JPH06268902A - 画像認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像認識を適正な輝度の画像に基づいて行
い、信頼性の向上をはかる。 【構成】 絞り制御手段１０によって絞り手段２を変化
させ信号処理に適した所定の輝度分布をした画像信号を
取り込み、背景画像を背景画像メモリ部に読み込み、そ
の後は、絞り制御手段１０によって絞り手段の設定値を
保持したまま現画像を現画像メモリ部とに読み込む、そ
して差分２値化手段で現画像メモリ部と背景画像メモリ
部との差分を求め２値化し、物体を抽出し認識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像から物体を抽出
し、認識する画像認識装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の物体を画像で抽出する方
式の画像認識装置は、物体抽出に図６に示したように背
景画像画面Ａと現画像画面Ｂの差分画像画面Ｃを求め、
差分画像画面Ｃから物体１９を抽出するという画像抽出
手段を用いていた。その構成は図７に示したように画像
入力手段１により背景画像を背景画像メモリ部４に記憶
し、次に現在の画像を現画像メモリ部３に記憶し、その
後、差分２値化手段５で現画像メモリ部３から背景画像
メモリ部４の差分演算を行なった後、２値化して物体の
形状を取り出すと言うものであった。

【０００３】また従来の撮像装置、例えばビデオカメラ
においては、いわゆるオートアイリスという機構によ
り、入力される画像の輝度レベルに応じて常にレンズの
絞りを調整し、撮像画像を受像機に写したとき全体の明
るさを一定に保つようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の撮像装置のオートアイリスの構成を画像認識装置にそ
のまま採用すると、画面内で動く人物等の大きさ、位置
などに依存して画面の輝度分布が変動した時、レンズの
絞りが変化し、画面の輝度分布を適正に保つように入射
光量が変動する。つまり画面内の部分的な変動が画面全
体に影響を及ぼす。従って現画像メモリ部と背景画像メ
モリ部との間で差分演算をして物体を抽出しようとした
時に、現画像の輝度の変化分も物体として誤って抽出さ
れてしまう。よって画像認識によって機器の制御を行う
場合、機器が誤作動する可能性があった。

【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、画像
入力時に所定の輝度分布を確保し、かつ正しく物体を認
識することを第一の目的としている。

【０００６】また認識に必要な領域の輝度分布を最適に
設定する事を第二の目的としている。

【０００７】また電源投入時に適正輝度分布値を素早く
設定する事を第三の目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記第一の目的
を達成するために、画像入力手段と、画像入力手段に入
射する光量を調整する絞り手段と、画像入力手段の出力
信号から背景画像を記憶する背景画像メモリ部と、画像
入力手段の出力信号から現画像を記憶する現画像メモリ
部と、現画像メモリ部と背景画像メモリ部との差分を求
め２値化する差分２値化手段と、背景画像メモリ部のデ
ータの輝度分布を測定する輝度分布測定手段と基準輝度
分布設定手段と、絞り手段を制御する絞り制御手段とを
設けたものである。

【０００９】また第二の目的を達成するために輝度分布
測定を実施する領域を制限する輝度分布の測定範囲限定
手段を設けたものである。

【００１０】また第三の目的を達成するために、電源断
時にも絞りの設定値を記憶している不揮発メモリを設け
たものである。

【００１１】

【作用】本発明は上記の構成で、絞り制御手段によって
絞り手段を変化させ信号処理に適した所定の輝度の画像
信号を取り込み、背景画像を背景画像メモリ部に読み込
み、その後は、絞り制御手段によって絞り手段の設定値
を保持したまま現画像を現画像メモリ部とに読み込む、
そして差分２値化手段で現画像メモリ部と背景画像メモ
リ部との差分を求め２値化し、物体を抽出し認識する。

【００１２】また所定の輝度分布を求める領域を輝度分
布の測定範囲限定手段によって認識制御に必要な範囲に
限定し、計算量を少なくする事によって演算の速度を上
げている。

