JP5215955B2 - Object detection device - Google Patents
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Description
本発明は、監視空間が撮像された画像から対象物を検知する対象物検知装置に関し、特に画像から抽出されたエッジ情報に基づいて対象物を検知する対象物検知装置に関する。 The present invention relates to an object detection device that detects an object from an image obtained by imaging a monitoring space, and more particularly to an object detection device that detects an object based on edge information extracted from the image.
画像から対象物を検知するために、予め対象物と対象物以外の特徴を学習した判別器(識別器)などが用いられる。この際、対象物を識別する特徴として対象物の輪郭を表すエッジ情報が利用されることがある。識別のために十分なエッジ情報を得るためには、対象物と背景の間に十分なコントラストが必要である。 In order to detect an object from an image, a discriminator (discriminator) that learns the object and features other than the object in advance is used. At this time, edge information representing the outline of the object may be used as a feature for identifying the object. In order to obtain sufficient edge information for identification, sufficient contrast is required between the object and the background.
特許文献1には、コントラストの変化により対象物を判別し損ねる不具合を改善するために検知対象画像中の部分画像に輝度値を正規化する補正処理を施すことが記載されている。日陰に暗色の服を着た人物が存在している場合、或いは日向に明色の服を着た人物が存在している場合など、コントラストが不足している場合に検知精度の向上が期待できる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes that a correction process for normalizing a luminance value is performed on a partial image in a detection target image in order to improve a problem of failing to distinguish an object due to a change in contrast. If there is a person wearing dark clothes in the shade, or there is a person wearing light clothes in the sun, an improvement in detection accuracy can be expected when the contrast is insufficient. .
しかしながら、マンションのエントランスなど直射日光等の強い光が差し込む監視空間において撮像された画像には極端に明るい日向部分と極端に暗い日陰部分が隣り合って存在する。このような環境において日向と日陰の境界にまたがった対象物の輪郭のエッジを識別器により検知し損なわない程度に抽出することが困難であった。 However, an extremely bright sunlight portion and an extremely dark shade portion are adjacent to each other in an image captured in a monitoring space into which strong light such as direct sunlight enters, such as an entrance of an apartment. In such an environment, it has been difficult to extract the edge of the contour of the object that straddles the boundary between the sun and the shade to the extent that it is detected by the discriminator.
また、日向と日陰の境界にまたがった対象物の輪郭のエッジは境界の強いエッジと連結して抽出される。この境界では特にコントラストが強いために強いエッジが抽出され、そのエッジの強さゆえに対象物の検知に大きな影響を及ぼす。そのため、境界のエッジの影響で対象物の検知精度が低下する問題があった。 Further, the edge of the contour of the object that straddles the boundary between the sun and the shade is extracted by being connected to the edge having a strong boundary. At this boundary, since the contrast is particularly strong, a strong edge is extracted, and the strength of the edge greatly affects detection of an object. Therefore, there has been a problem that the detection accuracy of the object is lowered due to the influence of the boundary edge.
図9は、日向と日陰の境界を暗色の服装をした人物がまたがっているときに撮像された画像900、及び画像900から抽出されたエッジ画像910を例示したものである。日向部分における人物の輪郭エッジ911は強いが、日向と日陰の境界エッジ912,913も同様に強い。その一方で、日陰部分における人物の輪郭エッジ914は非常に弱い。人物を検知するにあたり、弱い輪郭エッジ914の寄与は強い輪郭エッジ911と強い境界エッジ912,913に比して小さく、強い輪郭エッジ911と強い境界エッジ912,913からなる凸形状部分が主として評価されてしまう。その結果、エッジ画像910から人物を検知し損ねてしまうのである。 FIG. 9 exemplifies an image 900 captured when a person in dark clothes straddles the boundary between the sun and the shade, and an edge image 910 extracted from the image 900. The contour edge 911 of the person in the sun is strong, but the boundary edges 912 and 913 between the sun and the shade are also strong. On the other hand, the contour edge 914 of the person in the shaded part is very weak. In detecting a person, the contribution of the weak contour edge 914 is smaller than that of the strong contour edge 911 and the strong boundary edges 912 and 913, and the convex shape portion composed of the strong contour edge 911 and the strong boundary edges 912 and 913 is mainly evaluated. End up. As a result, the person is missed from the edge image 910.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、光と影の境界にまたがった対象物を高精度に検知できる対象物検知装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide an object detection device that can detect an object straddling a boundary between light and shadow with high accuracy.
本発明にかかる対象物検知装置は、監視空間が撮像された画像から対象物を検知する対象物検知装置であって、監視空間を撮像する撮像部と、予め対象物が存在しないときに撮像された背景画像を記憶している記憶部と、背景画像を分析して背景側輝度分布を算出する輝度分布分析手段と、背景側輝度分布が高輝度域と低輝度域に偏在した双峰性分布であるか否かを判定する双峰性判定手段と、双峰性分布が判定された場合に、高輝度域の画素が分布する高輝度側分布範囲を拡大する輝度変換を撮像部から入力された入力画像の各画素に施して高輝度側補正画像を生成するとともに低輝度域の画素が分布する低輝度側分布範囲を拡大する輝度変換を入力画像の各画素に施して低輝度側補正画像を生成し、高輝度側補正画像と低輝度側補正画像の平均画像を生成する画像補正手段と、入力画像からエッジ情報を抽出するエッジ抽出手段と、エッジ情報に基づいて対象物を検知する対象物検出手段と、を備え、エッジ抽出手段は平均画像が生成された場合は当該平均画像からエッジ情報を抽出することを特徴とする。 An object detection device according to the present invention is an object detection device that detects an object from an image in which a monitoring space is imaged, and is imaged when there is no object in advance and an imaging unit that images the monitoring space. A storage unit for storing the background image, a luminance distribution analyzing means for analyzing the background image and calculating the background side luminance distribution, and a bimodal distribution in which the background side luminance distribution is unevenly distributed in the high luminance region and the low luminance region The bimodality judging means for judging whether or not the image is inputted, and when the bimodal distribution is judged, luminance conversion for expanding the high luminance side distribution range in which the pixels in the high luminance region are distributed is inputted from the imaging unit. A low-luminance correction image is generated by applying luminance conversion to each pixel of the input image to generate a high-luminance correction image on each input image and expanding the low-luminance distribution range in which pixels in the low luminance region are distributed. Generates the high brightness side corrected image and the low brightness side corrected image Image correction means for generating an average image; edge extraction means for extracting edge information from the input image; and object detection means for detecting an object based on the edge information. The edge extraction means generates an average image. If so, edge information is extracted from the average image.
かかる構成によれば、背景が光(高輝度域)と影(低輝度域)の境界を含んでいると双峰性分布が判定され、高輝度域において背景と対象物の間のコントラストが補正された高輝度側補正画像と、低輝度域において背景と対象物の間のコントラストが補正された低輝度側補正画像が生成される。また、高輝度側補正画像と低輝度側補正画像においては上記補正により光と影の間のコントラストが弱められる。
そして、高輝度側補正画像と低輝度側補正画像の性質を併せ持つ平均画像から抽出されるエッジ情報は、高輝度域における対象物の輪郭エッジと低輝度域における対象物の輪郭エッジが強調され、且つ光と影の境界エッジが抑圧されたものとなるので、光と影の境界をまたがった対象物をも高精度に検知することが可能となる。
According to such a configuration, the bimodal distribution is determined if the background includes the boundary between light (high luminance region) and shadow (low luminance region), and the contrast between the background and the object is corrected in the high luminance region. The high brightness side corrected image and the low brightness side corrected image in which the contrast between the background and the object is corrected in the low brightness area are generated. Further, in the high luminance side corrected image and the low luminance side corrected image, the contrast between light and shadow is weakened by the above correction.
The edge information extracted from the average image having the properties of the high-luminance correction image and the low-luminance correction image is emphasized on the contour edge of the object in the high luminance region and the contour edge of the object in the low luminance region, In addition, since the boundary edge between light and shadow is suppressed, it is possible to detect an object that straddles the boundary between light and shadow with high accuracy.
また、本発明の好適な態様においては、輝度分布分析手段は、高輝度域の画素と対応する入力画像の画素を分析して高輝度側分布範囲を算出し、低輝度域の画素と対応する入力画像の画素を分析して低輝度側分布範囲を算出する。 In a preferred aspect of the present invention, the luminance distribution analyzing means analyzes the pixels of the input image corresponding to the pixels in the high luminance region, calculates the high luminance side distribution range, and corresponds to the pixels in the low luminance region. The low luminance side distribution range is calculated by analyzing the pixels of the input image.
対象物が光と影にまたがる場合、高輝度域と低輝度域の一方ではコントラストが不十分であっても、他方では十分なコントラストが得られているという状況が生じる。十分なコントラストが得られている方の輝度分布範囲を大きく拡大してしまうと、対象物検出の外乱となる微細なエッジまでもが抽出されてエッジ過多の状態となり、対象物検知の精度が低下する。しかし、入力画像に着目すれば十分なコントラストが得られている方において輝度は広い範囲に分布している。
そのため上記構成のように、輝度変換により広げられる高輝度側分布範囲及び低輝度側分布範囲を入力画像から算出することにより、コントラストが不十分な輝度域では輝度分布範囲が大きく拡大されて十分な輪郭エッジが抽出され、既に十分なコントラストが得られている輝度域では輝度分布範囲の拡大が抑制されてエッジ過多を防止できるので、光と影の境界をまたがった対象物を高精度に検知できる。
When the object spans light and shadow, there is a situation in which sufficient contrast is obtained on the other side even if the contrast is insufficient on one side of the high luminance range and the low luminance range. If the brightness distribution range with sufficient contrast is greatly expanded, even the fine edges that cause disturbances in object detection are extracted, resulting in an excessive edge state and the accuracy of object detection decreases. To do. However, if attention is paid to the input image, the luminance is distributed over a wide range in a case where sufficient contrast is obtained.
