JP3811137B2 - Subject motion detection circuit - Google Patents

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JP3811137B2 JP2003109859A JP2003109859A JP3811137B2 JP 3811137 B2 JP3811137 B2 JP 3811137B2 JP 2003109859 A JP2003109859 A JP 2003109859A JP 2003109859 A JP2003109859 A JP 2003109859A JP 3811137 B2 JP3811137 B2 JP 3811137B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、書画カメラを構成する二次元CCD(Charge Coupled Device)センサで撮像する画像とこれを描画する液晶パネルにおいて、画像の静止/動きに応じて解像度とフレームレートを制御する画像制御技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来書画カメラ付きプロジェクタが公知である。
この書画カメラは被写体置き台上に置かれた被写体を書画カメラで撮像して拡大投影するものである。この拡大投影像をプロジェクタが有する解像度で表示しようとすると低フレームレートでの表示となってしまう。このためこの書画カメラ付きプロジェクタを用いて被写体を拡大投影する場合、被写体を最適な位置に置くために被写体置き台上で被写体を移動させるが、このとき被写体の動きに合わせて拡大投影像がスムーズに動かないという問題点があった。
【0003】
この欠点を解決するために従来は次のような手段を採用していた。
図5に基づき、この従来の技術について説明する。
図5においては、撮像の為のCCDカメラやレンズ等の光学系の書画カメラ部分をプロジェクタの筐体内に収容する構造とし、投影の方式をフロント投影として図示する。また、既知の技術に属する光学系については基本的な光学経路のみを示している。
【0004】
図5に示すように、従来の書画カメラ付きプロジェクタは、CCD撮像部1、CCD信号処理部2、及び液晶投写部3および動き検出画像制御部4からなる。
【0005】
CCD撮像部1は、11の二次元CCDセンサ、12の撮像レンズ、14の被写体を載せるガラス板、15の被写体の撮像面をガラス板14を通して照らす二つの白色照明ランプ、16の被写体からの光を可視光全域にわたって反射し撮像レンズ12に入射する全反射ミラー、17の二次元CCDセンサ11の出力をCCD信号処理部2に送出するバッファアンプ、及び18の二次元CCDセンサ11を駆動するCCD駆動回路により構成する。13は平面的な被写体である。
【0006】
ガラス板14に接して置かれた被写体13は、全反射ミラー16と撮像レンズ12を通して二次元CCDセンサ11の受光面に結像して光電変換される。
二次元CCDセンサ11の出力はCCD駆動回路18のタイミング信号によって逐次読み出され、バッファアンプ17によってアナログの画像信号としてCCD信号処理部2に導かれる。
【0007】
CCD信号処理部2は、21の画像信号切換回路、22のA/D変換回路、23の画像処理回路、及び24の外部画像信号入力コネクタからなる。
画像信号切換回路21は、CCD撮像部1からの内部画像信号か又は外部画像信号入力コネクタ24からの外部画像信号の何れか一方を選択する。A/D変換回路22は、画像信号切換回路21の出力するアナログ画像信号をデジタル信号に変換し画像処理回路23に入力する。
画像処理回路23は、基準となる黒レベルの設定、γ補正、シェーディング補正、及び輪郭強調その他の画質の改善をデジタル的に処理し液晶投写部3に転送する。
【0008】
液晶投写部3は、31のフレームメモリ、32の画像演算回路、33のビデオ出力回路、34の液晶パネル、35の光源ランプ、36のコールドミラー、37の全反射ミラー、及び38の投写レンズからなる。
【0009】
フレームメモリ31は、画像処理回路23の出力するディジタル画像信号を格納する。
画像演算回路32は、フレームメモリ31に格納された画像信号の解像度と液晶パネル34のもつ解像度を勘案した解像度に変換する。例えば、SXGA(Super eXtended Graphics Array)画面の1280×1024画素をXGA(eXtended Graphics Array)画面の1024×768画素に変換する画像データの圧縮等を施す解像度変換を行う。
【0010】
解像度変換を受けた画像信号は、所定のフレームレートでビデオ出力回路33に送出される。
ビデオ出力回路33は、画像演算回路32の出力をD/A変換し、液晶パネル34の描画に必要なビデオ信号を生成する。
光源ランプ35の白色光はコールドミラー36により不要な赤外光を取り除いたのち被写体の描画された液晶パネル34を透過し、全反射ミラー37により光路を屈折し投写レンズ38に導かれる。
このようにして二次元CCDセンサ11の捉えた被写体は、画像信号としてフレームメモリ31に格納され、液晶パネル34に描画され、図示しないスクリーンに投写される。
【0011】
本従来の技術の特徴とする動き検出画像制御機能は、上述した構成に、動き検出画像制御部4を付加することにより成就する。
画像の動きは、フレームメモリ31の内容を監視し変化分を検出することにより電気的に認識することができる。動き検出画像制御部4に内蔵される動き検出制御回路41はフレームの更新毎にフレームメモリ31に格納された画像を読み出し、前後のフレームについて画素データの変化分を検出する。
【0012】
動き検出制御回路41は、画素データに変化分がない場合には動きのない静止画像と判断し、投写している画像の解像度情報を画像演算回路32から得て画素の全体読み出しをCCD駆動回路18に指示する。
