JP4769943B2 - Object tracking device, abnormal state detection device, and object tracking method - Google Patents

Object tracking device, abnormal state detection device, and object tracking method Download PDF

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Description

本発明は、例えば、画像中の物体を追跡する物体追跡装置、異常状態検知装置及び物体追跡方法に関する。   The present invention relates to, for example, an object tracking device that tracks an object in an image, an abnormal state detection device, and an object tracking method.

従来から、動画像中の注目すべき物体を追跡する技術が数多く提案されている。この技術では、追跡対象の部分的な遮蔽に対して見失うことなくある程度頑健な追跡を行うものや(特許文献1)、追跡対象の短時間の遮蔽により追跡対象を見失った状態からスムーズに追跡を再開するものが提案されている(非特許文献1、2)。   Conventionally, many techniques for tracking a notable object in a moving image have been proposed. With this technology, tracking that is robust to some extent without losing sight of the partial occlusion of the tracking target (Patent Document 1), or smoothly tracking from the state where the tracking target is lost due to the short-time occlusion of the tracking target What has been resumed has been proposed (Non-Patent Documents 1 and 2).

また、異なる複数のアングルからの動画像情報を統合し、この統合された動画像情報を用いて追跡対象の物体を追跡する技術も提案されている(非特許文献3)。さらに、標準的な対象物追跡法を示すパーティクルフィルタを拡張することによりベイズ理論に基づいた推論を用いて複数対象物の追跡を行う技術も提案されている(特許文献2)。
特開2005−250989号公報 特開2005−165688号公報 K.Nummiaro, et al., “An adaptive color‐based particle filter,” Image and Vision Computing, Vol.21, No.1, pp.99‐110, 2002. A.D. Jepson, et al., “Robust online appearance models for visual tracking,” IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol.25, No.10, 2003. 鈴木ら、「環境モデルの導入による人物追跡の安定化」、電子情報通信学会論文誌D‐II, Vol.J88‐D‐II, No.8, pp.1592−1600, 2005.
There has also been proposed a technique for integrating moving image information from a plurality of different angles and tracking an object to be tracked using the integrated moving image information (Non-patent Document 3). Furthermore, a technique for tracking a plurality of objects using inference based on Bayesian theory by extending a particle filter indicating a standard object tracking method has been proposed (Patent Document 2).
JP 2005-250989 A JP 2005-165688 A K. Nummiaro, et al., “An adaptive color-based particle filter,” Image and Vision Computing, Vol. 21, No. 1, pp. 99-110, 2002. AD Jepson, et al., “Robust online appearance models for visual tracking,” IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 25, No. 10, 2003. Suzuki et al., `` Stabilization of human tracking by introducing environmental model '', IEICE Transactions D-II, Vol.J88-D-II, No.8, pp.1592-1600, 2005.

しかし、上述した特許文献1及び非特許文献1、2に記載の技術では、追跡対象が別の物体に完全に遮蔽された場合の処理が不十分であり、特に、長時間にわたる追跡対象の遮蔽や、遮蔽後に遮蔽物が追跡対象と一体となって移動する場合、具体的には、遮蔽物として箱状物体やカバン、乗り物等の内部に追跡対象が含まれた状態で移動する場合には対応できず、追跡の継続が困難であった。   However, in the techniques described in Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 and 2 described above, the processing when the tracking target is completely shielded by another object is insufficient, and in particular, the tracking target is shielded for a long time. Or, when the shield moves together with the tracking target after shielding, specifically, when the tracking target is included inside a box-like object, bag, vehicle, etc. as the shielding object It was difficult to continue and it was difficult to continue tracking.

また、非特許文献3に記載の技術では、異なる複数のアングルからの動画像情報を得るための複数のカメラを利用できる限定された状況下でしか、統合された動画像情報を追跡に用いることができなかった。
さらに、特許文献2に記載の技術では、全く重なり合いのない対象物及び多数の重なり合いのある対象物を取り扱うのみで、上述したような長時間にわたる追跡対象の遮蔽や、遮蔽後に遮蔽物が追跡対象と一体となって移動する場合には追跡の継続が困難であった。
Further, in the technique described in Non-Patent Document 3, the integrated moving image information is used for tracking only under limited circumstances where a plurality of cameras for obtaining moving image information from a plurality of different angles can be used. I could not.
Furthermore, in the technique described in Patent Document 2, the object to be tracked for a long time as described above or the object to be tracked after shielding is tracked only by handling an object that does not overlap at all and a large number of objects that overlap. It was difficult to continue tracking when moving together.

そこで、本発明は、長時間にわたる追跡対象の遮蔽や、遮蔽後に遮蔽物が追跡対象と一体となって移動する場合にも追跡を可能とする物体追跡装置、異常状態検知装置及び物体追跡方法を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention provides an object tracking device, an abnormal state detection device, and an object tracking method that enable tracking even when the tracking target is shielded for a long time or when the shielding object moves together with the tracking target after shielding. It is intended to provide.

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の物体追跡装置は、追跡対象となる物体の画像を取り込む画像取込手段と、取り込まれた画像から、追跡対象の尤度モデルに基づく仮説より追跡対象の動作予測をしながら追跡対象の尤度を生成して、物体の追跡処理を行う追跡処理手段と、生成された追跡対象の尤度と予め定められた閾値との比較により物体の追跡処理の異常状態を検知する異常状態検知手段と、異常状態が一定時間継続されたときに追跡対象は他の追跡対象により遮蔽された状態であると判定する遮蔽状態判定手段と、遮蔽状態であると判定されたときに尤度モデルを追加登録すると共に閾値を追加登録された回数毎に低下させて更新する尤度モデル更新手段と、を備える。 In order to solve the above problems and achieve the object of the present invention, an object tracking device of the present invention includes an image capturing means for capturing an image of an object to be tracked, and a likelihood model of the tracking target from the captured image. The tracking processing means for generating the tracking target likelihood while predicting the motion of the tracking target from the hypothesis based on the object, and comparing the generated tracking target likelihood with a predetermined threshold An abnormal state detection means for detecting an abnormal state of the tracking process of the object, a shielding state determination means for determining that the tracking target is shielded by another tracking target when the abnormal state is continued for a certain period of time, And likelihood model updating means for additionally registering a likelihood model when it is determined to be in a shielded state and updating the threshold model by decreasing the number of times of additional registration .

これにより、生成された追跡対象の尤度と予め定められた閾値との比較により、異常状態検知手段が物体の追跡処理の異常状態を検知したときに、尤度モデル作成手段は追跡対象と異なる他の追跡対象の尤度モデルを作成する。従って、追跡の異常があったときに、追跡の対象を本来の対象から遮蔽物に移して、遮蔽物を仮の追跡対象と認識して追跡を続行することができる。   Thus, when the abnormal state detection means detects an abnormal state of the object tracking process by comparing the generated likelihood of the tracking target and a predetermined threshold, the likelihood model creation means is different from the tracking target. Create likelihood models for other tracking targets. Therefore, when there is an abnormality in tracking, it is possible to move the tracking target from the original target to the shielding object, recognize the shielding object as a temporary tracking target, and continue tracking.

また、本発明の異常状態検知装置は、生成された追跡対象の尤度と予め定められた閾値との比較により物体の追跡処理の異常状態を検知する異常状態検知手段と、異常状態が検知されたときに追跡対象と異なる他の追跡対象の尤度モデルを作成する尤度モデル作成手段と、異常状態が一定時間継続されたときに追跡対象は他の追跡対象により遮蔽された状態であると判定する遮蔽状態判定手段と、遮蔽状態であると判定されたときに作成された尤度モデルを追加登録すると共に閾値を追加登録された回数毎に低下させて更新する尤度モデル更新手段と、を備える。   Further, the abnormal state detection device of the present invention detects an abnormal state by detecting an abnormal state of the object tracking process by comparing the generated likelihood of the tracking target with a predetermined threshold, and the abnormal state is detected. A likelihood model creation means for creating a likelihood model of another tracking target different from the tracking target, and the tracking target is shielded by another tracking target when the abnormal state continues for a certain period of time A shielding state determining means for determining, a likelihood model updating means for additionally registering the likelihood model created when it is determined to be in the shielding state and updating the threshold value for each number of times additionally registered; Is provided.

