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JP7548079B2 - OBJECT TRACKING DEVICE AND OBJECT TRACKING METHOD - Google Patents
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JP7548079B2 - OBJECT TRACKING DEVICE AND OBJECT TRACKING METHOD - Google Patents

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Description

本発明は、物体追跡装置および物体追跡方法に関する。 The present invention relates to an object tracking device and an object tracking method.

物体追跡には、入力された画像から検出する対象物(検出対象物)を探し出す検出処理と、検出された対象物と同一物体を各フレームから探し出す追跡処理が行われる。物体追跡においては、追跡する対象物(追跡対象物)の特徴を抽出したテンプレートを用い、入力された画像からテンプレートと同様の特徴を有する領域が探し出される。ここで、追跡対象物の特徴は、物体の移動や背景の変化に伴い変化する場合がある。したがって、テンプレートを順次更新しつつ追跡を行うことで、精度よく追跡を行うことができる。 Object tracking involves a detection process to find the object to be detected (detection object) from the input image, and a tracking process to find an object identical to the detected object from each frame. In object tracking, a template that extracts the characteristics of the object to be tracked (tracking object) is used to find an area in the input image that has the same characteristics as the template. Here, the characteristics of the tracked object may change as the object moves or the background changes. Therefore, tracking can be performed with high accuracy by tracking while sequentially updating the template.

テンプレート更新に用いられる従来手法の一つに、追跡により得られた結果をテンプレートに部分的に反映させる逐次学習型の手法がある。この手法では、追跡対象物の過去の状態が考慮されてテンプレートが更新されるので被写体の変化に対してロバストな追跡が可能であるが、一度学習に失敗すると背景部分への貼りつきが起きることがある。また、追跡の誤差が積み重なり追跡に失敗する恐れがある。 One of the conventional methods used for updating templates is a sequential learning method in which the results obtained by tracking are partially reflected in the template. With this method, the past state of the tracked object is taken into account when updating the template, making it possible to track robustly against changes in the subject. However, if learning fails once, the object may get stuck in the background. There is also a risk that tracking errors will accumulate and cause tracking to fail.

他の従来手法として、テンプレートを更新時毎に置き換えるリセット型の手法がある。この手法では、背景部分への貼りつきは起きにくいが、追跡対象物の過去の情報が学習されないため前フレームから被写体の状態が急激に変化した場合には追跡に失敗しやすい。 Another conventional method is the reset type method, which replaces the template every time it is updated. With this method, the object is less likely to stick to the background, but since past information about the object being tracked is not learned, tracking is likely to fail if the state of the subject changes suddenly from the previous frame.

このように、いずれの手法も得意な状況と不得意な状況がある。しかしながら、対象物にはあらゆる状況が想定されるため、テンプレート更新において逐次学習型とリセット型のどちらの手法を用いるべきか見極めるのは困難である。これに対し、特許文献1では、追跡結果の信頼度を算出し、信頼度に基づいてテンプレートの更新や、追跡終了の判定を行う手法を提案している。特許文献1の手法は、最初のフレームのみ検出を行い、次フレーム以降は追跡結果の信頼度に基づきテンプレートを更新し、更新されたテンプレートを用いて追跡を行う。しかしながら、常に形状が変化する対象物体の場合には、正しく追跡を行っていても信頼度が毎フレーム低く算出されるため、誤って追跡を終了する恐れがあり、追跡に失敗しやすいという問題がある。したがって、特許文献1のような手法では、精度よくテンプレートを更新できず、追跡に失敗する恐れがある。 As such, each method has its strengths and weaknesses. However, since all possible situations are possible for the target object, it is difficult to determine whether to use the sequential learning type or the reset type method for template update. In response to this, Patent Document 1 proposes a method of calculating the reliability of the tracking result, updating the template based on the reliability, and determining whether tracking should be terminated. The method of Patent Document 1 performs detection only in the first frame, and updates the template based on the reliability of the tracking result from the next frame onwards, and performs tracking using the updated template. However, in the case of a target object whose shape is constantly changing, even if tracking is performed correctly, the reliability is calculated low every frame, so there is a risk of erroneously ending tracking and making tracking prone to failure. Therefore, with a method such as Patent Document 1, the template cannot be updated accurately, and tracking may fail.

特開2010-147950号公報JP 2010-147950 A

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、従来よりも精度よく物体追跡を行うことを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to perform object tracking with greater accuracy than conventional methods.

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用する。 To achieve the above objective, the present invention adopts the following configuration.

