JPH09186927A

JPH09186927A - 追尾装置および追尾方法

Info

Publication number: JPH09186927A
Application number: JP7342429A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Koyanagi; 正和小柳; Tadafusa Tomitaka; 忠房富高; Taro Mizufuji; 太郎水藤; Naoyasu Hosonuma; 直泰細沼
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-15
Also published as: US6323898B1

Abstract

(57)【要約】【課題】追尾している被写体を見失うことを防止す
る。【解決手段】例えば、追尾対象の被写体が右方向に移
動している場合において、図５（Ａ）および（Ｂ）に示
すように、被写体が通常ゲイン領域（同図において白抜
きで示す部分）にいるときには、ゲインを１として決定
された速度でパンニングおよびチルティングが行われ、
その後、被写体がさらに速度を増して、同図（Ｃ）およ
び（Ｄ）に示すように、ゲインアップ領域（同図におい
て影を付してある部分）に到達したときには、ゲインを
２として決定された速度でパンニングおよびチルティン
グが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、追尾装置および追
尾方法に関する。特に、所定の被写体を追尾しながら撮
像する、例えばビデオカメラなどに用いて好適な追尾装
置および追尾方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、パン駆動機構およびチルト駆
動機構を用いてビデオカメラを、追尾対象である被写体
に自動追尾させることにより、表示画面の中央部に被写
体を表示させるように自動追尾を行うビデオカメラが提
案されている。

【０００３】即ち、このようなビデオカメラにおいて
は、例えば図１９に示すように、表示画面（ビデオカメ
ラにより撮像される画像）の中央部に基準計測枠が設け
られ、まず、その基準計測枠に、追尾対象の被写体が含
まれるように撮像が行われて記憶される。その後、その
基準計測枠と同一の枠（以下、適宜、検出計測枠とい
う）によって表示画面がスキャンされ、各位置における
検出計測枠内のデータと、記憶した基準計測枠内のデー
タとが比較される。そして、基準計測枠内のデータと最
も類似するデータが得られた検出計測枠の位置（例え
ば、検出計測枠の重心が位置する座標）が、被写体の位
置として検出され、その被写体の位置と、表示画面内の
引き込みの基準の位置としての基準計測枠の位置（例え
ば、基準計測枠の重心が位置する座標）（引き込みの中
心座標）との距離であるずれ量が算出される。さらに、
そのずれ量に基づいて、表示画面の中央部に被写体を引
き込むように、ビデオカメラがパンニングおよびチルテ
ィングされる。

【０００４】この場合のパンニングおよびチルティング
の速度は、次のようにして決定される。即ち、基準の位
置の座標を（ｘ_center，ｙ_center）とするとともに、被
写体の位置の座標を（ｘ_now，ｙ_now）とするとき、ま
ず、パン方向（水平方向）またはチルト方向（垂直方
向）のずれ量ｅｘまたはｅｙが、式ｅｘ＝ｘ_center−ｘ_now ｅｙ＝ｙ_center−ｙ_now ・・・（１）にしたがってそれぞれ求められる。そして、パンニング
またはチルティングの速度ｓｐｅｅｄ＿ｐａｎまたはｓ
ｐｅｅｄ＿ｔｉｌｔが、式ｓｐｅｅｄ＿ｐａｎ＝ａ＿ｐａｎ×ｆ（ｅｘ）ｓｐｅｅｄ＿ｔｉｌｔ＝ａ＿ｔｉｌｔ×ｆ（ｅｙ）・・・（２）にしたがってそれぞれ求められる。

【０００５】なお、式（２）において、ａ＿ｐａｎまた
はａ＿ｔｉｌｔは、それぞれパン駆動機構またはチルト
駆動機構を駆動するときのゲインを表しており、ｆ（）
は、速度算出のための関数である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来におい
ては、ゲインａ＿ｐａｎおよびａ＿ｔｉｌｔ（以下、適
宜、両方含めて、ゲインａという）は、図２０に示すよ
うに、ずれ量ｅｘ，ｅｙ（以下、適宜、両方含めて、ず
れ量ｅという）に無関係に固定の値とされていた。従っ
て、パンニングやチルティング（以下、適宜、両方含め
て、パンチルタという）の速度は、式（２）から、ずれ
量ｅにのみ対応して決定されるため、被写体が、例えば
図２１に示すように、表示画面の画面端付近（画枠付
近）で、パンニングやチルティングの速度より速い速度
で、表示画面の外側方向に移動した場合には、被写体を
見失うことがあった。

【０００７】そこで、このように被写体を見失った場合
には、見失う前の被写体の動きから、被写体が存在する
存在範囲を予測し、その存在範囲内を撮像するようにパ
ンチルタを行うことにより、被写体を再検出（予測追
尾）する方法がある。

【０００８】しかしながら、例えば、移動してきた被写
体が、木や電柱などの物体に隠れた位置で立ち止まった
ような場合には、見失う前の被写体の動きから、被写体
が存在する存在範囲が予測されると、従来においては、
木や電柱の先に被写体が存在するものと予測され、被写
体を見つけるのが困難であった。

【０００９】さらに、パンチルタのゲインおよび速度
を、上述したように決定する場合には、ずれ量ｅが生じ
ると、即座に、被写体の追尾が開始される。従って、被
写体が移動せずにふらついているだけであっても、その
ふらつきによりずれ量が生じた場合には、パンチルタが
行われ、これにより、撮像した画像もふらついたものと
なり、安定性に欠ける問題があった。

【００１０】また、以上のようなビデオカメラを、例え
ば、いわゆるテレビ電話システムやテレビ会議システム
などに適用し、被写体を追尾した画像を圧縮符号化して
遠隔地に伝送する場合には、被写体が常時動いていると
きには、そのような被写体を追尾して得られる画像の背
景も常時変化するため、符号化効率を悪化する課題があ
った。

【００１１】さらに、従来のビデオカメラでは、上述し
たように、表示画面の中央部に設けられた基準計測枠の
位置を、引き込みの基準の位置とし、従って、表示画面
の中央部に、追尾する被写体を引き込むようにパンチル
タが行われるようになされているが、使用状況などによ
っては、表示画面のその他の位置に被写体を引き込むよ
うに追尾を行うことをユーザが希望する場合もあり、従
来においては、このような場合に対処するのが困難であ
った。

【００１２】また、例えばある人物を追尾の対象とし
て、その人物の顔を基準計測枠内に撮像して追尾を開始
した場合において、近くに、別の人物が存在するときに
は、その別の人物を、追尾すべき人物と誤認識して追尾
が行われることがあり、このような場合、従来において
は、一度、追尾を中断するように操作を行い、再び、人
物の顔が基準計測枠内に撮像されるように、手動でパン
チルタを行う必要があり、操作が煩雑になる課題があっ
た。

【００１３】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、被写体への追従性、安定性、他の装置へ
の適応性、さらには操作性の高い装置を提供することが
できるようにするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の追尾装
置は、被写体を撮像する撮像手段と、撮像手段をパンニ
ングおよびチルティング駆動する駆動手段と、撮像手段
より出力される画像の中の被写体の位置を検出する位置
検出手段と、位置検出手段により検出された被写体の位
置と、撮像手段より出力される画像の中の所定の基準の
位置とのずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて、被写
体の位置が所定の基準の位置と一致するように、駆動手
段を制御することにより被写体を自動追尾する自動追尾
手段と、所定の基準の位置を設定する基準位置設定手段
とを備えることを特徴とする。

【００１５】請求項２に記載の追尾方法は、被写体を撮
像する撮像手段と、撮像手段をパンニングおよびチルテ
ィング駆動する駆動手段と、撮像手段より出力される画
像の中の被写体の位置を検出する位置検出手段と、位置
検出手段により検出された被写体の位置と、撮像手段よ
り出力される画像の中の所定の基準の位置とのずれ量を
算出し、そのずれ量に基づいて、被写体の位置が所定の
基準の位置と一致するように、駆動手段を制御すること
により被写体を自動追尾する自動追尾手段とを備える追
尾装置の追尾方法であって、所定の基準の位置が画像の
中の任意の位置に設定可能なようになされていることを
特徴とする。

【００１６】請求項３に記載の追尾装置は、被写体を撮
像する撮像手段と、撮像手段をパンニングおよびチルテ
ィング駆動する駆動手段と、撮像手段より出力される画
像の中の被写体の位置を検出する位置検出手段と、位置
検出手段により検出された被写体の位置に基づいて、駆
動手段を制御することにより被写体を自動追尾する自動
追尾手段と、撮像手段より出力される画像の中に被写体
が存在するか否かを判定し、その判定結果を出力する判
定手段と、判定手段より、被写体が画像の中に存在しな
いという判定結果が出力されたとき、被写体が存在する
存在範囲を予測し、その存在範囲内において、駆動手段
を制御することにより被写体を予測追尾する予測追尾手
段とを備え、予測追尾手段は、判定手段より被写体が画
像の中に存在しないという判定結果が出力されたときの
被写体の位置が、撮像手段より出力される画像に含まれ
るように、存在範囲を予測することを特徴とする。

【００１７】請求項５に記載の追尾方法は、被写体を撮
像する撮像手段と、撮像手段をパンニングおよびチルテ
ィング駆動する駆動手段と、撮像手段より出力される画
像の中の被写体の位置を検出する位置検出手段と、位置
検出手段により検出された被写体の位置に基づいて、駆
動手段を制御することにより被写体を自動追尾する自動
追尾手段と、撮像手段より出力される画像の中に被写体
が存在するか否かを判定し、その判定結果を出力する判
定手段と、判定手段より、被写体が画像の中に存在しな
いという判定結果が出力されたとき、被写体が存在する
存在範囲を予測し、その存在範囲内において、駆動手段
を制御することにより被写体を予測追尾する予測追尾手
段とを備える追尾装置の追尾方法であって、判定手段よ
り被写体が画像の中に存在しないという判定結果が出力
されたときの被写体の位置が、撮像手段より出力される
画像に含まれるように、存在範囲を予測することを特徴
とする。

【００１８】請求項６に記載の追尾装置は、被写体を撮
像する撮像手段と、撮像手段をパンニングおよびチルテ
ィング駆動する駆動手段と、撮像手段より出力される画
像の中の被写体の位置を検出する位置検出手段と、位置
検出手段により検出された被写体の位置に基づいて、駆
動手段を制御することにより被写体を自動追尾する自動
追尾手段と、位置検出手段により検出された被写体の位
置に基づいて、駆動手段が、撮像手段をパンニングおよ
びチルティング駆動するときのゲインを設定するゲイン
設定手段とを備え、自動追尾手段が、ゲイン設定手段に
より設定されたゲインに基づいて、駆動手段を制御する
ことを特徴とする。

【００１９】請求項７に記載の追尾方法は、被写体を撮
像する撮像手段と、撮像手段をパンニングおよびチルテ
ィング駆動する駆動手段と、撮像手段より出力される画
像の中の被写体の位置を検出する位置検出手段と、位置
検出手段により検出された被写体の位置に基づいて、駆
動手段を制御することにより被写体を自動追尾する自動
追尾手段とを備える追尾装置の追尾方法であって、位置
検出手段により検出された被写体の位置に基づいて、駆
動手段が、撮像手段をパンニングおよびチルティング駆
動するときのゲインを設定し、そのゲインに基づいて、
自動追尾手段に駆動手段を制御させることを特徴とす
る。

