JPH06327005A - Moving object detecting device - Google Patents

Moving object detecting device

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Publication number
JPH06327005A
JPH06327005A JP33972493A JP33972493A JPH06327005A JP H06327005 A JPH06327005 A JP H06327005A JP 33972493 A JP33972493 A JP 33972493A JP 33972493 A JP33972493 A JP 33972493A JP H06327005 A JPH06327005 A JP H06327005A
Authority
JP
Japan
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circuit
frame
signal
moving object
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP33972493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Uchida
真史 内田
Tetsujiro Kondo
哲二郎 近藤
Hideo Nakaya
秀雄 中屋
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP33972493A priority Critical patent/JPH06327005A/en
Publication of JPH06327005A publication Critical patent/JPH06327005A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To detect a moving object without necessitating a background picture, and generating uncovered background. CONSTITUTION:Frame delay circuits 2 and 4 are serially continuing frames, and pixel data at the spatial same position are extracted. The data of the (n)th frame are subtracted from the data of the(n-1)th frame by a subtracting circuit 3, and a difference signal is supplied through an absolute value circuit 6 to a comparator circuit 7. The comparator circuit 7 generates an output '1' when the absolute value of the difference signal is more than a threshold value TH. The similar processing is operated to the (n-2)th frame and the (n-1)th frame, and the output is generated from a comparator circuit 9. A switch circuit S1 is controlled by a discriminating circuit 10, so that when the output signals of the comparator circuits 7 and 9 are both '1', the output signal of the frame delay circuit 2 can be selected, and when either of them is '0', the signal of a '0' level can be selected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ディジタル画像信号
のフレーム間差分信号または、フレーム間ベクトル信号
を用いて動き物体を検出する動き物体検出装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving object detecting device for detecting a moving object using an interframe difference signal of a digital image signal or an interframe vector signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル画像信号から、動き物体を検
出するための手法として最も古典的な手法は、連続する
2フレーム間の差分信号を用いるものである。これは、
2フレーム間の同一位置の画素データの差分信号をしき
い値処理することにより、差分の大きいものは動き画
素、差分の小さいものは静止画素とそれぞれ判定するも
のである。
2. Description of the Related Art The most classical method for detecting a moving object from a digital image signal is to use a differential signal between two consecutive frames. this is,
The difference signal of the pixel data at the same position between the two frames is subjected to the threshold value processing, so that a pixel having a large difference is determined as a moving pixel and a pixel having a small difference is determined as a still pixel.

【0003】また、背景画像と呼ばれる、動き物体が何
ら含まれない画像をなんらかの手法で用意し、その背景
画像と現フレーム画像との差分信号をしきい値処理する
ことにより、動き物体を検出する、という手法も提案さ
れている。
Further, an image called a background image which does not include any moving object is prepared by some method, and a moving object is detected by thresholding a difference signal between the background image and the current frame image. A method called, has also been proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、連続す
る2フレーム間の差分信号を用いる手法には、真の動き
画素以外に、アンカバード・バックグラウンドと呼ばれ
る動き物体の影から現れる背景が動き画素として誤って
検出される、という問題点がある。
However, in the method using the differential signal between two consecutive frames, the background appearing from the shadow of the moving object called the uncovered background is used as the moving pixel in addition to the true moving pixel. There is a problem that it is erroneously detected.

【0005】これを、図2を用いて説明する。静止背景
の手前を1つのボールが動いている画像で、図2aは、
第nフレームにおける画像データ、図2bは、第(n−
1)フレームにおける画像データとする。連続する2フ
レーム間の差分信号、すなわち、第(n−1)フレーム
のデータから第nフレームのデータを減算することで得
られる差分信号を用いて、動き検出を行う手法による
と、その結果は、図2cの様になり、真の動き物体以外
に、アンカバード・バックグラウンドが動き物体として
誤って検出されていることが分かる。
This will be described with reference to FIG. An image of a ball moving in front of a stationary background, Figure 2a
The image data in the nth frame, FIG.
1) Image data in a frame. According to a method of performing motion detection using a differential signal between two consecutive frames, that is, a differential signal obtained by subtracting data of the nth frame from data of the (n−1) th frame, the result is 2c, it can be seen that the uncovered background is erroneously detected as a moving object in addition to the true moving object.

【0006】一方、動き物体の検出の対象とする画像中
の背景画像を用意し、この背景画像と現フレーム画像の
差分信号を用いる手法には、アンカバード・バックグラ
ウンドの問題が生じない。しかしながら、アプリケーシ
ョンによっては予め背景画像の作成を行うことが難しい
場合も存在する。また、背景画像は、照明変化、影によ
る影響の除去等の為に順次更新する必要があるが、実際
にはこの更新を理想的に行うことは難しい。たとえば、
照明変化、影による輝度変化ののちに、画像が静止状態
に戻った後にも、背景画像が完全な状態に更新されるま
でにはしばらくの時間がかかる。したがって、この完全
な状態に更新されるまでの間は、判定精度が劣化する。
さらに、背景画像と現フレーム画像の差分信号を用いる
手法には、背景画像と動き物体のレベルが等しいときに
は動きと検出されない、という問題点もある。
On the other hand, the method of preparing the background image in the image for detecting the moving object and using the difference signal between this background image and the current frame image does not cause the problem of uncovered background. However, depending on the application, it may be difficult to create the background image in advance. Further, the background image needs to be sequentially updated in order to change the illumination, remove the influence of the shadow, and the like, but it is actually difficult to ideally perform this update. For example,
It takes some time for the background image to be updated to the complete state even after the image returns to the stationary state after the illumination change and the brightness change due to the shadow. Therefore, the determination accuracy deteriorates until the complete state is updated.
Further, the method using the difference signal between the background image and the current frame image has a problem that motion is not detected when the background image and the moving object have the same level.

