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JP5687082B2 - Moving object tracking device - Google Patents
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Description

本発明は、画像処理により複数の移動物体を追跡する移動物体追跡装置に関する。   The present invention relates to a moving object tracking apparatus that tracks a plurality of moving objects by image processing.

画像処理により移動物体を追跡する従来技術として、テンプレートマッチング処理を用いるものが知られている。テンプレートマッチング処理では、画像全体を探索範囲とすると処理負荷が大きくなるため、注目する移動物体の前時刻での位置の周辺、或いは過去の運動等に基づく現時刻での予測位置の周辺に探索範囲を設定する。そして、この限定された探索範囲にて入力画像とテンプレートの一致の度合いを調べ、最も一致している位置に注目する移動物体が存在すると判断する。   As a conventional technique for tracking a moving object by image processing, one using a template matching process is known. In the template matching process, if the entire image is set as the search range, the processing load increases. Therefore, the search range is around the position of the moving object of interest at the previous time or around the predicted position at the current time based on past motion or the like. Set. Then, the degree of coincidence between the input image and the template is examined within the limited search range, and it is determined that there is a moving object that is focused on the most coincident position.

ここで、追跡領域内に追跡対象の移動物体が複数存在する場合、移動物体が互いに接近した状態では、それらのテンプレートの探索範囲が重なることがあり、注目する人以外の人の位置にて最もテンプレートと一致することがある。この場合、本来追跡すべき人以外の人を追跡し始める取り違えが起こる。   Here, when there are a plurality of tracking target moving objects in the tracking area, when the moving objects are close to each other, the search ranges of those templates may overlap, and the position of the person other than the person of interest is the most. May match the template. In this case, there is a mix-up that starts tracking people other than those who should be tracked.

この対策として、テンプレートの候補位置が他のテンプレートに接近している場合にはそれらテンプレートを離す修正を行って一致度を再評価する従来技術がある(特許文献1)。   As a countermeasure against this, there is a conventional technique in which when a candidate position of a template is close to another template, the degree of coincidence is re-evaluated by correcting the templates to be separated (Patent Document 1).

特開2009−48428号公報JP 2009-48428 A

しかしながら従来技術では3つ以上の物体間の距離が接近したときにテンプレート位置の修正を制御するのが困難であった。例えば、3物体のうちの1つに注目すると、他の2物体に対する2つの距離が指標となる。この場合、一方の距離を離せば他方の距離が近くなる場合がある他、両方の距離が長くなる方向に離したとしてもその方向が必ずしも真の注目物体の位置に近づく保証はない。その結果、修正されたテンプレート位置がローカルミニマムに陥って誤差を生じ、人物の取り違えを生じる場合があった。   However, in the prior art, it is difficult to control the correction of the template position when the distance between three or more objects approaches. For example, when attention is paid to one of three objects, two distances to the other two objects are used as an index. In this case, if one distance is separated, the other distance may be closer, and even if both distances are increased, there is no guarantee that the direction will approach the true target object position. As a result, the corrected template position falls into the local minimum, causing an error and sometimes causing a mistake in the person.

このような誤差を生じる可能性は接近している物体が増えるほど増加する。また、接近している物体が増えるほどその組み合わせに応じて修正回数が増え、リアルタイムの追跡が困難となる問題があった。   The likelihood of such errors increases as more objects are approached. In addition, as the number of objects approaching increases, the number of corrections increases according to the combination, and there is a problem that real-time tracking becomes difficult.

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、物体同士が接近したときでもこれらの位置を正確に追跡可能な移動物体追跡装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a moving object tracking device capable of accurately tracking these positions even when objects approach each other.

本発明に係る移動物体追跡装置は、所定の空間を撮影した時系列の画像を用いて、前記空間内を移動する複数の物体を追跡するものであって、注目時刻より過去における前記各物体の過去位置の情報、及び前記物体の画像特徴を抽出するための参照情報を記憶する記憶部と、前記過去位置から前記各物体の前記注目時刻における移動先の候補位置を予測する位置予測部と、前記各物体を注目物体とし、前記複数の物体のうち当該注目物体を除いた他物体の前記候補位置の分布範囲に前記他物体の存在蓋然性を表す存在度を設定する存在度設定部と、前記注目時刻の前記画像と前記参照情報との対比により当該画像において前記注目物体の前記候補位置と対応する部分から前記画像特徴が抽出される度合いに応じた評価値を当該候補位置に設定された前記存在度に応じて低めて算出し、当該候補位置の前記評価値から当該注目物体の移動先位置を判定する物体位置判定部と、を備える。   A moving object tracking device according to the present invention tracks a plurality of objects moving in the space using time-series images obtained by photographing a predetermined space, and each object in the past from the attention time A storage unit that stores past position information and reference information for extracting image features of the object; a position prediction unit that predicts a candidate position of a destination of the object at the target time from the past position; The presence setting unit that sets each object as a target object, and sets a presence level representing the probability of existence of the other object in a distribution range of the candidate positions of the other objects excluding the target object among the plurality of objects, An evaluation value corresponding to the degree to which the image feature is extracted from the portion corresponding to the candidate position of the target object in the image is set in the candidate position by comparing the image at the target time with the reference information. Calculated reduced in accordance with the abundance that, and a determining object position determination unit the destination location of the target object from the evaluation value of the candidate position.

他の本発明に係る移動物体追跡装置においては、前記位置予測部は、前記物体ごとに前記候補位置を複数予測し、前記存在度設定部は、前記他物体の前記候補位置それぞれを中心とし当該他物体の大きさを有する各範囲に当該他物体の存在蓋然性を表す存在度関数を設定し、当該存在度関数の値を前記空間内の位置ごとに加算して前記存在度を算出する。当該移動物体追跡装置においては、前記存在度設定部は、前記物体位置判定部により前記評価値が算出された候補位置の前記存在度関数に当該評価値に応じた重み付けをして前記存在度を算出する構成とすることができる。   In the moving object tracking device according to another aspect of the invention, the position predicting unit predicts a plurality of candidate positions for each object, and the presence setting unit is centered on each of the candidate positions of the other object. A presence function representing the probability of existence of the other object is set in each range having the size of the other object, and the presence degree is calculated by adding the value of the presence function for each position in the space. In the moving object tracking device, the presence level setting unit weights the presence level function of the candidate position for which the evaluation value is calculated by the object position determination unit according to the evaluation value, and calculates the presence level. It can be set as the structure to calculate.

さらに他の本発明に係る移動物体追跡装置においては、前記存在度設定部は、前記他物体のうち前記物体位置判定部により前記移動先位置が判定されたものについては当該他物体の前記候補位置の代わりに前記判定された移動先位置を用いて前記存在度を設定する範囲を定める。   In the moving object tracking device according to still another aspect of the present invention, the presence level setting unit may include the candidate position of the other object for the other object whose position is determined by the object position determination unit. Instead, the range for setting the presence is determined using the determined destination position.

別の本発明に係る移動物体追跡装置においては、前記位置予測部は、前記物体ごとに前記候補位置を複数予測し、前記存在度設定部は、前記他物体ごとに前記複数の候補位置の分布に応じた確率密度関数を設定し、前記各他物体の前記確率密度関数の値を前記空間内の位置ごとに加算して前記存在度を算出する。   In the moving object tracking device according to another aspect of the invention, the position predicting unit predicts a plurality of candidate positions for each object, and the presence setting unit distributes the plurality of candidate positions for each other object. A probability density function according to the above is set, and the value of the probability density function of each other object is added for each position in the space to calculate the presence level.

本発明によれば、注目物体の移動先の候補位置に対する移動先位置としての評価値を、当該位置における他物体の存在度に応じて低めることで、接近する複数の物体の移動先位置を好適に離間させることができる。すなわち、複数の物体が接近したとき、特に3つ以上の物体が接近したときであっても各物体の位置を精度良く判定できる。   According to the present invention, by reducing the evaluation value as the movement destination position with respect to the candidate position of the movement destination of the object of interest according to the presence of other objects at the position, the movement destination positions of a plurality of approaching objects are preferable. Can be separated. That is, the position of each object can be accurately determined even when a plurality of objects approach, particularly when three or more objects approach.

本発明の実施形態に係る移動物体追跡装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the moving object tracking apparatus which concerns on embodiment of this invention. 三次元モデルの一例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a three-dimensional model typically. 複数の移動物体として4人の人物が接近して存在する監視空間の模式的な斜視図である。It is a typical perspective view of the monitoring space where four persons exist as a plurality of moving objects. 図3の移動物体の配置に対応した存在度マップの例を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the example of a presence map corresponding to arrangement | positioning of the moving object of FIG. 予測位置から個別存在度マップを作成する方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the method of producing an individual presence map from a predicted position. 個別存在度マップから注目物体の物体位置判定用の合成存在度マップを作成する方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the method of producing the synthetic | combination presence map for object position determination of an attention object from an individual presence map. 物体位置判定用の合成存在度マップの他の作成方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the other preparation method of the synthetic | combination presence map for object position determination. 本発明の実施形態に係る移動物体追跡装置の追跡処理の概略のフロー図である。It is a general | schematic flowchart of the tracking process of the moving object tracking apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る移動物体追跡装置による処理例を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the process example by the moving object tracking apparatus which concerns on embodiment of this invention. 予測位置から個別存在度マップを作成する他の方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the other method of creating an individual presence map from a predicted position.

以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)である移動物体追跡装置1について、図面に基づいて説明する。移動物体追跡装置1は、監視空間内を移動する人物を追跡対象物(以下、移動物体と称する)とし、監視空間を撮像した監視画像を処理して移動物体の追跡を行う。移動物体追跡装置1は監視空間に存在する複数の移動物体を追跡可能に構成されている。なお、監視空間は屋内に限定されず屋外であってもよく、移動物体は車両など人物以外であってもよい。   Hereinafter, a moving object tracking device 1 according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings. The moving object tracking device 1 uses a person moving in the monitoring space as a tracking target (hereinafter referred to as a moving object), and processes the monitoring image obtained by imaging the monitoring space to track the moving object. The moving object tracking device 1 is configured to be able to track a plurality of moving objects existing in the monitoring space. The monitoring space is not limited to being indoors but may be outdoors, and the moving object may be a person other than a person such as a vehicle.

