JP6324036B2 - 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム - Google Patents
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しかし、オブジェクトの動きを自動で追跡する際に装置の誤認識により正しく追跡できない場合が生じる。その場合に、オペレータに装置の誤認識が生じたことを通知する方法が特許文献1に開示されている。
本発明は上記の課題に鑑みて成されたものであり、オブジェクト追跡情報の修正すべきポイントの把握を容易にする情報表示装置を提供することを目的とする。また、その方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
映像内の1つ以上のオブジェクトを追跡してオブジェクト毎にオブジェクトの識別子と時刻と位置とが対応付けられたオブジェクト追跡情報を生成する情報生成手段と、
前記オブジェクト追跡情報が対応付けられている生成元の映像を記憶する手段と、
前記情報生成手段によってオブジェクト毎に生成されるオブジェクト追跡情報の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
複数のオブジェクト間の距離に基づいて、オブジェクト同士の交錯状態を検出する交錯状態検出手段と、
前記オブジェクト追跡情報の信頼度を時間軸上に表示させる表示制御手段と、
を備え、
前記表示制御手段が、
前記交錯状態検出手段が第1のオブジェクトと第2のオブジェクトの交錯を検出した場合に、
前記時間軸上の、前記第1のオブジェクトに対応する領域と前記第2のオブジェクトに対応する領域の、前記交錯状態検出手段が交錯を検出した交錯時刻に対応する位置に、交錯が検出されたことを示すマーカーを表示し、かつ
ユーザによる前記マーカーの選択が行われた場合に、前記第1のオブジェクトと前記第2のオブジェクトとの生成元の前記映像のうち前記交錯時刻における映像または画像を、前記記憶された生成元の映像中から切り出して表示させることを特徴とする。
本実施形態のオブジェクト追跡情報表示装置は、追跡情報生成部と、信頼度算出部と、表示手段(ディスプレイ)とを備える。
追跡情報生成部は、映像内の1つ以上のオブジェクトを追跡してオブジェクト毎にオブジェクトの識別子と時刻と位置とが対応付けられたオブジェクト追跡情報を生成する。
信頼度算出部は、前記情報生成手段によってオブジェクト毎に生成されるオブジェクト追跡情報の信頼度を算出する。
表示手段は、オブジェクト追跡情報の信頼度を時間軸上に表示する。
図1は実施形態1のオブジェクト追跡情報表示装置100のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
メモリ109は不揮発性の外部メモリや揮発性のRAMをまとめて示している。
不揮発性の外部メモリには、スポーツの試合映像データやグラフィックプロセッサ102、全体制御部103、オブジェクト追跡情報信頼度算出部104、オブジェクト交錯状態検出部105、及びオブジェクト追跡情報生成部106の演算結果を蓄える。
また、揮発性のRAMにはグラフィックプロセッサ102、全体制御部103、オブジェクト追跡情報信頼度算出部104、オブジェクト交錯状態検出部105、及びオブジェクト追跡情報生成部106の演算途中のデータを一時的に蓄える。
グラフィックプロセッサ102は、ディスプレイ107へ表示する映像を生成する画像処理を行う。その処理は、メモリ109から読み出した映像データやオブジェクト追跡情報信頼度算出部104、オブジェクト交錯状態検出部105、オブジェクト追跡情報生成部106の処理結果データを用いて行われる。
オブジェクト追跡情報信頼度算出部104はオブジェクト追跡情報または保存映像をバスシステム101を介してメモリから読み出し、各オブジェクト追跡情報の各時間帯における追跡情報の信頼度を算出する。算出された信頼度はオブジェクト交錯状態検出部105に直接渡されたり、再びバスシステム101を介してメモリ109に書き込まれたりする。
オブジェクト追跡情報生成部106は、バスシステム101を通してメモリ109から読み出した映像データ中の複数の特定オブジェクトの動きを追跡する。そして、オブジェクトの識別子、時刻、位置の対応付けを取ったオブジェクト追跡情報を生成する。
