JP3035920B2 - 動体抽出装置及び動体抽出方法 - Google Patents
動体抽出装置及び動体抽出方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばカラービデオ画像から動体を抽出す
るのに使用して好適な動体抽出装置及び動体抽出方法に
関する。
るのに使用して好適な動体抽出装置及び動体抽出方法に
関する。
本発明は、例えばカラービデオ画像から動体を抽出す
るのに使用して動体抽出装置及び動体抽出方法におい
て、原画像を順次記憶する画像メモリと、この画像メモ
リよりの原画像の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、この
輪郭抽出手段よりの古い輪郭と新しい輪郭とを順次記憶
する第１及び第２の輪郭メモリと、この第１及び第２の
輪郭メモリよりのこの古い輪郭と新しい輪郭とを比較
し、この新しい輪郭のうち、新たに輪郭となった動体輪
郭を得る動体輪郭生成手段と、この動体輪郭生成手段で
得られた動体輪郭の欠落を補間する補間手段と、この補
間手段より得られた補間された動体輪郭によりこの画像
メモリよりの原画像より動体を抽出する動体抽出手段と
を設けたことにより、背景画像を生成する必要がなく２
枚目の原画像から動体の抽出ができると共に、不完全移
動の動体も正確に抽出できる様にしたものである。
るのに使用して動体抽出装置及び動体抽出方法におい
て、原画像を順次記憶する画像メモリと、この画像メモ
リよりの原画像の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、この
輪郭抽出手段よりの古い輪郭と新しい輪郭とを順次記憶
する第１及び第２の輪郭メモリと、この第１及び第２の
輪郭メモリよりのこの古い輪郭と新しい輪郭とを比較
し、この新しい輪郭のうち、新たに輪郭となった動体輪
郭を得る動体輪郭生成手段と、この動体輪郭生成手段で
得られた動体輪郭の欠落を補間する補間手段と、この補
間手段より得られた補間された動体輪郭によりこの画像
メモリよりの原画像より動体を抽出する動体抽出手段と
を設けたことにより、背景画像を生成する必要がなく２
枚目の原画像から動体の抽出ができると共に、不完全移
動の動体も正確に抽出できる様にしたものである。
例えば、生体のカラービデオ画像から動いている心臓
の画像だけを抽出するような用途に動体抽出の手法が使
用されている。そのようなカラービデオ画像から動体を
抽出する方法として、所定の手順により背景画像（静止
画像）を生成し、新たに入力した画像とその背景画像と
を比較して、所定の閾値以上の変動がある部分の画像を
動体の画像として抽出する方法が提案されている（例え
ば特開昭62−118480号公報参照）。
の画像だけを抽出するような用途に動体抽出の手法が使
用されている。そのようなカラービデオ画像から動体を
抽出する方法として、所定の手順により背景画像（静止
画像）を生成し、新たに入力した画像とその背景画像と
を比較して、所定の閾値以上の変動がある部分の画像を
動体の画像として抽出する方法が提案されている（例え
ば特開昭62−118480号公報参照）。
第９図はそのような従来の背景画像を用いて動体抽出
を行う画像処理装置の機能ブロック図を示し、この第９
図において、ビデオカメラ（１）より出力された原画像
の第ｎフレームのカラービデオ信号はアナログ／デジタ
ル変換器（２）及び図示省略した映像信号処理回路を介
してデジタルで三原色RGBのビデオ信号▲ｘR n▼，▲ｘG
n▼，▲ｘB n▼に変換され、これらのビデオ信号▲ｘR n
▼，▲ｘG n▼，▲ｘB n▼は夫々画像メモリ（３）の所定
領域に書込まれる。この画像メモリ（３）は例えば768
×512個の画素より成る原画の８ビットRGBビデオ信号を
蓄積できるフレームメモリより成り、これらのRGBビデ
オ信号（▲ｘR n▼，▲ｘG n▼，▲ｘB n▼）をまとめて原
画像のカラービデオ信号xnと称する。その画像メモリ
（３）より読出されたカラービデオ信号xnは累積回路
（４）の減算側入力端子及び抽出回路（５）の減算側入
力端子に夫々供給される。
を行う画像処理装置の機能ブロック図を示し、この第９
図において、ビデオカメラ（１）より出力された原画像
の第ｎフレームのカラービデオ信号はアナログ／デジタ
ル変換器（２）及び図示省略した映像信号処理回路を介
してデジタルで三原色RGBのビデオ信号▲ｘR n▼，▲ｘG
n▼，▲ｘB n▼に変換され、これらのビデオ信号▲ｘR n
▼，▲ｘG n▼，▲ｘB n▼は夫々画像メモリ（３）の所定
領域に書込まれる。この画像メモリ（３）は例えば768
×512個の画素より成る原画の８ビットRGBビデオ信号を
蓄積できるフレームメモリより成り、これらのRGBビデ
オ信号（▲ｘR n▼，▲ｘG n▼，▲ｘB n▼）をまとめて原
画像のカラービデオ信号xnと称する。その画像メモリ
（３）より読出されたカラービデオ信号xnは累積回路
（４）の減算側入力端子及び抽出回路（５）の減算側入
力端子に夫々供給される。
また、（６）は画像メモリ（３）と同じ容量を有する
背景画像用の画像メモリを示し、この画像メモリ（６）
には背景画像の第ｎフレームのRGBビデオ信号▲Ｙ
R n▼，▲ＹG n▼，▲ＹB n▼（これらをまとめてカラービ
デオ信号ynと称する。）が書込まれている。そして、こ
の画像メモリ（６）より読出された１フレーム前の第
（ｎ−１）フレームのカラービデオ信号yn-1は累積回路
（４）の加算側入力端子及び抽出回路（５）の加算側入
力端子に夫々供給される。
背景画像用の画像メモリを示し、この画像メモリ（６）
には背景画像の第ｎフレームのRGBビデオ信号▲Ｙ
R n▼，▲ＹG n▼，▲ＹB n▼（これらをまとめてカラービ
デオ信号ynと称する。）が書込まれている。そして、こ
の画像メモリ（６）より読出された１フレーム前の第
（ｎ−１）フレームのカラービデオ信号yn-1は累積回路
（４）の加算側入力端子及び抽出回路（５）の加算側入
力端子に夫々供給される。
その累積回路（４）は最新の第ｎフレームの原画像の
ビデオ信号xn及び１フレーム前の第（ｎ−１）フレーム
の背景画像のビデオ信号yn-1より次の式に従って第ｎフ
レームの背景画像のビデオ信号ynを生成する。
ビデオ信号xn及び１フレーム前の第（ｎ−１）フレーム
