JP2008257626A - 動き検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明環境の変化の影響を排除し、実際に移動物体がある場合でもより正確に動きの検出を実現する。
【解決手段】背景フレーム輝度データ生成手段１０７ａは、背景フレームのブロック毎の輝度平均値を算出して背景フレーム輝度データを生成する。動き検出手段１０７ｂは、背景フレーム輝度データの各ブロックに対応させて分割された動き検出対象フレームのブロックについてブロック毎の輝度平均値を算出し、ブロック毎に、背景フレーム輝度データのブロックの輝度平均値と、動き検出対象フレームのブロックの輝度平均値から補正値を差し引いた値との差分に基づき、動き検出対象フレームのブロックにおいて動きがあったか否かを判定する。補正値更新手段１０７ｃは、動きがなかったと判定された動き検出対象フレームのブロックの輝度平均値と、ブロックに対応する背景フレーム輝度データのブロックの輝度平均値との差分に基づき、補正値を更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、順次入力される画像フレームに基づいて物体の動きを検出する動き検出装置に関する。

一般的に、撮影した画像を解析することにより侵入者等を検出する監視システムがある。監視システムは、人間が画像を見て判断することなく、異常を検知し対応できる機能を有している。具体的には、監視システムは、侵入者等の動きを検出すると、自動でアラームを発生させて注意を引きつけたり、撮影した画像の自動録画を開始するなどの機能を有している。

この様な監視システムにおいて、画像における動きを検出する方法として、輝度又はデータの変化に基づいて、動きの有無を判断する方法がある（例えば、特許文献１）。この特許文献１に記載の方法では、１フレームの画像信号を複数のブロックに分割して、各の輝度データ或いは色データの平均値を算出し、現在のフレームでの平均値と、数フレーム前の平均値とを比較することにより、動きの有無を判断している。

しかし、この特許文献１に記載の方法では、侵入者等の侵入等の異変がなくとも、日差しの変化や電灯のオンオフなどの変化を動きとして検出してしまう問題がある。又、照明環境の違いによって、動き検出の感度が変化してしまう問題がある。

この問題点を解決するために、フレーム全体の輝度平均差分で補正する方法がある（特許文献２）。この特許文献２に記載の方法では、現フレームと過去フレーム間で動きの有無を判断する際に、基本的には式１を満たすか否かを基準にしている。

｜（両フレームのブロック間の輝度平均差分）‐（両フレームの全体の輝度平均差分）｜
＞ 所定の閾値 ・・・（式１）
この様な特許文献２に記載の方法では、フレーム全体の輝度平均差分で補正することにより、照明環境の変化に影響されることなく、侵入者等の検出を期待することができる。
特開平１１−３９４９５号公報 特開２００５−５６４０６号公報

しかしながら、上述した特許文献２に記載の方法は、画像中に移動物体があった場合に誤検出する可能性がある。具体的には、画像中に移動物体がある場合、照明環境の変化にかかわらず、フレーム全体の輝度平均値に変化が生じる場合がある。しかし、特許文献２に記載の方法では、上記の式１に示すように、実際に移動物体がある場合でも一律にフレーム全体の輝度平均値の差分に基づいて補正をしている。従って、実際には動きのないブロックであっても動きを誤検出してしまったり、動き検出の感度が変化してしまう問題がある。

そこで本発明は、照明環境の変化の影響を排除し、移動物体の正確な動きの検出を行うことができる動き検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の特徴は、順次入力される画像フレームのうち、所望の背景フレームとこの背景フレームの後の動き検出対象フレームとに基づき、物体の動きを検出する動き検出装置（１）に関する。即ち本発明の特徴に係る動き検出装置（１）は、所望の背景フレームを複数のブロックに分割し、ブロック毎の画素の輝度平均値を算出して背景フレーム輝度データを生成する背景フレーム輝度データ生成手段（１０７ａ）と、輝度に関する補正値と生成した背景フレーム輝度データとを記憶する記憶手段（１０８）と、所定のフレーム間隔で、記憶手段（１０８）に記憶された背景フレーム輝度データの各ブロックに対応させて動き検出対象フレームを分割し、これら分割した全てのブロックについてブロック毎の画素の輝度平均値を算出し、ブロック毎に、背景フレーム輝度データのブロックの画素の輝度平均値と、動き検出対象フレームのブロックの輝度平均値から補正値を差し引いた値との差分に基づき、動き検出対象フレームのブロックにおいて動きがあったか否かを判定する処理を１フレーム分繰り返す動き検出手段（１０７ｂ）と、この動き検出手段（１０７ｂ）において動きがなかったと判定された場合の動き検出対象フレームのブロックの輝度平均値と、ブロックに対応する背景フレーム輝度データのブロックの輝度平均値との差分に基づき、記憶手段（１０８）に記憶された補正値を更新する補正値更新手段（１０７ｃ）と、を備える。

