JPH0793556A - Mobile object detector - Google Patents
Mobile object detectorInfo
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- JPH0793556A JPH0793556A JP5278943A JP27894393A JPH0793556A JP H0793556 A JPH0793556 A JP H0793556A JP 5278943 A JP5278943 A JP 5278943A JP 27894393 A JP27894393 A JP 27894393A JP H0793556 A JPH0793556 A JP H0793556A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、駅構内の線
路付近の侵入禁止領域(監視領域)内に列車以外の移動
物体が侵入した場合、これを自動的に検出する移動物体
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 apparatus for automatically detecting, for example, when a moving object other than a train has entered an intrusion prohibited area (monitoring area) near a track in a station. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の移動物体検出装置におい
て、連続的に入力される画像中から、検出対象とする移
動物体を検出するための処理として、監視画像内に複数
の検出領域を設け、各検出領域内での所定の偏移におけ
る相関値を算出し、その値の評価によって検出領域ごと
に動きベクトルを求め、さらに、これを基に画像全体と
しての動きベクトルを算出する方式がある。2. Description of the Related Art Conventionally, in a moving object detecting apparatus of this type, a plurality of detection regions are provided in a monitoring image as a process for detecting a moving object to be detected from continuously input images. , There is a method of calculating a correlation value in a predetermined shift in each detection region, obtaining a motion vector for each detection region by evaluating the value, and further calculating a motion vector of the entire image based on this. .
【0003】これについては、各ウィンドウ(基準領
域)での算出動きベクトルの信頼性を吟味して、全体と
しての動きベクトルの算出精度を向上させるという方式
も提案されているが、画像全体の動きベクトルを常に一
律に求めており、このため、環境に対する適応力が低
い。Regarding this, a method has been proposed in which the reliability of the calculated motion vector in each window (reference area) is examined to improve the calculation accuracy of the motion vector as a whole. Vectors are always sought after uniformly, which makes them less adaptable to the environment.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術にあっ
ては、固定のウィンドウ中における相関演算に基づいて
おり、このため、振動などの画像変化が少ない場合には
処理コストが大きくなってしまう。また、対象物体の移
動によらない画像変化を画像全体の変化としてしか捕ら
えられないため、画像内の位置に依存する変化の影響を
画像全体が受け易いという欠点がある。The above-mentioned prior art is based on the correlation calculation in a fixed window. Therefore, the processing cost increases when there is little image change such as vibration. . In addition, since the image change that does not depend on the movement of the target object can be detected only as the change of the entire image, there is a drawback that the entire image is easily affected by the change depending on the position in the image.
【0005】そこで、本発明は、画像入力系の振動など
による入力画像の変化の影響を軽減して、移動物体のみ
による画像の変化領域を常に安定に検出することのでき
る移動物体検出装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention provides a moving object detecting apparatus which can reduce the influence of a change in an input image due to vibration of an image input system and the like, and can always stably detect a change area of an image due to only a moving object. The purpose is to do.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の移動物体検出装
置は、監視領域内の画像を連続的に入力する画像入力手
段と、この画像入力手段で入力された画像内に設定した
複数の小ブロック領域において、各小ブロックの内部に
おいて2画像間の画素変化を計算し、ブロックごとの画
素変化の平均値を計算する小ブロック内変化計算手段
と、この小ブロック内変化計算手段で計算されたブロッ
ク内変化平均値について、画素変化計算の時間幅よりも
長い特定時間内における画素変化値の出現頻度分布を計
算し、この計算した画素変化値の出現頻度分布から求め
たパラメータに基づいて、変化値の確率密度関数を求め
る変化値統計計算手段と、対象物体のみに起因する変化
量を画素変化値と前記確率密度とを用いて算出する対象
変化値算出手段と、この対象変化値算出手段で算出され
た変化検出画像から対象とする変化領域を抽出する領域
抽出手段とを具備している。A moving object detecting apparatus according to the present invention comprises image input means for continuously inputting images in a surveillance area, and a plurality of small images set in the images input by the image input means. In the block area, the pixel change between the two images is calculated inside each small block, and the change calculation means within the small block calculates the average value of the pixel change for each block, and the change calculation means within the small block. For the average change value within a block, the appearance frequency distribution of pixel change values within a specific time longer than the time width of pixel change calculation is calculated, and the change is calculated based on the parameters obtained from the calculated appearance frequency distribution of pixel change values. Change value statistical calculation means for obtaining a probability density function of values, target change value calculation means for calculating a change amount due to only the target object using the pixel change value and the probability density, And it includes a region extracting means for extracting a changed region of interest from the target change-value determining means change detection image calculated by.
