JPH0740303B2 - テレビジョン信号内に含まれたエッジ情報に応答するモーション検出装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、テレビジョン信号によって表されるテレビジ
ョン画像内の動きを検出するモーション検出装置及び方
法に関するものであり、特に、テレビジョン信号内に含
まれた情報であって、テレビに写し出された映像内に現
れた対象物のエッジを表示する情報を用いるモーション
検出装置及び方法に関するものである。

従来技術において、テレビジョン信号がテレビジョン画
像内容内のモーションに関連する情報を包含する事実は
知られていた。かかる技術は、ビデオ信号の検査によっ
てモーションを検出する必要がある侵入検出或いはビデ
オ監視に使用されてきた。従来技術において採用されて
きた周知の方法は、リアルタイムの像をメモリ内にスト
アされたフィールド又はフレームストアから読み出され
る遅延された像と比較するものである。

いずれにしても、このようなシステムは、全フィールド
又は全フレームのビデオ信号をストアしておく比較的高
価なフレームストアメモリを必要とする。次の画像フレ
ームの画像情報を含むビデオ信号は、ストアされている
ビデオ信号と比較され、その結果はモーション表示信号
を供給する。これらシステムはモーションにより、現在
のビデオ信号の画素の内容がストアされたフレームの対
応する位置の画素の内容とは相違するという事実に基づ
いて作動する。

いずれにしても、これらシステムは想像することができ
るように、高価なフレームストアが必要であるという欠
点を有している。かかるシステムの他の欠点は、明るさ
の変化に影響を受けて虚偽のアラームを発生することで
ある。

他の従来技術のシステムは、観察すべきテレビジョン画
像領域内のどこかに置かれた固定又は可変サイズの１つ
又は複数のウインドの使用を採用している。その時のウ
インド内の平均光レベルを測定し、それをメモリ内にス
トアする。短時間後に２回目の測定を行い、１回目の平
均光レベルと比較する。これら時間の間に、ウインド内
の人間が動いた場合、１回目と２回目の測定値が等しく
なくなり、アラームがトリガされる。これらのシステム
は全フレームのストアを必要としないが、テレビジョン
画像の多くのラインで構成されウインド領域を画成する
ために膨大な処理を必要とする。これらシステムもまた
一定の照明状態の下では満足に作動するが、それらは光
の変化に応答して虚偽のアラームを発生させる。また、
モーション情報がテレビジョン信号の周波数スペクトラ
ム内に含まれていることも周知である。例えば、1987年
２月３日にディー・エイチ・プリチャードに発行された
名称「ベースバンドテレビジョン信号の側波帯からのモ
ーション情報を抽出するモーション検出器」の米国特許
第4641,186号であって、アール シー エー コーポレ
イションに譲渡された特許がある。また、1987年６月29
日にエム・エム・エーメギードにより出願された名称
「テレビジョン信号の周波数スペクトラムに含まれた情
報を用いるモーション検出器」：国際出願番号PCT/US87
/01501号の継続中の出願であって、アール シー エー
コーポレーションに譲渡された出願を参照されたい。

これらのシステムは、静止画像に対するテレビジョン信
号の周波数スペクトラムは、水平及び垂直走査周波数の
一連の成分及びその高調波からなっているという事実を
利用したものである。いずれにしても、テレビジョン信
号スペクトラムの主要な大きさの成分は、直流成分、フ
ィールド周波数成分、ライン周波数成分及びその高調波
成分である。各フイールド走査周波数と等しい間隔だけ
次のものから隔てられたクラスター成分が、各ライン周
波数の高調波の両側に存在している。

静止画像に対しては、例えばライン周波数の高調波は固
定されており、ライン周波数の整数倍の位置にある。し
かしながら、モーションが存在するとスペクトラムの成
分は１のフィールドから次のフィールドへの情報の変化
により付加的な側波帯を含むことになる。特に、これら
付加的な側波帯は検出可能であり、これによりモーショ
ンを表示する信号を提供する。より精巧な他のシステム
はデジタルビデオ信号を利用しているが、このシステム
は画像認識のためにコンピュータ内でデジタル処理をす
る必要がある。テレビジョンカメラから供給される膨大
なデータを、コンピュータで取り扱うことができるよう
にする前に、初めに縮小しなければならない。

これは、システムにコストと複雑さを加える。これらシ
ステムは極めて汎用性があるが、複雑で精巧なデジタル
圧縮技術のみならずデジタル処理を提供するために、適
正なソフトウエアを提供するには多大な努力を必要とす
る。従って、これらのシステムは極めて高価である。

上記のことを鑑みれば、ビデオ信号を検査することによ
りモーションを検出する監視システムとは別に、多くの
他の用途があることは当業者において明らかであろう。
いずれにしても、かかる検出方法を採用する装置は、経
済的で、設置し易く、また作動に信頼性のあるものでな
ければならないことが示されている。

