JP2009205611A - Image target detection tracking device, image target detection tracking method, and image target detection tracking program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像目標検出追跡装置及び画像目標検出追跡方法並びに画像目標検出追跡プログラムに関し、特に入力画像から目標を検出して追跡する画像目標検出追跡装置及び画像目標検出追跡方法並びに画像目標検出追跡プログラムに関する。 The present invention relates to an image target detection and tracking apparatus, an image target detection and tracking method, and an image target detection and tracking program, and more particularly to an image target detection and tracking apparatus, an image target detection and tracking method, and an image target detection and tracking program for detecting and tracking a target from an input image. About.
従来、赤外線カメラなどで撮影された画像を利用し、対象の目標を検出して追跡する画像目標検出追跡装置の実用化が各分野で進められている。海上交通の安全確保や、海難救助など、船舶を検出対象とする分野においても、海上を航行する船舶の検出と追跡の自動化への適用が進められている。 2. Description of the Related Art Conventionally, practical application of an image target detection / tracking apparatus that detects and tracks a target of an object using an image captured by an infrared camera or the like has been promoted in various fields. In fields where ships are subject to detection, such as ensuring the safety of maritime traffic and rescue of marine disasters, application to automation of detection and tracking of ships navigating at sea is being promoted.
ところで、画像センサを用いた目標物の検出は、現在のところ精度は必ずしも良くないが、比較的簡単な装置で監視を行うことができるという利点がある。そこで、船舶を検出対象とする分野においても、フレーム間差分法によって船舶を検出してタグ付けし、タグ付けされた船舶の運動特性などの特徴量を利用してトラッキングする画像センサを利用した船舶の検知、追跡を自動的に行う技術が提案されている(たとえば、非特許文献1参照)。
ところで、海難救助の現場では、救命ボートなど、海上に浮かぶ浮遊物を早急に発見して活動を行うことが求められている。このため、ヘリコプターなどの航空機を用いて、海上を広範囲に捜索する。このとき、夜間でも対応可能な赤外線カメラで海上を撮影し、その画像を利用して目標の検出が行われる。しかし、海上の救命ボートなどの浮遊物は小さく、船舶など所定の大きさを有する物体と比べて、検出は容易ではないという問題点がある。 By the way, at the site of marine rescue, it is required to quickly discover and carry out activities such as lifeboats that float on the sea. For this reason, he searches extensively on the sea using helicopters and other aircraft. At this time, the sea is photographed with an infrared camera that can be used at night, and the target is detected using the image. However, floating objects such as lifeboats on the sea are small, and there is a problem that detection is not easy compared to an object having a predetermined size such as a ship.
特に、航空機から撮影された画像など、遠方から撮影された画像では、救命ボートや海上に浮かぶ浮遊物の画像は非常に小さく、周辺の波頭の大きさと変わらなくなってしまう。このため、画像から目標の浮遊物を周辺の波頭と区別して特定することが非常に困難であり、自動検出の実用化は進んでいない。しかし、目視による目標物の検出と追跡は、非常に労力を要する作業であり、目標の検出・追跡の自動化が切望されている。 In particular, in an image taken from a distance such as an image taken from an aircraft, an image of a lifeboat or a floating object floating on the sea is very small, and the size of the surrounding wave front is not different. For this reason, it is very difficult to identify the target suspended matter from the image by distinguishing it from the surrounding wavefront, and the practical application of automatic detection has not progressed. However, visual target detection and tracking is a very labor intensive task, and automation of target detection and tracking is desired.
また、海難救助の現場に限らず、検出対象と似た形状を有する物体が一時的に出現するような画像から目標を検出する場合には、同様の問題が発生する。このため、このような画像の中から一時的に出現する物体を目標から除外し、特定の目標を確実に検出して追跡する技術が求められている。 The same problem occurs when detecting a target from an image in which an object having a shape similar to a detection target appears temporarily, not limited to a marine rescue site. For this reason, there is a need for a technique that excludes an object that temporarily appears from such an image from a target and reliably detects and tracks a specific target.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、撮影された画像の中から特定の目標を検出して追跡することが可能な画像目標検出追跡装置及び画像目標検出追跡方法並びに画像目標検出追跡プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an image target detection and tracking apparatus, an image target detection and tracking method, and an image target capable of detecting and tracking a specific target from captured images. An object is to provide a detection tracking program.
上記課題を解決するために、入力画像から目標を検出して追跡する画像目標検出追跡装置において、目標の物体を含むテンプレートの画像が格納されるテンプレート記憶手段からテンプレートを読み出し、テンプレートと入力画像を所定の単位で分割した分割画像との相関を算出し、算出結果が所定の基準値を超えた分割画像に含まれる物体を目標候補に登録する目標候補検出手段と、目標候補ごとに、目標候補を追跡対象として、目標候補が新たに検出された入力画像または目標候補の追跡に用いた入力画像より後に撮影された直近の入力画像に含まれる追跡対象の目標候補を探索し、追跡対象の目標候補が探索できたときはこの追跡対象の目標候補の追跡を継続し、追跡対象の目標候補が探索できなかったときはこの追跡対象の目標候補を目標候補から削除する候補追跡手段と、目標候補が予め決められた所定の期間、候補追跡手段によって継続して追跡され、かつ、目標候補検出手段によって目標候補として検出されたときは、目標候補を目標として特定する目標特定手段と、を有することを特徴とする画像目標検出追跡装置が、提供される。また、上記の目標候補検出手段、候補追跡手段、及び目標特定手段によって処理手順が実行される画像目標検出追跡方法が提供される。また、上記課題を解決するために、コンピュータを上記画像目標検出追跡装置と同様に機能させる画像目標検出追跡プログラム、が提供される。 In order to solve the above problems, in an image target detection and tracking device that detects and tracks a target from an input image, the template is read from a template storage unit that stores a template image including the target object, and the template and the input image are read. Target candidate detection means for calculating a correlation with a divided image divided in a predetermined unit and registering an object included in the divided image whose calculation result exceeds a predetermined reference value as a target candidate, and a target candidate for each target candidate The target candidate of the tracking target is searched for in the input image in which the target candidate is newly detected or the latest input image taken after the input image used for tracking the target candidate. If the candidate can be searched, the target candidate of the tracking target is continuously tracked. If the target candidate of the tracking target cannot be searched, the target candidate of the tracking target is continued. Candidate tracking means for deleting from the target candidates, and when the target candidates are continuously tracked by the candidate tracking means for a predetermined period and are detected as target candidates by the target candidate detecting means, There is provided an image target detection and tracking device characterized by having a target specifying means for specifying as a target. In addition, an image target detection and tracking method is provided in which a processing procedure is executed by the target candidate detection means, candidate tracking means, and target specifying means. In order to solve the above problems, an image target detection / tracking program is provided that causes a computer to function in the same manner as the image target detection / tracking apparatus.
開示の画像目標検出追跡装置及び画像目標検出追跡方法並びに画像目標検出追跡プログラムでは、入力画像が取り込まれると、目標候補検出手段及び候補追跡手段が起動される。目標候補検出手段によって、目標の物体を含むテンプレートがテンプレート記憶手段から読み出され、入力画像を所定の単位で分割した分割画像とテンプレートとの相関が算出される。そして、算出結果が所定の基準値を超える分割画像に含まれる物体が目標候補に登録される。また、候補追跡手段によって、目標候補ごとに目標候補を追跡対象として追跡処理が行われ、直近の入力画像に含まれる追跡対象の目標候補が探索される。追跡対象の目標候補が探索されたときは、この目標候補の追跡が継続される。一方、追跡対象の目標候補が探索されなかったときはこの追跡対象の目標候補を目標候補から削除する。こうして、継続して検出されたものだけが目標候補として残る。そして、目標特定手段によって、所定の期間安定的に追跡可能で、かつ、目標候補として選択されている目標候補が目標に特定される。 In the disclosed image target detection and tracking apparatus, image target detection and tracking method, and image target detection and tracking program, when an input image is captured, the target candidate detection means and candidate tracking means are activated. The template including the target object is read from the template storage unit by the target candidate detection unit, and the correlation between the divided image obtained by dividing the input image by a predetermined unit and the template is calculated. Then, an object included in a divided image whose calculation result exceeds a predetermined reference value is registered as a target candidate. Further, the candidate tracking unit performs tracking processing for each target candidate with the target candidate as a tracking target, and searches for target candidates for tracking included in the latest input image. When the target candidate to be tracked is searched, the tracking of the target candidate is continued. On the other hand, when the target candidate for tracking is not searched, the target candidate for tracking is deleted from the target candidates. Thus, only those continuously detected remain as target candidates. Then, a target candidate that can be stably tracked for a predetermined period and is selected as a target candidate is specified as a target by the target specifying means.
