JP2000350188A - 背景画像更新装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予め求めた背景画像を照明や天候等の変化に
追従して更新する際に、現在の入力画像から背景画像を
分離することによって検出した動体を表示するモニター
にノイズ画像が表れることなく、しかも複数回の乗算を
含む演算を高い精度で実行することなく、背景画像を緩
やかに更新できるようにする。 【解決手段】 背景画像を蓄積する背景画像蓄積手段２
と、外部の画像入力手段３１から入力された画像と背景
画像蓄積手段２に蓄積されている背景画像との差分を求
める減算手段３と、減算手段３から出力された画像に１
以下の正の係数を乗算する乗算手段５と、乗算手段５の
乗算結果と背景画像蓄積手段２に蓄積されている背景画
像とを加算する加算手段６とを備え、背景画像蓄積手段
２に蓄積されている背景画像が、この加算手段６から出
力された画像に更新されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力画像から人や
車両等の動体を検出する前提として求められている背景
画像を更新する装置及び方法に関し、特に、動体をモニ
ターに表示して監視するために用いて好適なものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】建物や駐車場を警備するために、建物の
内外や駐車場等をビデオカメラで撮影し、その画像をモ
ニターに表示することにより人や車両の動きを監視する
ことが、広く行われている。こうした監視を行う場合、
旧来は、ビデオカメラで撮影した画像を全てモニターに
表示するのが一般であった。

【０００３】しかし、ビデオカメラで撮影した全ての画
像の中から動いている人や車両を見つけ出して監視する
ことは、注意力を持続しなければならないので監視者に
とって負担が大きく、また人や車両の動きを見落とすお
それもあった。そのため、近年は、監視者の負担の軽減
や見落としの防止を目的として、ビデオカメラで撮影し
た画像のうちの人や車両等の動体の画像だけをモニター
に表示する監視システムが登場している。

【０００４】この監視システムは、図６に例示するよう
に、ビデオカメラで撮影する場所の画像のうち、人や車
両等の動体を含まない画像である背景画像（同図Ａ）を
予め求めておき、ビデオカメラで現在撮影されている画
像（同図Ｂ）からこの背景画像を分離することによって
人や車両等の動体（同図Ｃ）を検出し、この検出した動
体だけをモニターに表示するようにしたものである。

【０００５】こうした監視システムを用いる場合、照明
や天候等の条件が常に不変であれば、予め求めた背景画
像をそのまま使用し続ければよい。しかし、現実には、
照明や天候等の条件は時間の経過とともに徐々に変化し
ていくので、予め求めた背景画像と実際の背景画像とに
は、明るさ等に少しずつずれが生じてくる。

【０００６】このずれを放置して、予め求めた背景画像
を使用し続けると、背景画像の明るさ等の変化が動体と
して検出されてモニターに表示されるようになるので、
モニターにノイズ画像が表れてしまい、人や車両等の動
体が識別しにくくなってしまう。

【０００７】そこで、こうしたシステムでは、背景画像
を、照明や天候等の変化に追従して更新していくことが
必要になる。従来、この背景画像の更新を行うために
は、次の（１）または（２）のような方法が採られてい
た。

【０００８】（１）出願公開番号特開平５−１５９０６
０の公開特許公報に記載のように、現在の入力画像と背
景画像との差分をモニターの画素毎に２値化し、背景画
像のうち、この２値化した値が所定の閾値以下である画
素部分を、現在の入力画像に置き換える。

【０００９】（２）出願公開番号特開平１−２１１０８
３の公開特許公報に記載のように、現在の入力画像ｆと
背景画像ｇとの差分をモニターの画素毎に求め、この差
分が小さい画素については係数Ａとして比較的大きい数
（例えば１）を定め、この差分が大きい画素について係
数Ａとして比較的小さい数（例えば０）を定め、Ａ×ｆ
＋（１−Ａ）×ｇの演算を画素毎に実行して、その演算
結果を新たな背景画像ｇとする。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
の方法には、それぞれ次のような不都合があった。すな
わち、従来の（１）の方法では、背景画像のうち現在の
入力画像との差分が一定以下である画素部分がいきなり
現在の入力画像に置き換えられる（すなわち背景画像の
更新があまり緩やかには行われない）ので、この置き換
えられた画素部分と置き換えられなかった画素部分との
境界が、動体を表示するモニターにギザギザな線のよう
なノイズ画像として表れてしまう。その結果、やはり人
や車両等の動体が識別しにくくなってしまうという不都
合があった。

【００１１】また、従来の（２）の方法では、Ａ×ｆと
（１−Ａ）×ｇという２回の乗算を含む演算を各画素に
実行しなければならないので、専用の乗算器を設ける場
合には２個の乗算器が必要となって複雑且つコスト高に
なり、マイクロコンピュータやデジタルシグナルプロセ
ッサで演算を実行する場合にも複雑なプログラムを組ま
なければならないという不都合があった。

【００１２】さらに、この（２）の方法では、Ａ×ｆ，
（１−Ａ）×ｇの乗算とそれらの乗算結果の加算とをそ
れぞれ十分に高い精度で行うようにしないと、ｆ＝ｇの
とき（すなわち現在の入力画像と背景画像とが全く等し
いとき）にも、切り捨てや切り上げによって発生する演
算誤差の累積を原因としてＡ×ｆ＋（１−Ａ）×ｇの演
算結果がｇと一致しなくなることにより、背景画像が誤
って更新されてしまう。

【００１３】その結果、専用の乗算器や加算器を設ける
場合には高精度の乗算器や加算器が必要となってやはり
複雑且つコスト高になり、マイクロコンピュータやデジ
タルシグナルプロセッサで演算を実行する場合にもやは
り複雑なプログラムを組まなければならないという不都
合があった。

【００１４】また、逆にこの乗算や加算を高精度に行わ
ない場合には、この誤って更新された背景画像と実際の
背景画像との明るさ等のずれが動体として検出されてモ
ニターに表示されるようになるので、やはり、モニター
にノイズ画像が表れてしまい、人や車両等の動体が識別
しにくくなってしまうという不都合があった。

【００１５】特に、背景画像を緩やかに更新するために
は、現在の入力画像と背景画像との差分が小さい画素に
ついても係数Ａを極力小さくすることが必要になるが、
このように係数Ａを小さくしたときには、この演算誤差
の影響は無視できなくなる。

【００１６】本発明は、上述の点に鑑み、動体を表示す
るモニターにノイズ画像が表れることなく、しかも複数
回の乗算を含む演算を高い精度で実行することなく、背
景画像を緩やかに更新できるようにすることを課題とし
てなされたものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本出願人は、請求項１に記載のように、背景画像を
蓄積する背景画像蓄積手段と、外部の画像入力手段から
入力された画像と背景画像蓄積手段に蓄積されている背
景画像との差分を求める減算手段と、この減算手段から
出力された画像に１以下の正の係数を乗算する乗算手段
と、この乗算手段の乗算結果と背景画像蓄積手段に蓄積
されている背景画像とを加算する加算手段とを備え、背
景画像蓄積手段に蓄積されている背景画像が、この加算
手段から出力された画像に更新されるようにした背景画
像更新装置を提案する。

【００１８】この背景画像更新装置では、現在の入力画
像と背景画像との差分が減算手段で求められ、この差分
と１以下の正の係数とが乗算手段で乗算され、この乗算
手段の乗算結果と背景画像とが加算手段で加算され、こ
の加算手段から出力された画像で背景画像が更新され
る。

