JPH07320063A - Image monitor device - Google Patents

Image monitor device

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Publication number
JPH07320063A
JPH07320063A JP6106974A JP10697494A JPH07320063A JP H07320063 A JPH07320063 A JP H07320063A JP 6106974 A JP6106974 A JP 6106974A JP 10697494 A JP10697494 A JP 10697494A JP H07320063 A JPH07320063 A JP H07320063A
Authority
JP
Japan
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background
image
change
monitoring
memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP6106974A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiko Konno
章子 紺野
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP6106974A priority Critical patent/JPH07320063A/en
Publication of JPH07320063A publication Critical patent/JPH07320063A/en
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  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the performance at the time of body extraction, to reduce an erroneous report and misdetection, and to enable stable monitoring by updating the background following up rough variation due to variation in illuminance, etc. CONSTITUTION:This device is equipped with a variation direction memory (T)6 storing the direction of variation in density by pixels between time (T-DELTAt) and time T, a variation direction memory (T-DELTAT)7 storing the direction of variation in density by pixels between time (T-2DELTAt) and time (T-DELTAT), and a cursor size memory 8 wherein widths of video noises by pixels of the background are set in every partial area. And, a background update means 9 judges whether or not the background can be updated by the pixels from the variation area image from the a memory 5, the directions of density variation from the memories 7 and 8, and the video noise information from the cursor size memory 8, substitutes a monitor image value for the background image as to the judged pixels of the background which can be updated, and stores the result in a memory 10. At next time (T+Q), difference binarization is performed with this background image.

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、テレビカメラ等によ
って撮像された画像によって危険区域等を監視し、監視
対象物体や特定動作を検出し警報を出力するための画像
監視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image monitoring apparatus for monitoring a dangerous area or the like by using an image picked up by a television camera or the like, detecting an object to be monitored or a specific operation, and outputting an alarm.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、テレビカメラ等の撮像手段により
得られた画像を用いた画像監視装置においては、侵入物
体を検出するために予め作成しておいた背景画像と、監
視画像との差分をとり、画像の変化した部分や動きの特
徴量を利用して監視画像中の侵入物体や異常状態を検出
する技術は公知である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image monitoring apparatus using an image obtained by an image pickup means such as a television camera, a difference between a background image previously created for detecting an intruding object and a monitoring image is calculated. However, a technique for detecting an intruding object or an abnormal state in a monitoring image by utilizing a changed portion of the image or a feature amount of movement is known.

【0003】このような方法でも、背景画像に変化がな
ければ、侵入物体や異常状態を正しく検出することが可
能である。しかし、背景に時間的変化を持つ物体(雲の
動きや木の揺れなど)があったり、背景自体の変化(日
照の変化,室内における照明の点灯・消灯など)がある
と、背景画像と監視画像との差分・2値化画像中に、検
出したい対象以外の背景の変動分がでてきて誤警報を発
したりする。これを避けるためにしきい値を大きくする
と、監視対象がうまく抽出されず監視対象物体の検知ミ
スが起こる。これらにより、システムの信頼性が低下す
るという問題がある。
Even with such a method, if there is no change in the background image, it is possible to correctly detect an intruding object or an abnormal state. However, if there is an object with a temporal change in the background (such as cloud movement or sway of trees), or if there is a change in the background itself (change in sunshine, lighting inside or outside the room, etc.), the background image and monitoring are performed. Difference between the image and the binarized image may cause fluctuations in the background other than the target to be detected, and may give a false alarm. If the threshold value is increased in order to avoid this, the monitoring target is not well extracted, and the detection error of the monitoring target object occurs. Due to these, there is a problem that the reliability of the system is lowered.

