JPWO2008114683A1 - 被写体追跡用コンピュータプログラム製品、被写体追跡装置、およびカメラ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第2の態様によると、第1の態様の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、複数のテンプレート画像は、更新手順によって複数のテンプレート画像が更新されたときに選択テンプレート画像として選択された現選択テンプレート画像、現選択テンプレート画像を所定の倍率で拡大した拡大テンプレート画像、および現選択テンプレート画像を所定の倍率で縮小した縮小テンプレート画像を含むことが好ましい。
本発明の第3の態様によると、第2の態様の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、判断手順は、拡大テンプレート画像、および縮小テンプレート画像のいずれかが、所定回数以上連続して選択テンプレート画像として選択されたことを更新条件として判断することが好ましい。
本発明の第4の態様によると、第2の態様の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、判断手順は、拡大テンプレート画像、および縮小テンプレート画像のいずれかが、所定回数以上連続して選択テンプレート画像として選択されたときに、そのときの類似度が全て所定の類似度以上であること、またはそのときの類似度の平均が所定の類似度以上であることを更新条件として判断することが好ましい。
本発明の第5の態様による、時系列で入力される複数の入力画像間で被写体の動きを追跡するためにコンピュータで実行される被写体追跡プログラムを格納した被写体追跡用コンピュータプログラム製品には、次の手順をコンピュータで実行させるためのプログラムが格納されている。入力画像に対して、倍率が異なる複数のテンプレート画像(倍率差テンプレート画像)、および時刻が異なる複数のテンプレート画像(時間差テンプレート画像)を含む複数のテンプレート画像とのテンプレートマッチングを行って、複数のテンプレート画像の中から入力画像の所定領域内の画像との類似度が最も高いテンプレート画像を選択テンプレート画像として選択し、入力画像の前記所定領域を合致領域として抽出するテンプレートマッチング手順と、テンプレートマッチング手順によるマッチング結果が、複数のテンプレート画像を更新するための更新条件を満たすか否かを判断する判断手順と、判断手順によって更新条件を満たすと判断したときに、複数のテンプレート画像の内の少なくとも1枚を更新する更新手順。
本発明の第6の態様によると、第5の態様の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、複数の倍率差テンプレート画像は、更新手順によって複数のテンプレート画像が更新されたときに選択テンプレート画像として選択された現選択テンプレート画像、現選択テンプレート画像を所定の倍率で拡大した拡大テンプレート画像、および現選択テンプレート画像を所定の倍率で縮小した縮小テンプレート画像を含み、複数の時間差テンプレート画像は、更新手順によって複数のテンプレート画像が更新されるまでの間、現選択テンプレート画像として設定されていた旧選択テンプレート画像、更新手順によって複数のテンプレート画像が更新されたときの合致領域内の画像である新選択テンプレート画像、および複数のテンプレート画像内で時間的に最も前に取得され、更新手順によって更新されない非更新テンプレート画像を含むことが好ましい。
本発明の第7の態様によると、複数の時間差テンプレート画像は、更新手順によって複数のテンプレート画像が更新されるまでの間、現選択テンプレート画像として設定されていた旧選択テンプレート画像、更新手順によって複数のテンプレート画像が更新されたときの合致領域内の画像である新選択テンプレート画像、および複数のテンプレート画像内で時間的に最も前に取得され、更新手順によって更新されない非更新テンプレート画像を含み、複数の倍率差テンプレート画像は、新選択テンプレート画像、新選択テンプレート画像を所定の倍率で拡大した拡大テンプレート画像、および新選択テンプレート画像を所定の倍率で縮小した縮小テンプレート画像を含むことが好ましい。
本発明の第8の態様によると、第6または7の態様の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、判断手順は、旧選択テンプレート画像、新選択テンプレート画像、拡大テンプレート画像、縮小テンプレート画像、および非更新テンプレート画像のいずれかが、所定回数以上連続して選択テンプレート画像として選択されたことを更新条件として判断することが好ましい。