【0007】したがって、この発明の目的は、背景画像
を用いずに、アンカバード・バックグラウンドの問題が
発生しないような、動き物体検出装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a moving object detecting apparatus which does not use the background image and does not cause the problem of uncovered background.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、ディジタル画像信号のフレーム間差分信号を用いて
動き物体を検出する動き物体検出装置において、第(n
−2m)フレーム画像と第(n−m)フレーム画像の第
1のフレーム間差分信号を検出するための回路と、第
(n−m)フレーム画像と第nフレーム画像の第2のフ
レーム間差分信号を検出するための回路と、第1および
第2の差分信号を用いて、第(n−m)フレームにおけ
る動き物体検出を行うための回路とからなることを特徴
とする動き物体検出装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a moving object detecting apparatus for detecting a moving object by using an inter-frame difference signal of a digital image signal.
-2m) a circuit for detecting a first inter-frame difference signal between the frame image and the (n-m) th frame image, and a second inter-frame difference between the (n-m) th frame image and the n-th frame image A moving object detection device comprising a circuit for detecting a signal and a circuit for detecting a moving object in a (n−m) th frame using the first and second difference signals. is there.

【0009】請求項2に記載の発明は、ディジタル画像
信号のフレーム間ベクトル信号を用いて動き物体を検出
する動き物体検出装置において、第(n−2m)フレー
ム画像と第(n−m)フレーム画像の第1のフレーム間
ベクトル信号を検出するための回路と、第(n−m)フ
レーム画像と第nフレーム画像の第2のフレーム間ベク
トル信号を検出するための回路と、第1および第2のベ
クトル信号を用いて、第(n−m)フレームにおける動
き物体検出を行うための回路とからなることを特徴とす
る動き物体検出装置である。
According to a second aspect of the present invention, in a moving object detecting device for detecting a moving object using an inter-frame vector signal of a digital image signal, a (n-2m) th frame image and a (n-m) th frame image are provided. A circuit for detecting a first interframe vector signal of an image, a circuit for detecting a second interframe vector signal of an (n-m) th frame image and an nth frame image, And a circuit for detecting a moving object in the (n−m) th frame using the second vector signal.

【0010】[0010]

【作用】連続する3フレームの画像信号を用いて、動き
検出を行う。ディジタル画像信号の各画素において、m
=1とすると、第(n−2)フレーム画像と第(n−
1)フレーム画像のフレーム間差分信号と、第(n−
1)フレーム画像と第nフレーム画像のフレーム間差分
信号の両方とも大きい場合のみ、その画素を動き画素と
判定する。いずれかの差分信号のみ大きいときは、アン
カバード・バックグラウンドが出現した場合なので、そ
の画素を静止画素と判定する。以上のように、連続する
3フレームの画像信号、すなわちフレーム間差分信号を
用いて動き検出を行う手法によって、アンカバード・バ
ックグラウンドの問題を回避することができる。
Function: Motion detection is performed by using image signals of three consecutive frames. M at each pixel of the digital image signal
= 1, the (n-2) th frame image and the (n-) th frame image
1) The inter-frame difference signal of the frame image and the (n-
1) Only when both the inter-frame difference signals of the frame image and the nth frame image are large, the pixel is determined to be a moving pixel. When only one of the difference signals is large, it means that an uncovered background appears, and therefore the pixel is determined as a still pixel. As described above, the problem of uncovered background can be avoided by the method of detecting motion using the image signals of three consecutive frames, that is, the inter-frame difference signal.

【0011】また、連続する3フレームの画像信号を用
いて、動き検出を行う他の手法として、データ画像信号
の各画素において、注目画素を中心とする小領域につい
て、第(n−2)フレーム画像と第(n−1)フレーム
画像の動きベクトル信号と、第(n−1)フレーム画像
と第nフレーム画像の動きベクトル信号を算出し、算出
された動きベクトル信号が両方とも(0,0)でない場
合のみ、その画素を動き画素と判定する。
As another method of detecting motion using image signals of three consecutive frames, in each pixel of the data image signal, a small area centered on the pixel of interest is the (n-2) th frame. The motion vector signals of the image and the (n-1) th frame image and the motion vector signals of the (n-1) th frame image and the nth frame image are calculated, and both of the calculated motion vector signals are (0, 0 If it is not, the pixel is determined to be a moving pixel.

【0012】算出された動きベクトル信号が両方とも
(0,0)のとき、またはいずれか一方の動きベクトル
が(0,0)のでないときは、アンカバード・バックグ
ラウンドが出現した場合なので、その画素を静止画素と
判定する。以上のように連続する3フレームの画像信
号、すなわちフレーム間ベクトル信号を用いて動き検出
を行う手法によって、アンカバード・バックグラウンド
の問題を回避することができる。また、フレーム間差分
信号を判定基準にした手法で発生しやすい、照明変化や
影による誤判定をも、フレーム間ベクトル信号を判定基
準にした手法で大幅に軽減することができる。
When both of the calculated motion vector signals are (0,0), or when one of the calculated motion vector signals is not (0,0), it means that an uncovered background appears, and The pixel is determined to be a stationary pixel. As described above, the problem of uncovered background can be avoided by the method of performing motion detection using image signals of three consecutive frames, that is, inter-frame vector signals. In addition, erroneous determinations due to illumination changes and shadows, which are likely to occur in the method using the interframe difference signal as the determination reference, can be greatly reduced by the method using the interframe vector signal as the determination reference.

