JP2002123833A

JP2002123833A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2002123833A
Application number: JP2000317536A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Okamoto; 義信岡本
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高速、高効率で差分検出処理を行う画像処理装
置を提供する。【解決手段】差分検出の基準となる基準画像（背景画
像）と、逐次最新画像に更新されるリアルタイム画像
は、それぞれ１枚の画面が４８０個のブロックに分割さ
れており、また各ブロックは８×８個の画素より構成さ
れている。基準画像とリアルタイム画像との差分計算を
行う際には、対応する各画像の２つのブロックに含まれ
る２つの画像（２次元パターン）間のユークリッド距離
を算出し、個々のブロック毎に設定した閾値に対するユ
ークリッド距離の大小により差分の有無を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、監視カメラ等を有
する監視カメラシステムに用いられる画像処理装置であ
って、現在撮影しているリアルタイム画像の変化を差分
計算により検出する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、防犯、事故防止あるいは在庫管理
等の様々な分野において、監視カメラシステムが導入さ
れている。この種のシステムはコンピューター技術を用
いてシステム運用することが有効であり、それによって
画像情報のディジタルデータとしての蓄積、伝送画像の
高品質化、設備の小型化、操作人員の小人数化、更には
大幅なコストダウンが可能となってきている。

【０００３】この種の監視カメラシステムの動作として
は、常に撮影状態であるもの、定期的に撮影を行うも
の、あるいは撮影トリガとして各種センサを用い、被写
体の動きなど何らかの変化を前記センサが感知し、トリ
ガがオンとなると撮影を行うもの等が挙げられる。

【０００４】一方、現在撮影した画像と過去に撮影した
画像との相違を計算し、差分が生じた場合、すなわち画
面が変化した場合に、その画面を蓄積あるいは伝送し、
又は差分検出領域、すなわち変化があった領域のみの画
像データを抽出し、蓄積あるいは伝送するシステムも現
れている。以下に、上述したような監視カメラシステム
に用いられる、差分画像検出を行なう画像処理装置を説
明する。

【０００５】図４は、監視カメラシステムを構成する、
従来技術に係る画像処理装置のブロック図である。図４
において、画像入力部４０１は、レンズ、撮像素子およ
びその周辺回路等（いずれも図示しない）で構成され、
撮像素子面に形成された光学像から画像信号を形成し出
力する機能を有する。ディジタル変換部４０２は、入力
された画像信号を数値化し出力する機能を有する。画像
バッファＡ（４０３）および画像バッファＢ（４０４）
は、数値化された画像情報をそれぞれ蓄積する機能を有
する。

【０００６】ピクセル画像差分計算部４０５は、上記の
画像バッファＡ（４０３）および画像バッファＢ（４０
４）にそれぞれ蓄積された２種類の画像イメージに関
し、各画素成分の差を計算し、その結果を出力する機能
を有する。差分結果テーブル４０６は、上記のピクセル
画像差分計算部４０５が行なった各画素成分の差分計算
結果を蓄積する機能を有する。

【０００７】更に、制御部４０７は、上記した差分計算
による「差分あり」又は「差分なし」という結果を判断
するための閾値を管理したり、装置内部の制御を行う機
能を有する。差分結果出力部４０８は、差分計算結果を
装置の外部へ出力する機能を有する。外部への出力に
は、ディスプレイ、プリンタ或いは通信インターフェー
ス等が使用される。

【０００８】次に、上記構成による監視カメラシステム
の画像処理装置の動作を記す。なお、ディジタル変換部
４０２において変換する画像データフォーマットには輝
度信号Ｙ、第１の色差信号Ｃｂ及び第２の色差信号Ｃｒ
を用いた構成例として説明する。

【０００９】画像処理装置の動作に際して、まず制御部
４０７は、差分計算において「差分あり」又は「差分な
し」と判断する基準となる閾値情報を、予めピクセル画
像差分計算部４０５に出力する。出力するべき情報内容
としては、輝度情報（Ｙ）、色差情報（Ｃｂ,Ｃｒ）に
関する閾値、更に「差分あり領域」とみなす連続「差分
あり」ピクセル列の最小値などである。

【００１０】次に、画像処理装置は、差分検出の際の基
準となる画像（基準画像、背景画像）であって例えば建
物の入り口等の撮影画像を画像入力部４０１により撮影
し、画像バッファＡ（４０３）に蓄積する。

