JPH07334654A - 動き検出装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信号レベルが近い部分においても、検出漏れ
することなく精度良く動いている領域を検出できる動き
検出装置を得る。 【構成】 差分手段３、絶対値手段４によって得られた
第一の画像と第二の画像の信号レベルの差分絶対値を２
値化回路１１で２値化したデータと、第一の画像及び第
二の画像各々について勾配を算出し、差分手段９、絶対
値手段１０によって得られた第一の画像を基に算出され
た勾配と第二の画像を基に算出された勾配の差分絶対値
を２値化回路１２で２値化したデータとを、論理回路１
３で論理和をとって動き検出を行う構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続して入力される動
画像の中から移動物体を検出するための動き検出装置お
よびその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像処理技術を用いた通過車両の
検出装置、駐車車両の検出装置及び不法侵入者の検出装
置などを色々な移動物体検出装置が開発されている。こ
れらの装置は、一般に、ビデオカメラ等の撮像装置から
得られた入力画像に対して、まず前回の撮像位置から動
きのある領域を検出し、さらに雑音除去、ラベリング、
特徴抽出等により動きのある領域の中から照度変化等の
部分を取り除き、実際の移動物体のみを抽出するもので
ある。

【０００３】動画像から動きのある領域を検出（以下、
これを動き検出という）する主な手法としては、入力画
像と所定期間（例えば１フレーム期間）だけ前に入力さ
れた画像との差分をとる手法と、あらかじめ背景画像を
記憶しておき、入力画像との差分をとる手法に大きく分
けることができる。

【０００４】しかしながら、あらかじめ記憶しておいた
移動物体を含まない背景画像と入力画像との差分をとる
ことによる動き検出法では、照明変化等で背景部分の画
像が変化する場合には誤検出してしまうという問題があ
る。これに対処するために入力画像により背景画像を更
新する手法が提案されているが、そのためには背景画像
を正確に抽出する必要があるというパラドックスが存在
する。

【０００５】一方、入力画像と所定時間だけ前に入力さ
れた画像との差分をとることによる動き検出法は、背景
の輝度値の変化に影響を受けにくいため、時間や天候に
よって背景の輝度値が変化するような場合に有効であ
る。以下、この動き検出法についてさらに説明する。所
定時間間隔を有した２枚の画像信号g₁(i,j)、g₂(i,j) を
考えると、その２枚の画像間の差分は静止画像の場合に
は全ての画素(i,j) について、 g₁(i,j)-g₂(i,j)＝0 である。一方、動いている場合には、一般的に、 g₁(i,j)-g₂(i,j)≠0 と考えられる。従って、全ての(i,j)に対して、 ｜g₁(i,j)-g₂(i,j)｜＞ｋ （ｋはノイズ等を考慮した所定の閾値）として、動き検
出を行うことができる。

【０００６】図１０は従来の動き検出装置のブロック図
である。図において、１は現在の現画像信号入力、２は
所定時間間隔前の前画像信号入力、３は現画像信号１と
前画像信号入力２との差分を算出するための減算器、４
は減算器３の出力を絶対値に変換するための絶対値回
路、１２は絶対値回路４の出力を所定の閾値で２値化す
る２値化回路である。

【０００７】次に、動作を説明する。図１１は従来の動
き検出装置の動作を説明するための図である。例えば、
図１１（ａ）を前画像信号入力、（ｂ）を現画像信号入
力の１水平ラインの輝度信号として、図１０の回路に入
力すると、減算器３および絶対値回路４により図１１
（ｃ）に示す現画像信号と前画像信号の信号レベルの差
分絶対値が得られる。この信号レベルの差分絶対値は現
画像信号と前画像信号との間の同一座標の信号レベルに
変化がある時にその変化量に応じた値が出力される。こ
の差分絶対値出力（ｃ）を２値化回路１２で所定の閾値
で２値化することにより（ｄ）が得られる。この（ｄ）
が、前フレーム（ａ）と現フレーム（ｂ）との間で信号
レベルに変化のあった部分、すなわち動きのあった部分
として検出している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の動き検出装置
は、以上のように信号レベルの変化に基づいて動きを判
定する構成とされているので、図１１（ア）の部分のよ
うに実際には動いていても信号レベルが近い（｜g₁(i,
j)-g₂(i,j)｜＜ｋ） 部分は動いていないと判定されて
しまう欠点があった。すなわち、移動物体が重なってい
る部分で実際には動いているのに静止していると検出し
てしまう（以下、これを中抜けという）という問題があ
った。極端な例として、一様に黒い背景の前で無地の白
い円形の領域が移動した場合は、進行方向の前部と後部
に二つの三日月形の領域が得られる。この情報から円形
の領域を抽出することは困難である。