Therefore, as described above, by calculating the high luminance side distribution range and low luminance side distribution range expanded by luminance conversion from the input image, the luminance distribution range is greatly expanded in the luminance region where the contrast is insufficient. In the luminance range where the contour edge is extracted and sufficient contrast is already obtained, the expansion of the luminance distribution range is suppressed and excessive edges can be prevented, so that the object across the boundary between light and shadow can be detected with high accuracy. .
また、本発明の好適な態様においては、対象物検知装置は、対象物に応じて予め設定されたサイズの候補領域を入力画像内の所定位置に設定する候補領域設定手段、をさらに備え、輝度分布分析手段は、候補領域内の画素について分析を行う。
かかる構成によれば、対象物を検出するために必要な最小限のサイズの領域において輝度分布が分析される。そのため、余分な背景部分の影響を受けない適確な分析と分布範囲を最大限に拡大する効果的な輝度変換が可能となる。
In a preferred aspect of the present invention, the object detection device further includes candidate area setting means for setting a candidate area having a size set in advance according to the object at a predetermined position in the input image, and the luminance The distribution analysis means analyzes the pixels in the candidate area.
According to such a configuration, the luminance distribution is analyzed in an area having a minimum size necessary for detecting an object. Therefore, it is possible to perform an accurate analysis that is not affected by an excessive background portion and an effective luminance conversion that maximizes the distribution range.
また、本発明の好適な態様においては、候補領域設定手段は、入力画像と背景画像との比較を行って差異が検出された位置に候補領域を設定する。
背景のみの入力画像から補正画像を生成すると背景の微細なエッジまでもが抽出されてエッジ過多となり、対象物の誤検知を引き起こす。上記構成によれば、対象物が存在する確度が高い領域のみを候補領域に設定するので、背景のみの入力画像から補正画像を生成することが防止され、対象物の誤検知を防止できる。
In a preferred aspect of the present invention, the candidate area setting means compares the input image with the background image and sets a candidate area at a position where a difference is detected.
When a corrected image is generated from an input image of only the background, even a fine edge of the background is extracted, resulting in excessive edges, causing erroneous detection of the object. According to the above configuration, since only an area with a high probability of existence of an object is set as a candidate area, generation of a corrected image from an input image with only a background is prevented, and erroneous detection of the object can be prevented.
また、本発明の好適な態様においては、候補領域設定手段は、入力画像から楕円形状を有する人体頭部領域を検出し、人体頭部領域が検出された位置に候補領域を設定する。
かかる構成によれば、対象物である人体が存在する確度が高い領域のみを候補領域に設定するので、背景のみの入力画像から補正画像を生成することが防止され、対象物の誤検知を防止できる。
In a preferred aspect of the present invention, the candidate area setting means detects a human head area having an elliptical shape from the input image, and sets the candidate area at a position where the human head area is detected.
According to such a configuration, since only a region having a high probability that the human body that is the target exists is set as a candidate region, it is possible to prevent a corrected image from being generated from an input image of only the background, and to prevent erroneous detection of the target. it can.
本発明によれば、対象物の輪郭エッジを強調しつつ、光と影の境界エッジを抑圧することができるので、光と影の境界をまたがった対象物を高精度に検知することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress the boundary edge between light and shadow while enhancing the contour edge of the object, so that it is possible to detect the object across the boundary between light and shadow with high accuracy. Become.
本発明の好適な実施形態の一例として、建物のエントランスを監視空間とし、監視空間を通行する通行者を対象物として検知し、不正通行を監視する画像監視装置について説明する。 As an example of a preferred embodiment of the present invention, an image monitoring apparatus will be described in which an entrance of a building is used as a monitoring space, a passerby passing through the monitoring space is detected as an object, and unauthorized traffic is monitored.
[画像監視装置1の構成]
画像監視装置1の機能ブロック図を図1に示す。画像監視装置1は、撮像部2、記憶部3、及び出力部5が信号処理部4に接続されてなる。
[Configuration of Image Monitoring Apparatus 1]
A functional block diagram of the image monitoring apparatus 1 is shown in FIG. The image monitoring apparatus 1 includes an imaging unit 2, a storage unit 3, and an output unit 5 connected to a signal processing unit 4.
撮像部2は所謂監視カメラである。撮像部2は、監視空間を所定時間間隔にて撮像した画像を順次、信号処理部4へ出力する。以下、上記時間間隔で刻まれる時間単位を時刻と称する。本実施形態において撮像部2は、RGB各色が256階調のカラー画像を撮像して出力する。 The imaging unit 2 is a so-called surveillance camera. The imaging unit 2 sequentially outputs images obtained by imaging the monitoring space at predetermined time intervals to the signal processing unit 4. Hereinafter, the unit of time that is recorded at the above time interval is referred to as time. In the present embodiment, the imaging unit 2 captures and outputs a color image in which each RGB color has 256 gradations.
撮像部2は、建物のエントランスの天井に光軸を鉛直下方に向けて設置される。エントランスには屋外からの直射日光が差し込み、建物の構造物等の影が映りこむ。そのため、撮像部2により撮像される画像には高輝度の日向部分と低輝度の日陰部分が混在する。 The imaging unit 2 is installed on the ceiling of the entrance of a building with the optical axis directed vertically downward. Direct sunlight from the outside enters the entrance, and the shadows of the building structures are reflected. Therefore, the image picked up by the image pickup unit 2 includes a high-luminance sun part and a low-brightness shade part.
記憶部3は、ROM、RAM等のメモリ装置である。記憶部3は、各種プログラムや各種データを記憶し、信号処理部4との間でこれらの情報を入出力する。各種データには、背景画像30及び対象物識別情報31が含まれる。 The storage unit 3 is a memory device such as a ROM or a RAM. The storage unit 3 stores various programs and various data, and inputs and outputs such information to and from the signal processing unit 4. Various data includes a background image 30 and object identification information 31.
背景画像30は、監視空間の背景の像のみが含まれ、通行者の像が含まれていない画像である。背景画像30は、通行者検出処理に先立って生成され、記憶される。 The background image 30 is an image that includes only the background image of the monitoring space and does not include the passerby image. The background image 30 is generated and stored prior to the passer-by detection process.
対象物識別情報31は、画像中に通行者が存在しているか否かを識別するための参照情報である。対象物識別情報31は、通行者検出処理に先立って、少なくとも通行者が撮像されたサンプル画像から抽出されたエッジ情報(輝度勾配情報)を基に生成され、記憶されている。 The object identification information 31 is reference information for identifying whether or not a passerby exists in the image. Prior to the passer-by detection process, the object identification information 31 is generated and stored based on edge information (luminance gradient information) extracted from at least a sample image in which the passer-by is captured.
エッジ情報としてはHOG(Histograms of Oriented Gradients)と呼ばれる特徴量を採用することができる。HOG特徴量は、画像中に複数設定された局小領域のそれぞれにおいて算出されたエッジ角度分布とエッジ強度とからなるパラメータ系列である。HOG特徴量においてエッジ強度はエッジ角度分布の重み係数として用いられる。尚、HOG特徴量の参考文献として、N. Dalal, B. Triggs:Histograms of oriented gradients for human detection: Proc. of IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition
(CVPR):886-893(2005)などがある。
As the edge information, a feature amount called HOG (Histograms of Oriented Gradients) can be adopted. The HOG feature amount is a parameter series including an edge angle distribution and an edge strength calculated in each of a plurality of small local areas set in the image. In the HOG feature amount, the edge strength is used as a weighting coefficient of the edge angle distribution. As a reference for HOG features, N. Dalal, B. Triggs: Histograms of oriented gradients for human detection: Proc. Of IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition
(CVPR): 886-893 (2005).
対象物識別情報31は、多次元量であるHOG特徴量により張られる特徴空間において通行者とそれ以外を弁別する識別面を表すパラメータである。このパラメータは、通行者が撮像された多数のサンプル画像から抽出されたHOG特徴量、及び通行者が撮像されていない多数のサンプル画像から抽出されたHOG特徴量をサポートベクターマシーンやブースティング法に適用することで学習される。 The object identification information 31 is a parameter representing an identification surface that discriminates passers-by from others in a feature space spanned by a multi-dimensional HOG feature. This parameter is used for supporting vector machines and boosting methods for HOG feature values extracted from a large number of sample images taken by passersby and HOG feature values extracted from a number of sample images not taken by passersby. It is learned by applying.
別の実施形態において対象物識別情報31は、通行者が撮像されている複数のサンプル画像から抽出されたエッジ強度を画素ごとに平均化した通行者のエッジパターンとして生成される。さらに別の実施形態においては、通行者が撮像されている複数のサンプル画像から抽出されたエッジ角度を画素ごとに平均化したエッジパターンとして生成される。 In another embodiment, the object identification information 31 is generated as a passer's edge pattern that is obtained by averaging the edge intensities extracted from a plurality of sample images in which the passer is imaged. In yet another embodiment, the edge angle extracted from a plurality of sample images in which a passerby is imaged is generated as an edge pattern averaged for each pixel.
このように生成された対象物識別情報31は、複数のサンプル画像に共通する通行者のエッジの特徴、すわなち通行者の輪郭(外形)特徴を主として表す。 The object identification information 31 thus generated mainly represents the characteristics of the passer's edge common to a plurality of sample images, that is, the outline (outer shape) characteristics of the passer.
