JPH02123877A - Automatic tracking device for mobile object - Google Patents

Automatic tracking device for mobile object

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JPH02123877A
JPH02123877A JP63277162A JP27716288A JPH02123877A JP H02123877 A JPH02123877 A JP H02123877A JP 63277162 A JP63277162 A JP 63277162A JP 27716288 A JP27716288 A JP 27716288A JP H02123877 A JPH02123877 A JP H02123877A
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moving object
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image
mobile object
imaging
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Keizo Kawasaki
川崎 圭三
Hiroshi Nakada
浩 中田
Katsutoshi Yamaji
山地 克俊
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To attain automatic tracking of a mobile object continuously corresponding to the environmental change by revising the brightness corresponding to the brightness of the mobile object changing for each pickup frame sequentially and generating a binarization image of the mobile object based on the change. CONSTITUTION:Every time a pickup frame changes, the brightness corresponding to the mobile object 18 is decided at every frame point of time by the comparison of brightness histogram between set areas MR and TR set sequentially, a picture signal inputted is converted into a binarization, image to identify the external shape of the mobile object. Moreover, a position calculation device 6 decides the object azimuth of a TV camera based on a geometrical gravity center 9 obtained by the binarization image, a driving base controller 7 controls a camera driving base 2 according to the object azimuth and the TV camera 1 is operated to trace the mobile object. Thus, even if the same brightness as the background exists to part of the mobile object, and the background with less brightness around the vicinity of the mobile object exists, the mobile object is continuously traced automatically.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 この発明は移動物体をTVカメラ等の撮像装置によって
撮像し、画像処理によりその移動物体の位置を求めこれ
を繰り返すことで、連続的に移動物体を追尾する移動物
体の自動追尾装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field 1] This invention captures an image of a moving object using an imaging device such as a TV camera, calculates the position of the moving object through image processing, and repeats this process to continuously move the object. The present invention relates to an automatic tracking device for a moving object that tracks an object.

[従来の技術1 この発明は出願人が先に出願した特開昭63−6708
7号の改良に関するものである。すなわち、特開昭63
−67087号では移動物体を識別するのに、撮像フレ
ームの移動物体を取り囲む所定の枠状の背景領域を設定
し、この背景領域の輝度を背景の平均的な背景輝度とみ
なし、前記設定された背景領域内であて背景輝度と異な
る輝度を有する部分を移動物体と判別していた。
[Prior art 1] This invention was originally filed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-6708 by the applicant.
This relates to improvements to No. 7. That is, JP-A-63
In Patent No. 67087, in order to identify a moving object, a predetermined frame-shaped background area surrounding the moving object in the imaging frame is set, and the brightness of this background area is regarded as the average background brightness of the background. A portion within the background area that has a brightness different from the target background brightness is determined to be a moving object.

[発明が解決しようとする問題点] このため、特開昭′63−67087号に記載の構成で
は、周囲の背景の輝度と移動物体の輝度との比較判別を
行っているため、背景部分に背景領域に存在しない輝度
を有する移動物体以外の部分が存在した場合には、判別
不充分となる場合もあった。
[Problems to be Solved by the Invention] For this reason, in the configuration described in JP-A-63-67087, the brightness of the surrounding background and the brightness of the moving object are compared and determined, so that If there is a part other than a moving object that has a brightness that does not exist in the background area, the discrimination may be insufficient.

そこで、この発明は上記のような先行出願の構成を改良
して、移動物体の輝度に相当する輝度を各撮像フレーム
毎に順次更新して生成し、この移動物体の輝度そのもの
を判断基準として移動物体の画素を判別することで、背
景の輝度の影響を受けずに的確に移動物体を判別して、
より確実な移動物体の自動追尾を行うものである。
Therefore, the present invention improves the configuration of the prior application as described above to generate a luminance that corresponds to the luminance of a moving object by updating it sequentially for each imaging frame, and uses the luminance of the moving object itself as a criterion for determining whether the moving object is moving. By identifying the pixels of an object, it is possible to accurately identify moving objects without being affected by background brightness.
This enables more reliable automatic tracking of moving objects.

また、この発明の別の実施例によれば、画像中の移動物
体の面積が小さいような場合でも、移動物体の像を拡大
処理してS/N比を上げ、安定して移動物体の自動追尾
を行うことを目的とする。
Further, according to another embodiment of the present invention, even when the area of the moving object in the image is small, the image of the moving object is enlarged to increase the S/N ratio, and the moving object can be automatically automatically detected. The purpose is to perform tracking.

