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JP5084542B2 - Automatic tracking imaging device, automatic tracking imaging method, and automatic tracking imaging program - Google Patents

Automatic tracking imaging device, automatic tracking imaging method, and automatic tracking imaging program Download PDF

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JP5084542B2
JP5084542B2 JP2008029057A JP2008029057A JP5084542B2 JP 5084542 B2 JP5084542 B2 JP 5084542B2 JP 2008029057 A JP2008029057 A JP 2008029057A JP 2008029057 A JP2008029057 A JP 2008029057A JP 5084542 B2 JP5084542 B2 JP 5084542B2
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Description

この発明は、画像中に指定した目標被写体を追尾して撮影する自動追尾撮影装置、自動追尾撮影方法および自動追尾撮影プログラムに関するものである。   The present invention relates to an automatic tracking imaging device, an automatic tracking imaging method, and an automatic tracking imaging program for tracking and shooting a target subject specified in an image.

被災建造物、事件車両等の目標被写体を追尾して連続的に撮影するために、ヘリコプタに搭載されたビデオカメラ、監視カメラ等を用いた自動追尾撮影が行われる。従来の自動追尾撮影装置は、ビデオカメラが撮影中の動画像をディスプレイに表示してユーザに矩形枠等で目標被写体を指定させ、その目標被写体の移動を画像処理等により検知する。そして、移動する目標被写体がビデオカメラの撮影範囲内に維持されるように随時雲台を制御して、雲台に取り付けられたビデオカメラの光軸の向きを調整していた(例えば、特許文献1または特許文献2)。   Automatic tracking shooting using a video camera, surveillance camera, or the like mounted on a helicopter is performed in order to track and continuously shoot target objects such as damaged buildings and incident vehicles. A conventional automatic tracking imaging device displays a moving image being shot by a video camera on a display, causes a user to specify a target subject using a rectangular frame or the like, and detects the movement of the target subject by image processing or the like. Then, the pan head is controlled at any time so that the moving target subject is maintained within the shooting range of the video camera, and the direction of the optical axis of the video camera attached to the pan head is adjusted (for example, Patent Documents). 1 or Patent Document 2).

特開平5−6434号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-6434 特開平8−9227号公報JP-A-8-9227

従来の自動追尾撮影装置は以上のように構成されているので、ユーザはビデオカメラから入力された動画像を見ながら目標被写体を指定する必要があった。そのため、画像中の目標被写体位置が激しく変化する場合には、目標被写体の指定が困難であるという課題があった。   Since the conventional automatic tracking imaging apparatus is configured as described above, the user has to specify the target subject while viewing the moving image input from the video camera. Therefore, when the target subject position in the image changes drastically, there is a problem that it is difficult to specify the target subject.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ユーザによる目標被写体の指定において、ビデオカメラから入力された動画像から取り出した1枚の静止画を提示すると共に、この静止画のみを用いてユーザが目標被写体を容易に指定することができる自動追尾撮影装置、自動追尾撮影方法および自動追尾撮影プログラムを得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and presents a single still image extracted from a moving image input from a video camera when a user designates a target subject. An object is to obtain an automatic tracking imaging apparatus, an automatic tracking imaging method, and an automatic tracking imaging program that allow a user to easily specify a target subject using only an image.

この発明に係る自動追尾撮影装置は、連続的に画像を取得する撮像部と、撮像部で取得した画像を表示する表示部と、撮像部で取得した画像を表示部に出力し、一時停止動作を受けた場合は、表示部で表示する画像を一時停止させ、かつ、一時停止した画像中に存在する目標被写体の指定を受けると共に、一時停止中に撮像部で新たに取得した画像を記録部に記録させる一時停止型目標被写体指定部と、当該一時停止中に記録部に連続的に記録される画像から、目標被写体の位置を連続的に探索する目標被写体探索部と、目標被写体探索部で探索した目標被写体の位置が画像の所定位置になるように撮像部の撮像範囲を演算する撮像範囲演算部と、撮像範囲演算部で算出した撮像範囲に基づいて撮像部の方向を制御する撮像方向変更部とを備えるようにしたものである。 An automatic tracking imaging apparatus according to the present invention includes an imaging unit that continuously acquires images, a display unit that displays images acquired by the imaging unit, and outputs an image acquired by the imaging unit to the display unit to perform a pause operation. When the image is received, the image displayed on the display unit is paused, the designation of the target subject existing in the paused image is received, and the image newly acquired by the imaging unit during the pause is recorded on the recording unit A pause type target subject designating unit to be recorded in the target, a target subject search unit for continuously searching for a target subject position from images continuously recorded in the recording unit during the pause, and a target subject search unit. An imaging range calculation unit that calculates the imaging range of the imaging unit so that the searched target subject position becomes a predetermined position of the image, and an imaging direction that controls the direction of the imaging unit based on the imaging range calculated by the imaging range calculation unit With change section In which was to so that.