これにより、異常状態が一定時間継続されたときに遮蔽状態判定手段が追跡対象は他の追跡対象により遮蔽された状態であると判定する。遮蔽状態であると判定されたときに尤度モデル更新手段は作成された尤度モデルを追加登録すると共に閾値を追加登録された回数毎に低下させて更新する。従って、異常状態の継続時間を監視し、正常状態への復帰がないとき追跡対象は遮蔽物に覆われたと判定し、異常判定の閾値を下げて尤度モデルを追加登録することにより、追跡対象の遮蔽状態が解消したときに、尤度の小さい遮蔽物から尤度の大きい本来の対象物に追跡の対象を戻して、追跡を続行することができる。   As a result, when the abnormal state continues for a certain period of time, the shielding state determination means determines that the tracking target is in a state where it is blocked by another tracking target. When it is determined that the state is occluded, the likelihood model updating means additionally registers the created likelihood model and updates the threshold by decreasing the number of additional registrations. Therefore, by monitoring the duration of the abnormal state and determining that the tracking target is covered with an obstruction when there is no return to the normal state, lowering the threshold for abnormal determination and additionally registering the likelihood model, the tracking target When the occlusion state is canceled, the tracking target is returned from the shielding object with the low likelihood to the original object with the high likelihood, and the tracking can be continued.

また、本発明の物体追跡方法は、追跡対象となる物体の画像から、追跡対象の尤度モデルに基づく仮説より追跡対象の動作予測をしながら追跡対象の尤度を生成して、物体の追跡処理を行う追跡処理ステップと、生成された追跡対象の尤度と予め定められた閾値との比較により物体の追跡処理の異常状態を検知する異常状態検知ステップと、異常状態が検知されたときに追跡対象と異なる他の追跡対象の尤度モデルを作成する尤度モデル作成ステップと、を含む。   Further, the object tracking method of the present invention generates the tracking target likelihood from the image of the tracking target object based on the hypothesis based on the tracking target likelihood model while predicting the tracking target motion, thereby tracking the object. A tracking processing step for performing processing, an abnormal state detecting step for detecting an abnormal state of the object tracking processing by comparing the likelihood of the generated tracking target with a predetermined threshold, and when an abnormal state is detected A likelihood model creating step of creating a likelihood model of another tracked object different from the tracked object.

さらに、本発明の物体追跡方法は、異常状態が一定時間継続されたときに追跡対象は他の追跡対象により遮蔽された状態であると判定する遮蔽状態判定ステップと、遮蔽状態であると判定されたときに作成された尤度モデルを追加すると共に閾値を追加された回数毎に低下させて更新する尤度モデル追加ステップと、遮蔽状態であると判定された後に、最後に上記追加された上記尤度モデルよりも大きな尤度が生成された上記尤度モデルが存在するときに遮蔽状態が解消されたと判定する遮蔽状態解消判定ステップと、遮蔽状態が解消されたと判定されたときに尤度モデルを削除すると共に閾値を削除された尤度モデルの個数毎に増大させて更新する尤度モデル削除ステップと、を含む。   Furthermore, in the object tracking method of the present invention, it is determined that the tracking target is in a shielded state, a shielding state determination step that determines that the tracking target is shielded by another tracking target when the abnormal state continues for a certain period of time. A likelihood model added step of adding a likelihood model created at the time and updating the threshold value every time the threshold value is added, and after being determined to be in a shielding state, A shielding state cancellation determination step for determining that the shielding state has been canceled when the likelihood model in which a likelihood greater than the likelihood model is generated exists, and a likelihood model when it is determined that the shielding state has been canceled. And a likelihood model deletion step of updating the threshold value for each number of deleted likelihood models and updating it.

従って、追跡の異常があったときに、追跡の対象を本来の対象から遮蔽物に移して、遮蔽物を仮の追跡対象と認識して追跡を続行することができる。さらに、異常状態の継続時間を監視し、正常状態への復帰がないとき追跡対象は遮蔽物に覆われたと判定し、異常判定の閾値を下げて尤度モデルを追加登録することにより、追跡対象の遮蔽状態が解消したときに、尤度の小さい遮蔽物から尤度の大きい本来の対象物に追跡の対象を戻して、追跡を続行することができる。   Therefore, when there is an abnormality in tracking, it is possible to move the tracking target from the original target to the shielding object, recognize the shielding object as a temporary tracking target, and continue tracking. Furthermore, by monitoring the duration of the abnormal state and determining that the tracking target is covered by an obstruction when there is no return to the normal state, lowering the threshold for abnormal determination and additionally registering the likelihood model, the tracking target When the occlusion state is canceled, the tracking target is returned from the shielding object with the low likelihood to the original object with the high likelihood, and the tracking can be continued.

本発明によれば、長時間にわたり追跡対象が遮蔽された場合や、遮蔽後に遮蔽物が追跡対象と一体となって移動する場合にも追跡が可能となる。従って、一般的な街頭、ビル内やオフィス空間等、遮蔽物となる可能性が高い物体が多く存在する場面での物体の追跡をより確実に実現することが可能となる。さらに、本発明は、人間共存型ロボットや監視カメラ等、生活空間での物体追跡の利用が想定されるシステムに応用する際に多大な効果を奏することができる。   According to the present invention, tracking is possible even when the tracking target is shielded for a long time, or when the shielding object moves together with the tracking target after shielding. Accordingly, it is possible to more reliably realize tracking of an object in a scene where there are many objects that are likely to be shielding objects such as general streets, buildings, and office spaces. Furthermore, the present invention can provide a great effect when applied to a system that is supposed to be used for tracking objects in a living space, such as a human-symbiotic robot and a surveillance camera.

また、どの物体が遮蔽物となるかを事前に知ることができないため、遮蔽物に対する尤度モデルを事前に準備しておくことは現実的に不可能であった。しかし、本発明によれば、取得された画像情報の変化から追跡対象とカメラとの間に遮蔽物が現れたと判断して、動的に尤度モデルを構築することができるので、遮蔽物についての事前情報を用いることなく、確実な物体追跡を行うことが可能となる。特に、画像内の環境が動的に変化する場合や、環境自体は静的であってもカメラ自体が移動するものも含む相対的な移動環境に応用する際に多大な効果を奏することができる。また、カメラから得られる画像情報と距離情報とを融合させて動的な尤度モデルを構築することも可能である。   In addition, since it is impossible to know in advance which object will be the shielding object, it is practically impossible to prepare a likelihood model for the shielding object in advance. However, according to the present invention, it is possible to determine that a shielding object appears between the tracking target and the camera from the change in the acquired image information, and thus a likelihood model can be dynamically constructed. It is possible to perform reliable object tracking without using prior information. In particular, when the environment in the image changes dynamically, or when the environment itself is static, the camera itself can move to a relative moving environment including one that moves. . It is also possible to construct a dynamic likelihood model by fusing image information obtained from a camera and distance information.

