WO1998005165A1 - Method and device for detecting moving body - Google Patents
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Classifications
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- H04N7/00—Television systems
- H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
- H04N7/188—Capturing isolated or intermittent images triggered by the occurrence of a predetermined event, e.g. an object reaching a predetermined position
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N5/144—Movement detection
Definitions
- the present invention relates to a moving object detection method and a moving object detection device that extract only a moving object from a series of moving images, and can be used as, for example, an intruder monitoring device. Furthermore, the present invention relates to a moving object detection method and a moving object detection device for the purpose of improving accuracy and speed, improving robustness, and the like of processing relating to detection of various kinds of moving objects.
- Technical background When detecting a moving object from a moving image, in the past, a person continuously looked at the moving image projected on the display, and the moving object was detected based on his judgment. For example, in order to detect or record a trespasser, a monitoring device using a monitoring camera has been conventionally used.
- Such a monitoring device projects an image in a predetermined area photographed by a surveillance camera, and a surveillant who monitors this image determines whether or not an illegal intruder exists.
- Such monitoring work requires labor and may overlook the presence of an intruder, depending on the degree of fatigue of the monitor. In other words, the task of detecting moving objects was cumbersome, sometimes overlooked, and used for certainty.
- the present invention has been made in view of the above situation, and a purpose thereof is to provide a moving object detection method and a moving object capable of easily and reliably detecting a moving object such as an unauthorized intruder without requiring labor. It is intended to provide a low-cost detection device. Further, it is another object of the present invention to improve the reliability of moving object detection, for example, by improving the robustness in detecting the moving object as described above. Disclosure of the invention Among the moving object detection method and the moving object detection device according to the present invention, the invention according to the moving object detection method according to claim 1 is characterized in that the quantization direction of the input frame obtained by the imaging unit is alternately inverted. A feature is to extract a moving body portion by alternately outputting a positive frame and a negative frame and by equalizing the density value of a stationary portion common to the positive frame and the negative frame adjacent in the forward direction.
- the invention described in claim 1 described above it may be configured to perform contrast correction. That is, as described in claim 2, for the first frame on the time axis of the input frame group consisting of a desired number of input frames, the brightness is set to a predetermined value for the first frame on the time axis when the brightness is higher than the desired value. Re-quantize by applying contrast correction for correction, and re-quantize the remaining frames of the input frame group using the contrast correction information obtained in the first frame. Configuration.
- the brightness of the frame whose brightness is equal to or more than the desired value is determined. Re-quantization is performed by performing contrast correction for correcting to a predetermined value, and for a frame following this frame, re-quantization is performed using the contrast correction information in the frame preceding that frame. Can be configured.
- skip processing can be performed. That is, as described in claim 4, at least one of the input frames is set as a search target frame, and a maximum density value and a minimum intensity value are calculated from all pixels constituting the search target frame. Then, each is set as a first threshold value and a second threshold value, and a difference between the maximum density value and the minimum density value is calculated to obtain a third ⁇ value. In addition, the remaining frames other than the search target frame among the input frames are set as template frames, and the maximum density value and the minimum density value are calculated from all the pixels constituting the template frames. Then, it is determined whether the maximum density value and the minimum density value obtained from these template frames exceed the first K value and the second! 3 ⁇ 4 value, respectively.
- the maximum density value and the minimum degree value obtained from the template frame both exceed the first and second 1 ⁇ values. Then, the difference between the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame is compared with the third 3 ⁇ 4 value, and if the difference is smaller than the third threshold value, the above template is compared. It is determined that no moving object exists in the frame. On the other hand, when the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second ⁇ values, and the difference is equal to or greater than the third threshold value. Then, it is determined that there is a moving object in the above template frame.
- the vector connection processing may be performed. That is, as described in claim 5, a change in coordinate data in each input frame of a pixel which is estimated to form a moving object portion among pixels constituting the input frame and a pixel in the vicinity thereof, And the moving direction of the input image and its neighboring image in each input frame are detected, and the object consisting of all the pixels whose change in the coordinate data coincides with the moving direction and the object composed of the neighboring pixels is regarded as one moving object. I reckon.
- the brightness is set for the frame whose brightness is equal to or more than the desired value.
- the first contrast correction is performed.
- the following skip processing is performed as one of the so-called pattern matching.
- At least one of the moving object detection frames obtained by performing the first contrast correction is set as a search target frame, and the maximum density value and the minimum density value are obtained from all the pixels constituting the search target frame.
- the remaining frames other than the search target frame in the moving object detection frames are used as template frames, and the maximum density value and the minimum density value are calculated from all the pixels constituting the template frame. Whether the maximum density value and the minimum intensity value obtained from the template frame exceed the first and second values, respectively. If the maximum density value and the minimum density value do not exceed the first and second values, it is determined that no moving object exists in the template frame.
- the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second levels
- the maximum density value and the maximum density value obtained from the template frame are used.
- the difference from the minimum density value is compared with the third 3 ⁇ 4 value. If the difference is smaller than the third ⁇ value, it is determined that no moving object exists in the template frame.
- the maximum density value and the minimum strain value obtained from the template frame both exceed the first and second threshold values, and the difference is equal to or greater than the third value. Then, it is determined that a moving object exists in the template frame.
- a portion where there is no movement with respect to the temporally previous frame has an intermediate degree value (for example, around 128 in an 8-bit grayscale image). Utilizes such characteristics to detect whether or not there are pixels in the pixels composing the template frame that are more prominent than the first and second reference values obtained in advance. In such a detection, first, it is checked whether or not a density value exceeding the first and second ⁇ values exists in the pixels of the template frame. If the values do not exceed each value, it is determined that no moving object exists in the template frame.If the values exceed the first and second ⁇ values, the IE determines the peak value.
- an intermediate degree value for example, around 128 in an 8-bit grayscale image
- the third M value obtained by the frame to be searched Is compared with the difference obtained by the template frame, and if this difference value is smaller than the third ⁇ value, it is determined that no moving object exists in the template frame. Since skip processing is performed in two stages, the speed of pattern matching processing can be increased and the mouth-cutting performance can be improved.
- the following vector connection processing is performed. That is, a change in coordinate data of each of the pixels constituting the moving object detection frame in the moving object detection frame, and a moving direction of each of the pixels in the moving object detection frame are detected.
- the object composed of all the pixels that almost coincide with the moving direction is regarded as one moving object, and vector connection processing is performed.
- a second contrast correction may be performed instead of the first contrast correction. That is, contrast correction for correcting the luminance of a first frame on the time axis of a group of input frames including a desired number of input frames to a predetermined value for a frame having a luminance higher than a desired value. And performs a second contrast correction for re-quantizing the frame following this frame using the contrast correction information in the frame preceding the frame.
- the moving object detecting device includes a photoelectric conversion means for converting an optical input into a charge signal and storing the signal.
- the photoelectric conversion means quantizes the input optical information to a high level when the luminance thereof is equal to or more than a predetermined value and a low level when the luminance is less than a predetermined value;
- the above-mentioned image frames which have been subjected to the first quantization are alternately subjected to a low level and quantized to a low level below a predetermined value as a high level.
- an imaging unit such as a CCD camera can be adopted as described in claim 9, and further, a detection unit for detecting a moving object extracted by the imaging unit can be provided. Further, as described in claim 10, a notifying means which operates when the presence of a moving object is detected by the detection means and notifies the presence of the moving object can be provided. Further, as described in claim 11, it is also possible to provide a recording unit that operates when the presence of a moving object is detected by the detection unit and records the moving object.
- a contrast correction means may be additionally provided as described in claim 12. That is, of each pixel in a state where the light input is quantized, a contrast correction unit for performing a contrast correction for correcting a luminance of a pixel whose luminance is equal to or more than a desired value to a predetermined value is provided.
- the contrast correction means performs the contrast correction on the first frame on the time axis of the input frame group composed of a desired number of input frames, requantizes the frame, and re-quantizes the input frame group. The rest of us It has a function to requantize the frame using the contrast correction information obtained in the first frame.
- the photoelectric conversion means can freely convert the light input corrected by the contrast correction means into a charge signal.
- a contrast correction means as described in claim 13 may be provided. That is, the contrast correction means performs the above-described contrast correction on the first frame on the time axis of the input frame group composed of a desired number of input frames, requantizes the frames, and outputs the frames. It has a function to requantize the subsequent frame using contrast correction information in the frame preceding the frame.
- first contrast correction means may be configured to include first contrast correction means, skip processing means, and vector connection processing means.
- first contrast correction means performs the contrast correction on the first frame on the time axis of the input frame group including a desired number of input frames, and requantizes the first frame. It has a function to requantize the remaining frames in the group using the contrast correction information obtained in the first frame.
- the skip processing means includes, as a search target frame, at least one of the moving object detection frames obtained by performing the contrast correction by the first contrast correction means,
- the maximum density value and the minimum density value are calculated from all the pixels constituting the search target frame, and are respectively set as the first threshold value and the second ia value. Is calculated as the third threshold value.
- the remaining frames other than the search target frame among the above-mentioned motion detection frames are used as template frames, and the maximum density value and the minimum density value are calculated from all the pixels constituting the template frame. I do. Then, it is determined whether or not the maximum density value and the minimum density value obtained from these template frames exceed the first K value and the second ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ value, respectively.
- the density value does not exceed the first and second 13 ⁇ 4 values, it is determined that no moving object exists in the template frame.
- the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second minimum values.
- the difference between the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame is compared with the third threshold value.If the difference is smaller than the third ⁇ value, the template frame is compared. Determines that there is no moving object.
- the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second threshold values and the difference is equal to or greater than the third threshold value, It has a function of determining that a moving object exists in the template frame.
- the vector connection processing means includes: a change in coordinate data of a pixel constituting the moving object detection frame in each moving object detection frame; and a moving direction of the pixel in each moving object detection frame. And has a function of detecting an object composed of all the pixels in which the change in the coordinate data and the movement direction almost coincide with each other as one moving object. .
- FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a basic principle of a moving object detection method.
- FIG. 2 is a flowchart for explaining the basic principle of the moving object detection processing.
- FIG. 3 is a diagram showing the charge accumulation amount and the refresh timing.
- FIG. 4 is a block diagram showing the first embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a moving object detection processing circuit.
- FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a diagram for explaining the first contrast correction.
- FIG. 9 is a diagram for explaining pattern matching.
- FIG. 10 is a flowchart for explaining the skip processing.
- FIG. 11 is a diagram for explaining the vector connection process.
- FIG. 12 is a diagram for explaining an undesired vector connection process.
- FIG. 13 is a diagram showing a modification of the third embodiment.
- a positive frame 1 and a negative frame 2 are output alternately as shown in FIG.
- the moving object detection frame 4 is output by equalizing the density value of the stationary portion 3 common to the positive frame 1 and the negative frame 2 which are adjacent in the forward direction.
- the moving body detection frame 4 the moving body part 5 emerges because the density value of the stationary part 3 is uniform.
- “sum / 2” in FIG. 1 indicates a process of subtracting the Macao value of each of the frames 1 and 2.
- simply overlaying the positive frame 1 and the negative frame 2 has density information for two screens, so that an image having an extremely high density value is obtained. Become. Therefore, an appropriate amount of the constant value is subtracted.
- the imaging means converts the input optical information. First, the density value is converted into a charge by positive logic, and then the density is stored by negative logic while storing the charge. Converts a value to a charge.
- the adjacent positive frame 1 and negative frame 2 obtained by alternately inverting the quantization direction, the adjacent positive frame 1 and negative frame 2
- the stationary portion is canceled out, so that the moving body portion 5 can be extracted.
- FIG. 4 is a block diagram showing a moving object detection device according to the present embodiment.
- the device according to the present embodiment is provided with a photoelectric conversion unit 10 that converts an optical input into a charge signal and stores the charge signal, similarly to a conventionally known CCD camera.
- the photoelectric conversion means 10 includes a lens 11 for inputting optical information, an image sensor (CCD) 12, a signal processing circuit 13, a synchronization circuit 14, And a driving unit 15 for driving the element 12.
- the signal processing circuit 13 includes a CDS 16 which is a circuit for removing noise and extracting only a video signal.
- CDS 16 is a circuit for removing noise and extracting only a video signal.
- Such a configuration is the same as a conventionally known CCD camera.
- the signal processing circuit 13 is provided with a moving object detection processing circuit 17 which is a feature of the present invention.
- the moving object detection processing circuit 17 includes an A / D converter 18 that performs A / D conversion of input optical information, and before performing various preprocessing for performing the moving object detection processing.
- a processing circuit 19 a frame memory 20 for converting the density value into electric charge by positive logic, and storing the image frame converted into the electric charge, and an inversion circuit for converting the density value into electric charge by negative logic.
- a synthesizing circuit 22 for synthesizing the image frames obtained by the frame memory 20 and the inverting circuit 21, respectively, and a signal obtained by the synthesizing circuit 22 is D / A converted and output. And a D / A converter 23.
- Reference numeral 24 denotes a distributor for transmitting a part of the input signal as a through output signal.
- the frame memory 20 converts the A / D-converted signal sent through the pre-processing circuit 19 into a high-level signal having a luminance equal to or higher than a predetermined value and a signal having a luminance lower than the predetermined value. Performs the first quantization to quantize (in positive logic) as a verbal level. Then, the image data subjected to the first quantization is stored.
- the inversion circuit 21 converts the signal after the A / D conversion into a signal whose luminance is equal to or less than a predetermined value.
- the upper one is set to the low level, and the one below the predetermined value is set to the high level, and the second quantization is performed (with negative logic). That is, in the frame memory 20, the input signal is converted into a charge value by positive logic into electric charge.
- the inverting circuit 21 converts an input signal into negative electric charge by negative logic.
- the image frame stored in the frame memory 20 and the image frame subjected to the second nesting by the inverting circuit 21 are sent to the synthesizing circuit 22, and the synthesizing circuit 22
- the two are synthesized and compared.
- the synthesizing circuit 22 the pixels having the same luminance are canceled by the two. In other words, the density of both stationary parts is made uniform.
- the processing in this case is performed based on the threshold value given from the preprocessing circuit 19.
- the output of the stationary portion is made uniform, and the luminance that is considered to be a moving object differs between the two. Are extracted. Therefore, in the output signal, the moving object is in a raised state.
- the frame memory 20 and the inverting circuit 21 After transmitting the image frame signal to the synthesizing circuit 22, the frame memory 20 and the inverting circuit 21 receive the next signal and perform the same processing.
- the synthesizing circuit 22 sends an output signal to wait for a new input.
- the moving object detection device Since the moving object detection device according to the present embodiment is configured as described above, the input optical information is subjected to the first quantization and the second quantization alternately, and these are superimposed. By doing so, the stationary part is canceled and the moving part is raised as a result. Therefore, the moving object detection operation can be performed easily and reliably.
- the structure can be easily achieved only by adding the moving object detection processing circuit 17 to the signal processing circuit 13 of a conventionally known CCD camera.
- a moving object detection processing circuit 17 can be incorporated into the above-mentioned CCD camera, or it can be manufactured as an external adapter and used by attaching it to an existing CCD camera. Therefore, the manufacturing cost does not increase significantly.
- the input image is a gray scale.
- moving objects can be detected even if the input image is a full-color image, extra information is added to the output image because the full-color image can express small color differences and saturation differences. would. For this reason, a gray scale is preferable as the input image.
- the position, angle, and focal length of the apparatus need to be fixed. This is because if these change, all the shifts due to this change will be extracted.
- the present embodiment can be implemented using a computer based on data captured by a conventional CCD camera.
- a second embodiment of the present invention will be described.
- This embodiment is applied as a monitoring device.
- a CCD camera 25 for extracting a moving object from an input signal
- a detecting means motion-diode
- detecting the moving object extracted by the CCD camera 25 Detector 26
- an alarm 27 that operates when the detection means 26 detects a moving object such as an unauthorized intruder
- a monitor 28 that displays the input signal one by one.
- a timelabs video 29 that also operates as a trigger when the detection means 26 detects a moving object such as an unauthorized intruder.
- Reference numeral 30 denotes a switcher, which controls the operation and stoppage of the CCD camera.
- the CCD camera 25 converts the input signal to a high level with a luminance higher than a predetermined value.
- a first quantization that quantizes a luminance less than a predetermined value as a mouth level and a second quantization that quantizes a luminance higher than the predetermined value as a low level and a luminance lower than the predetermined value as a high level. It has a function of extracting a moving object portion by alternately applying the image signals obtained by the first and second quantizations and canceling out a static portion having no change in luminance.
- Such a function employs a CCD camera 25a incorporating a circuit for performing such a function, and a conventionally known CCD camera 25b with an adapter 35 described below. May be adopted.
- FIG. 6 shows both cameras 5a and 5b, it is only necessary to provide one of them. Circuits for performing the above functions are the same as those in FIGS. 4 and 5 showing the first embodiment described above.
- the moving object extracted by the CCD camera 25 as described above is detected by the detecting means (motion 'detector) 26.
- the detecting means 26 detects the moving object by detecting a luminance that is regarded as a moving object or a luminance different from the luminance of the stationary portion.
- a detecting means 26 can be manufactured by using a conventionally known circuit.
- an alarm 27 is provided which operates when the detection means 26 detects a moving object such as an illegal intruder or the like as a trigger. In the case of the present embodiment, the alarm 27 is incorporated in the detection means 26.
- a monitor 28 for displaying the input signals one by one is provided, and similarly to the conventional monitoring device, the moving object can be detected also by the video projected on the monitor 28. Further, when the detecting means 26 detects a moving object such as an illegal intruder, an evening video 29 is provided which operates using this detection signal as a trigger. With this, it is possible to record an image related to the moving object as the moving object is detected. Various other conventionally known recording means can be employed. Since the moving object detection device of this embodiment is configured as described above, the moving object is extracted by the CCD camera 25a. That is, as shown in FIG.
- the frame memory 20 stores the signal after the A / D conversion transmitted through the pre-processing circuit 19 and the signal whose luminance is equal to or more than a predetermined value.
- the first quantization is performed in which quantization is performed at a high level and that below a predetermined value is defined as a low level (positive logic). Then, the image data subjected to the first quantization is stored.
