JPH06259553A - 物体抽出しきい値の決定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】入力画像から対象物体を抽出するためのしきい
値を設定する装置に関し，設定環境に応じた最適しきい
値を精度よくかつ自動的に設定することを目的とする。 【構成】エッジ抽出部２により，入力画像から対象物体
のエッジを求める。一方，物体領域抽出部３により，あ
るしきい値をパラメータとして物体領域を抽出する。マ
ッチング処理部５で，物体領域像の輪郭に沿ったエッジ
の有無を検出し，最適しきい値決定部６により，その輪
郭上に存在するエッジ総長が最大となるしきい値を決定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物体抽出しきい値の決定
装置であって，入力画像から対象物体を抽出するための
しきい値自動決定に関するものである。

【０００２】画像上の基準線を通過する移動物体（例え
ば，人や車両，コンベアーベルト上の物体）の物体数や
形状，色情報などの属性を認識する場合には，入力画像
から対象物体を抽出する必要があり，物体を抽出すると
きに用いるしきい値を適切に決める必要がある。

【０００３】

【従来の技術】画像から対象となる動物体の物体数や形
状，色情報などの属性を認識する方法として，時系列な
画像中から動物体を抽出し，その属性別にデータを統計
処理する方法が試みられている。具体的には，例えば歩
行者数を求める場合，歩道を歩く歩行者を撮影した画像
から，スリット状時空間画像を生成し，背景像との差分
により歩行者である動物体領域を抽出し，その領域面積
を基準値で除算し，歩行者数を判定している。このよう
な計数においては，動物体である歩行者を正確に抽出す
ることが要求される。動物体の抽出のためのパラメータ
値，特に背景差分の２値化しきい値は，従来，人間が２
値化処理の状況を見ながら最適値を設定しており，設置
環境や通行状況に応じた最適な２値化パラメータの設定
は困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は，入力画像と背景像との差分による２値化処
理のしきい値設定において，人間の判断によらずに設置
環境や通行状況に応じて自動的に初期値設定と更新を行
うことである。

【０００５】すなわち，本発明は，入力画像中の対象物
体領域を精度よくかつ自動的に抽出することを目的とし
ており，具体的には２値化処理におけるしきい値を最適
に自動決定するものである。さらに，２値化画像処理
は，入力画像と予め求めておいた差分処理画像に対して
行い，スリット画像を時間方向に蓄積して得られる時空
間画像を入力画像とし，その画像中に現れるスリットを
横切る動物体領域を精度よくかつ自動的に抽出すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の物体抽出しきい
値の決定装置は，上記課題を解決するため，入力画像か
ら対象物体のエッジを求めるエッジ抽出部と，該入力画
像からしきい値をパラメータとして物体領域を抽出する
物体領域抽出部と，抽出した物体領域像に対して求めた
輪郭に沿った前記エッジの有無を検出するマッチング処
理部と，該輪郭上に存在するエッジ総長が最大となるよ
うに前記しきい値を決定する最適しきい値決定部とを持
つ。

【０００７】特に，請求項２記載の発明の場合，入力画
像は２次元画像のスリット状の画像を切り出して時間方
向に並べたスリット時空間画像であり，前記物体領域抽
出部はスリット上を通過する動物体領域を抽出する。

【０００８】請求項３記載の発明の場合，前記物体領域
抽出部は，物体領域の抽出を前記入力画像と予め求めて
おいた背景画像との差分をしきい値処理して行う。

【０００９】

【作用】通常，人間が最適な２値化しきい値を決定する
際には，「しきい値が適切であればスリット時空間画像
中の対象物体の形状と抽出された運動領域像の形状が一
致する。」という基準で２値化しきい値を設定してい
る。

【００１０】本発明は，前記の人間の判定基準と同様
に，入力画像のエッジ形状と２値化後の輪郭形状に対し
て一致度を判定しているので，人間が決定するのと同等
な最適しきい値を決定することが可能となる。すなわ
ち，人間により設定された値と同等な最適２値化しきい
値を，設置環境や通行状況に応じてフレキシブルにかつ
自動的に設定できる。