このようにして、テレビジョン信号を用いてモーション
を検出することができ、侵入検出システム又はその他の
装置と協力してモーションの存在を表示するすることが
できる。

発明の概要 本発明の１つの態様は、テレビジョン信号内に含まれた
エッジ情報を用いて、モーションを表示する出力を発生
するモーション検出設置を提供する。

本発明の他の態様は、対象物のエッジに応答することが
でき、対象物のエッジが動いたか否かを観察することに
より、対象物が動いた時点を決定する簡単でかつ経済的
な回路を採用したモーション検出装置き提供する。この
システムは対象物のエッジ輪郭を作り、それをストア
し、次にストアされた輪郭と次の輪郭とを比較してモー
ションを決定する。

本発明のさらに他の態様は、或る画像内の対象物エッジ
を表示するモーション情報を抽出し、ストアされたこの
情報と次のフィールド又はフレームの情報とを比較する
ことにより、モーションの存在によりエッジ又は対象物
パターンが動いたか否かを決定する安価でかつ信頼性の
高いモーション検出装置を提供する。

好ましい実施例の簡単な説明 本発明に係るモーション検出装置は、監視下の領域に含
まれる物体の運動を、テレビジョンカメラによって発生
され、テレビジョン画像を表すテレビジョン信号に応答
して検出するモーション検出装置であって、前記テレビ
ジョン信号に応答して、第１の時間間隔中における所定
の物体の位置を表すエッジ情報を発生して記憶すると共
にそれに続く時間間隔中にエッジ情報を発生する手段
と、前記格納されたエッジ情報と、それに続いて発生さ
れたエッジ情報とを比較し、前記両時間間隔の間でのエ
ッジ情報の変化、すなわち前記監視下の領域内での物体
の運動を表す出力信号を発生する比較手段（28,29,30）
とを備えるものにおいて、前記テレビジョン信号に応答
する手段が、前記テレビジョン信号を受ける入力端子を
有し、出力端子に所定の標本化周波数のテレビジョン信
号の低域通過信号を出力する低域通過フィルタ手段（1
5）と、この低域通過フィルタ手段の出力端子に結合さ
れ、エッジ情報を表す両極性のパルス列を含む微分信号
を出力する第１の微分器（17）と、この第１の微分器に
接続され、前記微分信号中のエッジ情報を表す所定の極
性のパルス列を出力する整流手段（19）と、この整流手
段に接続され、前記整流された信号中のエッジ情報を表
す特定の零交差を持つ第２の微分信号を出力する第２の
微分器（21）と、前記第２の微分信号に応答し、零交差
があるときは２進数値の一方を出力し、零交差がないと
きは２進数値の他方を出力する零交差検出器（23）と、
この零交差検出器に接続され、前記第１の時間間隔中で
のテレビジョン信号のエッジ情報を表す所定の位置に前
記２進数値の一方を記憶するメモリ（26）とを備えるこ
とを特徴とする。

また、本発明に係るモーション検出方法は、監視下の領
域に含まれる物体の運動を、テレビジョンカメラによっ
て発生されるテレビジョン信号に応答して検出するに当
たり、それぞれが、第１のテレビジョン時間間隔中の各
テレビジョンラインに対する物体のエッジ情報を表す所
定本数のテレビジョンラインに対する複数の標本をメモ
リへ記憶し、それぞれが、それに続く時間間隔中の前記
記憶されたエッジ情報と同じエッジ情報を表す所定本数
のテレビジョンラインに対する第２の複数の標本を発生
させ、前記格納された標本と、発生された標本とを比較
して前記両時間間隔の間でのエッジの移動があったか否
かを決定し、このエッジの移動の決定に応答して前記領
域内でのモーションを表す出力を発生させるモーション
検出方法において、前記複数の第２の標本を出力するス
テップが、前記テレビジョン信号を微分して微分信号を
出力し、この微分信号を整流して、テレビジョンライン
に沿うエッジ情報を表す所定の極性のパルス列を発生さ
せ、このパルス列を微分して零交差を持つ微分信号を発
生させ、前記零交差を検出して、零交差があるときは第
１の２進数値を出力し、零交差がないときは第２の２進
数値を出力することを特徴とする。

