JPH0723271A - ビデオカメラにおける被写体追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被写体が有している特定色の色信号を記憶
し、その信号を基準にビデオカメラを回動制御する被写
体の自動追尾装置において、滑らかな追尾制御を実行さ
せて自然な追尾映像を得る。 【構成】 マイコン回路11でゲートアレイ回路12を制御
し、特定色の色信号を記憶させた後、制御コマンドで検
出枠を移動させながら信号処理部6から得られる撮像画
面を多分割して前記色信号が最多検出された分割領域を
判定する。マイコン回路11は回転速度設定テーブルを用
いて判定された分割領域に対応する制御電圧をモータド
ライバ8へ出力してモータＭ1を駆動させ、前記分割領域
の画像を撮像画面の中央へ移動させるように回動雲台3
を回転させる。また、モータＭ1の制御経過に基づいて
前記テーブルの回転速度パターンをシフトさせることに
より先回り制御を実行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラにおける被
写体追尾装置に係り、被写体の有する特定色を記憶さ
せ、その特定色を基準に被写体の位置を検出してビデオ
カメラを回転させることにより自動追尾を実行させる装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラで被写体を撮像する際に、
その被写体の動きが大きいときや急峻に変化するときに
は手動で追尾してゆくことが困難であり、ビデオカメラ
を回動制御する自動追尾装置が求められる。例えば、被
写体が動物である場合や球技における競技者や球の行方
を追尾する場合等には、熟練していない者がビデオカメ
ラを操作すると、再生画像の中に目的とした被写体が写
っていない状態や画面の中央部からズレているような状
態が多発し、自動追尾装置で被写体を常に撮像画面の中
央に捕捉しながら撮影することが求められる。また、ビ
デオカメラの操作者が被写体になる場合や操作者が被写
体と共に撮像対象になりたい場合にも自動追尾装置があ
ると便利である。

【０００３】このため、従来から各種の追尾方法が提案
されており、代表的なものとして、ビデオカメラに装備
させた集音・解析装置で音量の大きい方へ追尾させる方
法や、赤外線発光装置を被写体に携帯させておき、ビデ
オカメラの赤外線受光部から得られた受光信号を解析し
て追尾させる方法が実施されている。

【０００４】しかし、音を利用した追尾方法では、音を
発しない被写体に対しては全く無効であり、当初に被写
体が音を発していても途中で音が消滅・停止したような
場合には追尾が不可能になる。また、撮像目的である被
写体以外の音源から音が出た場合には、ビデオカメラが
それに反応してその音源方向へ回転してしまうという不
具合が生じる。一方、赤外線を利用した方法では、被写
体に赤外線発光装置を携帯させる必要があり、それが不
可能な場合にはこの方法を実施できない。また、携帯式
発光装置を別途のユニットとして製造し、受光装置をビ
デオカメラ側に内蔵させる必要があることから、構成が
複雑になると共に追尾システムのコストが高くなるとい
う不利がある。従って、前記の各追尾方法は、被写体が
動物である場合や球技を撮影するような場合等への適用
については多くの制約が伴うため、あまり現実的でない
ことが多い。

【０００５】このような問題点に対して、本願出願人
は、前記の各方法にみられた欠点や不具合がない自動追
尾を実現させることを目的として、ビデオカメラが本来
的に被写体から検出している色信号を利用した被写体の
追尾方法を提案している(特願平4-103802号)。具体的に
は、図１１に示すように撮像画面を中央領域とその両
側領域,からなる３領域、又は図１２に示すように
中央部とその両側領域,及び両縁部近傍領域,
からなる５領域に分割し、被写体が有している特定色の
色信号を選択的に記憶させておき、分割領域から前記
の色信号がより多く検出されている状態ではビデオカメ
ラの入射光軸をそのままにし、それ以外の分割領域,
,,からより多く検出されている状態では最も多く
検出されている分割領域の方向へ入射光軸を向けるよう
にビデオカメラを回転させる方法である。尚、ビデオカ
メラの回転速度に関しても、図１２のように５分割領域
〜を設けた場合においては、特定色の色信号が分割
領域又はで多く検出されている状態では標準速度で
回転させ、分割領域又はで多く検出されている状態
では高速度で回転させるように設定されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本願出願人
による先の提案は色信号を利用した自動追尾に係る基本
技術を与えるものであるが、その実施例においては、何
れの分割領域に特定色の色信号がより多く含まれている
かを比較する分割・比較手順やその比較結果に基づいた
ビデオカメラの駆動制御(回転速度制御)手順を全てハー
ドウェア回路によって構成させている。従って、分割領
域を多くすればそれに比例して回路規模が大きくなるた
めに、前記のように高々５分割程度の分割領域で被写体
の位置を検出して回動制御を実行させているに留まり、
また回転速度の設定についても柔軟性に欠ける。