本発明によれば、照明環境の変化の影響を排除し、移動物体の正確な動きの検出を行うことができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（最良の実施の形態）
図１を参照して、本発明の最良の実施の形態に係る動き検出装置１を説明する。本発明の最良の実施の形態に係る動き検出装置１は、時系列に入力される画像フレームに基づいて物体の動きを検出する。動き検出装置１は、撮像素子１００、画像入力部１０１、画像出力部１０２、表示装置１０３、操作部１０４、動き検出部１０５、及び外部機器１１０を備える。そして、動き検出部１０５は、設定値記録部１０６、演算部１０７、アラーム出力部１０９、及びメモリ（記憶手段）１０８を備える。

撮像素子１００は、ＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）やＣＣＤイメージセンサ（Charge Coupled Device Image Sensor）などである。撮像素子１００は、撮影対象物から発した光をレンズなどの光学系によって当該撮像素子の受光平面に結像させ、その像の光による明暗を電荷の量に光電変換し、それを順次読み出して電気信号に変換する。

画像入力部１０１は、撮像素子１００から入力される電気信号をデジタルデータに変換し、逐次画像フレームとして出力する。画像入力部１０１は、単位時間あたり所定数の画像フレームを出力する。本実施形態においては、画像入力部１０１が出力する画像フレームのうち、動き検出装置１が動きを検出する対象となる１フレームの画像を、動き検出対象フレームと称する。

画像出力部１０２は、画像入力部１０１で生成された画像フレームを、画像表示信号に変換して、表示装置１０３へ出力し、表示装置１０３に画像を表示させる。画像出力部１０２は、例えば、複数の画像フレームを符号圧縮化して、ＭＰＥＧデータとして外部機器１１０に出力する。

表示装置１０３は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイなどであり、画像出力部１０２から出力された画像を表示する。

操作部１０４は、動き検出部１０５の設定値記録部１０６に設定される値を入力する入力装置である。

外部機器１１０は、動き検出部１０５において動きがあったと判定される際に、後述のアラーム出力部１０９からのアラーム信号の受信をトリガーとして、所定の処理を行う機器である。外部機器１１０は、アラーム信号を受信すると、画像出力部１０２から入力されたＭＰＥＧデータの録画を開始したり、周囲の人に通報するランプを点灯させたりするなどの処理をすることができる。又、外部機器１１０は、管理者にメール等で通報するための手段を有していても良い。

動き検出部１０５は、画像入力部１０１から入力された動き検出対象フレームについて、設定値記録部１０６に記録された設定値に基づいて背景フレームと比較して動きがあるか否かを判定する。ここで背景フレームとは、撮像素子１００及び画像入力部１０１によって生成された過去の１フレームの画像である。アラーム出力部１０９は、演算部１０７において、画像入力部１０１から入力された動き検出対象フレームに動きがあったと判定された場合に、外部機器１１０にアラーム信号を出力する。アラーム出力部１０９は、演算部１０７において動きがあったと判定されるたびに、外部機器１１０にアラーム信号を発生しても良い。また、アラーム出力部１０９は、所定時間又は所定回数続いた場合など所定の条件を満たした場合のみ、外部機器１１０にアラーム信号を発生しても良い。

設定値記録部１０６は、操作部１０４から入力された設定値であって、動き検出対象フレームについて動きがあるか否かを判定するための設定値を記録している。設定値記録部１０６は、図２に示すように、動き検出機能３０１、背景フレーム更新３０２、水平分割数３０３、垂直分割数３０４、フレーム間隔３０５、感度３０６等の各設定項目データを記録している。

動き検出機能３０１には、オン又はオフのいずれかが設定される。動き検出機能３０１がオンに設定されている際、動き検出部１０５の演算部１０７は、画像入力部１０１から入力される動き検出対象フレームについて動きを検出する。

