JP3697082B2 - Image processing apparatus, image processing method, and computer-readable storage medium - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置、画像処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関し、特に、撮影システムに関し、より具体的には撮影時の光学的パラメータを、コンピュータにより自在に制御できるようにした撮影システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
背景差分と呼ばれる画像処理技術によって画像の変化から動体の存在を検出する撮影システムが実用化されている。従来、この種の動体検出システムでは、注目している情景の明度的な変化に対応するために、画像情報を手がかりにして背景画像の更新を行なうのが一般的な方法であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記背景差分と呼ばれる画像処理技術から得られる応答には、動体の存在に起因する場合と、注目している情景の明度的な変化に起因する場合とがある。前記動体の存在に起因する場合には、それを通告する必要があり、また、前記明度的な変化に起因する場合には背景画像の更新を行なう必要がある。
【0004】
しかしながら、従来の技術では、画像情報のみから両者を分離するようにしていたので、その応答がどちらに起因するものであるのかを判断する際に曖昧さが残る問題があった。
【0005】
本発明はこのような不具合を解消し、動体の存在に起因する応答と、注目している情景の明度的な変化に起因する応答とを明確に分離して、より精度の高い動体検出を行なうことができるようにすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、撮像手段によって得られた画像データと、前記画像データを得る際の複数領域における前記撮像手段の露出情報及び合点距離情報とを入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された画像データと前記入力された画像データの複数領域に対応する露出情報及び合点距離情報とを記憶する記憶手段と、注目画像データに対応する合点距離情報及び露出情報と前記記憶手段に記憶された合点距離情報及び露出情報とを前記複数領域に関して比較する比較手段と、前記比較手段による前記複数領域に関する比較の結果、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の合点距離情報と異なっている場合は、前記記憶手段の画像データの更新は行わずに動体検知の通知処理を行い、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の露出情報と同じであっても前記注目画像データの前記複数領域のいずれの露出情報も前記記憶手段の露出情報と異なっている場合は、前記記憶手段に記憶される画像データの更新を行うとともに前記記憶手段に記憶される前記複数領域の露出情報及び合点距離情報の更新も行うように制御する制御手段とを有する。
【0007】
本発明の画像処理方法は、撮像手段によって得られた画像データと、前記画像データを得る際の複数領域における前記撮像手段の露出情報及び合点距離情報とを入力する入力工程と、前記入力工程によって入力された画像データと前記入力された画像データの複数領域に対応する露出情報及び合点距離情報とを記憶手段に記憶する記憶工程と、注目画像データに対応する合点距離情報及び露出情報と前記記憶手段に記憶された合点距離情報及び露出情報とを前記複数領域に関して比較する比較工程と、前記比較工程による前記複数領域に関する比較の結果、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の合点距離情報と異なっている場合は、前記記憶手段の画像データの更新は行わずに動体検知の通知処理を行い、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の露出情報と同じであっても前記注目画像データの前記複数領域のいずれの露出情報も前記記憶手段の露出情報と異なっている場合は、前記記憶手段に記憶される画像データの更新を行うとともに前記記憶手段に記憶される前記複数領域の露出情報及び合点距離情報の更新も行うように制御する制御工程とを行う。
【0008】
本発明のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、撮像手段によって得られた画像データと、前記画像データを得る際の複数領域における前記撮像手段の露出情報及び合点距離情報とを入力する入力工程と、前記入力工程によって入力された画像データと前記入力された画像データの複数領域に対応する露出情報及び合点距離情報とを記憶手段に記憶する記憶工程と、注目画像データに対応する合点距離情報及び露出情報と前記記憶手段に記憶された合点距離情報及び露出情報とを前記複数領域に関して比較する比較工程と、前記比較工程による前記複数領域に関する比較の結果、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の合点距離情報と異なっている場合は、前記記憶手段の画像データの更新は行わずに動体検知の通知処理を行い、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の露出情報と同じであっても前記注目画像データの前記複数領域のいずれの露出情報も前記記憶手段の露出情報と異なっている場合は、前記記憶手段に記憶される画像データの更新を行うとともに前記記憶手段に記憶される前記複数領域の露出情報及び合点距離情報の更新も行うように制御する制御工程とをコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本実施の形態は、光学的(撮像)パラメータを最適化するとともに、外部参照及び外部制御可能な撮影システムを用いる。また、この撮影システムは光学的パラメータの最適化、外部参照及び外部制御を行なう際に画像上に対象となる領域(これを測定領域と呼ぶ)を設定及び表示する機能を有している。
【0010】
このような撮影システムを用いて、背景画像を撮影すると同時に最適な光学的パラメータを測定領域毎に記憶する。そして、その後に照明条件の変化などにより光学的パラメータが変化した場合には、記憶した光学的パラメータと現在の光学的パラメータとの相違を測定領域毎に計算することにより、背景画像及び光学的パラメータを自動的に更新する。
【0011】
前記光学的パラメータとしては、シャッタースピード、アイリス(絞り)、ゲイン(映像信号増幅率)、ホワイトバランス、フォーカス、ズームなど様々なものが考えられるが、本実施の形態ではシャッタースピード、アイリス、ゲイン、フォーカスの4つの光学的パラメータを用いる例を示している。
【0012】