【０００７】例えば、被写体の動作が俊敏な場合を想定
して分割領域又はで特定色の色信号がより多く検出
されている状態での回転速度を大きく設定すると、分割
領域又はでより多く検出されている状態での標準速
度との速度差が大きくなり過ぎ、追尾動作が円滑さを欠
いて不自然になる。また、被写体が分割領域と分割領
域の各設定速度の中間速度程度で動いており、且つ両
領域,の境界近傍付近に撮像されている状態では、
被写体が分割領域寄りに存在すれば標準速度で、分割
領域寄りに存在すれば高速度で、それぞれ撮像画面の
中央へ被写体を写すようにビデオカメラが回転し、被写
体が大きな速度変化で移動していないにもかかわらず、
再生された映像の中では撮像画面に対して大きな速度で
間歇的に移動してしまう。換言すれば、先の提案では、
その制御ステップを多くとることができなかったため
に、撮像画面と被写体の相対的動きが不自然な撮影状態
となる。

【０００８】そこで、本発明は、特願平4-103802号で提
案されている技術を踏襲しながら、マイクロコンピュー
タ回路(以下「マイコン回路」という)を利用して円滑で高
精度なビデオカメラの回動制御を実行させ、動きのある
被写体を撮像画面内に自然な映像として撮影することが
可能な追尾装置を提供することを目的として創作され
た。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、ビデオカ
メラにおける被写体追尾装置において、被写体が有して
いる色から特定色を選択し、その色信号を記憶する色設
定手段と、被写体を含んだ撮像画面の信号と前記色設定
手段が記憶した特定色の色信号を比較して撮像画面から
特定色を検出する信号検出手段と、撮像画面を左右又は
／及び上下方向に多分割し、各分割領域について前記信
号検出手段が検出した特定色の色信号が最も多く含まれ
ている分割領域を判定する分割・判定手段と、分割領域
の画像を撮像画面の中央へ移動させるようにビデオカメ
ラの入射光軸を回転させるための回転速度値を、各分割
領域に対応させて撮像画面の中央から離れるに従って増
加する傾向で記憶した記憶手段と、ビデオカメラの入射
光軸を左右又は/及び上下方向へ回動させる回動手段
と、前記分割・判定手段の判定結果に基づく分割領域に
対応した前記記憶手段の回転速度値を設定して前記回動
手段を制御する回動制御手段を具備したことを特徴とす
るビデオカメラにおける被写体追尾装置に係る。

【００１０】第２の発明は、前記の被写体追尾装置に対
して、回動制御手段が一定時間継続的に同一回転方向へ
の回転速度値を設定しているか否かを検出する経過検出
手段と、前記経過検出手段が前記設定状態を検出した場
合に、ビデオカメラの入射光軸が前記の継続的回転方向
へより大きな速度で回転するように記憶手段の回転速度
値パターンをシフトさせるシフト手段を設けておくこと
により、被写体の動きを予測した追尾を実行させる。

【００１１】

【作用】第１の発明では、色設定手段に特定色の色信号
を記憶させておき、信号検出手段がその色信号と撮像画
面の色信号を比較して特定色を検出するが、その場合に
分割・判定手段が撮像画面を多分割して、特定色が最も
多く含まれている分割領域を判定する。そして、これら
の各手段の機能はゲートアレイ回路をマイコン回路で制
御することによって実現でき、ソフトウェア的に撮像画
面の分割数を大きくすることが可能である。