背景フレーム更新３０２には、オン又はオフのいずれかが設定される。背景フレーム更新３０２がオンに設定されている場合、演算部１０７の背景フレーム輝度データ生成手段１０７ａは、更新前の背景フレームに関するデータを破棄し、更新された背景フレームのブロック毎の画素の輝度平均値を算出して背景フレーム輝度データ生成し、背景フレーム輝度データをメモリ１０８に格納する。この計算が終了すると、演算部１０７の背景フレーム輝度データ生成手段１０７ａは、背景フレーム更新３０２の設定をオフに更新する。

水平分割数３０３及び垂直分割数３０４は、背景フレーム及び動き検出対象フレームについて、ブロックに分割する際の水平方向及び垂直方向の分割数を示す。本実施形態では、図３に示すように、水平分割数３０３をｍ、垂直分割数３０４をｎと示す。

フレーム間隔３０５は、動き検出部１０５による動き検出対象フレームの動き検出処理を、どのような頻度で実行するかを示す。ここでは、フレーム間隔３０５で設定されたフレーム数毎に動き検出処理を行う。動き検出処理は、フレーム間隔毎に実行されても良いし、所定時間毎に実行されても良い。

感度３０６は、動きの有無を判断するための閾値である。本実施形態ではThと表現される。感度３０６が小さいほど、少しの変化でも動きがあったものとして判断する。感度３０６は、例えば、操作部１０４から、１〜５段階の設定値で指標化されて設定されても良い。この場合、各設定値に対応する具体的な感度は、予めチューニングされていることが好ましい。

メモリ１０８は、動きがあるか否かを検出する処理において必要な一時データ等を格納する記憶領域であって、補正値と、背景フレーム輝度データなどが格納されている。ここで補正値とは、例えば、背景フレームの画素全体の輝度平均値から、動き検出対象フレームの画素全体の輝度平均値の変化量である。最良の実施の形態においては、背景フレーム一つに対して一つの補正値が設定される。この補正値は、侵入者が侵入するなどの異常が発生しなくても、日照条件などの変更に伴って変化する輝度の変化量に基づくものである。

更に、メモリ１０８には、動き検出対象フレームのブロックの輝度平均値、動き検出結果など、動き検出部１０５による処理で必要となるデータが記録されている。背景フレーム輝度データとは、背景フレームを水平方向にｍ、垂直方向にｎ個に分割して生成された各ブロックについて、各ブロックの画素の輝度平均値が対応づけられたデータである。背景フレーム輝度データは、背景フレームのブロック毎に設定された輝度平均値である。

また、動き検出対象フレームのブロックの輝度平均値とは、動き検出対象フレームを水平方向にｍ、垂直方向にｎ個に分割して生成された各ブロックについて、各ブロックの画素の輝度平均値が対応づけられたデータである。動き検出対象フレームのブロック毎に、動き検出対象フレームの輝度平均値が設定される。

演算部１０７は、画像入力部１０１から入力された動き検出対象フレームについて、設定値記録部１０６で設定された設定値に基づいて、動きがあるか否かを検出する。演算部１０７は、背景フレーム輝度データ生成手段１０７ａ、動き検出手段１０７ｂ及び補正値更新手段１０７ｃを備えている。
背景フレーム輝度データ生成手段１０７ａは、背景フレームが新たに設定された場合、具体的には設定値記録部１０６の背景フレーム更新３０２がオンに設定されている場合、既に記録された背景フレーム輝度データを破棄し、新たに設定された背景フレームについて背景フレーム輝度データを生成する。背景フレーム輝度データ生成手段１０７ａは、設定値記録部１０６の水平分割数３０３及び垂直分割数３０４に基づいて、新たに設定された背景フレームを複数のブロックに分割する。更に背景フレーム輝度データ生成手段１０７ａは、分割された各ブロックについて、各ブロックに含まれる画素の輝度平均値を算出し、各ブロックと輝度平均値を対応づけた背景フレーム輝度データをメモリ１０８に記録する。この処理が終了すると背景フレーム輝度データ生成手段１０７ａは、設定値記録部１０６の背景フレーム更新３０２をオフに設定する。

