JP4802253B2 - Image processing apparatus and shadow removal processing program - Google Patents
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Description
本発明は、カメラで撮影した時系列の複数の画像から変化画素を含む領域を抽出する領域化処理機能を有する画像処理装置、およびカメラで撮影した画像から影部分の画像を排除する影除去処理プログラムに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus having an area processing function for extracting an area including a change pixel from a plurality of time-series images taken by a camera, and a shadow removal process for removing an image of a shadow portion from an image taken by a camera. Regarding the program.
単眼カメラ(一つのカメラ)で撮影した時系列の複数の画像から変化画素を含む矩形の領域を抽出する領域化処理機能を有する画像処理装置においては、抽出した領域に影の領域を含んでいる。オブジェクト推定や位置推定機能では、影の出現方向や出現状況の予測が困難であり、影の領域を含んだ領域情報を利用して推定処理を行うと性能が極端に低下してしまうという問題があった。 In an image processing apparatus having an area processing function that extracts a rectangular area including a change pixel from a plurality of time-series images captured by a monocular camera (one camera), a shadow area is included in the extracted area. . With the object estimation and position estimation functions, it is difficult to predict the appearance direction and state of shadows, and if the estimation process is performed using area information including shadow areas, the performance will be extremely reduced. there were.
この種の画像処理技術における従来の影除去技術として、「対象物領域では、背景部分のテクスチャーが失われ、影領域では、背景部分のテクスチャーが比較的良好に残存している状況下において、背景画像を用意しておき、背景部分のテクスチャーが比較的良好に残存している影の領域と、背景部分のテクスチャーが失われている対象物体の領域を、背景部分のテクスチャーによる輝度への影響として捉えて影検出と画像処理を行う」技術が存在した(特許文献1参照)。しかしながら、この影除去技術は、背景画像を事前に用意し、この背景画像(背景となるテクスチャー)を基準に、対象物体の影領域を検出する構成であることから、影検出の基準となる適正な背景画像を事前に用意しておく必要があるとともに、用途(適用範囲)が撮影エリアを固定した道路監視等に限られ、汎用性に乏しいという問題があった。また、例えば日差しの変化などにより影の濃さが極端に変化したり、背景となる道路や構造物が雨や雪に晒されて、画像の影部分やその背景部分に大きな輝度変動が生じた際に誤動作する可能性が高く、従って上記した推定機能には適用できないという汎用性並びに信頼性の面の問題があった。 As a conventional shadow removal technique in this type of image processing technology, “the background area texture is lost in the object area and the background area texture remains relatively good in the shadow area. Prepare an image, and the shadow area where the texture of the background part remains relatively well and the area of the target object where the texture of the background part is lost are affected by the texture of the background part as an effect on the brightness. There has been a technique of “capturing and performing shadow detection and image processing” (see Patent Document 1). However, this shadow removal technology is a configuration that prepares a background image in advance and detects the shadow area of the target object based on this background image (background texture). In addition, it is necessary to prepare a simple background image in advance, and the use (applicable range) is limited to road monitoring with a fixed shooting area. In addition, for example, the shade density changes drastically due to changes in sunlight, etc., and the background roads and structures are exposed to rain and snow, resulting in large brightness fluctuations in the shadow area and background area of the image. In this case, there is a problem of versatility and reliability that the device is likely to malfunction and therefore cannot be applied to the above estimation function.
上述したように、カメラで撮影した時系列の複数の画像から変化画素を含む領域を抽出する領域化処理機能を有する画像処理装置においては、影の領域を含んだ領域情報を利用して動物体の推定処理を行った場合、処理性能に影響を及ぼすという問題があり、また、背景部分のテクスチャーによる輝度への影響を捉えて影検出を行う従来技術においては、影検出の基準となる適正な背景画像を事前に用意しておく手段が必要になるとともに、汎用性並びに信頼性の面で問題があった。 As described above, in an image processing apparatus having a regionization processing function that extracts a region including a change pixel from a plurality of time-series images captured by a camera, an object is obtained using region information including a shadow region. When performing the estimation processing, there is a problem that the processing performance is affected, and in the conventional technology that detects shadows by capturing the influence of the texture of the background portion on the brightness, an appropriate standard for shadow detection is required. A means for preparing a background image in advance is required, and there are problems in terms of versatility and reliability.
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、カメラで撮影した時系列の複数の画像から変化画素を含む領域を抽出する領域化処理機能を有する画像処理装置において、背景画像を必要とせず、汎用性並びに信頼性の高い影除去処理を期待することのできる、画像処理装置および影除去処理プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an image processing apparatus having a regionization processing function for extracting a region including a change pixel from a plurality of time-series images captured by a camera does not require a background image, An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and a shadow removal processing program that can expect a shadow removal process with high reliability and reliability.
本発明は、1つのカメラで撮影したフレーム単位のカラー画像を所定数記憶することができる画像バッファを備え、その画像バッファからNフレーム前の入力画像を基準画像とし、2Nフレーム前の入力画像と現在の入力画像を差分対象画像として入力し、前記基準画像と前記差分対象画像の画素単位での比較により差分領域を抽出し、前記差分領域の差分処理した画像から動物体領域の抽出に不要なノイズを除去し、前記ノイズ除去された前記差分領域の前記差分処理した画像を、前記カラー画像を表示する画面上の矩形の領域に領域化する処理を行う画像処理手段と、前記差分領域の前記領域化された注目画素が変化画素であるか否かをチェックし、変化画素である場合、前記2Nフレーム前の入力画像と前記基準画像との輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記2Nフレーム前の入力画像と前記基準画像との色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第1影候補として抽出し、前記現在の入力画像と前記基準画像との輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記現在の入力画像と前記基準画像との色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第2影候補として抽出する影除去方法抽出手段と、前記第1影候補と前記第2影候補のいずれかの抽出処理で影候補と判定した前記注目画素を前記基準画像から除去する影除去処理手段と、を具備したことを特徴とする。 The present invention includes an image buffer capable of storing a predetermined number of color images taken in units of frames taken by one camera, and an input image N frames before from the image buffer is used as a reference image, and an input image 2N frames before The current input image is input as a difference target image, a difference area is extracted by comparing the reference image and the difference target image in pixel units, and is not necessary for extracting a moving body area from the difference processed image of the difference area Image processing means for removing noise and processing the difference- processed image of the noise-reduced difference area into a rectangular area on a screen displaying the color image; and the difference area Check whether an area of has been noted picture element is changed pixel, when the change pixel, the luminance reduction ratio between the reference image and the 2N previous frame of the input image Because, when the brightness reduction ratio is within the shadow removal determination range, obtains a similarity difference between the color information of the 2N previous frame of the input image and the reference image, the attention degree of similarity difference is below a threshold extracting a pixel as a first shadow candidate, the current of the input image calculated luminance reduction ratio of the reference image, when the brightness reduction ratio is within the shadow removal determination range, the current of the input image the reference image A shadow removal method extracting means for obtaining a similarity difference with the color information and extracting the pixel of interest whose similarity difference is equal to or less than a threshold as a second shadow candidate; and the first shadow candidate and the second shadow candidate And a shadow removal processing means for removing the target pixel determined as a shadow candidate in any one of the extraction processes from the reference image.
