(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心領域を有するビデオ監視画像を変換するのに用いられるものであって、
前記ビデオ監視画像を高周波数画像データ及び低周波数画像データに変換するステップと、
前記高周波数画像データにより、前記ビデオ監視画像の関心領域に対応する第１画像データ及び前記ビデオ監視画像の関心領域以外に対応する第２画像データを記録するステップと、
前記第１画像データと前記低周波数画像データとを結合させ、関心領域データとするステップと、
前記関心領域データ及び第２画像データについて、前記関心領域の部分の階調を高めるためのビットプレーン符号化を行って、イメージデータを生成するステップと、
ディスプレイを介して前記イメージデータを出力するステップと、
を具備してなることを特徴とするビデオ画像のウェーブレット変換処理方法。
【請求項２】
前記高周波数画像データ及び前記低周波数画像データの各周波数帯が、前記イメージデータの表示要求に基づいて決定されるものであることを特徴とする請求項１に記載のビデオ画像のウェーブレット変換処理方法。
【請求項３】
さらに、前記ビットフレーム符号化された前記イメージデータを圧縮するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載のビデオ画像のウェーブレット変換処理方法。
【請求項４】
前記イメージデータの圧縮規格が、JPEG2000であることを特徴とする請求項３に記載のビデオ画像のウェーブレット変換処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオ画像のウェーブレット変換（wavelet transfer）処理方法に関し、特に、監視ビデオ（video surveillance）画像における関心領域（region of interest 以下ROIと呼ぶ）と非関心領域 （non-region of interest以下非 ROIと呼ぶ）との差異についてのビデオ画像のウェーブレット変換処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオ監視システム（video surveillance system）の主な作用は、特定領域の画像を探知し、受信した画像に基づいて監視又は検査の根拠とするものである。従来のビデオ監視画像の処理は、先ず、取り込んだ画像についてスペクトル分析を行い、異なる周波数のスペクトルに区分した後、各周波数帯において、原画像中に記録されたROIデータ及び非ROIデータを記録したデータをそれぞれ識別するというものである。ROIの判定は、ビデオ監視システムの所定パラメータにかかる条件によって決められる。例えば、ビデオ監視システムは、原画像において移動する物体、或いは一定温度を持った物体、又は一定形状を有する物体等を、予め設けておいたROIに設定することにより、監視対象と関連のある画像を得ることができる。
【０００３】
図１において、ビデオ監視システムによって取り込まれた画像１０を示す。ここでは、領域１２を予め設定しておいたROIとすることを例とする。画像１０についてスペクトル分析を実行した後、異なる周波数のスペクトルが生成される。続いて、原画像のROI位置に基づき、各スペクトルのROI座標を算出する。図２は、画像１０をウェーブレット変換した後の説明図である。図２中で、各ブロック２０〜２９はそれぞれ独立した周波数帯を有し、各周波数帯の周波数はブロック２０〜２９の順で逓減していく。各ブロック２０〜２９中の領域Ａ０〜Ａ９は、原画像のROIに関するデータを表している。ウェーブレット変換のスペクトルにおいて、比較的低周波数の信号は、一般に画像データ中でややぼやけた画像となって表れ、主に記録画像の大まかな輪郭となる。一方、比較的高周波数の信号は、画像データ中で微細な画像となって表れ、例えば、陰影やブライトスポットとなる。
【０００４】
次に、ビットプレーン符号化（bit plane coding）によってウェーブレット変換がなされたデータを処理する。図３（ａ）に示すのは、画像データの原ビットプレーン（bit plane）である。原ビットプレーンは、２種類の領域を含んでおり、１つは関心領域ROIのビットプレーンで、もう１つは非関心領域non−ROIのビットプレーンである。図３（ｂ）に示すように、ビットプレーン符号化の方式は、関心領域ROI部分の階調を高めるとともに、関心領域の画像データを優先的に処理することにより、ROIに属する画像を強調された高精細なものとする。一方、非関心領域non-ROIとなる部分は、比較的関連のない背景画像に属するため、やや少ないデータが保存され、このうち一部のデータは捨てられてしまい、表示されないこともある。