- the inverting circuit 21 converts the signal after the A / D conversion into a low level when the luminance is equal to or higher than a predetermined value and a high level when the luminance is lower than the predetermined value (by negative logic). And perform the second quantization. That is, in the frame memory 20, the input signal is converted into a density value into a charge by positive logic. The inverting circuit 21 converts the density of the input signal into electric charges by negative logic.
- the image frame stored in the frame memory 20 and the image frame subjected to the second quantization by the inverting circuit 21 are sent to the synthesizing circuit 22, and the synthesizing circuit 22 22 Combine the two and compare them.
- the synthesizing circuit 22 22 Cancel the pixels having the same luminance. In other words, the density of both stationary parts is made uniform.
- the processing in this case is performed based on the threshold value given from the preprocessing circuit 19. As a result, moving objects are extracted.
- This moving object is detected by the detecting means 26. Therefore, unlike the above-described conventional monitoring device, the monitor does not require effort such as monitoring the video to find the presence of an unauthorized intruder, and does not overlook the presence of a moving object. Further, in the case of the present embodiment, an alarm device 27 is provided as a notification means that operates in conjunction with the detection of the moving object by the detection means 26 described above, so that the person in charge of monitoring the presence of this moving object is provided. Etc. can be notified promptly. In addition, since the timelabs video 9 records an image of the moving object in accordance with the detection of the moving object by the detection means 26, an image of only the moving object such as an illegal intruder can be stored. It is preferable that the position and angle of the camera and the focal length are fixed, as in the case of the structure of the first example described above. Third example
- a moving object detection device is configured using a personal computer that has been widely used in the past. That is, as shown in FIG. 7, the constituent circuits 13 and 14 shown in FIG. 1 are assembled on one board 33, and this board 33 can be freely attached to an expansion slot of a personal computer. I do.
- the board 33 has a function of performing pre-processing and pattern matching as shown in FIG. 9, including first contrast correction, skip processing, and vector connection processing, which are characteristic parts of the present invention.
- this embodiment is characterized in that it performs contrast correction, skip processing, and vector connection processing, and other configurations and operations are the same as those of the first, second, and second embodiments described above. It is. Therefore, overlapping description will be omitted or simplified, and the following description focuses on the features of the present embodiment.
- a contrast correction circuit is provided in the preprocessing circuit 19 (see FIG. 5).
- This contrast correction circuit as shown in Figure S, First, an LUT (Look Up Table) is created for the first frame 30 on the time axis of each GO P (Group Of Picture), and the LUT (Look Up Table) is created. The remaining frame 31 functions to quantize using the LUT created in the first frame 30 above.
- the GOP is a force which is a concept in the MPEG, which is one standard of the compression processing.
- This G0P corresponds to a frame group described in the claims.
- the contrast correction circuit constitutes a first contrast correction means described in the claims.
- the above-mentioned contrast correction circuit is provided for the following reason. That is, quantization (first and second quantization) for obtaining a positive frame (image frame subjected to the first quantization) and a negative frame (image frame subjected to the second quantization). ), Quantization is performed in advance with the default settings, luminance is corrected for the frames quantized with the default settings, and the image displayed on a display such as a monitor is monitored as described above. So that it is easy for people to see. Such correction is performed in the conventional structure. That is, for example, in the case of a monitoring device that configures a security system, the monitoring is often performed in darkness, and the video projected on the display is extremely large as it is. It is difficult for people to monitor. For this reason, it is necessary to perform contrast correction.
- the conventional contrast correction first performs quantization with default settings, then creates an LUT (Look Up Table) by scanning all pixels, and then re-references this LUT. Perform quantization.
- the LUT refers to an operation process of converting a luminance equal to or higher than a desired value among pixels constituting a frame input and quantized with default settings to a predetermined luminance to obtain a desired contrast.
- the contrast correction according to this embodiment was created in view of the current situation.
- the above-described skip processing means is provided on the board 33.
- This skip processing means is constituted by an arithmetic circuit (MPU) not shown.
- MPU arithmetic circuit
- Can be The effect is as shown in the flowchart of Fig.10. That is, at least one of the preprocessed image frames is set as the search target frame 34, and the maximum density value (SH) and the minimum density value (SH) are obtained from all the pixels constituting the search target frame 34. SL), and use them as the first threshold SH and the second threshold SL, respectively. At the same time, the difference (SPP) between the maximum density value (SH) and the minimum density value (SL) is calculated and used as the third threshold value SPP (step 1).
- SPP difference between the maximum density value (SH) and the minimum density value (SL)
- step 2 in parallel with step 1, the remaining frames of the above image frames other than the search target frame 34 are set as template frames 35, and the maximum of all the pixels constituting the template frames 35 is set.
- the search target frame 34 and the template frame 35 if the respective values SH, SL, DH, and DL are obtained, as step 3, the values obtained from these template frames 35 are obtained. It is determined whether the maximum Pu value DH and the minimum concentration value D exceed the first threshold value SH and the second BB value SL, respectively. If none of the maximum DH and the minimum concentration DL exceed the first and second thresholds SH and SL (DH ⁇ SH, and DL> SL), the template frame 3 It is determined that no moving object exists in 5 and the vector generation processing is skipped (step 4).
- the above difference DPP is calculated in advance in step 2. If the difference DPP is smaller than the third threshold value SPP (DPP + SPP), it is determined that no moving object exists in the template frame 35, and the process jumps to the step 4 to generate the vector. To skip.
- Such pattern matching is widely used for positioning of various components, character recognition, defect inspection, etc., and is an imaging technology that is the core of FA (Factory-Automation).
- Such pattern matching is performed to quickly determine whether or not a moving object is present in an image frame (moving object detection frame) in which the positive frame and the negative frame are superimposed.
- the processing is performed by using the correlation according to 0.
- Such pattern matching is composed of skip processing, vector generation processing, and determination processing as shown in Fig. 9.
- the skip processing is This is performed so that the next frame generation processing step can be omitted for an image frame in which no moving object is assumed to exist due to the shading degree value, etc. Therefore, if this skip processing can be performed reliably, the moving object The time required for the detection is reduced, and the effective skip processing contributes to the improvement of the robustness, and is also preferable from this point.
- the skip processing described above is performed based on such a viewpoint.
- a force for performing the vector connection processing is provided.
- a vector connection processing means is provided.
- This vector connection processing means can also be constituted by an arithmetic circuit (the same as the skip processing means), like the above-mentioned skip processing means.
- the vector connection processing means detects a change in coordinate data in each moving object detection frame among the pixels constituting the moving object detection frame. That is, it detects how each pixel in one moving object detection frame changes its coordinate position with time. For the coordinate position (state data), XY orthogonal coordinates are virtually set in the moving object detection frame, and the position is detected by this. At the same time, the moving direction of each of these pixels in each moving object detection frame is detected.
- the movement vector of each pixel is detected.
- This vector is the coordinate data of each pixel in the adjacent motion detection frame. Can be easily obtained from Then, an object consisting of all the pixels that almost coincide with the change in the coordinate data, the moving direction, the force, and the 'is regarded as one moving object.
- the moving object detection frames 31 and 31 as shown in FIGS. 11 (A) and (B) are used as shown in FIG. 11 (C).
- the frame 32 in which a single moving object 42 exists can be obtained.
- the moving direction is detected along with the change in the coordinate data, and it is determined whether the moving object exists in the image.
- the vector connection process is a process for determining the shape and size of the moving body portion.
- the input of each pixel constituting the input frame is performed. It is conceivable to detect a change in coordinate data in a frame and regard a portion constituted by a pixel having a change and pixels in the vicinity thereof as a moving object. Specifically, by detecting a change in the coordinate data of each of the pixels constituting the input frame in the input frame, the pixels having the change are indicated by a diagonal grid in Fig. 12 (A).
- pixels other than the detection target may be included in the pixels determined to be a part constituting the moving object due to the change in the coordinate data.
- a lighting device such as a fluorescent lamp
- disturbances caused by natural phenomena such as wind and rain, etc.
- the processing required for detecting the moving object is unnecessarily increased, and the processing speed is reduced. It also impedes reliable detection of moving objects.
- the plurality of detected objects may be determined to be one. That is, in the vector connection process that is generally considered, only one moving object A shown in FIG. 11 (C) is detected from the frames shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B). Thus, it is not preferable that the number of detected moving objects is reduced in spite of the fact that there are actually a plurality of moving objects.
- the vector connection processing according to the present embodiment was devised and provided.
- the contrast correction circuit creates an LUT for the first frame 30 on the time axis of each GOP, and creates the LUT for the remaining frame 31 of each GOP. Quantize using the LUT created in frame 30. Therefore, quantization with default settings and creation of LUT by scanning all pixels, which were conventionally required for contrast correction, can be omitted. As a result, the processing procedure can be shortened, and the processing speed can be improved accordingly.
- the above LU is equivalent to the contrast correction information described in the claims.
- the skip processing is performed in two stages, so that the speed of the pattern matching processing can be increased and the mouth-cutting performance can be improved. Further, since it is detected whether or not each density value of the template frame 35 exceeds each threshold value on both the high density side and the low density side, the possibility of accidental data squibbing can be eliminated. . Further, since the first, second, and third IM values are obtained from all the pixels of the search target frame 34, each of these ⁇ values themselves can take a value suitable for the input image condition.
- the first, second, and third values SH, SL, and SPP are calculated by the following equations.
- SH Ave + Hi (1)
- Ave represents the average value when n is the total number of pixels in the search target frame and X is the density value of each pixel.
- p represents the variance.
- Ave is given by the following equation (4)
- the variance p is given by the following equation (5).
- the present embodiment is configured as described above, it is prevented from being recognized as a moving object similar to the object to be detected, despite the fact that the object is not the object to be detected due to disturbance or the like as described above. Also, despite the existence of a plurality of detection targets, the number of moving objects to be detected does not become smaller than the actual one. As a result, unnecessary data processing is omitted, and the speed and reliability of the moving object detection process can be improved. Further, the moving object detection device according to this embodiment can be configured by incorporating the above-described processing means into an arithmetic device (MPU, CPU) or the like provided in the preprocessing circuit 19 or the like.
- MPU arithmetic device
- bus using the PCI bus can be used.
- reference numeral 36 denotes a display.
- the board 33 has a function of performing the preprocessing and the pattern matching (skip processing and vector connection processing).
- the input image is grayscale.
- a configuration as shown in FIG. 13 can be adopted based on the same concept as the configuration of the third embodiment described above. That is, a video control circuit and the like are provided on the board 33a together with the above-mentioned constituent circuits 13 and 14, and a personal computer is provided. By storing software for video control etc. in the RAM, it is possible to freely output judgment results.
- the through output signal is supplied to the video deck 37, and the video is displayed on the monitor display 38. Further, the image signal subjected to the above-described contrast correction and the like is sent to the display 36, and the image is displayed on the display 36.
- the monitor display 38 displays the image as it is projected by the CCD camera; the display 36 of the personal computer is contrast-corrected. An image with high brightness and brightness is displayed. Since the correction process at this time is performed promptly as described above, a large time lag does not occur on the display screen of the monitor display 38.
- a camera adapter is connected to the CCD camera. From this camera dub, recording is performed as a still image or the like on recording means such as a hard disk via the board 33a. At the same time, an image is sent from the camera adapter to the monitor display 38 via the video deck 37.
- a conventionally known VCR 37 can be used, and the video is also recorded by the VCR 37.
- a function that can more effectively detect a moving object can be incorporated into the board 33a. For example, the detection range can be surrounded by a red line, or the moving direction of the moving object can be indicated by an arrow. Such a function can be easily performed by a conventionally known image processing technology.
- an LUT is created for the first frame on the time axis of each G 0 P, and the first frame is created for the remaining frames of each GOP.
- the circuit is configured to create an LUT for the first frame on the time axis-For frames following the above frame, quantize using the LUT in the frame before the relevant frame (Second contrast correction means) Yes.
- the processing speed is inferior to the contrast correction circuit of the embodiment described above, but the default setting required for the contrast correction is used. Quantization and scanning of all pixels in each frame LUT creation can be simplified, and the processing procedure can be shortened, resulting in an improvement in processing speed.
- the moving object detection method and the moving object detection device according to the present invention are not limited to the above-described example, and can take various configurations. For example, it can be an independent device without being incorporated into the board 3333a (without using a personal computer). It is also possible to select and execute any of the above-described contrast correction, skip processing, and vector connection processing. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the moving object detection method according to claim 1 is configured as described above, and is easy and reliable despite the small increase in manufacturing cost. The excellent effect that the moving object detection can be performed is obtained.
- the moving object detection method according to claims 2 and 3 can improve detection performance and processing speed under low illuminance conditions, and can quickly detect moving objects.
- the moving object detection method described in claim 4 can achieve a reduction in the time required for moving object detection and an improvement in mouth-bustness, in addition to the effects described in claim 1.
- the moving object detection method according to claim 5 has the effect described in claim 1 and also prevents the object from being recognized as a detection target despite being not a detection target due to disturbance or the like. It is possible to ensure and speed up moving object detection. In particular, in the case of this method, only a person who enters the room or only a person who leaves the room can be detected, which has a great practical effect.
- the moving object detection method according to claims 6 and 7 has all of the above effects. That is, the processing speed can be improved, and quick and reliable moving object detection can be performed. In addition, the robustness can be improved, and the possibility of accidental skipping can be eliminated.
- the moving object detection device since the moving object detection device according to claim 8 is configured as described above, it is possible to easily and surely detect a moving object despite a small increase in manufacturing cost. An excellent effect of being able to provide a body detection device is obtained. For example, if this moving object detection device is used as a monitoring device, the load required for the monitoring operation can be reduced and the moving object can be reliably detected. Moreover, since the imaging means can be configured by adding a slight configuration to the conventional CCD camera or by attaching an adapter, the configuration can be made easily and the manufacturing cost is not increased. Therefore, the effect as a monitoring device is great.
- the moving object detection device provides quick notification (alarm), reliable and efficient recording. Is possible, and the practical effect is great. That is, the conventional monitoring device records video using a recording medium such as an endless tape regardless of the presence or absence of a moving object. Therefore, recording media such as tapes were often wasted, and there was a strong demand for improvement.
- the recording means can be separately activated only when the detecting means detects the moving object, the recording medium can be used efficiently.
- a recording medium such as the above-mentioned endless tape is used to record a signal input to the imaging means, or a combined image created by an imaging means to extract the moving object. Record the frame data on a recording medium. Further, such image information can be compressed and stored by a conventionally known compression means.
- the moving object detection device is to improve the detection performance and processing speed under low illuminance conditions in addition to the effect of the moving object detection device according to claim 8. And can quickly detect moving objects.
- the moving object detection device described in claims 14 and 15 is caused by shortening the time required for moving object detection, improving robustness, and disturbance.
- the detection of moving objects can be reliably performed and the speed thereof can be increased, and the practical effect is great.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
A method and device by which a moving body can be easily and surely detected without increasing the manufacturing cost. In the method, input signals are alternately quantized by performing first and second quantization. The first quantization is performed by setting input signals having luminance equal to or larger than a prescribed value at a high level and those having luminance of a value smaller than the prescribed value at a low level. The second quantization is performed by setting input signals having luminance equal to or larger than a prescribed value at a low level and those having luminance of a value smaller than the prescribed value at a high level. A moving body is extracted by superimposing a picture frame (1) subjected to the first quantization upon a picture frame (2) successively subjected to the second quantization after the first quantization so as to make the picture elements of the frames (1 and 2) having the same luminance compensate each other.
Description
明細書 動体検出方法及び動体検出装置 技術分野 この発明は、 一連の動画像中から動体のみを抽出する動体検出方法及び動体検 出装置に係るものであり、 例えば、 侵入者監視装置として利用できる。 更に、 各 種動体の検出に係わる処理の、 正確さ及び迅速性の向上、 ロバス ト性の向上等を 図ることを目的としてなされた動体検出方法及び動体検出装置に関する。 技術的背景 動画像から動体を検出する場合、 従来は, ディ スプレーに映し出された動画像 を人が見続け, この人の判断によ り、 動体の検出を行うものであった。 例えば、 不法侵入者の検出或は記録を行うべく 、 従来から監視カメラを用いた監視装置が 使用されている。 このような監視装置は、 監視カメラが撮影する所定領域内の映 像を映し出すもので、 不法侵入者が存在するか否かは、 この映像を監視する監視 者が判断する。 このような監視作業は、 労力を要するとともに、 監視者の疲労度 等によっては、 不法侵入者の存在を見落とす虞れもある。 言い換えれば、 動体を 検出する作業は面倒で、 場合によっては見落とすこともあり、 確実性にかけるも のであった。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a moving object detection method and a moving object detection device that extract only a moving object from a series of moving images, and can be used as, for example, an intruder monitoring device. Furthermore, the present invention relates to a moving object detection method and a moving object detection device for the purpose of improving accuracy and speed, improving robustness, and the like of processing relating to detection of various kinds of moving objects. Technical background When detecting a moving object from a moving image, in the past, a person continuously looked at the moving image projected on the display, and the moving object was detected based on his judgment. For example, in order to detect or record a trespasser, a monitoring device using a monitoring camera has been conventionally used. Such a monitoring device projects an image in a predetermined area photographed by a surveillance camera, and a surveillant who monitors this image determines whether or not an illegal intruder exists. Such monitoring work requires labor and may overlook the presence of an intruder, depending on the degree of fatigue of the monitor. In other words, the task of detecting moving objects was cumbersome, sometimes overlooked, and used for certainty.
この発明は、 かかる現状に鑑み創案されたものであって, その目的とするとこ ろは、 労力を要することなく容易且つ確実に不法侵入者等の動体を検出すること ができる動体検出方法及び動体検出装置を、 安価に提供しょうとするものである 。 更には、 上述したような動体検出に際し、 ロバス ト性の向上を図る等、 動体検 出の確実性の向上をも図ることを目的とする。 発明の開示
この発明に係る動体検出方法及び動体検出装置のうち、 請求項 1 に記載した動 体検出方法に係る発明は、 撮像手段により得られた入カフレームの量子化方向を 交互に反転させることにより、 ポジフレームとネガフ レームとを交互に出力し、 順方向に隣接するポジフレームとネガフレームとに共通する静止部分の濃度値を 均一化することにより動体部分を抽出することを特徵とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and a purpose thereof is to provide a moving object detection method and a moving object capable of easily and reliably detecting a moving object such as an unauthorized intruder without requiring labor. It is intended to provide a low-cost detection device. Further, it is another object of the present invention to improve the reliability of moving object detection, for example, by improving the robustness in detecting the moving object as described above. Disclosure of the invention Among the moving object detection method and the moving object detection device according to the present invention, the invention according to the moving object detection method according to claim 1 is characterized in that the quantization direction of the input frame obtained by the imaging unit is alternately inverted. A feature is to extract a moving body portion by alternately outputting a positive frame and a negative frame and by equalizing the density value of a stationary portion common to the positive frame and the negative frame adjacent in the forward direction.
