JP5274403B2 - Motion detection device and motion detection method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、カメラにより撮像された画像に映っている物体の動きを検出する動き検出装置及び動き検出方法に関するものである。 The present invention relates to, for example, a motion detection device and a motion detection method for detecting the motion of an object shown in an image captured by a camera.
例えば、以下の特許文献１には、カメラにより撮像された画像に映っている物体の動きを検出する動き検出装置が開示されている。
この動き検出装置では、カメラにより撮像された画像内に複数の小ブロックを設定し、複数の小ブロックの内部において、２つの画像（カメラにより時間的に先に撮像された画像と、カメラにより時間的に後に撮像された画像）間の画素の平均値の変化を計算している。
For example, Patent Document 1 below discloses a motion detection device that detects the motion of an object shown in an image captured by a camera.
In this motion detection device, a plurality of small blocks are set in an image captured by a camera, and two images (an image captured earlier in time by the camera and a time by the camera in the plurality of small blocks). The change of the average value of the pixels between the images picked up later is calculated.
そして、この動き検出装置では、小ブロック毎に、画素の平均値の変化量の頻度分布を算出し、その頻度分布を用いて、カメラの振動等による影響を排除して、動きがある物体にのみ起因する変化量を求めている。
なお、この動き検出装置では、画像内に動きがない場合の基準画像と、カメラにより撮像された現在の画像との比較を行うことで、小さな動きに対しても精度の高い検出を可能にしている。
In this motion detection device, the frequency distribution of the amount of change in the average value of the pixels is calculated for each small block, and the frequency distribution is used to eliminate the influence of camera vibration and the like, so that an object with motion can be obtained. The amount of change caused only by.
Note that this motion detection device enables high-precision detection even for small motions by comparing the reference image when there is no motion in the image with the current image captured by the camera. Yes.
従来の動き検出装置は以上のように構成されているので、画像内に動きがない場合の基準画像と、カメラにより撮像された現在の画像との比較を行うことで、小さな動きに対しても精度の高い検出を可能にしているが、判定基準となる閾値が固定されているため、画像の明部と暗部の間で、動きの検出精度に差違が発生する課題があった。
また、照明条件の変動、カメラの自動撮像制御機能による画面輝度の変化や、蛍光灯照明下でのフリッカの発生などが考慮されていないため、照明条件の変動や画面輝度の変化やフリッカの発生などを要因とする動きの誤検出が発生して、十分な検出精度を得られない課題があった。
Since the conventional motion detection device is configured as described above, a comparison between a reference image when there is no motion in the image and the current image captured by the camera is possible even for a small motion. Although high-accuracy detection is possible, there is a problem that a difference in motion detection accuracy occurs between a bright part and a dark part of an image because a threshold value as a determination criterion is fixed.
In addition, changes in lighting conditions, changes in screen brightness due to the camera's automatic imaging control function, and flicker under fluorescent lighting are not taken into account. There is a problem that a false detection of movement due to factors such as the above may occur and sufficient detection accuracy cannot be obtained.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、画面内の輝度の差違の影響を受けることなく、画面全体に亘って高精度に動きを検出することができる動き検出装置及び動き検出方法を得ることを目的とする。
また、この発明は、照明条件の変動や画面輝度の変化やフリッカの発生などを要因とする動きの誤検出の発生を防止することができる動き検出装置及び動き検出方法を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and a motion detection device capable of detecting motion with high accuracy over the entire screen without being affected by a difference in luminance within the screen. The object is to obtain a motion detection method.
Another object of the present invention is to provide a motion detection device and a motion detection method that can prevent erroneous detection of motion due to variations in illumination conditions, changes in screen brightness, flicker, and the like. .
この発明に係る動き検出装置は、動き検出対象の画像を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、ブロック分割手段により分割されたブロック毎に、ブロック内の画素の平均値を算出するとともに、動き検出対象の画像における一画面内の画素の平均値を算出する画素平均値算出手段と、画素平均値算出手段により算出されたブロック単位の画素の平均値及び画面単位の画素の平均値を複数フレーム分記録する画素平均値記録手段と、ブロック分割手段により分割されたブロック毎に、画素平均値記録手段により記録されているブロック単位の画素の平均値から動き検出閾値の第１の補正係数を算出するとともに、画素平均値記録手段により記録されている画面単位の画素の平均値の中の最大値と最小値から動き検出閾値の第２の補正係数を算出する補正係数算出手段と、補正係数算出手段により算出された第１及び第２の補正係数を用いて、動き検出閾値を補正する動き検出閾値補正手段と、ブロック分割手段により分割されたブロック毎に、画素平均値記録手段により記録されているブロック単位の画素の平均値の複数のフレーム間での差分値を算出するフレーム間差分値算出手段と、ブロック分割手段により分割されたブロック毎に、動き検出閾値補正手段により補正された動き検出閾値とフレーム間差分値算出手段により算出された差分値を比較して、ブロック内の動きを検出する動き検出手段とを備えるようにしたものである。 The motion detection apparatus according to the present invention calculates a mean value of pixels in a block for each block divided by the block division unit, and a block division unit that divides the motion detection target image into a plurality of blocks. A pixel average value calculating means for calculating an average value of pixels in one screen in an image to be detected, and an average value of pixels in block units and an average value of pixels in screen units calculated by the pixel average value calculating means in a plurality of frames The first correction coefficient of the motion detection threshold value is calculated from the average value of the pixel of the block unit recorded by the pixel average value recording means for each block divided by the pixel average value recording means and the block dividing means. And the second correction of the motion detection threshold value from the maximum value and the minimum value among the average values of the pixels of the screen unit recorded by the pixel average value recording means. The correction coefficient calculation means for calculating the number, the motion detection threshold value correction means for correcting the motion detection threshold value using the first and second correction coefficients calculated by the correction coefficient calculation means, and the block division means For each block, an inter-frame difference value calculating means for calculating a difference value between a plurality of frames of the average value of pixels in a block unit recorded by the pixel average value recording means, and for each block divided by the block dividing means in, that by comparing the calculated difference value by the corrected motion detection threshold and the inter-frame difference value calculating means by the motion detection threshold value correcting means, and in so that a motion detection means for detecting a motion in the block It is.
この発明によれば、動き検出対象の画像を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、ブロック分割手段により分割されたブロック毎に、ブロック内の画素の平均値を算出するとともに、動き検出対象の画像における一画面内の画素の平均値を算出する画素平均値算出手段と、画素平均値算出手段により算出されたブロック単位の画素の平均値及び画面単位の画素の平均値を複数フレーム分記録する画素平均値記録手段と、ブロック分割手段により分割されたブロック毎に、画素平均値記録手段により記録されているブロック単位の画素の平均値から動き検出閾値の第１の補正係数を算出するとともに、画素平均値記録手段により記録されている画面単位の画素の平均値の中の最大値と最小値から動き検出閾値の第２の補正係数を算出する補正係数算出手段と、補正係数算出手段により算出された第１及び第２の補正係数を用いて、動き検出閾値を補正する動き検出閾値補正手段と、ブロック分割手段により分割されたブロック毎に、画素平均値記録手段により記録されているブロック単位の画素の平均値の複数のフレーム間での差分値を算出するフレーム間差分値算出手段と、ブロック分割手段により分割されたブロック毎に、動き検出閾値補正手段により補正された動き検出閾値とフレーム間差分値算出手段により算出された差分値を比較して、ブロック内の動きを検出する動き検出手段とを備えるように構成したので、画面内の輝度の差違の影響を受けることなく、画面全体に亘って高精度に動きを検出することができる効果がある。 According to this invention, the block dividing means for dividing the motion detection target image into a plurality of blocks, the average value of the pixels in the block for each block divided by the block dividing means, and the motion detection target A pixel average value calculating unit that calculates an average value of pixels in one screen in an image, and an average value of pixels in block units and an average value of pixels in screen units calculated by the pixel average value calculating unit are recorded for a plurality of frames. For each block divided by the pixel average value recording means and the block dividing means, the first correction coefficient of the motion detection threshold is calculated from the average value of the pixels in block units recorded by the pixel average value recording means, The second correction coefficient of the motion detection threshold value is calculated from the maximum value and the minimum value among the average values of the pixels in the screen unit recorded by the pixel average value recording means. For each block divided by the correction coefficient calculating means, the motion detection threshold value correcting means for correcting the motion detection threshold value using the first and second correction coefficients calculated by the correction coefficient calculating means, and the block divided by the block dividing means. Motion detection is performed for each block divided by the block dividing unit, and an inter-frame difference value calculating unit that calculates a difference value between a plurality of frames of the average value of pixels in units of blocks recorded by the pixel average value recording unit. comparing the difference value calculated by the corrected motion detection threshold and the inter-frame difference value calculation means by the threshold value correction means, since it is configured to so that a motion detection means for detecting a motion in the block, the screen There is an effect that the motion can be detected with high accuracy over the entire screen without being affected by the difference in luminance.
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による動き検出装置を示す構成図である。
図１において、ブロック分割部１はセンサから出力された動き検出対象の画像（例えば、カメラにより撮像された画像）を示す画像データを入力すると、動き検出対象の画像を複数のブロック［ｘ，ｙ］に分割して、各ブロック［ｘ，ｙ］の画像を示すブロックデータを画素平均値算出部２に出力する処理を実施する。
ただし、ブロック［ｘ，ｙ］は、ブロック分割部１により分割された複数のブロックのうち、左上のブロックを［０，０］として、水平方向にｘ番目、垂直方向にｙ番目のブロックを示している。
なお、ブロック分割部１はブロック分割手段を構成している。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a motion detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, when the block dividing unit 1 inputs image data indicating a motion detection target image (for example, an image captured by a camera) output from the sensor, the block detection unit 1 converts the motion detection target image into a plurality of blocks [x, y]. ], And the block data indicating the image of each block [x, y] is output to the pixel average
However, the block [x, y] indicates the x-th block in the horizontal direction and the y-th block in the vertical direction, with the upper left block being [0, 0] among the plurality of blocks divided by the block dividing unit 1. ing.
The block dividing unit 1 constitutes a block dividing unit.
