JPH04282989A - Automatic tracking device - Google Patents

Automatic tracking device

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Publication number
JPH04282989A
JPH04282989A JP3046613A JP4661391A JPH04282989A JP H04282989 A JPH04282989 A JP H04282989A JP 3046613 A JP3046613 A JP 3046613A JP 4661391 A JP4661391 A JP 4661391A JP H04282989 A JPH04282989 A JP H04282989A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target frame
frame
target
density
color
Prior art date
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Pending
Application number
JP3046613A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ekusa
洋 江草
Makoto Fujimoto
眞 藤本
Toshiyuki Kawahara
俊之 河原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3046613A priority Critical patent/JPH04282989A/en
Publication of JPH04282989A publication Critical patent/JPH04282989A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To track an object whose shape changes such as a person with respect to the automatic tracking device using a digital moving picture signal so as to track the object. CONSTITUTION:A person 19 is surrounded by an object frame 17, a color in the object frame 17 is detected and a color whose picture element number is largest is used for a representative color 18 of the object. The tracing of the object is obtained based on the distribution state (picture element number) of the representative color 18 for each frame. The distribution state of the representative color of a search range 15 is calculated for each frame and the object frame 17 is tracked to a position of the person.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル動画像信号を
用いて、対象物を追尾する自動追尾装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic tracking device for tracking an object using a digital moving image signal.

【0002】0002

【従来の技術】画像のある部分が、他の画像のどの部分
に対応するのかを求める方法に、一般にはテンプレート
マッチングという方法が用いられている。
2. Description of the Related Art A method called template matching is generally used to find out which part of another image a certain part of an image corresponds to.

【0003】テンプレートマッチングは図11に示すよ
うに、検出しようとする対象物103を表すテンプレー
ト101の左上の頂点が、画像フレーム102中の点(
i、j)に重なるように構成し、テンプレート101と
それと重なる画像フレーム102の部分パターンとの類
似度を測り、その値を点(i,j)に対象物103が存
在する確からしさとする方法である。対象物103の位
置を求めるためには、この操作を画像のすべての点に対
して施し、非類似度が最小となる位置を求めれば良い。 マッチングの尺度としては(数1)のようなものがある
In template matching, as shown in FIG.
i, j), measure the degree of similarity between the template 101 and a partial pattern of the image frame 102 that overlaps with it, and use that value as the probability that the object 103 exists at the point (i, j). It is. In order to find the position of the target object 103, it is sufficient to perform this operation on all points in the image and find the position where the degree of dissimilarity is minimum. As a matching measure, there is something like (Equation 1).

【0004】0004

【数1】[Math 1]

【0005】ここでSはテンプレートの定義域を示す。 Rはテンプレートと画像フレームとの非類似度で、この
度合が小さいほどマッチングの度合が良いことを示す。
[0005] Here, S indicates the domain of the template. R is the degree of dissimilarity between the template and the image frame, and the smaller this degree is, the better the degree of matching is.

【0006】したがって、フレーム毎にテンプレートマ
ッチングを行えば、動画像において、テンプレートによ
る対象物の追尾が実現する。
[0006] Therefore, if template matching is performed for each frame, it is possible to track an object using a template in a moving image.

【0007】次にテンプレートマッチング法とは別に、
画像信号を複数の濃度レベルに分割する方法について説
明する。画像フレームの各画素が、濃度レベルのどの度
数に含まれるかを求めることを濃度変換と呼ぶことにす
る。たとえば図12のように入力される画像信号がRG
B(Red,Green,Blue)の3次元データの
場合に、各信号を0から最大値まで8分割すると、濃度
レベルは8×8×8で512分割されることになる。ま
たひとつの画素について表現すると、たとえばR:度数
3、G:度数0、B:度数5となり、画素の色は、RG
Bを各度数で合成したものとなる。また動画像は、最大
で512色の色で領域分割された映像となる。
Next, apart from the template matching method,
A method of dividing an image signal into multiple density levels will be explained. The process of determining which degree of density level each pixel of an image frame is included in will be referred to as density conversion. For example, the input image signal as shown in Fig. 12 is RG.
In the case of three-dimensional data of B (Red, Green, Blue), if each signal is divided into 8 from 0 to the maximum value, the density level will be divided into 512 (8×8×8). Also, when expressing one pixel, for example, R: frequency 3, G: frequency 0, B: frequency 5, and the color of the pixel is RG
It is a composite of B at each frequency. Furthermore, a moving image is divided into regions using up to 512 colors.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、対象物として、人などを追尾することは
非常に困難となる。テンプレートマッチング法の場合は
、図13(a)のように、人107はその形状を変える
ことなく108に移動することはありえず、図13(b
)のように112から113のように動けば必ず形状が
変化する。テンプレートマッチングの手法は画素単位で
類似度合を計算するので、形状が変化すればマッチング
精度は悪化する。そして、非類似度Rが対象物の存在し
ない位置で最小値をとると、テンプレート110は、た
とえば111のような異常な位置に移ってしまい、追尾
に失敗してしまう。
However, with the above configuration, it is extremely difficult to track objects such as people. In the case of the template matching method, as shown in FIG. 13(a), it is impossible for the person 107 to move to 108 without changing its shape;
), the shape will always change if it moves from 112 to 113. Since the template matching method calculates the degree of similarity on a pixel-by-pixel basis, matching accuracy deteriorates if the shape changes. If the dissimilarity R takes the minimum value at a position where the target object does not exist, the template 110 will move to an abnormal position such as 111, and tracking will fail.

