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JP4722147B2 - Image processing method, image processing apparatus, and image processing program - Google Patents
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Image processing method, image processing apparatus, and image processing program Download PDF

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Description

本発明は、時系列画像データから必要最小限の情報を抽出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for extracting necessary minimum information from time-series image data.

近年、IPカメラや携帯などを用いたTV会議が盛んである。特に、低ビットレートでの通信が低コスト化のために必要となっている。WEBカメラを用いた遠隔監視でも同様である。低ビットレート化した場合、図7に示すように、ブロックノイズが多くなり、画質が著しく悪いだけでなく、顔の表情など、重要な変化がわかりづらくなっている問題がある。   In recent years, TV conferences using IP cameras, mobile phones, and the like are popular. In particular, communication at a low bit rate is required for cost reduction. The same applies to remote monitoring using a WEB camera. When the bit rate is lowered, as shown in FIG. 7, there is a problem that block noise increases and not only the image quality is remarkably deteriorated but also important changes such as facial expressions are difficult to understand.

非特許文献1によれば、顔表情モデルと画像処理を組み合わせることで、表情変化の補間が示されている。しかし、人工的な表情モデルを介するために、得られる表情は不自然が生じてしまっている問題がある。   According to Non-Patent Document 1, interpolation of facial expression change is shown by combining a facial expression model and image processing. However, since the artificial facial expression model is used, there is a problem that the obtained facial expression is unnatural.

実際の表情変化情報をいかに伝達するかについては帯域が十分確保されていれば、問題がほとんどない。しかし、低ビットレートではそれに合った画像処理を加えることが必要となるが、非特許文献1に示す人工的なモデルを用いない方法が必須である。   There is almost no problem as to how to transmit actual facial expression change information if sufficient bandwidth is secured. However, at a low bit rate, it is necessary to add image processing suitable for it, but a method that does not use an artificial model shown in Non-Patent Document 1 is essential.

また、低ビットレート化のために、顔の表情に限らず、細かい重要な情報が欠落してしまうため、工夫が必要である。
李元中、外1名、「スケッチ画像とマルチスケールエッジに基づく顔の表情変換の実現」、電子情報通信学会論文誌 D−II、電子情報通信学会、1999年5月、Vol. J82-D-II、No.5、p.900-908
In addition, in order to reduce the bit rate, not only facial expressions but also important important information is lost, and thus a contrivance is necessary.
Lee Yuan-chu, 1 other, "Realization of facial expression transformation based on sketch images and multi-scale edges", IEICE Transactions D-II, IEICE, May 1999, Vol. J82-D-II , No.5, p.900-908

図7に示すように、低ビットレート化に伴って、ぼやけ、リンギング、モスキートノイズなどブロックノイズが生じる問題が知られている。そのため、伝送された画像は圧縮化による見づらい画像となる。また、ローパスフィルタを適用することでブロックノイズが緩和されるが、重要な画像特徴量もぼやけてしまい、表情変化などの状況変化がわかりにくいという問題がある。   As shown in FIG. 7, there is a known problem that block noise such as blurring, ringing, and mosquito noise occurs as the bit rate is reduced. For this reason, the transmitted image becomes an image that is difficult to see due to compression. In addition, although the block noise is alleviated by applying a low-pass filter, there is a problem that important image feature amounts are blurred and situation changes such as facial expression changes are difficult to understand.

高ビットレートの場合は、画質は良くなるが、伝送容量が大きいので送信に時間を要するという問題がある。   In the case of a high bit rate, the image quality is improved, but there is a problem that transmission takes time because the transmission capacity is large.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、低ビットレートでも状況変化を高速に通信するため、画像処理により重要な特徴量を検出することにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to detect an important feature amount by image processing in order to communicate a change in the situation at high speed even at a low bit rate.

