(57)【要約】【課題】テンプレートマッチングを行ってフレーム間で被写体を追跡すること。【解決手段】テンプレートマッチング部１０４ａは、時系列で入力される入力画像の各フレーム内に設定した探索対象領域内で探索枠を移動させながら、各探索枠位置における探索枠内の画像とテンプレート画像との類似度を算出し、算出した類似度が最も高い探索枠の入力画像内における位置を被写体が存在する位置（被写体位置）として特定する。被写体追跡部１０４ｂは、特定した被写体位置を、複数フレームの入力画像間で追跡し、算出した類似度が最大値となる探索枠位置と、最大値との差が所定の閾値以下である探索枠位置とを被写体位置候補として特定し、特定した探索枠位置に基づいて、次フレームにおける探索対象領域を設定する。【選択図】図１
2009053815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列で入力される入力画像の各フレーム内に設定した探索対象領域内で探索枠を移動させながら、各探索枠位置における前記探索枠内の画像とテンプレート画像との類似度を算出する類似度算出手順と、
前記類似度算出手順で算出した前記類似度が最も高い前記探索枠の前記入力画像内における位置を被写体が存在する位置（被写体位置）として特定する被写体位置特定手順と、
前記被写体位置特定手順で特定した前記被写体位置を、前記各フレームの入力画像間で追跡する被写体追跡手順と、
前記類似度算出手順で算出した前記類似度が最大値となる前記探索枠位置と、前記最大値との差が所定の閾値以下である前記探索枠位置とを被写体位置候補として特定する被写体位置候補特定手順と、
前記被写体位置候補特定手順で前記被写体位置候補として特定した前記探索枠位置に基づいて、次フレームにおける前記探索対象領域を設定する探索対象領域設定手順とをコンピュータに実行させるための被写体追跡プログラム。
【請求項２】
請求項１に記載の被写体追跡プログラムにおいて、
前記探索対象領域設定手順は、前記被写体位置候補特定手順で特定したそれぞれの前記探索枠位置において、各探索枠を含む所定のサイズの領域を次フレームにおける前記探索対象領域として設定することを特徴とする被写体追跡プログラム。
【請求項３】
請求項２に記載の被写体追跡プログラムにおいて、
前記探索対象領域設定手順は、前記探索対象領域のサイズを、対応するそれぞれの探索枠に対して算出された前記類似度に応じて決定することを特徴とする被写体追跡プログラム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の被写体追跡プログラムにおいて、
前記探索対象領域設定手順で複数の探索対象領域が設定された場合には、
前記類似度算出手順は、それぞれの探索対象領域を対象として前記類似度を算出し、
前記被写体位置特定手順は、前記類似度算出手順で算出した前記類似度が最も高い前記探索枠の前記入力画像内における位置を前記被写体位置として特定することを特徴とする被写体追跡プログラム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の被写体追跡プログラムを実行する実行手段を備えることを特徴とする被写体追跡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーム間で被写体を追跡するための被写体追跡プログラム、および被写体追跡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
次のようなパターン・マッチング方法が知られている。このパターン・マッチング方法は、画像を複数の領域に分割し、各領域ごとにテンプレートマッチング処理を行って、最も類似度が高い領域をマッチング領域として抽出する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−８１４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法を用いてテンプレートマッチングにより画像内における被写体位置を特定し、被写体位置をフレーム間で追跡しようとした場合、背景にテンプレートと似た画像があるときには、擬似マッチングが生じて正確に被写体を追跡できない可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