【0013】[0013]

【実施例】(1)第1の実施例 以下、この発明による動き検出装置の第1の実施例につ
いて説明する。この第1の実施例は、フレーム間差分信
号を用いた動き検出装置の全体的な構成を示す。図1に
おいて、1がディジタル画像信号が供給される入力端子
である。ディジタル画像信号は、フレーム遅延回路2に
供給される。フレーム遅延回路2は、ディジタル画像信
号を1フレーム分遅延させる。フレーム遅延回路2の出
力信号、および入力端子1からのディジタル画像信号が
減算回路3へ供給される。
Embodiments (1) First Embodiment A first embodiment of the motion detecting device according to the present invention will be described below. The first embodiment shows the overall structure of a motion detection device using inter-frame difference signals. In FIG. 1, reference numeral 1 is an input terminal to which a digital image signal is supplied. The digital image signal is supplied to the frame delay circuit 2. The frame delay circuit 2 delays the digital image signal by one frame. The output signal of the frame delay circuit 2 and the digital image signal from the input terminal 1 are supplied to the subtraction circuit 3.

【0014】減算回路3では、フレーム遅延回路2の出
力信号、すなわち(n−1)フレームの画像信号から入
力端子1からのディジタル画像信号、すなわちnフレー
ムの画像信号の減算処理がなされる。この減算処理は、
空間的に同一位置の二つの画素のレベルについてなされ
る。減算回路3の出力信号が絶対値化回路6へ供給され
る。
In the subtraction circuit 3, the digital image signal from the input terminal 1, that is, the image signal of n frames is subtracted from the output signal of the frame delay circuit 2, that is, the image signal of (n-1) frame. This subtraction process
This is done for the levels of two pixels at the same spatial position. The output signal of the subtraction circuit 3 is supplied to the absolute value conversion circuit 6.

【0015】絶対値化回路6では、データの絶対値化が
行われる。絶対値化回路6の出力信号が比較回路7へ供
給され、予め設定された、しきい値THと比較される。
絶対値化回路6の出力信号が、しきい値THより大きい
場合、比較回路7は `1' を出力し、そうでない場合、
比較回路7は `0' を出力する。比較回路7の出力信号
が判定回路10へ供給される。
The absolute value conversion circuit 6 converts the data into absolute values. The output signal of the absolute value conversion circuit 6 is supplied to the comparison circuit 7 and compared with a preset threshold value TH.
When the output signal of the absolute value conversion circuit 6 is larger than the threshold value TH, the comparison circuit 7 outputs `1`, otherwise,
The comparison circuit 7 outputs "0". The output signal of the comparison circuit 7 is supplied to the determination circuit 10.

【0016】図3を用いて、上述の回路動作について説
明を行う。図3aに示す画像がnフレームの画像信号、
すなわち、入力端子1から減算回路3へ供給されるディ
ジタル画像信号であるとする。一方、図3bに示す画像
が(n−1)フレーム画像信号、すなわち、フレーム遅
延回路2から減算回路3へ供給されるディジタル画像信
号であるとする。減算回路3による減算、絶対値化回路
6による絶対値化、比較回路7による比較処理がそれぞ
れ行われ、比較回路7の出力信号として、図3cに示す
画像信号が得られる。すなわち、差分信号の絶対値がし
きい値THより大きい時に、 `1' となり、そうでない
場合に `0' となる画像信号が得られる。
The circuit operation described above will be described with reference to FIG. The image shown in FIG. 3a is an image signal of n frames,
That is, it is assumed that the digital image signal is supplied from the input terminal 1 to the subtraction circuit 3. On the other hand, it is assumed that the image shown in FIG. 3b is an (n-1) frame image signal, that is, a digital image signal supplied from the frame delay circuit 2 to the subtraction circuit 3. Subtraction is performed by the subtraction circuit 3, absolute value conversion is performed by the absolute value conversion circuit 6, and comparison processing is performed by the comparison circuit 7. As an output signal of the comparison circuit 7, the image signal shown in FIG. That is, when the absolute value of the difference signal is larger than the threshold value TH, an image signal which becomes "1" and which otherwise becomes "0" is obtained.

【0017】フレーム遅延回路2の出力は、フレーム遅
延回路4へも供給される。フレーム遅延回路4は、ディ
ジタル画像信号を1フレーム分遅延させる。フレーム遅
延回路4の出力信号、およびフレーム遅延回路2の出力
信号が減算回路5へ供給される。
The output of the frame delay circuit 2 is also supplied to the frame delay circuit 4. The frame delay circuit 4 delays the digital image signal by one frame. The output signal of the frame delay circuit 4 and the output signal of the frame delay circuit 2 are supplied to the subtraction circuit 5.

