JP3496563B2 - Object detection device, object detection method, and recording medium recording object detection program - Google Patents
Object detection device, object detection method, and recording medium recording object detection programInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、監視カメラ等から
入力された画像中の物体検出を行う物体検出装置に係わ
り、特に照明変動に頑強な物体検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an object detection device for detecting an object in an image input from a surveillance camera or the like, and more particularly to an object detection device that is robust against illumination fluctuation.
【0002】[0002]
【従来の技術】監視カメラ等で撮影された動画像から物
体を検出する従来の方法としては、あらかじめ作成した
背景画像と現時点において得られた画像との差分画像か
ら物体を判別する方法が知られている。背景画像の作成
として特開平9−81714号公報に記載されているよ
うに、各画素毎に特徴値(例えば輝度値)を過去に撮影
した複数画像に対し計算し、その複数の特徴値のメディ
アンをその画素の背景画像の画素値として更新するとい
うものである。2. Description of the Related Art As a conventional method for detecting an object from a moving image taken by a surveillance camera or the like, there is known a method of distinguishing an object from a difference image between a background image created in advance and an image obtained at the present time. ing. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-81714 for creating a background image, a feature value (for example, a brightness value) is calculated for each pixel for a plurality of images captured in the past, and a median of the plurality of feature values is calculated. Is updated as the pixel value of the background image of that pixel.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、背景画
像と現時点の画像の差分画像を作成する方法では、長時
間の照明変動に対して頑強ではないために安定に移動物
体を検出することができないという問題がある。その理
由は、照明変動が頻繁に起きている場合においては、背
景画像と現時点で撮影された画像との間に照明変動の影
響で輝度値の変動が生じるためである。However, in the method of creating the difference image between the background image and the current image, it is not robust against long-term illumination fluctuations, so that it cannot detect a moving object in a stable manner. There's a problem. The reason is that, when the illumination variation frequently occurs, the luminance value varies between the background image and the image captured at the current time due to the illumination variation.
【0004】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、頻繁に照明変動が起きている場合に対応し
て、安定かつ高精度に物体の検出を行うことができる物
体検出装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an object detecting apparatus capable of detecting an object stably and highly accurately in response to frequent illumination fluctuations. The purpose is to provide.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、撮像した画像を用いて物体の検出を行う物体検出装
置であって、前記物体検出装置は、前記撮像画像の注目
領域および注目領域毎に設定されている参照点群の輝度
値群を該画像から取り出す参照点選択手段と、注目領域
と参照点群との輝度値の相関関係をさまざまな照明変動
下において表わした照明変動背景モデルと前記参照点選
択手段から得られた輝度値群との距離を計算する距離計
算手段と、前記距離計算手段において算出された距離に
基づいて物体の存在を判別する物体判別手段とを備えた
ことを特徴とする。請求項2に記載の発明は、前記物体
検出装置は、前記画像上の注目領域と前記参照点群との
輝度値の相関関係をさまざまな照明変動下において表わ
した照明変動背景モデルを背景データから作成する照明
変動背景モデル生成手段と、前記物体判別手段において
背景と判断された画素点に対応する前記背景データを前
記参照点選択手段によって取り出された輝度値群を用い
て更新する背景作成手段とをさらに備えたことを特徴と
する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an object detecting device for detecting an object using a picked-up image, wherein the object detecting device focuses on the picked-up image.
Luminance of the reference point set for each area and area of interest
Reference point selection means for extracting a value group from the image, and a region of interest
And the correlation of the brightness value between the reference point group and various lighting variations
Illumination fluctuation background model shown below and the reference point selection
A distance calculation means for calculating the distance between the obtained luminance value group from-option means, characterized in that a object determination means for determining the presence of an object based on the distance calculated in the distance calculation unit . The invention according to claim 2 is the object
The detection device includes a region of interest on the image and the reference point group.
Represents the correlation of brightness values under various lighting variations.
Illumination that creates a background model
In the changing background model generating means and the object discriminating means,
The background data corresponding to the pixel point determined to be the background
Using the brightness value group extracted by the reference point selection means
And a background creating means for updating
To do.
【0006】請求項3に記載の発明は、前記物体検出装
置は、参照点群を設定する際、検出すべき対象物体の大
きさから参照点間の距離を、対象物体の存在可能範囲か
ら参照点の位置を、対象物体の移動方向から参照点の配
置方向を、それぞれ決定し参照点群を設定する参照点設
定援助手段をさらに備えたことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, the object detecting apparatus refers to the distance between the reference points from the size of the target object to be detected and the range in which the target object can exist when setting the reference point group. The present invention is further characterized by further comprising reference point setting assisting means for determining the position of the point, the arrangement direction of the reference point from the moving direction of the target object, and setting the reference point group.
【0007】請求項4に記載の発明は、前記物体検出装
置は、あらかじめ得られた背景画像群から、画素毎に輝
度分布を取得し、照明変動を受けた照明変動背景モデル
と前記輝度分布の類似度合いが高い画素を選択し、この
画素を参照点として設定する参照点自動設定手段をさら
に備えたことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, the object detecting device acquires a luminance distribution for each pixel from a background image group obtained in advance, and the illumination variation background model subjected to the illumination variation and the luminance distribution. It is characterized by further comprising reference point automatic setting means for selecting a pixel having a high degree of similarity and setting this pixel as a reference point.
【0008】請求項5に記載の発明は、前記距離計算手
段は、複数の背景データから統計的手法を用い照明変動
モデルを作成し、前記参照点選択手段から得られた輝度
値群との距離を計算することを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, the distance calculation means creates an illumination variation model from a plurality of background data by using a statistical method, and the distance to the brightness value group obtained from the reference point selection means. Is calculated.
【0009】請求項6に記載の発明は、撮像した画像を
用いて物体の検出を行う物体検出方法であって、前記物
体検出方法は、前記撮像画像の注目領域および注目領域
毎に設定されている参照点群の輝度値群を該画像から取
り出す参照点選択処理と、注目領域と参照点群との輝度
値の相関関係をさまざまな照明変動下において表わした
照明変動背景モデルと前記参照点選択処理から得られた
輝度値群との距離を計算する距離計算処理と、前記距離
計算処理において算出された距離に基づいて物体の存在
を判別する物体判別処理とを有することを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、前記物体検出方法は、前記画
像上の注目領域と前記参照点群との輝度値の相関関係を
さまざまな照明変動下において表わした照明変動背景モ
デルを背景データから作成する照明変動背景モデル生成
処理と、前記物体判別処理において背景と判断された画
素点に対応する前記背景データを前記参照点選択処理に
よって取り出された輝度値群を用いて更新する背景作成
処理とをさらに有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an object detecting method for detecting an object using a picked-up image, wherein the object detecting method is a target area and a target area of the picked-up image.
Reference point selection processing for extracting the luminance value group of the reference point group set for each from the image, and the luminance of the attention area and the reference point group
The correlation of the values was expressed under various lighting fluctuations.
Lighting variation background model and obtained from the reference point selection process
A distance calculating process for calculating the distance between the luminance value group, and having an object determination process of determining the presence of an object based on the distance calculated in the distance calculation process.
The invention according to claim 7 is the object detection method,
The correlation of the brightness value between the attention area on the image and the reference point group
Illumination fluctuation background model represented under various lighting fluctuations.
Illumination fluctuation background model generation to create Dell from background data
Processing and the image judged as the background in the object discrimination processing
The background data corresponding to the raw point is used for the reference point selection processing.
Therefore, create a background that updates using the extracted luminance value group
And further processing.
【0010】請求項8に記載の発明は、前記物体検出方
法は、参照点群を設定する際、検出すべき対象物体の大
きさから参照点間の距離を、対象物体の存在可能範囲か
ら参照点の位置を、対象物体の移動方向から参照点の配
置方向を、それぞれ決定し参照点群を設定する参照点設
定援助処理をさらに有することを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the object detection method, when the reference point group is set, the distance between the reference points is referred from the size of the target object to be detected and the range in which the target object can exist. It is characterized by further comprising a reference point setting assisting process for determining the position of the point, the arrangement direction of the reference point from the moving direction of the target object, and setting the reference point group.
