JP2004320281A - Circuit for detecting motion of object - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correctly detect the standstill / moving state of an object imaged by a camera for printing and calligraphy. <P>SOLUTION: One image imaged by a camera for printing and calligraphy is divided into M blocks, N blocks among the M blocks are selected for a detection object, divided into three images at prescribed time intervals, averages of each of R,G and B components of each of the N blocks are calculated and variances are calculated on the basis of the averages. It is determined that the object comes to a standstill in the case that a consecutive state by the number of standstill detection times or over is consecutive for a standstill detection time or over for all of the N blocks, the consecutive state indicating that the variances are a predetermined standstill discrimination value or below. Even when one of the variances is the standstill discrimination value or over or all the variances are the standstill discrimination value or below, it is determined that the object is moving when the consecutive state by the number of standstill detection times or below is consecutive for a motion detection time or over. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、書画カメラを構成する二次元CCD(Charge Coupled Device)センサで撮像する画像とこれを描画する液晶パネルにおいて、画像の静止/動きに応じて解像度とフレームレートを制御する画像制御技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来書画カメラ付きプロジェクタが公知である。
この書画カメラは被写体置き台上に置かれた被写体を書画カメラで撮像して拡大投影するものである。この拡大投影像をプロジェクタが有する解像度で表示しようとすると低フレームレートでの表示となってしまう。このためこの書画カメラ付きプロジェクタを用いて被写体を拡大投影する場合、被写体を最適な位置に置くために被写体置き台上で被写体を移動させるが、このとき被写体の動きに合わせて拡大投影像がスムーズに動かないという問題点があった。
【0003】
この欠点を解決するために従来は次のような手段を採用していた。
図5に基づき、この従来の技術について説明する。
図5においては、撮像の為のCCDカメラやレンズ等の光学系の書画カメラ部分をプロジェクタの筐体内に収容する構造とし、投影の方式をフロント投影として図示する。また、既知の技術に属する光学系については基本的な光学経路のみを示している。
【0004】
図5に示すように、従来の書画カメラ付きプロジェクタは、CCD撮像部1、CCD信号処理部2、及び液晶投写部3および動き検出画像制御部4からなる。
【0005】
CCD撮像部1は、11の二次元CCDセンサ、12の撮像レンズ、14の被写体を載せるガラス板、15の被写体の撮像面をガラス板14を通して照らす二つの白色照明ランプ、16の被写体からの光を可視光全域にわたって反射し撮像レンズ12に入射する全反射ミラー、17の二次元CCDセンサ11の出力をCCD信号処理部2に送出するバッファアンプ、及び18の二次元CCDセンサ11を駆動するCCD駆動回路により構成する。13は平面的な被写体である。
【0006】
ガラス板14に接して置かれた被写体13は、全反射ミラー16と撮像レンズ12を通して二次元CCDセンサ11の受光面に結像して光電変換される。
二次元CCDセンサ11の出力はCCD駆動回路18のタイミング信号によって逐次読み出され、バッファアンプ17によってアナログの画像信号としてCCD信号処理部2に導かれる。
【0007】
CCD信号処理部2は、21の画像信号切換回路、22のA/D変換回路、23の画像処理回路、及び24の外部画像信号入力コネクタからなる。
画像信号切換回路21は、CCD撮像部1からの内部画像信号か又は外部画像信号入力コネクタ24からの外部画像信号の何れか一方を選択する。A/D変換回路22は、画像信号切換回路21の出力するアナログ画像信号をデジタル信号に変換し画像処理回路23に入力する。
画像処理回路23は、基準となる黒レベルの設定、γ補正、シェーディング補正、及び輪郭強調その他の画質の改善をデジタル的に処理し液晶投写部3に転送する。
【0008】
液晶投写部3は、31のフレームメモリ、32の画像演算回路、33のビデオ出力回路、34の液晶パネル、35の光源ランプ、36のコールドミラー、37の全反射ミラー、及び38の投写レンズからなる。
【0009】
フレームメモリ31は、画像処理回路23の出力するディジタル画像信号を格納する。
画像演算回路32は、フレームメモリ31に格納された画像信号の解像度と液晶パネル34のもつ解像度を勘案した解像度に変換する。例えば、SXGA(Super eXtended Graphics Array)画面の1280×1024画素をXGA(eXtended Graphics Array)画面の1024×768画素に変換する画像データの圧縮等を施す解像度変換を行う。
