JP4559375B2 - 対象物位置追跡方法、装置、およびプログラム - Google Patents
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Description
Gary R.Bradski, "Real Time Face and Object Tacking as a Component of a Perceputual User Interface" 1998 IEEE pp.214−219 金次保明ら "指差しポインターにおけるカーソル位置の特定法"(電子情報通信学会 ITS研究会2002) 細谷英一ら "ミラーインタフェースを用いた遠隔地間の実世界インタラクション" FIT(情報科学技術フォーラム)2003 pp.591−592 北端美紀ら "ミラーインタフェースにおける手追跡方法の一検討"(信学会全大2005 D−12−35)
該撮像手段で撮像された各フレームの撮像画像を入力する撮像画像入力段階と、
前記所定の色が存在する確率の計算式、または画素値と該確率との関係を表わすルックアップテーブルを用いて、指定された矩形領域内での前記所定の色の確率分布を計算する所定色確率分布計算段階と、
前記確率分布の重心を中心とし、かつ確率分布値の総和をM00とし、確率値の最大値をPmaxとした時、矩形領域の一辺の幅lw高さlhが、
前記撮像画像入力段階と前記所定色確率分布計算段階と前記矩形領域決定段階で行われる処理の前回のループで前記矩形領域決定段階で決定された矩形領域の大きさと今回のループで前記矩形領域決定段階で決定された矩形領域との大きさの差分が閾値以内、または同一フレームに対し指定されたループ回数以上の矩形領域の再決定を行った、または決定された矩形領域の大きさが指定サイズを超えた場合に、前記矩形領域決定段階で今回決定された矩形領域を現フレームでの前記対象物の追跡結果とし、前記撮像画像入力段階に戻り、次フレームに対する計算に移る所定色領域判定段階と、
を有し、
前記確率値の最大値Pmaxを、処理対象としているフレーム画像毎に計算により求める。
図1を参照すると、本発明の第1の実施形態による手位置追跡装置は、撮像部11、12と画像入力部13と肌色確率分布計算部14と矩形領域決定部15と肌色領域判定部16とデータ記憶部17とで構成される。肌色確率分布計算部14は、図2に示すように、第1確率分布計算部21と距離情報作成部22と第2確率分布計算部23と統合確率分布計算部24で構成されている。
図10は本発明の第2の実施形態による手位置追跡装置の肌色確率分布計算部のブロック図、図11はその処理の流れを示すフローチャートである。
0 :前フレームとの色の差分値が閾値未満の場合
なお、本実施形態における、第3の確率分布の計算方法は上記に限られない。例えば、複数の隣接フレーム間の動き(フレーム間の差分値)を考慮したり、直近のフレーム間の動き情報は大きく、そうでないフレーム間の動き情報は小さく考慮する場合も考えられる。
図12は本発明の第3の実施形態による手位置追跡装置のブロック図、図13はその処理の流れを示すフローチャートである。
a=1,b=c=0
として、第1の確率分布である肌色のみを考慮し、それ以外の通常に手を追跡している状態では、
a=b=c=1
として、距離と動きの両方を考慮する。
さらには、肌色領域の動きが小さく、第3の確率分布値が閾値以下となった場合には、
a=b=1,c=0
として、動きを考慮しないようにする。
12 撮像部
13 画像入力部
14 肌色確率分布計算部
15 矩形領域決定部
16 肌色領域判定部
17 データ記憶部
18 係数決定部
21 第1確率分布計算部
22 距離情報作成部
23 第2確率分布計算部
24 統合確率分布計算部
25 第3確率分布計算部
101〜105、201〜205 ステップ
Claims (10)
- 撮像手段によって撮像対象を撮像した撮像動画像上の予め指定された所定の色とサイズの領域を追跡することによって対象物の位置を追跡する方法であって、
該撮像手段で撮像された各フレームの撮像画像を入力する撮像画像入力段階と、
前記所定の色が存在する確率の計算式、または画素値と該確率との関係を表わすルックアップテーブルを用いて、指定された矩形領域内での前記所定の色の確率分布を計算する所定色確率分布計算段階と、
前記確率分布の重心を中心とし、かつ確率分布値の総和をM00とし、確率値の最大値をPmaxとした時、矩形領域の一辺の幅lw高さlhが、
前記撮像画像入力段階と前記所定色確率分布計算段階と前記矩形領域決定段階で行われる処理の前回のループで前記矩形領域決定段階で決定された矩形領域の大きさと今回のループで前記矩形領域決定段階で決定された矩形領域との大きさの差分が閾値以内、または同一フレームに対し指定されたループ回数以上の矩形領域の再決定を行った、または決定された矩形領域の大きさが指定サイズを超えた場合に、前記矩形領域決定段階で今回決定された矩形領域を現フレームでの前記対象物の追跡結果とし、前記撮像画像入力段階に戻り、次フレームに対する計算に移る所定色領域判定段階と、
を有し、
前記確率値の最大値Pmaxを、処理対象としているフレーム画像毎に計算により求める対象物位置追跡方法。 - 前記所定色確率分布計算段階は、
前記計算式またはルックアップテーブルを用いて計算した値を第1の確率分布とする第1の確率分布計算段階と、
