JPH0259976A - ブロック統合処理方式 - Google Patents

ブロック統合処理方式

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JPH0259976A
JPH0259976A JP21301788A JP21301788A JPH0259976A JP H0259976 A JPH0259976 A JP H0259976A JP 21301788 A JP21301788 A JP 21301788A JP 21301788 A JP21301788 A JP 21301788A JP H0259976 A JPH0259976 A JP H0259976A
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JP
Japan
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image
vector
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difference
current image
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Pending
Application number
JP21301788A
Other languages
English (en)
Inventor
Chikao Matsuo
至生 松尾
Satoshi Furukawa
聡 古川
Tei Satake
禎 佐竹
Masami Hisada
久田 正美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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  • Image Analysis (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ブロック統合処理方式に関するものであり、
例えば監視領域の画像を撮像し、監視領域への侵入者や
侵入物体を検出する用途に用いられるものである。
[従来の技術] 従来、テレビカメラ等の撮像手段を用いて監視領域の画
像を撮像し、監視領域への侵入者や侵入物体を検出する
画像入力型の監視システムが開発されている。このよう
なシステムにおいて、監視領域の画像から侵入者や侵入
物体を検出するために、予め撮像手段により撮像された
背景画像(又は前回取り込まれた前画像)を参照画像と
して記憶しておき、現在取り込まれた現画像と参照画像
を差分処理し、差分画像を所定のスレショルドレベルで
2値化して、所定値以上の府度変化があった領域を変化
領域として検出することが提案されている。また、この
ような監視システムにおいては、複数の浸入者または侵
入物体が存在する場合には、それぞれの移動方向や移動
速度を個別に監視する必要があるので、変化画像が複数
の変化領域を含む場合には、同一のブロックに属すると
見なせる変化領域にブロック分けして、同一のブロック
について1つのラベルを割り当てるようになっている。
このようなブロック分けを行うには、例えば特願昭59
−189310号に開示されている変化領域の抽出方式
を用いることができる。これは、第3図に示すように、
差分処理により得られた変化画像をy軸及びy軸の各方
向に対して投影し、各方向の投影Px、Pyに対して任
意の閾値tx、tyを設定し、各閾値tx、tyと投影
Px、Pyとが交差する点X11+X12+×21+X
22及び7口41z+I/z++yz2を求め、これら
の交点の組により、変化画像を領域■5■、■■に分割
するものである。この方式では、侵入者等の変化部分a
、が1つの領域■内に切り出されていれば、それ以降の
処理(例えば特徴抽出や追跡処理¥fi)が容易になる
[発明が解決しようとする課題] ところが、実際には背景と侵入者との関係によって、第
4図に示すように侵入者の変化画像が複数の領域に分断
されて検出されることが多、い。第4図は現画像と参照
画像とを差分処理して得られた変化画像を2値化処理し
たものであり、図中、白い部分が変化領域である。この
例では、1人の侵入者の両光が複数の領域に分断されて
しまっている。このような画像は、入力画像のコントラ
ストが低い場合や、背景と侵入背の輝度差が小さい場合
に良く発生する。この画像を上述の投影法によって処理
すると、第5図に示すように、1人の侵入者が5つの領
域に分断されてしまい、それ以降の処理(例えば特徴抽
出や追跡処理等)が正確に行えず、侵入監視が正確に行
えないという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、差分画像を2値化して抽出され
た複数の領域のうち、同様な動きをする部分を統合fヒ
して、侵入者等による変1ヒ領域31つのブロックとし
てラベル付けするブロック統合処理方式を提供すること
にある。
[課題を解決するための手段] 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第1
