JP2947037B2 - ビデオカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体の画像が常時同
一の大きさになるようにズームレンズの倍率の可変制御
が可能なカメラ一体型ＶＴＲ（いわゆるビデオカメラ）
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラで被写体の動きに無関係に
常に、同じ大きさの被写体画像を得るように撮像レンズ
のズーム制御を行うことは困難であった。

【０００３】即ち、例えば、子供を被写体として運動会
の徒競走のスタートからゴールまでを映す場合、走って
くる子供の大きさはスタート時からゴール時まで徐々に
変化し、次第に大きく映る。このとき、子供にピントを
常に合わせておくことは可能であるが、モニタ画面内に
おいて子供の画像を常に同じ大きさに保つという撮影を
継続するズーム制御を行うことが困難であった。

【０００４】このため、被写体の動きに無関係に常に同
じ大きさの被写体画像を得るように撮像レンズのズーム
制御が可能なビデオカメラが求められていた。

【０００５】即ち、撮影した被写体に係る映像信号を１
フレーム前後夫々記憶するメモリと、モニタ画面内にお
ける被写体画像の大きさを検出する手段及び相前後する
フレーム間における被写体画像の動きを検出する手段と
を持ち、この動き検出手段において検出された被写体画
像の動きの変化量及びその方向（動きベクトル）から被
写体の大きさの変化を検出し、この大きさの変化に対応
してズームレンズの倍率を可変制御する制御信号発生手
段を持つビデオカメラが提案されていた（例えば特開平
５−７５９０８号）。

【０００６】これにより、被写体の動きに無関係に常
に、同じ大きさの被写体画像を得るように撮像レンズの
ズーム制御が可能なビデオカメラを得ることができた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たビデオカメラは被写体の動きに無関係に常に同じ大き
さの被写体画像を得るようにズームレンズの倍率の可変
制御を行うことが可能ではあるが、次の場合には、常に
同じ大きさの被写体画像が得られない問題があった。

【０００８】即ち、上記したビデオカメラはモニタ画面
内の特定部分にカーソルを移動してその部分の座標
（Ｘ，Ｙ）及び輝度情報を登録（記憶）することによ
り、この座標（Ｘ，Ｙ）及び輝度情報を被写体画像とし
て処理するものである。このために、この座標（Ｘ，
Ｙ）領域に上記した輝度情報と略同一の輝度情報を有し
かつ異なる色彩（例えば元の被写体画像の色彩は「白」
であるが、「白」に近い「クリーム色」）の他の画像が
瞬時に入れ替わった場合でも、この新たに入れ替わった
画像を元の被写体画像として誤認識してしまう虞れがあ
り、従って、被写体の動きに無関係に常に、同じ大きさ
の被写体画像を得るように撮像レンズのズーム制御を行
うことができない場合があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】よって、本発明は上記し
た課題を解決するため、以下の構成のビデオカメラを提
供するものである。

【００１０】撮像した被写体に係る画像を被写体領域と
それ以外の領域とに２値化する２値化処理手段と、前記
被写体領域に係る２値画像信号をフィル処理するフィル
処理手段と、前記フィル処理手段から出力するフィル処
理画像信号における前記被写体領域の面積情報信号及び
重心位置情報信号を夫々出力するデータ算出手段と、前
記面積情報信号及び重心位置情報信号、前記被写体領域
に係る色情報信号を夫々更新保持すると共に、保持した
前記色情報信号及び重心位置情報信号を前記２値化処理
手段及びフィル処理手段に夫々出力し、初期設定された
面積情報信号を基準として、これと更新保持した面積情
報信号との差に基づく制御信号を出力する制御信号発生
手段と、前記制御信号に基づいてズームレンズの倍率を
可変制御するズームレンズ駆動制御手段とを備えたこと
を特徴とするビデオカメラ。

【００１１】

【実施例】図１は本発明に係るビデオカメラの一実施例
を説明するためのブロック図、図２は２値化処理手段の
動作を説明するための図、図３はロジカルフィルタの動
作を説明するための図、図４及び図５はフィル処理手段
の動作を夫々説明するための図、図６は初期設定状態以
降のフィル処理手段の動作を説明するための図である。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る自動追尾装置の一
実施例を説明する。さて、本発明なるビデオカメラの映
像信号処理系は、図１に示すように、ＣＣＤ１、信号処
理部２、Ａ／Ｄ変換部３、前処理部４、２値化処理部
５、ロジカルフィルタ６、フィル処理部７、データ算出
部８、制御信号発生部９、ズームレンズ駆動制御系Ａ
（ズームレンズ駆動制御部１０及びモータ１１から構
成）、ズームレンズ１２、映像信号記録系（図示せず）
から構成される。ここでは詳述しないが、この映像信号
処理系に並列して音声信号処理系があることは言うまで
もない。

