JP2010140315A - Object detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像から検出対象物を検出する物体検出装置に関する。 The present invention relates to an object detection apparatus that detects a detection target from an image.
画像内に検出対象物に対応した画像領域が含まれるか否かを検出する物体検出装置が知られている。 An object detection device that detects whether an image area corresponding to a detection target is included in an image is known.
特許文献1には、識別対象のテンプレートを画像上の走査領域に対して順次ずらしながらマッチングするテンプレートマッチングの技術が開示されている。走査間隔を大きくとりつつ検出窓領域を走査してマッチング処理を行い、識別対象のテンプレートとの類似度が高いと現在よりも演算対象画素が多いレベルでマッチングを8つの近傍領域に対して行うことで、マッチング処理の高速化と精度向上を図っている。
特許文献2には、矩形領域を検出窓領域として、入力画像を順次走査して物体を検出する物体検出装置が開示されている。検出窓領域にて物体との類似性を算出し、類似度が十分に高ければ検出窓領域の走査間隔を広くし、類似度が十分に高くなければ走査間隔を短くする。
また、対象物体の存否を事前学習させた識別器に画像を入力し、画像中の対象物体を検出する物体検出装置が提案されている。例えば、特許文献3には、パーティクルフィルタを用いて人物を追跡する人物追跡装置であって、カスケード型識別器を用いて、カスケードの通過段数を人らしさの指標とする技術が開示されている。
There has also been proposed an object detection apparatus that inputs an image to a discriminator that has previously learned whether or not the target object exists and detects the target object in the image. For example,
ところで、画像から検出対象物が存在する位置をより高い精度で求めるためには検出窓領域を細かい走査間隔でずらしながらマッチングを行う必要がある。しかしながら、走査間隔を細かくすると処理負担が大きくなり、検出対象物を検出するまで時間が掛かる。一方、検出窓領域を大きな走査間隔でずらしながらマッチングを行うと、検出対象が存在するにも関わらず検出できない、いわゆる検出漏れが発生する原因となる。 By the way, in order to obtain the position where the detection target exists from the image with higher accuracy, it is necessary to perform matching while shifting the detection window region at a fine scanning interval. However, if the scanning interval is reduced, the processing load increases, and it takes time until the detection target is detected. On the other hand, if matching is performed while shifting the detection window region at a large scanning interval, so-called detection omission that cannot be detected despite the presence of a detection target occurs.
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、処理負担の軽減と検出漏れをなくす物体検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an object detection device that reduces processing load and eliminates detection omissions.
本発明の1つの態様は、画像から検出対象物を検出する物体検出装置であって、前記画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部から入力された前記画像から検出窓が設定されている検出窓領域画像を取り込み、前記検出窓領域画像に前記検出対象物が存在しているか否かの判定と、その判定における前記検出対象物の存在の確からしさの度合いを示す信頼度と、を出力する識別器と、前記信頼度が高くなるほどその後の検出窓の走査間隔を短く設定する検出窓制御手段と、前記識別器からの出力に基づき前記検出対象物が存在するか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。 One aspect of the present invention is an object detection device that detects a detection target from an image, and an image acquisition unit that acquires the image, and a detection window is set from the image input from the image acquisition unit. A detection window region image, a determination as to whether or not the detection target exists in the detection window region image, and a reliability indicating a degree of certainty of the detection target in the determination. It is determined whether or not the detection target exists based on the output from the discriminator, the detection window control means for setting the scanning interval of the subsequent detection window to be shorter as the reliability becomes higher, and the output from the discriminator. And determining means.
ここで、前記検出窓制御手段は、前記走査間隔を前記検出窓の大きさを超えない範囲に設定することが好適である。 Here, it is preferable that the detection window control means sets the scanning interval within a range that does not exceed the size of the detection window.
また、前記識別器は、前記検出窓領域画像と前記検出対象物とが類似している度合いを示す類似度を出力し、前記判定手段は、前記信頼度が所定値以上であり互いに重なり合っている前記検出窓領域画像、の中から前記類似度が高い前記検出窓領域画像を前記検出対象物の画像を含む検出対象画像と判定することが好適である。 The discriminator outputs a degree of similarity indicating a degree of similarity between the detection window region image and the detection target, and the determination unit has the reliability equal to or higher than a predetermined value and overlaps each other. It is preferable that the detection window region image having a high similarity among the detection window region images is determined as a detection target image including an image of the detection target.