【0018】減算回路5では、フレーム遅延回路4の出
力信号、すなわち(n−2)フレームの画像信号からフ
レーム遅延回路2の出力信号、すなわち(n−1)フレ
ームの画像信号の減算処理がなされる。減算回路5の出
力信号は、絶対値化回路8へ供給される。
The subtraction circuit 5 subtracts the output signal of the frame delay circuit 4, that is, the image signal of (n-2) frames from the output signal of the frame delay circuit 2, that is, the image signal of (n-1) frames. It The output signal of the subtraction circuit 5 is supplied to the absolute value conversion circuit 8.

【0019】絶対値化回路8では、データの絶対値化が
行われる。絶対値化回路8の出力信号は、比較回路9へ
供給され、あらかじめ設定された、しきい値THと比較
される。絶対値化回路8の出力信号がしきい値THより
大きい場合、比較回路9が `1' を出力し、そうでない
場合、比較回路9が `0' を出力する。比較回路9の出
力が判定回路10へ供給される。
The absolute value conversion circuit 8 converts the data into an absolute value. The output signal of the absolute value conversion circuit 8 is supplied to the comparison circuit 9 and compared with a preset threshold value TH. If the output signal of the absolute value conversion circuit 8 is larger than the threshold value TH, the comparison circuit 9 outputs `1`, and if not, the comparison circuit 9 outputs` 0`. The output of the comparison circuit 9 is supplied to the determination circuit 10.

【0020】図4を用いて、上述の回路動作について説
明を行う。図4aに示す画像が、(n−1)フレームの
画像信号、すなわち、フレーム遅延回路2から減算回路
5に供給されるディジタル画像信号であるとする。一
方、図4bに示す画像が、(n−2)フレームの画像信
号、すなわち、フレーム遅延回路4から減算回路5に供
給されるディジタル画像信号であるとする。減算回路5
により減算、絶対値化回路8により絶対値化、比較回路
9により比較処理がそれぞれ行われ、比較回路9の出力
信号として、図4cに示す画像信号が得られる。すなわ
ち、差分信号の絶対値がしきい値THより大きい時に、
`1' となり、そうでない場合に `0' となる画像信号
が得られる。
The above circuit operation will be described with reference to FIG. It is assumed that the image shown in FIG. 4a is an (n-1) frame image signal, that is, a digital image signal supplied from the frame delay circuit 2 to the subtraction circuit 5. On the other hand, it is assumed that the image shown in FIG. 4b is an (n−2) th frame image signal, that is, a digital image signal supplied from the frame delay circuit 4 to the subtraction circuit 5. Subtraction circuit 5
The subtraction, the absolute value conversion circuit 8 performs absolute value conversion, and the comparison circuit 9 performs comparison processing. As an output signal of the comparison circuit 9, the image signal shown in FIG. That is, when the absolute value of the difference signal is larger than the threshold value TH,
An image signal which becomes "1" and which otherwise becomes "0" is obtained.

【0021】判定回路10は、比較回路7、および比較
回路9の出力信号が共に `1' であったときに `1' を
出力し、そうでないときには、 `0' を出力する。すな
わち判定回路10は、ANDゲートである。
The determination circuit 10 outputs "1" when the output signals of the comparison circuit 7 and the comparison circuit 9 are both "1", and outputs "0" otherwise. That is, the determination circuit 10 is an AND gate.

【0022】フレーム遅延回路2の出力信号、すなわち
(n−1)フレームの画像信号は、スイッチ回路S1の
一つの入力端子へも供給される。スイッチ回路S1の他
の入力端子には、接地11からの `0' レベルの信号が
供給される。
The output signal of the frame delay circuit 2, that is, the image signal of the (n-1) th frame is also supplied to one input terminal of the switch circuit S1. A signal of level "0" from the ground 11 is supplied to the other input terminal of the switch circuit S1.

【0023】スイッチ回路S1は、判定回路10の出力
信号で制御され、ここから最終的な出力信号が取り出さ
れる。スイッチ回路S1は、判定回路10の出力信号が
`1' のとき、フレーム遅延回路2の出力信号、すなわ
ち(n−1)フレームの画像信号を最終出力信号として
出力し、判定回路10の出力信号が `0' のとき、接地
11からの信号( `0' レベルの信号)を最終出力信号
として出力する。スイッチ回路S1の出力信号は、出力
端子12に取り出される。
The switch circuit S1 is controlled by the output signal of the determination circuit 10, and the final output signal is taken out from this. In the switch circuit S1, the output signal of the determination circuit 10 is
When it is `1`, the output signal of the frame delay circuit 2, that is, the image signal of (n-1) frame is outputted as the final output signal, and when the output signal of the judgment circuit 10 is` 0`, the signal from the ground 11 (`0 'level signal) is output as the final output signal. The output signal of the switch circuit S1 is taken out to the output terminal 12.

【0024】ここで、図5を用いて上述の回路動作につ
いて説明を行う。前述のように図5aに示す画像は、比
較回路7の出力信号(図3c)であり、図5bに示す画
像が、比較回路9の出力信号(図4c)である。判定回
路10により、比較回路7の出力信号と比較回路9の出
力信号のANDゲート処理を行う。判定回路10から出
力される結果で(n−1)フレーム画像と `0' レベル
信号をスイッチング処理することで、図5cに示す最終
出力画像が得られる。
The circuit operation described above will now be described with reference to FIG. As described above, the image shown in FIG. 5a is the output signal of the comparison circuit 7 (FIG. 3c), and the image shown in FIG. 5b is the output signal of the comparison circuit 9 (FIG. 4c). The determination circuit 10 performs an AND gate process on the output signal of the comparison circuit 7 and the output signal of the comparison circuit 9. The final output image shown in FIG. 5c is obtained by switching the (n-1) frame image and the `0 'level signal based on the result output from the determination circuit 10.