【００１１】次に、画像処理装置は、操作者よりの指令
等に応じて差分計算開始した時点で、逐次建物の入り口
等の最新画像（リアルタイム画像、現画像）を撮影し、
画像バッファＢ（４０４）に蓄積し、所定のタイミング
で最新の画像への更新を続ける。次に、ピクセル画像差
分計算部４０５は、画像バッファＡ（４０３）および現
時点で画像バッファＢ（４０４）に蓄積された画像デー
タに関し、対応する画素成分同士の差を計算し、予め設
定された閾値と比較を行なって「差分あり」または「差
分なし」とした結果を２次元イメージとして差分結果テ
ーブル４０６に出力する。

【００１２】上記の手順に基づいて、画像処理装置は、
撮影した最新画像を逐次更新しながら計算していくが、
「差分あり」領域が検出された場合、ピクセル画像差分
計算部４０５は、制御部４０７に「差分領域あり」なる
信号を通知する。処理制御部４０７は上記通知を受ける
と、差分結果テーブル４０６を参照して差分発生エリア
のエリア座標情報を読み出し、差分結果出力部４０８に
通知しする。

【００１３】次に、差分結果出力部４０８は、上記の手
順で得られた差分発生エリアの情報を、所定の出力チャ
ネルへ出力する。例えば、集中型管理型の監視カメラシ
ステムにおいては、差分発生エリアの画像を抽出してＪ
ＰＥＧ画像に圧縮し、集中管理センターに通信ネットワ
ークを介して送信する。一方集中管理センター側では、
既に入手してある基準画像に新しく受信した部分画像を
貼り付けて建物の入り口等の最新の監視画像を生成す
る。以上の処理を行うことにより、小容量の通信ネット
ワークを利用して擬似的にフルサイズの画像をリアルタ
イムに監視することが可能となる。

【００１４】また、差分検出開始後、差分エリアの検出
が安定した時点で、画像バッファＢ（４０４）上の画像
データを基準画像とみなし、以降は最新画像を画像バッ
ファＡ（４０３）に逐次蓄積しながら継続的に差分計算
処理を続けていく方法としてもよい。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記に説明した、従来
技術に係る画像処理装置において、解決すべき次のよう
な問題が存在した。

【００１６】すなわち、上記の従来の構成によれば、差
分計算をピクセル（画像を構成する画素）単位で行って
いるが、一方、差分結果出力の際はブロック単位（８×
８ピクセル）で実行することが多く、ＪＰＥＧ画像化に
おいても、画面の抽出はブロック単位で行われる。従っ
て、ピクセル画像差分計算部（４０５）においてピクセ
ル単位の計算結果を出力できても、特定のアプリケーシ
ョンではそのせっかくの精度が無駄になる恐れがあっ
た。

【００１７】また、従来の構成では、撮影画面の全エリ
アに渡って差分の閾値情報を一律に一定の値として差分
検出を行っているが、撮影画面内の位置によって画面の
特徴（ゆらぎなど）が異なる場合があり、一律の閾値で
は精度の高い差分検出結果という望んだ検出結果が得ら
れない恐れがあった。それは例えば、木々の揺れや雑踏
など特定の変動成分が撮影画面に含まれている場合に
は、差分結果に影響を与える恐れがあるからである。

【００１８】そこで、本発明は、上記した問題点に鑑み
て成されたもので、特に背景画像及びリアルタイム画像
は、それぞれの画像全体を同じ分割方法で複数に分割し
た各分割ブロック画像からなり、背景画像及びリアルタ
イム画像の互いに同じ位置に有る両分割ブロック画像の
間で、

