JPH0236194B2 - Gazooomehyobunrikairo - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は目標を撮像して得られる画像を処理
して多目標を追尾する装置に係り、特に複数個の
目標を分離するために番号付けを行う回路に関す
る。

この種の画像追尾装置において多目標の追尾を
行う方法については既に提案されており、また複
数個の目標を分離する方法として、目標と背景の
境界線を目標の周方向に捜索することによつて目
標を分離する方法についても既に提案されてい
る。しかし、既に提案の目標分離法では、１フイ
ールド（標準TV走査の画像では16.7ｍｓ）以上
の遅延時間が必要であるという欠点があつた。

以下図面により、この発明の回路を詳述する。

第１図は２次元処理領域内の目標に番号付けを
行う概略を説明するための図であり、第１図ａは
２値化画像の例、第１図ｂは番号付けされた画像
の例、第１図ｃは目標検出窓、第１図ｄは領域番
号検出窓、１はラスター走査で得られる２次元画
像の処理領域、２は処理領域１の内に２個の目標
が存在する時を仮定した場合の第１の２値化目
標、３は第２の２値化目標、４は第１の２値化目
標に番号１を番号付けした後の第１の分離目標、
５は第２の２値化目標に番号２を番号付けした後
の第２の分離目標である。

処理領域１の内に存在する複数個の目標（クラ
ツタ等も含めた意味）に番号付けを行い、連結し
ない目標に異なる番号付けを行うことで複数個の
目標を分離するわけであるが、ここでは、説明の
便宣上２個の目標が存在する場合について、番号
付けの方法を説明する。

処理領域１内のデータはラスター走査により左
上から右下へと順次入力されて来る２値化ビデオ
信号である。

この２値化ビデオ信号内に存在する第１の２値
化目標２と第２の２値化目標３に番号付けを行つ
て別の固まりとして識別を行う。データがラスタ
ー走査で左上から順次入力されて来ると、最初に
第１の２値化目標２が現われるので、この固まり
に番号１を付けて第１の分離目標４とし、次に２
値化目標２が現われて来るので番号２を付けて第
２の分離目標５とする。

第１図ｃの第１の窓から第５の窓（図中Ａから
Ｅで表示し、以下ＡからＥで表わす。）を第１図
ａの２値化画像にかけて、第１の窓のかかつた画
素の番号付けをコントロールしていく。そして、
第１図ｄの第１の窓から第５の窓（図中ａからｅ
で表示し、以下ａからｅで表わす。）を第１図ｂ
の番号付けされた画像にかけて、第１の窓のかか
つた画素の番号を第２の窓から第５の窓の内から
選択して設定する。

例えばＡのみが１でＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅが０の場合
には、第１図ｄの窓のａの画素の番号としてそれ
までに使用されていない新規の番号を取つてい
く。Ａの画素が１でＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅのうち１を取
るものがある場合には、Ａに連結した画素が在
り、そこには既に番号付けがされていることにな
るので、その画素に対応した第１図ｃの窓のｂ、
ｃ、ｄ、ｅの内に記憶された番号をａの画素の番
号として使用する。第１図ｃの窓は第１図ａの２
値化画像にかけられ、第１図ｄの窓は第１図ｄの
番号付けされた画像に対して同時にかけられる。

このようにして２個の目標は第１の分離目標４
と第２の分離目標５の如く番号付けは終了するわ
けであるが、実際には１個の目標の内でも凹凸が
多い目標では異なつた番号付けが行われることに
なるが、これらを解決する詳細な方法について第
２図を用いて説明する。

第２図は１つの目標に１個の番号付けを行う方
法を説明するための図であり、第２図ａは２値化
画像に目標検出窓をかけた状態を説明するための
図、第２図ｂは番号付けされた画像に領域番号検
出窓をかけた状態を説明するための図、６は領域
番号１を最初に命名する番号１スタート点、７は
領域番号２を最初に命名する番号２スタート点、
８は目標検出窓の内文字Ａで示される画素以前の
水平走査線１ライン分の情報を記憶しておく領域
番号コントロールレジスタの内容、９は領域番号
検出窓の内文字ａで示される画素以前の水平走査
線１ライン分の情報を記憶しておく領域番号ライ
ンレジスタの内容、１０は同一目標に番号１と番
号２が付けられていたことに気付き一方の番号を
他方に置換する必要が出てくる番号書換必要点、
１１は１個の目標に番号付けを完了したことを検
出する領域終了検出点である。