【００１２】また、ビデオカメラの回動制御は分割・判
定手段が判定した分割領域の画像を撮像画面の中央へ移
動させるように行われるが、その制御も回動制御手段が
記憶手段の回転速度値パターンに基づいて判定された分
割領域毎に回転速度を設定してソフトウェア的に実行さ
せる。ここに、記憶手段の回転速度値パターンは分割領
域が撮像画面の中央から離れるに従って段階的に大きな
値を設定した構成になっており、前記のように分割数を
多く設定できることと相俟って、回転速度を滑らかに変
化させながら常に被写体を撮像画面の中央位置へ移行さ
せることが可能になる。

【００１３】第２の発明は第１の発明を更に改良するも
のであり、被写体が一定時間継続的に同一方向へ移動し
ている状態が経過検出手段で検出された場合に、次の時
間帯においてもその方向へ移動するものと予測し、予め
シフト手段で記憶手段の回転速度値パターンをシフトさ
せる。従って、予測された被写体の移動方向へについ
て、回転速度値パターンが標準設定されている状態より
も高速の回転速度値を設定させておくことができ、被写
体が同一方向へ高速で移動している際にも、その被写体
を撮像画面の中央で捕捉しながら撮影することを可能に
する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明のビデオカメラにおける被写体
追尾装置の実施例を、図１から図１０を用いて詳細に説
明する。図１は被写体追尾装置を装備したビデオカメラ
のシステムブロック回路図を示し、ビデオカメラ1は三
脚ベース2に回動雲台3を介して取付けられており、その
回動雲台3はモータドライバ3aとモータＭ1が内蔵し、ビ
デオカメラ1から出力される制御電圧によってモータＭ1
を駆動させてビデオカメラ1全体を左右に回動させる構
造になっている。尚、回動雲台3がビデオカメラ1に取付
けられることによって、前記の制御電圧回路と接続確認
用のパルス信号線とGND回路と電源供給用回路が接続さ
れるようになっており、回動雲台3はビデオカメラ1から
電力の供給を受けて回動する。そして、ビデオカメラ1
は、通常の構成として、光学系4と、固体撮像素子(CCD)
5と、信号処理部6と、記録部7と、光学系駆動部4aと、
その光学系駆動部4aを駆動させるモータＭ2と、光学系
駆動用モータＭ2を作動させるモータドライバ8と、操作
部10と、システム全体を制御するマイコン回路11を内蔵
している。

【００１５】このビデオカメラ1の特徴は、(ａ)特定色
の色信号を記憶し、信号処理部6から得られる撮像画面
の信号と特定色の色信号を比較してその色信号を検出
し、更にマイコン回路11の制御下に撮像画面を多分割し
て前記に検出された色信号が最も多く含まれている分割
領域を判定するゲートアレイ回路12が設けられているこ
と、(ｂ)マイコン回路11が、システム制御プログラムと
してゲートアレイ回路12の制御とモータＭ1の制御を実
行する被写体追尾用プログラムを有していると共に、そ
のモータ制御のための回転速度設定テーブルを格納させ
ている点にあり、例えば、図２に示すような撮像画面が
得られている場合において、そのゲートアレイ回路12に
青色の色信号を記憶させると、その青色を有した被写体
が動いた場合においても、常にその被写体を撮像画面の
中央部へ位置させるようにビデオカメラ1を回動制御す
る。

【００１６】次に、このビデオカメラ1による被写体追
尾手順を図３のフローチャートを参照しながら説明す
る。先ず、被写体を撮像画面内に捕捉し、操作部10から
ズームアップ指示を与えて被写体を撮像画面内に拡大す
る(S1)。即ち、通常のズームアップ手順に従ってマイコ
ン回路11はモータドライバ8を介してモータＭ2を回転さ
せ、光学系駆動部4aにより光学系4を作動させることに
より被写体を画面内にズームアップさせる。そして、ズ
ームアップによって被写体の有する特定色(図２の場合
であれば青色)が撮像画面内に大きく展開されるが、そ
の特定色の展開領域を撮像画面の中央に位置させた状態
で操作部10に設けられた記憶スイッチをＯＮにする(S
2)。

