JPH04320589A - Method for extracting moving object in moving image - Google Patents

Method for extracting moving object in moving image

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JPH04320589A
JPH04320589A JP3113733A JP11373391A JPH04320589A JP H04320589 A JPH04320589 A JP H04320589A JP 3113733 A JP3113733 A JP 3113733A JP 11373391 A JP11373391 A JP 11373391A JP H04320589 A JPH04320589 A JP H04320589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
moving object
image
moving
velocity vector
camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3113733A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Kiyosue
悌之 清末
Yuji Oba
有二 大庭
Akito Akutsu
明人 阿久津
Hiroyuki Kimiyama
博之 君山
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP3113733A priority Critical patent/JPH04320589A/en
Publication of JPH04320589A publication Critical patent/JPH04320589A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a moving object extracting method capable of preventing an object other than a moving object having low resistance against noise from being extracted from a moving image. CONSTITUTION:The moving object extracting method is characterized by finding out the speed vectors of respective small areas in a frame image, forming a frequency graph indicating the size and directions of the speed vectors, removing previously set patterns represented by components having large frequency or the like from said graph, and extracting a small area corresponding to a component of a left speed vector in the original frame image as a moving object area.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、人間が動画像の編集・
検索を行う際に、その手掛かりとして使用する動画像中
の一つの特徴である移動物体を自動的に切り出す技術で
あって、広く一般に映像を取り扱う分野に関するもので
ある。
[Industrial Application Field] The present invention enables humans to edit and edit moving images.
This is a technology that automatically cuts out a moving object, which is a feature in a moving image, to be used as a clue when performing a search, and is related to a field that deals with video in general.

【0002】0002

【従来の技術】この分野の従来技術として、大きく分け
て、静止画像中からの物体抽出技術と動画像のフレーム
間差分を用いて抽出する技術の2つがあった。静止画像
中からの物体抽出技術では、二値化処理,エッジ抽出処
理等の基本的な画像処理技術を用いてプリミティブな要
素群を得、その後予め用意されている解釈の辞書を用い
て要素群から物体を抽出しようとする処理が用いられて
いた。
2. Description of the Related Art Conventional techniques in this field can be roughly divided into two types: a technique for extracting objects from still images and a technique for extracting objects using inter-frame differences in moving images. In object extraction technology from still images, primitive element groups are obtained using basic image processing techniques such as binarization processing and edge extraction processing, and then element groups are extracted using a dictionary of interpretations prepared in advance. A process was used to extract objects from

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】しかし、この技術では
、要素群を得るまでの処理で原画像中の雑音に弱く、こ
れが辞書との照合時に悪影響を与えるという欠点があっ
た。また、背景画像中の物体などを誤抽出しないように
するために、解釈の辞書を予めチューンアップしておか
なければならないという問題点があった。
However, this technique has the disadvantage that it is susceptible to noise in the original image during the processing up to obtaining the element group, and this has an adverse effect on the comparison with the dictionary. Another problem is that the interpretation dictionary must be tuned up in advance in order to avoid erroneously extracting objects in the background image.

【0004】一方、直接動画像を対象にしてフレーム間
で差分処理を行い、得られた差分情報をもとに移動物体
を抽出する方法では、パンやズームなどのカメラ操作で
フレーム画像全体が一見移動しているように見える場合
には、フレーム全体が移動物体として抽出されてしまう
という問題点があった。また、カメラ操作が行われてい
ない場合でも、画素単位で差分を取るので、フレーム毎
のノイズに弱く、ノイズ領域が移動物体の領域として抽
出されてしまうという欠点があった。
On the other hand, in the method of directly performing difference processing between frames on a moving image and extracting a moving object based on the obtained difference information, the entire frame image can be seen at a glance by camera operations such as panning and zooming. If the object appears to be moving, there is a problem in that the entire frame is extracted as a moving object. Furthermore, since the difference is taken pixel by pixel even when no camera operation is performed, the method is vulnerable to noise from frame to frame, and has the disadvantage that noise regions are extracted as regions of moving objects.

