JPH09139890A - 背景画像生成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 背景画像を移動物体に影響されず、背景の変
化に追従しながら自動生成する。 【解決手段】 入力画像群の各画素における時間変動の
判定を行って、時間変動判定結果画像を生成し、次に入
力画像群の各画素値の代表値を対応する画素値とする代
表値画像を生成し、それぞれ記憶する。入力・背景一致
判定手段５０３は、入力画像群と背景画像記憶手段５０
６に記憶されている背景画像との各画素値における一致
度を判定して入力・背景一致判定結果画像を生成し、安
定度画像更新手段５０４は、時間変動判定結果画像及び
入力・背景一致判定結果画像に応じて、記憶されている
安定度画像を更新する。背景画像更新手段５０５は、代
表値画像、安定度画像及び入力・背景一致判定結果画像
に応じて背景画像を更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、動画像から、背
景画像を生成する背景画像生成方法および背景画像生成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術は移動物体領域と背景領域と
を識別し、背景画像を背景領域で高速に更新し、移動物
体領域では更新速度を遅くするか、または更新を行わな
い事にしているものが多い。例えば、特開平３−１１２
２８２号公報に記載の「背景画像生成方法及び装置」で
は、以下のようにして背景画像を生成する。

【０００３】時刻ｔにおける入力画像をＩ（ｘ，ｙ，
ｔ）、注目画素に対応する座標を（ｘ₀ ，ｙ₀ ）、該注
目画素を中心とする所定のＮ×Ｎ個の画素で構成される
処理ブロックに対応する座標の集合をＢ（ｘ₀ ，ｙ₀ ）
とする。まず時刻ｔの入力画像から注目画素の処理ブロ
ックを切り出す。さらに時刻ｔ−１の遅延画像からも注
目画素の処理ブロックを切り出す。

【０００４】そして、切り出した両ブロックの全画素の
輝度値を用い数１に従い自乗誤差ＥＭＢ（ｘ₀ ，ｙ₀ ，
ｔ）を求める。

【０００５】

【数１】

【０００６】さらに、注目画素Ｉ（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｔ）の
自乗誤差ＥＭＢ（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｔ）が所定の閾値ＥＭＢ
ｔｈに対して、ＥＭＢ（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｔ）≦ＥＭＢｔｈ
ならば該注目画素は背景領域に含まれると判定し、ＥＭ
Ｂ（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｔ）＞ＥＭＢｔｈならば該注目画素は
移動物体領域に含まれると判定する。そして背景領域と
判定した場合にのみ座標（ｘ₀ ，ｙ₀ ）において時刻ｔ
−１の背景画像の輝度値ＢＧ（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｔ−１）か
ら時刻ｔの背景画像の輝度値ＢＧ（ｘ₀ ，ｙ₀，ｔ）を
数２に従って算出する。

【数２】ＢＧ（ｘ，ｙ，ｔ）＝ＢＧ（ｘ，ｙ，ｔ−１）
＋α×｛Ｉ（ｘ，ｙ，ｔ）−ＢＧ（ｘ，ｙ，ｔ−１）｝ ただし、数２中のαとは０＜α＜１の範囲内の所定の値
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】背景画像の生成には画
像取得時の環境の変動への高度な追従性と多様な移動物
体の進入に対する高い安定性という２つの性能が要求さ
れる。

【０００８】しかしながら特開平３−１１２２８２号公
報に記載の背景画像生成方法及びその装置では、移動物
体領域と背景領域の識別を瞬時に行うため、ある画素に
同色の移動領域が継続して存在すると背景画像に移動領
域を足し込んでしまい、背景画像が移動物体領域による
影響をうけやすい。また、入力画像中のノイズが背景領
域に属すると判定された場合には該ノイズが数２により
瞬時に背景画像に足し込まれ背景画像に影響を及ぼすと
言う問題点もある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明の背景画像生
成方法は、入力された動画像に対して、背景画像と、前
記動画像を構成する画素の輝度値が前記背景画像におけ
る対応する画素の輝度値と同一と判断される頻度を各画
素の輝度値とする安定度画像とを保持し、過去のＮ枚の
入力画像における輝度値の時間変動の大きさを各画素毎
に判定して時間変動判定結果画像を生成し、各画素にお
いて前記入力画像群の輝度値を代表する値を対応する輝
度値とする代表値画像を生成し、前記背景画像と前記入
力画像群を参照して対応する画素における入力画像と背
景画像の一致の度合を判定して入力・背景一致判定結果
画像を生成し、前記入力・背景一致判定結果画像と前記
時間変動判定結果画像と、前記安定度画像を参照して前
記安定度画像を更新し、前記安定度画像と前記背景画像
と前記代表値画像と前記時間変動判定結果画像を参照し
て背景画像を更新することを特徴とする。

【００１０】第２の発明の背景画像生成方法は、入力さ
れた動画像に対して、背景画像と、前記動画像を構成す
る画素の輝度値が前記背景画像における対応する画素の
輝度値と同一と判断される頻度を各画素の輝度値とする
安定度画像とを保持し、前記背景画像と過去のＮ枚の入
力画像との対応する画素における一致の度合を判定して
入力・背景一致判定結果画像を生成し、各画素において
前記Ｎ枚の入力画像の各輝度値を代表する値である代表
値を求め、各画素における代表値を対応する輝度値とす
る代表値画像を生成し、前記入力・背景一致判定結果画
像と前記安定度画像を参照して前記安定度画像を更新
し、前記安定度画像と前記背景画像と前記代表値画像を
参照して背景画像を更新することを特徴とする。

【００１１】第３の発明の背景画像生成方法は、入力さ
れた動画像に対して、背景画像と、前記動画像を構成す
る画素の輝度値が前記背景画像における対応する画素の
輝度値と同一と判断される頻度を各画素の輝度値とする
安定度画像とを保持し、各画像内の参照する画素を指定
するアドレスの初期値を与え、過去のＮ枚の入力画像に
おける前記アドレスに対応する輝度値の時間変動の大き
さを判定し、時間変動判定結果を生成する時間変動判定
処理を行い、前記アドレスに対応する画素において前記
入力画像群の輝度値を代表する値である代表値を算出
し、前記背景画像と前記Ｎ枚の入力画像との前記アドレ
スに対応する輝度値の一致の度合を判定して入力・背景
一致判定結果を生成し、前記入力・背景一致判定結果と
前記時間変動判定結果と前記安定度画像の前記アドレス
に対応する輝度値に応じて前記安定度画像を更新し、前
記安定度画像と前記背景画像の前記アドレスに対応する
輝度値と前記代表値と前記時間変動判定結果を参照して
前記背景画像を更新し、第一に前記背景画像の画素の更
新を終了している場合に処理を終了し、第二に前記アド
レスを更新して前記時間変動判定処理以降の処理を繰り
返し行うことを特徴とする。

【００１２】第４の発明の背景画像生成方法は、入力さ
れた動画像に対して、背景画像と、前記動画像を構成す
る画素の輝度値が前記背景画像における対応する画素の
輝度値と同一と判断される頻度を各画素の輝度値とする
安定度画像とを保持し、各画像内の参照する画素を指定
するアドレスの初期値を与え、前記背景画像と過去のＮ
枚の入力画像との前記アドレスに対応する輝度値の一致
の度合を判定して入力・背景一致判定結果を生成する入
力・背景一致判定処理を行い、前記アドレスに対応する
画素において前記Ｎ枚の入力画像の各輝度値を代表する
値である代表値を求め、前記入力・背景一致判定結果と
前記安定度画像の前記アドレスに対応する輝度値に応じ
て前記安定度画像を更新し、前記安定度画像と前記背景
画像の前記アドレスに対応する輝度値と前記代表値を参
照して前記背景画像を更新し、第一に前記背景画像の画
素の更新を終了している場合に処理を終了し、第二に前
記アドレスを更新して前記入力・背景一致判定処理以降
の処理を繰り返し行うことを特徴とする。

【００１３】第５の発明の背景画像生成装置は、入力さ
れた動画像のうち過去のＮ枚の入力画像を記憶する入力
画像記憶手段と、第１に前記Ｎ枚の入力画像における輝
度値の時間変動の大きさを各画素毎に判定して時間変動
判定結果画像を生成し、第２に各画素において前記入力
画像の輝度値を代表する値を対応する輝度値とする代表
値画像を生成する時間変動判定手段と、前記入力画像群
と背景画像の対応する輝度値の一致の度合を判定し入力
・背景一致判定結果画像を生成する入力・背景一致判定
手段と、前記時間変動判定結果画像と前記入力・背景一
致判定結果画像と安定度画像を参照して前記安定度画像
を更新する安定度画像更新手段と、前記安定度画像と前
記背景画像と前記代表値画像と前記時間変動判定結果画
像を参照して前記背景画像を更新する背景画像更新手段
を備えることを特徴とする。

【００１４】第６の発明の背景画像生成装置は、入力さ
れた動画像のうち過去のＮ枚の入力画像を記憶する入力
画像記憶手段と、前記Ｎ枚の入力画像と背景画像との対
応する輝度値の一致の度合を判定し入力・背景一致判定
結果画像を生成する入力・背景一致判定手段と、各画素
において、前記入力画像群の各輝度値を代表する値であ
る代表値を求め、各画素における代表値を対応する輝度
値とする代表値画像を生成する代表値生成手段と、前記
入力・背景一致判定結果画像と安定度画像を参照して前
記安定度画像を更新する安定度画像更新手段と、前記安
定度画像と前記背景画像と前記代表値画像を参照して前
記背景画像を更新する背景画像更新手段を備えることを
特徴とする。

【００１５】第７の発明の背景画像生成装置は、入力さ
れた動画像のうち過去のＮ枚の入力画像を記憶する入力
画像記憶手段と、第１に前記Ｎ枚の入力画像のアドレス
に対応する輝度値の時間変動の大きさを判定し、時間変
動判定結果を生成し、第２に前記Ｎ枚の入力画像の各輝
度値を代表する値である代表値を算出する時間変動判定
手段と、前記Ｎ枚の入力画像と背景画像との前記アドレ
スに対応する輝度値の一致の度合いを判定し入力・背景
一致判定結果を生成する入力・背景一致判定手段と、前
記時間変動判定結果と前記入力・背景一致判定結果と安
定度画像の前記アドレスに対応する輝度値を参照して前
記安定度画像を更新する安定度画像更新手段と、前記安
定度画像と前記背景画像の前記アドレスに対応する輝度
値と前記代表値と前記時間変動判定結果を参照して前記
背景画像を更新する背景画像更新手段を備えることを特
徴とする。

