JP2914441B2 - Motion detection method - Google Patents
Motion detection methodInfo
- Publication number
- JP2914441B2 JP2914441B2 JP35034796A JP35034796A JP2914441B2 JP 2914441 B2 JP2914441 B2 JP 2914441B2 JP 35034796 A JP35034796 A JP 35034796A JP 35034796 A JP35034796 A JP 35034796A JP 2914441 B2 JP2914441 B2 JP 2914441B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motion
- image frame
- current image
- detecting
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、動画像の符号化に
利用される動き検出方法に関し、特に、画像中の特定の
被写体あるいは画像全体の巨視的な動きを少ない演算量
で検出する動き検出方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion detecting method used for encoding a moving image, and more particularly to a motion detecting method for detecting a macroscopic motion of a specific subject in an image or the entire image with a small amount of calculation. About the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、動画像の動きを検出する方法とし
て、ブロックマッチング方式が広く知られている。この
方式は、動き検出をしようとする画像を小ブロックに分
割し、小ブロックごとに参照画像上でブロックマッチン
グ処理を行い、誤差が最小となる座標位置から動きを検
出する方式である。このようなブロックマッチング方式
は、ISO/IECJTC1/SC29/WG11で国
際標準化が行われたIS11172−2規格などに広く
利用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a block matching method has been widely known as a method for detecting a motion of a moving image. This method is a method in which an image for which motion is to be detected is divided into small blocks, block matching processing is performed on the reference image for each small block, and motion is detected from a coordinate position where an error is minimized. Such a block matching method is widely used in the IS117172-2 standard internationalized by ISO / IECJTC1 / SC29 / WG11.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブロッ
クマッチング処理は、一般的に多くの演算量を必要とす
る。特に、カメラ操作(視点移動)などにより、画像に
大きな動きがある場合には、ブロックマッチングを行う
探索範囲を広くする必要があるので、更に多くの演算量
を必要とするという問題点がある。However, the block matching process generally requires a large amount of calculation. In particular, when there is a large motion in an image due to a camera operation (viewpoint movement) or the like, the search range for performing block matching needs to be widened, so that there is a problem that a larger amount of calculation is required.
【0004】カメラ操作などによる画像全体の動きを検
出する方法としては、特開平4−3595号公報に記載
された方式もある。しかしながら、この方式において
も、まず最初にブロックマッチング処理を行って小ブロ
ックごとに動きベクトルを検出し、検出した多数の動き
ベクトルの値から算術演算によって画像全体の動きを特
徴付ける動きパラメータを算出するものである。即ち、
この方式においても、画像全体の動きを検出するために
ブロックマッチング処理を利用するため、多くの演算量
を必要とするという問題点がある。As a method of detecting the movement of the entire image due to a camera operation or the like, there is a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-3595. However, even in this method, first, a motion vector is detected for each small block by performing a block matching process, and a motion parameter characterizing the motion of the entire image is calculated by an arithmetic operation from a large number of detected motion vectors. It is. That is,
Also in this method, there is a problem that a large amount of calculation is required because the block matching process is used to detect the motion of the entire image.
【0005】また、画像全体の動きを検出する別の方法
として、特開平6−96210号公報に記載された方式
がある。この方式では、まず、画像内の輪郭線成分を多
数検出する。次に、検出した多数の輪郭線をまとめ、ニ
ューラルネットワーク処理により画像全体の動きを検出
している。As another method for detecting the motion of the entire image, there is a method described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-96210. In this method, first, many contour components in an image are detected. Next, a large number of detected contours are put together, and the motion of the entire image is detected by neural network processing.
【0006】しかしながら、輪郭線の形状や位置の検出
は、被写体相互の位置関係の変化や被写体自身の変形、
あるいは撮像系の雑音などの影響を受けて誤差が生じや
すく、その検出精度が悪化しやすいという問題点があ
る。However, the detection of the shape and position of the contour is based on a change in the positional relationship between the objects, deformation of the object itself,
Alternatively, there is a problem that an error is likely to occur due to the influence of noise or the like of the imaging system, and the detection accuracy is likely to deteriorate.
【0007】本発明は、画像中の特定の被写体あるいは
画像全体の巨視的な動きを、少ない演算量で、精度よく
検出することができる動き検出方法を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a motion detecting method capable of accurately detecting a macroscopic motion of a specific subject in an image or the entire image with a small amount of calculation.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、動画像
中における特定の被写体のフレーム間での動きを検出す
る動き検出方法において、現在の画像フレームとこれと
時間差を有する参照画像フレームとのそれぞれから前記
特定の被写体の領域を抽出し、抽出した被写体領域の重
心位置、主軸の傾き、及び画素数を巨視的特徴量として
それぞれ検出し、前記現在の画像フレームと前記参照画
像フレームとの間での前記巨視的特徴量の変化量を基に
前記被写体の領域の動きを特徴付ける動きパラメータを
算出するようにしたことを特徴とする動き検出方法が得
られる。According to the present invention, in a motion detecting method for detecting a motion between frames of a specific subject in a moving image, a current image frame and a reference image frame having a time difference therefrom are provided. and of extracting the region of the specific subject from the respective weight of the extracted subject region
The center position, the inclination of the main axis, and the number of pixels are detected as macroscopic feature amounts , respectively, and based on the amount of change in the macroscopic feature amount between the current image frame and the reference image frame. A motion detection method is provided, wherein a motion parameter characterizing the motion of the subject area is calculated.