画素平均値算出部２はブロック分割部１により分割されたブロック毎に、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を算出して、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を画素平均値記録部３に出力する処理を実施する。なお、画素平均値算出部２は画素平均値算出手段を構成している。
画素平均値記録部３は画素平均値算出部２により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を複数フレーム分記録するメモリなどの記録媒体である。なお、画素平均値記録部３は画素平均値記録手段を構成している。
The pixel average
The pixel average value recording unit 3 is a recording medium such as a memory that records the average value I (x, y) of the pixels in the block [x, y] calculated by the pixel average
補正係数算出部４はブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部３により記録されているブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）から動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出する処理を実施する。なお、補正係数算出部４は補正係数算出手段を構成している。
動き検出閾値補正部５はブロック分割部１により分割されたブロック毎に、補正係数算出部４により算出された補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を用いて、動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正して、補正後の動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）を動き検出部７に出力する処理を実施する。なお、動き検出閾値補正部５は動き検出閾値補正手段を構成している。
For each block divided by the block dividing unit 1, the correction
The motion detection threshold correction unit 5 uses the correction coefficient Yc (x, y) calculated by the correction
フレーム間差分値算出部６はブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部３により記録されているブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）の複数のフレーム間での差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を算出する処理を実施する。なお、フレーム間差分値算出部６はフレーム間差分値算出手段を構成している。
動き検出部７はブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出閾値補正部５により補正された動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）とフレーム間差分値算出部６により算出された差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を比較して、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の動きを検出し、その動きの検出結果を示す検出結果データを出力する処理を実施する。なお、動き検出部７は動き検出手段を構成している。
For each block divided by the block dividing unit 1, the inter-frame difference
For each block divided by the block dividing unit 1, the
図１では、動き検出装置の構成要素であるブロック分割部１、画素平均値算出部２、画素平均値記録部３、補正係数算出部４、動き検出閾値補正部５、フレーム間差分値算出部６及び動き検出部７のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路）で構成されているものを想定しているが、動き検出装置がコンピュータで構成されている場合、ブロック分割部１、画素平均値算出部２、画素平均値記録部３、補正係数算出部４、動き検出閾値補正部５、フレーム間差分値算出部６及び動き検出部７の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにしてもよい。
図２はこの発明の実施の形態１による動き検出方法を示すフローチャートである。
In FIG. 1, a block dividing unit 1, a pixel average
FIG. 2 is a flowchart showing a motion detection method according to Embodiment 1 of the present invention.
次に動作について説明する。
まず、ブロック分割部１は、カメラにより撮像された動き検出対象の画像を示す画像データを入力すると、動き検出対象の画像を複数のブロック［ｘ，ｙ］に分割して、各ブロック［ｘ，ｙ］の画像を示すブロックデータを画素平均値算出部２に出力する（ステップＳＴ１）。
ここでは、説明の便宜上、例えば、動き検出対象の画像を水平方向に１６分割するとともに、動き検出対象の画像を垂直方向に１６分割することで、動き検出対象の画像を合計２５６個（＝１６×１６個）のブロックに分割するものとする。
Next, the operation will be described.
First, when the image data indicating the motion detection target image captured by the camera is input, the block dividing unit 1 divides the motion detection target image into a plurality of blocks [x, y], and each block [x, The block data indicating the image of y] is output to the pixel average value calculation unit 2 (step ST1).
Here, for convenience of explanation, for example, the motion detection target image is divided into 16 in the horizontal direction, and the motion detection target image is divided into 16 in the vertical direction, so that a total of 256 motion detection target images (= 16 It is divided into (× 16) blocks.
画素平均値算出部２は、ブロック分割部１からブロックデータを受けると、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を算出する（ステップＳＴ２）。
即ち、画素平均値算出部２は、以下の式（１）に示すように、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の各画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂの画素値）に対して加重平均を行うことで、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を算出する。
Ｉ（ｘ，ｙ）＝Σ（α・Ｒ＋β・Ｇ＋γ・Ｂ）／Ｎ （１）
α＝０．２９９
β＝０．５８７
γ＝０．１１４
ただし、Σはブロック［ｘ，ｙ］に含まれている画素の画素値を積算する数学記号であり、Ｎはブロック［ｘ，ｙ］に含まれている画素の個数を示している。
When the pixel average
That is, the pixel average
I (x, y) = Σ (α · R + β · G + γ · B) / N (1)
α = 0.299
β = 0.487
γ = 0.114
Here, Σ is a mathematical symbol for integrating the pixel values of the pixels included in the block [x, y], and N indicates the number of pixels included in the block [x, y].
画素平均値算出部２により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）は、画素平均値記録部３により記録される（ステップＳＴ３）。
なお、画素平均値記録部３には、後述の処理で必要となるフレーム数分だけ、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）が記録される。
この実施の形態１では、現フレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と、前フレーム（現フレームの１つ前のフレーム）に係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）とを用いて、後述の処理を実施する例を示すので、２フレーム分だけ、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を記録するものとする。
The average value I (x, y) of the pixels in the block [x, y] calculated by the pixel average
Note that the average pixel value I (x, y) in the block [x, y] is recorded in the pixel average value recording unit 3 by the number of frames necessary for the processing described later.
In the first embodiment, an average value I (x, y) related to the current frame and an average value I (x, y) related to the previous frame (the frame immediately before the current frame) are used to be described later. Since an example of performing the processing is shown, it is assumed that the average value I (x, y) of the pixels in the block [x, y] is recorded for two frames.
補正係数算出部４は、画素平均値記録部３からブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を読み出し、そのブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）から動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）をブロック毎に算出する（ステップＳＴ４）。
例えば、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）に対応する補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を記録しているルックアップテーブルが用意されている場合、そのルックアップテーブルを参照して、画素平均値記録部３から読み出した画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）に対応する補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を動き検出閾値補正部５に出力する。
The correction
For example, for each block divided by the block dividing unit 1, a lookup table that records a correction coefficient Yc (x, y) corresponding to the average value I (x, y) of pixels is prepared. With reference to the lookup table, the correction coefficient Yc (x, y) corresponding to the average value I (x, y) of the pixels read from the pixel average value recording unit 3 is output to the motion detection threshold value correcting unit 5.
あるいは、代表的な画素の平均値（以下、「代表平均値」と称する）に対応する補正係数だけが複数個設定されている場合には、画素平均値記録部３から読み出した画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）に近い２つの代表平均値を特定し、２つの代表平均値と、２つの代表平均値に対応する補正係数との対応から線形補間によって、画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）に対応する補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を求めるようにしてもよい。
このように、代表平均値に対応する補正係数のみを用意する場合、ルックアップテーブルを用意する場合よりも、データ量を削減することが可能である。
Alternatively, when only a plurality of correction coefficients corresponding to the average value of the representative pixels (hereinafter referred to as “representative average value”) are set, the average value of the pixels read from the pixel average value recording unit 3 Two representative average values close to I (x, y) are specified, and the average value I (x, y) of the pixel is obtained by linear interpolation from the correspondence between the two representative average values and the correction coefficients corresponding to the two representative average values. A correction coefficient Yc (x, y) corresponding to y) may be obtained.
As described above, when only the correction coefficient corresponding to the representative average value is prepared, the data amount can be reduced as compared with the case where the lookup table is prepared.
ここで、図３は画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）に対応する補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）の設定例を示す説明図である。
図３の例では、画像の画素値が８ｂｉｔ（０〜２５５）で表されており、補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）が平均値Ｉ（ｘ，ｙ）に比例して大きくなるように設定されている。
このように設定されている理由は、画素値が大きいエリアでは、一定の割合で画素値が変化しても、差分の大きさが画素値に比例して増大するためである。
また、画面内の低輝度部分についても同様の考え方で、画素値に比例して補正係数が減少するような設定が行われているが、センサ（例えば、カメラ）の暗電流ノイズ等によって、低輝度部分では信号のＳ／Ｎ比が悪化するため、誤検出を防止する観点から、一定の画素値で補正係数に下限を設け、一定の画素値以下の場合には、補正係数が下限以下にならないように設定することが望ましい。
Here, FIG. 3 is an explanatory diagram showing a setting example of the correction coefficient Yc (x, y) corresponding to the average value I (x, y) of the pixels.
In the example of FIG. 3, the pixel value of the image is represented by 8 bits (0 to 255), and the correction coefficient Yc (x, y) is set to increase in proportion to the average value I (x, y). ing.
The reason for this setting is that, in an area where the pixel value is large, even if the pixel value changes at a constant rate, the magnitude of the difference increases in proportion to the pixel value.
The same concept is applied to the low-brightness area in the screen, and the correction coefficient is set to decrease in proportion to the pixel value. Since the S / N ratio of the signal deteriorates in the luminance part, a lower limit is set for the correction coefficient with a constant pixel value from the viewpoint of preventing erroneous detection. It is desirable to set so that it does not become.
動き検出閾値補正部５は、補正係数算出部４がブロック［ｘ，ｙ］毎に補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出すると、その補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を用いて、ブロック［ｘ，ｙ］毎に動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正して、補正後の動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）を動き検出部７に出力する（ステップＳＴ５）。
即ち、動き検出閾値補正部５は、以下の式（２）に示すように、補正係数算出部４により算出された補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を用いて、ブロック［ｘ，ｙ］毎に動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正する。
Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）＝Ｔｈ（ｘ，ｙ）×Ｙｃ（ｘ，ｙ） （２）
When the correction
That is, the motion detection threshold value correction unit 5 uses the correction coefficient Yc (x, y) calculated by the correction
Thc (x, y) = Th (x, y) × Yc (x, y) (2)
フレーム間差分値算出部６は、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部３から現フレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と、前フレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）とを取得する。
以下、現フレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）をＩｂ（０，ｘ，ｙ）で表し、前フレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）をＩｂ（１，ｘ，ｙ）で表すようにする。
次に、フレーム間差分値算出部６は、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、以下の式（３）に示すように、現フレームに係る平均値Ｉｂ（０，ｘ，ｙ）と、前フレームに係る平均値Ｉｂ（１，ｘ，ｙ）との差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を算出する（ステップＳＴ６）。
Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）＝ＡＢＳ｛Ｉｂ（１，ｘ，ｙ）−Ｉｂ（０，ｘ，ｙ）｝
（３）
ただし、ＡＢＳは｛｝内の絶対値を求める演算式である。
For each block divided by the block dividing unit 1, the inter-frame difference
Hereinafter, the average value I (x, y) related to the current frame is expressed as Ib (0, x, y), and the average value I (x, y) related to the previous frame is expressed as Ib (1, x, y). To.
