(57)【要約】【課題】単眼カメラで撮影した画像から変化画素を含む矩形の領域を抽出する領域抽出処理機能を有する画像処理装置において、安定した精度の高い変化画素領域の抽出が可能な閾値の自動設定機能を実現する。【解決手段】カメラで撮影した画像を順次入力し、入力した現在画像と過去画像から変化画素を含む領域を抽出する領域抽出処理手段を備えた画像処理装置において、前記領域抽出処理手段に、前記入力した一定期間内の複数の画像を対象に、画素あたりの輝度平均値と標準偏差を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した画素毎の標準偏差を、前記変化画素を抽出するための対応する画素の閾値に設定する閾値設定手段と、を具備する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラで撮影した画像を順次入力し、入力した現在画像と過去画像から変化画素を含む領域を抽出する領域抽出処理手段を備えた画像処理装置において、
前記領域抽出処理手段に、
前記入力した一定期間内の複数の画像を対象に、画素あたりの輝度平均値と標準偏差を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出した画素毎の標準偏差を、前記変化画素を抽出するための対応する画素の閾値に設定する閾値設定手段と、
を具備したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
カメラで撮影した画像を順次入力し、入力した現在画像と過去画像から変化画素を含む領域を抽出する領域抽出処理手段を備えた画像処理装置において、
前記領域抽出処理手段に、
前記入力した一定期間内の複数の画像を対象に、画素あたりの輝度平均値と標準偏差を算出する第１の輝度変動算出手段と、
前記第１の輝度変動算出手段が算出した画素毎の標準偏差を、前記変化画素を抽出するための対応する画素の閾値に設定する閾値設定手段と、
前記第１の輝度変動算出手段が算出した前記輝度平均値と標準偏差を用いて、前記画像全体の標準偏差平均値と標準偏差を算出する第２の輝度変動算出手段と、
前記第２の輝度変動算出手段が算出した前記標準偏差平均値と標準偏差を用いて、前記閾値設定手段が設定した画素の閾値に代わる最低閾値を算出する最低閾値算出手段と、
前記閾値設定手段が設定した前記画素の閾値を前記最低閾値算出手段が算出した前記最低閾値に置換するか否かを判定する判定手段と、
を具備したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記閾値設定手段が設定した前記画素の閾値を、前記最低閾値、若しくは固定の上下限閾値のいずれに置換するかを判定する手段を含む請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記領域抽出処理手段は、原画像、若しくはエッジ画像を対象に、前記変化画素を含む領域を抽出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
カメラで撮影した画像を順次入力し、入力した現在画像と過去画像から変化画素を含む領域を抽出する画像処理プログラムであって、
前記入力した一定期間内の複数の画像を対象に、画素あたりの輝度平均値と標準偏差を算出する機能と、
前記算出した画素毎の標準偏差を、前記変化画素を抽出するための対応する画素の閾値に設定する機能と、
を有することを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項６】
カメラで撮影した画像を順次入力し、入力した現在画像と過去画像から変化画素を含む領域を抽出する画像処理プログラムであって、
前記入力した一定期間内の複数の画像を対象に、画素あたりの輝度平均値と標準偏差を算出する機能と、
前記算出した画素毎の標準偏差を、前記変化画素を抽出するための対応する画素の閾値に設定する機能と、
前記輝度平均値と標準偏差を用いて、前記画像全体の標準偏差平均値と標準偏差を算出する機能と、
前記算出した前記画像全体の標準偏差平均値と標準偏差を用いて、前記閾値設定手段が設定した画素の閾値に代わる最低閾値を算出する機能と、
前記設定した画素の閾値が前記最低閾値を下回っていると判断したとき、前記設定した閾値を前記最低閾値若しくは固定の上下限閾値に置換する機能と、