更に、 上述した請求項 1 に記載した発明において、 コン トラス 卜補正を施すよ うに構成することもできる。 即ち、 請求項 2 に記載したように、 所望数の入カフ レームから成る入力フレーム群のうちの時間軸上最初のフレームに対し、 輝度が 所望値以上のものに対してその輝度を所定値に補正するコ ン トラス ト補正を施し て再量子化し、 上記入力フ レーム群のうちの残りのフ レームに対しては上記最初 のフ レームで得られたコン トラス 卜補正情報を用いて再量子化するように構成で きる。 或は、 請求項 3 に記載したように、 所望数の入力フ レームから成る入カフ レーム群のうちの時間軸上最初のフレームに対し、 輝度が所望値以上のものに対 してその輝度を所定値に補正するコン トラス ト補正を行って再量子化し、 このフ レームに統く フレームに対しては、 当該フレームの前のフ レームにおけるコン ト ラス ト補正情報を用いて再量子化するように構成できる。 Further, in the invention described in claim 1 described above, it may be configured to perform contrast correction. That is, as described in claim 2, for the first frame on the time axis of the input frame group consisting of a desired number of input frames, the brightness is set to a predetermined value for the first frame on the time axis when the brightness is higher than the desired value. Re-quantize by applying contrast correction for correction, and re-quantize the remaining frames of the input frame group using the contrast correction information obtained in the first frame. Configuration. Alternatively, as described in claim 3, with respect to the first frame on the time axis of the input frame group including the desired number of input frames, the brightness of the frame whose brightness is equal to or more than the desired value is determined. Re-quantization is performed by performing contrast correction for correcting to a predetermined value, and for a frame following this frame, re-quantization is performed using the contrast correction information in the frame preceding that frame. Can be configured.
更に、 請求項 1 に記載した発明において、 スキップ処理を施すこともできる。 即ち、 請求項 4に記載したように、 前記入力フ レームのうちの少なく とも 1枚を サーチ対象フレームとし、 このサーチ対象フレームを構成する全画素から最大濃 度値と最低瀵度値とを算出して、 それぞれを第一の闕値及び第二の閾値とすると ともに、 上記最大濃度値と最低濃度値との差分を算出して第三の闆値とする。 又 、 上記入力フ レームのうち上記サーチ対象フ レームを除く残りのフレームをテン プレー トフ レームとし、 これらテンプレー トフ レームを構成する全画素から最大 濃度値と最低濃度値とを算出する。 そして、 これらテンプレー トフレームから得 られた最大濃度値並びに最低濃度値が、 それぞれ上記第一の K値並びに第二の! ¾ 値を越えているか否かを比較判別し、 これら最大濃度値並びに最低濃度値がいず れも上記第一, 第二の各閾値を越えない場合に、 上記テンプレー 卜フレームには 動体が存在しないものと判断する。 一方. 上記テンプレー トフレームから得られ た最大濃度値及び最低澳度値が、 いすれも上記第一、 第二の各 1¾値を越えた場合
に、 上記テンプレー トフレームから得られた最大濃度値と最低濃度値との差分と 、 上記第三の ¾値と、 を比較し、 上記差分が上記第三の閾値より も小さければ上 記テンプレー トフレームには動体が存在しないと判断する。 他方、 上記テンブレ — ト フレームから得られた最大濃度値及び最低濃度値が、 いずれも上記第一、 第 二の各閱値を越えた場合で、 上記差分が上記第三の閾値以上である場合には、 上 記テンプレー トフ レームに動体が存在すると判断する。 Furthermore, in the invention described in claim 1, skip processing can be performed. That is, as described in claim 4, at least one of the input frames is set as a search target frame, and a maximum density value and a minimum intensity value are calculated from all pixels constituting the search target frame. Then, each is set as a first threshold value and a second threshold value, and a difference between the maximum density value and the minimum density value is calculated to obtain a third 闆 value. In addition, the remaining frames other than the search target frame among the input frames are set as template frames, and the maximum density value and the minimum density value are calculated from all the pixels constituting the template frames. Then, it is determined whether the maximum density value and the minimum density value obtained from these template frames exceed the first K value and the second! ¾ value, respectively. If none of the density values exceeds the first and second threshold values, it is determined that no moving object exists in the template frame. On the other hand, when the maximum density value and the minimum degree value obtained from the template frame both exceed the first and second 1 第二 values. Then, the difference between the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame is compared with the third ¾ value, and if the difference is smaller than the third threshold value, the above template is compared. It is determined that no moving object exists in the frame. On the other hand, when the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second 閱 values, and the difference is equal to or greater than the third threshold value. Then, it is determined that there is a moving object in the above template frame.
更に、 上述した請求項 1 に記載した発明において、 ベク トル連結処理を施すよ うにすることもできる。 即ち、 請求項 5 に記載したように、 前記入力フレームを 構成する画素のうちの動体部分をなすと推定される画素及びその近傍の画素の、 それぞれの入力フレームにおける座標データの変化と、 これら画像及びその近傍 の画像の、 それぞれの入力フ レームにおける移動方向と、 を検出し、 これら座標 データの変化と移動方向との一致する全ての画素及びその近傍の画素から成る物 体を一の動体とみなす。 Further, in the invention described in claim 1 described above, the vector connection processing may be performed. That is, as described in claim 5, a change in coordinate data in each input frame of a pixel which is estimated to form a moving object portion among pixels constituting the input frame and a pixel in the vicinity thereof, And the moving direction of the input image and its neighboring image in each input frame are detected, and the object consisting of all the pixels whose change in the coordinate data coincides with the moving direction and the object composed of the neighboring pixels is regarded as one moving object. I reckon.
更には、 上述した各処理をすベて施すように構成すれば、 より好ましい動体検 出方法を得られる。 即ち、 請求項 6 に記載したように、 所望数の入力フ レームか ら成る入力フレーム群のうちの時間軸上最初のフ レームに対し、 輝度が所望値以 上のものに対してその輝度を所定値に補正するコン トラス ト補正を施して再量子 化し、 上記入力フレーム群のうちの残りのフレームに対しては上記最初のフレー ムで得られたコン トラス ト補正情報を用いて再量子化する、 第一のコン トラス ト 補正を先ず施す。 次いで、 いわゆるパターンマッチングの一として、 以下のよう なスキップ処理を施す。 即ち、 上記第一のコン トラス ト補正を施すことによって 得られる動体検出用フレームのうちの少なく とも 1 枚をサーチ対象フレームとし 、 このサーチ対象フレームを構成する全画素から最大濃度値と最低濃度値とを算 出して、 それぞれを第一の閱値及び第二の閾値とすると共に、 上記最大濃度値と 最低濃度値との差分を算出して第三の閎値とする。 これとともに、 上記動体検出 用フレームのうち上記サーチ対象フ レームを除く残りのフ レームをテンプレー ト フレームとし、 これらテンプレー 卜フレームを構成する全画素から最大濃度値と 最低濃度値とを算出し、 これらテンプレー トフレームから得られた最大濃度値並 びに最低饞度値が, それぞれ上記第一の 値並びに第二の閟値を越えているか否
かを比較判別し、 これら最大濃度値並びに最低濃度値がいずれも上記第一、 第二 の各! ¾値を越えない場合に、 上記テンプレートフ レームには動体が存在しないも のと判断する。 そして、 上記テンプレー 卜 フレームから得られた最大濃度値及び 最低濃度値が、 いずれも上記第一、 第二の各闕値を越えた場合に、 上記テンプレ 一トフレームから得られた最大濃度値と最低濃度値との差分と、 上記第三の ¾値 と、 を比較し . 上記差分が上記第三の闼値より も小さければ上記テンプレートフ レームには動体が存在しないと判断する。 一方' 上記テンプレー トフレームから 得られた最大濃度値及び最低漉度値が、 いずれも上記第一、 第二の各闕値を越え た場合で、 上記差分が上記第三の 値以上である場合には、 上記テンプレー トフ レームに動体が存在すると判断する。 Furthermore, if all the above-described processes are performed, a more preferable moving body detection method can be obtained. That is, as described in claim 6, for the first frame on the time axis of the input frame group consisting of the desired number of input frames, the brightness is set for the frame whose brightness is equal to or more than the desired value. Performs re-quantization by applying contrast correction to correct a predetermined value, and re-quantizes the remaining frames of the input frame group using the contrast correction information obtained in the first frame. First, the first contrast correction is performed. Next, the following skip processing is performed as one of the so-called pattern matching. That is, at least one of the moving object detection frames obtained by performing the first contrast correction is set as a search target frame, and the maximum density value and the minimum density value are obtained from all the pixels constituting the search target frame. Are calculated as the first 閱 value and the second threshold value, and the difference between the maximum density value and the minimum density value is calculated as the third 閎 value. At the same time, the remaining frames other than the search target frame in the moving object detection frames are used as template frames, and the maximum density value and the minimum density value are calculated from all the pixels constituting the template frame. Whether the maximum density value and the minimum intensity value obtained from the template frame exceed the first and second values, respectively. If the maximum density value and the minimum density value do not exceed the first and second values, it is determined that no moving object exists in the template frame. When the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second levels, the maximum density value and the maximum density value obtained from the template frame are used. The difference from the minimum density value is compared with the third ¾ value. If the difference is smaller than the third 闼 value, it is determined that no moving object exists in the template frame. On the other hand, when the maximum density value and the minimum strain value obtained from the template frame both exceed the first and second threshold values, and the difference is equal to or greater than the third value. Then, it is determined that a moving object exists in the template frame.
尚、 前記動体検出用フレームおいては、 時間的に前のフレームに対して動きの ない箇所は中間溏度値となる (例えば、 8 ビッ ト濃淡画像では、 1 2 8前後〉 。 上記スキップ処理は、 このような特性を利用して、 テンプレー トフ レームを構成 する画素中に, 予め求めておいた第一、 第二の各閲値より も突出した画素が存在 するか否かを検出する。 このような検出は、 先ず、 テンプレー トフレームの画素 中に、 上記第一、 第二の各閟値を越える濃度値が存在するか否かを調べ、 この濃 度値が第一、 第二の各 値を越えない場合には、 テンプレー トフ レーム内に動体 は存在しないと判断する。 IEに, 上記第一、 第二の閩値を越えた場合には、 ピ一 ク値による判定を行う。 即ち、 サーチ対象フレームによって得られる第三の M値 と、 テンプレー 卜フ レームによって得られる上記差分とを比較し、 この差分値が 第三の閱値より も小さければ、 テンプレー トフ レームに動体が存在しないと判断 する。 このように、 この発明においては、 2段階に亙ってスキップ処理を施すた め, パターンマッチング処理の高速化と口バス 卜性の向上とを図れる。 In the moving object detection frame, a portion where there is no movement with respect to the temporally previous frame has an intermediate degree value (for example, around 128 in an 8-bit grayscale image). Utilizes such characteristics to detect whether or not there are pixels in the pixels composing the template frame that are more prominent than the first and second reference values obtained in advance. In such a detection, first, it is checked whether or not a density value exceeding the first and second 存在 values exists in the pixels of the template frame. If the values do not exceed each value, it is determined that no moving object exists in the template frame.If the values exceed the first and second 閩 values, the IE determines the peak value. That is, the third M value obtained by the frame to be searched Is compared with the difference obtained by the template frame, and if this difference value is smaller than the third 閱 value, it is determined that no moving object exists in the template frame. Since skip processing is performed in two stages, the speed of pattern matching processing can be increased and the mouth-cutting performance can be improved.
これとともに、 以下のようなベク トル連結処理を施す。 即ち、 上記動体検出用 フレームを構成する画素の各々の動体検出用フレームにおける座標データの変化 と、 これら画素の各々の動体検出用フレームにおける移動方向と、 を検出し、 こ れら座標データの変化と移動方向とがほぼ一致する全ての画素から構成される物 体を一の動体とみなすべク トル連結処理を施す。 At the same time, the following vector connection processing is performed. That is, a change in coordinate data of each of the pixels constituting the moving object detection frame in the moving object detection frame, and a moving direction of each of the pixels in the moving object detection frame are detected. The object composed of all the pixels that almost coincide with the moving direction is regarded as one moving object, and vector connection processing is performed.
尚、 上記請求項 6 に記載した発明において、 請求項 7 に記載したように、 前記
第一のコン トラス ト補正に代えて第二のコン トラス ト補正を施すこともできる。 即ち、 所望数の入カフレームから成る入カフレーム群のうちの時間軸上最初のフ レームに対し、 輝度が所望値以上のものに対してその輝度を所定値に補正するコ ン トラス ト補正を施して再量子化し、 このフレームに続く フレームに対しては当 該フ レームの前のフレームにおけるコン 卜ラス ト補正情報を用いて再量子化する 第二のコン トラス 卜補正を施す。 In the invention described in claim 6, as described in claim 7, A second contrast correction may be performed instead of the first contrast correction. That is, contrast correction for correcting the luminance of a first frame on the time axis of a group of input frames including a desired number of input frames to a predetermined value for a frame having a luminance higher than a desired value. And performs a second contrast correction for re-quantizing the frame following this frame using the contrast correction information in the frame preceding the frame.
又、 この発明に係る動体検出方法及び動体検出装置のうち、 請求項 8 に記載し た動体検出装置に係る発明は、 光入力を電荷信号に変換し、 蓄積する光電変換手 段を備える。 この光電変換手段は、 入力された光情報を、 その輝度が所定値以上 のものをハイ レベルとし、 所定値未満のものをローレベルとして量子化する第一 の量子化と、 その輝度が所定値以上のものをローレベルとし、 所定値未満のもの をハイ レベルとして量子化する第二の量子化とを、 交互に施し、 上記第一の量子 化を施された画像フレームと、 この第一の量子化に続く第二の量子化を施された 画像フレームとを比較し、 両者で同じ輝度の画素を打ち消し合わせることにより , 動体と見做される、 これら両者で異なる輝度の画素を抽出自在とした機能を持 たせている。 Further, among the moving object detecting method and the moving object detecting device according to the present invention, the moving object detecting device according to claim 8 includes a photoelectric conversion means for converting an optical input into a charge signal and storing the signal. The photoelectric conversion means quantizes the input optical information to a high level when the luminance thereof is equal to or more than a predetermined value and a low level when the luminance is less than a predetermined value; The above-mentioned image frames which have been subjected to the first quantization are alternately subjected to a low level and quantized to a low level below a predetermined value as a high level. By comparing the image frame subjected to the second quantization following the quantization and canceling out the pixels with the same luminance on both sides, it is regarded as a moving object. Function.
上記光電変換手段としては、 請求項 9に記載したように、 C C Dカメラ等の撮 像手段を採用でき、 更に、 この撮像手段により抽出された動体を検出する検出手 段を設ける構成とできる。 又、 請求項 1 0 に記載したように、 前記検出手段によ り動体の存在が検出された場合に作動し、 動体の存在を知らせる通知手段を設け ることができる。 更には、 請求項 1 1 に記載したように、 前記検出手段により動 体の存在が検出された場合に作動し、 動体を記録する記録手段を設けることもで さる。 As the photoelectric conversion unit, an imaging unit such as a CCD camera can be adopted as described in claim 9, and further, a detection unit for detecting a moving object extracted by the imaging unit can be provided. Further, as described in claim 10, a notifying means which operates when the presence of a moving object is detected by the detection means and notifies the presence of the moving object can be provided. Further, as described in claim 11, it is also possible to provide a recording unit that operates when the presence of a moving object is detected by the detection unit and records the moving object.
更に、 上述した各発明において、 請求項 1 2 に記載したようにコン トラス ト補 正手段を付設しても良い。 即ち、 光入力を量子化した状態における各画素のうち 、 輝度が所望値以上の画素に対してその輝度を所定値に補正するコン トラス ト補 正を施すコン トラス ト補正手段を備える。 上記コ ン トラス ト補正手段は、 所望数 の入力フ レームから成る入力フレーム群のうちの時間軸上最初のフ レームに対し て上記コン トラス 卜補正を行って再量子化し、 上記入力フレーム群のうちの残り
のフレームに対しては上記最初のフレームで得られたコン トラス ト補正情報を用 いて再量子化する機能を有する。 勿論、 前記光電変換手段は、 このコン トラス ト 補正手段により補正された光入力を電荷信号に変換自在である。 或は、 請求項 1 3 に記載したようなコン トラス ト補正手段を付設しても良い。 即ち、 このコン ト ラス ト補正手段は、 所望数の入力フ レームから成る入力フレーム群のうちの時間 軸上最初のフレームに対して上記コン トラス ト補正を行って再量子化し、 このフ レームに続く フレームに対しては、 当該フ レームの前のフ レームにおけるコン ト ラス ト補正情報を用いて再量子化する機能を有する。 Further, in each of the above-mentioned inventions, a contrast correction means may be additionally provided as described in claim 12. That is, of each pixel in a state where the light input is quantized, a contrast correction unit for performing a contrast correction for correcting a luminance of a pixel whose luminance is equal to or more than a desired value to a predetermined value is provided. The contrast correction means performs the contrast correction on the first frame on the time axis of the input frame group composed of a desired number of input frames, requantizes the frame, and re-quantizes the input frame group. The rest of us It has a function to requantize the frame using the contrast correction information obtained in the first frame. Of course, the photoelectric conversion means can freely convert the light input corrected by the contrast correction means into a charge signal. Alternatively, a contrast correction means as described in claim 13 may be provided. That is, the contrast correction means performs the above-described contrast correction on the first frame on the time axis of the input frame group composed of a desired number of input frames, requantizes the frames, and outputs the frames. It has a function to requantize the subsequent frame using contrast correction information in the frame preceding the frame.
