JP3062394B2 - Moving image extraction method - Google Patents

Moving image extraction method

Info

Publication number
JP3062394B2
JP3062394B2 JP6116526A JP11652694A JP3062394B2 JP 3062394 B2 JP3062394 B2 JP 3062394B2 JP 6116526 A JP6116526 A JP 6116526A JP 11652694 A JP11652694 A JP 11652694A JP 3062394 B2 JP3062394 B2 JP 3062394B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
difference
background
value
density value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6116526A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07320035A (en
Inventor
孝弘 渡辺
裕次 久野
聰 中川
義則 下迫田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP6116526A priority Critical patent/JP3062394B2/en
Publication of JPH07320035A publication Critical patent/JPH07320035A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3062394B2 publication Critical patent/JP3062394B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、さまざまな環境下にお
いて安定して画像中から動体像のみを抽出するための動
体像抽出方法に関するものであり、例えば、画像監視装
置において侵入者を抽出する場合などに利用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving object image extracting method for stably extracting only a moving object image from an image under various environments. For example, an intruder is extracted in an image monitoring apparatus. Used in some cases.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、従来の動体像抽出方法を示す構
成ブロック図である。以下、この図を参照しつつ、従来
の動体像抽出方法を説明する。画像入力部1を通して入
力され、背景画像メモリ2に予め格納されている背景画
像、及び入力画像メモリ3に格納されている入力画像と
から、差分処理4により、濃度差の絶対値を計算して差
分画像を求めて該差分画像を二値化処理5に出力する。
二値化処理5では、その差分画像を予め設定されている
閾値を用いて二値化し、入力画像中において背景画像か
ら変化した領域を求める。変化領域抽出処理6では、こ
の変化領域を入力画像中の動体を表す領域、つまり、動
体像7として入力画像中から抽出する。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a conventional moving object image extracting method. Hereinafter, a conventional moving object image extraction method will be described with reference to FIG. An absolute value of a density difference is calculated by a difference process 4 from a background image input through the image input unit 1 and stored in the background image memory 2 in advance and an input image stored in the input image memory 3. A difference image is obtained, and the difference image is output to the binarization processing 5.
In the binarization process 5, the difference image is binarized using a preset threshold, and an area of the input image that has changed from the background image is obtained. In the change area extraction processing 6, the change area is extracted from the input image as a region representing the moving object in the input image, that is, a moving object image 7.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
動体像抽出方法においては、次のような課題があった。
二値化処理5において、予め設定されている閾値を用い
て差分画像を二値化して動体像を抽出する場合、その閾
値の設定は難しく、また、環境が変化する場合では以下
の理由により動体像を正確に抽出するのは困難である。
例えば、動体の影がくっきり見えるような明るい環境下
において、影の影響を排除し動体像のみを正確に抽出し
ようとすると、閾値は比較的高めに設定しなければなら
ないが、高すぎると動体像が抽出されなくなる。一方、
動体が見えるか見えないかの薄暗い環境下では、閾値は
比較的低めに設定しなくてはならないが、低すぎると雑
音まで抽出してしまう。このように、それぞれの環境下
における適切な閾値を設定するのは難しい。またさら
に、環境が変化する場合に閾値が固定されていると、明
るい環境下ではうまく動体像を抽出できても、環境が変
化して薄暗くなると動体像をうまく抽出できなかった
り、また逆に、暗い環境下ではうまく動体像を抽出でき
ても、明るくなると動体像をうまく抽出できなかったり
する場合がある。
However, the conventional moving object image extraction method has the following problems.
In the binarization process 5, when a moving object image is extracted by binarizing a difference image using a preset threshold value, it is difficult to set the threshold value. It is difficult to extract the image accurately.
For example, in a bright environment where the shadow of a moving object is clearly visible, the threshold value must be set relatively high to remove the influence of the shadow and accurately extract only the moving object image. Will not be extracted. on the other hand,
In a dim environment where a moving object is visible or invisible, the threshold value must be set relatively low, but if it is too low, noise is extracted. Thus, it is difficult to set an appropriate threshold value in each environment. Still further, if the threshold is fixed when the environment changes, even if the moving image can be extracted well in a bright environment, the moving image cannot be extracted well if the environment changes and becomes dim, or conversely, In a dark environment, even if a moving object image can be successfully extracted, if it becomes bright, a moving object image may not be extracted properly.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、前記課題
を解決するために、予め記憶された動体像の存在しない
ときの背景画像と逐次入力される入力画像との差分画像
を閾値との比較により二値化して変化領域を求め、前記
変化領域を動体像として抽出する動体像抽出方法におい
て、以下の処理を実行する。すなわち、現在と過去の背
景画像同士の差分画像を求める差分処理と、前記差分画
像の最大濃度値を求める差分画像特徴値抽出処理と、前
記現在の背景画像を過去の背景画像とし、新たに入力さ
れる背景画像を現在の背景画像とする背景画像更新処理
と、前記差分処理と差分画像特徴値抽出処理と背景画像
更新処理とを所定の回数繰り返して行い複数フレームの
最大濃度値の配列からその平均値である背景差分最大濃
度値を求める初期設定処理と、前記背景差分最大濃度
値、及び前記背景画像の濃度値に基づいて前記閾値を設
定する最適閾値設定処理とを、実行する。第2の発明
は、前記初期設定処理を実行した後、前記背景画像と入
力画像との差分画像の最大濃度値と前記背景差分最大濃
度値とを比較して動体像が存在するか否かを判定する画
像変化検出処理を実行する。そして、前記画像変化検出
処理により動体像が存在しないと判定されたとき、前記
背景画像と入力画像との差分画像の最大濃度値に基づき
前記複数フレームの最大濃度値の配列及び前記背景差分
最大濃度値を更新する背景差分特徴配列更新処理を実行
し、前記背景画像更新処理は前記入力画像を背景画像と
して更新し、前記最適閾値設定処理は前記背景差分特徴
配列更新処理により更新された背景差分最大濃度値及び
前記入力画像の濃度値に基づき前記閾値を更新するよう
にしている。
According to a first aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a difference image between a previously stored background image when a moving object image does not exist and an input image sequentially input is set as a threshold value. The following processing is executed in a moving object image extracting method for obtaining a changing region by binarizing by comparing the above, and extracting the changing region as a moving object image. That is, a difference process for finding a difference image between the current and past background images, a difference image feature value extraction process for finding the maximum density value of the difference image, and a process of newly inputting the current background image as a past background image. A background image update process that sets the background image to be the current background image, and the difference process, the difference image feature value extraction process, and the background image update process are repeated a predetermined number of times. An initial setting process for obtaining a background difference maximum density value that is an average value and an optimum threshold value setting process for setting the threshold value based on the background difference maximum density value and the density value of the background image are executed. In the second invention, after executing the initial setting process, a maximum density value of a difference image between the background image and the input image is compared with the maximum density value of the background difference to determine whether a moving object image exists. An image change detection process to be performed is executed. Then, when it is determined by the image change detection process that there is no moving object image, based on the maximum density value of the difference image between the background image and the input image, an array of the maximum density values of the plurality of frames and the background difference maximum density A background difference feature array update process for updating a value is executed, the background image update process updates the input image as a background image, and the optimal threshold setting process performs a background difference maximum update performed by the background difference feature array update process. The threshold is updated based on a density value and a density value of the input image.