第1の本発明に係る画像処理方法は、時系列画像データの全画像情報量を伝達するための帯域が確保できるビットレートよりも低いビットレートで状況変化を通信するために、前記時系列画像データから興味の対象となる重要な特徴量を検出する画像処理方法であって、入力手段により、時系列画像データを入力し、その時系列画像データを蓄積手段に蓄積させるステップと、変化領域検出手段により、前記蓄積手段から前記時系列画像データを読み出し、その時系列画像データを差分計算することにより差分画像を求め、その差分画像を差分データ蓄積手段に蓄積させるステップと、時系列重み付け手段により、前記差分データ蓄積手段から時系列順に前記差分画像を読み出し、その差分画像の画素の輝度に対して、過去から現在にかけて重み付け係数が大きくなるように線形あるいは非線形に重み付け加算することにより特徴画像を得るステップと、統計的選択手段により、前記蓄積手段から前記時系列画像データを読み出し、前記時系列画像データの画素の輝度の変動を検出し、予め定めた値以上の輝度が所定の変動幅内で所定の時間以上継続して現れる画素を興味の対象とし、輝度の変動幅が前記所定の変動幅よりも大きい画素、または、予め定めた値以上の輝度が継続して現れる時間が前記所定の時間よりも短い画素を背景ノイズと識別し、前記特徴画像からその背景ノイズを除去することで不要な情報を除去して情報量を減らした伝送対象画像を得るステップと、を有することを特徴とする。 In the image processing method according to the first aspect of the present invention, the time-series image is transmitted in order to communicate a change in status at a bit rate lower than a bit rate capable of securing a band for transmitting the entire image information amount of the time-series image data. An image processing method for detecting an important feature amount of interest from data, the step of inputting time-series image data by an input means, and storing the time-series image data in a storage means; and a change area detection means The time series image data is read from the storage means, a difference image is obtained by calculating a difference between the time series image data, the step of storing the difference image in the difference data storage means, and the time series weighting means, The difference images are read from the difference data storage means in chronological order, and the luminance of the pixels of the difference image is measured from the past to the present. A feature image is obtained by weighting and adding linearly or nonlinearly so as to increase a finding coefficient, and the time-series image data is read from the storage unit by a statistical selection unit, and pixels of the time-series image data are read out. Pixels that detect a variation in luminance, and whose luminance is equal to or greater than a predetermined value and continuously appear within a predetermined variation range for a predetermined time or more, and whose luminance variation range is larger than the predetermined variation range Alternatively, a pixel in which the time when the luminance exceeding a predetermined value continuously appears is shorter than the predetermined time is identified as background noise, and unnecessary information is removed by removing the background noise from the feature image. And obtaining a transmission target image with a reduced amount of information .

本発明にあっては、変化領域検出手段が求めた差分画像に対して、過去から現在にかけてはっきりと明るくなるように重み付けをすることにより、例えば顔の表情の変化など、画像データの変化について残像効果が醸し出された特徴画像を得ることができる。また、統計的選択手段が統計的な性質に基づいて背景ノイズを識別することにより、必要な情報のみを選択し、情報量を減らすことができるので、低ビットレートでも状況変化を高速に通信することが可能となる。   In the present invention, the difference image obtained by the change area detecting means is weighted so as to be clearly bright from the past to the present, so that an afterimage of a change in image data, such as a change in facial expression, is obtained. It is possible to obtain a feature image that is effective. In addition, the statistical selection means identifies background noise based on statistical properties, so that only necessary information can be selected and the amount of information can be reduced, so that a change in situation can be communicated at high speed even at a low bit rate. It becomes possible.

本発明にあっては、背景ノイズの識別を画素の輝度変動の幅および輝度の継続時間により識別することにより、背景ノイズの識別を単純に処理することができるので、携帯電話内での計算など、リアルタイム処理が可能となる。   In the present invention, the background noise can be simply processed by identifying the background noise based on the luminance variation width and the luminance duration of the pixel. Real-time processing is possible.