更には、 上記請求項 8乃至請求項 1 1 に記載した発明において、 第一のコン ト ラス ト補正手段と, スキップ処理手段と、 ベク トル連結処理手段と、 を具備する ように構成しても良い。 即ち、 請求項 1 4 に記載したように、 第一のコン トラス ト補正手段と、 スキップ処理手段と、 ベク トル連結処理手段とを設ける。 上記第 一のコン トラス ト補正手段は、 所望数の入力フレームから成る入力フレーム群の うちの時間軸上最初のフレームに対して上記コン ト ラス ト補正を行って再量子化 し、 上記入力フレーム群のうちの残りのフ レームに対しては上記最初のフレーム で得られたコン ト ラス 卜補正情報を用いて再量子化する機能を有する。 上記スキ ップ処理手段は、 上記第一のコ ン トラス 卜補正手段によるコ ン トラス ト補正を施 すことによって得られる動体検出用フレームのうちの少なく とも 1 枚をサーチ対 象フ レームとし、 このサーチ対象フレームを構成する全画素から最大濃度値と最 低溏度値とを算出して、 それぞれを第一の閾値及び第二の ia値とするとともに、 上記最大濃度値と最低濃度値との差分を算出して第三の閾値とする。 又, 上記動 体検出用フ レームのうち上記サーチ対象フ レームを除く残りのフ レームをテンプ レー トフ レームとし、 これらテンプレー ト フレームを構成する全画素から最大濃 度値と最低濃度値とを算出する。 そして、 これらテンプレー トフレームから得ら れた最大濃度値並びに最低濃度値が、 それぞれ上記第一の K値並びに第二の閱値 を越えているか否かを比較判別し、 これら最大濃度値並びに最低濃度値がいずれ も上記第一、 第二の各 1¾値を越えない場合に > 上記テンプレートフレームには動 体が存在しないものと判断する。 一方、 上記テンプレー トフレームから得られた 最大濃度値及び最低濃度値が、 いずれも上記第一、 第二の各 ¾値を越えた場合に
、 上記テンプレー トフレームから得られた最大濃度値と最低濃度値との差分と、 上記第三の閾値と. を比較し、 上記差分が上記第三の閱値よりも小さければ上記 テンブレー トフレームには動体が存在しないと判断する。 他方、 上記テンプレー トフ レームから得られた最大濃度値及び最低濃度値が、 いずれも上記第一、 第二 の各閾値を越えた場合で、 上記差分が上記第三の閲値以上である場合に、 上記テ ンプレー ト フ レームに動体が存在すると判断する機能を有する。 又、 上記べク ト ル連結処理手段は、 上記動体検出用フレームを構成する画素の、 それぞれの動体 検出用フレームにおける座標データの変化と、 これら画素の、 それぞれの動体検 出用フレームにおける移動方向と、 を検出し、 これら座標デ一夕の変化と移動方 向とがほぼ一致する全ての画素から構成される物体を一の動体とみなす機能を有 する。 . Furthermore, in the invention described in claim 8 to claim 11, it may be configured to include first contrast correction means, skip processing means, and vector connection processing means. good. That is, as described in claim 14, a first contrast correction means, a skip processing means, and a vector connection processing means are provided. The first contrast correction means performs the contrast correction on the first frame on the time axis of the input frame group including a desired number of input frames, and requantizes the first frame. It has a function to requantize the remaining frames in the group using the contrast correction information obtained in the first frame. The skip processing means includes, as a search target frame, at least one of the moving object detection frames obtained by performing the contrast correction by the first contrast correction means, The maximum density value and the minimum density value are calculated from all the pixels constituting the search target frame, and are respectively set as the first threshold value and the second ia value. Is calculated as the third threshold value. In addition, the remaining frames other than the search target frame among the above-mentioned motion detection frames are used as template frames, and the maximum density value and the minimum density value are calculated from all the pixels constituting the template frame. I do. Then, it is determined whether or not the maximum density value and the minimum density value obtained from these template frames exceed the first K value and the second そ れ ぞ れ value, respectively. If the density value does not exceed the first and second 1¾ values, it is determined that no moving object exists in the template frame. On the other hand, when the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second minimum values, The difference between the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame is compared with the third threshold value.If the difference is smaller than the third 閱 value, the template frame is compared. Determines that there is no moving object. On the other hand, when the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second threshold values and the difference is equal to or greater than the third threshold value, It has a function of determining that a moving object exists in the template frame. In addition, the vector connection processing means includes: a change in coordinate data of a pixel constituting the moving object detection frame in each moving object detection frame; and a moving direction of the pixel in each moving object detection frame. And has a function of detecting an object composed of all the pixels in which the change in the coordinate data and the movement direction almost coincide with each other as one moving object. .
尚、 この請求項 1 4 に記載した動体検出装置の第一のコン トラス ト補正手段に 代えて、 請求項 1 5に記載したように、 第二のコン トラス ト補正手段を設けても 良い。 この第二のコン トラス 卜補正手段は、 所望数の入力フレームから成る入力 フレーム群のうちの時間軸上最初のフレームに対して上記コン トラス ト補正を行 つて再量子化し、 このフレームに続く フ レームに対しては、 当該フレームの前の フレームにおけるコン トラス ト補正情報を用いて再量子化する機能を有する。 図面の簡単な説明 第 1 図は、 動体検出方法の基本原理を説明するための略図である。 Incidentally, instead of the first contrast correction means of the moving object detection device according to claim 14, a second contrast correction means may be provided as described in claim 15. The second contrast correction means performs the above-described contrast correction on the first frame on the time axis of the input frame group composed of a desired number of input frames, requantizes the frame, and executes the subsequent frames. It has a function to requantize the frame using the contrast correction information in the frame before the frame. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a basic principle of a moving object detection method.
第 2図は、 動体検出処理の基本原理を説明するための流れ図である。 FIG. 2 is a flowchart for explaining the basic principle of the moving object detection processing.
第 3図は, 電荷の蓄積量とリ フレッシュタイ ミ ングとを示す線図である 第 4図は, この発明の実施の第一形態例を示すブロ ック図である。 FIG. 3 is a diagram showing the charge accumulation amount and the refresh timing. FIG. 4 is a block diagram showing the first embodiment of the present invention.
第 5図は、 動体検出処理回路の構成を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a moving object detection processing circuit.
第 6図は、 この発明の実施の第二形態例を示すブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
第 7図は、 この発明の実施の第三形態例を説明するための図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
第 8図は、 第一のコ ン トラス ト補正を説明するための図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining the first contrast correction.
第 9図は、 パターンマッチングを説明するための図である。
第 1 0図は、 スキップ処理を説明するためのフローチャー トである。 FIG. 9 is a diagram for explaining pattern matching. FIG. 10 is a flowchart for explaining the skip processing.
第 1 1 図は、 ベク トル連結処理を説明するための図である。 FIG. 11 is a diagram for explaining the vector connection process.
第 1 2図は、 好ましくないベク トル連結処理を説明するための図である。 第 1 3図は、 第三形態例の変形例を示す図である。 FIG. 12 is a diagram for explaining an undesired vector connection process. FIG. 13 is a diagram showing a modification of the third embodiment.
発明を実施するための最良の形態 第一形態例 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First Embodiment
次に, この発明の実施の形態例について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.
先ず、 この発明の原理的な構成並びに作用について簡単に説明し, 次いでこの 発明の実施の第一形態例について説明する。 First, the basic configuration and operation of the present invention will be briefly described, and then the first embodiment of the present invention will be described.
撮像手段によ り得られた入力フ レームの量子化方向を交互に反転することによ り、 図 1 に示すように、 ポジフレーム 1 とネガフレーム 2 とを交互に出力する。 そして、 順方向に隣接するポジフ レーム 1 とネガフレーム 2 とに共通する静止部 分 3の濃度値を均一化することにより、 動体検出用フレーム 4を出力する。 この動体検出用フレーム 4においては、 上記静止部分 3の濃度値が均一となつ ているため、 動体部分 5が浮かび上がってく る。 尚、 図 1 に 「和 / 2」 と記載し てあるのは、 各フレーム 1 , 2の澳度値を減算する処理を表している。 即ち、 上 記動体検出用フ レーム 4を出力する場合、 上記ポジフレーム 1 とネガフレーム 2 とを、 単に重ね合わせただけでは、 2画面分の濃度情報を持っため、 極端に濃度 値の高い画像になってしまう。 このため、 適切な量の定数値を減算する。 By alternately inverting the quantization direction of the input frame obtained by the imaging means, a positive frame 1 and a negative frame 2 are output alternately as shown in FIG. Then, the moving object detection frame 4 is output by equalizing the density value of the stationary portion 3 common to the positive frame 1 and the negative frame 2 which are adjacent in the forward direction. In the moving body detection frame 4, the moving body part 5 emerges because the density value of the stationary part 3 is uniform. Note that “sum / 2” in FIG. 1 indicates a process of subtracting the Macao value of each of the frames 1 and 2. In other words, when the above-mentioned moving object detection frame 4 is output, simply overlaying the positive frame 1 and the negative frame 2 has density information for two screens, so that an image having an extremely high density value is obtained. Become. Therefore, an appropriate amount of the constant value is subtracted.
尚、 上述した原理を図 2 に示している。 撮像手段 (光電変換手段) は、 この図 2 に示すように、 入力された光情報を. 先ず、 正論理で濃度値を電荷に変換し、 次いで、 上記電荷を蓄えたまま、 負論理で濃度値を電荷に変換する。 The principle described above is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the imaging means (photoelectric conversion means) converts the input optical information. First, the density value is converted into a charge by positive logic, and then the density is stored by negative logic while storing the charge. Converts a value to a charge.
そして、 上記第一の量子化を施された (正論理で電荷に変換された) 面像フレ ームと、 この第一の量子化に続く第二の量子化を施された (負論理で電荷に変換 された) 画像フ レームとを比較し、 両者で同じ輝度の画素を打ち消し合わせるこ とにより、 動体と見做されるこれら両者で異なる輝度の画素を抽出自在とする。 この一連の処理を終えたならば、 電荷を解放し、 同様の処理を繰り返す。 このよ うな処理における電荷の蓄稜量と電荷の解放 (リ フレッシュ) タイ ミ ングとを、
図 3に示す。 Then, the surface image frame subjected to the first quantization (converted to electric charges by positive logic) and the second quantization subsequent to the first quantization (subjected to negative logic) By comparing the image frame (which has been converted to electric charge) with the pixel having the same luminance in both sides, pixels having different luminances can be freely extracted in both cases, which are regarded as moving objects. After completing this series of processing, the charge is released and the same processing is repeated. The amount of charge accumulation and the release of charge (refresh) timing in such processing are as follows. Figure 3 shows.
上述のように構成されるため、 量子化方向を交互に反転することにより得られ たポジフ レーム 1 とネガフレーム 2 とのうち、 時間の流れに沿って隣接するポジ フレーム 1 とネガフレーム 2 とを重ね合わせ、 これら各フレーム 1 2に共通す る静止部分の濃度値を均一化すれば、 この静止部分が打ち消されるため、 動体部 分 5を抽出することができる。 With the configuration described above, of the positive frame 1 and the negative frame 2 obtained by alternately inverting the quantization direction, the adjacent positive frame 1 and negative frame 2 By superimposing and equalizing the density value of the stationary portion common to each of the frames 12, the stationary portion is canceled out, so that the moving body portion 5 can be extracted.
次に、 図 4は、 本形態例に係る動体検出装置を示すブロック図である。 本形態 例の装置は、 従来知られた C C Dカメラと同様、 光入力を電荷信号に変換し、 蓄 稍する光電変換手段 1 0を備えている。 この光電変換手段 1 0は、 図 4に示すよ うに、 光情報を入力するレンズ 1 1 と、 撮像素子 (C C D) 1 2 と、 信号処理回 路 1 3 と、 同期回路 1 4と, 上記撮像素子 1 2を駆動させるための駆動手段 1 5 とを備える。 上記信号処理回路 1 3は、 ノイズを除去し、 映像信号のみを取り出 す回路である C D S 1 6を含んでいる。 このような構成は、 従来から知られた C C Dカメラと同様である。 Next, FIG. 4 is a block diagram showing a moving object detection device according to the present embodiment. The device according to the present embodiment is provided with a photoelectric conversion unit 10 that converts an optical input into a charge signal and stores the charge signal, similarly to a conventionally known CCD camera. As shown in FIG. 4, the photoelectric conversion means 10 includes a lens 11 for inputting optical information, an image sensor (CCD) 12, a signal processing circuit 13, a synchronization circuit 14, And a driving unit 15 for driving the element 12. The signal processing circuit 13 includes a CDS 16 which is a circuit for removing noise and extracting only a video signal. Such a configuration is the same as a conventionally known CCD camera.
特に、 本形態例に係る動体検出装置においては、 上記信号処理回路 1 3に、 本 発明の特徴部分である動体検出処理回路 1 7を設けている。 この動体検出処理回 路 1 7は、 図 5に示すように、 入力された光情報を A/D変換する A/D変換器 1 8 と、 動体検出処理を施すための各種前処理を行う前処理回路 1 9と、 正論理 により濃度値を電荷に変換し、 更に、 この電荷に変換された画像フレームを蓄積 するためのフレームメモリ 2 0と、 負論理により濃度値を電荷に変換する反転回 路 2 1 と, これらフレームメモリ 2 0と反転回路 2 1 とによりそれぞれ得られた 画像フレームを合成する合成回路 2 2と、 この合成回路 2 2により得られた信号 を D/A変換して出力する D/A変換器 2 3と、 を備えている。 符号 2 4は、 入 力された信号の一部をスルー出力信号として送り出すための分配器である。 上記フ レームメモリ 2 0は、 上記前処理回路 1 9を介して送られてきた、 A/ D変換後の信号を、 その輝度が所定値以上のものをハイ レベルとし、 所定値未満 のものを口一レベルとして (正論理で) 量子化する第一の量子化を施す。 そして 、 この第一の量子化を施された画像データを蓄積する。 In particular, in the moving object detection device according to the present embodiment, the signal processing circuit 13 is provided with a moving object detection processing circuit 17 which is a feature of the present invention. As shown in FIG. 5, the moving object detection processing circuit 17 includes an A / D converter 18 that performs A / D conversion of input optical information, and before performing various preprocessing for performing the moving object detection processing. A processing circuit 19, a frame memory 20 for converting the density value into electric charge by positive logic, and storing the image frame converted into the electric charge, and an inversion circuit for converting the density value into electric charge by negative logic. Path 21, a synthesizing circuit 22 for synthesizing the image frames obtained by the frame memory 20 and the inverting circuit 21, respectively, and a signal obtained by the synthesizing circuit 22 is D / A converted and output. And a D / A converter 23. Reference numeral 24 denotes a distributor for transmitting a part of the input signal as a through output signal. The frame memory 20 converts the A / D-converted signal sent through the pre-processing circuit 19 into a high-level signal having a luminance equal to or higher than a predetermined value and a signal having a luminance lower than the predetermined value. Performs the first quantization to quantize (in positive logic) as a verbal level. Then, the image data subjected to the first quantization is stored.
一方、 上記反転回路 2 1は、 上記 A/D変換後の信号を、 その輝度が所定値以
上のものをローレベルとし、 所定値未満のものをハイ レベルとして (負論理で) 量子化する第二の量子化とを施す。 即ち、 上記フレームメモリ 2 0では、 入力さ れた信号を正論理で瀵度値を電荷に変換する。 上記反転回路 2 1 では、 入力され た信号を負論理で澳度値を電荷に変換する。 On the other hand, the inversion circuit 21 converts the signal after the A / D conversion into a signal whose luminance is equal to or less than a predetermined value. The upper one is set to the low level, and the one below the predetermined value is set to the high level, and the second quantization is performed (with negative logic). That is, in the frame memory 20, the input signal is converted into a charge value by positive logic into electric charge. The inverting circuit 21 converts an input signal into negative electric charge by negative logic.
そして、 上記フレームメモリ 2 0 に蓄積された画像フレームと、 上記反転回路 2 1 により第二の置子化を施された画像フ レームとを、 合成回路 2 2に送り、 こ の合成回路 2 2 で両者を合成し比較する。 この合成回路 2 2 において、 上記両者 で同じ輝度の画素を打ち消し合わせる。 言い換えれば、 両者の静止部分の濃度を 均一化する。 この場合の処理は、 上記前処理回路 1 9から与えられたしきい値に 基づいて行われる。 Then, the image frame stored in the frame memory 20 and the image frame subjected to the second nesting by the inverting circuit 21 are sent to the synthesizing circuit 22, and the synthesizing circuit 22 The two are synthesized and compared. In the synthesizing circuit 22, the pixels having the same luminance are canceled by the two. In other words, the density of both stationary parts is made uniform. The processing in this case is performed based on the threshold value given from the preprocessing circuit 19.
上記合成回路 2 2における処理により、 D / A変換を施されて出力された出力 信号においては、 上記静止部分の澳度が均一化されているとともに, 動体と見做 されるこれら両者で異なる輝度の画素が抽出されたものとなっている。 従って、 出力された信号中には、 上記動体が浮かび上がった状態となっている。 In the output signal that has been subjected to the D / A conversion by the processing in the synthesizing circuit 22, the output of the stationary portion is made uniform, and the luminance that is considered to be a moving object differs between the two. Are extracted. Therefore, in the output signal, the moving object is in a raised state.
上記合成回路 2 2に画像フレーム信号を送った後のフレームメモリ 2 0及び反 転回路 2 1 は、 次の信号を入力し、 同様の処理を行う。 又、 上記合成回路 2 2は 、 出力信号を送り出すことによって、 新たな入力を待つべく待機する。 After transmitting the image frame signal to the synthesizing circuit 22, the frame memory 20 and the inverting circuit 21 receive the next signal and perform the same processing. The synthesizing circuit 22 sends an output signal to wait for a new input.
本形態例に係る動体検出装置は, 上述のように構成されるため、 入力された光 情報は、 第一の量子化と, 第二の量子化とを交互に施され、 更にこれらが重ね合 わされることにより、 静止部分が打ち消され、 結果的に動体部分が浮き出される 。 従って、 動体の検出作業を、 容易且つ確実に行える。 Since the moving object detection device according to the present embodiment is configured as described above, the input optical information is subjected to the first quantization and the second quantization alternately, and these are superimposed. By doing so, the stationary part is canceled and the moving part is raised as a result. Therefore, the moving object detection operation can be performed easily and reliably.
