動き検出装置
【課題】動き検出の精度を向上させることが可能な動き検出装置を提供すること。
【解決手段】色分離回路４１は、入力された映像のＲＧＢデータを色信号に分離する。分割ウィンドウ積算処理回路４２は、画面全体を分割した複数のウィンドウのそれぞれに対して色信号レベル検波を行ない、積算パラメータを算出する。減算処理回路２４は、分割ウィンドウ積算処理回路４２によって算出されたウィンドウごとの積算パラメータの中から、指定されたウィンドウの積算パラメータについて、最新フレームの積算パラメータと１フレーム前の積算パラメータとの減算を行なう。そして、比較器２７は、減算処理回路２４による減算結果と予め定められた閾値とを比較し、指定されたウィンドウごとに動きがあるか否かを判定する。したがって、動き検出の精度を向上させることが可能となる。
【解決手段】色分離回路４１は、入力された映像のＲＧＢデータを色信号に分離する。分割ウィンドウ積算処理回路４２は、画面全体を分割した複数のウィンドウのそれぞれに対して色信号レベル検波を行ない、積算パラメータを算出する。減算処理回路２４は、分割ウィンドウ積算処理回路４２によって算出されたウィンドウごとの積算パラメータの中から、指定されたウィンドウの積算パラメータについて、最新フレームの積算パラメータと１フレーム前の積算パラメータとの減算を行なう。そして、比較器２７は、減算処理回路２４による減算結果と予め定められた閾値とを比較し、指定されたウィンドウごとに動きがあるか否かを判定する。したがって、動き検出の精度を向上させることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力映像信号に基づいて動きを検出する技術に関し、特に、入力映像信号の輝度成分および色度成分の両方を用いて動きを検出する、監視カメラシステム、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどに用いられる動き検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な分野で映像信号を処理する画像処理技術が盛んに開発されている。その１つとして、動きを検出する技術を挙げることができる。従来、動き検出装置は、入力映像信号の平均輝度レベルの変化を検出して動きを判定したり、物体が監視領域内に侵入することによって発生する入力信号の時間的な変動差分をフィールド単位で比較し、その変化量が予め定められた閾値を超えた場合に動きがあると判定したりするものであった。
【０００３】
すなわち、設定された検出枠における現フィールドの画像と前フィールドの画像との同一アドレスにおける差分値を求め、絶対値化した後、変動差分に基づいて動きの有無を検出するものが一般的であった。これに関連する技術として、下記の特許文献１〜６に開示された発明がある。
【０００４】
特許文献１は、撮像カメラで撮像した監視映像を異常事態の発生時にのみ警備センター側に送信することを目的とする。テレビカメラで監視対象を撮像した監視映像について、映像フレームを所定の映像ブロックに分割し、この映像ブロック毎にヒストグラム化してその特徴を抽出し、そのヒストグラム値について異なる映像フレーム間で差分を求め、差分が所定のしきい値より大きい場合に映像の変化を判定する。この際、ヒストグラム値の分布を正規化して映像フレーム全体の明るさの変化やヒストグラム値の暗部分への局在を補正するなどして、判定精度を向上する。
【０００５】
特許文献２は、テレビ受像機によって受信されたビデオ信号において、真の動きから偽の動きを識別する手法を実施及び使用するコンピュータプログラム製品を含む方法及び装置を提供することを目的とする。ビデオ信号は、輝度成分と色度成分とを含む。動き検出処理は、受信ビデオ信号のいくつかの周波数領域において、色度成分及び輝度成分のそれぞれについて実行される。各周波数領域は、真の動きから偽の動きを識別するための固有の調節可能な閾値を有し、閾値は着信ビデオ信号に基づいて動的に調節され、結果として、ビデオ信号により表現されテレビ受像機での表示の対象となる画像において、動き検出の精度が向上し、画像アーチファクトが最小化される。
【０００６】
特許文献３は、必要な変化のみを効率よく検出することが出来る画像処理装置及びプログラムを提供することを目的とする。画像処理装置は、第１の画像データと第２の画像データを同一の分割パターンで複数のエリアに分割し、第１の画像データ及び第２の画像データについて、各エリアに属する画素の色又は輝度に関する画素値を集計してエリア画素値を演算する手段と、分割パターンによって分割される各エリアに関連づけて各エリアのエリア画素値の差分判定に用いるしきい値を記憶するしきい値記憶手段と、第１の画像データと第２の画像データの対応するエリアのエリア画素値の差分を演算し、差分とエリアに関連づけてしきい値記憶手段に記憶されたしきい値とを比較して、差分がしきい値の範囲内に収まっているか否か判断し、収まっていない場合に変化ありと検出する画像変化検出処理を行う手段とを含む。
【０００７】
特許文献４は、フレーム間における動き検出の際、エッジ部分の誤検出、特に、動きのあるエッジ部分の誤検出を防止することを目的とする。予め定められた第１のフレーム信号から、第１のエッジ検出信号を得る第１のエッジ検出回路と、第１のフレーム信号とは異なる時間における第２のフレーム信号から第２のエッジ検出信号を得る第２のエッジ検出回路とを備え、第１及び第２のエッジ検出信号を判定回路で判定することにより、フレーム間で動きのあるエッジ部分を正しく検出できる動き処理回路が得られる。
【０００８】
特許文献５は、画像の動きを精度良く検出することを目的とする。画像の動きが、画素の輝度の変化と色相の変化の両方に基づいて検出される。７個の輝度が変化している画素が得られるとともに、６個の色相が変化している画素が得られた場合、輝度または色相のうちの少なくともいずれか一方が変化している９個の画素により構成される領域が、動きのあった領域とされる。
【０００９】
特許文献６は、メモリ容量を減らしてコスト削減を図ると共に、１フレーム毎に現れる速い色信号の動きを検出することを目的とする。入力複号映像信号の１フレーム間差分演算を減算器で行い、差分結果に基づき輝度信号低域成分の動きを検出する非線形回路と、入力複号映像信号の１フレーム間加算演算を加算器で行い、加算結果に基づき、色信号成分の動きを検出する非線形回路と、輝度信号の低域成分の１フレーム間差分値レベルを第１の設定値と比較する比較回路とを備える。さらに、減算器で入力複号映像信号の１フレーム間差分演算を行い色信号成分を得、この色信号成分のレベルを第２の設定値と比較する比較回路と、比較回路の比較結果に応じ、非線形回路の色信号動き検出結果が静画となる様に制御するゲート回路と、非線形回路とゲート回路との出力を選択導出する最大値選択回路とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１８４３５９号公報
【特許文献２】特開２００５−１８４８４９号公報
【特許文献３】特開２００４−２８０６９７号公報
【特許文献４】特開平１０−１０８０３９号公報
【特許文献５】特開平９−１８６９８８号公報
【特許文献６】特開平５−３０５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示された発明は、入力映像信号の輝度成分のみで動きの有無を検出するため、輝度成分の変化がない状態で色度成分が変化した場合には正確に動きを検出できないといった問題があった。
【００１２】
また、特許文献２〜６に開示された発明は、輝度成分および色度成分に基づいて動きを検出するものであるが、輝度成分と色度成分とを別々に処理することによって動きを検出するものである。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、動き検出の精度を向上させることが可能な動き検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一実施例によれば、ＲＧＢデータに基づいて動き検出を行なう動き検出装置が提供される。色分離回路は、入力された映像のＲＧＢデータを色信号に分離する。分割ウィンドウ積算処理回路は、画面全体を分割した複数のウィンドウのそれぞれに対して色信号レベル検波を行ない、積算パラメータを算出する。減算処理回路は、分割ウィンドウ積算処理回路によって算出されたウィンドウごとの積算パラメータの中から、指定されたウィンドウの積算パラメータについて、最新フレームの積算パラメータと１フレーム前の積算パラメータとの減算を行なう。そして、比較器は、減算処理回路による減算結果と予め定められた閾値とを比較して、指定されたウィンドウごとに動きがあるか否かを判定する。
【発明の効果】
【００１５】
