JP4679216B2 - Object mosaic processing method and mosaic processing apparatus - Google Patents

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本発明は映像処理に係わり、特に人物の動きに対応した特定の部位にモザイク処理を生成するオブジェクトのモザイク処理方法及びモザイク処理装置に関する。   The present invention relates to video processing, and more particularly to an object mosaic processing method and mosaic processing apparatus that generate mosaic processing at a specific part corresponding to a person's movement.

モザイク処理は難易度が高い。なぜなら、モザイク処理が必要な映像は偶発的に収録可能になった状況が多く、モザイク処理を行うために収録を行うという事例は極めて少ないためである。つまり映像処理を行うために撮影側で環境を整備することは困難である。そのような状況下では既存のクロマキー装置やマスク生成装置を使用することも出来ない。ゆえにモザイク処理を行うことを前提にされなかった収録映像を処理する事となる。    Mosaic processing is difficult. This is because there are many situations in which video that requires mosaic processing can be recorded accidentally, and there are very few examples of recording to perform mosaic processing. In other words, it is difficult to prepare an environment on the photographing side for video processing. Under such circumstances, the existing chroma key device and mask generation device cannot be used. Therefore, the recorded video that was not premised on performing the mosaic processing is processed.

より品質の高いモザイク処理を行うためには、それぞれのフレーム内のモザイク処理必要領域を作業者が抽出しマスクを作成することとなり膨大な作業時間が必要となる。  In order to perform mosaic processing with higher quality, an operator extracts a necessary area for mosaic processing in each frame and creates a mask, which requires enormous work time.

モザイク処理には主に次の2つの方法が挙げられる。
第一に人間が1フレームずつ手書きでマスクを作成する方法である。
1フレームずつモザイク処理を施さなければならない領域を描写していく。1秒間で30枚の収録映像につき、作業を施すために作業時間、作業工程は必然的に多くなる。
There are mainly the following two methods for mosaic processing.
The first is a method in which a human creates a mask by handwriting frame by frame.
The area that must be subjected to mosaic processing one frame at a time is depicted. The work time and work process inevitably increase in order to work on 30 recorded images per second.

第二に映像合成ソフトを使用してモザイク処理を行う方法である。
第一フレームに作業者がモザイク修正領域を指定する(第一点)。第二点に再び修正領域を指定する。第一点と第二点の間は自動的に補完される。しかしながら、対象物の移動速度は一定ではなく、かつカメラアングルも固定されないため、直線的な補完では対象物が領域外に出てしまう場合が多い。作業者は対象物が領域外に出た箇所を検出し修正をするといった作業の繰り返しとなる。
The second is a method of performing mosaic processing using video composition software.
An operator designates a mosaic correction area in the first frame (first point). The correction area is designated again at the second point. The first point and the second point are automatically complemented. However, since the moving speed of the object is not constant and the camera angle is not fixed, the object often goes out of the area by linear interpolation. The worker repeats the work of detecting and correcting the place where the object has moved out of the area.

本発明は、モザイク処理を施さなければならない領域を自動的に抽出することである。従来よりモーショントラッキング機能を利用してトラッキングデータを生成することが行われている。モーショントラッキング機能は映像の色彩データを基に対象物の移動データを生成する。しかし対象物の形状に沿った動きを生成することは出来ない。   The present invention is to automatically extract a region that must be subjected to mosaic processing. Conventionally, tracking data is generated using a motion tracking function. The motion tracking function generates movement data of the object based on the color data of the video. However, movement along the shape of the object cannot be generated.

この点、ビデオオブジェクトをトラッキングする方法及び装置が、特許文献1によって提案されている。この先提案技術に従うと、オブジェクトは複数の画像フレームでトラッキングされる。最初のフレームでは、オペレータはトラッキングされるべきオブジェクトを選択する。選択されたオブジェクトまたは選択されたオブジェクトの修正された推定値を画像の残りの背景部分と区別して、背景マスクおよび前景マスクを生成する。前景マスクはトラッキングされるべきオブジェクトに対応する。後続のフレーム内では背景マスクのモデルが用いられ、更新され、後続のフレーム内では前景マスクのモデルが用いられ、更新される。後続のフレーム内の画素は背景または前景に属するものとして分類される。そして、後続のフレームの各々では、以下を含む決定がなされる。すなわち、どの画素が背景に属さないか、(元の画像に基づいて)前景内のどの画素が更新されるべきか、背景内のどの画素が現在のフレーム内で不正確に認識されたか、どの背景画素が初めて認識されているのか、を含めての決定がなされる。これらの決定のいくつかは必ずしも他の決定と相互に相反するものではない。   In this regard, Patent Document 1 proposes a method and apparatus for tracking a video object. According to this previously proposed technique, an object is tracked with multiple image frames. In the first frame, the operator selects the object to be tracked. A background mask and a foreground mask are generated by distinguishing the selected object or a modified estimate of the selected object from the rest of the background portion of the image. The foreground mask corresponds to the object to be tracked. The background mask model is used and updated in subsequent frames, and the foreground mask model is used and updated in subsequent frames. Pixels in subsequent frames are classified as belonging to the background or foreground. And in each subsequent frame, a decision is made that includes: That is, which pixels do not belong to the background, which pixels in the foreground should be updated (based on the original image), which pixels in the background were incorrectly recognized in the current frame, and which A determination is made whether the background pixel is recognized for the first time. Some of these decisions are not necessarily mutually exclusive with other decisions.

更に、この先提案技術に従えば、画素の分類に加えて、マスクフィルタリングが行なわれて誤りが訂正され、小さな島が除去され、前景マスクの空間的および時間的整合性が維持される。わずかな出力遅延を用いてオブジェクトトラッキングが達成される。ある実施例では、3フレーム待ち時間が採用される。   Furthermore, according to the previously proposed technique, in addition to pixel classification, mask filtering is performed to correct errors, remove small islands, and maintain the spatial and temporal consistency of the foreground mask. Object tracking is achieved with a small output delay. In one embodiment, a three frame latency is employed.

この先提案技術の利点は、変化が速い形状を有するオブジェクトが動きのない背景に対して正確にトラッキングされることである。前のフレームおよび未来フレーム内の情報を用いてオブジェクトの動きを検出する。オブジェクトは内部で変化し得るものであり、それ自体で自身を隠すものでさえあり得る。別の利点は、以前には現れていない(unrevealed)(つまり、隠されていた)背景部分が識別され、オブジェクト推定値の正確さが増すことである。別の利点は、オブジェクト内のホールも正確にトラッキングされることである。   The advantage of the proposed technique is that an object having a rapidly changing shape is accurately tracked against a non-moving background. The motion of the object is detected using information in the previous frame and the future frame. Objects can change internally and can even hide themselves. Another advantage is that previously unrecovered (ie hidden) background portions are identified, increasing the accuracy of the object estimate. Another advantage is that holes in the object are also accurately tracked.

しかしこの先提案技術によっても、被処理オブジェクト(映像)の種類によっては、信頼性の点で不充分であった。
特開2003−51983
However, even with the previously proposed technique, depending on the type of object to be processed (video), the reliability is insufficient.
JP2003-51983

本発明は、指定フレーム上の対象物に沿った形状をポリゴンで作成し一連の動きの中で後続フレーム上の対象物を自動的に抽出することを目的とした、信頼性の高いトラッキング機能を具備したマスク処理システムに関するものである。   The present invention provides a highly reliable tracking function for creating a shape along an object on a specified frame with a polygon and automatically extracting an object on a subsequent frame in a series of movements. The present invention relates to a mask processing system provided.

上記発明の課題は、下記構成によって解決される。
1.最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施すオブジェクトのモザイク処理方法であって、
マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンの各ポイントであるポリゴンポイントが、前フレームから次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まないことを特徴とするオブジェクトのモザイク処理方法。
The above-described problems can be solved by the following configuration.
1. The user designates the object area to be tracked on the first frame, tracks the designated area (object) for the subsequent frame, determines its position on the subsequent frame, and sets the new position of the obtained designated area. Based on this, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, this tracking process is continuously executed for the subsequent frames, and the object on each frame obtained in this way is obtained. the specified mask processing a mosaic processing method of facilities to object against,
In the matching process that determines where the polygon points that are the points of the polygons generated by the points (control points) generated by mouse clicks are located in the next frame from the previous frame, both region-based tracking and boundary-based tracking It has a concept and uses two types of blocks: simple blocks for simple block matching and derivative blocks for derivative block matching. Simple block generation and simple block matching use the advantages of area tracking. The derivative block uses the advantage of boundary tracking. When a derivative block is generated, the object mosaic processing is characterized in that pixels on and near the boundary are not included in the block. Method.

2.「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを有するオブジェクトのモザイク処理方法であって、
マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンの各ポイントであるポリゴンポイントが、前フレームから次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まないことを特徴とす
るオブジェクトのモザイク処理方法。
2. "Read input AVI (video standard format) file" step, "Display first frame" step, "Create polygon in specified area" step, "Track specified area on subsequent frame" step, "Get by tracking" masking (mosaic generation, cutout) on the specified region in the "step, a Luo object mosaic processing method of having a step of" save AVI files to the mask process has been added ",
In the matching process that determines where the polygon points that are the points of the polygons generated by the points (control points) generated by mouse clicks are located in the next frame from the previous frame, both region-based tracking and boundary-based tracking It has a concept and uses two types of blocks: simple blocks for simple block matching and derivative blocks for derivative block matching. Simple block generation and simple block matching use the advantages of area tracking. The derivative block uses the advantage of boundary tracking, and when generating a derivative block, pixels on and near the boundary are not included in the block.
Mosaic processing method for objects.

3.最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施すオブジェクトのモザイク処理方法であって、
トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入したことを特徴とするオブジェクトのモザイク処理方法。
[変形及び変形限界]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセルのブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。
3. The user designates the object area to be tracked on the first frame, tracks the designated area (object) for the subsequent frame, determines its position on the subsequent frame, and sets the new position of the obtained designated area. Based on this, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, this tracking process is continuously executed for the subsequent frames, and the object on each frame obtained in this way is obtained. A mosaic processing method for an object to be subjected to the mask processing specified for
The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. The object mosaic processing method is characterized in that the concept of “deformation” and “deformation limit” defined below is introduced into the block matching algorithm.
[Deformation and deformation limit]
For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches the pixel adjacent to that pixel, and the number of adjacent pixels depends on the applicable deformation limit. The block porosity of the block pixel used for matching is set to 2 or more, the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame, and the round pixel on the previous frame is In addition to the comparison with the corresponding block pixel, it is also matched with neighboring pixels.

4.「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを有するオブジェクトのモザイク処理方法であって、
トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入したことを特徴とするオブジェクトのモザイク処理方法。
[変形及び変形限界]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセルのブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現
フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。
4). "Read input AVI (video standard format) file" step, "Display first frame" step, "Create polygon in specified area" step, "Track specified area on subsequent frame" step, "Get by tracking" A mask processing on a designated area (mosaic generation, clipping) ”step and“ save AVI file with mask processing added ”steps,
The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. The object mosaic processing method is characterized in that the concept of “deformation” and “deformation limit” defined below is introduced into the block matching algorithm.
[Deformation and deformation limit]
For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches the pixel adjacent to that pixel, and the number of adjacent pixels depends on the applicable deformation limit. The block porosity of the block pixel used for matching is set to 2 or more, the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame, and the round pixel on the previous frame is
In addition to comparison with the corresponding block pixel on the frame, it is also matched with neighboring pixels.

5.最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施すオブジェクトのモザイク処理方法であって、
対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフレームという概念を用いて処理するオブジェクトのモザイク処理方法。
[キーフレーム]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合
(2)カメラの動きが大きい場合
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合
(4)照明状況が変化する場合
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。
5. The user designates the object area to be tracked on the first frame, tracks the designated area (object) for the subsequent frame, determines its position on the subsequent frame, and sets the new position of the obtained designated area. Based on this, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, this tracking process is continuously executed for the subsequent frames, and the object on each frame obtained in this way is obtained. A mosaic processing method for an object to be subjected to the mask processing specified for
When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. An object mosaic processing method that uses the concept of a key frame defined below as a method to deal with.
[Key frame]
The user defines objects to be tracked in advance on several frames (key frames), and sets frames that are likely to cause the following problems in tracking as key frames.
(1) When the object moves suddenly or very fast
(2) When camera movement is large
(3) When multiple objects overlap
(4) When lighting conditions change
When a key frame is reached in the middle of tracking, tracking will be performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, error accumulation will be canceled and all registered The current frame is tracked for the keyframes, and the polygon on the keyframe that produced the best result among them is selected as a polygon candidate on the current frame. As a final adjustment, the entire candidate is compared, and the polygon candidates obtained in the above process are translated, rotated, and offset vertically and horizontally on the current frame to minimize the color difference in the entire region comparison. Find the shape to make.

6.「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを有するオブジェクトのモザイク処理方法であって、
対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフ
レームという概念を用いて処理するオブジェクトのモザイク処理方法。
[キーフレーム]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合
(2)カメラの動きが大きい場合
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合
(4)照明状況が変化する場合
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。
6). "Read input AVI (video standard format) file" step, "Display first frame" step, "Create polygon in specified area" step, "Track specified area on subsequent frame" step, "Get by tracking" A mask processing on a designated area (mosaic generation, clipping) ”step and“ save AVI file with mask processing added ”steps,
When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. As a way to deal with the key defined below
A method for mosaic processing objects that are processed using the concept of lemmes.
[Key frame]
The user defines objects to be tracked in advance on several frames (key frames), and sets frames that are likely to cause the following problems in tracking as key frames.
(1) When the object moves suddenly or very fast
(2) When camera movement is large
(3) When multiple objects overlap
(4) When lighting conditions change
When a key frame is reached in the middle of tracking, tracking will be performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, error accumulation will be canceled and all registered The current frame is tracked for the keyframes, and the polygon on the keyframe that produced the best result among them is selected as a polygon candidate on the current frame. As a final adjustment, the entire candidate is compared, and the polygon candidates obtained in the above process are translated, rotated, and offset vertically and horizontally on the current frame to minimize the color difference in the entire region comparison. Find the shape to make.