【0009】また、画像フレームの映像内容を複数の濃
度レベルで領域分割する方法は、従来法として存在する
が、その濃度レベルを基に対象物の特徴を記述し、追尾
する手法はない。
Furthermore, although there is a conventional method of dividing the video content of an image frame into regions based on a plurality of density levels, there is no method of describing and tracking the characteristics of an object based on the density levels.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】デジタル動画像の第1フ
レームにおいて追尾対象物を囲む対象枠設定手段と、第
1フレーム以後、対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手
段と、前記デジタル動画像信号を、濃度レベルに分類す
る濃度変換手段と、前記濃度変換手段の出力結果より、
前記対象枠記憶手段に記憶されている対象枠内の濃度レ
ベルを複数求め、その中から追尾に用いる濃度レベルを
代表色として決定、記憶する代表色決定記憶手段と、前
記対象枠記憶手段に記憶されている対象枠の位置から、
次フレームの追尾対象物の追尾できる範囲を決定する探
索範囲決定手段と、探索範囲内で対象枠を移動させ、対
象枠内に存在する代表色の画素数、あるいは画素の分布
状態の相関を基に、追尾対象物が移動した位置を探索し
、探索された位置を前記対象枠記憶手段に出力する対象
枠探索手段とを備える。
[Means for Solving the Problems] Target frame setting means for surrounding a tracked object in a first frame of a digital moving image; target frame storage means for storing the position of the target frame after the first frame; and the digital moving image From the density conversion means for classifying the signal into density levels and the output result of the density conversion means,
Representative color determination storage means for determining a plurality of density levels within the target frame stored in the target frame storage means, and determining and storing a density level to be used for tracking as a representative color from among the density levels, and storing the density level in the target frame storage means. From the position of the target frame,
A search range determining means for determining the range in which the tracking target of the next frame can be tracked; and target frame searching means for searching for the position to which the tracking target object has moved and outputting the searched position to the target frame storage means.

【0011】[0011]

【作用】上記構成によれば、探索範囲内において、代表
色の画素が最も多く分布している領域を、対象枠内に存
在する代表色の画素数を計算することにより求め、対象
物の追尾を行う。画素数の分布状況を計算することは、
画素の位置情報を無視していることになるので、形状に
関する情報はなくなることになる。したがって人のよう
に、形状は変化するが色情報の変化しない対象物に対し
ては、追尾を続けることができる。
[Operation] According to the above configuration, within the search range, the area where the most pixels of the representative color are distributed is determined by calculating the number of pixels of the representative color existing within the target frame, and the target object is tracked. I do. Calculating the distribution of the number of pixels is
Since pixel position information is ignored, there is no information regarding shape. Therefore, it is possible to continue tracking an object such as a person whose shape changes but whose color information does not change.

【0012】0012

【実施例】図1は本発明の第1の実施例における自動追
尾装置のブロック図を示すものであり、1は画像信号入
力端子である。2は、画像信号入力端子1から得られる
画像信号を濃度レベルに分類する濃度変換手段、3は操
作者が対象枠を任意に設定する対象枠設定手段、4は対
象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段、5は対象枠の位
置と濃度変換手段2で求められた濃度レベルから追尾の
ための色(代表色)を決定、記憶する代表色決定記憶手
段、6はフレーム毎に対象枠の探索範囲を決定する探索
範囲決定手段、7は探索範囲内で対象枠の移動位置を代
表色を基に探索する対象枠探索手段である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a block diagram of an automatic tracking device according to a first embodiment of the present invention, and 1 is an image signal input terminal. Reference numeral 2 denotes a density conversion means for classifying the image signal obtained from the image signal input terminal 1 into density levels, 3 a target frame setting means for arbitrarily setting a target frame by the operator, and 4 a target for storing the position of the target frame. Frame storage means 5 determines and stores a color for tracking (representative color) from the position of the target frame and the density level determined by the density conversion means 2; 6 stores the color of the target frame for each frame; Search range determining means 7 determines a search range, and target frame searching means 7 searches for the moving position of the target frame within the search range based on the representative color.