【００２０】請求項８に記載の追尾装置は、被写体を撮
像する撮像手段と、撮像手段をパンニングおよびチルテ
ィング駆動する駆動手段と、撮像手段より出力される画
像の中の被写体の位置を検出する位置検出手段と、位置
検出手段により検出された被写体の位置と、撮像手段よ
り出力される画像の中の所定の基準の位置とのずれ量を
算出し、そのずれ量に基づいて、被写体の位置が所定の
基準の位置と一致するように、駆動手段を制御すること
により被写体を自動追尾する自動追尾手段と、自動追尾
手段に駆動手段の制御を開始または停止させるときのず
れ量である制御開始ずれ量または制御停止ずれ量を設定
するずれ量設定手段とを備え、自動追尾手段は、ずれ量
設定手段により設定された制御開始ずれ量または制御停
止ずれ量に基づいて、駆動手段の制御を開始または停止
することを特徴とする。

【００２１】請求項９に記載の追尾方法は、被写体を撮
像する撮像手段と、撮像手段をパンニングおよびチルテ
ィング駆動する駆動手段と、撮像手段より出力される画
像の中の被写体の位置を検出する位置検出手段と、位置
検出手段により検出された被写体の位置と、撮像手段よ
り出力される画像の中の所定の基準の位置とのずれ量を
算出し、そのずれ量に基づいて、被写体の位置が所定の
基準の位置と一致するように、駆動手段を制御すること
により被写体を自動追尾する自動追尾手段とを備える追
尾装置の追尾方法であって、自動追尾手段に駆動手段の
制御を開始または停止させるときのずれ量である制御開
始ずれ量または制御停止ずれ量を設定し、自動追尾手段
に、ずれ量設定手段により設定された制御開始ずれ量ま
たは制御停止ずれ量に基づいて、駆動手段の制御を開始
または停止させることを特徴とする。

【００２２】請求項１０に記載の追尾装置は、被写体を
撮像する撮像手段と、撮像手段をパンニングおよびチル
ティング駆動する駆動手段と、撮像手段より出力される
画像の中の被写体の位置を検出する位置検出手段と、位
置検出手段により検出された被写体の位置に基づいて、
駆動手段を制御することにより被写体を自動追尾する自
動追尾手段と、駆動手段を操作するための操作手段と、
操作手段が操作されたとき、その操作に対応する信号
を、駆動手段に強制的に供給する供給手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００２３】請求項１１に記載の追尾方法は、被写体を
撮像する撮像手段と、撮像手段をパンニングおよびチル
ティング駆動する駆動手段と、撮像手段より出力される
画像の中の被写体の位置を検出する位置検出手段と、位
置検出手段により検出された被写体の位置に基づいて、
駆動手段を制御することにより被写体を自動追尾する自
動追尾手段と、駆動手段を操作するための操作手段とを
備える追尾装置の追尾方法であって、操作手段が操作さ
れたとき、その操作に対応する信号を、駆動手段に強制
的に供給することを特徴とする。

【００２４】請求項１に記載の追尾装置においては、撮
像手段は、被写体を撮像し、駆動手段は、撮像手段をパ
ンニングおよびチルティング駆動するようになされてい
る。位置検出手段は、撮像手段より出力される画像の中
の被写体の位置を検出し、自動追尾手段は、位置検出手
段により検出された被写体の位置と、撮像手段より出力
される画像の中の所定の基準の位置とのずれ量を算出
し、そのずれ量に基づいて、被写体の位置が所定の基準
の位置と一致するように、駆動手段を制御することによ
り被写体を自動追尾するようになされている。基準位置
設定手段は、所定の基準の位置を設定するようになされ
ている。

【００２５】請求項２に記載の追尾方法においては、所
定の基準の位置が画像の中の任意の位置に設定可能なよ
うになされている。

【００２６】請求項３に記載の追尾装置においては、撮
像手段は、被写体を撮像し、駆動手段は、撮像手段をパ
ンニングおよびチルティング駆動するようになされてい
る。位置検出手段は、撮像手段より出力される画像の中
の被写体の位置を検出し、自動追尾手段は、位置検出手
段により検出された被写体の位置に基づいて、駆動手段
を制御することにより被写体を自動追尾するようになさ
れている。判定手段は、撮像手段より出力される画像の
中に被写体が存在するか否かを判定し、その判定結果を
出力し、予測追尾手段は、判定手段より、被写体が画像
の中に存在しないという判定結果が出力されたとき、被
写体が存在する存在範囲を予測し、その存在範囲内にお
いて、駆動手段を制御することにより被写体を予測追尾
するようになされている。この場合において、予測追尾
手段は、判定手段より被写体が画像の中に存在しないと
いう判定結果が出力されたときの被写体の位置が、撮像
手段より出力される画像に含まれるように、存在範囲を
予測するようになされている。

【００２７】請求項５に記載の追尾方法においては、判
定手段より被写体が画像の中に存在しないという判定結
果が出力されたときの被写体の位置が、撮像手段より出
力される画像に含まれるように、存在範囲を予測するよ
うになされている。

【００２８】請求項６に記載の追尾装置においては、撮
像手段は、被写体を撮像し、駆動手段は、撮像手段をパ
ンニングおよびチルティング駆動するようになされてい
る。位置検出手段は、撮像手段より出力される画像の中
の被写体の位置を検出し、自動追尾手段は、位置検出手
段により検出された被写体の位置に基づいて、駆動手段
を制御することにより被写体を自動追尾するようになさ
れている。ゲイン設定手段は、位置検出手段により検出
された被写体の位置に基づいて、駆動手段が、撮像手段
をパンニングおよびチルティング駆動するときのゲイン
を設定するようになされている。この場合において、自
動追尾手段は、ゲイン設定手段により設定されたゲイン
に基づいて、駆動手段を制御するようになされている。

【００２９】請求項７に記載の追尾方法においては、位
置検出手段により検出された被写体の位置に基づいて、
駆動手段が、撮像手段をパンニングおよびチルティング
駆動するときのゲインを設定し、そのゲインに基づい
て、自動追尾手段に駆動手段を制御させるようになされ
ている。

【００３０】請求項８に記載の追尾装置においては、撮
像手段は、被写体を撮像し、駆動手段は、撮像手段をパ
ンニングおよびチルティング駆動するようになされてい
る。位置検出手段は、撮像手段より出力される画像の中
の被写体の位置を検出し、自動追尾手段は、位置検出手
段により検出された被写体の位置と、撮像手段より出力
される画像の中の所定の基準の位置とのずれ量を算出
し、そのずれ量に基づいて、被写体の位置が所定の基準
の位置と一致するように、駆動手段を制御することによ
り被写体を自動追尾するようになされている。ずれ量設
定手段は、自動追尾手段に駆動手段の制御を開始または
停止させるときのずれ量である制御開始ずれ量または制
御停止ずれ量を設定するようになされており、この場合
において、自動追尾手段は、ずれ量設定手段により設定
された制御開始ずれ量または制御停止ずれ量に基づい
て、駆動手段の制御を開始または停止するようになされ
ている。

【００３１】請求項９に記載の追尾方法においては、自
動追尾手段に駆動手段の制御を開始または停止させると
きのずれ量である制御開始ずれ量または制御停止ずれ量
を設定し、自動追尾手段に、ずれ量設定手段により設定
された制御開始ずれ量または制御停止ずれ量に基づい
て、駆動手段の制御を開始または停止させるようになさ
れている。

【００３２】請求項１０に記載の追尾装置においては、
撮像手段は、被写体を撮像し、駆動手段は、撮像手段を
パンニングおよびチルティング駆動するようになされて
いる。位置検出手段は、撮像手段より出力される画像の
中の被写体の位置を検出し、自動追尾手段は、位置検出
手段により検出された被写体の位置に基づいて、駆動手
段を制御することにより被写体を自動追尾するようにな
されている。操作手段は、駆動手段を操作するときに操
作され、供給手段は、操作手段が操作されたとき、その
操作に対応する信号を、駆動手段に強制的に供給するよ
うになされている。

【００３３】請求項１１に記載の追尾方法においては、
操作手段が操作されたとき、その操作に対応する信号
を、駆動手段に強制的に供給するようになされている。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を説明す
るが、その前に、特許請求の範囲に記載の発明の各手段
と以下の実施例との対応関係を明らかにするために、各
手段の後の括弧内に、対応する実施例（但し、一例）を
付加して、本発明の特徴を記述すると、次のようにな
る。

【００３５】即ち、請求項１に記載の追尾装置は、被写
体を追尾する追尾装置であって、被写体を撮像する撮像
手段（例えば、図１に示すレンズブロック１など）と、
撮像手段をパンニングおよびチルティング駆動する駆動
手段（例えば、図１に示すパンチルタ駆動装置２５、モ
ータ２６および２７など）と、撮像手段より出力される
画像の中の被写体の位置を検出する位置検出手段（例え
ば、図１に示す被写体位置検出装置１５など）と、位置
検出手段により検出された被写体の位置と、撮像手段よ
り出力される画像の中の所定の基準の位置とのずれ量を
算出し、そのずれ量に基づいて、被写体の位置が所定の
基準の位置と一致するように、駆動手段を制御すること
により被写体を自動追尾する自動追尾手段（例えば、図
１に示す追尾駆動量演算装置１６など）と、所定の基準
の位置を設定する基準位置設定手段（例えば、図１に示
す追尾引込位置設定装置１９など）とを備えることを特
徴とする。

【００３６】請求項２に記載の追尾方法は、被写体を撮
像する撮像手段（例えば、図１に示すレンズブロック１
など）と、撮像手段をパンニングおよびチルティング駆
動する駆動手段（例えば、図１に示すパンチルタ駆動装
置２５、モータ２６および２７など）と、撮像手段より
出力される画像の中の被写体の位置を検出する位置検出
手段（例えば、図１に示す被写体位置検出装置１５な
ど）と、位置検出手段により検出された被写体の位置
と、撮像手段より出力される画像の中の所定の基準の位
置とのずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて、被写体
の位置が所定の基準の位置と一致するように、駆動手段
を制御することにより被写体を自動追尾する自動追尾手
段（例えば、図１に示す追尾駆動量演算装置１６など）
とを備える追尾装置の追尾方法であって、所定の基準の
位置が画像の中の任意の位置に設定可能なようになされ
ていることを特徴とする。

【００３７】請求項３に記載の追尾装置は、被写体を追
尾する追尾装置であって、被写体を撮像する撮像手段
（例えば、図１に示すレンズブロック１など）と、撮像
手段をパンニングおよびチルティング駆動する駆動手段
（例えば、図１に示すパンチルタ駆動装置２５、モータ
２６および２７など）と、撮像手段より出力される画像
の中の被写体の位置を検出する位置検出手段（例えば、
図１に示す被写体位置検出装置１５など）と、位置検出
手段により検出された被写体の位置に基づいて、駆動手
段を制御することにより被写体を自動追尾する自動追尾
手段（例えば、図１に示す追尾駆動量演算装置１６な
ど）と、撮像手段より出力される画像の中に被写体が存
在するか否かを判定し、その判定結果を出力する判定手
段（例えば、図１に示す被写体存在検出装置１４など）
と、判定手段より、被写体が画像の中に存在しないとい
う判定結果が出力されたとき、被写体が存在する存在範
囲を予測し、その存在範囲内において、駆動手段を制御
することにより被写体を予測追尾する予測追尾手段（例
えば、図１に示す予測追尾装置２１など）とを備え、予
測追尾手段が、判定手段より被写体が画像の中に存在し
ないという判定結果が出力されたときの被写体の位置
が、撮像手段より出力される画像に含まれるように、存
在範囲を予測することを特徴とする。