7.トラッキング対象領域は、マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンによって定義され、ユーザが指定した領域に対して後続フレームでのトラッキングが実行され、トラッキングはポリゴン上の各ポイントを対象にして実行され、前フレームのポリゴン上のポイントを現フレームに対してトラッキングする際には、前フレーム上でのポイント座標値が現フレームでのポイント座標初期値として利用され、前フレーム上の各ポリゴンのすべてのポイントに対してポリゴンポイント近傍にブロックを生成し、同一ブロックを現フレーム上の対応ポイント候補位置にも作成し、この両ブロック上でのマッチング比較によって現フレーム上での対応ポイントの位置が確定されることを特徴とする前記1〜6のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。
7). The tracking target area is defined by polygons generated by mouse click points (control points), and tracking in subsequent frames is performed for the area specified by the user. Tracking is performed for each point on the polygon. When the point on the previous frame polygon is tracked with respect to the current frame, the point coordinate value on the previous frame is used as the initial point coordinate value on the current frame. A block is generated in the vicinity of the polygon point for all the points of, and the same block is also created at the corresponding point candidate position on the current frame. Is determined, any of 1 to 6 above Mosaic processing method of the placement of objects.

8.ポイント近傍ブロックは、ポリゴン領域内(指定オブジェクト領域内)のピクセルだけから構成されていて、ポリゴン領域外の影響を避けることを特徴とする前記1〜7のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。8). 8. The object mosaic processing method according to any one of 1 to 7 above, wherein the point neighborhood block includes only pixels in the polygon area (in the designated object area), and avoids an influence outside the polygon area. .

9.前フレームでのポリゴンポイントが、次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理が、次フレームでのポイント候補位置に対して作成したポイント近傍ブロックと、前フレームでの対応ポイントに対して作成されているポイント近傍ブロックが同じかどうかを判定することによって行われ、この判定は両ブロックの対応する位置にあるピクセルのRGB値を比較することにより行い、次フレーム上のブロックの全ピクセルがそれぞれ前フレーム上のブロックの対応するピクセルと同じRGB値であれば、両ブロックは完全にマッチングしていることになり(同様な判定をデリバティブブロックに関しても行う。)、このマッチングの度合いが基準判定値を満足していない場合は、次フレーム上でのポイント候補位置をずらして、再度同様な判定を行い、このプロセスを次フレーム上でのポイント位置が定まるまで繰り返し行うことを特徴とする前記1〜8のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。9. A matching process that determines where the polygon point in the previous frame is located in the next frame is created for the point neighborhood block created for the point candidate position in the next frame and the corresponding point in the previous frame. This determination is made by comparing whether the neighboring blocks at the same point are the same, and this determination is made by comparing the RGB values of the pixels at the corresponding positions in both blocks, so that all the pixels in the block on the next frame are If the RGB value is the same as the corresponding pixel of the block on the frame, then both blocks are perfectly matched (similar determination is made for the derivative block), and the degree of this matching is the reference determination value. If you are not satisfied, shift the point candidate position on the next frame. Performed again similar determination, mosaicking method object of any one of the 1 to 8, characterized in that repeated until the process point position on the next frame determined.

10.マッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まないことを特徴とする前記3〜9のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。10. The matching process has the concept of both region-based tracking and boundary-based tracking, and uses two types of blocks: simple block for simple block matching and derivative block for derivative block matching. Block matching uses the advantage of region tracking, derivative block uses the advantage of boundary tracking, and when generating a derivative block, the pixels on and near the boundary should not be included in the block 10. The method for mosaic processing an object according to any one of 3 to 9 above.

11.ブロックの大きさは対象領域ポリゴンの大きさに基づいて定め、対象全領域をカバーすることはせず、さらにポイント近傍ブロックには、下記で定義される多孔性ブロックという概念を導入し、ブロック内部の全ピクセルをブロックピクセルとして取り扱うのではなく、下記特定の間引き率(多孔率)によって一部のピクセルを間引きした残りのピクセルだけをブロックピクセルとして処理対象にすることを特徴とする前記1〜10のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。11. The size of the block is determined based on the size of the target area polygon, does not cover the entire target area, and the concept of the porous block defined below is introduced for the block near the point. The above-mentioned 1 to 10 are characterized in that only the remaining pixels obtained by thinning out some pixels at the following specific thinning rate (porosity) are processed as block pixels. An object mosaic processing method according to any one of the above.
[間引き率(多孔率)][Thinning rate (porosity)]
間引き率(多孔率)は、ポリゴン平均幅に比例して定められ、ポリゴン幅が広くなるにつれて多孔率は大きくなり、ポリゴン幅が広い大きなポリゴンの場合はトラッキング精度を上げるにはより大きなブロックサイズが必要であるが、多孔率が大きくなるのでブロックピクセル数はそれほど多くならないし、そして、ブロック生成に際しては境界外のピクセルは除外され、境界内のピクセルが離散的に選択される。The thinning rate (porosity) is determined in proportion to the average polygon width, and the porosity increases as the polygon width increases. For large polygons with a wide polygon width, a larger block size is required to improve tracking accuracy. Although necessary, since the porosity increases, the number of block pixels does not increase so much, and pixels outside the boundary are excluded during block generation, and pixels within the boundary are selected discretely.

12.トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入したことを特徴とする前記1,2又は5〜11のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。12 The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. The object of any one of 1, 2 or 5 to 11, wherein the concept of “deformation” and “deformation limit” defined below is introduced into the block matching algorithm. Mosaic processing method.
[変形及び変形限界][Deformation and deformation limit]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセルのブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches the pixel adjacent to that pixel, and the number of adjacent pixels depends on the applicable deformation limit. The block porosity of the block pixel used for matching is set to 2 or more, the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame, and the round pixel on the previous frame is In addition to the comparison with the corresponding block pixel, it is also matched with neighboring pixels.

13.あらかじめ対象オブジェクトが取り得る種々の形状を定義されたフレームを参照フレームとして登録しておくデータベーストラキング方式が導入され、登録されたすべての参照フレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じた参照フレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このポリゴン候補に対してさらにトラッキング処理が実行されることを特徴とする前記1〜12のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。13. A database tracking method has been introduced in which frames defined in advance for various shapes that can be taken by the target object are registered as reference frames, and tracking of the current frame is executed for all registered reference frames. The polygon on the reference frame that has produced the best result in is selected as a polygon candidate on the current frame, and tracking processing is further performed on this polygon candidate. A method for mosaic processing of the described object.

14.対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフレームという概念を用いて処理することを特徴とする前記1〜4又は7〜13のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。14 When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. The object mosaic processing method according to any one of 1 to 4 or 7 to 13 described above, wherein processing is performed using a concept of key frames defined below as a method of coping.
[キーフレーム][Key frame]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。The user defines objects to be tracked in advance on several frames (key frames), and sets frames that are likely to cause the following problems in tracking as key frames.
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合(1) When the object moves suddenly or very fast
(2)カメラの動きが大きい場合(2) When camera movement is large
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合(3) When multiple objects overlap
(4)照明状況が変化する場合(4) When lighting conditions change
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレWhen a key frame is reached in the middle of tracking, tracking will be performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, error accumulation will be canceled and all registered Current key frame
ームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。Tracking is performed, and the polygon on the key frame that produced the best result among them is selected as the polygon candidate on the current frame. During this tracking process, the entire polygon internal area is compared, Further, as a final adjustment, a shape that minimizes the color difference in the entire region comparison is obtained by executing parallel movement, rotation, and offset on the current frame in the vertical and horizontal directions with respect to the polygon candidate obtained by the above processing.

15.プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施す構成のプロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置であって、15. In a mosaic processing apparatus for an object having a processor, a user designates an object area to be tracked on the first frame and tracks the designated area (object) for the subsequent frame to determine its position on the subsequent frame. Based on the new position of the designated area obtained, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, and this tracking process is continuously executed for the subsequent frames. An object mosaic processing apparatus having a processor configured to perform a specified mask process on an object on each frame obtained as described above,
マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンの各ポイントであるポリゴンポイントが、前フレームから次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まない処理を行う構成のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。In the matching process that determines where the polygon points that are the points of the polygons generated by the points (control points) generated by mouse clicks are located in the next frame from the previous frame, both region-based tracking and boundary-based tracking It has a concept and uses two types of blocks: simple blocks for simple block matching and derivative blocks for derivative block matching. Simple block generation and simple block matching use the advantages of area tracking. The derivative block uses the advantage of boundary tracking. When generating a derivative block, it is necessary to have a processor configured to perform processing that does not include pixels on and near the boundary. Mosaic processing device object to symptoms.

16.プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、プロセッサは、「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを行う構成であるオブジェクトのモザイク処理装置であって、16. In the mosaic processing apparatus for an object having a processor, the processor performs an “input AVI (video standard format) file reading” step, a “display first frame” step, a “polygon creation in a designated area” step, and a “following frame on” The object is configured to perform the steps of “tracking specified area”, “mask processing (mosaic generation, clipping) on specified area obtained by tracking”, and “save AVI file with mask processing”. A mosaic processing apparatus,
マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンの各ポイントであるポリゴンポイントが、前フレームから次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まない処理を行う構成In the matching process that determines where the polygon points that are the points of the polygons generated by the points (control points) generated by mouse clicks are located in the next frame from the previous frame, both region-based tracking and boundary-based tracking It has a concept and uses two types of blocks: simple blocks for simple block matching and derivative blocks for derivative block matching. Simple block generation and simple block matching use the advantages of area tracking. The derivative block uses the advantage of boundary tracking, and when generating a derivative block, the pixels on and near the boundary are not included in the block.
のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。An object mosaic processing apparatus comprising: a processor.

17.プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施す構成のプロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置であって、17. In a mosaic processing apparatus for an object having a processor, a user designates an object area to be tracked on the first frame and tracks the designated area (object) for the subsequent frame to determine its position on the subsequent frame. Based on the new position of the designated area obtained, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, and this tracking process is continuously executed for the subsequent frames. An object mosaic processing apparatus having a processor configured to perform a specified mask process on an object on each frame obtained as described above,
トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入した構成のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. An object mosaic processing apparatus comprising a processor having a configuration in which the concept of “deformation” and “deformation limit” defined below is introduced into a block matching algorithm.
[変形及び変形限界][Deformation and deformation limit]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセルのブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches the pixel adjacent to that pixel, and the number of adjacent pixels depends on the applicable deformation limit. The block porosity of the block pixel used for matching is set to 2 or more, the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame, and the round pixel on the previous frame is In addition to the comparison with the corresponding block pixel, it is also matched with neighboring pixels.

18.プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、プロセッサは、「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを行う構成であるオブジェクトのモザイク処理装置であって、18. In the mosaic processing apparatus for an object having a processor, the processor performs an “input AVI (video standard format) file reading” step, a “display first frame” step, a “polygon creation in a designated area” step, and a “following frame on” The object is configured to perform the steps of “tracking specified area”, “mask processing (mosaic generation, clipping) on specified area obtained by tracking”, and “save AVI file with mask processing”. A mosaic processing apparatus,
トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入した構成のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. An object mosaic processing apparatus comprising a processor having a configuration in which the concept of “deformation” and “deformation limit” defined below is introduced into a block matching algorithm.
[変形及び変形限界][Deformation and deformation limit]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches with the pixel adjacent to that pixel.
接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセルのブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。The number of contact pixels is determined by the deformation limit to be applied, the block porosity of the block pixel used for matching is 2 or more, and the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame. A round pixel on a frame must be matched with a neighboring pixel in addition to a comparison with the corresponding block pixel on the current frame.

19.プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施す構成のプロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置であって、19. In a mosaic processing apparatus for an object having a processor, a user designates an object area to be tracked on the first frame and tracks the designated area (object) for the subsequent frame to determine its position on the subsequent frame. Based on the new position of the designated area obtained, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, and this tracking process is continuously executed for the subsequent frames. An object mosaic processing apparatus having a processor configured to perform a specified mask process on an object on each frame obtained as described above,
対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフレームという概念を用いて処理する構成のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. An object mosaic processing apparatus comprising: a processor configured to perform processing using a concept of a key frame defined below as a method for coping.
[キーフレーム][Key frame]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。The user defines objects to be tracked in advance on several frames (key frames), and sets frames that are likely to cause the following problems in tracking as key frames.
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合(1) When the object moves suddenly or very fast
(2)カメラの動きが大きい場合(2) When camera movement is large
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合(3) When multiple objects overlap
(4)照明状況が変化する場合(4) When lighting conditions change
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。When a key frame is reached in the middle of tracking, tracking will be performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, error accumulation will be canceled and all registered The current frame is tracked for the keyframes, and the polygon on the keyframe that produced the best result among them is selected as a polygon candidate on the current frame. As a final adjustment, the entire candidate is compared, and the polygon candidates obtained in the above process are translated, rotated, and offset vertically and horizontally on the current frame to minimize the color difference in the entire region comparison. Find the shape to make.

