JP6509275B2 - 画像の背景差分に用いられる背景モデルを更新する方法及び装置 - Google Patents
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Description
画像を受け取ること、
当該画像中の各画素についての背景サンプルのコレクションを含む背景モデルを用いた背景差分を実施することによって、当該画像の領域を前景に分類することであって、背景サンプルのコレクションは、当該画像の各画素が、各背景画像において当該画像中の画素位置に対応する画素位置における背景サンプルを有するように、背景画像のリスト状に並べられている、分類すること、
当該画像の、前景に分類された領域内の画像内容を、リスト中の背景画像の対応する領域内の画像内容で置き換えること、及び
リスト内の背景画像のうちの1つをそれぞれ指しているポインタのコレクションを並べ替えることによって、ポインタのうちの1つが当該画像を指すように、当該画像を背景画像のリストに加えること
を含む、方法。
として表され得る。結論として、「同様の背景サンプルがない」イベントは「
でない」イベントに等しい。
画像を受け取るように構成された受信器、
当該画像中の各画素についての背景サンプルのコレクションを含む背景モデルを用いて背景差分を実施することによって、当該画像の領域を前景に分類するように構成された、前景分類器であって、背景サンプルのコレクションは、当該画像の各画素が、各背景画像において当該画像中の画素位置に対応する画素位置における背景サンプルを有するように、背景画像のリスト状に並べられている、前景分類器、
前景に分類された、画像の領域内の画像内容を、リスト内の背景画像中の対応する領域の画像内容で置き換えるように構成された、前景置換コンポーネント、及び
リスト内の背景画像のうちの1つをそれぞれ指しているポインタのコレクションを、ポインタのうちの1つが当該画像を指すよう並べ替えることにより、当該画像を背景画像のリストに加えるように構成された、背景更新コンポーネント
を含む。
は、kチャンネル(例えば、RGB色空間で、各観測が3つのチャンネルR,G,Bで表現される)を有する。前景分類器114は、画像220中の各画素228について、(該当する場合には各チャンネルについて)輝度値を、画素228に関連付けられた各背景サンプル248a、248b、248c、248dと比較して、輝度値が各背景サンプルと閾値Trよりも少ないぶんだけ異なるかどうかを確認し得る。例えば、前景分類器114は、下記に従って、画素の輝度値と閾値Trよりも少ないぶんだけ異なる背景サンプルを値「1」と関連づけ、その他の背景サンプルは値「ゼロ」に関連づけられ得る。
コレクション248a、248b、248c、248d中の、画素の輝度値とは閾値Trよりも少ないぶんだけ異なる背景サンプルの数が所定の数TN以上である場合、前景分類器114は、当該画素が背景に属すると判定し得る。そうでない場合は前景に属する。
別の表現をすると、前景分類器114は、コレクション248a、248b、248c、248d中の、画素228の輝度値とは閾値Trよりも少ないぶんだけ異なる背景サンプルの数をカウントし得る。その数が所定の数TN以上である場合、前景分類器は当該画素が背景に属すると判定し、そうでない場合は前景に属すると判定する。従って、前景分類器が、コレクション248a、248b、248c、248d中に、画素228中の輝度値と(方程式1の意味において)同様の少なくともTN背景サンプルを見出す場合、画素228は背景に属すると分類され、そうでない場合は前景に属すると分類されるであろう。
従って、前景分類器114は、論理和演算(即ち、背景サンプル248a、又は背景サンプル248b、又は背景サンプル248c、又は背景サンプル248dが画素228の輝度値と閾値Trよりも少ないぶんだけ異なるか)を実施することにより、画素に関連付けられた背景サンプルのうちの少なくとも1つが、画素の輝度値と閾値よりも少ないぶんだけ異なるかどうかをチェックし得る。そうでない場合、前景分類器114は当該画素を前景に属すると分類するであろう。この方式で、論理演算が必要とする処理電力及びメモリ使用はより少ないので、計算上の複雑さが節減され得る。
典型的に、vincrはvdecrよりも大きい。背景中の新しい動的な変化に素早く対応し、背景の動きが発生したばかりである場合はすぐに再度発生する可能性があるので、ゆっくりと減少するためである。
