JPH07159504A - 画像追尾装置 - Google Patents

画像追尾装置

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JPH07159504A
JPH07159504A JP30932193A JP30932193A JPH07159504A JP H07159504 A JPH07159504 A JP H07159504A JP 30932193 A JP30932193 A JP 30932193A JP 30932193 A JP30932193 A JP 30932193A JP H07159504 A JPH07159504 A JP H07159504A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
delay
smoothing
image signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP30932193A
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English (en)
Inventor
Noboru Kinoshita
登 木下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP30932193A priority Critical patent/JPH07159504A/ja
Publication of JPH07159504A publication Critical patent/JPH07159504A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 背景輝度が場所によって大きく異なり、また
その起伏が時間的に変化するような場合にもユーザの調
整なしに目標追尾を継続することができる画像追尾装置
を得ることを目的とする。 【構成】 しきい値用のオフセットレベルを与える手段
として、画像信号を平滑化する手段、平滑回路の出力と
生の画像信号の差の絶対値を演算する手段、差の絶対値
を平滑化する手段、及び平滑化された差の絶対値信号の
ゲインを調整しオフセット量として出力する手段を備え
る。また背景平均輝度を検出する手段と背景平均輝度に
前記のオフセットを加算して、その結果をしきい値とし
て与える手段を備える。 【効果】 背景輝度が場所によって大きく異なり、また
その起伏が時間的に変化するような場合にもユーザの調
整なしに目標追尾を継続することができる画像追尾装置
を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は撮像機から得られる画
像信号を利用して目標を追尾する画像追尾装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の画像追尾装置を示す構成図
である。図において、1は目標を撮像する撮像機、2は
撮像機1が出力する画像信号について、1画面の平均値
を計測する平均値計測回路、3はオフセットレベルを与
えるボリューム、4は平均値計測回路2の出力とボリュ
ーム3の出力を加算する加算器、5は撮像機1が出力す
る画像信号と加算器4の出力を比較する比較器、6は比
較器5の出力から目標の画面上の位置を検出する目標位
置検出回路である。
【0003】以下、従来の画像追尾装置の動作について
説明する。
【0004】撮像機1はデジタル化された画像信号をラ
スタ走査方式で出力するものとする。ラスタ走査方式に
よると、先ず、画面の左上から右に向かって、画面上の
各点に対応する画像信号が出力される。画面の右端に達
すると走査線1本分の幅だけ下に位置を下げ、再び左端
から右に向かって各点の画像信号が出力される。以下同
様の走査を繰り返し、画面の下端に達すると再び、画面
の左上から走査が始まるのである。従って、画面の始ま
りから起算した現在の時刻をt、走査線1本を走査する
に要する時間をHとすると、時刻tにおける画像信号に
対応する画面上の位置(x,y)は“数1”により与え
られる。
【0005】
【数1】
【0006】図6は撮像機1が出力する画像信号を示す