【００１９】このように、背景画像が、従来の（１）の
方法のようにいきなり現在の入力画像に置き換えられる
のではなく、現在の入力画像と背景画像との差分に１以
下の正の係数を乗算した結果を背景画像に加算した画像
に置き換えられることにより、緩やかに更新される。し
たがって、この置き換えられた画素部分と置き換えられ
なかった画素部分との境界が、動体を表示するモニター
にノイズ画像として表れることはない。

【００２０】また、乗算手段としては、減算手段で求め
られた差分と係数との乗算を１回行うものが１つ設けら
れるだけであり、従来の（２）の方法のように２回の乗
算を行うために２つの乗算手段を設ける必要はない。

【００２１】また、現在の入力画像と背景画像との差分
が減算手段で求められるので、現在の入力画像と背景画
像とが全く等しいときには、この減算手段や乗算手段や
加算手段の精度がそれほど高くなくても、差分として０
が求められることにより、背景画像蓄積手段内の背景画
像が変化しなくなる。したがって、減算手段や乗算手段
や加算手段としてそれほど精度の高いものを設けなくて
も、演算誤差を原因とするノイズ画像が、動体を表示す
るモニターに表れることはない。

【００２２】これにより、この背景画像更新装置によれ
ば、動体を表示するモニターにノイズ画像が表れること
なく、しかも複数回の乗算を含む演算や精度の高い演算
を実行することなく、背景画像が緩やかに更新されるよ
うになる。

【００２３】なお、この背景画像更新装置において、一
例として請求項２に記載のように、この係数を一定値の
係数とし、乗算手段に代えて、減算手段で求められる差
分とこの差分にこの一定値の係数を乗算した結果とを対
応して記憶した記憶手段を備え、この記憶手段から読み
出された画像と背景画像とを加算手段で加算するように
してもよい。それにより、乗算手段を設ける場合よりも
この背景画像更新装置の構成が一層簡単になる。

【００２４】次に本出願人は、請求項３に記載のよう
に、背景画像を蓄積する背景画像蓄積手段と、外部の画
像入力手段から入力された画像と背景画像蓄積手段に蓄
積されている背景画像との差分を求める減算手段と、こ
の減算手段で求められた差分の符号に応じて符号の変化
する関数を発生する関数発生手段と、この関数発生手段
から発生した関数と背景画像蓄積手段に蓄積されている
背景画像とを加算する加算手段とを備え、背景画像蓄積
手段に蓄積されている背景画像が、この加算手段から出
力された画像に更新されるようにした背景画像更新装置
を提案する。

【００２５】この背景画像更新装置では、現在の入力画
像と背景画像との差分が減算手段で求められ、この差分
の符号に応じて符号の変化する関数が関数発生手段から
発生し、この関数と背景画像とが加算手段で加算され、
この加算手段から出力された画像で背景画像が更新され
る。

【００２６】このように、背景画像が、従来の（１）の
方法のようにいきなり現在の入力画像に置き換えられる
のではなく、絶対値が１以下の定数を背景画像に加算し
た画像に置き換えられることによって更新されるように
なる。したがって、背景画像を緩やかに更新することが
できるので、この置き換えられた画素部分と置き換えら
れなかった画素部分との境界が、動体を表示するモニタ
ーにノイズ画像として表れることがなくなる。

【００２７】また、関数発生手段は、乗算手段を用いな
くても構成できるので、従来の（２）の方法のように２
つの乗算手段を設ける必要がないだけでなく、乗算手段
を１つも設ける必要がなくなる。

【００２８】また、現在の入力画像と背景画像との差分
が減算手段で求められるので、現在の入力画像と背景画
像とが全く等しいときには、この減算手段や加算手段の
精度がそれほど高くなくても、差分として０が求められ
ることにより、背景画像蓄積手段内の背景画像が変化し
なくなる。したがって、減算手段や加算手段としてそれ
ほど精度の高いものを設けなくても、演算誤差を原因と
するノイズ画像が、動体を表示するモニターに表れるこ
とはない。

【００２９】これにより、この背景画像更新装置によれ
ば、動体を表示するモニターにノイズ画像が表れること
なく、しかも乗算を１回も行わず且つ精度の高い演算を
実行することなく、背景画像が緩やかに更新されるよう
になる。

【００３０】なお、関数発生手段は、一例として請求項
４に記載のように、減算手段で求められた差分の符号が
正である場合に１以下の正の定数を発生し、この差分が
０である場合に０を発生し、この差分の符号が負である
場合に−１以上の負の定数を発生するものであることが
好適である。それにより、関数発生手段を簡単な論理回
路やメモリで構成できるようになるので、この背景画像
更新装置の構成が一層簡単になる。

【００３１】次に本出願人は、請求項５に記載のよう
に、背景画像を蓄積する背景画像蓄積手段と、外部の画
像入力手段から入力された画像と背景画像蓄積手段に蓄
積されている背景画像との差分を求める減算手段と、１
画面分の画像について減算手段で求められた差分に基づ
いて、１画面のうち画像の変化した領域の大きさを検出
する変化領域検出手段と、この変化領域検出手段で検出
された領域の大きさが所定の大きさ以下である場合には
１以下の正の値である第１の値の係数を発生し、この領
域の大きさがこの所定の大きさを超える場合にはこの第
１の値よりも大きい第２の値の係数を発生する係数発生
手段と、この減算手段で求められた差分にこの係数発生
手段から発生した係数を乗算する乗算手段と、この乗算
手段の乗算結果と背景画像蓄積手段に蓄積されている背
景画像とを加算する加算手段を備え、背景画像蓄積手段
に蓄積されている背景画像が、この加算手段から出力さ
れた画像に更新されるようにした背景画像更新装置を提
案する。

【００３２】この背景画像更新装置では、現在の入力画
像と背景画像との差分が減算手段で求められ、１画面分
の画像についてこの減算手段で求められた差分に基づい
て、１画面のうち画像の変化した領域の大きさが変化領
域検出手段で検出され、この検出された領域の大きさに
応じた第１または第２の値の係数が係数発生手段から発
生し、この減算手段で求められた差分とこの係数とが乗
算手段で乗算され、この乗算手段の乗算結果と背景画像
とが加算手段で加算され、この加算手段から出力された
画像で背景画像が更新される。

【００３３】このように、背景画像が、従来の（１）の
方法のようにいきなり現在の入力画像に置き換えられる
のではなく、現在の入力画像と背景画像との差分に係数
を乗算した結果を背景画像に加算した画像に置き換えら
れることによって更新される。

【００３４】すなわち、１画面のうち画像の変化した領
域の大きさが所定の大きさ以下である場合（例えば、照
明が急に大きく切り換わった場合や監視システムにおい
てビデオカメラを切り換えた場合等を除く、通常の場
合）には、１以下の正の値である第１の値の係数が発生
するので、背景画像が緩やかに更新される。したがっ
て、この置き換えられた画素部分と置き換えられなかっ
た画素部分との境界が、動体を表示するモニターにノイ
ズ画像として表れることはない。

【００３５】他方、１画面のうち画像の変化した領域の
大きさが所定の大きさを超える場合（例えば、照明が急
に大きく切り換わった場合や、監視システムにおいてビ
デオカメラを切り換えた場合等）には、この第１の値よ
りも大きい第２の値の係数が発生するので、背景画像が
速やかに更新される。

【００３６】また、乗算手段としては、減算手段で求め
られた差分と係数との乗算を１回行うものが１つ設けら
れるだけであり、従来の（２）の方法のように２回の乗
算を行うために２つの乗算手段を設ける必要はない。