【0009】また、本発明によれば、動画像の画像全体
のフレーム間での動きを検出する動き検出方法におい
て、現在の画像フレームとこれと時間差を有する参照画
像フレームとから同定可能な一つ以上の領域をそれぞれ
抽出し、抽出した領域の重心位置、主軸の傾き、及び画
素数を巨視的特徴量としてそれぞれ検出し、前記現在の
画像フレームと前記参照画像フレームとの間での前記巨
視的特徴量の変化量を基に前記画像全体の動きを特徴付
ける動きパラメータを算出するようにしたことを特徴と
する動き検出方法が得られる。Further, according to the present invention, in a motion detecting method for detecting a motion between frames of an entire image of a moving image, a method for identifying a current image frame and a reference image frame having a time difference from the current image frame is provided. Each of the above areas is extracted , and the position of the center of gravity, the inclination of the main axis, and the image
Respectively detect the prime as macroscopic feature amounts, to calculate the motion parameters characterizing the entire image of the motion based on the change amount of the macroscopic feature amounts at between the current image frame and the reference image frame Thus, a motion detection method characterized by the following is obtained.
【0010】さらにまた、本発明によれば、動画像のフ
レーム間での動きを検出する動き検出方法において、現
在の画像フレームとこれと時間差を有する参照画像フレ
ームとのそれぞれから同定可能な一つ以上の領域を抽出
し、抽出した領域の重心位置、主軸の傾き、及び画素数
を巨視的特徴量としてそれぞれ検出し、前記現在の画像
フレームと前記参照画像フレームとの間での前記巨視的
特徴量の変化量を基に、画像全体の動きを特徴付ける動
きパラメータを算出し、前記現在の画像フレームを小ブ
ロックに分割して各小ブロックの大まかな動きを示す動
き量を前記動きパラメータを基に算出して、前記小ブロ
ックごとの動きを前記動き量を初期値とするブロックマ
ッチング処理により検出するようにしたことを特徴とす
る動き検出方法が得られる。Still further, according to the present invention, in a motion detecting method for detecting a motion between frames of a moving image, a method which can be identified from each of a current image frame and a reference image frame having a time difference from the current image frame. The above area is extracted , and the position of the center of gravity of the extracted area , the inclination of the main axis, and the number of pixels
Detecting respectively the macroscopic feature amounts, the based on the change amount of the macroscopic feature amounts between the current image frame and the reference image frame, calculating a motion parameter characterizing the entire image of the motion, the The current image frame is divided into small blocks, a motion amount indicating a rough motion of each small block is calculated based on the motion parameter, and the motion of each small block is set to the motion amount as an initial value. A motion detection method characterized by performing detection by processing is obtained.
【0011】また、本発明によれば、動画像中における
特定の被写体のフレーム間での動きを検出する画像処理
装置において、現在の画像フレームとこれと時間差を有
する参照画像フレームとのそれぞれから前記特定の被写
体の領域を抽出する領域抽出手段と、該領域抽出手段が
抽出した被写体領域の重心位置、主軸の傾き、及び画素
数を巨視的特徴量としてそれぞれ検出する巨視的特徴量
検出手段と、前記現在の画像フレームと前記参照画像フ
レームとの間での前記巨視的特徴量の変化量を基に前記
被写体の領域の動きを特徴付ける動きパラメータを算出
する動きパラメータ算出手段とを備えたことを特徴とす
る画像処理装置が得られる。Further, according to the present invention, in an image processing apparatus for detecting a motion of a specific subject between frames in a moving image, the present invention is characterized in that a current image frame and a reference image frame having a time difference from the current image frame are used. Area extracting means for extracting an area of a specific subject, and a center of gravity position, a principal axis inclination, and a pixel of the subject area extracted by the area extracting means
Macroscopic feature amount detecting means for detecting a number as a macroscopic feature amount , and the subject based on a change amount of the macroscopic feature amount between the current image frame and the reference image frame. And a motion parameter calculating means for calculating a motion parameter characterizing the motion of the area.
【0012】さらにまた、本発明によれば、動画像の画
像全体のフレーム間での動きを検出する画像処理装置に
おいて、現在の画像フレームとこれと時間差を有する参
照画像フレームとから同定可能な一つ以上の領域をそれ
ぞれ抽出する領域抽出手段と、該領域抽出手段が抽出し
た領域の重心位置、主軸の傾き、及び画素数を巨視的特
徴量としてそれぞれ検出する巨視的特徴量検出手段と、
前記現在の画像フレームと前記参照画像フレームとの間
での前記巨視的特徴量の変化量を基に前記画像全体の動
きを特徴付ける動きパラメータを算出する動きパラメー
タ算出手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置が
得られる。Further, according to the present invention, in an image processing apparatus for detecting motion between frames of an entire image of a moving image, one image that can be identified from a current image frame and a reference image frame having a time difference from the current image frame. One or more of the area extracting means region is extracted, respectively, and macroscopic characteristic quantity detecting means the position of the center of gravity of the region where the region extraction unit and extracted, the inclination of the main shaft, and which detect the number of pixels as the macroscopic feature amounts,
Motion parameter calculation means for calculating a motion parameter that characterizes the motion of the entire image based on the amount of change in the macroscopic feature amount between the current image frame and the reference image frame. Thus, an image processing apparatus can be obtained.