グラフで、縦軸を信号レベル、横軸を時間として、走査
線1本分の信号を示している。図において中央の高レベ
ルの部分が目標で、その他の部分は背景である。平均値
計測回路2は、撮像機1が出力する画像信号について、
1画面の平均値を計測して出力する。ボリューム3はオ
フセットレベルを出力する。加算器4は平均値計測回路
2の出力にボリューム3の出力を加算して出力する。加
算器4の出力は後述の比較器5において、有意判定のた
めのしきい値として使用される。比較器5は撮像機1の
出力と加算器4の出力を比較し、前者が後者よりも大き
い時有意、そうでない時有意でない判定し、判定結果を
出力する。これは、目標輝度が背景輝度よりも高い場合
に有効に作用し、背景輝度の平均レベルが変動しても、
ボリューム3の設定が適切であれば、しきい値は背景輝
度と目標輝度の中間に設定され、目標の抽出が可能であ
る。目標位置検出回路6は比較器5の出力を受け、比較
器5の出力が有意となった場合、その時刻tから“数
1”を利用して対応する位置(x,y)を求める。さら
に、このようにして得られた(x,y)のx成分とy成
分について、1画面分の平均値を計算し、得られた平均
値を目標位置とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の画像追尾装置
は、以上のように構成されるので、図7に示す画像のよ
うに背景の輝度の振幅が小さい場合に合わせて、ボリュ
ームのレベルを設定すると、図8に示す画像のように背
景の輝度の振幅が大きい場合には、背景の一部まで有意
と判定されてしまい、目標位置が正しく検出できず、逆
に図8の画像に合わせて、ボリュームのレベルを調整す
ると、図7のような目標の振幅が小さい場合に目標を検
出できないため、目標を正しく追尾するためには、ユー
ザが、入力画像に応じてボリューム3の設定を調整し直
さなければならないという問題があった。
【0008】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたものであり、背景輝度の振幅が異なる画像を入力
する場合にも、ボリュームの再設定を必要としない画像
追尾装置を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の実施例
による画像追尾装置は、オフセットレベルを与える手段
として、画像信号を平滑化する手段、平滑回路の出力と
生の画像信号の差の絶対値を演算する手段、差の絶対値
を平滑化する手段、及び平滑化された差の絶対値信号の
ゲインを調整しオフセット量として出力する手段を設け
たものである。
【0010】この発明の第2の実施例による画像追尾装
置は、オフセットレベルを与える手段として、画像信号
を平滑化する手段、平滑回路の出力と生の画像信号の差
の2乗を演算する手段、差の2乗を平滑化する手段、及
び平滑化された差の2乗信号のゲインを調整しオフセッ
ト量として出力する手段を設けたものである。
【0011】この発明の第3の実施例による画像追尾装
置は、オフセットレベルを与える手段として、画像信号
を平滑化する手段、平滑回路の出力と生の画像信号の差
の絶対値を演算する手段、差の絶対値を平滑化する手
段、及び平滑化された差の絶対値信号のゲインを調整す
る手段を設け、さらに、平滑化された画像信号を平滑化
処理とゲイン調整処理を受けた差の絶対値信号に加算し
て、生の画像信号と比較する信号として出力する手段を
設けたものである。
【0012】この発明の第4の実施例による画像追尾装
置は、オフセットレベルを与える手段として、画像信号
を平滑化する手段、平滑回路の出力と生の画像信号の差
の2乗を演算する手段、差の2乗を平滑化する手段、及
び平滑化された差の2乗信号のゲインを調整する手段を
設け、さらに、平滑化された画像信号を平滑化処理とゲ
イン調整処理を受けた差の2乗信号に加算して、生の画
像信号と比較する信号として出力する手段を設けたもの
である。
【0013】
【作用】この発明の第1の実施例による画像追尾装置
は、平滑化された画像信号と生の画像信号の差の絶対値
を平滑化してオフセット量を得るので、背景の振幅が大
きくなれば、それに応じて、大きなオフセット量を用い
