CN101809616A - 拍摄对象物的静止判定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

在生物体认证等中使用的拍摄图像中，以简单的结构检测拍摄对象是否静止。在以时间系列拍摄的两幅图像数据中，求同一位置的像素中的亮度的差的绝对值，对超过表示亮度变化的限度的阈值的像素的个数进行计数，将其结果与移动判定阈值进行比较，由此来判定拍摄对象是否静止。

Description

拍摄对象物的静止判定方法及装置
技术领域
本发明涉及高速地判定通过照相机拍摄的对象物是否静止的方法及装置。
背景技术
近年来，通过生物体的一部分的图像识别个人的装置正在普及，在其中一部分中有以下装置，其使用近红外线照射生物体的一部分，通过其透射光或者反射光拍摄生物体图像，从其拍摄图像中提取出生物体的特征。
图4(a)是表示非接触地取得手指血管图形的生物体图像拍摄的一例的截面结构图。
具有：放置作为拍摄对象的手指401的手指放置台402、对在该手指放置台402上放置的手指401入射光的红外线光源403、404、拍摄在所述手指放置台402上放置的手指401的图像的照相机405。从手指401的两侧照射红外入射光线，透过手指401的红外线在手指中饱和，通过照相机405拍摄该饱和的光(图像)。照相机405的拍摄区域如图4(b)所示，覆盖手指401的第一关节406到第二关节407。
在这样的生物体图像的拍摄中，重要的是在生物体静止的状态下进行拍摄，在生物体不静止的状态下拍摄的生物体图像，由于模糊等使其特征消失，有引起认证精度降低的可能性。
作为判定拍摄对象是否静止的方法，有连续拍摄对象物，提取轮廓并检查其变化的方法。
另外，作为判定对象物是否静止预定时间的现有技术，有在下述专利文献1中公开的技术。
专利文献1：特开2005-349192
发明内容
但是，在连续拍摄对象物，提取轮廓并检查其变化的现有技术中，在图像处理中需要进行大量处理。另外，在拍摄对象物的轮廓不清晰的情况下，有由于提取出错误的轮廓而错误地进行静止判定的可能性。
本发明的目的是提供一种拍摄对象物的静止判定方法以及装置，即使拍摄对象物的轮廓不清晰，也能通过简单的处理进行该物体是否静止的判定。
为实现上述目的，本发明的拍摄对象物的静止判定方法，是根据通过摄影单元以时间系列对拍摄对象物进行拍摄而得到的两个图像，通过判定手段判定拍摄对象物是否静止的方法，其特征在于，所述判定手段具有下述步骤：第一步骤，用于计算所述两个图像中的同一像素位置的亮度的差的绝对值；第二步骤，用于比较算出的各像素位置的所述差的绝对值和表示亮度变化的限度的阈值；第三步骤，用于对超过所述表示亮度变化的限度的阈值的像素数进行计数；和第四步骤，用于根据通过计数得到的计数值是否超过静止判定阈值，判定在时间系列的拍摄时刻中的在后时刻拍摄到的图像的拍摄对象物是否静止。
另外，本发明的拍摄对象物的静止判定装置，是根据通过摄影单元以时间系列对拍摄对象物进行拍摄而得到的两个图像来判定拍摄对象物是否静止的装置，其特征在于，具有下述单元：第一单元，用于计算所述两个图像中的同一像素位置的亮度的差的绝对值；第二单元，用于比较算出的各像素位置的所述差的绝对值和表示亮度变化的限度的阈值；第三单元，用于对超过所述表示亮度变化的限度的阈值的像素数进行计数；和第四单元，用于根据通过计数得到的计数值是否超过静止判定阈值，判定在时间系列的拍摄时刻中的在后时刻拍摄到的图像的拍摄对象物是否静止。
根据本发明，因为在每次得到拍摄图像时能够通过简单的处理得到每一像素的亮度的差，由此能够判定拍摄对象物是否静止，所以即使是使用处理能力低的微计算机的生物体用摄影装置，也能够进行生物体确实静止的状态下的拍摄。
附图说明
图1是表示生物体图像摄影装置中的静止检测部分的实施形式的功能结构图。
图2是表示为检测拍摄对象是否在静止状态而进行拍摄的处理的流程图。
图3是表示接续图2的流程图。
图4是表示生物体图像摄影装置的结构的截面结构图以及表示生物体图像的例子的图。
符号说明
101图像数据，102图像数据接受部，103图像计数器，104图像数据区域1，105图像数据区域2，106图像数据取出部1，107图像数据取出部2，108像素取出位置决定部，109差分计算部，110差分计数器，111差分判定部，112移动检出信号，113静止检出信号，114图像差分超过限度值，115像素差分阈值，116像素取出停止信号
具体实施方式
图1是表示使用本发明的静止检测方法的生物体图像摄影装置中的静止检测部分的实施方式的功能结构图。
在该实施方式中表示使用例如由10×10的像素组成的图像数据，判定拍摄对象(例如手指)的静止状态的结构。
图像数据101是用CMOS传感器等拍摄而得的10×10像素的图像数据，向图像数据接受部102输入。
在图像数据接受部102中设置图像计数器103，每接受一个在时间系列的不同时刻拍摄到的生物体的10×10图像数据时，计数值增加1。
图像数据接受部102把拍摄时刻t、t+1的图像数据分别在图像计数器103是偶数的情况下向图像数据区域104转发、在奇数的情况下向图像数据区域105转发。另外，在该时刻使差分超过计数器110为零。
在图像数据接受部102完成图像数据的转发时，起动像素取出位置决定部108。
像素取出位置决定部108分别通知像素数据取出部106以及107最初取出图像数据区域104的像素A0和图像数据区域105的像素a0。
像素数据取出部106以及107取出所通知的位置的像素数据，向差分计算部109发送。
差分计算部109求出像素A0和像素a0的亮度的差的绝对值，将该值向差分判定部111发送。
