JP2008086040A - Motion detecting unit - Google Patents

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JP2008086040A JP2007294006A JP2007294006A JP2008086040A JP 2008086040 A JP2008086040 A JP 2008086040A JP 2007294006 A JP2007294006 A JP 2007294006A JP 2007294006 A JP2007294006 A JP 2007294006A JP 2008086040 A JP2008086040 A JP 2008086040A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motion detecting unit whose motion detection accuracy can be improved. <P>SOLUTION: When an exposure control operation functions to change shutter speed or gains of an electronic shutter, brightness value of a background image can be kept constant by normalizing the brightness value of the image with the shutter speed or gains using a wide-D range image generating part 3. Accordingly, the background image can be protected from generating frame differences, and the motion detection accuracy can be improved as compared with a method of, for example, detecting motion of an object by using an image taken by an imaging part 2 directly. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、所定時間が経過するたびに撮像部で画像を撮像し、その撮像された画像間から互いに異なる部分を検出することで被写体の動きを検出する動き検出装置に関する。   The present invention relates to a motion detection device that captures an image with an imaging unit each time a predetermined time elapses and detects a motion of a subject by detecting different portions from the captured images.

従来、この種の技術としては、例えば、カメラを用いたセキュリティーシステムや監視カメラがある。このような監視カメラ等にあっては、まず、一定時間が経過するたびに所定位置の画像を撮像し、その撮像された画像の各画素で前フレームと現フレームとの輝度値の差を算出する。そして、その差が大きい部分を検出することで、動きのない背景と区別して、特定の被写体の動きを検出するようになっている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, this type of technology includes, for example, a security system using a camera and a surveillance camera. In such a monitoring camera or the like, first, an image at a predetermined position is captured every time a certain time elapses, and the difference in luminance value between the previous frame and the current frame is calculated at each pixel of the captured image. To do. Then, by detecting a portion where the difference is large, the movement of a specific subject is detected in distinction from the background without movement (see, for example, Patent Document 1).

ところで、この種の監視カメラ等においては、一般に、撮像される画像の明るさが一定範囲に収まるように露出制御を行っている。このような露出制御にあっては、まず、前フレームの画像の明るさを数値化し、明るさの評価値とする。そして、その評価値を、外部から設定された明るさの基準値(露出目標値)と比較し、両者がほぼ一致するように、電子シャッタのシャッタ速度や撮像素子の出力の増幅率を制御する。これにより、光源の輝度変化によらず、画像全体の明るさを、露出目標値とほぼ一致させるようになっている。   By the way, in this type of surveillance camera or the like, exposure control is generally performed so that the brightness of an image to be captured falls within a certain range. In such exposure control, first, the brightness of the image of the previous frame is digitized to obtain a brightness evaluation value. Then, the evaluation value is compared with a reference value (exposure target value) of brightness set from the outside, and the shutter speed of the electronic shutter and the amplification factor of the output of the image sensor are controlled so that the two values substantially coincide. . Thereby, the brightness of the whole image is made to substantially coincide with the exposure target value regardless of the luminance change of the light source.

特開平9−3222028号公報JP-A-9-32222028

しかしながら、上記従来の技術にあっては、光源に輝度変化が生じると、露出制御動作が働いて、シャッタ速度や増幅率が制御されても、画像全体の明るさが若干変化してしまう。そのため、画像全体の輝度値が変化してしまい、画像全体にフレーム差分が生じ、実際には被写体に動きがないときにも被写体の動きが誤検出されてしまう問題があった。
また、被写体に動きがあるときでも、被写体の動きによって明るさの評価値に変化が生じてしまうと、露出制御動作が働き、シャッタ速度や増幅率が変化する。そのため、背景画像の輝度値が変化してしまい、背景画像にフレーム差分が生じて、背景部分にも動きがあると誤判定され、その結果、動き検出の精度が低下してしまうという問題があった。
However, in the above conventional technique, when the luminance change occurs in the light source, the exposure control operation works, and the brightness of the entire image slightly changes even when the shutter speed and the amplification factor are controlled. Therefore, there is a problem that the luminance value of the entire image changes, a frame difference occurs in the entire image, and the movement of the subject is erroneously detected even when the subject does not actually move.
Even when the subject moves, if the brightness evaluation value changes due to the motion of the subject, the exposure control operation works, and the shutter speed and the amplification factor change. As a result, the luminance value of the background image changes, a frame difference occurs in the background image, and it is erroneously determined that there is motion in the background portion. As a result, the accuracy of motion detection decreases. It was.