【００１２】前記したズームレンズ１２は、図示せぬ被
写体の光学像を所望の大きさに拡大・縮小調整するため
の焦点倍率の可変が任意に可能な撮像レンズであり、そ
の鏡胴の進退駆動に応じて焦点倍率の可変制御を行うも
のである。この鏡胴を進退駆動する鏡胴駆動部（図示せ
ず）は前記したモータ１１の回転軸に軸支され、この回
転軸の回転に応じて鏡胴を進退駆動する。

【００１３】前記したＣＣＤ１は、このズームレンズ１
２を介して入光した光学像を光電変換して得た線順次映
像信号を次段の信号処理部２に出力する。

【００１４】前記した信号処理部２は、このＣＣＤ１か
ら出力された線順次映像信号に所定の信号処理を施して
得た複合映像信号を次段のＡ／Ｄ変換部３及び周知のＶ
ＴＲの記録系と略同一の映像信号記録系に夫々出力す
る。

【００１５】前記したＡ／Ｄ変換部３は、この信号処理
部２から出力されたアナログ複合映像信号をＡ／Ｄ変換
して得たデジタル複合映像信号（以下デジタル映像信号
と記す）を次段の前処理部４に出力する。

【００１６】前記した前処理部４は、このＡ／Ｄ変換部
３から出力されたデジタル映像信号に後述する２値化画
像処理をするため、前処理を施したデジタル映像信号を
次段の２値化処理部５に出力する。即ち、この前処理部
４は、ローパスフィルタ及びサブサンプリング回路（い
ずれも図示せず）を有しており、このローパスフィルタ
によって前記Ａ／Ｄ変換部３から出力されたデジタル映
像信号の不要な高域成分を除去し、このサブサンプリン
グ回路で前段のローパスフィルタから出力されたデジタ
ル映像信号を所定の情報量に圧縮するという前処理を行
う。

【００１７】前記した２値化処理部５は、被写体とすべ
き画像領域（以下被写体領域と記す。ここで被写体領域
とは撮像すべきもの全体を指すものではなく、後述する
ユーザが指定した点にある領域を便宜上被写体そのもの
として認識するものである。例えば、赤いシャツを着て
ジーパンを穿いている人を被写体とする場合、ユーザが
赤いシャツの領域を指定するとこの赤いシャツに対応し
た２値化信号の画像領域を被写体領域とする。図２に図
示の領域５Ｃ）内におけるユーザが指定した点（画素。
同図中の点５Ａ）を構成する色情報（色相、彩度、明度
の各情報等から構成される色に関する情報）に基づい
て、前記した前処理部４から出力されたデジタル映像信
号をこの色情報を含む画像領域とこの色情報を含まない
画像領域とに２分割（２値化）処理して得た２値化信号
を次段のロジカルフィルタ６に出力する。

【００１８】前記したロジカルフィルタ６は、前記の２
値化処理部５から出力された２値化信号における被写体
領域５Ｃの近傍に存在する多数の小領域（図２中の孤立
点、細線等の多数の領域５Ｅ）を除去し、被写体領域５
Ｃを整形（フィルタ処理）する画像処理を行って、被写
体領域５Ｃを含む指定の色情報を有する画像領域（被写
体候補領域）を明確化するフィルタ処理を行う（図２に
図示の画像をフィルタ処理することにより図３に図示の
２つの領域６Ａを得る）。こうしてこのフィルタ処理が
施された整形２値化信号を次段のフィル処理部７に供給
する。

【００１９】前記したフィル処理部７は、上記したロジ
カルフィルタ６から出力された整形２値化信号における
被写体領域５Ｃに相当する領域（図３中、左側の領域６
Ａ）の全体を、先にユーザが指定した色情報を用いて塗
りつぶす画像処理（以下フィル処理と記す）を行った結
果、指定の色情報でフィル処理された領域７Ｄ（図５に
図示）を含む２値化信号を次段のデータ算出部８に供給
する。