[問題点を解決するための手段] この発明による移動物体の自動追尾装置は、移動物体を
撮像して映像信号を出力する撮像装置と、当該撮像装置
からの撮像信号を処理して前記移動物体の自動追尾を制
御する制御信号を発生する制御装置と、前記撮像装置を
支承し前記制御装置からの制御信号に基づいて撮像装置
の撮像方向を制御する駆動台と、からなる移動物体の自
動追尾装置按であって、前記制御装置は初期設定された
移動物体の重心当該物体をとりまく背景ならびに追尾す
る移動物体の最終識別輝度とに基づいて、現在の撮像フ
レームnで得られた画像内の移動物体及びその近傍を含
む矩形領域の輝度ヒストグラムHTRI (i )と、
現在の撮像フレームn内での現在位置と次の撮像フレー
ムn+1時の移動物体の予測位置とを含んで設定される
予測領域内の輝度ヒストグラムHTRI(i)とを生成
する手段と、この生成する手段で得られた双方の輝度ヒ
ストグラムHMR(i)、HTRl(i )を比較判別
して次の撮像フレームn+1時点での移動物体の判別輝
度を生成する点に特徴がある。
[Means for Solving the Problems] The automatic tracking device for a moving object according to the present invention includes an imaging device that images a moving object and outputs a video signal, and an imaging device that processes the imaging signal from the imaging device to track the moving object. automatic tracking of a moving object, comprising: a control device that generates a control signal for controlling automatic tracking of a moving object; and a drive base that supports the imaging device and controls the imaging direction of the imaging device based on the control signal from the control device. The control device determines the movement of the center of gravity of the moving object in the image obtained in the current imaging frame n based on the background surrounding the object and the final identification brightness of the moving object to be tracked. A brightness histogram HTRI (i) of a rectangular area including the object and its vicinity,
means for generating a brightness histogram HTRI(i) within a prediction area set including the current position in the current imaging frame n and the predicted position of the moving object at the next imaging frame n+1; The method is characterized in that both luminance histograms HMR(i) and HTRl(i) obtained by the means are compared and discriminated to generate the discrimination luminance of the moving object at the time of the next imaging frame n+1.

また、この発明の別の実施例によれば、前記制御装置を
前回の撮像フレームnで判別された移動物体の判別輝度
で判別される現在の撮像フレームn+1中の移動物体の
2値像を拡大処理して得られる拡大移動物体像を含む領
域を前記矩形領域として、前記移動物体の判別輝度を生
成するように構成した点に特徴がある。
According to another embodiment of the present invention, the control device enlarges the binary image of the moving object in the current imaging frame n+1, which is determined based on the discrimination brightness of the moving object determined in the previous imaging frame n. The present invention is characterized in that the region including the enlarged moving object image obtained by processing is the rectangular region, and the discriminating brightness of the moving object is generated.

[実施例] 以下、図示するこの発明の実施例に基づいて説明する。[Example] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A description will be given below based on the illustrated embodiments of the present invention.

第1図にこの発明による移動物体自動追尾装置実施例の
装置構成ブロック図を示した。
FIG. 1 shows a block diagram of a device configuration of an embodiment of an automatic moving object tracking device according to the present invention.

この実施例では撮像装置としてTVカメラ1が用いられ
てカメラ駆動台2に支承されて撮像方向調整自在となっ
ており、さらにこの装置には画像処理装置5、位置演算
装置6及び駆動台制御装置7とからなる制御装置が設け
られている。Wカメラ1から得られる映像信号3は次段
に設けられた画像処理装置5に入力されて、TV映像内
における移動物体の幾何学重心データ9が算出される。
In this embodiment, a TV camera 1 is used as an imaging device and is supported by a camera drive base 2 so that the imaging direction can be freely adjusted. A control device consisting of 7 is provided. A video signal 3 obtained from the W camera 1 is input to an image processing device 5 provided at the next stage, and geometric center of gravity data 9 of a moving object in the TV video is calculated.