本発明の第1態様は、複数のフレームからなる画像に含まれる対象物を追跡する物体追跡装置であって、前記画像を取得する画像取得部と、検出対象物の特徴と、追跡対象物の特徴を記憶した記憶部と、前記記憶部の前記追跡対象物の特徴を更新する更新部と、前記
記憶部に記憶された前記検出対象物の特徴に基づき、取得した画像から前記検出対象物を検出する検出部と、前記記憶部に記憶された前記追跡対象物の特徴に基づき、取得した画像から前記追跡対象物を追跡する追跡部と、を備え、前記物体追跡装置は、現フレームに対して、前記検出部による前記検出対象物の検出と、前記追跡部による前記追跡対象物の追跡との両方を行い、前記更新部は、追跡結果と検出結果に基づいて前記追跡対象物の特徴を更新し、前記追跡部は、次フレームに対しては、更新された前記追跡対象物の特徴を用いて前記追跡を行う、ことを特徴とする物体追跡装置である。
A first aspect of the present invention is an object tracking device that tracks an object included in an image consisting of a plurality of frames, comprising an image acquisition unit that acquires the image, a memory unit that stores features of a detected object and features of a tracked object, an update unit that updates the features of the tracked object in the memory unit, a detection unit that detects the detected object from the acquired image based on the features of the detected object stored in the memory unit, and a track unit that tracks the tracked object from the acquired image based on the features of the tracked object stored in the memory unit, wherein the object tracking device performs both detection of the detected object by the detection unit and tracking of the tracked object by the track unit for a current frame, the update unit updates the features of the tracked object based on the tracking result and the detection result, and the track unit performs the tracking using the updated features of the tracked object for the next frame.

検出対象物および追跡対象物の特徴は、例えば、色や形状に関する特徴量等を用いてもよい。検出結果および追跡結果には、検出または追跡した領域に関する情報が含まれているとよい。 The characteristics of the detected and tracked objects may be, for example, features related to color or shape. The detection and tracking results may include information about the detected or tracked area.

本態様に係る物体追跡装置は、フレーム毎に検出と追跡の両方を行い、追跡結果または検出結果を用いて追跡に用いるテンプレート(追跡対象物の特徴)を更新する。次フレームに対しては、更新されたテンプレートを用いて追跡を行う。このように、追跡結果または検出結果に基づき更新されたテンプレートを用いて追跡を行うことで、追跡対象物や背景の変化に応じたテンプレートを追跡に用いることができ、精度よく追跡を行うことができる。 The object tracking device according to this embodiment performs both detection and tracking for each frame, and updates the template (characteristics of the tracked object) used for tracking using the tracking result or detection result. For the next frame, tracking is performed using the updated template. In this way, by performing tracking using a template updated based on the tracking result or detection result, a template that corresponds to changes in the tracked object or background can be used for tracking, enabling tracking with high accuracy.

本態様における更新部は、追跡結果と検出結果の一致度に応じてテンプレートの更新方法を切り替えてもよい。一致度に応じてテンプレートの更新方法を切り替えることで、次フレームにおいて追跡の誤りが生じないようにすることができる。 The update unit in this embodiment may switch the template update method depending on the degree of match between the tracking result and the detection result. By switching the template update method depending on the degree of match, it is possible to prevent tracking errors from occurring in the next frame.

テンプレート更新方法の切り替えは、例えば、一致度が第1閾値に対し高いか否かにより次のように行うとよい。ここで、第1閾値には、一致度がその値以上であれば追跡結果が正しいと見なせる値を設定する。一致度が第1閾値よりも高い場合は、検出結果と追跡結果のいずれかまたは両方の特徴を用いてテンプレートを更新する(第1更新処理)とよい。一方、一致度が第1閾値以下である場合は、一致度が第1閾値より高い場合よりも検出結果が大きく影響されるようにテンプレート更新する(第2更新処理)とよい。検出結果と追跡結果が一致しない場合は、いずれかに誤りがあることが想定される。追跡処理は稀ではあるが対象物と大きく異なる物体を捉えてしまうことがあり、検出処理の方が対象物と大きく異なる物体を捉えることは少ない。したがって、上記のように検出結果と追跡結果と一致しない場合に検出結果を優先することで、次フレームでの誤追跡の可能性を抑制できる。 The template update method may be switched, for example, depending on whether the degree of match is higher than the first threshold value as follows. Here, the first threshold value is set to a value that can be considered to be correct if the degree of match is equal to or higher than that value. If the degree of match is higher than the first threshold value, the template may be updated using features of either or both of the detection result and the tracking result (first update process). On the other hand, if the degree of match is equal to or lower than the first threshold value, the template may be updated so that the detection result is more significantly affected than when the degree of match is higher than the first threshold (second update process). If the detection result and the tracking result do not match, it is assumed that there is an error in one of them. Although it is rare, the tracking process may capture an object that is significantly different from the target object, and the detection process rarely captures an object that is significantly different from the target object. Therefore, by prioritizing the detection result when the detection result and the tracking result do not match as described above, the possibility of erroneous tracking in the next frame can be reduced.

本態様における一致度は、検出により得られた対象物と、追跡により得られた対象物の一致の程度を表す指標である。一致度は、例えば、追跡結果に含まれる追跡対象物と検出結果に含まれる検出対象物の、中心位置の差または大きさの差に基づいて算出できる。 In this embodiment, the degree of match is an index that indicates the degree of match between an object obtained by detection and an object obtained by tracking. The degree of match can be calculated, for example, based on the difference in center position or the difference in size between the tracked object included in the tracking result and the detected object included in the detection result.