【００３７】また、現在の入力画像と背景画像との差分
が減算手段で求められるので、現在の入力画像と背景画
像とが全く等しいときには、この減算手段や乗算手段や
加算手段の精度がそれほど高くなくても、差分として０
が求められることにより、背景画像蓄積手段内の背景画
像が変化しなくなる。したがって、減算手段や乗算手段
や加算手段としてそれほど精度の高いものを設けなくて
も、演算誤差を原因とするノイズ画像が、動体を表示す
るモニターに表れることはない。

【００３８】これにより、この背景画像更新装置によれ
ば、通常の場合には、動体を表示するモニターにノイズ
画像が表れることなく、背景画像が緩やかに更新され、
他方、照明が急に大きく切り換わった場合や監視システ
ムにおいてビデオカメラを切り換えた場合等には、背景
画像が速やかに更新されるようになる。しかも、しかも
複数回の乗算を含む演算や精度の高い演算を実行するこ
となく、背景画像が更新されるようになる。

【００３９】なお、この背景画像更新装置において、変
化領域検出手段は、一例として請求項６に記載のよう
に、１画面中の各画素について、減算手段で求められた
差分の絶対値を求める絶対値算出手段と、この絶対値算
出手段で求められた絶対値を所定の閾値と比較する比較
手段と、この比較手段の比較結果を１画面分計数する計
数手段と、この計数手段の１画面分の計数結果を、この
計数手段で次の１画面分の計数結果が求められるまで保
持する保持手段とで構成すればよい。

【００４０】次に本出願人は、請求項７に記載のよう
に、画像入力手段に現在入力される画像と、背景画像蓄
積手段に蓄積されている背景画像との差分を求める第１
ステップと、第１ステップで求めた差分に１以下の正の
係数を乗算する第２ステップと、第２ステップの乗算結
果と背景画像蓄積手段に蓄積されている背景画像とを加
算する第３ステップと、背景画像蓄積手段に蓄積されて
いる背景画像を、第３ステップで求めた画像に更新する
第４ステップとを含む背景画像の更新方法を提案する。

【００４１】この背景画像の更新方法では、現在の入力
画像と背景画像との差分を求め、この差分と１以下の正
の係数とを乗算し、この乗算結果と背景画像とを加算
し、この加算によって求めた画像で背景画像を更新す
る。

【００４２】このように、背景画像を、従来の（１）の
方法のようにいきなり現在の入力画像に置き換えるので
はなく、現在の入力画像と背景画像との差分に１以下の
正の係数を乗算した結果を背景画像に加算した画像に置
き換えることにより、緩やかに更新する。したがって、
この置き換えた画素部分と置き換えなかった画素部分と
の境界が、動体を表示するモニターにノイズ画像として
表れることはない。

【００４３】また、乗算としては、現在の入力画像と背
景画像との差分と係数との乗算を１回行うだけであり、
従来の（２）の方法のように２回の乗算を行う必要はな
い。

【００４４】また、現在の入力画像と背景画像との差分
を求めるので、現在の入力画像と背景画像とが全く等し
いときには、この差分を求める減算やこの差分と係数と
の乗算やこの乗算結果と背景画像との加算をそれほど高
い精度で行わなくても、差分として０が求められること
により、背景画像蓄積手段内の背景画像が変化しなくな
る。したがって、この減算や乗算や加算をそれほど高い
精度で行わなくても、演算誤差を原因とするノイズ画像
が、動体を表示するモニターに表れることはない。

【００４５】これにより、この背景画像の更新方法によ
れば、動体を表示するモニターにノイズ画像が表れるこ
となく、しかも複数回の乗算を含む演算や精度の高い演
算を実行することなく、背景画像が緩やかに更新される
ようになる。

【００４６】次に本出願人は、請求項８に記載のよう
に、画像入力手段に現在入力される画像と、背景画像蓄
積手段に蓄積されている背景画像との差分を求める第１
ステップと、第１ステップで求めた差分の符号に応じて
符号の変化する関数を発生する第２ステップと、第２ス
テップで発生した関数と背景画像蓄積手段に蓄積されて
いる背景画像とを加算する第３ステップと、背景画像蓄
積手段に蓄積されている背景画像を、第３ステップで求
めた画像に更新する第４ステップとを含む背景画像の更
新方法を提案する。

【００４７】この背景画像の更新方法では、現在の入力
画像と背景画像との差分を求め、この差分の符号に応じ
て符号の変化する関数を発生し、この関数と背景画像と
を加算し、この加算によって求めた画像で背景画像を更
新する。

【００４８】このように、背景画像を、従来の（１）の
方法のようにいきなり現在の入力画像に置き換えるので
はなく、現在の入力画像と背景画像との差分の符号に応
じて符号の変化する関数を背景画像に加算した画像に置
き換えることによって更新する。したがって、背景画像
を緩やかに更新することができるので、この置き換えら
れた画素部分と置き換えられなかった画素部分との境界
が、動体を表示するモニターにノイズ画像として表れる
ことがなくなる。

【００４９】また、現在の入力画像と背景画像との差分
の符号に応じて符号の変化する関数は、乗算を行わなく
ても発生させることができるので、従来の（２）の方法
のように２回の乗算を含む演算を実行する必要がないだ
けでなく、乗算を１回も行う必要がなくなる。

【００５０】また、現在の入力画像と背景画像との差分
を求めるので、現在の入力画像と背景画像とが全く等し
いときには、この差分を求める減算や関数と背景画像と
の加算をそれほど高い精度で行わなくても、差分として
０が求められることにより、背景画像蓄積手段内の背景
画像が変化しなくなる。したがって、この減算や加算を
それほど高い精度で行わなくても、演算誤差を原因とす
るノイズ画像が、動体を表示するモニターに表れること
はない。

【００５１】これにより、この背景画像の更新方法によ
れば、動体を表示するモニターにノイズ画像が表れるこ
となく、しかも乗算を１回も行わず且つ精度の高い演算
を実行することなく、背景画像が緩やかに更新されるよ
うになる。

【００５２】なお、第２ステップでは、一例として請求
項９に記載のように、第１ステップで求めた差分の符号
が正である場合に１以下の正の定数を発生し、この差分
が０である場合に０を発生し、この差分の符号が負であ
る場合に−１以上の負の定数を発生することが好適であ
る。それにより、関数を簡単な処理によって発生させる
ことができるようになる。

【００５３】次に本出願人は、請求項１０に記載のよう
に、画像入力手段に現在入力される画像と、背景画像蓄
積手段に蓄積されている背景画像との差分を求める第１
ステップと、１画面分の画像について第１ステップで求
めた差分に基づいて、１画面のうち画像の変化した領域
の大きさを検出する第２ステップと、第２ステップで検
出した領域の大きさが所定の大きさ以下である場合には
１以下の正の値である第１の値の係数を発生し、この領
域の大きさがこの所定の大きさを超える場合にはこの第
１の値よりも大きい第２の値の係数を発生する第３ステ
ップと、第１ステップで求めた差分に第３ステップで発
生した係数を乗算する第４ステップと、第４ステップの
乗算結果と背景画像蓄積手段に蓄積されている背景画像
とを加算する第５ステップと、背景画像蓄積手段に蓄積
されている背景画像を、第５ステップで求めた画像に更
新する第６ステップとを含む背景画像の更新方法を提案
する。

【００５４】この背景画像の更新方法では、現在の入力
画像と背景画像との差分を求め、この差分に基づいて、
１画面のうち画像の変化した領域の大きさを検出し、こ
の領域の大きさが所定の大きさ以下である場合には１以
下の正の値である第１の値の係数を発生し、この領域の
大きさがこの所定の大きさを超える場合にはこの第１の
値よりも大きい第２の値の係数を発生し、現在の入力画
像と背景画像との差分にこの係数を乗算し、この乗算結
果と背景画像とを加算し、この加算によって求めた画像
で背景画像を更新する。