また、前記識別器は、複数の強識別器が直列に接続されたカスケード型識別器を含み、当該直列に接続された複数の強識別器のそれぞれは、前記検出窓領域画像に前記検出対象物が存在するか否かの識別結果を出力し、前記カスケード型識別器において前記検出対象物が存在するとの識別結果を出力した強識別器のうち最後の段の強識別器の初段からの段数を前記信頼度とすることが好適である。なお、検出対象物が存在しないとの識別結果の出力を利用する場合は、識別結果を出力した強識別器の前段の段数としても同じである。 The discriminator includes a cascade type discriminator in which a plurality of strong discriminators are connected in series, and each of the plurality of strong discriminators connected in series includes the detection object in the detection window region image. The number of stages from the first stage of the strong classifier of the last stage among the strong classifiers that output the identification result that the detection target exists in the cascade type classifier is output. The reliability is preferably set. In addition, when using the output of the identification result that the detection target does not exist, the same is true for the number of stages preceding the strong classifier that outputs the identification result.
本発明によれば、物体検出装置において処理負担を軽減し、検出漏れをなくすことができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the processing load in the object detection apparatus and eliminate detection omissions.
<第1の実施の形態>
本発明の実施の形態における物体検出装置1は、図1に示すように、画像取得部2、信号処理部3、記憶部4及び出力部5を含んで構成される。物体検出装置1は、監視空間を撮像した監視画像を取得し、画像内に撮像された人や物等の検出対象物を検出する。画像取得部2、信号処理部3、記憶部4及び出力部5は互いに情報伝達可能に接続される。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the
なお、本実施の形態では、画像内に写った人を検出対象物する例について説明する。ただし、これに限定されるものではなく、流通化に置かれる商品等の物品、通行する車等を検出する場合等にも適用することができる。 In this embodiment, an example in which a person captured in an image is detected will be described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to the case of detecting articles such as commodities placed in distribution, vehicles passing through, and the like.
画像取得部2は、CCD素子やC−MOS素子等の撮像素子、光学系部品、アナログ/デジタル変換器等を含んで構成される所謂監視カメラを含む。また、画像取得部2は、インターネットのネットワークを介して画像を取得するものであってもよい。画像取得部2は、撮像した画像を信号処理部3へ送信する。画像を取得する間隔は一定の時間間隔でなくてもよい。また、取得する画像は固定した場所を撮像したものでなくてもよい。
The
画像は、例えば、幅320ピクセル、高さ240ピクセル、各ピクセルがR(赤)、G(緑)、B(青)をそれぞれ256階調で表現したカラー画像である。 The image is, for example, a color image having a width of 320 pixels, a height of 240 pixels, and each pixel representing R (red), G (green), and B (blue) with 256 gradations.