【0010】
解像度変換を受けた画像信号は、所定のフレームレートでビデオ出力回路33に送出される。
ビデオ出力回路33は、画像演算回路32の出力をD/A変換し、液晶パネル34の描画に必要なビデオ信号を生成する。
光源ランプ35の白色光はコールドミラー36により不要な赤外光を取り除いたのち被写体の描画された液晶パネル34を透過し、全反射ミラー37により光路を屈折し投写レンズ38に導かれる。
このようにして二次元CCDセンサ11の捉えた被写体は、画像信号としてフレームメモリ31に格納され、液晶パネル34に描画され、図示しないスクリーンに投写される。
【0011】
本従来の技術の特徴とする動き検出画像制御機能は、上述した構成に、動き検出画像制御部4を付加することにより成就する。
画像の動きは、フレームメモリ31の内容を監視し変化分を検出することにより電気的に認識することができる。動き検出画像制御部4に内蔵される動き検出制御回路41はフレームの更新毎にフレームメモリ31に格納された画像を読み出し、前後のフレームについて画素データの変化分を検出する。
【0012】
動き検出制御回路41は、画素データに変化分がない場合には動きのない静止画像と判断し、投写している画像の解像度情報を画像演算回路32から得て画素の全体読み出しをCCD駆動回路18に指示する。
CCD駆動回路18は、全画素を読み出すタイミングパルスを発生し、二次元CCDセンサ11に送出する。
これを受けた二次元CCDセンサ11は全画素のセンサ出力信号をCCD信号処理部2に送り出す。
【0013】
CCD信号処理部2は前述と同様にセンサ出力信号をA/D変換する。こののち画像補正を行い液晶投写部3のフレームメモリ31に格納する。
液晶投写部3はフレームメモリ31から画像データを読み出し、ビデオ信号を生成して液晶パネル34に描画し、光学経路によって図示しないスクリーンに画像を投写する。
動き検出制御回路41が画素データの変化分を検出すると動きのある画像と判断し、画像演算回路32からの解像度情報を参照して画素の間引き読み出しをCCD駆動回路18に指示する。CCD駆動回路18はこれを受けたタイミングパルスを発生し二次元CCDセンサ11に送出する。
こうして画素の間引き読み出しをすることにより、画質は粗くなるが画面の描画は高速になり、動きのある被写体に追随する投写が可能になる。
【0014】
【特許文献1】特開2001−109422号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
従来の書画カメラ付きプロジェクタは以上のように、動き検出画像検出部を付加し、ここでフレーム単位で画素データの変化を監視し、変化があった場合は動きのある画像と判断して、画素の間引き読み出しを行う。こうすることによって動きのある画像は画素を間引き読み出しして被写体の動きに追随させ、動きのない画像は画素を間引きせずに読み出すこととして被写体の動きには追随しないが精細な画像が得られる。
【0016】
しかしながら、この従来の方法はフレーム単位で画素データの変化を監視するものであるため、たとえ1画素でも変化があると、被写体に動きがあると判断して画素の間引き読み出しを行ってしまい、被写体が実際は静止しているにもかかわらず、粗い画像を表示してしまうという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、被写体の実際の動きを正確に捉え、被写体の静止/動きを検出することが可能な被写体の動き検出回路を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明になる被写体の動き検出回路は、
書画カメラによる被写体撮像時の被写体の静止/動きの検出において、
前記書画カメラからの画像の取り込み時間間隔、前記被写体が部分静止状態にあることを検出するパラメータである静止判別値と静止検出回数、前記被写体が完全な静止状態にあることを検出するパラメータである静止検出時間、前記被写体が動いている状態を検出するパラメータである動き検出時間からなる各パラメータを設定する操作部と、
前記書画カメラで撮像した画像をあらかじめ決められたM(Mは2以上の整数)個のブロックに分割し、前記操作部で設定した前記書画カメラからの画像取り込み時間間隔単位で各ブロックごとにR、G、Bの各成分の平均値を算出し、保存する画像処理部と、
このM個のブロックのうちあらかじめ決められた位置のN(N<M、かつNは整数)個のブロックごとのR、G、Bの各成分の平均値と前記操作部で設定した静止判別値、静止検出回数、静止検出時間および動き検出時間をもとに次の手順により被写体の静止/動きを検出する制御部と、
を有することを特徴とするものである。
1)i番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
2)(i−1)番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
3)(i−2)番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
4)1)〜3)で算出した合計値から対応する各ブロックごとに平均値を算出すること。
5)1)〜4)で求めた合計値と平均値から各ブロックごとに分散値を算出すること。
6)各ブロックごとに分散値と静止判別値を比較し、分散値が静止判別値より小さい状態が静止検出時間以上継続したとき部分静止と判定し、これ以外のときは部分動と判定すること。
7)Nブロック全てが部分静止と判定したときを静止状態とし、この状態が静止検出時間以上継続したとき被写体が静止していると判定し、これ以外のときは部分動と判定すること。
8)部分動と判定した状態が動き検出時間以上継続したとき被写体が動いていると判定すること。
【0018】
また、前記被写体の動き検出回路においてMが64であり、Nが4であることを特徴とするものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明について詳細に説明する。ここでは被写体として原稿を例にとって説明する。
図1は本発明の1実施形態を示す被写体の動き検出回路のブロック図である。
1は書画カメラ2からの画像の取り込み時間間隔、原稿が部分静止状態にあることを検出するパラメータである静止判別値と静止検出回数、原稿が完全な静止状態にあることを検出するパラメータである静止検出時間、原稿が動いている状態を検出するパラメータである動き検出時間からなる各パラメータを設定する操作部、2は原稿を撮像する書画カメラ、3は書画カメラ2からの画像をA/D変換するA/D変換部である。
