JPH03112282A - Method and apparatus for generating background picture - Google Patents

Method and apparatus for generating background picture

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JPH03112282A
JPH03112282A JP1250869A JP25086989A JPH03112282A JP H03112282 A JPH03112282 A JP H03112282A JP 1250869 A JP1250869 A JP 1250869A JP 25086989 A JP25086989 A JP 25086989A JP H03112282 A JPH03112282 A JP H03112282A
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JP
Japan
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background
pixel
signal
area
image
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Application number
JP1250869A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Tsujikado
辻角 光夫
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To generate a background picture by adding a value proportional to a difference between a picture element value of an input picture signal and a picture element value corresponding to the detected picture element in the back ground picture to a picture element value corresponding to the detected picture element in the background picture so as to revise the background picture. CONSTITUTION:A background generating circuit 106 takes a difference between signals of each processing block segmented by a memory access circuit 105 from an input frame memory 103 and a delay frame memory 104. Then difference signal power is compared with a prescribed threshold level to discriminate whether each picture element of the input picture signal belongs to a moving area or a background area. Moreover, the circuit 106 revises a picture element value corresponding to a picture element discriminated to be belonging to the background area among background pictures stored in a background memory 107 with the a value in response to between the picture element value and the picture element value of the said picture element in the input picture signal. Furthermore, the circuit 106 is provided with a background area discrimination circuit 106a to discriminate the background area and a background memory revision circuit 106b to revise a background picture of the background memory 107.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、動画像から、動く被写体の背景領域を予測
しその領域の画像(背景画像)を生成する方法及びその
実施に好適な装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method of predicting the background area of a moving subject from a moving image and generating an image of that area (background image), and an apparatus suitable for carrying out the method. It is something.

(従来の技術) 近年、画像符号化の分野において、フレーム内予測、動
き補償フレーム間予測等の予測符号化方法か検討されて
いる。予測符号化方法とは、過去の入力画像信号から次
の入力画像信号を予測して差分をとり、得られた差分信
号を伝送することにより通信を行なうものである。
(Prior Art) In recent years, in the field of image coding, predictive coding methods such as intraframe prediction and motion compensated interframe prediction have been studied. The predictive encoding method predicts the next input image signal from past input image signals, calculates the difference, and performs communication by transmitting the obtained difference signal.

このような予測符号化方法の一つとして背景予測方法と
呼ばれるものがあった。この背景予測方法とは、テレビ
会議、テレビ電話等において被写体の人物の背景領域に
ついて、符号化器・復号化器を用いて背景画像をメモリ
上に生成し、人物の動きに従い見え隠れする背景を上述
の生成背景画像を用いて予測するというものであった。
One such predictive coding method is called a background prediction method. This background prediction method uses an encoder/decoder to generate a background image in memory for the background area of a person as a subject in video conferences, video calls, etc., and calculates the background that appears and disappears as the person moves. The prediction was made using the generated background image.

これによれば、被写体の動きか激しい場合でも画品質の
改善が図れる。このような背景画像生成方法は、通信の
分野のみならす監視システム等のリモートセンシングの
分野でも用いられる。
According to this, image quality can be improved even when the subject moves rapidly. Such a background image generation method is used not only in the field of communications but also in the field of remote sensing such as monitoring systems.

この種の従来の背景画像生成方法としては例えば文献(
電子情報通信学会 技術研究報告 IE83100(1
9B4.2.24) pp、  1〜5)に開示されて
いるものかあった。
For example, as a conventional background image generation method of this type, there is a literature (
Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Technical Research Report IE83100 (1)
9B4.2.24) pp. 1-5).

この文献に開示されている方法によれば、以下に説明す
るような手順で背景画像の生成か行なわれていた。なお
、この説明を第6図を参照して行なう。ここで第6図は
、この方法の実施に好適な従来の背景画像生成装置の構
成を概略的に示すブロック図である。
According to the method disclosed in this document, a background image is generated using the procedure described below. Note that this explanation will be given with reference to FIG. Here, FIG. 6 is a block diagram schematically showing the configuration of a conventional background image generation device suitable for implementing this method.