また、複数の尤度モデル生成時に尤度の低下更新及び異常判定の閾値の低下を行うことにより、尤度の低い遮蔽物から尤度の高い本来の追跡対象に自律的に注目を切り替えるという柔軟な処理が可能となる。このような柔軟な処理は、例えば、遮蔽物の追跡をするのと同時に本来の追跡対象に対しても注意を払いながら、遮蔽状態が解消されて本来の追跡対象が現れる場合などの追跡処理に特に有効なものとなる。これにより、例えば、知的ロボットへの応用において、より人間に近い、自然で柔軟なインタラクションの実現を可能とすることができる。   In addition, it is possible to flexibly switch attention from an obstructer with a low likelihood to an original tracking target with a high likelihood by performing a decrease update of likelihood and a threshold value for abnormality determination when generating a plurality of likelihood models. Processing becomes possible. Such a flexible process is, for example, a tracking process in which the original tracking target appears when the shielding state is canceled while paying attention to the original tracking target at the same time as tracking the shielding object. Especially effective. Thereby, for example, it is possible to realize natural and flexible interaction closer to humans in application to an intelligent robot.

以下に、本発明の実施の形態について、適宜、図面を参照しながら説明する。
図1は、物体追跡装置のシステム構成を示す図である。
図1において、物体追跡装置1は、追跡対象となる物体の画像を取り込むカメラ装置2と、各種初期設定を行う初期設定部3と、カメラ装置2により取り込まれた画像から、追跡対象の尤度に基づく仮説より追跡対象の動作予測をしながら追跡対象の尤度を生成して、物体の追跡処理を行う物体追跡処理部4とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of an object tracking apparatus.
In FIG. 1, an object tracking device 1 includes a camera device 2 that captures an image of an object to be tracked, an initial setting unit 3 that performs various initial settings, and a likelihood of a tracking target from images captured by the camera device 2. And an object tracking processing unit 4 for generating the likelihood of the tracking target while predicting the motion of the tracking target from the hypothesis based on the above and performing the object tracking process.

ここで、カメラ装置2は追跡対象となる物体の画像と共に距離情報を取得することができるものである。初期設定部3は、追跡対象の尤度モデル設定、物体追跡処理部4の後述するパーティクルフィルタで利用する仮説群の初期化等、追跡開始に必要な諸処理を行う。これらの処理は必要に応じて外部からの入力装置14より設定するようにしてもよい。   Here, the camera device 2 can acquire distance information together with an image of an object to be tracked. The initial setting unit 3 performs various processes necessary for starting tracking, such as setting a likelihood model of a tracking target and initializing a hypothesis group used in a particle filter described later of the object tracking processing unit 4. These processes may be set from the external input device 14 as necessary.

物体追跡処理部4には、汎用のパーティクルフィルタが利用される。ここでは最も基本的な構成のパーティクルフィルタを想定しているが、適宜、構成を入れ替えることが可能となっている。物体追跡処理部4は、仮説生成部5と、動作予測部6と、観測・評価部7の3つの構成部分からなる。   A general-purpose particle filter is used for the object tracking processing unit 4. Although the particle filter having the most basic configuration is assumed here, the configuration can be changed as appropriate. The object tracking processing unit 4 includes three components: a hypothesis generation unit 5, an operation prediction unit 6, and an observation / evaluation unit 7.

仮説生成部5は、各仮説(パーティクル)をその尤度に比例する確率でサンプリングすることにより、新たな仮説群を生成する。動作予測部6は、予め定義された動作モデルを適用することで追跡対象の画像上の位置を予測し、各仮説を更新する。動作モデルとしては、任意のものが利用可能である。すなわち、追跡対象の動作に関して事前知識があれば、それを動作モデルに盛り込むことも可能だが、そうでなければ一般的なモデルを利用することができる。また、これに限らず、動作のダイナミクスを学習する任意の機構を動作モデルに導入することも可能である。   The hypothesis generation unit 5 generates a new hypothesis group by sampling each hypothesis (particle) with a probability proportional to its likelihood. The motion prediction unit 6 predicts the position on the image to be tracked by applying a predefined motion model, and updates each hypothesis. Any behavior model can be used. That is, if there is prior knowledge about the motion to be tracked, it can be included in the motion model, but if not, a general model can be used. In addition to this, it is also possible to introduce an arbitrary mechanism for learning the dynamics of motion into the motion model.

観測・評価部7は、画像情報を観測し、更新された仮説の尤度を評価する。仮説sに対する尤度L(s)は以下の数1式のように算出される。
[数1]

L(s)=Σ[L(s)/α
i=0
The observation / evaluation unit 7 observes the image information and evaluates the likelihood of the updated hypothesis. Likelihood L (s) for hypothesis s is calculated as in the following equation (1).
[Equation 1]
N
L (s) = Σ [L i (s) / α i ]
i = 0

ここで、L(s)は初期設定部3及び尤度モデル更新部11により「システム追跡対象尤度モデル」に登録されている各尤度モデルの尤度関数、αは事前に設定した1以上の実数である。このような尤度評価を行うと、先に「システム追跡対象尤度モデル」に登録されたモデルの尤度関数がより大きな影響をもつことになるため、尤度の小さい現在の対象を追跡しつつ、尤度の大きい先に登録された対象が現れた場合には尤度の大きい方を優先して追跡することが可能になる。初期設定部3では追跡対象の尤度モデルのみをL(s)として登録する。
また、システム全体の代表となる仮説(以下、代表仮説と呼ぶ)とその尤度を算出する。代表仮説としては、仮説群の平均に相当する仮説、仮説群が近似する確率密度関数のモードに相当する仮説、あるいは最大の尤度を持つ仮説等、応用に応じて選択することが可能である。
Here, L i (s) is the likelihood function of each likelihood model registered in the “system tracking target likelihood model” by the initial setting unit 3 and the likelihood model update unit 11, and α is 1 set in advance. These are real numbers. When such likelihood evaluation is performed, the likelihood function of the model registered in the “system tracking target likelihood model” has a greater influence, so the current target with a low likelihood is tracked. On the other hand, when an object registered with a higher likelihood appears, it is possible to preferentially track the higher likelihood. The initial setting unit 3 registers only the likelihood model to be tracked as L 0 (s).
Also, a hypothesis that is representative of the entire system (hereinafter referred to as a representative hypothesis) and its likelihood are calculated. The representative hypothesis can be selected according to the application, such as the hypothesis corresponding to the average of the hypothesis group, the hypothesis corresponding to the mode of the probability density function that the hypothesis group approximates, or the hypothesis having the maximum likelihood. .

数1式の尤度関数でαのi乗を用いている点について、以下に理由を説明する。
これは、遮蔽する側(第i番目のモデル)の尤度が常に遮蔽される側(第i−1番目のモデル)の尤度の1/α倍のレベルになるという関係を保つためである。例えばα=10とした場合、遮蔽される側の尤度は遮蔽する側の尤度よりも一桁高くなることになり、遮蔽される側の物体が遮蔽物の陰から再び現れた場合に一桁高い尤度をもつ物体の出現により追跡対象の注意を戻すことを可能にする。
The reason why the α function is used in the likelihood function of Equation 1 will be described below.
This is to maintain the relationship that the likelihood on the side to be shielded (i-th model) is always 1 / α times the likelihood on the side to be shielded (i-th model). . For example, when α = 10, the likelihood on the side to be shielded is one order of magnitude higher than the likelihood on the side to be shielded, and is one when the object on the side to be shielded appears again from behind the shield. It is possible to return the attention of the tracking target by the appearance of an object having an order of magnitude higher likelihood.

また、物体追跡装置1は、物体追跡処理部4により生成された追跡対象の尤度と予め閾値設定部12で定められた閾値との比較により物体の追跡処理の異常状態を検知する異常状態検知部8と、異常状態検知部8により異常状態が検知されたときに追跡対象と異なる他の追跡対象の尤度モデルを作成する尤度モデル作成部9とを備えている。   Further, the object tracking device 1 detects an abnormal state of the object tracking process by comparing the likelihood of the tracking target generated by the object tracking processing unit 4 with a threshold set in advance by the threshold setting unit 12. Unit 8 and a likelihood model creation unit 9 that creates a likelihood model of another tracking target that is different from the tracking target when an abnormal state is detected by the abnormal state detection unit 8.

