(57)【要約】【課題】パンチルト機構を高速駆動して被写体を見失わないように高速追尾を行うこと。【解決手段】撮像範囲内における被写体１の現在位置を検出し偏差信号を生成する被写体位置検出手段２と、偏差信号に応じて被写体１を追尾する駆動手段４を制御する制御手段３と、被写体１が撮像範囲内の所定領域内に収まっているか否かを判別する領域判別手段６と、を備え、領域判別手段６の判別信号により制御手段３に含まれる制御要素の構成を変化させ、被写体１への高速追尾を行う。【選択図】図１
2011124614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
追尾対象である被写体を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の位置姿勢を変位させる駆動手段と、
前記撮像手段によって撮像される撮像範囲内における追尾対象である被写体を特定し、前記特定された被写体の前記撮像範囲内における現在位置を検出し、偏差信号を生成する被写体位置検出手段と、
前記偏差信号に応じて前記特定された被写体を追尾する追尾指令信号を生成し、前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記特定された被写体が前記撮像範囲内の所定の領域内に収まっているか否かを判別する領域判別手段と、を備え、
前記領域判別手段により判別され前記特定された被写体が前記撮像範囲内の所定の領域内に収まっているか否かに応じて前記制御手段に含まれる制御要素の構成を変化させることを特徴とする被写体追尾装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記被写体位置検出手段の生成する偏差信号の積分を行う積分器を少なくとも含み、追尾指令信号を生成するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の被写体追尾装置。
【請求項３】
前記制御手段は、少なくとも２個の積分部を含んで構成され、
前記領域判別手段により前記特定された被写体が前記撮像範囲内の所定の領域内にないと判別されたときは、前記被写体位置検出手段の生成する偏差信号を少なくとも２回積分して追尾指令信号を生成するように構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の被写体追尾装置。
【請求項４】
前記制御手段は、少なくとも２個の積分部を含んで構成され、
前記領域判別手段により前記特定された被写体が前記撮像範囲内の第１の所定領域から外れ再び前記第１の所定領域より狭い第２の所定領域に収まるまで前記被写体位置検出手段の生成する偏差信号を少なくとも２回積分して追尾指令信号を生成するように構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の被写体追尾装置。
【請求項５】
追尾対象である被写体を撮像する行程と、
前記撮像の位置姿勢を変位させる行程と、
前記撮像される撮像範囲内の追尾対象である被写体を特定し、前記特定された被写体の前記撮像範囲内における現在位置を検出し偏差信号を生成する行程と、
前記特定された被写体が前記撮像範囲内の第１の所定領域から外れ再び前記第１の所定領域より狭い第２の所定領域に収まるまで前記特定された被写体の位置と前記撮像範囲の画面中心との偏差量を少なくとも２回積分して前記特定された被写体を追尾する追尾指令信号を生成し前記撮像の位置姿勢を変位させるように制御する行程と、
を含んで構成されたことを特徴とする被写体追尾方法。
【請求項６】
追尾対象である被写体を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の位置姿勢を変位させる駆動手段と、
前記撮像手段によって撮像される撮像範囲内の追尾対象である被写体を特定し、前記特定された被写体の前記撮像される撮像範囲内における現在位置を検出し偏差信号を生成する被写体位置検出手段と、
前記被写体位置検出手段から出力される現在位置を以前の位置と比較して被写体の速度を検出する被写体速度検出手段と、
前記偏差信号に応じて前記駆動手段を制御して前記特定された被写体を追尾する制御手段と、
前記特定された被写体が前記撮像範囲内の所定の領域内に収まっているか否かを判別する判別手段と、を備え、