ここでいうフォーカスとは、合焦状態となるフォーカスレンズの位置から求まる被写体までの距離の情報であるとする。また、以下の説明では本実施の形態で用いる4つの光学的パラメータを大きく二つに分け、シャッタースピード、アイリス、ゲインを露出情報、フォーカスを距離情報と表す。以下に、本実施の形態のハードウェア構成と原理および処理手順を示す。
【0013】
図1は、本実施の形態の画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。ハードウェアは、カメラシステム1-1 とカメラシステム制御装置1-6 とから構成される。
【0014】
図1に示したように、カメラシステム1-1 は、画像を入力する撮像系1-2 とカメラの光学的パラメータを制御する光学的パラメータ制御装置1-3 、さらに光学的パラメータ制御装置1-3 の制御対象となる領域を設定する測定領域制御装置1-4 からなる。
【0015】
光学的パラメータ制御装置1-3 は、制御信号線を通じてカメラシステム制御装置1-6 と接続されており、制御信号を通信することによって、カメラシステム制御装置1-6 から、光学的パラメータの設定、取得、最適化などの制御が可能である。
【0016】
ここで、制御信号線としてはRS-232C やパラレルIO等があるが、通信方式の規格は限定されない。なお、撮像系1-2 の映像出力信号はNTSC形式やYC分離方式などがあり、映像は外部の映像モニタ1-15に直接出力する。
【0017】
光学的パラメータ制御装置1-3 は、撮影する情景に応じて光学的パラメータを自動制御する機能をも持つ。これは、例えば画面の明度バランスを自動的に調整する機能や、合焦画像を自動的に得る機能などである。
【0018】
また、合焦状態のフォーカスレンズの位置から被写体までの距離を求めることも可能である。これらの機能は家庭用のビデオカメラに内蔵されているカメラモジュールを用いることで容易に実現できる。
【0019】
光学的パラメータの調整をカメラシステム制御装置1-6 から行なうか、もしくは光学的パラメータ制御装置の持つ自動制御機能に任せるかは、制御信号線を通じてカメラシステム制御装置1-6 から指示することができる。
【0020】
測定領域制御装置1-4 は、カメラシステム制御装置1-6 から制御信号を通じて制御が可能であり、光学的パラメータ制御装置1-3 の制御の対象となる測定領域の大きさや位置を設定することができる。
【0021】
カメラシステム制御装置1-6 は、CPU1-7、RAM1-8、ROM1-9、二次記憶装置1-10、カメラシステムとの通信を行なうI/O 1-11、ネットワーク1-17を通じて外部からカメラシステム制御命令を行なう通信装置1-12を具備する。
【0022】
CPU1-7、RAM1-8、ROM1-9、二次記憶装置1-1O、I/O 1-11、通信装置1-12はバス1-16に接続されている。カメラシステム制御装置1-6 は汎用のコンピュータにより実現できる。バス1-16にはキーボード1-13、マウスなどのポインティングデバイス1-14、映像モニタ1-15が接続されている。
【0023】
カメラシステム制御装置1-6 は、キーボードおよびマウスからの入力またはネットワークを介して遠隔地から送信された制御信号に従い、制御信号線を通じて光学的パラメータ制御装置1-3 に信号を送ることで同装置を制御する。
【0024】
次に、図2を用いて本実施の形態の画像処理装置の基本原理を説明する。
図2-(a)は、カメラシステム1-1 がある情景の画像を撮影する様子と、それと同時に、光学的パラメータ制御装置1-3 と測定領域制御装置1-4 を使用して、撮影している情景における最適な光学的パラメータを各測定領域毎に獲得している様子を示したものである。
【0025】
図2において、2-1 は図1のカメラシステム1-1 であり、2-2 は注目している情景である。また、2-3 は前記注目している情景2-2 を拡大した図であるが、測定領域制御装置1-4 を用いて網掛で示したような測定領域(2-4など)を設定している。
【0026】
このように、情景中の各々の測定領域を対象として、光学的パラメータ制御装置1-3 がシャッタースピード、アイリス、ゲイン及びフォーカスを最適化した後で、その最適値に加えて測定領域の大きさ、位置の値をカメラシステム制御装置1-6 に具備されているRAM1-8に記憶する。
【0027】
図2-(b)は、図2-(a)で撮影された情景画像、及びRAM1-8に記憶された各光学的パラメータの例である。図2-(b)に示したように、測定領域毎に各光学的パラメータが格納されている。なお、図2-(b)において2-5 は、図2-(a)の2-2 をRAM1-8に記憶したものである。
【0028】
本実施の形態において、背景画像及び光学的パラメータの更新処理は次のようにして行う。すなわち、カメラシステム1-1 に具備されている光学的パラメータ制御装置1-3 が測定領域制御装置1-4 を用いて、再び図2-(a)に示すように測定領域単位で注目している情景における露出情報と距離情報からなる光学的パラメータの最適値を求める。
【0029】
その結果、全ての測定領域において距離情報の値が記憶している値と同じであり、かつ全ての測定領域において露出情報が記憶値と異なっていれば背景画像に明度的な変化が生じたものとみなし、背景画像及び光学的パラメータの更新を行なう。
【0030】
逆に、少なくともひとつの測定領域において距離情報の値が記憶値と異なっているか、または一部の測定領域に限って露出情報が変化している場合には動体が存在しているので、動体の存在を検出した旨を通知する。この処理を実現するプログラムはROM1-9、二次記憶装置1-10、もしくは特に図示しない適当な場所にあり、CPU1-7を用いて実行される。
【0031】
このように、ある時点における最適な光学的パラメータの値をRAM1-8に記憶しておき、前記記憶しておいた光学的パラメータの値と現在の光学的パラメータの値と比較することにより、複雑な画像処理を行なうことなく背景画像の明度的な変化を検出し、画像の更新を行なうことができる。
【0032】
また、露出情報と距離情報のように複数の情報を併せて使用することにより、背景画像を更新するタイミングであるのか、それとも動体の存在の検出であるのかを高精度に判断することが可能である。
【0033】
次に、本実施の形態の処理手順を、図3のフローチャートを用いて説明する。本実施の形態の画像処理装置は、プログラムの起動後、先ず、最初のステップS301において初期設定として測定領域のサイズ決定を行なう。
【0034】
次に、ステップS302〜ステップS306の処理で光学的パラメータの記憶を行なう。本実施の形態では、複数個の測定領域を設定しているため、全ての測定領域において光学的パラメータの最適値を参照及び記憶するまで、当該処理を繰り返すようにしている。
【0035】
すなわち、まず、ステップS302において、測定領域を初期位置へ移動し、シャッタースピード、アイリス、ゲイン及びフォーカスなどの光学的パラメータの最適値の参照及びRAM1-8への記憶を行なう( ステップS304、ステップS305)。
