WO2010137211A1 - 回転台付カメラ装置 - Google Patents

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pan
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movement
tilt
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山畠利彦
中村靖治
森雄一郎
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パナソニック株式会社
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    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • 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
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/188—Capturing isolated or intermittent images triggered by the occurrence of a predetermined event, e.g. an object reaching a predetermined position

Definitions

  • the present invention relates to a camera device with a turntable suitable for use in a monitoring system.
  • a surveillance system generally includes a camera that images a subject and outputs a video signal, a turntable that rotates the camera in a pan direction and a tilt direction, a recorder that records the video signal output from the camera, and a camera. It is comprised from the monitor which displays the video signal output or the video signal recorded on the recorder.
  • Some conventional monitoring systems have an auto pan function that reciprocates a set horizontal area.
  • the surveillance camera disclosed in Patent Document 1 has a sensor for measuring the rotation angle in the pan head drive unit of the dome camera, and the start point and end point of auto pan shooting and the start point of a section that does not require monitoring The angle of each of the end point and the end point are set in the memory as sensor values in advance, and during auto pan shooting, the reciprocal shooting is repeated between the start and end points of auto pan shooting at a speed suitable for monitoring.
  • the pan head drive unit is driven at the maximum speed and controlled to pass in a short time.
  • the above-described conventional auto pan function can shoot only a certain predetermined area even if the movement or face of the subject is detected on the screen during auto pan shooting. It was not possible to shoot around the place where there was.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a camera device with a turntable that can shoot around a place where there is a movement of a subject or a face even during autopan shooting. .
  • the camera device with a turntable of the present invention is a camera device with a turntable having an auto pan function for reciprocating photographing in a set area in the pan direction, an image pickup section for picking up a subject and outputting a video signal, and the image pickup
  • a rotation table that rotates the image in the pan direction and the tilt direction
  • a movement / face detection unit that detects the movement or face of the subject based on the video signal output from the imaging unit, and a detection result of the movement / face detection unit
  • a tilt control instruction generating unit that generates a tilt control instruction in response to the rotation table and applies the tilt control instruction to the turntable to rotate the imaging unit in the tilt direction.
  • the tilt control instruction is generated according to the subject movement or the result of the face detection, and is applied to the turntable to rotate the imaging unit in the tilt direction. Efficient auto panning that enables shooting centering on the camera becomes possible.
  • the camera device with a turntable of the present invention is a camera device with a turntable having an auto pan function for reciprocating photographing in a set area in the pan direction, an image pickup section for picking up a subject and outputting a video signal, and the image pickup
  • a rotation table that rotates the image in the pan direction and the tilt direction, a movement / face detection unit that detects the movement or face of the subject based on the video signal output from the imaging unit, and a detection result of the movement / face detection unit
  • a tilt control instruction is generated in response to the rotation table and applied to the turntable to rotate the imaging unit in a tilt direction, and a pan control instruction is generated in accordance with the detection result of the movement / face detection unit.
  • a pan control instruction generating unit that controls a speed at which the imaging unit is rotated in the pan direction by giving to a turntable.
  • the tilt control instruction is generated according to the result of the subject movement or the face detection, and applied to the turntable to rotate the imaging unit in the tilt direction. Accordingly, a pan control instruction is generated and given to the turntable to control the speed at which the image pickup unit is rotated in the pan direction.
  • the camera device with a turntable of the present invention is a camera device with a turntable having an auto pan function that reciprocally shoots a set area in the pan direction, and images a subject through a zoom lens unit and outputs a video signal.
  • a tilt control instruction is generated according to the detection result of the face detection unit and applied to the turntable to rotate the imaging unit in the tilt direction, and panning is performed according to the detection result of the movement / face detection unit.
  • a control instruction is generated and applied to the turntable to control a speed at which the imaging unit is rotated in the pan direction, and a zoom control instruction is generated according to the detection result of the movement / face detection unit.
  • a zoom control instruction generation unit to enlarge the object by applying the above zoom lens, with a.
  • the tilt control instruction is generated according to the result of the subject movement or the face detection, and applied to the turntable to rotate the imaging unit in the tilt direction.
  • a pan control instruction is generated, applied to the turntable to control the speed at which the imaging unit rotates in the pan direction, and a zoom control instruction is generated according to the movement of the subject or the result of face detection. Since the subject is magnified by giving it to the zoom lens, it is possible to magnify the subject around the subject's movement or face, and to shoot the subject clearly without blurring in pan direction photography. it can.
  • the present invention generates a tilt control instruction according to the result of subject movement or face detection and applies it to a turntable to rotate the imaging unit in the tilt direction. Efficient auto panning that can be photographed quickly becomes possible. Further, the present invention generates a pan control instruction according to the movement of the subject or the result of face detection, and gives it to the turntable to control the speed at which the image pickup unit rotates in the pan direction. You can shoot the subject clearly without blurring. Further, the present invention generates a zoom control instruction according to the movement of the subject or the result of face detection and applies it to the zoom lens to enlarge the subject, so that the subject is magnified around the movement or face of the subject. be able to.