第2の本発明に係る画像処理装置は、時系列画像データの全画像情報量を伝達するための帯域が確保できるビットレートよりも低いビットレートで状況変化を通信するために、前記時系列画像データから興味の対象となる重要な特徴量を検出する画像処理装置であって、時系列画像データを入力する入力手段と、入力した前記時系列画像データを蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段から前記時系列画像データを読み出し、その時系列画像データを差分計算することにより差分画像を求める変化領域検出手段と、前記差分画像を蓄積する差分データ蓄積手段と、前記差分データ蓄積手段から時系列順に前記差分画像を読み出し、その差分画像の画素の輝度に対して、過去から現在にかけて重み付け係数が大きくなるように線形あるいは非線形に重み付け加算することにより特徴画像を得る時系列重み付け手段と、前記蓄積手段から前記時系列画像データを読み出し、前記時系列画像データの画素の輝度の変動を検出し、予め定めた値以上の輝度が所定の変動幅内で所定の時間以上継続して現れる画素を興味の対象とし、輝度の変動幅が前記所定の変動幅よりも大きい画素、または、予め定めた値以上の輝度が継続して現れる時間が前記所定の時間よりも短い画素を背景ノイズと識別し、前記特徴画像からその背景ノイズを除去することで不要な情報を除去して情報量を減らした伝送対象画像を得る統計的選択手段と、を有することを特徴とする。 The image processing apparatus according to the second aspect of the present invention provides the time-series image in order to communicate the status change at a bit rate lower than a bit rate capable of securing a band for transmitting the entire image information amount of the time-series image data. An image processing apparatus for detecting an important feature amount of interest from data, comprising: input means for inputting time-series image data; storage means for storing the input time-series image data; and The time-series image data is read out, and the change area detection means for obtaining a difference image by calculating the difference between the time-series image data, the difference data storage means for storing the difference image, and the difference data storage means in time series order from the difference data storage means Read out the difference image and linearly or nonlinearly increase the weighting coefficient from the past to the present with respect to the brightness of the pixel of the difference image. A time-series weighting unit that obtains a feature image by adding the data, and reads out the time-series image data from the storage unit, detects a change in luminance of a pixel of the time-series image data, and has a luminance greater than or equal to a predetermined value The pixel of interest is a pixel that appears continuously within a predetermined fluctuation range for a predetermined time or more, and a pixel whose luminance fluctuation range is larger than the predetermined fluctuation range, or a luminance of a predetermined value or more continues. Statistical selection that identifies a pixel whose appearance time is shorter than the predetermined time as background noise, and removes the background noise from the feature image to remove unnecessary information and obtain a transmission target image with a reduced amount of information And means.

第3の本発明に係る画像処理プログラムは、上記画像処理方法における各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。   An image processing program according to a third aspect of the present invention causes a computer to execute each step in the image processing method.

本発明によれば、低ビットレートでも状況変化を高速に通信するため、画像処理により重要な特徴量を検出することができる。   According to the present invention, since a situation change is communicated at high speed even at a low bit rate, an important feature amount can be detected by image processing.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。同図に示す画像処理装置は、データ入力部100、データ蓄積部110、変化領域検出部120、差分データ蓄積部130、時系列重み付け部140、統計的選択部150および表示部160を有する。本画像処理装置を、演算処理装置、記憶装置、メモリ等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムは画像処理装置が備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。以下、各部の詳細について説明する。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to the present embodiment. The image processing apparatus shown in the figure includes a data input unit 100, a data storage unit 110, a change area detection unit 120, a difference data storage unit 130, a time series weighting unit 140, a statistical selection unit 150, and a display unit 160. The image processing apparatus may be configured by a computer including an arithmetic processing device, a storage device, a memory, and the like, and the processing of each unit may be executed by a program. This program is stored in a storage device included in the image processing apparatus, and can be recorded on a recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, or a semiconductor memory, or provided through a network. Details of each part will be described below.

データ入力部100は、図示しないカメラを通じて時系列の画像を入力し、データ蓄積部110に蓄積する。   The data input unit 100 inputs time-series images through a camera (not shown) and stores the images in the data storage unit 110.

変化領域検出部120は、データ蓄積部110に蓄積された時系列画像を読み出し、その時系列画像の時間的な変化を差分計算により求める。そして、差分計算により求めた差分画像を差分データ蓄積部130に蓄積する。   The change area detection unit 120 reads the time series image stored in the data storage unit 110, and obtains a temporal change of the time series image by difference calculation. Then, the difference image obtained by the difference calculation is stored in the difference data storage unit 130.

時系列重み付け部140は、差分データ蓄積部130に蓄積された差分画像を時系列順に読み出し、読み出した差分画像に対して、過去の差分画像の濃淡値ほど薄くなるように、線形または非線形に重み付けを行う。   The time series weighting unit 140 reads the difference images stored in the difference data storage unit 130 in time series order, and weights the read difference images linearly or nonlinearly so that the gray value of the past difference image becomes lighter. I do.