本態様における更新部は、第1更新処理では、現フレームに対する追跡部による追跡結果を用いてテンプレートを更新し、第2更新処理では、現フレームに対する検出部による検出結果を用いてテンプレートを更新してもよい。あるいは、更新部は、第2更新処理において、現フレームに対する検出部による検出結果をテンプレートとして置き換えてもよい。また、更新部は、第1更新処理よりも第2更新処理の方が、テンプレート更新における学習率を大きくしてもよい。このようにすれば、一致度が第1閾値以下である場合に、一致度が第1閾値より高い場合よりも検出結果が大きく影響されるようにテンプレートを更新できる。 In this aspect, the update unit may update the template using the tracking result by the tracking unit for the current frame in the first update process, and may update the template using the detection result by the detection unit for the current frame in the second update process. Alternatively, the update unit may replace the detection result by the detection unit for the current frame as the template in the second update process. The update unit may also set a larger learning rate for template update in the second update process than in the first update process. In this way, when the degree of match is equal to or less than the first threshold, the template can be updated so that the detection result is more significantly affected than when the degree of match is higher than the first threshold.

本態様における更新部は、追跡結果や検出結果の信頼度に応じてテンプレート更新方法を切り替えてもよい。追跡結果または検出結果の信頼度は、例えば、現フレームの追跡結
果または検出結果と背景画像との差分を用いて算出してもよい。なお、背景画像とは、検出領域に検出対象物が存在しないときの画像である。また、追跡結果または検出結果の信頼度は、フレーム間での追跡位置または検出位置の差を用いて算出してもよい。また、追跡結果の信頼度は、追跡結果の確からしさを示す追跡スコアを用いて算出してもよいし、検出結果の信頼度は、検出結果の確からしさを示す検出スコアを用いて算出してもよい。このように、信頼度や検出スコアも用いて切り替えることで、より適切にテンプレートを更新できる。
The update unit in this aspect may switch the template update method according to the reliability of the tracking result or the detection result. The reliability of the tracking result or the detection result may be calculated, for example, using the difference between the tracking result or the detection result of the current frame and the background image. Note that the background image is an image when the detection object does not exist in the detection area. The reliability of the tracking result or the detection result may be calculated using the difference between the tracking position or the detection position between frames. The reliability of the tracking result may be calculated using a tracking score indicating the reliability of the tracking result, and the reliability of the detection result may be calculated using a detection score indicating the reliability of the detection result. In this way, by switching using the reliability and the detection score, the template can be updated more appropriately.

追跡結果または検出結果の信頼に応じてテンプレートの更新方法を次のように切り替えてもよい。例えば、更新部は、追跡結果および検出結果のいずれの信頼度も第2閾値以下である場合には、現フレームにおいてテンプレートを更新しなくてもよい。あるいは、更新部は、追跡結果の信頼度は第2閾値より高く、検出結果の信頼度が第2閾値以下である場合には、追跡結果と検出結果の一致度にかかわらずに第1更新処理を行ってもよい。また、更新部は、追跡結果の信頼度は第2閾値以下であり、検出結果の信頼度が第2閾値より高い場合には、追跡結果と検出結果の一致度にかかわらずに第2更新処理を行ってもよい。さらに、更新部は、追跡結果および検出結果のいずれの信頼度も第2閾値より高い場合には、一致度に応じて第1更新処理または第2更新処理を行うとよい。さらにまた、更新部は、追跡結果と検出結果のいずれか一方のみを考慮してテンプレートの更新方法を切り替えてもよい。例えば、検出結果の信頼度が第3閾値より高い場合には、追跡結果と検出結果の一致度に応じて第1更新処理または第2更新処理を行い、信頼度が第3閾値以下である場合には、現フレームにおいてテンプレートを更新しないようにしてもよい。追跡結果の信頼度のみを考慮して切り替える場合も同様とすることができる。 The template update method may be switched as follows depending on the reliability of the tracking result or the detection result. For example, the update unit may not update the template in the current frame when the reliability of both the tracking result and the detection result is equal to or lower than the second threshold. Alternatively, the update unit may perform the first update process regardless of the degree of match between the tracking result and the detection result when the reliability of the tracking result is higher than the second threshold and the reliability of the detection result is equal to or lower than the second threshold. Also, the update unit may perform the second update process regardless of the degree of match between the tracking result and the detection result when the reliability of the tracking result is equal to or lower than the second threshold and the reliability of the detection result is higher than the second threshold. Furthermore, when the reliability of both the tracking result and the detection result is higher than the second threshold, the update unit may perform the first update process or the second update process depending on the degree of match. Furthermore, the update unit may switch the template update method considering only one of the tracking result and the detection result. For example, if the reliability of the detection result is higher than a third threshold, the first or second update process may be performed depending on the degree of match between the tracking result and the detection result, and if the reliability is equal to or lower than the third threshold, the template may not be updated in the current frame. The same can be done when switching is performed taking into account only the reliability of the tracking result.

