JP2004192646A - 人物検出方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】デジタルビデオカメラによって端末機に接近した物体を撮影して入力した映像から本発明による人物を検出する方法であり、(a)人物検出で使われる変数を初期化する段階と、(b)現在モードが顔検出モードであるかを判断する段階と、(c)現在モードが顔検出モードである場合、入力される映像フレーム毎に顔検出を実行し、顔検出を所定回数試みても顔が検出されなければ、動き検出モードを選択して(b)段階に進行する段階と、(d)現在モードが動き検出モードである場合、所定数の映像フレームを1つの単位で入力して動き検出を実行し、所定時間内に前記動き検出が所定回数以上成功すれば、(a)段階に進行する段階を含む。したがって、監視システムが作動する状態で顔検出モードと動き検出モードとを反復的にまた相互補完的に実行することによって、正確な人物検出と実行速度の高速化および映像記憶効率の向上が実現される。
【選択図】図1
Description
∇2f=4z5-(z2+z4+z6+z8) ・・・(1)
∇2f=8z5-(z1+z2+z3+z4+z6+z7+z8+z9) ・・・(2)
∇2f(t5)=4f(t5)-(f(t2)+f(t4)+f(t6)+f(t8)) ・・・(3)
∇2f(t5)=8f(t5)-(f(t1)+f(t2)+f(t3)+f(t4)f(t6)+f(t7)+f(t8)+f(t9)) ・・・(4)
∇2f(t6)=4f(t6)-(f(t3)+f(t5)+f(t7)+f(t9)) ・・・(5)
∇2f(t6)=8f(t6)-(f(t2)+f(t3)+f(t4)+f(t5)f(t7)+f(t8)+f(t9)+f(t10)) ・・・(6)
20 人物検出装置
200 顔検出部
201 候補領域検出部
202 低解像度顔検出部
203 高解像度顔検出部
204 顔検出結果信号発生部
210 検出部
211 エッジ検出部
212 分散値計算部
213 画素検出部
214 動き検出結果信号発生部
220 制御部
221 検出モード信号
222 顔検出結果信号
223 検出結果信号
224 映像記憶指示信号
230 記憶部
Claims (40)
- デジタルビデオカメラによって撮影して入力した映像から人物を検出する方法において、
(a)人物検出で使われる変数を初期化する段階と、
(b)現在モードが顔検出モードであるか否かを判断する段階と、
(c)現在モードが顔検出モードである場合、入力される映像フレーム毎に顔検出を実行し、顔検出を所定回数試みても顔が検出されなければ、動き検出モードを選択して前記(b)段階に進行する段階と、
(d)現在モードが動き検出モードである場合、所定数の映像フレームを1つの単位で入力して動き検出を実行し、所定時間内に前記動き検出が所定回数以上成功すれば、前記(a)段階に進行する段階と、を含むことを特徴とする人物検出方法。 - 前記(c)段階は、
ガボールウェーブレット変換を使用して顔の候補領域を検出する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の人物検出方法。 - 前記(c)段階は、
低解像度SVMおよび高解像度SVMを使用して顔を検出する段階を含むことを特徴とする請求項2に記載の人物検出方法。 - 前記(c)段階は、
(c1)前記撮影された1つの映像フレームを入力する段階と、
(c2)顔検出試み回数を+1増加させる段階と、
(c3)M−グリッドガボールウェーブレット変換を使用してモデルの顔形態をトレーニングして顔の候補領域を検出し、顔の候補領域が検出されたかどうかを判断する段階と、
(c4)顔の候補領域が検出された場合、低解像度SVMによって顔検出を実行し、顔が検出されたかどうかを判断する段階と、
(c5)低解像度SVMによって顔が検出された場合、高解像度SVMによって顔検出を実行し、顔が検出されたかどうかを判断する段階と、
(c6)高解像度SVMによって顔が検出された場合、該当する映像フレームを記憶し、顔検出試み回数を初期化し、前記(c1)段階に進行する段階と、
(c7)前記(c3)段階の判断の結果、顔の候補領域が検出されないか、前記(c4)段階の判断の結果、顔が検出されなかったと判断されるか、前記(c5)段階の判断結果、顔が検出されていない場合、顔検出試み回数が第1臨界値以上であるかを判断し、第1臨界値以上ではない場合、前記(c1)段階に進行する段階と、