【００１３】また所定の絞りの設定値を不揮発メモリに
記憶し、電源断時でも断以前の絞りの設定値を記憶して
おくことによって、再度電源を投入したときの絞りの設
定値を速やかに電源断以前の状態に戻し、所定輝度分布
の背景画像を再度記憶するまでの時間を短縮している。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例の画像認識装置の
ブロック図であり、１は物体を撮像する画像入力手段、
２は画像入力手段１の受光量を調整する絞り手段、３は
現画像を記憶する現画像メモリ部、４は背景画像を記憶
する背景画像メモリ部、５は現画像メモリ部３と背景画
像メモリ部４との間で差分と２値化を行う差分２値化手
段、６は差分２値化手段５の出力により外部機器を制御
する機器制御手段、７ａは現画像メモリ部３のデータか
ら輝度分布を測定する輝度分布測定手段、７ｂは現画像
メモリ部３のデータから平均輝度を測定する平均輝度測
定手段、８ａは所定の輝度分布を設定する基準輝度分布
設定手段、８ｂは所定の平均輝度を設定する基準平均輝
度設定手段、９は輝度分布測定範囲を限定する測定範囲
限定手段、１０は絞り手段２を制御する絞り制御手段、
１１は背景画像入力時の絞り手段２の初期設定値を記憶
する不揮発メモリである。

【００１６】上記構成における動作を図に基づいて説明
する。以下の説明では輝度分布測定手段７ａは平均輝度
測定手段７ｂを使用し、基準輝度分布設定手段８ａも基
準平均輝度設定手段８ｂを使用するものとして説明す
る。

【００１７】図２は本画像認識装置の動作のフローチャ
ートである。電源が投入されると、ステップ１０１で絞
り設定ＯＫフラッグを０に設定する。次にステップ１０
２で絞り設定ＯＫフラッグが１かどうかを調べて、１な
らばステップ１０９へ飛ぶ。一方絞り設定ＯＫフラッグ
が１でなければステップ１０３で不揮発メモリ１１から
絞り値を読み出し、絞り手段２にその絞り値を設定す
る。次にステップ１０４で画像入力手段１から背景画像
メモリ部４に背景画像を入力し、ステップ１０５で平均
輝度測定手段７ｂで平均輝度の計算を行い、ステップ１
０６で基準平均輝度設定手段８ｂで設定した最適の絞り
値に設定がなされたかを判定し、最適であれば絞り設定
ＯＫフラッグを１にした後、ステップ１０２に飛ぶ。一
方、最適の絞り値に設定がなれていなかったらステップ
１０８の絞り値変更過程を経て、ステップ１０４へ戻
る。ステップ１０４からステップ１０７が絞り値設定過
程である。さてステップ１０９では絞り値設定過程１２
で設定された絞り値を不揮発メモリ１１に書き込み、ス
テップ１１０では最適の絞り値に設定された絞り手段２
を通って画像入力手段１に入力された画像を背景画像メ
モリ部４に書き込む。次にステップ１１１で画像入力手
段１に入力された画像を現画像メモリ部３に書き込む。
次にステップ１１２で背景画像メモリ部４と現画像メモ
リ部との間で差分２値化演算を行い、ステップ１１３で
差分２値化手段の出力によって機器制御を行い、以後ス
テップ１１１からステップ１１３までの動作を繰り返
す。

【００１８】図３は図２のステップ１０８の絞り値変更
過程をフローチャートで示したもので、ステップ２０１
で所定輝度より大きいかどうかを判定し、大きかった時
はステップ２０２で絞り値を一段大きくして（光量を減
らし）、小さかった時はステップ２０３で絞り値を一段
小さくして（光量を増やし）、その後、次の仕事に行
く。

【００１９】なおステップ１０６で平均輝度が最適値に
達したかどうかを判定する際には、輝度がある値に正し
く一致する事を判定するだけでなく画像処理可能な範囲
内にあることを判定するのは言うまでもない。

【００２０】上記に示した構成と処理の流れによって、
背景画像設定時に適正な輝度の画像を背景画像メモリ４
に書き込み、以後、現画像入力時は適正な絞り設定値に
よって現画像を現画像メモリ部３に取り込むことができ
るので差分２値化手段５の出力も正しく動体を抽出で
き、機器制御手段６による外部機器の制御も確実に行う
ことができる。

【００２１】図４はステップ１０５の平均輝度測定過程
をフローチャートで示したもので、ステップ３０１で測
定範囲限定手段９によって輝度平均を求める領域を制限
し、ステップ３０２で制限した領域内の平均輝度を平均
輝度測定手段で測定して次の仕事に行く。この処理によ
って機器の制御に必要な部分の輝度を最適に設定する事
ができる。例えば図５の現画像画面において人１４が一
本の境界線１５を越えるかどうか（画面の上から下に動
いて）を画像で認識して機器を制御する構成において
は、背景画像設定時に画面全体の輝度平均を求める必要
はなく、境界線１５の周辺の２本の線１６及び１７で囲
まれた検出領域１８内の平均輝度を求めれば十分であ
り、また差分２値化処理を検出領域１８に限定すること
によって処理するデータを少なくする事ができるので処
理速度を向上させることが可能となる。図５の例では検
出領域は全領域の１／３になるので計算時間もほぼ１／
３になる。