信号処理部3は、CPU、DSP、MCU、IC等の演算回路を含んで構成される。信号処理部3は、画像取得部2、記憶部4及び出力部5と情報伝達可能に接続される。信号処理部3は、検出窓領域選択手段30、検出窓制御手段32、識別器34及び判定手段36等の各手段での処理を記述したプログラムを記憶部4から読み出して実行することによりコンピュータを各手段として機能させる。
The
信号処理部3は、図2の上図に示すように、画像取得部2より入力画像200から検出対象物を検出する。説明の都合上、画像200の左上を原点X=0,Y=0とし、横方向にX軸、縦方向にY軸とし、X軸は右方向、Y軸は下方向に正に増加するものとする。入力画像200には、領域203,204の位置に検出対象物(人)が写っており、矩形201,202は検出窓領域を示している。
As shown in the upper diagram of FIG. 2, the
物体検出装置1は、検出窓領域を少しずつずらしながら走査し、検出窓領域に人が写っている否かを判定する。矢印は、検出窓領域をずらす際の左上の座標を示すものであり、検出窓領域は画像200全体を漏れなく探索するように走査する。領域203,204にある矩形は、検出処理の結果、人であると判定された検出窓領域(人候補領域)を示す。人が写っている画像領域付近では、人であると判定される検出窓領域が複数出てくる場合があるが、検出窓領域をまとめる処理を行うことで最終的な検出窓領域(図2中の太線:人領域)を得る。
The
検出窓領域選択手段30は、検出窓領域の幅と高さを決定する。画像内に様々な大きさで写る人に対応するため検出窓領域の幅と高さを変更しながら、検出窓領域を走査して画像内に人が写っているか否かを判定する。なお、検出窓領域の幅と高さは、検出対象物の画像上での大きさを考慮して、予め記憶部4に1又は複数を記憶している。ただし、予め幅と高さを記憶していなくとも、所定の規則に従って決定してもよい。
The detection window area selection means 30 determines the width and height of the detection window area. The detection window area is scanned to determine whether or not a person is captured in the image while changing the width and height of the detection window area in order to correspond to people captured in various sizes in the image. Note that one or a plurality of widths and heights of the detection window region are stored in advance in the
検出窓制御手段32は、検出窓領域をずらす間隔(走査間隔)を決定し、決定した走査間隔に基づいて検出窓領域をずらす。 The detection window control means 32 determines an interval (scanning interval) for shifting the detection window region, and shifts the detection window region based on the determined scanning interval.
識別器34は、検出窓領域内の画像がどれだけ人に似ているか、類似度を計算する。類似度は、図3に示す処理手順で計算される。まず、検出窓切出手段310にて入力画像から検出窓領域が切り出され、カスケード型識別器320に入力される。カスケード型識別器320は、強識別器321,322,323のような複数の強識別器が直列に並んだ識別器である(ここではN個の識別器が直列に並んでいる例を示す)。個々の識別器は、ヒストグラム・オブ・オリエンティッド・グラディエント(HOG:Histograms of Oriented Gradients)特徴(Navneet Dalal and Bill Triggs, Histograms of Oriented Gradients for Human Detection, In Proceedings of IEEE Conference Computer Vision and Pattern Recognition 2005)を用いてアダブースト(AdaBoost)で予め学習させる。すなわち、検出対象物である人の様々な立位状態の画像と人が写っていない画像を大量に用意し、各画像に対して検出対象物の画像であるか否か正解付けを行っておき、これらのデータを用いて両者が識別できるようにアダブーストに学習させる。類似度を計算するときは、各識別器は、入力された画像からHOG特徴を計算し、アダブーストで選択された特徴量より類似度を計算する。
The
強識別器321〜323はあらかじめ計算する順序が決まっており、最初に計算する強識別器321が1、次に計算する強識別器322が2・・・のように各強識別器には計算する順番と同じ番号を割り当てる。
The order in which the
各識別器321〜323は、検出窓領域として切り出された画像を入力とし、類似度を計算する。最先の識別器321以外の識別器322,323等は、前段で計算された類似度が閾値より大きい場合のみ(図中Tの矢印)、類似度を計算する。閾値以下の場合(図中Fの矢印)、類似度と信頼度を類似度・信頼度管理手段330に出力し、検出窓領域の大きさ(幅、高さ)と中心座標と共に判定情報履歴40として記録する。
Each of the
閾値は、例えば0に設定し、0より大きければ人に似ており、0以下であれば人に似ていないと判定する。また、信頼度とは、検出窓領域として切り出された画像に検出対象物の存在の確からしさの度合いであって、検出窓領域の走査間隔を設定する際に用いる。例えば、カスケード型識別器320において検出対象物が存在する(図中T)との識別結果を出力した強識別器のうち最後の段となる強識別器の番号(初段からの段数)とする。なお、最終段の強識別器323で判定を行う際には、閾値より大きい場合(図中Tの矢印)及び閾値以下の場合(図中Fの矢印)のいずれにおいても類似度、信頼度、検出窓領域の大きさ(幅、高さ)と中心座標を類似度・信頼度管理手段330に出力し、判定情報履歴40として記録する。
The threshold is set to 0, for example, and if it is greater than 0, it is similar to a person, and if it is 0 or less, it is determined that it is not similar to a person. The reliability is the degree of certainty that the detection target exists in the image cut out as the detection window area, and is used when setting the scanning interval of the detection window area. For example, the strong classifier number (number of stages from the first stage) of the last class among the strong classifiers that output the discrimination result that the detection target exists (T in the figure) in the
