JP4456181B1 - 移動体検出方法及び移動体検出装置 - Google Patents
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Abstract
動画像を構成する複数枚のピクチャを受け付けるステップ(S101)と、ピクチャを構成する1個以上の画素からなるブロックごとに、時間的に隣接する2枚のピクチャ間での画像の動きを検出し、検出した動きを複数枚のピクチャについて連結することで、移動軌跡を算出するステップ(S102及びS103)と、算出された複数の移動軌跡について、移動軌跡間の類似性を表す距離を算出するステップ(S104)と、算出された距離のうち、閾値よりも小さい距離を連結することで測地距離に変換し、得られた測地距離の分布における不連続点を検出し、検出した不連続点よりも小さい測地距離だけ離れた移動軌跡を一つのクラスタとすることによって領域分割をするステップ(S105及びS106)とを含む。
【選択図】図7
Description
図1は、実施の形態1における移動体検出装置100の構成を示す機能ブロック図である。図1に示されるように、この移動体検出装置100は、画像入力部101、動き解析部102、距離算出部103、領域分割部104、出力部105を備える。そして、この移動体検出装置100は、動画像中の移動体の全部又は一部の領域を特定する領域分割をすることによって動画像中の移動体を検出する。
次に、上記実施の形態1で行った非線形空間上での領域分割を、実施の形態1とは異なる方法で実現する方法について、実施の形態2として説明する。
次に、本発明の実施の形態1及び2の第1変形例における移動体検出装置について説明する。ここでは、実施の形態1及び2において移動体を検出及び部位を領域分割した結果を画像として表示する機能を付加した例について説明する。ここでは、実施の形態1における変形例について述べるが、実施の形態1の変形例、実施の形態2においても同様に適用可能である。このような第1変形例に係る移動体検出装置100bは、図14の機能ブロック図に示すように、画像入力部101、動き解析部102、距離算出部103、領域分割部104及び出力部105aを備える。ここで、出力部105aは、実施の形態1における出力部105の機能に加えて、画像表示部1001を有し、その画像表示部1001によって、分割した領域を画像としてモニタ等に表示することが可能である。
次に、本発明の実施の形態1及び2の第2変形例における移動体検出装置について説明する。ここでは、実施の形態1及び2において移動体を検出及び部位を領域分割した結果をそれぞれ分割した領域ごとに記録・送信する機能を付加した例について説明する。ここでは、実施の形態1における変形例について述べるが、実施の形態1の変形例、実施の形態2においても同様に適用可能である。このような第2変形例に係る移動体検出装置100cは、図16の機能ブロック図に示すように、画像入力部101、動き解析部102、距離算出部103、領域分割部104及び出力部105bを備える。ここで、出力部105bは、実施の形態1における出力部105の機能に加えて、記録・送信部1201を有する。
次に、本発明の実施の形態1及び2の第3変形例における移動体検出装置について説明する。ここでは、2つ以上の距離尺度を用いることで、検出と領域分割をより高精度に実現する例について説明する。ここでは、実施の形態1における変形例について述べるが、実施の形態1の変形例、実施の形態2においても同様に適用可能である。このような第3変形例に係る移動体検出装置は、実施の形態1と同じ構成であるため、その構成の説明は省略する。
本実施の形態では、実施の形態1及び2で説明した移動体検出方法を用いて、移動体を検出及び領域分割を行った結果から、移動体の動きを予測する機能を付加した移動体検出装置について説明する。ここでは、実施の形態1に沿って説明するが、実施の形態1、2、それらの変形例においても同様に実現可能である。
最後に、測地距離変換を用いた領域分割によって分割される画像上の領域の性質について説明する。ここでは、一例として、実施の形態2で説明した方法を用いた場合に、領域分割可能な移動体の性質について補足する。図21(a)〜(c)に実施の形態2の方法を用いた場合に分離可能な図形の一例を示す。実施の形態2の方法を用いることで、それぞれ図形θ1とθ2とに領域分割することが可能である。ここでは、図21(a)〜(c)に示したそれぞれの図形θ1とθ2の移動方向は、同一であっても、異なっていてもかまわない。ただし、図形θ1に属する画素はすべて同じ動きであり、かつ図形θ2に属する画素はすべて同じ動きであることが条件である。