【００１７】ここで、マイコン回路11は記憶スイッチの
ＯＮ信号を検出するとゲートアレイ回路12へ色設定コマ
ンドを出力させ、ゲートアレイ回路12が特定色の色信号
を記憶する(S3)。尚、本実施例では、被写体のズームア
ップによって特定色を記憶させ易くしているが、撮像画
面の一定領域を固定的な特定色の検出領域として設定し
ておけば、被写体が余程小さなものでない限り標準倍率
でも色信号を記憶させることができ、その場合にはズー
ムアップ手順を実行させる必要がなくなる。

【００１８】以上の色設定手順が完了すると、ズームア
ップ倍率から所要の撮像倍率へ戻し、被写体を撮像画面
内に捕捉した状態で操作部10に設けられた被写体追尾モ
ード設定ボタンをＯＮにする(S4,S5)。そして、そのＯ
Ｎ信号に基づいてマイコン回路11はシステムを被写体追
尾モードに設定し、ゲートアレイ回路12へ作動開始コマ
ンドを出力させてその制御を開始すると共に、ゲートア
レイ回路12からの判定信号に基づくモータＭ1の制御状
態へ移行する。

【００１９】被写体追尾モードへ移行した後にマイコン
回路11とゲートアレイ回路12によって実行される詳細な
手順(S6)は次のように説明される。先ず、ゲートアレイ
回路12は信号処理部6から得られる撮像画面全体の走査
信号を検出しながらその検出信号と先に記憶した特定色
の色信号を比較するが、マイコン回路11はその撮像画面
に対して図４(ａ)及び(ｂ)に示されるような固定検出枠
13a及び移動検出枠13bを撮像画面に対して設定させる制
御コマンドをゲートアレイ回路12へ逐次出力させる。こ
こに、固定検出枠13aは撮像画面を左右方向について５
均等分割した検出領域〜から構成され、また移動検
出枠13bは図２に示すように撮像画面を左右方向に１７
均等分割した場合の各分割領域P1〜P17の幅と同等の幅
を有した３個の検出領域Ｂ,Ｃ,Ｄと、その両側に１３個
分の分割領域に相当する幅を有した各検出領域Ａ,Ｅか
ら構成されている。

【００２０】そして、ゲートアレイ回路12の機能ブロッ
クフロー図は図５に示され、マイコン回路11は制御コマ
ンドをゲートアレイ回路12へ出力させることにより、固
定検出枠13aの設定状態[０]と、移動検出枠13bの選択的
設定状態[１]〜[５]と、検出領域Ｃで特定色の色信号が
最多検出された場合の確認設定状態[６]を構成させて、
各時点で撮像画面の分割領域P1〜P17において特定色の
色信号を最も多く含んだ分割領域を判定する。

【００２１】具体的に説明すると、先ず固定検出枠13a
の設定状態[０]として撮像画面を〜の検出領域に区
分し、それらの検出領域〜において特定色の色信号
が最多検出された検出領域を確認する。次に、前記に確
認された検出領域に対応させて移動検出枠13bの設定状
態を構成させる。即ち、図５に示すように、固定検出枠
13aの検出領域で特定色の色信号が最多検出された場
合には移動検出枠13bの設定状態[１]を、検出領域で
あった場合には移動検出枠13bの設定状態[２]を、・・・、
検出領域であった場合には移動検出枠13bの設定状態
[５]を構成させる。

【００２２】そして、対応した移動検出枠13bの設定状
態において、その検出領域Ａ〜Ｅの内で特定色の色信号
が最多検出された検出領域を確認し、その検出領域に対
応したフラグデータをマイコン回路11側へ送出する。ま
た、そのフラグデータの内容は、図６に示すように、検
出領域Ａ〜Ｅと移動検出枠13aに特定色の色信号が存在
しない場合を表すための３ビットの構成になっている。