【0005】[0005]

【作用】第1の発明によれば、以上のように動体像抽出
方法を構成したので、差分画像特徴値抽出処理により、
前記現在と過去の背景画像同士の差分画像の最大濃度値
を求める。この最大濃度値は、撮像場所、画像入力装置
等によって起こる雑音の影響を表す値であり、この値が
背景を表す領域とそれ以外の領域を切り分けるための閾
値となる。差分処理、差分画像特徴値抽出処理、及び背
景画像更新処理を繰り返し行うことにより複数フレーム
の背景画像同士の差分画像の最大濃度値の配列を求め
る。初期設定処理により最大濃度値の配列から平均値で
ある背景差分最大濃度値を求めて雑音の影響を少なくす
る。最適閾値設定処理により、背景差分最大濃度値、及
び背景画像の濃度値に基づいて、明るい背景のもとで発
生し得る動体の影の影響を排除するために最適な閾値を
設定する。この閾値をもとに二値化処理を行い、動体像
を抽出する。第2の発明によれば、画像変化検出処理に
より背景画像と入力画像との差分画像の最大濃度値と前
記背景差分最大濃度値とを比較して動体像が存在するか
否かを判定する。そして、動体像が存在しなければ、入
力画像と背景画像の差分画像の最大濃度値を配列に加
え、この最大濃度値に基いて背景差分最大濃度値を求め
る。このように環境の変化に応じて背景差分最大濃度
値、及び背景画像を更新してゆく。最適閾値設定処理で
は、この背景差分最大濃度値、及び入力画像の濃度値に
基いて閾値を更新し、環境の変化に応じて閾値を設定す
る。従って、前記課題を解決できるのである。
According to the first aspect of the present invention, the moving object image extracting method is configured as described above.
A maximum density value of a difference image between the current and past background images is obtained. This maximum density value is a value representing the influence of noise generated by the imaging location, the image input device, and the like, and this value is a threshold value for separating the region representing the background from other regions. By repeatedly performing the difference processing, the difference image feature value extraction processing, and the background image update processing, an array of the maximum density value of the difference image between the background images of a plurality of frames is obtained. The influence of noise is reduced by calculating the background difference maximum density value, which is the average value, from the maximum density value array by the initial setting process. The optimum threshold value setting processing sets an optimum threshold value based on the maximum background difference density value and the density value of the background image in order to eliminate the influence of a moving object shadow that may occur under a bright background. A binarization process is performed based on the threshold to extract a moving object image. According to the second aspect, the image change detection process compares the maximum density value of the difference image between the background image and the input image with the maximum background difference density value to determine whether a moving object image exists. If the moving object image does not exist, the maximum density value of the difference image between the input image and the background image is added to the array, and the maximum background difference density value is obtained based on the maximum density value. As described above, the background difference maximum density value and the background image are updated according to the change in the environment. In the optimum threshold value setting process, the threshold value is updated based on the maximum density value of the background difference and the density value of the input image, and the threshold value is set according to a change in environment. Therefore, the above problem can be solved.