この実施例によれば、分割ウィンドウ積算処理回路は、画面全体を分割した複数のウィンドウのそれぞれに対して、ＲＧＢデータから分離された色信号に対する色信号レベル検波を行ない、積算パラメータを算出する。そして、この積算パラメータに基づいて、指定されたウィンドウごとに動きがあるか否かを判定するので、動き検出の精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における動き検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における動き検出装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態における動き検出装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施の形態における動き検出装置によって動き検出を行なう指定エリアの一例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態における動き検出装置によって動き検出を行なう指定エリアの他の一例を示す図である。
【図６】分割ウィンドウを細分化した場合を示す図である。
【図７】動き検出があったエリアに対してさらに詳細に動き検出を行なう場合を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における動き検出装置の構成例を示すブロック図である。この動き検出装置は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ１と、第１動き検出回路部２と、第２動き検出回路部３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４と、動き検出評価部５とを含む。
【００１８】
第１動き検出回路部２は、ＣＣＤセンサ１から出力されるＲＡＷデータ（ＲＧＢデータ）に基づいて色信号レベル検波を行ない、全ての画素の積算値である全画面積算パラメータと、分割ウィンドウの画素の積算値である画素積算パラメータとを算出する。そして、最新フレームの色信号レベル検波結果と、１フレーム前の色信号レベル検波結果との減算結果に基づいて動きを検出する。
【００１９】
第２動き検出回路部３は、ＣＣＤセンサ１から出力されるＲＡＷデータ（ＲＧＢデータ）に基づいて高周波成分検波を行ない、ウィンドウごとの検波パラメータを算出する。そして、最新フレームの高周波成分検波結果と、１フレーム前の高周波成分検波結果との減算結果に基づいて動きを検出する。
【００２０】
一般に、監視カメラシステムなどで用いられる撮像装置の画像取込み部（カメラインタフェース部）には、ＡＭ（Automatic Measurement）機能およびＡＦ（Automatic Focus）機能が搭載されている。
【００２１】
ＡＭ機能は、ＡＥ（Automatic Exposure：自動露出）およびＡＷＢ（Automatic White Balance：オートホワイトバランス）のための信号処理機能であり、ＲＡＷデータに対して色信号別積算値算出処理を行ない、被写体の色／明るさ調整を行なうものである。第１動き検出回路部２は、このＡＭ機能を用いることによって色信号レベル検波を行なう。
【００２２】
また、ＡＦ機能は、オートフォーカスのための信号検波機能であり、ＲＡＷデータに基づいてＡＦ用パラメータを算出し、被写体の焦点調整を行なうものである。第２動き検出回路部３は、このＡＦ機能を用いることによって高周波成分検波を行なう。
【００２３】
ＣＰＵ４は、動き検出装置の全体的な制御を行なう。また、動き検出評価部５は、第１動き検出回路部２による動き検出結果および第２動き検出回路部３による動き検出結果を評価し、最終的な動きの有無を判定する。
【００２４】
第１動き検出回路部２は、色信号レベル検波回路２１と、減算処理回路２４と、比較器２７とを含む。なお、最新色信号レベル検波結果２２、１フレーム前色信号レベル検波結果２３、減算結果２５、色信号レベル検波用動き検出閾値２６および色信号レベル検波動き検出結果２８は、図示しないメモリに記憶される。
【００２５】
また、色信号レベル検波回路２１は、色分離回路４１と、分割ウィンドウ積算処理回路４２と、積算パラメータレジスタ４３と、全画面積算処理回路４４と、全画面積算パラメータレジスタ４５とを含む。
【００２６】
色分離回路４１は、ＣＣＤセンサ１から出力されるＲＡＷデータを受け、ＧＲ信号、ＧＢ信号、Ｒ信号およびＢ信号を生成し、分割ウィンドウ積算処理回路４２および全画面積算処理回路４４に出力する。
【００２７】
分割ウィンドウ積算処理回路４２は、分割ウィンドウ（ブロック）ごとに、ＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値およびＢ信号の積算値を算出し、積算パラメータとして積算パラメータレジスタ４３に格納する。積算パラメータレジスタ４３に格納された積算パラメータは、最新色信号レベル検波結果２２としてブロックごとにメモリに書き込まれる。また、１フレーム前の積算パラメータも、１フレーム前色信号レベル検波結果２３としてブロックごとにメモリに書き込まれている。なお、本実施の形態においては、画面が２５６（１６×１６）分割される場合について説明するが、画面の分割数はこれに限られるものではない。また、１フレーム前色信号レベル検波結果２３についても、１フレーム前に限られるものではなく、最新色信号レベル検波結果２２以前の特定フレームについての色信号レベル検波結果が格納されるものとする。
【００２８】
全画面積算処理回路４４は、全画面の画素のＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値およびＢ信号の積算値を算出し、全画面積算パラメータとして全画面積算パラメータレジスタ４５に格納する。全画面積算パラメータレジスタ４５に格納された全画面積算パラメータは、最新色信号レベル検波結果２２としてメモリに書き込まれる。また、１フレーム前の全画面積算パラメータも、１フレーム前色信号レベル検波結果２３としてメモリに書き込まれている。
【００２９】
減算処理回路２４は、メモリに記憶されるブロックごとの最新色信号レベル検波結果２２と、１フレーム前色信号レベル検波結果２３との減算処理を行ない、減算結果２５をメモリに格納する。減算処理は、ブロックごとに、ＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値、Ｂ信号の積算値のそれぞれについて行なわれる。
【００３０】
また、減算処理回路２４は、メモリに記憶される全画面の最新色信号レベル検波結果２２と、１フレーム前色信号レベル検波結果２３との減算処理を行ない、減算結果２５をメモリに格納する。減算処理は、ＧＲ信号の全画面積算値、ＧＢ信号の全画面積算値、Ｒ信号の全画面積算値、Ｂ信号の全画面積算値のそれぞれについて行なわれる。
【００３１】
比較器２７は、メモリに記憶される減算結果２５と、色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較することによって、色信号レベル検波動き検出結果２８を動き検出評価部５に出力する。この比較処理は、ブロックごとの減算結果および全画面の減算結果のそれぞれについて行なわれる。なお、色信号レベル検出用動き検出閾値２６は、ＣＰＵ４によって色信号ごとにメモリに格納される。
【００３２】
第２動き検出回路部３は、高周波成分検波回路３１と、減算処理回路３４と、比較器３７とを含む。なお、最新高周波成分検波結果３２、１フレーム前高周波成分検波結果３３、減算結果３５、高周波成分検波用動き検出閾値３６および高周波成分検波動き検出結果３８は、図示しないメモリに記憶される。１フレーム前高周波成分検波結果３３については１フレーム前に限られるものではなく、最新高周波成分検波結果３２以前の特定フレームについての高周波成分検波結果が格納されるものとする。
【００３３】
また、高周波成分検波回路３１は、デジタルフィルタ５１と、積算ウィンドウ処理回路５２と、検波パラメータレジスタ５３とを含む。
【００３４】
デジタルフィルタ５１は、ＣＣＤセンサ１から出力されるＲＡＷデータを受け、設定されたフィルタ係数を用いてデジタルフィルタ処理を行ない、高周波成分を抽出して積算ウィンドウ処理回路５２に出力する。
【００３５】
積算ウィンドウ処理回路５２は、デジタルフィルタ処理された後のＲＡＷデータをウィンドウ（ブロック）ごとに積算し、検波パラメータとして検波パラメータレジスタ５３に格納する。なお、積算ウィンドウ処理回路５２においては、画面が８ウィンドウに分割され、それぞれのウィンドウに対して２種類のフィルタ係数でフィルタ処理することにより、１６ウィンドウ（８ウィンドウ×２帯域）分の検波パラメータを算出するものとするが、画面の分割数はこれに限定されるものではない。
【００３６】
減算処理回路３４は、メモリに記憶されるブロックごとの最新高周波成分検波結果３２と、１フレーム前高周波成分検波結果３３との減算処理を行ない、減算結果３５をメモリに格納する。減算処理は、ブロックごとに行なわれる。
【００３７】
比較器３７は、メモリに記憶される減算結果３５と、高周波成分検波用動き検出閾値３６とを比較することによって、高周波成分検波動き検出結果３８を動き検出評価部５に出力する。この比較処理は、ブロックごとに行なわれる。なお、高周波成分検出用動き検出閾値３６は、ＣＰＵ４によってメモリに格納される。
【００３８】
図２は、本発明の第１の実施の形態における動き検出装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータを用いた場合の処理を示しており、予め動きを検出するウィンドウ（ブロック）が指定されているものとする。この動き検出を行なうブロックの指定については、ユーザによって指定されたブロックがＣＰＵ４によって設定されるようにしてもよいし、予め定められたブロックがＣＰＵ４によって設定されるようにしてもよい。