【０００９】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、信号レベルが近い部分において
も、検出漏れすることなく動いている領域を精度良く検
出できる動き検出装置及びその方法を得ることを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
動き検出装置は、所定の時間間隔を有した第一の画像と
第二の画像の信号レベルの差分絶対値を算出する第一の
差分絶対値算出手段と、上記第一の差分絶対値算出手段
の出力を所定の閾値で２値化する第一の２値化手段と、
第一の画像及び第二の画像各々について信号レベルの傾
き（以下、これを勾配という）を算出する勾配算出手段
と、第一の画像を基に算出された勾配と第二の画像を基
に算出された勾配の差分絶対値を算出する第二の差分絶
対値算出手段と、上記第二の差分絶対値算出手段の出力
を所定の閾値で２値化する第二の２値化手段と、上記第
一の２値化手段の出力と第二の２値化手段の出力の論理
和を算出する論理回路とを備えたものである。

【００１１】本発明の請求項２に係る動き検出装置は、
所定の時間間隔を有した第一の画像と第二の画像の信号
レベルの差分絶対値を算出する第一の差分絶対値算出手
段と、上記第一の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾
値で２値化する第一の２値化手段と、第一の画像及び第
二の画像各々について水平勾配を算出する水平勾配算出
手段と、第一の画像を基に算出された水平勾配と第二の
画像を基に算出された水平勾配の差分絶対値を算出する
第二の差分絶対値算出手段と、上記第二の差分絶対値算
出手段の出力を所定の閾値で２値化する第二の２値化手
段と、第一の画像及び第二の画像各々について垂直勾配
を算出する垂直勾配算出手段と、第一の画像を基に算出
された垂直勾配と第二の画像を基に算出された垂直勾配
の差分絶対値を算出する第三の差分絶対値算出手段と、
上記第三の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾値で２
値化する第三の２値化手段と、上記第一の２値化手段の
出力と第二の２値化手段の出力と第三の２値化手段の出
力の論理和を算出する論理回路とを備えたものである。

【００１２】本発明の請求項３に係る動き検出装置は、
所定の時間間隔を有した第一の画像と第二の画像の信号
レベルの差分絶対値を算出する第一の差分絶対値算出手
段と、上記第一の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾
値で２値化する第一の２値化手段と、第一の画像を基に
算出した勾配と第二の画像を基に算出した勾配の差分絶
対値を算出する第二の差分絶対値算出手段と、上記第二
の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾値で２値化する
第二の２値化手段と、上記第一の２値化手段の出力と第
二の２値化手段の出力の論理和を算出する第一の論理回
路と、所定の時間間隔を有した第二の画像と第三の画像
の信号レベルの差分絶対値を算出する第三の差分絶対値
算出手段と、上記第三の差分絶対値算出手段の出力を所
定の閾値で２値化する第三の２値化手段と、第二の画像
を基に算出した勾配と第三の画像を基に算出した勾配の
差分絶対値を算出する第四の差分絶対値算出手段と、上
記第四の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾値で２値
化する第四の２値化手段と、上記第三の２値化手段の出
力と第四の２値化手段の出力の論理和を算出する第二の
論理回路と、上記第一の論理回路の出力と上記第二の論
理回路の出力との論理積を算出する第三の論理回路とを
備えたものである。

【００１３】本発明の請求項４に係る動き検出装置は、
所定の時間間隔を有した第一の画像と第二の画像の信号
レベルの差分絶対値を算出する第一の差分絶対値算出手
段と、上記第一の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾
値で２値化する第一の２値化手段と、第一の画像及び第
二の画像各々について勾配を算出する勾配算出手段と、
第一の画像を基に算出された勾配と第二の画像を基に算
出された勾配の差分絶対値を算出する第二の差分絶対値
算出手段と、上記第二の差分絶対値算出手段の出力を所
定の閾値で２値化する第二の２値化手段と、上記第一の
２値化手段の出力と第二の２値化手段の出力の論理和を
算出する第一の論理回路と、上記第一の論理回路の出力
を所定の時間間隔分だけ遅延させる遅延手段と、上記第
一の論理回路の出力と遅延手段の出力との論理積を算出
する第二の論理回路とを備えて動き検出を行う。

【００１４】本発明の請求項５に係る動き検出方法は、
所定の時間間隔を有した第一の画像と第二の画像の信号
レベルの差分絶対値を算出する処理と、上記第一の差分
絶対値処理の結果を所定の閾値で２値化する第一の２値
化処理と、第一の画像及び第二の画像各々について勾配
を算出する処理と、第一の画像を基に算出された勾配と
第二の画像を基に算出された勾配の差分絶対値を算出す
る第二の差分絶対値を算出する処理と、上記第二の差分
絶対値処理の結果を所定の閾値で２値化する第二の２値
化処理と、上記第一の２値化処理の結果と第二の２値化
処理の結果の論理和を算出する処理と、上記論理和処理
結果を所定の閾値で２値化する処理とを有するものであ
る。