【0007】また、本発明の移動物体検出装置は、監視
領域内の画像を連続的に入力する画像入力手段と、この
画像入力手段で入力された画像内に設定した複数の小ブ
ロック領域において、各小ブロックの内部において2画
像間の画素変化を計算し、ブロックごとの画素変化の平
均値を計算する小ブロック内変化計算手段と、この小ブ
ロック内変化計算手段で計算されたブロック内変化平均
値について、画素変化計算の時間幅よりも長い特定時間
内における画素変化値の出現頻度分布を計算し、この計
算した画素変化値の出現頻度分布から求めたパラメータ
に基づいて、変化値の確率密度関数を求める変化値統計
計算手段と、この変化値統計計算手段で計算されたブロ
ックごとの画素変化値の出現頻度分布によって求められ
る変化値の期待値の全てのブロックについての平均値を
求めて画像変化期待値とする画像変化期待値計算手段
と、この画像変化期待値計算手段で求めた画像変化期待
値が所定の閾値よりも大きかった場合、前記小ブロック
を複数個まとめた複数の基準領域を設定し、この設定さ
れた基準領域の内部における移動ベクトルを求める移動
ベクトル計算手段と、前記設定された各基準領域での移
動ベクトルをまとめてあげて画像全体の移動ベクトルを
算出する画像移動ベクトル算出手段と、変化検出の対象
となる2つの画像のうち、現在注目しているものを前記
画像移動ベクトルの逆方向に移動させた画像と他方の画
像との画像変化を計算し直す画像変化再計算手段と、こ
の画像変化再計算手段で算出された変化検出画像から対
象とする変化領域を抽出する領域抽出手段とを具備して
いる。Further, the moving object detecting apparatus of the present invention comprises: an image input means for continuously inputting images in the surveillance area; and a plurality of small block areas set in the image input by the image input means. Intra-small-block change calculation means for calculating the pixel change between two images inside each small block and calculating the average value of pixel change for each block, and intra-block change average calculated by this small-block change calculation means For the values, the appearance frequency distribution of pixel change values within a specific time longer than the time width of pixel change calculation is calculated, and the probability density of change values is calculated based on the parameters obtained from the calculated appearance frequency distribution of pixel change values. Expected value of change value obtained by the change value statistical calculation means for obtaining a function and the appearance frequency distribution of pixel change values for each block calculated by this change value statistical calculation means An image change expected value calculation means for obtaining an average value for all blocks to obtain an image change expected value, and if the image change expected value obtained by the image change expected value calculation means is larger than a predetermined threshold value, A set of a plurality of reference areas in which a plurality of blocks are set, a movement vector calculation means for obtaining a movement vector inside the set reference area, and a set of movement vectors in each of the set reference areas An image movement vector calculation means for calculating the entire movement vector, and an image obtained by moving the currently focused one of the two images subject to change detection in the opposite direction of the image movement vector and the other image. Image change recalculating means for recalculating the image change of, and area extraction for extracting a target change area from the change detection image calculated by the image change recalculating means It is and a stage.
【0008】また、本発明の移動物体検出装置は、監視
領域内の画像を連続的に入力する画像入力手段と、この
画像入力手段で入力された画像内に設定した複数の小ブ
ロック領域において、各小ブロックの内部において2画
像間の画素変化を計算し、ブロックごとの画素変化の平
均値を計算する小ブロック内変化計算手段と、この小ブ
ロック内変化計算手段で計算されたブロック内変化平均
値について、画素変化計算の時間幅よりも長い特定時間
内における画素変化値の出現頻度分布を計算し、この計
算した画素変化値の出現頻度分布から求めたパラメータ
に基づいて、変化値の確率密度関数を求める変化値統計
計算手段と、この変化値統計計算手段で計算されたブロ
ックごとの画素変化値の出現頻度分布によって所定の基
準領域を選択する基準領域選択手段と、この基準領域選
択手段で選択された基準領域の内部における移動ベクト
ルを求める移動ベクトル計算手段と、前記設定された各
基準領域での移動ベクトルをまとめてあげて画像全体の
移動ベクトルを算出する画像移動ベクトル算出手段と、
変化検出の対象となる2つの画像のうち、現在注目して
いるものを前記画像移動ベクトルの逆方向に移動させた
画像と他方の画像との画像変化を計算し直す画像変化再
計算手段と、この画像変化再計算手段で算出された変化
検出画像から対象とする変化領域を抽出する領域抽出手
段とを具備している。Further, the moving object detecting apparatus of the present invention comprises: an image input means for continuously inputting images in the monitoring area; and a plurality of small block areas set in the image input by the image input means. Intra-small-block change calculation means for calculating the pixel change between two images inside each small block and calculating the average value of pixel change for each block, and intra-block change average calculated by this small-block change calculation means For the values, the appearance frequency distribution of pixel change values within a specific time longer than the time width of pixel change calculation is calculated, and the probability density of change values is calculated based on the parameters obtained from the calculated appearance frequency distribution of pixel change values. A predetermined reference area is selected according to a variation value statistical calculation means for obtaining a function and an appearance frequency distribution of pixel variation values for each block calculated by the variation value statistical calculation means. Subregion selection means, movement vector calculation means for obtaining a movement vector inside the reference area selected by the reference area selection means, and movement vectors in each of the set reference areas are collected together to move the entire image. An image movement vector calculation means for calculating a vector,
An image change recalculation means for recalculating the image change between the image obtained by moving the current one of the two images subject to change detection in the opposite direction of the image movement vector and the other image, A region extracting unit that extracts a target change region from the change detection image calculated by the image change recalculating unit is provided.