【0013】以上のように構成された第1の実施例の自
動追尾装置においては、まず入力端子1に第1フレーム
の画像信号が画素単位で入力される。濃度変換手段2で
は、画像信号を基に濃度変換を行う。画像フレームの各
画素が、濃度レベルのどの度数に含まれるかを求めるこ
とを濃度変換と呼ぶ。従来例で述べたように、図12の
ように入力される画像信号がRGB(Red,gree
n,Blue)の3次元データの場合に、各信号を0か
ら最大値まで8分割すると、濃度レベルは8×8×8で
512分割されることになる。またひとつの画素につい
て表現すると、たとえばR:度数3、G:度数0、B:
度数5となり、画素の色は、RGBを各度数で合成した
ものとなる。
In the automatic tracking device of the first embodiment configured as described above, first, the image signal of the first frame is input to the input terminal 1 pixel by pixel. The density conversion means 2 performs density conversion based on the image signal. Determining which degree of density level each pixel of an image frame is included in is called density conversion. As described in the conventional example, the input image signal as shown in FIG.
In the case of three-dimensional data (n, Blue), if each signal is divided into 8 from 0 to the maximum value, the density level will be divided into 512 (8×8×8). Also, when expressing one pixel, for example, R: frequency 3, G: frequency 0, B:
The frequency is 5, and the color of the pixel is a combination of RGB at each frequency.

【0014】第1フレームにおいて操作者は、対象枠設
定手段3によって、図2のように追尾する対象物10を
任意に決定し、対象物のまわりに矩形の対象枠9を設定
する。対象枠記憶手段4は、対象枠の位置を記憶する。 代表色決定記憶手段5では、対象枠記憶手段4から対象
枠の位置を得て、図3のように対象枠13内に存在する
複数の濃度レベルの中から、1個の濃度レベルを代表色
12として決定、記憶する。たとえば画素数の1番多い
ものが選択される。代表色の濃度レベルは、第1フレー
ム以後固定する。代表色の濃度レベルは対象枠探索手段
7に出力される。また探索範囲決定手段6は、対象枠記
憶手段4から対象枠13の位置を得て、次フレームの対
象枠の探索範囲14を決定する。たとえば、対象枠のま
わりのある一定範囲を決定する。
In the first frame, the operator arbitrarily determines the target object 10 to be tracked as shown in FIG. 2 using the target frame setting means 3, and sets a rectangular target frame 9 around the target object. The target frame storage means 4 stores the position of the target frame. The representative color determination storage means 5 obtains the position of the target frame from the target frame storage means 4, and selects one density level as a representative color from among the plurality of density levels existing within the target frame 13 as shown in FIG. It is determined and stored as 12. For example, the one with the largest number of pixels is selected. The density level of the representative color is fixed after the first frame. The density level of the representative color is output to the target frame search means 7. Further, the search range determining means 6 obtains the position of the target frame 13 from the target frame storage means 4, and determines the search range 14 of the target frame of the next frame. For example, a certain range around the target frame is determined.

【0015】次に、第2フレームの説明をする。入力端
子1に第2フレームの画像信号が入力される。濃度変換
手段2では、画像信号を基に濃度変換を行う。既に前フ
レームにおいて、探索範囲決定手段6によって対象枠を
探索する範囲が決定されている。また探索に用いる代表
色の濃度レベルも代表色決定記憶手段5によって既に求
められている。
Next, the second frame will be explained. The image signal of the second frame is input to the input terminal 1 . The density conversion means 2 performs density conversion based on the image signal. In the previous frame, the search range determining means 6 has already determined the range in which the target frame is to be searched. Further, the density level of the representative color used for the search has already been determined by the representative color determination storage means 5.

【0016】対象枠探索手段6は、探索範囲内での対象
枠の移動位置を代表色の分布状態を求めることによって
探索する。図4のように探索範囲15内で対象枠16を
順次移動させながら、各位置ごとに代表色の画素数を計
算する。そして代表色18のように最大の画素数が求め
られた対象枠の位置17を対象枠の移動位置(対象物の
位置)とする。移動位置は対象枠記憶手段4に記憶され
、前の位置を更新する。探索範囲決定手段6は、移動位
置から対象枠を探索する範囲を再び決定する。代表色決
定記憶手段5は、新たに代表色は決定せず、第1フレー
ムで求めた代表色の濃度レベルを記憶し、対象枠探索手
段7に出力し続ける。第3フレーム以後は第2フレーム
の処理を繰り返す。
The target frame search means 6 searches for the moving position of the target frame within the search range by determining the distribution state of the representative colors. As the target frame 16 is sequentially moved within the search range 15 as shown in FIG. 4, the number of pixels of the representative color is calculated for each position. Then, the position 17 of the target frame for which the maximum number of pixels, such as the representative color 18, is determined is set as the movement position of the target frame (position of the target object). The moved position is stored in the target frame storage means 4, and the previous position is updated. The search range determining means 6 again determines the range in which the target frame is searched from the movement position. The representative color determination storage means 5 does not newly determine a representative color, but stores the density level of the representative color obtained in the first frame, and continues to output it to the target frame search means 7. After the third frame, the process for the second frame is repeated.

