(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点距離が可変である撮像装置の光軸を所定の被写体に追尾させる自動追尾装置において、
上記被写体が発する音声を集音する集音手段と、
上記撮像装置の上記焦点距離を入力する焦点距離入力手段と、
上記撮像装置の上記焦点距離が所定の焦点距離閾値よりも小さい場合上記集音手段により集音された音声に基づいて上記被写体の方向を算出し、上記撮像装置の上記焦点距離が上記焦点距離閾値よりも大きい場合上記撮像手段から出力される撮像信号に基づいて上記被写体の方向を算出する被写体方向算出手段と、
上記算出された被写体の方向に基づいて、上記撮像装置の光軸を上記被写体の方向に駆動する駆動手段と
を具えることを特徴とする自動追尾装置。
【請求項２】
上記集音手段は複数のマイクロホンからなり、上記被写体方向算出手段は上記複数のマイクロホンにより集音された音声の位相差に基づいて被写体の方向を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の自動追尾装置。
【請求項３】
上記被写体方向算出手段は、上記撮像信号に基づいて上記被写体を画像認識して上記被写体の方向を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の自動追尾装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動追尾装置に関し、ビデオカメラの光軸を被写体に自動追尾させる自動追尾装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テレビ会議等に用いられるビデオカメラにおいて、ビデオカメラの光軸を所望の被写体に対して自動的に追尾させる自動追尾機能を有するものが考えられている。
【０００３】
図４は音声追尾型自動追尾カメラ１を示し、カメラ部１０が上下及び左右に可動する回転台１５に載置されている。音声追尾型自動追尾カメラ１は話者の音声をマイクロホン２０Ａ〜２０Ｄで集音し、音声の位相差に基づいて撮像部２３の光軸と話者との方位差を算出し、これに基づいて回転台１５を駆動することにより、撮像部２３の光軸を話者に追尾させるようになされている。
【０００４】
すなわち図５において、音声追尾型自動追尾カメラ１はマイクロホン２０Ａ〜２０Ｄから供給される音声信号Ｓ２０Ａ〜Ｓ２０Ｄをそれぞれ対応するマイクアンプ２１Ａ〜２１Ｄにより増幅し、アナログ／ディジタル変換器２２Ａ〜２２Ｄに送出する。アナログ／ディジタル変換器２２Ａ〜２２Ｄは音声信号Ｓ２０Ａ〜Ｓ２０Ｄをアナログ／ディジタル変換して演算部２６に出力する。演算部２６は音声信号Ｓ２０Ａ〜Ｓ２０Ｄの位相差に基づいてカメラ部１０の撮像部２３（図１）の光軸と話者との方位差を算出し、これを方位信号Ｓ２６として制御部２７に出力する。制御部２７は、方位信号Ｓ２６に基づいてＸ軸駆動信号Ｓ２７Ｘ及びＹ軸駆動信号Ｓ２７Ｙを生成して回転台１５が有するＸ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９Ｙに送出する。Ｘ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９ＹがＸ軸駆動信号Ｓ２７Ｘ及びＹ軸駆動信号Ｓ２７Ｙに応じて回転することにより、撮像部２３の光軸を話者に追尾させるようになされている。
【０００５】
一方、図６は画像追尾型自動追尾カメラ２を示し、カメラ部１１が上下及び左右に可動する回転台１５に載置されている。画像追尾型自動追尾カメラ２は撮像した画面の中央にある被写体を画像認識し、この被写体が移動した場合、被写体移動量に応じて回転台１５を駆動することにより、撮像部２３の光軸を被写体に追尾するようになされている。
【０００６】