本発明は、上記従来の動き検出装置の未解決の課題を解決することを目的とするものであって、動き検出の精度を向上可能な動き検出装置を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to solve an unsolved problem of the conventional motion detection device, and to provide a motion detection device capable of improving the accuracy of motion detection.

上記課題を解決するために、本発明の動き検出装置は、異なる時刻に撮像された複数の画像間から輝度値が変化した部分を検出することで被写体の動きを検出する動き検出装置であって、前記画像の撮像時における電子シャッタのシャッタ速度、及び前記画像を撮像したイメージセンサの出力に乗じたゲインの少なくとも一方で前記画像の輝度値を正規化する正規化手段と、その正規化手段で輝度値が正規化された画像間から当該輝度値が変化した部分を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a motion detection device of the present invention is a motion detection device that detects a motion of a subject by detecting a portion where a luminance value has changed between a plurality of images taken at different times. Normalization means for normalizing the brightness value of the image at least one of a shutter speed of the electronic shutter at the time of capturing the image and a gain multiplied by the output of the image sensor that captured the image, and the normalization means And detecting means for detecting a portion where the brightness value has changed from between the images whose brightness values are normalized.

また、前記正規化手段は、最大シャッタ速度と最大ゲインとの乗算値を前記シャッタ速度と前記ゲインとで除して算出される変換係数を、前記画像の輝度値に乗じるものであってもよい。
このような構成によれば、例えば、露出制御動作が働いて電子シャッタのシャッタ速度やセンサ出力の増幅率が変化した場合、シャッタ速度や増幅率で画像の輝度値を正規化することで、背景画像の輝度値を一定に保つことができる。そのため、背景画像にフレーム差分が生じることを防止することができ、例えば、撮像部で撮像された画像をそのまま用いて被写体の動きを検出する方法に比べ、動き検出の精度を向上することができる。
Further, the normalizing means may multiply the luminance value of the image by a conversion coefficient calculated by dividing a multiplication value of a maximum shutter speed and a maximum gain by the shutter speed and the gain. .
According to such a configuration, for example, when the exposure control operation is performed and the shutter speed of the electronic shutter or the amplification factor of the sensor output is changed, the luminance value of the image is normalized by the shutter speed or the amplification factor. The brightness value of the image can be kept constant. Therefore, it is possible to prevent a frame difference from occurring in the background image, and for example, it is possible to improve the accuracy of motion detection compared to a method of detecting the motion of the subject using the image captured by the imaging unit as it is. .

以下、本発明に係る動き検出装置の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
この動き検出装置1は、所定画像を撮像可能な撮像部で所定時間が経過するたびに撮像された画像の間から互いに異なる部分を検出することで被写体の動きを検出するものである。また、その際、この動き検出装置は、前記撮像部で実行される露出制御の制御パラメータによって、前記互いに異なる部分の検出に用いられる画像の輝度値を補正するようになっている。そのため、背景画像の輝度値を一定に保つことができ、背景画像にフレーム差分が生じることを防止することができ、動き検出の精度を向上することができる。
Hereinafter, an embodiment of a motion detection device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The motion detection device 1 detects the motion of a subject by detecting different portions from each other between images captured every time a predetermined time passes by an imaging unit capable of capturing a predetermined image. At this time, the motion detection apparatus corrects the luminance value of the image used for the detection of the different portions by the control parameter of the exposure control executed by the imaging unit. Therefore, the luminance value of the background image can be kept constant, frame differences can be prevented from occurring in the background image, and motion detection accuracy can be improved.

<動き検出装置の構成>
図1は、本発明の一実施形態の内部構成を示すブロック図である。この図1に示すように、動き検出装置1は、撮像部2、広Dレンジ画像生成部3、及び動き検出部4を含んで構成される。また、撮像部2は、図2に示すように、撮像レンズ5、アナログ・デジタル映像信号処理本線6及び露出制御部7を含んで構成される。
<Configuration of motion detection device>
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the motion detection device 1 includes an imaging unit 2, a wide D range image generation unit 3, and a motion detection unit 4. As shown in FIG. 2, the imaging unit 2 includes an imaging lens 5, an analog / digital video signal processing main line 6, and an exposure control unit 7.