【0011】請求項9に記載の発明は、前記物体検出方
法は、あらかじめ得られた背景画像群から、画素毎に輝
度分布を取得し、照明変動を受けた照明変動背景モデル
と前記輝度分布の類似度合いが高い画素を選択し、この
画素を参照点として設定する参照点自動設定処理をさら
に有することを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, in the object detecting method, a luminance distribution is acquired for each pixel from a background image group obtained in advance, and the illumination variation background model subjected to illumination variation and the luminance distribution. It is characterized by further including a reference point automatic setting process for selecting a pixel having a high degree of similarity and setting this pixel as a reference point.
【0012】請求項10に記載の発明は、前記距離計算
処理は、複数の背景データから統計的手法を用い照明変
動モデルを作成し、前記参照点選択処理から得られた輝
度値群との距離を計算することを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the distance calculation processing, an illumination variation model is created from a plurality of background data by using a statistical method, and the distance to the luminance value group obtained from the reference point selection processing is calculated. Is calculated.
【0013】請求項11に記載の発明は、撮像した画像
を用いて物体の検出を行う物体検出プログラムを記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記
物体検出プログラムは、前記撮像画像の注目領域および
注目領域毎に設定されている参照点群の輝度値群を該画
像から取り出す参照点選択処理と、注目領域と参照点群
との輝度値の相関関係をさまざまな照明変動下において
表わした照明変動背景モデルと前記参照点選択処理から
得られた輝度値群との距離を計算する距離計算処理と、
前記距離計算処理において算出された距離に基づいて物
体の存在を判別する物体判別処理とをコンピュータに行
わせることを特徴とする。請求項12に記載の発明は、
前記物体検出プログラムは、前記画像上の注目領域と前
記参照点群との輝度値の相関関係をさまざまな照明変動
下において表わした照明変動背景モデルを背景データか
ら作成する照明変動背景モデル生成処理と、前記物体判
別処理において背景と判断された画素点に対応する前記
背景データを前記参照点選択処理によって取り出された
輝度値群を用いて更新する背景作成処理とをさらにコン
ピュータに行わせることを特徴とする。 The invention described in claim 11 is a computer-readable recording medium in which an object detection program for detecting an object using a picked-up image is recorded, wherein the object detection program is focused on the picked-up image. Area and
Reference point selection processing for extracting a luminance value group of reference point groups set for each attention area from the image, attention area and reference point group
And the correlation of the brightness value under various lighting fluctuations
From the displayed illumination fluctuation background model and the reference point selection processing
Distance calculation processing for calculating the distance to the obtained brightness value group ,
It is characterized in that the computer is caused to perform an object discriminating process for discriminating the existence of an object based on the distance calculated in the distance calculating process. The invention according to claim 12 is
The object detection program includes a region of interest on the image and a previous region.
Correspondence of brightness value with reference point group
Is the illumination fluctuation background model shown below background data?
Illumination fluctuation background model generation process created by
The above-mentioned corresponding to the pixel point judged to be the background in another processing
Background data extracted by the reference point selection process
The background creation process that updates using the brightness value group
It is characterized by letting the computer do it.
【0014】請求項13に記載の発明は、前記物体検出
プログラムは、参照点群を設定する際、検出すべき対象
物体の大きさから参照点間の距離を、対象物体の存在可
能範囲から参照点の位置を、対象物体の移動方向から参
照点の配置方向を、それぞれ決定し参照点群を設定する
参照点設定援助処理をさらにコンピュータに行わせるこ
とを特徴とする。In the thirteenth aspect of the present invention, the object detection program refers to the distance between the reference points from the size of the target object to be detected and the range in which the target object can exist when setting the reference point group. It is characterized in that the computer further executes a reference point setting assisting process for determining the position of the point, the arrangement direction of the reference point from the moving direction of the target object, and setting the reference point group.
【0015】請求項14に記載の発明は、前記物体検出
プログラムは、あらかじめ得られた背景画像群から、画
素毎に輝度分布を取得し、照明変動を受けた照明変動背
景モデルと前記輝度分布の類似度合いが高い画素を選択
し、この画素を参照点として設定する参照点自動設定処
理をさらにコンピュータに行わせることを特徴とする。According to a fourteenth aspect of the present invention, the object detection program obtains a luminance distribution for each pixel from a background image group obtained in advance, and the illumination variation background model subjected to the illumination variation and the luminance distribution. It is characterized in that a pixel having a high degree of similarity is selected, and the computer is further caused to perform a reference point automatic setting process for setting this pixel as a reference point.
【0016】請求項15に記載の発明は、前記距離計算
処理は、複数の背景データから統計的手法を用い照明変
動モデルを作成し、前記参照点選択処理から得られた輝
度値群との距離を計算することを特徴とする。According to a fifteenth aspect of the present invention, in the distance calculation processing, an illumination variation model is created from a plurality of background data by using a statistical method, and the distance to the brightness value group obtained from the reference point selection processing is calculated. Is calculated.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
物体検出装置を図面を参照して説明する。まず、同実施
形態における物体検出の原理を説明する。同実施形態に
おいては、ビデオカメラ等の画像入力手段で撮影された
背景物体の表面が完全拡散反射であるものと仮定する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An object detecting device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the principle of object detection in the same embodiment will be described. In the embodiment, it is assumed that the surface of the background object photographed by the image input means such as a video camera is a perfect diffuse reflection.
【0018】文献「画像の処理と認識」安居院、長尾
(昭晃堂)によれば、得られた画像上の点(x,y)に
おける輝度値I(x,y)は、According to the document “Image Processing and Recognition” Yasuiin and Nagao (Shokoido), the brightness value I (x, y) at the point (x, y) on the obtained image is
【数1】
で示され、ここで、θは物体表面の法線ベクトルと光線
ベクトルのなす角であり、ξは反射率に関する定数であ
る。したがって、物体の表面法線ベクトルおよび光源の
光線ベクトルが一定であれば画像上の点(x,y)での
輝度値I(x,y)は反射率に関する定数に比例する。
ただし、照明光の変動がある場合は、[Equation 1] Where θ is the angle between the normal vector of the object surface and the ray vector, and ξ is a constant related to reflectance. Therefore, if the surface normal vector of the object and the ray vector of the light source are constant, the brightness value I (x, y) at the point (x, y) on the image is proportional to the constant relating to the reflectance.
However, if there is a change in illumination light,
【数2】
となる。ここで、Ψ(t)は時間により変動する照明光
であり、μは物体表面反射係数である。[Equation 2] Becomes Here, Ψ (t) is illumination light that changes with time, and μ is an object surface reflection coefficient.
【0019】例えば、同一光源の影響のみを受けている
同一画像上の異なる2点、A、Bにおける輝度値IA、
IBは、For example, the brightness values IA at two different points A and B on the same image, which are only influenced by the same light source,
IB is
【数3】 [Equation 3]
【数4】 となり、IA、IB平面上で[Equation 4] And on the IA and IB planes
【数5】 の関係が成り立つ。[Equation 5] The relationship is established.
【0020】したがって、同一画像上で空間的に離れた
背景画素点の輝度値を軸に持つ多次元輝度空間上で、背
景画素点の輝度が同一の照明変化の影響を受けて変化す
る時、これらの背景画素点の輝度分布は、原点(輝度
0)を通る式(5)で示される直線上にのることにな
る。この照明変動による背景画素点の輝度値の分布を照
明変動背景モデルと呼ぶ。Therefore, when the brightness of the background pixel points changes under the influence of the same illumination change in a multidimensional brightness space having the brightness values of the background pixel points spatially separated on the same image as axes, The luminance distribution of these background pixel points is on the straight line shown by the equation (5) passing through the origin (luminance 0). The distribution of the brightness values of the background pixel points due to this illumination variation is called an illumination variation background model.