(c8)顔検出試み回数が第1臨界値以上である場合、動き検出モードを選択して前記(b)段階に進行する段階と、を含むことを特徴とする請求項3に記載の人物検出方法。 - 前記(c3)段階において、
前記モデルの顔形態をトレーニングするM−グリッドの間隔は目と目間の距離および目と目とを連結する線と口間の距離を基準として定められることを特徴とする請求項4に記載の人物検出方法。 - 前記(c4)段階および前記(c5)段階は、
PCA副空間でトレーニングされたSVM分類技法によって顔検出を実行することを特徴とする請求項4に記載の人物検出方法。 - 前記(c4)段階は、
前記(c3)段階で検出された顔の候補領域の周辺の所定位置を基準として所定サイズの領域を選定し、前記選定された領域に対して低解像度SVMによる顔検出を実行し、前記(c3)段階で検出された前記顔の候補領域を含む周辺の所定領域が何れもスキャンされるように前記選定領域を拡張および移動しながら低解像度SVMによった顔検出を実行することを特徴とする請求項6に記載の人物検出方法。 - 前記(c5)段階は、
前記(c4)段階で検出された顔領域周辺の所定位置を基準として所定サイズの領域を選定して前記選定された領域について高解像度SVMによる顔検出を実行し、前記(c4)段階で検出された前記顔領域を含む周辺の所定領域が何れもスキャンされるように前記選定領域を拡張および移動しながら高解像度SVMによる顔検出を実行することを特徴とする請求項6に記載の人物検出方法。 - 前記(d)段階は、
時間的なエッジ検出アルゴリズムによって前記動き検出を実行することを特徴とする請求項1に記載の人物検出方法。 - 前記(d)段階は、
(d1)所定数の映像フレームを入力する段階と、
(d2)動き検出試み回数を+1増加させる段階と、
(d3)時間的なエッジ検出アルゴリズムおよび時間に対する画素値の分散値の比較によって前記撮影された映像内の動きを検出する段階と、
(d4)動きが検出されたかどうかを判断する段階と、
(d5)動きが検出されたと判断されれば、動き検出成功回数SUCCESS_MDを+1増加させ、映像を記憶する段階と、
(d6)動き検出試み回数が第3臨界値未満であり、動き検出成功回数が第2臨界値以上である条件を満足するかどうかを判断し、前記条件を満足する場合、前記(a)段階に進行する段階と、
(d7)前記(d4)段階の判断結果、動きが検出されないか、前記(d6)段階の判断結果、前記条件を満足しない場合、動き検出試み回数が前記第3臨界値以上であるかを判断し、前記第3臨界値以上ではない場合、前記(d1)段階に進行する段階と、
(d8)動き検出試み回数が前記第3臨界値以上である場合、動き検出試み回数および動き検出成功回数を初期化して前記(d1)段階に進行する段階と、を含むことを特徴とする請求項9に記載の人物検出方法。 - 前記(d3)段階は、
(d30)前記入力された所定数の映像フレームを利用し、画素値の時間に対するラプラシアンが零交差する画素を検出する段階と、
(d32)前記入力された所定数の映像フレームを利用し、画素値の時間に対する分散値を計算する段階と、
(d34)前記(d30)段階で前記ラプラシアンが零交差すると検出された画素の時間に対する分散値が所定臨界値以上であるかを判断し、前記画素の前記分散値が所定臨界値以上である場合、前記画素を動き画素として決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項10に記載の人物検出方法。 - 前記入力される映像フレームは2m個であり、1つの映像フレームにはn個の画素が存在する場合、
前記(d30)段階は、
(d300)前記映像フレーム群で{f(t1)、f(t2)、f(t3)…、f(t2m-1)}の各映像フレームに所定の加重値を乗じて平均してf(tm)の時間に対するラプラシアン∇2f(tm)を求める段階と、
(d302)前記映像フレーム群で{f(t2)、f(t3)、f(t4)…、f(t2m)}の各映像フレームに所定の加重値を乗じて平均してf(tm+1)の時間に対するラプラシアン∇2f(tm+1)を求める段階と、
(d304)前記∇2f(tm)が負数であり、前記∇2f(tm+1)が正数であるか、前記∇2f(tm)が正数であり、前記∇2f(tm+1)が負数であれば、前記画素を零交差の画素として決定する段階と、を含み、
ここで、{f(t1)、f(t2)、f(t3)…、f(t2m)}は現在処理される画素の画素値であり、前記(d300)段階ないし前記(d304)段階はn回反復的に実行されることを特徴とする請求項11に記載の人物検出方法。 - 前記(d4)段階は、