【0036】
次に、ステップS306において、全ての領域で処理が終了しているかどうかを判断し、終了していなければステップS303に進んで測定領域を移動して、再び光学的パラメータの参照及び記憶を行なう( ステップS304、ステップS305)。
【0037】
一方、ステップS306の判断の結果、全ての領域で処理が終了している場合には、ステップ S307 においてその時点の情景を背景画像として同じくRAM1-8に記憶する。
【0038】
次に、ステップ S308 〜ステップ S313 において、背景画像を更新するか否かを判断する処理に関して説明する。ここでもやはり、本実施の形態では複数個の測定領域を設定しているという理由により、全ての領域で光学的パラメータの比較を行なうようになっている。
【0039】
まず、始めに、ステップ S308 において、測定領域を初期位置へ移動し、その後、ステップ S310 に進んで露出情報(シャッタースピード、アイリス、ゲイン)及び距離情報(フォーカス)の光学的パラメータの参照を行なう。
【0040】
次に、ステップ S311 に進み、参照した光学的パラメータのうち、まず始めに距離情報に着目する。いま、参照した距離情報とRAM1-8に記憶されていた同じ測定領域の距離情報とを比較し、これらが異なるときにはステップ S314 に進んで動体の検出を通知する処理を行う。この場合、背景画像は更新されない。
【0041】
一方、ステップ S311 の判断の結果、距離情報が等しい場合にはステップ S312 に進み、露出情報に着目する。いま参照した露出情報とメモリに記憶されていた同じ測定領域の露出情報の各値とを比較し、それらがひとつでも異なる場合、背景画像更新の可能性があるとしてステップ S313 に移動し、次の領域を同様に参照及び比較する( ステップ S308 〜ステップ S312 )。
【0042】
また、全ての測定領域において距離情報が記憶と等しく、全ての測定領域において露出情報が記憶と異なる場合、ステップ S313 からステップ S302 に移動して背景画像の更新を行なう。
【0043】
この一連の処理の中で、距離情報は全ての測定領域において記憶と等しいが、露出情報については記憶と等しい測定領域が1個所でも存在した場合( ステップ S312)は、注目している情景の明度的な変化ではないと判断し、ここでは背景画像の更新を行なわずに再びステップ S308 から始まる背景画像を更新するか否かを判断する処理に戻る。
【0044】
以上に述べた通り、本実施の形態では、各ステップ S304 、S305、S310、S312で扱う露出情報については、シャッタースピード、アイリス及びゲインの3種類のパラメータを用いているが、一般的にはこれらのパラメータに限定されるものではなく、例えばホワイトバランスなどといったその他の露出情報を用いるか、または併用することも可能である。
【0045】
さらに、例えばシャッタースピードとアイリスが固定値で、ゲインのみが可変であるような光学的パラメータ制御装置を具備するカメラシステムに関しては、ゲインの値のみでステップ S304 、S305、S310、S312の各処理を実現することも可能である。
【0046】
また、ステップS311、S312において光学的パラメータの比較を行なう際、ここではまず始めに距離情報を比較し、次に、露出情報を比較しているが、一般的にこの順序に限定されるものではなく、これらの順番を変更したとしても適当にステップの流れを変更することにより同様の作業が実現可能である。
【0047】
(第2の実施の形態)
上述の第1の実施の形態におけるステップ S311 、 S312 では、記憶値と現在の測定値が同値であるか否かで判断する例を説明したが、本発明は必ずしもこれに限らない。すなわち、記憶値と現在の測定値との差の絶対値が、あらかじめ定めた所定値以上となるか否かで判断するように構成してもよい。
【0048】
また、露出情報に着目すると、シャッタースピードの値の差の絶対値ΔS 、アイリスの値の差の絶対値ΔI 、ゲインの値の差の絶対値ΔG により定まる値ΔE を、例えば、あらかじめ適当に定める係数αS 、αI 、αG を用いて、
ΔE=αs ΔS+αI ΔI+αG ΔG
の如くに定めて、ΔE があらかじめ定めた所定値ΔETH より大きいか否かで判断する等、複数の露出情報の変化量の組み合わせに基づいた判断をしてもよい。
【0049】
(第3の実施の形態)
上述の第1の実施の形態では、光学的パラメータの変化の検出を複数の測定領域で行ない、これらの全ての測定領域で距離情報が変化しておらず、かつ全ての測定領域で露出情報が変化している場合に、背景画像の更新を行なうように構成したが、本発明は必ずしもこれに限るものではない。例えば、複数の測定領域の大部分(例えば8割以上等)において距離情報が変化せず、露出情報が変化している場合には、背景画像が変化したとみなして、背景画像を更新するように構成してもよい。
【0050】
(本発明の他の実施形態)
本発明は複数の機器(例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタ等)から構成されるシステムに適用しても1つの機器からなる装置に適用しても良い。
【0051】
また、上述した実施形態の機能を実現するように各種のデバイスを動作させるように、前記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【0052】
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
【0053】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)あるいは他のアプリケーションソフト等の共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【0054】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【0055】
【発明の効果】
本発明によれば、複数領域に関る動体検出とともに、その動体検出に用いる背景画像及び撮像パラメータの更新を行えるので、より精度の高い動体検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】光学的パラメータの参照機能を用いた背景画像更新処理の基本原理の説明図である。
【図3】原理を実現する処理手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1-1 カメラシステム
1-2 撮像系
1-3 光学的パラメータ制御装置1
1-4 測定領域制御装置
1-6 カメラシステム制御装置
1-7 CPU
1-8 RAM
1-9 ROM
1-10 二次記憶装置
1-11 I/O
1-12 通信装置
1-13 キーボード
1-14 ポインティングデバイス
1-15 映像モニタ
1-16 バス