【0025】(2)第2の実施例 次に、この発明の第2の実施例について説明する。この
第2の実施例は、フレーム間ベクトルを用いた動き検出
装置の全体的な構成を示す。図6において、21は、デ
ィジタル画像信号が供給される入力端子である。ディジ
タル画像信号は、フレーム遅延回路22へ供給される。
フレーム遅延回路22は、ディジタル画像信号を1フレ
ーム分遅延させる。入力端子21からのディジタル画像
信号は、領域切出し回路23aへ供給され、フレーム遅
延回路22の出力信号は、領域切出し回路23bへ供給
される。
(2) Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment shows the overall structure of a motion detection device using interframe vectors. In FIG. 6, reference numeral 21 is an input terminal to which a digital image signal is supplied. The digital image signal is supplied to the frame delay circuit 22.
The frame delay circuit 22 delays the digital image signal by one frame. The digital image signal from the input terminal 21 is supplied to the area cutout circuit 23a, and the output signal of the frame delay circuit 22 is supplied to the area cutout circuit 23b.

【0026】領域切出し回路23aは、入力端子21か
ら供給されたディジタル画像信号、すなわちnフレーム
の画像信号から、図7に示すように、●で示す注目画素
を中心とした領域の抽出を行う。ここでは、注目画素を
中心とした(5×5)ブロックの画素の抽出を行うもの
とする。また、領域切出し回路23bは、領域切出し回
路23aと同様に、フレーム遅延回路22から供給され
たディジタル画像信号、すなわち(n−1)フレームの
画像信号から(5×5)ブロックの画素の抽出を行う。
領域切出し回路23aの出力信号と、領域切出し回路2
3bの出力信号、すなわちnフレームの画像信号と(n
−1)フレームの画像信号は、動きベクトル算出回路2
6へ供給される。
The area cutout circuit 23a extracts an area centered on the pixel of interest indicated by ● as shown in FIG. 7 from the digital image signal supplied from the input terminal 21, that is, the image signal of n frames. Here, it is assumed that the pixels of the (5 × 5) block centering on the pixel of interest are extracted. Further, the area cutout circuit 23b, like the area cutout circuit 23a, extracts the pixels of the (5 × 5) block from the digital image signal supplied from the frame delay circuit 22, that is, the image signal of the (n−1) th frame. To do.
The output signal of the area cutting circuit 23a and the area cutting circuit 2
3b output signal, that is, an image signal of n frames and (n
-1) The image signal of the frame is the motion vector calculation circuit 2
6 is supplied.

【0027】動きベクトル算出回路26は、注目画素を
中心としたブロックにおける所謂、画素単位の動きベク
トルの算出を行うためのものである。(x,y)で表さ
れる動きベクトルは、水平方向の動きベクトルxと、垂
直方向の動きベクトルyとから構成される。動きベクト
ル算出回路26では、ブロックマッチング法を用いて領
域切出し回路23aにより抽出されたnフレームの注目
画素を中心としたブロックと、領域切出し回路23bに
より抽出された(n−1)フレームの注目画素を中心と
したブロックとの間で、フレーム間ベクトルを算出す
る。動きベクトル算出回路26において、ベクトル検出
範囲は、一例として水平方向、垂直方向ともに±10画
素とする。
The motion vector calculation circuit 26 is for calculating a so-called pixel-based motion vector in a block centered on the pixel of interest. The motion vector represented by (x, y) is composed of a horizontal motion vector x and a vertical motion vector y. In the motion vector calculation circuit 26, the block centering on the pixel of interest of the n frame extracted by the area cutout circuit 23a using the block matching method and the pixel of interest of the (n-1) frame extracted by the area cutout circuit 23b. An inter-frame vector is calculated with respect to the block centered at. In the motion vector calculation circuit 26, the vector detection range is, for example, ± 10 pixels in both the horizontal and vertical directions.

【0028】なお、ここではフレーム間ベクトルの算出
において、ブロックマッチング法を用いる、と記したが
実際には動きベクトルの算出方法は特に問わず、勾配法
や位相相関法等を用いても良い。動きベクトル算出回路
26は、算出された動きベクトルが(0,0)の場合、
`0' を出力し、(0,0)とは異なる結果が算出され
た場合、 `1' を出力する。動きベクトル算出回路26
の出力は判定回路28へ供給される。
Although it is described here that the block matching method is used in the calculation of the inter-frame vector, in practice, the calculation method of the motion vector is not particularly limited, and the gradient method or the phase correlation method may be used. If the calculated motion vector is (0,0), the motion vector calculation circuit 26
If `0 'is output and a result different from (0,0) is calculated,` 1' is output. Motion vector calculation circuit 26
Is supplied to the decision circuit 28.

【0029】一方、フレーム遅延回路22の出力は、フ
レーム遅延回路24へも供給される。フレーム遅延回路
24では、ディジタル画像信号を1フレーム分遅延させ
る。フレーム遅延回路22の出力信号は、領域切出し回
路25aへ供給され、フレーム遅延回路24の出力信号
は、領域切出し回路25bへ供給される。
On the other hand, the output of the frame delay circuit 22 is also supplied to the frame delay circuit 24. The frame delay circuit 24 delays the digital image signal by one frame. The output signal of the frame delay circuit 22 is supplied to the area cutout circuit 25a, and the output signal of the frame delay circuit 24 is supplied to the area cutout circuit 25b.

