JPH01207679A - 背景情報抽出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両や航空機などの移動物体を検出する方法
に関し、特に移動物体以外の背景情報を抽出する背景情
報抽出方法に関するものである。

〔従来の技術〕

テレビカメラ等から得られた映像信号を処理して移動物
体を検出する場合、移動物体でない部分、いわゆる背景
情報を認識することは良好な検出精度を得るために非常
に重要である。そのため従来、特願昭５５−１８４５９
１ｒ車両存在位置方式」が提案されている。この方式は
２次元状に標本化された画像内の走査線方向の近隣画素
値の差をとり、その差の大小により画像を「１」と「０
」に２値化する。

そして、被計測領域内の同一走査線方向の「１」の数を
走査線の特徴値とし、この特徴値を利用して走行中の車
両の存在を検出するものである。この場合、背景値の抽
出としては予め予想される背景値の最大値をしきい値Ａ
として設定する。そして、このしきい値Ａより小さい走
査線上の特徴値を得たときに背景値として認識している
。

また、前述した走査線の特徴値を自動設定する方法ハ、
ｙ、子通信学会論文誌Ｖｏｌ、　Ｊ６８−Ｄ　Ｎｏ、３
゜１９８５年３月、「画像処理手法を用いた交通流計測
システム」において提案されている。この方法は一定周
期内に同一走査線の走査線特徴値として発生した値のう
ち、車両が存在したと判定された場合を除いて最大値Ｘ
と最小値ｙを求める。その後、景背値はＸ＋α、ｙ−α
（α、βは定数）にはさまれた値であると認識して順次
計測していくものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述した「車両存在位置検出方式」は背
景情報のしきい値Ａを予め設定しているため、時々刻々
と天候条件等により背景情報が変化すると正確な位置検
出が不可能であった。また、しきい値Ａの操作によって
は車両の存在する場合に生じる走査線の特徴値をも背景
情報と誤って処理してしまう恐れがあった。

また、「画像処理手法を用いた交通流計測システム」は
背景値をＸ＋α、ｙ＋βにはさまれた値として順次計測
していくものであるため、ｎ周期目の背景値はｘ　−）
−ｎα、　ｙ　−ｎβとなってしまう。

すなわち、順次計測を続けると背景値の上限（Ｘ＋ｎα
）は徐々に増加し、下限（ｙ−ｎβ）はＯに近づく結果
となり正常な計測が不可能であった。

このように、走査線を処理する方法で背景情報にあたる
特徴値を効果的に抽出し、かつそれを自動的に行なう方
法は前例をみていない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の背景情報抽出方法は、２次元状に標本化された
画像内における走査線方向の近隣画素値の差をとり、そ
の値の大小により画像情報を「１」と「Ｏ」に２値化し
、画像内の同一走査線上の「１」の数をＩ￥ｆｇｉ値と
して処理する方法において、周期的に一定時間毎に一定
数の画像を発生する信号を処理する場合、予め定められ
た時間内に最も多く発生した走査線上の「１」の数を画
像内の背景情報として抽出する。

また、背景以外の物体が存在していたときを除いて予め
定められた時間内に最も多く発生した走査線上の「１」
の数を画像内の背景情報として抽出する。

また、設定された走査線の間に背景以外の物体が存在し
ていたときを除いて予め定められた時間内に最も多く発
生した走査線上の「１」の数を画像内の背景情報として
抽出する。

〔作用〕

画像内における走査線方向の近隣画素値の差を算出し、
その値の大小により画像情報を「１」と「０」に２値化
すると共に、予め定められた時間内に最も多く発生した
走査線上の「１」を面内の背景情報として抽出する。

