JPH0470294A - Background separating device for picture signal - Google Patents

Background separating device for picture signal

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JPH0470294A
JPH0470294A JP18508990A JP18508990A JPH0470294A JP H0470294 A JPH0470294 A JP H0470294A JP 18508990 A JP18508990 A JP 18508990A JP 18508990 A JP18508990 A JP 18508990A JP H0470294 A JPH0470294 A JP H0470294A
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signal
image signal
image
matrix
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聡 石橋
Takashi Miyawaki
隆志 宮脇
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A T R TSUSHIN SYST KENKYUSHO KK
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Abstract

PURPOSE:To attain the correct separation of a background part from a picture signal to display a subject placed in the background by detecting difference from a background picture signal for every signal obtained by separating the picture signal of the subject in the background into a high color picture area and a low color picture area. CONSTITUTION:The picture signal S2 of only the background is stored in a background storage part 3. The picture signal S3 including an objective body is separated into the picture signals S4 and S5 of the high and the low color areas by a picture area separating part 4. The picture signals S4, S5 and the background picture signal S6 are received by a high color area difference signal detecting part 5 and a low color area difference signal detecting part 7 respectively, and difference signals S7, S8 are detected. A high color area background deciding part 6 and a low color area background deciding part 8 output mask signals S9, S10 for removing the background of each color area based on the decided result of whether each picture element displays the background part or not based on the difference signals S7, S8. A background removing part 9 receives the picture signal S3 and the mask signals S9, S10, and obtains the picture signal S11 obtained by removing the background part from the picture signal S3. Thus, the background part can be correctly separated.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、一般に画像信号のための背景分離装置に関
し、特に、所定の背景中にある被写体を表示するための
画像信号から背景部分を分離する背景分離装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention generally relates to a background separation device for an image signal, and more particularly, to a device for separating a background portion from an image signal for displaying a subject in a predetermined background. The present invention relates to a background separation device.

[従来の技術および発明が解決しようとする課題1画像
処理の分野では、映像信号の中から対象物体の映像のみ
を切出し、その物体の計測または認識を行なったり、別
の映像信号と合成を行なったりする場合がある。従来よ
り、カラー映像の背景部分を除去し、対象物体の画像の
みを出力する方式として、クロマキ一方式が知られる。
[Problems to be Solved by the Prior Art and the Invention 1] In the field of image processing, only the image of a target object is extracted from a video signal, and the object is measured or recognized, or combined with another video signal. There may be cases where 2. Description of the Related Art Conventionally, a chroma image system has been known as a method for removing the background portion of a color image and outputting only an image of a target object.

クロマキ一方式では、特定色のスクリーンが用意され、
そのスクリーンを背景にして対象物体が撮影される。
In the Chromaki one-way system, a screen of a specific color is prepared,
The target object is photographed with the screen as a background.

撮影された映像信号からその特定色に相当する信号成分
を除去することにより、背景の映像が消去され、対象物
体のみを表示する映像信号を得ることができる。しかし
ながら、このクロマキ一方式では、前述のように、撮影
に先立って特定色を塗布した専用の背景スクリーンを用
意する必要があり、そのための設備が大型化するという
欠点かある。
By removing the signal component corresponding to the specific color from the photographed video signal, the background video is erased, and a video signal that displays only the target object can be obtained. However, as mentioned above, this chroma system has the disadvantage that it is necessary to prepare a dedicated background screen coated with a specific color before photographing, and the equipment for this needs to be large-sized.

一方、背景スクリーンが不要な方式として、予め対象物
体を含まない背景だけの映像を背景画像として記憶して
おき、その背景画像と対象物体を含む画像とを比較する
ことにより、両者で一致する部分を背景として除去する
手法がある。この手法では、上記の2つの画像を比較す
る方法として、次の2つの方法がある。第1の方法では
、カラー映像信号がR(赤)、G(緑)およ、びB(青
)の3成分からなるRGB表現で表現し、各信号成分の
値に基づいて比較が行なわれる。また、第2の方法では
、各R,GおよびB信号成分をH(色相)S(彩度)お
よびV(明度)の3成分で構成されるHSV表現に変化
し、各成分の値に基づいて両者の比較が行なわれる。
On the other hand, as a method that does not require a background screen, an image of only the background that does not include the target object is stored in advance as a background image, and by comparing the background image and the image that includes the target object, the parts that match in both There is a method to remove it as a background. In this method, there are the following two methods for comparing the above two images. In the first method, a color video signal is expressed using an RGB representation consisting of three components: R (red), G (green), and B (blue), and comparisons are made based on the values of each signal component. . In addition, in the second method, each R, G, and B signal component is changed to an HSV representation consisting of three components: H (hue), S (saturation), and V (lightness), and based on the value of each component. A comparison is made between the two.

