JP3675570B2 - 画像比較装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像比較装置および方法に関し、特にインタレース方式の映像信号を正確に比較することができるようにした、画像比較装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、テレビカメラにより室内を監視するような場合、基準となる所定の時刻における室内の画像を基準の画像としてメモリに予め記憶しておき、室内をビデオカメラで監視しているとき得られる現画像を基準画像と比較し、基準画像と異なる現画像が検出されたとき、侵入者などが検出されたものとして、検出信号を出力するようにしている。
【０００３】
図７は、このような場合における従来の画像比較装置の構成例を表している。この例においては、撮像部１０で撮像した画像が、サンプルホールドおよびＡＧＣ回路１４で、サンプルホールドおよびＡＧＣ制御された後、Ａ／Ｄ変換器１５でＡ／Ｄ変換され、さらに輝度色差信号生成装置１６に入力されるようになされている。輝度色差信号生成装置１６では、例えば輝度信号Ｙと色差信号（Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号）が生成され、画像一次記憶装置２１に供給されるようになされている。画像一次記憶装置２１では、輝度色差信号生成装置１６より供給された画像信号が、現画面メモリ領域２４に記憶されるようになされている。そして、現画面メモリ領域２４に最初に記憶された画像が、更新回路２５を介して基準画面メモリ領域２６に、基準画面として記憶される。
【０００４】
動き検出装置３１においては、基準画面メモリ領域２６に記憶された基準画面と、現画面メモリ領域２４に記憶された現画面の輝度と色相の比較が行われ、その比較結果が、出力されるようになされている。
【０００５】
検出開始制御装置５１は、例えばマイクロコンピュータなどにより構成され、画像一次記憶装置２１と動き検出装置３１を制御するようになされている。
【０００６】
次に、図８を参照して、その動作について説明する。ステップＳ９１においては、室内の動き検出を開始する前の状態であるか否かを判定し、検出処理を開始する前である場合においては、ステップＳ９２に進み、任意の検出位置を設定する処理が実行される。すなわち使用者は、ビデオカメラ（図示せず）を監視したい室内の位置に指向させる。このとき、まだ検出処理が監視されていないので、ステップＳ９３において、動きが検出されていないことを表す信号が動き検出装置３１から外部に出力される。
【０００７】
ステップＳ９１において、検出処理が開始された後であると判定された場合、ステップＳ９４に進み、その処理が第１回目の処理であるか否かを判定する。その処理が第１回目の処理であると判定された場合、ステップＳ９５に進み、動きが検出されていないことを動き検出装置３１から外部に出力する。そして、ステップＳ９６に進み、いま現画面メモリ領域２４に入力されている映像信号を、基準画面として、更新回路２５を介して基準画面メモリ領域２６に登録する処理を実行する。
【０００８】
このように、基準画面が基準画面メモリ領域２６に登録された後、次の映像信号が入力されたとき、ステップＳ９４において、その処理は、第２回目以降の処理であると判定され、ステップＳ９７に進む。ステップＳ９７では、ステップＳ９６で記憶した基準画面と、いま入力された現画面とを比較し、動き検出処理を実行する。すなわち、外部からの侵入者などが存在する場合、その動きが検出される。
【０００９】
次にステップＳ９８で、動きが検出されたか否かを判定し、検出されていない場合においては、ステップＳ９９に進み、動きが検出されていないことを動き検出装置３１から外部に出力する。これに対して、ステップＳ９８において、動きが検出されたと判定された場合、ステップＳ１００に進み、動きが検出されたことを表す検出信号とともに、動きが検出された位置を表す信号を、動き検出装置３１から外部に出力する。
【００１０】
例えばいま、図９に示すように、皿の上に載せられている果物を監視しているものとする。いま、この監視を、例えばＮＴＳＣ方式のビデオカメラで監視しているものとすると、ＮＴＳＣ方式の映像信号は、インタレース方式とされているため、図９に示すような１フレームの画像は、例えば図１０に示すような偶数フィールド（偶数番目のラインにより構成されるフィールド）の画像と、図１１に示すような奇数フィールド（奇数番目のラインにより構成されるフィールド）の画像とにより構成されていることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図８のステップＳ９６において、最初のタイミングにおける所定のフィールドの画像が、基準画面メモリ領域２６に記憶されるのであるが、いま例えば、この画像が偶数フィールドの画像であるとする。そして、ステップＳ９４において、第２回目以降の処理として現画面メモリ領域２４に取り込まれた画像が、奇数フィールドの画像であるとする。このとき、ステップＳ９７の動き検出処理においては、偶数フィールドの基準画面と、奇数フィールドの現画面とが、比較されることになる。
【００１２】
すなわち、例えば、動き検出処理においては、図１２に示すように、記憶された画像が、所定の数の画素で構成されるブロックに区分される。そして、各ブロック毎の輝度信号の値が加算され、そのブロックの値とされる。
【００１３】
いま、基準画面として、偶数フィールドの画像が記憶され、現画面として、奇数フィールドの画像が記憶されたとすると、各ブロックの値は、例えば、それぞれ図１３と図１４に示すようになる。すなわち、偶数フィールドは、偶数番目のラインにより構成される画像であり、奇数フィールドは、奇数番目のラインにより構成される画像であるから、図１３と図１４に示すように、各ブロックの値は、それぞれ異なる値となる。このため、各ブロック毎に、その値の差をとると、図１５に示すように、各ブロックの値は、必ずしも０にはならない。この差の値が大きい場合、そこに動きがあるものとして、検出されることになる。
【００１４】
しかしながら、いまの場合、偶数フィールドと奇数フィールドのフィールドの違いがあるだけで、実際には動きは存在しないので、動きは検出されない方が好ましい。図１５に示す場合において、動きを検出しないようにするには、各ブロック毎に得られた差の値の最大値が、この例の場合３であるから、その値が３以下の場合、動きが存在しないと判定し、その値が４以上である場合においては、動きが存在すると判定するようにすればよい。
【００１５】
すなわち、動きの有無を検出するための閾値の値を大きい値に設定すれば、動きのない画面が、動きのある画面として、誤って検出されることを防止することができる。しかしながら、その閾値を大きい値に設定すると、実際に動きが存在する場合においても、これを検出することが困難になる課題があった。
【００１６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、動きのある画面を確実に検出することができるようにするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の画像比較装置は、映像信号のうち、第１のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値を記憶する第１の記憶手段と、映像信号のうち、第２のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値を記憶する第２の記憶手段と、第１の記憶手段に記憶されている第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２の記憶手段に記憶されている第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、それぞれ実質的に対応する映像信号を基に生成された輝度信号の平均値および色相信号の平均値となるように制御する制御手段と、第１の記憶手段に記憶された第１の輝度信号の平均値と、第２の記憶手段に記憶された第２の輝度信号の平均値とを比較する第１の比較手段と、第１の記憶手段に記憶された第１の色相信号の平均値と、第２の記憶手段に記憶された第２の色相信号の平均値とを比較する第２の比較手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の画像比較方法は、映像信号のうち、第１のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値の記憶を制御する第１の記憶制御ステップと、映像信号のうち、第２のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値の記憶を制御する第２の記憶制御ステップと、第１の記憶手段に記憶されている第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２の記憶手段に記憶されている第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、それぞれ実質的に対応する映像信号を基に生成された輝度信号の平均値および色相信号の平均値となるように制御する制御ステップと、第１の記憶制御ステップにおいて記憶された第１の輝度信号の平均値と、第２の記憶制御ステップにおいて記憶された第２の輝度信号の平均値とを比較する第１の比較ステップと、第１の記憶ステップにおいて記憶された第１の色相信号の平均値と、第２の記憶制御ステップにおいて記憶された第２の色相信号の平均値とを比較する第２の比較ステップとを含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項１に記載の画像比較装置および請求項３に記載の画像比較方法においては、第１のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、実質的に対応する映像信号を基に生成された、輝度信号の平均値および色相信号の平均値となるようになされた後、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、それぞれ比較される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の画像比較装置を応用したビデオカメラの構成例を表している。同図に示すように、監視する被写体からの光ＬＡは、撮像部１０において、レンズ１１と絞り１２を介して、ＣＣＤ１３に結像するようになされている。
【００２１】
ＣＣＤ１３が出力する画像信号は、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）およびＡＧＣ（自動利得制御）回路１４に入力され、サンプルホールドされるとともに、図示せぬ装置から供給されるオートアイリス制御信号に対応して、その利得が制御されるようになされている。Ａ／Ｄ変換器１５は、サンプルホールドおよびＡＧＣ回路１４の出力をＡ／Ｄ変換した後、輝度色差信号生成装置１６に出力している。輝度色差信号生成装置１６は、Ａ／Ｄ変換器１５より入力された信号のホワイトバランスをホワイトバランス制御装置１７で制御した後、例えばＮＴＳＣ方式の輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｒ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号）を生成するようになされている。
【００２２】
画像一次記憶装置２１は、その前処理部２２において、輝度色差信号生成装置１６より出力されたＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、およびＢ−Ｙ信号を４８×３２画素に間引いた後、Ｙ信号をＹｄ信号として、現画面メモリ領域２４に供給し、記憶させるとともに、Ｒ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号を、色相／飽和度変換および無彩色判定部２３に出力する。色相／飽和度変換および無彩色判定部２３は、入力されたＲ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号から、色相信号（ＨＵＥ信号）を生成する。例えば、０乃至２５５の値のうち、色相を１乃至２５５の値で表現し、無彩色のデータを値０で表したＨＵＥｄ信号を生成する。このＨＵＥｄ信号は、現画面メモリ領域２４に供給され、記憶される。
【００２３】
更新回路２５は、現画面メモリ領域２４に記憶されている、現画面の輝度信号（Ｙｄ信号）（Ｙ＿ｎｏｗ）と色相信号（ＨＵＥｄ信号）（ＨＵＥ＿ｎｏｗ）とを更新のタイミングで読み出し、基準画面メモリ領域２６に供給し、それぞれ基準画面のＹ信号（Ｙ＿ｏｒｇ）と色相信号（ＨＵＥ＿ｏｒｇ）として記憶させる。
【００２４】
現画面メモリ領域２４と基準画面メモリ領域２６に記憶されたデータのうち、Ｙｄ信号成分（Ｙ＿ｏｒｇとＹ＿ｎｏｗ）は、動き検出装置３１の検出領域設定部３６に、またＨＵＥｄ信号成分（ＨＵＥ＿ｏｒｇとＨＵＥ＿ｎｏｗ）は、検出領域設定部３２に、それぞれ供給される。
【００２５】
検出領域設定部３６により取り込まれたＹｄ信号成分は、比較器３７で比較され、その差のある部分が、動きがあった部分として検出されるようになされている。単独点評価部３８は、比較器３７で得られた比較結果のうち、単独点（孤立点）を抽出し、この単独点をノイズとして除去する処理を実行する。
【００２６】
一方、同様に、検出領域設定部３２で取り込まれたＨＵＥｄ信号成分は、比較器３３で比較され、その差の値が基準値以上の部分が、動きのあった部分として検出される。単独点評価部３４は、動きのあった部分として検出された画素のうち、単独点はノイズとしてこれを除去する処理を実行する。
【００２７】
評価結果メモリ３５は、単独点評価部３８と単独点評価部３４で、それぞれノイズが除去されたＹｄ信号成分とＨＵＥｄ信号成分の論理和（または論理積）を、動きのあった部分として記憶する。検出面積判定部３９は、評価結果メモリ３５に記憶された、動きのあった部分の面積を、予め設定してある所定の基準値と比較し、動きのあった部分として検出された画素の面積が基準値より大きい場合、被写体（動き）が検出されたものとして、検出信号を出力する。
【００２８】
検出不感帯処理部４０は、検出面積判定部３９より検出信号が入力された回数を計数し、その回数が、予め設定してある所定の基準値以上であるとき、最終的に被写体（動き）が検出された、またはされなかったものとして、被写体有無情報をマイクロコンピュータ６１に出力する。
【００２９】
マイクロコンピュータ６１は、検出開始制御装置５１を有するとともに、画面記憶タイミング制御装置４１を内蔵している。画面記憶タイミング制御装置４１は、現画面メモリ領域２４と基準画面メモリ領域２６における画面記憶のタイミングを制御するようになされている。入力部６２は、各種のスイッチ、キーなどにより構成され、マイクロコンピュータ６１に対して各種の指令を入力することができるようになされている。
【００３０】
次に、図２のフローチャートを参照して、その動作について説明する。最初にステップＳ１において、動きの有無を検出する処理を開始する前であるか否かが判定される。入力部６２を操作して検出開始処理が指令される前の状態であるとき、ステップＳ２に進み、使用者は、任意の検出位置を設定する処理を実行する。すなわち、撮像部１０を所定の検出位置に配置し、監視したい画像を取り込むようにする。この場合、まだ動き検出処理は開始されていないので、ステップＳ３に進み、動きが検出されていないことを、動き検出装置３１がマイクロコンピュータ６１、あるいは外部に出力する。
【００３１】
一方、ステップＳ１において検出開始処理が開始されたと判定された場合、ステップＳ４に進み、今回の処理が第１回目の処理であるか否かが判定される。動きを検出する場合、最初に基準画面メモリ領域２６に基準画面を登録する必要がある。そこで、第１回目の処理の場合においては、ステップＳ５に進み、動き検出装置３１から動きが検出されていないことを表す検出信号を出力させるとともに、ステップＳ６において、基準画面を登録する処理を実行させる。
【００３２】
すなわち、レンズ１１を介して入射された光は、絞り１２により所定の径に調整された後、ＣＣＤ１３に入射され、電気信号に変換される。サンプルホールドおよびＡＧＣ回路１４は、入力された信号をサンプルホールドするとともに、オートアイリス信号に対応して、その利得を制御する。Ａ／Ｄ変換器１５は、サンプルホールドおよびＡＧＣ回路１４より出力された信号をＡ／Ｄ変換し、輝度色差信号生成装置１６に出力する。輝度色差信号生成装置１６は、入力された信号のホワイトバランスを、ホワイトバランス制御装置１７で調整した後、Ｙ信号、Ｒ−Ｙ信号、およびＢ−Ｙ信号を生成し、画像一次記憶装置２１の前処理部２２に出力する。前処理部２２は、入力された信号を４８×３２画素のデータに間引く処理を実行し、Ｙ信号をＹｄ信号として現画面メモリ領域２４に書き込ませる。一方、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号は、色相／飽和度変換および無彩色判定部２３において、ＨＵＥｄ信号に変換され、現画面メモリ領域２４に書き込まれる。