【数２】に基づくユークリッド距離を各分割ブロック画像毎に算
出する算出手段と、算出されたユークリッド距離があら
かじめ当該分割ブロックに設定された閾値以上であると
き当該分割ブロックは差分発生有りとする検出を各分割
ブロック画像毎に行う検出手段と、リアルタイム画像の
全体における差分発生有りが検出された分割ブロックの
発生パターンに応じてリアルタイム画像から差分領域を
抽出する抽出手段とを備えたことを特徴とする画像処理
装置とすることにより、ピクセル毎の差分計算を必要と
せず効率的で高速の差分計算処理を可能とし、また撮影
画面内にある木の枝の揺らぎのような特定の変化する被
写体により差分検出の精度が低下することを防いで、高
精度の差分検出を行う画像処理装置を提供することを目
的とする。但し、Ｄ：ユークリッド距離、ｓ：分割ブロック画像の横方向の画素数、ｔ：分割ブロック画像の縦方向の画素数、ｐｉ（ｌ，ｍ）：背景画像及びリアルタイム画像の一方
の分割ブロック画像内の画素の位置である相対座標
（ｌ，ｍ）にある画素の画像データ、ｐｊ（ｌ，ｍ）：背景画像及びリアルタイム画像の他方
の分割ブロック画像内の画素の位置である相対座標
（ｌ，ｍ）にある画素の画像データ。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、下記の構成を有する画像処理装置を
提供する。監視エリアを撮影した監視画像を監視センタ
へ伝送する画像処理装置であり、かつ前記監視エリアの
背景をあらかじめ撮影した背景画像（基準画像）と、前
記監視エリアをリアルタイムに撮影して取り込んだリア
ルタイム画像との差分画像を検出し、前記リアルタイム
画像から前記差分画像に係る差分領域を抽出する画像処
理装置において、前記背景画像及び前記リアルタイム画
像は、それぞれの画像全体を同じ分割方法で複数に分割
した各分割ブロック画像からなり、前記背景画像及び前
記リアルタイム画像の互いに同じ位置に有る両分割ブロ
ック画像の間で、

【数３】に基づくユークリッド距離を、前記各分割ブロック画像
毎に算出する算出手段（ブロック画像差分計算部）１０
５と、算出された前記ユークリッド距離が、あらかじめ
当該分割ブロックに設定された閾値（図２差分閾値情
報、図１差分閾値テーブル）１０６以上であるとき当
該分割ブロックは差分発生有りとする検出を、前記各分
割ブロック画像毎に行う検出手段１０５と、前記リアル
タイム画像の全体における差分発生有りが検出された分
割ブロックの発生パターンに応じて、前記リアルタイム
画像から前記差分領域（図３（ｂ）、図３（ｃ））を抽
出する抽出手段（制御部）１０８とを備えたことを特徴
とする画像処理装置。但し、Ｄ：ユークリッド距離、ｓ：分割ブロック画像の横方向の画素数、ｔ：分割ブロック画像の縦方向の画素数、ｐｉ（ｌ，ｍ）：背景画像及びリアルタイム画像の一方
の分割ブロック画像内の画素の位置である相対座標
（ｌ，ｍ）にある画素の画像データ、ｐｊ（ｌ，ｍ）：背景画像及びリアルタイム画像の他方
の分割ブロック画像内の画素の位置である相対座標
（ｌ，ｍ）にある画素の画像データ。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、好ましい実施例を図１〜図３を用いて説明する。図
１は、本発明の実施の形態に係る第１の実施例である画
像処理装置のブロック図、図２は図１の装置が用いる差
分閾値の一例を示す表、図３は図１の装置が出力する差
分検出エリア情報の例を示す模式図である。

