JP7129209B2 - 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム - Google Patents
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Description
特許文献1には、所定領域内に存在する物体の数を検出するために、所定領域の出入口において所定領域に出入りする物体をそれぞれ撮像する撮像装置と、所定領域全体を撮像する撮像装置とを備える監視システムが開示されている。
そこで、本発明は、物体の計数対象とする所定領域内に物体を遮蔽する遮蔽領域が存在する場合であっても、計数対象の物体を適切に計数することを課題としている。
なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
図1は、本実施形態における撮像システム1000の構成例である。
本実施形態における撮像システム1000は、撮像装置によって撮像された画像における所定領域に存在する物体を計数するシステムである。具体的には、撮像システム1000は、撮像装置によって撮像された画像から複数の物体(本実施形態では、人体)を含む行列領域を設定し、設定された行列領域を物体の計数対象とする領域として、当該行列領域に含まれる物体を計数する。また、撮像システム1000は、行列領域内に計数対象の物体を遮蔽する遮蔽領域が存在する場合、行列領域内の遮蔽領域を設定し、遮蔽領域において遮蔽されている物体を計数し、行列領域に存在する物体として計上する。ここで、遮蔽領域は、行列領域の画像において物体を遮蔽する遮蔽物が撮像された領域である。
なお、本実施形態では、計数対象の物体を人体とし、遮蔽物を柱や壁として説明するが、上記限定されるものではない。計数対象の物体は、人体の一部(例えば、顔)であってもよいし、車や動物などであってもよい。また、遮蔽物は、計数対象の物体以外の物体であればよい。
撮像装置100は、画像を撮像するカメラである。撮像装置100は、例えば、監視に用いられる監視カメラなどとすることができる。撮像装置100は、ネットワーク300を介して撮像した画像を情報処理装置200へ送信する。
なお、撮像装置100は、壁面や天井等に設置することができ、1枚以上の画像を含む映像を撮像するカメラであってもよい。また、撮像装置100は、PoE(Power Over Ethernet(登録商標))に対応していてもよいし、LANケーブル等を介して電力が供給される構成でもよい。
撮像部101は、撮像光学系を構成するレンズ群および撮像素子を備える。レンズ群は、入射光を結像するための光学レンズを有し、入射光を撮像素子に集光させる。撮像素子は、光をアナログ画像信号に変換する素子であり、例えば、CCD、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等を備えることができる。撮像部101は、撮像素子から得られるアナログ画像信号に画像処理を施し、信号を符号化して符号化画像信号を出力する。
また、通信部102は、有線のLANにより情報処理装置200等の外部機器と通信してもよい。この有線LANとしては、例えば、Ethernet(登録商標)等の通信規格を満足する複数のルータ、スイッチ、ケーブル等の構成が挙げられる。なお、通信部102は、外部機器と通信が可能であればよく、通信の規格、規模、構成は上記に限定されない。
記憶部104は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の電気的に消去可能な不揮発性メモリにより構成される。また、記憶部104は、CPU103の主メモリ、ワークメモリとして機能するRAM、外部メモリ、着脱可能な記憶媒体等を含んでもよい。この記憶部104には、CPU103が使用する各種情報が記録される。記憶部104には、例えば、撮像部101により撮像された画像を記憶してもよい。
情報処理装置200は、例えば、PC(Personal Computer)であってもよいし、タブレット端末、スマートフォン等の携帯用端末であってもよい。
情報処理装置200は、通信部201、CPU202、記憶部203、表示部204、および入力部205を備える。また、情報処理装置200は、行列領域設定部206、遮蔽領域設定部207、行列領域計数部208および遮蔽領域計数部209を備える。
CPU202は、上述した撮像装置100のCPU103と同様に、情報処理装置200の各部における演算や論理判断等の処理を行う演算処理部であり、システムバスを介して各構成部(201、203~209)を制御する。
記憶部203は、上述した撮像装置100の記憶部104と同様に、EEPROM等の電気的に消去可能な不揮発性メモリにより構成される。また、記憶部203は、CPU202の主メモリ、ワークメモリとして機能するRAM、外部メモリ、着脱可能な記憶媒体等を含んでもよい。