【００３９】
まず、分割ウィンドウ積算処理回路４２は、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータ（ＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値、Ｂ信号の積算値）を算出し、積算パラメータレジスタ４３に格納する（Ｓ１１）。この積算パラメータは、最新色信号レベル検波結果２２としてメモリに書き込まれる。また、１フレーム前色信号レベル検波結果２３が既にメモリに書き込まれているものとする。
【００４０】
次に、対象のウィンドウが指定エリア（動き検出が指定されたウィンドウ）か否かが判定される（Ｓ１２）。指定エリアでなければ（Ｓ１２，Ｎｏ）、ステップＳ１９に処理が進む。
【００４１】
また、指定エリアであれば（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＧＲ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する（Ｓ１３）。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ１３，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ１６）、ステップＳ１９に処理が進む。たとえば、ＧＲ信号に対応する設定閾値が０ｘ１０００であれば、減算結果２５がこの０ｘ１０００以上のときに、そのブロックにおいて動きがあると判定される。
【００４２】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＲ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する（Ｓ１４）。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ１４，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ１７）、ステップＳ１９に処理が進む。たとえば、Ｒ信号に対応する設定閾値が０ｘ１０００であれば、減算結果２５がこの０ｘ１０００以上のときに、そのブロックにおいて動きがあると判定される。
【００４３】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＢ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ１５，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ１８）、ステップＳ１９に処理が進む。たとえば、Ｂ信号に対応する設定閾値が０ｘ１０００であれば、減算結果２５がこの０ｘ１０００以上のときに、そのブロックにおいて動きがあると判定される。
【００４４】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ１５，Ｙｅｓ）、全てのブロックの処理が終了したか否かが判定される（Ｓ１９）。処理が終了していないブロックがあれば（Ｓ１９，Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻って以降の処理を繰り返す。また、全てのブロックの処理が終了していれば（Ｓ１９，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００４５】
なお、図２に示すフローチャートは、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータを用いた場合の処理であったが、全画面の積算パラメータを用いて動き検出を行なう場合には、ステップＳ１２およびＳ１９の判定を行なわず、ステップＳ１１において、全画面積算パラメータ（ＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値、Ｂ信号の積算値）を算出するようにすればよい。
【００４６】
また、ＧＲ信号、Ｒ信号およびＢ信号を用いて動き検出を行なう場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、どの色信号を用いて動き検出を行なうかは任意である。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態における動き検出装置によれば、色分離回路４１によって生成された色信号ごとにウィンドウ内の画素積算パラメータ（全画面積算パラメータ）を算出し、ブロック単位（全画面）で積算パラメータに基づいて動き検出を行なうようにしたので、輝度信号および色度信号を含めた動き検出を行なうことができ、検出精度を向上させることが可能となった。
【００４８】
たとえば、暗闇のような輝度信号の変化が少ない状況においては、赤や青の色変化が発生しても動きを検出できない場合が多いが、色度成分の変化に応じて動きを検出するようにしたので、検出精度を向上させることが可能となる。
【００４９】
また、一般的なカメラインタフェース部に搭載されるＡＭ機能およびＡＦ機能を用いて動き検出を行なうようにしたので、動き検出用にデジタル動画像圧縮回路、人感センサのような外付け部品などの新たなモジュールを追加する必要がなく、システム全体のコストを削減することが可能となった。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図２に示す第１の実施の形態における動き検出装置の処理手順においては、第２動き検出回路部３による動き検出を行なわない場合のものであった。本発明の第２の実施の形態における動き検出装置は、第２動き検出回路部３によるエッジ検出を含めて、さらに動き検出の精度を高めるものである。なお、本実施の形態における動き検出装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態における動き検出装置の構成と同様である。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。
【００５１】
図３は、本発明の第２の実施の形態における動き検出装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、図２に示すフローチャートと同様に、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータを用いた場合の処理を示しており、予め動きを検出するウィンドウ（ブロック）が指定されているものとする。
【００５２】
まず、分割ウィンドウ積算処理回路４２は、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータ（ＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値、Ｂ信号の積算値）を算出し、積算パラメータレジスタ４３に格納する（Ｓ２１）。この積算パラメータは、最新色信号レベル検波結果２２としてメモリに書き込まれる。また、１フレーム前色信号レベル検波結果２３が既にメモリに書き込まれているものとする。
【００５３】
次に、高周波成分検波回路３１内の積算ウィンドウ処理回路５２は、デジタルフィルタ処理された後のＲＡＷデータをウィンドウごとに積算し、検波パラメータとして検波パラメータレジスタ５３に格納する（Ｓ２２）。この検波パラメータは、最新高周波成分検波結果３２としてメモリに書き込まれる。また、１フレーム前高周波成分検波結果３３が既にメモリに書き込まれているものとする。
【００５４】
次に、対象のウィンドウが指定エリア（動き検出が指定されたウィンドウ）か否かが判定される（Ｓ２３）。指定エリアでなければ（Ｓ２３，Ｎｏ）、ステップＳ３２に処理が進む。
【００５５】
また、指定エリアであれば（Ｓ２３，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＧＲ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する（Ｓ２４）。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ２４，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ２７）、ステップＳ３０に処理が進む。
【００５６】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ２４，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＲ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する（Ｓ２５）。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ２５，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ２８）、ステップＳ３０に処理が進む。
