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JP2007036782A - Moving object detection device - Google Patents

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JP2007036782A
JP2007036782A JP2005218432A JP2005218432A JP2007036782A JP 2007036782 A JP2007036782 A JP 2007036782A JP 2005218432 A JP2005218432 A JP 2005218432A JP 2005218432 A JP2005218432 A JP 2005218432A JP 2007036782 A JP2007036782 A JP 2007036782A
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JP
Japan
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moving object
stationary
point
image
detection
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Pending
Application number
JP2005218432A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryosuke Iida
亮介 飯田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】 カメラのパン・チルト・ズーム制御パラメータ値を用いなくても、検出領域内の移動物体を検出できる移動物体検出装置を提供する。
【解決手段】 本発明の移動物体検出装置は、撮像装置により撮像された画像空間において静止している複数の静止点の情報を記憶する静止点情報記憶部102bと、複数の静止点の相互の位置関係に基づいて画像空間を座標変換し、撮像装置が移動することによって画像上で移動する所定の検出領域の位置を追跡する検出領域追跡部104と、検出領域の輝度変化に基づいて、検出領域に撮像される物体が移動物体であるか否か判断する移動物体判定部105とを備え、静止点を追跡して座標変換パラメータを算出することにより、カメラのパン・チルト・ズーム制御パラメータ値を用いなくても、検出領域内の移動物体を検出することが可能であり、カメラが移動しているシーンの移動物体検出を実現できる。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a moving object detection device capable of detecting a moving object in a detection region without using camera pan / tilt / zoom control parameter values.
A moving object detection device according to the present invention includes a stationary point information storage unit 102b that stores information on a plurality of stationary points that are stationary in an image space captured by an imaging device, and a mutual relationship between a plurality of stationary points. A detection region tracking unit 104 that performs coordinate transformation of the image space based on the positional relationship and tracks the position of a predetermined detection region that moves on the image as the imaging device moves, and detection based on the luminance change of the detection region A moving object determination unit 105 that determines whether or not an object to be imaged in the region is a moving object, and calculates a coordinate conversion parameter by tracking a stationary point, whereby a camera pan / tilt / zoom control parameter value Even without using, it is possible to detect a moving object in the detection area, and to detect a moving object in a scene where the camera is moving.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は移動物体検出装置に関し、特に、所定の検出領域を追跡する移動物体検出装置に関する。   The present invention relates to a moving object detection device, and more particularly to a moving object detection device that tracks a predetermined detection area.

画像処理技術の発展及びプロセッサの著しい性能改善により、近年は安価なレコーダーや監視カメラであっても、移動物体検出をはじめとする画像認識機能を具備するようになり、動きがある画像のみの取得や、既に取得した動画像の中から動きのある画像を検索等の実現に応用されている。   Due to the development of image processing technology and significant performance improvement of processors, in recent years, even inexpensive recorders and surveillance cameras are equipped with image recognition functions such as moving object detection, and only moving images are acquired. In addition, it has been applied to the realization of searching for a moving image from the already acquired moving images.

画像処理による移動物体の検出には主に、画像の背景差分やフレーム間差分を利用する方法と、動きベクトルを利用する方法がある。   Detection of a moving object by image processing mainly includes a method using an image background difference and an inter-frame difference and a method using a motion vector.

背景差分による一般的な移動物体検出方法を説明する。背景差分による移動物体検出方法では、移動物体が存在しない状態での画像を取得して、それを背景画像とし、検出対象の画像と背景画像の輝度値の差分の算出を、移動物体の検出を行う領域(以下、「検出領域」という)の各画素に対して行う。算出された各画素の差分の合計がある閾値以上になった場合、移動物体が存在すると判定される。   A general moving object detection method based on background difference will be described. In the moving object detection method based on background difference, an image in a state where no moving object exists is acquired and used as a background image. The difference between the detection target image and the luminance value of the background image is calculated, and the moving object is detected. This is performed for each pixel in a region to be performed (hereinafter referred to as “detection region”). When the sum of the differences of the calculated pixels is greater than or equal to a certain threshold value, it is determined that there is a moving object.

次に、フレーム間差分による一般的な移動物体の検出方法を説明する。フレーム間差分による移動物体の検出方法では、あるフレームの画像と、その前のフレームの画像との差分の算出を検出領域内の各画素に対して行い、その差分の合計がある閾値以上になった場合、移動物体が存在すると判定される。   Next, a general moving object detection method based on the interframe difference will be described. In the moving object detection method based on the inter-frame difference, the difference between the image of a certain frame and the image of the previous frame is calculated for each pixel in the detection region, and the sum of the differences exceeds a certain threshold. If it is determined that there is a moving object.

上記の背景差分による移動物体の検出方法によれば、常に同じ背景が保証されている場合は非常に安定した検出結果を得ることが出来るが、実際は、照明の変化や、背景として新たな物体が加わるなどで背景が常に一定である環境は少ない。これに対し、上記のフレーム間差分による移動物体の検出方法は、短い時間内に撮像された2枚の画像の差分を用いて移動物体の検出を判定するため、環境の変化等の影響は比較的少なくなり、また背景として新たな物体が加わった場合でも、加わった直後でなければ背景の一部として扱われ、検出され続けることはなく、環境変化の大きい場合は背景差分による検出方法より優れている。   According to the detection method of the moving object based on the background difference described above, a very stable detection result can be obtained when the same background is always guaranteed. There are few environments where the background is always constant due to the addition. On the other hand, the detection method of the moving object based on the difference between the frames described above determines the detection of the moving object using the difference between the two images captured in a short time, so the effects of environmental changes and the like are compared. Even if a new object is added as a background, it will be treated as part of the background and will not continue to be detected unless it has just been added. ing.

