JPH08248045A - 速度測定方法および速度測定装置 - Google Patents
速度測定方法および速度測定装置Info
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- JPH08248045A JPH08248045A JP7055663A JP5566395A JPH08248045A JP H08248045 A JPH08248045 A JP H08248045A JP 7055663 A JP7055663 A JP 7055663A JP 5566395 A JP5566395 A JP 5566395A JP H08248045 A JPH08248045 A JP H08248045A
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- optical flow
- measuring
- speed
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/20—Analysis of motion
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 移動する物体の速度を決定すると同時に、物
体の同定も行い、目的とする物体の速度を測定する。 【構成】 撮像カメラより得られた動画像信号を時空間
フィルター処理することによって、そこでのオプティカ
ルフローを決定し、それによって移動する物体と明確に
対応づけられた速度を測定する。
体の同定も行い、目的とする物体の速度を測定する。 【構成】 撮像カメラより得られた動画像信号を時空間
フィルター処理することによって、そこでのオプティカ
ルフローを決定し、それによって移動する物体と明確に
対応づけられた速度を測定する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動する物体の速度を
決定すると同時に物体の同定を行う為の方法と、それを
実現する為の測定装置に関する。
決定すると同時に物体の同定を行う為の方法と、それを
実現する為の測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、道路を走行する車などのように移
動している物体の速度を測定する方法として2種類の方
法が使われている。一つは、車が通過する時間を2点で
検出しその時間間隔を計る方法である。もう一つの方法
は、マイクロ波を目的の物体に照射し、反射して戻って
きたマイクロ波のドップラーシフトの大きさからスピー
ドを測定する方法である。
動している物体の速度を測定する方法として2種類の方
法が使われている。一つは、車が通過する時間を2点で
検出しその時間間隔を計る方法である。もう一つの方法
は、マイクロ波を目的の物体に照射し、反射して戻って
きたマイクロ波のドップラーシフトの大きさからスピー
ドを測定する方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の第1の方法は、
測定する移動物体の形状が一定していて、その移動経路
が予め分かっていること、通過を検出する2点を他の物
体が通過しないことを前提としているなどの理由から、
装置を設定する為の柔軟性に乏しく実用上測定誤差を小
さくすることが難しい。また、第2の方法も、測定範囲
に複数の物体が移動していた場合には測定された速度が
どの物体のものであるかを決定することができないとい
う欠点を持っている。即ち、従来の速度測定方法は、測
定の結果求められた速度がどの物体の移動に対応するも
のかを決定することが原理的に困難であり、その対応付
けを行う為に測定の際の装置の使用条件が極めて限られ
ていた。
測定する移動物体の形状が一定していて、その移動経路
が予め分かっていること、通過を検出する2点を他の物
体が通過しないことを前提としているなどの理由から、
装置を設定する為の柔軟性に乏しく実用上測定誤差を小
さくすることが難しい。また、第2の方法も、測定範囲
に複数の物体が移動していた場合には測定された速度が
どの物体のものであるかを決定することができないとい
う欠点を持っている。即ち、従来の速度測定方法は、測
定の結果求められた速度がどの物体の移動に対応するも
のかを決定することが原理的に困難であり、その対応付
けを行う為に測定の際の装置の使用条件が極めて限られ
ていた。
【0004】本発明は、目的とする物体のオプティカル
フローを測定することによって速度を求めることを可能
とし、より柔軟な設置条件のもとでの使用可能な装置の
基本的設計を提供する。
フローを測定することによって速度を求めることを可能
とし、より柔軟な設置条件のもとでの使用可能な装置の
基本的設計を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、撮像カメラよ
り得られた動画像信号を時空間フィルター処理すること
によって、その中のオプティカルフローを決定し、移動
する物体と対応づけられた速度を求めることを可能にす