  • FIGS. 9A to 9E are diagrams illustrating operations when the image processing unit of the camera device with a turntable according to the first embodiment detects a human face.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the video processing unit of the camera device with a turntable according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a camera device with a turntable according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a camera device 1 with a turntable according to the present embodiment includes a camera microcomputer 2 that controls each part of the camera device 1 with a turntable, and a flash ROM (Read Only) that stores a program for controlling the camera microcomputer 2.
  • a flash ROM Read Only
  • a non-volatile memory 3 such as a memory, an imaging unit 4 that is an imaging unit for imaging a subject, a turntable 5 for directing the imaging unit 4 in the pan direction and the tilt direction, and PT (PAN) from the camera microcomputer 2 , TILT) Servo microcomputer / motor driver 6 that controls the turntable 5 in accordance with the control instruction, and generates a PTZ (PAN, TILT, ZOOM) control instruction by performing motion detection and face detection based on the video signal from the imaging unit 4 And a video processing unit 7.
  • PAN PAN
  • TILT Servo microcomputer / motor driver 6 that controls the turntable 5 in accordance with the control instruction
  • PTZ PTZ
  • ZOOM ZOOM
  • the imaging unit 4 includes a zoom lens unit 41, an imaging device 42 such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) that converts an image obtained via the zoom lens unit 41 into an electrical signal, And an AGC / A / D unit 43 that performs digital conversion by controlling the level of the video signal to be constant.
  • the video processing unit 7 performs a motion / face detection unit 71 that performs motion / face detection based on the video signal from the imaging unit 4, and issues a PTZ control instruction based on the detection result and PTZ position information provided from the camera microcomputer 2.
  • a pan control instruction generation unit 72, a tilt control instruction generation unit 73, a zoom control instruction generation unit 74, and a volatile memory 75 such as a RAM (Random Access Memory) that stores the PTZ control instruction are provided.
  • the camera microcomputer 2 gives a PT control instruction to the servo microcomputer / motor driver 6 according to the PTZ control instruction input from the video processing unit 7 to control the pan motor 51 and the tilt motor 52 of the turntable 5, and to perform a Z control instruction regarding zoom.
  • the camera microcomputer 2 controls the servo microcomputer / motor driver 6 when the power is turned on, and also controls the zoom lens unit 41 of the imaging unit 4 to detect the origin position.
  • the camera microcomputer 2 always operates from the pan / tilt position information of the image pickup unit 4 input from the servo microcomputer / motor driver 6 and the zoom information input from the zoom lens unit 41 of the image pickup unit 4. Position information is generated and input to the video processing unit 7.
  • FIGS. 2A to 2E are diagrams illustrating the operation of the video processing unit 7 when a face is detected.
  • auto pan is performed while detecting a face and movement. For example, when a face is detected, the auto pan speed is reduced ((a)), and the face is tilted so that the face comes to the center of the screen ((b)). Next, zooming is performed so that the face becomes a certain size of the screen ((c)). Thereafter, the auto pan is continued while reducing the speed, and when the face is not detected on the screen, the speed, tilt angle, and zoom magnification are restored ((d), (e)).
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the video processing unit 7 for generating the PTZ control instruction.
  • the process first, based on the video signal from the image pickup unit 4, it is determined whether or not the motion / face detection unit 71 has performed motion detection or face detection of an object (subject) (step S1). If the object motion detection or the face detection can be performed, the process proceeds to step S2, and if the object motion detection or the face detection cannot be performed, the process proceeds to step S5.
  • the pan control instruction generation unit 72 sets the pan speed to the detection pan speed, and generates and outputs a pan control instruction (step S2).
  • the relationship between the normal pan speed and the detection pan speed is such that the normal pan speed> the detection pan speed.
  • the tilt control instruction generating unit 73 calculates the operation tilt angle so that the detected object's Y coordinate becomes the screen center Y coordinate, and the tilt control instruction is issued based on the result. Generate and output (step S3).
  • the normal tilt angle is constant (for example, 45 degrees downward) regardless of the pan angle.
  • the zoom control instruction generation unit 74 After generating and outputting the tilt control instruction, the zoom control instruction generation unit 74 causes the detected object on the screen to have a certain size (for example, a quarter of the screen size). An operation zoom magnification is calculated, and a zoom control instruction is generated and output based on the result (step S4). At this time, the detected object is prevented from being seen from the screen by zooming.
  • the normal zoom magnification is constant (for example, 1 time) regardless of the pan angle.
  • the pan control instruction generating unit 72 sets the pan speed to the normal pan speed, and generates and outputs the pan control instruction (step S5). ).
  • the tilt control instruction generating unit 73 sets the tilt angle to a normal tilt angle, and generates and outputs a tilt control instruction (step S6).
  • the zoom control instruction generating unit 74 sets the zoom magnification to the normal zoom magnification, and generates and outputs the zoom control instruction (step S7).
  • tilt control is performed by calculating the tilt angle at which the Y coordinate of the object is equal to the center Y coordinate of the screen according to the result of the object movement or the face detection.
  • An instruction is generated and given to the turntable 5 to rotate the imaging unit 4 in the tilt direction, and the panning speed is set to the panning speed for detection according to the result of object movement or face detection.