先ず、原画像は、TV(テレビ)カメラ601の撮像管
の走査によって光の濃淡分布を表わす電気信号に変換さ
れ、さらにA/D変換器602によって画素に標本化さ
れて、ディジタル画像信号に変換される。この入力ディ
ジタル画像信号1画面分(1フレーム)は、入力フレー
ムメモリ603に記憶される。
First, an original image is converted into an electrical signal representing the density distribution of light by scanning the image pickup tube of a TV (television) camera 601, and then sampled into pixels by an A/D converter 602 and converted into a digital image signal. be done. This input digital image signal for one screen (one frame) is stored in the input frame memory 603.

次に、背景生成回路605は、入力フレームメモリ60
3に記憶された入力ディジタル画像信号と、遅延フレー
ムメモリ604に記憶されている1フレーム前のディジ
タル画像信号とを用い、背景メモリ606に、以下に説
明する手順に従い背景画像を生成する。
Next, the background generation circuit 605 uses the input frame memory 60
A background image is generated in the background memory 606 using the input digital image signal stored in 3 and the digital image signal of the previous frame stored in the delayed frame memory 604 according to the procedure described below.

■・・・遅延フレームメモリ604に記憶されている1
フレーム前の画像信号を、入力フレームメモリ603に
記憶されている入力画像信号から差し引いてフレーム間
差分信号を求める。
■...1 stored in the delayed frame memory 604
An interframe difference signal is obtained by subtracting the previous frame image signal from the input image signal stored in the input frame memory 603.

■・・・このフレーム間差分信号の絶対値がある閾値り
より大きいときその画素は被写体の動領域(動く物体の
領域)に含まれていると考えて背景メモリ606のこの
画素に対応する内容(画素値)は更新しない。
■...When the absolute value of this inter-frame difference signal is greater than a certain threshold value, that pixel is considered to be included in the moving area of the subject (area of moving objects), and the contents corresponding to this pixel in the background memory 606 (pixel value) is not updated.

■・・・フレーム間差分信号の絶対値がL以下(零は含
まない)のときはその画素は被写体の静止している部分
(背景領域)に含まれているとみなして、背景メモリ6
06のこの画素(こ対応する画素値を入力画像の画素値
にMだけ近づけた値に更新する(但しMは所定の固定値
)。
■...When the absolute value of the inter-frame difference signal is less than or equal to L (not including zero), the pixel is considered to be included in a stationary part of the subject (background area), and the background memory 6
06 (the corresponding pixel value is updated to a value that is closer to the pixel value of the input image by M (however, M is a predetermined fixed value).

■・・・フレーム間差分信号か零のときは背景メモリの
この画素に対応する画素値は更新しない。
(2) When the interframe difference signal is zero, the pixel value corresponding to this pixel in the background memory is not updated.

■・・・上記■における更新は、Nフレームに1回だけ
行なう(但し、Nは所定の正の整数。)。
(2) The update in (2) above is performed only once every N frames (N is a predetermined positive integer).

連続する動画像について■〜■の処理を行なうことによ
って、背景メモリ606上に背景画像が生成出来た。
A background image was generated on the background memory 606 by performing the processes ① to ② on consecutive moving images.

(発明が解決しようとする課題) しかしなから、上述した従来の背景画像生成方法では、
以下に説明するような問題点があった。
(Problem to be solved by the invention) However, in the conventional background image generation method described above,
There were problems as explained below.

■・・・フレーム間差分信号に対して閾値を設定して背
景領域の判定を行なっているが、最適な閾値の設定か困
難である。
(2) Background areas are determined by setting a threshold value for the inter-frame difference signal, but it is difficult to set the optimal threshold value.

■・・・背景領域の判定に際しては判定に用いる信号中
に背景であることを示す特徴部分を出来るだけ多く含ん
だほうが背景領域の判定を精度良く行なえる。しかし、
従来方法は、背景領域の判定を画素単位で行なっている
ので背景゛□であることを示す特徴部分か含まれない場
合が生し易く、この結果、背景領域の誤検出が生じ易い
(2) When determining a background area, the background area can be determined more accurately if the signal used for determination includes as many characteristic portions that indicate the background as possible. but,
In the conventional method, since the background area is determined pixel by pixel, it is likely that a characteristic portion indicating that the background is "□" is not included, and as a result, the background area is likely to be erroneously detected.