【0021】しかし、背景画素とは異なる表面法線ベク
トルおよび表面反射係数をもつ物体がこれらの背景画素
に入った場合、照明変動以外の外乱による輝度変動を起
こすため、輝度の多次元空間上では照明変動の場合とは
異なり式(5)の直線上(照明変動背景モデル)から外
れる。However, when an object having a surface normal vector and a surface reflection coefficient different from that of the background pixel enters these background pixels, brightness fluctuations due to disturbances other than illumination fluctuations occur, so that in a multidimensional space of brightness. Unlike the case of the illumination fluctuation, it deviates from the straight line (illumination fluctuation background model) of the equation (5).
【0022】例えば、図5(a)に示す画像上の2点、
A、Bの例では、この2点に物体が存在せず、照明変化
がある場合の2点の2次元輝度空間での分布は図5
(c)における白ドットのように照明変動背景モデル
(式(5)の直線上にのる)を満たす分布を示す。図5
(c)において、x軸は点Aの輝度値IA、y軸は点B
の輝度値IBである。For example, two points on the image shown in FIG.
In the cases of A and B, the distribution of the two points in the two-dimensional luminance space when the object does not exist at these two points and the illumination changes is shown in FIG.
A distribution that satisfies the illumination fluctuation background model (on the straight line of the equation (5)) is shown like the white dots in (c). Figure 5
In (c), the x-axis is the brightness value IA of the point A and the y-axis is the point B.
Is the brightness value IB.
【0023】一方、図5(b)のように2点のうちどち
らか1点に人物等の物体が侵入すると物体が侵入した点
の輝度値が変化する。このときの輝度分布は図5(c)
における黒ドットのように照明変動背景モデル(式
(5)の直線)から外れた分布を示す。On the other hand, as shown in FIG. 5B, when an object such as a person invades any one of the two points, the brightness value at the point where the object invades changes. The brightness distribution at this time is shown in FIG.
A distribution deviating from the illumination fluctuation background model (straight line of Expression (5)) is shown like a black dot in FIG.
【0024】したがって、画像上の空間的に離れた点群
の輝度を軸にもつ多次元輝度空間において、照明変動背
景モデルと、物体判別を行う画像上の空間的に離れた点
群の輝度分布との距離から、照明の変動が生じてもその
点が物体なのか背景なのかを判別することができる。Therefore, in a multidimensional luminance space having the luminance of spatially distant point groups on the image as an axis, the illumination fluctuation background model and the luminance distribution of spatially distant point groups on the image for object discrimination. It is possible to determine whether the point is the object or the background from the distance between and even if the illumination changes.
【0025】次に、本発明の第1の実施形態について図
面を参照して詳細に説明する。図1は第1の実施形態の
構成を示すブロック図である。この図において、符号1
は、監視カメラやVTRなどから出力された画像を取り
込み保持する画像入力手段であり、取り込まれる画像は
動画像であっても、静止画像であってもよい。また、画
像入力手段1に画像を撮像するカメラを備えていてもよ
い。符号2は、画像入力手段1に保持されている画像の
画素点毎にあらかじめ設定されている参照点群を選び出
し、その参照点群の輝度値群をこの画像から取り出す参
照点選択手段である。符号3は、背景と判断された画素
点に対応する背景データを参照点選択手段2によって取
り出された輝度値群を用いて更新する背景作成手段であ
る。Next, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment. In this figure, reference numeral 1
Is an image input unit that captures and holds an image output from a surveillance camera, a VTR, or the like, and the captured image may be a moving image or a still image. Further, the image input means 1 may be provided with a camera for taking an image. Reference numeral 2 is a reference point selecting means for selecting a reference point group set in advance for each pixel point of the image held in the image input means 1 and extracting a brightness value group of the reference point group from this image. Reference numeral 3 is a background creating means for updating the background data corresponding to the pixel point determined to be the background using the brightness value group extracted by the reference point selecting means 2.
【0026】符号4は、画像の画素点毎に背景作成手段
3の対応する背景データから背景が照明変動の影響を受
けて変化する照明変動背景モデルを作成し、参照点選択
手段2から得られた輝度値群と照明変動背景モデルとの
距離を計算する距離計算手段である。符号5は、距離計
算手段4で算出された距離から移動物体を判別する物体
判別手段である。符号6は、物体判別手段5から出力さ
れる結果画像データを表示装置等へ出力する画像出力手
段である。Reference numeral 4 is obtained from the reference point selecting means 2 by creating an illumination variation background model in which the background changes under the influence of the illumination variation from the corresponding background data of the background creating means 3 for each pixel point of the image. It is a distance calculation means for calculating the distance between the brightness value group and the illumination fluctuation background model. Reference numeral 5 is an object discriminating means for discriminating a moving object from the distance calculated by the distance calculating means 4. Reference numeral 6 is an image output means for outputting the resulting image data output from the object discrimination means 5 to a display device or the like.
【0027】次に、図1及び図2を参照して、第1の実
施形態における物体検出の動作を説明する。図2は、物
体検出の動作を説明するフローチャートである。まず、
画像入力手段1は、カメラ等によって撮像した画像を読
み込み、各画素毎の輝度値を画像入力手段1内に設けら
れたメモリに保持する(ステップS1)。ここでいう画
像とは、各画素毎の輝度値で表現した2次元配列のデー
タのことである。Next, the operation of object detection in the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of object detection. First,
The image input unit 1 reads an image captured by a camera or the like, and holds the brightness value for each pixel in a memory provided in the image input unit 1 (step S1). The image here is data of a two-dimensional array expressed by the brightness value of each pixel.
【0028】次に、ある画素点P(x,y)に対して、
予め設定されている画像空間で異なった配置を持つ参照
点群を参照点選択手段2から取得し、その参照点に対応
する画素の輝度値を画像入力手段1内のメモリから読み
出す(ステップS2)。このとき、参照点選択手段2
は、画像の画素点毎にあらかじめ設定されている画像上
で異なる配置の参照点を複数選出し、その参照点群の輝
度値を画像入力手段1内に保持されている画像から取り
出す。参照点群の設定の方法は、画素点P(x,y)を
含む3×3の領域内の9点を用いてもよいし、単純な場
合では隣接点や数画素離れた画素点としてもよい。Next, for a certain pixel point P (x, y),
A reference point group having a different arrangement in the preset image space is acquired from the reference point selecting means 2, and the brightness value of the pixel corresponding to the reference point is read from the memory in the image input means 1 (step S2). . At this time, the reference point selection means 2
Selects a plurality of reference points having different arrangements on the image set in advance for each pixel point of the image, and extracts the brightness value of the reference point group from the image held in the image input means 1. As a method of setting the reference point group, nine points in a 3 × 3 area including the pixel point P (x, y) may be used, or in a simple case, adjacent points or pixel points separated by several pixels may be used. Good.
【0029】例えば、現在注目している画素点P(x,
y)とこの画素とは異なるもう1つの画素点を参照点と
する場合(すなわち、参照点を2つとする場合)、図3
(a)に示すように参照点をx軸方向の隣の点にとる
と、式(1)でのIA、IBはI(x、y)、I(x+
1,y)のように表せる。ここでは、参照点を2つ設定
した場合について説明する。For example, the pixel point P (x,
3) and another pixel point different from this pixel as a reference point (that is, two reference points),
As shown in (a), when the reference point is set to the adjacent point in the x-axis direction, IA and IB in the equation (1) are I (x, y) and I (x +
1, y). Here, a case where two reference points are set will be described.
【0030】次に、参照点選択手段2は、背景データを
保管するための背景作成手段3内に設けられたメモリ
に、まだ背景データが格納されていない場合はステップ
S2で得た参照点群の輝度値群を格納する(ステップS
3)。このとき、背景作成手段3は、後述の物体判別手
段5において現時点の画像上で背景と判断された部分の
画素点毎に背景データを参照点選択手段2により選ばれ
た参照点群の輝度値群を用いて更新する。Next, the reference point selecting means 2 obtains the reference point group obtained in step S2 if the background data is not yet stored in the memory provided in the background creating means 3 for storing the background data. The brightness value group of is stored (step S
3). At this time, the background creating unit 3 selects the background data for each pixel point of the portion determined to be the background on the current image by the object identifying unit 5 to be described later, and the brightness value of the reference point group selected by the reference point selecting unit 2. Update with groups.