【００１１】また，請求項２記載の発明では，入力画像
として２次元のスリット時空間画像を用いることによ
り，３次元的な大きさを持つ動画像を使用する場合に比
べて，対象となる動物体抽出のための処理量の軽減が可
能となる。

【００１２】さらに，請求項３記載の発明のように動物
体領域の抽出を行うことにより，相関演算などを用いる
処理に比べて簡単に計算でき，また，基準となる背景像
を持つことにより，フレーム間差分による動物体抽出処
理に比べて，より精度の高い運動領域の抽出が可能にな
る。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の構成例を示す。本発明の一実
施例として，スリット時空間画像を用いた背景差分によ
る２値化処理の最適しきい値の決定について，歩道上を
歩く人物領域の抽出を，可視光の下でのＴＶカメラ入力
を用いる場合を例にして，図１に従って説明する。

【００１４】なお，対象は人物に限らず別の移動物体に
応用することも簡単で，また，サンプル信号として超音
波や赤外線などによる距離データの信号を使用すること
も可能である。その場合，例えば明るさを距離値に読み
替えればよい。

【００１５】図１において，スリット時空間画像蓄積部
１は，移動する人物像を含む入力画像についての２次元
画像のスリット状の画像を切り出して時間方向に並べた
スリット時空間画像を蓄積する手段である。エッジ抽出
部２は，入力画像から，スリット上を通過する動物体領
域である対象物体のエッジを求める部分である。物体領
域抽出部３は，入力画像からしきい値をパラメータとし
て物体領域を抽出する部分であり，動物体領域の抽出
は，入力画像と予め求めておいた背景画像との差分をし
きい値処理して求める。輪郭抽出部４は，物体領域像に
対する輪郭を求める部分である。マッチング処理部５
は，求められた輪郭に沿ったエッジの有無を検出する部
分である。最適しきい値決定部６は，輪郭上に存在する
エッジ総長が最大となるように前記しきい値を決定する
部分である。背景像蓄積部７は，予め求められた背景画
像を格納している部分である。

【００１６】動作は以下のとおりである。まず，スリッ
ト時空間画像蓄積部１において，移動物体を含む入力画
像から，スリット時空間画像（スリット動画像）を逐次
に構成する。つまり，背景である歩道上の計測ラインを
通過する人物を固定アングルで撮影した画像から，計測
ラインに相当する１ライン上の画像情報をサンプリング
し，スリット時空間画像を得る。さらに，前記スリット
時空間画像のうち複数フレーム分を統合し，２次元のス
ライス画像として蓄積する。スリット時空間画像の獲得
はＴＶカメラに限らず１次元センサでもよい。

【００１７】次に，エッジ抽出部２において，スリット
時空間画像蓄積部１により得られるスライス画像に対し
てエッジ抽出処理を行う。エッジ抽出処理としては，例
えば，Ｃａｎｎｙのエッジ検出法など，低コントラスト
なエッジに対しても正しい位置に細線化されて検出でき
る処理を用いればよい。

【００１８】次に，物体領域抽出部３において，スリッ
ト時空間画像蓄積部１により得られるスライス画像内の
各フレームに対応するスリット像に対して，背景像蓄積
部７に予め蓄積された背景画像との差分を，あるしきい
値で２値化処理して運動領域像を求める。さらに，輪郭
抽出部４において，物体領域抽出部３で求めた運動領域
像の輪郭を抽出する。

【００１９】続いて，マッチング処理部５において，輪
郭抽出部４により抽出した運動領域像の輪郭をもとにス
ライス画像のエッジをラベリングし，スライス画像と抽
出した運動領域像との一致度を求める。

【００２０】例えば，エッジ抽出部２により，一つのス
ライス画像に対するエッジが，図２に示すエッジ画像例
のように得られたとする。このエッジ画像では，対象物
体輪郭のエッジ２１，背景のエッジ２２，対象物体内部
のエッジ２３が現れている。また，物体領域抽出部３に
より，あるしきい値を用いて抽出された運動領域が，図
３に示すように得られたとする。図３において，２４は
２値化処理後の輪郭，２５は２値化処理後の運動領域で
ある。