テレビジョン信号を表示するテレビジョン画像内のモー
ションは、監現下の領域内において対象物のエッジが動
いたか否かを観察することにより検出可能である。

装置はこれによりテレビジョンフィールドの全てのエッ
ジをストアし、次に所定時間後ストアされたスッジをチ
ェック処理する。この比較に基づき、もしエッジがその
位置を変えた場合には、モーションを表示する信号が発
生される。このシステムにより、我々はエッジの存否を
示すのに十分な、従ってモーションの存否を示すのに十
分な単一ビットの情報をストアすることができる。テレ
ビジョンフィールドの全ての可能な位置にあるエッジを
ストアするために、64Kビットのメモリが使用されてい
る。メモリアドレスはエッジの位置を表している。単純
な実施例においては、１つのテレビジョンフィールドの
エッジのみ、例えば奇数フィールドがストアされ、それ
と次の奇数フィールドのエッジとが比較される。モーシ
ョンが無ければ、ストアされたエッジと最新のエッジと
は同一の位置を持つ。ビット比較器は、もしストアされ
たエッジと最新のエッジとが同一とならない場合にモー
ションフラッグ出力を発生し、それによりモーションが
起きたことを表示する。モーションフラッグは、後述す
るようにアラームのトリガとして使用することができ、
モーションの存在する領域を特定するためのモニタ上の
カーソルとして使用することができる。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明に係るエッジ情報に応答するモーショ
ン検出装置を示す詳細なブロック図ており、第１図に図
示された回路の種々の出力を表す一連のタイミング図を
含んでいる。

第２図は、第１図に図示された回路のための典型的な読
み／書き比較シーケンスを図示した波形を示している。

第３図は、ビデオ信号を処理して零交差を決定するため
に関係する種々の出力を表した一連のタイミング図を示
している。

第４図は、零交差時点に基づいてエッジ情報を決定する
ための第１図に図示された回路によつて供給された信号
を示している。

第５図は、本発明と共に使用可能な振幅独立型零交差検
出器の全回路図である。そして、 第６図は、第５図に図示された零交差検出器の動作を表
す一連の波形を示している。

詳細な説明 第１図を参照すると、本発明に係るモーション検出装置
の詳細なブロック図が示されている。

第１図に関連してその左側に一連の波形が描かれてお
り、そのそれぞれは第１図に示された特定のモジュール
の出力側に向かって線が引かれている。これら波形は第
１図に図示された回路によって処理されたビデオ信号又
はテレビジョン信号を表すものであり、テレビジョンに
写し出された映像内の対象物のエッジに応答することに
よりモーション検出を行う。

第１図を参照すると、テレビジョンカメラ10が図示され
ている。本質的に、テレビジョンカメラ10は周知の構成
要素であるが、本実施例では監視下の所定の領域がモー
ションを含むか否かを特定するためモニタとしての役割
を果たす。テレビジョンカメラ10は従来技術において周
知であり、かかる装置として多くの適当な例が存在す
る。本発明の説明を行う前に、本発明は米国で使用され
ているNTSCシステムあるいは欧州で使用されているPAL
システム等のいかなる種類のテレビジョンシステムにも
本質的に適するものであることを述べておく。本質的
に、かかるシステムの間の相違は周知である。米国内に
おいてはフレーム周波数は30（29.97）Hzであり、一方P
ALシステムにおいてはフレーム周波数は25Hzである。NT
SCシステムにおけるフレーム周期は33,333マイクロ秒で
あり、一方PALシステムにおいてはフレーム周期は40,00
0マイクロ秒である。NTSCシステムにおけるフィールド
周波数は60（59.94）Hzであり、一方、欧州においては
フィールド周波数は50Hzである。米国内においてはフィ
ールド周期は16,667マイクロ秒であり、一方、欧州にお
いてはフレーム周期は20,000マイクロ秒である。NTSCシ
ステムにおけるライン周波数は約15,750（15,734＋）Hz
であり、一方、欧州においてはライン周波数は15,625Hz
である。いずれにしても、全世界で使用されている基本
的なテレビジョンシステムに関する仕様は周知であり、
多くの本を通じて入手可能である。例えば、マグロー
ヒル ブック カンパニー インコーポレイテッド出
版、ドナルド ジー フィンク著の「テレビジョン工学
ハンドブック」を参照されたい。

第１図に図示されているように、テレビジョンカメラ10
の出力は典型的なビデオ信号12を発生する。説明のため
に、テレビジョンカメラ10によって走査される領域の描
画が、典型的なテレビジョンモニタ又は受像機11のスク
リーン表示に関連して図示されている。図より確認でき
るように、テレビジョンカメラ10は、白いフィールドの
その中央に灰色の四角を持つ単純な映像を提供する或る
領域（説明のための一例である）を監視している。この
ように、モニタ11に関連して描かれたラインｎを、本シ
ステムの機能を説明するために選んだ。図より確認でき
るように、テレビジョン信号出力12は、モニタ11上に図
示されているようにテレビジョン画像を提供する。信号
12は本質的に灰色の四角として明示した中央領域13を持
つ白いフイールドを画成する。信号12はテレビジョンカ
メラ10の出力を特定するために、プロック図の左側の図
面中に示されている。ビデオ信号12は、同期分離器及び
クロック発生器として表されたモジュール14に連結され
る。基本的に、モジュール14の機能もまた周知の動作を
提供する。図より確認できるように、テレビジョン信号
はそのテレビジョン信号内に組込まれた垂直及び水平信
号の両方を含んでいる。垂直及び水平信号は、典型的に
は従来の同期分離器によってテレビジョン信号より抽出
される。垂直及び水平信号の両方のための同期分離器を
記載した参考文献は多数あり、そのような技術は周知で
ある。