しかも、 本形態例の動体検出装置の場合、 従来から知られた C C Dカメラの信 号処理回路 1 3 に、 上記動体検出処理回路 1 7 を付加するのみで、 容易に構成で きる。 このような動体検出処理回路 1 7 は、 上記 C C Dカメラ内に組み込むこと ができる他、 外部アダプタとして製造し, 既存の C C Dカメラに付設して使用す ることもできる。 従って、 製造コス トが大幅に増大することがない。 In addition, in the case of the moving object detection device of the present embodiment, the structure can be easily achieved only by adding the moving object detection processing circuit 17 to the signal processing circuit 13 of a conventionally known CCD camera. Such a moving object detection processing circuit 17 can be incorporated into the above-mentioned CCD camera, or it can be manufactured as an external adapter and used by attaching it to an existing CCD camera. Therefore, the manufacturing cost does not increase significantly.
尚、 本形態例に係る動体検出装置においては、 入力画像を、 グレースケールと する。 入力画像がフルカラー画像であっても動体の検出を行えるが、 フルカラー 画像は細かな色差や彩度差を表現可能であるため、 出力画像に余分な情報を載せ
てしまう。 このため、 入力画像としてはグレースケールが好ましい。 Note that, in the moving object detection device according to the present embodiment, the input image is a gray scale. Although moving objects can be detected even if the input image is a full-color image, extra information is added to the output image because the full-color image can express small color differences and saturation differences. Would. For this reason, a gray scale is preferable as the input image.
また、 上述した本形態例の装置により動体の検出を行う場合、 当該装置の位置 及びアングル、 更に焦点距離は、 固定されている必要がある。 これらが変化した 場合、 この変化によるずれが全て抽出されてしまうからである。 尚、 本形態例を 、 従来の C C Dカメラにより取り込んだデータを基に、 コンピュータを利用して 実施することもできる。 第二形態例 When a moving object is detected by the above-described apparatus of the present embodiment, the position, angle, and focal length of the apparatus need to be fixed. This is because if these change, all the shifts due to this change will be extracted. It should be noted that the present embodiment can be implemented using a computer based on data captured by a conventional CCD camera. Second form example
次に、 この発明の実施の第二形態例について説明する。 本形態例は, 監視装置 として適用したものである。 本形態例の場合、 図 6 に示すように、 入力された信 号から動体を抽出する C C Dカメラ 2 5 と, この C C Dカメラ 2 5 により抽出さ れた動体を検出する検出手段 (モーショ ン · ディ テクタ) 2 6 と、 この検出手段 2 6が不法侵入者等の動体を検出した場合に、 この検出信号を ト リガとして作動 する箬報器 2 7 と、 入力された信号を逐一映し出すモニタ 2 8 と、 同じく この検 出手段 2 6が不法侵入者等の動体を検出した場合に、 この検出信号を ト リガとし て作動するタイムラブスビデオ 2 9 と、 を備えて構成されている。 尚、 符号 3 0 はスィ ッチャを示しており、 上記 C C Dカメラの作動及び作動停止等を制御する また、 上記 C C Dカメラ 2 5は、 入力された信号を、 所定値以上の輝度をハイ レベルとし、 所定値未満の輝度を口一レベルとして量子化する第一の量子化と、 上記所定値以上の輝度をローレベルとし、 所定値未満の輝度をハイ レベルとして 量子化する第二の量子化とを交互に施し、 これら第一、 第二の各量子化により得 られた各画像信号を重ね合わせ、 輝度に変化のない静止部分を打ち消し合わせる ことによ り、 動体部分を抽出する機能を有する。 このような機能は、 このような 機能を行わせる回路を内部に組み込んだ C C Dカメラ 2 5 aを採用する他、 従来 知られた C C Dカメラ 2 5 bに、 次述するアダプタ 3 5を付設したものを採用し ても良い。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is applied as a monitoring device. In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 6, a CCD camera 25 for extracting a moving object from an input signal and a detecting means (motion-diode) for detecting the moving object extracted by the CCD camera 25 Detector) 26, an alarm 27 that operates when the detection means 26 detects a moving object such as an unauthorized intruder, and a monitor 28 that displays the input signal one by one. And a timelabs video 29 that also operates as a trigger when the detection means 26 detects a moving object such as an unauthorized intruder. Reference numeral 30 denotes a switcher, which controls the operation and stoppage of the CCD camera.The CCD camera 25 converts the input signal to a high level with a luminance higher than a predetermined value. A first quantization that quantizes a luminance less than a predetermined value as a mouth level and a second quantization that quantizes a luminance higher than the predetermined value as a low level and a luminance lower than the predetermined value as a high level. It has a function of extracting a moving object portion by alternately applying the image signals obtained by the first and second quantizations and canceling out a static portion having no change in luminance. Such a function employs a CCD camera 25a incorporating a circuit for performing such a function, and a conventionally known CCD camera 25b with an adapter 35 described below. May be adopted.
尚、 図 6 には、 両カメラ 5 a 、 5 bを示しているが、 いずれか一方を備えてい れば良い。
上記機能を行わせる回路としては、 前述した第一形態例を示す図 4、 図 5 と同 様である。 Although FIG. 6 shows both cameras 5a and 5b, it is only necessary to provide one of them. Circuits for performing the above functions are the same as those in FIGS. 4 and 5 showing the first embodiment described above.
上述したような C C Dカメラ 2 5により抽出された動体は、 検出手段 (モーシ ヨ ン ' ディ テクタ) 2 6 により検出する。 この検出手段 2 6 は、 動体と見做され る、 静止部分の輝度とは異なる輝度を検出する等により、 上記動体の検出を行う 。 このような検出手段 2 6 と しては、 従来から知られているような回路を用いて 造れる。 また、 この検出手段 2 6 が不法侵入者等の動体を検出した場合に, この 検出信号を 卜 リガとして作動する警報器 2 7 を設けている。 本形態例の場合、 こ の警報器 2 7は上記検出手段 2 6内に組み込んでいる。 The moving object extracted by the CCD camera 25 as described above is detected by the detecting means (motion 'detector) 26. The detecting means 26 detects the moving object by detecting a luminance that is regarded as a moving object or a luminance different from the luminance of the stationary portion. Such a detecting means 26 can be manufactured by using a conventionally known circuit. In addition, an alarm 27 is provided which operates when the detection means 26 detects a moving object such as an illegal intruder or the like as a trigger. In the case of the present embodiment, the alarm 27 is incorporated in the detection means 26.
また、 本形態例の場合、 入力された信号を逐一映し出すモニタ 2 8を設け、 従 来の監視装置と同様、 このモニタ 2 8に映し出される映像によっても動体の検出 を行えるようにしている。 更に、 検出手段 2 6が不法侵入者等の動体を検出した 場合に、 この検出信号を ト リ ガとして作動する夕ィムラブスビデオ 2 9 を設けて いる。 これにより、 動体の検出に伴って、 この動体に関する映像を記録自在であ る。 記録手段としては、 この他にも従来知られた種々のものを採用できる。 本形態例の動体検出装置は. 上述のように構成されるため、 C C Dカメラ 2 5 aによって動体が抽出される。 即ち、 前記図 5 に示すように、 上記フレームメモ リ 2 0は、 上記前処理回路 1 9 を介して送られてきた A / D変換後の信号を, そ の輝度が所定値以上のものをハイ レベルとし、 所定値未満のものをローレベルと して (正論理で) 量子化する第一の量子化を施す。 そして、 この第一の量子化を 施された画像データを蓄稜する。 Further, in the case of the present embodiment, a monitor 28 for displaying the input signals one by one is provided, and similarly to the conventional monitoring device, the moving object can be detected also by the video projected on the monitor 28. Further, when the detecting means 26 detects a moving object such as an illegal intruder, an evening video 29 is provided which operates using this detection signal as a trigger. With this, it is possible to record an image related to the moving object as the moving object is detected. Various other conventionally known recording means can be employed. Since the moving object detection device of this embodiment is configured as described above, the moving object is extracted by the CCD camera 25a. That is, as shown in FIG. 5, the frame memory 20 stores the signal after the A / D conversion transmitted through the pre-processing circuit 19 and the signal whose luminance is equal to or more than a predetermined value. The first quantization is performed in which quantization is performed at a high level and that below a predetermined value is defined as a low level (positive logic). Then, the image data subjected to the first quantization is stored.
一方、 上記反転回路 2 1 は, 上記 A / D変換後の信号を、 その輝度が所定値以 上のものをローレベルとし、 所定値未満のものをハイ レベルとして (負論理で) 垦子化する第二の量子化とを施す。 即ち、 上記フ レームメモリ 2 0では、 入力さ れた信号を正論理で濃度値を電荷に変換する。 上記反転回路 2 1 では、 入力され た信号を負論理で濃度値を電荷に変換する。 On the other hand, the inverting circuit 21 converts the signal after the A / D conversion into a low level when the luminance is equal to or higher than a predetermined value and a high level when the luminance is lower than the predetermined value (by negative logic). And perform the second quantization. That is, in the frame memory 20, the input signal is converted into a density value into a charge by positive logic. The inverting circuit 21 converts the density of the input signal into electric charges by negative logic.
そして、 上記フ レームメモリ 2 0 に蓄積された画像フレームと、 上記反転回路 2 1 によ り第二の量子化を施された画像フ レームとを、 合成回路 2 2に送り、 こ の合成回路 2 2で両者を合成し比較する。 この合成回路 2 2 において、 上記両者
で同じ輝度の画素を打ち消し合わせる。 言い換えれば、 両者の静止部分の濃度を 均一化する。 この場合の処理は、 上記前処理回路 1 9から与えられたしきい値に 基づいて行われる。 これによ り、 動体が抽出される。 Then, the image frame stored in the frame memory 20 and the image frame subjected to the second quantization by the inverting circuit 21 are sent to the synthesizing circuit 22, and the synthesizing circuit 22 22 Combine the two and compare them. In this synthesis circuit 22, Cancel the pixels having the same luminance. In other words, the density of both stationary parts is made uniform. The processing in this case is performed based on the threshold value given from the preprocessing circuit 19. As a result, moving objects are extracted.
この動体は、 検出手段 2 6 によって検出される。 従って、 前述した従来の監視 装置等のように、 監視者が映像を監視して不法侵入者の存在を見出すような労力 を要せず、 しかも動体の存在を見落とすこともない。 更に、 本形態例の場合、 上 記検出手段 2 6の動体検出に連動して作動する、 通知手段である警報器 2 7 を設 けているため、 この動体の存在を、 監視を担当する者等に迅速に知らせることが できる。 また、 検出手段 2 6 の動体検出に伴ってタイムラブスビデオ 9が動体に 関する映像を記録するため、 不法侵入者等の動体のみに関する映像を保存できる 尚、 入力信号はグレースケールが好ましいこと、 C C Dカメラの位置及びアン グル、 更に焦点距離は固定しておく こと、 がそれぞれ望ましいことは、 前述した 第一例の構造の場合と同様である。 第三形態例 This moving object is detected by the detecting means 26. Therefore, unlike the above-described conventional monitoring device, the monitor does not require effort such as monitoring the video to find the presence of an unauthorized intruder, and does not overlook the presence of a moving object. Further, in the case of the present embodiment, an alarm device 27 is provided as a notification means that operates in conjunction with the detection of the moving object by the detection means 26 described above, so that the person in charge of monitoring the presence of this moving object is provided. Etc. can be notified promptly. In addition, since the timelabs video 9 records an image of the moving object in accordance with the detection of the moving object by the detection means 26, an image of only the moving object such as an illegal intruder can be stored. It is preferable that the position and angle of the camera and the focal length are fixed, as in the case of the structure of the first example described above. Third example
次に、 この発明の実施の第三形態例について説明する。 この第三形態例は、 従 来から広く普及しているパーソナルコンピュータを利用して動体検出装置を構成 したものである。 即ち、 図 7 に示すように、 前記図 1 に示す構成各回路 1 3 、 1 4を一のボー ド 3 3上に組み付け、 このボー ド 3 3 を、 パーソナルコンピュータ の拡張スロッ トに装着自在とする。 上記ボー ド 3 3には、 この発明の特徴部分を なす、 第一のコン トラス ト補正、 スキップ処理、 ベク トル連結処理を含む、 図 9 に示すような、 前処理及びパターンマッチングを行う機能を設けている。 尚、 本 形態例はコ ン トラス ト補正、 スキップ処理、 ベク トル連結処理を施す部分に特徴 があり、 その他の構成並びに作用は、 前述した第一、 第二、 各形態例に係る構造 と同様である。 よって、 重複する説明は省略若しく は簡略化し、 以下、 本形態例 の特徴部分を中心に説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, a moving object detection device is configured using a personal computer that has been widely used in the past. That is, as shown in FIG. 7, the constituent circuits 13 and 14 shown in FIG. 1 are assembled on one board 33, and this board 33 can be freely attached to an expansion slot of a personal computer. I do. The board 33 has a function of performing pre-processing and pattern matching as shown in FIG. 9, including first contrast correction, skip processing, and vector connection processing, which are characteristic parts of the present invention. Provided. Note that this embodiment is characterized in that it performs contrast correction, skip processing, and vector connection processing, and other configurations and operations are the same as those of the first, second, and second embodiments described above. It is. Therefore, overlapping description will be omitted or simplified, and the following description focuses on the features of the present embodiment.
本形態例に係る動体検出装置は、 上記前処理回路 1 9 (図 5参照) に、 コン ト ラス ト補正回路を設けている。 このコン トラス ト補正回路は、 図 S に示すように
, 先ず、 各 GO P (G r o u p O f P i c t u r e ) のうちの時間軸上最初 のフ レーム 3 0に対して L UT (L o o k U p T a b l e ) 作成を行い、 上 記各 GO Pのうちの残りのフ レーム 3 1 に対しては上記最初のフレーム 3 0で作 成した L UTを用いて量子化するように機能する。 尚、 上記 GO Pは圧縮処理の 一規範である MP E Gにおける概念である力^ この G 0 Pが特許請求の範囲に記 載したフ レーム群に相当する。 また、 上記コン ト ラス ト補正回路が、 特許請求の 範囲に記載した第一のコン 卜ラス 卜補正手段を成す。 In the moving object detection device according to the present embodiment, a contrast correction circuit is provided in the preprocessing circuit 19 (see FIG. 5). This contrast correction circuit, as shown in Figure S, First, an LUT (Look Up Table) is created for the first frame 30 on the time axis of each GO P (Group Of Picture), and the LUT (Look Up Table) is created. The remaining frame 31 functions to quantize using the LUT created in the first frame 30 above. The GOP is a force which is a concept in the MPEG, which is one standard of the compression processing. This G0P corresponds to a frame group described in the claims. Further, the contrast correction circuit constitutes a first contrast correction means described in the claims.
尚、 上記コン トラス 卜補正回路を設けたのは、 以下の理由による。 即ち、 ポジ フレーム (第一の量子化を施された画像フ レーム) 及びネガフレーム (第二の量 子化を施された画像フレーム) を得るための量子化 (第一, 第二の量子化) を施 す前に、 予めデフォル ト設定での量子化を施し、 このデフォルト設定で量子化さ れたフレームに対して輝度の補正を行い、 モニタ等のディ スプレイに表示される 画像が上記監視者等にとって見やすいものとなるようにする。 このような補正は 、 従来構造においても行われてはいる。 即ち、 例えばセキュ リティ システムを構 成する監視装置の場合、 暗やみの中で監視することが多いため、 上記ディスプレ ィ に映し出される映像は、 そのままでは極めて喑く 、 このディ スプレイを監視し ている監視者にとってモニタ しづらいものとなってしまう。 このため、 コン トラ ス 卜補正を施す必要がある。 The above-mentioned contrast correction circuit is provided for the following reason. That is, quantization (first and second quantization) for obtaining a positive frame (image frame subjected to the first quantization) and a negative frame (image frame subjected to the second quantization). ), Quantization is performed in advance with the default settings, luminance is corrected for the frames quantized with the default settings, and the image displayed on a display such as a monitor is monitored as described above. So that it is easy for people to see. Such correction is performed in the conventional structure. That is, for example, in the case of a monitoring device that configures a security system, the monitoring is often performed in darkness, and the video projected on the display is extremely large as it is. It is difficult for people to monitor. For this reason, it is necessary to perform contrast correction.
ところで、 従来行われていたコン トラス ト補正は、 先ず、 デフォル ト設定での 量子化を行い、 次いで、 全画素走査による L UT ( L o o k U p T a b l e ) を作成し、 この LUT参照による再量子化を行う。 上記 L UTは、 入力されデ フォル ト設定で量子化されたフレームを構成する画素のうちの所望値以上の輝度 を予め設定した輝度に変換し、 所望のコン トラス トを得る操作処理を言う。 ところが、 上記従来のコ ン ト ラス ト補正は、 上述したような手順を踏む必要が あるため、 画像処理に係る処理時間が増大してしまう ことが避けられないもので あった。 本形態例に係るコン トラス ト補正は, 係る現状に鑑みて創案されたもの である。 By the way, the conventional contrast correction first performs quantization with default settings, then creates an LUT (Look Up Table) by scanning all pixels, and then re-references this LUT. Perform quantization. The LUT refers to an operation process of converting a luminance equal to or higher than a desired value among pixels constituting a frame input and quantized with default settings to a predetermined luminance to obtain a desired contrast. However, since the above-described conventional contrast correction needs to follow the above-described procedure, it is inevitable that the processing time for image processing increases. The contrast correction according to this embodiment was created in view of the current situation.
本形態例においては、 上記ボー ド 3 3上に、 上述したスキップ処理手段を設け ている。 このスキップ処理手段は、 図示しない演算回路 (MP U) により構成す
ることができる。 その作用は, 図 1 0のフローチャー トに示すとおりである。 即 ち, 前処理を施された画像フレームのうちの少なく とも 1枚をサーチ対象フレー ム 3 4とし、 このサーチ対象フレーム 3 4を構成する全画素から最大濃度値 ( S H) と最低濃度値 ( S L) とを算出して, それぞれを第一の閾値 S H及び第二の 閾値 S Lとする。 これとともに, 上記最大濃度値 ( S H) と最低濃度値 ( S L) との差分 ( S P P ) を算出して第三の閾値 S P Pとする (ステップ 1 ) 。 In the present embodiment, the above-described skip processing means is provided on the board 33. This skip processing means is constituted by an arithmetic circuit (MPU) not shown. Can be The effect is as shown in the flowchart of Fig.10. That is, at least one of the preprocessed image frames is set as the search target frame 34, and the maximum density value (SH) and the minimum density value (SH) are obtained from all the pixels constituting the search target frame 34. SL), and use them as the first threshold SH and the second threshold SL, respectively. At the same time, the difference (SPP) between the maximum density value (SH) and the minimum density value (SL) is calculated and used as the third threshold value SPP (step 1).