の背景画像のビデオ信号yn-1より次の式に従って第ｎフ
レームの背景画像のビデオ信号ynを生成する。
この式（１）において、ｃは最小ビット（1LSB）程度
の定数であり、その累積回路（４）は式（１）に従って
生成したビデオ信号ynを第ｎフレームの背景画像のビデ
オ信号としてその画像メモリ（６）に書込む如くなす。
従って、原画像が急激に変化しても背景画像は1LSB程度
ずつ緩慢に変化するだけであり、原画像から動画像を取
除いた画像が背景画像であると考えることができる。
の定数であり、その累積回路（４）は式（１）に従って
生成したビデオ信号ynを第ｎフレームの背景画像のビデ
オ信号としてその画像メモリ（６）に書込む如くなす。
従って、原画像が急激に変化しても背景画像は1LSB程度
ずつ緩慢に変化するだけであり、原画像から動画像を取
除いた画像が背景画像であると考えることができる。
また、抽出回路（５）は第（ｎ−１）フレームの背景
画像のビデオ信号yn-1及び第ｎフレームの原画像のビデ
オ信号xnより、次の式に従って、第ｎフレームの動画像
のビデオ信号zn（▲ｚR n▼，▲ｚG n▼，▲ｚB n▼）を生
成する。この場合δR,δG,δＢは夫々三原色信号R,G,B
について定められている閾値であり、dR,dG,dBは夫々定
数である。
画像のビデオ信号yn-1及び第ｎフレームの原画像のビデ
オ信号xnより、次の式に従って、第ｎフレームの動画像
のビデオ信号zn（▲ｚR n▼，▲ｚG n▼，▲ｚB n▼）を生
成する。この場合δR,δG,δＢは夫々三原色信号R,G,B
について定められている閾値であり、dR,dG,dBは夫々定
数である。
即ち、三原色R,G,Bの夫々について一つでも背景画像
と原画像との差が所定の閾値を超えた領域については動
画像と判断してその原画像を抽出し、その他の部分は所
定の色彩（例えば黒色又はラスター色等）に置き換える
ものである。
と原画像との差が所定の閾値を超えた領域については動
画像と判断してその原画像を抽出し、その他の部分は所
定の色彩（例えば黒色又はラスター色等）に置き換える
ものである。
その生成された動画像のビデオ信号znは動画像用の画
像メモリ（７）に書込まれ、この画像メモリ（７）から
読出されたビデオ信号znがデジタル／アナログ変換器
（８）を介してモニタ（９）に供給され、このモニタ
（９）には所定の色彩を背景として動画像が表示され
る。
像メモリ（７）に書込まれ、この画像メモリ（７）から
読出されたビデオ信号znがデジタル／アナログ変換器
（８）を介してモニタ（９）に供給され、このモニタ
（９）には所定の色彩を背景として動画像が表示され
る。
第９図に示す従来例によれば、例えば原画像が第10図
Ａに示す如く所定の経路に沿って動体としての玩具の電
車（10）が動いているようなものである場合、先ず第10
図Ａの時点における原画像（3A）のビデオ信号x0が背景
画像（6A）のビデオ信号y0として画像メモリ（６）に書
込まれる。その後、原画像のビデオ信号xnが例えばフレ
ーム周波数30Hzで更新されるのに伴い、式（１）に従っ
て背景画像のビデオ信号ynもフレーム周波数30Hzで更新
され、所定期間経過後（例えば４秒後）には第10図Ｂに
示す如く、ビデオ信号ynに対応する背景画像（6B）中の
電車（10）は部分的に消去される。そして、最終的（例
えば20秒後）には第10図Ｃに示す如くその背景画像（6
C）中の動体としての電車は完全に消去される。
Ａに示す如く所定の経路に沿って動体としての玩具の電
車（10）が動いているようなものである場合、先ず第10
図Ａの時点における原画像（3A）のビデオ信号x0が背景
画像（6A）のビデオ信号y0として画像メモリ（６）に書
込まれる。その後、原画像のビデオ信号xnが例えばフレ
ーム周波数30Hzで更新されるのに伴い、式（１）に従っ
て背景画像のビデオ信号ynもフレーム周波数30Hzで更新
され、所定期間経過後（例えば４秒後）には第10図Ｂに
示す如く、ビデオ信号ynに対応する背景画像（6B）中の
電車（10）は部分的に消去される。そして、最終的（例
えば20秒後）には第10図Ｃに示す如くその背景画像（6
C）中の動体としての電車は完全に消去される。
また、第10図Ｃに示す背景画像（6C）のビデオ信号yn
と例えば20秒以上経過した後の第10図Ａに示す原画像の
ビデオ信号xnとより式（２）〜（４）に従って抽出した
ビデオ信号znに対応する動画像（7A）（モニタ（９）の
映像）は第11図に示す如くなり、原画像の中の動体とし
ての電車（10）だけが抽出して表示される。
と例えば20秒以上経過した後の第10図Ａに示す原画像の
ビデオ信号xnとより式（２）〜（４）に従って抽出した
ビデオ信号znに対応する動画像（7A）（モニタ（９）の
映像）は第11図に示す如くなり、原画像の中の動体とし
ての電車（10）だけが抽出して表示される。
しかしながら、上述の背景画像を生成し、この背景画
像と原画像との一種の差分により動画像を抽出する方法
には次のような不都合がある。
像と原画像との一種の差分により動画像を抽出する方法
には次のような不都合がある。
原画像用の画像メモリと同じ記憶容量の背景画像用
の画像メモリが必要であり、画像処理装置が高価であ
る。
の画像メモリが必要であり、画像処理装置が高価であ
る。
背景画像から動体を消去するまでに時間がかかり収
束が遅いため、原画像の入力直後から動体抽出を行うこ
とができない。
束が遅いため、原画像の入力直後から動体抽出を行うこ
とができない。
例えば第12図Ａに示す如く、原画像（3A）の中の動
体が互いに完全に離れた位置（12A）と（12B）との間を
往復するような完全移動体であれば、得られる動画像
（7A）においてその動体（11）が完全な形で表示される
（第12図Ｂ）。しかし、第13図Ａに示す如く、原画像
（3A）の中の動体が互いに近い位置（14A）と（14B）と
の間を往復するだけで重なる部分（15）があるような不
完全移動体であると、得られる動画像（7A）においてそ
の動体（13）の一部に欠け（13A）が生じる。
体が互いに完全に離れた位置（12A）と（12B）との間を
往復するような完全移動体であれば、得られる動画像
（7A）においてその動体（11）が完全な形で表示される
（第12図Ｂ）。しかし、第13図Ａに示す如く、原画像