基本的に、図示されているように同期分離器14の１つの
出力は記号Ｈで表された水平同期信号でおり、一方同期
分離器の他の出力は記号Ｖで表された垂直同期信号であ
る。同期分離器14はまたクロック発生器としての役割も
果たしており、約5MHzの周波数のクロック出力を発生す
る。約5MHzのこの信号はラインに同期されたクロック周
波数であり、そして後述するように、クロック周波数は
メモリを駆動するために使用され、そして妥当な短期間
安定性を持つべきであるが、制御された水晶発信である
べきではない。約5MHzという値は、後述するように１本
のテレビジョンライン当たり256個の標本に対応してい
る。そのような周波数を発生させる手段は、従来技術の
状態内において周知である。このように、NTSCシステム
に対しては、水平走査周波数は上述のように約15,725Hz
となる。従来の周波数乗算技術を使用することも、或る
いは位相ロックループを使用して5MHzに近い信号を発生
させることもできる。例えば、水平ライン周波数を318
の因数又はその近似値を乗算することにより、5MHzに近
くかつライン周波数に位相ロックループ又はその他の装
置により固定される周波数を得ることがでさる。簡単な
利用可能な回路により、そのようなクロック周波数を発
生させることができる周波数シンセサイザ等を利用する
他の技術もある。従って、ビデオ信号12に含まれた情報
から得られる出力クロック周波数は直ちに入手可能であ
り、簡単に発生することができる。

カメラ10から出力されるビデオ信号12は、ローパスフィ
ルタ及びブランキング回路15に付与される。従来技術に
おいて周知のように、同期分離器14はブランキングを表
示する信号を発生する。このように、同期信号はテレビ
ジョン信号から分離され、ビデオ信号はローパスフィル
タ15に付与される。ローパスフィルタ15の出力は波形16
として示されている。ローパスフィルタ15は従来の装置
であり、5MHz標本化周波数に基本的に対応するナイキス
ト基準が維持されるようになされていることが必要であ
る。ローパスフィルタは、さらに昆虫、雨滴等の極めて
小さな物体に関連してテレビジョン信号内に存在する極
めて微細な細部は完全に無視するように設計される。

信号12を信号16と比較することにより確認できるよう
に、信号16は中央に灰色の四角を持つ白いフィールドを
表すエッジに関連して遅い立上り時間と降下時間とを有
している。ローパスフィルタ15の出力は微分器17の入力
に付与される。微分器17の機能は、波形18によって図示
されたローパス処理されたビデオ信号のエッジを画成す
ることにある。微分器17の出力は整流回路19の入力に付
与される。整流器19の目的は、全ての負に向かうエッジ
を正のパルス信号へ変換することである。整流器は従来
の装置であり、従来技術において周知の全波整流器とす
ることができる。

整流器19の出力は、第２の微分器21の入力に付与され、
それによって、第２の微分器21は波形22で図示されてい
るように、パルスエッジの零交差を表示するパルス信号
を提供する。波形22に関連した黒点は零交差を示してい
る。微分器21の出力は零交差検出器（ZCD）23の入力に
付与される。零交差検出器23の機能は信号22の零交差を
検出することである。零交差検出器23は従来技術におい
て公知である。いずれにしても、適当な零交差検出器23
の特定の例を以下に説明する。

零交差検出器23の出力はラッチ25の入力に付与される。
ラッチ25は同期分離器及びクロック発生器14から5MHzク
ロックを受け取り、従って零交差出力を5MHzクロックに
同期させる。ラッチ25の出力は64Kビットメモリ又はRAM
26の入力に付与される。64Kビットメモリは256本のライ
ン及び１ライン当たり256個の標本に対応するように選
択される。従って、メモリ26はテレビジョンフィールド
の全ての可能な位置にあるエッジをストアすることがで
きる。