入力部205は、マウス入力、キーボード入力、タッチ入力等の各種ユーザインタフェース(UI)を介してユーザからの指示入力を受け付ける。入力部205に、例えば撮像装置100の設定を変更する指示が入力されると、CPU202は、入力された情報に基づいて撮像装置100の設定を変更するための制御命令を生成し、通信部201を介して撮像装置100へ生成された制御命令を出力する。このように、入力部205へ入力された情報に基づいて、情報処理装置200は、撮像装置100の設定を適宜変更することができる。
なお、行列領域設定部206は、撮像装置100により撮像された画像を解析し、画像に存在する人体の移動速度や、人体の密集度の高い領域を検出することで、行列領域を設定してもよい。その際、行列領域の設定には、任意のアルゴリズムを用いることができる。
また、計数対象の人体が並ぶ行列が遮蔽領域において遮蔽物によって遮蔽される位置に存在する場合、行列領域計数部208は、遮蔽領域において検知可能な人体は行列に並ぶ人体ではないと判断して計数対象外とするようにしてもよい。つまり、行列領域計数部208は、行列領域のうち遮蔽領域外に存在する人体を検知し、計数するようにしてもよい。
物体追跡部209aは、異なるフレーム間に存在する同じ人体を追跡し、追跡した人体が移動した軌跡情報を取得する。ここで、同じ人体を異なるフレームで追跡する方法としては、追跡する人体に含まれる色のヒストグラムの類似性を用いる方法がある。なお、人体の追跡には、任意のアルゴリズムを用いることができる。
さらに、物体通過検知部209bは、行列の進行方向と同一方向に通過検知線を通過する人体であっても、行列の進行速度よりも速い速度で移動する人体については、行列に並ぶ人体ではないと判断して計数対象外としてもよい。ここで、行列の進行速度は、行列に含まれる人体の移動速度であり、例えば当該移動速度の平均値とすることができる。
図2は、情報処理装置200が実行する計数処理の一例として、行列領域の人体を計数する処理を示すフローチャートである。この図2の処理は、例えば、撮像装置100により画像の撮像が開始されたタイミングで開始される。ただし、図2の処理の開始タイミングは、上記のタイミングに限らない。
情報処理装置200は、CPU202が必要なプログラムを記憶部203から読み出して実行することにより、図2に示す処理を実現することができる。ただし、図1に示す情報処理装置200の各要素のうち少なくとも一部が専用のハードウェアとして動作することで図2の処理が実現されるようにしてもよい。この場合、専用のハードウェアは、CPU202の制御に基づいて動作する。以降、アルファベットSはフローチャートにおけるステップを意味するものとする。
S4では、情報処理装置200は、行列領域に遮蔽領域が存在するか否かを判定し、遮蔽領域が存在する場合にはS5に移行し、遮蔽領域が存在しない場合にはS6に移行する。S5では、情報処理装置200は、行列領域における遮蔽領域の設定を行う。
S9では、情報処理装置200は、S8における追跡処理により取得された軌跡情報をもとに人体の通過検知処理を行い、遮蔽領域に人体の出入りがあったか否かを判定する。そして、情報処理装置200は、遮蔽領域に人体の出入りがあったと判定した場合にはS10に移行し、出入りがないと判定した場合にはS11に移行する。S10では、遮蔽領域における人体の計数を行う。具体的には、上記通過検知処理により人体が遮蔽領域に入ったと判定された場合には、遮蔽領域の人数を加算し、人体が遮蔽領域から出たと判定された場合には、遮蔽領域の人数を減算する。これにより、通過検知処理を用いた遮蔽領域における人体の計数結果が得られる。
このように、情報処理装置200は、人体の追跡結果に基づいて遮蔽領域に対する人体の出入りを計数することで、遮蔽領域において遮蔽されている人体を計数することができる。そのため、行列領域に遮蔽領域が存在している場合であっても、行列領域全体に含まれる人体を適切に計数することが可能である。
図3は、撮像装置100によって撮像された画像の一例である。この図3において、画像400Aは、撮像装置100の撮像領域の画像である。画像400Aには、行列領域401が設定されている。行列領域401は、複数の人体402が並ぶ領域である。複数の人体402は、計数対象となる物体である。行列方向403は、人体402が並ぶ行列の進行方向であり、人体402の動き方向に相当する。遮蔽領域404は、行列領域401において行列に並ぶ人体402を遮蔽する壁や柱などの遮蔽物404aの領域である。図3では、9人の人間が行列に並んでおり、そのうちの3人が遮蔽物404aによって遮蔽されている例を示している。