CCD駆動回路18は、全画素を読み出すタイミングパルスを発生し、二次元CCDセンサ11に送出する。
これを受けた二次元CCDセンサ11は全画素のセンサ出力信号をCCD信号処理部2に送り出す。
【0013】
CCD信号処理部2は前述と同様にセンサ出力信号をA/D変換する。こののち画像補正を行い液晶投写部3のフレームメモリ31に格納する。
液晶投写部3はフレームメモリ31から画像データを読み出し、ビデオ信号を生成して液晶パネル34に描画し、光学経路によって図示しないスクリーンに画像を投写する。
動き検出制御回路41が画素データの変化分を検出すると動きのある画像と判断し、画像演算回路32からの解像度情報を参照して画素の間引き読み出しをCCD駆動回路18に指示する。CCD駆動回路18はこれを受けたタイミングパルスを発生し二次元CCDセンサ11に送出する。
こうして画素の間引き読み出しをすることにより、画質は粗くなるが画面の描画は高速になり、動きのある被写体に追随する投写が可能になる。
【0014】
【特許文献1】
特開2001−109422号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
従来の書画カメラ付きプロジェクタは以上のように、動き検出画像検出部を付加し、ここでフレーム単位で画素データの変化を監視し、変化があった場合は動きのある画像と判断して、画素の間引き読み出しを行う。こうすることによって動きのある画像は画素を間引き読み出しして被写体の動きに追随させ、動きのない画像は画素を間引きせずに読み出すこととして被写体の動きには追随しないが精細な画像が得られる。
【0016】
しかしながら、この従来の方法はフレーム単位で画素データの変化を監視するものであるため、たとえ1画素でも変化があると、被写体に動きがあると判断して画素の間引き読み出しを行ってしまい、被写体が実際は静止しているにもかかわらず、粗い画像を表示してしまうという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、被写体の実際の動きを正確に捉え、被写体の静止/動きを検出することが可能な被写体の動き検出回路を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明になる被写体の動き検出回路は、
書画カメラによる被写体撮像時の被写体の静止/動きの検出において、
前記書画カメラからの画像の取り込み時間間隔、前記被写体が部分静止状態にあることを検出するパラメータである静止判別値と静止検出回数、前記被写体が完全な静止状態にあることを検出するパラメータである静止検出時間、前記被写体が動いている状態を検出するパラメータである動き検出時間からなる各パラメータを設定する操作部と、
前記書画カメラで撮像した画像をあらかじめ決められたM(Mは2以上の整数)個のブロックに分割し、前記操作部で設定した前記書画カメラからの画像取り込み時間間隔単位で各ブロックごとにR、G、Bの各成分の平均値を算出し、保存する画像処理部と、
このM個のブロックのうちあらかじめ決められた位置のN(N<M、かつNは整数)個のブロックごとのR、G、Bの各成分の平均値と前記操作部で設定した静止判別値、静止検出回数、静止検出時間および動き検出時間をもとに次の手順により被写体の静止/動きを検出する制御部と、
を有することを特徴とするものである。
1)i番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
2)(i−1)番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
3)(i−2)番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
4)1)〜3)で算出した合計値から対応する各ブロックごとに平均値を算出すること。
5)1)〜4)で求めた合計値と平均値から各ブロックごとに分散値を算出すること。
6)各ブロックごとに分散値と静止判別値を比較し、分散値が静止判別値より小さい状態が静止検出時間以上継続したとき部分静止と判定し、これ以外のときは部分動と判定すること。
7)Nブロック全てが部分静止と判定したときを静止状態とし、この状態が静止検出時間以上継続したとき被写体が静止していると判定し、これ以外のときは部分動と判定すること。
8)部分動と判定した状態が動き検出時間以上継続したとき被写体が動いていると判定すること。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明について詳細に説明する。ここでは被写体として原稿を例にとって説明する。
図1は本発明の1実施形態を示す被写体の動き検出回路のブロック図である。
1は書画カメラ2からの画像の取り込み時間間隔、原稿が部分静止状態にあることを検出するパラメータである静止判別値と静止検出回数、原稿が完全な静止状態にあることを検出するパラメータである静止検出時間、原稿が動いている状態を検出するパラメータである動き検出時間からなる各パラメータを設定する操作部、2は原稿を撮像する書画カメラ、3は書画カメラ2からの画像をA/D変換するA/D変換部である。
【0020】
4はA/D変換部3からの画像を64(=8×8)個のブロックに分割し、操作部1で設定した書画カメラ2からの画像取り込み時間間隔単位で各ブロックごとにR、G、Bの各成分の平均値を算出し、保存する画像処理部、5はこの64個のブロックごとのR、G、Bの各成分の平均値からあらかじめ決められた位置の4個のブロックごとのR、G、B各成分の平均値と操作部1で設定した静止判別値、静止検出回数、静止検出時間および動き検出時間をもとに後述する手順により原稿の静止/動きを検出する制御部である。
【0021】
書画カメラ2で撮像した画像データの流れは次のとおりである。
書画カメラ2で原稿を撮像し、A/D変換部3でデジタル画像に変換し、画像処理部4に入力する。
