JPS63240681A - 画像情報処理装置 - 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］ 本発明は、物体の運動の解析に適した画像情報処理装置
に関する。

［従来の技術とその問題点］ 従来、物体の運動の解析には、高速シャク−カメラが用
いられていた。すなわち、このカメラによって撮影され
た運動中の物体例えばボールに関する多数の連続写真を
人手によって解析することにより、このボールの軌跡、
速度、加速度、回転数等を求めていた。ところが、精度
の高い解析を行うためには膨大な数の写真についての解
析が必要であったため、解析に長時間を要するという問
題があった。

そこで、この解析を自動化するために、ビデオカメラか
ら得られるビデオ信号をＡ／Ｄコンバータによってデジ
タル化し、これをフレームごとに次々にメモリに記憶し
ておき、このメモリの記憶内容をコンピュータを用いて
解析することも考えられるが、精度の高い解析を行うた
めには膨大な記憶容量のメモリが必要であるという問題
があった。

本発明は、以上の点に鑑み、物体の運動の解析に適した
画像情報処理装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、以上の目的を達成するために、第１図に示す
ブロック図の構成としたものである。

すなわち、本発明は、画素ごとの輝度信号２の人力を受
けこれを遅延させて出力する遅延手段４と、輝度信号２
とこの遅延手段４の出力との差の絶対値を算出して差分
信号８を出力する差分手段６とに加えて、比較手段１０
と１フレーム分の差分メモリ手段１２とをａし、比較手
段ＩＯは、差分信号８とこれに対応する画素に関する差
分メモリ手段１２の記憶とのうち大きいものを出力し、
差分メモリ手段１２は、この比較手段１０の出力を記憶
するものである。

［作用］ 差分手段Ｏには、画素ごとの輝度信号２が直接人力され
るとともに、遅延手段４によって遅延されたこの信号が
人力される。差分手段６は、これらの信号の差の絶対値
すなわち時間差分を算出してこれを差分信号８として出
力する。この差分信号８は、比較手段ＩＯを通して１フ
レーム分の差分メモリ手段１２内に記憶されるが、この
際、比較手段ＩＯは、差分信号８とこれに対応する画素
に関する差分メモリ手段１２の記憶とを比較してこれら
のうち大きいものを出力し、差分メモリ手段１２は、こ
の比較手段１０の出力を記憶する。すなわち、ある画素
について差分信号８が差分メモリ手段１２の出力より大
きいときには、この画素については、差分メモリ手段１
２の記憶が差分信号８に変更される。一方、差分メモリ
手段１２の出力が差分信号８より大きいときには−１こ
の画素については、差分メモリ手段１２の記憶は変更さ
れない。この結果、差分メモリ手段１２には、各画素に
ついて差分信号８のうち最大のものが記憶される。した
かって、運動中の物体に関して次々に得られる画像情報
に関する輝度信号２が入力される場合には、差分メモリ
手段！２内には、常にある時点までの物体の軌跡か記憶
されていく。

［実施例］ 第２図は、本発明の実施例に係る画像情報処理装置のブ
ロック図である。以下、同図を用いて、本発明をさらに
詳細に説明する。

１６は、ビデオカメラ等の画像入力装置であって、ビデ
オ信号１８を出力する。この信号は、Ａ／Ｄコンバータ
２０によって、一定の周期例えば１／６０秒ごとに１フ
レームが入力される画像情報について各フレームあたり
ＤＩ　ＸＤ２の画素に分解されて、各画素あたりＮビッ
トからなる輝度信号２にデジタル化される。

この輝度信号２は、フレームメモリ２４に入力されると
ともに、差分回路２６にも人力される。

このフレームメモリ２４は、前記周期に同期してこの輝
度信号２を記憶し、１フレーム前の輝度信号２を差分回
路２Ｂに対して出力する。すなわち、フレームメモリ２
４は、前記遅延手段４に対応する。差分回路２６は、輝
度信号２とこの信号がフレームメモリ２４によって１フ
レーム時間だけ遅延された信号との差の絶対値すなわち
輝度信号２の時間差分を算出して、これを差分信号８と
して画素ごとに出力する。すなわち、この差分回路２６
は、前記差分手段６に対応する。

差分信号８は、画素の入力ごとに駆動される比較回路３
０と１フレーム分の記憶容量を有する差分フレームメモ
リ３２とからなる回路に入力される。比較回路３０は、
差分信号８とこれに対応する画素に関する差分フレーム
メモリ３２の記憶とのうち大きいものを出力する回路で
あり、差分フレームメモリ３２は、この比較回路３ｏの
出方を記憶するものである。すなわち、比較回路３゜は
前記比較手段１ｏに対応し、差分フレームメモリ３２は
前記差分メモリ手段１２に対応する。

フレームメモリ２４の出力と差分フレームメモリ３２の
出力とは、スイッチ３４によって切換えられて、選択的
にＤ／Ａコンバータ３Ｇに人力される。このＤ／Ａコン
バータ３６は、人力されたデジタル信号をアナログのビ
デオ信号３８に変換し、これをＣＲＴ等の画像表示装置
４ｏに出方する。

さらに、差分フレームメモリ３２の出力は、例えばマイ
クロコンピュータからなる解析部４２にも入力される。

この解析部４２は、この入力信号を解析して、画像情報
に含まれる物体の運動に関する情報すなわちこの物体の
速度、加速度、回転数等を算出する。４４は、この解析
部４２に解析の内容等を人力するために接続されるキー
ボード等の解析指令入力装置である。解析部４２によっ
て得られた解析結果は、プリンタ等の解析結果出力装置
４Ｂに出力される。