前記被写体速度検出手段により検出され前記特定された被写体が前記撮像範囲内の所定領域を外れるときの速度に応じて前記制御手段のゲインを変化させることを特徴とする被写体追尾装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記被写体速度検出手段により検出され前記特定された被写体が前記撮像範囲内の所定領域を外れるときの速度の大きさが所定値を超えたとき前記制御手段のゲインを大きくすることを特徴とする請求項６記載の被写体追尾装置。
【請求項８】
追尾対象である被写体を撮像する行程と、
前記撮像の位置姿勢を変位させる行程と、
前記撮像される撮像範囲内の追尾対象である被写体を特定し、前記特定された被写体の前記撮像範囲内における現在位置を検出し偏差信号を生成する行程と、
前記現在位置を以前の位置と比較して被写体の速度を検出する行程と、
前記特定された被写体が前記撮像範囲内の所定の領域内に収まっているか否かを判別する行程と、
前記被写体速度検出手段により検出され前記特定された被写体が前記撮像範囲内の所定領域を外れるときの速度の大きさが所定値を超えたとき前記制御手段のゲインを大きくして前記特定された被写体を追尾する追尾指令信号を生成し前記撮像の位置姿勢を変位させるように制御する行程と、
を含んで構成されたことを特徴とする被写体追尾方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、追尾装置および追尾方法に関し、特にカメラを用いて追尾対象である動画像中の特定の被写体を認識し追尾する被写体追尾装置に関する。さらには、たとえばＴＶ会議中の特定人物の追尾、監視カメラでの不審人物の認識等に適用して有効な追尾装置および追尾方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の動画像中の追尾対象を認識してこれを追尾する被写体追尾装置としては、特許文献１および特許文献２に開示されているものがある。
【０００３】
特許文献１では、例えば、追尾対象の被写体が右方向に移動している場合において、図９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、被写体が通常ゲイン領域（同図において白抜きで示す部分）にいるときには、ゲインを１として決定された速度でパンニングおよびチルティングが行われる。その後、被写体がさらに速度を増して、同図（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、ゲインアップ領域（同図において影を付してある部分）に到達したときには、ゲインを２として決定された速度でパンニングおよびチルティングが行われる。上記構成により、追尾している被写体を見失うことを防止することができる技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、カメラ１を回転駆動させることで被写体を追跡し、カメラ１のパン方向の回転範囲の限界をホール１２と限界位置センサ１３、１４で検出し、カメラ１００のチルト方向の回転範囲の限界をホール１７と限界位置センサ１８、１９で検出する。この構成により、カメラ１００の回転範囲までは従来のような方法でカメラの被写体の追跡を行い、カメラが回転範囲を外れる場合はこれを検出してズーミングを行うことにより、カメラの被写体探索領域をズーミング限界まで拡張することで被写体を追跡することができる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１８６９２７号公報
【特許文献２】特開平１１−３０８５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成では、パンニングやチルティングの速度は画像の中の所定基準位置に対する被写体の位置のずれ量に対応して決定される。被写体が表示画面の画面中央付近にあるときはゲインを通常の値として、被写体がさらに速度を増して表示画面の画面端付近で表示画面の外側方向に移動した場合にはゲインを大きくして追尾している。したがって、パンニングやチルティング時には追尾している被写体は表示画面の画面端付近にあり、被写体の判別が困難であるだけでなく、被写体がさらに速度を増した場合には追尾できずに被写体を見失うという課題を有していた。また被写体を一旦見失うと被写体の再検出が困難であるという課題を有していた。
