JP3962803B2 - 頭部検出装置、頭部検出方法および頭部検出プログラム - Google Patents
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Description
本発明の第2の形態によれば、入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部とを備え、前記頭部算出部は、前記前景領域の輪郭と前記主軸との交点のうち撮像対象空間内においてより上側に位置すると判断した交点を始点とし、前記前景領域の輪郭上の画素をたどって前記人物の頭頂点を探索する探索部と、前記頭頂点と前記前景領域の重心とを結ぶ中心線上の点を中心とし、前記頭頂点を通る円のうち、円内に含まれる前記前景領域の画素の割合が予め定められた基準割合となる円を、頭部を囲む円として算出する円算出部とを有し、前記頭部を囲む円内に含まれる前記前景領域を前記頭部領域として算出する頭部検出装置と、当該頭部検出装置に関する頭部検出方法および頭部検出プログラムとを提供する。
本発明の第3の形態によれば、入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部とを備え、前記楕円決定部は、前記頭部領域の主軸を算出する第2主軸算出部を有し、前記主軸を長軸とする前記楕円を決定し、前記第2主軸算出部は、前記頭部領域の重心の周りのモーメントを算出する第2モーメント算出部と、前記頭部領域の重心の周りのモーメントに基づいて、前記頭部領域について直交する2つの軸を算出する第2直交軸算出部と、直交する2つの軸のうち、前記前景領域の主軸と交差する角度が小さい軸を前記頭部領域の主軸として選択する第2主軸選択部とを含む頭部検出装置と、当該頭部検出装置に関する頭部検出方法および頭部検出プログラムとを提供する。
本発明の第4の形態によれば、入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部とを備え、前記楕円決定部は、前記頭部領域の主軸を算出する第2主軸算出部と、前記頭部領域内の最大の肌色領域を抽出する肌色抽出部と、前記頭部領域の主軸と前記肌色領域内の画素との最大距離に応じて前記楕円の短軸の長さを決定する短軸決定部とを有し、前記主軸を長軸とする前記楕円を決定する頭部検出装置と、当該頭部検出装置に関する頭部検出方法および頭部検出プログラムとを提供する。
本発明の第5の形態によれば、監視目的で撮像装置により撮像された動画を構成する複数のフレーム画像を複数の入力画像として入力する入力部と、複数の人物のそれぞれについて、前記人物の頭部の位置および向きの変化の履歴を記憶する記憶部と、前記入力画像から前記人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部と前記複数のフレーム画像に応じて決定された前記楕円の変化に基づいて、前記人物の頭部の位置および向きの変化を検出する検出部と、一の前記人物の頭部の位置および向きの変化量と、前記記憶部に記憶された他の前記人物の頭部の位置および変化に基づく基準変化量との差が予め定められたしきい値以上大きいことを条件として、当該人物が異常な動作をしていることを検出する異常検出部とを備える頭部検出装置と、当該頭部検出装置に関する頭部検出方法および頭部検出プログラムとを提供する。
ただし、第1直交軸算出部32は、M20=M02の場合は、一方の軸の角度θを下記式(3)のように算出する。
21 入力部
22 前景抽出部
23 第1主軸算出部
24 頭部算出部
25 楕円決定部
26 検出部
27 記憶部
28 異常検出部
31 第1モーメント算出部
32 第1直交軸算出部
33 第1主軸選択部
41 探索部
42 円算出部
51 第2主軸算出部
52 肌色抽出部
53 短軸決定部
54 長軸決定部
61 第2モーメント算出部
62 第2直交軸算出部
63 第2主軸選択部
101 入力画像
102 人物画像
103 前景領域
104 重心
105 直交軸
106 主軸
111 初期頭頂点
112 頭頂点
113 中心線
114 中心
115 円
116 頭部エリア円
121 頭部領域
122 楕円中心
124 長軸
125 短軸
126 顔部
131 楕円
301 カメラ
302 店舗
303 天井
1900 コンピュータ
2000 CPU
2010 ROM
2020 RAM
2030 通信インターフェイス
2040 ハードディスクドライブ
2050 フレキシブルディスク・ドライブ
2060 CD−ROMドライブ
2070 入出力チップ
2075 グラフィック・コントローラ
2080 表示装置
2082 ホスト・コントローラ
2084 入出力コントローラ
2090 フレキシブルディスク
2095 CD−ROM
Claims (31)
- 入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部と
を備え、
前記第1主軸算出部は、前記前景領域の重心の周りのモーメントを算出する第1モーメント算出部を有し、前記前景領域の重心の周りのモーメントに基づいて、前記前景領域の主軸を算出する