【0009】さらに、本発明の移動物体検出装置は、監
視領域内の画像を連続的に入力する画像入力手段と、こ
の画像入力手段で入力された画像内に設定した複数の小
ブロック領域において、各小ブロックの内部において2
画像間の画素変化を計算し、ブロックごとの画素変化の
平均値を計算する小ブロック内変化計算手段と、この小
ブロック内変化計算手段で計算されたブロック内変化平
均値について、画素変化計算の時間幅よりも長い特定時
間内における画素変化値の出現頻度分布を計算し、この
計算した画素変化値の出現頻度分布から求めたパラメー
タに基づいて、変化値の確率密度関数を求める変化値統
計計算手段と、この変化値統計計算手段で計算されたブ
ロックごとの画素変化値の出現頻度分布によって求めら
れる変化値の期待値の全てのブロックについての平均値
を求めて画像変化期待値とする画像変化期待値計算手段
と、この画像変化期待値計算手段で求めた画像変化期待
値が所定の閾値よりも大きかった場合、前記小ブロック
を複数個まとめた複数の基準領域を設定し、この設定さ
れた基準領域の内部における移動ベクトルを求める移動
ベクトル計算手段と、前記各基準領域での移動ベクトル
について、その方向と大きさについての分散値を求め、
この求めた分散値が所定の閾値以下のとき、画像移動ベ
クトルとして前記基準領域ごとに算出した移動ベクトル
の平均値を選択し、それ以外のときに前記各基準領域か
らの位置による重み付け補間を行なって、画像内の位置
に応じた移動ベクトルを算出する移動ベクトル補間手段
と、変化検出の対象となる2つの画像のうち、現在注目
しているものを前記補間移動ベクトルの逆方向に移動さ
せた画像と他方の画像との画像変化を計算し直す画像変
化再計算手段と、この画像変化再計算手段で算出された
変化検出画像から対象とする変化領域を抽出する領域抽
出手段とを具備している。Further, in the moving object detecting apparatus of the present invention, the image input means for continuously inputting the images in the monitoring area and the plurality of small block areas set in the image input by the image input means are 2 inside each small block
Pixel change calculation means for calculating pixel change between images and calculating an average value of pixel change for each block, and pixel change calculation for the average change value in block calculated by this small block change calculation means Change value statistical calculation that calculates the frequency distribution of pixel change values within a specific time longer than the time width, and calculates the probability density function of the change values based on the parameters calculated from the calculated frequency distribution of pixel change values And the expected value of the change value obtained by the distribution frequency distribution of pixel change values for each block calculated by the change value statistical calculation means If the expected value calculation means and the expected image change value obtained by the expected image change value calculation means are larger than a predetermined threshold value, a plurality of the small blocks are combined. Set the number of reference regions, a movement vector calculation means for obtaining a movement vector in the interior of the set reference region, wherein the motion vector in each reference area, obtains the dispersion value of the direction and magnitude,
When the calculated variance value is less than or equal to a predetermined threshold value, the average value of the movement vectors calculated for each of the reference regions is selected as the image movement vector, and in other cases, weighted interpolation is performed by the position from each of the reference regions. A moving vector interpolating means for calculating a moving vector corresponding to the position in the image, and the two images to be detected for change, which are currently focused, are moved in the opposite direction of the interpolation moving vector. The image change recalculating means for recalculating the image change between the image and the other image, and the area extracting means for extracting the target change area from the change detection image calculated by the image change recalculating means are provided. There is.
【0010】[0010]
【作用】本発明によれば、画像全体の変化量が小さい場
合、画像間の変化値の、ある時間内における頻度分布を
小ブロックごとに算出し、それによって対象物体のみに
起因する変化量を求めるため、比較的高速で、しかも、
外乱の影響を受けにくいものとなる。According to the present invention, when the change amount of the entire image is small, the frequency distribution of the change values between the images within a certain time is calculated for each small block, and the change amount caused by only the target object is calculated. Relatively fast, and
It is less susceptible to the effects of disturbance.
【0011】また、画像全体の変化量が大きい場合に
は、画像内のいくつかのウィンドウ(基準領域)におけ
る移動ベクトルの検出によって、画像全体の移動ベクト
ルを求め、変化検出計算に用いる画像の補正を行なう
が、それらウィンドウとしては時間的に定常なものを選
択するため、対象物体以外の要因による画像変化を軽減
する効率がよい。When the amount of change in the entire image is large, the moving vector of the entire image is obtained by detecting the moving vector in some windows (reference areas) in the image, and the image used in the change detection calculation is corrected. However, since those windows that are stationary in time are selected, it is efficient to reduce image changes due to factors other than the target object.
【0012】さらに、ウィンドウごとの移動ベクトルの
ばらつきに応じて、変化検出計算に用いる画像の補正方
法を変更するため、撮像環境に適応した処理速度と補正
効果とを実現することができる。Further, since the image correction method used for the change detection calculation is changed according to the variation of the movement vector for each window, it is possible to realize the processing speed and the correction effect adapted to the image pickup environment.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図2は、本発明に係る移動物体検出装置
が適用される、たとえば鉄道線路内監視装置の構成を概
略的に示すものである。すなわち、画像入力手段として
の例えばITVカメラ21は、駅構内の鉄道線路22の
侵入禁止領域を監視領域として撮像し、電気信号に変換
する。ITVカメラ21で撮像された画像は処理装置2
3に送られる。処理装置23は、ITVカメラ21で撮
像された監視領域内の画像を連続的に取込み、移動物体
(侵入物体)を検出するための画像処理と判断などを行
なう。その結果、移動物体を検出すると、監視用表示装
置24の表示部に移動物体検出の表示を行なったり、警
報部によってアラーム音を出力したりするようになって
いる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 schematically shows the configuration of, for example, a railroad track monitoring device to which the moving object detection device according to the present invention is applied. That is, for example, the ITV camera 21 as an image input means captures an image of a forbidden area of the railway track 22 in the station as a monitoring area and converts it into an electric signal. The image captured by the ITV camera 21 is the processing device 2
Sent to 3. The processing device 23 continuously captures images in the monitoring area captured by the ITV camera 21, and performs image processing and determination for detecting a moving object (intruding object). As a result, when a moving object is detected, a moving object detection display is displayed on the display unit of the monitoring display device 24, and an alarm sound is output by the alarm unit.
【0014】この鉄道線路内監視装置は、駅構内の線路
付近の侵入禁止領域に列車以外の物体が侵入した場合
に、これを自動的に検知して係員に通報するためのシス
テムであり、図2に示したように、駅構内の線路付近を
斜め上方から撮像した画像を入力し、もし侵入禁止領域
内に侵入する列車以外の物体が存在した場合に係員に通
報するものである。駅構内では列車という重量の大きな
物体が画像入力系の近傍を頻繁に移動するため、その振
動によって入力画像が振動する。This railroad track monitoring device is a system for automatically detecting when an object other than the train has entered an intrusion prohibited area near the track in the station yard, and notifying the staff. As shown in FIG. 2, an image obtained by obliquely capturing the vicinity of the railroad track inside the station yard is input, and if an object other than the train entering the intrusion prohibition area exists, the staff is notified. In a station, a heavy object called a train frequently moves near the image input system, and the input image vibrates due to the vibration.
【0015】本実施例では、そのような振動による画像
変化の影響を軽減して侵入物体のみによる画像の変化領
域を検出するということを実現するものである。図1
は、前記処理装置23の構成を詳細に示すものである。
この処理装置23は、画像入力部1(図2のITVカメ
ラ21)からの画像を格納する画像蓄積部2、小ブロッ
ク内変化計算部3、変化値統計計算部4、対象変化値算
出部5、画像変化期待値計算部6、移動ベクトル計算部
7、画像移動ベクトル算出部8、画像変化再計算部9、
ウィンドウ選択部10、移動ベクトル補間部11、領域
抽出部12、物体判定部13、および、各部の動作を制
御する動作制御部14から構成されている。なお、物体
判定部13には、前記監視用表示装置24の表示部15
および警報部16が接続されている。図3は、本実施例
の全体処理の流れを示しており、以下、このフローチャ
ートを参照しつつ処理動作を説明する。In the present embodiment, it is possible to reduce the influence of the image change due to such vibration and detect the changed region of the image due to only the intruding object. Figure 1
Shows the configuration of the processing device 23 in detail.
The processing device 23 includes an image storage unit 2 that stores an image from the image input unit 1 (ITV camera 21 in FIG. 2), a small block change calculation unit 3, a change value statistical calculation unit 4, and a target change value calculation unit 5. , An image change expected value calculation unit 6, a movement vector calculation unit 7, an image movement vector calculation unit 8, an image change recalculation unit 9,
The window selection unit 10, the movement vector interpolation unit 11, the area extraction unit 12, the object determination unit 13, and the operation control unit 14 that controls the operation of each unit. The object determination unit 13 includes a display unit 15 of the monitoring display device 24.
And the alarm unit 16 is connected. FIG. 3 shows the flow of the overall processing of this embodiment, and the processing operation will be described below with reference to this flowchart.
【0016】(1)動画像の入力 駅構内の画像は、ある一定間隔ごとに画像入力部1によ
って入力され、画像蓄積部2に時系列にしたがって蓄積
される。ここでの入力画像は、1画素を8ビットで表現
する濃淡画像を仮定する。(1) Input of moving image The image in the station yard is input by the image input unit 1 at a constant interval and accumulated in the image accumulation unit 2 in time series. The input image here is assumed to be a grayscale image in which one pixel is represented by 8 bits.
【0017】(2)差分値の時間統計計算 小ブロック内変化計算部3で画像を複数の小ブロック領
域に分割し、各小ブロックの内部において、2画像間の
画素差分を計算し、ブロックごとの画素差分の平均値を
計算する。続いて、変化値統計計算部4において、ブロ
ック内差分平均値について、画素差分の時間幅よりも長
いある特定時間内における差分値の出現頻度分布を計算
し、それから時間に関する差分平均値と差分分散値を求
める。さらに、それから差分値の確率密度関数を求め
る。(2) Temporal statistical calculation of difference value The intra-small-block change calculation unit 3 divides an image into a plurality of small block regions, calculates the pixel difference between two images in each small block, and calculates each pixel for each block. Calculate the average value of the pixel differences of. Subsequently, the change value statistical calculation unit 4 calculates the appearance frequency distribution of the difference value within a certain time longer than the time width of the pixel difference for the average value of the difference between blocks, and then calculates the difference average value and the difference variance with respect to time. Find the value. Furthermore, the probability density function of the difference value is obtained from it.
【0018】これは、各時点でのブロックj内の画像の
差分値をxi、差分値の出現頻度分布をH(xji)、
時間平均値をEj、時間分散値をVjとするとき、上記
一定時間内での処理画像数をnとすると、This is because the difference value of the image in the block j at each time point is xi, the appearance frequency distribution of the difference value is H (xji),
Assuming that the time average value is Ej and the time variance value is Vj, and the number of processed images in the fixed time is n,
【0019】[0019]
【数1】 [Equation 1]
【0020】[0020]
【数2】 となる。ただしSjは、[Equation 2] Becomes However, Sj is
【0021】[0021]
【数3】 [Equation 3]
【0022】である。ここで、この差分値の確率密度関
数φj(xji)の形として正規分布を仮定し、It is Here, a normal distribution is assumed as the form of the probability density function φj (xji) of this difference value,
【0023】[0023]
【数4】 [Equation 4]
【0024】とする。ただし、j=1〜m×m、すなわ
ち、小ブロックは1つの画像を縦、横それぞれm分割す
る。また、後の処理のため、画像変化期待値計算部6
で、上記数1のEjを全てのブロックについて平均化し
て、画像差分期待値Eを以下のように求める。It is assumed that However, j = 1 to m × m, that is, a small block divides one image into m vertically and horizontally. In addition, the image change expected value calculation unit 6 is used for later processing.
Then, the Ej of the above equation 1 is averaged over all blocks, and the image difference expected value E is obtained as follows.
【0025】[0025]
【数5】 [Equation 5]
【0026】これが、あらかじめ決定しておいた画像差
分期待値の閾値EEよりも大きくなかった場合、後述す
る(4)で示す処理を行ない、そうでない場合には以下
に説明する(3)で示す処理を行なう。以上の処理の流
れを図4ないし図7のフローチャートに示す。If this is not larger than the predetermined threshold value EE of the image difference expected value, the processing shown in (4) described later is performed, and if not, it is shown in (3) described below. Perform processing. The flow of the above processing is shown in the flowcharts of FIGS.
