(57)【要約】【課題】ピントを合わる対象物の画像を基準パターンとして記憶し、撮影画像の中からその基準パターンに合致する画像をパターンマッチング処理により検出し、その検出位置にＡＦエリアを移動させて所望の対象物を追尾するオートフォーカスシステムにおいて、パターンマッチング処理によって対象物の画像を検出するごとに基準パターンを更新することによって対象物の画像が変化する場合であっても対象物を追尾することができるようにする。【解決手段】追尾装置１６は、ピントを合わせる対象物の画像を基準パターンとして記憶し、撮影画像の中から基準パターンに合致する画像を検出して対象物の位置を検出する。そして、ＡＦの対象範囲であるＡＦエリアの位置を対象物の位置に移動させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラの撮影範囲のうちＡＦエリアの範囲の被写体をオートフォーカスの対象として撮影レンズのフォーカスを制御し、前記被写体に自動でピント合わせを行うオートフォーカスシステムにおいて、
前記撮影範囲内の被写体の画像を逐次取得する撮像手段と、
前記オートフォーカスによるピント合わせの対象とする対象被写体を指定する対象被写体指定手段と、
前記対象被写体指定手段によって指定された前記対象被写体の画像を基準画像として前記撮像手段から取得して記憶する記憶手段と、
前記撮像手段によって取得された画像の中から前記基準画像に合致する画像を検出することによって前記撮像手段によって逐次取得される画像の中から前記対象被写体の画像を逐次検出する対象被写体検出手段と、
前記対象被写体検出手段によって検出された前記対象被写体の画像の前記撮影範囲内での位置に基づいて前記対象被写体に追従するように前記ＡＦエリアの位置を変更するＡＦエリア変更手段と、
前記対象被写体検出手段によって検出された前記対象被写体の画像によって前記記憶手段に記憶された基準画像を更新する更新手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。
【請求項２】
前記対象被写体検出手段は、前記撮像手段により取得された画像の範囲のうち、前回において検出した前記対象被写体の画像の範囲を含む一部の範囲に制限して該範囲の画像の中から前記基準画像に合致する画像を検出することを特徴とする請求項１のオートフォーカスシステム。
【請求項３】
前記対象被写体検出手段は、前記基準画像に合致する画像が検出されない場合には、前記撮像手段によって順次取得された２つの画像の差分を求めることによって前記対象被写体の画像を検出することを特徴とする請求項１のオートフォーカスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオートフォーカスシステムに係り、特にカメラの撮影範囲のうちオートフォーカス（ＡＦ）の対象とする位置（範囲）を自動で移動させて所望の対象被写体を追尾しながらピント合わせすることができるオートフォーカスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラのように撮影素子（ＣＣＤ等）により被写体の画像を電気信号（画像信号）に変換する撮像システムでは、オートフォーカス（以下、ＡＦという）の方式として一般的にコントラスト方式が採用されている。コントラスト方式は、撮像素子により取り込まれた画像信号から被写体画像のコントラストを検出し、そのコントラストが最も高くなるように撮影レンズのフォーカスを制御することによって最良ピント状態に自動でピント合わせを行う方式である。
【０００３】
コントラスト方式のようなＡＦでは、カメラの撮影範囲内にある被写体の全体をＡＦの対象とするのではなく、撮影範囲のうちの一部の範囲にある被写体のみを対象とすることが多い。コントラスト方式のＡＦでは、撮像素子の撮像エリア全体により取り込まれた画像信号のうち、ＡＦの対象とする範囲の画像信号を抽出し、その抽出した範囲の画像信号のコントラストが最も高くなるようにフォーカスを制御することによってＡＦの対象を一部の範囲の被写体のみに限定している。尚、本明細書ではカメラの撮影範囲のうちＡＦの対象とする被写体の範囲、又はカメラの撮影画像を再生した場合の撮影画像の画面のうちＡＦの対象とする被写体の画面上での範囲をＡＦエリアといい、そのＡＦエリアの輪郭を示す枠をＡＦ枠というものとする。
