JPH08297744A - Moving picture area dividing device - Google Patents

Moving picture area dividing device

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JPH08297744A
JPH08297744A JP7102238A JP10223895A JPH08297744A JP H08297744 A JPH08297744 A JP H08297744A JP 7102238 A JP7102238 A JP 7102238A JP 10223895 A JP10223895 A JP 10223895A JP H08297744 A JPH08297744 A JP H08297744A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
zero
motion vector
binary image
change point
Prior art date
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Pending
Application number
JP7102238A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nurudaru Watsuji
ヌルダル 和辻
Hideki Suzuki
秀樹 鈴木
Hiroyuki Katada
裕之 堅田
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

PURPOSE: To automatically and accurately divide a picture into a background and an object by providing a movement vector detection part and using the movement vector information of the object in the picture to extract the features. CONSTITUTION: A motion vector detection part 105 calculates a movement vector from the original picture and outputs it to a feature extraction part 102. A fourth binary picture generation part in the feature extraction part 102 detects positions, where the motion vector is changed from 0 to not 0 in the horizontal direction or is changed from not 0 to 0, based on the output from the motion vector detection part 105. A low pass filter is applied in the perpendicular direction to extract the edges, thus generating a binary picture. That is, the motion vector detection part 105 is provided to extract the features of motion vector information of the object in the picture, and the output of the motion vector detection part 105 is inputted to the feature extraction part 102, and the position of the outline of the object is determined by the binary picture generation part to perform accurate area division.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はデジタル画像処理を行う
装置に用いられ、画像を自動的に領域分割する装置に関
し、特にこの装置を実現するためのアルゴリズムの一つ
である、モルフォロジカルセグメンテーション技術を応
用した装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for automatically segmenting an image, which is used in a device for digital image processing, and more particularly to a morphological segmentation technique which is one of the algorithms for realizing this device. It relates to a device to which is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より画像を自動的に領域分割する技
術がいろいろと検討されているが、この種の技術の1つ
であるモルフォロジカルセグメンテーション技術は、文
献「Morphlogical multiscale segmentation for image
coding」(Signal Processing,Vol.38,pp.359-386,199
4)に記載されている通り、階層性のトップダウンアルゴ
リズムで、他の画像分割技術とは異なり、対象物の大き
さ、形状、コントラスト、連続性などを特徴として用
る。最初の階層では、画像の最も全体的な考察を行い、
画像全体を一つの領域であると仮定し、階層を経ること
により細かく分割される。このアルゴリズムを用いた場
合の分割装置は図9に示すように、前処理部901、特
徴抽出部902、境界線決定部903、モデリング部9
04の4つの異なった部位をそれぞれ一つの階層とし
て、これを階層化することにより構成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, various techniques for automatically segmenting an image have been studied, but one of the techniques of this type, morphological segmentation technique, is the document "Morphlogical multiscale segmentation for image".
coding '' (Signal Processing, Vol. 38, pp. 359-386, 199
As described in 4), it is a hierarchical top-down algorithm, and unlike other image segmentation techniques, it uses features such as size, shape, contrast, and continuity of the object. In the first hierarchy, we do the most holistic view of the image,
It is assumed that the entire image is one area, and is divided into layers by going through the layers. As shown in FIG. 9, the division device using this algorithm is a preprocessing unit 901, a feature extraction unit 902, a boundary line determination unit 903, and a modeling unit 9.
Each of the four different regions 04 is defined as one layer, and the layers are layered.

【0003】前処理部901では、複雑な原画を簡単化
し、その階層で必要としない情報を取り去る働きをす
る。この処理には、縮小フィルタと拡大フィルタを基に
したモルフォロジカルフィルタが用いられる。モルフォ
ロジカルフィルタは、2次元の正方領域に対する操作で
あり、その大きさは(2k+1)*(2k+1)でk=
1,2,3,4,5,6である。初めの階層のレベルで
はkが大きく、フィルタの大きさが大きい。縮小フィル
タと拡大フィルタは、文献「Morphological Multiscale
Image Segmentation」( Proc.of Visual Communicatio
ns and Image Processing '92,pp.620-631,Boston,199
2)で示され次式で与えられる。
The preprocessing unit 901 functions to simplify a complicated original image and remove information that is not needed in the hierarchy. A morphological filter based on a reduction filter and an enlargement filter is used for this processing. The morphological filter is an operation on a two-dimensional square region, and its size is (2 k +1) * (2 k +1) and k =
1, 2, 3, 4, 5, and 6. At the first level of hierarchy, k is large and the size of the filter is large. Reduction and enlargement filters are described in the document "Morphological Multiscale".
Image Segmentation '' (Proc. Of Visual Communicatio
ns and Image Processing '92, pp.620-631, Boston, 199
It is shown in 2) and given by the following equation.

【0004】[0004]

【数1】 [Equation 1]

【0005】[0005]

【数2】 [Equation 2]

【0006】ここで、xは注目画素の位置を表すベクト
ルであり、f(x)は注目画素の画素値を意味し、Mk
が大きさ(2k+1)*(2k+1)の操作領域を示す。
縮小フィルタは、操作領域内の最小値を対象画素の値と
する。すなわち、明領域を浸食する働きをする。また、
拡大フィルタは、操作領域内の最大値を対象画素の値と
する。すなわち、明領域を拡大する働きをする。これら
を組み合わせたものを、オープニングフィルタ、クロー
ジングフィルタと呼び、次式で定義される。
Here, x is a vector representing the position of the target pixel, f (x) means the pixel value of the target pixel, and M k
Indicates an operation area of size (2 k +1) * (2 k +1).
The reduction filter sets the minimum value in the operation area as the value of the target pixel. That is, it functions to erode bright areas. Also,
The enlargement filter sets the maximum value in the operation area as the value of the target pixel. That is, it functions to enlarge the bright area. A combination of these is called an opening filter or a closing filter and is defined by the following equation.