による被写体追跡プログラムは、時系列で入力される入力画像の各フレーム内に設定した探索対象領域内で探索枠を移動させながら、各探索枠位置における探索枠内の画像とテンプレート画像との類似度を算出し、算出した類似度が最も高い探索枠の入力画像内における位置を被写体が存在する位置（被写体位置）として特定し、特定した被写体位置を、各フレームの入力画像間で追跡し、算出した類似度が最大値となる探索枠位置と、最大値との差が所定の閾値以下である探索枠位置とを被写体位置候補として特定し、被写体位置候補として特定した探索枠位置に基づいて、次フレームにおける探索対象領域を設定することを特徴とする。
本発明では、特定したそれぞれの探索枠位置において、各探索枠を含む所定のサイズの領域を次フレームにおける探索対象領域として設定するようにしてもよい。
特定したそれぞれの探索枠位置において、探索対象領域のサイズを、対応するそれぞれの探索枠に対して算出された類似度に応じて決定するようにしてもよい。
複数の探索対象領域が設定された場合には、それぞれの探索対象領域を対象として類似度を算出し、算出した類似度が最も高い探索枠の入力画像内における位置を被写体位置として特定するようにしてもよい。
本発明による被写体追跡装置は、上記いずれかの被写体追跡プログラムを実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、正確に被写体を追跡することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本実施の形態における被写体追跡装置としてカメラを使用した場合の一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラ１００は、操作部材１０１と、レンズ１０２と、撮像素子１０３と、制御装置１０４と、メモリカードスロット１０５と、モニタ１０６とを備えている。操作部材１０１は、使用者によって操作される種々の入力部材、例えば電源ボタン、レリーズスイッチ、ズームボタン、十字キー、決定ボタン、再生ボタン、削除ボタンなどを含んでいる。
【０００８】
レンズ１０２は、複数の光学レンズ群から構成されるが、図１では代表して１枚のレンズで表している。撮像素子１０３は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳであり、レンズ１０２により結像した被写体像を撮像して画像を取得する。そして、取得した画像のデータ（画像データ）を制御装置１０４へ出力する。制御装置１０４は、撮像素子１０３で取得された画像データを所定の画像形式、例えばＪｐｅｇ形式に圧縮し、Ｅｘｉｆ（Ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｆｉｌｅ  Ｆｏｒｍａｔ  ｆｏｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｔｉｌｌ  Ｃａｍｅｒａ）等の所定の形式の画像ファイルを生成してメモリカードスロット１０５へ出力する。
【０００９】
メモリカードスロット１０５は、記憶媒体としてのメモリカードを挿入するためのスロットであり、制御装置１０４から出力された画像ファイルをメモリカードに書き込んで記録する。また、制御装置１０４からの指示に基づいて、メモリカード内に記憶されている画像ファイルを読み込む。
【００１０】
モニタ１０６は、カメラ１００の背面に搭載された液晶モニタ（背面モニタ）であり、当該モニタ１０６には、メモリカードに記憶されている画像やカメラ１００を設定するための設定メニューなどが表示される。また、制御装置１０４は、撮像素子１０３から時系列で画像を取得してモニタ１０６に出力する。これによって、モニタ１０６には、各フレームの画像が所定時間間隔で順番に表示される。すなわちモニタ１０６にはスルー画が表示される。
【００１１】
制御装置１０４は、ＣＰＵ、メモリ、およびその他の周辺回路により構成され、テンプレートマッチング部１０４ａと、被写体追跡部１０４ｂとを機能的に備えている。なお、制御装置１０４を構成するメモリには、ＳＤＲＡＭやフラッシュメモリが含まれる。ＳＤＲＡＭは、揮発性のメモリであって、ＣＰＵがプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリとして使用されたり、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用される。また、フラッシュメモリは、不揮発性のメモリであって、プログラム実行時に読み込まれる種々のパラメータなどが記録されている。
