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JP3873000B2 - Moving image moving object detection apparatus and detection method - Google Patents
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JP3873000B2 - Moving image moving object detection apparatus and detection method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動画像移動物体検出装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
移動物体検出をするためには、一般に画素毎の動きを調べること必要がある。
しかし、画素毎に動きを調べる処理は、実は、多くの計算量を必要とするという問題がある。例えば、ITU-T H。261、H。263、ISO/IEC MPEG-4等でよく用いられるCIFフォーマットの場合、横352画素、縦288画素で合計101376画素もの画素について、動きを検出することになる。このような計算量の多い処理に対しては、専用のハードウェアを用意する必要があったりして、コスト面でも大きな問題があった。
【0003】
そこで、特開平9-252467号公報「移動物体検出装置」では、動画像符号化装置で作られた動きベクトルから、移動物体を検出する手法が考案されている。この方法によれば、動画像符号化装置で作成されるブロック毎の動きベクトルを用いるので、移動物体検出のために特別に画素の動きを調べる必要がなく、大幅に計算量を減らすことができる。
【0004】
しかし、従来の符号化データを用いた移動物体検出技術の問題点としては、動きベクトルが大きいブロックや書き換わっているブロックが必ずしも移動物体とは限らず、また、移動物体の内部のブロックでも、書き換わっていないブロックが存在したりして、監視などに用いることを考えた場合、必ずしも必要な映像が得ることができなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来技術によると移動物体を検出するためには、多くの計算量を必要とするという問題点があり、動画像符号化データを用いた方法では精度に問題があった。
【0006】
本発明は、高速でかつ安定して精度よく移動物体を検出することのできる動画像移動物体検出装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の動画像移動物体検出装置は、フレーム内符号化を行う第1のモード、フレーム間符号化を行う第2のモードおよび符号化不要として符号化する第3のモードのいずれかのモードによりマクロブロック毎に符号化された動画像データを復号する動画像復号化部と、復号した画像が移動物体か否かを判定して移動物体の領域を表す矩形画像を生成する移動物体検出部を有し、前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示するようにした動画像移動物体検出装置において、
前記移動物体検出部は、前記復号されたマクロブロック毎の画像を少なくとも前記第1,第2,第3の符号化モードの種類を表すモード情報を用いて、それぞれのモード毎に静止状態か動状態かを判定するマクロブロック静動判定手段と、前記マクロブロック静動判定手段の判定結果に基いて、周囲全てが静マクロブロックで囲まれた単一の動マクロブロックを静マクロブロックとして書き換えて雑音除去処理を行い、雑音除去後のフレーム内のマクロブロックを探索して、動マクロブロックが隣接して存在する領域を包含する最小の矩形画像を生成する移動物体判定部とを有して成り、前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示することを特徴とする。
【0008】
また、本発明の動画像移動物体検出装置は、フレーム内符号化を行う第1のモード、フレーム間符号化を行う第2のモードおよび符号化不要として符号化する第3のモードのいずれかのモードによりマクロブロック毎に動画像を符号化する符号化部と、この符号化部により符号化された動画像データをマクロブロック毎に局部復号する動画像復号化部と、前記符号化部で符号化した画像が移動物体か否かを判定して移動物体の領域を表す矩形画像を生成する移動物体検出部を有し、前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示するようにした動画像移動物体検出装置において、
前記移動物体検出部は、前記符号化されたマクロブロック毎の画像を少なくとも前記第1,第2,第3の符号化モードの種類を表すモード情報を用いて、それぞれのモード毎に静止状態か動状態かを判定するマクロブロック静動判定手段と
前記マクロブロック静動判定手段の判定結果に基いて、周囲全てが静マクロブロックで囲まれた単一の動マクロブロックを静マクロブロックとして書き換えて雑音除去処理を行い、雑音除去後のフレーム内のマクロブロックを探索して、動マクロブロックが隣接して存在する領域を包含する最小の矩形画像を生成する移動物体判定部とを有して成り、前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示することを特徴とする。
【0009】
また、本発明の動画像移動物体検出装置は、フレーム内符号化を行う第1のモード、フレーム間符号化を行う第2のモードおよび符号化不要として符号化する第3のモードのいずれかのモードによりマクロブロック毎に符号化された動画像データを復号する動画像復号化部と、復号した画像が移動物体か否かを判定して移動物体の領域を表す矩形画像を生成する移動物体検出部を有し、前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示するようにした動画像移動物体検出装置において、
前記移動物体検出部は、前記復号されたマクロブロック毎の画像を前記符号化モードの種類に応じて静止状態か動状態かを判定し、前記第1のモードにより符号化されていた場合には、復号された画像信号と1フレーム前の画像信号との差分値に基いて静動を判定し、前記第2のモードにより符号化されていた場合には、当該マクロブロックの動きベクトル及び変換係数の大きさに基いて静動を判定し、前記第3のモードにより符号化されていた場合には、当該マクロブロックの画像は静止状態と判定するマクロブロック静動判定手段と、前記マクロブロック静動判定手段の判定結果に基いて、周囲全てが静マクロブロックで囲まれた単一の動マクロブロックを静マクロブロックとして書き換えて雑音除去処理を行う雑音除去手段と、前記雑音除去後のフレーム内のマクロブロックを探索し、動マクロブロックが隣接して存在する領域を包含する最小の矩形画像を生成する移動物体包含処理手段とを有して成り、前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示することを特徴とする。
【0010】
また、本発明の動画像移動物体検出装置は、フレーム内符号化を行う第1のモード、フレーム間符号化を行う第2のモードおよび符号化不要として符号化する第3のモードのいずれかのモードによりマクロブロック毎に動画像を符号化する符号化部と、この符号化部により符号化された動画像データをマクロブロック毎に局部復号する動画像復号化部と、前記符号化部で符号化した画像が移動物体か否かを判定して移動物体の領域を表す画像を生成する移動物体検出部を有し、前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記移動物体の領域を表す画像を合成して表示部に表示するようにした動画像移動物体検出装置において、
前記移動物体検出部は、前記符号化されたマクロブロック毎の画像を前記符号化モードの種類に応じて静止状態か動状態かを判定し、前記第1のモードにより符号化された場合には、そのマクロブロックが前記動画像復号化部により復号された画像信号と1フレーム前の画像信号との差分値の大きさに基づいて静動を判定し、前記第2のモードにより符号化された場合には、当該マクロブロックの動きベクトル及び変換係数の大きさに基づいて静動を判定し、前記第3のモードにより符号化された場合には、当該マクロブロックの画像は静止状態と判定するマクロブロック静動判定手段と、前記マクロブロック静動判定手段の判定結果に基いて、周囲全てが静マクロブロックで囲まれた単一の動マクロブロックを静マクロブロックとして書き換えて雑音除去処理を行う雑音除去手段と、前記雑音除去後のフレーム内のマクロブロックを探索し、動マクロブロックが隣接して存在する領域を包含する最小の矩形画像を生成する移動物体包含処理手段とを有して成り、前記動画像復号化部により局部復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示することを特徴とする。
【0011】
さらに、本発明の動画像移動物体検出方法は、フレーム内符号化を行う第1のモード、フレーム間符号化を行う第2のモードおよび符号化不要として符号化する第3のモードのいずれかのモードによりマクロブロック毎に符号化された動画像データを復号する動画像復号化ステップと、復号した画像が移動物体か否かを判定して移動物体の領域を表す矩形画像を生成する移動物体検出ステップを有し、前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示するようにした動画像移動物体検出方法において、
前記移動物体検出ステップは、前記復号されたマクロブロック毎の画像を前記符号化モードの種類に応じて静止状態か動状態かを判定するため、復号されたマクロブロックが前記第1のモードにより符号化されていた場合には、復号された画像信号と1フレーム前の画像信号との差分値の大きさに基づいて静動を判定し、復号されたマクロブロックが前記第2のモードにより符号化されていた場合には、当該マクロブロックの動きベクトル及び変換係数の大きさに基づいて静動を判定し、復号されたマクロブロックが前記第3のモードにより符号化されていた場合には、当該マクロブロックの画像は静止状態と判定するマクロブロック静動判定ステップと、前記マクロブロック静動判定手段の判定結果に基いて、周囲全てが静マクロブロックで囲まれた単一の動マクロブロックを静マクロブロックとして書き換え雑音除去処理を行うステップと、前記雑音除去後のフレーム内のマクロブロックを探索し、動マクロブロックが隣接して存在する領域を包含する最小の矩形画像を生成する移動物体包含処理ステップとを有して成り、前記動画像復号化ステップにより復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示することを特徴とする。
【0012】
このように本発明では、動画像復号化部と移動物体検出部を組み合わせることにより、復号化と同時に、マクロブロック毎の静動判定結果から移動物体を検出する範囲を大幅に絞り込むことができるため、高速に移動物体の検出が可能となる。
【0015】
また本発明では、動画像符号化と移動物体検出を組み合わせることにより、符号化と同時に、マクロブロック毎の静動判定結果から、移動物体を検出する範囲を大幅に絞り込むことができるため、高速に移動物体検出が可能となる。