しかし、上記の両手法とも、カメラがパン・チルト・ズーム動作をした場合等は、画像が大きく変わるため移動物体として検出されてしまう。また、カメラが移動することによって、画像上における移動物体を検出する検出領域の座標も変化するが、この座標を求めるためには、カメラの移動情報が必要である。   However, in both of the above methods, when the camera performs pan / tilt / zoom operations, etc., the image changes greatly, so that it is detected as a moving object. In addition, as the camera moves, the coordinates of the detection area for detecting the moving object on the image also change. In order to obtain these coordinates, the movement information of the camera is necessary.

そこで、カメラのパン・チルト・ズーム動作が可能なカメラにおけるプライバシー保護のためのマスクキング方法に関する発明が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に記載された発明は、カメラのパン・チルト・ズーム制御パラメータからマスキング領域の画像上での座標値を計算し、常にマスキングしたい領域を適切にマスクする手法である。
特開2004−15362号公報
Therefore, an invention relating to a masking method for privacy protection in a camera capable of pan / tilt / zoom operations of the camera has been proposed (see Patent Document 1). The invention described in Patent Document 1 is a technique for calculating the coordinate value on the image of the masking area from the pan / tilt / zoom control parameters of the camera and always appropriately masking the area to be masked.
JP 2004-15362 A

しかし、特許文献1に記載の発明では、撮像装置のパン・チルト・ズームを制御するパン・チルト・ズーム制御パラメータが常に必要である。したがって、既に取得された動画像を再生した場合など、制御パラメータを取得できない場合には、特許文献1に記載の発明を適用できない。また、画像処理を用いてカメラの移動中に移動物体を検出するためには、複数のフレームの画像間で検出領域を正確に対応付ける必要があるが、パン・チルト・ズーム制御パラメータから計算した検出領域では精度が低くなる。   However, in the invention described in Patent Document 1, a pan / tilt / zoom control parameter for controlling pan / tilt / zoom of the imaging apparatus is always necessary. Therefore, the invention described in Patent Document 1 cannot be applied when control parameters cannot be acquired, for example, when an already acquired moving image is reproduced. In addition, in order to detect moving objects while moving the camera using image processing, it is necessary to accurately associate detection areas between multiple frames of images, but detection calculated from pan / tilt / zoom control parameters The accuracy is low in the region.

本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、カメラがパン・チルト・ズーム動作をしても、検出領域を一定に保ち、且つ演算量の少ない移動物体検出方法を提案するものである。また、既に取得された動画像でカメラの移動情報がない場合でも、移動物体検出を実現するものである。   The present invention has been made in view of such problems, and proposes a moving object detection method that keeps the detection area constant even when the camera performs pan / tilt / zoom operations and has a small amount of calculation. . Further, even when there is no camera movement information in the already acquired moving image, the moving object detection is realized.

本発明の移動物体検出装置は、撮像装置により撮像される画像空間において静止している複数の静止点の情報を記憶する静止点情報記憶部と、前記複数の静止点の相互の位置関係に基づいて前記画像空間を座標変換し、前記撮像装置が移動することによって画像上で移動する所定の検出領域の位置を追跡する検出領域追跡部と、前記検出領域の輝度変化に基づいて、前記検出領域に撮像される物体が移動物体であるか否か判定する移動物体判定部とを備える。   The moving object detection device of the present invention is based on a stationary point information storage unit that stores information on a plurality of stationary points that are stationary in an image space captured by the imaging device, and a mutual positional relationship between the plurality of stationary points. A detection area tracking unit that performs coordinate conversion of the image space and tracks a position of a predetermined detection area that moves on the image as the imaging device moves, and the detection area based on a luminance change of the detection area A moving object determination unit that determines whether or not the object to be imaged is a moving object.

この構成によれば、静止点の位置関係に基づいて座標変換することにより、カメラのパン・チルト・ズーム制御パラメータ値を用いなくても、検出領域内の移動物体を検出することが可能であり、カメラが移動しているシーンの移動物体検出を実現できる。   According to this configuration, it is possible to detect a moving object in the detection region without using the pan / tilt / zoom control parameter values of the camera by performing coordinate conversion based on the positional relationship between the stationary points. The moving object detection of the scene in which the camera is moving can be realized.

また、本発明の移動物体検出装置は、前記撮像装置により撮像された画像の画素情報に基づいて、他の点と区別できる特徴的な点を前記静止点として設定する静止点設定部を備える。   In addition, the moving object detection device of the present invention includes a stationary point setting unit that sets, as the stationary point, a characteristic point that can be distinguished from other points based on pixel information of an image captured by the imaging device.

この構成によれば、静止点が他の点と区別されるので、容易に静止点を特定することができる。   According to this configuration, since the stationary point is distinguished from other points, the stationary point can be easily identified.

また、本発明の移動物体検出装置では、前記静止点設定部は、前記撮像装置が固定されている状態で、前記画素情報の変化量が所定の閾値を超えるか否か判断する。   In the moving object detection device of the present invention, the stationary point setting unit determines whether or not the amount of change in the pixel information exceeds a predetermined threshold in a state where the imaging device is fixed.