【0020】
4はA/D変換部3からの画像を64(=8×8)個のブロックに分割し、操作部1で設定した書画カメラ2からの画像取り込み時間間隔単位で各ブロックごとにR、G、Bの各成分の平均値を算出し、保存する画像処理部、5はこの64個のブロックごとのR、G、Bの各成分の平均値からあらかじめ決められた位置の4個のブロックごとのR、G、B各成分の平均値と操作部1で設定した静止判別値、静止検出回数、静止検出時間および動き検出時間をもとに後述する手順により原稿の静止/動きを検出する制御部である。
【0021】
書画カメラ2で撮像した画像データの流れは次のとおりである。
書画カメラ2で原稿を撮像し、A/D変換部3でデジタル画像に変換し、画像処理部4に入力する。
画像処理部4では、入力される画像を1フレーム単位で8×8(=64)のブロックに分割し、それぞれのブロックごとにR、G、Bの各成分の平均値を算出し、保存すると共に制御部5の制御のもとに、あらかじめ決められた位置の4ブロックのR、G、Bの各成分の平均値を制御部5に送り出す。
【0022】
次に、この回路の動作、作用について説明する。
この実施の形態では、図4に示すように、1フレームの画面を8×8(=64)のブロックに分割し、このうち(3,3)、(3,6)、(6,3)および(6,6)に該当する4ブロックを対象として、その画像データから原稿が動いているか、静止しているか判断する。
【0023】
最初に、操作部1からパラメータとして、静止判別値STOP_LEVEL、静止検出回数STOP_COUNT、静止検出時間および動き検出時間を制御部5に設定する。これらのパラメータは次のように利用される。
前記4ブロックのブロックごとに算出された分散値が静止判別値STOP_LEVEL未満の状態が静止検出回数STOP_COUNT以上連続したとき、そのブロックは部分静止しているものと判定する。それ以外の場合は部分動と判定する。4ブロックとも部分静止しているときは静止していると判定する。そしてこの静止判定が静止検出時間以上連続したときは原稿が静止していると判定する。反対に部分動の判定が動き検出時間以上連続したときは原稿が動いていると判定する。
【0024】
図2、3に本発明になる原稿の静止/動き検出のフローチャートを示す。
以下、図2、3に基づいて原稿の静止/動きの検出手順について説明する。
図2は本発明の原稿の静止/動き検出のフローチャートのうち、原稿が静止しているか否かを検出する前段階に当たるもので各ブロックが部分静止しているか否かを検出する部分であり、図3は4ブロック全てを対象として最終的に原稿の静止/動きを検出する部分である。
【0025】
制御部5は画像処理部4から8×8(=64)ブロックのうち(3,3)、(3,6)、(6,3)および(6,6)に該当する4ブロックのR、G、Bの各成分の平均値を画像取り込み時間間隔単位で取得し続ける。
このようにして定期的に取得されたR、G、Bの各成分の平均値をもとにi番目、(i−1)番目および(i−2)番目の画像から前述した4ブロックについて図2、3に示すフローチャートに基づいて原稿が静止しているか否かについて検出する。
【0026】
ここでは、各ブロックが静止しているか否かについて4ブロックのうちの一つのブロックである(3,3)のブロックを例にとって説明する。
まず、i番目の画像から次の計算式によりR、G、Bの各成分の合計値SUM(0)を算出する(S101)。
SUM(0)=R(0)(3,3)+G(0)(3,3)+B(0)(3,3)ここで、R(0)(3,3)はi番目の画像の(3,3)ブロックのR成分の平均値、G(0)(3,3)はi番目の画像の(3,3)ブロックのG成分の平均値、B(0)(3,3)はi番目の画像の(3,3)ブロックのB成分の平均値である。
【0027】
次に、(i−1)番目の画像から前述と同様な計算式によりR、G、Bの各成分の合計値SUM(−1)を算出する(S102)。
SUM(−1)=R(−1)(3,3)+G(−1)(3,3)+B(−1)(3,3)
ここで、R(−1)(3,3)は(i−1)番目の画像の(3,3)ブロックのR成分の平均値、G(−1)(3,3)は(i−1)番目の画像の(3,3)ブロックのG成分の平均値、B(−1)(3,3)は(i−1)番目の画像の(3,3)ブロックのB成分の平均値である。
【0028】
続いて、前々回のマトリクスから前述と同様な計算式によりR、G、Bの各成分の合計値SUM(−2)を算出する(S103)。
SUM(−2)=R(−2)(3,3)+G(−2)(3,3)+B(−2)(3,3)
ここで、R(−2)(3,3)は前々回のマトリクスの(3,3)ブロックのR成分の平均値、G(−2)(3,3)は前々回のマトリクスの(3,3)ブロックのG成分の平均値、B(−2)(3,3)は前々回のマトリクスの(3,3)ブロックのB成分の平均値である。
【0029】
次に、これら3つの合計値SUM(0)、SUM(−1)およびSUM(−2)から、次の式により平均値AVEを算出する(S104)。
AVE=(SUM(0)+SUM(−1)+SUM(−2))/3
【0030】
次に、この3画像について分散値VAR(3,3)を次の式により算出する(S105)。
VAR(3,3)=(A + B + C)/3
ここでA、B、Cは次のとおりである。
A=AVE−SUM(0)
B=AVE−SUM(−1)
C=AVE−SUM(−2)
【0031】
このようにして求められた分散値VAR(3,3)と設定された静止判別値STOP_LEVELと静止検出回数STOP_COUNTから部分静止しているか否か判定する(S106)。判定は次のようにして行う。
分散値VAR(3,3)が静止判別値STOP_LEVEL以下である状態が静止検出回数STOP_COUNT以上連続したとき部分静止と判定する。部分静止と判定されない場合は原稿の部分動と判定する。
【0032】
以上の説明は、静止を検出する4ブロックのうちの1ブロックについて説明してきた。ここで選択した1ブロックの説明は終了し、4ブロックの部分静止の検出へと判定状態を進める。この判定は、以上説明してきたような部分静止の検出を4ブロック全てについて実行する。
【0033】
まず、静止段階にあるか否かを判定する(S107)。この静止段階にあるか否かは静止検出対象である4ブロック全てが部分静止しているか否かを判断することによって実行され、4ブロック全てが部分静止しているとき静止段階にあると判定し、それ以外のときは原稿の部分動と判定する。
【0034】
