JPH0844844A - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信号レベルが近い部分においても、検出漏れ
することなく、精度良く動いている領域を検出できる物
体検出装置を得ることを目的とする。 【構成】 差分手段３、絶対値手段４によって得られた
背景画像と現画像の信号レベルの差分絶対値を２値化回
路１１において処理した２値化信号と、背景画像および
現画像各々について勾配を算出し、差分手段９、絶対値
手段１０によって得られた背景画像を基に算出された勾
配と現画像を基に算出された勾配の差分絶対値とを、論
理回路１３で処理して物体検出を行う構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続して入力される動
画像の中から物体の形状を検出するための物体検出装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像処理技術を用いた通過車両の
検出装置、駐車車両の検出装置および不法侵入者の検出
装置などを色々な移動物体検出装置が開発されている。
これらの装置は、一般に、ビデオカメラ等の撮像装置か
ら得られた入力画像から、物体を含まないものを背景画
像とし、次々と入力されるカメラからの画像との差分絶
対値をとり、まず変化のある領域を検出し、さらに雑音
除去、ラベリング、特徴抽出等により変化のある領域の
中から照度変化等の部分を取り除き、実際の物体領域の
みを抽出するものである。

【０００３】動画像から変化のある領域を検出する主な
手法としては、入力画像と所定期間（例えば１フレーム
期間）だけ前に入力された画像との差分をとる手法と、
あらかじめ背景画像を記憶しておき、入力画像との差分
をとる手法に大きく分けることができる。

【０００４】しかしながら、入力画像と所定時間だけ前
に入力された画像との差分をとることによる物体検出方
法では、動き物体が常に動いていなければ物体を検出す
ることができない。

【０００５】一方、背景画像との差分をとることによる
物体検出法は、背景画像に対し、何らかの物体が入って
きたり、その物体が静止した場合でも検出することがで
きる。以下、この物体検出法についてさらに説明する。
背景画像信号g1(i,j)入力画像g2(i,j)を考えると、入力
画像が背景画像と同じ場合には全ての画素(i,j)につい
て、 g1(i,j)-g2(i,j) ＝0 である。一方、入力画像に背景画像と異なる物体がある
場合には、その物体のある画素(i,j)において、 g1(i,j)-g2(i,j) ≠0 と考えられる。したがって、全ての(i,j)に対して、 ｜g1(i,j)-g2(i,j)｜＞ｋ （ｋはノイズ等を考慮した
所定のしきい値） として、物体検出を行うことができる。

【０００６】図１１は従来の物体検出装置のブロック図
である。図において、１は物体の形状抽出の処理対象と
なる画像（以下、「現画像」という）の信号入力、２は
背景画像信号入力、３は現画像信号１と背景画像信号入
力２との差分を算出するための減算器、４は減算器３の
出力を絶対値に変換するための絶対値回路、１２は絶対
値回路４の出力を所定のしきい値で２値化する２値化回
路である。

【０００７】次に、動作を説明する。図１２は従来の物
体検出装置の動作を説明するための波形図である。例え
ば、図１２（ａ）を背景画像信号入力、（ｂ）を現画像
信号入力の１水平ラインの輝度信号として、図１１の回
路に入力すると、減算器３および絶対値回路４により図
１２（ｃ）に示す現画像信号と背景画像信号の信号レベ
ルの差分絶対値が得られる。この信号レベルの差分絶対
値は、現画像信号と背景画像信号との間の同一座標の信
号レベルに変化がある時にその変化量に応じた値が出力
される。この差分絶対値出力（ｃ）を２値化回路１２で
所定のしきい値で２値化することにより（ｄ）が得られ
る。この（ｄ）が、背景フレーム（ａ）と現フレーム
（ｂ）との間で信号レベルに変化のあった部分、すなわ
ち物体のあった部分として検出している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の物体検出装置
は、以上のように信号レベルの変化に基づいて物体を判
定する構成とされているので、図１２（ａ）の（ア）の
部分のように、実際には変化があっても信号レベルが近
い（｜g1(i,j)-g2(i,j)｜＜ｋ）部分は変化がないと判
定されてしまう欠点があった。すなわち、背景と物体の
信号レベルの近い部分で、実際には物体があるのに物体
がないと検出してしまう検出漏れを起こすという問題が
あった。さらに図１３のシミュレーション画像に基づい
て詳しく説明すると、例えば（ア）を背景画像、（イ）
を現画像信号（ともに実際には２５６の階調を持つ画
像）とすると、これらの信号レベルの差分絶対値の２値
化画像は（ウ）のようになり、特に背景画像と信号レベ
ルの近い右肩から右手首にかけて検出漏れが多く起こっ
ている。