【0006】[0006]

【実施例】まず、本実施例の原理を図面を参照しつつ説
明する。図3、図4は、それぞれ明るい環境下での背景
画像、入力画像の一例を示す図である。図5は、図3と
図4の背景画像と入力画像との差の絶対値を計算して求
められる差分画像である。図6は、図5に示す差分画像
の濃度ヒストグラムを表している。図7、図8は、それ
ぞれ暗い環境下での背景画像、入力画像の一例を示す図
である。図9は、図7と図8の背景画像と入力画像との
差の絶対値を計算して求められる差分画像である。図1
0は、図9に示す差分画像の濃度ヒストグラムを表して
いる。図11は、時刻tでの背景画像とΔt後での背景
画像同士の差分画像の濃度ヒストグラムを表している。
図12は、雑音が全くない場合の時刻tでの背景画像と
Δt後での背景画像同士の差分画像の濃度ヒストグラム
を表している。図3のような明るい環境下において、背
景画像と入力画像との差分処理を利用して動体(図4中
では人)のみを抽出するためには、図6中の濃度値bを
閾値として図5のような差分画像を二値化するのが最も
よい。以下、その理由を述べる。まず、濃度値の小さい
Aの部分について考察する。雑音の全く発生しない理想
的な装置であれば、背景画像同士の差分画像は全ての画
素値が「0」となり、その濃度ヒストグラムは図12に
示すようになるはずである。しかし、画像入力装置など
からの雑音の影響によって背景画像同士の差分画像の濃
度ヒストグラムは図11に示すようになる。この図か
ら、図6におけるAの部分は差分画像中で変化した領域
以外の背景部分を表す領域であるといえる。そのため、
B,Cの部分が入力画像中で背景画像から変化した領域
を表すといえるが、Bの部分は、濃度変化がそれほど激
しくないことを表す領域であり、Cの部分は、濃度変化
が激しいことを表す領域である。図3のような明るい環
境下では、一般に動体に影が発生するが、多くの場合濃
度変化の小さいことを表すBの部分が影の領域を表し、
濃度変化の大きいことを表すCの部分が動体の領域を表
すことが多い。そのため、動体のみを抽出するには濃度
値bが最適な閾値となるのである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of the present embodiment will be described with reference to the drawings. 3 and 4 are diagrams illustrating examples of a background image and an input image in a bright environment, respectively. FIG. 5 is a difference image obtained by calculating the absolute value of the difference between the background image of FIGS. 3 and 4 and the input image. FIG. 6 shows a density histogram of the difference image shown in FIG. 7 and 8 are diagrams illustrating an example of a background image and an example of an input image in a dark environment, respectively. FIG. 9 is a difference image obtained by calculating the absolute value of the difference between the background image of FIGS. 7 and 8 and the input image. FIG.
0 represents the density histogram of the difference image shown in FIG. FIG. 11 shows a density histogram of a difference image between the background image at time t and the background image after Δt.
FIG. 12 illustrates a density histogram of a difference image between the background image at time t and the background image after Δt when there is no noise. In order to extract only a moving object (a person in FIG. 4) using the difference processing between the background image and the input image in a bright environment as shown in FIG. 3, the density value b in FIG. It is best to binarize the difference image such as 5. Hereinafter, the reason will be described. First, the portion A having a small density value will be considered. In an ideal device in which no noise is generated, the difference image between the background images should have all pixel values of “0”, and the density histogram should be as shown in FIG. However, the density histogram of the difference image between the background images becomes as shown in FIG. 11 due to the influence of noise from the image input device or the like. From this figure, it can be said that the portion A in FIG. 6 is a region representing a background portion other than the region changed in the difference image. for that reason,
It can be said that the portions B and C represent the regions that have changed from the background image in the input image. Is an area representing. In a bright environment as shown in FIG. 3, a shadow generally appears on a moving object. In many cases, a portion B representing a small change in density represents a shadow area.
The portion C indicating that the density change is large often indicates the region of the moving object. Therefore, the density value b is an optimum threshold value for extracting only a moving object.