【０００７】
特許文献２の構成では、カメラの回転範囲までは従来の方法でカメラの被写体の追跡を行い、カメラが回転範囲限界になった場合にはズームアウトを行うのでカメラの被写体探索領域をズームアウト限界まで拡張できる。しかしながら、被写体がさらに高速移動する場合には、カメラが回転範囲限界になってズームアウトする前にカメラは被写体を追尾できずに被写体を見失うという課題を有していた。さらには、回転範囲限界になってズームアウトするため表示画面から被写体を認識しにくくなるという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、パンニングやチルティングの追尾撮影時にも追尾している被写体を撮像範囲内の中央部（表示画面の中央部）に収めるように被写体を見失わないように高速追尾を行い、確実に被写体を捉えて良好に被写体を撮影することができる被写体追尾装置および被写体追尾方法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】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の被写体追尾装置は、追尾対象である被写体を撮像する撮像手段と、撮像手段の位置姿勢を変位させる駆動手段と、撮像手段によって撮像される撮像範囲内における追尾対象である被写体を特定し、特定された被写体の前記撮像範囲内における現在位置を検出し位置信号を生成する被写体位置検出手段と、位置信号に応じて特定された被写体を追尾する追尾指令信号を生成し駆動手段を制御する制御手段と、特定された被写体が撮像範囲内の所定の領域内に収まっているか否かを判別する領域判別手段と、を有し、領域判別手段により判別され特定された被写体が撮像範囲内の所定の領域内に収まっているか否かに応じて制御手段に含まれる制御要素の構成を変化させ、被写体への高速追尾を行う。
【００１０】
本構成によって、パンニングやチルティングの追尾撮影時にも高速移動する被写体を撮像範囲内の中央部（表示画面の中央部）に収めるように被写体を高速追尾することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の被写体追尾装置によれば、高速で移動する被写体に対しても確実に被写体を捉えて高速追尾することができ、追尾している被写体を見失ってしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における被写体追尾装置の機能構成を示すブロック図
【図２】撮像範囲内の所定領域として規定される検出枠の一例について説明するための図
【図３】本発明の被写体追尾装置を構成する制御手段の内部構成を示すブロック図
【図４】本発明を被写体追尾装置を構成する制御手段の動作を説明するためのシミュレーション結果を示す時間波形図
【図５】（ａ）は本発明の実施の形態１における被写体追尾装置の追尾特性シミュレーション結果を示す時間波形図（ｂ）は同じく表示画面に対する被写体の画像位置シミュレーション結果を示す時間波形図
【図６】本発明の実施の形態２における被写体追尾装置の機能構成を示すブロック図
【図７】（ａ）は本発明の実施の形態１における被写体追尾装置で異なる被写体移動速度に対する追尾特性シミュレーション結果を示す時間波形図（ｂ）は同じく表示画面に対する被写体の画像位置シミュレーション結果を示す時間波形図
【図８】（ａ）は本発明の実施の形態２における被写体追尾装置の追尾特性シミュレーション結果を示す時間波形図（ｂ）は表示画面に対する被写体の画像位置シミュレーション結果を示す時間波形図
【図９】従来の追尾装置を構成する利得助長装置の処理を説明するための説明図
【図１０】従来の自動追尾カメラの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における被写体追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１において、本実施の形態の被写体追尾装置は、被写体位置検出手段２と、制御手段３と、駆動手段４と、撮像手段５と、領域判別手段６とを備える。
【００１６】