【００１６】第８の発明の背景画像生成装置は、入力さ
れた動画像のうち過去のＮ枚の入力画像を記憶する入力
画像記憶手段と、前記Ｎ枚の入力画像と背景画像とのア
ドレスに対応する輝度値の一致の度合を判定し入力・背
景一致判定結果を生成する入力・背景一致判定手段と、
各画素において、前記Ｎ枚の入力画像の各輝度値を代表
する値である代表値を求める代表値生成手段と、前記入
力・背景一致判定結果と安定度画像の前記アドレスに対
応する輝度値を参照して前記安定度画像を更新する安定
度画像更新手段と、前記安定度画像と前記背景画像の前
記アドレスに対応する輝度値と前記代表値を参照して前
記背景画像を更新する背景画像更新手段を備えることを
特徴とする。

【００１７】本発明の背景画像生成方法および装置によ
れば、各画素において先ず背景画像の輝度値に近い値が
入力画像群の中に現れているかどうかを判断し、その結
果を安定度として蓄積している。そして、安定度の値に
応じて背景の更新の速度を変えている。安定度は注目画
素における背景画像の信頼性を表している。

【００１８】次に、過去のＮ枚の入力画像で注目画素が
安定した輝度値を保持していた場合、当該輝度値がその
時点の背景画像の対応する輝度値と一致している場合と
そうでない場合に分けられる。一致している場合は該画
素における安定度を上げ、そうでない場合には該画素に
おける安定度を下げ、背景画像を該画素における安定度
に従って更新する。

【００１９】従って、入力画像中の背景が不変な状態が
連続している場合、安定度が高い水準に達するので、入
力画像中の移動領域内の連続して現れる同色領域や従来
の方法では背景領域に属すると判定されるようなノイズ
の影響は、安定度をわずかに下げる程度に留まり、背景
画像には直接現れない。一方、入力画像中の背景が変化
した場合、安定度は連続して低下するので、安定度の低
下に伴って速やかに背景画像が更新される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図を参照し
て説明する。以下では、時刻ｔにおける入力画像をＩ_t
（ｉ，ｊ）とし、時刻ｔの背景画像およびその安定度を
示す安定度画像をそれぞれＢ_t （ｉ，ｊ）、Ｓ_t （ｉ，
ｊ）とする。ただし、（０≦ｉ≦Ｘ−１，０≦ｊ≦Ｙ−
１）とする。

【００２１】第１の発明は個々の処理において全画素に
対する結果を出力する方法、第２の発明は第１の発明の
処理の一部を省略して簡略化したもの、第３の発明は個
々の処理は１画素のみに対する結果を出力し、各画素毎
に各処理を順次行い、画像の走査に従い繰り返す方法、
第４の発明は第３の発明の処理の一部を省略して簡略化
したもの、第５〜８の発明はそれぞれ第１〜４の発明を
実行するのに適した装置である。

【００２２】（実施例１）まず、第１の発明の背景画像
生成方法で１回の処理で参照する入力画像の数をＮ、時
間間隔をｒとした場合の一実施例について図１および図
９を用いて説明する。図１は、本実施例における背景画
像生成方法の流れを示す流れ図である。現在の時刻をｔ
としたとき同図において１０１−ｋは時刻ｔ−（ｋ−
１）ｒにおける入力画像、１０２は時間変動判定処理、
１０３は入力・背景一致判定処理、１０４は安定度画像
更新処理、１０５は背景画像更新処理、１０６は背景画
像、１０７は入力・背景一致判定結果画像、１０８は時
間変動判定結果画像、１０９は代表値画像、１１０は安
定度画像である。また、図９は本実施例においてＮ＝３
とした場合の処理を具体的に示す説明図である。

【００２３】第１の発明の背景画像生成方法は、はじめ
に、時間変動判定処理１０２において入力画像のＮフレ
ームの対応する輝度値を比較し、それらが相互に一致し
ているかどうかを閾値処理により判定し、時刻ｔにおけ
る入力画像の変動を調べる。すなわち各画素につき数３
に示すフレーム間差分値を求め、輝度値の一致判定の為
に用意した閾値Ｔ_a と比較し、ａ_1,2 （ｉ，ｊ）＜
Ｔ_a 、ａ_1,3 （ｉ，ｊ）＜Ｔ_a 、…、ａ_N-1,N （ｉ，
ｊ）＜Ｔ_a の条件式の内、真となるものの数ｍ（ｉ，
ｊ）を求め、該画素における輝度値をｍ（ｉ，ｊ）とす
る時間変動判定結果画像１０８を生成する。ｍ（ｉ，
ｊ）が大きい時は、すなわち入力画像に変動が見られな
い時である。

【００２４】図９に示す例では、（ａ）、（ｂ）および
（ｃ）に示す３時刻における入力画像のうち、２枚から
なる３種類の組合せについてフレーム間差分を行い、Ｔ
_a ＝６４として時間変動を調べた結果を（ｄ）、（ｅ）
および（ｆ）に示している。なお、（ｄ）、（ｅ）およ
び（ｆ）における画素値を、時間変動が閾値以上の領域
で１、閾値未満の領域で０としている。３枚の画像
（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）の総和が（ｇ）に示す時間
変動判定結果画像になっている。

【００２５】そして、各画素について、入力画像群の輝
度値の平均を該画素における代表値ｌ（ｉ，ｊ）として
求め、ｌ（ｉ，ｊ）を該画素における輝度値とする代表
値画像１０９を生成する。

【数３】ａ_p,q （ｉ，ｊ）＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，ｊ）
−Ｉ_(t-(N-q)r)（ｉ，ｊ）｜ （０＜ｐ＜Ｎ＋１，０＜ｑ＜Ｎ＋１） 次に、入力・背景一致判定処理１０３において、Ｎフレ
ームの入力画像と背景画像の対応する輝度値を比較し、
それらが一致しているかどうかを閾値処理により判定
し、入力画像と現在の背景画像との一致の度合を調べ
る。すなわち各画素について数４に示す入力・背景間差
分値（背景差分）を求め、輝度値一致判定の為に用意し
た閾値Ｔ_b と比較し、ｂ₁ （ｉ，ｊ）＜Ｔ_b 、ｂ
₂ （ｉ，ｊ）＜Ｔ_b、…、ｂ_N （ｉ，ｊ）＜Ｔ_b の条件
式の内、真となるものの数ｎ（ｉ，ｊ）を求め、該画素
における輝度値をｎ（ｉ，ｊ）とする入力・背景一致判
定結果画像１０７を求める。ｎ（ｉ，ｊ）が大きい時
は、すなわち入力画像と背景画像との一致度が高くなる
時である。

【数４】ｂ_p （ｉ，ｊ）＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，ｊ）−
Ｂ_(t-r) （ｉ，ｊ）｜ （０＜ｐ＜Ｎ＋１） 図９に示す例では、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の各入
力画像に対し、一様に画素値１２８となっている背景画
像を考え、Ｔ_b ＝６４として得られる入力・背景一致判
定結果画像は（ｈ）のようになる。

【００２６】次に安定度画像更新処理１０４において、
時間変動判定結果画像１０８と入力・背景一致判定結果
画像１０７を参照し、以下に示す方法で安定度画像１１
０を更新する。安定度画像１１０は、各画素においてｍ
（ｉ，ｊ）とｎ（ｉ，ｊ）の値に応じて以下の判断基準
で逐次更新する。 １．入力画像に時間変動がある場合には安定度に変更を
加えない。 ２．入力画像に時間変動がない場合には入力・背景一致
判定結果により、以下に従う。

【００２７】（ａ）入力画像と背景画像の一致度が高い
場合には安定度を増加させる。

【００２８】（ｂ）入力画像と背景画像の一致度が低い
場合には安定度を減少させる。

【００２９】すなわちｍ（ｉ，ｊ）とｎ（ｉ，ｊ）とＳ
_t-r （ｉ，ｊ）を元にＳ_t （ｉ，ｊ）を数５より算出す
る。

【数５】Ｓ_t （ｉ，ｊ）＝Ｓ_t-r （ｉ，ｊ）＋α
_{m(i,j),n(i,j)} ただし、α_{m(i,j),n(i,j)} は閾値βを用いた下記条件を
みたす所定の正、又は、負の数である。

【００３０】 ｍ（ｉ，ｊ）≧βの時α_{m(i,j),n(i,j)} ＝０ ｍ（ｉ，ｊ）＜βの時α_m(i,j),0≦α_m(i,j),1≦α
_m(i,j),2≦…≦α_{m(i, j),N} ただし、初期値Ｓ₀ （ｉ，ｊ）は、早く背景画像を更新
したい場合は小さい値を、安定していると考えられる背
景画像を初期設定する場合は大きい値を設定すればよ
い。

【００３１】例えば、β＝２、α_3,0 ＜０、α_3,3 ＞０
とした場合、図９に示す例では安定度画像は（ｉ）のよ
うに更新される。

【００３２】次に、背景画像更新処理１０５において、
代表値画像１０９と時間変動判定結果画像１０８と安定
度画像１１０を参照して、各画素において以下に示す方
法で背景画像１０６を更新する。１．安定度が大きい
時、背景画像は更新しない。２．安定度が小さい場合、
背景画像を入力画像の値に近付くように安定度の値に従
って、更新する。

【００３３】すなわちｌ（ｉ，ｊ）とｍ（ｉ，ｊ）とＳ
_t （ｉ，ｊ）とＢ_t-r （ｉ，ｊ）を元にＢ_t （ｉ，ｊ）
を数６より算出する。

【００３４】

【数６】

【００３５】ただし、ＧはＳ_t （ｉ，ｊ）がとりうる最
大値であり、初期値Ｂ₀ （ｉ，ｊ）は、予め背景が予測
される場合はその値とすればよい。

【００３６】例えば、図９の例では背景画像の更新速度
は（ｊ）に示すようになる。すなわち、（ｉ）の安定度
画像において、安定度の減少した領域において背景画像
の更新速度が増加し、安定度の増加した領域において背
景画像の更新速度が減少する。従って、移動物体領域以
外では背景画像の更新速度が減少する。ここで、移動物
体領域の内部にある時間変動がないと判定された領域で
は、一時的に安定度が減少するものの、安定度の領域に
対する減少量を十分小さくとれば、移動物体の通過後に
再び安定度が増加するため、移動物体が背景画像に与え
る影響は非常に小さい。一方、背景自体が変動した場
合、背景画像がその変動に追従するまで安定度が単調に
減少し続けるため、背景画像の更新速度が大きく増加す
る。

【００３７】つまり入力画像の輝度値の時間変動の大き
い部分は移動物体領域であると判断し操作を行わない。
また、入力画像と背景画像との一致度が低く時間変動が
小さい部分では、新しい背景の可能性があるが移動物体
の同色領域に相当している可能性もあるため、過去のフ
レームで背景画像と入力画像との一致度が高い状態が連
続していた（安定度が大きい）場合、その後の輝度値の
推移を調べてから背景画像の更新の判断を行う。このこ
とにより背景画像は移動物体領域の影響を受けにくくな
る。