【0004】このような問題を回避するために、例えば
次の(1),(2)のような方式が提案されている。 (1)差分・2値化画像から対象物体を確実に抽出でき
るよう、背景画像が変化したことを検知した場合、適当
なタイミングで背景画像を更新する。背景画像の変化の
検知方法としては、画素毎に値の継続時間をカウントし
て行き、継続時間が一定のしきい値を越えた時点で、そ
の画素について背景更新を行なう(特開平4−1110
79号公報参照)。 (2)背景画像と監視画像との差分・2値化画像で変化
領域として抽出されなかった全画素について、背景画像
を新たに監視画像で更新する(特開平5−120432
公報参照)。
In order to avoid such problems, for example, the following methods (1) and (2) have been proposed. (1) When it is detected that the background image has changed so that the target object can be reliably extracted from the difference / binarized image, the background image is updated at an appropriate timing. As a method of detecting a change in the background image, the duration of the value is counted for each pixel, and when the duration exceeds a certain threshold value, the background of the pixel is updated (Japanese Patent Laid-Open No. 4-1110).
79). (2) Difference between background image and monitor image ・ For all pixels not extracted as change regions in the binarized image, the background image is newly updated with the monitor image (Japanese Patent Laid-Open No. 5-120432).
See the bulletin).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各方式(1),(2)には次のような問題がある。 (1)の方式では背景画像の更新に当たり、画素単位で
画像の変化を監視しているため、各画素の初期背景画像
に対する変化が一定期間以上継続するまで、背景画像の
更新が行なわれない。このため、ゆるやかな情景変動に
は追従可能だが、急激な背景変動には追従できない期間
が存在する。
However, the above methods (1) and (2) have the following problems. In the method (1), when the background image is updated, the change in the image is monitored on a pixel-by-pixel basis. Therefore, the background image is not updated until the change in each pixel from the initial background image continues for a certain period or longer. For this reason, there is a period in which it is possible to follow a gradual scene change but cannot follow a sudden background change.

【0006】また、画素毎の変化が一定時間かどうかで
その画素について背景更新を行なうため、背景中の同一
物体の中でも定常的な変動(木の揺れなど)やビデオノ
イズ等の影響で、更新される画素と更新されない画素と
が混在し、更新されなかった画素がそれ以降に変化領域
として検出されてしまう可能性がある。これを避けるた
めには、変化継続とみなすためのしきい値を大きくすれ
ば良いが、こうすると逆に対象物体の抽出精度が低下し
てしまう。
Further, since the background is updated for each pixel depending on whether the change for each pixel is within a certain period of time, even if the same object in the background is subject to constant fluctuations (such as swaying of trees) and video noise, updating is performed. Pixels that are updated and pixels that are not updated may coexist, and pixels that have not been updated may be detected as a change area thereafter. In order to avoid this, it is sufficient to increase the threshold value for considering continuous change, but if this is done, conversely the extraction accuracy of the target object will decrease.

【0007】(2)の方式では、監視画像中で変化領域
として抽出されなかった部分は、全て背景画像として置
換する。このため、背景画像の更新は迅速に行なわれる
が、背景が定常的変動やビデオレベルの揺れをそのまま
含んでいる。従って、これらの影響をなくすためには、
差分・2値化時のしきい値を全体的に大きく設定する必
要がある。しかし、これによって対象物体の抽出精度も
低下する。したがって、この発明の課題は監視画像の変
動中のビデオレベルの変動等の小振幅変動は反映せず、
大まかな背景照度の変動に追従した背景更新を可能にす
ることにある。
According to the method (2), all the portions that are not extracted as change areas in the monitor image are replaced with the background image. Therefore, the background image is updated quickly, but the background still contains steady fluctuations and video level fluctuations. Therefore, in order to eliminate these effects,
It is necessary to set a large threshold value for the difference / binarization. However, this also reduces the extraction accuracy of the target object. Therefore, the problem of the present invention does not reflect small amplitude fluctuations such as fluctuations in video level during fluctuations in surveillance images,
The purpose is to enable background updates that follow rough background illuminance changes.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、この発明では、監視領域を撮像する撮像手段
と、その撮像画像データを順次記憶する監視画像メモリ
と、背景画像を記憶する背景画像メモリと、時系列の監
視画像と背景画像との変化領域を抽出する変化領域抽出
手段と、この変化領域画像を記憶する変化領域画像メモ
リと、変化領域画像の各パターンの大きさ,形状を含む
特徴量により監視対象物体を抽出する対象物体抽出手段
と、対象物体の動きを抽出する動き抽出手段とを備え、
対象物体とその位置,動きにより段階的にアラームを発
する画像監視装置において、画面上に対象物体がない状
態での初期背景画像を作成する初期背景画像作成手段
と、その初期背景を背景画像として監視を行ない、変化
領域として抽出されなかった部分の各画素について、時
間方向にヒステリシス特性を持たせて平滑化(ヒステリ
シス平滑化)した値を新たな背景画素値とする背景画素
更新手段とを設け、照度変化にて背景が変動する場合で
も、ビデオノイズによる小振幅の変動は反映させず、本
来の背景変動に追従する背景更新を可能とし、監視を安
定に行なうことを特徴としている。
In order to solve such a problem, according to the present invention, an image pickup means for picking up an image of a monitoring area, a monitoring image memory for sequentially storing the imaged image data, and a background for storing a background image. An image memory, a changing area extracting means for extracting a changing area of a time-series monitoring image and a background image, a changing area image memory for storing the changing area image, and a size and shape of each pattern of the changing area image are displayed. A target object extracting means for extracting a monitoring target object by a feature amount including a motion amount extracting means for extracting a motion of the target object;
In an image monitoring device that issues an alarm stepwise depending on a target object and its position and movement, an initial background image creating means for creating an initial background image in a state where the target object is not on the screen, and the initial background is monitored as a background image. And for each pixel of the part not extracted as a change area, a background pixel updating means for setting a value obtained by smoothing (hysteresis smoothing) with a hysteresis characteristic in the time direction as a new background pixel value, Even if the background fluctuates due to changes in illuminance, the fluctuation of small amplitude due to video noise is not reflected, and the background can be updated to follow the original background fluctuation, and stable monitoring can be performed.