【００２１】その輪郭情報を用いて，図４のラベリング
マスク図で示すように，２値化処理後の輪郭２４に沿っ
た輪郭部マスク２６，内部マスク２７，外部マスク２８
の３つのラベリングマスクを設定する。各マスクをエッ
ジ画像に重ね合わせることにより，それぞれラベリング
処理を行う。

【００２２】図５は，輪郭部マスク２６，内部マスク２
７，外部マスク２８による各ラベリング処理の結果を示
している。図５(a) は輪郭部エッジ，図５(b) は内部エ
ッジ，図５(c) は外部エッジである。そこで，運動領域
の輪郭に重なる輪郭部エッジ３０の総長を参照し，エッ
ジ画像と運動領域形状の一致度を求めればよい。

【００２３】最終的に，最適しきい値決定部６におい
て，しきい値を変化させて，一致度が最大となるしきい
値を最適値とする。例えば，前記ラベリング処理により
得られる各部エッジ長のしきい値に応じた変化は，通常
図６のようになるので，一致度を表す輪郭エッジの最大
値となる値を，最適な運動領域抽出のしきい値とすれば
よい。

【００２４】

【発明の効果】従来技術では，スリット時空間画像から
背景像との差分により歩行者である動物体領域を抽出す
る処理において，差分の最適な２値化しきい値は，人間
が２値化処理の状況を見ながら設定しており，設置環境
や通行状況に応じた２値化パラメータの初期設定や更新
は困難であった。

【００２５】本発明の物体抽出しきい値の決定装置を使
用することにより，ＴＶカメラなどの画像から得られる
動画像から人間と同等な基準で正確な移動物体の抽出を
行うことができ，本発明の処理を随時に行えば，初期値
の自動設定や適応的な２値化を容易に行うことができる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成例を示す図である。

【図２】あるスライス画像に対するエッジ画像を説明す
る図である。

【図３】スライス画像に対して，あるしきい値を用いて
抽出された運動領域を説明する図である。

【図４】運動領域の輪郭によるラベリングマスクを説明
する図である。

【図５】ラベリングマスクによるスライス画像のエッジ
のラベリング処理の結果を説明する図である。

【図６】ラベリング処理による各部エッジ長のしきい値
に応じた変化を説明する図である。

【符号の説明】

１ スリット時空間画像蓄積部 ２ エッジ抽出部 ３ 物体領域抽出部 ４ 輪郭抽出部 ５ マッチング処理部 ６ 最適しきい値決定部 ２１ 対象物体輪郭のエッジ ２２ 背景のエッジ ２３ 対象物体内部のエッジ ２４ ２値化処理後の輪郭 ２５ ２値化処理後の運動領域 ２６ 輪郭部マスク ２７ 内部マスク ２８ 外部マスク ３０ 輪郭部エッジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像から物体領域を抽出する装置に
   おいて，入力画像から対象物体のエッジを求めるエッジ
   抽出部と，該入力画像からしきい値をパラメータとして
   物体領域を抽出する物体領域抽出部と，抽出した物体領
   域像に対して求めた輪郭に沿った前記エッジの有無を検
   出するマッチング処理部と，該輪郭上に存在するエッジ
   総長が最大となるように前記しきい値を決定する最適し
   きい値決定部とを有することを特徴とする物体抽出しき
   い値の決定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の物体抽出しきい値の決定
   装置において，前記入力画像は，２次元画像のスリット
   状の画像を切り出して時間方向に並べたスリット時空間
   画像であり，前記抽出対象の物体領域は，スリット上を
   通過する動物体領域であることを特徴とする物体抽出し
   きい値の決定装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の物体抽出
   しきい値の決定装置において，前記物体領域抽出部は，
   物体領域の抽出を，前記入力画像と予め求めておいた背
   景画像との差分をしきい値処理して行うことを特徴とす
   る物体抽出しきい値の決定装置。