【0016】
また、マクロブロック毎の静動判定結果に基いて移動物体を判定する手段は、ブロック内の画像が動状態のブロックを包含する矩形画像(例えば長方形状の画像)を生成して移動物体を判定することができる
【0017】
このような処理により、検出誤差の影響を抑えることができ、検出結果をより明確に表示することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下、図面を参照して本発明の第1の実施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態の動画像移動物体検出装置の構成を示すブロック図である。
【0019】
図1は、本発明の実施形態の動画像移動物体検出装置の構成を示すブロック図である。図1の動画像移動物体検出装置は、動画像復号化部110と移動物体検出部115の2つの部分から成り立っている。
【0020】
動画像復号化部110においては、まず、伝送路または蓄積系から受信した符号化データは、入力バッファ101に一度蓄えられ、多重化分離部102により1フレーム毎にシンタクスに基づいて分離し、可変長復号化部103に出力する。可変長復号化部103では、各シンタクスの情報の可変長符号の復号をおこなう。
【0021】
可変長復号化部103において、マクロブロックのモードがINTRAならば、モード切替スイッチ109をオフに選択して、可変長復号化部103で復号化された量子化DCT係数情報は、逆量子化部104で逆量子化され、IDCT部105で逆離散コサイン変換処理をおこなうことにより、再生画像信号を生成させる。この再生画像信号は、フレームメモリ107に参照画像として蓄積される一方、移動物体検出部115内の移動物体合成表示部114に入力される。
【0022】
可変長復号化部103において、マクロブロックのモードがINTER及びNOT_CODEDならば、モード切替スイッチ109をオンに選択して、可変長復号化部103で復号化された量子化DCT係数情報は、逆量子化部104で逆量子化され、IDCT部105で逆離散コサイン変換処理をおこない、可変長復号化部103で復号化された動きベクトル情報に基づいて、動き補償部108において参照画像を動き補償し、加算器106で足しあわせて、再生画像信号を生成させる。この再生画像信号は、フレームメモリ107に参照画像として蓄積される一方、移動物体検出部115内の移動物体合成表示部114に入力される。
【0023】
一方、移動物体検出部115においては、図2の流れ図のように、1フレーム毎にマクロブロック静動判定(S101)、移動物体判定(S102)、移動物体合成表示(S103)の3つの処理をそれぞれ、マクロブロック静動判定部111、移動物体判定部112、移動物体合成表示部114で行う。
【0024】
マクロブロック静動判定部111では、可変長復号部103において復号されたモード情報、動きベクトル情報、DCT係数情報と、減算器112で求めたINTRAマクロブロックの時の再生画像信号と1フレーム前のフレームメモリとの差分絶対値和(SAD)から、フレーム内のマクロブロック毎の静動判定を行う。
【0025】
図3は、マクロブロック静動判定(S101)の具体的な流れ図である。ここで、iとjは、フレーム内の垂直方向と水平方向のマクロブロックのアドレスをそれぞれ表し、V_NMBとH_NMBはフレーム内の垂直方向と水平方向のマクロブロック数を表している。2次元配列M[i][j]は、各マクロブロックが動マクロブロックか否かの情報を蓄える配列で、TRUEならば動マクロブロック、FALSEならば静止マクロブロックを表す。
【0026】
まず、マクロブロック毎に可変長復号化部103からのモード情報MODEの判定を行う。(S203)
もし、MODEがINTRAならば、そのマクロブロックの再生画像信号と1フレーム前のフレームメモリとの差分絶対値和(SAD)を計算し、閾値T0と比較を行う。(S204)もし、閾値T0よりも大きい場合、そのマクロブロックは動マクロブロックと判定し、 M[i][j]にTRUEが代入される。(S206)閾値T0以下の場合、そのマクロブロックは静止マクロブロックと判定し、 M[i][j]にFALSEが代入される。(S207)
もし、MODEがINTERならば、可変長復号化部103からの動きベクトル情報及びDCT係数情報から、そのマクロブロックの動きベクトルの絶対値和Σ|MV|及び、DCT係数の絶対値和Σ|COF|を計算し、それぞれの閾値T1、T2と比較を行う。(S205)もし、動きベクトルの絶対値和と、DCT係数の絶対値和が閾値よりも小さければ、そのマクロブロックは静止マクロブロックと判定し、 M[i][j]にFALSEが代入される。(S207)そうでない場合には、そのマクロブロックは動マクロブロックと判定し、 M[i][j]にTRUEが代入される。(S206)
もし、NOT_CODEDならは、そのマクロブロックは静止マクロブロックと判定し、 M[i][j]にFALSEが代入される。(S207)
移動物体判定部113では、マクロブロック静動判定部112のマクロブロック毎の静動判定情報から、移動物体の判定を行う。図4は、その具体的な流れ図である。図4で示すように処理内容は、雑音除去処理(S301)と移動物体包含処理(S302)の2つから成り立っている。雑音除去処理(S301)では、背景画像の小物体の揺らぎや画像取り込み時の雑音によって動マクロブロックと誤検出されてしまう防止するために、周囲8マクロブロックが全て静止している動マクロブロックを取り除いている。移動物体包含処理(S302)は、雑音を取り除いた後の静動判定結果から、隣接して動マクロブロックが存在する領域を包含する最小の長方形の検出する処理を行う。この処理で、移動物体を包含する長方形を見つけることができる。
【0027】
図5は、雑音除去処理の具体的な処理内容である。図3と同様に、iとjは、フレーム内の垂直方向と水平方向のマクロブロックのアドレスをそれぞれ表し、V_NMBとH_NMBはフレーム内の垂直方向と水平方向のマクロブロック数を表している。2次元配列M[i][j]は、各マクロブロックが動マクロブロックか否かの情報を蓄える配列で、TRUEならば動マクロブロック、FALSEならば静止マクロブロックを表す。
【0028】
まず、マクロブロック毎の静動判定結果をみる。(S403)もし、2次元配列M[i][j]の値がFALSE、つまり、静止マクロブロックならば、そのマクロブロックでは何も行わず、次のマクロブロックにいく。もし、2次元配列M[i][j]の値がTURE、つまり、動マクロブロックならば、そのマクロブロックの周囲8マクロブロックの静動判定結果をチェックし(S405)、全て、FALSEつまり静止マクロブロックならば、そのマクロブロックは、雑音であると判定し、静止マクロブロックに書き換える。(S406)もし、周囲8マクロブロックのうち一つでもTUREがあれば、雑音とは判定せず、次のマクロブロックに移る。なお、画面の外側については、静止マクロブロックとして仮定している。
【0029】
図6から図8は、移動物体包含処理の具体的な処理内容である。ここで、nは、移動物体の数を示すカウンタであり、S1~S4は、移動物体を包含する長方形を探索する範囲を示すパラメータで、S1、S2は、垂直方向のアドレスの始点と終点であり、S3、S4は、水平方向のアドレスの始点と終点である。
【0030】
図6の流れ図は、探索範囲としてフレーム全体を指定するように、初期化を行う。(S501)次に指定された探索範囲で移動物体を包含する最小の長方形を探索する関数Rectangularを呼び出す。(S502)
図7、図8の流れ図は、関数Rectangularの処理の内容を示している。関数Rectangularは、探索範囲であるS1〜S4と移動物体の数を示すnと各マクロブロックの静動判定結果の格納された2次元配列Mを入力とし、探索結果の長方形のアドレスを格納した1次元配列B1〜B4と移動物体の数を示すnとを出力とする。
【0031】
ここで、1次元配列HVは、垂直方向の動マクロブロックの数のヒストグラムを作成するための作業配列であり、1次元配列HHは、水平方向の動マクロブロックの数のヒストグラムを作成するための作業配列である。また、変数VFLAGは、水平方向のヒストグラムの値が0でない状態の時にTRUEとなり、値が0の時にFALSEとなるように変更されるフラグであり、変数HFLAGは、垂直方向のヒストグラムの値が0でない状態の時にTRUEとなり、値が0の時にFALSEとなるように変更されるフラグである。
【0032】
まず、垂直方向の動マクロブロックの数のヒストグラムを作成するための作業配列HVの探索範囲であるS1〜S2の範囲を値0で初期化する。(S601)次のLOOP1とLOOP2の2重ループでは、探索範囲での垂直方向の動マクロブロックの数のヒストグラムを作成している。つまり、マクロブロック毎の静動判定結果M[i][j]の値を比較し(S604)、値がTURE、つまり、動マクロブロックならば、HV[i]をプラス1し(S605)、FALSEの場合は、何もしないという動作をとっている。
【0033】
次に、その垂直方向のヒストグラムの中から、0でない連続した部分を探索する。まず、フラグVFLAGをFALSEにセットする。(S608)次に、探索範囲S1からS2の順序で、ヒストグラムHVが0でなく、VFLAGがFALSEであるかをチェックする。(S610)この条件に当てはまるのは、ヒストグラムが0でない連続した部分の始点の部分である。従って、探索している長方形の垂直方向の始点の候補となるので、1次元配列B1[n]にアドレスiを格納し、VFLAGをTUREにセットする。(S611)
次に、ヒストグラムHVが0あるいは、探索範囲の終点で、VFLAGがTUREであるかをチェックする。(S612)この条件に当てはまるのは、ヒストグラムが0でない連続した部分の終点の部分である。従って、探索している長方形の垂直方向の終点の候補となるので、もし、ヒストグラムHVが0の場合は、1次元配列B2[n]にアドレスi-1を格納し(S614)、そうでない場合は、1次元配列B2[n]にアドレスiを格納する。(S615)そして、VFLAGを再びFALSEにセットする。(S611)
図8は、図7の流れ図の続きである。今度は、水平方向の動マクロブロックの数のヒストグラムを作成するための作業配列HVの探索範囲であるS3〜S4の範囲を値0で初期化する。(S617)次のLOOP4とLOOP5の2重ループでは、探索範囲での水平方向の動マクロブロックの数のヒストグラムを作成している。つまり、マクロブロック毎の静動判定結果M[i][j]の値を比較し(S604)、値がTURE、つまり、動マクロブロックならば、HH[i]をプラス1し(S605)、FALSEの場合は、何もしないという動作をとっている。
【0034】
次に、その水平方向のヒストグラムの中から、0でない連続した部分を探索する。まず、フラグHFLAGをFALSEにセットする。(S624)次に、探索範囲S3からS4の順序で、ヒストグラムHHが0でなく、HFLAGがFALSEであるかをチェックする。(S626)この条件に当てはまるのは、ヒストグラムが0でない連続した部分の始点の部分である。従って、探索している長方形の水平方向の始点の候補となるので、1次元配列B3[n]にアドレスjを格納し、HFLAGをTUREにセットする。(S627)