撮像レンズ5は、アナログ・デジタル映像信号処理本線6のイメージセンサ8(後述)の法線方向に光軸方向が向けられて当該イメージセンサ8の上方に配されている。そして、撮像レンズ5は、光軸方向からの光をイメージセンサ8に集光する。
また、アナログ・デジタル映像信号処理本線6は、イメージセンサ8、PGA(Programmable Gain Amplifier)9、及びADC(Analog-to-Digital Converter)10を含んで構成される。
The imaging lens 5 is disposed above the image sensor 8 with the optical axis direction directed in the normal direction of an image sensor 8 (described later) of the analog / digital video signal processing main line 6. The imaging lens 5 collects light from the optical axis direction on the image sensor 8.
The analog / digital video signal processing main line 6 includes an image sensor 8, a PGA (Programmable Gain Amplifier) 9, and an ADC (Analog-to-Digital Converter) 10.

イメージセンサ8は、撮像レンズ5で集光された光を電力に変換する。また、イメージセンサ8は、露出制御部7(シャッタ速度・ゲイン設定部13(後述))から出力されるシャッタ速度設定指令(後述)に対応するシャッタ速度(露光時間)が経過するたびに、その露光時間に変換された電力をPGA9に出力する電子シャッタ機能を備えている。
また、PGA9は、露出制御部7(シャッタ速度・ゲイン設定部13)から出力されるゲイン設定指令(後述)に対応するゲイン(増幅率)でイメージセンサ8から出力される電力を増幅する。そして、PGA9は、その増幅された電力をADC10に出力する。
The image sensor 8 converts the light collected by the imaging lens 5 into electric power. Further, the image sensor 8 receives the shutter speed (exposure time) corresponding to the shutter speed setting command (described later) output from the exposure control unit 7 (shutter speed / gain setting unit 13 (described later)). An electronic shutter function for outputting the power converted into the exposure time to the PGA 9 is provided.
The PGA 9 amplifies the power output from the image sensor 8 with a gain (amplification factor) corresponding to a gain setting command (described later) output from the exposure control unit 7 (shutter speed / gain setting unit 13). Then, the PGA 9 outputs the amplified power to the ADC 10.

さらに、ADC10は、PGA9から出力される電力をデジタル化して本線映像信号(各画素の輝度値を示す情報を含む画像データ)を生成する。そして、ADC9は、その生成された本線映像信号を露出制御部7(輝度測光部11(後述)、露出誤差検出器12(後述))と広Dレンジ画像生成部3とに出力する。
また、露出制御部7は、輝度測光部11、露出誤差検出器12及びシャッタ速度・ゲイン設定部13を含んで構成される。
Further, the ADC 10 digitizes the power output from the PGA 9 to generate a main line video signal (image data including information indicating the luminance value of each pixel). Then, the ADC 9 outputs the generated main line video signal to the exposure control unit 7 (luminance photometry unit 11 (described later), exposure error detector 12 (described later)) and the wide D range image generation unit 3.
The exposure control unit 7 includes a luminance photometry unit 11, an exposure error detector 12, and a shutter speed / gain setting unit 13.

輝度測光部11は、アナログ・デジタル映像信号処理本線6のADC10から出力される本線映像信号が示す1画面分(1フレーム分、1フィールド分)の画像に含まれる各画素の輝度値を積分し、その積分結果を輝度評価値として露出誤差検出器12に出力する。
なお、本実施形態では、1画面分の画像に含まれる各画素の輝度値を単に積分することで輝度評価値を生成する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、中央付近に被写体が撮像されていると想定し、中央付近の画素を重み付けして積分してもよく、また、画像を複数の領域に分割し、各領域毎に重み付けして積分するようにしてもよい。
The luminance metering unit 11 integrates the luminance value of each pixel included in the image of one screen (one frame, one field) indicated by the main video signal output from the ADC 10 of the analog / digital video signal processing main 6. The integration result is output to the exposure error detector 12 as a luminance evaluation value.
In the present embodiment, the luminance evaluation value is generated by simply integrating the luminance value of each pixel included in the image for one screen. However, the present invention is not limited to this. For example, assuming that the subject is imaged near the center, the pixels near the center may be integrated by weighting, or the image may be divided into a plurality of regions and integrated by weighting each region. It may be.