【0007】[0007]

【数3】 (Equation 3)

【0008】[0008]

【数4】 [Equation 4]

【0009】オープニングフィルタは、操作領域よりも
小さな明領域を消す働きを持ち、クロージングフィルタ
は、小さな暗領域を消す働きをもつ。すなわち、操作領
域よりも、大きな領域を優先的に選択する働きをもつ。
これらのフィルタは、残された領域のエッジを保存しな
いため、フィルタ処理を行った後にエッジを修復する必
要がある。この処理は次式で表される。
The opening filter has a function of erasing a bright area smaller than the operation area, and the closing filter has a function of erasing a small dark area. That is, it has a function of preferentially selecting a larger area than the operation area.
Since these filters do not preserve the edges of the remaining areas, it is necessary to repair the edges after filtering. This process is expressed by the following equation.

【0010】[0010]

【数5】 (Equation 5)

【0011】[0011]

【数6】 (Equation 6)

【0012】ここで、kは繰り返しの回数であり、PRk
オープニングフィルタによって損なわれたエッジを修復
するためのフィルタで、NRkはクロージングフィルタ
によって損なわれたエッジを修復するフィルタである。
理論的に言えば、このフィルタ処理は変化がなくなるま
で繰り返し行われなければならないが、一般的には、数
回の繰り返しで十分な結果が得られることから、実際の
処理には数回の繰り返しで行われる。前処理装置で行わ
れる処理を、図10に示す。
Where k is the number of iterations and PR k
NR k is a filter for repairing edges damaged by the opening filter, and NR k is a filter for repairing edges damaged by the closing filter.
Theoretically, this filtering should be repeated until there are no changes, but in general, a few iterations will give sufficient results, so a few iterations will be necessary for the actual processing. Done in. The processing performed by the pretreatment device is shown in FIG.

【0013】特徴抽出部902では、前処理部901に
よって作られる画像の特徴を用いて、領域の境界線の大
まかな位置を抽出し2値画像で表す処理を行う。前処理
部901から出力される画像は、階調値が一定の領域
と、明確な輪郭を持つ画像である。特徴抽出部902の
内部構成を図11に示す。
The feature extraction unit 902 extracts the rough position of the boundary line of the region by using the features of the image created by the pre-processing unit 901 and performs the process of expressing it as a binary image. The image output from the preprocessing unit 901 is an image having a constant gradation value and a clear contour. FIG. 11 shows the internal structure of the feature extraction unit 902.

【0014】第1の2値画像作成部1101では、前階
層の境界線決定部903の出力結果から、前の階層まで
に分割された領域の内部をゼロで、領域の境界を非ゼロ
とした2値画像を作成する。
In the first binary image creating unit 1101, the inside of the region divided up to the previous layer is set to zero and the boundary of the region is set to non-zero based on the output result of the boundary line determining unit 903 of the previous layer. Create a binary image.

【0015】第2の2値画像作成部1102では、前処
理部901から出力される画像が、階調値が一定の領域
を持っているという特徴から、縮小フィルタ、拡大フィ
ルタを用いた勾配しきい値法を用いて2値画像を作成す
る。勾配しきい値法は、モルフォロジカル勾配法によっ
て得られた画像に対し、標準偏差を計算し、それをしき
い値として2値画像を作成する手法である。モルフォロ
ジカル勾配法は次式で定義される。
In the second binary image creating unit 1102, the image output from the pre-processing unit 901 has a region having a constant gradation value. Create a binary image using the threshold method. The gradient threshold method is a method of calculating a standard deviation with respect to an image obtained by the morphological gradient method and creating a binary image using the standard deviation as a threshold. The morphological gradient method is defined by the following equation.

【0016】[0016]

【数7】 (Equation 7)

【0017】g(x)を2値化した結果は図12のよう
なものとなる。この中で、低い階調値を示す領域は平坦
な領域である。この画像における標準偏差をしきい値と
して2値画像を作成する。しかし、モルフォロジカル勾
配法は、輪郭の変化がなめらかである場合には検出でき
ないという欠点を持つ。この欠点を補う目的で第3の2
値画像作成部1103が構成されている。第3の2値画
像作成部1103では、前処理部901によってコント
ラストがはっきりしなかった領域に対して、コントラス
トを抽出する次式を用いて特徴抽出を行う。
The result of binarizing g (x) is as shown in FIG. Among these, a region showing a low gradation value is a flat region. A binary image is created using the standard deviation in this image as a threshold. However, the morphological gradient method has a drawback that it cannot be detected when the contour change is smooth. In order to make up for this drawback, the third 2
A value image creation unit 1103 is configured. The third binary image creation unit 1103 performs feature extraction on the region where the contrast is not clear by the pre-processing unit 901 using the following equation for extracting the contrast.

【0018】[0018]

【数8】 (Equation 8)

【0019】この式における操作領域の大きさは、前処
理部901で用いられたフィルタの大きさよりも小さい
領域の成分が、すでに除去されているため、前処理部9
01で用いられたフィルタの大きさよりも大きいフィル
タを用いる。したがって、前の階層の前処理部901で
用いられたフィルタの大きさで操作を行う。
The size of the operation area in this equation is smaller than the size of the filter used in the preprocessing section 901, so that the preprocessing section 9 has already been removed.
A filter larger than the size of the filter used in 01 is used. Therefore, the operation is performed with the size of the filter used in the preprocessing unit 901 of the previous layer.

