JP6173376B2 - 同一人物検出方法及び同一人物検出システム - Google Patents
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Description
複数のカメラの視野領域が設定される監視領域に対して各カメラで撮像したカメラ画像の各々において身長が予め設定された人物モデルと照合して人物を検出し、
検出された人物のカメラ画像上での位置座標を求め、
前記各カメラ画像上での人物の位置座標を前記監視領域の2次元平面地図となる1つの見取り図上の位置座標に非線形写像学習により変換して前記カメラ画像上の人物を前記見取り図上に位置付け、
隣接する2つのカメラ間では重複する視野領域を有し、
前記重複視野領域内で2つのカメラの各々が検出する複数の人物に対して、前記人物間の近接性に基づいて実際の位置が近い人物同士を同一人物であると判定する方法であり、
前記人物の同一性の判定は、
前記見取り図上に位置づけされている複数の人物の各々に対して、人物の検出位置を中心とし、該人物を検出しているカメラのカメラ位置と該人物の検出位置とを結ぶ直線に沿って延びる等確率楕円を生成して、前記各等確率楕円の重複部分又は前記等確率楕円を囲う外接矩形領域の各々の重複部分における確率分布に基づくスコアが最も高い人物同士を同一人物と判定することを特徴とする。
複数のカメラの視野領域が設定される監視領域に対して隣接する2つのカメラで検出された複数の人物の同一性を判定して監視領域内の同一人物を検出する同一人物検出システムであって、
隣接する2つのカメラ間で重複する視野領域を有するように配置されるカメラを有し、カメラで撮像したカメラ画像において身長が予め設定された人物モデルと照合して人物を検出し、前記カメラ画像上での人物の位置座標を求める画像処理装置を複数備えると共に、
前記各カメラ画像上での人物の位置座標を受け取って、前記監視領域の2次元平面地図となる1つの見取り図上の位置座標に非線形写像学習により変換して前記カメラ画像上の人物を前記見取り図上に位置付けする人物管理装置を備え、
前記人物管理装置は、
前記非線形写像学習により前記各カメラ画像上での人物の位置座標を前記見取り図上の座標に変換するマッピング手段と、
前記重複視野領域内で隣接する2つのカメラの各々が検出した複数の人物に対して同一性の度合いを投票する同一人物投票手段と、
同一人物投票手段の結果に基づいて、前記重複視野領域内で検出された複数の人物に対し、前記人物間の近接性に基づいて実際の位置が近い人物同士を紐付けして同一人物と判定する同一人物紐付手段とを有して、
前記見取り図上において異なるカメラで検出された人物間で同一人物を検出するように構成され、
前記同一人物投票手段は、前記見取り図上に位置づけされている複数の人物の各々に対して、人物の検出位置を中心とし、該人物を検出しているカメラのカメラ位置と該人物の検出位置とを結ぶ直線に沿って延びる等確率楕円を生成し、
前記同一人物紐付手段は、前記各カメラの前記重複視野領域内で検出された人物間の同一性の判定を、前記各等確率楕円の重複部分又は前記等確率楕円を囲う外接矩形領域の各々の重複部分における確率分布に基づくスコアが最も高い人物同士を同一人物と判定することを特徴とする。
同一人物検出システム1は、図1に示すように、複数のカメラCの視野領域Fで設定される監視領域Mに対して隣接する2つのカメラCで検出された複数の人物の同一性を判定して監視領域M内で同一人物を検出して監視するシステムである。
各画像処理装置2は、図1に示すように、隣り合う2つのカメラCの視野領域Fが端部で重なって重複視野領域Vが形成されるように天井に固定される。
各画像処理装置2は、人物認識手段21において、ベクトル焦点法(特許文献1参照)等を用いてカメラ画像中の人物を身長が予め設定されている人物モデルと照合することにより人物を認識して検出する。そして、認識された人物のカメラ画像上での位置座標を人物座標算出手段22により算出するのであって、この検出人物の位置座標は、検出した位置における人物モデルの足下の位置をカメラ画像上の位置座標として算出して記録する。算出された人物の位置座標は、人物座標出力手段23からネットワークを介して人物管理装置3の人物座標取得手段31に出力される。
本実施形態の同一人物検出システム1は、まず、人物管理装置3の人物座標取得手段31によって、各画像処理装置2からカメラ画像上での検出人物の位置座標を取得する。