20.プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、プロセッサは、「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表20. In the mosaic processing apparatus of an object having a processor, the processor reads the “input AVI (video standard format) file” step, “displays the first frame.
示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを行う構成であるオブジェクトのモザイク処理装置であって、Step ”,“ Create Polygon in Specified Area ”Step,“ Tracking Specified Area on Subsequent Frames ”Step,“ Mask Processing on Specified Area Obtained by Tracking (Mosaic Generation, Crop) ”Step,“ Mask An object mosaic processing apparatus configured to perform the step of “save AVI file with processing added”,
対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフレームという概念を用いて処理する構成のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. An object mosaic processing apparatus comprising: a processor configured to perform processing using a concept of a key frame defined below as a method for coping.
[キーフレーム][Key frame]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。The user defines objects to be tracked in advance on several frames (key frames), and sets frames that are likely to cause the following problems in tracking as key frames.
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合(1) When the object moves suddenly or very fast
(2)カメラの動きが大きい場合(2) When camera movement is large
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合(3) When multiple objects overlap
(4)照明状況が変化する場合(4) When lighting conditions change
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。When a key frame is reached in the middle of tracking, tracking will be performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, error accumulation will be canceled and all registered The current frame is tracked for the keyframes, and the polygon on the keyframe that produced the best result among them is selected as a polygon candidate on the current frame. As a final adjustment, the entire candidate is compared, and the polygon candidates obtained in the above process are translated, rotated, and offset vertically and horizontally on the current frame to minimize the color difference in the entire region comparison. Find the shape to make.

21.トラッキング対象領域は、マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンによって定義され、ユーザが指定した領域に対して後続フレームでのトラッキングが実行され、トラッキングはポリゴン上の各ポイントを対象にして実行され、前フレームのポリゴン上のポイントを現フレームに対してトラッキングする際には、前フレーム上でのポイント座標値が現フレームでのポイント座標初期値として利用され、前フレーム上の各ポリゴンのすべてのポイントに対してポリゴンポイント近傍にブロックを生成し、同一ブロックを現フレーム上の対応ポイント候補位置にも作成し、この両ブロック上でのマッチング比較によって現フレーム上での対応ポイントの位置が確定される構成のプロセッサを有することを特徴とする前記15〜20に記載のオブジェクトのモザイク処理装置。21. The tracking target area is defined by polygons generated by mouse click points (control points), and tracking in subsequent frames is performed for the area specified by the user. Tracking is performed for each point on the polygon. When the point on the previous frame polygon is tracked with respect to the current frame, the point coordinate value on the previous frame is used as the initial point coordinate value on the current frame. A block is generated in the vicinity of the polygon point for all the points of, the same block is also created at the corresponding point candidate position on the current frame, and the position of the corresponding point on the current frame by matching comparison on both blocks Characterized by having a processor configured to determine Mosaic processing device object according to the 15-20.

22.ポイント近傍ブロックは、ポリゴン領域内(指定オブジェクト領域内)のピクセル22. The block near the point is a pixel in the polygon area (in the specified object area)
だけから構成されていて、ポリゴン領域外の影響を避ける構成のプロセッサを有することを特徴とする前記15〜21のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。The object mosaic processing device according to any one of 15 to 21, further comprising a processor configured to avoid an influence outside the polygon region.

23.前フレームでのポリゴンポイントが、次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理が、次フレームでのポイント候補位置に対して作成したポイント近傍ブロックと、前フレームでの対応ポイントに対して作成されているポイント近傍ブロックが同じかどうかを判定することによって行われ、この判定は両ブロックの対応する位置にあるピクセルのRGB値を比較することにより行い、次フレーム上のブロックの全ピクセルがそれぞれ前フレーム上のブロックの対応するピクセルと同じRGB値であれば、両ブロックは完全にマッチングしていることになり(同様な判定をデリバティブブロックに関しても行う。)、このマッチングの度合いが基準判定値を満足していない場合は、次フレーム上でのポイント候補位置をずらして、再度同様な判定を行い、このプロセスを次フレーム上でのポイント位置が定まるまで繰り返し行う構成のプロセッサを有することを特徴とする前記15〜22のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。23. A matching process that determines where the polygon point in the previous frame is located in the next frame is created for the point neighborhood block created for the point candidate position in the next frame and the corresponding point in the previous frame. This determination is made by comparing whether the neighboring blocks at the same point are the same, and this determination is made by comparing the RGB values of the pixels at the corresponding positions in both blocks, so that all the pixels in the block on the next frame are If the RGB value is the same as the corresponding pixel of the block on the frame, then both blocks are perfectly matched (similar determination is made for the derivative block), and the degree of this matching is the reference determination value. If you are not satisfied, shift the point candidate position on the next frame. Performed again similar determination, mosaic processing apparatus object according to any one of 15 to 22, characterized in that it comprises a processor for repeated arrangement until the process point position on the next frame determined.

24.マッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まない処理を行う構成のプロセッサを有することを特徴とする前記17〜23のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。24. The matching process has the concept of both region-based tracking and boundary-based tracking, and uses two types of blocks: simple block for simple block matching and derivative block for derivative block matching. Block matching uses the advantage of region tracking, and derivative blocks use the advantage of boundary tracking. When generating a derivative block, the pixels on and near the boundary are not included in the block. 24. The object mosaic processing device according to any one of 17 to 23, further including a processor configured to perform the processing.

25.ブロックの大きさは対象領域ポリゴンの大きさに基づいて定め、対象全領域をカバーすることはせず、さらにポイント近傍ブロックには、下記で定義される多孔性ブロックという概念を導入し、ブロック内部の全ピクセルをブロックピクセルとして取り扱うのではなく、下記特定の間引き率(多孔率)によって一部のピクセルを間引きした残りのピクセルだけをブロックピクセルとして処理対象にする構成のプロセッサを有することを特徴とする前記15〜24のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。25. The size of the block is determined based on the size of the target area polygon, does not cover the entire target area, and the concept of the porous block defined below is introduced for the block near the point. It is characterized by having a processor configured to process only the remaining pixels obtained by thinning out some pixels with the following specific thinning-out rate (porosity) as block pixels, instead of treating all the pixels as block pixels. The object mosaic processing apparatus according to any one of 15 to 24.
[間引き率(多孔率)][Thinning rate (porosity)]
間引き率(多孔率)は、ポリゴン平均幅に比例して定められ、ポリゴン幅が広くなるにつThe thinning rate (porosity) is determined in proportion to the average polygon width, and as the polygon width increases.
れて多孔率は大きくなり、ポリゴン幅が広い大きなポリゴンの場合はトラッキング精度を上げるにはより大きなブロックサイズが必要であるが、多孔率が大きくなるのでブロックピクセル数はそれほど多くならないし、そして、ブロック生成に際しては境界外のピクセルは除外され、境界内のピクセルが離散的に選択される。For example, a large polygon with a wide polygon width needs a larger block size to increase tracking accuracy, but the number of block pixels does not increase so much because the porosity increases. When generating a block, pixels outside the boundary are excluded, and pixels within the boundary are selected discretely.

26.トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入した構成のプロセッサを有することを特徴とする前記15,16又は19〜25のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。26. The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. Any one of 15, 16 and 19-25, characterized in that it has a processor configured to introduce the concept of “deformation” and “deformation limit” defined below in the block matching algorithm. The object mosaic processing device described in 1.
[変形及び変形限界][Deformation and deformation limit]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセルのブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches the pixel adjacent to that pixel, and the number of adjacent pixels depends on the applicable deformation limit. The block porosity of the block pixel used for matching is set to 2 or more, the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame, and the round pixel on the previous frame is In addition to the comparison with the corresponding block pixel, it is also matched with neighboring pixels.

27.あらかじめ対象オブジェクトが取り得る種々の形状を定義されたフレームを参照フレームとして登録しておくデータベーストラキング方式が導入され、登録されたすべての参照フレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じた参照フレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このポリゴン候補に対してさらにトラッキング処理が実行される構成のプロセッサを有することを特徴とする前記15〜26のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。27. A database tracking method has been introduced in which frames defined in advance for various shapes that can be taken by the target object are registered as reference frames, and tracking of the current frame is executed for all registered reference frames. The polygons on the reference frame that yielded the best result in (5) are selected as polygon candidates on the current frame, and the processor has a configuration in which tracking processing is further performed on the polygon candidates. 27. The mosaic processing apparatus for objects according to any one of 26.

28.対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフレームという概念を用いて処理する構成のプロセッサを有することを特徴とする前記15〜18又は21〜27のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。28. When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. The object mosaic processing device according to any one of 15 to 18 or 21 to 27, further comprising a processor configured to perform processing using a concept of a key frame defined below as a method for coping.
[キーフレーム][Key frame]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。The user defines objects to be tracked in advance on several frames (key frames), and sets frames that are likely to cause the following problems in tracking as key frames.
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合(1) When the object moves suddenly or very fast
(2)カメラの動きが大きい場合(2) When camera movement is large
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合(3) When multiple objects overlap
(4)照明状況が変化する場合(4) When lighting conditions change
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。When a key frame is reached in the middle of tracking, tracking will be performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, error accumulation will be canceled and all registered The current frame is tracked for the keyframes, and the polygon on the keyframe that produced the best result among them is selected as a polygon candidate on the current frame. As a final adjustment, the entire candidate is compared, and the polygon candidates obtained in the above process are translated, rotated, and offset vertically and horizontally on the current frame to minimize the color difference in the entire region comparison. Find the shape to make.

本発明はデジタル画像オブジェクトのトラッキング処理及び装置に関するものである。本発明に係るシステムの概念図を図1に示す。   The present invention relates to a digital image object tracking process and apparatus. A conceptual diagram of a system according to the present invention is shown in FIG.

AVI(映像標準フォ−マット)ファイルの最初のフレーム上の特定領域(オブジェクト)をユーザが指定し、連続する後続フレームに対してその領域(オブジェクト)をトラッキングする。最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定める。得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められる。このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行される。このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施す。この処理の全体フローチャートを図2に示す。   A user designates a specific area (object) on the first frame of an AVI (Video Standard Format) file, and the area (object) is tracked for successive subsequent frames. The user designates an object area to be tracked on the first frame, and for the subsequent frame, the designated area (object) is tracked to determine its position on the subsequent frame. Based on the obtained new position of the designated area, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame. This tracking process is continuously performed on subsequent frames. The designated mask process is performed on the objects on each frame thus obtained. An overall flowchart of this process is shown in FIG.

即ち、「入力AVIファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップで処理されることとなる。   That is, "Read input AVI file" step, "Display first frame" step, "Create polygon in specified area" step, "Track specified area on subsequent frame" step, "Specified area obtained by tracking" The above processing is performed in the steps of “mask processing (mosaic generation, clipping)” and “save AVI file with mask processing”.

トラッキング対象領域は、マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンによって定義される。ユーザが指定した領域に対して後続フレームでのトラッキングが実行される。トラッキングはポリゴン上の各ポイントを対象にして実行される。前フレームのポリゴン上のポイントを現フレームに対してトラッキングする際には、トラッキング速度を上げるために、前フレーム上でのポイント座標値が現フレームでのポイント座標初期値として利用される。前フレーム上の各ポリゴンのすべてのポイントに対してポリゴンポイント近傍にブロックを生成し、同一ブロックを現フレーム上の対応ポイント候補位置にも作成し、この両ブロック上でのマッチング比較によって現フレーム上での対応ポイントの位置が確定される。   The tracking target area is defined by a polygon generated by a point (control point) group by mouse click. Tracking in subsequent frames is executed for the area specified by the user. Tracking is performed for each point on the polygon. When tracking the point on the polygon of the previous frame with respect to the current frame, the point coordinate value on the previous frame is used as the initial point coordinate value on the current frame in order to increase the tracking speed. A block is generated near the polygon point for all points of each polygon on the previous frame, the same block is also created at the corresponding point candidate position on the current frame, and matching on both blocks is compared on the current frame. The position of the corresponding point at is fixed.

ポイント近傍ブロック生成の考え方は多くの研究論文で使われているが、本発明で採用したポイント近傍ブロックはポリゴン領域内(指定オブジェクト領域内)のピクセルだけから構成されていて、ポリゴン領域外の影響を避けることができるため、良質なトラッキング結果が期待できる。マッチング処理においては領域ベーストラッキングや境界ベーストラッキングの手法が通常使用されるが、本発明では、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を取り入れた独自のアルゴリズムを用いている。本発明ではシンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用する。シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものである。デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成とマッチングのやり方は、本発明者らによって独自に開発された。このブロックの生成とマッチング法に採用されたやり方は、本発明者らによる多大の検討、研究の中から導かれた。デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まない。その理由は、これらのピクセルは境界外ピクセルの色の影響を大きく受けることにより、トラッキング結果に悪い影響を与えるためである。   The concept of generating a point neighborhood block is used in many research papers, but the point neighborhood block adopted in the present invention is composed only of pixels in the polygon area (in the specified object area), and the influence outside the polygon area Therefore, a good tracking result can be expected. In the matching process, region-based tracking and boundary-based tracking methods are usually used. However, in the present invention, a unique algorithm incorporating the concepts of both region-based tracking and boundary-based tracking is used. In the present invention, two types of blocks are used: a simple block for simple block matching and a derivative block for derivative block matching. Simple block generation and simple block matching take advantage of the advantages of region tracking. Derivative blocks take advantage of boundary tracking, and the method of generating and matching derivative blocks was originally developed by the inventors. The method adopted for the block generation and matching method was derived from a great deal of examination and research by the present inventors. When generating a derivative block, pixels on and near the boundary are not included in the block. The reason is that these pixels are greatly affected by the color of the out-of-boundary pixels, thereby adversely affecting the tracking result.

トラッキング処理速度の向上とトラッキング精度の維持という相反する目的を達成するために、ブロックの大きさは対象領域ポリゴンの大きさに基づいて定め、対象全領域をカバーすることはしない。さらにポイント近傍ブロックには多孔性ブロックという新しい概念を導入し、ブロック内部の全ピクセルをブロックピクセルとして取り扱うのではなく、一部のピクセルを間引きした残りのピクセルだけをブロックピクセルとして処理対象にする。   In order to achieve the conflicting purpose of improving the tracking processing speed and maintaining the tracking accuracy, the block size is determined based on the size of the target region polygon and does not cover the entire target region. Furthermore, a new concept of a porous block is introduced to the block near the point, and not all pixels in the block are treated as block pixels, but only the remaining pixels obtained by thinning out some pixels are processed as block pixels.