【００２１】最初に、以下に説明を展開する各実施例の
概要を示す。本発明の各実施例では、上記の問題を解決
するために、閾値情報をブロック毎に設定し、ブロック
単位で差分計算、差分エリアの抽出を行うことにより、
より効率的で高精度な画像処理装置を実現するものであ
る。なお、差分計算処理の方式としてブロック単位のパ
ターン間距離を導く方式を採る。すなわち、第１の案と
して、撮影した静止画像から画像データを生成する画像
入力手段と、基準画像又は最新画像を蓄積する画像バッ
ファＡと、最新画像又は基準画像を蓄積する画像バッフ
ァＢと、２種類の画像データのピクセルブロック毎のパ
ターン間距離を計算するブロック画像差分計算手段と、
ピクセルブロックのパターン間距離に関して「差分あ
り」とみなす閾値を１画面分蓄積する差分閾値テーブル
と、各ピクセルブロックの「差分ある」又は「差分な
し」の計算計算結果を蓄積する差分結果テーブルと、差
分閾値の登録や装置全体の制御を行う制御手段と、差分
計算結果を外部装置に出力するための差分結果出力手段
とからなる画像処理装置において、制御手段は、予め
「差分あり」とみなす閾値を差分閾値テーブルに設定
し、画像入力手段は予め基準画像を入力してディジタル
化し、画像バッファＡに蓄積し、処理開始時は、画像入
力手段は最新画像を入力してディジタル化し、画像バッ
ファＢに蓄積し、ブロック画像差分計算手段は画像バッ
ファＡと画像バッファＢに関して、位置の対応するピク
セルブロック同士のパターン間距離を順次計算し、位置
の差分閾値テーブルに登録されている差分閾値の対応す
るブロックの値と比較し、計算により得られた値が差分
閾値を超えた場合は、ブロック画像差分計算手段は、差
分結果テーブルの対応する位置に「差分あり」情報を登
録し、以上の処理を１画面分行い、１画面の処理終了
後、制御手段は、差分発生エリアの座標情報又は差分発
生エリアのみを切り出した最新画像のデータを差分結果
出力手段に転送し、差分結果出力手段は、転送された情
報を表示、蓄積、又は伝送するなどの出力操作を行い、
以上の処理を、最新画像を更新しながら連続して差分計
算処理を行うことを特長とする画像処理装置を提供す
る。また上記の案では、閾値情報を外部装置などから取
得すること前提とし、必要な場合に更新する方法が取ら
れるが、撮影画像の特徴は刻々と変化しており、外部装
置で適切な閾値情報を管理することは難しく、自立的に
閾値情報を生成して画像処理を行うことにより、外部装
置の処理負担を軽減することが可能となる。すなわち、
第２の案として、一定期間中、基準画像と最新画像の対
応するブロックのパターン間距離を計算し、過去に差分
閾値テーブルに登録されたパターン間距離に基づく閾値
との平均値を計算して差分閾値テーブルに再登録し続
け、その後差分閾値を固定して、最新画像を更新しなが
ら連続して差分計算処理を行うことを特長とする画像処
理装置を提供する。更に、差分検出後、ある時間その差
分エリアが安定した場合、基準画像を更新する処理が取
られるが、基準画像更後に新しく差分閾値テーブルを生
成することにより、更に高精度なの差分検出が可能とな
る。ただし、差分閾値テーブルを固定するまでは前回使
用した差分閾値テーブルを使用することが必要であり、
差分閾値テーブルを二重化することで解決される。すな
わち、第３の案として、差分閾値テーブルを二重化し、
一方の閾値テーブルにより差分計算を行い、「差分あ
り」が発生せず一定期間中画像が安定した場合、最新画
像を基準画像に切り替え、以前に基準画像を蓄積してい
た画像バッファに最新画像を蓄積しながら、同様に連続
して差分計算処理を行い、同時にパターン間距離を計算
し、新たな閾値テーブルを生成し、一定期間画像が安定
したら新たに生成した閾値テーブルに切り替えて引き続
き差分計算処理を行うことを特長とする画像処理装置を
提供する。

【００２２】次に本発明の各実施例を具体的に説明して
いく。

【００２３】最初に、本発明の実施の形態に係る、第１
の実施例の説明を行う。なお、先に説明を行った従来の
構成と一部重複して説明する部分もある。図１は本実施
例の画像処理装置のブロック図である。

【００２４】図１において、画像入力部１０１は、レン
ズ、撮像素子およびその周辺回路等（いずれも図示しな
い）で構成され、撮像素子面に形成された光学像から画
像信号を形成し出力する機能を有する。ディジタル変換
部１０２は、入力された画像信号を数値化し出力する機
能を有する。画像バッファＡ（１０３）および画像バッ
ファＢ（１０４）は、数値化された画像情報をそれぞれ
蓄積する機能を有する。

【００２５】ブロック画像差分計算部１０５は、画像バ
ッファＡ（１０３）および画像バッファＢ（１０４）に
それぞれ蓄積された２種類の画像イメージに関し、画素
イメージがつくるパターン間の差をブロック毎に計算
し、その結果を差分結果テーブル１０７へ出力する機能
を有する。具体的な計算方法は、後に説明する。

【００２６】差分閾値テーブル１０６は、ブロック画像
差分画像計算部１０５がブロック毎に差分計算結果を出
す際の、「差分あり」又は「差分なし」と判断するため
の閾値である数値情報を蓄積する。差分結果テーブル１
０７は、ブロック画像差分画像計算部１０５が行ったブ
ロック毎の差分計算結果を蓄積する機能を有する。