信号処理部4は、DSP(Digital Signal Processor)、MCU(Micro Control
Unit)等の演算装置である。信号処理部4は、背景画像生成手段40、候補領域設定手段41、輝度分布分析手段42、画像補正手段43、エッジ抽出手段44、対象物検出手段45、異常検知手段46等の動作を記述したプログラムを記憶部3から読み出して実行することにより各手段として機能する。信号処理部4は、撮像部2から入力された画像(以下、入力画像と称する)に適宜補正を施して通行者を検出し、検出した通行者の追跡により不正通行を検知すると出力部5へ異常信号を出力する。
The signal processing unit 4 includes a DSP (Digital Signal Processor), an MCU (Micro Control
Unit). The signal processing unit 4 describes the operations of the background image generation unit 40, the candidate area setting unit 41, the luminance distribution analysis unit 42, the image correction unit 43, the edge extraction unit 44, the object detection unit 45, the abnormality detection unit 46, and the like. It functions as each means by reading the program from the storage unit 3 and executing it. The signal processing unit 4 appropriately corrects an image input from the imaging unit 2 (hereinafter referred to as an input image) to detect a passer-by, and when detecting unauthorized traffic by tracking the detected passer-by, the signal processing unit 4 outputs to the output unit 5. An abnormal signal is output.
背景画像生成手段40は、監視空間に通行者が存在しないときに撮像された入力画像の全体を背景画像30として記憶部3に記憶させる。また、背景画像生成手段40は、照明変動に適応するために、入力画像のうち通行者が検出されなかった部分の像を背景画像30に合成することで背景画像30を更新する。 The background image generation unit 40 stores the entire input image captured when no passerby exists in the monitoring space in the storage unit 3 as the background image 30. In addition, the background image generation unit 40 updates the background image 30 by synthesizing the background image 30 with an image of a portion of the input image where no passer-by is detected, in order to adapt to illumination fluctuations.
候補領域設定手段41は、入力画像のうち通行者の像のサイズを有する一部領域を候補領域として設定し、候補領域の情報を輝度分布分析手段42、画像補正手段43、エッジ抽出手段44、対象物検出手段45に出力する。 The candidate area setting unit 41 sets a partial area having the size of the passer's image in the input image as a candidate area, and sets information on the candidate area as a luminance distribution analysis unit 42, an image correction unit 43, an edge extraction unit 44, Output to the object detection means 45.
通行者の像のサイズは、通行者と撮像部2の位置関係等により変化する。そのため候補領域設定手段41は、画像上の位置を変数として通行者の像のサイズを設定する。具体的には、撮像部2の設置高、画角といったカメラパラメータ、及び立位の平均的な体格の人物形状を回転楕円体で近似した3次元モデルをピンホールカメラモデルに適用して、監視空間の各位置に仮想配置された上記3次元モデルが画像上に投影される像を演算し、投影像を囲む矩形枠を画像上の投影像の位置と対応付けて記憶部3に予め記憶させておく。候補領域設定手段41は、候補領域を設定しようとする位置に応じた矩形枠を候補領域として読み出し、設定する。 The size of the passerby image changes depending on the positional relationship between the passerby and the imaging unit 2 or the like. Therefore, the candidate area setting means 41 sets the size of the passer's image using the position on the image as a variable. Specifically, a camera parameter such as the installation height of the image pickup unit 2 and the angle of view, and a three-dimensional model that approximates a standing human figure with a spheroid is applied to the pinhole camera model for monitoring. An image in which the three-dimensional model virtually arranged at each position in the space is projected on the image is calculated, and a rectangular frame surrounding the projected image is associated with the position of the projected image on the image and stored in the storage unit 3 in advance. Keep it. The candidate area setting means 41 reads out and sets a rectangular frame corresponding to the position where the candidate area is to be set as a candidate area.
ここで、候補領域設定手段41は、画像上の全域に亘って順次候補領域を設定することも可能であるが、通行者が存在する可能性の高い位置に絞り込んで候補領域を設定した方が誤検知の確率が低くなり、加えて処理コストも低くなる。 Here, the candidate area setting means 41 can also set candidate areas sequentially over the entire area of the image, but it is better to set candidate areas by narrowing down to positions where there is a high possibility that a passerby exists. The probability of false detection is reduced, and the processing cost is also reduced.
そのため、候補領域設定手段41は入力画像において背景画像30との差異を有する変化領域を抽出して変化領域を基準とする位置に候補領域を設定し、入力画像において楕円形状の像が撮像されている人体頭部領域を抽出して人体頭部領域を基準とする位置に候補領域を設定する。特に、人体頭部領域の抽出範囲を変化領域内に限定して行うことで絞込みの確度を高くでき、処理コストを低くできる。 Therefore, the candidate area setting unit 41 extracts a change area having a difference from the background image 30 in the input image, sets the candidate area at a position based on the change area, and an elliptical image is captured in the input image. The human head region is extracted and a candidate region is set at a position based on the human head region. In particular, by limiting the extraction range of the human head region to the change region, the accuracy of narrowing down can be increased, and the processing cost can be reduced.
変化領域は、入力画像と背景画像30の差分処理、又は入力画像と背景画像30の相関演算等により抽出できる。頭部領域は、入力画像からエッジ画像を生成し、生成されたエッジ画像にハフ変換を施すこと、又は生成されたエッジ画像と予め設定された楕円パターンとのマッチングを行うこと等により抽出できる。エッジ画像は、入力画像にSobelフィルタ、Cannyフィルタ等のフィルタリングを施すことにより生成できる。 The change area can be extracted by a difference process between the input image and the background image 30 or a correlation calculation between the input image and the background image 30. The head region can be extracted by generating an edge image from the input image and performing a Hough transform on the generated edge image, or by matching the generated edge image with a preset elliptic pattern. The edge image can be generated by applying filtering such as a Sobel filter or a Canny filter to the input image.
輝度分布分析手段42は、画像補正手段43から所定の画像領域が指定されると、当該領域における背景画像30及び入力画像の輝度分布の特徴量を算出して、算出した輝度分布の特徴量を画像補正手段43に出力する。輝度分布の特徴量として、輝度分布分析手段42は、上記各画像の輝度ヒストグラムを算出するとともに、算出された輝度ヒストグラムから山部を検出して山部の輝度範囲を算出する。 When a predetermined image region is designated by the image correction unit 43, the luminance distribution analyzing unit 42 calculates the characteristic amount of the luminance distribution of the background image 30 and the input image in the region, and calculates the calculated luminance distribution feature amount. It outputs to the image correction means 43. As a feature value of the luminance distribution, the luminance distribution analyzing means 42 calculates a luminance histogram of each image, detects a peak from the calculated luminance histogram, and calculates a luminance range of the peak.
輝度ヒストグラムは輝度ごとの画素の頻度である。輝度ヒストグラムは上記各画像を構成する画素を輝度ごとに計数することにより算出できる。本実施形態において各頻度は総画素数で除算されて0〜1の範囲に正規化される。尚、入力画像及び背景画像30はRGBカラー画像であるが、輝度分布分析手段42はこれらを256階調のモノクロ画像に変換してから輝度分布の特徴量を算出する。 The luminance histogram is the frequency of pixels for each luminance. The luminance histogram can be calculated by counting the pixels constituting each image for each luminance. In this embodiment, each frequency is divided by the total number of pixels and normalized to a range of 0-1. Note that the input image and the background image 30 are RGB color images, but the luminance distribution analysis means 42 converts these into 256-tone monochrome images, and then calculates the characteristic amount of the luminance distribution.
山部は高頻度の輝度が密集した部分である。輝度分布分析手段42は、2つの山部検出しきい値Tg1,Tg2(Tg1>Tg2)を輝度ヒストグラムに適用して山部の輝度分布を検出する。すなわち、輝度分布分析手段42は、頻度がTg1を超える輝度を特定し、特定した輝度から低輝度側及び高輝度側に連続して頻度がTg2を超えている輝度範囲を山部の分布範囲として検出する。複数の山部があればその数だけ分布範囲も検出される。Tg1,Tg2のそれぞれは、例えば、指定された画像領域における総画素数の20%程度、5%程度に相当する値に設定するとよい。 The mountain is a part where high-frequency luminance is dense. The luminance distribution analyzing means 42 applies the two peak detection thresholds Tg1, Tg2 (Tg1> Tg2) to the luminance histogram to detect the peak luminance distribution. That is, the luminance distribution analyzing unit 42 specifies the luminance whose frequency exceeds Tg1, and sets the luminance range in which the frequency continuously exceeds Tg2 from the specified luminance to the low luminance side and the high luminance side as the peak distribution range. To detect. If there are a plurality of peaks, the same number of distribution ranges are detected. Each of Tg1 and Tg2 may be set to a value corresponding to about 20% or about 5% of the total number of pixels in the designated image area, for example.
以下、背景画像30について算出される輝度分布の特徴量を背景側輝度分布とも称し、入力画像について算出される輝度分布の特徴量を入力側輝度分布とも称する。 Hereinafter, the feature amount of the luminance distribution calculated for the background image 30 is also referred to as a background side luminance distribution, and the feature amount of the luminance distribution calculated for the input image is also referred to as an input side luminance distribution.
ここで、コントラスト補正処理の効果を十分に得るためには、山部の分布範囲が十分に狭い方がよい。すなわち山部が偏在している方がよい。
そこで輝度分布分析手段42は、山部の偏在を判定して偏在している山部のみを検出する。具体的には輝度分布分析手段42は、山部の分布範囲の広さ(輝度幅)を偏在判定しきい値Twと比較して、分布範囲の広さがTw以下の山部のみを検出して出力する。具体的には、山部が(Hb−Lb)≧Twを満たすなら当該山部を検出し、(Hb−Lb)<Twなら当該山部を検出しない。Twは例えば階調の3分の1程度の値に設定すればよい。本例では256÷3≒85に設定される。
Here, in order to sufficiently obtain the effect of the contrast correction process, it is preferable that the distribution range of the peaks is sufficiently narrow. That is, it is better that the mountain portion is unevenly distributed.