各フレーム上でのトラッキングを繰り返すにつれて小さな誤差が累積される。この誤差はトラッキングを行うフレーム数が少ない内は問題とはならないが、多数のフレームを処理するにつれて誤差累積による形状崩れは無視できなくなる。正確なトラッキングを行うと同時に、オブジェクトの幾何形状を維持することも重要となる。本発明ではこの問題を解決するために形状修正アルゴリズムという手法を導入した。   Small errors accumulate as tracking on each frame is repeated. This error is not a problem as long as the number of frames to be tracked is small, but the shape collapse due to error accumulation cannot be ignored as many frames are processed. It is also important to maintain the object's geometric shape while performing accurate tracking. In the present invention, a technique called a shape correction algorithm is introduced to solve this problem.

トラッキング対象オブジェクトは変形無しの剛体移動だけをするとは限らない。オブジェクト領域は僅かながらも変形をする可能性がある。そのため、トラッキングの際には形状の変化を考慮する必要がある。現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較してはならない。この問題を解決するために、“変形”及び“変形限界”という新しい概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入した。   The tracking target object does not always move only without rigid deformation. The object area may be slightly deformed. Therefore, it is necessary to consider a change in shape when tracking. When matching with the current frame, the block shape on the previous frame should not be compared as invariant. In order to solve this problem, a new concept of “deformation” and “deformation limit” was introduced into the block matching algorithm.

繰り返し的な極めて速い動きが実際問題においては存在する。このようなケースでは、前フレームの情報だけに基づいて現フレームのトラッキングを行うシーケンシャルトラッキングのやり方では追随できない問題が生じる。このような場合の対処法として、あらかじめ対象オブジェクトが取り得る種々の形状を定義されたフレームを参照フレームとして登録しておくデータベーストラキング方式が導入された。登録されたすべての参照フレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じた参照フレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択される。このポリゴン候補に対してさらにトラッキング処理が実行される。   Repeated extremely fast movements exist in practice. In such a case, there arises a problem that cannot be followed by the sequential tracking method of tracking the current frame based only on the information of the previous frame. As a countermeasure for such a case, a database tracking method has been introduced in which a frame in which various shapes that can be taken by the target object are defined in advance is registered as a reference frame. Current frame tracking is performed on all registered reference frames, and the polygon on the reference frame that produced the best result among them is selected as a candidate polygon on the current frame. Further tracking processing is executed for the polygon candidate.

図1にMask Trackerシステムの構成図の例を示す。映像データはオーディオデータとビデオデータの2種から構成されている。映像データはAVIフォーマットに変換される。映像編集ソフトウェアを使ってトラッキング処理を行う映像部分を切り出し、Mask Trackerプラグインを介してMask Trackerアプリケーションでトラッキング処理を実行する。トラッキングオブジェクトに対するマスク処理を施されたAVIファイルは、Mask Trackerプラグインを介し映像処理ソフトウェアを使って元の映像AVIファイルに書き込まれ、さらに変換ハードウェアにより映像テープに変換される。Mask Trackerプラグインは映像編集ソフトウェアとMask Trackerアプリケーションの仲介的役割を行う。Mask Trackerアプリケーションへの入力データはMask Trackerプラグインから受け取ったAVIファイルである。ユーザはMask Trackerアプリケーションを使って対象オブジェクトのトラッキングを行うことができる。トラッキング処理されたAVIファイルは再びMask Trackerプラグインを介して映像編集ソフトウェアに戻される。   FIG. 1 shows an example of a configuration diagram of the Mask Tracker system. Video data is composed of two types of audio data and video data. Video data is converted to AVI format. A video portion to be subjected to tracking processing is cut out using video editing software, and tracking processing is executed by the Mask Tracker application via the Mask Tracker plug-in. The AVI file on which the tracking process for the tracking object has been performed is written into the original video AVI file using video processing software via the Mask Tracker plug-in, and further converted into video tape by conversion hardware. The Mask Tracker plug-in plays an intermediary role between the video editing software and the Mask Tracker application. Input data to the Mask Tracker application is an AVI file received from the Mask Tracker plug-in. The user can track the target object using the Mask Tracker application. The tracked AVI file is returned to the video editing software again via the Mask Tracker plug-in.

AVIファイルの最初のフレーム上の特定領域をユーザが指定し、連続する後続フレームに対してその領域をトラッキングする。最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定する。最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定める。トラッキング処理の全体フローチャートは、前記図2に示す通りである。   The user designates a specific area on the first frame of the AVI file and tracks that area for successive subsequent frames. The user designates an object area to be tracked on the first frame. The user designates an object area to be tracked on the first frame, and for the subsequent frame, the designated area (object) is tracked to determine its position on the subsequent frame. The entire flowchart of the tracking process is as shown in FIG.

Mask Trackerハンドラーは領域指定のポリゴンを有する最初のフレームにアクセスし、その後で2番目のフレームを読み込む。このフレーム上で、フレームトラッキングのアルゴリズムを使ってポリゴンのトラッキングを行う。2番目のフレーム上でのポリゴン位置を確定した後で、このポリゴンをベースにして3番目のフレーム上でのトラッキングが実行される。同様の処理が後続フレームに対しても次々と行われる。Mask Trackerハンドラーアルゴリズムのフローチャートを図3に示す。   The Mask Tracker handler accesses the first frame having a region-designated polygon, and then reads the second frame. Polygon tracking is performed on this frame using a frame tracking algorithm. After the polygon position on the second frame is determined, tracking on the third frame is executed based on this polygon. Similar processing is performed successively on subsequent frames. A flowchart of the Mask Tracker handler algorithm is shown in FIG.

即ち、トラッキング領域指定のポリゴンを有する1番目のフレームから現フレームが最後のフレームになるまでは、最後のフレームまで次々とトラッキングが実行される。現フレームが最後のフレームでない限り、トラッキング対象の次のフレームを選択し、フレーム・トラッキングのアルゴリズムを使い、前フレーム上のポリゴンを参照してトラッキングを行うことが繰返される。そして、現フレームが最後のフレームになったとき、AVIファイルのトラッキングが終了となる。   That is, until the last frame from the first frame having the tracking area designated polygon to the last frame, tracking is executed one after another. Unless the current frame is the last frame, the next frame to be tracked is selected, the frame tracking algorithm is used, and the tracking is repeated with reference to the polygon on the previous frame. Then, when the current frame becomes the last frame, tracking of the AVI file ends.

本発明において、トラッキング対象領域は、マウスクリックによるポイント(制御点)群によって定義されるポリゴンによって定義される。フレーム上に作成されたポイントを通るスプラインが作成されるので、ポリゴンは角を持たない滑らかな曲線として表示される。   In the present invention, the tracking target area is defined by a polygon defined by a point (control point) group by mouse click. Since a spline is created through the points created on the frame, the polygon is displayed as a smooth curve with no corners.

前フレーム上に存在するポリゴン上のポイントを現在フレームに対してトラッキングする際にはトラッキング速度を上げるために、前フレーム上でのポイント座標値が現フレームでのポイント座標初期値として利用される。前フレーム上の各ポリゴンのすべてのポイントは現フレーム上でブロックマッチングアルゴリズムを使ってトラッキングされる。前フレーム上の各ポリゴンのすべてのポイントに対してポリゴンポイント近傍にブロックを生成し、同一ブロックを現フレーム上の対応ポイント候補位置にも作成し、この両ブロック上でのマッチング比較によって現フレーム上での対応ポイントの位置が確定するものである。前フレーム上のすべてのポリゴンに対するトラッキングが完了した時点で、現在フレームに対するトラッキング処理は終了となる。このフレームトラッキングアルゴリズムのフローチャートを図4に示す。ブロックマッチングアルゴリズムについては後述する。   When a point on a polygon existing on the previous frame is tracked with respect to the current frame, the point coordinate value on the previous frame is used as the initial point coordinate value on the current frame in order to increase the tracking speed. All points of each polygon on the previous frame are tracked using a block matching algorithm on the current frame. A block is generated near the polygon point for all points of each polygon on the previous frame, the same block is also created at the corresponding point candidate position on the current frame, and matching on both blocks is compared on the current frame. The position of the corresponding point at is determined. When the tracking for all the polygons on the previous frame is completed, the tracking process for the current frame ends. A flowchart of this frame tracking algorithm is shown in FIG. The block matching algorithm will be described later.

フレームトラッキングアルゴリズムは、図4(A)のフローチャートに示ず如く、「ポリゴンを有する前フレームとトラッキングを行う現フレーム」ステップ、「現フレーム上の処理対象ポリゴンにアクセス」ステップ、「選択されたポリゴン上の次のポイントにアクセス」ステップ、「ブロックマッチングハンドラー・アルゴリズムを使って上記ポリゴンポイントのトラッキング」ステップ、下記「(A)」へというステップを経るが、後記「(B)」は「現フレーム上の処理対象ポリゴンにアクセス」のズテップへ、そして後記「(C)」は「選択されたポリゴン上の次のポイントにアクセス」のステップを経ることとなる。図4(B)のフローチャートに示ず如く、前記「(A)」から「前フレームのポイントのX、Y座標値を現フレームでのトラッキング初期値に設定」ステップ、「現在のポイントが最後か」のステップへ、このステップにおいてNOの場合は前記「(C)」へ、そしてYESの場合、「現在のポリゴンが前フレーム上の最後のポリゴンか」ステップへ、NOの場合は前記「(B)」へ、そしてYESの場合は「現フレーム上のトラッキング終了」のステップを経て終わる。   As shown in the flowchart of FIG. 4 (A), the frame tracking algorithm includes a “previous frame having a polygon and a current frame to be tracked” step, an “access target polygon on current frame” step, a “selected polygon”. "Access the next point above" step, "Tracking the polygon point using the block matching handler algorithm" step, and the step "(A)" below. The step “access to the polygon to be processed” and the subsequent “(C)” go through the step “access the next point on the selected polygon”. As shown in the flowchart of FIG. 4B, from the step “(A)”, “set X and Y coordinate values of the point of the previous frame to the initial tracking value in the current frame” step, “whether the current point is the last ”, If“ NO ”in this step, go to“ (C) ”, if YES, go to“ Is the current polygon the last polygon on the previous frame ”step, if NO,“ (B ) ", And in the case of YES, the process ends through the step" End tracking on current frame ".

ポイント近傍ブロック生成の考え方は多くの研究論文で使われているが、本発明で採用したポイント近傍ブロックはポリゴン領域内(指定オブジェクト領域内)の一部ピクセルだけから構成されていて、ポリゴン領域外の影響を避けることができるため、良質なトラッキング結果が期待できる。トラッキング処理速度はブロック内の処理対象ピクセル数に比例する。そのため、ブロック内部の全ピクセルをブロックピクセルとして取り扱うのではなく、一部のピクセルを間引きした残りのピクセルをブロックピクセルとして処理対象にする多孔性ブロックにすることによってトラッキング速度を向上させることができる。トラッキング速度改善を図って単にブロックサイズを小さくするだけであれば、良いトラッキング結果は得られない。大きなブロックサイズの優位性とトラッキング速度の向上を両立させるやり方として多孔性ブロックという新しい考え方が導入された。間引き率(多孔率)はポリゴン幅を基にして定められる。多孔率が大きいほどトラッキング速度は上がるがトラッキング精度は悪くなる。多孔率はポリゴン平均幅に比例して定められ、ポリゴン幅が広くなるにつれて多孔率は大きくなる。ポリゴン幅が広い大きなポリゴンの場合はトラッキング精度を上げるにはより大きなブロックサイズが必要であるが、多孔率が大きくなるのでブロックピクセル数はそれほど多くならない。図7に多孔ブロックの一例を示す。線1はポリゴン境界を示す。矩形2はポリゴン上のポイントである。この図は多孔率が3である例を示しており、ピクセルは3つおきに選択されている。選択されたピクセルは丸3で示されている。ブロック生成に際しては境界外のピクセルは除外され、境界内のピクセルが離散的に選択される。   The concept of generating a point neighborhood block is used in many research papers, but the point neighborhood block adopted in the present invention is composed of only some pixels in the polygon area (in the specified object area) and is outside the polygon area. Therefore, good quality tracking results can be expected. The tracking processing speed is proportional to the number of processing target pixels in the block. Therefore, instead of treating all the pixels in the block as block pixels, the tracking speed can be improved by making the remaining pixels obtained by thinning out some pixels as block pixels to be processed. If the block size is simply reduced by improving the tracking speed, a good tracking result cannot be obtained. A new concept of porous blocks was introduced as a way to achieve both the advantages of large block size and improved tracking speed. The thinning rate (porosity) is determined based on the polygon width. As the porosity increases, the tracking speed increases but the tracking accuracy deteriorates. The porosity is determined in proportion to the average polygon width, and the porosity increases as the polygon width increases. In the case of a large polygon having a wide polygon width, a larger block size is required to improve tracking accuracy. However, since the porosity increases, the number of block pixels does not increase so much. FIG. 7 shows an example of a porous block. Line 1 shows the polygon boundary. A rectangle 2 is a point on the polygon. The figure shows an example where the porosity is 3, with every third pixel being selected. The selected pixel is indicated by circle 3. When generating a block, pixels outside the boundary are excluded, and pixels within the boundary are selected discretely.

マッチング処理においては領域ベーストラッキングや境界ベーストラッキングの手法が通常使用されるが、本発明では、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を融合した独自のアルゴリズムを用いている。本発明ではシンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用する。   In the matching process, region-based tracking and boundary-based tracking methods are usually used, but in the present invention, a unique algorithm that combines the concepts of both region-based tracking and boundary-based tracking is used. In the present invention, two types of blocks are used: a simple block for simple block matching and a derivative block for derivative block matching.

図5にポリゴン上のポイント近傍に生成されたシンプルブロックを示す。灰色の領域5がブロック領域である。丸4はポリゴン上のポイント(制御点)である。灰色領域内部に離散的に存在する点6は選択されたピクセルを示す。これがブロックの多孔性を示している。   FIG. 5 shows a simple block generated near a point on the polygon. The gray area 5 is a block area. A circle 4 is a point (control point) on the polygon. Points 6 that are discretely present within the gray area indicate the selected pixel. This indicates the porosity of the block.