【０００４】
また、単一のＡＦエリアが撮影範囲内の所定位置に固定して設定される場合、標準的には矩形のＡＦエリアが撮影範囲の中央部に設定されるが、操作者の指定によってＡＦエリアの位置を変更可能にしたものも知られている。尚、本明細書ではＡＦエリアの撮影範囲（又は撮影画像の画面）上での位置（例えば矩形のＡＦエリアの中心点や４隅のうちのいずれかの点の位置）を決める点をＡＦポイントという。テレビカメラ等において操作装置を用いてＡＦポイントを指定する場合には、ＡＦポイントの縦横への移動を指示することができるトラックボールやジョイスティック等の操作装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３６５５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＡＦポイントを変更可能にした場合において、ピントを合わせたい被写体が画面上で移動する物体の場合には、トラックボールやジョイスティック等の操作装置を操作してその対象被写体の動きに合わせてＡＦポイントを動かす必要があるため、その操作の手間や注意力を要するという問題がある。そのため、移動する対象被写体に対してＡＦポイントを自動で追尾させるようにすると効果的である。ＡＦポイントを所望の対象被写体に自動追尾させる方法として、製品検査等で使用されているパターンマッチングの技術を応用することが考えられる。例えば、追尾したい対象被写体の画像を基準パターンとして記憶しておき、カメラで順次撮影される撮影画像の中からその基準パターンに合致する画像を検出する。そして、その基準パターンに合致した画像の位置に合わせてＡＦポイントの位置を移動させることによって所望の対象被写体にＡＦポイントを追尾させることができる。
【０００６】
しかしながら、対象被写体が同一物であっても対象被写体が動くと、その画像が大きく変化する場合があり、初期に記憶した基準パターンの画像と合致しなくなるおそれがある。また、対象被写体自体が動かない場合でもズームなどによって対象被写体の画像の大きさが変化すると、同様に基準パターンの画像と合致しなくなるおそれがある。このような場合には対象被写体を追尾することができなるという問題が生じる。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、撮影範囲内で移動する所望の対象被写体に対してその画像が変化してもＡＦエリア（ＡＦポイント）を的確に追尾させることによって、操作者の手間なく所望の対象被写体に対してＡＦによりピントを合わせ続けることができるオートフォーカスシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のオートフォーカスシステムは、カメラの撮影範囲のうちＡＦエリアの範囲の被写体をオートフォーカスの対象として撮影レンズのフォーカスを制御し、前記被写体に自動でピント合わせを行うオートフォーカスシステムにおいて、前記撮影範囲内の被写体の画像を逐次取得する撮像手段と、前記オートフォーカスによるピント合わせの対象とする対象被写体を指定する対象被写体指定手段と、前記対象被写体指定手段によって指定された前記対象被写体の画像を基準画像として前記撮像手段から取得して記憶する記憶手段と、前記撮像手段によって取得された画像の中から前記基準画像に合致する画像を検出することによって前記撮像手段によって逐次取得される画像の中から前記対象被写体の画像を逐次検出する対象被写体検出手段と、前記対象被写体検出手段によって検出された前記対象被写体の画像の前記撮影範囲内での位置に基づいて前記対象被写体に追従するように前記ＡＦエリアの位置を変更するＡＦエリア変更手段と、前記対象被写体検出手段によって検出された前記対象被写体の画像によって前記記憶手段に記憶された基準画像を更新する更新手段と、を備えたことを特徴としている。本発明によれば、撮像手段によって撮像された画像の中から対象被写体の画像を検出するために記憶しておく基準画像（基準パターン）を逐次更新するようにしたため、対象被写体の画像が変化しても対象被写体の検出が可能となり、ＡＦエリアを対象被写体に的確に追尾させることができる。