Therefore, the luminance distribution analysis means 42 determines the uneven distribution of the peaks and detects only the uneven peaks. Specifically, the luminance distribution analyzing means 42 compares the width of the peak distribution range (luminance width) with the uneven distribution determination threshold value Tw, and detects only the peak portions whose distribution range is equal to or smaller than Tw. Output. Specifically, if the peak satisfies (Hb−Lb) ≧ Tw, the peak is detected. If (Hb−Lb) <Tw, the peak is not detected. For example, Tw may be set to a value of about one third of the gradation. In this example, 256 ÷ 3≈85 is set.
図2は、輝度分布分析手段42が背景画像100から背景側輝度分布を算出する一例を示したものである。
背景画像100においては、上側に日向部分、下側に日陰部分が撮像されている。輝度分布分析手段42は、背景画像100を分析して輝度ヒストグラム101を算出し、山部検出しきい値Tg1を超える山部を2つ検出する。さらに輝度分布分析手段42は、山部検出しきい値Tg2を超える輝度を検出して低輝度域側の山部の分布範囲をLb1〜Hb1、高輝度域側の山部の分布範囲をLb2〜Hb2と算出する。
FIG. 2 shows an example in which the luminance distribution analyzing means 42 calculates the background side luminance distribution from the background image 100.
In the background image 100, the sunlit portion is imaged on the upper side and the shaded portion is imaged on the lower side. The luminance distribution analyzing means 42 analyzes the background image 100 to calculate the luminance histogram 101, and detects two peaks that exceed the peak detection threshold Tg1. Further, the luminance distribution analyzing means 42 detects the luminance exceeding the peak detection threshold Tg2, and sets the distribution range of the peak portion on the low luminance region side as Lb1 to Hb1, and the distribution range of the peak portion on the high luminance region side as Lb2. Calculate as Hb2.
画像補正手段43は、候補領域における入力画像にコントラスト補正処理を施して処理後の画像を対象物検出手段45に出力する。画像補正手段43における処理は背景側輝度分布が高輝度域と低輝度域に偏在した双峰性分布である場合とそうでない場合で大きく分かれ、画像補正手段43は双峰性分布である場合の処理に特徴を有する。ここでは、双峰性分布である場合の処理を詳説し、双峰性分布でない場合の処理は動作の説明にて概説する。 The image correction unit 43 performs a contrast correction process on the input image in the candidate area, and outputs the processed image to the object detection unit 45. The processing in the image correction unit 43 is largely divided into a case where the background side luminance distribution is a bimodal distribution unevenly distributed in a high luminance region and a low luminance region, and a case where the background correction is not, and the image correction unit 43 is a bimodal distribution. Features in processing. Here, the processing in the case of the bimodal distribution will be described in detail, and the processing in the case of the non-bimodal distribution will be outlined in the description of the operation.
双峰性分布を判定するために画像補正手段43は双峰性判定手段431を備える。双峰性判定手段431は、背景側輝度分布に含まれる山部の情報の数が2つであれば当該背景側輝度分布が双峰性分布であると判定し、2つ以外であれば双峰性分布でないと判定する。
画像補正手段43は、輝度分布分析手段42に候補領域ごとの背景側輝度分布を算出させ、双峰性判定手段431による判定は候補領域ごとに行われる。
In order to determine the bimodal distribution, the image correcting unit 43 includes a bimodal determining unit 431. The bimodal determination means 431 determines that the background side luminance distribution is a bimodal distribution if the number of pieces of peak information included in the background side luminance distribution is two, and if the number is not two, It is determined that the distribution is not peak.
The image correcting unit 43 causes the luminance distribution analyzing unit 42 to calculate the background side luminance distribution for each candidate region, and the determination by the bimodal determination unit 431 is performed for each candidate region.
双峰性分布が判定された場合、画像補正手段43は、背景側輝度分布の高輝度域と低輝度域のそれぞれに分布する画素を検出し、高輝度域にて検出された画素群の輝度分布範囲を拡大する輝度変換を入力画像の各画素に対して行うとともに、低輝度域にて検出された画素群の輝度分布範囲を拡大する輝度変換を入力画像の各画素に対して行い、2種類の輝度変換の結果を平均することでコントラスト補正処理を行う。 When the bimodal distribution is determined, the image correcting unit 43 detects pixels distributed in each of the high luminance region and the low luminance region of the background side luminance distribution, and the luminance of the pixel group detected in the high luminance region. The luminance conversion for expanding the distribution range is performed on each pixel of the input image, and the luminance conversion for expanding the luminance distribution range of the pixel group detected in the low luminance region is performed on each pixel of the input image. Contrast correction processing is performed by averaging the results of the types of luminance conversion.
図3を参照して、画像補正手段43において双峰性分布が判定された場合の処理例を説明する。 With reference to FIG. 3, a processing example when the bimodal distribution is determined in the image correction unit 43 will be described.
図3の背景画像100とその輝度ヒストグラム101は、図2と同じものである。画像補正手段43は、2つの山部のうち高輝度側の山部の最低輝度値Lb2と低輝度側の山部の最高輝度値Hb1の中間輝度を分割しきい値Tdに設定し、背景画像100の画素のうち輝度がTdより高い高輝度域の画素と、輝度がTd以下の低輝度域の画素とを検出する。Tdは{(Lb2−Hb1)÷2}などに設定することができる。検出された高輝度域の画素群がなす画像領域が明領域102であり、検出された低輝度域の画素群がなす画像領域が暗領域103である。それぞれ日向部分、日陰部分に相当している。 The background image 100 and its luminance histogram 101 in FIG. 3 are the same as those in FIG. The image correcting unit 43 sets the intermediate luminance between the lowest luminance value Lb2 of the high luminance side peak and the highest luminance value Hb1 of the low luminance side of the two peak portions to the division threshold Td, and the background image Among the 100 pixels, a pixel in a high luminance region whose luminance is higher than Td and a pixel in a low luminance region whose luminance is Td or less are detected. Td can be set to {(Lb2-Hb1) / 2} or the like. The image area formed by the detected pixel group in the high luminance area is the bright area 102, and the image area formed by the detected pixel group in the low luminance area is the dark area 103. They correspond to the sun and shade respectively.
画像110は背景画像100と対応する入力画像である。画像110には明色の服装をした通行者が撮像されている。画像補正手段43は輝度分布分析手段42に明領域102を指定して入力側輝度分布を算出させる。輝度分布分析手段42は明領域102における入力画像112の輝度ヒストグラム113と山部の分布範囲Li〜Hiを算出する。 An image 110 is an input image corresponding to the background image 100. In the image 110, a passerby in light clothes is captured. The image correcting unit 43 causes the luminance distribution analyzing unit 42 to specify the bright region 102 and calculate the input side luminance distribution. The luminance distribution analyzing means 42 calculates a luminance histogram 113 and peak distribution ranges Li to Hi of the input image 112 in the bright region 102.
画像補正手段43は入力画像110の各画素の輝度Iを{(I−Li)×255÷(Hi−Li)}に輝度変換する。分布範囲Li〜Hiが0〜255に拡大される。このとき入力画像110において輝度がLi未満であった画素の輝度は0、入力画像110において輝度がHiより高かった画素の輝度は255になる。
明領域102の入力画像112の輝度分布に基づいて、入力画像110の全体が輝度変換されていることに注意されたい。
The image correcting unit 43 converts the luminance I of each pixel of the input image 110 into {(I−Li) × 255 ÷ (Hi−Li)}. The distribution range Li to Hi is expanded to 0 to 255. At this time, the luminance of the pixel whose luminance is less than Li in the input image 110 is 0, and the luminance of the pixel whose luminance is higher than Hi in the input image 110 is 255.
Note that the entire input image 110 is subjected to luminance conversion based on the luminance distribution of the input image 112 in the bright region 102.
このように輝度を一定の割合でシフトさせる輝度変換はヒストグラムの拡張(Histogram SpreadingまたはHistogram Stretching)と呼ばれる。ヒストグラムの拡張は狭い輝度範囲に偏った分布を広げることでコントラストを補正するコントラスト補正処理のひとつである。 Luminance conversion that shifts the luminance at a constant rate is called histogram expansion (Histogram Spreading or Histogram Stretching). The expansion of the histogram is one of contrast correction processes for correcting the contrast by expanding the distribution biased to a narrow luminance range.
また、コントラスト補正処理の別のひとつにヒストグラムの平坦化(Histogram Equalization)と呼ばれる処理がある。ヒストグラムの平坦化では入力画像110の各画素の輝度Iは{255÷N×ΣP(I)}に輝度変換される。但し、Nは輝度がLi〜Hiの総画素数、ΣP(I)は輝度Li〜Iまでの頻度の和を表す。 Another contrast correction process is a process called histogram equalization. In the flattening of the histogram, the luminance I of each pixel of the input image 110 is converted into {255 ÷ N × ΣP (I)}. However, N represents the total number of pixels having a luminance of Li to Hi, and ΣP (I) represents the sum of the frequencies from the luminance Li to I.