次に、静止状態が一定時間継続しているか否か判断する(S108)。この判断は静止状態が静止検出時間以上連続しているか否かで判定する。ここで静止状態が一定時間以上継続した場合は原稿が静止していると判定し(S110)、それ以外のときは原稿が部分動と判定する。
【0035】
原稿が部分動と判定されたときは動き状態が一定時間以上継続しているか否か判断する(S109)。この判断は動き状態が動き検出時間以上連続しているか否かで判定する。ここで動き状態が一定時間以上継続した場合は原稿が動いていると判定する(S111)。
【0036】
この判定をもとに、原稿が静止状態にあると判定されたときは、低フレームレートで高解像度の画像を、原稿が動いている状態にあると判定されたときは、高フレームレートで低解像度の画像を書画カメラ2から出力させる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、以上説明したように、書画カメラで撮像した1画面をMブロックに分割し、そのうちのNブロックを検出対象とし、所定の時間間隔で3画面に分けてNブロックのそれぞれのブロックごとにR、G、Bの各成分の平均値を算出し、これをもとに分散値を計算する。そして、この分散値があらかじめ決められた静止判別値以下である状態が静止検出回数以上継続する状態がN個のブロック全部で静止検出時間以上継続したとき被写体は静止していると判定し、前記分散値一つが静止判別値以上であるとき、または全部が静止判別値以下であってもその状態が静止検出回数以下である状態が動き検出時間以上継続したときは被写体は動いていると判定することとしたので、確実に被写体の静止/動きの検出が可能になる。また、この検出結果を用いて、静止状態にあるときは低フレームレートで高解像度の画像を、動いている状態にあるときは高フレームレートで低解像度の画像を書画カメラから出力させることにしたので、被写体の位置合わせのときは被写体の動きに追随した画像が得られるので位置合わせがし易く、位置合わせが完了した後は精細な画像が得られる書画カメラを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施の形態を示す被写体の動き検出回路のブロック図である。
【図2】被写体の動き検出のフローチャートの前半分である。
【図3】被写体の動き検出のフローチャートの後半分である。
【図4】書画カメラで撮像した1画面を64分割した様子を示す図である。
【図5】従来の動き検出技術を説明する図である。
【符号の説明】
1 操作部
2 書画カメラ
3 A/D変換部
4 画像処理部
5 制御部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image captured by a two-dimensional CCD (Charge Coupled Device) sensor constituting a document camera and an image control technique for controlling a resolution and a frame rate in a liquid crystal panel for drawing the image in accordance with stillness / movement of the image. Things.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a projector with a document camera is known.
In this document camera, a subject placed on a subject table is imaged by the document camera and projected in an enlarged manner. If this enlarged projection image is to be displayed at the resolution of the projector, it will be displayed at a low frame rate. Therefore, when enlarging and projecting a subject using this projector with a document camera, the subject is moved on a subject mounting table in order to place the subject in an optimal position. At this time, the enlarged projected image is smoothed in accordance with the movement of the subject. There was a problem that does not work.
[0003]
Conventionally, the following means have been adopted to solve this drawback.
This conventional technique will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows a structure in which a document camera portion of an optical system such as a CCD camera or a lens for imaging is housed in a housing of the projector, and a projection method is illustrated as front projection. In addition, only the basic optical path is shown for the optical system belonging to the known technology.
[0004]
As shown in FIG. 5, the conventional projector with a document camera includes a CCD imaging unit 1, a CCD signal processing unit 2, a liquid crystal projection unit 3, and a motion detection image control unit 4.