【0027】(3)時間統計による差分値の修正 次に、対象変化値算出部5において、各ブロック内の差
分画像に対して、以下のように対象物体の影響からなる
出力差分値(対象差分値と呼ぶ)を計算する。すなわ
ち、あるブロックj内での差分画素数がp個のとき、1
つの差分画素値をdk、対象差分値をddkとすると、 ddk=(1−φj(dk))*dk……(1) のように求める。したがって、画像内のm個の各ブロッ
ク内で、k=1〜pなる全ての差分画素について上記
(1)式を求める。このときの処理の流れは、図8のフ
ローチャートに示す。(3) Correction of Difference Value by Time Statistic Next, in the target change value calculation unit 5, the output difference value (target difference) which is due to the influence of the target object is calculated for the difference image in each block as follows. Call the value). That is, when the number of difference pixels in a certain block j is p, 1
If one difference pixel value is dk and the target difference value is ddk, ddk = (1−φj (dk)) * dk (1) Therefore, in each of the m blocks in the image, the above equation (1) is calculated for all the difference pixels k = 1 to p. The flow of processing at this time is shown in the flowchart of FIG.
【0028】(4)画素相関の統計算出 この処理は、移動ベクトル計算部7によって、前記小ブ
ロックを複数個、たとえば、縦、横それぞれq個単位で
まとめたr個の基準領域(ウィンドウ)内で連続画像に
おける画像相関の最大となる位置への小ブロックの移動
方向と距離を求めて、ウィンドウ移動ベクトルを算出す
る。(4) Pixel correlation statistical calculation This processing is performed by the movement vector calculation unit 7 in a plurality of small blocks, for example, in r reference regions (windows) in which q units are arranged in each of vertical and horizontal units. Then, the moving direction and the distance of the small block to the position where the image correlation is maximized in the continuous image are obtained, and the window moving vector is calculated.
【0029】次に、画像移動ベクトル算出部8によっ
て、各ウィンドウwでのウィンドウ移動ベクトルの平均
値を画像移動ベクトル候補として算出する。すなわち、Next, the image movement vector calculation unit 8 calculates the average value of the window movement vectors in each window w as an image movement vector candidate. That is,
【0030】[0030]
【数6】 [Equation 6]
【0031】ただし、rrの最大値はr=(m×m)/
(q×q)である。このようなウィンドウ平均による画
像移動ベクトルの算出処理の流れは、図9のフローチャ
ートに示す。また、これら各ウィンドウwについての分
散値を下記数7によって求める。However, the maximum value of rr is r = (m × m) /
(Q × q). The flow of the process of calculating the image movement vector by such window averaging is shown in the flowchart of FIG. Also, the variance value for each of these windows w is calculated by the following equation 7.
【0032】[0032]
【数7】 [Equation 7]
【0033】上記で各ウィンドウ内で、ブロックの領域
をマスクとして、連続画像間での画素値の差の2乗和が
最小となる位置を画像相関の最大となるとみなす。そし
て、図3に示すように、数7で得られる分散値の大きさ
|MV|が所定の閾値MVTよりも大きくなかった場
合、以下の画像移動ベクトルとしては前記数6のMを使
用し、そうでない場合には、後述する(5)で述べる値
を使用する。In the above, it is considered that the position where the sum of squares of the differences in pixel values between consecutive images is the minimum in each window is the maximum image correlation, using the block region as a mask. Then, as shown in FIG. 3, when the magnitude | MV | of the variance value obtained in Equation 7 is not larger than the predetermined threshold MVT, M in Equation 6 is used as the following image movement vector, If not, the value described in (5) described later is used.
【0034】次に、画像変化再計算部9によって、差分
の対象である連続する2つの画像のうち、現在注目して
いるものを前述の画像移動ベクトルの逆方向に平行移動
させた画像と他方の画像との画像差分を計算し直すこと
によって、対象差分値を求める。Next, the image change recalculation unit 9 selects one of the two continuous images to be subtracted, which is currently focused, and which is translated in the opposite direction of the above-mentioned image movement vector. The target difference value is obtained by recalculating the image difference from the image.
【0035】以上では、ウィンドウ選択部10によっ
て、数2のVjを各ウィンドウ内のm×m個のブロック
について平均して求めた値Vwが時間分散値の閾値VT
よりも小さいrr個のウィンドウwを選択して移動ベク
トル計算部7で用いる。すなわち、 w={s|VWs<VT|} ……(2)In the above, the value Vw obtained by averaging Vj of Equation 2 for m × m blocks in each window is the threshold value VT of the time dispersion value.
Rr smaller windows w are selected and used by the movement vector calculation unit 7. That is, w = {s | VWs <VT |} (2)
【0036】(5)位置補間による画像移動ベクトル算
出 移動ベクトル補間部11によって、各ウィンドウでの移
動ベクトルについて、その方向と大きさについての分散
を求め、それが所定の閾値以上であれば、前述のように
画像全体の移動ベクトルを算出せず、各ウィンドウから
の位置による重み付け補間を行なって、画像内の位置に
応じた移動ベクトルを算出する。(5) Image movement vector calculation by position interpolation The movement vector interpolating unit 11 obtains the variance of the direction and size of the movement vector in each window. As described above, instead of calculating the movement vector of the entire image, weighted interpolation is performed according to the position from each window, and the movement vector according to the position in the image is calculated.
【0037】すなわち、各ウィンドウの重心座標を(x
w,yw)、ウィンドウの移動ベクトルを(Mxw,M
yw)とし、注目画素座標を(x,y)とすると、この
点での移動ベクトルThat is, the barycentric coordinates of each window are (x
w, yw), the movement vector of the window is (Mxw, M
yw) and the pixel coordinates of interest are (x, y), the movement vector at this point
【0038】[0038]
【数8】 は、以下の数9および数10によって算出する。[Equation 8] Is calculated by the following equations 9 and 10.