次に、ヒストグラムHHが0あるいは、探索範囲の終点で、HFLAGがTUREであるかをチェックする。(S628)この条件に当てはまるのは、ヒストグラムが0でない連続した部分の終点の部分である。従って、探索している長方形の水平方向の終点の候補となるので、もし、ヒストグラムHHが0の場合は、1次元配列B4[n]にアドレスj-1を格納し(S630)、そうでない場合は、1次元配列B4[n]にアドレスjを格納する。(S631)そして、HFLAGを再びFALSEにセットする。(S632)
ここで、1通りの垂直方向と水平方向のヒストグラムによる探索が終了したが、探索した結果B1[n]〜B4[n]が探索範囲S1〜S4と一致するかをチェックして(S633)、一致する場合は、もうこれ以上探索する範囲がないので、最小の長方形が求まっていると判定できる。(S634)そして、移動物体の数を表すnをプラス1して(S635)、次の移動物体の探索に移る。探索した結果B1[n]〜B4[n]が探索範囲S1〜S4と一致しない場合、探索した結果の範囲にまだ複数の移動物体が存在するので、探索した結果B1[n]〜B4[n]をS1〜S4に移し替えて(S637)、再び、関数Rectangularを呼び出す。(S637)
図9は、移動物体判定部113の判定結果の例である。ここでは、2つの移動物体を判定した。それぞれの判定結果は、図に示すようにこの例では、マクロブックのアドレスの原点は、フレームの左上であり、B1[0]〜B4[0]とB1[1]〜B4[1]のような配置で移動物体を判定している。
【0035】
移動物体合成表示部114では、移動物体判定部113で判定した移動物体の領域と再生動画像信号を合成した画像を作成する。図10は、その具体的な流れ図である。ここで、nは、移動物体判定部113で求めたフレーム内の移動物体数を示している。処理の流れとしては、移動物体毎に、B1[i]〜 B4[i]が移動物体の4角のマクロブロックを表しているので、それを囲むような長方形の白い線を描き、再生画像と合成する。(S602)
図11は、移動物体合成表示部によって作成された画像の例である。
(第2の実施の形態)
図12と図13は、本発明の第2の実施形態の動画像移動物体検出装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態において、移動物体検出部は、動画像符号化部と組み合わされている。
【0036】
図12において、入力動画像信号は、ブロック化回路201でマクロブロックに分割される。マクロブロックに分割された入力動画像信号は、減算器202に入力され、予測画像信号との差分がとられて、予測残差信号が生成される。この予測残差信号と、ブロック化回路201からの入力動画像信号のいずれか一方を、モード選択スイッチ203によって選択し、DCT(離散コサイン変換)回路204により離散コサイン変換される。DCT回路204で得られDCT係数データは、量子化回路205で量子化される。量子化器205で量子化された信号は2分岐され、一方は可変長符号化回路215で可変長符号化される。
【0037】
一方、量子化回路205で量子化され2分岐された信号の他方は、逆量子化回路206及びIDCT(逆離散コサイン変換)回路207により量子化回路205およびDCT回路204の処理と逆の処理を順次受けた後、加算器208でスイッチ211を介して入力される予測画像信号と加算されることにより、局部復号信号が生成される。この局部復号信号は、フレームメモリ209に蓄えられ、動き補償回路210に入力される。動き補償回路210では、予測画像信号が生成されるとともに、モード選択回路203に必要な情報を送る。
【0038】
モード選択回路212では、マクロブロック単位に動き補償回路210からの予測情報Pに基づいて、フレーム間符号化をおこなうマクロブロックとフレーム内符号化をおこなうマクロブロックを選択する。フレーム内符号化(イントラ符号化)をおこなう場合は、モード選択スイッチ情報MをAとし、スイッチ情報SをAとする。フレーム間符号化(インター符号化)をおこなう場合は、モード選択スイッチ情報MをBとし、スイッチ情報SをBとする。モード選択スイッチ203ではモード選択スイッチ情報Pに基づき、スイッチを変更し、また、スイッチ216ではスイッチ情報Sに基づき、スイッチを変更する。
【0039】
ここで、モードとして、イントラモード(INTRA)、インターモード(INTER)、非符号化モード(NOT_CODED)があり、各マクロブロック毎に対応づけられ、INTRAのマクロブロックはフレーム内符号化される画像領域、INTERのマクロブロックはフレーム間符号化される画像領域、NOT_CODEDのマクロブロックは、符号化不要の画像領域である。
【0040】
一方、移動物体検出部222においては、まず、可変長符号化部214に入力されたモード情報、動きベクトル情報、DCT係数情報をマクロブロック静動判定部に入力し、その判定結果を移動物体判定部220に入力する。移動物体判定部220で、判定された結果は、移動物体合成表示部に入力されるとともに、動画像符号化部218の多重化部215に入力される。移動物体合成部221では、動画像符号化部によって作成された局部復号信号と移動物体を合成した画像を作成し、局部再生信号として出力する。なお、マクロブロック静動判定部219、移動物体判定部220、移動物体合成表示部221の具体的な処理内容は、第1の実施の形態のでの図2〜図11の処理と同一である。
【0041】
符号化制御回路214では、符号化部218の符号化情報と出力バッファ216のバッファ量をもとに符号化部217を制御する。可変長符号化回路214で符号化された符号化データは、移動物体判定部220からの移動物体判定結果とともに、多重化回路216で多重化され、出力バッファ217で送信レートを平滑化され、符号化データとして伝送系または蓄積系に送られる。
【0042】
図13は、図12の符号化側に対する復号化側のブロック図である。
【0043】
まず、動画像復号化部310においては、まず、伝送路または蓄積系から受信した符号化データは、入力バッファ301に一度蓄えられ、多重化分離部302により1フレーム毎にシンタクスに基づいて分離し、可変長復号化部303に出力する。可変長復号化部303では、各シンタクスの情報の可変長符号の復号をおこなう。
【0044】
可変長復号化部303において、マクロブロックのモードがINTRAならば、モード切替スイッチ309をオフに選択して、可変長復号化部303で復号化された量子化DCT係数情報は、逆量子化部304で逆量子化され、IDCT部305で逆離散コサイン変換処理をおこなうことにより、再生画像信号を生成させる。この再生画像信号は、フレームメモリ307に参照画像として蓄積される一方、移動物体検出部115内の移動物体合成表示部311に入力される。
【0045】
可変長復号化部303において、マクロブロックのモードがINTER及びNOT_CODEDならば、モード切替スイッチ309をオンに選択して、可変長復号化部303で復号化された量子化DCT係数情報は、逆量子化部304で逆量子化され、IDCT部305で逆離散コサイン変換処理をおこない、可変長復号化部303で復号化された動きベクトル情報に基づいて、動き補償部308において参照画像を動き補償し、加算器306で足しあわせて、再生画像信号を生成させる。この再生画像信号は、フレームメモリ307に参照画像として蓄積される一方、移動物体合成表示部311に入力される。
【0046】
一方、多重化分離部で、分離された移動物体判定結果は、移動物体合成表示部311に入力され、図10の流れ図に従って動作する。
【0047】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のよれば、高速でかつ安定して精度よく移動物体を検出することのできる動画像移動物体検出装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の動画像移動物体検出装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の移動物体検出部の動作を示す流れ図である。
【図3】本発明のマクロブロック静動判定部の動作を示す流れ図である。
【図4】本発明の移動物体判定部の動作を示す流れ図である。
【図5】本発明の移動物体判定部の雑音処理の動作を示す流れ図である。
【図6】本発明の移動物体判定部の移動物体包含処理の動作を示す流れ図(その1)である。
【図7】本発明の移動物体判定部の移動物体包含処理の動作を示す流れ図(その2)である。
【図8】本発明の移動物体判定部の移動物体包含処理の動作を示す流れ図(その3)である。
【図9】本発明の移動物体判定部の判定結果の例を示す図である。
【図10】本発明の移動物体合成表示部の動作を示す流れ図である。
【図11】本発明の移動物体判定部の表示結果の例を示す図である。
【図12】本発明の第2の実施形態の動画像移動物体検出装置の符号化側の構成を示すブロック図である。
【図13】本発明の第2の実施形態の動画像移動物体検出装置の復号化側の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
101…入力バッファ
102…多重化分離部
103…可変長復号化部
104…逆量子化部
105…IDCT部
106…加算器
107…フレームメモリ
108…動き補償部
109…モード切替スイッチ
110…動画像復号化部
111…マクロブロック静動判定部
112…減算器
113…移動物体判定部
114…移動物体合成表示部
115…移動物体検出部
201…ブロック化回路
202…減算器
203…モード選択スイッチ
204…DCT回路
205…量子化回路
206…逆量子化回路
207…IDCT回路
208…加算器
209…フレームメモリ
210…動き補償回路
211…スイッチ
212…モード選択回路
213…符号化制御回路
214…可変長符号化回路
215…多重化回路
216…出力バッファ
217…符号化部
218…動画像符号化部
219…マクロブロック静動判定部
220…移動物体判定部
221…移動物体合成表示部
222…移動物体検出部
301…入力バッファ
302…多重化分離部
303…可変長復号化部
304…逆量子化部
305…IDCT部
306…加算器
307…フレームメモリ
308…動き補償部
309…モード切替スイッチ
310…動画像復号化部
311…移動物体合成表示部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a moving image moving object detection apparatus and method.
[0002]
[Prior art]
In order to detect a moving object, it is generally necessary to examine the movement of each pixel.