こうして輝度変換が行われると、高輝度側である明領域102の輝度分布に基づいて補正された高輝度側補正画像114が生成される。因みに入力画像110の輝度ヒストグラム111は輝度ヒストグラム115のようになる。
高輝度域に分布していた入力画像110の画素、すなわち日向部分と明色の服装をした通行者に係る画素は、輝度分布範囲の拡大によりその周辺の画素との輝度差が大きくなる。よって対象物と背景の間のコントラストが強くなり、対象物の輪郭エッジが強調される。
その一方で、低輝度域に分布していた入力画像110の画素、すなわち日陰部分の画素は、輝度分布範囲の拡大により日向部分の画素との輝度差が小さくなる。よって日向と日陰のコントラストが弱くなり、光と影の境界エッジが抑制される。
When the luminance conversion is performed in this way, a high luminance side corrected image 114 corrected based on the luminance distribution of the bright region 102 on the high luminance side is generated. Incidentally, the luminance histogram 111 of the input image 110 becomes like the luminance histogram 115.
The pixels of the input image 110 distributed in the high luminance region, that is, the pixels related to the passersby who are dressed in bright colors with the sunny portion, have a large luminance difference from the surrounding pixels due to the expansion of the luminance distribution range. Therefore, the contrast between the object and the background becomes strong, and the contour edge of the object is emphasized.
On the other hand, the pixels of the input image 110 that have been distributed in the low luminance region, that is, the pixels in the shaded portion, have a smaller luminance difference from the pixels in the sunny portion due to the expansion of the luminance distribution range. Therefore, the contrast between the sun and the shade is weakened, and the boundary edge between light and shadow is suppressed.
さらに画像補正手段43は、輝度分布分析手段42に暗領域103を指定して入力側輝度分布を算出させ、暗領域103における入力画像122の輝度ヒストグラム123と山部の分布範囲Li〜Hiを得る。山部が2つ存在する本例では、低輝度側の山部の最小輝度値がLi、高輝度側の山部の最大輝度値がHiとなる。そして画像補正手段43は入力画像110に輝度変換を施し、低輝度側である暗領域103の輝度分布に基づいて補正された低輝度側補正画像124が生成される。 Further, the image correction unit 43 causes the luminance distribution analysis unit 42 to specify the dark region 103 and calculate the input side luminance distribution, and obtains the luminance histogram 123 of the input image 122 and the peak distribution ranges Li to Hi in the dark region 103. . In this example in which there are two peaks, the minimum luminance value of the low luminance side peak is Li, and the maximum luminance value of the high luminance side peak is Hi. Then, the image correction unit 43 performs luminance conversion on the input image 110 to generate a low luminance side corrected image 124 that is corrected based on the luminance distribution of the dark region 103 on the low luminance side.
低輝度側補正画像124が生成されるとき、輝度ヒストグラム123においてはLiは0で、Hiは255に近い値であるため輝度分布範囲は殆ど拡大されない。この結果はエッジ過多を防ぐという観点から最善である。その理由について説明する。
入力画像110の暗領域103において撮像されているのは日陰の背景と明色の服装をした通行者である。このような部分では、既に背景と対象物の間に十分なコントラストが得られており、適量のエッジ情報を得ることができるため、輝度分布範囲の拡大は不要である。
不要にも拘わらず輝度分布範囲を大きく拡大すると、背景領域内や通行者領域内の陰影や模様といった微弱な輝度差が強調され、対象物検知処理にとっての外乱となる余分なエッジ情報が増える。つまり既に十分なコントラストが得られている部分で輝度分布範囲を拡大するとエッジ過多が生じて検知精度を低下させてしまう。
このような理由から既に十分なコントラストが得られている部分については輝度分布範囲の拡大を抑制し、エッジ過多を防止するのがよい。
画像補正手段43は、入力画像110における輝度分布範囲を拡大する輝度変換を行うことで、既に十分なコントラストが得られている部分での拡大を実質的に抑制するので、適応的にエッジ過多を防止できる。
When the low luminance side corrected image 124 is generated, in the luminance histogram 123, Li is 0 and Hi is a value close to 255, so the luminance distribution range is hardly expanded. This result is best from the point of view of preventing excessive edges. The reason will be described.
What is imaged in the dark region 103 of the input image 110 is a passerby who is dressed in a shaded background and light colors. In such a portion, sufficient contrast is already obtained between the background and the object, and an appropriate amount of edge information can be obtained, so that it is not necessary to expand the luminance distribution range.
If the luminance distribution range is greatly enlarged despite being unnecessary, a weak luminance difference such as a shadow or a pattern in the background region or the passer-by region is emphasized, and extra edge information that becomes a disturbance for the object detection processing increases. That is, if the luminance distribution range is expanded in a portion where sufficient contrast has already been obtained, excessive edges occur and the detection accuracy is lowered.
For such a reason, it is preferable to prevent the excessive edge by suppressing the expansion of the luminance distribution range in a portion where sufficient contrast has already been obtained.
The image correction means 43 performs luminance conversion that expands the luminance distribution range in the input image 110, thereby substantially suppressing enlargement in a portion where sufficient contrast has already been obtained. Can be prevented.
以上のようにして高輝度側補正画像114と低輝度側補正画像124が生成されると、画像補正手段43は、高輝度側補正画像114と低輝度側補正画像124の対応する各画素同士を平均して平均画像130を生成する。この平均化によって高輝度側補正画像114と低輝度側補正画像124は滑らかに合成される。そのため、日向と日陰の輝度差を余分に強調してしまうことを防げる。
平均画像130は高輝度側補正画像114と低輝度側補正画像124の両方の性質を有しており、明領域102と暗領域103のうち背景と対象物のコントラストが不足していた方では当該コントラストが強調され、さらに日陰と日向の境界のコントラストは抑制され、対象物の輪郭エッジが適確に抽出されやすい画像となっている。
When the high-luminance correction image 114 and the low-luminance correction image 124 are generated as described above, the image correction unit 43 replaces the corresponding pixels of the high-luminance correction image 114 and the low-luminance correction image 124 with each other. An average image 130 is generated on average. By this averaging, the high luminance side corrected image 114 and the low luminance side corrected image 124 are smoothly synthesized. For this reason, it is possible to prevent the brightness difference between the sun and the shade from being excessively emphasized.
The average image 130 has the properties of both the high-luminance correction image 114 and the low-luminance correction image 124. In the bright region 102 and the dark region 103, the contrast between the background and the object is insufficient. The contrast is enhanced, the contrast between the shade and the sun is suppressed, and the contour edge of the object is easily extracted accurately.
図4を参照して、画像補正手段43において双峰性分布が判定された場合の別の処理例を説明する。 With reference to FIG. 4, another processing example when the bimodal distribution is determined in the image correction unit 43 will be described.
図4の例では候補領域が図3の例と共通し、背景画像100、輝度ヒストグラム101、Hb1、Lb2、明領域102、暗領域103は図3の例と同じである。入力画像110は図4の例と異なり、暗色の服装をした通行者が撮像されている。 In the example of FIG. 4, the candidate areas are the same as in the example of FIG. 3, and the background image 100, the luminance histogram 101, Hb1, Lb2, the bright area 102, and the dark area 103 are the same as in the example of FIG. Unlike the example of FIG. 4, the input image 110 captures a passerby in dark clothes.
画像補正手段43は、明領域102の入力画像212から輝度ヒストグラム213、Li、Hiを得て、入力画像210に輝度変換を施して高輝度側補正画像214を生成する。図3の例では実質的に輝度分布範囲は拡大されていない低輝度側補正画像124が生成されたが、図4の例では実質的に輝度分布範囲は拡大されていない高輝度側補正画像214が生成される。既に十分なコントラストが得られている明領域102において輝度分布範囲の拡大が抑制され、エッジ過多が防止される。 The image correcting unit 43 obtains luminance histograms 213, Li, and Hi from the input image 212 in the bright area 102, and performs luminance conversion on the input image 210 to generate a high luminance side corrected image 214. In the example of FIG. 3, the low luminance side corrected image 124 in which the luminance distribution range is not substantially enlarged is generated, but in the example of FIG. 4, the high luminance side corrected image 214 in which the luminance distribution range is not substantially enlarged. Is generated. In the bright region 102 where sufficient contrast has already been obtained, the expansion of the luminance distribution range is suppressed, and excessive edges are prevented.
画像補正手段43は、暗領域103の入力画像222から輝度ヒストグラム223、Li、Hiを得て、入力画像210に輝度変換を施し、低輝度側補正画像224が生成される。暗領域103の入力画像222においては、日陰に暗色の服装の通行者が撮像されており、輝度分布範囲Li〜Hiは低輝度域に偏在していた。低輝度側補正画像224では偏在していた輝度分布範囲Li〜Hiが0〜255に拡大され、背景と対象物の間のコントラストが強調されるとともに日陰と日向の境界のコントラストが抑制される。 The image correcting unit 43 obtains luminance histograms 223, Li, and Hi from the input image 222 in the dark region 103, performs luminance conversion on the input image 210, and generates a low luminance side corrected image 224. In the input image 222 of the dark region 103, a passerby of dark clothes is imaged in the shade, and the luminance distribution ranges Li to Hi are unevenly distributed in the low luminance region. In the low-luminance correction image 224, the unevenly distributed luminance distribution range Li to Hi is expanded to 0 to 255, the contrast between the background and the object is enhanced, and the contrast between the shade and the sun is suppressed.
画像補正手段43は、高輝度側補正画像214と低輝度側補正画像224を平均し、明領域102で不足していたコントラストが強調され、且つ日陰と日向の境界のコントラストが抑制された平均画像230を生成する。 The image correction means 43 averages the high-luminance correction image 214 and the low-luminance correction image 224, emphasizes the contrast that was lacking in the bright region 102, and suppresses the contrast between the shade and the sunny boundary. 230 is generated.