【０００５】
上述したビットプレーン符号化方式は、画像データのデータ量を減少させるためのものであって、これを原則とすると、同等のハードウェア資源の下においては、例えば、画像再生したとき、犠牲部分となった非関心領域の画像データにより、関心領域の画像データを際立たせることができる。さらに、ビットプレーン符号化処理が施された画像データを所定の規格（例えばJPEG2000規格等）に圧縮すれば、ディスプレイを介して表示又は保存がされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなビットプレーン符号化によるウェーブレット変換を行って画像データを処理する場合、関心領域の画像を強調することはできるものの、ROIのデータ量が過大となる。それに対して、画像データ全体のビットレート（bit rate）が低くすると、非ROIに全く画像が無くなり、図４に示すようなグレーの画像しか表せなくなってしまい、表示効果が大幅に減少されるものとなる。
【０００７】
これに鑑みて上述の問題を解決すべく、本発明の主な目的は、ビットプレーン符号化を画像圧縮の保存方式として利用し、非ROIにおける画像を単調でない認識可能な程度の画像とするビデオ画像のウェーブレット変換処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明にかかるビデオ画像のウェーブレット変換処理方法は、関心領域を有するビデオ監視画像を変換するのに用いられるものであって、前記ビデオ監視画像を高周波数画像データ及び低周波数画像データに変換するステップと、前記高周波数画像データにより、前記ビデオ監視画像の関心領域に対応する第１画像データ及び前記ビデオ監視画像の関心領域以外に対応する第２画像データを記録するステップと、前記第１画像データと前記低周波数画像データとを結合させ、関心領域データとするステップと、前記関心領域データ及び第２画像データについて、前記関心領域の部分の階調を高めるためのビットプレーン符号化を行って、イメージデータを生成するステップと、ディスプレイを介して前記イメージデータを出力するステップと、を具備してなることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上述した本発明の目的、特徴、及び長所をより一層明瞭にするため、以下に本発明の実施の形態を挙げ、図を参照にして説明する。
【００１０】
<実施例>
以下に、本発明の実施例に基づくビデオ画像のウェーブレット変換処理方法の操作手順について説明する。本実施例においても同様に、図１で示した画像データを例とする。画像１０に対しウェーブレットスペクトル分析を実行すると、異なる周波数のスペクトルが生成される。続いて、元のビデオ監視画像のROI位置１２に基づき、各スペクトルのROI座標を算出する。図５は、本発明の実施例により、画像１０についてウェーブレット変換を行った後の説明図である。図５において、各ブロック５０〜５９は、独立した周波数帯をそれぞれ有し、各周波数帯の周波数は、ブロック５０〜５９の順に従って逓減していく。また、ブロック５０〜５９中の領域Ｂ０〜Ｂ９は、原画像中のROIに関するデータを表している。
【００１１】
本実施例において、最低周波数の信号データを記録する最低周波数画像のブロック５９は、従来技術におけるブロック２９（図２）と異なり、その全てを領域Ｂ９のようにROIに設定している。このようにすることで、従来技術のように、原ビデオ監視画像の非ROIが画像を表示できなかった、という問題を解消することができる。上述したように、ウェーブレット変換のスペクトルにおいて、比較的低周波数の信号は、通常、画像データ中でややぼやけた画像、主に記録画像の大まかな輪郭を表す。従来技術における非ROIが一面グレーとなってしまうという問題を克服しつつ、データ転送量の制限をも考慮するために、本発明では比較的低周波数の周波数帯に属する全てをROIに設定する。このようにすることで、従来技術において原ビデオ監視画像の非ROIだった領域を、出力時に少なくともあいまいな画像を有するものとし、一面が完全にグレーとならないようにする。尚、その鮮明度は、指定されたウェーブレット変換階数によって調整することができる。
【００１２】
次に、ビットプレーン符号化（bit plane coding）によってウェーブレット変換がされたデータを処理する。関心領域ROI部分の階調を高めるとともに、関心領域の画像データを優先処理することにより、ROIに属する画像を強調された高精細なものとする。非関心領域となるnon−ROI部分については、比較的重要でない背景画像に属するため、データ量のカットされた少ないデータのみが保存される。よって、non-ROI部分については、一部のデータについては捨てられ、表示されないものもある。
