JP6265370B2 - 対象物追跡方法及び対象物追跡システム - Google Patents
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Description
特許文献2では、特定人の追跡手法であり、「人間としての特徴」例えば足の形や足パターンを特徴量として画像などから取り出し追跡するという手法である。しかしながらこの手法では画面内に特定人の足以外の物体や他の人が入ってきた場合、コンピュータは特定人とそれ以外の物体や他の人の違いが判断し難く、追跡対象を見失うという問題がある。
特許文献3では、常に動いている物体に特化することで、画像全体での追跡対象を探す困難な画像処理の問題を回避している。しかし,追跡対象が常に動いているとは限らず、画面内で止まってしまった場合、結局は認識出来なくなってしまうという不具合がある。この不具合は思いの外頻繁に発生する。加えて、対象物以外の人や自動車の移動や、風などにより木や箱などが移動する場合も誤認識してしまうため、対象物以外の物体が移動する空間においては対処できない。
図12は、距離計測可能な機能を有する既知の電子カメラを用いて撮影した原画像である。図13は、前記原画像を距離画像としたものである。図12の原画像では、二人の人物201と202が写っている。向かって右側の人物201が電子カメラから近い距離(画面の手前側)に写っており、向かって左側の人物202が電子カメラから遠い距離(画面の奥側)に写っている(図12、図13)。図13の距離画像では、距離の度合いに応じて色分け表示しており、電子カメラから遠い距離(画面の奥側)が赤色に近い色で着色されており、電子カメラから近い距離(画面の手前側)が青色に近い色で着色されている。
図1は、本発明の実施形態の対象物追跡手順を説明するフローチャート図である。図2(a)(b)(c)(d)(e)(f)は、スキャンラインクラスタリング法によりクラスタリングを行う手順を説明するための状態遷移図である。説明し易くするために、図2では、画素数が4×4ドットの距離画像を四角マスの集合として例示している。前記距離画像において、行方向は座標xであり、列方向は座標yである。図1に示すフローチャートに沿って、本発明の手順を以下に説明する。
図8は、本発明に係るアルゴリズムを実装した対象物追跡システム1(自律移動ロボット)を示す構成図である。本実施形態で使用する画像編集用コンピュータ3の構成は、いわゆる個人向けのパーソナルコンピュータで足りる。ここでは、画像編集用コンピュータ3には、データ入力を受け付ける入力手段81と、入力されたデータに演算処理を行うCPU4と、演算処理後のデータを蓄積保存するデータベース5とデータ処理前後のデータを画面表示するディスプレイ82が備わっており、画像編集用コンピュータ3上で画像編集プログラム2が動作する。入力手段81は、キーボード、マウス、タッチパネル等である。符号700は、距離計測可能な機能を有する既知の電子カメラ(ビデオカメラ)である。符号350は、搬送車体や歩行ロボットなどの既知の移動手段である。図9(a)(b)(c)(d)は、本発明の対象物追跡システム1によって人物のみを追跡させた場合の追跡結果を示す画像である。ここでは、人物201は、歩行の後、椅子301に座り,その後、椅子301から立ち上がって離れる動作をしている。図10(a)(b)(c)(d)(e)(f)は、本発明の対象物追跡システム1が人物201を見ている画面である。図11(a)(b)(c)(d)(e)(f)は、本発明の対象物追跡システム1が人物201を見ている際のクラスタリング結果を示す画像である。本実施形態によれば、追跡対象の人物201が椅子301に座ってから立ち上がって去るという動作を追従していることが分る。このことは、従来提案されているアルゴリズムでは不可能であった実験である。
201、202 人物、
301 椅子、
700 既知の電子カメラ
Claims (3)
- 距離情報を有する動画像を撮像手段にて撮影してコンピュータに取り込み、前記動画像を構成する各フレームに対してクラスタリング処理を行い、前記クラスタリング処理されたフレームを記憶テンプレートとして記憶手段に逐次蓄積するとともに、逐次蓄積されたフレームのうち直近のフレームと前記クラスタリング処理対象のフレームとをパターンマッチングさせて対象物を特定し、特定された対象物を追跡手段にて追跡する対象物追跡方法であって、前記クラスタリング処理は、前記動画像を構成するフレームを画素左上から右に向かって走査しながら前記距離情報に基づいて走査画素における距離情報と、当該走査画素に隣接している隣接画素における距離情報とを比較し、両者の距離情報の差の絶対値が所定の閾値以上の場合にはクラスタ番号をひとつ増加させるとともに、画像右端に到着してひとつ下の行に移るときにクラスタ番号をひとつ増加させて、画素左上から右下まで実行することで、各画素毎にクラスタ番号を付与するステップと、クラスタ番号が付与されたフレームを画素左上から右下に向かって再度走査しながら走査画素における距離情報と、当該走査画素の上下左右に隣接している隣接画素における距離情報とを比較し、両者の距離情報の差の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合には前記隣接画素のクラスタ番号と同じクラスタ番号を前記走査画素のクラスタ番号とするステップと、画素左下から右上に向かって再度走査しながら走査画素における距離情報と、当該走査画素の上下左右に隣接している隣接画素における距離情報とを比較し、両者の距離情報の差の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合には前記隣接画素のクラスタ番号と同じクラスタ番号を前記走査画素のクラスタ番号とするステップとを有し、前記対象物を領域分けするクラスタリング法により処理することを特徴とする対象物追跡方法。
- 前記記憶テンプレートの検索は、直前のフレームに存在していた記憶テンプレートの座標を中心にして、その周辺を検索することで行い、複数の記憶テンプレートが接触して、クラスタリングした結果、同一の物体として認識された場合は、その時点まで追跡を続けていた前記複数の記憶テンプレートを使用して、直前のフレームで追跡していた複数の記憶テンプレートとの接合として検索を開始し、複数の記憶テンプレートが離れた場合には、T=1の時点まで戻ってクラスタの追跡を行い、検索が失敗したパターンに関しては、新たなパターンとして登録し、追跡を開始することを特徴とする請求項1に記載の対象物追跡方法。
- 距離情報を有する動画像を撮影する撮像手段と、前記動画像を取り込んでデータ処理するコンピュータと、対象物を追跡する追跡手段を備え、前記コンピュータによって、前記動画像を構成する各フレームに対して所定のクラスタリング処理がなされ、前記クラスタリング処理されたフレームが記憶テンプレートとして記憶手段に逐次蓄積されるとともに、逐次蓄積されたフレームのうち直近のフレームと前記クラスタリング処理対象のフレームとがパターンマッチングされて対象物が特定され、特定された対象物が追跡手段にて追跡される対象物追跡システムであって、前記クラスタリング処理は、前記動画像を構成するフレームを画素左上から右に向かって走査しながら前記距離情報に基づいて各画素毎にクラスタ番号を付与し、クラスタ番号が付与されたフレームを画素左上から右下に向かって再度走査しながら走査画素における距離情報と、当該走査画素の上下左右に隣接している隣接画素における距離情報とを比較し、両者の距離情報の差の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合には前記隣接画素のクラスタ番号と同じクラスタ番号を前記走査画素のクラスタ番号とし、画素左下から右上に向かって再度走査しながら走査画素における距離情報と、当該走査画素の上下左右に隣接している隣接画素における距離情報とを比較し、両者の距離情報の差の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合には前記隣接画素のクラスタ番号と同じクラスタ番号を前記走査画素のクラスタ番号とすることで前記対象物を領域分けすることを特徴とする対象物追跡システム。
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