【００２３】ところで、図５から明らかなように、移動
検出枠13bの各設定状態[１]〜[５]を合成すると撮像画
面を１７均等分割していることになり、且つ各設定状態
[１]〜[５]の制御はマイコン回路11が実行していること
から、各設定状態[１]〜[５]で前記のフラグデータを受
信したマイコン回路11では撮像画面中で特定色の色信号
を最も多く含んでいる分割領域を特定することができ
る。例えば、図２の事例でみた場合、特定色(青色)の色
信号は前記の固定検出枠13aの設定状態[０]では検出領
域で最多検出され、それに対応して構成された移動検
出枠13bの設定状態[５]では検出領域Ｃで最多検出され
ることになり、その場合にゲートアレイ回路12からはフ
ラグデータ[０００]が送出されるが、マイコン回路11
は、そのフラグデータの内容と前記の移動検出枠13bの
設定状態[５]に基づいて、分割領域P15が特定色の色信
号を最も多く含んでいると判定する。

【００２４】尚、事前に固定検出枠13aの設定状態[０]
を設けているのは、被写体の形態等によっては図５の
(註４)に示すように特定色の色信号が特殊な分布状態に
なる場合も想定され、もし(註４)の事例で前記の設定状
態[０]を設けていなければ、追尾すべき被写体が分割領
域P3の付近に存在するにもかかわらず、移動検出枠13b
の設定状態[１]において検出領域Ｅで特定色の色信号が
最多検出され、分割領域P5〜P17の範囲に存在するもの
として誤った判定結果を出してしまうからである。

【００２５】また、図５に示すように、移動検出枠13b
の各設定状態[１]〜[５]においてそれぞれ検出領域Ｃで
特定色の色信号が最多検出された場合には、検出領域Ｂ
を撮像画面全体に拡大させてその中に特定色の色信号が
含まれているか否かを確認するための設定状態[６]を構
成させている。これは、図６に示すように、移動検出枠
13bの検出領域Ｃで特定色の色信号が最多検出された場
合と移動検出枠13b内で特定色の色信号が全く検出され
ない場合とのフラグデータが同一の[０００]で示されて
いるためであり、設定状態[６]によって両者の何れかを
判別させ、後者の場合には被写体が撮像画面内に捕捉さ
れていない状態であり、直ちに回転停止状態(追尾モー
ド停止状態)とする。

【００２６】ここで、図３のフローチャートに戻って、
上記の分割・判定手順が完了すると、マイコン回路11は
その手順で判定された分割領域の番号を用いて内蔵した
回転速度設定テーブルを検索し、その番号に対応した回
転データをD/A変換した回転方向電圧と回転速度電圧を
回動雲台3のモータドライバ3aへ出力させる(S7)。

【００２７】ところで、マイコン回路11の回転速度設定
テーブルは図７に示すようなデータ構成を有している。
即ち、撮像画面の中央領域に相当する分割領域P8,P9,P1
0では回転速度が０になっており、その左側及び右側の
各分割領域P1〜P1,P11〜17ではそれぞれ中央領域から離
れるに従って順次段階的に左方向回転速度及び右方向回
転速度が増加してゆく構成になっている。従って、判定
された分割領域がP8,P9,P10の場合には速度データが０
であるためにモータＭ1の回転が停止されて回動雲台3は
停止状態になるが、それ以外の分割領域と判定された場
合には、その分割領域の画像を撮像画面の中央領域へ戻
す方向の回転速度データに基づく回転方向電圧と回転速
度電圧が回動雲台3へ出力され、回動雲台3の回転速度は
その分割領域と撮像画面の中央との離隔距離に対応して
大きく設定されることになる。

【００２８】例えば、図２の事例であれば、前記のよう
に最終的に撮像画面の分割領域P15で特定色の色信号が
最多検出されているため、図７の回転速度値パターンに
基づいて、分割領域P15に対応する回転速度は右回転方
向であって７段階分設けられた速度の内の３番目に大き
い速度となり、その速度に対応したモータＭ1の回転に
よって回動雲台3が回転せしめられてビデオカメラ1の光
軸1aが被写体を追尾することになる。

