KR101104144B1 - 모션 분석 시스템 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (32)
- 제1이미지 프레임(200) 및 제2이미지 프레임(230)을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트(410)의 모션 백터(240)의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템(10)으로서, 상기 컴퓨터 시스템은상기 이미지 프레임의 스트림을 수신하기 위한 이미지 스트림 수신기(30);복수의 픽셀 및 복수의 연관된 픽셀값을 포함하는 상기 이미지 프레임 각각을 복수의 프레임 엘리먼트로 분해하기 위한 이미지 분해기(35);상기 이미지 프레임 각각의 상기 프레임 엘리먼트의 상기 픽셀값을 노멀라이징하고, 그로 인해 복수의 연관된 노멀라이징된 픽셀값을 가진 복수의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트를 산출하는 이미지 노멀라이저(40);상기 제1이미지 프레임의 상기 노멀라이징된 프레임 엘리먼트 중 하나에 이미지 프로세싱 필터(45)를 적용하여, 복수의 연관된 필터링된 픽셀값을 가진 필터링된 프레임 엘리먼트를 산출하기 위한 이미지 프로세서;제1기준 픽셀이 상기 필터링된 픽셀값 중 최고값을 가지도록 상기 필터링된 프레임 엘리먼트로부터 상기 제1기준 픽셀(510)을 선택하기 위한 픽셀 선택기(55);상기 제1기준 픽셀(510)의 위치에 적용된 광 플로우 식을 기초로 제1광 플로우(515)를 결정하기 위한 광 플로우 모듈(60);상기 제1이미지 프레임의 하나의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트 및 상기 제2이미지 프레임의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트의 노멀라이징된 픽셀값 사이에 패턴 매칭을 수행하기 위한 패턴 매칭 모듈(62)로서 상기 제2이미지 프레임의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트의 각각은 하나의 패턴 매칭 점수를 가지는 테스트 프레임 엘리먼트인 패턴 매칭 모듈(62); 및상기 패턴 매칭 점수 중 최소값을 가진 테스트 프레임 엘리먼트 중 하나와 연관된 변위 백터(660)를 적어도 기초로 하여 모션 백터를 결정하기 위한 모션 백터 결정기(65)를 포함하고 있으며,상기 패턴 매칭은 상기 테스트 프레임 엘리먼트 중 각각의 하나에 대하여, 상기 하나의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트의 위치와 상기 하나의 테스트 프레임 엘리먼트의 위치 사이의 변위 백터가 적어도 상기 제1광 플로우를 기초로 하는 영역(625)에 의해 제한되어 수행되는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 비디오이미지 프레임의 스트림은 컬러 이미지 프레임의 스트림이고, 상기 픽셀의 각각의 하나에 대하여, 상기 픽셀값 중 연관된 하나는 상기 픽셀과 연관된 광도 컴포넌트의 값인 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 이미지 프로세싱 필터(45)는 대조비 강화 필터인 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 3 항에 있어서, 상기 대조비 강화 필터는 소벨 필터인 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 매칭 모듈(62)은 상기 하나의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트의 상기 노멀라이징된 픽셀값과 대응하는 상기 하나의 테스트 프레임 엘리먼트의 노멀라이징된 픽셀값 사이의 차이의 절대값의 합을 기초로 상기 패턴 매칭 점수를 계산하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴 매칭 모듈(62)은제1라인(610) 및 제2라인(620)을 경계로 하는 영역(625)을 정의하고,상기 제1라인은 상기 제2라인과 교점(630)에서 교차하고;제3라인(720)은 상기 제1라인과 상기 제2라인 사이의 각을 이등분하고;상기 제3라인은 적어도 상기 제1광 플로우(515)의 방향에 기초하는 방향이고; 그리고상기 제3라인과 상기 제1라인의 사이 각도를 각도 엡실론(ε,730)으로 하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 패턴 매칭 모듈(62)은 상기 제1광 플로우(515)에 독립적으로 상기 각도 엡실론(730)를 결정하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 픽셀 선택기(55)는 상기 필터링된 프레임 엘리먼트로부터 제2기준 픽셀(520)을 더 선택하고;상기 광 플로우 모듈은 상기 제2기준 픽셀(520)의 위치에 적용된 광 플로우 식을 기초로 제2광 플로우(525)를 더 결정하고; 그리고상기 패턴 매칭 모듈(62)은 상기 제2광 플로우와 상기 제3라인 사이의 각도 차이가 상기 각도 엡실론과 같거나 작은지를 체크하는 단계를 포함하는 일관성 체크를 수행하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 픽셀 선택기(55)는 상기 필터링된 프레임 엘리먼트로부터 제2기준 픽셀(520)을 상기 제2기준 픽셀이 상기 필터링된 픽셀값 중 두번째 높은 값을 가지도록 더 선택하고, 상기 광 플로우 모듈(60)은 상기 제2기준 픽셀의 위치에 적용된 상기 광 플로우 식을 기초로 제2광 플로우(525)를 더 결정하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 9 항에 있어서, 상기 패턴 매칭 모듈(62)은 상기 제1광 플로우(515)와 상기 제2광 플로우(525) 사이의 각도 차이를 기초로 각도 엡실론(730)을 결정하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 9 항에 있어서, 상기 픽셀 선택기(55)는 상기 필터링된 프레임 엘리먼트로부터 제3기준 픽셀(530)을, 상기 제3기준 픽셀이 상기 필터링된 픽셀값 중 세번째 높은 값을 가지도록 더 선택하고, 상기 광 플로우 모듈(60)은 상기 제3기준 픽셀의 위치에 적용된 광 플로우 식을 기초로 제3광 플로우(535)를 더 결정하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 