Next, the inter-frame difference
Idif (x, y) = ABS {Ib (1, x, y) -Ib (0, x, y)}
(3)
However, ABS is an arithmetic expression for obtaining an absolute value in {}.
動き検出部７は、動き検出閾値補正部５が動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正し、フレーム間差分値算出部６が平均値Ｉ（ｘ，ｙ）のフレーム間での差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を算出すると、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出閾値補正部５により補正された動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）と、フレーム間差分値算出部６により算出された差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を比較する（ステップＳＴ７）。
動き検出部７は、以下の式（４）に示すように、差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）が補正後の動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）より大きい場合、ブロック［ｘ，ｙ］内に動きが有るものと判定し、その動きの検出結果を示す検出結果データＲ（ｘ，ｙ）として、差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）と動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）の差分を出力する（ステップＳＴ８）。
Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）＞Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）
Ｒ（ｘ，ｙ）＝Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）−Ｔｈｃ（ｘ，ｙ） （４）
In the
When the difference value Idif (x, y) is larger than the corrected motion detection threshold Thc (x, y) as shown in the following equation (4), the
Idif (x, y)> Thc (x, y)
R (x, y) = Idif (x, y) −Thc (x, y) (4)
一方、以下の式（５）に示すように、差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）が補正後の動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）以下である場合、ブロック［ｘ，ｙ］内に動きが無いものと判定し、その動きの検出結果を示す検出結果データＲ（ｘ，ｙ）として、“０”を出力する（ステップＳＴ９）。
Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）≦Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）
Ｒ（ｘ，ｙ）＝０ （５）
On the other hand, as shown in the following formula (5), when the difference value Idif (x, y) is equal to or smaller than the corrected motion detection threshold Thc (x, y), there is no motion in the block [x, y]. Then, “0” is output as detection result data R (x, y) indicating the detection result of the movement (step ST9).
Idif (x, y) ≦ Thc (x, y)
R (x, y) = 0 (5)
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部３により記録されている画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）から補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出する補正係数算出部４と、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、補正係数算出部４により算出された補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を用いて、動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正する動き検出閾値補正部５と、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部３により記録されている現フレームにおける画素の平均値Ｉｂ［０，ｘ，ｙ］と前フレームにおける画素の平均値Ｉｂ［１，ｘ，ｙ］の差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を算出するフレーム間差分値算出部６とを設け、動き検出部７がブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出閾値補正部５により補正された動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）とフレーム間差分値算出部６により算出された差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を比較して、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の動きを検出するように構成したので、画面内の輝度の差違の影響を受けることなく、画面全体に亘って高精度に動きを検出することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the first embodiment, for each block divided by the block dividing unit 1, the average pixel value I (x, y) recorded by the pixel average value recording unit 3 is used. Using the correction
即ち、この実施の形態１によれば、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正して、補正後の動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）と、フレーム間での平均値の差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）とを比較することで、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の動きを検出するようにしているので、被写体の輝度に依らず、一定の割合での画素値変動を検出することが可能となり、検出精度を均一化することができる。
また、低輝度画像領域に対して、画素値の補正係数を一定値に設定することにより、ノイズの影響を抑えた誤検出が少ない処理を実現することができる。
That is, according to the first embodiment, the motion detection threshold Th (x, y) is corrected for each block divided by the block dividing unit 1, and the corrected motion detection threshold Thc (x, y) is obtained. Since the motion within the block [x, y] is detected by comparing the difference value Idif (x, y) of the average value between frames, it is constant regardless of the luminance of the subject. It is possible to detect pixel value fluctuations at a ratio of 1 and uniform detection accuracy.
In addition, by setting the pixel value correction coefficient to a constant value for a low-luminance image region, it is possible to realize processing with less false detection while suppressing the influence of noise.
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による動き検出装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
画素平均値算出部１１は図１の画素平均値算出部２と同様に、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を算出して、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を画素平均値記録部１２に出力する処理を実施する。
また、動き検出対象の画像における一画面内の画素（１フレームの画像に含まれている全てのブロック内の画素）の平均値Ｉａｌｌを算出して、一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌを画素平均値記録部１２に出力する処理を実施する。
なお、画素平均値算出部１１は画素平均値算出手段を構成している。
4 is a block diagram showing a motion detection apparatus according to
Similar to the pixel average
Also, an average value Iall of pixels in one screen (pixels in all blocks included in one frame image) in the motion detection target image is calculated, and the average value Iall of pixels in one screen is calculated as a pixel. A process of outputting to the average
The pixel average
画素平均値記録部１２は画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を複数フレーム分記録するとともに、一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌを複数フレーム分記録するメモリなどの記録媒体である。なお、画素平均値記録部１２は画素平均値記録手段を構成している。
The pixel average
画素値補正係数算出部１３は図１の補正係数算出部４と同様に、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部１２により記録されているブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）から動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）（第１の補正係数）を算出する処理を実施する。
変動補正係数算出部１４は画素平均値記録部１２により記録されている画面単位の画素の平均値Ｉａｌｌの中の最大値と最小値から動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の補正係数Ｄｃ（第２の補正係数）を算出する処理を実施する。
なお、画素値補正係数算出部１３及び変動補正係数算出部１４から補正係数算出手段が構成されている。
Similar to the correction
The fluctuation correction
The pixel value correction
動き検出閾値補正部１５はブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素値補正係数算出部１３により算出された補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）と変動補正係数算出部１４により算出された補正係数Ｄｃを用いて、動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正して、補正後の動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）を動き検出部７に出力する処理を実施する。なお、動き検出閾値補正部１５は動き検出閾値補正手段を構成している。
For each block divided by the block dividing unit 1, the motion detection threshold
次に動作について説明する。
まず、ブロック分割部１は、カメラにより撮像された動き検出対象の画像を示す画像データを入力すると、上記実施の形態１と同様に、動き検出対象の画像を複数のブロック［ｘ，ｙ］に分割して、各ブロック［ｘ，ｙ］の画像を示すブロックデータを画素平均値算出部２に出力する。
ここでは、説明の便宜上、例えば、動き検出対象の画像を水平方向に１６分割するとともに、動き検出対象の画像を垂直方向に１６分割することで、動き検出対象の画像を合計２５６個（＝１６×１６個）のブロックに分割するものとする。
Next, the operation will be described.
First, when the image data indicating the motion detection target image captured by the camera is input, the block division unit 1 converts the motion detection target image into a plurality of blocks [x, y] as in the first embodiment. The block data is divided and block data indicating an image of each block [x, y] is output to the pixel average
Here, for convenience of explanation, for example, the motion detection target image is divided into 16 in the horizontal direction, and the motion detection target image is divided into 16 in the vertical direction, so that a total of 256 motion detection target images (= 16 It is divided into (× 16) blocks.
画素平均値算出部１１は、ブロック分割部１からブロックデータを受けると、図１の画素平均値算出部２と同様に、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を算出する。
また、画素平均値算出部１１は、以下の式（６）に示すように、動き検出対象の画像における一画面内の画素（１フレームの画像に含まれている全てのブロック内の画素）の平均値Ｉａｌｌを算出する。
Ｉａｌｌ＝ΣＩ（ｘ，ｙ）／Ｗ （６）
ただし、Σは１フレームの画像に含まれる全てのブロック内の画素の画素値を積算する数学記号であり、Ｗは１フレームの画像に含まれるブロックの個数を示している。
When receiving the block data from the block dividing unit 1, the pixel average
Further, the pixel average
Iall = ΣI (x, y) / W (6)
Here, Σ is a mathematical symbol for integrating the pixel values of the pixels in all blocks included in one frame image, and W indicates the number of blocks included in one frame image.
画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌは、画素平均値記録部１２により記録される。
なお、画素平均値記録部１２には、後述の処理で必要となるフレーム数分だけ、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌが記録される。
この実施の形態２では、上記実施の形態１と同様に、２フレーム分だけ、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌを記録するものとする。
The pixel average value I (x, y) in the block [x, y] calculated by the pixel average
Note that the pixel average
In the second embodiment, as in the first embodiment, the average value I (x, y) of the pixels in the block [x, y] and the average value Iall of the pixels in one screen are set for two frames. Shall be recorded.
画素値補正係数算出部１３は、図１の補正係数算出部４と同様に、画素平均値記録部１２からブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を読み出し、そのブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）から動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）をブロック毎に算出する。
変動補正係数算出部１４は、画素平均値記録部１２により記録されている画面単位の画素の平均値Ｉａｌｌの中の最大値と最小値を読み出し、その最大値と最小値から動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の補正係数Ｄｃを算出する。
The pixel value correction
The fluctuation correction
即ち、変動補正係数算出部１４は、以下の式（７）に示すように、最大値と最小値の差分値（フレーム間変動差分値）Ｄｆを算出して、そのフレーム間変動差分値Ｄｆに対応する補正係数Ｄｃを算出する。
Ｄｆ＝（ＭＡＸ（Ｉｂａ（ｆｎ））−ＭＩＮ（Ｉｂａ（ｆｎ））） （７）
０≦ｆｎ≦１
ただし、Ｉｂａ（ｆｎ）は画素平均値記録部１２により記録されている画面単位の画素の平均値Ｉａｌｌであり、ｆは動き検出対象の画像のフレーム番号（平均値Ｉｂａ（ｆｎ）が算出されている画面のフレーム番号）である。この実施の形態２では、画素平均値記録部１２により２フレーム分記録されているので、ｆｎ＝０が現フレーム、ｆｎ＝１が前フレームである。
That is, the fluctuation correction
Df = (MAX (Iba (fn)) − MIN (Iba (fn))) (7)
0 ≦ fn ≦ 1
However, Iba (fn) is the average value Iall of the pixels of the screen unit recorded by the pixel average
ＭＡＸ（）は画素平均値記録部１２により記録されている画面単位の画素の平均値Ｉｂａ（ｆｎ）の中で、最大値の平均値Ｉｂａ（ｆｎ）を選択する旨を示す数学記号である。
ＭＩＮ（）は画素平均値記録部１２により記録されている画面単位の画素の平均値Ｉｂａ（ｆｎ）の中で、最小値の平均値Ｉｂａ（ｆｎ）を選択する旨を示す数学記号である。
この実施の形態２では、画素平均値記録部１２が２フレーム分だけ画面単位の画素の平均値Ｉｂａ（ｆｎ）を記録しているので、フレーム間変動差分値Ｄｆが平均値Ｉｂａ（０）と平均値Ｉｂａ（１）の差分絶対値と等しくなるが、画素平均値記録部１２が３フレーム分以上の平均値Ｉｂａ（ｆｎ）を記録する場合を考慮して、Ｉｂａ（ｆｎ）のように表記している。
MAX () is a mathematical symbol indicating that the average value Iba (fn) of the maximum value is selected from the average values Iba (fn) of the pixels in the screen unit recorded by the pixel average
MIN () is a mathematical symbol indicating that the average value Iba (fn) of the minimum value is selected from the average values Iba (fn) of the pixels in the screen unit recorded by the pixel average
In the second embodiment, since the pixel average
ここで、図５はフレーム間変動差分値Ｄｆに対応する補正係数Ｄｃの一例を示す説明図である。
フレーム間変動差分値Ｄｆが一定の値よりも大きい場合には、動き検出に適さない条件（例えば、撮像条件の変化、カメラの自動露光機能の動作による画像輝度の変動、カメラの揺れなど）が発生していると考えられるため、図５に示すように、大きな補正係数Ｄｃを用いることで、動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を引き上げれば、誤検出の発生を抑えることができる。
Here, FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the correction coefficient Dc corresponding to the inter-frame variation difference value Df.