【0020】最後にコントラスト抽出の結果h(x)に
対して、勾配法と同様に2値画像をしきい値によって作
成する。最後に2値画像融合部1104では、上述の三
つの2値画像から得られる結果に対して、オア演算を行
うことにより一つに融合する。
Finally, for the result h (x) of the contrast extraction, a binary image is created with a threshold value as in the gradient method. Finally, the binary image fusion unit 1104 fuses the results obtained from the above three binary images into one by performing an OR operation.

【0021】境界線決定部903では、特徴抽出部90
2からの出力をもとに、出力領域の輪郭の位置を正確に
求める処理を行う。この処理は、文献「Morphologikal
Segmentation」(Journal of Visual Communication and
Image Representation,Vol.1,pp.21-46,1990)に記され
ている、ウオーターシェッド アルゴリズムによって行
なう。特徴抽出部902からの出力画像で非ゼロが割り
当てられている画素に対し、原画の同一位置の画素情報
を与える。すなわち、抽出領域の周囲の未確定領域だけ
が原画の情報をもつ画像を作る。概念図を図13に示
す。この画像において、階調値の高い画素が、地表の高
い位置とするような地形表面を仮定する。そこに、一定
のスピードで水を注ぐことにより、やがて特徴抽出され
た領域の境界だけが現れてくる。このような、考え方を
基にして特徴抽出された領域の境界を明らかにする。ウ
オーターシェッド アルゴリズムは、文献「Color Image
Segmentation 」(Proceedings 4th International Con
ference on Image Processing and its Applications,p
p.303-307,Maastricht,1992)に記さている通り、待ち行
列を用いることにより容易に実行される。
The boundary determining unit 903 has a feature extracting unit 90.
Based on the output from 2, the processing for accurately obtaining the position of the contour of the output area is performed. This process is based on the document "Morphologikal
Segmentation '' (Journal of Visual Communication and
Image Representation, Vol.1, pp.21-46, 1990). Pixel information at the same position in the original image is given to pixels to which non-zero is assigned in the output image from the feature extraction unit 902. That is, only the undetermined area around the extraction area produces an image having the information of the original image. A conceptual diagram is shown in FIG. In this image, a terrain surface is assumed such that a pixel with a high gradation value is located at a high position on the ground surface. By pouring water at a constant speed, only the boundaries of the feature-extracted regions will appear. Based on such a concept, we will clarify the boundaries of the feature-extracted regions. The Watershed algorithm is described in the document Color Image.
Segmentation '' (Proceedings 4th International Con
conference on Image Processing and its Applications, p
p.303-307, Maastricht, 1992) and is easily implemented by using a queue.

【0022】モデリング部904では、個々の分割領域
に対して階調値を多項式で近似し、原画とその画像の差
分を計算し、次の階層レベルへ出力する処理を行ってい
る。モデリング部904内には、モデルとする多項式を
もっており、これによって近似される。変化の少ない領
域では、多項式の次数が低く、変化の激しいところで
は、高次の多項式が用いられる。
The modeling unit 904 performs a process of approximating the gradation value for each divided area with a polynomial, calculating the difference between the original image and the image, and outputting the difference to the next hierarchical level. The modeling unit 904 has a model polynomial, and is approximated by this. The degree of the polynomial is low in a region where the change is small, and a high-order polynomial is used in a place where the change is large.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、特徴
抽出方法が不十分であるため、画像に偽輪郭を生じた
り、図14に示すように、輪郭を抽出できず欠格が生じ
る場合がある。欠格が生じた場合には、境界線決定部9
03によって、抽出領域は背景と同領域とみなされ、抽
出することができない。この発明は、上記に鑑みなされ
たものであり、その目的は、自動で正確に背景と対象物
を分割することにある。
In the above-mentioned prior art, since the feature extraction method is insufficient, there are cases in which false contours occur in the image, and as shown in FIG. 14, the contours cannot be extracted and disqualification occurs. . In the case of disqualification, the boundary determination unit 9
According to 03, the extraction area is regarded as the same area as the background and cannot be extracted. The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to automatically and accurately divide a background and an object.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、画像中の対象物がもつ動きベクトル情報を特徴抽出
に用いることを目的とし、動きベクトル検出部105を
設け、前記動きベクトル検出部105の出力を特徴抽出
部102へ入力するように、動画像領域分割装置を構成
する。前記特徴抽出部では、前記動きベクトル検出部1
05からの出力を受ける第4の2値画像作成部204を
設け、2値画像融合部205へ入力する。
In order to achieve the above object, a motion vector detecting unit 105 is provided for the purpose of using motion vector information of an object in an image for feature extraction. The moving image region dividing device is configured so that the output of 105 is input to the feature extraction unit 102. In the feature extraction unit, the motion vector detection unit 1
A fourth binary image creation unit 204 that receives the output from 05 is provided and input to the binary image fusion unit 205.

【0025】前記第4の2値画像作成部204は、水平
方向変化点検出部301と垂直方向ローパスフィルタ
(以下、LPFと略記する。)部302と、エッジ抽出
部303とで構成する。
The fourth binary image forming section 204 comprises a horizontal change point detecting section 301, a vertical low pass filter (hereinafter abbreviated as LPF) section 302, and an edge extracting section 303.