を有することを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラで撮影した時系列の複数の画像から変化画素を含む領域を抽出する領域抽出処理機能を有する画像処理装置、および画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
単眼カメラ（一つのカメラ）で撮影した時系列の複数の画像から変化画素を含む矩形の領域を抽出する領域抽出処理機能を有する画像処理装置においては、安定した精度の高い変化画素領域の抽出を可能にするための閾値設定手段が要求される。この要求に応えるため、従来では、上記変化画素を抽出するための閾値の設定を、画像処理エキスパートの経験や勘に頼って行っていた。または膨大な映像ソースを利用して閾値を変更して評価を実施し、最も良い閾値を選定することにより行っていた。
【０００３】
画像処理において、閾値を自動的に設定するための技術として、従来では、カレントフレームの更新毎にリファレンスフレームとカレントフレームとの画像情報の差分に応じてマスク抽出用閾値を決定する手段を有した監視システムが存在する（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１のシステムでは、フレーム差分のヒストグラムを作成し、その累積頻度を、移動物体領域として抽出するための指標である固定の閾値でフィルタリング処理して、マスク抽出用閾値を得ている。また、入力画像と設定された背景画像との間で輝度の絶対差分値を求め、この輝度の絶対差分値に対して閾値処理を行い、この閾値を超える画素を２５５、超えない画素を０とする二値化処理技術が存在する（例えば、特許文献２参照）。また、画像のノイズ除去に関して、２枚の画像の差分をとり、その差画像から求めた標準偏差の値を参照して、画質改善のための閾値を算出する技術が存在する（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−３２５６７２号公報
【特許文献２】特開２００１−１６０１４６号公報
【特許文献３】特開平１１−１８７２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、単眼カメラで撮影した画像から変化画素を含む矩形の領域を抽出する領域抽出処理機能を有する画像処理装置において、従来では、安定した精度の高い変化画素領域の抽出を可能にする閾値の自動設定手段が存在しなかった。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、安定した精度の高い変化画素領域の抽出が可能な閾値の自動設定機能を実現した画像処理装置および画像処理プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の画像処理装置は、カメラで撮影した画像を順次入力し、入力した現在画像と過去画像から変化画素を含む領域を抽出する領域抽出処理手段を備えた画像処理装置において、前記領域抽出処理手段に、前記入力した一定期間内の複数の画像を対象に、画素あたりの輝度平均値と標準偏差を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した画素毎の標準偏差を、前記変化画素を抽出するための対応する画素の閾値に設定する閾値設定手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の画像処理装置は、カメラで撮影した画像を順次入力し、入力した現在画像と過去画像から変化画素を含む領域を抽出する領域抽出処理手段を備えた画像処理装置において、前記領域抽出処理手段に、前記入力した一定期間内の複数の画像を対象に、画素あたりの輝度平均値と標準偏差を算出する第１の輝度変動算出手段と、前記第１の輝度変動算出手段が算出した画素毎の標準偏差を、前記変化画素を抽出するための対応する画素の閾値に設定する閾値設定手段と、前記第１の輝度変動算出手段が算出した前記輝度平均値と標準偏差を用いて、前記画像全体の標準偏差平均値と標準偏差を算出する第２の輝度変動算出手段と、前記第２の輝度変動算出手段が算出した前記標準偏差平均値と標準偏差を用いて、前記閾値設定手段が設定した画素の閾値に代わる最低閾値を算出する最低閾値算出手段と、前記閾値設定手段が設定した前記画素の閾値を前記最低閾値算出手