JPH05204456A - 画像追尾装置 - Google Patents
画像追尾装置Info
- Publication number
- JPH05204456A JPH05204456A JP4014683A JP1468392A JPH05204456A JP H05204456 A JPH05204456 A JP H05204456A JP 4014683 A JP4014683 A JP 4014683A JP 1468392 A JP1468392 A JP 1468392A JP H05204456 A JPH05204456 A JP H05204456A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target object
- tracking
- frame
- target
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 撮像装置の視軸を目標物に追尾させる画像追
尾装置に関し、最大目標捕捉距離を大きくし、且つ近距
離の目標物に対しての追尾特性を改善する。 【構成】 撮像装置１の視軸を目標物に指向させる指向
装置２と、撮像装置１からの画像信号のフレーム積分回
数を可変とするフレーム積分部５及びこのフレーム積分
部５の出力信号のＳ／Ｎを監視してＳ／Ｎが低い状態で
はフレーム積分回数を多くし、Ｓ／Ｎが高い状態ではフ
レーム積分回数を小さくするように制御する追尾制御部
６とを含む画像処理部３と、この画像処理部３の出力信
号に応じて指向装置２を制御し、撮像装置の視軸を目標
物に追従させる追尾処理部４とを備えている。
尾装置に関し、最大目標捕捉距離を大きくし、且つ近距
離の目標物に対しての追尾特性を改善する。 【構成】 撮像装置１の視軸を目標物に指向させる指向
装置２と、撮像装置１からの画像信号のフレーム積分回
数を可変とするフレーム積分部５及びこのフレーム積分
部５の出力信号のＳ／Ｎを監視してＳ／Ｎが低い状態で
はフレーム積分回数を多くし、Ｓ／Ｎが高い状態ではフ
レーム積分回数を小さくするように制御する追尾制御部
６とを含む画像処理部３と、この画像処理部３の出力信
号に応じて指向装置２を制御し、撮像装置の視軸を目標
物に追従させる追尾処理部４とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、撮像装置の視軸を目標
物に追尾させる画像追尾装置に関する。画像追尾装置
は、移動する目標物に撮像装置の視軸が指向するように
制御し、目標物を観測するもので、撮像装置としては赤
外線センサを用いた構成が多く使用されている。この赤
外線センサを用いた撮像装置は、目標物とその背景との
赤外線放射パワーを電気信号に変換した画像信号を出力
するものであり、目標物の温度と背景の温度との差を示
す画像信号を処理して目標物を抽出し、この目標物が視
野中心となるように、撮像装置の視軸を目標物の方向に
指向させるものである。このような画像追尾装置に於い
ては、画像信号に含まれるノイズが比較的多いものであ
るから、目標物が遠方に存在していて、信号が微弱であ
る時に、目標物をノイズの中から抽出するのが難しもの
である。従って、このような遠方目標物をも効果的に抽
出することが要望されている。
物に追尾させる画像追尾装置に関する。画像追尾装置
は、移動する目標物に撮像装置の視軸が指向するように
制御し、目標物を観測するもので、撮像装置としては赤
外線センサを用いた構成が多く使用されている。この赤
外線センサを用いた撮像装置は、目標物とその背景との
赤外線放射パワーを電気信号に変換した画像信号を出力
するものであり、目標物の温度と背景の温度との差を示
す画像信号を処理して目標物を抽出し、この目標物が視
野中心となるように、撮像装置の視軸を目標物の方向に
指向させるものである。このような画像追尾装置に於い
ては、画像信号に含まれるノイズが比較的多いものであ
るから、目標物が遠方に存在していて、信号が微弱であ
る時に、目標物をノイズの中から抽出するのが難しもの
である。従って、このような遠方目標物をも効果的に抽
出することが要望されている。
【０００２】
【従来の技術】画像追尾装置は、例えば、図４の（Ａ）
に示すように、赤外線センサを用いた撮像装置４１と、
指向装置４２と、画像処理部４３と、追尾処理部４４と
からなり、指向装置４２により撮像装置４１の視軸が上
下左右に制御される。この撮像装置４１からの画像信号
は画像処理部４３に加えられ、画像処理部４３に於いて
ディジタル的に処理されて目標物が抽出され、その目標
物が撮像装置４１の視野中心となるように、追尾処理部
４４により指向装置４２が制御される。従って、目標物
が移動しても、撮像装置４１の視軸が目標物に向くよう
に自動的に制御され、目標物を追尾して観測することが
できる。
に示すように、赤外線センサを用いた撮像装置４１と、
指向装置４２と、画像処理部４３と、追尾処理部４４と
からなり、指向装置４２により撮像装置４１の視軸が上
下左右に制御される。この撮像装置４１からの画像信号
は画像処理部４３に加えられ、画像処理部４３に於いて
ディジタル的に処理されて目標物が抽出され、その目標
物が撮像装置４１の視野中心となるように、追尾処理部
４４により指向装置４２が制御される。従って、目標物
が移動しても、撮像装置４１の視軸が目標物に向くよう
に自動的に制御され、目標物を追尾して観測することが
