JPH0632445B2 - Background separation device for image signals - Google Patents
Background separation device for image signalsInfo
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- JPH0632445B2 JPH0632445B2 JP2185089A JP18508990A JPH0632445B2 JP H0632445 B2 JPH0632445 B2 JP H0632445B2 JP 2185089 A JP2185089 A JP 2185089A JP 18508990 A JP18508990 A JP 18508990A JP H0632445 B2 JPH0632445 B2 JP H0632445B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、一般に画像信号のための背景分離装置に関
し、特に、所定の背景中にある被写体を表示するための
画像信号から背景部分を分離する背景分離装置に関す
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to a background separation device for image signals, and more particularly to separating a background portion from an image signal for displaying a subject in a predetermined background. Background separation device.
[従来の技術および発明が解決しようとする課題] 画像処理の分野では、映像信号の中から対象物体の映像
のみを切出し、その物体の計測または認識を行なった
り、別の映像信号と合成を行なったりする場合がある。
従来より、カラー映像の背景部分を除去し、対象物体の
画像のみを出力する方式として、クロマキー方式が知ら
れる。クロマキー方式では、特定色のスクリーンが用意
され、そのスクリーンを背景にして対象物体が撮影され
る。撮影された映像信号からその特定色に相当する信号
成分を除去することにより、背景の映像が消去され、対
象物体のみを表示する映像信号を得ることができる。し
かしながら、このクロマキー方式では、前述のように、
撮影に先立って特定色を塗布した専用の背景スクリーン
を用意する必要があり、そのための設備が大型化すると
いう欠点がある。[Problems to be Solved by the Related Art and Invention] In the field of image processing, only the image of a target object is cut out from the image signal, and the object is measured or recognized, or combined with another image signal. It may happen.
BACKGROUND ART Conventionally, a chroma key method is known as a method of removing a background portion of a color image and outputting only an image of a target object. In the chroma key system, a screen of a specific color is prepared, and the target object is photographed against the screen. By removing the signal component corresponding to the specific color from the captured video signal, the background video is erased, and a video signal displaying only the target object can be obtained. However, in this chroma key method, as described above,
It is necessary to prepare a dedicated background screen to which a specific color is applied prior to shooting, which has a disadvantage of increasing the size of equipment for that purpose.
一方、背景スクリーンが不要な方式として、予め対象物
体を含まない背景だけの映像を背景画像として記憶して
おき、その背景画像と対象物体を含む画像とを比較する
ことにより、両者で一致する部分を背景として除去する
手法がある。この手法では、上記の2つの画像を比較す
る方法として、次の2つの方法がある。第1の方法で
は、カラー映像信号がR(赤),G(緑)およびB
(青)の3成分からなるRGB表現で表現し、各信号成
分の値に基づいて比較が行なわれる。また、第2の方法
では、各R,GおよびB信号成分をH(色相),S(彩
度)およびV(明度)の3成分で構成されるHSV表現
に変化し、各成分の値に基づいて両者の比較が行なわれ
る。On the other hand, as a method that does not require a background screen, a video of only the background that does not include the target object is stored in advance as a background image, and the background image and the image including the target object are compared to determine a portion where the two match. There is a method of removing it with the background. In this method, there are the following two methods for comparing the above two images. In the first method, the color video signals are R (red), G (green) and B.
It is expressed by RGB expression consisting of three components of (blue), and comparison is performed based on the value of each signal component. In the second method, each R, G, and B signal component is changed into an HSV expression composed of three components of H (hue), S (saturation), and V (lightness), and the value of each component is changed. The two are compared based on each other.
しかしながら、第1の方法では、3原色をそのまま用い
るため、照明の変化や対象物体の影などで背景の明るさ
に変化が生じた場合、各色信号成分の値も大きく変化し
てしまう。したがって、明るさの変化した部分を対象物
体として認識し、正確な背景除去を行なうことができな
いという欠点がある。また、第2の方法では、陰影に関
係なく対象物体本来の色を表わす色相成分を用いて比較
が行なわれるため、背景の明るさが変動しても背景除去
を誤ることはないが、RGB表現からHSV表現へ変換
するときに、色彩の強度の低い部分において誤差が加算
される。その結果、その誤差がノイズとなり、これによ
り正確な比較ができないという欠点がある。However, in the first method, since the three primary colors are used as they are, when the brightness of the background changes due to a change in illumination or a shadow of the target object, the value of each color signal component also largely changes. Therefore, there is a drawback in that it is not possible to recognize the part where the brightness has changed as the target object and perform accurate background removal. Further, in the second method, the comparison is performed using the hue component representing the original color of the target object regardless of the shadow. Error is added in the portion where the color intensity is low when converting from the to the HSV representation. As a result, the error becomes noise, which causes a drawback that an accurate comparison cannot be performed.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、背景中に置かれた被写体を表示する画像信号
から背景部分を正確に分離することのできる背景分離装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a background separating device capable of accurately separating a background portion from an image signal displaying a subject placed in the background. To aim.