■・・・背景メモリの内容がみたりに書き換えられない
ようにするために、背景メモリの1回の更新量を固定値
(上述のM)とし、ざらに更新の回数もNフレームに1
回としているために、背景メモリの画素値か真の背景画
像の画素値に収束するのか遅い。ざらに、この収束速度
は、入力画像の画素値と背景メモリの画素値との差が大
きいほど遅くなるというように、入力画像に依存する。
■...In order to prevent the contents of the background memory from being rewritten inadvertently, the amount of update of the background memory per time is set to a fixed value (M above), and the number of updates is roughly 1 every N frames.
Because of the number of times, it is slow to converge to the pixel value of the background memory or the pixel value of the true background image. Roughly speaking, this convergence speed depends on the input image, such that the larger the difference between the pixel values of the input image and the pixel values of the background memory, the slower it becomes.

なおここで、「真の背景画像」とは、視覚的に見て真に
背景であると判断される背景画像のことである。
Note that the "true background image" here refers to a background image that is visually determined to be the true background.

この発明はこのような点に鑑みなされたものであり、従
ってこの発明の目的は、背景領域の検出時の誤検出か少
なく、然も背景メモリの画素値の真の画素イ0への収束
速度が早くかつこの速度か入力画像に依存することなく
背景画像を生成出来る方法と、その実施に好適な装置と
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and therefore, an object of the present invention is to reduce the number of false detections when detecting a background area, and to reduce the speed at which the pixel value of the background memory converges to the true pixel 0. The object of the present invention is to provide a method that can generate a background image quickly and without depending on the input image, and an apparatus suitable for implementing the method.

(課題を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この出願の第一発明によれ
ば、動領域と背景領域とを含む画像の背景領域になると
ころを、入力画像信号及びこの入力画像信号の過去の信
号を用いて予測して背景画像を生成する方法において、 ある検定画素か背景領域に属するか、動領域に属するか
の判定を、入力画像信号中の前述の検定画素及びこの検
定画素周辺の所定画素それぞれの画像信号と、前述の入
力画像信号の過去の信号中の前記検定画素及び前記所定
画素に対応する各画素の画像信号との差分を用い、具体
例で云えば、例えば両信号の差分信号の電力又は振幅を
予め定めた閾値と比較することにより行ない、 前述の検定画素か背景領域に属すると判定された場合は
、背景画像中の検定画素に対応する画素値に、前記入力
画像信号の画素値と、背景画像中の検定画素に対応する
画素値との差に比例した値を加えて前述の背景画像を更
新することを特徴とする。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve this object, according to the first invention of this application, a background area of an image including a moving area and a background area is In a method of generating a background image by predicting using past signals of an image signal, it is determined whether a certain test pixel belongs to a background region or a moving region by using the above-mentioned test pixel in the input image signal and this test pixel. Using the difference between the image signal of each predetermined pixel around the test pixel and the image signal of each pixel corresponding to the test pixel and the predetermined pixel in the past input image signal mentioned above, in a specific example, For example, this is done by comparing the power or amplitude of the difference signal between both signals with a predetermined threshold, and if it is determined that the aforementioned test pixel belongs to the background area, the pixel value corresponding to the test pixel in the background image is , the background image is updated by adding a value proportional to the difference between the pixel value of the input image signal and the pixel value corresponding to the test pixel in the background image.

また、この出願の第二発明によれば、動領域と背景領域
とを含む画像の背景領域になるところを、入力画像信号
及びこの入力画像信号の過去の信号を用いて予測して背
景画像を生成する装置において、 入力画像信号を記憶する入力フレームメモリと、 この入力画像信号の過去の信号を記憶する遅延フレーム
メモリと、 これら入力フレームメモリ及び遅延フレームメモリ夫々
から所定のブロックの画像信号を切り出すメモリアクセ
ス回路と、 背景画像を記憶する背景メモリと、 前述の入力画像信号と、前述の過去の信号との差分を求
め、この差分信号を所定の閾値と比較して入力画像信号
の各画素が動領域に属するか背景領域に属するかを判定
すると共に、前記背景メモリの、背景領域に属すると判
定された画素に対応する画素値を、該画素値と、入力画
像信号における該画素の画素値との差に応じた値で更新
する背景生成回路と を具えたことを特徴とする。
Further, according to the second invention of this application, the background area of an image including a moving area and a background area is predicted using an input image signal and a past signal of this input image signal, and a background image is generated. In the generating device, an input frame memory stores an input image signal, a delayed frame memory stores past signals of this input image signal, and a predetermined block of image signals is cut out from each of the input frame memory and the delayed frame memory. a memory access circuit, a background memory that stores a background image, a difference between the input image signal described above and the past signal described above, and this difference signal is compared with a predetermined threshold value to determine whether each pixel of the input image signal In addition to determining whether the pixel belongs to the moving area or the background area, the pixel value corresponding to the pixel determined to belong to the background area in the background memory is determined based on the pixel value and the pixel value of the pixel in the input image signal. and a background generation circuit that updates the background with a value corresponding to the difference between the two.