また、物体追跡装置1は、異常状態検知部8の検知により異常状態が一定時間継続されたときに追跡対象は他の追跡対象により遮蔽された状態であると判定する遮蔽状態判定部10と、遮蔽状態判定部10により遮蔽状態であると判定されたときに尤度モデル作成部9により作成された尤度モデルを「システム追跡対象尤度モデル」に追加登録すると共に閾値更新部13を用いて閾値設定部12で設定された閾値を尤度モデルが追加登録された回数毎に低下させて更新する尤度モデル更新部11とを備えている。   Further, the object tracking device 1 includes a shielding state determination unit 10 that determines that the tracking target is shielded by another tracking target when the abnormal state continues for a certain period of time by the detection of the abnormal state detection unit 8; The likelihood model created by the likelihood model creation unit 9 when it is determined by the shielding state determination unit 10 to be in the shielding state is additionally registered in the “system tracking target likelihood model” and the threshold update unit 13 is used. And a likelihood model updating unit 11 that updates the threshold set by the threshold setting unit 12 by reducing the threshold every time the likelihood model is additionally registered.

また、遮蔽状態判定部10は、遮蔽状態であると判定された後に、最後に登録された尤度モデルの尤度関数の値よりも大きな尤度関数の値をもつ尤度モデルが存在するときに遮蔽状態が解消されたと判定し、尤度モデル更新部11は、最大の尤度をもつ尤度モデルよりも後に追加された尤度モデルの登録をすべて削除すると共に、閾値更新部13を用いて閾値設定部12で設定された閾値を削除された尤度モデルの個数毎に増大させて更新する。
物体追跡装置1の追跡状態等の出力は外部の出力装置15に出力される。
Further, when the shielding state determination unit 10 determines that the state is the shielding state, there is a likelihood model having a likelihood function value larger than the likelihood function value of the last registered likelihood model. The likelihood model update unit 11 deletes all registrations of likelihood models added after the likelihood model having the maximum likelihood, and uses the threshold update unit 13. The threshold set by the threshold setting unit 12 is updated for each number of likelihood models that have been deleted.
An output such as a tracking state of the object tracking device 1 is output to an external output device 15.

上述した異常状態検知部8による異常状態か否かの判定には、事前に閾値設定部12に設定した閾値を用いるが、ここで、尤度モデル更新部11で遮蔽物のモデルが一つ登録されるたびに、閾値更新部13を用いて閾値設定部12で設定された閾値の値が1/α倍される。これは、「正常に遮蔽物を追跡している」状態では、その尤度はモデルを追加する前の1/αのレベルになるためである。逆に遮蔽状態判定部10で遮蔽状態が解消されたと判定された場合には、尤度モデル更新部11で削除するモデルの数だけ閾値更新部13を用いて閾値設定部12で設定された閾値をα倍することになる。
なお、上述した物体追跡装置1のうち、カメラ装置2以外の初期設定部3〜閾値更新部13までは、例えば、制御部としてのCPUとプログラムや制御データの記憶部としてのメモリとにより、上述した各機能を有するように構成される。
The threshold value set in advance in the threshold value setting unit 12 is used to determine whether or not the abnormal state detection unit 8 is in an abnormal state. Here, the likelihood model update unit 11 registers one shield model. Each time the threshold value updating unit 13 is used, the threshold value set by the threshold setting unit 12 is multiplied by 1 / α. This is because the likelihood is 1 / α level before adding the model in the state of “tracking the shield normally”. Conversely, when the shielding state determination unit 10 determines that the shielding state has been eliminated, the threshold set by the threshold setting unit 12 using the threshold updating unit 13 by the number of models to be deleted by the likelihood model updating unit 11. Is multiplied by α.
In the object tracking device 1 described above, the initial setting unit 3 to the threshold update unit 13 other than the camera device 2 are described above using, for example, a CPU as a control unit and a memory as a storage unit for programs and control data. It is comprised so that it may have each function.

以下、このように構成される物体追跡装置の動作について、図2に示すフローチャートに基づいて説明する。
図2のフローチャートは、図1に示した各部の処理を一連の流れとして連続的に示すものである。
図2において、まず、初期設定の処理が行われる(ステップS1)。具体的には図1に示した初期設定部3がシステムのデフォルト値を設定する。例えば、初期設定部3は物体追跡処理部4の仮説生成部5で生成される追跡対象の尤度モデルを「システム追跡対象尤度モデル」に「第0番目のモデル」として登録し、尤度モデルの数N=0とする。また、初期設定部3はシステムの「追跡状態」を「正常」に設定する。
Hereinafter, the operation of the object tracking apparatus configured as described above will be described based on the flowchart shown in FIG.
The flowchart of FIG. 2 shows the processing of each unit shown in FIG. 1 continuously as a series of flows.
In FIG. 2, first, an initial setting process is performed (step S1). Specifically, the initial setting unit 3 shown in FIG. 1 sets system default values. For example, the initial setting unit 3 registers the likelihood model of the tracking target generated by the hypothesis generation unit 5 of the object tracking processing unit 4 in the “system tracking target likelihood model” as the “0th model”, and the likelihood The number of models N = 0. The initial setting unit 3 sets the “tracking state” of the system to “normal”.

「尤度モデル」は尤度関数によって「仮説」が追跡対象の位置をどれほど的確に表しているかを数値(尤度)として評価可能とするものである。尤度関数は最大値が1、最小値が0をとるように正規化されている。尤度モデルとしては任意のものが使用可能であるが、「対象の事前知識を必要とせずに汎用的に使用可能である」という条件をみたすことが望ましい。ここでは、「仮説が表す画像領域内での色分布」を尤度モデルとして利用することを想定している。この場合、モデルの持つ色分布と仮説が表す画像領域で観測した色分布との類似度が判定され、近いものほど高い尤度が与えられるようになされる。   The “likelihood model” makes it possible to evaluate, as a numerical value (likelihood), how accurately the “hypothesis” represents the position of the tracking target by the likelihood function. The likelihood function is normalized so that the maximum value is 1 and the minimum value is 0. Any likelihood model can be used, but it is desirable to satisfy the condition that it can be used universally without requiring prior knowledge of the object. Here, it is assumed that “color distribution in an image region represented by a hypothesis” is used as a likelihood model. In this case, the degree of similarity between the color distribution of the model and the color distribution observed in the image area represented by the hypothesis is determined, and the closer to the model, the higher likelihood is given.

次に、物体追跡処理の各処理が行われる(ステップS2)。具体的には図1に示した物体追跡処理部4の仮説生成部5が追跡対象の仮説の尤度モデルを生成し(ステップS3)、動作予測部6が予め定義された動作モデルを適用することで追跡対象の画像上の位置を予測・更新し(ステップS4)、観測・評価部7が画像情報を観測し、更新された仮説の尤度を評価する。また、それをもとに代表仮説とその尤度を算出する(ステップS5)。   Next, each process of the object tracking process is performed (step S2). Specifically, the hypothesis generation unit 5 of the object tracking processing unit 4 shown in FIG. 1 generates a likelihood model of a hypothesis to be tracked (step S3), and the motion prediction unit 6 applies a predefined motion model. Thus, the position on the image to be tracked is predicted / updated (step S4), and the observation / evaluation unit 7 observes the image information and evaluates the likelihood of the updated hypothesis. Based on this, a representative hypothesis and its likelihood are calculated (step S5).

次に、追跡する対象物の直前の状態が正常であるか異常であるかを判断する(ステップS6)。具体的には、図1に示した物体追跡処理部4は、観測・評価部7で仮説の尤度が評価された際に、システムの「追跡状態」が「正常」又は「異常」のどちらに設定されているかを判断する。この判断ステップS6の判断結果に応じてそれ以降の処理の流れが分岐する。   Next, it is determined whether the state immediately before the object to be tracked is normal or abnormal (step S6). Specifically, the object tracking processing unit 4 shown in FIG. 1 determines whether the “tracking state” of the system is “normal” or “abnormal” when the likelihood of the hypothesis is evaluated by the observation / evaluation unit 7. Determine whether it is set to. The subsequent processing flow branches according to the determination result of the determination step S6.