【０００９】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、信号レベルが近い部分において
も、検出漏れすることなく物体の形状を精度良く検出で
きる物体検出装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る物
体検出装置は、背景画像および現画像の信号レベルの差
分絶対値を算出する第一の差分絶対値算出手段と、上記
第一の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾値で２値化
する第一の２値化手段と、背景画像および現画像各々に
ついて勾配を算出する勾配算出手段と、背景画像を基に
算出された勾配と現画像を基に算出された勾配の差分絶
対値を算出する第二の差分絶対値算出手段と、上記第二
の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾値で２値化する
第二の２値化手段と、上記第一の２値化手段の出力と第
二の２値化手段の出力の論理和を算出する論理回路とを
備えて物体検出を行う。

【００１１】請求項２の発明に係る物体検出装置は、背
景画像および現画像の信号レベルの差分絶対値を算出す
る第一の差分絶対値算出手段と、上記第一の差分絶対値
算出手段の出力を所定の閾値で２値化する第一の２値化
手段と、背景画像および現画像各々について水平勾配を
算出する水平勾配算出手段と、背景画像を基に算出され
た水平勾配と現画像を基に算出された水平勾配の差分絶
対値を算出する第二の差分絶対値算出手段と、上記第二
の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾値で２値化する
第二の２値化手段と、背景画像および現画像各々につい
て垂直勾配を算出する垂直勾配算出手段と、背景画像を
基に算出された垂直勾配と現画像を基に算出された垂直
勾配の差分絶対値を算出する第三の差分絶対値算出手段
と、上記第三の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾値
で２値化する第三の２値化手段と、上記第一の２値化手
段の出力と第二の２値化手段の出力と第三の２値化手段
の出力の論理和を算出する論理回路とを備えて物体検出
を行う。

【００１２】請求項３の発明に係る物体検出装置は、背
景画像および現画像の信号レベルの差分絶対値を算出す
る第一の差分絶対値算出手段と、上記背景画像および上
記現画像各々について信号レベルの勾配を算出する勾配
算出手段と、上記背景画像を基に算出された勾配と上記
現画像を基に算出された勾配の差分絶対値を算出する第
二の差分絶対値算出手段と、上記第一の差分絶対値算出
手段の出力と第二の差分絶対値算出手段の出力を加算す
る加算手段と、上記加算手段の出力を所定の閾値で２値
化する２値化手段とを備えて物体検出を行うものであ
る。

【００１３】請求項４の発明に係る物体検出装置は、背
景画像および現画像の信号レベルの差分絶対値を算出す
る第一の差分絶対値算出手段と、上記背景画像および上
記現画像各々について水平勾配を算出する水平勾配算出
手段と、上記背景画像および上記現画像各々について垂
直勾配を算出する垂直勾配算出手段と、上記背景画像を
基に算出された水平勾配と上記現画像を基に算出された
水平勾配の差分絶対値を算出する第二の差分絶対値算出
手段と、上記背景画像を基に算出された垂直勾配と上記
現画像を基に算出された垂直勾配の差分絶対値を算出す
る第三の差分絶対値算出手段と、第一の差分絶対値算出
手段より算出された第一の差分絶対値と、第二の差分絶
対値算出手段より算出された第二の差分絶対値と、第三
の差分絶対値算出手段より算出された第三の差分絶対値
を加算する加算手段と、上記加算手段の出力を所定の閾
値で２値化する２値化手段とを備えて物体検出を行うも
のである。

【００１４】請求項５の発明に係る物体検出装置は、背
景画像および現画像の信号レベルの差分絶対値を算出す
る第一の差分絶対値算出手段と、上記背景画像および上
記現画像各々について勾配を算出する勾配算出手段と、
上記背景画像を基に算出された勾配と上記現画像を基に
算出された勾配の差分絶対値を算出する第二の差分絶対
値算出手段と、上記第二の差分絶対値算出手段の出力を
所定数倍にする乗算手段と、上記第一の差分絶対値算出
手段の出力と乗算手段の出力を加算する加算手段と、上
記加算手段の出力を所定の閾値で２値化する２値化手段
とを備えて物体検出を行うものである。

