JPH0344589A - 画像多目標分離装置 - 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〕 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して
番号付けを行う方法およびその装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特開昭５９−１３５３７９号公報に示さ
れた従来の画像多目標分離方法であり、第５図（ａ）は
２値化画像の例、第５図（ｂ）は番号付けされた画像の
例、第５図（Ｃ）は目標検出窓、第５図（ｄ）は領域番
号検出窓、（１）はラスクー走査で得られる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ｌ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（クラッタ
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、説明の便宜上２個の目標が存在
する場合について１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
ら右下へと順次人力されて来る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）に番号付けを行っ°て別
の固まりとして識別を行う。データがラスクー走査で左
上から順次人力されて来ると、最初に第１の２値化目ｖ
Ａ（２）が現れるので、この固まりに番号ｌを付けて第
１の分離目標（４）とし１次に２値化目標（２）が現れ
て来るので番号２を付けて第２の分離目標（５）とする
。

第５図（Ｃ）の第１の窓から第５の窓（図中へからＥで
表示し、以下へからＥで表す。）を第５図（ａ）の２値
化画像にかけて、第５の窓のかかった画素の番号付けを
コントロールしていく。そして、第５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
で表す。）を第５図（ｂ）の番号付けされた画像にかけ
て、第１の窓のかかった画素の番号を第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Ｏの場合に
は、第５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っていく。

への画素が１でＢ、Ｃ，Ｄ、Ｅ　のうちｌ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５図（Ｃ）の窓のす、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５図（Ｃ）の窓は第５図（ａ）の２値化画像にかけ
られ、第５図（ｄ）の窓は第５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）の如く番ぢ付けは終了するわけであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の画像多目標分離方法は１以上のように窓が５個よ
り構成されているので、目標の形状によっては分離する
ことが出来ず同一の番号付けになるものがあった。これ
を図により説明する。

第４図は従来の窓による番号付けの問題点を説明する図
であり、第４図（ａ）は従来発明による番号付けによる
結果を示す図であり、第４１Ｍ（ｂ）はこの発明で行い
たい番号付けの結果を示す図である。

目標が第４図のように斜め方向に一点で接する目標を同
一物として番号付けするか、他の物とじて別の番号付け
を行うようにするかに関するが、用途においては、どち
らの方法も意味はあるが、従来の方法では、第４図（ａ
）のように同一番号としてしか番号付けを行うことがで
きず、第４図（ｂ）のように別の目標としての番号付け
が困難であった。

この発明は、上記の課題を解消するためになされたもの
で、斜め方向に一点で接する目標を他の目標としての番
号付けを可能にするとともに、実現する論理及びハード
ウェア等を簡略化できる方法とその装置を得ることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る画像多目標分離方法およびその装置は、
ラスター走査のビデオ信号を２値化して領域番号付けと
番号付けされた番号の書換えを。

第１の窓を中心にして左側に第２の窓を、真上に第３の
窓を配置した。第１の窓から第３の窓を使用して、斜め
方向に一点で接する目標に別の番号付けを行えるように
したものである。

〔作用〕

この発明における第１の窓から第３の窓の配置により、
第１の窓の左斜め上及び右斜め上の窓を廃止することに
より、斜め方向に接する目標に別の番号付けが可能にな
ると共に、窓の数が従来の５個から３個になるために、
この発明の方法を実現する回路が簡単になる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、第１図（ａ）は目標検出窓、第１図（６）
は領域番号検出窓であり、目標検出の第１の窓から第３
の窓（図中ＡからＣで表示し、以下ＡからＣで表す）と
領域番号検出の第１の窓から第３の窓（図中ａからＣで
表示し、以下ａからＣで表す）は各々の配置関係は第１
図の通りである。第１の窓と第２の窓は従来方法と同じ
働きを行い。

第３の窓は従来方法の第４の窓と第５の窓の働きを兼用
させるものである。目標に対する最初の番号付は方法は
従来の方法と同じであるが、実際には１個の目標の内で
も凹凸が多い目標では異なっ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スタ一ト点、（７）は領域番号２を最初に命名
する番号２スタ一ト点。

（８）は目標検出窓の白文字Ａで示される画素以前の水
平走査線１９４７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白
文字ａで示される画素以前の水平走査線１９４７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ｌ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。

目標検出窓の八で表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、ＣＪ、ｔＡの画素のｌ水平線分
過去の画素であり、ＡからＣ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ｌ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−ヒ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、目標検出のＡ−Ｃの３個の
窓の値によってコントロールされる。