【００２０】前記したデータ算出部８は、このフィル処
理部７から出力された２値化信号におけるフィル処理さ
れた領域７Ｃについて、その領域７Ｃ内における前記し
た色情報を有する部分領域の総画素数を積算（カウン
ト）することにより面積情報を求めると共に、この領域
７Ｃ全体を包含する座標（Ｘ，Ｙ）を仮想的に設定して
前記した画素数が夫々最大となるＸ値，Ｙ値を夫々求
め、これを前記した総画素数の重心（即ち、面積情報の
重心）とする重心情報を求め、そして、これにより得た
面積情報に関する面積情報信号、重心情報に関する重心
位置情報信号、色情報に関する色情報信号を次段の制御
信号発生部９に夫々供給する。後述する「初期設定状
態」時に、前記した制御信号発生部９に供給される面積
情報信号の面積情報値は基準値としてメモリされ、この
初期設定時以後、１フレーム期間毎に順次供給される面
積情報信号の面積情報値はこの基準値と比較されこれに
より得た差分値に応じた信号をズームレンズ１２の焦点
倍率を制御する制御信号として次段のズームレンズ駆動
制御部１０に供給する。この結果、この差分値がゼロに
なるとこの制御信号は出力されない。また、後述する
「撮影状態（初期設定時以後）」、１フレーム期間毎に
順次供給される重心情報信号及び色情報信号は夫々メモ
リ（更新保持）される。そして直前の１フレーム期間
（前フレーム画面）の重心情報信号及び色情報信号を前
記したフィル処理部７及び２値化処理部５に夫々順次供
給する。この結果、フィル処理部７及び２値化処理部５
は、前フレーム画面における重心情報信号及び色情報信
号と現在の１フレーム期間（現フレーム画面）の重心情
報信号及び色情報信号とを比較し、その比較結果が前フ
レーム画面のものと相関を持つ範囲内であれば、現フレ
ーム画面は前フレーム画面と略同一の画面と判断して被
写体画像を認識し続ける。

【００２１】前記したズームレンズ駆動制御部１０は、
前記した制御信号発生部９から出力された制御信号及び
ズームレンズ倍率可変操作部（図示せず）から出力され
た指示信号に基づいたモータ回転駆動制御信号を次段の
モータ１１に供給する。

【００２２】前記したモータ１１は、このズームレンズ
駆動制御部１０から出力されるモータ回転駆動制御信号
に基づいた回転角度、回転数を得るように回転する。こ
れにより、前記したズームレンズ１２の鏡胴駆動部にこ
のモータ回転駆動制御信号に基づいた動力を伝達するこ
とができるので、これに応じたズームレンズ１２の焦点
倍率の自動調整が可能となる。

【００２３】さて、ここで上記した構成を有するビデオ
カメラの動作について、被写体画像を所望の大きさに先
ず初期設定する「初期設定状態」、次に、被写体画像が
動いて、この画像の大きさが初期設定した被写体画像の
大きさと比較して変化したときこの画像の大きさを初期
設定画像の大きさに戻す自動ズーム制御（オートズー
ム）を行う「撮影状態」の動作を以下に詳しく述べる。

【００２４】１．「初期設定状態」この初期設定状態に
おいては、撮像画面上中央に撮像した被写体画像の色情
報に基づきこの被写体画像を被写体領域とそれ以外の領
域とに識別し、被写体領域の面積情報と重心位置情報と
を算出して各初期値を夫々設定すると共に、この色情報
を保持する。

【００２５】先ず、被写体を図示しないビューファイン
ダ等によりモニタ画面上中央に設定撮影し、あるいはモ
ニタ画面上でカーソル等の使用により被写体画像を指定
し、また前記したズームレンズ倍率可変操作部から出力
される指示信号を前記したズームレンズ駆動制御部１０
に供給することでズームレンズ１２のズーム位置（焦点
倍率）を設定（いわゆるズーム制御）して、モニタ画面
上において被写体画像が所望の大きさになるようにこの
被写体を撮像する。上記したズーム制御は、ここでは詳
述しない周知の自動焦点設定（いわゆるオートフォーカ
ス）機構によって被写体の焦点設定が完了していること
を前提として行われるものであり、本発明に係るビデオ
カメラはこのオートフォーカスを行う構成を持つことは
勿論である。また、上記したズーム制御は、説明の都合
上、本発明に係るビデオカメラが常にモニタ画面上に被
写体を捕らえていることを前提として、行われるものと
する。