判定手段36は、判定情報履歴40として記憶されている検出窓領域の大きさ(幅、高さ)と中心座標、類似度及び信頼度(強識別器の識別番号)を用いて、最終的に画像内のどこに人が写っているかを決定する。
The determination means 36 finally uses the size (width, height) of the detection window area and the center coordinates, similarity and reliability (strong classifier identification number) stored as the
判定情報履歴40に含まれるデータの中で、信頼度がカスケード型識別器320に含まれる強識別器の最終段の識別番号に一致し、かつ類似度が閾値より大きいデータを抽出し人候補領域とする。人候補領域がない場合は入力画像中に人領域はないということで終了する。
From the data included in the
人候補領域があった場合、検出窓領域の大きさと中心座標を用いて、一定以上(例えば、検出窓領域の面積の半分以上)の領域が重なっている人候補領域を纏める。纏めた人候補領域の中で類似度が一番高い検出窓領域を人領域として選択する。纏めた領域毎に選択された検出窓領域を人領域とし、出力部5に選択された検出窓領域の情報を出力する。
When there is a human candidate area, the human candidate areas that overlap a certain area (for example, more than half of the area of the detection window area) are collected using the size and center coordinates of the detection window area. The detection window region having the highest similarity among the collected human candidate regions is selected as the human region. The detection window area selected for each collected area is set as a human area, and information on the detection window area selected is output to the
記憶部4は、ROMやRAM等のメモリ装置で構成される。記憶部4は、信号処理部3からアクセス可能に接続される。記憶部4は、各種プログラム、各種データを記憶することができ、信号処理部3からの要求に応じてこれらの情報を読み書きする。記憶部4は、類似度・信頼度管理手段330として機能し、判定情報履歴40として検出窓領域の大きさ(幅、高さ)と中心座標、類似度及び信頼度の4つの情報を関連付けて記憶する。判定情報履歴40は、検出窓制御手段32、識別器34、判定手段36において必要に応じて読み書きされる。
The
出力部5は、報知音を出力する音響出力手段や入力画像を表示する表示手段を含んで構成することができる。判定手段36で人領域が検出された場合、スピーカー、ブザー等の音響出力手段で警報を鳴らしたり、ディスプレイ等の外部表示装置に入力画像を表示したりする。また、出力部5は、コンピュータをネットワークや電話回線に接続するためのインターフェースを含んでもよい。この場合、出力部5は、電話回線やインターネット等の情報伝達手段を介して、センタ装置(図示しない)に入力画像や人領域の情報を送出する。なお、センタ装置は、画像内の検出対象物を監視するセンタ等に設置されるホストコンピュータである。
The
以下、物体検出装置1における処理について、図1の機能ブロック図並びに図5〜8のフローチャートを参照しつつ説明する。
Hereinafter, processing in the
ステップS10では、画像取得部2において画像を取得し、信号処理部3に画像が送信される。画像の取得タイミングは決まった時間間隔でもよいし、外部から何らかの要求があったタイミングであってもよい。
In step S <b> 10, an image is acquired by the
ステップS20では、検出窓領域の大きさ(幅と高さ)を決定する。検出窓領域の大きさを予め設定した複数の大きさに順次変更しつつ、各大きさの検出窓領域で画像全体を走査する。また、本実施の形態では検出窓領域は矩形としたので大きさとして幅と高さのみを決定すればよいが、検出窓領域は任意の形状であってよく、その場合には形状と大きさを決定する。この処理は検出窓領域選択手段30にて行われる。
In step S20, the size (width and height) of the detection window region is determined. The entire image is scanned with each size of the detection window region while sequentially changing the size of the detection window region to a plurality of preset sizes. In this embodiment, since the detection window region is rectangular, it is only necessary to determine the width and height as the size. However, the detection window region may have an arbitrary shape, and in that case, the shape and size are determined. To decide. This processing is performed by the detection window
ステップS30からステップS50の処理は、ステップS20で設定した検出窓領域の大きさで画像全体を走査し終わるまで繰り返す。 The processing from step S30 to step S50 is repeated until the entire image has been scanned with the size of the detection window region set in step S20.