【0031】画像上の画素点毎の参照点の数がM個であ
れば、画素点毎の背景データはM次元のベクトルとして
与えられる。本実施例では参照点数が2個であるので、
背景データは2次元ベクトルとなる。初期時において背
景データが作成されていない場合は参照点選択手段2の
画素点毎における輝度値群を背景データとして利用する
ものとする。最初の入力画像に移動物体が含まれていな
ければ、基本的に背景データは更新する必要はない。し
かし、ノイズ等の影響で、背景領域の輝度値が照明変動
以外の要因でばらつきを起こしうるため、後述する物体
判別手段5で背景とみなされた領域に対して随時背景デ
ータを更新していくことで誤差を押さえることができ
る。If the number of reference points for each pixel point on the image is M, the background data for each pixel point is given as an M-dimensional vector. Since the number of reference points is two in this embodiment,
The background data is a two-dimensional vector. When the background data is not created at the initial stage, the luminance value group for each pixel point of the reference point selection means 2 is used as the background data. If the first input image does not include a moving object, the background data basically need not be updated. However, due to the influence of noise or the like, the brightness value of the background area may vary due to factors other than the illumination variation, so the background data is updated at any time for the area regarded as the background by the object discrimination means 5 described later. Therefore, the error can be suppressed.
【0032】例えば、参照点をPA,PBの2点とった場
合での更新の方法としては、物体判別手段5で背景画素
とみなされた画素点Pにおいて、式(6)のように新し
く加わるデータに重みをかけ徐々に更新することができ
る。For example, as a method of updating when the reference points are two points PA and PB, a new addition is made at the pixel point P regarded as the background pixel by the object discriminating means 5 as shown in equation (6). Data can be weighted and updated gradually.
【数6】
ここで、Pnewは新しい背景2次元データ、Poldは今ま
での背景2次元データである。IA,IBは、PA,PB点
における輝度値、αは重み定数である。[Equation 6] Here, Pnew is new background two-dimensional data, and Pold is the background two-dimensional data so far. IA and IB are brightness values at points PA and PB, and α is a weighting constant.
【0033】次に、距離計算手段4は、注目画素点P
(x,y)に対応する参照点群の輝度値群を、背景作成
手段3内のメモリから読み出す。参照点群の輝度値群と
原点を通る直線とステップS2で得た現時点の参照点群
の輝度値群との距離Dを計算する(ステップS4)。こ
のとき、距離計算手段4は、参照点選択手段2で取り出
された画素点毎の輝度値群と、背景作成手段3で生成さ
れた背景データから得られる照明変動背景モデルとの距
離を計算する。この計算は、参照点群の輝度値を軸に持
つ多次元空間上で、背景作成手段3の背景データと原点
を通る直線を求めることで照明変動背景モデルを作成
し、この直線と参照点選択手段2で取り出された画素点
毎の輝度値群との距離をこの多次元輝度空間上で求める
方法を用いる。Next, the distance calculating means 4 determines the target pixel point P.
The brightness value group of the reference point group corresponding to (x, y) is read from the memory in the background creating means 3. A distance D between the brightness value group of the reference point group and the straight line passing through the origin and the brightness value group of the current reference point group obtained in step S2 is calculated (step S4). At this time, the distance calculation unit 4 calculates the distance between the brightness value group for each pixel point extracted by the reference point selection unit 2 and the illumination fluctuation background model obtained from the background data generated by the background generation unit 3. . This calculation creates an illumination fluctuation background model by obtaining a straight line that passes through the background data of the background creating means 3 and the origin in a multidimensional space having the brightness value of the reference point group as an axis, and selects this straight line and the reference point. A method of obtaining the distance from the luminance value group for each pixel point extracted by the means 2 in this multidimensional luminance space is used.
【0034】例えば、画像上の画素点毎に参照点を2点
設定するものとし、ある画素の背景データが(a,
b)、現時点の画像上で対応する参照点群の輝度を
(c、d)とすると、2次元輝度空間上で点(a,b)
を通り、かつ原点を通る直線と点(c、d)のなす距離
Dは 式(7)で求められる。For example, assume that two reference points are set for each pixel point on the image, and the background data of a pixel is (a,
b), if the brightness of the corresponding reference point group on the current image is (c, d), the point (a, b) on the two-dimensional brightness space
A distance D formed by a straight line passing through the point of origin and the point (c, d) is obtained by the equation (7).
【数7】 [Equation 7]
【0035】次に、ステップS4において求められた距
離Dと、あらかじめ設定されているしきい値Tとを比べ
(ステップS5)、D>Tであれば、その画素点P
(x,y)に物体があると判断し、D=<Tであれば背
景であると判断する(ステップS6、S7)。このと
き、物体判別手段5は、距離計算手段4において得られ
た距離Dから物体であるかを判別する。判別の方法とし
て、距離Dが予め定められたしきい値より大きい画素を
物体領域とみなす。この判別処理を画像の画素全てに対
して行う(ステップS8)ことで、現時点の画像上の物
体を検出できる。検出された物体は、結果画像出力手段
6により出力される。結果画像出力手段6へ画像を表示
する場合、ステップS5において、物体が存在すると判
別された画素点P(x,y)の表示色を変化させて表示
すれば、物体のみが異なった表示色で表示されるため、
物体の形状等を確認することができる。Next, the distance D obtained in step S4 is compared with a preset threshold value T (step S5). If D> T, the pixel point P is determined.
It is determined that there is an object at (x, y), and if D = <T, it is determined to be the background (steps S6 and S7). At this time, the object discriminating means 5 discriminates whether or not it is an object from the distance D obtained by the distance calculating means 4. As a determination method, a pixel whose distance D is larger than a predetermined threshold value is regarded as an object region. By performing this discrimination processing for all pixels of the image (step S8), the object on the image at the current time can be detected. The detected object is output by the result image output means 6. When an image is displayed on the result image output means 6, if the display color of the pixel point P (x, y) determined to have an object is changed and displayed in step S5, only the object has a different display color. Is displayed,
The shape of the object can be confirmed.
【0036】なお、ステップS8において、全ての画素
点について処理が終わったと判断された場合に、物体で
あると判別された画素点の数をカウントして、このカウ
ント値が予め設定されたしきい値と比較して、カウント
値の方が大きい場合に物体が存在すると判断するように
してもよい。これによって、ある大きさを持った物体の
みを検出することが可能となる。If it is determined in step S8 that all pixel points have been processed, the number of pixel points determined to be an object is counted, and this count value is preset. It may be determined that an object exists when the count value is larger than the value. This makes it possible to detect only an object having a certain size.
【0037】一方、物体ではないと判別した領域の輝度
値は背景作成手段3に対して出力され、この輝度値に基
づいて背景データの更新が行われる(ステップS3)。On the other hand, the brightness value of the area determined not to be an object is output to the background creating means 3, and the background data is updated based on this brightness value (step S3).
【0038】次に、ステップS8において、すべての画
素に対して前述した判別処理が終了したと判断された場
合、次の画像があるか否かを判断し(ステップS9)、
次の画像がある場合はステップS1に戻って、前述した
処理を繰り返す。全ての画像に対して処理が終了した時
点で、物体検出処理を終了する。Next, in step S8, when it is determined that the above-described determination processing is completed for all pixels, it is determined whether or not there is a next image (step S9).
If there is a next image, the process returns to step S1 and the above-described processing is repeated. When the processing is completed for all images, the object detection processing is completed.
【0039】以上の処理を画像が取り込まれる毎に行う
ことで、物体検出を逐次行うことができる。By performing the above processing each time an image is captured, object detection can be performed sequentially.