さらに、TVカメラ1はズーム機構を内蔵しており、画
像処理装置5内でのデジタル画像処理に必要な程度まで
に移動物体を自動的にズーミングする。位置演算装置6
は後に詳述するが、画像処理装置5から人力される幾何
学重心データから移動物体の方位角、角速度等の計測デ
ータ8を算出して、他の機器の制御情報とすることがで
きる。さらに、この位置演算装置6は幾何学重心データ
から1フレームの映像信号中の幾何学重心座標を算出し
て、駆動台制御装置7に出力する。駆動台制御装置7は
TVカメラ1を制御する・ものであり、前記位置演算装
置6からの人力信号から幾何学重心が画面の中央に位置
するようカメラ駆動台2に対して駆動台動作信号4を出
力する。これにより、Wカメラ1は移動物体の画像を画
面の中央で捉えるよう方位角が制御される。また駆動台
制御装置7からは画像処理装置5を介して位置演算装置
6に対してWカメラ1の現在の撮像方位を示す方位角信
号が出力される。これにより、位置演算装置6はWカメ
ラ1の方位角信号及び映像画面中の幾何学重心座標から
移動物体の方位角、方位角速度等の計測データ8を出力
する。
Furthermore, the TV camera 1 has a built-in zoom mechanism and automatically zooms a moving object to the extent necessary for digital image processing within the image processing device 5. Position calculation device 6
As will be described in detail later, measurement data 8 such as the azimuth angle and angular velocity of a moving object can be calculated from the geometric center of gravity data manually input from the image processing device 5, and can be used as control information for other devices. Further, the position calculation device 6 calculates the coordinates of the geometric center of gravity in one frame of the video signal from the geometric center of gravity data, and outputs the coordinates to the drive platform control device 7. The drive base control device 7 controls the TV camera 1, and uses the human power signal from the position calculation device 6 to send a drive base operation signal 4 to the camera drive base 2 so that the geometric center of gravity is located at the center of the screen. Output. As a result, the azimuth angle of the W camera 1 is controlled so that the image of the moving object is captured at the center of the screen. Further, the driving platform control device 7 outputs an azimuth signal indicating the current imaging direction of the W camera 1 to the position calculation device 6 via the image processing device 5. Thereby, the position calculation device 6 outputs measurement data 8 such as the azimuth angle and azimuthal velocity of the moving object from the azimuth signal of the W camera 1 and the geometric center of gravity coordinates on the video screen.

次に、画像処理装置5の詳細なブロック構成を第2図に
示す。この画像処理装置は画像信号の1フレーム毎の画
像データを格納する画像メモリ16と2値画像データ、
撮像装置方位10を人力して幾何学重心9を算出すると
ともに後に詳述するMR。
Next, a detailed block configuration of the image processing device 5 is shown in FIG. This image processing device includes an image memory 16 that stores image data for each frame of an image signal, binary image data,
MR which calculates the geometric center of gravity 9 by manually calculating the imaging device orientation 10 and will be described in detail later.

TRI領域を演算して出力する画像演算装置15と、さ
らに最終的に画像信号の2値画像データを生成する輝度
ヒストグラム演算器14、輝度判定器、ルックアップテ
ーブル12及び2値画像生成器11が備えられている。
An image calculation device 15 that calculates and outputs a TRI region, a brightness histogram calculator 14, a brightness determiner, a lookup table 12, and a binary image generator 11 that finally generate binary image data of an image signal. It is equipped.

移動物体の画像は撮像装置であるTVカメラ1によって
1730 sec毎に、1760 sec間で画像信号
3として伝達され画像メモリ16に格納され、かつ2値
画像生成器11にも供給される。ここで、ルックアップ
テーブル12には装置の動作開始時の為に所定のスレー
ショルドレベルで背景と移動物体を判別する為の初期値
を設定可能となっており、この初期値により作動開始時
の最初のフレームの映像信号が入力されると、このスレ
ショールドレベルにより、2値画像生成器11が画像信
号3を背景を“0”移動物体を“1″の2値画像に変換
して2値画像データを画像演算装置15に出力する。こ
れにより、画像演算装置15は既知のX−Y軸投影法に
より移動物体の幾何学重心と、テータ包絡線処理により
移動物体の大きさを算出するこの装置の初期化が終了す
る。この初期化を行うのには、前述したようにルックア
ップテーブル12に始動時に外部条件に適した輝度のス
レショールドレベルヲ設定するとともに、TVカメラ1
を例えば手動で移動物体に一旦セットして、装置の演算
を開始させれば可能となる。
An image of a moving object is transmitted as an image signal 3 every 1730 sec and for 1760 sec by a TV camera 1, which is an imaging device, and is stored in an image memory 16 and also supplied to a binary image generator 11. Here, in the lookup table 12, it is possible to set an initial value for distinguishing between the background and a moving object at a predetermined threshold level at the time of starting the operation of the device. When the video signal of the first frame is input, the binary image generator 11 converts the image signal 3 into a binary image with the background as "0" and the moving object as "1" according to this threshold level. The value image data is output to the image calculation device 15. This completes the initialization of the image calculation device 15, which calculates the geometric center of gravity of the moving object using the known X-Y axis projection method and the size of the moving object using theta envelope processing. To perform this initialization, as described above, the brightness threshold level suitable for the external conditions is set in the lookup table 12 at the time of startup, and the TV camera 1
This can be done, for example, by manually setting it on a moving object and then starting the calculation of the device.

