JP4583493B2 - 移動物体認識方法及び装置 - Google Patents
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Description
電子カメラで撮影されたフレーム画像を、複数ピクセルからなるブロックに分割し、
移動物体の一部が含まれる各ブロックについて、次フレーム画像内で、該ブロックと同一形状で類似したものを見つけて、該ブロックの動きベクトルを求め、
該移動物体に含まれる複数のブロックの各動きベクトルの代表値を、該移動物体の動きベクトルと決定する。
撮影された前フレーム画像及び現フレーム画像が格納される画像記憶部(21)と、
該前フレーム画像を、複数ピクセルからなるブロックに分割したときの、移動物体の一部が含まれる各ブロックについて、該現フレーム画像内で、該ブロックと同一形状で類似したものを見つけて、該ブロックの動きベクトルを求め、該移動物体に含まれる複数のブロックの各動きベクトルの代表値を、該移動物体の動きベクトルと決定する動きベクトル算出部(37)とを有する。
電子カメラで撮影されたフレーム画像を、複数ピクセルからなるブロックに分割し、同一移動物体に属するブロックに同一識別符号を持たせたオブジェクトマップを作成し、
時間的に前後のフレーム画像に基づいて、各移動物体の動きベクトルを求める方法であって、
現フレーム画像について移動物体が存在すると判定されたブロックの各々が、前フレーム画像に存在する移動物体のいずれかの識別符号を持っていると仮定したときの評価関数の値の大小関係に基づいて、該存在ブロックに付与すべき識別符号を決定する。
撮影されたフレーム画像が格納される画像記憶部と、
該フレーム画像を複数ピクセルからなるブロックに分割し、ブロックに移動物体が存在するかどうかを判定し、同一移動物体に属するブロックに同一識別符号を持たせたオブジェクトマップを作成するオブジェクトマップ作成部と、
該画像記憶部に格納された時間的に前後のフレーム画像に基づいて、各移動物体の動きベクトルを求める動きベクトル算出部と、
現フレーム画像について移動物体が存在すると判定されたブロックの各々が、前フレーム画像に存在する移動物体のいずれかの識別符号を持っていると仮定したときの評価関数の値の大小関係に基づいて、該存在ブロックに付与すべき識別符号を決定するID更新部と、
を有する。
状態Nは最終状態であり、次の状態には遷移できず、aNN=1
j=i又はj=i+1に対し、
bij(0)+bij(1)+・・・+bij(12)=1
例えば初期t=0に状態1である確率が1であり、時刻t=1、2の観測系列{2,5}が生ずる確率Pは、時刻t=1、2の状態系列{1,1}、{1,2}、{2,2}、{2,3}の各々について観測系列{2,5}を出力する確率の総和であり、次式で表される。
+a11・b11(2)・a12・b12(5)
+a12・b12(2)・a22・b22(5)
+a12・b12(2)・a23・b23(5)
初期t=0に状態iにいる確率をπiと表記する。HMMモデルは、初期状態の確率分布π={π1,π2,π3,,,,,πN}と、上記確率aij及びbij(k)の集合とにより定まる。これらのパラメータをλと表記する。
α(1,1)=π1・b11
2≦j≦Nの各jに対し、
α(j,1)=π(j-1)・b(j-1)j+πj・bjj
ステップ2:t=1,2,・・・,T−1の各々について順次
1≦j≦Nの各jに対し、
i=1〜6の各々についてaii=0.5
a77=1.0とし、bijの初期値を、
i=1〜6、j=i+1、k=0〜2の各々について、
bii(k)=0.10、bij(k)=0.10
i=7、k=0〜2の各々について、
bii(k)=0.10
i=1〜6、j=i+1、k=3〜12の各々について、
bii(k)=0.07、bij(k)=0.07
i=7、k=0〜2の各々について、
bii(k)=0.07とした。また、初期t=0での状態確率分布を、
π1=1、i=2〜7に対しπi= 0
とした、さらに、以下の表2のNo1〜10の衝突事故観測系列を学習系列とした。この学習系列はいずれも、図5又は図6に示すような同一車線上の同一方向の車間の衝突に関するものである。
上記同様にして、次の2つの動作パターンに対するモデルパラメータλ2及びλ3を決定した。
次の表7のNo1〜10の観測系列をこの動作の学習系列とした。
P(O1|λ1)/P(O2|λ1)=EXP(11.2)
P(O1|λ1)/P(O3|λ1)=EXP(29.7)
と確率比が大きく、動作分離性能が高いことがわかる。
接近(状態3):観測量1又は2
急接近(状態4):観測量3
衝突の瞬間(状態5):観測量0
反動(状態6):観測量7又は8
停止(状態7):観測量0
ブロックB2と隣接する9ブロックについて、ID=1を持ったブロックの数N1が多いほどブロックB2が移動物体M1のブロックである確度が高いと考えられる。そこで、ブロックB2のIDが1であることを評価する要素UN(1)を例えば次式で表す。
ここに、αは正の定数である。UN(1)の値が小さいほどブロックB2が移動物体M1に属する確度が高いと言える。
ここにN2は、ブロックB2と隣接する9ブロックのうち、ID=2を持ったブロックの数である。
図30(A)は大略、図29中のオブジェクトマップQ1とQ2とを重ね合わせ、かつ、ハッチングを削除したものである。図中、MV1は移動物体M1の動きベクトルであり、点線はBL1(t−1)をMVだけ平行移動させたものである。