（3A）の中の動体が互いに近い位置（14A）と（14B）と
の間を往復するだけで重なる部分（15）があるような不
完全移動体であると、得られる動画像（7A）においてそ
の動体（13）の一部に欠け（13A）が生じる。
また、動体抽出方法としてはその従来例の外にも様々
な方法が提案されているが、いずれも原画像と同程度の
情報量を有する背景画像が必要であり、少なくとも上述
の及びの不都合を有する。
な方法が提案されているが、いずれも原画像と同程度の
情報量を有する背景画像が必要であり、少なくとも上述
の及びの不都合を有する。
本発明は斯かる点に鑑み、背景画像を生成する必要が
なく原画像の入力直後から動体の抽出ができると共に、
不完全移動体も正確に抽出できる動体抽出装置及び動体
抽出方法を提案することを目的とする。
なく原画像の入力直後から動体の抽出ができると共に、
不完全移動体も正確に抽出できる動体抽出装置及び動体
抽出方法を提案することを目的とする。
本発明による動体抽出装置は例えば第１図〜第８図に
示す如く原画像（3A）を順次記憶する画像メモリ（３）
と、この画像メモリ（３）よりの原画像（3A）の輪郭を
抽出する輪郭抽出手段（20）と、この輪郭抽出手段（2
0）よりの古い輪郭（30A）と新しい輪郭（29A）とを順
次記憶する第１及び第２の輪郭メモリ（29）及び（30）
と、この第１及び第２の輪郭メモリ（29）及び（30）よ
りのこの古い輪郭（30A）と新しい輪郭（29A）とを比較
し、この新しい輪郭（29A）の内、新たに輪郭となった
動体輪郭（43A）を得る動体輪郭生成手段（31）（32）
と、この動体輪郭生成手段（31）（32）で得られた動体
輪郭（43A）の欠落を補間する補間手段（33）と、この
補間手段（33）より得られる補間された動体輪郭（43）
によりこの画像メモリ（３）よりの原画像（3A）より動
体（42）を抽出する動体抽出手段（34）とを設けたもの
である。
示す如く原画像（3A）を順次記憶する画像メモリ（３）
と、この画像メモリ（３）よりの原画像（3A）の輪郭を
抽出する輪郭抽出手段（20）と、この輪郭抽出手段（2
0）よりの古い輪郭（30A）と新しい輪郭（29A）とを順
次記憶する第１及び第２の輪郭メモリ（29）及び（30）
と、この第１及び第２の輪郭メモリ（29）及び（30）よ
りのこの古い輪郭（30A）と新しい輪郭（29A）とを比較
し、この新しい輪郭（29A）の内、新たに輪郭となった
動体輪郭（43A）を得る動体輪郭生成手段（31）（32）
と、この動体輪郭生成手段（31）（32）で得られた動体
輪郭（43A）の欠落を補間する補間手段（33）と、この
補間手段（33）より得られる補間された動体輪郭（43）
によりこの画像メモリ（３）よりの原画像（3A）より動
体（42）を抽出する動体抽出手段（34）とを設けたもの
である。
また、本発明による動体抽出方法は例えば第１図〜第
８図に示す如く原画像（3A）を順次画像メモリ（３）に
記憶するステップと、この画像メモリ（３）よりの原画
像（3A）の輪郭を抽出し、記憶するステップと、この記
憶された輪郭のうち、前画像に対応する古い輪郭（30
A）と原画像に対応する原輪郭（29A）とを比較し、その
比較結果により動体輪郭（43A）を得るステップと、こ
の動体輪郭（43A）を得るステップで得られた動体輪郭
（43A）の欠落を補間して補間動体輪郭（43）を得るス
テップと、この補間された動体輪郭（43）によりこの画
像メモリ（３）よりの原画像（3A）より動体（42）を抽
出するステップとからなるものである。
８図に示す如く原画像（3A）を順次画像メモリ（３）に
記憶するステップと、この画像メモリ（３）よりの原画
像（3A）の輪郭を抽出し、記憶するステップと、この記
憶された輪郭のうち、前画像に対応する古い輪郭（30
A）と原画像に対応する原輪郭（29A）とを比較し、その
比較結果により動体輪郭（43A）を得るステップと、こ
の動体輪郭（43A）を得るステップで得られた動体輪郭
（43A）の欠落を補間して補間動体輪郭（43）を得るス
テップと、この補間された動体輪郭（43）によりこの画
像メモリ（３）よりの原画像（3A）より動体（42）を抽
出するステップとからなるものである。
斯かる本発明によれば、例えば初めに入力された画像
を古い画像として、この古い画像の輪郭（30A）を記憶
する。この場合、画像の輪郭の情報量は各画素について
１ビット（R,G,B分離されているときは３ビット）程度
であり、従来の背景画像に比べてほとんど無視できる情
報量である。
を古い画像として、この古い画像の輪郭（30A）を記憶
する。この場合、画像の輪郭の情報量は各画素について
１ビット（R,G,B分離されているときは３ビット）程度
であり、従来の背景画像に比べてほとんど無視できる情
報量である。
そして、次に入力された画像を新しい画像（3A）とし
て、この新しい画像（3A）の輪郭（29A）の内でその古
い画像の輪郭（30A）に対して新たに輪郭となった部分
（43）を判別し、この部分（43）に対応するその新しい
画像（3A）の一部（42）を抽出すると、この抽出された
部分（42）は古い画像に対して変化している部分即ち動
体に対応する。更に、その新しい画像（3A）の輪郭（29
A）を次の段階での古い画像の輪郭とすることにより、
動体が次々に抽出される。
て、この新しい画像（3A）の輪郭（29A）の内でその古
い画像の輪郭（30A）に対して新たに輪郭となった部分
（43）を判別し、この部分（43）に対応するその新しい
画像（3A）の一部（42）を抽出すると、この抽出された
部分（42）は古い画像に対して変化している部分即ち動
体に対応する。更に、その新しい画像（3A）の輪郭（29
A）を次の段階での古い画像の輪郭とすることにより、
動体が次々に抽出される。
以下、本発明による動体抽出装置及び動体抽出方法の
実施例につき第１図〜第８図を参照して説明しよう。こ
の第１図において第９図に対応する部分には同一符号を
付してその詳細説明は省略する。
実施例につき第１図〜第８図を参照して説明しよう。こ
の第１図において第９図に対応する部分には同一符号を
付してその詳細説明は省略する。
第１図は本例の画像処理装置の機能ブロック図を示
し、この第１図において、原画像用の画像メモリ（３）
より読出した原画像の第ｎフレームのRGB分離されたビ