また、露出誤差検出器12は、輝度測光部11から出力される輝度評価値と、外部のマイクロコントローラ(不図示)で設定される明るさの基準値(露出目標値)とを比較する。すなわち、露出誤差検出器12は、輝度評価値と露出目標値との大小関係を判定し、その判定結果をシャッタ速度・ゲイン設定部13に出力する。
さらに、シャッタ速度・ゲイン設定部13は、露出誤差検出器12から出力される判定結果が、輝度評価値が露出目標値よりも大きいことを示す場合には、シャッタ速度(露光時間)をそれまでよりも短く設定したりゲインを小さく設定したりする指令(以下、「シャッタ速度設定指令」「ゲイン設定指令」とも呼ぶ。)をアナログ・デジタル映像信号処理本線6(イメージセンサ8、PGA9)に出力する。また、シャッタ速度・ゲイン設定部13は、露出誤差検出器12から出力される判定結果が、輝度評価値が露出目標値よりも小さいことを示す場合には、シャッタ速度をそれまでよりも長く設定したりゲインを大きく設定したりする指令をアナログ・デジタル映像信号処理本線6に出力する。なお、その際、シャッタ速度Tは、イメージセンサ8の構造で決まる最短露光時間Tminの整数N倍に設定され、また、ゲインMは整数値で設定される。
The exposure error detector 12 compares the brightness evaluation value output from the brightness photometry unit 11 with a brightness reference value (exposure target value) set by an external microcontroller (not shown). That is, the exposure error detector 12 determines the magnitude relationship between the luminance evaluation value and the exposure target value, and outputs the determination result to the shutter speed / gain setting unit 13.
Further, when the determination result output from the exposure error detector 12 indicates that the brightness evaluation value is larger than the exposure target value, the shutter speed / gain setting unit 13 sets the shutter speed (exposure time) until then. Command (hereinafter also referred to as a “shutter speed setting command” or “gain setting command”) for setting a shorter time or a smaller gain is output to the analog / digital video signal processing main line 6 (image sensor 8, PGA 9). To do. Further, when the determination result output from the exposure error detector 12 indicates that the brightness evaluation value is smaller than the exposure target value, the shutter speed / gain setting unit 13 sets the shutter speed longer than before. And a command for setting a large gain are output to the analog / digital video signal processing main line 6. At that time, the shutter speed T is set to an integer N times the shortest exposure time Tmin determined by the structure of the image sensor 8, and the gain M is set to an integer value.

なお、本実施形態では、シャッタ速度やゲインをフレーム単位で切り替えて設定する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、画像を形成する複数の画素からなる画素領域単位や、画素列単位、画素単位で切り替えて設定するようにしてもよい。
また、シャッタ速度・ゲイン設定部13は、アナログ・デジタル映像信号処理本線6に出力しているシャッタ速度設定指令やゲイン設定指令が示すシャッタ速度TやゲインMに基づき、下記(1)式に従って、撮像条件値Vを生成する。そして、シャッタ速度・ゲイン設定部13は、その生成された撮像条件値を広Dレンジ画像生成部3に出力する。
In the present embodiment, an example in which the shutter speed and the gain are switched and set in units of frames is shown, but the present invention is not limited to this. For example, it may be set by switching in units of a pixel area composed of a plurality of pixels forming an image, in units of pixel columns, or in units of pixels.
The shutter speed / gain setting unit 13 is based on the shutter speed T and gain M indicated by the shutter speed setting command and gain setting command output to the analog / digital video signal processing main line 6 according to the following equation (1). An imaging condition value V is generated. Then, the shutter speed / gain setting unit 13 outputs the generated imaging condition value to the wide D range image generation unit 3.

V=(Tmax×Mmax)/(T×M)
=((Tmin×Nmax)×Mmax)/((Tmin×N)×M)
=(Nmax×Mmax)/(N×M) ………(1)
V = (Tmax × Mmax) / (T × M)
= ((Tmin × Nmax) × Mmax) / ((Tmin × N) × M)
= (Nmax × Mmax) / (N × M) (1)

但し、Tmaxはイメージセンサ8が許容する最長露光時間、MmaxはPGA9が許容する最大ゲイン、Nmax(=Tmax/Tmin)は整数である。
なお、本実施形態では、撮像条件値Vをフレーム単位で切り替えて設定する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、画像を形成する複数の画素からなる画素領域単位や、画素列単位、画素単位で切り替えて設定するようにしてもよい。
However, Tmax is the longest exposure time allowed by the image sensor 8, Mmax is the maximum gain allowed by the PGA 9, and Nmax (= Tmax / Tmin) is an integer.
In the present embodiment, an example in which the imaging condition value V is switched and set in units of frames has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, it may be set by switching in units of a pixel area composed of a plurality of pixels forming an image, in units of pixel columns, or in units of pixels.