こうして、移動物体の幾何学重心、及び大きさの初期デ
ータが得られた状態で通常の処理が開始される。ここで
、t1時に得られた撮像フレームnの画像から次のζ時
のフレームn+1の画像が入力されるまでの間の装置内
での信号処理を第3図に示したタイムチャートに基づい
て説明する。
In this way, normal processing is started with initial data on the geometric center of gravity and size of the moving object being obtained. Here, the signal processing within the device from the image of captured frame n obtained at time t1 to the input of the image of frame n+1 at the next time ζ will be explained based on the time chart shown in FIG. do.

to時点の映像信号は時刻t、+1/60secには画
像メモリ16内に格納されており、この画像のイメージ
は第4図のようになっている。ここで、画像演算装置1
5は既に求められている時刻−における移動物体の位置
(幾何学重心の座標)と大きさから第4図に示したよう
に移動物体18の近傍を囲む矩形領域19(以下MRと
記す)と、これとともに次の撮像フレームn+1の時刻
t1における移動物体18の予想される移動範囲領域2
0(以下TR,と記す)を決定し、TR及びMR倍信号
して輝度ヒストグラム演算器14に出力する。
The video signal at time to is stored in the image memory 16 at time t, +1/60 sec, and the image of this image is as shown in FIG. Here, image calculation device 1
5 is a rectangular area 19 (hereinafter referred to as MR) surrounding the vicinity of the moving object 18, as shown in FIG. , together with the expected movement range area 2 of the moving object 18 at time t1 of the next imaging frame n+1.
0 (hereinafter referred to as TR) is determined, and the signal is multiplied by TR and MR and outputted to the brightness histogram calculator 14.

ここで、1フレ一ム間での撮像画面中の移動物体の変位
可能範囲について、以下に概説する。
Here, the possible displacement range of the moving object in the image capture screen between one frame will be outlined below.

画面内での移動物体の位置の変化量ΔX 20m5pa
nの移動物体が最高340 m / sで画面を横切る
方向に移動しているものとし、これを画面中の30画素
程度でとらえたとすると、1 / 30 sea毎のず
れは340m/sX1/30secX30画素/20m
=17画素すなわち1フレ一ム間での位置の変位量ΔX
は、ΔX≦17画素 で規定される。
Amount of change in the position of a moving object within the screen ΔX 20m5pa
Assuming that n moving objects are moving across the screen at a maximum speed of 340 m/s, and this is captured by about 30 pixels on the screen, the deviation per 1/30 sea is 340 m/s x 1/30 sec x 30 pixels. /20m
= 17 pixels, that is, the amount of positional displacement ΔX between one frame
is defined by ΔX≦17 pixels.

以上の記載のようにt。からt8時までの1フレ一ム間
での移動物体の撮像フレーム範囲内での移動予測範囲位
置は規定され、これに基づいて充分な余裕を持った範囲
TR□を設定することが出来る。
t as described above. The predicted movement range position of the moving object within the imaging frame range for each frame from t8 to time t8 is defined, and based on this, the range TR□ can be set with sufficient margin.

こうして、MR,TR1領域信号が入力された輝度ヒス
トグラム演算器14は各々指定された領域の画像データ
を画像メモリ16から読み込み、各領域のヒストグラム
HMR(i ) (MR領領域とHTRI (i )(
TR1領域)を算出する。この各ヒストグラム例を第6
図(a)、 (b)に示した。ここで、第6図(a)の
MRのヒストグラムでは移動物体18の輝度に該当する
部分に画素数のピークが現れ、一方間図(b)のTR工
のヒストグラムでは移動物体18のピークと背景の輝度
に該当する部分にも画素数のピークがあられれる。
In this way, the brightness histogram calculator 14 to which the MR and TR1 area signals are input reads the image data of each designated area from the image memory 16, and the histogram HMR(i)(MR area and HTRI(i)(
TR1 region) is calculated. Each histogram example is
Shown in Figures (a) and (b). Here, in the MR histogram of FIG. 6(a), a peak of the number of pixels appears in the part corresponding to the brightness of the moving object 18, while in the TR histogram of FIG. 6(b), the peak of the moving object 18 and the background appear. There is also a peak in the number of pixels in the area corresponding to the brightness of .

輝度ヒストグラム演算器14は、こうして得られた2つ
のヒストグラムを輝度判定器13に出力する。
The brightness histogram calculator 14 outputs the two histograms thus obtained to the brightness determiner 13.

この輝度判定器13では、入力された2つのヒストグラ
ムから、 の演算を行い、MRおよびTR,の各領域に含まれる各
輝度毎の画素数の比率を求め、第6図(C)に示したよ
うな比率特性がえられる。さらに、輝度判定器13では
HMR(i)≠0でかつP(i)が所定のスレショール
ド値21よりも大なる輝度は、その輝度を有する画素の
ほとんどがMR内に存在する為、即ち移動物体18を表
す輝度であると判断し、ルックアップテーブル12内の
該当する部分に“1″を、又それ以外の輝度の部分には
“θ′′をセットする。ここでは移動物体18を表す輝
度を“1”′とし、背景を表す輝度を“0”とした。
This brightness determiner 13 calculates the following from the two input histograms to find the ratio of the number of pixels for each brightness included in each region of MR and TR, and calculates the ratio of the number of pixels for each brightness included in each region of MR and TR. A ratio characteristic like this can be obtained. Furthermore, in the brightness determiner 13, when HMR(i)≠0 and P(i) is larger than a predetermined threshold value 21, most of the pixels having that brightness exist within the MR, i.e. It is determined that the brightness represents the moving object 18, and "1" is set in the corresponding part in the lookup table 12, and "θ'' is set in the other brightness parts. Here, the moving object 18 is The brightness representing the background was set as "1"', and the brightness representing the background was set as "0".