そして、マッピング手段32により検出した人物のカメラ画像上の位置座標を非線形写像により、監視している店舗などの見取り図である2次元平面地図上に位置座標を対応付けして、この見取り図上に検出された人物を位置付けする。
具体的には、2次元のカメラ画像と2次元の見取り図の間で複数の対応点を与えてカメラ画像から見取り図への線形写像を求め、非線形写像を線形写像で近似して線形回帰木を構築しておく。
線形回帰木を求めるには、近似誤差が許容誤差以上であれば、カメラ画像を2つの領域に分割し、近似誤差が許容誤差以下になるまで領域を分割していく。この分割の状態が回帰木で表現され、近似誤差が許容誤差以下のとき、回帰木の終端ノードにその回帰係数を保存する。
さらに、近似誤差が許容誤差以下となると、分割した領域を併合していくのであって、併合により近似誤差が許容誤差以下となる場合に併合して、併合したときのカメラ画像から見取り図への線形写像を求める。併合を繰り返すことにより、最終的な回帰木を構築しておく。
そして、カメラC毎にカメラ画像から人物が検出されると、予め対応付けした複数点に基づいて、検出されたカメラ画像上の人物の座標を線形回帰木により見取り図上の座標に変換する。
さらにカメラC毎に検出した人物にIDを付与して、IDを有する人物を各カメラCの視野領域内で追跡して監視し続ける。
具体的には、見取り図上において、カメラC毎に現時刻で検出された人物と1時刻前に検出された人物との間で、距離が最も近い人物を同一人物とみなして、同じIDを付与して人物の追跡を行う。
次に、見取り図上へ位置付けされた検出人物について、異なるカメラCで検出された複数の人物の近接性を見取り図上の重複視野領域V内で評価することで、同一人物であることを判定する。
具体的には、同一人物投票手段33及び同一人物紐付手段34により、各カメラ画像の視野領域F内でIDが付与された人物が、カメラC間で同一のIDとなるようにIDを対応付けする。
まず、図5に示す仮想ゲートV内において、認識された人物が存在するか否かの判定が行われる(図6のステップS11)。人物が存在しない場合には(ステップS11でNo)、重複視野領域Vにおいて異なるカメラCA,CB間で人物の移動が無いと判定されて同一人物の対応付けは終了する。
まず、図7に示すように、認識された人物それぞれに対して、人物位置Pとカメラ位置Cとを結ぶ直線に沿って延びる等確率楕円を生成して、検出位置Pを中心とするガウス関数により、実際の人物位置の近さを計算する(ステップS12)。
ところで、画像処理装置2で検出される人物は、図3に示すように、身長の大きさに関係なく人物モデルの身長と同じ身長を有する人物として検出されて、全て同じ位置Pに足元があると検出されてしまう。
具体的に説明すると、実際の人物の身長が、人物モデルの身長と異なる場合には、人物モデルと同じ身長を有する人物の頭部H2とカメラ位置Cとを結ぶ直線上に、実際の人物の頭部H1又はH3が位置することになる。その結果、検出された人物と人物モデルの身長が異なる場合には、検出位置Pが実際の人物の位置からずれてしまうことになる。
以上のパラメータを用いて、この等確率楕円を持つ2次元ガウス関数g(x)を次の式(4)及び式(5)で計算する。
同一人物の判定にあたり、仮想ゲートVから出た人物(A1又はA2又はA3)に対して、仮想ゲートV内にいた間、その人物(A1又はA2又はA3)と他のカメラCBで検出した人物(B1又はB2又はB3)の実際の位置が、どの程度近かったかを計算する。
図9に示すように、仮想ゲートVにおいて、等確率楕円が重なる場合には(ステップS13でYes)、同一人物投票手段33を用いて等確率楕円の重なりから人物間のスコア(2人物がどれだけ同一人物かを表す指標)を計算して、近接する人物座標に対して相互に投票を行う(ステップS14)。
また、G(id,t)は、時刻tにおける人物(ID:id)に関する確率分布を示す。Score(G(a,t),G(b,t))は、異なるカメラで検出された2人物(ID:a,b)間のスコアを示し、次の式(7)及び式(8)で計算される。
ここで、g(x;id,t)は、時刻tにおける人物(ID:id)の位置Pidを平均ベクトルとするガウス関数であり、式(4)から求められる。スコアは、ガウス関数の積を時間毎に足した式(7)で表されるのであって、図8の下部分の正規分布のグラフで表される確率となる。即ち、スコアとは、ガウス関数の積を時間毎に足した合計である。