【００２９】そして、マイコン回路11は、その時点にお
ける回動雲台3に対する制御電圧の出力が完了すると、
その電圧を保持させながら再度前記の手順を実行し、次
の時点で特定色の色信号が最多検出されている分割領域
を判定すると共に、先の制御電圧をその判定結果に対応
した制御電圧に変更して保持させ、以降、その手順を繰
返す(S6→S7→S6)。その結果、被写体の動きが俊敏であ
っても、左右方向に７段階分設けた回転速度データによ
ってビデオカメラ1の入射光軸1aを滑らかに被写体方向
へ追尾させることができ、被写体を常に撮像画面の中央
領域に捕捉しながら不自然な動きが発生しない状態で撮
影することが可能になる。

【００３０】ところで、図７の回転速度設定テーブルで
は、回転速度の段階的な増加を左右方向へ７段階分均等
に分けているが、ビデオカメラ1で左右方向へ緩慢に動
く被写体をほぼ撮像画面の中央に捕捉した状態で撮影し
ている場合にそのテーブルを用いた制御を実行させてみ
ると、停止状態と分割領域P7,P10乃至分割領域P6,P12に
対応する回転速度(最低速度乃至第２番目の低速度)でビ
デオカメラ1の回動制御が実行されることになり、実際
の撮影記録映像をみるとそれらの回転速度が大き過ぎる
ことに起因して、被写体が撮像画面内で大きな速度で左
右方向へ不自然に移動する傾向を生じる。

【００３１】そこで、図７の回転速度設定テーブルを改
良し、図８に示すように、中央寄りの分割領域に対応し
た回転速度の増加率を小さくし、２次関数曲線に近似し
た段階的増加データとして設定しておくと、前記のよう
な不具合がなくなり、動きの緩慢な被写体を撮像する場
合にも自然で滑らかな回動制御が実現できる。

【００３２】更に、このビデオカメラ1のシステムによ
れば、マイコン回路11は被写体の撮像画面内での位置に
応じて回動雲台3の回転制御を実行させているため、そ
の回転制御の時間的経過に基づいて次の時間帯での撮像
画面内での被写体の動きを予測することができる。即
ち、一定時間Ｔ1(例えば２秒間)以上継続的に回動雲台3
を右方向へ回転させる制御を行っていた場合に、被写体
はその後においても右方向へ移動する確率が高く、それ
を予測した回動雲台3の制御により、同一方向へ高速で
移動する被写体であっても常に撮像画面の中央に捕捉し
ながら撮影することが可能になる。

【００３３】以下、その予測に基づいた回動制御手順を
図９のフローチャートを参照しながら説明する。尚、前
提として、マイコン回路11には前記の予測結果に対応し
て回転速度設定テーブルの回転速度パターンをシフトさ
せる先回り制御プログラムが設けられており、その回動
制御手順は図３で示した被写体追尾手順と並行してマイ
コン回路11がそのプログラムに基づいて実行させる。

【００３４】先ず、マイコン回路11はモータＭ1の回転
制御経過に基づいて回動雲台3の回動状態を監視してお
り、回動雲台3を時間Ｔ1にわたって継続的に同一方向へ
回転させていた場合には、その回転方向を確認し、右方
向への回転であったときには先の時間帯で既に回転速度
設定テーブルの回転速度パターンを左側に３段階分シフ
トさせているか否かを確認する(S21〜S23)。そして、既
に３段階分のシフトを行っている状態であればそれ以上
シフトさせないが、０〜２段階分のシフトしか行ってい
ない状態では回転速度パターンを左側へ１段階だけシフ
トさせる(S23,S24)。即ち、一定時間Ｔ1だけ継続的に右
方向への回転制御を行っていた場合には、その次の時間
帯においても被写体が右方向へ移動する可能性が高く、
次の時間帯での被写体の動きに対する追尾応答がより高
速で行えるように図７や図８で示される回転速度パター
ンを左側へシフトさせて、予め中央より右側の分割領域
P9〜P17に対応する回転速度データが大きくなるように
設定しておく。