図に示すように、監視領域を撮像する撮像手段1と、撮
像手段1により取り込まれた現画像を記憶する現画像記
憶手段3と、現画像よりも前に取り込まれた前画像を記
憶する前画像記憶手段4と、現画像及び前画像から変化
部分を抽出するための参照画像を記憶する参照画像記憶
手段5と、現画像と参照画像の差分画像及び前画像と参
照画像の差分画像をそれぞれ求める差分手段6と、上記
各差分画像を2値化する2値化手段7と、2値化され分
割された各領域にラベルを付けるラベリング手段8と、
ラベル付けされた各領域の特徴量を計算する特徴量計算
手段つと、前画像の差分画像と現画像の差分画像につい
て特徴量のマツチングを行うマツチング手段10と、上
記マツチング手段10により類似度が高いと判定された
2つの領域間の移動ベク)ヘルを計算する移動ベクトル
算出手段11と、移動ベクトル算出手段11で算出され
た任意の移動ベクトルとそれ以外の任意の移動ベクトル
との差分ベクトルよりなる評価関数を全ての移動ベクト
ルについて計算する評価関数計算手段12と、上記評価
関数に対して任意の閾値ベクトルとの大小関係を比較す
る比較手段13と、評価関数が閾値ベクトル以下のとき
に各移動ベクトルを形成した領域に同一のラベルを付け
る再ラベリング手段14とを備えることを特徴とするも
のである。
[fヤ 用コ 本発明にあっては、このように、任意の時刻における現
画像の変化領域と、その前の時刻における前画像の変化
領域とを比較して、マツチングの取れた領域の移動状態
を示す移動ベクトルを求め、これらの移動ベクトルの差
分として表される評価関数を用いることにより、類似の
動きをした領域を1ブロツクとして統合するようにした
から、各画像内での変化領域が例えば人間のように部分
部分が類似した形状を呈し、また、例えば胴体と頭の部
分のように同じような動きをする部分については、それ
らの領域を1つのブロックとして統合することができ、
侵入者等による変化領域を1つのブロックとして検出す
ることが可能となる。これにより、それ以降の処理(例
えば追跡処理や特徴抽出等)が確実に行えるようになる
ものである。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図
である。撮像手段1はテレビカメラよりなり、監視領域
の画像を撮影している。撮像手段1から入力された画像
は、切換スイッチ2を介して現画像記憶手段3、前画像
記憶手段4、参照画像記憶手段5のいずれかに記憶され
る。まず、監視を始める前に、監視領域の背景の画像を
撮像し、これを参照画像記憶手段5に記憶させておく。
現画像記憶手段3は現在の入力画像を記憶しており、面
画I’A記tヲ手段4は1フレーム前の入力画像を記憶
している。なお、実際の監視中においては、撮像手段1
から画像が入力される度に現画像記憶手段3と前画像記
憶手段4に交互に入力画像を記憶させるようにして、記
憶手段3及び4の一方に現画像を他方に前画像を記憶さ
せるようにしても良い。差分手段6は現画像記憶手段3
に記憶されている現画像と参照画像記憶手段5に記憶さ
れている参照画像とを比較し、その差分画像を抽出する
この差分画像は現画像に含まれる変(上部分の画像であ
る。差分手段6は更に前画像記憶手段4に記憶されてい
る前画像と参照画像記憶手段5に記憶されている参照画
像とを比較し、その差分画像を抽出する。この差分画像
は前画像に含まれる変化部分の画像である。これらの差
分両頭を2値化手段7により任怠の閾値で2値化すると
、第2図(a)<b>に示すような2値画像が得られる
。同図(a)は前画像と参照画像の差分画像を2値化し
たものであり、同図(b)は現画像と参照画像の差分画
像を2値化したものである。これらの2値画像について
、ラベリング手段8により変1ヒ領域にラベルを付ける
。第2図(a)に示す2値画像では■〜■のラベルが付
され、第2図(b)に示す2値画像では■゛〜■′のラ
ベルが付されている。ここで、ラベル付けされた各領域
の面積、形状、重心等の特徴量を特62量計算手段って
計算する。次に、これらの特徴量を、第2図(a) 、
 (b)に示す画を象間、すなわちフレーム間で比較し
、類似の特徴量を持つ領域を判定する。このフレーム間
での特徴量の比較判定はマツチング手段10により行う
、マツチングの取れた領域同士について、移動ベクI・
ル算出手段11で、領域間の距離と角度、すなわち移動
ベクトル■を求める。領域間の距離は、例えば重心間距
離で表す、今、第2図(a)に示す領域■〜■と、第2
図(b)に示す領域■′〜■°についてマツチングが取
れて、第2図(c)に示すように、移動ベクトル■1〜
■、が求まったとする。ただし、領域■と領域■′につ
いては、マツチングできず、移動ベクI・ルが求まって
いないとする。評価関数計算手段12では、以下の評価
関数を計算する。
dij−Vi−Vj  (i−#j;  i、j・1,
2,3.4)評価関数計算手段12により、全てのベク
トルの組に対する評価関数の値d1□+dl)+dll
+’23+d21+d)+について、比較手段13によ
り、任怠の大きさと角度を持つ閾値ベクトルThと比較