[0005]
The CCD imaging unit 1 includes 11 two-dimensional CCD sensors, 12 imaging lenses, 14 glass plates on which subjects are mounted, 15 white illumination lamps for illuminating the imaging surface of 15 subjects through the glass plates, and 16 light from the subjects. Is reflected over the entire visible light range and is incident on the imaging lens 12, a buffer amplifier for sending the output of the two-dimensional CCD sensor 11 to the CCD signal processing unit 2, and a CCD for driving the two-dimensional CCD sensor 11. It is composed of a drive circuit. Reference numeral 13 denotes a planar subject.
[0006]
The subject 13 placed in contact with the glass plate 14 forms an image on the light receiving surface of the two-dimensional CCD sensor 11 through the total reflection mirror 16 and the imaging lens 12 and is photoelectrically converted.
The output of the two-dimensional CCD sensor 11 is sequentially read out by the timing signal of the CCD drive circuit 18, and is guided to the CCD signal processing unit 2 as an analog image signal by the buffer amplifier 17.
[0007]
The CCD signal processing unit 2 includes 21 image signal switching circuits, 22 A / D conversion circuits, 23 image processing circuits, and 24 external image signal input connectors.
The image signal switching circuit 21 selects either the internal image signal from the CCD image pickup unit 1 or the external image signal from the external image signal input connector 24. The A / D conversion circuit 22 converts an analog image signal output from the image signal switching circuit 21 into a digital signal and inputs the digital signal to the image processing circuit 23.
The image processing circuit 23 digitally processes the setting of the reference black level, the γ correction, the shading correction, and the enhancement of the image quality such as contour enhancement and the like, and transfers them to the liquid crystal projection unit 3.
[0008]
The liquid crystal projection unit 3 includes 31 frame memories, 32 image calculation circuits, 33 video output circuits, 34 liquid crystal panels, 35 light source lamps, 36 cold mirrors, 37 total reflection mirrors, and 38 projection lenses. Become.
[0009]
The frame memory 31 stores a digital image signal output from the image processing circuit 23.
The image calculation circuit 32 converts the resolution of the image signal stored in the frame memory 31 into a resolution in consideration of the resolution of the liquid crystal panel 34. For example, resolution conversion for compressing image data for converting 1280 × 1024 pixels on an SXGA (Super Extended Graphics Array) screen to 1024 × 768 pixels on an XGA (extended Graphics Array) screen is performed.
[0010]
The image signal having undergone the resolution conversion is sent to the video output circuit 33 at a predetermined frame rate.
The video output circuit 33 D / A converts the output of the image operation circuit 32 and generates a video signal required for drawing on the liquid crystal panel 34.
The white light of the light source lamp 35 passes through a liquid crystal panel 34 on which a subject is drawn after removing unnecessary infrared light by a cold mirror 36, is refracted in an optical path by a total reflection mirror 37, and is guided to a projection lens 38.
The subject captured by the two-dimensional CCD sensor 11 is stored in the frame memory 31 as an image signal, drawn on the liquid crystal panel 34, and projected on a screen (not shown).
[0011]
The motion detection image control function, which is a feature of the related art, is achieved by adding the motion detection image control unit 4 to the above-described configuration.
The movement of the image can be electrically recognized by monitoring the contents of the frame memory 31 and detecting a change. The motion detection control circuit 41 incorporated in the motion detection image control unit 4 reads the image stored in the frame memory 31 every time a frame is updated, and detects a change in pixel data for the previous and next frames.
[0012]
When there is no change in the pixel data, the motion detection control circuit 41 determines that the image is a still image with no motion, obtains the resolution information of the projected image from the image calculation circuit 32, and reads out the entire pixels from the CCD drive circuit. Instruct 18.
The CCD drive circuit 18 generates a timing pulse for reading out all pixels and sends it to the two-dimensional CCD sensor 11.
Upon receiving this, the two-dimensional CCD sensor 11 sends out sensor output signals of all pixels to the CCD signal processing unit 2.
[0013]
The CCD signal processor 2 A / D converts the sensor output signal in the same manner as described above. Thereafter, the image is corrected and stored in the frame memory 31 of the liquid crystal projection unit 3.
The liquid crystal projection unit 3 reads image data from the frame memory 31, generates a video signal, draws the video signal on the liquid crystal panel 34, and projects the image on a screen (not shown) by an optical path.
When the motion detection control circuit 41 detects a change in pixel data, it determines that the image is a moving image, and instructs the CCD driving circuit 18 to thin out and read pixels by referring to the resolution information from the image calculation circuit 32. The CCD drive circuit 18 receives this and generates a timing pulse and sends it to the two-dimensional CCD sensor 11.
By performing the pixel thinning-out reading in this manner, the image quality becomes coarse, but the drawing of the screen becomes faster, and the projection that follows the moving subject can be performed.
[0014]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-109422
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional projector with a document camera adds a motion detection image detection unit, monitors the change of pixel data on a frame-by-frame basis, determines that there is a moving image if there is a change, and The thinning-out reading is performed. In this way, a moving image is read out by thinning out the pixels to follow the movement of the subject, and an image without movement is read out without thinning out the pixels so that a fine image is obtained without following the movement of the subject. .