【0030】領域切出し回路25aおよび25bは、領
域切出し回路23aおよび23bと同様の働きをするも
のであり、フレーム遅延回路22の出力信号、すなわち
(n−1)フレームの画像信号から注目画素を中心とし
た領域の抽出を行う。ここでは、領域切出し回路23と
同様に、注目画素を中心とした(5×5)ブロックの画
素の抽出を行うものとする。領域切出し回路25aの出
力信号と、領域切出し回路25bの出力信号、すなわち
(n−1)フレームの画像信号と(n−2)フレームの
画像信号は、動きベクトル算出回路27へ供給される。
The area cutout circuits 25a and 25b have the same functions as the area cutout circuits 23a and 23b, and focus on the pixel of interest from the output signal of the frame delay circuit 22, that is, the image signal of the (n-1) th frame. The extracted area is extracted. Here, similarly to the area cutout circuit 23, it is assumed that the pixels of the (5 × 5) block centering on the target pixel are extracted. The output signal of the area cutout circuit 25 a and the output signal of the area cutout circuit 25 b, that is, the image signal of the (n−1) frame and the image signal of the (n−2) frame are supplied to the motion vector calculation circuit 27.

【0031】動きベクトル算出回路27は、動きベクト
ル算出回路26と同様の働きをするものであり、領域切
出し回路25aにより抽出された(n−1)フレームの
注目画素を中心としたブロックと、領域切出し回路25
bにより抽出された(n−2)フレームの注目画素を中
心としたブロックとの間で、フレーム間ベクトルを算出
する。動きベクトル算出回路27は、算出された動きベ
クトルが(0,0)の場合、 `0' を出力し、(0,
0)とは異なる結果が算出された場合、 `1' を出力す
る。動きベクトル算出回路27の出力は、動きベクトル
算出回路26の出力と同様、判定回路28へ供給され
る。
The motion vector calculation circuit 27 has a function similar to that of the motion vector calculation circuit 26. The motion vector calculation circuit 27 has a block centered on the pixel of interest of the (n-1) frame extracted by the region extraction circuit 25a and a region. Cutting circuit 25
An inter-frame vector is calculated between the block centered on the pixel of interest of the (n−2) frame extracted by b. The motion vector calculation circuit 27 outputs `0 'when the calculated motion vector is (0, 0), and outputs (0,
If a result different from 0) is calculated, `1 'is output. The output of the motion vector calculation circuit 27 is supplied to the determination circuit 28 like the output of the motion vector calculation circuit 26.

【0032】動きベクトル算出回路26の出力信号、お
よび動きベクトル算出回路27の出力信号から共に `
1' が判定回路28へ供給された場合、判定回路28
は、 `1' を出力し、そうでないときには、判定回路2
8は、 `0' を出力する。すなわち、判定回路28は、
ANDゲートである。
Both the output signal of the motion vector calculation circuit 26 and the output signal of the motion vector calculation circuit 27
When 1 ′ is supplied to the judgment circuit 28, the judgment circuit 28
Outputs `1`, and if not, the decision circuit 2
8 outputs `0`. That is, the determination circuit 28
It is an AND gate.

【0033】フレーム遅延回路22の出力信号、すなわ
ち(n−1)フレームの画像信号は、スイッチ回路S2
の1つの入力端子へも供給される。スイッチ回路S2の
他の入力端子には、接地29から `0' レベルの信号が
供給される。
The output signal of the frame delay circuit 22, that is, the image signal of the (n-1) th frame is the switch circuit S2.
Is also supplied to one input terminal of. A signal of level "0" is supplied from the ground 29 to the other input terminal of the switch circuit S2.

【0034】スイッチ回路S2は、判定回路28の出力
信号で制御され、ここから最終的な出力信号が取り出さ
れる。スイッチ回路S2は、判定回路28の出力信号が
`1' のとき、フレーム遅延回路22の出力信号、すな
わち(n−1)フレームの画像信号を最終出力信号とし
て出力し、判定回路28の出力信号が `0' のとき、接
地29からの信号( `0' レベルの信号)を最終出力信
号として出力する。スイッチ回路S2の出力信号は、出
力端子30に取り出される。
The switch circuit S2 is controlled by the output signal of the judging circuit 28, and the final output signal is taken out from this. The output signal of the determination circuit 28 is output to the switch circuit S2.
When it is `1`, the output signal of the frame delay circuit 22, that is, the image signal of (n-1) frame is output as the final output signal, and when the output signal of the judgment circuit 28 is` 0`, the signal from the ground 29. (`0 'level signal) is output as the final output signal. The output signal of the switch circuit S2 is taken out to the output terminal 30.

【0035】なお、上述の第2の実施例においては、領
域切出し回路により注目画素を中心とするブロックを抽
出し、それに対する動きベクトル(1画素精度)を算出
したが、通常のブロック符号化におけるブロック化回路
の様に画面をブロックに分割し、夫々のブロック同士の
間で動きベクトルを算出することにより、動き判定を行
っても良い。この手法において、動き判定の精度は、分
割されたブロックの大きさとなるため、多少精度は、劣
化するが、計算量を大幅に削減することができる。
In the above-described second embodiment, the block centering on the pixel of interest is extracted by the area cutout circuit and the motion vector (1 pixel precision) is calculated for that block. The motion may be determined by dividing the screen into blocks like a blocking circuit and calculating motion vectors between the blocks. In this method, the accuracy of the motion determination is the size of the divided blocks, so the accuracy is somewhat degraded, but the amount of calculation can be significantly reduced.

