(57)【要約】【課題】安定した目標追跡を継続し得る目標追跡装置を提供する。【解決手段】指示される画像サイズ及び画像位置に基づいて、任意の画像サイズで任意の位置に存在する移動目標の画像データを取得する撮像部１１と、この撮像部１１の出力画像から１フレームにおける移動目標の画素を特定する画素アドレスを算出する画素アドレス算出部１３と、この画素アドレス算出部１３で得られる出力画像の目標画素アドレスのフレーム間におけるずれ量を算出し、この算出結果に基づいて撮像部１１に指示する画像サイズ及び画像位置を含む追跡信号を生成する信号処理部１４とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指示される画像サイズ及び画像位置に基づいて、任意の画像サイズで任意の位置に存在する移動目標の画像データを取得する撮像部と、
この撮像部の出力画像から１フレームにおける前記移動目標の画素を特定する画素アドレスを算出する画素アドレス算出部と、
この画素アドレス算出部で得られる出力画像の目標画素アドレスのフレーム間におけるずれ量を算出し、この算出結果に基づいて前記撮像部に指示する画像サイズ及び画像位置を含む追跡信号を生成する信号処理部とを具備することを特徴とする目標追跡装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、
前記画素アドレス算出部で得られる出力画像の目標画素アドレスと１フレーム前の追跡目標の撮像視野の中心画素アドレスとを比較することで、ずれ量を算出するずれ量算出手段と、
前記追跡目標の撮像視野の中心画素アドレスと前記ずれ量算出手段で算出されるずれ量とから前記ずれ量算出手段に与える撮像視野の中心画素アドレスを算出する中心画素算出手段と、
前記ずれ量算出手段で算出されるずれ量に基づいて、撮像視野領域の１辺の画像サイズを算出するサイズ算出手段と、
このサイズ算出手段による算出結果及び前記中心画素算出手段による算出結果に基づいて、前記撮像部に指示する画像サイズ及び画像位置を含む追跡信号を生成する追跡信号生成手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の目標追跡装置。
【請求項３】
指示される画像サイズ及び画像位置に基づいて、任意の画像サイズで任意の位置に存在する移動目標の画像データを取得する撮像部を用いて移動目標を追跡する目標追跡方法において、
前記撮像部の出力画像から１フレームにおける前記移動目標の画素を特定する画素アドレスを算出し、
前記出力画像の目標画素アドレスのフレーム間におけるずれ量を算出し、この算出結果に基づいて前記撮像部に指示する画像サイズ及び画像位置を含む追跡信号を生成するようにしたことを特徴とする目標追跡方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、撮像装置を用いて移動目標を撮影し、その撮像情報から移動目標を追跡する目標追跡装置及び目標追跡方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、目標追跡システムにあっては、撮像装置を搭載して、その撮像画像を解析することで移動目標の検出・追跡を行うものがある。
【０００３】
ところで、目標は益々高速化されつつあり、これに伴って目標追跡システム側もより高速化に対応させる必要がある。この場合、撮像装置も、目標の高速化に対応させることが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２８２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記目標追跡システムでは、撮像装置の検知器で撮像する範囲は一定であり、さらに検知器から出力される画像において、追跡目標位置付近以外の画素についてもデータ読み出し、転送及び画像処理を行う必要があり、追跡信号となる誤差信号を検知器が撮像してから数フレーム後に出力している。このため、追跡目標との相対角速度が大きいと、追跡目標を見失う可能性を助長するために、目標追跡システムとしては致命的である。
【０００６】