【０００９】
請求項２に記載のオートフォーカスシステムは、請求項１に記載の発明において、前記対象被写体検出手段は、前記撮像手段により取得された画像の範囲のうち、前回において検出した前記対象被写体の画像の範囲を含む一部の範囲に制限して該範囲の画像の中から前記基準画像に合致する画像を検出することを特徴としている。本発明によれば、撮像手段により取得された画像の全範囲内で対象被写体の画像を検出するのではなく、一部の範囲に制限して検出するようにしたため、その検出のための処理時間や処理負担を軽減することができる。
【００１０】
請求項３に記載のオートフォーカスシステムは、請求項１に記載の発明において、前記対象被写体検出手段は、前記基準画像に合致する画像が検出されない場合には、前記撮像手段によって順次取得された２つの画像の差分を求めることによって前記対象被写体の画像を検出することを特徴としている。本発明によれば、例えば対象被写体の画像の変化が極度に速く、基準画像によって対象被写体の画像を検出することができない場合にも対象被写体にＡＦエリアを追尾させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、撮影範囲内で移動する所望の対象被写体に対してその画像が変化してもＡＦエリア（ＡＦポイント）を的確に追尾させることができ、操作者の手間なく所望の対象物に対してＡＦによりピントを合わせ続けることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に従って本発明に係るオートフォーカスシステムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１３】
図１は、本発明に係るオートフォーカスシステムが適用される撮像システムの全体構成を示したブロック図である。同図に示す撮像システムは、例えば放送用テレビカメラでの撮影に用いられる撮像システムであり、同図にはレンズ交換可能なカメラヘッド１０、カメラヘッド１０のレンズマウントに装着される撮影レンズ（光学系）を備えたレンズ装置１２、枠操作部１４、追尾装置１６等が示されている。
【００１４】
カメラヘッド１０には、撮像素子（例えばＣＣＤ）や所要の信号処理回路等が搭載されており、レンズ装置１２の撮影レンズにより結像された像は、撮像素子により光電変換された後、信号処理回路によって所要の信号処理が施される。信号処理回路によって生成される所定形式の映像信号は、カメラヘッド１０の映像信号出力端子等から外部機器に出力される。また、カメラヘッド１０には、構図の確認等のためのビューファインダ（モニタ）１８が設置されており、そのビューファインダ１８にカメラヘッド１０からの映像信号が与えられ、カメラヘッド１０で撮影されているリアルタイムの画像（映像）がビューファインダ１８の画面上に表示されるようになっている。また、ビューファインダ１８の画面上にはオートフォーカス（ＡＦ）の対象とするＡＦエリアの範囲を示すＡＦ枠等の情報も表示される。
【００１５】
レンズ装置１２は、カメラヘッド１０のレンズマウントに装着される図示しない撮影レンズ（光学系）を備えており、その撮影レンズにより被写体の像がカメラヘッド１０の撮像素子の撮像面に結像される。撮影レンズには、その構成部としてフォーカスレンズ群、ズームレンズ群、絞りなどの撮影条件を調整するための可動部が設けられており、それらの可動部は、図示しないモータ（サーボ機構）によって電動駆動されるようになっている。例えば、フォーカスレンズ群やズームレンズ群は光軸方向に移動し、フォーカスレンズ群が移動することによってフォーカス（被写体距離）調整が行われ、ズームレンズ群が移動することによって焦点距離（ズーム倍率）調整が行われる。尚、本実施の形態のようにオートフォーカスに関するシステムにおいては、少なくともフォーカスレンズ群が電動で駆動できればよく、その他の可動部は手動でのみ駆動可能であってもよい。また、所定の可動部を操作者の操作に従って電動駆動する場合には、図示しない操作部（レンズ装置１２に接続されるコントローラの操作部等）から操作者の操作に従って出力されるコントロール信号に基づいて可動部の動作が制御されるが詳細は省略する。