【００５７】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ２５，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＢ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する（Ｓ２６）。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ２６，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ２９）、ステップＳ３０に処理が進む。
【００５８】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ２６，Ｙｅｓ）、全てのブロックの処理が終了したか否かが判定される（Ｓ３２）。処理が終了していないブロックがあれば（Ｓ３２，Ｎｏ）、ステップＳ２３に戻って以降の処理を繰り返す。また、全てのブロックの処理が終了していれば（Ｓ３２，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００５９】
また、ステップＳ３０において、比較器３７は、減算処理回路３４によって減算処理された後の高周波成分検波結果の減算結果３５と、メモリに格納される高周波成分検波用動き検出閾値３６とを比較する。減算結果３５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ３０，Ｎｏ）、そのブロックにおいてエッジ判定による動きがあると判定され（Ｓ３１）、ステップＳ３２に処理が進む。
【００６０】
また、減算結果３５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ３０，Ｙｅｓ）、そのウィンドウにおいてエッジ判定による動きがなかったと判定され、ステップＳ３２に処理が進む。なお、指定エリアを含んだウィンドウに対応する高周波成分検波結果を用いて、指定エリアのエッジ検出が行なわれる。
【００６１】
動き検出評価部５は、第１動き検出回路部２から出力される色信号レベル検波動き検出結果２８および第２動き検出回路部３から出力される高周波成分検波動き検出結果３８に基づいて、最終的な動きの有無を判定する。たとえば、第１動き検出回路部２によって動きがあると判定されたブロックであっても、第２動き検出回路部３によって動きがないと判定された場合には、そのブロックにおいて動きがなかったものと判定する。
【００６２】
また、例えば被写体の動きが激しく常に動き検出が行なわれるような場合においては、動き検出評価部５において第１動き検出回路部２および第２動き検出回路部３によって動きがあると判定された状態が数フレームにまたがって発生した場合には、動き検出ありと判定してもよい。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態における動き検出装置によれば、さらに第２動き検出回路３によって高周波成分検波によるエッジ検出を行なうようにしたので、第１の実施の形態において説明した効果に加えて、さらに動き検出の精度を向上させることが可能となった。
【００６４】
たとえば、色信号レベル検波のみの動き検出の場合、蛍光灯のフリッカ、天候の変化などにより全体的に明るさが変化したときや、暗闇で一瞬明るくなったときに不必要に動きを検出してしまう。本実施の形態においては、高周波成分検波によるエッジ検出を加えることによって、このような誤検出を防止することが可能となる。
【００６５】
また、画像内の特定のエリアのみ高周波成分検波によるエッジ判定を行なうことができるため、色信号レベル検波による動き検出を行なった後、さらに特定のエリアのみエッジ判定による動き検出を行なうようなことができるため、検出の精度を向上させることが可能となる。
【００６６】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態における動き検出装置は、画面全体の中から動き検出を行なうエリアを指定して、特定のエリアの動き検出のみを行なうものである。本実施の形態における動き検出装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態における動き検出装置の構成と同様である。また、本実施の形態における動き検出装置の処理手順は、図２および図３に示す第１および第２の実施の形態における動き検出装置の処理手順と同様である。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。
【００６７】
図４は、本発明の第３の実施の形態における動き検出装置によって動き検出を行なう指定エリアの一例を示す図である。図４においては、画面を横方向に１６分割、縦方向にｎ分割する場合を示しており、斜線を施したエリアが動き検出の対象となる指定エリアである。
【００６８】
第１および第２の実施の形態において説明したように、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータの中から指定エリアに対応する分割ウィンドウ内の画素積算パラメータのみを抽出することによって、指定エリアの動き検出を行なうことができる。
【００６９】
図５は、本発明の第３の実施の形態における動き検出装置によって動き検出を行なう指定エリアの他の一例を示す図である。図５に示すように、指定エリアとして矩形領域だけではなく、画面の外側のエリアのみを指定することも可能である。
【００７０】
図６は、分割ウィンドウを細分化した場合を示す図である。図１に示す色信号レベル検波回路２１は、検波エリアを小さくすることにより指定エリアの分割ウィンドウを細かくする機能を有している。本実施の形態においては、この機能を用いて指定エリア内の検波領域をさらに細分化するものである。図６に示すように、画面全体の画像の中から特定の領域を分割ウィンドウで分割することができ、指定エリア内の検波領域を細分化することができる。
【００７１】
図７は、動き検出があったエリアに対してさらに詳細に動き検出を行なう場合を説明するための図である。図７（ａ）に示すように、画面全体の中の右側の領域で動きが検出された場合、図７（ｂ）に示すように、画面の右側の領域を分割ウィンドウによってさらに細分化し、動き検出を行なう。これによって、動き検出をさらに詳細に行なうことができるようになる。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態における動き検出装置によれば、画面全体の中の任意の領域を指定エリアとすることができるので、動き検出の必要がないエリアを検出対象から除外することができ、動きの誤検出を防止することが可能となった。
【００７３】
また、動き検出の対象となるエリアを細分化することができるため、さらに詳細な動き検出が行なえると共に、画面全体の動き検出を行なう場合と比較して演算処理量を少なくすることができ、処理速度を高速にすることが可能となった。
【００７４】
さらに、動き検出エリアの指定の変更をおよび分割ウィンドウの細分化を１フィールド単位で行なえるため、動き検出エリアの絞込みや、物体の移動に沿った検出エリアの座標変更などを高速で行なうことが可能となった。
【００７５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７６】
１ ＣＣＤセンサ、２ 第１動き検出回路部、３ 第２動き検出回路部、４ ＣＰＵ、５ 動き検出評価部、２１ 色信号レベル検波回路、２４ 減算処理回路、２７ 比較器、３１ 高周波成分検波回路、３４ 減算処理回路、３７ 比較器、４１ 色分離回路、４２ 分割ウィンドウ積算処理回路、４３ 積算パラメータレジスタ、４４ 全画面積算処理回路、４５ 全画面積算パラメータレジスタ、５１ デジタルフィルタ、５２ 積算ウィンドウ処理回路、５３ 検波パラメータレジスタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力映像信号に基づいて動きを検出する技術に関し、特に、入力映像信号の輝度成分および色度成分の両方を用いて動きを検出する、監視カメラシステム、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどに用いられる動き検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な分野で映像信号を処理する画像処理技術が盛んに開発されている。その１つとして、動きを検出する技術を挙げることができる。従来、動き検出装置は、入力映像信号の平均輝度レベルの変化を検出して動きを判定したり、物体が監視領域内に侵入することによって発生する入力信号の時間的な変動差分をフィールド単位で比較し、その変化量が予め定められた閾値を超えた場合に動きがあると判定したりするものであった。
【０００３】
すなわち、設定された検出枠における現フィールドの画像と前フィールドの画像との同一アドレスにおける差分値を求め、絶対値化した後、変動差分に基づいて動きの有無を検出するものが一般的であった。これに関連する技術として、下記の特許文献１〜６に開示された発明がある。
【０００４】