【0017】以上のように本実施例によれば、探索範囲
内において、代表色の画素が最も多く分布している領域
を、対象枠内に存在する代表色の画素数を計算すること
により求め、対象物の追尾を行う。画素数の分布状況を
計算することは、画素の位置情報を無視していることに
なるので、形状に関する情報はなくなることになる。し
たがって人のように、形状は変化するが色情報の変化し
ない対象物に対しては、従来の方法より性能向上を図る
ことができる。
As described above, according to this embodiment, the area in which the most pixels of the representative color are distributed within the search range is found by calculating the number of pixels of the representative color existing within the target frame. , to track the object. Calculating the distribution of the number of pixels means ignoring pixel position information, so information regarding the shape is lost. Therefore, for objects such as people whose shape changes but whose color information does not change, performance can be improved over conventional methods.

【0018】また、対象枠の大きさと、代表色の分布の
大きさに相違があっても、その分対象枠は多少はずれる
が、追尾には失敗しない。
Furthermore, even if there is a difference in the size of the target frame and the size of the distribution of representative colors, the target frame will be slightly deviated by that amount, but tracking will not fail.

【0019】また、対象枠探索手段7において、代表色
の画素の位置だけによるテンプレートマッチングでも、
従来のテンプレートマッチングより高い相関が得られ追
尾性能は良い。
Furthermore, even if the target frame search means 7 performs template matching based only on the positions of pixels of representative colors,
Higher correlation than conventional template matching is obtained and tracking performance is good.

【0020】図5は本発明の第2の実施例における自動
追尾装置のブロック図を示すものであり、20は画像信
号入力端子である。21は画像信号入力端子1から得ら
れる画像信号を色の濃度レベルに分類する濃度変換手段
、22は操作者が対象枠を任意に設定する対象枠設定手
段、23は対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段、2
4は対象枠の位置と濃度変換手段21で求められた濃度
レベルから追尾のための複数の候補色を決定する候補色
決定記憶手段、25は候補色から追尾に用いる代表色を
1色決定する代表色決定手段、26はフレーム毎に対象
枠の探索範囲を決定する探索範囲決定手段、27は探索
範囲内で対象枠の移動位置を求める対象枠探索手段であ
る。
FIG. 5 shows a block diagram of an automatic tracking device according to a second embodiment of the present invention, and 20 is an image signal input terminal. 21 is a density conversion means for classifying the image signal obtained from the image signal input terminal 1 into color density levels; 22 is a target frame setting means for arbitrarily setting a target frame by the operator; and 23 is for storing the position of the target frame. Target frame storage means, 2
Candidate color determination storage means 4 determines a plurality of candidate colors for tracking from the position of the target frame and the density level determined by the density conversion means 21; and 25 determines one representative color to be used for tracking from among the candidate colors. Reference numeral 26 denotes a representative color determination means, search range determination means for determining the search range of the target frame for each frame, and target frame search means 27 determines the movement position of the target frame within the search range.

【0021】以上のように構成された第2の実施例の自
動追尾装置においては、まず入力端子20に第1フレー
ムの画像信号が入力される。濃度変換手段21では、第
1の実施例と同様に、画像信号を基に対象枠内の濃度変
換を行う。
In the automatic tracking device of the second embodiment configured as described above, first, the image signal of the first frame is input to the input terminal 20. The density conversion means 21 performs density conversion within the target frame based on the image signal, as in the first embodiment.