判断ステップS6で直前の状態が正常であると判断されたときは、続いて異常状態が検知されているか否かの判定をする(ステップS7)。具体的には図1に示した異常状態検知部8が、物体追跡処理部4により生成された追跡対象の代表仮説の尤度と予め閾値設定部12で定められた閾値との比較により物体の追跡処理が異常状態であるか否かを検知する。
例えば、ステップS2で生成された代表仮説の尤度が予め定められた閾値を上回る場合には、追跡処理は正常に実行されているとみなして、追跡処理を続行する。
When it is determined in the determination step S6 that the immediately preceding state is normal, it is subsequently determined whether or not an abnormal state is detected (step S7). More specifically, the abnormal state detection unit 8 shown in FIG. 1 compares the likelihood of the representative hypothesis to be tracked generated by the object tracking processing unit 4 with the threshold value set in advance by the threshold setting unit 12. Whether the tracking process is in an abnormal state is detected.
For example, if the likelihood of the representative hypothesis generated in step S2 exceeds a predetermined threshold, the tracking process is considered to be executed normally and the tracking process is continued.

判断ステップS7で異常状態検知判定の結果が正常であると判断された場合は、続いて遮蔽状態が解消されたか否かが判断される(ステップS8)。そして、この判断ステップS8で未解消であると判断された場合、つまり遮蔽状態にない場合は、次に終了条件であるか否かの判断をする(ステップS9)。具体的には、終了条件の例として、次のようなものが考えられる。第1に、事前に設定した時間(ループ回数)に達した場合、第2に、追跡対象が画面外へ移動して追跡不可能となり、一定時間が経過した場合、第3に、ロボットや監視カメラ等への応用において、ユーザから追跡終了の入力指示があった場合などである。   When it is determined in the determination step S7 that the abnormal state detection determination result is normal, it is subsequently determined whether or not the shielding state has been eliminated (step S8). Then, if it is determined in the determination step S8 that it has not been solved, that is, if it is not in the shielding state, it is next determined whether or not it is an end condition (step S9). Specifically, the following can be considered as examples of the termination condition. First, when the preset time (number of loops) is reached, second, the tracking target moves out of the screen and becomes untraceable, and when a certain time has passed, third, the robot or monitoring This is the case when the user gives an instruction to end tracking in application to a camera or the like.

判断ステップS9で終了条件でないと判定されたときは、ステップS3へ戻って、ステップS3〜ステップS9までの処理及び判断を繰り返す。   When it is determined in the determination step S9 that the end condition is not satisfied, the process returns to step S3, and the processes and determinations from step S3 to step S9 are repeated.

判断ステップS6で直前の状態が正常であると判定されたものの、判断ステップS7で異常状態検知判定が異常であると判断された場合は、図1に示す尤度モデル作成部9が尤度モデル作成処理を行う(ステップS17)。具体的には、異常状態検知部8が、物体追跡処理部4により生成された追跡対象の代表仮説の尤度と予め閾値設定部12で定められた閾値との比較により物体の追跡処理が異常状態であるか否かを検知する。そして、例えば、ステップS2の物体追跡処理で生成された尤度が予め定められた閾値を下回る場合には、何らかの原因で追跡対象を見失った状態であると判断する。この場合、追跡対象の物体が急激な動作をした等の理由で一時的に見失っただけの可能性と、他の物体により追跡対象の物体が遮蔽された可能性の2つが考えられる。   When it is determined in the determination step S6 that the previous state is normal, but in the determination step S7, it is determined that the abnormal state detection determination is abnormal, the likelihood model creating unit 9 shown in FIG. A creation process is performed (step S17). Specifically, the abnormal state detection unit 8 detects that the object tracking process is abnormal by comparing the likelihood of the representative hypothesis to be tracked generated by the object tracking processing unit 4 with the threshold value set in advance by the threshold setting unit 12. It is detected whether it is in a state. For example, when the likelihood generated by the object tracking process in step S2 is less than a predetermined threshold, it is determined that the tracking target has been lost for some reason. In this case, there are two possibilities: the possibility that the object to be tracked is temporarily lost due to a sudden movement or the like, and the possibility that the object to be tracked is blocked by another object.

ステップS17の尤度モデル作成処理は、上述したようにステップS6で追跡対象物の直前の状態が正常であって、ステップS7で異常状態検知部8により現在の状態が異常であると検知された場合の処理であるが、実際には、現在の追跡対象の物体が遮蔽された可能性に備えて、図1に示した尤度モデル作成部9は追跡対象と異なる他の追跡対象である遮蔽物の尤度モデルを作成する。
そして、判断ステップS6で正常であると判断された状態を「異常」に設定する(ステップS18)。具体的には図1に示した異常状態検知部8がこのシステムの「追跡状態」を「正常」から「異常」に設定する。
In the likelihood model creation process in step S17, as described above, the state immediately before the tracking target is normal in step S6, and the abnormal state detection unit 8 detects that the current state is abnormal in step S7. In actuality, the likelihood model creating unit 9 shown in FIG. 1 is actually a shielding target other than the tracking target in preparation for the possibility that the current tracking target object is shielded. Create an object likelihood model.
Then, the state determined to be normal in the determination step S6 is set to “abnormal” (step S18). Specifically, the abnormal state detection unit 8 shown in FIG. 1 sets the “tracking state” of this system from “normal” to “abnormal”.

上述したステップS17の尤度モデル作成処理は、異常状態検知部8が追跡処理の異常を検知した時点で行う。ただし、ステップS17で作成された尤度モデルは、後述するステップS14で示す追跡処理の異常が一定時間継続するまでは、「システム追跡対象尤度モデル」に登録されない。   The likelihood model creation process in step S17 described above is performed when the abnormal state detection unit 8 detects an abnormality in the tracking process. However, the likelihood model created in step S17 is not registered in the “system tracking target likelihood model” until the abnormality of the tracking process shown in step S14 described later continues for a certain time.

具体的な尤度モデル作成処理は、以下の通りである。
まず、図1に示した尤度モデル作成部9はカメラ装置2から取得される距離情報を利用して、追跡対象とする画像領域を抽出する。より詳細に言えば、尤度モデル作成部9は、物体追跡処理部4の仮説生成部5で生成された代表仮説が表す画像領域内で、追跡対象の前時刻での平均距離よりも手前側、つまりカメラ装置2に近い側にある画像領域を抽出する。この抽出された画像領域は追跡対象の物体に対する遮蔽物である可能性が高い物体が存在する領域を表している。
次に、尤度モデル作成部9は、抽出された画像領域内の画像情報を基に、遮蔽物の尤度モデルを作成する。
The specific likelihood model creation process is as follows.
First, the likelihood model creation unit 9 illustrated in FIG. 1 extracts an image region to be tracked using distance information acquired from the camera device 2. More specifically, the likelihood model creation unit 9 is closer to the average distance at the previous time of the tracking target in the image region represented by the representative hypothesis generated by the hypothesis generation unit 5 of the object tracking processing unit 4. That is, an image region on the side close to the camera device 2 is extracted. This extracted image area represents an area where there is an object that is likely to be a shield for the tracking target object.
Next, the likelihood model creation unit 9 creates a likelihood model of the shielding object based on the image information in the extracted image region.