開示の画像目標検出追跡装置及び画像目標検出追跡方法並びに画像目標検出追跡プログラムによれば、入力画像から所定の基準を満たす目標候補を選択し、それぞれの目標候補の追跡を開始させる。そして、追跡が開始された以降も安定して追跡が可能で、目標候補として検出される候補を目標として特定する。これにより、画像に一時的に出現する検出対象と似た形状を有する物体を目標候補から排除し、特定の目標を確実に検出して追跡することが可能となる。 According to the disclosed image target detection and tracking apparatus, image target detection and tracking method, and image target detection and tracking program, target candidates that satisfy a predetermined criterion are selected from the input image, and tracking of each target candidate is started. Then, after the tracking is started, the tracking can be stably performed, and the candidate detected as the target candidate is specified as the target. Thereby, an object having a shape similar to the detection target that appears temporarily in the image can be excluded from the target candidates, and a specific target can be reliably detected and tracked.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、実施の形態の画像目標検出追跡装置の構成図である。
画像目標検出追跡装置1は、画像入力手段1a、画像記憶手段1b、テンプレート画像記憶手段1c、目標候補検出手段1d、候補テンプレート画像記憶手段1e、候補追跡手段1f、及び目標特定手段1gを有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an image target detection and tracking apparatus according to an embodiment.
The image target detection /
画像入力手段1aは、カメラ2によって撮影された画像データを取得し、画像記憶手段1bに格納する。カメラ2からは、撮影された画像データが順次送信される。画像入力手段1aは、カメラ2から画像データを受信したとき、画像記憶手段1bに格納される画像データを更新する。
The image input means 1a acquires image data photographed by the
画像記憶手段1bには、画像入力手段1aがカメラ2から取得した最新の画像データが格納されている。
テンプレート画像記憶手段1cには、目標の物体を含む目標テンプレートの画像が格納されている。
The
The template
目標候補検出手段1dは、所定のタイミング、たとえば入力画像が取得されたときに起動され、テンプレートマッチングを利用して目標候補を検出する。まず、テンプレート画像記憶手段1cに格納される目標テンプレートを読み出す。また、画像記憶手段1bに格納されている最新の画像データを読み出し、所定の単位の領域に分割する。そして、所定の単位に分割された分割画像と目標テンプレートの相関を算出し、算出結果が予め決められた所定の基準値を超える分割画像を求める。この分割画像に含まれる物体を目標候補とする。目標候補が検出された領域と、既に登録されている目標候補が候補追跡手段1fによって検出された領域とを照合し、一致する既登録の目標候補があった場合、検出されたのは、この既登録の目標候補であると判定する。一致する既登録の目標候補がなかったときは、検出された目標候補を新規に登録する。そして、その検出された目標候補が含まれる分割画像を、追跡用の候補テンプレートとして候補テンプレート画像記憶手段1eに格納する。また、目標候補に識別記号(以下、IDとする)を割り当て、目標候補が検出された入力画像上の領域をIDに関連付けて記憶しておく。なお、画像の相関は、差分の絶対値の総和、あるいは差分の2乗和を算出する方法など、さまざまな手法により求めることができる。画像の相関の算出には、このような公知の手法を適宜選択して用いるとし、詳細は省略する。
The target
候補テンプレート画像記憶手段1eには、目標候補検出手段1dが目標候補に登録した候補の画像が候補テンプレートとして格納されている。
候補追跡手段1fは、入力画像が取得されたときなど、所定のタイミングで起動され、テンプレートマッチングを利用して目標候補を追跡対象として、目標候補ごとに追跡処理を行う。追跡処理は、最初に目標候補が検出された入力画像、または前回追跡処理を行った入力画像よりも後に撮影された画像を用いて行う。まず、この目標候補の候補テンプレートを候補テンプレート画像記憶手段1eから読み出すとともに、画像記憶手段1bに格納されている最新の画像データを読み出して所定の領域に分割し、候補テンプレートとのマッチングをとる。このとき、マッチングは、目標候補に関連付けて記憶されている目標候補が検出された入力画像上の領域、または前回追跡対象の目標候補が検出された入力画像上の領域を中心とし、その周辺の所定の領域で行う。そして、追跡対象の目標候補が検出されたときは、検出された領域の位置を目標候補のIDに関連付けて記憶するとともに、追跡処理を継続させる。一方、追跡対象の目標候補が検出されなかったときは、この追跡対象の目標候補を目標候補から削除する。
In the candidate template
The
目標特定手段1gは、目標候補ごとに、目標として特定されるかどうかを判定する。予め決められた所定の期間、目標候補が、候補追跡手段1fによって継続的に追跡されており、かつ、目標候補検出手段1dによって目標候補として検出されているとき、この目標候補を目標として特定する。
The target specifying unit 1g determines whether each target candidate is specified as a target. When a target candidate is continuously tracked by the
このような画像目標検出追跡装置1では、カメラ2から送信される画像データは、画像入力手段1aが入力し、画像記憶手段1bに格納する。画像記憶手段1bに格納される画像データは、画像入力手段1aによって適宜更新されている。また、テンプレート画像記憶手段1cには、目標物を検出するためのテンプレートが予め格納されている。
In such an image target detection and
所定のタイミング、少なくとも新たな入力画像が取得されたあとに、目標候補検出手段1dと、候補追跡手段1fとが起動される。目標候補検出手段1dは、画像記憶手段1bに格納される画像入力手段1aが取得した入力画像を所定の単位に分割し、分割画像と目標テンプレートの相関を算出する。そして、算出結果が予め決められた所定の基準値を超える分割画像に含まれる物体を目標候補と判定する。それが既登録の目標候補でなければ、目標候補として新たに登録する。このとき、この目標候補の物体が検出された分割画像を候補テンプレートとして候補テンプレート画像記憶手段1eに格納しておく。候補追跡手段1fは、登録されている目標候補ごとに、入力画像を所定の単位に分割し、分割画像と追跡対象の目標候補の候補テンプレートとのマッチングをとり、追跡対象の目標候補の画像が検出される入力画像上の位置を探索する。追跡対象の目標候補が検出されないときは、この追跡対象の目標候補の登録を削除する。検出されたときは、追跡対象の目標候補の位置を記憶し、追跡を継続する。目標特定手段1gは、目標候補ごとに、その目標候補が候補追跡手段1fによって安定的に追跡され、かつ、目標候補検出手段1dによって目標候補として検出されているかどうかを判定する。そして、所定の期間この状態が継続されていれば、目標候補を目標に特定する。なお、目標に特定された後も、継続して候補追跡手段1fによって追跡することができるが、別途、目標用の追跡手段を設けて追跡させるようにしてもよい。
After at least a new input image is acquired at a predetermined timing, the target
このように、入力画像から所定の基準を満たす目標候補を選択し、それぞれの目標候補の追跡を開始させる。そして、追跡できなかった物体を目標候補から除外する。一時的に出現する物体は、継続的に追跡することができないため、目標候補から除外される。一方、検出対象の目標であれば、継続して追跡できる。こうして、追跡が開始された以降も安定して追跡が可能で、かつ、目標テンプレートによって目標候補として検出される物体が目標として特定される。これにより、画像に一時的に出現する検出対象と似た形状を有する物体を目標候補から排除し、特定の目標を確実に検出して追跡することが可能となる。 In this way, target candidates that satisfy a predetermined criterion are selected from the input image, and tracking of each target candidate is started. Then, the object that could not be tracked is excluded from the target candidates. Objects that appear temporarily are excluded from target candidates because they cannot be tracked continuously. On the other hand, if the target is a detection target, it can be continuously tracked. In this way, an object that can be stably tracked after the start of tracking and is detected as a target candidate by the target template is specified as a target. Thereby, an object having a shape similar to the detection target that appears temporarily in the image can be excluded from the target candidates, and a specific target can be reliably detected and tracked.