できる。
【０００３】図４の（Ｂ）は、図４の（Ａ）の機能ブロ
ック図を示すもので、４５は撮像装置、４６は補償フィ
ルタ、４７は加算器、４８は補償フィルタ、４９はパワ
ーアンプを含む制御駆動部、５０はモータ、５１はイナ
ーシャ、５２は角速度センサ、５３は物理的積分（１／
ｓ）である。モータ５０は、撮像装置４１の視軸を上下
左右に変更する指向装置４２のジンバル部を駆動する為
のものであり、イナーシャ５１は、モータ５０の負荷と
なる機構部分のイナーシャを示す。
ック図を示すもので、４５は撮像装置、４６は補償フィ
ルタ、４７は加算器、４８は補償フィルタ、４９はパワ
ーアンプを含む制御駆動部、５０はモータ、５１はイナ
ーシャ、５２は角速度センサ、５３は物理的積分（１／
ｓ）である。モータ５０は、撮像装置４１の視軸を上下
左右に変更する指向装置４２のジンバル部を駆動する為
のものであり、イナーシャ５１は、モータ５０の負荷と
なる機構部分のイナーシャを示す。
【０００４】図５は目標追尾動作説明図であり、撮像装
置４１の視軸が指向装置４２によって制御される構成に
於いて、目標物５４の温度がＴ0 ＋ΔＴ〔℃〕、大気温
度がＴ0 〔℃〕、大気の透過率がτの場合、背景の温度
は大気温度に近く、ほぼＴ0 〔℃〕である場合が一般的
であり、従って、撮像装置４１に入射される目標物５４
の赤外線放射パワー（鎖線で示す）と背景の赤外線放射
パワー（点線で示す）との差は、大気中の赤外線の減衰
の影響により、τ・ΔＴ〔℃〕に相当したものとなる。
置４１の視軸が指向装置４２によって制御される構成に
於いて、目標物５４の温度がＴ0 ＋ΔＴ〔℃〕、大気温
度がＴ0 〔℃〕、大気の透過率がτの場合、背景の温度
は大気温度に近く、ほぼＴ0 〔℃〕である場合が一般的
であり、従って、撮像装置４１に入射される目標物５４
の赤外線放射パワー（鎖線で示す）と背景の赤外線放射
パワー（点線で示す）との差は、大気中の赤外線の減衰
の影響により、τ・ΔＴ〔℃〕に相当したものとなる。
【０００５】撮像装置４１により目標物５４等を撮像し
て得られた画像信号は、例えば、ＡＺ軸とＥＬ軸と信号
レベル軸との直交座標によって概略を示すものとなる。
従って、目標物５４と背景との温度差に対応した信号レ
ベル差によって目標物５４を抽出することができる。そ
して、図５の下方に示すように、横軸をＡＺ（水平走査
方向）、縦軸をＥＬ（垂直走査方向）とし、視野中心を
５５とすると、目標物が視野内の５６の位置で抽出され
た場合、偏角ΔＡＺ，ΔＥＬを求め、この偏角ΔＡＺ，
ΔＥＬが零となるように指向装置４２を制御することに
なる。
て得られた画像信号は、例えば、ＡＺ軸とＥＬ軸と信号
レベル軸との直交座標によって概略を示すものとなる。
従って、目標物５４と背景との温度差に対応した信号レ
ベル差によって目標物５４を抽出することができる。そ
して、図５の下方に示すように、横軸をＡＺ（水平走査
方向）、縦軸をＥＬ（垂直走査方向）とし、視野中心を
５５とすると、目標物が視野内の５６の位置で抽出され
た場合、偏角ΔＡＺ，ΔＥＬを求め、この偏角ΔＡＺ，
ΔＥＬが零となるように指向装置４２を制御することに
なる。
【０００６】図４の（Ｂ）に於いて、撮像装置４５は、
追尾制御ループによって目標方位と視野中心方位との差
が零となるように制御される構成であることを示し、こ
の撮像装置４５による画像信号を補償フィルタ４６を介
して加算器４７に加え、角速度センサ５２からの視野中
心角速度信号との差分を補償フィルタ４８を介して制御
駆動部４９に加え、目標方位と視野中心方位との差の偏
角ΔＡＺ，ΔＥＬが零となるように、指向装置のモータ
５０を制御駆動部４９の出力によって制御し、目標方位
に視野中心方位が一致するように制御することになる。
この場合、モータ５０によってジンバル機構（図示せ
ず）や撮像装置４５の質量に対応したイナーシャ５１を
機械的に駆動することになり、その動きの積分結果が視
野中心方位となる。又その時の角速度は、ジャイロ装置
等からなる角速度センサ５２により検出される。或い
は、視野中心の移動速度から算出することができる。
追尾制御ループによって目標方位と視野中心方位との差
が零となるように制御される構成であることを示し、こ
の撮像装置４５による画像信号を補償フィルタ４６を介
して加算器４７に加え、角速度センサ５２からの視野中
心角速度信号との差分を補償フィルタ４８を介して制御
駆動部４９に加え、目標方位と視野中心方位との差の偏
角ΔＡＺ，ΔＥＬが零となるように、指向装置のモータ
５０を制御駆動部４９の出力によって制御し、目標方位
に視野中心方位が一致するように制御することになる。
この場合、モータ５０によってジンバル機構（図示せ
ず）や撮像装置４５の質量に対応したイナーシャ５１を
機械的に駆動することになり、その動きの積分結果が視
野中心方位となる。又その時の角速度は、ジャイロ装置
等からなる角速度センサ５２により検出される。或い
は、視野中心の移動速度から算出することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする問題点】撮像装置４１からの
画像信号に含まれるノイズはランダム的な場合が殆どで
あるから、目標物と背景との画像信号レベルの差が僅か
な値であっても、複数フレームにわたって画素対応に積
分することにより、背景ノイズは相殺されるが、目標物
信号は加算されるから、Ｓ／Ｎを改善することができ