【0040】次に、第2の実施形態を図3を参照して詳
細に説明する。図3に示す実施形態が図1に示す実施形
態と異なる点は、参照点設定援助手段7をさらに設けた
点である。前述した第1の実施形態ではユーザが予め参
照点を定義しなければならなかったが、第2の実施形態
ではユーザが行う参照点設定を援助する参照点設定援助
手段7を新たに設けた。Next, the second embodiment will be described in detail with reference to FIG. The embodiment shown in FIG. 3 is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that a reference point setting assisting means 7 is further provided. In the above-described first embodiment, the user had to define the reference points in advance, but in the second embodiment, the reference point setting assisting means 7 for assisting the reference point setting performed by the user is newly provided.
【0041】参照点設定援助手段7は、対象物体の大き
さおよび移動方向に合わせて参照点群の配置を決定す
る。対象物体の表面反射係数が背景の表面反射係数と等
しい場合、物体の大きさより参照点群をお互いに離した
位置に設定する必要がある。その理由は、画像上で参照
点群に輝度値の低い(黒い)物体がかぶさった場合、参照
点群の輝度変化が低輝度(原点付近)で照明変動背景モ
デルに従ってしまう場合があるからである。The reference point setting assisting means 7 determines the arrangement of the reference point group according to the size and moving direction of the target object. When the surface reflection coefficient of the target object is equal to the background surface reflection coefficient, it is necessary to set the reference point groups apart from each other due to the size of the object. The reason is that, when an object with a low brightness value (black) covers the reference point group on the image, the brightness change of the reference point group may follow the illumination fluctuation background model with low brightness (near the origin). .
【0042】このため、あらかじめ与えられたカメラ位
置および方向等の情報により画像上に写る検出対象の物
体の大きさをあらかじめ考慮して参照点間の距離を設定
する。その際、図5(a)の様に参照点を離れた位置に
設定すると、物体検出ができても物体の存在位置範囲が
広くなってしまうが、図5(b)の様に物体の存在範囲
が限定されている場合、参照点のいくつかを物体が存在
し得ない領域にとることで物体の存在範囲を限定するこ
とが可能となる。For this reason, the distance between the reference points is set in consideration of the size of the object to be detected on the image based on the information such as the camera position and direction given in advance. At that time, if the reference points are set apart from each other as shown in FIG. 5A, the range of the existing position of the object becomes wide even if the object can be detected. However, as shown in FIG. When the range is limited, it is possible to limit the existence range of the object by taking some of the reference points in a region where the object cannot exist.
【0043】さらに、道路上の車両検出の場合のよう
に、車両物体の移動方向が道路上限定されるような場合
は、参照点を物体の移動方向に沿って配置することで移
動物体検出の感度を上げるとともに、移動方向以外のノ
イズを軽減することが可能となる。Further, when the moving direction of the vehicle object is limited on the road as in the case of detecting the vehicle on the road, the reference point is arranged along the moving direction of the object to detect the moving object. It is possible to increase the sensitivity and reduce noise other than the moving direction.
【0044】例えば、移動物体は移動方向に対し単位距
離あたりの輝度値をT変化させるものとすると、参照点
での輝度値の変化量Vは、移動物体の進行方向と参照点
の並びのベクトルのなす角度により式(8)で表され
る。For example, assuming that the moving object changes its brightness value per unit distance by T with respect to the moving direction, the change amount V of the brightness value at the reference point is the vector of the moving direction of the moving object and the arrangement of the reference points. It is represented by the formula (8) by the angle formed by.
【数8】
ここで、Vは、参照点の輝度値の変化量、Tは定数、φ
は進行方向ベクトルと参照点群列ベクトルのなす角(0
°≦φ≦90°)、Wは物体移動距離である。[Equation 8] Here, V is the change amount of the brightness value of the reference point, T is a constant, and φ
Is the angle between the traveling direction vector and the reference point sequence vector (0
(° ≦ φ ≦ 90 °), and W is the object moving distance.
【0045】物体の検出感度を上げるためには、物体が
存在する参照点の輝度の変化を大きくすればよい。した
がって、感度を上げるためにはVを最大にするればよ
く、T及びWが一定の場合φを0°にする必要がある。
つまり、進行方向ベクトルと参照点群列ベクトルのなす
角を小さくするため参照点は物体の移動方向に沿って並
べるのが好ましい。図7の例で、参照点群列1での参照
点群列ベクトルと物体の移動方向のなす角をφ1、参照
点群列2での参照点群列ベクトルと物体の移動方向のな
す角をφ2とするとφ1<φ2から、In order to increase the detection sensitivity of the object, the change in the brightness of the reference point where the object exists may be increased. Therefore, in order to increase the sensitivity, V may be maximized, and φ needs to be 0 ° when T and W are constant.
That is, it is preferable to arrange the reference points along the moving direction of the object in order to reduce the angle formed between the traveling direction vector and the reference point group column vector. In the example of FIG. 7, the angle between the reference point group sequence vector in the reference point group sequence 1 and the moving direction of the object is φ1, and the angle between the reference point group sequence vector in the reference point group sequence 2 and the moving direction of the object is If φ2, then from φ1 <φ2,
【数9】 [Equation 9]
【数10】 [Equation 10]
【数11】 となる。[Equation 11] Becomes
【0046】参照点群列1は参照点群列2に比べ参照点
を物体の移動方向に沿って配置してあるため参照点にお
ける物体の輝度変化量が増大する。したがって、参照点
群列1は参照点群列2に比べ輝度変化が敏感になる。逆
に移動方向に垂直な変動に関しての輝度変化量は、式
(12)〜(14)に示すように、参照点群列1は参照
点群列2に比べ輝度変化が鈍感になっている。すなわ
ち、参照点群列ベクトルからずれた移動方向に対して鈍
感になることになり、ノイズに対しては感度を下げる効
果がある。Compared to the reference point group sequence 2, the reference point group sequence 1 has the reference points arranged along the moving direction of the object, so that the luminance change amount of the object at the reference point increases. Therefore, the reference point group sequence 1 is more sensitive to luminance change than the reference point group sequence 2. On the contrary, regarding the amount of change in luminance with respect to the variation perpendicular to the moving direction, the reference point group sequence 1 is less sensitive to the luminance change than the reference point group sequence 2 as shown in equations (12) to (14). That is, it becomes insensitive to the moving direction deviated from the reference point group column vector, and has the effect of lowering the sensitivity to noise.
【数12】 [Equation 12]
【数13】 [Equation 13]
【数14】 [Equation 14]
【0047】次に、第3の実施形態を図4を参照して詳
細に説明する。図4に示す実施形態が図3に示す第2の
実施形態と異なる点は、参照点設定援助手段7に換え
て、参照点自動設定手段8を設けた点である。前述した
第1、第2の実施形態においてはユーザが予め参照点を
設定しなければならなかったが、第3の実施形態におい
ては参照点を自動的に設定する参照点自動設定手段8を
設けた。Next, the third embodiment will be described in detail with reference to FIG. The embodiment shown in FIG. 4 differs from the second embodiment shown in FIG. 3 in that a reference point automatic setting means 8 is provided instead of the reference point setting assisting means 7. In the first and second embodiments described above, the user had to set the reference points in advance, but in the third embodiment, the reference point automatic setting means 8 for automatically setting the reference points is provided. It was
【0048】参照点自動設定手段8は、参照点選択手段
2で用いる画素点毎の参照点群を自動的に設定する。参
照点群の設定は次のように行う。予め背景のみの背景画
像をM枚取り込むものとし、それぞれを背景画像1〜M
と呼ぶとする。背景画像i(1≦i≦M)上の画素点Pの
輝度値をPiとし、画素点Pに対する参照点候補の画素
点P’ の輝度値をPi’とする。The reference point automatic setting means 8 automatically sets the reference point group for each pixel point used in the reference point selecting means 2. The reference point group is set as follows. It is assumed that M background images including only the background are captured in advance, and each of them is the background images 1 to M.