【００１５】

【作用】本発明の請求項１に係る動き検出装置において
は、上記の構成により、信号レベルの差が大きい部分ま
たは勾配の差が大きい部分を動き領域と判定する。

【００１６】本発明の請求項２に係る動き検出装置にお
いては、水平方向または垂直方向の勾配の差の大きい部
分を動き領域と判定する。

【００１７】本発明の請求項３に係る動き検出装置にお
いては、３枚の画像を基にして、それぞれ２枚の画像間
で抽出した２つの動き検出信号の論理積を算出する。

【００１８】本発明の請求項４に係る動き検出装置にお
いては、１ビットの所定時間間隔の遅延手段を追加する
ことにより、２枚の画像を基にして、１つの動き検出を
行う構成で、２枚の画像間に共通する動き部分のみを抽
出する。

【００１９】本発明の請求項５に係る動き検出方法にお
いては、ＤＳＰ等のソフトウエア処理により、信号レベ
ルの値そのものだけでなく勾配の差異をも動き検出の判
定に加えることができる。

【００２０】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の実施例１における動き検出装
置のブロック図である。図において、１は現画像信号入
力端子、２は所定時間間隔前の前画像信号入力端子、３
は現画像信号１と前画像信号２との差分を算出する減算
器、４は減算器３によって算出された差分値の絶対値を
求める絶対値回路、５、６は現画像信号１の勾配を算出
するための遅延手段及び減算器、７、８は前画像信号２
の勾配を算出するための遅延手段及び減算器、９、１０
は現画像信号の勾配と前画像信号の勾配の差分絶対値を
算出するための減算器及び絶対値回路、１１は絶対値回
路４の出力を所定の閾値で２値化する２値化回路、１２
は絶対値回路１０の出力を所定の閾値で２値化する２値
化回路、１３は２値化回路１１の出力と２値化回路１２
の出力の論理和を算出する論理回路である。

【００２１】次に、図１及び図２に基づいて動作例を説
明する。図２は本発明の実施例１における動き検出装置
の動作を説明するための図である。図２の（ａ）を前画
像信号入力、図２の（ｂ）を現画像信号入力の１水平ラ
インの輝度信号として、図１の回路に入力したとする。
現画像信号と前画像信号の信号レベルの差分絶対値は、
従来と同様に減算器３および絶対値回路４により得られ
る。この信号レベルの差分絶対値を図２の（ｈ）に示
す。これに加えて、現画像信号入力１について、遅延手
段５の出力と減算器６により勾配を算出する。この現画
像信号の勾配、すなわち減算器６の出力を図２の（ｃ）
に示す。同様に、前画像信号入力２について、遅延手段
７の出力と減算器８により勾配を算出する。この前画像
信号の勾配、すなわち減算器８の出力を図２の（ｄ）に
示す。

【００２２】次に、上記減算器６より出力される現画像
信号の勾配（ｃ）と上記減算器８より出力される前画像
信号の勾配（ｄ）について、減算器９により差分処理を
行う。その出力を図２の（ｅ）に示す。ここで出力され
る差分値は、現画像信号と前画像信号が同一の画像であ
ると、現画像信号の勾配と前画像信号の勾配は同一の値
となり、その差分結果は０となる。逆に変化が大きい場
合には、プラス、またはマイナスの大きな値を取ること
になる。ここでは、変化量だけに注目するので、次に絶
対値回路１０により勾配の差分信号（ｅ）に対し絶対値
処理を行う。上記絶対値回路１０の出力、すなわち勾配
の差分絶対値を図２の（ｆ）に示す。この勾配の差分絶
対値は同一座標において現画像信号と前画像信号との間
の勾配に変化がある時にその変化量に応じた値が出力さ
れる。勾配の差分絶対値（ｆ）を２値化回路１１で所定
の閾値で２値化することにより（ｇ）の２値化出力が得
られる。一方、従来例と同様に信号レベルの差分絶対値
（ｈ）を２値化回路１２で所定の閾値で２値化すると
（ｉ）の２値化出力が得られる。論理回路１３で（ｇ）
の２値化出力と（ｉ）の２値化出力の論理和をとると
（ｊ）の２値化出力、すなわち動き検出信号が得られ
る。

【００２３】従来例における信号レベルの差分絶対値に
対応する図２の（ｈ）を２値化した場合、（ｉ）に示す
ように信号レベルが近い（ア）の部分に“０”となる部
分ができてしまうが、勾配の差分絶対値を２値化した
（ｇ）と（ｉ）の論理和をとることにより（ｊ）に示す
ように中抜けのない２値化出力が得られる。

【００２４】次に、前画像と現画像の所定時間間隔につ
いて説明する。一般的には、画像信号は１秒間に３０枚
のフレームから構成されているため、フレーム単位での
動き検出が可能である。従って、動きの早い物体の検出
には時間間隔をフレーム単位にするとよい。しかし、フ
レーム単位ではほとんど動かないような、動きの遅い物
体の場合には、時間間隔を大きくとる方がよい。従っ
て、検出すべき物体の動きのスピードに応じて時間間隔
を決定する。