て画面の各点の有意性を判定する。
【0014】この発明の第2の実施例による画像追尾装
置は、平滑化された画像信号と生の画像信号の差の2乗
を平滑化してオフセット量を得るので、背景の振幅が大
きくなれば、それに応じて、大きなオフセット量を用い
て画面の各点の有意性を判定する。
【0015】この発明の第3の実施例による画像追尾装
置は、平滑化された画像信号と生の画像信号の差の絶対
値を平滑化してオフセット量を得るので、背景の振幅が
大きくなれば、それに応じて、大きなオフセット量を用
いる。さらに、画面の平均輝度を計測する平均値計測回
路を省略して、その替わりに画像信号用の平滑回路の出
力を利用することで回路の簡略化を計っている。
【0016】この発明の第4の実施例による画像追尾装
置は、平滑化された画像信号と生の画像信号の差の2乗
を平滑化してオフセット量を得るので、背景の振幅が大
きくなれば、それに応じて、大きなオフセット量を用い
る。さらに、画面の平均輝度を計測する平均値計測回路
を省略して、その替わりに画像信号用の平滑回路の出力
を利用することで回路の簡略化を計っている。
【0017】
【実施例】
実施例1.図1は、この発明の第1の実施例を示す構成
図である。図において、7aは撮像機1の出力する画像
信号を平滑する第1の平滑回路、8aは撮像機1の出力
する画像信号を受けて、第1の平滑回路7aが持つ遅延
時間に等しい遅延を画像信号に与える第1の遅延回路、
9は平滑回路7aと遅延回路8aの出力を受けて、両者
の差の絶対値を計測する差の絶対値演算回路、7bは差
の絶対値演算回路9の出力を受けて、それを平滑化する
第2の平滑回路、8bは遅延回路8aの出力を受けて第
2の平滑回路7bの持つ遅延時間に等しい遅延を与える
第2の遅延回路、10は第2の平滑回路7bの出力に定
数を乗じて出力するゲイン調整回路である。
【0018】次に動作について説明する。撮像機1は目
標を撮像してそれを画像信号に変換し出力する。平均値
計測回路2は撮像機1の出力する画像信号について1画
面の平均値を計測し、加算器4に出力する。第1の平滑
回路7aは撮像機1の出力する画像信号を、“数2”に
示す式に従って、平滑化する。
【0019】
【数2】
【0020】ここに、v1(t)は時刻tにおける撮像
機1が出力する画像信号、v2(t)は時刻tにおける
第1の平滑回路7aの出力、αは平滑回路7aの動作特
性を決める定数である。
【0021】“数2”から明らかなように、v2(t)
は、α・v1(t)、α(1−α)・v1(t−1)、
α(1−α)2 ・v1(t−2)、α(1−α)3 ・v
1(t−3)・・・、α(1−α)n ・v1(t−n)
・・・で示される数列の和となっているから、v1
(t)を荷重平均したものである。従って、v1(t)
の波形が振動的であってもv2(t)は滑らかな波形と
なる。また、v1(t)に対してv2(t)はαに応じ
た遅れを持つ、即ちv1(t)に山型のピークが有る場
合、v2(t)にピークが現われるのは時刻tよりも遅
くなる傾向があり、この傾向は、αが0に近い程、顕著
となる。
【0022】第1の遅延回路8aは、前記した第1の平
滑回路7aの遅延を補償するために設けたものであり、
入力した画像信号を遅延させる。これにより平滑回路7
aの出力と遅延回路8aの出力は、画面上で同じ位置に
対応する信号が同じ時刻に出力されるようにできる。
【0023】差の絶対値演算回路9では、第1の平滑回
路7aの出力と第1の遅延回路8aの出力の差が絶対値
が計算される。これは、v1(t)のバラツキが大きけ
れば大きな値となり、小さければ小さな値となる。
【0024】第2の平滑回路7bでは、差の絶対値演算
回路9の出力を第1の平滑回路7aと同様の方法で平滑
化する。従って、第2の平滑回路7bの出力は各時刻に
おいて、画面上の対応する位置周辺の画像信号のバラツ
キの平均値を与えることがわかる。
【0025】ゲイン調整回路10は第2の平滑回路7b
に定数を乗じる。これにより、オフセットレベルの値を
適正な範囲にすることができる。
【0026】加算器4は平均値計測回路2の出力とゲイ
ン調整回路10の出力を加算する。加算器4の出力は画
面の平均値に画像信号のバラツキに応じたオフセットを