像素差分阈值115是用于判定两个像素的亮度中是否有变化的阈值，根据拍摄对象来设定预定的值。
像素差分超过限度值114是根据亮度变化了的像素数判定拍摄对象是否静止的限度值，根据拍摄对象来设定预定的值。如果亮度变化了的像素数低于像素差分超过限度值114，则判定为拍摄对象静止。
差分判定部111比较同一像素位置的亮度的差的绝对值和像素差分阈值115，在同一像素位置的亮度的差的绝对值大的情况下，使差分超过计数器110增加“1”，同时与像素差分超过限度值114比较。在差分超过计数器110的计数值成为与像素差分超过限度值114相同的值时，判定为对象物不静止，输出移动检出信号(非静止状态检出信号)112，同时对像素取出位置决定部108通知动作停止。
像素取出位置决定部108决定接续像素的取出位置，通知给像素数据取出部106以及107。在决定像素的取出位置时，通过跨越每一纵线或者横线取出，能够用较少的取出次数扫描图像全体。
这里说明跨越纵方向的线进行扫描的情况。
在图像数据区域104中，以A0、A1、A2...A9的顺序取出，从与此对应的图像数据区域105中取出a0、a1、a2...a9。
接着，跨越两条纵线分别从图像数据区域104中取出D0～D9，从图像数据区域105中取出d0～d9。
进而跨越两条纵线分别从图像数据区域104中取出G0～G9，从图像数据区域105中取出g0～g9。
进而跨越两条纵线分别从图像数据区域104中取出J0～J9，从图像数据区域105中取出j0～j9。
当接着跨越两条纵线时，超出右端，取出最初取出的图像数据区域104的从A0到A9的线的右侧的线，即B0～B9，取出与其对应的图像数据区域105的b0～b9。
同样，每次跨越两条纵线，从图像数据区域104中取出E0到E9、H0到H9、K0到K9、C0到C9、F0到F9、I0到I9，从图像数据区域105中取出e0到e9、h0到h9、k0到k9、c0到c9、f0到f9、i0到i9，完成全部像素的取出。
通过这样跨越地取出像素，能够以少的取出次数检测出作为对象物的生物体为非静止状态。跨越的线不必是纵方向，横方向和斜方向都可以，可以任意选择。
另外，也可以不跨越每一条线，以一定顺序取出每一像素。
把取出的各个像素的数据发送到差分计算部109，在这里求出同一像素位置的两个图像数据中的亮度的差的绝对值，发送到差分判定部111。
差分判定部111比较从差分计算部109发送来的像素的亮度的差和差分阈值115。在差分阈值115小的情况下，使差分超过计数器110增加1。
在差分超过计数器110增加1的情况下，比较差分超过计数器110与像素差分超过限度值114，在差分超过计数器110大的情况下，判定为拍摄对象不静止。此时，对像素取出位置决定部108指示停止动作，输出移动检出信号112。
像素取出位置决定部108，如果直到取出了全部像素数据为止未输出移动检出信号，则判定为对象物静止，在输出静止检出信号113后，像素取出位置决定部108停止动作。
图2以及图3是在应用了本发明的静止判定方法的生物体摄影装置中用于拍摄物体静止的状态的图像的流程图。在这种情况下，通过跨越纵线来扫描全体。
首先，在步骤201，对处理所需要的区域进行初始设定。
bw是跨越线数，例如设定为“5”。通过该设定，被扫描的纵线为第0线、第5线、第10线那样，每次跨越5条线被扫描。
nCap表示是第几幅拍摄图像。
bLimit是针对同一像素位置的图像数据的亮度的差的阈值，与图1的115相当。
overLimit是判别拍摄对象是否移动的限度值，与图1的114相当。
接着，在步骤202，控制CMOS传感器等进行拍摄，得到图像数据。这里得到的图像数据，设为宽度为W点、高度为H点的图像数据。
接着，在步骤203通过nCount判定图像数据的存储目的地。即，如果nCap是偶数则在图像缓冲区域buff0中存储(步骤204)，否则在buff1中存储(步骤205)。
接着，在步骤206，使图像计数器增加1，在步骤207判定是否在过去至少拍摄了两幅图像。在不到两幅的情况下返回步骤202，拍摄图像。
在步骤208，进行用于扫描图像缓冲区域buff0以及buff1的初始设定处理。即，作为xb设定x方向的扫描基点。另外，把对两个像素中的亮度的差超过bLimit的次数进行计数的overCounter的值设定为“0”。overCounter与图1的110相当。
接着，在步骤209判定是否扫描了图像数据的全部像素。在扫描过程中，当overCounter超过overLimit时，判定为在该时刻“不是静止状态”，所以扫描了全部像素意味着“在静止状态下进行了拍摄”。
在步骤211，对扫描纵线时的x坐标进行初始设定。
在步骤212，判定纵线的扫描是否结束。如果扫描结束，则执行步骤210，在使下一扫描开始x坐标增加1后，返回步骤209。
在步骤213设定扫描纵线时的y坐标。
在步骤215，判定纵向1线的扫描是否结束。在扫描结束的情况下，执行步骤214，设定用于下次的纵线扫描的x坐标。
在步骤215，在正在进行纵线扫描的情况下，通过步骤216，根据该时刻的x和y计算像素的位置。
在步骤217，从两个图像数据中取出同一位置的像素数据，判定其亮度的值的大小，在从图像缓冲区域buff1中取出的像素的亮度大的情况下执行步骤218、否则执行步骤223，计算两个图像数据中的同一位置的像素的亮度的差的绝对值。
在步骤219，判定通过步骤218或者步骤223算出的亮度的差的绝对值是否超过bLimit。在超过的情况下，通过步骤220使overCounter增加1，进而在步骤221判定overCounter是否超过overLimit。在超过的情况下，判定为不静止，返回步骤202，拍摄下一图像。
在步骤222，在纵线扫描中计算下一y位置。