る。即ち、フレーム積分回数を多くする程、Ｓ／Ｎを改
善することができる。しかし、フレーム積分回数を多く
すると、目標抽出に要する時間が長くなり、目標物が移
動する場合に連続追尾制御が困難となる。即ち、安定な
高速追尾制御が困難となる。
画像信号に含まれるノイズはランダム的な場合が殆どで
あるから、目標物と背景との画像信号レベルの差が僅か
な値であっても、複数フレームにわたって画素対応に積
分することにより、背景ノイズは相殺されるが、目標物
信号は加算されるから、Ｓ／Ｎを改善することができ
る。即ち、フレーム積分回数を多くする程、Ｓ／Ｎを改
善することができる。しかし、フレーム積分回数を多く
すると、目標抽出に要する時間が長くなり、目標物が移
動する場合に連続追尾制御が困難となる。即ち、安定な
高速追尾制御が困難となる。
【０００８】又画像追尾装置を、最接近した時の目標物
の移動特性に対応する周波数応答特性をもった追尾制御
ループとなるように設計すると、最大目標捕捉距離は、
目標物抽出可能な最低レベルに影響を与えるフレーム積
分回数の制限に左右されることになり、又最大目標捕捉
距離を大きくできるように設計すると、フレーム積分回
数を多くすることになるから、撮像から目標物の視野中
心からの偏角検出までの遅延時間が長くなり、追尾制御
ループ全体の周波数応答特性が制限され、接近してくる
目標に対する追尾特性が不充分となる。本発明は、最大
目標捕捉距離を大きくし、且つ近距離の目標物に対して
の追尾特性を改善することを目的とする。
の移動特性に対応する周波数応答特性をもった追尾制御
ループとなるように設計すると、最大目標捕捉距離は、
目標物抽出可能な最低レベルに影響を与えるフレーム積
分回数の制限に左右されることになり、又最大目標捕捉
距離を大きくできるように設計すると、フレーム積分回
数を多くすることになるから、撮像から目標物の視野中
心からの偏角検出までの遅延時間が長くなり、追尾制御
ループ全体の周波数応答特性が制限され、接近してくる
目標に対する追尾特性が不充分となる。本発明は、最大
目標捕捉距離を大きくし、且つ近距離の目標物に対して
の追尾特性を改善することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の画像追尾装置
は、図１を参照して説明すると、撮像装置１の視軸を目
標物に指向させる指向装置２と、撮像装置１からの画像
信号を処理して目標物を抽出する画像処理部３と、この
画像処理部３の出力信号に応じて指向装置２を制御し、
撮像装置１の視軸を目標物に追従させる追尾処理部４と
を有し、画像処理部３は、画像信号のフレーム積分回数
を可変とするフレーム積分部５と、このフレーム積分部
５の出力信号のＳ／Ｎを監視してフレーム積分部５のフ
レーム積分回数の切替えを制御する追尾制御部６とを備
えている。
は、図１を参照して説明すると、撮像装置１の視軸を目
標物に指向させる指向装置２と、撮像装置１からの画像
信号を処理して目標物を抽出する画像処理部３と、この
画像処理部３の出力信号に応じて指向装置２を制御し、
撮像装置１の視軸を目標物に追従させる追尾処理部４と
を有し、画像処理部３は、画像信号のフレーム積分回数
を可変とするフレーム積分部５と、このフレーム積分部
５の出力信号のＳ／Ｎを監視してフレーム積分部５のフ
レーム積分回数の切替えを制御する追尾制御部６とを備
えている。
【００１０】又追尾制御部６により、追尾処理部４と指
向装置２とを含む追尾制御ループゲインを、フレーム積
分部５のフレーム積分回数の切替えに対応して切替える
為の補償フィルタを備えている。
向装置２とを含む追尾制御ループゲインを、フレーム積
分部５のフレーム積分回数の切替えに対応して切替える
為の補償フィルタを備えている。
【００１１】
【作用】撮像装置１は、機械的走査或いは電子的走査に
従った画像信号を出力するものであり、指向装置２は、
撮像装置１の視軸を上下左右に指向させるジンバル機構
等を含むものである。又画像処理部３は、撮像装置１か
らの画像信号のレベル比較等により目標物を抽出するも
のである。又追尾処理部４は、抽出された目標物が撮像
装置１の視野中心となるように、指向装置２を制御する
ものである。そして、フレーム積分部５は、画像信号の
複数フレームにわたる積分を行うと共に、フレーム積分
回数を切替えることができる構成とし、追尾制御部６に
よってそのフレーム積分回数の切替えを行う。
従った画像信号を出力するものであり、指向装置２は、
撮像装置１の視軸を上下左右に指向させるジンバル機構
等を含むものである。又画像処理部３は、撮像装置１か
らの画像信号のレベル比較等により目標物を抽出するも
のである。又追尾処理部４は、抽出された目標物が撮像
装置１の視野中心となるように、指向装置２を制御する
ものである。そして、フレーム積分部５は、画像信号の
複数フレームにわたる積分を行うと共に、フレーム積分
回数を切替えることができる構成とし、追尾制御部６に
よってそのフレーム積分回数の切替えを行う。
【００１２】目標物が遠距離の場合、目標物の信号レベ
ルはノイズレベルと僅かな差となるから、Ｓ／Ｎが低い
ことになり、これを追尾制御部６により検出してフレー
ム積分回数が多くなるように制御する。このように、フ
レーム積分回数を多くすることにより、ランダム的なノ
イズ成分が相殺されるからＳ／Ｎを向上することができ
る。その時、目標物が移動しても、偏角の変化は僅かな
ものとなるから、目標物の視野中心からの偏角を検出す