【００５５】このように、背景画像を、従来の（１）の
方法のようにいきなり現在の入力画像に置き換えるので
はなく、現在の入力画像と背景画像との差分に係数を乗
算した結果を背景画像に加算した画像に置き換えること
によって更新する。

【００５６】すなわち、１画面のうち画像の変化した領
域の大きさが所定の大きさ以下である場合（例えば、照
明が急に大きく切り換わった場合や監視システムにおい
てビデオカメラを切り換えた場合等を除く、通常の場
合）には、１以下の正の値である第１の値の係数を発生
するので、背景画像が緩やかに更新される。したがっ
て、この置き換えられた画素部分と置き換えられなかっ
た画素部分との境界が、動体を表示するモニターにノイ
ズ画像として表れることはない。

【００５７】他方、１画面のうち画像の変化した領域の
大きさが所定の大きさを超える場合（例えば、照明が急
に大きく切り換わった場合や、監視システムにおいてビ
デオカメラを切り換えた場合等）には、この第１の値よ
りも大きい第２の値の係数を発生するので、背景画像が
速やかに更新される。

【００５８】また、乗算としては、現在の入力画像と背
景画像との差分と係数との乗算を１回行うだけであり、
従来の（２）の方法のように２回の乗算を行う必要はな
い。

【００５９】また、現在の入力画像と背景画像との差分
を求めるので、現在の入力画像と背景画像とが全く等し
いときには、この差分を求める減算やこの差分と係数と
の乗算やこの乗算結果と背景画像との加算をそれほど高
い精度で行わなくても、差分として０が求められること
により、背景画像蓄積手段内の背景画像が変化しなくな
る。したがって、この減算や乗算や加算をそれほど高い
精度で行わなくても、演算誤差を原因とするノイズ画像
が、動体を表示するモニターに表れることはない。

【００６０】これにより、この背景画像の更新方法によ
れば、通常の場合には、動体を表示するモニターにノイ
ズ画像が表れることなく、背景画像が緩やかに更新さ
れ、他方、照明が急に大きく切り換わった場合や監視シ
ステムにおいてビデオカメラを切り換えた場合等には、
背景画像が速やかに更新されるようになる。しかも、複
数回の乗算を含む演算や精度の高い演算を実行すること
なく、背景画像が更新されるようになる。

【００６１】

【発明の実施の形態】以下では、ビデオカメラで撮影し
た画像のうちの人や車両等の動体の画像だけをモニター
に表示する監視システムに本発明を適用した例を、請求
項１，２及び７に係る発明と、請求項３，４，８及び９
に係る発明と、請求項５，６及び１０に係る発明とに分
けて説明する。

【００６２】〔請求項１，２及び７に係る発明の例〕図
１は、請求項１に係る背景画像更新装置の回路構成の一
例を示すブロック図である。この背景画像更新装置１に
は、背景画像メモリ２，減算器３，係数発生器４，乗算
器５及び加算器６が設けられている。

【００６３】背景画像メモリ２は、背景画像更新装置１
の外部のビデオカメラ３１で撮影する警備対象の建物の
内外や駐車場等の背景画像（以下では背景画像をＦの符
号で表すことにする）を蓄積するためのＲＡＭであり、
予め求められた最初の背景画像Ｆ（１）が蓄積されてい
る。

【００６４】背景画像メモリ２から読み出された背景画
像Ｆは、背景画像更新装置１内で減算器３及び加算器６
にフィードバックされるとともに、背景画像更新装置１
から出力されて、外部の動体検出装置３２に送られる。

【００６５】動体検出装置３２は、ビデオカメラ３１で
現在撮影されている画像からこの背景画像Ｆを分離する
ことにより、人や車両等の動体を検出するものである。
この動体検出装置３２は、従来から用いられているのと
同じ構成のものであってよいので、その詳細な説明は省
略する。動体検出装置３２で検出された動体は、モニタ
ー３３に表示される。

【００６６】減算器３は、ビデオカメラ３１から背景画
像更新装置１に入力される画像（以下ではこの入力画像
をＲの符号で表すことにする）と背景画像Ｆとの差分
（Ｒ−Ｆ）を、モニター３３の画素毎に求めるためのも
のである。

【００６７】係数発生器４は、１以下の正の一定値の係
数Ｋを発生するものである。乗算器５は、減算器３で求
められた画素毎の差分（Ｒ−Ｆ）に、係数発生器４から
発生した係数Ｋを乗算するためのものである。

【００６８】加算器６は、乗算器５の乗算結果であるＫ
・（Ｒ−Ｆ）と背景画像Ｆとを、画素毎に加算するため
のものである。加算器６から出力された画像Ｋ・（Ｒ−
Ｆ）＋Ｆは新たな書き込み用のデータとして背景画像メ
モリ２に送られるようになっており、これにより、背景
画像メモリ２に蓄積されている背景画像ＦがこのＫ・
（Ｒ−Ｆ）＋Ｆに更新される。

【００６９】次に、この背景画像更新装置１において背
景画像Ｆが更新される様子（請求項７に係る背景画像の
更新方法の例）について説明する。ビデオカメラ３１か
ら最初の１フレーム目の入力画像Ｒ（１）が背景画像更
新装置１に入力されると、減算器３，乗算器５及び加算
器６により、下記の数１の演算がモニター３３の画素毎
に実行される。

【数１】 そして、背景画像メモリ２に蓄積されている最初の背景
画像Ｆ（１）が、このＦ（２）に更新される。

【００７０】続いて、ビデオカメラ３１から２フレーム
目の入力画像Ｒ（２）が背景画像更新装置１に入力され
ると、減算器３，乗算器５及び加算器６により、下記の
数２の演算がモニター３３の画素毎に実行される。

【数２】 そして、背景画像メモリ２に蓄積されている背景画像Ｆ
（２）が、このＦ（３）に更新される。

【００７１】以下同様にして、ビデオカメラ３１からｎ
フレーム目（ｎは１以上の整数）の入力画像Ｒ（ｎ）が
背景画像更新装置１に入力されるたびに、下記の数３の
演算がモニター３３の画素毎に実行されて、背景画像メ
モリ２に蓄積されている背景画像Ｆ（ｎ）がＦ（ｎ＋
１）に更新されていく。

【数３】

【００７２】このように、この背景画像更新装置１で
は、背景画像Ｆ（ｎ）が、いきなり現在の入力画像Ｒ
（ｎ）に置き換えられるのではなく、入力画像Ｒ（ｎ）
と背景画像Ｆ（ｎ）との差分に１以下の正の係数Ｋを乗
算した結果を背景画像Ｆ（ｎ）に加算した画像Ｋ・（Ｒ
（ｎ）−Ｆ（ｎ））＋Ｆ（ｎ）に置き換えられることに
より、緩やかに更新される。したがって、この置き換え
られた画素部分と置き換えられなかった画素部分との境
界が、モニター３３にノイズ画像として表れることはな
い。

【００７３】また、背景画像更新装置１には、乗算器と
しては、減算器３で求められた差分と係数Ｋとの乗算を
１回行う乗算器５が１つ設けられているだけである。

【００７４】また、現在の入力画像Ｒ（ｎ）と背景画像
Ｆ（ｎ）との差分が減算器３で求められるので、この入
力画像Ｒ（ｎ）と背景画像Ｆ（ｎ）とが全く等しいとき
には、減算器３や乗算器５や加算器６の精度がそれほど
高くなくても、差分Ｒ（ｎ）−Ｆ（ｎ）として０が求め
られることにより、背景画像メモリ２内の背景画像Ｆ
（ｎ）が変化しなくなる。したがって、減算器３や乗算
器５や加算器６としてそれほど精度の高いものを設けな
くても、演算誤差を原因とするノイズ画像がモニター３
３に表れることはない。