【００１６】
また、同図に示すように、レンズ装置１２には、レンズ装置１２全体を統括制御するレンズＣＰＵ２０、オートフォーカス（ＡＦ）処理を実行するＡＦ処理部２２、ＡＦ用撮像回路２４等が搭載されている。ＡＦ用撮像回路２４は、ＡＦ処理用の映像信号を取得するためにレンズ装置１２に配置されており、撮像素子（ＣＣＤ等）や撮像素子の出力信号を所定形式の映像信号として出力する処理回路等を備えている。尚、ＡＦ用撮像回路２４の撮像素子をＡＦ用撮像素子という。また、ＡＦ用撮像回路２４から出力される映像信号は輝度信号とする。
【００１７】
ＡＦ用撮像素子の撮像面には、撮影レンズの光路上に配置されたハーフミラー等によってカメラヘッド１０の撮像素子に入射する被写体光から分岐された被写体光が結像するようになっている。ＡＦ用撮像素子の撮像エリアに対する撮影範囲及び被写体距離（ピントが合う被写体の距離）は、カメラヘッド１０の撮像素子の撮像エリアに対する撮影範囲及び被写体距離に一致するように構成されており、ＡＦ用撮像素子により取り込まれる被写体画像は、カメラヘッド１０の撮像素子により取り込まれる被写体画像と一致している。尚、両者の撮影範囲に関しては完全に一致している必要はなく、例えば、ＡＦ用撮像素子の撮影範囲の方がカメラヘッド１０の撮像素子の撮影範囲を包含する大きな範囲であってもよい。また、ＡＦ用撮像素子を設けることなくカメラ１０からの映像信号をＡＦ処理部２２に与えるようにしてもよい。
【００１８】
ＡＦ処理部２２は、ＡＦ用撮像回路２４から映像信号を取得し、その映像信号に基づいて被写体画像のコントラストの高低を示す焦点評価値を算出する。例えば、ＡＦ用撮像素子から得られた映像信号の高域周波数成分の信号をハイパスフィルタによって抽出した後、その高域周波数成分の信号のうちＡＦの対象とするＡＦエリアに対応する範囲の信号を１画面分ずつ積算する。このようにして１画面分ごとに得られる積算値は被写体画像のコントラストの高低を示し、焦点評価値としてレンズＣＰＵ２０に与えられる。尚、ＡＦエリアの範囲は後述のようにレンズＣＰＵ２０により指定される。
【００１９】
レンズＣＰＵ２０は、詳細を後述するようにＡＦエリアの範囲（輪郭）を示すＡＦ枠の情報（ＡＦ枠情報）を枠操作部１４から取得してそのＡＦ枠情報により指定されたＡＦ枠内の範囲をＡＦエリアとしてＡＦ処理部２２に指定する。そして、そのＡＦエリア内の画像（映像信号）により求められる焦点評価値をＡＦ処理部２２から取得する共に、取得した焦点評価値が最大（極大）、即ち、ＡＦエリアの被写体画像のコントラストが最大となるようにフォーカスレンズ群を制御する。例えば、焦点評価値に基づくフォーカスレンズ群の制御方式として山登り方式が一般的に知られており、フォーカスレンズ群を焦点評価値が増加する方向に移動させて行き、焦点評価値が減少し始める点を検出すると、その位置にフォーカスレンズ群を設定する。これにより、ＡＦ枠内の被写体に自動でピントが合わせられる。
【００２０】
枠操作部１４は、上記ＡＦ枠の位置、形状、大きさ等のＡＦ枠の設定内容を操作者が指定するための操作部材を備えている。尚、ＡＦ枠は、図２に示すようにカメラヘッド１０の撮像素子での撮影範囲又は撮影画像の画面に対してＡＦの対象範囲を示すＡＦエリアの輪郭を示す。枠操作部１４は、その操作部材が操作者により操作されると、その操作に従ってＡＦ枠の位置等の設定内容を設定、変更する。尚、本実施の形態ではＡＦ枠の形状は矩形に制限されているものとする。また、枠操作部１４の操作部材によるＡＦ枠の位置や大きさ等の設定内容の変更は、操作前におけるＡＦ枠の設定内容を基準にしてその後の操作部材の操作量に対応する変更量分だけ設定内容に変更を加えることによって行われようになっている。例えばＡＦ枠の位置はトラックボールの回転方向及び回転量に対応する方向及び移動量分だけＡＦ枠が縦横方向に変位する。また、撮影範囲（撮影画像の画面）内におけるＡＦ枠の位置（本実施の形態では矩形のＡＦ枠の中心位置）を決める点をＡＦポイントというものとすると、ＡＦ枠の位置はＡＦポイントの位置を設定することによって決定される。