【0036】以上のように第2の実施例においては、第
1の実施例に記したフレーム間差分を用いた判定の代わ
りに、フレーム間ベクトルを用いた判定を行っている。
As described above, in the second embodiment, the determination using the interframe vector is performed instead of the determination using the interframe difference described in the first embodiment.

【0037】ここで、第1の実施例と第2の実施例を比
較すると、照明判定において、一般的に画面全体の輝度
が変化するので、第1の実施例のフレーム間差分を用い
た動き/静止判定では、動きが発生していなくても輝度
値の変化により動きと判定されやすい状態となる。しか
しながら、第2の実施例のフレーム間ベクトルを用いた
場合には、輝度値は変化するものの基本的に輝度値は、
一様にオフセットを除去する変化なので、動きベクトル
を求めた場合、動きがない場合、(0,0)ベクトルと
して算出される。したがって、フレーム間差分のみでは
なく、フレーム間ベクトルが(0,0)であるか否かの
判定により動き/静止判定を行うことで、照明変化に強
い動き物体検出装置を実現することができる。
Comparing the first embodiment with the second embodiment, since the brightness of the entire screen generally changes in the illumination determination, the motion using the inter-frame difference of the first embodiment is used. / In the stillness determination, even if no motion has occurred, it is likely to be determined to be motion due to a change in the brightness value. However, when the interframe vector of the second embodiment is used, the brightness value basically changes, although the brightness value changes.
Since the change uniformly removes the offset, when the motion vector is obtained, when there is no motion, it is calculated as a (0, 0) vector. Therefore, not only the interframe difference but also the motion / stillness determination by determining whether the interframe vector is (0, 0) can realize a moving object detection device that is resistant to illumination changes.

【0038】一方、影による輝度値の変化が発生した場
合、照明変化の場合とは異なり、画面全体の一様な輝度
値の変化となることは少ない。しかしながら、局所的な
領域で観察した場合、その局所的な領域中においては、
おおむね一様な輝度値の変化と見なすことが出来、フレ
ーム間ベクトルの算出のためのブロックを小さくした場
合、上述の照明変化の場合と同様にフレーム間ベクトル
が(0,0)であるか否かの判定により動き/静止判定
を行うことで、影による輝度値の変化に強い動き物体検
出装置を実現することが出来る。
On the other hand, when the change of the brightness value due to the shadow occurs, unlike the case of the change of the illumination, the change in the brightness value of the entire screen is unlikely to be uniform. However, when observed in a local area, in the local area,
It can be regarded as a roughly uniform change in the luminance value, and if the block for calculating the interframe vector is made small, whether the interframe vector is (0, 0) or not as in the case of the above-mentioned illumination change. By performing the motion / stillness determination based on such determination, it is possible to realize a moving object detection device that is resistant to changes in the brightness value due to shadows.

【0039】しかしながら、通常の2フレーム間の動き
ベクトルのみによって、判定を施す場合、2フレーム間
のフレーム差分によって、判定を施す場合と同様に、ア
ンカバード・バックグラウンドの問題を回避することは
出来ない。そこで、この発明の手法においては、連続す
る3フレームを用いて、フレーム間差分およびフレーム
間ベクトルによる動き/静止判定を行い、照明変化、影
等による輝度値の変化にも強く、しかもアンカバード・
バックグラウンドが発生しないような動き物体検出方法
を実現している。
However, when the judgment is made only by the normal motion vector between the two frames, the problem of uncovered background cannot be avoided as in the case where the judgment is made by the frame difference between the two frames. Absent. Therefore, in the method of the present invention, continuous / three frames are used to perform motion / still determination based on the inter-frame difference and inter-frame vector, and it is resistant to changes in brightness value due to changes in illumination, shadows, etc.
We have realized a moving object detection method that does not generate background.

【0040】[0040]

【発明の効果】第1の実施例の発明によると、背景画像
を必要としないので、照明変化、影による影響が少な
い。特に、フレーム間隔以上のフレーム間差分を用いな
いので、照明変化、影による影響が時間的に尾を引くこ
とがない。また、連続する2フレーム間差分を用いた動
き検出のようなアンカバード・バックグラウンドが発生
しない利点がある。
According to the invention of the first embodiment, since the background image is not required, the influence of the illumination change and the shadow is small. In particular, since the difference between the frames which is equal to or more than the frame interval is not used, the influence of the illumination change and the shadow does not have a time lag. Further, there is an advantage that an uncovered background such as a motion detection using a difference between two continuous frames does not occur.

【0041】また、第2の実施例の発明によると、動き
/静止の判定に従来のフレーム間差分でなくフレーム間
ベクトルが(0,0)であるか否か、を用いているので
照明変化、影による誤判定を大幅に軽減できる。また、
連続する3フレーム間のデータを用いての判定を行って
いるので、通常の2フレーム間のデータを用いた動き検
出のようなアンカバード・バックグラウンドが発生しな
い利点がある。
In addition, according to the second embodiment of the invention, the change in illumination is used for determining the motion / stillness, not the conventional interframe difference but whether or not the interframe vector is (0, 0). , It is possible to greatly reduce the false judgment due to the shadow. Also,
Since the determination is performed using the data for three consecutive frames, there is an advantage that an uncovered background such as the motion detection using the data for two ordinary frames does not occur.