本態様に係る物体追跡装置は、同一のフレームから複数の追跡結果および検出結果が得られた場合は、追跡結果と検出結果の対応付け(ペアリング)を行うとよい。このように、追跡結果と検出結果のペアリングを行うことで、複数の追跡結果および検出結果が得られた場合においてもそれぞれのペアごとにテンプレートを更新し、精度よく追跡を行うことができる。 When multiple tracking results and detection results are obtained from the same frame, the object tracking device according to this embodiment may match (pair) the tracking results with the detection results. By pairing the tracking results with the detection results in this way, even when multiple tracking results and detection results are obtained, the template can be updated for each pair, allowing for accurate tracking.

本発明の第2態様は、コンピュータが行う、複数のフレームからなる画像に含まれる対象物を追跡する物体追跡方法であって、前記画像を取得する画像取得ステップと、記憶部に格納されている検出対象物の特徴に基づき、取得した画像から前記検出対象物を検出する検出ステップと、前記記憶部に格納されている追跡対象物の特徴に基づき、取得した画像から前記追跡対象物を追跡する追跡ステップと、を含み、前記物体追跡方法は、現フレームに対して、前記検出ステップと、前記追跡ステップと、前記追跡対象物の特徴を更新する更新ステップと、を行い、次フレームに対しては、更新された前記追跡対象物の特徴を用いて前記追跡ステップを行う、ことを特徴とする物体追跡方法である。 A second aspect of the present invention is an object tracking method performed by a computer for tracking an object included in an image consisting of a plurality of frames, the object tracking method including an image acquisition step for acquiring the image, a detection step for detecting the detected object from the acquired image based on the characteristics of the detected object stored in a storage unit, and a tracking step for tracking the tracked object from the acquired image based on the characteristics of the tracked object stored in the storage unit, the object tracking method being characterized in that the detection step, the tracking step, and an update step for updating the characteristics of the tracked object are performed for a current frame, and the tracking step is performed for a next frame using the updated characteristics of the tracked object.

本発明は、上記手段の少なくとも一部を有する物体追跡装置として捉えてもよい。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む物体追跡方法として捉えてもよい。また、本発明は、かかる方法を実現するためのプログラムやそのプログラムを非一時的に記録した記録媒体として捉えることもできる。なお、上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。 The present invention may be understood as an object tracking device having at least some of the above means. The present invention may also be understood as an object tracking method including at least some of the above processing. The present invention may also be understood as a program for implementing such a method, or a recording medium on which such a program is non-temporarily recorded. Note that the above means and processing can be combined with each other as much as possible to constitute the present invention.

本発明によれば、従来よりも精度よく物体追跡を行うことができる。 The present invention makes it possible to perform object tracking with greater accuracy than ever before.

図1は、物体追跡装置の機能構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the functional configuration of an object tracking device. 図2は、物体追跡装置におけるテンプレートの更新(学習)処理を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a template update (learning) process in the object tracking device. 図3は、物体追跡装置のハードウェア構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of the object tracking device. 図4は、物体追跡装置が実施する全体処理のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of the overall process performed by the object tracking device. 図5は、検出結果および追跡結果の信頼度を用いる場合のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a case where the reliability of the detection result and the tracking result is used. 図6は、検出スコアを用いる場合のフローチャートである。FIG. 6 is a flow chart for the case where the detection score is used.

<適用例>
図1を参照して、本発明に係る物体追跡装置の適用例を説明する。物体追跡装置1は、取得した画像を解析して、対象物を検出・追跡する装置である。画像は、カメラから取得してもよいし、通信装置から受信してもよく、記録媒体から読み取ってもよい。対象物は任意の物体でよく、例えば、人体、顔、動物、車両、部品が例として挙げられる。ここでは一例として、人体を追跡する場合を想定する。この物体追跡装置1は、例えば、オフィスや工場などにおいて、対象とする人体の検出、認識、追跡などを行う。物体追跡装置1の追跡結果は、外部装置に出力され、例えば、人数のカウント、照明や空調など各種機器の制御などに利用される。
<Application Examples>
With reference to FIG. 1, an application example of the object tracking device according to the present invention will be described. The object tracking device 1 is a device that analyzes an acquired image to detect and track an object. The image may be acquired from a camera, may be received from a communication device, or may be read from a recording medium. The object may be any object, for example, a human body, a face, an animal, a vehicle, or a part. As an example, a case where a human body is tracked is assumed here. The object tracking device 1 detects, recognizes, and tracks a target human body in, for example, an office or a factory. The tracking result of the object tracking device 1 is output to an external device and is used, for example, for counting the number of people, controlling various devices such as lighting and air conditioning, and the like.

