JPH0783474B2 - 自動追尾撮像装置 - Google Patents
自動追尾撮像装置Info
- Publication number
- JPH0783474B2 JPH0783474B2 JP61305828A JP30582886A JPH0783474B2 JP H0783474 B2 JPH0783474 B2 JP H0783474B2 JP 61305828 A JP61305828 A JP 61305828A JP 30582886 A JP30582886 A JP 30582886A JP H0783474 B2 JPH0783474 B2 JP H0783474B2
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- JP
- Japan
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- video signal
- block
- screen
- person
- image pickup
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えばテレビ電話装置に用いられ、撮像画面
より、人物の顔面部分を含んだ領域を抽出する自動追尾
撮像装置に関するものである。
より、人物の顔面部分を含んだ領域を抽出する自動追尾
撮像装置に関するものである。
「従来の技術」 低ビツトレートの伝送路を用いて遠隔地間に離れた２者
間で対面通話を実現するテレビ電話装置では、伝送情報
量を減らすために１画面あたりの画素数を少なくしてい
る。このため広い範囲を撮像した場合には人物の顔面部
分の解像度が不足し、明確には見えにくくなる。このた
め人物の顔面部分を画面いつぱいに大きく映し出す必要
があるが、人物が動いた場合には画面の視角より顔面部
分がはずれてしまうことがあつた。
間で対面通話を実現するテレビ電話装置では、伝送情報
量を減らすために１画面あたりの画素数を少なくしてい
る。このため広い範囲を撮像した場合には人物の顔面部
分の解像度が不足し、明確には見えにくくなる。このた
め人物の顔面部分を画面いつぱいに大きく映し出す必要
があるが、人物が動いた場合には画面の視角より顔面部
分がはずれてしまうことがあつた。
これを解決する方法としてモニタ装置を設けて常に自分
の姿を映し出す方法が考えられるが、そのモニタ装置に
常に自分が映つているかどうかを意識しなければならず
操作性がきわめて悪くなる。また人物を撮像しているテ
レビカメラを、人物が動いた場合にそれを追尾するよう
に物理的に動かす方法も考えられるが、この場合はテレ
ビカメラ用電動雲台、電動ズームレンズなど機構部分が
大きくなりすぎるという問題点がある。
の姿を映し出す方法が考えられるが、そのモニタ装置に
常に自分が映つているかどうかを意識しなければならず
操作性がきわめて悪くなる。また人物を撮像しているテ
レビカメラを、人物が動いた場合にそれを追尾するよう
に物理的に動かす方法も考えられるが、この場合はテレ
ビカメラ用電動雲台、電動ズームレンズなど機構部分が
大きくなりすぎるという問題点がある。
この発明の目的は、例えばテレビ電話装置において電動
雲台のような機構部分を有することなく、またモニタ装
置を設けることなく、人物の顔面部分が動いた場合に画
面からはずれてしまうという欠点を解決した自動追尾撮
像装置を提供することにある。
雲台のような機構部分を有することなく、またモニタ装
置を設けることなく、人物の顔面部分が動いた場合に画
面からはずれてしまうという欠点を解決した自動追尾撮
像装置を提供することにある。
「問題点を解決するための手段」 この発明によれば撮像装置からn1×n2の画素画面が撮像
され、その出力映像信号はフレームメモリによりＮフレ
ーム（Ｎは１以上の整数）遅延され、そのフレームメモ
リの遅延映像信号と前記撮像装置からの遅延されていな
い映像信号との画素ごとの差分が画素差分演算手段で演
算され、その差分信号がそれぞれ２値化手段で２値化さ
れる。その２値化画像は（n1/l）×（n2/l）のブロツク
画面（ｌはn1,n2の公約数）に分割され、その各ブロツ
