JP3038051B2 - 動画像領域抽出装置 - Google Patents

動画像領域抽出装置

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JP3038051B2 JP3159037A JP15903791A JP3038051B2 JP 3038051 B2 JP3038051 B2 JP 3038051B2 JP 3159037 A JP3159037 A JP 3159037A JP 15903791 A JP15903791 A JP 15903791A JP 3038051 B2 JP3038051 B2 JP 3038051B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、動画像から意味のあ
る動物体を抽出する動画像領域抽出装置に関する。
【0002】[発明の概要]この発明の動画像領域抽出
装置は、前2フィールド間で動物体が占める領域がどの
ように変形したかを調べ、その変化の様子から現フィー
ルドにおける動物体の領域を予測することにより、不必
要な領域における処理をあらかじめ除去することによる
高速化を図り、同時に、領域指定時の不確定さの大幅な
減少を図ることができ、動画像からの領域抽出が自動的
に効率良く行なえるようにするものである。
【0003】
【従来の技術】一般に、映像合成技術の分野において、
通常の映像から人物や花などの特定の意味のある領域画
像を切り出し、それらを適当な位置に配置して合成画像
を作成する動画像領域抽出方式として、以下のような方
式が知られている。
【0004】その1つは、クロマキーによる領域抽出方
式であり、これは、ブルーバックのような特殊な背景の
映像から、その色をキー信号とする方式である。また、
ビデオマットによる領域抽出方式も知られており、これ
は、通常の映像から人手によって領域の境界を画素単位
に正確に入力する方式である。
【0005】また、特願平1−314384号出願に見
られるような静止画における領域抽出装置も提案されて
いる。これは、図9に示すように、まず、意味のある領
域の境界部を概略図形入力部1によって人手により概略
図形として入力し、この概略図形の粗境界線画像信号1
aをエッジ情報利用細線化部2によって細線化する。こ
こで、図形の細線化の際、マスク付きエッジ抽出部3で
求めたこの図形のエッジ画像信号3aを利用し、エッジ
情報の値(エッジ成分)の小さい部分から優先的に細線
化する。そして、この細線化部2による細線化画像信号
2aを塗りつぶし部4によって塗りつぶして領域画像信
号4aとして出力し、これを入力画像信号5aと乗算す
ることにより、意味のある領域の画像のみを出力画像信
号6aとして出力するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところがこのような従
来の動物体の領域抽出方式では、次のような問題点があ
った。
【0007】まず、クロマキーによる動物体の領域抽出
方式は動物体を実時間で抽出する方式であるが、撮影時
に特殊な背景を準備する必要があり、通常の撮影で得た
映像には使用できない問題点があった。また、ビデオマ
ットによる動物体の領域抽出方式は通常の映像から静止
画として意味のある領域を正確に抽出する方式である
が、人手によって作業するものであるために、1画素ず
つの正確な輪郭を得るには多大な労力、時間と熟練を要
する問題点があった。
【0008】さらに、図9に示した静止画における領域
抽出装置では、概略図形を入力するだけで簡単に意味の
ある領域を抽出することができるが、静止画にしか対応
することができず、動画像に対応することができるよう
な装置の開発が望まれていた。
【0009】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、最初の2フィールドついてのみ人手
によって領域の境界を指定するだけで、3フィールド以
降の動画像については、前2フィールドにおける意味の
ある領域の境界の形状変化から現フィールドにおける境
界の形状を予測することにより、自動的に簡単かつ高速
に必要な動物体領域画像を抽出することができる動画像
領域抽出装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の動画像領域抽
出装置は、最初の2フィールドにおいて抽出対象画像の
太線化した概略図形を手入力するためのマンマシンイン
ターフェースとしての概略図形入力手段と、各フィール
ドごとの概略図形より静止画の意味ある領域を抽出する
静止画領域抽出手段と、現フィールドが第3フィールド
以降であるときに、前記静止画領域抽出手段の抽出した
前々フィールドと前フィールドとの2フィールドそれぞ
れに対する領域図形に対して、それらの間の形状変化を
示す移動量および拡大縮小率を検出する領域比較手段
と、前記前フィールドの領域図形に対して前記領域比較