本適用例では、検出と追跡の両方を毎フレーム行う。追跡に用いるテンプレート(追跡対象物の特徴)の学習は、基本的に逐次学習型のアルゴリズムにより行う。より具体的には、検出または追跡により得られた結果を用いてテンプレートを逐次更新し、次フレームでは更新されたテンプレートを用いて追跡を行う。ここで、不正確な追跡結果が得られた場合や、逐次学習に伴い背景など追跡対象以外の特徴が徐々に入り込んでしまった場合には、追跡誤差が積み重なり、最終的に追跡に失敗する恐れがある。そこで本適用例では、現フレームに対し検出と追跡の両方を行い、テンプレートを更新する方法を切り替えることで、追跡性能を向上する手法を提案する。 In this application example, both detection and tracking are performed for every frame. The template (features of the tracked object) used for tracking is basically learned using a sequential learning algorithm. More specifically, the template is updated sequentially using the results obtained by detection or tracking, and tracking is performed using the updated template in the next frame. If inaccurate tracking results are obtained, or if features other than the tracked object, such as the background, gradually intrude as a result of sequential learning, tracking errors may accumulate and ultimately cause tracking to fail. Therefore, in this application example, we propose a method to improve tracking performance by performing both detection and tracking for the current frame and switching the method of updating the template.

画像取得部2は、物体追跡の対象とする画像データを取得する機能を有する。検出部3は、取得された画像から、検出対象物である人体の特徴に基づき人体の探索を行う。追跡部4は、取得された画像から、前フレームまでに検出部3により検出された人体と同じ人体の探索を行う。追跡に用いるテンプレートは、更新部5により更新される。 The image acquisition unit 2 has a function of acquiring image data to be tracked. The detection unit 3 searches for a human body, which is the object to be detected, from the acquired image based on the characteristics of the human body. The tracking unit 4 searches for a human body that is the same as the human body detected by the detection unit 3 up to the previous frame from the acquired image. The template used for tracking is updated by the update unit 5.

更新部5は、追跡結果または検出結果を用いてテンプレートの更新を行う。追跡部4は、次フレームからは更新されたテンプレートを用いて追跡を行う。このように、現フレームの追跡結果または検出結果に基づき更新されるテンプレートを用いて追跡を行うことで、精度よく追跡を行うことができる。 The update unit 5 updates the template using the tracking or detection results. The tracking unit 4 performs tracking using the updated template from the next frame onwards. In this way, tracking can be performed with high accuracy by performing tracking using a template that is updated based on the tracking or detection results of the current frame.

テンプレート更新方法は、例えば、検出結果と追跡結果の一致度に応じて切り替えてもよい。一致度とは、検出部3が示す人体と、追跡部4が示す人体の一致の程度を表す。例えば、検出矩形と追跡矩形の位置座標の一致度や、検出矩形と追跡矩形の画像の一致度を用いて算出してもよい。 The template update method may be switched depending on, for example, the degree of match between the detection result and the tracking result. The degree of match indicates the degree of match between the human body shown by the detection unit 3 and the human body shown by the tracking unit 4. For example, it may be calculated using the degree of match between the position coordinates of the detection rectangle and the tracking rectangle, or the degree of match between the images of the detection rectangle and the tracking rectangle.

テンプレートは、一致度が第1閾値よりも高い場合にそうでない場合と比較して検出結果が大きく影響するように更新するとよい。例えば、一致度が第1閾値よりも高い場合は追跡結果を用いてテンプレートを更新し、第1閾値以下である場合は検出結果を用いて更新してもよい。なお、更新方法の切り替えはこの方法に限られない。 The template may be updated so that when the degree of match is higher than a first threshold, the detection result has a greater influence than when the degree of match is not higher. For example, when the degree of match is higher than the first threshold, the template may be updated using the tracking result, and when the degree of match is equal to or lower than the first threshold, the template may be updated using the detection result. Note that the switching of the update method is not limited to this method.

このように一致度に応じてテンプレート更新方法を切り替えることで、より精度よくテンプレート更新を行うことができ、追跡精度が向上する。 In this way, by switching the template update method depending on the degree of match, template updates can be performed more accurately, improving tracking accuracy.

また、テンプレート更新に用いる特徴の切り替えは、検出結果または追跡結果の信頼度に応じて更新に用いる結果を切り替えてもよい。信頼度は、追跡結果と検出結果の双方について算出してもよく、どちらか一方でもよい。追跡結果と検出結果の信頼度は、例えば、背景画像に基づいて算出してもよく、追跡または検出された対象物のフレーム間における位置の差に基づいて算出してもよい。また、検出結果の信頼度は、検出結果の確からしさを表す検出スコアに基づき算出してもよい。このように、信頼度や検出スコアも合わせて考慮しテンプレート更新に用いる特徴を切り替えることで、より精度よくテンプレートを更新し、追跡精度が向上することができる。 The features used for updating the template may be switched depending on the reliability of the detection or tracking results. The reliability may be calculated for both the tracking and detection results, or for just one of them. The reliability of the tracking and detection results may be calculated, for example, based on the background image, or based on the difference in position between frames of the tracked or detected object. The reliability of the detection result may be calculated based on a detection score that indicates the likelihood of the detection result. In this way, by switching the features used for updating the template while taking into account the reliability and detection score, the template can be updated more accurately, and tracking accuracy can be improved.