However, the process of examining the movement for each pixel has a problem that a large amount of calculation is actually required. For example, ITU-T H. 261, H. In the case of the CIF format often used in H.263, ISO / IEC MPEG-4, etc., motion is detected for a total of 101,376 pixels including 352 pixels wide and 288 pixels high. For processing with such a large amount of calculation, it is necessary to prepare dedicated hardware, which causes a serious problem in terms of cost.
[0003]
Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 9-252467 “Moving Object Detection Device” has devised a method for detecting a moving object from a motion vector generated by a moving image encoding device. According to this method, since the motion vector for each block created by the video encoding device is used, it is not necessary to examine the motion of the pixel specially for detecting the moving object, and the calculation amount can be greatly reduced. .
[0004]
However, as a problem of the moving object detection technology using the conventional encoded data, a block with a large motion vector or a block being rewritten is not necessarily a moving object, and even a block inside the moving object, When there is a block that has not been rewritten and it is considered to be used for monitoring or the like, a necessary image cannot always be obtained.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, according to the conventional technique, there is a problem that a large amount of calculation is required to detect a moving object, and the method using moving image encoded data has a problem in accuracy.
[0006]
An object of the present invention is to provide a moving image moving object detection apparatus capable of detecting a moving object stably at high speed at high speed.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The moving image moving object detection apparatus according to the present invention uses any one of the first mode for performing intra-frame coding, the second mode for performing inter-frame coding, and the third mode for performing coding unnecessary. Decodes video data encoded for each macroblockAn image decoded by the moving image decoding unit and a moving object detection unit that determines whether the decoded image is a moving object and generates a rectangular image representing the area of the moving object. In the moving image moving object detection apparatus configured to combine the signal and the rectangular image and display on the display unit,
  The moving object detection unit uses at least mode information indicating the types of the first, second, and third encoding modes for the decoded image for each macroblock, and determines whether the moving state detection unit moves in a stationary state for each mode. Based on the determination result of the macroblock static motion determination means for determining whether the state is the state or the macroblock static motion determination means, a single dynamic macroblock surrounded by static macroblocks is rewritten as a static macroblock. A moving object determination unit that performs a noise removal process, searches for a macroblock in the frame after the noise removal, and generates a minimum rectangular image including a region where a moving macroblock is adjacent to the moving macroblock. The image signal decoded by the moving image decoding unit and the rectangular image are combined and displayed on the display unit.
[0008]
  The moving image moving object detection device of the present invention is any one of the first mode for performing intraframe coding, the second mode for performing interframe coding, and the third mode for performing coding unnecessary. Encode video for each macroblock by modeEncoding unit and encoding unitThe moving image data encoded by the method is locally decoded for each macroblockA moving image decoding unit; and a moving object detection unit that determines whether or not the image encoded by the encoding unit is a moving object and generates a rectangular image representing a region of the moving object. In the moving image moving object detection apparatus configured to synthesize the image signal decoded by the unit and the rectangular image and display on the display unit,
  The moving object detection unit determines whether the encoded image for each macroblock is in a stationary state for each mode using at least mode information indicating the types of the first, second, and third encoding modes. Macro block static motion determining means for determining whether the moving state;,
Based on the determination result of the macroblock static motion determination means, a single dynamic macroblock surrounded by static macroblocks is rewritten as a static macroblock to perform noise removal processing. A moving object determination unit that searches for a macroblock and generates a minimum rectangular image including an area where the moving macroblock is adjacent to the image, and the image signal decoded by the moving image decoding unit And the rectangular image are combined and displayed on the display unit.