【００１２】
本実施の形態では、テンプレートマッチング部１０４ａは、撮像素子１０３から入力されるスルー画の各フレームに対してテンプレートマッチング処理を行って、フレーム内で被写体が写っている領域を特定する。そして、被写体追跡部１０４ｂは、特定した領域をフレーム間で追跡する。具体的には、次のように処理する。
【００１３】
テンプレートマッチング部１０４ａは、テンプレートマッチング処理の基準となるテンプレート画像と、撮像素子１０３から時系列で入力される各フレームの画像データ（ターゲット画像）とのマッチング演算を行う。具体的には、図２に示すように、テンプレート画像Ａを用いてターゲット画像Ｉ内における被写体位置を特定する。テンプレート画像Ａは、使用者からの指示に基づいて取得する。例えば、使用者は、スルー画の最初のフレームがモニタ１０６に表示されたときに、操作部材１０１を操作して、最初のフレーム内で、フレーム間で追跡したい被写体を含む範囲を指定する。テンプレートマッチング部１０４ａは、使用者によって指定された範囲内の画像をテンプレート画像Ａとして抽出して、ＳＤＲＡＭに記憶する。
【００１４】
テンプレートマッチング部１０４ａは、撮像素子１０３からのスルー画の入力が開始されると、各フレーム（コマ）の画像をターゲット画像Ｉとし、当該ターゲット画像Ｉ上の所定の位置にテンプレート画像と同じ大きさの探索枠Ｂを設定する。テンプレートマッチング部１０４ａは、設定した探索枠Ｂをターゲット画像Ｉ内で移動させながら、各位置における探索枠Ｂ内の画像（探索部分画像）と、テンプレート画像Ａとのマッチング演算を行なう。マッチング演算の結果、テンプレート画像Ａと探索部分画像の類似度が最も高い合致領域のターゲット画像Ｉ内における座標値を被写体位置として特定する。
【００１５】
なお、テンプレートマッチング部１０４ａは、ターゲット画像Ｉの全体ではなく、画像内からテンプレート画像Ａを抽出した位置を含む所定範囲内（探索対象領域内）を対象としてテンプレートマッチングを行うようにする。これによって、テンプレートマッチングを行う範囲を、ターゲット画像Ｉ内の被写体が存在している可能性が高い範囲に限定することができ、処理を高速化することができる。また、テンプレートマッチングの手法は公知であるため詳細な説明は省略するが、例えば次式（１）に示す残差和や次式（２）に示す正規化相関により類似度を算出すればよい。
【００１６】
次式（１）に示す残差和により類似度を算出した場合は、算出されるｒが小さいほどテンプレート画像Ａと探索部分画像との類似度が高いことを示している。一方、次式（２）に示す正規化相関により類似度を算出した場合は、算出されるｒが大きいほどテンプレート画像Ａと探索部分画像との類似度が高いことを示している。
【数１】
2009053815.tif 000003
【数２】
2009053815.tif 000004
【００１７】
図３は、ターゲット画像Ｉの探索対象領域内で、探索枠Ｂを移動させながらテンプレートマッチングを行った場合に算出される類似度の変化を示す図である。この図３においては、縦軸は類似度、横軸は演算回数を表している。すなわち、探索枠Ｂを移動させながら複数回テンプレートマッチングを行った場合に、各回ごとに類似度をプロットした結果を示している。なお、縦軸は、類似度を０から１の数値に正規化して表しており、本実施の形態では、この０から１で表される類似度を示す値を類似度値と呼ぶ。この類似度値は、０に近いほど類似度が低く、１に近いほど類似度が高いことを示している。
【００１８】
本実施の形態では、テンプレートマッチング部１０４ａは、探索対象領域内で探索枠Ｂを移動させながら複数回テンプレートマッチングを行った結果、テンプレート画像Ａと探索部分画像との類似度値が最も高い第１合致領域と、テンプレート画像Ａと探索部分画像との類似度値が２番目に高い第２合致領域とを特定する。そして、テンプレートマッチング部１０４ａは、特定した第１合致領域を、当該フレーム、すなわちターゲット画像Ｉにおける被写体位置として特定する。
【００１９】