しかしながら、第1の方法では、3原色をそのまま用い
るため、照明の変化や対象物体の影などで背景の明るさ
に変化が生じた場合、各色信号成分の値も大きく変化し
てしまう。したがって、明るさの変化した部分を対象物
体として誤認し、正確な背景除去を行なうことができな
いという欠点がある。また、第2の方法では、陰影に関
係なく対象物体本来の色を表わす色相成分を用いて比較
が行なわれるため、背景の明るさが変動しても背景除去
を誤ることはないが、RGB表現からH3V表現へ変換
するときに、色彩の強度の低い部分において誤差が加算
される。その結果、その誤差がノイズとなり、これによ
り正確な比較ができないという欠点がある。
However, in the first method, the three primary colors are used as they are, so if the brightness of the background changes due to changes in illumination or the shadow of the target object, the values of each color signal component will also change significantly. Therefore, there is a drawback that a portion where the brightness has changed is mistakenly recognized as a target object, and accurate background removal cannot be performed. In addition, in the second method, comparison is performed using hue components that represent the original color of the target object regardless of shading, so there is no error in background removal even if the background brightness changes, but RGB expression When converting from to H3V representation, errors are added in areas where the color intensity is low. As a result, the error becomes noise, which has the disadvantage that accurate comparison cannot be made.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、背景中に置かれた被写体を表示する画像信号
から背景部分を正確に分離することのできる背景分離装
置を提供することを目的とする。
The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a background separation device that can accurately separate a background portion from an image signal that displays a subject placed in the background. purpose.

[課題を解決するための手段〕 この発明に係る背景分離装置は、背景のみを表示する背
景画像信号を記憶する背景記憶手段と、背景中にある被
写体を表示するための第1の画像信号を受け、第1の画
像信号が示す色彩の強さに応答して、第1の画像信号を
高色彩画像領域を示す第2の画像信号と低色彩画像領域
を示す第3の画像信号とに分離する領域分離手段と、分
離された第2の画像信号と記憶された背景画像信号との
差を検出する第1の差検出手段と、分離された第3の画
像信号と記憶された背景画像信号との差を検出する第2
の差検出手段と、第1および第2の差検出手段から発生
される差信号に応答して、第1の画像信号中の背景部分
信号を判定する判定手段と、判定手段による判定結果に
応答して、第1の画像信号から背景部分信号を分離する
背景分離手段とを含む。
[Means for Solving the Problems] A background separation device according to the present invention includes a background storage means for storing a background image signal for displaying only the background, and a first image signal for displaying a subject in the background. and separating the first image signal into a second image signal representing a high color image area and a third image signal representing a low color image area in response to the intensity of color represented by the first image signal. a first difference detection means for detecting a difference between the separated second image signal and the stored background image signal; and a first difference detection means for detecting the difference between the separated second image signal and the stored background image signal; the second to detect the difference between
a difference detection means for determining a background partial signal in the first image signal in response to the difference signal generated from the first and second difference detection means; and a determination means responsive to the determination result by the determination means. and background separation means for separating a background partial signal from the first image signal.

[作用] この発明における背景分離装置では、背景中にある被写
体を表示する第1の画像信号が領域分離手段によって高
色彩画像領域を示す第2の画像信号と低色彩画像領域を
示す第3の画像信号とに分離される。分離された第2お
よび第3の画像信号ごとに、背景画像信号との差が検出
されるので、差の検出を正確に行なうことができる。し
たがって、得られた差信号に基づいて第1の画像信号の
中から背景部分信号を正確に判定することができる。そ
の結果、背景分離が正確に行なわれる。
[Function] In the background separation device of the present invention, the first image signal representing a subject in the background is separated by the area separation means into a second image signal representing a high color image area and a third image signal representing a low color image area. The image signal is separated from the image signal. Since the difference from the background image signal is detected for each of the separated second and third image signals, the difference can be detected accurately. Therefore, the background partial signal can be accurately determined from the first image signal based on the obtained difference signal. As a result, background separation is performed accurately.