【００３３】
また、このとき、マイクロコンピュータ６１は、更新回路２５を制御し、現画像メモリ領域２４に、最初に記憶されたＹｄ信号（Ｙ＿ｎｏｗ）と、ＨＵＥｄ信号（ＨＵＥ＿ｎｏｗ）を、基準画面メモリ領域２６に転送し、記憶させる。すなわち、これにより、例えば無人の状態の所定の室内の画像が、基準画面として、基準画面メモリ領域２６に記憶される。
【００３４】
次に、ステップＳ７に進み、画面記憶タイミング制御装置４１は、基準画面メモリ領域２６に記憶された画面のデータが、奇数フィールドの画面のデータであるのか、偶数フィールドの画面のデータであるのかを表すフラグＯ＿ＯＲＧまたはＥ＿ＯＲＧを基準画面メモリ領域２６から取得する。
【００３５】
このようにして、基準画面メモリ領域２６に所定の基準画面のデータが記録された後、以後、現画面メモリ領域２４に現画面のデータが記憶されると、ステップＳ２４において、その処理は第２回目以降の処理であると判定され、ステップＳ８に進む。このとき、画面記憶タイミング制御装置４１は、現画面メモリ領域２４に現画面として記憶された画面のデータが、偶数フィールドのデータであるのか、奇数フィールドのデータであるのかを表すフラグＯ＿ＮＯＷまたはＥ＿ＮＯＷを取得し、ステップＳ７で取得した基準画面のフラグと比較する。両者のフラグが一致する場合、すなわち、基準画面メモリ領域２６に記憶された基準画面のフィールドのフラグがＯ＿ＯＲＧであり、現画面メモリ領域２４に記憶された現画面のフィールドのフラグがＯ＿ＮＯＷであるとき、あるいは、基準画面メモリ領域２６に記憶された基準画面のフィールドのフラグがＥ＿ＯＲＧであり、現画面メモリ領域２４に記憶された現画面のフィールドのフラグがＥ＿ＮＯＷであるとき、ステップＳ９に進み、動き検出処理を実行する。このステップＳ９の動き検出処理の詳細は、図３のフローチャートに示されている。
【００３６】
そこで、次に、図３のフローチャートを参照して、このステップＳ９における動き検出処理（被写体の検出処理）の詳細について説明する。
【００３７】
最初にステップＳ３１において、検出領域設定部３２は、基準画面メモリ領域２６と現画面メモリ領域２４の最初の画素（またはブロック）（例えば左上の画素（またはブロック））の座標を取得し、そこに記憶されている基準画面の色相信号（ＨＵＥ＿ｏｒｇ）と、現画面の色相信号（ＨＵＥ＿ｎｏｗ）を取り込む。同様に、検出領域設定部３６も基準画面メモリ領域２６のＹ信号成分（Ｙ＿ｏｒｇ）が記憶されている領域の最初の画素（例えば左上の画素）の座標データと、現画面メモリ領域２４のＹ信号（Ｙ＿ｎｏｗ）が記憶されている最初の画素（例えば左上の画素）の座標を取得し、その画素データを読み取る。
【００３８】
次にステップＳ３２に進み、比較器３３は、基準画面の色相データＨＵＥ＿ｏｒｇと現画面の色相データＨＵＥ＿ｎｏｗとを比較し、その差が、予め設定してある所定の基準値以上であるか否かを判定する。所定の基準値以上である場合、その画素（またはブロック）が、動きのある部分として検出される。次にステップＳ３３に進み、単独点評価部３４において、ステップＳ３２で動きのある部分として検出された画素が単独点であるか否かを判定し、単独点である場合においては、これをノイズとして処理する。すなわち、動きのない部分として評価する。
【００３９】
同様に、ステップＳ３４において、比較器３７は、基準画面メモリ領域２６の画素の輝度データＹ＿ｏｒｇと、現画面メモリ領域２４に記憶されている輝度データＹ＿ｎｏｗとを比較し、その差が、予め設定してある所定の基準値以上であるか否かを判定する。基準値以上の差がある画素は、動きのある画素として検出される。
【００４０】
次にステップＳ３５に進み、単独点評価部３８において動きがあると判定された画素が、単独点であるか否かが判定される。単独点である場合、その動きはノイズであるとして、その画素は動きのない画素として評価される。
【００４１】
ステップＳ３６では、評価結果メモリ３５において、単独点評価部３８より供給された動きのある画素として検出された画素と、単独点評価部３４より動きのある画素として供給された画素の論理和（または論理積）を演算し、その演算結果の数（画素数）をＳｎｏｗに積算する。
【００４２】
次にステップＳ３７において、基準画面メモリ領域２６と現画面メモリ領域２４に記憶されている全ての画素について、同様の処理を行ったか否かを判定し、同様の処理を行っていない画素がまだ残っている場合においては、ステップＳ３２に戻り、同様の処理を実行する。全ての画素について同様の処理を実行したと判定された場合、ステップＳ３７からステップＳ３８に進む。ステップＳ３８においては、検出面積判定部３９で、ステップＳ３６で求めた積算値Ｓｎｏｗと、予め設定されている所定の閾値Ｓｔｈｒとを比較する。
【００４３】
積算値Ｓｎｏｗが、閾値Ｓｔｈｒより大きいと判定された場合、ステップＳ３９に進み、検出不感帯処理部４０において、更に２回連続して、積算値Ｓｎｏｗが閾値Ｓｔｈｒよりより大きいと判定されたか否かを判定する。すなわち、例えば、２フレーム連続して基準画面の画素データと現画面の画素データの差が所定の基準値以上である画素が、所定の基準値以上の個数存在すると判定されたか否かが判定される。ステップＳ３９において、２回連続して検出されていないと判定された場合、すなわち、動きがあると１回だけ検出された場合においては、ステップＳ４０に進み、検出不感帯処理部４０は、被写体が検出されていないことを表す被写体有無情報をそのまま保持する。
【００４４】
これに対してステップＳ３９において、２回連続して動きがあったことが検出されたと判定された場合、ステップＳ４１に進み、検出不感帯処理部４０は、被写体検出情報を被写体が検出されたことを表す被写体有無情報に変更するとともに、今回検出した位置を被写体検出位置とする。
【００４５】
一方、ステップＳ３８において、積算値Ｓｎｏｗが、閾値Ｓｔｈｒと等しいか、それより小さいと判定された場合、ステップＳ４２に進み、検出不感帯処理部４０で２回連続して動きが検出されなかったか否かが判定される。２回連続して動きが検出されなかった場合においては、ステップＳ４３に進み、検出不感帯処理部４０は、被写体が検出されていないことを表す被写体有無情報にする。
【００４６】
ステップＳ４２において、２回連続して動きが検出されていないと判定された場合（１回だけ動きがないことが検出された場合）、ステップＳ４４に進み、検出不感帯処理部４０は、被写体が検出されていることを表す被写体有無情報をそのまま保持するとともに、最後に検出した位置を被写体の検出位置とする被写体位置情報をそのまま保持する。
【００４７】
図２のフローチャートに戻って、以上のようにして、ステップＳ９で動き検出処理が行われたとき、次にステップＳ１０に進み、動きが検出されたか否かを判定する。動きが検出されていないと判定された場合、ステップＳ１１に進み、動き検出装置３１は、動きが検出されていないことを表す検出信号を出力する。また、ステップＳ１０において、動きが検出されたと判定された場合、ステップＳ１２に進み、動きが検出されたことを表す検出信号と、動きが検出された座標が検出不感帯処理部４０から出力される処理が実行される。
【００４８】
ステップＳ８において、いま現画面メモリ領域２４に記憶されたフィールドのデータが、基準画面メモリ領域２６に記憶されている基準画面のフィールドと対応しないと判定されたとき、ステップＳ９乃至Ｓ１２の処理はスキップされる。すなわち、動き検出処理は実行されない。これにより、動きのない部分が動きのある部分として、誤って検出されたり、逆に、動いている部分が動いていない部分として誤って検出されるようなことが抑制される。
【００４９】
このように、この実施例の場合、基準画面メモリ領域２６に記憶される基準画面のフィールドと、現画面メモリ領域２４に記憶される現画面のフィールドとは対応している。その結果、例えば図１２に示すような、皿の上に載置されている果物を監視している場合、基準画面メモリ領域２６と現画面メモリ領域２４に記憶されている画面から得られるデータは、いずれも図１３に示すような値となるか、または図１４に示すような値となる。その結果、両者の差を演算すると、図４に示すように、各ブロックの値は全て０となる。
【００５０】
従って、動きの有無を検出するための閾値を大きい値に設定する必要がなくなり、わずかな動きでも検出することが可能となる。
【００５１】
図５は、図１の実施例の他の処理例を表している。ステップＳ５１乃至Ｓ６２の基本的な処理は、図２のフローチャートに示したステップＳ１乃至Ｓ１２の処理と同様であるが、基準画面メモリ領域２６と現画面メモリ領域２４における記憶方法、およびそれに起因して、比較器３３，３７における比較処理が、図２における場合と異なっている。