例えば、テンプレートマッチングの結果、類似度値が図３（ａ）に示すように変化した場合には、最も高い類似度値３ａが算出されたときのターゲット画像Ｉ上の探索枠Ｂの位置が第１合致領域として特定される。また、２番目に高い類似度値３ｂが算出されたときのターゲット画像Ｉ上の探索枠Ｂの位置が第２合致領域として特定される。そして、第１合致領域がターゲット画像Ｉにおける被写体位置として特定される。
【００２０】
さらに、テンプレートマッチング部１０４ａは、第１合致領域における類似度値（最大類似度）と、第２合致領域における類似度値（２番目の類似度）との差分の絶対値を算出する。その結果、類似度値の差分の絶対値が所定の閾値より大きい場合、例えば０．０５以上である場合には、第１合致領域の被写体位置としての信頼性は高いと判断する。一方、第１合致領域における類似度値と、第２合致領域における類似度値との差分の絶対値の算出結果が所定の閾値以下である場合には、第１合致領域の被写体位置としての信頼性は低いと判断する。
【００２１】
すなわち、テンプレートマッチング部１０４ａは、第１合致領域における類似度値と、第２合致領域における類似度値の比較結果が、次式（３）を満たす場合には、第１合致領域の被写体位置としての信頼性は高いと判定し、満たさない場合には低いと判定する。
｜第１合致領域における類似度値−第２合致領域における類似度値｜＞閾値  ・・・（３）
【００２２】
例えば、図３（ａ）に示すように、第１合致領域における類似度値３ａと、第２合致領域における類似度値３ｂとの差分の絶対値が０．８である場合には、テンプレートマッチング部１０４ａは、第１合致領域の被写体位置としての信頼性は高いと判定する。これに対して、図３（ｂ）に示すように、第１合致領域における類似度値３ｃと、第２合致領域における類似度値３ｄとの差分の絶対値が０．０１５である場合には、テンプレートマッチング部１０４ａは、第１合致領域の被写体位置としての信頼性は低いと判定する。
【００２３】
そして、テンプレートマッチング部１０４ａは、第１合致領域の被写体位置としての信頼性は低いと判断した場合には、次フレームにおいて、第１合致領域とその周辺領域、および第２合致領域とその周辺領域をそれぞれの探索対象領域としてテンプレートマッチングを行うように、次フレームにおける探索対象領域を設定する。ここでは、第１合致領域とその周辺領域を第１探索対象領域とし、第２合致領域とその周辺領域を第２探索対象領域とする。
【００２４】
例えば、ターゲット画像Ｉ内で、図４（ａ）に示すように第１合致領域４ａと第２合致領域４ｂが特定された場合には、テンプレートマッチング部１０４ａは、次フレームにおいては、図４（ｂ）に示すようにターゲット画像Ｉ内に第１探索対象領域４ｃおよび第２探索対象領域４ｄを設定する。これによって、現フレームにおいて、第１合致領域の被写体位置としての信頼性が低い場合には、２番目に類似度値が高い第２合致領域の周囲も探索対象領域に含めることで、次フレームにおけるテンプレートマッチングの精度を向上することができる。
【００２５】
このとき、テンプレートマッチング部１０４ａは、第１探索対象領域４ｃのサイズ（面積）を第１合致領域４ａの類似度値に応じて決定するようにし、第２探索対象領域４ｄのサイズ（面積）を第２合致領域４ｂの類似度値に応じて決定するようにする。例えば、テンプレートマッチング部１０４ａは、第１探索対象領域４ｃの縦サイズ（高さ）を次式（４）により算出し、横サイズ（幅）を次式（５）により算出する。また、第２探索対象領域４ｄの縦サイズ（高さ）を次式（６）により算出し、横サイズ（幅）を次式（７）により算出する。
【００２６】
第１探索対象領域４ｃの縦サイズ＝（１−第１合致領域４ａの類似度値）×ターゲット画像Ｉの縦サイズ  ・・・（４）
第１探索対象領域４ｃの横サイズ＝（１−第１合致領域４ａの類似度値）×ターゲット画像Ｉの横サイズ  ・・・（５）
第２探索対象領域４ｄの縦サイズ＝（１−第２合致領域４ｂの類似度値）×ターゲット画像Ｉの縦サイズ  ・・・（６）
第２探索対象領域４ｄの横サイズ＝（１−第２合致領域４ｂの類似度値）×ターゲット画像Ｉの横サイズ  ・・・（７）
【００２７】
テンプレートマッチング部１０４ａは、次フレームにおいて第１探索対象領域と第２探索対象領域のそれぞれに対して、テンプレート画像Ａを用いてテンプレートマッチングを行う。そして、テンプレートマッチング部１０４ａは、第１探索対象領域と第２探索対象領域とのそれぞれに対して、上述した第１合致領域と第２合致領域を特定する。テンプレートマッチング部１０４ａは、算出した第１探索対象領域内で特定した第１合致領域の類似度値と、第２探索対象領域内で特定した第１合致領域の類似度値とを比較して、類似度値が大きい方の第１合致領域を、次フレームにおける被写体位置として特定する。