【００２６】さて、この初期設定状態において、下記の
手順（１）〜（３）に従って映像信号の処理を行う。即
ち、 （１）色情報の抽出及び色情報に基づく２値化 （２）２値化情報の整形 （３）被写体情報の収集 （１）色情報の抽出及び色情報に基づく２値化 前記した前処理部４から出力されたデジタル映像信号は
前記した２値化処理部５に供給され、そのデジタル映像
信号に基づく画像領域内において前記したようにユーザ
が指定した点の色情報の抽出が行われる。この色情報と
はデジタル映像信号に含まれる色信号の位相（色相）、
色信号の振幅（彩度）、輝度信号の振幅（明度）の各情
報等に関するデータを集合化したものであり、後述する
２値化及びフィル処理を行うために必要なデータであ
る。

【００２７】そして、色情報の抽出が為されると、その
色情報に基づいて前記したデジタル映像信号に基づく全
ての画像領域を上記した色情報が存在する領域とそれ以
外の色情報を持つ領域とに２分割（２値化）する。即
ち、図２に示すように、ユーザが指定した被写体の存在
する領域５Ｂ内の任意の１点５Ａ（あるいは複数の点）
を指定し、その点において検出される色（色相、彩度、
明度等）を被写体の色情報とする。そしてこの色情報を
持つ領域５Ｃとそれ以外の色情報を持つ領域５Ｄとにす
べての画像領域を２分割した２値化信号（例えば、被写
体として特定する領域５Ｃを“１”とし、それ以外の領
域５Ｄを“０”とする）を得る。この２値化を行なった
後、この色情報は後述する「撮影状態」において、被写
体を識別するための情報として用いられる。

【００２８】尚、上記したのはカーソル等の使用により
ユーザが被写体画像を特定しているが、これに限らず、
例えば、上記した領域５Ｂの対角線が交わる点を色情報
を抽出する点としてこの点にある画像を被写体画像とし
て自動設定されるように行っても良い。 （２）２値化情報の整形 上記した２値化信号の画像は、図２に示すように、領域
５Ｃの近傍では信号ノイズ等に起因する複数の孤立点、
細線等の多数の領域５Ｅが生じている。この領域５Ｅは
後述するフィル処理、データ処理において煩雑な信号処
理をしなければならないため、この領域５Ｅを除去し、
領域５Ｃを整形（フィルタ処理）する必要があり、この
整形をロジカルフィルタ６にて行う。このロジカルフィ
ルタ６によって前記した“１”の領域を探索し、検出さ
れた“１”の孤立点のみを除去する。孤立点は“１”の
領域の周囲の領域が全て“０”の領域であることから検
出される。また、細線は“１”の領域の周囲（上下左
右）の領域の内１方向が“１”の領域に繋がっているの
で、この繋がっている“１”の領域が連続して検出され
る方向に探索を行い、検出された“１”の領域を順次除
去して“１”の細線の除去を行う。こうして、図３に示
すように、前記したロジカルフィルタ６は被写体の色情
報を持つ領域５Ｃの近傍に存在する多数の小領域を除去
し、比較的大きな“１”の領域を整形することにより、
同図中に示す大小の被写体候補領域６Ａを有する整形２
値化信号を出力する。このとき得られた複数の被写体候
補領域６Ａは被写体の色情報（“１”の情報）を持つ大
きな領域である。このためここで得られた複数の被写体
候補領域６Ａの内、前述したように、カーソル等の使用
によりユーザが指定した領域５Ｂ内に存在する被写体領
域５Ｃに対応する領域を特定するためにこの整形２値化
信号をフィル処理部７に供給し、先にユーザが指定した
領域５Ｂ内の任意の１点５Ａの色情報に基づいて後述す
るフィル処理を行う。 （３）被写体情報の収集 ここでは前記したロジカルフィルタ部６から供給された
整形２値化信号に基づいて上記した複数の被写体候補領
域６Ａから被写体領域５Ｃに対応する領域を特定するた
め先にユーザが指定した領域５Ｃ内の任意の１点５Ａの
色情報によってこの被写体領域５Ｃに相当する被写体候
補領域６Ａのみにフィル処理を行い、こうしてフィル処
理部７から出力された２値化信号はデータ算出部８によ
ってこの被写体領域５Ｃに相当するフィル処理された被
写体候補領域の面積情報及び重心位置情報を夫々算出す
る。この後、この領域の色情報、面積情報及び重心位置
情報を被写体情報として制御信号発生部９に供給するこ
とにより、後述する「撮影状態」における前記したズー
ム倍率の可変制御を行うことが可能となる。

