JPH0869535A - 背景特徴マスク生成装置および移動物体特徴抽出装置 - Google Patents

背景特徴マスク生成装置および移動物体特徴抽出装置

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JPH0869535A
JPH0869535A JP6204082A JP20408294A JPH0869535A JP H0869535 A JPH0869535 A JP H0869535A JP 6204082 A JP6204082 A JP 6204082A JP 20408294 A JP20408294 A JP 20408294A JP H0869535 A JPH0869535 A JP H0869535A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 背景が変動したり、背景の中に移動物体に類
似した特徴が含まれていても、安定して移動物体だけの
特徴を抽出することを実現する。 【構成】 背景と移動物体から構成される動画像に対し
て、検索領域マスク生成手段308により予め検索領域
マスクを生成する。また、背景画像生成手段303によ
り随時生成される背景画像から特徴抽出し、2値化する
ことにより2値背景特徴画像を生成する。さらに、検索
領域マスクと2値背景特徴画像との論理積をとり、検索
領域マスクで指定される検索領域から背景特徴に対応す
る画素を除外した領域を指定する背景特徴マスクを生成
する。そして、マスク手段314により、背景に依存す
る特徴と移動物体に依存する特徴が混在する入力画像か
ら、背景特徴マスクを利用して移動物体の特徴だけを抽
出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固定カメラにより入力
された背景および移動物体から構成されている動画像か
ら、移動物体が通過する経路に沿った移動物体の存在領
域のうち背景が持っている特徴に対応する画素を除外す
るマスクを生成することを目的とした背景特徴マスク生
成装置と、各時刻において生成された背景特徴マスクを
利用して移動物体の特徴だけを抽出することを目的とし
た移動物体特徴抽出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】固定カメラによる入力画像から移動物体
の特徴を抽出する場合、従来の手法では、背景の中に移
動物体に類似している特徴が存在しないことを仮定して
いる。また、撮影条件の変動により、後から背景の中に
このような特徴が出現することがないとも仮定してい
る。
【0003】例えば、特開平5−6494号公報に記載
の「移動物体計測装置及び交通流計測画像処理装置」の
実施例1では、存在領域設定回路によって同公報に記載
の図2のような移動物体の移動経路に沿った移動物体の
存在領域を予め設定し、垂直線検出回路によって移動物
体を示すデータを抽出している。
【0004】しかし、この手法では移動物体の存在領域
内に背景に依存する垂直エッジが存在している場合に
は、移動物体の垂直エッジと同様に移動物体を示すデー
タとして抽出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】背景および移動物体か
ら構成されている動画像から、移動物体が持っている特
徴だけを抽出するとき、背景画像が移動物体に類似した
特徴を持っている場合には移動物体が持っている特徴を
背景画像が持っている特徴と分離する必要がある。
【0006】しかしながら、従来の手法では予め移動物
体の存在領域を設けておき、この存在領域内では背景に
検出しようとしている特徴のないことを仮定し、この存
在領域内で抽出された特徴は全て移動物体のものである
と判断している。従って、背景がこのような特徴を持っ
ている場合には、上記移動物体の存在領域内にも背景に
依存する特徴が含まれている可能性がある。また、当初
存在領域内にこのような特徴が存在しなかったとして
も、天候や時刻による撮影条件の変動により、後から移
動物体の存在領域内に背景に依存する特徴が出現する場
合もある。このような場合には、これらの背景に依存す
る特徴が移動物体の特徴として抽出されるという問題点
がある。
【0007】本発明の目的は、上記の問題点を解決する
ために、背景が変動したり、背景の中に移動物体に類似
した特徴が含まれていても、安定して移動物体の特徴を
抽出することを実現することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明の背景特徴マ
スク生成装置は、背景および移動物体から構成されてい
る動画像のうち当該時刻の画像を入力する画像入力手段
と、前記画像入力手段により入力された画像を記憶する
入力画像記憶手段と、前記入力画像記憶手段の内容であ
る画像のうち、移動物体が通過する経路に沿った領域に
含まれる画素を1、その他の画素を0とすることにより
予め検索領域マスクを生成する検索領域マスク生成手段
と、前記検索領域マスク生成手段により生成された検索
領域マスクを記憶する検索領域マスク記憶手段と、前記
入力画像記憶手段の内容である入力画像と後述の背景画
像記憶手段の内容である当該時刻の1フレーム前の背景
画像とを参照し、新たに当該時刻の背景画像を生成する