動き検出手段１０７ｂは、設定値記録部１０６の動き検出機能３０１がオンに設定されているときに、フレーム間隔３０５で設定されたフレーム間隔に基づいて、画像入力部１０１から入力される動き検出対象フレームについて、動きを検出する。動き検出手段１０７ｂは、画像入力部１０１で入力された動き検出対象フレームを複数のブロックに分割する。このとき動き検出手段１０７ｂは、設定値記録部１０６の水平分割数３０３及び垂直分割数３０４に基づいて、背景フレームから分割された複数のブロックに対応させて、背景フレームに対するブロックの分割と同様に動き検出対象フレームを分割する。

更に動き検出手段１０７ｂは、動き検出対象フレームから分割された全てのブロックのそれぞれについて、下記の処理を実行する。
（１）動き検出対象フレームのブロックの画素の輝度平均値を算出
（２）メモリ１０８の背景フレーム輝度データから、動き検出対象フレームのブロックのうち現在処理しているブロックに対応したブロックの輝度平均値を取得し、背景フレームのブロックの画素の輝度平均値と、（１）で算出した動き検出対象フレームのブロックの輝度平均値から補正値を差し引いた値との差分を比較
（３）（２）の差分が、所定の閾値以上であるか否かを判定
（４）所定の閾値以上である場合、動き検出対象フレームの現在処理しているブロックにおいて動きがあったと判定
動き検出対象フレームから分割された全てのブロックのそれぞれについて、上記（１）乃至（４）の処理が終了すると、演算部１０７の補正値更新手段１０７ｃは、動き検出対象フレームのブロックのうち、動きがなかったと判定されたブロックの輝度平均値の合計と、動きがなかったと判定された動き検出対象フレームのブロックに対応する背景フレームのブロックの輝度平均値の合計との差分に基づいて補正値を更新して、メモリ１０８に記録する。

次に、図４を参照して、本発明の最良の実施の形態に係る動き検出部１０５による動き検出処理を説明する。

まず、ステップＳ２０１において、動き検出手段１０７ｂは、設定値記録部１０６に記録された各設定値を取得する。ステップＳ２０２において、動き検出手段１０７ｂは、動き検出を開始するか否かを判定する。具体的には、動き検出手段１０７ｂは、設定値記録部１０６の動き検出機能３０１がオンになっている場合に、動き検出を開始する。動き検出を開始しない場合は、ステップＳ２０２において、動き検出機能３０１がオンになるまで待機する。

ステップＳ２０２において動き検出を開始すると判定すると、ステップＳ２０３において、メモリ１０８に背景フレーム輝度データがあるか否かを判定する。背景フレーム輝度データがある場合はステップＳ２０７に進む。一方、背景フレーム輝度データがない場合は、ステップＳ２０５において、背景フレーム輝度データ生成手段１０７ａは、背景フレーム輝度データを生成してメモリ１０８に格納する。具体的には、輝度フレームデータ生成手段１０７ａは、背景フレームを設定値記録部１０６の水平分割数３０３及び垂直分割数３０４で分割し、分割されたフレームの各ブロックについて、そのブロックに含まれる全ての画素の輝度平均値を算出する。ステップＳ２０６において演算部１０７は、補正値の初期値として「０」を設定してメモリ１０８に記録する。本実施形態では、補正値の初期値として「０」を設定する場合について説明するが、予め任意の値が設定されても良い。

ステップＳ２０７において動き検出手段１０７ｂは、前回のステップＳ２０８の処理をしてから、設定値記録部１０６のフレーム間隔３０５のデータ数分のフレームが経過したかを判定する。経過していない場合、ステップＳ２０４に進む。なお、ステップＳ２０５において背景フレーム輝度データを生成した後には、ステップＳ２０７をＹＥＳと判断し、ステップＳ２０８に進むように処理しても良い。

ステップＳ２０７においてフレーム間隔３０５のデータ数分のフレームが経過した場合、動き検出手段１０７ｂは、ステップＳ２０８において動き検出処理を実行する。ステップＳ２０８においては、動き検出手段１０７ｂ及び補正値更新手段１０７ｃによって、動き検出処理の結果を出力したり、ステップＳ２０６で設定された補正値を設定したりするなどの処理を行う。この動き検出処理については、後に図５を参照して詳述する。

ステップＳ２０９において、動き検出手段１０７ｂは、動き検出処理を終了するか否かを判定する。動き検出処理を終了しない場合、ステップＳ２０７に戻り、動き検出手段１０７ｂは、前回の動き検出処理が終了してからのフレーム間隔３０５のフレーム数が経過しているか否かを判定する。動き検出処理を終了する場合は、そのまま処理を終了する。