この発明によれば、連続的に画像を取得する撮像部と、撮像部で取得した画像を表示する表示部と、撮像部で取得した画像を表示部に出力し、一時停止動作を受けた場合は、表示部で表示する画像を一時停止させ、かつ、一時停止した画像中に存在する目標被写体の指定を受けると共に、一時停止中に撮像部で新たに取得した画像を記録部に記録させる一時停止型目標被写体指定部と、当該一時停止中に記録部に連続的に記録される画像から、目標被写体の位置を連続的に探索する目標被写体探索部と、目標被写体探索部で探索した目標被写体の位置が画像の所定位置になるように撮像部の撮像範囲を演算する撮像範囲演算部と、撮像範囲演算部で算出した撮像範囲に基づいて撮像部の方向を制御する撮像方向変更部とを備えるようにしたので、静止画のみを用いてユーザが目標被写体を容易に指定することができる自動追尾撮影装置を得ることができる。

According to the present invention, when an imaging unit that continuously acquires images, a display unit that displays images acquired by the imaging unit, and an image acquired by the imaging unit are output to the display unit and subjected to a pause operation Temporarily pauses the image displayed on the display unit, receives the designation of the target subject existing in the paused image, and records the newly acquired image in the imaging unit during the pause on the recording unit A target subject search unit that continuously searches for a target subject position from a stop-type target subject designation unit, an image continuously recorded in the recording unit during the pause, and a target subject searched by the target subject search unit An imaging range calculation unit that calculates the imaging range of the imaging unit so that the position of the image becomes a predetermined position of the image, and an imaging direction change unit that controls the direction of the imaging unit based on the imaging range calculated by the imaging range calculation unit I prepared Allows a user using only still image obtaining automatic tracking imaging apparatus can easily specify a target object.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る自動追尾撮影装置の全体構成を示すブロック図である。図1に示す自動追尾撮影装置は、目標被写体を撮影するビデオカメラ(撮像部)1、制御信号に従ってビデオカメラ1の向きを変更するカメラ向き変更装置(撮像方向変更部)2、ビデオカメラ1から連続的に入力される画像をタッチパネル付きディスプレイ(表示部)7に表示させると共に、ユーザがタッチパネル付きディスプレイ7を介して目標被写体を指定している間に新たに撮影された画像を画像メモリ(記録部)6に記録させる一時停止型目標被写体指定部3、画像メモリ6に記録された画像またはビデオカメラ1から入力される画像から目標被写体を探索する目標被写体探索部4、目標被写体探索部4が探索した目標被写体がビデオカメラ1の撮影範囲から逸脱しないようにビデオカメラ1の向きを計算し、制御信号を出力するカメラ向き演算部(撮像範囲演算部)5、一時停止型目標被写体指定部3から出力された画像を記録する画像メモリ6、および、ビデオカメラ1の撮影した画像を表示すると共にユーザの入力を受け付けるタッチパネル付きディスプレイ7を備える。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the automatic tracking imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. An automatic tracking imaging apparatus shown in FIG. 1 includes a video camera (imaging unit) 1 that captures a target subject, a camera orientation changing device (imaging direction changing unit) 2 that changes the orientation of the video camera 1 according to a control signal, and a video camera 1. A continuously input image is displayed on a display (display unit) 7 with a touch panel, and an image memory (recording) is newly captured while the user designates a target subject via the display 7 with a touch panel. Part), a pause type target subject specifying unit 3 to be recorded, a target subject searching unit 4 for searching for a target subject from an image recorded in the image memory 6 or an image inputted from the video camera 1, and a target subject searching unit 4 The direction of the video camera 1 is calculated so that the searched target object does not deviate from the shooting range of the video camera 1, and a control signal is output. The camera orientation calculation unit (imaging range calculation unit) 5, the image memory 6 for recording the image output from the pause target target designation unit 3, and the image captured by the video camera 1 are displayed and the input of the user is accepted. A display 7 with a touch panel is provided.

図2は、この発明の実施の形態1に係る自動追尾撮影装置の自動追尾の概要を示す説明図である。本実施の形態では、図2(a)に示すように、ヘリコプタ11に搭載されたビデオカメラ1が道路を走行中の乗用車12を自動追尾撮影する例を用いて、自動追尾撮影装置を説明する。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of automatic tracking of the automatic tracking imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, an automatic tracking imaging apparatus will be described using an example in which a video camera 1 mounted on a helicopter 11 automatically tracks a passenger car 12 traveling on a road. .

図1および図2(a)に示すビデオカメラ1は周囲を撮影して画像を出力する。カメラ向き変更装置2は、パン角およびチルト角の回転が可能な雲台等によって構成され、カメラ向き演算部5から入力された制御信号に基づいてビデオカメラ1の向きを変更し、ビデオカメラ1の撮影範囲を変更する。   The video camera 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2 (a) captures the surroundings and outputs an image. The camera orientation changing device 2 is composed of a pan head or the like capable of rotating the pan angle and the tilt angle, and changes the orientation of the video camera 1 based on a control signal input from the camera orientation computing unit 5. Change the shooting range.