背景画像生成手段と、前記背景画像生成手段により生成
された背景画像を格納する背景画像記憶手段と、前記背
景画像記憶手段の内容である背景画像から特徴を抽出し
各画素に対応する特徴値を輝度値とする背景特徴画像を
生成する背景特徴抽出手段と、前記背景特徴抽出手段に
より生成された背景特徴画像を記憶する背景特徴画像記
憶手段と、前記背景特徴画像記憶手段の内容である背景
特徴画像を、各画素について輝度値が閾値以上ならば
0、輝度値が閾値未満ならば1として2値背景特徴画像
を生成する2値化手段と、前記2値化手段により生成さ
れた2値背景特徴画像を記憶する2値背景特徴画像記憶
手段と、前記検索領域マスク記憶手段の内容である検索
領域マスクと前記2値背景特徴画像記憶手段の内容であ
る2値背景特徴画像との論理積をとり、背景特徴マスク
を生成する論理積手段と、前記論理積手段により生成さ
れた背景特徴マスクを記憶する背景特徴マスク記憶手段
とを有している。
【0009】第2の発明の背景特徴マスク生成装置は、
背景および移動物体から構成されている動画像のうち当
該時刻の画像を入力する画像入力手段と、前記画像入力
手段により入力された画像を記憶する入力画像記憶手段
と、前記入力画像記憶手段の内容である入力画像のう
ち、移動物体が通過する経路に沿った領域に含まれる画
素を1、その他の画素を0とすることにより予め検索領
域マスクを生成する検索領域マスク生成手段と、前記検
索領域マスク生成手段により生成された検索領域マスク
を記憶する検索領域マスク記憶手段と、前記入力画像記
憶手段の内容である入力画像から特徴を抽出し各画素に
対応する特徴値を輝度値とする特徴画像を生成する特徴
抽出手段と、前記特徴抽出手段により生成された特徴画
像を記憶する特徴画像記憶手段と、前記特徴画像記憶手
段の内容である特徴画像と後述の背景特徴画像記憶手段
の内容である当該時刻の1フレーム前の背景特徴画像と
を参照し、新たに当該時刻の背景特徴画像を生成する背
景特徴画像生成手段と、前記背景特徴画像生成手段によ
り生成された背景特徴画像を格納する背景特徴画像記憶
手段と、前記背景特徴画像記憶手段の内容である背景特
徴画像を、各画素について輝度値が閾値以上ならば0、
輝度値が閾値未満ならば1として2値背景特徴画像を生
成する2値化手段と、前記2値化手段により生成された
2値背景特徴画像を記憶する2値背景特徴画像記憶手段
と、前記検索領域マスク記憶手段の内容である検索領域
マスクと前記2値背景特徴画像記憶手段の内容である2
値背景特徴画像との論理積をとり、背景特徴マスクを生
成する論理積手段と、前記論理積手段により生成された
背景特徴マスクを記憶する背景特徴マスク記憶手段とを
有している。
【0010】第3の発明の移動物体特徴抽出装置は、背
景および移動物体から構成されている動画像のうち当該
時刻の画像を入力する画像入力手段と、前記画像入力手
段により入力された画像を記憶する入力画像記憶手段
と、前記入力画像記憶手段の内容である入力画像と後述
の背景画像記憶手段の内容である当該時刻の1フレーム
前の背景画像とを参照し、新たに当該時刻の背景画像を
生成する背景画像生成手段と、前記背景画像生成手段に
より生成された背景画像を記憶する背景画像記憶手段
と、前記背景画像記憶手段の内容である背景画像から特
徴を抽出し背景特徴画像を生成する背景特徴抽出手段
と、前記背景特徴抽出手段により生成された背景特徴画
像を記憶する背景特徴画像記憶手段と、前記背景特徴画
像記憶手段の内容である背景特徴画像を、各画素につい
て輝度値が閾値以上ならば0、輝度値が閾値未満ならば
1として2値画像を生成する2値化手段と、前記2値化
手段により生成された2値画像を記憶する2値背景特徴
画像記憶手段と、前記入力画像記憶手段の内容である入
力画像から移動物体の通過経路に沿った領域を1、それ
以外の領域を0とする2値画像を予め生成する検索領域
マスク生成手段と、前記検索領域マスク生成手段により
生成された2値画像を記憶する検索領域マスク記憶手段
と、前記検索領域マスク記憶手段の内容である検索領域
マスクと前記2値背景特徴画像記憶手段の内容である2
値画像との論理積を求めることにより背景特徴マスクを
生成する論理積手段と、前記論理積手段により生成され
た背景特徴マスクを記憶する背景特徴マスク記憶手段
と、前記入力画像記憶手段の内容である入力画像から特
徴を抽出し、各画素に対応する特徴量を輝度値とする特
徴画像を生成する特徴抽出手段と、前記特徴抽出手段に
より生成された特徴画像を記憶する特徴画像記憶手段
と、前記特徴画像記憶手段の内容である特徴画像と前記
背景特徴マスク画像の内容である背景特徴マスクとを参
照し、背景特徴マスクの1の領域に含まれる画素には対
応する特徴画像の輝度値を与え、背景特徴マスクの0の
領域に含まれる画素には輝度値0を与えることにより、
移動物体特徴画像を生成するマスク手段と、前記マスク
手段により生成された移動物体特徴画像を記憶する移動
物体特徴画像記憶手段とを有している。
【0011】第4の発明の移動物体特徴抽出装置は、背
景および移動物体から構成されている動画像のうち当該
時刻の画像を入力する画像入力手段と、前記画像入力手
段により入力された画像を記憶する入力画像記憶手段
と、前記入力画像記憶手段の内容である入力画像から特
徴を抽出し、各画素に対応する特徴値を輝度値とする特
徴画像を生成する特徴抽出手段と、前記特徴抽出手段に