本発明の第9の態様によると、第6または7の態様の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、判断手順は、旧選択テンプレート画像、新選択テンプレート画像、拡大テンプレート画像、縮小テンプレート画像、および非更新テンプレート画像のいずれかが、所定回数以上連続して選択テンプレート画像として選択されたときに、そのときの類似度が全て所定の類似度以上であること、またはそのときの類似度の平均が所定の類似度以上であることを更新条件として判断することが好ましい。
本発明の第10の態様によると、第1〜9のいずれかの態様の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、倍率が異なる複数のテンプレート画像は、テンプレート画像の大きさはそのままで画像の倍率のみを変更した複数のテンプレート画像、および画像の倍率を変更すると共にその変更した倍率に応じてテンプレート画像の大きさも変更した複数のテンプレート画像のいずれかであることが好ましい。
本発明の第11の態様によると、被写体追跡装置は、第1〜10のいずれかの態様の被写体追跡用コンピュータプログラム製品に格納されたプログラムを実行する実行部を備える。
本発明の第12の態様によると、カメラは、被写体像を撮像して、画像信号を出力する撮像部と、第1〜10のいずれかの態様の被写体追跡用コンピュータプログラム製品に格納されたプログラムを実行する実行部とを備える。
図1は、第1の実施の形態における被写体追跡装置としてカメラを使用した場合の一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラ100は、入力スイッチ101と、レンズ102と、撮像素子103と、制御装置104と、メモリ105と、メモリカードスロット106と、モニタ107とを備えている。
この場合には、テンプレート更新部104bは、テンプレート画像の更新は行なわずに、Curテンプレート、Largeテンプレート、およびSmallテンプレートの設定を維持する。すなわち、テンプレートマッチングの結果、倍率を拡大も縮小もしていないCurテンプレートが選択テンプレートとして選択されたことから、未だターゲット画像内における被写体の大きさはそれほど変化しておらず、引き続き現在のテンプレート設定によってテンプレートマッチングが可能であると判断して、テンプレート画像の更新は行なわない。
この場合には、テンプレート更新部104bは、所定回数以上、例えば3回以上連続してLargeテンプレートが選択され、かつその間の類似度の平均値が所定の類似度以上、例えば、一致を表す類似度が1であり、不一致を示す類似度が0である場合には、類似度の平均が0.8以上であるという更新条件を満たすか否かを判断する。そして、テンプレート更新部104bは、上記更新条件を満たさないと判断した場合には、今までのテンプレート画像の更新は行わずに、Curテンプレート、Largeテンプレート、およびSmallテンプレートの設定を維持する。
この場合には、テンプレート更新部104bは、所定回数以上、例えば3回以上連続してSmallテンプレートが選択され、かつその間の類似度の平均値が所定の類似度以上、例えば0.8以上であるという更新条件を満たすか否かを判断する。そして、テンプレート更新部104bは、上記更新条件を満たさないと判断した場合には、今までのテンプレート画像の更新は行わずに、Curテンプレート、Largeテンプレート、およびSmallテンプレートの設定を維持する。
(1)倍率が異なる複数枚のテンプレート画像を用意し、各テンプレート画像を用いてテンプレートマッチング処理を行うようにした。そして、テンプレートマッチング処理の結果に基づいて、各テンプレート画像を更新するようにした。これによって、フレーム間で被写体がカメラ100の光軸方向に移動したことによって、画像内における被写体の大きさが変化した場合でも、精度の高いテンプレートマッチング処理を継続することができる。
上述した第1の実施の形態では、Curテンプレート、Largeテンプレート、およびSmallテンプレートの3つのテンプレートを使用してテンプレートマッチングを行うことによって、被写体がカメラ100の光軸方向に移動した場合でも、ターゲット画像内の被写体の大きさ変化に対応して、精度高く被写体追跡を行えるようにした。これに対して、第2の実施の形態では、上述した3つのテンプレート画像に加えて、追跡対象とする被写体を異なる時刻に撮影した複数のテンプレート画像を用いる。なお、図1に示したブロック図については、第1の実施の形態と同様のため説明を省略する。
この場合には、テンプレート更新部104bは、テンプレート画像の更新は行わずに、「OLD」テンプレート5f、Curテンプレート5b、「NEW」テンプレート5gの各テンプレート画像の設定を維持する。すなわち、前回のテンプレート更新時に最も類似度が高いと判定されたテンプレート画像が現在も最も類似度が高いと判定されていることから、被写体の動きが少なくテンプレート画像の更新の必要はないと判断して、テンプレート画像の更新は行わない。