【００２２】また適正な絞り値を不揮発メモリ１１に保
存しておくことによって、次回からの電源投入時の背景
画像設定時は不揮発メモリから絞り値を読み出して、そ
の値で背景画像設定を行うことになるので、画像入力装
置設置場所の明るさが大きく変化していなかったら、絞
り値設定過程１２を、比較的少ないループ回数で抜け出
ることができる。従って背景設定を素早く行うことが可
能となり、電源投入後の速やかな機器制御が可能にな
る。

【００２３】以上の説明で適正輝度分布を求める手段と
して対象画面内の平均輝度が所定の大きさになる分布に
着目するとして話を進めてきたが、適正輝度分布は上記
分布に限られる訳ではなく、画像内の輝度の最高値が一
定値になるような分布、最低値がある値よりも大きい分
布など種々の分布が考えられ、物体の抽出方法、外部機
器の制御方法等によって、適宜選択使用されるものであ
る。

【００２４】なお図１のブロック図では絞り手段は機械
的に動作するいわゆるメカニカルシャッタであるように
表現したが、ＣＣＤ（電荷結合素子）を使用したビデオ
カメラのような画像入力手段を使用した画像認識装置に
おいては、絞り手段をＣＣＤの電荷蓄積量を制御してＣ
ＣＤからの出力値を調節する、いわゆる電子シャッタと
して実現する事も可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像認識装
置によれば次の効果が得られる。

【００２６】（１）適正な輝度分布で入力した画像に基
づいて画像処理をしているので、信頼性の高い画像認識
を行うことができる。

【００２７】（２）画像認識が必要な領域を限定して、
その領域に最適な輝度分布で入力した画像に基づいて画
像処理をしているので、信頼性が高く、高速な画像処理
を実現できる。

【００２８】（３）最適な輝度分布に画像を設定する絞
り値を不揮発メモリに記憶させていることにより、電源
投入時に前回の設定値を使って初期輝度分布設定がで
き、素早く画像認識に入ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における画像認識装置の構成
を示すブロック図

【図２】同装置の画像認識のフローチャート

【図３】同装置の絞り値変更のフローチャート

【図４】同装置の平均輝度計算のフローチャート

【図５】同装置の認識領域制限の概念図

【図６】従来の画像認識装置の物体検出の概念図

【図７】同装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１ 画像入力手段 ２ 絞り手段 ３ 現画像メモリ部 ４ 背景画像メモリ部 ５ 差分２値化手段 ７ａ 輝度分布測定手段 ７ｂ 平均輝度測定手段 ８ａ 基準輝度分布設定手段 ８ｂ 基準輝度設定手段 ９ 測定範囲限定手段 １０ 絞り制御手段 １１ 不揮発メモリ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像入力手段と、前記画像入力手段に入射
   する光量を調整する絞り手段と、前記画像入力手段の出
   力信号から背景画像を記憶する背景画像メモリ部と、前
   記画像入力手段の出力信号から現画像を記憶する現画像
   メモリ部と、前記現画像メモリ部と前記背景画像メモリ
   部との差分を求め２値化する差分２値化手段と、所定の
   輝度分布を設定する基準輝度分布設定手段と、前記背景
   画像メモリ部の画像データの輝度分布を測定する輝度分
   布測定手段と、前記背景画像メモリ部への背景画像記憶
   時には、前記輝度分布測定手段と前記基準輝度分布設定
   手段の出力に基づいて前記絞り手段を設定し、前記現画
   像メモリ部への現画像記憶時には、前記背景画像記憶時
   の前記絞り手段の設定を保持する絞り制御手段とを有す
   る画像認識装置。
2. 【請求項２】基準輝度分布設定手段は画像の基準平均輝
   度を設定する基準平均輝度設定手段で構成し、輝度分布
   測定手段は背景画像メモリ部の画像データの平均輝度を
   測定する平均輝度測定手段で構成した請求項１記載の画
   像認識装置。
3. 【請求項３】背景画像の輝度分布測定時、背景画像メモ
   リ部のデータの輝度分布測定範囲を指定する測定範囲限
   定手段を有する請求項１記載の画像認識装置。
4. 【請求項４】絞り手段の設定値を記憶する不揮発メモリ
   を有し、背景画像入力時の絞り手段の設定の初期値を前
   記不揮発メモリに記憶した値とした請求項１記載の画像
   認識装置。