[移動物体追跡装置の構成]
図1は、実施形態に係る移動物体追跡装置1のブロック構成図である。移動物体追跡装置1は、撮像部2、設定入力部3、記憶部4、制御部5及び出力部6を含んで構成される。撮像部2、設定入力部3、記憶部4及び出力部6は制御部5に接続される。
[Configuration of moving object tracking device]
FIG. 1 is a block diagram of a moving object tracking device 1 according to the embodiment. The moving object tracking device 1 includes an imaging unit 2, a setting input unit 3, a storage unit 4, a control unit 5, and an output unit 6. The imaging unit 2, the setting input unit 3, the storage unit 4, and the output unit 6 are connected to the control unit 5.

撮像部2は監視カメラであり、監視空間を臨むように設置され、監視空間を所定の時間間隔で撮影する。撮影された監視空間の監視画像は順次、制御部5へ出力される。専ら床面又は地表面等の基準面に沿って移動する人の位置、移動を把握するため、撮像部2は基本的に人を俯瞰撮影可能な高さに設置され、例えば、本実施形態では移動物体追跡装置1は屋内監視に用いられ、撮像部2は天井に設置される。監視画像が撮像される時間間隔は例えば1/5秒である。以下、この撮像の時間間隔で刻まれる時間の単位を時刻と称する。   The imaging unit 2 is a monitoring camera, is installed so as to face the monitoring space, and images the monitoring space at a predetermined time interval. The captured monitoring images of the monitoring space are sequentially output to the control unit 5. In order to grasp the position and movement of a person who moves along a reference plane such as the floor surface or the ground surface, the imaging unit 2 is basically installed at a height that allows a bird's-eye photography, for example, in this embodiment, The moving object tracking device 1 is used for indoor monitoring, and the imaging unit 2 is installed on the ceiling. The time interval at which the monitoring image is captured is 1/5 second, for example. Hereinafter, the unit of time recorded at the time interval of imaging is referred to as time.

設定入力部3は、管理者が制御部5に対して各種設定を行うための入力手段であり、例えば、タッチパネルディスプレイ等のユーザインターフェース装置である。   The setting input unit 3 is an input means for the administrator to perform various settings for the control unit 5, and is a user interface device such as a touch panel display, for example.

記憶部4は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶装置である。記憶部4は、各種プログラムや各種データを記憶し、制御部5との間でこれらの情報を入出力する。各種データには、三次元モデル40、カメラパラメータ41、予測位置42、物体位置43、存在度マップ44及び背景画像が含まれる。   The storage unit 4 is a storage device such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). The storage unit 4 stores various programs and various data, and inputs / outputs such information to / from the control unit 5. Various data includes a three-dimensional model 40, a camera parameter 41, a predicted position 42, an object position 43, an abundance map 44, and a background image.

三次元モデル40は、監視空間(実空間)を模した仮想空間に移動物体の立体形状を近似した移動物体モデルを配置した状態を記述したデータである。本実施形態では、監視空間及び仮想空間をX,Y,Z軸からなる右手直交座標系で表し、鉛直上方をZ軸の正方向に設定する。また、床面等の基準面は水平であり、Z=0で表されるXY平面で定義する。仮想空間内での移動物体モデルの配置は任意位置に設定することができる。   The three-dimensional model 40 is data describing a state in which a moving object model that approximates a three-dimensional shape of a moving object is arranged in a virtual space that simulates a monitoring space (real space). In the present embodiment, the monitoring space and the virtual space are represented by a right-handed orthogonal coordinate system including the X, Y, and Z axes, and the vertically upward direction is set to the positive direction of the Z axis. A reference surface such as a floor surface is horizontal and is defined by an XY plane represented by Z = 0. The arrangement of the moving object model in the virtual space can be set at an arbitrary position.

図2は、三次元モデル40の一例を模式的に示す斜視図であり、監視空間をN×M×Kの位置座標に離散化した仮想空間の基準面100、カメラ位置101及び移動物体モデル103の配置例を示している。   FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the three-dimensional model 40. The reference plane 100, the camera position 101, and the moving object model 103 of the virtual space obtained by discretizing the monitoring space into N × M × K position coordinates. An arrangement example is shown.

移動物体モデルは、例えば、移動物体を構成する複数の構成部分毎の立体形状を表す部分モデルと、それら部分モデル相互の配置関係とを記述したデータである。移動物体追跡装置1が監視対象とする移動物体は立位の人であり、本実施形態では、例えば、人の頭部胴部、脚部の3部分の立体形状を近似する回転楕円体をZ軸方向に積み重ねた移動物体モデルを設定する。基準面から頭部中心までの高さをH、胴部の最大幅(胴部短軸直径)をWで表す。本実施形態では説明を簡単にするため、高さH、幅Wは標準的な人物サイズとし任意の移動物体に共通とする。また、頭部中心を移動物体の代表位置とする。なお、移動物体モデルはより単純化して1つの回転楕円体で近似してもよい。移動物体モデルの立体形状に関するデータは、追跡処理に先立って記憶部4に格納される。   The moving object model is, for example, data describing a partial model representing a three-dimensional shape for each of a plurality of constituent parts constituting the moving object, and an arrangement relationship between the partial models. The moving object to be monitored by the moving object tracking device 1 is a standing person. In this embodiment, for example, a spheroid approximating the three-dimensional shape of the human head torso and leg is represented by Z Set the moving object model stacked in the axial direction. The height from the reference plane to the center of the head is represented by H, and the maximum width of the trunk (the trunk minor axis diameter) is represented by W. In this embodiment, in order to simplify the description, the height H and the width W are standard human sizes and are common to any moving object. The center of the head is set as the representative position of the moving object. Note that the moving object model may be further simplified and approximated by one spheroid. Data relating to the three-dimensional shape of the moving object model is stored in the storage unit 4 prior to the tracking process.

また、記憶部4に移動物体モデルとして格納されるデータは、追跡対象の移動物体を個々に特徴付ける参照情報として、監視画像から抽出された各移動物体の特徴量(例えば色ヒストグラムなどの画像特徴)を含む。当該移動物体の特徴量は、入力画像にて追跡対象となる移動物体が新規に検出されると、当該検出位置に対応した画像領域から抽出され、記憶部4に格納される。なお、移動物体モデルの形状に関するデータも移動物体の画像特徴を抽出する際に参照情報として用いられ監視画像と対比される。   The data stored as a moving object model in the storage unit 4 is the feature information of each moving object extracted from the monitoring image (for example, image features such as a color histogram) as reference information for individually characterizing the moving object to be tracked. including. The feature quantity of the moving object is extracted from the image area corresponding to the detected position and stored in the storage unit 4 when a moving object to be tracked is newly detected in the input image. Note that the data related to the shape of the moving object model is also used as reference information when extracting the image features of the moving object and is compared with the monitoring image.

カメラパラメータ41は、撮像部2が監視空間を投影した監視画像を撮影する際の投影条件に関する情報を含む。例えば、実際の監視空間における撮像部2の設置位置及び撮像方向といった外部パラメータ、撮像部2の焦点距離、画角、レンズ歪みその他のレンズ特性や、撮像素子の画素数といった内部パラメータを含む。実際に計測するなどして得られたこれらのパラメータが予め設定入力部3から入力され、記憶部4に格納される。公知のピンホールカメラモデル等のカメラモデルにカメラパラメータ41を適用した座標変換式により、三次元モデル40を監視画像の座標系(撮像部2の撮像面;xy座標系)に投影できる。   The camera parameter 41 includes information regarding a projection condition when the imaging unit 2 captures a monitoring image that projects the monitoring space. For example, external parameters such as the installation position and imaging direction of the imaging unit 2 in the actual monitoring space, focal length, angle of view, lens distortion, and other lens characteristics of the imaging unit 2, and internal parameters such as the number of pixels of the imaging element are included. These parameters obtained by actual measurement or the like are input in advance from the setting input unit 3 and stored in the storage unit 4. The three-dimensional model 40 can be projected onto the coordinate system of the monitoring image (imaging surface of the imaging unit 2; xy coordinate system) by a coordinate transformation formula in which the camera parameter 41 is applied to a camera model such as a known pinhole camera model.

予測位置42(仮説)は、各時刻における移動物体の位置の予測値(予測位置)に関する情報である。確率的に移動物体の位置(物体位置)を判定するために予測位置は移動物体ごとに多数(その個数をαで表す。例えば1移動物体あたり200個)設定される。具体的には、予測位置42は、移動物体の識別子と、各時刻における予測位置のインデックス(0〜α−1)及びその位置座標(XYZ座標系)とを対応付けた時系列データである。   The predicted position 42 (hypothesis) is information regarding the predicted value (predicted position) of the position of the moving object at each time. In order to determine the position (object position) of a moving object stochastically, a large number of predicted positions are set for each moving object (the number is represented by α, for example, 200 per moving object). Specifically, the predicted position 42 is time-series data in which an identifier of a moving object is associated with an index (0 to α-1) of a predicted position at each time and its position coordinates (XYZ coordinate system).

物体位置43は各時刻における移動物体の位置に関する情報であり、具体的には、移動物体の識別子と位置座標(XYZ座標系)とを対応付けた時系列データである。すなわち、物体位置43には、時刻ごとに判定される各移動物体の位置が順次、追記され、各移動物体の過去位置の情報が保持される。   The object position 43 is information regarding the position of the moving object at each time, and specifically is time-series data in which the identifier of the moving object is associated with the position coordinates (XYZ coordinate system). That is, the position of each moving object determined at each time is sequentially added to the object position 43, and information on the past position of each moving object is held.