【００７５】これにより、モニター３３にノイズ画像が
表れることなく、しかも複数の乗算器や高い精度の演算
器を設けない簡単且つ低コストな構成で、ビデオカメラ
３１で撮影される場所の照明や天候等の変化に追従して
背景画像が緩やかに更新されるようになっている。

【００７６】次に、係数発生器４から発生させる係数Ｋ
の好ましい値についての考察を行う。上記の数３の演算
においては、照明や天候等の変化を原因として入力画像
Ｒ（ｎ）と背景画像Ｆ（ｎ）とに小さな差分が生じてい
る画素部分だけでなく、人や車両等が動いていることを
原因として入力画像Ｒ（ｎ）と背景画像Ｆ（ｎ）とに大
きな差分が生じている画素部分についても、係数Ｋが乗
算される。

【００７７】したがって、人や車両等の動きによって背
景画像が更新されることを極力抑制するために、ビデオ
カメラ３１で撮影される場所の照明や天候等の変化への
追従に支障がない範囲で、係数Ｋをできるだけ小さな値
に設定する（換言すれば背景画像Ｆの更新の時定数をで
きるだけ長くする）必要がある。

【００７８】例えば、入力画像ＲがＮＴＳＣ方式の画像
であり、或る画素部分についての最初の背景画像Ｆ
（１）＝０であり、この画素部分についての最初の１フ
レーム目の入力画像Ｒ（１）＝１であり、人や車両等が
ビデオカメラ３１で撮影される場所の端から端まで移動
するのに要する時間（すなわち動体がモニター３３の画
面に滞在する時間）が最大で３秒である場合に、この画
素部分についての３秒後の背景画像Ｆ（ｎ）をＦ（ｎ）
＝１／１０に抑えたいとする。

【００７９】この場合には、上記の数３の演算による背
景画像Ｆ（ｎ）は、下記の数４のように表される。

【数４】 ここで、Ｓは１秒間のフレーム数でありＮＴＳＣ方式で
はＳ＝３０となる。また、Ｔは経過時間である。

【００８０】この数４から、３秒後の背景画像Ｆ（ｎ）
＝１／１０になるための係数Ｋの値は、下記の数５のよ
うにして求められる。

【数５】 この０．００１１７は、５／４０９６で近似させること
ができる。

【００８１】ただし、照明や天候等の変化への追従に支
障がなければ、係数Ｋを５／４０９６よりもさらに小さ
な値に設定することにより、３秒後の背景画像Ｆ（ｎ）
を１／１０よりもさらに小さくしてよい。

【００８２】なお、図１の背景画像更新装置１では、減
算器３で求められた差分（Ｒ−Ｆ）から、係数発生器４
及び乗算器５を用いてＫ・（Ｒ−Ｆ）を得ている。しか
し、係数発生器４及び乗算器５の代わりに、差分（Ｒ−
Ｆ）の大きさとＫ・（Ｒ−Ｆ）の大きさとを１対１に対
応させて記憶したＲＯＭテーブルを設け、減算器３で求
められた差分（Ｒ−Ｆ）に対応してこのＲＯＭテーブル
から読み出したＫ・（Ｒ−Ｆ）と背景画像Ｆとを加算器
６で加算するようにしてもよい（請求項２に係る背景画
像更新装置の例）。それにより、係数発生器４及び乗算
器５を設ける場合よりも背景画像更新装置１の構成が一
層簡単になる。

【００８３】また、図１の背景画像更新装置１では、一
定値の係数Ｋを発生する係数発生器４を設けているが、
係数発生器４の代わりに、例えば発生する係数の値を操
作キーの操作によって１以下の正の値の範囲内で可変設
定することのできる係数発生器を設けるようにしてもよ
い。

【００８４】〔請求項３，４，８及び９に係る発明の
例〕図２は、請求項３，４に係る背景画像更新装置の回
路構成の一例を示すブロック図であり、同図において図
１と共通する部分には同一符号を付して重複説明を省略
する。

【００８５】この背景画像更新装置１１には、図１の背
景画像更新装置１の係数発生器４，乗算器５の代わりに
関数発生器１２が設けられており、減算器３で求められ
た画素毎の差分（Ｒ−Ｆ）が、この関数発生器１２に送
られる。

【００８６】関数発生器１２には、符号判定器１３とＲ
ＯＭテーブル１４とが含まれている。符号判定器１３
は、減算器３で求められた画素毎の差分（Ｒ−Ｆ）が正
の値，０，負の値のいずれであるかの判定を行うもので
ある。ＲＯＭテーブル１４には、正の値，０，負の値と
下記の数６の関数Ｇ（Ｘ）とが１対１に対応させて記憶
されている。

【数６】 ただし、Ａは１以下の正の定数である。

【００８７】符号判定器１３の判定結果に対応してこの
ＲＯＭテーブル１４から読み出された関数Ｇ（Ｘ）は、
関数発生器１２から出力されて加算器６に送られる。加
算器６でこの関数Ｇ（Ｘ）と背景画像Ｆとが加算される
ことにより、背景画像メモリ２に蓄積されている背景画
像Ｆが画像Ｇ（Ｘ）＋Ｆに更新される。

【００８８】次に、この背景画像更新装置１１において
背景画像Ｆが更新される様子（請求項８及び９に係る背
景画像の更新方法の例）について説明する。ビデオカメ
ラ３１から最初の１フレーム目の入力画像Ｒ（１）が背
景画像更新装置１１に入力されると、減算器３，関数発
生器１２及び加算器６により、下記の数７の演算がモニ
ター３３の画素毎に実行される。

【数７】 そして、背景画像メモリ２に蓄積されている最初の背景
画像Ｆ（１）が、このＦ（２）に更新される。

【００８９】続いて、ビデオカメラ３１から２フレーム
目の入力画像Ｒ（２）が背景画像更新装置１１に入力さ
れると、減算器３，関数発生器１２及び加算器６によ
り、下記の数８のような演算がモニター３３の画素毎に
実行される。

【数８】 そして、背景画像メモリ２に蓄積されている背景画像Ｆ
（２）が、このＦ（３）に更新される。

【００９０】以下同様にして、ビデオカメラ３１からｎ
フレーム目の入力画像Ｒ（ｎ）が背景画像更新装置１１
に入力されるたびに、下記の数９の演算がモニター３３
の画素毎に実行されて、背景画像メモリ２に蓄積されて
いる背景画像Ｆ（ｎ）がＦ（ｎ＋１）に更新されてい
く。

【数９】

【００９１】このように、この背景画像更新装置１１で
は、背景画像Ｆ（ｎ）が、いきなり現在の入力画像Ｒ
（ｎ）に置き換えられるのではなく、入力画像Ｒ（ｎ）
と背景画像Ｆ（ｎ）との差分Ｒ（ｎ）−Ｆ（ｎ）が正の
値，０，負の値のいずれであるかに応じてそれぞれ＋
Ａ，０，−Ａと変化する定数を背景画像Ｆ（ｎ）に加算
した画像に置き換えられることにより、緩やかに更新さ
れる。したがって、この置き換えられた画素部分と置き
換えられなかった画素部分との境界が、モニター３３に
ノイズ画像として表れることはない。

【００９２】また、関数発生器１２は簡単な論理回路で
ある符号判定器１３とＲＯＭテーブル１４とで構成され
ているので、背景画像更新装置１１には乗算器が１つも
設けられていない。