【００１３】
最後に、ビットプレーン符号化処理が施された画像データを所定の規格（例えばJPEG2000規格等）に圧縮する。この圧縮された画像データは、ディスプレイを介して表示されるか、又は保存される。そして、ディスプレイなどで表示された画像は図６に示すようになる。図６において、出力されたビデオ監視画像の本来非ROIだった部分が、あいまいな画像内容を有し、実際の画像にやや近付いた画像となり、表示画像の視覚効果が大きく改善されたことが分かる。
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施例にかかるビデオ監視のウェーブレット変換処理方法について説明するが、これらは、異なるウェーブレット変換階数に対応する表示効果をそれぞれ設定したものとする。
【００１５】
図７は、本発明の実施例に基づき、画像１０に対してウェーブレット変換を行った後の説明図である。図７においても同様に、各ブロック６０〜６９は独立した周波数帯をそれぞれ有しているとともに、各周波数帯の周波数はブロック６０〜６９の順に従って逓減していく。ブロック６０〜６５内の領域Ｃ０〜Ｃ５は、原画像中のROIに関するデータを表している。このとき、ブロック６６〜６９の全ての領域Ｃ６〜Ｃ９をROIに設定する。このように各スペクトル毎に処理するデータの設定を行い、ビットプレーン符号化した後、画像再生すると、図８に示すような画像が出力される。
【００１６】
図９は、本発明の実施例に基づいて、画像１０をウェーブレット変換した後の説明図である。図９においても同様に、各ブロック７０〜７９は独立した周波数帯それぞれを有し、各周波数帯の周波数はブロック７０〜７９の順序に従って逓減していく。ブロック７０〜７２内の領域Ｄ０〜Ｄ２は、原画像におけるROIに関するデータを表している。このとき、領域７３〜７９の全て領域Ｄ３〜Ｄ９をROIに設定する。このように設定して、ビットプレーン符号化した後、画像再生すると、図１０に示すような画像が出力される。
【００１７】
図６と図８と図１０とをそれぞれ比較して見ると、最終的に出力されるビデオ監視画像の本来非ROIであった部分の鮮明度は、次第に高まっており、より原画に近い画像が表示され、画像の視覚効果が大きく改善されている。
【００１８】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではない。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、最終的に出力される画像データについて、原データ中の非ROIに属する画像データが、所定周波数のデータを有するものとされる。よって、従来技術のように完全にグレーとなるような単調な画像として表れることがなく、従来技術の問題を効果的に解決し、原画像に近い画像を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ビデオ監視システムによって取り込まれた画像である。
【図２】画像をウェーブレット変換した後の説明図である。
【図３】（ａ）は、画像データの原ビットプレーンを示す説明図であり、（ｂ）は、画像データの原ビットプレーンがビットプレーン符号化された後の説明図である。
【図４】従来技術によって生成された出力画像である。
【図５】本発明の実施例に基づき、画像をウェーブレット変換した後の説明図である。
【図６】本発明の実施例によるビデオ画像ウェーブレット変換処理方法を用いて生成された出力画像である。
【図７】本発明の実施例に基づき、画像をウェーブレット変換した後のもう１つの説明図である。
【図８】本発明の実施例によるビデオ画像ウェーブレット変換処理方法を用いて生成されたもう１つの出力画像である。
【図９】本発明の実施例に基づき、画像をウェーブレット変換した後のもう１つの別な説明図である。
【図１０】本発明の実施例によるビデオ画像ウェーブレット変換処理方法を用いて生成されたもう１つの別な出力画像である。
【符号の説明】
１０    画像
１２    領域
２０〜２９    ブロック
５０〜５９    ブロック
６０〜６９    ブロック
７０〜７９    ブロック
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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