前記(d3)段階で前記動き画素として決定された画素の数が所定数以上であるかを判断し、所定数以上である場合、動きが検出されたと判断することを特徴とする請求項11に記載の監視システムでの人物検出方法。 - 前記(d30)段階前に、
入力された前記映像フレームをガウシアンフィルタリングによって平滑化する段階をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の監視システムでの人物検出方法。 - 前記(d)段階は、
動き検出を実行する途中に所定時間周期で妨害して顔検出を実行する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の人物検出方法。 - デジタルビデオカメラによって端末機に接近した物体を撮影して入力した映像から動きを検出する方法において、
(e1)所定数の映像フレームを入力する段階と、
(e2)時間的なエッジ検出アルゴリズムおよび時間に対する画素値の分散値比較によって前記撮影された映像内の動きを検出する段階と、
(e3)動きが検出されたかどうかを判断する段階と、
(e4)動きが検出されたと判断されれば、映像を記憶する段階と、を含むことを特徴とする監視システムでの動き検出方法。 - 前記(e2)段階は、
(e20)前記入力された所定数の映像フレームを利用し、画素値の時間に対するラプラシアンが零交差する画素を検出する段階と、
(e22)前記入力された所定数の映像フレームを利用し、画素値の時間に対する分散値を計算する段階と、
(e24)前記(e20)段階で前記ラプラシアンが零交差すると検出された画素の時間に対する分散値が所定臨界値以上であるかを判断し、前記画素の前記分散値が所定臨界値以上である場合、前記画素を動き画素として決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項16に記載の動き検出方法。 - 前記入力された映像フレームは2m個であり、1つの映像フレーム内にはn個の画素が存在する場合、
前記(e20)段階は、
(e200)前記映像フレーム群で{f(t1)、f(t2)、f(t3)…、f(t2m-1)}の各映像フレームに所定の加重値を乗じて平均して∇2f(tm)を求める段階と、
(e202)前記映像フレーム群で{f(t2)、f(t3)、f(t4)…、f(t2m)}の各映像フレームに所定の加重値を乗じて平均して∇2f(tm+1)を求める段階と、
(e204)前記∇2f(tm)が負数であり、前記∇2f(tm+1)が正数であるか、前記∇2f(tm)が正数であり、前記∇2f(tm+1)が負数であれば、前記画素を零交差の画素として決定する段階と、を含み、
ここで、{f(t1)、f(t2)、f(t3)…、f(t2m)}は現在処理される画素の画素値であり、前記(e200)段階ないし前記(e204)段階はn回反復的に実行されることを特徴とする請求項17に記載の動き検出方法。 - 前記(e3)段階は、
前記(e2)段階で前記動き画素として決定された画素の数が所定数以上であるかを判断し、所定数以上である場合、動きが検出されたと判断することを特徴とする請求項17に記載の動き検出方法。 - 前記(e20)段階前に、
入力された前記映像フレームをガウシアンフィルタリングによって平滑化する段階をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載の動き検出方法。 - デジタルビデオカメラによって端末機に接近した物体を撮影して入力した映像からユーザーを検出する装置において、
前記人物検出方法で使われる変数を初期化する手段と、
顔検出モードであるかどうかを決定する検出モード判断手段と、
顔検出モードであれば、入力される映像フレーム毎に顔検出を実行し、顔検出を所定回数試みても顔が検出されなければ、動き検出モードを選択する顔検出手段と、
顔検出モードでなければ、所定数の映像フレームを1つの単位で入力して動き検出を実行し、所定時間内に前記動き検出が所定回数以上成功すれば、変数を初期化する動き検出手段と、を含むことを特徴とする人物検出装置。 - 前記動き検出手段は、
ガボールウェーブレット変換を使用して顔の候補領域を検出する手段を含むことを特徴とする請求項21に記載の人物検出装置。 - 前記動き検出手段は、
低解像度SVMおよび高解像度SVMを使用して顔を検出する手段を含むことを特徴とする請求項22に記載の人物検出装置。 - 前記動き検出手段は、