【００３８】請求項５に記載の追尾方法は、被写体を撮
像する撮像手段（例えば、図１に示すレンズブロック１
など）と、撮像手段をパンニングおよびチルティング駆
動する駆動手段（例えば、図１に示すパンチルタ駆動装
置２５、モータ２６および２７など）と、撮像手段より
出力される画像の中の被写体の位置を検出する位置検出
手段（例えば、図１に示す被写体位置検出装置１５な
ど）と、位置検出手段により検出された被写体の位置に
基づいて、駆動手段を制御することにより被写体を自動
追尾する自動追尾手段（例えば、図１に示す追尾駆動量
演算装置１６など）と、撮像手段より出力される画像の
中に被写体が存在するか否かを判定し、その判定結果を
出力する判定手段（例えば、図１に示す被写体存在検出
装置１４など）と、判定手段より、被写体が画像の中に
存在しないという判定結果が出力されたとき、被写体が
存在する存在範囲を予測し、その存在範囲内において、
駆動手段を制御することにより被写体を予測追尾する予
測追尾手段（例えば、図１に示す予測追尾装置２１な
ど）とを備える追尾装置の追尾方法であって、判定手段
より被写体が画像の中に存在しないという判定結果が出
力されたときの被写体の位置が、撮像手段より出力され
る画像に含まれるように、存在範囲を予測することを特
徴とする。

【００３９】請求項６に記載の追尾装置は、被写体を追
尾する追尾装置であって、被写体を撮像する撮像手段
（例えば、図１に示すレンズブロック１など）と、撮像
手段をパンニングおよびチルティング駆動する駆動手段
（例えば、図１に示すパンチルタ駆動装置２５、モータ
２６および２７など）と、撮像手段より出力される画像
の中の被写体の位置を検出する位置検出手段（例えば、
図１に示す被写体位置検出装置１５など）と、位置検出
手段により検出された被写体の位置に基づいて、駆動手
段を制御することにより被写体を自動追尾する自動追尾
手段（例えば、図１に示す追尾駆動量演算装置１６な
ど）と、位置検出手段により検出された被写体の位置に
基づいて、駆動手段が、撮像手段をパンニングおよびチ
ルティング駆動するときのゲインを設定するゲイン設定
手段（例えば、図１に示す利得助長装置２０など）とを
備え、自動追尾手段が、ゲイン設定手段により設定され
たゲインに基づいて、駆動手段を制御することを特徴と
する。

【００４０】請求項７に記載の追尾方法は、被写体を撮
像する撮像手段（例えば、図１に示すレンズブロック１
など）と、撮像手段をパンニングおよびチルティング駆
動する駆動手段（例えば、図１に示すパンチルタ駆動装
置２５、モータ２６および２７など）と、撮像手段より
出力される画像の中の被写体の位置を検出する位置検出
手段（例えば、図１に示す被写体位置検出装置１５な
ど）と、位置検出手段により検出された被写体の位置に
基づいて、駆動手段を制御することにより被写体を自動
追尾する自動追尾手段（例えば、図１に示す追尾駆動量
演算装置１６など）とを備える追尾装置の追尾方法であ
って、位置検出手段により検出された被写体の位置に基
づいて、駆動手段が、撮像手段をパンニングおよびチル
ティング駆動するときのゲインを設定し、そのゲインに
基づいて、自動追尾手段に駆動手段を制御させることを
特徴とする。

【００４１】請求項８に記載の追尾装置は、被写体を追
尾する追尾装置であって、被写体を撮像する撮像手段
（例えば、図１に示すレンズブロック１など）と、撮像
手段をパンニングおよびチルティング駆動する駆動手段
（例えば、図１に示すパンチルタ駆動装置２５、モータ
２６および２７など）と、撮像手段より出力される画像
の中の被写体の位置を検出する位置検出手段（例えば、
図１に示す被写体位置検出装置１５など）と、位置検出
手段により検出された被写体の位置と、撮像手段より出
力される画像の中の所定の基準の位置とのずれ量を算出
し、そのずれ量に基づいて、被写体の位置が所定の基準
の位置と一致するように、駆動手段を制御することによ
り被写体を自動追尾する自動追尾手段（例えば、図１に
示す追尾駆動量演算装置１６など）と、自動追尾手段に
駆動手段の制御を開始または停止させるときのずれ量で
ある制御開始ずれ量または制御停止ずれ量を設定するず
れ量設定手段（例えば、図１に示す不感帯量選択装置１
８など）とを備え、自動追尾手段が、ずれ量設定手段に
より設定された制御開始ずれ量または制御停止ずれ量に
基づいて、駆動手段の制御を開始または停止することを
特徴とする。

【００４２】請求項９に記載の追尾方法は、被写体を撮
像する撮像手段（例えば、図１に示すレンズブロック１
など）と、撮像手段をパンニングおよびチルティング駆
動する駆動手段（例えば、図１に示すパンチルタ駆動装
置２５、モータ２６および２７など）と、撮像手段より
出力される画像の中の被写体の位置を検出する位置検出
手段（例えば、図１に示す被写体位置検出装置１５な
ど）と、位置検出手段により検出された被写体の位置
と、撮像手段より出力される画像の中の所定の基準の位
置とのずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて、被写体
の位置が所定の基準の位置と一致するように、駆動手段
を制御することにより被写体を自動追尾する自動追尾手
段（例えば、図１に示す追尾駆動量演算装置１６など）
とを備える追尾装置の追尾方法であって、自動追尾手段
に駆動手段の制御を開始または停止させるときのずれ量
である制御開始ずれ量または制御停止ずれ量を設定し、
自動追尾手段に、ずれ量設定手段により設定された制御
開始ずれ量または制御停止ずれ量に基づいて、駆動手段
の制御を開始または停止させることを特徴とする。

【００４３】請求項１０に記載の追尾装置は、被写体を
追尾する追尾装置であって、被写体を撮像する撮像手段
（例えば、図１に示すレンズブロック１など）と、撮像
手段をパンニングおよびチルティング駆動する駆動手段
（例えば、図１に示すパンチルタ駆動装置２５、モータ
２６および２７など）と、撮像手段より出力される画像
の中の被写体の位置を検出する位置検出手段（例えば、
図１に示す被写体位置検出装置１５など）と、位置検出
手段により検出された被写体の位置に基づいて、駆動手
段を制御することにより被写体を自動追尾する自動追尾
手段（例えば、図１に示す追尾駆動量演算装置１６な
ど）と、駆動手段を操作するための操作手段（例えば、
図１に示す手動被写体探索装置２３など）と、操作手段
が操作されたとき、その操作に対応する信号を、駆動手
段に強制的に供給する供給手段（例えば、図１に示す駆
動方式選択装置２４など）とを備えることを特徴とす
る。

【００４４】請求項１１に記載の追尾方法は、被写体を
撮像する撮像手段（例えば、図１に示すレンズブロック
１など）と、撮像手段をパンニングおよびチルティング
駆動する駆動手段（例えば、図１に示すパンチルタ駆動
装置２５、モータ２６および２７など）と、撮像手段よ
り出力される画像の中の被写体の位置を検出する位置検
出手段（例えば、図１に示す被写体位置検出装置１５な
ど）と、位置検出手段により検出された被写体の位置に
基づいて、駆動手段を制御することにより被写体を自動
追尾する自動追尾手段（例えば、図１に示す追尾駆動量
演算装置１６など）と、駆動手段を操作するための操作
手段（例えば、図１に示す手動被写体探索装置２３な
ど）とを備える追尾装置の追尾方法であって、操作手段
が操作されたとき、その操作に対応する信号を、駆動手
段に強制的に供給することを特徴とする。

【００４５】なお、勿論この記載は、各手段を上記した
ものに限定することを意味するものではない。

【００４６】図１は、本発明を適用したビデオカメラシ
ステム（ＶＣＳ（Video Camera System））の一実施例
の構成を示している。レンズブロック１は、レンズ２、
アイリス３、およびＣＣＤ（Charge Coupled Device）
４から構成され、被写体からの光ＬＡを撮像し、電気信
号としての画像信号を出力する。即ち、被写体からの光
ＬＡは、レンズ２によりＣＣＤ４上に結像され、これに
より、ＣＣＤ４からは、その受光量に対応した画像信号
が出力される。

【００４７】なお、アイリス３は、いわゆるオートアイ
リス（ＡＥ）機構を構成しており、ＣＣＤ４で受光され
る光量を、適切な値に調整する（レンズブロック１の露
光状態を適切な状態にする）ようになされている。

【００４８】レンズブロック１から出力された画像信号
は、信号分離（Ｓ／Ｈ（Sample Hold）／自動利得調整
（ＡＧＣ（Automatic Gain Control））回路５におい
て、サンプルホールドされ、さらに、オートアイリス機
構からの制御信号によって、所定のゲインを持つように
利得制御された後、Ａ／Ｄ変換器６に出力される。

【００４９】Ａ／Ｄ変換器６は、信号分離／自動利得調
整回路５からの画像信号（アナログ信号）を、所定のク
ロックにしたがってＡ／Ｄ変換することによりディジタ
ルの画像信号にする。Ａ／Ｄ変換器６によってディジタ
ル信号とされた画像信号は、輝度／色差信号生成装置７
および出力装置２８に出力される。

【００５０】輝度／色差信号生成装置７は、Ａ／Ｄ変換
器６からの画像信号に基づいて、その画像信号に対応す
る画像を構成する各画素の輝度信号Ｙと、色差信号Ｒ−
Ｙ，Ｂ−Ｙとを生成し、画像一次記憶装置８に出力す
る。

【００５１】画像一次記憶装置８は、前処理部９および
フレームメモリ１０で構成されている。前処理部９は、
輝度／色差信号生成装置７からの輝度信号Ｙと、色差信
号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを、例えばフィルタリングするなどし
て、画像を構成する画素数を間引き、これにより、輝度
／色差信号生成装置７を介してＡ／Ｄ変換器６から供給
された画像を、所定の画素数の画像（例えば、横×縦
が、４８×３２画素の画像）とする。前処理部９におい
て間引き処理が施された画像を構成する各画素の輝度信
号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは、フレームメモリ
１０に供給されて記憶される。即ち、フレームメモリ１
０は、輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙそれぞれを
記憶するフレームメモリ構成の画像メモリ１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃで構成されており、前処理部９からの輝度信
号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは、画像メモリ１０Ａ乃
至１０Ｃにそれぞれ記憶される。

【００５２】レンズブロック１で撮像された画像は、以
上のようにして画像メモリ１０Ａ乃至１０Ｃに記憶さ
れ、以下、画像メモリ１０Ａ乃至１０Ｃの記憶内容は、
例えばフレーム単位で（あるいは、フィールド単位
で）、レンズブロック１から出力される画像に書き換え
られていく。

【００５３】検出被写体設定装置１３は、被写体の追尾
を開始するときに操作される。即ち、例えば、前述した
ような基準計測枠に、追尾の対象とする被写体が映るよ
うにビデオカメラシステム（レンズブロック１）が調整
され、検出被写体設定装置１３が追尾動作を開始するよ
うに操作されると、検出被写体設定装置１３は、そのと
きフレームメモリ１０に記憶されていた画像データ（輝
度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）（基準計測枠に、
追尾の対象とする被写体が表示されている画像データ）
を読み出して記憶する。

【００５４】被写体存在検出装置１４は、検出被写体設
定装置１３が追尾動作を開始するように操作されると、
検出被写体設定装置１３およびフレームメモリ１０から
画像データを読み出し、両者を比較することにより、フ
レームメモリ１０に記憶された画像の中に被写体が存在
するかどうかを判定し、その判定結果を、被写体位置検
出装置１５、追尾駆動量演算装置１６、および予測追尾
装置２１に出力する。ここで、以下、適宜、被写体存在
検出装置１４が出力する、フレームメモリ１０に記憶さ
れた画像の中に被写体が存在するという判定結果、また
は存在しないという判定結果を、それぞれ被写体有り判
定または被写体無し判定という。