デオ信号▲ｘR n▼，▲ｘG n▼，▲ｘB n▼（これらをまと
めてxnで表わす。）を２値化回路（16）に供給し、この
２値化回路（16）は入力端子（17）より供給される閾値
εR,εG,εＢ（これらをまとめてεで表わす。）を基準
としてそのビデオ信号xnを２値化する。尚、この２値化
及び以後の処理は全てRGBの各成分について並列に行わ
れる。
し、この第１図において、原画像用の画像メモリ（３）
より読出した原画像の第ｎフレームのRGB分離されたビ
デオ信号▲ｘR n▼，▲ｘG n▼，▲ｘB n▼（これらをまと
めてxnで表わす。）を２値化回路（16）に供給し、この
２値化回路（16）は入力端子（17）より供給される閾値
εR,εG,εＢ（これらをまとめてεで表わす。）を基準
としてそのビデオ信号xnを２値化する。尚、この２値化
及び以後の処理は全てRGBの各成分について並列に行わ
れる。
（18）はスルー／反転回路を示し、このスルー／反転
回路（18）は入力端子（19）に外部から供給される制御
信号CTがローレベル“0"のときには、その２値化された
ビデオ信号xnをそのまま輪郭抽出回路（20）に供給し、
その制御信号CTがハイレベル“1"のときには、その２値
化されたビデオ信号xnを反転して輪郭抽出回路（20）に
供給する。その輪郭抽出回路（20）は第２図に示す論理
回路と同等な機能を有する３×３画素の論理フィルタを
構成し、この第２図において、対象とする画素（22）の
８近傍の画素（23）（No.1〜No.8）の各データを８入力
オアゲート（24）の各入力端子に供給し、このオアゲー
ト（24）の出力データを排他的オアゲート（25）の一方
の入力端子に供給し、対象とする画素（22）のデータを
排他的オアゲート（25）の他方の入力端子に供給し、こ
の排他的オアゲート（25）の出力データ（輪郭データ）
を第１図の書込み切換え回路（21）に供給する。
回路（18）は入力端子（19）に外部から供給される制御
信号CTがローレベル“0"のときには、その２値化された
ビデオ信号xnをそのまま輪郭抽出回路（20）に供給し、
その制御信号CTがハイレベル“1"のときには、その２値
化されたビデオ信号xnを反転して輪郭抽出回路（20）に
供給する。その輪郭抽出回路（20）は第２図に示す論理
回路と同等な機能を有する３×３画素の論理フィルタを
構成し、この第２図において、対象とする画素（22）の
８近傍の画素（23）（No.1〜No.8）の各データを８入力
オアゲート（24）の各入力端子に供給し、このオアゲー
ト（24）の出力データを排他的オアゲート（25）の一方
の入力端子に供給し、対象とする画素（22）のデータを
排他的オアゲート（25）の他方の入力端子に供給し、こ
の排他的オアゲート（25）の出力データ（輪郭データ）
を第１図の書込み切換え回路（21）に供給する。
原画像を例えば768（水平方向）×512（垂直方向）個
の画素より構成した場合、それら768×512個の画素を夫
々第２図の対象とする画素（22）に設定して論理フィル
タ動作を施すことにより、差分等を行うことなく原画像
の輪郭抽出が行われる。例えばスルー／反転回路（18）
において制御信号CTをローレベル“0"に設定して、原画
像の２値画像が第３図Ａに示す如く、右反面（26）のデ
ータがハイレベル“1"で左半面のデータがローレベル
“0"であるとすると、３×３のブロック（23A）におい
ては対象となる画素（22A）のデータは“0"且つ８近傍
の画素のデータの論理和は“1"であるため、その画素
（22A）の輪郭データは第３図Ｂに示す如く“1"とな
る。また、対象となる画素が（22B），（22C）の場合に
は夫々対象となる画素のデータが“1"且つ８近傍の画素
のデータの論理和も“1"となるため、それら画素（22
B），（22C）の輪郭データは夫々“0"となる。従って、
第３図Ａの原画像の輪郭データは第３図Ｂに示す如く原
画像の内でハイレベル“1"である領域に隣接する外側の
画素（26A）おデータだけが全てハイレベル“1"とな
り、本例の輪郭抽出回路（20）によれば正確な輪郭が得
られる利益がある。
の画素より構成した場合、それら768×512個の画素を夫
々第２図の対象とする画素（22）に設定して論理フィル
タ動作を施すことにより、差分等を行うことなく原画像
の輪郭抽出が行われる。例えばスルー／反転回路（18）
において制御信号CTをローレベル“0"に設定して、原画
像の２値画像が第３図Ａに示す如く、右反面（26）のデ
ータがハイレベル“1"で左半面のデータがローレベル
“0"であるとすると、３×３のブロック（23A）におい
ては対象となる画素（22A）のデータは“0"且つ８近傍
の画素のデータの論理和は“1"であるため、その画素
（22A）の輪郭データは第３図Ｂに示す如く“1"とな
る。また、対象となる画素が（22B），（22C）の場合に
は夫々対象となる画素のデータが“1"且つ８近傍の画素
のデータの論理和も“1"となるため、それら画素（22
B），（22C）の輪郭データは夫々“0"となる。従って、
第３図Ａの原画像の輪郭データは第３図Ｂに示す如く原
画像の内でハイレベル“1"である領域に隣接する外側の
画素（26A）おデータだけが全てハイレベル“1"とな
り、本例の輪郭抽出回路（20）によれば正確な輪郭が得
られる利益がある。
第１図において、（29），（30）は夫々２値輪郭画像
用の画像メモリを示し、これら画像メモリ（29），（3
0）は夫々例えば768×512個の画素の夫々について３ビ
ット（RGBの各成分について１ビット）の記憶容量を有
し、書込み切換え回路（21）は例えば第（ｎ−１）フレ
ームの２値輪郭画像の輪郭データを画像メモリ（30）に
書込んだ場合には、第ｎフレームの２値輪郭画像の輪郭
データは画像メモリ（29）に書込むというように、画像
メモリ（29）及び（30）に交互に輪郭データを書込む如
くなす。
用の画像メモリを示し、これら画像メモリ（29），（3
0）は夫々例えば768×512個の画素の夫々について３ビ
ット（RGBの各成分について１ビット）の記憶容量を有
し、書込み切換え回路（21）は例えば第（ｎ−１）フレ
ームの２値輪郭画像の輪郭データを画像メモリ（30）に
書込んだ場合には、第ｎフレームの２値輪郭画像の輪郭
データは画像メモリ（29）に書込むというように、画像