101 画像入力部
102 動き解析部
103 距離算出部
104、104a 領域分割部
105、105a、105b 出力部
501 領域分割候補生成部
502 領域分割候補選択部
1001 画像表示部
1201 記録・送信部
1401 動き予測部
Claims (21)
- 動画像中の移動体の全部又は一部の領域を分割することによって動画像中の移動体を検出する方法であって、
動画像を構成する複数枚のピクチャを受け付ける画像入力ステップと、
前記ピクチャを構成する1個以上の画素からなるブロックごとに、時間的に隣接する2枚のピクチャ間での画像の動きを検出し、検出した動きを前記複数枚のピクチャについて連結することで、移動軌跡を算出する動き解析ステップと、
前記動き解析ステップで算出された複数の移動軌跡について、移動軌跡間の類似性を表す距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで算出された距離のうち、予め定められた閾値よりも小さい距離を連結することで、前記距離算出ステップで算出された距離を測地距離に変換し、得られた測地距離の分布における不連続点を検出し、検出した不連続点よりも小さい測地距離だけ離れた移動軌跡を一つのクラスタとすることによって前記領域分割をする領域分割ステップと、
前記領域分割ステップで領域分割された結果を出力する出力ステップと
を含む移動体検出方法。 - 前記領域分割ステップでは、前記距離から前記測地距離への変換において、第1の移動軌跡と第2の移動軌跡との間の距離を測地距離に変換する場合には、前記距離算出ステップで算出された距離のうち、前記予め定められた閾値よりも小さい距離だけ離れた移動軌跡をたどりながら前記第1の移動軌跡から前記第2の移動軌跡に至る経路の距離を、測地距離として算出する
請求項1記載の移動体検出方法。 - 前記領域分割ステップでは、前記距離算出ステップで算出された距離を測地距離に変換するときに、前記複数の移動軌跡の分布における密集度が大きいほど小さい測地距離となるような重み付けをしたうえで、前記変換をする
請求項1記載の移動体検出方法。 - 前記領域分割ステップは、前記領域分割に用いられる閾値を複数生成し、生成した複数の閾値のそれぞれについて、前記距離算出ステップで算出された距離のうち、当該閾値よりも小さい距離を連結することで、前記距離算出ステップで算出された距離を前記測地距離に変換し、得られた複数の測地距離の分布における不連続点を検出し、検出した不連続点よりも小さい測地距離だけ離れた移動軌跡を一つのクラスタとすることによって前記領域分割をし、その領域分割の結果を領域分割候補として生成する領域分割候補生成ステップと、
クラス数についての指示を取得し、所得したクラス数と同じもしくは最も近い個数の領域に分割された領域分割候補を前記領域分割候補生成ステップで生成された複数の領域分割候補から選択し、選択した領域分割候補を前記領域分割の結果として出力する領域分割候補選択ステップを含む
請求項1記載の移動体検出方法。 - 前記領域分割候補生成ステップでは、前記距離算出ステップで算出された複数の距離における最大値と最小値との間の複数の値を、前記閾値として、生成する
請求項4記載の移動体検出方法。 - 前記領域分割候補生成ステップでは、前記距離算出ステップで算出された複数の距離について、閾値を大きい値から小さい値の順に並べた場合における最初の不連続点を検出し、検出した不連続点よりも小さい複数の値を、前記複数の閾値として、生成する
請求項4記載の移動体検出方法。 - 前記領域分割候補生成ステップでは、前記距離算出ステップで算出された複数の距離について不連続点の検出を行い、閾値の大小に基づいて階層的に前記領域分割をする
請求項4記載の移動体検出方法。 - 前記領域分割候補生成ステップでは、前記距離算出ステップで算出された複数の距離について、閾値を大きい値から不連続点の検出を行い、分割されたクラスタに対して、それぞれ、より小さな閾値を用いて不連続点の検出を行い、階層的に前記領域分割をする
請求項7記載の移動体検出方法。 - 前記領域分割候補生成ステップでは、前記距離算出ステップで算出された複数の距離の平均値又は中央値を中心に増加及び減少させて得られる複数の値を、前記複数の閾値として、生成する
請求項4記載の移動体検出方法。 - 前記領域分割候補生成ステップでは、前記動き解析ステップで算出された複数の移動軌跡のそれぞれについて、当該移動軌跡との距離がN番目に小さい距離を特定し、特定した複数の距離について大きい順から選択した複数の値を、前記複数の閾値として、生成する