[課題を解決するための手段] この発明に係る背景分離装置は、背景のみを表示する背
景画像信号を記憶する背景記憶手段と、背景中にある被
写体を表示するための第1の画像信号を受け、第1の画
像信号が示す色彩の強さに応答して、第1の画像信号を
高色彩画像領域を示す第2の画像信号と低色彩画像領域
を示す第3の画像信号とに分離する領域分離手段と、分
離された第2の画像信号と記憶された背景画像信号との
差を検出する第1の差検出手段と、分離された第3の画
像信号と記憶された背景画像信号との差を検出する第2
の差検出手段と、第1および第2の差検出手段から発生
される差信号に応答して、第1の画像信号中の背景部分
信号を判定する判定手段と、判定手段による判定結果に
応答して、第1の画像信号から背景部分信号を分離する
背景分離手段とを含む。請求項1の発明に係る背景分離
装置では、第1の差検出手段は、第2の画像信号に含ま
れる赤,緑および青の色信号を色相,彩度および明度の
各信号に変換する第1の変換手段と、背景画像信号に含
まれる赤,緑および青の色信号を色相,彩度および明度
の各信号に変換する第2の変換手段と、第1および第2
の変換手段によりそれぞれ変換された信号間の画素ごと
の距離を演算する第1の距離演算手段とを備える。[Means for Solving the Problem] A background separation device according to the present invention includes a background storage unit that stores a background image signal that displays only a background and a first image signal that displays a subject in the background. In response to the color intensity indicated by the first image signal, the first image signal is separated into a second image signal indicating a high color image region and a third image signal indicating a low color image region. Area separating means, first difference detecting means for detecting a difference between the separated second image signal and the stored background image signal, and the separated third image signal and the stored background image signal Second to detect the difference with
Difference detecting means and the determining means for determining the background partial signal in the first image signal in response to the difference signals generated from the first and second difference detecting means, and for responding to the determination result by the determining means. And a background separating means for separating the background partial signal from the first image signal. In the background separating device according to the invention of claim 1, the first difference detecting means converts the red, green and blue color signals included in the second image signal into respective signals of hue, saturation and lightness. A second converting means for converting the red, green and blue color signals contained in the background image signal into respective signals of hue, saturation and lightness; and first and second converting means.
A first distance calculating means for calculating the distance for each pixel between the signals converted by the converting means.
請求項2の発明に係る背景分離装置では、第2の差検出
手段は、第3の画像信号および背景画像信号間の画素ご
との距離を演算する第2の距離演算手段を備える。In the background separating device according to the invention of claim 2, the second difference detecting means includes second distance calculating means for calculating the distance of each pixel between the third image signal and the background image signal.
[作用] この発明における背景分離装置では、背景中にある被写
体を表示する第1の画像信号が領域分離手段によって高
色彩画像領域を示す第2の画像信号と低色彩画像領域を
示す第3の画像信号とに分離される。分離された第2お
よび第3の画像信号ごとに、背景画像信号との差が検出
されるので、差の検出を正確に行なうことができる。請
求項1の発明における背景分離装置では、第1の変換手
段が、第2の画像信号に含まれる赤,緑および青の色信
号を色相,彩度および明度の各信号に変換する。第2の
変換手段は、背景画像信号に含まれる赤,緑および青の
色信号を色相,彩度および明度の各信号に変換する。第
1の距離演算手段は、第1および第2の変換手段により
それぞれ変換された信号間の画素ごとの距離を演算し、
演算結果を第1の差検出手段から出力される差信号とし
て出力する。[Operation] In the background separating device according to the present invention, the first image signal for displaying the subject in the background is divided by the area separating means into the second image signal indicating the high color image area and the third image signal indicating the low color image area. It is separated into image signals. Since the difference from the background image signal is detected for each of the separated second and third image signals, the difference can be accurately detected. In the background separating device according to the first aspect of the invention, the first converting means converts the red, green and blue color signals included in the second image signal into respective signals of hue, saturation and lightness. The second conversion means converts the red, green, and blue color signals included in the background image signal into hue, saturation, and lightness signals. The first distance calculation means calculates a distance for each pixel between the signals converted by the first and second conversion means,
The calculation result is output as a difference signal output from the first difference detecting means.
請求項2の発明における背景分離装置では、第2の距離
演算手段が、第3の画像信号および背景画像信号間の画
素ごとの距離を演算し、演算結果を第2の差検出手段か
ら出力される差信号として出力する。したがって、得ら
れた差信号に基づいて第1の画像信号の中から背景部分
信号を正確に判定することができる。その結果、背景分
離が正確に行なわれる。In the background separating device according to the invention of claim 2, the second distance calculating means calculates the distance of each pixel between the third image signal and the background image signal, and the calculation result is output from the second difference detecting means. Output as a difference signal. Therefore, the background partial signal can be accurately determined from the first image signal based on the obtained difference signal. As a result, the background separation is accurately performed.