すなわち図７において、画像追尾型自動追尾カメラ２は撮像部２３から出力される映像信号Ｓ２３をＹ／Ｃ分離回路２４においてＹ／Ｃ分離してＹ信号（輝度信号）Ｓ２４Ｙ及びＣ信号（色差信号）Ｓ２４Ｃを生成し、それぞれをアナログ／ディジタル変換器２５Ｙ及び２５Ｃに送出する。アナログ／ディジタル変換器２５Ｙ及び２５Ｃは、それぞれＹ信号Ｓ２４Ｙ及びＣ信号Ｓ２４Ｃをアナログ／ディジタル変換して演算部２７に出力する。演算部２６はＹ信号Ｓ２４Ｙ及びＣ信号Ｓ２４Ｃを用いて、撮像部２３が撮影している画面の中央にある被写体を認識する。そしてこの被写体が移動した場合、演算部２６は撮像部２３の光軸と被写体との方位差を算出し、これを方位信号Ｓ２６として制御部２７に出力する。制御部２７は、方位信号Ｓ２６に基づいてＸ軸駆動信号Ｓ２７Ｘ及びＹ軸駆動信号Ｓ２７Ｙを生成し、それぞれを回転台１５が有するＸ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９Ｙに送出する。Ｘ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９ＹがＸ軸駆動信号Ｓ２７Ｘ及びＹ軸駆動信号Ｓ２７Ｙに応じて回転することにより、撮像部２３の光軸を所望の被写体に追尾するようになされている。また被写体が画像追尾型自動追尾カメラ２に対して接近または遠ざかるように移動した場合、制御部２７はこれに応じてズーム信号Ｓ２７Ｚを撮像部２３に送出してズーミングを行うようになされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、音声追尾はその原理上追尾精度が低く、カメラをズームインした場合に話者を確実に追尾することが困難である。一方画像追尾は、話者が代わった場合、新しい話者に対して追尾することができないという問題を有している。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、被写体に対する自然な自動追尾を行い得る自動追尾装置を提案しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、被写体が発する音声を集音する集音手段と、撮像装置の焦点距離を入力する焦点距離入力手段と、撮像装置の焦点距離が所定の焦点距離閾値よりも小さい場合は集音手段により集音された音声に基づいて被写体の方向を算出し、撮像装置の焦点距離が所定の焦点距離閾値よりも大きい場合は撮像手段から出力される撮像信号に基づいて被写体の方向を算出する被写体方向算出手段と、算出された被写体の方向に基づいて撮像装置の光軸を被写体の方向に駆動する駆動手段とを設けた。
【００１０】
撮像装置の焦点距離に応じて音声追尾動作と画像追尾動作とを選択して実行することにより、被写体に対する自然な自動追尾を行い得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面について本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１２】
図１において、３は全体として自動追尾カメラを示し、カメラ部１２が上下及び左右に可動する駆動手段としての回転台１５に載置されている。自動追尾カメラ３は音声追尾動作として、話者の音声を集音手段としてのマイクロホン２０Ａ〜２０Ｄで集音し、集音した音声の位相差に基づいて話者の方向を算出し、これに基づいて回転台１５を駆動することにより撮像部２３の光軸を話者に追尾するようになされている。また自動追尾カメラ１２は画像追尾動作として、撮像した画面の中央にある被写体を画像認識し、この被写体が移動した場合被写体移動量に応じて回転台１５を駆動することにより、撮像部２３の光軸を所望の被写体に追尾するようになされている。また自動追尾カメラ１２は、操作者が操作する焦点距離入力手段としてのリモートコントローラ４０から赤外線を介して送出されるズーム指示信号及び台回転指示信号を受光部３２で受信する。
【００１３】
すなわち図５及び図７との共通部分に同一符号を付して示す図２において、自動追尾カメラ１２はマイクロホン２０Ａ〜２０Ｄから供給される音声信号Ｓ２０Ａ〜Ｓ２０Ｄをそれぞれマイクアンプ２１Ａ〜２１Ｄで増幅し、それぞれ対応するアナログ／ディジタル変換器２２Ａ〜２２Ｄに送出する。アナログ／ディジタル変換器２２Ａ〜２２Ｄは音声信号Ｓ２０Ａ〜Ｓ２０Ｄをアナログ／ディジタル変換し、被写体方向算出手段としての演算部３０に出力する。またＹ／Ｃ分離回路２４は、撮像部２３から出力される映像信号Ｓ２３をＹ／Ｃ分離してＹ信号（輝度信号）Ｓ２４Ｙ及びＣ信号（色差信号）Ｓ２４Ｃを生成し、それぞれをアナログ／ディジタル変換器２５Ｙ及び２５Ｃに送出する。アナログ／ディジタル変換器２５Ｙ及び２５Ｃは、それぞれＹ信号Ｓ２４Ｙ及びＣ信号Ｓ２４Ｃをアナログ／ディジタル変換して演算部３０に出力する。