より生成された特徴画像を記憶する特徴画像記憶手段
と、前記特徴画像記憶手段の内容である特徴画像と後述
の背景特徴画像記憶手段の内容である当該時刻の1フレ
ーム前の背景特徴画像とを参照し、新たに当該時刻の背
景特徴画像を生成する背景特徴画像生成手段と、前記背
景特徴画像生成手段により生成された背景特徴画像を記
憶する背景特徴画像記憶手段と、前記背景特徴画像記憶
手段の内容である背景特徴画像を、各画素について輝度
値が閾値以上ならば0、輝度値が閾値未満ならば1とし
て2値画像を生成する2値化手段と、前記2値化手段に
より生成された2値画像を記憶する2値背景特徴画像記
憶手段と、前記入力画像記憶手段の内容である入力画像
から移動物体の通過経路に沿った領域を1、それ以外の
領域を0とする2値画像を予め生成する検索領域マスク
生成手段と、前記検索領域マスク生成手段により生成さ
れた2値画像を記憶する検索領域マスク記憶手段と、前
記検索領域マスク記憶手段の内容である検索領域マスク
と前記2値背景特徴画像記憶手段の内容である2値画像
との論理積を求めることにより特徴背景マスクを生成す
る論理積手段と、前記論理積手段により生成された背景
特徴マスクを記憶する背景特徴マスク記憶手段と、前記
特徴画像記憶手段の内容である特徴画像と前記背景特徴
マスク画像の内容である背景特徴マスクとを参照し、背
景特徴マスクの1の領域に含まれる画素には対応する特
徴画像の輝度値を与え、背景特徴マスクの0の領域に含
まれる画素には輝度値0を与えることにより、移動物体
特徴画像を生成するマスク手段と、前記マスク手段によ
り生成された移動物体特徴画像を記憶する移動物体特徴
画像記憶手段とを有している。
【0012】
【作用】本発明の背景特徴マスク生成装置では、背景お
よび移動物体からなる動画像から、移動物体の移動経路
に沿った移動物体の存在領域のうち、当該時刻の背景が
持っている特徴に対応する画素を除外した領域を指定す
る背景特徴マスクを生成する。
【0013】このため、天候や時刻により変化する撮影
環境の中でも常に当該時刻の背景画像を参照するため、
各時刻における最適な背景特徴マスクを生成することが
可能である。
【0014】また、本発明の移動物体特徴抽出装置で
は、当該時刻の背景画像を参照して背景特徴マスクを生
成し、移動物体の存在領域内で当該時刻の背景が持って
いる特徴に対応する画素を除外した部分だけを参照する
ことにより、移動物体の特徴だけを抽出する。
【0015】このため、当該時刻の背景が持っている特
徴だけを無視して、効率よく移動物体だけの特徴を抽出
することが可能である。
【0016】
【実施例】第1の発明の背景特徴マスク生成装置の一実
施例について、図1および図5を用いて現在の1フレー
ムに関して特徴としてエッジを検出する場合について説
明する。ここで、図1は第1の発明の一実施例を示す構
成図であり、図5は第1の発明に関し特徴抽出としてエ
ッジを検出する例を説明する構成図である。また、現在
の1フレームの処理を開始する時点では、現在の1フレ
ーム前の処理が終了しており、その結果、背景画像記憶
手段105には現在の1フレーム前の背景画像が記憶さ
れている。
【0017】まず、画像入力手段100により、例えば
図5(a)に示すような背景と移動物体からなる動画像
のうち現在の1フレームを入力し、入力画像記憶手段1
01に記憶する。ここで、図5(a)は道路シーンであ
り、白線および制限速度を示す路面表示と道路体が背景
に属し、車両が移動物体である。
【0018】検索領域マスク生成手段102は、入力画
像記憶手段101の内容である入力画像を参照し、例え
ば特開平5−6494号公報に記載の請求項1に対する
実施例にある存在領域設定回路と同様の処理を行い、検
索領域内を1検索領域外を0とする2値画像である検索
領域マスクを生成し、検索領域マスク記憶手段103に
記憶する。例えば、図5(a)の入力画像から得られる
検索領域マスクは図5(c)のようになる。図5(c)
の検索領域マスクでは、灰色領域に属する画素の輝度値
が1、白色領域に属する画素の輝度値が0になってい
る。
【0019】背景画像生成手段104は入力画像記憶手
段101の内容である入力画像と、背景画像記憶手段1
05の内容である現在の1フレーム前の背景画像とを参
照し、例えば特願平6−66950号公報記載の背景画
像生成方法と同様の処理を行い、現在の背景画像を生成
し、背景画像記憶手段105に記憶する。特願平6−6
6950号公報には、入力された動画像を過去nフレー
ム間にわたり蓄積し、各画素ごとに変動があったかどう
かをフレーム間差分を利用して判定し、全く変動がなか
った画素についてだけ背景画像に現在の入力画像の画素
値を足し込むことにより、背景画像を逐次更新する背景
画像生成方法と、それを実現する装置について記載され
ている。図5(a)に示す入力画像が得られる背景画像
は、移動物体の車両を除いた図5(b)のような画像に
なる。
【0020】背景特徴抽出手段106は、背景画像記憶
手段105の内容である現在の背景画像を参照し、例え
ばソーベルオペレータにより特徴抽出し、各画素におけ
る特徴値を輝度値とする背景特徴画像を生成し、背景特
徴画像記憶手段107に記憶する。
【0021】2値化手段108は背景特徴画像記憶手段
107の内容である背景特徴画像を参照し、各画素につ