ポイント近傍ブロック生成の考え方は多くの研究論文で使われているが、本発明者らが採用したやり方は独自の考え方を基にしている。本発明におけるポイント近傍ブロックはポリゴン領域内(指定オブジェクト領域内)のピクセルだけから構成されている。ポリゴン領域外の影響を避けることができるため、良質なトラッキング結果が期待できる。トラッキング処理速度を上げるために、多孔性ブロックという新しい概念を取り入れた。ブロック内部の全ピクセルをブロックピクセルとして取り扱うのではなく、一部のピクセルを間引きした残りのピクセルをブロックピクセルとして処理対象にする。間引き率(多孔率)はポリゴン幅を基にして定められる。   The idea of generating a block near a point is used in many research papers, but the method adopted by the present inventors is based on a unique idea. The block near the point in the present invention is composed only of pixels in the polygon area (in the designated object area). Since the influence outside the polygon area can be avoided, a good tracking result can be expected. In order to increase the tracking processing speed, a new concept of porous block was introduced. Instead of treating all pixels in the block as block pixels, the remaining pixels obtained by thinning out some pixels are processed as block pixels. The thinning rate (porosity) is determined based on the polygon width.

多孔率が大きいほどトラッキング速度は上がるがトラッキング精度は悪くなる。多孔率はポリゴン平均幅に比例して定められ、ポリゴン幅が広くなるにつれて多孔率は大きくなる。   As the porosity increases, the tracking speed increases but the tracking accuracy deteriorates. The porosity is determined in proportion to the average polygon width, and the porosity increases as the polygon width increases.

ポリゴン幅が広い大きなポリゴンの場合はトラッキング精度を上げるにはより大きなブロックサイズが必要であるが、多孔率が大きくなるのでブロックピクセル数はそれほど多くならない。   In the case of a large polygon having a wide polygon width, a larger block size is required to improve tracking accuracy. However, since the porosity increases, the number of block pixels does not increase so much.

図5のブロックはポリゴン上のポイント近傍ブロックを模式的に示すもので、ポイント近傍ブロックにはシンプルブロックとデリバティブブロックの2種類があるが、この図はシンプルブロックのケースであり、ブロックの領域は同図の線と線で囲まれた部分であり、各方眼は1ピクセル領域を表しており矩形部分(黒い太線上)がポリゴン上のポイントである。   The block in Fig. 5 schematically shows a block near the point on the polygon. There are two types of blocks near the point: a simple block and a derivative block. This figure shows the case of a simple block. In this figure, the lines are surrounded by lines, each square represents one pixel area, and the rectangular part (on the black thick line) is a point on the polygon.

前フレームでのこのポリゴンポイントが、次フレームではどこに位置するかを決定するのがマッチング処理であり、次フレームでのポイント候補位置に対して作成したポイント近傍ブロックと、前フレームでの対応ポイントに対して作成されているポイント近傍ブロックが同じかどうかを判定する。この判定は両ブロックの対応する位置にあるピクセルのRGB値を比較することにより行う。次フレーム上のブロックの全ピクセルがそれぞれ前フレーム上のブロックの対応するピクセルと同じRGB値であれば、両ブロックは完全にマッチングしていることになる(同様な判定をデリバティブブロックに関しても行う。)。マッチングの度合いが基準判定値を満足していない場合は、次フレーム上でのポイント候補位置をずらして、再度同様な判定を行う。このプロセスを次フレーム上でのポイント位置が定まるまで繰り返し行う。   The matching process determines where this polygon point in the previous frame is located in the next frame. The matching point block created for the point candidate position in the next frame and the corresponding point in the previous frame It is determined whether the point neighboring blocks created for the same are the same. This determination is made by comparing the RGB values of the pixels at the corresponding positions in both blocks. If all the pixels in the block on the next frame are the same RGB values as the corresponding pixels in the block on the previous frame, then both blocks are perfectly matched (the same decision is made for the derivative block). ). If the degree of matching does not satisfy the reference determination value, the same determination is performed again by shifting the point candidate position on the next frame. This process is repeated until the point position on the next frame is determined.

上述のプロセスには膨大な演算が必要となる。この演算量を低減することを目的にして多孔性ブロックが導入された。この場合、ブロック上の全ピクセルを対象にした比較は行わず、一部のピクセルだけをピックアップして比較演算を行う。図5の丸の位置にあるピクセルがピックアップされたピクセルを示している。各丸ピクセル間には空白の3つの方眼がある。これらの空白方眼の位置にあるピクセルは演算対象から除外されている。即ち、この図は多孔率が3の例を示している。   The process described above requires enormous operations. A porous block was introduced for the purpose of reducing this calculation amount. In this case, the comparison is not performed for all the pixels on the block, but only a part of the pixels is picked up and the comparison operation is performed. The pixel at the position of the circle in FIG. 5 is a pixel that has been picked up. There are three blank grids between each round pixel. Pixels at the positions of these blank squares are excluded from the calculation target. That is, this figure shows an example in which the porosity is 3.

デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まない。その理由は、これらのピクセルは境界外ピクセルの色の影響を大きく受けることにより、トラッキング結果に悪い影響を与えるためである。境界から遠く離れたピクセルは境界の特性を有しないため、これらのピクセルもデリバティブブロックには含めない。ポリゴン境界とデリバティブブロックの境界ピクセルとの間の最短距離は少なくとも4ピクセル以上とし、最長距離はポリゴン幅に基いて決定される(最長距離=ポリゴン幅/2.5)。ただし、この最長距離は少なくとも8ピクセル以下にはしない。図6にデリバティブブロックの例を示す。なお、デリバティブブロックはシンプルブロックと同様に多孔性を有する。   When generating a derivative block, pixels on and near the boundary are not included in the block. The reason is that these pixels are greatly affected by the color of the out-of-boundary pixels, thereby adversely affecting the tracking result. Pixels far from the boundary do not have boundary characteristics, so these pixels are not included in the derivative block. The shortest distance between the polygon boundary and the boundary pixel of the derivative block is at least 4 pixels or more, and the longest distance is determined based on the polygon width (longest distance = polygon width / 2.5). However, this maximum distance is not at least 8 pixels or less. FIG. 6 shows an example of a derivative block. Derivative blocks have porosity similar to simple blocks.

シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものである。デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成とマッチングのやり方は本発明者らによって開発された。このブロックの生成とマッチング法に採用されたやり方は本発明者らによる多大の研究の中から導かれた。デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まない。その理由は、これらのピクセルは境界外ピクセルの色の影響を大きく受けることにより、トラッキング結果に悪い影響を与えるためである。   Simple block generation and simple block matching take advantage of the advantages of region tracking. Derivative blocks take advantage of boundary tracking, and the method of generating and matching derivative blocks was developed by the inventors. The method adopted for the block generation and matching method was derived from a great deal of research by the inventors. When generating a derivative block, pixels on and near the boundary are not included in the block. The reason is that these pixels are greatly affected by the color of the out-of-boundary pixels, thereby adversely affecting the tracking result.

ブロックマッチングハンドラーアルゴリズムのフローチャートを図8に示す。
即ち、「トラッキング対象のポイントを前フレームから得る」ステップ、「ポイント近傍ブロックの生成」ステップ、「ブロックマッチング・アルゴリズムを使って現フレーム上での最適ポイントを決定」ステップ、「ブロックマッチング・アルゴリズムを使って全方向を探索。1番目のポイントに対する探索限界は20ピクセル、その他のポイントに対し対する探索限界は2ピクセル。」ステップ、「トラッキング結果のポイント変位が18ピクセル以上か(1番目のポイントに関して。他のポイントの場合は1ピクセル)」のステップを経て、YESの場合は、「新たな位置補正をしてマッチング継続」ステップ、「ブロックマッチング・アルゴリズムを使って全方向を探索。1番目のポイントに対する探索限界は20ピクセル、その他のポイントに対し対する探索限界は2ピクセル。」へのステップへ、そして、NOの場合、「対象ポイントのトラッキング終了」となる。
A flowchart of the block matching handler algorithm is shown in FIG.
In other words, the “obtain the point to be tracked from the previous frame” step, the “generate neighboring block” step, the “use block matching algorithm to determine the optimal point on the current frame” step, the “block matching algorithm” Search in all directions, the search limit for the first point is 20 pixels, the search limit for the other points is 2 pixels, ”step,“ if the point displacement of the tracking result is more than 18 pixels (with respect to the first point If the answer is YES, the “continue matching with new position correction” step and the “search for all directions using the block matching algorithm. Search limit for points is 20 pixels, etc. Search limits against to point to step into 2 pixels. "When NO, the the" tracking end of the target point ".

ブロックマッチングハンドラーアルゴリズムは前フレームのトラッキング対象ポリゴン上のポイント近傍のピクセルから構成されるブロックを生成する。このポイント近傍ブロックに対してはブロックマッチングアルゴリズムを使い現フレーム上でのマッチングが行われる。対象ポイントが前フレームのポリゴン上の最初のポイントの場合、このポイントは位置補正無しで現フレーム上でも使用される。ポイント近傍ブロックは現フレーム上の該当ポイント位置を起点にして全4方向に最大20ピクセルの範囲内でマッチング処理される。対象ポイントが前フレームのポリゴン上の最初のポイントではない場合、ポイント近傍ブロックは現フレーム上の該当ポイント位置を起点にして全4方向に最大2ピクセルの範囲内でマッチング処理される。   The block matching handler algorithm generates a block composed of pixels near the point on the tracking target polygon of the previous frame. The block near the point is matched on the current frame using a block matching algorithm. If the target point is the first point on the polygon of the previous frame, this point is also used on the current frame without position correction. Point neighboring blocks are subjected to matching processing within a maximum of 20 pixels in all four directions starting from the corresponding point position on the current frame. If the target point is not the first point on the polygon of the previous frame, the point neighboring block is subjected to matching processing within a maximum of 2 pixels in all four directions starting from the corresponding point position on the current frame.

このアルゴリズムがマッチング処理の中核となるアルゴリズムである。前フレーム上のポリゴンの各ポイント(制御点)におけるシンプルブロックとデリバティブブロックに対して現フレーム上でのトラッキングが実行される。ブロックマッチング処理における入力は、現フレーム上でのマッチングにおいて参照する前フレームのブロックピクセルであり、出力は現フレーム上での最適マッチングポイント位置の座標である。最初のポリゴンポイントに対しては現フレーム上のトラッキング探索領域は広く取られる。トラッキング処理時間を短縮するために、2番目以降のポリゴンポイントのトラッキングでは最初のポリゴンポイントの移動変位分を位置補正して使用する。 現フレーム上でのブロックマッチングを図9に示す。   This algorithm is the core algorithm of the matching process. Tracking on the current frame is performed for simple blocks and derivative blocks at each point (control point) of the polygon on the previous frame. The input in the block matching process is the block pixel of the previous frame that is referred to in the matching on the current frame, and the output is the coordinates of the optimum matching point position on the current frame. The tracking search area on the current frame is wide for the first polygon point. In order to shorten the tracking processing time, in the tracking of the second and subsequent polygon points, the displacement of the first polygon point is corrected and used. FIG. 9 shows block matching on the current frame.

図9に示す二つのフレームにおいて、フレーム1(A図)はトラッキング対象オブジェクトが定義されている前フレームであり、フレーム2(B図)はトラッキング処理により対象オブジェクトが生成される現フレームである。フレーム1には対象オブジェクトを示すポリゴンの一部が表示されている。丸印のP1、P2、P3はポリゴンポイントを示している。P1はトラッキング対象の最初のポリゴンポイントである。P1は現フレーム上の広い領域(20画素四方)でマッチングされる。P1以外のポリゴンポイントに対してはP1の移動変位分を位置補正して使用するため、より狭い領域(2画素四方)でのマッチングが実行される。マッチングは探索領域内のの全4方向に対して行われる。この探索領域はフレーム2でポリゴンポイント近傍の矩形領域として示されている。フレーム2の新P1は最初のポリゴンポイントP1に対するトラッキングの結果によって得られた位置である。候補P2と候補P3はP1の移動変位分を補正した後の前フレーム上のP2とP3に対応した現フレーム上の候補位置である。これらのポリゴンポイントに対しては位置決めのための探索領域は狭く取られる。   In the two frames shown in FIG. 9, frame 1 (A diagram) is a previous frame in which a tracking target object is defined, and frame 2 (B diagram) is a current frame in which the target object is generated by tracking processing. In frame 1, a part of the polygon indicating the target object is displayed. Circles P1, P2, and P3 indicate polygon points. P1 is the first polygon point to be tracked. P1 is matched in a wide area (20 pixels square) on the current frame. For polygon points other than P1, the position of the displacement of P1 is used after being corrected, so that matching is performed in a narrower region (two pixels square). Matching is performed for all four directions in the search area. This search area is shown as a rectangular area near the polygon point in frame 2. The new P1 of frame 2 is the position obtained by the tracking result for the first polygon point P1. Candidates P2 and P3 are candidate positions on the current frame corresponding to P2 and P3 on the previous frame after correcting the displacement of P1. For these polygon points, the search area for positioning is narrow.

前フレーム上に形成されたシンプルブロックとデリバティブブロックは現フレーム上に置かれ、前フレーム上のブロックピクセルと現フレーム上のブロックピクセルとの間の差異が計算される。シンプルブロック間の色の差異とデリバティブブロック間の色の差異の総和が求められ、この総和が最小となる位置を現フレーム上での対応するポリゴンポイントの位置とする。総和を求める次式は経験則に基づいて決定された。   The simple block and derivative block formed on the previous frame are placed on the current frame, and the difference between the block pixel on the previous frame and the block pixel on the current frame is calculated. The sum of the color difference between the simple blocks and the color difference between the derivative blocks is obtained, and the position where the sum is minimum is set as the position of the corresponding polygon point on the current frame. The following equation for calculating the sum was determined based on empirical rules.