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

【図1】第1の実施例の発明によるブロック図の一例で
ある。
FIG. 1 is an example of a block diagram according to the first embodiment of the invention.

【図2】連続する2フレームのフレーム間差分を用いた
従来の動き検出方式の動作を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation of a conventional motion detection method using a difference between two consecutive frames.

【図3】この発明による動き検出方式の動作を説明する
ための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the motion detection method according to the present invention.

【図4】この発明による動き検出方式の動作を説明する
ための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the motion detection method according to the present invention.

【図5】この発明による動き検出方式の動作を説明する
ための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the motion detection method according to the present invention.

【図6】第2の実施例の発明によるブロック図の一例で
ある。
FIG. 6 is an example of a block diagram according to the invention of a second embodiment.

【図7】この発明の動き検出方式の画素を説明するため
の略線図である。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a pixel of the motion detection method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,4 フレーム遅延回路 3,5 減算回路 7,9 比較回路 10 判定回路 2,4 Frame delay circuit 3,5 Subtraction circuit 7,9 Comparison circuit 10 Judgment circuit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディジタル画像信号のフレーム間差分信
号を用いて動き物体を検出する動き物体検出装置におい
て、 第(n−2m)フレーム画像と第(n−m)フレーム画
像の第1のフレーム間差分信号を検出するための手段
と、 第(n−m)フレーム画像と第nフレーム画像の第2の
フレーム間差分信号を検出するための手段と、 上記の第1および第2の差分信号を用いて、第(n−
m)フレームにおける動き物体検出を行うための手段と
からなることを特徴とする動き物体検出装置。
1. A moving object detecting apparatus for detecting a moving object using an inter-frame difference signal of a digital image signal, wherein a (n-2m) th frame image and a first (n-m) th frame image are inter-framed. Means for detecting a difference signal, means for detecting a second inter-frame difference signal between the (n−m) th frame image and the nth frame image, and the first and second difference signals described above. Using the (n-
m) A means for detecting a moving object in a frame, and a moving object detecting device.
【請求項2】 ディジタル画像信号のフレーム間ベクト
ル信号を用いて動き物体を検出する動き物体検出装置に
おいて、 第(n−2m)フレーム画像と第(n−m)フレーム画
像の第1のフレーム間ベクトル信号を検出するための手
段と、 第(n−m)フレーム画像と第nフレーム画像の第2の
フレーム間ベクトル信号を検出するための手段と、 上記の第1および第2のベクトル信号を用いて、第(n
−m)フレームにおける動き物体検出を行うための手段
とからなることを特徴とする動き物体検出装置。
2. A moving object detecting device for detecting a moving object using an inter-frame vector signal of a digital image signal, wherein a (n-2m) th frame image and a first frame between the (nm) th frame image are detected. Means for detecting a vector signal, means for detecting a second inter-frame vector signal of the (n−m) th frame image and the nth frame image, and the above first and second vector signals Using the (n
-M) A moving object detection device, characterized in that it comprises a means for detecting a moving object in a frame.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の動き物
体検出装置において、 m=1であることを特徴とする動き物体検出装置。
3. The moving object detecting device according to claim 1 or 2, wherein m = 1.
【請求項4】 請求項1に記載の動き物体検出装置にお
いて、 第1および第2の差分信号が共にしきい値より大きい画
素を動きとして検出することを特徴とする動き物体検出
装置。
4. The moving object detecting device according to claim 1, wherein a pixel in which both the first and second difference signals are larger than a threshold value is detected as a motion.
【請求項5】 請求項1に記載の動き物体検出装置にお
いて、 第1および第2の差分信号が共にしきい値より大きい時
に、入力ディジタル画像信号を選択し、そうでない時に
所定の固定値を選択する手段を含むことを特徴とする動
き物体検出装置。
5. The moving object detection device according to claim 1, wherein when both the first and second difference signals are larger than a threshold value, the input digital image signal is selected, and when not, a predetermined fixed value is set. A moving object detection device comprising means for selecting.
【請求項6】 請求項2に記載の動き物体検出装置にお
いて、 第1および第2のベクトル信号が共にゼロより大きい画
素を動きとして検出することを特徴とする動き物体検出
装置。
6. The moving object detecting device according to claim 2, wherein a pixel in which both the first and second vector signals are larger than zero is detected as a motion.
【請求項7】 請求項2に記載の動き物体検出装置にお
いて、 第1および第2のベクトル信号が共にゼロより大きい時
に、入力ディジタル画像信号を選択し、そうでない時に
所定の固定値を選択する手段を含むことを特徴とする動
き物体検出装置。
7. The moving object detection device according to claim 2, wherein when both the first and second vector signals are larger than zero, the input digital image signal is selected, and when not, a predetermined fixed value is selected. A moving object detection device comprising means.
JP33972493A 1993-03-19 1993-12-06 Moving object detecting device Pending JPH06327005A (en)

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JP33972493A JPH06327005A (en) 1993-03-19 1993-12-06 Moving object detecting device

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JP (1) JPH06327005A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010077311A (en) * 2000-02-01 2001-08-17 최광섭 Moving Picture Detection Unit

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