いて特徴値が閾値以上ならば輝度値を0、特徴値が閾値
未満ならば輝度値を1とする2値画像を生成し、2値背
景特徴画像として2値背景特徴画像記憶手段109に記
憶する。図5(b)の背景画像をもとにエッジ検出を
し、さらに2値化すると、白線および制限速度を示す路
面表示の輪郭部分と道路体の縁にエッジが検出され、図
5(d)のような2値背景特徴画像が得られる。図5
(d)の2値背景特徴画像では、灰色領域に属する画素
の輝度値が1、白色領域に属する画素の輝度値が0にな
っている。
【0022】論理積手段110は、検索領域マスク記憶
手段103の内容である検索領域マスクと、2値背景特
徴画像記憶手段109の内容である2値背景特徴画像と
の論理積を求め、背景特徴マスクを生成し、背景特徴マ
スク記憶手段111に記憶する。図5(c)に示す検索
領域マスクと図5(d)に示す2値背景特徴画像とを参
照した場合には、これらの論理積により図5(e)に示
す背景特徴マスクが生成される。図5(e)の背景特徴
マスクでは、灰色領域に属する画素の輝度値が1、白色
領域に属する画素の輝度値が0になっている。
【0023】次に、第2の発明の背景特徴マスク生成装
置の一実施例について、図2および図6を用いて現在の
1フレームに関して特徴抽出としてエッジを検出する例
について説明する。ここで、図2は第2の発明の一実施
例を示す構成図であり、図6は第2の発明に関し特徴抽
出としてエッジを検出する例を説明する説明図である。
また、現在の1フレームの処理を開始する時点では、現
在の1フレーム前の処理が終了しており、その結果、背
景特徴画像記憶手段207には現在の1フレーム前の背
景特徴画像が記憶されている。
【0024】まず、画像入力手段200により、例えば
図6(a)に示すような背景と移動物体からなる動画像
のうち現在の1フレームを入力し、入力画像記憶手段2
01に記憶する。ここで、図6(a)は道路シーンであ
り、白線および制限速度を示す路面表示と道路体が背景
に属し、車両が移動物体である。
【0025】検索領域マスク生成手段202は、入力画
像記憶手段201の内容である入力画像を参照し、例え
ば特開平5−6494号公報に記載の請求項1に対する
実施例にある存在領域設定回路と同様の処理を行い、検
索領域内を1検索領域外を0とする2値画像である検索
領域マスクを生成し、検索領域マスク記憶手段203に
記憶する。例えば、図6(a)の入力画像から得られる
検索領域マスクは図6(c)のようになる。図6(c)
の検索領域マスクでは、灰色領域に属する画素の輝度値
が1、白色領域に属する画素の輝度値が0になってい
る。
【0026】特徴抽出手段204は入力画像記憶手段2
01の内容である現在の入力画像を参照し、例えばソー
ベルオペレータにより特徴抽出し、各画素における特徴
を輝度値とする特徴画像を生成し、特徴画像記憶手段2
05に記憶する。図6(a)に示す入力画像からエッジ
検出して得られるエッジ画像は図6(b)のようにな
る。
【0027】背景特徴画像生成手段206は、特徴画像
記憶手段205の内容である特徴画像と、背景特徴画像
記憶手段207の内容である現在の1フレーム前の背景
特徴画像とを参照し、例えば特願平6−66950号公
報記載の背景画像生成方法と同様の処理を行い、現在の
背景特徴画像を生成し、背景特徴画像記憶手段207に
記憶する。
【0028】2値化手段208は背景特徴画像記憶手段
207の内容である背景特徴画像を参照し、各画素につ
いて特徴値が閾値以上ならば輝度値を0、特徴値が閾値
未満ならば輝度値を1とする2値画像を生成し、2値背
景特徴画像として2値背景特徴画像記憶手段209に記
憶する。図6(b)の特徴画像をもとに背景特徴画像を
生成し、さらに2値化すると、図6(d)のような2値
背景特徴画像になる。図6(d)の2値背景特徴画像で
は、灰色領域に属する画素の輝度値が1、白色領域に属
する画素の輝度値が0になっている。
【0029】論理積手段210は、検索領域マスク記憶
手段203の内容である検索領域マスクと2値背景特徴
画像記憶手段209の内容である2値背景特徴画像との
論理積を求め、背景特徴マスクを生成し、背景特徴マス
ク記憶手段211に記憶する。図6(c)に示す検索領
域マスクと、図6(d)に示す2値背景特徴画像とを参
照した場合には、これらの論理積により図6(e)に示
すような背景特徴マスクが生成される。図6(e)の背
景特徴マスクでは、灰色領域に属する画素の輝度値が
1、白色領域に属する画素の輝度値が0になっている。
【0030】次に、第3の発明の移動物体特徴抽出装置
の一実施例について、図3および図5および図7を用い
て現在の1フレームに関して特徴抽出としてエッジを検
出する例について説明する。ここで、図3は第3の発明
の一実施例を示す構成図であり、図5は第3の発明に関
し、特徴の一例としてエッジを利用し、入力画像を得て
から背景特徴マスクを生成するまでの処理を示す説明図
であり、図7は第3の圧に関し、特徴の一例としてエッ
ジを利用し、背景特徴マスクを得てから車両の特徴を得
るまでの処理を示す説明図である。現在の1フレームの
処理を開始する時点では、現在の1フレーム前の処理が
終了しており、その結果、背景画像記憶手段303には
現在の1フレーム前の背景画像が記憶されている。
【0031】まず、画像入力手段300により、例えば