When the inter-frame variation difference value Df is larger than a certain value, conditions that are not suitable for motion detection (for example, change in imaging conditions, variation in image luminance due to operation of the camera automatic exposure function, camera shake, etc.). Since this is considered to have occurred, as shown in FIG. 5, by using a large correction coefficient Dc, if the motion detection threshold Th (x, y) is raised, the occurrence of false detection can be suppressed.
動き検出閾値補正部１５は、画素値補正係数算出部１３がブロック［ｘ，ｙ］毎に補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出し、変動補正係数算出部１４が補正係数Ｄｃを算出すると、その補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ），補正係数Ｄｃを用いて、ブロック［ｘ，ｙ］毎に動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正して、補正後の動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）を動き検出部７に出力する。
即ち、動き検出閾値補正部１５は、以下の式（８）に示すように、画素値補正係数算出部１３により算出された補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）と変動補正係数算出部１４により算出された補正係数Ｄｃを用いて、ブロック［ｘ，ｙ］毎に動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正する。
Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）
＝Ｔｈ（ｘ，ｙ）×Ｙｃ（ｘ，ｙ）×Ｄｃ （８）
When the pixel value correction
That is, the motion detection threshold
Thc (x, y)
= Th (x, y) x Yc (x, y) x Dc (8)
フレーム間差分値算出部６は、上記実施の形態１と同様に、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部１２から現フレームに係る平均値Ｉｂ（０，ｘ，ｙ）と、前フレームに係る平均値Ｉｂ（１，ｘ，ｙ）とを取得して、現フレームに係る平均値Ｉｂ（０，ｘ，ｙ）と、前フレームに係る平均値Ｉｂ（１，ｘ，ｙ）との差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を算出する。
Similar to the first embodiment, the inter-frame difference
動き検出部７は、動き検出閾値補正部１５が動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正し、フレーム間差分値算出部６がフレーム間での差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を算出すると、上記実施の形態１と同様に、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出閾値補正部１５により補正された動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）と、フレーム間差分値算出部６により算出された差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を比較することで、ブロック［ｘ，ｙ］内の動きの有無を判定して、その動きの検出結果（動きの有無）を示す検出結果データＲ（ｘ，ｙ）を出力する。
When the motion detection
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部１２により記録されている画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）から補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出する画素値補正係数算出部１３と、画素平均値記録部１２により記録されている画面単位の画素の平均値Ｉａｌｌの中の最大値と最小値から動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の補正係数Ｄｃを算出する変動補正係数算出部１４と、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素値補正係数算出部１３により算出された補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）と変動補正係数算出部１４により算出された補正係数Ｄｃを用いて、動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正する動き検出閾値補正部１５と、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部１２により記録されている現フレームにおける画素の平均値Ｉｂ［０，ｘ，ｙ］と前フレームにおける画素の平均値Ｉｂ［１，ｘ，ｙ］の差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を算出するフレーム間差分値算出部６とを設け、動き検出部７がブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出閾値補正部１５により補正された動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）とフレーム間差分値算出部６により算出された差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を比較して、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の動きを検出するように構成したので、画面内の輝度の差違の影響を受けることなく、画面全体に亘って高精度に動きを検出することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the second embodiment, for each block divided by the block dividing unit 1, the average pixel value I (x, y) recorded by the pixel average
即ち、この実施の形態２によれば、変動補正係数算出部１４が画面単位の画素の平均値Ｉａｌｌの中の最大値と最小値から補正係数Ｄｃを算出し、動き検出閾値補正部１５が画素値補正係数算出部１３により算出された補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）だけでなく、変動補正係数算出部１４により算出された補正係数Ｄｃを考慮して、動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正するようにしたので、動き検出に適さない条件（例えば、撮像条件の変化、カメラの自動露光機能の動作による画像輝度の変動、カメラの揺れなど）が発生していても誤検出の発生を抑えて、高精度に動きを検出することができる効果を奏する。
That is, according to the second embodiment, the fluctuation correction
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による動き検出装置を示す構成図であり、図において、図４と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
画素平均値補正部２１はブロック分割部１により分割されたブロック［ｘ，ｙ］のうち、同一の水平ラインに並んでいる複数のブロック毎に、複数のブロック内の画素の平均値ＩＬ（ｙ）を算出し、その平均値ＩＬ（ｙ）を用いて、画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を正規化し、正規化後の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を画素平均値記録部１２に出力する処理を実施する。なお、画素平均値補正部２１は画素平均値補正手段を構成している。
Embodiment 3 FIG.
6 is a block diagram showing a motion detection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The pixel average
次に動作について説明する。
画素平均値補正部２１は、ＣＭＯＳセンサと蛍光灯照明の組み合わせによって発生する水平縞状の画像の明暗変動（フリッカ）が動き検出に与える影響を抑えるために、画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）の補正処理を実施する。
Next, the operation will be described.
The pixel average
以下、画素平均値補正部２１による補正処理を具体的に説明する。
まず、画素平均値補正部２１は、ブロック分割部１により分割されたブロック［ｘ，ｙ］のうち、同一の水平ラインに並んでいる複数のブロック毎に、複数のブロック内の画素の平均値ＩＬ（ｙ）を算出する。
即ち、画素平均値補正部２１は、以下の式（９）に示すように、同一の水平ラインに並んでいる複数のブロック内の画素の平均値ＩＬ（ｙ）を算出する。
ＩＬ（ｙ）＝ΣＩ（ｘ，ｙ）／Ｌ （９）
ただし、Σは同一の水平ラインに並んでいる複数のブロック内の画素の画素値を積算する数学記号であり、Ｌは同一の水平ラインに並んでいるブロックの個数を示している。
Hereinafter, the correction process by the pixel average
First, the pixel average
That is, the pixel average
IL (y) = ΣI (x, y) / L (9)
However, Σ is a mathematical symbol for integrating the pixel values of pixels in a plurality of blocks arranged on the same horizontal line, and L indicates the number of blocks arranged on the same horizontal line.
例えば、動き検出対象の画像が水平方向に１６分割され、動き検出対象の画像が垂直方向に１６分割されて、動き検出対象の画像が合計２５６個のブロックに分割されている場合、同一の水平ラインに並んでいる１６個のブロック毎に、１６個のブロックに含まれている画素の平均値ＩＬ（ｙ）を算出する。
この場合、垂直方向に０番目の水平ラインに並んでいる１６個のブロックに係る平均値ＩＬ（０）、垂直方向に１番目の水平ラインに並んでいる１６個のブロックに係る平均値ＩＬ（１）、・・・、垂直方向に１５番目の水平ラインに並んでいる１６個のブロックに係る平均値ＩＬ（１５）を順次算出することになる。
For example, when the motion detection target image is divided into 16 in the horizontal direction, the motion detection target image is divided into 16 in the vertical direction, and the motion detection target image is divided into a total of 256 blocks, the same horizontal For every 16 blocks arranged in a line, the average value IL (y) of the pixels included in the 16 blocks is calculated.
In this case, the average value IL (0) related to the 16 blocks arranged in the 0th horizontal line in the vertical direction, and the average value IL (16) related to the 16 blocks arranged in the first horizontal line in the vertical direction. 1),... The average value IL (15) relating to the 16 blocks arranged in the 15th horizontal line in the vertical direction is sequentially calculated.
画素平均値補正部２１は、同一の水平ラインに並んでいる複数のブロック内の画素の平均値ＩＬ（ｙ）を算出すると、その平均値ＩＬ（ｙ）と画素平均値算出部１１により算出された動き検出対象の画像における一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌを用いて、画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を正規化する。
即ち、画素平均値補正部２１は、以下の式（１０）に示すように、画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を正規化する。
Ｉ’（ｘ，ｙ）
＝Ｉ（ｘ，ｙ）×Ｉａｌｌ／ＩＬ（ｙ） （１０）
ただし、Ｉ’（ｘ，ｙ）はブロック［ｘ，ｙ］内の画素の正規化後の平均値である。
When the pixel average
That is, the pixel average
I ′ (x, y)
= I (x, y) × Iall / IL (y) (10)
However, I ′ (x, y) is an average value after normalization of the pixels in the block [x, y].