本発明の目的は、安定した目標追跡を継続し得る目標追跡装置及び目標追跡方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、指示される画像サイズ及び画像位置に基づいて、任意の画像サイズで任意の位置に存在する移動目標の画像データを取得する撮像部と、この撮像部の出力画像から１フレームにおける前記移動目標の画素を特定する画素アドレスを算出する画素アドレス算出部と、この画素アドレス算出部で得られる出力画像の目標画素アドレスのフレーム間におけるずれ量を算出し、この算出結果に基づいて前記撮像部に指示する画像サイズ及び画像位置を含む追跡信号を生成する信号処理部とを備えた目標追跡装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の目標追跡装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記図１に示した撮像エリア切替処理部の具体的構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態において、５１２×５１２画素の検知器の画素全体に対し、追跡目標の動きに応じて任意の位置とサイズで撮像エリアを移動させる様子を示す図。
【図４】同実施形態における撮像エリア切替処理部の制御処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、一実施形態に係る目標追跡装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
目標追跡装置は、撮像部としての検知器１１と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換処理部１２と、画像処理部１３と、撮像エリア切替処理部１４とに大別される。検知器１１は、撮像エリア切替処理部１４から出力される撮像対象アドレスに従い撮像範囲を自動設定し撮像する。この検知器１１により撮像された画像信号は、Ａ／Ｄ変換処理部１２によりＡ／Ｄ変換処理が施された後、画像処理部１３にて追跡目標の画素アドレスが算出されて撮像エリア切替処理部１４に送られる。
【００１２】
撮像エリア切替処理部１４は、一画面相当のフレームと次フレームとの間における追跡目標の画素アドレスのズレ量から撮像エリア中心位置と撮像エリアサイズを求め、その撮像エリア中心位置及び撮像エリアサイズから撮像対象アドレスを含む追跡信号を生成する。この追跡信号は、検知器１１の視野を目標中心に位置させ、さらに撮像エリアサイズを切り替える撮像制御に供される。
【００１３】
図２は、上記撮像エリア切替処理部１４の具体的構成を示すブロック図である。
【００１４】
撮像エリア切替処理部１４は、ズレ量算出処理部１４１と、撮像エリア中心算出部１４２と、撮像エリアサイズ算出部１４３と、撮像エリア算出部１４４とを備えている。ズレ量算出処理部１４１は、画像処理部１３から出力される追跡目標の画素アドレスと１フレーム前における撮像エリア中心画素から、ズレ量を算出し、このズレ量を撮像エリア中心算出部１４２及び撮像エリアサイズ算出部１４３に出力する。
【００１５】
撮像エリア中心算出部１４２は、撮像エリア中心画素とズレ量算出処理部１４１から出力されるズレ量から次フレームにおける撮像エリアの中心画素を算出する。この算出された撮像エリア中心画素のデータは、上記ズレ量算出処理部１４１及び撮像エリア中心算出部１４２にそれぞれフィードバックされる。
【００１６】
撮像エリアサイズ算出部１４３は、ズレ量算出処理部１４１から出力されるズレ量に応じて撮像エリアの一辺のサイズを算出する。撮像エリア算出部１４４は、次フレームにおける撮像エリア中心画素とサイズに基づき、撮像エリア（エリア左上頂点及び右下頂点）を算出する。そして、この算出結果から撮像対象アドレスを含む追跡信号を検知器１１に出力する。
【００１７】
上記構成において、以下にその動作を説明する。  
以前に考えられた目標追跡装置では、撮像装置の検知器で撮像する範囲は一定であり、さらに検知器から出力される画像において、追跡目標位置付近以外の画素についてもデータ読み出し、転送及び画像処理を行う必要があり、追跡信号となる誤差信号を検知器が撮像してから数フレーム後に出力している。このため、追跡目標との相対角速度が大きいと、追跡目標を見失う可能性を助長するために、目標追跡システムとしては致命的である。
【００１８】