【００５２】
具体的には、ステップＳ５６乃至Ｓ５９の処理が図２におけるステップＳ６乃至Ｓ９の処理と異なっている。その他のステップＳ５１乃至Ｓ５５の処理、およびステップＳ６０乃至Ｓ６２処理は、図２におけるステップＳ１乃至Ｓ５の処理、およびステップＳ１０乃至Ｓ１２の処理と同様の処理である。
【００５３】
すなわち、この実施例においては、ステップＳ５６において、連続した２フィールド分の画像が基準画面メモリ領域２６に記憶される。そして、ステップＳ５７において、連続した２つのフィールドのいずれが偶数フィールドであり、いずれが奇数フィールドであるのかを表すフラグが取得される。
【００５４】
ステップＳ５８においては、現画面メモリ領域２４に連続した２フィールドの画像が格納されたか否かが判定され、まだ格納されていない場合においては、処理は終了される。ステップＳ５８において、現画面メモリ領域２４に連続した２フィールド分の画像が格納されたと判定された場合、ステップＳ５９に進み、動き検出処理が実行される。この場合、基準画面メモリ領域２６に記憶されている偶数フィールドの画像と現画面メモリ領域２４に記憶されている偶数フィールドの画像の比較が行われる。また、同様に、基準画面メモリ領域２６に記憶されている奇数フィールドの画像と、現画面メモリ領域２４に記憶されている奇数フィールドの画像が比較される。そして、それぞれの比較結果の論理和または論理積が、最終的な動きの有無として検出される。
【００５５】
このように、図５の実施例においては、対応するフィールドの画像データ同士を比較するようにしているので、動きのない部分が動きのある部分として、誤って検出されたり、逆に、動いている部分が動いていない部分として誤って検出されるようなことが抑制される。
【００５６】
図６は、さらに他の処理例を表している。このステップＳ７１乃至Ｓ８１に示す処理も、基本的に、図２に示したステップＳ１乃至Ｓ１２の処理と同様であるが、ステップＳ７６乃至Ｓ７８の処理が、図２におけるステップＳ６乃至Ｓ９の処理と異なっている。その他のステップＳ７１乃至Ｓ７５の処理、およびステップＳ７９乃至Ｓ８１の処理は、図２におけるステップＳ１乃至Ｓ５の処理、およびステップＳ１０乃至Ｓ１２の処理と同様である。
【００５７】
すなわち、この実施例においては、ステップＳ７６において、連続した２フィールド分の画像の加算値が、基準画面メモリ領域２６に基準画面として記憶される。この加算値としては、連続する偶数フィールドと奇数フィールドの画素データを対応する画素同士で加算した値を、そのまま用いることもできるし、加算した後、これを２で割算して平均値としたデータを用いることもできる。
【００５８】
そこで、このように基準画面メモリ領域２６に基準画面が記憶されたとき、ステップＳ７７においては、現画面メモリ領域２４に現画面として、連続した２フィールド分の画像の加算値（例えば平均値）が格納されたか否かが判定される。連続した２フィールド分の画像の加算値が、現画面メモリ領域２４にまだ記憶されていないと判定された場合、処理は終了される。そして、連続した２フィールド分の画像の加算値（平均値）が、現画面メモリ領域２４に記憶されたと判定された場合、ステップＳ７８に進み、平均値の画像データ同士の動き検出処理が実行される。
【００５９】
このように、この実施例においては、奇数フィールドの画像と偶数フィールドの画像の加算値（平均値）が比較されるため、やはり、動きのない部分を動きのある部分として、誤って検出されたり、逆に、動いている部分が動いていない部分として誤って検出されることが抑制される。
【００６０】
【発明の効果】
以上の如く請求項１に記載の画像比較装置および請求項３に記載の画像比較方法によれば、第１のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、実質的に対応する映像信号を基に生成された、輝度信号の平均値および色相信号の平均値となるようになされた後、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とを、それぞれ比較するようにしたので、例えば、動いていない部分が動いている部分として、誤って検出されたり、逆に、動いている部分が動いていない部分として誤って検出されるようなことを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像比較装置を応用したビデオカメラの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ９の動き検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施例の動作を説明する図である。
【図５】図１の実施例の他の動作を説明するフローチャートである。
【図６】図１の実施例のさらに他の動作例を示すフローチャートである。
【図７】従来の画像比較装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】図７の例の動作を説明するフローチャートである。
【図９】監視する画像を説明する図である。
【図１０】図９の表示例の偶数フィールドの画像を示す図である。
【図１１】図９の表示例の奇数フィールドの画像を示す図である。
【図１２】監視する画像の比較する単位を説明する図である。
【図１３】図１２の表示例の偶数フィールドの各ブロックの値を示す図である。
【図１４】図１２の表示例の奇数フィールドの各ブロックの値を説明する図である。
【図１５】偶数フィールドと奇数フィールドのブロックの差を演算した結果を示す図である。
【符号の説明】
１０ 撮像部， １３ ＣＣＤ， １６ 輝度色差信号生成装置， ２１ 画像一次記憶装置， ２４ 現画面メモリ領域， ２６ 基準画面メモリ領域， ３１ 動き検出装置， ３２ 検出領域設定部， ３３ 比較器， ３５ 評価結果メモリ， ３６ 検出領域設定部， ３７ 比較器， ３９ 検出面積判定部， ４０ 検出不感帯処理部， ４１ 画面記憶タイミング制御装置， ５１検出開始制御装置， ６１ マイクロコンピュータ
【発明の属する技術分野】
本発明は画像比較装置および方法に関し、特にインタレース方式の映像信号を正確に比較することができるようにした、画像比較装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、テレビカメラにより室内を監視するような場合、基準となる所定の時刻における室内の画像を基準の画像としてメモリに予め記憶しておき、室内をビデオカメラで監視しているとき得られる現画像を基準画像と比較し、基準画像と異なる現画像が検出されたとき、侵入者などが検出されたものとして、検出信号を出力するようにしている。
【０００３】
図７は、このような場合における従来の画像比較装置の構成例を表している。この例においては、撮像部１０で撮像した画像が、サンプルホールドおよびＡＧＣ回路１４で、サンプルホールドおよびＡＧＣ制御された後、Ａ／Ｄ変換器１５でＡ／Ｄ変換され、さらに輝度色差信号生成装置１６に入力されるようになされている。輝度色差信号生成装置１６では、例えば輝度信号Ｙと色差信号（Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号）が生成され、画像一次記憶装置２１に供給されるようになされている。画像一次記憶装置２１では、輝度色差信号生成装置１６より供給された画像信号が、現画面メモリ領域２４に記憶されるようになされている。そして、現画面メモリ領域２４に最初に記憶された画像が、更新回路２５を介して基準画面メモリ領域２６に、基準画面として記憶される。
【０００４】
動き検出装置３１においては、基準画面メモリ領域２６に記憶された基準画面と、現画面メモリ領域２４に記憶された現画面の輝度と色相の比較が行われ、その比較結果が、出力されるようになされている。
【０００５】
検出開始制御装置５１は、例えばマイクロコンピュータなどにより構成され、画像一次記憶装置２１と動き検出装置３１を制御するようになされている。
【０００６】
次に、図８を参照して、その動作について説明する。ステップＳ９１においては、室内の動き検出を開始する前の状態であるか否かを判定し、検出処理を開始する前である場合においては、ステップＳ９２に進み、任意の検出位置を設定する処理が実行される。すなわち使用者は、ビデオカメラ（図示せず）を監視したい室内の位置に指向させる。このとき、まだ検出処理が監視されていないので、ステップＳ９３において、動きが検出されていないことを表す信号が動き検出装置３１から外部に出力される。
【０００７】