そこで、本実施形態では、行列領域401において人体検知処理によって検知された人体を追跡し、遮蔽領域404の通過検知を行うことで、遮蔽領域404において遮蔽されている人体402を計数する。つまり、人体402を追跡し、人体402が、遮蔽領域404の入口の通過検知線405を通過して遮蔽領域404に入ったことを検知した場合に、遮蔽領域404の人体402の計数を加算する。また、追跡した人体402が、遮蔽領域404の出口の通過検知線406を通過して遮蔽領域404から出たことを検知した場合には、遮蔽領域404の人体402の計数を減算する。
これにより、遮蔽物404aの背後を別の撮像装置によって撮像することなく、遮蔽物404aの背後に存在する人体402を計数することができる。つまり、1台の撮像装置によって撮像された画像から、遮蔽領域404を含めた行列領域401全体に含まれる複数の人体402を適切に計数することができる。
また、情報処理装置200は、1台の撮像装置100によって撮像された画像をもとに、遮蔽領域において遮蔽されている物体を含む全体の物体数を計数することができる。そのため、遮蔽物によって遮蔽されている物体を撮像するために別の撮像装置を設ける必要がなく、簡易なシステム構成で所定領域の物体数を計数することが可能となる。
ここで、情報処理装置200は、行列領域に含まれる行列の進行方向をもとに遮蔽領域の出入口を決定し、決定された遮蔽領域の出入口にそれぞれ通過検知線を設定することができる。また、情報処理装置200は、追跡された人体が上記通過検知線を通過したことを検知することで、人体の遮蔽領域に対する出入りを検知することができる。このように、情報処理装置200は、遮蔽領域の出入口に通過検知線を設定し、通過検知を行うので、行列の進行方向に沿って移動する人体を適切に計数することができる。
さらに、情報処理装置200は、撮像装置100によって撮像された画像内の物体(人体)の移動速度や密集度等に基づいて、画像内の行列領域や行列領域内の遮蔽領域を設定することができる。したがって、行列領域や遮蔽領域を適切に設定することができ、行列領域に存在する物体(人体)を適切に計数することができる。
上記実施形態においては、遮蔽領域の出入口における人体の通過検知により、遮蔽領域において遮蔽されている人体を計数する場合について説明したが、遮蔽領域の人体を計数する方法は上記に限定されない。情報処理装置200は、行列の長さに応じて遮蔽領域の計数方法を変更してもよい。
図3の画像400Aのように、行列領域401が長く、行列の最後尾が遮蔽領域404を越えている場合には、遮蔽領域404に存在し得る人体402の数の最大値を、遮蔽領域404において遮蔽されている人体402の数として設定してもよい。ここで、上記最大値は、遮蔽領域404の大きさに応じて予め設定しておくことができる。また、上記最大値は、行列領域401における遮蔽領域404周辺の人体402の密度から推定された値であってもよい。
このように、行列の先頭が、遮蔽領域外における遮蔽領域の出口側に位置する場合で、行列の最後尾が、遮蔽領域外における遮蔽領域の入口側に位置する場合、遮蔽領域において遮蔽されている人体の数を上記最大値に設定してもよい。この場合、人体の追跡処理や通過検知処理を行うことなく、遮蔽領域において遮蔽されている人体を容易に計数することができる。
さらに、図5に示す画像400Cのように、行列が短く、行列の最後尾が遮蔽領域404に到達していない場合には、遮蔽領域404における人体402の計数値を零などに初期化してもよい。行列の先頭と最後尾とが、ともに遮蔽領域外における遮蔽領域の出口側に位置する場合、遮蔽領域において遮蔽されている人体は存在しないと判断することができる。そのため、このような場合には、遮蔽領域において遮蔽されている人体の数を零に設定することで、遮蔽領域の人体を計数するための複雑な処理が必要なくなる。
情報処理装置200は、CPU202が必要なプログラムを記憶部203から読み出して実行することにより、図6に示す処理を実現することができる。ただし、図6に示す情報処理装置200の各要素のうち少なくとも一部が専用のハードウェアとして動作することで図6の処理が実現されるようにしてもよい。この場合、専用のハードウェアは、CPU202の制御に基づいて動作する。
図6において、図2と同一処理を行うステップには図2と同一ステップ番号を付し、以下、処理の異なる部分を中心に説明する。
S23では、情報処理装置200は、遮蔽領域において遮蔽されている人体の数を最大値に設定してS11に移行する。S24では、情報処理装置200は、通過検知処理を用いて遮蔽領域に出入りする人体を計数することで、遮蔽領域において遮蔽されている人体を計数し、S11に移行する。S25では、情報処理装置200は、遮蔽領域において遮蔽されている人体の数を0などに初期化し、S11に移行する。