一時停止型目標被写体指定部3は、ビデオカメラ1によって撮影された画像をビデオフレームとしてタッチパネル付きディスプレイ7に表示させる。ユーザがタッチパネル付きディスプレイ7に表示された一時停止ボタンを操作する等して一時停止動作が入力されると、一時停止型目標被写体指定部3がその入力を検知してタッチパネル付きディスプレイ7の表示を一時停止させると共に、表示している画像を画像メモリ6に記録させる。さらに、後述のように、一時停止型目標被写体指定部3はタッチパネル付きディスプレイ7から入力された目標被写体の入力情報に基づく領域画像を画像メモリ6へ記録させる。   The pause type target subject designating unit 3 displays an image taken by the video camera 1 on the display 7 with a touch panel as a video frame. When a user inputs a pause operation by operating a pause button displayed on the display 7 with a touch panel, the pause type target subject designating unit 3 detects the input and displays the display 7 with the touch panel. At the same time, the displayed image is recorded in the image memory 6. Further, as will be described later, the pause-type target subject designating unit 3 causes the image memory 6 to record a region image based on the target subject input information input from the display 7 with the touch panel.

タッチパネル付きディスプレイ7は、一時停止型目標被写体指定部3から出力された画像をビデオフレームとして表示する。図2(b)は、タッチパネル付きディスプレイ7に表示された静止画像を示す。一時停止型目標被写体指定部3は、静止画像にX軸およびY軸からなる座標を設定し、静止画像中心に原点(0,0)を設定する。ユーザは、タッチパネル付きディスプレイ7に表示された一時停止中のビデオフレームF0から、目標被写体である乗用車12を矩形枠等で指定する(図2(c))。   The display 7 with a touch panel displays the image output from the pause type target subject designating unit 3 as a video frame. FIG. 2B shows a still image displayed on the display 7 with a touch panel. The pause target target designating unit 3 sets the coordinates of the X axis and the Y axis in the still image, and sets the origin (0, 0) at the center of the still image. The user designates the passenger car 12 as the target subject with a rectangular frame or the like from the paused video frame F0 displayed on the display 7 with the touch panel (FIG. 2 (c)).

ユーザの入力した情報はタッチパネル付きディスプレイ7から一時停止型目標被写体指定部3へ出力され、一時停止型目標被写体指定部3がその矩形枠に基づいて領域画像R0を特定する(図2(c))。特定した領域画像R0は、画像メモリ6が記録する。なお、ユーザが目標被写体を指定している間は、ビデオカメラ1が所定時間毎に出力する画像はタッチパネル付きディスプレイ7に表示されず、画像メモリ6へ記録されるのみとする。従って、ユーザは静止画像を用いて容易に目標被写体を指定することができる。ユーザが入力操作していない期間は、一時停止型目標被写体指定部3がビデオカメラ1の撮影した画像をタッチパネル付きディスプレイ7に順次表示させる。   Information input by the user is output from the display 7 with a touch panel to the pause target target designating unit 3, and the pause target target designating unit 3 identifies the region image R0 based on the rectangular frame (FIG. 2C). ). The specified area image R0 is recorded by the image memory 6. Note that while the user designates the target subject, an image output by the video camera 1 every predetermined time is not displayed on the display 7 with the touch panel but is only recorded in the image memory 6. Therefore, the user can easily specify the target subject using the still image. During a period when the user is not performing an input operation, the pause target object designating unit 3 sequentially displays images taken by the video camera 1 on the display 7 with a touch panel.

目標被写体探索部4は、所定時間毎に画像メモリ6に記録されている画像から、一時停止型目標被写体指定部3が特定した領域画像と最も良く一致する領域である類似領域画像をテンプレートマッチングにより探索し、その中心座標を算出する。図2(d)は、ユーザが領域画像を指定するために用いたビデオフレームF0に続いて撮影されたビデオフレームF1を示す。目標被写体探索部4は、ビデオフレームF1から領域画像と最も良く一致する類似領域画像R1を探索し、その中心座標(dx,dy)を算出する(図2(e))。   The target subject searching unit 4 performs a template matching on a similar region image that is the region best matched with the region image specified by the pause type target subject specifying unit 3 from images recorded in the image memory 6 at predetermined time intervals. Search and calculate the center coordinates. FIG. 2D shows a video frame F1 taken after the video frame F0 used by the user to designate a region image. The target subject searching unit 4 searches the similar region image R1 that best matches the region image from the video frame F1, and calculates the center coordinates (dx, dy) (FIG. 2 (e)).

カメラ向き演算部5は、算出された中心座標(dx,dy)が原点(0,0)になるようなパン角およびチルト角を計算し、制御信号としてカメラ向き変更装置2へ出力する(図2(f))。カメラ向き変更装置2は、制御信号に基づいてビデオカメラ1の光軸の向きを変更し、目標被写体がビデオカメラ1の撮影範囲から逸脱しないように撮影範囲を変更する。   The camera direction calculation unit 5 calculates a pan angle and a tilt angle so that the calculated center coordinates (dx, dy) become the origin (0, 0), and outputs the pan angle and the tilt angle to the camera direction changing device 2 as a control signal (see FIG. 2 (f)). The camera direction changing device 2 changes the direction of the optical axis of the video camera 1 based on the control signal, and changes the shooting range so that the target subject does not deviate from the shooting range of the video camera 1.