以下、実施の形態を、ヘリコプターなどから赤外線カメラによって撮影された海上の画像から救命ボートなどの目標物を検出し、これを追跡する画像目標検出追跡装置の場合を例にとり、詳細に説明する。このような画像では、検出対象の目標物と似た形状を有する物体(波頭など)が一時的に出現することが知られている。 Hereinafter, embodiments will be described in detail by taking as an example an image target detection and tracking device that detects a target such as a lifeboat from a marine image photographed by an infrared camera from a helicopter or the like and tracks the target. In such an image, it is known that an object (such as a wave front) having a shape similar to the target object to be detected appears temporarily.
まず、航空機などによって遠方から撮影された海上の画像について説明する。図2は、撮影画像の一例を示した図である。(A)は遠方から撮影された海上の画像の一例であり、(B)は(A)の明度の高い箇所を示した図であり、(A)の画像を説明するための図である。 First, an image of the sea taken from a distance by an aircraft or the like will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a captured image. (A) is an example of the image of the sea image | photographed from far away, (B) is the figure which showed the location with the high brightness of (A), and is a figure for demonstrating the image of (A).
(A)の画像に示されたように、航空機などによって遠方から海上を撮影すると、救命ボートなどの検出目標(図の白丸で囲まれた部分)と、検出目標周辺の波頭と、が高い明度で表される画像が得られる。 As shown in the image of (A), when the sea is photographed from a distance by an aircraft or the like, the detection target such as a lifeboat (the part surrounded by a white circle in the figure) and the wave front around the detection target have high brightness. Is obtained.
(B)は、(A)の画像において、所定の明度を有する部分を丸、または楕円で表現した図である。丸で示した検出目標201は、(A)の画像において白丸で囲まれた検出目標を表している。また、楕円で示した波頭202は、(A)の画像における周辺の波頭を表している。この画像を用いて検出目標201を検出するための目標テンプレートを用意し、画像相関による目標検出を行うと、検出目標201に加え、周辺の波頭202も検出される。 (B) is the figure which expressed the part which has predetermined | prescribed brightness with the circle | round | yen or an ellipse in the image of (A). A detection target 201 indicated by a circle represents a detection target surrounded by a white circle in the image of (A). A wavefront 202 indicated by an ellipse represents a peripheral wavefront in the image of (A). When a target template for detecting the detection target 201 is prepared using this image and target detection is performed by image correlation, the peripheral wave front 202 is detected in addition to the detection target 201.
実施の形態の画像目標検出追跡装置1は、目標候補として検出される複数の検出目標201及び波頭202とから検出目標201を特定し、その追跡を行う。
ここで、画像目標検出追跡装置1のハードウェア構成について説明する。図3は、画像目標検出追跡装置のハードウェア構成例を示したブロック図である。
The image target detection /
Here, the hardware configuration of the image target detection and tracking
画像目標検出追跡装置1は、CPU(Central Processing Unit)101によって装置全体が制御されている。CPU101には、バス107を介してRAM(Random Access Memory)102、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)103、グラフィック処理装置104、入力インタフェース105、通信インタフェース106が接続されている。
The entire image target detection /
RAM102には、CPU101に実行させるOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、CPU101による処理に必要な各種データが格納される。HDD103には、OSやアプリケーションのプログラムが格納される。グラフィック処理装置104には、モニタ108が接続されており、CPU101からの命令に従って画像をモニタ108の画面に表示させる。入力インタフェース105には、キーボード109aやマウス109bが接続されており、キーボード109aやマウス109bから送られてくる信号を、バス107を介してCPU101に送信する。通信インタフェース106は、図示しないネットワークに接続されており、ネットワークを介してカメラ2から画像データを受信する。
The
このようなハードウェア構成によって、画像目標検出追跡装置1の処理機能を実現することができる。
次に、画像目標検出追跡装置1の目標候補検出手段1d及び候補追跡手段1fを実現するソフトウェア構成について説明する。図4は、画像目標検出追跡装置の主要部のソフトウェア構成例を示した図である。
With such a hardware configuration, the processing function of the image target detection and tracking
Next, a software configuration for realizing the target
画像目標検出追跡装置1の主要部は、記憶部110、目標候補検出部120、候補追跡部130、及び目標特定部140を備える。なお、目標候補検出部120及び候補追跡部130は、入力画像を所定の単位の領域に分割した分割画像とテンプレートとのマッチング処理を行う。以下、この分割画像をブロックと呼ぶ。
The main part of the image target detection /
記憶部110は、各種情報を記憶する記憶手段であり、入力画像111、目標テンプレート112、候補テンプレート113、候補管理情報114、及び候補保存メモリ管理情報115を記憶する。入力画像111は、カメラで撮影された画像データである。目標テンプレート112は、検出対象の目標の形状を含むテンプレートの画像データである。候補テンプレート113は、目標候補が新たに登録されるごとに、目標候補に関連付けて記憶される目標候補を含む候補テンプレートの画像データである。候補管理情報114には、登録された目標候補を管理するための情報が設定される。候補保存メモリ管理情報115には、追跡対象の目標候補の追跡に用いる候補テンプレートを管理するための情報が設定される。各情報の詳細は後述する。
The storage unit 110 is a storage unit that stores various types of information, and stores an
目標候補検出部120は、テンプレートマッチング処理部121と、候補情報設定部122とを有する目標候補検出手段である。テンプレートマッチング処理部121は、入力画像111と目標テンプレート112を読み出し、テンプレートマッチングを行う。たとえば、入力画像のブロックの画素と、テンプレートの画素との差分絶対値を計算し、その差分絶対値のブロック内総和を計算して画像相関を算出する。そして、算出結果に基づいて、所定の基準を超えた分割画像に含まれる物体を目標候補とする。目標候補が検出されたブロックは、候補情報設定部122に通知される。候補情報設定部122は、通知された目標候補が新たに検出された目標候補であるかどうかを判定し、判定結果に応じて候補管理情報114を設定する。新たに検出された目標候補であれば、この目標候補に新規IDを付与し、候補管理情報114に新規登録する。新たに検出された目標候補でない場合は、一致する既登録の目標候補を検索し、検索された目標候補に関する登録情報を更新する。ここでは、目標候補として検出されたことを示す検出カウンタをインクリメントする。
The target candidate detection unit 120 is a target candidate detection unit having a template
候補追跡部130は、トラッキング処理部131と、管理情報更新部132とを有する候補追跡手段である。トラッキング処理部131の追跡処理は、目標候補ごとに設定される候補テンプレート113を読み出し、入力画像111のブロックとパターンマッチングを行って、目標候補が検出されるブロックを探索して行う。その追跡結果は、管理情報更新部132に通知する。管理情報更新部132は、トラッキング処理部131の追跡結果に基づき、追跡が可能であった目標候補に関し、候補管理情報114の該当する情報を更新する。ここでは、追跡できたことを示す追跡カウンタをインクリメントする。追跡ができなかったときは、この目標候補を候補管理情報114から削除する。
The candidate tracking unit 130 is a candidate tracking unit that includes a
目標特定部140は、目標特定手段である。記憶部110に格納される候補管理情報114を読み出し、候補管理情報114に基づいて、登録されている目標候補の中から目標を特定する。ここでは、目標候補の検出カウンタと追跡カウンタとが、所定の閾値を超えたとき、この目標候補を目標に特定する。
The
次に、候補管理情報114及び候補保存メモリ管理情報115から成る管理情報について説明する。図5は、管理情報の一例を示した図である。(A)は、候補管理情報の一例を示した図である。(B)は、候補保存メモリ管理情報の一例を示した図である。
Next, management information including
(A)の候補管理情報は、候補番号(ID)1140a、入力画像内での位置(座標)1140b、候補保存メモリ内のブロック番号1140c、追跡カウント1140d、検出カウント1140e、及び次の候補データへのポインタ1140fの各情報項目を有する。
The candidate management information of (A) includes candidate number (ID) 1140a, position (coordinates) 1140b in the input image,
候補番号(ID)1140aには、目標候補検出部120が目標候補を新たに検出したときに付与する一意の識別番号が格納される。入力画像内での位置(座標)1140bには、目標候補が検出された画像ブロックの入力画像上の位置を示す座標が格納される。たとえば、各ブロックの左上の頂点の座標が、ブロックの位置座標として設定される。候補保存メモリ内のブロック番号1140cには、目標候補の追跡に使用する候補テンプレートが格納される保存メモリの番号が格納される。追跡カウント1140dには、候補追跡部130が追跡対象の目標候補の追跡が可能であったときにインクリメントされるカウンタのカウント値が格納される。検出カウント1140eには、目標候補検出部120が、この目標候補を検出したときにインクリメントされるカウンタのカウント値が格納される。次の候補データへのポインタ1140fには、目標候補として登録されている次のIDの目標候補に関する候補管理情報が格納されるメモリを指示するポインタが格納される。この目標候補が最後であるときは、空コード(NULL)が設定される。
The candidate number (ID) 1140a stores a unique identification number assigned when the target candidate detection unit 120 newly detects a target candidate. The position (coordinates) 1140b in the input image stores coordinates indicating the position on the input image of the image block in which the target candidate is detected. For example, the coordinates of the upper left vertex of each block are set as the position coordinates of the block. The
(B)の候補保存メモリ管理情報は、インデックス1150a、候補テンプレートを保存するブロックの座標データ1150b、及び使用中フラグ1150cの各情報項目を有する。
The candidate storage memory management information of (B) includes information items of an
インデックス1150aは、候補テンプレートの画像データを格納するために用意されたブロックを指示する。ここでは簡単のため、入力画像のブロック番号B1,B2,・・・,Bn(nは任意の整数)の番号に対応し、同サイズの候補テンプレート保存用のブロックが用意されているとする。入力画像のブロックと区別するため、b1,b2,・・・,bnと表記する。ブロックの座標データ1150bは、各ブロック(b1,b2,・・・,bn)の位置を示す座標が格納される。入力画像のブロックと同様に、各ブロックの左上の頂点の座標を位置座標とする。使用中フラグ1150cは、対応するブロックが候補テンプレート保存領域として使用されているかどうかを示すフラグである。使用中であれば1、使用中でなければ0が設定される。また、ブロックが存在しないときは、空コードが設定される。
The
以上の管理情報を参照して、目標候補検出処理、候補追跡処理、及び目標特定処理が実行される。
具体例を用いて上記各処理部による画像目標検出追跡処理について説明する。図6は、入力画像と目標テンプレートの一例を示した図である。
The target candidate detection process, candidate tracking process, and target specifying process are executed with reference to the above management information.