【００１４】
演算部３０は後述する追尾動作判定処理を行い、撮像部２３のズーム位置に応じて音声追尾動作または画像追尾動作を行う。
【００１５】
音声追尾動作において、演算部３０は音声信号Ｓ２０Ａ〜Ｓ２０Ｄの位相差に基づいて撮像部２３の光軸と話者との方位差を算出し、これを方位信号Ｓ３０として制御部３１に出力する。制御部３１は、方位信号Ｓ３０に基づいてＸ軸駆動信号Ｓ３１Ｘ及びＹ軸駆動信号Ｓ３１Ｙを生成し、それぞれを回転台１５が有するＸ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９Ｙに送出する。Ｘ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９ＹがＸ軸駆動信号Ｓ３１Ｘ及びＹ軸駆動信号Ｓ３１Ｙに応じて回転することにより、撮像部２３の光軸を話者に追尾させる。
【００１６】
一方画像追尾動作において、演算部３０はＹ信号Ｓ２４Ｙ及びＣ信号Ｓ２４Ｃを用いて、撮像部２３が撮影している画面の中央にある被写体を認識する。そしてこの被写体が動いた場合、演算部３０は撮像部２３の光軸と被写体との方位差を算出し、これを方位信号Ｓ２６として制御部２７に出力する。制御部２７は、方位信号Ｓ２６に基づいてＸ軸駆動信号Ｓ２７Ｘ及びＹ軸駆動信号Ｓ２７Ｙを生成し、それぞれを回転台１５が有するＸ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９Ｙに送出する。Ｘ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９ＹがＸ軸駆動信号Ｓ２７Ｘ及びＹ軸駆動信号Ｓ２７Ｙに応じて回転することにより、撮像部２３の光軸を所望の被写体に追尾させる。また被写体が自動追尾カメラ１２に対して接近または遠ざかるように移動した場合、制御部３１はこれに応じてズーム信号Ｓ３１Ｚを撮像部２３に送出してズーミングを行うようになされている。
【００１７】
図３は追尾動作判定処理を示し、制御部３１はステップＳＰ１で処理を開始し、ステップＳＰ２で回転台１５及びまたは撮像部２３のズーム機構が停止しているか否かを判断する。ステップＳＰ２において否定結果が得られた場合、このことは回転台１５及びまたは撮像部２３のズーム機構が動作中であることを表しており、制御部３１はステップＳＰ２に戻る。一方ステップＳＰ２において肯定結果が得られた場合、このことは回転台１５及び撮像部２３のズーム機構が停止していることを表しており、制御部３１はステップＳＰ３に進む。
【００１８】
ステップＳＰ３において、制御部３１は撮像部２３のズームレンズにおけるズーム位置すなわち現在の焦点距離の情報をズーム情報Ｓ２３Ｚとして得る。そしてステップＳＰ４において、制御部３１はズーム情報Ｓ２３Ｚと所定のズーム閾値とを比較する。このズーム閾値は、操作者によりあらかじめ入力される。
【００１９】
ステップＳＰ４において否定結果が得られた場合、このことはズーム情報Ｓ２３Ｚがズーム閾値よりも小さい状態、すなわちズームアウト状態であることを表しており、制御部３１はステップＳＰ５に進み、音声追尾動作を開始する。そしてステップＳＰ６において、リモコン４０によるズーム指示信号が入力されたか否かを判断する。ステップＳＰ６において否定結果が得られた場合、このことはズーム指示信号が入力されていないことを表しており、制御部３１はステップＳＰ５に戻り音声追尾動作を継続する。ステップＳＰ６において肯定結果が得られた場合、このことはズーム指示信号が入力されたことを表しており、制御部３１はステップＳＰ３に戻る。
【００２０】
一方ステップＳＰ４において肯定結果が得られた場合、このことはズーム情報Ｓ２３Ｚの値がズーム閾値よりも大きい状態すなわちズームイン状態であることを表しており、制御部３１はステップＳＰ７に進み、画像追尾動作を開始する。そしてステップＳＰ８において、リモコン４０による台回転指示信号が入力されたか否かを判断する。ステップＳＰ８において肯定結果が得られた場合、このことは台回転指示信号が入力されたことを表しており、制御部３１はステップＳＰ７に戻り、画面中央にある新しい被写体に対して画像追尾動作を開始する。一方ステップＳＰ８において否定結果が得られた場合、このことは台回転指示信号が入力されていないことを表しており、制御部３１はステップＳＰ９に進み、リモコン４０によるズーム指示が入力されたか否かを判断する。ステップＳＰ９において否定結果が得られた場合、このことはズーム指示が入力されていないことを表しており、制御部３１はステップＳＰ７に戻り画像追尾動作を継続する。ステップＳＰ９において肯定結果が得られた場合、このことはズーム指示信号が入力されたことを表しており、制御部３１はステップＳＰ３に戻る。