次に、図1から図5を用いて、自動追尾撮影装置の動作について説明する。以下では、ビデオカメラ1の撮影は100ms毎に行われることとし、目標被写体探索部4の類似領域R1探索は50ms要することとする。また、ユーザの目標被写体の指定後、画像メモリ6に記録された画像を用いて探索している間にビデオカメラ1が新たに撮影した画像は、画像メモリ6に記録されることとする。   Next, the operation of the automatic tracking imaging apparatus will be described with reference to FIGS. In the following, it is assumed that shooting by the video camera 1 is performed every 100 ms, and that the similar area R1 search of the target subject searching unit 4 requires 50 ms. In addition, after the user designates a target subject, an image newly taken by the video camera 1 while searching using the image recorded in the image memory 6 is recorded in the image memory 6.

図3(図3−1および図3−2)は、この発明の実施の形態1に係る自動追尾撮影装置のユーザ入力操作開始直後の状態を示す説明図である。図3において、時間軸下の三角形が現時刻を示し、時間軸上の数値は画像fiが取得された時刻を示す。図4は、この発明の実施の形態1に係る自動追尾撮影装置の動作を示すフローチャートである。図3(a)に示すように、ビデオカメラ1の撮影した画像fiは、一時停止型目標被写体指定部3を介して、タッチパネル付きディスプレイ7に順次表示される(ステップST1)。ステップST2において、タッチパネル付きディスプレイ7上に表示された一時停止ボタン(図示せず)をユーザが押下すると、タッチパネル付きディスプレイ7を介して、一時停止型目標被写体指定部3が一時停止動作の入力を検知する。   3 (FIGS. 3-1 and 3-2) is an explanatory diagram showing a state immediately after the start of a user input operation of the automatic tracking imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, the triangle below the time axis indicates the current time, and the numerical value on the time axis indicates the time when the image fi is acquired. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the automatic tracking imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 3A, the images fi taken by the video camera 1 are sequentially displayed on the display 7 with the touch panel via the pause type target subject designating unit 3 (step ST1). In step ST2, when the user presses a pause button (not shown) displayed on the display 7 with a touch panel, the pause type target subject specifying unit 3 inputs a pause operation via the display 7 with the touch panel. Detect.

ステップST3において一時停止型目標被写体指定部3は、一時停止動作の入力を検知したときにタッチパネル付きディスプレイ7が表示しているビデオフレームF0を一時停止させる。そして、ユーザが目標被写体を指定するために入力操作を行う間、入力操作が開始された時点でタッチパネル付きディスプレイ7に表示されたビデオフレームF0をそのまま表示し続けると共にビデオフレームF0である画像f0を画像メモリ6に記録させる。ユーザは、タッチパネル付きディスプレイ7に一時停止した状態で表示されるビデオフレームF0から目標被写体を矩形枠で指定する。タッチパネル付きディスプレイを介して入力された、矩形枠で指定された目標被写体は、一時停止型目標被写体指定部3が領域画像R0として受け付ける。   In step ST3, the pause type target subject designating unit 3 pauses the video frame F0 displayed on the display 7 with the touch panel when the input of the pause operation is detected. While the user performs an input operation to designate the target subject, the video frame F0 displayed on the display 7 with the touch panel is displayed as it is when the input operation is started, and an image f0 that is the video frame F0 is displayed. It is recorded in the image memory 6. The user designates the target subject as a rectangular frame from the video frame F0 displayed in a paused state on the display 7 with the touch panel. The target object specified by the rectangular frame input via the display with the touch panel is received as the area image R0 by the pause target object specifying unit 3.

ユーザが目標被写体を指定している間にビデオカメラ1により100ms毎に撮影された画像f1,f2,f3・・・,fiは、一時停止型目標被写体指定部3によって順次画像メモリ6に記録される。ユーザによる矩形入力の所要時間が475msであった場合、図3(b)に示すように475ms中に撮影された画像f1,f2,f3,f4がそれぞれ画像メモリ6に記録される。一時停止型目標被写体指定部3がユーザの入力操作が終了したことを検知すると(ステップST4“Yes”)、自動追尾撮影装置はまず画像メモリ6に記録された画像fiから目標被写体を探索する。   Images f1, f2, f3,..., Fi, which are taken every 100 ms by the video camera 1 while the user designates the target subject, are sequentially recorded in the image memory 6 by the pause type target subject designation unit 3. The When the time required for rectangular input by the user is 475 ms, images f1, f2, f3, and f4 captured during 475 ms are recorded in the image memory 6 as shown in FIG. When the pause-type target subject designating unit 3 detects that the user's input operation has been completed (step ST4 “Yes”), the automatic tracking imaging device first searches for the target subject from the image fi recorded in the image memory 6.