[発明の実施例コ 第1図は、この発明の一実施例を示す背景除去装置のブ
ロック図である。第1図を参照して、この背景分離装置
は、カラー映像信号S1を受け、後段の演算処理に必要
な信号処理を行なう入力部1と、入力1から発生される
デジタル画像信号S2およびS3を受け、演算処理を行
なう演算処理部10とを含む。演算処理部10は、入力
部1から発生された画像信号S2およびS3を選択する
切換部2を含む。背景記憶部3は、切換部2を介して対
象物体を含まない背景のみを表示する画像信号S2を受
け、これを記憶する。画像領域分離部4および背景除去
部9は、切換部2を介して対象物体を含む画像信号S3
を受ける。画像領域分離部4により対象物体を含む画像
信号S3が、高色彩領域の画像信号S4と低色彩領域の
画像信号S5とに分離される。高色彩領域差信号検出部
5は、画像信号S4および背景画像信号S6を受け、各
画素ごとに差信号S7を検出する。低色彩領域差信号検
出部7は、画像信号S5および背景画像信号S6を受け
、差信号S8を出力する。高色彩領域背景判定部6は、
差信号S7に基づいて、各画素が背景部分を表示するも
のであるか否かを判定する。この判定の結果、高色彩領
域の背景除去用のマスクを規定するマスク信号S9を出
力する。
[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a block diagram of a background removing apparatus showing an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, this background separation device includes an input section 1 that receives a color video signal S1 and performs signal processing necessary for subsequent calculation processing, and a digital image signal S2 and S3 generated from the input section 1. and an arithmetic processing section 10 that receives data and performs arithmetic processing. The arithmetic processing section 10 includes a switching section 2 that selects image signals S2 and S3 generated from the input section 1. The background storage unit 3 receives an image signal S2 that displays only a background that does not include the target object via the switching unit 2, and stores this. The image region separation section 4 and the background removal section 9 convert the image signal S3 containing the target object via the switching section 2 into
receive. The image area separation unit 4 separates the image signal S3 containing the target object into an image signal S4 of a high color area and an image signal S5 of a low color area. The high color area difference signal detection unit 5 receives the image signal S4 and the background image signal S6, and detects a difference signal S7 for each pixel. The low color area difference signal detection unit 7 receives the image signal S5 and the background image signal S6, and outputs a difference signal S8. The high color area background determination unit 6
Based on the difference signal S7, it is determined whether each pixel displays a background portion. As a result of this determination, a mask signal S9 is output that defines a mask for removing the background of the high color area.

同様に、低色彩領域背景判定部8は、差信号S8に基づ
いて、各画素が背景部分を表示するか否かを判定する。
Similarly, the low color area background determination unit 8 determines whether each pixel displays a background portion based on the difference signal S8.

判定結果に基づいて、低色彩領域の背景除去用のマスク
を規定するマスク信号SIOが出力される。背景除去部
9は、対象物体を含む画像信号S3とマスク信号S9お
よび510とを受け、画像信号S3から背景部分を取り
除いた画像信号Sllを出力する。
Based on the determination result, a mask signal SIO that defines a mask for background removal in a low color area is output. The background removal unit 9 receives the image signal S3 including the target object and the mask signals S9 and 510, and outputs an image signal Sll obtained by removing the background portion from the image signal S3.

第2図は、第1図に示した高色彩領域差信号検出部5の
ブロック図である。第2図を参照して、この差信号検出
部5は、RGB表現された高色彩領域の画像信号S4を
HSV表現に変換する変換部51と、同様に背景画像信
号S6をH5V表現に変換する変換部52と、変換部5
1および52からそれぞれ出力された信号S4’および
S6’について各画素ごとに距離を演算する距離演算部
53とを含む。
FIG. 2 is a block diagram of the high color area difference signal detection section 5 shown in FIG. Referring to FIG. 2, this difference signal detection unit 5 includes a conversion unit 51 that converts an image signal S4 in a high color area expressed in RGB to an HSV expression, and a conversion unit 51 that similarly converts a background image signal S6 to an H5V expression. Conversion unit 52 and conversion unit 5
1 and 52, respectively.

次に、第1図に示した背景除去装置における処理につい
て具体的に説明する。まず、入力部1は、カラー映像信
号S1を受ける。通常、1つの画面を構成する映像信号
はフレームによって区切られており、フレームを更新す
ることにより時間的に連続する画像が得られるのである
が、以下の説明では、説明を簡単にするため、1つの画
面すなわち1っのフレームの画像信号の処理について説
明する。入力部1は、与えられた1画面分の映像信号S
1をR,GおよびBの各色信号成分に分離する。分離さ
れた各色信号成分は、A/D変換され、各R,Gおよび
Bについて3つの画像マトリクスRhv、Ghvおよび
Bhvか生成される。各画像マトリクスは、横方向にH
画素、縦方向にV画素(H,Vは正の整数)をそれぞれ
示す各色信号画素要素からなる。入力部1には、対象物
体を含まない背景だけの映像信号と対象物体を含む映像
信号とが交互に与えられる。したがって、入力部1は、
背景のみを表示する画像マトリクスBRhv+  B 
G h vおよびBBhv (第1図中これらを信号S
2により示す)と、対象物体を含む画像の画像マトリク
スRhv、GhvおよびBhv (第1図中これらを信
号S3により示す)とを出力する。
Next, the processing in the background removal apparatus shown in FIG. 1 will be specifically explained. First, the input section 1 receives a color video signal S1. Normally, the video signal that makes up one screen is divided into frames, and by updating the frames, a temporally continuous image can be obtained. Processing of image signals of two screens, that is, one frame will be explained. The input unit 1 receives a video signal S for one screen.
1 into R, G, and B color signal components. Each separated color signal component is A/D converted and three image matrices Rhv, Ghv and Bhv are generated for each of R, G and B. Each image matrix is horizontally
The pixel is composed of color signal pixel elements each representing V pixels (H and V are positive integers) in the vertical direction. The input unit 1 is alternately supplied with a video signal of only the background that does not include the target object and a video signal that includes the target object. Therefore, the input section 1 is
Image matrix BRhv+ B that displays only the background
G h v and BBhv (in Fig. 1, these are the signal S
2) and image matrices Rhv, Ghv and Bhv (indicated by signal S3 in FIG. 1) of images containing the target object.