以上のように、行列の長さに応じた計数処理を行うことで、遮蔽領域の計数を容易かつ適切に行うことができる。
また、上記実施形態においては、上記実施形態においては、行列領域内の遮蔽領域が1つである場合について説明したが、遮蔽領域は複数であってもよい。
さらに、上記実施形態においては、物体の計数対象である所定領域が行列領域である場合について説明したが、上記所定領域は行列領域に限定されない。さらに、上記所定領域は、撮像装置100によって撮像された画像の一部の領域である場合について説明したが、画像全体の領域であってもよい。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (15)
- 撮像手段によって撮像された、物体を計数対象とする所定領域の画像を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された画像から、計数対象の物体を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された物体を計数する第1の計数手段と、
前記検知手段による検知結果をもとに、前記所定領域内の遮蔽領域において遮蔽されている前記物体を計数する第2の計数手段と、
前記第1の計数手段により計数された前記物体の数と、前記第2の計数手段により計数された前記物体の数とに基づいて前記所定領域において計数した結果を出力する第3の計数手段と、
を備え、
前記第2の計数手段は、前記遮蔽領域において検知可能な物体を計数対象外とすることを特徴とする情報処理装置。 - 撮像手段によって撮像された、物体を計数対象とし複数の前記物体を含む所定領域の画像を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された画像から、計数対象の物体を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された物体を計数する第1の計数手段と、
前記検知手段により検知された物体を追跡する追跡手段と、
前記所定領域に含まれる物体の行列の進行方向をもとに決定される前記所定領域内の遮蔽領域の出入口にそれぞれ設定された通過検知線を前記追跡された物体が通過したことを検知することで、前記物体の前記遮蔽領域に対する出入りを検知する出入り検知手段と、
前記出入り検知手段による検知結果をもとに、前記遮蔽領域において遮蔽されている前記物体を計数する第2の計数手段と、
前記第1の計数手段により計数された前記物体の数と、前記第2の計数手段により計数された前記物体の数とに基づいて前記所定領域において計数した結果を出力する第3の計数手段と、
を備え、
前記第2の計数手段は、前記行列の進行方向とは逆方向に前記通過検知線を通過する物体を計数対象外とすることを特徴とする情報処理装置。 - 撮像手段によって撮像された、物体を計数対象とし複数の前記物体を含む所定領域の画像を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された画像から、計数対象の物体を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された物体を計数する第1の計数手段と、
前記検知手段による検知結果をもとに、前記所定領域内の遮蔽領域において遮蔽されている前記物体を計数する第2の計数手段と、
前記第1の計数手段により計数された前記物体の数と、前記第2の計数手段により計数された前記物体の数とに基づいて前記所定領域において計数した結果を出力する第3の計数手段と、
を備え、
前記第2の計数手段は、前記所定領域に含まれる物体の行列の長さに基づいて、前記遮蔽領域において遮蔽されている前記物体を計数することを特徴とする情報処理装置。 - 前記第2の計数手段は、
前記検知手段により検知された物体を追跡する追跡手段と、
前記追跡手段により追跡された物体の前記遮蔽領域に対する出入りを検知する出入り検知手段と、を備えることを特徴とする請求項1又は3に記載の情報処理装置。 - 前記撮像手段によってそれぞれ撮像された画像内の前記所定領域を設定する第1の設定手段と、
前記所定領域内の前記遮蔽領域を設定する第2の設定手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の情報処理装置。 - 前記所定領域は、複数の前記物体を含む行列領域であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の情報処理装置。
- 前記出入り検知手段は、
前記所定領域に含まれる物体の行列の進行方向をもとに決定される前記所定領域内の遮蔽領域の出入口にそれぞれ通過検知線を設定し、前記追跡手段により追跡された物体が前記通過検知線を通過したことを検知することで、前記物体の前記遮蔽領域に対する出入りを検知することを特徴とする請求項4に記載の情報処理装置。 - 前記第2の計数手段は、