オブジェクト追跡情報は必ずしも追跡情報表示装置内で生成する必要はなく、ネットワークI/Fなどから入力され、メモリ109に蓄えられたものを読み出して使用してもよい。その場合、追跡情報表示装置はオブジェクト追跡情報生成部106を持たない構成となる。
ユーザーI/F108は、スポーツの試合映像の「再生」や、オブジェクト追跡情報の「表示」、「修正」などのオペレータからの指示を受け付け、全体制御部103に伝える。ユーザーI/F108は具体的にはタッチパネルやキーボード、マウスなどであるが、ここに例示したものに制限されない。
オブジェクト追跡情報の生成は例えば以下のような方法で実現される。まず映像中のある基準フレームでスポーツにおける選手などのオブジェクトを予め学習させたパターンに基づき検出する。この時刻を追跡開始時刻201とする。基準フレームは予め装置が定めたタイミングを選択してもよいし、オペレータが任意に選択してもよい。これによって、検出領域のサイズ、例えば矩形領域の幅と高さ、さらに検出領域の位置が決定される。検出領域は矩形以外の形状を取ってもよい。
次に、検出領域と同じサイズの画像領域を次フレームから切り出し、基準フレームのオブジェクト検出領域と対応する画素同士の画素値の差を求め、それらの和を取ることで基準フレームの検出領域と次フレームで切り出した画像領域の差異の大きさを求める。これに基づき類似度を求める。
オブジェクト検出領域、基準フレーム、次フレーム、対応する画素同士の画素値の差、類似度などについては、図4を用いて追って詳しく説明する。
そして最も類似度の高い次フレームの画像領域の位置を基準フレームのオブジェクト検出領域が次フレーム上へ動いた位置とする。これを毎フレーム繰り返すことで連続するフレームでオブジェクトの位置を追跡することができる。
まず、ステップS300においてオブジェクト追跡情報生成部106がメモリ109から読み出した映像データを用いて前記手法により検出オブジェクト毎にオブジェクト追跡情報を生成する。
ステップS301では生成されたオブジェクト追跡情報を用いてオブジェクト追跡情報信頼度算出部104がオブジェクト追跡情報信頼度を算出する。オブジェクト追跡情報信頼度は例えば以下の方法で算出される。
時刻tのフレームに存在するオブジェクト検出領域は403、404、405の3つであり、オブジェクト検出領域403内の選手は選手1、オブジェクト検出領域404内の選手は選手2、オブジェクト検出領域405内の選手は選手3である。
図4を用いて時刻tにおける選手1のオブジェクト追跡情報信頼度rの算出方法の例を示す。
すなわち、時刻tのフレームのオブジェクト検出領域403の画素と、時刻t−Δtのフレームのオブジェクト検出領域400の前記画素に対応する画素との差を取り、それらの和を求めこれを2つの画像領域の差異とする。これに基づいて類似度sを算出する。また、時刻tのフレームのオブジェクト検出領域403に関する画像特徴量を所定の方法で求め、その画素特徴量と時刻t−Δtのフレームのオブジェクト検出領域400に関する画像特徴量とを比較する方法や、その他の方法に基づいても求めることができる。
時刻tのフレームにおける、オブジェクト検出領域403と404との距離d1、及びオブジェクト検出領域403と405との距離d2は、例えば、それぞれのオブジェクト検出領域の中心間の距離として求められる。
r=a*s+b*min(d1,d2)
ただし、min()は()内の値の最小値とする。前記の例では追跡オブジェクトが3つであるが、追跡オブジェクト数を限定するものではない。追跡オブジェクト数がN個(Nは任意の自然数)の場合は類似度を求める対象オブジェクトとそれ以外のオブジェクトとのN−1個の距離値の中の最小値となる。
図6では試合開始からの経過時間を時間軸にとり、選手毎に信頼度の高さの違いを、塗りつぶしパターン(間隔が広い斜線、間隔が狭い斜線、交差する斜線など)を変えることによって表示している。時間軸上での信頼度の表現は数値を表示しても良いし、他のいかなる方法であっても良い。図6中で追跡情報なしとしている領域は例えば、該当する時間帯に選手が試合に参加していないため追跡対象でない場合や、装置が選手を追跡できず追跡情報を生成できなかった場合である。
オブジェクト交錯状態は、例えば同時間帯にオブジェクト追跡情報信頼度がある閾値以下かつ、複数のオブジェクト間の距離が閾値以下となった場合に検出される。
図7では一つの番号の割り当てられた交錯マーカーが示す交錯は2選手間のものであるが、さらに多数の選手間の交錯を検出して、1つの番号の交錯マーカーを割り当てても良い。