また本発明は、1つのカメラで撮影したフレーム単位のカラー画像を所定数記憶することができる画像バッファを備え、その画像バッファから現在の入力画像とNフレーム前の入力画像を入力し、前記現在の入力画像と前記Nフレーム前の入力画像との画素単位での比較により差分領域を抽出し、前記差分領域の差分処理した画像から動物体領域の抽出に不要なノイズを除去し、前記ノイズ除去された前記差分領域の前記差分処理した画像を、前記カラー画像を表示する画面上の矩形の領域に領域化する処理を行う画像処理手段と、前記差分領域の前記領域化された注目画素が変化画素であるか否かをチェックし、変化画素である場合、前記Nフレーム前の入力画像を基準画像、前記現在の入力画像を差分対象画像として輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記Nフレーム前の入力画像と前記現在の入力画像の色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第1影候補として抽出し、前記現在の入力画像を基準画像、前記Nフレーム前の入力画像を差分対象画像として輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記現在の入力画像と前記Nフレーム前の入力画像の色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第2影候補として抽出する影除去方法抽出手段と、前記第1影候補と前記第2影候補のいずれかの抽出処理で影候補と判定した前記注目画素を前記基準画像から除去する影除去処理手段と、を具備したことを特徴とする。 The present invention further includes an image buffer capable of storing a predetermined number of color images taken in units of frames taken by one camera, and inputs the current input image and the input image N frames before from the image buffer, A difference area is extracted by comparing the input image of N and the input image before N frames in a pixel unit, noise unnecessary for extraction of the moving body area is removed from the difference-processed image of the difference area, and the noise removal is performed. the difference processed image of the difference region that is an image processing means for performing processing for the region of the rectangular area on the screen for displaying the color image, said region of has been noted picture element of the differential area checks whether the change pixel, when the change pixel, the N frame before the input image a reference image, obtains a brightness reduction rate input image of the current as the differential target image, If serial brightness reduction ratio is within the shadow removal determination range, the N frame and the previous input image calculated similarity difference between the color information of the current input image, the pixel of interest thereof similarity difference is below a threshold extracting a first shadow candidate, the current input image a reference image, said calculated brightness reduction ratio input image before N frame as a difference target image, when the brightness reduction ratio is within the shadow removal determination range, A shadow removal method extracting means for obtaining a similarity difference between the current input image and the color information of the input image before N frames, and extracting the target pixel whose similarity difference is equal to or less than a threshold as a second shadow candidate; , characterized in that anda shadow removal processing means for removing the target pixel determined as shadow candidate in one of the extraction process of the first shadow candidate and the second shadow candidate from the reference image.
また前記画像処理装置において、前記影除去方法抽出手段は、前記輝度低減率を算出した画素について、前記差分対象画像の対応する画素の輝度が、設定した最低閾値に達しているとき、前記抽出を行うことを特徴とする。 In the image processing apparatus, the shadow removal method extraction unit performs the extraction when the luminance of the corresponding pixel of the difference target image reaches a set minimum threshold for the pixel for which the luminance reduction rate has been calculated. It is characterized by performing .
また、本発明は、1つのカメラで撮影したカラー画像を順次入力し、入力した現在画像と過去画像から変化画素を含む領域について影部分を除去する影除去処理能を実現するコンピュータに、前記カメラで撮影したフレーム単位のカラー画像を所定数記憶する画像バッファからNフレーム前の入力画像を基準画像とし、2Nフレーム前の入力画像と現在の入力画像を差分対象画像として入力する機能と、前記基準画像と前記差分対象画像との画素単位での比較により差分領域を抽出し、前記差分領域の差分処理した画像から動物体領域の抽出に不要なノイズを除去する機能と、前記ノイズ除去された前記差分領域の前記差分処理した画像を、前記カラー画像を表示する画面上の矩形の領域に領域化する機能と、前記差分領域の前記領域化された注目画素が変化画素であるか否かをチェックし、変化画素である場合、前記2Nフレーム前の入力画像と前記基準画像との輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記2Nフレーム前の入力画像と前記基準画像との色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第1影候補として抽出する機能と、前記現在の入力画像の対応画素と前記基準画像との輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記現在の入力画像と前記基準画像との色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第2影候補として抽出する機能と、前記第1影候補と前記第2影候補のいずれかの抽出処理で影候補と判定した前記注目画素を前記基準画像から除去する機能と、を実現させる影除去処理プログラムを特徴とする。
Further, the present invention provides a computer that realizes shadow removal processing ability for sequentially inputting color images taken by one camera and removing a shadow portion from an input current image and a past image including a changed pixel. A function of inputting an input image of N frames before as a reference image from an image buffer that stores a predetermined number of color images taken in units of frames taken in
また、本発明は、1つのカメラで撮影したカラー画像を順次入力し、入力した現在画像と過去画像から変化画素を含む領域について影部分を除去する影除去処理能を実現するコンピュータに、前記カメラで撮影したフレーム単位のカラー画像を所定数記憶する画像バッファから現在の入力画像とNフレーム前の入力画像を入力する機能と、前記現在の入力画像と前記Nフレーム前の入力画像との画素単位での比較により差分領域を抽出し、前記差分領域の差分処理した画像から動物体領域の抽出に不要なノイズを除去する機能と、前記ノイズ除去された前記差分領域の前記差分処理した画像を、前記カラー画像を表示する画面上の矩形の領域に領域化する機能と、前記差分領域の前記領域化された注目画素が変化画素であるか否かをチェックし、変化画素である場合、前記Nフレーム前の入力画像を基準画像、前記現在の入力画像を差分対象画像として輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記Nフレーム前の入力画像と前記現在の入力画像の色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第1影候補として抽出する機能と、前記現在の入力画像を基準画像、前記Nフレーム前の入力画像を差分対象画像として輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記現在の入力画像と前記Nフレーム前の入力画像の色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第2影候補として抽出する機能と、前記第1影候補と前記第2影候補のいずれかの抽出処理で影候補と判定した前記注目画素を前記基準画像から除去する機能と、を実現させる影除去処理プログラムを特徴とする。
Further, the present invention provides a computer that realizes shadow removal processing ability for sequentially inputting color images taken by one camera and removing a shadow portion from an input current image and a past image including a changed pixel. A function of inputting a current input image and an input image before N frames from an image buffer that stores a predetermined number of color images taken in units of frames taken in
本発明によれば、カメラで撮影した時系列の複数の画像から変化画素を含む領域を抽出する領域化処理機能を有する画像処理装置において、背景画像を必要とせず、汎用性並びに信頼性の高い影除去処理が期待できる。 According to the present invention, in an image processing apparatus having an area processing function for extracting an area including a change pixel from a plurality of time-series images taken by a camera, a background image is not required, and versatility and high reliability are achieved. Shadow removal processing can be expected.