【００２９】さて、前記したフィル処理部７の動作を図
４及び図５を用いて詳細に説明する。ここでフィル処理
とは、図４に示す２つの被写体候補領域６Ａの内、被写
体候補領域５Ｃに相当する領域（図４中、左側の領域６
Ａ）の後述する始点７Ａが含まれる全ての領域を上記し
た色情報だけの集合領域に置き換えるという処理である
（言うまでもないが、この領域内には上記した色情報と
は異なった色情報が多数存在している）。この始点７Ａ
は領域６Ａのいずれの場所にあっても良く、先にユーザ
が指定した領域５Ｂ内の任意の１点（あるいは複数の
点）５Ａであっても良い。

【００３０】即ち、先ずこの始点（画素）７Ａから左方
向に領域６Ａの左境界線までフィル処理を行い、次に右
方向に領域６Ａの右境界線までフィル処理を行う。次に
このフィル処理が行われた列の上下の画素列を左右の境
界線までフィル処理を順次行い、このように順次領域６
Ａ内のすべての画素を走査したときこのフィル処理を終
了する。こうして図５に示すようにフィル処理が行われ
た領域、即ち、被写体領域７Ｃを得る。

【００３１】前記したフィル処理部７においてフィル処
理が行われた２値化信号は前記したデータ算出部８に供
給され、ここで前記した被写体領域７Ｃのフィル処理を
行った全画素数を積算（カウント）することにより被写
体領域７Ｃの面積情報が求まる。また、この被写体領域
７Ｃ全体を包含する画像領域における座標（Ｘ，Ｙ）を
仮想的に設定して前記した画素数が最大となるＸ値，Ｙ
値を夫々求めることにより被写体領域７Ｃの重心７Ｄに
おける座標の値が重心位置情報として得られる。こうし
て求められた面積情報及び重心位置情報は夫々面積情報
信号及び重心位置情報信号として制御信号発生部９に供
給される。そして、この面積情報信号はこの制御信号発
生部９において被写体領域７Ｃの初期面積情報（基準面
積情報）として以下「撮影状態」に得られる被写体情報
の面積情報と逐次比較するために記憶される。また、こ
の重心位置情報は後述する「撮影状態」時、真の被写体
領域のみにフィル処理を施すための始点を予測するため
のデータとして保持される。 ２．「撮影状態」さて、「初期設定状態」において初期
設定を行った後、通常のビデオカメラの撮影状態となる
状態を「撮影状態」という。このときズーム制御を行う
動作について説明する。「撮影状態」では撮像される映
像は刻々と変化しているので、先の「初期設定状態」に
おいて設定した被写体情報を基準としてこの被写体の色
と大きさの変化に対応して、常に被写体の大きさが常時
同一に保たれるようなズーム制御を行う。ここでは被写
体の映像信号について前記した「初期設定状態」時の前
記した（１）〜（３）までの手順に沿った信号処理を行
った後、更に後述する（４）被写体情報の再設定、
（５）ズーム制御の各手順が１フレーム毎に順次繰り返
し行われる。 （４）被写体情報の再設定 この「撮影状態」において、被写体の色や形状が刻々と
変化するとその被写体領域の色情報、面積情報、重心位
置情報（これら３つの情報を以下被写体情報という）も
変化する。このため、この被写体情報の内、色情報及び
重心位置情報を順次求め、現在の１フレーム期間（現フ
レーム画面）の色情報及び重心位置情報と直前の１フレ
ーム期間（前フレーム画面）の色情報及び重心位置情報
とを比較し、この比較結果が前フレーム画面のものと相
関を持つ範囲内であれば、現フレーム画面は前フレーム
画面と略同一であると判断し、被写体画像を認識し続け
ると共に、現フレーム画面の被写体情報を最新の被写体
情報として再設定する。この「撮影状態」に撮像された
映像信号は、前述した「（１）色情報の設定及び色情報
に基づく２値化」と同様な処理が行われた後、後述する
被写体領域７Ｅ（図６に図示）が決定される（図６は、
便宜上「初期設定状態」における被写体領域７Ｃと、
「撮影状態」おける被写体領域７Ｅとを同一モニタ画面
上に表示している状態を示している）。このとき前記し
た制御信号発生部９に記憶保持していた色情報（「初期
設定状態」も含む前フレーム画面の色情報）に基づいて
この色情報と相関を持つ範囲として最も近い色相、彩
度、明度から構成される色情報（現フレーム画面の色情
報）を持つ領域を決定する。そして、このとき決定され
た領域が得られた２値化信号は前記したロジカルフィル
タ６に供給され、前記した「（２）２値化情報の整形」
と同様な処理が行われることによって孤立点及び細線が
フィルタ処理された後、前記したフィル処理部７に供給
され、前記した「（３）被写体情報の収集」と同様な処
理が行われる。