この構成によれば、静止している点を検出することにより、静止点を的確に設定することができる。   According to this configuration, the stationary point can be accurately set by detecting the stationary point.

また、本発明の移動物体検出装置は、前記静止点情報記憶部に記憶された前記複数の静止点の情報に基づいて、前記撮像装置が移動することによって画像上で移動する前記複数の静止点の位置を追跡する静止点追跡部を備える。   Further, the moving object detection device of the present invention includes the plurality of stationary points that move on the image as the imaging device moves based on the information on the plurality of stationary points stored in the stationary point information storage unit. A stationary point tracking unit for tracking the position of

この構成によれば、静止点の位置を追跡することにより、静止点の相互の位置関係を把握し、座標変換することができる。   According to this configuration, by tracking the position of the stationary point, it is possible to grasp the mutual positional relationship between the stationary points and perform coordinate conversion.

また、本発明の移動物体検出装置では、前記移動物体判定部は、前記検出領域の輝度変化を算出し、前記輝度変化が所定の閾値を超える場合、前記検出領域に撮像される物体は移動物体であると判断する。   In the moving object detection device of the present invention, the moving object determination unit calculates a change in luminance of the detection area, and when the luminance change exceeds a predetermined threshold, the object imaged in the detection area is a moving object. It is judged that.

この構成によれば、輝度変化に基づいて移動物体を適切に検出することができる。   According to this configuration, it is possible to appropriately detect the moving object based on the luminance change.

また、本発明の移動物体検出装置は、前記複数の静止点のうち少なくとも1つの静止点が所定の領域から外れた場合に、警告信号を出力する静止点警告部を備える。   The moving object detection device of the present invention further includes a stationary point warning unit that outputs a warning signal when at least one stationary point out of the plurality of stationary points is out of a predetermined area.

この構成によれば、静止点の位置情報の欠落を防止することにより、座標変換できないという事態を防止することができる。   According to this configuration, it is possible to prevent a situation in which coordinate conversion cannot be performed by preventing loss of position information of a stationary point.

また、本発明の移動物体検出装置は、前記移動物体判定部が移動物体を検出した場合に、ユーザーに警告信号を出力する移動物体警告部を備える。   The moving object detection device of the present invention further includes a moving object warning unit that outputs a warning signal to the user when the moving object determination unit detects a moving object.

この構成によれば、移動物体を検出した場合に、移動物体の存在をユーザーに知らせることできる。   According to this configuration, when a moving object is detected, the presence of the moving object can be notified to the user.

本発明の移動物体検出装置は、カメラのパン・チルト・ズーム制御パラメータ値を用いなくても、少ない演算量で検出領域内の移動物体を検出することが可能であり、カメラが移動しているシーンの移動物体検出を実現できる。   The moving object detection apparatus of the present invention can detect a moving object in the detection region with a small amount of calculation without using the pan / tilt / zoom control parameter values of the camera, and the camera is moving. The moving object detection of the scene can be realized.

以下、本発明の移動物体検出装置の実施の形態について、図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態の移動物体検出装置の構成を説明するブロック図である。移動物体検出装置は、画像取得部101、検出領域設定部102a、静止情報記憶部102b、静止点設定部102c、静止点追跡部103、検出領域追跡部104、移動物体判定部105、静止点警告部106、移動物体警告部107を備える。   Hereinafter, embodiments of the moving object detection device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a moving object detection device according to an embodiment of the present invention. The moving object detection apparatus includes an image acquisition unit 101, a detection region setting unit 102a, a stationary information storage unit 102b, a stationary point setting unit 102c, a stationary point tracking unit 103, a detection region tracking unit 104, a moving object determination unit 105, a stationary point warning. Unit 106 and moving object warning unit 107.

画像取得部101は、画像を取得する手段であり、カメラなどの撮像装置として実現されてもよいし、外部に接続された撮像装置から通信ネットワークを介して符号化された画像を取得する機能を有する構成であってもよい。   The image acquisition unit 101 is a means for acquiring an image, and may be realized as an imaging apparatus such as a camera, or has a function of acquiring an encoded image from an imaging apparatus connected to the outside via a communication network. The structure which has may be sufficient.

検出領域設定部102aは、表示部(図示せず)、入力部(図示せず)から構成される。表示部は、画像取得部101によって取得された画像を表示する。入力部は、画像上で移動体を検出する検出領域として設定された領域を情報として入力する。この場合、ユーザーが、検出領域の頂点を指定して、入力部から入力する。なお、検出領域設定部102aが、所定の条件を満たす領域を検出領域として設定してもよい。例えば、以下に説明する静止点を頂点として、検出領域を設定しても良い。   The detection area setting unit 102a includes a display unit (not shown) and an input unit (not shown). The display unit displays the image acquired by the image acquisition unit 101. The input unit inputs, as information, an area set as a detection area for detecting a moving object on the image. In this case, the user designates the vertex of the detection area and inputs from the input unit. The detection area setting unit 102a may set an area that satisfies a predetermined condition as the detection area. For example, the detection area may be set with a stationary point described below as a vertex.