【0013】加えて、本発明によれば、動画像のフレー
ム間での動きを検出する画像処理装置において、現在の
画像フレームとこれと時間差を有する参照画像フレーム
とのそれぞれから同定可能な一つ以上の領域を抽出する
領域抽出手段と、該領域抽出手段が抽出した領域の重心
位置、主軸の傾き、及び画素数を巨視的特徴量としてそ
れぞれ検出する巨視的特徴量検出手段と、前記現在の画
像フレームと前記参照画像フレームとの間での前記巨視
的特徴量の変化量を基に、画像全体の動きを特徴付ける
動きパラメータを算出する動きパラメータ算出手段と、
前記現在の画像フレームを小ブロックに分割して各小ブ
ロックの大まかな動きを示す動き量を前記動きパラメー
タを基に算出して、前記小ブロックごとの動きを前記動
き量を初期値とするブロックマッチング処理により検出
するブロックマッチング処理により検出するブロックマ
ッチング処理手段とを備えたことを特徴とする画像処理
装置が得られる。[0013] In addition, according to the present invention, in an image processing apparatus for detecting motion between frames of a moving image, one image that can be identified from each of a current image frame and a reference image frame having a time difference from the current image frame. Region extracting means for extracting the above region, and the center of gravity of the region extracted by the region extracting means
Position, wherein between the inclination of the main shaft, and a macroscopic feature amount detecting means for detecting, respectively Re their <br/> the number of pixels as the macroscopic feature amounts, the current image frame and the reference image frame macroscopic Parameter calculation means for calculating a motion parameter characterizing the motion of the entire image based on the change amount of the statistical feature amount,
A block in which the current image frame is divided into small blocks, a motion amount indicating a rough motion of each small block is calculated based on the motion parameter, and the motion of each small block is set to the motion amount as an initial value. Image processing comprising: block matching processing means for detecting by block matching processing detected by matching processing.
A device is obtained.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
【0015】本実施の形態による画像処理装置は、予め
画像から抽出した被写体領域または所定の領域に対し、
各領域ごとに巨視的特徴量を検出し、この特徴量のフレ
ーム間での変化に基づいて画像の動きを検出する。以
下、図1を参照して本発明の一実施の形態により画像処
理装置の動作について説明する。The image processing apparatus according to the present embodiment is capable of processing a subject area or a predetermined area extracted from an image in advance.
A macroscopic feature amount is detected for each region, and motion of an image is detected based on a change in the feature amount between frames. Hereinafter, the operation of the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0016】ここでは、図1に示すように、あるフレー
ムの画像を参照画像とし、その1フレーム後の入力画像
の動きを検出する。参照画像及び入力画像では、予め被
写体領域が検出される。そして検出された被写体領域そ
れぞれについて、巨視的特徴量が求められる。Here, as shown in FIG. 1, an image of a certain frame is used as a reference image, and the motion of the input image one frame after that is detected. In the reference image and the input image, a subject area is detected in advance. Then, a macroscopic feature amount is obtained for each of the detected subject regions.
【0017】被写体領域における巨視的特徴量として
は、領域Ri (i:領域番号)の重心座標位置Gi =
(Xgi ,Ygi )、や、領域Ri の主軸の傾きθi 、
領域Riの大きさ(即ち画素数Si )などを用いること
ができる。例えば、図1の例では、領域1及び2のぞれ
ぞれについて、参照画像上では、G1r=(Xg1r,Yg
1r)、θ1r、S1r、及びG2r=(Xg2r,Yg2r)、θ
2r、S2rが、入力画像上では、G1c=(Xg1c,Yg1
c)、θ1c、S1c、及びG2c=(Xg2c,Yg2c)、θ2
c、S2cが、それぞれ巨視的特徴量として求められる。As the macroscopic feature in the subject area, the barycentric coordinate position Gi of the area Ri (i: area number) =
(Xgi, Ygi), the inclination θi of the principal axis of the region Ri,
The size of the region Ri (ie, the number of pixels Si) can be used. For example, in the example of FIG. 1, for each of the regions 1 and 2, G1r = (Xg1r, Yg
1r), θ1r, S1r, and G2r = (Xg2r, Yg2r), θ
2r and S2r are G1c = (Xg1c, Yg1) on the input image.
c), θ1c, S1c, and G2c = (Xg2c, Yg2c), θ2
c and S2c are respectively obtained as macroscopic feature amounts.
【0018】これらの特徴量は、注目領域に属する全て
の画素の座標位置に関する簡単な演算で求めることがで
きる。また、これらの特徴量は、巨視的な値であるた
め、被写体の輪郭線等の局所的かつ微細な特徴量に比べ
て誤検出等の影響を受け難い。従って、被写体自身に多
少の変形がある場合や撮像系に多少の雑音などの悪影響
がある場合であっても、これらの特徴量は、簡単かつ精
度よく検出することが可能である。These feature amounts can be obtained by a simple calculation relating to the coordinate positions of all the pixels belonging to the region of interest. Also, since these feature values are macroscopic values, they are less susceptible to erroneous detection and the like than local and fine feature values such as the contour of the subject. Therefore, even when the subject itself has some deformation or the imaging system has some bad influence such as noise, it is possible to easily and accurately detect these feature amounts.