<実施形態1>
以下で説明する実施形態は、物体追跡装置1に関する。図2に示すように、ここでは一例としてカメラが撮影した画像から人体10を追跡する装置を想定するが、あくまで例示に過ぎず、画像から検出および追跡する物体は人体である必要はなく、任意の物体であってよい。例えば、動物、車両、部品が例として挙げられる。また、画像の取得元もカメラに限られず、例えばハードディスクに記録された画像に対して物体追跡装置を適用してもよい。
<Embodiment 1>
The embodiment described below relates to an object tracking device 1. As shown in FIG. 2, a device that tracks a human body 10 from an image captured by a camera is assumed as an example here, but this is merely an example, and the object detected and tracked from the image does not have to be a human body, and may be any object. For example, animals, vehicles, and parts are examples. In addition, the source of the image is not limited to a camera, and the object tracking device may be applied to images recorded on a hard disk, for example.

本実施形態による物体追跡装置1は、例えば、監視カメラや車載カメラによる人体検出、オートフォーカス(AF)、人数カウントなどに用いることができる。 The object tracking device 1 according to this embodiment can be used, for example, for human body detection using surveillance cameras or vehicle-mounted cameras, autofocus (AF), and people counting.

<ハードウェア構成>
図3は、本実施形態に係る物体追跡装置1のハードウェア構成を示す図である。物体追跡装置1は、通信IF(インターフェース)20、通信装置21、記憶装置22、演算装置23、入力装置24、出力装置25を含む。通信IF20は、本実施形態ではカメラから直接画像データを受け取るが、通信装置21や記録媒体を介して画像データを受け取ってもよい。通信装置21は、物体追跡装置1が外部のコンピュータと通信を行うための装置である。通信の形態は有線であっても無線であってもよく、通信規格は任意であってよい。記憶装置22は、主記憶装置および補助記憶装置を含み、演算装置23によって実行されるプログラムや画像データやプログラム実行中の一時データを格納する。入力装置24は、ユーザが物体追跡装置1に指示を入力するための装置であり、例えば、ボタン、キーボード等から構成される。出力装置25は、物体追跡装置がユーザに対する出力を行うための装置であり、例えば、表示装置、制御装置、スピーカなどから構成される。
<Hardware Configuration>
FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of the object tracking device 1 according to the present embodiment. The object tracking device 1 includes a communication IF (interface) 20, a communication device 21, a storage device 22, a calculation device 23, an input device 24, and an output device 25. In the present embodiment, the communication IF 20 receives image data directly from the camera, but may receive image data via the communication device 21 or a recording medium. The communication device 21 is a device for the object tracking device 1 to communicate with an external computer. The form of communication may be wired or wireless, and any communication standard may be used. The storage device 22 includes a main storage device and an auxiliary storage device, and stores programs executed by the calculation device 23, image data, and temporary data during program execution. The input device 24 is a device for a user to input instructions to the object tracking device 1, and is composed of, for example, a button, a keyboard, etc. The output device 25 is a device for the object tracking device to output to the user, and is composed of, for example, a display device, a control device, a speaker, etc.

図1は本実施形態に係る物体追跡装置1の機能ブロック図である。本実施形態の物体追跡装置1は、画像取得部2、検出部3、追跡部4、更新部5、記憶部6、出力部7の各機能部を有している。これらの機能部は、演算装置23が記憶装置22に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。ただし、これらの機能部の一部またはすべては、ASICなどの専用の装置によって実現されてもよい。 Figure 1 is a functional block diagram of an object tracking device 1 according to this embodiment. The object tracking device 1 according to this embodiment has the following functional units: an image acquisition unit 2, a detection unit 3, a tracking unit 4, an update unit 5, a storage unit 6, and an output unit 7. These functional units are realized by a calculation device 23 executing a program stored in a storage device 22. However, some or all of these functional units may be realized by a dedicated device such as an ASIC.

(画像取得部2)
画像取得部2は、物体追跡の対象とする画像データを取得する機能を有する。取得する画像データは複数のフレームからなる画像であり、静止画像でも動画像でもよい。また、取得する画像は、カメラ26から取得されてもよいし、通信装置21や記憶装置22から取得されてもよい。取り込まれた画像データは、検出部3および追跡部4に引き渡される。
(Image Acquisition Unit 2)
The image acquisition unit 2 has a function of acquiring image data to be tracked. The acquired image data is an image consisting of multiple frames, and may be a still image or a moving image. The acquired image may be acquired from the camera 26, the communication device 21, or the storage device 22. The captured image data is passed to the detection unit 3 and the tracking unit 4.

(検出部3)
検出部3は、記憶部6に記憶された検出対象物の特徴に基づき、画像取得部2が取得した画像から検出対象物を検出する。すなわち、検出部3は、検出対象物である人一般に共通する特徴に基づき、人体が含まれる領域を探索する。検出に用いるアルゴリズムは、人
体を検出する任意のアルゴリズムが採用可能である。検出結果は更新部5に引き渡される。
(Detection Unit 3)
The detection unit 3 detects the detection object from the image acquired by the image acquisition unit 2 based on the characteristics of the detection object stored in the storage unit 6. That is, the detection unit 3 searches for an area including a human body based on characteristics common to humans in general, which is the detection object. Any algorithm for detecting a human body can be used as the algorithm used for detection. The detection result is passed to the update unit 5.