ステップST5において、目標被写体探索部4が、画像f1をビデオフレームF1とし、画像メモリ6に記録された領域画像R0と最も良く一致する類似領域画像R1をビデオフレームF1から探索する(図3(c))。続くステップST6において、一時停止型目標被写体指定部3が、画像メモリ6に記録されていた領域画像R0を探索された類似領域画像R1の内容に更新すると共に、変数iに1を加算する。   In step ST5, the target subject search unit 4 uses the image f1 as the video frame F1, and searches the video frame F1 for a similar region image R1 that best matches the region image R0 recorded in the image memory 6 (FIG. 3 (c). )). In the subsequent step ST6, the pause type target subject designating unit 3 updates the area image R0 recorded in the image memory 6 to the content of the searched similar area image R1, and adds 1 to the variable i.

インクリメントされたfi、即ち画像f2が画像メモリ6に存在するので(ステップST7“Yes”)、処理はステップST5に戻る。目標被写体探索部4が画像f2をビデオフレームF1とし、画像メモリ6の更新された領域画像R0と最も良く一致する類似領域画像R1をビデオフレームF1から探索する(図3(d))。続くステップST6において、一時停止型目標被写体指定部3が、領域画像R0を類似領域画像R1の内容に更新すると共に、変数iに1を加算する。   Since the incremented fi, that is, the image f2 exists in the image memory 6 (step ST7 “Yes”), the process returns to step ST5. The target subject search unit 4 uses the image f2 as the video frame F1, and searches the video frame F1 for a similar region image R1 that best matches the updated region image R0 in the image memory 6 (FIG. 3 (d)). In subsequent step ST6, the pause type target subject designating unit 3 updates the region image R0 to the content of the similar region image R1, and adds 1 to the variable i.

インクリメントされた画像f3が画像メモリ6に存在するので、上記同様に、処理はステップST5に戻り、目標被写体探索部4が画像f3をビデオフレームF1とし、画像メモリ6の更新された領域画像R0と最も良く一致する類似領域画像R1をビデオフレームF1から探索する(図3(e))。また、このステップST5の処理中に時刻が600msを越えるので、新たに撮影された画像f6が一時停止型目標被写体指定部3によって画像メモリ6に記録される。そして、ステップST6において、一時停止型目標被写体指定部3が、領域画像R0を類似領域画像R1の内容に更新すると共に、変数iに1を加算する。   Since the incremented image f3 exists in the image memory 6, the process returns to step ST5 as described above, and the target subject search unit 4 sets the image f3 as the video frame F1, and updates the region image R0 in the image memory 6. The similar region image R1 that best matches is searched from the video frame F1 (FIG. 3E). Further, since the time exceeds 600 ms during the process of step ST5, the newly photographed image f6 is recorded in the image memory 6 by the pause type target subject designating unit 3. In step ST6, the pause target object designating unit 3 updates the area image R0 to the contents of the similar area image R1, and adds 1 to the variable i.

上記同様に、図3(f)から図3(j)に示すように、画像f4,f5,f6,f7,f8が、それぞれビデオフレームF1になり、各ビデオフレームF1から類似領域画像R1が探索される。画像f8に基づくビデオフレームF1から類似領域画像R1が探索された後のステップST7において、次の画像f9は画像メモリ6に存在せず(ステップST7“No”)、処理はステップST8へ進む。   Similarly to the above, as shown in FIG. 3 (f) to FIG. 3 (j), the images f4, f5, f6, f7, and f8 become video frames F1, respectively, and a similar region image R1 is searched from each video frame F1. Is done. In step ST7 after the similar region image R1 is searched from the video frame F1 based on the image f8, the next image f9 does not exist in the image memory 6 (step ST7 “No”), and the process proceeds to step ST8.

ステップST8以降は、画像メモリ6に既に記録されていた画像fiを用いて類似領域画像R1を探索する処理から、ビデオカメラ1が撮影する画像を用いてリアルタイムで類似領域画像R1を探索し、自動追尾撮影する処理に切り替わる。ステップST8において、目標被写体探索部4は、画像メモリ6に記録更新されている領域画像R0の中心座標(dx,dy)を算出すると共に、画像f9をビデオフレームF0に設定する。この時の領域画像R0は、画像f8から探索された類似領域画像R1の内容である。   After step ST8, from the process of searching for the similar area image R1 using the image fi already recorded in the image memory 6, the similar area image R1 is searched in real time using the image captured by the video camera 1, and automatically The process switches to tracking shooting. In step ST8, the target subject searching unit 4 calculates the center coordinates (dx, dy) of the region image R0 recorded and updated in the image memory 6, and sets the image f9 to the video frame F0. The area image R0 at this time is the content of the similar area image R1 searched from the image f8.