第１図に示されているように、メモリ26はメモリ制御回
路27によって制御されている。メモリ制御回路27は5MHz
クロック、水平及び垂直同期信号を受け取る。確認でき
るように、メモリ制御はラインカウンタを含むことがで
き、それによりテレビジョン信号内の各ラインは水平同
期パルスに応答させることにより計数する。テレビジョ
ンフィールドはまた垂直同期パルスに応答する。フィー
ルドカウンタにより計数されている。水平及び垂直同期
信号によって同期されるように作動するカウンタは従来
技術において周知であり、デジタル回路においてテレビ
ジョンフィールド又はフレームを映像に変換するため広
く使用されている。従って、特定のフィールド内の各ラ
インはメモリ26内の256の分離したストア位置によって
表示される。いずれにしても、メモリ制御回路27は各ラ
インのための一連のアドレスを発生させ、各アドレスに
おいて波形24に図示されたような特定のパルスが交差を
表示する１又は０の位置にストアされる。各ストアされ
たパルスは観察されている対象物のエッジを表してい
る。メモリ制御はまた後述するように、ラッチされた零
交差をメモリ内の適当なアドレスに付与できるように同
期読み及び書き信号を発生する。

第２図を参照すると、典型的な読み−書き／比較シーケ
ンスが図示されている。第２図に図示されているよう
に、フィールドｎのエッジがストアされ（メモリ内に書
込まれ）、読み出され、そして排他的ORゲート28によっ
てフィールドｎ＋２の間に新しい値と比較される。ORゲ
ート28はビット比較器として機能し、メモリ内にストア
された値をフィールドｎ＋２として表された連続するフ
ィールドの値と比較する。排他的ORゲート28に接続され
たANDゲート29は、読み／比較時間中のみ出力すること
が出来る。第２図に図示された典型的なシーケンスは修
正可能であることは注意されるべきである。もし、極め
て遅い移動物体が検出された場合は、待ち時間はそれぞ
れ３、５、７…フィールドに拡大可能である。ANDゲー
ト29の出力は最小パルス幅検出器30に付与される。この
検出器30の出力はモーションフラッグとして記載されて
おり、カーソルとして使用可能である。最小パルス幅検
出器30の出力がカーソルとして使用可能な理由は、その
出力がストアされた各エッジの正確な位置に関する情報
を有しているからである。上述した各エッジはテレビジ
ョンラインに関して及びそのラインの256位置の１つに
関して独特のアドレスを有している。即ち、最小パルス
幅検出器30が出力した時、回路はその位置がテレビジョ
ン画像のどの位置になるかをアドレスを介して表示する
ことができる。即ち、最小パルス幅検出器の出力はモー
ションが起きた場所の正確な領域を表示するデスプレイ
上の明るさの増加を提供するカーソルとして、或いはア
ドレスと一緒にモーションが起きたテレビジョンスクリ
ーン上の特定の領域をプリントアウト又はさもなければ
デスプレイするために使用可能である。

第３図を参照して、零交差検出器のいくつかの特性を説
明する。図示されているように、零交差検出器23はその
入力に付与された波形22の零交差を検出するように作動
する。

第3A図に図示された２つの波形40、41は基本的に同じエ
ッジを、しかし異なる値の照度のエッジを表している。
第3A図に図示されているように、零交差検出器の入力に
おける零交差点はずっと変化せず、一方、ビデオ信号の
レベルは照度の変化によって変化する。いずれにして
も、信号40、41は異なる照度における正確な零交差を表
している。信号40は信号41に比較して映像照度が大きい
ものである。

ビデオ信号のノイズによって、零交差検出器23の入力信
号は幾分不規則であり、その結果、外部ORゲート28で比
較されるべき２つの信号は１クロック周期のジッタの発
生となる。ジッタは第3A図に図示されている。モーショ
ンが存在しないと仮定すると、零交差検出器23の入力信
号はフィールドｎの時間T1で零交差する。零交差検出器
23の出力はその時の時間T2でラッチされ、メモリにスト
アされる。図示されているように、第3B図はフィールド
ｎを表しており、一方、第3C図はフィールドｎ＋１を表
している。第3D図はフィールド信号に関して5MHzのクロ
ック信号を図示しており、一方、第3E図はフィールドｎ
に対するラッチ出力を図示しており、そして第3F図はフ
ィールドｎ＋１に対するラッチ出力を図示している。第
3G図はフィールドｎのストアされた値とフィールドｎ＋
１のそれとを比較する役割を果たすビット比較器である
排他的ORゲート28の出力を図示している。第3H図は最小
パルス幅検出器の出力を図示している。

いずれにしても、ジッタによる動作は以下のようであ
る。図示されているように、モーションがないと仮定し
且つ零交差検出器の入力信号がフィールドｎにおいて時
間T1で零交差すると仮定すると、零交差検出器の出力は
その時の時間T2でラッチされ、メモリにストアされる。
読み／比較シーケンスの２フィールド後に、零交差検出
器の入力はノイズ又はジッタにより時間T3で零交差する
ことができる。その結果、零交差検出器の出力はその時
の時間T4でラッチされ、ゲート28の排他的ORゲートは各
１クロック周期幅を持つ２つのパルスを発生し、それに
よりモーションを表示する。これはもちろん虚偽の出力
である。