る。オプティカルフローとは、物体(3次元)の移動を
カメラ等で撮像し、速度変化を伴った2次元の輝度変化
分布として変換されたものである。
り得られた動画像信号を時空間フィルター処理すること
によって、その中のオプティカルフローを決定し、移動
する物体と対応づけられた速度を求めることを可能にす
る。オプティカルフローとは、物体(3次元)の移動を
カメラ等で撮像し、速度変化を伴った2次元の輝度変化
分布として変換されたものである。
【0006】本発明の第1の発明は、目的とする物体の
速度を測定する方法であって、撮像カメラから得られた
動画像信号を時空間フィルター処理することによって、
前記物体のオプティカルフローを測定し、得られたオプ
ティカルフローから速度を決定すると共に目的とする物
体の同定を行うことを特徴とする速度測定方法である。
速度を測定する方法であって、撮像カメラから得られた
動画像信号を時空間フィルター処理することによって、
前記物体のオプティカルフローを測定し、得られたオプ
ティカルフローから速度を決定すると共に目的とする物
体の同定を行うことを特徴とする速度測定方法である。
【0007】第2の発明は、前記物体のオプティカルフ
ローの測定が、動画像信号の輝度の時空間エネルギーを
測定することによって行われることを特徴とする第1の
発明に記載の速度測定方法である。
ローの測定が、動画像信号の輝度の時空間エネルギーを
測定することによって行われることを特徴とする第1の
発明に記載の速度測定方法である。
【0008】第3の発明は、前記物体のオプティカルフ
ローの測定が、動画像信号の輝度の時空間エネルギーを
空間部分の広がりを多段階に変えて測定する操作と、前
記各段における時空間エネルギー測定操作から得られる
局所的時空間エネルギーの分布から局所的オプティカル
フロー分布を求める操作により行われることを特徴とす
る第1の発明に記載の速度測定方法である。
ローの測定が、動画像信号の輝度の時空間エネルギーを
空間部分の広がりを多段階に変えて測定する操作と、前
記各段における時空間エネルギー測定操作から得られる
局所的時空間エネルギーの分布から局所的オプティカル
フロー分布を求める操作により行われることを特徴とす
る第1の発明に記載の速度測定方法である。
【0009】第4の発明は、撮像装置と、撮像装置より
得られる動画像信号の時空間処理を行い、物体のオプテ
ィカルフローを測定する測定部から構成されることを特
徴とする速度測定装置である。
得られる動画像信号の時空間処理を行い、物体のオプテ
ィカルフローを測定する測定部から構成されることを特
徴とする速度測定装置である。
【0010】第5の発明は、前記オプティカルフロー測
定部が、動画像信号の輝度の時空間エネルギー測定部を
有することを特徴とする第4の発明に記載の速度測定装
置である。
定部が、動画像信号の輝度の時空間エネルギー測定部を
有することを特徴とする第4の発明に記載の速度測定装
置である。
【0011】第6の発明は、前記オプティカルフロー測
定部が、動画像信号の輝度の時空間エネルギーを測定す
る複数の測定部と、前記各時空間エネルギー測定部より
得られる局所的時空間エネルギーの分布から局所的オプ
ティカルフロー分布を求める演算部を有することを特徴
とする第4の発明に記載の速度測定装置である。
定部が、動画像信号の輝度の時空間エネルギーを測定す
る複数の測定部と、前記各時空間エネルギー測定部より
得られる局所的時空間エネルギーの分布から局所的オプ
ティカルフロー分布を求める演算部を有することを特徴
とする第4の発明に記載の速度測定装置である。
【0012】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【0013】まず、本発明の第1の実施例について説明
する。
する。
【0014】図1は、本発明の第1の実施例を示すブロ
ック図である。図1を参照すると、本発明の第1の実施
例は、動画像を取り込む為のTVカメラ1、フレームバ
ッファ3、2次元FFT変換器4、時空間フィルター部
5、畳み込み積分器6、時空間フィルター部7、積算
部、速度表示部8、スーパーインポーズ部10、TV/
VTR等11とから構成される。
ック図である。図1を参照すると、本発明の第1の実施
例は、動画像を取り込む為のTVカメラ1、フレームバ
ッファ3、2次元FFT変換器4、時空間フィルター部
5、畳み込み積分器6、時空間フィルター部7、積算
部、速度表示部8、スーパーインポーズ部10、TV/
VTR等11とから構成される。
【0015】次に図1を参照して、本実施例の動作につ
いて説明する。
いて説明する。
【0016】TVカメラ1から出力された画像信号は、
A/D変換器部2でディジタル化されて、時刻tでの輝
度値I(x,y)がフレームバッファ3に蓄えられる。
x,yは画面上の位置座標である。フレームバッファ3
に蓄えられた輝度値I(x,y)は、2次元FFT変換
部4で、複素数画像値データf(kx ,ky )に変換さ
れ、時空間フィルター部5へ送られる。kx ,ky は局
所的な空間周波数で、局所的オプティカルフローの方向
と大きさを示すベクトルとも表現される。時空間フィル