ステップST9において、カメラ向き演算部5が、領域画像R0の中心座標(dx,dy)が原点(0,0)の位置になるように、ビデオカメラ1の向きを変更するためのパン角およびチルト角を算出して制御信号として出力し、カメラ向き変更装置2がその制御信号に基づいてビデオカメラ1の向きを制御する。   In step ST9, the camera orientation calculation unit 5 changes the orientation of the video camera 1 so that the center coordinates (dx, dy) of the region image R0 are at the origin (0, 0). The angle is calculated and output as a control signal, and the camera orientation changing device 2 controls the orientation of the video camera 1 based on the control signal.

ステップST9の処理終了後、目標被写体探索部4は、ビデオフレームF0撮影時から100ms後のビデオフレームF1を、ビデオカメラ1から取得する(ステップST10)。続くステップST11において、目標被写体探索部4は、画像メモリ6に記録された領域画像R0に最も良く一致する類似領域画像R1を、取得したビデオフレームF1から探索する。ステップST12において、ビデオフレームF1をビデオフレームF0にすると共に、探索した類似領域画像R1を領域画像R0にして画像メモリ6を更新する。次いで、ステップST13において、更新した領域画像R0の中心座標(dx,dy)を算出し、再びステップST9に戻る。このように、ステップST8以降、目標被写体探索部4およびカメラ向き変更装置5の繰り返し処理による自動追尾撮影が行われる。   After the process of step ST9 is completed, the target subject searching unit 4 acquires a video frame F1 100 ms after the video frame F0 is captured from the video camera 1 (step ST10). In subsequent step ST11, the target subject search unit 4 searches the acquired video frame F1 for a similar region image R1 that best matches the region image R0 recorded in the image memory 6. In step ST12, the video frame F1 is changed to the video frame F0, and the searched similar area image R1 is changed to the area image R0, and the image memory 6 is updated. Next, in step ST13, the center coordinates (dx, dy) of the updated region image R0 are calculated, and the process returns to step ST9 again. As described above, after step ST8, automatic tracking shooting is performed by the iterative processing of the target subject searching unit 4 and the camera direction changing device 5.

以上のように、実施の形態1によれば、連続的に画像を取得するビデオカメラ1と、ビデオカメラ1で取得した画像を表示すると共に、ユーザの入力操作による目標被写体の指定を受け付けるタッチパネル付きディスプレイ7と、ビデオカメラ1で取得した画像をタッチパネル付きディスプレイ7に出力し、ユーザの一時停止動作を受けた場合は、タッチパネル付きディスプレイ7で表示する画像を一時停止させ、かつ、一時停止した画像中に存在する目標被写体の指定を受けると共に、一時停止中にビデオカメラ1が新たに撮影した画像を画像メモリ6に記録させる一時停止型目標被写体指定部3と、画像メモリ6に記録した画像から目標被写体の位置を探索する目標被写体探索部4と、目標被写体探索部4で探索した目標被写体の位置が画像の中心になるようにビデオカメラ1の向きを調整する制御信号を出力するカメラ向き演算部5と、カメラ向き演算部5から入力した制御信号に基づいてビデオカメラ1の方向を制御するカメラ向き変更装置2とを備えるように構成した。そのため、静止画のみを用いてユーザが目標被写体を容易に指定することができる自動追尾撮影装置を得ることができる。   As described above, according to the first embodiment, the video camera 1 that continuously acquires images and the touch panel that displays the images acquired by the video camera 1 and accepts designation of a target subject by a user input operation are provided. When the image acquired by the display 7 and the video camera 1 is output to the display 7 with a touch panel and a user's pause operation is received, the image displayed on the display 7 with the touch panel is paused and the paused image is displayed. From the image recorded in the image memory 6 and the pause type target object designating unit 3 which receives the designation of the target object existing in the image memory 6 and records in the image memory 6 an image newly taken by the video camera 1 during the pause. The target subject search unit 4 for searching for the position of the target subject, and the position of the target subject searched by the target subject search unit 4 are A camera orientation calculator 5 that outputs a control signal for adjusting the orientation of the video camera 1 so as to be the center of the image, and a camera orientation that controls the orientation of the video camera 1 based on the control signal input from the camera orientation calculator 5 The change device 2 is provided. Therefore, it is possible to obtain an automatic tracking imaging device that allows a user to easily specify a target subject using only a still image.

また、実施の形態1によれば、目標被写体探索部4は、画像メモリ6に画像が存在しない場合にビデオカメラ1で撮影した画像から目標被写体の位置を探索して検出するように構成した。そのため、ユーザの入力操作中に撮影された画像における目標被写体の位置を探索終了後、ビデオカメラ1が撮影する画像から目標被写体の位置を探索する処理へ自動で切り替わり、自動追尾撮影を続行することができる。   Further, according to the first embodiment, the target subject search unit 4 is configured to search and detect the position of the target subject from the image captured by the video camera 1 when no image exists in the image memory 6. For this reason, after searching for the position of the target subject in the image captured during the user's input operation, the process automatically searches for the position of the target subject from the image captured by the video camera 1 and continues automatic tracking shooting. Can do.