特許文献１は、撮像カメラで撮像した監視映像を異常事態の発生時にのみ警備センター側に送信することを目的とする。テレビカメラで監視対象を撮像した監視映像について、映像フレームを所定の映像ブロックに分割し、この映像ブロック毎にヒストグラム化してその特徴を抽出し、そのヒストグラム値について異なる映像フレーム間で差分を求め、差分が所定のしきい値より大きい場合に映像の変化を判定する。この際、ヒストグラム値の分布を正規化して映像フレーム全体の明るさの変化やヒストグラム値の暗部分への局在を補正するなどして、判定精度を向上する。
【０００５】
特許文献２は、テレビ受像機によって受信されたビデオ信号において、真の動きから偽の動きを識別する手法を実施及び使用するコンピュータプログラム製品を含む方法及び装置を提供することを目的とする。ビデオ信号は、輝度成分と色度成分とを含む。動き検出処理は、受信ビデオ信号のいくつかの周波数領域において、色度成分及び輝度成分のそれぞれについて実行される。各周波数領域は、真の動きから偽の動きを識別するための固有の調節可能な閾値を有し、閾値は着信ビデオ信号に基づいて動的に調節され、結果として、ビデオ信号により表現されテレビ受像機での表示の対象となる画像において、動き検出の精度が向上し、画像アーチファクトが最小化される。
【０００６】
特許文献３は、必要な変化のみを効率よく検出することが出来る画像処理装置及びプログラムを提供することを目的とする。画像処理装置は、第１の画像データと第２の画像データを同一の分割パターンで複数のエリアに分割し、第１の画像データ及び第２の画像データについて、各エリアに属する画素の色又は輝度に関する画素値を集計してエリア画素値を演算する手段と、分割パターンによって分割される各エリアに関連づけて各エリアのエリア画素値の差分判定に用いるしきい値を記憶するしきい値記憶手段と、第１の画像データと第２の画像データの対応するエリアのエリア画素値の差分を演算し、差分とエリアに関連づけてしきい値記憶手段に記憶されたしきい値とを比較して、差分がしきい値の範囲内に収まっているか否か判断し、収まっていない場合に変化ありと検出する画像変化検出処理を行う手段とを含む。
【０００７】
特許文献４は、フレーム間における動き検出の際、エッジ部分の誤検出、特に、動きのあるエッジ部分の誤検出を防止することを目的とする。予め定められた第１のフレーム信号から、第１のエッジ検出信号を得る第１のエッジ検出回路と、第１のフレーム信号とは異なる時間における第２のフレーム信号から第２のエッジ検出信号を得る第２のエッジ検出回路とを備え、第１及び第２のエッジ検出信号を判定回路で判定することにより、フレーム間で動きのあるエッジ部分を正しく検出できる動き処理回路が得られる。
【０００８】
特許文献５は、画像の動きを精度良く検出することを目的とする。画像の動きが、画素の輝度の変化と色相の変化の両方に基づいて検出される。７個の輝度が変化している画素が得られるとともに、６個の色相が変化している画素が得られた場合、輝度または色相のうちの少なくともいずれか一方が変化している９個の画素により構成される領域が、動きのあった領域とされる。
【０００９】
特許文献６は、メモリ容量を減らしてコスト削減を図ると共に、１フレーム毎に現れる速い色信号の動きを検出することを目的とする。入力複号映像信号の１フレーム間差分演算を減算器で行い、差分結果に基づき輝度信号低域成分の動きを検出する非線形回路と、入力複号映像信号の１フレーム間加算演算を加算器で行い、加算結果に基づき、色信号成分の動きを検出する非線形回路と、輝度信号の低域成分の１フレーム間差分値レベルを第１の設定値と比較する比較回路とを備える。さらに、減算器で入力複号映像信号の１フレーム間差分演算を行い色信号成分を得、この色信号成分のレベルを第２の設定値と比較する比較回路と、比較回路の比較結果に応じ、非線形回路の色信号動き検出結果が静画となる様に制御するゲート回路と、非線形回路とゲート回路との出力を選択導出する最大値選択回路とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１８４３５９号公報
【特許文献２】特開２００５−１８４８４９号公報
【特許文献３】特開２００４−２８０６９７号公報
【特許文献４】特開平１０−１０８０３９号公報
【特許文献５】特開平９−１８６９８８号公報
【特許文献６】特開平５−３０５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示された発明は、入力映像信号の輝度成分のみで動きの有無を検出するため、輝度成分の変化がない状態で色度成分が変化した場合には正確に動きを検出できないといった問題があった。
【００１２】
また、特許文献２〜６に開示された発明は、輝度成分および色度成分に基づいて動きを検出するものであるが、輝度成分と色度成分とを別々に処理することによって動きを検出するものである。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、動き検出の精度を向上させることが可能な動き検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一実施例によれば、ＲＧＢデータに基づいて動き検出を行なう動き検出装置が提供される。色分離回路は、入力された映像のＲＧＢデータを色信号に分離する。分割ウィンドウ積算処理回路は、画面全体を分割した複数のウィンドウのそれぞれに対して色信号レベル検波を行ない、積算パラメータを算出する。減算処理回路は、分割ウィンドウ積算処理回路によって算出されたウィンドウごとの積算パラメータの中から、指定されたウィンドウの積算パラメータについて、最新フレームの積算パラメータと１フレーム前の積算パラメータとの減算を行なう。そして、比較器は、減算処理回路による減算結果と予め定められた閾値とを比較して、指定されたウィンドウごとに動きがあるか否かを判定する。
【発明の効果】
【００１５】
この実施例によれば、分割ウィンドウ積算処理回路は、画面全体を分割した複数のウィンドウのそれぞれに対して、ＲＧＢデータから分離された色信号に対する色信号レベル検波を行ない、積算パラメータを算出する。そして、この積算パラメータに基づいて、指定されたウィンドウごとに動きがあるか否かを判定するので、動き検出の精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における動き検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における動き検出装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態における動き検出装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施の形態における動き検出装置によって動き検出を行なう指定エリアの一例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態における動き検出装置によって動き検出を行なう指定エリアの他の一例を示す図である。
【図６】分割ウィンドウを細分化した場合を示す図である。
【図７】動き検出があったエリアに対してさらに詳細に動き検出を行なう場合を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における動き検出装置の構成例を示すブロック図である。この動き検出装置は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ１と、第１動き検出回路部２と、第２動き検出回路部３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４と、動き検出評価部５とを含む。
【００１８】
第１動き検出回路部２は、ＣＣＤセンサ１から出力されるＲＡＷデータ（ＲＧＢデータ）に基づいて色信号レベル検波を行ない、全ての画素の積算値である全画面積算パラメータと、分割ウィンドウの画素の積算値である画素積算パラメータとを算出する。そして、最新フレームの色信号レベル検波結果と、１フレーム前の色信号レベル検波結果との減算結果に基づいて動きを検出する。
【００１９】
第２動き検出回路部３は、ＣＣＤセンサ１から出力されるＲＡＷデータ（ＲＧＢデータ）に基づいて高周波成分検波を行ない、ウィンドウごとの検波パラメータを算出する。そして、最新フレームの高周波成分検波結果と、１フレーム前の高周波成分検波結果との減算結果に基づいて動きを検出する。
【００２０】
一般に、監視カメラシステムなどで用いられる撮像装置の画像取込み部（カメラインタフェース部）には、ＡＭ（Automatic Measurement）機能およびＡＦ（Automatic Focus）機能が搭載されている。
【００２１】
ＡＭ機能は、ＡＥ（Automatic Exposure：自動露出）およびＡＷＢ（Automatic White Balance：オートホワイトバランス）のための信号処理機能であり、ＲＡＷデータに対して色信号別積算値算出処理を行ない、被写体の色／明るさ調整を行なうものである。第１動き検出回路部２は、このＡＭ機能を用いることによって色信号レベル検波を行なう。
【００２２】
また、ＡＦ機能は、オートフォーカスのための信号検波機能であり、ＲＡＷデータに基づいてＡＦ用パラメータを算出し、被写体の焦点調整を行なうものである。第２動き検出回路部３は、このＡＦ機能を用いることによって高周波成分検波を行なう。