静止点情報記憶部102bは、撮像装置により撮像された画像空間において静止している複数の静止点の情報を記憶する。つまり、画像取得部101によって取得された画像に映し出された空間内において静止している点を特定し、この静止点を基準に画像空間の座標を把握するために、静止点情報記憶部102bは静止点の情報を記憶する。ここで、「点」とは、1つの画素であってもよいし、周辺の画素を含む領域であってもよい。以下の「点」も同様である。また、静止点の情報には、静止点における周波数成分、輝度、色などのような、画像における各画素を特徴付ける情報(以下、「画素情報」という)が含まれる。更に、静止点の情報には、複数の静止点の相互の位置関係(座標、距離、角度など)を示す情報(以下、「位置情報」という)が含まれる。   The stationary point information storage unit 102b stores information on a plurality of stationary points that are stationary in the image space captured by the imaging device. That is, in order to identify a point that is stationary in the space displayed in the image acquired by the image acquisition unit 101, and to grasp the coordinates of the image space with reference to this stationary point, the stationary point information storage unit 102b Store the information of the stationary point. Here, the “point” may be one pixel or a region including surrounding pixels. The same applies to the following “points”. In addition, the information on the still point includes information characterizing each pixel in the image (hereinafter referred to as “pixel information”) such as a frequency component, luminance, and color at the still point. Furthermore, the information on the stationary point includes information (hereinafter referred to as “position information”) indicating the mutual positional relationship (coordinates, distance, angle, etc.) of the plurality of stationary points.

静止点設定部102cは、撮像装置により撮像された画像の画素情報に基づいて、他の点と区別できる特徴的な点を前記静止点として設定する。つまり、画像取得部101により取得された画像から、画素情報に基づいて複数の静止点を設定して、かかる静止点の情報を静止点情報記憶部102bに記憶させる。なお、ユーザーが、静止点を選択してもよい。   The stationary point setting unit 102c sets, as the stationary point, a characteristic point that can be distinguished from other points based on pixel information of an image captured by the imaging device. That is, a plurality of still points are set based on the pixel information from the image acquired by the image acquisition unit 101, and information on the still points is stored in the still point information storage unit 102b. Note that the user may select a stationary point.

静止点設定部102cは、画素情報が実質的に変化しない点を、画像空間において静止している静止点として設定する。つまり、静止点設定部102cは、所定の期間において画素情報を検出し、輝度などが実質的に変化しない点を、静止点として設定する。したがって、ユーザーが選択した点において輝度などが実質的に変化する場合は、静止点設定部102cは、ユーザーにより選択された点を静止点として適切でないと判断する。   The stationary point setting unit 102c sets a point where the pixel information does not substantially change as a stationary point that is stationary in the image space. That is, the still point setting unit 102c detects pixel information in a predetermined period, and sets a point where luminance or the like does not substantially change as a still point. Therefore, when the luminance or the like substantially changes at the point selected by the user, the stationary point setting unit 102c determines that the point selected by the user is not appropriate as the stationary point.

静止点設定部102cは、撮像装置が固定されている状態で、画素情報の変化量が所定の閾値を超えるか否か判断する。つまり、静止点設定部102cは、撮像装置が固定されている状態で、所定の期間において輝度の変化量が所定の閾値を超えるか否か判断する。そして、静止点設定部102cは、所定の点または領域において、輝度の変化量が所定の閾値を超えない場合に、かかる点または領域を静止点として設定する。   The stationary point setting unit 102c determines whether or not the amount of change in pixel information exceeds a predetermined threshold in a state where the imaging device is fixed. That is, the still point setting unit 102c determines whether or not the amount of change in luminance exceeds a predetermined threshold in a predetermined period while the imaging device is fixed. The stationary point setting unit 102c sets the point or region as a stationary point when the amount of change in luminance does not exceed a predetermined threshold at the predetermined point or region.

静止点追跡部103は、静止点情報記憶部102bに記憶された複数の静止点の情報に基づいて、撮像装置が移動することによって画像上で移動する複数の静止点の位置を追跡する。つまり、撮像装置が移動して画像が変化した場合に、静止点追跡部103は、静止点情報記憶部102bに記憶された複数の静止点の情報に基づいて、変化した画像における静止点の位置を特定する。かかる特定を連続して行うことにより、静止点追跡部103は静止点を追跡する。静止点追跡部103は、画像取得部101によって取得された画像において静止点を追跡するが、録画などのような既に取得された動画像において静止点を追跡してもよい。すなわち、静止点追跡部103は、動画像の連続するフレームについて、静止点を対応付けて追跡する。対応付けは、一般的なパターンマッチング処理を用いて実現される。   The stationary point tracking unit 103 tracks the positions of a plurality of stationary points that move on the image as the imaging apparatus moves based on information on the plurality of stationary points stored in the stationary point information storage unit 102b. That is, when the imaging apparatus moves and the image changes, the stationary point tracking unit 103 determines the position of the stationary point in the changed image based on the information of the plurality of stationary points stored in the stationary point information storage unit 102b. Is identified. By performing such identification continuously, the stationary point tracking unit 103 tracks the stationary point. The stationary point tracking unit 103 tracks the stationary point in the image acquired by the image acquiring unit 101, but may track the stationary point in the already acquired moving image such as recording. That is, the stationary point tracking unit 103 tracks a stationary point in association with a continuous frame of a moving image. The association is realized using a general pattern matching process.