段が算出した前記最低閾値に置換するか否かを判定する判定手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、カメラで撮影した画像を順次入力し、入力した現在画像と過去画像から変化画素を含む領域を抽出する画像処理プログラムであって、前記入力した一定期間内の複数の画像を対象に、画素あたりの輝度平均値と標準偏差を算出する機能と、前記算出した画素毎の標準偏差を、前記変化画素を抽出するための対応する画素の閾値に設定する機能と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、カメラで撮影した画像を順次入力し、入力した現在画像と過去画像から変化画素を含む領域を抽出する画像処理プログラムであって、前記入力した一定期間内の複数の画像を対象に、画素あたりの輝度平均値と標準偏差を算出する機能と、前記算出した画素毎の標準偏差を、前記変化画素を抽出するための対応する画素の閾値に設定する機能と、前記輝度平均値と標準偏差を用いて、前記画像全体の標準偏差平均値と標準偏差を算出する機能と、前記算出した前記画像全体の標準偏差平均値と標準偏差を用いて、前記閾値設定手段が設定した画素の閾値に代わる最低閾値を算出する機能と、前記設定した画素の閾値が前記最低閾値を下回っていると判断したとき、前記設定した閾値を前記最低閾値若しくは固定の上下限閾値に置換する機能と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、単眼カメラで撮影した画像から変化画素を含む矩形の領域を抽出する領域抽出処理機能を有する画像処理装置において、安定した精度の高い変化画素領域の抽出が可能な閾値の自動設定機能を実現できる。これにより、カメラの設置条件、使用条件、撮影条件等の諸条件に対して安定した精度の高い変化画素領域の抽出を可能にした画像処理装置および画像処理プログラムが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
本発明の実施形態を説明するに際し、本発明の実施形態に係る画像処理装置における自動閾値の算出処理について、その動作概念を図３および図７を参照して説明する。
【００１２】
本発明の実施形態に係る画像処理装置に入力される映像は、単眼カメラ（単一のカメラ）で撮影したカメラ映像であり、周囲の明るさや撮像されている構造物、映像条件（ノイズの重畳状況、自動絞りの動作等）に応じて画面全体の輝度変動が発生する。固定閾値での設定のみとした場合には、昼間と夜間の明るさが変動する中で対象物のみを正確に抽出することは困難であり、閾値の決定は人間系によるものとなり、経験と勘など不確定要素によるところが大きくなる。
【００１３】
固定閾値の場合は、パラメータファイルにて固定の値を持ち、その値以上の大きな輝度（あるいはエッジ強度）差の時に変化画素として２値化する。自動閾値とする場合は、ピクセル毎の輝度（あるいはエッジ強度）分散を求め、その標準偏差（σ）を閾値として設定する。
【００１４】
画面全体の上記標準偏差の平均値と標準偏差の標準偏差に基づく最低閾値を求める。但し、この最適閾値が固定値として持たせている上下限値の範囲内かを判定し、設定範囲にない時、この固定上下限閾値を最低閾値とする。
【００１５】
次に、上記標準偏差がこの最低閾値を下回っていた場合は、最低閾値に置き換えるものとする。閾値の設定としては、自動算出に利用するフレーム数（ｎ）と算出した最低閾値の妥当性を判定する固定の上下限閾値が外部パラメータとして設定される。
【００１６】
ここでは、図３に示すように、ＱＶＧＡ（３２０×２４０画素）の全画素について、１画素当りで、ｎフレーム（例；１２フレーム）の輝度（エッジ強度）集合の平均（μ：輝度平均）と、標準偏差（σ）を求める。輝度の平均が問題ではなく、バラツキの指標として標準偏差（σ）を閾値に仮に設定する。
【００１７】
次に、上記標準偏差（σ）を利用して、下式にて最低閾値Ａ及び最低閾値Ｂを求める。
【００１８】
画面全体の平均μｉ＝１／画面サイズ×Σ（画素当りの標準偏差（σ））
画面全体の分散Ｖｉ＝１／画面サイズ×Σ（画素当りの標準偏差（σ））２  −（１／画面サイズ×Σ画素当りの標準偏差）２  
画面全体の標準偏差σｉ＝ｓｑｒｔ（Ｖ）  ｓｑｒｔ：平方根
最低閾値Ａ＝μｉ＋σｉ×係数（ｋ）  
最低閾値Ｂ＝μｉ×感度係数（Ｗｅｉｇｈｔ）