  • An instruction is generated and applied to the turntable 5 to control the speed at which the imaging unit 4 is rotated in the pan direction.
  • the size of the object is a certain size according to the result of object movement or face detection.
  • the zoom magnification is calculated to generate a zoom control instruction, which is given to the zoom lens unit 41 to magnify the subject, so that it is possible to take a picture centered on the subject's movement or face. Efficient autopan is possible It made. In addition, the subject can be clearly photographed without blurring in pan direction photographing.
  • Embodiment 2 In the above-described first embodiment, when motion detection or face detection is performed, the pan speed is immediately set to the set speed, the tilt angle is set to the set angle, and the zoom magnification is set to the set magnification. When the motion or face is detected, the panning speed is gradually set to the set speed, the tilt angle is set to the set angle, and the zoom magnification is set to the set magnification.
  • FIG. 1 since the structure of this Embodiment is the same as that of Embodiment 1, FIG. 1 is used. However, since some of the functions of the video processing unit are different, the reference numeral assigned to the video processing unit is “7B”.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the video processing unit 7B that generates the PTZ control instruction.
  • step S8 it is determined whether or not the motion / face detection unit 71 has detected the motion of the object or the face detection. If object motion detection or face detection can be performed, the process proceeds to step S9. If object motion detection or face detection cannot be performed, the process proceeds to step S12.
  • the pan control instruction generation unit 72 calculates a pan speed at which the current pan speed approaches the detection-use pan speed, and based on the result, the pan speed is calculated.
  • a control instruction is generated and output (step S9).
  • the tilt control instruction generation unit 73 calculates an operation tilt angle so that the detected object's Y coordinate approaches the screen center Y coordinate, and issues a tilt control instruction based on the result. Generate and output (step S10).
  • the zoom control instruction generation unit 74 After generating and outputting the tilt control instruction, the zoom control instruction generation unit 74 approaches the size of the detected object on the screen to a certain size (for example, a quarter of the screen size). An operation zoom magnification is calculated, and a zoom control instruction is generated and output based on the result (step S11). At this time, the detected object is prevented from being seen from the screen by zooming.
  • the pan control instruction generation unit 72 calculates the pan speed so that the current pan speed approaches the normal pan speed, and based on the result.
  • a pan control instruction is generated and output (step S12).
  • the tilt control instruction generation unit 73 calculates a tilt angle that causes the current tilt angle input from the camera microcomputer 2 to approach the normal tilt angle, and based on the result.
  • a tilt control instruction is generated and output (step S13).
  • the zoom control instruction generating unit 74 calculates a zoom magnification that causes the current zoom magnification input from the camera microcomputer 2 to approach the normal zoom magnification, and based on the result.
  • a zoom control instruction is generated and output (step S14).
  • pan speed, tilt angle, and zoom magnification are not set to the target value all at once, but are calculated so as to gradually approach the target value.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the video processing unit 7C that generates the PTZ control instruction.
  • pan speed, tilt angle, and zoom magnification information at all pan angles stored in the memory 75 in the video processing unit 7C are set to normal pan speed, tilt angle, and zoom magnification, respectively (step S15). Note that the granularity of the pan angle stored in the memory 75 is about 1 degree.
  • the detection flag is turned off (step S16). Then, it is determined whether or not the detection flag is ON (step S17). If it is ON, the process proceeds to step S18. If it is not ON (that is, it is OFF), the process proceeds to step S19.
  • step S18 If it is determined that the detection flag is ON and the process proceeds to step S18, the current PTZ control information is stored in the PTZ control information from the previously stored angle to the current pan angle. On the other hand, if the detection flag is not ON and the process proceeds to step S19, the PTZ control information from the previously saved angle to the current pan angle is saved to the initial value.
  • step S20 After performing the processing of step S18 or step S19, based on the video signal from the imaging unit 4, it is determined whether or not the motion / face detection unit 71 has detected object motion or face detection (step S20). If the object motion detection or the face detection can be performed, the process proceeds to step S21. If the object motion detection or the face detection cannot be performed, the process proceeds to step S25.
  • the pan control instruction generation unit 72 calculates a pan speed at which the current pan speed approaches the detection pan speed, and based on the result, the pan speed is calculated. A control instruction is generated and output (step S21).
  • the tilt control instruction generation unit 73 calculates an operation tilt angle so that the detected object's Y coordinate approaches the screen center Y coordinate, and issues a tilt control instruction based on the result. Generate and output (step S22).
  • the zoom control instruction generation unit 74 After generating and outputting the tilt control instruction, the zoom control instruction generation unit 74 approaches the size of the detected object on the screen to a certain size (for example, a quarter of the screen size). An operation zoom magnification is calculated, and a zoom control instruction is generated and output based on the result (step S23). At this time, the detected object cannot be seen from the screen by zooming. After performing the process of step S23, the detection flag is turned ON (step S24), and the process returns to step S17.
  • the pan control instruction generation unit 72 causes the current pan speed to approach the pan speed at the current pan angle stored in the memory 75. A pan speed is calculated, and a pan control instruction is generated and output based on the result (step S25).