被写体位置検出手段２は、撮像手段５で撮影した画像から、被写体１（例えば人物）を検出する。また、被写体位置検出手段２は、撮像手段５によって撮像された撮像範囲中央部の中心位置に対する追尾対象である、特定された被写体１の画像の重心位置座標との偏差量を偏差信号として、制御手段３に出力する。
【００１７】
撮像手段５は、ＣＣＤカメラなどから構成される。撮像手段５には、被写体位置検出手段２の出力する追尾対象の被写体１の検出位置により、被写体１を画面の中央部などの所定の位置で撮像するように撮像手段５を駆動する駆動手段４が接続される。駆動手段４により撮像手段５を上下左右に変位させる。駆動手段４には制御信号を出力する制御手段３が接続されている。
【００１８】
領域判別手段６は、撮像手段５の方向を向けた撮像範囲内に存在する追尾対象である被写体１を特定し、特定した被写体１が所定の領域内（画面周囲の検出枠）に収まっているか否かを判断する。領域判別手段６は、特定した被写体１が所定の領域内に収まっていないと判断した場合には、制御手段３に判定信号を送り、被写体１を捉えて被写体１を撮像範囲内の中央部などの所定の位置に確実に収めるように撮像手段５を駆動手段４により変位させ被写体１の追尾動作を実行する。
【００１９】
図２は、領域判別手段６の機能をより詳細に説明するための、撮像手段５の向けた方向での撮像範囲内の所定領域として規定される画面周囲の検出枠の一例について説明するための図である。
【００２０】
図２において、撮像手段２の撮像範囲を領域２１で示し、所定の領域として規定される検出枠を２２および２３で示す。検出枠２２および検出枠２３は撮像範囲の領域２１の外周を所定の幅を保ちながら沿うように設定されている。検出枠２２および検出枠２３はともに撮像範囲内の中央部２０を含んで、検出枠２２および検出枠２３の内側領域がそれぞれ第１の所定領域および第２の所定領域を示す。
【００２１】
領域判別手段６は、追尾している被写体１を監視し、追尾している被写体１が図２の検出枠内の領域２２（第１の所定領域）、もしくは図２の検出枠内の領域２３（第２の所定領域）にあるか否かを判断する。
【００２２】
そして追尾している被写体１が、撮像手段２の撮像範囲内の所定の領域２２（第１の所定領域）内、もしくは所定の領域２３（第２の所定領域）内にあるか否かの判別信号を図１の制御手段３に出力する。
【００２３】
制御手段３では、この領域判別手段６からの判別信号に応じて、制御手段３に含まれる制御要素の構成を変化させ、被写体への高速追尾を行う。
【００２４】
図３は、制御手段３の内部構成を示すブロック図であり、積算器３１と、積算器３２と、切換スイッチ３３とを備えて構成される。
【００２５】
図３において、被写体位置検出手段２から入力される偏差信号は積算器３１に入力され、被写体位置検出手段２の偏差信号は積算器３１と積算器３２により積分され、切換スイッチ３３を介して追尾指令として駆動手段４に出力される。
【００２６】
追尾している被写体１が図２の領域２２の検出枠内にあり、領域判別手段６が判別信号を制御手段３を構成する切換スイッチ３３へ出力したときは、切換スイッチ３３は端子ｂ側に切り換えられる。
【００２７】
被写体位置検出手段２の出力する偏差信号は、積算器３１に入力され１回だけ積分されて追尾指令として駆動手段４に出力される。
【００２８】
被写体位置検出手段２の偏差信号は、撮像手段５によって撮像された撮像範囲中央部の中心位置に対する追尾対象である、特定された被写体１の画像の重心位置座標との偏差量を偏差信号として制御手段３に出力されている。したがって、撮像手段５は駆動手段４により連続で滑らかな駆動を実現して画面の中央部に被写体１を位置させた画像を得ることができる。
【００２９】
なお、追尾している被写体１が図２の検出枠内の領域２３（第２の所定領域）内に収まり、追尾している被写体１が図２の検出枠内の領域２３から外れそうになったときの制御手段３の動作については後述する。
【００３０】
図４は、本発明の被写体追尾装置を構成する制御手段３の動作について説明するためのシミュレーションの結果を示す。被写体１は、撮像手段５の回転位置から見て５０度／秒の角速度で高速度に移動しているものと仮定した。
【００３１】
図４（ａ）は図３の制御手段３を構成する切換スイッチ３３のスイッチが端子ｂ側に切り換えられた状態を示す。また、図４（ｂ）は切換スイッチ３３のスイッチが端子ａ側に切り換えられた状態で、追尾対象である被写体１が、例えば右方向へ高速移動している場合における被写体１の移動量と、被写体１に追尾して駆動される撮像手段５の方向を示す変位量を示す。