なお、予測位置42、物体位置43を監視空間の水平面座標(XY座標系)で特定する構成として処理を高速化することができる。本実施形態では、理解を容易にするために当該構成を例に説明する。   Note that the processing can be speeded up as a configuration in which the predicted position 42 and the object position 43 are specified by the horizontal coordinate (XY coordinate system) of the monitoring space. In the present embodiment, the configuration will be described as an example for easy understanding.

存在度マップ44は、監視空間の各位置において各移動物体が存在し得る度合い(蓋然性)を表す存在度を当該位置及び当該移動物体の識別符号と対応付けたデータである。存在度は予測位置42又は物体位置43を中心位置にして設定される。移動物体は監視空間の一部を占有し、複数の移動物体の占有空間は排他的に存在することに対応させて、任意の移動物体の存在度を他の移動物体の物体位置を判定する際のペナルティ値として用いることで物体間に排他作用を奏させる。   The presence map 44 is data in which a presence indicating the degree (probability) that each moving object may exist at each position in the monitoring space is associated with the position and the identification code of the moving object. The degree of presence is set with the predicted position 42 or the object position 43 as the center position. When moving objects occupy a part of the monitoring space, and the occupied space of multiple moving objects exists exclusively, the presence of any moving object is determined when determining the position of another moving object By using this as a penalty value, an exclusive action is produced between objects.

図3は複数の移動物体として4人の人物(移動物体#1〜#4)が接近して存在する監視空間の模式的な斜視図である。図4は存在度マップ44の例を説明する模式図であり、図3の移動物体の配置に対応した例を示している。存在度マップ44は、基準面に対応して位置を表すX軸及びY軸と、X軸及びY軸と直交して存在度を表すP軸とを有する。存在度マップ44には移動物体ごとの個別存在度マップと複数の個別存在度マップを合成した合成存在マップとがある。図4(a)は、移動物体#1の個別存在度マップ201、移動物体#2の個別存在度マップ202、移動物体#3の個別存在度マップ203、移動物体#4の個別存在度マップ204を示している。個別存在度マップ201〜204においてそれぞれ左上に示す雲形の領域が、有意な存在度の分布範囲を示している。図4(b)はこれら4つの個別存在度マップ201〜204を合成した合成存在度マップ210を示している。   FIG. 3 is a schematic perspective view of a monitoring space where four persons (moving objects # 1 to # 4) are present as a plurality of moving objects. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an example of the presence map 44, and shows an example corresponding to the arrangement of the moving objects in FIG. The abundance map 44 has an X axis and a Y axis that represent positions corresponding to the reference plane, and a P axis that represents the abundance perpendicular to the X and Y axes. The presence map 44 includes an individual presence map for each moving object and a combined presence map obtained by combining a plurality of individual presence maps. 4A shows an individual presence map 201 of the moving object # 1, an individual presence map 202 of the moving object # 2, an individual presence map 203 of the moving object # 3, and an individual presence map 204 of the moving object # 4. Is shown. In the individual abundance maps 201 to 204, the cloud-shaped regions shown at the upper left indicate the distribution ranges of significant abundances. FIG. 4B shows a composite presence map 210 obtained by combining these four individual presence maps 201 to 204.

個別存在度マップのそれぞれはXY座標を変数とする複数の二次元正規分布の確率密度関数を加算合成した関数の出力値(図4(a)はこの場合の例を示している。)、又はXY座標を変数とする1つの二次元正規分布の確率密度関数の出力値で表される。本実施形態では基準面をN×Mに離散化しているので、個別存在度マップは実態的にはX=[0,N−1]、Y=[0,M−1]の範囲で各XY座標における上記関数の出力値が個別存在度として並び、これら個別存在度の集まりに移動物体の識別符号が対応付けられたデータである。個別存在度マップは、各二次元正規分布の平均値μ及び分散値σと当該各分布の重みωとの組が移動物体の識別符号と対応付けられたデータとすることもできる。 Each individual abundance map is an output value of a function obtained by adding and combining a plurality of two-dimensional normal distribution probability density functions having XY coordinates as variables (FIG. 4A shows an example in this case), or It is represented by an output value of a probability density function of one two-dimensional normal distribution having XY coordinates as variables. In this embodiment, since the reference plane is discretized into N × M, the individual abundance map is actually XY in the range of X = [0, N−1] and Y = [0, M−1]. The output values of the above functions at the coordinates are arranged as individual abundances, and the collection codes of the individual abundances are associated with the moving object identification codes. The individual presence map may be data in which a set of the average value μ and variance value σ 2 of each two-dimensional normal distribution and the weight ω of each distribution is associated with an identification code of the moving object.

合成存在度マップは複数の個別存在度マップを重ね合わせたものであり、個別存在度マップと同じXY座標範囲に合成存在度が並んだデータである。合成存在度マップは、加算された各二次元正規分布の平均値μ及び分散値σと当該分布の重みωとの組からなるデータとすることもできる。 The composite presence map is obtained by superimposing a plurality of individual presence maps, and is data in which composite presences are arranged in the same XY coordinate range as the individual presence map. The composite abundance map may be data composed of a set of the average value μ and variance value σ 2 of each added two-dimensional normal distribution and the weight ω of the distribution.

制御部5は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、MCU(Micro Control Unit)等の演算装置を用いて構成され、記憶部4からプログラムを読み出して実行し、変化画素抽出部50、位置予測部51、存在度算出部52、物体位置判定部53及び異常判定部54として機能する。   The control unit 5 is configured using an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), or an MCU (Micro Control Unit), and reads and executes a program from the storage unit 4 to change a pixel extraction unit. 50, functions as a position prediction unit 51, a presence calculation unit 52, an object position determination unit 53, and an abnormality determination unit 54.

変化画素抽出部50は、撮像部2から新たに入力された監視画像から変化画素を抽出し、抽出された変化画素の情報を物体位置判定部53へ出力する。そのために変化画素抽出部50は、新たに入力された監視画像と背景画像との差分処理を行って差が予め設定された差分閾値以上である画素を変化画素として抽出する。変化画素は背景画像を参照情報として監視画像との対比により抽出される移動物体の画像特徴である。なお、差分処理に代えて新たに入力された監視画像と背景画像との相関処理によって変化画素を抽出してもよいし、背景画像に代えて背景モデルを学習して当該背景モデルとの差分処理によって変化画素を抽出してもよい。   The change pixel extraction unit 50 extracts change pixels from the monitoring image newly input from the imaging unit 2, and outputs information on the extracted change pixels to the object position determination unit 53. Therefore, the change pixel extraction unit 50 performs a difference process between the newly input monitoring image and the background image, and extracts a pixel whose difference is equal to or greater than a preset difference threshold as a change pixel. The change pixel is an image feature of the moving object extracted by comparing with the monitoring image using the background image as reference information. Note that the changed pixels may be extracted by a correlation process between the newly input monitoring image and the background image instead of the difference process, or the background model is learned instead of the background image and the difference process with the background model is performed. The change pixel may be extracted by.

位置予測部51(仮説設定部)は、移動物体の過去の位置情報(物体位置又は予測位置)を用いて当該移動物体の動き予測を行い、移動物体の現時刻における移動先候補位置である複数の予測位置を求める。   The position predicting unit 51 (hypothesis setting unit) performs motion prediction of the moving object using past position information (object position or predicted position) of the moving object, and a plurality of movement destination candidate positions at the current time of the moving object. Find the predicted position.

まず、位置予測部51は、過去に判定された各移動物体の物体位置又は過去に設定された各移動物体の予測位置から動き予測を行なって、新たに監視画像が入力された時刻において移動物体が存在する位置を予測し、予測された位置(予測位置)を存在度算出部52及び物体位置判定部53へ出力する。上述したように予測位置は各移動物体に対してα個設定される。このように多数の予測位置を順次設定して確率的に移動物体の位置(物体位置)を判定する方法はパーティクルフィルタなどと呼ばれ、設定される予測位置は仮説などと呼ばれる。予測位置は監視画像のxy座標系で設定することもできるが、本実施形態では監視空間のXYZ座標系で設定する。動き予測は過去の位置データに所定の運動モデルを適用するか、又は所定の予測フィルタを適用することで行なわれる。   First, the position prediction unit 51 performs motion prediction from the object position of each moving object determined in the past or the predicted position of each moving object set in the past, and the moving object at the time when a new monitoring image is input. Is predicted, and the predicted position (predicted position) is output to the presence calculation unit 52 and the object position determination unit 53. As described above, α predicted positions are set for each moving object. A method of determining a position (object position) of a moving object in a probabilistic manner by sequentially setting a large number of predicted positions in this manner is called a particle filter or the like, and the set predicted position is called a hypothesis or the like. The predicted position can be set in the xy coordinate system of the monitoring image, but in the present embodiment, it is set in the XYZ coordinate system of the monitoring space. Motion prediction is performed by applying a predetermined motion model or applying a predetermined prediction filter to past position data.

存在度算出部52(存在度設定部)は、位置予測部51により設定された予測位置42又は/及び物体位置判定部53により判定された物体位置43を参照して存在度マップ44を作成し、作成された存在度マップ44を記憶部4に記憶させる。また、存在度算出部52は注目物体の識別符号及び当該注目物体の候補位置を入力されると存在度マップ44から当該候補位置における注目物体を除いた他物体の存在度を出力する。   The presence calculation unit 52 (presence setting unit) creates the presence map 44 with reference to the predicted position 42 set by the position prediction unit 51 and / or the object position 43 determined by the object position determination unit 53. The created presence map 44 is stored in the storage unit 4. In addition, when the identification code of the target object and the candidate position of the target object are input, the presence level calculation unit 52 outputs the presence level of other objects excluding the target object at the candidate position from the level map 44.