  • the tilt control instruction generating unit 73 calculates the operation tilt angle so that the current tilt angle approaches the tilt angle at the current pan angle stored in the memory 75, and A tilt control instruction is generated and output based on the result (step S26).
  • the zoom control instruction generating unit 74 calculates the operation zoom magnification so that the current zoom magnification approaches the zoom magnification at the current pan angle stored in the memory 75, and A zoom control instruction is generated and output based on the result (step S27). After performing the process of step S27, the detection flag is turned OFF (step S28), and the process returns to step S17.
  • FIG. 6 is an image showing the operation of the third embodiment, where the horizontal axis is the pan angle and the vertical axis is the tilt angle. Even when the face is detected in the first round and the face is not detected in the second round, the same trajectory as that in the first round is followed, but the normal auto panning is returned in the third round. That is, the first cycle performs steps S17, S18, and steps S20 to S24, and the second cycle performs steps S17, S18, step S20, and steps S25 to S28. Performs the process of step S17, step S18 or step S19.
  • the trajectory of the previous lap is memorized and the same trajectory is traced. At that time, if nothing is detected even though it was the detection area of the previous lap, the area is usually from the next lap. Return to auto pan operation.
  • the trajectory may be calculated in consideration of the moving distance of the detected object, not the same trajectory.
  • the present invention has an effect of enabling efficient auto panning capable of photographing around a subject's movement or face, and can be applied to a monitoring system having a camera device with a turntable. Is possible.

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Abstract

　本発明の課題は、被写体の動き又は顔があった箇所を中心に撮影することができる回転台付カメラ装置を提供することである。　被写体をズームレンズ部（４１）を介して撮像して映像信号を出力する撮像部（４）と、撮像部（４）をパン方向及びチルト方向に回転させる回転台（５）と、撮像部（４）から出力される映像信号に基づき被写体の動き又は顔を検出する動き・顔検出部（７１）と、動き・顔検出部（７１）の検出結果に応じてチルト制御指示を生成し回転台（５）に与えて撮像部（４）をチルト方向に回転させるチルト制御指示生成部（７３）と、動き・顔検出部（７１）の検出結果に応じてパン制御指示を生成し回転台（５）に与えて撮像部（４）をパン方向に回転させる速度を制御するパン制御指示生成部（７２）と、動き・顔検出部（７１）の検出結果に応じてズーム制御指示を生成し撮像部（４）のズームレンズ部（４１）に与えて被写体を拡大するズーム制御指示生成部（７４）と、を備える。

Description

回転台付カメラ装置
　本発明は、監視システムに用いて好適な回転台付カメラ装置に関する。