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明は、「影は、投影される先の色情報を含み、背景色の彩度と色相を残して、明度のみ落ちる」という特徴を利用して、処理負荷を極力抑え、時間差をもつ画像の色情報(R,G,B)と輝度(Y)の特徴量を利用したアルゴリズムを構築することにより実現したもので、背景画像(テクスチャ)を用いた差分法を適用することなく、影を含んだ動きのある画像から影の画像を効率よく的確に排除する。これにより、背景画像を必要としない、汎用性並びに信頼性の高い影除去処理機能を有した画像処理装置を提供できる。 The present invention utilizes the feature that “the shadow includes the color information of the projected destination and leaves the saturation and hue of the background color, and only the lightness is reduced”. This is realized by constructing an algorithm that uses the feature information of color information (R, G, B) and luminance (Y), and shadows can be applied without applying a difference method using a background image (texture). Eliminate shadow images efficiently and accurately from included images. As a result, an image processing apparatus that does not require a background image and has a versatile and reliable shadow removal processing function can be provided.
本発明の実施形態に係る画像処理装置全体の構成を図1に示し、本実施形態の主要な構成要素をなす画像処理部13の機能ブロックを図2に示している。なお、この実施形態では、カメラ(単眼カメラ)から取り込んだ1フレーム(1画面)分の画像データを、単に画像若しくは画面上の画像若しくは一画面分の画像と称している。
FIG. 1 shows the configuration of the entire image processing apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows functional blocks of the
本発明の実施形態に係る画像処理装置は、図1に示すように、カメラ11と、キャプチャ部12と、画像処理部13と、表示部18とを具備して構成される。
As shown in FIG. 1, the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention includes a
カメラ11は、レンズユニットとレンズユニットの結像位置に設けられたカラー撮像素子(例えばCCDカラーイメージセンサ、若しくはCMOSカラーイメージセンサ)とを具備して、屋外若しくは屋内の動きを伴う被写体(動物体)を対象に、撮像した一画面分のカラー画像を所定の画素単位(例えば1フレーム320×240画素=QVGA)で出力する。
The
キャプチャ部12は、カメラ11が撮像したフレーム単位の画像を画像処理部13の処理対象画像(入力画像)として取り込み、画像処理部13の図示しないバッファに記憶する処理機能(キャプチャ機能)をもつ。
The
画像処理部13は、検知処理部14と、影除去候補抽出・影除去処理部15と、再領域化処理部16とを具備して構成される。さらに画像処理部13には、ここでは図示しないが、キャプチャ部12から一定の時間間隔で入力したフレーム単位のカラー画像を所定数(例えば30フレーム)貯える画像バッファメモリ、差分処理、ノイズ除去、領域化、影除去処理等の各処理に用いられる作業用バッファ、作業用画像メモリ、外部パラメータを貯えるパラメータ設定部、影除去処理プログラムを含む画像処理プログラムを貯えるプログラム格納部等が設けられる。上記画像バッファは、図2に、符号21で示され、作業用画像メモリとして、図2に、処理結果メモリ22が示され、作業用バッファとして、図2に、参照画像バッファ23、および影除去候補バッファ24が示されている。
The
検知処理部14は、画像処理部13の画像バッファから過去画像と現在画像とを入力し画素単位で比較して差分領域を抽出する差分処理部と、拡散フィルタおよび収縮フィルタを有して上記差分処理した画像から動物体領域の抽出に不要なノイズを除去するノイズ除去部と、ノイズ除去した差分画像を画面上の矩形の領域に領域化する処理を行う領域化処理部とを具備して構成される。この差分処理部、ノイズ除去部、領域化処理部の各機能構は既知であり(例えば特開2008−250892参照)、ここではこれら各構成要素の詳細な説明を省略する。なお、検知処理部14のノイズ除去部は、図2に、符号25で示され、影除去候補抽出・影除去処理部15の影除去候補抽出部および影除去処理部は、それぞれ図2に、符号15aおよび15bで示されている。また検知処理部14、影除去候補抽出・影除去処理部15、および再領域化処理部16はそれぞれ図2に同一符号で示されている。
The
影除去候補抽出・影除去処理部15は、上記領域化された複数のフレームの画像を対象に、1つのフレームを基準フレーム、他の1つまたは2つのフレームを参照フレーム(差分対象フレーム)とし、参照フレームを参照して基準フレームの画素あたりの輝度低減率を算出する輝度低減率算出機能部と、輝度低減率を算出した画素について、同画素の輝度低減率が、設定した第1の減衰範囲にあるか否かを判定する第1の判定機能部と、第1の減衰範囲にあると判定した画素について、同画素の色情報各々の輝度低減率を算出し、色情報各々の輝度低減率が一様に、設定した第2の減衰範囲にあるとき、当該画素を影候補と判定する第2の判定機能部と、影候補の画素をもとに上記基準フレームの画像に対して影部分を除去する影除去処理機能部とを有する。上記輝度低減率算出機能部と第1の判定機能部と第2の判定機能部は図2に示す影除去候補抽出部15aを構成し、上記影除去処理機能部は図2に示す影除去処理部15bを構成する。この影除去候補抽出・影除去処理部15の構成並びに各処理動作については図面を参照して後述する。
The shadow removal candidate extraction / shadow
再領域化処理部16は、影除去候補抽出・影除去処理部15の影除去処理機能部で影除去処理された画像に対して、再度、領域化処理を行う。この再領域化処理については図面を参照して後述する。
The
図1に示した画像処理部13の基本的な動作の処理手順を図3にフローチャートで示している。
A processing procedure of the basic operation of the
画像処理部13の検知処理部14は、キャプチャ処理後の前処理として、処理対象となる基準画像(赤、緑、青の色情報(R,G,B)をもつカラー画像)および参照画像(輝度伸張しない輝度画像)を用意する(図3ステップS1)。
The
影除去候補抽出・影除去処理部15は、参照画像を参照して基準画像の画素あたりの輝度低減率を算出し、色情報(R,G,B)が、Yの輝度低減率と同じように低減している画素を影画素と判定し(図3ステップS2)、この判定結果に従い、影と判定した(影と見做した)画素(影画素)を基準画像から排除する(図3ステップS3)。
The shadow removal candidate extraction / shadow
影画素を排除した領域に対して、ノイズを除去した(図3ステップS3)後、残された差分画像に対して再領域化を図る(図3ステップS4)。 After removing the noise from the area where the shadow pixel is excluded (step S3 in FIG. 3), the remaining difference image is re-regioned (step S4 in FIG. 3).
図2に示した画像処理部13の処理手順を図4にフローチャートで示している。
A processing procedure of the
検知処理部14による差分処理、ノイズ除去、および領域化処理(図4ステップS11〜S13)は、既に説明しているため、ここではこれらの処理について割愛する。
Since the difference processing, noise removal, and regionizing processing (steps S11 to S13 in FIG. 4) by the
影除去処理に際し、影除去候補抽出・影除去処理部15に対して、外部より、基準画像に対する差分間隔と対象枚数(1or2)が指定される。この差分間隔と対象枚数は参照画像バッファ23に登録される。影除去候補抽出15aは、画像バッファメモリ21から基準画像をリード(R)し、参照画像バッファ23から参照画像をリードし処理結果メモリ22から処理対象領域データをリードして、処理対象領域の各画素について影除去候補の抽出処理を開始する。この処理では、参照画像に対して輝度低減率と色類似度チェックを実施し、画素単位で影除去候補を抽出する(図4ステップS14)。処理の高速化のため抽出領域は差分領域に限定する。影除去処理部15bは、影除去候補から影除去差分二値化画像を作成し、ノイズ除去部25でノイズ除去を実施した二値化画像をリライトし、再領域化処理部16にて再度領域化処理を実行して最終結果とし(図4ステップS15)、表示部18に影除去処理した画像を表示する。
In the shadow removal process, a difference interval with respect to the reference image and the target number (1 or 2) are designated from the outside for the shadow removal candidate extraction / shadow
本発明の第1実施形態に係る画像処理装置の動作概念を図5に示している。この第1実施形態に係る画像処理装置は、動物体を対象とした検知処理システムまたは追跡処理システムに好適な影除去処理システムを実現している。 FIG. 5 shows an operation concept of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. The image processing apparatus according to the first embodiment realizes a shadow removal processing system suitable for a detection processing system or a tracking processing system for a moving object.