個別存在度マップを作成する2つの方法(A1)及び(A2)を以下に説明する。
(A1)本方法は予測位置42から個別存在度マップを作成する方法である。存在度算出部52は、作成対象の移動物体の予測位置42を記憶部4から読み出して本方法により当該移動物体の個別存在度を算出する。本方法は各予測位置に対して未だ尤度が算出されていない状態で用いることができる。図5は本方法による個別存在度マップの作成例を説明する模式図である。作成対象の移動物体の各予測位置(図5(a)にて基準平面100上に示す小円の中心)に対して、当該予測位置を平均値μとし、3σが移動物体の幅の2分の1(W/2)と合致する分散値σを設定した二次元正規分布の確率密度関数(図5(b)の山型の関数)を作成する。存在度として有意な値は移動物体の大きさと対応する範囲内に設定される。そして、これらの二次元正規分布をそれぞれ重み1.0で加算合成して得られる関数の各XY座標における出力値をそれらの最大値で除する正規化を行い、その正規化後の各XY座標における値を作成対象の移動物体の個別存在度マップと定義する。図5(c)にて基準面100に示す雲形の領域は、作成対象の移動物体の各予測位置に対する二次元正規分布の3σの範囲であり、個別存在度が実質的に設定される範囲に相当する。また、図5(d)は図5(c)の一点鎖線に沿った個別存在度の変化を示す模式的なグラフである。
(A2)本方法は物体位置43から個別存在度マップを作成する方法である。存在度算出部52は、作成対象の移動物体の物体位置43を記憶部4から読み出して本方法により当該移動物体の個別存在度を算出する。作成対象の移動物体の物体位置を平均値μとし、3σが移動物体の幅の2分の1(W/2)と合致する分散値σを設定した二次元正規分布の確率密度関数を作成する。存在度として有意な値は移動物体の大きさと対応する範囲内に設定される。そして当該関数の各XY座標における出力値を作成対象の移動物体の個別存在度マップと定める。
Two methods (A1) and (A2) for creating the individual presence map will be described below.
(A1) This method is a method of creating an individual presence map from the predicted position 42. The presence degree calculation unit 52 reads the predicted position 42 of the moving object to be created from the storage unit 4 and calculates the individual presence degree of the moving object by this method. This method can be used in a state where the likelihood has not yet been calculated for each predicted position. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of creating an individual presence map by this method. For each predicted position of the moving object to be created (the center of the small circle shown on the reference plane 100 in FIG. 5A), the predicted position is an average value μ, and 3σ is two minutes of the width of the moving object. A probability density function of a two-dimensional normal distribution in which a variance value σ 2 matching 1 (W / 2) is set (a mountain function in FIG. 5B) is created. A significant value as the presence level is set within a range corresponding to the size of the moving object. Then, normalization is performed by dividing the output value in each XY coordinate of the function obtained by adding and synthesizing these two-dimensional normal distributions with a weight of 1.0, and XY coordinates after the normalization. The value in is defined as an individual abundance map of moving objects to be created. The cloud-shaped region shown on the reference plane 100 in FIG. 5C is a 3σ range of the two-dimensional normal distribution for each predicted position of the moving object to be created, and the range where the individual abundance is substantially set. Equivalent to. FIG. 5D is a schematic graph showing a change in individual abundance along the alternate long and short dash line in FIG.
(A2) This method is a method of creating an individual presence map from the object position 43. The presence degree calculation unit 52 reads the object position 43 of the moving object to be created from the storage unit 4 and calculates the individual presence degree of the moving object by this method. Create a probability density function of a two-dimensional normal distribution in which the object position of the moving object to be created is the average value μ, and 3σ is set to a variance value σ 2 that matches one half (W / 2) of the width of the moving object. To do. A significant value as the presence level is set within a range corresponding to the size of the moving object. And the output value in each XY coordinate of the said function is defined as the separate presence degree map of the moving object of creation object.

本実施形態の存在度算出部52は、未だ物体位置が判定されていない移動物体に対しては(A1)の方法で個別存在度マップを作成し、物体位置が判定された移動物体に対しては(A2)の方法で個別存在度マップを更新する。   The presence calculation unit 52 of the present embodiment creates an individual presence map by the method (A1) for a moving object whose object position has not yet been determined, and for the moving object whose object position has been determined. Updates the individual presence map by the method (A2).

次に、個別存在度マップから注目物体の物体位置判定用の合成存在度マップを作成する方法について説明する。図6は当該方法を、注目物体#1の物体位置判定に用いる他物体#2〜#4についての合成存在度マップの生成を例に説明する模式図である。まず、存在度算出部52は、全物体の個別存在度マップ201〜204において互いに対応する位置同士で値を加算し、加算結果のXY座標内での最大値で各位置の加算値を除して正規化することで全物体の合成存在度マップ210を作成する。次に、全物体の合成存在度マップ210における各位置の合成存在度から、注目物体#1の個別存在度マップ201における当該位置の個別存在度を減算して他物体#2〜#4についての合成存在度マップ400を作成する。なお、合成存在度マップ210から注目物体の個別存在度マップ201を減算する際に、当該個別存在度マップ201には合成存在度マップ210の作成時と同じ正規化を行う。   Next, a method for creating a composite presence map for determining the object position of the object of interest from the individual presence map will be described. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the method by taking as an example the generation of a composite presence map for other objects # 2 to # 4 used for determining the object position of the object of interest # 1. First, the presence calculation unit 52 adds values at positions corresponding to each other in the individual presence maps 201 to 204 of all objects, and divides the added value at each position by the maximum value in the XY coordinates of the addition result. The composite abundance map 210 of all objects is created by normalization. Next, the individual abundance of the position in the individual abundance map 201 of the object of interest # 1 is subtracted from the abundance of each position in the synthesis abundance map 210 of all objects, and the other objects # 2 to # 4 are obtained. A composite abundance map 400 is created. When subtracting the individual presence map 201 of the object of interest from the composite presence map 210, the individual presence map 201 is normalized in the same way as when the composite presence map 210 is created.

図7は物体位置判定用の合成存在度マップの他の作成方法を説明する模式図であり、移動物体#1を注目物体とした例を示している。この方法では存在度算出部52は、移動物体#1〜#4のうち注目物体#1だけを除いた残りの他物体#2〜#4の個別存在度マップ202〜204について、それぞれの対応する位置同士で値を加算し、加算結果のXY座標内での最大値で各位置の加算値を除して正規化することで注目物体の物体位置判定用の合成存在度マップ401を作成する。   FIG. 7 is a schematic diagram for explaining another method of creating a composite abundance map for object position determination, and shows an example in which the moving object # 1 is an object of interest. In this method, the presence calculation unit 52 corresponds to each of the individual presence maps 202 to 204 of the remaining other objects # 2 to # 4 except for the attention object # 1 among the moving objects # 1 to # 4. A combined presence map 401 for determining the object position of the object of interest is created by adding values between positions and normalizing the addition result of each position by the maximum value in the XY coordinates of the addition result.

図6を用いて説明した方法で作成される合成存在度マップ400は、図7を用いて説明した方法で作成される合成存在度マップ401と、XY座標内での合成存在度の分布の本質的な特徴は同じであるが正規化に違いがある。具体的には図6で説明した方法では、一度、全物体の合成存在度マップ210を作成して正規化しておくことで、全物体に共通の尺度で物体位置判定時のペナルティ値を設定することが容易となる。   The composite abundance map 400 created by the method described with reference to FIG. 6 includes the composite abundance map 401 created by the method described with reference to FIG. 7 and the essence of the composite abundance distribution in the XY coordinates. The characteristics are the same, but there is a difference in normalization. Specifically, in the method described with reference to FIG. 6, a penalty value at the time of object position determination is set on a scale common to all objects by creating and normalizing a composite abundance map 210 of all objects once. It becomes easy.

上述の注目物体の物体位置判定用の合成存在度マップは、複数の移動物体のうち当該注目物体だけを除いた他物体の候補位置に基づいて作成された、他物体の存在度を注目時刻の監視空間の各位置にて与える存在度関数に当たる。存在度算出部52は、注目物体の識別符号とその候補位置を入力されると、当該注目物体に対応した物体位置判定用の合成存在度マップに基づいて、当該候補位置での他物体の存在度を出力する。   The above-described combined presence degree map for determining the object position of the target object is created based on the candidate positions of other objects excluding only the target object among a plurality of moving objects, and the presence degree of the other object is calculated as the target time. It corresponds to the abundance function given at each position in the monitoring space. When the identification code of the target object and its candidate position are input, the presence level calculation unit 52, based on the combined presence map for object position determination corresponding to the target object, the presence of another object at the candidate position Output degrees.

なお、什器等が設置されて移動物体が存在し得ないことが予め分かっている位置に合成存在度1.0を上書き設定することもできる。   It should be noted that the composite presence 1.0 can be overwritten at a position where it is known in advance that a fixture or the like is installed and no moving object can exist.

物体位置判定部53は、監視画像及び監視空間内において対象物が存在し得る候補位置を入力され、監視画像において各候補位置と対応する部分の画像特徴を評価して評価値を算出する。そして、各候補位置の当該評価値に基づいて移動物体の物体位置を判定し、判定結果を記憶部4に記憶させる。候補位置は位置予測部51から入力された予測位置である。   The object position determination unit 53 receives a monitoring image and a candidate position where an object can exist in the monitoring space, and evaluates an image feature of a portion corresponding to each candidate position in the monitoring image to calculate an evaluation value. Then, the object position of the moving object is determined based on the evaluation value of each candidate position, and the determination result is stored in the storage unit 4. The candidate position is a predicted position input from the position prediction unit 51.

物体位置判定部53は、ペナルティ値を加味して各予測位置を評価する評価値算出部530(尤度算出部)及び各予測位置の評価から移動物体ごとに1つの物体位置を判定する物体位置算出部531を含んで構成される。以下、評価値算出部530及び物体位置算出部531について詳説する。   The object position determination unit 53 determines an object position for each moving object from an evaluation value calculation unit 530 (likelihood calculation unit) that evaluates each predicted position in consideration of a penalty value and evaluation of each predicted position. A calculation unit 531 is included. Hereinafter, the evaluation value calculation unit 530 and the object position calculation unit 531 will be described in detail.