[0009]
  The moving image moving object detection device of the present invention is any one of the first mode for performing intraframe coding, the second mode for performing interframe coding, and the third mode for performing coding unnecessary. A moving image decoding unit that decodes moving image data encoded for each macroblock according to a mode, and a moving object detection that determines whether the decoded image is a moving object and generates a rectangular image that represents the area of the moving object In the moving image moving object detection apparatus, the image signal decoded by the moving image decoding unit and the rectangular image are combined and displayed on the display unit.
  The moving object detection unit determines whether the decoded image for each macroblock is in a stationary state or a moving state according to the type of the encoding mode, and when the image is encoded in the first mode The static motion is determined based on the difference value between the decoded image signal and the image signal of the previous frame, and when it is encoded in the second mode, the motion vector and transform coefficient of the macroblock A static motion is determined based on the size of the macroblock, and if the image is encoded in the third mode, the macroblock static determination means determines that the image of the macroblock is in a static state; Based on the determination result of the motion determination means, a noise removal means for performing noise removal processing by rewriting a single motion macroblock surrounded by a static macroblock as a static macroblock, and the noise A moving object inclusion processing unit that searches for a macroblock in the frame after the removal and generates a minimum rectangular image including a region where the moving macroblock is adjacent to the moving image decoding unit. And the rectangular image is synthesized and displayed on the display unit.
[0010]
  The moving image moving object detection device of the present invention is any one of the first mode for performing intraframe coding, the second mode for performing interframe coding, and the third mode for performing coding unnecessary. An encoding unit that encodes a moving image for each macroblock according to a mode, a moving image decoding unit that locally decodes the moving image data encoded by the encoding unit for each macroblock, and a code that is encoded by the encoding unit A moving object detection unit that determines whether the converted image is a moving object and generates an image representing the area of the moving object, and the image signal decoded by the moving image decoding unit and the area of the moving object are In the moving image moving object detection device that combines the images to be displayed and displays them on the display unit,
  The moving object detection unit determines whether the encoded image for each macroblock is in a stationary state or a moving state according to the type of the encoding mode, and when the image is encoded in the first mode. The macroblock is determined to be static based on the magnitude of the difference value between the image signal decoded by the moving image decoding unit and the image signal of the previous frame, and is encoded in the second mode. In this case, static motion is determined based on the motion vector of the macroblock and the size of the transform coefficient, and when encoded in the third mode, the image of the macroblock is determined to be static. Based on the determination result of the macro block static motion determination means and the macro block static motion determination means, a single dynamic macro block surrounded by static macro blocks is written as a static macro block. Noise removal means for performing noise removal processing, and moving object inclusion processing means for searching for a macroblock in the frame after the noise removal and generating a minimum rectangular image including a region where a moving macroblock exists adjacently The image signal decoded locally by the moving image decoding unit and the rectangular image are combined and displayed on the display unit.
[0011]
  Furthermore, the moving image moving object detection method of the present invention includes any one of a first mode for performing intra-frame coding, a second mode for performing inter-frame coding, and a third mode for performing coding unnecessary. A moving image decoding step for decoding moving image data encoded for each macroblock according to a mode, and a moving object detection for determining whether the decoded image is a moving object and generating a rectangular image representing the area of the moving object In the moving image moving object detection method, comprising the step of combining the image signal decoded by the moving image decoding unit and the rectangular image and displaying the synthesized image on the display unit,
  In the moving object detection step, the decoded macroblock is encoded according to the first mode in order to determine whether the image for each decoded macroblock is a stationary state or a moving state according to the type of the encoding mode. If it has been converted, the static motion is determined based on the magnitude of the difference between the decoded image signal and the image signal of the previous frame, and the decoded macroblock is encoded in the second mode. If it is determined that the motion is static based on the motion vector of the macroblock and the magnitude of the transform coefficient, and if the decoded macroblock is encoded in the third mode, The macroblock image is determined to be in a static state, and the macroblock static motion determination step and the macroblock static motion determination means determine that the entire surrounding area is a static macroblock. A step of performing noise reduction processing by rewriting the enclosed single dynamic macroblock as a static macroblock, searching for a macroblock in the frame after the noise removal, and including a region where the dynamic macroblock exists adjacently A moving object inclusion processing step for generating a minimum rectangular image, and the image signal decoded by the moving image decoding step and the rectangular image are combined and displayed on a display unit.
[0012]
  As described above, in the present invention, by combining the moving image decoding unit and the moving object detection unit, it is possible to greatly narrow down the detection range of the moving object from the static motion determination result for each macroblock simultaneously with the decoding. This makes it possible to detect moving objects at high speed.
[0015]
  In the present invention,Video codingPartAnd moving object detectionPartCan be combined with encodingThe macrobSince the moving object detection range can be significantly narrowed from the static motion determination result for each lock, the moving object can be detected at high speed.
[0016]
  Also,macroIn static judgment result for each blockBased onThe means for determining a moving object includes a block in which an image in the block is in a moving state.Generate a rectangular image (for example, a rectangular image)Determine moving objectsbe able to.
[0017]
By such processing, the influence of detection error can be suppressed, and the detection result can be displayed more clearly.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a moving image moving object detection device according to an embodiment of the present invention.
[0019]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a moving image moving object detection device according to an embodiment of the present invention. The moving image moving object detection apparatus in FIG. 1 includes two parts, a moving image decoding unit 110 and a moving object detection unit 115.
[0020]
In the video decoding unit 110, first, the encoded data received from the transmission path or the storage system is once stored in the input buffer 101, and is demultiplexed based on the syntax for each frame by the demultiplexing unit 102, and is variable. The data is output to the long decoding unit 103. The variable length decoding unit 103 decodes variable length codes of information of each syntax.
[0021]
In the variable length decoding unit 103, if the mode of the macroblock is INTRA, the mode changeover switch 109 is selected to be off, and the quantized DCT coefficient information decoded by the variable length decoding unit 103 is the inverse quantization unit. A reproduced image signal is generated by performing inverse quantization at 104 and performing inverse discrete cosine transform processing at the IDCT unit 105. The reproduced image signal is stored as a reference image in the frame memory 107 and input to the moving object composition display unit 114 in the moving object detection unit 115.
[0022]
  In the variable length decoding unit 103, if the mode of the macroblock is INTER and NOT_CODED, the mode switch 109 is set.onThe quantized DCT coefficient information decoded by the variable length decoding unit 103 is inversely quantized by the inverse quantization unit 104 and subjected to the inverse discrete cosine transform processing by the IDCT unit 105 to perform variable length decoding. Based on the motion vector information decoded by the unit 103, the motion compensation unit 108 performs motion compensation on the reference image, and the adder 106 adds them to generate a reproduced image signal. The reproduced image signal is stored as a reference image in the frame memory 107 and input to the moving object composition display unit 114 in the moving object detection unit 115.
[0023]
On the other hand, as shown in the flowchart of FIG. 2, the moving object detection unit 115 performs three processes of macroblock static motion determination (S101), moving object determination (S102), and moving object composition display (S103) for each frame. This is performed by the macroblock static motion determination unit 111, the moving object determination unit 112, and the moving object composition display unit 114 respectively.
[0024]
In the macroblock static determination unit 111, the mode information, motion vector information, DCT coefficient information decoded by the variable length decoding unit 103, the reproduced image signal at the time of the INTRA macroblock obtained by the subtractor 112, and one frame before From the sum of absolute differences (SAD) with the frame memory, static motion determination is performed for each macroblock in the frame.
[0025]
FIG. 3 is a specific flowchart of macroblock static determination (S101). Here, i and j represent the addresses of the vertical and horizontal macroblocks in the frame, respectively, and V_NMB and H_NMB represent the numbers of vertical and horizontal macroblocks in the frame. The two-dimensional array M [i] [j] is an array for storing information indicating whether each macro block is a dynamic macro block. If TRUE, a dynamic macro block is indicated, and if it is FALSE, a static macro block is indicated.