[0016]
However, since this conventional method monitors a change in pixel data on a frame-by-frame basis, even if there is a change in even one pixel, it is determined that the subject is moving and pixel thinning-out reading is performed. However, there is a problem that a coarse image is displayed even though the camera is actually still.
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a subject motion detection circuit capable of accurately capturing the actual movement of a subject and detecting the stillness / movement of the subject. I do.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The subject motion detection circuit according to the present invention includes:
In detecting the stillness / movement of the subject when capturing the subject with the document camera,
A time interval for capturing an image from the document camera, a stillness determination value and the number of times of stillness detection, which are parameters for detecting that the subject is in a partial still state, and a parameter for detecting that the subject is in a completely still state. An operation unit for setting each parameter consisting of a stillness detection time, a motion detection time that is a parameter for detecting a state in which the subject is moving,
The image captured by the document camera is divided into predetermined M (M is an integer equal to or greater than 2) blocks, and R is set for each block in units of image capture time intervals from the document camera set by the operation unit. , An image processing unit that calculates and stores an average value of each component of G, B,
The average value of the R, G, and B components of each of N (N <M, where N is an integer) blocks at a predetermined position among the M blocks and a stationary determination value set by the operation unit A control unit for detecting the stillness / movement of the subject by the following procedure based on the number of stillness detections, the stillness detection time, and the motion detection time;
Which is characterized by having
1) Calculate the total value of the R, G, and B components for each of the N blocks of the i-th image.
2) To calculate the total value of each of the R, G, and B components for each of the N blocks of the (i-1) th image.
3) Calculate the total value of the R, G, and B components for each of the N blocks of the (i-2) th image.
4) An average value is calculated for each corresponding block from the total value calculated in 1) to 3).
5) A variance value is calculated for each block from the total value and the average value obtained in 1) to 4).
6) Comparing the variance value with the stillness determination value for each block, determining that the variance value is smaller than the stillness determination value for more than the stillness detection time is determined to be partial stillness, otherwise determining partial motion. .
7) When all of the N blocks are determined to be partially stationary, a stationary state is determined. When this state continues for the stationary detection time or longer, the subject is determined to be stationary, and otherwise, it is determined to be a partial motion.
8) To determine that the subject is moving when the state determined to be the partial motion continues for the motion detection time or longer.
[0018]
In the motion detection circuit for the subject, M is 64 and N is 4.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, a document will be described as an example of a subject.
FIG. 1 is a block diagram of a subject motion detection circuit according to an embodiment of the present invention.
Reference numeral 1 denotes a time interval for capturing an image from the document camera 2, a stillness determination value and the number of times of stillness detection, which are parameters for detecting that the document is in a partially stationary state, and parameters for detecting that the document is in a completely stationary state. An operation unit for setting each parameter including a stationary detection time and a motion detection time which is a parameter for detecting a state in which the document is moving, 2 is a document camera for capturing the document, and 3 is an A / D image from the document camera 2. An A / D converter for conversion.
[0020]
4 divides the image from the A / D conversion unit 3 into 64 (= 8 × 8) blocks, and sets R, G for each block in units of image capture time intervals from the document camera 2 set by the operation unit 1. , B calculating and storing an average value of each component of each of the four blocks at predetermined positions from the average values of the R, G, and B components of each of the 64 blocks. Based on the average value of each of the R, G, and B components and the stillness determination value, the number of times of stillness detection, the stillness detection time, and the motion detection time set by the operation unit 1 to detect the stillness / movement of the document according to a procedure described later. Department.
[0021]
The flow of image data captured by the document camera 2 is as follows.
A document is imaged by the document camera 2, converted into a digital image by the A / D converter 3, and input to the image processor 4.
The image processing unit 4 divides an input image into 8 × 8 (= 64) blocks for each frame, calculates an average value of R, G, and B components for each block and stores the average value. At the same time, under the control of the control unit 5, the average values of the R, G, and B components of the four blocks at the predetermined positions are sent to the control unit 5.
[0022]
Next, the operation and operation of this circuit will be described.
In this embodiment, as shown in FIG. 4, a screen of one frame is divided into 8 × 8 (= 64) blocks, of which (3, 3), (3, 6), (6, 3) For the four blocks corresponding to (6) and (6), it is determined from the image data whether the document is moving or stationary.
[0023]
First, a stillness determination value STOP_LEVEL, the number of times of stillness detection STOP_COUNT, a stillness detection time, and a motion detection time are set as parameters from the operation unit 1 in the control unit 5. These parameters are used as follows.
When the state in which the variance value calculated for each of the four blocks is less than the stillness determination value STOP_LEVEL continues for the number of times of stillness detection STOP_COUNT, the block is determined to be partially still. Otherwise, it is determined to be a partial motion. When all four blocks are partially stationary, it is determined to be stationary. When the stillness determination is continued for more than the stillness detection time, it is determined that the document is stationary. Conversely, when the determination of the partial motion continues for the motion detection time or longer, it is determined that the document is moving.
[0024]
FIGS. 2 and 3 show flowcharts of document still / movement detection according to the present invention.