【００２１】
かくして制御部３１は、撮像部２３のズーム位置、ズーム指示信号及び台回転指示信号に応じて音声追尾動作または画像追尾動作を行う。
【００２２】
以上の構成において、制御部３１は撮像部２３のズーム位置に応じて、音声追尾動作又は画像追尾動作のいずれか一方を実行する。撮像部２３がズームアウト状態の場合、制御部３１は音声追尾動作を開始し、撮像部２３の光軸を話者に向けるようにＸ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９Ｙを制御する。そしてこの状態においてリモコン４０によりズーム指示信号が入力されると、制御部３１は再び撮像部２３のズーム位置に応じて音声追尾動作又は画像追尾動作のどちらかを選択する。
【００２３】
撮像部２３がズームイン状態の場合、制御部３１は画像追尾動作を開始し、撮像部２３の光軸を画面中央の被写体に向けるようにＸ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９Ｙを制御する。そしてこの状態においてリモコン４０により台回転指示信号が入力されると、制御部３１は撮像部２３の光軸を新しい被写体の方向に向けるようにＸ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９Ｙを制御する。またこの状態においてリモコン４０によりズーム指示信号が入力されると、制御部３１は再び撮像部２３のズーム位置に応じて音声追尾動作又は画像追尾動作のいずれか一方をを選択する。
【００２４】
以上の構成によれば、操作者がリモコン４０を用いて撮像部２３のズーム位置を入力し、このズーム位置に応じて制御部３１が音声追尾動作または画像追尾動作のどちらかを実行するようにしたことにより、被写体に対する自然な自動追尾を行い得る。
【００２５】
なお上述の実施の形態においては、複数個のマイクロホンを自動追尾カメラに設けたが、本発明はこれに限らず、マイクロホンを回転台に設けるようにしても良い。
【００２６】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、被写体が発する音声を集音する集音手段と、撮像装置の焦点距離を入力する焦点距離入力手段と、撮像装置の焦点距離が所定の焦点距離閾値よりも小さい場合は集音手段により集音された音声に基づいて被写体の方向を算出し、撮像装置の焦点距離が所定の焦点距離閾値よりも大きい場合は撮像手段から出力される撮像信号に基づいて被写体の方向を算出する被写体方向算出手段と、算出された被写体の方向に基づいて、撮像装置の光軸を被写体の方向に駆動する駆動手段とを設けたことにより、被写体に対する自然な自動追尾を行い得る自動追尾装置を容易に実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動追尾カメラの一実施の形態を示す略線図である。
【図２】本発明による自動追尾カメラの一実施の形態を示すブロック図である。
【図３】追尾動作判定処理を示すフローチャートである。
【図４】音声追尾型自動追尾カメラを示す略線図である。
【図５】音声追尾型自動追尾カメラを示すブロック図である。
【図６】画像追尾型自動追尾カメラを示す略線図である。
【図７】画像追尾型自動追尾カメラを示すブロック図である。
【符号の説明】
１……音声追尾型自動追尾カメラ、２……画像追尾型自動追尾カメラ、３……自動追尾カメラ、１０、１１、１２……カメラ部、１５……回転台、２０Ａ〜２０Ｄ……マイクロホン、２３……撮像部、３０……演算部、３１……制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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