【００３８】（実施例２）次に、第２の発明の背景画像
生成方法について説明する。この第２の発明と上記第１
の発明とは、以下に示すところが相違する。

【００３９】第１の発明においてはＮ枚の入力画像にお
ける輝度値の時間変動と、入力画像と背景画像との一致
の度合を判定して安定度画像と背景画像を生成してい
た。これに対し、第２の発明ではＮ枚の入力画像におけ
る輝度値の時間変動の判定の処理を省略する事でより単
純な処理で上記第１の発明に近い効果を引き出す事を目
的としたものである。すなわち、第１の発明ではＮ枚の
入力画像から時間変動判定結果画像と入力・背景一致判
定結果画像および代表値画像を生成していたのに対し、
第２の発明ではＮ枚の入力画像から入力・背景一致判定
結果画像と代表値画像を生成している点が異なる。

【００４０】第２の発明の背景画像生成方法では１回の
処理で参照する入力画像の数をＮ、時間間隔をｒとした
場合の一実施例について図２を用いて説明する。図２
は、この発明の第２の実施例における背景画像生成方法
の流れを示す流れ図である。現在の時刻をｔとしたとき
同図において２０１−ｋは時刻ｔ−（ｋ−１）ｒにおけ
る入力画像、２０２は代表値画像生成処理、２０３は入
力・背景一致判定処理、２０４は安定度画像更新処理、
２０５は背景画像更新処理、２０６は背景画像、２０７
は入力・背景一致判定結果画像、２０９は代表値画像、
２１０は安定度画像である。

【００４１】第２の発明の背景画像生成方法は、はじめ
に、代表値画像生成装置２０２において、各画素につい
て入力画像群２０１−１…Ｎの該画素における平均値を
求め、該画素における代表値ｌ（ｉ，ｊ）とし、該画素
における輝度値をｌ（ｉ，ｊ）とする代表値画像２０９
を生成する。

【００４２】次に、入力・背景一致判定処理２０３にお
いて、Ｎフレームの入力画像２０１−１…Ｎと背景画像
２０６の対応する輝度値を比較し、それらが一致してい
るかどうかを閾値処理により判定し、入力画像と現在の
背景画像との一致の度合を調べる。すなわち各画素につ
いて数７に示す入力・背景間差分値（背景差分）を求
め、輝度値一致判定の為に用意した閾値Ｔ_b と比較し、
ｂ₁ （ｉ，ｊ）＜Ｔ_b 、ｂ₂ （ｉ，ｊ）＜Ｔ_b 、…、ｂ
_N （ｉ，ｊ）＜Ｔ_b の条件式の内、真となるものの数を
ｎ（ｉ，ｊ）で表し、該画素における輝度値をｎ（ｉ，
ｊ）とする入力・背景一致判定結果画像２０７を生成す
る。ｎ（ｉ，ｊ）が大きい時は、すなわち入力画像と背
景との一致度が高くなる時である。

【数７】ｂ_p （ｉ，ｊ）＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，ｊ）−
Ｂ_(t-r) （ｉ，ｊ）｜ （０＜ｐ＜Ｎ＋１） 次に安定度画像更新処理２０４において、入力・背景一
致判定結果画像２０７を参照し、以下に示す方法で安定
度画像２１０を更新する。安定度画像２１０は、以下の
判断基準で更新する。 １．ある画素について、入力画像群と背景画像との一致
度が高い場合には安定度を増加させる。 ２．ある画素について、入力画像群と背景画像との一致
度が低い場合には安定度を減少させる。

【００４３】すなわちｎ（ｉ，ｊ）とＳ_t-r （ｉ，ｊ）
を元にＳ_t （ｉ，ｊ）を数８より算出する。

【数８】 Ｓ_t （ｉ，ｊ）＝Ｓ_t-r （ｉ，ｊ）＋α_n （ｉ，ｊ） ただし、α_n （ｉ，ｊ）は下記条件をみたす所定の正、
又は、負の数である。

【００４４】α₀ ≦α₁ ≦α₂ ≦…≦α_N ただし、初期値Ｓ₀ （ｉ，ｊ）は、早く背景を生成した
い場合は小さい値を、安定していると考えられる背景画
像を初期設定する場合は大きい値を設定すればよい。

【００４５】次に、背景画像更新処理２０５において、
代表値画像２０９と安定度画像２１０を参照して、以下
に示す方法で背景画像２０６を更新する。 １．安定度画像が大きい時、背景画像は更新しない。 ２．安定度画像が小さい場合、背景画像を入力画像の値
に近付くように安定度の値に従って、更新する。

【００４６】すなわちｌ（ｉ，ｊ）とＳ_t （ｉ，ｊ）と
Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）を元にＢ_t （ｉ，ｊ）を数９より算出
する。

【００４７】

【数９】

【００４８】ただし、ＧはＳ_t （ｉ，ｊ）がとりうる最
大値であり、初期値Ｂ₀ （ｉ，ｊ）は、予め背景が予測
される場合はその値とすればよい。

【００４９】つまり入力画像の輝度値の安定度の大きい
部分は既に背景が得られていると判断し操作を行わな
い。また、入力画像と背景画像との一致度が低く安定度
が小さい部分では、新しい背景の可能性があるが移動物
体の同色領域に相当している可能性もあるため、過去の
フレームで背景画像と入力画像との一致度が高い状態が
連続していた（安定度が大きい）場合、その後の輝度値
の推移を調べてから背景画像の更新を行う。このことに
より背景画像は移動物体領域の影響を受けにくくなる。

【００５０】（実施例３）次に、第３の発明の背景画像
生成方法について説明する。第３の発明と第１の発明と
は、以下に示すところが相違する。

【００５１】第１の発明においては、入力画像から一旦
時間変動判定結果画像および入力・背景一致判定結果画
像を生成した後に安定度画像や背景画像を生成するよう
にしていた。これに対し、第３の発明では各画素毎にＮ
枚の入力画像における当該輝度値の時間変動判定結果お
よび入力・背景一致判定結果を算出する。

【００５２】本発明の一実施例として、時刻ｔにおいて
時間間隔ｒのＮ枚の入力画像に対して背景画像を更新す
る方法について図３を用いて説明する。

【００５３】図３は、本実施例における背景画像生成方
法の流れ図である。現在の時刻をｔとしたとき同図にお
いて、３０１−ｋは時刻ｔ−（ｋ−１）ｒにおける入力
画像、３０２は時間変動判定処理、３０３は入力・背景
一致判定処理、３０４は安定度画像更新処理、３０５は
背景画像更新処理、３０６は背景画像、３０７は入力・
背景一致判定結果、３０８は時間変動判定結果、３０９
は代表値、３１０は安定度画像、３１１はアドレス、３
１２は初期化処理、３１３は終了判定処理である。

【００５４】第３の発明の背景画像生成方法では、はじ
めに、初期化処理３１２においてアドレス３１１に最初
に走査する画素のアドレスを与える。なお、以下ではア
ドレス３１１が示す画素の座標を（ｉ，ｊ）とする。た
だし、ｉ，ｊはそれぞれ０≦ｉ≦Ｘ−１、０≦ｊ≦Ｙ−
１を満たすものとする。

【００５５】次に、時間変動判定３０２においてアドレ
ス３１１が示す参照画素（ｉ，ｊ）について、入力画像
間相互の差分を数１０より求め、輝度値の一致判定の為
に用意した閾値Ｔ_a と比較し、ａ_1,2 ＜Ｔ_a 、ａ_1,3 ＜
Ｔ_a 、…、ａ_N-1,N ＜Ｔ_a の条件式の内、真となるもの
の数を時間変動判定結果ｍ（３０８）とする。ｍが大き
い時は、すなわち入力画像に時間変動が見られない時で
ある。そして、参照画素（ｉ，ｊ）における、入力画像
群の画素値の平均を該画素における代表値ｌ（３０９）
とする。

【数１０】ａ_p,q ＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，ｊ）−Ｂ
_(t-(N-q)r)（ｉ，ｊ）｜ （１≦ｐ≦Ｎ，１≦ｑ≦Ｎ）） 次に、入力・背景一致判定処理３０３において、Ｎフレ
ームの入力画像３０１−１…Ｎと背景画像３０６のアド
レス３１１が示す参照画素（ｉ，ｊ）の輝度値を比較
し、それらが一致しているかどうかを閾値処理により判
定し、入力画像と現在の背景画像との一致の度合を調べ
る。すなわち各画素について数１１に示す入力・背景間
差分値（背景差分）を求め、輝度値一致判定の為に用意
した閾値Ｔ_b と比較し、ｂ₁ ＜Ｔ_b 、ｂ₂ ＜Ｔ_b 、…、
ｂ_N ＜Ｔ_b の条件式の内、真となるものの数を入力・背
景一致判定結果ｎ（３０７）とする。ｎが大きい時は、
すなわち入力画像と背景画像との一致度が高くなる時で
ある。

【数１１】ｂ_p ＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，ｊ）−Ｂ_(t-r)
（ｉ，ｊ）｜（０＜ｐ＜Ｎ＋１） 次に、安定度画像更新処理３０４において、時間変動判
定結果ｍ（３０８）と入力・背景一致判定結果ｎ（３０
７）とアドレス３１１とを参照し、以下に示す方法で安
定度画像３１０を更新する。安定度画像３１０は、アド
レス３１１が示す参照画素（ｉ，ｊ）においてｍとｎの
値に応じて以下の判断基準で更新する。 １．入力画像の輝度値に時間変動がある場合には安定度
に変更を加えない。 ２．入力画像の輝度値に時間変動がない場合には入力・
背景一致判定結果により、以下に従う。 （ａ）入力画像と背景画像の一致度が高い場合には安定
度を増加させる。 （ｂ）入力画像と背景画像の一致度が低い場合には安定
度を減少させる。 すなわちｍとｎとＳ_t-r を元にＳ_t （ｉ，ｊ）を数１２
より算出する。

【数１２】ｓ_t （ｉ，ｊ）＝Ｓ_t-r （ｉ，ｊ）＋α_m,n ただし、α_m,n は閾値βを用いた下記条件をみたす所定
の正、又は、負の数である。

【００５６】ｍ≧βの時α_m,n ＝０ ｍ＜βの時α_m,0 ≦α_m,1 ≦α_m,2 ≦…≦α_m,N また、初期値Ｓ₀ （ｉ，ｊ）は、早く背景画像を更新し
たい場合は小さい値を、安定していると考えられる背景
画像を初期設定する場合は大きい値を設定すればよい。

【００５７】次に、背景画像更新処理部３０５におい
て、代表値ｌ（３０９）と時間変動判定結果ｍ（３０
８）と安定度画像Ｓ_t （ｉ，ｊ）（３１０）を参照し
て、アドレス３１１が示す参照画素（ｉ，ｊ）において
以下に示す方法で背景画像３０６を更新する。 １．安定度が大きい時、背景画像を更新しない。 ２．安定度が小さく、時間変動が小さい場合、背景画像
を入力画像の値に近付くように安定度の値に従って更新
する。