領域番号検出窓のす、Ｃの２個の窓の値によって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　→ｆ　（ａ　）＝　Ｏ−（１）Ｆ（
Ａ）ＡＦ（Ｂ）八Ｆ（Ｃ）−１→ｆ（ａ）＝ｎ　　　−
＝（２）Ｆ　（Ａ）Ａ　Ｆ　（Ｂ）Ａ　Ｆ　（Ｃ）＝　
１→「（ａ）−ｆ（ｂ）　−（３）Ｆ　（Ａ　）Ａ　Ｆ
　（Ｂ）′″Ａ　Ｆ（Ｃ）＝１−＋ｒ（ａ）−ｆ（Ｃ）
　−（４）Ｆ（八）Ａ　Ｆ　（Ｂ）八Ｆ　（Ｃ）−１→
「（ａ）＝　ｒ（ｂ）　−（５）（５）式が成立した時 ｆ　（ｘ）−ｆ　（ｃ）→ｆ　（ｘ）＝　ｆ　（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ｌの値をとる。（Ｆ　（Ｂ）、　Ｆ　（Ｃ）も同様
である）ｎは領域番号を表し、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す。

また、ｆ（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
Ｏを書き込む。窓が番号ｌのスタート点（６）に来た時
は、（２）式で表されるように、領域番号としてｌ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ｌでＦ　（Ｃ）がＯであるから、（３）
式で表されるようにｆ　（ｂ）の値ｌをｆ（ａ）に割り
付ける。窓が番号２のスタート点（７）に来るとＦ（Ａ
）ノミがｌ　テＦ　（Ｂ）、　Ｆ　（Ｃ）がｏであるか
ら（２）式により番号をｆ　（ａ）に割り付けるが２番
号ｌ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Ｏ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ｌ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３　％　（
の内に領域番号ｌと領域番号２が混在して来る。

この場合は、　　Ｆ　（Ａ）−Ｆ　（Ｃ）＝　Ｆ　（Ｂ
）−１であるから（５）式に従ってｆ（ｂ）＝２の値を
ｆ　（ａ）に書き込み、（６）式に従ってｆ　（Ｃ）の
値１と等しいｆ（ｘ）（領域番号ラインレジスタの内容
（９））　の全てをｆ　（ａ）の値２で置換える。この
後は番号Ｉ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、　（＋２）は多値ビデオ信号を受は取
り、２値化した後の２値画像により目標の有無によって
領域番号付けを制御する領域番号コントロール部、　（
１３）は窓穴に目標が存在して周囲に同標が無く新しい
番号付けが必要になった時に使用する新領域番号発生部
、　（＋４）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、　（＋７）は１つの目標に２種以上の領域番
号付けを行った場合にＩＭ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、　（＋
８）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、０９）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は取った領域番号コントロール部（
＋２）では、スレッショルドにより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）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）式の論理に従って領域番号付けをフントロール
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（＋５）に記憶すると共に、領域終了検出部（１
９）へ送り、領域終了を検出するためのフラグを立てる
。

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（Ｃ）の内容をレジスタ列
（＋５）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（＋８）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（Ｃ）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
ライン分全てを画情りの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った領域番号のデー
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
（＋９）では水平線の終わりの時間、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、
未使用になっている領域番号が存在するかどうかを検出
する未使用になっ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１重心座標
、縦横長さ等）の算出部へ送ると同時に１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。

〔発明の効果〕

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
ば斜め方向に接する目標にも別の番号付けが可能になる
と共に、窓の構成が少ないので安価なハードウェアが実
現可能となり、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図はこの発明の窓の関係を説明する図、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、
第４図は従来発明の窓による番号付けの問題点を説明す
る図、第５図は従来の方法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ｌ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、（＋３）は
新領域番号発生部、　（１４）は第１のレジスタ、（１
５）はレジスタ列、（１６）は第２のレジスタ、（１７
）は書換要否検出部、　（１ｇ）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
示しである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影像機、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、真上に第３の窓の位置関係に配置され
   た第１の窓から第３の窓を使用して、画面内の複数個の
   目標を番号付けすることにより互い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
   方法。
2. （２）第１の窓を中心にして左側に第２の窓を、真上に
   第３の窓の位置関係に配置された第１の窓から第３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３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３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
   域終了検出部とを具備したことを特徴とする画像多目標
   分離装置。