最初に、切換部2は端子B側に接続され、背景画像マト
リクス信号S2が背景記憶部3内に記憶される。次に、
切換部2が端子A側に接続され、対象物体を含む画像マ
トリクス信号S3が画像領域分離部4および背景除去部
9に与えられる。
First, the switching section 2 is connected to the terminal B side, and the background image matrix signal S2 is stored in the background storage section 3. next,
The switching section 2 is connected to the terminal A side, and an image matrix signal S3 containing the target object is given to the image region separating section 4 and the background removing section 9.

画像領域分離部4では、与えられた画像マトリクスRh
v、GhvおよびBhvについて画素ごとに次の処理が
行なわれる。
In the image region separation unit 4, the given image matrix Rh
The following processing is performed for each pixel for v, Ghv, and Bhv.

但し、 Dhv−max  (Rhv、  Ghv、  Bhv
)mt n  (Rhv、Ghv、  Bhv)−(7
)max  (Rhv、Ghv、  Bhv)二画像マ
トリクスの各要素(h、v)についての各色成分の最大
値 mi n (Rhv、Ghv、Bhv)二画像マトリク
スの各要素(h、v)についての各色成分の最小値 ここで、式(7)によって規定されるDhvは、各画素
ごとの色彩の強さを示す。また、Tは予め定められたし
きい値を示し、この実施例ではT−10に設定されてい
る。したがって、各画像マトリクスRhv、Ghvおよ
びBhvについて、式(1)、  (2)および(3)
をそれぞれ適用することにより、高色彩画像マトリクス
HRhv、HGhvおよびHBhvが生成される。高色
彩画像マトリクスでは、画像マトリクスの各要素の中で
高色彩領域に該当しない要素は領域外を示す値「−1」
で置換えられている。同様にして、式(4)、  (5
)および(6)を適用することにより、低色彩画像マト
リクスLRhv、LGhvおよびHBhvが生成される
。すなわち、画像領域分離部4は、与えられた画像マト
リクス信号S3を高色彩画像マトリクス信号S4と低色
彩画像マトリクス信号S5とに分離し、生成する。
However, Dhv-max (Rhv, Ghv, Bhv
) mt n (Rhv, Ghv, Bhv) - (7
) max (Rhv, Ghv, Bhv) Maximum value of each color component for each element (h, v) of the two-image matrix min (Rhv, Ghv, Bhv) Each color for each element (h, v) of the two-image matrix The minimum value of the component Here, Dhv defined by equation (7) indicates the color strength of each pixel. Further, T indicates a predetermined threshold value, which is set to T-10 in this embodiment. Therefore, for each image matrix Rhv, Ghv and Bhv, equations (1), (2) and (3)
High color image matrices HRhv, HGhv and HBhv are generated by applying respectively. In a high-color image matrix, each element of the image matrix that does not fall within the high-color area has a value of "-1" indicating that it is outside the area.
has been replaced with Similarly, formula (4), (5
) and (6), the low color image matrices LRhv, LGhv and HBhv are generated. That is, the image region separation unit 4 separates the applied image matrix signal S3 into a high color image matrix signal S4 and a low color image matrix signal S5, and generates them.

第3図は、画像領域分離部4において生成される高色彩
画像マトリクスの一例を示すマトリクス図である。第3
図に示したようなマトリクスが、R,GおよびBのそれ
ぞれについて生成される。
FIG. 3 is a matrix diagram showing an example of a high-color image matrix generated by the image region separation section 4. As shown in FIG. Third
A matrix as shown in the figure is generated for each of R, G, and B.

第3図に示したように、高色彩画像マトリクスにより、
高色彩領域D1とその領域外D2とが示される。
As shown in Figure 3, the high color image matrix allows
A high color area D1 and a region outside the area D2 are shown.

第4図は、低色彩画像マトリクスの一例を示すマトリク
ス図である。このマトリクスも、各R1GおよびBにつ
いて生成される。第4図のように、低色彩領域D3と、
その領域外D4とが示される。
FIG. 4 is a matrix diagram showing an example of a low color image matrix. This matrix is also generated for each R1G and B. As shown in FIG. 4, a low color area D3,
The area outside the area D4 is shown.

高色彩領域差信号検出部5は、高色彩画像マトリクス信
号S4と背景画像マトリクス信号S6とを受ける。高色
彩画像マトリクス信号S4は、マトリクスHRhv、H
GhvおよびHBhvを含む。他方、背景画像信号S6
は、マトリクスBRhv、BGhvおよびBBhvを含
む。
The high color area difference signal detection unit 5 receives the high color image matrix signal S4 and the background image matrix signal S6. The high color image matrix signal S4 is a matrix HRhv, H
Including Ghv and HBhv. On the other hand, the background image signal S6
contains the matrices BRhv, BGhv and BBhv.