評価値算出部530は、監視画像において各移動物体の予測位置に対応する領域から当該移動物体の特徴量を抽出し、特徴量の抽出度合いに応じた、当該予測位置の物体位置としての尤度(評価値)を算出して物体位置算出部531へ出力する。このとき評価値算出部530は、注目物体の識別符号とその候補位置を存在度算出部52に入力して、当該候補位置での注目物体以外の他物体の存在度を算出させ、当該存在度により当該予測位置の尤度を低める補正を行なう。   The evaluation value calculation unit 530 extracts the feature amount of the moving object from the region corresponding to the predicted position of each moving object in the monitoring image, and the likelihood as the object position of the predicted position according to the degree of feature amount extraction. (Evaluation value) is calculated and output to the object position calculation unit 531. At this time, the evaluation value calculation unit 530 inputs the identification code of the target object and its candidate position to the presence level calculation unit 52 and calculates the level of presence of other objects other than the target object at the candidate position. To correct the likelihood of the predicted position.

予測位置のXY座標を(X,Y)、当該予測位置に対する補正前の尤度をL0(X,Y)、当該位置における他物体の存在度をP(X,Y)とすると、当該予測位置に対する補正後の尤度L(X,Y)は次式(1)のように補正前の尤度からペナルティ値として存在度を減算することによって算出される。
L(X,Y)=L0(X,Y)−P(X,Y) ・・・(1)
If the XY coordinate of the predicted position is (X, Y), the likelihood before correction for the predicted position is L0 (X, Y), and the presence of another object at the position is P (X, Y), the predicted position The likelihood L (X, Y) after correction for is calculated by subtracting the presence as a penalty value from the likelihood before correction as in the following equation (1).
L (X, Y) = L0 (X, Y) -P (X, Y) (1)

ちなみに存在度の値域は上述した正規化により[0,1]に設定され、尤度の値域[0,1]と一致している。存在度の値域を[0,1]に正規化していない場合には、(1)式の右辺の減算結果が0未満となり得るが、その場合のL(X,Y)は0と定義する。   Incidentally, the value range of the abundance is set to [0, 1] by the above-described normalization and coincides with the value range [0, 1] of the likelihood. When the range of abundance is not normalized to [0, 1], the subtraction result on the right side of equation (1) can be less than 0, but L (X, Y) in that case is defined as 0.

また、補正後の尤度L(X,Y)は次式(2)のように、存在度の上限値Pmax(ここでは“1”に正規化されているとする。)から存在度を減算した値を補正係数として、補正前の尤度に乗じて算出してもよい。
L(X,Y)=L0(X,Y)×{1−P(X,Y)} ・・・(2)
Further, the likelihood L (X, Y) after correction is subtracted from the upper limit value Pmax of the presence level (here, it is normalized to “1”) as shown in the following equation (2). The calculated value may be calculated as a correction coefficient by multiplying the likelihood before correction.
L (X, Y) = L0 (X, Y) × {1-P (X, Y)} (2)

なお、ここでは存在度は[0,Pmax]なる範囲で定義している。一方、ペナルティ値自体はPmaxを越えて設定することを許容し、(2)式で示す補正段階にて、P(X,Y)>PmaxのときはL(X,Y)は0と定義することにしてもよい。   Here, the degree of existence is defined in the range of [0, Pmax]. On the other hand, the penalty value itself is allowed to be set to exceed Pmax, and L (X, Y) is defined as 0 when P (X, Y)> Pmax at the correction stage shown in Equation (2). You may decide.

補正前の尤度L0は次のように算出される。評価値算出部530は、予測位置に移動物体モデルを仮想的に配置した三次元モデル40を生成する。そして、カメラパラメータ41を用いて三次元モデル40を撮像部2の撮像面に投影して移動物体モデルの非隠蔽領域を求め、下記(1)〜(3)の方法で類似度、包含度及びエッジの抽出度を算出してこれらの重み付け加算値に応じた尤度を算出する。ここで、非隠蔽領域は、注目している移動物体モデルが他の移動物体により隠蔽されずに監視画像上に像として現れる領域である。なお、仮想空間に什器等の設置物のモデルを含ませておくことで、設定物による隠蔽をさらに考慮した非隠蔽領域を求めることができる。
(1)各移動物体の過去の物体位置における非隠蔽領域から抽出された特徴量を当該移動物体の参照情報として記憶部4に記憶する。予測位置が現に移動物体が存在する位置に近いほど背景や他の移動物体の特徴量が混入しなくなるため、非隠蔽領域から抽出された特徴量と参照情報との類似度は高くなり、一方、遠ざかるほど類似度は低くなりやすい。そこで、監視画像から非隠蔽領域内の特徴量を抽出し、抽出された特徴量と参照情報との類似度を算出する。ここでの特徴量として例えば、エッジ分布、色ヒストグラム又はこれらの両方など、種々の画像特徴量を利用することができる。
(2)変化画素抽出部50により抽出された変化画素に非隠蔽領域を重ね合わせ、変化画素が非隠蔽領域に含まれる割合(包含度)を求める。包含度は、予測位置が現に移動物体が存在する位置に近いほど高くなり、遠ざかるほど低くなりやすい。
(3)監視画像における非隠蔽領域の輪郭に対応する部分からエッジを抽出する。予測位置が現に移動物体が存在する位置に近いほど、非隠蔽領域の輪郭がエッジ位置と一致するため、エッジの抽出度(例えば抽出されたエッジ強度の和)は高くなり、一方、遠ざかるほど抽出度は低くなりやすい。
The likelihood L0 before correction is calculated as follows. The evaluation value calculation unit 530 generates the three-dimensional model 40 in which the moving object model is virtually arranged at the predicted position. Then, the camera parameter 41 is used to project the three-dimensional model 40 onto the imaging surface of the imaging unit 2 to obtain a non-hidden area of the moving object model, and the similarity, inclusion degree, and The degree of edge extraction is calculated, and the likelihood corresponding to these weighted addition values is calculated. Here, the non-hidden region is a region in which the moving object model of interest appears as an image on the monitoring image without being hidden by other moving objects. In addition, by including a model of an installation such as a fixture in the virtual space, a non-hidden area that further considers concealment by the set object can be obtained.
(1) The feature amount extracted from the non-hidden region at the past object position of each moving object is stored in the storage unit 4 as reference information of the moving object. As the predicted position is closer to the position where the moving object actually exists, the feature amount of the background and other moving objects will not be mixed, so the similarity between the feature amount extracted from the non-hidden region and the reference information becomes high, The similarity tends to decrease as the distance increases. Therefore, the feature quantity in the non-hidden region is extracted from the monitoring image, and the similarity between the extracted feature quantity and the reference information is calculated. As the feature amount here, for example, various image feature amounts such as an edge distribution, a color histogram, or both of them can be used.
(2) The non-obscured region is overlapped with the changed pixel extracted by the changed pixel extraction unit 50, and the ratio (inclusion degree) of the changed pixel included in the non-hidden region is obtained. Inclusion degree increases as the predicted position is closer to the position where the moving object actually exists, and tends to decrease as the distance increases.
(3) Extract an edge from a portion corresponding to the contour of the non-hidden region in the monitoring image. The closer the predicted position is to the position where the moving object actually exists, the more the edge extraction degree (for example, the sum of the extracted edge strengths) becomes higher because the contour of the non-hidden region matches the edge position. The degree tends to be low.

なお、上述した類似度、包含度、エッジの抽出度のうちいずれか1つに応じた尤度を算出してもよいし、これらのうちの2つの度合いの重み付け加算値に応じて尤度を算出してもよい。   The likelihood corresponding to any one of the above-described similarity, inclusion, and edge extraction may be calculated, or the likelihood may be calculated according to the weighted addition value of two of these. It may be calculated.

また、尤度を評価値にする代わりに上述した類似度、包含度、エッジの抽出度又はこれらの2以上を組み合わせた値を評価値とすることもできる。   Instead of using the likelihood as an evaluation value, the above-described similarity, inclusion, edge extraction, or a combination of two or more of these can be used as the evaluation value.

物体位置算出部531は移動物体の各予測位置、及び当該予測位置ごとに算出された尤度から当該移動物体の位置(物体位置)を判定し、判定結果を記憶部4に移動物体ごとに時系列に蓄積する。なお、全ての尤度が所定の下限値(尤度下限値)未満の場合は物体位置なし、つまり消失したと判定する。下記(1)〜(3)は物体位置の算出方法の例である。
(1)移動物体ごとに、尤度を重みとする予測位置の重み付け平均値を算出し、これを当該移動物体の物体位置とする。
(2)移動物体ごとに、最大の尤度が算出された予測位置を求め、これを物体位置とする。
(3)移動物体ごとに、予め設定された尤度閾値以上の尤度が算出された予測位置の平均値を算出し、これを物体位置とする。ここで、尤度閾値>尤度下限値である。
The object position calculation unit 531 determines the position (object position) of the moving object from each predicted position of the moving object and the likelihood calculated for each predicted position, and the determination result is stored in the storage unit 4 for each moving object. Accumulate in series. When all the likelihoods are less than a predetermined lower limit (likelihood lower limit), it is determined that there is no object position, that is, disappeared. The following (1) to (3) are examples of the object position calculation method.
(1) For each moving object, a weighted average value of predicted positions weighted by likelihood is calculated, and this is set as the object position of the moving object.
(2) For each moving object, a predicted position where the maximum likelihood is calculated is obtained and set as the object position.
(3) For each moving object, an average value of predicted positions at which likelihoods equal to or higher than a preset likelihood threshold value are calculated is set as the object position. Here, the likelihood threshold> the likelihood lower limit value.