色の差異の総和=デリバティブブロック間の色の差異+
(シンプルブロック間の色の差異×シンプルブロック間の色の差異)
Sum of color differences = color difference between derivative blocks +
(Color difference between simple blocks x Color difference between simple blocks)

シンプルブロックマッチングでは前フレーム上のブロックピクセルと、現フレーム上の対応ピクセルとの間の色に関する差異が計算される。デリバティブブロックマッチングのアルゴリズムは境界を境にして色の値が大きく変化する性質を利用することを考えて設計されている。オブジェクト領域と隣接領域とは識別可能な境界によって分離されていることが多いため、トラッキングに関しては境界は極めて重要な情報を与えてくれる。   In simple block matching, a color difference between a block pixel on the previous frame and a corresponding pixel on the current frame is calculated. Derivative block matching algorithms are designed to take advantage of the fact that color values vary greatly across boundaries. Since the object region and the adjacent region are often separated by an identifiable boundary, the boundary provides extremely important information regarding tracking.

Mask Trackerアプリケーションで使用されているデリバティブマスクのX係数(A)とY係数(B)を図10に示す。   FIG. 10 shows the X coefficient (A) and the Y coefficient (B) of the derivative mask used in the Mask Tracker application.

各フレーム上でのトラッキングを繰り返すにつれて小さな誤差が生じる。この誤差はトラッキングを行うフレーム数が少ない内は問題とはならないが、多数のフレームを処理するにつれて誤差累積による形状崩れは無視できなくなる。正確なトラッキングを行うと同時に、オブジェクトの幾何形状を維持することも重要となる。本発明ではこの問題を解決するために形状修正アルゴリズムという手法を導入した。形状修正アルゴリズムはトラッキング結果の改善を行うものである。前フレーム上のポリゴンの内角を求めておく。トラッキングの結果として得られた現フレーム上のポリゴンの内角も計算により求める。前フレーム上のポリゴンの内角と、現フレーム上のポリゴンの内角に差があるかを計算する。内角に最大の違いがあるポイントに対して内角の差を最小化する位置に現フレーム上のポリゴンポイントを移動させることによりその差を最小化する。内角の差を最小化させるために移動させるポリゴンポイントはブロックマッチング結果とも矛盾しない範囲での移動量となる。これによって現フレーム上でのポリゴン形状の修正がなされる。   Small errors occur as tracking on each frame is repeated. This error is not a problem as long as the number of frames to be tracked is small, but the shape collapse due to error accumulation cannot be ignored as many frames are processed. It is also important to maintain the object's geometric shape while performing accurate tracking. In the present invention, a technique called a shape correction algorithm is introduced to solve this problem. The shape correction algorithm improves the tracking result. Find the interior angle of the polygon on the previous frame. The interior angle of the polygon on the current frame obtained as a result of tracking is also obtained by calculation. Calculate whether there is a difference between the interior angle of the polygon on the previous frame and the interior angle of the polygon on the current frame. The difference is minimized by moving the polygon point on the current frame to a position that minimizes the difference in the inner angle with respect to the point having the largest difference in the inner angle. The polygon point to be moved in order to minimize the difference in interior angle is the amount of movement within a range that is consistent with the block matching result. This corrects the polygon shape on the current frame.

トラッキング対象オブジェクトは変形無しの剛体移動だけをするとは限らない。オブジェクト領域は僅かながらも変形をする可能性がある。そのため、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較してはならない。この問題を解決するために、“変形”及び“変形限界”という新しい考え方をブロックマッチングアルゴリズムに導入した。変形処理は次のようにして行う。前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行う。隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められる。図11の丸7はマッチングに使うブロックピクセルである。このブロックの多孔率は3となっている例である。前フレームのブロック(A)上の丸ピクセル7が、現フレーム上の対応するブロック(B)の丸ピクセル7とマッチングされる。前フレーム上の丸ピクセル7は、現フレーム上の対応するブロックピクセル7との比較に加えて、さらに隣接ピクセル8ともマッチングされる。すなわち、前フレーム上の各ブロックピクセルは現フレーム上の9側のピクセルとマッチングされることになる。   The tracking target object does not always move only without rigid deformation. The object area may be slightly deformed. Therefore, when matching with the current frame, the block shape on the previous frame should not be compared as invariant. In order to solve this problem, a new concept of “deformation” and “deformation limit” was introduced into the block matching algorithm. The deformation process is performed as follows. For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with a corresponding pixel on the current frame, matching is also performed with a pixel adjacent to that pixel. The number of adjacent pixels is determined by the deformation limit to be applied. A circle 7 in FIG. 11 is a block pixel used for matching. In this example, the porosity of this block is 3. The round pixel 7 on the block (A) of the previous frame is matched with the round pixel 7 of the corresponding block (B) on the current frame. The round pixel 7 on the previous frame is further matched with the neighboring pixel 8 in addition to the comparison with the corresponding block pixel 7 on the current frame. That is, each block pixel on the previous frame is matched with the 9th pixel on the current frame.

理想的には、トラッキング対象のオブジェクトを最初のフレーム上で定義すれば、Mask Trackerアプリケーションが最後のフレームまでトラッキングするのが望ましい。しかし実際には多くの理由によりそれは不可能である。例えば、Mask Trackerアプリケーションは対象領域をフレームを追ってトラッキングするが、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生する。この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じる。この問題に対処する方法としてキーフレームという考え方が導入された。   Ideally, if the object to be tracked is defined on the first frame, the Mask Tracker application should track to the last frame. But in practice it is impossible for a number of reasons. For example, the Mask Tracker application tracks a target region by following a frame, but a small error that is difficult to recognize occurs between frames before and after. This error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a level difference that can be clearly recognized. The keyframe concept was introduced as a way to deal with this problem.

ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておく。これらのフレームがキーフレームである。トラッキングに問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。問題が起こりやすいケースしては次のような場合がある。   The user defines the tracking target object on several frames in advance. These frames are key frames. Frames that are likely to cause tracking problems are set as key frames. The following cases are likely to cause problems.

(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合
(2)カメラの動きが大きい場合
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合
(4)照明状況が変化する場合
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、Mask Trackerアプリケーションはキーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行う。キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになる。このやり方は処理時間の節約になるとともに、トラッキングが問題なく進行しているかどうかを監視しておく必要がないのでトラッキングのバッチ処理が可能となる。
(1) When the object moves suddenly or very fast (2) When the camera moves greatly (3) When multiple objects overlap (4) When the lighting conditions change When a key frame is reached during tracking, The Mask Tracker application performs tracking using a predefined object polygon on a key frame. When the key frame is reached, the error accumulation is cancelled. This approach saves processing time and allows tracking batch processing because it is not necessary to monitor whether tracking is progressing without problems.

繰り返し的な極めて速い動きが実際問題においては存在する。このようなケースでは、前フレームの情報だけに基づいて現フレームのトラッキングを行うシーケンシャルトラッキングでは追随能力上で問題が生じる。このような場合の対処法として、あらかじめ対象オブジェクトが取り得る位置を示すフレームをキーフレーム(参照フレーム)として登録しておく方式が開発された。登録されたすべての参照フレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じた参照フレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択される。このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となる。さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。   Repeated extremely fast movements exist in practice. In such a case, there is a problem in tracking ability in sequential tracking in which the current frame is tracked based only on the information of the previous frame. As a countermeasure for such a case, a method has been developed in which a frame indicating a position that can be taken by the target object is registered in advance as a key frame (reference frame). Current frame tracking is performed on all registered reference frames, and the polygon on the reference frame that produced the best result among them is selected as a candidate polygon on the current frame. In this tracking process, the entire polygon internal area is to be compared. Further, as a final adjustment, a shape that minimizes the color difference in the entire region comparison is obtained by executing parallel movement, rotation, and offset on the current frame in the vertical and horizontal directions with respect to the polygon candidate obtained by the above processing.

Mask Mask Trackerシステムのブロック図Block diagram of the Mask Mask Tracker system Mask Mask TrackerシステムのフローチャートFlow chart of Mask Mask Tracker system Mask TrackerハンドラーアルゴリズムのフローチャートMask Tracker handler algorithm flowchart フレームトラッキングアルゴリズムのフローチャートFrame tracking algorithm flowchart ポリゴンポイント近傍に生成されるシンプルブロックの説明図Illustration of simple block generated near polygon point ポリゴンポイント近傍に生成されるデリバティブブロックの説明図Illustration of derivative block generated near polygon point 多孔性ブロックの説明図Explanatory drawing of porous block ブロックマッチングハンドラーアルゴリズムのフローチャートBlock matching handler algorithm flowchart ブロックマッチングの説明図Illustration of block matching デリバティブマスクのX係数とY係数の説明図Illustration of X and Y coefficients of derivative mask 変形限界の説明図Explanatory drawing of deformation limit

Claims (28)