【００１５】

【作用】請求項１の発明に係る物体検出装置において
は、上記の構成により、信号レベルの差が大きい部分ま
たは勾配の差が大きい部分を物体領域と判定する。

【００１６】請求項２の発明に係る物体検出装置におい
ては、信号レベルの差の大きい部分と水平方向または垂
直方向の勾配の差の大きい部分を物体領域と判定する。

【００１７】請求項３の発明に係る物体検出装置におい
ては、上記の構成により、信号レベルの値そのものだけ
でなく勾配の差異をも加えて物体領域と判定する。

【００１８】請求項４の発明に係る物体検出装置におい
ては、信号レベルの差の大きい部分に水平方向と垂直方
向の両方向の勾配の差異をも加えて物体領域を判定す
る。

【００１９】請求項５の発明に係る物体検出装置におい
ては、信号レベルの値そのものの差異と勾配の差異の重
み付けを変更して物体領域を判定する。

【００２０】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の実施例１における物体検出装
置のブロック図である。図において、１は現画像信号入
力端子、２は背景画像信号入力端子、３は現画像信号１
と背景画像信号２との差分を算出する減算器、４は減算
器３によって算出された差分値の絶対値を求める絶対値
回路、５、６は現画像信号１の信号レベルの傾き（以
下、「勾配」という）を算出するための遅延手段および
減算器、７、８は背景画像信号２の勾配を算出するため
の遅延手段および減算器、９、１０は現画像信号の勾配
と背景画像信号の勾配の差分絶対値を算出するための減
算器および絶対値回路、１１は絶対値回路４の出力を所
定のしきい値で２値化する２値化回路、１２は絶対値回
路１０の出力を所定のしきい値で２値化する２値化回
路、１３は２値化回路１１の出力と２値化回路１２の出
力の論理和を算出する論理回路である。

【００２１】次に、図１および図２の波形図に基づいて
動作例を説明する。図２（ａ）を背景画像信号入力、
（ｂ）を現画像信号入力の１水平ラインの輝度信号とし
て、図１の回路に入力したとする。現画像信号と背景画
像信号の信号レベルの差分絶対値は、従来と同様に減算
器３および絶対値回路４により得られる。この信号レベ
ルの差分絶対値を図２（ｇ）に示す。これに加えて、現
画像信号入力１について、遅延手段５の出力と減算器６
により勾配を算出する。この現画像信号の勾配、すなわ
ち減算器６の出力を図２（ｄ）に示す。同様に、背景画
像信号入力２について、遅延手段７の出力と減算器８に
より勾配を算出する。この背景画像信号の勾配、すなわ
ち減算器８の出力を図２（ｃ）に示す。

【００２２】次に、上記減算器６より出力される現画像
信号の勾配（ｄ）と上記減算器８より出力される背景画
像信号の勾配（ｃ）について、減算器９により差分処理
を行う。ここで出力される差分値は、現画像信号と背景
画像信号が同一の画像であると、現画像信号の勾配と背
景画像信号の勾配は同一の値となり、その差分結果は０
となる。逆に変化が大きい場合には、プラス、またはマ
イナスの大きな値を取ることになる。ここでは、変化量
だけに注目するので、次に絶対値回路１０により勾配の
差分信号に対し絶対値処理を行う。

【００２３】上記絶対値回路１０の出力、すなわち勾配
の差分絶対値を図２（ｅ）に示す。この勾配の差分絶対
値は、同一座標において現画像信号と背景画像信号との
間の勾配に変化がある時にその変化量に応じた値が出力
される。勾配の差分絶対値（ｅ）を２値化回路１２で所
定のしきい値で２値化することにより（ｆ）の２値化出
力が得られる。一方、従来例と同様に信号レベルの差分
絶対値（ｇ）を２値化回路１１で所定のしきい値で２値
化すると（ｈ）の２値化出力が得られる。論理回路１３
で（ｆ）の２値化出力と（ｈ）の２値化出力の論理和を
とると（ｉ）の２値化出力、すなわち物体検出信号が得
られる。ここで、２値化回路１１および１２のしきい値
は、例えば２５６階調の画像に対して、サンプリング等
により生じるノイズ量の５から１０に対してマージンを
とった１０から３０程度に設定する。

