JPH0447871A

JPH0447871A - 物体抽出装置

Info

Publication number: JPH0447871A
Application number: JP2157165A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Fujimoto; 強藤本; Masahiko Hase; 雅彦長谷
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1990-06-15
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1992-02-18

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、背景・物体を含む画像信号から背景よりも前
面に位置している物体のみの画像情報を。

簡便高精度に抽出する物体抽出装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来のこの種の装置は、背景・物体を含む画像信号から
背景を除去し、物体を抽出し、物体のみの画像を得るた
めに２非常にあざやかな青色のスクリーンなどの特殊な
背景を用い５色差信号に基づいたクロマキー処理を行う
ことにより、物体を抽出していた（共覧形画面電話にお
ける画像合成方法の検討、　１９９０年春期儒学全大Ｂ
−７９１）。

また、特殊な背景を使用しないでもすむように背景画像
を保持するための背景メモリを有し、背景メモリないの
画像と背景・物体を含む画像信号との差分信号を用いる
ことにより背景を除去し物体を抽出し、物体のみの画像
を得ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の技術ではこのように特殊な背景を使用するために
２通常のオフィス内では使用できず、特別な場所を用い
る必要があった。また、背景メモリを使用した方式では
この欅な特殊な場所は必要ではないが、背景メモリに背
景画像を取り込んだ時点との環境の変化に弱（、とりわ
け物体と背景との境界部分において劣化が生じると言っ
た問題点があった。

本発明は、この問題を解決するために、物体の領域を限
定し、背景・物体を含む画像信号から背景を除去し、物
体を抽出し、物体のみの画像を得る装置を提供すること
を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は１本発明の詳細な説明図であり、背景とその前
面に位置している物体および物体抽出装置の構成を示す
配置を表している。１１は背景。

１２は背景の前面に位置する物体、１３は不可視光源又
は変調された光を発する変調光源、１４は撮像装置であ
る。

〔作　用〕先ず第１の発明について説明する。通常のオフィスなど
に於いては、可視光源が用いられており。

背景１１および、物体１２は全体的に照らされている。

このため、撮像装置１４で撮像した場合。

可視光源については背景と物体とは同時に撮像される。

一方１例えば紫外線のような不可視な光線は存在してお
らず、特別な光源無しでは撮像装置１４では、不可視光
源については、何も撮像することができない。不可視光
源１３により、物体１２を照射すると、物体１２のみが
不可視光線に照らされ、撮像袋２１４で撮像される。こ
の結果。

不可視光線に対しては、物体１２のみが撮像され。

背景１１は撮像されない。撮像装置１４は、可視光線と
不可視光線の両者を取り扱える必要がある。

その構成を第２図で示す。

〔実施例〕

第２図は、可視光線と不可視光線との両者を取り扱える
撮像装置の一構成例である。２１は対物レンズ、２２は
入力光線をある比率で分配するマジックミラー、２３は
可視光線にのみ反応する可視光線用カメラ、２４は不可
視光線にのみ反応する不可視光線用カメラ、２５は不可
視光線用カメラから出力された。物体の撮像されている
領域を抽出する物体領域抽出部、２６は物体領域抽出部
で抽出された物体領域を用いて、可視光線用カメラ２３
の出力を制御する物体抽出部である。

普通のオフィスなどの環境で照明に用いられている可視
光線と、物体を抽出するために用意された不可視光線と
の両者は、対物レンズ２１を通して、撮像装置内に入る
。対物レンズ２１を通った光線はマジックミラー２２に
より、２つに分岐され可視光線用カメラ２３と不可視光
線用カメラ２４とに到達する。可視光線用カメラ２３で
は抽出処理に備え、背景と物体との両者を撮像する。

不可視光線用カメラ２４では、不可視光線で照射された
物体のみを撮像する。物体領域抽出部２５では、不可視
光線用カメラ２４で撮像された物体の領域のみを１例え
ば２ｉｔＬ化処理を行うことにより抽出する。物体抽出
部２６では、物体領域抽出部２５の出力で物体領域であ
ると判定された画素について、可視光線用カメラ２３か
らの入力を出力することにより、物体の抽出処理を行う
。