この第1実施形態は、輝度が低下し、色の割合変化が無い画素を影画素として扱うもので、1フレームの基準画像に対して、2フレームの差分対象画像を用いる。 In the first embodiment, pixels whose luminance is decreased and whose color ratio does not change are handled as shadow pixels, and a difference target image of two frames is used for a reference image of one frame.
影除去処理に際し、キャプチャ処理後に、前処理として、2Nフレーム前、Nフレーム前の入力画像(輝度伸張しない輝度画像)と、色画像(R,G,B)をもつ最新の入力画像を準備する。Nフレーム前の入力画像を基準画像とする。2Nフレーム前の入力画像と最新の入力画像を差分対象画像とする。 In the shadow removal processing, after the capture processing, as the preprocessing, the latest input image having input images (luminance images that are not subjected to luminance expansion) and color images (R, G, B) 2N frames before and N frames before are prepared. . An input image N frames before is set as a reference image. The input image 2N frames before and the latest input image are set as difference target images.
上記入力画像を利用して、基準画像の輝度が差分対象画像の輝度よりも小さいか否かをチェックし、小さい場合は色の差を求め、チェックする。 Using the input image, it is checked whether or not the luminance of the reference image is smaller than the luminance of the difference target image. If the luminance is small, a color difference is obtained and checked.
最新の入力画像と、Nフレーム前の入力画像、2Nフレーム前の入力画像との差分結果のいずれかで“影”と判定された(輝度が低下し、色が近似している)画素を“影画素”として基準画像から排除する。ここでは基準画像となるNフレーム前の入力画像と差分対象画像となる2Nフレーム前の入力画像との差分結果で影と判定された画素を影候補1、基準画像となるNフレーム前の入力画像と差分対象画像となる最新の入力画像との差分結果で影と判定された画素を影候補2として、そのいずれかの影候補により、影候補と判定された画素を基準画像から排除する。
A pixel that is determined to be “shadow” based on a difference result between the latest input image, an input image that is N frames before, and an input image that is 2N frames ago (the luminance is reduced and the color is approximated) is “ It is excluded from the reference image as a “shadow pixel”. Here, the pixel determined to be a shadow based on the difference between the input image N frames before the reference image and the input image 2N frames before the difference target image is the
この上記第1実施形態に係る影除去処理の手順を図6乃至図8にフローチャートで示している。また、当該影除去処理の処理手順における処理ステップS27〜S29の処理を実現する演算式を式(1)乃至式(5)で示している。なお、影除去感度パラメータ(Param、判定閾値)は外部パラメータとする。また、図8に示しているフローチャートの各処理ステップは、後述する第2実施形態で援用している。
この影除去処理では、まず処理に必要な画像を確保するため画像ポインタ(基準画像はNフレーム前の入力画像、差分対象画像は2Nフレーム前の入力画像と今回の最新の入力画像)をセットし(図6ステップS21)、処理対象となる領域数を取得する(図6ステップS22)。 In this shadow removal processing, first, an image pointer (the reference image is an input image N frames before, the difference target image is an input image 2N frames before and the latest input image this time) is set to secure an image necessary for the processing. (Step S21 in FIG. 6), the number of regions to be processed is acquired (Step S22 in FIG. 6).
領域数分ループし(図6ステップS23,S24)、領域データポインタをセットして、領域サイズ分の処理を領域数分実行する(図6ステップS23〜図7ステップS38)。 A loop is performed for the number of areas (steps S23 and S24 in FIG. 6), the area data pointer is set, and processing for the area size is executed for the number of areas (step S23 to step S38 in FIG. 6).
この処理では、注目画素が変化画素であるか否かをチェックし、注目画素が変化画素である場合、差分対象画像(ここでは2Nフレーム前の入力画像)の対応画素の輝度が最低輝度値より大きいことを条件に、処理範囲(a)に示す影候補画素の抽出処理(図6ステップS26〜S30)を実行する(図6ステップS25)。注目画素が変化画素でない場合は、処理範囲(a)に示す影候補画素の抽出処理および処理範囲(b)に示す影候補画素の抽出処理(図7ステップS31〜S35)を実行しない。 In this process, it is checked whether or not the target pixel is a change pixel. If the target pixel is a change pixel, the brightness of the corresponding pixel of the difference target image (here, the input image 2N frames before) is lower than the minimum brightness value. On the condition that it is large, the shadow candidate pixel extraction process (steps S26 to S30 in FIG. 6) shown in the processing range (a) is executed (step S25 in FIG. 6). If the target pixel is not a change pixel, the shadow candidate pixel extraction process shown in the processing range (a) and the shadow candidate pixel extraction process (steps S31 to S35 in FIG. 7) shown in the processing range (b) are not executed.
この影候補画素の抽出処理では、基準画像と差分対象画像の輝度低減率(dounRatio)を算出し、輝度低減率が影除去判定範囲内であるか否かをチェックする。ここでは、差分対象画像となる2Nフレーム前の入力画像の対応画素を対象に輝度低減率(dounRatio)を算出し、輝度低減率が影除去判定範囲内(パラメータ範囲内)であるか否かをチェックする(図6ステップS26,S27)。この輝度低減率(dounRatio)の演算式を[式(1)]に示し、パラメータの設定例を[式(2)]に示している。 In this shadow candidate pixel extraction process, the luminance reduction rate (dounRatio) between the reference image and the difference target image is calculated, and it is checked whether or not the luminance reduction rate is within the shadow removal determination range. Here, the luminance reduction rate (dounRatio) is calculated for the corresponding pixel of the input image 2N frames before the difference target image, and whether or not the luminance reduction rate is within the shadow removal determination range (parameter range) is determined. This is checked (steps S26 and S27 in FIG. 6). An equation for calculating the luminance reduction rate (dounRatio) is shown in [Expression (1)], and an example of setting parameters is shown in [Expression (2)].