【0026】前記第4の2値画像作成部204は更に、
水平方向変化点検出部401と垂直方向LPF部402
と、垂直方向変化点検出部403と、水平方向LPF部
404と、論理和演算部405と、エッジ抽出部406
とで構成することも可能である。
The fourth binary image creating section 204 further includes
Horizontal change point detection unit 401 and vertical LPF unit 402
A vertical change point detection unit 403, a horizontal LPF unit 404, a logical sum calculation unit 405, and an edge extraction unit 406.
It is also possible to configure with.

【0027】前記第4の2値画像作成部204は更に、
水平方向変化点検出部501と、垂直方向変化点検出部
502と、論理和演算部503と、LPF部504と、
エッジ抽出部505とで構成することも可能である。
The fourth binary image creating section 204 further includes
A horizontal direction change point detection unit 501, a vertical direction change point detection unit 502, an OR operation unit 503, an LPF unit 504,
It can also be configured with the edge extraction unit 505.

【0028】[0028]

【作用】動きベクトル検出部105では、原画像から動
きベクトルを算出する。特徴抽出部内部の第4の2値画
像作成部204では、動きベクトル検出部105からの
出力をもとに2値画像を作成する。前記第4の2値画像
作成部204からの出力は、前階層までの結果から2値
画像を作成する第1の2値画像作成部201の出力と、
前処理部101の出力から2値画像を作成する第2の2
値画像作成部202、第3の2値画像作成部203の出
力と2値画像融合部205で1枚の2値画像となる。
The motion vector detecting section 105 calculates a motion vector from the original image. The fourth binary image creation unit 204 inside the feature extraction unit creates a binary image based on the output from the motion vector detection unit 105. The output from the fourth binary image creation unit 204 is the output of the first binary image creation unit 201 that creates a binary image from the results up to the previous layer,
Second second for creating a binary image from the output of the preprocessing unit 101
The output from the value image creation unit 202 and the third binary image creation unit 203 and the binary image fusion unit 205 form one binary image.

【0029】2値画像作成部204内部の水平方向変化
点検出部301は、動きベクトルが水平方向にゼロから
非ゼロに変化する位置及び非ゼロからゼロに変化する位
置を検出する。また垂直方向LPF部302では、垂直
方向に低域通過フィルタをかけ、エッジ抽出部303で
エッジを抽出する。
The horizontal change point detection unit 301 inside the binary image generation unit 204 detects the position where the motion vector changes from zero to non-zero and the position where the motion vector changes from non-zero to zero in the horizontal direction. The vertical LPF unit 302 applies a low-pass filter in the vertical direction, and the edge extraction unit 303 extracts an edge.

【0030】また、別の構成をとる2値画像作成部20
4内部での作用は、水平方向変化点検出部401で動き
ベクトルが水平方向にゼロから非ゼロに変化する位置及
び非ゼロからゼロに変化する位置を検出し、垂直方向L
PF部402で垂直方向に低域通過フィルタをかけ、垂
直方向変化点検出部403では、動きベクトルが垂直方
向にゼロから非ゼロに変化する位置及び非ゼロからゼロ
に変化する位置を検出し、水平方向LPF部404で水
平方向に低域通過フィルタをかける。論理和演算部40
5では、前記垂直方向LPF部402と前記水平方向L
PF部404の出力の論理和演算を行い、エッジ抽出部
406でエッジを抽出する。
A binary image creating section 20 having another structure
4, the horizontal change point detection unit 401 detects the position where the motion vector changes from zero to non-zero in the horizontal direction and the position where the motion vector changes from non-zero to zero, and the vertical direction L
The PF unit 402 applies a low pass filter in the vertical direction, and the vertical direction change point detection unit 403 detects a position where the motion vector changes from zero to non-zero and a position where the motion vector changes from non-zero to zero in the vertical direction, The horizontal LPF unit 404 applies a low pass filter in the horizontal direction. OR operation unit 40
5, in the vertical direction LPF unit 402 and the horizontal direction L
The output of the PF unit 404 is logically ORed, and the edge extraction unit 406 extracts the edge.

【0031】また、別の構成をとる2値画像作成部20
4内部での作用は、水平方向変化点検出部501で動き
ベクトルが水平方向にゼロから非ゼロに変化する位置及
び非ゼロからゼロに変化する位置を検出し、垂直方向変
化点検出部502で動きベクトルが垂直方向にゼロから
非ゼロに変化する位置及び非ゼロからゼロに変化する位
置を検出する。論理和演算部503では、水平方向変化
点検出部501と垂直方向変化点検出部502の出力の
論理和演算を行い、LPF部504で2次元の低域通過
フィルタをかけ、エッジ抽出部505でエッジを抽出す
る。
A binary image creating section 20 having another structure
The operation inside 4 is that the horizontal direction change point detection unit 501 detects the position where the motion vector changes from zero to non-zero in the horizontal direction and the position where the motion vector changes from non-zero to zero, and the vertical direction change point detection unit 502 detects the position. The position where the motion vector changes from zero to non-zero in the vertical direction and the position where the motion vector changes from non-zero to zero are detected. The logical sum calculation unit 503 performs logical sum calculation of the outputs of the horizontal direction change point detection unit 501 and the vertical direction change point detection unit 502, the LPF unit 504 applies a two-dimensional low-pass filter, and the edge extraction unit 505 Extract edges.