ステップS30では、前回の検出窓領域で判別の際に求めた信頼度を用いて検出窓領域の走査間隔を求める。信頼度とは、上記のとおり、カスケード型識別器320において検出対象物が存在する(図中T)との識別結果を出力した強識別器のうち最後の強識別器に割り当てられた番号(初段からの段数)である。この処理は検出窓制御手段32で行う。 In step S30, the scanning interval of the detection window region is obtained using the reliability obtained in the determination in the previous detection window region. As described above, the reliability is the number assigned to the last strong classifier among the strong classifiers that output the discrimination result that the detection target exists (T in the figure) in the cascade type classifier 320 (first stage). The number of stages from This process is performed by the detection window control means 32.
具体的には、判定情報履歴40に格納されている前回の検出窓領域で判定した信頼度を読み出し、対応する走査間隔を予め用意した対応表により選択する。図4に対応表400の例を示す。
Specifically, the reliability determined in the previous detection window area stored in the
図2の下図は、入力画像200のY=y1において、検出窓領域を1ピクセルずつX方向にずらした時に判定した信頼度がどのように変化するかをグラフ210として示す。人が写り込んでいる領域に近づくにつれ、カスケード型識別器320において検出対象物が存在するとの識別結果を出力する識別番号(信頼度)が大きくなり、人が写り込んでいる領域から離れるにつれ識別番号(信頼度)が小さくなる。このことより、信頼度が小さい場合にはその検出窓領域の画像は人に似ておらず、信頼度が大きい場合には人に似ているといえ、対応表400は信頼度が小さいほど走査間隔は大きく、信頼度が大きいほど走査間隔は小さくなるように設定する。また、走査間隔は0(ピクセル)より大きく、検出窓領域の幅又は高さよりも小さくする。
The lower diagram of FIG. 2 shows, as a
例えば、入力画像が幅320ピクセル、高さ240ピクセル、検出窓領域が幅64ピクセル、高さ128ピクセル、カスケード型識別器320の強識別器の段数が13である場合、V1=8,V2=8,V3=7,V4=7,V5=6,V6=6,V7=6,V8=5,V9=5,V10=5,V11=4,V12=4,V13=4とする。
For example, when the input image has a width of 320 pixels and a height of 240 pixels, the detection window area has a width of 64 pixels and a height of 128 pixels, and the number of stages of the strong classifiers of the
なお、ステップS20で検出窓領域の大きさを変更した直後、すなわち画像に対する新たな検出窓領域での走査開始時には走査間隔は予め設定した初期値とする。 Note that immediately after the size of the detection window area is changed in step S20, that is, at the start of scanning of the image in the new detection window area, the scanning interval is set to a preset initial value.
ステップS40では、検出窓領域の位置を決定する。この処理は検出窓制御手段32でなされる。検出窓領域の位置決定方法について図6のフローチャートを用いて説明する。なお、検出窓領域の左上の座標を開始点と呼び、決定すべき検出窓領域の開始点を(SX,SY)、前回の検出窓領域の開始点を(BX,BY)とする。 In step S40, the position of the detection window area is determined. This process is performed by the detection window control means 32. A method for determining the position of the detection window region will be described with reference to the flowchart of FIG. The upper left coordinate of the detection window area is called a start point, the start point of the detection window area to be determined is (SX, SY), and the previous start point of the detection window area is (BX, BY).
ステップS401では、検出窓領域の大きさが変更されたか否かの判定を行う。検出窓領域の大きさが変更された直後の場合は、ステップS405において検出窓領域の開始点(SX,SY)を(0,0)に設定してステップS50に移行する。検出窓領域の大きさ変更後、初めての処理でない場合にはステップS402へ移行する。 In step S401, it is determined whether or not the size of the detection window area has been changed. If the size of the detection window area has just been changed, the start point (SX, SY) of the detection window area is set to (0, 0) in step S405, and the process proceeds to step S50. If it is not the first process after the size of the detection window area is changed, the process proceeds to step S402.
