JP5488076B2 - 対象物追跡装置、対象物追跡方法、および制御プログラム - Google Patents
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Description
、類似物が追跡対象物の近辺に存在する場合、誤って類似物を追跡してしまうことがある。
追跡の乗り移りを防ぎ、対象物を正確に追跡することができる。
物の周辺の所定の領域である周辺領域に上記類似物が存在する場合、現フレームにおける上記類似物の位置を特定する類似物位置特定部とを備えることを特徴としている。
て、対象物の周囲に類似物が存在する場合においても、追跡の乗り移りを防ぎ、対象物を正確に追跡することができる。
図1は、本実施の形態に係る物体追跡システム1の概略構成を示すブロック図である。物体追跡システム1は、撮像装置2、焦点制御装置3、および物体追跡装置(対象物追跡装置)10を備える。
coupled device)またはCMOS(complementary metal oxide semiconductor)撮像素子等の撮像素子によって構成される。本実施の形態では、撮像装置2は、1秒間に30フレームの画像を撮像する。撮像装置2は、撮像した動画像を複数のフレームからなる時系列に並ぶ画像として物体追跡装置10に出力する。
、フラッシュメモリ等の記憶デバイスによって構成される。記憶部12は、画像取得部11が取得した複数のフレームの画像を記憶する。また、記憶部12は、初期化部13および追跡部14が出力する各種の情報を記憶する。
初期化部13は、対象物指定部21、初期対象物探索部(対象物位置特定部)22、初期対象物テンプレート生成部(対象物特徴量生成部)23、初期周辺領域決定部24、初期周辺探索部(類似物位置特定部)25、および初期類似物テンプレート生成部(類似物特徴量生成部)26を備える。
いて勾配法等の追跡処理を行うことで、次フレームの画像における対象物を追跡することができる。なお、テンプレートの生成については、周知の技術を利用することができる。初期対象物テンプレート生成部23は、生成した対象物のテンプレートを、当該フレームと対応付けて記憶部12に記憶させる。
図2は、追跡部14の構成を示すブロック図である。追跡部14は、状態判定部(位置関係判定部)31、探索領域決定部32、対象物探索部(対象物位置特定部)33、対象物運動情報生成部(対象物運動状態特定部)34、対象物テンプレート生成部(対象物特徴量生成部)35、周辺領域決定部36、周辺探索部(類似物位置特定部)37、類似物テンプレート生成部(類似物特徴量生成部)39、出力部40、および対象物予測部(対象物位置特定部)41を備える。
の画像の中の対象物を追跡する。以降では、追跡部14において追跡処理を行う処理対象のフレームを現フレームと称し、現フレームの画像を処理対象画像と称する。
て、予測した対象物の位置の周辺に存在する類似物を探索する、または、過去のフレームにおける類似物の動きから現フレームにおける類似物の位置を予測することにより、類似物の位置を特定する。
対象物領域に応じて周辺領域を決定し、周辺探索部37は、周辺領域の類似物を探索する。周辺探索部37は、検出された物体(類似物)について、その位置および類似物領域の情報を記憶部12に記憶させ、類似物テンプレート生成部39に出力する。このとき、推定された対象物の位置を含む所定の範囲内で検出された物体については、対象物である可能性がある。しかしながら、対象物予測部41が、対象物の位置を過去の対象物の運動状態から予測して特定するので、類似物への追跡対象の乗り移りを防ぐことができる。また、追跡状態が「重なり」である間に新たに対象物に近づいた類似物を検出することができ、他の類似物への追跡対象の乗り移りをも防ぐことができる。
ないと考えられるからである。
次に、物体追跡装置10の対象物の追跡処理のフローについて説明する。図3(a)は、あるフレームの画像についての追跡処理の例を示す図であり、図3(b)は、その次のフレームの画像についての追跡処理の例を示す図である。図3(a)に示すあるフレームの画像50aにおいて、画像50aの中心に人物51が映っており、その左隣に人物52が映っており、人物52の左上に人物53が映っている。以下では人物51を追跡する例について説明する。
次に、初期化部13の詳細な処理のフローについて説明する。図5は、初期化部13における初期化処理の流れを示すフローチャートである。