異常判定部54は、記憶部4に蓄積された時系列の物体位置を参照し、長時間滞留する不審な動きや通常動線から逸脱した不審な動きを異常と判定し、異常が判定されると出力部6へ異常信号を出力する。   The abnormality determination unit 54 refers to the time-series object positions accumulated in the storage unit 4, determines that a suspicious movement that stays for a long time or a suspicious movement that deviates from the normal flow line is abnormal, and determines the abnormality. And output an abnormal signal to the output unit 6.

出力部6は警告音を出力する音響出力手段、異常が判定された監視画像を表示する表示手段、又は通信回線を介して警備会社のセンタ装置へ送信する通信手段などを含んでなり、異常判定部54から異常信号が入力されると異常発生の旨を外部へ出力する。   The output unit 6 includes a sound output means for outputting a warning sound, a display means for displaying a monitoring image determined to be abnormal, or a communication means for transmitting to a security company center device via a communication line. When an abnormality signal is input from the unit 54, the fact that an abnormality has occurred is output to the outside.

[移動物体追跡装置の動作]
次に、移動物体追跡装置1の追跡動作を説明する。図8は移動物体追跡装置1の追跡処理の概略のフロー図である。
[Operation of moving object tracking device]
Next, the tracking operation of the moving object tracking device 1 will be described. FIG. 8 is a schematic flowchart of the tracking process of the moving object tracking device 1.

追跡処理が開始されると、制御部5は、撮像部2が監視空間を撮像するたびに監視画像を入力される(S1)。以下、最新の監視画像が入力された時刻を現時刻、最新の監視画像を現画像と呼ぶ。   When the tracking process is started, the control unit 5 receives a monitoring image every time the imaging unit 2 images the monitoring space (S1). Hereinafter, the time when the latest monitoring image is input is called the current time, and the latest monitoring image is called the current image.

現画像は変化画素抽出部50により背景画像と比較され、変化画素抽出部50は変化画素を抽出する(S2)。ここで、孤立した変化画素はノイズによるものとして抽出結果から除外する。なお、背景画像が無い動作開始直後は、現画像を背景画像として記憶部4に記憶させ、便宜的に変化画素なしとする。   The current image is compared with the background image by the change pixel extraction unit 50, and the change pixel extraction unit 50 extracts the change pixel (S2). Here, the isolated change pixel is excluded from the extraction result as being caused by noise. Immediately after the start of the operation without a background image, the current image is stored in the storage unit 4 as a background image, and there is no change pixel for convenience.

また、位置予測部51は追跡中の各移動物体に対して動き予測に基づきα個の予測位置を設定する(S3)。なお、後述するステップS18にて新規出現であると判定された移動物体の予測位置は動き予測不能なため出現位置を中心とする広めの範囲にα個の予測位置を設定する。また、後述するステップS18にて消失と判定された移動物体の予測位置は削除する。   Further, the position predicting unit 51 sets α predicted positions for each moving object being tracked based on the motion prediction (S3). Note that the predicted positions of the moving object determined to be a new appearance in step S18, which will be described later, cannot be predicted, and therefore α predicted positions are set in a wider range centering on the appearance position. Further, the predicted position of the moving object determined to be lost in step S18 described later is deleted.

制御部5は、ステップS2にて変化画素が抽出されず、かつステップS3にて予測位置が設定されていない(追跡中の移動物体がない)場合(S4にて「YES」の場合)はステップS1に戻り、次の監視画像の入力を待つ。   If the change pixel is not extracted in step S2 and the predicted position is not set in step S3 (there is no moving object being tracked) (if “YES” in S4), the control unit 5 performs step. Returning to S1, the input of the next monitoring image is awaited.

一方、ステップS4にて「NO」の場合は、ステップS5〜S18の処理を行う。存在度算出部52は、各移動物体の予測位置を基に上述した(A1)の方法で当該移動物体の個別存在度マップを作成し、記憶部4に上書き保存する(S5)。さらに存在度算出部52は全物体の合成存在度マップを作成し、記憶部4に上書き保存する(S6)。   On the other hand, if “NO” in the step S4, the processes of the steps S5 to S18 are performed. The presence calculating unit 52 creates an individual presence map of the moving object by the method (A1) described above based on the predicted position of each moving object, and overwrites and saves it in the storage unit 4 (S5). Further, the abundance calculating unit 52 creates a combined abundance map of all objects, and overwrites and saves it in the storage unit 4 (S6).

制御部5は移動物体の前後関係を判定する(S7)。具体的には、移動物体ごとに予測位置の重心(平均値)とカメラ位置との距離を算出し、距離の昇順に対象物の識別子を並べた前後関係リストを作成する。そして、制御部5は追跡中の各移動物体を前後関係リストに基づいて手前のものから順次、注目物体に設定する(S8)。続いて、制御部5は注目物体の各予測位置を順次、注目位置に設定する(S9)。但し、監視画像の視野外である予測位置は注目位置の設定対象から除外し、当該予測位置における物体領域は推定せず、尤度を0に設定する。   The controller 5 determines the front-rear relationship of the moving object (S7). Specifically, the distance between the center of gravity (average value) of the predicted position and the camera position is calculated for each moving object, and a contextual list in which the identifiers of the objects are arranged in ascending order of the distance is created. Then, the control unit 5 sets each moving object being tracked as a target object sequentially from the front one based on the context list (S8). Subsequently, the control unit 5 sequentially sets each predicted position of the target object as the target position (S9). However, the predicted position outside the field of view of the monitoring image is excluded from the target position setting targets, the object region at the predicted position is not estimated, and the likelihood is set to zero.

評価値算出部530は仮想空間にて注目位置に移動物体モデルを配置し、移動物体モデルが配置された三次元モデル40を生成する。そして、カメラパラメータ41を用いて三次元モデル40を撮像部2の撮像面に投影して移動物体モデルの非隠蔽領域を求め、これを実空間における移動物体の非隠蔽領域と推定する(S10)。そして、推定した非隠蔽領域に基づいて、注目位置に対応した補正前の尤度L0を算出する(S11)。   The evaluation value calculation unit 530 arranges the moving object model at the position of interest in the virtual space, and generates the three-dimensional model 40 on which the moving object model is arranged. Then, the camera parameter 41 is used to project the three-dimensional model 40 onto the imaging surface of the imaging unit 2 to obtain a non-hiding area of the moving object model, and this is estimated as a non-hiding area of the moving object in real space (S10). . Then, based on the estimated non-hidden region, a pre-correction likelihood L0 corresponding to the target position is calculated (S11).

存在度算出部52は、例えば、上述したように、全物体の合成存在度マップ及び注目物体の個別存在度マップから当該注目物体に対応した合成存在度マップを作成する。評価値算出部530は、存在度算出部52が作成した物体位置判定用の合成存在度マップにより、注目位置における他物体の存在度Pを取得する(S12)。なお、評価値算出部530は、この注目位置における他物体の存在度Pを、全物体の合成存在度マップから注目位置における全物体の合成存在度を読み出すとともに、注目物体の個別存在度マップにおける個別存在度を読み出し、読み出した合成存在度から個別存在度を減算することによって求めることもできる。評価値算出部530は他物体の存在度Pを用い、上述の(1)式等に基づく尤度補正を行い補正された尤度Lを算出する(S13)。   For example, as described above, the presence calculation unit 52 creates a combined presence map corresponding to the target object from the total presence map of all objects and the individual presence map of the target object. The evaluation value calculation unit 530 acquires the presence level P of other objects at the position of interest using the composite location level map for object position determination created by the presence level calculation unit 52 (S12). The evaluation value calculation unit 530 reads out the presence P of the other objects at the target position from the combined presence map of all the objects, and reads the combined presence of all objects at the target position from the target object individual presence map. It can also be obtained by reading the individual abundance and subtracting the individual abundance from the read combined abundance. The evaluation value calculation unit 530 calculates the corrected likelihood L by performing likelihood correction based on the above-described equation (1) using the presence degree P of the other object (S13).

制御部5は、尤度が算出されていない予測位置が残っている場合(S14にて「NO」の場合)、ステップS9〜S13を繰り返す。α個全ての予測位置について尤度が算出されると(S14にて「YES」の場合)、物体位置算出部531が注目物体の各予測位置(X,Y)と当該予測位置のそれぞれについて算出された尤度L(X,Y)とを用いて注目物体の物体位置を算出する(S15)。現時刻について算出された物体位置は1時刻前までに記憶部4に記憶させた注目物体の物体位置と対応付けて追記される。なお、新規出現した移動物体の場合は新たな識別子を付与して登録する。また、全ての予測位置での尤度が尤度下限値未満の場合は物体位置なしと判定する。   The control part 5 repeats step S9-S13, when the prediction position where the likelihood is not calculated remains (in the case of "NO" in S14). When the likelihood is calculated for all α predicted positions (in the case of “YES” in S14), the object position calculation unit 531 calculates each predicted position (X, Y) of the target object and each of the predicted positions. The object position of the object of interest is calculated using the obtained likelihood L (X, Y) (S15). The object position calculated for the current time is added in association with the object position of the object of interest stored in the storage unit 4 one hour before. In the case of a newly appearing moving object, a new identifier is assigned and registered. If the likelihood at all predicted positions is less than the lower limit of likelihood, it is determined that there is no object position.