【００２１】
一方、枠操作部１４の操作部材が操作されず、操作者によってＡＦ枠の設定内容の変更が指示されてない状態では、後述する追尾装置１６から与えられるＡＦ枠情報によりＡＦ枠の設定内容を設定、変更する。枠操作部１４は、操作者の操作又は追尾装置１６からのＡＦ枠情報により設定、変更したＡＦ枠の設定内容を示すＡＦ枠情報をレンズＣＰＵ２０からの要求に従ってレンズＣＰＵ２０に送信する。これによってＡＦの対象範囲が枠操作部１４において設定、変更されたＡＦ枠の範囲に設定される。
【００２２】
尚、追尾装置１６は、操作者が指定した対象物（対象被写体）を画面上で追尾しながらその対象物の移動に合わせてＡＦポイントを移動させ、ＡＦ枠の位置を自動で変更する装置であり、操作者によるＡＦ枠の変更の操作が行われていない場合には自動でＡＦ枠が変更され、操作者によるＡＦ枠の変更の操作が行われた場合にはその操作が追尾装置１６よりも優先されて操作者の操作に従ってＡＦ枠が変更される。
【００２３】
また、枠操作部１４は、上述のように設定、変更したＡＦ枠の設定内容を示すＡＦ枠情報をカメラヘッド１０にも送信し、そのＡＦ枠をビューファインダ１８の画面上の対応する位置に表示させる。これによって操作者がビューファインダ１８を見ながらその時のＡＦ枠の位置、形状、大きさ等を認識することができる。
【００２４】
追尾装置１６は、画像処理部２６、画像入力部２８、シリアル通信インターフェース３０等を備えている。画像入力部２８は、上記ＡＦ用撮像回路２４により得られた映像信号（輝度信号）をＡＦ処理部２２を介して取得し、画像処理部２６からの要求に応じてその映像信号から得られる撮影画像の画像データを画像処理部２６に与える。
【００２５】
画像処理部２６は、画像入力部２８から取得した画像データに基づいて、操作者によって指定された対象物をパターンマッチング方式又はフレーム間差分抽出方式によって画面上で追尾し、その対象物の移動に追従させてＡＦポイントを移動させる。そして、そのＡＦポイントの位置を示すＡＦ枠情報をシリアル通信インターフェース３０を介して上記枠操作部１４に送信し、ＡＦ枠を自動で変更する際のＡＦポイントを指定する。尚、シリアル通信インターフェース３０を介して枠操作部１４と画像処理部２６との間でＡＦ枠情報以外の情報のやり取りも行われる。
【００２６】
次に、追尾装置１６における画像処理部２６での追尾処理について図３のフローチャートを参照しながら説明する。まず、操作者は、ビューファインダ１８の画面に表示された映像及びＡＦ枠を見ながら枠操作部１４の操作部材を操作し、追尾したい（ピントを合わせたい）対象物の全体又は一部をＡＦ枠に納める。これによって、レンズＣＰＵ２０におけるＡＦの処理によってその対象物にピントが合わせられる。続いて、操作者は、枠操作部１４の決定ボタンを押す。これによって枠操作部１４から基準パターンの設定の指示が画像処理部２６に与えられる。画像処理部２６は、そのときのＡＦ枠の設定内容を示すＡＦ枠情報を枠操作部１４からシリアル通信インターフェース３０を介して読み取り、レンズ装置１２のＡＦ処理部２２から画像入力部２８に与えられている映像信号（撮影範囲全体の１画面分の画像）のうち、ＡＦ枠情報によって取得したＡＦ枠の範囲の画像（画像データ）を画像入力部２８から取り込む（ステップＳ１０）。そして、その画像を基準パターンとして設定、登録（記憶）する（ステップＳ１２）。尚、ＡＦ処理部２２から画像入力部２８に与えられる映像信号が、例えば、１枚の画面（１フレーム分の画面）を２フィールド分の画面によって構成するインターレース方式の映像信号とすると、画像入力部２８から１画面分として取り込む画像（画像データ）は、１フィールド分の映像信号によって得られる画像（画像データ）であってもよいし、２フィールド分の映像信号によって得られる画像であってもよい。
【００２７】
この基準パターンの設定において、基準パターンの大きさは、ＡＦ枠の大きさではなく、対象物の種類に応じて自動で設定されるようにしてもよい。例えば、枠操作部１４の所定のスイッチにより対象物の種類を選択できるようにし、対象物として例えば人物が選択された場合、人間の平均的な顔の大きさを基準パターンの大きさとして自動で設定するようにすると対象物の種類に応じた適切な大きさの基準パターンが設定されるようにしてもよい。