画素平均値補正部２１は、画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）の代わりに、正規化後の平均値Ｉ’（ｘ，ｙ）を画素平均値記録部１２に出力し、また、画素平均値算出部１１により算出された一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌを画素平均値記録部１２に出力する。
画素値補正係数算出部１３は、画素平均値記録部１２からブロック［ｘ，ｙ］内の画素の正規化後の平均値Ｉ’（ｘ，ｙ）を読み出し、その正規化後の平均値Ｉ’（ｘ，ｙ）から動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）をブロック毎に算出する。
ただし、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）の代わりに、正規化後の平均値Ｉ’（ｘ，ｙ）を用いて、補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出する以外は、図１の補正係数算出部４と同様であるため説明を省略する。
The pixel average
The pixel value correction
However, the correction coefficient Yc (x, y) is calculated using the normalized average value I ′ (x, y) instead of the average value I (x, y) of the pixels in the block [x, y]. Since the calculation is the same as the correction
変動補正係数算出部１４、動き検出閾値補正部１５、フレーム間差分値算出部６及び動き検出部７の処理内容は、上記実施の形態２と同様であるため説明を省略する。
Since the processing contents of the fluctuation correction
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、同一の水平ラインに並んでいる複数のブロック内の画素の平均値ＩＬ（ｙ）を算出し、その平均値ＩＬ（ｙ）を用いて、画素平均値算出部１１により算出されたブロック単位の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を正規化する画素平均値補正部２１を設け、画素平均値記録部１２が画素平均値補正部２１により正規化された画素の平均値Ｉ’（ｘ，ｙ）を複数フレーム分記録するように構成したので、水平方向の画素値変動の影響のみを抑えることができるようになり、その結果、フリッカが発生している状況下でも、誤検出の発生を低減して、検出精度を高めることができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the third embodiment, the average value IL (y) of the pixels in the plurality of blocks arranged in the same horizontal line is calculated, and the average value IL (y) is used. Then, a pixel average
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４による動き検出装置を示す構成図であり、図において、図４と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
画素平均値補正部２２は動き検出対象の画像における一画面内の画素の複数フレーム分の平均値を算出し、複数フレーム分の平均値を解析して、照明の明滅に起因する特定周波数の周期的な画素の平均値の変動の有無を判定し、特定周波数の周期的な画素の平均値の変動が有る場合、その平均値の変動周期の位相及び振幅に対応する補正係数を用いて、画素平均値算出部１１により算出されたブロック単位の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を正規化する処理を実施する。なお、画素平均値補正部２２は画素平均値補正手段を構成している。
FIG. 7 is a block diagram showing a motion detection apparatus according to
The pixel average
この実施の形態４では、上記実施の形態１，２と同様に、処理で必要となるフレーム数分だけ、過去のフレームの画像データをバッファリングしておく必要があるが、この実施の形態４では、ＣＣＤで発生するフリッカの検出を行うため、６以上で３の倍数となるフレーム数の画像データが必要となる。
ここでは、説明の便宜上、バッファリングするフレーム数が１２フレームであるとして説明する。
また、ブロック単位の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌのそれぞれについて、画素平均値補正部２２による補正処理前の値と補正処理後の値の双方を保持できるものとする。
In the fourth embodiment, as in the first and second embodiments, it is necessary to buffer image data of past frames by the number of frames necessary for processing. Then, in order to detect flicker generated in the CCD, image data having a number of frames that is 6 or more and a multiple of 3 is required.
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the number of frames to be buffered is 12 frames.
Further, for each of the average value I (x, y) of the pixels in block units and the average value Iall of the pixels in one screen, both the value before the correction processing by the pixel average
次に動作について説明する。
画素平均値補正部２２は、ＣＭＯＳセンサと蛍光灯照明の組み合わせによって発生するフレーム毎の明暗変動（フリッカ）が動き検出に与える影響を抑えるために、画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を正規化する補正処理を実施する。
ＣＣＤセンサにおけるフリッカは、例えば、画像のフレームレートが３０ｆｐｓである場合、６０Ｈｚの電源環境では発生せず、５０Ｈｚの電源環境では３フレーム周期での明暗変動となる。
そのため、この実施の形態４では、３フレーム周期の明暗変動を検出して、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を正規化する補正処理について説明する。
なお、フレームレートの差違により、発生する明暗変動の周期が異なる場合には、対応する周期の変動を検出するように、演算式を変更する必要がある。
Next, the operation will be described.
The pixel average
For example, when the image frame rate is 30 fps, the flicker in the CCD sensor does not occur in a 60 Hz power supply environment, and in a 50 Hz power supply environment, light and dark fluctuations occur in a three-frame cycle.
Therefore, in the fourth embodiment, description will be given of a correction process for detecting light and dark fluctuations in a three-frame cycle and normalizing the average value I (x, y) of the pixels in the block [x, y].
In addition, when the period of the light / dark fluctuation | variation to generate differs by the difference in a frame rate, it is necessary to change an arithmetic formula so that the fluctuation | variation of a corresponding period may be detected.
以下、画素平均値補正部２２による補正処理を具体的に説明する。
まず、画素平均値補正部２２は、画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と、一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌとを補正処理前の値として、画素平均値記録部１２にバッファリングする。
次に、画素平均値補正部２２は、以下の式（１１）〜式（１３）に示すように、３フレーム周期で、画像データをグルーピングして、各グループに属するフレーム内に含まれている画素の平均値Ｉｆｋ（０），Ｉｆｋ（１），Ｉｆｋ（２）を算出する。
なお、各グループに属するフレーム内に含まれている画素の平均値Ｉｆｋ（０），Ｉｆｋ（１），Ｉｆｋ（２）は、後述するように、特定周波数の周期的な画素の平均値の変動周期の位相及び振幅に対応する補正係数として取り扱う。
Hereinafter, the correction process by the pixel average
First, the pixel average
Next, as shown in the following formulas (11) to (13), the pixel average
Note that the average values Ifk (0), Ifk (1), and Ifk (2) of the pixels included in the frames belonging to each group are the fluctuations of the average value of the periodic pixels of a specific frequency, as will be described later. Treated as a correction coefficient corresponding to the phase and amplitude of the period.
Ｉｆｋ（０）
＝（Ｉｂａ（０）＋Ｉｂａ（３）＋Ｉｂａ（６）＋Ｉｂａ（９））／４
（１１）
Ｉｆｋ（１）
＝（Ｉｂａ（１）＋Ｉｂａ（４）＋Ｉｂａ（７）＋Ｉｂａ（１０））／４
（１２）
Ｉｆｋ（２）
＝（Ｉｂａ（２）＋Ｉｂａ（５）＋Ｉｂａ（８）＋Ｉｂａ（１１））／４
（１３）
ただし、Ｉｂａ（ｆ）は画素平均値記録部１２に記録されている一画面内の画素の補正処理前の平均値Ｉａｌｌであり、ｆは動き検出対象の画像のフレーム番号（平均値Ｉｂａ（ｆ）が算出されている画面のフレーム番号）である。ｆ＝０が現フレーム、ｆの値が大きいほど、古いフレームを示している。
Ifk (0)
= (Iba (0) + Iba (3) + Iba (6) + Iba (9)) / 4
(11)
Ifk (1)
= (Iba (1) + Iba (4) + Iba (7) + Iba (10)) / 4
(12)
Ifk (2)
= (Iba (2) + Iba (5) + Iba (8) + Iba (11)) / 4
(13)
Here, Iba (f) is an average value Iall before correction processing of pixels in one screen recorded in the pixel average
画素平均値補正部２２は、上記のようにして、平均値Ｉｆｋ（０），Ｉｆｋ（１），Ｉｆｋ（２）を算出すると、平均値Ｉｆｋ（０），Ｉｆｋ（１），Ｉｆｋ（２）における最大値と、平均値Ｉｆｋ（０），Ｉｆｋ（１），Ｉｆｋ（２）における最小値との差分を算出する。
例えば、平均値Ｉｆｋ（０），Ｉｆｋ（１），Ｉｆｋ（２）における最大値がＩｆｋ（０）、平均値Ｉｆｋ（０），Ｉｆｋ（１），Ｉｆｋ（２）における最小値がＩｆｋ（２）であれば、Ｉｆｋ（０）とＩｆｋ（２）の差分を算出する。
When the average value Ifk (0), Ifk (1), Ifk (2) is calculated as described above, the pixel average
For example, the maximum value of the average values Ifk (0), Ifk (1), Ifk (2) is Ifk (0), and the minimum value of the average values Ifk (0), Ifk (1), Ifk (2) is Ifk (2). ), The difference between Ifk (0) and Ifk (2) is calculated.
画素平均値補正部２２は、最大値と最小値の差分が予め設定された閾値より大きい場合、照明の明滅に起因する特定周波数の周期的な画素の平均値の変動が有るものと判定し、以下の式（１４）〜式（２０）に示すように、補正係数である平均値Ｉｆｋ（０），Ｉｆｋ（１），Ｉｆｋ（２）を用いて、画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と、一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌとを正規化する補正処理を行う。
When the difference between the maximum value and the minimum value is larger than a preset threshold value, the pixel average
Ｉｆｋ＿ａｌｌ＝（Ｉｆｋ（０）＋Ｉｆｋ（１）＋Ｉｆｋ（２））／３
（１４）
（１）ｆ＝３ｎ（ｎ：整数）の場合
Ｉｂ’（ｆ，ｘ，ｙ）
＝Ｉｂ（ｆ，ｘ，ｙ）×Ｉｆｋ＿ａｌｌ／Ｉｆｋ（０） （１５）
Ｉｂａ’（ｆ）
＝Ｉｂ（ｆ）×Ｉｆｋ＿ａｌｌ／Ｉｆｋ（０） （１６）
（２）ｆ＝３ｎ＋１（ｎ：整数）の場合
Ｉｂ’（ｆ，ｘ，ｙ）
＝Ｉｂ（ｆ，ｘ，ｙ）×Ｉｆｋ＿ａｌｌ／Ｉｆｋ（１） （１７）
Ｉｂａ’（ｆ）
＝Ｉｂ（ｆ）×Ｉｆｋ＿ａｌｌ／Ｉｆｋ（１） （１８）
（３）ｆ＝３ｎ＋２（ｎ：整数）の場合
Ｉｂ’（ｆ，ｘ，ｙ）
＝Ｉｂ（ｆ，ｘ，ｙ）×Ｉｆｋ＿ａｌｌ／Ｉｆｋ（２） （１９）
Ｉｂａ’（ｆ）
＝Ｉｂ（ｆ）×Ｉｆｋ＿ａｌｌ／Ｉｆｋ（２） （２０）
Ifk_all = (Ifk (0) + Ifk (1) + Ifk (2)) / 3
(14)
(1) When f = 3n (n: integer) Ib ′ (f, x, y)
= Ib (f, x, y) x Ifk_all / Ifk (0) (15)
Iba '(f)
= Ib (f) × Ifk_all / Ifk (0) (16)
(2) When f = 3n + 1 (n: integer) Ib ′ (f, x, y)
= Ib (f, x, y) x Ifk_all / Ifk (1) (17)
Iba '(f)
= Ib (f) × Ifk_all / Ifk (1) (18)
(3) When f = 3n + 2 (n: integer) Ib ′ (f, x, y)
= Ib (f, x, y) x Ifk_all / Ifk (2) (19)
Iba '(f)
= Ib (f) × Ifk_all / Ifk (2) (20)
ただし、Ｉｆｋ＿ａｌｌは全てのフレーム内の画素の平均値であり、Ｉｂａ’（ｆ）は一画面内の画素の補正後の平均値Ｉａｌｌである。
また、Ｉｂ（ｆ，ｘ，ｙ）はブロック［ｘ，ｙ］内の画素の補正前の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）であり、Ｉｂ’（ｆ，ｘ，ｙ）はブロック［ｘ，ｙ］内の画素の補正後の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）である。
補正後の平均値Ｉｂ’（ｆ，ｘ，ｙ）と平均値Ｉｂａ’（ｆ）は、画素平均値記録部１２に記録される。
However, Ifk_all is an average value of pixels in all frames, and Iba ′ (f) is an average value Iall after correction of pixels in one screen.