(作用) 第一発明の背景画像生成方法によれば、先ず、検定画素
が背景領域に属するか否かの判定を、検定画素及び該検
定画素周辺の画素夫々の入力画像信号及びこの信号の過
去の信号の差分信号を用いて行なう。従って、背景領域
の判定に用いる信号中に背景であることを示す特徴部分
か含まれ易くなるので、検定画素が背景領域に属するか
否かの判定即ち背景領域の検出を精度良く行なえる。
(Function) According to the background image generation method of the first invention, first, it is determined whether or not a test pixel belongs to a background area using the input image signal of the test pixel and the pixels around the test pixel and the history of this signal. This is done using the difference signal between the signals. Therefore, the signal used to determine the background area is likely to include a characteristic portion indicating that the pixel is the background, so that it is possible to determine whether the test pixel belongs to the background area, that is, to detect the background area with high accuracy.

次に、検定画素か背景領域に属すると判定された場合は
、背景画像中のこの検定画素に対応する画素値に、入力
画像信号の画素値と、背景画像中の検定画素に対応する
画素値との差に比例した値を加えて背景画像を更新する
ので、背景画像の画素@を真の背景画像の画素値に適切
に然も素早く収束させることが出来る。
Next, if it is determined that the test pixel belongs to the background area, the pixel value corresponding to this test pixel in the background image is added to the pixel value of the input image signal and the pixel value corresponding to the test pixel in the background image. Since the background image is updated by adding a value proportional to the difference between the background image and the background image, it is possible to appropriately and quickly converge the pixel @ of the background image to the true pixel value of the background image.

また、この出願の第二発明の背景画像生成装置によれば
、第一発明の背景画像生成方法の実施か容易になる。
Further, according to the background image generation device of the second invention of this application, the background image generation method of the first invention can be easily implemented.

(実施例) 以下、図面を参照してこの出願の背景画像生成方法の実
施例及びこの背景画像生成方法の実施に用いて好適な背
景画像生成装Hの実施例につきそれぞれ説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the background image generation method of this application and an example of a background image generation device H suitable for implementing this background image generation method will be described with reference to the drawings.

なお、以下の実施例の説明中で云う入力画像信号は、第
2図に示すように、空間、時間の3次元信号と考え、I
(x、y、t)と表記することにする。
Note that the input image signal referred to in the following description of the embodiment is considered to be a three-dimensional signal of space and time, as shown in FIG.
It will be expressed as (x, y, t).

2′ 画 生 ° のn8 先ず、第一発明の背景画像生成方法の実施に好適な第二
発明の背景画像生成装M(以下、生成製雪と略称するこ
ともある。)の実施例につき説明する。第1図はその説
明に供する図であり、実施例の生成製雪の構成を概略的
に示した図である。
2' image production °n8 First, an embodiment of the background image generation device M (hereinafter sometimes abbreviated as "generated snowmaking") of the second invention suitable for implementing the background image generation method of the first invention will be explained. do. FIG. 1 is a diagram for explaining this, and is a diagram schematically showing the configuration of the snow-making system of the embodiment.

第1図において、101は画像入力用TVカメラ、10
2はTVカメラ101から入力された画像を標本化して
ディジタルの入力画像信号I(x、y、t)とするA/
D変換器、103は入力画像信号I(x、y、t) 7
i記憶する入力フレームメモリ、104は入力画像信号
I (x、y、t)の過去のこの例では]フレム前の信
号I (x、 y、 t−1) lFr記憶する遅延フ
レームメモリをそれぞれ示す。遅延フレームメモリ+0
4は、入力フレームメモリ103の後段に接続しである
。またこの入力フレームメモリ103は、入力画像信号
I (x’、 y、 t)についで後述するような背景
画像生成処理が終了した後は、この入力画像信号■(x
、y、t)を過去の信号I (x、 y、 t−1)と
して遅延フレームメモリ104に転送する。
In FIG. 1, 101 is a TV camera for image input;
2 is an A/2 that samples the image input from the TV camera 101 and generates a digital input image signal I(x, y, t).
D converter 103 is input image signal I(x, y, t) 7
104 indicates the input frame memory for storing the input image signal I (x, y, t) in the past] frame previous signal I (x, y, t-1), respectively. . Delayed frame memory +0
4 is connected to the subsequent stage of the input frame memory 103. In addition, this input frame memory 103 stores the input image signal ■(x
, y, t) are transferred to the delayed frame memory 104 as past signals I (x, y, t-1).