【0022】第1フレームにおいて操作者は、対象枠設
定手段22によって、図2のように追尾する対象物10
を任意に決定し、対象物のまわりに矩形の対象枠9を設
定する。対象枠記憶手段23は、対象枠の位置を記憶す
る。候補色決定記憶手段24では、対象枠記憶手段23
から対象枠の位置を得て、図6の対象枠29内に存在す
る複数の濃度レベルの中から、複数の濃度レベルを候補
色31として抽出する。たとえば対象枠内に存在する画
素数が所定の数以上の濃度レベルが複数抽出される。さ
らに候補色は図7のように濃度レベル、画素数の組で表
形式に記憶される。候補色の濃度レベルは、第1フレー
ム以後固定する。代表色決定手段25は候補色から、最
も画素数の大きい候補色を代表色として1色選択する。 代表色の濃度レベルは対象枠探索手段27に出力される
。また探索範囲決定手段26は、対象枠記憶手段23か
ら対象枠29の位置を得て、次フレームの対象枠の探索
範囲28を決定する。たとえば、探索範囲決定手段26
は対象枠のまわりのある一定範囲を設定する。
In the first frame, the operator uses the object frame setting means 22 to select the object 10 to be tracked as shown in FIG.
is arbitrarily determined, and a rectangular target frame 9 is set around the target object. The target frame storage means 23 stores the position of the target frame. In the candidate color determination storage means 24, the target frame storage means 23
The position of the target frame is obtained from , and a plurality of density levels are extracted as candidate colors 31 from among the plurality of density levels existing within the target frame 29 in FIG. For example, a plurality of density levels in which the number of pixels existing within the target frame is a predetermined number or more are extracted. Further, candidate colors are stored in a tabular format as a set of density level and number of pixels, as shown in FIG. The density level of the candidate color is fixed after the first frame. The representative color determining means 25 selects one candidate color having the largest number of pixels as a representative color from among the candidate colors. The density level of the representative color is output to the target frame search means 27. Further, the search range determining means 26 obtains the position of the target frame 29 from the target frame storage means 23 and determines the search range 28 of the target frame of the next frame. For example, the search range determining means 26
sets a certain range around the target frame.

【0023】次に、第2フレームの説明をする。入力端
子20に次フレームの画像信号が入力される。濃度変換
手段21では、画像信号を基に対象枠内の色濃度をとる
。すでに前フレームにおいて、探索範囲決定手段26に
よって対象枠を探索する範囲が決定されている。また探
索に用いる代表色の濃度レベルも代表色決定手段25に
よって求められている。
Next, the second frame will be explained. The image signal of the next frame is input to the input terminal 20 . The density conversion means 21 calculates the color density within the target frame based on the image signal. In the previous frame, the range in which the target frame is searched has already been determined by the search range determining means 26. Further, the density level of the representative color used for the search is also determined by the representative color determining means 25.

【0024】対象枠探索手段27は、探索範囲内での対
象枠の移動位置を代表色の分布状態を求めることによっ
て探索する。図4のように探索範囲15内で対象枠16
を順次移動させながら、各位置ごとに代表色の画素数を
計算する。そして代表色18の最大の画素数が求められ
た位置17を対象枠の移動位置(対象物の位置)とする
。対象枠の位置は対象枠記憶手段23に記憶され、前の
位置を更新する。探索範囲決定手段26は、対象位置か
ら対象枠を探索する範囲を再び決定する。候補色決定記
憶手段24は、新たに候補色の濃度レベルは更新せず、
第1フレームで求めた候補色の濃度レベルを記憶し、そ
の濃度レベルの画素数を対象枠内で計算し、更新する。 代表色決定手段25は、候補色の中で画素数の最も大き
い濃度レベルを選択し、これを代表色として、対象枠探
索手段27に出力する。第3フレーム以後は第2フレー
ムの処理を繰り返す。
The target frame search means 27 searches for the movement position of the target frame within the search range by determining the distribution state of the representative colors. As shown in FIG. 4, the target frame 16 within the search range 15
While moving sequentially, the number of pixels of the representative color is calculated for each position. Then, the position 17 where the maximum number of pixels of the representative color 18 is determined is set as the movement position of the target frame (position of the target object). The position of the target frame is stored in the target frame storage means 23, and the previous position is updated. The search range determining means 26 again determines the range in which the target frame is searched from the target position. The candidate color determination storage means 24 does not newly update the density level of the candidate color.
The density level of the candidate color obtained in the first frame is stored, and the number of pixels of that density level is calculated and updated within the target frame. The representative color determining means 25 selects the density level with the largest number of pixels among the candidate colors, and outputs this to the target frame searching means 27 as the representative color. After the third frame, the process for the second frame is repeated.

【0025】以上のように本実施例によれば、探索範囲
内において、代表色の画素が最も多く分布している領域
を、対象枠内に存在する代表色の画素数を計算すること
により求め、対象物の追尾を行う。画素数の分布状況を
計算することは、画素の位置情報を無視していることに
なるので、形状に関する情報はなくなることになる。し
たがって人のように、形状は変化するが色情報の変化し
ない対象物に対しては、従来の方法より性能向上を図る
ことができる。さらに代表色を複数候補色として持つこ
とによって、より色の変化に対応した高性能な追尾が実
現する。
As described above, according to this embodiment, within the search range, the area where the most pixels of the representative color are distributed is found by calculating the number of pixels of the representative color that exist within the target frame. , to track the object. Calculating the distribution of the number of pixels means ignoring pixel position information, so information regarding the shape is lost. Therefore, for objects such as people whose shape changes but whose color information does not change, performance can be improved over conventional methods. Furthermore, by having multiple representative colors as candidate colors, high-performance tracking that is more responsive to color changes is realized.