【0009】上記発明に対し、前記ヒステリシス平滑化
を行なう際のカーソルサイズを、背景の場所による定常
的な変動,濃度レベルおよび濃度勾配に応じた部分領域
毎のビデオレベルの変動の程度に合わせて設定する設定
手段を設け、位置によるビデオレベルの変動の大きさの
変化を吸収し、場所毎の背景変動に対しより忠実に追従
する背景更新を可能とし、安定に監視を行なうことがで
きる。
In contrast to the above invention, the cursor size when performing the above-mentioned hysteresis smoothing is adjusted according to the steady fluctuation depending on the background position, and the fluctuation level of the video level for each partial area according to the density level and the density gradient. A setting means for setting is provided to absorb the change in the magnitude of the change in the video level depending on the position, enable the background update to more faithfully follow the background change at each place, and perform stable monitoring.

【0010】[0010]

【作用】画素毎に濃度の時間変化の方向を記憶してお
き、変化領域として抽出されなかった画素について下記
の処理を行なう。 (イ)濃度の変化方向が連続している場合は、その画素
について背景画像を監視画像の画素値で置換し、背景更
新を行なう。 (ロ)濃度の変化方向が不連続で、かつ、その画素値が
カーソル内にある場合には、現在の背景を保持する。 (ハ)濃度の変化方向が不連続で、その画素値がカーソ
ルの上端または下端に届いた場合には、背景画像を監視
画像の画素値で置換し、背景更新するかしないかのどち
らかを選択する。
Function: The direction of time-dependent change in density is stored for each pixel, and the following processing is performed on the pixel that is not extracted as a change region. (A) When the changing direction of the density is continuous, the background image of the pixel is replaced with the pixel value of the monitoring image, and the background is updated. (B) If the changing direction of the density is discontinuous and the pixel value is within the cursor, the current background is held. (C) If the density change direction is discontinuous and the pixel value reaches the upper or lower edge of the cursor, replace the background image with the pixel value of the monitoring image and update the background. select.

【0011】上記方法によれば、各画素の時系列濃度変
化で、変化領域として抽出されない画素について、ヒス
テリシス特性を持たせて平滑化を行なった結果を背景と
する一方、変化領域に属する画素に対しては、背景画素
値を保持することを意味している。そして、この場合の
カーソルサイズは、通常はビデオノイズの上限値に設定
しておくが、背景が一様でなかったり、定常的な変動
(木の揺れ等)があったりで、場所によりビデオノイズ
を比較的小さく抑えられる所や、大きくなる所が存在す
る。そこで、一定期間の画像の変動を調べることで、場
所によるビデオノイズの程度によってカーソルサイズを
部分領域毎に設定し、上記の如くすることにより、背景
更新をより確実に行ない得るようにする。
According to the above method, the pixels which are not extracted as the change area due to the time-series density change of each pixel are used as the background with the result of smoothing with the hysteresis characteristic, while the pixels belonging to the change area are selected. On the other hand, it means holding the background pixel value. The cursor size in this case is usually set to the upper limit of the video noise, but the background may not be uniform or there may be constant fluctuations (such as swaying of trees). There are places that can be kept relatively small and places where it can be made large. Therefore, the cursor size is set for each partial area according to the degree of video noise depending on the location by examining the fluctuation of the image for a certain period, and as described above, the background update can be performed more reliably.