【0005】本発明は、上記ノイズに弱い移動物体以外
のものが抽出されてしまうという従来技術の問題点を解
決した動画像中の移動物体抽出方法を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for extracting a moving object from a moving image, which solves the problem of the prior art in that objects other than moving objects that are susceptible to noise are extracted.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる動画像中
の移動物体抽出方法は、フレーム画像中の各小領域につ
いて速度ベクトルを求め、次に、この速度ベクトルの大
きさと方向の頻度グラフを作り、この中から頻度の大き
な成分などで代表される、予め設定されたパターンを除
去し、残った速度ベクトルの成分に相当する原フレーム
画像中の小領域を移動物体領域として抽出するものであ
る。
[Means for Solving the Problems] A moving object extraction method in a moving image according to the present invention obtains a velocity vector for each small region in a frame image, and then calculates a frequency graph of the magnitude and direction of this velocity vector. This method removes preset patterns that are represented by components with high frequency, and then extracts a small area in the original frame image that corresponds to the remaining velocity vector component as a moving object area. .

【0007】[0007]

【作用】本発明においては、ある程度大きさを持ったフ
レーム中の各小領域ごとの速度ベクトル分布を使用する
ことから、各フレーム中の細かい雑音成分に対してはロ
バスト(robust)になり、また、カメラ操作によ
って生じる速度ベクトルのパターンの成分を除去するこ
とによって、フレーム中の画像全体が変化している場合
などに従来技術では移動領域として抽出されていた移動
物体以外の画像領域を抽出することがなくなる。
[Operation] In the present invention, since the velocity vector distribution for each small region in a frame having a certain size is used, it is robust against fine noise components in each frame. , by removing components of the velocity vector pattern caused by camera operation, image regions other than moving objects, which were extracted as moving regions in conventional techniques, can be extracted when the entire image in the frame is changing. disappears.

【0008】[0008]

【実施例】図1を用いて本発明の実施例の説明を行う。 図1は原フレーム画像である。図2は原フレーム画像か
ら作られた速度ベクトルの分布図である。ここでは模式
的に示すため、各小領域を大きく設定している。またこ
こでは、カメラ操作として、左斜め下方向にパンが起こ
り、それとは逆方向に移動物体が移動しているという画
像を想定している。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be explained using FIG. FIG. 1 is an original frame image. FIG. 2 is a distribution diagram of velocity vectors created from the original frame image. Here, each small area is set to be large for the purpose of schematic illustration. Furthermore, here, it is assumed that the camera operation involves panning diagonally downward to the left, and an image in which a moving object is moving in the opposite direction.

【0009】図3は速度ベクトル分布図中の各速度ベク
トルの大きさとその方向について頻度を求めた頻度グラ
フ(ヒストグラム)である。ここでは、背景画像で、カ
メラのパン操作によって移動している部分の領域に対す
る速度ベクトルの成分が、最も高い頻度の成分として現
れている。また、2番目に高い頻度の成分は、移動物体
の領域に相当する速度ベクトルの成分である。移動物体
の各部が複雑な動きをしている場合には、この図3のよ
うに、1番目のピークP1 に比べ2番目のピークP2
 は顕著には現れないが、本発明ではこのことは問題に
はならない。また、カメラが移動物体を追いかけながら
パンする場合は、背景領域の速度ベクトルが大きく、移
動物体の速度ベクトルが小さくなるが、頻度の点からは
背景領域の成分が多くなる。
FIG. 3 is a frequency graph (histogram) showing the frequency of the magnitude and direction of each velocity vector in the velocity vector distribution diagram. Here, in the background image, the component of the velocity vector for the region of the part that is moving due to the panning operation of the camera appears as the component with the highest frequency. Furthermore, the component with the second highest frequency is a component of the velocity vector corresponding to the region of the moving object. When each part of a moving object has complicated movements, the second peak P2 will be higher than the first peak P1, as shown in Fig. 3.
does not appear significantly, but this does not pose a problem in the present invention. Further, when the camera pans while chasing a moving object, the velocity vector of the background region is large and the velocity vector of the moving object is small, but in terms of frequency, the component of the background region increases.