次に、図５を参照して、ステップＳ２０８の動き検出処理を詳述する。まずステップＳ５０１において、動き検出手段１０７ｂは、動き検出処理で使用する変数を初期化する。ここで初期化される変数は、ｉ、ｊ、ｋ、Ｘ、及びＹである。ｉ及びｊは、図３で示されるように、現在処理中の動き検出対象フレームのブロックを識別する変数である。ｉは水平方向の変数であって、０からｍ−１までの整数である。ｊは垂直方向の変数であって、０からｎ−１までの整数である。ｋは、動き検出対象フレームの各ブロックのうち、動きがないブロックの数をカウントする変数である。ｋは、０からｍ×ｎまでの整数である。Ｙは、動き検出対象フレームのうち動きがないと判断されたブロックの画素の輝度平均値の累積値である。Ｘは、動き検出対象フレームのうち動きがないと判断されたブロックに対応する背景フレームのブロックの画素の輝度平均値の累積値である。具体的にはＸは、動き検出対象フレームのうち動きがないと判断されたブロックのｉ及びｊと同じ数値で識別される背景フレームのブロックの画素の輝度の平均の累積値である。

ステップＳ５０２において、動き検出手段１０７ｂは、現在処理中の動き検出対象フレームのブロックについて、そのブロックに含まれる画素の輝度平均値Ｙ（ｉ，ｊ）を算出する。

ステップＳ５０３において、動き検出手段１０７ｂは、動き検出対象フレームの所定のブロックの輝度平均値Ｙ（ｉ，ｊ）と、このブロックと同じ位置の背景フレームのブロックの輝度平均値Ｘ（ｉ，ｊ）を比較し、動きがあったか否かを判定する。具体的には、
｜（Ｙ（ｉ，ｊ）−Ｃｏ）−Ｘ（ｉ，ｊ）｜＞Ｔｈ ・・・・（式２）
で表される式２を満たすか否かで判断される。ここでＣｏは、図４のステップＳ２０６で初期化され、後述のステップＳ５１２又はＳ５１３において補正される補正値である。Ｔｈは、図２を参照して説明した感度３０６である。感度３０６が１〜５などの段階で指標化されて示されている場合は、予め段階と対応づけられて決定された具体的な数値に変換されて、図５のステップＳ５０３の計算に用いられる。

ステップＳ５０３の式を満たす場合、ステップＳ５０４において、動き検出対象フレームの当該ブロックは動きがあったと判断され、次のブロックについて判定するためステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０３の式を満たさない場合、当該ブロックは動きがなかったと判断され、ステップＳ５０５において、動き検出手段１０７ｂは、補正値Ｃｏを補正するための変数Ｘ、Ｙ、及びｋについて処理をする。具体的には、動き検出手段１０７ｂは、ＸにＸ（ｉ，ｊ）を加算し、ＹにＹ（ｉ，ｊ）を加算するとともに、ｋを一つインクリメントする。

ステップＳ５０６において、動き検出手段１０７ｂは、当該行の水平方向の全てのブロックについて処理が終了したか、具体的にはｊ＝ｍ−１であるか否かを判定する。ｊ＝ｍ−１でない場合、動き検出手段１０７ｂは、ステップＳ５０７においてｊをインクリメントして、ステップＳ５０２に進む。一方、ｊ＝ｍ−１である場合、ステップＳ５０８に進む。

ステップＳ５０８において、動き検出手段１０７ｂは、動き検出対象フレームの全てのブロックについて処理が終了したか、具体的にはｊ＝ｍ−１かつ、ｉ＝ｎ−１であるか否かを判定する。ｊ＝ｍ−１であって、ｉ＝ｎ−１でない場合、ステップＳ５０９においてｊを初期化するとともにｉをインクリメントする。更に次の行のブロックについて処理するため、動き検出手段１０７ｂは、ステップＳ５０２に進む。一方、ｉ＝ｎ−１である場合、動き検出手段１０７ｂは、ステップＳ５１０に進む。

ステップＳ５１０において、動き検出手段１０７ｂは、ステップＳ５０３において判断した結果を、アラーム出力部１０９を介して外部機器１１０に通知する。外部機器１１０では、アラームを受信した場合に、画像データの録画を開始するなどの処理を開始しても良い。又、ステップＳ５１０において、判定した結果を画像出力部１０２に出力し、映像信号とともに動き検出結果を表示装置１０３に出力することにより、動き検出結果を表示装置１０３に表示しても良い。また、ｋ＝m×nの場合、全てのブロックで動きはなかったことをアラーム出力部１０９を解して外部機器１１０に通知しても良い。