ター部5へ送られた複素数画像値データf(kx ,
ky )は、局所部分(空間部分の広がり)を後段に従っ
てより大きくとる複数多段の時空間フィルター処理を施
され、その結果局所的時空間エネルギー(局所的オプテ
ィカルフロー成分)の分布P(x,y,κ,θ)を得
る。
A/D変換器部2でディジタル化されて、時刻tでの輝
度値I(x,y)がフレームバッファ3に蓄えられる。
x,yは画面上の位置座標である。フレームバッファ3
に蓄えられた輝度値I(x,y)は、2次元FFT変換
部4で、複素数画像値データf(kx ,ky )に変換さ
れ、時空間フィルター部5へ送られる。kx ,ky は局
所的な空間周波数で、局所的オプティカルフローの方向
と大きさを示すベクトルとも表現される。時空間フィル
ター部5へ送られた複素数画像値データf(kx ,
ky )は、局所部分(空間部分の広がり)を後段に従っ
てより大きくとる複数多段の時空間フィルター処理を施
され、その結果局所的時空間エネルギー(局所的オプテ
ィカルフロー成分)の分布P(x,y,κ,θ)を得
る。
【0017】P(x,y,κ,θ)は畳み込み演算部6
へ送られ、先の成分分析したものから推定される局所的
オプティカルフロー分布を示す出力Q(x,y,v,
θ)を得、その結果を時空間フィルター部7へ出力す
る。時空間フィルター部7では、局所的オプティカルフ
ロー分布Q(x,y,v,θ)からオプティカルフロー
分布R(x,y,v,θ)を計算し、速度表示部8へ出
力する。速度決定部8では、速度分布R(x,y,v,
θ)から画像の各点での速度分布
へ送られ、先の成分分析したものから推定される局所的
オプティカルフロー分布を示す出力Q(x,y,v,
θ)を得、その結果を時空間フィルター部7へ出力す
る。時空間フィルター部7では、局所的オプティカルフ
ロー分布Q(x,y,v,θ)からオプティカルフロー
分布R(x,y,v,θ)を計算し、速度表示部8へ出
力する。速度決定部8では、速度分布R(x,y,v,
θ)から画像の各点での速度分布
【0018】
【外1】
【0019】を計算する。画像の各点での速度
【0020】
【外2】
【0021】は、D/A変換器部9で画像信号に変換さ
れ、スーパーインポーズ部10で元の動画像データと重
ね合わされ、TV/VTR等の表示装置11へ出力され
る。これによって、測定された速度が、動画像上のどの
物体のものであるのかが一目瞭然となる。
れ、スーパーインポーズ部10で元の動画像データと重
ね合わされ、TV/VTR等の表示装置11へ出力され
る。これによって、測定された速度が、動画像上のどの
物体のものであるのかが一目瞭然となる。
【0022】次に、本発明で用いられる時空間フィルタ
ー部の一実施例について説明する。図2は、本発明の第
1の実施例での時空間フィルター部5の一実施例を示す
ブロック図である。図2を参照すると、本発明の時空間
フィルター部5の実施例は、n個の演算器51、逆FF
T演算器52、時間フィルター部53から構成される。
ー部の一実施例について説明する。図2は、本発明の第
1の実施例での時空間フィルター部5の一実施例を示す
ブロック図である。図2を参照すると、本発明の時空間
フィルター部5の実施例は、n個の演算器51、逆FF
T演算器52、時間フィルター部53から構成される。
【0023】次に図2を参照して、本実施例の動作につ
いて説明する。演算器51−i(i=1〜n)では、フ
ーリエ変換された複素数画像値データf(kx ,ky )
とフーリエ変換後の空間フィルター核のデータg
(kx ,ky ;κi ,θj ,S);S=sin/cos
から、その積h(kx ,ky ;κi ,θj ,S)が次の
ように計算され、逆FFT演算器52−i(i=1〜
n)にそれぞれ送られる。
いて説明する。演算器51−i(i=1〜n)では、フ
ーリエ変換された複素数画像値データf(kx ,ky )
とフーリエ変換後の空間フィルター核のデータg
(kx ,ky ;κi ,θj ,S);S=sin/cos
から、その積h(kx ,ky ;κi ,θj ,S)が次の
ように計算され、逆FFT演算器52−i(i=1〜
n)にそれぞれ送られる。
【0024】h(kx ,ky ;κi ,θj ,S)=f
(kx ,ky )g(kx ,ky ;κi,θj ,S) 逆FFT演算器52−i(i=1〜n)ではh(kx ,
ky ;κi ,θj ,S)を逆FFT変換して、H(x,
y;κi ,θj ,S)を時間フィルター部53−iへ出
力する。時間フィルター部53−iでは、H(x,y;
κi ,θj ,S)に時間フィルター処理を施し、P
(x,y;κi ,θj ,S)が計算される。このとき、
g(kx ,ky ;κi ,θj ,S);S=sin/co
sは、以下に示すGabor関数をフーリエ変換したも
のとする。
(kx ,ky )g(kx ,ky ;κi,θj ,S) 逆FFT演算器52−i(i=1〜n)ではh(kx ,
ky ;κi ,θj ,S)を逆FFT変換して、H(x,
y;κi ,θj ,S)を時間フィルター部53−iへ出