【００２３】
ＣＰＵ４は、動き検出装置の全体的な制御を行なう。また、動き検出評価部５は、第１動き検出回路部２による動き検出結果および第２動き検出回路部３による動き検出結果を評価し、最終的な動きの有無を判定する。
【００２４】
第１動き検出回路部２は、色信号レベル検波回路２１と、減算処理回路２４と、比較器２７とを含む。なお、最新色信号レベル検波結果２２、１フレーム前色信号レベル検波結果２３、減算結果２５、色信号レベル検波用動き検出閾値２６および色信号レベル検波動き検出結果２８は、図示しないメモリに記憶される。
【００２５】
また、色信号レベル検波回路２１は、色分離回路４１と、分割ウィンドウ積算処理回路４２と、積算パラメータレジスタ４３と、全画面積算処理回路４４と、全画面積算パラメータレジスタ４５とを含む。
【００２６】
色分離回路４１は、ＣＣＤセンサ１から出力されるＲＡＷデータを受け、ＧＲ信号、ＧＢ信号、Ｒ信号およびＢ信号を生成し、分割ウィンドウ積算処理回路４２および全画面積算処理回路４４に出力する。
【００２７】
分割ウィンドウ積算処理回路４２は、分割ウィンドウ（ブロック）ごとに、ＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値およびＢ信号の積算値を算出し、積算パラメータとして積算パラメータレジスタ４３に格納する。積算パラメータレジスタ４３に格納された積算パラメータは、最新色信号レベル検波結果２２としてブロックごとにメモリに書き込まれる。また、１フレーム前の積算パラメータも、１フレーム前色信号レベル検波結果２３としてブロックごとにメモリに書き込まれている。なお、本実施の形態においては、画面が２５６（１６×１６）分割される場合について説明するが、画面の分割数はこれに限られるものではない。また、１フレーム前色信号レベル検波結果２３についても、１フレーム前に限られるものではなく、最新色信号レベル検波結果２２以前の特定フレームについての色信号レベル検波結果が格納されるものとする。
【００２８】
全画面積算処理回路４４は、全画面の画素のＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値およびＢ信号の積算値を算出し、全画面積算パラメータとして全画面積算パラメータレジスタ４５に格納する。全画面積算パラメータレジスタ４５に格納された全画面積算パラメータは、最新色信号レベル検波結果２２としてメモリに書き込まれる。また、１フレーム前の全画面積算パラメータも、１フレーム前色信号レベル検波結果２３としてメモリに書き込まれている。
【００２９】
減算処理回路２４は、メモリに記憶されるブロックごとの最新色信号レベル検波結果２２と、１フレーム前色信号レベル検波結果２３との減算処理を行ない、減算結果２５をメモリに格納する。減算処理は、ブロックごとに、ＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値、Ｂ信号の積算値のそれぞれについて行なわれる。
【００３０】
また、減算処理回路２４は、メモリに記憶される全画面の最新色信号レベル検波結果２２と、１フレーム前色信号レベル検波結果２３との減算処理を行ない、減算結果２５をメモリに格納する。減算処理は、ＧＲ信号の全画面積算値、ＧＢ信号の全画面積算値、Ｒ信号の全画面積算値、Ｂ信号の全画面積算値のそれぞれについて行なわれる。
【００３１】
比較器２７は、メモリに記憶される減算結果２５と、色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較することによって、色信号レベル検波動き検出結果２８を動き検出評価部５に出力する。この比較処理は、ブロックごとの減算結果および全画面の減算結果のそれぞれについて行なわれる。なお、色信号レベル検出用動き検出閾値２６は、ＣＰＵ４によって色信号ごとにメモリに格納される。
【００３２】
第２動き検出回路部３は、高周波成分検波回路３１と、減算処理回路３４と、比較器３７とを含む。なお、最新高周波成分検波結果３２、１フレーム前高周波成分検波結果３３、減算結果３５、高周波成分検波用動き検出閾値３６および高周波成分検波動き検出結果３８は、図示しないメモリに記憶される。１フレーム前高周波成分検波結果３３については１フレーム前に限られるものではなく、最新高周波成分検波結果３２以前の特定フレームについての高周波成分検波結果が格納されるものとする。
【００３３】
また、高周波成分検波回路３１は、デジタルフィルタ５１と、積算ウィンドウ処理回路５２と、検波パラメータレジスタ５３とを含む。
【００３４】
デジタルフィルタ５１は、ＣＣＤセンサ１から出力されるＲＡＷデータを受け、設定されたフィルタ係数を用いてデジタルフィルタ処理を行ない、高周波成分を抽出して積算ウィンドウ処理回路５２に出力する。
【００３５】
積算ウィンドウ処理回路５２は、デジタルフィルタ処理された後のＲＡＷデータをウィンドウ（ブロック）ごとに積算し、検波パラメータとして検波パラメータレジスタ５３に格納する。なお、積算ウィンドウ処理回路５２においては、画面が８ウィンドウに分割され、それぞれのウィンドウに対して２種類のフィルタ係数でフィルタ処理することにより、１６ウィンドウ（８ウィンドウ×２帯域）分の検波パラメータを算出するものとするが、画面の分割数はこれに限定されるものではない。
【００３６】
減算処理回路３４は、メモリに記憶されるブロックごとの最新高周波成分検波結果３２と、１フレーム前高周波成分検波結果３３との減算処理を行ない、減算結果３５をメモリに格納する。減算処理は、ブロックごとに行なわれる。
【００３７】
比較器３７は、メモリに記憶される減算結果３５と、高周波成分検波用動き検出閾値３６とを比較することによって、高周波成分検波動き検出結果３８を動き検出評価部５に出力する。この比較処理は、ブロックごとに行なわれる。なお、高周波成分検出用動き検出閾値３６は、ＣＰＵ４によってメモリに格納される。
【００３８】
図２は、本発明の第１の実施の形態における動き検出装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータを用いた場合の処理を示しており、予め動きを検出するウィンドウ（ブロック）が指定されているものとする。この動き検出を行なうブロックの指定については、ユーザによって指定されたブロックがＣＰＵ４によって設定されるようにしてもよいし、予め定められたブロックがＣＰＵ４によって設定されるようにしてもよい。
【００３９】
まず、分割ウィンドウ積算処理回路４２は、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータ（ＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値、Ｂ信号の積算値）を算出し、積算パラメータレジスタ４３に格納する（Ｓ１１）。この積算パラメータは、最新色信号レベル検波結果２２としてメモリに書き込まれる。また、１フレーム前色信号レベル検波結果２３が既にメモリに書き込まれているものとする。
【００４０】
次に、対象のウィンドウが指定エリア（動き検出が指定されたウィンドウ）か否かが判定される（Ｓ１２）。指定エリアでなければ（Ｓ１２，Ｎｏ）、ステップＳ１９に処理が進む。
【００４１】
また、指定エリアであれば（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＧＲ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する（Ｓ１３）。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ１３，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ１６）、ステップＳ１９に処理が進む。たとえば、ＧＲ信号に対応する設定閾値が０ｘ１０００であれば、減算結果２５がこの０ｘ１０００以上のときに、そのブロックにおいて動きがあると判定される。
【００４２】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＲ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する（Ｓ１４）。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ１４，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ１７）、ステップＳ１９に処理が進む。たとえば、Ｒ信号に対応する設定閾値が０ｘ１０００であれば、減算結果２５がこの０ｘ１０００以上のときに、そのブロックにおいて動きがあると判定される。
【００４３】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＢ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ１５，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ１８）、ステップＳ１９に処理が進む。たとえば、Ｂ信号に対応する設定閾値が０ｘ１０００であれば、減算結果２５がこの０ｘ１０００以上のときに、そのブロックにおいて動きがあると判定される。