検出領域追跡部104は、複数の静止点の相互の位置関係に基づいて画像空間を座標変換し、撮像装置が移動することによって画像上で移動する検出領域の位置を追跡する。例えば、検出領域104は、複数の静止点の相互の位置関係に基づいて、撮像装置が移動する際の画像について座標変換パラメータを算出し、座標変換パラメータに基づいて、検出領域設定部102aにより設定された検出領域の位置を座標変換する。つまり、撮像装置が移動して画像が変化した場合に、検出領域追跡部104は、静止点追跡部103により特定された静止点の位置情報に基づいて、変化した画像に表される空間の座標変換パラメータを算出する。そして、検出領域追跡部104は、座標変換パラメータに基づいて、変化した画像に表される空間における検出領域の位置を特定する。すなわち、検出領域追跡部104は、動画像の連続するフレームについて、検出領域を座標変換により追跡する。なお、座標変換パラメータは、射影変換のパラメータとして表されることも可能である。   The detection area tracking unit 104 performs coordinate conversion of the image space based on the mutual positional relationship between a plurality of still points, and tracks the position of the detection area that moves on the image as the imaging apparatus moves. For example, the detection area 104 calculates a coordinate conversion parameter for an image when the imaging apparatus moves based on the positional relationship between a plurality of still points, and is set by the detection area setting unit 102a based on the coordinate conversion parameter. The coordinate of the position of the detected area is converted. That is, when the image pickup apparatus moves and the image changes, the detection area tracking unit 104 coordinates the space represented in the changed image based on the position information of the stationary point specified by the stationary point tracking unit 103. A conversion parameter is calculated. Then, the detection area tracking unit 104 specifies the position of the detection area in the space represented by the changed image based on the coordinate conversion parameter. That is, the detection area tracking unit 104 tracks the detection area by coordinate conversion for successive frames of the moving image. The coordinate conversion parameter can also be expressed as a projective conversion parameter.

移動物体判定部105は、検出領域追跡部104により追跡される検出領域の輝度変化に基づいて、検出領域に撮像される物体が移動物体であるか否か判断する。移動物体判定部105は、検出領域の輝度変化を算出し、輝度変化が所定の閾値を超える場合、検出領域に撮像される物体は移動物体であると判断する。   The moving object determination unit 105 determines whether the object imaged in the detection area is a moving object based on the luminance change of the detection area tracked by the detection area tracking unit 104. The moving object determination unit 105 calculates the luminance change of the detection area, and determines that the object imaged in the detection area is a moving object when the luminance change exceeds a predetermined threshold.

静止点警告部106は、複数の静止点のうち少なくとも1つの静止点が所定の領域から外れた場合に、警告信号を出力する。   The stationary point warning unit 106 outputs a warning signal when at least one stationary point out of a plurality of stationary points is out of a predetermined area.

移動物体警告部107は、移動体判定部105により、検出領域に撮像される物体が移動物体であると判断された場合に、警告信号を出力する。つまり、移動物体警告部107は、移動体判定部105が移動物体を検出した場合に、アラームを発生させる機能を有する。このアラームの発生によって、移動物体検出装置は、管理者に電子メールを送信したり、アラームが発生した時の画像をFTPサーバーに送信したりするなどの応用が考えられる。但し、本発明はこの応用方法を限定するものではない。   The moving object warning unit 107 outputs a warning signal when the moving object determination unit 105 determines that the object imaged in the detection area is a moving object. That is, the moving object warning unit 107 has a function of generating an alarm when the moving object determination unit 105 detects a moving object. Due to the occurrence of this alarm, the moving object detection device may be applied to an e-mail to an administrator or an image when an alarm is generated to an FTP server. However, the present invention does not limit this application method.

以上のような構成を有することで、本発明の移動物体検出装置はカメラのパン・チルト・ズーム制御パラメータ値が未知であっても常時一定の領域の移動物体検出を実施することが可能になる。   With the configuration as described above, the moving object detection device of the present invention can always detect a moving object in a certain region even if the pan / tilt / zoom control parameter values of the camera are unknown. .

次に、本発明の実施の形態の移動物体検出装置の動作について説明する。まず、静止点を設定する動作について説明する。図2は、静止点を設定する処理の流れを表すフロー図である。   Next, the operation of the moving object detection device according to the embodiment of the present invention will be described. First, an operation for setting a stationary point will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the flow of processing for setting a stationary point.

画像取得部101が画像を取得する(ステップS201)。   The image acquisition unit 101 acquires an image (step S201).

静止点設定部102cが、撮像装置により撮像された画像における所定の複数の点を選択する(ステップS202)。静止点設定部102cが、画素情報に基づいて、静止点追跡部103が追跡可能な点を選択する。静止点追跡部103が追跡可能な点とは、他の点と区別できる特徴的な点である。例えば、特徴的な点とは、所定の位置に設置されたマーカー、複数の線が交差する点、複数の面が交差する点、色彩が変化する境界点などの点である。なお、ユーザーが画像上で静止点を選択してもよい。図3は、静止点設定部102cにより選択される点の一例を示す図である。図3には、マーカーである点P500、複数の線が交差する点である点P501、複数の線が交差し且つ色彩が変化する点である点P502、1つの線の一部の点である点P503が示されている。これらの点のうち、点P500〜P502は、特徴的な点であるため、静止点設定部102cにより選択される。一方、点P503には、1つのエッジしか存在せず、撮像装置の向きが変化した場合に、点P503を正確に追跡するのが困難であるため、点P503は、静止点設定部102cにより静止点として適切でないと判断される。   The stationary point setting unit 102c selects a plurality of predetermined points in the image captured by the imaging device (step S202). The stationary point setting unit 102c selects a point that can be tracked by the stationary point tracking unit 103 based on the pixel information. The points that can be tracked by the stationary point tracking unit 103 are characteristic points that can be distinguished from other points. For example, the characteristic point is a point such as a marker installed at a predetermined position, a point where a plurality of lines intersect, a point where a plurality of surfaces intersect, a boundary point where the color changes. Note that the user may select a still point on the image. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of points selected by the stationary point setting unit 102c. FIG. 3 shows a point P500 that is a marker, a point P501 that is a point where a plurality of lines intersect, a point P502 that is a point where a plurality of lines intersect and the color changes, and a part of one line. Point P503 is shown. Among these points, points P500 to P502 are characteristic points and are selected by the stationary point setting unit 102c. On the other hand, since there is only one edge at the point P503 and it is difficult to accurately track the point P503 when the orientation of the imaging apparatus changes, the point P503 is stopped by the stationary point setting unit 102c. It is judged that the point is not appropriate.