また、広Dレンジ画像生成部3は、図1に示すように、撮像部2(アナログ・デジタル映像信号処理本線6のADC10)から順次出力される本線映像信号I(それぞれが1画面分の画像の各画素に対応する信号)に、撮像部2(露出制御部7のシャッタ速度・ゲイン設定部13)から出力される撮像条件値Vを順次乗算して広Dレンジ画像信号WIを生成する。そして、広Dレンジ画像生成部3は、その生成された広Dレンジ画像信号WIを動き検出部4(メモリアービタ15(後述)、差分部17(後述))に順次出力する。   Further, as shown in FIG. 1, the wide D range image generation unit 3 is connected to the main line video signal I (each image for one screen) sequentially output from the imaging unit 2 (ADC 10 of the analog / digital video signal processing main line 6). ) Is sequentially multiplied by the imaging condition value V output from the imaging unit 2 (shutter speed / gain setting unit 13 of the exposure control unit 7) to generate a wide D range image signal WI. Then, the wide D range image generation unit 3 sequentially outputs the generated wide D range image signal WI to the motion detection unit 4 (memory arbiter 15 (described later), difference unit 17 (described later)).

さらに、動き検出部4は、図3に示すように、画素カウンタ・制御部14、メモリアービタ15、画像メモリ16、差分部17及び判定部18を含んで構成される。
画素カウンタ・制御部14は、撮像部2における各種同期信号(水平同期信号、垂直同期信号、画素同期信号等)を検出し、その検出された同期信号に基づいて、広Dレンジ画像生成部3から出力されている広Dレンジ画像信号WIが示す画素のXY座標位置を算出する。また、画素カウンタ・制御部14は、広Dレンジ画像信号WIが順次入力され、XY座標位置が変わる度に、所定の制御信号をメモリアービタ15に出力し、また、前記XY座標位置に対応する画素の輝度値を記録させるアドレスを示すアドレス・制御信号を画像メモリ16に出力する。
Further, as shown in FIG. 3, the motion detection unit 4 includes a pixel counter / control unit 14, a memory arbiter 15, an image memory 16, a difference unit 17, and a determination unit 18.
The pixel counter / control unit 14 detects various synchronization signals (horizontal synchronization signal, vertical synchronization signal, pixel synchronization signal, etc.) in the imaging unit 2, and based on the detected synchronization signal, the wide D range image generation unit 3 The XY coordinate position of the pixel indicated by the wide D range image signal WI output from is calculated. The pixel counter / control unit 14 sequentially inputs the wide D range image signal WI, and outputs a predetermined control signal to the memory arbiter 15 every time the XY coordinate position changes, and also corresponds to the XY coordinate position. An address / control signal indicating an address for recording the luminance value of the pixel is output to the image memory 16.

また、メモリアービタ15は、画素カウンタ・制御部14から制御信号が出力されると、広Dレンジ画像生成部3から出力されている広Dレンジ信号WIが示す画素のXY座標位置に対応するアドレスから前フレームの情報(対応画素の輝度値の情報)を読み出す。そして、メモリアービタ15は、その読み出された情報を差分部17に出力すると共に、前記広Dレンジ画像信号WIが示す輝度値の情報を前記対応するアドレスに書き込む。   Further, when a control signal is output from the pixel counter / control unit 14, the memory arbiter 15 has an address corresponding to the XY coordinate position of the pixel indicated by the wide D range signal WI output from the wide D range image generation unit 3. The information of the previous frame (information on the luminance value of the corresponding pixel) is read out from. Then, the memory arbiter 15 outputs the read information to the difference unit 17 and writes information on the luminance value indicated by the wide D range image signal WI to the corresponding address.