【００５８】すなわちｌとｍとＳ_t （ｉ，ｊ）とＢ_t-r
（ｉ，ｊ）を元にＢ_t （ｉ，ｊ）を数１３より算出す
る。

【数１３】 Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）＋γ_m,St(i,j)
（ｌ＞Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）−γ_m,St(i,j)
（ｌ≦Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） ただし、γ_m,St(i,j) は閾値βを用いた下記条件を満た
す所定の数である。

【００５９】ｍ≧βの時γ_m,St(i,j) ＝０ ｍ＜βの時γ_m,0 ≧γ_m,1 ≧γ_m,2 ≧…≧γ_m,G ただし、ＧはＳ_t （ｉ，ｊ）がとりうる最大値であり、
初期値Ｂ₀ （ｉ，ｊ）は、予め背景が予測される場合は
その値とすればよい。

【００６０】次に終了判定処理３１３において全画素の
更新が終了したかどうかを判定し、アドレス３１１が最
後に走査する画素を示しているならば処理を終了し、そ
うでないならばアドレス３１１を更新し、再び時間変動
判定処理３０２以降の処理を行う。終了判定処理３１３
により処理が終了した場合には、全ての画素を操作し終
え、任意の画素について背景画像３０６が更新される。

【００６１】つまり入力画像の輝度値の時間変動の大き
い部分は移動物体領域であると判断し操作を行わない。
また、入力画像と背景画像との一致度が低く時間変動が
小さい場合、新しい背景の可能性があるが移動物体の同
色領域に相当している可能性もあるため、背景画像と入
力画像との一致度が高い状態が連続していた（安定度が
大きい）場合、その後の輝度値の推移を調べてから背景
画像の更新を判断を行う。このことにより背景画像は移
動物体領域の影響を受けにくくなる。

【００６２】（実施例４）次に、第４の発明の背景画像
生成方法について説明する。第４の発明と第３の発明と
は、以下に示すところが相違する。

【００６３】第３の発明においては、Ｎ枚の入力画像に
おける輝度値の時間変動と入力画像と背景画像との一致
の度合を判定して安定度画像と背景画像を生成してい
た。これに対し本発明ではＮ枚の入力画像における輝度
値の時間変動の判定の処理を省略することで、より単純
な処理で上記第３の発明に近い効果を引き出す事を目的
としたものである。本発明と上記第３の発明との相違点
は上記第３の発明ではＮ枚の入力画像から時間変動判定
結果を求めており、本発明では時間変動判定結果を求め
ていない点である。

【００６４】本発明の一実施例として、時刻ｔにおいて
時間間隔ｒのＮ枚の入力画像に対して背景画像を更新す
る方法について図４を用いて説明する。

【００６５】図４は、本実施例における背景画像生成方
法の流れ図である。現在の時刻をｔとしたとき同図にお
いて４０１−ｋは時刻ｔ−（ｋ−１）ｒにおける入力画
像、４０２は代表値生成処理、４０３は入力・背景一致
判定処理、４０４は安定度画像更新処理、４０５は背景
画像更新処理、４０６は背景画像、４０７は入力・背景
一致判定結果、４０９は代表値、４１０は安定度画像、
４１１はアドレス、４１２は初期化処理、４１３は終了
判定処理である。

【００６６】第４の発明の背景画像生成方法で、はじめ
に、初期化処理４１２においてアドレス４１１に、最初
に走査する画素のアドレスを与える。なお、以下では、
アドレス４１１が示す画素の座標を（ｉ，ｊ）とする。
ただし、（ｉ，ｊ）はそれぞれ０≦ｉ≦Ｘ−１、０≦ｊ
≦Ｙ−１を満たすものとする。

【００６７】次に代表値生成処理４０２において、アド
レス４１１が示す参照画素（ｉ，ｊ）における、入力画
像群４０１−１…Ｎの輝度値の平均を該画素における代
表値４０９ｌとして求める。

【００６８】次に、入力・背景一致判定処理４０３にお
いて、Ｎフレームの入力画像４０１−１…Ｎと背景画像
４０６の対応する輝度値を比較し、それらが一致してい
るかどうかを閾値処理により判定し、入力画像４０１−
１…Ｎと現在の背景画像４０６との一致の度合を調べ
る。すなわち各画素について数１４に示す入力・背景間
差分値（背景差分）を求め、輝度値一致判定の為に用意
した閾値Ｔ_b と比較し、ｂ₁ ＜Ｔ_b 、ｂ₂ ＜Ｔ_b 、…、
ｂ_N ＜Ｔ_b の条件式の内、真となるものの数を入力・背
景一致判定結果ｎ（４０７）とする。ｎが大きい時は、
すなわち入力画像と背景画像との一致度が高くなる時で
ある。

【数１４】ｂ_p ＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，ｊ）−Ｂ_(t-r)
（ｉ，ｊ）｜ （０＜ｐ＜Ｎ＋１） 次に安定度画像更新処理４０４において、入力・背景一
致判定結果４０７とアドレス４１１を参照し、以下に示
す方法で安定度画像４１０を更新する。安定度画像４１
０は、アドレス４１１が示す参照画素（ｉ，ｊ）におい
て入力・背景一致判定結果ｎ（４０７）の値に応じて以
下の判断基準で更新する。 １．入力画像と背景画像の一致度が高い場合には安定度
を増加させる。 ２．入力画像と背景画像の一致度が低い場合には安定度
を減少させる。

【００６９】すなわちｎとＳ_t-r （ｉ，ｊ）を元にＳ_t
（ｉ，ｊ）を数１５より算出する。

【数１５】Ｓ_t （ｉ，ｊ）＝Ｓ_t-r （ｉ，ｊ）＋α_n ただし、α_n は下記条件をみたす所定の正、又は、負の
数である。

【００７０】α₀ ≦α₁ ≦α₂ ≦…≦α_N また、初期値Ｓ₀ （ｉ，ｊ）は、早く背景画像を更新し
たい場合は小さい値を、安定していると考えられる背景
画像を初期設定する場合は大きい値を設定すればよい。
１次に、背景画像更新処理４０５において、代表値ｌ
（４０９）と安定度画像Ｓ_t （ｉ，ｊ）（４１０）を参
照して、アドレス４１１が示す参照画素において以下に
示す方法で背景画像４０６を更新する。 １．安定度が大きい時、背景画像は更新しない。 ２．安定度が小さい場合、背景画像を入力画像の値に近
付くように安定度の値に従って更新する。

【００７１】すなわちｌとＳ_t （ｉ，ｊ）とＢ
_t-r （ｉ，ｊ）を元に、Ｂ_t （ｉ，ｊ）を数１６より算
出する。

【数１６】Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）＋γ
_St(i,j) （ｌ＞Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）−γ_St(i,j) （ｌ
≦Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） ただし、γ_St(i,j) は下記条件を満たす所定の数であ
る。

【００７２】γ₀ ≧γ₁ ≧γ₂ ≧…≧γ_G ただし、ＧはＳ_t （ｉ，ｊ）がとりうる最大値であり、
初期値Ｂ₀ （ｉ，ｊ）は、予め背景が予測される場合は
その値とすればよい。

【００７３】次に終了判定処理４１３において全画素の
更新が終了したかどうかを判定し、アドレス４１１が最
後に走査する画素を示しているならば処理を終了し、そ
うでないならばアドレス４１１を更新し、再び時間変動
判定処理４０２以降の処理を行う。終了判定処理４１３
により処理が終了した場合には、全ての画素を操作し終
え、任意の画素について背景画像４０６が更新される。

【００７４】つまり入力画像の輝度値の安定度の大きい
部分は、既に背景が得られていると判断し操作を行わな
い。また、入力画像と背景画像との一致度が低く安定度
が小さい部分では、新しい背景の可能性があるが移動物
体の同色領域に相当している可能性もあるため、過去の
フレームで背景画像と入力画像との一致度が高い状態が
連続していた（安定度が大きい）場合、その後の輝度値
の推移を調べてから背景画像の更新の判断を行う。この
ことにより背景画像は移動物体領域の影響をうけにくく
なる。

【００７５】（実施例５）まず、第５の発明の背景画像
生成装置で、１回の処理で参照する入力画像の数をＮ、
時間間隔をｒとした場合の一実施例について図５を用い
て説明する。

【００７６】図５は、本実施例における背景画像生成方
法の構成図である。同図において５０１は入力画像記憶
手段、５０２は時間変動判定手段、５０３は入力・背景
一致判定手段、５０４は安定度画像更新手段、５０５は
背景画像更新手段、５０６は背景画像記憶手段、５０７
は入力・背景一致判定結果画像記憶手段、５０８は時間
変動判定結果画像記憶手段、５０９は代表値画像記憶手
段、５１０は安定度画像記憶手段、５１１は制御手段で
ある。

【００７７】以下、現在の時刻をｔとしたときの本装置
の動作について説明する。

【００７８】まず、入力画像記憶手段５０１には、例え
ば、テレビカメラなどにより時刻ｔ−（Ｎ−１）ｒ，ｔ
−（ｎ−２）ｒ，…，ｔにおいて入力された画像が記憶
されているものとする。

【００７９】制御手段５１１は、第１に時間変動判定手
段５０２に起動信号を送り時間変動判定手段５０２から
の終了信号を待ち、第２に時間変動判定手段５０２から
の終了信号を受け取ると、入力・背景一致判定手段５０
３に起動信号を送り、入力・背景一致判定手段５０３か
らの終了信号を待ち、第３に入力・背景一致判定手段５
０３からの終了信号を受け取ると、安定度画像更新手段
５０４に起動信号を送り、安定度画像更新手段５０４か
らの終了信号を待ち、第４に安定度画像更新手段５０４
からの終了信号を受け取ると、背景画像更新手段５０５
に起動信号を送り、背景画像更新手段５０５からの終了
信号を待ち、第５に背景画像更新手段５０５からの終了
信号を受けた後に全処理を終了する。

【００８０】時間変動判定手段５０２は、制御手段５１
１から起動信号を受け取ると、以下のことを行う。ま
ず、第１に、入力画像記憶手段５０１に記憶されている
入力画像群を参照し、その入力画像のフレーム間の差分
をとりそれらが相互に一致しているかどうかを閾値処理
により判定し、入力画像の変動を調べる。すなわち各画
素につき数１７に示すフレーム間差分値を求め、輝度値
一致判定の為に用意した閾値Ｔ_a と比較し、ａ
_1,2 （ｉ，ｊ）＜Ｔ_a 、ａ_1,3 （ｉ，ｊ）＜Ｔ_a 、…、
ａ_N-1,N （ｉ，ｊ）＜Ｔ_a の条件式の内、真となるもの
の数ｍ（ｉ，ｊ）を求める。ｍ（ｉ，ｊ）が大きい時
は、すなわち入力画像に変動が見られない時である。