[発明の実施例] 第1図は、この発明の一実施例を示す背景除去装置のブ
ロック図である。第1図を参照して、この背景分離装置
は、カラー映像信号S1を受け、後段の演算処理に必要
な信号処理を行なう入力部1と、入力1から発生される
デジタル画像信号S2およびS3を受け、演算処理を行
なう演算処理部10とを含む。演算処理部10は、入力
部1から発生された画像信号S2およびS3を選択する
切換部2を含む。背景記憶部3は、切換部2を介して対
象物体を含まない背景のみを表示する画像信号S2を受
け、これを記憶する。画像領域分離部4および背景除去
部9は、切換部2を介して対象物体を含む画像信号S3
を受ける。画像領域分離部4により対象物体を含む画像
信号S3が、高色彩領域の画像信号S4と低色彩領域の
画像信号S5とに分離される。高色彩領域差信号検出部
5は、画像信号S4および背景画像信号S6を受け、各
画素ごとに差信号S7を検出する。低色彩領域差信号検
出部7は、画像信号S5および背景画像信号S6を受
け、差信号S8を出力する。高色彩領域背景判定部6
は、差信号S7に基づいて、各画素が背景部分を表示す
るものであるか否かを判定する。この判定の結果、高色
彩領域の背景除去用のマスクを規定するマスク信号S9
を出力する。同様に、低色彩領域背景判定部8は、差信
号S8に基づいて、各画素が背景部分を表示するか否か
を判定する。判定結果に基づいて、低色彩領域の背景除
去用のマスクを規定するマスク信号S10が出力され
る。背景除去部9は、対象物体を含む画像信号S3とマ
スク信号S9およびS10とを受け、画像信号S3から
背景部分を取り除いた画像信号S11を出力する。[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a block diagram of a background removing apparatus showing an embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, this background separation device receives an input unit 1 which receives a color video signal S1 and performs signal processing necessary for a subsequent arithmetic process, and digital image signals S2 and S3 generated from input 1. An arithmetic processing unit 10 for receiving and performing arithmetic processing is included. The arithmetic processing unit 10 includes a switching unit 2 that selects the image signals S2 and S3 generated from the input unit 1. The background storage unit 3 receives the image signal S2 for displaying only the background not including the target object via the switching unit 2 and stores it. The image area separating unit 4 and the background removing unit 9 are configured to transmit the image signal S3 including the target object via the switching unit 2.
Receive. The image area separation unit 4 separates the image signal S3 including the target object into an image signal S4 of a high color area and an image signal S5 of a low color area. The high color area difference signal detection unit 5 receives the image signal S4 and the background image signal S6, and detects the difference signal S7 for each pixel. The low color area difference signal detection unit 7 receives the image signal S5 and the background image signal S6 and outputs a difference signal S8. High color area background determination unit 6
Determines based on the difference signal S7 whether or not each pixel displays a background portion. As a result of this determination, the mask signal S9 that defines the mask for background removal of the high color area
Is output. Similarly, the low color area background determination unit 8 determines whether or not each pixel displays the background portion based on the difference signal S8. Based on the determination result, the mask signal S10 that defines the mask for background removal in the low color area is output. The background removing unit 9 receives the image signal S3 including the target object and the mask signals S9 and S10, and outputs the image signal S11 from which the background portion is removed from the image signal S3.
第2図は、第1図に示した高色彩領域差信号検出部5の
ブロック図である。第2図を参照して、この差信号検出
部5は、RGB表現された高色彩領域の画像信号S4を
HSV表現に変換する変換部51と、同様に背景画像信
号S6をHSV表現に変換する変換部52と、変換部5
1および52からそれぞれ出力された信号S4′および
S6′について各画素ごとに距離を演算する距離演算部
53とを含む。FIG. 2 is a block diagram of the high color area difference signal detection unit 5 shown in FIG. With reference to FIG. 2, this difference signal detection unit 5 converts a background image signal S6 into an HSV representation in the same way as a conversion unit 51 that converts the RGB-represented image signal S4 in the high color region into an HSV representation. Converter 52 and converter 5
1 and 52, and a distance calculator 53 for calculating the distance for each pixel with respect to the signals S4 'and S6'.
次に、第1図に示した背景除去装置における処理につい
て具体的に説明する。まず、入力部1は、カラー映像信
号S1を受ける。通常、1つの画面を構成する映像信号
はフレームによって区切られており、フレームを更新す
ることにより時間的に連続する画像が得られるのである
が、以下の説明では、説明を簡単にするため、1つの画
面すなわち1つのフレームの画像信号の処理について説
明する。入力部1は、与えられた1画面分の映像信号S
1をR,GおよびBの各色信号成分に分離する。分離さ
れた各色信号成分は、A/D変換され、各R,Gおよび
Bについて3つの画像マトリクスRhv,Ghvおよび
Bhvが生成される。各画像マトリクスは、横方向にH
画素,縦方向にV画素(H,Vは正の整数)をそれぞれ
示す各色信号画素要素からなる。入力部1には、対象物
体を含まない背景だけの映像信号と対象物体を含む映像
信号とが交互に与えられる。したがって、入力部1は、
背景のみを表示する画像マトリクスBRhv,BGhv
およびBBhv(第1図中これらを信号S2により示
す)と、対象物体を含む画像の画像マトリクスRhv,
GhvおよびBhv(第1図中これらを信号S3により
示す)とを出力する。Next, the processing in the background removing apparatus shown in FIG. 1 will be specifically described. First, the input unit 1 receives the color video signal S1. Normally, a video signal forming one screen is divided by frames, and a temporally continuous image can be obtained by updating the frame. However, in the following description, in order to simplify the description, The processing of the image signal of one screen, that is, one frame will be described. The input unit 1 is provided with a video signal S for a given one screen.