1-17 ネットワーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, and a computer-readable storage medium, and more particularly to an imaging system, and more specifically, to an imaging system in which optical parameters at the time of imaging can be freely controlled by a computer. .
[0002]
[Prior art]
An imaging system that detects the presence of a moving object from a change in an image by an image processing technique called background difference has been put into practical use. Conventionally, in this type of moving object detection system, it has been a common method to update a background image using image information as a clue in order to cope with a change in brightness of a scene of interest.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The response obtained from the image processing technique called background difference may be caused by the presence of a moving object or may be caused by a change in brightness of the scene being noticed. When it is caused by the presence of the moving object, it is necessary to notify it, and when it is caused by the brightness change, it is necessary to update the background image.
[0004]
However, in the prior art, since both are separated from only the image information, there is a problem that ambiguity remains when it is determined which is the response.
[0005]
The present invention eliminates such problems and clearly separates a response caused by the presence of a moving object and a response caused by a change in brightness of a scene of interest, and performs a more accurate moving object detection. The purpose is to be able to.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The image processing apparatus of the present invention includes an input unit that inputs image data obtained by the imaging unit, and exposure information and congruence distance information of the imaging unit in a plurality of areas when the image data is obtained, and the input unit. Storage means for storing input image data and exposure information and point distance information corresponding to a plurality of regions of the input image data; point distance information and exposure information corresponding to target image data; and storage in the storage means The comparison means for comparing the plurality of areas and the exposure information obtained with respect to the plurality of areas, and the comparison of the plurality of areas with the comparison means results in the difference between the distance information of the attention image data and the intersection distance information of the storage means. If the image data of the storage means is not updated, the moving object detection notification process is performed, and the congruence distance of the target image data Even if the information is the same as the exposure information in the storage means, if any exposure information in the plurality of regions of the target image data is different from the exposure information in the storage means, the image data stored in the storage means And control means for controlling to update exposure information and intersection distance information of the plurality of areas stored in the storage means.