統計的選択部150は、背景の余分な動き、つまり興味の対象以外の動きを除去するために、動きの大きさと統計モデルに基づいて興味の対象の動きを選択する。   The statistical selection unit 150 selects the movement of the object of interest based on the magnitude of the movement and the statistical model in order to remove the extra movement of the background, that is, movement other than the object of interest.

携帯電話やパーソナルコンピュータの端末の画面などの表示部160は、時系列重み付け部140で重み付けした画像のうち、統計的選択部150で選択された箇所の画像を表示する。現在から過去の時系列画像について、重み付けにより濃淡値を変化させることにより、表示される画像には残像効果が醸し出される。   A display unit 160 such as a screen of a mobile phone or a personal computer terminal displays an image of a portion selected by the statistical selection unit 150 among the images weighted by the time series weighting unit 140. For the time series images from the present to the past, the afterimage effect is produced in the displayed image by changing the gray value by weighting.

次に、変化領域検出部120および時系列重み付け部140の処理について説明する。図2は、データ蓄積部110に蓄積された時系列画像200から重み付けされた差分画像210を計算する様子を示している。   Next, processing of the change area detection unit 120 and the time series weighting unit 140 will be described. FIG. 2 shows a state in which a weighted difference image 210 is calculated from the time-series image 200 stored in the data storage unit 110.

データ蓄積部110には、過去から現在にかけて、5秒前後の残像が残る分だけの時系列画像を蓄積する。図2では、背景を含む人の表情変化を写した時間t,t−1の時系列画像200を示している。   The data accumulating unit 110 accumulates time-series images as much as an afterimage of about 5 seconds remains from the past to the present. FIG. 2 shows a time-series image 200 at times t and t−1 in which a change in facial expression of a person including the background is captured.

変化領域検出部120は、データ蓄積部110から時間的に隣接する時系列画像200を読み出し、時間差分により差分画像210を計算する。   The change area detection unit 120 reads the time-series images 200 that are temporally adjacent from the data storage unit 110 and calculates a difference image 210 based on the time difference.

時系列重み付け部140は、得られた差分画像が現在に近い方がはっきりと明るく、過去ほど暗くなるように重み付け加算し、画像の変化した箇所に残像効果が醸し出された特徴画像を得る。   The time-series weighting unit 140 performs weighted addition so that the obtained difference image is clearly brighter when it is closer to the current time and darker as the past, and obtains a feature image in which an afterimage effect is produced at a location where the image has changed.

重み付け関数は、図2の符号220,221に示すように、線形でも非線形てもよい。   The weighting function may be linear or non-linear as indicated by reference numerals 220 and 221 in FIG.

画像濃淡値(輝度)を Img(i,j,t) と定義する。 Img(i,j,t) は、時間tの画像における画素(i,j)での画像濃淡値である。画像1枚の画素数は、N・M(例えば、縦の画素数がNであり、横の画素数がM)である。ただし、0≦i≦N,0≦j≦M、i,jは整数である。時間差分は、時間的に隣接する画像200同士で差分をとったあと、その絶対値をとる。この結果を差分画像と呼ぶ。差分画像は次式(1)で計算される。
The image gray value (luminance) is defined as Img (i, j, t). Img (i, j, t) is an image gray value at the pixel (i, j) in the image at time t. The number of pixels of one image is N · M (for example, the number of vertical pixels is N and the number of horizontal pixels is M). However, 0 ≦ i ≦ N, 0 ≦ j ≦ M, and i and j are integers. The time difference takes the absolute value after taking the difference between the temporally adjacent images 200. This result is called a difference image. The difference image is calculated by the following equation (1).

各差分画像に対して、次式(2)で示すように重み付けを行い、表示に用いる特徴画像を得る。
Each difference image is weighted as shown by the following equation (2) to obtain a feature image used for display.

ここで、sは重み付けを示す。Fは、重み付けされた差分画像の和が表示階調(例えば8ビット内)におさまるように規格化するためのものである。Tは用いる過去の画像の枚数であり、所望の時間だけ残像が残る枚数とする。重み付け関数は、例えば、s[t]=1−t/T、あるいは、s[t]=cos(πt/2T)などである。   Here, s indicates weighting. F is for normalization so that the sum of the weighted difference images falls within the display gradation (for example, within 8 bits). T is the number of past images to be used, and is the number of remaining afterimages for a desired time. The weighting function is, for example, s [t] = 1−t / T or s [t] = cos (πt / 2T).