さらに第1図において、105はメモリアクセス回路、
106は背景生成回路、+07は背景メモリを夫々示す
Furthermore, in FIG. 1, 105 is a memory access circuit;
106 represents a background generation circuit, and +07 represents a background memory.

これら構成成分105.106及び1070機能は、後
述の背景画像生成方法の項で詳細に説明するが、簡単に
述べれば以下の通っである。
The functions of these constituent components 105, 106 and 1070 will be explained in detail in the section on the background image generation method described later, but briefly described as follows.

メモリアクセス回路105は、入力フレームメモリ10
3及び遅延フレームメモリ104夫々から、ある画素(
以下、検定画素と称する。) I (xo、y。
The memory access circuit 105 is connected to the input frame memory 10
A certain pixel (
Hereinafter, it will be referred to as a test pixel. ) I (xo, y.

、t)%中心とする任意の大きざの処理ブロック(画像
信号の一部)を切り出しこれを後段の背景生成回路10
6(こ出力する回路である。
, t) A processing block (part of the image signal) of an arbitrary size centered at the center is cut out and used in the background generation circuit 10 in the subsequent stage.
6 (This is the circuit that outputs this.

また、背景メモリ107は背景画像を記憶するメモリで
ある。詳細は後述するが、この背景メモリ107に記憶
されている背景画像は背景生成回路106によって更新
される。
Further, the background memory 107 is a memory that stores a background image. Although details will be described later, the background image stored in the background memory 107 is updated by the background generation circuit 106.

また背景生成回路106は、入力フレームメモリ103
及び遅延フレームメモリ104夫々がらメモリアクセス
回路に105によって切り出された夫々の処理ブロック
の信号間の差分をとり、その差分信号電力を所定の閾偵
と比較して入力画像信号の各画素か動領域に属するか背
景領域に属するかを判定する。ざら(こ、この背景生成
回路106は、背景メモリ107内に記憶されている背
景画像のうちの、背景領域に属すると判定された画素に
対応する画素値を、この画素値と、入力画像信号におけ
る該画素の画素値との差に応じた値で更新する。
Further, the background generation circuit 106 is connected to the input frame memory 103.
The delay frame memory 104 and the memory access circuit 105 calculate the difference between the signals of the respective processing blocks cut out by the memory access circuit 105, and compare the difference signal power with a predetermined threshold value to determine the motion area of each pixel of the input image signal. Determine whether it belongs to the background area or the background area. This background generation circuit 106 generates a pixel value corresponding to a pixel determined to belong to the background area, out of the background image stored in the background memory 107, by combining this pixel value with the input image signal. The pixel value is updated with a value corresponding to the difference between the pixel value and the pixel value of the pixel.

なお、この実施例の背景生成回路106は、第3図に示
すように、背景領域を判定す るための背景領域判定回路106aと、背景メモリ10
7の背景画像を更新するための背景メモリ更新回路10
6bとを具えた構成としである。
Note that, as shown in FIG. 3, the background generation circuit 106 of this embodiment includes a background area determination circuit 106a for determining a background area, and a background memory 10.
Background memory update circuit 10 for updating the background image of No. 7
6b.

北 画 生  法の8日 次に、第1図を用いて説明した背景画像生成装置を用い
た例により第一発明の背景画像生成方法の実施例につき
説明する。
Next, an embodiment of the background image generation method of the first invention will be described using an example using the background image generation apparatus described using FIG. 1.

TVカメラ101及びA/D変換器102により生成さ
れた入力画像信号I(x、y、t)は、入力フレムメモ
リ103に記憶される。
Input image signal I(x, y, t) generated by TV camera 101 and A/D converter 102 is stored in input frame memory 103.