[0007]
The image processing method of the present invention includes an input step of inputting image data obtained by the imaging unit, and exposure information and congruence distance information of the imaging unit in a plurality of areas when the image data is obtained, and the input step A storage step of storing input image data and exposure information and intersection distance information corresponding to a plurality of regions of the input image data in storage means; intersection distance information and exposure information corresponding to attention image data and the storage As a result of comparison between the plurality of regions with the distance information and exposure information stored in the means, and the comparison with respect to the plurality of regions in the comparison step, the point distance information of the attention image data is the point distance of the storage means. If the information is different from the information, the notification processing for moving object detection is performed without updating the image data in the storage means, and the attention image data Even if the point information is the same as the exposure information of the storage means, if any exposure information of the plurality of regions of the attention image data is different from the exposure information of the storage means, it is stored in the storage means. And a control step of performing control so as to update image data and also update exposure information and intersection distance information of the plurality of areas stored in the storage unit.
[0008]
The computer-readable storage medium of the present invention includes an input step of inputting image data obtained by an imaging unit, and exposure information and intersection distance information of the imaging unit in a plurality of areas when the image data is obtained; A storage step of storing in the storage means the image data input by the input step and the exposure information and the point distance information corresponding to the plurality of regions of the input image data; the point distance information and the exposure information corresponding to the target image data And the comparison distance information and exposure information stored in the storage means with respect to the plurality of areas, and the comparison distance information of the attention image data as a result of the comparison with respect to the plurality of areas in the comparison process. If it is different from the point distance information, the moving object detection notification process is performed without updating the image data in the storage means. If the exposure information of the plurality of regions of the attention image data is different from the exposure information of the storage means even if the congruent distance information of the attention image data is the same as the exposure information of the storage means, A program for causing a computer to execute a control process for controlling image data stored in a storage unit and updating the exposure information and congruent distance information of the plurality of areas stored in the storage unit. Remember.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In this embodiment, an optical (imaging) parameter is optimized, and an imaging system capable of external reference and external control is used. In addition, this photographing system has a function of setting and displaying a target region (referred to as a measurement region) on an image when performing optical parameter optimization, external reference, and external control.
[0010]
Using such an imaging system, an optimal optical parameter is stored for each measurement region while a background image is captured. Then, when the optical parameters change due to changes in illumination conditions, etc., the background image and the optical parameters are calculated by calculating the difference between the stored optical parameters and the current optical parameters for each measurement region. Update automatically.
[0011]
Various optical parameters such as shutter speed, iris (aperture), gain (video signal amplification factor), white balance, focus, and zoom can be considered. In this embodiment, shutter speed, iris, gain, An example using four optical parameters of focus is shown.
[0012]
The focus here is information on the distance to the subject obtained from the position of the focus lens in the in-focus state. In the following description, the four optical parameters used in this embodiment are roughly divided into two, and the shutter speed, iris, and gain are represented as exposure information, and the focus is represented as distance information. The hardware configuration, principle, and processing procedure of this embodiment will be described below.
[0013]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the image processing apparatus according to the present embodiment. The hardware is composed of a camera system 1-1 and a camera system control device 1-6.
[0014]
As shown in FIG. 1, the camera system 1-1 includes an imaging system 1-2 for inputting an image, an optical parameter control device 1-3 for controlling the optical parameters of the camera, and an optical parameter control device 1- 3 is a measurement area control device 1-4 that sets the area to be controlled.
[0015]
The optical parameter control device 1-3 is connected to the camera system control device 1-6 through a control signal line. By communicating a control signal, the optical parameter control device 1-3 sets optical parameters from the camera system control device 1-6. Controls such as acquisition and optimization are possible.
[0016]
Here, RS-232C, parallel IO, and the like are available as control signal lines, but the communication system standards are not limited. Note that the video output signal of the imaging system 1-2 has an NTSC format, YC separation method, etc., and the video is directly output to the external video monitor 1-15.
[0017]
The optical parameter control device 1-3 also has a function of automatically controlling optical parameters according to the scene to be photographed. This includes, for example, a function for automatically adjusting the brightness balance of the screen and a function for automatically obtaining a focused image.
[0018]
It is also possible to obtain the distance from the focus lens position in focus to the subject. These functions can be easily realized by using a camera module built in a home video camera.
[0019]
It can be instructed from the camera system control device 1-6 through the control signal line whether the optical parameter adjustment is performed from the camera system control device 1-6 or it is left to the automatic control function of the optical parameter control device. .
[0020]
The measurement area controller 1-4 can be controlled through a control signal from the camera system controller 1-6, and sets the size and position of the measurement area to be controlled by the optical parameter controller 1-3. Can do.
[0021]
The camera system controller 1-6 is externally connected to the CPU 1-7, RAM 1-8, ROM 1-9, secondary storage device 1-10, I / O 1-11 for communication with the camera system, and network 1-17. A communication device 1-12 that performs a camera system control command is provided.