【0026】図8は本発明の第3の実施例における自動
追尾装置のブロック図を示すものであり、32は画像信
号入力端子である。33は画像信号入力端子32からの
色信号の属性を変換する属性変換手段、34は属性変換
された色を濃度レベルに分類する濃度変換手段、35は
操作者が対象枠を任意に設定する対象枠設定手段、36
は対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段、37は対象
枠の位置と濃度変換手段34で求められた濃度レベルか
ら追尾のための複数の候補色を決定する候補色決定記憶
手段、38は候補色から追尾に用いる代表色を1色決定
する代表色決定手段、39はフレーム毎に対象枠の探索
範囲を決定する探索範囲決定手段、40は探索範囲内で
対象枠の移動位置を求める対象枠探索手段である。
FIG. 8 shows a block diagram of an automatic tracking device according to a third embodiment of the present invention, and 32 is an image signal input terminal. 33 is an attribute conversion means for converting the attribute of the color signal from the image signal input terminal 32; 34 is a density conversion means for classifying the attribute-converted color into density levels; and 35 is an object for which the operator arbitrarily sets a target frame. frame setting means, 36
37 is a target frame storage means for storing the position of the target frame; 37 is a candidate color determination storage means for determining a plurality of candidate colors for tracking from the position of the target frame and the density level obtained by the density conversion means 34; and 38 is a candidate color determination storage means for determining a plurality of candidate colors for tracking. Representative color determining means for determining one representative color to be used for tracking from candidate colors; 39 is a search range determining means for determining the search range of the target frame for each frame; 40 is an object for determining the moving position of the target frame within the search range It is a frame search means.

【0027】以上のように構成された第3の実施例の自
動追尾装置においては、まず入力端子32にデジタルカ
ラー画像信号が入力される。たとえばRGB(Red,
green,Blue)の3次元データが入力される。 次に属性変換手段33で、RGBデータをHCYデータ
に変換して、濃度変換手段34に出力する。ここでHは
色相、Yは輝度、Cは彩度を意味する。色相は赤、緑、
黄色といった色の属性を、輝度は明るさを、彩度は色の
鮮やかさを測る尺度である。変換式はたとえば(数2)
等が考えられる。
In the automatic tracking device of the third embodiment configured as described above, first, a digital color image signal is input to the input terminal 32. For example, RGB (Red,
Three-dimensional data (green, blue) is input. Next, the attribute conversion means 33 converts the RGB data into HCY data and outputs it to the density conversion means 34. Here, H means hue, Y means brightness, and C means saturation. The hue is red, green,
Luminance is a measure of the brightness of a color such as yellow, and saturation is a measure of the vividness of a color. For example, the conversion formula is (Math. 2)
etc. are possible.

【0028】[0028]

【数2】[Math 2]

【0029】これを図9に示す。垂直方向は輝度、回転
角度が色相、回転半径が彩度を表している。
This is shown in FIG. The vertical direction represents brightness, the rotation angle represents hue, and the rotation radius represents saturation.

【0030】次に濃度変換手段を用いて発明の有効性を
説明する。一般的な自然風景では、追尾を行うときは太
陽光等の光の変化よって、対象物内に存在するR、G、
Bの全ての信号が変化する。RGB信号が変化すれば、
記憶された代表色で追尾することはできなくなる。一方
、HCY信号のうち、対象物自体の明るさ(輝度Y)や
鮮やかさ(彩度C)も太陽光の影響を受ける。しかし赤
や緑といった色の属性(色相)は、対象物の明るさが変
化しても、影響を受けにくい。そこで濃度変換手段34
では、たとえば図10のように濃度レベルの分割数を色
相10分割、輝度1分割、彩度2分割のように、色相を
細かく分割し、輝度、彩度を粗く分割する。そうすれば
、光の変化により輝度が変化しても、濃度変換によって
分類された色の濃度レベルとしては変化しない。したが
って、代表色に変化がなければ、より高性能な追尾が可
能となる。
Next, the effectiveness of the invention will be explained using the density conversion means. In general natural scenery, when tracking, the R, G, and
All signals of B change. If the RGB signal changes,
Tracking using the memorized representative color will no longer be possible. On the other hand, among the HCY signals, the brightness (luminance Y) and vividness (chroma C) of the object itself are also affected by sunlight. However, the attributes (hue) of colors such as red and green are not easily affected by changes in the brightness of the object. Therefore, the concentration conversion means 34
Then, as shown in FIG. 10, for example, the density level is divided into 10 hues, 1 luminance, and 2 chroma, so that the hue is finely divided, and the brightness and chroma are coarsely divided. In this way, even if the brightness changes due to a change in light, the density level of the color classified by density conversion will not change. Therefore, if there is no change in the representative color, higher performance tracking is possible.