また、判断ステップS6で追跡対象物の直前の状態が異常であると判断されたときにも、判断ステップS7と同様に、異常状態が検知されているか否かの判断が行われる(ステップS10)。具体的には図1に示した異常状態検知部8が、物体追跡処理部4により生成された追跡対象の代表仮説の尤度と予め閾値設定部12で定められた閾値との比較により物体の追跡処理が異常状態であるか否かを検知する。   Also, when it is determined in the determination step S6 that the state immediately before the tracking target is abnormal, a determination is made as to whether or not an abnormal state is detected as in the determination step S7 (step S10). . More specifically, the abnormal state detection unit 8 shown in FIG. 1 compares the likelihood of the representative hypothesis to be tracked generated by the object tracking processing unit 4 with the threshold value set in advance by the threshold setting unit 12. Whether the tracking process is in an abnormal state is detected.

この判断ステップS10で異常状態検知判定が正常であると判断されたときは、判断ステップS6で異常であると判断された状態を「正常」に設定する(ステップS11)。具体的には図1に示した異常状態検知部8がシステムの「追跡状態」を「異常」から「正常」に設定する。そして、尤度モデル廃棄処理を行う(ステップS12)。具体的には図1に示した尤度モデル更新部11がステップS17で作成した尤度モデルを廃棄する。   When it is determined in this determination step S10 that the abnormal state detection determination is normal, the state determined as abnormal in the determination step S6 is set to “normal” (step S11). Specifically, the abnormal state detection unit 8 shown in FIG. 1 sets the “tracking state” of the system from “abnormal” to “normal”. Then, likelihood model discarding processing is performed (step S12). Specifically, the likelihood model update unit 11 shown in FIG. 1 discards the likelihood model created in step S17.

判断ステップS10で異常状態検知判定が異常であると判断された場合は、次にこの異常状態を監視して、異常状態が一定時間継続しているか否かの判定をする(ステップS13)。具体的には直前の状態が異常であって、図1に示した異常状態検知部8により現在の状態も異常であると検知されたときは、現在も追跡対象の物体を見失った状態を継続している可能性に備えて、異常状態が継続している時間が事前に設定されている一定時間を越えたか否かを判定する。   When it is determined in the determination step S10 that the abnormal state detection determination is abnormal, the abnormal state is then monitored to determine whether or not the abnormal state continues for a certain time (step S13). Specifically, if the previous state is abnormal and the abnormal state detection unit 8 shown in FIG. 1 detects that the current state is also abnormal, the state in which the object to be tracked is still lost is continued. In preparation for the possibility of the failure, it is determined whether or not the time during which the abnormal state continues has exceeded a predetermined time.

判断ステップS13で異常状態が一定時間継続していると判断されたときは、図1に示した尤度モデル更新部11は追跡対象と異なる他の追跡対象である遮蔽物の尤度モデルを作成して「システム追跡対象尤度モデル」に追加登録する(ステップS14)。
具体的には、図1に示した遮蔽状態判定部10は、異常状態検知部8の検知により異常状態が一定時間継続されたときに追跡対象は他の追跡対象により遮蔽された状態であると判定し、尤度モデル更新部11は尤度モデル作成部9により作成された尤度モデルを追加登録する。このように追跡処理の異常が一定時間継続された場合に、ステップS14の尤度モデルの追加処理が実行される。このとき、尤度モデル更新部11は登録モデル数Nの値を1つ増加させ、「システム追跡対象尤度モデル」に追加登録させる。
When it is determined in the determination step S13 that the abnormal state has continued for a certain period of time, the likelihood model update unit 11 shown in FIG. 1 creates a likelihood model of an obstruction that is another tracking target different from the tracking target. Then, it is additionally registered in the “system tracking target likelihood model” (step S14).
Specifically, the shielding state determination unit 10 illustrated in FIG. 1 has a state in which the tracking target is shielded by another tracking target when the abnormal state continues for a certain period of time by the detection of the abnormal state detection unit 8. The likelihood model updating unit 11 additionally registers the likelihood model created by the likelihood model creating unit 9. In this way, when the abnormality of the tracking process is continued for a certain period of time, the likelihood model addition process in step S14 is executed. At this time, the likelihood model update unit 11 increments the value of the number N of registered models by one, and additionally registers it in the “system tracking target likelihood model”.

そして、閾値の値を1/α倍する(ステップS15)。具体的には図1に示した尤度モデル更新部11は、遮蔽状態判定部10により遮蔽状態であると判定されたときに尤度モデル作成部9により作成された尤度モデルを追加登録すると共に、閾値更新部13を用いて閾値設定部12で設定された閾値を尤度モデルが追加登録された回数毎に低下させて更新する。
さらに、判断ステップS10で異常であると判断された状態を「正常」に設定する(ステップS16)。具体的には図1に示した異常状態検知部8がシステムの「追跡状態」を「異常」から「正常」に設定する。
Then, the threshold value is multiplied by 1 / α (step S15). Specifically, the likelihood model update unit 11 illustrated in FIG. 1 additionally registers the likelihood model created by the likelihood model creation unit 9 when the shielding state determination unit 10 determines that the state is in the shielding state. At the same time, the threshold updating unit 13 is used to update the threshold set by the threshold setting unit 12 by decreasing the number of times the likelihood model is additionally registered.
Further, the state determined to be abnormal in the determination step S10 is set to “normal” (step S16). Specifically, the abnormal state detection unit 8 shown in FIG. 1 sets the “tracking state” of the system from “abnormal” to “normal”.

判断ステップS13で異常状態が一定時間継続していないと判断されたときは、判断ステップS13の異常状態のまま、判断ステップS8,S9の処理を経て、ステップS2の物体追跡処理に移行する。そして、引き続きステップS2の物体追跡処理及び判断ステップS13の監視処理を継続する。この処理を継続するのは、追跡対象の物体が遮蔽されたのではなく、一時的に見失った場合には、一定時間内にこのシステムの追跡状態が正常な状態に復帰することが予想されるからである。   When it is determined in the determination step S13 that the abnormal state has not continued for a certain period of time, the process proceeds to the object tracking process in step S2 through the processing in the determination steps S8 and S9 while maintaining the abnormal state in the determination step S13. Then, the object tracking process in step S2 and the monitoring process in determination step S13 are continued. This process is continued because the tracked object is not occluded, but if it is temporarily lost, the tracking state of this system is expected to return to a normal state within a certain period of time. Because.

ステップS18で追跡状態が「異常」に設定された場合、ステップS12で尤度モデルが廃棄処理された場合、ステップS16で追跡状態が「正常」に設定された場合、及び判断ステップS13で異常状態が一定時間継続していないと判断された場合には、続いて、判断ステップS8に進み、遮蔽状態が解消されているか否かが判断される。   If the tracking state is set to “abnormal” in step S18, the likelihood model is discarded in step S12, the tracking state is set to “normal” in step S16, and the abnormal state is determined in determination step S13. Is determined not to continue for a certain period of time, the process proceeds to determination step S8 to determine whether or not the shielding state has been eliminated.

この判断ステップS8において、遮蔽状態が解消していないと判断された場合は、既に説明したステップS9の終了条件の判定に移行する。そして、終了条件が満たされていないと判断された場合は、ステップS3の仮設生成処理に戻り、終了条件が満たされていると判定された場合は処理を終了する。 If it is determined in this determination step S8 that the shielding state has not been eliminated, the process proceeds to the determination of the end condition in step S9 already described. If it is determined that the end condition is not satisfied, the process returns to the temporary generation process in step S3. If it is determined that the end condition is satisfied, the process ends.

また、判断ステップS8において、遮蔽状態が解消していると判断された場合は、尤度モデルの削除が行われる(ステップS19)。そして、閾値更新部13により閾値設定部12で設定された閾値の値を削除した尤度モデルの個数だけα倍する処理が実行される(ステップS20)。そして、ステップS9の終了条件が満たされているかどうかの判断に移行する。 If it is determined in the determination step S8 that the shielding state has been eliminated, the likelihood model is deleted (step S19). Then, a process of multiplying the threshold value set by the threshold setting unit 12 by α by the number of likelihood models from which the threshold value set by the threshold setting unit 12 has been deleted is executed (step S20). Then, the process proceeds to determination of whether or not the termination condition in step S9 is satisfied.