いずれにしても、第3G図より明らかなように、これら２
つのパルスは第１図に図示された回路30に最小パルス幅
検出器回路を付加することにより識別することができ
る。この回路は、もしその入力が２クロック周期の最小
幅を有しているときにのみ信号を発生し、それによって
ノイズにより虚偽のアラームを回避する。第3G図に図示
された波形より直ちに理解できるように、最小パルス幅
検出器はワンショット及びANDゲート又はその他の従来
の回路配置からなっている。

第3G図より確かめることができるように、パルス幅検出
器は連続的に高レベルが続いたときにのみパルス出力を
発生する。第3G図より確かめることができるように、そ
のようなレベルはT5とT4の間には存在しない。この期間
にパルスがないことは簡単に検出することができる。い
ずれにしても、第3G図より確かめることができるよう
に、フィールドｎとフィールドｎ＋１の間でエッジ信号
に大きな変化があればその時はオーバラップが起こるこ
とになり、長い幅のパルスが提供されることになる。パ
ルスの最小幅に基づき出力信号を発生し、それによって
ノイズによる虚偽のアラームを避ける多くの他の技術が
あることはもちろん理解されるべきである。

上述したように、第１図に図示された例えば検出器23の
ごとき零交差検出器は波形の零交差をジッタ無し決定で
行えるように操作することが好ましい。第４図から確か
めることができるように、第１図に図示された例えば信
号22のごとき零交差検出器23への入力信号が図示されて
いる。いずれにしても、上述したように信号の振幅は変
化するが軸に関する交差は変化しない。

再び、第１図に図示されているように、零交差検出器へ
付与される入力はローパスフィルタ、２つの微分器及び
全波整流器を用いて調整され、波形22として第１図に図
示された波形と相似形の第４図に図示された波形を与え
る。第１図に図示された整流器は基本的特徴ではない
が、それは第２の微分器21及び零交差検出器23のための
一定極性の波形を提供する便利な手段である。いずれに
しても、適当な零交差検出器23の詳細が第５図に図示さ
れている。図示されているように第４図に図示された波
形の特性は、映像の照度により信号の振幅が変化した時
にも、中央点又は零交差が時間軸上を移動しないもので
ある。

零交差時間は第５図に図示された回路を用いて検出され
る。LM360のような従来形式の比較器である比較器50
は、C1として示されたコンデンサ51を介して微分器21の
出力からでる信号に交流接続される。Ｑとして示された
比較器の１つの出力はフィードバック抵抗器54を経て反
転入力に接続される。このフィードバックは、入力波形
の先頭のエッジが可変抵抗器53により設定される値を越
えたときのみ比較器がトリガするように、少量のヒステ
リシスを提供する。実際に、10ミリボルトのオフセット
により敏感さを失うことなく、ノイズに対して虚偽のト
リガを発生しないように良好な免疫を与えている。この
第１の上切替レベルは信号の振幅に応答して時間変化を
有するであろう。第6A図を参照されたい。

比較器50がオンとなると、出力はほとんど零になり、
またオフセットバイアスも零となることに注意すべきで
ある。比較器50は従って入力信号が極性を又は基本的に
零交差点の位置を変えた時トリガする。第５図に図示さ
れた回路の測定は６から１への信号レベルの変化の場合
で、零交差位置における時間過誤は20ナノ秒以下である
ことを示している。これは、大きな安全許容範囲を有す
るモニタ検出器に対する要求を完全に満たすことを意味
する。比較器のＱ又は出力はワンショット60をトリガ
するために使用され、これによりジッタの影響を受けな
い良好な輪郭信号（第6E図）が得られる。

再び第６図を参照すると、第6A図はいずれもコンデンサ
51を介して比較器の入力に付与可能な２つの信号Ａ及び
Ｂを図示している。信号Ａは信号Ｂよりも照度の大きな
映像のエッジ情報を表している。両方の信号は共に基本
的に同じ零交差を提供することは注意されるべきであ
る。第6B図は図示された上切替レベルに基づく比較器か
らの出力を図示している。比較器出力信号は正確に零
交差の位置において正の遷移を発生する。

第6C図は比較器の反転端子（e HYST）への入力の位置に
おける波形を図示しており、一方第6D図は比較器のＱ出
力を図示している。波形Ｂ及びＤの後方エッジのいずれ
もワンショット60のトリガとして使用可能であり、それ
により一定期間のかつ選択されたパルス幅の出力信号TO
Sを発生することは注意されるべきである。この比較器
は付与された波形の零交差をジッタに影響されずに決定
できることは注意されるべきである。

上記に基づき、記載された回路及び技術は多くの利点を
提供するものであることは当業者において明らかであろ
う。基本的に、構造はメモリの使用を要求しているが、
メモリはテレビジョンラインに沿って対象物のエッジの
存在又は所在を表示する１ビットをストアしなければな
らないにすぎないことは直ちに理解されるべきである。
これは、アナログ−デジタル変換及びデジタル−アナロ
グ変換を用いて、テレビジョン画像を画素として処理す
る必要性を完全になくさせる。