画像人力装置１６及びＡ／Ｄコンバータ２０によって、
差分回路２６には、１フレーム時間内に全部の画素につ
いて、画素ごとの輝度信号２が直接人力されるとともに
、フレームメモリ２４によって１フレーム時間だけ遅延
されたこの信号が入力される。この差分回路２６は、時
間差分を算出してこれを差分信号８として出力する。

画素ごとに出力される差分信号８は、比較回路３０を通
して予め０にリセットされた差分フレームメモリ３２内
の対応する記憶場所に記憶されるが、この際、比較回路
３０は、差分信号８とこれに対応する画素に関する差分
フレームメモリ３２の記憶とを比較してこれらのうち大
きいものを出力し、差分フレームメモリ３２は、この比
較回路３０の出力を記憶する。すなわち、ある画素につ
いて差分信号８が差分フレームメモリ３２の出力より大
きいときには、この画素については、差分フレームメモ
リ３２の記憶が差分信号８に変更される。一方、差分フ
レームメモリ３２の出力が差分信号８より大きいときに
は、この画素については、差分フレームメモリ３２の記
憶は変更されない。この結果、差分フレームメモリ３２
には、各画素について差分信号８のうち最大のものが記
憶される。したがって、画像入力装置１６によって運動
中の物体の画像をとらえる場合には、差分フレームメモ
リ３２内には、常にある時点までのこの物体の軌跡が記
憶されていく。したがって、スイッチ３４がこの差分フ
レームメモリ３２側に切換えられている場合には、画像
表示装置４０に運動中の物体の軌跡が時々刻々に表示さ
れる。一方、スイッチ３４がフレームメモリ２４側に切
換えられている場合には、この画像表示装置４０に運動
中の物体の位置が時々刻々に表示される。

この装置の操作者は、画像表示装置４０に表示される画
像を見ながら、解析指令人力装置４４を通し解析部４２
に対して解析指令を与えることができる。解析部４２は
、差分フレームメモリ３２の出力をもとにして任意の画
素について運動ベクトルを求め、物体の速度、加速度、
回転数等を算出すると同時に、この運動ベクトルの空間
的変化やその類似性によってこの物体の境界を抽出する
ことができ、この結果を解析結果出力装置４６に出力す
る。

なお、以上に説明した実施例においては、遅延手段４と
して１フレーム分の画素についての輝度信号２を記憶す
るフレームメモリ２４を用いることにより１フレーム時
間だけ遅延手段４の出力を遅延させていたが、この遅延
時間は任意である。

［発明の効果］ 本発明においては、画素ごとの輝度信号の人力を受けこ
れを遅延させて出力する遅延手段と、輝度信号とこの遅
延手段の出力との差の絶対値を算出して差分信号を出力
する差分手段とに加えて、比較手段と１フレーム分の差
分メモリ手段とを有し、比較手段は、差分信号とこれに
対応する画素に関する差分メモリ手段の記憶とのうち大
きいものを出力し、差分メモリ手段は、この比較手段の
出力を記憶するものであるから、差分メモリ手段には、
各画素について差分信号のうち最大のものが記憶され、
運動中の物体に関して次々に得られる画像情報に関する
輝度信号が人力される場合には、差分メモリ手段内には
、常にある時点までの物体の軌跡が記憶されていく。し
たがって、物体の運動について精度の高い解析を行う場
合であっても、時々刻々の画像情報を別々に記憶する膨
大な記憶容量のメモリを必要とせず、差分メモリ手段の
記憶容量は、１フレーム分で十分である。また、この差
分メモリ手段に記憶される１フレーム分の画像情報を解
析するだけで運動の解析を行うことができるので、この
解析の自動化が容易であり、しかも、この解析を短時間
のうちに実行することか可能となる。

以上に説明したように、本発明によれば、物体の運動の
解析に適した画像情報処理装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示すブロック図、第２図は、
本発明の実施例に係る画像情報処理装置のブロック図で
ある。 符号の説明 ２・・・輝度信号、４・・・遅延手段、６・・・差分手
段、８・・・差分信号、ｌＯ・・・比較手段、１２・・
・差分メモリ手段、Ｉ６・・・画像人力装置、１８・・
・ビデオ信号、２０・・・Ａ／Ｄコンバータ、２４・・
・フレームメモリ、２６・・・差分回路、３０・・・比
較回路、３２・・・差分フレームメモリ、３４・・・ス
イッチ、３６・・・Ｄ／Ａコンバータ、３８・・・ビデ
オ信号、４０・・・画像表示装置、４２・・・解析部、
４４・・・解析指令入力装置、４６・・・解析結果出力
装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、画素ごとの輝度信号の入力を受けこれを遅延させて
   出力する遅延手段と、前記輝度信号と前記遅延手段の出
   力との差の絶対値を算出して差分信号を出力する差分手
   段とに加えて、比較手段と１フレーム分の差分メモリ手
   段とを有し、前記比較手段は、前記差分信号とこれに対
   応する画素に関する前記差分メモリ手段の記憶とのうち
   大きいものを出力し、前記差分メモリ手段は、前記比較
   手段の出力を記憶することを特徴とする画像情報処理装
   置。