【0031】その他の手段は、第2の実施例と同様な処
理によって追尾を実現する。以上のように本実施例によ
れば、RGBのデジタルカラー画像信号をHCY信号に
変換し、H(色相)に重点を置いた色濃度による分割を
行う。H信号は光の影響を受けない安定な信号なので、
対象物に明るさの変化が起こっても、追尾を実現するこ
とができる。
Other means realize tracking by the same processing as in the second embodiment. As described above, according to this embodiment, RGB digital color image signals are converted into HCY signals, and division is performed based on color density with emphasis on H (hue). Since the H signal is a stable signal that is not affected by light,
Tracking can be achieved even if the brightness of the target changes.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、探索範囲内において、
代表色の画素が最も多く分布している領域を、対象枠内
に存在する代表色の画素数を計算することにより求め、
対象物の追尾を行う。画素数の分布状況を計算すること
は、画素の位置情報をほとんど無視していることになる
ので、形状に関する情報はほとんどなくなることになる
。したがって人のように、形状は変化するが色情報の変
化しない対象物に対しては、従来の方法より性能向上を
図ることができる。
[Effect of the invention] According to the present invention, within the search range,
Find the area where the most pixels of the representative color are distributed by calculating the number of pixels of the representative color that exist within the target frame,
Tracks the object. Calculating the distribution of the number of pixels almost completely ignores pixel position information, so almost no information regarding the shape is lost. Therefore, for objects such as people whose shape changes but whose color information does not change, performance can be improved over conventional methods.

【0033】さらに代表色を複数候補色として持つこと
によって、より色情報の変化に対応したロバストな追尾
が実現する。
Furthermore, by having a plurality of representative colors as candidate colors, more robust tracking can be realized in response to changes in color information.

【0034】さらにRGBのデジタルカラー画像信号を
HCY信号に変換し、H(色相)に重点を置いた色濃度
による分割を行う。H信号は光の影響を受けない安定な
信号なので、対象物に明るさの変化が起こっても、追尾
を実現することができる。
Furthermore, the RGB digital color image signals are converted into HCY signals, and division is performed based on color density with emphasis on H (hue). Since the H signal is a stable signal that is not affected by light, tracking can be achieved even if the brightness of the object changes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明における第1の実施例の自動追尾装置の
動作を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the operation of an automatic tracking device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】操作者が対象物に対象枠を設定する図である。FIG. 2 is a diagram in which an operator sets a target frame for a target object.

【図3】代表色と探索範囲を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating representative colors and search ranges.

【図4】探索手順を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a search procedure.

【図5】本発明における第2の実施例の自動追尾装置の
動作を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing the operation of an automatic tracking device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】候補色を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating candidate colors.

【図7】候補色を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating candidate colors.

【図8】本発明における第3の実施例の自動追尾装置の
動作を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing the operation of an automatic tracking device according to a third embodiment of the present invention.

【図9】色の属性を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating color attributes.

【図10】濃度変換を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating density conversion.

【図11】テンプレートの説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a template.

【図12】色の濃度変換を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing color density conversion.

【図13】課題の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  画像信号入力端子 2  濃度変換手段 3  対象枠設定手段 4  対象枠記憶手段 5  代表色決定記憶手段 6  探索範囲決定手段 7  対象枠探索手段 13  16、17  対象枠 11、19  対象物 12、18  代表色 14、15  探索範囲 1 Image signal input terminal 2 Concentration conversion means 3 Target frame setting means 4 Target frame storage means 5 Representative color determination storage means 6 Search range determining means 7 Target frame search means 13 16, 17 Target frame 11, 19 Object 12, 18 Representative colors 14, 15 Search range