【００２４】従来例における信号レベルの差分絶対値に
対応する図２の（ｇ）を２値化した場合、（ｈ）に示す
ように信号レベルが近い（ア）の部分に“０”となる部
分ができてしまうが、勾配の差分絶対値を２値化した
（ｆ）と（ｈ）の論理和をとることにより（ｉ）に示す
ように検出漏れのない２値化出力が得られる。さらに図
１３のシミュレーション画像に基づいて詳しく説明する
と、例えば（ア）を背景画像、（イ）を現画像信号（と
もに実際には２５６の階調を持つ画像）とすると、これ
らの信号レベルの差分絶対値の２値化出力と勾配の差分
絶対値の２値化出力の論理和画像は（エ）のようにな
り、従来例の（ウ）に比べて検出漏れが減少している。

【００２５】実施例２．図３は本発明の実施例２におけ
る物体検出装置のブロック図である。図において、１は
現画像信号入力、２は背景画像信号入力、３は現画像信
号１と背景画像信号２との差分を算出する減算器、４は
減算器３によって算出された差分値の絶対値を求める絶
対値回路、３１、３２は現画像信号１の水平勾配を算出
するための遅延手段および減算器、３３、３４は背景画
像信号２の水平勾配を算出するための遅延手段および減
算器、３５、３６は現画像信号１の垂直勾配を算出する
ための遅延手段および減算器、３７、３８は背景画像信
号２の垂直勾配を算出するための遅延手段および減算
器、３９、４０は現画像信号の水平勾配と背景画像信号
の水平勾配の差分絶対値を算出するための減算器および
絶対値回路、４１、４２は現画像信号の垂直勾配と背景
画像信号の垂直勾配の差分絶対値を算出するための減算
器および絶対値回路、１１は絶対値回路４の出力を所定
のしきい値で２値化する２値化回路、４３は絶対値回路
４０の出力を所定のしきい値で２値化する２値化回路、
４４は絶対値回路４２の出力を所定のしきい値で２値化
する２値化回路、１３は２値化回路１１の出力と２値化
回路４３の出力と２値化回路４４の出力の論理和を算出
する論理回路である。

【００２６】次に、動作について説明する。図３におい
て、現画像信号と背景画像信号の信号レベルの差分絶対
値は、実施例１と同様に減算器３および絶対値回路４に
より得られる。実施例２の実施例１との違いは、水平、
垂直の両方向で勾配の差分絶対値から２値化し、論理和
をとることである。すなわち、現画像信号入力１につい
て、遅延手段３１の出力と減算器３２により水平勾配を
算出し、遅延手段３５の出力と減算器３６により垂直勾
配を算出する。また、背景画像信号入力２について、遅
延手段３３の出力と減算器３４により水平勾配を算出
し、遅延手段３７の出力と減算器３８により垂直勾配を
算出する。上記減算器３２より出力される現画像信号の
水平勾配と上記減算器３４より出力される背景画像信号
の水平勾配について、減算器３９および絶対値回路４０
により差分絶対値が算出される。

【００２７】また、上記減算器３６より出力される現画
像信号の垂直勾配と上記減算器３８より出力される背景
画像信号の垂直勾配について、減算器４１および絶対値
回路４２により差分絶対値が算出される。絶対値回路４
で算出した信号レベルの差分絶対値は２値化回路１１
で、絶対値回路４０で算出した水平勾配の差分絶対値は
２値化回路４３で、絶対値回路４４で算出した垂直勾配
の差分絶対値は２値化回路４４でそれぞれ２値化され
る。これら三つの２値化出力を論理回路１３で論理和を
とることにより物体検出信号が得られる。

【００２８】次に、勾配を水平、垂直の両方向で算出す
る効果について説明する。水平、垂直ともに図２の
（ａ）のような信号レベルの物体が、図４（ａ）の位置
から図４（ｂ）の位置に垂直方向に平行移動したとす
る。この時、水平勾配の差分絶対値のみを信号レベルの
差分絶対値に加算したとすると、物体の重なった部分付
近では信号レベルの差分絶対値、水平勾配の差分絶対値
ともに値が小さいため、図４（ｃ）のように検出漏れが
生じてしまう。一方、物体の重なった部分付近では垂直
勾配の差分絶対値が大きくなるため、水平、垂直の両方
向の勾配の差分絶対値を加算した場合には、図４（ｄ）
のように検出漏れなく物体を検出することができる。