静止点設定部102cが、選択された点のうち画素情報が実質的に変化するか否か判断する(ステップS203)。例えば、撮像装置が固定されている状態で、静止点設定部102cは、画像を複数の領域に分割して各領域でフレーム間差分の2乗和を算出し、この2乗和を一定期間で積分した場合、この積分値が所定の閾値を超えるか否か判断する。例えば図3に示すように、点P500〜P502における画素情報の変化量が算出され、算出された画素情報の変化量が閾値を超えるか否か判断される。   The still point setting unit 102c determines whether the pixel information among the selected points is substantially changed (step S203). For example, in a state where the imaging device is fixed, the still point setting unit 102c divides the image into a plurality of regions, calculates the sum of squares of inter-frame differences in each region, and calculates this sum of squares over a certain period. When the integration is performed, it is determined whether or not the integration value exceeds a predetermined threshold value. For example, as shown in FIG. 3, the amount of change in pixel information at points P500 to P502 is calculated, and it is determined whether the calculated amount of change in pixel information exceeds a threshold value.

そして、選択された点における画素情報の変化量が所定の閾値を超えない場合は、静止点設定部102cは、かかる点を静止点として設定し、静止点の情報を静止点情報記憶部102bに記憶させる(ステップS204)。   If the change amount of the pixel information at the selected point does not exceed the predetermined threshold, the still point setting unit 102c sets the point as a still point, and stores the information on the still point in the still point information storage unit 102b. Store (step S204).

また、選択された点における画素情報の変化量が所定の閾値を超える場合は、静止点設定部102cは、他の点を選択し、選択された他の点を再入力する(ステップS205)。すなわち、撮像装置が固定されている状態でも輝度変化の大きい領域、すなわち、頻繁に動く物体上の点は、静止点として適していないと判断され、他の点の再入力を指示する。例えば図3に示すように、点P502はドアの一部であるため、ドアが開閉した際に輝度値が頻繁に変化してしまい、静止点として適切でないと判断される。   When the amount of change in pixel information at the selected point exceeds a predetermined threshold, the still point setting unit 102c selects another point and re-inputs the selected other point (step S205). That is, even in a state where the imaging device is fixed, an area where the luminance change is large, that is, a point on a frequently moving object is determined not to be suitable as a stationary point, and re-input of another point is instructed. For example, as shown in FIG. 3, since the point P502 is a part of the door, the brightness value frequently changes when the door is opened and closed, and it is determined that the point P502 is not appropriate as a stationary point.

以上のような静止点を設定する処理によって、本発明の移動物体検出装置は、最適な静止点を設定することができる。   By the process of setting the stationary point as described above, the moving object detection device of the present invention can set an optimal stationary point.

次に、移動物体を検出する動作について説明する。図4は、移動物体を検出する処理の流れを表すフロー図である。   Next, an operation for detecting a moving object will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing for detecting a moving object.

画像取得部101が画像を取得する(ステップS301)。   The image acquisition unit 101 acquires an image (step S301).

静止点追跡部103が、静止点情報記憶部102bに記憶される静止点の情報に基づいて、撮像装置が移動する際の画像について静止点の位置を追跡する(ステップS302)。図5(a)、(b)は、撮像装置が移動する際の画像の一例を示した図である。図5(a)は、撮像装置が移動する前の画像の一例を示した図である。図5(b)は、撮像装置が移動した後の画像の一例を示した図である。図5(a)に示すように、静止点設定部102cにより静止点402a〜402dが設定される。そして、図5(b)に示すように、静止点追跡部103は、静止点402a〜402dと一致する点403a〜403dを特定し、静止点を追跡する。   The stationary point tracking unit 103 tracks the position of the stationary point in the image when the imaging apparatus moves based on the information on the stationary point stored in the stationary point information storage unit 102b (step S302). 5A and 5B are diagrams illustrating an example of an image when the imaging apparatus moves. FIG. 5A is a diagram illustrating an example of an image before the imaging apparatus moves. FIG. 5B is a diagram illustrating an example of an image after the imaging apparatus has moved. As shown in FIG. 5A, the stationary points 402a to 402d are set by the stationary point setting unit 102c. Then, as illustrated in FIG. 5B, the stationary point tracking unit 103 identifies points 403a to 403d that coincide with the stationary points 402a to 402d, and tracks the stationary point.