【００２８】
さらに、被写体位置として特定した第１合致領域を含む探索領域内で特定した第１合致領域と第２合致領域とに基づいて、式（３）によって、第１合致領域の被写体位置としての信頼性を判定し、以降、上述した処理を同様に行う。
【００２９】
一方、テンプレートマッチング部１０４ａは、第１合致領域の被写体位置としての信頼性は高いと判断した場合には、次フレームにおいて、第１合致領域とその周辺領域を探索対象領域としてテンプレートマッチングを行うように、次フレームにおける探索対象領域を設定する。そして、探索対象領域内を対象としてテンプレート画像Ａを用いたテンプレートマッチング処理を行って、上述した処理を実行する。
【００３０】
被写体追跡部１０４ｂは、上述した処理でテンプレートマッチング部１０４ａによって特定された被写体位置に、被写体が存在する範囲を明示するためのターゲット枠を表示することによって、使用者に対して、フレーム内の被写体が存在する位置を示す。すなわち、被写体追跡部１０４ｂは、各フレームのターゲット画像Ｉ内で被写体位置として特定した第１合致領域を枠で囲むことによって、ターゲット画像Ｉ内に被写体位置を表すターゲット枠を表示する。以上説明した処理を、時系列で入力されるスルー画の各フレームに対して実行することにより、各フレームにおける被写体位置にターゲット枠を表示することができ、各フレーム間で被写体追跡を行うことができる。
【００３１】
図５は、本実施の形態における被写体追跡装置１００の処理を示すフローチャートである。図５に示す処理は、撮像素子１０３からスルー画の入力が開始されると起動するプログラムとして、制御装置１０４によって実行される。
【００３２】
ステップＳ１において、テンプレートマッチング部１０４ａは、スルー画の最初のフレームを読み込んで、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、テンプレートマッチング部１０４ａは、上述したように、使用者からの指示に基づいて、読み込んだ最初のフレーム内からテンプレート画像Ａを抽出する。その後、ステップＳ３へ進む。
【００３３】
ステップＳ３では、テンプレートマッチング部１０４ａは、上述したように、第１合致領域の被写体位置としての信頼性は高いか低いかを表すＦＬＡＧをＯＦＦに設定する。なお、図５に示す処理では、ＦＬＡＧがＯＮのときは第１合致領域の被写体位置としての信頼性は低いことを表し、ＦＬＡＧがＯＦＦのときは第１合致領域の被写体位置としての信頼性は高いことを表す。その後、ステップＳ４へ進み、テンプレートマッチング部１０４ａは、スルー画の次のフレームを読み込んで、ステップＳ５へ進む。
【００３４】
ステップＳ５では、テンプレートマッチング部１０４ａは、ＦＬＡＧがＯＮに設定されているか否かを判断する。否定判断した場合には、ステップＳ７へ進み、テンプレートマッチング部１０４ａは、否定したように、ターゲット画像Ｉ内に設定した探索対象領域内で探索枠Ｂを移動させながら、各位置における探索枠Ｂ内の画像とテンプレート画像Ａとのマッチングを行って類似度演算を行う。そして、テンプレートマッチング部１０４ａは、上述したように、最も高い類似度値が算出された第１合致領域と、２番目に高い類似度値が算出された第２合致領域とを特定して、第１合致領域を被写体位置として特定する。その後、ステップＳ８へ進む。これに対して、肯定判断した場合には、ステップＳ６へ進み、テンプレートマッチング部１０４ａは、図６で後述する被写体位置特定処理を実行して、ステップＳ８へ進む。
【００３５】
ステップＳ８では、被写体追跡部１０４ｂは、フレーム上の被写体位置にターゲット枠を表示して、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、テンプレートマッチング部１０４ａは、上述した式（３）を用いて、第１合致領域における類似度値（最大類似度）と、第２合致領域における類似度値（２番目の類似度）との差分の絶対値が所定の閾値より大きいか否かを判断する。肯定判断した場合には、ステップＳ１０へ進む。