背景生成回路106の背景領域判定回路106aは、メ
モリアクセス回路105ヲ介して、入力フレームメモリ
103から、第4図に示すように画素I (xo。
The background area determination circuit 106a of the background generation circuit 106 selects a pixel I (xo.

yo、t) @検定画素としこれを中心とする所定の画
素この場合NXN(Nは所定の正の整数)個の画素で構
成される処理ブロックB(xo、 yo、 t)200
を切り出す。ざらに、遅延フレームメモリ104からは
処理ブロックB(xo、 yo、 t)に対応する、画
素I(xo。
yo, t) @A predetermined pixel centered on the test pixel; in this case, a processing block B (xo, yo, t) consisting of NXN (N is a predetermined positive integer) pixels 200
Cut out. Roughly speaking, from the delayed frame memory 104, a pixel I (xo.

yo、t−1) ’l中心とする処理ブロック8(xo
、yo、t−1)を切り出す。そして、切り出した両ブ
ロック中の全画素の画素値ヲ用い下記(1) EM[1(XO,Vo、 t)’ffi求める。
yo, t-1) 'l centered processing block 8 (xo
, yo, t-1). Then, the following (1) EM[1(XO, Vo, t)'ffi is calculated using the pixel values of all pixels in both extracted blocks.

式に従い自乗誤差 EMe(Xo+)’、O+ o=Σ(B(xo、 Yo
+ t)−B(xo、 Vo+ t−1))2/Σ(B
(xo、yo、t))2・”(1)さらに背景領域判定
回路106aは、検定画素I (xo、yo、 t)の
自乗誤差EM8(XO,Vo、 t)か所定の閾(aE
Methに対して、 EMe(Xo、)’o、t)≦EM[lthならば該検
定画素は背景領域に含まれると判定し、また EMII(XO,’io、 t) > EMethなら
ば該検定画素は動領域に含まれると判定する。そして、
背景領域判定回路106aは、背景領域と判定した場合
には「1」、動領域と判定した場合には「o」という判
定結果を、背景メモリ更新回路106bに出力する。
According to the formula, the squared error EMe(Xo+)', O+ o=Σ(B(xo, Yo
+ t)-B(xo, Vo+ t-1))2/Σ(B
(xo, yo, t))2・”(1) Furthermore, the background region determination circuit 106a determines whether the squared error EM8(XO, Vo, t) of the test pixel I (xo, yo, t) or a predetermined threshold (aE
For Meth, if EMe(Xo,)'o, t)≦EM[lth, the test pixel is determined to be included in the background area, and if EMII(XO,'io, t)>EMeth, the test pixel is determined to be included in the background area. The pixel is determined to be included in the moving area. and,
The background area determination circuit 106a outputs a determination result of "1" if it is determined to be a background region, and "o" if it is determined to be a moving region, to the background memory update circuit 106b.

上述の背景領域の判定手順によれば、検定画素か背景領
域、動領域のいずれの領域に属するかを判定する際に検
定画素の周辺の画素についても考慮しているので、背景
領域の判定に用いる信号中に背景であることを示す特徴
部分が含まれ易くなり、この結果、背景領域検出の精度
が向上するという効果が得られる。
According to the background region determination procedure described above, pixels around the test pixel are also taken into consideration when determining whether the test pixel belongs to a background region or a moving region. Characteristic portions indicating the background are more likely to be included in the signal used, and as a result, the effect of improving the accuracy of background area detection can be obtained.

次に、背景生成回路の背景メモリ更新回路+06bは、
背景領域判定回路106alこよって背景領域「1」と
判定された画素についての、入力フレムメモリ103に
記憶されている入力画像信号の画素値I(x、y、t)
と、背景メモリ107に記憶されている背景画像の画素
値BG(x、 y、t−1)とを夫々読出し、背景メモ
リ107の背景画像の画素値を下記(2)式に従い更新
する。但し、(2)式中のαとは、0〈α〈1の範囲内
の設計に応しで決められる値である。
Next, the background memory update circuit +06b of the background generation circuit is
The pixel value I(x, y, t) of the input image signal stored in the input frame memory 103 for the pixel determined to be the background area "1" by the background area determination circuit 106al.
and the pixel value BG (x, y, t-1) of the background image stored in the background memory 107, respectively, and update the pixel value of the background image in the background memory 107 according to equation (2) below. However, α in equation (2) is a value determined depending on the design within the range of 0<α<1.