図5(a)および図7(a)に示すような背景と移動物
体からなる動画像のうち現在の1フレームを入力し、入
力画像記憶手段301に記憶する。ここで、図5(a)
および図7(a)は道路シーンであり、白線および制限
速度を示す路面表示と道路体が背景に属し、車両が移動
物体である。
【0032】背景画像生成手段302は入力画像記憶手
段301の内容である入力画像と、背景画像記憶手段3
03の内容である現在の1フレーム前の背景画像とを参
照し、例えば特願平6−66950号公報記載の背景画
像生成方法と同様の処理を行い、現在の背景画像を生成
し、背景画像記憶手段303に記憶する。図5(a)に
示す入力画像から得られる背景画像は、移動物体の車両
を除いた図5(b)のような画像になる。
【0033】背景特徴抽出手段304は、背景画像記憶
手段303の内容である現在の背景画像を参照し、例え
ばソーベルオペレータにより特徴抽出し、各画素におけ
る特徴を輝度値とする背景特徴画像を生成し、背景特徴
画像記憶手段305に記憶する。
【0034】2値化手段306は背景特徴画像記憶手段
305の内容である背景特徴画像を参照し、各画素につ
いて特徴値が閾値以上ならば輝度値を0、特徴値が閾値
未満ならば輝度値を1とする2値画像を生成し、2値背
景特徴画像として2値背景特徴画像記憶手段307に記
憶する。図5(b)の背景画像をもとにエッジ検出を
し、さらに2値化すると、白線および制限速度を示す路
面表示の輪郭部分と道路体の縁にエッジが検出され、図
5(d)のような2値背景特徴画像が得られる。図5
(d)の2値背景特徴画像では、灰色領域に属する画素
の輝度値が1、白色領域に属する画素の輝度値が0にな
っている。
【0035】検索領域マスク生成手段308は、入力画
像記憶手段301の内容である入力画像を参照し、例え
ば特開平5−6494号公報に記載の請求項1に対する
実施例にある存在領域設定回路と同様の処理を行い、検
索領域内を1検索領域外を0とする2値画像である検索
領域マスクを生成し、検索領域マスク記憶手段309に
記憶する。図5(a)の入力画像から得られる検索領域
マスクは図5(c)のようになる。図5(c)の検索領
域マスクでは、灰色領域に属する画素の輝度値が1、白
色領域に属する画素の輝度値が0になっている。
【0036】論理積手段310は、検索領域マスク記憶
手段309の内容である検索領域マスクと、2値背景特
徴画像記憶手段307の内容である2値背景特徴画像と
の論理積を求め、背景特徴マスクを生成し、背景特徴マ
スク記憶手段311に記憶する。図5(c)に示す検索
領域マスクと図5(d)に示す2値背景特徴画像とを参
照した場合には、これらの論理積により図5(e)に示
す背景特徴マスクが生成される。図5(e)の背景特徴
マスクでは、灰色領域に属する画素の輝度値が1、白色
領域に属する画素の輝度値が0になっている。
【0037】特徴抽出手段312は、入力画像記憶手段
301の内容である入力画像を参照し、例えばソーベル
オペレータにより特徴抽出し、各画素における特徴値を
輝度値とする特徴画像を生成し、特徴画像記憶手段31
3に記憶する。図7(a)に示す入力画像をもとにエッ
ジ検出すると、図7(c)に示すような白線および制限
速度を示す路面表示の輪郭や道路体の縁や車両の線成分
から構成されるエッジ画像が得られる。
【0038】マスク手段314は、特徴画像記憶手段3
13の内容である特徴画像と、背景特徴マスク記憶手段
311の内容である背景特徴マスクとを参照し、背景特
徴マスクの輝度値1の画素に対応する画素には特徴画像
の輝度値を与え、背景特徴マスクの輝度値0の画素に対
応する画素には輝度値0を与えることにより、移動物体
特徴画像を生成し、移動物体特徴画像記憶手段315に
記憶する。例えば、図7(c)に示す特徴画像と図7
(b)に示す背景特徴マスクとを参照した場合には、図
7(d)に示す移動物体特徴画像が生成される。
【0039】次に、第4の発明の移動物体特徴抽出装置
の一実施例について、図4および図6および図7を用い
て現在の1フレームに関して特徴抽出としてエッジを検
出する例について説明する。ここで、図4は第4の発明
の一実施例を示す構成図であり、図6は第4の発明に関
し、特徴の一例としてエッジを利用し、入力画像を得て
から背景特徴マスクを生成するまでの処理を示す説明図
であり、図7は第4の発明に関し、特徴の一例としてエ
ッジを利用し、背景特徴マスクを得てから車両の特徴を
得るまでの処理を示す説明図である。また、現在の1フ
レームの処理を開始する時点では、現在の1フレーム前
の処理が終了しており、その結果、背景特徴画像記憶手
段405には現在の1フレーム前の背景画像が記憶され
ている。
【0040】まず、画像入力手段400により、例えば
図6(a)および図7(a)に示すような背景と移動物
体からなる動画像のうち現在の1フレームを入力し、入
力画像記憶手段401に記憶する。ここで、図6(a)
および図7(a)は道路シーンであり、白線および制限
速度を示す道路表示と道路体が背景に属し、車両が移動
物体である。
【0041】特徴抽出手段402は入力画像記憶手段4
01の内容である当該時刻の入力画像を参照し、例えば
ソーベルオペレータにより特徴抽出し、各画素における
特徴を輝度値とする特徴画像を生成し、特徴画像記憶手
段403に記憶する。図6(a)に示す入力画像からエ