3次元距離情報取得技術によって撮像画像の各画素の距離情報を作成する距離情報作成段階と、
前フレームでの距離情報から、現フレームでの距離的な確率分布を計算する距離の確率分布を第2の確率分布として計算する第2の確率分布計算段階と、
これら第1の確率分布と第2の確率分布を変数とする関数で確率分布を計算する統合確率分布計算段階と、
を含む、請求項1に記載の対象物位置追跡方法。 - 前記所定色確率分布計算段階は、
前記計算式またはルックアップテーブルを用いて計算した値を第1の確率分布とする第1の確率分布計算段階と、
3次元距離情報取得技術によって撮像画像の各画素の距離情報を作成する距離情報作成段階と、
前フレームでの距離情報から、現フレームでの距離的な確率分布を計算する距離の確率分布を第2の確率分布として計算する第2の確率分布計算段階と、
現フレームより前の複数の連続したフレームの画像列に対し、隣接する2フレーム間の画像毎の各画素値の差分絶対値の総和が一定値以上である画像上の点を抽出することにより生成する動き情報を用いて、第3の確率分布として動きの確率分布を生成する第3の確率分布計算段階と、
前記第1、第2、第3の確率分布を変数とする関数で確率分布を計算する統合確率分布計算段階と、
を含む、請求項1に記載の対象物位置追跡方法。 - 前記統合確率分布計算段階では、前記矩形領域が指定サイズよりも大きい場合には、第1の確率分布のみを確率分布とする、請求項2または3に記載の対象物位置追跡方法。
- 前記統合確率分布計算段階は、前記矩形領域の大きさ、各確率分布の計算結果の少なくとも1つに基づき、確率分布を計算する関数をダイナミックに変化させる、請求項2または3に記載の対象物位置追跡方法。
- 撮像手段によって撮像対象を撮像した撮像動画像上の予め指定された所定の色とサイズの領域を追跡することによって対象物の位置を追跡する装置であって、
該撮像手段で撮像された各フレームの撮像画像を入力する撮像画像入力手段と、
前記所定の色が存在する確率の計算式、または画素値と該確率との関係を表わすルックアップテーブルを用いて、指定された矩形領域内での前記所定の色の確率分布を計算する所定色確率分布計算手段と、
前記確率分布の重心を中心とし、かつ確率分布値の総和をM00とし、確率値の最大値をPmaxとした時、矩形領域の一辺の幅lw高さlhが、
前記撮像画像入力手段と前記所定色確率分布計算手段と前記矩形領域決定手段で順次行われる処理の前回のループで前記矩形領域決定手段で決定された矩形領域の大きさと今回のループで前記矩形領域決定手段で決定された矩形領域との大きさの差分が閾値以内、または同一フレームに対し指定されたループ回数以上の矩形領域の再決定を行った、または決定された矩形領域の大きさが指定サイズを超えた場合に、前記矩形領域決定手段で今回決定された矩形領域を現フレームでの前記対象物の追跡結果とし、前記撮像画像入力手段に戻り、次フレームに対する計算に移る所定色領域判定手段と、
を有し、
前記矩形領域決定手段は、前記確率値の最大値Pmaxを、処理対象としているフレーム画像毎に計算により求める対象物位置追跡装置。 - 前記所定色確率分布計算手段は、
前記計算式またはルックアップテーブルを用いて計算した値を第1の確率分布とする第1の確率分布計算手段と、
3次元距離情報取得技術によって撮像画像の各画素の距離情報を作成する距離情報作成手段と、
前フレームでの距離情報から、現フレームでの距離的な確率分布を計算する距離の確率分布を第2の確率分布として計算する第2の確率分布計算手段と、
これら第1の確率分布と第2の確率分布を変数とする関数で確率分布を計算する統合確率分布計算手段と、
を含む、請求項6に記載の対象物位置追跡装置。 - 前記所定色確率分布計算手段は、
前記計算式またはルックアップテーブルを用いて計算した値を第1の確率分布とする第1の確率分布計算手段と、
3次元距離情報取得技術によって撮像画像の各画素の距離情報を作成する距離情報作成手段と、
前フレームでの距離情報から、現フレームでの距離的な確率分布を計算する距離の確率分布を第2の確率分布として計算する第2の確率分布計算手段と、
現フレームより前の複数の連続したフレームの画像列に対し、隣接する2フレーム間の画像毎の各画素値の差分絶対値の総和が一定値以上である画像上の点を抽出することにより生成する動き情報を用いて、第3の確率分布として動きの確率分布を生成する第3の確率分布計算手段と、
前記第1、第2、第3の確率分布を変数とする関数で確率分布を計算する統合確率分布計算手段と、
を含む、請求項6に記載の対象物位置追跡装置。 - 前記統合確率分布計算手段は、前記矩形領域の大きさ、各確率分布の計算結果の少なくとも1つに基づき、確率分布を計算する関数をダイナミックに変化させる、請求項7または8に記載の対象物位置追跡装置。
- コンピュータに、請求項6から9のいずれかに記載の対象物位置追跡装置の各手段を実行させるための対象物位置追跡プログラム。
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JP2006052185A JP4559375B2 (ja) | 2006-02-28 | 2006-02-28 | 対象物位置追跡方法、装置、およびプログラム |
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