【0039】[0039]
【数9】 [Equation 9]
【0040】[0040]
【数10】 [Equation 10]
【0041】このような位置補間による画像移動ベクト
ルの算出処理の流れは、図10のフローチャートに示
す。The flow of the image movement vector calculation processing by such position interpolation is shown in the flowchart of FIG.
【0042】(6)対象物領域の抽出 前記(3)または(4)の処理によって検出された差分
画像について、領域抽出部12で2値化、および、対象
物の外接矩形の検出を行ない、対象物体の候補領域を抽
出する。(6) Extraction of object area The difference image detected by the processing of (3) or (4) is binarized by the area extraction unit 12 and the circumscribed rectangle of the object is detected. A candidate area of the target object is extracted.
【0043】さらに、物体判定部13で、候補領域が対
象であるかの判定を外接矩形の形状を用いて行なう。こ
のときの対象としては、列車よりも小さく、画像内のノ
イズよりも大きなものとして、あらかじめ実験的に求め
たものを使用する。以上で対象物体として適合するもの
があれば、警報部16によって監視員に対して警報を発
し、さらに、表示部15には、たとえば、画像内で対象
物体(移動物体)が検出された部分を矩形枠で囲って表
示する。Further, the object determination unit 13 determines whether or not the candidate area is the target by using the shape of the circumscribed rectangle. At this time, an object obtained experimentally in advance is used as an object smaller than the train and larger than the noise in the image. If any of the above is suitable as the target object, the alarm unit 16 issues an alarm to the surveillance staff, and the display unit 15 further displays, for example, a portion where the target object (moving object) is detected in the image. Enclose and display in a rectangular frame.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上詳述したように本発明の移動物体検
出装置によれば、画像全体の変化量が小さい場合、画像
間の変化値の、ある時間内における頻度分布を小ブロッ
クごとに算出し、それによって対象物体のみに起因する
変化量を求めるため、比較的高速で、しかも、外乱の影
響を受けにくいものとなる。As described above in detail, according to the moving object detecting apparatus of the present invention, when the change amount of the entire image is small, the frequency distribution of the change value between images within a certain time is calculated for each small block. However, since the amount of change caused by only the target object is obtained by this, it is relatively fast and is less susceptible to the influence of disturbance.
【0045】また、画像全体の変化量が大きい場合に
は、画像内のいくつかのウィンドウ(基準領域)におけ
る移動ベクトルの検出によって、画像全体の移動ベクト
ルを求め、変化検出計算に用いる画像の補正を行なう
が、それらウィンドウとしては時間的に定常なものを選
択するため、対象物体以外の要因による画像変化を軽減
する効率がよい。When the amount of change in the entire image is large, the moving vector of the entire image is obtained by detecting the moving vector in some windows (reference areas) in the image, and the image used for the change detection calculation is corrected. However, since those windows that are stationary in time are selected, it is efficient to reduce image changes due to factors other than the target object.
【0046】さらに、ウィンドウごとの移動ベクトルの
ばらつきに応じて、変化検出計算に用いる画像の補正方
法を変更するため、撮像環境に適応した処理速度と補正
効果とを実現することができる。Furthermore, since the image correction method used for the change detection calculation is changed according to the variation of the movement vector for each window, it is possible to realize the processing speed and the correction effect adapted to the image pickup environment.
【図1】本発明の一実施例に係る移動物体検出装置が適
用される鉄道線路内監視装置における処理装置の構成を
示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a processing device in a railway track monitoring device to which a moving object detection device according to an embodiment of the present invention is applied.
【図2】鉄道線路内監視装置の構成を概略的に示す図。FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of a railway track monitoring device.
【図3】全体的な処理の流れを説明するフローチャー
ト。FIG. 3 is a flowchart illustrating an overall processing flow.
【図4】差分値の時間統計計算処理の流れを説明するフ
ローチャート。FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow of difference value time statistical calculation processing.
【図5】各時点でのブロックについての時間方向の差分
値頻度計算処理の流れを説明するフローチャート。FIG. 5 is a flowchart illustrating the flow of difference value frequency calculation processing in the time direction for blocks at each time point.
【図6】各時点でのブロックについての時間方向の差分
平均、分散計算処理の流れを説明するフローチャート。FIG. 6 is a flowchart illustrating the flow of difference average and variance calculation processing in the time direction for blocks at each time point.
【図7】画像差分期待値の計算処理の流れを説明するフ
ローチャート。FIG. 7 is a flowchart illustrating the flow of image difference expected value calculation processing.
【図8】時間統計による差分値の修正処理の流れを説明
するフローチャート。FIG. 8 is a flowchart illustrating the flow of difference value correction processing based on time statistics.
【図9】ウィンドウ平均による画像移動ベクトル算出処
理の流れを説明するフローチャート。FIG. 9 is a flowchart illustrating the flow of image movement vector calculation processing based on window averaging.
【図10】位置補間による画像移動ベクトル算出処理の
流れを説明するフローチャート。FIG. 10 is a flowchart illustrating the flow of image movement vector calculation processing by position interpolation.
21……ITVカメラ、22……駅構内の鉄道線路、2
3……処理装置、24……監視用表示装置、1……画像
入力部、2……画像蓄積部、3……小ブロック内変化計
算部、4……変化値統計計算部、5……対象変化値算出
部、6……画像変化期待値計算部、7……移動ベクトル
計算部、8……画像移動ベクトル算出部、9……画像変
化再計算部、10……ウィンドウ選択部、11……移動
ベクトル補間部、12……領域抽出部、13……物体判
定部、14……動作制御部、15……表示部、16……
警報部。21 ... ITV camera, 22 ... railroad tracks inside the station, 2
3 ... Processing device, 24 ... Monitoring display device, 1 ... Image input unit, 2 ... Image storage unit, 3 ... Small block change calculation unit, 4 ... Change value statistical calculation unit, 5 ... Target change value calculation unit, 6 ... Image change expected value calculation unit, 7 ... Movement vector calculation unit, 8 ... Image movement vector calculation unit, 9 ... Image change recalculation unit, 10 ... Window selection unit, 11 ...... Movement vector interpolation unit, 12 ...... Region extraction unit, 13 ...... Object determination unit, 14 ...... Motion control unit, 15 ...... Display unit, 16 ......