To call. The brightness value of the pixel point P on the background image i (1 ≦ i ≦ M) is Pi, and the brightness value of the pixel point P ′ of the reference point candidate with respect to the pixel point P is Pi ′.
【0049】このとき分散共分散行列Sは式(15)〜
(17)で与えられる。At this time, the variance-covariance matrix S is expressed by equations (15)-
Given in (17).
【数15】 [Equation 15]
【数16】 [Equation 16]
【数17】
ここで、式(15)〜(17)で与えられる共分散行列
Sの固有値λ1,λ2(λ1>λ2)の最小固有値λ2を画
素点Pに対する参照点候補P’のスコアとする。λ2は
画素点Pと参照点候補の画素点P’の輝度変化時での照
明変動背景モデルに対するばらつき度合いを示すもので
ある。このため、画素点Pに対する参照点候補を画像上
のすべての画素点に対してとり、各参照点候補毎にλ2
を計算し、λ2の小さい参照点候補順に参照点として設
定する。参照点の個数は予め設定してある数だけ設定し
てもよいし、予め設定してある値より小さいスコア(λ
2)を持つ参照点のみを設定してもよい。[Equation 17] Here, the minimum eigenvalue λ2 of the eigenvalues λ1 and λ2 (λ1> λ2) of the covariance matrix S given by the equations (15) to (17) is set as the score of the reference point candidate P ′ with respect to the pixel point P. λ2 indicates the degree of variation of the pixel point P and the reference point candidate pixel point P ′ with respect to the illumination fluctuation background model when the luminance changes. For this reason, reference point candidates for the pixel point P are taken for all pixel points on the image, and λ2 for each reference point candidate.
Is calculated and set as reference points in the order of reference point candidates having smaller λ2. The number of reference points may be set to a preset number, or a score smaller than a preset value (λ
You may set only the reference points with 2).
【0050】前述した第1、第2及び第3の実施形態の
距離計算手段4において、物体であるか否かの判別に、
点と直線との距離D(2次元の例では式(7)で与えら
れる)を用いているが、その他、照明変動背景モデル
と、現画像の参照点群の輝度値と照明変動背景モデルの
直線とのなす角度を用いることも可能である。さらに、
背景物体の表面が完全拡散反射の仮定が満たされない場
合、つまり照明変動背景モデルが原点を通る直線に一致
しない場合においても、距離計算手段4において統計解
析を用いて距離計算を行うことができる。統計解析を用
いる場合、異なる時点での背景データを複数蓄えておく
必要がある。In the distance calculation means 4 of the above-mentioned first, second and third embodiments, to determine whether or not it is an object,
Although the distance D between the point and the straight line (given by the equation (7) in the two-dimensional example) is used, in addition, the illumination fluctuation background model, the brightness value of the reference point group of the current image, and the illumination fluctuation background model are used. It is also possible to use the angle formed by a straight line. further,
Even when the surface of the background object does not satisfy the assumption of perfect diffuse reflection, that is, when the illumination fluctuation background model does not match the straight line passing through the origin, the distance calculation means 4 can calculate the distance by using the statistical analysis. When using statistical analysis, it is necessary to store multiple background data at different times.
【0051】以下、参照点の数をNとし、用いる背景デ
ータの数をMとして説明する。まず、主成分分析を用い
た場合について説明する。画素点Pに対応する参照点P
i(1≦i≦N)において背景データj(1≦j≦M)
での輝度値をPijとしたとき、N個の参照点輝度値を変
量とするN次元変量データの分散共分散行列Sは式(1
8)〜(20)で表される。In the following description, the number of reference points is N and the number of background data used is M. First, the case of using the principal component analysis will be described. Reference point P corresponding to pixel point P
Background data j (1 ≦ j ≦ M) at i (1 ≦ i ≦ N)
Let Pij be the luminance value at, and the variance-covariance matrix S of N-dimensional variate data with N reference point luminance values as variables is
It is represented by 8) to (20).
【数18】 だだし、[Equation 18] However,
【数19】 [Formula 19]
【数20】 である。[Equation 20] Is.
【0052】式(18)における分散共分散行列SのN
個の固有値をλ1,λ2,…,λN (λ1≧λ2≧…≧λN)と
し、最大の固有値λ1に対応する固有ベクトルをV1と
する。第1主成分をあらわす直線は、各参照点輝度値の
平均値点N of the variance-covariance matrix S in equation (18)
Let eigenvalues be λ1, λ2, ..., λN (λ1 ≧ λ2 ≧ ... ≧ λN), and let the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue λ1 be V1. The straight line representing the first principal component is the average value point of each reference point brightness value.
【数21】
を通り方向ベクトルV1の直線となる。物体検出を行う
現画像の画素点の距離計算は、この第1主成分の直線を
照明変動背景モデルとし、現画像の画素点Pcの参照点
群の輝度値(Pc1,…,PcN)と第1主成分の直線と
の距離を求めることで行われる。[Equation 21] And becomes a straight line of the direction vector V1. In the distance calculation of the pixel points of the current image for object detection, the straight line of the first principal component is used as the illumination fluctuation background model, and the luminance value (Pc1, ..., PcN) of the reference point group of the pixel points Pc of the current image and the This is performed by obtaining the distance from the straight line of one principal component.
【0053】次に、マハラノビス距離を用いた場合を以
下に説明する。前述した主成分分析と同様に、画素点毎
に対応するN個の参照点を変量とし、M個の背景データ
をサンプルとするN変量データの分散共分散行列Sを式
(18)より求め、背景データの参照点の平均値Next, the case where the Mahalanobis distance is used will be described below. Similar to the above-described principal component analysis, N reference points corresponding to each pixel point are used as variables, and a variance-covariance matrix S of N variable data having M background data as samples is obtained from Equation (18), Average of reference points of background data
【数22】
と、物体検出を行う現画像の画素点に対応する参照点群
の輝度値(Pc1,…,PcN)から式(21)に基づきマ
ハラノビス距離D2を計算する。[Equation 22] Then, the Mahalanobis distance D2 is calculated from the luminance values (Pc1, ..., PcN) of the reference point group corresponding to the pixel points of the current image for which the object detection is performed, based on the equation (21).
【数23】 [Equation 23]
【0054】なお、主成分分析、マハラノビス距離につ
いては「多変量解析の実践(上)」管民郎(現代数学
社)および、「多変量解析のはなし」有馬、石村(東京
図書)に詳しい。Details of principal component analysis and Mahalanobis distance are described in "Practice of Multivariate Analysis (1)" by Kanro Kan (Hyundai Mathematics Co., Ltd.) and "History of Multivariate Analysis" by Arima and Ishimura (Tokyo Book).
【0055】また、図1、3、4に示す各機能及び図2
に示す各ステップを実現するためのプログラムをコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒
体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読
み込ませ、実行することにより物体検出処理を行っても
よい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」と
は、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとす
る。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」と
は、フロッピー(登録商標)ディスク、光磁気ディス
ク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータ
システムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のこ
とをいう。In addition, each function shown in FIGS.
The object detection process may be performed by recording a program for realizing each step shown in (1) in a computer-readable recording medium, and causing the computer system to read and execute the program recorded in the recording medium. The “computer system” mentioned here includes an OS and hardware such as peripheral devices. The "computer-readable recording medium" means a portable medium such as a floppy (registered trademark) disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. .
【0056】さらに「コンピュータ読み取り可能な記録
媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回
線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通
信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持す
るもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピ
ュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間
プログラムを保持しているものも含むものとする。また
上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するため
のものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュ
ータシステムにすでに記録されているプログラムとの組
み合わせで実現できるものであっても良い。Further, the "computer-readable recording medium" means a program dynamically for a short time like a communication line for transmitting the program through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. The one that holds the program, and the one that holds the program for a certain period of time, such as the volatile memory inside the computer system that serves as the server or the client in that case, are also included. Further, the above program may be one for realizing some of the functions described above, and may be one that can realize the above functions in combination with a program already recorded in the computer system.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1、2、
6、7、11、12に記載の発明によれば、照明の急激
な変動ある場合でも安定した人物検出が行えるという効
果が得られる。その理由は、空間的に異なった参照点の
多次元輝度分布を求めることにより、急激な輝度変動は
図5(c)における白ドットように輝度空間内の直線上
の変動に限定されるため直線上の影響は考慮せず、太陽
の移動などによる光源位置の変動やノイズの影響で生じ
る直線と垂直な方向への微少なずれに対してのみ補正を
施し、直線からのずれ具合により背景および物体かの判
別を行うため、安定した人物検出が行える。As described above, the first and second aspects of the present invention are as follows .