メモリのストア能力は、従来システムに比較して大きく
減少している。いずれにしても、本システムによって達
成しかつストアすることができるエッジの数は監視下の
全ての対象物の輪郭を決定し、そしてさらに或る輪郭が
シフトしたか否か又はテレビジョンに写出された映像内
の対象物が移動したか否かを決定するために十分な数よ
りも多くなっている。従って、回路の出力即ちモーショ
ンフラッグは、例えば付加的なビデオカメラのごとき他
の監視装置をトリガし、或いは本カメラをビデオテープ
記録装置その他の貯蔵装置に接続するために使用するこ
とができる。このように、モーションフラッグはテープ
記録装置をトリガすることができ、それによりモーショ
ン状態が検出されたときテレビジョン画像の貯蔵を提供
する。もちろん、上述した回路は監視システムで採用さ
れている他の回路に比較して極めて単純となっているこ
とは理解されるべきである。

上述した例は全テレビジョンフィールドに対しエッジの
ストアを示しているが、特定セットのテレビジョンライ
ンに対して又はウインド等の特定セットのテレビジョン
ライン部分に対してエッジをストアすることができ、こ
のウインドは観察下のテレビジョン画像の各特定領域に
対し上述したようにエッジをストアすることにより監視
することができることは理解されるべきである。このよ
うにして、システムのストア必要量を大幅に減少するこ
とができる。