【００３５】また、前記の継続的回転方向が左方向への
回転であったときにも、左右が逆になるだけで同様の回
転速度パターンのシフト制御が実行され(S25,S26)、そ
の場合のシフト状態(３段階シフト状態)を具体的に示す
と図１０のようになり、回転速度パターンは標準設定位
置(２点鎖線)から右側(矢印方向)へ３分割領域分シフト
されて、分割領域P1〜P10で左回転速度データを与え
る。従って、標準設定位置では中央付近の分割領域P8〜
P10で停止状態になるが、そのシフト状態では左回転に
なり、また撮像画面の左寄りの４個の分割領域P1〜P4で
左回転最高速度が設定されることになる。

【００３６】その結果、被写体が高速で同一方向へ継続
的に移動している場合に、被写体が撮像画面の中央から
大きく離れた位置で捕捉されたままでそのバランス状態
が継続することを防止でき、被写体を常に撮像画面の中
央へ引き戻した状態で撮影することが可能になる。尚、
３段階のシフトを限度としているのは、４段階以上大き
くシフトさせると、被写体が急峻に逆行した場合に大き
な右回転速度が設定されている状態が継続し、被写体を
撮像画面から逃してしまう可能性があるからである。

【００３７】一方、回動雲台3を時間Ｔ1以上継続的に同
一方向へ回転させておらず、且つ被写体が撮像画面の左
右方向へ動かなくなった場合や動きが微小な場合には回
動雲台3が一定時間Ｔ2(例えば１秒間)継続的に停止せし
められることがあり、そのような状態ではマイコン回路
11がその時点での回転速度パターンのシフト状態を確認
し、標準状態より左側にシフトされていることを確認す
ると、その状態での回転速度パターンを右側へ１段階分
シフトさせ(S27,S28,S29)、逆に標準状態より右側にシ
フトされていることを確認すると、その状態での回転速
度パターンを左側へ１段階分シフトさせる(S28→S30,S3
1)。

【００３８】この標準状態へ戻すためのシフト制御は、
被写体が停止したり、その動きが微小になった場合に
は、撮像画面の中央領域で捕捉しながら標準状態の回転
速度パターンで回動雲台3の制御を実行することが最適
であり、それまでの制御によって回転速度パターンが左
右にシフトされているときには標準状態方向へ復帰さ
せ、被写体の動作状況に応じて無理のない制御を実行さ
せるものである。

【００３９】以上のように、本実施例ではビデオカメラ
1による左右方向への被写体追尾シーケンスについて説
明したが、同様の装置を上下方向の追尾用にも適用する
ことができ、その場合には、ビデオカメラ1を上下方向
へ回動自在に支持させておき、検出枠を上下方向に移動
させて撮像画面を上下方向に多分割し、特定色の色信号
が最多検出された分割領域を判定し、上下方向への回転
速度を段階的に記憶させた回転速度設定テーブルに基づ
いて追尾制御を実行させる。また、ビデオカメラ1を上
下及び左右方向へ回動自在に支持しておき、それぞれの
方向へビデオカメラ1を回転制御する被写体追尾装置を
独立に設けておけば、滑らかな回動制御による２次元的
な追尾を実行させることができ、縦横に動く被写体を常
に自然な状態で撮像画面の中央に捕捉しながら撮影する
ことが可能になる。

【００４０】

【発明の効果】本発明のビデオカメラにおける被写体追
尾装置は、以上の構成を有していることにより、次のよ
うな効果を奏する。請求項１の発明は、被写体が有して
いる特定色の色信号を記憶させ、その特定色の色信号が
撮像画面の何れの領域により多く存在するかを判定しな
がら追尾制御を実行させるビデオカメラの被写体追尾装
置において、ゲートアレイ回路とマイコン回路を用いて
撮像画面をより多数の分割領域に分け、特定色の色信号
が最多検出された分割領域の画像を撮像画面の中央から
離れるに従ってより大きな速度で中央部へ戻すようにビ
デオカメラを回動制御しているため、動きのある被写体
を滑らかで高精度なソフトウェア制御によって撮像画面
の中央部に自然な映像として捕捉しながら撮影すること
を可能にする。請求項２の発明は、回動制御手段による
制御経過から次の時間帯での被写体の動きを予測し、そ
の予測に基づいて回動制御に適用される回転速度値パタ
ーンをシフトさせるようにしており、その先回り制御に
よって、被写体が同一方向へ継続的に移動する場合にお
いても常に撮像画面の中央で捕捉しながら撮影すること
を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のビデオカメラにおける被写体追尾装置
を適用したビデオカメラのシステムブロック回路図であ
る。