力する。時間フィルター部53−iでは、H(x,y;
κi ,θj ,S)に時間フィルター処理を施し、P
(x,y;κi ,θj ,S)が計算される。このとき、
g(kx ,ky ;κi ,θj ,S);S=sin/co
sは、以下に示すGabor関数をフーリエ変換したも
のとする。
【0025】
【数1】
【0026】ここで、4kσは0.7〜2.5の適当な
値に固定する。
値に固定する。
【0027】図3は、本発明の第1の実施例での時空間
フィルター部の中の時間フィルター部53−i(i=1
〜n)の一実施例を示すブロック図である。図3を参照
すると、本発明の時間フィルター部53−iの実施例
は、4個の時間フィルター531−i−j(j=1〜
4)、差分器532−i−1、532−i−2、演算器
533−iから構成される。
フィルター部の中の時間フィルター部53−i(i=1
〜n)の一実施例を示すブロック図である。図3を参照
すると、本発明の時間フィルター部53−iの実施例
は、4個の時間フィルター531−i−j(j=1〜
4)、差分器532−i−1、532−i−2、演算器
533−iから構成される。
【0028】次に図3を参照して、本実施例の動作につ
いて説明する。時間フィルター531−i−j(j=1
〜4)は、nj 段の再帰型フィルターで、その時刻tに
おけるj番目のフィルターの出力Hj (x,y;・,・
S;t)は、時刻tにj−1番目のフィルターから入力
した画像データHj-1 (x,y;・,・S;t)と、時
刻t−1でのj番目のフィルターの出力値Hj (x,
y;・,・S;t−1)を用いて以下のように計算され
る。
いて説明する。時間フィルター531−i−j(j=1
〜4)は、nj 段の再帰型フィルターで、その時刻tに
おけるj番目のフィルターの出力Hj (x,y;・,・
S;t)は、時刻tにj−1番目のフィルターから入力
した画像データHj-1 (x,y;・,・S;t)と、時
刻t−1でのj番目のフィルターの出力値Hj (x,
y;・,・S;t−1)を用いて以下のように計算され
る。
【0029】
【数2】
【0030】ここで、H0 (x,y;・,S・;t)は
時間フィルター部53−iへの入力を表す。それらの結
果は、差分器532−i−1/差分器532−i−2で
画素毎の差分が求められ、最後に演算器533−iで以
下のように出力画像データP(x,y;κi ,θj ;
t)が計算される。
時間フィルター部53−iへの入力を表す。それらの結
果は、差分器532−i−1/差分器532−i−2で
画素毎の差分が求められ、最後に演算器533−iで以
下のように出力画像データP(x,y;κi ,θj ;
t)が計算される。
【0031】P(x,y;κ,θ;t)={{H
1 (x,y;κ,θ,sin;t)−H2(x,y;
κ,θ,sin;t)}−{H3 (x,y;κ,θ,c
os;t)−H4 (x,y;κ,θ,cos;t)}}
2 +{{H1 (x,y;κ,θ,cos;t)−H
2 (x,y;κ,θ,cos;t)}+{H3 (x,
y;κ,θ,sin;t)−H4 (x,y;κ,θ,s
in;t)}}2 ここで、H1 (x,y;κ,θ,sin;t)は、時間
フィルター531−i−1のsin型の出力、H
2 (x,y;κ,θ,cos;t)は、時間フィルター
531−i−2のcos型の出力を示す。
1 (x,y;κ,θ,sin;t)−H2(x,y;
κ,θ,sin;t)}−{H3 (x,y;κ,θ,c
os;t)−H4 (x,y;κ,θ,cos;t)}}
2 +{{H1 (x,y;κ,θ,cos;t)−H
2 (x,y;κ,θ,cos;t)}+{H3 (x,
y;κ,θ,sin;t)−H4 (x,y;κ,θ,s
in;t)}}2 ここで、H1 (x,y;κ,θ,sin;t)は、時間
フィルター531−i−1のsin型の出力、H
2 (x,y;κ,θ,cos;t)は、時間フィルター
531−i−2のcos型の出力を示す。
【0032】図4は、本発明の第1の実施例での畳み込
み演算部6の一実施例を示すブロック図である。図4を
参照すると、畳み込み演算部6の実施例は、フレームメ
モリ61、フーリエ変換器62、演算器63、フレーム
メモリ64、逆フーリエ変換器65、フレームメモリ6
6から構成される。
み演算部6の一実施例を示すブロック図である。図4を
参照すると、畳み込み演算部6の実施例は、フレームメ
モリ61、フーリエ変換器62、演算器63、フレーム
メモリ64、逆フーリエ変換器65、フレームメモリ6
6から構成される。
【0033】次に、図4を参照して、本実施例の畳み込
み演算部6の動作について説明する。時間フィルター5
からの出力画像p(x,y;κ,θ)は、フレームメモ
リ61に蓄えられた後、フーリエ変換部62において
x,y;κ,θについての4次元のフーリエ変換を行い
p(kx ,ky ;Κ,Θ)を得る。フレームメモリ64
に蓄えられているo(kx ,ky ;Κ,Θ)を用いて、
演算器63で各成分毎の積を行い、逆フーリエ変換器6
5で局所的オプティカルフロー分布を示す量Q(x,
y,v,θ)を得る。この結果は、フレームメモリ66