Alarm section.
Claims (4)
像入力手段と、 この画像入力手段で入力された画像内に設定した複数の
小ブロック領域において、各小ブロックの内部において
2画像間の画素変化を計算し、ブロックごとの画素変化
の平均値を計算する小ブロック内変化計算手段と、 この小ブロック内変化計算手段で計算されたブロック内
変化平均値について、画素変化計算の時間幅よりも長い
特定時間内における画素変化値の出現頻度分布を計算
し、この計算した画素変化値の出現頻度分布から求めた
パラメータに基づいて、変化値の確率密度関数を求める
変化値統計計算手段と、 対象物体のみに起因する変化量を画素変化値と前記確率
密度とを用いて算出する対象変化値算出手段と、 この対象変化値算出手段で算出された変化検出画像から
対象とする変化領域を抽出する領域抽出手段と、 を具備したことを特徴とする移動物体検出装置。1. An image input unit for continuously inputting images in a monitoring region, and a plurality of small block regions set in the images input by the image input unit, between two images in each small block. Pixel change calculation means for calculating the average value of pixel change for each block, and the time width of pixel change calculation for the average change value in block calculated by this small block change calculation means. A change value statistical calculation means for calculating an appearance frequency distribution of pixel change values within a longer specific time, and for obtaining a probability density function of change values based on a parameter obtained from the calculated appearance frequency distribution of pixel change values; A target change value calculating means for calculating a change amount caused only by the target object using the pixel change value and the probability density, and a change detecting value calculated by the target change value calculating means. Moving object detection apparatus being characterized in that comprises a region extracting means for extracting a changed region of interest from the image.
像入力手段と、 この画像入力手段で入力された画像内に設定した複数の
小ブロック領域において、各小ブロックの内部において
2画像間の画素変化を計算し、ブロックごとの画素変化
の平均値を計算する小ブロック内変化計算手段と、 この小ブロック内変化計算手段で計算されたブロック内
変化平均値について、画素変化計算の時間幅よりも長い
特定時間内における画素変化値の出現頻度分布を計算
し、この計算した画素変化値の出現頻度分布から求めた
パラメータに基づいて、変化値の確率密度関数を求める
変化値統計計算手段と、 この変化値統計計算手段で計算されたブロックごとの画
素変化値の出現頻度分布によって求められる変化値の期
待値の全てのブロックについての平均値を求めて画像変
化期待値とする画像変化期待値計算手段と、 この画像変化期待値計算手段で求めた画像変化期待値が
所定の閾値よりも大きかった場合、前記小ブロックを複
数個まとめた複数の基準領域を設定し、この設定された
基準領域の内部における移動ベクトルを求める移動ベク
トル計算手段と、 前記設定された各基準領域での移動ベクトルをまとめて
あげて画像全体の移動ベクトルを算出する画像移動ベク
トル算出手段と、 変化検出の対象となる2つの画像のうち、現在注目して
いるものを前記画像移動ベクトルの逆方向に移動させた
画像と他方の画像との画像変化を計算し直す画像変化再
計算手段と、 この画像変化再計算手段で算出された変化検出画像から
対象とする変化領域を抽出する領域抽出手段と、 を具備したことを特徴とする移動物体検出装置。2. An image input means for continuously inputting images in the monitoring area, and a plurality of small block areas set in the image input by the image input means, between two images in each small block. Pixel change calculation means for calculating the average value of pixel change for each block, and the time width of pixel change calculation for the average change value in block calculated by this small block change calculation means. A change value statistical calculation means for calculating an appearance frequency distribution of pixel change values within a longer specific time, and for obtaining a probability density function of change values based on a parameter obtained from the calculated appearance frequency distribution of pixel change values; , The average value for all blocks of the expected value of the change value obtained by the appearance frequency distribution of the pixel change value for each block calculated by this change value statistical calculation means And an image change expected value calculating means for obtaining the image change expected value and an image change expected value calculated by the image change expected value calculating means is larger than a predetermined threshold value. The reference vector is set, and the movement vector calculating means for obtaining the movement vector inside the set reference area, and the movement vector in each of the set reference areas are collected to calculate the movement vector of the entire image. Image movement vector calculation means, and of the two images subject to change detection, the image change between the image obtained by moving the currently focused one in the opposite direction of the image movement vector and the other image is recalculated. Image change recalculation means, and area extraction means for extracting a target change area from the change detection image calculated by the image change recalculation means. Moving object detection apparatus.