【００４４】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ１５，Ｙｅｓ）、全てのブロックの処理が終了したか否かが判定される（Ｓ１９）。処理が終了していないブロックがあれば（Ｓ１９，Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻って以降の処理を繰り返す。また、全てのブロックの処理が終了していれば（Ｓ１９，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００４５】
なお、図２に示すフローチャートは、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータを用いた場合の処理であったが、全画面の積算パラメータを用いて動き検出を行なう場合には、ステップＳ１２およびＳ１９の判定を行なわず、ステップＳ１１において、全画面積算パラメータ（ＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値、Ｂ信号の積算値）を算出するようにすればよい。
【００４６】
また、ＧＲ信号、Ｒ信号およびＢ信号を用いて動き検出を行なう場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、どの色信号を用いて動き検出を行なうかは任意である。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態における動き検出装置によれば、色分離回路４１によって生成された色信号ごとにウィンドウ内の画素積算パラメータ（全画面積算パラメータ）を算出し、ブロック単位（全画面）で積算パラメータに基づいて動き検出を行なうようにしたので、輝度信号および色度信号を含めた動き検出を行なうことができ、検出精度を向上させることが可能となった。
【００４８】
たとえば、暗闇のような輝度信号の変化が少ない状況においては、赤や青の色変化が発生しても動きを検出できない場合が多いが、色度成分の変化に応じて動きを検出するようにしたので、検出精度を向上させることが可能となる。
【００４９】
また、一般的なカメラインタフェース部に搭載されるＡＭ機能およびＡＦ機能を用いて動き検出を行なうようにしたので、動き検出用にデジタル動画像圧縮回路、人感センサのような外付け部品などの新たなモジュールを追加する必要がなく、システム全体のコストを削減することが可能となった。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図２に示す第１の実施の形態における動き検出装置の処理手順においては、第２動き検出回路部３による動き検出を行なわない場合のものであった。本発明の第２の実施の形態における動き検出装置は、第２動き検出回路部３によるエッジ検出を含めて、さらに動き検出の精度を高めるものである。なお、本実施の形態における動き検出装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態における動き検出装置の構成と同様である。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。
【００５１】
図３は、本発明の第２の実施の形態における動き検出装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、図２に示すフローチャートと同様に、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータを用いた場合の処理を示しており、予め動きを検出するウィンドウ（ブロック）が指定されているものとする。
【００５２】
まず、分割ウィンドウ積算処理回路４２は、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータ（ＧＲ信号の積算値、ＧＢ信号の積算値、Ｒ信号の積算値、Ｂ信号の積算値）を算出し、積算パラメータレジスタ４３に格納する（Ｓ２１）。この積算パラメータは、最新色信号レベル検波結果２２としてメモリに書き込まれる。また、１フレーム前色信号レベル検波結果２３が既にメモリに書き込まれているものとする。
【００５３】
次に、高周波成分検波回路３１内の積算ウィンドウ処理回路５２は、デジタルフィルタ処理された後のＲＡＷデータをウィンドウごとに積算し、検波パラメータとして検波パラメータレジスタ５３に格納する（Ｓ２２）。この検波パラメータは、最新高周波成分検波結果３２としてメモリに書き込まれる。また、１フレーム前高周波成分検波結果３３が既にメモリに書き込まれているものとする。
【００５４】
次に、対象のウィンドウが指定エリア（動き検出が指定されたウィンドウ）か否かが判定される（Ｓ２３）。指定エリアでなければ（Ｓ２３，Ｎｏ）、ステップＳ３２に処理が進む。
【００５５】
また、指定エリアであれば（Ｓ２３，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＧＲ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する（Ｓ２４）。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ２４，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ２７）、ステップＳ３０に処理が進む。
【００５６】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ２４，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＲ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する（Ｓ２５）。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ２５，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ２８）、ステップＳ３０に処理が進む。
【００５７】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ２５，Ｙｅｓ）、比較器２７は、減算処理回路２４によって減算処理された後のＢ信号の積算値の減算結果２５と、メモリに格納される色信号レベル検波用動き検出閾値２６とを比較する（Ｓ２６）。減算結果２５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ２６，Ｎｏ）、そのブロックにおいて動きがあると判定され（Ｓ２９）、ステップＳ３０に処理が進む。
【００５８】
また、減算結果２５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ２６，Ｙｅｓ）、全てのブロックの処理が終了したか否かが判定される（Ｓ３２）。処理が終了していないブロックがあれば（Ｓ３２，Ｎｏ）、ステップＳ２３に戻って以降の処理を繰り返す。また、全てのブロックの処理が終了していれば（Ｓ３２，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００５９】
また、ステップＳ３０において、比較器３７は、減算処理回路３４によって減算処理された後の高周波成分検波結果の減算結果３５と、メモリに格納される高周波成分検波用動き検出閾値３６とを比較する。減算結果３５（差分結果）が閾値以上であれば（Ｓ３０，Ｎｏ）、そのブロックにおいてエッジ判定による動きがあると判定され（Ｓ３１）、ステップＳ３２に処理が進む。
【００６０】
また、減算結果３５（差分結果）が閾値より小さければ（Ｓ３０，Ｙｅｓ）、そのウィンドウにおいてエッジ判定による動きがなかったと判定され、ステップＳ３２に処理が進む。なお、指定エリアを含んだウィンドウに対応する高周波成分検波結果を用いて、指定エリアのエッジ検出が行なわれる。
【００６１】
動き検出評価部５は、第１動き検出回路部２から出力される色信号レベル検波動き検出結果２８および第２動き検出回路部３から出力される高周波成分検波動き検出結果３８に基づいて、最終的な動きの有無を判定する。たとえば、第１動き検出回路部２によって動きがあると判定されたブロックであっても、第２動き検出回路部３によって動きがないと判定された場合には、そのブロックにおいて動きがなかったものと判定する。
【００６２】
また、例えば被写体の動きが激しく常に動き検出が行なわれるような場合においては、動き検出評価部５において第１動き検出回路部２および第２動き検出回路部３によって動きがあると判定された状態が数フレームにまたがって発生した場合には、動き検出ありと判定してもよい。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態における動き検出装置によれば、さらに第２動き検出回路３によって高周波成分検波によるエッジ検出を行なうようにしたので、第１の実施の形態において説明した効果に加えて、さらに動き検出の精度を向上させることが可能となった。
【００６４】