Hereinafter, a procedure for detecting the stationary / moving state of the document will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart corresponding to a stage before detecting whether or not the document is stationary in the flowchart of the document stillness / movement detection of the present invention, and is a portion for detecting whether or not each block is partially stationary. FIG. 3 shows a portion for finally detecting the stillness / movement of the document for all four blocks.
[0025]
The control unit 5 outputs R, of four blocks corresponding to (3, 3), (3, 6), (6, 3), and (6, 6) among the 8 × 8 (= 64) blocks from the image processing unit 4, The average value of each of the G and B components is continuously obtained in units of image capture time intervals.
The four blocks described above from the i-th, (i-1) -th, and (i-2) -th images based on the average values of the R, G, and B components periodically acquired in this manner. Based on the flowcharts shown in FIGS. 2 and 3, it is detected whether or not the document is stationary.
[0026]
Here, whether or not each block is stationary will be described by taking as an example a block (3, 3) which is one of the four blocks.
First, the total value SUM (0) of each of the R, G, and B components is calculated from the i-th image by the following formula (S101).
SUM (0) = R (0) (3,3) + G (0) (3,3) + B (0) (3,3) where R (0) (3,3) is the i-th image The average value of the R component of the (3,3) block, G (0) (3,3) is the average value of the G component of the (3,3) block of the ith image, B (0) (3,3) Is the average value of the B component of the (3, 3) block of the i-th image.
[0027]
Next, the total value SUM (-1) of each of the R, G, and B components is calculated from the (i-1) th image using the same calculation formula as described above (S102).
SUM (-1) = R (-1) (3,3) + G (-1) (3,3) + B (-1) (3,3)
Here, R (−1) (3,3) is the average value of the R component of the (3,3) block of the (i−1) th image, and G (−1) (3,3) is (i−3). The average value of the G component of the (3,3) block of the 1) th image, and B (−1) (3,3) is the average of the B component of the (3,3) block of the (i−1) th image. Value.
[0028]
Subsequently, the total value SUM (−2) of each of the R, G, and B components is calculated from the matrix two times before using the same calculation formula as described above (S103).
SUM (-2) = R (-2) (3,3) + G (-2) (3,3) + B (-2) (3,3)
Here, R (−2) (3,3) is the average value of the R component of the (3,3) block of the last two-time matrix, and G (−2) (3,3) is (3,3) of the second-last matrix. ) The average value of the G component of the block, B (−2) (3,3) is the average value of the B component of the (3,3) block of the previous matrix.
[0029]
Next, an average value AVE is calculated from the sum of these three values SUM (0), SUM (-1) and SUM (-2) by the following equation (S104).
AVE = (SUM (0) + SUM (-1) + SUM (-2)) / 3
[0030]
Next, the variance value VAR (3, 3) is calculated for the three images by the following equation (S105).
VAR (3,3) = (A 2 + B 2 + C 2 ) / 3
Here, A, B, and C are as follows.
A = AVE-SUM (0)
B = AVE-SUM (-1)
C = AVE-SUM (-2)
[0031]
It is determined from the variance value VAR (3, 3) obtained in this way, the set stationary determination value STOP_LEVEL, and the number of times of stationary detection STOP_COUNT whether or not the vehicle is partially stationary (S106). The determination is performed as follows.
When the state in which the variance value VAR (3, 3) is equal to or less than the stillness determination value STOP_LEVEL continues for more than the number of times of stillness detection STOP_COUNT, it is determined to be partial stillness. If it is not determined that the document is still, it is determined that the document is partially moving.
[0032]
In the above description, one of the four blocks for detecting stillness has been described. The explanation of the selected one block is completed, and the determination state proceeds to the detection of the partial stillness of four blocks. In this determination, detection of partial stillness as described above is executed for all four blocks.
[0033]
First, it is determined whether or not it is in the stationary state (S107). The determination as to whether or not the block is in the stationary state is made by determining whether or not all four blocks to be subjected to the stationary state are partially stationary. When all four blocks are partially stationary, it is determined that the block is in the stationary state. Otherwise, it is determined that the original is a partial movement.
[0034]
Next, it is determined whether or not the stationary state has continued for a certain period of time (S108). This determination is made based on whether or not the stationary state continues for the stationary detection time or longer. Here, if the stationary state has continued for a predetermined time or more, it is determined that the document is stationary (S110), and otherwise, it is determined that the document is partially moving.
[0035]
When it is determined that the original is a partial movement, it is determined whether or not the moving state has continued for a predetermined time or more (S109). This determination is made based on whether or not the motion state continues for a motion detection time or longer. If the moving state has continued for a certain period of time, it is determined that the document is moving (S111).