【００２５】実施例２．図３は本発明の実施例２におけ
る動き検出装置のブロック図である。図において、１は
現在の現画像信号入力、２は所定時間間隔前の前画像信
号入力、３は現画像信号１と前画像信号２との差分を算
出する減算器、４は減算器３によって算出された差分値
の絶対値を求める絶対値回路、３１、３２は現画像信号
１の水平勾配を算出するための遅延手段及び減算器、３
３、３４は前画像信号２の水平勾配を算出するための遅
延手段及び減算器、３５、３６は現画像信号１の垂直勾
配を算出するための遅延手段及び減算器、３７、３８は
前画像信号２の垂直勾配を算出するための遅延手段及び
減算器、３９、４０は現画像信号の水平勾配と前画像信
号の水平勾配の差分絶対値を算出するための減算器及び
絶対値回路、４１、４２は現画像信号の垂直勾配と前画
像信号の垂直勾配の差分絶対値を算出するための減算器
及び絶対値回路、１１は絶対値回路４の出力を所定の閾
値で２値化する２値化回路、４３は絶対値回路４０の出
力を所定の閾値で２値化する２値化回路、４４は絶対値
回路４２の出力を所定の閾値で２値化する２値化回路、
１３は２値化回路１１の出力と２値化回路４３の出力と
２値化回路４４の出力の論理和を算出する論理回路であ
る。

【００２６】次に、動作について説明する。図３におい
て、現画像信号と前画像信号の信号レベルの差分絶対値
は、実施例１と同様に減算器３および絶対値回路４によ
り得られる。実施例２の実施例１との違いは、水平、垂
直の両方向で勾配の差分絶対値から２値化し、論理和を
とることである。すなわち、現画像信号入力１につい
て、遅延手段３１の出力と減算器３２により水平勾配を
算出し、遅延手段３５の出力と減算器３６により垂直勾
配を算出する。また、前画像信号入力２について、遅延
手段３３の出力と減算器３４により水平勾配を算出し、
遅延手段３７の出力と減算器３８により垂直勾配を算出
する。 上記減算器３２より出力される現画像信号の水
平勾配と上記減算器３４より出力される前画像信号の水
平勾配について、減算器３９および絶対値回路４０によ
り差分絶対値が算出される。また、上記減算器３６より
出力される現画像信号の垂直勾配と上記減算器３８より
出力される前画像信号の垂直勾配について、減算器４１
および絶対値回路４２により差分絶対値が算出される。
絶対値回路４で算出した信号レベルの差分絶対値は２値
化回路１１で、絶対値回路４０で算出した水平勾配の差
分絶対値は２値化回路４３で、絶対値回路４４で算出し
た垂直勾配の差分絶対値は２値化回路４４でそれぞれ２
値化される。これら三つの２値化出力を論理回路１３で
論理和をとることにより動き検出信号が得られる。

【００２７】次に、勾配を水平、垂直の両方向で算出す
る効果について説明する。水平、垂直ともに図２の
（ａ）のような信号レベルの物体が、図４の（ａ）の位
置から図４の（ｂ）の位置に垂直方向に平行移動したと
する。この時、水平勾配の差分絶対値のみを信号レベル
の差分絶対値に加算したとすると、物体の重なった部分
付近では信号レベルの差分絶対値、水平勾配の差分絶対
値ともに値が小さいため、検出漏れが起こり、（ｃ）の
ように中抜けが生じてしまう。一方、物体の重なった部
分付近では垂直勾配の差分絶対値が大きくなるため、水
平、垂直の両方向の勾配の差分絶対値を加算した場合に
は、（ｄ）のように検出漏れなく動きを検出することが
できる。

【００２８】実施例３．図５は本発明の実施例３におけ
る動き検出装置のブロック図である。図において、１０
１、１０２、１０３はそれぞれ所定の時間間隔を有した
第一画像信号入力、第二画像信号入力、第三画像信号入
力、１０４は第１画像信号１０１と第２画像信号１０２
の差分を行う減算器、１０５は第２画像信号１０２と第
３画像信号１０３の差分を行う減算器、１０６は上記減
算器１０４の出力の絶対値を算出する絶対値回路、１０
７は上記減算器１０５の出力の絶対値を算出する絶対値
回路、１０８、１０９は上記第１画像信号１０１の勾配
を算出するための遅延手段および減算器、１１０、１１
１は上記第二画像信号１０２の勾配を算出するための遅
延手段および減算器、１１２、１１３は上記第三画像信
号１０３の勾配を算出するための遅延手段および減算
器、１１４は第一画像信号の勾配と第二画像信号の勾配
の差分を求める減算器、１１５は減算器１１４の出力に
絶対値処理を行う絶対値回路、１１６は第二画像信号の
勾配と第三画像信号の勾配の差分を求める減算器、１１
７は減算器１１６の出力に絶対値処理を行う絶対値回
路、１１８は絶対値回路１１５の出力を所定の閾値で２
値化する２値化回路、１１９は絶対値回路１０６の出力
を所定の閾値で２値化する２値化回路、１２０は絶対値
回路１１７の出力を所定の閾値で２値化する２値化回
路、１２１は絶対値回路１０７の出力を所定の閾値で２
値化する２値化回路、１２２は２値化回路１１８の出力
と２値化回路１１９の出力の論理和と２値化回路１２０
の出力と２値化回路１２１の出力の論理和との論理積を
とる論理回路である。