前景置換コンポーネント116は、背景モデルの更新に背景画素のみが用いられることを保証するために、安全マージンを適用し得る。より詳細には、前景置換コンポーネント116もまた、前景と分類された領域226に空間的に近い画像220中の画素の画像内容を置き換え得る。これは例えば、画像内容を置き換える前に分類結果に対してモルフォロジー演算を適用することによって実施され得る。例えば、前景領域226にモルフォロジーの「膨張(dilate)」演算を適用することで空間的に成長させ、それにより安全マージンを付加して潜在的な分類エラーを補償する。
従って、本発明は、図示した実施形態に限定されるべきではなく添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。更に、示された実施形態は組み合わされ得ることが当業者には理解されよう。
Claims (14)
- 装置(110)において実施される、画像(220)の背景差分に用いる背景モデル(240)を更新する方法であって、
画像シーケンスの部分を形成している画像(220)を受け取ること(S02)、
前記画像中の各画素(228)についての背景サンプル(248a、248b、248c、248d)のコレクションを含む背景モデル(240)を用いた背景差分を実施することにより、前記画像の領域(226)を前景に分類すること(S04)であって、前記背景サンプルのコレクションは、前記画像の各画素が、背景画像の各々において前記画像中の画素位置に対応する画素位置における背景サンプルを有するように、前記背景画像(242a、242b、242c、242d)のリスト内に並べられており、前記背景画像は、前記画像シーケンス中の前記受け取った画像に先行する画像の背景サンプルを含む、分類すること(S04)、
前記画像の、前景に分類された前記領域(226)内の画像内容を、前記リスト内の背景画像中の対応する領域(246)の画像内容で置き換えること(S06)、並びに
前記リスト内の前記背景画像のうちの1つをそれぞれ指しているポインタ(244a、244b、244c、244d)のコレクションを、前記ポインタのうちの1つが前記画像を指すよう、並び替えることによって、前記画像を背景画像の前記リストに加えること(S08)
を含み、
前記画像の、前景に分類された前記領域(226)内の画像内容が、前記リスト内の最後の背景画像(242d)中の対応する領域(246)の画像内容で置き換えられ、前記画像が背景画像の前記リストの最初に加えられる、
方法。 - 前記リストの最初の背景画像(242a)を指しているポインタ(242a)が前記画像を指し、残りの各ポインタ(242b、242c、242d)が、前記ポインタが現在指している前記リストの背景画像に先行する前記リストの背景画像を指すように並べ替えられるように、前記ポインタの前記コレクションを並べ替えることによって、前記画像が背景画像の前記リストの最初に加えられる、請求項1に記載の方法。
- 前記画像中の前景である領域を分類するステップ(S04)が、前記画像中の各画素について、
前記画素(228)の輝度値を前記画素に関連付けられた各背景サンプル(248a、248b、248c、248d)と比較すること、及び
閾値よりも少ないぶんだけ前記画素の前記輝度値と異なる背景サンプルの数が、所定の数よりも少ない場合に、前記画素(228)が前記画像中の前景である前記領域(226)に属すると判定すること
を含む、請求項1又は2に記載の方法。 - 閾値よりも少ないぶんだけ前記画素(228)の前記輝度値と異なる背景サンプル(248a、248b、248c、248d)の数が、閾値よりも少ないぶんだけ前記画素の前記輝度値と異なる背景サンプルの数をカウントすることによって計算される、請求項3に記載の方法。
- 前記所定の数が1に等しく、前記画素が前記画像中の前景である前記領域に属すると判定するステップが、
前記画素に関連付けられた前記背景サンプルのうちの少なくとも1つが、閾値よりも少ないぶんだけ前記画素の前記輝度値と異なるかどうかを、論理和演算を実施することによりチェックし、そうでない場合、前記閾値よりも少ないぶんだけ前記画素の前記輝度値と異なる前記背景サンプルの数が前記所定の数よりも少ないと判定し、それにより、前記画素が前記画像中の前景である領域に属すると判定すること
を含む、請求項3に記載の方法。 - 前記閾値が、前記画像中の前記画素の位置により異なる、請求項3から5の何れか一項に記載の方法。
- 前記閾値は、インジケータマップ(600)に基づいて、前記画像中の各画素について計算され、前記インジケータマップは、前記画素の前記位置における背景サンプルが、前記画像シーケンスにおいて後続する画像間で輝度値が変化する傾向を、前記画像(220)中の各画素について示している、請求項6に記載の方法。