以上のように、画像補正手段43は、双峰性分布が判定された場合に、背景側輝度分布の高輝度域に分布する画素群(明領域)の輝度分布範囲を拡大する輝度変換を入力画像の各画素に施して高輝度側補正画像を生成するとともに、背景側輝度分布の低輝度域に分布する画素群(暗領域)の輝度分布範囲を拡大する輝度変換を入力画像の各画素に施して低輝度側補正画像を生成し、高輝度側補正画像と低輝度側補正画像の平均画像を生成する。
これにより入力画像において背景と対象物の間のコントラストが不十分な部分の輪郭エッジを強調しつつ、光と影の境界エッジを抑圧することができ、対象物検知精度を向上させることができる。
As described above, when the bimodal distribution is determined, the image correction unit 43 inputs luminance conversion for expanding the luminance distribution range of the pixel group (bright region) distributed in the high luminance region of the background side luminance distribution. Apply to each pixel of the input image to generate a high-luminance correction image for each pixel of the image, and to perform luminance conversion that expands the luminance distribution range of the pixel group (dark region) distributed in the low-luminance region of the background-side luminance distribution To generate a low-luminance correction image, and generate an average image of the high-luminance correction image and the low-luminance correction image.
As a result, the boundary edge between light and shadow can be suppressed while enhancing the contour edge of the input image where the contrast between the background and the object is insufficient, and the object detection accuracy can be improved.
また、画像補正手段43は、拡大する元の輝度分布範囲を明領域及び暗領域における入力画像から算出された入力側輝度分布における輝度分布範囲とする。
これにより、既にコントラストが十分な部分に対する輝度変換において輝度分布範囲の拡大が抑制されて、エッジ過多の発生を防ぐことができ、対象物検知精度を向上させることができる。
The image correcting unit 43 sets the original luminance distribution range to be enlarged as the luminance distribution range in the input-side luminance distribution calculated from the input images in the bright region and the dark region.
Thereby, the expansion of the luminance distribution range is suppressed in the luminance conversion with respect to the portion with sufficient contrast, the occurrence of excessive edges can be prevented, and the object detection accuracy can be improved.
ここで、通行者が存在しない背景のみの領域を処理対象にするとエッジ過多が生じやすくなる。そのため、画像補正手段43は、候補領域設定手段41によって設定された候補領域、すなわち変化領域や頭部領域が抽出されており通行者が存在する確度の高い位置に設定された候補領域を処理対象とすることで、背景のみの領域にコントラスト補正を行うことを避け、エッジ過多の発生を防止している。 Here, if only the background area in which no passerby exists is set as a processing target, an excessive edge tends to occur. Therefore, the image correcting unit 43 processes the candidate region set by the candidate region setting unit 41, that is, the candidate region set in the position where the change area and the head region are extracted and the passerby exists with high probability. By doing so, it is avoided that contrast correction is performed on only the background region, and the occurrence of excessive edges is prevented.
また、余分な背景部分の影響を受けずに適確な輝度分布分析と最大限の輝度変換を行うためには、通行者とその近傍の背景のみからなる領域を処理対象とするのが望ましい。そのため、輝度分布分析手段42及び画像補正手段43は、候補領域設定手段41によって設定された候補領域、すなわち通行者の像のサイズに合わせて設定された候補領域を処理対象とすることで、通行者像とその近傍の背景像のみからなる必要且つ最小限の画像情報に基づく適確な輝度分布分析と最大限の輝度変換を行っている。 Further, in order to perform accurate luminance distribution analysis and maximum luminance conversion without being affected by the extra background portion, it is desirable that the area consisting only of the passerby and the background in the vicinity thereof is a processing target. For this reason, the luminance distribution analyzing unit 42 and the image correcting unit 43 use the candidate area set by the candidate area setting unit 41, that is, the candidate area set in accordance with the size of the passer's image as a processing target. An accurate luminance distribution analysis and maximum luminance conversion based on necessary and minimum image information consisting only of a person's image and a background image in the vicinity thereof are performed.
エッジ抽出手段44は、画像補正手段43により平均画像が生成された場合は当該平均画像からエッジ情報を抽出し、平均画像が生成されなかった場合は入力画像、又は必要に応じてコントラスト補正処理が施された入力画像からエッジ情報を抽出し、抽出されたエッジ情報を対象物検出手段45に出力する。
対象物検出手段45が抽出するエッジ情報は対象物識別情報31と同種のエッジ情報であり、前述したHOG特徴量又はエッジパターンを採用することができる。
The edge extraction unit 44 extracts edge information from the average image when the average image is generated by the image correction unit 43. If the average image is not generated, the edge extraction unit 44 performs an input image or a contrast correction process if necessary. Edge information is extracted from the applied input image, and the extracted edge information is output to the object detection means 45.
The edge information extracted by the object detection means 45 is the same type of edge information as the object identification information 31, and the above-described HOG feature value or edge pattern can be adopted.
図8は、図3の平均画像130又は図4の平均画像230から抽出されたエッジ情報(エッジ強度)を例示したものである。日向部分の輪郭エッジ301も日陰部分の輪郭エッジ302も適度な強さで抽出され、日向と日陰の境界エッジ303,304は輪郭エッジに比して弱く抽出されている。 FIG. 8 illustrates edge information (edge strength) extracted from the average image 130 of FIG. 3 or the average image 230 of FIG. Both the contour edge 301 of the sunlit portion and the contour edge 302 of the shaded portion are extracted with moderate strength, and the boundary edges 303 and 304 of the sun and shade are extracted weaker than the contour edges.
対象物検出手段45は、エッジ抽出手段44から入力されたエッジ情報を対象物識別情報31と比較することにより対象物を検出し、対象物が検知された候補領域における入力画像の情報、すなわち通行人像の情報を異常検知手段46に出力する。 The object detection unit 45 detects the object by comparing the edge information input from the edge extraction unit 44 with the object identification information 31, and information on the input image in the candidate area where the object is detected, that is, the traffic Information about the human image is output to the abnormality detection means 46.
対象物識別情報31としてHOG特徴空間における識別面のパラメータが学習されている場合、対象物検出手段45は、当該パラメータを読み出して予め設定された識別器にセットし、抽出されたHOG特徴量を識別器に入力することで上記比較を行う。識別器は、特徴空間において、入力されたHOG特徴量が識別面境界の対象物側の空間にあるか否かを識別し、識別結果を出力する。
対象物識別情報31としてエッジパターンが作成されている場合、対象物検出手段45は、当該エッジパターンを読み出して抽出されたエッジ情報とのパターンマッチングを行うことで上記比較を行う。
When the parameter of the identification plane in the HOG feature space is learned as the object identification information 31, the object detection unit 45 reads the parameter, sets it in a preset classifier, and uses the extracted HOG feature value. The comparison is performed by inputting to the discriminator. The discriminator discriminates whether or not the input HOG feature amount is in the space on the object side of the discrimination plane boundary in the feature space, and outputs the discrimination result.
When an edge pattern is created as the object identification information 31, the object detection means 45 performs the above comparison by reading the edge pattern and performing pattern matching with the extracted edge information.
異常検知手段46は、対象物検出手段45から通行人像の情報が入力されると、当該通行人像から色ヒストグラム、位置、形状等の特徴量を抽出して記憶部3に記憶させるとともに、前後する時刻に抽出された特徴量を同定することにより通行人を追跡して不正通行を検知する。すなわち、記憶部3に建物入口の位置と認証装置の位置を予め設定しておき、追跡の結果として得られる移動軌跡をこれらの位置と比較し、建物入口の位置に達した移動軌跡が認証装置の位置を経由していなければ不正通行と判定する。不正通行が検知された場合、異常検知手段46は出力部5に異常信号を出力する。 When the information on the passerby image is input from the object detection unit 45, the abnormality detection unit 46 extracts a feature amount such as a color histogram, a position, and a shape from the passerby image and stores it in the storage unit 3 and moves back and forth. By identifying the feature value extracted at the time, the passerby is tracked to detect unauthorized traffic. That is, the location of the building entrance and the location of the authentication device are set in the storage unit 3 in advance, the movement trajectory obtained as a result of tracking is compared with these positions, and the movement trajectory reaching the location of the building entrance is identified by the authentication device. If it does not go through the position of, it is determined that the traffic is illegal. When unauthorized traffic is detected, the abnormality detection means 46 outputs an abnormality signal to the output unit 5.
出力部5は、信号処理部4の異常検知手段46から異常信号が入力されると、不正通行を警告するための音響出力を行うブザー又はスピーカー等の音響装置、及び通信回線を介して警備会社の監視センタ又は建物内の保安室に設置されたホスト・コンピュータに異常信号を送信する通信装置などを含んでなり、不正通行が発生した旨を外部へ出力する。 When an abnormality signal is input from the abnormality detection means 46 of the signal processing unit 4, the output unit 5 is a security company through a sound device such as a buzzer or a speaker that performs sound output for warning of unauthorized traffic, and a communication line. Including a communication device that transmits an abnormal signal to a host computer installed in a security center in the building or a security room in the building, and outputs to the outside that unauthorized traffic has occurred.
[画像監視装置1の動作]
以下、図5を参照して、画像監視装置1の動作を説明する。
[Operation of the image monitoring apparatus 1]
Hereinafter, the operation of the image monitoring apparatus 1 will be described with reference to FIG.
監視空間が無人であることを確認した管理者が装置に電源を投入すると、各部、各手段は初期化されて動作を始める(S1)。背景画像生成手段40は、初期化中の入力画像を背景画像30として記憶部3に記憶させる。
初期化の後は、撮像部2から信号処理部4へ新たな画像が入力されるたびにS2〜S8の処理が繰り返される。
When an administrator who confirms that the monitoring space is unmanned turns on the apparatus, each unit and each means are initialized and start operating (S1). The background image generation means 40 stores the input image being initialized in the storage unit 3 as the background image 30.