ステップS402では、前回の検出窓領域の開始点(BX,BY)を読み出す。ステップS403では、ステップS402で読み出した前回の検出窓領域の開始点(BX,BY)から画像の右端まで走査したか否かを判定する。前記の検出窓領域で画像の右端まで走査が終了した場合、すなわち検出窓領域の右端BX+W(但し、Wは検出窓領域の幅)が画像の右端に一致した場合にはステップS406において検出窓領域の開始点を(SX,SY)=(0,BY+q)と設定し、ステップS50へ移行する。ただし、qは予め定めた定数とする。例えば、入力画像が幅320ピクセル、高さ240ピクセルの場合にはq=4ピクセルに設定する。右端まで走査していない場合にはステップS404に移行する。 In step S402, the start point (BX, BY) of the previous detection window area is read. In step S403, it is determined whether scanning has been performed from the start point (BX, BY) of the previous detection window area read in step S402 to the right end of the image. When scanning to the right edge of the image is completed in the detection window area, that is, when the right edge BX + W of the detection window area (W is the width of the detection window area) coincides with the right edge of the image, the detection window area in step S406 Is set to (SX, SY) = (0, BY + q), and the process proceeds to step S50. However, q is a predetermined constant. For example, when the input image has a width of 320 pixels and a height of 240 pixels, q = 4 pixels is set. If not scanned to the right end, the process proceeds to step S404.
ステップS404では、ステップS30で決定した走査間隔だけX方向に検出窓領域をずらし、Y方向にはずらさないように検出窓領域の開始点を(SX,SY)を決定する。すなわち、検出窓領域の開始点(SX,SY)=(BX+ステップS30で決定した走査間隔,BY)とする。その後、ステップS50に移行する。 In step S404, the detection window area is shifted in the X direction by the scanning interval determined in step S30, and the start point of the detection window area is determined (SX, SY) so as not to be shifted in the Y direction. That is, the detection window region start point (SX, SY) = (BX + scanning interval determined in step S30, BY). Thereafter, the process proceeds to step S50.
ステップS50では、ステップS40にて設定された検出窓領域内の画像がどれだけ人に似ているかを示す類似度を求める。これは、図3に示したカスケード型識別器320の識別処理であり、識別器34にてなされる。識別処理について図7のフローチャートを用いて説明する。
In step S50, a similarity indicating how much the image in the detection window area set in step S40 resembles a person is obtained. This is a discrimination process of the
ステップS501では、現在の検出窓領域からHOG特徴量を計算する。ただし、この処理はステップS10とステップS20との間で、入力画像の各ピクセルのエッジの強度と角度を計算し、エッジの角度毎のインテグラル画像を作成しておくことでより高速に計算することが可能になる。 In step S501, the HOG feature amount is calculated from the current detection window region. However, this process is faster between steps S10 and S20 by calculating the edge strength and angle of each pixel of the input image and creating an integral image for each edge angle. It becomes possible.
ステップS502では、すべての強識別器を調査し終わったか否かの判定を行う。すべての強識別器で調査し終わった場合はステップS505に移行し、終わっていない場合にはステップS503に移行し、次の強識別器での調査を行う。ステップS503では、検出窓領域内の画像が人に似ているか否かを判定するための類似度を計算する。 In step S502, it is determined whether or not all strong classifiers have been investigated. If all strong classifiers have been investigated, the process proceeds to step S505. If not completed, the process proceeds to step S503, and the next strong classifier is investigated. In step S503, the similarity for determining whether the image in the detection window area is similar to a person is calculated.