そこで、本実施形態では、追跡目標の動き（方向、速度）に応じて任意の位置とサイズで撮像エリアを移動させるようにした。図３は、５１２×５１２画素の検知器１１の画素全体に対し、追跡目標の動きに応じて任意の位置とサイズで撮像エリアを移動させる様子を示している。図３中黒色部分は、目標が存在する検知器１１の撮像エリアを示している。
【００１９】
図４は、上記撮像エリア切替処理部１４の制御処理手順を示すフローチャートである。
【００２０】
制御処理を開始すると、撮像エリア切替処理部１４は画像処理部１３から出力される追跡目標の画素アドレスと１フレーム前における撮像エリア中心画素から、ズレ量を算出し（ステップＳＴ４ａ）、このズレ量ｎ（ｎは整数）がｉ（ｉは整数）以上でｉ×（２）1/2以下であるか否かの判断を行う（ステップＳＴ４ｂ）。なお、ｉは図３中黒色のマスの１辺の長さである。
【００２１】
ここで、図３中１番目のフレームから２番目のフレームに移行するように、ズレ量ｎが上記範囲内であれば（Ｙｅｓ）、撮像エリア切替処理部１４は撮像エリアサイズを現状維持したまま２番目のフレームの撮像エリア中心を算出し（ステップＳＴ４ｃ）、これら算出結果を追跡信号として検知器１１に出力する（ステップＳＴ４ｄ）。
【００２２】
一方、ズレ量ｎが上記範囲外であれば（Ｎｏ）、撮像エリア切替処理部１４はズレ量ｎがｉより小さいか否かの判断を行う（ステップＳＴ４ｅ）。ここで、図３中２番目のフレームから３番目のフレームに移行するように、ズレ量ｎがｉ×（２）1/2より大きいならば（Ｙｅｓ）、撮像エリア切替処理部１４は撮像エリアサイズを水平方向にｉ、垂直方向にｉ増加させた３ｉ×３ｉの撮像エリアサイズに切り替え、３番目のフレームの撮像エリア中心を算出し（ステップＳＴ４ｆ）、これら算出結果を追跡信号として検知器１１に出力する。
【００２３】
一方、図３中３番目のフレームから４番目のフレームに移行するように、ズレ量がｉより小さいならば（Ｎｏ）、撮像エリア切替処理部１４は撮像エリアサイズを水平方向にｉ、垂直方向にｉ減少させた２ｉ×２ｉの撮像エリアサイズに切り替え、４番目のフレームの撮像エリア中心を算出し（ステップＳＴ４ｇ）、これら算出結果を追跡信号として検知器１１に出力する。
【００２４】
また、図３中８番目のフレームから９番目のフレームに移行するように、ズレ量がｉより小さいならば、撮像エリア切替処理部１４は撮像エリアサイズを水平方向にｉ、垂直方向にｉ減少させたｉ×ｉの撮像エリアサイズに切り替え、９番目のフレームの撮像エリア中心を算出し、これら算出結果を追跡信号として検知器１１に出力する。
【００２５】
これにより、検知器１１からＡ／Ｄ変換処理部１２に転送される撮像エリアサイズのデータは、図３中１番目から２番目、４番目から８番目まで２ｉ×２ｉのデータとなり、３番目で３ｉ×３ｉのデータとなり、９番目でｉ×ｉのデータとなり、データの読み出し時間、転送時間及び画像処理時間が短縮される。従って、検知器１１で撮像してから目標の画像上の位置を含む追跡信号を出力するまでに要する時間を短くできる。
【００２６】
以上のように上記実施形態では、検知器１１の出力画像内における移動目標の位置に基づき、次フレームで検知器１１の撮像視野、つまり撮像エリア中心及び撮像エリアサイズを切り替えることで、検知器１１から出力される不要な画像データ量の削減に伴い、データの読み出し時間、転送時間及び画像処理時間が短縮されることになる。
【００２７】
従って、検知器１１で撮像してから撮像エリア切替処理部１４で追跡信号を出力するまでに要する時間を短くできる。これにより、既存の目標追跡装置では目標を見失う場合(相対角速度が目標追跡装置の性能を上回る場合)においても、安定した目標の追跡の継続が見込める。
【００２８】
なお、応用例として、目標追跡のほかに、急速に動く対象の計測に使用できる。その他、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１１…検知器、１２…Ａ／Ｄ変換処理部、１３…画像処理部、１４…撮像エリア切替処理部、１４１…ずれ量算出処理部、１４２…撮像エリア中心算出部、１４３…撮像エリアサイズ算出部、１４４…撮像エリア算出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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