目標検出窓のＡで表わされる点が現時点の画素
で、Ｂは１画素分過去の画素であり、Ｃ、Ｄ及び
ＥはＡの画素の１水平線分過去の画素であり、Ａ
からＥまでの画素は各々の相対位置を固定した関
係で画面の左上から順次右下へ移動していく訳で
あるが、第２図ａではその１水平線期間中左から
右へ移動していく途中を示している。又、領域検
出窓についても、目標検出窓と同様の動きをす
る。目標検出窓と領域検出窓は画面上の相対応す
る画素を同時に移動していく。

領域番号の書込みと書換えをコントロールする
のは、２値化画像の値を見て判断し、目標検出窓
のＡ〜Ｅの５個の窓の値によつてコントロールさ
れる。

領域番号検出窓のｂ〜ｅの５個の窓の値によつ
てａの窓の値を決定していく。

番号付けの論理は下記の(1)〜(5)式で表現され
る。

Ｆ(A)＝０→(a)＝０ ……(1) Ｆ(A)∧(B)∧(C)∧(D)∧(E)＝１→(a)＝ｎ
……(2) Ｆ(A)∧(E)∧（Ｆ(B)∨Ｆ(C)）＝１ →(a)＝(b)又は(c) ……(3) Ｆ(A)∧(B)∧(C)∧（Ｆ(D)∨Ｆ(E)）＝１ →(a)＝(d)又は(e) ……(4) Ｆ(A)∧(D)∧Ｆ(E)∧（Ｆ(B)∨Ｆ(C)）＝１ →(a)＝(b)又は(c) ……(5) (5)式が成立した時 （ｘ）＝(e)→（ｘ）＝(a) ……(6) ここでＦ(A)は目標検出窓Ａにおける領域番号コ
ントロールレジスタの内容８であり０又は１の値
をとる。（Ｆ(B)〜Ｆ(E)も同様である） ｎは領域番号を表わし、正の整数である。

(a)は領域検出窓ａにおける領域番号ラインレ
ジスタの内容９であり０からｎまでの値をとりｎ
＝０は領域の無いことを表わす。

また、（ｘ）は領域番号ラインレジスタの内
容９である。

目標検出窓と領域検出窓（以下窓と呼ぶ）が画
面上の目標の無い所では(1)式で表現されるよう
に、領域番号は０を書き込む。窓が番号１のスタ
ート点６に来た時は、(2)式で表わされるように、
領域番号として１を付ける。次に窓が１画素進ん
だ点ではＦ(A)とＦ(B)の値のみが１でＦ(C)〜Ｆ(E)が
０であるから、(3)式で表わされるように(b)の値
１を(a)に割付ける。窓が番号２のスタート点７
に来るとＦ(A)のみが１でＦ(B)〜Ｆ(E)が０であるか
ら(2)式により番号を(a)に割付けるが、番号１は
既に使用されているので番号２を新規に採用す
る。領域番号を制御するために第２図ａの斜線部
のように、領域番号コントロールレジスタの内容
８の如く、目標の存在する領域では１をその他の
所では０を記憶しておく。同様に領域番号付けさ
れた画像に関しても第２図ｂの斜線部の如く１水
平ライン上の各画素の領域番号を領域番号ライン
レジスタの内容９として記憶しておく。窓が番号
書換必要点１０の点に来ると窓ａ〜ｅの内に領域
番号１と領域番号２が混在して来る。