【数１７】ａ_p,q （ｉ，ｊ）＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，
ｊ）−Ｉ_(t-(N-q)r)（ｉ，ｊ）｜ （０＜ｐ＜Ｎ＋１，０＜ｑ＜Ｎ＋１） そして該画素における輝度値をｍ（ｉ，ｊ）とする時間
変動判定結果画像を生成し、時間変動判定結果画像記憶
手段５０８に渡す。第２に各画素について入力画像群の
輝度値の平均を該画素における代表値ｌ（ｉ，ｊ）とし
て求め、ｌ（ｉ，ｊ）を該画素における輝度値とする代
表値画像を生成し、代表値画像記憶手段５０９に渡す。
以上の処理が終了した後、制御手段５１１に終了信号を
送る。

【００８１】入力・背景一致判定手段５０３は、制御手
段５１１から起動信号を受け取ると、入力画像記憶手段
５０１に記憶されている入力画像群と、背景画像記憶手
段５０６に記憶されている背景画像を比較し、それらが
一致しているかどうかを閾値処理により判定し、入力画
像と現在の背景画像との一致の度合を調べる。すなわち
各画素について数１８に示す入力・背景間差分値（背景
差分）を求め、輝度値一致判定の為に用意した閾値Ｔ_b
と比較し、ｂ₁ （ｉ，ｊ）＜Ｔ_b 、ｂ₂ （ｉ，ｊ）＜Ｔ
_b 、…、ｂ_N （ｉ，ｊ）＜Ｔ_b の条件式の内、真となる
ものの数ｎ（ｉ，ｊ）を求め、該画素における輝度値を
ｎ（ｉ，ｊ）とする入力・背景一致判定結果画像を生成
し、入力・背景一致判定結果画像記憶手段５０７に渡
し、制御手段５１１に終了信号を送る。ｎ（ｉ，ｊ）が
大きい時は、すなわち入力画像と背景画像との一致度が
高くなる時である。

【数１８】ｂ_p （ｉ，ｊ）＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，ｊ）
−Ｂ_(t-r) （ｉ，ｊ）｜ （０＜ｐ＜Ｎ＋１） 安定度画像更新手段５０４は、制御手段５１１から起動
信号を受け取ると、時間変動判定結果画像記憶手段５０
８に記憶している時間変動判定結果画像と入力・背景一
致判定結果画像記憶手段５０７に記憶している入力・背
景一致判定結果画像を参照し、以下に示す方法で安定度
画像記憶手段５１０に記憶している安定度画像を更新
し、制御手段５１１に終了信号を送る。安定度画像は、
各画素においてｍ（ｉ，ｊ）とｎ（ｉ，ｊ）の値に応じ
て以下の判断基準で逐次更新する。 １．入力画像に時間変動がある場合には安定度に変更を
加えない。 ２．入力画像に時間変動がない場合には入力・背景一致
判定結果により、以下に従う。 （ａ）入力画像と背景画像の一致度が高い場合には安定
度を増加させる。 （ｂ）入力画像と背景画像の一致度が低い場合には安定
度を減少させる。 すなわちｍ（ｉ，ｊ）とｎ（ｉ，ｊ）とＳ_t-r （ｉ，
ｊ）を元にＳ_t （ｉ，ｊ）を数１９より算出する。

【数１９】 Ｓ_t （ｉ，ｊ）＝Ｓ_t-r （ｉ，ｊ）＋α_{m(i,j),n(i,j)} ただし、α_{m(i,j),n(i,j)} は閾値βを用いた下記条件を
みたす所定の正、又は、負の数である。

【００８２】 ｍ（ｉ，ｊ）≧βの時α_{m(i,j),n(i,j)} ＝０ ｍ（ｉ，ｊ）＜βの時α_m(i,j),0≦α_m(i,j),1≦α
_m(i,j),2≦…≦α_{m(i,j) ,N} ただし、初期値Ｓ₀ （ｉ，ｊ）は、早く背景画像を更新
したい場合は小さい値を、安定していると考えられる背
景画像を初期設定する場合は大きい値を設定すればよ
い。

【００８３】背景画像更新手段５０５は、制御手段５１
１から起動信号を受け取ると、代表値画像記憶手段５０
９に記憶している代表値画像と時間変動判定結果画像記
憶手段５０８に記憶している時間変動判定結果画像と安
定度画像記憶手段５１０に記憶している安定度画像を参
照して、各画素において以下に示す方法で背景画像記憶
手段５０６に記憶している背景画像を更新し、制御手段
５１１に終了信号を送る。 １．安定度が大きい時、背景画像を更新しない。 ２．安定度が小さく、時間変動が小さい場合、背景画像
を入力画像の値に近付くように安定度の値に従って、更
新する。

【００８４】すなわちｌ（ｉ，ｊ）とｍ（ｉ，ｊ）とＢ
_t-r （ｉ，ｊ）を元にＢ_t （ｉ，ｊ）を数２０より算出
する。

【数２０】Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）＋γ
_{m(i,j),St(i,j)} （ｌ（ｉ，ｊ）＞Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）−γ_{m(i,j),St(i,j)}
（ｌ（ｉ，ｊ）≦Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） ただし、γ_{m(i,j),St(i,j)}は閾値βを用いた下記条件を
満たす所定の数である。

【００８５】ｍ（ｉ，ｊ）≧βの時γ_{m(i,j),St(i,j)}＝
０ ｍ（ｉ，ｊ）＜βの時γ_m(i,j),0≧γ_m(i,j),1≧γ
_m(i,j),2≧…≧γ_{m(i,j) ,G} ただし、ＧはＳ_t （ｉ，ｊ）がとりうる最大値であり、
初期値Ｂ₀ （ｉ，ｊ）は、予め背景が予測される場合は
その値とすればよい。

【００８６】つまり、入力画像の輝度値の時間変動の大
きい部分は、移動物体領域であると判断し操作を行わな
い。また、入力画像の輝度値と背景画像との一致度が低
く時間変動が小さい部分では、新しい背景の可能性があ
るが移動物体の同色領域に相当している可能性もあるた
め、過去のフレームで背景画像と入力画像との一致度が
高い状態が連続していた（安定度が大きい）場合、その
後の輝度値の推移を調べてから背景画像の更新の判定を
行う。このことにより背景画像は移動物体領域の影響を
受けにくくなる。

【００８７】（実施例６）第６の発明の背景画像生成装
置について説明する。本発明と上記第５の発明とは以下
に示す点が異なる。上記第５の発明ではＮ枚の入力画像
における輝度値の時間変動を判定して時間変動判定結果
を求めている。これに対し、本発明ではＮ枚の入力画像
における輝度値の時間変動の判定の処理を省略する事で
より単純な処理で上記第５の発明に近い効果を引き出す
事を目的としたものである。

【００８８】第６の発明の背景画像生成装置で、１回の
処理で参照する入力画像の数をＮ、時間間隔をｒとした
場合の一実施例について図６を用いて説明する。図６
は、本実施例における背景画像生成方法の構成図であ
る。同図において６０１は入力画像記憶手段、６０２は
代表値画像生成手段、６０３は入力・背景一致判定手
段、６０４は安定度画像更新手段、６０５は背景画像更
新手段、６０６は背景画像記憶手段、６０７は入力・背
景一致判定結果画像記憶手段、６０９は代表値画像記憶
手段、６１０は安定度画像記憶手段、６１１は制御手段
である。

【００８９】以下、この背景画像生成装置の動作につい
て説明する。

【００９０】まず、入力画像記憶手段６０１には、現在
の時刻をＴとしたとき、例えばテレビカメラなどによ
り、時刻ｔ−（Ｎ−１）ｒ，ｔ−（Ｎ−２）ｒにおいて
入力された画像が記憶されているものとする。

【００９１】制御手段６１１は、第１に代表値画像生成
手段６０２に起動信号を送り代表値画像生成手段６０２
からの終了信号を待ち、第２に代表値画像生成手段６０
２からの終了信号を受け取ると、入力・背景一致判定手
段６０３に起動信号を送り、一方・背景一致判定手段６
０３からの終了信号を待ち、第３に入力・背景一致判定
手段６０３からの終了信号を受け取ると、安定度画像更
新手段６０４に起動信号を送り、安定度画像更新手段６
０４からの終了信号を待ち、第４に安定度画像更新手段
６０４からの終了信号を受け取ると、背景画像更新手段
６０５に起動信号を送り、背景画像更新手段６０５から
の終了信号を待ち、第５に背景画像更新手段６０５から
の終了信号を受けた後に全処理を終了する。

【００９２】代表値画像生成手段６０２は、制御手段６
１１から起動信号を受け取ると、各画素について入力画
像群の輝度値の平均を該画素における代表値ｌ（ｉ，
ｊ）として求め、ｌ（ｉ，ｊ）を該画素における輝度値
とする代表値画像を生成し、代表値画像記憶手段６０９
に渡し、制御手段６１１に終了信号を送る。

【００９３】入力・背景一致判定手段６０３は、制御手
段６１１から起動信号を受け取ると、入力画像記憶手段
６０１に記憶されている入力画像群と、背景画像記憶手
段６０６に記憶されている背景画像を比較し、それらが
一致しているかどうかを閾値処理により判定し、入力画
像と現在の背景画像との一致の度合を調べる。すなわち
各画素について数２１に示す入力・背景間差分値（背景
差分）を求め、輝度値一致判定の為に用意した閾値Ｔ_b
と比較し、ｂ₁ （ｉ，ｊ）＜Ｔ_b 、ｂ₂ （ｉ，ｊ）＜Ｔ
_b 、…、ｂ_N （ｉ，ｊ）＜Ｔ_b の条件式の内、真となる
ものの数ｎ（ｉ，ｊ）を求め、該画素における輝度値を
ｎ（ｉ，ｊ）とする入力・背景一致判定結果画像を生成
し、入力・背景一致判定結果画像記憶手段６０７に渡
し、制御手段６１１に終了信号を送る。ｎ（ｉ，ｊ）が
大きい時は、すなわち入力画像と背景画像との一致度が
高くなる時である。

【数２１】ｂ_p （ｉ，ｊ）＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，ｊ）
−Ｂ_(t-r) （ｉ，ｊ）｜ （０＜ｐ＜Ｎ＋１） 安定度画像更新手段６０４は、制御手段６１１から起動
信号を受け取ると、入力・背景一致判定結果画像記憶手
段６０７に記憶している入力・背景一致判定結果画像を
参照し、以下に示す方法で安定度画像記憶手段６１０に
記憶している安定度画像を更新し、制御手段６１１に終
了信号を送る。安定度画像は、各画素においてｎ（ｉ，
ｊ）の値に応じて以下の判断基準で逐次更新する。１．
入力画像と背景画像の一致度が高い場合には安定度を増
加させる。２．入力画像と背景画像の一致度が低い場合
には安定度を減少させる。