【0032】[0032]

【実施例】本発明の動画像領域分割装置における、一つ
の階層の構成を図1に示す。前処理部101、境界線決
定部103、モデリング部104は従来技術と同様であ
るので説明を省略する。ここで、従来の技術と異なるの
は、動きベクトル検出部105があることと、特徴抽出
部102に動きベクトル検出部105からの入力があり
動きベクトルを利用して特徴抽出を行うことである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the structure of one layer in a moving image area dividing device according to the present invention. The preprocessing unit 101, the boundary line determining unit 103, and the modeling unit 104 are the same as those in the conventional technique, and thus the description thereof is omitted. Here, what is different from the conventional technique is that there is a motion vector detection unit 105 and that the feature extraction unit 102 receives an input from the motion vector detection unit 105 and performs feature extraction using a motion vector.

【0033】動きベクトル検出部105では、ペルリカ
ーシブ動き推定によって個々の画素の動きベクトルを算
出する。注目画素の動きベクトルは、注目画素の左側の
画素がもつ動きベクトルと、上側の画素がもつ動きベク
トルの平均値が初期値として与えられ、注目画素と前フ
レームでの注目画素の周囲画素との差分が最小になるベ
クトルに置き換えられる。特徴抽出部の構成を図2に示
す。特徴抽出部の第1の2値画像作成部201から第3
の2値画像作成部203は、従来技術に従うので説明を
省略し、第4の2値画像作成部204について説明す
る。
The motion vector detection unit 105 calculates the motion vector of each pixel by the per-recursive motion estimation. As the motion vector of the pixel of interest, the average value of the motion vector of the pixel on the left side of the pixel of interest and the motion vector of the pixel on the upper side is given as an initial value, and the motion vector of the pixel of interest and the surrounding pixels of the pixel of interest in the previous frame It is replaced by the vector with the smallest difference. The structure of the feature extraction unit is shown in FIG. From the first binary image creation unit 201 of the feature extraction unit to the third
The description of the binary image creating unit 203 of No. 1 is omitted here, and thus the fourth binary image creating unit 204 will be described.

【0034】第4の2値画像作成部204は、図1に示
すように、水平方向変化点抽出部301、垂直方向LP
F部302、エッジ抽出部303から構成される。水平
方向変化点抽出部301では、動きベクトル検出結果を
水平方向に走査し、注目画素の左側の画素の動きベクト
ルMVの大きさが非ゼロ(|MV|≠0)で、注目画素
で|MV|=0となった画素と、注目画素の左側の画素
で|MV|=0、注目画素で|MV|≠0となった画素
の位置を抽出し、それらの画素の間の画素に非ゼロを割
り当て、その他の画素にゼロを割り当てた2値画像を作
成する。図6に動きベクトルの大きさの分布の例を示
す。また、図7に水平方向変化点抽出部で作成された対
応する2値画像の例を示す。
As shown in FIG. 1, the fourth binary image creating unit 204 includes a horizontal change point extracting unit 301 and a vertical direction LP.
The F unit 302 and the edge extraction unit 303 are included. In the horizontal direction change point extraction unit 301, the motion vector detection result is scanned in the horizontal direction, the magnitude of the motion vector MV of the pixel on the left side of the target pixel is non-zero (| MV | ≠ 0), and | MV is selected at the target pixel. The positions of the pixels where | = 0 and the pixel on the left side of the pixel of interest | MV | = 0 and the pixels of | MV | ≠ 0 on the pixel of interest are extracted, and non-zero pixels are extracted between those pixels. And the other pixels are assigned zero to create a binary image. FIG. 6 shows an example of the distribution of motion vector magnitudes. Further, FIG. 7 shows an example of a corresponding binary image created by the horizontal change point extraction unit.

【0035】このように作成された2値画像には、図7
に示すような欠格部分が含まれる可能性がある。垂直方
向LPF部303では、このような領域を取り除くため
に垂直方向に1次元の低域通過フィルタ処理を施す。
The binary image created in this way is shown in FIG.
It may include disqualifications as shown in. The vertical LPF unit 303 performs one-dimensional low-pass filter processing in the vertical direction in order to remove such a region.

【0036】最後に、この画像に対し、モルフォロジカ
ル勾配法の操作を施し図8に示すような2値画像を出力
する。
Finally, the morphological gradient method is applied to this image to output a binary image as shown in FIG.

【0037】<他の実施例> (1)全体の構成、特徴抽出部の構成は前記実施例と同
様であり、第4の2値画像作成部204の構成を図4に
示す。第4の2値画像作成部204は、水平方向変化点
抽出部401、垂直方向LPF部402、垂直方向変化
点検出部403、水平方向LPF部404、論理和演算
部405、エッジ抽出部406から構成される。水平方
向変化点抽出部401、垂直方向LPF部402は、前
記実施例と同様である。垂直方向変化点抽出部403で
は、注目画素の上側の画素の動きベクトルMVの大きさ
が非ゼロ(|MV|≠0)で、注目画素で|MV|=0
なった画素と、注目画素の上側の画素で|MV|=0、
注目画素で|MV|≠0となった画素の位置を抽出し、
それらの画素の間の画素に非ゼロを割り当て、その他を
ゼロとした2値画像を作成する。
<Other Embodiments> (1) The entire structure and the structure of the feature extraction unit are the same as those in the above embodiment, and the structure of the fourth binary image forming unit 204 is shown in FIG. The fourth binary image creation unit 204 includes a horizontal direction change point extraction unit 401, a vertical direction LPF unit 402, a vertical direction change point detection unit 403, a horizontal direction LPF unit 404, a logical sum operation unit 405, and an edge extraction unit 406. Composed. The horizontal direction change point extraction unit 401 and the vertical direction LPF unit 402 are the same as those in the above embodiment. In the vertical direction change point extraction unit 403, the magnitude of the motion vector MV of the pixel above the target pixel is non-zero (| MV | ≠ 0), and | MV | = 0 at the target pixel.
| MV | = 0 for the pixels that have become
The position of the pixel for which | MV | ≠ 0 is extracted in the pixel of interest,
A non-zero pixel is assigned to pixels between those pixels, and a binary image in which the others are zero is created.