に蓄えられる。この畳み込み積分操作によって、局所的
な時空間エネルギー(オプティカルフローの成分)分布
を示すP(x,y;κ,θ)から、局所的オプティカル
フロー分布を示す量Q(x,y,v,θ)が計算され
る。このとき、o(kx ,ky ;Κ,Θ)はO(x,
y;κ,θ)のフーリエ変換したものとして予め計算し
ておく。O(x,y;κ,θ)は畳み込み積分核で、局
所的オプティカルフローの成分分布から局所的オプティ
カルフロー分布を得るように適当に設定しておく。
み演算部6の動作について説明する。時間フィルター5
からの出力画像p(x,y;κ,θ)は、フレームメモ
リ61に蓄えられた後、フーリエ変換部62において
x,y;κ,θについての4次元のフーリエ変換を行い
p(kx ,ky ;Κ,Θ)を得る。フレームメモリ64
に蓄えられているo(kx ,ky ;Κ,Θ)を用いて、
演算器63で各成分毎の積を行い、逆フーリエ変換器6
5で局所的オプティカルフロー分布を示す量Q(x,
y,v,θ)を得る。この結果は、フレームメモリ66
に蓄えられる。この畳み込み積分操作によって、局所的
な時空間エネルギー(オプティカルフローの成分)分布
を示すP(x,y;κ,θ)から、局所的オプティカル
フロー分布を示す量Q(x,y,v,θ)が計算され
る。このとき、o(kx ,ky ;Κ,Θ)はO(x,
y;κ,θ)のフーリエ変換したものとして予め計算し
ておく。O(x,y;κ,θ)は畳み込み積分核で、局
所的オプティカルフローの成分分布から局所的オプティ
カルフロー分布を得るように適当に設定しておく。
【0034】図5は、本発明の第1の実施例での時空間
フィルター部7の一実施例を示すブロック図である。図
5を参照すると、本発明の時空間フィルター部7の実施
例は、n′個の演算器71、逆FFT演算器72、時間
フィルター部73から構成される。その動作は、時空間
フィルター部5と同等である。但し、全ての処理はパラ
メータk,θについて独立に行い、例えば演算器51−
i(i=1〜n′)での処理は以下のようになる。
フィルター部7の一実施例を示すブロック図である。図
5を参照すると、本発明の時空間フィルター部7の実施
例は、n′個の演算器71、逆FFT演算器72、時間
フィルター部73から構成される。その動作は、時空間
フィルター部5と同等である。但し、全ての処理はパラ
メータk,θについて独立に行い、例えば演算器51−
i(i=1〜n′)での処理は以下のようになる。
【0035】h(kx ,ky ;κi ,θj ,S)=f
(kx ,ky ;κi ,θj )g(kx,ky ;κi ,θ
j ,S) 図6は、本発明の第1の実施例での時空間フィルター部
の中の時間フィルター部73−i(i=1〜n′)の一
実施例を示すブロック図である。図6を参照すると、本
発明の時間フィルター部73−iの実施例は、4個の時
間フィルター731−i−j(j=1〜4)、差分器7
32−i−1、732−i−2、演算器733−iから
構成される。その動作は、図3の時間フィルター部53
−iと同等である。
(kx ,ky ;κi ,θj )g(kx,ky ;κi ,θ
j ,S) 図6は、本発明の第1の実施例での時空間フィルター部
の中の時間フィルター部73−i(i=1〜n′)の一
実施例を示すブロック図である。図6を参照すると、本
発明の時間フィルター部73−iの実施例は、4個の時
間フィルター731−i−j(j=1〜4)、差分器7
32−i−1、732−i−2、演算器733−iから
構成される。その動作は、図3の時間フィルター部53
−iと同等である。
【0036】速度決定部8でオプティカルフロー分布R
(x,y,v,θ)から速度分布
(x,y,v,θ)から速度分布
【0037】
【外3】
【0038】を求める一実施例として、以下のように行
う。
う。
【0039】
【数3】
【0040】ここで、Cは、(v,θ)のとり得る値の
全体を示す。
全体を示す。
【0041】図7は、本発明の第1の実施例での時空間
フィルター部の中の時間フィルター部53−i(i=1
〜n)の別の実施例を示すブロック図である。図7を参
照すると、本発明の時間フィルター部53−iの実施例
は、3個の時間フィルター531−i−j(j=1〜
3)、差分器532−i−1、532−i−2、演算器
533−iから構成される。
フィルター部の中の時間フィルター部53−i(i=1
〜n)の別の実施例を示すブロック図である。図7を参
照すると、本発明の時間フィルター部53−iの実施例
は、3個の時間フィルター531−i−j(j=1〜
3)、差分器532−i−1、532−i−2、演算器
533−iから構成される。
【0042】次に図7を参照して、本実施例の動作につ
いて説明する。時間フィルター531−i−j(j=1
〜3)はnj 段の再帰型フィルターで、その時刻tにお
けるj番目のフィルターの出力Hj (x,y;・,・
S;t)は、時刻tにj−1番目のフィルターから入力
した画像データHj-1 (x,y;・,・S;t)と、時
刻t−1でのj番目のフィルターの出力値Hj (x,
y;・,・S;t−1)を用いて以下のように計算され