次の時刻t工から時刻t1+1/60secまでの間に
おいて、TV左カメラから出力される次の撮像フレーム
n+1の画像信号3は、ルックアップテーブル12に設
定された内容に従い2値画像生成器11によって2値化
される。
Between the next time t and time t1+1/60 sec, the image signal 3 of the next captured frame n+1 output from the TV left camera is generated by the binary image generator 11 according to the contents set in the lookup table 12. Binarized.

画像演算装置15では、TV左カメラの移動物体18方
向への追尾によりTV左カメラの方向が変化するが、第
5図に示したように、人力される撮像装置方位信号10
に基づいてTRIと空間的に同一な領域TR2を設定す
る。さらに、画像演算装置15は設定された領域TR2
内で2値画像生成器11から出力された2値化像の幾何
学的重心及び対象物18の大きさを求める。こうして求
められた情報は、t、+ 1/60secからζまでの
期間中に、前述したt0+ 1/60secからtlま
での期間と同様にその時点での移動物体18に相当する
輝度を生成するのに用いられる。こうして、t1+ 1
 / 60secからζまでの間に更新された移動物体
18に相当する輝度は次のζ時点からの判別に用いられ
る。こうして、撮像フレームが変わる度に、順次設定さ
れる領域MR,TR間の輝度ヒストグラム比較により、
そのフレーム時点毎の移動物体18に相当する輝度を判
定し、これにより入力される画像信号を2値化像に変換
して移動物体18の外形を識別する。さらに、この2値
化像より求められる幾何学重心9に基づき、位置演算装
置6によりTV左カメラ目標方位が定められ、その目標
方位に従って駆動台制御装置7がカメラ駆動台2を制御
しTV左カメラが移動物体18を追尾するよう操作され
る。こうして、移動物体18の一部に背景と同一の輝度
のものが存在したり、移動物体18の近傍にその周囲に
は少ない輝度を有する背景部分が存在したとしても、単
に所定のスレショールドレベルで輝度差を判別するので
は無く撮像フレーム毎に変化し得る移動物体の輝度に相
当する輝度を順次更新し、これに基づいて移動物体の2
値化像を生成する構成としているため、環境変化にも対
応して連続的に移動物体18を自動追尾することが出来
る。
In the image processing device 15, the direction of the TV left camera changes due to tracking of the TV left camera in the direction of the moving object 18, but as shown in FIG.
Based on this, a region TR2 that is spatially the same as TRI is set. Furthermore, the image calculation device 15 operates in the set area TR2.
The geometric center of gravity of the binarized image output from the binary image generator 11 and the size of the object 18 are determined. The information obtained in this way generates the luminance corresponding to the moving object 18 at that time during the period from t, + 1/60 sec to ζ, similarly to the period from t0 + 1/60 sec to tl described above. used for. Thus, t1+1
The luminance corresponding to the moving object 18 updated from /60 sec to ζ is used for discrimination from the next time ζ. In this way, each time the imaging frame changes, by comparing the brightness histograms between the regions MR and TR that are set sequentially,
The brightness corresponding to the moving object 18 at each frame time point is determined, and the input image signal is thereby converted into a binary image to identify the outer shape of the moving object 18. Furthermore, based on the geometric center of gravity 9 obtained from this binarized image, the position calculation device 6 determines the TV left camera target direction, and the drive stand control device 7 controls the camera drive stand 2 according to the target direction. The camera is operated to track the moving object 18. In this way, even if there is a part of the moving object 18 that has the same brightness as the background, or there is a background part that has less brightness in the vicinity of the moving object 18, it is simply a predetermined threshold level. Instead of determining the brightness difference, the brightness corresponding to the brightness of the moving object, which can change for each imaging frame, is updated sequentially, and based on this, the brightness of the moving object is
Since it is configured to generate a valued image, it is possible to automatically track the moving object 18 continuously in response to environmental changes.