次に、追跡部14の詳細な処理のフローについて説明する。図6および図7は、追跡部14における追跡処理の流れを示すフローチャートである。
複数のフレームにおける対象物の位置とから、複数フレームの間の画像の中での対象物の平均速度を求める(S28)。
ードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
どを用いることができる。
。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE(institute of electrical and electronic engineers)1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL(asynchronous digital subscriber loop)回線等の有線でも、IrDA(infrared data association)やリモコンのような赤外線
、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR(high data rate)、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
2 撮像装置
3 焦点制御装置
10 物体追跡装置(対象物追跡装置)
11 画像取得部
12 記憶部
13 初期化部
14 追跡部
21 対象物指定部
22 初期対象物探索部(対象物位置特定部)
23 初期対象物テンプレート生成部(対象物特徴量生成部)
24 初期周辺領域決定部
25 初期周辺探索部(類似物位置特定部)
26 初期類似物テンプレート生成部(類似物特徴量生成部)
31 状態判定部(位置関係判定部)
32 探索領域決定部
33 対象物探索部(対象物位置特定部)
34 対象物運動情報生成部(対象物運動状態特定部)
35 対象物テンプレート生成部(対象物特徴量生成部)
36 周辺領域決定部
37 周辺探索部(類似物位置特定部)
39 類似物テンプレート生成部(類似物特徴量生成部)
40 出力部
41 対象物予測部(対象物位置特定部)
50a、50b 画像
54、58 対象物領域
55、59 周辺領域
56、60 類似物領域
57 対象物探索領域
Claims (8)
- 複数のフレームからなる時系列画像の中の対象物を追跡する対象物追跡装置であって、
現フレームの前のフレームにおける、上記対象物と、上記対象物と同様の特徴を有する類似物との位置関係を判定する位置関係判定部と、
現フレームにおける上記対象物の位置を特定する対象物位置特定部と、
上記対象物の周辺の所定の領域である周辺領域に上記類似物が存在する場合、現フレームにおける上記類似物の位置を特定する類似物位置特定部と、
類似物運動状態特定部とを備え、
上記位置関係が第1状態である場合、上記対象物位置特定部は、前のフレームにおける、上記対象物の位置と上記対象物の運動状態とに基づいて、現フレームにおける上記対象物の位置を予測して上記対象物の位置を特定し、上記位置関係が第1状態ではない場合、上記対象物位置特定部は、現フレームの画像から上記対象物を探索して上記対象物の位置を特定し、
上記位置関係判定部は、上記類似物が上記対象物の近傍の第1範囲内に存在する場合、上記位置関係が第1状態であると判定する一方、
上記類似物が第1範囲より外側の第2範囲内に存在する場合、上記位置関係が第2状態であると判定し、
上記類似物運動状態特定部は、上記位置関係が第2状態である場合、上記類似物の運動状態を特定し、
上記類似物位置特定部は、上記位置関係が第1状態である場合、前のフレームにおける、上記類似物の位置と上記類似物の運動状態とに基づいて、現フレームにおける上記類似物の位置を予測して上記類似物の位置を特定し、上記位置関係が第2状態である場合、現フレームの画像から上記類似物を探索して上記類似物の位置を特定することを特徴とする対象物追跡装置。 - 上記位置関係判定部は、上記類似物が第1範囲内にも第2範囲内にも存在しない場合、上記位置関係が第3状態であると判定し、
上記類似物位置特定部は、上記位置関係が第3状態である場合、現フレームの画像から上記類似物を探索して上記類似物の位置を特定することを特徴とする請求項1に記載の対象物追跡装置。 - 上記対象物の運動状態を特定する対象物運動状態特定部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の対象物追跡装置。