また、既に抽出した背景情報と走査線上の「１」の数と
を比較し、背景以外の物体が存在していたときを除いて
背景情報を抽出する。

また、画面上における走査線間の範囲を設定し、この範
囲内に背景以外の物体が存在するか否かを認識した後、
背景情報を抽出する。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る第１の実施例を示すブロック図で
ある。図において、１０はテレビカメラの映像信号を入
力する入力部、１１はシフトレジスタ、１２は入力部１
０とシフトレジスタ１１の信号を減算して絶対値を算出
する差分算出部、１３社差分算出部１２の算出結果と予
め定められたしきい値とを比較するしきい値比較部、１
４はしきい値比較部１３の結果より走査線上の特徴値を
更新する特徴値更新部、１５は計測領域を記憶している
領域記憶部、１９は特徴値の更新部１４により特徴値記
憶部２０を操作する記憶命令部、２０は各走査線におけ
る走査線特徴値の発生頻度を記憶している特徴値記憶部
、２１は画面の画素番号を測定する画素番号カウント部
、２２は画面の周期を測定する周期カウント部、２３は
画面の周期の数を記憶する周期記憶部、２４は特徴値記
憶部２０から背景情報を抽出する背景情報抽出部、２５
は背景情報抽出部の抽出結果を記憶する背景情報記憶部
である。

次に動作について説明する。一般に２次元状にｉ行ｊ列
の配列に仮定できる映像信号ａｉ、ｊは量子化された後
、入力部１０に入力される。入力部１０は各画素に対応
する値を逐次受は取シ、シフトレジスタ１１と差分算出
部１２へそれぞれ入力する。差分算出部１２はシフトレ
ジスタ１１と入力部１０から映像信号を受は取り、その
差の絶対値を算出する。シフトレジスタ１１における入
力から出力までの遅延時間は同一走査線上で比較する画
素の間隔を意味しておシ、遅延時間がｋならばシフトレ
ジスタの出力はａｌＪ−にとなる。従って、差分算出部
１２はｆａｔ　ｊ−に−ａｉ　ｊ　ｌをしきい値比較部
１３へ出力することになる。しきい値比較部１３は予め
定められたしきい値ＴＨと差分算出部１２の結果を比較
し、Ｉａｔ　ｊ　−に−ａｓ　ｊ１≧ＴＨならばｒｌＪ
　ｒ　Ｉａｔ、３−ｋ　　”Ｉ、Ｊ　ｌ≦ＴＨならば「
０」を画素の特徴値Ｐｉｊ−にとして特徴値更新部１４
へ送る。特徴値更新部１４は計測領域内の「１」の和を
カウントするところで、計測領域を記憶している領域記
憶部１５からｉ行の領域の左右値（３１ｙＪｔ）を読み
出し、ｊ、≦３−ｋ＜Ｊ、であれば前述の特徴値Ｐｌｊ
−ｋを加算し、Ｖ１＋Ｐｔｊ−にとして走査線特徴値ｖ
１を更新する。特徴値更新部１４は処理を完了すると記
憶命令部１９に走査線特徴値Ｖｌを出力する。記憶命令
部１９は前述のようにｉ行の領域の左右値（３１＋Ｊｔ
　）を読み出しＪ　−ｋ　＝　Ｊ　ｔであれば、各走査
線の走査線特徴値Ｖｉの発生頻度を記憶している特徴値
記憶部２０の該当するエリアの値を１インクリメントす
る。

特徴値記憶部２０は２次元状のメモリで、ｉ行の走査線
における走査線特徴値ｖｉの発生頻度をｉ行Ｖｉ列の要
素として記憶している。記憶命令部１９の処理が終了す
ると画素番号カウント部２１に制御が移される。なお、
前述の説明でｊ−に＝ｊ、でなければ記憶命令部１９を
通過して画素番号カウント部２１に制御が移る。画素番
号カウント部２１は画面の画素番号を測定しておシ、ｊ
列の値が画面の右端にあたる画素番号になったときｉ行
の走査線番号を１インクリメントし、ｊ列の値を画面左
端の値１に合せる。そして、ｉ行とｊ列の値が画面の右
下端にあたる画素番号になった場合、制御を周期カウン
ト部２２へ移す。また、画面右下端にあたる画素番号に
達しなかった場合は制御を入力部１０へ戻し前述した処
理を繰返す。