【００２７】制御部１０８は、差分計算において「差分
あり」又は「差分なし」を判断するための上記の閾値を
管理したり、装置内部の制御を行う機能を有する。差分
結果出力部１０９は、差分計算結果を装置の外部へ出力
する機能を有する。出力に際しては、各種ディスプレ
イ、プリンタ或いは通信インターフェース等が使用され
る。

【００２８】次に、上記した図１図示の画像処理装置の
動作を説明する。なお、ディジタル変換部１０２におい
て変換する画像データフォーマットとして、輝度信号
Ｙ、第１の色差信号Ｃｂ及び第２の色差信号Ｃｒを用い
た構成により説明する。

【００２９】まず、予め制御部１０８は、差分計算にお
いて「差分あり」又は「差分なし」を判断するための閾
値情報を差分閾値テーブル１０６に登録しておく。次
に、画像入力部１０１を用いて、建物の入り口のような
基準となる画像（基準画像、背景画像）を撮影し、撮影
画像を画像バッファＡ（１０３）に蓄積する。次に、操
作者の指令等に応じて差分計算を開始した時点で、画像
入力部１０１により最新画像（リアルタイム画像、現画
像）を撮影し、画像バッファＢ（１０４）に蓄積する。

【００３０】次に、ブロック画像差分計算部１０５は、
画像バッファＡ（１０３）および画像バッファＢ（１０
４）に蓄積された画像データに関し、ブロック毎に差分
計算を行う。ここで行う差分計算は、画像認識などにお
いて用いられる周知の技術である、パターン間距離の算
出を行う。

【００３１】パターン間の距離の算出手法として各種の
計算法があるが、例えば基本的なパターン間距離である
ユークリッド距離を用いて算出する構成としても良い。
ユークリッド距離は、周知の如く次式で定義される。

【式１】

【００３２】上記の式に示される計算を、２つの２次
元イメージ、本実施例では差分を求めようとする、２つ
の画像ブロックに対して実行し、計算結果の値が小さい
ほど２つのイメージの合致性が高く、差分の値が小さ
い、と判断する。

【００３３】本実施例の画像処理装置は、上記の計算を
ブロック単位（８×８ピクセル）で実行していくもので
あるが、ブロック毎に計算する理由は、撮影画像に含ま
れる各ブロック毎に「差分あり」又は「差分なし」を判
断し、例えば差分値が所定の閾値を上回り２つの画像が
合致していない、すなわち画像が変化をした、と判断す
るエリアの座標情報（ただしブロック単位）を得るため
である。

【００３４】また、上記に示した式を、本実施例の画
像処理装置が実行する２次元パターン同士のユークリッ
ド距離を用いた差分検出に適用した場合の、より具体化
した計算式は以下の通りである。

【式２】なお、上記した式において、パラメータｌに関して
「１」から「８」までの総和を求めているのは、本実施
例においては分割ブロック画像が横方向に８画素よりな
ることに対応し、同様にパラメータｍに関して「１」か
ら「８」までの総和を求めているのは、分割ブロック画
像が縦方向に８画素よりなることに対応している。

【００３５】再び画像処理装置の動作の説明に戻って、
ブロック画像差分計算部１０５は上記の式に示す算法
等により、基準画像とリアルタイム画像との各対応する
ブロック毎にパターン間距離（本実施例ではユークリッ
ド距離を用いる）を算出し、算出結果を差分閾値テーブ
ル１０６に予め登録してあるブロック毎に設定された差
分閾値と比較する。

【００３６】なお、上記の差分閾値とは、上記に説明し
た算法等により算出されたパターン間距離（本実施例で
はユークリッド距離）に関して、２つのブロックの画像
の合致性を認める距離値、すなわち「差分あり」又は
「差分なし」を判断する境界となる閾値である。

【００３７】差分閾値の具体例を図２に示す。図２は本
実施例で用いる差分閾値の一例を示す表である。図示の
如く撮影画像（基準画像及びリアルタイム画像）は、横
方向（Ｘ座標）が８０個の領域に、縦方向（Ｙ座標）は
６０個の領域に区切られており、その結果４８０個（８
０×６０）のブロックからそれぞれの撮影画像は構成さ
れている。

【００３８】そして、上記した４８０個のブロックのそ
れぞれに差分閾値（差分の有り、無しを判断するパター
ン間距離の境界値）が設定されており、図２はその数値
の一例を表にして示したものである。

【００３９】更に、ブロック画像差分計算部１０５は、
上記した差分検出処理の結果である、各ブロック毎の差
分有り、差分無しの情報を、差分結果テーブル１０７に
登録する。