【００３６】
ステップＳ１０では、テンプレートマッチング部１０４ａは、上述したように、次フレームにおいて、第１合致領域とその周辺領域を探索対象領域としてテンプレートマッチングを行うように、次フレームにおける探索対象領域を設定する。その後、ステップＳ１３へ進み、テンプレートマッチング部１０４ａは、撮像素子１０３からのフレームの入力、すなわちスルー画の入力が終了したか否かを判断する。否定判断した場合には、ステップＳ４に戻って処理を繰り返す。これに対して、肯定判断した場合には、処理を終了する。
【００３７】
一方、ステップＳ９で否定判断した場合には、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、テンプレートマッチング部１０４ａは、上述したＦＬＡＧを第１合致領域の被写体位置としての信頼性は低いことを示すＯＮに設定する。その後、ステップＳ１２へ進み、テンプレートマッチング部１０４ａは、上述したように、フレームにおいて、第１合致領域とその周辺領域、および第２合致領域とその周辺領域をそれぞれの探索対象領域としてテンプレートマッチングを行うように、次フレームにおける探索対象領域を設定する。その後、上述したステップＳ１３へ進む。
【００３８】
図６は、ステップＳ６で実行される被写体位置特定処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、テンプレートマッチング部１０４ａは、上述したステップＳ１２で第１合致領域に基づいて設定した第１探索対象領域内で探索枠Ｂを移動させながら、各位置における探索枠Ｂ内の画像とテンプレート画像Ａとのマッチングを行って類似度演算を行う。そして、テンプレートマッチング部１０４ａは、上述したように、最も高い類似度値が算出された第１合致領域と、２番目に高い類似度値が算出された第２合致領域とを特定する。そして、特定した第１合致領域における類似度値をｒ１とする。その後、ステップＳ１０２へ進む。
【００３９】
ステップＳ１０２では、テンプレートマッチング部１０４ａは、上述したステップＳ１２で第２合致領域に基づいて設定した第２探索対象領域内で探索枠Ｂを移動させながら、各位置における探索枠Ｂ内の画像とテンプレート画像Ａとのマッチングを行って類似度演算を行う。そして、テンプレートマッチング部１０４ａは、上述したように、最も高い類似度値が算出された第１合致領域と、２番目に高い類似度値が算出された第２合致領域とを特定する。そして、特定した第１合致領域における類似度値をｒ２とする。その後、ステップＳ１０３へ進む。
【００４０】
ステップＳ１０３では、テンプレートマッチング部１０４ａは、算出したｒ１とｒ２とを比較して、ｒ２＞ｒ１の関係が成り立つか否かを判断する。否定判断した場合には、ステップＳ１０４へ進み、テンプレートマッチング部１０４ａは、第１探索対象領域内で特定した第１合致領域を被写体位置として特定して、ステップＳ１０６へ進む。これに対して、肯定判断した場合には、ステップＳ１０５へ進み、テンプレートマッチング部１０４ａは、第２探索対象領域内で特定した第１合致領域を被写体位置として特定して、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６では、ＯＮに設定されているＦＬＡＧをＯＦＦに設定した後、図５に示す処理に復帰する。
【００４１】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）テンプレートマッチング部１０４ａは、時系列で入力される入力画像の各フレーム内に設定した探索対象領域内で探索枠を移動させながら、各探索枠位置における探索枠内の画像とテンプレート画像との類似度値を算出し、算出した類似度値が最も高い探索枠の入力画像内における位置を被写体が存在する位置（被写体位置）として特定するようにした。また、被写体追跡部１０４ｂは、テンプレートマッチング部１０４ａが特定した被写体位置を、複数フレームの入力画像間で追跡するようにした。そして、テンプレートマッチング部１０４ａは、算出した類似度値が最大値となる第１合致領域と、類似度値が２番目の第２合致領域とを特定し、第１合致領域における類似度値と、第２合致領域における類似度値との差分の絶対値が所定の閾値以下である場合には、第１合致領域と第２合致領域とに基づいて、次フレームにおける探索対象領域を設定するようにした。これによって、現フレームにおいて、第１合致領域の被写体位置としての信頼性が低い場合には、次フレームにおける探索対象領域に、２番目に類似度値が高い第２合致領域の周囲も探索対象領域に含めることで、次フレームにおけるテンプレートマッチングの精度を向上することができる。