メモリ（29）及び（30）に交互に輪郭データを書込む如
くなす。
（31）は比較回路を示し、この比較回路（31）は画像
メモリ（29）の第ｎフレームの輪郭画像（新しい画像の
輪郭）の輪郭データと画像メモリ（30）の第（ｎ−１）
フレームの輪郭画像（古い画像の輪郭）の輪郭データと
を比較して、第１表の規則に従って比較画像の画像デー
タを生成して比較画像用の画像メモリ（32）に書込む。
この画像メモリ（32）の記憶容量は画像メモリ（29），
（30）の記憶容量と等しい。
メモリ（29）の第ｎフレームの輪郭画像（新しい画像の
輪郭）の輪郭データと画像メモリ（30）の第（ｎ−１）
フレームの輪郭画像（古い画像の輪郭）の輪郭データと
を比較して、第１表の規則に従って比較画像の画像デー
タを生成して比較画像用の画像メモリ（32）に書込む。
この画像メモリ（32）の記憶容量は画像メモリ（29），
（30）の記憶容量と等しい。
即ち、比較画像は、新しい画像の輪郭の内で古い画像
の輪郭に対して変化している部分だけがハイレベル“1"
の値を有する画像となっており、この比較画像の内でハ
イレベル“1"の値を有する画素に囲まれた部分が動体に
対応する。しかしながら、その比較画像そのものでは不
完全移動体に対して第４図に示す如く輪郭（35）の一部
に欠落部（36）が生じる場合がある。本例ではその欠落
部（36）の回復を行うため、各画素の８近傍の画素の内
で互いに分離されている画素の画像データが共にハイレ
ベル“1"となった場合にはその中心の画素の画像データ
をハイレベル“1"とするための補間回路（33）を設けて
いる。従って、第４図の場合には、その欠落部（36）の
８近傍（37）の内で互いに分離されている画素（37A）
及び（37B）のデータが共にハイレベル“1"となってい
るため、その欠落部（36）のデータはハイレベル“1"に
設定される。
の輪郭に対して変化している部分だけがハイレベル“1"
の値を有する画像となっており、この比較画像の内でハ
イレベル“1"の値を有する画素に囲まれた部分が動体に
対応する。しかしながら、その比較画像そのものでは不
完全移動体に対して第４図に示す如く輪郭（35）の一部
に欠落部（36）が生じる場合がある。本例ではその欠落
部（36）の回復を行うため、各画素の８近傍の画素の内
で互いに分離されている画素の画像データが共にハイレ
ベル“1"となった場合にはその中心の画素の画像データ
をハイレベル“1"とするための補間回路（33）を設けて
いる。従って、第４図の場合には、その欠落部（36）の
８近傍（37）の内で互いに分離されている画素（37A）
及び（37B）のデータが共にハイレベル“1"となってい
るため、その欠落部（36）のデータはハイレベル“1"に
設定される。
尚、補間回路（33）は８近傍の画像データを評価する
代わりに、上下左右の４近傍の画像データ等より欠落の
有無を判定するようにしてもよい。
代わりに、上下左右の４近傍の画像データ等より欠落の
有無を判定するようにしてもよい。
第１図の補間回路（33）は画像メモリ（32）の比較画
像の画像データを補間して合成回路（34）の一方の入力
端子に供給し、この合成回路（34）の他方の入力端子に
は画像メモリ（３）の第ｎフレームの原画像のビデオ信
号xnを供給し、この合成回路（34）はそのビデオ信号xn
及びその比較画像の画像データより動画像の第ｎフレー
ムのビデオ信号znを生成して動画像用の画像メモリ
（７）に供給する。この場合、第５図に示す如くその原
画像のビデオ信号xnの走査線（38）を例にとると、その
合成回路（34）は、その走査線（38）がその比較画像の
輪郭（35）（ハイレベル“1"の領域）の一端（39）に達
するまでの区間（40A）ではその動画像のビデオ信号zn
として一定の色に対応する一定の信号を生成し、その走
査線（38）がその輪郭（35）の一端（39）と他端（41）
との間にある区間（40B）ではそのビデオ信号znとして
原画像のビデオ信号xnをそのまま出力し、その走査線
（38）がその輪郭（35）の他端（41）に達した後の区間
（40C）ではそのビデオ信号znとして一定の色に対応す
る一定の信号を生成する。従って、この合成回路（34）
によってその画像メモリ（32）の比較画像の輪郭（35）
に囲まれた部分に対応するその画像メモリ（３）の原画
像が動体の画像として抽出され、この動体の画像がモニ
タ（９）に表示される。
像の画像データを補間して合成回路（34）の一方の入力
端子に供給し、この合成回路（34）の他方の入力端子に
は画像メモリ（３）の第ｎフレームの原画像のビデオ信
号xnを供給し、この合成回路（34）はそのビデオ信号xn
及びその比較画像の画像データより動画像の第ｎフレー
ムのビデオ信号znを生成して動画像用の画像メモリ
（７）に供給する。この場合、第５図に示す如くその原
画像のビデオ信号xnの走査線（38）を例にとると、その
合成回路（34）は、その走査線（38）がその比較画像の
輪郭（35）（ハイレベル“1"の領域）の一端（39）に達
するまでの区間（40A）ではその動画像のビデオ信号zn
として一定の色に対応する一定の信号を生成し、その走
査線（38）がその輪郭（35）の一端（39）と他端（41）
との間にある区間（40B）ではそのビデオ信号znとして
原画像のビデオ信号xnをそのまま出力し、その走査線
（38）がその輪郭（35）の他端（41）に達した後の区間
（40C）ではそのビデオ信号znとして一定の色に対応す
る一定の信号を生成する。従って、この合成回路（34）
によってその画像メモリ（32）の比較画像の輪郭（35）
に囲まれた部分に対応するその画像メモリ（３）の原画
像が動体の画像として抽出され、この動体の画像がモニ
タ（９）に表示される。
本例のスルー／反転回路（18）の作用につき説明する
に、原画像が例えば暗い背景の中を明るい動体（対象
物）が動いているような場合には第１図のスルー／反転
回路（18）において制御信号CTをローレベル“0"に設定
する。この場合、原画像の対象物（27）のビデオ信号xn
（第６図Ａ）は閾値εで２値化されて（第６図Ｂ）その
まま輪郭抽出回路（20）に供給されるため、その対象物
の外側の画素が輪郭となる（第６図Ｃ）。
に、原画像が例えば暗い背景の中を明るい動体（対象
物）が動いているような場合には第１図のスルー／反転