ステップＳ９１において、検出処理が開始された後であると判定された場合、ステップＳ９４に進み、その処理が第１回目の処理であるか否かを判定する。その処理が第１回目の処理であると判定された場合、ステップＳ９５に進み、動きが検出されていないことを動き検出装置３１から外部に出力する。そして、ステップＳ９６に進み、いま現画面メモリ領域２４に入力されている映像信号を、基準画面として、更新回路２５を介して基準画面メモリ領域２６に登録する処理を実行する。
【０００８】
このように、基準画面が基準画面メモリ領域２６に登録された後、次の映像信号が入力されたとき、ステップＳ９４において、その処理は、第２回目以降の処理であると判定され、ステップＳ９７に進む。ステップＳ９７では、ステップＳ９６で記憶した基準画面と、いま入力された現画面とを比較し、動き検出処理を実行する。すなわち、外部からの侵入者などが存在する場合、その動きが検出される。
【０００９】
次にステップＳ９８で、動きが検出されたか否かを判定し、検出されていない場合においては、ステップＳ９９に進み、動きが検出されていないことを動き検出装置３１から外部に出力する。これに対して、ステップＳ９８において、動きが検出されたと判定された場合、ステップＳ１００に進み、動きが検出されたことを表す検出信号とともに、動きが検出された位置を表す信号を、動き検出装置３１から外部に出力する。
【００１０】
例えばいま、図９に示すように、皿の上に載せられている果物を監視しているものとする。いま、この監視を、例えばＮＴＳＣ方式のビデオカメラで監視しているものとすると、ＮＴＳＣ方式の映像信号は、インタレース方式とされているため、図９に示すような１フレームの画像は、例えば図１０に示すような偶数フィールド（偶数番目のラインにより構成されるフィールド）の画像と、図１１に示すような奇数フィールド（奇数番目のラインにより構成されるフィールド）の画像とにより構成されていることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図８のステップＳ９６において、最初のタイミングにおける所定のフィールドの画像が、基準画面メモリ領域２６に記憶されるのであるが、いま例えば、この画像が偶数フィールドの画像であるとする。そして、ステップＳ９４において、第２回目以降の処理として現画面メモリ領域２４に取り込まれた画像が、奇数フィールドの画像であるとする。このとき、ステップＳ９７の動き検出処理においては、偶数フィールドの基準画面と、奇数フィールドの現画面とが、比較されることになる。
【００１２】
すなわち、例えば、動き検出処理においては、図１２に示すように、記憶された画像が、所定の数の画素で構成されるブロックに区分される。そして、各ブロック毎の輝度信号の値が加算され、そのブロックの値とされる。
【００１３】
いま、基準画面として、偶数フィールドの画像が記憶され、現画面として、奇数フィールドの画像が記憶されたとすると、各ブロックの値は、例えば、それぞれ図１３と図１４に示すようになる。すなわち、偶数フィールドは、偶数番目のラインにより構成される画像であり、奇数フィールドは、奇数番目のラインにより構成される画像であるから、図１３と図１４に示すように、各ブロックの値は、それぞれ異なる値となる。このため、各ブロック毎に、その値の差をとると、図１５に示すように、各ブロックの値は、必ずしも０にはならない。この差の値が大きい場合、そこに動きがあるものとして、検出されることになる。
【００１４】
しかしながら、いまの場合、偶数フィールドと奇数フィールドのフィールドの違いがあるだけで、実際には動きは存在しないので、動きは検出されない方が好ましい。図１５に示す場合において、動きを検出しないようにするには、各ブロック毎に得られた差の値の最大値が、この例の場合３であるから、その値が３以下の場合、動きが存在しないと判定し、その値が４以上である場合においては、動きが存在すると判定するようにすればよい。
【００１５】
すなわち、動きの有無を検出するための閾値の値を大きい値に設定すれば、動きのない画面が、動きのある画面として、誤って検出されることを防止することができる。しかしながら、その閾値を大きい値に設定すると、実際に動きが存在する場合においても、これを検出することが困難になる課題があった。
【００１６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、動きのある画面を確実に検出することができるようにするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の画像比較装置は、映像信号のうち、第１のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値を記憶する第１の記憶手段と、映像信号のうち、第２のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値を記憶する第２の記憶手段と、第１の記憶手段に記憶されている第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２の記憶手段に記憶されている第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、それぞれ実質的に対応する映像信号を基に生成された輝度信号の平均値および色相信号の平均値となるように制御する制御手段と、第１の記憶手段に記憶された第１の輝度信号の平均値と、第２の記憶手段に記憶された第２の輝度信号の平均値とを比較する第１の比較手段と、第１の記憶手段に記憶された第１の色相信号の平均値と、第２の記憶手段に記憶された第２の色相信号の平均値とを比較する第２の比較手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の画像比較方法は、映像信号のうち、第１のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値の記憶を制御する第１の記憶制御ステップと、映像信号のうち、第２のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値の記憶を制御する第２の記憶制御ステップと、第１の記憶手段に記憶されている第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２の記憶手段に記憶されている第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、それぞれ実質的に対応する映像信号を基に生成された輝度信号の平均値および色相信号の平均値となるように制御する制御ステップと、第１の記憶制御ステップにおいて記憶された第１の輝度信号の平均値と、第２の記憶制御ステップにおいて記憶された第２の輝度信号の平均値とを比較する第１の比較ステップと、第１の記憶ステップにおいて記憶された第１の色相信号の平均値と、第２の記憶制御ステップにおいて記憶された第２の色相信号の平均値とを比較する第２の比較ステップとを含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項１に記載の画像比較装置および請求項３に記載の画像比較方法においては、第１のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、実質的に対応する映像信号を基に生成された、輝度信号の平均値および色相信号の平均値となるようになされた後、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、それぞれ比較される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の画像比較装置を応用したビデオカメラの構成例を表している。同図に示すように、監視する被写体からの光ＬＡは、撮像部１０において、レンズ１１と絞り１２を介して、ＣＣＤ１３に結像するようになされている。
【００２１】
ＣＣＤ１３が出力する画像信号は、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）およびＡＧＣ（自動利得制御）回路１４に入力され、サンプルホールドされるとともに、図示せぬ装置から供給されるオートアイリス制御信号に対応して、その利得が制御されるようになされている。Ａ／Ｄ変換器１５は、サンプルホールドおよびＡＧＣ回路１４の出力をＡ／Ｄ変換した後、輝度色差信号生成装置１６に出力している。輝度色差信号生成装置１６は、Ａ／Ｄ変換器１５より入力された信号のホワイトバランスをホワイトバランス制御装置１７で制御した後、例えばＮＴＳＣ方式の輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｒ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号）を生成するようになされている。