Claims (2)

1.一种拍摄对象物的静止判定方法，根据通过摄影单元以时间系列对拍摄对象物进行拍摄而得到的两个图像，通过判定手段判定拍摄对象物是否静止，其特征在于，
所述判定手段具有下述步骤：
第一步骤，用于计算所述两个图像中的同一像素位置的亮度的差的绝对值；
第二步骤，用于比较算出的各像素位置的所述差的绝对值和表示亮度变化的限度的阈值；
第三步骤，用于对超过所述表示亮度变化的限度的阈值的像素数进行计数；和
第四步骤，用于根据通过计数得到的计数值是否超过静止判定阈值，判定在时间系列的拍摄时刻中的在后时刻拍摄到的图像的拍摄对象物是否静止。
2.一种拍摄对象物的静止判定装置，根据通过摄影单元以时间系列对拍摄对象物进行拍摄而得到的两个图像来判定拍摄对象物是否静止，其特征在于，具有下述单元：
第一单元，用于计算所述两个图像中的同一像素位置的亮度的差的绝对值；
第二单元，用于比较算出的各像素位置的所述差的绝对值和表示亮度变化的限度的阈值；
第三单元，用于对超过所述表示亮度变化的限度的阈值的像素数进行计数；和
第四单元，用于根据通过计数得到的计数值是否超过静止判定阈值，判定在时间系列的拍摄时刻中的在后时刻拍摄到的图像的拍摄对象物是否静止。
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