【００２９】次に図６に基づいて動作例の説明を行う。
図６は本発明の実施例３における動き検出装置の動作を
説明するための図であり、（ａ）は第１画像信号、
（ｂ）は第２画像信号、（ｃ）は第３画像信号の１水平
ラインの輝度信号とする。遅延手段１０８、１１０、１
１２をそれぞれ１画素の遅延とすると、減算器１０９で
は第１画像信号の隣接画素間差分、減算器１１１では第
２画像信号の隣接画素間差分、減算器１１３では第３画
像信号の隣接画素間差分がそれぞれ得られる。

【００３０】第一画像信号１０１と第二画像信号１０２
の隣接画素間差分すなわち勾配の差分絶対値は減算器１
１４および絶対値回路１１５により得られ、図６の
（ｄ）のようになる。これを２値化回路１１８で２値化
すると（ｅ）のようになる。また、第一画像信号１０１
と第二画像信号１０２の信号レベルの差分絶対値は減算
器１０４および絶対値回路１０６により得られ、図６の
（ｆ）のようになる。これを２値化回路１１９で２値化
すると（ｇ）のようになる。同様に、第二画像信号１０
２と第三画像信号１０３の隣接画素間差分すなわち勾配
の差分絶対値は減算器１１６および絶対値回路１１７に
より得られ、図６の（ｈ）のようになる。これを２値化
回路１２０で２値化すると（ｉ）のようになる。また、
第二画像信号１０２と第三画像信号１０３の信号レベル
の差分絶対値は減算器１０５および絶対値回路１０７に
より得られ、図６の（ｊ）のようになる。これを２値化
回路１２１で２値化すると（ｋ）のようになる。

【００３１】論理回路１２２において、まず２値化回路
１１８の出力と２値化回路１１９の出力の論理和をとる
ことで第一画像信号と第二画像信号との間で変化のある
部分の出力が（ｌ）のように中抜けすることなく検出で
き、次に２値化回路１２０の出力と２値化回路１２１の
出力の論理和をとることで第二画像信号と第三画像信号
との間で変化のある部分の出力が（ｍ）のように中抜け
することなく検出でき、最後に（ｌ）と（ｍ）の論理積
をとることで（ｎ）のように第二画像信号に対応した動
き部分のみの抽出を行うことができる。

【００３２】実施例４．図７は本発明の実施例４におけ
る動き検出装置のブロック図である。図において、１は
現在の現画像信号入力、２は所定時間間隔前の前画像信
号入力、３は現画像信号１と前画像信号２との差分を算
出する減算器、４は減算器３によって算出された差分値
の絶対値を求める絶対値回路、５、６は現画像信号１の
勾配を算出するための遅延手段及び減算器、７、８は前
画像信号２の勾配を算出するための遅延手段及び減算
器、９、１０は現画像信号の勾配と前画像信号の勾配の
差分絶対値を算出するための減算器及び絶対値回路、１
１は絶対値回路４の出力を所定の閾値で２値化する２値
化回路、１２は絶対値回路１０の出力を所定の閾値で２
値化する２値化回路、１３は２値化回路１１と２値化回
路１２の論理和を算出する論理回路、２０１は論路回路
１３の出力を画像入力の時間間隔と同じ所定時間遅延さ
せる遅延手段、２０２は上記遅延手段２０１の出力と上
記論理回路１３の出力の論理積を算出する論理回路であ
る。

【００３３】次に、図７及び図８に基づいて動作例を説
明する。図８は本発明の実施例１４における動き検出装
置の動作を説明するための図である。図８の（ａ）の第
一画像信号を前画像信号入力、図８の（ｂ）の第二画像
信号を現画像信号入力の１水平ラインの輝度信号とし
て、図８に入力したとする。現画像信号と前画像信号の
信号レベルの差分絶対値は、従来と同様に減算器３およ
び絶対値回路４により得られる。この信号レベルの差分
絶対値を図８の（ｃ）に示す。これを２値化回路１１で
所定の閾値で２値化すると（ｄ）のようになる。また、
現画像信号入力１について、遅延手段５の出力と減算器
６により勾配を算出し、前画像信号入力２について、遅
延手段７の出力と減算器８により勾配を算出する。次
に、上記減算器６より出力される現画像信号の勾配と上
記減算器８より出力される前画像信号の勾配について、
減算器９により差分処理を行う。ここで出力される差分
値は、現画像信号と前画像信号が同一の画像であると、
現画像信号の勾配と前画像信号の勾配は同一の値とな
り、その差分結果は０となる。逆に変化が大きい場合に
は、プラス、またはマイナスの大きな値を取ることにな
る。ここでは、変化量だけに注目するので、次に絶対値
回路１０により勾配の差分信号に対し絶対値処理を行
う。