輝度低減率が影除去判定範囲内である場合は、基準画像(Nフレーム前の入力画像)と差分対象画像(2Nフレーム前の入力画像)の色情報(R,G,B)それぞれの類似度差を算出し、色差閾値を算出して(図6ステップS28a,S28b)、この類似度差が閾値以下であるとき、注目画素を影候補画素1として登録する(図6ステップS29,S30)。また輝度低減率が影除去判定範囲外である場合は、上記した影候補画素1の抽出処理(図6ステップS28a〜S30)を実行しない。類似度差が閾値以下でない場合も上記した影候補画素1の抽出処理(図6ステップS28a〜S30)を実行しない。 When the luminance reduction rate is within the shadow removal determination range, the similarity between the color information (R, G, B) of the reference image (input image before N frames) and the difference target image (input image before 2N frames) The difference is calculated, the color difference threshold is calculated (steps S28a and S28b in FIG. 6), and when the similarity difference is equal to or smaller than the threshold, the target pixel is registered as the shadow candidate pixel 1 (steps S29 and S30 in FIG. 6). If the luminance reduction rate is outside the shadow removal determination range, the above-described extraction process of the shadow candidate pixel 1 (steps S28a to S30 in FIG. 6) is not executed. Even when the similarity difference is not less than or equal to the threshold value, the above-described extraction process of the shadow candidate pixel 1 (steps S28a to S30 in FIG. 6) is not executed.
上記した図6ステップS28aにおける類似度差の算出式を[式(3)]に示し、図6ステップS28bにおける閾値の設定例を[式(4)]と、図11に示している。ここでは、輝度の減衰率が大きい(図11に示す0%に近い)とき(輝度値が極端に低いとき)、色情報(R,G,B)が欠落傾向にあることから、図11に示すように、輝度の減衰率が大きくなる程(0%に近づく程)、影除去判定範囲を拡げるように、閾値に傾斜をもたせている。また、図6ステップS29における影候補の判定式を[式(5)]に示している(I=0;影)。 The equation for calculating the similarity difference in step S28a in FIG. 6 is shown in [Expression (3)], and an example of setting the threshold value in step S28b in FIG. 6 is shown in [Expression (4)] and FIG. Here, when the luminance attenuation rate is large (close to 0% shown in FIG. 11) (when the luminance value is extremely low), the color information (R, G, B) tends to be lost. As shown, the threshold value is inclined so that the shadow removal determination range is expanded as the luminance attenuation rate increases (closer to 0%). Also, the determination formula for the shadow candidate in step S29 in FIG. 6 is shown in [Expression (5)] (I = 0; shadow).
つづいて、差分対象画像(ここでは現在(最新)フレームの入力画像)の対応画素の輝度が最低輝度値より大きいことを条件に、基準画像と差分対象画像(現在の入力画像)の輝度低減率を算出し、輝度低減率が影除去判定範囲内(パラメータ範囲内)であるか否かをチェックする(図7ステップS31,S32)。 Subsequently, on the condition that the luminance of the corresponding pixel of the difference target image (here, the input image of the current (latest) frame) is larger than the minimum luminance value, the luminance reduction rate of the reference image and the difference target image (current input image) Is calculated to check whether the luminance reduction rate is within the shadow removal determination range (within the parameter range) (steps S31 and S32 in FIG. 7).
影除去判定範囲内である場合は、基準画像(Nフレーム前の入力画像)と差分対象画像(現在の入力画像)の色情報(R,G,B)それぞれの類似度差を算出し、色差閾値を算出して(図7ステップS33a,S33b)、この類似度差が閾値以下であるとき、注目画素を影候補画素2として登録する(図7ステップS34,S35)。また輝度低減率が影除去判定範囲外である場合は、影候補画素2の抽出処理(図7ステップS33a〜S35)を実行しない。類似度差が閾値以下でない場合も上記した影候補画素2の抽出処理(図7ステップS35)を実行しない。
If it is within the shadow removal determination range, the similarity difference between the color information (R, G, B) of the reference image (input image before N frames) and the difference target image (current input image) is calculated. A threshold is calculated (steps S33a and S33b in FIG. 7), and when the similarity difference is equal to or smaller than the threshold, the target pixel is registered as the shadow candidate pixel 2 (steps S34 and S35 in FIG. 7). If the luminance reduction rate is outside the shadow removal determination range, the
上記候補画素1,2の抽出処理において、そのいずれかの処理で影候補画素が判定された場合、その判定された影候補画素を影画素(影の画素)として確定する(図7ステップS36,S37)。
In the extraction process of the
上記した処理を領域サイズ分実行した後、上記処理によって作成された変化画素に対してノイズ除去処理を実施し(図7ステップS38,S39)、これらの処理を領域数分繰り返し実行した後、上記処理によって完成した差分画像をコピーし、不要領域を解放する(図8ステップS41,S42)。 After performing the above-described processing for the region size, noise removal processing is performed on the changed pixels created by the above processing (steps S38 and S39 in FIG. 7), and after performing these processing repeatedly for the number of regions, The difference image completed by the processing is copied, and unnecessary areas are released (steps S41 and S42 in FIG. 8).
上記した影画素の除去処理後における領域の再構成処理手順を図9および図10にフローチャートで示している。 FIG. 9 and FIG. 10 are flowcharts showing the region reconstruction processing procedure after the shadow pixel removal processing described above.
この領域の再構成処理では、領域の再構成処理対象となる現在画像要素番号を取得し、ラベル画像をセットして、領域数を取得する(図9ステップS51,S52)。 In this area reconstruction processing, the current image element number to be subjected to area reconstruction processing is acquired, a label image is set, and the number of areas is acquired (steps S51 and S52 in FIG. 9).
領域数分ループし、以下の領域再構成処理を実施する(図9ステップS3〜図10ステップS63)。領域再構成処理では、処理対象領域に対してラベリング処理を実施する(図9ステップS54)。ここでは、処理対象領域の領域サイズ(幅、高さ)を算出し、ラベル画像ポインタをセットした後、ラベリング処理(エリア限定)を実行する。 A loop is performed for the number of areas, and the following area reconstruction processing is performed (step S3 in FIG. 9 to step S63 in FIG. 10). In the area reconstruction process, a labeling process is performed on the processing target area (step S54 in FIG. 9). Here, the area size (width, height) of the processing target area is calculated, the label image pointer is set, and then the labeling process (area limitation) is executed.
このラベリング処理にてラベリングに成功した場合は、以下の領域再構成処理(図9ステップS56〜図10ステップS62)を実行する。この処理では、領域化処理を実施し、この処理で再構成された領域に対し、近傍領域の結合処理を実施する(図9ステップS56,S57)。つづいて、極端に小さい不要領域(小領域)、および極端に大きい不要領域(大領域)をそれぞれ順に削除する(図9ステップS58,S59)。上記した再領域化処理による再領域化後のラベル数をチェックし、ラベルが1つ以上存在する場合は、領域(領域データ)の格納処理を実施し、ラベルが存在しない場合は、領域(領域データ)の削除処理を実施する(図10ステップS60〜S61/S62)。 If the labeling process is successful, the following area reconstruction process (step S56 in FIG. 9 to step S62 in FIG. 10) is executed. In this process, a regionizing process is performed, and a neighboring area combining process is performed on the area reconstructed by this process (steps S56 and S57 in FIG. 9). Subsequently, an extremely small unnecessary area (small area) and an extremely large unnecessary area (large area) are sequentially deleted (steps S58 and S59 in FIG. 9). The number of labels after re-regioning by the above-mentioned re-regioning process is checked. If one or more labels exist, storage processing of the region (region data) is performed. If no label exists, the region (region) Data) is deleted (steps S60 to S61 / S62 in FIG. 10).