第2図に示した変換部51は、高色彩画像マトリクス信
号S4をH3V表現に変換する。同様に、変換部52は
、背景画像マトリクス信号S6をHSV表現に変換する
。すなわち、各変換部51および52において、RGB
表現されている画像マトリクスがH(色相)、S(彩度
)およびV(明度)成分を示すマトリクスに変換される
。そのための変換式について次に説明する。
The converter 51 shown in FIG. 2 converts the high color image matrix signal S4 into H3V representation. Similarly, the conversion unit 52 converts the background image matrix signal S6 into HSV representation. That is, in each converter 51 and 52, RGB
The image matrix being represented is converted into a matrix indicating H (hue), S (saturation) and V (lightness) components. The conversion formula for this will be explained next.

たとえば、1つの画素のR,GおよびB成分の値がそれ
ぞれr、  g、、  bであるとすると、その画素に
ついてのH8V表現の各値り、s、vは、次式により得
られる。
For example, if the values of the R, G, and B components of one pixel are r, g, and b, respectively, the values s and v of the H8V expression for that pixel can be obtained by the following equations.

v−max (r、g、b)        ・= (
8)5=max (r、g、b)−min (r、g、
b)■ ・・・ (9) ・・・ (10) 但し、 r’ −(v−r) / (v−min (r、 g、
 b) )・・・ (11) g’ = (v−g) / (v−mi n (r、 
g、 b) )・・・ (12) b’ = (v−b) / (v−mi n (r、 
g+ b) )・・・ (13) 上記の変換式は、たとえば、“C0LORGAMUT 
 TRANSFORM  PAIR5”と題された論文
(Computer  Graphics  12,3
 1978年8月 12頁〜19頁)に記されている。
v-max (r, g, b) ・= (
8) 5=max (r, g, b)-min (r, g,
b) ■ ... (9) ... (10) However, r' - (v-r) / (v-min (r, g,
b) )... (11) g' = (v-g) / (v-min (r,
g, b) )... (12) b' = (v-b) / (v-min (r,
g+ b) )... (13) The above conversion formula is, for example, “C0LORGAMUT
TRANSFORM PAIR5” (Computer Graphics 12, 3
August 1978, pages 12-19).

高色彩画像マトリクスおよび背景画像マトリクスに上記
の式(8)ないしく13)を適用することにより、各マ
トリクスの要素として次のような色相値、彩度値および
明度値が得られる。
By applying the above equations (8) to 13) to the high color image matrix and the background image matrix, the following hue values, saturation values, and brightness values are obtained as elements of each matrix.

Hlhv H高色彩画像マトリクスの要素(h。Hlhv Elements of the H high color image matrix (h.

■)の色相値 H2hv ;背景画像マトリクスの要素(h、v)の色
相値 5lhv:高色彩画像マトリクスの要素(h。
(2)) Hue value H2hv; Hue value 5lhv of element (h, v) of background image matrix: Element (h.

V)の彩度値 52hv :背景画像マトリクスの要素(h、v)の彩
度値 Vlhv:高色彩画像マトリクスの要素(h。
52 hv: Saturation value of element (h, v) of background image matrix Vlhv: Saturation value of element (h, v) of high color image matrix.

■)の明度値 V2hv;背景画像マトリクスの要素(h、v)の明度
値 ・・・(14) HSV表現された高色彩画像マトリクスおよび背景画像
マトリクスの各要素(すなわち各画素)について次式の
計算を行なうことにより、高色彩画像差信号マトリクス
HEhvが生成される。
Brightness value of V2hv of By performing the calculation, a high chromatic image difference signal matrix HEhv is generated.

−V2hv)        −(15)すなわち、第
2図に示した距離演算部53では、式(15)によりH
6V表現された各画素ごとに距離が計算され、その距離
を示すマトリクス、すなわち高色彩画像差信号マトリク
スHEhvが生成される。このマトリクスHEhvは、
信号S7として第1図に示した高色彩領域背景判定部6
に与えられる。高色彩画像差信号マトリクスの一例が第
5図に示される。
-V2hv) -(15) That is, in the distance calculation unit 53 shown in FIG.
A distance is calculated for each pixel represented by 6V, and a matrix indicating the distance, that is, a high color image difference signal matrix HEhv is generated. This matrix HEhv is
The high color area background determination unit 6 shown in FIG. 1 as the signal S7
given to. An example of a high chromatic image difference signal matrix is shown in FIG.