ッジ検出して得られるエッジ画像は図6(b)のように
なる。
【0042】背景特徴画像生成手段404は、特徴画像
記憶手段403の内容である特徴画像と、背景特徴画像
記憶手段405の内容である現在の1フレーム前の背景
特徴画像とを参照し、例えば特願平6−66950号公
報記載の背景画像生成方法と同様の処理を行い、現在の
背景特徴画像を生成し、背景特徴画像記憶手段405に
記憶する。
【0043】2値化手段406は背景特徴画像記憶手段
405の内容である背景特徴画像を参照し、各画素につ
いて特徴値が閾値以上ならば輝度値を0、特徴値が閾値
未満ならば輝度値を1とする2値画像を生成し、2値背
景特徴画像記憶手段407に記憶する。図6(b)のよ
うな特徴画像をもとに背景特徴画像を生成し、さらに2
値化すると、図6(d)のような2値背景特徴画像が生
成される。図6(d)の2値背景特徴画像では、灰色領
域に属する画素の輝度値が1、白色領域に属する画素の
輝度値が0になっている。
【0044】検索領域マスク生成手段408は、入力画
像記憶手段401の内容である入力画像を参照し、例え
ば特開平5−6494号公報に記載の請求項1に対する
実施例にある存在領域設定回路と同様の処理を行い、検
索領域内を1、検索領域外を0とする2値画像である検
索領域マスクを生成し、検索領域マスク記憶手段409
に記憶する。図6(a)の入力画像から得られる検索領
域マスクは図6(c)のようになる。図6(c)の検索
領域マスクでは、灰色領域に属する画素の輝度値が1、
白色領域に属する画素の輝度値が0になっている。
【0045】論理積手段410は、検索領域マスク記憶
手段409の内容である検索領域マスクと2値背景特徴
画像記憶手段407の内容である2値背景特徴画像との
論理積を求め、背景特徴マスクを生成し、背景特徴マス
ク記憶手段411に記憶する。図6(c)に示す検索領
域マスクと図6(d)に示す2値背景特徴画像とを参照
した場合には、これらの論理積により図6(e)に示す
背景特徴マスクが生成される。図6(e)の背景特徴マ
スクでは、灰色領域に属する画素が1、白色領域に属す
る画素が0になっている。
【0046】マスク手段412は、特徴画像記憶手段4
03の内容である特徴画像と、背景特徴マスク記憶手段
411の内容である背景特徴マスクとを参照し、背景特
徴マスクの輝度値1の画素に対応する画素には特徴画像
の輝度値を与え、背景特徴マスクの輝度値0の画素に対
応する画素には輝度値0を与えることにより、移動物体
特徴画像を生成し、移動物体特徴画像記憶手段413に
記憶する。例えば、図7(c)に示す特徴画像と、図7
(b)に示す前記背景特徴マスクとを参照した場合、図
7(d)に示す移動物体特徴画像が生成される。
【0047】
【発明の効果】本発明の背景特徴マスク生成装置を適用
すると、固定カメラから撮影された背景および移動物体
から構成される動画像内に含まれる特徴の中から、予め
移動物体の存在領域を設定し、この存在領域から背景に
依存する特徴に対応する画素を除いて背景特徴マスクを
生成することができる。したがって、背景特徴マスクを
用いることにより、入力画像から得られる特徴が背景に
依存するものかどうかを識別することが可能である。
【0048】また、本発明の移動物体特徴抽出装置を適
用すると、固定されたカメラから撮影された背景および
移動物体から構成される動画像内に含まれる特徴の中か
ら、移動物体の特徴だけを抽出することが可能である。
また、当該時刻の背景特徴マスクを利用するため、撮影
環境の変動により背景の特徴が変化しても、安定して移
動物体の特徴だけを抽出することが可能である。
【0049】従って、特開平5−6494号公報に記載
の「移動物体計測装置及び交通流計測画像処理装置」の
実施例1のように、背景の中に移動物体と類似している
特徴が存在する場合に、入力画像中の特徴を移動物体と
背景とに区別することができない方法に比べ、背景の中
に移動物体に類似した特徴があったり、撮影環境の変動
によりこのような特徴が出現するような画像からも移動
物体の特徴だけを抽出することが可能であるため、様々
な環境で撮影された入力画像への応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の背景特徴マスク生成装置の一実施
例を示すブロック図。
【図2】第2の発明の背景特徴マスク生成装置の一実施
例を示すブロック図。
【図3】第3の発明の移動物体特徴抽出装置の一実施例
を示すブロック図。
【図4】第4の発明の移動物体特徴抽出装置の一実施例
を示すブロック図。
【図5】第1の発明の背景特徴マスク生成装置および第
3の発明の移動物体特徴抽出装置における背景特徴マス
クの生成過程を示す説明図。
【図6】第2の発明の背景特徴マスク生成装置および第
4の発明の移動物体特徴抽出装置における背景特徴マス
クの生成過程を示す説明図。
【図7】第3および第4の発明の移動物体特徴抽出装置
における移動物体の抽出過程を示す説明図。
【符号の説明】
100,200,300,400 画像入力手段 101,201,301,401 入力画像記憶手段 102,202,308,408 検索領域マスク生成
手段 103,203,309,409 検索領域マスク記憶
手段 104,302 背景画像生成手段 105,303 背景画像記憶手段 106,304 背景特徴抽出手段 107,207,305,405 背景特徴画像記憶手