この再領域化処理を領域数分実行する。 This re-region processing is executed for the number of regions.
上記した第1実施形態によれば、背景テクスチャを用いることなく、処理負荷を極力抑えて、時間差をもつ画像の色情報(R,G,B)と輝度(Y)の特徴量を利用した影除去アルゴリズムを構築したことにより、構成を簡素にして汎用性並びに信頼性の高い影除去処理を実施できる。 According to the first embodiment described above, a shadow using the color information (R, G, B) and luminance (Y) feature amount of an image having a time difference while suppressing the processing load as much as possible without using a background texture. By constructing the removal algorithm, it is possible to simplify the configuration and perform shadow removal processing with high versatility and high reliability.
本発明の第2実施形態に係る画像処理装置の動作概念を図12に示している。この第2実施形態に係る画像処理装置は、上記した第1実施形態が動物体を対象とした検知処理システムまたは追跡処理システムに適しているのに対して、動きのない(存在する/存在しない)停止物を対象とした検知処理システムまたは追跡処理システムに用いて好適する。 FIG. 12 shows an operation concept of the image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the image processing apparatus according to the second embodiment, the first embodiment described above is suitable for a detection processing system or a tracking processing system for a moving object, whereas there is no movement (present / not present). ) It is suitable for use in a detection processing system or a tracking processing system for a stationary object.
この第2実施形態は、輝度が低下し、色の割合変化が無い画素を影画素として扱うもので、1フレームの基準画像と、1フレームの差分対象画像を用いる。 In the second embodiment, pixels whose luminance is reduced and whose color ratio is not changed are handled as shadow pixels, and one frame of a reference image and one frame of a difference target image are used.
この第2実施形態は、影除去処理に際し、キャプチャ処理後に、前処理として、Nフレーム前の入力画像と、現在入力画像(最新の入力画像)を準備する。Nフレーム前の入力画像を基準画像とし、現在入力画像を差分対象画像として影画素処理を実施した後、現在入力画像を基準画像とし、Nフレーム前の入力画像を差分対象画像として影画素処理を実施する。 In the second embodiment, at the time of shadow removal processing, an input image before N frames and a current input image (latest input image) are prepared as preprocessing after the capture processing. After performing the shadow pixel processing using the input image N frames before as a reference image and the current input image as a difference target image, the current input image is used as a reference image, and the shadow pixel processing is performed using the input image N frames before as a difference target image. carry out.
Nフレーム前の入力画像を基準画像、現在入力画像を差分対象画像とした差分結果と、現在入力画像を基準画像、Nフレーム前の入力画像を差分対象画像とした差分結果とのいずれかで“影”と判定された画素を“影画素”として、もともとの基準画像であるNフレーム前の入力画像から影画素を排除する。 Either the difference result with the input image N frames before as the reference image and the current input image as the difference target image, or the difference result with the current input image as the reference image and the input image N frames before as the difference target image. The pixel determined as “shadow” is set as “shadow pixel”, and the shadow pixel is excluded from the input image N frames before which is the original reference image.
この上記第2実施形態に係る影除去処理の手順を図13および図14と図8にフローチャートで示している。なお、図8は上記した第1実施形態と援用している。この第2実施形態は、Nフレーム前の入力画像を基準画像とし、現在入力画像を差分対象画像として影画素処理を実施した後、差分をとるための画像が入れ替わることを除いて、上記した第1実施形態の処理動作と同様である。 The shadow removal processing procedure according to the second embodiment is shown in the flowcharts of FIGS. 13, 14, and 8. In addition, FIG. 8 uses the above-described first embodiment. In the second embodiment, the input image N frames before is used as a reference image, and after performing shadow pixel processing using the current input image as a difference target image, the image for taking the difference is replaced, as described above. This is the same as the processing operation of one embodiment.
この第2実施形態に係る影除去処理では、まず処理に必要な画像を確保するため画像ポインタ(基準画像はNフレーム前の入力画像、差分対象画像は現在の最新の入力画像)をセットし(図13ステップS71)、処理対象となる領域数を取得する(図13ステップS72)。 In the shadow removal processing according to the second embodiment, first, an image pointer (the reference image is the input image N frames before and the difference target image is the current latest input image) is set in order to secure an image necessary for the processing ( Step S71 in FIG. 13), the number of regions to be processed is acquired (step S72 in FIG. 13).
領域数分ループし(図13ステップS73,S74)、領域データポインタをセットして、領域サイズ分の処理を領域数分実行する(図13ステップS73〜図14ステップS88)。 A loop is performed for the number of areas (steps S73 and S74 in FIG. 13), the area data pointer is set, and processing for the area size is executed for the number of areas (steps S73 to S88 in FIG. 13).
この処理では、注目画素が変化画素であるか否かをチェックし、注目画素が変化画素である場合、差分対象画像(ここでは現在入力画像)の対応画素の輝度が最低輝度値より大きいことを条件に、処理範囲(c)に示す影候補画素の抽出処理(図13ステップS76〜S80)を実行する(図13ステップS75)。注目画素が変化画素でない場合は、処理範囲(c)に示す影候補画素の抽出処理および処理範囲(d)に示す影候補画素の抽出処理(図14ステップS81〜S85)を実行しない。 In this process, it is checked whether or not the target pixel is a change pixel. If the target pixel is a change pixel, the brightness of the corresponding pixel of the difference target image (here, the current input image) is greater than the minimum brightness value. As a condition, the shadow candidate pixel extraction process (steps S76 to S80 in FIG. 13) shown in the processing range (c) is executed (step S75 in FIG. 13). If the target pixel is not a change pixel, the shadow candidate pixel extraction process shown in the processing range (c) and the shadow candidate pixel extraction process (steps S81 to S85 in FIG. 14) shown in the processing range (d) are not executed.
この影候補画素の抽出処理では、基準画像と差分対象画像の輝度低減率(dounRatio)を算出し、輝度低減率が影除去判定範囲内であるか否かをチェックする。ここでは、差分対象画像となる現在入力画像の対応画素を対象に輝度低減率を算出し、輝度低減率が影除去判定範囲内(パラメータ範囲内)であるか否かをチェックする(図13ステップS76,S77)。 In this shadow candidate pixel extraction process, the luminance reduction rate (dounRatio) between the reference image and the difference target image is calculated, and it is checked whether or not the luminance reduction rate is within the shadow removal determination range. Here, the luminance reduction rate is calculated for the corresponding pixel of the current input image that is the difference target image, and it is checked whether the luminance reduction rate is within the shadow removal determination range (parameter range) (step in FIG. 13). S76, S77).