【0012】[0012]

【実施例】図1はこの発明の実施例を示す構成図であ
る。同図において、1はテレビカメラ等の撮像手段(こ
こでは、A/D変換器も含むものとする)、2は撮像手
段1により入力した時刻Tにおける画像を記憶する監視
画像メモリ、3は背景画像メモリ、4は監視画像と背景
画像の差分・2値化を行なう差分・2値化手段、5はこ
の差分・2値化手段からの出力画像を記憶する変化画像
メモリである。
1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an image pickup means such as a television camera (here, an A / D converter is also included), 2 is a monitor image memory for storing an image input at time T by the image pickup means 1, and 3 is a background image memory. Reference numeral 4 is a difference / binarization means for performing difference / binarization between the monitor image and the background image, and 5 is a change image memory for storing an output image from the difference / binarization means.

【0013】Aは背景更新ブロックで、次の各部から成
っている。6は時刻(T−Δt)と時刻T間の画素毎の
濃度の変化方向を格納した変化方向メモリ(T)、7は
同様に時刻(T−2Δt)と時刻(T−Δt)間の画素
毎の濃度の変化方向を格納した変化方向メモリ(T−Δ
T)、8は背景の画素毎のビデオノイズの幅を部分領域
毎に設定したカーソルサイズメモリである。
A background update block A is composed of the following parts. 6 is a change direction memory (T) which stores the change direction of the density of each pixel between time (T-Δt) and time T, and 7 is similarly a pixel between time (T-2Δt) and time (T-Δt). Change direction memory (T-Δ
T) and 8 are cursor size memories in which the width of video noise for each pixel of the background is set for each partial area.

【0014】9は背景更新手段であり、メモリ5からの
変化領域画像と、メモリ7,8からの濃度変化の方向
と、カーソルサイズメモリ8からのビデオノイズ情報か
ら、画素毎に背景更新可能かどうかを判断し、背景更新
可能と判断された画素について背景画像を監視画素値で
置換し、メモリ10に格納する。なお、次の時刻(T+
1)では、この背景画像により差分・2値化が行なわれ
る。
Numeral 9 is a background updating means which is capable of updating the background for each pixel from the change area image from the memory 5, the direction of density change from the memories 7 and 8 and the video noise information from the cursor size memory 8. It is determined whether or not the background image is replaced with the monitored pixel value for the pixel determined to be background updatable and stored in the memory 10. The next time (T +
In 1), the difference / binarization is performed using this background image.

【0015】Bは判定ブロックを示し、メモリ5からの
変化領域画像から監視対象物体を抽出する物体抽出手段
11、抽出された監視対象物体の動きを検出する動き抽
出手段12、およびこれら各手段からの出力にもとづき
アラームレベル,物体数,位置,動きの種類などを総合
判断し、段階的な警報を出力する監視結果判定手段13
などから構成される。
Reference numeral B denotes a determination block, which includes an object extracting means 11 for extracting a monitored object from the change area image from the memory 5, a motion extracting means 12 for detecting the motion of the extracted monitored object, and each of these means. Based on the output of the monitoring result determination means 13 for comprehensively determining the alarm level, the number of objects, the position, the type of motion, etc., and outputting a stepwise alarm.
Etc.