ク内の２値化しきい値以上の画素数が、あらかじめ定め
られた値以上の場合は有効ブロツク判定手段により有効
ブロツクと判定される。その判定された有効ブロツクの
例えば位置及び連続性にもとづいて人物の顔面領域の判
定が顔面領域判定手段により判定され、その判定検出さ
れた人物の顔面領域を含んでn1×n2画面より小さいkm1
×km2画面（n1＞km1,n2＞km2,m1,m2はあらかじめ定めら
れた値、ｋは正の実数）からなる領域の映像信号のみ
が、前記撮像装置の出力映像信号から、顔面領域抽出手
段により取り出される。テレビ電話装置の場合などにお
いてはその顔面領域抽出手段により取り出された映像信
号の画素が必要に応じて間引き手段により間引かれてm1
×m2の画素の映像信号とされる。
され、その出力映像信号はフレームメモリによりＮフレ
ーム（Ｎは１以上の整数）遅延され、そのフレームメモ
リの遅延映像信号と前記撮像装置からの遅延されていな
い映像信号との画素ごとの差分が画素差分演算手段で演
算され、その差分信号がそれぞれ２値化手段で２値化さ
れる。その２値化画像は（n1/l）×（n2/l）のブロツク
画面（ｌはn1,n2の公約数）に分割され、その各ブロツ
ク内の２値化しきい値以上の画素数が、あらかじめ定め
られた値以上の場合は有効ブロツク判定手段により有効
ブロツクと判定される。その判定された有効ブロツクの
例えば位置及び連続性にもとづいて人物の顔面領域の判
定が顔面領域判定手段により判定され、その判定検出さ
れた人物の顔面領域を含んでn1×n2画面より小さいkm1
×km2画面（n1＞km1,n2＞km2,m1,m2はあらかじめ定めら
れた値、ｋは正の実数）からなる領域の映像信号のみ
が、前記撮像装置の出力映像信号から、顔面領域抽出手
段により取り出される。テレビ電話装置の場合などにお
いてはその顔面領域抽出手段により取り出された映像信
号の画素が必要に応じて間引き手段により間引かれてm1
×m2の画素の映像信号とされる。
このようにこの発明によれば遅延された映像信号と、遅
延されないものとの差分が検出され、これにより動き部
分を検出し、その動き部分を２値化し、しかもブロツク
画面としてブロツク中のしきい値以上の画素数により処
理を行つているため、比較的簡単な処理で顔面領域を抽
出できる。
延されないものとの差分が検出され、これにより動き部
分を検出し、その動き部分を２値化し、しかもブロツク
画面としてブロツク中のしきい値以上の画素数により処
理を行つているため、比較的簡単な処理で顔面領域を抽
出できる。
「実施例」 第１図はこの発明の自動追尾撮像装置の実施例を説明す
る図である。n1×n2の画素数を有する撮像装置11からの
出力映像信号の第ｆフレーム目（第２図Ａ）は一たんフ
レームメモリ12に蓄積される。その蓄積された第ｆフレ
ーム目の映像信号と、撮像信号11からの次の第ｆ＋１フ
レーム目（第２図Ｂ）の出力映像信号とは画素差分演算
回路13により画素ごとに減算処理され、両フレーム映像
信号間の差分信号が抽出される。つまり第ｆフレームと
第ｆ＋１フレームとの間で動きのある領域（第２図Ｃの
斜線部分）が抽出される。
る図である。n1×n2の画素数を有する撮像装置11からの
出力映像信号の第ｆフレーム目（第２図Ａ）は一たんフ
レームメモリ12に蓄積される。その蓄積された第ｆフレ
ーム目の映像信号と、撮像信号11からの次の第ｆ＋１フ
レーム目（第２図Ｂ）の出力映像信号とは画素差分演算
回路13により画素ごとに減算処理され、両フレーム映像
信号間の差分信号が抽出される。つまり第ｆフレームと
第ｆ＋１フレームとの間で動きのある領域（第２図Ｃの
斜線部分）が抽出される。
画素差分演算回路13からの差分信号は、２値化回路14に
おいてn1×n2の全画素に対してあらかじめ定められてい
るしきい値により２値化され、２値化差分信号に変換さ
れる。なおここで用いるしきい値は背景と人物部のコン
トラストを考慮し、差分信号が正しく検出できるような
値を選ぶ。
おいてn1×n2の全画素に対してあらかじめ定められてい
るしきい値により２値化され、２値化差分信号に変換さ
れる。なおここで用いるしきい値は背景と人物部のコン