前記撮影された1つの映像フレームを入力する手段と、
顔検出試み回数を+1増加させる手段と、
M−グリッドガボールウェーブレット基盤でモデルの顔形態をトレーニングして顔の候補領域を検出し、顔の候補領域が検出されたか否かを判断する顔の候補領域検出手段と、
顔の候補領域が検出された場合、低解像度SVMによって顔検出を実行し、顔が検出されたか否かを判断する低解像度顔検出手段と、
低解像度SVMによって顔が検出された場合、高解像度SVMによって顔検出を実行し、顔が検出されたかを判断する高解像度顔検出手段と、
高解像度SVMによって顔が検出された場合、該当する映像フレームを記憶し、顔検出試み回数を初期化し、顔検出モードを維持する手段と、
顔の候補領域が検出されない場合、低解像度SVMによって顔が検出されていない場合、または高解像度SVMによって顔が検出されていない場合に、顔検出試み回数が第1臨界値以上であるかどうかを判断し、第1臨界値以上ではない場合、顔検出モードを維持する手段と、
顔検出試み回数が第1臨界値以上である場合、動き検出モードを選択する手段と、を含むことを特徴とする請求項23に記載の人物検出装置。 - 前記顔の候補領域検出手段は、
両目間の距離および両目を連結する線と口との間の距離を基準として前記モデルの顔形態をトレーニングするM−グリッドの間隔を決定する手段を含むことを特徴とする請求項24に記載の人物検出装置。 - 前記低解像度SVMによって顔検出を実行する手段および前記高解像度SVMによって顔検出を実行する手段はそれぞれ、
PCA副空間でトレーニングされたSVM分類技法によって顔検出を実行する手段を含むことを特徴とする請求項24に記載の人物検出装置。 - 低解像度SVMによって顔検出を実行する手段は、
前記顔の候補領域検出手段で検出された顔の候補領域周辺の所定位置を基準として所定サイズの領域を選定し、前記選定された領域に対して低解像度SVMによる顔検出を実行し、前記顔の候補領域を含む周辺の所定領域が何れもスキャンされるように前記選定領域を拡張および移動しながら低解像度SVMによって顔検出を実行する手段を含むことを特徴とする請求項26に記載の人物検出装置。 - 高解像度SVMによって顔検出を実行する手段は、
前記低解像度顔検出手段で検出された顔領域周辺の所定位置を基準として所定サイズの領域を選定して前記選定された領域に対して高解像度SVMによる顔検出を実行し、前記顔領域を含む周辺の所定領域が全てスキャンされるように前記選定領域を拡張および移動しながら高解像度SVMによる顔検出を実行する手段を含むことを特徴とする請求項26に記載の人物検出装置。 - 前記動き検出手段は、
時間的なエッジ検出アルゴリズムによって前記動き検出を実行する手段を含むことを特徴とする請求項21に記載の人物検出装置。 - 前記動き検出手段は、
所定数の映像フレームを入力する手段と、
動き検出試み回数を+1増加させる手段と、
時間的なエッジ検出アルゴリズムおよび時間に対する画素値の分散値比較によって前記撮影された映像内の動きを検出する手段と、
動きが検出されたかどうかを判断する手段と、
動きが検出されたとすれば、動き検出成功回数を+1増加させ、映像を記憶する手段と、
動き検出試み回数が第3臨界値未満であり、動き検出成功回数が第2臨界値以上である条件を満足するかどうかを判断し、前記条件を満足すれば、変数を初期化させ、前記条件を満足しなければ、現在の変数値を維持する手段と、
動きが検出されないか、前記変数初期化条件を満足しないと判断されれば、動き検出試み回数が第3臨界値以上であるかを判断し、前記第3臨界値以上ではない場合、変数値を維持し、所定数の映像フレームを入力して動き検出を実行する手段と、
動き検出試み回数COUNT_MDが第3臨界値以上である場合、動き検出試み回数COUNT_MDおよび動き検出成功回数SUCCESS_MDを初期化し、所定数の映像フレームを入力して動き検出を実行させる手段と、を含むことを特徴とする請求項29に記載の人物検出装置。 - 前記撮影された映像内の動きを検出する手段は、
前記入力された所定数の映像フレームを利用し、画素値の時間に対するラプラシアンが零交差する画素を検出する手段と、
前記入力された所定数の映像フレームを利用し、画素値の時間に対する分散値を計算する手段と、
前記ラプラシアンが零交差すると検出された画素の時間に対する分散値が所定臨界値以上であるかを判断し、前記画素の前記分散値が所定臨界値以上である場合、前記画素を動き画素として決定する手段と、を含むことを特徴とする請求項30に記載の人物検出装置。 - 前記画素値の時間に対するラプラシアンが零交差する画素を検出する手段は、