【００４０】以上の手順に基づいて、本実施例の画像処
理装置は１枚のリアルタイム画像に含まれる全てのブロ
ック毎に差分検出処理を行って差分有り、差分無しを判
断し、さらにリアルタイム画像が逐次最新画像に更新さ
れるたび毎に上記の計算及び判断を続行するものであ
る。そして、差分検出の過程で「差分あり」領域が生じ
た場合、ブロック画像差分計算部１０５は、制御部１０
８に「差分領域あり」なる信号を出力する。

【００４１】制御部１０８は、上記の「差分領域あり」
信号を受けると、差分結果テーブル１０７を参照して、
差分発生エリアなどの情報を読み出し、差分結果出力部
１０９に通知する。

【００４２】制御部１０８が読み出して出力する差分発
生エリアの情報は様々な構成が可能であり、例えば図３
（ａ）に示す全撮影画像の模式図中に、黒塗りで示す差
分検出ブロックが存在した場合に、図３（ｂ）の如く全
ての差分有りブロックを包含するひとつの領域（太線で
囲まれた、３６個のブロックよりなる領域）を差分発生
エリアとしても良いし、あるいは図３（ｃ）に示すよう
に、それぞれが差分有りブロックを含んだふたつの領域
（９個、及び６個のブロックよりなる、それぞれが太線
で囲まれた領域）を差分発生エリアとすることも可能で
ある。

【００４３】最後に、差分結果出力部１０９は、得られ
た差分発生エリアの情報を、所定の与えられた出力媒体
に出力する。例えば、集中型管理型の監視カメラシステ
ムでは、差分発生エリアの画像を切り出してＪＰＥＧ画
像に圧縮し、集中管理センターに通信ネットワークを介
して送信する。一方集中管理センター側では、以前に蓄
積されていた基準画面に新しく受信した部分の画像を貼
り付ける。

【００４４】以上の処理を行うことにより集中管理セン
ターは、擬似的にフルサイズの画像を小容量の通信ネッ
トワークを利用してリアルタイムに監視することが可能
となる。また、差分検出後、所定時間が経過して検出さ
れる差分エリアが安定した場合、画像バッファＢ（１０
４）上の画像データを基準画像とみなし、以降は最新画
像を画像バッファＡ（１０３）に蓄積しながら引き続き
差分計算処理を続けていく方法としてもよい。

【００４５】以上の説明の如く、本実施例の画像処理装
置によれば、差分の有無を判断する閾値情報をブロック
毎に設定し、ブロック単位で差分計算、差分エリアの抽
出行うことにより、ピクセル毎の差分計算と比較して座
標情報の検出精度を無駄にすることなく、効率的で高速
な処理が可能となる。また、ブロック毎にゆらぎなどの
画面の特性を考慮した閾値を設定することができるた
め、高精度な差分検出を可能とする特有の効果を発揮す
る。

【００４６】次に、本発明の実施の形態に係る第２の実
施例である画像処理装置を説明する。

【００４７】上記に説明した第１の実施例では、差分の
有無の判断に用いる閾値情報を外部装置などから取得す
る前提としており、必要な場合に更新する方法が取られ
るが、一方、撮影画像の特徴は刻々と変化しており、画
像処理装置の外部にある装置で適切な閾値情報を管理す
ることが困難となる恐れがあるので、画像処理装置が自
立的に閾値情報を生成し、画像処理を行う構成とすれ
ば、外部の装置の処理負担を軽減し、かつより精度の高
い差分検出を行うことが可能となる。

【００４８】以下に、上記の考え方に基づいた第２の実
施例による画像処理装置の動作例を説明する。なお、本
実施例の構成は、先に図１を用いて説明した第１の実施
例のブロック図と同様の構成を有し、ただ細部の動作を
異ならせたことにより、後で説明する本実施例特有の効
果が発揮されるものである。従って以下の説明では上記
の図１を援用するとともに、説明の煩わしさを避けるた
め、各構成の説明は省略する。

【００４９】本実施例の画像処理装置は、まず差分閾値
テーブル１０６に登録する閾値情報を生成するために、
画像バッファＡ（１０３）に基準画像を取りこみ、一方
画像バッファＢ（１０４）に最新画像を取り込みなが
ら、ブロック毎のパターン間距離を計算し、差分閾値テ
ーブル１０６に登録する。登録の際は前回まで撮影時に
登録した情報との平均値を算出して登録する。