像入力手段と、 この画像入力手段で入力された画像内に設定した複数の
小ブロック領域において、各小ブロックの内部において
2画像間の画素変化を計算し、ブロックごとの画素変化
の平均値を計算する小ブロック内変化計算手段と、 この小ブロック内変化計算手段で計算されたブロック内
変化平均値について、画素変化計算の時間幅よりも長い
特定時間内における画素変化値の出現頻度分布を計算
し、この計算した画素変化値の出現頻度分布から求めた
パラメータに基づいて、変化値の確率密度関数を求める
変化値統計計算手段と、 この変化値統計計算手段で計算されたブロックごとの画
素変化値の出現頻度分布によって所定の基準領域を選択
する基準領域選択手段と、 この基準領域選択手段で選択された基準領域の内部にお
ける移動ベクトルを求める移動ベクトル計算手段と、 前記設定された各基準領域での移動ベクトルをまとめて
あげて画像全体の移動ベクトルを算出する画像移動ベク
トル算出手段と、 変化検出の対象となる2つの画像のうち、現在注目して
いるものを前記画像移動ベクトルの逆方向に移動させた
画像と他方の画像との画像変化を計算し直す画像変化再
計算手段と、 この画像変化再計算手段で算出された変化検出画像から
対象とする変化領域を抽出する領域抽出手段と、 を具備したことを特徴とする移動物体検出装置。3. An image input means for continuously inputting images in a monitoring area, and a plurality of small block areas set in the image input by the image input means, between two images in each small block. Pixel change calculation means for calculating the average value of pixel change for each block, and the time width of pixel change calculation for the average change value in block calculated by this small block change calculation means. A change value statistical calculation means for calculating an appearance frequency distribution of pixel change values within a longer specific time, and for obtaining a probability density function of change values based on a parameter obtained from the calculated appearance frequency distribution of pixel change values; A reference area selecting means for selecting a predetermined reference area according to the appearance frequency distribution of pixel change values for each block calculated by the change value statistical calculating means; A movement vector calculation unit that obtains a movement vector inside the reference region selected by the selection unit, and an image movement vector calculation unit that collectively calculates the movement vector in each of the set reference regions. And an image change recalculating means for recalculating the image change between the image obtained by moving the current one of the two images subject to change detection in the opposite direction of the image movement vector and the other image. And a region extraction unit that extracts a target change region from the change detection image calculated by the image change recalculation unit, and a moving object detection apparatus.
像入力手段と、 この画像入力手段で入力された画像内に設定した複数の
小ブロック領域において、各小ブロックの内部において
2画像間の画素変化を計算し、ブロックごとの画素変化
の平均値を計算する小ブロック内変化計算手段と、 この小ブロック内変化計算手段で計算されたブロック内
変化平均値について、画素変化計算の時間幅よりも長い
特定時間内における画素変化値の出現頻度分布を計算
し、この計算した画素変化値の出現頻度分布から求めた
パラメータに基づいて、変化値の確率密度関数を求める
変化値統計計算手段と、 この変化値統計計算手段で計算されたブロックごとの画
素変化値の出現頻度分布によって求められる変化値の期
待値の全てのブロックについての平均値を求めて画像変
化期待値とする画像変化期待値計算手段と、 この画像変化期待値計算手段で求めた画像変化期待値が
所定の閾値よりも大きかった場合、前記小ブロックを複
数個まとめた複数の基準領域を設定し、この設定された
基準領域の内部における移動ベクトルを求める移動ベク
トル計算手段と、 前記各基準領域での移動ベクトルについて、その方向と
大きさについての分散値を求め、この求めた分散値が所
定の閾値以下のとき、画像移動ベクトルとして前記基準
領域ごとに算出した移動ベクトルの平均値を選択し、そ
れ以外のときに前記各基準領域からの位置による重み付
け補間を行なって、画像内の位置に応じた移動ベクトル
を算出する移動ベクトル補間手段と、 変化検出の対象となる2つの画像のうち、現在注目して
いるものを前記補間移動ベクトルの逆方向に移動させた
画像と他方の画像との画像変化を計算し直す画像変化再
計算手段と、 この画像変化再計算手段で算出された変化検出画像から
対象とする変化領域を抽出する領域抽出手段と、 を具備したことを特徴とする移動物体検出装置。4. An image input means for continuously inputting images in a monitoring area, and a plurality of small block areas set in the image input by the image input means, between two images inside each small block. Pixel change calculation means for calculating the average value of pixel change for each block, and the time width of pixel change calculation for the average change value in block calculated by this small block change calculation means. A change value statistical calculation means for calculating an appearance frequency distribution of pixel change values within a longer specific time, and for obtaining a probability density function of change values based on a parameter obtained from the calculated appearance frequency distribution of pixel change values; , The average value of all the expected values of the change values obtained by the appearance frequency distribution of the pixel change values for each block calculated by this change value statistical calculation means And an image change expected value calculating means for obtaining the image change expected value and an image change expected value calculated by the image change expected value calculating means is larger than a predetermined threshold value. And a movement vector calculation means for obtaining a movement vector inside the set reference area, and for the movement vector in each of the reference areas, a variance value with respect to its direction and size is obtained, and the obtained When the variance value is less than or equal to a predetermined threshold value, the average value of the movement vector calculated for each of the reference regions is selected as the image movement vector, and at other times, the weighted interpolation is performed by the position from each of the reference regions, The movement vector interpolator that calculates a movement vector according to the position in the image, and the two images that are the targets of change detection are The image change recalculating means for recalculating the image change between the image moved in the opposite direction of the interpolation movement vector and the other image, and the change area targeted from the change detected image calculated by the image change recalculating means. A moving object detecting device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5278943A JPH0793556A (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Mobile object detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5278943A JPH0793556A (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Mobile object detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0793556A true JPH0793556A (en) | 1995-04-07 |
Family
ID=17604229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5278943A Pending JPH0793556A (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Mobile object detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0793556A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006252248A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Meidensha Corp | Trespasser detecting system by image processing |
JP5457606B2 (en) * | 2011-04-07 | 2014-04-02 | 富士フイルム株式会社 | Image processing method and apparatus |
CN112446903A (en) * | 2019-08-27 | 2021-03-05 | 原相科技股份有限公司 | Monitor and motion detection method |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP5278943A patent/JPH0793556A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006252248A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Meidensha Corp | Trespasser detecting system by image processing |
JP5457606B2 (en) * | 2011-04-07 | 2014-04-02 | 富士フイルム株式会社 | Image processing method and apparatus |
CN112446903A (en) * | 2019-08-27 | 2021-03-05 | 原相科技股份有限公司 | Monitor and motion detection method |
CN112446903B (en) * | 2019-08-27 | 2024-05-07 | 原相科技股份有限公司 | Monitor and motion detection method |
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