ステップS302において、静止点警告部106は、追跡される静止点の座標値が所定の領域(例えば、画像の撮像範囲)内か否か判断する(ステップS303)。図5(a)に示すように、静止点402a〜402dは、所定の領域400内に存在するため、静止点の座標値が領域400内であると判断される。一方、図5(b)に示すように、静止点403dは、所定の領域405から外れるため、静止点の座標値が領域405内ではないと判断される。   In step S302, the stationary point warning unit 106 determines whether or not the coordinate value of the tracked stationary point is within a predetermined area (for example, an image capturing range) (step S303). As shown in FIG. 5A, since the stationary points 402 a to 402 d exist in the predetermined area 400, it is determined that the coordinate value of the stationary point is in the area 400. On the other hand, as shown in FIG. 5B, since the stationary point 403 d is out of the predetermined area 405, it is determined that the coordinate value of the stationary point is not within the area 405.

静止点警告部106は、少なくとも1つの静止点が所定の領域から外れた場合に、警告信号を出力する(ステップS304)。例えば図5(b)に示すように、静止点403dが領域405から外れるため、静止点警告部106は、警告信号を出力する。この時、警告を発するだけでなく、静止点が撮像範囲内に収まるように、撮像装置の移動範囲を限定することも可能である。   The stationary point warning unit 106 outputs a warning signal when at least one stationary point deviates from a predetermined area (step S304). For example, as shown in FIG. 5B, since the stationary point 403d is out of the region 405, the stationary point warning unit 106 outputs a warning signal. At this time, it is possible not only to issue a warning but also to limit the moving range of the imaging device so that the stationary point is within the imaging range.

検出領域追跡部104は、複数の静止点の相互の位置関係に基づいて、撮像装置が移動する際の画像について座標変換パラメータを算出し、座標変換パラメータに基づいて、所定の検出領域の位置を座標変換する(ステップS305)。つまり、ステップS302で取得された各フレームで取得された画像における静止点の座標値の位置関係から、変化した画像に表される空間の座標変換パラメータを算出する。例えば、図5(a)に示す静止点402a〜402dと図5(b)に示す静止点403a〜403dの位置関係から座標変換パラメータを算出する。座標変換パラメータは、撮像装置の移動が光学中心を中心とした回転とズーム動作に限られる場合や、検出領域として設定した領域が平面である場合は、定数倍の自由度を持つ3×3の行列で表される。レンズの光学歪みの影響を受けた画像に対しては、予め光学歪みを補正しておくことも可能である。   The detection area tracking unit 104 calculates a coordinate conversion parameter for an image when the imaging apparatus moves based on the mutual positional relationship between a plurality of still points, and determines the position of a predetermined detection area based on the coordinate conversion parameter. Coordinate conversion is performed (step S305). That is, the coordinate conversion parameter of the space represented in the changed image is calculated from the positional relationship between the coordinate values of the still points in the image acquired in each frame acquired in step S302. For example, the coordinate conversion parameter is calculated from the positional relationship between the stationary points 402a to 402d shown in FIG. 5A and the stationary points 403a to 403d shown in FIG. The coordinate conversion parameter is 3 × 3 having a degree of freedom of a constant multiple when the movement of the imaging device is limited to rotation and zoom operation around the optical center, or when the region set as the detection region is a plane. Represented by a matrix. For an image affected by the optical distortion of the lens, it is possible to correct the optical distortion in advance.

検出領域追跡部104は、座標変換パラメータに基づいて、変化した画像に表される空間における検出領域の位置を特定する(ステップS306)。すなわち、検出領域追跡部104は、座標変換パラメータに基づいて、検出領域を追跡する。   The detection area tracking unit 104 specifies the position of the detection area in the space represented by the changed image based on the coordinate conversion parameter (step S306). That is, the detection area tracking unit 104 tracks the detection area based on the coordinate conversion parameter.

移動物体判定部105は、検出領域追跡部104により追跡される検出領域の輝度差分に基づいて、検出領域に撮像される物体が移動物体であるか否か判断する(ステップS307)。   The moving object determination unit 105 determines whether the object imaged in the detection region is a moving object based on the luminance difference of the detection region tracked by the detection region tracking unit 104 (step S307).

輝度差分が予め設定された閾値を超えている場合は、移動体判定部105により、検出領域に撮像される物体が移動物体であると判断され、移動物体警告部107は、警告信号を出力する(ステップS308)。そして、ステップS301へ戻り、同様の処理を繰り返す。   When the luminance difference exceeds a preset threshold value, the moving body determination unit 105 determines that the object imaged in the detection area is a moving object, and the moving object warning unit 107 outputs a warning signal. (Step S308). And it returns to step S301 and repeats the same process.

輝度差分が予め設定された閾値を超えない場合は、移動体判定部105により、検出領域に撮像される物体が移動物体でないと判断され、ステップS301へ戻り、同様の処理を繰り返す。   When the luminance difference does not exceed the preset threshold value, the moving body determination unit 105 determines that the object imaged in the detection area is not a moving object, and returns to step S301 to repeat the same processing.

以上のような移動物体を検出する処理によって、本発明の移動物体検出装置は、撮像装置のパン・チルト・ズーム制御の実行中であっても、少ない演算量で一定の領域の移動物体を検出することができる。静止点で囲まれた領域を検出領域とすれば、検出領域がカメラの撮像範囲外に出てしまうことを防ぐことにより、検出領域で移動物体を常時監視できるとともに、カメラのパン・チルト・ズーム制御を行うことができる。   Through the process of detecting a moving object as described above, the moving object detection device of the present invention detects a moving object in a certain region with a small amount of calculation even during execution of pan / tilt / zoom control of the imaging device. can do. By setting the area surrounded by the stationary point as the detection area, it is possible to constantly monitor moving objects in the detection area by preventing the detection area from going outside the imaging range of the camera, and to pan, tilt, and zoom the camera. Control can be performed.