【0007】一方、図7のような暗い環境下では、図1
0中の濃度値a´を閾値として差分画像を二値化するの
が適切である。なぜなら、暗い環境下では、図6中のB
の動体の影を表す領域がないために、背景の領域を表す
A´と動体の領域を表す領域C´とを切り分けるための
a´が閾値として最も適していることになる。そこで、
本発明では最適閾値、つまり、図6中の濃度値bや図1
0中の濃度値a´を以下の手順で求めている。まず、そ
れぞれの環境下において背景を表す領域とそれ以外の領
域を切り分ける濃度値、つまり、図6中の濃度値aや図
10中の濃度値a´を求める。そのために、まず、異な
る時間における背景画像同士の差分画像を求め、次にそ
の差分画像から最大濃度値を求める。さらに、雑音の影
響を少なくするために、この最大濃度値を複数の背景画
像同士の差分画像から求め、それらの平均値を求める。
この値を図6中の濃度値aや図10中の濃度値a´とみ
なす(以下、この濃度値を背景差分最大濃度値Dと呼
ぶ)。ただし、雑音の影響によって、それぞれの最大濃
度値が安定しない場合は、差分画像の濃度ヒストグラム
の累積度数が全画素中のほぼ100% となる画素の濃度
値でよい。背景差分最大濃度値Dは、撮影場所、画像入
力機器等によって雑音の影響を表す値であり、背景から
常にその影響が現れていることを示す。そのため、この
値が背景を表す領域とそれ以外の領域を切り分けるため
の閾値となる。
On the other hand, in a dark environment as shown in FIG.
It is appropriate to binarize the difference image using the density value a ′ in 0 as a threshold. Because, in a dark environment, B in FIG.
Since there is no region representing the shadow of the moving object, a 'for separating A' representing the background region and region C 'representing the moving object region is most suitable as the threshold value. Therefore,
In the present invention, the optimum threshold value, that is, the density value b in FIG.
The density value a 'in 0 is obtained by the following procedure. First, in each environment, a density value that separates a region representing a background from other regions, that is, a density value a in FIG. 6 and a density value a ′ in FIG. 10 are obtained. For this purpose, first, a difference image between background images at different times is obtained, and then a maximum density value is obtained from the difference image. Further, in order to reduce the influence of noise, the maximum density value is obtained from a difference image between a plurality of background images, and an average value thereof is obtained.
This value is regarded as the density value a in FIG. 6 or the density value a ′ in FIG. 10 (hereinafter, this density value is referred to as a background difference maximum density value D). However, if the respective maximum density values are not stable due to the influence of noise, the density values of the pixels in which the cumulative frequency of the density histogram of the difference image is almost 100% of all the pixels may be used. The background difference maximum density value D is a value indicating the influence of noise depending on the shooting location, image input device, and the like, and indicates that the influence always appears from the background. Therefore, this value is a threshold for separating the region representing the background from the other region.

【0008】次に、明るい背景のもとで発生し得る動体
の影の影響を排除するために、背景差分最大濃度値Dか
ら閾値をさらに高くするための値(以下、この値を変化
値αと呼ぶ)を決める。変化値αによって図6中の濃度
値bが求められる。変化値αは、図7のように暗い環境
下においては影の影響を考慮しなくても良いので、その
値を0にするようにする。一方、図3のように明るい環
境下においては明るくなればなるほど影の影響が強くな
るので、明るさに応じて変化値αを高くするようにす
る。そこで、次式(1)、(2)を用いて最適閾値Tを
決定する。
Next, in order to eliminate the influence of the shadow of a moving object that may occur under a bright background, a value for further increasing the threshold from the maximum background difference density value D (hereinafter, this value is referred to as a change value α Is called). The density value b in FIG. 6 is obtained from the change value α. The change value α is set to 0 since it is not necessary to consider the influence of the shadow in a dark environment as shown in FIG. On the other hand, in a bright environment as shown in FIG. 3, since the influence of the shadow increases as the brightness increases, the change value α is increased according to the brightness. Therefore, the optimal threshold T is determined using the following equations (1) and (2).

【数1】 ただし、 α=Qx+R ・・・(2) ここで、Dは、背景差分最大濃度値、xは背景画像中の
全画素の濃度値の平均値、αは変化値、Q,R,sは、
定数を表す。背景画像の全画素の濃度の平均値xは、背
景画像全体の明るさを表すと考えられるので、図7のよ
うに暗い環境下(平均値xがs以下)では、背景差分最
大濃度値Dがそのまま最適閾値Tとなるようになってい
る。一方、図3のように背景が明るい場合(平均値xが
s以上)は、平均値の大きさによって閾値が高くなるよ
うに、式2の一次関数の式を用いて変化値αを求め、最
適閾値Tを決定する。このとき、Q,R,sは経験的に
予め定めておく。例えば、発明者の実験においては、Q
=0.2,R=0,s=60に設定した。このようにす
れば、それぞれの環境に適した二値化閾値を自動的に設
定することが可能で、動体のみを安定して抽出すること
ができる。図1は、本発明の実施例の動体像抽出方法を
示す構成ブロック図である。以下、図1を参照しつつ、
動体像抽出方法を説明する。
(Equation 1) Here, α = Qx + R (2) where D is the maximum density value of the background difference, x is the average value of the density values of all pixels in the background image, α is the change value, and Q, R, and s are
Represents a constant. Since the average value x of the densities of all the pixels of the background image is considered to represent the brightness of the entire background image, in a dark environment (the average value x is equal to or less than s) as shown in FIG. Becomes the optimum threshold value T as it is. On the other hand, when the background is bright as shown in FIG. 3 (the average value x is equal to or more than s), the change value α is obtained by using a linear function of Expression 2 so that the threshold value is increased according to the magnitude of the average value. Determine the optimal threshold T. At this time, Q, R, and s are empirically determined in advance. For example, in our experiments, Q
= 0.2, R = 0, and s = 60. This makes it possible to automatically set a binarization threshold suitable for each environment, and to stably extract only a moving object. FIG. 1 is a configuration block diagram showing a moving object image extraction method according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, referring to FIG.
A moving image extraction method will be described.