【0019】次に、これらの特徴量のフレーム間の変化
量に基づいて、各領域それぞれについて領域全体の動き
を特徴付ける動きパラメータが求められる。即ち、その
領域全体の平行移動量を示す動きベクトルとして、重心
座標位置Gi のフレーム間での変化量ΔGi =(Ei ,
Fi )と、領域全体が回転した角度を示す主軸傾度θの
変化量Qと、領域全体の拡大縮小率を示す領域の大きさ
Sの変化率の平方根Zとが求められる。図1の場合は、
(E1 ,F1 )=(Xg1c−Xg1r,Yg1c−Yg1
r)、(E2 ,F2 )=(Xg2c−Xg2r,Yg2c−Y
g2r)と、Q1 =θ1c−θ1r,Q2 =θ2c−θ2rと、Z
1 =√(S1c/S1r),Z2 =√(S2c/S2r)とが求
められる。Next, a motion parameter that characterizes the motion of the entire region is obtained for each region based on the amount of change in the feature amount between frames. That is, as a motion vector indicating the parallel movement amount of the entire area, the change amount ΔGi = (Ei,
Fi), the change amount Q of the principal axis inclination θ indicating the angle of rotation of the entire area, and the square root Z of the change rate of the size S of the area indicating the enlargement / reduction rate of the entire area. In the case of FIG.
(E1, F1) = (Xg1c-Xg1r, Yg1c-Yg1
r), (E2, F2) = (Xg2c-Xg2r, Yg2c-Y
g2r), Q1 = θ1c−θ1r, Q2 = θ2c−θ2r, and Z
1 = √ (S1c / S1r) and Z2 = √ (S2c / S2r) are obtained.
【0020】各領域内部の任意の画素位置について、参
照画像上から入力画像上への移動を示す動きベクトル
(Vcx,Vcy)は、任意の画素位置を(Xc ,Yc )と
し、上記動きパラメータを用いて、次の数式1及び2の
ように表すことができる。The motion vector (Vcx, Vcy) indicating the movement from the reference image to the input image at an arbitrary pixel position in each area is obtained by setting the arbitrary pixel position to (Xc, Yc) and setting the motion parameter to It can be expressed as in the following Expressions 1 and 2.
【0021】[0021]
【数1】 (Equation 1)
【0022】[0022]
【数2】 上記数式1及び2において、(Hi ,Vi )は、各領域
の拡大縮小及び回転に起因する各領域の平行移動量を補
正するための項を含む。これらの数式を整理すると、そ
れぞれ数式3及び4のように表わされる。(Equation 2) In the above formulas 1 and 2, (Hi, Vi) includes a term for correcting the amount of parallel movement of each region caused by scaling and rotation of each region. When these formulas are arranged, they are expressed as formulas 3 and 4, respectively.
【0023】[0023]
【数3】 (Equation 3)
【0024】[0024]
【数4】 更に、数式3及び4は、数式5及び6のように表わすこ
ともできる。(Equation 4) Further, Equations 3 and 4 can also be expressed as Equations 5 and 6.
【0025】[0025]
【数5】 (Equation 5)
【0026】[0026]
【数6】 カメラ操作などにより、画像全体が一様に動いている場
合にも、上述と同様にして、画像全体の動きパラメータ
(Z,Q,E,F)あるいは(A,B,C,D,E,
F)を計算により求めることができる。この場合は、画
像から一つ以上の領域を抽出し、かつそれらの各々の領
域から巨視的特徴量を検出し、動きパラメータを算出す
る。そして、領域毎に検出した動きパラメータ(Zi ,
Qi ,Ei,Fi )または(Ai ,Bi ,Ci ,Di ,
Ei ,Fi )を、要素ごとに算術平均あるいは重み付け
算術平均を取り、画像全体として動きパラメータを算出
する。ここで、重み付けを行う場合は、画素数の多い領
域などのパラメータ検出の信頼性が高いものを大きくす
ればよい。なお、この方法で、画像全体の動きパラメー
タを検出する場合は、1の領域を用いるよりも複数の領
域を用いたほうが検出精度が向上する。(Equation 6) Even when the entire image moves uniformly due to a camera operation or the like, the motion parameters (Z, Q, E, F) or (A, B, C, D, E,
F) can be obtained by calculation. In this case, one or more regions are extracted from the image, macroscopic feature amounts are detected from each of the regions, and motion parameters are calculated. Then, the motion parameters (Zi,
Qi, Ei, Fi) or (Ai, Bi, Ci, Di,
Ei, Fi) are arithmetically averaged or weighted arithmetically averaged for each element, and motion parameters are calculated for the entire image. Here, in the case of performing weighting, it is sufficient to increase a parameter having high reliability of parameter detection, such as an area having a large number of pixels. When detecting the motion parameters of the entire image by this method, the detection accuracy is improved by using a plurality of regions rather than by using one region.
【0027】また、カメラ操作などにより画像全体が大
きく動いているのに加えて、局所的に動きのことなる部
分がある場合には、次のようにすればよい。In the case where the whole image is largely moving due to a camera operation or the like, and there is a portion which locally moves, the following operation may be performed.