トラストを考慮し、差分信号が正しく検出できるような
値を選ぶ。
２値化回路14からの２値化差分信号は、有効ブロツク判
定回路15においてn1×n2の撮像領域を（n1/l）×（n2/
l）のブロツク（ｌはn1,n2の公約数）に分割し、各ブロ
ツク毎に前記２値化した時のしきい値以上の画素数を計
数し、その総数があらかじめ定められている数値以上の
ブロツクを有効ブロツクと判定し、ブロツク差分信号を
出力する。なおここで判定に用いる数値はフリツカー等
の雑音を十分に除去できるような値を選ぶ。
定回路15においてn1×n2の撮像領域を（n1/l）×（n2/
l）のブロツク（ｌはn1,n2の公約数）に分割し、各ブロ
ツク毎に前記２値化した時のしきい値以上の画素数を計
数し、その総数があらかじめ定められている数値以上の
ブロツクを有効ブロツクと判定し、ブロツク差分信号を
出力する。なおここで判定に用いる数値はフリツカー等
の雑音を十分に除去できるような値を選ぶ。
有効ブロツク判定回路15からのブロツク差分信号は、顔
面領域判定回路16において次の方法により人物の顔面領
域を判定する。撮像装置11の出力は同期抽出回路17へも
供給され、ここで垂直同期信号及び水平同期信号が抽出
され、これらは顔面領域判定回路16へ供給される。第３
図に示すように各ブロツクを（x,y）座標点で標記し、
画面左上のブロツクを（1,1）とする。
面領域判定回路16において次の方法により人物の顔面領
域を判定する。撮像装置11の出力は同期抽出回路17へも
供給され、ここで垂直同期信号及び水平同期信号が抽出
され、これらは顔面領域判定回路16へ供給される。第３
図に示すように各ブロツクを（x,y）座標点で標記し、
画面左上のブロツクを（1,1）とする。
まずｙ＝１の場合にｘ方向のブロツクを１からn1/lまで
左から右に走査して有効ブロツクの有無を調べる。以下
同様にｙ＝２からn2/lまで順次ｘ方向に走査して有効ブ
ロツクの有無を調べる。
左から右に走査して有効ブロツクの有無を調べる。以下
同様にｙ＝２からn2/lまで順次ｘ方向に走査して有効ブ
ロツクの有無を調べる。
人物を撮像している例えばテレビ電話装置においては、
有効ブロツクの画面最上部のｙ座標yaは人物の頭頂部
で、その下の部分が顔面と考えられる。このｙ座標yaの
次の行から、ｘ方向の左から右に走査した時に最初に現
われる有効ブロツクのｘ座標Pi｛１＜ｉ＜（n1/l）｝と
右から左に走査した時に最初に現われる有効ブロツクの
ｘ座標Qi｛１＜ｉ＜（n1/l）｝とを求め、各ブロツクラ
イン（走査）ごとにｘ方向の有効ブロツク幅Wj（ｊ＞
ａ）＝Qi−Piを求める。順次ブロツクラインごとに走査
して有効ブロツク幅Wiを求めていき、連続する行の有効
ブロツク幅Wiの値があらかじめ定められているブロツク
行数にわたり一定値を示した場合に、その値を顔面部の
幅Ｗと判定する。なおここで用いる行数はブロツクサイ
ズを考慮して顔面部の幅が正しく検出できるように選
ぶ。
有効ブロツクの画面最上部のｙ座標yaは人物の頭頂部
で、その下の部分が顔面と考えられる。このｙ座標yaの
次の行から、ｘ方向の左から右に走査した時に最初に現
われる有効ブロツクのｘ座標Pi｛１＜ｉ＜（n1/l）｝と
右から左に走査した時に最初に現われる有効ブロツクの
ｘ座標Qi｛１＜ｉ＜（n1/l）｝とを求め、各ブロツクラ
イン（走査）ごとにｘ方向の有効ブロツク幅Wj（ｊ＞
ａ）＝Qi−Piを求める。順次ブロツクラインごとに走査
して有効ブロツク幅Wiを求めていき、連続する行の有効
ブロツク幅Wiの値があらかじめ定められているブロツク
行数にわたり一定値を示した場合に、その値を顔面部の
幅Ｗと判定する。なおここで用いる行数はブロツクサイ
ズを考慮して顔面部の幅が正しく検出できるように選
ぶ。
また顔面部の幅Ｗと判定した最終ブロツクラインのｘ座
標Pi,Qiをxp,xqとし、その中心座標xc＝（xp＋xq）/2を
定める。顔面部の縦方向の長さＴは人物顔面の統計的性
質より幅Ｗ（＝xq−xp）をもとにしてＴ＝Ｗ×ｔ（ｔは
正の実数）により求める。顔面領域判定回路16では、顔
面を含むn1×n2画素領域より小さいkm1×km2画素（m1,m
2はあらかじめ定められた値、ｋは正の実数）からなる