【0016】ここで、ヒステリシス平滑化について説明
する。図2(a)はその一般的な例を示す説明図であ
る。なお、実線は入力信号、点線は平滑化された出力信
号(平滑化信号)、矩形はカーソルをそれぞれ示してい
る。すなわち、この例では最初、カーソルの上端が入力
信号に一致した形で信号が更新され、一時的に入力信号
の変化方向が変化した場合は、信号は保持される。ま
た、入力信号がカーソルの下端にきた場合は、その後、
カーソルの下端が入力信号に一致した形で信号が更新さ
れる。この処理により、入力信号から小振幅成分を除去
し、大振幅成分だけを残した信号を得ることが可能とな
る。
Here, the hysteresis smoothing will be described. FIG. 2A is an explanatory diagram showing a general example thereof. The solid line indicates the input signal, the dotted line indicates the smoothed output signal (smoothed signal), and the rectangle indicates the cursor. That is, in this example, first, the signal is updated so that the upper end of the cursor coincides with the input signal, and the signal is held when the changing direction of the input signal temporarily changes. Also, if the input signal comes to the bottom of the cursor, then
The signal is updated so that the bottom edge of the cursor matches the input signal. By this processing, it is possible to remove the small amplitude component from the input signal and obtain a signal in which only the large amplitude component remains.

【0017】図2(b)にこの発明による平滑化の例を
示す。各記号は図2(a)と同じである。すなわち、ビ
デオノイズによる変動は「+」,「−」の両方に出現す
るので、ここではカーソルの中心が入力信号に一致する
形で出力信号を更新する。入力信号の変化方向は、ビデ
オノイズによってほとんど毎フレーム変動するので、入
力信号を短時間内の移動平均等の手段で平滑化したもの
により、Δtだけ離れた時刻の入力信号の変化方向を見
ても良い。
FIG. 2B shows an example of smoothing according to the present invention. Each symbol is the same as in FIG. That is, since the fluctuation due to the video noise appears in both "+" and "-", the output signal is updated in such a manner that the center of the cursor coincides with the input signal. Since the changing direction of the input signal changes almost every frame due to the video noise, the changing direction of the input signal at the time separated by Δt can be checked by smoothing the input signal by means such as moving average in a short time. Is also good.

【0018】各画素毎に濃度の時間変化の方向を記憶し
ておき、濃度の変化方向が連続している場合は、背景画
像を入力画像の該当画素で置換し、背景更新を行なう。
濃度の変化が不連続の場合には、実際の画素値がカーソ
ルの上端または下端に届くまで、背景を保持する。該当
画素値がカーソルの上端または下端に届き、かつ、該当
画素が変化領域として抽出されていない場合は、該当画
素について背景画像を監視画像の画素値で置換する、し
ないを選択できる。ここで、変化領域抽出のための2値
化しきい値はカーソルサイズと同一か、カーソルサイズ
よりやや大きい値でも良い。また、入力信号の変化方向
は、2Δt分の変化だけでなく、N・Δt分の変化から
変化の連続性を判断するようにしても良い。
The direction of time-dependent change in density is stored for each pixel. When the change direction of density is continuous, the background image is replaced with the corresponding pixel of the input image to update the background.
When the change in density is discontinuous, the background is held until the actual pixel value reaches the upper or lower end of the cursor. When the corresponding pixel value reaches the upper or lower end of the cursor and the corresponding pixel is not extracted as the change area, it is possible to select whether or not to replace the background image with the pixel value of the monitoring image for the corresponding pixel. Here, the binarization threshold value for extracting the changed area may be the same as the cursor size or a value slightly larger than the cursor size. Further, the change direction of the input signal may be judged not only by the change of 2Δt but also by the change of N · Δt for the continuity of the change.

【0019】図3はこの発明による平滑化手順を示すフ
ローチャートである。 (S1)前フレームの出力信号O(x,y,T−1)
と、入力信号I(x,y,T)の差分値が2値化レベル
Thを越え、変化領域として検出された場合は、出力信
号O(x,y,T)は、前フレームの値O(x,y,T
−1)を保持する(ルート参照)。 (S2)変化領域でなく、T−2ΔtからT−Δt間で
の入力信号の変化dI(x,y,T−Δt)/dtと、
T−ΔtからT間での入力信号の変化dI(x,y,
T)/dtの符号が同じ場合は、カーソルの中心が入力
信号I(x,y,T)に一致して出力信号O(x,y,
T)が更新される(ルート参照)。
FIG. 3 is a flow chart showing the smoothing procedure according to the present invention. (S1) Output signal O (x, y, T-1) of the previous frame
And the difference value of the input signal I (x, y, T) exceeds the binarization level Th and is detected as a change area, the output signal O (x, y, T) is the value O of the previous frame. (X, y, T
-1) is retained (see route). (S2) The change dI (x, y, T-Δt) / dt of the input signal from T-2Δt to T-Δt, not in the change region,
Change in input signal from T-Δt to T dI (x, y,
When the sign of T) / dt is the same, the center of the cursor coincides with the input signal I (x, y, T) and the output signal O (x, y, T).
T) is updated (see route).

