JP4987513B2 - 追跡装置、追跡方法、及び追跡プログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明における追跡装置の概略構成の一例を示す図である。図1に示す追跡装置10は、入力手段11と、出力手段12と、蓄積手段13と、対象物検出手段14と、距離・位置測定手段15と、移動範囲取得手段16と、判定手段17と、特徴量抽出手段18と、照合手段19と、画面生成手段20と、送受信手段21と、制御手段22とを有するよう構成されている。
ここで、上述した追跡装置10は、専用の装置構成により本発明における対象物の追跡を行うこともできるが、各構成における処理をコンピュータに実行させることができる実行プログラムを生成し、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、サーバ等にプログラムをインストールすることにより、本発明における対象物の追跡処理を実現することができる。
次に、本発明における人物追跡における各実施形態についてフローチャート等を用いて説明する。なお、以下に示す各実施形態に対応したフローチャートは、一例として画像中の人物の検出や判定等を行い、その後、追跡結果等を表示するまでの一例の処理手順について説明しているが、本発明における追跡処理は、例えば使用者等が処理を終了する指示を出すまで継続して実行されてもよい。
次に、上述した追跡装置10を用いた画像中の人物追跡の第1の実施形態について説明する。図3は、第1の実施形態における人物追跡の一例を示す図である。
具体的には、カメラ23からの距離と顔の幅に対応する画素数の関係より、基準となる距離に対する顔の幅と、その幅に対応する画素数が分かれば、例えば以下に示す数式等を用いてカメラ23の所定位置(レンズの中心位置やカメラ本体の重心位置等)から人物までの距離を、撮影された人物の顔の幅に対応した画素数から導き出すことができる。
また、他の距離測定例として、カメラ23からの距離と顔の幅に対応する画素数、カメラ23の画角の関係より、基準となる距離における顔の幅に対応する画素数、及びそのときのカメラ23の画角があれば、例えば以下に示すような数式を用いることにより、距離を測定する人物の顔の幅に対応した画素数から、カメラ23の所定位置から人物までの距離を導き出すことができる。
また、他の距離測定例として、上述の距離測定例1に示すように、例えば測定した現在の顔の長さに対する画素数から距離を導き出す式に、顔の傾きに応じて、人物の距離を補正する。なお、顔の傾きの検出手法は、従来の検出手法(例えば、上述した特開平11−181661号公報)等により求めることができる。
また、位置測定例としては、例えばカメラ23の水平方向の画素数をN、カメラ23の水平方向の画角をαh、対象物の中心の水平方向の座標をxとしたとき、追跡対象物である人物の水平方向の角度θを、θ=tan−1(((2×x/N)−1)×tan(αh/2))により算出し、算出された結果及び上述した距離測定例1〜3により得られるカメラ23の所定位置から人物までの距離に基づいて、人物の位置(座標)を測定する。これにより、画像に含まれる対象物までの距離や位置を高精度に測定することができる。なお、本発明における人物の距離及び位置の測定方法については、上述した手法に限定されるものではない。
ここで、移動範囲取得手段16における移動範囲の取得方法について図を用いて説明する。図4は、移動範囲の測定方法について説明するための一例の図である。なお、図4は、人物とカメラとの位置関係を上から見た図である。
次に、上述した追跡装置10を用いた画像中の人物追跡の第2の実施形態について説明する。図5は、第2の実施形態における人物追跡の一例を示す図である。第2の実施形態では、第1の実施形態に、人物を追跡中に他の人物と交差する可能性がある場合、具体的には移動可能範囲が重なる場合であっても確実に追跡を行うことができる人物追跡手法について説明する。
ここで、複数の人物が撮影領域内にいる場合に人物の移動範囲が重なる場合の一例について図を用いて説明する。図6は、人物の移動範囲が重なっている例について説明するための一例の図である。図6に示すように、人物が複数存在する場合、移動範囲取得手段16は上述した手法によりその人物41−1,41−2の移動範囲を取得し、その結果、各人物41−1,41−2について、それぞれの移動可能範囲42−1,42−2をそれぞれ設定する。
次に、上述した追跡装置10を用いた画像中の人物追跡の第3の実施形態について説明する。図7は、第3の実施形態における人物追跡の一例を示す図である。第3の実施形態では、例えば一度検出した人物が物等によるカメラ23からの死角で撮影した画像から検出されなくなってしまった場合に、再度その人物を検出したときに、特徴量を用いて同一人物か否かを判定し、同一人物の場合には経路を繋げて追跡を継続するための人物追跡手法について説明する。
次に、上述した追跡装置10を用いた画像中の人物追跡の第4の実施形態について説明する。図8は、第4の実施形態における人物追跡の一例を示す図である。第4の実施形態では、例えば一度検出した人物が追跡途中で移動速度を上げることで、予め設定される移動可能範囲から超えた(外れた)場合に、特徴量を用いて同一人物か否かを判断し、経路を繋げて追跡を継続するための人物追跡手法について説明する。