手段によって得られた形状変化データを用いて変形処理
を行って現フィールドの境界を予測し、現フィールドの
領域図形を生成する境界線修正手段と、前記境界線修正
手段によって得られた現フィールドの領域図形を太線化
して概略図形を生成する境界線太線化手段と、現フィー
ルドが第1または第2フィールドであるときには前記概
略図形入力手段によって入力された概略図形を、また、
現フィールドが第3フィールド以降であるときには前記
境界線太線化手段の生成する概略図形をそれぞれ前記静
止画領域抽出手段に与えて得られる領域図形を現フィー
ルドの原画像と乗算することにより、原画像の意味のあ
る領域図形を抽出して出力する乗算手段とを備えたもの
である。
【0011】
【作用】この発明の動画像領域抽出装置では、まず最初
の2フィールドにおいては、意味のある領域の境界部を
人手により太線化した概略図形として入力し、この概略
図形から静止画領域抽出手段によって意味ある領域図形
を抽出する。
【0012】そして、前フィールドの意味のある領域の
境界部を太線化して、現フィールドの概略図形とする。
このとき、前々フィールドと前フィールドの意味のある
領域の境界部を比較し、移動量、拡大縮小量を得て、こ
れを前フィールドの意味のある領域の境界部に適用する
ことによって現フィールドにおける動物体の変化を予測
し、予測した境界部を現フィールドの領域図形とし、こ
れを現フィールドの原画像と乗算することにより、第3
フィールド以降の意味のある領域の画像の自動抽出を行
なう。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。図1はこの発明の一実施例の機能ブロック図であ
り、第1および第2フィールドの意味のある領域の概略
図形を入力するための概略図形入力部11と、この概略
図形入力部11からの概略図形の粗境界線画像信号12
を自動的に細線化する静止画自動領域抽出部13と、n
フィールドを現フィールドとするときに(n−2)フィ
ールドである前々フィールドから抽出された領域画像信
号14と(n−1)フィールドである前フィールドから
抽出された領域画像信号14とを比較して領域の移動
量、拡大縮小率を求める領域比較部15を備えている。
【0014】また、領域比較部15が求めた移動量、拡
大縮小率の比較データ16から(n−1)フィールドの
境界線をnフィールドに適用する境界線修正部17と、
この境界線修正部17によって修正された(n−1)フ
ィールドの境界線の細線化画像信号18を太線化して現
フィールドであるnフィールドの概略図形とする境界線
太線化部19を備えている。
【0015】なお、図中、20は境界線太線化部19か
らの出力としての粗境界線画像信号、21は入力画像信
号、22は出力画像信号、23は乗算器である。
【0016】次に、上記の構成の動画像領域抽出装置の
動作について説明する。
【0017】まず、図2に示すように画像データ信号は
すべて、2次元上に配列された画素24のデータを複数
フレーム有することにより映像内容を保持している。そ
して、この実施例の装置は、次の処理手順に従って動画
像の領域抽出を行なう。
【0018】i)図3のステップS1に示すような最初
の第1フィールドの原画像の入力画像信号21が与えら
れているとすると、この第1フィールドに対して、概略
図形入力部11からステップS2に示すような太線化し
た概略図形を手入力する。
【0019】ii)この概略図形入力部11からの概略図
形の粗境界線画像信号12に対して、静止画自動抽出部
13は、入力画像信号21との対応においてステップS
3に示すように概略図形を細線化して境界線を求め、続
いて乗算器23において原画像の入力画像信号21と領
域画像信号14とを乗算することによりステップS4に
示すような意味のある領域の画像を抽出し、これを出力
画像信号22として出力する。
【0020】iii)以上の手順は、第2フィールドの入
力画像信号に対しても実行される。
【0021】続いて、第3フィールドから最終フィール
ドまでの入力画像信号21に対しては、以下のiv)〜v
i)の処理が繰り返し行なわれる。
【0022】iv)nフィールドである現フィールドに対
する前フィールド(n−1)の細線化境界線を境界線太
線化部19において、図6に示す手順で一定幅の太線に
太線化し、nフィールドの概略図形とする(図5におけ
るステップS13)。
【0023】v)このときに、次のようにして修正を加
える(図4におけるステップS7〜S12)。
【0024】まず、静止画自動領域抽出部13において
抽出した前々フィールド(n−2)と前フィールド(n
−1)の領域図形の領域画像信号14を領域比較部15
において比較し、移動量、拡大縮小率を求める。なお、
ここで、移動量は、図7に示すように対象物の重心の座
標差(dx,dy)として求める。また、拡大縮小率
は、図8(a),(b)に示すように対象物の面積の比
sから求める。
【0025】そして、これらの比較データ16を境界修