上式中の感度計数（Ｗｅｉｇｈｔ）は外部パラメータで与えるものとし、係数（ｋ）は、実験によって経験的に求められた固定値である。外部パラメータで与える感度係数（Ｗｅｉｇｈｔ）により、感度調節を可能とする。
【００１９】
最低閾値Ａと最低閾値Ｂを比較し、大きい値を最低閾値とする。なお、算出した最低閾値があまりにも小さくなり過ぎる、または大きくなり過ぎる場合を考慮して、図７に示すように、許容する最低閾値下限値と最低閾値上限値の下限値・上限値は別途設定可能とする。
【００２０】
このように、本発明においては、一定期間の連続画像を利用して、画素当りの輝度変動（平均値と標準偏差）を求め、その標準偏差を、変化画素を抽出するための画素当りの閾値に仮に設定する。これにより、木の揺れなど恒常的に発生する輝度の揺らぎを超えた差を対象物として認識するとともに、ダイナミックに変化する周囲の明るさに追従することが可能となる。
【００２１】
また、上記標準偏差だけを利用した閾値設定では、一瞬の背景変動等の外乱に敏感に反応してしまうため、画素当りの標準偏差の平均値と標準偏差を利用して、画面全体の輝度変動を求め、この輝度変動から最低閾値を算出して、仮に設定した閾値と最低閾値とを比較し、設定閾値を最終決定する。この閾値の自動設定は、差分をとる対象画像が原画像、エッジ画像（空間微分画像、輪郭画像）のいずれにおいても適用できる。
【００２２】
以下、図１乃至図７を参照して本発明の実施形態を説明する。  
本発明の実施形態に係る画像処理装置全体の構成を図１に示す。なお、この実施形態では、カメラ（単眼カメラ）から取り込んだ１フレーム（１画面）分の画像データを、単に画像若しくは画面上の画像若しくは一画面分の画像と称している。
【００２３】
本発明の実施形態に係る画像処理装置は、図１に示すように、カメラ１１と、キャプチャ部１２と、画像処理記憶部１３と、画像処理部１４と、表示部１５とを具備して構成される。
【００２４】
カメラ１１は、レンズユニットとレンズユニットの結像位置に設けられた撮像素子（例えばＣＣＤ固体撮像素子、若しくはＣＭＯＳイメージセンサ）とを具備して、屋外若しくは屋内の動きを伴う被写体（動物体）を対象に、撮像した一画面分の画像を所定の画素単位（例えば１フレーム３２０×２４０画素＝ＱＶＧＡ）で出力する。
【００２５】
キャプチャ部１２は、カメラ１１が撮像したフレーム単位の画像を画像処理部１４の処理対象画像（入力画像）として取り込み、画像処理記憶部１３内の画像バッファに保持する処理機能をもつ。この画像バッファに取り込む画面上の入力画像は、ここでは原画像とするが、エッジ画像であってもよい。
【００２６】
画像処理記憶部１３は、キャプチャ部１２が取り込んだ入力画像および画像処理部１４によって画像処理される途中／結果の各画像を含む各種画像データを記憶する。この画像処理記憶部１３には、画像処理部１４の制御の下で、キャプチャ部１２が取り込んだフレーム単位の画像のうち、今回取り込んだ一画面分の画像（現在画像）と、前回取り込んだ複数画面分の画像（過去画像）をそれぞれ処理対象画像として保持する画像バッファ（リングバッファ）を構成する領域が確保されるとともに、画像処理部１４の処理に用いられる画像領域が確保される。さらに画像処理記憶部１３には、画像処理部１４の処理に供される各種のパラメータおよび制御データを記憶する記憶領域、確定および未確定オブジェクトの登録、並びに追跡処理に於いて生成若しくは取得される各種情報の記憶領域等も確保される。この画像処理記憶部１３における、変化画素を抽出するための閾値の自動設定機能を実現するデータ要素については、図２を参照して後述する。
【００２７】
画像処理部１４は、画像処理記憶部１３の画像バッファに保持された過去画像と現在画像を差分処理して二値化した差分二値化画像を生成し、この差分二値化画像に含まれるノイズを除去して、このノイズが除去された差分二値化画像から変化画素を含む矩形の領域を抽出し、この抽出した矩形の領域を処理対象に領域を追跡する、一連の画像処理を行うものである。そして画像処理部１４は、前処理部１４１、差分処理部１４２、二値化処理部１４３、ノイズ除去フィルタ１４４、領域化処理部１４５、領域追跡処理部１４６等を具備して構成される。
【００２８】