最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施すオブジェクトのモザイク処理方法であって、
マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンの各ポイントであるポリゴンポイントが、前フレームから次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まないことを特徴とするオブジェクトのモザイク処理方法。
The user designates the object area to be tracked on the first frame, tracks the designated area (object) for the subsequent frame, determines its position on the subsequent frame, and sets the new position of the obtained designated area. Based on this, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, this tracking process is continuously executed for the subsequent frames, and the object on each frame obtained in this way is obtained. A mosaic processing method for an object to be subjected to the mask processing specified for
In the matching process that determines where the polygon points that are the points of the polygons generated by the points (control points) generated by mouse clicks are located in the next frame from the previous frame , both region-based tracking and boundary-based tracking It has a concept and uses two types of blocks: simple blocks for simple block matching and derivative blocks for derivative block matching. Simple block generation and simple block matching use the advantages of area tracking. derivative block utilizes the advantages of the boundary tracking, in generating the derivative block, mosaic processing characteristics and to Luo objects that pixel boundaries on and near the boundary is not included in the block Method.
「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを有するオブジェクトのモザイク処理方法であって、
マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンの各ポイントであるポリゴンポイントが、前フレームから次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まないことを特徴とす
るオブジェクトのモザイク処理方法。
"Read input AVI (video standard format) file" step, "Display first frame" step, "Create polygon in specified area" step, "Track specified area on subsequent frame" step, "Get by tracking" A mask processing on a designated area (mosaic generation, clipping) ”step and“ save AVI file with mask processing added ”steps,
In the matching process that determines where the polygon points that are the points of the polygons generated by the points (control points) generated by mouse clicks are located in the next frame from the previous frame , both region-based tracking and boundary-based tracking It has a concept and uses two types of blocks: simple blocks for simple block matching and derivative blocks for derivative block matching. Simple block generation and simple block matching use the advantages of area tracking. The derivative block uses the advantage of boundary tracking, and when generating a derivative block, pixels on and near the boundary are not included in the block.
Mosaic processing method of Luo object.
最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施すオブジェクトのモザイク処理方法であって、
トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入したことを特徴とするオブジェクトのモザイク処理方法。
[変形及び変形限界]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセルのブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。
The user designates the object area to be tracked on the first frame, tracks the designated area (object) for the subsequent frame, determines its position on the subsequent frame, and sets the new position of the obtained designated area. Based on this, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, this tracking process is continuously executed for the subsequent frames, and the object on each frame obtained in this way is obtained. A mosaic processing method for an object to be subjected to the mask processing specified for
The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. without comparing as, being defined, "variant" and mosaic processing method features and to Luo objects that the concept of "deformation limit" was introduced to the block matching algorithm below.
[Deformation and deformation limit]
For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches the pixel adjacent to that pixel, and the number of adjacent pixels depends on the applicable deformation limit. The block porosity of the block pixel used for matching is set to 2 or more, the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame, and the round pixel on the previous frame is In addition to the comparison with the corresponding block pixel, it is also matched with neighboring pixels.
「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを有するオブジェクトのモザイク処理方法であって、
トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入したことを特徴とするオブジェクトのモザイク処理方法。
[変形及び変形限界]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセルのブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。
"Read input AVI (video standard format) file" step, "Display first frame" step, "Create polygon in specified area" step, "Track specified area on subsequent frame" step, "Get by tracking" A mask processing on a designated area (mosaic generation, clipping) ”step and“ save AVI file with mask processing added ”steps,
The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. without comparing as, being defined, "variant" and mosaic processing method features and to Luo objects that the concept of "deformation limit" was introduced to the block matching algorithm below.
[Deformation and deformation limit]
For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches the pixel adjacent to that pixel, and the number of adjacent pixels depends on the applicable deformation limit. The block porosity of the block pixel used for matching is set to 2 or more, the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame, and the round pixel on the previous frame is In addition to the comparison with the corresponding block pixel, it is also matched with neighboring pixels.
最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施すオブジェクトのモザイク処理方法であって、
対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフ
レームという概念を用いて処理するオブジェクトのモザイク処理方法。
[キーフレーム]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合
(2)カメラの動きが大きい場合
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合
(4)照明状況が変化する場合
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。
The user designates the object area to be tracked on the first frame, tracks the designated area (object) for the subsequent frame, determines its position on the subsequent frame, and sets the new position of the obtained designated area. Based on this, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, this tracking process is continuously executed for the subsequent frames, and the object on each frame obtained in this way is obtained. A mosaic processing method for an object to be subjected to the mask processing specified for
When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. mosaic processing method Luo objects to process using the concept of key frame defined below as a method to deal with.
[Key frame]
The user defines objects to be tracked in advance on several frames (key frames), and sets frames that are likely to cause the following problems in tracking as key frames.
(1) When the object moves rapidly or very fast (2) When the camera moves greatly (3) When multiple objects overlap (4) When the lighting situation changes When a key frame is reached during tracking, Tracking is performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, the error accumulation is canceled and the current frame is tracked for all registered key frames. Is executed, and the polygon on the key frame that produced the best result is selected as a candidate for the polygon on the current frame. , Up, down, left, and right on the current frame for the polygon candidate obtained by the above process Translation, rotation, determine the shape that minimizes the differences in color in comparison entire area running offset.
「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを有するオブジェクトのモザイク処理方法であって、
対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフレームという概念を用いて処理するオブジェクトのモザイク処理方法。
[キーフレーム]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合
(2)カメラの動きが大きい場合
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合
(4)照明状況が変化する場合
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。
"Read input AVI (video standard format) file" step, "Display first frame" step, "Create polygon in specified area" step, "Track specified area on subsequent frame" step, "Get by tracking" A mask processing on a designated area (mosaic generation, clipping) ”step and“ save AVI file with mask processing added ”steps,
When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. mosaic processing method Luo objects to process using the concept of key frame defined below as a method to deal with.
[Key frame]
The user defines objects to be tracked in advance on several frames (key frames), and sets frames that are likely to cause the following problems in tracking as key frames.
(1) When the object moves rapidly or very fast (2) When the camera moves greatly (3) When multiple objects overlap (4) When the lighting situation changes When a key frame is reached during tracking, Tracking is performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, the error accumulation is canceled and the current frame is tracked for all registered key frames. Is executed, and the polygon on the key frame that produced the best result is selected as a candidate for the polygon on the current frame. , Up, down, left, and right on the current frame for the polygon candidate obtained by the above process Translation, rotation, determine the shape that minimizes the differences in color in comparison entire area running offset.
トラッキング対象領域は、マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンによって定義され、ユーザが指定した領域に対して後続フレームでのトラッキングが実行され、トラッキングはポリゴン上の各ポイントを対象にして実行され、前フレームのポリゴン上のポイントを現フレームに対してトラッキングする際には、前フレーム上でのポイント座標値が現フレームでのポイント座標初期値として利用され、前フレーム上の各ポリゴンのすべてのポイントに対してポリゴンポイント近傍にブロックを生成し、
同一ブロックを現フレーム上の対応ポイント候補位置にも作成し、この両ブロック上でのマッチング比較によって現フレーム上での対応ポイントの位置が確定されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。
The tracking target area is defined by polygons generated by mouse click points (control points), and tracking in subsequent frames is performed for the area specified by the user. Tracking is performed for each point on the polygon. When the point on the previous frame polygon is tracked with respect to the current frame, the point coordinate value on the previous frame is used as the initial point coordinate value on the current frame. Generate a block near the polygon point for all points in
The same block also creates a corresponding point candidate positions on the current frame, any claim 1-6, characterized in that the position of the corresponding points on the current frame by matching comparison on both blocks are determined mosaic processing method of the object according to any.
ポイント近傍ブロックは、ポリゴン領域内(指定オブジェクト領域内)のピクセルだけから構成されていて、ポリゴン領域外の影響を避けることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。 The object mosaic processing according to any one of claims 1 to 7 , wherein the point neighborhood block includes only pixels in the polygon area (in the designated object area), and avoids an influence outside the polygon area. Method. 前フレームでのポリゴンポイントが、次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理が、次フレームでのポイント候補位置に対して作成したポイント近傍ブロックと、前フレームでの対応ポイントに対して作成されているポイント近傍ブロックが同じかどうかを判定することによって行われ、この判定は両ブロックの対応する位置にあるピクセルのRGB値を比較することにより行い、次フレーム上のブロックの全ピクセルがそれぞれ前フレーム上のブロックの対応するピクセルと同じRGB値であれば、両ブロックは完全にマッチングしていることになり(同様な判定をデリバティブブロックに関しても行う。)、このマッチングの度合いが基準判定値を満足していない場合は、次フレーム上でのポイント候補位置をずらして、再度同様な判定を行い、このプロセスを次フレーム上でのポイント位置が定まるまで繰り返し行うことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。 A matching process that determines where the polygon point in the previous frame is located in the next frame is created for the point neighborhood block created for the point candidate position in the next frame and the corresponding point in the previous frame. This determination is made by comparing whether the neighboring blocks at the same point are the same, and this determination is made by comparing the RGB values of the pixels at the corresponding positions in both blocks, so that all the pixels in the block on the next frame are If the RGB value is the same as the corresponding pixel of the block on the frame, then both blocks are perfectly matched (similar determination is made for the derivative block), and the degree of this matching is the reference determination value. If you are not satisfied, shift the point candidate position on the next frame. Performed again similar determination, mosaic processing method of an object according to any one of claims 1 to 8, characterized in that repeated until the process point position on the next frame determined. マッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まないことを特徴とする請求項3〜9のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。 The matching process has the concept of both region-based tracking and boundary-based tracking, and uses two types of blocks: simple block for simple block matching and derivative block for derivative block matching. Block matching uses the advantage of region tracking, derivative block uses the advantage of boundary tracking, and when generating a derivative block, the pixels on and near the boundary should not be included in the block The method for mosaic processing an object according to any one of claims 3 to 9 . ブロックの大きさは対象領域ポリゴンの大きさに基づいて定め、対象全領域をカバーすることはせず、さらにポイント近傍ブロックには、下記で定義される多孔性ブロックという概念を導入し、ブロック内部の全ピクセルをブロックピクセルとして取り扱うのではなく、下記特定の間引き率(多孔率)によって一部のピクセルを間引きした残りのピクセルだけをブロックピクセルとして処理対象にすることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。
[間引き率(多孔率)]
間引き率(多孔率)は、ポリゴン平均幅に比例して定められ、ポリゴン幅が広くなるにつれて多孔率は大きくなり、ポリゴン幅が広い大きなポリゴンの場合はトラッキング精度を上げるにはより大きなブロックサイズが必要であるが、多孔率が大きくなるのでブロックピクセル数はそれほど多くならないし、そして、ブロック生成に際しては境界外のピクセルは除外され、境界内のピクセルが離散的に選択される。
The size of the block is determined based on the size of the target area polygon, does not cover the entire target area, and the concept of the porous block defined below is introduced for the block near the point. The entire pixels of the above are not treated as block pixels, but only the remaining pixels obtained by thinning out some pixels with the following specific thinning rate (porosity) are processed as block pixels. The method for mosaic processing an object according to any one of 10 .
[Thinning rate (porosity)]
The thinning rate (porosity) is determined in proportion to the average polygon width, and the porosity increases as the polygon width increases. For large polygons with a wide polygon width, a larger block size is required to improve tracking accuracy. Although necessary, since the porosity increases, the number of block pixels does not increase so much, and pixels outside the boundary are excluded during block generation, and pixels within the boundary are selected discretely.
トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入したことを特徴とする請求項1,2又は5〜11のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。
[変形及び変形限界]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセル
のブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。
The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. The object according to claim 1 , 2 or 5 to 11 , wherein the concept of “deformation” and “deformation limit” defined below is introduced into the block matching algorithm. Mosaic processing method.
[Deformation and deformation limit]
For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches the pixel adjacent to that pixel, and the number of adjacent pixels depends on the applicable deformation limit. The block porosity of the block pixel used for matching is set to 2 or more, the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame, and the round pixel on the previous frame is In addition to the comparison with the corresponding block pixel, it is also matched with neighboring pixels.
あらかじめ対象オブジェクトが取り得る種々の形状を定義されたフレームを参照フレームとして登録しておくデータベーストラキング方式が導入され、登録されたすべての参照フレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じた参照フレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このポリゴン候補に対してさらにトラッキング処理が実行されることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。 A database tracking method has been introduced in which frames defined in advance for various shapes that can be taken by the target object are registered as reference frames, and tracking of the current frame is executed for all registered reference frames. in the polygon on the reference frame produced the best results is selected as the polygon candidate on the current frame, claim 1-12, characterized in that it further tracking process with respect to the polygon candidate is executed The mosaic processing method of the object described in 1. 対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフレームという概念を用いて処理することを特徴とする請求項1〜4又は7〜13のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理方法。
[キーフレーム]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合
(2)カメラの動きが大きい場合
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合
(4)照明状況が変化する場合
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。
When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. mosaic processing method of an object according to claim 1 or 7 to 13, characterized in that treatment with the concept of key frame defined by the following as a way of handling.
[Key frame]
The user defines objects to be tracked in advance on several frames (key frames), and sets frames that are likely to cause the following problems in tracking as key frames.
(1) When the object moves rapidly or very fast (2) When the camera moves greatly (3) When multiple objects overlap (4) When the lighting situation changes When a key frame is reached during tracking, Tracking is performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, the error accumulation is canceled and the current frame is tracked for all registered key frames. Is executed, and the polygon on the key frame that produced the best result is selected as a candidate for the polygon on the current frame. , Up, down, left, and right on the current frame for the polygon candidate obtained by the above process Translation, rotation, determine the shape that minimizes the differences in color in comparison entire area running offset.
プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施す構成のプロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置であって、
マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンの各ポイントであるポリゴンポイントが、前フレームから次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まない処理を行う構成のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。
In a mosaic processing apparatus for an object having a processor, a user designates an object area to be tracked on the first frame and tracks the designated area (object) for the subsequent frame to determine its position on the subsequent frame. Based on the new position of the designated area obtained, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, and this tracking process is continuously executed for the subsequent frames. An object mosaic processing apparatus having a processor configured to perform a specified mask process on an object on each frame obtained as described above,
In the matching process that determines where the polygon points that are the points of the polygons generated by the points (control points) generated by mouse clicks are located in the next frame from the previous frame , both region-based tracking and boundary-based tracking It has a concept and uses two types of blocks: simple blocks for simple block matching and derivative blocks for derivative block matching. Simple block generation and simple block matching use the advantages of area tracking. The derivative block uses the advantage of boundary tracking. When generating a derivative block, it is necessary to have a processor configured to perform processing that does not include pixels on and near the boundary. Mosaic processing unit of butterflies and to Luo object.
プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、プロセッサは、「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを行う構成であるオブジェクトのモザイク処理装置であって、
マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンの各ポイントであるポリゴンポイントが、前フレームから次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まない処理を行う構成のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。
In the mosaic processing apparatus for an object having a processor, the processor performs an “input AVI (video standard format) file reading” step, a “display first frame” step, a “polygon creation in a designated area” step, and a “following frame on” The object is configured to perform the steps of “tracking specified area”, “mask processing (mosaic generation, clipping) on specified area obtained by tracking”, and “save AVI file with mask processing”. A mosaic processing apparatus,
In the matching process that determines where the polygon points that are the points of the polygons generated by the points (control points) generated by mouse clicks are located in the next frame from the previous frame , both region-based tracking and boundary-based tracking It has a concept and uses two types of blocks: simple blocks for simple block matching and derivative blocks for derivative block matching. Simple block generation and simple block matching use the advantages of area tracking. The derivative block uses the advantage of boundary tracking. When generating a derivative block, it is necessary to have a processor configured to perform processing that does not include pixels on and near the boundary. Mosaic processing unit of butterflies and to Luo object.
プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施す構成のプロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置であって、
トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入した構成のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。
[変形及び変形限界]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセルのブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。
In a mosaic processing apparatus for an object having a processor, a user designates an object area to be tracked on the first frame and tracks the designated area (object) for the subsequent frame to determine its position on the subsequent frame. Based on the new position of the designated area obtained, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, and this tracking process is continuously executed for the subsequent frames. An object mosaic processing apparatus having a processor configured to perform a specified mask process on an object on each frame obtained as described above,
The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. without comparing as defined below, "variant" and mosaic processing device characteristics and to Luo object that has a processor configuration in which introduced the concept of "deformation limit" to block matching algorithm.
[Deformation and deformation limit]
For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches the pixel adjacent to that pixel, and the number of adjacent pixels depends on the applicable deformation limit. The block porosity of the block pixel used for matching is set to 2 or more, the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame, and the round pixel on the previous frame is In addition to the comparison with the corresponding block pixel, it is also matched with neighboring pixels.
プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、プロセッサは、「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを行う構成であるオブジェクトのモザイク処理装置であって、
トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入した構成のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。
[変形及び変形限界]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセルのブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。
In the mosaic processing apparatus for an object having a processor, the processor performs an “input AVI (video standard format) file reading” step, a “display first frame” step, a “polygon creation in a designated area” step, and a “following frame on” The object is configured to perform the steps of “tracking specified area”, “mask processing (mosaic generation, clipping) on specified area obtained by tracking”, and “save AVI file with mask processing”. A mosaic processing apparatus,
The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. without comparing as defined below, "variant" and mosaic processing device characteristics and to Luo object that has a processor configuration in which introduced the concept of "deformation limit" to block matching algorithm.
[Deformation and deformation limit]
For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches the pixel adjacent to that pixel, and the number of adjacent pixels depends on the applicable deformation limit. The block porosity of the block pixel used for matching is set to 2 or more, the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame, and the round pixel on the previous frame is In addition to the comparison with the corresponding block pixel, it is also matched with neighboring pixels.
プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、最初のフレーム上にトラッキング対象のオブジェクト領域をユーザが指定し、後続フレームに対しては指定領域(オブジェクト)をトラッキングして後続フレーム上でのその位置を定め、得られた指定領域の新しい位置を基にし、さらに次のフレームに対してトラッキングにより指定領域(オブジェクト)の位置が定められ、このトラッキング処理が後続フレームに対して連続的に実行され、このようにして得られた各フレーム上のオブジェクトに対して指定されたマスク処理を施す構成のプロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置であって、
対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフレームという概念を用いて処理する構成のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。
[キーフレーム]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合
(2)カメラの動きが大きい場合
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合
(4)照明状況が変化する場合
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。
In a mosaic processing apparatus for an object having a processor, a user designates an object area to be tracked on the first frame and tracks the designated area (object) for the subsequent frame to determine its position on the subsequent frame. Based on the new position of the designated area obtained, the position of the designated area (object) is determined by tracking for the next frame, and this tracking process is continuously executed for the subsequent frames. An object mosaic processing apparatus having a processor configured to perform a specified mask process on an object on each frame obtained as described above,
When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. mosaic processing device characteristics and to Luo objects that have a processor configured to process using the concept of key frame defined by the following as a way of handling.
[Key frame]
The user defines objects to be tracked in advance on several frames (key frames), and sets frames that are likely to cause the following problems in tracking as key frames.
(1) When the object moves rapidly or very fast (2) When the camera moves greatly (3) When multiple objects overlap (4) When the lighting situation changes When a key frame is reached during tracking, Tracking is performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, the error accumulation is canceled and the current frame is tracked for all registered key frames. Is executed, and the polygon on the key frame that produced the best result is selected as a candidate for the polygon on the current frame. , Up, down, left, and right on the current frame for the polygon candidate obtained by the above process Translation, rotation, determine the shape that minimizes the differences in color in comparison entire area running offset.
プロセッサを有するオブジェクトのモザイク処理装置において、プロセッサは、「入力AVI(映像標準フォーマット)ファイルの読込」ステップ、「最初のフレームを表示」ステップ、「指定領域にポリゴン作成」ステップ、「後続フレーム上での指定領域のトラッキング」ステップ、「トラッキングで得られた指定領域上でのマスク処理(モザイク発生、切り抜き)」ステップ、「マスク処理が付加されたAVIファイルの保存」のステップを行う構成であるオブジェクトのモザイク処理装置であって、
対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフレームという概念を用いて処理する構成のプロセッサを有することを特徴とするオブジェクトのモザイク処理装置。
[キーフレーム]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(
キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合
(2)カメラの動きが大きい場合
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合
(4)照明状況が変化する場合
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェクトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。
In the mosaic processing apparatus for an object having a processor, the processor performs an “input AVI (video standard format) file reading” step, a “display first frame” step, a “polygon creation in a designated area” step, and a “following frame on” The object is configured to perform the steps of “tracking specified area”, “mask processing (mosaic generation, clipping) on specified area obtained by tracking”, and “save AVI file with mask processing”. A mosaic processing apparatus,
When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. mosaic processing device characteristics and to Luo objects that have a processor configured to process using the concept of key frame defined by the following as a way of handling.
[Key frame]
The user defines the tracked object on several frames in advance (
Key frames), frames that are likely to cause the following problems in tracking are set as key frames.
(1) When the object moves rapidly or very fast (2) When the camera moves greatly (3) When multiple objects overlap (4) When the lighting situation changes When a key frame is reached during tracking, Tracking is performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, the error accumulation is canceled and the current frame is tracked for all registered key frames. Is executed, and the polygon on the key frame that produced the best result is selected as a candidate for the polygon on the current frame. , Up, down, left, and right on the current frame for the polygon candidate obtained by the above process Translation, rotation, determine the shape that minimizes the differences in color in comparison entire area running offset.
トラッキング対象領域は、マウスクリックによるポイント(制御点)群によって生成されるポリゴンによって定義され、ユーザが指定した領域に対して後続フレームでのトラッキングが実行され、トラッキングはポリゴン上の各ポイントを対象にして実行され、前フレームのポリゴン上のポイントを現フレームに対してトラッキングする際には、前フレーム上でのポイント座標値が現フレームでのポイント座標初期値として利用され、前フレーム上の各ポリゴンのすべてのポイントに対してポリゴンポイント近傍にブロックを生成し、同一ブロックを現フレーム上の対応ポイント候補位置にも作成し、この両ブロック上でのマッチング比較によって現フレーム上での対応ポイントの位置が確定される構成のプロセッサを有することを特徴とする請求項15〜20に記載のオブジェクトのモザイク処理装置。 The tracking target area is defined by polygons generated by mouse click points (control points), and tracking in subsequent frames is performed for the area specified by the user. Tracking is performed for each point on the polygon. When the point on the previous frame polygon is tracked with respect to the current frame, the point coordinate value on the previous frame is used as the initial point coordinate value on the current frame. A block is generated in the vicinity of the polygon point for all the points of, and the same block is also created at the corresponding point candidate position on the current frame. Characterized by having a processor configured to determine Mosaic processing apparatus object according to claim 1 5 to 20. ポイント近傍ブロックは、ポリゴン領域内(指定オブジェクト領域内)のピクセルだけから構成されていて、ポリゴン領域外の影響を避ける構成のプロセッサを有することを特徴とする請求項15〜21のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。 Point near the block, a polygon area and consists only pixel (specified object region), in any one of claims 1 5 to 21, characterized in that it comprises a processor arrangement to avoid the influence of outside polygonal area The object mosaic processing apparatus. 前フレームでのポリゴンポイントが、次フレームではどこに位置するかを決定するマッチング処理が、次フレームでのポイント候補位置に対して作成したポイント近傍ブロックと、前フレームでの対応ポイントに対して作成されているポイント近傍ブロックが同じかどうかを判定することによって行われ、この判定は両ブロックの対応する位置にあるピクセルのRGB値を比較することにより行い、次フレーム上のブロックの全ピクセルがそれぞれ前フレーム上のブロックの対応するピクセルと同じRGB値であれば、両ブロックは完全にマッチングしていることになり(同様な判定をデリバティブブロックに関しても行う。)、このマッチングの度合いが基準判定値を満足していない場合は、次フレーム上でのポイント候補位置をずらして、再度同様な判定を行い、このプロセスを次フレーム上でのポイント位置が定まるまで繰り返し行う構成のプロセッサを有することを特徴とする請求項122のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。 A matching process that determines where the polygon point in the previous frame is located in the next frame is created for the point neighborhood block created for the point candidate position in the next frame and the corresponding point in the previous frame. This determination is made by comparing whether the neighboring blocks at the same point are the same, and this determination is made by comparing the RGB values of the pixels at the corresponding positions in both blocks, so that all the pixels in the block on the next frame are If the RGB value is the same as the corresponding pixel of the block on the frame, then both blocks are perfectly matched (similar determination is made for the derivative block), and the degree of this matching is the reference determination value. If you are not satisfied, shift the point candidate position on the next frame. Performed again similar determination, mosaic processing apparatus object according to any of claims 1 5-22, characterized in that a processor of the repeated configuration until the process point position on the next frame determined. マッチング処理において、領域ベーストラッキングと境界ベーストラッキングの両方の概念を有し、シンプルブロックマッチング用のシンプルブロックと、デリバティブブロックマッチング用のデリバティブブロックの2種のブロックを使用し、シンプルブロックの生成とシンプルブロックマッチングは領域トラッキングの優位性を利用するものであり、デリバティブブロックは境界トラッキングの優位性を利用するもので、デリバティブブロックの生成に際しては、境界上と境界近傍のピクセルはブロックには含まない処理を行う構成のプロセッサを有することを特徴とする請求項123のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。 The matching process has the concept of both region-based tracking and boundary-based tracking, and uses two types of blocks: simple block for simple block matching and derivative block for derivative block matching. Block matching uses the advantage of region tracking, and derivative blocks use the advantage of boundary tracking. When generating a derivative block, the pixels on and near the boundary are not included in the block. mosaic processing apparatus object according to any of claims 1 7-23, characterized in that it has a processor configured to perform. ブロックの大きさは対象領域ポリゴンの大きさに基づいて定め、対象全領域をカバーすることはせず、さらにポイント近傍ブロックには、下記で定義される多孔性ブロックという概念を導入し、ブロック内部の全ピクセルをブロックピクセルとして取り扱うのではなく、下記特定の間引き率(多孔率)によって一部のピクセルを間引きした残りのピクセルだけをブロックピクセルとして処理対象にする構成のプロセッサを有することを特徴とする請求項124のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。
[間引き率(多孔率)]
間引き率(多孔率)は、ポリゴン平均幅に比例して定められ、ポリゴン幅が広くなるにつれて多孔率は大きくなり、ポリゴン幅が広い大きなポリゴンの場合はトラッキング精度を上げるにはより大きなブロックサイズが必要であるが、多孔率が大きくなるのでブロックピクセル数はそれほど多くならないし、そして、ブロック生成に際しては境界外のピクセルは除外され、境界内のピクセルが離散的に選択される。
The size of the block is determined based on the size of the target area polygon, does not cover the entire target area, and the concept of the porous block defined below is introduced for the block near the point. It is characterized by having a processor configured to process only the remaining pixels obtained by thinning out some pixels with the following specific thinning-out rate (porosity) as block pixels, instead of treating all the pixels as block pixels. mosaic processing apparatus object according to any of claims 1 5 to 24 to.
[Thinning rate (porosity)]
The thinning rate (porosity) is determined in proportion to the average polygon width, and the porosity increases as the polygon width increases. For large polygons with a wide polygon width, a larger block size is required to improve tracking accuracy. Although necessary, since the porosity increases, the number of block pixels does not increase so much, and pixels outside the boundary are excluded during block generation, and pixels within the boundary are selected discretely.
トラッキング対象オブジェクトは、領域は僅かながらも変形をする可能性があり、トラッキングの際には形状の変化を考慮するものとし、現フレームとのマッチングを行う際に、前フレーム上のブロック形状を不変として比較せず、下記で定義される、“変形”及び“変形限界”という概念をブロックマッチング・アルゴリズムに導入した構成のプロセッサを有することを特徴とする請求項15,16又は19〜25のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。
[変形及び変形限界]
前フレーム上の各ブロックピクセルに対しては、対応する現フレーム上のピクセルとのマッチングを行うのに加えて、そのピクセルに隣接するピクセルとのマッチングも行い、隣接ピクセル数は適用する変形限界によって定められ、マッチングに使うブロックピクセルのブロックの多孔率は2以上とし、前フレームのブロック上の丸ピクセルが、現フレーム上の対応するブロックの丸ピクセルとマッチングされ、前フレーム上の丸ピクセルは、現フレーム上の対応するブロックピクセルとの比較に加えて、さらに隣接ピクセルともマッチングされること。
The object to be tracked may be slightly deformed in the area, and the shape change should be taken into account when tracking, and the block shape on the previous frame is not changed when matching with the current frame. without comparing as defined below, "deformation" and according to claim 1, 5, 16 or 19 to 25, characterized in that it comprises a processor configuration introduced into "deformation limit" block matching algorithm the concept of An object mosaic processing apparatus according to any one of the above.
[Deformation and deformation limit]
For each block pixel on the previous frame, in addition to matching with the corresponding pixel on the current frame, it also matches the pixel adjacent to that pixel, and the number of adjacent pixels depends on the applicable deformation limit. The block porosity of the block pixel used for matching is set to 2 or more, the round pixel on the block of the previous frame is matched with the round pixel of the corresponding block on the current frame, and the round pixel on the previous frame is In addition to the comparison with the corresponding block pixel, it is also matched with neighboring pixels.
あらかじめ対象オブジェクトが取り得る種々の形状を定義されたフレームを参照フレームとして登録しておくデータベーストラキング方式が導入され、登録されたすべての参照フレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じた参照フレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このポリゴン候補に対してさらにトラッキング処理が実行される構成のプロセッサを有することを特徴とする請求項126のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。 A database tracking method has been introduced in which frames defined in advance for various shapes that can be taken by the target object are registered as reference frames, and tracking of the current frame is executed for all registered reference frames. 2. A processor according to claim 1, further comprising a processor configured to select a polygon on a reference frame that yields the best result as a polygon candidate on the current frame, and to perform tracking processing on the polygon candidate. The mosaic processing apparatus for objects according to any one of 5 to 26 . 対象領域をフレームを追ってトラッキングするに際し、前後のフレーム間には認知し難いレベルの小さな誤差が発生し、この誤差はフレームを追うに従って累積され、ついには明確に認識できるレベルの違いが生じることに対処する方法として下記で定義されるキーフレームという概念を用いて処理する構成のプロセッサを有することを特徴とする請求項1〜18又は21〜27のいずれかに記載のオブジェクトのモザイク処理装置。
[キーフレーム]
ユーザは前もって数箇所のフレーム上にトラッキング対象オブジェクトを定義しておき(キーフレーム)、トラッキングに次のような問題が発生しやすいと考えられるフレームをキーフレームとして設定する。
(1)オブジェクトが急激、または極めて速い動きをする場合
(2)カメラの動きが大きい場合
(3)複数オブジェクトが重なり合う場合
(4)照明状況が変化する場合
トラッキングの途中でキーフレームに到達すると、キーフレーム上に定義済みのオブジェ
クトポリゴンを使ってトラッキングを行うものとし、キーフレームに到達した時点で誤差の累積はキャンセルされることになり、登録されたすべてのキーフレームに対して現フレームのトラッキングが実行され、その中で最良の結果を生じたキーフレーム上のポリゴンが現フレーム上でのポリゴン候補として選択され、このトラッキング処理の際にはポリゴン内部領域全体が比較対象となり、さらに最終調整として、上記処理で得られたポリゴン候補に対して現フレーム上で上下左右への平行移動、回転、オフセットを実行して領域全体比較での色の差異を最小にする形状を求める。
When tracking the target area by following the frame, a small error that is difficult to recognize occurs between the previous and next frames, and this error is accumulated as the frame is followed, and finally there is a difference in level that can be clearly recognized. The object mosaic processing device according to any one of claims 15 to 18, or 21 to 27 , comprising a processor configured to perform processing using a concept of a key frame defined below as a method of coping with the object. .
[Key frame]
The user defines objects to be tracked in advance on several frames (key frames), and sets frames that are likely to cause the following problems in tracking as key frames.
(1) When the object moves rapidly or very fast (2) When the camera moves greatly (3) When multiple objects overlap (4) When the lighting situation changes When a key frame is reached during tracking, Tracking is performed using a defined object polygon on the key frame, and when it reaches the key frame, the error accumulation is canceled and the current frame is tracked for all registered key frames. Is executed, and the polygon on the key frame that produced the best result is selected as a candidate for the polygon on the current frame. , Up, down, left, and right on the current frame for the polygon candidate obtained by the above process Translation, rotation, determine the shape that minimizes the differences in color in comparison entire area running offset.
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