[0022]
The CPU 1-7, RAM 1-8, ROM 1-9, secondary storage device 1-1O, I / O 1-11, and communication device 1-12 are connected to the bus 1-16. The camera system control device 1-6 can be realized by a general-purpose computer. A keyboard 1-13, a pointing device 1-14 such as a mouse, and a video monitor 1-15 are connected to the bus 1-16.
[0023]
The camera system control device 1-6 sends signals to the optical parameter control device 1-3 through the control signal line in accordance with the input from the keyboard and mouse or the control signal transmitted from a remote place through the network. To control.
[0024]
Next, the basic principle of the image processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
Fig. 2- (a) shows how the camera system 1-1 captures an image of a scene, and at the same time, uses the optical parameter control device 1-3 and the measurement area control device 1-4. It shows how the optimum optical parameters in a given scene are acquired for each measurement region.
[0025]
In FIG. 2, 2-1 is the camera system 1-1 in FIG. 1, and 2-2 is the scene of interest. In addition, 2-3 is an enlarged view of the focused scene 2-2. The measurement area control device 1-4 is used to set a measurement area (such as 2-4) as shaded. ing.
[0026]
As described above, after the optical parameter control device 1-3 optimizes the shutter speed, iris, gain, and focus for each measurement region in the scene, the size of the measurement region is added to the optimum values. The position value is stored in the RAM 1-8 provided in the camera system control device 1-6.
[0027]
FIG. 2B is an example of the scene image captured in FIG. 2A and each optical parameter stored in the RAM 1-8. As shown in FIG. 2- (b), each optical parameter is stored for each measurement region. In FIG. 2- (b), 2-5 is the result of storing 2-2 of FIG. 2- (a) in the RAM 1-8.
[0028]
In the present embodiment, the background image and optical parameter update processing is performed as follows. That is, the optical parameter control device 1-3 provided in the camera system 1-1 uses the measurement region control device 1-4 and pays attention again to the measurement region unit as shown in FIG. An optimal value of an optical parameter composed of exposure information and distance information in a scene is obtained.
[0029]
As a result, if the value of distance information is the same as the value stored in all measurement areas, and if the exposure information is different from the stored value in all measurement areas, a change in brightness has occurred in the background image. The background image and the optical parameters are updated.
[0030]
On the other hand, if the distance information value is different from the stored value in at least one measurement area, or if the exposure information changes only in a part of the measurement area, the moving object exists. Notify that presence has been detected. A program for realizing this processing is in the ROM 1-9, the secondary storage device 1-10, or an appropriate place not shown, and is executed using the CPU 1-7.
[0031]
In this way, the optimal optical parameter value at a certain point in time is stored in the RAM 1-8, and the stored optical parameter value is compared with the current optical parameter value, thereby complicating. It is possible to detect a change in the brightness of the background image and to update the image without performing any image processing.
[0032]
In addition, by using a plurality of pieces of information such as exposure information and distance information, it is possible to determine with high accuracy whether it is timing to update the background image or detection of the presence of a moving object. is there.
[0033]
Next, the processing procedure of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The image processing apparatus according to the present embodiment first determines the size of the measurement region as an initial setting in the first step S301 after starting the program.
[0034]
Next, the optical parameters are stored in the processes of steps S302 to S306. In this embodiment, since a plurality of measurement areas are set, the process is repeated until the optimum values of the optical parameters are referred to and stored in all the measurement areas.
[0035]
That is, first, in step S302, the measurement region is moved to the initial position, and optimum values of optical parameters such as shutter speed, iris, gain, and focus are referred to and stored in the RAM 1-8 (steps S304 and S305). ).
[0036]
Next, in step S306, it is determined whether or not the processing has been completed for all the areas. If not, the process proceeds to step S303, the measurement area is moved, and the optical parameters are referred to and stored again (step S303). Step S304, Step S305).
[0037]
On the other hand, as a result of the determination in step S306, if the processing has been completed in all areas, the scene at that time is similarly stored in the RAM 1-8 as a background image in step S307.
[0038]
Next, processing for determining whether or not to update the background image in steps S308 to S313 will be described. Again, in this embodiment, optical parameters are compared in all regions because a plurality of measurement regions are set.
[0039]
First, in step S308, the measurement area is moved to the initial position, and then the process proceeds to step S310 to refer to optical parameters of exposure information (shutter speed, iris, gain) and distance information (focus).
[0040]
Next, the process proceeds to step S311 and attention is paid to distance information among the referenced optical parameters. Now, the reference distance information is compared with the distance information of the same measurement area stored in the RAM 1-8, and when they are different, the process proceeds to step S314 to perform the process of notifying the detection of the moving object. In this case, the background image is not updated.
[0041]
On the other hand, if it is determined in step S311 that the distance information is equal, the process proceeds to step S312 and attention is paid to the exposure information. Compare the exposure information just referenced with each value of the exposure information of the same measurement area stored in the memory, and if any of them is different, move to step S313 because there is a possibility of background image update. The areas are similarly referenced and compared (step S308 to step S312).