【００３２】
図３の制御手段３を構成する切換スイッチ３３のスイッチが端子ｂ側に切り換えられたときは、被写体位置検出手段２の出力する偏差信号は、積算器３１により１回だけ積分されて追尾指令として駆動手段４に出力される。したがって、切換スイッチ３３のスイッチが常に端子ｂ側に切り換えられた状態では、図４（ａ）において追尾対象である被写体１の移動量を示す４１に対して、被写体１に追尾して駆動される撮像手段５の変位量４２は一定量だけ遅れて追尾する。また、被写体１が移動を止めたときは、撮像手段５は被写体１の停止位置に対してオーバシュートすることなく被写体１の停止位置に追尾する。
【００３３】
したがって、被写体１が高速移動している間は被写体１を撮像範囲内の中央部（表示画面の中央部）に収めることはできない。しかし、被写体１が移動を止めたときは、被写体１の停止位置に対して撮像手段５はオーバシュートすることなく被写体１の停止位置に追尾するので、撮像範囲の中央部に被写体１を捕らえることになる。
【００３４】
なお、図４（ａ）に示すシミュレーションでは、被写体位置検出手段２により撮像手段５の表示画面内における被写体１の位置が常に検出できるものとした。しかしながら、実際には図４（ａ）の場合、高速で移動する被写体１を捉えることができず、被写体１は撮像手段５の表示画面から外れてしまうため被写体１を見失ってしまい追尾することができない。
【００３５】
図３の制御手段３を構成する切換スイッチ３３のスイッチが端子ａ側に切り換えられたときは、被写体位置検出手段２の出力する偏差信号は、積算器３１と積算器３２により２重積分されて追尾指令として駆動手段４に出力される。したがって、切換スイッチ３３のスイッチが常に端子ｂ側に切り換えられた状態では、図４（ｂ）に示す追尾対象である被写体１の移動量４３に対して、被写体１に追尾して駆動される撮像手段５の変位量４４は、被写体１の移動開始後追尾が遅れる。しかし、その後撮像手段５は被写体１に追い着き、被写体１が移動を止めたときは撮像手段５は被写体１の停止位置に対して大きくオーバシュートして、最終的には被写体１の停止位置に追尾する。
【００３６】
したがって、被写体１が高速移動している間でも被写体１を撮像範囲内の中央部（表示画面の中央部）に収めることができる。しかしながら、被写体１が移動を止めたときは、撮像手段５が大きくオーバシュートするので、被写体１は一旦撮像範囲内の端（被写体１が最初右方向に移動したときは表示画面の左方向）へ流れてしまい、再び撮像範囲の中央部に被写体１を捕らえることになる。
【００３７】
すなわち、例えば被写体１が右方向へ高速移動した場合には、被写体追尾装置の表示画面では、被写体１の移動開始後被写体１は画面中央部から最初右方向にずれるが、追尾中は被写体１を画面中央に捕らえる。また、被写体１の移動終了後は、被写体１は表示画面の左方向へ流れ、被写体１は再び画面中央部に戻ってくる。したがって、例えば監視者が被写体１を認識するとき大きな違和感を感じることになる。
【００３８】
以上の説明は、図３に示す制御手段３を構成する切換スイッチ３３のスイッチが、端子ｂ側もしくは端子ａ側に切換えられた状態でスイッチを固定し、追尾すべき被写体１が高速移動したときの被写体追尾装置の動作について説明したものである。
【００３９】
次に、追尾すべき被写体１が高速移動したときの本発明の被写体追尾装置の動作について説明する。
【００４０】
追尾している被写体１が最初図２の領域２２の検出枠内にあり、追尾対象である被写体１が、例えば被写体１が右方向へ高速移動している場合に追尾している被写体１が図２の領域２２の検出枠から外れそうになり、領域判別手段６が判別信号を制御手段３を構成する切換スイッチ３３へ出力したときは、スイッチは端子ａ側に切り換えられる。そして被写体位置検出手段２の出力する偏差信号は、積算器３１と積算器３２とに入力され２重積分されて追尾指令として駆動手段４に出力される。
【００４１】
図５（ａ）は、追尾対象である被写体１が、例えば被写体１が右方向へ高速移動している場合における制御手段３の動作を説明するシミュレーションの結果を示し、駆動手段４によって変位駆動される撮像手段５の被写体１への追尾特性を示す時間波形図である。
【００４２】