　監視システムは、一般的に、被写体を撮像して映像信号を出力するカメラと、カメラをパン方向及びチルト方向に回転させる回転台と、カメラから出力される映像信号を記録するレコーダと、カメラから出力される映像信号又はレコーダに記録された映像信号を表示するモニタとから構成される。
　従来の監視システムには、設定された水平方向の一定区域を往復撮影するオートパン機能を有するものがある。例えば、特許文献１で開示された監視カメラでは、ドームカメラの雲台駆動部に回転角度を測定するセンサを有し、オートパン撮影の開始点と終了点および監視の必要のない区間の開始点と終了点の夫々の角度をセンサの値としてあらかじめメモリに設定しておき、オートパン撮影時は、オートパン撮影の開始点と終了点間を監視に適した速度で繰り返し往復撮影を行い、監視の必要のない区間は、雲台駆動部を最高速度で駆動し、短時間で通過するように制御するようにしている。
日本国特開２００５－１３０００７号公報
　しかしながら、上述した従来のオートパン機能は、オートパン撮影時、画面内に被写体の動きや顔を検出したとしても、予め設定された一定の区域しか撮影することができず、被写体の動き又は顔があった箇所を中心に撮影することはできなかった。
　本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、オートパン撮影時にでも被写体の動き又は顔があった箇所を中心に撮影することができる回転台付カメラ装置を提供することを目的とする。
　本発明の回転台付カメラ装置は、設定されたパン方向の一定区域を往復撮影するオートパン機能を有する回転台付カメラ装置において、被写体を撮像して映像信号を出力する撮像部と、前記撮像部をパン方向及びチルト方向に回転させる回転台と、前記撮像部から出力される映像信号に基づき前記被写体の動き又は顔を検出する動き・顔検出部と、前記動き・顔検出部の検出結果に応じてチルト制御指示を生成し前記回転台に与えて前記撮像部をチルト方向に回転させるチルト制御指示生成部と、を備えた。
　上記構成によれば、被写体の動き又は顔検出の結果に応じてチルト制御指示を生成し、それを回転台に与えて撮像部をチルト方向に回転させるので、被写体の動き又は顔があった箇所を中心に撮影することができる効率の良いオートパンが可能となる。
　本発明の回転台付カメラ装置は、設定されたパン方向の一定区域を往復撮影するオートパン機能を有する回転台付カメラ装置において、被写体を撮像して映像信号を出力する撮像部と、前記撮像部をパン方向及びチルト方向に回転させる回転台と、前記撮像部から出力される映像信号に基づき前記被写体の動き又は顔を検出する動き・顔検出部と、前記動き・顔検出部の検出結果に応じてチルト制御指示を生成し前記回転台に与えて前記撮像部をチルト方向に回転させるチルト制御指示生成部と、前記動き・顔検出部の検出結果に応じてパン制御指示を生成し前記回転台に与えて前記撮像部をパン方向に回転させる速度を制御するパン制御指示生成部と、を備えた。
　上記構成によれば、被写体の動き又は顔検出の結果に応じてチルト制御指示を生成し、それを回転台に与えて撮像部をチルト方向に回転させるとともに、被写体の動き又は顔検出の結果に応じてパン制御指示を生成し、それを回転台に与えて撮像部をパン方向に回転させる速度を制御するので、被写体の動き又は顔があった箇所を中心に撮影することができ、しかもパン方向の撮影において、ぼけることなく明確に被写体を撮影することができる。
　本発明の回転台付カメラ装置は、設定されたパン方向の一定区域を往復撮影するオートパン機能を有する回転台付カメラ装置において、被写体をズームレンズ部を介して撮像して映像信号を出力する撮像部と、前記撮像部をパン方向及びチルト方向に回転させる回転台と、前記撮像部から出力される映像信号に基づき前記被写体の動き又は顔を検出する動き・顔検出部と、前記動き・顔検出部の検出結果に応じてチルト制御指示を生成し前記回転台に与えて前記撮像部をチルト方向に回転させるチルト制御指示生成部と、前記動き・顔検出部の検出結果に応じてパン制御指示を生成し前記回転台に与えて前記撮像部をパン方向に回転させる速度を制御するパン制御指示生成部と、前記動き・顔検出部の検出結果に応じてズーム制御指示を生成し前記ズームレンズに与えて前記被写体を拡大するズーム制御指示生成部と、を備えた。
　上記構成によれば、被写体の動き又は顔検出の結果に応じてチルト制御指示を生成し、それを回転台に与えて撮像部をチルト方向に回転させるとともに、被写体の動き又は顔検出の結果に応じてパン制御指示を生成し、それを回転台に与えて撮像部をパン方向に回転させる速度を制御し、さらに被写体の動き又は顔検出の結果に応じてズーム制御指示を生成し、それをズームレンズに与えて被写体を拡大するので、被写体の動き又は顔があった箇所を中心に拡大して撮影することができ、しかもパン方向の撮影において、ぼけることなく明確に被写体を撮影することができる。
　本発明は、被写体の動き又は顔検出の結果に応じてチルト制御指示を生成し、それを回転台に与えて撮像部をチルト方向に回転させるので、被写体の動き又は顔があった箇所を中心に撮影することができる効率の良いオートパンが可能となる。また、本発明は、被写体の動き又は顔検出の結果に応じてパン制御指示を生成し、それを回転台に与えて撮像部をパン方向に回転させる速度を制御するので、パン方向の撮影において、ぼけることなく明確に被写体を撮影することができる。また、本発明は、被写体の動き又は顔検出の結果に応じてズーム制御指示を生成し、それをズームレンズに与えて被写体を拡大するので、被写体の動き又は顔を中心に拡大して撮影することができる。