周期カウント部２２は画面の周期を測定しており、制御
が移されると１カウントを増加する。また、予め背景を
抽出するための周期を画面の数で記憶している周期数記
憶部２３の値と、周期カウント部２２で測定された値と
を比較する。そして、その値が一致すれば周期カウント
部２２の内容をＯにリセットして制御を背景情報抽出部
２４へ移し、一致しなければ制御を入力部１０に戻す。

背景情報抽出部２４は背景情報を抽出するため特徴値記
憶部２０の各行の走査線特徴値のうち最大値を各走査線
の背景情報として抽出し、背景情報記憶部２５へ出力す
る。そして、ｉ行ｊ列の値をＯにリセットして制御を入
力部１０に戻す。背景情報記憶部２５は１次元状の配列
で背景情報を記憶することができる。

第２図は本発明に係る第２の実施例を示すブロック図で
ある。図において第１図と同一部分については同一符号
を付する。１６は領域判定部である０ この実施例において入力部１０から特徴値更新部１４に
至るまでの動作は第１の実施例と同一である。さて、領
域判定部１６は特徴値更新部１４から走査ａ％徴値ｖｉ
を受は取ると、領域記憶部１５かも１行の領域の左右値
（ｊｚ−Ｊｔ）を読み出し、ｊ−に＝ｊｔであれば記憶
命令部１９へ制御を移す。また、この条件を満足しない
ときは画素番号カウント部２１に制御を移すことＫなる
。記憶命令部１９は背景情報を記憶している背景情報記
憶部２５の内容十ｈｏ１を参照すると共に、予め設定さ
れている値α、βを利用し＋１ｌｅｌ−αりｖＩ≦＋）
ｌｏｌ＋βであれば制御を画素番号カウント部２１へ移
す。また、この条件が満足しないときは特徴値更新部１
４で求められた走査線特徴値の発生頻度を記憶している
特徴値記憶部２０の該当するエリアの値を１インクリメ
ントする０以降の動作は第１の実施例と同一である。従
って、第２の実施例では、領域判定部１６で計測領域を
限定し、記憶命令部で既に記憶されている背景情報記憶
部２５のデータと対比させることにより背景以外の物体
が存在することを認識し、最も多く発生した走査線特徴
値の数を画像内の背景情報として抽出することができる
。

第３図は本発明に係る第３の実施例を示すブロック図で
ある。図において第１図及び第２図と同一部分について
は同一符号を付する。１７は背景有効性判定部、１８は
フラグ記憶部である。

この実施例において入力部１０から領域判定部１６に至
るまでの動作は第２の実施例と同一である。さて、背景
有効性判定部１７は領域判定部１６から制御を受は取る
と、背景情報記憶部２５の内容＋ｆｉｏｌを参照すると
共に、予め設定されている値α、βを利用し、＋ｈｏＩ
−α≦Ｖｉ≦＋ｈ６１＋βであれば、同−画像内の各走
査線の走査線特徴値を記憶しているフラグ記憶部１８に
おける該当走査線ｉ行の値を走査線特徴値ｖｔとして書
込む。また、この条件を満足しないときは％％なるフラ
グを書き込み記憶命令部１９へ制御を移す。記憶命令部
１９は、第４図に示す走査線特徴値の配列図のように、
走査線ｉ行の走査線特徴値Ｖｉを得た時点で走査線ｉ　
−ｎ　−ｍから走査線ｉまでの特徴値が背景として有効
であるか否かをフラグ記憶部１８の値により判断する。