【００３４】上記絶対値回路１０の出力、すなわち勾配
の差分絶対値を図８の（ｅ）に示す。この勾配の差分絶
対値は現画像信号と前画像信号との間の同一座標の勾配
に変化がある時にその変化量に応じた値が出力される。
これを２値化回路１２で所定の閾値で２値化すると
（ｆ）のようになる。論理回路１３により勾配の差分絶
対値の２値化出力（ｆ）と信号レベルの差分絶対値の２
値化出力（ｄ）の論理和が算出される。この論理和出力
は図８の（ｇ）のようになり、第一画像信号と第二画像
信号との間で変化のある部分の出力が中抜けすることな
く検出できる。この２値化回路１２の出力は、遅延手段
２０１へ送られる。遅延手段２０１は、例えば１ビット
＊１フレーム分の容量を持つメモリで構成され、画像入
力の所定時間間隔と同じ時間分データを保持する。

【００３５】ここで所定時間間隔後について考える。先
ほどの第二画像信号（ｂ）は時間経過により前画像信号
入力２となり、現画像信号入力１には図８の（ｈ）に示
した新たな第三画像信号が入力される。これらの新しい
画像信号に対して上記の一連の処理が行われ、論理回路
１３により新たな出力が得られる。この時の論理回路１
３の出力を図８の（ｉ）に示す。この（ｉ）は、（ｇ）
に対して、所定時間間隔遅れの動き部分が出力される事
となる。次に、上記遅延手段２０１の出力である図８の
（ｇ）と、上記遅延手段２０１の出力である図８の
（ｉ）と論理回路２０２において論理積処理を行う。上
記論理回路２０２の出力は、最初の第一画像信号（ａ）
と第二画像信号（ｂ）の動き部分と、所定時間経過後の
第二画像信号（ｂ）と第三画像信号（ｈ）との動き部分
の論理積により、第二画像信号（ｂ）における動き部分
である。上記論理回路２０２の出力を上記図８（ｊ）に
示す。以上のような構成により、実施例３と同様に第二
画像に対応した動き部分のみの検出ができる。

【００３６】実施例５．実施例１は動き検出装置をハー
ドウエア（ワイヤードロジック）で実現する例であった
が、実施例５はこれをソフトウエア（ストアドプログラ
ム）で実現する例である。図９は本発明の実施例５にお
ける動き検出方法のフローチャートを示す図である。図
において、１５１は所定時間の時間経過を判定するタイ
マー判定ステップ、１５２は前の入力画像となったメモ
リＡの内容をメモリＢに転送するステップ、１５３は入
力画像をメモリＡに記憶するステップ、１５４はメモリ
ＡとメモリＢの信号レベルの差分絶対値を算出しこれを
所定の閾値で２値化してメモリＣに記憶するステップ、
１５５はメモリＡとメモリＢの信号レベルの傾きの差分
絶対値を算出しこれを所定の閾値で２値化してしてメモ
リＢに記憶するステップ、１５６はメモリＢとメモリＣ
の２値化出力の論理和をとりメモリＣに記憶するステッ
プ、１５７はメモリＣの値を出力するステップである。

【００３７】ソフトウエアで実現する場合には、演算結
果をストアするレジスタ或いはメモリが必要となり、リ
アルタイム処理は困難になる。しかしながら原理的には
ハードウエアで実現する場合と同様に図２で説明した動
作が可能である。以下、図９のフローチャートを用いて
動き検出方法について説明する。プログラムがスタート
すると所定の初期設定ステップ１５０を行った後、ステ
ップ１５１からステップ１５７のループに入り、以後ル
ープを巡回する。ステップ１５１は所定の時間が経過す
るとループを抜け出し、同時に所定時間のタイマーをセ
ットするもので、所定の時間以外はループを巡回する。
ループを抜けると、ステップ１５２で前の演算時に現画
像信号入力を記憶したメモリＡの内容をメモリＢに転送
する。

【００３８】従って、メモリＢには前画像信号入力が記
憶される。ステップ１５３で現画像信号入力がメモリＡ
に記憶される。ステップ１５４ではメモリＡとメモリＢ
の同一アドレスの信号レベルの差分絶対値を求めてこれ
を所定の閾値で２値化してメモリＣの同一アドレスに記
憶する。ステップ１５５ではメモリＡとメモリＢの同一
アドレスの信号レベルの傾きをそれぞれ算出し、その差
分絶対値を求めてこれを所定の閾値で２値化してメモリ
Ｂの同一アドレスに記憶する。これによって、メモリＢ
の値は前画像信号入力から前画像信号と現画像信号の勾
配の差分絶対値の２値化出力に変わる。ステップ１５６
では前画像信号と現画像信号の差分絶対値の２値化出力
を記憶したメモリＣと前画像信号と現画像信号の勾配の
差分絶対値の２値化出力を記憶したメモリＢの論理和を
とり再度メモリＣに記憶する。ステップ１５７ではメモ
リＣに記憶された差分絶対値の２値化と勾配の差分絶対
値の２値化の論理和を動き検出領域として抽出する。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明になる動き検出装
置及びその方法は、請求項１によれば、信号レベルの差
分絶対値の大きい部分と、勾配の差分絶対値の大きい部
分との論理和をとり動き検出を行うため、信号レベルの
近い部分での検出漏れすなわち中抜けがなくなり、精度
の良い動き検出ができる。