1 is separated into R, G, and B color signal components. The separated color signal components are A / D converted to generate three image matrices Rhv, Ghv and Bhv for each R, G and B. Each image matrix has H in the horizontal direction.
Pixel, each color signal pixel element indicating V pixel (H and V are positive integers) in the vertical direction. The input section 1 is alternately supplied with a video signal of only the background not including the target object and a video signal of the target object. Therefore, the input unit 1
Image matrices BRhv, BGhv displaying only the background
And BBhv (these are indicated by the signal S2 in FIG. 1) and the image matrix Rhv of the image containing the target object,
Ghv and Bhv (these are shown by the signal S3 in FIG. 1) are output.
最初に、切換部2は端子B側に接続され、背景画像マト
リクス信号S2が背景記憶部3内に記憶される。次に、
切換部2が端子A側に接続され、対象物体を含む画像マ
トリクス信号S3が画像領域分離部4および背景除去部
9に与えられる。First, the switching unit 2 is connected to the terminal B side, and the background image matrix signal S2 is stored in the background storage unit 3. next,
The switching unit 2 is connected to the terminal A side, and the image matrix signal S3 including the target object is given to the image region separating unit 4 and the background removing unit 9.
画像領域分離部4では、与えられた画像マトリクスRh
v,GhvおよびBhvについて画素ごとに次の処理が
行なわれる。In the image area separating unit 4, the given image matrix Rh
The following processing is performed for each pixel for v, Ghv, and Bhv.
但し、 Dhv=max(Rhv,Ghv,Bhv)−min
(Rhv,Ghv,Bhv)… (7) max(Rhv,Ghv,Bhv) :画像マトリクスの各要素(h,v)についての各色成
分の最大値 min(Rhv,Ghv,Bhv) :画像マトリクスの各要素(h,v)についての各色成
分の最小値 ここで、式(7)によって規定されるDhvは、各画素
ごとの色彩の強さを示す。また、Tは予め定められたし
きい値を示し、この実施例ではT=10に設定されてい
る。したがって、各画像マトリクスRhv,Ghvおよ
びBhvについて、式(1),(2)および(3)をそ
れぞれ適用することにより、高色彩画像マトリクスHR
hv,HGhvおよびHBhvが生成される。高色彩画
像マトリクスでは、画像マトリクスの各要素の中で高色
彩領域に該当しない要素は領域外を示す値「−1」で置
換えられている。同様にして、式(4),(5)および
(6)を適用することにより、低色彩画像マトリクスL
Rhv,LGhvおよびHBhvが生成される。すなわ
ち、画像領域分離部4は、与えられた画像マトリクス信
号S3を高色彩画像マトリクス信号S4と低色彩画像マ
トリクス信号S5とに分離し、生成する。 However, Dhv = max (Rhv, Ghv, Bhv) -min
(Rhv, Ghv, Bhv) (7) max (Rhv, Ghv, Bhv): maximum value of each color component for each element (h, v) of the image matrix min (Rhv, Ghv, Bhv): each of the image matrix Minimum value of each color component for element (h, v) Here, Dhv defined by the equation (7) indicates the intensity of color for each pixel. Further, T represents a predetermined threshold value, and in this embodiment, T = 10 is set. Therefore, for each image matrix Rhv, Ghv and Bhv, by applying the equations (1), (2) and (3), respectively, the high color image matrix HR can be obtained.
hv, HGhv and HBhv are generated. In the high-color image matrix, the elements that do not correspond to the high-color area in each element of the image matrix are replaced with the value "-1" indicating the outside of the area. Similarly, by applying the equations (4), (5) and (6), the low color image matrix L
Rhv, LGhv and HBhv are generated. That is, the image area separation unit 4 separates the supplied image matrix signal S3 into a high color image matrix signal S4 and a low color image matrix signal S5, and generates the high color image matrix signal S5.
第3図は、画像領域分離部4において生成される高色彩
画像マトリクスの一例を示すマトリクス図である。第3
図に示したようなマトリクスが、R,GおよびBのそれ
ぞれについて生成される。第3図に示したように、高色
彩画像マトリクスにより、高色彩領域D1とその領域外
D2とが示される。FIG. 3 is a matrix diagram showing an example of a high-color image matrix generated in the image area separating section 4. Third
The matrix as shown in the figure is generated for each of R, G and B. As shown in FIG. 3, the high color image matrix shows the high color area D1 and the area D2 outside the area.
第4図は、低色彩画像マトリクスの一例を示すマトリク
ス図である。このマトリクスも、各R,GおよびBにつ
いて生成される。第4図のように、低色彩領域D3と、
その領域外D4とが示される。FIG. 4 is a matrix diagram showing an example of a low color image matrix. This matrix is also generated for each R, G and B. As shown in FIG. 4, a low color area D3,
Outside that area D4 is shown.