(追跡部4)
追跡部4は、記憶部6に記憶された追跡対象物の特徴に基づき、画像取得部2が取得した画像から追跡対象物を追跡する。すなわち、追跡部4は、追跡対象物である検出部3が検出した特定の人体を識別可能な特徴に基づき、前フレームまでに検出部3が検出した人体と同一の人体が含まれる領域を探索する。追跡部4が追跡に用いるテンプレートは更新部5により更新され、次フレームに対しては、更新されたテンプレートを用いて追跡を行う。追跡結果は更新部5に引き渡される。
(Tracking Unit 4)
The tracking unit 4 tracks the target object from the images acquired by the image acquisition unit 2, based on the features of the target object stored in the memory unit 6. That is, the tracking unit 4 searches for an area including a human body identical to the human body detected by the detection unit 3 up to the previous frame, based on features that can identify the specific human body detected by the detection unit 3, which is the target object. The template used by the tracking unit 4 for tracking is updated by the update unit 5, and tracking is performed using the updated template for the next frame. The tracking result is handed over to the update unit 5.

ここで、本実施形態では、検出部3や追跡部4が対象物の探索に用いる特徴の一例として、色の特徴量であるカラーヒストグラムを用いる。カラーヒストグラムは、歩行中の人のように形状が変化する場合であっても、色の分布は一定であるため、追跡対象が人の場合に好適である。なお、用いる特徴量は色に限られず、例えば輝度や形状に関する特徴量などを用いてもよく、複数の特徴量等を組み合わせて使用してもよい。 In this embodiment, a color histogram, which is a color feature, is used as an example of a feature used by the detection unit 3 and the tracking unit 4 to search for an object. A color histogram is suitable for tracking a person because the color distribution is constant even if the shape changes, such as a walking person. Note that the feature used is not limited to color, and features related to brightness or shape, for example, may be used, or a combination of multiple features may be used.

(更新部5)
更新部5は、検出部3による検出結果と、追跡部4による追跡結果との一致度に応じて更新(学習)方法を切り替える機能を有する。本実施形態では、更新部5は、一致度に応じてテンプレート更新に用いる特徴を追跡結果と検出結果において切り替えるとともに、学習率を変更する。一致度は、追跡部4が示す追跡矩形12と検出部3が示す検出矩形11の中心位置の差を用いて算出する。なお、一致度は追跡結果と検出結果の類似度を比較できるものであればよい。例えば、結果の類似度は、中心間距離のほか、領域の大きさの差や、IoU(Intersection over Union)を用いて算出してもよく、画像類似度から算
出してもよい。画像類似度は、SSD(Sum of Squared Difference)、SAD(Sum of Absolute Difference)、相互相関等を用いて算出してもよく、顔向きや姿勢など画像内
の被写体の類似度を用いて算出してもよい。
(Update section 5)
The update unit 5 has a function of switching an update (learning) method according to the degree of coincidence between the detection result by the detection unit 3 and the tracking result by the tracking unit 4. In this embodiment, the update unit 5 switches the features used for template update between the tracking result and the detection result according to the degree of coincidence, and changes the learning rate. The degree of coincidence is calculated using the difference in the center position between the tracking rectangle 12 indicated by the tracking unit 4 and the detection rectangle 11 indicated by the detection unit 3. Note that the degree of coincidence may be anything that can compare the similarity between the tracking result and the detection result. For example, the similarity of the results may be calculated using the center distance, the difference in the size of the area, or IoU (Intersection over Union), or may be calculated from image similarity. The image similarity may be calculated using SSD (Sum of Squared Difference), SAD (Sum of Absolute Difference), cross-correlation, or the like, or may be calculated using the similarity of the subject in the image, such as the face direction and posture.

ここで、追跡も検出も正しく行われている場合は、追跡結果と検出結果は同様の領域が出力される。一方、追跡結果と検出結果が異なる領域を出力した場合は、追跡が正しく行われていない可能性がある。そこで、第1閾値には、一致度がその値以上であれば追跡が正しく行えていると判断できる値を設定する。このような値を設定し、第1閾値を境にテンプレート更新に用いる方法を切り替えることで、より精度よくテンプレート更新を行うことができる。なお、第1閾値は任意の値でよく、例えば、厳密な精度が求められる物体追跡の場合は、そうでない場合よりも所定の割合大きくする、と定めてもよい。更新部5による更新方法の切り替えについては、以下でフローチャートを参照しながら詳細に説明する。 Here, if both tracking and detection are performed correctly, the tracking result and the detection result output similar areas. On the other hand, if the tracking result and the detection result output different areas, tracking may not have been performed correctly. Therefore, the first threshold is set to a value that can be determined to be correct if the degree of match is equal to or greater than this value. By setting such a value and switching the method used for template update at the first threshold, template update can be performed with greater accuracy. Note that the first threshold may be any value, and for example, in the case of object tracking that requires strict accuracy, the first threshold may be set to a predetermined percentage higher than in other cases. The switching of update methods by the update unit 5 will be described in detail below with reference to a flowchart.