【0028】即ち、まず上述したようにして、画像全体
の動きパラメータ(Z,Q,E,F)または(A,B,
C,D,E,F)を検出する。次に、画像を小ブロック
に分割し、小ブロックごとにブロックマッチング処理に
より動きベクトルを検出する。このとき、ブロックマッ
チングの探索範囲の初期値を、小ブロックの座標位置
(Xc ,Yc )から、数式3及び4または数式5及び6
で求めた動きベクトルの値(Vcx,Vcy)に定める。こ
のように検索範囲を定めることで、画像全体としての大
まかな動きを初期値の範囲で予め補償できるので、ブロ
ックマッチングの範囲を小さくしても精度のよい動き検
出を実現できる。That is, first, as described above, the motion parameters (Z, Q, E, F) or (A, B,
C, D, E, F) are detected. Next, the image is divided into small blocks, and a motion vector is detected for each small block by block matching processing. At this time, the initial value of the search range of the block matching is calculated from the coordinate position (Xc, Yc) of the small block by using Equations 3 and 4 or Equations 5 and 6.
Is determined as the value (Vcx, Vcy) of the motion vector obtained in step (1). By determining the search range in this way, rough motion of the entire image can be compensated in advance within the range of the initial value, so that accurate motion detection can be realized even if the range of block matching is reduced.
【0029】[0029]
【実施例】次に、本発明の第1の実施例を図2を参照し
て説明する。Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0030】まず、ステップ201で、動画像から被写
体領域を抽出する。領域抽出の方法としては、従来の方
法が使用できる。例えば、画像の輝度成分に対してラプ
ラシアン処理を行い、処理画像の零交点を領域境界線と
して検出する。そして、検出された境界線をトレース
し、連続した境界線により閉じられた部分を独立した領
域として抽出すればよい。また、領域抽出の別の方法と
して、限定色表現による方法も広く知られている。この
方法では、入力カラー画像を解析し、色相変化の少ない
連続した部分を代表色に置き換えて一つの領域として抽
出する。なお、入力された動画像が予め領域分割されて
いる場合には、このステップ201は、省略できる。First, in step 201, a subject area is extracted from a moving image. A conventional method can be used as a method for extracting a region. For example, a Laplacian process is performed on the luminance component of the image, and a zero crossing point of the processed image is detected as a region boundary line. Then, the detected boundary line may be traced, and a portion closed by the continuous boundary line may be extracted as an independent region. Also, as another method of region extraction, a method using limited color expression is widely known. In this method, an input color image is analyzed, and a continuous portion having a small hue change is replaced with a representative color and extracted as one region. If the input moving image has been divided into regions in advance, step 201 can be omitted.
【0031】次に、ステップ202で、抽出された領域
の巨視的特徴量をそれぞれ検出する。各領域の巨視的特
徴量としては、領域の重心位置Gi =(Xgi 、Ygi
)、領域の主軸の傾きθi 、領域の大きさ(画素数)
Si などを用いる。重心位置Gi は注目領域に属する全
ての画素の座標位置を算術平均することにより容易に求
められる。また、領域の主軸は、その領域の重心を通過
する直線軸のうち、その軸回りのモーメントが最小にな
るものを選択する。これもその領域に属する全ての画素
の座標位置に関する算術計算により求められる。さらに
また、主軸の傾きθi は、画面に対して予め定めた軸、
例えば、垂直軸に対する傾きとして定義しておけばよ
い。なお、これら以外にも、巨視的特徴量として、領域
の主軸の長さは領域の大きさを示す特徴量として、領域
の主軸回りのモーメントの大きさは領域を同定する特徴
量として使用できる。Next, in step 202, the macroscopic feature of the extracted area is detected. As the macroscopic feature of each area, the center of gravity of the area Gi = (Xgi, Ygi
), The inclination θi of the main axis of the area, the size of the area (number of pixels)
Use Si or the like. The center of gravity position Gi can be easily obtained by arithmetically averaging the coordinate positions of all the pixels belonging to the attention area. As the main axis of the area, a linear axis that passes through the center of gravity of the area and that has the smallest moment about that axis is selected. This is also obtained by arithmetic calculation on the coordinate positions of all the pixels belonging to the area. Furthermore, the inclination θi of the main axis is an axis predetermined with respect to the screen,
For example, it may be defined as a tilt with respect to the vertical axis. In addition, other than these, the length of the principal axis of the region can be used as a feature amount indicating the size of the region as the macroscopic feature amount, and the magnitude of the moment around the principal axis of the region can be used as the feature amount for identifying the region.
【0032】次に、ステップ203では、ステップ20
2で検出した巨視的特徴量のフレーム間での変化量を検
出する。各領域の重心位置Gi =(Xgi 、Ygi )の
変化量(E,F)は、領域全体としての平行移動量を示
す動きベクトルである。主軸の傾度θi の変化量Qは、
領域全体の回転角度を示す。また領域の画素数Si の変
化率の平方根Zは領域の大きさの拡大縮小率を示す。Next, in step 203, step 20
The change amount between the frames of the macroscopic feature amount detected in 2 is detected. The amount of change (E, F) of the center of gravity Gi = (Xgi, Ygi) of each region is a motion vector indicating the amount of parallel movement of the entire region. The variation Q of the inclination θi of the main shaft is
The rotation angle of the entire area is shown. The square root Z of the rate of change of the number of pixels Si in the region indicates the scale of the size of the region.