頭部検出装置。 - 動画を構成する複数のフレーム画像を複数の前記入力画像として入力する入力部を更に備え、
前記第1主軸算出部は、
前記前景領域の重心の周りのモーメントに基づいて、前記前景領域について直交する2つの軸を算出する第1直交軸算出部と、
前記第1直交軸算出部により算出された直交する2つの軸のうち、直前および直後の少なくとも一方の前記フレーム画像について算出された前記前景領域の主軸との間の角度がより小さい軸を、前記前景領域の主軸として選択する第1主軸選択部と
を有する請求項1に記載の頭部検出装置。 - 入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部と
を備え、
前記頭部算出部は、
前記前景領域の輪郭と前記主軸との交点のうち撮像対象空間内においてより上側に位置すると判断した交点を始点とし、前記前景領域の輪郭上の画素をたどって前記人物の頭頂点を探索する探索部と、
前記頭頂点と前記前景領域の重心とを結ぶ中心線上の点を中心とし、前記頭頂点を通る円のうち、円内に含まれる前記前景領域の画素の割合が予め定められた基準割合となる円を、頭部を囲む円として算出する円算出部と
を有し、前記頭部を囲む円内に含まれる前記前景領域を前記頭部領域として算出する
頭部検出装置。 - 前記探索部は、前記始点から開始して前記前景領域の輪郭を前記前景領域の重心から離れる方向にたどっていき、前記重心との距離が極大となる点を前記頭頂点とする請求項3に記載の頭部検出装置。
- 前記探索部は、前記頭頂点と前記前景領域の重心とを結ぶ中心線と前記前景領域の主軸との間の角度が予め定められた基準角度以下となることを条件として、前記頭頂点を決定する請求項3に記載の頭部検出装置。
- 前記探索部は、前記始点から前記頭頂点までの間の前記輪郭の長さが予め定められた基準値以下となることを条件として、前記頭頂点を決定する請求項3に記載の頭部検出装置。
- 前記円算出部は、円内に含まれる前記前景領域の画素の割合が予め定められた基準割合以上となるように算出した前記頭部を囲む円が、前記前景領域の肌色領域を横切ることを条件として、前記肌色領域全体を円内に含むように前記頭部を囲む円をより大きく補正する請求項3に記載の頭部検出装置。
- 入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部と
を備え、
前記楕円決定部は、前記頭部領域の主軸を算出する第2主軸算出部を有し、前記主軸を長軸とする前記楕円を決定し、
前記第2主軸算出部は、
前記頭部領域の重心の周りのモーメントを算出する第2モーメント算出部と、
前記頭部領域の重心の周りのモーメントに基づいて、前記頭部領域について直交する2つの軸を算出する第2直交軸算出部と、
直交する2つの軸のうち、前記前景領域の主軸と交差する角度が小さい軸を前記頭部領域の主軸として選択する第2主軸選択部と
を含む
頭部検出装置。 - 前記楕円決定部は、前記頭部領域の主軸と前記頭部領域内の画素との最大距離に応じて前記楕円の短軸の長さを決定する請求項8に記載の頭部検出装置。
- 入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部と
を備え、
前記楕円決定部は、
前記頭部領域の主軸を算出する第2主軸算出部と、
前記頭部領域内の最大の肌色領域を抽出する肌色抽出部と、
前記頭部領域の主軸と前記肌色領域内の画素との最大距離に応じて前記楕円の短軸の長さを決定する短軸決定部と
を有し、前記主軸を長軸とする前記楕円を決定する
頭部検出装置。 - 前記楕円決定部は、前記短軸長決定部が決定した前記楕円の短軸の長さに予め定められた1を超える値を乗じた値を前記楕円の長軸の長さとする長軸決定部を更に有する請求項10に記載の頭部検出装置。
- 監視目的で撮像装置により撮像された動画を構成する複数のフレーム画像を複数の入力画像として入力する入力部と、
複数の人物のそれぞれについて、前記人物の頭部の位置および向きの変化の履歴を記憶する記憶部と、
前記入力画像から前記人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部と
前記複数のフレーム画像に応じて決定された前記楕円の変化に基づいて、前記人物の頭部の位置および向きの変化を検出する検出部と、
一の前記人物の頭部の位置および向きの変化量と、前記記憶部に記憶された他の前記人物の頭部の位置および変化に基づく基準変化量との差が予め定められたしきい値以上大きいことを条件として、当該人物が異常な動作をしていることを検出する異常検出部と
を備える頭部検出装置。 - 前記検出部は、前記複数のフレーム画像に応じて決定された前記楕円内の肌色領域の面積および分布の少なくとも一方の変化に基づいて、前記人物の頭部の回転量を検出する請求項12に記載の頭部検出装置。
- 入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出段階と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出段階と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出段階と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定段階と