高色彩領域差信号検出部5は、高色彩画像マトリクス信
号S4と背景画像トマリクス信号S6とを受ける。高色
彩画像マトリクス信号S4は、マトリクスHRhv,H
GhvおよびHBhvを含む。他方、背景画像信号S6
は、マトリクスBRhv,BGhvおよびBBhvを含
む。The high color area difference signal detection unit 5 receives the high color image matrix signal S4 and the background image tomalix signal S6. The high color image matrix signal S4 is the matrix HRhv, H
Includes Ghv and HBhv. On the other hand, the background image signal S6
Contains the matrices BRhv, BGhv and BBhv.
第2図に示した変換部51は、高色彩画像マトリクス信
号S4をHSV表現に変換する。同様に、変換部52
は、背景画像マトリクス信号S6をHSV表現に変換す
る。すなわち、各変換部51および52において、RG
B表現されている画像マトリクスがH(色相),S(彩
度)およびV(明度)成分を示すマトリクスに変換され
る。そのための変換式について次に説明する。The conversion unit 51 shown in FIG. 2 converts the high color image matrix signal S4 into HSV representation. Similarly, the conversion unit 52
Converts the background image matrix signal S6 into an HSV representation. That is, in each converter 51 and 52, RG
The image matrix represented by B is converted into a matrix showing H (hue), S (saturation) and V (lightness) components. A conversion formula for that purpose will be described below.
たとえば、1つの画素のR,GおよびB成分の値がそれ
ぞれr,g,bであるとすると、その画素についてのH
SV表現の各値h,s,vは、次式により得られる。For example, if the R, G, and B component values of one pixel are r, g, and b, respectively, then H for that pixel is
Each value h, s, v of the SV expression is obtained by the following equation.
但し、 r′=(v−r)/(v−min(r,g,b))…
(11) g′=(v−g)/(v−min(r,g,b))…
(12) b′=(v−b)/(v−min(r,g,b))…
(13) 上記の変換式は、たとえば、“COLOR GAMUT
TRANSFORM PAIRS”と題された論文
(Computer Graphics 12,3 1
978年8月 12頁〜19頁)に記されている。 However, r ′ = (v−r) / (v−min (r, g, b)) ...
(11) g '= (v-g) / (v-min (r, g, b)) ...
(12) b ′ = (v−b) / (v−min (r, g, b)) ...
(13) The above conversion formula is, for example, “COLOR GAMUT
"TRANSFORM PAIRS" (Computer Graphics 12, 3 1
August 1978, pages 12-19).
高色彩画像マトリクスおよび背景画像マトリクスに上記
の式(8)ないし(13)を適用することにより、各マ
トリクスの要素として次のような色相値,彩度値および
明度値が得られる。By applying the above equations (8) to (13) to the high color image matrix and the background image matrix, the following hue value, saturation value and lightness value are obtained as the elements of each matrix.
H1hv:高色彩マトリクスの要素(h,v)の色相値 H2hv:背景画像マトリクスの要素(h,v)の色相
値 S1hv:高色彩画像マトリクスの要素(h,v)の彩
度値 S2hv:背景画像マトリクスの要素(h,v)の彩度
値 V1hv:高色彩画像マトリクスの要素(h,v)の明
度値 V2hv:背景画像マトリクスの要素(h,v)の明度
値… (14) HSV表現された高色彩画像マトリクスおよび背景画像
マトリクスの各要素(すなわち各画素)について次式の
計算を行なうことにより、高色彩画像差信号マトリクス
HEhvが生成される。H1hv: Hue value of high color matrix element (h, v) H2hv: Hue value of background image matrix element (h, v) S1hv: Saturation value of high color image matrix element (h, v) S2hv: Background Saturation value of image matrix element (h, v) V1hv: lightness value of high color image matrix element (h, v) V2hv: lightness value of background image matrix element (h, v) (14) HSV representation The high color image difference signal matrix HEhv is generated by calculating the following equation for each element (that is, each pixel) of the generated high color image matrix and background image matrix.
すなわち、第2図に示した距離演算部53では、式(1
5)によりHSV表現された各画素ごとに距離が計算さ
れ、その距離を示すマトリクス、すなわち高色彩画像差
信号マトリクスHEhvが生成される。このマトリクス
HEhvは、信号S7として第1図に示した高色彩領域
背景判定部6に与えられる。高色彩画素差信号マトリク
スの一例が第5図に示される。 That is, in the distance calculation unit 53 shown in FIG.
The distance is calculated for each pixel represented by HSV in 5), and a matrix indicating the distance, that is, a high color image difference signal matrix HEhv is generated. This matrix HEhv is given to the high color area background determination unit 6 shown in FIG. 1 as a signal S7. An example of a high color pixel difference signal matrix is shown in FIG.