【0010】既に発表されているカメラ操作の認識手法
(例えば特願平2−268521号、「画像撮像装置の
撮像状態検出方法」)によってパン操作であると認識す
ることによって以下の処理が可能となる。図4は上記し
た最高頻度の速度ベクトル成分を除去した後のヒストグ
ラムである。最高頻度の速度ベクトル成分を除去するこ
とによって、画像中の移動物体ではない領域、すなわち
、背景領域などが除去される。図5は、図4中の成分に
相当する速度ベクトル分布中の小領域のみを示した図で
ある。図6は、図5中に示した速度ベクトル成分に相当
する原フレーム画像中の小領域である。すなわち、(b
、3),(b、4),(c、2),(c、3),(c、
4)の小領域が移動物体の領域として切り出される。以
上の処理の流れを図7に示す。図7で(1)〜(8)は
各ステップを示し、Aは各小領域の速度ベクトル、Bは
最高頻度の成分、Cは最高頻度の成分をもつ小領域を表
す。また、各カメラ操作が認識されていれば以上と同様
の処理を行うことによって、フィックス、チルトなどの
カメラ操作が行われているフレーム画像中の移動物体の
みの抽出が行える。すなわち、従来技術では、カメラ操
作によって移動物体の領域であると判断された領域の除
去を行うことができる。
[0010] By recognizing that it is a panning operation using a camera operation recognition method that has already been announced (for example, Japanese Patent Application No. 2-268521, ``Method for detecting the imaging state of an image pickup device''), the following processing can be performed. Become. FIG. 4 is a histogram after removing the above-mentioned most frequent velocity vector component. By removing the most frequent velocity vector component, areas in the image that are not moving objects, such as background areas, are removed. FIG. 5 is a diagram showing only small regions in the velocity vector distribution corresponding to the components in FIG. 4. FIG. 6 shows a small area in the original frame image corresponding to the velocity vector component shown in FIG. That is, (b
, 3), (b, 4), (c, 2), (c, 3), (c,
The small region 4) is cut out as the region of the moving object. The flow of the above processing is shown in FIG. In FIG. 7, (1) to (8) indicate each step, A represents the velocity vector of each small region, B represents the component with the highest frequency, and C represents the small region having the component with the highest frequency. Further, if each camera operation is recognized, by performing the same processing as described above, only the moving object in the frame image in which the camera operation such as fixation or tilting is performed can be extracted. That is, in the conventional technology, an area determined to be a moving object area can be removed by camera operation.

【0011】他のカメラ操作、例えばズーム,ブーミン
グ,トラック,ドリーなどのカメラ操作が行われている
場合のフレーム画像でも処理は多少複雑になるが、対処
は可能になる。図8〜10に他の実施例を示す。これは
図7中のステップ(5)で、最高頻度の成分Bを決定す
る際に予め定めておかなければならない以下のパターン
について示したものである。図8ズームの場合のパター
ン、図9はブーミング,トラックの場合のパターン、図
10はドリーの場合のパターン、このようなパターンを
予め設定しておき、図7のステップ(5)の処理で成分
を抽出すれば、上記したカメラ操作が行われているフレ
ーム画像中の移動物体も抽出することができる。
[0011] Processing becomes somewhat complicated even for frame images in which other camera operations such as zooming, booming, tracking, and dolly are performed, but it can be handled. Other embodiments are shown in FIGS. 8-10. This shows the following pattern that must be determined in advance when determining the component B with the highest frequency in step (5) in FIG. Figure 8 is a pattern for zooming, Figure 9 is a pattern for booming and trucking, and Figure 10 is a pattern for dolly. By extracting , it is possible to also extract a moving object in the frame image in which the camera operation described above is being performed.