【0033】最後に、ステップ204で、検出した変化
量(Z,Q,E,F)を当該領域の動きパラメータとし
て出力する。このパラメータを用いれば、領域内の任意
の画素位置に対して、動きベクトルの値を計算で求める
ことができる。動きベクトルの計算は上述した数式3及
び4に従って求められる。あるいは、数式5及び6のよ
うに置き換えて、動きパラメータ(A,B,C,D,
E,F)として出力させることもできる。Finally, in step 204, the detected variation (Z, Q, E, F) is output as a motion parameter of the area. By using this parameter, the value of the motion vector can be obtained by calculation at an arbitrary pixel position in the area. The calculation of the motion vector is obtained according to the above-described equations 3 and 4. Alternatively, the motion parameters (A, B, C, D,
E, F).
【0034】次に本発明の第2の実施例について図3を
参照して説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0035】まず、ステップ301において、図2のス
テップ201と同様にして、複数の領域Ri (同定可能
な領域)を抽出する。そして、ステップ302及び30
3で、図2のステップ202及び203と同様にして、
各領域についてそれぞれ独立に動きパラメータ(Zi ,
Qi ,Ei ,Fi )を検出する。First, in step 301, a plurality of regions Ri (identifiable regions) are extracted in the same manner as in step 201 of FIG. And steps 302 and 30
3, in the same manner as in steps 202 and 203 of FIG.
The motion parameters (Zi,
Qi, Ei, Fi) are detected.
【0036】次に、ステップ304で、領域Ri ごとに
検出された動きパラメータ(Zi ,Qi ,Ei ,Fi )
の要素ごとに算術平均を取り、画像全体としての動きパ
ラメータ(Z,Q,E,F)を算出する。このとき、領
域ごとの動きパラメータの信頼度に基づいて、重み付け
を行って算術平均を取るようにしてもよい。Next, at step 304, the motion parameters (Zi, Qi, Ei, Fi) detected for each region Ri.
An arithmetic average is calculated for each of the elements to calculate a motion parameter (Z, Q, E, F) of the entire image. At this time, weighting may be performed based on the reliability of the motion parameter for each region to take an arithmetic average.
【0037】そして、ステップ305で、求めた画像全
体の動きパラメータを出力する。Then, in step 305, the obtained motion parameters of the entire image are output.
【0038】次に、図4及び図5を参照して本発明の第
3の実施例について説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0039】本実施例のステップ401からステップ4
05までは、図3のステップ301からステップ305
までと同じ処理である。この後、本実施例では、ステッ
プ406で、入力画像を小ブロックに分割する。そし
て、ステップ405で得られた動きパラメータに基づい
て、各ブロックごとに大まかな動きベクトルを計算す
る。この計算は、上記数式3及び4、または数式5及び
6に従って行われる。Steps 401 to 4 of this embodiment
Until 05, steps 301 to 305 in FIG.
This is the same process as above. Thereafter, in this embodiment, in step 406, the input image is divided into small blocks. Then, a rough motion vector is calculated for each block based on the motion parameters obtained in step 405. This calculation is performed according to Equations 3 and 4 or Equations 5 and 6.
【0040】それからステップ407で、各小ブロック
に対して前記計算で求めた動きベクトルを初期値とする
ブロックマッチング処理を行い、より正確な動きベクト
ルを探索する。このとき、上記のような初期値設定を行
うことで、画像全体としての大まかな動きは検索し終え
ているので、ブロックマッチング処理における探索範囲
を小さくすることができ、演算量を従来に比べ削減する
ことができる。Then, in step 407, a block matching process is performed for each small block using the motion vector obtained by the above calculation as an initial value, and a more accurate motion vector is searched. At this time, by performing the initial value setting as described above, since the rough motion as the entire image has been searched, the search range in the block matching process can be reduced, and the amount of calculation is reduced as compared with the conventional case. can do.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明によれば、入力画像と参照画像と
からそれぞれ巨視的特徴量を検出し、フレーム間での巨
視的特徴量の変化量に基づいて動きパラメータを算出す
るようにしたことで、画像の動きを少ない演算量で検出
することができる。According to the present invention, a macroscopic feature is detected from an input image and a reference image, respectively, and a motion parameter is calculated based on a change in the macroscopic feature between frames. Thus, the motion of the image can be detected with a small amount of calculation.
【0042】また、巨視的特徴量の変化量に基づいて求
めた動きパラメータを、ブロックマッチングに利用する
ようにしたことで、動きの検出精度を劣化させることな
く、探索範囲を狭くして演算量を削減することができ
る。Also, by using the motion parameters obtained based on the amount of change in the macroscopic feature amount for block matching, the search range can be narrowed without deteriorating the accuracy of motion detection and reducing the amount of calculation. Can be reduced.
【図1】本発明の一実施の形態の動作を説明するための
図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the operation of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例のフローチャートであ
る。FIG. 2 is a flowchart of the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例のフローチャートであ
る。FIG. 3 is a flowchart of a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施例のフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart of a third embodiment of the present invention.