【００９４】すなわちｎ（ｉ，ｊ）とＳ_t-r （ｉ，ｊ）
を元にＳ_t （ｉ，ｊ）を数２２より算出する。

【数２２】 Ｓ_t （ｉ，ｊ）＝Ｓ_t-r （ｉ，ｊ）＋α_n(i,j) ただし、α_n(i,j)は下記条件をみたす所定の正、又は、
負の数である。

【００９５】α₀ ≦α₁ ≦α₂ ≦…≦α_N ただし、初期値Ｓ₀ （ｉ，ｊ）は、早く背景画像を更新
したい場合は小さい値を、安定していると考えられる背
景画像を初期設定する場合は大きい値を設定すればよ
い。

【００９６】背景画像更新手段６０５は、制御手段６１
１から起動信号を受け取ると代表値画像記憶手段６０９
に記憶している代表値画像と安定度画像記憶手段６１０
に記憶している安定度画像を参照して、各画素において
以下に示す方法で背景画像記憶手段６０６に記憶してい
る背景画像を更新し、制御手段６１１に終了信号を送
る。 １．安定度が大きい時、背景画像を更新しない。 ２．安定度が小さい時、背景画像を入力画像の値に近付
くように安定度の値に従って、更新する。

【００９７】すなわちｌ（ｉ，ｊ）とＳ_t （ｉ，ｊ）と
Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）を元にＢ_t （ｉ，ｊ）を数２３より算
出する。

【数２３】Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）＋γ
_St(i,j) （ｌ（ｉ，ｊ）＞Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）−γ_St(i,j) （ｌ
（ｉ，ｊ）≦Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） ただし、γ_St(i,j) は下記条件を満たす所定の数であ
る。

【００９８】γ₀ ≧γ₁ ≧γ₂ ≧…≧γ_G ただし、ＧはＳ_t （ｉ，ｊ）がとりうる最大値であり、
初期値Ｂ₀ （ｉ，ｊ）は、予め背景が予測される場合は
その値とすればよい。

【００９９】つまり、入力画像の輝度値の時間変動の大
きい部分では、既に背景が得られていると判断し操作を
行わない。また、入力画像の輝度値と背景画像との一致
度が低い部分では、新しい背景の可能性があるが移動物
体の同色領域に相当している可能性もあるため、過去の
フレームで背景画像と入力画像との一致度が高い状態が
連続していた（安定度が大きい）場合、その後の輝度値
の推移を調べてから背景画像の更新の判定を行う。この
ことにより、背景画像は移動物体領域の影響を受けにく
くなる。

【０１００】（実施例７）第７の発明の背景画像生成装
置について説明する。第７の発明と第５の発明とは以下
に示す所が異なる。第５の発明においては、入力画像か
ら一旦時間変動判定結果画像および入力・背景一致判定
結果画像を生成した後に安定度画像や背景画像を生成し
ていた。これに対し、第７の発明では、各画素毎にＮ枚
の入力画像における当該輝度値の時間変動判定結果およ
び入力・背景一致判定結果を算出する。

【０１０１】本発明の背景画像生成装置の、時刻ｔにお
ける時間間隔ｒのＮ枚の入力画像に対して背景画像を更
新するとした場合の一実施例について図７を用いて説明
する。

【０１０２】図７は、本実施例における背景画像生成方
法の構成図である。同図において７０１は入力画像記憶
手段、７０２は時間変動判定手段、７０３は入力・背景
一致判定手段、７０４は安定度画像更新手段、７０５は
背景画像更新手段、７０６は背景画像記憶手段、７０７
は入力・背景一致判定結果記憶手段、７０８は時間変動
判定結果記憶手段、７０９は代表値記憶手段、７１０は
安定度画像記憶手段、７１１は制御手段、７１２はアド
レスレジスタである。

【０１０３】以下、現在の時刻をｒとしたときの本装置
の動作について説明する。

【０１０４】まず、入力画像記憶手段７０１には、例え
ばテレビカメラなどにより、時刻ｔ−（Ｎ−１）ｒ、ｔ
−（Ｎ−２）ｒ、…、ｔにおいて入力された画像が記憶
されているものとする。

【０１０５】制御手段７１１は、第１にアドレスレジス
タ７１２が記憶するアドレスを画像の先頭画素を指すよ
うに初期化し、第２に時間変動判定手段７０２に起動信
号を送り時間変動判定手段７０２からの終了信号を待
ち、第３に時間変動判定手段７０２からの終了信号を受
け取ると、入力・背景一致判定手段７０３に起動信号を
送り、入力・背景一致判定手段７０３からの終了信号を
待ち、第４に入力・背景一致判定手段７０３からの終了
信号を受け取ると、安定度画像更新手段７０４に起動信
号を送り、安定度画像更新手段７０４からの終了信号を
待ち、第５に安定度画像更新手段７０４からの終了信号
を受け取ると、背景画像更新手段７０５に起動信号を送
り、背景画像更新手段７０５からの終了信号を待ち、第
６に背景画像更新手段７０５からの終了信号を受け取る
と、アドレスレジスタ７１２が記憶するアドレスが画像
の末尾画素を指している場合に処理を終了し、それ以外
の場合にはアドレスレジスタ７１２の内容を更新し、時
間変動判定手段７０２に起動信号を送り、時間変動判定
手段７０２からの終了信号を待つ。すなわち、未処理の
画素が残っていなければ全処理を終了し、残っていれば
次に走査する画素を指示するようにアドレスレジスタ７
１２を更新し、処理を繰り返す。

【０１０６】時間変動判定手段７０２は、制御手段７１
１から起動信号を受け取ると、アドレスレジスタ７１２
に記憶されているアドレスで示される画素（ｉ，ｊ）に
ついて以下の処理を行う。第１に、入力画像記憶手段７
０１に記憶されている入力画像群を参照し、その入力画
像のフレーム間の差分をとりそれらが相互に一致してい
るかどうかを閾値処理により判定し、入力画像における
輝度値の変動を調べる。すなわち各画素につき数２４に
示すフレーム間差分値を求め、輝度値の一致判定の為に
用意した閾値Ｔ_a と比較し、ａ_1,2 ＜Ｔ_a 、ａ_1,3 ＜Ｔ
_a 、…、ａ_{N-1, N} ＜Ｔ_a の条件式の内、真となるものの
数ｍを求める。ｍが大きい時は、すなわち入力画像に変
動が見られない時である。

【数２４】ａ_p,q ＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，ｊ）−Ｉ
_(t-(N-q)r)（ｉ，ｊ）｜ （０＜ｐ＜Ｎ＋１，０＜ｑ＜Ｎ＋１） そして該画素における輝度値をｍとする時間変動判定結
果を生成し、時間変動判定結果記憶手段７０８に渡す。

【０１０７】第２にアドレスレジスタ７１２が示す参照
画素について前記入力画像群の輝度値の平均を該画素に
おける代表値ｌとして求め、代表値記憶手段７０９に渡
す。以上の処理が終了した後、制御手段７１１に終了信
号を送る。

【０１０８】入力・背景一致判定手段７０３は、制御手
段７１１から起動信号を受け取ると、アドレスレジスタ
７１２に記憶されているアドレスで示される画素（ｉ，
ｊ）について、入力画像記憶手段７０１に記憶されてい
る入力画像群と、背景画像記憶手段７０６に記憶されて
いる背景画像とを比較し、それらの輝度値が一致してい
るかどうかを閾値処理により判定する。すなわち各画素
について数２５に示す入力・背景間差分値（背景差分）
を求め、輝度値の一致判定の為に用意した閾値Ｔ_b と比
較し、ｂ₁ ＜Ｔ_b 、ｂ₂ ＜Ｔ_b 、…、ｂ_N ＜Ｔ_b の条件
式の内、真となるものの数ｎを求め、入力・背景一致判
定結果として、入力・背景一致判定結果記憶手段７０７
に渡し、制御手段７１１に終了信号を送る。ｎが大きい
時は、すなわち入力画像と背景画像との一致度が高くな
る時である。

【数２５】ｂ_p ＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，ｊ）−Ｂ_(t-r)
（ｉ，ｊ）｜（０＜ｐ＜Ｎ＋１） 安定度画像更新手段７０４は、制御手段７１１から起動
信号を受け取ると、アドレスレジスタ７１２に記憶され
ているアドレスで示される画素（ｉ，ｊ）について時間
変動判定結果記憶手段７０８に記憶している時間変動判
定結果と入力・背景一致判定結果記憶手段７０７に記憶
している入力・背景一致判定結果を参照し、以下に示す
方法で安定度画像記憶手段７１０に記憶している安定度
画像を更新し、制御手段７１１に終了信号を送る。安定
度画像は、アドレスレジスタ７１２が示す参照画素にお
いてｍとｎの値に応じて以下の判断基準で更新する。 １．入力画像の輝度値に時間変動がある場合は、安定度
に変更を加えない。 ２．入力画像の輝度値に時間変動がない場合は、入力・
背景一致判定結果により、以下に従う。 （ａ）入力画像と背景画像の一致度が高い場合には安定
度を増加させる。 （ｂ）入力画像と背景画像の一致度が低い場合には安定
度を減少させる。

【０１０９】すなわちｍとｎとＳ_t-r （ｉ，ｊ）を元に
Ｓ_t （ｉ，ｊ）を数２６より算出する。

【数２６】Ｓ_t （ｉ，ｊ）＝Ｓ_t-r （ｉ，ｊ）＋α_m,n ただし、α_m,n は閾値βを用いた下記条件をみたす所定
の正、又は、負の数である。

【０１１０】ｍ≧βの時、α_m,n ＝０ ｍ＜βの時α_m,0 ≦α_m,1 ≦α_m,2 ≦…≦α_m,N ただし、初期値Ｓ₀ （ｉ，ｊ）は、早く背景画像を更新
したい場合は小さい値を、安定していると考えられる背
景画像を初期設定する場合は大きい値を設定すればよ
い。

【０１１１】背景画像更新手段７０５は、制御手段７１
１から起動信号を受け取ると、アドレスレジスタ７１２
に記憶されているアドレスで示される画素（ｉ，ｊ）に
ついて、代表値記憶手段７０９に記憶している代表値ｌ
と時間変動判定結果記憶手段７０８に記憶している時間
変動判定結果ｍと安定度画像記憶手段７０８に記憶して
いる安定度画像Ｓ_t （ｉ，ｊ）を参照して、各画素にお
いて以下に示す方法で背景画像を更新し、制御手段７１
１に終了信号を送る。 １．安定度が大きい時、背景画像は更新しない。 ２．安定度が小さく、時間変動が小さい場合、背景画像
を入力画像の値に近付くように安定度の値に従って、更
新する。

【０１１２】すなわちｌとｍとＳ_t （ｉ，ｊ）とＢ_t-r
（ｉ，ｊ）を元にＢ_t （ｉ，ｊ）を数２７より算出す
る。

【数２７】Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）＋γ
_m,St(i,j) （ｌ＞Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）−γ_m,St(i,j) （ｌ
≦Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） ただし、γ_m,St(i,j) は閾値βを用いた下記条件を満た
す所定の数である。