本発明の実施の形態１に係る回転台付カメラ装置の概略構成を示すブロック図 （ａ）～（ｅ）は実施の形態１に係る回転台付カメラ装置の映像処理部が人物の顔を検出したときの動作をイメージで示した図 実施の形態１に係る回転台付カメラ装置の映像処理部の動作を説明するためのフロー図 本発明の実施の形態２に係る回転台付カメラ装置の映像処理部の動作を説明するためのフロー図 本発明の実施の形態３に係る回転台付カメラ装置の映像処理部の動作を説明するためのフロー図 実施の形態３に係る回転台付カメラ装置の動作をイメージで示した図
　以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る回転台付カメラ装置の概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施の形態の回転台付カメラ装置１は、回転台付カメラ装置１の各部を制御するカメラマイコン２と、カメラマイコン２を制御するためのプログラムを格納したフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性のメモリ３と、被写体を撮像する撮像手段である撮像部４と、撮像部４をパン方向及びチルト方向に向けるための回転台５と、カメラマイコン２からのＰＴ（PAN, TILT）制御指示に従って回転台５を制御するサーボマイコン・モータドライバ６と、撮像部４からの映像信号を基に動き検出、顔検出を行ってＰＴＺ（PAN, TILT, ZOOM）制御指示を生成する映像処理部７と、を備える。
　撮像部４は、ズームレンズ部４１と、このズームレンズ部４１を介して得られた映像を電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子４２と、映像信号のレベルを一定にする制御を行ってデジタル変換するＡＧＣ・Ａ／Ｄ部４３とを備える。映像処理部７は、撮像部４からの映像信号を基に動き・顔検出を行う動き・顔検出部７１と、その検出結果とカメラマイコン２から与えられるＰＴＺ位置情報を基にＰＴＺ制御指示を生成するパン制御指示生成部７２、チルト制御指示生成部７３及びズーム制御指示生成部７４と、そのＰＴＺ制御指示を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリ７５とを備える。
　カメラマイコン２は、映像処理部７から入力されるＰＴＺ制御指示に従い、ＰＴ制御指示をサーボマイコン・モータドライバ６に与えて回転台５のパンモータ５１とチルトモータ５２を制御し、ズームに関するＺ制御指示を撮像部４に与えてズームレンズ部４１を制御する。また、カメラマイコン２は、電源投入時にサーボマイコン・モータドライバ６を制御するとともに、撮像部４のズームレンズ部４１を制御して原点位置を検出する。また、カメラマイコン２は、動作中、常にサーボマイコン・モータドライバ６から入力される撮像部４のパン、チルトの位置情報と、撮像部４のズームレンズ部４１から入力されるズーム情報とからＰＴＺ位置情報を生成してこれを映像処理部７に入力する。
　次に、本実施の形態の回転台付カメラ装置１の動作を説明する。図２（ａ）～（ｅ）は、顔を検出した時の映像処理部７の動作をイメージで示した図である。同図において、顔や動き検出しながらオートパンを行い、例えば顔を検出したらオートパン速度を落とし（（ａ））、その顔が画面の中央に来るようにチルトする（（ｂ））。次いで、その顔が画面の一定の大きさになるようにズームする（（ｃ））。その後、オートパンは速度を落としながら続けられ、画面上から顔が検出されなくなると、速度、チルト角度、ズーム倍率を元に戻す（（ｄ）、（ｅ））。
　図３は、ＰＴＺ制御指示を生成する映像処理部７の動作を説明するためのフロー図である。同図において、まず撮像部４からの映像信号を基に、動き・顔検出部７１で、物体（被写体）の動き検出又は顔検出を行えたかどうか判定する（ステップＳ１）。物体の動き検出又は顔検出を行えた場合はステップＳ２に移行し、物体の動き検出又は顔検出を行えない場合はステップＳ５に移行する。
　物体の動き検出又は顔検出を行えてステップＳ２に移行すると、パン制御指示生成部７２で、パン速度を検出時用パン速度に設定し、パン制御指示を生成して出力する（ステップＳ２）。ここで、通常のパン速度と検出時用パン速度との関係は、通常のパン速度＞検出時用パン速度である。
　パン制御指示を生成して出力した後、チルト制御指示生成部７３で、検出した物体のＹ座標が画面中心Ｙ座標になるように動作チルト角度を算出し、その結果を基にチルト制御指示を生成して出力する（ステップＳ３）。ここで、通常のチルト角度はパン角度によらず一定（例えば、下方向４５度）である。
　チルト制御指示を生成して出力した後、ズーム制御指示生成部７４で、検出した物体の画面上での大きさがある一定の大きさ（例えば、画面サイズの４分の１）になるように動作ズーム倍率を算出し、その結果を基にズーム制御指示を生成して出力する（ステップＳ４）。その際、ズームにより、検出した物体が画面から見切れないようにする。ここで、通常のズーム倍率はパン角度によらず一定である（例えば、１倍）である。
　一方、物体の動き検出又は顔検出を行えなくてステップＳ５に移行すると、パン制御指示生成部７２で、パン速度を通常のパン速度に設定し、パン制御指示を生成して出力する（ステップＳ５）。パン制御指示を生成して出力した後、チルト制御指示生成部７３で、チルト角度を通常のチルト角度に設定し、チルト制御指示を生成して出力する（ステップＳ６）。チルト制御指示を生成して出力した後、ズーム制御指示生成部７４で、ズーム倍率を通常のズーム倍率に設定し、ズーム制御指示を生成して出力する（ステップＳ７）。