他方、低色彩領域差信号検出部7では、高色彩差信号検
出部5における処理と並行して、次のような処理が行な
われる。低色彩領域差信号検出部7は、RGB表現され
た低色彩画像マトリクス信号S5と背景画像マトリクス
信号S6とを受け、対応する画素ごとの距離をRGB表
現された信号成分に基づいて比較する。すなわち、RG
B表現された低色彩の画像信号をHSV表現に変換する
と、変換の際の誤差が大きいため、前述の高色彩領域差
信号検出部5におけるような差信号の検出を正確に行な
うことができない。したがって、この低色彩領域差信号
検出部7では、HSV表現に変換することなくRGB表
現のままで差信号が検出される。具体的には、次式によ
る計算を行なうことにより低色彩画像差信号マトリクス
Ehvが生成される。On the other hand, the low color area difference signal detection unit 7 performs the following processing in parallel with the processing in the high color difference signal detection unit 5. The low color area difference signal detection unit 7 receives the low color image matrix signal S5 expressed in RGB and the background image matrix signal S6, and compares the distances of corresponding pixels based on the signal components expressed in RGB. That is, RG
When the B-represented low color image signal is converted into the HSV representation, an error in the conversion is large, so that the difference signal cannot be accurately detected as in the high color area difference signal detection unit 5 described above. Therefore, the low color region difference signal detection unit 7 detects the difference signal in the RGB representation without converting it into the HSV representation. Specifically, the low color image difference signal matrix Ehv is generated by performing the calculation according to the following equation.
式(16)により生成された低色彩画像差信号マトリク
スLEhvは、差信号S8として第1図に示した低色彩
領域背景判定部8に与えられる。低色彩画像差信号マト
リクスLEhvの例が第6図に示される。 The low color image difference signal matrix LEhv generated by the equation (16) is given to the low color area background determination unit 8 shown in FIG. 1 as the difference signal S8. An example of the low color image difference signal matrix LEhv is shown in FIG.
高色彩領域背景判定部6は、高色彩差信号マトリクスH
Ehvを受け、マトリクスの各要素が背景に属するべき
ものであるか否かを以下の計算式により判定し、高色彩
背景領域マスクマトリクスHMhvが生成される。The high color area background determination unit 6 determines the high color difference signal matrix H.
Upon receiving Ehv, it is determined by the following calculation formula whether or not each element of the matrix should belong to the background, and the high color background area mask matrix HMhv is generated.
マトリクスHMhvにおいて、要素の値「1」はその要
素に対応する画素が背景に属することを示し、値「0」
は背景に属さないことを示す。ここで、THは予め定め
られたしきい値であり、この実施例ではTH=10が設
定される。 In the matrix HMhv, the element value “1” indicates that the pixel corresponding to the element belongs to the background, and the value “0”.
Indicates that it does not belong to the background. Here, TH is a predetermined threshold value, and TH = 10 is set in this embodiment.
同様にして、低色彩背景判定部8では、低色彩差信号マ
トリクスLEhvについて、次式による計算を行なうこ
とによりマトリクス内の各要素が背景に属するべきもの
であるか否かを判定し、低色彩背景領域マスクマトリク
スLMhvを生成する。Similarly, the low color background determination unit 8 determines whether or not each element in the matrix should belong to the background by performing the calculation by the following formula for the low color difference signal matrix LEhv, and A background area mask matrix LMhv is generated.
マトリクスLMhvにおいて、要素の値「1」はその画
素が背景に属することを示し、値「0」は背景に属さな
いことを示す。なお、TLは予め定められたしきい値で
あり、この実施例ではTL=10に設定される。 In the matrix LMhv, an element value “1” indicates that the pixel belongs to the background, and a value “0” indicates that the pixel does not belong to the background. Incidentally, TL is a predetermined threshold value, and in this embodiment, TL = 10 is set.
背景判定部6および8においてそれぞれ生成されるマト
リクスHMhvおよびLMhvの例が第7図および第8
図に示される。各マトリクスHMhvおよびLMhvを
示す信号S9およびS10が背景除去部9に与えられ
る。Examples of the matrices HMhv and LMhv generated in the background determination units 6 and 8 are shown in FIGS. 7 and 8.
As shown in the figure. Signals S9 and S10 indicating the matrices HMhv and LMhv are provided to the background removal unit 9.
第1図に示した背景除去部9は、対象物体を含む画像の
画像マトリクスRhv,GhvおよびBhv(信号S
3)と、高色彩背景領域マスクマトリクスHMhv(信
号S9)と、低色彩背景領域マスクマトリクスLMhv
(信号S10)とを受ける。背景除去部9では、マスク
マトリクスHMhvおよびLMhvの各要素のうち、要
素の値が「0」であるとき、対応する画素が対象物体を
表示するものであるとして、対応する画素の各マトリク
スRhv,GhvおよびBhvの各要素の値をそのまま
残す。他方、各要素の値が「1」のときは、画像マトリ
クスRhv,GhvおよびBhvの対応する要素の値が
無信号を表わす値、たとえば値「0」に置換えられる。
上記の処理により、背景除去部9において、画像マトリ
クスRhv,GhvおよびBhvの要素のうちの背景部
分を示すものと判定された要素の値が「0」に置換えら
れ、したがって背景部分の除去が行なわれたことにな
る。The background removing unit 9 shown in FIG. 1 includes image matrices Rhv, Ghv and Bhv (signal S
3), the high color background area mask matrix HMhv (signal S9), and the low color background area mask matrix LMhv
(Signal S10) is received. In the background removing unit 9, among the elements of the mask matrices HMhv and LMhv, when the value of the element is “0”, it is determined that the corresponding pixel displays the target object, and each matrix Rhv of the corresponding pixel, The value of each element of Ghv and Bhv is left as it is. On the other hand, when the value of each element is "1", the value of the corresponding element of the image matrices Rhv, Ghv and Bhv is replaced with a value indicating no signal, for example, the value "0".