【図２】撮像画面及びその分割領域を示す図である。

【図３】被写体追尾手順を示すフローチャートである。

【図４】ゲートアレイ回路での検出枠を示す図である。

【図５】ゲートアレイ回路の機能ブロックフロー図であ
る。

【図６】特定色の色信号が最多検出された検出領域とゲ
ートアレイ回路が出力させるフラグデータとの関係を示
す表である。

【図７】撮像画面の分割領域に対応して設定されるモー
タＭ1の回転速度データ(回転速度パターン；均等増加
形)を示すグラフである。

【図８】撮像画面の分割領域に対応して設定されるモー
タＭ1の回転速度データ(回転速度パターン；２次曲線近
似形)を示すグラフである。

【図９】予測に基づいた回動制御(先回り制御)手順を示
すフローチャートである。

【図１０】回転速度パターンのシフト状態でのモータＭ
1の回転速度データ(回転速度パターン；２次曲線近似
形)を示すグラフである。

【図１１】先行技術であるビデオカメラの追尾方法(特
願平4-103802号)に用いられている撮像画面の分割状態
(３分割)を示す図である。

【図１２】従来のビデオカメラの追尾方法(特願平4-103
802号)に用いられている撮像画面の分割状態(５分割)を
示す図である。

【符号の説明】

1…ビデオカメラ、1a…入射光軸、2…三脚ベース、3…
回動雲台(回動手段)、3a,8…モータドライバ(3a:回動手
段)、4…光学系、4a…光学系駆動部、5…固体撮像素
子、6…信号処理回路、7…記録部、10…操作部、11…マ
イコン回路(分割・判定手段,記憶手段,回動制御手段,経
過検出手段,シフト手段)、12…ゲートアレイ回路(色設
定手段,信号検出手段,分割・判定手段)、13a…固定検出
枠、13b…移動検出枠、Ａ〜Ｅ…移動検出枠の検出領
域、Ｍ1,Ｍ2…モータ(Ｍ1:回動手段)、P1〜P17,〜
…撮像画面の分割領域(但し、図４の〜は固定検出
枠の検出領域)。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオカメラにおける被写体追尾装置に
   おいて、被写体が有している色から特定色を選択し、そ
   の色信号を記憶する色設定手段と、被写体を含んだ撮像
   画面の信号と前記色設定手段が記憶した特定色の色信号
   を比較して撮像画面から特定色を検出する信号検出手段
   と、撮像画面を左右又は／及び上下方向に多分割し、各
   分割領域について前記信号検出手段が検出した特定色の
   色信号が最も多く含まれている分割領域を判定する分割
   ・判定手段と、分割領域の画像を撮像画面の中央へ移動
   させるようにビデオカメラの入射光軸を回転させるため
   の回転速度値を、各分割領域に対応させて撮像画面の中
   央から離れるに従って増加する傾向で記憶した記憶手段
   と、ビデオカメラの入射光軸を左右又は/及び上下方向
   へ回動させる回動手段と、前記分割・判定手段の判定結
   果に基づく分割領域に対応した前記記憶手段の回転速度
   値を設定して前記回動手段を制御する回動制御手段を具
   備したことを特徴とするビデオカメラにおける被写体追
   尾装置。
2. 【請求項２】 回動制御手段が一定時間継続的に同一回
   転方向への回転速度値を設定しているか否かを検出する
   経過検出手段と、前記経過検出手段が前記設定状態を検
   出した場合に、ビデオカメラの入射光軸が前記の継続的
   回転方向へより大きな速度で回転するように記憶手段の
   回転速度値パターンをシフトさせるシフト手段を設けた
   請求項１のビデオカメラにおける被写体追尾装置。