他方、低色彩領域差信号検出部7では、高色彩差信号検
出部5における処理と並行して、次のような処理が行な
われる。低色彩領域差信号検出部7は、RGB表現され
た低色彩画像マトリクス信号S5と背景画像マトリクス
信号S6とを受け、対応する画素ごとの距離をRGB表
現された信号成分に基づいて比較する。すなわち、RG
B表現された低色彩の画像信号をHSV表現に変換する
と、変換の際の誤差が大きいため、前述の高色彩領域差
信号検出部5におけるような差信号の検出を正確に行な
うことができない。したがって、この低色彩領域差信号
検出部7では、HSV表現に変換することなくRGB表
現のままで差信号が検出される。具体的には、次式によ
る計算を行なうことにより低色彩画像差信号マトリクス
Ehvが生成される。
On the other hand, the low color difference signal detection section 7 performs the following processing in parallel with the processing in the high color difference signal detection section 5. The low color area difference signal detection unit 7 receives the low color image matrix signal S5 expressed in RGB and the background image matrix signal S6, and compares the distance of each corresponding pixel based on the signal components expressed in RGB. That is, R.G.
When a low color image signal represented by B is converted to HSV representation, the error during the conversion is large, so it is impossible to accurately detect a difference signal as in the above-described high color area difference signal detecting section 5. Therefore, the low color area difference signal detection unit 7 detects the difference signal in RGB representation without converting it to HSV representation. Specifically, the low color image difference signal matrix Ehv is generated by calculating according to the following equation.

BBhv) 2        −  (16)・・・
 (17) 式(16)により生成された低色彩画像差信号マトリク
スLEhvは、差信号S8として第1図に示した低色彩
領域背景判定部8に与えられる。
BBhv) 2 - (16)...
(17) The low color image difference signal matrix LEhv generated by equation (16) is given to the low color area background determination section 8 shown in FIG. 1 as a difference signal S8.

低色彩画像差信号マトリクスLEhvの例が第6図に示
される。
An example of the low color image difference signal matrix LEhv is shown in FIG.

高色彩領域背景判定部6は、高色彩差信号マトリクスH
Ehvを受け、マトリクスの各要素が背景に属するべき
ものであるか否かを以下の計算式により判定し、高色彩
背景領域マスクマトリクスHMhvが生成される。
The high color area background determination unit 6 uses a high color difference signal matrix H
Ehv is received, and a high color background area mask matrix HMhv is generated by determining whether each element of the matrix should belong to the background using the following calculation formula.

マトリクスHMhvにおいて、要素の値「1」はその要
素に対応する画素が背景に属することを示し、値「0」
は背景に属さないことを示す。ここで、THは予め定め
られたしきい値であり、この実施例ではTH−10が設
定される。
In the matrix HMhv, the value "1" of an element indicates that the pixel corresponding to that element belongs to the background, and the value "0" indicates that the pixel corresponding to that element belongs to the background.
indicates that it does not belong to the background. Here, TH is a predetermined threshold value, and in this embodiment, TH-10 is set.

同様にして、低色彩背景判定部8では、低色彩差信号マ
トリクスLEhvについて、次式による計算を行なうこ
とによりマトリクス内の各要素が背景に属するべきもの
であるか否かを判定し、低色彩背景領域マスクマトリク
スL M h vを生成する。
Similarly, the low color background determination unit 8 determines whether each element in the matrix belongs to the background by calculating the low color difference signal matrix LEhv using the following formula, and determines whether each element in the matrix belongs to the background. A background region mask matrix L M h v is generated.

マトリクスL M h vにおいて、要素の値「1」は
その画素が背景に属することを示し、値rOJは背景に
属さないことを示す。なお、TLは予め定められたしき
い値であり、この実施例ではTL−10に設定される。
In the matrix L M h v, the element value "1" indicates that the pixel belongs to the background, and the value rOJ indicates that it does not belong to the background. Note that TL is a predetermined threshold, and in this embodiment, it is set to TL-10.

背景判定部6および8においてそれぞれ生成されるマト
リクスHMhvおよびL M h vの例が第7図およ
び第8図に示される。各マトリクスHMhvおよびLM
hvを示す信号S9およびS10が背景除去部9に与え
られる。
Examples of matrices HMhv and L M hv generated in the background determination units 6 and 8, respectively, are shown in FIGS. 7 and 8. Each matrix HMhv and LM
Signals S9 and S10 indicating hv are given to the background removal section 9.

第1図に示した背景除去部9は、対象物体を含む画像の
画像マトリクスRhv、GhvおよびBhv(信号S3
)と、高色彩背景領域マスクマトリクスHMhv (信
号S9)と、低色彩背景領域マスクマトリクスLMhv
(信号510)とを受ける。背景除去部9では、マスク
マトリクスHMhvおよびLMhvの各要素のうち、要
素の値が「0」であるとき、対応する画素が対象物体を
表示するものであるとして、対応する画素の各マトリク
スRhv、GhvおよびBhvの各要素の値をそのまま
残す。他方、各要素の値が「1」のときは、画像マトリ
クスRhv、GhvおよびBhVの対応する要素の値が
無信号を表わす値、たとえば値「0」に置換えられる。
The background removal unit 9 shown in FIG.
), high color background area mask matrix HMhv (signal S9), and low color background area mask matrix LMhv
(signal 510). In the background removal unit 9, when the value of an element of each element of the mask matrices HMhv and LMhv is "0", it is assumed that the corresponding pixel displays the target object, and each matrix Rhv of the corresponding pixel is Leave the values of each element of Ghv and Bhv as they are. On the other hand, when the value of each element is "1", the value of the corresponding element of the image matrices Rhv, Ghv, and BhV is replaced with a value representing no signal, for example, the value "0".