上記した画像処理部１４の各構成要素のうち、前処理部１４１は、画像処理記憶部１３の画像バッファに貯えた過去画像と現在画像との比較（変化画素領域を抽出するための差分処理）に際し、キャプチャ部１２が取り込んだ一画面分の入力画像に対して予め定められた前処理（平滑化処理、エッジ処理等）を実行する。
【００２９】
差分処理部１４２は、前処理部１４１を介した過去画像と現在画像とを画素単位で比較して差分領域を抽出するもので、差分画像を生成する。この差分画像は、画像処理記憶部１３に予め確保した領域（差分画像領域）に記憶される。
【００３０】
二値化処理部１４３は、差分処理部１４２で差分処理した画像を二値化処理して、差分二値化画像を生成する。この差分二値化画像は、画像処理記憶部１３に予め確保した領域（差分二値化画像領域）に記憶される。この差分二値化画像の作成に、本発明の実施形態に係る閾値の自動算出処理機能が適用される。この閾値の自動算出処理機能を実現する自動閾値設定処理部２０の処理動作については、図２乃至図６を参照して後述する。
【００３１】
ノイズ除去フィルタ１４４は、拡散フィルタと収縮フィルタとを有して構成され、上記差分二値化画像から動物体領域の抽出に不要なノイズ（ごま塩状の変化画素）を除去する。このうち拡散フィルタは、上記差分二値化画像の最外周を除く各画素に対して注目画素を順次設定し、設定した注目画素に隣接する斜め方向の画素中（４画素中）に変化画素が存在するとき、その注目画素を変化画素とする拡散フィルタリング処理を行う。また収縮フィルタは、上記拡散フィルタで処理した画像に対して、上記注目画素に隣接する周囲８画素、若しくは４画素をもとに収縮フィルタリング処理を行う。このノイズ除去フィルタ１４４でノイズ除去したフレーム（画面）毎の差分二値化画像は、画像処理記憶部１３の画像領域に記憶される。
【００３２】
領域化処理部１４５は、上記ノイズ除去フィルタ１４４でノイズ除去した差分二値化画像を画面上の矩形の領域に領域化する処理を行う。この領域化処理では、差分二値化画像として抽出された変化画素領域を矩形で囲い、画面上からこの矩形の領域を抽出することによって、差分二値化画像を画面上の矩形の領域に領域化する。領域化処理部１４５は、この矩形の画面上の位置及び大きさを現す左上（ｘ０，ｙ０）および右下（ｘ１，ｙ１）の座標データを、矩形の領域情報として領域追跡処理部１４６に送出する。
【００３３】
領域追跡処理部１４６は、領域化処理部１４５から受けた矩形の領域情報をもとに、矩形の領域を追跡する処理を行う。領域追跡処理部１４６は、領域化処理部１４５が矩形の領域を抽出する都度、抽出した矩形の領域を追跡処理対象オブジェクトとして追跡処理する。
【００３４】
表示部１５は、上記画像処理部１４で画像処理された動物体領域を表示出力する。
【００３５】
画像処理記憶部１３には、図２に示すような、変化画素を抽出するための閾値の自動設定機能を実現する構成要素、並びにデータ要素が格納される。画像処理記憶部１３には、図２に示すように、画像処理部１４の制御を司る画像処理プログラム内に、自動閾値設定処理部２０を実現する自動閾値設定処理プログラムが格納される。この自動閾値設定処理プログラムの処理手順については、図３乃至図６を参照して後述する。さらに画像処理記憶部１３には、自動閾値設定処理を実現するための情報として、２組の画像バッファ１３１，１３２、閾値バッファ１３３、パラメータ設定ファイル１３４等が格納される。
【００３６】
２組の画像バッファ１３１，１３２は、それぞれ、リングバッファにより構成され、カメラ１１で撮影した現在画像を含む、例えば最大３０フレーム分の時系列画像を貯える領域を有している。このうち、画像バッファ１３１には、カメラ１１で撮影した３０フレーム分の原画像（空間微分画像）が時系列に順次貯えられる。また画像バッファ１３２には、同じく３０フレーム分のエッジ画像（輪郭画像）が時系列に順次貯えられる。
【００３７】
さらに画像バッファ１３１，１３２は、上記した画像の他に、画像サイズ、バッファの現在の要素番号、バッファ識別情報等の記憶領域を有している。画像バッファ１３１は、アクセス時において入力画像バッファポインタ（図示せず）により先頭アドレスが指定される。画像バッファ１３２は、アクセス時においてエッジ画像バッファポインタ（図示せず）により先頭アドレスが指定される。
【００３８】