【００９３】また、現在の入力画像Ｒ（ｎ）と背景画像
Ｆ（ｎ）との差分が減算器３で求められるので、この入
力画像Ｒ（ｎ）と背景画像Ｆ（ｎ）とが全く等しいとき
には、減算器３や加算器６の精度がそれほど高くなくて
も、差分Ｒ（ｎ）−Ｆ（ｎ）として０が求められること
により、背景画像メモリ２内の背景画像Ｆ（ｎ）が変化
しなくなる。したがって、減算器３や加算器６としてそ
れほど精度の高いものを設けなくても、演算誤差を原因
とするノイズ画像がモニター３３に表れることはない。

【００９４】これにより、モニター３３にノイズ画像が
表れることなく、しかも乗算器を１つも設けず且つ高い
精度の演算器を設けない一層簡単且つ低コストな構成
で、ビデオカメラ３１で撮影される場所の照明や天候等
の変化に追従して背景画像が緩やかに更新されるように
なっている。

【００９５】次に、関数発生器１２のＲＯＭテーブル１
４における定数Ａの好ましい値についての考察を行う。
上記の数９の演算においても、照明や天候等の変化を原
因として入力画像Ｒ（ｎ）と背景画像Ｆ（ｎ）とに小さ
な差分が生じている画素部分だけでなく、人や車両等が
動いていることを原因として入力画像Ｒ（ｎ）と背景画
像Ｆ（ｎ）とに大きな差分が生じている画素部分につい
ても、±Ａが加算される。

【００９６】したがって、人や車両等の動きによって背
景画像が更新されることを極力抑制するために、ビデオ
カメラ３１で撮影される場所の照明や天候等の変化への
追従に支障がない範囲で、やはり定数Ａをできるだけ小
さな値に設定する（換言すれば背景画像の更新の時定数
をできるだけ長くする）必要がある。

【００９７】ここでも、入力画像ＲがＮＴＳＣ方式の画
像であり、或る画素部分についての最初の背景画像Ｆ
（１）＝０であり、この画素部分についての最初の１フ
レーム目の入力画像Ｒ（１）＝１であり、人や車両等が
ビデオカメラ３１で撮影される場所の端から端まで移動
するのに要する時間（すなわち動体がモニター３３の画
面に滞在する時間）が最大で３秒である場合に、この画
素部分についての３秒後の背景画像Ｆ（ｎ）をＦ（ｎ）
＝１／１０に抑えたいとする。

【００９８】この場合には、上記の数９の演算による背
景画像Ｆ（ｎ）は、下記の数１０のように表される。

【数１０】 ここでも、Ｓは１秒間のフレーム数でありＮＴＳＣ方式
ではＳ＝３０となる。また、Ｔは経過時間である。

【００９９】この数１０から、３秒後の背景画像Ｆ
（ｎ）＝１／１０になるための定数Ａの値は、下記の数
１１のようにして求められる。

【数１１】 この０．００１１は、１／１０２４（すなわち加算器６
として１０ビットの処理系を用いる場合の最下位ビット
の値）で近似させることができる。

【０１００】ただし、照明や天候等の変化への追従に支
障がなければ、定数Ａを１／１０２４よりもさらに小さ
な値に設定する（例えば加算器６として１２ビットの処
理系を用いる場合にその最下位ビットの値である１／４
０９６に設定する）ことにより、３秒後の背景画像Ｆ
（ｎ）を１／１０よりもさらに小さくしてよい。

【０１０１】〔請求項５，６及び１０に係る発明の例〕
図３は、請求項５，６に係る背景画像更新装置の回路構
成の一例を示すブロック図であり、同図において図１と
共通する部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。

【０１０２】この背景画像更新装置２１には、図１の背
景画像更新装置１の係数発生器４の代わりに変化領域検
出器２２及び係数発生器２３が設けられており、減算器
３で求められた画素毎の差分（Ｒ−Ｆ）が、乗算器５に
送られるとともにこの変化領域検出器２２に送られる。

【０１０３】変化領域検出器２２は、モニター３３の１
画面分の画像について減算器３で求められた差分（Ｒ−
Ｆ）に基づいて、１画面のうち画像の変化した領域の大
きさを検出するものである。

【０１０４】図４は、この変化領域検出器２２の構成の
一例を示すブロック図である。変化領域検出器２２に
は、減算器３で求められた画素毎の差分（Ｒ−Ｆ）の絶
対値を求める絶対値演算器２４と、絶対値演算器２４で
求められた絶対値を所定の閾値ＴＨ１と比較する比較器
２５と、比較器２５の比較結果をモニター３３の１画面
分計数する計数器（例えばバイナリカウンタ）２６と、
計数器２６の１画面分の計数結果を、計数器２６で次の
１画面分の計数結果が求められるまで保持するラッチ２
７とが設けられており、ラッチ２７で保持されたこの計
数結果が、変化領域検出器２２から係数発生器２３に送
られる。

【０１０５】なお、閾値ＴＨ１は、ノイズやフリッカー
を動画と判定せず、且つ、動画を見落とさないような値
（例えば入力画像のノイズレベルやフリッカーレベルよ
りも数デシベル高い値）に設定することが望ましい。

【０１０６】係数発生器２３は、変化領域検出器２２で
検出された領域の大きさが所定の大きさＥ以下である場
合には１以下の正の値である値Ｋ１の係数Ｋを発生し、
この領域の大きさがこのＥを超える場合にはこのＫ１よ
りも大きい値Ｋ２の係数Ｋを発生するものである。

【０１０７】なお、このＥは、ビデオカメラ３１で撮影
される場所において照明が急に大きく切り換わった場合
や背景画像更新装置２１に画像を入力させるビデオカメ
ラがビデオカメラ３１から別のビデオカメラに切り換わ
った場合等に画像が変化する領域の大きさよりも、やや
小さく設定することが望ましい。

【０１０８】図５は、変化領域検出器２２で検出された
領域の大きさと、係数発生器２３から発生する係数Ｋの
値との関係の一例を示す。この例では、変化領域検出器
２２で検出された領域の大きさがＥを僅かに超えている
範囲では、係数発生器２３から発生する係数Ｋの値がＫ
１からＫ２にまで徐々に増大するようになっている。し
かし、別の例として、変化領域検出器２２で検出された
領域の大きさがＥを僅かでも超えると直ちに係数発生器
２３から値Ｋ２の係数Ｋが発生するようにしてもよい。

【０１０９】係数発生器２３から発生した係数Ｋは、乗
算器５に送られる。乗算器５で画素毎の差分（Ｒ−Ｆ）
にこの係数Ｋが乗算され、加算器６でこの乗算結果Ｋ・
（Ｒ−Ｆ）と背景画像Ｆとが加算されることにより、背
景画像メモリ２に蓄積されている背景画像Ｆが画像Ｋ・
（Ｒ−Ｆ）＋Ｆに更新される。

【０１１０】この背景画像更新装置２１において背景画
像Ｆが更新される様子（請求項１０に係る背景画像の更
新方法の例）は、変化領域検出器２２の検出結果に応じ
て係数Ｋの値が変化する点を除いては、図１の背景画像
更新装置１におけるのと同じで ある。