【０１１３】ｍ≧βの時γ_m,St(i,j) ＝０ ｍ＜βの時γ_m,0 ≧γ_m,1 ≧γ_m,2 ≧…≧γ_m,G ただし、ＧはＳ_t （ｉ，ｊ）がとりうる最大値であり、
初期値Ｂ₀ （ｉ，ｊ）は予め背景が予測される場合はそ
の値とすればよい。

【０１１４】つまり、入力画像の参照輝度値の時間変動
が大きい場合は、移動物体領域に含まれると判断し操作
を行わない。また、アドレスレジスタ７１２が示す参照
画素において、入力画像と背景画像との一致度が低く時
間変動が小さい場合、新しい背景の可能性があるが移動
物体の同色領域に相当している可能性もあるため、過去
のフレームで背景画像と入力画像との一致度が高い状態
が連続していた（安定度が大きい）場合、その後の輝度
値の推移を調べてから背景画像の更新の判断を行う。こ
のことにより背景画像は移動物体領域の影響を受けにく
くなる。

【０１１５】（実施例８）第８の発明の背景画像生成装
置について説明する。第８の発明と第７の発明とは以下
に示す所が異なる。

【０１１６】上記第７の発明ではＮ枚の入力画像におけ
る輝度値の時間変動を判定して時間変動判定結果を求め
ている。これに対し、本発明ではＮ枚の入力画像におけ
る輝度値の時間変動の判定の処理を省略する事で、より
単純な処理で上記第７の発明に近い効果を引き出す事を
目的としたものである。

【０１１７】本発明の背景画像生成装置の、時刻ｔにお
ける時間間隔ｒのＮ枚の入力画像に対して背景画像を更
新するとした場合の一実施例について図８を用いて説明
する。

【０１１８】図８は、本実施例における背景画像生成方
法の構成図である。同図において８０１は入力画像記憶
手段、８０２は代表値生成手段、８０３は入力・背景一
致判定手段、８０４は安定度画像更新手段、８０５は背
景画像更新手段、８０６は背景画像記憶手段、８０７は
入力・背景一致判定結果記憶手段、８０９は代表値記憶
手段、８１０は安定度画像記憶手段、８１１は制御手
段、８１２はアドレスレジスタである。

【０１１９】以下、現在の時刻をｔとしたときに、本装
置の動作について説明する。まず、入力画像記憶手段８
０１には、例えばテレビカメラなどにより、時刻ｔ−
（Ｎ−１）ｒ，ｔ−（Ｎ−２）ｒ，…，ｔにおいて入力
された画像が記憶されているものとする。

【０１２０】制御手段８１１は、第１にアドレスレジス
タ８１２が記憶するアドレスを画像の先頭画素を指すよ
うに初期化し、第２に代表値生成手段８０２に起動信号
を送り代表値生成手段８０２からの終了信号を待ち、第
３に代表値生成手段８０２からの終了信号を受け取る
と、入力・背景一致判定手段８０３に起動信号を送り、
入力・背景一致判定手段８０３からの終了信号を待ち、
第４に入力・背景一致判定手段８０３からの終了信号を
受け取ると、安定度画像更新手段８０４に起動信号を送
り、安定度画像更新手段８０４からの終了信号を待ち、
差５に安定度画像更新手段８０４からの終了信号を受け
取ると、背景画像更新手段８０５に起動信号を送り、背
景画像更新手段８０５からの終了信号を待ち、第６に背
景画像更新手段８０５からの終了信号を受け取ると、ア
ドレスレジスタ８１２が記憶するアドレスが画像の末尾
画素を指している場合に処理を終了し、それ以外の場合
にはアドレスレジスタ８１２の内容を更新し、第２の代
表値生成手段８０２に起動信号を送り、代表値生成手段
８０２からの終了信号を待つ。すなわち、未処理の画素
が残っていなければ全処理を終了し、残っていれば次に
操作する画素を指示するようにアドレスレジスタを更新
し、処理を繰り返す。

【０１２１】代表値生成手段８０２は、制御手段８１１
から起動信号を受け取ると、アドレスレジスタ８１２を
参照して注目画素のアドレスを取得し、アドレスレジス
タ８１２に記憶されているアドレスで示される画素につ
いて入力画像群の輝度値の平均を該画素における代表値
ｌとし、代表値記憶手段８０９に渡す。以上の処理が終
了した後、制御手段８１１に終了信号を送る。

【０１２２】入力・背景一致判定手段８０３は、制御手
段８１１から起動信号を受け取ると、アドレスレジスタ
８１２に記憶されているアドレスで示される画素（ｉ，
ｊ）について入力画像記憶手段８０１に記憶されている
入力画像群と、背景画像記憶手段８０６に記憶されてい
る背景画像を比較し、それらが一致しているかどうかを
閾値処理により判定する。すなわちアドレスレジスタ８
１２が示す参照画素について数２８に示す入力・背景間
差分値（背景差分）を求め、輝度値の一致判定の為に用
意した閾値Ｔ_b と比較し、ｂ₁ ＜Ｔ_b 、ｂ₂ ＜Ｔ_b 、
…、ｂ_N ＜Ｔ_b の条件式の内、真となるものの数ｎを求
め、入力・背景一致判定結果として、入力・背景一致判
定結果記憶手段８０７に渡し、制御手段８１１に終了信
号を送る。ｎが大きい時は、すなわち入力画像と背景画
像との一致度が高くなる時である。

【数２８】ｂ_p ＝｜Ｉ_(t-(N-p)r)（ｉ，ｊ）−Ｂ_(t-r)
（ｉ，ｊ）｜（０＜ｐ＜Ｎ＋１） 安定度画像更新手段８０４は、制御手段８１１から起動
信号を受け取ると、アドレスレジスタ８１２に記憶され
ているアドレスで示される画素（ｉ，ｊ）について代表
値記憶手段８０９に記憶している代表値と入力・背景一
致判定結果記憶手段８０７に記憶している入力・背景一
致判定結果を参照し、以下に示す方法で安定度画像記憶
手段８１０に記憶している安定度画像を更新し、制御手
段８０８に終了信号を送る。安定度画像は、参照画素
（ｉ，ｊ）においてｍとｎの値に応じて以下の判断基準
で更新する。 １．入力画像と背景画像の一致度が高い場合に、安定度
を増加させる。 ２．入力画像と背景画像の一致度が低い場合に、安定度
を減少させる。

【０１２３】すなわちｎとＳ_t-r を元にＳ_t （ｉ，ｊ）
を数２９より算出する。

【数２９】Ｓ_t （ｉ，ｊ）＝Ｓ_t-r （ｉ，ｊ）＋α_n ただし、α_n は下記条件をみたす所定の正、又は、負の
数である。

【０１２４】α₀ ≦α₁ ≦α₂ ≦…≦α_N ただし、初期値Ｓ₀ （ｉ，ｊ）は、早く背景画像を更新
したい場合は小さい値を、安定していると考えられる背
景画像を初期設定する場合は大きい値を設定すればよ
い。

【０１２５】背景画像更新手段８０５は、制御手段８１
１から起動信号を受け取ると、アドレスレジスタ８１２
に記憶されているアドレスで示される画素（ｉ，ｊ）に
ついて代表値記憶手段８０９に記憶している代表値ｌと
安定度画像記憶手段８１０に記憶している安定度画像Ｓ
_t （ｉ，ｊ）を参照して、各画素において以下に示す方
法で背景画像を更新し、制御手段８１１に終了信号を送
る。 １．安定度が大きい時、背景画像を更新しない。 ２．安定度が小さい時、背景画像を入力画像の値に近付
くように安定度の値に従って更新する。

【０１２６】すなわちｌとＳ_t （ｉ，ｊ）とＢ
_t-r （ｉ，ｊ）を元にＢ_t （ｉ，ｊ）を数３０より算出
する。

【数３０】Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）＋γ
_St(i,j) （ｌ＞Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） Ｂ_t （ｉ，ｊ）＝Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）−γ_St(i,j) （ｌ≦
Ｂ_t-r （ｉ，ｊ）） ただし、γ_St(i,j) は下記条件をみたす所定の数であ
る。

【０１２７】γ₀ ≧γ₁ ≧γ₂ ≧…≧γ_G ただし、ＧはＳ_t （ｉ，ｊ）がとりうる最大値であり、
初期値Ｂ₀ （ｉ，ｊ）は、予め背景が予測される場合は
その値とすればよい。

【０１２８】つまり、入力画像の参照輝度値の安定度が
大きい場合は、既に背景が得られていると判断し操作を
行わない。また、参照画像において、入力画像と背景画
像との一致度が低い場合、新しい背景の可能性があるが
移動物体の同色領域に相当している可能性もあるため、
過去のフレームにおいて背景画像と入力画像との一致度
が高い状態が連続していた（安定度が大きい）場合、そ
の後の輝度値の推移を調べてから背景画像の更新を判断
する。このことにより背景画像は移動物体領域の影響を
受けにくくなる。

【０１２９】

【発明の効果】本発明の背景画像生成方法では、過去の
入力画像において背景の変動を判定した結果を蓄積し、
現在の背景画像の定常性を安定画像として保持している
ので、一旦背景画像が安定して得られれば、移動領域の
中の同色領域の影響を背景画像がうけにくくなる。ま
た、従来の方法では背景領域に属すると判定されるよう
なノイズが載った場合も、該ノイズの影響は安定度画像
の中に留まり、背景画像は該ノイズの影響が受けにくく
なる。

【０１３０】また、入力画像中の背景が現れている領域
が変動した場合、入力画像は該領域で背景画像と異なる
輝度値で安定するので入力画像と背景画像との一致度が
低下し、安定度画像を参照する本発明の方法によれば背
景領域の変動に速やかに対応して背景画像を更新する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の背景画像生成方法の一実施例を示
す流れ図である。