画像処理部4では、入力される画像を1フレーム単位で8×8(=64)のブロックに分割し、それぞれのブロックごとにR、G、Bの各成分の平均値を算出し、保存すると共に制御部5の制御のもとに、あらかじめ決められた位置の4ブロックのR、G、Bの各成分の平均値を制御部5に送り出す。
【0022】
次に、この回路の動作、作用について説明する。
この実施の形態では、図4に示すように、1フレームの画面を8×8(=64)のブロックに分割し、このうち(3,3)、(3,6)、(6,3)および(6,6)に該当する4ブロックを対象として、その画像データから原稿が動いているか、静止しているか判断する。
【0023】
最初に、操作部1からパラメータとして、静止判別値STOP_LEVEL、静止検出回数STOP_COUNT、静止検出時間および動き検出時間を制御部5に設定する。これらのパラメータは次のように利用される。
前記4ブロックのブロックごとに算出された分散値が静止判別値STOP_LEVEL未満の状態が静止検出回数STOP_COUNT以上連続したとき、そのブロックは部分静止しているものと判定する。それ以外の場合は部分動と判定する。4ブロックとも部分静止しているときは静止していると判定する。そしてこの静止判定が静止検出時間以上連続したときは原稿が静止していると判定する。反対に部分動の判定が動き検出時間以上連続したときは原稿が動いていると判定する。
【0024】
図2、3に本発明になる原稿の静止/動き検出のフローチャートを示す。
以下、図2、3に基づいて原稿の静止/動きの検出手順について説明する。
図2は本発明の原稿の静止/動き検出のフローチャートのうち、原稿が静止しているか否かを検出する前段階に当たるもので各ブロックが部分静止しているか否かを検出する部分であり、図3は4ブロック全てを対象として最終的に原稿の静止/動きを検出する部分である。
【0025】
制御部5は画像処理部4から8×8(=64)ブロックのうち(3,3)、(3,6)、(6,3)および(6,6)に該当する4ブロックのR、G、Bの各成分の平均値を画像取り込み時間間隔単位で取得し続ける。
このようにして定期的に取得されたR、G、Bの各成分の平均値をもとにi番目、(i−1)番目および(i−2)番目の画像から前述した4ブロックについて図2、3に示すフローチャートに基づいて原稿が静止しているか否かについて検出する。
【0026】
ここでは、各ブロックが静止しているか否かについて4ブロックのうちの一つのブロックである(3,3)のブロックを例にとって説明する。
まず、i番目の画像から次の計算式によりR、G、Bの各成分の合計値SUM(0)を算出する(S101)。
SUM(0)=R(0)(3,3)+G(0)(3,3)+B(0)(3,3)ここで、R(0)(3,3)はi番目の画像の(3,3)ブロックのR成分の平均値、G(0)(3,3)はi番目の画像の(3,3)ブロックのG成分の平均値、B(0)(3,3)はi番目の画像の(3,3)ブロックのB成分の平均値である。
【0027】
次に、(i−1)番目の画像から前述と同様な計算式によりR、G、Bの各成分の合計値SUM(−1)を算出する(S102)。
SUM(−1)=R(−1)(3,3)+G(−1)(3,3)+B(−1)(3,3)
ここで、R(−1)(3,3)は(i−1)番目の画像の(3,3)ブロックのR成分の平均値、G(−1)(3,3)は(i−1)番目の画像の(3,3)ブロックのG成分の平均値、B(−1)(3,3)は(i−1)番目の画像の(3,3)ブロックのB成分の平均値である。
【0028】
続いて、前々回のマトリクスから前述と同様な計算式によりR、G、Bの各成分の合計値SUM(−2)を算出する(S103)。
SUM(−2)=R(−2)(3,3)+G(−2)(3,3)+B(−2)(3,3)
ここで、R(−2)(3,3)は前々回のマトリクスの(3,3)ブロックのR成分の平均値、G(−2)(3,3)は前々回のマトリクスの(3,3)ブロックのG成分の平均値、B(−2)(3,3)は前々回のマトリクスの(3,3)ブロックのB成分の平均値である。
【0029】
次に、これら3つの合計値SUM(0)、SUM(−1)およびSUM(−2)から、次の式により平均値AVEを算出する(S104)。
AVE=(SUM(0)+SUM(−1)+SUM(−2))/3
【0030】
次に、この3画像について分散値VAR(3,3)を次の式により算出する(S105)。
VAR(3,3)=(A + B + C)/3
ここでA、B、Cは次のとおりである。
A=AVE−SUM(0)
B=AVE−SUM(−1)
C=AVE−SUM(−2)
【0031】
このようにして求められた分散値VAR(3,3)と設定された静止判別値STOP_LEVELと静止検出回数STOP_COUNTから部分静止しているか否か判定する(S106)。判定は次のようにして行う。
分散値VAR(3,3)が静止判別値STOP_LEVEL以下である状態が静止検出回数STOP_COUNT以上連続したとき部分静止と判定する。部分静止と判定されない場合は原稿の部分動と判定する。
【0032】
以上の説明は、静止を検出する4ブロックのうちの1ブロックについて説明してきた。ここで選択した1ブロックの説明は終了し、4ブロックの部分静止の検出へと判定状態を進める。この判定は、以上説明してきたような部分静止の検出を4ブロック全てについて実行する。
【0033】
まず、静止段階にあるか否かを判定する(S107)。この静止段階にあるか否かは静止検出対象である4ブロック全てが部分静止しているか否かを判断することによって実行され、4ブロック全てが部分静止しているとき静止段階にあると判定し、それ以外のときは原稿の部分動と判定する。
【0034】
次に、静止状態が一定時間継続しているか否か判断する(S108)。この判断は静止状態が静止検出時間以上連続しているか否かで判定する。ここで静止状態が一定時間以上継続した場合は原稿が静止していると判定し(S110)、それ以外のときは原稿が部分動と判定する。