After initialization, every time a new image is input from the imaging unit 2 to the signal processing unit 4, the processing of S2 to S8 is repeated.
新たな画像が入力されると(S2)、当該入力画像から通行者を検出する処理が行われる(S3)。以下、図6のフローチャートを参照して通行者検出処理の詳細を説明する。 When a new image is input (S2), processing for detecting passers-by from the input image is performed (S3). Details of the passer-by detection process will be described below with reference to the flowchart of FIG.
ステップS30〜S32では、信号処理部4の候補領域設定手段41により候補領域の設定が行われる。 In steps S30 to S32, candidate areas are set by the candidate area setting means 41 of the signal processing unit 4.
まず、候補領域設定手段41は、背景画像30と入力画像との間で差分処理を行って予め設定された差分しきい値以上の差がある画素のまとまりを変化領域として抽出する(S30)。抽出結果として、変化領域内の画素値を1、変化領域外の画素値を0に設定したマスク画像が生成される。 First, the candidate area setting means 41 performs a difference process between the background image 30 and the input image, and extracts a group of pixels having a difference equal to or greater than a preset difference threshold value as a change area (S30). As an extraction result, a mask image in which the pixel value in the change area is set to 1 and the pixel value outside the change area is set to 0 is generated.
次に、候補領域設定手段41は、入力画像からエッジ画像を生成し、入力されたマスク画像によりエッジ画像にマスクをかけて変化領域外のエッジを除去し、マスクされたエッジ画像にハフ変換を施して楕円を検出し、楕円が検出された領域を頭部領域として抽出する(S31)。この結果、変化領域内且つ楕円形状の像が存在する領域が抽出される。候補領域設定手段41は、頭部領域の重心位置を演算し、当該位置と対応づけて記憶されている矩形枠を候補領域として記憶部3から読み出す(S32)。 Next, the candidate area setting unit 41 generates an edge image from the input image, masks the edge image with the input mask image, removes the edge outside the change area, and performs the Hough transform on the masked edge image. Then, an ellipse is detected, and an area where the ellipse is detected is extracted as a head area (S31). As a result, a region where an elliptical image exists within the change region is extracted. The candidate area setting means 41 calculates the barycentric position of the head area, and reads out from the storage unit 3 a rectangular frame stored in association with the position as a candidate area (S32).
尚、変化領域が抽出されなかった場合、或いは頭部領域が抽出されなかった場合、候補領域は設定されない。候補領域が設定されなかった場合、信号処理部4は通行者を検出しなかったとして通行者検出処理を終了する(S33にてNO→S4へ)。 If no change area is extracted or if a head area is not extracted, no candidate area is set. If the candidate area is not set, the signal processing unit 4 ends the passer detection process on the assumption that no passer is detected (NO in S33 to S4).
一方、1以上の候補領域が設定された場合(S33にてYES)、信号処理部4は、個々の候補領域を順次処理対象に設定してステップS34〜S51のループ処理を実行する。 On the other hand, when one or more candidate areas are set (YES in S33), signal processing unit 4 sequentially sets the individual candidate areas as processing targets and executes the loop process of steps S34 to S51.
ループ処理において、まず、信号処理部4の画像補正手段43は、処理対象の候補領域を指定して信号処理部4の輝度分布分析手段42に背景側輝度分布を算出させる(S35)。輝度分布分析手段42は、背景側輝度分布として処理対象の候補領域における背景画像30の輝度ヒストグラムと偏在を判定した山部の情報を出力する。 In the loop processing, first, the image correction unit 43 of the signal processing unit 4 designates a candidate region to be processed and causes the luminance distribution analysis unit 42 of the signal processing unit 4 to calculate the background side luminance distribution (S35). The luminance distribution analyzing means 42 outputs the luminance histogram of the background image 30 in the candidate region to be processed and the information on the peak portion determined to be unevenly distributed as the background side luminance distribution.
ステップS35にて検出された山部の情報が2つでない場合、画像補正手段43の双峰性判定手段431により背景側輝度分布は双峰性分布でないと判定され(S36にてNO)、処理は図7のステップS44〜S49へ進められる。この処理は後述する。 If the information on the peaks detected in step S35 is not two, the bimodal determination unit 431 of the image correction unit 43 determines that the background-side luminance distribution is not a bimodal distribution (NO in S36), and processing Advances to steps S44 to S49 in FIG. This process will be described later.
一方、ステップS35にて検出された山部の情報が2つの場合、双峰性判定手段431により背景側輝度分布は双峰性分布であると判定され(S36にてYES)、ステップS37〜S43の処理が行われる。 On the other hand, if there are two pieces of peak information detected in step S35, the bimodal determination means 431 determines that the background side luminance distribution is a bimodal distribution (YES in S36), and steps S37 to S43. Is performed.
画像補正手段43は、2つの山部の中間輝度を分割しきい値Tdに設定し、候補領域の背景画像30においてTdより高輝度な画素からなる明領域とTd以下の低輝度な画素からなる暗領域を検出する(S37)。 The image correcting means 43 sets the intermediate luminance between the two peaks to the division threshold Td, and consists of a bright region composed of pixels with a luminance higher than Td and a pixel with a lower luminance than Td in the background image 30 of the candidate region. A dark region is detected (S37).
明・暗領域が検出されると、画像補正手段43は、明領域を指定して輝度分布分析手段42に入力側輝度分布を算出させて、明領域の入力画像における輝度分布の山部の幅を高輝度側分布範囲として取得し(S38)、高輝度側分布範囲を全階調に拡大する輝度変換を候補領域の入力画像を構成する全画素に施して高輝度側補正画像を生成する(S39)。 When a bright / dark region is detected, the image correcting unit 43 designates the bright region and causes the luminance distribution analyzing unit 42 to calculate the input-side luminance distribution, and the width of the peak portion of the luminance distribution in the input image of the bright region. Is acquired as a high luminance side distribution range (S38), and luminance conversion for expanding the high luminance side distribution range to all gradations is performed on all pixels constituting the input image of the candidate region to generate a high luminance side corrected image ( S39).
さらに画像補正手段43は、暗領域を指定して輝度分布分析手段42に入力側輝度分布を算出させて、暗領域の入力画像における輝度分布の山部の幅を低輝度側分布範囲として取得し(S40)、低輝度側分布範囲を全階調に拡大する輝度変換を候補領域の入力画像を構成する全画素に施して低輝度側補正画像を生成する(S41)。 Further, the image correction unit 43 designates a dark region and causes the luminance distribution analysis unit 42 to calculate the input side luminance distribution, and acquires the width of the peak portion of the luminance distribution in the input image of the dark region as the low luminance side distribution range. (S40) A luminance conversion that expands the low luminance side distribution range to all gradations is performed on all the pixels constituting the input image of the candidate area to generate a low luminance side corrected image (S41).
高輝度側補正画像と低輝度側補正画像が生成されると、画像補正手段43はこれらの対応する画素同士を平均化した平均画像を生成し(S42)、信号処理部4のエッジ抽出手段44は生成された平均画像からHOG特徴量を抽出する(S43)。 When the high luminance side corrected image and the low luminance side corrected image are generated, the image correcting unit 43 generates an average image obtained by averaging these corresponding pixels (S42), and the edge extracting unit 44 of the signal processing unit 4 is used. Extracts HOG feature values from the generated average image (S43).
図7を参照して、背景側輝度分布が双峰性分布でなかった場合に行われるステップS44〜S49の処理を説明する。 With reference to FIG. 7, the process of step S44-S49 performed when background side luminance distribution is not bimodal distribution is demonstrated.
画像補正手段43は、背景側輝度分布に含まれる山部の情報が1つであれば背景側輝度分布は1箇所に偏在した単峰性分布であるとして(S44にてYES)、候補領域を指定して輝度分布分析手段42に入力側輝度分布を算出させ(S45)、算出された入力側輝度分布が背景側輝度分布と類似していれば候補領域の入力画像にコントラスト補正を行う(S46にてYES→S47)。エッジ抽出手段44はコントラスト補正の結果として生成された補正画像からHOG特徴量を抽出する(S48)。例えば日陰に暗色の服装の通行者が存在している場合、日向に明色の服装の通行者が存在している場合等、コントラストが不十分な場合に単峰性分布と類似が判定され、コントラスト補正によって強調されたエッジ情報が抽出される。 If there is only one peak information included in the background-side luminance distribution, the image correcting unit 43 assumes that the background-side luminance distribution is a unimodal distribution unevenly distributed in one place (YES in S44), and selects candidate areas. The luminance distribution analyzing means 42 is designated to calculate the input-side luminance distribution (S45), and if the calculated input-side luminance distribution is similar to the background-side luminance distribution, contrast correction is performed on the input image in the candidate area (S46). YES → S47). The edge extraction unit 44 extracts the HOG feature amount from the corrected image generated as a result of the contrast correction (S48). For example, if there are passers in dark clothes in the shade, passers in light clothes in the sun, etc., if the contrast is insufficient, similarity with the unimodal distribution is determined, Edge information emphasized by contrast correction is extracted.
一方、背景側輝度分布が単峰性分布と判定されなかった場合(S44にてNO)、及び単峰性分布であっても類似が判定されなかった場合(S46にてNO)は、エッジ抽出手段44は候補領域の入力画像からHOG特徴量を抽出する(S49)。背景と通行者の間に既に十分なコントラストがあれば単峰性分布や相違が判定され、コントラスト補正を施さないことによってエッジ過多の発生が防止される。 On the other hand, when the background-side luminance distribution is not determined to be a unimodal distribution (NO in S44) and when similarity is not determined even for a unimodal distribution (NO in S46), edge extraction is performed. The means 44 extracts the HOG feature value from the input image of the candidate area (S49). If there is already sufficient contrast between the background and the passerby, a unimodal distribution or a difference is determined, and the occurrence of excessive edges is prevented by not performing contrast correction.