次に、第7図から第11図に基づいて、この発明の別の
実施例について説明する。第7図にこの実施例の画像処
理装置5の構成ブロック図を示したが、当初の実施例と
同じ部分には同じ参照番号をつけてその説明を省略する
。この第7図の構成においては、第2図で示した構成に
加えて2値画像メモリ22)対象物領域判定器23及び
対象物画像メモリ24とが加えられた点が異なっている
Next, another embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 7 to 11. FIG. 7 shows a block diagram of the configuration of the image processing apparatus 5 of this embodiment, and the same parts as in the first embodiment are given the same reference numerals and their explanations will be omitted. The configuration shown in FIG. 7 differs from the configuration shown in FIG. 2 in that a binary image memory 22), an object area determination device 23, and an object image memory 24 are added.

この実施例では、以下に記載する具体的なブロックの動
作の説明の部分でその特徴部分を明らかに述べるが、前
回の実施例では移動物体の近傍を矩形の領域MRで囲み
背景との間で輝度ヒストグラムの比較を行ったが、この
実施例では2値画像の拡大処理により移動物体の輪郭を
囲む領域としてとらえることでMR内の背景による外乱
の低減を図ったものである。
In this example, the characteristic parts will be clearly described in the explanation of the operation of the concrete block described below, but in the previous example, the vicinity of the moving object is surrounded by a rectangular area MR, and the area between it and the background is The brightness histograms were compared, and in this example, the disturbance due to the background in the MR is reduced by capturing the outline of the moving object as an area surrounding it by enlarging the binary image.

この第7図の実施例の動作を第3図のタイムチャートに
基づいて説明する。時刻t。+1 / 60 secに
は、前述の実施例と同様に時刻t。における画像信号が
第8図に示したように画像メモリ16に格納されるとと
もに2値画像生成器11で生成された2値化画像が第9
図に示したように2値画像メモリ22に格納され、時刻
t。における移動物体18の位置及び大きさは画像演算
装置15内で既に求まっているものとする。画像演算装
置15は既に求めである時刻t。における移動物体18
の位置及び大きさから移動物体18の近傍を囲む矩形領
域19(MR)及び時刻t1において移動物体18の存
在を予測して探す領域20(TRI)を決定し、MR領
域信号25を対象物領域判定器23に、又TR領域信号
26を輝度ヒストグラム演算器14に出力する。
The operation of the embodiment shown in FIG. 7 will be explained based on the time chart shown in FIG. Time t. At +1/60 sec, time t occurs as in the previous embodiment. The image signal at 9 is stored in the image memory 16 as shown in FIG.
As shown in the figure, the image is stored in the binary image memory 22 at time t. It is assumed that the position and size of the moving object 18 have already been determined within the image processing device 15. The image calculation device 15 has already calculated the time t. moving object 18 in
A rectangular region 19 (MR) surrounding the vicinity of the moving object 18 and a region 20 (TRI) to predict and search for the presence of the moving object 18 at time t1 are determined based on the position and size of the object. It outputs the TR region signal 26 to the determiner 23 and the brightness histogram calculator 14.

ここで、対象物領域判定器23は入力されたMR領域信
号25に基づいてMR領領域画素を2値画像メモリ22
から検索して入力して対象物領域を決定する操作を行う
。この対象物領域決定とは、MR領域内のノイズ等の外
乱により対象物である移動物体18の像の一部が欠落し
ている可能性があるために2値画像の拡大処理を行うこ
とでこれを補正しこれを対象物である移動物体18を示
す2値画像とする。ここで言う拡大処理とは、移動物体
18の輪郭画素の各々について(“1”なる画素の各々
について)、その4近傍の画素を“1”にするという操
作を行うものである。こうして、第9図の18′ で示
したような2値化時の判別で輪郭が粗い状態となった場
合の移動物体像も対象物領域判定器23の拡大処理で、
第10図の18”で示したように、その輪郭がやや膨ら
んだ状態となって対象物画像メモリ24に格納される。
Here, the object region determiner 23 selects the MR region pixels from the binary image memory 22 based on the input MR region signal 25.
Perform an operation to determine the target object area by searching and inputting from . This target area determination is performed by enlarging the binary image because there is a possibility that a part of the image of the moving object 18 is missing due to disturbances such as noise in the MR area. This is corrected to create a binary image showing the moving object 18 as the target object. The enlargement processing referred to here is an operation of setting four neighboring pixels to "1" for each contour pixel of the moving object 18 (for each "1" pixel). In this way, a moving object image whose outline is rough in the judgment during binarization as shown at 18' in FIG.
As shown by 18'' in FIG. 10, the outline is stored in the object image memory 24 in a slightly swollen state.