【0035】
原稿が部分動と判定されたときは動き状態が一定時間以上継続しているか否か判断する(S109)。この判断は動き状態が動き検出時間以上連続しているか否かで判定する。ここで動き状態が一定時間以上継続した場合は原稿が動いていると判定する(S111)。
【0036】
この判定をもとに、原稿が静止状態にあると判定されたときは、低フレームレートで高解像度の画像を、原稿が動いている状態にあると判定されたときは、高フレームレートで低解像度の画像を書画カメラ2から出力させる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、以上説明したように、書画カメラで撮像した1画面をMブロックに分割し、そのうちのNブロックを検出対象とし、所定の時間間隔で3画面に分けてNブロックのそれぞれのブロックごとにR、G、Bの各成分の平均値を算出し、これをもとに分散値を計算する。そして、この分散値があらかじめ決められた静止判別値以下である状態が静止検出回数以上継続する状態がN個のブロック全部で静止検出時間以上継続したとき被写体は静止していると判定し、前記分散値一つが静止判別値以上であるとき、または全部が静止判別値以下であってもその状態が静止検出回数以下である状態が動き検出時間以上継続したときは被写体は動いていると判定することとしたので、確実に被写体の静止/動きの検出が可能になる。また、この検出結果を用いて、静止状態にあるときは低フレームレートで高解像度の画像を、動いている状態にあるときは高フレームレートで低解像度の画像を書画カメラから出力させることにしたので、被写体の位置合わせのときは被写体の動きに追随した画像が得られるので位置合わせがし易く、位置合わせが完了した後は精細な画像が得られる書画カメラを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施の形態を示す被写体の動き検出回路のブロック図である。
【図2】被写体の動き検出のフローチャートの前半分である。
【図3】被写体の動き検出のフローチャートの後半分である。
【図4】書画カメラで撮像した1画面を64分割した様子を示す図である。
【図5】従来の動き検出技術を説明する図である。
【符号の説明】
1 操作部
2 書画カメラ
3 A/D変換部
4 画像処理部
5 制御部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image control technique for controlling a resolution and a frame rate according to stillness / movement of an image in an image captured by a two-dimensional CCD (Charge Coupled Device) sensor constituting a document camera and a liquid crystal panel for drawing the image. Is.
[0002]
[Prior art]
Conventional projectors with document cameras are known.
In this document camera, a subject placed on a subject placement table is imaged by the document camera and enlarged and projected. If this enlarged projection image is to be displayed at the resolution of the projector, it will be displayed at a low frame rate. Therefore, when magnifying and projecting a subject using this projector with a document camera, the subject is moved on the subject stand to place the subject in an optimal position. There was a problem that it did not move.
[0003]
In order to solve this drawback, the following means has been conventionally employed.
This conventional technique will be described with reference to FIG.
In FIG. 5, a document camera part of an optical system such as a CCD camera or a lens for imaging is accommodated in the projector housing, and the projection method is illustrated as front projection. In addition, only basic optical paths are shown for optical systems belonging to known techniques.
[0004]
As shown in FIG. 5, the conventional projector with a document camera includes a CCD imaging unit 1, a CCD signal processing unit 2, a liquid crystal projection unit 3, and a motion detection image control unit 4.