【図5】図4のフローチャートを説明するための図であ
る。FIG. 5 is a diagram for explaining the flowchart of FIG. 4;
Claims (6)
ム間での動きを検出する動き検出方法において、現在の
画像フレームとこれと時間差を有する参照画像フレーム
とのそれぞれから前記特定の被写体の領域を抽出し、抽
出した被写体領域の重心位置、主軸の傾き、及び画素数
を巨視的特徴量としてそれぞれ検出し、前記現在の画像
フレームと前記参照画像フレームとの間での前記巨視的
特徴量の変化量を基に前記被写体の領域の動きを特徴付
ける動きパラメータを算出するようにしたことを特徴と
する動き検出方法。1. A motion detecting method for detecting a motion of a specific subject between frames in a moving image, wherein a region of the specific subject is determined from each of a current image frame and a reference image frame having a time difference from the current image frame. The position of the center of gravity of the extracted subject area , the inclination of the main axis, and the number of pixels
As the respectively detected as a macroscopic feature amounts, calculates a motion parameter characterizing the macroscopic feature amounts of variation of the movement area of the object based on the between the current image frame and the reference image frame A motion detection method characterized in that:
を検出する動き検出方法において、現在の画像フレーム
とこれと時間差を有する参照画像フレームとから同定可
能な一つ以上の領域をそれぞれ抽出し、抽出した領域の
重心位置、主軸の傾き、及び画素数を巨視的特徴量とし
てそれぞれ検出し、前記現在の画像フレームと前記参照
画像フレームとの間での前記巨視的特徴量の変化量を基
に前記画像全体の動きを特徴付ける動きパラメータを算
出するようにしたことを特徴とする動き検出方法。2. A motion detection method for detecting motion between frames of an entire image of a moving image, wherein one or more identifiable regions are respectively extracted from a current image frame and a reference image frame having a time difference from the current image frame. Of the extracted area
The center of gravity position, the inclination of the main shaft, and the number of pixels and the macroscopic feature amounts
Respectively detected Te, and characterized in that to calculate the motion parameters characterizing the entire image of the motion based on the change amount of the macroscopic feature amounts at between the current image frame and the reference image frame Motion detection method.
動き検出方法において、現在の画像フレームとこれと時
間差を有する参照画像フレームとのそれぞれから同定可
能な一つ以上の領域を抽出し、抽出した領域の重心位
置、主軸の傾き、及び画素数を巨視的特徴量としてそれ
ぞれ検出し、前記現在の画像フレームと前記参照画像フ
レームとの間での前記巨視的特徴量の変化量を基に、画
像全体の動きを特徴付ける動きパラメータを算出し、前
記現在の画像フレームを小ブロックに分割して各小ブロ
ックの大まかな動きを示す動き量を前記動きパラメータ
を基に算出して、前記小ブロックごとの動きを前記動き
量を初期値とするブロックマッチング処理により検出す
るようにしたことを特徴とする動き検出方法。3. A motion detection method for detecting motion between frames of a moving image, wherein one or more identifiable regions are extracted from each of a current image frame and a reference image frame having a time difference from the current image frame. Centroid position of extracted area
Group location, the inclination of the main shaft, and it <br/> respectively detect the number of pixels as the macroscopic feature amounts, the amount of change in the macroscopic feature amounts at between the current image frame and the reference image frame Calculating a motion parameter characterizing the motion of the entire image, dividing the current image frame into small blocks, and calculating a motion amount indicating a rough motion of each small block based on the motion parameter; A motion detection method wherein a motion of each block is detected by a block matching process using the motion amount as an initial value.
ム間での動きを検出する画像処理装置において、現在の
画像フレームとこれと時間差を有する参照画像フレーム
とのそれぞれから前記特定の被写体の領域を抽出する領
域抽出手段と、該領域抽出手段が抽出した被写体領域の
重心位置、主軸の傾き、及び画素数を巨視的特徴量とし
てそれぞれ検出する巨視的特徴量検出手段と、前記現在
の画像フレームと前記参照画像フレームとの間での前記
巨視的特徴量の変化量を基に前記被写体の領域の動きを
特徴付ける動きパラメータを算出する動きパラメータ算
出手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。4. An image processing apparatus for detecting a motion of a specific subject between frames in a moving image, wherein an area of the specific subject is determined from each of a current image frame and a reference image frame having a time difference from the current image frame. Region extracting means for extracting, and a subject area extracted by the region extracting means.
The center of gravity position, the inclination of the main shaft, and the number of pixels and the macroscopic feature amounts
Calculating a macroscopic feature amount detecting means for detecting each of the motion parameters characterizing the movement of areas of the subject of change based on the macroscopic feature amounts between the current image frame and the reference image frame Te An image processing apparatus comprising:
を検出する画像処理装置において、現在の画像フレーム
とこれと時間差を有する参照画像フレームとから同定可
能な一つ以上の領域をそれぞれ抽出する領域抽出手段
と、該領域抽出手段が抽出した領域の重心位置、主軸の
傾き、及び画素数を巨視的特徴量としてそれぞれ検出す
る巨視的特徴量検出手段と、前記現在の画像フレームと
前記参照画像フレームとの間での前記巨視的特徴量の変
化量を基に前記画像全体の動きを特徴付ける動きパラメ
ータを算出する動きパラメータ算出手段とを備えたこと
を特徴とする画像処理装置。5. An image processing apparatus for detecting movement between frames of an entire image of a moving image, wherein one or more identifiable regions are respectively extracted from a current image frame and a reference image frame having a time difference from the current image frame. Region extracting means, and the position of the center of gravity of the region extracted by the region extracting means ,
A macroscopic feature amount detecting means for detecting the inclination and the number of pixels as macroscopic feature amounts , respectively , and the image based on a change amount of the macroscopic feature amount between the current image frame and the reference image frame. An image processing apparatus comprising : a motion parameter calculating unit configured to calculate a motion parameter characterizing the entire motion.