前記行列の先頭が、前記遮蔽領域外における前記遮蔽領域の出口側に位置する場合で、前記行列の最後尾が、前記遮蔽領域外における前記遮蔽領域の入口側に位置する場合、前記遮蔽領域において遮蔽されている前記物体の数を、前記遮蔽領域に存在し得る物体の数の最大値に設定することを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記第2の計数手段は、
前記行列の先頭と最後尾とが、前記遮蔽領域外における前記遮蔽領域の出口側に位置する場合、前記遮蔽領域において遮蔽されている前記物体の数を零に設定することを特徴とする請求項3又は8に記載の情報処理装置。 - 前記第2の計数手段は、
前記遮蔽領域において遮蔽されている前記物体の計数結果に上限値を設定することを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の情報処理装置。 - 前記計数対象の物体は、人体もしくは人体の一部であることを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の情報処理装置。
- 取得手段が、撮像手段によって撮像された、物体を計数対象とする所定領域の画像を取得する取得工程と、
検知手段が、前記取得工程により取得された前記画像から、計数対象の物体を検知する検知工程と、
第1の計数手段が、前記検知工程により検知された物体を計数する第1の計数工程と、
第2の計数手段が、前記検知工程による検知結果をもとに、前記所定領域内の遮蔽領域において遮蔽されている前記物体を計数する第2の計数工程と、
第3の計数手段が、前記第1の計数工程により計数された前記物体の数と、前記第2の計数工程により計数された前記物体の数とに基づいて前記所定領域において計数した結果を出力する第3の計数工程と、
を含み、
前記第2の計数工程は、前記遮蔽領域において検知可能な物体を計数対象外とすることを特徴とする情報処理方法。 - 取得手段が、撮像手段によって撮像された、物体を計数対象とし複数の前記物体を含む所定領域の画像を取得する取得工程と、
検知手段が、前記取得工程により取得された画像から、計数対象の物体を検知する検知工程と、
第1の計数手段が、前記検知工程により検知された物体を計数する第1の計数工程と、
追跡手段が、前記検知工程により検知された物体を追跡する追跡工程と、
出入り検知手段が、前記所定領域に含まれる物体の行列の進行方向をもとに決定される前記所定領域内の遮蔽領域の出入口にそれぞれ設定された通過検知線を前記追跡された物体が通過したことを検知することで、前記物体の前記遮蔽領域に対する出入りを検知する出入り検知工程と、
第2の計数手段が、前記出入り検知工程による検知結果をもとに、前記遮蔽領域において遮蔽されている前記物体を計数する第2の計数工程と、
第3の計数手段が、前記第1の計数工程により計数された前記物体の数と、前記第2の計数工程により計数された前記物体の数とに基づいて前記所定領域において計数した結果を出力する第3の計数工程と、
を含み、
前記第2の計数工程は、前記行列の進行方向とは逆方向に前記通過検知線を通過する物体を計数対象外とすることを特徴とする情報処理方法。 - 取得手段が、撮像手段によって撮像された、物体を計数対象とし複数の前記物体を含む所定領域の画像を取得する取得工程と、
検知手段が、前記取得工程により取得された画像から、計数対象の物体を検知する検知工程と、
第1の計数手段が、前記検知工程により検知された物体を計数する第1の計数工程と、
第2の計数手段が、前記検知工程による検知結果をもとに、前記所定領域内の遮蔽領域において遮蔽されている前記物体を計数する第2の計数工程と、
第3の計数手段が、前記第1の計数工程により計数された前記物体の数と、前記第2の計数工程により計数された前記物体の数とに基づいて前記所定領域において計数した結果を出力する第3の計数工程と、
を含み、
前記第2の計数工程は、前記所定領域に含まれる物体の行列の長さに基づいて、前記遮蔽領域において遮蔽されている前記物体を計数することを特徴とする情報処理方法。 - コンピュータを、請求項1乃至11の何れか1項に記載の情報処理装置として機能させるためのプログラム。
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飯山 将晃、外5名,"エリア内に設置された複数台のカメラを用いた視野外の人数推定",電子情報通信学会技術研究報告,日本,一般社団法人電子情報通信学会,2016年07月13日,Vol.116, No.150,pp.43-46 |
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