JPS6033351B2 - 画像追尾装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、撮像装置の出力として得られる映像信号を
もとに画像中の特定の標的を追尾する画像追尾装置に関
するものである。

第１図は従来の画像追尾装置の基本的な構成を示す図で
、テレビカメラなどの撮像装置１より出力される映像信
号２は誤差信号発生回路３と表示・指示器４に供給され
る。

操作者は表示・指示器４により、撮像された画面内の標
的を指示するとともに、その標的を含む画面全面もしく
は一部の領域を指定し、追尾指令を行なう。この指定領
域が撮像画像中に占める位置、形状等の情報はウィンド
ウ発生回路５に伝えられ、ウィンドウ発生回路５は指定
領域を表わすウィンドウ信号６を表示・指示器４に、指
定領域の中心で符号が反転するゲートパルス７を誤差信
号発生回路３に供給する。誤差信号発生回路３は、指定
された領域内にある標的に予め定められた方法により特
徴的な点を検出し、この点を標的を代表とする追尾点と
する。標的が指定された領域外に移動すると追尾点の検
出が不可能となるため、追尾指令が発せられた後には誤
差信号発生回路３は標的の移動に合わせて指定領域を動
かすためのウィンドウ誤差信号８をウィンドウ発生回路
５へ、撮像装置１の設けられた架台９の向きを修正する
ための誤差信号１０を架台駆動装置１１に与える。誤差
信号発生回路３において標的内に特徴的な点を検出する
方法として従来は重心点検出方式が広く用いられていた
。第２図は、重心点検出方式を説明する図であり、この
方式は、指定領域１２を４象限に分割し、標的１３が各
象限内に占める面積が等しくなるような基準点すなわち
重心１４を追尾点とするもので、セントロィド方式とも
呼ばれる。第３図は重心点検出方式において追尾点の位
置を電気的な出力に変換するための方法を示すもので、
映像信号２を適当なしベルに設定された閥値１５を用い
て２値化することによって得られる標的信号１６は指定
領域の中心で符号の反転するゲートパルス１７を変調し
、変調ゲートパルス１８を生ずる。標的信号１６の中心
と指定領域の中心が一致すれば、変調ゲートパルス１８
の正の期間と負の期間の長さは等しく、変調ゲートパル
ス１８を積分すれば０となるが、２つの中心がずれてい
ればそのずれに対応した誤差電圧１９が生ずる。この誤
差電圧１９は指定領域の中心からＺの標的のずれを表わ
すもので、これをもとに指定領域の移動、撮像装置架台
の方向の修正が行なわれる。このような、画像追尾方式
においては標的による映像信号を標的信号に置き換えて
いるために、Ｚ２値化する際の閥値のレベル設定が適切
に行なわれないと、標的信号が標的の位置、形状に関す
る情報を失なうばかりか、はなはだしい場合には標的信
号そのものが発生せず、画像追尾が正常に行なわれない
。

従って、従来の画像追尾装置においては操作者が追尾状
況を判断しながら手動で閥値のレベル設定を行なってい
たが、高速の移動標的を追尾する際には操作が困難とな
る欠点があった。また、従来の装置においては標的のコ
ントラストが徐々に変化する場合には、一旦追尾を開始
しても、関値を修正しないと途中で閥値と映像信号の関
係が不適当となり、追尾が中断する問題も生じていた。
この発明は、以上の欠点を解決するために、指定領域内
の映像信号の最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎと重み係
数ｋとを用いて次に示す第【１｝式のように表わされる
重み付平均値Ａを標的信号発生のための閥値とすること
により、各フィールド毎に自動的に閥値を設定するよう
にしたもので、以下図面について詳細に説明する。

Ａ＝ｋＶｍａｘ＋（１−ｋ）Ｖｍｉｎ （０≦ｋＳＩ）…………………………【１｝第４図はこ
の発明の実施例で、撮像装置１より出力される映像信号
２と同期信号２川ま、表示・指示器４及び閥値設定回路
２１に供給される。