存在度算出部52は、ステップS15にて算出された物体位置を用いて、上記(A2)の方法で注目物体の個別存在度マップを更新するとともに、更新された個別存在度マップを用いて全物体の合成存在度マップも更新する(S16)。これにより、或る注目物体の物体位置の判定処理(ステップS8〜S16)では、それより前に処理された他の移動物体の物体位置の判定結果が反映される。物体位置に基づく存在度は予測位置に基づく存在度より精度が高いと期待できるので、上述の存在度マップの更新によって後続の物体位置判定の精度が向上し、ひいては、ループ処理(ステップS8〜S17)を全移動物体について一回繰り返せば移動物体相互の位置関係について好適に収束した状態が求まることが期待できる。また、手前の物体から物体位置を判定することで、手前の物体による後ろの物体の隠蔽状態が精度良く評価されステップS11にて算出される尤度の精度が向上する。このことも物体位置の判定精度を向上させる。   The presence level calculation unit 52 updates the individual presence level map of the target object using the method (A2) using the object position calculated in step S15, and uses the updated individual presence level map to update all the presence levels. The composite presence map of the object is also updated (S16). Thereby, in the object position determination process (steps S8 to S16) of a certain target object, the object position determination result of another moving object processed before that is reflected. Since the presence level based on the object position can be expected to have higher accuracy than the presence level based on the predicted position, the update of the above-described presence level map improves the accuracy of the subsequent object position determination, and thus loop processing (steps S8 to S17). ) Is repeated once for all moving objects, it can be expected that a suitably converged state is obtained for the positional relationship between the moving objects. Further, by determining the object position from the object in front, the concealment state of the object behind by the object in front is accurately evaluated, and the accuracy of the likelihood calculated in step S11 is improved. This also improves the object position determination accuracy.

制御部5は未処理の移動物体が残っている場合(S17にて「NO」の場合)、当該移動物体について物体位置を判定する処理(ステップS8〜S16)を繰り返す。一方、全ての移動物体について物体位置の判定が完了すると(S17にて「YES」の場合)、物体の新規出現と消失を判定する(S18)。具体的には、物体位置算出部531は各物体位置に対して推定された物体領域を合成して、変化画素抽出部50により抽出された変化画素のうち合成領域外の変化画素を検出し、検出された変化画素のうち近接する変化画素同士をラベリングする。ラベルが移動物体とみなせる大きさであれば新規出現の旨をラベルの位置(出現位置)とともに記憶部4に記録する。また、物体位置なしの移動物体があれば当該移動物体が消失した旨を記憶部4に記録する。以上の処理を終えると、次時刻の監視画像に対する処理を行うためにステップS1へ戻る。   When an unprocessed moving object remains ("NO" in S17), the control unit 5 repeats the process of determining the object position for the moving object (steps S8 to S16). On the other hand, when the determination of the object position is completed for all the moving objects (in the case of “YES” in S17), the appearance and disappearance of the object are determined (S18). Specifically, the object position calculation unit 531 combines the object regions estimated for each object position, detects a change pixel outside the combination region among the change pixels extracted by the change pixel extraction unit 50, Among the detected change pixels, adjacent change pixels are labeled. If the label is of a size that can be regarded as a moving object, a new appearance is recorded in the storage unit 4 together with the label position (appearance position). If there is a moving object without an object position, the fact that the moving object has disappeared is recorded in the storage unit 4. When the above processing is completed, the processing returns to step S1 in order to perform processing on the monitoring image at the next time.

図9は、移動物体追跡装置1による処理例を説明する模式図であり、Y軸と平行に切り取った監視空間の断面図に尤度L,L0及び存在度Pのグラフを重ねて示したものである。ここでは、説明を簡単にするため監視空間における2つの移動物体(人物#1,#2)の例を取り上げ、図9には一時刻前の人物を実線、現時刻の人物を点線で示し、これら人物#1,#2がそれぞれY軸方向に移動して現時刻では互いに接近した状態となった様子を表している。またグラフとして、断面に沿ったY軸方向の直線上での人物#1の各予測位置に対して算出された補正前の尤度L0の分布を近似的に表したグラフ70、人物#1以外の他物体となる人物#2の存在度Pの分布を近似的に表したグラフ71、及び人物#1の各予測位置に対して算出された補正後の尤度Lの分布を近似的に表したグラフ72が示されている。なお、これらグラフ70〜72の基準線(値が“0”のレベル)はそれぞれ基準面Z=0を示す直線に一致させている。また、補正後の尤度Lが補正前の尤度L0からペナルティ値Pを減算して生成されることに対応させて、L(及びL0)の正方向は上向きとし、Pの正方向は下向きに設定している。また、3人以上の人物が存在する場合には、人物#1以外の他物体の存在度Pは、人物#1以外の全ての人物の存在度を加算して算出される。   FIG. 9 is a schematic diagram for explaining an example of processing performed by the moving object tracking device 1, in which graphs of likelihood L, L0 and abundance P are superimposed on a cross-sectional view of a monitoring space cut out in parallel with the Y axis. It is. Here, in order to simplify the explanation, an example of two moving objects (persons # 1 and # 2) in the monitoring space is taken, and in FIG. 9, a person one hour before is indicated by a solid line, a person at the current time is indicated by a dotted line, The figures show that the persons # 1 and # 2 have moved in the Y-axis direction and are close to each other at the current time. Further, as a graph, a graph 70 approximately representing the distribution of likelihood L0 before correction calculated for each predicted position of the person # 1 on the straight line in the Y-axis direction along the cross section, other than the person # 1 The graph 71 approximately representing the distribution of the abundance P of the person # 2 that is the other object, and the distribution of the likelihood L after correction calculated for each predicted position of the person # 1 A graph 72 is shown. Note that the reference lines (levels with a value of “0”) of these graphs 70 to 72 are made to coincide with the straight lines indicating the reference plane Z = 0. Further, the positive direction of L (and L0) is upward and the positive direction of P is downward, corresponding to the likelihood L after correction being generated by subtracting the penalty value P from the likelihood L0 before correction. Is set. When there are three or more persons, the presence level P of other objects other than the person # 1 is calculated by adding the presence levels of all persons other than the person # 1.

補正前の尤度L0のグラフ70には、人物#1の位置に分布のピーク位置が1つ現れるだけでなく、人物#2の位置にも分布のピークが現れ、また人物#2の位置のピークの方が高くなっている。そのため、この補正前の尤度で判定すると人物#1の人物位置は誤って人物#2の位置に判定されてしまう不都合が生じる。   In the graph 70 of the likelihood L0 before correction, not only one distribution peak position appears at the position of the person # 1, but also a distribution peak appears at the position of the person # 2, and the position of the person # 2 The peak is higher. For this reason, if the determination is made based on the likelihood before correction, the person position of the person # 1 is erroneously determined to be the position of the person # 2.

この点、移動物体追跡装置1は、人物#1の尤度L0を人物#2の存在度Pで補正し、この補正後の尤度Lを用いて人物#1の位置を判定する。人物#2の存在度Pは、グラフ71が示すように人物#2の位置にピークを生じる。この存在度Pを尤度L0から減算すして得られる補正後の尤度L(太線のグラフ72)では、人物#2の位置のピークは低められ、人物#1の位置のピークより小さくなる。すなわち、尤度Lの分布の最大のピーク位置が人物#1の位置に補正されている。この補正後の尤度Lを用いることで、移動物体追跡装置1は、当該補正後のピーク位置乃至当該ピーク位置のごく近くであるほぼ真の人物#1の位置を人物#1の物体位置と判定することができる。   In this regard, the moving object tracking device 1 corrects the likelihood L0 of the person # 1 with the presence degree P of the person # 2, and determines the position of the person # 1 using the likelihood L after the correction. The presence level P of the person # 2 has a peak at the position of the person # 2 as indicated by the graph 71. In the corrected likelihood L (thick line graph 72) obtained by subtracting this abundance P from the likelihood L0, the peak of the position of the person # 2 is lowered and smaller than the peak of the position of the person # 1. That is, the maximum peak position of the likelihood L distribution is corrected to the position of the person # 1. By using the likelihood L after the correction, the moving object tracking device 1 uses the corrected peak position to the position of the true person # 1 that is very close to the peak position as the object position of the person # 1. Can be determined.

なお、予測位置42から個別存在度マップを作成する方法である上述の(A1)の代替方法として下に述べる(A3)を、また、物体位置43から個別存在度マップを作成する方法である上述の(A2)の代替方法として下に述べる(A4)又は(A5)を、それぞれ用いることもできる。
(A3)移動物体ごとに予測位置の分布を関数近似し、当該関数でXY座標の各位置での個別存在度を算出する。具体的には、存在度算出部52は、移動物体ごとに予測位置の平均値と分散を算出し、算出された平均値及び分散を設定した二次元正規分布の確率密度関数で予測位置の分布を近似する。そして、監視空間の各位値での当該関数の値を各位置における当該物体の個別存在度として設定する。図10はこの予測位置の分布を二次元正規分布で近似した様子を示す模式図であり、XY平面上の多数の小円がそれぞれ予測位置を示し、二次元正規分布(平均値μ,分散値σ)を平均位置μにてP軸方向のピークを有する山型の形状と、3σの範囲を示すXY面上の円とで表している。この方法は(A1)と比べると複雑な形状を表現できないため精度は低くなるが、処理量が少ないため高速処理が可能である。
(A4)上記(A1)の各予測位置に対応する二次元正規分布に対し、重みωとして当該予測位置の尤度を付与する。そして各予測位置に設定された二次元正規分布それぞれを当該尤度で重み付け加算した合成関数を、作成対象の移動物体について物体位置から作成した個別存在度マップとして用いる。このとき存在度算出部52は全個別存在度の最大値で各個別存在度を除して正規化を行う。
(A5)処理対象の移動物体の各予測位置を尤度で重み付けし、当該重み付きの予測位置を用いた平均値及び分散を算出し、算出された平均値及び分散を設定した二次元正規分布の関数を個別存在度マップとする。
Note that (A3) described below is an alternative method of (A1), which is a method of creating an individual presence map from the predicted position 42, and is a method of creating an individual presence map from the object position 43. (A4) or (A5) described below can also be used as an alternative method of (A2).
(A3) The distribution of the predicted position is approximated by function for each moving object, and the individual existence degree at each position of the XY coordinates is calculated by the function. Specifically, the presence calculating unit 52 calculates the average value and variance of the predicted position for each moving object, and the distribution of the predicted position using a two-dimensional normal distribution probability density function in which the calculated average value and variance are set. Approximate. Then, the value of the function at each value in the monitoring space is set as the individual presence degree of the object at each position. FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which the distribution of predicted positions is approximated by a two-dimensional normal distribution. A large number of small circles on the XY plane indicate predicted positions, respectively, and a two-dimensional normal distribution (average value μ, variance value). σ 2 ) is represented by a mountain shape having a peak in the P-axis direction at the average position μ and a circle on the XY plane indicating a range of 3σ. Compared with (A1), this method cannot express a complicated shape, so the accuracy is low. However, since the processing amount is small, high-speed processing is possible.
(A4) The likelihood of the predicted position is assigned as a weight ω to the two-dimensional normal distribution corresponding to each predicted position in (A1) above. Then, a composite function obtained by weighting and adding each two-dimensional normal distribution set at each predicted position with the likelihood is used as the individual presence map created from the object position for the moving object to be created. At this time, the presence calculation unit 52 performs normalization by dividing each individual presence by the maximum value of the total individual presence.
(A5) A two-dimensional normal distribution in which each predicted position of the moving object to be processed is weighted with likelihood, an average value and variance using the weighted predicted position are calculated, and the calculated average value and variance are set This function is an individual abundance map.