次にステップＳ５１１乃至ステップＳ５１３の処理において、補正値更新手段１０７ｃは、補正値Ｃｏを補正する。まずステップＳ５１１においてｋ＝０であるか、即ち、全てのブロックにおいて動きが検出されたかが判定される。ステップＳ５１１においてｋ＝０でないと判定される場合、補正値更新手段１０７ｃは、
Ｃｏ＝（Ｙ−Ｋ）／ｋ ・・・・（式３）
上記式３で算出されたＣｏを新たな補正値Ｃｏとしてメモリ１０８に記録し、次回からの処理で使用する。この新たな補正値Ｃｏは、背景フレームと画像フレームのブロックのうち動きがないと判断されたそれぞれのブロックについて、背景フレームのブロックの画素の輝度平均値の合計と、動き検出対象フレームのブロックの画素の輝度平均値の合計の差分を算出し、動きがあったブロック数の１ブロック当たりの差分の数値である。

一方ステップＳ５１１においてｋ＝０と判定された場合、補正値更新手段１０７ｃは、
Ｃｏ＝（ΣＹ（ｉ，ｊ）−ΣＸ（ｉ、ｊ））／（ｍ×ｎ） ・・・（式４）
上記式４で算出されたＣｏを新たな補正値Ｃｏとしてメモリ１０８に記録し、次回からの処理で使用する。この新たな補正値Ｃｏは、動き検出対象フレームと背景フレームの全ての画素の輝度平均値の差分である。この様に補正値を算出することにより、全てのブロックについて動きがあった場合でも、部屋の電気のオンオフなどの急な照明環境の変化にも対応することができる。

上述した本発明の最良の実施の形態によれば、日照条件の変更による変化や、照明環境の変化によって画像が変更された場合でも、誤検出を低減させることができる。

又、上述した特許文献２に記載の方法では、画像フレームの全画素の輝度平均値を算出してから動き検出をしていたので、メモリには、少なくとも画像フレームの全てのブロックの平均値を記録するための容量が必要であった。しかし、本発明の最良の実施の形態によれば、前回の処理で補正された補正値又は初期設定された補正値を用いて、ブロックごとに、画像の取り込み、動き検出の処理ができるため、メモリ１０８の容量を軽減させることができる。

（変形例）
一般的に、背景フレームに対して照明環境の変化があった場合、輝度平均値の高いブロックほど輝度の変化量が大きく、輝度平均値の低いブロックほど輝度の変化量が少ない傾向がある。従って、最良の実施の形態に記載した様に、動きのなかったブロックの全画素の輝度平均値に基づいて、全てのブロックに共通した一つの補正値を算出すると、背景フレームの全画素の輝度平均値から遠い輝度の値を持つブロックほど、補正が足りない状況になり誤差を生じやすくなってしまう。この様な問題点に対応するために、変形例では、補正値の算出方法を改良している。

変形例に係る演算部１０７の補正値更新手段１０７ｃは、背景フレームの全ての画素の輝度平均値と、所定の背景フレームのブロックの画素の輝度平均値との差分に基づいて、補正値Ｃｏに重み付けをして、所定の背景フレームのブロックに対応した補正値Ｃｏ２を算出する。

図６を参照して、本発明の最良の実施の形態の変形例に係る動き検出処理を説明する。本発明の最良の実施の形態の変形例に係る動き検出処理は、最良の実施の形態に係る動き検出処理を示した図５と比べて、ステップＳ６０５の判定で、補正値Ｃｏが補正値Ｃｏ２となっている点が異なる。これに伴い、図６には、補正値Ｃｏ２を算出する処理ステップＳ６０４と、補正値Ｃｏ２を算出するために必要な背景フレームの全画素の輝度平均値Ｘａを求めるステップＳ６０２が挿入されている点が異なる。

図６においては、ステップＳ６０１において各変数が初期化された後、ステップＳ６０２において、背景フレームの全画素の輝度平均値Ｘａを算出する。次に、ステップＳ６０３において、動き検出対象フレームの所定のブロックの画素の輝度平均値Ｙ（ｉ，ｊ）が算出されると、ステップＳ６０４において補正値Ｃｏ２が算出される。

