出手段で算出される前記追尾被写体の移動速度をもとに目標位置を算出する、
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の自動追尾撮影システム。 - 前記撮影装置は、ズーム光学系を含み、
前記制御手段は、前記初期モードではズーム速度をゼロとし、前記通常モードでは前記追尾被写体の撮影画像内での大きさが一定になるようにズーム速度を決定する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の自動追尾撮影システム。 - 前記撮影装置は、ズーム光学系を含み、
前記制御手段は、前記初期モードでは前記追尾被写体を撮影画像内で認識した際の大きさを維持するようにズーム速度を決定し、前記通常モードでは撮影画像内で所定の大きさを維持するようにズーム速度を決定する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の自動追尾撮影システム。 - 被写体を撮影する撮影装置と、該撮影装置の撮影方向を変更する駆動手段と、前記撮影装置による撮影画像内の追尾被写体を認識する認識手段と、前記撮影画像内における前記追尾被写体の位置と前記撮影画像内の目標位置との差分に基づいて前記駆動手段の速度を制御する制御手段と、を備える自動追尾撮影システムであって、
前記制御手段は、前記認識手段が前記追尾被写体を最初に認識した後、前記追尾被写体が前記撮影画像内の所定位置に到達するまでは初期モードで前記駆動手段の速度を制御し、前記追尾被写体が前記所定位置に到達した後は通常モードで前記駆動手段の速度を制御しており、
前記制御手段は、前記追尾被写体の位置が同じ場合、前記通常モードにおける前記駆動手段の速度よりも、前記初期モードにおける前記駆動手段の速度の方が遅い、
ことを特徴とする自動追尾撮影システム。 - 前記制御手段は、前記初期モードは前記通常モードよりも、前記駆動手段の駆動速度を算出する際のゲインが低い、ことを特徴とする請求項8に記載の自動追尾撮影システム。
- 前記制御手段は、前記撮影画像内における前記追尾被写体の位置と前記撮影画像内の前記目標位置との差分が大きいほど、前記初期モードでは遅く、前記通常モードでは速くなるように、前記駆動手段の速度を決定する、ことを特徴とする、請求項8又は9に記載の自動追尾撮影システム。
- 前記制御手段が使用する前記目標位置を算出する目標算出手段を有し、
前記目標算出手段は、前記初期モードでは前記目標位置を更新し、前記通常モードではあらかじめ設定された前記目標位置とする、
ことを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の自動追尾撮影システム。 - 前記目標算出手段は、前記初期モードでは、前記追尾被写体を最初に撮影画像内で認識した位置と前記通常モードで使用する目標位置をもとに、目標位置を算出することを特徴とする請求項11に記載の自動追尾撮影システム。
- 前記追尾被写体の移動速度を算出する移動速度算出手段を有し、
前記目標算出手段は、前記移動速度算出手段で算出される前記追尾被写体の移動速度をもとに目標位置を算出する、
ことを特徴とする請求項11又は12に記載の自動追尾撮影システム。 - 前記撮影装置は、ズーム光学系を含み、
前記制御手段は、前記初期モードではズーム速度をゼロとし、前記通常モードでは前記追尾被写体の撮影画像内での大きさが一定になるようにズーム速度を決定する、
ことを特徴とする請求項8乃至13のいずれか1項に記載の自動追尾撮影システム。 - 前記撮影装置は、ズーム光学系を含み、
前記制御手段は、前記初期モードでは前記追尾被写体を撮影画像内で認識した際の大きさを維持するようにズーム速度を決定し、前記通常モードでは撮影画像内で所定の大きさを維持するようにズーム速度を決定する、
ことを特徴とする請求項8乃至13のいずれか1項に記載の自動追尾撮影システム。 - ズーム光学系を用いて被写体を撮影する撮影装置と、前記ズーム光学系の焦点距離を変更し、前記撮影装置による撮影画像内での前記被写体の像の大きさを変更する駆動手段と、前記撮影装置による撮影画像内の追尾被写体を認識する認識手段と、前記撮影画像内における前記追尾被写体のサイズと目標サイズとの差分に基づいて前記ズーム光学系を制御する制御手段と、を備える自動追尾撮影システムであって、
前記制御手段は、前記認識手段が前記追尾被写体を最初に認識した後、前記追尾被写体のサイズが前記撮影画像内の所定サイズに到達するまでは初期モードで前記ズーム光学系のズーム速度を制御し、前記追尾被写体のサイズが前記所定サイズに到達した後は通常モードで前記ズーム光学系のズーム速度を制御しており、
前記制御手段は、前記追尾被写体のサイズが同じ場合、前記通常モードにおける前記駆動手段のズーム速度よりも、前記初期モードにおける前記駆動手段のズーム速度の方が遅い、
ことを特徴とする自動追尾撮影システム。
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