回路（18）において制御信号CTをローレベル“0"に設定
する。この場合、原画像の対象物（27）のビデオ信号xn
（第６図Ａ）は閾値εで２値化されて（第６図Ｂ）その
まま輪郭抽出回路（20）に供給されるため、その対象物
の外側の画素が輪郭となる（第６図Ｃ）。
一方、原画像が例えば明るい背景の中を暗い動体（対
象物）が動いているような場合には第１図のスルー／反
転回路（18）において制御信号CTをハイレベル“1"に設
定する。この場合、原画像の対象物（28）のビデオ信号
xn（第７図Ａ）は閾値εで２値化された後に（第７図
Ｂ）、更に第７図Ｃに示す如くそのスルー／反転回路
（18）にて反転され、この反転された２値信号が輪郭抽
出回路（20）に供給される。そして、第７図Ｃのハイレ
ベル“1"の領域の外側の画素が第７図Ｄの如く輪郭とし
て抽出される。
象物）が動いているような場合には第１図のスルー／反
転回路（18）において制御信号CTをハイレベル“1"に設
定する。この場合、原画像の対象物（28）のビデオ信号
xn（第７図Ａ）は閾値εで２値化された後に（第７図
Ｂ）、更に第７図Ｃに示す如くそのスルー／反転回路
（18）にて反転され、この反転された２値信号が輪郭抽
出回路（20）に供給される。そして、第７図Ｃのハイレ
ベル“1"の領域の外側の画素が第７図Ｄの如く輪郭とし
て抽出される。
第３図を参照して説明した如く本例の輪郭抽出回路
（20）はハイレベル“1"の領域の外側の画素を輪郭と判
定するので、対象物がローレベル“0"の場合にはそのま
まではその対象物の内側の画素が輪郭と判定されるの
で、合成回路（34）における動作を変更する必要があ
る。しかしながら、本例の如くスルー／反転回路（18）
が設けられている場合には、そのローレベル“0"の対象
物を反転することにより、対象物がハイレベル“1"のと
きと同様にその対象物の外側の画素が輪郭として抽出さ
れ、後処理を共通化した上に常に正確な輪郭を抽出でき
る利益がある。
（20）はハイレベル“1"の領域の外側の画素を輪郭と判
定するので、対象物がローレベル“0"の場合にはそのま
まではその対象物の内側の画素が輪郭と判定されるの
で、合成回路（34）における動作を変更する必要があ
る。しかしながら、本例の如くスルー／反転回路（18）
が設けられている場合には、そのローレベル“0"の対象
物を反転することにより、対象物がハイレベル“1"のと
きと同様にその対象物の外側の画素が輪郭として抽出さ
れ、後処理を共通化した上に常に正確な輪郭を抽出でき
る利益がある。
次に原画像の中の動体が不完全移動体である場合の本
例の動作につき第８図を参照して説明するに、原画像
（3A）中の高輝度の三角形の図形（42）が不完全移動し
ているものとする。先ず、その原画像（3A）に２値化及
び輪郭抽出を施して２値輪郭画像（20A）を得て、この
画像（20A）のビデオ信号を例えば画像メモリ（29）の
中に新しい画像の輪郭（29A）のビデオ信号として書込
む。この場合、画像メモリ（30）には古い画像の輪郭
（30A）のビデオ信号が書込まれているが、第８図に示
す如く、その古い画像の輪郭（30A）と新しい画像の輪
郭（29A）との相違は三角形の輪郭（44）が輪郭（43）
に変化している点である。
例の動作につき第８図を参照して説明するに、原画像
（3A）中の高輝度の三角形の図形（42）が不完全移動し
ているものとする。先ず、その原画像（3A）に２値化及
び輪郭抽出を施して２値輪郭画像（20A）を得て、この
画像（20A）のビデオ信号を例えば画像メモリ（29）の
中に新しい画像の輪郭（29A）のビデオ信号として書込
む。この場合、画像メモリ（30）には古い画像の輪郭
（30A）のビデオ信号が書込まれているが、第８図に示
す如く、その古い画像の輪郭（30A）と新しい画像の輪
郭（29A）との相違は三角形の輪郭（44）が輪郭（43）
に変化している点である。
この場合、輪郭（44）と輪郭（43）とは交差している
ため、新たに輪郭となった部分をハイレベル“1"とした
比較画像（32A）においては、三角形の輪郭（43A）の一
部に欠落部（46）が生じる。本例では補間回路（33）が
設けられているので、その欠落部（46）をハイレベル
“1"に設定した補間画像（32B）が生成され、その補間
画像（32B）の中の三角形の輪郭（43）の中に原画像（3
A）の中の動体である三角形の図形（42）を書込むこと
により動画像（7A）が得られる。
ため、新たに輪郭となった部分をハイレベル“1"とした
比較画像（32A）においては、三角形の輪郭（43A）の一
部に欠落部（46）が生じる。本例では補間回路（33）が
設けられているので、その欠落部（46）をハイレベル
“1"に設定した補間画像（32B）が生成され、その補間
画像（32B）の中の三角形の輪郭（43）の中に原画像（3
A）の中の動体である三角形の図形（42）を書込むこと
により動画像（7A）が得られる。
第８図より明らかな如く、原画像（3A）において三角
形の図形（42）が前フレームと重なり合う如く不完全に
移動している場合であっても、得られる動画像（7A）に
おいては完全な三角形の図形（42）が抽出されている。
このように本例によれば、動体が不完全移動体であって
も動体抽出が正確にできる利益がある。更に、本例はRG
Bの各成分について並列に動体抽出を行っているので、
動体が単一色彩であっても正確に動体抽出ができる。
形の図形（42）が前フレームと重なり合う如く不完全に
移動している場合であっても、得られる動画像（7A）に
おいては完全な三角形の図形（42）が抽出されている。
このように本例によれば、動体が不完全移動体であって
も動体抽出が正確にできる利益がある。更に、本例はRG
Bの各成分について並列に動体抽出を行っているので、
動体が単一色彩であっても正確に動体抽出ができる。
また、本例においては前のフレームの画像の２値輪郭
画像を記憶しておくだけでよく、収束の遅い背景画像を
生成する必要がないため、２枚目のフレームの原画像か
ら動体抽出ができる利益がある。この場合、２値輪郭画
像の記憶容量は、例えばＲ成分について考えると、画像
メモリ（29），（30），（32）の夫々について１画素当
り各１ビットでよい。一方、従来の背景画像の場合は、
例えばＲ成分については１画素当り８ビットの記憶容量