　このように本実施の形態の回転台付カメラ装置１によれば、物体の動き又は顔検出の結果に応じて、物体のＹ座標が画面中心Ｙ座標に等しくなるチルト角を算出してチルト制御指示を生成し、それを回転台５に与えて撮像部４をチルト方向に回転させるとともに、物体の動き又は顔検出の結果に応じて、パン速度を検出時用パン速度に設定してパン制御指示を生成し、それを回転台５に与えて撮像部４をパン方向に回転させる速度を制御し、さらに、物体の動き又は顔検出の結果に応じて、物体の大きさがある一定の大きさになるようなズーム倍率を算出してズーム制御指示を生成し、それをズームレンズ部４１に与えて被写体を拡大するので、被写体の動き又は顔があった箇所を中心に撮影することができる効率の良いオートパンが可能となる。また、パン方向の撮影において、ぼけることなく明確に被写体を撮影することができる。
　（実施の形態２）
　上述した実施の形態１では、動き検出又は顔検出したときに、すぐにパン速度を設定速度にし、チルト角を設定角度にし、ズーム倍率を設定倍率にするようにしたが、実施の形態２では、動き検出又は顔検出したときに、徐々に、パン速度を設定速度にし、チルト角を設定角度にし、ズーム倍率を設定倍率にするようにした。なお、本実施の形態の構成は、実施の形態１と同様であるので図１を援用する。但し、映像処理部の機能の一部が異なるので、映像処理部に付す符号を“７Ｂ”とする。
　図４は、ＰＴＺ制御指示を生成する映像処理部７Ｂの動作を説明するためのフロー図である。同図において、まず撮像部４からの映像信号を基に、動き・顔検出部７１で、物体の動き検出又は顔検出を行えたかどうか判定する（ステップＳ８）。物体の動き検出又は顔検出を行えた場合はステップＳ９に移行し、物体の動き検出又は顔検出を行えない場合はステップＳ１２に移行する。
　物体の動き検出又は顔検出を行えてステップＳ９に移行すると、パン制御指示生成部７２で、現在のパン速度が検出時用パン速度に近づくようなパン速度を算出し、その結果を基にパン制御指示を生成して出力する（ステップＳ９）。
　パン制御指示を生成して出力した後、チルト制御指示生成部７３で、検出した物体のＹ座標が画面中心Ｙ座標に近づくような動作チルト角度を算出し、その結果を基にチルト制御指示を生成して出力する（ステップＳ１０）。
　チルト制御指示を生成して出力した後、ズーム制御指示生成部７４で、検出した物体の画面上での大きさがある一定の大きさ（例えば、画面サイズの４分の１）に近づくような動作ズーム倍率を算出し、その結果を基にズーム制御指示を生成して出力する（ステップＳ１１）。その際、ズームにより、検出した物体が画面から見切れないようにする。
　一方、物体の動き検出又は顔検出を行えなくてステップＳ１２に移行すると、パン制御指示生成部７２で、現在のパン速度が通常のパン速度に近づくようなパン速度を算出し、その結果を基にパン制御指示を生成して出力する（ステップＳ１２）。パン制御指示を生成して出力した後、チルト制御指示生成部７３で、カメラマイコン２から入力される現在のチルト角度が通常のチルト角度に近づくようなチルト角度を算出し、その結果を基にチルト制御指示を生成して出力する（ステップＳ１３）。チルト制御指示を生成して出力した後、ズーム制御指示生成部７４で、カメラマイコン２から入力される現在のズーム倍率が通常のズーム倍率に近づくようなズーム倍率を算出し、その結果を基にズーム制御指示を生成して出力する（ステップＳ１４）。
　このように、パン速度やチルト角やズーム倍率を一気に目標値にするのではなく、徐々に目標値に近づけていくように算出する。
　（実施の形態３）
　実施の形態３は、一周前の軌跡を記憶しておいて同じ軌跡を辿るようにし、その際に、一周前の検出区域であったのに何も検出されなければ、次の周からその区域は通常のオートパン動作に戻る機能を有するものである。なお、本実施の形態の構成は、実施の形態１と同様であるので図１を援用する。但し、映像処理部の機能の一部が異なるので、映像処理部に付す符号を“７Ｃ”とする。
　図５は、ＰＴＺ制御指示を生成する映像処理部７Ｃの動作を説明するためのフロー図である。同図において、まず映像処理部７Ｃ内のメモリ７５に保存される全パン角度におけるパン速度、チルト角度、ズーム倍率情報をそれぞれ通常のパン速度、チルト角度、ズーム倍率にする（ステップＳ１５）。なお、メモリ７５に保存するパン角度の粒度は１度位である。次いで、検出フラグをＯＦＦにする（ステップＳ１６）。そして、検出フラグがＯＮかどうかを判定し（ステップＳ１７）、ＯＮであればステップＳ１８に移行し、ＯＮでなければ（すなわちＯＦＦであれば）ステップＳ１９に移行する。
　検出フラグがＯＮであるとしてステップＳ１８に移行すると、前回保存を行った角度から現在のパン角度までのＰＴＺ制御情報に現在のＰＴＺ制御情報を保存する。これに対し、検出フラグがＯＮでないとしてステップＳ１９に移行すると、前回保存を行った角度から現在のパン角度までのＰＴＺ制御情報を初期値に保存する。
　ステップＳ１８又はステップＳ１９の処理を行った後、撮像部４からの映像信号を基に、動き・顔検出部７１で、物体の動き検出又は顔検出を行えたかどうか判定する（ステップＳ２０）。物体の動き検出又は顔検出を行えた場合はステップＳ２１に移行し、物体の動き検出又は顔検出を行えない場合はステップＳ２５に移行する。
　物体の動き検出又は顔検出を行えてステップＳ２１に移行すると、パン制御指示生成部７２で、現在のパン速度が検出時用パン速度に近づくようなパン速度を算出し、その結果を基にパン制御指示を生成して出力する（ステップＳ２１）。
　パン制御指示を生成して出力した後、チルト制御指示生成部７３で、検出した物体のＹ座標が画面中心Ｙ座標に近づくような動作チルト角度を算出し、その結果を基にチルト制御指示を生成して出力する（ステップＳ２２）。