領域を指定する領域抽出信号を出力する。例えば顔面部
を含む横：縦の比が4:3の場合のブロツク座標系におけ
る抽出領域のxmin,xmax,ymin,ymax（第３図）の値は次
式により求まる。
標Pi,Qiをxp,xqとし、その中心座標xc＝（xp＋xq）/2を
定める。顔面部の縦方向の長さＴは人物顔面の統計的性
質より幅Ｗ（＝xq−xp）をもとにしてＴ＝Ｗ×ｔ（ｔは
正の実数）により求める。顔面領域判定回路16では、顔
面を含むn1×n2画素領域より小さいkm1×km2画素（m1,m
2はあらかじめ定められた値、ｋは正の実数）からなる
領域を指定する領域抽出信号を出力する。例えば顔面部
を含む横：縦の比が4:3の場合のブロツク座標系におけ
る抽出領域のxmin,xmax,ymin,ymax（第３図）の値は次
式により求まる。
xmin＝xc−2/3・Ｔ xmax＝xc＋2/3・Ｔ ymin＝ya ymax＝ya＋Ｔ 以上の値よりn1×n2画素画面におけるkm1×km2画素領域
の抽出座標Xmin,Xmax,Ymin,Ymax（第２図Ｃ）は次式に
より求まる。
の抽出座標Xmin,Xmax,Ymin,Ymax（第２図Ｃ）は次式に
より求まる。
Xmin＝（xmin−１）×ｌ Xmax＝xmax×ｌ Ymin＝（ymin−１）×ｌ Ymax＝ymax×ｌ 以上により求めた領域抽出座標指示信号Xmin,Xmax,
Ymin,Ymaxを同期抽出回路17で抽出した垂直同期タイミ
ングで顔面領域抽出回路18に与える。顔面領域判定回路
16は有効ブロツクの位置とその連続性とから人物の画面
領域を判定していることになる。
Ymin,Ymaxを同期抽出回路17で抽出した垂直同期タイミ
ングで顔面領域抽出回路18に与える。顔面領域判定回路
16は有効ブロツクの位置とその連続性とから人物の画面
領域を判定していることになる。
第４図は顔面領域判定回路16の実施例を説明する図であ
る。有効ブロツク判定回路15からのブロツク差分信号
は、ya検出回路31、1H遅延回路32、1H遅延逆走査回路33
に入力される。ya検出回路31で画面最上部の有効ブロツ
クのｙ座標yaを検出した場合には、フリツプフロツプ34
に通知し、yaレジスタ35にそのデータyaをセツトする。
1H遅延回路32の出力信号から、Pi検出回路36でPiが、1H
遅延逆走査回路33の出力信号から、Qi検出回路37でQiが
それぞれ検出される。
る。有効ブロツク判定回路15からのブロツク差分信号
は、ya検出回路31、1H遅延回路32、1H遅延逆走査回路33
に入力される。ya検出回路31で画面最上部の有効ブロツ
クのｙ座標yaを検出した場合には、フリツプフロツプ34
に通知し、yaレジスタ35にそのデータyaをセツトする。
1H遅延回路32の出力信号から、Pi検出回路36でPiが、1H
遅延逆走査回路33の出力信号から、Qi検出回路37でQiが
それぞれ検出される。
Ｗ演算回路38ではこれら検出されたPi,Qiより（Qi−
Pi）を演算し、Ｗレジスタ39にその演算結果を記憶す
る。なおＷ演算回路38はya検出回路31でyaを検出した時
に動作可能状態とするためにフリツプフロツプ34の出力
でフリツプフロツプ41を制御する。
Pi）を演算し、Ｗレジスタ39にその演算結果を記憶す
る。なおＷ演算回路38はya検出回路31でyaを検出した時
に動作可能状態とするためにフリツプフロツプ34の出力
でフリツプフロツプ41を制御する。
Ｗ比較回路42は、Ｗレジスタ39のデータとＷ演算回路38
からの次のデータとを比較する。その比較結果が等しい
場合にはカウンタ43を１つ進める。また比較結果が等し
くない場合にはカウンタ43をリセツトする。カウンタ43
の計数値があらかじめ定められている値になつたときに
はセツト信号を出力し、Piレジスタ44にPi検出回路36か
らのPiを、Qiレジスタ45にQi検出回路37からのQiをそれ
ぞれセツトする。なお一たんこのセツト信号を出力した
ら、次の画面がくるまで（次の垂直同期信号以降まで）
カウンタ43を動作停止状態とするためにフリツプフロツ
プ46をカウンタ43の出力で制御する。
からの次のデータとを比較する。その比較結果が等しい