この場合には、テンプレート更新部104bは、所定回数以上、例えば7回以上「INITIAL」テンプレート5eが連続して選択され、かつその間の類似度の平均が所定の類似度以上、例えば0.8以上であるという更新条件を満たすか否かを判断する。そして、テンプレート更新部104bは、上記更新条件を満たさないと判断した場合には、テンプレート画像の更新を行わず、今までのテンプレート画像の更新は行わずに、「OLD」テンプレート5f、Curテンプレート5b、「NEW」テンプレート5gの各テンプレート画像の設定を維持する。
この場合には、テンプレート更新部104bは、所定回数以上、例えば7回以上「OLD」テンプレート5fが連続して選択され、かつその間の類似度の平均が所定の類似度以上、例えば0.8以上であるという更新条件を満たすか否かを判断する。そして、テンプレート更新部104bは、上記更新条件を満たさないと判断した場合には、今までのテンプレート画像の更新は行わずに、「OLD」テンプレート5f、Curテンプレート5b、「NEW」テンプレート5gの各テンプレート画像の設定を維持する。
この場合には、テンプレート更新部104bは、所定回数以上、例えば7回以上「NEW」テンプレート5gが連続して選択され、かつその間の類似度の平均が所定の類似度以上、例えば0.8以上であるという更新条件を満たすか否かを判断する。そして、テンプレート更新部104bは、上記更新条件を満たさないと判断した場合には、今までのテンプレート画像の更新は行わずに、「OLD」テンプレート5f、Curテンプレート5b、「NEW」テンプレート5gの各テンプレート画像の設定を維持する。
(1)異なる時間に撮影された複数枚のテンプレート画像を用意し、各テンプレート画像を用いてテンプレートマッチング処理を行うようにした。そして、テンプレートマッチング処理の結果に基づいて、各テンプレート画像を更新するようにした。これによって、フレーム間で被写体が移動したり姿勢を変化させたりしたことにより、画像内における被写体の形状が変化した場合でも、精度の高いテンプレートマッチング処理を継続することができる。
なお、上述した実施の形態のカメラは、以下のように変形することもできる。
(1)上述した第1の実施の形態の形態では、Curテンプレート、Smallテンプレート、およびLargeテンプレートの3枚のテンプレート画像を使用する例について説明した。また、第2の実施の形態では、これに「INITIAL」テンプレート、「OLD」テンプレート、および「NEW」テンプレートを加えた6枚のテンプレート画像を使用する例について説明した。しかしながら、テンプレート画像はこれらの枚数に限定されない。例えば、第1および第2の実施の形態共に、Curテンプレート、Smallテンプレート、およびLargeテンプレート以外に倍率の異なる他の画像を追加してもよい。
日本国特許出願2007年第68801号(2007年3月16日出願)
Claims (12)
- 時系列で入力される複数の入力画像間で被写体の動きを追跡するためにコンピュータで実行される被写体追跡プログラムを格納した被写体追跡用コンピュータプログラム製品であって、
前記被写体追跡プログラムにより前記コンピュータは、
前記入力画像に対して、倍率が異なる複数のテンプレート画像とのテンプレートマッチングを行って、前記複数のテンプレート画像の中から前記入力画像の所定領域内の画像との類似度が最も高いテンプレート画像を選択テンプレート画像として選択し、前記入力画像の前記所定領域を合致領域として抽出するテンプレートマッチング手順と、
前記テンプレートマッチング手順によるマッチング結果が、前記複数のテンプレート画像を更新するための更新条件を満たすか否かを判断する判断手順と、
前記判断手順によって前記更新条件を満たすと判断したときに、前記複数のテンプレート画像の内の少なくとも1枚を更新する更新手順とを実行する。 - 請求項1に記載の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、
前記複数のテンプレート画像は、前記更新手順によって前記複数のテンプレート画像が更新されたときに前記選択テンプレート画像として選択された現選択テンプレート画像、前記現選択テンプレート画像を所定の倍率で拡大した拡大テンプレート画像、および前記現選択テンプレート画像を所定の倍率で縮小した縮小テンプレート画像を含む。 - 請求項2に記載の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、
前記判断手順は、前記拡大テンプレート画像、および前記縮小テンプレート画像のいずれかが、所定回数以上連続して前記選択テンプレート画像として選択されたことを前記更新条件として判断する。 - 請求項2に記載の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、
前記判断手順は、前記拡大テンプレート画像、および前記縮小テンプレート画像のいずれかが、所定回数以上連続して前記選択テンプレート画像として選択されたときに、そのときの類似度が全て所定の類似度以上であること、またはそのときの類似度の平均が所定の類似度以上であることを前記更新条件として判断する。 - 時系列で入力される複数の入力画像間で被写体の動きを追跡するためにコンピュータで実行される被写体追跡プログラムを格納した被写体追跡用コンピュータプログラム製品であって、