[0005]
The CCD imaging unit 1 includes 11 two-dimensional CCD sensors, 12 imaging lenses, a glass plate on which 14 subjects are placed, two white illumination lamps that illuminate the imaging surface of 15 subjects through the glass plate 14, and light from 16 subjects. The total reflection mirror that reflects the entire visible light and enters the imaging lens 12, the buffer amplifier that sends the output of the two-dimensional CCD sensor 11 to the CCD signal processing unit 2, and the CCD that drives the two-dimensional CCD sensor 11 A drive circuit is used. Reference numeral 13 denotes a planar subject.
[0006]
The subject 13 placed in contact with the glass plate 14 forms an image on the light receiving surface of the two-dimensional CCD sensor 11 through the total reflection mirror 16 and the imaging lens 12 and is photoelectrically converted.
The output of the two-dimensional CCD sensor 11 is sequentially read out by the timing signal of the CCD driving circuit 18 and guided to the CCD signal processing unit 2 as an analog image signal by the buffer amplifier 17.
[0007]
The CCD signal processing unit 2 includes 21 image signal switching circuits, 22 A / D conversion circuits, 23 image processing circuits, and 24 external image signal input connectors.
The image signal switching circuit 21 selects either the internal image signal from the CCD imaging unit 1 or the external image signal from the external image signal input connector 24. The A / D conversion circuit 22 converts the analog image signal output from the image signal switching circuit 21 into a digital signal and inputs the digital signal to the image processing circuit 23.
The image processing circuit 23 digitally processes the setting of the reference black level, γ correction, shading correction, edge enhancement and other image quality improvements, and transfers them to the liquid crystal projection unit 3.
[0008]
The liquid crystal projection unit 3 includes 31 frame memories, 32 image calculation circuits, 33 video output circuits, 34 liquid crystal panels, 35 light source lamps, 36 cold mirrors, 37 total reflection mirrors, and 38 projection lenses. Become.
[0009]
The frame memory 31 stores the digital image signal output from the image processing circuit 23.
The image arithmetic circuit 32 converts the image signal into a resolution that takes into account the resolution of the image signal stored in the frame memory 31 and the resolution of the liquid crystal panel 34. For example, resolution conversion is performed by compressing image data that converts 1280 × 1024 pixels on an SXGA (Super eXtended Graphics Array) screen to 1024 × 768 pixels on an XGA (eXtended Graphics Array) screen.
[0010]
The image signal subjected to the resolution conversion is sent to the video output circuit 33 at a predetermined frame rate.
The video output circuit 33 D / A converts the output of the image arithmetic circuit 32 and generates a video signal necessary for drawing on the liquid crystal panel 34.
The white light from the light source lamp 35 removes unnecessary infrared light by the cold mirror 36, passes through the liquid crystal panel 34 on which the subject is drawn, refracts the optical path by the total reflection mirror 37, and is guided to the projection lens 38.
The subject captured by the two-dimensional CCD sensor 11 is stored in the frame memory 31 as an image signal, drawn on the liquid crystal panel 34, and projected onto a screen (not shown).
[0011]
The motion detection image control function that is a feature of the conventional technique is achieved by adding the motion detection image control unit 4 to the above-described configuration.
The movement of the image can be electrically recognized by monitoring the contents of the frame memory 31 and detecting the change. A motion detection control circuit 41 built in the motion detection image control unit 4 reads an image stored in the frame memory 31 every time a frame is updated, and detects a change in pixel data for the preceding and succeeding frames.
[0012]
The motion detection control circuit 41 determines that a still image has no motion when there is no change in the pixel data, obtains resolution information of the projected image from the image arithmetic circuit 32, and reads out the entire pixel from the CCD drive circuit. 18 is instructed.
The CCD drive circuit 18 generates a timing pulse for reading out all pixels and sends it to the two-dimensional CCD sensor 11.
In response to this, the two-dimensional CCD sensor 11 sends out sensor output signals of all pixels to the CCD signal processing unit 2.
[0013]
The CCD signal processing unit 2 A / D converts the sensor output signal in the same manner as described above. Thereafter, the image is corrected and stored in the frame memory 31 of the liquid crystal projection unit 3.
The liquid crystal projection unit 3 reads image data from the frame memory 31, generates a video signal, draws it on the liquid crystal panel 34, and projects an image on a screen (not shown) through an optical path.
When the motion detection control circuit 41 detects the change in the pixel data, the motion detection control circuit 41 determines that the image is moving, and refers to the resolution information from the image calculation circuit 32 to instruct the CCD drive circuit 18 to read out the pixels. The CCD drive circuit 18 receives this and generates a timing pulse and sends it to the two-dimensional CCD sensor 11.
By thinning out the pixels in this way, the image quality becomes coarse, but the screen drawing becomes faster, and projection that follows a moving subject is possible.
[0014]
[Patent Document 1]
JP 2001-109422 A
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a projector with a conventional document camera adds a motion detection image detection unit. Here, a change in pixel data is monitored in units of frames. Thinning-out reading is performed. By doing this, pixels with motion are thinned and read out to follow the movement of the subject, and images without motion are read without thinning out the pixels, so that a fine image is obtained that does not follow the movement of the subject. .