場合にはカウンタ43を１つ進める。また比較結果が等し
くない場合にはカウンタ43をリセツトする。カウンタ43
の計数値があらかじめ定められている値になつたときに
はセツト信号を出力し、Piレジスタ44にPi検出回路36か
らのPiを、Qiレジスタ45にQi検出回路37からのQiをそれ
ぞれセツトする。なお一たんこのセツト信号を出力した
ら、次の画面がくるまで（次の垂直同期信号以降まで）
カウンタ43を動作停止状態とするためにフリツプフロツ
プ46をカウンタ43の出力で制御する。
抽出領域指定回路47では、yaレジスタ35、Piレジスタ4
4、Qiレジスタ45の各値に基づいて前記の方法により領
域抽出座標指示信号Xmin,Xmax,Ymin,Ymaxを演算して出
力する。
4、Qiレジスタ45の各値に基づいて前記の方法により領
域抽出座標指示信号Xmin,Xmax,Ymin,Ymaxを演算して出
力する。
顔面領域抽出回路18では、このようにして得られた顔面
領域判定回路16からの領域抽出座標指示信号にもとづき
フレームメモリ12からの入力映像よりkm1×km2領域のみ
の映像（第２図Ｄ）を作成し、間引き回路19（第１図）
に入力する。
領域判定回路16からの領域抽出座標指示信号にもとづき
フレームメモリ12からの入力映像よりkm1×km2領域のみ
の映像（第２図Ｄ）を作成し、間引き回路19（第１図）
に入力する。
間引き回路19では作成された映像の画素を間引いてm1×
m2からなる画面（第２図Ｅ）の映像信号として出力端子
20に出力する。この映像信号は間引きが行われているた
め入力映像信号より画素数が減少し解像度は低下する。
従つて通常の映像信号を用いた場合は低ビツトレートで
画素数を少なくして伝送するシステムに使用可能であ
る。また通常の映像信号が出力として必要なものは走査
線1000本程度の高品位映像の撮像装置を用いることによ
り得られることができる。この場合は間引き回路19を設
けないで済むこともある。
m2からなる画面（第２図Ｅ）の映像信号として出力端子
20に出力する。この映像信号は間引きが行われているた
め入力映像信号より画素数が減少し解像度は低下する。
従つて通常の映像信号を用いた場合は低ビツトレートで
画素数を少なくして伝送するシステムに使用可能であ
る。また通常の映像信号が出力として必要なものは走査
線1000本程度の高品位映像の撮像装置を用いることによ
り得られることができる。この場合は間引き回路19を設
けないで済むこともある。
第１図においてフレームメモリ12における遅延は１フレ
ームに限らず、整数フレーム遅延させてもよい。
ームに限らず、整数フレーム遅延させてもよい。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明の装置では人物の画面領
域を含む広い範囲を撮像し、その撮像画面内より人物の
顔面を囲む領域を人物の動きを利用して取り出して新た
な映像信号とすることから、特別な機構部品を必要とせ
ず、モニタ装置を利用することなく、常に人物の顔面を
中心に撮像することができ、また人物が撮像装置に接近
もしくは離れた場合でも人物をほぼ同じ大きさで撮像す
ることができるという利点がある。
域を含む広い範囲を撮像し、その撮像画面内より人物の
顔面を囲む領域を人物の動きを利用して取り出して新た
な映像信号とすることから、特別な機構部品を必要とせ
ず、モニタ装置を利用することなく、常に人物の顔面を
中心に撮像することができ、また人物が撮像装置に接近
もしくは離れた場合でも人物をほぼ同じ大きさで撮像す
ることができるという利点がある。
第１図はこの発明装置の実施例を示すブロツク図、第２
図は第１図の各部の入出力映像画面例を示す図、第３図
は顔面領域判定回路の動作を説明する図、第４図は第１
図中の顔面領域判定回路16の具体例を示すブロツク図で
ある。
図は第１図の各部の入出力映像画面例を示す図、第３図
は顔面領域判定回路の動作を説明する図、第４図は第１
図中の顔面領域判定回路16の具体例を示すブロツク図で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】n1×n2の画素画面を撮像する撮像装置と、