また、 ステップ 1 と並行するステップ 2 として、 上記画像フレームのうち上記 サーチ対象フ レーム 3 4を除く残りのフ レームをテンプレー トフレーム 3 5とし 、 これらテンプレー トフレーム 3 5を構成する全画素から最大澹度値 D Hと最低 濃度値 D Lとを算出する。 このように、 サーチ対象フ レーム 3 4及びテンプレー 卜フ レーム 3 5において、 それぞれ各値 S H、 S L、 DH、 D Lを求めたならば 、 ステップ 3 と して、 これらテンプレー トフレーム 3 5から得られた最大濮度値 DH並びに最低濃度値 Dしが, それぞれ上記第一の閾値 S H並びに第二の BB値 S Lを越えているか否かを比較判別する。 そして、 これら最大溏度値 DH並びに最 低濃度値 D Lがいずれも上記第一、 第二の各閾値 S H、 S Lを越えない場合 (D H < S H , 且つ D L> S L ) に、 上記テンプレー トフレーム 3 5には動体が存在 しないものと判断し、 ベク トル生成処理をスキップする (ステップ 4 ) 。 In addition, as step 2 in parallel with step 1, the remaining frames of the above image frames other than the search target frame 34 are set as template frames 35, and the maximum of all the pixels constituting the template frames 35 is set. Calculate the glow value DH and the minimum density value DL. As described above, in the search target frame 34 and the template frame 35, if the respective values SH, SL, DH, and DL are obtained, as step 3, the values obtained from these template frames 35 are obtained. It is determined whether the maximum Pu value DH and the minimum concentration value D exceed the first threshold value SH and the second BB value SL, respectively. If none of the maximum DH and the minimum concentration DL exceed the first and second thresholds SH and SL (DH <SH, and DL> SL), the template frame 3 It is determined that no moving object exists in 5 and the vector generation processing is skipped (step 4).
一方、 上記テンプレー ト フ レーム 3 5から得られた最大濃度値 DH及び最低濃 度値 D L力 いずれも上記第一、 第二の各闼値 S H、 S Lを越えた場台 (DH> = S H、 かつ、 D L<= S L ) には、 次のステップ 5に進み、 上記テンプレー 卜 フレーム 3 5から得られた最大濃度値 DHと最低濃度値 D Lとの差分 D P Pと、 上記第三の闞値 S P Pと、 を比較する。 尚、 上記差分 D P Pは、 ステップ 2で予 め算出しておく。 そして、 上記差分 D P Pが上記第三の閾値 S P Pより も小さけ れば (D P Pく S P P ) 、 上記テンプレー 卜フレーム 3 5には動体が存在しない と判断し、 上記ステップ 4に跳んでベク トル生成処理をスキップする。 On the other hand, both the maximum concentration value DH and the minimum concentration value DL force obtained from the above template frame 35 exceed the above first and second 闼 values SH and SL (DH> = SH, (DL <= SL), proceed to the next step 5, and calculate the difference DPP between the maximum density value DH and the minimum density value DL obtained from the template frame 35 and the third 闞 value SPP. Compare,. The above difference DPP is calculated in advance in step 2. If the difference DPP is smaller than the third threshold value SPP (DPP + SPP), it is determined that no moving object exists in the template frame 35, and the process jumps to the step 4 to generate the vector. To skip.
これに対して、 上記テンプレー トフレーム 3 5から得られた最大濃度値 DH及 び最低澳度値 D Lが、 いずれも上記第一、 第二の各閾値 S H、 S Lを越えた場合 (DH〉= S H、 かつ、 D L <= S L) で, 上記差分 D P Pが上記第三の閱値 S P P以上 (D P P〉= S P P ) である場合には、 上記テンプレー トフレーム 3 5
に動体が存在すると判断し、 ステップ 6のべク トル生成処理に進む。 On the other hand, when the maximum density value DH and the minimum value DL obtained from the template frame 35 exceed the first and second thresholds SH and SL, respectively (DH> = If SH and DL <= SL) and the difference DPP is greater than or equal to the third 閱 value SPP (DPP> = SPP), the template frame 35 It is determined that there is a moving object in, and the process proceeds to the vector generation processing in step 6.
このようなスキップ処理手段を設けた理由を、 以下に説明する。 The reason for providing such skip processing means will be described below.
ポジフレーム (第一の量子化を施された画像フレーム) 及びネガフレーム (第 二の量子化を施された画像フレーム) を得るための量子化 (第一、 第二の量子化 ) を施し、 これら各フ レームに共通する静止部分を抽出する際に、 いわゆるパ夕 ーンマッチングと称される処理が行われる。 このパターンマッチングは、 各種部 材の位置決め、 文字認識、 欠陥検査等に広く利用されており、 F A (ファク ト リ —オー ト メーショ ン) の中核となる画像技術である。 このようなパターンマッチ ングは、 上記ポジフレームとネガフレームとを重ね合わせた画像フレーム (動体 検出用フレーム〉 に、 動体が存在するか否かを迅速に判断するために行うもので あり、 濃淡画像による相関を用いてその処理を行 0。 このようなパターンマッチ ングは、 図 9 に示すように、 スキップ処理とベク トル生成処理と判定処理とから 構成される。 このうち、 上記スキップ処理は、 溏度値等によって動体が存在しな いと推定される画像フ レームに、 次のべク トル生成処理行程を省略させるために 行う ものである。 従って, このスキップ処理を確実に行えれば、 動体検出に要す る時間が短縮される。 更に、 有効にスキップ処理を行う ことは、 ロバス ト性の向 上に寄与し、 この点からも好ましい。 本形態例に係る、 上述したスキップ処理は 、 このような観点に基づいてなされたものである。 Performs quantization (first and second quantization) to obtain a positive frame (image frame subjected to the first quantization) and a negative frame (image frame subjected to the second quantization), When extracting a stationary portion common to each of these frames, a process called so-called pattern matching is performed. This pattern matching is widely used for positioning of various components, character recognition, defect inspection, etc., and is an imaging technology that is the core of FA (Factory-Automation). Such pattern matching is performed to quickly determine whether or not a moving object is present in an image frame (moving object detection frame) in which the positive frame and the negative frame are superimposed. The processing is performed by using the correlation according to 0. Such pattern matching is composed of skip processing, vector generation processing, and determination processing as shown in Fig. 9. Among the above, the skip processing is This is performed so that the next frame generation processing step can be omitted for an image frame in which no moving object is assumed to exist due to the shading degree value, etc. Therefore, if this skip processing can be performed reliably, the moving object The time required for the detection is reduced, and the effective skip processing contributes to the improvement of the robustness, and is also preferable from this point. The skip processing described above is performed based on such a viewpoint.
更に、 上記ベク トル生成処理の後、 ベク トル連結処理を行う力、'、 このためにべ ク トル連結処理手段を設けている。 このベク トル連結処理手段も、 上記スキップ 処理手段と同様、 演算回路 (スキップ処理手段と同一のもので良い) により構成 できる。 このベク トル連結処理手段は、 上記動体検出用フレームを構成する各画 素のうちの、 それぞれの動体検出用フレームにおける座標データの変化を検出す る。 即ち、 一の動体検出用フ レームにおける各画素が、 時間の進行に伴ってその 座標位置がどのように変化しているかを検出する。 上記座標位置 (座樣データ) は、 動体検出用フレームに仮想的に X— Y直交座標を設定し、 これによりその位 置を検出する。 これとともに、 これら各画素の、 それぞれの動体検出用フレーム における移動方向を検出する。 即ち、 各画素の移動ベク トルを検出する。 このべ ク トルは、 隣接する動体検出用フレームにおける各画素のそれぞれの座標データ
から容易に求めることができる。 そして、 これら座標データの変化と移動方向と 力、'、 それぞれほぼ一致する全ての画素から成る物体を一の動体とみなすものであ る。 Further, after the above-described vector generation processing, a force for performing the vector connection processing is provided. For this purpose, a vector connection processing means is provided. This vector connection processing means can also be constituted by an arithmetic circuit (the same as the skip processing means), like the above-mentioned skip processing means. The vector connection processing means detects a change in coordinate data in each moving object detection frame among the pixels constituting the moving object detection frame. That is, it detects how each pixel in one moving object detection frame changes its coordinate position with time. For the coordinate position (state data), XY orthogonal coordinates are virtually set in the moving object detection frame, and the position is detected by this. At the same time, the moving direction of each of these pixels in each moving object detection frame is detected. That is, the movement vector of each pixel is detected. This vector is the coordinate data of each pixel in the adjacent motion detection frame. Can be easily obtained from Then, an object consisting of all the pixels that almost coincide with the change in the coordinate data, the moving direction, the force, and the 'is regarded as one moving object.
図面に基づいて説明すると、 従来構造におけるベク トル連結処理では、 図 1 1 ( A ) ( B ) に示すような動体検出用フ レーム 3 1 、 3 1 から、 同図 ( C ) に示 すような, 単一の動体 4 2が存在しているフレーム 3 2 しか得られない。 これに 対し、 本形態例における動体検出方法においては、 上記座標データの変化ととも に移動方向を検出して、 当 1 7該画像に動体が存在するか否かを判断するため、 図 1 Explaining with reference to the drawings, in the vector connection processing of the conventional structure, the moving object detection frames 31 and 31 as shown in FIGS. 11 (A) and (B) are used as shown in FIG. 11 (C). However, only the frame 32 in which a single moving object 42 exists can be obtained. On the other hand, in the moving object detection method according to the present embodiment, the moving direction is detected along with the change in the coordinate data, and it is determined whether the moving object exists in the image.
1 ( A ) ( B ) のフレーム 3 1 、 3 1 からは同図 (D ) に示すように、 正確に二 つの被検出対象である動体 4 3 、 4 4が検出される。 勿論、 前述した照明装置や 風雨による外乱の影響は、 その秩序性の小ささに伴って排除されるため、 動体と して認識されることはない。 From the frames 31 and 31 of 1 (A) and (B), two moving objects 43 and 44 to be detected are accurately detected as shown in FIG. Of course, the influence of disturbances due to the above-mentioned lighting devices and wind and rain is eliminated with the small order, and therefore, it is not recognized as a moving object.
上述したようなべク トル連結処理手段を設けた理由について、 以下に説明する 。 ベク トル連結処理は、 動体部分の形状や大きさを割り出すための処理であるが , このように動体部分の形状や大きさを割り出すためには, 上記入力フ レームを 構成する画素のそれぞれの入力フレームにおける座標データの変化を検出し、 変 化のある画素及びその近傍の画素によって構成される部分を動体とみなすように することが考えられる。 具体的に説明すると, 上記入力フレームを構成する画素 のそれぞれの入力フ レームにおける座標データの変化を検出することにより、 変 化のある画素が, 図 1 2 ( A ) の斜格子を付したものであり, 変化のない画素が 白地のものであるとすると、 通常考えられるベク トル連結処理の場合、 図 1 1 ( B ) に示すように、 3個の動体 A 、 B 、 Cが存在すると判断する。 The reason for providing the above-described vector connection processing means will be described below. The vector connection process is a process for determining the shape and size of the moving body portion. To determine the shape and size of the moving body portion in this manner, the input of each pixel constituting the input frame is performed. It is conceivable to detect a change in coordinate data in a frame and regard a portion constituted by a pixel having a change and pixels in the vicinity thereof as a moving object. Specifically, by detecting a change in the coordinate data of each of the pixels constituting the input frame in the input frame, the pixels having the change are indicated by a diagonal grid in Fig. 12 (A). Assuming that the pixels that do not change are those on a white background, it is judged that there are three moving objects A, B, and C as shown in Fig. 11 (B) in the case of the vector concatenation process, which is usually considered. I do.
しかしながら、 このようなベク トル連結処理の場合、 以下のような不都合が存 在する。 即ち、 上記座標データの変化によ り動体を構成する部分であると判断さ れた画素のうちには、 被検出対象 (例えば、 不審人物) 以外のものが含まれるこ とがある。 例えば, 蛍光灯等の照明装置による外乱、 風雨等の自然現象による外 乱によって, 上記被検出対象以外のものでも、 この被検出対象と同様の動体が存 在すると判断される場合がある。 このように、 被検出対象以外のものであっても
、 この被検出対象と同様の勤体が存在するとみなすことは > 動体検出に要する処 理が徒に多く なり、 処理速度の低下を招来する。 また、 確実な動体検出を阻害す ることにもなる。 However, such vector connection processing has the following inconveniences. In other words, pixels other than the detection target (for example, a suspicious person) may be included in the pixels determined to be a part constituting the moving object due to the change in the coordinate data. For example, disturbances caused by a lighting device such as a fluorescent lamp, disturbances caused by natural phenomena such as wind and rain, etc. may determine that a moving object similar to the detected object exists even for objects other than the detected object. In this way, even if it is something other than the detection target However, assuming that the same worker as the object to be detected exists> The processing required for detecting the moving object is unnecessarily increased, and the processing speed is reduced. It also impedes reliable detection of moving objects.
更に、 単に座標データの変化によって動体の有無を判断する場合、 独立した二 つ以上の被検出対象が存在した場合でも、 これら各被検出対象が隣接する状態 ( 例えば、 スクラムを組んで密談しているような状態) になった場合、 これら複数 の被検出対象が一つであると判断される場合も考えられる。 即ち、 上記通常考え られるベク トル連結処理においては、 図 1 1 ( A ) ( B ) に示すフレームからは 図 1 1 ( C ) に示す一の動体 Aのみが検出される。 このように、 実際には複数の 動体が存在するにも拘らず、 検出される動体の個数が減少されてしまう ことは、 好ましいことではない。 上述のような事情に鑑みて、 本形態例に係るベク トル連 結処理を創案し, 具備した。 Furthermore, when judging the presence or absence of a moving object simply by changing the coordinate data, even if there are two or more independent detection targets, these detection targets are in an adjacent state (for example, a scrum ), The plurality of detected objects may be determined to be one. That is, in the vector connection process that is generally considered, only one moving object A shown in FIG. 11 (C) is detected from the frames shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B). Thus, it is not preferable that the number of detected moving objects is reduced in spite of the fact that there are actually a plurality of moving objects. In view of the circumstances described above, the vector connection processing according to the present embodiment was devised and provided.
本形態例に係る動体検出装置は、 上述のように構成されるため、 動体の有無を 判定するための処理を迅速かつ確実に行える。 即ち、 上記コン トラス ト補正回路 は、 各 G O Pのうちの時間軸上最初のフレーム 3 0 に対して L U T作成を行い、 上記各 G O Pのうちの残りのフ レーム 3 1 に対しては上記最初のフ レーム 3 0で 作成した L U Tを用いて量子化する。 従って、 従来、 コン トラス ト補正に必要で あったディ フォル ト設定での量子化並びに全画素走査による L U Tの作成を省略 できる。 この結果, 処理手順の短縮化を図れ、 その分、 処理速度が向上する。 上 記 L U丁が特許請求の範囲に記載したコ ン トラス ト補正情報に相当する。 Since the moving object detection device according to the present embodiment is configured as described above, the process for determining the presence or absence of a moving object can be performed quickly and reliably. In other words, the contrast correction circuit creates an LUT for the first frame 30 on the time axis of each GOP, and creates the LUT for the remaining frame 31 of each GOP. Quantize using the LUT created in frame 30. Therefore, quantization with default settings and creation of LUT by scanning all pixels, which were conventionally required for contrast correction, can be omitted. As a result, the processing procedure can be shortened, and the processing speed can be improved accordingly. The above LU is equivalent to the contrast correction information described in the claims.
また、 上記スキップ処理手段においては、 2段階に亙ってスキップ処理を施す ため、 パターンマッチング処理の高速化と口バス 卜性の向上とを図れる。 更に、 テンプレー トフレーム 3 5の各濃度値が各閾値を越えているか否かを、 高濃度側 と低濃度側との両側に亙って検出するため、 偶発的なデータスキッブの可能性を 排除できる。 更に、 第一、 第二、 第三の各 IM値を、 サーチ対象フ レーム 3 4の全 画素から求めるため、 これら各^値自体も入力画像条件に適した値を取ることが 可能である。 Further, in the skip processing means, the skip processing is performed in two stages, so that the speed of the pattern matching processing can be increased and the mouth-cutting performance can be improved. Further, since it is detected whether or not each density value of the template frame 35 exceeds each threshold value on both the high density side and the low density side, the possibility of accidental data squibbing can be eliminated. . Further, since the first, second, and third IM values are obtained from all the pixels of the search target frame 34, each of these ^ values themselves can take a value suitable for the input image condition.
尚, 上記第一、 第二、 第三の各閟値 S H 、 S L 、 S P Pは、 以下の式により算 出する。
S H = A v e + ひ ( 1 ) The first, second, and third values SH, SL, and SPP are calculated by the following equations. SH = Ave + Hi (1)
S H = A v e - ひ ( 2 ) S H = A v e-HI (2)
S P P = ρ + 2 ( 3 ) S P P = ρ + 2 (3)
但し、 上記 ( 1 ) 式、 ( 2 ) 式、 ( 3 ) 式において、 A v eはサーチ対象フレ 一ムの全画素数を n、 各画素の濃度値を X とした場合の平均値を表し、 pは分散 を表している。 上記平均値 A v eは以下の ( 4 ) 式により、 上記分散 pは以下の ( 5 ) 式により与えられる。 尚、 上記 D H、 D L、 D P P も同様にして算出する In Equations (1), (2), and (3), Ave represents the average value when n is the total number of pixels in the search target frame and X is the density value of each pixel. p represents the variance. The average value Ave is given by the following equation (4), and the variance p is given by the following equation (5). The above DH, DL and DPP are calculated in the same manner.