- 前記画像(220)中の前景と分類された前記領域(226)にも、前記画像シーケンスにおいて先行する画像(620)中の前景と分類された領域(626)にも、属さない画素について、
前記画素の位置における、前記画像(220)と前記先行する画像(620)との差が、所定量よりも大きいかどうかをチェックし、そうである場合には、前記画素について前記インジケータマップ(600)の値を所定のインクリメント値ぶん増大させ、そうでない場合、前記画素について前記インジケータマップの前記値を、前記所定のインクリメント値よりも小さい所定のデクリメント値ぶん減少させることによって、前記インジケータマップ(600)を更新することを更に含む、請求項7に記載の方法。 - 前記背景モデルが第1の背景モデルであり、前記画像の領域を前景に分類するステップが、前記第1の背景モデルに加えて第2の背景モデルを用いて背景差分を実施することを含み、
前記第1の背景モデルにおいて、各画素についての前記背景サンプルのコレクションが第1の時間間隔からサンプリングされた画像に基づいており、
前記第2の背景モデルにおいて、各画素についての背景サンプルのコレクションが第2の時間間隔からサンプリングされた画像に基づいており、前記第1の時間間隔は前記第2の時間間隔の部分である、請求項1から8の何れか一項に記載の方法。 - 前記画像シーケンス中の各画像について、前記第1の背景モデル及び前記第2の背景モデルのうちの一方を更新することを更に含み、前記第1の背景モデルは前記第2の背景モデルよりも高頻度で更新される、請求項9に記載の方法。
- 処理能力を有するデバイスに請求項1から10のいずれか一項に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
- 請求項11に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読媒体。
- 画像(220)の背景差分に用いられる背景モデル(240)を更新する装置(110)であって、
画像シーケンスの部分を形成している画像(220)を受け取るように構成された、受信器(112)、
前記画像中の各画素(228)についての背景サンプル(248a、248b、248c、248d)のコレクションを含む背景モデル(240)を用いた背景差分を実施することにより、前記画像の領域(226)を前景に分類するように構成された前景分類器(114)であって、前記背景サンプルのコレクションは、前記画像の各画素が、前記画像中の画素位置に対応する画素位置における背景画像の各々の背景サンプルを有するように、前記背景画像(242a、242b、242c、242d)のリスト内に並べられており、前記背景画像は、前記画像シーケンス中の前記画像に先行する画像の背景サンプルを含む、前景分類器(114)、
前記画像の、前景に分類された前記領域(226)内の画像内容を、前記リスト内の背景画像中の対応する領域(246)の画像内容で置き換えるように構成された、前景置換コンポーネント(116)、並びに
前記リスト内の前記背景画像のうちの1つをそれぞれ指しているポインタ(244a、244b、244c、244d)のコレクションを、前記ポインタのうちの1つが前記画像を指すよう、並び替えることによって、前記画像を前記背景画像のリストに加えるように構成された、背景更新コンポーネント(118)
を含み、
前記前景置換コンポーネント(116)は更に、前記画像の、前景に分類された前記領域(226)内の画像内容を、前記リスト内の最後の背景画像中の対応する領域(246)の画像内容で置き換えるように構成されており、前記背景更新コンポーネント(118)は、前記画像を背景画像の前記リストの最初に加えるように構成されている、
装置(110)。 - 前記背景更新コンポーネント(118)は、前記リストの最初の背景画像(242a)を指しているポインタ(244a)が前記画像を指し、残りの各ポインタ(244b、244c、244d)が、前記ポインタが現在指している前記リストの背景画像に先行する前記リストの背景画像を指すように並べ替えられるように、前記ポインタ(244a、244b、244c、244d)の前記コレクションを並べ替えることによって、前記画像を背景画像の前記リストの最初に加えるように構成されている、請求項13に記載の装置。
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