【０１１１】この背景画像更新装置２１によれば、照明
が急に大きく切り換わった場合やビデオカメラが切り換
わった場合等を除いた通常の場合には、１以下の正の値
である値Ｋ１に設定された係数Ｋが係数発生器２３から
発生するので、背景画像Ｆ（ｎ）が、入力画像Ｒ（ｎ）
と背景画像Ｆ（ｎ）との差分に１以下の正の値である値
Ｋ１の係数Ｋを乗算した結果を背景画像Ｆ（ｎ）に加算
した画像Ｋ・（Ｒ（ｎ）−Ｆ（ｎ））＋Ｆ（ｎ）に置き
換えられることにより、図１の背景画像更新装置１にお
けるのと全く同様に緩やかに更新される。したがって、
この置き換えられた画素部分と置き換えられなかった画
素部分との境界が、モニター３３にノイズ画像として表
れることはない。

【０１１２】他方、照明が急に大きく切り換わった場合
やビデオカメラが切り換わった場合等には、この値Ｋ１
よりも大きい値Ｋ２の係数Ｋが係数発生器２３から発生
するので、背景画像Ｆ（ｎ）が、入力画像Ｒ（ｎ）と背
景画像Ｆ（ｎ）との差分にこの値Ｋ２の係数Ｋを乗算し
た結果を背景画像Ｆ（ｎ）に加算した画像Ｋ・（Ｒ
（ｎ）−Ｆ（ｎ））＋Ｆ（ｎ）に置き換えられることに
より、速やかに更新される。

【０１１３】また、背景画像更新装置１には、乗算器と
しては、減算器３で求められた差分と係数Ｋとの乗算を
１回行う乗算器５が１つ設けられているだけである。

【０１１４】また、現在の入力画像Ｒ（ｎ）と背景画像
Ｆ（ｎ）との差分が減算器３で求められるので、この入
力画像Ｒ（ｎ）と背景画像Ｆ（ｎ）とが全く等しいとき
には、減算器３や乗算器５や加算器６の精度がそれほど
高くなくても、差分Ｒ（ｎ）−Ｆ（ｎ）として０が求め
られることにより、背景画像メモリ２内の背景画像Ｆ
（ｎ）が変化しなくなる。したがって、減算器３や乗算
器５や加算器６としてそれほど精度の高いものを設けな
くても、演算誤差を原因とするノイズ画像がモニター３
３に表れることはない。

【０１１５】これにより、通常の場合には、モニター３
３にノイズ画像が表れることなく、背景画像が緩やかに
更新され、他方、照明が急に大きく切り換わった場合や
ビデオカメラを切り換えた場合等には、背景画像が速や
かに更新されるようになっている。しかも、複数の乗算
器や高い精度の演算器を設けない簡単且つ低コストな構
成で、背景画像が更新されるようになっている。

【０１１６】なお、以上の各例では、減算，乗算，加算
を含む演算を専用の減算器，乗算器，加算器を用いて行
っているが、この演算をマイクロコンピュータやデジタ
ルシグナルプロセッサで実行するようにしてもよい。そ
の場合にも、複数回の乗算を含む演算や精度の高い演算
を実行する必要がないので、プログラムが簡単になる。

【０１１７】また、以上の各例では、ビデオカメラで撮
影した画像のうちの人や車両等の動体の画像だけをモニ
ターに表示する監視システムに本発明を適用している。
しかし、これに限らず、予め求めた背景画像を照明や天
候等の変化に追従して更新することが必要とされる適宜
のシステムに本発明を適用してよい。

【０１１８】また、本発明は、以上の例に限らず、本発
明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとり
うることはもちろんである。

【０１１９】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る請求項１に
記載の背景画像更新装置によれば、現在の入力画像から
背景画像を分離することによって検出した動体を表示す
るモニターにノイズ画像が表れることなく、しかも複数
回の乗算を含む演算や精度の高い演算を実行することな
く、照明や天候等の変化に追従して背景画像を緩やかに
更新することができるという効果が得られる。したがっ
て、専用の演算器で演算を実行する場合には、高精度の
乗算器や加算器を設ける必要がなくなるので、背景画像
更新装置を簡単且つ低コストな構成にすることができ、
マイクロコンピュータやデジタルシグナルプロセッサで
演算を実行する場合にも、プログラムが簡単になる。

【０１２０】なお、請求項２に記載の背景画像更新装置
によれば、乗算を１回も行う必要がなくなるという効果
も得られる。したがって、専用の演算器で演算を実行す
る場合には、乗算器が１つも必要がなくなるので、背景
画像更新装置を一層簡単且つ低コストな構成にすること
ができ、マイクロコンピュータやデジタルシグナルプロ
セッサで演算を実行する場合にも、プログラムが一層簡
単になる。

【０１２１】次に、本発明に係る請求項３に記載の背景
画像更新装置によれば、現在の入力画像から背景画像を
分離することによって検出した動体を表示するモニター
にノイズ画像が表れることなく、しかも乗算を１回も行
わず且つ精度の高い演算を実行することなく、照明や天
候等の変化に追従して背景画像を緩やかに更新すること
ができるという効果が得られる。したがって、専用の演
算器で演算を実行する場合には、乗算器が１つも必要が
なくなるので、背景画像更新装置を一層簡単且つ低コス
トな構成にすることができ、マイクロコンピュータやデ
ジタルシグナルプロセッサで演算を実行する場合にも、
プログラムが一層簡単になる。

【０１２２】なお、請求項４に記載の背景画像更新装置
によれば、関数発生手段を簡単な論理回路やメモリで構
成できるようになるので、この背景画像更新装置の構成
が一層簡単になるという効果も得られる。

【０１２３】次に、本発明に係る請求項５，６に記載の
背景画像更新装置によれば、照明が急に大きく切り換わ
った場合やビデオカメラが切り換わった場合等を除いた
通常の場合には、現在の入力画像から背景画像を分離す
ることによって検出した動体を表示するモニターにノイ
ズ画像が表れることなく、照明や天候等の変化に追従し
て背景画像を緩やかに更新し、他方、照明が急に大きく
切り換わった場合やビデオカメラが切り換わった場合等
には、背景画像を速やかに更新することができるという
効果が得られる。しかも、しかも複数回の乗算を含む演
算や精度の高い演算を実行することなく、背景画像を更
新することができるという効果が得られる。

【０１２４】次に、本発明に係る請求項７に記載の背景
画像の更新方法によれば、現在の入力画像から背景画像
を分離することによって検出した動体を表示するモニタ
ーにノイズ画像が表れることなく、しかも複数回の乗算
を含む演算や精度の高い演算を実行することなく、照明
や天候等の変化に追従して背景画像を緩やかに更新する
ことができるという効果が得られる。

【０１２５】次に、本発明に係る請求項８に記載の背景
画像の更新方法によれば、現在の入力画像から背景画像
を分離することによって検出した動体を表示するモニタ
ーにノイズ画像が表れることなく、しかも乗算を１回も
行わず且つ精度の高い演算を実行することなく、照明や
天候等の変化に追従して背景画像を緩やかに更新するこ
とができるという効果が得られる。

【０１２６】なお、請求項９に記載の背景画像の更新方
法によれば、関数を簡単な処理によって発生させること
ができるという効果も得られる。

【０１２７】次に、本発明に係る請求項１０に記載の背
景画像の更新方法によれば、照明が急に大きく切り換わ
った場合やビデオカメラが切り換わった場合等を除く通
常の場合には、現在の入力画像から背景画像を分離する
ことによって検出した動体を表示するモニターにノイズ
画像が表れることなく、照明や天候等の変化に追従して
背景画像を緩やかに更新し、他方、照明が急に大きく切
り換わった場合やビデオカメラが切り換わった場合等に
は、背景画像を速やかに更新することができるという効
果が得られる。しかも、しかも複数回の乗算を含む演算
や精度の高い演算を実行することなく、背景画像を更新
することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した背景画像更新装置の回路構成
の一例を示すブロック図である。