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】デジタル動画像の第1フレームにおいて追
尾対象物を囲む対象枠設定手段と、第1フレーム以後、
対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段と、前記デジタ
ル動画像信号を、濃度レベルに分類する濃度変換手段と
、前記濃度変換手段の出力結果より、前記対象枠記憶手
段に記憶されている対象枠内の濃度レベルを複数求め、
その中から追尾に用いる濃度レベルを代表色として決定
、記憶する代表色決定記憶手段と、前記対象枠記憶手段
に記憶されている対象枠の位置から、次フレームの追尾
対象物の追尾できる範囲を決定する探索範囲決定手段と
、探索範囲内で対象枠を移動させ、対象枠内に存在する
代表色の画素数、あるいは画素の分布状態の相関を基に
、追尾対象物が移動した位置を探索し、探索された位置
を前記対象枠記憶手段に出力する対象枠探索手段とを備
えたことを特徴とする自動追尾装置。
1. A target frame setting means for surrounding a tracked object in a first frame of a digital moving image;
target frame storage means for storing the position of the target frame; density conversion means for classifying the digital moving image signal into density levels; Find multiple concentration levels within the frame,
A representative color determination storage unit that determines and stores a density level to be used for tracking as a representative color from among the density levels and a target frame position stored in the target frame storage unit, determines the range in which the target to be tracked in the next frame can be tracked. A search range determining means is used to move the target frame within the search range, and the position to which the tracking target has moved is searched based on the number of pixels of the representative color existing within the target frame or the correlation between the pixel distribution state. and target frame searching means for outputting the searched position to the target frame storage means.
【請求項2】デジタル動画像の第1フレームにおいて追
尾対象物を囲む対象枠設定手段と、第1フレーム以後、
対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段と、前記デジタ
ル動画像信号を、濃度レベルに分類する濃度変換手段と
、前記濃度変換手段の出力結果より、前記対象枠記憶手
段に記憶されている対象枠内の濃度レベルを候補色とし
て複数求め、前記候補色の濃度レベルと対象枠内の画素
数の組を記憶する候補色記憶手段と、前記候補色記憶手
段に記憶されている候補色の濃度レベルと画素数から、
追尾に用いる濃度レベルを代表色として決定する代表色
決定手段と、前記対象枠記憶手段に記憶されている対象
枠の位置から、次フレームの追尾対象物の追尾できる範
囲を決定する探索範囲決定手段と、探索範囲内で対象枠
を移動させ、対象枠内に存在する代表色の画素数、ある
いは画素の分布状態の相関を基に、追尾対象物が移動し
た位置を探索し、探索された位置を前記対象枠記憶手段
に出力する対象枠探索手段とを備えたことを特徴とする
自動追尾装置。
2. Target frame setting means for surrounding a tracking target object in a first frame of a digital moving image;
target frame storage means for storing the position of the target frame; density conversion means for classifying the digital moving image signal into density levels; candidate color storage means for determining a plurality of density levels within the frame as candidate colors and storing a combination of the density level of the candidate color and the number of pixels in the target frame; and the density of the candidate color stored in the candidate color storage means. From the level and number of pixels,
representative color determining means for determining a density level used for tracking as a representative color; and search range determining means for determining a range in which the target to be tracked in the next frame can be tracked from the position of the target frame stored in the target frame storage means. Then, the target frame is moved within the search range, and the position to which the tracking target has moved is searched based on the number of pixels of the representative color existing in the target frame or the correlation of the pixel distribution state, and the searched position is and target frame searching means for outputting the target frame to the target frame storage means.
【請求項3】デジタルカラー動画像信号を画素単位に色
相、彩度、輝度の3つの属性に変換する属性変換手段と
、前記属性変換手段によって得られた3つの属性を濃度
レベル別に分類する濃度変換手段とを備えたことを特徴
とする請求項1または2に記載の自動追尾装置。
3. Attribute converting means for converting a digital color moving image signal into three attributes of hue, saturation, and brightness on a pixel basis; and density for classifying the three attributes obtained by the attribute converting means by density level. The automatic tracking device according to claim 1 or 2, further comprising a converting means.
【請求項4】探索範囲決定手段で決定された探索範囲内
で対象枠を移動させ、対象枠内に存在する代表色の画素
数が最大となる位置を探索し、探索された位置を前記対
象枠記憶手段に出力する対象枠探索手段とを備えたこと
を特徴とする請求項1または2に記載の自動追尾装置。
4. Moving the target frame within the search range determined by the search range determining means, searching for a position where the number of pixels of the representative color existing within the target frame is maximum, and using the searched position as the target frame. 3. The automatic tracking device according to claim 1, further comprising target frame searching means for outputting to frame storage means.
JP3046613A 1991-03-12 1991-03-12 Automatic tracking device Pending JPH04282989A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009005152A (en) * 2007-06-22 2009-01-08 Olympus Corp Image processing device
JP2011008579A (en) * 2009-06-26 2011-01-13 Sanyo Electric Co Ltd Image processor, imaging apparatus, and reproduction device
US8363895B2 (en) 2009-04-08 2013-01-29 Sanyo Electric Co., Ltd. Image processing apparatus and image sensing apparatus

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