段 108,208,306,406 2値化手段 109,209,307,407 2値背景特徴画像記
憶手段 110,210,310,410 論理積手段 111,211,311,411 背景特徴マスク記憶
手段 204,312,402 特徴抽出手段 205,313,403 特徴画像記憶手段 206,404 背景特徴画像生成手段 314,412 マスク手段 315,413 移動物体特徴画像記憶手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 7/00 G08G 1/01 D 1/04 D H04N 5/262 7/18 K G06F 15/68 320 Z 9061−5H 15/70 330 E

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】背景および移動物体から構成されている動
    画像のうち当該時刻の画像を入力する画像入力手段と、
    前記画像入力手段により入力された画像を記憶する入力
    画像記憶手段と、前記入力画像記憶手段の内容である画
    像のうち、移動物体が通過する経路に沿った領域に含ま
    れる画素を1、その他の画素を0とすることにより予め
    検索領域マスクを生成する検索領域マスク生成手段と、
    前記検索領域マスク生成手段により生成された検索領域
    マスクを記憶する検索領域マスク記憶手段と、前記入力
    画像記憶手段の内容である入力画像と後述の背景画像記
    憶手段の内容である当該時刻の1フレーム前の背景画像
    とを参照し、新たに当該時刻の背景画像を生成する背景
    画像生成手段と、前記背景画像生成手段により生成され
    た背景画像を格納する背景画像記憶手段と、前記背景画
    像記憶手段の内容である背景画像から特徴を抽出し各画
    素に対応する特徴値を輝度値とする背景特徴画像を生成
    する背景特徴抽出手段と、前記背景特徴抽出手段により
    生成された背景特徴画像を記憶する背景特徴画像記憶手
    段と、前記背景特徴画像記憶手段の内容である背景特徴
    画像を、各画素について輝度値が閾値以上ならば0、輝
    度値が閾値未満ならば1として2値背景特徴画像を生成
    する2値化手段と、前記2値化手段により生成された2
    値背景特徴画像を記憶する2値背景特徴画像記憶手段
    と、前記検索領域マスク記憶手段の内容である検索領域
    マスクと前記2値背景特徴画像記憶手段の内容である2
    値背景特徴画像との論理積をとり、背景特徴マスクを生
    成する論理積手段と、前記論理積手段により生成された
    背景特徴マスクを記憶する背景特徴マスク記憶手段とを
    具備し、背景および移動物体から構成されている動画像
    から、移動物体が通過する経路に沿った検索領域のうち
    背景が持っている特徴に対応する画素を除外した背景特
    徴マスクを生成する背景特徴マスク生成装置。
  2. 【請求項2】背景および移動物体から構成されている動
    画像のうち当該時刻の画像を入力する画像入力手段と、
    前記画像入力手段により入力された画像を記憶する入力
    画像記憶手段と、前記入力画像記憶手段の内容である入
    力画像のうち、移動物体が通過する経路に沿った領域に
    含まれる画素を1、その他の画素を0とすることにより
    予め検索領域マスクを生成する検索領域マスク生成手段
    と、前記検索領域マスク生成手段により生成された検索
    領域マスクを記憶する検索領域マスク記憶手段と、前記
    入力画像記憶手段の内容である入力画像から特徴を抽出
    し各画素に対応する特徴値を輝度値とする特徴画像を生
    成する特徴抽出手段と、前記特徴抽出手段により生成さ
    れた特徴画像を記憶する特徴画像記憶手段と、前記特徴
    画像記憶手段の内容である特徴画像と後述の背景特徴画
    像記憶手段の内容である当該時刻の1フレーム前の背景
    特徴画像とを参照し、新たに当該時刻の背景特徴画像を
    生成する背景特徴画像生成手段と、前記背景特徴画像生
    成手段により生成された背景特徴画像を格納する背景特
    徴画像記憶手段と、前記背景特徴画像記憶手段の内容で
    ある背景特徴画像を、各画素について輝度値が閾値以上
    ならば0、輝度値が閾値未満ならば1として2値背景特
    徴画像を生成する2値化手段と、前記2値化手段により
    生成された2値背景特徴画像を記憶する2値背景特徴画
    像記憶手段と、前記検索領域マスク記憶手段の内容であ
    る検索領域マスクと前記2値背景特徴画像記憶手段の内
    容である2値背景特徴画像との論理積をとり、背景特徴
    マスクを生成する論理積手段と、前記論理積手段により
    生成された背景特徴マスクを記憶する背景特徴マスク記
    憶手段とを具備し、背景および移動物体から構成されて
    いる動画像から、移動物体が通過する経路に沿った検索
    領域のうち背景が持っている特徴に対応する画素を除外
    した背景特徴マスクを生成する背景特徴マスク生成装
    置。