ここで、輝度ヒストグラム演算器14は対象物画像メモ
リ24からの入力信号に従いMR領域内で移動物体と判
断された画素を含む輝度ヒストグラムHMR(i)及び
、TRI領域の輝度ヒストグラムHT” (i )を算
出し、輝度判定器13へ伝送する。以後の処理は前回に
実施例と同様にを算出し、その時点での移動物体に相当
する輝度を算出し、第3図に示したt1時点の2値画像
処理の算出データとする。順次この操作を繰り返して、
移動物体の自動追尾を行う。この、第7図以降に示した
実施例では移動物体の2値画像を拡大処理した後に輝度
ヒストグラムを生成する構成をとっているため、背景の
ノイズによる外乱を防止し、さらに画面上の移動物体を
表示する画像面積が少ない場合等にも的確に移動物体を
判別して自動的に追尾することが出来る。
Here, the brightness histogram calculator 14 generates a brightness histogram HMR (i) including pixels determined to be moving objects in the MR region and a brightness histogram HT'' (i) in the TRI region according to an input signal from the object image memory 24. is calculated and transmitted to the brightness determiner 13.The subsequent processing is performed in the same manner as in the previous embodiment, calculates the brightness corresponding to the moving object at that time, and calculates the brightness at time t1 shown in FIG. Use this as calculation data for binary image processing.Repeat this operation sequentially,
Automatically tracks moving objects. In the embodiments shown in FIG. 7 and subsequent figures, the brightness histogram is generated after enlarging the binary image of the moving object, thereby preventing disturbances caused by background noise and Even when the image area to display is small, moving objects can be accurately identified and automatically tracked.

[発明の効果1 この発明による移動物体の自動追尾装置の実施例は以下
のとうりであり、移動物体の一部に背景と同一の輝度の
ものが存在したり、移動物体18の近傍にその周囲には
少ない輝度を有する背景部分が存在したとしても、単に
所定のスレショールドレベルで輝度差を判別するのでは
無く撮像フレーム毎に変化し得る移動物体の輝度に相当
する輝度を順次更新し、これに基づいて移動物体の2値
化像を生成する構成としているため、環境変化にも対応
し゛て連続的に移動物体を自動追尾することが出来る。
[Effect of the Invention 1 The embodiment of the automatic tracking device for a moving object according to the present invention is as follows. Even if there is a background part with low brightness in the surrounding area, the brightness corresponding to the brightness of the moving object, which can change with each imaging frame, is updated sequentially instead of simply determining the brightness difference based on a predetermined threshold level. Since the system is configured to generate a binary image of a moving object based on this, it is possible to automatically track the moving object continuously in response to environmental changes.