が必要であることから、本例によれば処理用の画像メモ
リの記憶容量が3/8に減少できる利益がある。
画像を記憶しておくだけでよく、収束の遅い背景画像を
生成する必要がないため、２枚目のフレームの原画像か
ら動体抽出ができる利益がある。この場合、２値輪郭画
像の記憶容量は、例えばＲ成分について考えると、画像
メモリ（29），（30），（32）の夫々について１画素当
り各１ビットでよい。一方、従来の背景画像の場合は、
例えばＲ成分については１画素当り８ビットの記憶容量
が必要であることから、本例によれば処理用の画像メモ
リの記憶容量が3/8に減少できる利益がある。
また、本例においては上述の第１表より明らかな如
く、古い画像の輪郭データが“0"で新しい画像の輪郭デ
ータが“1"の部分だけを動体の輪郭として抽出するよう
にしているので、例えば或る対象物が突然画面から消え
た場合には動体としては抽出されない利益がある。これ
に対して、単純に前後のフレームの差分をとって動きの
有無を抽出するような抽出方法では、或る対象物が突然
画面に出現したときだけでなく、その対象物が突然画面
から消えたときにも動体として抽出される不都合があ
る。
く、古い画像の輪郭データが“0"で新しい画像の輪郭デ
ータが“1"の部分だけを動体の輪郭として抽出するよう
にしているので、例えば或る対象物が突然画面から消え
た場合には動体としては抽出されない利益がある。これ
に対して、単純に前後のフレームの差分をとって動きの
有無を抽出するような抽出方法では、或る対象物が突然
画面に出現したときだけでなく、その対象物が突然画面
から消えたときにも動体として抽出される不都合があ
る。
尚、本例は説明の便宜上機能ブロック図を用いて表現
したが、第１図の各回路の機能は一般にはコンピュータ
のソフトウェアの中で実行される。また、原画像用の画
像メモリ（３）と動画像用の画像メモリ（７）とを共通
化すること等も可能である。
したが、第１図の各回路の機能は一般にはコンピュータ
のソフトウェアの中で実行される。また、原画像用の画
像メモリ（３）と動画像用の画像メモリ（７）とを共通
化すること等も可能である。
このように本発明は上述実施例に限定されず、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採り得ることは
勿論である。
の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採り得ることは
勿論である。
本発明によれば、情報量が少ない古い画像の輪郭の情
報だけを記憶しておくだけで動体抽出ができるため、背
景画像を生成する必要がなく２枚目の原画像から動体の
抽出ができると共に、不完全移動の動体も正確に抽出で
きる利益がある。
報だけを記憶しておくだけで動体抽出ができるため、背
景画像を生成する必要がなく２枚目の原画像から動体の
抽出ができると共に、不完全移動の動体も正確に抽出で
きる利益がある。
第１図は本発明の一実施例の画像処理装置を示す機能ブ
ロック図、第２図〜第５図は夫々第１図例の各部の動作
の説明に供する線図、第６図〜第８図は夫々第１図例の
輪郭抽出動作の説明に供する線図、第９図は従来の画像
処理装置を示す機能ブロック図、第10図〜第13図は夫々
第９図例の動作の説明に供する線図である。 （３）は原画像用の画像メモリ、（７）は動画像用の画
像メモリ、（16）は２値化回路、（20）は輪郭抽出回
路、（29）及び（30）は夫々２値輪郭画像用の画像メモ
リ、（31）は比較回路、（32）は比較画像用の画像メモ
リ、（33）は補間回路である。
ロック図、第２図〜第５図は夫々第１図例の各部の動作
の説明に供する線図、第６図〜第８図は夫々第１図例の
輪郭抽出動作の説明に供する線図、第９図は従来の画像
処理装置を示す機能ブロック図、第10図〜第13図は夫々
第９図例の動作の説明に供する線図である。 （３）は原画像用の画像メモリ、（７）は動画像用の画
像メモリ、（16）は２値化回路、（20）は輪郭抽出回
路、（29）及び（30）は夫々２値輪郭画像用の画像メモ
リ、（31）は比較回路、（32）は比較画像用の画像メモ
リ、（33）は補間回路である。
Claims (3)
- 【請求項１】原画像を順次記憶する画像メモリと、 前記画像メモリよりの原画像の輪郭を抽出する輪郭抽出
手段と、 前記輪郭抽出手段よりの古い輪郭と新しい輪郭とを順次
記憶する第１及び第２の輪郭メモリと、 前記第１及び第２の輪郭メモリよりの前記古い輪郭と新
しい輪郭とを比較し、前記新しい輪郭のうち、新たに輪
郭となった動体輪郭を得る動体輪郭生成手段と、 この動体輪郭生成手段で得られた動体輪郭の欠落を補間
する補間手段と、 この補間手段より得られた補間された動体輪郭により前
記画像メモリよりの原画像より動体を抽出する動体抽出
手段とを設けたことを特徴とする動体抽出装置。 - 【請求項２】請求項１記載の動体抽出装置において、前
記補間手段は輪郭の欠落部の画素を中心とする複数の画
素のうち、前記欠落部の画素により互いに分離されてい
る少なくとも２個の画素のデータにもとづいて補間する
ことを特徴とする動体抽出装置。 - 【請求項３】原画像を順次画像メモリに記憶するステッ
プと、 前記画像メモリよりの原画像の輪郭を抽出し、記憶する
ステップと、 前記記憶された輪郭のうち、前画像に対応する古い輪郭
と原画像に対応する原輪郭とを比較し、その比較結果に
より動体輪郭を得るステップと、 この動体輪郭を得るステップで得られた動体輪郭の欠落
を補間して補間動体輪郭を得るステップと、 この補間された動体輪郭により前記画像メモリよりの原
画像より動体を抽出するステップ とからなることを特徴とする動体抽出方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13723189A JP3035920B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 動体抽出装置及び動体抽出方法 |
| US07/528,548 US5097327A (en) | 1989-05-30 | 1990-05-25 | Apparatus for detecting a moving object in a motion picture sequence |