なお、上述の一時停止型目標被写体指定部3、目標被写体探索部4、カメラ向き演算部5を各種電子回路でハードウェアとして構成してもよいが、これらをソフトウェアで構成し、即ち、一時停止型目標被写体指定ステップ、目標被写体探索ステップ、カメラ向き演算ステップから構成された自動追尾撮影プログラムとしてもよい。   The pause type target subject designating unit 3, the target subject searching unit 4, and the camera direction calculation unit 5 described above may be configured by various electronic circuits as hardware, but these are configured by software, that is, temporarily stopped. It may be an automatic tracking photographing program composed of a type target subject designation step, a target subject search step, and a camera direction calculation step.

上記実施の形態1では、画像メモリ6に記録されている画像に対して目標被写体探索を行っている期間にビデオカメラ1の向きを変更しない構成であったが、ビデオカメラ1の向きを変更する構成であってもよい。具体的には、図4に示すステップST6とステップST7の間に、探索された領域画像R0を用いて、目標被写体探索部4が中心座標(dx,dy)を算出し、カメラ向き演算部5がカメラ向き変更装置2を制御して、中心座標(dx,dy)が原点(0,0)になるようにビデオカメラ1の向きを調整する処理を追加する。この構成の場合には、移動速度が速い目標被写体が、画像メモリ6に記録された画像を探索する間にビデオカメラ1の撮影範囲から逸脱してしまうことを防ぐ効果がある。   In Embodiment 1 described above, the orientation of the video camera 1 is not changed while the target subject search is being performed on the image recorded in the image memory 6, but the orientation of the video camera 1 is changed. It may be a configuration. Specifically, between step ST6 and step ST7 shown in FIG. 4, the target subject search unit 4 calculates the center coordinates (dx, dy) using the searched region image R0, and the camera direction calculation unit 5 Controls the camera orientation changing device 2 to add processing for adjusting the orientation of the video camera 1 so that the center coordinates (dx, dy) are at the origin (0, 0). In the case of this configuration, there is an effect of preventing a target subject having a high moving speed from deviating from the shooting range of the video camera 1 while searching for an image recorded in the image memory 6.

また、上記実施の形態1では、目標被写体探索部4が類似領域画像R1を探索するにあたり、領域画像R0をテンプレートとし、ビデオフレームF1を探索画像とするテンプレートマッチングを用いる構成であったが、領域画像から特徴量を抽出し、それらの情報に基づいて類似領域を探索する等の他のアルゴリズムを用いる構成であってもよい。   In the first embodiment, when the target subject searching unit 4 searches for the similar region image R1, the template matching is performed using the region image R0 as a template and the video frame F1 as a search image. A configuration using other algorithms such as extracting feature amounts from an image and searching for similar regions based on the information may be used.

また、上記実施の形態1では、カメラ向き演算部5が目標被写体の画像内の位置を修正するために、ビデオカメラ1のパン角およびチルト角の回転が可能なカメラ向き変更装置2を用いる構成であったが、パン角およびチルト角以外の回転軸、例えばロール角、ピッチ角等を有するカメラ向き変更装置を用いる構成であってもよい。   In the first embodiment, the camera orientation changing unit 2 that can rotate the pan angle and the tilt angle of the video camera 1 is used for the camera orientation calculation unit 5 to correct the position of the target subject in the image. However, a configuration using a camera orientation changing device having a rotation axis other than the pan angle and tilt angle, for example, a roll angle, a pitch angle, or the like may be used.

この発明の実施の形態1に係る自動追尾撮影装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the automatic tracking imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る自動追尾撮影装置の自動追尾の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the automatic tracking of the automatic tracking imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る自動追尾撮影装置のユーザ入力操作開始直後の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state immediately after the user input operation start of the automatic tracking imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る自動追尾撮影装置のユーザ入力操作開始直後の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state immediately after the user input operation start of the automatic tracking imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る自動追尾撮影装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the automatic tracking imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ビデオカメラ(撮像部)、2 カメラ向き変更装置(撮像範囲演算部)、3 一時停止型目標被写体指定部、4 目標被写体探索部、5 カメラ向き演算部(撮像方向変換部)、6 画像メモリ(記録部)、7 タッチパネル付きディスプレイ(表示部)、11 ヘリコプタ、12 乗用車、f0,f1,f2・・・,fi 画像、F0,F1 ビデオフレーム、R0 領域画像、R1 類似領域画像。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Video camera (imaging part), 2 Camera direction change apparatus (imaging range calculation part), 3 Pause type target subject designation part, 4 Target object search part, 5 Camera direction calculation part (imaging direction conversion part), 6 Image memory (Recording unit), 7 Display with touch panel (display unit), 11 Helicopter, 12 Passenger car, f0, f1, f2..., Fi image, F0, F1 video frame, R0 region image, R1 similar region image.