【００２８】
続いて画像処理部２６は、以下のステップＳ１４〜ステップＳ３８の処理を繰り返し実行する。まず、新たに１画面分の画像（画像データ）を画像入力部２８から取り込む（ステップＳ１４）。尚、このステップＳ１４で取得する画像をＢ画像というものとする。そして、Ｂ画像の画面範囲内に設定される所定のパターン検出範囲において、基準パターンの画像に合致する画像の位置を周知のパターンマッチング処理により検出する（ステップＳ１６）。ここで、パターン検出範囲は、例えば現在設定されているＡＦ枠を縦横の中心として基準パターンよりも少し大きめの範囲とする。これによって、パターンマッチング処理に要する時間や処理負担を軽減することができる。
【００２９】
次に、画像処理部２６は、上記ステップＳ１６においてパターン検出範囲内に基準パターンが検出されたか否かを判定する（ステップＳ１８）。即ち、パターン検出範囲内に基準パターンの画像に合致する画像があるか否かを判定する。
【００３０】
ＹＥＳと判定した場合には、続いて、検出した基準パターンの画像の位置、即ち、基準パターンとして設定した対象物の画面上での位置に基づいてその対象物が前回検出時の位置に対して画面上で移動したか否かを判定する（ステップＳ２０）。ＹＥＳと判定した場合にはＡＦポイントを対象物が移動した分だけその移動方向と同一方向に変位させ、そのＡＦポイントを示すＡＦ枠情報を枠操作部１４に送信する。これによってＡＦ枠の設定内容、即ち、ＡＦ枠の位置を更新し（ステップＳ２２）、対象物の位置にＡＦ枠を移動させる。ステップＳ２０においてＮＯと判定した場合にはステップＳ２０の処理は実行しない。尚、ステップＳ２０の判定を行うことなく検出した基準パターンの画像の位置に基づいてＡＦポイント（ＡＦ枠の位置）を設定するようにしてもよい。
【００３１】
次に、画像処理部２６は、ステップＳ１６におけるパターンマッチング処理により基準パターンの画像に合致するとしてＢ画像の中から検出した画像によって基準パターンの画像を更新する（ステップＳ２４）。即ち、ステップＳ１６において基準パターンの画像に合致するとしてＢ画像の中から検出した画像を新たな基準パターンとして設定、登録する。これによって、追尾する対象物の画像が変化する場合であっても基準パターンとして記憶した対象物の画像との変化が少なく、パターンマッチングの処理により対象物の画像を検出することが容易となる。ステップＳ２４の処理が終了すると、ステップＳ１４に戻る。
【００３２】
上記ステップＳ１８において、ＮＯと判定した場合、即ち、上記パターン検出範囲内に基準パターンの画像が検出されない場合には、画像処理部２６は、上記Ｂ画像の全画面範囲を対象として基準パターンの画像に合致する画像の位置をパターンマッチング処理により検出する（ステップＳ２６）。そして、ステップＳ２６において基準パターンの画像が検出されたか否かを判定する（ステップＳ２８）。ＹＥＳと判定した場合には、上記ステップＳ２０に移行し、ステップＳ１８でＹＥＳと判定した場合と同様にステップＳ２０〜ステップＳ２４までの処理を実行する。
【００３３】
一方、ステップＳ２８においてＮＯと判定した場合、即ち、ステップＳ２４において基準パターンの画像を更新しても対象物の画像の変化が速いためにパターンマッチング処理によって対象物の画像を検出することができない場合等には、ステップＳ３０からステップＳ４０までのフレーム間差分抽出方式により対象物を追尾する。まず、画像処理部２６は、１画面分の画像データを画像入力部２８から取り込む（ステップＳ３０）。尚、この画像をＡ画像とする。続いて、このステップＳ３０で取り込んだＡ画像と上記ステップＳ１４で取り込んだＢ画像の対応する画素同士の画素値の差分の絶対値を求めて、Ａ画像とＢ画像の差画像Ｃの画像データを求める（ステップＳ３２）。そして、差画像Ｃの画像データを２値化し、画素値が１となった画素の重心及び面積を求める（ステップＳ３４）。続いて、面積が所定のしきい値より大きく、且つ、重心が前回検出した重心に対して変位したか否かによって対象物が移動したか否かを判定する（ステップＳ３６）。