A v e - ( Σ χ ) η ( 4 ) A v e-(Σ χ) η (4)
ρ = ( η ∑ χ - ( Σ χ ) 2 ) / χ ι · · · ( 5 ) ρ = (η Σ χ - ( Σ χ) 2) / χ ι · · · (5)
本形態例は、 上述したように構成されるため, 前述したような外乱等によって 被検出対象でないにも拘らず、 この被検出対象と同様の動体であると認識される ことが防止される。 また. 複数の被検出対象が存在するにも拘らず、 検出される 動体が実際より も少なくなることもない。 この結果、 余計なデータ処理を行う手 間が省略され、 動体検出処理の高速化と確実さ とを向上させることができる。 更に、 この形態例に係る動体検出装置は, 上記前処理回路 1 9等に設けた演算 装置 (M P U、 C P U ) 等に、 上述した各処理手段を組み込むことで構成できる 。 尚, 図 7 に示す構成の ¾台、 ボー ド 3 3は P C I バスを利用している力、'、 I S Aバス等、 従来知られたバスを利用できることは言う までもない。 図 7で符号 3 6 はディ スプレイである。 上記ボー ド 3 3 には、 上記前処理とパターンマツチン グ (スキップ処理及びベク トル連結処理) とを行う機能を設けることは言うまで もない。 Since the present embodiment is configured as described above, it is prevented from being recognized as a moving object similar to the object to be detected, despite the fact that the object is not the object to be detected due to disturbance or the like as described above. Also, despite the existence of a plurality of detection targets, the number of moving objects to be detected does not become smaller than the actual one. As a result, unnecessary data processing is omitted, and the speed and reliability of the moving object detection process can be improved. Further, the moving object detection device according to this embodiment can be configured by incorporating the above-described processing means into an arithmetic device (MPU, CPU) or the like provided in the preprocessing circuit 19 or the like. It is needless to say that conventionally known buses such as the ¾, the board 33 having the configuration shown in FIG. 7 and the bus using the PCI bus can be used. In FIG. 7, reference numeral 36 denotes a display. Needless to say, the board 33 has a function of performing the preprocessing and the pattern matching (skip processing and vector connection processing).
尚、 本形態例に係る動体検出装置においても、 入力画像を、 グレースケールと する。 また、 上述した本形態例の装置によ り動体の検出を行う場合、 当該装置の 位置及びアングル, 更に焦点距離は、 固定されている必要がある。 これらの理由 は、 前述した第一形態例で述べたとおりである。 Note that, also in the moving object detection device according to the present embodiment, the input image is grayscale. When a moving object is detected by the above-described apparatus of the present embodiment, the position, angle, and focal length of the apparatus need to be fixed. These reasons are as described in the first embodiment.
また、 上述した第三形態例の構造と同様の考え方で、 図 1 3に示すような構成 とすることもできる。 即ち、 ボー ド 3 3 aに、 前述した構成各回路 1 3、 1 4 と ともにビデオコン トロール回路等を設けるとともに、 パーソナルコンピュータが
瞒える R A Mにビデオコン ト ロール用等のソフ トウエアを記憶させ、 判定結果の 出力等を自在とすることができる。 この例の場合、 前記スルー出力信号をビデオ デッキ 3 7 に流すとともにモニタ用のディ スプレイ 3 8にその映像を表示させる 。 更に、 上記コン トラス 卜補正等を行った映像信号を上記ディスプレイ 3 6に流 し、 この映像をディスプレイ 3 6 に表示させる。 この図 1 3 に示す構成の場合、 モニタ用のディ スプレイ 3 8 には C C Dカメラが写し出すそのままの映像が表示 される力;' 上記パーソナルコンピュータのディ スプレイ 3 6 にはコ ン トラス ト補 正された明度及び輝度の高い映像が表示される。 この際の補正処理は上述したよ うに迅速に行われるため、 上記モニタ用のディ スプレイ 3 8の表示画面に対して 大きなタイムラグが生じることはない。 In addition, a configuration as shown in FIG. 13 can be adopted based on the same concept as the configuration of the third embodiment described above. That is, a video control circuit and the like are provided on the board 33a together with the above-mentioned constituent circuits 13 and 14, and a personal computer is provided. By storing software for video control etc. in the RAM, it is possible to freely output judgment results. In the case of this example, the through output signal is supplied to the video deck 37, and the video is displayed on the monitor display 38. Further, the image signal subjected to the above-described contrast correction and the like is sent to the display 36, and the image is displayed on the display 36. In the case of the configuration shown in Fig. 13, the monitor display 38 displays the image as it is projected by the CCD camera; the display 36 of the personal computer is contrast-corrected. An image with high brightness and brightness is displayed. Since the correction process at this time is performed promptly as described above, a large time lag does not occur on the display screen of the monitor display 38.
より具体的には、 上記 C C Dカメ ラにカメラアダプタを接続し . このカメラァ ダブ夕から上記ボー ド 3 3 a を介してハー ドディ スク等の記録手段に、 静止画像 等と して記録する。 これとともに、 このカメラアダプタからビデオデッキ 3 7 を 介して上記モニタ用のディ スプレイ 3 8 に映像を流す。 上記ビデオデッキ 3 7 と しては従来知られたものを使用でき、 このビデオデッキ 3 7 によっても当該映像 を記録する。 更に、 この例の場合、 ボー ド 3 3 a に動体検出をより効果的に行え る機能を組み込むこともできる。 例えば、 検出範囲を赤い線で囲んだり、 動体の 移動方向を矢印表示したりすることができる。 このような機能は、 従来知られた 画像処理技術により、 容易に行える。 More specifically, a camera adapter is connected to the CCD camera. From this camera dub, recording is performed as a still image or the like on recording means such as a hard disk via the board 33a. At the same time, an image is sent from the camera adapter to the monitor display 38 via the video deck 37. A conventionally known VCR 37 can be used, and the video is also recorded by the VCR 37. Further, in the case of this example, a function that can more effectively detect a moving object can be incorporated into the board 33a. For example, the detection range can be surrounded by a red line, or the moving direction of the moving object can be indicated by an arrow. Such a function can be easily performed by a conventionally known image processing technology.
尚、 上述した第三形態例においては、 各 G 0 Pの内の時間軸上最初のフレーム に対して L U T作成を行い、 上記各 G O Pのうちの残りのフ レームに対しては上 記最初のフ レームで作成したし U Tを用いて量子化する、 コ ン ト ラス ト補正回路 (第一のコン ト ラス ト補正手段) を用いた例について説明したが、 これとは別に 、 コン トラス ト補正回路を、 時間軸上最初のフ レームに対して L U T作成を行い - 上記フ レームに続く フ レームに対しては、 当該フレームの前のフレームにおけ る L U Tを用いて量子化するように構成する (第二のコン トラス ト補正手段) こ ともできる。 このようなコ ン トラス ト補正回路を設けた場合、 上述した形態例の コン トラス 卜補正回路に比較すればその処理速度は劣るものの、 コン トラス ト補 正に必要であったディ フォル ト設定での量子化並びに各フ レームの全画素走査に
よる L U Tの作成を簡略化でき、 やはり、 処理手順の短縮化を図れ、 その分、 処 理速度が向上する。 In the third embodiment described above, an LUT is created for the first frame on the time axis of each G 0 P, and the first frame is created for the remaining frames of each GOP. The example using the contrast correction circuit (first contrast correction means), which is created in the frame and quantized using the UT, has been described. The circuit is configured to create an LUT for the first frame on the time axis-For frames following the above frame, quantize using the LUT in the frame before the relevant frame (Second contrast correction means) Yes. When such a contrast correction circuit is provided, the processing speed is inferior to the contrast correction circuit of the embodiment described above, but the default setting required for the contrast correction is used. Quantization and scanning of all pixels in each frame LUT creation can be simplified, and the processing procedure can be shortened, resulting in an improvement in processing speed.
尚、 この発明に係る動体検出方法及び動体検出装置は、 上記図示の例に限らず 、 種々の構成を取ることが可能である。 例えば、 ボー ド 3 3 3 3 aに組み込む ことなく (パーソナルコンピュータを利用することなく) 、 独立した装置とする ことができる。 また、 上述したコン トラス ト補正、 スキップ処理、 ベク トル連結 処理のうち, 任意の処理を選択して実施可能に構成することも可能である。 産業上の利用可能性 以上説明したように, 請求項 1 に記載された動体検出方法は、 上述のように構 成されているため、 製造コス トの増大が小さいにも拘らず, 容易且つ確実な動体 検出を行える、 という優れた効果が得られる。 The moving object detection method and the moving object detection device according to the present invention are not limited to the above-described example, and can take various configurations. For example, it can be an independent device without being incorporated into the board 3333a (without using a personal computer). It is also possible to select and execute any of the above-described contrast correction, skip processing, and vector connection processing. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the moving object detection method according to claim 1 is configured as described above, and is easy and reliable despite the small increase in manufacturing cost. The excellent effect that the moving object detection can be performed is obtained.
更に、 請求項 2、 請求項 3 に記載された動体検出方法は、 上記効果に加え、 低 照度条件下における検出性能及び処理速度を向上させることができ、 迅速に動体 検出を行える。 Furthermore, in addition to the above effects, the moving object detection method according to claims 2 and 3 can improve detection performance and processing speed under low illuminance conditions, and can quickly detect moving objects.
更に、 請求項 4に記載された動体検出方法は、 上記請求項 1 に記載された効果 に加え、 動体検出に要する時間の短縮と口バス 卜性の向上とを図れる。 Furthermore, the moving object detection method described in claim 4 can achieve a reduction in the time required for moving object detection and an improvement in mouth-bustness, in addition to the effects described in claim 1.
更に、 請求項 5 に記載された動体検出方法は、 上記請求項 1 に記載された効果 に加え、 外乱等に起因して検出対象でないにも拘らず検出対象と して認識される ことを防止でき、 動体検出の確実化と高速化とをもたらせる。 特に、 この方法の 場合、 入室者のみ、 或は退出者のみを検出できるため、 実用上の効果が大きいも のである。 Furthermore, the moving object detection method according to claim 5 has the effect described in claim 1 and also prevents the object from being recognized as a detection target despite being not a detection target due to disturbance or the like. It is possible to ensure and speed up moving object detection. In particular, in the case of this method, only a person who enters the room or only a person who leaves the room can be detected, which has a great practical effect.
更に、 請求項 6、 請求項 7 に記載された動体検出方法は、 上記各効果をいずれ も合わせ持つ。 即ち、 処理速度を向上させることができ、 迅速で確実な動体検出 を行うことが可能になる。 また、 ロバス ト性の向上も図ることができるとともに 、 偶発的なスキップの可能性を排除できる。 Furthermore, the moving object detection method according to claims 6 and 7 has all of the above effects. That is, the processing speed can be improved, and quick and reliable moving object detection can be performed. In addition, the robustness can be improved, and the possibility of accidental skipping can be eliminated.
更に、 請求項 8 に記載された動体検出装置は、 上述のように構成されているた め、 製造コス トの増大が小さいにも拘らず, 容易且つ確実な動体検出を行える動
体検出装置を提供できる、 という優れた効果が得られる。 例えば、 この動体検出 装置を監視装置して利用すると、 監視作業に要する負担を軽減できるとともに、 動体の検出を確実に行える。 しかも、 従来の C C Dカメラに若干の構成を付加す るか、 或いはアダプタを付設することで撮像手段を構成できるため、 容易に構成 できて製造コス トも嵩まない。 このため, 監視装置としての効果が大きい。 更に、 請求項 9乃至請求項 1 1 に記載された動体検出装置は、 上記請求項 8 に 記載された動体検出装 の効果に加え、 迅速な通知 (警報) の発生、 確実で無駄 のない記録を可能にでき、 実用上の効果が大きい。 即ち、 従来の監視装置は、 ェ ン ド レステープ等の記録媒体を利用して、 動体の存在の有無に拘らず、 映像を記 録していた。 従って、 テープ等の記録媒体が無駄に使用されることが多く、 改善 を望む声が強かった。 これに対して本発明の構造の場合、 検出手段が動体を検出 した場合にのみ、 別途記録手段を作動させるように構成できるため、 記録媒体の 効率的な利用が可能になる。 Furthermore, since the moving object detection device according to claim 8 is configured as described above, it is possible to easily and surely detect a moving object despite a small increase in manufacturing cost. An excellent effect of being able to provide a body detection device is obtained. For example, if this moving object detection device is used as a monitoring device, the load required for the monitoring operation can be reduced and the moving object can be reliably detected. Moreover, since the imaging means can be configured by adding a slight configuration to the conventional CCD camera or by attaching an adapter, the configuration can be made easily and the manufacturing cost is not increased. Therefore, the effect as a monitoring device is great. Further, in addition to the effects of the moving object detection device according to the eighth aspect, the moving object detection device according to the ninth to eleventh embodiments provides quick notification (alarm), reliable and efficient recording. Is possible, and the practical effect is great. That is, the conventional monitoring device records video using a recording medium such as an endless tape regardless of the presence or absence of a moving object. Therefore, recording media such as tapes were often wasted, and there was a strong demand for improvement. On the other hand, in the case of the structure of the present invention, since the recording means can be separately activated only when the detecting means detects the moving object, the recording medium can be used efficiently.
尚、 記録手段としては、 上記エン ドレステープ等の記録媒体を利用して、 上記 撮像手段に入力される信号を記録したり、 或いは、 上記動体を抽出すべく撮像手 段が造る、 合成した画像フ レームデータを記録媒体に記録する。 さらには、 これ らの画像情報を従来知られた圧縮手段により、 圧縮して保存することも可能であ る。 As the recording means, a recording medium such as the above-mentioned endless tape is used to record a signal input to the imaging means, or a combined image created by an imaging means to extract the moving object. Record the frame data on a recording medium. Further, such image information can be compressed and stored by a conventionally known compression means.
更に, 請求項 1 2 、 請求項 1 3 に記載された動体検出装置は、 上記請求項 8 に 記載された動体検出装置の効果に加え、 低照度条件下における検出性能及び処理 速度を向上させることができ、 迅速に動体検出を行える。 Furthermore, the moving object detection device according to claim 12 or claim 13 is to improve the detection performance and processing speed under low illuminance conditions in addition to the effect of the moving object detection device according to claim 8. And can quickly detect moving objects.
更に、 請求項 1 4、 請求項 1 5に記載された動体検出装置は、 上記請求項 8 に 記載された効果に加え、 動体検出に要する時間の短縮、 ロバス ト性の向上、 外乱 等に起因して検出対象でないにも拘らず検出対象として認識されることの防止、 を図れる。 即ち、 動体検出の確実化と高速化とをもたらせ、 実用上の効果が大き い。
Furthermore, in addition to the effects described in claim 8, the moving object detection device described in claims 14 and 15 is caused by shortening the time required for moving object detection, improving robustness, and disturbance. Thus, it is possible to prevent recognition as a detection target despite being not a detection target. In other words, the detection of moving objects can be reliably performed and the speed thereof can be increased, and the practical effect is great.
Claims
請 求 の 範 囲 The scope of the claims
. 撮像手段により得られた入力フレームの量子化方向を交互に反転させること により、 ポジフ レームとネガフ レームとを交互に出力し、 順方向に隣接するポ ジフレームとネガフレームとに共通する静止部分の濃度値を均一化することに より動体部分を抽出することを特徴とする動体検出方法。. By alternately inverting the quantization direction of the input frame obtained by the imaging means, a positive frame and a negative frame are alternately output, and a stationary portion common to the forwardly adjacent positive and negative frames. A moving object detection method characterized by extracting a moving object portion by equalizing the density value of the moving object.
. 所望数の入力フレームから成る入力フ レーム群のうちの時間軸上最初のフ レ ームに対し、 輝度が所望値以上のものに対してその輝度を所定値に補正するコ ン トラス 卜補正を施して再量子化し、 上記入力フレーム群のうちの残りのフ レ ームに対しては上記最初のフ レームで得られたコン トラス ト補正情報を用いて 再量子化することを特徴とする請求の範囲 1 に記載の動体検出方法。Contrast correction for correcting the luminance of a first frame on the time axis of the input frame group consisting of a desired number of input frames to a predetermined value for those whose luminance is higher than the desired value And requantization of the remaining frames in the input frame group using the contrast correction information obtained in the first frame. The moving object detection method according to claim 1.
. 所望数の入力フレームから成る入力フ レーム群のうちの時間軸上最初のフレ ームに対し、 輝度が所望値以上のものに対してその輝度を所定値に補正するコ ン 卜ラス ト補正を行って再量子化し、 このフ レームに続く フレームに対しては 、 当該フ レームの前のフレームにおけるコン トラス ト補正情報を用いて再量子 化することを特徵とする請求の範囲 1 に記載の動体検出方法。Contrast correction for correcting the luminance to a predetermined value for the first frame on the time axis of the input frame group consisting of the desired number of input frames for those whose luminance is higher than the desired value And requantizing the frame subsequent to this frame by using the contrast correction information in the frame preceding the frame. Moving object detection method.
. 前記入力フレームのうちの少なく とも 1枚をサーチ対象フレームとし、 この サーチ対象フレームを構成する全画素から最大濃度値と最低濃度値とを算出し て、 それぞれを第一の閱値及び第二の閾値とするとともに、 上記最大濃度値と 最低濃度値との差分を算出して第三の閟値とし、 上記入力フレームの 0ち上記 サーチ対象フ レームを除く残りのフレームをテンプレー トフレームとし、 これ らテンプレー トフレームを構成する全画素から最大濃度値と最低濃度値とを算 出し、 これらテンプレー トフレームから得られた最大濃度値並びに最低濃度値 が, それぞれ上記第一の閾値並びに第二の ΚΙ値を越えているか否かを比較判別 し、 これら最大濃度値並びに最低澳度値がいずれも上記第一、 第二の各閟値を 越えない場合に、 上記テンプレー トフレームには動体が存在しないものと判断 し、 上記テンプレー トフレームから得られた最大濃度値及び最低濃度値が、 い ずれも上記第一、 第二の各閾値を越えた場合に、 上記テンプレー 卜フレームか ら得られた最大濃度値と最低濃度値との差分と、 上記第三の闞値と、 を比較し 、 上記差分が上記第三の闼値より も小さければ上記テンプレー 卜フレームには
動体が存在しないと判断し、 上記テンプレー トフレームから得られた最大濃度 値及び最低濃度値が、 いずれも上記第一、 第二の各閱値を越えた場合で、 上記 差分が上記第三の閬値以上である場合に、 上記テンプレー トフレームに動体が 存在すると判断することを特徵とする請求の範囲 1 乃至請求の範囲 3のいずれ かに記載の動体検出方法。At least one of the input frames is set as a search target frame, and a maximum density value and a minimum density value are calculated from all pixels constituting the search target frame, and the first density value and the second density value are respectively determined. And the difference between the maximum density value and the minimum density value is calculated as the third 閟 value, and the remaining frames excluding the search target frame from the input frame 0 are set as template frames, The maximum density value and the minimum density value are calculated from all the pixels constituting the template frame, and the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame are calculated as the first threshold value and the second density value, respectively. It is determined whether the maximum density value and the minimum temperature value do not exceed the first and second minimum values. It is determined that no moving object exists in the template frame, and if the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second thresholds, The difference between the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame is compared with the third 闞 value. If the difference is smaller than the third 闼 value, the difference is set to the template frame. Is It is determined that there is no moving object, and when the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second 閱 values, the difference is the third value. The moving object detection method according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined that a moving object is present in the template frame when the value is equal to or greater than the threshold value.