請求項4記載の移動体検出方法。 - 前記領域分割ステップでは、前記動き解析ステップで算出された複数の移動軌跡のそれぞれについて、前記距離が小さい順に予め定められた個数の移動軌跡を選択し、選択されなかった移動軌跡との距離を無限大に変更する非線形化をした後に、前記複数の距離のそれぞれを測地距離に変換する
請求項1記載の移動体検出方法。 - 前記領域分割ステップでは、前記動き解析ステップで算出された複数の移動軌跡のそれぞれについて、前記距離が予め定められた閾値以下の移動軌跡を選択し、選択されなかった移動軌跡との距離を無限大に変更する非線形化をした後に、前記複数の距離のそれぞれを測地距離に変換する
請求項1記載の移動体検出方法。 - 前記動き解析ステップでは、前記動きの検出として、前記動きを示す2次元動きベクトル又はアフィンパラメータを算出する
請求項1記載の移動体検出方法。 - 前記距離算出ステップでは、前記距離の算出として、前記ブロックの移動軌跡間の類似性に加えて、前記ピクチャでの前記ブロック間の距離及び前記ブロックどうしを接続する直線の傾斜を示す角度の少なくとも1つを算出する
請求項1記載の移動体検出方法。 - 前記出力ステップは、前記領域分割ステップで得られた領域分割の結果を、前記画像入力ステップで受け付けたピクチャに重ねて表示する表示ステップを含む
請求項1記載の移動体検出方法。 - 前記画像入力ステップでは、2つ以上の移動体が含まれる動画像を受け付け、
前記領域分割ステップでは、前記2以上の移動体について前記領域分割をすることで、2以上の移動体を検出する
請求項1記載の移動体検出方法。 - 前記移動体検出方法はさらに、前記領域分割ステップで特定された領域を構成するブロックの移動軌跡から、当該領域を代表する移動軌跡を算出し、算出した代表の移動軌跡に従って当該領域が移動すると予測することで、前記移動体の動きを予測する動き予測ステップを含む
請求項1記載の移動体検出方法。 - 前記出力ステップは、前記領域分割ステップでの領域分割の結果に基づいて、前記画像入力ステップで受け付けたピクチャにおける領域を特定し、特定した領域ごとに、対応する領域分割の結果を、記憶手段に記録する、又は、送信する記録・送信ステップを含む
請求項1記載の移動体検出方法。 - 動画像中の移動体の全部又は一部の領域を分割することによって動画像中の移動体を検出する移動体検出装置であって、
動画像を構成する複数枚のピクチャを受け付ける画像入力部と、
前記ピクチャを構成する1個以上の画素からなるブロックごとに、時間的に隣接する2枚のピクチャ間での画像の動きを検出し、検出した動きを前記複数枚のピクチャについて連結することで、移動軌跡を算出する動き解析部と、
前記動き解析部で算出された複数の移動軌跡について、移動軌跡間の類似性を表す距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部で算出された距離のうち、予め定められた閾値よりも小さい距離を連結することで、前記距離算出部で算出された距離を測地距離に変換し、得られた測地距離の分布における不連続点を検出し、検出した不連続点よりも小さい測地距離だけ離れた移動軌跡を一つのクラスタとすることによって前記領域分割をする領域分割部と、
前記領域分割部で領域分割された結果を出力する出力部と
を備える移動体検出装置。 - 動画像中の移動体の全部又は一部の領域を分割することによって動画像中の移動体を検出する移動体検出装置のためのプログラムであって、
請求項1記載の移動体検出方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラム。 - 動画像を構成する複数枚のピクチャを受け付ける画像入力ステップと、
前記ピクチャを構成する1個以上の画素からなるブロックごとに、時間的に隣接する2枚のピクチャ間での画像の動きを検出し、検出した動きを前記複数枚のピクチャについて連結することで、移動軌跡を算出する動き解析ステップと、
前記動き解析ステップで算出された複数の移動軌跡について、移動軌跡間の類似性を表す距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで算出された距離が小さい順に移動軌跡のペアを同一クラスタとして統合する処理をクラスタ数が規定の数になるまで繰り返すことによって、距離が一定以上離れた不連続点をクラスタの境界として前記領域分割をする領域分割ステップと、
前記領域分割ステップでの領域分割の結果を出力する出力ステップと
を含む移動体検出方法。
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