【００３２】さて、被写体情報の再設定のときのフィル
処理部７の動作を図６を用いて説明する。同図において
前記した２値化処理部５及びロジカルフィルタ６を介し
て被写体領域７Ｅが得られており、この被写体領域７Ｅ
のフィル処理を行う場合、フィル処理の始点を設定する
ためにこの被写体領域７Ｅの重心を予測する（予測点７
Ｆ）。この予測点７Ｆは、１フレーム毎に求められる被
写体領域７Ｅの重心位置情報を順次蓄積していくことに
より、この重心位置情報の軌跡７Ｈ（一点鎖線）を満足
あるいは近似する関数により求められる。そして、この
予測点７Ｆを始点として上記したフィル処理を行う。ま
た、このとき得られた被写体領域７Ｅからこの被写体領
域７Ｅの持つ色情報（予測点７Ｆを構成する色相、色
彩、明度から構成される色情報）が求められるので先の
色情報（前フレーム画面の色情報）をこの被写体領域７
Ｅの色情報（現フレーム画面の色情報）に更新し、前記
したデータ算出部８を介して今後変化する被写体領域７
Ｅの動きを予測するために前記した制御信号発生部９に
現フレーム画面の色情報を記憶保持する。

【００３３】また、前記した予測点７Ｆに被写体候補領
域が存在しないとき（例えば被写体の動きが激しかった
り、大きい場合等）、初期設定状態で求められた重心７
Ｄの座標データから一番近い被写体領域７Ｅ内の点の座
標データを求め（重心７Ｄから最短距離にある被写体領
域７Ｅ内の点）、その点７Ｇを始点として上記したフィ
ル処理を行ってもよい。更に、上記したフィル処理を行
う始点を予測点７Ｆより求める方法に対し、「初期設定
状態」における被写体領域７Ｃの重心７Ｄが現在の被写
体領域７Ｅに含まれるとき、例えば「初期設定状態」に
おける被写体領域７Ｃの重心７Ｄが被写体領域７Ｅに含
まれるとき等、被写体の動きがほとんど変わらない場
合、この重心７Ｄをフィル処理の始点としてもよい。

【００３４】こうして得られた予測点（始点）７Ｆある
いは点７Ｇにより被写体領域７Ｅのフィル処理を行い、
同様にして前記データ算出部８によって面積情報及び重
心位置情報が求まるので、これら情報を色情報と共に最
新の被写体情報として更新するため、この面積情報信号
及び重心位置情報信号を前記制御信号発生部９に夫々供
給する。そして前記した制御信号発生部９に記憶されて
いる前フレーム画面の被写体情報をこの被写体情報に置
き換える。この制御信号発生部９において、「初期設定
状態」における被写体領域７Ｃの面積情報信号の値（基
準面積情報信号の値、基準値とする）に対するこの被写
体領域７Ｅの面積情報信号の値（現在面積値）との差分
値を求める。この差分値により現在面積値の増減比率を
求め、この現在面積値の増減比率が減少した場合、被写
体が「初期設定状態」にあった位置から遠ざかった距離
をこの面積情報信号の値の比率から算出する。また、こ
の現在面積値の増減比率が増加した場合、被写体が「初
期設定状態」にあった位置から近付いてきた距離をこの
面積情報信号の値の比率から算出する。 （５）ズーム制御 こうして算出された前記面積情報信号の値の増減比率か
ら現在の被写体の面積情報信号の値である現在面積値を
基準値と同一の値にするときの倍率が求まるので、この
現在面積値を基準値と等しくする拡大・縮小倍率が定ま
るから、これに対応するズームレンズ倍率制御信号が求
まり、これをズームレンズ駆動制御部１０に供給する。
このズームレンズ駆動制御部１０はこのズームレンズ倍
率制御信号に基づいてモータ回転駆動制御信号をモータ
１１に供給する。このモータ１１はこのモータ回転駆動
制御信号により前記したズームレンズ１２の鏡胴駆動部
に前記したモータ回転駆動制御信号に基づく回転角度及
び回転数に応じた動力を伝達し、ズームレンズ１２の焦
点倍率の自動調整を行う。例えば、現フレーム画面の被
写体の大きさが前フレーム画面の被写体の大きさより小
さくなったとき（面積値にして基準値の１／４倍）、被
写体の大きさを前画面における被写体の大きさと等しく
するため前記した制御信号発生部９はズームレンズの倍
率を４倍に指示する旨のズームレンズ倍率制御信号をズ
ームレンズ駆動制御部１０に供給する。