【００２２】
画像一次記憶装置２１は、その前処理部２２において、輝度色差信号生成装置１６より出力されたＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、およびＢ−Ｙ信号を４８×３２画素に間引いた後、Ｙ信号をＹｄ信号として、現画面メモリ領域２４に供給し、記憶させるとともに、Ｒ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号を、色相／飽和度変換および無彩色判定部２３に出力する。色相／飽和度変換および無彩色判定部２３は、入力されたＲ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号から、色相信号（ＨＵＥ信号）を生成する。例えば、０乃至２５５の値のうち、色相を１乃至２５５の値で表現し、無彩色のデータを値０で表したＨＵＥｄ信号を生成する。このＨＵＥｄ信号は、現画面メモリ領域２４に供給され、記憶される。
【００２３】
更新回路２５は、現画面メモリ領域２４に記憶されている、現画面の輝度信号（Ｙｄ信号）（Ｙ＿ｎｏｗ）と色相信号（ＨＵＥｄ信号）（ＨＵＥ＿ｎｏｗ）とを更新のタイミングで読み出し、基準画面メモリ領域２６に供給し、それぞれ基準画面のＹ信号（Ｙ＿ｏｒｇ）と色相信号（ＨＵＥ＿ｏｒｇ）として記憶させる。
【００２４】
現画面メモリ領域２４と基準画面メモリ領域２６に記憶されたデータのうち、Ｙｄ信号成分（Ｙ＿ｏｒｇとＹ＿ｎｏｗ）は、動き検出装置３１の検出領域設定部３６に、またＨＵＥｄ信号成分（ＨＵＥ＿ｏｒｇとＨＵＥ＿ｎｏｗ）は、検出領域設定部３２に、それぞれ供給される。
【００２５】
検出領域設定部３６により取り込まれたＹｄ信号成分は、比較器３７で比較され、その差のある部分が、動きがあった部分として検出されるようになされている。単独点評価部３８は、比較器３７で得られた比較結果のうち、単独点（孤立点）を抽出し、この単独点をノイズとして除去する処理を実行する。
【００２６】
一方、同様に、検出領域設定部３２で取り込まれたＨＵＥｄ信号成分は、比較器３３で比較され、その差の値が基準値以上の部分が、動きのあった部分として検出される。単独点評価部３４は、動きのあった部分として検出された画素のうち、単独点はノイズとしてこれを除去する処理を実行する。
【００２７】
評価結果メモリ３５は、単独点評価部３８と単独点評価部３４で、それぞれノイズが除去されたＹｄ信号成分とＨＵＥｄ信号成分の論理和（または論理積）を、動きのあった部分として記憶する。検出面積判定部３９は、評価結果メモリ３５に記憶された、動きのあった部分の面積を、予め設定してある所定の基準値と比較し、動きのあった部分として検出された画素の面積が基準値より大きい場合、被写体（動き）が検出されたものとして、検出信号を出力する。
【００２８】
検出不感帯処理部４０は、検出面積判定部３９より検出信号が入力された回数を計数し、その回数が、予め設定してある所定の基準値以上であるとき、最終的に被写体（動き）が検出された、またはされなかったものとして、被写体有無情報をマイクロコンピュータ６１に出力する。
【００２９】
マイクロコンピュータ６１は、検出開始制御装置５１を有するとともに、画面記憶タイミング制御装置４１を内蔵している。画面記憶タイミング制御装置４１は、現画面メモリ領域２４と基準画面メモリ領域２６における画面記憶のタイミングを制御するようになされている。入力部６２は、各種のスイッチ、キーなどにより構成され、マイクロコンピュータ６１に対して各種の指令を入力することができるようになされている。
【００３０】
次に、図２のフローチャートを参照して、その動作について説明する。最初にステップＳ１において、動きの有無を検出する処理を開始する前であるか否かが判定される。入力部６２を操作して検出開始処理が指令される前の状態であるとき、ステップＳ２に進み、使用者は、任意の検出位置を設定する処理を実行する。すなわち、撮像部１０を所定の検出位置に配置し、監視したい画像を取り込むようにする。この場合、まだ動き検出処理は開始されていないので、ステップＳ３に進み、動きが検出されていないことを、動き検出装置３１がマイクロコンピュータ６１、あるいは外部に出力する。
【００３１】
一方、ステップＳ１において検出開始処理が開始されたと判定された場合、ステップＳ４に進み、今回の処理が第１回目の処理であるか否かが判定される。動きを検出する場合、最初に基準画面メモリ領域２６に基準画面を登録する必要がある。そこで、第１回目の処理の場合においては、ステップＳ５に進み、動き検出装置３１から動きが検出されていないことを表す検出信号を出力させるとともに、ステップＳ６において、基準画面を登録する処理を実行させる。
【００３２】
すなわち、レンズ１１を介して入射された光は、絞り１２により所定の径に調整された後、ＣＣＤ１３に入射され、電気信号に変換される。サンプルホールドおよびＡＧＣ回路１４は、入力された信号をサンプルホールドするとともに、オートアイリス信号に対応して、その利得を制御する。Ａ／Ｄ変換器１５は、サンプルホールドおよびＡＧＣ回路１４より出力された信号をＡ／Ｄ変換し、輝度色差信号生成装置１６に出力する。輝度色差信号生成装置１６は、入力された信号のホワイトバランスを、ホワイトバランス制御装置１７で調整した後、Ｙ信号、Ｒ−Ｙ信号、およびＢ−Ｙ信号を生成し、画像一次記憶装置２１の前処理部２２に出力する。前処理部２２は、入力された信号を４８×３２画素のデータに間引く処理を実行し、Ｙ信号をＹｄ信号として現画面メモリ領域２４に書き込ませる。一方、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号は、色相／飽和度変換および無彩色判定部２３において、ＨＵＥｄ信号に変換され、現画面メモリ領域２４に書き込まれる。
【００３３】
また、このとき、マイクロコンピュータ６１は、更新回路２５を制御し、現画像メモリ領域２４に、最初に記憶されたＹｄ信号（Ｙ＿ｎｏｗ）と、ＨＵＥｄ信号（ＨＵＥ＿ｎｏｗ）を、基準画面メモリ領域２６に転送し、記憶させる。すなわち、これにより、例えば無人の状態の所定の室内の画像が、基準画面として、基準画面メモリ領域２６に記憶される。
【００３４】
次に、ステップＳ７に進み、画面記憶タイミング制御装置４１は、基準画面メモリ領域２６に記憶された画面のデータが、奇数フィールドの画面のデータであるのか、偶数フィールドの画面のデータであるのかを表すフラグＯ＿ＯＲＧまたはＥ＿ＯＲＧを基準画面メモリ領域２６から取得する。
【００３５】
このようにして、基準画面メモリ領域２６に所定の基準画面のデータが記録された後、以後、現画面メモリ領域２４に現画面のデータが記憶されると、ステップＳ２４において、その処理は第２回目以降の処理であると判定され、ステップＳ８に進む。このとき、画面記憶タイミング制御装置４１は、現画面メモリ領域２４に現画面として記憶された画面のデータが、偶数フィールドのデータであるのか、奇数フィールドのデータであるのかを表すフラグＯ＿ＮＯＷまたはＥ＿ＮＯＷを取得し、ステップＳ７で取得した基準画面のフラグと比較する。両者のフラグが一致する場合、すなわち、基準画面メモリ領域２６に記憶された基準画面のフィールドのフラグがＯ＿ＯＲＧであり、現画面メモリ領域２４に記憶された現画面のフィールドのフラグがＯ＿ＮＯＷであるとき、あるいは、基準画面メモリ領域２６に記憶された基準画面のフィールドのフラグがＥ＿ＯＲＧであり、現画面メモリ領域２４に記憶された現画面のフィールドのフラグがＥ＿ＮＯＷであるとき、ステップＳ９に進み、動き検出処理を実行する。このステップＳ９の動き検出処理の詳細は、図３のフローチャートに示されている。
【００３６】
そこで、次に、図３のフローチャートを参照して、このステップＳ９における動き検出処理（被写体の検出処理）の詳細について説明する。
【００３７】
最初にステップＳ３１において、検出領域設定部３２は、基準画面メモリ領域２６と現画面メモリ領域２４の最初の画素（またはブロック）（例えば左上の画素（またはブロック））の座標を取得し、そこに記憶されている基準画面の色相信号（ＨＵＥ＿ｏｒｇ）と、現画面の色相信号（ＨＵＥ＿ｎｏｗ）を取り込む。同様に、検出領域設定部３６も基準画面メモリ領域２６のＹ信号成分（Ｙ＿ｏｒｇ）が記憶されている領域の最初の画素（例えば左上の画素）の座標データと、現画面メモリ領域２４のＹ信号（Ｙ＿ｎｏｗ）が記憶されている最初の画素（例えば左上の画素）の座標を取得し、その画素データを読み取る。