The image target detection tracking process by each processing unit will be described using a specific example. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an input image and a target template.
図の例では、入力画像1110を、行方向に8、列方向に7のブロックに分割している。便宜的に、入力画像1110の左上のブロックをブロック1(以下、B1とする)1111とし、行方向にB2,B3,・・・,B8と番号を割り当て、次以降も同様に、左端のブロックを全行の最後の番号の次の番号として、順に番号を割り当てる。 In the illustrated example, the input image 1110 is divided into 8 blocks in the row direction and 7 blocks in the column direction. For convenience, the upper left block of the input image 1110 is referred to as block 1 (hereinafter referred to as B1) 1111 and numbers B2, B3,..., B8 are assigned in the row direction. Are sequentially assigned as the numbers next to the last number in all rows.
目標候補検出部120では、テンプレートマッチング処理部121が、ブロックと同サイズの目標テンプレート1120の画像と、各ブロックの画像との相関を算出する。たとえば、B1から順に、ブロック番号の順にB56まで目標テンプレート1120の画像との相関を算出する。そして、算出結果が所定の基準値を超えたブロックに含まれる物体を目標候補とする。図の例では、テンプレートマッチング処理部121は、ブロックT1(1112)から目標候補1、ブロックT2(1113)から目標候補2、及びブロックT3(1114)から目標候補3を検出し、T1(1112)のブロック座標(x1,y1)、T2(1113)のブロック座標(x2,y2)、及びT3(1114)のブロック座標(x3,y3)が候補情報設定部122に通知される。
In the target candidate detection unit 120, the template
候補情報設定部122は、通知に基づいて、候補管理情報114と、候補保存メモリ管理情報115を設定する。まず、これらの目標候補は、すべて新たに検出された目標候補であるとして、説明を続ける。
The candidate
T1(1112)で検出された目標候補1に関する候補管理情報114について説明する。まず、目標候補1にID「1」が付与され、候補番号(ID)1140aに登録される。入力画像内での位置(座標)1140bに、T1(1112)の位置座標「(x1,y1)」が登録される。また、このT1(1112)の画像データを候補テンプレートとして、候補保存メモリに登録する。ここでは、候補保存メモリのブロックb1に登録するとし、候補保存メモリ内のブロック番号1140cに「1」を登録する。そして、候補保存メモリ管理情報115に基づいて、ブロックb1の座標データを読み出し、該当するメモリ領域にT1(1112)の画像データを格納し、使用中フラグ1150cを使用中「1」に設定する。さらに、追跡カウント1140dを「0」、検出カウント1140eを「1」に初期化する。次の候補データがあるときは、そのポインタをセットする。ここでは、T2(1113)で検出された目標候補2の候補管理情報を指示するポインタが、次の候補データへのポインタ1140fに登録される。
The
T2(1113)で検出された目標候補2、及びT3(1114)で検出された目標候補についても同様の処理が行われる。
図7は、候補情報設定部の処理終了後の管理情報の一例を示した図である。(A)は候補管理情報の例、(B)は候補保存メモリ管理情報の例を示している。
Similar processing is performed for the
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of management information after the processing of the candidate information setting unit. (A) shows an example of candidate management information, and (B) shows an example of candidate storage memory management information.
(A)に示した候補管理情報の例は、目標候補1の候補管理情報1141、目標候補2の候補管理情報1142、及び目標候補3の候補管理情報1143が、ポインタによってリンクされる構造をとっている。
The example of candidate management information shown in (A) has a structure in which
候補管理情報1141は、上述の通りである。なお、図では、追跡カウント及び検出カウントは、上記の説明の初期状態から更新された状態を示している。候補管理情報1142には、目標候補のID「2」、T2(1113)の位置座標「(x2,y2)」、候補保存メモリ内のブロック番号の「3」、及び追跡カウントと検出カウント、次目標候補の候補管理情報を指示するポインタが格納されている。候補管理情報1143には、目標候補のID「3」、T3(1114)の位置座標「(x3,y3)」、候補保存メモリ内のブロック番号の「4」、及び追跡カウントと検出カウントが格納されている。なお、次目標候補はないことから、次の候補データへのポインタは、空コードが設定されている。
The
(B)に示した候補保存メモリ管理情報1150には、(A)の候補管理情報1141,1142,1143の候補保存メモリ内のブロック番号に登録されたブロック番号の候補保存メモリが使用中であることが示されている。具体的には、目標候補1の候補テンプレートの画像データが格納されるブロックb1、目標候補2の候補テンプレートの画像データが格納されるブロックb3、及び目標候補3の候補テンプレートの画像データが格納されるブロックb4に対応する使用中フラグが、使用中(「1」)に設定されている。
In the candidate storage
次に、候補管理情報1141,1142,1143の状態から候補追跡部130が行う処理について説明する。候補追跡部130は、目標候補1の候補管理情報1141から順に、リンク情報を辿って順次目標候補の追跡処理を行う。そして、次の候補データへのポインタに、空コードが検出された時点で処理を終了する。
Next, processing performed by the candidate tracking unit 130 from the state of the
目標候補1の場合で説明する。トラッキング処理部131は、目標候補1の候補管理情報1141を読み出し、入力画像内での位置(座標)「(x1,y1)」に基づいて目標候補1の探索範囲を決める。探索範囲は、入力画像が更新される周期や、トラッキング処理の周期、検出対象の物体の推定移動速度などに応じて経験的に決められる。また、画像から検出対象の物体の移動速度を測定し、測定結果に基づいて検出範囲が適宜調整されるようにしてもよい。たとえば、目標候補が検出されたブロックに隣接するブロックを範囲とすると、目標候補1が検出されたT1(1112)と、その周辺のブロック、B9,B10,B11,B17,B19,B25,B26,B27が探索範囲になる。この探索範囲のブロックの画像と、候補管理情報1141の候補保存メモリ内のブロック番号で指示される目標候補1の候補テンプレートとのマッチングを行い、目標候補1を検出する。この場合の候補テンプレートは、目標候補1検出時に候補保存メモリのブロックb1に格納されたT1(1112)の画像データである。管理情報更新部132には、目標候補1が検出されたときは、検出されたブロック番号、またはその座標が通知され、検出されないときは検出不可が通知される。管理情報更新部132は、目標候補1が検出されたときは、通知されたブロックの座標を候補管理情報1141の入力画像内での位置(座標)に登録し、追跡カウントをインクリメントする。目標候補1が検出されなかったときは、目標候補1の登録を削除する。たとえば、目標候補1の候補管理情報1141を指示しているポインタを、目標候補2の候補管理情報1142に変更する。なお、ここでは、検出不可ですぐに目標候補から削除するとしたが、所定の期間検出不可のときに削除するとしてもよい。目標候補2、及び目標候補3について同様の処理が行われ、候補管理情報1142,1143が更新される。
The case of
次に、目標候補検出部120の処理について説明する。テンプレートマッチング処理部121が、目標テンプレート1120を用いて、目標テンプレート1120との相関が所定の基準値を超えたブロックに含まれる物体を目標候補とし、検出されたブロックの座標が候補情報設定部122に通知されることは、上記と同様である。候補情報設定部122は、候補管理情報114に登録があるときは、通知されたブロックの座標と、既に登録されている目標候補に関する入力画像内での位置(座標)とを照合する。一致する候補管理情報が検出されたときは、この目標候補が検出されたと判断し、この候補管理情報の検出カウントをインクリメントする。一方、一致する候補管理情報が検出されなかったときは、新たな目標候補に設定し、候補管理情報に登録する。
Next, the process of the target candidate detection unit 120 will be described. Using the target template 1120, the template
以上の処理が行われ、候補管理情報は更新されていく。目標特定部140は、候補管理情報を読み出し、目標候補ごとに検出カウント及び追跡カウントが所定の閾値を超えたかどうかを判定する。そして、所定の閾値を超えた目標候補を目標に特定する。なお、目標候補を目標として特定するための判定基準は、検出対象に応じて適宜設定することができる。たとえば、検出カウントと追跡カウントとの比率が一定値を超えたときといった判定基準や、条件に応じて判定基準を可変にするなどの判定ルールを設定してもよい。
The above processing is performed and the candidate management information is updated. The
図8は、目標特定までの処理の流れを目標候補の画像変化とともに示した図である。
図では、時刻1、時刻2、時刻3、時刻4と時間が経過していく。画像は、各目標候補の画像の変化を経過時間とともに示したものである。たとえば、目標候補1の画像は、時刻1では画像301、時刻2では画像311、時刻3では画像321、時刻4では画像331の状態になる。目標候補2の画像は、時刻1では画像302、時刻2では画像312、時刻3では画像322、時刻4では画像332の状態になる。そして、目標候補3は、時刻1では画像303、時刻2では画像313、時刻3では画像323の状態になる。
FIG. 8 is a diagram showing a flow of processing up to target specification together with image changes of target candidates.