【００３５】さて、上記したフィル処理において、前フ
レーム画面と相関を持たない画像が現フレーム画面で得
られたとき（例えば、前フレーム画面まで青い服を着た
人が被写体として認識されていたが、この被写体が現フ
レーム画面において急に赤い人形を抱えてたとき等）、
被写体の色情報と被写体内部の別の物体の色情報が異な
るため、上記した２値化処理によって得られる被写体領
域内部に穴に相当する領域が生じてしまい、被写体が変
化しなくとも、人形の形が変わったり、人形を移動する
ことによってフィル処理によって得られたこの穴の領域
が変化するので、算出される重心位置が変化する。この
ため、重心位置の予測が誤ったり、面積量の変化を誤っ
て検出してしまうのでズームの誤作動を起こす虞れがあ
る。但し、前記した別領域は被写体領域の内部に発生す
るものとする。

【００３６】そこで、被写体領域内部に別の色情報を持
つ領域（別領域）が存在する場合、この別領域に影響さ
れないで被写体を優先したフィル処理を行う必要があ
る。この方法として次に述べるように段階的に上記した
フィル処理を行う。先ず、別領域を除く被写体領域に上
記したフィル処理を行った（フィル処理１とする）後、
被写体領域以外の画面の全領域のフィル処理を行う（フ
ィル処理２とする）。このとき、このフィル処理２の始
点は、例えばフィル処理１の始点から最短距離にある被
写体領域以外の領域の点とする。また、この時点で被写
体領域内部の別領域はフィル処理が成されていない。そ
して、前記したフィル処理２によってフィル処理を行っ
た領域以外の領域のフィル処理を行う（フィル処理３と
する）。このフィル処理３において、この被写体領域内
部の別領域を含む全領域のフィル処理を行うことで被写
体領域を特定する。よって前記したフィル処理１〜フィ
ル処理３を行うことで、被写体領域内部に前記した別領
域が存在する場合でも、この別領域の影響を吸収した形
で被写体領域を優先したフィル処理を行うことが可能と
なり、上記したフィル処理３と同時に前記したデータ算
出部８によって算出される被写体領域の面積及び重心か
ら前記した被写体の重心の予測点７Ｅを求めれば、被写
体領域に対するオートズーム制御が行えるので上記した
不具合を改善することができる。

【００３７】尚、上記したような段階的なフィル処理に
ついて、例えば、前記フィル処理２によって得られた被
写体領域以外の画面の全領域の面積を求めることで、被
写体領域と被写体領域以外の領域の面積比を算出するこ
とができるので、この面積比を一定に保つように前記制
御信号発生部９が制御信号を前記ズームレンズ駆動制御
部１０に供給しても良いことは勿論である。

【００３８】尚、上記した被写体領域のフィル処理によ
ると所定のフレーム期間毎にこのフィル処理を行って上
記した重心位置情報を求め、この制御信号発生部９に記
憶することにより、被写体領域の重心位置情報が蓄積さ
れるので、被写体の重心位置を予測することが可能であ
り、また、被写体領域が求まると、その都度被写体領域
の重心位置情報を更新するので予測値を修正することが
できるので、被写体領域の位置を正確に捕えることがで
きる。よって、この被写体領域の重心位置情報を用いる
ことで精度良くオートズーム制御を行うと同時に、例え
ばビデオカメラのパン及び／又はチルトを制御する被写
体の自動追尾が行えることは勿論である。

【００３９】また、１フレーム毎にフィル処理を行うこ
とで、刻々と変化していく被写体の状態に追従して被写
体情報を得ることができる。即ち、被写体領域を特定す
る色情報は前フレーム期間までに得られた被写体の色情
報の平均値を用いるため、被写体の色が次第に変化して
いくような場合、例えば、太陽、電球、蛍光灯等の種々
の光源下において同じ被写体を撮像するときでも被写体
を特定することができるので、精度良くオートズーム制
御を行うと同時に、例えばビデオカメラのパン及び／又
はチルトを制御する被写体の自動追尾が行えることは勿
論である。