加えたレベルを持つことになる。
【0027】第2の遅延回路8bは平滑回路7bの遅延
時間を補償するために設けたもので、これにより加算器
4の出力と遅延回路8bの出力は、画面上で同じ位置に
対応する信号が同じ時刻に出力されるようにできる。
【0028】比較器5では、第2の遅延回路8bの出力
と加算器4の出力が比較され、前者が後者より大きい時
有意、そうでない時有意でないと判定され、判定結果が
出力される。
【0029】目標位置検出回路6は従来の画像追尾装置
と同様の方法で目標位置を検出する。
【0030】実施例2.図2は、この発明の第2の実施
例を示す構成図である。図において、11は第1の平滑
回路7aと第1の遅延回路8aの出力を受けて、両者の
差の2乗を計測する差の2乗演算回路である。
【0031】第1の平滑回路7aと第1の遅延回路8a
の出力を受けて、両者の差の2乗を計測しても両者の差
の絶対値を計測する場合と同様に、画像信号のバラツキ
に応じて変動するオフセット量を得ることができる。他
の処理は前記の実施例と同様である。
【0032】実施例3.図3は、この発明の第3の実施
例を示す構成図である。
【0033】第1の平滑回路7aの出力は各時刻におい
て、画面上の対応する位置周辺の画像信号の平均値とな
っており、背景の平均輝度に連動するので、加算するオ
フセット量が適切なら、背景輝度の変動によらず、背景
輝度と目標輝度の中間にしきい値を設定することが可能
である。前記オフセットを求める手段として差の絶対値
演算回路9を利用する。
【0034】実施例4.図4は、この発明の第4の実施
例を示す構成図である。
【0035】第1の平滑回路7aの出力は各時刻におい
て、画面上の対応する位置周辺の画像信号の平均値とな
っており、背景の平均輝度に連動するので、加算するオ
フセット量が適切なら、背景輝度の変動によらず、背景
輝度と目標輝度の中間にしきい値を設定することが可能
である。前記オフセットを求める手段として差の2乗演
算回路11を利用する。
【0036】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、背景輝
度が場所によって大きく異なり、またその起伏が時間的
に変化するような場合にも調整なしに目標追尾を継続す
ることができる画像追尾装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例による画像追尾装置を
示す構成図である。
【図2】この発明の第2の実施例による画像追尾装置を
示す構成図である。
【図3】この発明の第3の実施例による画像追尾装置を
示す構成図である。
【図4】この発明の第4の実施例による画像追尾装置を
示す構成図である。
【図5】従来の画像追尾装置を示す構成図である。
【図6】撮像機1が出力する画像信号を示す図である。
【図7】背景の輝度変動の振幅が小さい場合に撮像機1
が出力する画像信号を示す図である。
【図8】背景の輝度変動の振幅が大きい場合に撮像機1
が出力する画像信号を示す図である。
【符号の説明】
1 撮像機 2 平均値計測回路 3 ボリューム 4 加算器 5 比較器 6 目標位置検出回路 7a 第1の平滑回路 7b 第2の平滑回路 8a 第1の遅延回路 8b 第2の遅延回路 9 差の絶対値演算回路 10 ゲイン調整回路 11 差の2乗演算回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像機から画像信号を受けて、画像信号
    から目標を抽出し、目標の画面上の位置を検出する画像
    追尾装置において、入力画像信号を平滑化する第1の平
    滑回路、入力画像信号に対して第1の平滑回路の遅延時
    間に等しい遅延を与える第1の遅延回路、第1の平滑回
    路の出力と第1の遅延回路の出力を受けて両者の差の絶
    対値を計算する差の絶対値演算回路、差の絶対値演算回
    路の出力を平滑化する第2の平滑回路、第1の遅延回路
    の出力に対して第2の平滑回路の遅延時間に等しい遅延
    を与える第2の遅延回路、第2の平滑回路のゲインを調
    整するゲイン調整回路、撮像機の出力画像の平均輝度を