  3. 【請求項3】背景および移動物体から構成されている動
    画像のうち当該時刻の画像を入力する画像入力手段と、
    前記画像入力手段により入力された画像を記憶する入力
    画像記憶手段と、前記入力画像記憶手段の内容である入
    力画像と後述の背景画像記憶手段の内容である当該時刻
    の1フレーム前の背景画像とを参照し、新たに当該時刻
    の背景画像を生成する背景画像生成手段と、前記背景画
    像生成手段により生成された背景画像を記憶する背景画
    像記憶手段と、前記背景画像記憶手段の内容である背景
    画像から特徴を抽出し背景特徴画像を生成する背景特徴
    抽出手段と、前記背景特徴抽出手段により生成された背
    景特徴画像を記憶する背景特徴画像記憶手段と、前記背
    景特徴画像記憶手段の内容である背景特徴画像を、各画
    素について輝度値が閾値以上ならば0、輝度値が閾値未
    満ならば1として2値画像を生成する2値化手段と、前
    記2値化手段により生成された2値画像を記憶する2値
    背景特徴画像記憶手段と、前記入力画像記憶手段の内容
    である入力画像から移動物体の通過経路に沿った領域を
    1、それ以外の領域を0とする2値画像を予め生成する
    検索領域マスク生成手段と、前記検索領域マスク生成手
    段により生成された2値画像を記憶する検索領域マスク
    記憶手段と、前記検索領域マスク記憶手段の内容である
    検索領域マスクと前記2値背景特徴画像記憶手段の内容
    である2値画像との論理積を求めることにより背景特徴
    マスクを生成する論理積手段と、前記論理積手段により
    生成された背景特徴マスクを記憶する背景特徴マスク記
    憶手段と、前記入力画像記憶手段の内容である入力画像
    から特徴を抽出し、各画素に対応する特徴量を輝度値と
    する特徴画像を生成する特徴抽出手段と、前記特徴抽出
    手段により生成された特徴画像を記憶する特徴画像記憶
    手段と、前記特徴画像記憶手段の内容である特徴画像と
    前記背景特徴マスク画像の内容である背景特徴マスクと
    を参照し、背景特徴マスクの1の領域に含まれる画素に
    は対応する特徴画像の輝度値を与え、背景特徴マスクの
    0の領域に含まれる画素には輝度値0を与えることによ
    り、移動物体特徴画像を生成するマスク手段と、前記マ
    スク手段により生成された移動物体特徴画像を記憶する
    移動物体特徴画像記憶手段とを具備し、背景および移動
    物体から構成されている動画像から、移動物体が持って
    いる特徴だけを抽出する移動物体特徴抽出装置。
  4. 【請求項4】背景および移動物体から構成されている動
    画像のうち当該時刻の画像を入力する画像入力手段と、
    前記画像入力手段により入力された画像を記憶する入力
    画像記憶手段と、前記入力画像記憶手段の内容である入
    力画像から特徴を抽出し、各画素に対応する特徴値を輝
    度値とする特徴画像を生成する特徴抽出手段と、前記特
    徴抽出手段により生成された特徴画像を記憶する特徴画
    像記憶手段と、前記特徴画像記憶手段の内容である特徴
    画像と後述の背景特徴画像記憶手段の内容である当該時
    刻の1フレーム前の背景特徴画像とを参照し、新たに当
    該時刻の背景特徴画像を生成する背景特徴画像生成手段
    と、前記背景特徴画像生成手段により生成された背景特
    徴画像を記憶する背景特徴画像記憶手段と、前記背景特
    徴画像記憶手段の内容である背景特徴画像を、各画素に
    ついて輝度値が閾値以上ならば0、輝度値が閾値未満な
    らば1として2値画像を生成する2値化手段と、前記2
    値化手段により生成された2値画像を記憶する2値背景
    特徴画像記憶手段と、前記入力画像記憶手段の内容であ
    る入力画像から移動物体の通過経路に沿った領域を1、
    それ以外の領域を0とする2値画像を予め生成する検索
    領域マスク生成手段と、前記検索領域マスク生成手段に
    より生成された2値画像を記憶する検索領域マスク記憶
    手段と、前記検索領域マスク記憶手段の内容である検索
    領域マスクと前記2値背景特徴画像記憶手段の内容であ
    る2値画像との論理積を求めることにより背景特徴マス
    クを生成する論理積手段と、前記論理積手段により生成
    された背景特徴マスクを記憶する背景特徴マスク記憶手
    段と、前記特徴画像記憶手段の内容である特徴画像と前
    記背景特徴マスク画像の内容である背景特徴マスクとを
    参照し、背景特徴マスクの1の領域に含まれる画素には
    対応する特徴画像の輝度値を与え、背景特徴マスクの0
    の領域に含まれる画素には輝度値0を与えることによ
    り、移動物体特徴画像を生成するマスク手段と、前記マ
    スク手段により生成された移動物体特徴画像を記憶する
    移動物体特徴画像記憶手段とを具備し、背景および移動
    物体から構成されている動画像から、移動物体が持って
    いる特徴だけを抽出する移動物体特徴抽出装置。
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