[0026]
First, the mode information MODE from the variable length decoding unit 103 is determined for each macroblock. (S203)
If MODE is INTRA, the sum of absolute differences (SAD) between the reproduced image signal of the macroblock and the frame memory of the previous frame is calculated and compared with the threshold value T0. (S204) If the value is larger than the threshold value T0, the macro block is determined to be a moving macro block, and TRUE is substituted for M [i] [j]. (S206) When the value is equal to or less than the threshold value T0, the macroblock is determined to be a static macroblock, and FALSE is substituted for M [i] [j]. (S207)
If MODE is INTER, the absolute value sum Σ | MV | of the motion vector of the macroblock and the absolute value sum Σ | COF of the DCT coefficient are calculated from the motion vector information and DCT coefficient information from the variable length decoding unit 103. | Is calculated and compared with the respective threshold values T1 and T2. (S205) If the sum of the absolute value of the motion vector and the sum of the absolute values of the DCT coefficients is smaller than the threshold value, the macro block is determined to be a static macro block, and FALSE is assigned to M [i] [j]. . (S207) Otherwise, it is determined that the macroblock is a moving macroblock, and TRUE is assigned to M [i] [j]. (S206)
If NOT_CODED, the macro block is determined to be a static macro block, and FALSE is assigned to M [i] [j]. (S207)
The moving object determination unit 113 determines a moving object from the static motion determination information for each macroblock of the macroblock static motion determination unit 112. FIG. 4 is a specific flowchart thereof. As shown in FIG. 4, the processing content includes two processes, a noise removal process (S301) and a moving object inclusion process (S302). In the noise removal process (S301), in order to prevent erroneous detection as a moving macroblock due to fluctuations in small objects in the background image or noise during image capture, a moving macroblock in which all eight surrounding macroblocks are stationary is used. Removed. The moving object inclusion process (S302) performs a process of detecting a minimum rectangle including an area where a moving macroblock is adjacent to the result of the static motion determination after removing the noise. With this process, a rectangle that encompasses the moving object can be found.
[0027]
FIG. 5 shows the specific processing contents of the noise removal processing. As in FIG. 3, i and j represent the addresses of macroblocks in the vertical and horizontal directions in the frame, respectively, and V_NMB and H_NMB represent the numbers of macroblocks in the vertical and horizontal directions in the frame. The two-dimensional array M [i] [j] is an array for storing information indicating whether each macro block is a dynamic macro block. If TRUE, a dynamic macro block is indicated, and if it is FALSE, a static macro block is indicated.
[0028]
First, the static determination result for each macroblock is seen. (S403) If the value of the two-dimensional array M [i] [j] is FALSE, that is, if it is a static macro block, nothing is performed in the macro block, and the process proceeds to the next macro block. If the value of the two-dimensional array M [i] [j] is TURE, that is, a dynamic macroblock, the static motion determination result of 8 macroblocks surrounding the macroblock is checked (S405), and all are FALSE, that is, static. If it is a macro block, the macro block is determined to be noise and rewritten to a static macro block. (S406) If even one of the surrounding 8 macroblocks has TURE, it is not determined to be noise, and the process proceeds to the next macroblock. The outside of the screen is assumed to be a static macro block.
[0029]
6 to 8 show specific processing contents of the moving object inclusion processing. Here, n is a counter indicating the number of moving objects, S1 to S4 are parameters indicating a range in which a rectangle including the moving object is searched, and S1 and S2 are the start point and end point of the address in the vertical direction. Yes, S3 and S4 are the start point and end point of the address in the horizontal direction.
[0030]
The flowchart of FIG. 6 performs initialization so that the entire frame is designated as the search range. (S501) Next, a function Rectangular that searches for the smallest rectangle that encompasses the moving object in the designated search range is called. (S502)
The flowcharts of FIGS. 7 and 8 show the contents of the processing of the function Rectangular. The function Rectangular is a search range S1 to S4, n indicating the number of moving objects, and a two-dimensional array M storing the static motion determination results of each macroblock. The dimension arrays B1 to B4 and n indicating the number of moving objects are output.
[0031]
Here, the one-dimensional array HV is a working array for creating a histogram of the number of moving macroblocks in the vertical direction, and the one-dimensional array HH is for creating a histogram of the number of moving macroblocks in the horizontal direction. It is a working arrangement. The variable VFLAG is a flag that changes to TRUE when the value of the histogram in the horizontal direction is not 0, and FALSE when the value is 0, and the variable HFLAG has a value of 0 as the histogram in the vertical direction. It is a flag that is changed to become TRUE when it is not, and FALSE when the value is 0.
[0032]
First, the range of S1 to S2, which is the search range of the work array HV for creating a histogram of the number of moving macroblocks in the vertical direction, is initialized with a value of zero. (S601) In the next loop of LOOP1 and LOOP2, a histogram of the number of moving macroblocks in the vertical direction in the search range is created. That is, the value of the static motion determination result M [i] [j] for each macroblock is compared (S604), and if the value is TURE, that is, a dynamic macroblock, HV [i] is incremented by 1 (S605), If it is FALSE, the action is to do nothing.
[0033]
Next, a non-zero continuous portion is searched from the vertical histogram. First, set the flag VFLAG to FALSE. (S608) Next, in the order of the search range S1 to S2, it is checked whether the histogram HV is not 0 and VFLAG is FALSE. (S610) This condition applies to the start point of a continuous portion where the histogram is not zero. Therefore, since it becomes a candidate for the vertical start point of the rectangle being searched, the address i is stored in the one-dimensional array B1 [n], and VFLAG is set to TURE. (S611)
Next, it is checked whether the histogram HV is 0 or the end of the search range and VFLAG is TURE. (S612) This condition applies to the end point portion of the continuous portion where the histogram is not 0. Therefore, since it is a candidate for the vertical end point of the rectangle being searched, if the histogram HV is 0, the address i-1 is stored in the one-dimensional array B2 [n] (S614), otherwise Stores the address i in the one-dimensional array B2 [n]. (S615) Then, VFLAG is set to FALSE again. (S611)
FIG. 8 is a continuation of the flowchart of FIG. This time, the range from S3 to S4, which is the search range of the work array HV for creating a histogram of the number of moving macroblocks in the horizontal direction, is initialized with a value of zero. (S617) In the next loop of LOOP4 and LOOP5, a histogram of the number of horizontal moving macroblocks in the search range is created. That is, the value of the static motion determination result M [i] [j] for each macroblock is compared (S604). If the value is TURE, that is, if it is a dynamic macroblock, HH [i] is incremented by 1 (S605), If it is FALSE, the action is to do nothing.
[0034]
Next, a non-zero continuous portion is searched from the horizontal histogram. First, the flag HFLAG is set to FALSE. (S624) Next, in the order of the search range S3 to S4, it is checked whether the histogram HH is not 0 and HFLAG is FALSE. (S626) This condition applies to the start point portion of the continuous portion where the histogram is not zero. Accordingly, since it becomes a candidate for the starting point in the horizontal direction of the rectangle being searched, the address j is stored in the one-dimensional array B3 [n], and HFLAG is set to TURE. (S627)
Next, it is checked whether the histogram HH is 0 or whether the HFLAG is TURE at the end of the search range. (S628) This condition applies to the end point portion of the continuous portion where the histogram is not 0. Therefore, since it is a candidate for the horizontal end point of the rectangle being searched, if the histogram HH is 0, the address j-1 is stored in the one-dimensional array B4 [n] (S630), otherwise Stores the address j in the one-dimensional array B4 [n]. (S631) Then, HFLAG is set to FALSE again. (S632)
Here, the search using one vertical and horizontal histogram has been completed, and it is checked whether the search results B1 [n] to B4 [n] match the search ranges S1 to S4 (S633). If there is a match, it can be determined that the smallest rectangle has been obtained because there is no further search range. (S634) Then, n representing the number of moving objects is incremented by 1 (S635), and the next moving object is searched. If the search results B1 [n] to B4 [n] do not match the search ranges S1 to S4, there are still a plurality of moving objects in the search result range, so the search results B1 [n] to B4 [n ] Are transferred to S1 to S4 (S637), and the function Rectangular is called again. (S637)
FIG. 9 is an example of the determination result of the moving object determination unit 113. Here, two moving objects were determined. As shown in the figure, the respective determination results are as follows. In this example, the origin of the address of the macro book is the upper left of the frame, such as B1 [0] to B4 [0] and B1 [1] to B4 [1]. A moving object is determined with a simple arrangement.