【００２９】実施例３．図５は、本発明の実施例３にお
ける物体検出装置のブロック図である。図５において、
１は現画像信号入力端子、２は背景画像信号入力端子、
３は現画像信号１と背景画像信号２との差分を算出する
減算器、４は減算器３によって算出された差分値の絶対
値を求める絶対値回路、５、６は現画像信号１の勾配を
算出するための遅延手段および減算器、７、８は背景画
像信号２の勾配を算出するための遅延手段および減算
器、９、１０は現画像信号の勾配と背景画像信号の勾配
の差分絶対値を算出するための減算器および絶対値回
路、５１は絶対値回路４の出力と絶対値回路１０の出力
を加算する加算器、５２は加算器５１の出力を所定のし
きい値で２値化する２値化回路である。

【００３０】次に、図５および図６の波形図に基づいて
動作例を説明する。図６（ａ）を背景画像信号入力、
（ｂ）を現画像信号入力の１水平ラインの輝度信号とし
て、図５の回路に入力したとする。現画像信号と背景画
像信号の信号レベルの差分絶対値は、従来と同様に減算
器３および絶対値回路４により得られる。この信号レベ
ルの差分絶対値を図６（ｆ）に示す。これに加えて、現
画像信号入力１について、遅延手段５の出力と減算器６
により勾配を算出する。この現画像信号の勾配、すなわ
ち減算器６の出力を図６（ｄ）に示す。同様に、背景画
像信号入力２について、遅延手段７の出力と減算器８に
より勾配を算出する。この背景画像信号の勾配、すなわ
ち減算器８の出力を図６（ｃ）に示す。

【００３１】次に、上記減算器６より出力される現画像
信号の勾配（ｄ）と上記減算器８より出力される背景画
像信号の勾配（ｃ）について、減算器９により差分処理
を行う。ここで出力される差分値は、現画像信号と背景
画像信号が同一の画像であると、現画像信号の勾配と前
画像信号の勾配は同一の値となり、その差分結果は０と
なる。逆に変化が大きい場合には、プラス、またはマイ
ナスの大きな値を取ることになる。ここでは、変化量だ
けに注目するので、次に絶対値回路１０により勾配の差
分信号に対し絶対値処理を行う。

【００３２】上記絶対値回路１０の出力、すなわち勾配
の差分絶対値を図６（ｅ）に示す。この勾配の差分絶対
値は同一座標において現画像信号と背景画像信号との間
の勾配に変化がある時にその変化量に応じた値が出力さ
れる。勾配の差分絶対値（ｅ）と信号レベルの差分絶対
値図６（ｆ）は加算器５１により加算される。この加算
値は図６（ｈ）のようになり、これを２値化回路５２で
所定のしきい値で２値化することにより物体検出信号が
得られる。従来例である信号レベルの差分絶対値に対応
する図６（ｆ）および本実施例３の信号レベルの差分絶
対値と勾配の差分絶対値の和である図６（ｈ）を同一の
しきい値で２値化を行った場合、（ｆ）の方は、図６
（ｇ）に示すように信号レベルが近い（ア）の部分に
“０”となる部分ができてしまうが、（ｈ）の方は、図
６（ｉ）に示すように検出漏れのない２値化出力とな
る。さらに図１３のシミュレーション画像に基づいて詳
しく説明すると、例えば（ア）を背景画像、（イ）を現
画像信号（ともに実際には２５６の階調を持つ画像）と
すると、これらの信号レベルの差分絶対値と勾配の差分
絶対値の加算値を２値化した２値化画像は（オ）のよう
になり、従来例の（ウ）に比べて検出漏れが減少してい
る。