る。
いて説明する。時間フィルター531−i−j(j=1
〜3)はnj 段の再帰型フィルターで、その時刻tにお
けるj番目のフィルターの出力Hj (x,y;・,・
S;t)は、時刻tにj−1番目のフィルターから入力
した画像データHj-1 (x,y;・,・S;t)と、時
刻t−1でのj番目のフィルターの出力値Hj (x,
y;・,・S;t−1)を用いて以下のように計算され
る。
【0043】
【数4】
【0044】ここで、H0 (x,y;・,S・;t)は
時間フィルター部53−iへの入力を表す。それらの結
果は、差分器532−i−1/差分器532−i−2で
画素毎の差分が求められ、最後に演算器533−iで以
下のように出力画像データP(x,y;κi ,θj ;
t)が計算される。
時間フィルター部53−iへの入力を表す。それらの結
果は、差分器532−i−1/差分器532−i−2で
画素毎の差分が求められ、最後に演算器533−iで以
下のように出力画像データP(x,y;κi ,θj ;
t)が計算される。
【0045】P(x,y;κ,θ;t)={{H
1 (x,y;κ,θ,sin;t)−H2(x,y;
κ,θ,sin;t)}−{H2 (x,y;κ,θ,c
os;t)−H3 (x,y;κ,θ,cos;t)}}
2 +{{H1 (x,y;κ,θ,cos;t)−H
2 (x,y;κ,θ,cos;t)}+{H2 (x,
y;κ,θ,sin;t)−H3 (x,y;κ,θ,s
in;t)}}2 ここで、H1 (x,y;κ,θ,sin;t)は、時間
フィルター531−i−1のsin型の出力、H
2 (x,y;κ,θ,cos;t)は、時間フィルター
531−i−2のcos型の出力を示す。この実施例で
は、図3で示した実施例よりも局所的オプティカルフロ
ー成分の分離が多少悪くなる代わりに、回路を簡単化す
ることが出来、システムのコストパフォーマンスを向上
させることが出来る。
1 (x,y;κ,θ,sin;t)−H2(x,y;
κ,θ,sin;t)}−{H2 (x,y;κ,θ,c
os;t)−H3 (x,y;κ,θ,cos;t)}}
2 +{{H1 (x,y;κ,θ,cos;t)−H
2 (x,y;κ,θ,cos;t)}+{H2 (x,
y;κ,θ,sin;t)−H3 (x,y;κ,θ,s
in;t)}}2 ここで、H1 (x,y;κ,θ,sin;t)は、時間
フィルター531−i−1のsin型の出力、H
2 (x,y;κ,θ,cos;t)は、時間フィルター
531−i−2のcos型の出力を示す。この実施例で
は、図3で示した実施例よりも局所的オプティカルフロ
ー成分の分離が多少悪くなる代わりに、回路を簡単化す
ることが出来、システムのコストパフォーマンスを向上
させることが出来る。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば、目的とする物体のオプ
ティカルフローを測定することが可能となり、それによ
って速度を決定すると同時に物体の同定も行え、装置の
より柔軟な設置条件のもとで物体の速度を決定すること
ができる。
ティカルフローを測定することが可能となり、それによ
って速度を決定すると同時に物体の同定も行え、装置の
より柔軟な設置条件のもとで物体の速度を決定すること
ができる。
【図1】本発明による速度測定装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図2】本発明による速度測定装置の時空間フィルター
部5の一実施例を示すブロック図である。
部5の一実施例を示すブロック図である。
【図3】本発明による速度測定装置の時間フィルター部
53−iの一実施例を示すブロック図である。
53−iの一実施例を示すブロック図である。
【図4】本発明による速度測定装置の畳み込み演算部6
の一実施例を示すブロック図である。
の一実施例を示すブロック図である。
【図5】本発明による速度測定装置の時空間フィルター
部7の一実施例を示すブロック図である。
部7の一実施例を示すブロック図である。
【図6】本発明による速度測定装置の時空間フィルター
部73−iの一実施例を示すブロック図である。
部73−iの一実施例を示すブロック図である。
【図7】本発明による速度測定装置の時間フィルター部
53−iの一実施例を示すブロック図である。
53−iの一実施例を示すブロック図である。
1 TVカメラ 2 A/D変換器部 3 フレームバッファ部 4 2次元FFT変換器部 5 時空間フィルター部 6 畳み込み変換器部 7 時空間フィルター部 8 速度決定部 9 D/A変換器部 10 スーパーインポーズ部 11 TV/VTR等 51 演算器 52 逆FFT演算器 53 時間フィルター部 531 時間フィルター 532 差分器 533 演算器 61 フレームメモリ 62 フーリエ変換器 63 演算器 64 フレームメモリ 65 逆フーリエ変換器 66 フレームメモリ 71 演算器 72 逆FFT演算器 73 時間フィルター部 731 時間フィルター 732 差分器 733 演算器
Claims (6)
- 【請求項1】目的とする物体の速度を測定する方法であ