相互関係を有する移動物体の数が3つを超えて多数になるほど、それらのうちの2つの組み合わせが増加するため、それらの位置関係を比較的取り扱いが容易な2体問題に分解して決定する手法は困難となる。この点、本発明に係る移動物体追跡装置1は、注目物体の位置を決定する際に、当該注目物体以外の他物体をその数に関係なく、合成存在度マップという、いわば監視空間内での単一の「場」に置き換えることで、多数の移動物体が接近した場合でも試行錯誤を抑えて速やかに好適な精度で位置判定を行うことを可能としている。   As the number of moving objects having interrelationships increases beyond three, the combination of two of them increases, so that the positional relationship is determined by decomposing into a two-body problem that is relatively easy to handle. The technique becomes difficult. In this regard, the moving object tracking device 1 according to the present invention, when determining the position of the target object, refers to a composite presence map, that is, a so-called monitoring presence space, regardless of the number of objects other than the target object. By replacing it with a single “field”, even if a large number of moving objects approach, it is possible to quickly perform position determination with suitable accuracy while suppressing trial and error.

上記実施形態において位置予測部51は移動物体ごとに多数の予測位置を設定し、物体位置判定部53はこれらの尤度を算出して統合判定した。別の実施形態において、位置予測部51は各移動物体に1つの予測位置とそれを中心とする誤差範囲を設定し、物体位置判定部53は誤差範囲内で予測位置をずらしながら探索的に誤差範囲内の各所における評価値を算出して、最も高い評価値が算出される位置を物体位置と判定する。この場合、存在度算出部52は中心の予測位置を平均とし、誤差範囲の周上で3σとなる二次元正規分布関数等を設定して個別存在度を求めればよい。   In the above embodiment, the position prediction unit 51 sets a large number of predicted positions for each moving object, and the object position determination unit 53 calculates these likelihoods and performs integrated determination. In another embodiment, the position predicting unit 51 sets one predicted position and an error range centered on each moving object, and the object position determining unit 53 performs a search error while shifting the predicted position within the error range. An evaluation value at each place in the range is calculated, and a position where the highest evaluation value is calculated is determined as an object position. In this case, the presence calculation unit 52 may calculate the individual presence by setting the center predicted position as an average and setting a two-dimensional normal distribution function or the like that is 3σ on the circumference of the error range.

1 移動物体追跡装置、2 撮像部、3 設定入力部、4 記憶部、5 制御部、6 出力部、40 三次元モデル、41 カメラパラメータ、42 予測位置、43 物体位置、44 存在度マップ、50 変化画素抽出部、51 位置予測部、52 存在度算出部、53 物体位置判定部、54 異常判定部、100 基準面、101 カメラ位置、103 移動物体モデル、201〜204 個別存在度マップ、210 全物体の合成存在度マップ、400,401 注目物体の物体位置判定用の合成存在度マップ、530 評価値算出部、531 物体位置算出部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Moving object tracking apparatus, 2 Imaging part, 3 Setting input part, 4 Storage part, 5 Control part, 6 Output part, 40 3D model, 41 Camera parameter, 42 Predicted position, 43 Object position, 44 Presence map, 50 Change pixel extraction unit, 51 Position prediction unit, 52 Presence calculation unit, 53 Object position determination unit, 54 Abnormality determination unit, 100 Reference plane, 101 Camera position, 103 Moving object model, 201-204 Individual presence map, 210 All Object composite presence map 400, 401 Composite presence map for object position determination of target object 530 Evaluation value calculation unit 531 Object position calculation unit.

Claims (3)

所定の空間を撮影した時系列の画像を用いて、前記空間内を移動する複数の物体を追跡する移動物体追跡装置であって、
注目時刻より過去における前記各物体の過去位置の情報、及び前記物体の画像特徴を抽出するための参照情報を記憶する記憶部と、
前記過去位置から前記各物体の前記注目時刻における移動先の候補位置を複数予測する位置予測部と、
前記各物体を注目物体とし、前記複数の物体のうち当該注目物体を除いた他物体の前記候補位置の分布範囲に前記他物体の存在蓋然性を表す存在度を設定する存在度設定部と、
前記注目時刻の前記画像と前記参照情報との対比により当該画像において前記注目物体の前記候補位置と対応する部分から前記画像特徴が抽出される度合いに応じた評価値を当該候補位置に設定された前記存在度に応じて低めて算出し、当該候補位置の前記評価値から当該注目物体の移動先位置を判定する物体位置判定部と、
を備え
前記存在度設定部は、前記他物体の前記候補位置それぞれを中心とし当該他物体の大きさを有する各範囲に当該他物体の存在蓋然性を表す存在度関数を設定し、前記物体位置判定部により前記評価値が算出された候補位置の前記存在度関数に当該評価値に応じた重み付けをし、当該重み付けをした存在度関数の値を前記空間内の位置ごとに加算して前記存在度を算出すること、
を特徴とする移動物体追跡装置。
A moving object tracking device for tracking a plurality of objects moving in the space using time-series images of a predetermined space,
A storage unit that stores information on the past position of each object in the past from the attention time, and reference information for extracting an image feature of the object;
A position prediction unit that predicts a plurality of candidate positions of the movement destination at the time of interest of each object from the past position;
A presence setting unit that sets each object as a target object, and sets a presence level indicating the probability of existence of the other object in a distribution range of the candidate positions of the other objects excluding the target object among the plurality of objects;
An evaluation value corresponding to the degree to which the image feature is extracted from the portion corresponding to the candidate position of the target object in the image is set in the candidate position by comparing the image at the target time with the reference information. An object position determination unit that calculates a lower position according to the degree of presence and determines a destination position of the target object from the evaluation value of the candidate position;
Equipped with a,
The presence level setting unit sets a presence function representing the probability of existence of the other object in each range having the size of the other object centered on each candidate position of the other object, and the object position determination unit The presence function of the candidate position where the evaluation value is calculated is weighted according to the evaluation value, and the presence function is calculated by adding the weighted presence function value for each position in the space. To do,
A moving object tracking device.
請求項1に記載の移動物体追跡装置において、
前記存在度設定部は、前記他物体のうち前記物体位置判定部により前記移動先位置が判定されたものについては当該他物体の前記候補位置の代わりに前記判定された移動先位置を用いて前記存在度を設定する範囲を定めること、を特徴とする移動物体追跡装置。
The moving object tracking device according to claim 1,
The presence degree setting unit uses the determined destination position instead of the candidate position of the other object for the other object whose destination position is determined by the object position determination unit. A moving object tracking device characterized in that a range in which presence is set is determined.
所定の空間を撮影した時系列の画像を用いて、前記空間内を移動する複数の物体を追跡する移動物体追跡装置であって、
注目時刻より過去における前記各物体の過去位置の情報、及び前記物体の画像特徴を抽出するための参照情報を記憶する記憶部と、
前記過去位置から前記各物体の前記注目時刻における移動先の候補位置を複数予測する位置予測部と、
前記各物体を注目物体とし、前記複数の物体のうち当該注目物体を除いた他物体の前記候補位置の分布範囲に前記他物体の存在蓋然性を表す存在度を設定する存在度設定部と、
前記注目時刻の前記画像と前記参照情報との対比により当該画像において前記注目物体の前記候補位置と対応する部分から前記画像特徴が抽出される度合いに応じた評価値を当該候補位置に設定された前記存在度に応じて低めて算出し、当該候補位置の前記評価値から当該注目物体の移動先位置を判定する物体位置判定部と、
を備え、
前記存在度設定部は、前記他物体ごとに前記複数の候補位置の分布に応じた確率密度関数を設定し、前記各他物体の前記確率密度関数の値を前記空間内の位置ごとに加算して前記存在度を算出すること、
を特徴とする移動物体追跡装置。
A moving object tracking device for tracking a plurality of objects moving in the space using time-series images of a predetermined space,
A storage unit that stores information on the past position of each object in the past from the attention time, and reference information for extracting an image feature of the object;
A position prediction unit that predicts a plurality of candidate positions of the movement destination at the time of interest of each object from the past position;
A presence setting unit that sets each object as a target object, and sets a presence level indicating the probability of existence of the other object in a distribution range of the candidate positions of the other objects excluding the target object among the plurality of objects;
An evaluation value corresponding to the degree to which the image feature is extracted from the portion corresponding to the candidate position of the target object in the image is set in the candidate position by comparing the image at the target time with the reference information. An object position determination unit that calculates a lower position according to the degree of presence and determines a destination position of the target object from the evaluation value of the candidate position;
With
The presence degree setting unit sets a probability density function corresponding to the distribution of the plurality of candidate positions for each of the other objects, and adds the value of the probability density function of each of the other objects for each position in the space. Calculating the presence level,
A moving object tracking device.
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