Ib (f, x, y) is an average value I (x, y) before correction of pixels in the block [x, y], and Ib ′ (f, x, y) is a block [x, y]. ] Is the average value I (x, y) after correction of the pixels in [].
The corrected average value Ib ′ (f, x, y) and average value Iba ′ (f) are recorded in the pixel average
画素平均値補正部２２は、最大値と最小値の差分が予め設定された閾値以下である場合、照明の明滅に起因する特定周波数の周期的な画素の平均値の変動が無いものと判定する。
この場合、画素平均値補正部２２は、画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と、一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌとを正規化する補正処理を行わずに、補正後（正規化後）の平均値Ｉｂ’（ｆ，ｘ，ｙ）として、補正前の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を画素平均値記録部１２に記録し、補正後（正規化後）の平均値Ｉｂａ’（ｆ）として、補正前の平均値Ｉａｌｌを画素平均値記録部１２に記録する。
When the difference between the maximum value and the minimum value is equal to or less than a preset threshold value, the pixel average
In this case, the pixel average
画素値補正係数算出部１３、変動補正係数算出部１４、動き検出閾値補正部１５、フレーム間差分値算出部６及び動き検出部７の処理内容は、上記実施の形態３と同様であるため説明を省略する。
The processing contents of the pixel value correction
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、動き検出対象の画像における一画面内の画素の複数フレーム分の平均値を算出し、複数フレーム分の平均値を解析して、照明の明滅に起因する特定周波数の周期的な画素の平均値の変動の有無を判定し、特定周波数の周期的な画素の平均値の変動が有る場合、その平均値の変動周期の位相及び振幅に対応する補正係数を用いて、画素平均値算出部１１により算出されたブロック単位の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を正規化する画素平均値補正部２２を設け、画素平均値記録部１２が画素平均値補正部２２により正規化された画素の平均値Ｉｂ’（ｆ，ｘ，ｙ）を複数フレーム分記録するように構成したので、フリッカが発生している状況下でも、誤検出の発生を低減して、検出精度を高めることができる効果を奏する。
即ち、フレーム間での周期的な画素の平均値の変動を検出し、変動周期に合致しているグルーピングで平均化した全画面画素の平均値で正規化を行うことにより、ＣＣＤセンサでの撮影時に発生するフレーム間のフリッカの影響のみを抑えることができるため、フリッカの発生状況下でも、誤検出の発生を低減して、検出精度を高めることができる。
As is apparent from the above, according to the fourth embodiment, the average value for a plurality of frames of pixels in one screen in the motion detection target image is calculated, the average value for the plurality of frames is analyzed, and illumination is performed. If there is a fluctuation of the average value of the periodic pixel of the specific frequency due to the flickering of the pixel, and there is a fluctuation of the average value of the periodic pixel of the specific frequency, the phase and amplitude of the fluctuation period of the average value A pixel average
That is, by detecting the periodic variation of the average value of pixels between frames and normalizing with the average value of all screen pixels averaged by the grouping that matches the variation period, photographing with the CCD sensor is performed. Since only the influence of flicker between frames that occurs sometimes can be suppressed, the occurrence of false detection can be reduced and the detection accuracy can be increased even under the occurrence of flicker.
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５による動き検出装置を示す構成図であり、図において、図４と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
画素平均値記録部３１は図４の画素平均値記録部１２と同様に、画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を複数フレーム分記録するとともに、一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌを複数フレーム分記録するメモリなどの記録媒体である。
また、画素平均値記録部３１は図４の画素平均値記録部１２と同様に、後述の処理で必要となるフレーム数分だけ、過去のフレームに係る平均値を記録しておく必要があるが、この実施の形態５では、現フレームに係る平均値を含めて、合計４フレームに係る平均値を記録しておくものとする。
なお、画素平均値記録部３１は画素平均値記録手段を構成している。
Embodiment 5 FIG.
8 is a block diagram showing a motion detection apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
Similar to the pixel average
Further, like the pixel average
The pixel average
フレーム間差分値算出部３２はブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部３１により記録されている現フレーム（第１のフレーム）の画素の平均値Ｉｂ（０，ｘ，ｙ）と前フレーム（第２のフレーム）の画素の平均値Ｉｂ（１，ｘ，ｙ）との平均値Ｉｂ０−１ａｖｅを算出するとともに、現フレームより２フレーム前のフレーム（第３のフレーム）の画素の平均値Ｉｂ（２，ｘ，ｙ）と現フレームより３フレーム前のフレーム（第４のフレーム）の画素の平均値Ｉｂ（３，ｘ，ｙ）との平均値Ｉｂ２−３ａｖｅを算出して、２つの平均値Ｉｂ０−１ａｖｅ，Ｉｂ２−３ａｖｅの差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を算出する処理を実施する。なお、フレーム間差分値算出部３２はフレーム間差分値算出手段を構成している。
For each block divided by the block dividing unit 1, the inter-frame difference
次に動作について説明する。
画素平均値算出部１１は、ブロック分割部１からブロックデータを受けると、上記実施の形態２と同様に、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を算出する。
また、画素平均値算出部１１は、上記実施の形態２と同様に、動き検出対象の画像における一画面内の画素（１フレームの画像に含まれている全てのブロック内の画素）の平均値Ｉａｌｌを算出する。
Next, the operation will be described.
When the pixel average
Similarly to the second embodiment, the pixel average
画素平均値算出部１１により算出されたブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌは、画素平均値記録部３１により記録される。
なお、画素平均値記録部３１には、後述の処理で必要となるフレーム数分だけ、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌが記録される。
この実施の形態５では、ブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と、一画面内の画素の平均値Ｉａｌｌとを４フレーム分だけ記録するものとする。
The pixel average value I (x, y) in the block [x, y] calculated by the pixel average
Note that the pixel average
In the fifth embodiment, the average value I (x, y) of the pixels in the block [x, y] and the average value Iall of the pixels in one screen are recorded for 4 frames.
画素値補正係数算出部１３は、上記実施の形態２と同様に、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出する。
ただし、この実施の形態５では、補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出する際、単一フレームの画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を用いる代わりに、複数のフレームでの画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）を用いるものとする。
例えば、現フレームから２フレーム前及び３フレーム前のフレームの平均化した値から、動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出するようにする。
Similar to the second embodiment, the pixel value correction
However, in the fifth embodiment, when calculating the correction coefficient Yc (x, y), instead of using the average value I (x, y) of pixels in a single frame, the average value of pixels in a plurality of frames. Let I (x, y) be used.
For example, the correction coefficient Yc (x, y) of the motion detection threshold Th (x, y) is calculated from the averaged values of the frames two frames before and three frames before the current frame.
変動補正係数算出部１４は、上記実施の形態２と同様に、画面単位の画素の平均値Ｉａｌｌの中の最大値と最小値から動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の補正係数Ｄｃを算出する。
ただし、補正係数Ｄｃを算出する際に参照するフレーム範囲は、フレーム間差分値算出部３２により参照されるフレーム範囲と一致させることが望ましいので、現フレームを含めて、４フレーム分参照するものとする。
即ち、変動補正係数算出部１４は、以下の式（２１）に示すように、最大値と最小値の差分値（フレーム間変動差分値）Ｄｆを算出して、そのフレーム間変動差分値Ｄｆに対応する補正係数Ｄｃを算出する。
Ｄｆ＝（ＭＡＸ（Ｉｂａ（ｆｎ））−ＭＩＮ（Ｉｂａ（ｆｎ））） （２１）
０≦ｆｎ≦３
Similar to the second embodiment, the fluctuation correction
However, since it is desirable that the frame range to be referred to when calculating the correction coefficient Dc is the same as the frame range referred to by the inter-frame difference
In other words, the fluctuation correction
Df = (MAX (Iba (fn)) − MIN (Iba (fn))) (21)
0 ≦ fn ≦ 3
動き検出閾値補正部１５は、画素値補正係数算出部１３がブロック［ｘ，ｙ］毎に補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出し、変動補正係数算出部１４が補正係数Ｄｃを算出すると、上記実施の形態２と同様に、その補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ），補正係数Ｄｃを用いて、ブロック［ｘ，ｙ］毎に動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正して、補正後の動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）を動き検出部７に出力する。
When the pixel value correction
フレーム間差分値算出部３２は、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部３１から現フレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と、前フレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と、現フレームより２フレーム前のフレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）と、現フレームより３フレーム前のフレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）とを取得する。
以下、現フレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）をＩｂ（０，ｘ，ｙ）で表し、前フレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）をＩｂ（１，ｘ，ｙ）で表し、現フレームより２フレーム前のフレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）をＩｂ（２，ｘ，ｙ）で表し、現フレームより３フレーム前のフレームに係る平均値Ｉ（ｘ，ｙ）をＩｂ（３，ｘ，ｙ）で表すようにする。
For each block divided by the block dividing unit 1, the inter-frame difference
Hereinafter, the average value I (x, y) related to the current frame is expressed as Ib (0, x, y), the average value I (x, y) related to the previous frame is expressed as Ib (1, x, y), An average value I (x, y) relating to a frame two frames before the current frame is represented by Ib (2, x, y), and an average value I (x, y) relating to a frame three frames before the current frame is represented by Ib. It is expressed by (3, x, y).