[0042]
If the distance information is equal to the memory in all measurement areas and the exposure information is different from the memory in all measurement areas, the process proceeds from step S313 to step S302 to update the background image.
[0043]
In this series of processing, the distance information is the same as the memory in all the measurement areas, but if there is even one measurement area that is the same as the memory for the exposure information (step S312), the brightness of the scene of interest In this case, the process returns to the process of determining whether or not to update the background image starting from step S308 without updating the background image.
[0044]
As described above, in the present embodiment, the exposure information handled in steps S304, S305, S310, and S312 uses three types of parameters, shutter speed, iris, and gain. It is not limited to these parameters, and other exposure information such as white balance can be used or used together.
[0045]
Further, for example, for a camera system equipped with an optical parameter control device in which the shutter speed and iris are fixed values and only the gain is variable, the processes of steps S304, S305, S310, and S312 are performed only with the gain value. It can also be realized.
[0046]
In addition, when comparing optical parameters in steps S311 and S312, first, distance information is compared first, and then exposure information is compared, but in general this order is not limited. However, even if the order is changed, the same operation can be realized by appropriately changing the flow of steps.
[0047]
(Second Embodiment)
In steps S311 and S312 in the first embodiment described above, an example is described in which determination is made based on whether or not the stored value and the current measured value are the same value, but the present invention is not necessarily limited to this. That is, the absolute value of the difference between the stored value and the current measured value may be determined based on whether or not the value is equal to or greater than a predetermined value.
[0048]
Focusing on exposure information, for example, an absolute value ΔS of a difference in shutter speed value, an absolute value ΔI of an iris value difference, and a value ΔE determined by an absolute value ΔG of a gain value difference are appropriately determined in advance, for example. Using the coefficients αS, αI, αG,
ΔE = αs ΔS + αI ΔI + αG ΔG
For example, a determination may be made based on a combination of a plurality of exposure information changes, such as determining whether ΔE is greater than a predetermined value ΔETH.
[0049]
(Third embodiment)
In the first embodiment described above, changes in optical parameters are detected in a plurality of measurement regions, distance information does not change in all of these measurement regions, and exposure information is present in all of the measurement regions. Although the background image is updated when it has changed, the present invention is not necessarily limited to this. For example, when the distance information does not change in most of the plurality of measurement areas (for example, 80% or more, etc.) and the exposure information changes, the background image is considered to be changed and the background image is updated. You may comprise.
[0050]
(Other embodiments of the present invention)
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a reader, a printer, etc.) or an apparatus composed of a single device.
[0051]
In addition, software for realizing the functions of the above-described embodiments is provided to an apparatus or a computer in the system connected to the various devices so that the various devices are operated so as to realize the functions of the above-described embodiments. What is implemented by supplying a program code and operating the various devices according to a program stored in a computer (CPU or MPU) of the system or apparatus is also included in the scope of the present invention.
[0052]
In this case, the program code of the software itself realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code itself and means for supplying the program code to the computer, for example, the program code is stored. The storage medium constitutes the present invention. As a storage medium for storing the program code, for example, a floppy disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
[0053]
Further, by executing the program code supplied by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also the OS (operating system) or other application software in which the program code is running on the computer, etc. It goes without saying that the program code is also included in the embodiment of the present invention even when the functions of the above-described embodiment are realized jointly.
[0054]
Further, after the supplied program code is stored in the memory provided in the function expansion board of the computer or the function expansion unit connected to the computer, the CPU provided in the function expansion board or function expansion unit based on the instruction of the program code Needless to say, the present invention also includes a case where the functions of the above-described embodiment are realized by performing part or all of the actual processing.
[0055]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to update a background image and imaging parameters used for moving object detection as well as to detect a moving object related to a plurality of regions, so that more accurate moving object detection can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a basic principle of a background image update process using an optical parameter reference function.