【0038】このように作成された2値画像には、水平
方向変化点抽出部402からの出力と同様に、垂直方向
の欠格部分が含まれる可能性がある。このような領域を
取り除くために水平方向LPF部404で水平方向に一
次元の低域通過フィルタ処理を施す。
The binary image thus created may include a vertical disqualification portion as in the case of the output from the horizontal change point extraction unit 402. In order to remove such a region, the horizontal LPF unit 404 performs one-dimensional low-pass filter processing in the horizontal direction.

【0039】論理和演算部405では、この2種類の画
像に対し、論理和演算を施すことにより、一枚の2値画
像を作成する。
The logical sum calculation unit 405 performs a logical sum calculation on these two types of images to create one binary image.

【0040】最後に論理和演算部405の出力に対し、
エッジ抽出部406において、モルフォロジカル勾配法
の操作を施し2値画像を出力する。これによって、水平
方向の検出だけを行うよりもより正確に特徴を抽出する
ことができる。
Finally, with respect to the output of the logical sum operation unit 405,
In the edge extraction unit 406, the operation of the morphological gradient method is performed and a binary image is output. As a result, it is possible to extract the features more accurately than when performing only the detection in the horizontal direction.

【0041】(2)全体の構成、特徴抽出部の構成は前
記実施例と同様であり、第4の2値画像作成部204の
構成を図5に示す。第4の2値画像作成部204は、水
平方向変化点抽出部501、垂直方向変化点検出部50
2、LPF部503、エッジ抽出部504から構成され
る。水平方向変化点抽出部501、垂直方向変化点検出
部502は、前記実施例(1)と同様である。
(2) The entire structure and the structure of the feature extraction unit are the same as those in the above embodiment, and the structure of the fourth binary image creation unit 204 is shown in FIG. The fourth binary image creation unit 204 includes a horizontal change point extraction unit 501 and a vertical change point detection unit 50.
2, an LPF unit 503, and an edge extraction unit 504. The horizontal direction change point extraction unit 501 and the vertical direction change point detection unit 502 are the same as those in the embodiment (1).

【0042】論理和演算部503では、水平方向変化点
検出部501、垂直方向変化点検出部502からの2枚
の出力画像に対して、論理和演算を施し1枚の2値画像
を作成する。LPF部504では、論理和演算部から出
力された2値画像には、水平方向変化点抽出部502か
らの出力と同様に、水平方向、垂直方向ともに欠格部分
を含む可能性がある。このような領域を取り除くために
LPF部504で2次元の低域通過フィルタ処理を施
す。
The logical sum calculation unit 503 performs a logical sum calculation on the two output images from the horizontal direction change point detection unit 501 and the vertical direction change point detection unit 502 to create one binary image. . In the LPF unit 504, the binary image output from the logical sum operation unit may include disqualified portions in both the horizontal and vertical directions, similar to the output from the horizontal direction change point extraction unit 502. In order to remove such a region, the LPF unit 504 performs a two-dimensional low pass filter process.

【0043】最後にエッジ抽出部505において、モル
フォロジカル勾配法の操作を施し2値画像を出力する。
これによって、他の実施例(1)と同様に、水平方向の
検出だけを行うよりもより正確に特徴を抽出することが
できる。
Finally, the edge extraction unit 505 performs the operation of the morphological gradient method and outputs a binary image.
As a result, as in the other embodiment (1), it is possible to extract the features more accurately than when only the horizontal detection is performed.

【0044】[0044]

【発明の効果】請求項1記載の動画像領域分割装置にお
いては、画像中の対象物がもつ動きベクトル情報を特徴
抽出に用いるために、動きベクトル検出部105を設
け、動きベクトル検出部105の出力を特徴抽出部10
2へ入力することにより、正確な領域分割を行える。
In the moving image area dividing device according to the first aspect of the present invention, the motion vector detecting unit 105 is provided in order to use the motion vector information of the object in the image for feature extraction. Output the feature extraction unit 10
By inputting to 2, accurate area division can be performed.

【0045】請求項2記載の動画像領域分割装置におい
ては、特徴抽出部に動きベクトル検出部105からの出
力を受ける第4の2値画像作成部204を設け、2値画
像融合部205へ入力することにより、従来技術におけ
る第1の2値画像作成部、第2の2値画像作成部、第3
の2値画像作成部からの出力と併用する事により、より
正確な特徴抽出ができ正確な領域分割が可能である。
In the moving picture area dividing device according to the second aspect, the feature extracting section is provided with a fourth binary image creating section 204 which receives the output from the motion vector detecting section 105, and is input to the binary image fusing section 205. By doing so, the first binary image creating unit, the second binary image creating unit, and the third binary image creating unit
When used in combination with the output from the binary image creating unit, the more accurate feature extraction and the accurate area division are possible.

【0046】請求項3記載の動画像領域分割装置におい
ては、第4の2値画像作成部204を水平方向変化点検
出部301と、垂直方向LPF部302と、エッジ抽出
部303で構成することにより、動きベクトル情報から
境界線決定部103で必要な2値画像情報を作成するこ
とが可能である。
In the moving image area dividing device according to the third aspect, the fourth binary image creating unit 204 is composed of the horizontal change point detecting unit 301, the vertical LPF unit 302, and the edge extracting unit 303. With this, it is possible to create the required binary image information in the boundary line determining unit 103 from the motion vector information.