って、撮像カメラから得られた動画像信号を時空間フィ
ルター処理することによって、前記物体のオプティカル
フローを測定し、得られた前記オプティカルフローから
速度を決定すると共に目的とする前記物体の同定を行う
ことを特徴とする速度測定方法。 - 【請求項2】前記物体のオプティカルフローの測定が、
前記画像信号の輝度の時空間エネルギーを測定すること
によって行われることを特徴とする請求項1記載の速度
測定方法。 - 【請求項3】前記物体のオプティカルフローの測定が、
前記画像信号の輝度の時空間エネルギーを空間部分の広
がりを多段階に変えて測定する操作と、前記各段におけ
る時空間エネルギー測定操作から得られる局所的時空間
エネルギーの分布から局所的オプティカルフロー分布を
求める操作により行われることを特徴とする請求項1記
載の速度測定方法。 - 【請求項4】撮像装置と、前記撮像装置より得られる動
画像信号の時空間処理を行い、物体のオプティカルフロ
ーを測定する測定部から構成されることを特徴とする速
度測定装置。 - 【請求項5】前記オプティカルフロー測定部が、前記動
画像信号の輝度の時空間エネルギー測定部を有すること
を特徴とする請求項4記載の速度測定装置。 - 【請求項6】前記オプティカルフロー測定部が、前記動
画像信号の輝度の時空間エネルギーを測定する複数の測
定部と、前記各時空間エネルギー測定部より得られる局
所的時空間エネルギーの分布から局所的オプティカルフ
ロー分布を求める演算部を有することを特徴とする請求
項4記載の速度測定装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7055663A JP2780658B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 時空間フィルター、速度測定方法及び速度測定装置 |
GB9605540A GB2298919B (en) | 1995-03-15 | 1996-03-15 | Method and system for use in the measurement of velocity |
US08/616,583 US5828444A (en) | 1995-03-15 | 1996-03-15 | Velocity measurement method and velocity measurement system using optical flow, and optical flow detection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7055663A JP2780658B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 時空間フィルター、速度測定方法及び速度測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08248045A true JPH08248045A (ja) | 1996-09-27 |
JP2780658B2 JP2780658B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=13005099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7055663A Expired - Fee Related JP2780658B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 時空間フィルター、速度測定方法及び速度測定装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JP2780658B2 (ja) |
GB (1) | GB2298919B (ja) |
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KR100415313B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2004-01-16 | 한국전자통신연구원 | 동영상에서 상관 정합과 시스템 모델을 이용한 광류와카메라 움직임 산출 장치 |
FR2835059B1 (fr) * | 2002-01-18 | 2004-04-09 | Richard Kirby | Systeme de determination de la vitesse d'un ski |
JP4562656B2 (ja) * | 2003-10-17 | 2010-10-13 | パナソニック株式会社 | 超音波ドプラ血流測定装置 |
US8077922B1 (en) * | 2007-10-04 | 2011-12-13 | Barrows Geoffrey L | Optical flow sensor |