以上の構成において、マジックミラー２２．可視光線用
カメラ２３．不可視光線用カメラ２４の配置は、一画素
の精度で対応づけを行い得るよう構成することが望まれ
る。物体領域抽出部２５は例えば、あらかじめ定められ
た闇値を越える画素については物体領域とみなし、闇値
に達しないものは背景領域とみなすような２値化処理に
より構成される。物体抽出部２６は例えば、物体領域抽
出部２５で物体領域であると判定された画素に対しては
、可視光線用カメラ２３からの入力信号をそのまま出力
し、物体領域抽出部２５で背景領域であると判定された
画素については、背景を表す特定の信号を出力するとい
うようなマスク処理により構成される。

次に第２の発明について説明する０通常のオフィスなど
に於いて用いられている光源は時間的に変調されておら
ず一定の強度で背景１１および物体１２を照射している
。ここで変調光を発する変調光源１３を、物体１２のみ
を照らすように配置した場合、背景１１は非変調光源の
みにより照らされており、物体１２は非変調光源と変調
光源１３の両者により照らされることになる。撮像装置
１４で撮像された映像信号には背景１１と物体１２が同
時に存在しており、物体１２から反射され、撮像装置１
４で撮像された物体を表している映像信号は変調光源に
よる変調成分を有しており。

背景１１を表す映像信号は変調成分を有していないとい
う特徴がある。変調成分のみを映像信号から分離するこ
とは、可変増幅度を有する増幅装置と低域通過フィルタ
を使用することにより構成される。その構成を第３図に
示す。また第２図の各部の波形を第４図に示す。

第３図は変調光源、可変増幅度を有する増幅装置と低域
通過フィルタとを具備する撮像装置の一構成例である。

１２１は変調光源を変調する周波数を発する発振器、１
２２は発振器１２１で発振された周波数で変調光源を駆
動する変調光源制御装置。

１２３は変調光源制御装置１２２により駆動され変調光
を発する変調光源、１２４は物体などにより反射された
変調光源１２３の発した変調光を撮影する撮像装置、１
２５は発振器１２１で発振された周波数で変調光源１２
３と同期した可変増幅度を有する可変増幅度増幅装置、
１２６は可変増幅度増幅装置１２５で増幅された映像信
号の変調成分を除去する低域通過フィルタである。

第４図は変調光源、可変増幅度を有する増幅装置と低域
通過フィルタとを具備する撮像装置の一構成例の各部の
波形の説明図である。第４図（Ａ）は可変増幅度増幅装
置１２５の入力波形、第４図（Ｂ）は低域通過フィルタ
１２６の入力波形、第４図（Ｃ）は低域通過フィルタ１
２６の出力波形を表している。１３１は強度軸、１３２
は時間軸、１３３は可変増幅度増幅装置１２５０入力に
含まれる変調光源からの寄与分を表す変調光源成分、１
３４は可変増幅度増幅装置１２５の入力に含まれる非変
調光源からの寄与分を表す非変調光源成分、１３５は低
域通過フィルタの入力に含まれる非変調光源成分。

１３６は低域通過フィルタの入力に含まれる変調光源成
分、１３７は低域通過フィルタの出力に含まれる変調光
源成分、１３８は低域通過フィルタの出力に含まれる非
変調光源成分である。

第３図、第４図について説明する。変調された変調光を
発する変調光源１２３は発振器１２１により発生された
周波数に同期し、変調光源制御装置１２２により制御さ
れ変調された光を発する。第１図における物体１２は変
調光源１２３により発せられた変調光と普通のオフィス
などで照明に用いられている非変調光の両者により照ら
され１両者の成分を反射し撮像袋Ｎ１２４により撮像さ
れる。第１図に於ける背景１１は普通のオフィスなどで
照明に用いられている非変調光のみにより照射され。

非変調光成分のみを反射し、撮像装置１２４により撮像
される。該撮像された映像信号の様子を第４図（Ａ）に
示す。第４図（Ａ）では変調光と非変調光の両者により
照射されている映像信号が示されている。非変調光成分
が除去され、変調光成分のみが抽出される様子は物体１
２から反射された光線成分に対しても、背景１１から反
射された光線成分に対しても同一であるので、以下物体
１２から反射された光線成分についてのみ説明を行う。