【図２】第２の発明の背景画像生成方法の一実施例を示
す流れ図である。

【図３】第３の発明の背景画像生成方法の一実施例を示
す流れ図である。

【図４】第４の発明の背景画像生成方法の一実施例を示
す流れ図である。

【図５】第５の発明の背景画像生成装置の一実施例を示
す構成図である。

【図６】第６の発明の背景画像生成装置の一実施例を示
す構成図である。

【図７】第７の発明の背景画像生成装置の一実施例を示
す構成図である。

【図８】第８の発明の背景画像生成装置の一実施例を示
す構成図である。

【図９】第１の発明の背景画像生成装置の一実施例の説
明図である。

【符号の説明】

１０１−ｋ 時刻ｔ−（ｋ−１）ｒにおける入力画像 １０２ 時間変動判定処理 １０３ 入力・背景一致判定処理 １０４ 安定度画像更新処理 １０５ 背景画像更新処理 １０６ 背景画像 １０７ 入力・背景一致判定結果画像 １０８ 時間変動判定結果画像 １０９ 代表値画像 １１０ 安定度画像 ２０１−ｋ 時刻ｔ−（ｋ−１）ｒにおける入力画像 ２０２ 代表値画像生成処理 ２０３ 入力・背景一致判定処理 ２０４ 安定度画像更新処理 ２０５ 背景画像更新処理 ２０６ 背景画像 ２０７ 入力・背景一致判定結果画像 ２０９ 代表値画像 ２１０ 安定度画像 ３０１−ｋ 時刻ｔ−（ｋ−１）ｒにおける入力画像 ３０２ 時間変動判定処理 ３０３ 入力・背景一致判定処理 ３０４ 安定度画像更新処理 ３０５ 背景画像更新処理 ３０６ 背景画像 ３０７ 入力・背景一致判定結果 ３０８ 時間変動判定結果 ３０９ 代表値 ３１０ 安定度画像 ３１１ アドレス ３１２ 初期化処理 ３１３ 終了判定処理 ４０１−ｋ 時刻ｔ−（ｋ−１）ｒにおける入力画像 ４０２ 代表値生成処理 ４０３ 入力・背景一致判定処理 ４０４ 安定度画像更新処理 ４０５ 背景画像更新処理 ４０６ 背景画像 ４０７ 入力・背景一致判定結果 ４０９ 代表値 ４１０ 安定度画像 ４１１ アドレス ４１２ 初期化処理 ４１３ 終了判定処理 ５０１ 入力画像記憶手段 ５０２ 時間変動判定手段 ５０３ 入力・背景一致判定手段 ５０４ 安定度画像更新手段 ５０５ 背景画像更新手段 ５０６ 背景画像記憶手段 ５０７ 入力・背景一致判定結果画像記憶手段 ５０８ 時間変動判定結果画像記憶手段 ５０９ 代表値画像記憶手段 ５１０ 安定度画像記憶手段 ５１１ 制御手段 ６０１ 入力画像記憶手段 ６０２ 代表値画像生成手段 ６０３ 入力・背景一致判定手段 ６０４ 安定度画像更新手段 ６０５ 背景画像更新手段 ６０６ 背景画像記憶手段 ６０７ 入力・背景一致判定結果画像記憶手段 ６０９ 代表値画像記憶手段 ６１０ 安定度画像記憶手段 ６１１ 制御手段 ７０１ 入力画像記憶手段 ７０２ 時間変動判定手段 ７０３ 入力・背景一致判定手段 ７０４ 安定度画像更新手段 ７０５ 背景画像更新手段 ７０６ 背景画像記憶手段 ７０７ 入力・背景一致判定結果画像記憶手段 ７０８ 時間変動判定結果画像記憶手段 ７０９ 代表値画像記憶手段 ７１０ 安定度画像記憶手段 ７１１ 制御手段 ７１２ アドレスレジスタ ８０１ 入力画像記憶手段 ８０２ 代表値画像生成手段 ８０３ 入力・背景一致判定手段 ８０４ 安定度画像更新手段 ８０５ 背景画像更新手段 ８０６ 背景画像記憶手段 ８０７ 入力・背景一致判定結果記憶手段 ８０９ 代表値画像記憶手段 ８１０ 安定度画像記憶手段 ８１１ 制御手段 ８１２ アドレスレジスタ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力された動画像に対して、背景画像と、
   前記動画像を構成する画素の輝度値が前記背景画像にお
   ける対応する画素の輝度値と同一と判断される頻度を各
   画素の輝度値とする安定度画像とを保持し、過去のＮ枚
   の入力画像における輝度値の時間変動の大きさを各画素
   毎に判定して時間変動判定結果画像を生成し、各画素に
   おいて前記入力画像群の輝度値を代表する値を対応する
   輝度値とする代表値画像を生成し、前記背景画像と前記
   入力画像群を参照して対応する画素における入力画像と
   背景画像の一致の度合を判定して入力・背景一致判定結
   果画像を生成し、前記入力・背景一致判定結果画像と前
   記時間変動判定結果画像と、前記安定度画像を参照して
   前記安定度画像を更新し、前記安定度画像と前記背景画
   像と前記代表値画像と前記時間変動判定結果画像を参照
   して背景画像を更新することを特徴とする背景画像生成
   方法。
2. 【請求項２】入力された動画像に対して、背景画像と、
   前記動画像を構成する画素の輝度値が前記背景画像にお
   ける対応する画素の輝度値と同一と判断される頻度を各
   画素の輝度値とする安定度画像とを保持し、前記背景画
   像と過去のＮ枚の入力画像との対応する画素における一
   致の度合を判定して入力・背景一致判定結果画像を生成
   し、各画素において前記Ｎ枚の入力画像の各輝度値を代
   表する値である代表値を求め、各画素における代表値を
   対応する輝度値とする代表値画像を生成し、前記入力・
   背景一致判定結果画像と前記安定度画像を参照して前記
   安定度画像を更新し、前記安定度画像と前記背景画像と
   前記代表値画像を参照して背景画像を更新することを特
   徴とする背景画像生成方法。
3. 【請求項３】入力された動画像に対して、背景画像と、
   前記動画像を構成する画素の輝度値が前記背景画像にお
   ける対応する画素の輝度値と同一と判断される頻度を各
   画素の輝度値とする安定度画像とを保持し、各画像内の
   参照する画素を指定するアドレスの初期値を与え、過去
   のＮ枚の入力画像における前記アドレスに対応する輝度
   値の時間変動の大きさを判定し、時間変動判定結果を生
   成する時間変動判定処理を行い、前記アドレスに対応す
   る画素において前記入力画像群の輝度値を代表する値で
   ある代表値を算出し、前記背景画像と前記Ｎ枚の入力画
   像との前記アドレスに対応する輝度値の一致の度合を判
   定して入力・背景一致判定結果を生成し、前記入力・背
   景一致判定結果と前記時間変動判定結果と前記安定度画
   像の前記アドレスに対応する輝度値に応じて前記安定度
   画像を更新し、前記安定度画像と前記背景画像の前記ア
   ドレスに対応する輝度値と前記代表値と前記時間変動判
   定結果を参照して前記背景画像を更新し、第一に前記背
   景画像の画素の更新を終了している場合に処理を終了
   し、第二に前記アドレスを更新して前記時間変動判定処
   理以降の処理を繰り返し行うことを特徴とする背景画像
   生成方法。
4. 【請求項４】入力された動画像に対して、背景画像と、
   前記動画像を構成する画素の輝度値が前記背景画像にお
   ける対応する画素の輝度値と同一と判断される頻度を各
   画素の輝度値とする安定度画像とを保持し、各画像内の
   参照する画素を指定するアドレスの初期値を与え、前記
   背景画像と過去のＮ枚の入力画像との前記アドレスに対
   応する輝度値の一致の度合を判定して入力・背景一致判
   定結果を生成する入力・背景一致判定処理を行い、前記
   アドレスに対応する画素において前記Ｎ枚の入力画像の
   各輝度値を代表する値である代表値を求め、前記入力・
   背景一致判定結果と前記安定度画像の前記アドレスに対
   応する輝度値に応じて前記安定度画像を更新し、前記安
   定度画像と前記背景画像の前記アドレスに対応する輝度
   値と前記代表値を参照して前記背景画像を更新し、第一
   に前記背景画像の画素の更新を終了している場合に処理
   を終了し、第二に前記アドレスを更新して前記入力・背
   景一致判定処理以降の処理を繰り返し行うことを特徴と
   する背景画像生成方法。
5. 【請求項５】入力された動画像のうち過去のＮ枚の入力
   画像を記憶する入力画像記憶手段と、第１に前記Ｎ枚の
   入力画像における輝度値の時間変動の大きさを各画素毎
   に判定して時間変動判定結果画像を生成し、第２に各画
   素において前記入力画像の輝度値を代表する値を対応す
   る輝度値とする代表値画像を生成する時間変動判定手段
   と、前記入力画像群と背景画像の対応する輝度値の一致
   の度合を判定し入力・背景一致判定結果画像を生成する
   入力・背景一致判定手段と、前記時間変動判定結果画像
   と前記入力・背景一致判定結果画像と安定度画像を参照
   して前記安定度画像を更新する安定度画像更新手段と、
   前記安定度画像と前記背景画像と前記代表値画像と前記
   時間変動判定結果画像を参照して前記背景画像を更新す
   る背景画像更新手段を備えることを特徴とする背景画像
   生成装置。
6. 【請求項６】入力された動画像のうち過去のＮ枚の入力
   画像を記憶する入力画像記憶手段と、前記Ｎ枚の入力画
   像と背景画像との対応する輝度値の一致の度合を判定し
   入力・背景一致判定結果画像を生成する入力・背景一致
   判定手段と、各画素において、前記入力画像群の各輝度
   値を代表する値である代表値を求め、各画素における代
   表値を対応する輝度値とする代表値画像を生成する代表
   値生成手段と、前記入力・背景一致判定結果画像と安定
   度画像を参照して前記安定度画像を更新する安定度画像
   更新手段と、前記安定度画像と前記背景画像と前記代表
   値画像を参照して前記背景画像を更新する背景画像更新
   手段を備えることを特徴とする背景画像生成装置。
7. 【請求項７】入力された動画像のうち過去のＮ枚の入力
   画像を記憶する入力画像記憶手段と、第１に前記Ｎ枚の
   入力画像のアドレスに対応する輝度値の時間変動の大き
   さを判定し、時間変動判定結果を生成し、第２に前記Ｎ
   枚の入力画像の各輝度値を代表する値である代表値を算
   出する時間変動判定手段と、前記Ｎ枚の入力画像と背景
   画像との前記アドレスに対応する輝度値の一致の度合い
   を判定し入力・背景一致判定結果を生成する入力・背景
   一致判定手段と、前記時間変動判定結果と前記入力・背
   景一致判定結果と安定度画像の前記アドレスに対応する
   輝度値を参照して前記安定度画像を更新する安定度画像
   更新手段と、前記安定度画像と前記背景画像の前記アド
   レスに対応する輝度値と前記代表値と前記時間変動判定
   結果を参照して前記背景画像を更新する背景画像更新手
   段を備えることを特徴とする背景画像生成装置。
8. 【請求項８】入力された動画像のうち過去のＮ枚の入力
   画像を記憶する入力画像記憶手段と、前記Ｎ枚の入力画
   像と背景画像とのアドレスに対応する輝度値の一致の度
   合を判定し入力・背景一致判定結果を生成する入力・背
   景一致判定手段と、各画素において、前記Ｎ枚の入力画
   像の各輝度値を代表する値である代表値を求める代表値
   生成手段と、前記入力・背景一致判定結果と安定度画像
   の前記アドレスに対応する輝度値を参照して前記安定度
   画像を更新する安定度画像更新手段と、前記安定度画像
   と前記背景画像の前記アドレスに対応する輝度値と前記
   代表値を参照して前記背景画像を更新する背景画像更新
   手段を備えることを特徴とする背景画像生成装置。