[0016]
However, since this conventional method monitors changes in pixel data in units of frames, even if there is a change in even one pixel, it is determined that the subject is moving, and the pixels are thinned out and read out. However, there is a problem that a rough image is displayed even though it is actually still.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a subject motion detection circuit capable of accurately capturing the actual motion of the subject and detecting the stillness / motion of the subject. To do.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The subject motion detection circuit according to the present invention comprises:
In detecting the stillness / movement of the subject when the subject is captured by the document camera,
Time interval for capturing an image from the document camera, a stationary determination value and a number of times of stationary detection, which are parameters for detecting that the subject is in a partially stationary state, and a parameter for detecting that the subject is in a completely stationary state An operation unit for setting each parameter including a stationary detection time and a motion detection time which is a parameter for detecting a state in which the subject is moving;
The image captured by the document camera is divided into M (M is an integer of 2 or more) blocks determined in advance, and R for each block in units of image capture time intervals from the document camera set in the operation unit. An image processing unit that calculates and stores an average value of each of the components G, B,
Of these M blocks, the average value of each component of R, G, B for each N (N <M and N is an integer) blocks at a predetermined position and the stillness determination value set by the operation unit A control unit for detecting stillness / movement of a subject according to the following procedure based on the number of times of stillness detection, stillness detection time, and motion detection time;
It is characterized by having.
1) The total value of each component of R, G, and B is calculated for each block of N blocks of the i-th image.
2) Calculate the total value of each component of R, G, and B for each block of N blocks of the (i-1) -th image.
3) Calculate the total value of each component of R, G, and B for each block of the N blocks of the (i-2) -th image.
4) Calculate an average value for each corresponding block from the total values calculated in 1) to 3).
5) A variance value is calculated for each block from the total value and the average value obtained in 1) to 4).
6) For each block, the variance value and the stillness determination value are compared, and when the state where the variance value is smaller than the stillness determination value continues for the stillness detection time or longer, it is determined as partial stillness, otherwise it is determined as partial motion. .
7) When all N blocks are determined to be partially stationary, a stationary state is determined. When this state continues for a stationary detection time or longer, it is determined that the subject is stationary.
8) It is determined that the subject is moving when the state determined as the partial movement continues for the movement detection time or longer.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, a description will be given using a document as an example of the subject.
FIG. 1 is a block diagram of a subject motion detection circuit showing an embodiment of the present invention.
Reference numeral 1 denotes a time interval for capturing an image from the document camera 2, a stillness determination value and a number of times of stationary detection, which are parameters for detecting that the document is in a partially stationary state, and a parameter for detecting that the document is in a completely stationary state. An operation unit for setting each parameter including a still detection time and a motion detection time which is a parameter for detecting a moving state of the document, 2 is a document camera for imaging the document, and 3 is an A / D image from the document camera 2 An A / D conversion unit for conversion.
[0020]
4 divides the image from the A / D conversion unit 3 into 64 (= 8 × 8) blocks, and R, G for each block in units of image capture time intervals from the document camera 2 set in the operation unit 1. An image processing unit that calculates and stores an average value of each component of B, 5 for each of the four blocks at positions determined in advance from the average value of each component of R, G, and B for each of the 64 blocks Control for detecting the stillness / movement of the document according to the procedure described later based on the average value of each of the R, G, B components and the stillness determination value set by the operation unit 1, the number of times of stillness detection, the stillness detection time, and the motion detection time. Part.
[0021]
The flow of image data captured by the document camera 2 is as follows.
A document is imaged by the document camera 2, converted to a digital image by the A / D conversion unit 3, and input to the image processing unit 4.
The image processing unit 4 divides an input image into 8 × 8 (= 64) blocks in units of one frame, calculates an average value of each component of R, G, and B for each block and stores it. At the same time, under the control of the control unit 5, the average values of the R, G, and B components of four blocks at predetermined positions are sent to the control unit 5.
[0022]
Next, the operation and action of this circuit will be described.
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the screen of one frame is divided into 8 × 8 (= 64) blocks, of which (3, 3), (3, 6), (6, 3) For the four blocks corresponding to (6, 6), it is determined from the image data whether the document is moving or stationary.
[0023]
First, as a parameter from the operation unit 1, the still determination value STOP_LEVEL, the number of still detections STOP_COUNT, the still detection time, and the motion detection time are set in the control unit 5. These parameters are used as follows.
When a state where the variance value calculated for each of the four blocks is less than the stillness determination value STOP_LEVEL continues for the number of stillness detection times STOP_COUNT, it is determined that the block is partially stationary. Otherwise, it is determined as partial motion. If all four blocks are partially stationary, it is determined that they are stationary. When this stillness determination continues for a stillness detection time or longer, it is determined that the document is stationary. On the other hand, when the partial movement determination continues for more than the movement detection time, it is determined that the document is moving.
[0024]
2 and 3 are flowcharts of document stationary / motion detection according to the present invention.