【0047】請求項4記載の動画像領域分割装置におい
ては、第4の2値画像作成部204を水平方向変化点検
出部401と、垂直方向LPF部402と、垂直方向変
化点検出部403と、水平方向LPF部404と、論理
和演算部405と、エッジ抽出部406で構成すること
により、動きベクトル情報から境界線決定部103で必
要な2値画像情報を作成することが可能である。
In the moving image area dividing device according to the fourth aspect, the fourth binary image creating unit 204 includes a horizontal direction change point detection unit 401, a vertical direction LPF unit 402, and a vertical direction change point detection unit 403. The horizontal direction LPF unit 404, the logical sum operation unit 405, and the edge extraction unit 406 make it possible for the boundary line determination unit 103 to create the required binary image information from the motion vector information.

【0048】請求項5記載の動画像領域分割装置におい
ては、第4の2値画像作成部204を水平方向変化点検
出部501と、垂直方向変化点検出部502と、論理和
演算部503と、LPF部504と、エッジ抽出部50
5で構成することにより、動きベクトル情報から境界線
決定部103で必要な2値画像情報を作成することが可
能である。
In the moving image area dividing device according to the fifth aspect, the fourth binary image forming unit 204 includes a horizontal change point detection unit 501, a vertical change point detection unit 502, and a logical sum operation unit 503. , LPF section 504 and edge extraction section 50
With the configuration of No. 5, it is possible to create the required binary image information in the boundary determining unit 103 from the motion vector information.

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

【図1】本発明の一実施例の一階層を示す装置構成図で
ある。
FIG. 1 is a device configuration diagram showing one layer of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の装置中の特徴抽出部の内部
構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of a feature extraction unit in the device of one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例の装置中の第4の2値画像作
成部の内部構成の一例図である。
FIG. 3 is an example diagram of an internal configuration of a fourth binary image creating unit in the apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の装置中の第4の2値画像作
成部の内部構成の一例図である。
FIG. 4 is an example diagram of an internal configuration of a fourth binary image creating unit in the apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例の装置中の第4の2値画像作
成部の内部構成の一例図である。
FIG. 5 is an example diagram of an internal configuration of a fourth binary image creating unit in the apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例の装置中の第4の2値画像作
成部の処理に関する図である。
FIG. 6 is a diagram regarding processing of a fourth binary image creating unit in the apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例の装置中の第4の2値画像作
成部の処理に関する図である。
FIG. 7 is a diagram regarding processing of a fourth binary image creating unit in the apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例の装置中の第4の2値画像作
成部の処理に関する図である。
FIG. 8 is a diagram regarding processing of a fourth binary image creating unit in the apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図9】従来例の装置の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional device.

【図10】従来例の図9の装置における前処理部202
で行われている処理の流れ図である。
FIG. 10 is a pre-processing unit 202 in the apparatus of FIG. 9 of the conventional example.
4 is a flowchart of processing performed in FIG.

【図11】従来例の装置中の特徴抽出部内の装置構成図
である。
FIG. 11 is a device configuration diagram in a feature extraction unit in a device of a conventional example.

【図12】従来例の図11の装置における第2の2値画
像作成部の出力結果の一例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of an output result of a second binary image creating unit in the apparatus of FIG. 11 of the conventional example.

【図13】従来例の図9の装置における境界線決定部の
処理に関する図である。
FIG. 13 is a diagram regarding processing of a boundary line determining unit in the apparatus of FIG. 9 of the conventional example.

【図14】従来例の図9の装置中の特徴抽出部からの出
力の一例を示す図である。
14 is a diagram showing an example of an output from a feature extraction unit in the device of FIG. 9 of the conventional example.