【００４０】また、請求項２によれば、勾配の検出を水
平、垂直両方向で行うことにより、色々な絵柄の物体の
色々な動きに対しても精度の良い動き検出ができる。

【００４１】また、請求項３によれば、３枚の画像を基
にして、それぞれ２枚間の２つの動き検出信号の論理積
を算出することにより、２枚めの画像に対しての動き検
出のみの抽出、すなわち動き物体の抽出ができる。

【００４２】また、請求項４によれば、１ビットの所定
時間間隔の遅延手段を追加することにより、２組必要で
あった２枚の画像間での動き検出回路を１組に減らし、
２枚めの画像に対しての動き検出のみの抽出、すなわち
動き物体の抽出ができる。

【００４３】また、請求項５によれば、ＤＳＰ等のソフ
トウエア処理によって、信号レベルの差分絶対値の大き
い部分と、勾配の差分絶対値の大きい部分との論理和を
とり動き検出を行うため、信号レベルの近い部分での検
出漏れすなわち中抜けがなくなり、精度の良い動き検出
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１における動き検出装置のブ
ロック図である。

【図２】 本発明の実施例１における動き検出装置の動
作を説明するための図である。

【図３】 本発明の実施例２における動き検出装置のブ
ロック図である。

【図４】 本発明の実施例２における動き検出装置の動
作を説明するための図である。

【図５】 本発明の実施例３における動き検出装置のブ
ロック図である。

【図６】 本発明の実施例３における動き検出装置の動
作を説明するための図である。

【図７】 本発明の実施例４における動き検出装置のブ
ロック図である。

【図８】 本発明の実施例４における動き検出装置の動
作を説明するための図である。

【図９】 本発明の実施例５における動き検出方法のフ
ローチャート図である。

【図１０】 従来の動き検出装置のブロック図である。

【図１１】 従来の動き検出装置の動作を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１ 現画像信号入力、２ 前画像信号入力、３ 減算
器、４ 絶対値回路、５遅延手段、６ 減算器７ 遅延
手段、８ 減算器、９ 減算器、１０ 絶対値回路、１
１ 加算器、１２ ２値化回路。