ここに、βは正の定数である。US(1)の値が小さいほどブロックB2が移動物体M1に属する確度が高いと言える。
ここにS2は、図31(A)に示す如く、ブロックB2を−MV2だけ平行移動させて得られる判定枠B22内のID=2の個数(右下がり斜線部面積)である。MV2は、移動物体M2の動きベクトルである。
図30(B)のブロックB2と判定枠B21とに対応した図29のフレーム画像F2及びF1中の局所画像の相関が強いほど、ブロックB2がID=1である確度が高いと言える。図31(B)に示すB2F及びB21Fはそれぞれ、図30中のブロックB2及び判定枠B21に対応したフレーム画像F2及びF1中の局所画像を示す。
ここに、γは正の定数であり,B21F(i,j)及びB2F(i,j)はそれぞれ局所画像B2F及びB21F内の第i行第j列の画素値であり、Σはi=1〜8及びj=1〜8についての総和(ブロック内全画素についての総和)を意味している。
ここに、B22F(i,j)は局所画像B22F内の第i行第j列の画素値であり、局所画像B22Fは図31(A)中の判定枠B22に対応したフレーム画像F1中の局所画像である。
U(1)=UN(1)+US(1)+UD(1)
と、
U(2)=UN(2)+US(2)+UD(2)
との大小関係に基づいて、ブロックB2のIDを決定する。すなわち、
U12=U(1)−U(2)
の値が負であればID=1と決定し、正であればID2=2と決定する。U(1)及びU(2)の最小値はいずれも0である。U12の値が小さいほど、ブロックB2がID=1である確度が高くなる。
UT=U(BK1,ID1)+U(BK2,ID2)+・・・+U(BKp,IDp)を計算する。この値が最小になるID1〜IDpを、繰り返し計算により求め、求めたものをID不明ブロックBK1〜BKpのIDと決定する。この繰り返し計算において、上記確率的緩和アルゴリズム及びシミュレーティッドアニーリング法を適用する。
UT=U(BK1,ID1)+U(BK2,ID2)+・・・+U(BKp,IDp)
を計算する。
(S6、S7)j≦mであればブロックBKiのIDiの値を更新してステップS2へ戻り、そうでなければ次のステップS6へ進む。
(S9)i≦pであればステップS2へ戻り、そうでなければ処理を終了する。
20、20A〜20C 画像認識装置
21 画像メモリ
22、22A 移動物体認識部
23、24 位置レジスタアレイ
25 相対距離レジスタアレイ
26、26A V/D計算部
27 V/D時系列メモリ
27A O時系列メモリ
28 認識開始判定部
29 V/D時系列切り出し部
29A 観測系列切り出し部
30、30A ベクトル回転部
31 量子化部
32 類似度計算部
33 衝突事故判定部
M1〜M6 車
34 背景画像生成部
36 ID生成/消滅部
37 動きベクトル算出部
38 移動物体更新部
39 移動物体分割部
40 移動物体間距離算出部
41、41A 画像処理装置
42 デコーダ
43、43A シフトレジスタ
44、44A ニューラルネットワーク
45 コンパレータ
46 部分系列観測確率算出部
47 不明ID決定部
B1、B2、B3 ブロック
F1、F2 フレーム画像
Q1〜Q3 オブジェクトマップ
MV1、MV2 動きベクトル
B21、B22 判定枠
B21F、B2F 局所画像
Claims (2)
- コンピュータによる移動物体認識方法において、該コンピュータが、
電子カメラで撮影されたフレーム画像を、複数ピクセルからなるブロックに分割し、
移動物体の一部が含まれる各ブロックについて、次フレーム画像内で、該ブロックと同一形状で類似したものを見つけて、該ブロックの動きベクトルを求め、
該移動物体に含まれる複数のブロックの各動きベクトルの代表値を、該移動物体の動きベクトルと決定し、
該複数のブロックを該移動物体の動きベクトルだけ平行移動させ、平行移動した該移動物体をその周囲のブロックまで拡大した範囲について、次フレーム画像に移動物体が存在するかどうかをブロック毎に判定し、存在すると判定されたブロックに、該平行移動前の該移動物体のブロックと同じ識別符号を付加する、
ことを特徴とする移動物体認識方法。 - 撮影された前フレーム画像及び現フレーム画像が格納される画像記憶部と、
該前フレーム画像を、複数ピクセルからなるブロックに分割したときの、移動物体の一部が含まれる各ブロックについて、該現フレーム画像内で、該ブロックと同一形状で類似したものを見つけて、該ブロックの動きベクトルを求め、該移動物体に含まれる複数のブロックの各動きベクトルの代表値を、該移動物体の動きベクトルと決定する動きベクトル算出部と、
同一移動物体に属する該ブロックに同一識別符号を持たせたオブジェクトマップが格納されるブロック情報記憶部と、
該オブジェクトマップに含まれる移動物体をその該動きベクトルだけ平行移動させ、平行移動した該移動物体をその周囲のブロックまで拡大した範囲について、次フレーム画像に移動物体が存在するかどうかをブロック毎に判定し、存在すると判定されたブロックに、該平行移動前の該移動物体のブロックと同じ識別符号を付加することにより、該次フレーム画像に対応したオブジェクトマップを生成する移動物体更新部と、
を有することを特徴とする移動物体認識装置。
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