以上の処理をさらに詳細に説明する。判断ステップS7で異常判定であったが追跡対象の物体を一時的に見失っただけの場合を考える。このとき、ステップS17で尤度モデルが作成され、ステップS18のシステムの「追跡状態」が「異常」に設定された後に、判断ステップS8、S9を経て、判断ステップS2の物体追跡処理に戻る。このような場合は、次回の判断ステップS10では正常に戻ったと判断されるので、ステップS11で状態が「正常」に設定され、ステップS12の尤度モデルの廃棄が行われる。そして、終了条件(ステップS9)を満たすまで、次回以降追跡処理が続行される。   The above process will be described in more detail. Consider a case in which an abnormality determination is made in determination step S7, but the object to be tracked is only temporarily lost. At this time, a likelihood model is created in step S17, and after the “tracking state” of the system in step S18 is set to “abnormal”, the process returns to the object tracking process in determination step S2 through determination steps S8 and S9. In such a case, since it is determined that the normal state is returned in the next determination step S10, the state is set to “normal” in step S11, and the likelihood model in step S12 is discarded. The tracking process is continued from the next time until the end condition (step S9) is satisfied.

また、上述したように、判断ステップS13で異常状態が一定時間継続して追跡対象の物体が遮蔽状態であると判断されて、ステップS14で遮蔽物の尤度モデルが追加されたとき、ステップS15で閾値の値が1/α倍される。そして、ステップS16のシステムの「追跡状態」が「正常」に設定された後に、遮蔽状態が解消しているか否かが判定される(ステップS8)。具体的には図1に示した遮蔽状態判定部10は、遮蔽状態であると判定された後に、最後に上記追加された上記尤度モデルよりも大きな尤度が生成された上記尤度モデルが存在するときに遮蔽状態が解消されたと判定する。   Further, as described above, when it is determined in the determination step S13 that the abnormal state continues for a certain period of time and the object to be tracked is in the shielding state, and the likelihood model of the shielding object is added in step S14, the step S15 is performed. The threshold value is multiplied by 1 / α. Then, after the “tracking state” of the system in step S16 is set to “normal”, it is determined whether or not the shielding state has been resolved (step S8). Specifically, after the shielding state determination unit 10 illustrated in FIG. 1 determines that the state is the shielding state, the likelihood model in which a likelihood greater than the likelihood model added last is generated. When it exists, it determines with the shielding state having been eliminated.

これを詳細に説明すると、遮蔽状態判定部10は、尤度モデル作成部9による登録モデル数Nの値が1以上であること、及び物体追跡処理部4による代表仮説に対する数1式の尤度評価において、各尤度関数L(s)の中で最大値をとるものが第N番目のモデル以外のモデルの尤度関数であることの2つの条件をすべて満たすとき、追跡対象がその最大値をとる尤度関数を持つモデルに移り、遮蔽状態が解消されたと判断する。 Explaining this in detail, the shielding state determination unit 10 indicates that the value of the number N of registered models by the likelihood model creation unit 9 is 1 or more and the likelihood of Formula 1 for the representative hypothesis by the object tracking processing unit 4 In the evaluation, when all of the two conditions that the maximum value among the likelihood functions L i (s) is the likelihood function of a model other than the Nth model are satisfied, the tracking target is the maximum Moving to a model having a likelihood function that takes a value, it is determined that the shielding state has been eliminated.

判断ステップS8で遮蔽状態が解消していると判断されたときは、尤度モデル削除処理を行う(ステップS19)。具体的には、図1に示した尤度モデル更新部11が、ステップS14で追加された尤度モデルの削除を行う。ここでは、判断ステップS8で最大尤度を有するモデル以降にステップS14で登録されたモデルすべてを削除対象として尤度モデルの削除処理を行う。この処理をさらに詳細に説明すれば、尤度モデル更新部11は、まず、削除対象となる尤度モデルの登録を「システム追跡対象尤度モデル」からすべて削除し、登録モデル数Nの値を削除したモデルの数だけ減少させる処理を実行することを意味している。   When it is determined in the determination step S8 that the shielding state has been eliminated, likelihood model deletion processing is performed (step S19). Specifically, the likelihood model update unit 11 illustrated in FIG. 1 deletes the likelihood model added in step S14. Here, the deletion process of the likelihood model is performed with all the models registered in step S14 after the model having the maximum likelihood in the determination step S8 as a deletion target. To describe this process in more detail, the likelihood model update unit 11 first deletes all registrations of likelihood models to be deleted from the “system tracking target likelihood model” and sets the value of the number N of registered models. This means that the process of reducing the number of deleted models is executed.

そして、閾値の値を削除した尤度モデルの個数だけα倍する(ステップS20)。具体的には図1に示した尤度モデル更新部11は、閾値更新部13を用いて閾値設定部12で設定された閾値を遮蔽状態が解消された回数毎に増大させて更新する。ここで、尤度モデル更新部11で遮蔽物のモデルが一つ削除されるたびに、閾値更新部13を用いて閾値設定部12で設定された閾値の値がα倍される。   Then, the threshold value is multiplied by the number of likelihood models from which the threshold value has been deleted (step S20). Specifically, the likelihood model update unit 11 illustrated in FIG. 1 uses the threshold update unit 13 to update the threshold set by the threshold setting unit 12 every time the shielding state is eliminated. Here, every time one model of an obstruction is deleted by the likelihood model update unit 11, the threshold value set by the threshold setting unit 12 using the threshold update unit 13 is multiplied by α.

判断ステップS8で遮蔽状態が未解消のとき、及び判断ステップS8で遮蔽状態が解消し、ステップS9で尤度モデル削除処理を行い、ステップS10で閾値の値を削除した尤度モデルの個数だけα倍した後には、判断ステップS9で終了条件の判断を行い、上述した終了条件を満たすときは処理を終了する。   When the shielding state is not resolved at the determination step S8 and when the shielding state is resolved at the determination step S8, the likelihood model deletion process is performed at the step S9, and the number of likelihood models for which the threshold value is deleted at the step S10 is α After doubling, the end condition is determined in determination step S9, and the process ends when the above-described end condition is satisfied.

上述した本実施の形態によれば、追跡対象に対する遮蔽の判断は、何重に起こった場合でも対応することができる。例えば、本来の追跡対象の物体を遮蔽した物体を追跡しているときに、さらに新たな遮蔽が発生した場合、その新たな遮蔽物の尤度モデルを「システム追跡対象尤度モデル」に登録することによって追跡を続行することが可能となり、複数の遮蔽が解除されて本来の追跡対象が出現することを判定することが可能となる。
上述した本実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り、適宜、変更しうることはいうまでもない。
According to the present embodiment described above, the determination of shielding with respect to the tracking target can be dealt with no matter how many times it occurs. For example, when a new occlusion occurs while tracking an object that occludes the original tracking target object, the likelihood model of the new occlusion object is registered in the “system tracking target likelihood model”. Accordingly, it is possible to continue tracking, and it is possible to determine that a plurality of occlusions are released and the original tracking target appears.
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

物体追跡装置のシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of an object tracking apparatus. 物体追跡装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of an object tracking apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…物体追跡装置、2…カメラ装置、3…初期設定部、4…物体追跡処理部、5…仮説生成部、6…動作予測部、7…観測・評価部、8…異常状態検知部、9…尤度モデル作成部、10…遮蔽状態判定部、11…尤度モデル更新部、12…閾値設定部、13…閾値更新部、14…入力装置、15…出力装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Object tracking apparatus, 2 ... Camera apparatus, 3 ... Initial setting part, 4 ... Object tracking process part, 5 ... Hypothesis generation part, 6 ... Motion prediction part, 7 ... Observation / evaluation part, 8 ... Abnormal state detection part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Likelihood model preparation part, 10 ... Shielding state determination part, 11 ... Likelihood model update part, 12 ... Threshold setting part, 13 ... Threshold update part, 14 ... Input device, 15 ... Output device