次に、フレーム間差分値算出部３２は、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、以下の式（２２）に示すように、現フレームに係る平均値Ｉｂ（０，ｘ，ｙ）と、前フレームに係る平均値Ｉｂ（１，ｘ，ｙ）との平均値Ｉｂ０−１ａｖｅを算出するとともに、現フレームより２フレーム前のフレームに係る平均値Ｉｂ（２，ｘ，ｙ）と、現フレームより３フレーム前のフレームに係る平均値Ｉｂ（３，ｘ，ｙ）との平均値Ｉｂ２−３ａｖｅを算出する。
Ｉｂ０−１ａｖｅ＝（Ｉｂ（０，ｘ，ｙ）＋Ｉｂ（１，ｘ，ｙ））／２
Ｉｂ２−３ａｖｅ＝（Ｉｂ（２，ｘ，ｙ）＋Ｉｂ（３，ｘ，ｙ））／２
（２２）
Next, the inter-frame difference
Ib 0-1ave = (Ib (0, x, y) + Ib (1, x, y)) / 2
Ib 2-3ave = (Ib (2, x, y) + Ib (3, x, y)) / 2
(22)
フレーム間差分値算出部３２は、平均値Ｉｂ０−１ａｖｅと平均値Ｉｂ２−３ａｖｅを算出すると、以下の式（２３）に示すように、その平均値Ｉｂ０−１ａｖｅと平均値Ｉｂ２−３ａｖｅの差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を算出する。
Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）＝ＡＢＳ｛Ｉｂ２−３ａｖｅ−Ｉｂ０−１ａｖｅ｝
（２３）
ただし、ＡＢＳは｛｝内の絶対値を求める演算式である。
Frame difference
Idif (x, y) = ABS {Ib 2-3 ave− Ib 0-1 ave }
(23)
However, ABS is an arithmetic expression for obtaining an absolute value in {}.
動き検出部７は、動き検出閾値補正部１５が動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）を補正し、フレーム間差分値算出部３２が差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を算出すると、上記実施の形態２と同様に、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出閾値補正部１５により補正された動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）と、フレーム間差分値算出部１５により算出された差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を比較することで、ブロック［ｘ，ｙ］内の動きの有無を判定して、その動きの検出結果（動きの有無）を示す検出結果データＲ（ｘ，ｙ）を出力する。
When the motion detection
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、フレーム間差分値算出部３２が画素平均値記録部３１により記録されている現フレームの画素の平均値Ｉｂ（０，ｘ，ｙ）と前フレームの画素の平均値Ｉｂ（１，ｘ，ｙ）との平均値Ｉｂ０−１ａｖｅを算出するとともに、現フレームより２フレーム前のフレームの画素の平均値Ｉｂ（２，ｘ，ｙ）と現フレームより３フレーム前のフレームの画素の平均値Ｉｂ（３，ｘ，ｙ）との平均値Ｉｂ２−３ａｖｅを算出して、２つの平均値Ｉｂ０−１ａｖｅ，Ｉｂ２−３ａｖｅの差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を算出するように構成したので、動きの誤検出の発生を防止することができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態５によれば、フレーム間差分値算出部３２が複数のフレーム間で各ブロックにおける画素平均値を更に平均化するようにしているので、単一フレームの突発的な被写体の変化や、動きとして検出する必要が無い被写体の細かい動きや、センサのノイズによる誤検出の発生を抑えることが可能となる。
As apparent from the above, according to the fifth embodiment, for each block divided by the block dividing unit 1, the inter-frame difference
That is, according to the fifth embodiment, since the inter-frame difference
実施の形態６．
図９はこの発明の実施の形態６による動き検出装置を示す構成図であり、図において、図４及び図８と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
画素値補正係数算出部１３ａは上記実施の形態２における画素値補正係数算出部１３に相当する処理部であり、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部３１により記録されているブロック［ｘ，ｙ］内の画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）から動き検出閾値Ｔｈ１（ｘ，ｙ）の補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出する処理を実施する。
画素値補正係数算出部１３ｂは上記実施の形態５における画素値補正係数算出部１３に相当する処理部であり、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素平均値記録部３１により記録されている複数のフレーム間での画素の平均値Ｉ（ｘ，ｙ）から動き検出閾値Ｔｈ２（ｘ，ｙ）の補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）を算出する処理を実施する。
FIG. 9 is a block diagram showing a motion detection apparatus according to
The pixel value correction
The pixel value correction
変動補正係数算出部１４ａは上記実施の形態２における変動補正係数算出部１４に相当する処理部であり、画素平均値記録部３１により記録されている画面単位の画素の平均値Ｉａｌｌの中の最大値と最小値（現フレームを含めて、過去２フレーム分の画素の平均値の中の最大値と最小値）から動き検出閾値Ｔｈ１（ｘ，ｙ）の補正係数Ｄｃを算出する処理を実施する。
変動補正係数算出部１４ｂは上記実施の形態５における変動補正係数算出部１４に相当する処理部であり、画素平均値記録部３１により記録されている画面単位の画素の平均値Ｉａｌｌの中の最大値と最小値（現フレームを含めて、過去４フレーム分の画素の平均値の中の最大値と最小値）から動き検出閾値Ｔｈ２（ｘ，ｙ）の補正係数Ｄｃを算出する処理を実施する。
なお、画素値補正係数算出部１３ａ，１３ｂ及び変動補正係数算出部１４ａ，１４ｂから補正係数算出手段が構成されている。
The fluctuation correction
The fluctuation correction
The pixel value correction
動き検出閾値補正部１５ａは上記実施の形態２における動き検出閾値補正部１５に相当する処理部であり、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素値補正係数算出部１３ａにより算出された補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）と変動補正係数算出部１４ａにより算出された補正係数Ｄｃを用いて、動き検出閾値Ｔｈ１（ｘ，ｙ）を補正して、補正後の動き検出閾値Ｔｈｃ１（ｘ，ｙ）を動き検出部７ａに出力する処理を実施する。
動き検出閾値補正部１５ｂは上記実施の形態５における動き検出閾値補正部１５に相当する処理部であり、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、画素値補正係数算出部１３ｂにより算出された補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）と変動補正係数算出部１４ｂにより算出された補正係数Ｄｃを用いて、動き検出閾値Ｔｈ２（ｘ，ｙ）を補正して、補正後の動き検出閾値Ｔｈｃ２（ｘ，ｙ）を動き検出部７ｂに出力する処理を実施する。
なお、動き検出閾値補正部１５ａ，１５ｂは動き検出閾値補正手段を構成している。
The motion detection threshold
The motion detection threshold
The motion detection
動き検出部７ａは上記実施の形態２における動き検出部７に相当する処理部であり、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出閾値補正部１５ａにより補正された動き検出閾値Ｔｈｃ１（ｘ，ｙ）とフレーム間差分値算出部６により算出された差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を比較して、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の動きを検出し、その動きの検出結果を示す検出結果データＲ（ｘ，ｙ）を動き検出結果統合部４０に出力する処理を実施する。
動き検出部７ｂは上記実施の形態５における動き検出部７に相当する処理部であり、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出閾値補正部１５ｂにより補正された動き検出閾値Ｔｈｃ２（ｘ，ｙ）とフレーム間差分値算出部３２により算出された差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を比較して、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の動きを検出し、その動きの検出結果を示す検出結果データＲ（ｘ，ｙ）を動き検出結果統合部４０に出力する処理を実施する。
なお、動き検出部７ａ，７ｂは動き検出手段を構成している。
The
The
The
動き検出結果統合部４０は動き検出部７ａから出力された検出結果データＲ（ｘ，ｙ）と動き検出部７ｂから出力された検出結果データＲ（ｘ，ｙ）を統合し、統合後の検出結果データＲ（ｘ，ｙ）を出力する処理を実施する。なお、動き検出結果統合部４０は動き検出結果統合手段を構成している。
The motion detection
次に動作について説明する。
この実施の形態６の動き検出装置は、参照するフレーム数が相互に異なる処理部を２系統備えている。
即ち、一つ目の系統が、画素値補正係数算出部１３ａ、変動補正係数算出部１４ａ、動き検出閾値補正部１５ａ、フレーム間差分値算出部６及び動き検出部７ａであり、一つ目の系統では、上記実施の形態２と同様に、現フレームと前フレームを参照するようにしている。
一方、二つ目の系統が、画素値補正係数算出部１３ｂ、変動補正係数算出部１４ｂ、動き検出閾値補正部１５ｂフレーム間差分値算出部３２及び動き検出部７ｂであり、二つ目の系統では、上記実施の形態５と同様に、現フレーム〜３フレーム前のフレームを参照するようにしている。
Next, the operation will be described.
The motion detection apparatus according to the sixth embodiment includes two systems of processing units having different numbers of frames to be referred to.
That is, the first system is a pixel value correction
On the other hand, the second system is a pixel value correction
一つ目の系統が上記実施の形態２と同様に処理を実施し、二つ目の系統が上記実施の形態５と同様に処理を実施すると、動き検出結果統合部４０が、動き検出部７ａから出力された検出結果データＲ（ｘ，ｙ）と、動き検出部７ｂから出力された検出結果データＲ（ｘ，ｙ）とを統合し、統合後の検出結果データＲ（ｘ，ｙ）を出力する。
即ち、動き検出結果統合部４０は、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出部７ａから出力された検出結果データＲ（ｘ，ｙ）と、動き検出部７ｂから出力された検出結果データＲ（ｘ，ｙ）とを比較して、大きな動きの検出結果を示す検出結果データＲ（ｘ，ｙ）を選択する。
そして、動き検出結果統合部４０は、その選択した検出結果データＲ（ｘ，ｙ）が示す動きの検出結果を最終的な動きの検出結果に決定する。
When the first system performs processing in the same manner as in the second embodiment and the second system performs processing in the same manner as in the fifth embodiment, the motion detection
That is, the motion detection
Then, the motion detection
これにより、動き検出結果統合部４０から出力される検出結果データＲ（ｘ，ｙ）が“０”の場合、動き検出が無し、“０”より大きい場合、動き検出が有りを意味するため、いずれか一方の系統で動きが検出されれば、該当ブロックについては、動きを検出したという最終結果が得られることになる。
Accordingly, when the detection result data R (x, y) output from the motion detection
以上で明らかなように、この実施の形態６によれば、動き検出結果統合部４０が、一つ目の系統の動き検出部７ａから出力された検出結果データＲ（ｘ，ｙ）と、二つ目の系統の動き検出部７ｂから出力された検出結果データＲ（ｘ，ｙ）を統合し、統合後の検出結果データＲ（ｘ，ｙ）を出力するように構成したので、動きの遅い物体に対する検出精度の向上と、動きに対する反応速度の維持を両立させることができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the sixth embodiment, the motion detection
即ち、動き検出処理を独立して複数系統持ち、それぞれの検出結果からブロック毎に最大値を求めて出力することにより、フレームの算出範囲が異なる複数の特性で、動きの検出処理を行うことができる。
このとき、単独フレームでの比較は動きに対する反応が早いが、ゆっくりとした動きの被写体に対して検出が行われにくい問題がある。一方、複数のフレームで平均化した値の比較は動きの遅い物体に対しても安定した検出が行えるが、逆に動きに対する反応が遅くなる。
この実施の形態６では、二つの検出方式を組み合わせているので、動きの遅い物体に対する検出精度の向上と、動きに対する反応速度の維持を両立させることが可能となる。
In other words, it is possible to perform motion detection processing with a plurality of characteristics with different frame calculation ranges by obtaining and outputting the maximum value for each block from each detection result, having multiple systems of motion detection processing independently. it can.