図５（ａ）において、５１は追尾対象である被写体１の移動量を示し、５２は被写体１に追尾して駆動される撮像手段５の方向を示す変位量を示す。
【００４３】
被写体１の移動開始後、追尾している被写体１が高速移動して図２の領域２２の検出枠（第１の所定領域）から外れそうになり、領域判別手段６が判別信号を制御手段３を構成する切換スイッチ３３へ出力したときは、スイッチは端子ａ側に切り換えられる。したがって、図４（ｂ）と同様に、図５より被写体１が高速に移動しても、撮像手段５は確実に被写体１を捉えて図２の領域２３の検出枠内に収まるように高速追尾することができ、追尾している被写体を見失ってしまうことがない。
【００４４】
次に被写体１が移動を止めたときは、図４（ｂ）と同様に撮像手段５がオーバシュートするので、被写体１は領域２３の検出枠（第２の所定領域）から外れそうになり、領域判別手段６が判別信号を制御手段３を構成する切換スイッチ３３へ出力したときは、スイッチは端子ｂ側に切り換えられる。したがって、図４（ａ）と同様に、図５より被写体１が移動を止めたときは、被写体１の停止位置に対して撮像手段５はオーバシュートすることなく被写体１の停止位置に追尾するので、撮像範囲の中央部に被写体１を捕らえることになる。
【００４５】
図５（ｂ）は、撮像手段５の表示画面における被写体１の画像位置（偏差信号に相当）を示す。縦軸のゼロ位置は水平方向の画面中央、正側が画面右側そして負側が画面左側の位置を示し、図２に示した撮像手段２の撮像範囲である領域２１（画角範囲）および領域２２の検出枠（第１の所定領域）を示す。
【００４６】
すなわち、例えば被写体１が右方向へ高速移動した場合には、被写体追尾装置の表示画面では、被写体１の移動開始後被写体１は画面中央部から最初右方向にずれるが、追尾中は被写体１を画面中央部に捕らえる。また、被写体１の移動終了後も被写体１は表示画面の左方向へ大きく流れることなく、被写体１を画面中央部に捉えることができる。この結果、例えば監視者は大きな違和感を感じることなく被写体１を認識することができる。
【００４７】
かかる構成によれば、領域判別手段により判別され特定された被写体が撮像範囲内の所定の領域内に収まっているか否かに応じて、制御手段に含まれる制御要素の構成を変化させることにより、パンニングやチルティングの追尾撮影時にも高速移動する被写体を撮影範囲内の中央部（表示画面の中央部）に収めるように、被写体を高速追尾することが可能となる。これにより、高速で移動する被写体に対しても確実に被写体を捉えることができ、追尾している被写体を見失ってしまうことを防止することができる。
【００４８】
なお、本発明の被写体追尾装置を構成する制御手段３の動作説明では、追尾対象である被写体１は水平方向にのみ高速移動しているものとしたが、上下方向への高速移動も同様に制御できることは言うまでもない。
【００４９】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２の被写体追尾装置の機能構成を示すブロック図である。図６において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００５０】
図６の被写体追尾装置の機能構成を示すブロック図は、図１の機能ブロック図に被写体速度検出手段７を追加したものである。被写体速度検出手段７は、過去画像を記憶する記憶領域を有し、過去に撮影された過去画像と新しく撮影された画像とを比較して被写体移動速度を検出する。
【００５１】
図６において、被写体速度検出手段７は、被写体位置検出手段２の出力する撮像範囲中央部の中心位置（図２の中心２４）に対する追尾対象である被写体１の画像の重心位置との偏差量である偏差信号が入力され、被写体１が撮像範囲内の所定領域（図２の検出枠２２）を外れるときの速度信号を制御手段３に出力し、出力信号に応じて制御手段３のゲインを変化させる。
【００５２】
図７および図８は、本発明の被写体追尾装置を構成する制御手段３の動作について説明するためのシミュレーションの結果を示す。
【００５３】
実施の形態１における図４および図５のシミュレーションでは、被写体１は撮像手段５の回転位置から見て５０度／秒の角速度で高速度に移動しているものと仮定した。しかし、図７のシミュレーションでは、被写体１は撮像手段５の回転位置から見て半分の２５度／秒の角速度で移動しているものと仮定した。