さらに、画像メモリ16は、メモリアービタ15から読み出し要求があると、画素カウンタ・制御部14から出力されるアドレス・制御信号が示すアドレスから前フレームの情報(対応画素の輝度値の情報)をメモリアービタ15に読み出させる。また、メモリアービタ15から書き込み要求があると、画素カウンタ・制御部14から出力されるアドレス・制御信号が示すアドレスに前記書き込み要求に対応する輝度値の情報を書き込ませる。   Further, when there is a read request from the memory arbiter 15, the image memory 16 stores the information of the previous frame (information of the luminance value of the corresponding pixel) from the address indicated by the address / control signal output from the pixel counter / control unit 14. The arbiter 15 is read out. When there is a write request from the memory arbiter 15, information on the luminance value corresponding to the write request is written to the address indicated by the address / control signal output from the pixel counter / control unit 14.

また、差分部17は、メモリアービタ15から出力される情報が示す輝度値と、広Dレンジ画像生成部3から出力されている広Dレンジ画像信号が示す画素の輝度値との差を算出する。そして、差分部14は、その算出結果を判定部18に出力する。
さらに、判定部18は、差分部17から出力される算出結果の大きさに基づいて被写体の動きを検出し、その検出結果を、CPUや動き検出メモリ(不図示)に転送する。
The difference unit 17 calculates a difference between the luminance value indicated by the information output from the memory arbiter 15 and the luminance value of the pixel indicated by the wide D range image signal output from the wide D range image generation unit 3. . Then, the difference unit 14 outputs the calculation result to the determination unit 18.
Further, the determination unit 18 detects the movement of the subject based on the magnitude of the calculation result output from the difference unit 17, and transfers the detection result to a CPU or a motion detection memory (not shown).

<動き検出装置の具体的動作>
次に、本発明に係る動き検出装置の動作を具体的状況に基づいて説明する。なお、本例は、フレーム単位で撮像条件を更新する。
<Specific operation of motion detection device>
Next, the operation of the motion detection apparatus according to the present invention will be described based on a specific situation. In this example, the imaging condition is updated in units of frames.

いま、動きの無い状態で撮像動作が行われ、このときの撮像条件値をV1とする。この撮像条件値V1により広Dレンジ画像信号が生成される(後述)。
そして、被写体の動き検出の実行中に、被写体の動きによって本線映像信号が示す現フレームの画像において一部の画素の輝度値が増大したとする。すると、図2に示すように、輝度測光部11によって、輝度評価値が露出目標値より十分に大きく算出され、露出誤差検出器12によって、その旨を示す判定結果がシャッタ速度・ゲイン設定部13に出力される。そして、シャッタ速度・ゲイン設定部13によって、シャッタ速度設定指令がアナログ・デジタル映像信号処理本線6のイメージセンサ8に出力され、ゲイン設定指令がPGA9に出力され、さらに、撮像条件値V2が広Dレンジ画像生成部3に出力される。上記動作は、現フレームの撮像動作終了後、直ちに実行され、次フレームにおいては、新しい撮像条件にて撮像動作が行われる。
Now, an imaging operation is performed without any movement, and the imaging condition value at this time is set to V1. A wide D range image signal is generated by the imaging condition value V1 (described later).
Then, it is assumed that the luminance values of some pixels in the current frame image indicated by the main line video signal increase due to the movement of the subject during the execution of the subject motion detection. Then, as shown in FIG. 2, the luminance metering unit 11 calculates the luminance evaluation value sufficiently larger than the exposure target value, and the exposure error detector 12 gives a determination result indicating that to the shutter speed / gain setting unit 13. Is output. Then, the shutter speed / gain setting unit 13 outputs a shutter speed setting command to the image sensor 8 of the analog / digital video signal processing main line 6, outputs a gain setting command to the PGA 9, and the imaging condition value V2 is wide D. It is output to the range image generation unit 3. The above operation is executed immediately after the imaging operation for the current frame is completed, and in the next frame, the imaging operation is performed under new imaging conditions.