るまでの遅延時間が長くなっても、追尾制御を連続的に
行うことができる。
ルはノイズレベルと僅かな差となるから、Ｓ／Ｎが低い
ことになり、これを追尾制御部６により検出してフレー
ム積分回数が多くなるように制御する。このように、フ
レーム積分回数を多くすることにより、ランダム的なノ
イズ成分が相殺されるからＳ／Ｎを向上することができ
る。その時、目標物が移動しても、偏角の変化は僅かな
ものとなるから、目標物の視野中心からの偏角を検出す
るまでの遅延時間が長くなっても、追尾制御を連続的に
行うことができる。
【００１３】又目標物が近距離の場合、目標物の信号レ
ベルが大きいから、Ｓ／Ｎが高いことになり、これを追
尾制御部６により検出してフレーム積分回数が少なくな
るように制御する。このようにフレーム積分回数を少な
くすると、Ｓ／Ｎの改善が得られないが、撮像装置１か
らの画像信号のＳ／Ｎが良いので、目標物の抽出は容易
である。一方、同じ移動速度の目標物でも、近距離では
移動による偏角は大きくなり、撮像装置１の視軸を目標
物に追尾させる為の角速度を大きくしなければならなく
なる。しかし、フレーム積分回数が少ないので、目標物
の視野中心からの偏角を検出するまでの遅延時間が短く
なり、従って、高速移動の目標物に追尾させることがで
きる。
ベルが大きいから、Ｓ／Ｎが高いことになり、これを追
尾制御部６により検出してフレーム積分回数が少なくな
るように制御する。このようにフレーム積分回数を少な
くすると、Ｓ／Ｎの改善が得られないが、撮像装置１か
らの画像信号のＳ／Ｎが良いので、目標物の抽出は容易
である。一方、同じ移動速度の目標物でも、近距離では
移動による偏角は大きくなり、撮像装置１の視軸を目標
物に追尾させる為の角速度を大きくしなければならなく
なる。しかし、フレーム積分回数が少ないので、目標物
の視野中心からの偏角を検出するまでの遅延時間が短く
なり、従って、高速移動の目標物に追尾させることがで
きる。
【００１４】又追尾制御部６によりフレーム積分部５の
フレーム積分回数を切替えた時、補償フィルタにより追
尾制御ループゲインを切替えて、目標物が近距離の場合
の追尾特性を向上することができる。
フレーム積分回数を切替えた時、補償フィルタにより追
尾制御ループゲインを切替えて、目標物が近距離の場合
の追尾特性を向上することができる。
【００１５】
【実施例】図２は本発明の実施例の説明図であり、１１
は撮像装置、１２−１〜１２−ｎは遅延積分回路、１３
−１〜１３−ｎは加算器、１４−１〜１４−ｎは除算
器、１５−１〜１５−ｎはサンプリングスイッチ、１６
−０〜１６−ｎはホールド回路、１７−１，１７−２は
サンプリングスイッチ、１８，２２は切替スイッチ、１
９は補償フィルタ、２０は加算器、２１−１〜２１−ｍ
は補償フィルタ、２３はＳ／Ｎ監視部、２４は追尾アル
ゴリズム制御部、２５はパワーアンプを含む制御駆動
部、２６はモータ、２７はイナーシャ、２８は物理的積
分、２９は角速度センサであり、図４の（Ｂ）に対応し
た機能ブロック図を示すものである。
は撮像装置、１２−１〜１２−ｎは遅延積分回路、１３
−１〜１３−ｎは加算器、１４−１〜１４−ｎは除算
器、１５−１〜１５−ｎはサンプリングスイッチ、１６
−０〜１６−ｎはホールド回路、１７−１，１７−２は
サンプリングスイッチ、１８，２２は切替スイッチ、１
９は補償フィルタ、２０は加算器、２１−１〜２１−ｍ
は補償フィルタ、２３はＳ／Ｎ監視部、２４は追尾アル
ゴリズム制御部、２５はパワーアンプを含む制御駆動
部、２６はモータ、２７はイナーシャ、２８は物理的積
分、２９は角速度センサであり、図４の（Ｂ）に対応し
た機能ブロック図を示すものである。
【００１６】サンプリングスイッチ１５−１〜１５−
ｎ，１７−１，１７−２は、τ0 ＝１／ｆ0 のサンプリ
ング間隔τ0 で情報伝達を行う。この場合のサンプリン
グ周波数ｆ0 は、例えば、テレビジョン信号と同様に３
０Ｈｚとすることができる。又サンプリングスイッチ１
５−１〜１５−ｎは、それぞれサンプリング間隔τ0 で
駆動される。
ｎ，１７−１，１７−２は、τ0 ＝１／ｆ0 のサンプリ
ング間隔τ0 で情報伝達を行う。この場合のサンプリン
グ周波数ｆ0 は、例えば、テレビジョン信号と同様に３
０Ｈｚとすることができる。又サンプリングスイッチ１
５−１〜１５−ｎは、それぞれサンプリング間隔τ0 で
駆動される。
【００１７】又遅延積分回路１２−１〜１２−ｎ、加算
器１３−１〜１３−ｎ、除算器１４−１〜１４−ｎ、サ
ンプリングスイッチ１５−１〜１５−ｎ、ホールド回路
１６−０〜１６−ｎにより、図１のフレーム積分部５が
構成され、Ｓ／Ｎ監視部２３と追尾アルゴリズム制御部
２４とにより、図１の追尾制御部６が構成される。又撮
像装置１１は、一次元配列又は二次元配列の赤外線セン
サを用いて構成することができるものであり、目標物を
視野中心で捕捉するように制御されるものであるから、
目標方位と視野中心との差の偏角ΔＡＺ，ΔＥＬを零と
するように、追尾制御ループを構成することになる。又
補償フィルタ２１−１〜２１−ｍは、ｍ＝ｎとして、フ
レーム積分回数対応に切替スイッチ２２により切替える
か、或いはｍ≠ｎとして、所定のフレーム積分回数に切
替える毎に、補償フィルタを切替える構成とすることが
できる。
器１３−１〜１３−ｎ、除算器１４−１〜１４−ｎ、サ
ンプリングスイッチ１５−１〜１５−ｎ、ホールド回路
１６−０〜１６−ｎにより、図１のフレーム積分部５が