In the figure,
まず、時刻1において、目標候補検出部120によって、目標候補1、目標候補2、及び目標候補3が初めて検出されたとする。このときの目標候補の探索は、目標テンプレート1120を用いて行われる。このとき目標候補が検出された画像、すなわち、目標候補1の画像301、目標候補2の画像302、及び目標候補3の画像303は、それぞれの目標候補の候補テンプレートとして登録される。
First, it is assumed that target candidate detection unit 120 detects
時刻2における動作について説明する。目標候補1の時刻1における画像301は、時刻2において画像311の状態に変化するが、候補追跡部130によって目標候補1として検出される。目標候補2の時刻1における画像302は、時刻2においても画像312の状態と変化は少なく、候補追跡部130によって目標候補2として検出される。そして、目標候補3の時刻1における画像303は、時刻2において画像313の状態に変化するが、候補追跡部130によって目標候補3として検出される。
The operation at
時刻3における動作について説明する。目標候補1の時刻2における画像311は、時刻3において画像321の状態に変化するが、候補追跡部130によって目標候補1として検出される。目標候補2の時刻2における画像312は、時刻3においても画像322の状態と変化は少なく、候補追跡部130によって目標候補2として検出される。そして、目標候補3の時刻2における画像313は、時刻3において画像323の状態に変化するため、候補追跡部130は目標候補3の検出ができない。この結果、追跡不能となり、目標候補3は目標候補から削除される。
The operation at
時刻4における動作について説明する。目標候補1の時刻3における画像321は、時刻4において画像331の状態に変化し、候補追跡部130では目標候補1の検出ができない。このため、追跡不能となり、目標候補1についても、目標候補から削除される。目標候補2の時刻3における画像322は、時刻4においても画像332の状態と変化は少なく、候補追跡部130によって目標候補2として検出される。
The operation at
以上の処理が行われることにより、波頭などによって一時的に発生する目標候補(目標候補1及び目標候補3)は、波頭の消滅とともに消え、目標候補からも外される。そして、継続的、かつ安定的に検出された目標候補2が目標に特定される。
By performing the above processing, the target candidates (
なお、上記の説明では、目標候補検出部120の動作について省略したが、目標候補検出部120の検出結果を加味することによって、より正確に目標を特定することが可能になる。 In the above description, the operation of the target candidate detection unit 120 is omitted. However, by adding the detection result of the target candidate detection unit 120, the target can be specified more accurately.
次に、画像目標検出追跡装置が行う画像目標検出追跡方法についてフローチャートを用いて説明する。
図9は、画像目標検出追跡方法の処理手順の全体を示したフローチャートである。
Next, an image target detection and tracking method performed by the image target detection and tracking apparatus will be described using a flowchart.
FIG. 9 is a flowchart showing the entire processing procedure of the image target detection and tracking method.
所定の周期で処理が開始される。
[ステップS01] カメラが撮影した画像データを入力する。
[ステップS02] 候補管理情報を読み出し、候補管理情報に目標候補が登録されているかどうかを調べる。目標候補が登録されているときは、処理をステップS03に進める。目標候補が登録されていないときは、処理をステップS04に進める。
Processing is started at a predetermined cycle.
[Step S01] Image data captured by the camera is input.
[Step S02] The candidate management information is read out, and it is checked whether or not the target candidate is registered in the candidate management information. If the target candidate is registered, the process proceeds to step S03. If the target candidate is not registered, the process proceeds to step S04.
[ステップS03] 目標候補が登録されているときは、候補管理情報に基づいて、入力画像から目標候補を検出して、目標候補を追跡する追跡処理を行う。詳細は後述する。
[ステップS04] 目標候補が登録されていないとき、あるいは、目標候補の追跡処理が終了したときは、入力画像から目標候補を検出する目標候補検出処理を行う。詳細は後述する。
[Step S03] When the target candidate is registered, the target candidate is detected from the input image based on the candidate management information, and tracking processing for tracking the target candidate is performed. Details will be described later.
[Step S04] When the target candidate is not registered, or when the target candidate tracking process is completed, the target candidate detection process for detecting the target candidate from the input image is performed. Details will be described later.
[ステップS05] ステップS03の目標候補追跡処理と、ステップS04の目標候補検出処理とに基づいて、目標候補の中から目標を特定する。
各処理について説明する。
[Step S05] Based on the target candidate tracking process in step S03 and the target candidate detection process in step S04, a target is specified from the target candidates.
Each process will be described.
図10は、目標候補追跡処理の処理手順を示したフローチャートである。
[ステップS31] 処理を行う対象の目標候補n(nは任意の整数)を、目標候補1に初期化する。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure for target candidate tracking processing.
[Step S31] A target candidate n (n is an arbitrary integer) to be processed is initialized to a
[ステップS32] 目標候補nの追跡処理を行う。具体的には、候補管理情報に基づいて、目標候補nが検出された入力画像内での位置(座標)で示される周辺ブロックの画像と、候補保存メモリ内のブロック番号によって示される候補テンプレートの画像とのマッチングを行って、目標候補を追跡する。 [Step S32] The target candidate n is tracked. Specifically, based on the candidate management information, an image of a peripheral block indicated by a position (coordinates) in the input image where the target candidate n is detected, and a candidate template indicated by a block number in the candidate storage memory The target candidate is tracked by matching with the image.
[ステップS33] 目標候補が追跡可であったかどうかを判定する。追跡可のときは、処理をステップS34に進める。追跡不可のときは、処理をステップS35に進める。
[ステップS34] 目標候補が追跡可のときは、目標候補nの追跡カウントをインクリメントし、処理をステップS36に進める。
[Step S33] It is determined whether the target candidate is traceable. If tracking is possible, the process proceeds to step S34. If tracking is impossible, the process proceeds to step S35.
[Step S34] If the target candidate is traceable, the tracking count of the target candidate n is incremented, and the process proceeds to step S36.
[ステップS35] 目標候補が追跡不可のときは、目標候補nを目標候補から削除する。
[ステップS36] 全候補が終了したかどうかを判定する。終了したときは、処理を終了する。終了していないときは、nを1進め、ステップS32に戻って次の目標候補に対する処理を行う。
[Step S35] When the target candidate cannot be tracked, the target candidate n is deleted from the target candidates.