【００３３】実施例４．図７は、本発明の実施例４にお
ける物体検出装置のブロック図である。図７において、
１は現現画像信号入力、２は背景画像信号入力、３は現
画像信号１と背景画像信号２との差分を算出する減算
器、４は減算器３によって算出された差分値の絶対値を
求める絶対値回路、３１、３２は現画像信号１の水平勾
配を算出するための遅延手段および減算器、３３、３４
は背景画像信号２の水平勾配を算出するための遅延手段
および減算器、３５、３６は現画像信号１の垂直勾配を
算出するための遅延手段および減算器、３７、３８は背
景画像信号２の垂直勾配を算出するための遅延手段およ
び減算器、３９、４０は現画像信号の水平勾配と背景画
像信号の水平勾配の差分絶対値を算出するための減算器
および絶対値回路、４１、４２は現画像信号の垂直勾配
と背景画像信号の垂直勾配の差分絶対値を算出するため
の減算器および絶対値回路、６１は絶対値回路４の出力
と絶対値回路４０と絶対値回路４２の出力を加算する加
算器、６２は加算器６１の出力を所定のしきい値で２値
化する２値化回路である。

【００３４】次に、動作について説明する。図７におい
て、現画像信号と背景画像信号の信号レベルの差分絶対
値は、実施例１と同様に減算器３および絶対値回路４に
より得られる。実施例４の実施例３との違いは、勾配の
差分絶対値を水平、垂直の両方向で算出し、加算するこ
とである。すなわち、現画像信号入力１について、遅延
手段３１の出力と減算器３２により水平勾配を算出し、
遅延手段３５の出力と減算器３６により垂直勾配を算出
する。また、背景画像信号入力２について、遅延手段３
３の出力と減算器３４により水平勾配を算出し、遅延手
段３７の出力と減算器３８により垂直勾配を算出する。
上記減算器３２より出力される現画像信号の水平勾配と
上記減算器３４より出力される背景画像信号の水平勾配
について、減算器３９および絶対値回路４０により差分
絶対値が算出される。また、上記減算器３６より出力さ
れる現画像信号の垂直勾配と上記減算器３８より出力さ
れる背景画像信号の垂直勾配について、減算器４１およ
び絶対値回路４２により差分絶対値が算出される。水平
勾配の差分絶対値と垂直勾配の差分絶対値は加算器６１
によってともに信号レベルの差分絶対値に加算される。
この加算器６１の出力を２値化回路６２で所定のしきい
値で２値化することで物体検出信号が得られる。

【００３５】次に、勾配を水平、垂直の両方向で算出す
る効果について説明する。水平、垂直ともに図８（ａ）
のような信号レベルの物体が、図８（ａ）の位置から図
８（ｂ）の位置に垂直方向に平行移動したとする。この
時、水平勾配の差分絶対値のみを信号レベルの差分絶対
値に加算したとすると、物体の重なった部分付近では信
号レベルの差分絶対値、水平勾配の差分絶対値ともに値
が小さいため、図８（ｃ）のように検出漏れが生じてし
まう。一方、物体の重なった部分付近では垂直勾配の差
分絶対値が大きくなるため、水平、垂直の両方項の勾配
成分は図８（ｄ）のような信号が得られる。水平、垂直
の両方向の勾配の差分絶対値を加算した場合には、図８
（ｅ）のように検出漏れなく物体を検出することができ
る。

【００３６】実施例５．図９は、本発明の実施例５にお
ける物体検出装置のブロック図である。構成は、上記実
施例３の絶対値回路１０の後に乗算器８１を付加したも
のである。図９において、１は現画像信号入力、２は背
景画像信号入力、３は現画像信号１と背景画像信号２と
の差分を算出する減算器、４は減算器３によって算出さ
れた差分値の絶対値を求める絶対値回路、５、６は現画
像信号１の勾配を算出するための遅延手段および減算
器、７、８は背景画像信号２の勾配を算出するための遅
延手段および減算器、９、１０は現画像信号の勾配と背
景画像信号の勾配の差分絶対値を算出するための減算器
および絶対値回路、８１は勾配の差分絶対値を所定倍の
値にする乗算器、５１は絶対値回路４の出力と乗算器８
１の出力を加算する加算器、１２は加算器５１の出力を
所定のしきい値で２値化する２値化回路である。

【００３７】次に、図９および図１０の波形図に基づい
て動作例を説明する。図１０（ａ）を背景画像信号入
力、（ｂ）を現画像信号入力の１水平ラインの輝度信号
として、図９の回路に入力したとする。現画像信号と背
景画像信号の信号レベルの差分絶対値は、従来と同様に
減算器３および絶対値回路４により得られる。この信号
レベルの差分絶対値を図１０（ｇ）に示す。これに加え
て、現画像信号入力１について、遅延手段５の出力と減
算器６により勾配を算出する。この現画像信号の勾配、
すなわち減算器６の出力を図１０（ｄ）に示す。同様
に、背景画像信号入力２について、遅延手段７の出力と
減算器８により勾配を算出する。この背景画像信号の勾
配、すなわち減算器８の出力を図９（ｃ）に示す。