次に、統計的選択部150の処理について説明する。統計的選択部150は、時系列画像から背景ノイズと興味の対象を識別して興味の対象のみを選択する。背景ノイズと興味の対象との識別は両者の統計的な性質を利用して行う。背景ノイズが連続的に同じ輝度(濃淡値)で同じ位置に現れる確率が小さく、興味の対象が継続的に同じ輝度で現れる時間が長いことを活用する。統計的には、背景ノイズはポアソン分布となり、興味の対象はガウス分布になる特徴がある。   Next, the process of the statistical selection unit 150 will be described. The statistical selection unit 150 identifies the background noise and the target of interest from the time series image and selects only the target of interest. Discrimination between background noise and the object of interest is performed using the statistical properties of both. It takes advantage of the fact that the background noise has a low probability of appearing at the same position with the same luminance (tone value) continuously, and that the object of interest continuously appears with the same luminance. Statistically, the background noise has a Poisson distribution, and the object of interest is a Gaussian distribution.

このことから、統計的選択部150は、データ蓄積部110から時系列画像を読み出し、一定以上の輝度で、同じ領域(画素)が一定時間以上継続する箇所を興味の対象とする。逆に、一定以上の輝度であっても、輝度変動幅が大きい場合や、同じ領域(画素)で継続して現れる時間が短い箇所は背景ノイズとする。なお、興味の対象の輝度も、緩やかにある範囲内で変動するため、各画素単位に輝度変動幅で、8ビット階調のうち3〜5を設定し、一定画像領域内(半径1〜10画素)での変化量について、興味の対象であるか否かを識別する。   For this reason, the statistical selection unit 150 reads the time-series image from the data storage unit 110, and targets a portion where the same region (pixel) continues for a certain period of time with a certain luminance or more. On the other hand, even if the luminance is above a certain level, the background noise is a portion where the luminance fluctuation range is large, or a portion where the continuous appearance time in the same region (pixel) is short. In addition, since the luminance of the object of interest also fluctuates within a certain range, 3 to 5 out of 8-bit gradations are set for each pixel as a luminance fluctuation range, and within a certain image area (radius 1 to 10). Whether or not the amount of change in (pixel) is an object of interest is identified.

図3は、ある画素における輝度値の変化を示している。符号300に示す画素は、輝度値の変動がほとんどなく、一定時間以上継続しているので興味の対象と識別される。一方、符号310に示す画素は、輝度値が上下に変動し、継続する時間が短いので背景ノイズと識別される。   FIG. 3 shows a change in luminance value in a certain pixel. The pixel indicated by reference numeral 300 has little variation in luminance value, and has continued for a certain time or more, so that it is identified as an object of interest. On the other hand, the pixel denoted by reference numeral 310 is identified as background noise because the luminance value fluctuates up and down and the duration is short.

図4は、背景ノイズを含んだ画像400から背景ノイズを除去した様子を示す。このように、背景に輝度変化が激しい余分な動きがある場合に、差分画像を重み付け加算した特徴画像にそれが強調されてしまうが、統計的選択部150により背景ノイズとして除去することができる。   FIG. 4 shows a state in which background noise is removed from an image 400 including background noise. As described above, when there is an excessive motion with a large luminance change in the background, it is emphasized in the feature image obtained by weighted addition of the difference image, but can be removed as background noise by the statistical selection unit 150.

次に、本実施の形態における画像処理装置の効果について説明する。図5,6は、本手法を適用した場合としない場合での評価結果である。表情変化、自然現象変化など、さまざまな時系列画像を用いて、画像の平均的な情報量と主観的な見づらさに関する視認性を評価する実験を行った。その結果、図5に示すように、処理をしない場合の画像情報量を1.0とした場合、相対的には、本手法によれば20%程度の画像情報量になった。   Next, effects of the image processing apparatus according to the present embodiment will be described. 5 and 6 show the evaluation results with and without applying this method. Using various time-series images such as facial expression changes and natural phenomenon changes, we conducted experiments to evaluate the average amount of information and the visibility regarding subjective difficulty. As a result, as shown in FIG. 5, when the amount of image information without processing is 1.0, the image information amount is relatively about 20% according to this method.