閾値バッファ１３３は、リングバッファにより構成され、上記画像バッファ１３１（または画像バッファ１３２）が記憶可能なフレーム数以内の所定数を最大値として、設定された複数枚分の時系列のフレームを閾値演算の処理対象として貯える領域と、取り込んだ画像全体の画素あたりの標準偏差（σ）を閾値として貯える領域とを有している。さらに、取り込んだ画像の輝度値、輝度値の二乗、輝度値二乗の総和、固定閾値、閾値上下限値、画像バッファの現在の要素番号、画像バッファ識別情報等の記憶領域を有している。閾値バッファ１３３は、上記画像バッファ１３１（または画像バッファ１３２）に貯えられた画像から設定したフレーム数の画像を取り込み、取り込んだ画像すべての画素（ピクセル）あたりの輝度平均（μ）と、標準偏差（σ）とが求められた後に、１画像単位で画像の更新（差し替え）が実施される。
【００３９】
この閾値バッファ１３３上に展開されたｎ画像に対する画素あたりの標準偏差（σ）の算出処理を図３に示している。ここでは、１２フレーム分の画像を貯えるバッファ構成（ｎ＝１２）を例に示している。
【００４０】
外部パラメータ設定ファイル１３４には、差分処理の画像タイプ（例えば、１；原画像、２；エッジ画像）、自動閾値を計算するための参照フレーム数（ｎ；図３に示す例は、ｎ＝１２）、原画像用の最低閾値上下限値、エッジ画像用の最低閾値上下限値等、各種の設定情報が記憶される。
【００４１】
上記画像処理記憶部１３に格納された、自動閾値設定処理部２０を実現する自動閾値設定処理プログラムの処理手順を図４乃至図６に示している。
【００４２】
この処理動作は、画像バッファにｎ枚フレーム分の画像が貯えられていることを前提とする。先ず、画像要素番号や閾値バッファ要素番号等のメンバ変数を初期化し（図４ステップＳ１１）、画像バッファ１３１（または画像バッファ１３２）内の処理対象となる現在の画像要素番号を取得し（図４ステップＳ１２）、閾値バッファ１３３内の処理対象となる現在の閾値バッファ要素番号を取得した（図ステップＳ１３）後、差分処理の対象となる画像が、「原画像」であるか「エッジ画像」であるかを判断する（図４ステップＳ１４）。
【００４３】
ここで、処理対象画像が「原画像」であると判定したき（図４ステップＳ１４  原画像）、原画像バッファポインタに従い画像バッファ１３１をアクセスし、外部パラメータで与えられる原画像用の最低閾値上下限値を閾値バッファ１３３に設定する（図４ステップＳ１５，Ｓ１６）。また処理対象画像が「エッジ画像」であると判定したき（図４ステップＳ１４  エッジ画像）、エッジ画像バッファポインタに従い画像バッファ１３２をアクセスし、外部パラメータで与えられるエッジ画像用の最低閾値上下限値を閾値バッファ１３３に設定する（図４ステップＳ１７、Ｓ１８）。
【００４４】
次に、注目画素の輝度値二乗の総和を求め、その総和から輝度値二乗の平均値を算出する（図５ステップＳ２０）。同じく、注目画素の輝度値の総和を求め、その総和から輝度値の平均値を算出する（図５ステップＳ２１）。そして、この２つの平均値をもとに、注目画素の標準偏差を求める（図５ステップＳ２２）。この注目画素の標準偏差を、変化画素を抽出するための閾値として仮設定する（図５ステップＳ２３）。この標準偏差を用いた画素あたりの閾値設定の動作概念を、図３に示している。
【００４５】
さらに、入力された処理対象画像の画面全体（１フレーム分）の標準偏差、および二乗標準偏差の総和を求めるため加算する（図５ステップＳ２４）。この演算で求めた（更新した）輝度値および輝度値二乗の総和を閾値バッファ１３３に記憶（スタック）する（図５ステップＳ２５）。
【００４６】
上記した標準偏差を用いた閾値設定およびデータ採取の処理（図４ステップＳ２０〜Ｓ２３、および図５ステップＳ２４〜Ｓ２５）を画像サイズ分（１フレーム；３２０×２４０）繰り返し実行する。（図４ステップＳ１９〜Ｓ２３、図５ステップＳ２４〜Ｓ２６）
以降の処理では、置換の対象となる最低閾値を決定し、上記した標準偏差による閾値がパラメータで設定された閾値上下限値で規定された閾値設定範囲内にあるか否かをチェックして、閾値設定範囲から外れた値となっているとき、上記設定した閾値を上記決定した最低閾値に置換する処理を行う。この置換は、演算で求めた最低閾値、固定の最低閾値上下限値（閾値上下限値）等を用いて行う（図５ステップＳ２７〜Ｓ３４、図６Ｓ３５〜Ｓ４２）。
【００４７】