ステップS504では、ステップS503において計算した類似度が予め設定した閾値より大きいか否かを判定する。閾値より大きい場合にはステップS502に移行し、閾値以下の場合にはステップS505に移行する。ステップS505では、検出窓領域の大きさ(幅と高さ)と中心座標、類似度及び信頼度を関連付けて判定情報履歴40として記録し、ステップS60に移行する。
In step S504, it is determined whether the similarity calculated in step S503 is greater than a preset threshold value. If it is larger than the threshold value, the process proceeds to step S502, and if it is less than the threshold value, the process proceeds to step S505. In step S505, the size (width and height) of the detection window region, the center coordinates, the similarity, and the reliability are associated and recorded as the
ステップS60では、すべての大きさの検出窓領域について検出処理が終了したか否かを判定する。すべての大きさの検出窓領域について調査が終わった場合はステップS70に処理を移行させ、そうでない場合はステップS20に処理を戻す。 In step S60, it is determined whether or not the detection process has been completed for detection window regions of all sizes. If the inspection is completed for all detection window regions, the process proceeds to step S70, and if not, the process returns to step S20.
ステップS70では、ステップS50で求めた判定情報履歴40に記憶されている各検出窓領域の大きさ(幅と高さ)、中心座標、類似度及び信頼度から最終的に人が写っている位置を決定する。この処理は判定手段36でなされる。
In step S70, the position where the person is finally captured from the size (width and height), center coordinates, similarity, and reliability of each detection window area stored in the
ステップS701〜S702の処理はステップS50で求めた判定情報履歴40として記憶されているすべての検出窓領域について行う。ステップS701では、信頼度がカスケード型識別器320に含まれる強識別器の最終段の識別番号に一致し、かつ類似度が閾値より大きいか否かを判定し、条件を満たす場合にはステップS702に移行し、そうでない場合には次の検出窓領域について判定を行う。ステップS702では、ステップS701で条件を満たした検出窓領域を人候補領域に追加する。
The processing of steps S701 to S702 is performed for all detection window regions stored as the
判定情報履歴40に記憶された情報に対してステップS701〜S702を繰り返すことで求められた人候補領域は、図2に示すように、人が写っている領域の近くに領域203,204のように複数抽出される場合がある。ステップS703〜S705では、複数の人候補領域から人領域を最終的に選択する。
As shown in FIG. 2, candidate candidate areas obtained by repeating steps S701 to S702 on the information stored in the
ステップS703では、人候補領域として抽出された検出窓領域の大きさと中心座標を用いて、一定以上(例えば、検出窓領域の面積の半分以上)の領域が重なっている人候補領域をグループとして纏める。ステップS704では、ステップS703で作成されたグループ毎に人候補領域の中で類似度が一番高い検出窓領域を人領域として選択する。ステップS705では、ステップS704で選択された検出窓領域を人領域とし、ステップS80に移行する。 In step S703, using the size and center coordinates of the detection window area extracted as the human candidate area, the human candidate areas that overlap a certain area (for example, more than half the area of the detection window area) are grouped together. . In step S704, the detection window region having the highest similarity among the human candidate regions is selected as the human region for each group created in step S703. In step S705, the detection window area selected in step S704 is set as a human area, and the process proceeds to step S80.
ステップS80では、ステップS70において判定された人領域を基に、人領域が1つでもあれば、判定された人領域の検知窓情報を画像と共に異常信号として出力する。この処理は出力部5にてなされる。
In step S80, if there is at least one human area based on the human area determined in step S70, the detection window information of the determined human area is output as an abnormal signal together with the image. This processing is performed by the
なお、本実施の形態では、カスケード型識別器320の各識別器における判定によって定められる信頼度に応じてX方向への走査間隔を変更するものとしたが、同様にY方向への走査間隔を変更するものとしてもよい。例えば、1走査ライン前の各検出窓領域におけるカスケード型識別器320からの信頼度の出力を平均化し、その値に応じて次の走査ラインの開始点(SX,SY)を決定する際のqの値を変更すればよい。
In the present embodiment, the scanning interval in the X direction is changed according to the reliability determined by the determination in each discriminator of the
<第2の実施の形態>
第2の実施の形態では、第1の実施の形態における識別器34の構成のみが異なる。本実施の形態における識別器34は、図9に示すように、並列に接続した強識別器の数によって人領域の判定を行う。すなわち、第1の実施の形態ではカスケード型識別器320においていずれかの強識別器が人でないと判定した時点で処理を終了するものとしたが、本実施の形態ではすべての強識別器にて識別処理を行い、検索窓領域が人を含むと判定した強識別器の数がそうでないと判定した強識別器の数よりも多い場合に人を含むと判定した識別器の数を信頼度として判定手段36に出力する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, only the configuration of the
<第3の実施の形態>
第3の実施の形態では、第1の実施の形態における識別器34の構成のみが異なる。本実施の形態における識別器34は、予め画像上の人が有する形状、輝度、エッジ情報等のパラメータを含む特徴情報をテンプレートとして記憶部4に記憶しておき、検出窓領域の画像と特徴情報との類似度を算出し、類似度をその検出窓領域の人らしさの信頼度として判定手段36に出力する。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, only the configuration of the
以上のように、上記各実施の形態によれば、画像からの物体検出において処理負担を軽減し、検出漏れをなくすことができる。 As described above, according to each of the above-described embodiments, it is possible to reduce the processing burden in detecting an object from an image and eliminate detection omission.