【００３８】次に、上記減算器６より出力される現画像
信号の勾配（ｄ）と上記減算器８より出力される背景画
像信号の勾配（ｃ）について、減算器９により差分処理
を行う。ここで出力される差分値は、現画像信号と背景
画像信号が同一の画像であると、現画像信号の勾配と背
景画像信号の勾配は同一の値となり、その差分結果は０
となる。逆に変化が大きい場合には、プラス、またはマ
イナスの大きな値を取ることになる。ここでは、変化量
だけに注目するので、次に絶対値回路１０により勾配の
差分信号に対し絶対値処理を行う。上記絶対値回路１０
の出力、すなわち勾配の差分絶対値を図１０（ｅ）に示
す。この勾配の差分絶対値は現画像信号と背景画像信号
との間の同一座標の勾配に変化がある時にその変化量に
応じた値が出力される。

【００３９】勾配の差分絶対値（ｅ）を乗算器８１で例
えば２倍に増幅したとすると乗算器８１の出力は図１０
（ｆ）のようになる。乗算器出力（ｆ）と信号レベルの
差分絶対値（ｇ）は加算器５１により加算される。この
加算値は図１０（ｉ）のようになり、これを２値化回路
１２で所定のしきい値で２値化することにより物体検出
信号が得られる。従来例である信号レベルの差分絶対値
に対応する図１０（ｇ）および本発明である信号レベル
の差分絶対値と勾配の差分絶対値の和である（ｉ）を所
定のしきい値で２値化を行った場合、（ｇ）の方は、
（ｈ）に示すように信号レベルが近い（ア）の部分に
“０”となる部分ができてしまうが、（ｉ）の方は、
（ｊ）に示すように検出漏れのない２値化出力となる。
この時、例えば乗算器８１で勾配の差分絶対値を２倍に
増幅した場合、実施例３に比べて（ア）の部分の加算値
がさらに大きくなる。したがって、さらに検出漏れを減
らすこと、あるいは逆に閾値を大きくし誤検出を減らす
ことが可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、信号レベルの近い部分での検出漏れがなくなり、物
体形状に即した物体検出ができる。

【００４１】また、請求項２の発明によれば、色々な絵
柄の物体の色々な物体に対しても物体形状に即した物体
検出ができる。

【００４２】また、請求項３の発明によれば、信号レベ
ルの近い部分での検出漏れがなくなり、物体形状に即し
た物体検出ができる。

【００４３】また、請求項４の発明によれば、絵柄の物
体の色々な動きに対しても物体形状に即した物体検出が
できる。

【００４４】また、請求項５の発明によれば、請求項１
の発明で検出漏れを起こすような信号レベル変化の緩や
かな物体においても物体検出ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１における物体検出装置のブ
ロック図である。