[Step S36] It is determined whether all candidates have been completed. When finished, the process ends. If not completed, n is incremented by 1, and the process returns to step S32 to process the next target candidate.
以上の処理手順が実行されることにより、目標候補が追跡される。そして、追跡不可となった目標候補は、候補から削除される。これにより、一時的に発生する検出対象と似た形状を持つ物体を目標から除外することができる。 The target candidate is tracked by executing the above processing procedure. Then, the target candidate that cannot be tracked is deleted from the candidates. Thereby, an object having a shape similar to a detection target that occurs temporarily can be excluded from the target.
図11は、目標候補検出処理の処理手順を示したフローチャートである。
[ステップS41] 処理を行う対象の入力画像のブロック番号m(mは任意の整数)を、B1に初期化する。
FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of target candidate detection processing.
[Step S41] The block number m (m is an arbitrary integer) of the input image to be processed is initialized to B1.
[ステップS42] 入力画像のブロックBmの画像と、目標テンプレートの画像との相関を算出する。
[ステップS43] ステップS42で算出された相関値が基準値以上であるかどうかを判定する。基準値を超えているときは、処理をステップS44に進める。基準値を超えていないときは、処理をステップS48に進める。
[Step S42] The correlation between the image of the block Bm of the input image and the image of the target template is calculated.
[Step S43] It is determined whether the correlation value calculated in step S42 is greater than or equal to a reference value. If it exceeds the reference value, the process proceeds to step S44. If it does not exceed the reference value, the process proceeds to step S48.
[ステップS44] 相関値が基準値を超えているときは、このブロック番号mを、既に候補管理情報に登録された既目標候補の入力画像内での位置(座標)と照合する。一致していれば、一致した目標候補の画像であると判定する。一致していないときは、新規候補であると判定する。 [Step S44] When the correlation value exceeds the reference value, this block number m is collated with the position (coordinates) in the input image of the already-targeted candidate already registered in the candidate management information. If they match, it is determined that the images are matched target candidates. If they do not match, it is determined to be a new candidate.
[ステップS45] ブロックBmの物体が新規候補であるかどうかを判定する。新規候補であるときは、処理をステップS46に進める。新規候補でないときは、処理をステップS47に進める。 [Step S45] It is determined whether the object of the block Bm is a new candidate. If it is a new candidate, the process proceeds to step S46. If it is not a new candidate, the process proceeds to step S47.
[ステップS46] ブロックBmの物体が新規候補のときは、目標候補として候補管理情報に登録を追加し、処理をステップS48に進める。
[ステップS47] ブロックBmの物体が新規候補でないときは、ステップS43で検出されたブロックmと入力画像内での位置(座標)が同じ目標候補の検出カウントをインクリメントする。
[Step S46] If the object in the block Bm is a new candidate, registration is added to the candidate management information as a candidate candidate, and the process proceeds to step S48.
[Step S47] When the object of the block Bm is not a new candidate, the detection count of the target candidate having the same position (coordinates) in the input image as the block m detected in step S43 is incremented.
[ステップS48] 入力画像の全ブロックが終了したかどうかを判定する。終了したときは、処理を終了する。終了していないときは、mを1進め、ステップS42に戻って次のブロックに対する処理を行う。 [Step S48] It is determined whether all blocks of the input image have been completed. When finished, the process ends. If not completed, m is advanced by 1, and the process returns to step S42 to process the next block.
以上の処理手順が実行されることにより、新たな目標候補が検出される。また、既登録の目標候補については、目標テンプレートとのマッチングがとれるかどうかが検出される。 By executing the above processing procedure, a new target candidate is detected. For registered target candidates, whether or not matching with the target template can be detected is detected.
図12は、目標特定処理の処理手順を示したフローチャートである。
[ステップS51] 処理を行う対象の目標候補nを、目標候補1に初期化する。
[ステップS52] 目標候補nに関する候補管理情報から、目標候補nの検出カウントと追跡カウントとを読み出す。
FIG. 12 is a flowchart showing the processing procedure of the target specifying process.
[Step S51] The target candidate n to be processed is initialized to the
[Step S52] The detection count and tracking count of the target candidate n are read from the candidate management information related to the target candidate n.
[ステップS53] 読み出した検出カウントと、追跡カウントとを評価する。たとえば、検出カウントと、追跡カウントとが、予め決められた閾値を超えているかどうかが評価される。 [Step S53] The detected detection count and the tracking count are evaluated. For example, it is evaluated whether the detection count and the tracking count exceed a predetermined threshold.
[ステップS54] ステップS53における評価の結果、目標候補nが目標に特定可であるどうかを判定する。目標に特定できるときは、処理をステップS55に進める。目標に特定できないときは、処理をステップS56に進める。 [Step S54] As a result of the evaluation in step S53, it is determined whether the target candidate n can be specified as a target. If the target can be specified, the process proceeds to step S55. If the target cannot be specified, the process proceeds to step S56.
[ステップS55] 目標候補nを目標に特定できるときは、目標候補nを目標に設定する。
[ステップS56] 全候補が終了したかどうかを判定する。終了したときは、処理を終了する。終了していないときは、nを1進め、ステップS52に戻って次の目標候補に対する処理を行う。
[Step S55] When the target candidate n can be specified as the target, the target candidate n is set as the target.
[Step S56] It is determined whether all candidates have been completed. When finished, the process ends. If not completed, n is advanced by 1, and the process returns to step S52 to process the next target candidate.
以上の処理手順が行われることにより、継続的に追跡可能で、安定して検出できた目標候補が目標に特定される。
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、画像目標検出追跡装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置(HDD)、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープなどがある。光ディスクには、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)などがある。光磁気記録媒体には、MO(Magneto-Optical disk)などがある。
By performing the above processing procedure, target candidates that can be continuously tracked and detected stably are identified as targets.
The above processing functions can be realized by a computer. In that case, a program describing the processing contents of the functions that the image target detection and tracking apparatus should have is provided. By executing the program on a computer, the above processing functions are realized on the computer. The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory. Examples of the magnetic recording device include a hard disk device (HDD), a flexible disk (FD), and a magnetic tape. Optical disks include DVD (Digital Versatile Disc), DVD-RAM, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), CD-R (Recordable) / RW (ReWritable), and the like. Magneto-optical recording media include MO (Magneto-Optical disk).
プログラムを流通させる場合には、たとえば、そのプログラムが記録されたDVD、CD−ROMなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 When distributing the program, for example, portable recording media such as a DVD and a CD-ROM in which the program is recorded are sold. It is also possible to store the program in a storage device of a server computer and transfer the program from the server computer to another computer via a network.
プログラムを実行するコンピュータは、たとえば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。 The computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. Further, each time the program is transferred from the server computer, the computer can sequentially execute processing according to the received program.