Claims (4)

連続的に画像を取得する撮像部と、
前記撮像部で取得した画像を表示する表示部と、
前記撮像部で取得した画像を前記表示部に出力し、一時停止動作を受けた場合は、前記表示部で表示する画像を一時停止させ、かつ、当該一時停止した画像中に存在する目標被写体の指定を受けると共に、当該一時停止中に前記撮像部で新たに取得した画像を記録部に記録させる一時停止型目標被写体指定部と、
当該一時停止中に前記記録部に連続的に記録される画像から、前記目標被写体の位置を連続的に探索する目標被写体探索部と、
前記目標被写体探索部で探索した目標被写体の位置が画像の所定位置になるように前記撮像部の撮像範囲を演算する撮像範囲演算部と、
前記撮像範囲演算部で算出した撮像範囲に基づいて前記撮像部の方向を制御する撮像方向変更部とを備えた自動追尾撮影装置。
An imaging unit for continuously acquiring images;
A display unit for displaying an image acquired by the imaging unit;
When the image acquired by the imaging unit is output to the display unit and subjected to a pause operation, the image displayed on the display unit is paused and the target subject existing in the paused image is displayed. A pause type target subject designating unit that receives a designation and causes the recording unit to record an image newly acquired by the imaging unit during the pause;
A target subject search unit that continuously searches for a position of the target subject from images continuously recorded in the recording unit during the pause;
An imaging range calculation unit that calculates an imaging range of the imaging unit such that the position of the target subject searched by the target subject search unit is a predetermined position of the image;
An automatic tracking imaging apparatus comprising: an imaging direction changing unit that controls a direction of the imaging unit based on an imaging range calculated by the imaging range calculation unit.
目標被写体探索部は、一時停止中に撮像部で新たに取得した画像が記録部に存在しない場合、前記撮像部で取得した画像から目標被写体の位置を探索することを特徴とする請求項1記載の自動追尾撮影装置。   The target subject search unit searches for the position of the target subject from the image acquired by the imaging unit when an image newly acquired by the imaging unit during pause is not present in the recording unit. Automatic tracking shooting device. 連続的に画像を取得する撮像ステップと、
前記撮像ステップで取得した画像を表示する表示ステップと、
前記撮像ステップで取得した画像を前記表示ステップに出力し、一時停止動作を受けた場合は、前記表示ステップで表示する画像を一時停止させ、かつ、当該一時停止した画像中に存在する目標被写体の指定を受けると共に、当該一時停止中に前記撮像ステップで新たに取得した画像を記録部に記録させる一時停止型目標被写体指定ステップと、
当該一時停止中に前記記録部に連続的に記録される画像から、前記目標被写体の位置を連続的に探索する目標被写体探索ステップと、
前記目標被写体探索ステップで探索した目標被写体の位置が画像の所定位置になるように前記撮像ステップの撮像範囲を演算する撮像範囲演算ステップと、
前記撮像範囲演算ステップで算出した撮像範囲に基づいて前記撮像ステップの方向を制御する撮像方向変更ステップとを備えた自動追尾撮影方法。
An imaging step for continuously acquiring images;
A display step for displaying the image acquired in the imaging step;
When the image acquired in the imaging step is output to the display step and subjected to a pause operation, the image displayed in the display step is paused and the target subject existing in the paused image is displayed. A pause type target subject designation step for receiving a designation and causing the recording unit to record an image newly acquired in the imaging step during the pause;
A target subject search step for continuously searching for the position of the target subject from images continuously recorded in the recording unit during the pause;
An imaging range calculating step for calculating the imaging range of the imaging step so that the position of the target subject searched in the target subject searching step is a predetermined position of the image;
An automatic tracking imaging method comprising: an imaging direction changing step for controlling the direction of the imaging step based on the imaging range calculated in the imaging range calculation step.
一時停止型目標被写体指定部が、連続的に画像を取得する撮像部が取得した画像を表示部に出力し、一時停止動作を受けた場合は、前記表示部が表示する画像を一時停止させ、かつ、当該一時停止した画像中に存在する目標被写体の指定を受けると共に、当該一時停止中に前記撮像部で新たに取得した画像を記録部に記録させる一時停止型目標被写体指定ステップと、
目標被写体探索部が、当該一時停止中に前記記録部に連続的に記録される画像から、前記目標被写体の位置を連続的に探索する目標被写体探索ステップと、
撮像範囲演算部が、前記目標被写体探索ステップで探索した目標被写体の位置が画像の所定位置になるように前記撮像部の撮像範囲を演算する撮像範囲演算ステップとをコンピュータに実行させるための自動追尾撮影プログラム。
The pause-type target subject designating unit outputs an image acquired by the imaging unit that continuously acquires images to the display unit, and when receiving a pause operation, pauses the image displayed by the display unit, And a pause type target subject designation step of receiving a designation of a target subject existing in the paused image and causing the recording unit to record an image newly acquired by the imaging unit during the pause,
A target subject search unit for continuously searching for the position of the target subject from images continuously recorded in the recording unit during the pause;
Automatic tracking for causing the computer to execute an imaging range calculation step in which the imaging range calculation unit calculates the imaging range of the imaging unit so that the position of the target subject searched in the target subject search step becomes a predetermined position of the image Shooting program.
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