この場合は、Ｆ(A)＝Ｆ(E)＝Ｆ(B)＝１、Ｆ(C)＝Ｆ
(D)＝０であるから(5)式に従つて(b)＝２の値を
(a)に書き込み、(6)式に従つて(e)の値１と等しい
（ｘ）（領域番号ラインレジスタの内容９）の全
てを(a)の値２で置換える。この後は番号１は未
使用の番号として空き番号レジスタに記憶され、
新規番号付けを行う時には空き番号レジスタの内
容を調べ、空き番号が存在する場合は新規番号に
優先させて使用する。

領域終了検出点１１において、領域が終了した
ことを判断するわけであるが、この方法は、前ラ
インで使用された領域番号にフラグを立ててお
き、今回ラインで使用された領域番号のフラグを
比較することにより判断する。

第２図ｂの場合は前回ラインで使用していた領
域番号は２のみであり、今回ラインで使用した領
域番号は０であるため、領域番号２で番号付けさ
れた領域の番号付けが終了したことになる。

次にこの発明の一実施例について説明する。

第３図において、１２は多値ビデオ信号を受け
取り、２値化した後の２値画像により目標の有無
によつて領域番号付けを制御する領域番号コント
ロール部、１３は窓Ａに目標が存在して周囲に目
標が無く新しい番号付けが必要になつた時に使用
する新領域番号発生部、１４は窓ａの画素の領域
番号を記憶しておく第１のレジスタ、１５は窓ａ
より過去の１水平走査線分の領域番号を記憶して
おくレジスタ列、１６は領域番号の置換え判断用
として使用するための第２のレジスタ、１７は１
つの目標に２種以上の領域番号付けを行つた場合
に１種の番号に置換する必要があるが、その要否
を判断するための書換要否検出部、１８は領域番
号の書換えの必要が生じた場合にレジスタ列１５
の内容の内に書換え必要な領域番号と同一の領域
番号を捜索する領域番号書換検出部、１９は目標
に領域番号付けを完了したことを検出するための
領域終了検出部である。

多値ビデオ信号を受け取つた領域番号コントロ
ール部１２では、スレツシヨルドにより２値化さ
れたビデオ信号は領域番号コントロールレジスタ
の内容８として記憶され、これに目標検出窓Ａ〜
Ｅをかけて、(1)〜(5)式の論理に従つて領域番号付
けをコントロールする。(2)式を満足する画素では
新規番号を付ける必要があるので、領域番号コン
トロール部１２から新領域番号発生部１３へ指令
を出して、新しい領域番号を発生させて、第１の
レジスタ１４に転送し記憶すると共に、第１のレ
ジスタ１４を経由して、レジスタ列１５に記憶す
ると共に、領域終了検出部１９へ送り、領域終了
を検出するためのフラグを立てる。領域番号コン
トロール部１２において、(3)式又は(4)式で表わさ
れるように窓ａの周辺（窓ｂ〜ｅ）に既に番号付
けされた画素が在る場合には、窓ａの画素に番号
付けを行う窓（窓ｂ〜ｅ）を選択する切換え信号
を領域番号ａレジスタ１４へ送る。

第１のレジスタ１４は窓ｂ〜ｅの内容をレジス
タ列１５から受けて必要な１個のデータを選択し
て窓ａの内容として記憶する。

書換要否検出部１７は窓ｅの内容をレジスタ列
１５から第２のレジスタ１６を経由して受け、第
１のレジスタからの窓ａの内容を比較することに
より、領域番号の書換の必要性を判断する。

領域番号書換検出部１８は書換要否検出部から
書換要否の指令とデータを受けて、レジスタ列に
記憶されている全画素を観て、書換えの必要な画
素の内容を置換える。領域番号書換検出部１８は
レジスタ列１５に記憶された領域番号の内容を１
画素相当ずつ高速で呼び出し、窓ｅの領域番号と
等しいものを捜し窓ａの領域番号で置換えて行
く。置換えに要求される時間は１ライン分全てを
画面上の１画素に当たる時間である。