する。比較の結果、d1j≦Th(i−#j)の関係が
成立するとき、その評価関数の元になったベクトルの番
号1.jを同一の値とし、同時に同ベクトルの元になっ
た領域;、jと領域”+J°に同じラベルを付ける処理
を、再ラベリング手段14で行う0例えば、第2図(c
)において、d1□−V、−V2≦Thならば、領域■
と■及び領域■°と■′がそれぞれ1つのブロックと見
なされて統合される。上式の関係が成立しないときは、
そのベクトルの番号i、jは変更せずにそのままとし、
同ベクトルの元になった領域i、jと領域”+J°に対
するラベルもそのままとしておく。
こうして、第2図(a) 、 (b)に示す各画像にお
いて、全ての領域が再ラベリングされると、同じような
動きをする領域■〜■が1つのブロックとして続きされ
ることになる。なお、第2図(c)に示す例では、各ベ
クトル■、〜V、の差分が全て所定の閾値ベクトルTh
以下となるように、閾値ベクトルThを設定するもので
あり、これによって、1人の侵入者を表す各領域■〜■
及び■′〜■°に同一のラベルを付けることがてきるも
のである。
上述の実施例では、評価関数dijと閾値ベクl〜ルT
hの大小関係をベクトルの長さで比較しているが、閾値
ベクトルThと同一方向の単位ベクトルと評価関数di
jとの内積(つまり閾値ベクトルTb上への評価関数d
ijの正射影)を求めて、この内債の絶対値と閾値ベク
トルThの長さを比較するようにしても構わない、この
ようにすれば、特定の方向についてブロック統合の度合
を強めたり弱めたりすることが可能となる。
[発明の効果] 本発明によれば、前画像と現画像から抽出された変化領
域の特徴量をマツチングして対応する領域間の移動ベク
トルを求め、移動ベクトル間の差を評価関数とすること
により、分割された複数の領域のうち、同じような動き
をする領域同士を1つのブロックに統合することができ
るという効果があり、評価関数と比較される閾値ベクト
ルの長さや方向を適当に調整することにより、ブロック
統合の度合を調整したり、ブロック統合に方向性を持た
せることが可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のブロック統合処理方式の概略を示すブ
ロック図、第2図(a)乃至(c)は同上の動作説明図
、第3図は従来の、領域分割方式を示す説明図、第4[
2Iは侵入者の2値画像を示す図、第5図は従来の領域
分割方式による処理結果を示す図である。 1は撮像手段、3は現画像記憶手段、4は前画像記憶手
段、5は参照画像記憶手段、6は差分手段、7は2値化
手段、8はラベリング手段、9は特徴量計算手段、10
はマツチング手段、11は移動ベクトル算出手段、12
は評価関数計算手段、13は比較手段、14は再ラベリ
ング手段である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)監視領域を撮像する撮像手段と、撮像手段により
    取り込まれた現画像を記憶する現画像記憶手段と、現画
    像よりも前に取り込まれた前画像を記憶する前画像記憶
    手段と、現画像及び前画像から変化部分を抽出するため
    の参照画像を記憶する参照画像記憶手段と、現画像と参
    照画像の差分画像及び前画像と参照画像の差分画像をそ
    れぞれ求める差分手段と、上記各差分画像を2値化する
    2値化手段と、2値化され分割された各領域にラベルを
    付けるラベリング手段と、ラベル付けされた各領域の特
    徴量を計算する特徴量計算手段と、前画像の差分画像と
    現画像の差分画像について特徴量のマッチングを行うマ
    ッチング手段と、上記マッチング手段により類似度が高
    いと判定された2つの領域間の移動ベクトルを計算する
    移動ベクトル算出手段と、移動ベクトル算出手段で算出
    された任意の移動ベクトルとそれ以外の任意の移動ベク
    トルとの差分ベクトルよりなる評価関数を全ての移動ベ
    クトルについて計算する評価関数計算手段と、上記評価
    関数に対して任意の閾値ベクトルとの大小関係を比較す
    る比較手段と、評価関数が閾値ベクトル以下のときに各
    移動ベクトルを形成した領域に同一のラベルを付ける再
    ラベリング手段とを備えることを特徴とするブロック統
    合処理方式。
JP21301788A 1988-08-26 1988-08-26 ブロック統合処理方式 Pending JPH0259976A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5243418A (en) * 1990-11-27 1993-09-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Display monitoring system for detecting and tracking an intruder in a monitor area
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