Claims (5)

追跡対象となる物体の画像を取り込む画像取込手段と、
上記取り込まれた画像から、上記追跡対象の尤度モデルに基づく仮説より上記追跡対象の動作予測をしながら上記追跡対象の尤度を生成して、上記物体の追跡処理を行う追跡処理手段と、
上記生成された上記追跡対象の尤度と予め定められた閾値との比較により上記物体の追跡処理の異常状態を検知する異常状態検知手段と、
上記異常状態が一定時間継続されたときに上記追跡対象は他の追跡対象により遮蔽された状態であると判定する遮蔽状態判定手段と、
上記遮蔽状態であると判定されたときに上記尤度モデルを追加登録すると共に上記閾値を上記追加登録された回数毎に低下させて更新する尤度モデル更新手段と、
を備えたことを特徴とする物体追跡装置。
Image capturing means for capturing an image of an object to be tracked;
From the captured image, tracking processing means for generating the tracking target likelihood while predicting the operation of the tracking target from a hypothesis based on the likelihood model of the tracking target, and performing the tracking process of the object,
An abnormal state detection means for detecting an abnormal state of the tracking processing of the object by comparing the likelihood of the tracking target generated and a predetermined threshold;
Shielding state determination means for determining that the tracking target is shielded by another tracking target when the abnormal state continues for a certain period of time;
Likelihood model updating means for additionally registering the likelihood model when it is determined to be in the shielding state and updating the threshold by decreasing the number of additional registrations;
An object tracking device comprising:
上記遮蔽状態判定手段は、上記遮蔽状態であると判定された後に、最後に上記追加登録された上記尤度モデルよりも大きな尤度が生成された上記尤度モデルが存在するときに上記遮蔽状態が解消されたと判定し、
上記尤度モデル更新手段は、最大の尤度が生成された上記尤度モデルよりも後に上記追加登録された上記尤度モデルの登録をすべて削除し、上記閾値を上記削除された尤度モデルの個数毎に増大させて更新することを特徴とする請求項に記載の物体追跡装置。
The shielding state determination unit determines that the shielding state is present when the likelihood model in which a likelihood greater than the likelihood model added and registered last exists after it is determined to be the shielding state. Is determined to have been resolved,
The likelihood model updating means deletes all the registrations of the additionally registered likelihood models after the likelihood model in which the maximum likelihood is generated, and sets the threshold value of the deleted likelihood model. The object tracking device according to claim 1 , wherein the object tracking device is updated by increasing each number.
追跡対象となる物体の画像から、上記追跡対象の尤度モデルに基づく仮説より上記追跡対象の動作予測をしながら上記追跡対象の尤度を生成して、上記物体の追跡処理を行う際の異常状態を検知する異常状態検知装置であって、
上記生成された上記追跡対象の尤度と予め定められた閾値との比較により上記物体の追跡処理の異常状態を検知する異常状態検知手段と、
上記異常状態が検知されたときに上記追跡対象と異なる他の追跡対象の尤度モデルを作成する尤度モデル作成手段と、
上記異常状態が一定時間継続されたときに上記追跡対象は他の追跡対象により遮蔽された状態であると判定する遮蔽状態判定手段と、
上記遮蔽状態であると判定されたときに上記作成された上記尤度モデルを追加登録すると共に上記閾値を上記追加登録された回数毎に低下させて更新する尤度モデル更新手段と、
を備えたことを特徴とする異常状態検知装置。
Abnormality when performing tracking processing of the object by generating the likelihood of the tracking target while predicting the motion of the tracking target from a hypothesis based on the likelihood model of the tracking target from the image of the object to be tracked An abnormal state detection device for detecting a state,
An abnormal state detection means for detecting an abnormal state of the tracking processing of the object by comparing the likelihood of the tracking target generated and a predetermined threshold;
Likelihood model creation means for creating a likelihood model of another tracking target different from the tracking target when the abnormal state is detected;
Shielding state determination means for determining that the tracking target is shielded by another tracking target when the abnormal state continues for a certain period of time;
A likelihood model updating means for additionally registering the created likelihood model when it is determined to be in the shielding state and updating the threshold by decreasing the number of additional registrations;
An abnormal state detection device comprising:
上記遮蔽状態判定手段は、上記遮蔽状態であると判定された後に、最後に上記追加登録された上記尤度モデルよりも大きな尤度が生成された上記尤度モデルが存在するときに上記遮蔽状態が解消されたと判定し、
上記尤度モデル更新手段は、最大の尤度が生成された上記尤度モデルよりも後に上記追加登録された上記尤度モデルの登録をすべて削除し、上記閾値を上記削除された尤度モデルの個数毎に増大させて更新することを特徴とする請求項に記載の異常状態検知装置。
The shielding state determination unit determines that the shielding state is present when the likelihood model in which a likelihood greater than the likelihood model added and registered last exists after it is determined to be the shielding state. Is determined to have been resolved,
The likelihood model updating means deletes all the registrations of the additionally registered likelihood models after the likelihood model in which the maximum likelihood is generated, and sets the threshold value of the deleted likelihood model. The abnormal state detection apparatus according to claim 3 , wherein the number is updated for each number.
追跡対象となる物体の画像から、上記追跡対象の尤度モデルに基づく仮説より上記追跡対象の動作予測をしながら上記追跡対象の尤度を生成して、上記物体の追跡処理を行う追跡処理ステップと、
上記生成された上記追跡対象の尤度と予め定められた閾値との比較により上記物体の追跡処理の異常状態を検知する異常状態検知ステップと、
上記異常状態が検知されたときに上記追跡対象と異なる他の追跡対象の尤度モデルを作成する尤度モデル作成ステップと、
上記異常状態が一定時間継続されたときに上記追跡対象は他の追跡対象により遮蔽された状態であると判定する遮蔽状態判定ステップと、
上記遮蔽状態であると判定されたときに上記作成された上記尤度モデルを追加すると共に上記閾値を上記追加された回数毎に低下させて更新する尤度モデル追加ステップと、
上記遮蔽状態であると判定された後に、最後に上記追加された上記尤度モデルよりも大きな尤度が生成された上記尤度モデルが存在するときに上記遮蔽状態が解消されたと判定する遮蔽状態解消判定ステップと、
上記遮蔽状態が解消されたと判定されたときに上記尤度モデルを削除すると共に上記閾値を上記削除された上記尤度モデルの個数毎に増大させて更新する尤度モデル削除ステップと、
を含むことを特徴とする物体追跡方法。
A tracking processing step for generating the tracking target likelihood from the image of the tracking target object based on a hypothesis based on the tracking target likelihood model while generating the tracking target likelihood and performing the tracking process of the object When,
An abnormal state detection step of detecting an abnormal state of the tracking process of the object by comparing the generated likelihood of the tracking target and a predetermined threshold;
A likelihood model creation step of creating a likelihood model of another tracking target different from the tracking target when the abnormal state is detected;
A shielding state determination step for determining that the tracking target is shielded by another tracking target when the abnormal state continues for a certain period of time;
A likelihood model adding step of adding the likelihood model created when it is determined to be in the shielding state and updating the threshold value by decreasing the number of additions;
After determining that the shielding state is present, the shielding state for determining that the shielding state has been eliminated when the likelihood model in which a likelihood greater than the added likelihood model is finally present exists. Cancellation determination step;
A likelihood model deletion step of deleting the likelihood model when it is determined that the shielding state has been canceled and updating the threshold value for each number of the deleted likelihood models; and
An object tracking method comprising:
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