[0035]
The moving object composition display unit 114 creates an image obtained by combining the moving object region determined by the moving object determination unit 113 and the reproduced moving image signal. FIG. 10 is a specific flowchart thereof. Here, n indicates the number of moving objects in the frame obtained by the moving object determination unit 113. As the flow of processing, for each moving object, B1 [i] to B4 [i] represent four-angle macroblocks of the moving object. Synthesize. (S602)
FIG. 11 is an example of an image created by the moving object composition display unit.
(Second Embodiment)
12 and 13 are block diagrams illustrating the configuration of the moving image moving object detection device according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the moving object detection unit is combined with the moving image encoding unit.
[0036]
In FIG. 12, an input moving image signal is divided into macroblocks by a blocking circuit 201. The input moving image signal divided into macroblocks is input to the subtractor 202, and a difference from the predicted image signal is taken to generate a predicted residual signal. Either one of the prediction residual signal and the input moving image signal from the blocking circuit 201 is selected by a mode selection switch 203 and subjected to discrete cosine transform by a DCT (discrete cosine transform) circuit 204. The DCT coefficient data obtained by the DCT circuit 204 is quantized by the quantization circuit 205. The signal quantized by the quantizer 205 is branched into two, and one of them is variable-length encoded by the variable-length encoding circuit 215.
[0037]
On the other hand, the other of the signals that are quantized by the quantization circuit 205 and branched into two branches is processed by the inverse quantization circuit 206 and the IDCT (Inverse Discrete Cosine Transform) circuit 207 in the reverse process of the quantization circuit 205 and the DCT circuit 204. After receiving sequentially, it adds with the estimated image signal input via the switch 211 with the adder 208, and a local decoding signal is produced | generated. This local decoded signal is stored in the frame memory 209 and input to the motion compensation circuit 210. The motion compensation circuit 210 generates a predicted image signal and sends necessary information to the mode selection circuit 203.
[0038]
The mode selection circuit 212 selects a macroblock that performs interframe coding and a macroblock that performs intraframe coding based on the prediction information P from the motion compensation circuit 210 for each macroblock. When intra-frame coding (intra coding) is performed, mode selection switch information M is A, and switch information S is A. When performing inter-frame coding (inter-coding), mode selection switch information M is set to B, and switch information S is set to B. The mode selection switch 203 changes the switch based on the mode selection switch information P, and the switch 216 changes the switch based on the switch information S.
[0039]
Here, there are an intra mode (INTRA), an inter mode (INTER), and a non-coding mode (NOT_CODED) as modes, which are associated with each macroblock, and the INTRA macroblock is an intra-frame encoded image area. The INTER macroblock is an image region that is inter-frame encoded, and the NOT_CODED macroblock is an image region that does not require encoding.
[0040]
On the other hand, in the moving object detection unit 222, first, the mode information, motion vector information, and DCT coefficient information input to the variable length encoding unit 214 are input to the macroblock static motion determination unit, and the determination result is used as the moving object determination. Input to the unit 220. The result determined by the moving object determination unit 220 is input to the moving object composition display unit and also input to the multiplexing unit 215 of the moving image encoding unit 218. The moving object combining unit 221 generates an image obtained by combining the local decoding signal generated by the moving image encoding unit and the moving object, and outputs the image as a local reproduction signal. Note that the specific processing contents of the macroblock static motion determination unit 219, the moving object determination unit 220, and the moving object composition display unit 221 are the same as the processing in FIGS. 2 to 11 in the first embodiment.
[0041]
The encoding control circuit 214 controls the encoding unit 217 based on the encoding information of the encoding unit 218 and the buffer amount of the output buffer 216. The encoded data encoded by the variable length encoding circuit 214 is multiplexed by the multiplexing circuit 216 together with the moving object determination result from the moving object determination unit 220, the transmission rate is smoothed by the output buffer 217, and the code Sent to the transmission system or storage system as digitized data.
[0042]
FIG. 13 is a block diagram on the decoding side with respect to the encoding side in FIG.
[0043]
First, in the video decoding unit 310, first, the encoded data received from the transmission path or the storage system is stored once in the input buffer 301, and is demultiplexed by the demultiplexing unit 302 based on the syntax for each frame. And output to the variable length decoding unit 303. The variable length decoding unit 303 decodes the variable length code of each syntax information.
[0044]
In the variable length decoding unit 303, if the mode of the macroblock is INTRA, the mode changeover switch 309 is selected to be off, and the quantized DCT coefficient information decoded by the variable length decoding unit 303 is the inverse quantization unit. A reproduced image signal is generated by performing inverse quantization in 304 and performing an inverse discrete cosine transform process in the IDCT unit 305. The reproduced image signal is stored as a reference image in the frame memory 307 and is input to the moving object composition display unit 311 in the moving object detection unit 115.
[0045]
  In the variable length decoding unit 303, if the mode of the macroblock is INTER and NOT_CODED, the mode switch 309 is set.onThe quantized DCT coefficient information decoded by the variable length decoding unit 303 is inversely quantized by the inverse quantization unit 304 and subjected to the inverse discrete cosine transform processing by the IDCT unit 305 to perform variable length decoding. Based on the motion vector information decoded by the unit 303, the motion compensation unit 308 performs motion compensation on the reference image, and the adder 306 adds them to generate a reproduced image signal. The reproduced image signal is stored as a reference image in the frame memory 307 and is input to the moving object composition display unit 311.
[0046]
On the other hand, the moving object determination result separated by the demultiplexing unit is input to the moving object composition display unit 311 and operates according to the flowchart of FIG.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a moving image moving object detection apparatus and method capable of detecting a moving object at high speed, stably and accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a moving image moving object detection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the moving object detection unit of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of a macroblock static determination unit of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the moving object determination unit of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the noise processing operation of the moving object determination unit of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart (part 1) illustrating an operation of moving object inclusion processing of the moving object determination unit of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart (part 2) illustrating the operation of the moving object inclusion process of the moving object determination unit of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart (part 3) illustrating the operation of the moving object inclusion processing of the moving object determination unit of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a determination result of a moving object determination unit according to the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the moving object composition display unit of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a display result of a moving object determination unit of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration on an encoding side of a moving image moving object detection device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding side of a moving image moving object detection device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101 ... Input buffer
102. Demultiplexing unit
103: Variable length decoding unit
104: Inverse quantization unit
105 ... IDCT section
106: Adder
107: Frame memory
108: Motion compensation unit
109 ... Mode selector switch
110: moving picture decoding unit
111 ... Macroblock static determination unit
112 ... Subtractor
113 ... Moving object determination unit
114 ... Moving object composition display unit
115 ... Moving object detection unit
201 ... Blocking circuit
202 ... Subtractor
203 ... Mode selection switch
204 ... DCT circuit
205 ... Quantization circuit
206: Inverse quantization circuit
207 ... IDCT circuit
208 ... Adder
209: Frame memory
210: Motion compensation circuit
211 ... Switch
212 ... Mode selection circuit
213: Encoding control circuit
214... Variable length encoding circuit
215: Multiplexing circuit
216: Output buffer
217: Encoding unit
218 ... Moving picture encoding unit
219: Macroblock static motion determination unit
220 ... Moving object determination unit
221 ... Moving object composition display unit
222: Moving object detection unit
301 ... Input buffer
302: Demultiplexing unit
303: Variable length decoding unit
304: Inverse quantization unit
305 ... IDCT section
306 ... Adder
307: Frame memory
308 ... Motion compensation unit
309 ... Mode selector switch
310 ... moving picture decoding unit
311: Moving object composition display unit

Claims (3)

フレーム内符号化を行う第1のモード、フレーム間符号化を行う第2のモードおよび符号化不要として符号化する第3のモードのいずれかのモードによりマクロブロック毎に符号化された動画像データを復号する動画像復号化部と、復号した画像が移動物体か否かを判定して移動物体の領域を表す矩形画像を生成する移動物体検出部を有し、前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示するようにした動画像移動物体検出装置において、Video data encoded for each macroblock in any one of the first mode for performing intraframe encoding, the second mode for performing interframe encoding, and the third mode for encoding without encoding And a moving object detection unit that determines whether or not the decoded image is a moving object and generates a rectangular image representing the area of the moving object. The moving image decoding unit decodes the moving image decoding unit. In the moving image moving object detection device that combines the image signal and the rectangular image to be displayed on the display unit,
前記移動物体検出部は、The moving object detector is
前記復号されたマクロブロック毎の画像を前記符号化モードの種類に応じて静止状態か動状態かを判定し、前記第1のモードにより符号化されていた場合には、復号された画像信号と1フレーム前の画像信号との差分値に基いて静動を判定し、前記第2のモードにより符号化されていた場合には、当該マクロブロックの動きベクトル及び変換係数の大きさに基いて静動を判定し、前記第3のモードにより符号化されていた場合には、当該マクロブロックの画像は静止状態と判定するマクロブロック静動判定手段と、It is determined whether the decoded image for each macroblock is in a stationary state or a moving state according to the type of the encoding mode, and when the image is encoded in the first mode, The static motion is determined based on the difference value from the image signal of the previous frame, and when encoded in the second mode, the static motion is determined based on the motion vector of the macroblock and the magnitude of the transform coefficient. Macroblock static motion determining means for determining motion and determining that the image of the macroblock is in a static state when encoded in the third mode;
前記マクロブロック静動判定手段の判定結果に基いて、周囲全てが静マクロブロックで囲まれた単一の動マクロブロックを静マクロブロックとして書き換えて雑音除去処理を行う雑音除去手段と、Based on the determination result of the macroblock static motion determination means, a noise removal means for rewriting a single dynamic macroblock surrounded by static macroblocks as a static macroblock and performing noise removal processing;
前記雑音除去後のフレーム内のマクロブロックを探索し、動マクロブロックが隣接して存在する領域を包含する最小の矩形画像を生成する移動物体包含処理手段とを有して成り、Moving object inclusion processing means for searching for a macroblock in the frame after denoising and generating a minimum rectangular image including a region where a moving macroblock is adjacent to the frame;
前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示することを特徴とする動画像移動物体検出装置。A moving image moving object detection apparatus characterized in that the image signal decoded by the moving image decoding unit and the rectangular image are combined and displayed on a display unit.