領域番号の置換えにより未使用になつた領域番
号のデータを、書換要否検出部１７から新領域番
号発生部１３へ送り、その領域番号を再使用可能
にする。同時に、未使用領域番号のデータを領域
終了検出部１９へ送り、領域番号フラグの変更を
行う。領域終了検出部１９では水平線の終りの時
間、つまり画面の右端に来ると、現在のラインで
使用された領域番号のフラグと前ラインで使用さ
れた領域番号のフラグを比較して、未使用になつ
ている領域番号が存在するかどうかを検出する。
未使用になつた領域番号の目標が番号付けを完了
したことを領域終了検出点１１で判り、外部へそ
の情報を送る。

以上で領域分割のための領域の番号付けについ
て説明したが、これを多目標追尾装置等に組み込
む場合は、領域の番号付けの情報を各領域毎の特
徴パラメータ（面積、最大ビデオレベル、最大ビ
デオレベルの座標、重心座標、縦横長さ等）の算
出部へ送ると同時に、番号の置換えが生じた場合
には、特徴パラメータの算出部においても、領域
番号毎のデータを置換えるように制御する。

そして、領域終了が検出されると、その終了し
た番号が付けられていた目標の特徴パラメータが
最終的な値になり、追尾目標の選択や追尾点の情
報として使用される。

次に、実際にこの回路をハードウエア化した一
例の数値を明記する。入力画像一画面に番号けを
する時の周期は16.7ｍｓ、番号付けの遅延時間は
63.5μsであり、処理画面の分割は垂直127、水平
31であり、検出可能目標数は、一画面当り最大
945個（但し、番号付け以後の回路の制限により
128個）であり、１水平ライン上での最大目標数
は15である。

以上のようにこの発明の画像多目標分離回路を
使用すれば、複数個の目標でも同時に追尾可能な
火器管制装置やミサイル誘導装置が実現可能とな
り、又、複数個の形状を実時間で測定したり理解
する装置への応用が考えられ、その効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は２次元処理領域内の目標に番号付けを
行う概略を説明するための図、第２図は１つの目
標に１個の番号付けを行う方法を説明するための
図、第３図はこの発明の一実施例を説明するため
の図であり、１は処理領域、２は第１の２値化目
標、３は第２の２値化目標、４は第１の分離目
標、５は第２の分離目標、６は番号１のスタート
点、７は番号２のスタート点、８は領域番号コン
トロールレジスタの内容、９は領域番号ラインレ
ジスタの内容、１０は番号書換必要点、１１は領
域終了検出点、１２は領域番号コントロール部、
１３は新領域番号発生部、１４は第１のレジス
タ、１５はレジスタ列、１６は第２のレジスタ、
１７は書換要否検出部、１８は領域番号書換検出
部、１９は領域終了検出部である。なお図中、同
一あるいは相当部分には同一符号を付して示して
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 撮像機、ビデオ再生装置等から得られるラス
   ター走査のビデオ信号を２値化して領域番号をコ
   ントロールするためにレジスタに記憶し、第１の
   窓を中心にして左側に第２の窓を、斜め左上に第
   ３の窓を、真上に第４の窓を、斜め右上に第５の
   窓の位置関係に配置された第１の窓から第５の窓
   を使用して目標を抽出するために、番号付けをコ
   ントロールする領域番号コントロール部、上記領
   域番号コントロール部からの指令により、第１の
   窓に書き込む領域番号の内容を選択し記憶する第
   １のレジスタと、前記第１のレジスタからの領域
   番号を１水平走査線の間記憶するレジスタ列と、
   前記レジスタ列からの第５の窓の領域番号の内容
   を記憶する第２のレジスタと、上記第１のレジス
   タと第２のレジスタからの領域番号の内容を比較
   して領域番号の書換えの要否を判断する書換要否
   検出部と、前記書換要否検出部からの指令を受け
   て、上記レジスタ列の内容を第５の窓の値と等し
   い画素を全て置換える領域番号書換検出部と、目
   標の番号付けの終了したことを検出する領域終了
   検出部から成り、画面内の複数個の目標を番号付
   けすることにより互に分離することを実時間で行
   うようにしたことを特徴とする画像多目標分離回
   路。