US8045140B2 (en) * | 2007-10-18 | 2011-10-25 | Stc.Unm | Method for multivariate analysis of confocal temporal image sequences for velocity estimation |
DE102008042223A1 (de) | 2008-09-19 | 2010-04-01 | Robert Bosch Gmbh | Anordnung zum Erfassen und Auswerten einer Fahrzeugbewegung in einem vorgegebenen Überwachungsbereich |
EP2199806A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-23 | Universität Zürich | Passive translational velocity measurement from optical information |
CN105025271A (zh) * | 2015-07-28 | 2015-11-04 | 深圳英飞拓科技股份有限公司 | 行为监测方法及装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06325178A (ja) * | 1993-05-13 | 1994-11-25 | Nec Corp | 動画像処理方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3890462A (en) * | 1974-04-17 | 1975-06-17 | Bell Telephone Labor Inc | Speed and direction indicator for video systems |
US4982271A (en) * | 1987-12-29 | 1991-01-01 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Motion-adaptive device for separating luminance signal and color signal |
US5011278A (en) * | 1989-04-25 | 1991-04-30 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Optical correlator method and apparatus for particle image velocimetry processing |
US5471544A (en) * | 1992-05-18 | 1995-11-28 | Markandey; Vishal | Condition number-based smoothins of optical flow fields |
US5517298A (en) * | 1993-06-01 | 1996-05-14 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc | Diode array velocimeter |
DE4408072C2 (de) * | 1994-02-01 | 1997-11-20 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Verwendung einer elektronischen Hochgeschwindigkeitskamera bei einem Verfahren zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeiten in einer Strömung |
-
1995
- 1995-03-15 JP JP7055663A patent/JP2780658B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-15 GB GB9605540A patent/GB2298919B/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-15 US US08/616,583 patent/US5828444A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06325178A (ja) * | 1993-05-13 | 1994-11-25 | Nec Corp | 動画像処理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2298919A (en) | 1996-09-18 |
GB2298919B (en) | 1999-07-28 |
GB9605540D0 (en) | 1996-05-15 |
JP2780658B2 (ja) | 1998-07-30 |
US5828444A (en) | 1998-10-27 |
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