According to the inventions described in 6 , 7 , 11, and 12, it is possible to obtain an effect that stable person detection can be performed even when there is a rapid change in illumination. The reason is that by obtaining the multidimensional luminance distributions of spatially different reference points, the rapid luminance variation is limited to the linear variation in the luminance space like the white dots in FIG. The above effect is not taken into account, and only slight deviations in the direction perpendicular to the straight line caused by fluctuations in the light source position due to the movement of the sun or the effects of noise are corrected, and the background and object Since it is determined whether or not the person is detected, stable person detection can be performed.
【0058】また、請求項3、8、13に記載の発明に
よれば、検出対象に合わせた参照点を選択することで対
象物体以外のノイズに頑強になるという効果が得られ
る。その理由は、参照点の配置の仕方により大きさおよ
び方向に関するフィルター効果を与えることができるか
らである。Further, according to the invention described in claims 3, 8 and 13 , it is possible to obtain the effect of being robust against noise other than the target object by selecting the reference point matched to the detection target. The reason is that it is possible to give a filter effect regarding the size and the direction depending on how the reference points are arranged.
【0059】また、請求項4、9、14に記載の発明に
よれば、あらかじめユーザーが参照点の設定を行わなく
てもよいという効果が得られる。その理由は、あらかじ
め背景画像から安定した参照点の組を選び出して参照点
設定するからである。According to the invention described in claims 4, 9 and 14 , the effect that the user does not have to set the reference point in advance can be obtained. The reason is that a stable set of reference points is selected from the background image in advance and the reference points are set.
【0060】また、請求項5、10、15に記載の発明
によれば、背景物体の表面が完全拡散反射の仮定が満た
されない場合においても物体検出ができるという効果が
得られる。その理由は、複数の背景データから統計解析
の手法を用い、照明変動背景モデルを作成し、距離を計
算するからである。According to the invention described in claims 5 , 10 and 15 , there is an effect that the object can be detected even when the assumption of perfect diffuse reflection is not satisfied on the surface of the background object. The reason is that an illumination variation background model is created from a plurality of background data using a statistical analysis method, and the distance is calculated.
【図1】 本発明の第1の実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
【図2】 第1の実施の形態の動作を説明するための流
れ図である。FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment.
【図3】 本発明の第2の実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
【図4】 本発明の第3の実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.
【図5】 第1の実施の形態の動作の具体例を説明する
ための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a specific example of the operation of the first exemplary embodiment.
【図6】 第2の実施の形態の動作の具体例を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing a specific example of the operation of the second exemplary embodiment.
【図7】 第2の実施の形態の動作の具体例を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing a specific example of the operation of the second exemplary embodiment.
1・・・画像入力手段、 2・・・参照点選択手段、 3・・・背景作成手段、 4・・・距離計算手段、 5・・・物体判別手段、 6・・・画像出力手段、 7・・・参照点設定援助手段、 8・・・参照点自動設定手段。 1 ... Image input means, 2 ... Reference point selection means, 3 ... Background creation means 4 ... Distance calculation means, 5: object discrimination means, 6 ... Image output means, 7 ... Reference point setting aid, 8 ... Automatic reference point setting means.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−35874(JP,A) 特開 平7−302328(JP,A) 特開 平8−221577(JP,A) 特開 平6−52311(JP,A) 特開2000−348163(JP,A) 空間微分および差分処理を用いた車両 抽出法,電子情報通信学会論文誌,日 本,1997年11月,Vol.J80−D−I I No.11,pp.2976−2985 照明変化に対して頑健な背景差分法, 情報処理学会研究報告,日本,1999年 3月19日,Vol.99 No.29,p p.17−24 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 7/00 - 7/60 G06T 1/00 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-5-35874 (JP, A) JP-A-7-302328 (JP, A) JP-A-8-221577 (JP, A) JP-A-6-52311 (JP , A) Japanese Patent Laid-Open No. 2000-348163 (JP, A) Vehicle extraction method using spatial differentiation and difference processing, IEICE Transactions, Japan, November 1997, Vol. J80-D-I I No. 11, pp. 2976-2985 Background subtraction method robust against changes in illumination, Information Processing Society of Japan, Research Report, Japan, March 19, 1999, Vol. 99 No. 29, pp. 17-24 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G06T 7 /00-7/60 G06T 1/00
Claims (15)
物体検出装置であって、 前記物体検出装置は、前記撮像画像の注目領域および注目領域毎に設定されて
いる参照点群の輝度値群を 該画像から取り出す参照点選
択手段と、注目領域と参照点群との輝度値の相関関係をさまざまな
照明変動下において表わした照明変動背景モデルと前記
参照点選択手段から得られた輝度値群 との距離を計算す
る距離計算手段と、 前記距離計算手段において算出された距離に基づいて物
体の存在を判別する物体判別手段と を備えたことを特徴
とする物体検出装置。1. An object detection device for detecting an object using a captured image, wherein the object detection device is set for each attention area of the captured image and each attention area.
The reference point selecting means for extracting the brightness value group of the reference point group from the image and the correlation between the brightness values of the attention area and the reference point group are various.
Lighting fluctuation background model expressed under lighting fluctuation and
Wherein a distance calculating means for calculating a distance between the obtained luminance value group from the reference point selection means, that a object determination means for determining the presence of an object based on the distance calculated in the distance calculation unit Object detection device.
関係をさまざまな照明変動下において表わした照明変動
背景モデルを背景データから作成する照明変動背景モデ
ル生成手段と、 前記物体判別手段において背景と判断された画素点に対
応する前記背景データを前記参照点選択手段によって取
り出された輝度値群を用いて更新する背景作成手段と を
さらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の物体検
出装置。 2. The object detecting device is configured to correlate luminance values between a region of interest on the image and the reference point group.
Illumination variation showing relationships under various illumination variations
Create a background model from background data Lighting background model
And a pixel point determined to be the background by the object determining means.
The corresponding background data is acquired by the reference point selecting means.
Ri the issued and background generation means for updating using the luminance value group
The object inspection according to claim 1, further comprising:
Output device.
ら参照点間の距離を、対象物体の存在可能範囲から参照
点の位置を、対象物体の移動方向から参照点の配置方向
を、それぞれ決定し参照点群を設定する参照点設定援助
手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の
物体検出装置。3. The object detecting apparatus, when setting a reference point group, the distance between the reference points from the size of the target object to be detected, the position of the reference point from the possible existence range of the target object, the target object 2. The object detection apparatus according to claim 1, further comprising reference point setting assisting means for respectively determining the arrangement direction of the reference points from the moving direction of the reference point and setting the reference point group.
を取得し、照明変動を受けた照明変動背景モデルと前記
輝度分布の類似度合いが高い画素を選択し、この画素を
参照点として設定する参照点自動設定手段をさらに備え
たことを特徴とする請求項1に記載の物体検出装置。4. The object detection device acquires a luminance distribution for each pixel from a background image group obtained in advance, and selects a pixel having a high degree of similarity between the illumination fluctuation background model subjected to illumination fluctuation and the luminance distribution. The object detecting apparatus according to claim 1, further comprising a reference point automatic setting unit that sets the pixel as a reference point.
デルを作成し、前記参照点選択手段から得られた輝度値
群との距離を計算することを特徴とする請求項1ないし
4のいずれかに記載の物体検出装置。5. The distance calculation means creates an illumination variation background model from a plurality of background data by using a statistical method, and calculates the distance from the brightness value group obtained from the reference point selection means. The calculation is performed according to claim 1.