構成され、Ｓ／Ｎ監視部２３と追尾アルゴリズム制御部
２４とにより、図１の追尾制御部６が構成される。又撮
像装置１１は、一次元配列又は二次元配列の赤外線セン
サを用いて構成することができるものであり、目標物を
視野中心で捕捉するように制御されるものであるから、
目標方位と視野中心との差の偏角ΔＡＺ，ΔＥＬを零と
するように、追尾制御ループを構成することになる。又
補償フィルタ２１−１〜２１−ｍは、ｍ＝ｎとして、フ
レーム積分回数対応に切替スイッチ２２により切替える
か、或いはｍ≠ｎとして、所定のフレーム積分回数に切
替える毎に、補償フィルタを切替える構成とすることが
できる。
【００１８】又遅延積分回路１２−１と加算器１３−１
とにより、現在の画像信号と１フレーム前の画像信号と
を加算して、フレーム積分回数Ｋ＝２の画像信号を出力
し、遅延積分回路１２−２と加算器１３−２とにより、
加算器１３−１からのフレーム積分回数Ｋ＝２の画像信
号と、２フレーム前と３フレーム前の画像信号とを加算
して、フレーム積分回数Ｋ＝４の画像信号を出力し、遅
延積分回路１２−３と加算器１３−３とにより、加算器
１３−２からのフレーム積分回数Ｋ＝４の画像信号と、
４〜７フレーム前の画像信号の積分画像信号とを加算し
て、フレーム積分回数Ｋ＝８の画像信号を出力する。同
様に遅延積分回路１２−ｎと加算器１３−ｎとにより、
フレーム積分回数Ｋ＝２n の画像信号を出力する。
とにより、現在の画像信号と１フレーム前の画像信号と
を加算して、フレーム積分回数Ｋ＝２の画像信号を出力
し、遅延積分回路１２−２と加算器１３−２とにより、
加算器１３−１からのフレーム積分回数Ｋ＝２の画像信
号と、２フレーム前と３フレーム前の画像信号とを加算
して、フレーム積分回数Ｋ＝４の画像信号を出力し、遅
延積分回路１２−３と加算器１３−３とにより、加算器
１３−２からのフレーム積分回数Ｋ＝４の画像信号と、
４〜７フレーム前の画像信号の積分画像信号とを加算し
て、フレーム積分回数Ｋ＝８の画像信号を出力する。同
様に遅延積分回路１２−ｎと加算器１３−ｎとにより、
フレーム積分回数Ｋ＝２n の画像信号を出力する。
【００１９】除算器１４−１〜１４−ｎは、加算器１３
−１〜１３−ｎからの２1 〜２n のフレーム積分回数の
画像信号を、１／２1 〜１／２n とするものであり、そ
して、サンプリングスイッチ１５−１〜１５−ｎによ
り、サンプリング間隔の周期でサンプリングしてホール
ド回路１６−１〜１６−ｎにホールドする。又ホールド
回路１６−０は各フレーム毎の画像信号をホールドす
る。従って、切替スイッチ１８によりホールド回路１６
−０〜１６−ｎを選択することにより、２0 〜２n の回
数のフレーム積分出力を選択することができる。
−１〜１３−ｎからの２1 〜２n のフレーム積分回数の
画像信号を、１／２1 〜１／２n とするものであり、そ
して、サンプリングスイッチ１５−１〜１５−ｎによ
り、サンプリング間隔の周期でサンプリングしてホール
ド回路１６−１〜１６−ｎにホールドする。又ホールド
回路１６−０は各フレーム毎の画像信号をホールドす
る。従って、切替スイッチ１８によりホールド回路１６
−０〜１６−ｎを選択することにより、２0 〜２n の回
数のフレーム積分出力を選択することができる。
【００２０】又Ｓ／Ｎ監視部２３は、切替スイッチ１８
により選択されたフレーム積分出力信号のＳ／Ｎを閾値
（Ｓ／Ｎ）TH と比較し、比較結果に応じて追尾アルゴ
リズム制御部２４により切替スイッチ１８，２２を制御
し、フレーム積分回数の切替え及び追尾制御ループゲイ
ンの切替えを行うことになる。
により選択されたフレーム積分出力信号のＳ／Ｎを閾値
（Ｓ／Ｎ）TH と比較し、比較結果に応じて追尾アルゴ
リズム制御部２４により切替スイッチ１８，２２を制御
し、フレーム積分回数の切替え及び追尾制御ループゲイ
ンの切替えを行うことになる。
【００２１】図３は本発明の実施例のフローチャートで
あり、ステップ（ａ）〜（ｋ）からなる場合を示し、最
初に初期化を行う（ａ）、即ち、フレーム積分回数Ｎを
２n （切替スイッチ１８をホールド回路１６−ｎに切替
接続）、視野中心移動レートｆをｆ0 ／２n 、追尾制御
ループゲインＫi を、視野中心移動レートｆに対して追
尾制御ループが安定領域で動作する値とする（切替スイ
ッチ２２を補償フィルタ２１−ｍに切替接続）。又Ｓ／
Ｎ監視部２３に於ける閾値（Ｓ／Ｎ）THを最小の（Ｓ／
Ｎ）MIN とする。
あり、ステップ（ａ）〜（ｋ）からなる場合を示し、最
初に初期化を行う（ａ）、即ち、フレーム積分回数Ｎを
２n （切替スイッチ１８をホールド回路１６−ｎに切替
接続）、視野中心移動レートｆをｆ0 ／２n 、追尾制御
ループゲインＫi を、視野中心移動レートｆに対して追
尾制御ループが安定領域で動作する値とする（切替スイ
ッチ２２を補償フィルタ２１−ｍに切替接続）。又Ｓ／
Ｎ監視部２３に於ける閾値（Ｓ／Ｎ）THを最小の（Ｓ／
Ｎ）MIN とする。
【００２２】次に撮像装置１１からの画像信号を入力し
（ｂ）、２n 回のフレーム積分を行い（ｃ）、目標抽出
処理を行う（ｄ）。これは、例えば、制御駆動部２５に
於いて、補償フィルタ２１−ｍを介した２n 回のフレー
ム積分出力信号を、ノイズレベルより僅かに大きい閾値
と比較することにより行い、目標抽出位置と視野中心位
置の差を偏角ΔＡＺ，ΔＥＬとして算出し、この偏角Δ
ＡＺ，ΔＥＬが零となる方向にモータ２６を駆動する。