画像処理装置において、現在の画像フレームとこれと時
間差を有する参照画像フレームとのそれぞれから同定可
能な一つ以上の領域を抽出する領域抽出手段と、該領域
抽出手段が抽出した領域の重心位置、主軸の傾き、及び
画素数を巨視的特徴量としてそれぞれ検出する巨視的特
徴量検出手段と、前記現在の画像フレームと前記参照画
像フレームとの間での前記巨視的特徴量の変化量を基
に、画像全体の動きを特徴付ける動きパラメータを算出
する動きパラメータ算出手段と、前記現在の画像フレー
ムを小ブロックに分割して各小ブロックの大まかな動き
を示す動き量を前記動きパラメータを基に算出して、前
記小ブロックごとの動きを前記動き量を初期値とするブ
ロックマッチング処理により検出するブロックマッチン
グ処理により検出するブロックマッチング処理手段とを
備えたことを特徴とする画像処理装置。6. An image processing apparatus for detecting a motion between frames of a moving image, wherein one or more identifiable regions are extracted from each of a current image frame and a reference image frame having a time difference therefrom. Extraction means, the position of the center of gravity of the area extracted by the area extraction means , the inclination of the main axis, and
Macroscopic feature amount detecting means for detecting the number of pixels as a macroscopic feature amount, and a motion of the entire image based on a change amount of the macroscopic feature amount between the current image frame and the reference image frame. A motion parameter calculation unit that calculates a motion parameter characterizing the current image frame; and divides the current image frame into small blocks, calculates a motion amount indicating a rough motion of each small block based on the motion parameter, and An image processing apparatus comprising: a block matching processing unit configured to detect a motion of each image by a block matching process that detects the motion amount as an initial value by a block matching process.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35034796A JP2914441B2 (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Motion detection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35034796A JP2914441B2 (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Motion detection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10191344A JPH10191344A (en) | 1998-07-21 |
| JP2914441B2 true JP2914441B2 (en) | 1999-06-28 |
Family
ID=18409879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35034796A Expired - Lifetime JP2914441B2 (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Motion detection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2914441B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7414646B2 (en) * | 2000-08-10 | 2008-08-19 | Jps International, Inc. | Method and apparatus for video communication over a limited bandwidth medium |
| TWI242362B (en) | 2002-07-30 | 2005-10-21 | Sony Corp | Storage device, signal processor, image signal processor, and their methods |
| CN1326394C (en) * | 2002-07-30 | 2007-07-11 | 索尼株式会社 | Memory device, signal processing apparatus, image signal processing apparatus and methods of the same |
| CN100370808C (en) * | 2005-06-13 | 2008-02-20 | 北京中星微电子有限公司 | A method of motion detection |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35034796A patent/JP2914441B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10191344A (en) | 1998-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108898044B (en) | Loading rate acquisition method, device, system and storage medium | |
| US7536035B2 (en) | Object velocity measuring apparatus and object velocity measuring method | |
| US6628715B1 (en) | Method and apparatus for estimating optical flow | |
| US10062176B2 (en) | Displacement detecting apparatus and displacement detecting method | |
| JPH0799660A (en) | Motion compensation predicting device | |
| JP2015197816A (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
| CN116309565B (en) | High-strength conveyor belt deviation detection method based on computer vision | |
| JP6544257B2 (en) | INFORMATION PROCESSING SYSTEM, INFORMATION PROCESSING METHOD, AND INFORMATION PROCESSING PROGRAM | |
| US20120057760A1 (en) | Motion vector detection device, apparatus for detecting motion vector and motion vector detection method | |
| CN105957107A (en) | Pedestrian detecting and tracking method and device | |
| CN104978738A (en) | Method of detection of points of interest in digital image | |
| JP2000048211A (en) | Moving object tracking device | |
| JP7207957B2 (en) | Image processing device, image processing method, and program | |
| CN111814739A (en) | Method, device and equipment for detecting express package volume and storage medium | |
| EP3593322B1 (en) | Method of detecting moving objects from a temporal sequence of images | |
| JP2001126065A (en) | Distance distribution detector | |
| JP2914441B2 (en) | Motion detection method | |
| KR100616755B1 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and storage medium | |
| CN118608604A (en) | Image processing method and device | |
| CN117291992A (en) | Front-end service platform intelligent manufacturing industrial Internet of Things and control method | |
| JP3781835B2 (en) | Video image segmentation device | |
| JP2506500B2 (en) | Image motion detector | |
| CN108280815B (en) | A Geometric Correction Method for Surveillance Scene Structure | |
| CN116189276A (en) | Motion detection method, computer program product, electronic device and storage medium | |
| JP7180739B2 (en) | Information processing device, information processing system, information processing method and information processing program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990317 |