【0009】画像入力部10 画像入力部10では、TVカメラ等を用いて、ある場所
の画像を撮り、その内容を画像メモリ20に送る。画像
メモリ20は、背景画像メモリと入力画像メモリの2つ
の画像メモリを有しており、通常、画像入力処理10か
ら送られてくる画像データは、入力画像メモリに入力さ
れる。ただし、処理の開始時は、背景画像メモリに背景
だけを撮像した背景画像を格納し、差分処理11を実行
する。差分処理11 差分処理11では、画像メモリ20の背景画像メモリと
入力画像メモリにそれぞれ格納されている画像データか
ら、それぞれの画素の濃度値の差の絶対値を計算し差分
画像を求め、さらにその差分画像を平滑化し雑音成分を
除去した後、その差分画像のデータを差分画像メモリ2
1に格納し、差分画像特徴値抽出処理12を実行する。差分画像特徴値抽出処理12 差分画像特徴値抽出処理12では、差分画像メモリ21
に格納されている差分画像から最大濃度値を求め、その
値を差分画像特徴値メモリ22に格納する。次に、処理
開始時なら初期設定処理13を実行し、さもなければ画
像変化検出処理15を実行する。
Image Input Unit 10 The image input unit 10 takes an image of a certain place using a TV camera or the like, and sends the image to an image memory 20. The image memory 20 has two image memories, a background image memory and an input image memory. Normally, image data sent from the image input processing 10 is input to the input image memory. However, at the start of the processing, the background image obtained by capturing only the background is stored in the background image memory, and the difference processing 11 is executed. Difference processing 11 In the difference processing 11, the absolute value of the difference between the density values of the respective pixels is calculated from the image data stored in the background image memory and the input image memory of the image memory 20 to obtain a difference image. After smoothing the difference image and removing noise components, the data of the difference image is stored in a difference image memory 2.
1 and executes a difference image feature value extraction process 12. In the difference image feature value extraction process 12, the difference image memory 21
Is obtained from the difference image stored in the difference image feature value memory 22. Next, when the processing is started, the initial setting processing 13 is executed, and otherwise, the image change detection processing 15 is executed.