また、本実施の形態では、物体検出装置1の各部の機能を1つのコンピュータで実現する態様を説明したがこれに限定されるものではない。物体検出装置1の各部の機能は一般的なコンピュータをプログラムにより制御することによって実現できるものであり、これらの装置の各機能を適宜組み合わせて1つのコンピュータで処理させてもよいし、各機能をネットワーク等で接続された複数のコンピュータで分散処理させてもよい。
Moreover, although this Embodiment demonstrated the aspect which implement | achieves the function of each part of the
1 物体検出装置、2 画像取得部、3 信号処理部、4 記憶部、5 出力部、30 検出窓領域選択手段、32 検出窓制御手段、34 識別器、36 判定手段、40 判定情報履歴、200 入力画像、201,202 検出窓領域、203,204 領域、310 検出窓切出手段、320 カスケード型識別器、321,322,323 強識別器、330 類似度・信頼度管理手段、400 対応表。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部から入力された前記画像から検出窓が設定されている検出窓領域画像を取り込み、前記検出窓領域画像に前記検出対象物が存在しているか否かの判定と、その判定における前記検出対象物の存在の確からしさの度合いを示す信頼度と、を出力する識別器と、
前記信頼度が高くなるほどその後の検出窓の走査間隔を短く設定する検出窓制御手段と、
前記識別器からの出力に基づき前記検出対象物が存在するか否かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする物体検出装置。 An object detection device for detecting a detection target from an image,
An image acquisition unit for acquiring the image;
A detection window region image in which a detection window is set is captured from the image input from the image acquisition unit, and it is determined whether or not the detection target is present in the detection window region image, and in the determination A discriminator that outputs a reliability indicating the degree of certainty of the presence of the detection object;
Detection window control means for setting the scanning interval of the subsequent detection window to be shorter as the reliability is higher;
Determining means for determining whether or not the detection object exists based on an output from the discriminator;
An object detection apparatus comprising:
前記判定手段は、前記信頼度が所定値以上であり互いに重なり合っている前記検出窓領域画像の中から前記類似度が高い前記検出窓領域画像を前記検出対象物の画像を含む検出対象画像と判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の物体検出装置。 The discriminator outputs a similarity indicating the degree of similarity between the detection window region image and the detection target;
The determination means determines that the detection window region image having a high similarity from the detection window region images having a reliability equal to or higher than a predetermined value and overlapping each other is a detection target image including an image of the detection target. The object detection apparatus according to claim 1, wherein:
前記カスケード型識別器において前記検出対象物が存在するとの識別結果を出力した強識別器のうち最後の段の強識別器の初段からの段数を前記信頼度とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の物体検出装置。 The discriminator includes a cascade type discriminator in which a plurality of strong discriminators are connected in series, and each of the plurality of strong discriminators connected in series has the detection target in the detection window region image. Output the identification result of whether or not
The number of stages from the first stage of the strong classifier of the last stage among the strong classifiers that output the identification result that the detection target exists in the cascade classifier is defined as the reliability. The object detection apparatus according to one.
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