【0020】(S3)変化領域でなく、dI(x,y,
T−Δt)/dtと、dI(x,y,T)/dtとの符
号が異なり、かつ、入力信号がカーソルの上端,下端を
越えていない場合は、出力信号O(x,y,T)は前フ
レームの値O(x,y,T−1)を保持する(ルート
参照)。 (S4)変化領域でなく、dI(x,y,T−Δt)/
dtと、dI(x,y,T)/dtとの符号が異なって
いて、かつ、入力信号がカーソルの上,下端を越えてい
る場合は、出力信号O(x,y,T)を入力信号I
(x,y,T)で更新する、または、しないを場合に応
じて選択する(ルート参照)。
(S3) Not the change region, but dI (x, y,
If the signs of T-Δt) / dt and dI (x, y, T) / dt are different and the input signal does not exceed the upper and lower ends of the cursor, the output signal O (x, y, T ) Holds the value O (x, y, T-1) of the previous frame (see route). (S4) dI (x, y, T-Δt) /
If the signs of dt and dI (x, y, T) / dt are different, and if the input signal exceeds the upper and lower ends of the cursor, the output signal O (x, y, T) is input. Signal I
Update with (x, y, T), or not, is selected depending on the case (see route).

【0021】次に、カーソルサイズの設定方法について
説明する。上記方法で、カーソルサイズは一般的には、
除去したい小振幅信号の振幅上限値に設定する。この発
明では、対象をテレビカメラ等で撮像した画像において
いるため、背景が一様な画像の場合は、ビデオノイズの
レベル(例えば、±5レベル程度)をカーソルサイズに
設定すれば良い。
Next, a method of setting the cursor size will be described. With the above method, the cursor size is generally
Set to the upper limit of the amplitude of the small amplitude signal you want to remove. In the present invention, since the target is an image captured by a television camera or the like, when the image has a uniform background, the level of video noise (for example, about ± 5 levels) may be set to the cursor size.

【0022】しかし、一般環境においては背景にも変化
があり、特に、木の揺れ等の定常的な変動のある所、濃
度勾配の大きい所(例えば、黒い地に白い線が引かれて
いるような部分)では、相当大きな振幅までをノイズと
する必要が出てくる。ところで、背景に照度変化がない
状態で、一定時間内の背景画像について、最大,最小値
を求めると、背景の場所毎のビデオノイズの大きさをほ
ぼ知ることができる。このことに着目し、部分領域毎に
カーソルサイズを設定することとする。
However, in a general environment, there is a change in the background as well, especially where there is a steady fluctuation such as swaying of trees, or where there is a large concentration gradient (for example, a white line appears on a black background). (Part), it becomes necessary to consider noise up to a considerably large amplitude. By the way, if the maximum value and the minimum value are obtained for the background image within a fixed time in the state where the background has no change in illuminance, the magnitude of the video noise at each background location can be almost known. With this in mind, the cursor size is set for each partial area.

【0023】図4に具体的な例を示す。同図(a)は背
景画像の例、(b)は背景画像におけるビデオノイズの
振幅の大きさを示す。明るいところほど、ビデオノイズ
が大きい。この例では、木の部分や、白線のエッジ部分
のビデオノイズが大きいことが分かる。従来方式では、
木の揺れ等の部分に対してはマスク処理をし、その部分
については監視をしないという方法も考えられるが、こ
の発明によれば、変化のない部分に比べて監視性能は低
下するものの、大きな濃度レベルの変化は検出可能とな
る。
FIG. 4 shows a concrete example. FIG. 10A shows an example of a background image, and FIG. 9B shows the amplitude of video noise in the background image. The brighter the area, the more video noise. In this example, it can be seen that the video noise at the tree portion and the edge portion of the white line is large. In the conventional method,
A method may be considered in which a masking process is performed on a part such as a sway of a tree and the part is not monitored. However, according to the present invention, the monitoring performance is lower than that of a part without a change, but it is large. Changes in concentration level can be detected.