At this time, the comparison in a single frame has a quick response to movement, but there is a problem that it is difficult to detect a slowly moving subject. On the other hand, the comparison of the values averaged over a plurality of frames can stably detect even a slow-moving object, but the reaction to the movement is slow.
In the sixth embodiment, since the two detection methods are combined, it is possible to achieve both improvement in detection accuracy for a slow-moving object and maintenance of a reaction speed for the movement.
実施の形態７．
上記実施の形態１〜６では、動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）、補正係数算出部４及び画素値補正係数算出部１３における補正係数Ｙｃ（ｘ，ｙ）の算出方法及び参照するフレーム範囲、変動補正係数算出部１４における補正係数Ｄｃの算出方法及び参照するフレーム範囲、フレーム間差分値算出部６，３２により算出される差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）のフレーム範囲が、それぞれ固定であるものについて示したが、動き検出対象の画像を撮像するカメラの信号増幅率に応じてそれぞれ設定されているようにしてもよい。
具体的には、以下の通りである。
In the first to sixth embodiments, the motion detection threshold Th (x, y), the correction
Specifically, it is as follows.
画像の取得を行うカメラ部分では、一般的に被写体の明るさに応じて露光条件を変動させる自動露光処理が行われている。
露光条件の変動によって、ゲインによる信号増幅倍率が高くなると、カメラから出力される信号のＳ／Ｎ比が低下するため、ノイズによる誤検出が発生し易くなる。
In a camera portion that acquires an image, an automatic exposure process is generally performed in which an exposure condition is changed according to the brightness of a subject.
When the signal amplification magnification due to gain increases due to fluctuations in exposure conditions, the S / N ratio of the signal output from the camera decreases, and erroneous detection due to noise is likely to occur.
そこで、この実施の形態７では、外部のパラメータ切替え手段（図示せず）によって、動き検出対象の画像を撮像しているカメラの撮像条件、即ち、露光時間及び信号のゲイン倍率の情報をモニタする。
そして、外部のパラメータ切替え手段は、信号のゲイン倍率に対応する複数のパラメータを予め準備しておき、モニタした情報にしたがってフレーム毎にパラメータの書き換えを行うようにする。
ここでのパラメータは、補正係数算出部４及び画素値補正係数算出部１３における参照フレーム範囲及び参照フレーム画素の平均値に対する画素値補正係数の参照テーブルと、画素値補正係数算出部１３における参照フレーム範囲及びフレーム間変動差分に対する変動補正係数の参照テーブルと、動き検出閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）と、フレーム間差分値算出部６，３２における参照フレーム範囲とが該当する。
Therefore, in the seventh embodiment, the external parameter switching means (not shown) monitors the imaging conditions of the camera that is capturing the motion detection target image, that is, the exposure time and the gain magnification information of the signal. .
The external parameter switching means prepares a plurality of parameters corresponding to the signal gain magnification in advance, and rewrites the parameters for each frame according to the monitored information.
The parameters here are a reference table of pixel value correction coefficients with respect to an average value of reference frame ranges and reference frame pixels in the correction
このように、カメラの撮像条件に応じて、動き検出処理のパラメータを動的に切り替えることで、信号ゲイン倍率の変動による画像のノイズ特定の変化や、Ｓ／Ｎ比の変化による検出精度の変動を抑えて、安定した動き検出処理を実現することができる効果を奏する。 In this way, by dynamically switching the parameters of the motion detection process according to the imaging conditions of the camera, changes in the noise specification of the image due to fluctuations in the signal gain magnification and fluctuations in detection accuracy due to changes in the S / N ratio This is advantageous in that stable motion detection processing can be realized.
実施の形態８．
上記実施の形態１〜７では、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、動き検出部７が、補正後の動き検出閾値Ｔｈｃ（ｘ，ｙ）と差分値Ｉｄｉｆ（ｘ，ｙ）を比較して、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の動きを検出するものについて示したが、着目するブロック［ｘ，ｙ］内の動き検出結果と、そのブロック［ｘ，ｙ］に隣接している複数のブロックの動き検出結果とを比較して、最小値の動き検出結果を特定し、着目するブロック［ｘ，ｙ］の動き検出結果として、最小値の動き検出結果を出力するようにしてもよい。
具体的には、以下の通りである。
In the first to seventh embodiments, the
Specifically, it is as follows.
動き検出部７は、ブロック分割部１により分割されたブロック毎に、当該ブロック［ｘ，ｙ］内の動きを検出する際、着目するブロック［ｘ，ｙ］内の動き検出結果と、着目するブロック［ｘ，ｙ］に隣接している複数のブロック（例えば、着目するブロック［ｘ，ｙ］の上下左右方向のブロック、着目するブロック［ｘ，ｙ］の斜め方向のブロック：合計８個のブロック）の動き検出結果とを比較する。
即ち、動き検出部７は、着目するブロック［ｘ，ｙ］を中心とする３ブロック×３ブロック（合計９個のブロック）の動き検出結果を相互に比較する。
着目するブロック［ｘ，ｙ］に隣接している複数のブロックについての動き検出結果については、着目するブロック［ｘ，ｙ］と同様に、隣接しているブロックに係る補正後の動き検出閾値Ｔｈｃと差分値Ｉｄｉｆを比較することで検出する。
When detecting the motion in the block [x, y] for each block divided by the block dividing unit 1, the
That is, the
As for the motion detection results for a plurality of blocks adjacent to the target block [x, y], similarly to the target block [x, y], the corrected motion detection threshold Thc for the adjacent block is used. And the difference value Idif are detected.
動き検出部７は、合計９個のブロックの動き検出結果の中で、最小値の動き検出結果を特定し、着目するブロック［ｘ，ｙ］の動き検出結果として、最小値の動き検出結果を出力する。
このように、着目するブロック［ｘ，ｙ］の周辺ブロックについての動き検出結果を求め、最小値を検出結果とすることにより、一定以上の大きなブロック範囲で同時に動きが検出された場合に限り、動きが有りの検出結果が出力され、一定未満の小さなブロック範囲での動き検出は、最終的な動き検出と見なさないようになる。
これにより、細かい動きの検出を排除して、一定以上の大きさの動きのみを検出することが可能となる。
The
In this way, by obtaining the motion detection result for the peripheral block of the block [x, y] of interest and setting the minimum value as the detection result, only when motion is detected simultaneously in a large block range above a certain value, A detection result with motion is output, and motion detection in a small block range less than a certain value is not regarded as final motion detection.
As a result, it becomes possible to detect only movements of a certain magnitude or more without detecting fine movements.
１ ブロック分割部（ブロック分割手段）、２ 画素平均値算出部（画素平均値算出手段）、３ 画素平均値記録部（画素平均値記録手段）、４ 補正係数算出部（補正係数算出手段）、５ 動き検出閾値補正部（動き検出閾値補正手段）、６ フレーム間差分値算出部（フレーム間差分値算出手段）、７，７ａ，７ｂ 動き検出部（動き検出手段）、１１ 画素平均値算出部（画素平均値算出手段）、１２ 画素平均値記録部（画素平均値記録手段）、１３，１３ａ，１３ｂ 画素値補正係数算出部（補正係数算出手段）、１４，１４ａ，１４ｂ 変動補正係数算出部（補正係数算出手段）、１５，１５ａ，１５ｂ 動き検出閾値補正部（動き検出閾値補正手段）、２１，２２ 画素平均値補正部（画素平均値補正手段）、３１ 画素平均値記録部（画素平均値記録手段）、３２ フレーム間差分値算出部（フレーム間差分値算出手段）、４０ 動き検出結果統合部（動き検出結果統合手段）。 1 block dividing unit (block dividing unit), 2 pixel average value calculating unit (pixel average value calculating unit), 3 pixel average value recording unit (pixel average value recording unit), 4 correction coefficient calculating unit (correction coefficient calculating unit), 5 motion detection threshold correction unit (motion detection threshold correction unit), 6 inter-frame difference value calculation unit (inter-frame difference value calculation unit), 7, 7a, 7b motion detection unit (motion detection unit), 11 pixel average value calculation unit (Pixel average value calculating means), 12 pixel average value recording section (pixel average value recording means), 13, 13a, 13b pixel value correction coefficient calculating section (correction coefficient calculating means), 14, 14a, 14b variation correction coefficient calculating section (Correction coefficient calculation means), 15, 15a, 15b Motion detection threshold correction section (motion detection threshold correction means), 21, 22 Pixel average value correction section (pixel average value correction means), 31 Pixel average value recording section ( Pixel average value recording means), 32 inter-frame difference value calculation section (inter-frame difference value calculation means), 40 motion detection result integration section (motion detection result integration means).
Claims (8)
動き検出手段は、動き検出閾値補正手段により補正された動き検出閾値と上記フレーム間差分値算出手段により算出された差分値を比較して、ブロック内の動きを検出することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の動き検出装置。 The inter-frame difference value calculating means calculates, for each block divided by the block dividing means, the average value of the pixels of the first frame and the average value of the pixels of the second frame recorded by the pixel average value recording means. An average value is calculated, an average value of the average value of the pixels of the third frame and an average value of the pixels of the fourth frame is calculated, and a difference value between the two calculated average values is calculated,
The motion detection means detects the motion in the block by comparing the motion detection threshold corrected by the motion detection threshold correction means with the difference value calculated by the inter-frame difference value calculation means. The motion detection device according to any one of claims 1 to 3 .
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