【符号の説明】 101 前処理部 102 特徴抽出部 103 境界線決定部 104 モデリング部 105 動きベクトル検出部 201 第1の2値画像作成部 202 第2の2値画像作成部 203 第3の2値画像作成部 204 第4の2値画像作成部 205 2値画像融合部 301 水平方向変化点検出部 302 垂直方向LPF部 303 エッジ抽出部 401 水平方向変化点検出部 402 垂直方向LPF部 403 垂直方向変化点検出部 404 水平方向LPF部 405 論理和演算部 406 エッジ抽出部 501 水平方向変化点検出部 502 垂直方向変化点検出部 503 論理和演算部 504 LPF部 505 エッジ抽出部 901 前処理部 902 特徴抽出部 903 境界線決定部 904 モデリング部 1101 第1の2値画像作成部 1102 第2の2値画像作成部 1103 第3の2値画像作成部 1104 2値画像融合部[Description of Reference Signs] 101 pre-processing unit 102 feature extraction unit 103 boundary determination unit 104 modeling unit 105 motion vector detection unit 201 first binary image creation unit 202 second binary image creation unit 203 third binary Image creation unit 204 Fourth binary image creation unit 205 Binary image fusion unit 301 Horizontal direction change point detection unit 302 Vertical direction LPF unit 303 Edge extraction unit 401 Horizontal direction change point detection unit 402 Vertical direction LPF unit 403 Vertical direction change Point detection unit 404 Horizontal direction LPF unit 405 Logical sum calculation unit 406 Edge extraction unit 501 Horizontal direction change point detection unit 502 Vertical direction change point detection unit 503 Logical sum calculation unit 504 LPF unit 505 Edge extraction unit 901 Pre-processing unit 902 Feature extraction Part 903 boundary determination part 904 modeling part 1101 first binary image creation part 1102 second 2 Image creating unit 1103 third binary image generating unit 1104 binary image fusion unit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 動画像から階層的に特徴を抽出し自動的
に領域分割を行う装置において、前階層からの差分情報
を簡単化する前処理部と、原画像から各画素の動きベク
トルを検出する動きベクトル検出部と、前階層までの結
果と前記前処理部と前記動きベクトル検出部の出力をも
とに領域の境界線の大まかな位置を抽出する特徴抽出部
と、原画像と前記特徴抽出部の出力をもとに前記境界線
を決定する境界線決定部と、原画像と前記境界線決定部
の出力をもとに原画像の画素値を多項式近似するモデリ
ング部とを備えたことを特徴とする動画像領域分割装
置。
1. An apparatus for hierarchically extracting features from a moving image and automatically performing area division, and a pre-processing unit for simplifying difference information from the previous layer, and detecting a motion vector of each pixel from an original image. A motion vector detection unit, a feature extraction unit that extracts a rough position of the boundary line of the region based on the results up to the previous layer and the outputs of the preprocessing unit and the motion vector detection unit, the original image and the features A boundary line determining unit that determines the boundary line based on the output of the extracting unit, and a modeling unit that polynomially approximates the pixel value of the original image based on the output of the original image and the boundary line determining unit A moving image area dividing device.
【請求項2】 前記特徴抽出部において、前階層までの
結果から2値画像を作成する第1の2値画像作成部と、
前記前処理部の出力から2値画像を作成する第2の2値
画像作成部、第3の2値画像作成部と、前記動きベクト
ル検出部からの出力をもとに2値画像を作成する第4の
2値画像作成部と前記4つの2値画像を融合する2値画
像融合部とを備えたことを特徴とする請求項1記載の動
画像領域分割装置。
2. A first binary image creation unit that creates a binary image from the results up to the previous layer in the feature extraction unit,
A binary image is created based on outputs from the second binary image creating unit, a third binary image creating unit that creates a binary image from the output of the preprocessing unit, and the motion vector detecting unit. The moving image region dividing device according to claim 1, further comprising a fourth binary image creating unit and a binary image fusion unit that fuses the four binary images.
【請求項3】 前記第4の2値画像作成部において、動
きベクトルが水平方向にゼロから非ゼロに変化する位置
及び非ゼロからゼロに変化する位置を検出する水平方向
変化点検出部と垂直方向に低域通過フィルタをかける垂
直方向LPF部と、エッジ抽出部とを備えたことを特徴と
する請求項2記載の動画像領域分割装置。
3. A horizontal direction change point detection unit for detecting a position where a motion vector changes from zero to non-zero in the horizontal direction and a position where the motion vector changes from non-zero to zero in the fourth binary image creation unit and a vertical direction. 3. The moving image area dividing device according to claim 2, further comprising a vertical LPF section that applies a low-pass filter in a direction, and an edge extracting section.
【請求項4】 前記第4の2値画像作成部において、動
きベクトルが水平方向にゼロから非ゼロに変化する位置
及び非ゼロからゼロに変化する位置を検出する水平方向
変化点検出部と垂直方向に低域通過フィルタをかける垂
直方向LPF部と、動きベクトルが垂直方向にゼロから非
ゼロに変化する位置及び非ゼロからゼロに変化する位置
を検出する垂直方向変化点検出部と水平方向に低域通過
フィルタをかける水平方向LPF部と、前記垂直方向LPF部
と前記水平方向LPF部の出力の論理和演算を行う論理和
演算部と、エッジ抽出部とを備えたことを特徴とする請
求項2記載の動画像領域分割装置。
4. A horizontal change point detection unit for detecting a position where a motion vector changes from zero to non-zero in the horizontal direction and a position where the motion vector changes from non-zero to zero in the fourth binary image creation unit and a vertical direction. Vertical LPF section that applies a low-pass filter in the direction, and the vertical change point detection section that detects the position where the motion vector changes from zero to non-zero in the vertical direction and the position where the motion vector changes from zero to zero in the horizontal direction. A horizontal direction LPF section for applying a low-pass filter, a logical sum operation section for performing a logical sum operation of outputs of the vertical direction LPF section and the horizontal direction LPF section, and an edge extraction section. Item 2. The moving image area dividing device according to item 2.
【請求項5】 前記第4の2値画像作成部において、動
きベクトルが水平方向にゼロから非ゼロに変化する位置
及び非ゼロからゼロに変化する位置を検出する水平方向
変化点検出部と、動きベクトルが垂直方向にゼロから非
ゼロに変化する位置及び非ゼロからゼロに変化する位置
を検出する垂直方向変化点検出部と、前記水平方向変化
点検出部と前記垂直方向変化点検出部の出力の論理和演
算を行う論理和演算部と、2次元の低域通過フィルタを
かけるLPF部と、エッジ抽出部とを備えたことを特徴と
する請求項2記載の動画像領域分割装置。
5. A horizontal change point detection unit for detecting a position where a motion vector changes from zero to non-zero in the horizontal direction and a position where the motion vector changes from non-zero to zero in the fourth binary image creation unit, A vertical direction change point detection unit for detecting a position where a motion vector changes from zero to non-zero in the vertical direction and a position where the motion vector changes from non-zero to zero; and the horizontal direction change point detection unit and the vertical direction change point detection unit. 3. The moving image area dividing device according to claim 2, further comprising: a logical sum operation unit that performs an output logical sum operation, an LPF unit that applies a two-dimensional low-pass filter, and an edge extraction unit.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10302171A (en) * 1997-04-28 1998-11-13 Mitsubishi Electric Corp Monitoring picture recording device
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