FIG. 3 is a flowchart for explaining a processing procedure for realizing the principle;
[Explanation of symbols]
1-1 Camera system
1-2 Imaging system
1-3
1-4 Measurement area controller
1-6 Camera system controller
1-7 CPU
1-8 RAM
1-9 ROM
1-10 Secondary storage device
1-11 I / O
1-12 Communication device
1-13 Keyboard
1-14 Pointing device
1-15 Video monitor
1-16 Bus
1-17 Network
Claims (7)
前記入力手段によって入力された画像データと前記入力された画像データの複数領域に対応する露出情報及び合点距離情報とを記憶する記憶手段と、
注目画像データに対応する合点距離情報及び露出情報と前記記憶手段に記憶された合点距離情報及び露出情報とを前記複数領域に関して比較する比較手段と、
前記比較手段による前記複数領域に関する比較の結果、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の合点距離情報と異なっている場合は、前記記憶手段の画像データの更新は行わずに動体検知の通知処理を行い、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の露出情報と同じであっても前記注目画像データの前記複数領域のいずれの露出情報も前記記憶手段の露出情報と異なっている場合は、前記記憶手段に記憶される画像データの更新を行うとともに前記記憶手段に記憶される前記複数領域の露出情報及び合点距離情報の更新も行うように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。Input means for inputting image data obtained by the imaging means, and exposure information and congruence distance information of the imaging means in a plurality of areas when obtaining the image data;
Storage means for storing image data input by the input means and exposure information and congruence distance information corresponding to a plurality of regions of the input image data;
Comparing means for comparing the distance information and exposure information corresponding to the target image data with the distance information and exposure information stored in the storage means for the plurality of areas ;
As a result of the comparison of the plurality of regions by the comparison unit, when the point distance information of the target image data is different from the point distance information of the storage unit, the image data of the storage unit is not updated and the moving object detection is performed. Notification processing is performed, and even if the congruent distance information of the target image data is the same as the exposure information of the storage unit, the exposure information of any of the plurality of regions of the target image data is different from the exposure information of the storage unit. A control unit that controls to update the image data stored in the storage unit and to update the exposure information and the intersection distance information of the plurality of areas stored in the storage unit;
An image processing apparatus comprising:
前記入力工程によって入力された画像データと前記入力された画像データの複数領域に対応する露出情報及び合点距離情報とを記憶手段に記憶する記憶工程と、
注目画像データに対応する合点距離情報及び露出情報と前記記憶手段に記憶された合点距離情報及び露出情報とを前記複数領域に関して比較する比較工程と、
前記比較工程による前記複数領域に関する比較の結果、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の合点距離情報と異なっている場合は、前記記憶手段の画像データの更新は行わずに動体検知の通知処理を行い、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の露出情報と同じであっても前記注目画像データの前記複数領域のいずれの露出情報も前記記憶手段の露出情報と異なっている場合は、前記記憶手段に記憶される画像データの更新を行うとともに前記記憶手段に記憶される前記複数領域の露出情報及び合点距離情報の更新も行うように制御する制御工程と、
を行うことを特徴とする画像処理方法。An input step for inputting image data obtained by the imaging means, and exposure information and congruence distance information of the imaging means in a plurality of areas when obtaining the image data;
A storage step of storing, in a storage unit, image data input by the input step and exposure information and congruence distance information corresponding to a plurality of regions of the input image data;
A comparison step of comparing the point distance information and exposure information corresponding to the target image data with the point distance information and exposure information stored in the storage unit with respect to the plurality of regions ;
As a result of the comparison regarding the plurality of regions in the comparison step, when the point distance information of the target image data is different from the point distance information of the storage unit, the image data of the storage unit is not updated and the moving object detection is performed. Notification processing is performed, and even if the congruent distance information of the target image data is the same as the exposure information of the storage unit, the exposure information of any of the plurality of regions of the target image data is different from the exposure information of the storage unit. A control step of controlling to update the image data stored in the storage unit and also update the exposure information and the intersection distance information of the plurality of areas stored in the storage unit;
And an image processing method.
前記入力工程によって入力された画像データと前記入力された画像データの複数領域に対応する露出情報及び合点距離情報とを記憶手段に記憶する記憶工程と、
注目画像データに対応する合点距離情報及び露出情報と前記記憶手段に記憶された合点距離情報及び露出情報とを前記複数領域に関して比較する比較工程と、
前記比較工程による前記複数領域に関する比較の結果、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の合点距離情報と異なっている場合は、前記記憶手段の画像データの更新は行わずに動体検知の通知処理を行い、前記注目画像データの合点距離情報が前記記憶手段の露出情報と同じであっても前記注目画像データの前記複数領域のいずれの露出情報も前記記憶手段の露出情報と異なっている場合は、前記記憶手段に記憶される画像データの更新を行うとともに前記記憶手段に記憶される前記複数領域の露出情報及び合点距離 情報の更新も行うように制御する制御工程と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。An input step for inputting image data obtained by the imaging means, and exposure information and congruence distance information of the imaging means in a plurality of areas when obtaining the image data;
A storage step of storing, in a storage unit, image data input by the input step and exposure information and congruence distance information corresponding to a plurality of regions of the input image data;
A comparison step of comparing the point distance information and exposure information corresponding to the target image data with the point distance information and exposure information stored in the storage unit with respect to the plurality of regions ;
As a result of the comparison regarding the plurality of regions in the comparison step, when the point distance information of the target image data is different from the point distance information of the storage unit, the image data of the storage unit is not updated and the moving object detection is performed. Notification processing is performed, and even if the congruent distance information of the target image data is the same as the exposure information of the storage unit, the exposure information of any of the plurality of regions of the target image data is different from the exposure information of the storage unit. A control step of controlling to update the image data stored in the storage unit and also update the exposure information and the intersection distance information of the plurality of areas stored in the storage unit ;
A computer-readable storage medium storing a program for causing a computer to execute.
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