【００４０】尚、係るオートズーム制御の操作性を向上
させるため、オートフォーカス（自動焦点設定）機構に
よって推定される被写体との距離情報によりオートズー
ムを行う方法があった。即ち、撮像された映像信号から
特定の高域成分を取り出し、その高域成分の振幅が最大
となるように焦点（ピント）調整（いわゆる山登りサー
ボ方式）を行うことで係るビデオカメラから被写体迄の
距離を推定してこのズーム制御を行っていたが、この距
離情報は誤差が大きいため、オートズームを精度良く行
うことが困難であるので、このオートフォーカス機構の
距離情報に比べ、本実施例により移動した被写体の正確
な移動情報として面積情報及び重心位置情報を得ること
が可能となるため、これらの情報をオートフォーカス制
御に用いることによりズームレンズの駆動制御も精度良
く行うことができる。

【００４１】尚、本実施例ではビデオカメラのオートズ
ーム制御について説明したが、例えば、前記したＣＣＤ
撮像素子を撮像媒体とするスチルカメラ等に本発明の構
成を加えることによってこのスチルカメラ等のオートズ
ーム制御を行えることは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】本発明のビデオカメラは、撮像した被写
体に係る画像を被写体領域とそれ以外の領域とに２値化
する２値化処理手段と、前記被写体領域に係る２値画像
信号をフィル処理するフィル処理手段と、前記フィル処
理手段から出力するフィル処理画像信号における前記被
写体領域の面積情報信号及び重心位置情報信号を夫々算
出するデータ算出手段と、前記面積情報信号及び重心位
置情報信号、前記被写体領域に係る色情報信号を夫々更
新保持すると共に、保持した前記色情報信号及び重心位
置情報信号を前記２値化処理手段及びフィル処理手段に
夫々出力し、初期設定された面積情報信号を基準とし
て、これと更新保持した面積情報信号との差に基づく制
御信号を出力する制御信号発生手段と、前記制御信号に
基づいてズームレンズの倍率を可変制御するズームレン
ズ駆動制御手段とを備えたから、撮像された被写体の色
情報信号に基づいて被写体を特定し、その面積情報信号
を求めることにより、例えば初期設定状態の面積情報信
号の値を基準として、現在この面積情報信号値がどの程
度変化したかによって、被写体及び被写体と略同じ大き
さと略同じ動きを持つ被写体以外のものとの識別が確実
になるため、ズームレンズの駆動制御を精度良く行うこ
とができるので、常時同一の被写体画像を継続して撮影
することができる等の効果がある。

【００４３】また、上記した本発明のビデオカメラによ
り撮像された被写体の色情報信号に基づいて被写体を特
定し、その重心位置情報信号を求めることにより被写体
の動きに迅速かつ確実に追従できるので、例えば、略同
一の輝度情報を有しかつ異なる色彩（例えば元の被写体
画像の色彩は「白」であるが、「白」に近い「クリーム
色」）の他の画像が瞬時に入れ替わった場合でも被写体
の特定の維持が可能となり、動きが激しい中にある被写
体であってもこの被写体画像を常時同一の大きさで継続
して撮影することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るビデオカメラの一実施例を説明す
るためのブロック図である。

【図２】２値化処理手段の動作を説明するための図であ
る。

【図３】ロジカルフィルタの動作を説明するための図で
ある。

【図４】フィル処理手段の動作を説明するための図であ
る。

【図５】フィル処理手段の動作を説明するための図であ
る。

【図６】初期設定状態以降のフィル処理手段の動作を説
明するための図である。

【符号の説明】

５ ２値化処理部 ５Ｃ，６Ａ，７Ｃ，７Ｅ 被写体領域 ６ フィルタ ７ フィル処理部 ８ データ算出部 ９ 制御信号発生部 １０ ズームレンズ駆動制御部 １２ ズームレンズ Ａ ズームレンズ駆動制御系

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像した被写体に係る画像を被写体領域と
   それ以外の領域とに２値化する２値化処理手段と、 前記被写体領域に係る２値画像信号をフィル処理するフ
   ィル処理手段と、 前記フィル処理手段から出力するフィル処理画像信号に
   おける前記被写体領域の面積情報信号及び重心位置情報
   信号を夫々出力するデータ算出手段と、 前記面積情報信号及び重心位置情報信号、前記被写体領
   域に係る色情報信号を夫々更新保持すると共に、保持し
   た前記色情報信号及び重心位置情報信号を前記２値化処
   理手段及びフィル処理手段に夫々出力し、初期設定され
   た面積情報信号を基準として、これと更新保持した面積
   情報信号との差に基づく制御信号を出力する制御信号発
   生手段と、 前記制御信号に基づいてズームレンズの倍率を可変制御
   するズームレンズ駆動制御手段とを備えたことを特徴と
   するビデオカメラ。