4. The object detection device according to any one of 4 above.
物体検出方法であって、 前記物体検出方法は、前記撮像画像の注目領域および注目領域毎に設定されて
いる参照点群の輝度値群を 該画像から取り出す参照点選
択処理と、注目領域と参照点群との輝度値の相関関係をさまざまな
照明変動下において表わした照明変動背景モデルと前記
参照点選択処理から得られた輝度値群 との距離を計算す
る距離計算処理と、 前記距離計算処理において算出された距離に基づいて物
体の存在を判別する物体判別処理と を有することを特徴
とする物体検出方法。6. An object detection method for detecting an object using a captured image, wherein the object detection method is set for each attention area of the captured image and each attention area.
The reference point selection process for extracting the brightness value group of the reference point group from the image and the correlation between the brightness values of the attention area and the reference point group are various.
Lighting fluctuation background model expressed under lighting fluctuation and
A distance calculating process for calculating the distance between the obtained luminance value group from the reference point selection process, and characterized by having the object determination process for determining the presence of an object based on the distance calculated in the distance calculation process Object detection method.
関係をさまざまな照明変動下において表わした照明変動
背景モデルを背景データから作成する照明変動背景モデ
ル生成処理と、 前記物体判別処理において背景と判断された画素点に対
応する前記背景データを前記参照点選択処理によって取
り出された輝度値群を用いて更新する背景作成処理と を
さらに有することを特徴とする請求項6記載の物体検出
方法。 7. The object detection method is a correlation of luminance values between a region of interest on the image and the reference point group.
Illumination variation showing relationships under various illumination variations
Create a background model from background data Lighting background model
The pixel generation process and the pixel point determined to be the background in the object discrimination process.
The corresponding background data is acquired by the reference point selection processing.
Ri the issued and background creation process of updating by using the luminance value group
The object detection according to claim 6, further comprising:
Method.
ら参照点間の距離を、対象物体の存在可能範囲から参照
点の位置を、対象物体の移動方向から参照点の配置方向
を、それぞれ決定し参照点群を設定する参照点設定援助
処理をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の
物体検出方法。8. The object detection method, when setting the reference point group, the distance between the reference points from the size of the target object to be detected, the position of the reference point from the possible existence range of the target object, the target object 7. The object detection method according to claim 6 , further comprising a reference point setting assisting process for determining a placement direction of the reference points from the moving direction and setting the reference point group.
を取得し、照明変動を受けた照明変動背景モデルと前記
輝度分布の類似度合いが高い画素を選択し、この画素を
参照点として設定する参照点自動設定処理をさらに有す
ることを特徴とする請求項6に記載の物体検出方法。9. The object detecting method obtains a luminance distribution for each pixel from a background image group obtained in advance, and selects a pixel having a high degree of similarity between the illumination fluctuation background model subjected to illumination fluctuation and the luminance distribution. The object detection method according to claim 6 , further comprising a reference point automatic setting process for setting this pixel as a reference point.
を作成し、前記参照点選択処理から得られた輝度値群と
の距離を計算することを特徴とする請求項6ないし9の
いずれかに記載の物体検出方法。10. The distance calculation process creates an illumination variation model from a plurality of background data using a statistical method, and calculates a distance from a brightness value group obtained from the reference point selection process. The object detection method according to any one of claims 6 to 9 .
う物体検出プログラムを記録したコンピュータ読み取り
可能な記録媒体であって、 前記物体検出プログラムは、前記撮像画像の注目領域および注目領域毎に設定されて
いる参照点群の輝度値群を 該画像から取り出す参照点選
択処理と、注目領域と参照点群との輝度値の相関関係をさまざまな
照明変動下において表わした照明変動背景モデルと前記
参照点選択処理から得られた輝度値群 との距離を計算す
る距離計算処理と、 前記距離計算処理において算出された距離に基づいて物
体の存在を判別する物体判別処理と をコンピュータに行
わせることを特徴とする物体検出プログラムを記録した
記録媒体。11. A computer-readable recording medium in which an object detection program for detecting an object using a captured image is recorded, wherein the object detection program is set for each attention area of the captured image and each attention area. Been
The reference point selection process for extracting the brightness value group of the reference point group from the image and the correlation between the brightness values of the attention area and the reference point group are various.
Lighting fluctuation background model expressed under lighting fluctuation and
A distance calculating process for calculating the distance between the obtained luminance value group from the reference point selection process, to carry out the object determination process in a computer for determining the presence of an object based on the distance calculated in the distance calculation process A recording medium having an object detection program recorded therein.
関係をさまざまな照明変動下において表わした照明変動
背景モデルを背景データから作成する照明変動背景モデ
ル生成処理と、 前記物体判別処理において背景と判断された画素点に対
応する前記背景データを前記参照点選択処理によって取
り出された輝度値群を用いて更新する背景作成処理と を
さらにコンピュータに行わせることを特徴とする請求項
11に記載の物体検 出プログラムを記録した記録媒体。 12. The object detection program is configured to correlate luminance values between a region of interest on the image and the reference point group.
Illumination variation showing relationships under various illumination variations
Create a background model from background data Lighting background model
The pixel generation process and the pixel point determined to be the background in the object discrimination process.
The corresponding background data is acquired by the reference point selection processing.
Ri the issued and background creation process of updating by using the luminance value group
The method further comprising a computer
Recording medium recording the object detection program according to 11.
ら参照点間の距離を、対象物体の存在可能範囲から参照
点の位置を、対象物体の移動方向から参照点の配置方向
を、それぞれ決定し参照点群を設定する参照点設定援助
処理をさらにコンピュータに行わせることを特徴とする
請求項11に記載の物体検出プログラムを記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体。13. The object detection program, when setting a reference point group, determines the distance between the reference points from the size of the target object to be detected, the position of the reference point from the possible existence range of the target object, and the target object. computer arrangement direction of the reference point from the direction of movement was recorded object detection program according to claim 11, characterized in that causing the computer reference point setting assistance process to set a reference point group respectively determined to further the A readable recording medium.
を取得し、照明変動を受けた照明変動背景モデルと前記
輝度分布の類似度合いが高い画素を選択し、この画素を
参照点として設定する参照点自動設定処理をさらにコン
ピュータに行わせることを特徴とする請求項11に記載
の物体検出プログラムを記録したコンピュータ読み取り
可能な記録媒体。14. The object detection program acquires a luminance distribution for each pixel from a background image group obtained in advance, and selects a pixel having a high degree of similarity between the illumination fluctuation background model subjected to illumination fluctuation and the luminance distribution. and, further con reference points automatic setting processing for setting the pixel as a reference point
Computer readable recording medium recording the object detection program according to claim 11, characterized in that to perform the computer.
を作成し、前記参照点選択処理から得られた輝度値群と
の距離を計算することを特徴とする請求項11ないし1
4のいずれかに記載の物体検出プログラムを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体。15. The distance calculation processing is characterized in that an illumination variation model is created from a plurality of background data by using a statistical method, and a distance to a brightness value group obtained from the reference point selection processing is calculated. Claims 11 to 1
A computer-readable recording medium in which the object detection program according to any one of 4 is recorded.
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| JP07864199A JP3496563B2 (en) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | Object detection device, object detection method, and recording medium recording object detection program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07864199A JP3496563B2 (en) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | Object detection device, object detection method, and recording medium recording object detection program |
Publications (2)
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ID=13667503
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| CN103810691B (en) * | 2012-11-08 | 2017-02-22 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | Video-based automatic teller machine monitoring scene detection method and apparatus |
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| JP2000348163A (en) | 1999-06-04 | 2000-12-15 | Nec Corp | Object detection device, object detection method, and computer-readable information recording medium recording object detection program |
-
1999
- 1999-03-23 JP JP07864199A patent/JP3496563B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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| JP2000276602A (en) | 2000-10-06 |
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