以上のようにしてHOG特徴量が抽出されると、対象物検出手段45は抽出されたHOG特徴量と記憶部3の対象物識別情報31との比較を行って候補領域に通行者が存在するか否かを判定し、判定結果を候補領域の情報に対応付けて記憶部3に一時記憶させる(S50)。 When the HOG feature value is extracted as described above, the object detection unit 45 compares the extracted HOG feature value with the object identification information 31 in the storage unit 3 and a passerby exists in the candidate area. And the determination result is temporarily stored in the storage unit 3 in association with the candidate area information (S50).
そして、全ての候補領域に対して処理が終了すると(S51にてYES)、対象物検出手段45は、通行者が検出された候補領域の位置と大きさ、及び候補領域における入力画像を通行者情報として出力する。 When the processing is completed for all candidate areas (YES in S51), the object detection unit 45 passes the input image in the candidate area and the position and size of the candidate area where the passer-by is detected. Output as information.
再び図6に戻り、画像監視処理の続きを説明する。 Returning to FIG. 6 again, the continuation of the image monitoring process will be described.
通行者が検出されると(S4にてYES)、信号処理部4の異常検知手段46は、検出された通行者の通行者情報と現時刻より前に検出された通行者情報との対応付けにより各通行者の移動軌跡を検出し、移動軌跡を基に認証装置に立ち寄っていない異常な通行者の存在を判定する(S5)。 When a passer-by is detected (YES in S4), the abnormality detection means 46 of the signal processing unit 4 associates the detected passer-by information with the passer-by information detected before the current time. By detecting the movement trajectory of each passerby, the presence of an abnormal passerby who has not stopped at the authentication device is determined based on the movement trajectory (S5).
異常が判定された場合(S5にてYES)、異常検知手段46は出力部5に異常信号を出力し(S7)、異常信号が入力された出力部5は警報や通報等の出力動作を行う。尚、通行者が検出されなかった場合(S4にてNO)、ステップS5〜S7はスキップされ、異常が判定されなかった場合(S6にてNO)、ステップS7はスキップされる。 When an abnormality is determined (YES in S5), the abnormality detection means 46 outputs an abnormality signal to the output unit 5 (S7), and the output unit 5 to which the abnormality signal is input performs an output operation such as an alarm or a report. . If no passerby is detected (NO in S4), steps S5 to S7 are skipped, and if no abnormality is determined (NO in S6), step S7 is skipped.
ステップS7までの処理が終わると、信号処理部4の背景画像生成手段40は、入力画像において通行者が検出されなかった領域の画像を背景画像30に合成することで背景画像30を更新する(S8)。 When the processing up to step S7 is completed, the background image generation means 40 of the signal processing unit 4 updates the background image 30 by synthesizing the background image 30 with an image of an area in which no passerby is detected in the input image ( S8).
[変形例]
上記実施形態において、輝度分布分析手段42は輝度ヒストグラムを算出し、画像補正手段43は輝度ヒストグラムを基に双峰性の判定、明領域(高輝度域)・暗領域(低輝度域)の検出、拡大すべき輝度分布範囲の特定を行った。
別の実施形態において、輝度分布分析手段42は上限輝度しきい値TH1以上の輝度を有する画素数N1と下限輝度しきい値TH2以下の輝度値を有する画素数N2を計数する。画像補正手段43は、背景側輝度分布のN1≧TN且つN2≧TNの場合は双峰性を判定し、分割しきい値Td=(TH2−TH1)÷2により明・暗領域を検出し、0〜TH1又はTH2〜255を拡大すべき輝度分布範囲として特定する。
尚、TH1は85程度、TH2は170程度、TNは総画素数の30%以上に相当する値に設定することができる。
[Modification]
In the above embodiment, the luminance distribution analyzing unit 42 calculates a luminance histogram, and the image correcting unit 43 determines bimodality based on the luminance histogram and detects a bright region (high luminance region) / dark region (low luminance region). The brightness distribution range to be expanded was specified.
In another embodiment, the luminance distribution analyzing means 42 counts the number N1 of pixels having a luminance equal to or higher than the upper limit luminance threshold TH1 and the number N2 of pixels having a luminance value equal to or lower than the lower limit luminance threshold TH2. The image correction means 43 determines bimodality when N1 ≧ TN and N2 ≧ TN of the background side luminance distribution, detects a light / dark region by the division threshold Td = (TH2−TH1) / 2, 0 to TH1 or TH2 to 255 is specified as the luminance distribution range to be enlarged.
TH1 can be set to about 85, TH2 can be set to about 170, and TN can be set to a value corresponding to 30% or more of the total number of pixels.
さらに別の実施形態において、輝度分布分析手段42は輝度の平均Aと分散σを算出する。画像補正手段43は、背景側輝度分布TH1<A<TH2且つσ≧Tσ2の場合は双峰性を判定し、分割しきい値Td=Aにより明・暗領域を検出し、A±α×σを拡大すべき輝度分布範囲として特定する。 In yet another embodiment, the luminance distribution analyzing means 42 calculates the average A of luminance and the variance σ. The image correcting unit 43 determines bimodality when the background side luminance distribution TH1 <A <TH2 and σ ≧ Tσ2, and detects a bright / dark region by the division threshold Td = A, and A ± α × σ Is specified as the luminance distribution range to be enlarged.
また、上記実施形態においては画像補正手段43が双峰性判定手段431を備えた。別の実施形態においては輝度分布分析手段42が双峰性判定手段431を備える。この場合、輝度分布分析手段42が輝度分布の特徴量とともに双峰性の判定結果を出力し、画像補正手段43は入力された判定結果を参照して処理を切り換える。
In the above embodiment, the image correction unit 43 includes the bimodal determination unit 431. In another embodiment, the luminance distribution analysis unit 42 includes a bimodal determination unit 431. In this case, the luminance distribution analyzing unit 42 outputs the determination result of the bimodality together with the feature amount of the luminance distribution, and the image correcting unit 43 switches the processing with reference to the input determination result.
1・・・画像監視装置
2・・・撮像部
3・・・記憶部
4・・・信号処理部
5・・・出力部
30・・・背景画像
31・・・対象物識別情報
40・・・背景画像生成手段
41・・・候補領域設定手段
42・・・輝度分布分析手段
43・・・画像補正手段
44・・・エッジ抽出手段
45・・・対象物検出手段
46・・・異常検知手段
431・・・双峰性判定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image monitoring apparatus 2 ... Imaging part 3 ... Memory | storage part 4 ... Signal processing part 5 ... Output part 30 ... Background image 31 ... Object identification information 40 ... Background image generation means 41 ... Candidate area setting means 42 ... Luminance distribution analysis means 43 ... Image correction means 44 ... Edge extraction means 45 ... Object detection means 46 ... Anomaly detection means 431 ... Measuring means for bimodality
Claims (5)
前記監視空間を撮像する撮像部と、
予め前記対象物が存在しないときに撮像された背景画像を記憶している記憶部と、
前記背景画像を分析して背景側輝度分布を算出する輝度分布分析手段と、
前記背景側輝度分布が高輝度域と低輝度域に偏在した双峰性分布であるか否かを判定する双峰性判定手段と、
前記双峰性分布が判定された場合に、前記高輝度域の画素が分布する高輝度側分布範囲を拡大する輝度変換を前記撮像部から入力された入力画像の各画素に施して高輝度側補正画像を生成するとともに前記低輝度域の画素が分布する低輝度側分布範囲を拡大する輝度変換を前記入力画像の各画素に施して低輝度側補正画像を生成し、前記高輝度側補正画像と前記低輝度側補正画像の平均画像を生成する画像補正手段と、
前記入力画像からエッジ情報を抽出するエッジ抽出手段と、
前記エッジ情報に基づいて対象物を検知する対象物検出手段と、
を備え、
前記対象物検出手段は前記平均画像が生成された場合は当該平均画像から前記エッジ情報を抽出することを特徴とする対象物検知装置。 An object detection device that detects an object from an image obtained by imaging a monitoring space,
An imaging unit for imaging the monitoring space;
A storage unit that stores a background image captured when the object does not exist in advance;
A luminance distribution analysis means for analyzing the background image and calculating a background side luminance distribution;
Bimodal determination means for determining whether the background side luminance distribution is a bimodal distribution unevenly distributed in a high luminance region and a low luminance region;
When the bimodal distribution is determined, each pixel of the input image input from the imaging unit is subjected to luminance conversion that expands the high luminance side distribution range in which the pixels in the high luminance region are distributed. A correction image is generated and a luminance conversion that expands a low luminance side distribution range in which pixels in the low luminance region are distributed is applied to each pixel of the input image to generate a low luminance side correction image, and the high luminance side correction image And an image correction means for generating an average image of the low luminance side corrected image,
Edge extraction means for extracting edge information from the input image;
Object detection means for detecting an object based on the edge information;
With
The object detection unit is characterized in that the edge information is extracted from the average image when the average image is generated.
前記輝度分布分析手段は、前記候補領域内の画素について前記分析を行う請求項1又は2に記載の対象物検知装置。 Candidate area setting means for setting a candidate area of a size set in advance according to the object at a predetermined position in the input image;
The object detection apparatus according to claim 1, wherein the luminance distribution analysis unit performs the analysis on pixels in the candidate area.
5. The object according to claim 3, wherein the candidate area setting unit detects a human head area having an elliptical shape from the input image, and sets the candidate area at a position where the human head area is detected. Detection device.
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