たとえば、色信号レベル検波のみの動き検出の場合、蛍光灯のフリッカ、天候の変化などにより全体的に明るさが変化したときや、暗闇で一瞬明るくなったときに不必要に動きを検出してしまう。本実施の形態においては、高周波成分検波によるエッジ検出を加えることによって、このような誤検出を防止することが可能となる。
【００６５】
また、画像内の特定のエリアのみ高周波成分検波によるエッジ判定を行なうことができるため、色信号レベル検波による動き検出を行なった後、さらに特定のエリアのみエッジ判定による動き検出を行なうようなことができるため、検出の精度を向上させることが可能となる。
【００６６】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態における動き検出装置は、画面全体の中から動き検出を行なうエリアを指定して、特定のエリアの動き検出のみを行なうものである。本実施の形態における動き検出装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態における動き検出装置の構成と同様である。また、本実施の形態における動き検出装置の処理手順は、図２および図３に示す第１および第２の実施の形態における動き検出装置の処理手順と同様である。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。
【００６７】
図４は、本発明の第３の実施の形態における動き検出装置によって動き検出を行なう指定エリアの一例を示す図である。図４においては、画面を横方向に１６分割、縦方向にｎ分割する場合を示しており、斜線を施したエリアが動き検出の対象となる指定エリアである。
【００６８】
第１および第２の実施の形態において説明したように、分割ウィンドウ内の画素積算パラメータの中から指定エリアに対応する分割ウィンドウ内の画素積算パラメータのみを抽出することによって、指定エリアの動き検出を行なうことができる。
【００６９】
図５は、本発明の第３の実施の形態における動き検出装置によって動き検出を行なう指定エリアの他の一例を示す図である。図５に示すように、指定エリアとして矩形領域だけではなく、画面の外側のエリアのみを指定することも可能である。
【００７０】
図６は、分割ウィンドウを細分化した場合を示す図である。図１に示す色信号レベル検波回路２１は、検波エリアを小さくすることにより指定エリアの分割ウィンドウを細かくする機能を有している。本実施の形態においては、この機能を用いて指定エリア内の検波領域をさらに細分化するものである。図６に示すように、画面全体の画像の中から特定の領域を分割ウィンドウで分割することができ、指定エリア内の検波領域を細分化することができる。
【００７１】
図７は、動き検出があったエリアに対してさらに詳細に動き検出を行なう場合を説明するための図である。図７（ａ）に示すように、画面全体の中の右側の領域で動きが検出された場合、図７（ｂ）に示すように、画面の右側の領域を分割ウィンドウによってさらに細分化し、動き検出を行なう。これによって、動き検出をさらに詳細に行なうことができるようになる。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態における動き検出装置によれば、画面全体の中の任意の領域を指定エリアとすることができるので、動き検出の必要がないエリアを検出対象から除外することができ、動きの誤検出を防止することが可能となった。
【００７３】
また、動き検出の対象となるエリアを細分化することができるため、さらに詳細な動き検出が行なえると共に、画面全体の動き検出を行なう場合と比較して演算処理量を少なくすることができ、処理速度を高速にすることが可能となった。
【００７４】
さらに、動き検出エリアの指定の変更をおよび分割ウィンドウの細分化を１フィールド単位で行なえるため、動き検出エリアの絞込みや、物体の移動に沿った検出エリアの座標変更などを高速で行なうことが可能となった。
【００７５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７６】
１ ＣＣＤセンサ、２ 第１動き検出回路部、３ 第２動き検出回路部、４ ＣＰＵ、５ 動き検出評価部、２１ 色信号レベル検波回路、２４ 減算処理回路、２７ 比較器、３１ 高周波成分検波回路、３４ 減算処理回路、３７ 比較器、４１ 色分離回路、４２ 分割ウィンドウ積算処理回路、４３ 積算パラメータレジスタ、４４ 全画面積算処理回路、４５ 全画面積算パラメータレジスタ、５１ デジタルフィルタ、５２ 積算ウィンドウ処理回路、５３ 検波パラメータレジスタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された映像のＲＧＢデータを色信号に分離する色分離手段と、
前記色分離手段によって分離された色信号ごとに色信号レベル検波を行ない、積算パラメータを算出する積算手段と、
前記積算手段によって算出された最新フレームの積算パラメータから最新フレームより前のフレームの積算パラメータを減算する減算手段と、
前記減算手段による減算結果と予め定められた閾値とを比較して、動きがあるか否かを判定する比較手段とを含む、動き検出装置。
【請求項２】
前記積算手段は、画面全体を分割した複数のウィンドウのそれぞれに対して色信号レベル検波を行ない、
前記減算手段は、前記積算手段によって算出されたウィンドウごとの積算パラメータの中から、指定されたウィンドウの積算パラメータについて、最新フレームの積算パラメータと最新フレームより前のフレームの積算パラメータとの減算を行ない、
前記比較手段は、前記減算手段による減算結果と予め定められた閾値とを比較して、指定されたウィンドウごとに動きがあるか否かを判定する、請求項１記載の動き検出装置。
【請求項３】
前記動き検出装置はさらに、前記ＲＧＢデータに対してフィルタ処理を行ない、高周波成分を抽出するフィルタ手段と、
前記フィルタ手段によってフィルタ処理された後のＲＧＢデータに対して積算処理を行ない、検波パラメータを算出する第２の積算手段と、
前記第２の積算手段によって算出された最新フレームの検波パラメータから最新フレームより前のフレームの検波パラメータを減算する第２の減算手段と、
前記第２の減算手段による減算結果と予め定められた第２の閾値とを比較して、エッジ検出による動きがあるか否かを判定する第２の比較手段とを含む、請求項２記載の動き検出装置。
【請求項４】
前記動き検出装置はさらに、前記比較手段によって動きがあると判定されたウィンドウであっても、前記第２の比較手段によって対応するウィンドウにおいてエッジ検出による動きがないと判定された場合には、当該ウィンドウにおいて動きがないと評価する動き検出評価手段を含む、請求項３記載の動き検出装置。
【請求項１】
入力された映像のＲＧＢデータを色信号に分離する色分離手段と、
前記色分離手段によって分離された色信号ごとに色信号レベル検波を行ない、積算パラメータを算出する積算手段と、
前記積算手段によって算出された最新フレームの積算パラメータから最新フレームより前のフレームの積算パラメータを減算する減算手段と、
前記減算手段による減算結果と予め定められた閾値とを比較して、動きがあるか否かを判定する比較手段とを含む、動き検出装置。
【請求項２】
前記積算手段は、画面全体を分割した複数のウィンドウのそれぞれに対して色信号レベル検波を行ない、
前記減算手段は、前記積算手段によって算出されたウィンドウごとの積算パラメータの中から、指定されたウィンドウの積算パラメータについて、最新フレームの積算パラメータと最新フレームより前のフレームの積算パラメータとの減算を行ない、
前記比較手段は、前記減算手段による減算結果と予め定められた閾値とを比較して、指定されたウィンドウごとに動きがあるか否かを判定する、請求項１記載の動き検出装置。
【請求項３】
前記動き検出装置はさらに、前記ＲＧＢデータに対してフィルタ処理を行ない、高周波成分を抽出するフィルタ手段と、
前記フィルタ手段によってフィルタ処理された後のＲＧＢデータに対して積算処理を行ない、検波パラメータを算出する第２の積算手段と、
前記第２の積算手段によって算出された最新フレームの検波パラメータから最新フレームより前のフレームの検波パラメータを減算する第２の減算手段と、
前記第２の減算手段による減算結果と予め定められた第２の閾値とを比較して、エッジ検出による動きがあるか否かを判定する第２の比較手段とを含む、請求項２記載の動き検出装置。
【請求項４】
前記動き検出装置はさらに、前記比較手段によって動きがあると判定されたウィンドウであっても、前記第２の比較手段によって対応するウィンドウにおいてエッジ検出による動きがないと判定された場合には、当該ウィンドウにおいて動きがないと評価する動き検出評価手段を含む、請求項３記載の動き検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１２８６９５（Ｐ２０１１−１２８６９５Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８４０７０（Ｐ２００９−２８４０７０）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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