この処理は、上記図５ステップＳ２４の処理で算出した標準偏差および二乗標準偏差の総和を用いて、標準偏差平均値（μｉ）を算出し、標準偏差の標準偏差（σｉ）を求める（図５ステップＳ２７）。この算出した値から、画面全体の標準偏差平均値（μｉ）＋係数（ｋ）×σｉを求め、これを仮の最低閾値Ａとして（図５ステップＳ２８）、算出した最低閾値Ａが輝度階調（０〜２５５階調）内に入っているか否かをチェックし、入っていない場合は、輝度最小値（Lower Limit）・輝度最大値（Upper Limit）に置換する（図５ステップＳ２９）。
【００４８】
さらに、上記標準偏差の平均値（μｉ）に感度係数（Ｗｅｉｇｈｔ）を乗じた値（μｉ×Ｗｅｉｇｈｔ）を仮の最低閾値Ｂとして（図５ステップＳ３０）、算出した最低閾値Ｂが輝度階調（０〜２５５階調）内に入っているか否かをチェックし、入っていない場合は、輝度最小値（Lower Limit）・輝度最大値（Upper Limit）に置換する（図５ステップＳ３１）。この仮の最低閾値Ｂの設定概念を図７に示している。
【００４９】
次に、算出した最低閾値Ａと最低閾値Ｂとを比較し（図５ステップＳ３２）、値の大きい方を最低閾値（Lower Limit）として採用し設定する（図５ステップＳ３３，Ｓ３４）。即ち、最低閾値Ａ＞最低閾値Ｂであれば、最低閾値Ａを最低閾値（Lower Limit）に設定する。また、最低閾値Ａ＜最低閾値Ｂであれば、最低閾値Ｂを最低閾値（Lower Limit）に設定する。
【００５０】
次に、上記最低閾値（Lower Limit）が、図４ステップＳ１６又はＳ１８で設定した最低閾値下限値より小さい場合（図６ステップＳ３５  Ｙｅｓ）は、最低閾値（Lower Limit）を最低閾値下限値に置換する（図６ステップＳ３７）。一方、図４ステップＳ１６又はＳ１８で設定した最低閾値上限値より大きい場合は（図６ステップＳ３６  Ｙｅｓ）、最低閾値（Lower Limit）を最低閾値上限値に置換する（図６ステップＳ３８）。
【００５１】
この最低閾値（Lower Limit）を用いて、標準偏差を用いた画素の閾値を順次チェックし、画素の閾値が最低閾値（Lower Limit）を下回っているとき（図６ステップＳ４０  Ｙｅｓ）、当該画素の閾値を最低閾値（Lower Limit）に置換する（図６ステップＳ４１）。この処理（図６ステップＳ４０，Ｓ４１）を画像サイズ分（１フレーム；３２０×２４０）繰り返し実行して（図６ステップＳ３９〜Ｓ４２）、動作を終了する。
【００５２】
上述したように本発明の実施形態によれば、単眼カメラで撮影した画像から変化画素を含む矩形の領域を抽出する領域抽出処理機能を有する画像処理装置において、安定した精度の高い変化画素領域の抽出が可能な閾値の自動設定機能を実現できる。これにより、カメラの設置条件、使用条件、撮影条件等の諸条件に対して安定した精度の高い変化画素領域の抽出を可能にした画像処理装置が提供できる。
【００５３】
上述した図４乃至図６に示す処理手順を有する自動閾値設定処理プログラムは、画像処理装置に常駐する形で固定的に組み込まれる構成であってもよいし、プログラム単体で必要に応じて取り扱われる構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態における画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態における画像処理記憶部に格納された自動閾値設定処理機能を実現する構成要素を示す図。
【図３】上記実施形態における標準偏差を用いた閾値の設定概念を示す図。
【図４】上記実施形態における処理の手順を示すフローチャート。
【図５】上記実施形態における処理の手順を示すフローチャート。
【図６】上記実施形態における処理の手順を示すフローチャート。
【図７】上記実施形態における最低閾値の設定概念を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１１…カメラ、１２…キャプチャ部、１３…画像処理記憶部、１４…画像処理部、１５…表示部、２０…自動閾値設定処理部、１３１，１３２…画像バッファ、１３３…閾値バッファ、１３４…パラメータ設定ファイル、１４１…前処理部、１４２…差分処理部、１４３…二値化処理部、１４４…ノイズ除去フィルタ、１４５…領域化処理部、１４６…領域追跡処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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