その撮像装置の出力映像信号をＮフレーム（Ｎは１以上
の整数）遅延するフレームメモリと、 そのフレームメモリの遅延映像信号と前記撮像装置から
の遅延されない映像信号との画素差分を演算する画素差
分演算手段と、 その画素差分演算手段よりの画素差分信号を２値化する
２値化手段と、 その２値化画像を（n1/l）×（n2/l）のブロツク画面
（ｌはn1,n2の公約数）に分割し、各ブロツク内の２値
化しきい値以上の画素数が、あらかじめ定められた値以
上の場合に有効ブロツクと判定する有効ブロツク判定手
段と、 その判定された有効ブロツクの位置及び連続性にもとづ
いて人物の顔面領域を判定する顔面領域判定手段と、 その判定検出した人物の顔面領域を含んでn1×n2画面よ
り小さいkm1×km2画面（n1＞km1,n2＞km2,m1,m2はあら
かじめ定められた値、ｋは正の実数）からなる領域の映
像信号のみを前記撮像装置の出力映像信号から取り出す
顔面領域抽出手段とを有する自動追尾撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61305828A JPH0783474B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 自動追尾撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61305828A JPH0783474B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 自動追尾撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63157593A JPS63157593A (ja) | 1988-06-30 |
| JPH0783474B2 true JPH0783474B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=17949861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61305828A Expired - Lifetime JPH0783474B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 自動追尾撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783474B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04157889A (ja) * | 1990-10-20 | 1992-05-29 | Fujitsu Ltd | 人物撮像位置の自動調整方法 |
| JP2667973B2 (ja) * | 1991-03-01 | 1997-10-27 | 警察大学校長 | 移動体監視装置 |
| JP3017384B2 (ja) * | 1993-07-19 | 2000-03-06 | シャープ株式会社 | 特徴領域抽出装置 |
| JP2002175538A (ja) * | 2000-12-08 | 2002-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | 似顔絵生成装置及び似顔絵生成方法及び似顔絵生成プログラムを記録した記録媒体及び通信用端末及び通信用端末による通信方法 |
| JP4525063B2 (ja) * | 2003-12-11 | 2010-08-18 | ソニー株式会社 | 動きベクトル検出装置、および動きベクトル検出方法、並びにコンピュータ・プログラム |
-
1986
- 1986-12-22 JP JP61305828A patent/JPH0783474B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63157593A (ja) | 1988-06-30 |
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