8G(x、y、t)=BG(x、y、t−1)+ a 
X (I(x、 y、 t)−BG(x、 y、 t−
1))・・・(2) この(2) 式からも明らかなように、 背景メモリ 内の背景画像の更新量は、(2)式中の第2項で得られ
る値即ち、入力画像と背景メモリ内の背景画像との差に
比例した値になる。このため、背景画像が真の背景画像
に収束する速度は、入力画像の違いにかかわらず一定に
出来る。なお、(2)式中のαは、背景メモリ内に記憶
されている背景画像が真の背景画像に収束する速度を調
節するパラメータである。このαを変えた場合の収束速
度の変化の様子を、第5図に示した。ここで第5図中、
横軸は収束時間でありフレーム数で示しでいる、縦軸は
収束の度合(%)であり(生成した背景画像の画素値)
xlOO/(真の背景画像の画素イ直)で示しである。
8G (x, y, t) = BG (x, y, t-1) + a
X (I(x, y, t)-BG(x, y, t-
1))...(2) As is clear from equation (2), the update amount of the background image in the background memory is the value obtained by the second term in equation (2), that is, the input image and The value is proportional to the difference from the background image in the background memory. Therefore, the speed at which the background image converges to the true background image can be kept constant regardless of the difference in input images. Note that α in equation (2) is a parameter that adjusts the speed at which the background image stored in the background memory converges to the true background image. FIG. 5 shows how the convergence speed changes when α is changed. Here, in Figure 5,
The horizontal axis is the convergence time, expressed as the number of frames, and the vertical axis is the degree of convergence (%) (pixel value of the generated background image).
It is expressed as xlOO/(the pixel value of the true background image).

以上かこの出願の背景画像生成方法及び背景画像生成装
置の実施例の説明である。しかしこれら発明は上述の実
施例のみに限定されるものではなく以下に説明するよう
な種々の変更を加えることが出来る。
This concludes the description of the embodiments of the background image generation method and background image generation device of this application. However, these inventions are not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways as described below.

上述の各実施例では、検定画素が動領域に属するか背景
領域に属するかの判定を入力画像信号及び過去の信号の
差分信号電力により行なっていた。しかし、この判定は
差分信号の振幅により行なっても良い。
In each of the embodiments described above, determination as to whether a test pixel belongs to a moving region or a background region is made based on the difference signal power between the input image signal and the past signal. However, this determination may also be made based on the amplitude of the difference signal.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この出願の背景画
像生成方法によれば、先ず、検定画素が背景領域に属す
るか否かの判定を、検定画素及び該検定画素周辺の画素
夫々の入力画像信号及びこの信号の過去の信号の差分信
号を用いて行なう。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the background image generation method of this application, first, it is determined whether or not a test pixel belongs to a background area. This is performed using the input image signal of each pixel and the difference signal between this signal and the past signal.

従って、背景領域の判定に用いる信号中に背景であるこ
とを示す特徴部分か含まれ易くなるので、背景領域の検
出を精度良く行なえる。
Therefore, since characteristic portions indicating the background are likely to be included in the signal used to determine the background area, the background area can be detected with high accuracy.

次に、検定画素が背景領域に属すると判定された場合は
、背景画像中のこの検定画素に対応する画素値に、入力
画像信号の画素値と、背景画像中の検定画素に対応する
画素値との差に比例した値を加えて背景画像を更新する
ので、どのような入力画像に対しても一定の時間で背景
画像が生成出来る。
Next, if it is determined that the test pixel belongs to the background area, the pixel value corresponding to this test pixel in the background image is added to the pixel value of the input image signal and the pixel value corresponding to the test pixel in the background image. Since the background image is updated by adding a value proportional to the difference between

また、この出願の第二発明の背景画像生成装置よれば、
第一発明の背景画像生成方法の実施が容易になる。
Further, according to the background image generation device of the second invention of this application,
It becomes easy to implement the background image generation method of the first invention.