【0010】初期設定処理13 初期設定処理13では、差分画像特徴値メモリ22から
送られてくる最大濃度値を背景画像同士の差分画像の最
大濃度値とみなし、規定フレーム数になるまで背景差分
特徴配列メモリ23にその値を格納して、次の背景画像
更新処理14を実行する。規定フレーム数になると背景
差分特徴配列メモリ23に格納された最大濃度値の平均
を求め、その平均値を背景差分最大濃度値Dとして背景
差分特徴配列メモリ23に格納する。背景画像更新処理14 背景画像更新処理14では、画像メモリ20の背景画像
メモリの内容を入力画像メモリの内容に書き換える。そ
して、処理開始時の初期設定を行っている場合は、画像
入力部10に戻り、差分処理11、差分画像特徴値抽出
処理12、初期設定処理13、及び背景画像更新処理1
4を規定フレーム数繰り返して実行する。つまり、新し
く入力される背景画像を入力画像とし、前の背景画像を
背景画像として、新しく入力される背景画像と前の背景
画像とで差分処理11、差分画像特徴値抽出処理12、
初期設定処理13、及び背景画像更新処理14とを規定
フレーム数繰り返して行い、新たな最大濃度値を求め、
その値を次々に背景差分特徴配列メモリ23に格納して
いく。そして、規定フレーム数に達すると背景差分特徴
配列メモリ23に格納された最大濃度値の平均を求め、
その平均値を背景差分最大濃度値Dとしてその値も背景
差分特徴配列メモリ23の中に格納する。つまり、背景
差分特徴配列メモリ23には、規定フレーム数の背景画
像同士の差分画像の最大濃度値を格納するメモリと、そ
の平均値である背景差分最大濃度値Dを格納するメモリ
とを有している。ただし、初期設定処理13を行ない、
背景差分最大濃度値Dを設定するまでは、侵入物体が存
在しない背景のみを撮像した背景画像を人の手によって
入力し続ける。背景差分最大濃度値Dを設定されると、
次からはその値を用いて入力画像中に動体が存在するか
どうかが、画像変化検出処理15で調べられる。
[0010] In the initial setting process 13 initial setting process 13, considers the maximum density value sent from the difference image feature value memory 22 and the maximum density value of the difference image between the background image, the background difference feature until the number of specified frames The value is stored in the array memory 23, and the next background image update processing 14 is executed. When the specified number of frames is reached, the average of the maximum density values stored in the background difference feature array memory 23 is obtained, and the average value is stored in the background difference feature array memory 23 as the background difference maximum density value D. Background Image Update Processing 14 In the background image update processing 14, the contents of the background image memory of the image memory 20 are rewritten to the contents of the input image memory. If the initial setting at the start of the process has been performed, the process returns to the image input unit 10, and the difference process 11, the difference image feature value extraction process 12, the initial setting process 13, and the background image update process 1
Step 4 is repeated for the specified number of frames. In other words, the newly input background image is set as the input image, the previous background image is set as the background image, and the difference processing 11 between the newly input background image and the previous background image, the difference image feature value extraction processing 12,
The initial setting process 13 and the background image updating process 14 are repeated by a specified number of frames to obtain a new maximum density value.
The values are stored in the background difference feature array memory 23 one after another. Then, when the specified number of frames is reached, the average of the maximum density values stored in the background difference feature array memory 23 is obtained,
The average value is stored as the background difference maximum density value D in the background difference feature array memory 23. That is, the background difference feature array memory 23 has a memory for storing the maximum density value of the difference image between the background images of the specified number of frames, and a memory for storing the background difference maximum density value D which is the average value. ing. However, an initial setting process 13 is performed,
Until the background difference maximum density value D is set, a background image obtained by capturing only the background where no intruding object exists is continuously input by a human hand. When the background difference maximum density value D is set,
Subsequently, whether or not a moving object is present in the input image is checked by the image change detection processing 15 using the value.

【0011】画像変化検出処理15 画像変化検出処理15では、現在の差分画像の最大濃度
値と背景差分最大濃度値Dとの差の絶対値がある基準よ
り小さければ、現在の入力画像には動体が存在しない画
像、つまり、背景画像であると判断し、背景差分特徴配
列更新処理16を実行する。背景差分特徴配列更新処理16 背景差分特徴配列更新処理16では、背景差分特徴配列
メモリ23に格納されている過去数フレーム間の最大濃
度値の中で最も古いものを現在の最大濃度値と入れ換え
て、さらに更新された数フレーム間での最大濃度値から
その平均値を求め、それを背景差分最大濃度値Dとして
背景差分特徴配列メモリ23に格納する。さらに、背景
画像更新処理14において、画像メモリ20の背景画像
メモリの内容を入力画像メモリの内容に書き換える。こ
れらの更新処理によって、緩やかな環境の変化に対応で
きることになる。また、画像変化検出処理15におい
て、現在の差分画像の最大濃度値と背景差分最大濃度値
との差の絶対値がある基準より大きければ、動体が存在
するみなして最適閾値設定処理17を実行する。
Image Change Detection Process 15 In the image change detection process 15, if the absolute value of the difference between the current maximum density value of the difference image and the maximum background density difference value D is smaller than a certain reference, the current input image contains moving objects. Is determined to be an image that does not exist, that is, a background image, and the background difference feature array update processing 16 is executed. Background Difference Feature Array Update Process 16 In the background difference feature array update process 16, the oldest one of the maximum density values in the past several frames stored in the background difference feature array memory 23 is replaced with the current maximum density value. Further, the average value is obtained from the updated maximum density values between several frames, and the average value is stored in the background difference feature array memory 23 as the background difference maximum density value D. Further, in the background image update processing 14, the contents of the background image memory of the image memory 20 are rewritten to the contents of the input image memory. By these update processes, it is possible to respond to a gradual change in the environment. In the image change detection process 15, if the absolute value of the difference between the current maximum density value of the difference image and the background difference maximum density value is larger than a certain reference, the optimal threshold setting process 17 is executed on the assumption that a moving object exists. .