【0024】図5に、ビデオレベルの変動の大きい部分
が緩やかに暗くなって行くような場合について、先に従
来方式(1),(2)としてそれぞれ説明した方式で背
景更新をした場合(a),(b)と、この発明による方
法で背景更新をした場合(c)とを比較して示す。な
お、説明を簡単にするため、この発明による方法におい
ては、カーソルサイズ=2値化レベルとし、各場合の2
値化レベルを同一にしてある。
FIG. 5 shows a case in which a portion having a large change in video level is gradually darkened and the background is updated by the methods described as the conventional methods (1) and (2) respectively (a) ) And (b) are shown in comparison with (c) when the background is updated by the method according to the present invention. In order to simplify the explanation, in the method according to the present invention, the cursor size = binarization level,
The value levels are the same.

【0025】図5(a)は、ビデオレベルの変動が大き
い部分では一定時間内の変動が大きいため、背景がなか
なか更新されず、この部分を他の領域と同一の2値化し
きい値で差分・2値化すると、背景が変動した場合は対
象物体がなくても変化領域が現れることを示している。
In FIG. 5 (a), in the part where the video level fluctuation is large, the fluctuation within a fixed time is large, so that the background is not updated easily, and this part is different from the other regions with the same binarization threshold value. -When binarized, the change area appears even if there is no target object when the background changes.

【0026】図5(b)では、変化領域として検出され
なかった全画素について、背景が更新されるが、少し急
激に変動が起こり、一旦変化領域として検出されると、
この部分に対して背景が更新されず、ずっと変化領域と
して検出され続けることになる。
In FIG. 5B, the background is updated for all the pixels which are not detected as the change area, but when the change occurs abruptly and is once detected as the change area,
The background is not updated for this portion, and it is continuously detected as a changed area.

【0027】図5(c)では、背景の変化方向が連続し
て変化した時点で背景が更新されるので、小振幅のノイ
ズの変化を反映せず、大まかな背景の変動に合わせて背
景が更新されている。また、この範囲では背景の変動
を、変化領域としても検出していない。すなわち、上記
図5(a),(b)の従来方式(1),(2)で変化領
域を誤抽出しないようにするためには、差分・2値化の
ためのしきい値を大きくするしかないが、こうすれば対
象物体の抽出精度が低下するのは明白である。
In FIG. 5 (c), the background is updated when the direction of change of the background changes continuously, so the change of the noise of small amplitude is not reflected, and the background changes in accordance with the rough change of the background. Has been updated. Further, in this range, the fluctuation of the background is not detected as a changed area. That is, in order to prevent the change regions from being erroneously extracted by the conventional methods (1) and (2) of FIGS. 5A and 5B, the threshold value for the difference / binarization is increased. However, it is obvious that this reduces the extraction accuracy of the target object.

【0028】[0028]

【発明の効果】この発明によれば、背景の変動のうちビ
デオノイズによる小さな変動は反映させず、照度の変化
等による大まかな変動に追従して背景更新を行なうよう
にしているので、安定な監視が可能となる利点が得られ
る。また、背景画像が背景の大まかな変動を含んでいる
ので、物体抽出時の性能も向上し、誤報や検出ミスが減
少し、安定な監視が可能となる利点がもたらされる。
According to the present invention, a small change due to video noise is not reflected in the background change, and the background is updated by following a rough change due to a change in illuminance, etc. The advantage is that monitoring is possible. In addition, since the background image includes rough fluctuations of the background, the performance at the time of object extraction is improved, false alarms and detection errors are reduced, and stable monitoring is possible.

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

【図1】この発明の実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】ヒステリシス平滑化を説明するための説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining hysteresis smoothing.

【図3】この発明による平滑化の手順を示すフローチャ
ートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a smoothing procedure according to the present invention.

【図4】背景画像とビデオノイズの大きさの例を説明す
る説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of the magnitude of a background image and video noise.