前記映像フレーム群で{f(t1)、f(t2)、f(t3)…、f(t2m-1)}の各映像フレームに所定の加重値を乗じて平均してf(tm)の時間に対するラプラシアン∇2f(tm)を求める手段と、
前記映像フレーム群で{f(t2)、f(t3)、f(t4)…、f(t2m)}の各映像フレームに所定の加重値を乗じて平均してf(tm+1)の時間に対するラプラシアン∇2f(tm+1)を求める手段と、
前記∇2f(tm)が負数であり、前記∇2f(tm+1)が正数であるか、前記∇2f(tm)が正数であり、前記∇2f(tm+1)が負数であれば、前記画素を零交差の画素として決定する手段と、を含み、
ここで、前記入力された映像フレームは2m個であり、1つの映像フレーム内にはn個の画素が存在し、{f(t1)、f(t2)、f(t3)…、f(t2m)}は現在処理される画素の画素値であり、前記各手段で実行される処理作業はn回反復的に実行されることを特徴とする請求項31に記載の人物検出装置。 - 前記動きが検出されたかを判断する手段は、
前記動き画素として決定された画素の数が所定数以上であるかを判断し、所定数以上である場合、動き検出されたと判断する手段を含むことを特徴とする請求項31に記載の人物検出装置。 - 入力された前記映像フレームをガウシアンフィルタリングによって平滑化し、前記平滑化された映像フレームを前記動き検出手段に伝送する手段をさらに含むことを特徴とする請求項31に記載の人物検出装置。
- 前記動き検出手段は、
所定の時間で動き検出の実行を中止して、その後顔検出を実行する手段をさらに含むことを特徴とする請求項21に記載の人物検出装置。 - デジタルビデオカメラによって端末機に接近した物体を撮影して入力した映像から動きを検出する装置において、
所定数の映像フレームを入力する手段と、
時間的なエッジ検出アルゴリズムおよび時間に対する画素値の分散値の比較によって前記撮影された映像内の動きを検出する手段と、
動きが検出されたかどうかを判断する手段と、
動きが検出されたと判断されれば、映像を記憶する手段と、を含むことを特徴とする動き検出装置。 - 前記撮影された映像内の動きを検出する手段は、
前記入力された所定数の映像フレームを利用し、画素値の時間に対するラプラシアンが零交差する画素を検出する手段と、
前記入力された所定数の映像フレームを利用し、画素値の時間に対する分散値を計算する手段と、
前記ラプラシアンが零交差すると検出された画素の時間に対する分散値が所定臨界値以上であるかどうかを判断し、前記画素の前記分散値が所定臨界値以上である場合、前記画素を動き画素として決定する手段と、を含むことを特徴とする請求項36に記載の動き検出装置。 - 前記画素値の時間に対するラプラシアンが零交差する画素を検出する手段は、
前記映像フレーム群で{f(t1)、f(t2)、f(t3)…、f(t2m-1)}の各映像フレームに所定の加重値を乗じて平均してf(tm)の時間に対するラプラシアン∇2f(tm)を求める手段と、
前記映像フレーム群で{f(t2)、f(t3)、f(t4)…、f(t2m)}の各映像フレームに所定の加重値を乗じて平均してf(tm+1)の時間に対するラプラシアン∇2f(tm+1)を求める手段と、
前記∇2f(tm)が負数であり、前記∇2f(tm+1)が正数であるか、前記∇2f(tm)が正数であり、前記∇2f(tm+1)が負数であれば、前記画素を零交差の画素として決定する手段と、を含み、
ここで、前記入力された映像フレームは2m個であり、1つの映像フレーム内にはn個の画素が存在し、{f(t1)、f(t2)、f(t3)…、f(t2m)}は現在処理される画素の画素値であり、前記各手段で実行される処理作業はn回反復的に実行されることを特徴とする請求項37に記載の動き検出装置。 - 前記動きが検出されたかを判断する手段は、
前記動き画素として決定された画素の数が所定数以上であるかを判断し、所定数以上である場合、動き検出されたと判断する手段を含むことを特徴とする請求項37に記載の動き検出装置。 - 入力された前記映像フレームをガウシアンフィルタリングによって平滑化し、前記平滑化された映像フレームを前記撮影された映像内の動きを検出する手段に伝送する手段をさらに含むことを特徴とする請求項37に記載の動き検出装置。
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