【0012】最適閾値設定処理17 最適閾値設定処理17では、まず、画像メモリ20の背
景画像データから全画素中の濃度値の平均値xを求め
る。次に、その平均値xと背景差分特徴配列メモリ23
に格納されている背景差分最大濃度値Dとから式
(1)、(2)を用いて、最適閾値Tを求め、その値を
最適閾値メモリ24に格納し、動体出力部18を実行す
る。動体出力処理18 動体出力処理18では、最適閾値メモリ24に格納され
ている最適閾値Tを用いて入力画像を二値化して変化領
域を求め、この変化領域を動体像19として抽出する。
以上のように、本実施例では、複数フレームの背景画像
同士の差分画像の最大濃度値を用いて、動体像を抽出す
るための最適閾値を自動的に設定するので、様々な環境
下において入力画像中から動体像のみを正確に、かつ、
高速に抽出することができるという利点がある。
[0012] In the optimum threshold value setting processing 17 optimum threshold value setting process 17, first, an average value x of the density values in all the pixels from the background image data in the image memory 20. Next, the average value x and the background difference feature array memory 23
The optimal threshold T is obtained from the maximum background difference density value D stored in the optimal threshold memory T using Expressions (1) and (2), the value is stored in the optimal threshold memory 24, and the moving object output unit 18 is executed. Moving object output processing 18 In the moving object output processing 18, the input image is binarized using the optimum threshold value T stored in the optimum threshold value memory 24 to obtain a change area, and this change area is extracted as the moving object image 19.
As described above, in the present embodiment, the optimum threshold value for extracting the moving object image is automatically set using the maximum density value of the difference image between the background images of a plurality of frames. Accurately only the moving object image from the image, and
There is an advantage that extraction can be performed at high speed.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1、及び
第2の発明によれば、複数フレームの背景画像同士の差
分画像の最大濃度値の平均値、及び背景画像の濃度値を
用いて、動体像を抽出するための閾値を環境に応じて自
動的に設定するので、様々な環境下において入力画像中
から動体像のみを正確に、かつ、高速に抽出することが
できる。
As described in detail above, according to the first and second aspects, the average value of the maximum density value of the difference image between the background images of a plurality of frames and the density value of the background image are used. Since the threshold for extracting the moving object image is automatically set according to the environment, only the moving object image can be accurately and rapidly extracted from the input image under various environments.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の動体像抽出方法を示す構成ブ
ロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram illustrating a moving object image extraction method according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の動体像抽出方法を示す構成ブロック図で
ある。
FIG. 2 is a configuration block diagram showing a conventional moving object image extraction method.

【図3】明るい環境下での背景画像の一例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a background image in a bright environment.

【図4】明るい環境下での入力画像の一例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an input image under a bright environment.

【図5】図3と図4との差分画像の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a difference image between FIGS. 3 and 4;

【図6】図5の濃度ヒストグラムの例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a density histogram of FIG. 5;

【図7】暗い環境下での背景画像の一例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a background image in a dark environment.

【図8】暗い環境下での入力画像の一例を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an input image in a dark environment.

【図9】図7と図8との差分画像の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a difference image between FIGS. 7 and 8;

【図10】図9の濃度ヒストグラムの例を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a density histogram of FIG. 9;

【図11】背景画像同士の濃度ヒストグラムの例を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a density histogram between background images.

【図12】雑音がない場合の背景画像同士の濃度ヒスト
グラムの例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a density histogram between background images when there is no noise.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 画像入力部 11 差分処理 12 差分画像特徴値抽出処理 13 初期設定処理 14 背景画像更新処理 15 画像変化検出処理 16 背景差分特徴配列更新処理 17 最適閾値設定処理 18 動体出力部 20 画像メモリ 21 差分画像メモリ 22 差分画像特徴値メモリ 23 背景差分特徴配列メモリ 24 最適閾値メモリ Reference Signs List 10 Image input unit 11 Difference processing 12 Difference image feature value extraction processing 13 Initial setting processing 14 Background image update processing 15 Image change detection processing 16 Background difference feature array update processing 17 Optimal threshold setting processing 18 Moving object output unit 20 Image memory 21 Difference image Memory 22 Difference image feature value memory 23 Background difference feature array memory 24 Optimal threshold memory