【図5】背景更新の例について従来方式とこの発明によ
る方式とを比較して説明するための説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an example of background updating by comparing a conventional method and a method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…撮像手段、2…監視画像メモリ、3…背景画像メモ
リ、4…差分・2値化手段、5…変化画像メモリ、6…
濃度変化方向メモリ(T)、7…濃度変化方向メモリ
(T−Δt)、8…カーソルサイズメモリ、9…背景更
新手段、10…新背景画像メモリ、11…物体抽出手
段、12…動き抽出手段、13…監視結果判定手段、A
…背景更新ブロック、B…判定ブロック。
1 ... Imaging means, 2 ... Monitoring image memory, 3 ... Background image memory, 4 ... Difference / binarization means, 5 ... Change image memory, 6 ...
Density change direction memory (T), 7 ... Density change direction memory (T-Δt), 8 ... Cursor size memory, 9 ... Background updating means, 10 ... New background image memory, 11 ... Object extracting means, 12 ... Motion extracting means , 13 ... Monitoring result determination means, A
... background update block, B ... decision block.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 監視領域を撮像する撮像手段と、その撮
像画像データを順次記憶する監視画像メモリと、背景画
像を記憶する背景画像メモリと、時系列の監視画像と背
景画像との変化領域を抽出する変化領域抽出手段と、こ
の変化領域画像を記憶する変化領域画像メモリと、変化
領域画像の各パターンの大きさ,形状を含む特徴量によ
り監視対象物体を抽出する対象物体抽出手段と、対象物
体の動きを抽出する動き抽出手段とを備え、対象物体と
その位置,動きにより段階的にアラームを発する画像監
視装置において、 画面上に対象物体がない状態での初期背景画像を作成す
る初期背景画像作成手段と、その初期背景を背景画像と
して監視を行ない、変化領域として抽出されなかった部
分の各画素について、時間方向にヒステリシス特性を持
たせて平滑化(ヒステリシス平滑化)した値を新たな背
景画素値とする背景画素更新手段とを設け、照度変化に
て背景が変動する場合でも、ビデオノイズによる小振幅
の変動は反映させず、本来の背景変動に追従する背景更
新を可能とし、監視を安定に行なうことを特徴とする画
像監視装置。
1. An image pickup means for picking up an image of a monitoring area, a monitoring image memory for sequentially storing picked-up image data, a background image memory for storing a background image, and a change area of a time-series monitoring image and background image. Change area extracting means for extracting, change area image memory for storing the change area image, target object extracting means for extracting the monitoring target object by the feature amount including the size and shape of each pattern of the change area image, and the target In an image monitoring apparatus that includes a motion extracting unit that extracts the motion of an object, and that generates an alarm stepwise by the target object and its position and motion, an initial background that creates an initial background image in the state where the target object is not on the screen. By monitoring the image creating means and its initial background as the background image, each pixel of the part not extracted as the change area has a hysteresis characteristic in the time direction. By providing a background pixel updating unit that uses the smoothed (hysteresis smoothed) value as a new background pixel value, even if the background changes due to a change in illuminance, a small amplitude change due to video noise is not reflected, An image monitoring device that is capable of updating the background to follow the original background fluctuation and performing stable monitoring.
【請求項2】 前記ヒステリシス平滑化を行なう際のカ
ーソルサイズを、背景の場所による定常的な変動,濃度
レベルおよび濃度勾配に応じた部分領域毎のビデオレベ
ルの変動の程度に合わせて設定する設定手段を設け、位
置によるビデオレベルの変動の大きさの変化を吸収し、
場所毎の背景変動に対しより忠実に追従する背景更新を
可能とし、安定に監視を行なうことを特徴とする請求項
1に記載の画像監視装置。
2. A setting for setting a cursor size when performing the hysteresis smoothing in accordance with a steady fluctuation depending on a background position, and a fluctuation level of a video level for each partial area according to a density level and a density gradient. A means is provided to absorb the change in the magnitude of the change in the video level depending on the position
The image monitoring apparatus according to claim 1, wherein the background is updated so as to more faithfully follow the background variation for each place, and the monitoring is performed stably.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007206843A (en) * 2006-01-31 2007-08-16 Central Res Inst Of Electric Power Ind Method and device for counting moving body underwater or on water surface and its program

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