を備え、
前記第1主軸算出段階は、前記前景領域の重心の周りのモーメントを算出する第1モーメント算出段階を有し、前記前景領域の重心の周りのモーメントに基づいて、前記前景領域の主軸を算出する
頭部検出方法。 - 入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出段階と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出段階と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出段階と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定段階と
を備え、
前記頭部算出段階は、
前記前景領域の輪郭と前記主軸との交点のうち撮像対象空間内においてより上側に位置すると判断した交点を始点とし、前記前景領域の輪郭上の画素をたどって前記人物の頭頂点を探索する探索段階と、
前記頭頂点と前記前景領域の重心とを結ぶ中心線上の点を中心とし、前記頭頂点を通る円のうち、円内に含まれる前記前景領域の画素の割合が予め定められた基準割合となる円を、頭部を囲む円として算出する円算出段階と
を有し、前記頭部を囲む円内に含まれる前記前景領域を前記頭部領域として算出する
頭部検出方法。 - 入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出段階と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出段階と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出段階と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定段階と
を備え、
前記楕円決定段階は、前記頭部領域の主軸を算出する第2主軸算出段階を有し、前記主軸を長軸とする前記楕円を決定し、
前記第2主軸算出段階は、
前記頭部領域の重心の周りのモーメントを算出する第2モーメント算出段階と、
前記頭部領域の重心の周りのモーメントに基づいて、前記頭部領域について直交する2つの軸を算出する第2直交軸算出段階と、
直交する2つの軸のうち、前記前景領域の主軸と交差する角度が小さい軸を前記頭部領域の主軸として選択する第2主軸選択段階と
を含む
頭部検出方法。 - 入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出段階と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出段階と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出段階と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定段階と
を備え、
前記楕円決定段階は、
前記頭部領域の主軸を算出する第2主軸算出段階と、
前記頭部領域内の最大の肌色領域を抽出する肌色抽出段階と、
前記頭部領域の主軸と前記肌色領域内の画素との最大距離に応じて前記楕円の短軸の長さを決定する短軸決定段階と
を有し、前記主軸を長軸とする前記楕円を決定する
頭部検出方法。 - 監視目的で撮像装置により撮像された動画を構成する複数のフレーム画像を複数の入力画像として入力する入力段階と、
複数の人物のそれぞれについて、前記人物の頭部の位置および向きの変化の履歴を記憶部に記憶する記憶段階と、
前記入力画像から前記人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出段階と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出段階と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出段階と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定段階と
前記複数のフレーム画像に応じて決定された前記楕円の変化に基づいて、前記人物の頭部の位置および向きの変化を検出する検出段階と、
一の前記人物の頭部の位置および向きの変化量と、前記記憶部に記憶された他の前記人物の頭部の位置および変化に基づく基準変化量との差が予め定められたしきい値以上大きいことを条件として、当該人物が異常な動作をしていることを検出する異常検出段階と
を備える頭部検出方法。 - コンピュータを、
入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部と
して機能させ、
前記第1主軸算出部は、前記前景領域の重心の周りのモーメントを算出する第1モーメント算出部を有し、前記前景領域の重心の周りのモーメントに基づいて、前記前景領域の主軸を算出する頭部検出プログラム。 - 当該プログラムは、前記コンピュータを、
動画を構成する複数のフレーム画像を複数の前記入力画像として入力する入力部
として更に機能させ、
前記第1主軸算出部は、