次に、本発明における画面生成手段20で生成される画面の一例について、図を用いて説明する。図9は、表示画面の一例について説明するための一例を示す図である。なお、図9の例では、一例として画像に二人の人物が映っている例について説明する。図9に示すように、表示画面50は、大別すると、画像表示領域51と、測定結果表示領域52と、追跡結果表示領域53とを有するよう構成されている。
11 入力手段
12 出力手段
13 蓄積手段
14 対象物検出手段
15 距離・位置測定手段
16 移動範囲取得手段
17 判定手段
18 特徴量抽出手段
19 照合手段
20 画面生成手段
21 送受信手段
22 制御手段
23 カメラ(撮像手段)
31 入力装置
32 出力装置
33 ドライブ装置
34 補助記憶装置
35 メモリ装置
36 CPU
37 ネットワーク接続装置
38 記録媒体
41 人物
42 移動可能範囲
43 重複範囲
50 表示画面
51 画像表示領域
52 測定結果表示領域
53 追跡結果表示領域
61 人物
62 顔領域
63 点
64 移動可能範囲
65 矢印
66 移動経路
Claims (7)
- 撮像手段から得られる画像情報に含まれる対象物を経時的に追跡する追跡装置において、
前記撮像手段により所定の間隔で撮影された画像情報を入力する画像入力手段と、
入力した画像情報から前記対象物を検出する対象物検出手段と、
前記対象物検出手段により前記対象物を検出した場合に、前記撮像手段に対する前記対象物の距離及び位置を測定する距離・位置測定手段と、
予め設定された前記対象物の平均移動速度と、予め設定された前記撮像手段により撮影される1フレームの画像を処理する時間とを用いて前記対象物に対する画像1フレームあたりの移動範囲を取得する移動範囲取得手段と、
前記移動範囲取得手段により得られる移動範囲から、各フレーム毎に検出された対象物が同一であるか否か判定する判定手段とを有し、
前記判定手段は、前記移動範囲取得手段により得られた移動範囲が他の対象物の移動範囲と重なるか否かを判断し、
前記判定手段により移動範囲が重なると判断された場合に、各対象物の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
前記特徴量抽出手段により得られる前記各対象物毎に特徴量の照合を行う照合手段とを有することを特徴とする追跡装置。 - 前記判定手段は、前記対象物検出手段により得られた対象物が新たに検出した対象物であるか否かを判断し、
前記特徴量抽出手段は、前記判定手段により新たに検出した対象物であると判断された場合に、前記対象物の特徴量を抽出し、
前記照合手段は、前記特徴量抽出手段により得られる既に存在する対象物の特徴量と、新たに検出した対象物の特徴量との照合を行うことを特徴とする請求項1に記載の追跡装置。 - 前記撮像手段を基準にした前記対象物の位置を表示する画面を生成する画面生成手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の追跡装置。
- 撮像手段から得られる画像情報に含まれる対象物を経時的に追跡する追跡方法において、
前記撮像手段により所定の間隔で撮影された画像情報を入力する画像入力ステップと、
入力した画像情報から前記対象物を検出する対象物検出ステップと、
前記対象物検出ステップにより前記対象物を検出した場合に、前記撮像手段に対する前記対象物の距離及び位置を測定する位置・距離測定ステップと、
予め設定された前記対象物の平均移動速度と、予め設定された前記撮像手段により撮影される1フレームの画像を処理する時間とを用いて前記対象物に対する画像1フレームあたりの移動範囲を取得する移動範囲取得ステップと、
前記移動範囲取得ステップにより得られる移動範囲から、各フレーム毎に検出された対象物が同一であるか否か判定する判定ステップとを有し、
前記判定ステップは、前記移動範囲取得ステップにより得られた移動範囲が他の対象物の移動範囲と重なるか否かを判断し、
前記判断ステップにより移動範囲と重なると判断された場合に、各対象物の特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
前記特徴量抽出ステップにより得られる前記各対象物毎に特徴量の照合を行う照合ステップとを有することを特徴とする追跡方法。 - 前記判定ステップは、前記対象物検出ステップにより得られた対象物が新たに検出した対象物であるか否かを判断し、
前記特徴量抽出ステップは、前記判定ステップにより新たに検出した対象物であると判断された場合に、前記対象物の特徴量を抽出し、
照合ステップは、前記特徴量抽出ステップにより得られる既に存在する対象物の特徴量と、新たに検出した対象物の特徴量との照合を行うことを特徴とする請求項4に記載の追跡方法。 - 前記撮像手段を基準にした前記対象物の位置を表示する画面を生成する画面生成ステップを有することを特徴とする請求項4又は5に記載の追跡方法。
- コンピュータを、
請求項1乃至3の何れか1項に記載された追跡装置が有する各手段として機能させるための追跡プログラム。
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