上記の処理により、背景除去部9において、画像マトリ
クスRhv。
Through the above processing, the background removal unit 9 generates an image matrix Rhv.

GhvおよびBhvの要素のうちの背景部分を示すもの
と判定された要素の値が「0」に置換えられ、したがっ
て背景部分の除去が行なわれたことになる。
Among the elements of Ghv and Bhv, the value of the element determined to indicate the background part is replaced with "0", and therefore the background part has been removed.

背景除去部9から出力された信号S11は、D/A変換
器(図示せず)によりアナログ映像信号に変換され、背
景部分が除去された対象物体の画像を得ることができる
The signal S11 output from the background removal section 9 is converted into an analog video signal by a D/A converter (not shown), and an image of the target object from which the background portion has been removed can be obtained.

このように、第1図に示した背景除去装置では、画像を
高色彩と低色彩の2つの領域に分けて背景の検出を行な
うことにより、それぞれの特性に適した背景検出手法を
適用することができるので、精度の高い背景画像除去が
可能となる。しかも、専用の背景設備を用いる必要がな
く、任意の背景において処理を行なうことができる。こ
れに加えて、高色彩領域の画像処理と低色彩領域の画像
処理とが並行して行なわれるので、高速に背景除去を行
なうことができる。
In this way, the background removal device shown in Fig. 1 detects the background by dividing the image into two areas, high color and low color, and applies a background detection method suitable for the characteristics of each area. This makes it possible to remove background images with high precision. Moreover, there is no need to use dedicated background equipment, and processing can be performed in any background. In addition, since image processing for high color areas and image processing for low color areas are performed in parallel, background removal can be performed at high speed.

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、背景中にある被写体
を表示する画像信号を高色彩画像領域の画像信号と低色
彩画像領域の画像信号とに分離する領域分離手段を設け
たので、背景画像信号との差を検出するのに誤差が生じ
にくくなり、背景部分の分離を正確に行なうことのでき
る背景分離装置が得られた。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides an area separation means for separating an image signal representing a subject in the background into an image signal of a high color image area and an image signal of a low color image area. Because of this provision, errors are less likely to occur in detecting the difference with the background image signal, and a background separation device that can accurately separate the background portion has been obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明の一実施例を示す背景除去装置のブ
ロック図である。第2図は、第1図に示した高色彩領域
差信号検出部のブロック図である。 第3図は、高色彩画像マトリクスの例を示すマトリクス
図である。第4図は、低色彩画像マトリクスの例を示す
マトリクス図である。第5図は、高色彩画像差信号マト
リクスの例を示すマトリクス図である。第6図は、低色
彩画像差信号マトリクスの例を示すマトリクス図である
。第7図は、高色彩背景領域マスクマトリクスの例を示
すマトリクス図である。第8図は、低色彩背景領域マス
クマトリクスの例を示すマトリクス図である。 図において、1は入力部、2は切換部、3は背景記憶部
、4は画像領域分離部、5は高色彩領域差信号検出部、
6は高色彩領域背景判定部、7は低色彩領域差信号検出
部、8は低色彩領域背景判定部、9は背景除去部、10
は演算処理部である。 第2図 味 ψ  11    +    1   1    Il
    +    l    Iの  〜  〜  O
−、−、−−、−、−、−+  、−φ  COl  
 l    l    l    l    1′t″
till  丞 877 〒 〒 777 〒1′NL
l’l  ぐ 已 tfl  Fl  、  −−−−
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 N−7tfl   −J   tn   %F   
OOOu’+   In  Ln   F)77 剖 
S $ ψ n 閂 り の り q 寸 7 出 8
 畠 G  g  G  ”  ”  い り い’T
  ?  7  :  i17  <o  、:  Q
  8  ”  ”  ”  ”7 7 7 7 7 
7 7 7一−s円j%17 7 7 7 7  〒 
7770 ° −−一  −−−P  1 − − −
  。  −−ヘ第3図 第4図 第7図 −+  −1−1−1−4−1−1−1−1−1−1−
1−+−4−1−+−+−1−1−100+−1−1−
+  −1−1−7−10001−1−1−+ −+ 
 −1−10000+−1−1−1−1−+  OOO
OI −+−+−1000000+ −1−11000001M l 11 TOO(M +1じ 第8図 ] 1 +1111444111 +  0 0 0 0 0−+−1−++  OOO0
−4−1−+−1−1
FIG. 1 is a block diagram of a background removal device showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the high color area difference signal detection section shown in FIG. 1. FIG. 3 is a matrix diagram showing an example of a high color image matrix. FIG. 4 is a matrix diagram showing an example of a low color image matrix. FIG. 5 is a matrix diagram showing an example of a high color image difference signal matrix. FIG. 6 is a matrix diagram showing an example of a low color image difference signal matrix. FIG. 7 is a matrix diagram showing an example of a high color background area mask matrix. FIG. 8 is a matrix diagram showing an example of a low color background area mask matrix. In the figure, 1 is an input unit, 2 is a switching unit, 3 is a background storage unit, 4 is an image area separation unit, 5 is a high color area difference signal detection unit,
6 is a high color area background determination unit, 7 is a low color area difference signal detection unit, 8 is a low color area background determination unit, 9 is a background removal unit, 10
is an arithmetic processing unit. Second diagram taste ψ 11 + 1 1 Il
+ l I's ~ ~ O
−, −, −−, −, −, −+ , −φ COl
l l l l 1't''
till Jo 877 〒 〒 777 〒1'NL
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-774u'l gu o-z gu bar's q ~
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OOOU'+ In Ln F)77 Autopsy
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. --He Figure 3 Figure 4 Figure 7-+ -1-1-1-4-1-1-1-1-1-1-
1-+-4-1-+-+-1-1-100+-1-1-
+ -1-1-7-10001-1-1-+ -+
-1-10000+-1-1-1-1-+ OOO
OI -+-+-1000000+ -1-11000001M l 11 TOO (M +1 Figure 8) 1 +1111444111 + 0 0 0 0 0-+-1-++ OOO0
-4-1-+-1-1