By the above process, the background removal unit 9 replaces the value of the element determined to indicate the background portion of the elements of the image matrices Rhv, Ghv, and Bhv with "0", and thus the background portion is removed. It has been done.
背景除去部9から出力された信号S11は、D/A変換
器(図示せず)によりアナログ映像信号に変換され、背
景部分が除去された対象物体の画像を得ることができ
る。The signal S11 output from the background removal unit 9 is converted into an analog video signal by a D / A converter (not shown), and an image of the target object from which the background portion is removed can be obtained.
このように、第1図に示した背景除去装置では、画像を
高色彩と低色彩の2つの領域に分けて背景の検出を行な
うことにより、それぞれの特性に適した背景検出手法を
適用することができるので、精度の高い背景画像除去が
可能となる。しかも、専用の背景設備を用いる必要がな
く、任意の背景において処理を行なうことができる。こ
れに加えて、高色彩領域の画像処理と低色彩領域の画像
処理とが並行して行なわれるので、高速に背景除去を行
なうことができる。As described above, in the background removing apparatus shown in FIG. 1, the background is detected by dividing the image into the two regions of high color and low color, and the background detection method suitable for each characteristic is applied. Therefore, the background image can be removed with high accuracy. Moreover, it is not necessary to use dedicated background equipment, and processing can be performed in any background. In addition to this, since the image processing of the high color area and the image processing of the low color area are performed in parallel, the background can be removed at high speed.
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、背景中にある被写体
を表示する画像信号を高色彩画像領域の画像信号と低色
彩画像領域の画像信号とに分離する領域分離手段を設け
たので、背景画像信号との差を検出するのに誤差が生じ
にくくなり、背景部分の分離を正確に行なうことのでき
る背景分離装置が得られた。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the area separation means for separating the image signal displaying the subject in the background into the image signal of the high color image area and the image signal of the low color image area is provided. Since it is provided, an error is unlikely to occur in detecting the difference from the background image signal, and a background separating device capable of accurately separating the background portion is obtained.
第1図は、この発明の一実施例を示す背景除去装置のブ
ロック図である。第2図は、第1図に示した高色彩領域
差信号検出部のブロック図である。第3図は、高色彩画
像マトリクスの例を示すマトリクス図である。第4図
は、低色彩画像マトリクスの例を示すマトリクス図であ
る。第5図は、高色彩画像差信号マトリクスの例を示す
マトリクス図である。第6図は、低色彩画像差信号マト
リクスの例を示すマトリクス図である。第7図は、高色
彩背景領域マスクマトリクスの例を示すマトリクス図で
ある。第8図は、低色彩背景領域マスクマトリクスの例
を示すマトリクス図である。 図において、1は入力部、2は切換部、3は背景記憶
部、4は画像領域分離部、5は高色彩領域差信号検出
部、6は高色彩領域背景判定部、7は低色彩領域差信号
検出部、8は低色彩領域背景判定部、9は背景除去部、
10は演算処理部である。FIG. 1 is a block diagram of a background removing apparatus showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the high color area difference signal detection unit shown in FIG. FIG. 3 is a matrix diagram showing an example of a high color image matrix. FIG. 4 is a matrix diagram showing an example of a low color image matrix. FIG. 5 is a matrix diagram showing an example of a high color image difference signal matrix. FIG. 6 is a matrix diagram showing an example of a low color image difference signal matrix. FIG. 7 is a matrix diagram showing an example of a high color background area mask matrix. FIG. 8 is a matrix diagram showing an example of a low color background area mask matrix. In the figure, 1 is an input unit, 2 is a switching unit, 3 is a background storage unit, 4 is an image region separation unit, 5 is a high color region difference signal detection unit, 6 is a high color region background determination unit, and 7 is a low color region. A difference signal detector, 8 a low color area background determiner, 9 a background remover,
Reference numeral 10 is an arithmetic processing unit.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−190078(JP,A) 特開 平1−228288(JP,A) 特開 平2−127886(JP,A) 特開 平3−241993(JP,A)Continuation of the front page (56) Reference JP-A-60-190078 (JP, A) JP-A-1-228288 (JP, A) JP-A-2-127886 (JP, A) JP-A-3-241993 (JP , A)
Claims (2)
するための第1の画像信号から前記背景部分を表示する
背景部分信号を分離する背景分離装置であって、 前記被写体が除かれた前記背景を表示する背景画像信号
を記憶する背景記憶手段と、 第1の画像信号を受け、第1の画像信号が示す色彩の強
さに応答して、第1の画像信号を高色彩画像領域を示す
第2の画像信号と低色彩画像領域を示す第3の画像信号
とに分離する領域分離手段と、 前記領域分離手段によって分離された第2の画像信号と
前記背景記憶手段によって記憶された背景画像信号との
差を検出する第1の差検出手段と、 前記領域分離手段によって分離された第3の画像信号と
前記背景記憶手段によって記憶された背景画像信号との
差を検出する第2の差検出手段と、 前記第1および第2の差検出手段から発生される差信号
に応答して、前記第1の画像信号中の前記背景部分信号
を判定する判定手段と、 前記判定手段による判定結果に応答して、前記第1の画
像信号から前記背景部分信号を分離する背景分離手段と
を含み、 各前記第2の画像信号および背景画像信号は、赤,緑お
よび青の各色信号を含み、 前記第1の差検出手段は、 前記第2の画像信号を受け、第2の画像信号に含まれる
赤,緑および青の色信号を色相,彩度および明度の各信
号に変換する第1の変換手段と、 前記背景画像信号を受け、背景画像信号に含まれる赤,
緑および青の色信号を色相,彩度および明度の各信号に
変換する第2の変換手段と、 前記第1および第2の変換手段によりそれぞれ変換され
た信号間の画素ごとの距離を演算する第1の距離演算手