(付記1) 入力画像から目標を検出して追跡する画像目標検出追跡装置において、
目標の物体を含むテンプレートの画像が格納されるテンプレート記憶手段から前記テンプレートを読み出し、前記テンプレートと前記入力画像を所定の単位で分割した分割画像との相関を算出し、算出結果が所定の基準値を超えた前記分割画像に含まれる物体を目標候補に登録する目標候補検出手段と、
前記目標候補ごとに、前記目標候補を追跡対象として、前記目標候補が新たに検出された入力画像または前記目標候補の追跡に用いた入力画像より後に撮影された直近の入力画像に含まれる前記追跡対象の目標候補を探索し、前記追跡対象の目標候補が探索できたときは前記追跡対象の目標候補の追跡を継続し、前記追跡対象の目標候補が探索できなかったときは前記追跡対象の目標を前記目標候補から削除する候補追跡手段と、
前記目標候補が予め決められた所定の期間、前記候補追跡手段によって継続して追跡され、かつ、前記目標候補検出手段によって前記目標候補として検出されたときは、前記目標候補を目標として特定する目標特定手段と、
を有することを特徴とする画像目標検出追跡装置。
(Supplementary Note 1) In an image target detection and tracking device that detects and tracks a target from an input image,
The template is read from a template storage unit that stores a template image including a target object, a correlation between the template and a divided image obtained by dividing the input image by a predetermined unit is calculated, and the calculation result is a predetermined reference value Target candidate detection means for registering an object included in the divided image exceeding the target candidate;
For each target candidate, with the target candidate as a tracking target, the tracking included in the input image in which the target candidate is newly detected or the latest input image taken after the input image used for tracking the target candidate The target candidate for the target is searched, and when the target candidate for the tracking target can be searched, the tracking of the target candidate for the tracking target is continued, and when the target candidate for the tracking target cannot be searched, the target of the tracking target Candidate tracking means for deleting from the target candidates,
A target that identifies the target candidate as a target when the target candidate is continuously tracked by the candidate tracking unit for a predetermined period and is detected as the target candidate by the target candidate detection unit Specific means,
An image target detection and tracking device comprising:
(付記2) 前記目標候補検出手段は、前記目標候補に登録した前記物体が含まれていた前記分割画像を候補テンプレートとして候補テンプレート記憶手段に格納し、
前記候補追跡手段は、前記候補テンプレート記憶手段に格納される前記候補テンプレートを読み出し、前記直近の入力画像を所定の単位で分割した分割画像と前記候補テンプレートとの相関に基づいて前記追跡対象の目標候補を探索する、
ことを特徴とする付記1記載の画像目標検出追跡装置。
(Additional remark 2) The said target candidate detection means stores the said divided image in which the said object registered into the said target candidate was contained in a candidate template memory | storage means as a candidate template,
The candidate tracking unit reads the candidate template stored in the candidate template storage unit, and based on the correlation between the divided image obtained by dividing the most recent input image by a predetermined unit and the candidate template, the target to be tracked Search for candidates,
The image target detection and tracking device according to
(付記3) 前記候補追跡手段は、前記追跡対象の目標候補の探索範囲を、前回前記追跡対象の目標候補が検出された前記分割画像の前記入力画像上の位置を中心として予め決められた範囲にある前記分割画像に限定して前記目標候補の探索を行うことを特徴とする付記2記載の画像目標検出追跡装置。
(Additional remark 3) The said candidate tracking means is a range previously determined centering on the position on the said input image of the said division | segmentation image from which the target candidate of the said tracking target was detected the search range of the target candidate of the said tracking target The image target detection and tracking device according to
(付記4) 前記候補追跡手段は、前記追跡対象の目標候補が検出された前記分割画像の前記入力画像上の位置を前記追跡対象の目標候補に関連付けて記憶しておき、
前記目標候補検出手段は、前記目標候補を検出したときは、前記目標候補が検出された前記分割画像の前記入力画像上の位置が、前記候補追跡手段によって前記追跡対象の目標候補が検出された前記分割画像の前記入力画像上の位置と一致するかどうかを判定し、位置が一致する前記追跡対象の目標候補があったときは、前記目標候補は前記追跡対象の目標候補であると判定し、位置が一致する前記追跡対象の目標候補がなかったときは、前記目標候補を新たな目標候補として登録する、
ことを特徴とする付記2記載の画像目標検出追跡装置。
(Supplementary Note 4) The candidate tracking unit stores a position on the input image of the divided image where the target candidate of the tracking target is detected in association with the target candidate of the tracking target,
When the target candidate detecting means detects the target candidate, the position on the input image of the divided image from which the target candidate is detected is detected by the candidate tracking means. It is determined whether or not the position of the divided image matches the position on the input image. When there is a target candidate for tracking that matches the position, the target candidate is determined to be the target candidate for tracking. When there is no tracking target candidate whose position matches, the target candidate is registered as a new target candidate.
The image target detection and tracking device according to
(付記5) 前記目標候補検出手段は、前記目標候補が検出されるごとに該目標候補に関する検出カウンタを更新し、
前記候補追跡手段は、前記追跡対象の目標候補が検出されるごとに該目標候補に関する追跡カウンタを更新し、
前記目標特定手段は、前記目標候補ごとに、前記目標候補に関する前記検出カウンタの値と前記追跡カウンタの値とを読み出し、前記検出カウンタの値と前記追跡カウンタの値とが所定の閾値を超えたとき、前記目標候補を前記目標に特定する、
ことを特徴とする付記1記載の画像目標検出追跡装置。
(Additional remark 5) The said target candidate detection means updates the detection counter regarding this target candidate, whenever the said target candidate is detected,
The candidate tracking unit updates a tracking counter related to the target candidate every time the target candidate to be tracked is detected,
The target specifying unit reads out the value of the detection counter and the value of the tracking counter for the target candidate for each target candidate, and the value of the detection counter and the value of the tracking counter exceed a predetermined threshold value. When the target candidate is identified as the target,
The image target detection and tracking device according to
(付記6) 入力画像から目標を検出して追跡する画像目標検出追跡装置において、
目標候補検出手段が、目標の物体を含むテンプレートの画像が格納されるテンプレート記憶手段から前記テンプレートを読み出し、前記テンプレートと前記入力画像を所定の単位で分割した分割画像との相関を算出し、算出結果が所定の基準値を超えた前記分割画像に含まれる物体を目標候補に登録し、
候補追跡手段が、前記目標候補ごとに、前記目標候補を追跡対象として、前記目標候補が新たに検出された入力画像または前記目標候補の追跡に用いた入力画像より後に撮影された直近の入力画像に含まれる前記追跡対象の目標候補を探索し、前記追跡対象の目標候補が探索できたときは前記追跡対象の目標候補の追跡を継続し、前記追跡対象の目標候補が探索できなかったときは前記追跡対象の目標候補を前記目標候補から削除し、
目標特定手段が、前記目標候補が予め決められた所定の期間、前記候補追跡手段によって継続して追跡され、かつ、前記目標候補検出手段によって前記目標候補として検出されたときは、前記目標候補を目標として特定する、
手順を有することを特徴とする画像目標検出追跡方法。
(Additional remark 6) In the image target detection tracking apparatus which detects and tracks a target from an input image,
A target candidate detecting unit reads the template from a template storage unit that stores a template image including a target object, calculates a correlation between the template and a divided image obtained by dividing the input image by a predetermined unit, and calculates Register an object included in the divided image whose result exceeds a predetermined reference value as a target candidate,
For each target candidate, the candidate tracking means uses the target candidate as a tracking target, the input image in which the target candidate is newly detected or the latest input image taken after the input image used for tracking the target candidate When the target candidate for tracking included in the search target candidate is searched and the target candidate for tracking target can be searched, the tracking of the target candidate for tracking target is continued, and when the target candidate for tracking target cannot be searched Deleting the target candidate to be tracked from the target candidate;
When the target identification means is continuously tracked by the candidate tracking means for a predetermined period determined in advance and is detected as the target candidate by the target candidate detection means, the target candidate is Identify as goals,
An image target detection and tracking method comprising a procedure.
(付記7) 入力画像から目標を検出して追跡するための画像目標検出追跡プログラムにおいて、
コンピュータを、
目標の物体を含むテンプレートの画像が格納されるテンプレート記憶手段から前記テンプレートを読み出し、前記テンプレートと前記入力画像を所定の単位で分割した分割画像との相関を算出し、算出結果が所定の基準値を超えた前記分割画像に含まれる物体を目標候補に登録する目標候補検出手段、
前記目標候補ごとに、前記目標候補を追跡対象として、前記目標候補が新たに検出された入力画像または前記目標候補の追跡に用いた入力画像より後に撮影された直近の入力画像に含まれる前記追跡対象の目標候補を探索し、前記追跡対象の目標候補が探索できたときは前記追跡対象の目標候補の追跡を継続し、前記追跡対象の目標候補が探索できなかったときは前記追跡対象の目標候補を前記目標候補から削除する候補追跡手段、
前記目標候補が予め決められた所定の期間、前記候補追跡手段によって継続して追跡され、かつ、前記目標候補検出手段によって前記目標候補として検出されたときは、前記目標候補を目標として特定する目標特定手段、
として機能させることを特徴とする画像目標検出追跡プログラム。
(Supplementary Note 7) In an image target detection and tracking program for detecting and tracking a target from an input image,
Computer
The template is read from a template storage unit that stores a template image including a target object, a correlation between the template and a divided image obtained by dividing the input image by a predetermined unit is calculated, and the calculation result is a predetermined reference value Target candidate detecting means for registering an object included in the divided image exceeding the target candidate,
For each target candidate, with the target candidate as a tracking target, the tracking included in the input image in which the target candidate is newly detected or the latest input image taken after the input image used for tracking the target candidate The target candidate for the target is searched, and when the target candidate for the tracking target can be searched, the tracking of the target candidate for the tracking target is continued, and when the target candidate for the tracking target cannot be searched, the target of the tracking target Candidate tracking means for deleting candidates from the target candidates;
A target that identifies the target candidate as a target when the target candidate is continuously tracked by the candidate tracking unit for a predetermined period and is detected as the target candidate by the target candidate detection unit Specific means,
An image target detection and tracking program characterized in that it functions as a computer program.