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)予め定められた背景中にある被写体を表示するた
めの第1の画像信号から前記背景部分を表示する背景部
分信号を分離する背景分離装置であって、 前記被写体が除かれた前記背景を表示する背景画像信号
を記憶する背景記憶手段と、 第1の画像信号を受け、第1の画像信号が示す色彩の強
さに応答して、第1の画像信号を高色彩画像領域を示す
第2の画像信号と低色彩画像領域を示す第3の画像信号
とに分離する領域分離手段と、 前記領域分離手段によって分離された第2の画像信号と
前記背景記憶手段によって記憶された背景画像信号との
差を検出する第1の差検出手段と、前記領域分離手段に
よって分離された第3の画像信号と前記背景記憶手段に
よって記憶された背景画像信号との差を検出する第2の
差検出手段と、前記第1および第2の差検出手段から発
生される差信号に応答して、前記第1の画像信号中の前
記背景部分信号を判定する判定手段と、 前記判定手段による判定結果に応答して、前記第1の画
像信号から前記背景部分信号を分離する背景分離手段と
を含む、背景分離装置。
(1) A background separation device that separates a background portion signal for displaying the background portion from a first image signal for displaying a subject in a predetermined background, the background from which the subject has been removed. background storage means for storing a background image signal for displaying a high color image area; region separation means for separating a second image signal and a third image signal indicating a low color image region; and a background image stored in the second image signal separated by the region separation means and the background storage means. a first difference detection means for detecting a difference between the third image signal separated by the region separation means and a background image signal stored by the background storage means; a detection means; a determination means for determining the background partial signal in the first image signal in response to a difference signal generated from the first and second difference detection means; and a determination result by the determination means. background separation means for separating the background partial signal from the first image signal in response to.
(2)各前記第2の画像信号および背景画像信号は、赤
,緑および青の各色信号を含み、前記第1の差検出手段
は、 前記第2の画像信号を受け、第2の画像信号に含まれる
赤,緑および青の色信号を色相,彩度および明度の各信
号に変換する第1の変換手段と、前記背景画像信号を受
け、背景画像信号に含まれる赤,緑および青の色信号を
色相,彩度および明度の各信号に変換する第2の変換手
段と、前記第1および第2の変換手段によりそれぞれ変
換された信号間の画素ごとの距離を演算する第1の距離
演算手段とを備える、請求項1に記載の背景分離装置。
(2) Each of the second image signal and the background image signal includes red, green, and blue color signals, and the first difference detection means receives the second image signal and detects the second image signal. a first conversion means for converting the red, green and blue color signals contained in the background image signal into hue, saturation and lightness signals; a second conversion means for converting the color signal into signals of hue, saturation, and lightness; and a first distance for calculating the distance for each pixel between the signals converted by the first and second conversion means, respectively. The background separation device according to claim 1, further comprising a calculation means.
(3)各前記第3の画像信号および背景画像信号は、赤
,緑および青の各色信号を含み、前記第2の差検出手段
は、前記第3の画像信号および背景画像信号を受け、第
3の画像信号および背景画像信号間の画素ごとの距離を
演算する第2の距離演算手段を備える、請求項1に記載
の背景分離装置。
(3) Each of the third image signal and the background image signal includes red, green, and blue color signals, and the second difference detection means receives the third image signal and the background image signal, and the second difference detection means receives the third image signal and the background image signal; 2. The background separation apparatus according to claim 1, further comprising second distance calculation means for calculating a distance for each pixel between the three image signals and the background image signal.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5869190A (en) * 1981-10-20 1983-04-25 Fujitsu General Ltd Chromakey signal generating device
JPS58196790A (en) * 1982-05-11 1983-11-16 Nec Corp Detection circuit of color difference signal

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