又Ｓ／Ｎ監視部２３に於いて目標物の検出信号をＳ、背
景ノイズをＮとしたＳ／Ｎの値（Ｓ／Ｎ）´を求め
（ｅ）、この値を閾値（Ｓ／Ｎ）THとして記憶してお
き、２n 回のフレーム積分を行って目標抽出を行う毎
に、その時点の（Ｓ／Ｎ）´と〔（Ｓ／Ｎ）TH）〕1/2
とを比較する（ｆ）。（Ｓ／Ｎ）´≧〔（Ｓ／
Ｎ）TH）〕1/2 でない場合は、追尾動作が終了したか否
か判定し（ｋ）、終了していない場合は、ステップ
（ｂ）に戻って前述の動作を繰り返す。
（ｂ）、２n 回のフレーム積分を行い（ｃ）、目標抽出
処理を行う（ｄ）。これは、例えば、制御駆動部２５に
於いて、補償フィルタ２１−ｍを介した２n 回のフレー
ム積分出力信号を、ノイズレベルより僅かに大きい閾値
と比較することにより行い、目標抽出位置と視野中心位
置の差を偏角ΔＡＺ，ΔＥＬとして算出し、この偏角Δ
ＡＺ，ΔＥＬが零となる方向にモータ２６を駆動する。
又Ｓ／Ｎ監視部２３に於いて目標物の検出信号をＳ、背
景ノイズをＮとしたＳ／Ｎの値（Ｓ／Ｎ）´を求め
（ｅ）、この値を閾値（Ｓ／Ｎ）THとして記憶してお
き、２n 回のフレーム積分を行って目標抽出を行う毎
に、その時点の（Ｓ／Ｎ）´と〔（Ｓ／Ｎ）TH）〕1/2
とを比較する（ｆ）。（Ｓ／Ｎ）´≧〔（Ｓ／
Ｎ）TH）〕1/2 でない場合は、追尾動作が終了したか否
か判定し（ｋ）、終了していない場合は、ステップ
（ｂ）に戻って前述の動作を繰り返す。
【００２３】又（Ｓ／Ｎ）´≧２1/2 （Ｓ／Ｎ）THの場
合はフレーム積分回数Ｎを１／２とし（ｇ）、視野中心
移動レートｆを２倍とし（ｈ）、追尾制御ループゲイン
Ｋi をＫi+1 に変更する（ｉ）。そして、閾値（Ｓ／
Ｎ）THの２1/2 倍以上となった目標Ｓ／Ｎの（Ｓ／Ｎ）
´を新たな閾値（Ｓ／Ｎ）THとし（ｊ）、ステップ
（ｋ）に移行する。従って、目標物の接近により目標物
の検出信号Ｓのレベルが高くなるに伴って目標Ｓ／Ｎが
大きくなり、それによって、フレーム積分回数Ｋが順次
１／２となり、又補償フィルタ２１−１〜２１−ｍの切
替えにより追尾制御ループゲインＫi を順次大きくし、
フレーム積分回数Ｋが１、即ち、切替スイッチ１８をホ
ールド回路１６−０に切替えた状態となってフレーム積
分を行わなくなるまで、信号レベルが同等のまま追尾制
御ループの周波数応答特性を向上させることができる。
合はフレーム積分回数Ｎを１／２とし（ｇ）、視野中心
移動レートｆを２倍とし（ｈ）、追尾制御ループゲイン
Ｋi をＫi+1 に変更する（ｉ）。そして、閾値（Ｓ／
Ｎ）THの２1/2 倍以上となった目標Ｓ／Ｎの（Ｓ／Ｎ）
´を新たな閾値（Ｓ／Ｎ）THとし（ｊ）、ステップ
（ｋ）に移行する。従って、目標物の接近により目標物
の検出信号Ｓのレベルが高くなるに伴って目標Ｓ／Ｎが
大きくなり、それによって、フレーム積分回数Ｋが順次
１／２となり、又補償フィルタ２１−１〜２１−ｍの切
替えにより追尾制御ループゲインＫi を順次大きくし、
フレーム積分回数Ｋが１、即ち、切替スイッチ１８をホ
ールド回路１６−０に切替えた状態となってフレーム積
分を行わなくなるまで、信号レベルが同等のまま追尾制
御ループの周波数応答特性を向上させることができる。
【００２４】追尾アルゴリズム制御部２４は、Ｓ／Ｎ監
視部２３に於ける目標Ｓ／Ｎの（Ｓ／Ｎ）´と閾値の２
1/2 （Ｓ／Ｎ）THとの比較結果と、フレーム積分回数と
を基に、追尾制御処理のアルゴリズムを切替えることが
できる。例えば、目標物が遠方に存在する場合は、フレ
ーム積分回数が多くなり、目標物の視野中心移動レート
は低くなるから、処理時間が長くなる高度な目標抽出ア
ルゴリズムを用い、又目標物の接近に伴うフレーム積分
回数の低減に従って処理時間が短いアルゴリズムに切替
えることができる。それにより、目標物が遠くてＳ／Ｎ
が低く、目標抽出が困難な追尾開始初期段階に於いて
は、高度な目標抽出アルゴリズムを用い、又目標物の接
近によりＳ／Ｎが高くなった時は、短時間の処理で目標
抽出を行うアルゴリズムとし、安定な追尾制御を行うこ
とができる。
視部２３に於ける目標Ｓ／Ｎの（Ｓ／Ｎ）´と閾値の２
1/2 （Ｓ／Ｎ）THとの比較結果と、フレーム積分回数と
を基に、追尾制御処理のアルゴリズムを切替えることが
できる。例えば、目標物が遠方に存在する場合は、フレ
ーム積分回数が多くなり、目標物の視野中心移動レート
は低くなるから、処理時間が長くなる高度な目標抽出ア
ルゴリズムを用い、又目標物の接近に伴うフレーム積分
回数の低減に従って処理時間が短いアルゴリズムに切替
えることができる。それにより、目標物が遠くてＳ／Ｎ
が低く、目標抽出が困難な追尾開始初期段階に於いて
は、高度な目標抽出アルゴリズムを用い、又目標物の接
近によりＳ／Ｎが高くなった時は、短時間の処理で目標
抽出を行うアルゴリズムとし、安定な追尾制御を行うこ
とができる。
【００２５】又フレーム積分回数を２0 〜２n に切替え
る場合を示すが、他のステップで切替えることも可能で
ある。又遅延積分回路１２−１〜１２−ｎと加算器１３
−１〜１３−ｎと除算器１４−１〜１４−ｎとの機能
は、例えば、２面のメモリと画素対応の加減算回路とに
より容易に実現することができる。又補償フィルタ２１
−１〜２１−ｍは、フレーム積分回数を大幅に変更しな
い場合は、固定の補償フィルタとすることも可能であ
る。
る場合を示すが、他のステップで切替えることも可能で
ある。又遅延積分回路１２−１〜１２−ｎと加算器１３