段とを備える、背景分離装置。1. A background separation device for separating a background portion signal for displaying the background portion from a first image signal for displaying an object in a predetermined background, wherein the subject is removed. Background storing means for storing a background image signal for displaying the background, and a first image signal for receiving the first image signal and responding to the intensity of the color indicated by the first image signal, the first image signal is converted into a high color image area. Area separating means for separating into a second image signal indicating a low color image area and a third image signal indicating a low color image area, a second image signal separated by the area separating means, and stored by the background storing means. First difference detecting means for detecting a difference from the background image signal, and second difference detecting means for detecting a difference between the third image signal separated by the area separating means and the background image signal stored by the background storing means. Difference detection means of In response to the difference signal generated from the first and second difference detecting means, in response to the determination means for determining the background partial signal in the first image signal, and in response to the determination result by the determination means. A background separating means for separating the background partial signal from the first image signal, each of the second image signal and the background image signal including each color signal of red, green and blue, Difference detecting means receives the second image signal, and converts the red, green and blue color signals included in the second image signal into respective signals of hue, saturation and lightness; Receiving the background image signal, red contained in the background image signal,
Second conversion means for converting the green and blue color signals into respective signals of hue, saturation and lightness, and calculating a distance for each pixel between the signals respectively converted by the first and second conversion means. A background separation device, comprising: a first distance calculation means.
するための第1の画像信号から前記背景部分を表示する
背景部分信号を分離する背景分離装置であって、 前記被写体が除かれた前記背景を表示する背景画像信号
を記憶する背景記憶手段と、 第1の画像信号を受け、第1の画像信号が示す色彩の強
さに応答して、第1の画像信号を高色彩画像領域を示す
第2の画像信号と低色彩画像領域を示す第3の画像信号
とに分離する領域分離手段と、 前記領域分離手段によって分離された第2の画像信号と
前記背景記憶手段によって記憶された背景画像信号との
差を検出する第1の差検出手段と、 前記領域分離手段によって分離された第3の画像信号と
前記背景記憶手段によって記憶された背景画像信号との
差を検出する第2の差検出手段と、 前記第1および第2の差検出手段から発生される差信号
に応答して、前記第1の画像信号中の前記背景部分信号
を判定する判定手段と、 前記判定手段による判定結果に応答して、前記第1の画
像信号から前記背景部分信号を分離する背景分離手段と
を含み、 各前記第3の画像信号および背景画像信号は、赤,緑お
よび青の各色信号を含み、 前記第2の差検出手段は、前記第3の画像信号および背
景画像信号を受け、第3の画像信号および背景画像信号
間の画素ごとの距離を演算する第2の距離演算手段を備
える、背景分離装置。2. A background separation device for separating a background portion signal for displaying the background portion from a first image signal for displaying an object in a predetermined background, wherein the subject is removed. Background storing means for storing a background image signal for displaying the background, and a first image signal for receiving the first image signal and responding to the intensity of the color indicated by the first image signal, the first image signal is converted into a high color image area. Area separating means for separating into a second image signal indicating a low color image area and a third image signal indicating a low color image area, a second image signal separated by the area separating means, and stored by the background storing means. First difference detecting means for detecting a difference from the background image signal, and second difference detecting means for detecting a difference between the third image signal separated by the area separating means and the background image signal stored by the background storing means. Difference detection means of In response to the difference signal generated from the first and second difference detecting means, in response to the determination means for determining the background partial signal in the first image signal, and in response to the determination result by the determination means. A background separating means for separating the background portion signal from the first image signal, each of the third image signal and the background image signal including each color signal of red, green and blue, The background detecting device, wherein the difference detecting means includes second distance calculating means for receiving the third image signal and the background image signal and calculating a distance for each pixel between the third image signal and the background image signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2185089A JPH0632445B2 (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Background separation device for image signals |
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JP2185089A JPH0632445B2 (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Background separation device for image signals |
Publications (2)
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---|---|
JPH0470294A JPH0470294A (en) | 1992-03-05 |
JPH0632445B2 true JPH0632445B2 (en) | 1994-04-27 |
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ID=16164645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2185089A Expired - Fee Related JPH0632445B2 (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Background separation device for image signals |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH0632445B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5869190A (en) * | 1981-10-20 | 1983-04-25 | Fujitsu General Ltd | Chromakey signal generating device |
JPS58196790A (en) * | 1982-05-11 | 1983-11-16 | Nec Corp | Detection circuit of color difference signal |
-
1990
- 1990-07-11 JP JP2185089A patent/JPH0632445B2/en not_active Expired - Fee Related
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