ステップS306ではオペレータに選択された交錯マーカーが関連する複数の交錯オブジェクトの画像領域の切出し画像を同時に表示する。表示例を図8に示す。
このように、ある1つの交錯を示す交錯マーカーのうち1つを選択すると、その交錯に関わる選手すべての交錯前後の画像が表示される。同時表示する選手は必ずしも交錯マーカーの示す交錯に関わる選手すべてでなくても良く、例えばオペレータが選択した選手のみであっても良い。
図8(a)の時間軸に示す破線で囲まれた領域811a、811b、814a、814bがそれぞれ図8(b)のオブジェクト切り出し画像821a、821b、824a、824bに対応する。
図8(a)の時間軸に表示される破線で囲まれた領域811aおよび図8(b)のオブジェクト切り出し画像821aには、これらの図に示すように、共に「1a」という文字列が表示されていると対応関係が理解し易くなるため好ましい。
同様に、領域811bおよび画像821bには「1b」という文字列、領域814aおよび画像824aには「4a」という文字列、ならびに領域814bおよび画像824bには「4b」という文字列がそれぞれ表示されていることが好ましい。
図8(b)のオブジェクト切り出し画像821bは、図8(a)の選手1に関する領域811bに対応するオブジェクトの切出し画像である。切り出すフレームは、追跡情報の生成元の映像に含まれ、かつ領域811bに含まれるフレームであって、オブジェクト追跡情報の信頼度が閾値以上かつ、交錯マーカーの示す時刻以後で最も交錯マーカーの示す時刻に近い時刻のフレームとする。
図8(b)のオブジェクト切り出し画像824aは、図8(a)の選手4に関する領域814aに対応するオブジェクトの切出し画像である。切り出すフレームは、領域814aに含まれるフレームであって、オブジェクト追跡情報の信頼度が閾値以上かつ、交錯マーカーの示す時刻以前で最も交錯マーカーの示す時刻に近い時刻のフレームとする。
図8(b)のオブジェクト切り出し画像824bは、図8(a)の選手4に関する領域814bに対応するオブジェクトの切出し画像である。切り出すフレームは、領域814bに含まれるフレームであって、オブジェクト追跡情報の信頼度が閾値以上かつ、交錯マーカーの示す時刻以後で最も交錯マーカーの示す時刻に近い時刻のフレームとする。
このような交錯マーカーを選択すると所定の要件を満たす静止画像を表示する方法は、交錯後も装置が追跡オブジェクトを間違えていないかを確認する方法の一例であり、交錯前後の動画を再生する方法でも良い。
例えば、交錯マーカーが選択されると、追跡情報表示装置が選択された交錯マーカーに対応すると認識しているオブジェクト領域の映像を再生する方法でも良い。再生される映像には、オブジェクト識別子が重畳表示され、そして交錯マーカーが示す時刻の前後の所定時間分が再生される。
このように交錯マーカーが選択されると、選択された交錯マーカーに対応すると装置が認識している交錯前後の対象オブジェクト領域の画像または映像を表示する。これによってオペレータは交錯前後で装置が認識している追跡オブジェクトとオブジェクト識別子の対応が誤認識により実際の対応と異なっていないかを確認し易くなる。
ステップS308ではオペレータの指示に従いオブジェクト追跡情報の入れ替えを行う。
逆に領域914bを選択し、ドラッグし、領域911bにドロップしても良い。この操作方法は一例であり、本発明の技術的範囲を制限するものではない。
また、902は追跡オブジェクトの追跡開始時刻201から交錯時刻t1までの各フレームでのオブジェクト追跡情報信頼度、903は追跡オブジェクトの交錯時刻t1から追跡終了時刻202までの各フレームでのオブジェクト追跡情報信頼度を表している。
入れ替えられるデータは図9(b)中の太線で囲まれている追跡終了時刻202、時刻t1以降の追跡オブジェクトの位置情報901、時刻t1以降の追跡オブジェクトのオブジェクト追跡情報信頼度903である。このようにすることで、装置の誤認識によるオブジェクト追跡情報の識別子割り当ての誤りを容易に訂正可能である。
ステップS311では追跡情報信頼度が低下した他のオブジェクト追跡情報があるか否かを判定し、なければ処理は終了となる。追跡情報信頼度が低下した他のオブジェクト追跡情報がある場合にはステップS303に戻る。
指示がなければステップS311に進み、指示がある場合はステップS313に進む。ここでの指示は具体的には例えば、追跡オブジェクトが本来追いたい選手から別の対象に移ってしまった時刻の映像フレームに戻り再度追跡対象の領域を手動でオペレータが選択することである。