| KR1019900007651A KR100204442B1 (ko) | 1989-05-30 | 1990-05-26 | 동체 검출방법 |
| DE69024539T DE69024539T2 (de) | 1989-05-30 | 1990-05-30 | Einrichtung zur Feststellung eines bewegten Gegenstandes in einer Folge von Bildern in Bewegung |
| EP19900305890 EP0400998B1 (en) | 1989-05-30 | 1990-05-30 | Apparatus for detecting a moving object in a motion picture sequence |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13723189A JP3035920B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 動体抽出装置及び動体抽出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH032984A JPH032984A (ja) | 1991-01-09 |
| JP3035920B2 true JP3035920B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=15193849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13723189A Expired - Lifetime JP3035920B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 動体抽出装置及び動体抽出方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5097327A (ja) |
| EP (1) | EP0400998B1 (ja) |
| JP (1) | JP3035920B2 (ja) |
| KR (1) | KR100204442B1 (ja) |
| DE (1) | DE69024539T2 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04207788A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-29 | Sony Corp | 画像信号符号化装置及び方法 |
| JPH05100167A (ja) * | 1991-10-08 | 1993-04-23 | Nikon Corp | 輪郭強調回路 |
| US5457774A (en) * | 1991-11-15 | 1995-10-10 | Seiko Epson Corporation | Bit map data generation apparatus |
| EP0557007A2 (en) * | 1992-02-15 | 1993-08-25 | Sony Corporation | Picture processing apparatus |
| JPH0730888A (ja) * | 1993-06-24 | 1995-01-31 | Canon Inc | 動画像送信装置及び動画像受信装置 |
| US5687249A (en) * | 1993-09-06 | 1997-11-11 | Nippon Telephone And Telegraph | Method and apparatus for extracting features of moving objects |
| KR100242880B1 (ko) * | 1994-12-29 | 2000-02-01 | 전주범 | 분할된 영역의 윤곽추적장치 |
| EP0720373A1 (en) * | 1994-12-30 | 1996-07-03 | Daewoo Electronics Co., Ltd | Method and apparatus for encoding a video signal using region-based motion vectors |
| EP0783820B1 (en) * | 1995-08-02 | 2001-10-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and system for coding an image sequence |
| SE507410C2 (sv) * | 1995-11-08 | 1998-05-25 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande och anordning för rörelseestimering |
| JP3679512B2 (ja) | 1996-07-05 | 2005-08-03 | キヤノン株式会社 | 画像抽出装置および方法 |
| US6453069B1 (en) | 1996-11-20 | 2002-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of extracting image from input image using reference image |
| JP4031122B2 (ja) * | 1998-09-30 | 2008-01-09 | 本田技研工業株式会社 | 差分画像を用いた被写体の検出装置 |
| US7133537B1 (en) * | 1999-05-28 | 2006-11-07 | It Brokerage Services Pty Limited | Method and apparatus for tracking a moving object |
| KR100393639B1 (ko) * | 2001-09-28 | 2003-08-02 | (주)스마트비전텍 | 초고속 영상 처리 방법 |
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