図6に示すように、視認性を評価すると、圧縮しないもとの画像を最良とした場合、処理無しでは見づらさのために、主観評価は低い評価を得た。これに対して、本手法によれば、ほとんど問題がない結果となった。意味ある動きの一部のみが表示されるため、最良の結果にはならなかったが、有効の範囲内に留まった。このことから、本手法によれば、低ビットレート通信向けに最適な画像処理方法であることが確認された。   As shown in FIG. 6, when the visibility was evaluated, when the original image that was not compressed was the best, the subjective evaluation was low because it was difficult to see without processing. On the other hand, according to the present method, there was almost no problem. Only a part of the meaningful movement is displayed, so it did not give the best results, but stayed within the valid range. From this, it was confirmed that this method is an image processing method optimum for low bit rate communication.

したがって、本実施の形態によれば、変化領域検出部120で差分画像を算出し、時系列重み付け部140が、過去から現在にかけて重み付け係数が大きくなるように重み付け加算をすることにより、残像効果が醸し出された特徴画像を得ることができる。また、統計的選択部150が、画素の輝度変動が緩やかで継続的に現れる箇所を興味の対象と選択することにより、背景ノイズなど不要な情報を除去し、画像情報量を減らすことができるので、低ビットレートでも状況変化を高速に通信することが可能となる。   Therefore, according to the present embodiment, the afterimage effect is obtained by calculating the difference image by the change region detection unit 120 and the time-series weighting unit 140 performing weighted addition so that the weighting coefficient increases from the past to the present. A feature image created can be obtained. In addition, since the statistical selection unit 150 selects a portion of interest in which the luminance variation of the pixel is gradual and appears as an object of interest, unnecessary information such as background noise can be removed and the amount of image information can be reduced. Even at a low bit rate, it becomes possible to communicate the change of the situation at high speed.

なお、本発明は、表情変化だけでなく、自然環境変化、動作変化など幅広く応用できる。   It should be noted that the present invention can be widely applied not only to facial expression changes, but also to natural environment changes and motion changes.

一実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image processing apparatus in one embodiment. 上記画像処理装置が時系列画像から差分画像を計算し、重み付けを行う処理を示す概略図である。It is the schematic which shows the process which the said image processing apparatus calculates a difference image from a time-sequential image, and performs weighting. 画素の輝度値の変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a change of the luminance value of a pixel. 背景ノイズを除去する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that background noise is removed. 従来方式と本実施の形態の方式での画像情報量の違いを示すグラフである。It is a graph which shows the difference in the amount of image information by the system of a conventional system and this Embodiment. 従来方式と本実施の形態の方式での視認性の違いを示すグラフである。It is a graph which shows the difference in visibility by the system of a conventional system and this embodiment. MPEGなどにおけるブロック化画像のブロックノイズを示す図である。It is a figure which shows the block noise of the block image in MPEG etc.

符号の説明Explanation of symbols

100…データ入力部
110…データ蓄積部
120…変化領域検出部
130…差分データ蓄積部
140…時系列重み付け部
150…統計的選択部
160…表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Data input part 110 ... Data storage part 120 ... Change area detection part 130 ... Difference data storage part 140 ... Time series weighting part 150 ... Statistical selection part 160 ... Display part

Claims (3)