. 前記入力フ レームを構成する画素のうちの動体部分をなすと推定される画素 及びその近傍の画素の、 それぞれの入力フレームにおける座標データの変化と 、 これら画像及びその近傍の画像の、 それぞれの入力フ レームにおける移動方 向と > を検出し、 これら座標データの変化と移動方向との一致する全ての画素 及びその近傍の画素から成る物体を一の動体とみなすことを特徴とする請求の 範囲 1 乃至請求の範囲 4のいずれかに記載の動体検出方法。Changes in coordinate data in each input frame of pixels estimated to form a moving object portion among pixels constituting the input frame and pixels in the vicinity thereof, and changes in these images and images in the vicinity thereof. The moving direction and> in the input frame are detected, and an object consisting of all pixels in which the change in the coordinate data coincides with the moving direction and an object composed of pixels in the vicinity thereof are regarded as one moving object. The moving object detection method according to any one of claims 1 to 4.
. 所望数の入力フレームから成る入力フ レーム群のうちの時間軸上最初のフレ ームに対し, 輝度が所望値以上のものに対してその輝度を所定値に補正するコ ン トラス 卜補正を施して再量子化し、 上記入力フレーム群のうちのて上記コン トラス 卜補正を施して再量子化し、 上記入力フ レーム群のうちの残りのフレー ムに対しては上記最初のフレームで得られたコ ン トラス ト補正情報を用いて再 量子化する、 第一のコン トラス ト補正を施し、 次いで. 上記第一のコン トラス 卜補正を施すことによって得られる動体検出用フレームのうちの少なく とも 1 枚をサーチ対象フレームと し、 このサーチ対象フレームを構成する全画素から 最大溏度値と最低濃度値とを算出して、 それぞれを第一の闼値及び第二の K値 とすると共に、 上記最大濂度値と最低濂度値との差分を算出して第三の闕値と し、 上記動体検出用フレームのうち上記サーチ対象フレームを除く残りのフレ ームをテンプレートフレームとし、 これらテンプレー トフレームを構成する全 画素から最大濃度値と最低濃度値とを算出し、 これらテンプレー トフレームか ら得られた最大澳度値並びに最低瀵度値が、 それぞれ上記第一の K値並びに第 二の閾値を越えているか否かを比較判別し、 これら最大濃度値並びに最低濃度 値がいずれも上記第一、 第二の各 1¾値を越えない場合に、 上記テンプレー トフ レームには動体が存在しないものと判断し、 上記テンプレー トフ レームから得 られた最大濃度値及び最低濃度値が、 いずれも上記第一、 第二の各閾値を越え
た場合に、 上記テンプレー トフ レームから得られた最大濃度値と最低濃度値と の差分と、 上記第三の閱値と、 を比較し、 上記差分が上記第三の閟値よりも小 さければ上記テンプレー トフレームには動体が存在しないと判断し、 上記テン ブレー トフレームから得られた最大濃度値及び最低濃度値が、 いずれも上記第 一、 第二の各閎値を越えた場合で、 上記差分が上記第三の闆値以上である場合 に、 上記テンプレー トフ レームに動体が存在すると判断する、 スキップ処理を 施し、 かつ、 上記動体検出用フレームを構成する画素の各々の動体検出用フレ ームにおける座標データの変化と、 これら画素の各々の動体検出用フレームに おける移動方向と、 を検出し、 これら座標データの変化と移動方向とがほぼ一 致する全ての画素から構成される物体を一の動体とみなすべク トル連結処理を 施すことを特徴とする請求の範囲 1 に記載の動体検出方法。For the first frame on the time axis of the input frame group consisting of the desired number of input frames, a contrast correction that corrects the luminance to a predetermined value for those whose luminance is higher than the desired value is performed. And then requantized.Then, the above-mentioned contrast correction of the input frame group is performed, and the re-quantization is performed.The remaining frames of the input frame group are obtained in the first frame. Requantization is performed using the contrast correction information, a first contrast correction is performed, and then at least one of the moving object detection frames obtained by performing the first contrast correction is performed. The maximum number of pixels and the minimum density value are calculated from all the pixels constituting the search target frame, and the first and second K values are set as the first 闼 value and the second K value, respectively. The difference between the large-rarity value and the minimum-rarity value is calculated and used as the third value. The remaining frames excluding the search target frame among the moving object detection frames are used as template frames. The maximum density value and the minimum density value are calculated from all the pixels constituting the frame, and the maximum and minimum intensity values obtained from these template frames are calculated as the first K value and the second density value, respectively. If the maximum density value and the minimum density value do not exceed the above 1st and 2nd 1 比較 values, a moving object does not exist in the template frame. The maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second threshold values. In this case, the difference between the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame is compared with the third 閱 value, and the difference is smaller than the third 閟 value. For example, it is determined that no moving object exists in the template frame, and when the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame both exceed the first and second 閎 values, If the difference is equal to or greater than the third value, the skip processing is performed to determine that a moving object exists in the template frame, and the moving object detection is performed for each of the pixels constituting the moving object detection frame. The change in the coordinate data in the frame and the moving direction of each of these pixels in the moving object detection frame are detected, and all the pixels in which the change in the coordinate data and the moving direction almost match are detected. Moving object detection method according to claim 1, wherein, wherein the performing base-vector linking process La configured object regarded as one moving object.
. 前記第一のコン ト ラス ト補正に代えて、 所望数の入力フレームから成る入力 フレーム群のうちの時間軸上最初のフレームに対し、 輝度が所望値以上のもの に対してその輝度を所定値に補正するコン トラス ト補正を施して再量子化し、 上記入力フレーム群のうちのて上記コン トラス ト補正を行って再量子化し、 こ のフレームに続く フ レームに対しては当該フ レームの前のフレームにおけるコ ン トラス 卜補正情報を用いて再量子化する第二のコン トラス 卜補正を施すこと を特徴とする請求の範囲 6 に記載の動体検出方法。Instead of the first contrast correction, for the first frame on the time axis of the input frame group consisting of a desired number of input frames, the brightness is set to a predetermined value for a frame whose brightness is equal to or more than a desired value. Re-quantize by applying a contrast correction to correct the value, re-quantize by performing the above-mentioned contrast correction of the input frame group, and re-quantize the frame following this frame. 7. The moving object detection method according to claim 6, wherein a second contrast correction for performing requantization using the contrast correction information in a previous frame is performed.
. 光入力を電荷信号に変換し、 蓄積する光電変換手段を備え、 この光電変換手 段は、 入力された光情報を、 その輝度が所定値以上のものをハイ レベルとし、 所定値未満のものをローレベルとして量子化する第一の量子化と、 その輝度が 所定値以上のものをローレベルとし、 所定値未満のものをハイ レベルとして量 子化する第二の量子化とを、 交互に施し、 上記第一の量子化を施された画像フ レームと、 この第一の量子化に続く第二の量子化を施された画像フレームとを 比較し、 両者で同じ輝度の画素を打ち消し合わせることにより、 動体と見做さ れる、 これら両者で異なる輝度の画素を抽出自在としたものであることを特徵 とする動体検出装置。 . A photoelectric conversion means for converting light input into a charge signal and storing the charge signal. The photoelectric conversion means converts input optical information having a luminance of a predetermined value or more to a high level and a signal of a luminance lower than a predetermined value. The first quantization, which quantizes the luminance as a low level, and the second quantization, which quantizes the luminance whose luminance is equal to or higher than a predetermined value as a low level and the luminance lower than the predetermined value as a high level, are alternately performed. The first quantized image frame is compared with the second quantized image frame following the first quantization, and the pixels having the same luminance are canceled by the two. Thus, a moving object detection device is characterized in that pixels having different luminances can be extracted freely in both cases, which are regarded as moving objects.
, 前記光電変換手段が撮像手段であり、 この撮像手段により抽出された動体を 検出する検出手段を備えて成る請求の範囲 8 に記載の動体検出装置。
9. The moving object detection device according to claim 8, wherein the photoelectric conversion unit is an imaging unit, and the detection unit detects a moving object extracted by the imaging unit.
1 0 . 前記検出手段により動体の存在が検出された場合に作動し、 動体の存在を 知らせる通知手段を備えて成る請求の範囲 9 に記載の動体検出装置。 10. The moving object detection device according to claim 9, further comprising a notification unit that operates when the presence of the moving object is detected by the detection unit and notifies the presence of the moving object.
1 1 . 前記検出手段により動体の存在が検出された場合に作動し、 動体を記録す る記録手段を備えて成る請求の範囲 9 または請求の範囲 1 0のいずれかに記 δ 載の動体検出装置。 11. A moving object detection device according to claim 9 or claim 10, comprising a recording device that operates when the presence of the moving object is detected by the detection means and records the moving object. apparatus.
1 2 . 光入力を量子化した状態における各画素のうち、 輝度が所望値以上の画素 に対してその輝度を所定値に補正するコン トラス 卜補正を施すコン トラス 卜 補正手段を備えるとともに、 前記光電変換手段は、 このコン トラス ト補正手 段によ り補正された光入力を電荷信号に変換自在であり、 上記コン トラス 卜0 補正手段は、 所望数の入力フ レームから成る入力フレーム群のうちの時間軸 上最初のフレームに対して上記コン トラス ト補正を行って再量子化し、 上記 入力フ レーム群のうちの残りのフレームに対しては上記最初のフレームで得 られたコン トラス ト補正情報を用いて再量子化する機能を有するものである ことを特徴とする請求の範囲 8乃至請求の範囲 1 1 のいずれかに記載の動体5 検出装置。 12. Contrast correction means for performing contrast correction for correcting a luminance of a pixel having a desired value or more to a predetermined value among pixels in a state where the light input is quantized, and The photoelectric conversion means is capable of converting the light input corrected by the contrast correction means into a charge signal, and the contrast 0 correction means is capable of converting the input frame group comprising a desired number of input frames. The contrast correction is performed on the first frame on the time axis and requantized, and the contrast correction obtained on the first frame is obtained for the remaining frames of the input frame group. The moving object 5 detection device according to any one of claims 8 to 11, wherein the device has a function of performing requantization using information.
1 3 . 光入力を量子化した状態における各画素のうち、 輝度が所望値以上の画素 に対してその輝度を所定値に補正するコ ン ト ラス ト補正を施すコ ン ト ラス ト 補正手段を備えるとともに、 前記光電変換手段は、 このコン トラス ト補正手 段によ り補正された光入力を電荷信号に変換自在であり、 上記コン ト ラス ト0 補正手段は、 所望数の入力フ レームから成る入力フレーム群のうちの時間軸 上最初のフレームに対して上記コン ト ラス ト補正を行って再量子化し, この フレームに続く フレームに対しては、 当該フレームの前のフ レームにおける コン トラス 卜補正情報を用いて再量子化する機能を有するものであることを 特徴とする請求の範囲 8乃至請求の範囲 1 1のいずれかに記載の動体検出装5 匱。 13 3. Among the pixels in a state where the light input is quantized, a contrast correction means for performing a contrast correction for correcting a luminance of a pixel having a luminance equal to or more than a desired value to a predetermined value. And the photoelectric conversion means is capable of converting the light input corrected by the contrast correction means into a charge signal, and the contrast 0 correction means is capable of converting a desired number of input frames from a desired number of input frames. The first frame on the time axis in the group of input frames is requantized by performing the above-mentioned contrast correction, and the contrast of the frame following this frame in the frame preceding that frame is performed. 12. The moving object detecting device according to claim 8, wherein the moving object detecting device has a function of performing requantization using the correction information.
1 4 . 第一のコン トラス ト補正手段と、 スキップ処理手段と、 ベク トル連結処理 手段とを備え、 上記第一のコ ン トラス ト補正手段は、 所望数の入力フ レーム から成る入力フレーム群のうちの時間軸上最初のフレームに対して上記コン トラス ト補正を行って再量子化し、 上記入力フレーム群のうちの残りのフレ
—ムに対しては上記最初のフレームで得られたコン トラス ト補正情報を用い て再量子化する機能を有するものであり、 上記スキップ処理手段は、 上記第 一のコ ン トラス ト補正手段によるコン トラス ト補正を施すことによって得ら れる動体検出用フレームのうちの少なく とも 1 枚をサーチ対象フレームとし 、 このサーチ対象フレームを構成する全画素から最大澳度値と最低濃度値と を算出して、 それぞれを第一の閾値及び第二の闞値とするとともに、 上記最 大濃度値と最低濃度値との差分を算出して第三の闼値とし、 上記動体検出用 フレームのうち上記サーチ対象フレームを除く残りのフ レームをテンプレー トフレームとし、 これらテンプレー トフレームを構成する全画素から最大澳 度値と最低濃度値とを算出し、 これらテンプレー トフ レームから得られた最 大濃度値並びに最低濃度値が、 それぞれ上記第一の閾値並びに第二の閟値を 越えているか否かを比較判別し, これら最大濃度値並びに最低濃度値がいず れも上記第一、 第二の各閟値を越えない場合に、 上記テンプレー トフレーム には動体が存在しないものと判断し、 上記テンプレー トフレームから得られ た最大濃度値及び最低濃度値が、 いずれも上記第一、 第二の各! ¾値を越えた 場合に、 上記テンプレー トフレームから得られた最大濃度値と最低濃度値と の差分と、 上記第三の闕値と、 を比較し、 上記差分が上記第三の閾値より も 小さければ上記テンプレー トフレームには動体が存在しないと判断し、 上記 テンプレー トフレームから得られた最大濃度値及び最低瀵度値が、 いずれも 上記第一, 第二の各閟値を越えた場合で、 上記差分が上記第三の 1¾値以上で ある場合に、 上記テンプレー トフレームに動体が存在すると判断する機能を 有しており、 上記ベク トル連結処理手段は、 上記動体検出用フレームを構成 する画素の、 それぞれの動体検出用フレームにおける座標データの変化と、 これら画素の、 それぞれの動体検出用フレームにおける移動方向と、 を検出 し、 これら座標データの変化と移動方向とがほぼ一致する全ての画素から構 成される物体を一の動体とみなす機能を有するものであることを特徴とする 請求の範囲 8乃至請求の範囲 1 1 のいずれかに記載の動体検出装置。14. First contrast correction means, skip processing means, and vector connection processing means, wherein the first contrast correction means includes an input frame group composed of a desired number of input frames. Of the first frame on the time axis is requantized by performing the above-described contrast correction. The second contrast processing means has a function of requantizing the image using the contrast correction information obtained in the first frame, and the skip processing means is provided by the first contrast correction means. At least one of the moving object detection frames obtained by performing the contrast correction is set as a search target frame, and a maximum value and a minimum density value are calculated from all pixels constituting the search target frame. The first and second threshold values are used as the first and second threshold values, respectively, and the difference between the maximum density value and the minimum density value is calculated as a third threshold value. The remaining frames excluding the target frame are set as template frames, and the maximum and minimum density values are calculated from all the pixels constituting the template frames. It is determined whether the maximum density value and the minimum density value obtained from the plate frame exceed the first threshold value and the second 第二 value, respectively, and the maximum density value and the minimum density value are determined. If none of the above-mentioned first and second values is exceeded, it is determined that no moving object exists in the template frame, and the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame are In any case, when the values exceed the first and second values, the difference between the maximum density value and the minimum density value obtained from the template frame is compared with the third threshold value. If the difference is smaller than the third threshold value, it is determined that no moving object exists in the template frame, and both the maximum density value and the minimum intensity value obtained from the template frame are higher. If the difference exceeds the first 1¾2 value and the difference is equal to or greater than the 3¾1¾ value, it has a function of determining that a moving object exists in the template frame. The vector connection processing means detects a change in coordinate data of the pixels constituting the moving object detection frame in each moving object detection frame, and a moving direction of these pixels in each moving object detection frame. Claims 8 to 11 are characterized in that they have a function of regarding an object composed of all the pixels whose change in the coordinate data and the moving direction substantially coincide with each other as one moving object. The moving object detection device according to any one of the above.
. 前記第一のコン トラス ト補正手段に代えて、 所望数の入力フ レームから成 る入力フレーム群のうちの時間軸上最初のフレームに対して上記コン トラス
ト補正を行って再量子化し、 このフレームに続く フレームに対しては、 当該 フレームの前のフレームにおけるコン トラス 卜補正情報を用いて再量子化す る機能を有する, 第二のコン トラス 卜補正手段を備えたことを特徴とする請 求の範囲 1 4に記載の動体検出装置。
In place of the first contrast correction means, the contrast is applied to the first frame on the time axis of the input frame group composed of a desired number of input frames. A second contrast correction means having a function of performing re-quantization by performing a contrast correction and re-quantizing a frame subsequent to this frame by using contrast correction information in a frame preceding the frame. 15. The moving object detection device according to claim 14, further comprising:
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JPH0549031A (en) * | 1991-08-15 | 1993-02-26 | Pioneer Electron Corp | Picture monitor |
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- 1997-07-25 WO PCT/JP1997/002590 patent/WO1998005165A1/en unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH057364A (en) * | 1991-06-27 | 1993-01-14 | Toshiba Corp | Picture monitoring device |
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