【００５４】
図７（ａ）において、７１は追尾対象である被写体１の移動量を示し、７２は被写体１に追尾して駆動される撮像手段５の方向を示す変位量を示す。
【００５５】
図５（ａ）の場合と同様に、被写体１が移動しても撮像手段５は確実に被写体１を捉えて図２の領域２３の検出枠内に収まるように高速追尾することができ、追尾している被写体を見失ってしまうことがない。
【００５６】
図７（ｂ）は、撮像手段５の表示画面における被写体１の画像位置（偏差信号に相当）を示す。
【００５７】
被写体１が撮像手段５の回転位置から見て５０度／秒の角速度で高速度に移動しているときの図５（ｂ）と比較して、被写体１の移動が半分の角速度２５度／秒になったとき、図７（ｂ）の被写体１の画像位置は、図５（ｂ）では滑らかに変化しているのに対して急峻に変化しているため、表示画面を見ている例えば監視者は大きな違和感を感じることになる。
【００５８】
図８は、図７と同様に被写体１は撮像手段５の回転位置から見て半分の２５度／秒の角速度で移動しているものと仮定し、制御手段３のゲインを半分に変化させたときのシミュレーション結果である。
【００５９】
図８（ａ）において、８１は追尾対象である被写体１の移動量を示し、８２は被写体１に追尾して駆動される撮像手段５の方向を示す変位量を示す。図８（ａ）では、図５（ａ）および図７（ａ）の場合と同様に、被写体１が移動しても撮像手段５は確実に被写体１を捉えて図２の領域２３の検出枠内に収まるように高速追尾することができ、追尾している被写体を見失ってしまうことはない。
【００６０】
図８（ｂ）は、撮像手段５の表示画面における被写体１の画像位置を示し、被写体１の画像位置は、図５（ｂ）と同様に滑らかに変化している。
【００６１】
したがって、本発明の被写体追尾装置は、図６の被写体追尾装置の機能ブロック図に被写体速度検出手段７を追加することで、追尾対象の被写体１が撮像範囲内の所定領域を外れるときの速度に応じて制御手段３のゲインを変化させることにより、被写体１の画像位置を画面中央部に捉えることができるという図６の被写体追尾装置の機能に加えて、被写体１が異なる移動速度で移動を開始しても図７（ｂ）の場合のように急峻に変化することなく滑らかに変化させることができる。この結果、表示画面を見ている例えば監視者は大きな違和感を感じることなく被写体１を認識することができる。
【００６２】
かかる構成によれば、領域判別手段により判別され特定された被写体が撮像範囲内の所定の領域内に収まっているか否かに応じて、制御手段に含まれる制御要素の構成を変化させ、被写体速度検出手段により被写体が撮像範囲内の所定領域を外れるときの速度に応じて制御手段のゲインを変化させる。これにより、パンニングやチルティングの追尾撮影時にも高速移動する被写体を撮影範囲内の中央部（表示画面の中央部）に収めるように、被写体を高速追尾することが可能となる。この結果、被写体の高速移動時だけでなく、異なる移動速度で移動を開始する被写体に対しても確実に被写体を捉え、滑らかに被写体に追尾することができるので、追尾している被写体を見失ってしまうこともなく、例えば監視者は大きな違和感を感じることなく被写体を認識することができる。
【００６３】
なお、本発明の被写体追尾装置を構成する制御手段３の動作説明では、追尾対象である被写体１は水平方向にのみ高速移動しているものとしたが、上下方向への高速移動も同様に制御できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明にかかる被写体追尾装置および追尾方法は、カメラを用いて追尾対象である動画像中の特定の被写体を認識し追尾する機能を有し、監視カメラ等として有用である。また車載カメラの先行車自動追尾等の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【００６５】
２    被写体位置検出手段
３    制御手段
４    駆動手段
５    撮像手段
６    領域判別手段
７    被写体速度検出手段
２２，２３    検出枠
３１，３２    積算器
３３    切換スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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