そして、次フレームの検出が開始されると、イメージセンサ8によって、前記シャッタ速度設定指令に対応するシャッタ速度(露光時間)で、撮像レンズ5で集光された光が電力に変換され、その変換された電力がPGA9に出力される。また、PGA9によって、前記ゲイン設定指令に対応するゲイン(増幅率)でイメージセンサ8から出力される電力が増幅され、その増幅された電力がADC10に出力される。そして、ADC10によって、その出力された電力がデジタル化されて本線映像信号が生成され、その本線映像信号が広Dレンジ画像生成部3と輝度測光部11と露出誤差検出器12とに出力される。   When the detection of the next frame is started, the image sensor 8 converts the light collected by the imaging lens 5 into electric power at the shutter speed (exposure time) corresponding to the shutter speed setting command, and the conversion. The generated power is output to the PGA 9. The PGA 9 amplifies the power output from the image sensor 8 with a gain (amplification factor) corresponding to the gain setting command, and outputs the amplified power to the ADC 10. The output power is digitized by the ADC 10 to generate a main line video signal, and the main line video signal is output to the wide D range image generation unit 3, the luminance photometry unit 11, and the exposure error detector 12. .

すると、図1に示すように、広Dレンジ画像生成部3によって、その出力された本線映像信号Iに、撮像部2の露出制御部7のシャッタ速度・ゲイン設定部13から出力された撮像条件値V2が順次乗算されて広Dレンジ画像信号WIが生成される。つまり、前記本線映像信号Iを生成するときに用いられたシャッタ速度TやゲインMで当該本線映像信号Iが正規化され、背景画像の輝度値が全てのフレームで一定に保たれた広Dレンジ画像信号WIが生成される。そして、広Dレンジ画像生成部3によって、その生成された広Dレンジ画像信号WIが動き検出部4のメモリアービタ15や差分部17に順次出力される。   Then, as shown in FIG. 1, the imaging conditions output from the shutter speed / gain setting unit 13 of the exposure control unit 7 of the imaging unit 2 to the main video signal I output by the wide D range image generation unit 3. The wide D range image signal WI is generated by sequentially multiplying the value V2. That is, the wide D range in which the main video signal I is normalized by the shutter speed T and gain M used when the main video signal I is generated, and the luminance value of the background image is kept constant in all frames. An image signal WI is generated. Then, the wide D range image generation unit 3 sequentially outputs the generated wide D range image signal WI to the memory arbiter 15 and the difference unit 17 of the motion detection unit 4.

また同時に、図3に示すように、画素カウンタ・制御部14によって、撮像部2における各種同期信号(水平同期信号、垂直同期信号、画素同期信号等)が検出され、その検出された同期信号に基づいて、広Dレンジ画像生成部3から出力されている広Dレンジ画像信号WIが示す画素のXY座標位置が検出される。そして、画素カウンタ・制御部14によって、その検出されたXY座標位置が変わるたびに、制御信号がメモリアービタ15に出力され、また、アドレス・制御信号が画像メモリ16に出力される。さらに、メモリアービタ15は、前記制御信号が出力されるたびに、広Dレンジ画像信号WIが示す画素のXY座標に対応するアドレスから前フレームの情報(対応画素の輝度値)が読み出される。そして、メモリアービタ15によって、その読み出された情報が差分部17に出力されると共に、前記広Dレンジ画像信号WIが示す輝度値の情報が前記対応するアドレスに記憶される。また、差分部17によって、その出力された情報が示す輝度値と前記広Dレンジ画像信号WIが示す画素の輝度値との差が、被写体が動いている部分で大きく算出され、また、背景部分でほぼ「0」と算出され、その算出結果が判定部18に出力される。そして、判定部18によって、その出力された算出結果の大きさに基づいて被写体の動きのある領域のみが適切に検出され、その検出結果がCPUや動き検出メモリ(不図示)に転送される。   At the same time, as shown in FIG. 3, the pixel counter / control unit 14 detects various synchronization signals (horizontal synchronization signal, vertical synchronization signal, pixel synchronization signal, etc.) in the imaging unit 2, and the detected synchronization signal Based on this, the XY coordinate position of the pixel indicated by the wide D range image signal WI output from the wide D range image generation unit 3 is detected. Each time the detected XY coordinate position is changed by the pixel counter / control unit 14, a control signal is output to the memory arbiter 15, and an address / control signal is output to the image memory 16. Further, each time the control signal is output, the memory arbiter 15 reads the previous frame information (luminance value of the corresponding pixel) from the address corresponding to the XY coordinates of the pixel indicated by the wide D range image signal WI. Then, the memory arbiter 15 outputs the read information to the difference unit 17 and stores information on the luminance value indicated by the wide D range image signal WI at the corresponding address. Further, the difference between the luminance value indicated by the output information and the luminance value of the pixel indicated by the wide D range image signal WI is greatly calculated by the difference unit 17 in the portion where the subject is moving, and the background portion. Is almost calculated as “0”, and the calculation result is output to the determination unit 18. Then, the determination unit 18 appropriately detects only a region where the subject moves based on the size of the output calculation result, and transfers the detection result to a CPU or a motion detection memory (not shown).