前記被写体追跡プログラムにより前記コンピュータは、
前記入力画像に対して、倍率が異なる複数のテンプレート画像(倍率差テンプレート画像)、および時刻が異なる複数のテンプレート画像(時間差テンプレート画像)を含む複数のテンプレート画像とのテンプレートマッチングを行って、前記複数のテンプレート画像の中から前記入力画像の所定領域内の画像との類似度が最も高いテンプレート画像を選択テンプレート画像として選択し、前記入力画像の前記所定領域を合致領域として抽出するテンプレートマッチング手順と、
前記テンプレートマッチング手順によるマッチング結果が、前記複数のテンプレート画像を更新するための更新条件を満たすか否かを判断する判断手順と、
前記判断手順によって前記更新条件を満たすと判断したときに、前記複数のテンプレート画像の内の少なくとも1枚を更新する更新手順とを実行する。 - 請求項5に記載の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、
前記複数の倍率差テンプレート画像は、前記更新手順によって前記複数のテンプレート画像が更新されたときに前記選択テンプレート画像として選択された現選択テンプレート画像、前記現選択テンプレート画像を所定の倍率で拡大した拡大テンプレート画像、および前記現選択テンプレート画像を所定の倍率で縮小した縮小テンプレート画像を含み、
前記複数の時間差テンプレート画像は、前記更新手順によって前記複数のテンプレート画像が更新されるまでの間、前記現選択テンプレート画像として設定されていた旧選択テンプレート画像、前記更新手順によって前記複数のテンプレート画像が更新されたときの前記合致領域内の画像である新選択テンプレート画像、および前記複数のテンプレート画像内で時間的に最も前に取得され、前記更新手順によって更新されない非更新テンプレート画像を含む。 - 請求項5に記載の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、
前記複数の時間差テンプレート画像は、前記更新手順によって前記複数のテンプレート画像が更新されるまでの間、前記現選択テンプレート画像として設定されていた旧選択テンプレート画像、前記更新手順によって前記複数のテンプレート画像が更新されたときの前記合致領域内の画像である新選択テンプレート画像、および前記複数のテンプレート画像内で時間的に最も前に取得され、前記更新手順によって更新されない非更新テンプレート画像を含み、
前記複数の倍率差テンプレート画像は、前記新選択テンプレート画像、前記新選択テンプレート画像を所定の倍率で拡大した拡大テンプレート画像、および前記新選択テンプレート画像を所定の倍率で縮小した縮小テンプレート画像を含む。 - 請求項6または7に記載の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、
前記判断手順は、前記旧選択テンプレート画像、前記新選択テンプレート画像、前記拡大テンプレート画像、前記縮小テンプレート画像、および前記非更新テンプレート画像のいずれかが、所定回数以上連続して前記選択テンプレート画像として選択されたことを前記更新条件として判断する。 - 請求項6または7に記載の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、
前記判断手順は、前記旧選択テンプレート画像、前記新選択テンプレート画像、前記拡大テンプレート画像、前記縮小テンプレート画像、および前記非更新テンプレート画像のいずれかが、所定回数以上連続して前記選択テンプレート画像として選択されたときに、そのときの類似度が全て所定の類似度以上であること、またはそのときの類似度の平均が所定の類似度以上であることを前記更新条件として判断する。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の被写体追跡用コンピュータプログラム製品において、
前記倍率が異なる複数のテンプレート画像は、テンプレート画像の大きさはそのままで画像の倍率のみを変更した複数のテンプレート画像、および画像の倍率を変更すると共にその変更した倍率に応じてテンプレート画像の大きさも変更した複数のテンプレート画像のいずれかである。 - 被写体追跡装置は、
請求項1〜10のいずれか一項に記載の被写体追跡用コンピュータプログラム製品に格納されたプログラムを実行する実行部を備える。 - カメラは、
被写体像を撮像して、画像信号を出力する撮像部と、
請求項1〜10のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム製品に格納されたプログラムを実行する実行部とを備える。
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