【0012】図11は本発明で用いるカメラ操作の種類
と収束点または発散点位置、ベクトルの大きさ、ベクト
ルの向きとの関係を示す図である。画像撮影装置の撮像
状態検出方法は、オプティカルフローから動出される。 オプティカルフローとは、画像撮像装置と被写体との相
対的な運動によって生じる画面上の見かけの速度ベクト
ル分布である。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the type of camera operation used in the present invention, the position of the convergence point or divergence point, the magnitude of the vector, and the direction of the vector. The imaging state detection method of the image capturing device is driven by optical flow. Optical flow is an apparent velocity vector distribution on a screen caused by relative motion between an image capturing device and a subject.

【0013】カメラ操作を大別すると固定ショット、カ
メラの方向、カメラの位置、カメラの高さ変化およびレ
ンズの画面変化になる。
Camera operations can be roughly divided into fixed shots, camera direction, camera position, camera height changes, and lens screen changes.

【0014】オプティカルフローからの画像入力操作の
規定は、オプティカルフローの速度ベクトル分布中の各
速度ベクトルの相対的大きさおよび向き、速度ベクトル
分布中の速度ベクトルの全部および一部の収束点位置ま
たは発散点位置とを算出し解析することによって行う。 以下、カメラ操作を説明する。
The definition of the image input operation from the optical flow is based on the relative magnitude and direction of each velocity vector in the velocity vector distribution of the optical flow, the convergence point position of all and some of the velocity vectors in the velocity vector distribution, or This is done by calculating and analyzing the divergence point position. The camera operation will be explained below.

【0015】○フィックス フィックス操作とは、被写体に対しカメラを静止状態に
させるカメラ操作をいう。
○Fix Fix operation refers to a camera operation that causes the camera to stand still relative to the subject.

【0016】○パンニング パンニング操作とは、カメラヘッドを左右(水平)方向
に向けるカメラ操作をいう。
○Panning Panning operation refers to a camera operation in which the camera head is directed in the left/right (horizontal) direction.

【0017】○チルト チルト操作とは、カメラヘッドを上下(垂直)方向に向
けるカメラ操作をいう。
○Tilt Tilt operation refers to a camera operation in which the camera head is directed up and down (vertically).

【0018】○ドリー ドリー操作とは、カメラを被写体方向(前後方向)に移
動させるカメラ操作をいう。
○Dolly Dolly operation refers to a camera operation in which the camera is moved in the direction of the subject (back and forth direction).

【0019】○トラック トラック操作とは、カメラを被写体に対して左右(横方
向)に移動させるカメラ操作をいう。
Track Track operation refers to a camera operation in which the camera is moved left and right (laterally) with respect to the subject.

【0020】○ブーミング ブーミング操作とは、カメラペデスタルによりカメラ高
を上げ下げしてカメラアングルを変えるカメラ操作をい
う。
Booming Booming operation refers to a camera operation in which the camera pedestal is used to raise and lower the camera height to change the camera angle.

【0021】○ズーム ズーム操作とは、カメラと被写体との相互位置を変えず
に、ズームレンズの画角を変化させて被写体サイズを連
続的に変えるカメラ操作をいう。
[0021] Zoom Zoom operation refers to a camera operation that continuously changes the size of the object by changing the angle of view of the zoom lens without changing the relative positions of the camera and the object.