本実施形態では、処理速度を上げるために、各人物の等確率楕円の外接矩形領域において、重なっている領域D内の任意点で確率を掛け合わせて、全ての合計で得られた計算結果をスコアとしている。
しかしながら、本発明の同一人物検出方法及び同一人物検出システムによれば、非線形写像を、線形回帰木を用いて複数の線形写像から非線形写像を得ることで複数の画像処理装置から同一の見取り図上に人物の位置を対応付けしているので、カメラ画像の座標から見取り図の座標への変換は、レンズ歪を補正することに相当し、検出位置間の距離計算がし易くなり、人物追跡がし易くなる。
また、本実施形態に係る同一人物検出方法によれば、単眼のカメラCを用いるので、安価に同一人物検出システムを構築できる。
2 画像処理装置
3 人物管理装置
21 人物認識手段
22 人物座標算出手段
23 人物座標出力手段
31 人物座標取得手段
32 マッピング手段
33 同一人物投票手段
34 同一人物紐付手段
35 結果出力手段
C カメラ
M 監視領域
F 視野領域
V 重複視野領域(仮想ゲート)
Claims (2)
- 複数のカメラの視野領域が設定される監視領域に対して各カメラで撮像したカメラ画像の各々において身長が予め設定された人物モデルと照合して人物を検出し、
検出された人物のカメラ画像上での位置座標を求め、
前記各カメラ画像上での人物の位置座標を前記監視領域の2次元平面地図となる1つの見取り図上の位置座標に非線形写像学習により変換して前記カメラ画像上の人物を前記見取り図上に位置付け、
隣接する2つのカメラ間では重複する視野領域を有し、
前記重複視野領域内で2つのカメラの各々が検出する複数の人物に対して、前記人物間の近接性に基づいて実際の位置が近い人物同士を同一人物であると判定する方法であり、
前記人物の同一性の判定は、
前記見取り図上に位置づけされている複数の人物の各々に対して、人物の検出位置を中心とし、該人物を検出しているカメラのカメラ位置と該人物の検出位置とを結ぶ直線に沿って延びる等確率楕円を生成して、前記各等確率楕円の重複部分又は前記等確率楕円を囲う外接矩形領域の各々の重複部分における確率分布に基づくスコアが最も高い人物同士を同一人物と判定する同一人物検出方法。 - 複数のカメラの視野領域が設定される監視領域に対して隣接する2つのカメラで検出された複数の人物の同一性を判定して監視領域内の同一人物を検出する同一人物検出システムであって、
隣接する2つのカメラ間で重複する視野領域を有するように配置されるカメラを有し、カメラで撮像したカメラ画像において身長が予め設定された人物モデルと照合して人物を検出し、前記カメラ画像上での人物の位置座標を求める画像処理装置を複数備えると共に、
前記各カメラ画像上での人物の位置座標を受け取って、前記監視領域の2次元平面地図となる1つの見取り図上の位置座標に非線形写像学習により変換して前記カメラ画像上の人物を前記見取り図上に位置付けする人物管理装置を備え、
前記人物管理装置は、
前記非線形写像学習により前記各カメラ画像上での人物の位置座標を前記見取り図上の座標に変換するマッピング手段と、
前記重複視野領域内で隣接する2つのカメラの各々が検出した複数の人物に対して同一性の度合いを投票する同一人物投票手段と、
同一人物投票手段の結果に基づいて、前記重複視野領域内で検出された複数の人物に対し、前記人物間の近接性に基づいて実際の位置が近い人物同士を紐付けして同一人物と判定する同一人物紐付手段とを有して、
前記見取り図上において異なるカメラで検出された人物間で同一人物を検出するように構成され、
前記同一人物投票手段は、前記見取り図上に位置づけされている複数の人物の各々に対して、人物の検出位置を中心とし、該人物を検出しているカメラのカメラ位置と該人物の検出位置とを結ぶ直線に沿って延びる等確率楕円を生成し、
前記同一人物紐付手段は、前記各カメラの前記重複視野領域内で検出された人物間の同一性の判定を、前記各等確率楕円の重複部分又は前記等確率楕円を囲う外接矩形領域の各々の重複部分における確率分布に基づくスコアが最も高い人物同士を同一人物と判定する同一人物検出システム。
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