【図２】本発明を適用した背景画像更新装置の回路構成
の別の一例を示すブロック図である。

【図３】本発明を適用した背景画像更新装置の回路構成
の別の一例を示すブロック図である。

【図４】図３の変化領域検出器の構成の一例を示すブロ
ック図である。

【図５】図３の変化領域検出器で検出された領域の大き
さと係数発生器から発生する係数の値との関係の一例を
示す図である。

【図６】背景画像，入力画像及び動体の関係の一例を示
す図である。

【符号の説明】

１，１１，２１ 背景画像更新装置、 ２ 背景画像メ
モリ、 ３ 減算器、４，２３ 係数発生器、 ５ 乗
算器、 ６ 加算器、 １２ 関数発生器、１３ 符号
判定器、 １４ ＲＯＭテーブル、 ２２ 変化領域検
出器、 ２４ 絶対値演算器、 ２５ 比較器、 ２６
計数器、 ２７ ラッチ、 ３１ビデオカメラ、 ３
２ 動体検出装置、 ３３ モニター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C054 AA01 AA05 CA04 CC03 EA01 EA05 ED01 FC01 FC03 FC13 FF03 HA18 5C084 AA02 AA04 AA07 BB04 CC16 DD11 GG43 GG44 GG52 GG61 GG78 HH10 5C087 AA02 AA03 AA08 AA19 DD05 DD06 DD14 EE07 GG02 GG06 GG19 GG66 5L096 CA07 DA04 FA19 GA08 GA51 HA03 KA03 9A001 BB01 BB02 BB03 BB04 HH20 HH28 HH30 JJ61 JJ77 KK37 KK42 LL02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 背景画像を蓄積する背景画像蓄積手段
   と、 外部の画像入力手段から入力された画像と前記背景画像
   蓄積手段に蓄積されている背景画像との差分を求める減
   算手段と、 前記減算手段で求められた差分に１以下の正の係数を乗
   算する乗算手段と、 前記乗算手段の乗算結果と前記背景画像蓄積手段に蓄積
   されている背景画像とを加算する加算手段とを備え、前
   記背景画像蓄積手段に蓄積されている背景画像が、前記
   加算手段から出力された画像に更新されるようにしたこ
   とを特徴とする背景画像更新装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の背景画像更新装置にお
   いて、 前記係数は一定値の係数であり、 前記乗算手段に代えて、前記減算手段で求められる差分
   と該差分に前記一定値の係数を乗算した結果とを対応し
   て記憶した記憶手段が備えられており、 前記記憶手段から読み出された画像と前記背景画像蓄積
   手段に蓄積されている背景画像とが前記加算手段で加算
   されることを特徴とする背景画像更新装置。
3. 【請求項３】 背景画像を蓄積する背景画像蓄積手段
   と、 外部の画像入力手段から入力された画像と前記背景画像
   蓄積手段に蓄積されている背景画像との差分を求める減
   算手段と、 前記減算手段で求められた差分の符号に応じて符号の変
   化する関数を発生する関数発生手段と、 前記関数発生手段から発生した関数と前記背景画像蓄積
   手段に蓄積されている背景画像とを加算する加算手段
   と、を備え、前記背景画像蓄積手段に蓄積されている背
   景画像が、前記加算手段から出力された画像に更新され
   るようにしたことを特徴とする背景画像更新装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の背景画像更新装置にお
   いて、 前記関数発生手段は、前記減算手段で求められた差分の
   符号が正である場合に１以下の正の定数を発生し、該差
   分が０である場合に０を発生し、該差分の符号が負であ
   る場合に−１以上の負の定数を発生することを特徴とす
   る背景画像更新装置。
5. 【請求項５】 背景画像を蓄積する背景画像蓄積手段
   と、 外部の画像入力手段から入力された画像と前記背景画像
   蓄積手段に蓄積されている背景画像との差分を求める減
   算手段と、 １画面分の画像について前記減算手段で求められた差分
   に基づいて、１画面のうち画像の変化した領域の大きさ
   を検出する変化領域検出手段と、 前記変化領域検出手段で検出された領域の大きさが所定
   の大きさ以下である場合には１以下の正の値である第１
   の値の係数を発生し、該領域の大きさが該所定の大きさ
   を超える場合には前記第１の値よりも大きい第２の値の
   係数を発生する係数発生手段と、 前記減算手段で求められた差分に前記係数発生手段から
   発生した係数を乗算する乗算手段と、 前記乗算手段の乗算結果と前記背景画像蓄積手段に蓄積
   されている背景画像とを加算する加算手段とを備え、前
   記背景画像蓄積手段に蓄積されている背景画像が、前記
   加算手段から出力された画像に更新されるようにしたこ
   とを特徴とする背景画像更新装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の背景画像更新装置にお
   いて、 前記変化領域検出手段は、 １画面中の各画素について、前記減算手段で求められた
   差分の絶対値を求める絶対値算出手段と、 前記絶対値算出手段で求められた絶対値を所定の閾値と
   比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果を１画面
   分計数する計数手段と前記計数手段の１画面分の計数結
   果を、該計数手段で次の１画面分の計数結果が求められ
   るまで保持する保持手段とから成ることを特徴とする背
   景画像更新装置。
7. 【請求項７】 画像入力手段に現在入力される画像と、
   背景画像蓄積手段に蓄積されている背景画像との差分を
   求める第１ステップと、 前記第１ステップで求めた差分に１以下の正の係数を乗
   算する第２ステップと、 前記第２ステップの乗算結果と前記背景画像蓄積手段に
   蓄積されている背景画像とを加算する第３ステップと、 前記背景画像蓄積手段に蓄積されている背景画像を、前
   記第３ステップで求めた画像に更新する第４ステップと
   を含むことを特徴とする背景画像の更新方法。
8. 【請求項８】 画像入力手段に現在入力される画像と、
   背景画像蓄積手段に蓄積されている背景画像との差分を
   求める第１ステップと、 前記第１ステップで求めた差分の符号に応じて符号の変
   化する関数を発生する第２ステップと、 前記第２ステップで発生した関数と前記背景画像蓄積手
   段に蓄積されている背景画像とを加算する第３ステップ
   と、 前記背景画像蓄積手段に蓄積されている背景画像を、前
   記第３ステップで求めた画像に更新する第４ステップと
   を含むことを特徴とする背景画像の更新方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の背景画像の更新方法に
   おいて、 前記第２ステップで、前記第１ステップで求めた差分の
   符号が正である場合に１以下の正の定数を発生し、該差
   分が０である場合に０を発生し、該差分の符号が負であ
   る場合に−１以上の負の定数を発生することを特徴とす
   る背景画像の更新方法。
10. 【請求項１０】 画像入力手段に現在入力される画像
    と、背景画像蓄積手段に蓄積されている背景画像との差
    分を求める第１ステップと、 １画面分の画像について前記第１ステップで求めた差分
    に基づいて、１画面のうち画像の変化した領域の大きさ
    を検出する第２ステップと、 前記第２ステップで検出した領域の大きさが所定の大き
    さ以下である場合には第１の値の係数を発生し、該領域
    の大きさが該所定の大きさを超える場合には前記第１の
    値よりも大きい第２の値の係数を発生する第３ステップ
    と、 前記第１ステップで求めた差分に前記第３ステップで発
    生した係数を乗算する第４ステップと、 前記第４ステップの乗算結果と前記背景画像蓄積手段に
    蓄積されている背景画像とを加算する第５ステップと、 前記背景画像蓄積手段に蓄積されている背景画像を、前
    記第５ステップで求めた画像に更新する第６ステップと
    を含むことを特徴とする背景画像の更新方法。