時系列画像データの全画像情報量を伝達するための帯域が確保できるビットレートよりも低いビットレートで状況変化を通信するために、前記時系列画像データから興味の対象となる重要な特徴量を検出する画像処理方法であって、
入力手段により、時系列画像データを入力し、その時系列画像データを蓄積手段に蓄積させるステップと、
変化領域検出手段により、前記蓄積手段から前記時系列画像データを読み出し、その時系列画像データを差分計算することにより差分画像を求め、その差分画像を差分データ蓄積手段に蓄積させるステップと、
時系列重み付け手段により、前記差分データ蓄積手段から時系列順に前記差分画像を読み出し、その差分画像の画素の輝度に対して、過去から現在にかけて重み付け係数が大きくなるように線形あるいは非線形に重み付け加算することにより特徴画像を得るステップと、
統計的選択手段により、前記蓄積手段から前記時系列画像データを読み出し、前記時系列画像データの画素の輝度の変動を検出し、予め定めた値以上の輝度が所定の変動幅内で所定の時間以上継続して現れる画素を興味の対象とし、輝度の変動幅が前記所定の変動幅よりも大きい画素、または、予め定めた値以上の輝度が継続して現れる時間が前記所定の時間よりも短い画素を背景ノイズと識別し、前記特徴画像からその背景ノイズを除去することで不要な情報を除去して情報量を減らした伝送対象画像を得るステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
In order to communicate situation changes at a bit rate lower than the bit rate that can secure the bandwidth for transmitting the total amount of image information of the time-series image data, the important feature amount of interest is extracted from the time-series image data. An image processing method to detect,
Inputting time-series image data by the input means, and storing the time-series image data in the storage means;
A step of reading the time series image data from the storage means by a change area detection means, obtaining a difference image by calculating a difference between the time series image data, and storing the difference image in the difference data storage means;
The time series weighting means reads the difference images from the difference data storage means in chronological order, and linearly or nonlinearly adds the weighting coefficient to the luminance of the pixels of the difference image so that the weighting coefficient increases from the past to the present. Obtaining a feature image by:
The statistical selection means reads out the time-series image data from the storage means, detects a variation in luminance of the pixels of the time-series image data, and a luminance of a predetermined value or more is within a predetermined fluctuation range for a predetermined time The pixel that appears continuously is the target of interest, and the pixel whose luminance fluctuation range is larger than the predetermined fluctuation range, or the time when the luminance of a predetermined value or higher continues to appear is shorter than the predetermined time period. Identifying a pixel as background noise, removing unnecessary information by removing the background noise from the feature image, and obtaining a transmission target image with a reduced amount of information ;
An image processing method comprising:
時系列画像データの全画像情報量を伝達するための帯域が確保できるビットレートよりも低いビットレートで状況変化を通信するために、前記時系列画像データから興味の対象となる重要な特徴量を検出する画像処理装置であって、
時系列画像データを入力する入力手段と、
入力した前記時系列画像データを蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段から前記時系列画像データを読み出し、その時系列画像データを差分計算することにより差分画像を求める変化領域検出手段と、
前記差分画像を蓄積する差分データ蓄積手段と、
前記差分データ蓄積手段から時系列順に前記差分画像を読み出し、その差分画像の画素の輝度に対して、過去から現在にかけて重み付け係数が大きくなるように線形あるいは非線形に重み付け加算することにより特徴画像を得る時系列重み付け手段と、
前記蓄積手段から前記時系列画像データを読み出し、前記時系列画像データの画素の輝度の変動を検出し、予め定めた値以上の輝度が所定の変動幅内で所定の時間以上継続して現れる画素を興味の対象とし、輝度の変動幅が前記所定の変動幅よりも大きい画素、または、予め定めた値以上の輝度が継続して現れる時間が前記所定の時間よりも短い画素を背景ノイズと識別し、前記特徴画像からその背景ノイズを除去することで不要な情報を除去して情報量を減らした伝送対象画像を得る統計的選択手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
In order to communicate situation changes at a bit rate lower than the bit rate that can secure the bandwidth for transmitting the total amount of image information of the time-series image data, the important feature amount of interest is extracted from the time-series image data. An image processing device to detect,
An input means for inputting time-series image data;
Storage means for storing the input time-series image data;
A change area detecting unit that reads out the time-series image data from the storage unit and obtains a difference image by calculating a difference between the time-series image data; and
Difference data storage means for storing the difference image;
The difference image is read from the difference data storage means in time series order, and a characteristic image is obtained by performing weighted addition linearly or nonlinearly so that the weighting coefficient increases from the past to the present with respect to the luminance of the pixels of the difference image. Time series weighting means;
Pixels that read out the time-series image data from the storage means, detect a variation in luminance of the pixels of the time-series image data, and have a luminance of a predetermined value or more appearing continuously for a predetermined time within a predetermined variation range And a pixel whose luminance fluctuation range is larger than the predetermined fluctuation range, or a pixel whose luminance is continuously higher than a predetermined value is shorter than the predetermined time, is identified as background noise. And statistical selection means for obtaining a transmission target image in which unnecessary information is removed by removing the background noise from the feature image to reduce the amount of information ,
An image processing apparatus comprising:
請求項1に記載の画像処理方法における各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。   An image processing program for causing a computer to execute each step in the image processing method according to claim 1.
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