補正値Ｃｏ２は、
Ｃｏ２＝｜Ｘａ−Ｘ（ｉ，ｊ）｜×Ｃｏ×ａ ・・・（式５）
上記式５で算出される。ここでＸａは、ステップＳ６０２で算出された数値である。ａは任意に設定できる係数である。式５で算出される補正値Ｃｏ２は、背景フレームの全画素の輝度平均値Ｘａから背景フレームの所定のブロックの画素の輝度平均値を引いた値の絶対値に、補正値Ｃｏ及び係数ａを乗算した数値である。係数ａは、照明環境に応じて任意に設定されることが好ましい。

ステップＳ６０４で算出されたＣｏ２を用いて、ステップＳ６０５において、当該ブロックに動きがあるか否かが判定される。

補正値Ｃｏ２を式５で示す計算で算出することにより、背景フレームの全画素の輝度平均値から遠い輝度の値を持つブロックについて、補正値Ｃｏ２を大きく設定することができる。このような補正値Ｃｏ２を使用することにより、背景フレームに対して照明環境の変化があり、輝度平均値の高いブロックほど輝度の変化量が大きく場合でも、動き検出の誤差を低減させることができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の最良の実施の形態とその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

又、上記の実施形態に係る動き検出装置の機能構成をプログラム化してコンピュータに組み込むことにより、当該コンピュータを動き検出装置として機能させる動き検出プログラムを構築することも可能である。

本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

図１は、本発明の最良の実施の形態に係る動き検出装置の機能ブロック図である。 図２は、本発明の最良の実施の形態に係る動き検出装置の設定値記録部に記録されるデータを説明する図である。 図３は、本発明の最良の実施の形態に係る動き検出装置が画像フレーム又は背景フレームを分割したブロックを説明する図である。 図４は、本発明の最良の実施の形態に係る動き検出装置による動き検出方法を説明するフローチャートである。 図５は、本発明の最良の実施の形態に係る動き検出装置による動き検出方法において、動き検出の判断及び補正値の補正を説明するフローチャートである。 図６は、本発明の最良の実施の形態の変形例に係る動き検出装置による動き検出方法において、動き検出の判断及び補正値の補正を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 動き検出装置
１００ 撮像素子
１０１ 画像入力部
１０２ 画像出力部
１０３ 表示装置
１０４ 操作部
１０５ 動き検出部
１０６ 設定値記録部
１０７ 演算部
１０７ａ 背景フレーム輝度データ生成手段
１０７ｂ 動き検出手段
１０７ｃ 補正値更新手段
１０８ メモリ
１０９ アラーム出力部
１１０ 外部機器

Claims (2)

1. 順次入力される画像フレームのうち、所望の背景フレームとこの背景フレームの後の動き検出対象フレームとに基づき、物体の動きを検出する動き検出装置であって、
   前記所望の背景フレームを複数のブロックに分割し、ブロック毎の画素の輝度平均値を算出して背景フレーム輝度データを生成する背景フレーム輝度データ生成手段と、
   輝度に関する補正値と前記生成した背景フレーム輝度データとを記憶する記憶手段と、
   所定のフレーム間隔で、前記記憶手段に記憶された背景フレーム輝度データの各ブロックに対応させて動き検出対象フレームを分割し、これら分割した全てのブロックについてブロック毎の画素の輝度平均値を算出し、ブロック毎に、前記背景フレーム輝度データのブロックの画素の輝度平均値と、前記動き検出対象フレームのブロックの輝度平均値から前記補正値を差し引いた値との差分に基づき、前記動き検出対象フレームの前記ブロックにおいて動きがあったか否かを判定する処理を１フレーム分繰り返す動き検出手段と、
   この動き検出手段において動きがなかったと判定された場合の前記動き検出対象フレームのブロックの輝度平均値と、前記ブロックに対応する前記背景フレーム輝度データのブロックの輝度平均値との差分に基づき、前記記憶手段に記憶された補正値を更新する補正値更新手段と、
   を備えたことを特徴とする動き検出装置。
2. 前記動き検出手段は、ブロック毎に、前記背景フレームにおける全ての画素の輝度平均値と、前記背景フレーム輝度データの前記ブロックの画素の輝度平均値との差分に基づき前記補正値に重み付けをして、前記動き検出対象フレームの前記ブロックにおいて動きがあったか否かを判定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の動き検出装置。

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