【００５５】被写体位置検出装置１５は、被写体存在検
出装置１４から被写体有り判定を受信した場合、その被
写体が存在するフレームメモリ１０上の位置（アドレ
ス）（以下、適宜、被写体位置という）を検出し、追尾
駆動量演算装置１６、利得助長装置２０、および予測追
尾装置２１に出力する。

【００５６】なお、フレームメモリ１０に記憶された画
像の中に被写体が存在するかどうかの判定方法および被
写体位置の検出方法については、例えば本件出願人が先
に出願した特願平５−１９７０４０号などに、その詳細
が記載されている。

【００５７】追尾駆動量演算装置１６は、被写体存在検
出装置１４から被写体有り判定を受信している間、被写
体の自動追尾制御を行う。即ち、追尾駆動量演算装置１
６は、被写体位置検出装置１５からの被写体位置と、レ
ンズブロック１で撮像されている画像の中の所定の基準
の位置（以下、適宜、引き込み位置という）とのずれ量
を算出し、そのずれ量に基づいて、被写体を自動追尾す
るための制御信号、つまり、被写体位置が引き込み位置
と一致するようにパンチルタを行うための制御信号を生
成して出力する。この制御信号は、駆動方式選択装置２
４に供給される。なお、追尾駆動量演算装置１６による
制御信号の生成は、ずれ量だけでなく、後述するズーム
位置検出装置１７、不感帯量選択装置１８、追尾引込位
置設定装置１９、および利得助長装置２０の出力にも基
づいて行われるようになされている。

【００５８】ズーム位置検出装置１７は、レンズ２に含
まれるズームレンズ（図示せず）のズーム位置を検出
し、そのズーム位置を表すズーム情報を追尾駆動量演算
装置１６および予測追尾装置２１に出力する。即ち、レ
ンズ２は、図示せぬズーミング用のモータによって駆動
されるズームレンズを有しており、ズーム位置検出装置
１７は、例えばこのズームレンズと関連して動作するポ
テンションメータによってズームレンズのズーム位置を
検出するようになされている。なお、本実施例では、ズ
ーム情報は、例えば、ズームレンズが、いわゆる最もワ
イド方向（引く方向）にあるときを基準とし、その位置
から、いわゆるテレ方向（ズームアップする方向）にい
くほど大きな値となるようになされている（例えば、ズ
ーム情報は、ズームレンズが最もワイド方向にあるとき
１などとされ、ズームアップするほど、そのズームアッ
プの度合いに応じて大きな値になるようになされてい
る）。

【００５９】不感帯量選択装置１８は、追尾駆動量演算
装置１６に、パンチルタの制御を開始または停止させる
ときのずれ量の大きさ（絶対値）である制御開始ずれ量
または制御停止ずれ量を設定するときに操作される。不
感帯量選択装置１８を操作することにより設定された制
御開始ずれ量と制御停止ずれ量（以下、適宜、不感帯量
ともいう）は、追尾駆動量演算装置１６に出力される。
ここで、追尾駆動量演算装置１６は、不感帯量選択装置
１８を操作することにより不感帯量が設定された場合に
は、ずれ量が、その不感帯量より大きくなったとき、ま
たは小さくなったとき、パンチルタの制御を開始または
停止するようになされている。

【００６０】追尾引込位置設定装置１９は、引き込み位
置を設定するときに操作される。この追尾引込位置設定
装置１９が操作されることにより引込位置が設定された
場合には、追尾駆動量演算装置１６は、その引込位置
に、被写体を引き込むようにパンチルタの制御を行うよ
うになされている。なお、追尾引込位置設定装置１９を
操作することによる引込位置の設定がなされていないと
きは、引込位置は、所定のデフォルトの位置（例えば、
レンズブロック１で撮像された画像の重心の位置など）
に設定されるようになされている。

【００６１】利得助長装置２０は、被写体位置検出装置
１５からの被写体位置に基づいて、パンチルタを行うと
きの速度を求めるときに用いるゲインを設定し、追尾駆
動量演算装置１６に出力する。

【００６２】予測追尾装置２１は、被写体存在検出装置
１４から被写体無し判定を受信した場合に、被写体の予
測追尾制御を行う。即ち、予測追尾装置２１は、被写体
存在検出装置１４から被写体無し判定を受信したとき
に、被写体位置検出装置１５から受信した被写体位置、
ズーム位置検出装置１７からのズーム情報、および後述
するパンチルタ位置検出装置２２の出力に基づいて、被
写体が存在する存在範囲を予測し、その存在範囲内を撮
像するようにパンチルタを行うための制御信号を生成し
て出力する。この制御信号は、駆動方式選択装置２４に
供給される。

【００６３】パンチルタ位置検出装置２２は、パンチル
タの速度、方向、および位置などを検出し、予測追尾装
置２１に出力する。手動被写体探索装置２３は、パンチ
ルタを手動で行うときに操作される。この手動被写体探
索装置２３の操作に対応する操作信号は、駆動方式選択
装置２４に出力されるようになされている。

【００６４】駆動方式選択装置２４は、被写体存在検出
装置１４から被写体有り判定または被写体無し判定が出
力されているとき、追尾駆動量演算装置１６または予測
追尾装置２１が出力する制御信号をそれぞれ選択して、
パンチルタ駆動装置２５に供給する。但し、駆動方式選
択装置２４は、被写体存在検出装置１４から被写体有り
判定および被写体無し判定のいずれが出力されている場
合であっても、手動被写体探索装置２４からの操作信号
を受信した場合には、その操作信号を、強制的に選択し
て、パンチルタ駆動装置２５に出力するようになされて
いる。

【００６５】パンチルタ駆動装置２５は、駆動方式選択
装置２４からの信号に対応して、パンニングを行うため
のモータ２６およびチルティングを行うためのモータ２
７を駆動し、これにより、レンズブロック１（あるい
は、ビデオカメラシステム全体）をパンニングおよびチ
ルティング駆動する。

【００６６】出力装置２８は、例えばＤ／Ａ変換器およ
びディスプレイなどでなり、Ａ／Ｄ変換器６からの画像
信号をＤ／Ａ変換して表示する。また、出力装置２８
は、例えば圧縮符号化装置および伝送装置などでなり、
Ａ／Ｄ変換器６からの画像信号を圧縮符号化して、遠隔
地に伝送する。

【００６７】以上のように構成されるビデオカメラシス
テムでは、前述したような基準計測枠に、追尾の対象と
する被写体を映し、検出被写体設定装置１３を、追尾動
作を開始するように操作すると、検出被写体設定装置１
３において、そのときフレームメモリ１０に記憶されて
いた画像データが読み出されて記憶される。

【００６８】そして、被写体存在検出装置１４におい
て、実質的にフレームメモリ１０内に形成されている表
示画面（フレームメモリ１０に記憶された画像）の中に
被写体が存在するかどうかが判定され、その判定結果
が、被写体位置検出装置１５、追尾駆動量演算装置１
６、および予測追尾装置２１に出力される。

【００６９】被写体存在検出装置１４において、被写体
有り判定が出力されている場合、被写体位置検出装置１
５では、被写体位置が検出され、追尾駆動量演算装置１
６、利得助長装置２０、および予測追尾装置２１に出力
される。追尾駆動演算装置１６では、被写体位置検出装
置１５からの被写体位置と、引き込み位置とのずれ量が
算出され、そのずれ量に基づいて、被写体位置が引き込
み位置と一致するようにパンチルタを行うための制御信
号が生成されて、駆動方式選択装置２４を介して、パン
チルタ駆動装置２５に出力される。

【００７０】パンチルタ駆動装置２５では、追尾駆動量
演算装置１６からの制御信号に基づいて、モータ２６，
２７が回転駆動され、パンニング、チルティングが行わ
れる。このようにして、被写体が引込位置に引き込ま
れ、表示画面内に存在する被写体の自動追尾が行われ
る。

【００７１】以上のような自動追尾が行われている状態
において、被写体を見失った場合、被写体存在検出装置
１４からは被写体無し判定が出力される。この場合、予
測追尾装置２１において、被写体が存在する存在範囲が
予測され、その存在範囲内を撮像するようにパンチルタ
を行うための制御信号が生成されて、駆動方式選択装置
２４を介して、パンチルタ駆動装置２５に出力される。
パンチルタ駆動装置２５では、予測追尾装置２１からの
制御信号に基づいて、モータ２６，２７が回転駆動さ
れ、これにより、レンズブロック１において存在範囲が
撮像されるように、パンニング、チルティングが行われ
る。

【００７２】以上のような予測追尾により、表示画面内
に、被写体が捕捉されると、被写体存在検出装置１４か
らは被写体有り判定が出力されるようになり、再び、追
尾駆動演算装置１６による自動追尾が行われる。

【００７３】次に、追尾駆動量演算装置１６において、
不感帯量選択装置１８が操作されることにより設定され
る不感帯量（制御開始ずれ量、制御停止ずれ量）に対応
して行われる不感帯処理について説明する。

【００７４】前述したように、従来においては、被写体
位置と引込位置とにずれがある場合に、そのずれ量に基
づいて、即座にパンチルタが行われるため、レンズブロ
ック１から出力される画像が不安定なものとなることが
ある。

【００７５】そこで、追尾駆動量演算装置１６では、不
感帯量選択装置１８において設定された不感帯量に対応
して、自動追尾制御を開始および停止するようになされ
ている。即ち、追尾駆動量演算装置１６は、ずれ量が生
じても、そのずれ量が制御開始ずれ量以内である場合に
は、自動追尾制御を開始せず、ずれ量が制御開始ずれ量
より大きくなった場合に、自動追尾制御を開始するよう
になされている。また、追尾駆動量演算装置１６は、自
動追尾制御の開始後、ずれ量が制御停止ずれ量より大き
い間は、自動追尾制御を行い続け、ずれ量が制御停止ず
れ量より小さくなった場合に、自動追尾制御を停止する
ようになされている。このように、追尾駆動量演算装置
１６がずれ量に対して反応しない、いわば不感帯を設け
るようにしたので、例えば移動せずにふらついているだ
けの被写体に対し、パンチルタが行われなくなり、その
結果、レンズブロック１から出力される画像が不安定な
ものとなることを防止することができる。

【００７６】さらに、この場合、レンズブロック１から
出力される画像の背景は静止したものとなり、例えば出
力装置２８において、その画像を圧縮符号化して伝送す
る際の符号化効率の悪化を防止することができる。

【００７７】ところで、このように出力装置２８によっ
て、レンズブロック１から出力される画像を圧縮符号化
して伝送する場合、例えば図２に示すように、不感帯量
（同図において影を付してある部分）が小さいと、被写
体が、同図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように常時動
いているときには、やはり常時パンチルタが行われるこ
とになる。従って、この場合、レンズブロック１から出
力される画像の背景も、パンチルタの方向と逆の方向に
連続して動くようなものとなるため、出力装置２８にお
ける符号化効率が悪化する。

【００７８】そこで、このような場合、不感帯量選択装
置１８を操作して、例えば図３に示すように、不感帯量
（同図において影を付してある部分）を大きくする。こ
のように不感帯量を大きくすると、被写体が、同図
（Ａ）から（Ｂ）に示すように動いても、被写体は不感
帯の中にいるので（ずれ量が不感帯量（制御開始ずれ
量）以下であるので）、パンチルタは行われない。そし
て、その後、同図（Ｂ）から（Ｃ）に示すように被写体
が動き、これにより不感帯の外にでたときに、パンチル
タが行われる。従って、この場合、レンズブロック１か
ら出力される画像の背景が動いている期間が、図２にお
ける場合と比較して短くなり、その結果、出力装置２８
における符号化効率の悪化を低減することができる。さ
らに、この場合、伝送速度の低下も低減することができ
る。

【００７９】次に、追尾引込位置設定装置１９を操作す
ることによる引込位置の設定について、図４を参照して
説明する。例えば、いま、図４（Ａ）に示すように、あ
る人物を追尾する場合には、その人物の顔を追尾対象と
し、表示画面中央を引込位置とすることにより、追尾駆
動量演算装置１６では、その人物の顔が画面中央に位置
するように自動追尾制御が行われる。即ち、この場合、
例えば表示画面の横または縦の長さをＸまたはＹとそれ
ぞれ表し、最も左上の点の座標を（０，０）、最も右下
の点の座標を（Ｘ，Ｙ）とするとき、引込位置（ｘ
_center，ｙ_center）は、（Ｘ／２，Ｙ／２）と表され、
この位置に、追尾対象の人物の顔が引き込まれるように
パンチルタが行われる。

【００８０】ところで、このような追尾を行う場合にお
いて、例えば図４（Ｂ）に示すように、追尾をする人物
の近くに別の人物がいるときには、追尾対象の人物の顔
を、別の人物の顔と誤認識することがある。このような
誤認識は、人の顔の認識が、主として、顔の色によって
行われる場合に多く、このような誤認識が生じた場合に
は、その別の人物を追尾してしまうことになる。そこ
で、例えば、追尾したい人物が、周りにいる別の人物と
異なる色の服を着ている場合には、その服を追尾の対象
とする方法がある。しかしながら、この方法では、図４
（Ｃ）に示すように、人物の服が表示画面中央の引込位
置に引き込まれ、その顔が表示画面からはみ出してしま
う場合がある。

【００８１】そこで、図１のビデオカメラシステムで
は、追尾引込位置設定装置１９を操作することで、引込
位置を任意の位置に設定することができるようになされ
ている。即ち、図４（Ｃ）に示す場合においては、ユー
ザは、追尾引込位置設定装置１９を操作し、引込位置
を、例えば（ｘ_center，ｙ_center）＝（Ｘ／２，４ｙ／
５）とすることで、図４（Ｄ）に示すように、追尾して
いる人物の顔を、表示画面の中央に表示させることがで
きる。

【００８２】次に、追尾駆動量演算装置１６において、
利得助長装置２０により設定されるゲインに対応して行
われる自動追尾について説明する。図２１を参照して前
述したように、パンチルタの速度を、ずれ量ｅにのみ対
応して変化させ、ゲインを一定にした場合においては、
被写体が、表示画面の画面端付近（画枠付近）で、表示
画面の外側方向に移動した場合には、被写体を見失うこ
とがある。そこで、追尾駆動量演算装置１６では、被写
体が表示画面のどの位置に存在するかで、パンチルタの
速度のゲインを決定するようになされている。

【００８３】即ち、利得助長装置２０では、被写体位置
検出装置１５からの被写体位置に基づいて、パンチルタ
を行うときの速度を求めるときに用いるゲインが設定さ
れ、追尾駆動量演算装置１６に出力される。ここで、利
得助長装置２０においては、被写体が表示画面の中央付
近に位置するときは、例えば従来と同様の大きさのゲイ
ン（例えば、１など）が設定され（以下、適宜、このよ
うなゲインが設定される表示中央付近の領域を、通常ゲ
イン領域という）、被写体が表示画面端付近に位置する
ときは、より大きなゲイン（例えば、２など）が設定さ
れるようになされている（以下、適宜、このような大き
なゲインが設定される表示画面端の領域を、ゲインアッ
プ領域という）。

【００８４】追尾駆動量演算装置１６では、この利得助
長装置２０からのゲインに基づいて、パンチルタの速度
が決定される。これにより、例えば図５に示すように、
追尾対象の被写体が右方向に移動している場合におい
て、同図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、被写体が通
常ゲイン領域（同図において白抜きで示す部分）にいる
ときには、ゲインを１として決定された速度でパンチル
タが行われ、その後、被写体がさらに速度を増して、同
図（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、ゲインアップ領域
（同図において影を付してある部分）に到達したときに
は、ゲインを２として決定された速度でパンチルタが行
われる。図１のビデオカメラシステムでは、以上のよう
にして、被写体を見失うことを防止することができるよ
うになされている。

【００８５】図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）に示した状態
を、時刻ｔ＝０乃至３における状態とした場合のパンチ
ルタの速度の変化を図６に、被写体の位置と引込位置
（ここでは、画面中央に設定されているものとする）と
のずれ量の変化を図７に、それぞれ示す。

【００８６】図６では、被写体の速度を太い実線で、ゲ
インを一定にした場合（従来の場合）のパンチルタの速
度を点線で、ゲインを被写体の位置に応じて変えた場合
のパンチルタの速度を細い実線で、それぞれ示してあ
る。同図から、ゲインが一定の場合には、被写体の速度
が速くなると、パンチルタの速度が被写体の速度に追い
つけず、従って被写体を見失うこととなるが、ゲインを
変える場合には、パンチルタの速度が被写体の速度に追
いつき、従って被写体を捕捉した状態を保つことができ
ることがわかる。

【００８７】図７では、ゲインを一定にした場合のずれ
量を点線で、ゲインを被写体の位置に応じて変えた場合
のずれ量を実線で、それぞれ示してある。同図から、ゲ
インが一定の場合には、被写体の速度が速くなると、ず
れ量が大きくなり、従って被写体を見失うこととなる
が、ゲインを変える場合には、ずれ量が、ある値より大
きくならず、従って被写体を捕捉した状態を保つことが
できることがわかる。

【００８８】次に、予測追尾装置２１による予測追尾制
御について、図８および図９を参照して説明する。上述
したように、予測追尾装置２１による予測追尾は、被写
体を見失った場合に行われる。ところで、被写体を見失
ったのが画面中央付近である場合には、被写体が画角か
ら突然消えたような場合はともかく、通常は、木や電柱
などの物体に隠れたような状態になっていると考えられ
る。従って、被写体が存在する存在範囲は、被写体を見
失った位置付近であると考えられるため、予測追尾装置
２１では、被写体を見失った位置付近の狭い範囲が、存
在範囲として予測され、そのような存在範囲内におい
て、被写体の追尾（パンチルタ）が行われる。

【００８９】具体的には、例えば図８に示すように、被
写体が、パン方向（左から右方向）に移動しており（図
８（Ａ））、表示画面の中央付近で木などの影に隠れ
（図８（Ｂ））、これにより被写体を見失った場合に
は、その位置から、表示画面の横の長さｄの、例えば１
／４などの長さだけ、被写体を見失ったときのパンチル
タの方向（ここでは、パン方向のみ）に移動した範囲が
存在範囲として予測される。この場合、被写体が木の影
から出てくれば、その被写体が捕捉されることになる
（図８（Ｃ））。

【００９０】一方、被写体を見失ったのが画面端付近で
ある場合には、予測追尾装置２１では、上述の図８にお
ける場合より大きな範囲が存在範囲として予測され、そ
のような存在範囲内において、被写体の追尾（パンチル
タ）が行われる。具体的には、例えば図９に示すよう
に、被写体が、パン方向（左から右方向）に移動してお
り（図９（Ａ））、表示画面端付近で木などの影に隠れ
（図９（Ｂ））、これにより被写体を見失った場合に
は、その位置から、表示画面の横の長さｄの、例えば３
／４などの長さだけ、被写体を見失ったときのパンチル
タの方向（ここでは、パン方向のみ）に移動した範囲が
存在範囲として予測される。この場合も、被写体が木の
影から出てくれば、その被写体が捕捉されることになる
（図９（Ｃ））。

【００９１】ここで、図９に示した場合においては（図
８における場合も同様）、被写体を見失った位置から、
表示画面の横の長さｄの３／４の長さだけ、被写体を見
失ったときのパンチルタの方向に移動した範囲が存在範
囲として予測されるため、被写体を見失った位置は、存
在範囲を撮像するようにパンチルタが行われても画角
（レンズブロック１が出力する画像）の中に含まれる。
従って、例えば図９（Ｄ）に示すように、被写体が画面
端付近にある木などの物体に隠れ、そこに立ち止まって
いる場合であっても、被写体が木の影から出てくれば、
その被写体が捕捉されることになる。

【００９２】なお、図８および図９において、白抜きの
部分または影を付した部分は、上述したような狭い範囲
または広い範囲が、それぞれ存在範囲として予測される
領域を表しているが、これらの領域は、図５で説明した
通常ゲイン領域またはゲインアップ領域と同一にするこ
ともできるし、異なるものとすることもできる。ここ
で、以下、適宜、図８および図９において、白抜きの領
域または影を付した領域を、それぞれ通常予測領域また
は拡大予測領域という。

【００９３】次に、図１０のフローチャートを参照し
て、図１のビデオカメラシステムの動作についてさらに
説明する。まず最初に、ステップＳ１において、表示画
面（画角）の中に、追尾する被写体が存在するか否か
が、被写体存在検出装置１４によって判定される。ステ
ップＳ１において、被写体が存在すると判定された場
合、ステップＳ２に進み、装置のモードが被写体追尾モ
ードとされ、その被写体追尾モードの処理が行われ、ス
テップＳ４に進む。また、ステップＳ１において、被写
体が存在しないと判定された場合、ステップＳ３に進
み、装置のモードが予測追尾モードとされ、その予測追
尾モードの処理が行われ、ステップＳ４に進む。ステッ
プＳ４では、駆動方式選択処理が行われ、ステップ１に
戻り、再び、ステップＳ１からの処理を繰り返す。

【００９４】図１１は、図１０のステップＳ２における
被写体追尾モードの処理の詳細を示している。被写体追
尾モードの処理は、追尾駆動量演算装置１６において行
われるようになされている。即ち、追尾駆動量演算装置
１６では、まず最初に、ステップＳ１１において、パン
方向（水平方向）追尾処理が行われ、ステップＳ１２に
進み、チルト方向（垂直方向）追尾処理が行われ、処理
を終了する。なお、図１１の実施例では、パン方向追尾
処理の後、チルト方向追尾処理が行われるようになされ
ているが、この他、チルト方向追尾処理を行ってから、
パン方向追尾処理を行うようにすることもできるし、ま
た、パン方向追尾処理とチルト方向追尾処理とを並列に
行うようにすることも可能である。

【００９５】図１２は、図１１のステップＳ１１におけ
るパン方向追尾処理の詳細を示している。パン方向追尾
処理では、まず最初に、ステップＳ２１において、追尾
引込位置設定装置１９を操作することにより設定された
引込位置（Ｘ＿ｕｓｅｒ，Ｙ＿ｕｓｅｒ）のうちのｘ座
標（Ｘ＿ｕｓｅｒ）（パン方向の成分）が、変数ｘ＿ｃ
ｅｎｔｅｒにセットされる。さらに、被写体位置検出装
置１５が出力する被写体位置（ｘ＿ｎｏｗ，ｙ＿ｎｏ
ｗ）のうちのｘ座標（パン方向の成分）（ｘ＿ｎｏｗ）
が取得され、パン方向のずれ量ｅｘ（＝ｘ＿ｃｅｎｔｅ
ｒ−ｘ＿ｎｏｗ）が計算される。

【００９６】そして、ステップＳ２２に進み、不感帯量
選択装置１８を操作することにより設定された不感帯量
のうちのパン方向成分が取得される。即ち、ステップＳ
２２では、制御開始ずれ量のパン方向成分またはチルト
方向成分Ｘ＿ｉｎまたはＹ＿ｉｎのうちのパン方向成分
（Ｘ＿ｉｎ）と、制御停止ずれ量のパン方向成分または
チルト方向成分Ｘ＿ｏｕｔまたはＹ＿ｏｕｔのうちのパ
ン方向成分（Ｘ＿ｏｕｔ）が取得される。

【００９７】その後、ステップＳ２３に進み、自動追尾
制御を停止させるためのカウンタｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐが、
所定の値ＭＡＸ＿ｉｎ＿ｐ（ＭＡＸ＿ｉｎ＿ｐは１以上
の整数）より大きいか否かが判定される。ステップＳ２
３において、カウンタｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐが所定の値ＭＡ
Ｘ＿ｉｎ＿ｐより大きいと判定された場合、ステップＳ
２４に進み、ずれ量の絶対値｜ｅｘ｜が、制御開始ずれ
量Ｘ＿ｉｎより小さいかどうかが判定される。ステップ
Ｓ２４において、ずれ量の絶対値｜ｅｘ｜が、制御開始
ずれ量Ｘ＿ｉｎより小さくないと判定された場合、即
ち、被写体位置と引込位置との間のずれ量が大きい場
合、ステップＳ２５に進み、自動追尾制御を開始させる
ためのカウンタｃｎｔ＿ｏｕｔ＿ｐが１だけインクリメ
ントされ、ステップＳ２６に進み、カウンタｃｎｔ＿ｏ
ｕｔ＿ｐが、所定の値ＭＡＸ＿ｏｕｔ＿ｐ（ＭＡＸ＿ｏ
ｕｔ＿ｐは１以上の整数）より大きいか否かが判定され
る。

【００９８】ステップＳ２６において、カウンタｃｎｔ
＿ｏｕｔ＿ｐが、所定の値ＭＡＸ＿ｏｕｔ＿ｐより大き
くないと判定された場合、ステップＳ２７に進み、パン
ニングの速度を算出するときに用いるゲインａ＿ｐに０
がセットされ、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８
では、例えば、式Ｖｐ＝｜１／Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗ×ａ＿ｐ×ｆ（ｅｘ）｜・・・（３）にしたがって、パンニングの速度Ｖｐが求められる。

【００９９】ここで、Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗは、ズーム位置
検出装置１７から供給されるズーム情報である。速度Ｖ
ｐを、ズーム情報Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗを用いて計算するの
は、次のような理由による。即ち、式（３）右辺におけ
るａ＿ｐ×ｆ（ｅｘ）は、本実施例では、ズームレンズ
が、例えば、最もワイド方向にあるときに最適な値とな
るようになされている。このため、ズームアップされて
いる状態にある場合において最適な速度Ｖｐを求めるに
は、現在のズーム情報Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗによる補正を行
う必要があるからである。

【０１００】ステップＳ２８においてパンニングの速度
Ｖｐを算出した後は、ステップＳ２９に進み、パンニン
グの方向が決定され、パン方向追尾処理を終了する。即
ち、ステップＳ２９では、式（３）の右辺の絶対値の中
の式（１／Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗ×ａ＿ｐ×ｆ（ｅｘ））の
符号にしたがって、パンニングの方向が決定される。具
体的には、例えば、図４（Ａ）に示したように、表示画
面のｘ，ｙ座標をとるとするとともに、ｆ（ｅｘ）の符
号がずれ量ｅｘの符号と同一になるようになされている
とする場合、式（１／Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗ×ａ＿ｐ×ｆ
（ｅｘ））の符号が正または負のときには、パンニング
の方向は、右または左方向にそれぞれ決定される（式
（１／Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗ×ａ＿ｐ×ｆ（ｅｘ））の値が
０のときは、Ｖｐ＝０であるから、パンニングは行われ
ない）。

【０１０１】なお、ステップＳ２７の処理後、ステップ
Ｓ２８の処理が行われる場合においては、ステップＳ２
７において、ゲインａ＿ｐが０にセットされるため、パ
ンニングは行われない。

【０１０２】一方、ステップＳ２４において、ずれ量の
絶対値｜ｅｘ｜が、制御開始ずれ量Ｘ＿ｉｎより小さい
と判定された場合、即ち、被写体位置と引込位置との間
のずれ量が小さい場合、ステップＳ３０に進み、カウン
タｃｎｔ＿ｏｕｔ＿ｐが０にリセットされる。そして、
ステップＳ２７に進み、以下、上述した処理が行われ
る。従って、この場合も、パンニングは行われない。

【０１０３】即ち、ずれ量の絶対値｜ｅｘ｜が、制御開
始ずれ量Ｘ＿ｉｎより小さい場合や、ずれ量の絶対値｜
ｅｘ｜が、制御開始ずれ量Ｘ＿ｉｎ以上となっても、そ
の状態が連続せず、再び制御開始ずれ量Ｘ＿ｉｎより小
さくなった場合には、パンニングは行われない。

【０１０４】ところで、被写体位置と引込位置との間の
ずれ量が大きい状態が連続し、従って、ステップＳ２４
において、ずれ量の絶対値｜ｅｘ｜が、制御開始ずれ量
Ｘ＿ｉｎ以下ないと判定され続けると（ステップＳ３０
において、カウンタｃｎｔ＿ｏｕｔ＿ｐがリセットされ
ないと）、ステップＳ２５において、カウンタｃｎｔ＿
ｏｕｔ＿ｐがインクリメントされ続け、これにより、カ
ウンタｃｎｔ＿ｏｕｔ＿ｐは、所定の値ＭＡＸ＿ｏｕｔ
＿ｐより大きくなる。

【０１０５】この場合、ステップＳ２６において、カウ
ンタｃｎｔ＿ｏｕｔ＿ｐは、所定の値ＭＡＸ＿ｏｕｔ＿
ｐより大きいと判定され、ステップＳ３１に進み、カウ
ンタｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐは０にリセットされる。即ち、被
写体位置と引込位置との間のずれ量が大きい状態が、Ｍ
ＡＸ＿ｏｕｔ＿ｐ回以上連続すると、ステップＳ３１に
おいて、カウンタｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐは０にリセットされ
る。

【０１０６】その後は、ステップＳ２７に進み、以下、
上述した処理が行われるが、次に、パン方向追尾処理が
行われる場合、カウンタｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐは０にリセッ
トされているので、ステップＳ２３においては、カウン
タｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐは、所定の値ＭＡＸ＿ｉｎ＿ｐより
大きくないと判定される。この場合、ステップＳ３２に
進み、カウンタｃｎｔ＿ｏｕｔ＿ｐが０にリセットさ
れ、ステップＳ３３に進む。

【０１０７】ステップＳ３３では、ずれ量の絶対値｜ｅ
ｘ｜が、制御停止ずれ量Ｘ＿ｏｕｔｏより小さく、かつ
現在のパンニングの速度Ｖｐが所定の速度以下であるか
どうかが判定される。ステップＳ３３において、ずれ量
の絶対値｜ｅｘ｜が、制御停止ずれ量Ｘ＿ｏｕｔより小
さく、かつ現在のパンニングの速度Ｖｐが所定の速度以
下であると判定された場合、即ち、被写体位置と引込位
置との間のずれ量が小さく、かつ現在のパンニングの速
度Ｖｐが遅い（またはパンニングが行われていない）場
合、ステップＳ３４に進み、カウンタｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐ
が１だけインクリメントされる。その後は、後述するス
テップＳ３５と、ステップＳ３６またはＳ３７のうちの
いずれか一方を介して、ステップＳ２８に進み、以下、
上述した処理が行われる。

【０１０８】また、ステップＳ３３において、ずれ量の
絶対値｜ｅｘ｜が、制御停止ずれ量Ｘ＿ｏｕｔより小さ
くないと判定されるか、または現在のパンニングの速度
Ｖｐが所定の速度以下でないと判定された場合、即ち、
被写体位置と引込位置との間のずれ量が大きいか、また
は現在のパンニングの速度Ｖｐが速い場合、ステップＳ
３５に進み、利得助長装置２０において、被写体位置検
出装置１５の出力に基づいて、被写体がゲインアップ領
域（表示画面端付近）に存在するか否かが判定される。
ステップＳ３５において、被写体がゲインアップ領域に
存在しないと判定された場合、即ち、被写体が通常ゲイ
ン領域に存在する場合、ステップＳ３６に進み、パンニ
ングの速度を決定するためのゲインａ＿ｐが１にセット
される。また、ステップＳ３５において、被写体がゲイ
ンアップ領域に存在すると判定された場合、ステップＳ
３７に進み、ゲインａ＿ｐに２がセットされる。

【０１０９】ステップＳ３６およびＳ３７の処理後は、
いずれも、ステップＳ２８に進み、以下、上述した処理
が行われる。従って、ステップＳ２３において、カウン
タｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐが所定の値ＭＡＸ＿ｉｎ＿ｐより大
きくないと判定された場合、パンニングが行われる。

【０１１０】なお、被写体位置と引込位置との間のずれ
量が小さく、かつパンニングが低速で行われている（あ
るいはパンニングが行われていない）状態が連続し、ス
テップＳ３３からＳ３４に処理が進む状態が続くと、ス
テップＳ３４において、カウンタｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐがイ
ンクリメントされ続け、これにより、カウンタｃｎｔ＿
ｉｎ＿ｐは、所定の値ＭＡＸ＿ｉｎ＿ｐより大きくな
る。この場合、次に、パン方向追尾処理が行われるとき
には、カウンタｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐは所定の値ＭＡＸ＿ｉ
ｎ＿ｐより大きいので、ステップＳ２３においては、カ
ウンタｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐは、所定の値ＭＡＸ＿ｉｎ＿ｐ
より大きいと判定される。従って、この場合、パンニン
グは行われなくなることになる（ステップＳ２７でゲイ
ンａ＿ｐに０がセットされるため）。

【０１１１】一方、被写体位置と引込位置との間のずれ
量が大きくなったり、または、被写体が速い速度で移動
し、このためパンニングも高速で行われている場合にお
いては、ステップＳ３３からステップＳ３８に処理が進
むこととなり、カウンタｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐは０にリセッ
トされる。従って、この場合、パンニングは続けられる
ことになる。

【０１１２】図１３は、図１２のパン方向追尾処理によ
ってパンニングが開始される場合のずれ量ｅｘと、ゲイ
ンａ＿ｐとの関係を示している。なお、ずれ量が正の場
合と負の場合とでは、ゲインａ＿ｐの変化は対称となる
だけなので（但し、引込位置は、表示画面の中央に設定
されているものとする）、同図においては、ずれ量が正
の場合だけを図示してある。

【０１１３】同図に示すように、ずれ量ｅｘが制御開始
ずれ量Ｘ＿ｉｎ以内である場合には、ゲインａ＿ｐは０
とされ、従ってパンニングは行われない。そして、ずれ
量ｅｘが制御開始ずれ量Ｘ＿ｉｎを越えると、ａ＿ｐは
１とされ、パンニングが開始される。なお、同図におい
て、ａ＿ｐが０から１となるずれ量ｅｘが変動するの
は、カウンタｃｎｔ＿ｉｎ＿ｐによるものである。さら
に、ずれ量ｅｘが、被写体を見失うような大きさとなる
と、即ち、ここでは、被写体がゲインアップ領域に入る
と、ａ＿ｐは２とされる。

【０１１４】図１４は、図１２のパン方向追尾処理によ
ってパンニングが停止される場合のずれ量ｅｘと、ゲイ
ンａ＿ｐとの関係を示している。なお、同図において
も、図１３における場合と同様に、ずれ量が正の場合だ
けを図示してある。

【０１１５】同図に示すように、ずれ量ｅｘが、被写体
を見失うような大きさである場合、即ち、ここでは、被
写体がゲインアップ領域に存在する場合には、ａ＿ｐは
２とされる。そして、被写体が、ゲインアップ領域から
通常ゲイン領域にはいると、ゲインａ＿ｐは１とされ
る。その後、ずれ量ｅｘが制御停止ずれ量以下になる
と、ａ＿ｐは０とされ、パンニングが停止される。な
お、同図において、ａ＿ｐが１から０となるずれ量ｅｘ
が変動するのは、カウンタｃｎｔ＿ｏｕｔ＿ｐによるも
のである。

【０１１６】次に、図１５のフローチャートは、図１１
のステップＳ１２におけるチルト方向追尾処理の流れを
示している。このチルト方向追尾処理では、図１２のス
テップＳ２１乃至Ｓ３８と同様のステップＳ４１乃至Ｓ
５８の処理が、チルト方向に対して行われるだけなの
で、その説明は省略する。

【０１１７】図１６は、図１０のステップＳ３における
予測追尾モードの処理の詳細を示している。予測追尾モ
ードの処理は、予測追尾装置２１において行われるよう
になされている。即ち、予測追尾装置２１では、まず最
初に、ステップＳ６１において、被写体追尾モードから
予測追尾モードに変わってから、このステップＳ６１に
おける判定処理を行うのが初めてかどうかが判定され
る。ステップＳ６１において、このステップＳ６１にお
ける判定処理を行うのが初めてであると判定された場
合、ステップＳ６２に進み、被写体存在検出装置１４か
ら最後に被写体有り判定を受信したときの被写体位置
（フレームメモリ１０上の位置）（ｘｌａｓｔ，ｙｌａ
ｓｔ）が、被写体位置検出装置１５の出力を参照するこ
とで認識される。さらに、ステップＳ６２では、被写体
存在検出装置１４から最後に被写体有り判定を受信した
ときのパンチルタの位置（Ｐｌａｓｔ，Ｔｌａｓｔ）
（ＰｌａｓｔまたはＴｌａｓｔは、例えばモータ２６ま
たは２７によるパンニングまたはチルティングの角度な
どを表し、以下、適宜、それぞれをパン位置またはチル
ト位置という）が、パンチルタ位置検出装置２２の出力
を参照することで認識される。

【０１１８】そして、ステップＳ６３に進み、パン方向
のみに注目した場合に、見失う直前に被写体が存在した
位置が、拡大予測領域内であるか否かが判定される。

【０１１９】ここで、拡大予測領域および通常予測領域
は、例えば、図１７に示すように設定されているものと
する。即ち、レンズブロック１から出力された画像が、
上述したように、４８×３２画素の画像に間引かれて、
フレームメモリ１０に記憶されているものとし、このフ
レームメモリ１０に実質上形成されている表示画面にお
いて、左から右方向にｘ軸をとるとともに、上から下方
向にｙ軸をとったとすると、Ｘ＿ｌ≦ｘ≦Ｘ＿ｒ，Ｙ＿
ｕ≦ｙ≦Ｙ＿ｄで表される範囲（同図において、斜線を
付して有る部分）が通常予測領域として、ｘ＜Ｘ＿ｌ，
Ｘ＿ｒ＜ｘ，ｙ＜Ｙ＿ｕ，Ｙ＿ｄ＜ｙで表される範囲が
拡大予測領域として、それぞれ設定されているものとす
る。

【０１２０】なお、同図において、Ｐｗｉｄｅは、ズー
ムレンズが最もワイド方向に位置している場合に、表示
画面の右端から左端（または左端から右端）にパンニン
グしたときのパン位置の差を表している。また、Ｔｗｉ
ｄｅは、ズームレンズが最もワイド方向に位置している
場合に、表示画面の上端から下端（または下端から上
端）にチルティングしたときのチルト位置の差を表して
いる。

【０１２１】以上から、ステップＳ６３では、Ｘｌａｓ
ｔが、Ｘ＿ｌより小さいか、またはＸ＿ｒより大きいか
どうかが判定される。ステップＳ６３において、Ｘｌａ
ｓｔが、Ｘ＿ｌより小さくもなく、かつＸ＿ｒより大き
くもないと判定された場合、即ち、見失う直前に被写体
が存在した位置が、拡大予測領域内ではない（通常予測
領域である）場合、ステップＳ６４に進み、パン方向の
存在範囲を予測するための係数（以下、適宜、予測係数
という）α＿ｐが、例えば１／４などにセットされ、ス
テップＳ６６に進む。

【０１２２】また、ステップＳ６３において、Ｘｌａｓ
ｔが、Ｘ＿ｌより小さいか、またはＸ＿ｒより大きいと
判定された場合、即ち、見失う直前に被写体が存在した
位置が、拡大予測領域内である場合、ステップＳ６５に
進み、存在範囲を予測するための係数α＿ｐが、例えば
３／４などにセットされ、ステップＳ６６に進む。

【０１２３】ステップＳ６６では、パン方向についての
存在範囲（予測範囲）Ｐｇｏａｌが、例えば、式Ｐｌａｓｔ−１／Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗ×α＿ｐ×Ｐｗｉｄｅ＜Ｐｇｏａｌ＜Ｐｌａｓｔ＋１／Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗ×α＿ｐ×Ｐｗｉｄｅ・・・（４）にしたがって設定される。なお、この場合も、図１２の
ステップＳ２８における場合と同様の理由から、ズーム
情報Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗによる補正を行うようになされて
いる。

【０１２４】ステップＳ６６の処理後は、ステップＳ６
７に進み、チルト方向のみに注目した場合に、見失う直
前に被写体が存在した位置が、拡大予測領域内であるか
否かが判定される。即ち、ステップＳ６７では、Ｙｌａ
ｓｔが、Ｙ＿ｕより小さいか、またはＹ＿ｄより大きい
かどうかが判定される。ステップＳ６７において、Ｙｌ
ａｓｔが、Ｙ＿ｕより小さくもなく、かつＹ＿ｄより大
きくもないと判定された場合、即ち、見失う直前に被写
体が存在した位置が、拡大予測領域内ではない（通常予
測領域である）場合、ステップＳ６８に進み、チルト方
向の存在範囲を予測するための係数α＿ｔが、例えば１
／４などにセットされ、ステップＳ７０に進む。

【０１２５】また、ステップＳ６７において、Ｙｌａｓ
ｔが、Ｙ＿ｕより小さいか、またはＹ＿ｄより大きいと
判定された場合、即ち、見失う直前に被写体が存在した
位置が、拡大予測領域内である場合、ステップＳ６９に
進み、存在範囲を予測するための係数α＿ｔが、例えば
３／４などにセットされ、ステップＳ７０に進む。

【０１２６】ステップＳ７０では、チルト方向について
の存在範囲（予測範囲）Ｔｇｏａｌが、例えば、式Ｔｌａｓｔ−１／Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗ×α＿ｔ×Ｔｗｉｄｅ＜Ｔｇｏａｌ＜Ｔｌａｓｔ＋１／Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗ×α＿ｔ×Ｔｗｉｄｅ・・・（５）にしたがって設定される。なお、この場合も、図１２の
ステップＳ２８における場合と同様の理由から、ズーム
情報Ｚｏｏｍ＿ｎｏｗによる補正を行うようになされて
いる。

【０１２７】以上のようにして、図８および図９で説明
したように、被写体を通常予測領域または拡大予測領域
で見失った場合には、それぞれ狭いまたは広い範囲の存
在範囲が予測される。

【０１２８】その後、ステップＳ７１に進み、式（４）
および（５）で示される存在範囲内をパンチルタするた
めの速度および方向が設定され、処理を終了する。即
ち、ステップＳ７１では、パンニングまたはチルティン
グする速度ＶｐまたはＶｔが、例えば、式Ｖｐ＝Ｖｌａｓｔ＿ｐ，Ｖｔ＝Ｖｌａｓｔ＿ｔにしたがって設定されるとともに、パンニングまたはチ
ルティングする方向ＤｐまたはＤｔが、例えば、式Ｄｐ＝Ｄｌａｓｔ＿ｐ，Ｄｔ＝Ｄｌａｓｔ＿ｔにしたがって設定される。

【０１２９】なお、Ｖｌａｓｔ＿ｐまたはＶｔ＝Ｖｌａ
ｓｔ＿ｔは、被写体を見失う直前のパンニングまたはチ
ルティングの速度をそれぞれ表し、また、Ｄｌａｓｔ＿
ｐまたはＤｌａｓｔ＿ｔは、被写体を見失う直前のパン
ニングまたはチルティングの方向をそれぞれ表す。

【０１３０】一方、ステップＳ６１において、このステ
ップＳ６１における判定処理を行うのが初めてでないと
判定された場合、ステップＳ７２に進み、パン方向につ
いて、存在範囲を撮像するように、パンニングが行われ
たかどうかが判定される。ステップＳ７２において、パ
ン方向について、存在範囲を撮像するように、パンニン
グが行われていないと判定された場合、ステップＳ７３
に進み、パンニングの速度Ｖｐまたは方向Ｄｐが、ステ
ップＳ７１における場合と同様に設定され、ステップＳ
７５に進む。

【０１３１】また、ステップＳ７２において、パン方向
について、存在範囲を撮像するように、パンニングが行
われたと判定された場合、ステップＳ７４に進み、パン
ニングの速度Ｖｐおよび方向Ｄｐがともに０に設定さ
れ、ステップＳ７５に進む。

【０１３２】ステップＳ７５では、チルト方向につい
て、存在範囲を撮像するように、チルティングが行われ
たかどうかが判定される。ステップＳ７５において、チ
ルト方向について、存在範囲を撮像するように、チルテ
ィングが行われていないと判定された場合、ステップＳ
７７に進み、チルティングの速度Ｖｔまたは方向Ｄｔ
が、ステップＳ７１における場合と同様に設定され、処
理を終了する。

【０１３３】また、ステップＳ７５において、チルト方
向について、存在範囲を撮像するように、チルティング
が行われたと判定された場合、ステップＳ７７に進み、
チルティングの速度Ｖｔおよび方向Ｄｔがともに０に設
定され、処理を終了する。

【０１３４】次に、図１８は、図１０のステップＳ４に
おける駆動方式選択処理の詳細を示している。この駆動
方式選択処理は、駆動方式選択装置２４において行われ
るようになされている。即ち、駆動方式選択装置２４で
は、まず最初に、ステップＳ８１において、手動被写体
探索装置２３が操作されることによる操作信号を受信し
たかどうかが判定される。ステップＳ８１において、手
動被写体探索装置２３からの操作信号を受信したと判定
された場合、ステップＳ８２に進み、その操作信号が選
択されて、パンチルタ駆動装置２５に供給され、処理を
終了する。

【０１３５】従って、手動被写体探索装置２３が操作さ
れた場合には、その操作に対応したパンチルタが優先的
に行われるので、被写体が誤認識され、誤った被写体が
追尾されている場合に、追尾駆動量演算装置１６および
予測追尾装置２１による制御を中断させるような操作を
行うことなく、本来追尾すべき被写体を引き込むよう
に、手動でパンチルタの操作を行うことができる。

【０１３６】一方、ステップＳ８１において、手動被写
体探索装置２３からの操作信号を受信していないと判定
された場合、ステップＳ８３に進み、装置のモードが、
被写体追尾モードまたは予測追尾モードのうちのいずれ
であるかが判定される。ステップＳ８３において、装置
のモードが被写体追尾モードであると判定された場合、
ステップＳ８４に進み、追尾駆動量演算装置１６の出力
が選択されて、パンチルタ駆動装置２５に供給され、処
理を終了する。従って、この場合、追尾駆動量演算装置
１６が出力する制御信号（パンチルタの速度、方向な
ど）に基づいて、パンチルタが行われることになる。