【００４２】
（２）テンプレートマッチング部１０４ａは、第１合致領域とその周辺領域を第１探索対象領域とし、第２合致領域とその周辺領域を第２探索対象領域とするようにした。これによって、次フレームにおける探索対象領域を被写体が存在している可能性が高い領域に限定して、処理速度を向上することができる。
【００４３】
（３）テンプレートマッチング部１０４ａは、第１探索対象領域と第２探索対象領域のサイズを、それぞれ第１合致領域の類似度値、第２合致領域の類似度値に応じて決定するようにした。これによって、次フレームでは、それぞれの合致領域の類似度値に応じて、最適な範囲を探索範囲として設定することができる。
【００４４】
（４）テンプレートマッチング部１０４ａは、次フレームの探索領域として第１探索領域と第２探索領域を設定した場合には、次フレームにおいては、それぞれの探索対象領域を対象として類似度値を算出し、それぞれの探索対象領域における第１合致領域のうち、類似度値が高い方を被写体位置として特定するようにした。これによって、被写体が存在している可能性が高い第１探索領域と第２探索領域の中から、被写体位置を精度高く特定することができる。
【００４５】
―変形例―
なお、上述した実施の形態のカメラは、以下のように変形することもできる。
（１）上述した実施の形態では、テンプレートマッチング部１０４ａは、テンプレート画像Ａと探索部分画像との類似度値が最も高い第１合致領域と、テンプレート画像Ａと探索部分画像との類似度値が２番目に高い第２合致領域とを特定する例について説明した。しかしながら、特定する合致領域は２つに限定されず、さらに類似度値が３番目に高い第３合致領域など３つ以上の合致領域も特定するようにしてもよい。この場合、テンプレートマッチング部１０４ａは、特定した複数の合致領域のうち、類似度値が第１合致領域の類似度値との差が所定の閾値未満、例えば０．０５以下である合致領域に基づいて、次フレームの探索対象領域を設定するようにしてもよい。
【００４６】
（２）上述した実施の形態では、被写体追跡装置としてカメラ１００を使用し、スルー画上で被写体を追跡する例について説明した。しかしながら、カメラ１００が動画撮影機能を備えている場合には、撮影済みの動画の各フレームを対象としてテンプレートマッチングを行って、動画を構成する各フレーム間で被写体追跡を行うようにしてもよい。また、動画を再生可能な他の機器、例えばパーソナルコンピュータ（パソコン）に、図５および図６に示す処理を実行するためのプログラムを記録しておき、当該プログラムを実行することで、パソコン上で被写体追跡を行うようにしてもよい。
【００４７】
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】カメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】ターゲット画像Ｉ、テンプレート画像Ａ、および探索枠Ｂの具体例を示す図である。
【図３】ターゲット画像Ｉの所定範囲内で、探索枠Ｂを移動させながらテンプレートマッチングを行った場合に算出される類似度の変化を示す図である。
【図４】第１合致領域、第２合致領域、第１探索対象領域、および第２探索対象領域の具体例を示す図である。
【図５】被写体追跡装置１００の処理を示すフローチャート図である。
【図６】類似度値比較処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００  カメラ、１０１  操作部材、１０２  レンズ、１０３  撮像素子、１０４  制御装置、１０４ａ  テンプレートマッチング部、１０４ｂ  被写体追跡部、１０５  メモリカードスロット、１０６  モニタ
【図１】
2009053815.tif 000005
【図２】
2009053815.tif 000006
【図３】
2009053815.tif 000007
【図４】
2009053815.tif 000008
【図５】
2009053815.tif 000009
【図６】
2009053815.tif 000010