本発明の移動物体検出装置は、カメラのパン・チルト・ズーム制御パラメータ値を用いなくても、検出領域内の移動物体を検出できるという効果を有し、所定の検出領域を追跡する移動物体検出装置などとして有用である。   The moving object detection apparatus of the present invention has an effect of detecting a moving object in a detection region without using the pan / tilt / zoom control parameter values of the camera, and the moving object detection that tracks a predetermined detection region. It is useful as a device.

本発明の実施の形態の移動物体検出装置の構成を説明するブロック図The block diagram explaining the structure of the moving object detection apparatus of embodiment of this invention 静止点を設定する処理の流れを表すフロー図Flow diagram showing the flow of processing to set a still point 静止点設定部により選択される点の一例を示す図The figure which shows an example of the point selected by the still point setting part 移動物体を検出する処理の流れを表すフロー図Flow diagram showing the flow of processing to detect moving objects (a)撮像装置が移動する前の画像の一例を示した図 (b)撮像装置が移動した後の画像の一例を示した図(A) The figure which showed an example of the image before an imaging device moves (b) The figure which showed an example of the image after an imaging device moved

符号の説明Explanation of symbols

101 画像取得部
102 検出領域設定部
102c 静止点設定部
103 静止点追跡部
104 検出領域追跡部
105 移動物体検出部
106 静止点警告部
107 移動物体警告部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Image acquisition part 102 Detection area setting part 102c Static point setting part 103 Static point tracking part 104 Detection area tracking part 105 Moving object detection part 106 Static point warning part 107 Moving object warning part

Claims (7)

撮像装置により撮像される画像空間において静止している複数の静止点の情報を記憶する静止点情報記憶部と、
前記複数の静止点の相互の位置関係に基づいて前記画像空間を座標変換し、前記撮像装置が移動することによって画像上で移動する所定の検出領域の位置を追跡する検出領域追跡部と、
前記検出領域の輝度変化に基づいて、前記検出領域に撮像される物体が移動物体であるか否か判定する移動物体判定部と、
を備えた移動物体検出装置。
A stationary point information storage unit that stores information of a plurality of stationary points that are stationary in an image space captured by the imaging device;
A detection area tracking unit that performs coordinate transformation of the image space based on the mutual positional relationship of the plurality of stationary points, and tracks the position of a predetermined detection area that moves on the image as the imaging device moves;
A moving object determination unit that determines whether the object imaged in the detection area is a moving object based on a change in luminance of the detection area;
A moving object detection apparatus comprising:
前記撮像装置により撮像された画像の画素情報に基づいて、他の点と区別できる特徴的な点を前記静止点として設定する静止点設定部を更に備えた請求項1に記載の移動物体検出装置。   The moving object detection device according to claim 1, further comprising a stationary point setting unit configured to set, as the stationary point, a characteristic point that can be distinguished from other points based on pixel information of an image captured by the imaging device. . 前記静止点設定部は、前記撮像装置が固定されている状態で、前記画素情報の変化量が所定の閾値を超えるか否か判断する請求項2に記載の移動物体検出装置。   The moving object detection device according to claim 2, wherein the stationary point setting unit determines whether or not a change amount of the pixel information exceeds a predetermined threshold value in a state where the imaging device is fixed. 前記静止点情報記憶部に記憶された前記複数の静止点の情報に基づいて、前記撮像装置が移動することによって画像上で移動する前記複数の静止点の位置を追跡する静止点追跡部を更に備えた請求項1乃至3の何れかに記載の移動物体検出装置。   A stationary point tracking unit that tracks the positions of the plurality of stationary points that move on the image as the imaging apparatus moves based on the information of the plurality of stationary points stored in the stationary point information storage unit; The moving object detection device according to claim 1, further comprising a moving object detection device. 前記移動物体判定部は、前記検出領域の輝度変化を算出し、前記輝度変化が所定の閾値を超える場合、前記検出領域に撮像される物体は移動物体であると判断する請求項1乃至4の何れかに記載の移動物体検出装置。   5. The moving object determination unit according to claim 1, wherein the moving object determination unit calculates a luminance change of the detection area, and determines that the object imaged in the detection area is a moving object when the luminance change exceeds a predetermined threshold. The moving object detection apparatus in any one. 前記複数の静止点のうち少なくとも1つの静止点が前記撮像装置の撮像領域から外れた場合に、警告信号を出力する静止点警告部を更に備えた請求項1乃至5の何れかに記載の移動物体検出装置。   The movement according to claim 1, further comprising a stationary point warning unit that outputs a warning signal when at least one stationary point of the plurality of stationary points is out of an imaging region of the imaging device. Object detection device. 前記移動体判定部により、前記検出領域に撮像される物体が移動物体であると判断された場合に、警告信号を出力する移動物体警告部を更に備えた請求項1乃至6の何れかに記載の移動物体検出装置。
7. The moving object warning unit according to claim 1, further comprising a moving object warning unit that outputs a warning signal when the moving object determination unit determines that the object to be imaged in the detection area is a moving object. Moving object detection device.
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