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

第1図は、この発明の背景画像生成方法の実施に好適な
装置を示すブロック図、 第2図は、画像信号の表記法の説明に供する図、 第3図は、背景生成回路の内部構成を示すブロック図、 第4図は、背景領域の判定に用いる処理ブロックの説明
に供する図、 第5図は、背景画像の収束速度の説明に供する図、 第6図は、従来の背景画像生成方法の説明に供する図で
ある。 101・・・TVカメラ、  102・・・A/D変換
器103・・・入力フレームメモリ 104・・・遅延フレームメモリ 105・・・メモリアクセス回路 06 ・・・背景生成回路 106a・・・背景領域判定回路 106b・・・背景メモリ更新回路 07 ・・・背景メモリ、 00 ・・・処理ブロック。 特 許 出 願 人 沖電気工業株式会社
FIG. 1 is a block diagram showing a device suitable for implementing the background image generation method of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the notation method of image signals, and FIG. 3 is the internal configuration of the background generation circuit. FIG. 4 is a diagram for explaining the processing blocks used to determine the background area. FIG. 5 is a diagram for explaining the convergence speed of the background image. FIG. 6 is a diagram for explaining the convergence speed of the background image. It is a figure provided for explanation of a method. 101...TV camera, 102...A/D converter 103...Input frame memory 104...Delayed frame memory 105...Memory access circuit 06...Background generation circuit 106a...Background area Judgment circuit 106b...Background memory update circuit 07...Background memory, 00...Processing block. Patent applicant: Oki Electric Industry Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)動領域と背景領域とを含む画像の背景領域になる
ところを、入力画像信号及び該入力画像信号の過去の信
号を用いて予測して背景画像を生成する方法において、 ある検定画素が背景領域に属するか動領域に属するかの
判定を、入力画像信号中の前記検定画素及び該検定画素
周辺の所定画素それぞれの画像信号と、前記入力画像信
号の過去の信号中の、前記検定画素及び前記所定画素に
対応する各画素の画像信号との差分を用いて行ない、 前記検定画素が背景領域に属すると判定された場合は、
背景画像中の該検定画素に対応する画素値に、前記入力
画像信号の画素値と、背景画像中の該検定画素に対応す
る画素値との差に比例した値を加えて前記背景画像を更
新すること を特徴とする背景画像生成方法。
(1) In a method of generating a background image by predicting a background area of an image including a moving area and a background area using an input image signal and a past signal of the input image signal, a certain test pixel Judgment as to whether the pixel belongs to a background area or a moving area is made using image signals of each of the test pixel in the input image signal and a predetermined pixel around the test pixel, and the test pixel in a past signal of the input image signal. and the difference between the image signal of each pixel corresponding to the predetermined pixel, and if it is determined that the test pixel belongs to the background area,
The background image is updated by adding a value proportional to the difference between the pixel value of the input image signal and the pixel value corresponding to the test pixel in the background image to the pixel value corresponding to the test pixel in the background image. A background image generation method characterized by:
(2)動領域と背景領域とを含む画像の背景領域になる
ところを、入力画像信号及び該入力画像信号の過去の信
号を用いて予測して背景画像を生成する装置において、 入力画像信号を記憶する入力フレームメモリと、 該入力画像信号の過去の信号を記憶する遅延フレームメ
モリと、 これら入力フレームメモリ及び遅延フレームメモリ夫々
から所定のブロックの画像信号を切り出すメモリアクセ
ス回路と、 背景画像を記憶する背景メモリと、 前記入力画像信号と、前記過去の信号との差分を求め、
該差分信号を所定の閾値と比較して入力画像信号の各画
素が動領域に属するか背景領域に属するかを判定すると
共に、前記背景メモリの、背景領域に属すると判定され
た画素の画素値を、該画素値と、入力画像信号における
該画素の画素値との差に応じた値で更新する背景生成回
路とを具えたことを特徴とする背景画像生成装置。
(2) In a device that generates a background image by predicting a background area of an image including a moving area and a background area using an input image signal and a past signal of the input image signal, the input image signal is An input frame memory for storing a past signal of the input image signal, a delayed frame memory for storing a past signal of the input image signal, a memory access circuit for cutting out a predetermined block of image signals from each of the input frame memory and the delayed frame memory, and storing a background image. determining a difference between the input image signal and the past signal;
The difference signal is compared with a predetermined threshold value to determine whether each pixel of the input image signal belongs to the moving area or the background area, and the pixel value of the pixel determined to belong to the background area in the background memory is determined. A background image generation device comprising: a background generation circuit that updates the pixel value with a value corresponding to the difference between the pixel value and the pixel value of the pixel in the input image signal.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59194589A (en) * 1983-04-20 1984-11-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Encoding device between movement compensating frames
JPS60128791A (en) * 1983-12-16 1985-07-09 Sony Corp Circuit for detecting movement of video signal

Patent Citations (2)

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