−１〜１３−ｎと除算器１４−１〜１４−ｎとの機能
は、例えば、２面のメモリと画素対応の加減算回路とに
より容易に実現することができる。又補償フィルタ２１
−１〜２１−ｍは、フレーム積分回数を大幅に変更しな
い場合は、固定の補償フィルタとすることも可能であ
る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、画像処
理部３に、撮像装置１からの画像信号のフレーム積分回
数を可変とするフレーム積分部５と、このフレーム積分
部５の出力信号のＳ／Ｎを監視して、フレーム積分回数
を切替える追尾制御部６とを設けたもので、目標物が遠
方の場合には、フレーム積分回数を多くしてＳ／Ｎを改
善し、目標物の抽出を容易とすることができ、又目標物
が接近した時はＳ／Ｎが充分であるから、フレーム積分
回数を低減し、それによって目標抽出までの遅延時間を
短くすることができるから、目標物に対する追尾制御が
容易となる。
理部３に、撮像装置１からの画像信号のフレーム積分回
数を可変とするフレーム積分部５と、このフレーム積分
部５の出力信号のＳ／Ｎを監視して、フレーム積分回数
を切替える追尾制御部６とを設けたもので、目標物が遠
方の場合には、フレーム積分回数を多くしてＳ／Ｎを改
善し、目標物の抽出を容易とすることができ、又目標物
が接近した時はＳ／Ｎが充分であるから、フレーム積分
回数を低減し、それによって目標抽出までの遅延時間を
短くすることができるから、目標物に対する追尾制御が
容易となる。
【００２７】又フレーム積分部５に於けるフレーム積分
回数の切替えに応じて補償フィルタを切替えて、追尾制
御ループゲインを切替えることにより、目標物が遠方の
場合の追尾制御ループゲインを低くし、目標物が接近し
て高速追尾制御が必要となった時、追尾制御ループゲイ
ンを高くすることができる。従って、安定に且つ正確に
目標物を追尾することができる。
回数の切替えに応じて補償フィルタを切替えて、追尾制
御ループゲインを切替えることにより、目標物が遠方の
場合の追尾制御ループゲインを低くし、目標物が接近し
て高速追尾制御が必要となった時、追尾制御ループゲイ
ンを高くすることができる。従って、安定に且つ正確に
目標物を追尾することができる。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明の実施例の説明図である。
【図３】本発明の実施例のフローチャートである。
【図４】従来例の説明図である。
【図５】目標追尾動作説明図である。
１ 撮像装置 ２ 指向装置 ３ 画像処理部 ４ 追尾処理部 ５ フレーム積分部 ６ 追尾制御部
Claims (2)
- 【請求項１】 撮像装置（１）の視軸を目標物に指向さ
せる指向装置（２）と、前記撮像装置（１）からの画像
信号を処理して目標物を抽出する画像処理部（３）と、
該画像処理部（３）の出力信号に応じて前記指向装置
（２）を制御し、前記撮像装置（１）の視軸を目標物に
追従させる追尾処理部（４）とを有する画像追尾装置に
於いて、 前記画像処理部（３）は、前記画像信号のフレーム積分
回数を可変とするフレーム積分部（５）と、該フレーム
積分部（５）の出力信号のＳ／Ｎを監視して該フレーム
積分部（５）のフレーム積分回数の切替えを制御する追
尾制御部（６）とを備えたことを特徴とする画像追尾装
置。 - 【請求項２】 前記追尾制御部（６）により前記追尾処
理部（４）と前記指向装置（２）とを含む追尾制御ルー
プゲインを、前記フレーム積分部（５）のフレーム積分
回数の切替えに対応して切替える為の補償フィルタを備
えたことを特徴とする請求項１記載の画像追尾装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4014683A JPH05204456A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 画像追尾装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4014683A JPH05204456A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 画像追尾装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05204456A true JPH05204456A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=11868014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4014683A Withdrawn JPH05204456A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 画像追尾装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05204456A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001298668A (ja) * | 2000-04-12 | 2001-10-26 | Nikon Corp | 撮像装置 |
| JP2010050607A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Nec Corp | 画像処理装置、ノイズ低減方法及びプログラム |