輝度低減率が影除去判定範囲内である場合は、基準画像(Nフレーム前の入力画像)と差分対象画像(現在入力画像)の色情報(R,G,B)それぞれの類似度差を算出し、色差閾値を算出して(図13ステップS78a,S78b)、この類似度差が閾値以下であるとき、注目画素を影候補画素1として登録する(図13ステップS79,S80)。また輝度低減率が影除去判定範囲外である場合は、上記した影候補画素1の抽出処理(図13ステップS78a〜S80)を実行しない。類似度差が閾値以下でない場合も上記した影候補画素1の抽出処理(図13ステップS80)を実行しない。 When the luminance reduction rate is within the shadow removal determination range, the similarity difference between the color information (R, G, B) of the reference image (input image before N frames) and the difference target image (current input image) is calculated. Then, the color difference threshold is calculated (steps S78a and S78b in FIG. 13), and when the similarity difference is equal to or smaller than the threshold, the target pixel is registered as the shadow candidate pixel 1 (steps S79 and S80 in FIG. 13). If the luminance reduction rate is outside the shadow removal determination range, the above-described extraction process of the shadow candidate pixel 1 (steps S78a to S80 in FIG. 13) is not executed. Even when the similarity difference is not less than or equal to the threshold value, the above-described extraction process of the shadow candidate pixel 1 (step S80 in FIG. 13) is not executed.
次に、現在入力画像を基準画像、Nフレーム前の入力画像を差分対象画像として、上記同様の差分処理(図14ステップS81〜S85)を実行する。この処理では、差分対象画像(ここではNフレーム前の入力画像)の対応画素の輝度が最低輝度値より大きいことを条件に、基準画像と差分対象画像の輝度低減率を算出し、輝度低減率が影除去判定範囲内(パラメータ範囲内)であるか否かをチェックする(図14ステップS81,S82)。 Next, the same difference process (steps S81 to S85 in FIG. 14) is executed with the current input image as the reference image and the input image N frames before as the difference target image. In this process, the luminance reduction rate of the reference image and the difference target image is calculated on the condition that the luminance of the corresponding pixel of the difference target image (here, the input image N frames before) is greater than the minimum luminance value, and the luminance reduction rate Is within the shadow removal determination range (parameter range) (steps S81 and S82 in FIG. 14).
影除去判定範囲内である場合は、基準画像(現在入力画像)と差分対象画像(Nフレーム前の入力画像)の色情報(R,G,B)それぞれの類似度差を算出し、色差閾値を算出して(図14ステップS83a,S83b)、この類似度差が閾値以下であるとき、注目画素を影候補画素2として登録する(図14ステップS84,S85)。また輝度低減率が影除去判定範囲外である場合は、影候補画素2の抽出処理(図14ステップS83a〜S85)を実行しない。類似度差が閾値以下でない場合も上記した影候補画素2の抽出処理(図14ステップS85)を実行しない。
If it is within the shadow removal determination range, the similarity difference between the color information (R, G, B) of the reference image (current input image) and the difference target image (input image before N frames) is calculated, and the color difference threshold value is calculated. Is calculated (steps S83a and S83b in FIG. 14), and when the similarity difference is equal to or smaller than the threshold value, the target pixel is registered as the shadow candidate pixel 2 (steps S84 and S85 in FIG. 14). If the luminance reduction rate is outside the shadow removal determination range, the
上記候補画素1,2の抽出処理において、そのいずれかの処理で影候補画素が判定された場合、その判定された影候補画素を影画素(影の画素)として確定する(図14ステップS86,S87)。
In the extraction process of the
上記した処理を領域サイズ分実行した後、上記処理によって作成された変化画素に対してノイズ除去処理を実施し(図14ステップS88,S89)、これらの処理を領域数分繰り返し実行した後、上記処理によって完成した差分画像をコピーし、不要領域を解放する(図8ステップS91,S92)。 After performing the above-described processing for the region size, noise removal processing is performed on the change pixels created by the above processing (steps S88 and S89 in FIG. 14), and after repeating these processing for the number of regions, The difference image completed by the processing is copied, and unnecessary areas are released (steps S91 and S92 in FIG. 8).
上記した第2実施形態によれば、背景テクスチャを用いることなく、処理負荷を極力抑えて、時間差をもつ画像の色情報(R,G,B)と輝度(Y)の特徴量を利用した影除去アルゴリズムを構築したことにより、構成を簡素にして汎用性並びに信頼性の高い影除去処理を実施できる。この第2実施形態に係る画像処理装置は、動きのない(存在する/存在しない)停止物を対象とした検知処理システムまたは追跡処理システムに用いて好適な影除去機能を実現できる。上記した影除去候補抽出処理および影除去処理部の機能はプログラム単体で提供可能である。 According to the second embodiment described above, a shadow that uses the color information (R, G, B) and luminance (Y) feature amounts of an image having a time difference while suppressing the processing load as much as possible without using a background texture. By constructing the removal algorithm, it is possible to simplify the configuration and perform shadow removal processing with high versatility and high reliability. The image processing apparatus according to the second embodiment can realize a shadow removal function suitable for use in a detection processing system or a tracking processing system for a stationary object that does not move (exists / does not exist). The functions of the shadow removal candidate extraction process and the shadow removal processing unit described above can be provided as a single program.
11…カメラ、12…キャプチャ部、13…画像処理部、14…検知処理部、15…影除去候補抽出・影除去処理部、16…再領域化処理部、21…画像バッファメモリ、22…処理結果メモリ、23…参照画像バッファ、24…影除去候補バッファ、25…ノイズ除去部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記差分領域の前記領域化された注目画素が変化画素であるか否かをチェックし、変化画素である場合、前記2Nフレーム前の入力画像と前記基準画像との輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記2Nフレーム前の入力画像と前記基準画像との色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第1影候補として抽出し、前記現在の入力画像と前記基準画像との輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記現在の入力画像と前記基準画像との色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第2影候補として抽出する影除去方法抽出手段と、
前記第1影候補と前記第2影候補のいずれかの抽出処理で影候補と判定した前記注目画素を前記基準画像から除去する影除去処理手段と、
を具備したことを特徴とする画像処理装置。 An image buffer capable of storing a predetermined number of frame-by-frame color images taken by one camera, and an input image N frames before from the image buffer as a reference image and an input image 2N frames before and the current input image Is extracted as a difference target image, a difference region is extracted by comparing the reference image and the difference target image in pixel units, and noise unnecessary for extraction of the moving object region is removed from the difference processed image of the difference region. Image processing means for performing a process of converting the difference- processed image of the noise-removed difference area into a rectangular area on a screen for displaying the color image ;
Wherein said region of has been noted picture element of the difference region is checked whether the change pixel, when the change pixel, obtains a luminance reduction rate of the 2N previous frame of the input image and the reference image, the When the luminance reduction rate is within the shadow removal determination range, a similarity difference between the color information of the input image 2N frames before and the reference image is obtained, and the pixel of interest whose similarity difference is equal to or less than a threshold extracted as 1 shadow candidate, the current of the input image calculated luminance reduction ratio of the reference image, when the brightness reduction ratio is within the shadow removal determination range, the color of the current input image and the reference image A shadow removal method extracting means for obtaining a similarity difference with the information and extracting the target pixel whose similarity difference is not more than a threshold as a second shadow candidate;
A shadow removal processing means for the pixel of interest is determined that shadow candidate is removed from the reference image by any one of the extraction process of the second shadow candidates and the first shadow candidate,
An image processing apparatus comprising:
前記差分領域の前記領域化された注目画素が変化画素であるか否かをチェックし、変化画素である場合、前記Nフレーム前の入力画像を基準画像、前記現在の入力画像を差分対象画像として輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記Nフレーム前の入力画像と前記現在の入力画像の色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第1影候補として抽出し、前記現在の入力画像を基準画像、前記Nフレーム前の入力画像を差分対象画像として輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記現在の入力画像と前記Nフレーム前の入力画像の色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第2影候補として抽出する影除去方法抽出手段と、
前記第1影候補と前記第2影候補のいずれかの抽出処理で影候補と判定した前記注目画素を前記基準画像から除去する影除去処理手段と、