また、この発明の別の態様によれば移動物体の2値画像
を拡大処理した後に輝度ヒストグラムを生成する構成を
とっているため、背景のノイズによる外乱を防止し、画
面上の移動物体を表示する画像面積が少ない場合等にも
的確に移動物体を判別して自動的に追尾することが出来
る。
According to another aspect of the invention, a brightness histogram is generated after enlarging a binary image of a moving object, thereby preventing disturbances caused by background noise and displaying the moving object on the screen. Even when the image area is small, moving objects can be accurately identified and automatically tracked.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は実施例の全体の構成を示すブロック図、第2図
は特徴部分である第1図の画像処理装置の構成を示すブ
ロック図、第3図は第2図の構成による信号処理の状態
を示すタイムチャート、第4図はt。 時刻の画像信号による画像を示す概略図、第5図は時刻
t1における画像の概略図、第6図(a)、 (b)、
 (c)はそれぞれ輝度ヒストグラム演算器及び輝度判
定器内での輝度ヒストグラム例図、第7図は別の実施例
による画像処理装置部分のブロック構成図、第8図は第
7図の構成における時刻−における画像例、第9図は同
じく時刻−における2値画像例、第10図は同じく拡大
処理されて対象物メモリ内に格納された2値画像例、第
11図は同じく時刻t1における画像側図である。 1・・・Wカメラ、2・・・カメラ駆動台、3・・・映
像信号、4・・・駆動台動作信号、5・・・画像処理装
置、6・・・位置演算装置、7・・・駆動台制御位置、
8・・・計測データ、9・・・幾何学重心データ、10
・・・撮像方位信号、11・・・2値画像生成器、12
・・・ルックアップテーブル、13・・・輝度判定器、
14・・・輝度ヒストグラム演算器、 15・・・画像演算装置、16・・・画像メモリ、17
・・・画像、18・・・移動物体、18′・・・移動物
体2値画像、 1B”・・・拡大処理後移動物体2値画像、19・・・
矩形領域MR,20・・・領域TRI、20′ ・・・
領jtTR2,21・・・スレショールドレベル、22
・・・2値画像メモリ、23・・・対象物領域判定器、
24・・・対象物画像メモリ。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the image processing device shown in FIG. 1, which is a characteristic part, and FIG. A time chart showing the state, FIG. 4 is t. A schematic diagram showing an image based on an image signal at time, FIG. 5 is a schematic diagram of an image at time t1, FIG. 6 (a), (b),
(c) is a diagram of an example of a luminance histogram in the luminance histogram calculator and luminance judger, respectively; FIG. 7 is a block diagram of the image processing device portion according to another embodiment; and FIG. 8 is a timing diagram in the configuration of FIG. 7. FIG. 9 is an example of a binary image at time -, FIG. 10 is an example of a binary image enlarged and stored in the object memory, and FIG. 11 is an image at time t1. It is a diagram. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... W camera, 2... Camera drive stand, 3... Video signal, 4... Drive stand operation signal, 5... Image processing device, 6... Position calculation device, 7...・Drive base control position,
8...Measurement data, 9...Geometric center of gravity data, 10
... Imaging direction signal, 11... Binary image generator, 12
... Lookup table, 13... Brightness determiner,
14... Brightness histogram computing unit, 15... Image computing device, 16... Image memory, 17
...Image, 18...Moving object, 18'...Moving object binary image, 1B''...Moving object binary image after enlargement processing, 19...
Rectangular area MR, 20... area TRI, 20'...
Territory jtTR2, 21...Threshold level, 22
...Binary image memory, 23...Object area determiner,
24...Object image memory.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)移動物体を撮像して映像信号を出力する撮像装置
と、当該撮像装置からの撮像信号を処理して前記移動物
体の自動追尾を制御する制御信号を発生する制御装置と
、前記撮像装置を支承し前記制御装置からの制御信号に
基づいて撮像装置の撮像方向を制御する駆動台と、から
なる移動物体の自動追尾装置において、 前記制御装置は初期設定された移動物体の重心当該物体
をとりまく背景ならびに追尾する移動物体の最終識別輝
度とに基づいて、現在の撮像フレームnで得られた画像
内の移動物体及びその近傍を含む矩形領域の輝度ヒスト
グラムH^M^R(i)と、現在の撮像フレームn内で
の現在位置と次の撮像フレームn+1時の移動物体の予
測位置とを含んで設定される予測領域内の輝度ヒストグ
ラムH^T^R^1(i)とを生成する手段と、この生
成する手段で得られた双方の輝度ヒストグラムH^M^
R^1(i)、H^T^R^1(i)を比較判別して次
の撮像フレームn+1時点での移動物体の判別輝度を生
成することを特徴とする移動物体の自動追尾装置。
(1) An imaging device that images a moving object and outputs a video signal, a control device that processes the imaging signal from the imaging device and generates a control signal to control automatic tracking of the moving object, and the imaging device an automatic tracking device for a moving object, comprising: a drive base that supports an image pickup device and controls an imaging direction of an imaging device based on a control signal from the control device; Based on the surrounding background and the final identification brightness of the moving object to be tracked, a brightness histogram H^M^R(i) of a rectangular area including the moving object and its vicinity in the image obtained in the current imaging frame n; Generate a brightness histogram H^T^R^1(i) within a prediction area set including the current position in the current imaging frame n and the predicted position of the moving object at the next imaging frame n+1. and the luminance histogram H^M^ obtained by this generating means.
An automatic tracking device for a moving object, characterized in that it compares and discriminates R^1(i) and H^T^R^1(i) to generate discrimination luminance of the moving object at the time of the next imaging frame n+1.
(2)特許請求の範囲第1項において、 前記比較判別はP(i)=H^M^R(i)/H^T^
R^1(i)の値を所定のスレシヨールド値で判別して
移動物体の各時点の輝度を生成することを特徴とする移
動物体の自動追尾装置。
(2) In claim 1, the comparison determination is P(i)=H^M^R(i)/H^T^
An automatic tracking device for a moving object, characterized in that the value of R^1(i) is determined using a predetermined threshold value to generate luminance at each point in time of the moving object.
(3)特許請求の範囲第1項において、 前記制御装置は前回の撮像フレームnで判別された移動
物体の判別輝度で判別される現在の撮像フレームn+1
中の移動物体の2値像を拡大処理して得られる移動物体
の拡大2値像の近傍を囲む領域を前記矩形領域として、
前記移動物体の判別輝度を生成することを特徴とする移
動物体の自動追尾装置。
(3) In claim 1, the control device controls the current captured frame n+1 determined based on the discrimination brightness of the moving object determined in the previous captured frame n.
The area surrounding the vicinity of the enlarged binary image of the moving object obtained by enlarging the binary image of the moving object inside is defined as the rectangular area,
An automatic tracking device for a moving object, characterized in that it generates a discrimination luminance for the moving object.
(4)特許請求の範囲第3項において、 前記2値像を拡大処理する操作は、2値データ中の“1
”なる画素の近傍の画素を“1”とする処理であること
を特徴とする移動物体の自動追尾装置。
(4) In claim 3, the operation of enlarging the binary image includes “1” in the binary data.
1. An automatic tracking device for a moving object, characterized in that the process sets pixels near a pixel "1" to "1".
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