【００５０】以上の処理を、あらかじめ定めた所定期間
行うが、この期間を長時間にするほど、画面のゆらぎを
考慮した閾値情報となる。しかし、長時間になるほど検
出の感度は鈍くなるので最適な時間としなければならな
い。また、この閾値生成中はある程度安定した画像でな
ければならず、監視カメラシステムが差分検出すべき物
体、例えば建物の入り口に侵入した不審者等が撮影され
た画面を含めて、閾値生成を行ってはならない。

【００５１】以上の手順とすることで、「差分なし」と
みなすことができるパターン間距離の値、すなわち差分
閾値が算出される。その後は、算出された差分閾値を用
いて、上記した第１の実施例と同様の処理を行って差分
検出を行うものである。

【００５２】本実施例の画像処理装置によれば、装置自
身が自立的に差分閾値情報を生成するため、刻々と変化
する画面の変化に即座に対応することができ、外部装置
の処理負担が軽減される、という特有の効果が発揮され
る。

【００５３】次に、本発明の実施の形態に係る第３の実
施例である、画像処理装置の説明を行う。

【００５４】上記した第２の実施例では、画像処理装置
自身が差分閾値を生成して差分計算処理を行っており、
差分が安定した場合、第１実施例と同様に、直前に撮影
した最新画像を基準画像とみなして再び計算処理を開始
する。しかし、画面の特性は刻々と変化しており、可能
な限り最新の状況における閾値情報を必要とするシステ
ムもまた、存在する可能性が有る。その種のシステムに
対しては、基準画像更新時に再度、画像処理装置自身で
閾値情報を生成する手法がとれれば有効である。

【００５５】しかし、差分計算処理を一旦中止して、閾
値情報を生成する手法では、差分検出を続行するという
サービスを、連続して提供することができなかった。そ
こで差分計算処理を継続したまま閾値情報を生成する構
成とすれば、上記の問題に対処することが可能となる。

【００５６】以下に、上記の手法による、第３の実施例
である画像処理装置の動作例を説明する。構成に関して
は、第１の実施例の説明で用いた図１のブロック図と同
様である。

【００５７】第３の実施例の画像処理装置においては、
まず予め差分閾値テーブル１０６を二重化（エリアＡ及
びエリアＢの両方を有する）し、上記した第２実施例と
同様の手法で差分閾値を算出し、差分閾値テーブル１０
６中のエリアＡに登録して処理を行う。

【００５８】そして、差分検出後、あらかじめ定めた所
定時間が経過して差分エリアが安定した場合、基準画像
を更新し、再びエリアＡ内の閾値情報を基に差分計算処
理を行う。これと同時に、新たな差分閾値情報をエリア
Ｂに生成する処理を開始し、ある一定期間中、「差分な
し」状態となった場合、差分閾値をエリアＢに切り替え
て引き続き差分計算処理を行う。

【００５９】もしエリアＢへの閾値生成中にエリアＡに
基づき「差分あり」が検出された場合、それまでのエリ
アＢへ設定した値は無効とし、再び差分エリアが安定す
るまで生成作業は中止する。以上のようにして連続して
差分計算処理と差分閾値の生成を行う。

【００６０】本実施例の画像処理装置によれば、差分処
理計算中に平行して差分閾値を生成することができるた
め、更に高精度で自立的な装置を提供することが可能と
なる。なお、上記した第１〜第３実施例において、各実
施例の装置は背景画像及びリアルタイム画像の分割ブロ
ック画像間でユークリッド距離を算出して差分の判断を
行う構成として説明を行ったが、本発明の効果を発揮す
るためには、上記のユークリッド距離による差分の判断
にのみ限定して構成する必要が無いことは言うまでも無
い。すなわち上記の本実施例における分割ブロック画像
のような２次元パターン同士のパターン距離を算出する
手法としては、上記のユークリッド距離以外にもハミン
グ距離、レーベンシュタイン距離といった各種の計算方
法が周知技術として存在しており、各計算方法はそれぞ
れが特長、短所、適合条件等の特性を備えている。従っ
て本発明を実施しようとする構成の特性に合わせて、各
種のパターン間距離計算方法から最適なものを選択して
用いることにより、詳述の如くの本発明の格別な効果が
さらに向上しつつ発揮されるものである。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明は、背景画像
及びリアルタイム画像は、それぞれの画像全体を同じ分
割方法で複数に分割した各分割ブロック画像からなり、
背景画像及びリアルタイム画像の互いに同じ位置に有る
両分割ブロック画像の間で、