前記前景領域の重心の周りのモーメントに基づいて、前記前景領域について直交する2つの軸を算出する第1直交軸算出部と、
前記第1直交軸算出部により算出された直交する2つの軸のうち、直前および直後の少なくとも一方の前記フレーム画像について算出された前記前景領域の主軸との間の角度がより小さい軸を、前記前景領域の主軸として選択する第1主軸選択部と
を有する請求項19に記載の頭部検出プログラム。 - コンピュータを、
入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部と
して機能させ、
前記頭部算出部は、
前記前景領域の輪郭と前記主軸との交点のうち撮像対象空間内においてより上側に位置すると判断した交点を始点とし、前記前景領域の輪郭上の画素をたどって前記人物の頭頂点を探索する探索部と、
前記頭頂点と前記前景領域の重心とを結ぶ中心線上の点を中心とし、前記頭頂点を通る円のうち、円内に含まれる前記前景領域の画素の割合が予め定められた基準割合となる円を、頭部を囲む円として算出する円算出部と
を有し、前記頭部を囲む円内に含まれる前記前景領域を前記頭部領域として算出する
頭部検出プログラム。 - 前記探索部は、前記始点から開始して前記前景領域の輪郭を前記前景領域の重心から離れる方向にたどっていき、前記重心との距離が極大となる点を前記頭頂点とする請求項21に記載の頭部検出プログラム。
- 前記探索部は、前記頭頂点と前記前景領域の重心とを結ぶ中心線と前記前景領域の主軸との間の角度が予め定められた基準角度以下となることを条件として、前記頭頂点を決定する請求項21に記載の頭部検出プログラム。
- 前記探索部は、前記始点から前記頭頂点までの間の前記輪郭の長さが予め定められた基準値以下となることを条件として、前記頭頂点を決定する請求項21に記載の頭部検出プログラム。
- 前記円算出部は、円内に含まれる前記前景領域の画素の割合が予め定められた基準割合以上となるように算出した前記頭部を囲む円が、前記前景領域の肌色領域を横切ることを条件として、前記肌色領域全体を円内に含むように前記頭部を囲む円をより大きく補正する請求項21に記載の頭部検出プログラム。
- コンピュータを、
入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部と
として機能させ、
前記楕円決定部は、前記頭部領域の主軸を算出する第2主軸算出部を有し、前記主軸を長軸とする前記楕円を決定し、
前記第2主軸算出部は、
前記頭部領域の重心の周りのモーメントを算出する第2モーメント算出部と、
前記頭部領域の重心の周りのモーメントに基づいて、前記頭部領域について直交する2つの軸を算出する第2直交軸算出部と、
直交する2つの軸のうち、前記前景領域の主軸と交差する角度が小さい軸を前記頭部領域の主軸として選択する第2主軸選択部と
を含む
頭部検出プログラム。 - 前記楕円決定部は、前記頭部領域の主軸と前記頭部領域内の画素との最大距離に応じて前記楕円の短軸の長さを決定する請求項26に記載の頭部検出プログラム。
- コンピュータを、
入力画像から人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部と
して機能させ、
前記楕円決定部は、
前記頭部領域の主軸を算出する第2主軸算出部と、
前記頭部領域内の最大の肌色領域を抽出する肌色抽出部と、
前記頭部領域の主軸と前記肌色領域内の画素との最大距離に応じて前記楕円の短軸の長さを決定する短軸決定部と
を有し、前記主軸を長軸とする前記楕円を決定する
頭部検出プログラム。 - 前記楕円決定部は、前記短軸長決定部が決定した前記楕円の短軸の長さに予め定められた1を超える値を乗じた値を前記楕円の長軸の長さとする長軸決定部を更に有する請求項28に記載の頭部検出プログラム。
- コンピュータを、
監視目的で撮像装置により撮像された動画を構成する複数のフレーム画像を複数の入力画像として入力する入力部と、
複数の人物のそれぞれについて、前記人物の頭部の位置および向きの変化の履歴を記憶する記憶部と、
前記入力画像から前記人物が撮像された前景領域を抽出する前景抽出部と、
前記前景領域の主軸を算出する第1主軸算出部と、
前記前景領域の主軸および前記前景領域の形状に基づいて、前記前景領域の一部として含まれる頭部領域を算出する頭部算出部と、
前記頭部領域の形状に基づいて、前記入力画像における人物の頭部に当てはめる楕円を決定する楕円決定部と
前記複数のフレーム画像に応じて決定された前記楕円の変化に基づいて、前記人物の頭部の位置および向きの変化を検出する検出部と、
一の前記人物の頭部の位置および向きの変化量と、前記記憶部に記憶された他の前記人物の頭部の位置および変化に基づく基準変化量との差が予め定められたしきい値以上大きいことを条件として、当該人物が異常な動作をしていることを検出する異常検出部と
して機能させる頭部検出プログラム。 - 前記検出部は、前記複数のフレーム画像に応じて決定された前記楕円内の肌色領域の面積および分布の少なくとも一方の変化に基づいて、前記人物の頭部の回転量を検出する請求項30に記載の頭部検出プログラム。
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