ＹＥＳと判定した場合には、ＡＦポイントを重心が移動した分だけその移動方向と同一方向に変位させ、そのＡＦポイントを示すＡＦ枠情報を枠操作部１４に送信する。これによってＡＦ枠の設定内容、即ち、ＡＦ枠の位置を更新する（ステップＳ３８）。以上の処理が終了すると、上記ステップＳ２４に移行し、基準パターンの画像を更新する。即ち、フレーム間差分抽出方式で追尾処理を行った場合でも対象物の位置を検出することができるため、その検出した位置に基づいて対象物の画像を例えばＡ画像から抽出し、その画像を基準パターンとして設定、登録する。
【００３４】
尚、ステップＳ２４の処理が終了すると、上記ステップＳ１４からの処理に戻り、ステップＳ１６の処理が行われるが、そのときのパターン検出範囲は、例えば、ステップＳ３２においてＡ画像とＢ画像の差画像Ｃの画像データを２値化したときに画素値が１となった画素を含む最小の矩形状の範囲より少し大きめの範囲とすると好適である。
【００３５】
以上の追尾処理によれば、ステップＳ２４の処理によって、周期的に基準パターンの画像が更新されるため、対象物が動くことによって、又は、カメラの撮像条件が変化（ズーム倍率や撮影位置等）することによって対象物の画像が変化した場合であってもパターンマッチング処理により対象物の位置を検出することができ、対象物にＡＦ枠を的確に追尾させることができるようになる。
【００３６】
以上、上記実施の形態において、レンズ装置１２のＡＦ用撮像回路２４（ＡＦ用撮像素子）により取得する映像信号のフレーム（フィールド）周波数は、カメラヘッド１０の撮像素子により得られる映像信号のフレーム周波数と一致している必要はなく、ＡＦ用撮像回路２４での映像信号のフレーム周波数を高くすることによって高速で移動する対象物、または、画像の変化が速い対象物に対する適応性が向上する。
【００３７】
また、上記実施の形態では、基準パターン（対象物）を１つだけ登録、設定するようにしたが、複数の基準パターン（対象物）を登録、設定できるようにし、設定した複数の基準パターンのうち、実際に使用する基準パターンをスイッチなどで選択できるようにしてもよい。これによれば、例えば対談番組などで複数の人物を同時又は交互に撮影する場合等にＡＦによりピントを合わせたい人物を切り替える場合に有効である。
【００３８】
また、上記実施の形態では、レンズ装置１２、枠操作部１４、追尾装置１６は別体の装置として図示したが、いずれか２つ又は全ては一体の装置であってもよい。また、上記実施の形態では追尾装置１６の処理に関する操作部材（例えば、対象物を決定する決定スイッチ等）も枠操作部１４に設けるようにしたが、追尾装置１６に設けるようにしてもよい。
【００３９】
また、上記実施の形態では、ＡＦ用に映像信号をカメラヘッド１０の撮像素子とは別のＡＦ専用の撮像素子により取得するようにしたが、ＡＦ用としてカメラヘッド１０の撮像素子により得られる映像信号を用いてもよい。但し、上記実施の形態のようにＡＦ用の映像信号をＡＦ専用の撮像素子から得るようにすると、カメラヘッド１０が高精細度（ＨＤ）テレビジョンシステムに対応のものである場合にそのＨＤ信号を使用することなくＡＦを行うことができるため小型化・省電力化に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明に係るオートフォーカスシステムが適用される撮像システムの全体構成を示したブロック図である。
【図２】図２は、ＡＦ枠を示した図である。
【図３】図３は、追尾装置における追尾処理の処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１０…カメラヘッド、１２…レンズ装置、１４…枠操作部、１６…追尾装置、１８…ビューファインダ、２０…レンズＣＰＵ、２２…ＡＦ処理部、２４…ＡＦ用撮像回路、２６…画像処理部、２８…画像入力部、３０…シリアル通信インターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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