このように、本実施形態の動き検出装置によれば、露出制御動作が働いて電子シャッタのシャッタ速度やゲインが変化した場合、シャッタ速度やゲインで画像の輝度値を正規化することで、背景画像の輝度値を一定に保つことができる。そのため、背景画像にフレーム差分が生じることを防止することができ、例えば、撮像部2で撮像された画像をそのまま用いて被写体の動きを検出する方法に比べ、動き検出の精度を向上することができる。   As described above, according to the motion detection device of the present embodiment, when the shutter speed and the gain of the electronic shutter change due to the exposure control operation, the luminance value of the image is normalized by the shutter speed and the gain. The brightness value of the image can be kept constant. Therefore, it is possible to prevent a frame difference from occurring in the background image. For example, it is possible to improve the accuracy of motion detection compared to a method of detecting the motion of the subject using the image captured by the imaging unit 2 as it is. it can.

以上、図1の広Dレンジ画像生成部3が特許請求の範囲に記載の正規化手段を構成し、同様に、図1の動き検出部4、図3の差分部17が検出手段を構成する。
なお、図1の広Dレンジ画像生成部3が特許請求の範囲に記載の正規化手段を構成する。また、本発明の動き検出装置は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
As described above, the wide D range image generation unit 3 in FIG. 1 constitutes the normalization means described in the claims, and similarly, the motion detection unit 4 in FIG. 1 and the difference unit 17 in FIG. 3 constitute the detection means. .
The wide D range image generation unit 3 in FIG. 1 constitutes normalization means described in the claims. Further, the motion detection device of the present invention is not limited to the contents of the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

本発明の動き検出手段の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the motion detection means of this invention. 図1の撮像部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the imaging part of FIG. 図1の動き検出部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the motion detection part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…検出装置、2…撮像部、3…レンジ画像生成部、4…検出部、5…撮像レンズ、6…アナログ・デジタル映像信号処理本線、7…露出制御部、8…イメージセンサ、9…PGA、10…ADC、11…輝度測光部、12…露出誤差検出器、13…シャッタ速度・ゲイン設定部、14…画素カウンタ・制御部、15…メモリアービタ、16…画像メモリ、17…差分部、18…判定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detection apparatus, 2 ... Imaging part, 3 ... Range image generation part, 4 ... Detection part, 5 ... Imaging lens, 6 ... Analog / digital image signal processing main line, 7 ... Exposure control part, 8 ... Image sensor, 9 ... PGA, 10 ... ADC, 11 ... luminance metering unit, 12 ... exposure error detector, 13 ... shutter speed / gain setting unit, 14 ... pixel counter / control unit, 15 ... memory arbiter, 16 ... image memory, 17 ... difference unit , 18 ... determination unit.

Claims (2)

異なる時刻に撮像された複数の画像間から輝度値が変化した部分を検出することで被写体の動きを検出する動き検出装置であって、前記画像の撮像時における電子シャッタのシャッタ速度、及び前記画像を撮像したイメージセンサの出力に乗じたゲインの少なくとも一方で前記画像の輝度値を正規化する正規化手段と、その正規化手段で輝度値が正規化された画像間から当該輝度値が変化した部分を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする動き検出装置。   A motion detection device that detects a motion of a subject by detecting a portion in which a luminance value has changed between a plurality of images captured at different times, the shutter speed of an electronic shutter at the time of capturing the image, and the image The normalization means for normalizing the luminance value of the image at least one of the gains multiplied by the output of the image sensor that picked up the image, and the luminance value changed between the images whose luminance values were normalized by the normalization means A motion detection apparatus comprising: a detecting means for detecting a portion. 前記正規化手段は、最大シャッタ速度と最大ゲインとの乗算値を前記シャッタ速度と前記ゲインとで除して算出される変換係数を、前記画像の輝度値に乗じることを特徴とする請求項1に記載の動き検出装置。   The normalization unit multiplies the luminance value of the image by a conversion coefficient calculated by dividing a product of a maximum shutter speed and a maximum gain by the shutter speed and the gain. The motion detection apparatus described in 1.
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