The procedure for detecting the stationary / motion of the document will be described below with reference to FIGS.
FIG. 2 is a part for detecting whether or not each block is partially stationary in the flowchart of the stationary / motion detection of the document according to the present invention, which corresponds to a stage before detecting whether or not the document is stationary. FIG. 3 shows a part for finally detecting the stationary / movement of the document for all four blocks.
[0025]
The control unit 5 outputs R of 4 blocks corresponding to (3, 3), (3, 6), (6, 3) and (6, 6) out of 8 × 8 (= 64) blocks from the image processing unit 4. The average value of each component of G and B is continuously acquired in image capture time interval units.
The four blocks described above from the i-th, (i-1) -th, and (i-2) -th images based on the average values of the R, G, and B components obtained periodically in this way Whether or not the document is stationary is detected based on the flowcharts shown in FIGS.
[0026]
Here, whether each block is stationary will be described with reference to the block (3, 3), which is one of the four blocks.
First, the total value SUM (0) of each component of R, G, and B is calculated from the i-th image by the following calculation formula (S101).
SUM (0) = R (0) (3,3) + G (0) (3,3) + B (0) (3,3) where R (0) (3,3) is the i-th image Average value of R component of (3,3) block, G (0) (3,3) is average value of G component of (3,3) block of i-th image, B (0) (3,3) Is the average value of the B components of the (3, 3) block of the i-th image.
[0027]
Next, the total value SUM (-1) of each component of R, G, B is calculated from the (i-1) th image by the same calculation formula as described above (S102).
SUM (-1) = R (-1) (3,3) + G (-1) (3,3) + B (-1) (3,3)
Here, R (-1) (3,3) is the average value of the R components of the (3,3) block of the (i-1) th image, and G (-1) (3,3) is (i- 1) Average value of G component of (3, 3) block of the first image, B (-1) (3, 3) is average of B component of (3, 3) block of (i-1) th image Value.
[0028]
Subsequently, the total value SUM (−2) of each component of R, G, and B is calculated from the previous matrix by the same calculation formula as described above (S103).
SUM (-2) = R (-2) (3,3) + G (-2) (3,3) + B (-2) (3,3)
Here, R (−2) (3,3) is an average value of R components of the (3,3) block of the previous matrix, and G (−2) (3,3) is (3,3) of the previous matrix. ) The average value of the G component of the block, and B (-2) (3, 3) is the average value of the B component of the (3, 3) block of the previous matrix.
[0029]
Next, an average value AVE is calculated from these three total values SUM (0), SUM (-1) and SUM (-2) by the following formula (S104).
AVE = (SUM (0) + SUM (-1) + SUM (-2)) / 3
[0030]
Next, the variance value VAR (3, 3) is calculated for the three images by the following equation (S105).
VAR (3,3) = (A 2 + B 2 + C 2 ) / 3
Here, A, B, and C are as follows.
A = AVE-SUM (0)
B = AVE-SUM (-1)
C = AVE-SUM (-2)
[0031]
It is determined from the dispersion value VAR (3, 3) obtained in this way, the set stillness determination value STOP_LEVEL and the number of stop detection times STOP_COUNT whether or not the camera is partially stationary (S106). The determination is performed as follows.
When the state in which the variance value VAR (3, 3) is equal to or less than the stillness determination value STOP_LEVEL is continued for the number of stillness detections STOP_COUNT or more, it is determined as partial stillness. If it is not determined that the document is partially stationary, it is determined that the document is partially moving.
[0032]
In the above description, one block out of four blocks for detecting stillness has been described. The description of one block selected here ends, and the determination state is advanced to detection of partial stillness of four blocks. In this determination, partial stationary detection as described above is executed for all four blocks.
[0033]
First, it is determined whether or not it is in a stationary stage (S107). Whether or not it is in the stationary stage is determined by determining whether or not all four blocks that are still detection targets are partially stationary. When all four blocks are partially stationary, it is determined that the stationary stage is in the stationary stage. In other cases, it is determined that the document is partially moved.
[0034]
Next, it is determined whether or not the stationary state continues for a certain time (S108). This determination is made based on whether or not the stationary state continues for a stationary detection time or longer. If the stationary state continues for a certain time or longer, it is determined that the document is stationary (S110). Otherwise, it is determined that the document is a partial movement.
[0035]
When it is determined that the document is partially moved, it is determined whether or not the moving state has continued for a certain time (S109). This determination is made based on whether or not the motion state continues for more than the motion detection time. If the moving state continues for a certain time or longer, it is determined that the document is moving (S111).