1 画像目標検出追跡装置
1a 画像入力手段
1b 画像記憶手段
1c テンプレート画像記憶手段
1d 目標候補検出手段
1e 候補テンプレート画像記憶手段
1f 候補追跡手段
1g 目標特定手段
2 カメラ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
目標の物体を含むテンプレートの画像が格納されるテンプレート記憶手段から前記テンプレートを読み出し、前記テンプレートと前記入力画像を所定の単位で分割した分割画像との相関を算出し、算出結果が所定の基準値を超えた前記分割画像に含まれる物体を目標候補に登録する目標候補検出手段と、
前記目標候補ごとに、前記目標候補を追跡対象として、前記目標候補が新たに検出された入力画像または前記目標候補の追跡に用いた入力画像より後に撮影された直近の入力画像に含まれる前記追跡対象の目標候補を探索し、前記追跡対象の目標候補が探索できたときは前記追跡対象の目標候補の追跡を継続し、前記追跡対象の目標候補が探索できなかったときは前記追跡対象の目標候補を前記目標候補から削除する候補追跡手段と、
前記目標候補が予め決められた所定の期間、前記候補追跡手段によって継続して追跡され、かつ、前記目標候補検出手段によって前記目標候補として検出されたときは、前記目標候補を目標として特定する目標特定手段と、
を有することを特徴とする画像目標検出追跡装置。 In an image target detection and tracking device that detects and tracks a target from an input image,
The template is read from a template storage unit that stores a template image including a target object, a correlation between the template and a divided image obtained by dividing the input image by a predetermined unit is calculated, and the calculation result is a predetermined reference value Target candidate detection means for registering an object included in the divided image exceeding the target candidate;
For each target candidate, with the target candidate as a tracking target, the tracking included in the input image in which the target candidate is newly detected or the latest input image taken after the input image used for tracking the target candidate The target candidate for the target is searched, and when the target candidate for the tracking target can be searched, the tracking of the target candidate for the tracking target is continued, and when the target candidate for the tracking target cannot be searched, the target of the tracking target Candidate tracking means for deleting candidates from the target candidates;
A target that identifies the target candidate as a target when the target candidate is continuously tracked by the candidate tracking unit for a predetermined period and is detected as the target candidate by the target candidate detection unit Specific means,
An image target detection and tracking device comprising:
前記候補追跡手段は、前記候補テンプレート記憶手段に格納される前記候補テンプレートを読み出し、前記直近の入力画像を所定の単位で分割した分割画像と前記候補テンプレートとの相関に基づいて前記追跡対象の目標候補を探索する、
ことを特徴とする請求項1記載の画像目標検出追跡装置。 The target candidate detection unit stores the divided image that includes the object registered in the target candidate as a candidate template in a candidate template storage unit,
The candidate tracking unit reads the candidate template stored in the candidate template storage unit, and based on the correlation between the divided image obtained by dividing the most recent input image by a predetermined unit and the candidate template, the target to be tracked Search for candidates,
The image target detection and tracking device according to claim 1.
前記目標候補検出手段は、前記目標候補を検出したときは、前記目標候補が検出された前記分割画像の前記入力画像上の位置が、前記候補追跡手段によって前記追跡対象の目標候補が検出された前記分割画像の前記入力画像上の位置と一致するかどうかを判定し、位置が一致する前記追跡対象の目標候補があったときは、前記目標候補は前記追跡対象の目標候補であると判定し、位置が一致する前記追跡対象の目標候補がなかったときは、前記目標候補を新たな目標候補として登録する、
ことを特徴とする請求項2記載の画像目標検出追跡装置。 The candidate tracking means stores a position on the input image of the divided image where the target candidate for the tracking target is detected in association with the target candidate for the tracking target,
When the target candidate detecting means detects the target candidate, the position on the input image of the divided image from which the target candidate is detected is detected by the candidate tracking means. It is determined whether or not the position of the divided image matches the position on the input image. When there is a target candidate for tracking that matches the position, the target candidate is determined to be the target candidate for tracking. When there is no tracking target candidate whose position matches, the target candidate is registered as a new target candidate.
The image target detection and tracking device according to claim 2, wherein:
目標候補検出手段が、目標の物体を含むテンプレートの画像が格納されるテンプレート記憶手段から前記テンプレートを読み出し、前記テンプレートと前記入力画像を所定の単位で分割した分割画像との相関を算出し、算出結果が所定の基準値を超えた前記分割画像に含まれる物体を目標候補に登録し、
候補追跡手段が、前記目標候補ごとに、前記目標候補を追跡対象として、前記目標候補が新たに検出された入力画像または前記目標候補の追跡に用いた入力画像より後に撮影された直近の入力画像に含まれる前記追跡対象の目標候補を探索し、前記追跡対象の目標候補が探索できたときは前記追跡対象の目標候補の追跡を継続し、前記追跡対象の目標候補が探索できなかったときは前記追跡対象の目標候補を前記目標候補から削除し、
目標特定手段が、前記目標候補が予め決められた所定の期間、前記候補追跡手段によって継続して追跡され、かつ、前記目標候補検出手段によって前記目標候補として検出されたときは、前記目標候補を目標として特定する、
手順を有することを特徴とする画像目標検出追跡方法。 In an image target detection and tracking device that detects and tracks a target from an input image,
A target candidate detecting unit reads the template from a template storage unit that stores a template image including a target object, calculates a correlation between the template and a divided image obtained by dividing the input image by a predetermined unit, and calculates Register an object included in the divided image whose result exceeds a predetermined reference value as a target candidate,
For each target candidate, the candidate tracking means uses the target candidate as a tracking target, the input image in which the target candidate is newly detected or the latest input image taken after the input image used for tracking the target candidate When the target candidate for tracking included in the search target candidate is searched and the target candidate for tracking target can be searched, the tracking of the target candidate for tracking target is continued, and when the target candidate for tracking target cannot be searched Deleting the target candidate to be tracked from the target candidate;
When the target identification means is continuously tracked by the candidate tracking means for a predetermined period determined in advance and is detected as the target candidate by the target candidate detection means, the target candidate is Identify as goals,
An image target detection and tracking method comprising a procedure.
コンピュータを、
目標の物体を含むテンプレートの画像が格納されるテンプレート記憶手段から前記テンプレートを読み出し、前記テンプレートと前記入力画像を所定の単位で分割した分割画像との相関を算出し、算出結果が所定の基準値を超えた前記分割画像に含まれる物体を目標候補に登録する目標候補検出手段、
前記目標候補ごとに、前記目標候補を追跡対象として、前記目標候補が新たに検出された入力画像または前記目標候補の追跡に用いた入力画像より後に撮影された直近の入力画像に含まれる前記追跡対象の目標候補を探索し、前記追跡対象の目標候補が探索できたときは前記追跡対象の目標候補の追跡を継続し、前記追跡対象の目標候補が探索できなかったときは前記追跡対象の目標候補を前記目標候補から削除する候補追跡手段、
前記目標候補が予め決められた所定の期間、前記候補追跡手段によって継続して追跡され、かつ、前記目標候補検出手段によって前記目標候補として検出されたときは、前記目標候補を目標として特定する目標特定手段、
として機能させることを特徴とする画像目標検出追跡プログラム。 In an image target detection and tracking program for detecting and tracking a target from an input image,
Computer
The template is read from a template storage unit that stores a template image including a target object, a correlation between the template and a divided image obtained by dividing the input image by a predetermined unit is calculated, and the calculation result is a predetermined reference value Target candidate detecting means for registering an object included in the divided image exceeding the target candidate,
For each target candidate, with the target candidate as a tracking target, the tracking included in the input image in which the target candidate is newly detected or the latest input image taken after the input image used for tracking the target candidate The target candidate for the target is searched, and when the target candidate for the tracking target can be searched, the tracking of the target candidate for the tracking target is continued, and when the target candidate for the tracking target cannot be searched, the target of the tracking target Candidate tracking means for deleting candidates from the target candidates;
A target that identifies the target candidate as a target when the target candidate is continuously tracked by the candidate tracking unit for a predetermined period and is detected as the target candidate by the target candidate detection unit Specific means,
An image target detection and tracking program characterized in that it functions as a computer program.
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