撮像装置１２４により撮像された映像信号には第４図（
Ａ）のように変調光源成分と非変調光源成分との両者が
混在している。該映像信号から非変調光源成分を除去し
、変調光源成分のみを抽出することにより、物体抽出を
行うために、該映像信号は発振器１２１で発振され、変
調光源制御装置１２２に供給されている周波数と同期し
かつ増幅度を可変する可変増幅度増幅装置１２５により
増幅される。

可変増幅度増幅装置１２５の増幅度は、第４図（Ａ）の
変調光源成分１３３の強度の強いときには小さな増幅度
となり、変調光源成分１３３の強度の小さなときには大
きな増幅度となり、低域通過フィルタ１２６の入力に於
ける非変調光源成分１３５が一定の強度を保つようにそ
の増幅度を発振器１２１に同期し可変する。このように
発振器１２１の出力に同期した増幅度を有する可変増幅
度増幅装置１２５で増幅された結果、可変増幅度増幅装
置１２５の入力の変調光源成分１３３は低域通過フィル
タ１２６の入力においては図示１３６のように時間によ
って変化しないものとなり、一方可変増幅度増幅装置１
２５の入力の非変調光源成分１３４は低域通過フィルタ
１２６の入力においては図示１３５のように時間によっ
て変化するものとなる。低域通過フィルタ１２６ノ入力
中の時変成分即ち非変調光源成分１３５を除去するため
に低域通過フィルタ１２６を使用し１時変成分の低減を
行う０時変成分即ち非変調光源成分の低減が行われた結
果である低域通過フィルタ１２６の出力信号は第４図（
Ｃ）となり、変調光源成分１３７は低域通過フィルタ入
力の大きさを保ち。

非変調光源成分１３８は低域通過フィルタにより低減さ
れる。このように低域通過フィルタ１２６の出力には撮
像装置１２４の出力に含まれている変調光源成分のみが
出現するので、第１図背景１１には変調光線を照射せず
、物体１２には変調光線を照射することにより背景と物
体の混在した画像信号から物体のみの抽出を行うことが
可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように９本発明によれば、特殊な光源によ
り対象物体を照射することにより、物体と背景とを分離
することが可能となる。なお、第１の発明における第２
図に示したような撮像装置は、撮像装置組立時に精度良
（構成しておけば。

以後調整の必要がない、また、不可視光線による対象物
体の照射は、物体領域抽出部が例えば２値化処理により
構成されるので、厳密な調整が必要なく、２値化で物体
と背景が分離できる程度の精度があれば良い。更に第２
の発明の場合には、変調周波数については普通のオフィ
スなどで用いるのであれば人間に近く知覚されないフリ
ッカ−以上に設定すればよく、また人間に影響を与えな
い工場内の様な特殊な環境において運用するのであれば
全く任意に選択することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は可視光線と不
可視光線との両者を取り扱える撮像装置の一構成例、第
３図は第２の発明の場合の撮像系の一構成例、第４図は
撮像系の一構成例の各部の波形の説明図である。１１・・・背景、１２・・・背景の前面に位置する物体
。１３・・・不可視光源又は変調光源、１４・・・撮像装
置２１・・・対物レンズ、２２・・・マジックミラー　
２３・・・可視光線用カメラ、２４・・・不可視光線用
カメラ２５・・・物体領域抽出部、２６・・・物体抽出
部、１２１・・・発振器、１２２・・・変調光源制御装
置、１２３・・・変調光源、１２４・・・撮像装置、１
２５・・・可変増幅度増幅装置、１２６・・・低域通過
フィルタ、１３１・・・強度軸。１３２・・・時間軸、１３３・・・変調光源成分、１３
４・・・非変調光源成分、１３５・・・非変調光源成分
、１３６・・・変調光源成分、１３７・・・変調光源成
分、１３８・・・非変調光源成分。特許出願人　日本電信電話株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）背景よりも前面に位置している物体を抽出する装
置において、可視ではない光線を発生する光源を有し、
該不可視光線によって、背景と物体とのいずれか一方の
みが照射されることにより、背景・物体を含む画像信号
から物体を抽出することを特徴とする物体抽出装置。
（２）背景よりも前面に位置している物体を抽出する装
置において、変調した光源を照射する手段を有し、物体
と背景とのいずれか一方に対し変調した光線を照射する
ことにより、背景・物体を含む画像信号から物体を抽出
することを特徴とする物体抽出装置。