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下迫田 義則 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−303485(JP,A) 特開 平5−120432(JP,A) 特開 平5−46729(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 G06T 7/00 - 7/60 H04N 7/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yoshinori Shimosakoda 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-6-303485 (JP, A) JP-A-5-120432 (JP, A) JP-A-5-46729 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06T 1/00 G06T 7/ 00-7/60 H04N 7/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 予め記憶された動体像の存在しないとき
の背景画像と逐次入力される入力画像との差分画像を閾
値との比較により二値化して変化領域を求め、前記変化
領域を動体像として抽出する動体像抽出方法において、 現在と過去の背景画像同士の差分画像を求める差分処理
と、 前記差分画像の最大濃度値を求める差分画像特徴値抽出
処理と、 前記現在の背景画像を過去の背景画像とし、新たに入力
される背景画像を現在の背景画像とする背景画像更新処
理と、 前記差分処理と差分画像特徴値抽出処理と背景画像更新
処理とを所定の回数繰り返して行い複数フレームの最大
濃度値の配列からその平均値である背景差分最大濃度値
を求める初期設定処理と、 前記背景差分最大濃度値、及び前記背景画像の濃度値に
基づいて前記閾値を設定する最適閾値設定処理とを、 実行することを特徴とする動体像抽出方法。
1. A change region is obtained by binarizing a difference image between a background image stored in advance when a moving object image does not exist and an input image sequentially input by comparing the difference image with a threshold value, and determining the change region as a moving object image. In the moving object image extraction method, a difference process for finding a difference image between a current and a past background image, a difference image feature value extraction process for finding a maximum density value of the difference image, A background image, a background image update process in which a newly input background image is set as a current background image, and the difference process, the difference image feature value extraction process, and the background image update process are repeated a predetermined number of times to perform a plurality of frames. Initial setting processing for obtaining a background difference maximum density value that is an average value from an array of maximum density values, and setting the threshold value based on the background difference maximum density value and the density value of the background image Optimize the threshold value setting processing, the moving object image extraction method and executes that.
【請求項2】 前記初期設定処理を実行した後、前記背
景画像と入力画像との差分画像の最大濃度値と前記背景
差分最大濃度値とを比較して動体像が存在するか否かを
判定する画像変化検出処理を実行し、 前記画像変化検出処理により動体像が存在しないと判定
されたとき、 前記背景画像と入力画像との差分画像の最大濃度値に基
づき前記複数フレームの最大濃度値の配列及び前記背景
差分最大濃度値を更新する背景差分特徴配列更新処理を
実行し、前記背景画像更新処理は前記入力画像を背景画
像として更新し、前記最適閾値設定処理は前記背景差分
特徴配列更新処理により更新された背景差分最大濃度値
及び前記入力画像の濃度値に基づき前記閾値を更新する
ようにしたことを特徴とする請求項1記載の動体像抽出
方法。
2. After executing the initial setting process, a maximum density value of a difference image between the background image and the input image is compared with the maximum density value of the background difference to determine whether a moving object image exists. Performing an image change detection process, and when it is determined that the moving object image does not exist by the image change detection process, the maximum density value of the plurality of frames is determined based on the maximum density value of the difference image between the background image and the input image. Performing a background difference feature array update process for updating an array and the background difference maximum density value, the background image update process updating the input image as a background image, and the optimal threshold setting process performing the background difference feature array update process 2. The moving object image extraction method according to claim 1, wherein the threshold value is updated based on the background difference maximum density value updated according to (1) and the density value of the input image.
JP6116526A 1994-05-30 1994-05-30 Moving image extraction method Expired - Lifetime JP3062394B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6116526A JP3062394B2 (en) 1994-05-30 1994-05-30 Moving image extraction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6116526A JP3062394B2 (en) 1994-05-30 1994-05-30 Moving image extraction method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07320035A JPH07320035A (en) 1995-12-08
JP3062394B2 true JP3062394B2 (en) 2000-07-10

Family

ID=14689318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6116526A Expired - Lifetime JP3062394B2 (en) 1994-05-30 1994-05-30 Moving image extraction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3062394B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998009253A1 (en) 1996-08-29 1998-03-05 Sanyo Electric Co., Ltd. Texture information giving method, object extracting method, three-dimensional model generating method and apparatus for the same
JP4647761B2 (en) * 2000-09-13 2011-03-09 浜松ホトニクス株式会社 Swing object speed measurement device
JP4678487B2 (en) * 2005-03-15 2011-04-27 オムロン株式会社 Image processing system, image processing apparatus and method, recording medium, and program
GB2438449C (en) 2006-05-24 2018-05-30 Sony Computer Entertainment Europe Ltd Control of data processing

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07320035A (en) 1995-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3679512B2 (en) Image extraction apparatus and method
US20060008147A1 (en) Apparatus, medium, and method for extracting character(s) from an image
WO2005048191A3 (en) Object detection in images
JP3762019B2 (en) Image processing method
JP3062394B2 (en) Moving image extraction method
US6968074B1 (en) Image processing device, image processing method, and storage medium
EP1457927A2 (en) Device and method for detecting blurring of image
JP2003303346A (en) Method, device and program for tracing target, and recording medium recording the program
JP3480408B2 (en) Object extraction system and method, and storage medium storing object extraction program
JPH1125222A (en) Method and device for segmenting character
JPH10285399A (en) Binarization method for image
JP2002135623A (en) Device/method for removing noise and computer-readable recording medium
KR102087296B1 (en) Apparatus and method for eliminating obstacles in image based on learning-machine
JP3163601B2 (en) Image processing apparatus and method
JPH0514898A (en) Image monitor device
KR100683360B1 (en) Method of generating binary image data
JPH0869535A (en) Background feature mask generating device and mobile object feature extracting device
JP3585143B2 (en) Character string extraction method and device
JP3460216B2 (en) Binarization method and apparatus
JP2001291056A (en) Document picture recognizing device and recording medium
CN116523764A (en) Image boundary sharpening algorithm, device and control system based on FPGA language
JP2000253244A (en) Gray-level picture binarization method and recording medium
JP3051936B2 (en) Image analysis method
JP3379591B2 (en) Binarization processing method and apparatus
JPH0728998A (en) Expansion processing method for object in picture

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000411