[0036]
Based on this determination, when it is determined that the document is in a stationary state, a high resolution image at a low frame rate is displayed. When it is determined that the document is in a moving state, the image is reduced at a high frame rate. A resolution image is output from the document camera 2.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, one screen imaged by the document camera is divided into M blocks, of which N blocks are to be detected and divided into three screens at predetermined time intervals. An average value of each component of R, G, and B is calculated for each block, and a variance value is calculated based on the average value. When the state in which the variance value is equal to or less than a predetermined stillness determination value continues for more than the number of times of stillness detection continues for more than the stillness detection time in all N blocks, the subject is determined to be still, It is determined that the subject is moving when one variance value is equal to or greater than the stillness determination value, or even when all of the variance values are equal to or less than the stillness determination value and the state is less than or equal to the number of stillness detections for more than the motion detection time. Therefore, it is possible to reliably detect stillness / movement of the subject. Using this detection result, we decided to output a high resolution image at a low frame rate from a document camera when in a stationary state, and a high resolution image at a high frame rate when in a moving state. Therefore, since an image following the movement of the subject can be obtained when the subject is aligned, it is easy to perform the alignment, and a document camera that can obtain a fine image after the alignment is completed can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a subject motion detection circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is the first half of a flowchart of subject motion detection.
FIG. 3 is the latter half of the flowchart of subject motion detection.
FIG. 4 is a diagram showing a state where one screen imaged by a document camera is divided into 64 parts.
FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional motion detection technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation part 2 Document camera 3 A / D conversion part 4 Image processing part 5 Control part

Claims (1)

書画カメラによる被写体撮像時の被写体の静止/動きの検出において、
前記書画カメラからの画像の取り込み時間間隔、前記被写体が部分静止状態にあることを検出するパラメータである静止判別値と静止検出回数、前記被写体が完全な静止状態にあることを検出するパラメータである静止検出時間、前記被写体が動いている状態を検出するパラメータである動き検出時間からなる各パラメータを設定する操作部と、
前記書画カメラで撮像した画像をあらかじめ決められたM(Mは2以上の整数)個のブロックに分割し、前記操作部で設定した前記書画カメラからの画像取り込み時間間隔単位で各ブロックごとにR、G、Bの各成分の平均値を算出し、保存する画像処理部と、
このM個のブロックのうちあらかじめ決められた位置のN(N<M、かつNは整数)個のブロックごとのR、G、Bの各成分の平均値と前記操作部で設定した静止判別値、静止検出回数、静止検出時間および動き検出時間をもとに次の手順により被写体の静止/動きを検出する制御部と、
を有することを特徴とする被写体の動き検出回路。
1)i番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
2)(i−1)番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
3)(i−2)番目の画像のN個のブロックの各ブロックごとにR、G、Bの各成分の合計値を算出すること。
4)1)〜3)で算出した合計値から対応する各ブロックごとに平均値を算出すること。
5)1)〜4)で求めた合計値と平均値から各ブロックごとに分散値を算出すること。
6)各ブロックごとに分散値と静止判別値を比較し、分散値が静止判別値より小さい状態が静止検出時間以上継続したとき部分静止と判定し、これ以外のときは部分動と判定すること。
7)Nブロック全てが部分静止と判定したときを静止状態とし、この状態が静止検出時間以上継続したとき被写体が静止していると判定し、これ以外のときは部分動と判定すること。
8)部分動と判定した状態が動き検出時間以上継続したとき被写体が動いていると判定すること。
In detecting the stillness / movement of the subject when the subject is captured by the document camera,
Time interval for capturing an image from the document camera, a stationary determination value and a number of times of stationary detection, which are parameters for detecting that the subject is in a partially stationary state, and a parameter for detecting that the subject is in a completely stationary state. An operation unit for setting each parameter including a stationary detection time and a motion detection time which is a parameter for detecting a state in which the subject is moving;
An image captured by the document camera is divided into M (M is an integer of 2 or more) blocks determined in advance, and R for each block in units of image capture time intervals from the document camera set in the operation unit. An image processing unit that calculates and stores an average value of each of the components G, B,
Among the M blocks, the average value of each component of R, G, and B for each N (N <M and N is an integer) blocks at a predetermined position and the stillness determination value set by the operation unit A control unit for detecting stillness / movement of a subject according to the following procedure based on the number of times of stillness detection, stillness detection time, and motion detection time;
A motion detection circuit for a subject.
1) The total value of each component of R, G, and B is calculated for each block of N blocks of the i-th image.
2) Calculate the total value of each component of R, G, and B for each block of N blocks of the (i-1) -th image.
3) Calculate the total value of each component of R, G, and B for each block of the N blocks of the (i-2) -th image.
4) Calculate an average value for each corresponding block from the total values calculated in 1) to 3).
5) A variance value is calculated for each block from the total value and the average value obtained in 1) to 4).
6) For each block, the variance value is compared with the static discriminant value, and when the variance value is smaller than the static discriminant value for more than the static detection time, it is determined as partial static, otherwise it is determined as partial motion. .
7) When all the N blocks are determined to be partially stationary, the stationary state is set. When this state continues for the stationary detection time or longer, it is determined that the subject is stationary. Otherwise, the partial movement is determined.
8) It is determined that the subject is moving when the state determined as the partial movement continues for the movement detection time or longer.
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