すなわち、フラグ記憶部１８に簑簑フラグが書き込まれ
ていれば走査線ｉ　−ｎ−ｍから走査線ｉまでに背景と
異なるものが存在したと判断し、走査線ｉ　−ｎの走査
線特徴値Ｖｉ−０を背景情報とは認めず特徴値記憶部２
０の値を操作しない。一方、フラグ記憶部１８に舛袴フ
ラグが書き込まれていなければ、走査線ｉ　−ｎ　−ｍ
から走査線ｉまでが背景であることを判断し、走査線ｉ
　−ｎの走査線特徴値Ｖ、−アを背景情報として特徴値
記憶部２０のｉ　−ｎ行Ｖ、−０列の値を１インクリメ
ントする。なお、ｍ　、　ｎは走査線数を示す。記憶部
１９１１前述の動作を完了すると画素番号カウント部２
１へ制御を移す。以降の動作は第１の実施例と同一であ
る。従って、第３の実施例は、記憶命令部１９により走
査線間の範囲を設定し、この範囲内に背景以外の物体が
存在するか否かを認識した後、最も多く発生した走査線
特徴値の数を画像内の背景情報として抽出することがで
きる。

〔本発明の効果〕

以上説明したように、本発明の背景情報抽出方法によれ
ば、２次元状に標本化された画像内における走査線方向
の近隣画素値の差をとり、その値の大小によυ画像情報
を「１」とｒＯＪＫ２値化し、予め定められた時間内に
最も多く発生した走査線上の「１」の数を画像内の背景
情報として抽出することにより、背景が時々刻々と天侯
争件等により変化してもその条件等を具備した背景情報
を抽出することができる。これにより、従来の車両、航
空機等の移動物体を検出する場合、測定精度を向上させ
ることができる。

また、自動的に背景情報を抽出することができるため、
処理の高速化が図れる。

さらに、同−画像情報内に背景以外の物体が存在してい
ても、その物体だけを除いて背景情報を抽出することが
できるため、移動物体等と背１゛情報とが混同すること
がなくなるなどの顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１の実施例を示すブロック図、
第２図は第２の実施例を示すブロック図、第３図は第３
の実施例を示すブロック図、第４図は走査線特徴値の配
列図である。 １０・・・・入力部、１１・・・・シフトレジスタ、１
２・・・・差分算出部、１３・・・・しきい値比較部、
１４・・・・特徴値更新部、１５・・・・領域記憶部、
１６・・・・領域判定部、１７・・・・背景有効性判定
部、１８・・・・フラグ記憶部、１９・・・・記憶命令
部、２０拳・・・特徴値記憶部、２１・・・・画素番号
カウント部、２２・・・・周期カウント部、２３・・Ｑ
・周期数記憶部、２４・・・・背景情報抽出部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２次元状に標本化された画像内における走査線方
   向の近隣画素値の差をとり、その値の大小により画像情
   報を「１」と「０」に２値化し、画像内の同一走査線上
   の「１」の数を特徴値として処理する方法において、周
   期的に一定数の画像を発生する信号を処理する場合、予
   め定められた時間内に最も多く発生した走査線上の「１
   」の数を画像内の背景情報として抽出することを特徴と
   する背景情報抽出方法。
2. （２）２次元状に標本化された画像内における走査線方
   向の近隣画素値の差をとり、その値の大小により画像情
   報を「１」と「０」に２値化し、画像内の同一走査線上
   の「１」の数を特徴値として処理する方法において、周
   期的に一定数の画像を発生する信号を処理する場合、背
   景以外の物体が存在していたときを除いて予め定められ
   た時間内に最も多く発生した走査線上の「１」の数を画
   像内の背景情報として抽出することを特徴とする背景情
   報抽出方法。
3. （３）２次元状に標本化された画像内における走査線方
   向の近隣画素値の差をとり、その値の大小により画像情
   報を「１」と「０」に２値化し、画像内の同一走査線上
   の「１」の数を特徴値として処理する方法において、周
   期的に一定数の画像を発生する信号を処理する場合、設
   定された走査線の間に背景以外の物体が存在していたと
   きを除いて予め定められた時間内に最も多く発生した走
   査線上の「１」の数を画像内の背景情報として抽出する
   ことを特徴とする背景情報抽出方法。