| JP2013157793A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Fujifilm Corp | 放射線照射開始判定装置、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影制御装置、放射線照射開始判定方法、及び放射線照射開始判定プログラム |
-
1992
- 1992-01-30 JP JP4014683A patent/JPH05204456A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001298668A (ja) * | 2000-04-12 | 2001-10-26 | Nikon Corp | 撮像装置 |
| JP2010050607A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Nec Corp | 画像処理装置、ノイズ低減方法及びプログラム |
| JP2013157793A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Fujifilm Corp | 放射線照射開始判定装置、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影制御装置、放射線照射開始判定方法、及び放射線照射開始判定プログラム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10451705B2 (en) | Tracking control device, tracking control method, tracking control program, and automatic tracking imaging system | |
| US7548269B2 (en) | System for autofocusing a moving object | |
| US7907176B2 (en) | Image pickup system, method for controlling shooting direction of image pickup device, and program therefor | |
| US5933187A (en) | Video camera apparatus with automatic focus operation dependent on electronic zoom condition | |
| JP2006229321A (ja) | 自動追尾撮像装置及び自動追尾撮像方法、並びにプログラム | |
| EP3357229A1 (en) | Systems and methods for performing automatic zoom | |
| US5422673A (en) | Video camera with automatic focus control | |
| JP2017046321A (ja) | 撮像装置を制御する制御装置、撮像装置の制御方法、及びプログラム | |
| US6563528B2 (en) | Video conference system | |
| KR20170044451A (ko) | 헤드 마운트 디스플레이를 이용한 원격지 카메라 제어 시스템 및 방법 | |
| JP2001358984A (ja) | 動画像処理カメラ | |
| JP4243883B2 (ja) | リモコン雲台システム | |
| JPH05204456A (ja) | 画像追尾装置 | |
| US10089745B2 (en) | Image processing apparatus that enables easy tracking of a subject if the subject moves to outside a field angle and control method for same | |
| JP2017204795A (ja) | 追尾装置 | |
| US20030044083A1 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program | |
| JPH10294890A (ja) | 自動／手動撮影カメラシステム | |
| JPH09322052A (ja) | 自動撮影カメラシステム | |
| US20030020824A1 (en) | Camera apparatus | |
| KR102104406B1 (ko) | 패닝 및 틸팅을 수행하는 감시 카메라 | |
| JPH09322051A (ja) | 自動撮影カメラシステム | |
| JPH09322048A (ja) | 自動撮影カメラシステム | |
| JPH06133210A (ja) | 自動撮影装置 | |
| JPH0937357A (ja) | 位置検出機能付リモコンシステム | |
| KR20180041354A (ko) | 속도 및 가속도 적응 파라메터를 이용한 영상기반 표적추적 제어방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |