JPS5932742B2 - 相関追尾装置 - Google Patents
相関追尾装置Info
- Publication number
- JPS5932742B2 JPS5932742B2 JP13171780A JP13171780A JPS5932742B2 JP S5932742 B2 JPS5932742 B2 JP S5932742B2 JP 13171780 A JP13171780 A JP 13171780A JP 13171780 A JP13171780 A JP 13171780A JP S5932742 B2 JPS5932742 B2 JP S5932742B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning direction
- correlation
- signal
- circuit
- horizontal scanning
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/785—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system
- G01S3/786—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system the desired condition being maintained automatically
- G01S3/7864—T.V. type tracking systems
- G01S3/7865—T.V. type tracking systems using correlation of the live video image with a stored image
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- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、撮像装置から供給される画像信号をアナロ
グ量からディジタル量に変換して時間のノ異なる画面間
においてディジタル相関演算を行い、撮像装置の視野内
にある所要の目標または情景を追尾する相関追尾装置に
関するものである。
グ量からディジタル量に変換して時間のノ異なる画面間
においてディジタル相関演算を行い、撮像装置の視野内
にある所要の目標または情景を追尾する相関追尾装置に
関するものである。
従来のこの種装置においては、第１図に示すように、幅
ｍ画素をもつ十字型の水平・垂直相関領域１および２内
にある画素の、ｎビットでアナログ〜ディジタル変換さ
れた輝度信号を抽出した後、水平相関領域１については
二次元の輝度信号を垂直方向にｍ画素加算して一次元の
多値輝度信号に、直交する垂直相関領域２については二
次元の輝度信号を水平方向にｍ画素加算して一次元の多
値輝度信号にそれぞれ変換し、それらを適切なしきい値
を設けて二値化していた。このようにして求めた二値化
輝度信号について、第１図に示すように長さＮＨ画素お
よびＮｖ画素をもつ水平および垂直相関窓３および４の
位置にある輝度信号を相関演算のための参照信号とする
。
ｍ画素をもつ十字型の水平・垂直相関領域１および２内
にある画素の、ｎビットでアナログ〜ディジタル変換さ
れた輝度信号を抽出した後、水平相関領域１については
二次元の輝度信号を垂直方向にｍ画素加算して一次元の
多値輝度信号に、直交する垂直相関領域２については二
次元の輝度信号を水平方向にｍ画素加算して一次元の多
値輝度信号にそれぞれ変換し、それらを適切なしきい値
を設けて二値化していた。このようにして求めた二値化
輝度信号について、第１図に示すように長さＮＨ画素お
よびＮｖ画素をもつ水平および垂直相関窓３および４の
位置にある輝度信号を相関演算のための参照信号とする
。
そして、この参照信号と、次の画面に対し同様にして水
平・垂直相関領域１および２について加算二値化して求
めた被相関信号との１ビツト相関演算を行い、第２図ａ
に示すような相関係数Ｃｐを計算していた。次に、この
相関係数Ｃｐを最大とする画面上での座標Ｘｒｒｌを求
め、その位置に上記水平および垂直相関窓３および４を
移動させ、撮像装置の視野内にある所要の目標または情
景を追尾していた。
平・垂直相関領域１および２について加算二値化して求
めた被相関信号との１ビツト相関演算を行い、第２図ａ
に示すような相関係数Ｃｐを計算していた。次に、この
相関係数Ｃｐを最大とする画面上での座標Ｘｒｒｌを求
め、その位置に上記水平および垂直相関窓３および４を
移動させ、撮像装置の視野内にある所要の目標または情
景を追尾していた。
ところで、撮像している目標または情景の画像が並進運
動のみ伴う場合には相関係数は第２図ａに示すような三
角形となるのに対し、拡大・縮少・回転運動を伴う場合
には、相関係数Ｃｐは第２図ｂに示すように台形となり
相関係数を最大とする画面上での座標はＸｌからＸｒの
間で任意の値をとり追尾点が不定となり安定に追尾をす
ることが難しかつた〇この発明は、この欠点を除去する
ため、台形となつた相関係数に対しその台形の上辺の両
端の座標ＸＡおよびＸｒを検出し、その相加平均値Ｘく
Ｘｒを求め、この値を相関係数を最大とする画面上での
座標Ｘｎｌとすることにより、高精度で安定した追尾が
可能な相関追尾装置を提供しようとするものである。
動のみ伴う場合には相関係数は第２図ａに示すような三
角形となるのに対し、拡大・縮少・回転運動を伴う場合
には、相関係数Ｃｐは第２図ｂに示すように台形となり
相関係数を最大とする画面上での座標はＸｌからＸｒの
間で任意の値をとり追尾点が不定となり安定に追尾をす
ることが難しかつた〇この発明は、この欠点を除去する
ため、台形となつた相関係数に対しその台形の上辺の両
端の座標ＸＡおよびＸｒを検出し、その相加平均値Ｘく
Ｘｒを求め、この値を相関係数を最大とする画面上での
座標Ｘｎｌとすることにより、高精度で安定した追尾が
可能な相関追尾装置を提供しようとするものである。
以下、この発明を図面に従つて詳細に説明する。
第３図は、この発明に係る相関追尾装置の動作原理図で
あつて、第３図ａの相関係数の信号において座標Ｘｉと
Ｘｉ＋１に対応する相関係数値をＣｉ，Ｃｉ＋１とする
。いま、Ｃｉ（５Ｃｉ＋１とを比較しＣｉ＜Ｃｉ＋１を
満足する場合に検出信号を出力するものとしてｉ＝１か
ら１願次１づつ増加させ比較演算を行うと第３図ｂに示
すような検出信号Ｓ，が得られる。また、Ｃｉ（５Ｃｉ
＋，とを比較しＣｉ＜Ｃｉ＋１を満足する場合に検出信
号を出力するものとして同様にｉ＝１から順次１づつ増
加させ比較演算を行うと第３図ｃに示すような検出信号
Ｓｄが得られる０このようにして得られた検出信号の最
大値を与える座標ＸｌおよびＸｒを検出しその相加平均
値Ｘｌ′：Ｘｒを求めると、Ｉｘｌ−Ｘ，ｌが偶数の場
合には台形の上辺の中点に対応する座標Ｘｎｌに等しく
なり、また１ｘ′−Ｘｒｌが奇数の場合には（Ｘｒｎ±
１）の値になる。
あつて、第３図ａの相関係数の信号において座標Ｘｉと
Ｘｉ＋１に対応する相関係数値をＣｉ，Ｃｉ＋１とする
。いま、Ｃｉ（５Ｃｉ＋１とを比較しＣｉ＜Ｃｉ＋１を
満足する場合に検出信号を出力するものとしてｉ＝１か
ら１願次１づつ増加させ比較演算を行うと第３図ｂに示
すような検出信号Ｓ，が得られる。また、Ｃｉ（５Ｃｉ
＋，とを比較しＣｉ＜Ｃｉ＋１を満足する場合に検出信
号を出力するものとして同様にｉ＝１から順次１づつ増
加させ比較演算を行うと第３図ｃに示すような検出信号
Ｓｄが得られる０このようにして得られた検出信号の最
大値を与える座標ＸｌおよびＸｒを検出しその相加平均
値Ｘｌ′：Ｘｒを求めると、Ｉｘｌ−Ｘ，ｌが偶数の場
合には台形の上辺の中点に対応する座標Ｘｎｌに等しく
なり、また１ｘ′−Ｘｒｌが奇数の場合には（Ｘｒｎ±
１）の値になる。
第４図は、この発明に係る相関追尾装置の一実施例の構
成図である。
成図である。
第４図において、撮像装置５より供給されるビデオ信号
をアナログーデイジタル変換回路６に通してｎビツトに
デイジタル化した後、領域分割回路７を用いて水平およ
び垂直方向毎に独立に輝度信号を抽出する。この各領域
毎に加算二値化回路８Ａ，８Ｂを用いて上記二次元輝度
信号を一次元に変換した後、スイツチ９Ａ，９Ｂを用い
て適切な長さに設定した水平および垂直相関窓内の信号
を参照信号としてそれぞれ取り出し、水平方向の一次元
１ビツトの輝度信号をメモリ１０Ａに、垂直方向のもの
をメモリ１０Ｂに一旦記憶する。次の画面に対して同様
にして求めた一次元１ビツトの水平方向および垂直方向
の輝度信号を被相関信号としてデイジタル相関回路１１
Ａ，１１Ｂにそれぞれ入力し、さらに上記メモリ１０Ａ
，１０Ｂから読み出した参照信号もデイジタル相関回路
１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ入力して相関係数を演算する
。得られた相関係数信号をＣｉ＜Ｃｉ＋１比較演算器１
２Ａ，１２Ｂおよび０１≦０ｉ＋１比較演算器１３Ａ，
１３Ｂにそれぞれ入力し、その検出信号を最大とする座
標信号ＸｌおよびＸ，をそれぞれ検出する。Ｘｌおよび
Ｘ，の信号（岬クロ７？鼎路１４Ａ，１４Ｂにそれぞれ
入力され一，」を計算し、この値を追尾座標信号として
領域分割回路７に帰還し、上記相関窓の位置を水平およ
び垂直方向毎に独立に移動させる。これと同時に撮像装
置５の姿勢を制御するサーボ系に対し、常に所定の目標
または情景を画面の中心になるように制御するための誤
差信号を出力する。これにより、撮像装置５の視野内に
ある所定の目標または情景が拡大・縮少・回転する場合
にも安定に追尾することができる。なお並進の場合には
上記Ｘｌ（５Ｘ，とは一致しこの値がＸとなる。ｍ なお、上記実施例では輝度信号を一次元１ビツト輝度信
号に変換する場合について説明したが、この発明はこれ
に限らず一次元多ビツト輝度信号に変換して多値相関を
とる場合および二次元多ビツト輝度信号そのままで多値
相関をとる場合にも使用してよい。
をアナログーデイジタル変換回路６に通してｎビツトに
デイジタル化した後、領域分割回路７を用いて水平およ
び垂直方向毎に独立に輝度信号を抽出する。この各領域
毎に加算二値化回路８Ａ，８Ｂを用いて上記二次元輝度
信号を一次元に変換した後、スイツチ９Ａ，９Ｂを用い
て適切な長さに設定した水平および垂直相関窓内の信号
を参照信号としてそれぞれ取り出し、水平方向の一次元
１ビツトの輝度信号をメモリ１０Ａに、垂直方向のもの
をメモリ１０Ｂに一旦記憶する。次の画面に対して同様
にして求めた一次元１ビツトの水平方向および垂直方向
の輝度信号を被相関信号としてデイジタル相関回路１１
Ａ，１１Ｂにそれぞれ入力し、さらに上記メモリ１０Ａ
，１０Ｂから読み出した参照信号もデイジタル相関回路
１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ入力して相関係数を演算する
。得られた相関係数信号をＣｉ＜Ｃｉ＋１比較演算器１
２Ａ，１２Ｂおよび０１≦０ｉ＋１比較演算器１３Ａ，
１３Ｂにそれぞれ入力し、その検出信号を最大とする座
標信号ＸｌおよびＸ，をそれぞれ検出する。Ｘｌおよび
Ｘ，の信号（岬クロ７？鼎路１４Ａ，１４Ｂにそれぞれ
入力され一，」を計算し、この値を追尾座標信号として
領域分割回路７に帰還し、上記相関窓の位置を水平およ
び垂直方向毎に独立に移動させる。これと同時に撮像装
置５の姿勢を制御するサーボ系に対し、常に所定の目標
または情景を画面の中心になるように制御するための誤
差信号を出力する。これにより、撮像装置５の視野内に
ある所定の目標または情景が拡大・縮少・回転する場合
にも安定に追尾することができる。なお並進の場合には
上記Ｘｌ（５Ｘ，とは一致しこの値がＸとなる。ｍ なお、上記実施例では輝度信号を一次元１ビツト輝度信
号に変換する場合について説明したが、この発明はこれ
に限らず一次元多ビツト輝度信号に変換して多値相関を
とる場合および二次元多ビツト輝度信号そのままで多値
相関をとる場合にも使用してよい。
また、相関窓が十字型の場合について説明したが、この
発明はこれに限らず１個の矩形の相関窓を用いる場合に
も適用できることは言うまでもない。以上のように、こ
の発明に係る相関追尾装置では、台形の相関係数に対し
、その上辺の両端の座標を検出しそれらの相加平均を求
めた値を追尾座標信号としているため、目標または情景
の像の位置、大きさ、方向の変化に精度よく追従でき、
安定な追尾ができる利点がある。
発明はこれに限らず１個の矩形の相関窓を用いる場合に
も適用できることは言うまでもない。以上のように、こ
の発明に係る相関追尾装置では、台形の相関係数に対し
、その上辺の両端の座標を検出しそれらの相加平均を求
めた値を追尾座標信号としているため、目標または情景
の像の位置、大きさ、方向の変化に精度よく追従でき、
安定な追尾ができる利点がある。
第１図は十字型相関領域を用いる場合の相関領域と相関
窓の配置図、第２図は相関係数の信号波形図、第３図は
この発明に係る相関追尾装置の動作原理図、第４図はこ
の発明による相関追尾装置の一実施例の構成図である。 １・・・・・・水平相関領域、２・・・・・・垂直相関
領域、３・・・・・・水平相関窓、４・・・・・・垂直
相関窓、５・・・・・・撮像装置、６・・・・・・アナ
ログーデイジタル変換回路、７・・．・・・領域分割回
路、８Ａ，８Ｂ・・・・・・加算二値化回路、９Ａ，９
Ｂ・・・・・・スイツチ、１０Ａ，１０Ｂ・・・・・・
メモＩ八 １１Ａ，１１Ｂ・・・・・・デイジタル相関
回路、１２Ａ，１２Ｂ・・・・・・Ｃｉ＜Ｃｉ＋１比較
演算回路、１３Ａ，１３Ｂ・・・・・・ＣｉくＣｉ＋，
比較演算回路、１４Ａ，１４Ｂ・・・・・・相加平均回
路。
窓の配置図、第２図は相関係数の信号波形図、第３図は
この発明に係る相関追尾装置の動作原理図、第４図はこ
の発明による相関追尾装置の一実施例の構成図である。 １・・・・・・水平相関領域、２・・・・・・垂直相関
領域、３・・・・・・水平相関窓、４・・・・・・垂直
相関窓、５・・・・・・撮像装置、６・・・・・・アナ
ログーデイジタル変換回路、７・・．・・・領域分割回
路、８Ａ，８Ｂ・・・・・・加算二値化回路、９Ａ，９
Ｂ・・・・・・スイツチ、１０Ａ，１０Ｂ・・・・・・
メモＩ八 １１Ａ，１１Ｂ・・・・・・デイジタル相関
回路、１２Ａ，１２Ｂ・・・・・・Ｃｉ＜Ｃｉ＋１比較
演算回路、１３Ａ，１３Ｂ・・・・・・ＣｉくＣｉ＋，
比較演算回路、１４Ａ，１４Ｂ・・・・・・相加平均回
路。
Claims (1)
- １ 撮像装置から供給される画像を、その水平走査方向
及び垂直走査方向に細分化して画素に分割し、各画素の
輝度信号をアナログ−ディジタル変換して得たディジタ
ル画像を用い、あらかじめ前記撮像装置の視野内にある
所要の目標又は情景を含む領域を参照信号として記憶し
たディジタル画像と、被相関信号として新たに順次前記
撮像装置から供給されディジタル化されたディジタル画
像との間で相関演算し、その相関係数を最大とする前記
ディジタル画像の水平走査方向及び垂直走査方向に設け
た直交座標系上での座標を追尾座標として演算すること
により前記撮像装置の視野内の所要の目標又は情景を追
尾する相関追尾装置において、前記ディジタル画像の水
平走査方向及び垂直走査方向毎にそれぞれ矩形領域を設
定して各画素の輝度信号を抽出する領域分割回路７と、
各領域内にある画素の輝度信号を水平走査方向の矩形領
域では垂直走査方向に、また垂直走査方向の矩形領域で
は水平走査方向にそれぞれ加算して１次元の輝度信号に
変換する加算回路８Ａ、８Ｂと、あらかじめ前記加算回
路８Ａ、８Ｂよりの１次元の輝度信号を参照信号として
記憶するメモリ１０Ａ、１０Ｂと、該メモリに記憶した
時刻と異なる時刻に前記撮像装置から供給された画像に
対して求めた前記加算回路８Ａ、８Ｂよりの１次元の輝
度信号を被相関信号として用い、前記メモリより読み出
した参照信号と被相関信号との相関係数を前記ディジタ
ル画像の水平走査方向又は垂直走査方向に設けた座標系
上の座標の関数として演算するディジタル相関回路１１
Ａ、１１Ｂと、該ディジタル相関回路より出力される相
関係数の最大値を検出する比較演算回路１２Ａ、１２Ｂ
、１３Ａ、１３Ｂと、該比較演算回路によつて水平走査
方向及び垂直走査方向毎に最大値を検出した複数個の座
標のうち、その最も大きい座標と最も小さい座標を求め
、両者の相加平均値を演算し、この値を追尾座標信号と
して前記領域分割回路７に帰還する相加平均回路１４Ａ
、１４Ｂとを備えたことを特徴とする相関追尾装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13171780A JPS5932742B2 (ja) | 1980-09-24 | 1980-09-24 | 相関追尾装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13171780A JPS5932742B2 (ja) | 1980-09-24 | 1980-09-24 | 相関追尾装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5757095A JPS5757095A (en) | 1982-04-06 |
| JPS5932742B2 true JPS5932742B2 (ja) | 1984-08-10 |
Family
ID=15064546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13171780A Expired JPS5932742B2 (ja) | 1980-09-24 | 1980-09-24 | 相関追尾装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932742B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61116134A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-06-03 | Toyota Motor Corp | 液圧緩衝器 |
| JPS6263233A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-19 | コルベンシユミツト・アクチエンゲゼルシヤフト | 車輌の緩衝装置用ガイドブツシユ |
| JPH02130402U (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-26 | ||
| JPH06103053B2 (ja) * | 1986-02-26 | 1994-12-14 | 大豊工業株式会社 | 油圧緩衝器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5196929A (en) * | 1989-07-05 | 1993-03-23 | Olympus Optical Co., Ltd. | Display system of camera having tracking apparatus |
-
1980
- 1980-09-24 JP JP13171780A patent/JPS5932742B2/ja not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61116134A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-06-03 | Toyota Motor Corp | 液圧緩衝器 |
| JPS6263233A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-19 | コルベンシユミツト・アクチエンゲゼルシヤフト | 車輌の緩衝装置用ガイドブツシユ |
| JPH06103053B2 (ja) * | 1986-02-26 | 1994-12-14 | 大豊工業株式会社 | 油圧緩衝器 |
| JPH02130402U (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5757095A (en) | 1982-04-06 |
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