【数４】に基づくユークリッド距離を各分割ブロック画像毎に算
出する算出手段と、算出されたユークリッド距離があら
かじめ当該分割ブロックに設定された閾値以上であると
き当該分割ブロックは差分発生有りとする検出を各分割
ブロック画像毎に行う検出手段と、リアルタイム画像の
全体における差分発生有りが検出された分割ブロックの
発生パターンに応じてリアルタイム画像から差分領域を
抽出する抽出手段とを備えたことを特徴とする画像処理
装置とすることにより、ピクセル毎の差分計算を必要と
せず効率的で高速の差分計算処理を可能とし、また撮影
画面内にある木の枝の揺らぎのような特定の変化する被
写体により差分検出の精度が低下することを防いで、高
精度の差分検出を行う画像処理装置を提供することがで
きる。但し、Ｄ：ユークリッド距離、ｓ：分割ブロック画像の横方向の画素数、ｔ：分割ブロック画像の縦方向の画素数、ｐｉ（ｌ，ｍ）：背景画像及びリアルタイム画像の一方
の分割ブロック画像内の画素の位置である相対座標
（ｌ，ｍ）にある画素の画像データ、ｐｊ（ｌ，ｍ）：背景画像及びリアルタイム画像の他方
の分割ブロック画像内の画素の位置である相対座標
（ｌ，ｍ）にある画素の画像データ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る第１の実施例であ
る、画像処理装置のブロック図である。

【図２】図１の装置が用いる差分閾値情報のマッピン
グ例である。

【図３】図１の装置が行う差分エリア情報の処理を説
明する模式図である。

【図４】従来技術における画像処理装置のブロック図
である。

【符号の説明】

１０１、４０１画像入力部１０２、４０２ディジタル変換部１０３、４０３画像バッファＡ１０４、４０４画像バッファＢ１０５ブロック画像差分計算部１０６差分閾値テーブル１０７、４０６差分結果テーブル１０８、４０７制御部１０９、４０８差分結果出力部４０５ピクセル画像差分計算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C054 CA04 CC03 EA01 EA03 FC13 HA01 HA18 5C084 AA02 AA03 AA04 AA07 AA08 AA09 AA13 BB04 CC16 CC19 CC31 DD11 GG42 GG52 GG56 GG57 GG78 5L096 BA02 CA02 DA02 FA66 GA08 GA19 GA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】監視エリアを撮影した監視画像を監視セン
タへ伝送する画像処理装置であり、かつ前記監視エリア
の背景をあらかじめ撮影した背景画像と、前記監視エリ
アをリアルタイムに撮影して取り込んだリアルタイム画
像との差分画像を検出し、前記リアルタイム画像から前
記差分画像に係る差分領域を抽出する画像処理装置にお
いて、前記背景画像及び前記リアルタイム画像は、それぞれの
画像全体を同じ分割方法で複数に分割した各分割ブロッ
ク画像からなり、前記背景画像及び前記リアルタイム画像の互いに同じ位
置に有る両分割ブロック画像の間で、【数１】に基づくユークリッド距離を、前記各分割ブロック画像
毎に算出する算出手段と、算出された前記ユークリッド距離が、あらかじめ当該分
割ブロックに設定された閾値以上であるとき当該分割ブ
ロックは差分発生有りとする検出を、前記各分割ブロッ
ク画像毎に行う検出手段と、前記リアルタイム画像の全体における差分発生有りが検
出された分割ブロックの発生パターンに応じて、前記リ
アルタイム画像から前記差分領域を抽出する抽出手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。但し、Ｄ：ユークリッド距離、ｓ：分割ブロック画像の横方向の画素数、ｔ：分割ブロック画像の縦方向の画素数、ｐｉ（ｌ，ｍ）：背景画像及びリアルタイム画像の一方
の分割ブロック画像内の画素の位置である相対座標
（ｌ，ｍ）にある画素の画像データ、ｐｊ（ｌ，ｍ）：背景画像及びリアルタイム画像の他方
の分割ブロック画像内の画素の位置である相対座標
（ｌ，ｍ）にある画素の画像データ。