を具備したことを特徴とする画像処理装置。 An image buffer capable of storing a predetermined number of frame-by-frame color images photographed by one camera is input, the current input image and the input image N frames before are input from the image buffer, and the current input image and the A difference area is extracted by comparison with an input image of N frames before in a pixel unit, noise unnecessary for extraction of a moving object area is removed from the difference-processed image of the difference area, and the noise-removed difference area image processing means for the said differential processing images, performs processing for regions of the rectangular area on the screen for displaying the color image,
Check whether the region of has been noted picture element of the differential region is a change pixel, when the change pixel, the N frame before the input image a reference image, the current input image difference target image When the luminance reduction rate is within the shadow removal determination range, the similarity difference between the input image before the N frames and the color information of the current input image is obtained, and the similarity difference is The pixel of interest that is less than or equal to a threshold is extracted as a first shadow candidate, a luminance reduction rate is obtained by using the current input image as a reference image , and the input image before N frames as a difference target image, and the luminance reduction rate is a shadow removal If it is within the determination range, a similarity difference between the current input image and the color information of the input image N frames before is obtained, and the target pixel whose similarity difference is equal to or less than a threshold is extracted as a second shadow candidate To remove shadows And,
A shadow removal processing means for the pixel of interest is determined that shadow candidate is removed from the reference image by any one of the extraction process of the second shadow candidates and the first shadow candidate,
An image processing apparatus comprising:
前記カメラで撮影したフレーム単位のカラー画像を所定数記憶する画像バッファからNフレーム前の入力画像を基準画像とし、2Nフレーム前の入力画像と現在の入力画像を差分対象画像として入力する機能と、
前記基準画像と前記差分対象画像との画素単位での比較により差分領域を抽出し、前記差分領域の差分処理した画像から動物体領域の抽出に不要なノイズを除去する機能と、
前記ノイズ除去された前記差分領域の前記差分処理した画像を、前記カラー画像を表示する画面上の矩形の領域に領域化する機能と、
前記差分領域の前記領域化された注目画素が変化画素であるか否かをチェックし、変化画素である場合、前記2Nフレーム前の入力画像と前記基準画像との輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記2Nフレーム前の入力画像と前記基準画像との色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第1影候補として抽出する機能と、
前記現在の入力画像の対応画素と前記基準画像との輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記現在の入力画像と前記基準画像との色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第2影候補として抽出する機能と、
前記第1影候補と前記第2影候補のいずれかの抽出処理で影候補と判定した前記注目画素を前記基準画像から除去する機能と、
を実現させることを特徴とする影除去処理プログラム。 To a computer that realizes shadow removal processing ability to sequentially input a color image taken by one camera and remove a shadow part from an input current image and a past image including a change pixel,
A function of inputting an input image of N frames before as a reference image from an image buffer storing a predetermined number of color images taken in units of frames photographed by the camera as a reference image, and a difference input image as an input image of 2N frames before;
A function to extract the difference region, to remove unwanted noise extraction of a moving object region from the image difference processing of the difference region by comparison in pixel units of the difference target image and the reference image,
A function of converting the difference- processed image of the difference area from which the noise has been removed into a rectangular area on a screen for displaying the color image ;
Wherein said region of has been noted picture element of the difference region is checked whether the change pixel, when the change pixel, obtains a luminance reduction rate of the 2N previous frame of the input image and the reference image, the When the luminance reduction rate is within the shadow removal determination range, a similarity difference between the color information of the input image 2N frames before and the reference image is obtained, and the pixel of interest whose similarity difference is equal to or less than a threshold A function to extract as one shadow candidate;
When a luminance reduction rate between the corresponding pixel of the current input image and the reference image is obtained, and the luminance reduction rate is within a shadow removal determination range, similarity between color information of the current input image and the reference image A function of obtaining a degree difference and extracting the target pixel whose similarity degree difference is equal to or less than a threshold value as a second shadow candidate;
A function of removing the target pixel determined as shadow candidate in one of the extraction process of the second shadow candidates and the first shadow candidate from the reference image,
A shadow removal processing program characterized by realizing the above.
前記カメラで撮影したフレーム単位のカラー画像を所定数記憶する画像バッファから現在の入力画像とNフレーム前の入力画像を入力する機能と、
前記現在の入力画像と前記Nフレーム前の入力画像との画素単位での比較により差分領域を抽出し、前記差分領域の差分処理した画像から動物体領域の抽出に不要なノイズを除去する機能と、
前記ノイズ除去された前記差分領域の前記差分処理した画像を、前記カラー画像を表示する画面上の矩形の領域に領域化する機能と、
前記差分領域の前記領域化された注目画素が変化画素であるか否かをチェックし、変化画素である場合、前記Nフレーム前の入力画像を基準画像、前記現在の入力画像を差分対象画像として輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記Nフレーム前の入力画像と前記現在の入力画像の色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第1影候補として抽出する機能と、
前記現在の入力画像を基準画像、前記Nフレーム前の入力画像を差分対象画像として輝度低減率を求め、前記輝度低減率が影除去判定範囲内である場合、前記現在の入力画像と前記Nフレーム前の入力画像の色情報との類似度差を求め、その類似度差が閾値以下である前記注目画素を第2影候補として抽出する機能と、
前記第1影候補と前記第2影候補のいずれかの抽出処理で影候補と判定した前記注目画素を前記基準画像から除去する機能と、
を実現させることを特徴とする影除去処理プログラム。 To a computer that realizes shadow removal processing ability to sequentially input a color image taken by one camera and remove a shadow part from an input current image and a past image including a change pixel,
A function of inputting a current input image and an input image N frames before from an image buffer that stores a predetermined number of color images taken by the camera in units of frames;
A function of extracting a difference area by pixel-by-pixel comparison between the current input image and the input image before N frames, and removing noise unnecessary for extracting a moving object area from the difference-processed image of the difference area ; ,
A function of converting the difference- processed image of the difference area from which the noise has been removed into a rectangular area on a screen for displaying the color image ;
Check whether the region of has been noted picture element of the differential region is a change pixel, when the change pixel, the N frame before the input image a reference image, the current input image difference target image When the luminance reduction rate is within the shadow removal determination range, the similarity difference between the input image before the N frames and the color information of the current input image is obtained, and the similarity difference is A function of extracting the target pixel that is not more than a threshold value as a first shadow candidate;
When the current input image is a reference image and the input image N frames before is used as a difference target image to obtain a luminance reduction rate, and the luminance reduction rate is within a shadow removal determination range, the current input image and the N frame A function of calculating a similarity difference with the color information of the previous input image and extracting the target pixel whose similarity difference is equal to or less than a threshold as a second shadow candidate;
A function of removing the target pixel determined as shadow candidate in one of the extraction process of the second shadow candidates and the first shadow candidate from the reference image,
A shadow removal processing program characterized by realizing the above.
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