- 上記位置関係判定部は、上記対象物と上記類似物との距離に応じて、上記位置関係を判定することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の対象物追跡装置。
- 上記運動状態は、速度を示すことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の対象物追跡装置。
- 現フレームの画像から上記対象物を特徴付ける情報を抽出して、抽出した上記対象物を特徴付ける情報を用いて、上記対象物を特徴付ける対象物特徴量を生成する対象物特徴量生成部を備え、
上記対象物位置特定部は、前のフレームにおける上記対象物特徴量を用いて、現フレームの画像から上記対象物を探索して、現フレームにおける上記対象物の位置を特定し、
上記類似物位置特定部は、上記対象物特徴量を用いて、現フレームの画像から上記類似物を探索して、現フレームにおける上記類似物の位置を特定することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の対象物追跡装置。 - 複数のフレームからなる時系列画像の中の対象物を追跡する対象物追跡方法であって、
現フレームの前のフレームにおける、上記対象物と、上記対象物と同様の特徴を有する類似物との位置関係を判定する位置関係判定ステップと、
現フレームにおける上記対象物の位置を特定する対象物位置特定ステップと、
上記対象物の周辺の所定の領域である周辺領域に上記類似物が存在する場合、現フレームにおける上記類似物の位置を特定する類似物位置特定ステップと、
類似物運動状態特定ステップとを含み、
上記対象物位置特定ステップでは、上記位置関係が第1状態である場合、前のフレームにおける、上記対象物の位置と上記対象物の運動状態とに基づいて、現フレームにおける上記対象物の位置を予測して上記対象物の位置を特定し、上記位置関係が第1状態ではない場合、現フレームの画像から上記対象物を探索して上記対象物の位置を特定し、
上記位置関係判定ステップでは、上記類似物が上記対象物の近傍の第1範囲内に存在する場合、上記位置関係が第1状態であると判定する一方、
上記類似物が第1範囲より外側の第2範囲内に存在する場合、上記位置関係が第2状態であると判定し、
上記類似物運動状態特定ステップでは、上記位置関係が第2状態である場合、上記類似物の運動状態を特定し、
上記類似物位置特定ステップでは、上記位置関係が第1状態である場合、前のフレームにおける、上記類似物の位置と上記類似物の運動状態とに基づいて、現フレームにおける上記類似物の位置を予測して上記類似物の位置を特定し、上記位置関係が第2状態である場合、現フレームの画像から上記類似物を探索して上記類似物の位置を特定することを特徴とする対象物追跡方法。 - 複数のフレームからなる時系列画像の現フレームの前のフレームにおける、追跡対象である対象物と、上記対象物と同様の特徴を有する類似物との位置関係を判定する位置関係判定ステップと、
現フレームにおける上記対象物の位置を特定する対象物位置特定ステップと、
上記対象物の周辺の所定の領域である周辺領域に上記類似物が存在する場合、現フレームにおける上記類似物の位置を特定する類似物位置特定ステップと、
類似物運動状態特定ステップとをコンピュータに実行させ、
上記対象物位置特定ステップでは、上記位置関係が第1状態である場合、前のフレームにおける、上記対象物の位置と上記対象物の運動状態とに基づいて、現フレームにおける上記対象物の位置を予測して上記対象物の位置を特定し、上記位置関係が第1状態ではない場合、現フレームの画像から上記対象物を探索して上記対象物の位置を特定し、
上記位置関係判定ステップでは、上記類似物が上記対象物の近傍の第1範囲内に存在する場合、上記位置関係が第1状態であると判定する一方、
上記類似物が第1範囲より外側の第2範囲内に存在する場合、上記位置関係が第2状態であると判定し、
上記類似物運動状態特定ステップでは、上記位置関係が第2状態である場合、上記類似物の運動状態を特定し、
上記類似物位置特定ステップでは、上記位置関係が第1状態である場合、前のフレームにおける、上記類似物の位置と上記類似物の運動状態とに基づいて、現フレームにおける上記類似物の位置を予測して上記類似物の位置を特定し、上記位置関係が第2状態である場合、現フレームの画像から上記類似物を探索して上記類似物の位置を特定することを特徴とする制御プログラム。
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