【0022】以上説明したオプティカルフローの各速度
ベクトルの相対的大きさと向きおよび速度ベクトル分布
中の速度ベクトルの全部および一部の収束点位置または
発散点位置と、画像入力装置の操作の関係を示したのが
図11であり、どの操作においても、速度ベクトルの大
きさ、向き、収束点または発散点位置の関係に重複はな
い。
The relationship between the relative magnitude and direction of each velocity vector of the optical flow described above, the convergence point position or divergence point position of all or some of the velocity vectors in the velocity vector distribution, and the operation of the image input device is shown below. The example shown in FIG. 11 is that there is no overlap in the magnitude, direction, convergence point or divergence point position of the velocity vectors in any operation.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明はフレーム
画像中の各小領域について速度ベクトルを求め、この速
度ベクトルの大きさと方向の頻度グラフをつくり、個々
のカメラ操作に相当するパターン成分を除去し、残った
速度ベクトルの成分に相当する原フレーム画像中の小領
域を移動物体領域として切り出すようにしたので、動画
像中の移動物体の領域をカメラの操作などによって見か
け上移動しているように見える背景画像などを誤抽出す
ることなしに抽出することができる。
As explained above, the present invention obtains a velocity vector for each small area in a frame image, creates a frequency graph of the magnitude and direction of this velocity vector, and calculates pattern components corresponding to individual camera operations. The small area in the original frame image corresponding to the remaining velocity vector component is cut out as the moving object area, so the area of the moving object in the video image appears to be moving due to camera operation etc. It is possible to extract background images that look similar without erroneously extracting them.

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

【図1】本発明の実施例での処理を説明するための原フ
レーム画像を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an original frame image for explaining processing in an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例での処理を説明するための速度
ベクトル分布図である。
FIG. 2 is a velocity vector distribution diagram for explaining processing in an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例での処理を説明するためのヒス
トグラムである。
FIG. 3 is a histogram for explaining processing in an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例での処理を説明するための最高
頻度除去後のヒストグラムである。
FIG. 4 is a histogram after removing the highest frequency for explaining the processing in the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例での処理を説明するための速度
ベクトル分布図の相当領域を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a corresponding area of a velocity vector distribution diagram for explaining processing in an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例での処理を説明するための原フ
レーム画像中の相当領域を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a corresponding area in an original frame image for explaining processing in an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例中で行われる処理の流れを示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing the flow of processing performed in an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施例で、予め与えておくヒスト
グラムのパターンを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a histogram pattern given in advance in another embodiment of the present invention.

【図9】本発明のさらに他の実施例で、予め与えておく
ヒストグラムのパターンを示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a histogram pattern given in advance in still another embodiment of the present invention.

【図10】本発明のさらに他の実施例で、予め与えてお
くヒストグラムのパターンを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a histogram pattern given in advance in still another embodiment of the present invention.

【図11】本発明で用いるカメラ操作の種類と収束点ま
たは発散点位置、ベクトルの大きさ、ベクトルの向きと
の関係を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the type of camera operation used in the present invention, the position of a convergence point or a divergence point, the magnitude of a vector, and the direction of a vector.

【符号の説明】 P1   1番目のピーク P2   2番目のピーク[Explanation of symbols] P1 1st peak P2 Second peak

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】時間的なフレームの連なりによって構成さ
れている動画像中の移動物体を抽出する方法において、
フレーム画像中の各小領域について速度ベクトルを求め
、この速度ベクトルの大きさと方向の頻度グラフをつく
り、個々のカメラ操作に相当するパターン成分を除去し
、残った速度ベクトルの成分に相当する原フレーム画像
中の小領域を移動物体領域として切り出すことを特徴と
する動画像中の移動物体抽出方法。
Claim 1: A method for extracting a moving object from a moving image composed of a series of temporal frames, comprising:
Find the velocity vector for each small area in the frame image, create a frequency graph of the magnitude and direction of this velocity vector, remove pattern components corresponding to individual camera operations, and remove the original frame corresponding to the remaining velocity vector components. A method for extracting a moving object from a moving image, characterized by cutting out a small region in the image as a moving object region.
JP3113733A 1991-04-19 1991-04-19 Method for extracting moving object in moving image Pending JPH04320589A (en)

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JP3113733A JPH04320589A (en) 1991-04-19 1991-04-19 Method for extracting moving object in moving image

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JP (1) JPH04320589A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08320934A (en) * 1995-05-24 1996-12-03 Sogo Keibi Hosho Co Ltd Method for detecting mobile object
JP2007259106A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 Fujifilm Corp Method of detecting moving object in picked-up image and apparatus thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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