[0036]
Based on this determination, a high-resolution image at a low frame rate is determined when the original is determined to be stationary, and a low-resolution image is determined at a high frame rate when the original is determined to be moving. An image having a resolution is output from the document camera 2.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, one screen imaged by the document camera is divided into M blocks, and N blocks among them are detected, and each of the N blocks is divided into three screens at predetermined time intervals. The average value of each component of R, G, and B is calculated for each block, and the variance value is calculated based on the average value. When the state in which the variance value is equal to or less than the predetermined stillness determination value continues for the number of times of stillness detection continues for all N blocks for the stillness detection time or longer, it is determined that the subject is stationary, It is determined that the subject is moving when one of the variance values is equal to or greater than the stillness determination value, or when all of the variance values are equal to or less than the stillness determination value and the state is equal to or less than the number of times of stillness detection and continues for more than the motion detection time. As a result, the stillness / movement of the subject can be reliably detected. In addition, using the detection results, the document camera outputs a high-resolution image at a low frame rate when the camera is stationary, and outputs a low-resolution image at a high frame rate when the camera is moving. Therefore, when the subject is aligned, an image following the movement of the subject can be obtained, so that the alignment can be easily performed, and a document camera capable of obtaining a fine image after the completion of the alignment can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a subject motion detection circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a first half of a flowchart of motion detection of a subject.
FIG. 3 is a second half of a flowchart for detecting a motion of a subject.
FIG. 4 is a diagram showing a state in which one screen imaged by a document camera is divided into 64 parts.
FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional motion detection technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation part 2 Document camera 3 A / D conversion part 4 Image processing part 5 Control part

Claims (2)

書画カメラによる被写体撮像時の被写体の静止/動きの検出において、
前記書画カメラからの画像の取り込み時間間隔、前記被写体が部分静止状態にあることを検出するパラメータである静止判別値と静止検出回数、前記被写体が完全な静止状態にあることを検出するパラメータである静止検出時間、前記被写体が動いている状態を検出するパラメータである動き検出時間からなる各パラメータを設定する操作部と、
前記書画カメラで撮像した画像をあらかじめ決められたM(Mは2以上の整数)個のブロックに分割し、前記操作部で設定した前記書画カメラからの画像取り込み時間間隔単位で各ブロックごとにR、G、Bの各成分の平均値を算出し、保存する画像処理部と、
このM個のブロックのうちあらかじめ決められた位置のN(N<M、かつNは整数)個のブロックごとのR、G、Bの各成分の平均値と前記操作部で設定した静止判別値、静止検出回数、静止検出時間および動き検出時間をもとに次の手順により被写体の静止/動きを検出する制御部と、
を有することを特徴とする被写体の動き検出回路。
1)i番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
2)(i−1)番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
3)(i−2)番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
4)1)〜3)で算出した合計値から対応する各ブロックごとに平均値を算出すること。
5)1)〜4)で求めた合計値と平均値から各ブロックごとに分散値を算出すること。
6)各ブロックごとに分散値と静止判別値を比較し、分散値が静止判別値より小さい状態が静止検出時間以上継続したとき部分静止と判定し、これ以外のときは部分動と判定すること。
7)Nブロック全てが部分静止と判定したときを静止状態とし、この状態が静止検出時間以上継続したとき被写体が静止していると判定し、これ以外のときは部分動と判定すること。
8)部分動と判定した状態が動き検出時間以上継続したとき被写体が動いていると判定すること。
In detecting the stillness / movement of the subject when capturing the subject with the document camera,
A time interval for capturing an image from the document camera, a stillness determination value and the number of times of stillness detection, which are parameters for detecting that the subject is in a partial still state, and a parameter for detecting that the subject is in a completely still state. An operation unit configured to set each parameter including a motion detection time, which is a parameter for detecting a still state, a state in which the subject is moving,
The image captured by the document camera is divided into predetermined M (M is an integer equal to or greater than 2) blocks, and R is set for each block in units of image capture time intervals from the document camera set by the operation unit. , An image processing unit that calculates and stores an average value of each component of G, B,
The average value of the R, G, and B components of each of N (N <M, where N is an integer) blocks at a predetermined position among the M blocks and a stationary determination value set by the operation unit A control unit for detecting the stillness / movement of the subject based on the number of stillness detections, the stillness detection time, and the motion detection time according to the following procedure:
A motion detection circuit for a subject.
1) Calculate the total value of the R, G, and B components for each of the N blocks of the i-th image.
2) To calculate the total value of each of the R, G, and B components for each of the N blocks of the (i-1) th image.
3) calculating the total value of the R, G, and B components for each of the N blocks of the (i-2) th image.
4) An average value is calculated for each corresponding block from the total value calculated in 1) to 3).
5) A variance value is calculated for each block from the total value and the average value obtained in 1) to 4).
6) Comparing the variance value with the stillness determination value for each block, determining that the variance value is smaller than the stillness determination value for more than the stillness detection time is determined to be partial stillness, otherwise determining partial motion. .
7) When all of the N blocks are determined to be partially stationary, a stationary state is determined. When this state continues for the stationary detection time or longer, the subject is determined to be stationary, and otherwise, it is determined to be a partial motion.
8) To determine that the subject is moving when the state determined to be the partial motion continues for the motion detection time or longer.
前記Mが64であり、Nが4であることを特徴とする請求項1記載の被写体の動き検出回路。2. The circuit according to claim 1, wherein M is 64 and N is 4.
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