操作者は、表示画像によって目的とする標的を含む領域
を指定し、この指定領域が撮像画像中に占める位置、形
状等の情報はウィンドウ発生回路５に伝えられる。ウィ
ンドウ発生回路５は、指定領域を表わすウィンドウ信号
６を表示・指示器４と閥値設定回路２１に、ゲートパル
ス７を誤差信号発生回路３に供給する。閥値設定回路２
１は指定領域内での映像信号２の最大値と最小値の重み
付平均値を求め、これを閥値１５として誤差信号発生回
路３に供給する。なお、この閥値１５は閥値設定回路２
１内で１フィールドの期間保持され、新たな関値が求ま
る毎にレベルが更新される。誤差信号発生回路３の機能
及び構成は、従来の画像追尾装置の場合と同様で、誤差
信号１０を架台駆動装置１１へ、ウィンドウ誤差信号８
をウィンドウ発生回路５へ供給して撮像装置１の向き及
び表示画像中の指定領域の位置を標的の動きに合わせて
自動的に修正させる。第５図は閥値設定回路の一例の構
成図で、最大値検出回路２２、最小値検出回路２３は、
それぞれウィンドウ信号６が発生している期間内の映像
信号２の最大値、最小値を検出する。

なお、これらの値は同期信号２川こよって１フィールド
毎にリセットされる。重み付平均回路２４は、最大値回
路２２の出力、最小値回路２３の出力及び予め定められ
た重み係数ｋを用い先に第ｍ式に示した演算を行なう。
なお、重み係数ｋは追尾しなければならない標的及び周
囲の条件によって適当な値を定めなければならないが、
一般的には０．５とすることが適当である場合が多い。
ホールド回路２５は重み付平均回路２４の出力を１フィ
ールドの期間ホールドし、このホールド回路２５の出力
が閥値１５となる。第４図中に示した、ウィンドウ発生
回路５及び第５図に示した最大値検出回路２２、最小値
検出回路２３、重み付平均値回路２４、ホールド回路２
５の構成方法についてはいずれも関連技術分野において
は周知のことである。

この発明による画像追尾装置では、映像信号を２値化す
るための闇値の設定が自動的に、しかも各フィールド毎
に行なわれるために、操作者にとって負荷が軽減される
ばかりでなく、空を背景とする航空機のように、コント
ラストが変化する標的に対しても画像追尾を続行するこ
とができる。

なお以上は一般の撮像装置を用いた画像追尾装置につい
て説明したが、この発明はこれに限らず撮像対象物の温
度の高低を電気信号に変換する熱像撮像装置を用いた熱
像追尾装置にも適用できる。また、標的内に特徴的な点
を検出する方法として重心点検出法について述べたが、
この他にも、２値化された映像信号の輪郭を用いる輪郭
検出法、相関を用いる相関追尾法を用いる場合において
も、２値化を行なう際の閥値をこの発明による方法で得
れば、上記と同じ利点が期待できる。以上のように、こ
の発明に係る画像追尾装置では、全画面あるいは画面の
特定領域中の映像信号の最大値と最小値の重み付平均値
を閥値として映像信号を２値化し標的信号とし、この標
的信号に基づいて、標的に対する誤差信号を求め、これ
により標的の追尾を行なうようにしたので操作者の負荷
が軽減されるばかりでなく、追尾中にコントラストが変
化する標的をも安定に追尾することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像追尾装置の基本的な構成を表わすブ
ロック図、第２図は重心点検出方式を説明する図、第３
図は重心点検出方式において追尾点の位置を電気的な出
力に変換するための方法を示す図、第４図はこの発明の
実施例を示す図、第５図は閥値設定回路のブロック構成
図であり、図中、１は撮像装置、２は映像信号、３は誤
差信号発生回路、５はウィンドウ発生回路、２１は関値
設定回路、２２は最大値検出回路、２３は最小値検出回
路、２４は重み付平均回路である。 なお、図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示してある。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ テレビジヨンカメラのように実景から入射する光量
   に応じた電気信号を映像信号として出力する撮像装置と
   、上記映像信号を処理することによつて撮像画像中の標
   的の位置を求める映像信号処理回路を構成要素とする画
   像追尾装置において、撮像画像中の全体もしくは一部の
   領域中の映像信号の最大値と最小値の重み付平均値を求
   める回路、及び表示画像中の指定領域の撮像画像に対す
   る位置等の情報が入力され、上記指定領域の中心で符号
   が反転するゲートパルスを発生するウインドウ発生回路
   を設け、上記重み付平均値を求める回路の出力を閾値と
   して映像信号を２値化して標的信号を得、上記ゲートパ
   ルスを上記標的信号に基づき変調し、この変調された信
   号を上記指定領域内で積分し、この積分値を標的に対す
   る上記指定領域の偏位量に対応した誤差信号として出力
   するように構成したことを特徴とする画像追尾装置。