ステップS313の処理が終了すると処理はステップS311に移る。
以上のような処理フローによりオペレータは装置のオブジェクト追跡の誤りを容易に発見することができ、少ない操作でそれを修正可能である。
本実施形態では実施形態1におけるオブジェクト追跡情報に加え、各オブジェクトが起こすイベントなどオブジェクトの動作解析情報を記録する場合について述べる。動作解析情報とは例えばスポーツの試合における選手のシュート、パス、反則などのイベントや走行距離である。
各イベント情報(イベント型の動作解析情報)は、追跡オブジェクトの動作を画像認識により判別して装置が生成するデータである。例えば装置がイベントとしてシュートの発生を検知した場合にはシュートに対応するイベント識別子1000を割り当て、そのイベント生起時刻1001を記録する。また、シュートを行った追跡中の選手のオブジェクト識別子を第1オブジェクト識別子1002に割り当てる。
このとき、実施形態1に示す手法によりオブジェクト追跡情報の入れ替えを行った場合、オブジェクト追跡情報とイベントデータの対応関係がくずれてしまう。そこで、オブジェクト追跡情報の入れ替えが行われた際にはそれに同期して、イベントデータのオブジェクト識別子を入れ替える。
具体的には、入れ替えの開始時刻、すなわち交錯マーカーの示す時刻以降のイベント生起時刻1001を持つイベントデータについて、オブジェクト追跡情報の入れ替えに同期して、第1オブジェクト識別子1002、第2オブジェクト識別子1003を入れ替える。
走行距離については、オブジェクト追跡情報の位置情報203の各フレーム間の動き量の和から算出することができる。
例えば、フレーム1の位置情報である位置座標(x1,y1)とフレーム2の位置情報である位置座標(x2,y2)より、フレーム1からフレーム2までの動き量D(12)を、下記式を用いて算出する。
D(12)=((x1−x2)^2+(y1−y2)^2)^(1/2)
同様に、フレーム2の位置情報である位置座標(x2,y2)とフレーム3の位置情報である位置座標(x3,y3)より、フレーム2からフレーム3までの動き量D(23)を、下記式を用いて算出する。
D(23)=((x2−x3)^2+(y2−y3)^2)^(1/2)
そして、これらの和を算出することによって、フレーム1からフレーム3までの間の動き量を求めることができる。
なお、オブジェクト追跡情報の入れ替えを行った場合には位置情報が変化するため、その際はオブジェクト追跡情報の入れ替え後、自動で走行距離を再計算させる。
走行距離以外の例えばボールの保持時間などについても同様の方法で対応が可能である。このようにすることで、各オブジェクトの走行距離を正しく記録することが可能である。
以上、実施形態を詳述したが、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
101 バスシステム
102 グラフィックプロセッサ
103 全体制御部
104 オブジェクト追跡情報信頼度算出部
105 オブジェクト交錯状態検出部
106 オブジェクト追跡情報生成部
107 ディスプレイ
108 ユーザーI/F
200 オブジェクト識別子(オブジェクト追跡情報)
201 追跡開始時刻
202 追跡終了時刻
203 位置情報
400 時刻t−Δt 選手1
401 時刻t−Δt 選手2
402 時刻t−Δt 選手3
403 時刻t 選手1
404 時刻t 選手2
405 時刻t 選手3
500 オブジェクト追跡情報信頼度
900 時刻t1以前の位置情報
901 時刻t1以降の位置情報
902 時刻t1以前のオブジェクト追跡情報信頼度
903 時刻t1以降のオブジェクト追跡情報信頼度
1000 イベント識別子
1001 イベント生起時刻
1002 オブジェクト識別子1(イベントデータ)
1003 オブジェクト識別子2(イベントデータ)
Claims (9)
- 映像内の1つ以上のオブジェクトを追跡してオブジェクト毎にオブジェクトの識別子と時刻と位置とが対応付けられたオブジェクト追跡情報を生成する情報生成手段と、
前記オブジェクト追跡情報が対応付けられている生成元の映像を記憶する手段と、
前記情報生成手段によってオブジェクト毎に生成されるオブジェクト追跡情報の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
複数のオブジェクト間の距離に基づいて、オブジェクト同士の交錯状態を検出する交錯状態検出手段と、
前記オブジェクト追跡情報の信頼度を時間軸上に表示させる表示制御手段と、