패턴 매칭 모듈(62)은 적어도 상기 제1이미지 프레임의 이전의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트의 모션 백터를 결정하는데 사용된 각도 엡실론의 값을 기초로 하여 상기 각도 엡실론을 결정하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 11 항에 있어서, 상기 패턴 매칭 모듈(62)은 상기 제3광 플로우(535)와 상기 제1광 플로우(515) 사이의 각도 차이가 상기 각도 엡실론과 같거나 작은지를 체크하는 단계를 포함하는 일관성 체크를 수행하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 패턴 매칭 모듈(62)은 상기 교점과 상기 영역 내의 임의의 위치 사이의 거리가 임계치보다 작도록 상기 영역(625)을 제한하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 14 항에 있어서, 상기 임계치는 이미지 프레임의 최소 치수의 1/4인 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 14 항에 있어서 비디오 이미지 프레임의 스트림에서 오브젝트의 최대 물리 속도를 대응하는 변위로 변환함으로써 상기 임계치를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 변환은 적어도 상기 비디오 이미지 프레임의 스트림의 프레임 레이트 및 적어도 하나의 광 특성을 기초로 하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 14 항에 있어서, 패턴 매칭 모듈(62)은 상기 제1이미지 프레임의 이전 프레임 엘리먼트의 임계치, 및 상기 제1이미지 프레임의 상기 이전 프레임 엘리먼트의 모션 백터를 기초로 상기 임계치를 결정하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 14 항에 있어서, 상기 패턴 매칭 모듈(62)은 상기 거리를 수평 변위의 절대값 및 수직 변위의 절대값의 합으로서 계산하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 매칭 점수 중 최소값이 제1타겟 점수보다 크다면, 상기 모션 백터 결정기는 상기 모션 백터를 0 크기로 결정하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 매칭 모듈(62)은 제2타겟 점수보다 작은 패턴 매칭 점수가 산출된 후 바로 패턴 매칭을 종료하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 20 항에 있어서, 상기 패턴 매칭 모듈(62)은 제2타겟 점수를 상기 제1이미지 프레임의 상기 하나의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트의 픽셀값의 평균의 5%로 결정하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 변위 백터(660)는 시작과 끝을 가지고, 상기 변위 백터의 상기 시작은 상기 교점이고, 상기 패턴 매칭 모듈은 제1테스트 프레임 엘리먼트와 상기 교점에 있는 상기 변위 백터의 끝과 제1패턴 매칭을 수행하고; 그리고 상기 영역(625)에 걸쳐 상기 변위 백터의 상기 끝을 스캐닝함으로써 추가적인 테스트 프레임 엘리먼트와 추가적인 패턴 매칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지 프레임을 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림에서, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터의 실시간 결정을 위한 컴퓨터 시스템.
- 제1이미지 프레임 및 제2이미지를 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림내의, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터를, 프로세서에 의해, 실시간 결정하는 방법으로서,상기 이미지 프레임의 스트림을 수신하는 단계(300);각각의 상기 이미지 프레임을 각각이 복수의 픽셀, 및 복수의 연관된 픽셀값을 가진 복수의 프레임 엘리먼트로 분해하는 단계(305);각각의 상기 이미지 프레임의 상기 프레임 엘리먼트의 상기 픽셀값을 노멀라이징하고(320), 그로 인해 복수의 연관된 노멀라이징된 픽셀값을 가진 복수의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트를 산출하는 단계(310);상기 제1이미지 프레임의 상기 노멀라이징된 프레임 엘리먼트 중 하나에 이미지 프로세싱 필터를 적용하여(330), 복수의 연관된 필터링된 픽셀값을 가진 필터링된 프레임 엘리먼트를 산출하는 단계;상기 필터링된 프레임 엘리먼트로부터 제1기준 픽셀을, 상기 제1기준 픽셀이 상기 필터링된 픽셀값 중 최대값을 가지도록 선택하는 단계(335);상기 제1기준 픽셀의 위치에 적용된 광 플로우 식을 기초로 제1광 플로우를 결정하는 단계(340);상기 제1이미지 프레임의 하나의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트 및 상기 제2이미지 프레임의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트의 노멀라이징된 픽셀값 사이에 패턴 매칭을 수행하는 단계(345)로서 상기 제2이미지 프레임의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트의 각각은 하나의 패턴 매칭 점수를 가지는 테스트 프레임 엘리먼트인 패턴 매칭을 수행하는 단계(345); 및상기 패턴 매칭 점수 중 최소값을 가진 테스트 프레임 엘리먼트 중 하나와 연관된 변위 백터를 적어도 기초로 하여 모션 백터를 결정하는 단계(355)를 포함하고 있으며,상기 패턴 매칭은 상기 테스트 프레임 엘리먼트 중 각각의 하나에 대하여, 상기 하나의 노멀라이징된 프레임 엘리먼트의 위치와 상기 하나의 테스트 프레임 엘리먼트의 위치 사이의 변위 백터가 적어도 상기 제1광 플로우를 기초로 하는 영역(625)에 의해 제한되어 수행되는 것을 특징으로 하는 제1이미지 프레임 및 제2이미지를 포함하는 비디오 이미지 프레임의 스트림내의, 이미지 프레임 내의 프레임 엘리먼트의 모션 백터를, 프로세서에 의해, 실시간 결정하는 방법.
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