【０１３７】また、ステップＳ８３において、装置のモ
ードが予測追尾モードであると判定された場合、ステッ
プＳ８５に進み、予測追尾装置２１の出力が選択され
て、パンチルタ駆動装置２５に供給され、処理を終了す
る。従って、この場合、予測追尾装置２１が出力する制
御信号（パンチルタの速度、方向など）に基づいて、パ
ンチルタが行われることになる。

【０１３８】

【発明の効果】請求項１に記載の追尾装置および請求項
２に記載の追尾方法によれば、所定の基準の位置が画像
の中の任意の位置に設定可能なようになされているの
で、追尾の対象とした被写体を任意の位置に表示するこ
とができる。

【０１３９】請求項３に記載の追尾装置および請求項５
に記載の追尾方法によれば、判定手段より被写体が画像
の中に存在しないという判定結果が出力されたときの被
写体の位置が、撮像手段より出力される画像に含まれる
ように、存在範囲が予測される。従って、被写体を見失
った場合でも、比較的早期に、その被写体を捕捉するこ
とが可能となる。

【０１４０】請求項６に記載の追尾装置および請求項７
に記載の追尾方法によれば、位置検出手段により検出さ
れた被写体の位置に基づいて、駆動手段が、撮像手段を
パンニングおよびチルティング駆動するときのゲインが
設定され、そのゲインに基づいて、自動追尾手段により
駆動手段が制御される。従って、被写体を見失うことを
防止することが可能となる。

【０１４１】請求項８に記載の追尾装置および請求項９
に記載の追尾方法によれば、自動追尾手段に駆動手段の
制御を開始または停止させるときのずれ量である制御開
始ずれ量または制御停止ずれ量が設定され、自動追尾手
段が、ずれ量設定手段により設定された制御開始ずれ量
または制御停止ずれ量に基づいて、駆動手段の制御を開
始または停止する。従って、被写体を追尾することによ
り得られる画像のふらつきを防止することができる。

【０１４２】請求項１０に記載の追尾装置および請求項
１１に記載の追尾方法によれば、操作手段が操作された
とき、その操作に対応する信号が、駆動手段に強制的に
供給される。従って、例えば被写体が誤認識された場合
であっても、本来追尾すべき被写体を引き込むように、
容易に、手動操作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したビデオカメラシステムの一実
施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の追尾駆動量演算装置１６における不感帯
処理を説明するための図である。

【図３】図１の追尾駆動量演算装置１６における不感帯
処理を説明するための図である。

【図４】図１の追尾引込位置設定装置１９による引込位
置の設定について説明するための図である。

【図５】図１の利得助長装置２０の処理を説明するため
の図である。

【図６】ゲインを変化させたときのパンチルタの速度の
変化を説明するための図である。

【図７】ゲインを変化させたときのずれ量の変化を説明
するための図である。

【図８】図１の予測追尾装置２１の処理を説明するため
の図である。

【図９】図１の予測追尾装置２１の処理を説明するため
の図である。

【図１０】図１のビデオカメラシステムの動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図１１】図１０のステップＳ２の処理のより詳細を説
明するためのフローチャートである。

【図１２】図１１のステップＳ１１のより詳細を説明す
るためのフローチャートである。

【図１３】パンニングが開始される場合のずれ量とゲイ
ンとの関係を説明するための図である。

【図１４】パンニングが停止される場合のずれ量とゲイ
ンとの関係を説明するための図である。

【図１５】図１１のステップＳ１２のより詳細を説明す
るためのフローチャートである。

【図１６】図１０のステップＳ３のより詳細を説明する
ためのフローチャートである。

【図１７】通常予測領域および拡大予測領域を示す図で
ある。

【図１８】図１０のステップＳ４のより詳細を説明する
ためのフローチャートである。

【図１９】従来の、被写体の追尾方法を説明するための
図である。

【図２０】従来の、ゲインの決定方法を説明するための
図である。

【図２１】表示画面の画面端付近（画枠付近）におい
て、被写体を見失うことについて説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１レンズブロック１０フレームメモリ１３検出被写体設定装置１４被写体存在検出装置１５被写体位置検出装置１６追尾駆動量演算装置１７ズーム位置検出装置１８不感帯量選択装置１９追尾引込位置設定装置２０利得助長装置２１予測追尾装置２２パンチルタ位置検出装置２３手動被写体探索装置２４駆動方式選択装置２５パンチルタ駆動装置２６，２７モータ２８出力装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者細沼直泰東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を追尾する追尾装置であって、前記被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をパンニングおよびチルティング駆動する
駆動手段と、前記撮像手段より出力される画像の中の前記被写体の位
置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置
と、前記撮像手段より出力される画像の中の所定の基準
の位置とのずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて、前
記被写体の位置が前記所定の基準の位置と一致するよう
に、前記駆動手段を制御することにより前記被写体を自
動追尾する自動追尾手段と、前記所定の基準の位置を設定する基準位置設定手段とを
備えることを特徴とする追尾装置。
【請求項２】被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をパンニングおよびチルティング駆動する
駆動手段と、前記撮像手段より出力される画像の中の前記被写体の位
置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置
と、前記撮像手段より出力される画像の中の所定の基準
の位置とのずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて、前
記被写体の位置が前記所定の基準の位置と一致するよう
に、前記駆動手段を制御することにより前記被写体を自
動追尾する自動追尾手段とを備える追尾装置の追尾方法
であって、前記所定の基準の位置が前記画像の中の任意の位置に設
定可能なようになされていることを特徴とする追尾方
法。
【請求項３】被写体を追尾する追尾装置であって、前記被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をパンニングおよびチルティング駆動する
駆動手段と、前記撮像手段より出力される画像の中の前記被写体の位
置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置に
基づいて、前記駆動手段を制御することにより前記被写
体を自動追尾する自動追尾手段と、前記撮像手段より出力される画像の中に前記被写体が存
在するか否かを判定し、その判定結果を出力する判定手
段と、前記判定手段より、前記被写体が前記画像の中に存在し
ないという判定結果が出力されたとき、前記被写体が存
在する存在範囲を予測し、その存在範囲内において、前
記駆動手段を制御することにより前記被写体を予測追尾
する予測追尾手段とを備え、前記予測追尾手段は、前記判定手段より前記被写体が前
記画像の中に存在しないという判定結果が出力されたと
きの前記被写体の位置が、前記撮像手段より出力される
画像に含まれるように、前記存在範囲を予測することを
特徴とする追尾装置。
【請求項４】前記予測追尾手段は、前記判定手段より
前記被写体が前記画像の中に存在しないという判定結果
が出力されたときの前記被写体の位置に基づいて、前記
存在範囲の大きさを設定することを特徴とする請求項３
に記載の追尾装置。
【請求項５】被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をパンニングおよびチルティング駆動する
駆動手段と、前記撮像手段より出力される画像の中の前記被写体の位
置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置に
基づいて、前記駆動手段を制御することにより前記被写
体を自動追尾する自動追尾手段と、前記撮像手段より出力される画像の中に前記被写体が存
在するか否かを判定し、その判定結果を出力する判定手
段と、前記判定手段より、前記被写体が前記画像の中に存在し
ないという判定結果が出力されたとき、前記被写体が存
在する存在範囲を予測し、その存在範囲内において、前
記駆動手段を制御することにより前記被写体を予測追尾
する予測追尾手段とを備える追尾装置の追尾方法であっ
て、前記判定手段より前記被写体が前記画像の中に存在しな
いという判定結果が出力されたときの前記被写体の位置
が、前記撮像手段より出力される画像に含まれるよう
に、前記存在範囲を予測することを特徴とする追尾方
法。
【請求項６】被写体を追尾する追尾装置であって、前記被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をパンニングおよびチルティング駆動する
駆動手段と、前記撮像手段より出力される画像の中の前記被写体の位
置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置に
基づいて、前記駆動手段を制御することにより前記被写
体を自動追尾する自動追尾手段と、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置に
基づいて、前記駆動手段が、前記撮像手段をパンニング
およびチルティング駆動するときのゲインを設定するゲ
イン設定手段とを備え、前記自動追尾手段は、前記ゲイン設定手段により設定さ
れたゲインに基づいて、前記駆動手段を制御することを
特徴とする追尾装置。
【請求項７】被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をパンニングおよびチルティング駆動する
駆動手段と、前記撮像手段より出力される画像の中の前記被写体の位
置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置に
基づいて、前記駆動手段を制御することにより前記被写
体を自動追尾する自動追尾手段とを備える追尾装置の追
尾方法であって、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置に
基づいて、前記駆動手段が、前記撮像手段をパンニング
およびチルティング駆動するときのゲインを設定し、そのゲインに基づいて、前記自動追尾手段に前記駆動手
段を制御させることを特徴とする追尾方法。
【請求項８】被写体を追尾する追尾装置であって、前記被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をパンニングおよびチルティング駆動する
駆動手段と、前記撮像手段より出力される画像の中の前記被写体の位
置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置
と、前記撮像手段より出力される画像の中の所定の基準
の位置とのずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて、前
記被写体の位置が前記所定の基準の位置と一致するよう
に、前記駆動手段を制御することにより前記被写体を自
動追尾する自動追尾手段と、前記自動追尾手段に前記駆動手段の制御を開始または停
止させるときの前記ずれ量である制御開始ずれ量または
制御停止ずれ量を設定するずれ量設定手段とを備え、前記自動追尾手段は、前記ずれ量設定手段により設定さ
れた前記制御開始ずれ量または制御停止ずれ量に基づい
て、前記駆動手段の制御を開始または停止することを特
徴とする追尾装置。
【請求項９】被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をパンニングおよびチルティング駆動する
駆動手段と、前記撮像手段より出力される画像の中の前記被写体の位
置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置
と、前記撮像手段より出力される画像の中の所定の基準
の位置とのずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて、前
記被写体の位置が前記所定の基準の位置と一致するよう
に、前記駆動手段を制御することにより前記被写体を自
動追尾する自動追尾手段とを備える追尾装置の追尾方法
であって、前記自動追尾手段に前記駆動手段の制御を開始または停
止させるときの前記ずれ量である制御開始ずれ量または
制御停止ずれ量を設定し、前記自動追尾手段に、前記ずれ量設定手段により設定さ
れた前記制御開始ずれ量または制御停止ずれ量に基づい
て、前記駆動手段の制御を開始または停止させることを
特徴とする追尾方法。
【請求項１０】被写体を追尾する追尾装置であって、前記被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をパンニングおよびチルティング駆動する
駆動手段と、前記撮像手段より出力される画像の中の前記被写体の位
置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置に
基づいて、前記駆動手段を制御することにより前記被写
体を自動追尾する自動追尾手段と、前記駆動手段を操作するための操作手段と、前記操作手段が操作されたとき、その操作に対応する信
号を、前記駆動手段に強制的に供給する供給手段とを備
えることを特徴とする追尾装置。
【請求項１１】被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をパンニングおよびチルティング駆動する
駆動手段と、前記撮像手段より出力される画像の中の前記被写体の位
置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記被写体の位置に
基づいて、前記駆動手段を制御することにより前記被写
体を自動追尾する自動追尾手段と、前記駆動手段を操作するための操作手段とを備える追尾
装置の追尾方法であって、前記操作手段が操作されたとき、その操作に対応する信
号を、前記駆動手段に強制的に供給することを特徴とす
る追尾方法。