【００３８】
次にステップＳ３２に進み、比較器３３は、基準画面の色相データＨＵＥ＿ｏｒｇと現画面の色相データＨＵＥ＿ｎｏｗとを比較し、その差が、予め設定してある所定の基準値以上であるか否かを判定する。所定の基準値以上である場合、その画素（またはブロック）が、動きのある部分として検出される。次にステップＳ３３に進み、単独点評価部３４において、ステップＳ３２で動きのある部分として検出された画素が単独点であるか否かを判定し、単独点である場合においては、これをノイズとして処理する。すなわち、動きのない部分として評価する。
【００３９】
同様に、ステップＳ３４において、比較器３７は、基準画面メモリ領域２６の画素の輝度データＹ＿ｏｒｇと、現画面メモリ領域２４に記憶されている輝度データＹ＿ｎｏｗとを比較し、その差が、予め設定してある所定の基準値以上であるか否かを判定する。基準値以上の差がある画素は、動きのある画素として検出される。
【００４０】
次にステップＳ３５に進み、単独点評価部３８において動きがあると判定された画素が、単独点であるか否かが判定される。単独点である場合、その動きはノイズであるとして、その画素は動きのない画素として評価される。
【００４１】
ステップＳ３６では、評価結果メモリ３５において、単独点評価部３８より供給された動きのある画素として検出された画素と、単独点評価部３４より動きのある画素として供給された画素の論理和（または論理積）を演算し、その演算結果の数（画素数）をＳｎｏｗに積算する。
【００４２】
次にステップＳ３７において、基準画面メモリ領域２６と現画面メモリ領域２４に記憶されている全ての画素について、同様の処理を行ったか否かを判定し、同様の処理を行っていない画素がまだ残っている場合においては、ステップＳ３２に戻り、同様の処理を実行する。全ての画素について同様の処理を実行したと判定された場合、ステップＳ３７からステップＳ３８に進む。ステップＳ３８においては、検出面積判定部３９で、ステップＳ３６で求めた積算値Ｓｎｏｗと、予め設定されている所定の閾値Ｓｔｈｒとを比較する。
【００４３】
積算値Ｓｎｏｗが、閾値Ｓｔｈｒより大きいと判定された場合、ステップＳ３９に進み、検出不感帯処理部４０において、更に２回連続して、積算値Ｓｎｏｗが閾値Ｓｔｈｒよりより大きいと判定されたか否かを判定する。すなわち、例えば、２フレーム連続して基準画面の画素データと現画面の画素データの差が所定の基準値以上である画素が、所定の基準値以上の個数存在すると判定されたか否かが判定される。ステップＳ３９において、２回連続して検出されていないと判定された場合、すなわち、動きがあると１回だけ検出された場合においては、ステップＳ４０に進み、検出不感帯処理部４０は、被写体が検出されていないことを表す被写体有無情報をそのまま保持する。
【００４４】
これに対してステップＳ３９において、２回連続して動きがあったことが検出されたと判定された場合、ステップＳ４１に進み、検出不感帯処理部４０は、被写体検出情報を被写体が検出されたことを表す被写体有無情報に変更するとともに、今回検出した位置を被写体検出位置とする。
【００４５】
一方、ステップＳ３８において、積算値Ｓｎｏｗが、閾値Ｓｔｈｒと等しいか、それより小さいと判定された場合、ステップＳ４２に進み、検出不感帯処理部４０で２回連続して動きが検出されなかったか否かが判定される。２回連続して動きが検出されなかった場合においては、ステップＳ４３に進み、検出不感帯処理部４０は、被写体が検出されていないことを表す被写体有無情報にする。
【００４６】
ステップＳ４２において、２回連続して動きが検出されていないと判定された場合（１回だけ動きがないことが検出された場合）、ステップＳ４４に進み、検出不感帯処理部４０は、被写体が検出されていることを表す被写体有無情報をそのまま保持するとともに、最後に検出した位置を被写体の検出位置とする被写体位置情報をそのまま保持する。
【００４７】
図２のフローチャートに戻って、以上のようにして、ステップＳ９で動き検出処理が行われたとき、次にステップＳ１０に進み、動きが検出されたか否かを判定する。動きが検出されていないと判定された場合、ステップＳ１１に進み、動き検出装置３１は、動きが検出されていないことを表す検出信号を出力する。また、ステップＳ１０において、動きが検出されたと判定された場合、ステップＳ１２に進み、動きが検出されたことを表す検出信号と、動きが検出された座標が検出不感帯処理部４０から出力される処理が実行される。
【００４８】
ステップＳ８において、いま現画面メモリ領域２４に記憶されたフィールドのデータが、基準画面メモリ領域２６に記憶されている基準画面のフィールドと対応しないと判定されたとき、ステップＳ９乃至Ｓ１２の処理はスキップされる。すなわち、動き検出処理は実行されない。これにより、動きのない部分が動きのある部分として、誤って検出されたり、逆に、動いている部分が動いていない部分として誤って検出されるようなことが抑制される。
【００４９】
このように、この実施例の場合、基準画面メモリ領域２６に記憶される基準画面のフィールドと、現画面メモリ領域２４に記憶される現画面のフィールドとは対応している。その結果、例えば図１２に示すような、皿の上に載置されている果物を監視している場合、基準画面メモリ領域２６と現画面メモリ領域２４に記憶されている画面から得られるデータは、いずれも図１３に示すような値となるか、または図１４に示すような値となる。その結果、両者の差を演算すると、図４に示すように、各ブロックの値は全て０となる。
【００５０】
従って、動きの有無を検出するための閾値を大きい値に設定する必要がなくなり、わずかな動きでも検出することが可能となる。
【００５１】
図５は、図１の実施例の他の処理例を表している。ステップＳ５１乃至Ｓ６２の基本的な処理は、図２のフローチャートに示したステップＳ１乃至Ｓ１２の処理と同様であるが、基準画面メモリ領域２６と現画面メモリ領域２４における記憶方法、およびそれに起因して、比較器３３，３７における比較処理が、図２における場合と異なっている。
【００５２】
具体的には、ステップＳ５６乃至Ｓ５９の処理が図２におけるステップＳ６乃至Ｓ９の処理と異なっている。その他のステップＳ５１乃至Ｓ５５の処理、およびステップＳ６０乃至Ｓ６２処理は、図２におけるステップＳ１乃至Ｓ５の処理、およびステップＳ１０乃至Ｓ１２の処理と同様の処理である。
【００５３】
すなわち、この実施例においては、ステップＳ５６において、連続した２フィールド分の画像が基準画面メモリ領域２６に記憶される。そして、ステップＳ５７において、連続した２つのフィールドのいずれが偶数フィールドであり、いずれが奇数フィールドであるのかを表すフラグが取得される。
【００５４】
ステップＳ５８においては、現画面メモリ領域２４に連続した２フィールドの画像が格納されたか否かが判定され、まだ格納されていない場合においては、処理は終了される。ステップＳ５８において、現画面メモリ領域２４に連続した２フィールド分の画像が格納されたと判定された場合、ステップＳ５９に進み、動き検出処理が実行される。この場合、基準画面メモリ領域２６に記憶されている偶数フィールドの画像と現画面メモリ領域２４に記憶されている偶数フィールドの画像の比較が行われる。また、同様に、基準画面メモリ領域２６に記憶されている奇数フィールドの画像と、現画面メモリ領域２４に記憶されている奇数フィールドの画像が比較される。そして、それぞれの比較結果の論理和または論理積が、最終的な動きの有無として検出される。
【００５５】
このように、図５の実施例においては、対応するフィールドの画像データ同士を比較するようにしているので、動きのない部分が動きのある部分として、誤って検出されたり、逆に、動いている部分が動いていない部分として誤って検出されるようなことが抑制される。
【００５６】
図６は、さらに他の処理例を表している。このステップＳ７１乃至Ｓ８１に示す処理も、基本的に、図２に示したステップＳ１乃至Ｓ１２の処理と同様であるが、ステップＳ７６乃至Ｓ７８の処理が、図２におけるステップＳ６乃至Ｓ９の処理と異なっている。その他のステップＳ７１乃至Ｓ７５の処理、およびステップＳ７９乃至Ｓ８１の処理は、図２におけるステップＳ１乃至Ｓ５の処理、およびステップＳ１０乃至Ｓ１２の処理と同様である。
【００５７】
すなわち、この実施例においては、ステップＳ７６において、連続した２フィールド分の画像の加算値が、基準画面メモリ領域２６に基準画面として記憶される。この加算値としては、連続する偶数フィールドと奇数フィールドの画素データを対応する画素同士で加算した値を、そのまま用いることもできるし、加算した後、これを２で割算して平均値としたデータを用いることもできる。