正部17に与え、ここで、(n−1)の前フィールドの
領域図形に対して、これらの移動量(dx,dy)、拡
大縮小率sを用いた修正を図7(c)、図8(c)に示
すように行ない、nの現フィールドの修正した境界線を
領域図形として得る。
【0026】vi)次に、図5のステップS13に示すn
の現フィールドの概略図形から、図5のステップS1
4,S15のように静止画自動領域抽出部13により、
境界線を細線化し、これを入力画像信号21から得られ
たnの現フィールドの原画像と乗算器23において乗算
し、出力画像信号22として意味のある領域の画像のみ
を抽出したものを得る。
【0027】そして、以上のiv)〜vi)の手順は図5の
ステップS16に示すように全フィールド分だけ繰り返
して行ない、動物体に対する全フィールドの意味のある
領域の画像信号を抽出する。
【0028】このようにして、動画像に対する最初の2
フィールドの概略図形を手入力によって与えることによ
り、第3フィールド以降の動物体の意味のある領域の画
像抽出を自動的に行なうことができるのである。
【0029】なお、上記実施例ではモノクロ映像につい
て説明したが、この発明はカラー映像に対しても有効に
適用することができる。
【0030】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、動画像
の第3フィールド以降のフィールドに対して、前2フィ
ールド間で動物体が占める領域がどのように変形したか
を調べ、その変化の様子から現フィールドにおける物体
の領域を予測することにより、不必要な領域における処
理をあらかじめ除去し、得られた現フィールドの領域図
形を原画像と乗算することによって意味のある領域の画
像を得るようにしているために、従来のクロマキー方式
のように特殊な背景を必要としなくて、撮影に際して制
約を受けることがなく、また、ビデオマット方式のよう
に1画素ごとに境界を手入力によって指定する必要がな
いために作業者に多大な労力を要求することがなく、簡
便に、かつ高速に動画像の領域抽出処理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の機能ブロック図。
【図2】上記実施例で使用する映像データのデータ構造
を示す説明図。
【図3】上記実施例の動物体の領域抽出処理を示すフロ
ーチャート。
【図4】上記実施例の動物体の領域抽出処理を示すフロ
ーチャート。
【図5】上記実施例の動物体の領域抽出処理を示すフロ
ーチャート。
【図6】上記実施例における変形に対する処理動作の説
明図。
【図7】上記実施例における移動に対する処理動作の説
明図。
【図8】上記実施例における拡大縮小に対する処理動作
の説明図。
【図9】従来例の機能ブロック図。
【符号の説明】
11 概略図形入力部 12 粗境界線画像信号 13 静止画自動領域抽出部 14 領域画像信号 15 領域比較部 16 比較データ 17 境界線修正部 18 細線化画像信号 19 境界線太線化部 20 粗境界線画像信号 21 入力画像信号 22 出力画像信号 23 乗算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/262 - 5/275 G06T 7/00 - 7/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最初の2フィールドにおいて抽出対象画
    像の太線化した概略図形を入力するためのマンマシンイ
    ンターフェースとしての概略図形入力手段と、 各フィールドごとの概略図形より静止画の意味ある領域
    を抽出する静止画領域抽出手段と、 現フィールドが第3フィールド以降であるときに、前記
    静止画領域抽出手段の抽出した前々フィールドと前フィ
    ールドの2フィールドそれぞれに対する領域図形に対し
    て、それらの間の形状変化を示す移動量および拡大縮小
    率を検出する領域比較手段と、 前記前フィールドの領域図形に対して前記領域比較手段
    によって得られた形状変化データを用いて変形処理を行
    って現フィールドの境界を予測し、現フィールドの領域
    図形を生成する境界線修正手段と、 前記境界線修正手段によって得られた現フィールドの領
    域図形を太線化して概略図形を生成する境界線太線化手
    段と、 現フィールドが第1または第2フィールドであるときに
    は前記概略図形入力手段によって入力された概略図形
    を、また、現フィールドが第3フィールド以降であると
    きには前記境界線太線化手段の生成する概略図形をそれ
    ぞれ前記静止画領域抽出手段に与えて得られる領域図形
    を現フィールドの原画像と乗算することにより、原画像
    の意味のある領域図形を抽出して出力する乗算手段とを
    備えて成る動画像領域抽出装置。
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