【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】次に、図１及び図２に基づいて動作例を説
明する。図２は本発明の実施例１における動き検出装置
の動作を説明するための図である。図２の（ａ）を前画
像信号入力、図２の（ｂ）を現画像信号入力の１水平ラ
インの輝度信号として、図１の回路に入力したとする。
現画像信号と前画像信号の信号レベルの差分絶対値は、
従来と同様に減算器３および絶対値回路４により得られ
る。この信号レベルの差分絶対値を図２の（ｈ）に示
す。これに加えて、現画像信号入力１について、遅延手
段５の出力と減算器６により勾配を算出する。この現画
像信号の勾配、すなわち減算器６の出力を図２の（ｄ）
に示す。同様に、前画像信号入力２について、遅延手段
７の出力と減算器８により勾配を算出する。この前画像
信号の勾配、すなわち減算器８の出力を図２の（ｃ）に
示す。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】次に、上記減算器６より出力される現画像
信号の勾配（ｃ）と上記減算器８より出力される前画像
信号の勾配（ｄ）について、減算器９により差分処理を
行う。その出力を図２の（ｅ）に示す。ここで出力され
る差分値は、現画像信号と前画像信号が同一の画像であ
ると、現画像信号の勾配と前画像信号の勾配は同一の値
となり、その差分結果は０となる。逆に変化が大きい場
合には、プラス、またはマイナスの大きな値を取ること
になる。ここでは、変化量だけに注目するので、次に絶
対値回路１０により勾配の差分信号（ｅ）に対し絶対値
処理を行う。上記絶対値回路１０の出力、すなわち勾配
の差分絶対値を図２の（ｆ）に示す。この勾配の差分絶
対値は同一座標において現画像信号と前画像信号との間
の勾配に変化がある時にその変化量に応じた値が出力さ
れる。勾配の差分絶対値（ｆ）を２値化回路１２で所定
の閾値で２値化することにより（ｇ）の２値化出力が得
られる。一方、従来例と同様に信号レベルの差分絶対値
（ｈ）を２値化回路１１で所定の閾値で２値化すると
（ｉ）の２値化出力が得られる。論理回路１３で（ｇ）
の２値化出力と（ｉ）の２値化出力の論理和をとると
（ｊ）の２値化出力、すなわち動き検出信号が得られ
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １ 現画像信号入力、２ 前画像信号入力、３ 減算
器、４ 絶対値回路、５遅延手段、６ 減算器、７ 遅
延手段、８ 減算器、９ 減算器、１０ 絶対値回路、
１１ ２値化回路、１２ ２値化回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の時間間隔を有した第一の画像と第
   二の画像の信号レベルの差分絶対値を算出する第一の差
   分絶対値算出手段と、上記第一の差分絶対値算出手段の
   出力を所定の閾値で２値化する第一の２値化手段と、第
   一の画像及び第二の画像各々について勾配を算出する勾
   配算出手段と、第一の画像を基に算出された勾配と第二
   の画像を基に算出された勾配の差分絶対値を算出する第
   二の差分絶対値算出手段と、上記第二の差分絶対値算出
   手段の出力を所定の閾値で２値化する第二の２値化手段
   と、上記第一の２値化手段の出力と第二の２値化手段の
   出力の論理和を算出する論理回路とを備えたことを特徴
   とする動き検出装置。
2. 【請求項２】 所定の時間間隔を有した第一の画像と第
   二の画像の信号レベルの差分絶対値を算出する第一の差
   分絶対値算出手段と、上記第一の差分絶対値算出手段の
   出力を所定の閾値で２値化する第一の２値化手段と、第
   一の画像及び第二の画像各々について水平勾配を算出す
   る水平勾配算出手段と、第一の画像を基に算出された水
   平勾配と第二の画像を基に算出された水平勾配の差分絶
   対値を算出する第二の差分絶対値算出手段と、上記第二
   の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾値で２値化する
   第二の２値化手段と、第一の画像及び第二の画像各々に
   ついて垂直勾配を算出する垂直勾配算出手段と、第一の
   画像を基に算出された垂直勾配と第二の画像を基に算出
   された垂直勾配の差分絶対値を算出する第三の差分絶対
   値算出手段と、上記第三の差分絶対値算出手段の出力を
   所定の閾値で２値化する第三の２値化手段と、上記第一
   の２値化手段の出力と第二の２値化手段の出力と第三の
   ２値化手段の出力の論理和を算出する論理回路とを備え
   たことを特徴とする動き検出装置。
3. 【請求項３】 所定の時間間隔を有した第一の画像と第
   二の画像の信号レベルの差分絶対値を算出する第一の差
   分絶対値算出手段と、上記第一の差分絶対値算出手段の
   出力を所定の閾値で２値化する第一の２値化手段と、第
   一の画像を基に算出した勾配と第二の画像を基に算出し
   た勾配の差分絶対値を算出する第二の差分絶対値算出手
   段と、上記第二の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾
   値で２値化する第二の２値化手段と、上記第一の２値化
   手段の出力と第二の２値化手段の出力の論理和を算出す
   る第一の論理回路と、所定の時間間隔を有した第二の画
   像と第三の画像の信号レベルの差分絶対値を算出する第
   三の差分絶対値算出手段と、上記第三の差分絶対値算出
   手段の出力を所定の閾値で２値化する第三の２値化手段
   と、第二の画像を基に算出した勾配と第三の画像を基に
   算出した勾配の差分絶対値を算出する第四の差分絶対値
   算出手段と、上記第四の差分絶対値算出手段の出力を所
   定の閾値で２値化する第四の２値化手段と、上記第三の
   ２値化手段の出力と第四の２値化手段の出力の論理和を
   算出する第二の論理回路と、上記第一の論理回路の出力
   と上記第二の論理回路の出力との論理積を算出する第三
   の論理回路とを備えたことを特徴とする動き検出装置。
4. 【請求項４】 所定の時間間隔を有した第一の画像と第
   二の画像の信号レベルの差分絶対値を算出する第一の差
   分絶対値算出手段と、上記第一の差分絶対値算出手段の
   出力を所定の閾値で２値化する第一の２値化手段と、第
   一の画像及び第二の画像各々について勾配を算出する勾
   配算出手段と、第一の画像を基に算出された勾配と第二
   の画像を基に算出された勾配の差分絶対値を算出する第
   二の差分絶対値算出手段と、上記第二の差分絶対値算出
   手段の出力を所定の閾値で２値化する第二の２値化手段
   と、上記第一の２値化手段の出力と第二の２値化手段の
   出力の論理和を算出する第一の論理回路と、上記第一の
   論理回路の出力を所定の時間間隔分だけ遅延させる遅延
   手段と、上記第一の論理回路の出力と遅延手段の出力と
   の論理積を算出する第二の論理回路とを備えたことを特
   徴とする動き検出装置。
5. 【請求項５】 所定の時間間隔を有した第一の画像と第
   二の画像の信号レベルの差分絶対値を算出する処理と、
   上記第一の差分絶対値処理の結果を所定の閾値で２値化
   する第一の２値化処理と、第一の画像及び第二の画像各
   々について勾配を算出する処理と、第一の画像を基に算
   出された勾配と第二の画像を基に算出された勾配の差分
   絶対値を算出する第二の差分絶対値を算出する処理と、
   上記第二の差分絶対値処理の結果を所定の閾値で２値化
   する第二の２値化処理と、上記第一の２値化処理の結果
   と第二の２値化処理の結果の論理和を算出する処理と、
   上記論理和処理結果を所定の閾値で２値化する処理とを
   有することを特徴とする動き検出方法。