【００５８】
そこで、このように基準画面メモリ領域２６に基準画面が記憶されたとき、ステップＳ７７においては、現画面メモリ領域２４に現画面として、連続した２フィールド分の画像の加算値（例えば平均値）が格納されたか否かが判定される。連続した２フィールド分の画像の加算値が、現画面メモリ領域２４にまだ記憶されていないと判定された場合、処理は終了される。そして、連続した２フィールド分の画像の加算値（平均値）が、現画面メモリ領域２４に記憶されたと判定された場合、ステップＳ７８に進み、平均値の画像データ同士の動き検出処理が実行される。
【００５９】
このように、この実施例においては、奇数フィールドの画像と偶数フィールドの画像の加算値（平均値）が比較されるため、やはり、動きのない部分を動きのある部分として、誤って検出されたり、逆に、動いている部分が動いていない部分として誤って検出されることが抑制される。
【００６０】
【発明の効果】
以上の如く請求項１に記載の画像比較装置および請求項３に記載の画像比較方法によれば、第１のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、実質的に対応する映像信号を基に生成された、輝度信号の平均値および色相信号の平均値となるようになされた後、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とを、それぞれ比較するようにしたので、例えば、動いていない部分が動いている部分として、誤って検出されたり、逆に、動いている部分が動いていない部分として誤って検出されるようなことを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像比較装置を応用したビデオカメラの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ９の動き検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施例の動作を説明する図である。
【図５】図１の実施例の他の動作を説明するフローチャートである。
【図６】図１の実施例のさらに他の動作例を示すフローチャートである。
【図７】従来の画像比較装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】図７の例の動作を説明するフローチャートである。
【図９】監視する画像を説明する図である。
【図１０】図９の表示例の偶数フィールドの画像を示す図である。
【図１１】図９の表示例の奇数フィールドの画像を示す図である。
【図１２】監視する画像の比較する単位を説明する図である。
【図１３】図１２の表示例の偶数フィールドの各ブロックの値を示す図である。
【図１４】図１２の表示例の奇数フィールドの各ブロックの値を説明する図である。
【図１５】偶数フィールドと奇数フィールドのブロックの差を演算した結果を示す図である。
【符号の説明】
１０ 撮像部， １３ ＣＣＤ， １６ 輝度色差信号生成装置， ２１ 画像一次記憶装置， ２４ 現画面メモリ領域， ２６ 基準画面メモリ領域， ３１ 動き検出装置， ３２ 検出領域設定部， ３３ 比較器， ３５ 評価結果メモリ， ３６ 検出領域設定部， ３７ 比較器， ３９ 検出面積判定部， ４０ 検出不感帯処理部， ４１ 画面記憶タイミング制御装置， ５１検出開始制御装置， ６１ マイクロコンピュータ
Claims (3)
- 映像信号のうち、第１のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値を記憶する第１の記憶手段と、
映像信号のうち、第２のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値を記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に記憶されている第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、前記第２の記憶手段に記憶されている第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、それぞれ実質的に対応する映像信号を基に生成された輝度信号の平均値および色相信号の平均値となるように制御する制御手段と、
前記第１の記憶手段に記憶された第１の輝度信号の平均値と、前記第２の記憶手段に記憶された第２の輝度信号の平均値とを比較する第１の比較手段と、
前記第１の記憶手段に記憶された第１の色相信号の平均値と、前記第２の記憶手段に記憶された第２の色相信号の平均値とを比較する第２の比較手段と
を備えることを特徴とする画像比較装置。 - 前記第１の比較手段は、画素または複数の画素からなるブロックごとに、第１の輝度信号の平均値と第２の輝度信号の平均値とを比較し、
前記第２の比較手段は、画素または複数の画素からなるブロックごとに、第１の色相信号の平均値と第２の色相信号の平均値とを比較し、
前記第１の比較手段による比較の結果を基に動きが検出された画素と、前記第２の比較手段による比較結果を基に動きが検出された画素との論理和または論理積を演算し、その演算結果の数を積算する積算手段と、
前記積算手段による積算結果を示す値が、予め定められた所定の値よりも大きいか否かを判定する第１の判定手段と、
前記積算結果を示す前記値が、予め定められた前記値よりも大きいと判定された場合、さらに、予め定められた所定の回数だけ連続して、前記第１の判定手段によって、積算結果を示す値が、予め定められた前記値よりも大きいと判定されたか否かを判定する第２の判定手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像比較装置。 - 映像信号のうち、第１のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値の記憶を制御する第１の記憶制御ステップと、
映像信号のうち、第２のタイミングの連続する２つの映像信号を基に生成された、第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値の記憶を制御する第２の記憶制御ステップと、
第１の記憶手段に記憶されている第１の輝度信号の平均値および第１の色相信号の平均値と、第２の記憶手段に記憶されている第２の輝度信号の平均値および第２の色相信号の平均値とが、それぞれ実質的に対応する映像信号を基に生成された輝度信号の平均値および色相信号の平均値となるように制御する制御ステップと、
前記第１の記憶制御ステップにおいて記憶された第１の輝度信号の平均値と、前記第２の記憶制御ステップにおいて記憶された第２の輝度信号の平均値とを比較する第１の比較ステップと、
前記第１の記憶ステップにおいて記憶された第１の色相信号の平均値と、前記第２の記憶制御ステップにおいて記憶された第２の色相信号の平均値とを比較する第２の比較ステップと
を含むことを特徴とする画像比較方法。
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| JP13619596A JP3675570B2 (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | 画像比較装置および方法 |
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|---|---|---|---|
| JP13619596A JP3675570B2 (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | 画像比較装置および方法 |
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| JPH09322150A JPH09322150A (ja) | 1997-12-12 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3675570B2 (ja) |
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1996
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| JPH09322150A (ja) | 1997-12-12 |
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