    求める平均値計測回路、ゲイン調整回路の出力と平均値
    計測回路の出力を加算する加算器、第2の遅延回路の出
    力と加算器の出力を比較し前者が後者よりも大きい時有
    意、そうでない時有意でないと判定し、判定結果を出力
    する比較器、比較器の出力を受けて、有意と判定された
    部分の画面上の位置を検出し、それを目標位置として出
    力する目標位置検出回路を備えたことを特徴とする画像
    追尾装置。
  2. 【請求項2】 撮像機から画像信号を受けて、画像信号
    から目標を抽出し、目標の画面上の位置を検出する画像
    追尾装置において、入力画像信号を平滑化する第1の平
    滑回路、入力画像信号に対して第1の平滑回路の遅延時
    間に等しい遅延を与える第1の遅延回路、第1の平滑回
    路の出力と第1の遅延回路の出力を受けて両者の差の2
    乗を計算する差の2乗演算回路、差の2乗演算回路の出
    力を平滑化する第2の平滑回路、第1の遅延回路の出力
    に対して第2の平滑回路の遅延時間に等しい遅延を与え
    る第2の遅延回路、第2の平滑回路のゲインを調整する
    ゲイン調整回路、撮像機の出力画像の平均輝度を求める
    平均値計測回路、ゲイン調整回路の出力と平均値計測回
    路の出力を加算する加算器、第2の遅延回路の出力と加
    算器の出力を比較し前者が後者よりも大きい時有意、そ
    うでない時有意でないと判定し、判定結果を出力する比
    較器、比較器の出力を受けて、有意と判定された部分の
    画面上の位置を検出し、それを目標位置として出力する
    目標位置検出回路を備えたことを特徴とする画像追尾装
    置。
  3. 【請求項3】 撮像機から画像信号を受けて、画像信号
    から目標を抽出し、目標の画面上の位置を検出する画像
    追尾装置において、入力画像信号を平滑化する第1の平
    滑回路、入力画像信号に対して第1の平滑回路の遅延時
    間に等しい遅延を与える第1の遅延回路、第1の平滑回
    路の出力と第1の遅延回路の出力を受けて両者の差の絶
    対値を計算する差の絶対値演算回路、差の絶対値演算回
    路の出力を平滑化する第2の平滑回路、第1の遅延回路
    の出力に対して第2の平滑回路の遅延時間に等しい遅延
    を与える第2の遅延回路、第2の平滑回路のゲインを調
    整するゲイン調整回路、ゲイン調整回路の出力と第1の
    平滑回路の出力を加算する加算器、第2の遅延回路の出
    力と加算器の出力を比較し前者が後者よりも大きい時有
    意、そうでない時有意でないと判定し、判定結果を出力
    する比較器、比較器の出力を受けて、有意と判定された
    部分の画面上の位置を検出し、それを目標位置として出
    力する目標位置検出回路を備えたことを特徴とする画像
    追尾装置。
  4. 【請求項4】 撮像機から画像信号を受けて、画像信号
    から目標を抽出し、目標の画面上の位置を検出する画像
    追尾装置において、入力画像信号を平滑化する第1の平
    滑回路、入力画像信号に対して第1の平滑回路の遅延時
    間に等しい遅延を与える第1の遅延回路、第1の平滑回
    路の出力と第1の遅延回路の出力を受けて両者の差の2
    乗を計算する差の2乗演算回路、差の2乗演算回路の出
    力を平滑化する第2の平滑回路、第1の遅延回路の出力
    に対して第2の平滑回路の遅延時間に等しい遅延を与え
    る第2の遅延回路、第2の平滑回路のゲインを調整する
    ゲイン調整回路、ゲイン調整回路の出力と第1の平滑回
    路の出力を加算する加算器、第2の遅延回路の出力と加
    算器の出力を比較し前者が後者よりも大きい時有意、そ
    うでない時有意でないと判定し、判定結果を出力する比
    較器、比較器の出力を受けて、有意と判定された部分の
    画面上の位置を検出し、それを目標位置として出力する
    目標位置検出回路を備えたことを特徴とする画像追尾装
    置。
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