いずれにしても、上記記載から理解しかつ確信できるよ
うに、第１図のメモリ26のような構成要素は多くの業者
より入手可能なものであり、比較的安価であることは直
ちに理解されるべきである。従って、上述した本明細書
を再検討することにより、当業者は請求範囲に記載され
た本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、広範囲の
変更を行うことができるであろう。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】監視下の領域に含まれる物体の運動を、テ
   レビジョンカメラによって発生され、テレビジョン画像
   を表すテレビジョン信号に応答して検出するモーション
   検出装置であって、 前記テレビジョン信号に応答して、第１の時間間隔中に
   おける所定の物体の位置を表すエッジ情報を発生して記
   憶すると共にそれに続く時間間隔中にエッジ情報を発生
   する手段と、前記格納されたエッジ情報と、それに続い
   て発生されたエッジ情報とを比較し、前記両時間間隔の
   間でのエッジ情報の変化、すなわち前記監視下の領域内
   での物体の運動を表す出力信号を発生する比較手段（2
   8,29,30）とを備えるものにおいて、 前記テレビジョン信号に応答する手段が、 前記テレビジョン信号を受ける入力端子を有し、出力端
   子に所定の標本化周波数のテレビジョン信号の低域通過
   信号を出力する低域通過フィルタ手段（15）と、 この低域通過フィルタ手段の出力端子に結合され、エッ
   ジ情報を表す両極性のパルス列を含む微分信号を出力す
   る第１の微分器（17）と、 この第１の微分器に接続され、前記微分信号中のエッジ
   情報を表す所定の極性のパルス列を出力する整流手段
   （19）と、 この整流手段に接続され、前記整流された信号中のエッ
   ジ情報を表す特定の零交差を持つ第２の微分信号を出力
   する第２の微分器（21）と、 前記第２の微分信号に応答し、零交差があるときは２進
   数値の一方を出力し、零交差がないときは２進数値の他
   方を出力する零交差検出器（23）と、 この零交差検出器に接続され、前記第１の時間間隔中で
   のテレビジョン信号のエッジ情報を表す所定の位置に前
   記２進数値の一方を記憶するメモリ（26）とを備えるこ
   とを特徴とするモーション検出装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のモーション検出装置にお
   いて、前記第１の時間間隔をテレビジョンフィールドと
   し、前記それに続く時間間隔を前記テレビジョンフィー
   ルドに続くテレビジョンフィールドとしたもの。
3. 【請求項３】請求項１に記載のモーション検出装置にお
   いて、前記メモリ（28）が複数の記憶位置を有し、各記
   憶位置が、各テレビジョンラインエッジ情報を記憶する
   ようにし、各テレビジョンライン内の標本化領域に、前
   記第１の時間間隔中に標本化された各テレビジョンライ
   ンの関連する位置のエッジ情報を記憶するように構成し
   たもの。
4. 【請求項４】請求項３に記載のモーション検出装置にお
   いて、前記メモリが、256本のテレビジョンラインのそ
   れぞれの256個の標本を記憶する複数の記憶位置を有す
   るRAMとしたもの。
5. 【請求項５】請求項１に記載のモーション検出装置にお
   いて、前記メモリ（26）に結合され、テレビジョン画像
   中の選択された本数のテレビジョンラインと関連するア
   ドレス情報を出力するアドレス制御手段（27）を設け
   て、アドレスされたテレビジョンラインと関連する全て
   のエッジ情報を、前記メモリが関連する記憶位置に記憶
   するように構成したもの。
6. 【請求項６】請求項１〜５の何れかに記載のモーション
   検出装置において、前記テレビジョン信号に応答して、
   第１の出力端子に水平同期信号を出力し、第２の出力端
   子に垂直同期信号を出力し、第３の出力端子に各テレビ
   ジョンラインに対する標本化周波数を表す繰り返し周波
   数を有するクロック信号を出力する同期分離手段（14）
   を備えるもの。
7. 【請求項７】請求項６に記載のモーション検出装置にお
   いて、前記メモリ制御手段が前記同期分離手段（14）の
   出力端子に結合された入力端子と、前記メモリ手段（2
   6）に結合された出力端子とを有し、前記水平同期信
   号、垂直同期信号及びクロック信号に応答して、それぞ
   れがテレビジョンラインのそれぞれを表すと共に各テレ
   ビジョンライン上の標本化周期を表す一連のアドレスを
   出力して前記メモリの選択された位置に前記エッジ情報
   を記憶させるうに構成し、さらに前記メモリ手段に対し
   て前記エッジ情報の書き込み及び読み出しを制御する手
   段を設けたもの。
8. 【請求項８】請求項７に記載のモーション検出装置にお
   いて、前記零交差検出手段の出力端子に結合された入力
   端子と、前記同期分離手段（14）のクロック信号出力端
   子に結合された入力端子とを有し、前記クロック信号に
   同期した前記零交差情報を表す前記パルス列を出力端子
   に出力するラッチ手段（25）を設けたもの。
9. 【請求項９】請求項８に記載のモーション検出装置にお
   いて、前記比較手段が、前記記憶さえた値に応答する入
   力端子と、前記発生された値に応答する入力端子と、非
   モーションに対してはエッジ比較を表す信号を、モーシ
   ョンに対しては非エッジ比較を表す信号を出力端子とを
   有するビット比較ゲート（28）を備えるもの。
10. 【請求項１０】請求項９に記載のモーション検出装置に
    おいて、前記比較手段に最小パルス幅検出手段（30）を
    設け、比較手段から予め決められた幅の出力信号が発生
    されるときにのみアラーム信号を出力するように構成し
    たもの。
11. 【請求項１１】監視下の領域に含まれる物体の運動を、
    テレビジョンカメラによって発生されるテレビジョン信
    号に応答して検出するに当たり、 それぞれが、第１のテレビジョン時間間隔中の各テレビ
    ジョンラインに対する物体のエッジ情報を表す所定本数
    のテレビジョンラインに対する複数の標本をメモリへ記
    憶し、 それぞれが、それに続く時間間隔中の前記記憶されたエ
    ッジ情報と同じエッジ情報を表す所定本数のテレビジョ
    ンラインに対する第２の複数の標本を発生させ、 前記格納された標本と、発生された標本とを比較して前
    記両時間間隔の間でのエッジの移動があったか否かを決
    定し、 このエッジの移動の決定に応答して前記領域内でのモー
    ションを表す出力を発生させるモーション検出方法にお
    いて、 前記複数の第２の標本を出力するステップが、 前記テレビジョン信号を微分して微分信号を出力し、 この微分信号を整流して、テレビジョンラインに沿うエ
    ッジ情報を表す所定の極性のパルス列を発生させ、 このパルス列を微分して零交差を持つ微分信号を発生さ
    せ、 前記零交差を検出して、零交差があるときは第１の２進
    数値を出力し、零交差がないときは第２の２進数値を出
    力することを特徴とするモーション検出方法。
12. 【請求項１２】請求項11に記載のモーション検出方法に
    おいて、前記第１の時間間隔をテレビジョンフィールド
    とし、前記それに続く時間間隔を前記テレビジョンフィ
    ールドに続くテレビジョンフィールドとしたもの。
13. 【請求項１３】請求項12に記載のモーション検出方法に
    おいて、各テレビジョンラインを所定の回数だけ標本化
    して、それぞれが記憶すべきエッジ情報を表す複数の標
    本を発生させるもの。
14. 【請求項１４】請求項11に記載のモーション検出方法に
    おいて、前記メモリに記憶された標本がどのテレビジョ
    ンライン上のどの領域に対応するものであるのかを識別
    して、記憶された標本のそれぞれを識別するステップを
    さらに備えるもの。
15. 【請求項１５】請求項14に記載のモーション検出方法に
    おいて、テレビジョン画像中の動きのある領域を指定で
    きる出力信号が発生されるときに、エッジの移動を表す
    所定の標本を識別するステップをさらに備えるもの。