　チルト制御指示を生成して出力した後、ズーム制御指示生成部７４で、検出した物体の画面上での大きさがある一定の大きさ（例えば、画面サイズの４分の１）に近づくような動作ズーム倍率を算出し、その結果を基にズーム制御指示を生成して出力する（ステップＳ２３）。この際、ズームにより、検出した物体が画面から見切れないようにする。ステップＳ２３の処理を行った後、検出フラグをＯＮにし（ステップＳ２４）、ステップＳ１７に戻る。
　一方、物体の動き検出又は顔検出を行えなくてステップＳ２５に移行すると、パン制御指示生成部７２で、現在のパン速度がメモリ７５に保存されている現在のパン角度におけるパン速度に近づくようなパン速度を算出し、その結果を基にパン制御指示を生成して出力する（ステップＳ２５）。パン制御指示を生成して出力した後、チルト制御指示生成部７３で、現在のチルト角度がメモリ７５に保存されている現在のパン角度におけるチルト角度に近づくように動作チルト角度を算出し、その結果を基にチルト制御指示を生成して出力する（ステップＳ２６）。チルト制御指示を生成して出力した後、ズーム制御指示生成部７４で、現在のズーム倍率がメモリ７５に保存されている現在のパン角度におけるズーム倍率に近づくように動作ズーム倍率を算出し、その結果を基にズーム制御指示を生成して出力する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７の処理を行った後、検出フラグをＯＦＦにし（ステップＳ２８）、ステップＳ１７に戻る。
　図６は、実施の形態３の動作をイメージで示した図であり、横軸がパン角度、縦軸がチルト角度である。１周目で顔を検出し、２周目で顔を検出しない場合でも、１周目と同じ軌跡を辿るが、３周目で通常のオートパンに戻る。すなわち、１周目は、ステップＳ１７、ステップＳ１８、ステップＳ２０～ステップＳ２４の処理を行い、２周目は、ステップＳ１７、ステップＳ１８、ステップＳ２０、ステップＳ２５～ステップＳ２８の処理を行い、３周目は、ステップＳ１７、ステップＳ１８又はステップＳ１９の処理を行う。
　このように、一周前の軌跡を記憶しておいて同じ軌跡を辿るようにし、その際に、一周前の検出区域であったのに何も検出されなければ、次の周からその区域は通常のオートパン動作に戻る。なお、同じ軌跡ではなく、検出物体の移動距離などを考慮して軌跡を計算しても良い。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、２００９年５月２８日出願の日本特許出願（特願２００９－１２９０８９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明は、被写体の動き又は顔があった箇所を中心に撮影することができる効率の良いオートパンが可能となるといった効果を有し、回転台付カメラ装置を有する監視システムなどへの適用が可能である。
　１　回転台付カメラ装置
　２　カメラマイコン
　３、７５　メモリ
　４　撮像部
　５　回転台
　６　サーボマイコン・モータドライバ
　７、７Ｂ、７Ｃ　映像処理部
　４１　ズームレンズ部
　４２　撮像素子
　４３　ＡＧＣ・Ａ／Ｄ部
　５１　パンモータ
　５２　チルトモータ
　７１　動き・顔検出部
　７２　パン制御指示生成部
　７３　チルト制御指示生成部
　７４　ズーム制御指示生成部

Claims (3)

  1. 　設定されたパン方向の一定区域を往復撮影するオートパン機能を有する回転台付カメラ装置において、
    　被写体を撮像して映像信号を出力する撮像部と、
    　前記撮像部をパン方向及びチルト方向に回転させる回転台と、
    　前記撮像部から出力される映像信号に基づき前記被写体の動き又は顔を検出する動き・顔検出部と、
    　前記動き・顔検出部の検出結果に応じてチルト制御指示を生成し前記回転台に与えて前記撮像部をチルト方向に回転させるチルト制御指示生成部と、
    　を備えた回転台付カメラ装置。
  2. 　設定されたパン方向の一定区域を往復撮影するオートパン機能を有する回転台付カメラ装置において、
    　被写体を撮像して映像信号を出力する撮像部と、
    　前記撮像部をパン方向及びチルト方向に回転させる回転台と、
    　前記撮像部から出力される映像信号に基づき前記被写体の動き又は顔を検出する動き・顔検出部と、
    　前記動き・顔検出部の検出結果に応じてチルト制御指示を生成し前記回転台に与えて前記撮像部をチルト方向に回転させるチルト制御指示生成部と、
    　前記動き・顔検出部の検出結果に応じてパン制御指示を生成し前記回転台に与えて前記撮像部をパン方向に回転させる速度を制御するパン制御指示生成部と、
    　を備えた回転台付カメラ装置。
  3. 　設定されたパン方向の一定区域を往復撮影するオートパン機能を有する回転台付カメラ装置において、
    　被写体をズームレンズ部を介して撮像して映像信号を出力する撮像部と、
    　前記撮像部をパン方向及びチルト方向に回転させる回転台と、
    　前記撮像部から出力される映像信号に基づき前記被写体の動き又は顔を検出する動き・顔検出部と、
    　前記動き・顔検出部の検出結果に応じてチルト制御指示を生成し前記回転台に与えて前記撮像部をチルト方向に回転させるチルト制御指示生成部と、
    　前記動き・顔検出部の検出結果に応じてパン制御指示を生成し前記回転台に与えて前記撮像部をパン方向に回転させる速度を制御するパン制御指示生成部と、
    　前記動き・顔検出部の検出結果に応じてズーム制御指示を生成し前記ズームレンズに与えて前記被写体を拡大するズーム制御指示生成部と、
    　を備えた回転台付カメラ装置。
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