【図２】 実施例１における物体検出装置の動作を説明
するための波形図である。

【図３】 実施例２における物体検出装置のブロック図
である。

【図４】 実施例２における物体検出装置の動作を説明
するための波形図である。

【図５】 本発明の実施例３における物体検出装置のブ
ロック図である。

【図６】 実施例３における物体検出装置の動作を説明
するための波形図である。

【図７】 本発明の実施例４における物体検出装置のブ
ロック図である。

【図８】 実施例４における物体検出装置の動作を説明
するための波形図である。

【図９】 本発明の実施例５における物体検出装置のブ
ロック図である。

【図１０】 実施例５における物体検出装置の動作を説
明するための波形図である。

【図１１】 従来の物体検出装置の動作を説明するため
の図である。

【図１２】 従来の物体検出装置のブロック図である。

【図１３】 従来例と本発明の実施例の物体検出装置を
比較するためのシミュレーション画像である。

【符号の説明】

１ 現画像信号入力、２ 前画像信号入力、３ 減算
器、４ 絶対値回路、５遅延手段、６ 減算器、７ 遅
延手段、８ 減算器、９ 減算器、１０ 絶対値回路、
１１ ２値化回路、１２ ２値化回路、５１ 加算器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 背景画像と物体の形状抽出の処理対象と
   なる画像（以下、「現画像」という）に対し、信号レベ
   ルの差分絶対値を算出する第一の差分絶対値算出手段
   と、上記第一の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾値
   で２値化する第一の２値化手段と、上記背景画像および
   上記現画像各々について勾配を算出する勾配算出手段
   と、上記背景画像を基に算出された勾配と上記現画像を
   基に算出された勾配の差分絶対値を算出する第二の差分
   絶対値算出手段と、上記第二の差分絶対値算出手段の出
   力を所定の閾値で２値化する第二の２値化手段と、上記
   第一の２値化手段の出力と第二の２値化手段の出力の論
   理和を算出する論理和演算手段とを備えたことを特徴と
   する物体検出装置。
2. 【請求項２】 背景画像と現画像に対し、信号レベルの
   差分絶対値を算出する第一の差分絶対値算出手段と、上
   記第一の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾値で２値
   化する第一の２値化手段と、上記背景画像および現画像
   各々について水平勾配を算出する水平勾配算出手段と、
   上記背景画像を基に算出された水平勾配と上記現画像を
   基に算出された水平勾配の差分絶対値を算出する第二の
   差分絶対値算出手段と、上記第二の差分絶対値算出手段
   の出力を所定の閾値で２値化する第二の２値化手段と、
   上記背景画像および上記現画像各々について垂直勾配を
   算出する垂直勾配算出手段と、上記背景画像を基に算出
   された垂直勾配と上記現画像を基に算出された垂直勾配
   の差分絶対値を算出する第三の差分絶対値算出手段と、
   上記第三の差分絶対値算出手段の出力を所定の閾値で２
   値化する第三の２値化手段と、上記第一の２値化手段の
   出力と第二の２値化手段の出力と第三の２値化手段の出
   力の論理和を算出する論理和演算手段とを備えたことを
   特徴とする物体検出装置。
3. 【請求項３】 背景画像と現画像に対し、信号レベルの
   差分絶対値を算出する第一の差分絶対値算出手段と、上
   記背景画像および上記現画像各々について勾配を算出す
   る勾配算出手段と、上記背景画像を基に算出された勾配
   と、上記現画像を基に算出された勾配の差分絶対値を算
   出する第二の差分絶対値算出手段と、上記第一の差分絶
   対値算出手段の出力と第二の差分絶対値算出手段の出力
   を加算する加算手段と、上記加算手段の出力を所定の閾
   値で２値化する２値化手段とを備えたことを特徴とする
   物体検出装置。
4. 【請求項４】 背景画像と現画像に対し、信号レベルの
   差分絶対値を算出する第一の差分絶対値算出手段と、上
   記背景画像および上記現画像各々について水平勾配を算
   出する水平勾配算出手段と、上記背景画像および上記現
   画像各々について垂直勾配を算出する垂直勾配算出手段
   と、上記背景画像を基に算出された水平勾配と上記現画
   像を基に算出された水平勾配の差分絶対値を算出する第
   二の差分絶対値算出手段と、上記背景画像を基に算出さ
   れた垂直勾配と上記現画像を基に算出された垂直勾配の
   差分絶対値を算出する第三の差分絶対値算出手段と、第
   一の差分絶対値算出手段より算出された第一の差分絶対
   値と、第二の差分絶対値算出手段より算出された第二の
   差分絶対値と、第三の差分絶対値算出手段より算出され
   た第三の差分絶対値を加算する加算手段と、上記加算手
   段の出力を所定の閾値で２値化する２値化手段とを備え
   たことを特徴とする物体検出装置。
5. 【請求項５】 背景画像と現画像に対し、信号レベルの
   差分絶対値を算出する第一の差分絶対値算出手段と、上
   記背景画像および上記現画像各々について勾配を算出す
   る勾配算出手段と、上記背景画像を基に算出された勾配
   と、上記現画像を基に算出された勾配の差分絶対値を算
   出する第二の差分絶対値算出手段と、上記第二の差分絶
   対値算出手段の出力を所定数倍にする乗算手段と、上記
   第一の差分絶対値算出手段の出力と乗算手段の出力を加
   算する加算手段と、上記加算手段の出力を所定の閾値で
   ２値化する２値化手段とを備えたことを特徴とする物体
   検出装置。