フレーム内符号化を行う第1のモード、フレーム間符号化を行う第2のモードおよび符号化不要として符号化する第3のモードのいずれかのモードによりマクロブロック毎に動画像を符号化する符号化部と、この符号化部により符号化された動画像データをマクロブロック毎に局部復号する動画像復号化部と、前記符号化部で符号化した画像が移動物体か否かを判定して移動物体の領域を表す画像を生成する移動物体検出部を有し、前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記移動物体の領域を表す画像を合成して表示部に表示するようにした動画像移動物体検出装置において、A code that encodes a moving picture for each macroblock in any one of a first mode that performs intra-frame coding, a second mode that performs inter-frame coding, and a third mode that performs coding when coding is unnecessary. An encoding unit, a moving image decoding unit that locally decodes the moving image data encoded by the encoding unit for each macroblock, and whether or not the image encoded by the encoding unit is a moving object A moving object detection unit that generates an image representing a moving object region; and the image signal decoded by the moving image decoding unit and an image representing the moving object region are combined and displayed on the display unit. In the moving image moving object detection device,
前記移動物体検出部は、The moving object detector is
前記符号化されたマクロブロック毎の画像を前記符号化モードの種類に応じて静止状態か動状態かを判定し、前記第1のモードにより符号化された場合には、そのマクロブロックが前記動画像復号化部により復号された画像信号と1フレーム前の画像信号との差分値の大きさに基づいて静動を判定し、前記第2のモードにより符号化された場合には、当該マクロブロックの動きベクトル及び変換係数の大きさに基づいて静動を判定し、前記第3のモードにより符号化された場合には、当該マクロブロックの画像は静止状態と判定するマクロブロック静動判定手段と、It is determined whether the image of each encoded macroblock is in a stationary state or a moving state according to the type of the encoding mode, and when the image is encoded in the first mode, the macroblock is the moving image. When the static motion is determined based on the magnitude of the difference value between the image signal decoded by the image decoding unit and the image signal of the previous frame, and encoded in the second mode, the macroblock Macroblock static determination means for determining static motion based on the motion vector and the size of the transform coefficient and determining that the image of the macroblock is in a static state when encoded in the third mode. ,
前記マクロブロック静動判定手段の判定結果に基いて、周囲全てが静マクロブロックで囲まれた単一の動マクロブロックを静マクロブロックとして書き換えて雑音除去処理を行う雑音除去手段と、Based on the determination result of the macroblock static motion determination means, a noise removal means for rewriting a single dynamic macroblock surrounded by static macroblocks as a static macroblock and performing noise removal processing;
前記雑音除去後のフレーム内のマクロブロックを探索し、動マクロブロックが隣接して存在する領域を包含する最小の矩形画像を生成する移動物体包含処理手段とを有して成り、Moving object inclusion processing means for searching for a macroblock in the frame after denoising and generating a minimum rectangular image including a region where a moving macroblock is adjacent to the frame;
前記動画像復号化部により局部復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示することを特徴とする動画像移動物体検出装置。An apparatus for detecting a moving image moving object, wherein the image signal locally decoded by the moving image decoding unit and the rectangular image are combined and displayed on a display unit.
フレーム内符号化を行う第1のモード、フレーム間符号化を行う第2のモードおよび符号化不要として符号化する第3のモードのいずれかのモードによりマクロブロック毎に符Each macroblock is coded for each of the first mode for performing intraframe coding, the second mode for performing interframe coding, and the third mode for performing coding unnecessary. 号化された動画像データを復号する動画像復号化ステップと、復号した画像が移動物体か否かを判定して移動物体の領域を表す矩形画像を生成する移動物体検出ステップを有し、前記動画像復号化部により復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示するようにした動画像移動物体検出方法において、A moving image decoding step for decoding the encoded moving image data, and a moving object detection step for determining whether the decoded image is a moving object and generating a rectangular image representing a region of the moving object, In the moving image moving object detection method in which the image signal decoded by the moving image decoding unit and the rectangular image are combined and displayed on the display unit,
前記移動物体検出ステップは、The moving object detection step includes:
前記復号されたマクロブロック毎の画像を前記符号化モードの種類に応じて静止状態か動状態かを判定するため、復号されたマクロブロックが前記第1のモードにより符号化されていた場合には、復号された画像信号と1フレーム前の画像信号との差分値の大きさに基づいて静動を判定し、復号されたマクロブロックが前記第2のモードにより符号化されていた場合には、当該マクロブロックの動きベクトル及び変換係数の大きさに基づいて静動を判定し、復号されたマクロブロックが前記第3のモードにより符号化されていた場合には、当該マクロブロックの画像は静止状態と判定するマクロブロック静動判定ステップと、When the decoded macroblock is encoded in the first mode in order to determine whether the image for each decoded macroblock is a stationary state or a moving state according to the type of the encoding mode. The static motion is determined based on the magnitude of the difference value between the decoded image signal and the image signal of the previous frame, and when the decoded macroblock is encoded in the second mode, When static motion is determined based on the motion vector of the macroblock and the size of the transform coefficient, and the decoded macroblock is encoded in the third mode, the image of the macroblock is in a static state. Macroblock static motion determination step for determining
前記マクロブロック静動判定手段の判定結果に基いて、周囲全てが静マクロブロックで囲まれた単一の動マクロブロックを静マクロブロックとして書き換え雑音除去処理を行うステップと、Based on the determination result of the macroblock static motion determination means, rewriting noise removal processing with a single dynamic macroblock surrounded entirely by static macroblocks as a static macroblock; and
前記雑音除去後のフレーム内のマクロブロックを探索し、動マクロブロックが隣接して存在する領域を包含する最小の矩形画像を生成する移動物体包含処理ステップとを有して成り、A moving object inclusion processing step of searching for a macroblock in the frame after denoising and generating a minimum rectangular image including a region where a moving macroblock is adjacent to the moving macroblock,
前記動画像復号化ステップにより復号された画像信号と前記矩形画像を合成して表示部に表示することを特徴とする動画像移動物体検出方法。A moving image moving object detection method comprising: synthesizing the image signal decoded in the moving image decoding step and the rectangular image and displaying the synthesized image signal on a display unit.
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