を備え、
前記表示制御手段が、
前記交錯状態検出手段が第1のオブジェクトと第2のオブジェクトの交錯を検出した場合に、
前記時間軸上の、前記第1のオブジェクトに対応する領域と前記第2のオブジェクトに対応する領域の、前記交錯状態検出手段が交錯を検出した交錯時刻に対応する位置に、交錯が検出されたことを示すマーカーを表示し、かつ
ユーザによる前記マーカーの選択が行われた場合に、前記第1のオブジェクトと前記第2のオブジェクトとの生成元の前記映像のうち前記交錯時刻における映像または画像を、前記記憶された生成元の映像中から切り出して表示させることを特徴とする情報処理装置。 - 前記信頼度算出手段が、第1のオブジェクトに関する第1のフレームの映像と、第1のオブジェクトに関する第2のフレームの映像との類似度が第1の閾値以下へ低下した場合に、オブジェクト追跡情報の信頼度の低下を検出することを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記信頼度算出手段は複数の追跡オブジェクト間の距離が第2の閾値以下へ低下した場合に、オブジェクト追跡情報の信頼度の低下を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。
- 複数の追跡オブジェクト間の距離が第3の閾値以下へ低下した場合に、オブジェクト同士の交錯状態を検出する交錯状態検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記表示制御手段が、
前記記憶された生成元の映像中から、前記第1のオブジェクトの前記交錯時刻の前後の映像と、前記第2のオブジェクトの前記交錯時刻の前後の映像とを切り出して同時に表示することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記第1のオブジェクトのオブジェクト追跡情報と前記第2のオブジェクトのオブジェクト追跡情報との入れ替え指示を受け付ける受付手段と、
前記受付手段が入れ替え指示を受け付けた場合に、前記交錯時刻の後のオブジェクト追跡情報であって、前記第1のオブジェクトの情報として記憶されていたオブジェクト追跡情報と、前記第2のオブジェクトの情報として記憶されていたオブジェクト追跡情報とを入れ替える入替え手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の情報処理装置。 - 前記情報生成手段が、オブジェクトの動作を解析して、イベント識別子とイベント生起時刻とオブジェクト識別子とを含む動作解析情報をさらに生成し、
前記入替え手段が、前記第1のオブジェクトと前記第2のオブジェクトに関するオブジェクト追跡情報を入れ替える際に、前記第1のオブジェクトと前記第2のオブジェクトに関する前記動作解析情報も入れ替える
ことを特徴とする請求項6に記載の情報処理装置。 - コンピュータを、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の情報処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
- 映像内の1つ以上のオブジェクトを追跡してオブジェクト毎にオブジェクトの識別子と時刻と位置とが対応付けられたオブジェクト追跡情報を生成する情報生成工程と、
前記オブジェクト追跡情報が対応付けられている生成元の映像を記憶する工程と、
前記情報生成工程によってオブジェクト毎に生成されるオブジェクト追跡情報の信頼度を算出する信頼度算出工程と、
複数のオブジェクト間の距離に基づいて、オブジェクト同士の交錯状態を検出する交錯状態検出工程と、
前記オブジェクト追跡情報の信頼度を時間軸上に表示させる表示工程と、
を備え、
前記表示工程は、
前記交錯状態検出工程が第1のオブジェクトと第2のオブジェクトの交錯を検出した場合に、
前記時間軸上の、前記第1のオブジェクトに対応する領域と前記第2のオブジェクトに対応する領域の、前記交錯状態検出工程が交錯を検出した交錯時刻に対応する位置に、交錯が検出されたことを示すマーカーを表示し、かつ
ユーザによる前記マーカーの選択が行われた場合に、前記第1のオブジェクトと前記第2のオブジェクトとの生成元の前記映像のうち前記交錯時刻における映像または画像を、前記記憶された生成元の映像中から切り出して表示させることを特徴とする情報処理方法。
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