(記憶部6)
記憶部6は、検出部3が用いる検出対象物の特徴(検出用のテンプレート)と、追跡部4が用いる追跡対象物の特徴(追跡用のテンプレート)を記憶する機能を有する。記憶部6はまた、更新に用いる係数など追跡処理および更新処理に用いる各種のパラメータ等も記憶している。
(Memory unit 6)
The storage unit 6 has a function of storing features of a detection target object (a detection template) used by the detection unit 3 and features of a tracked target object (a tracking template) used by the tracker 4. The storage unit 6 also stores various parameters, such as coefficients used for updating, used in the tracking process and the update process.

(出力部7)
出力部7は、画像や検出結果・追跡結果などの情報を外部装置に出力する機能を有する。例えば、出力部7は、外部装置としてディスプレイに情報を表示してもよいし、外部装置として照明装置や空調装置に情報や制御信号を送信してもよいし、記録装置に格納してもよい。
(Output unit 7)
The output unit 7 has a function of outputting information such as images and detection results/tracking results to an external device. For example, the output unit 7 may display information on a display as an external device, transmit information or control signals to a lighting device or an air conditioning device as an external device, or store the information in a recording device.

<全体処理>
図4は、物体追跡処理の全体フローチャートである。図1および図4に沿って物体追跡処理の全体的な流れを説明する。
<Overall processing>
4 is a flowchart showing the entire object tracking process. The entire flow of the object tracking process will be described with reference to FIGS.

ステップS101では、検出部3が、現フレーム画像から、検出対象物である人体の特徴に基づき、人体の検出を行う。 In step S101, the detection unit 3 detects a human body from the current frame image based on the characteristics of the human body, which is the object to be detected.

ステップS102では、追跡部4が、現フレーム画像から、テンプレートに基づき追跡対象物の追跡を行う。追跡対象物とは、前フレーム画像までに追跡を行っていた場合は、前フレーム画像で追跡していた人体のことである。前フレームまでに追跡は行っておらず、検出部3による検出結果のみある場合は、検出部3により検出された人体のことである。 In step S102, the tracking unit 4 tracks the tracking target from the current frame image based on the template. The tracking target refers to the human body tracked in the previous frame image if tracking has been performed up to the previous frame image. If tracking has not been performed up to the previous frame and there is only a detection result by the detection unit 3, the tracking target refers to the human body detected by the detection unit 3.

ステップS103では、更新部5が追跡結果および検出結果の矩形の中心間距離に基づき、対応付け(ペアリング)を行う。なお、ペアリングは矩形の中心間距離に基づき行ってもよいし、矩形の最短距離や、矩形の大きさの類似度などに基づき行ってもよい。ステップS104~S106のループ処理L1以降の処理は、ペアリングされた追跡結果と検出結果についてそれぞれ処理を行う。 In step S103, the update unit 5 performs matching (pairing) based on the center-to-center distance of the rectangles in the tracking results and the detection results. Note that pairing may be performed based on the center-to-center distance of the rectangles, or based on the shortest distance between the rectangles or the similarity in size of the rectangles. The processing from loop processing L1 in steps S104 to S106 onwards processes the paired tracking results and detection results, respectively.

ステップS104では、更新部5が、追跡部4が示す追跡矩形12の中心座標と、検出部3が示す検出矩形11の中心座標から一致度を判定する。一致度が第1閾値よりも高い場合はステップS105に進み、第1閾値以下である場合はステップS106に進む。本実施形態では、ステップS105の処理が第1更新処理に相当し、ステップS106の処理が第2更新処理に相当する。 In step S104, the update unit 5 determines the degree of match from the center coordinates of the tracking rectangle 12 indicated by the tracking unit 4 and the center coordinates of the detection rectangle 11 indicated by the detection unit 3. If the degree of match is higher than the first threshold, the process proceeds to step S105, and if it is equal to or lower than the first threshold, the process proceeds to step S106. In this embodiment, the process of step S105 corresponds to the first update process, and the process of step S106 corresponds to the second update process.

本実施形態では、現フレームの追跡結果または検出結果を用いてテンプレートの更新を行う。以下にテンプレート更新に用いる式の一例を記載する。 In this embodiment, the template is updated using the tracking or detection results of the current frame. An example of the formula used to update the template is given below.

n+1=α×F+(1-α)×Fn―1
ここで
n+1:次フレームで追跡に用いる特徴量
:現フレームから得られた対象物の特徴量
n-1:前フレームまでに記憶していた特徴量
α:学習率
である。
F n+1 = α×F n + (1-α)×F n-1
Here, F n+1 : feature amount used for tracking in the next frame, F n : feature amount of the object obtained from the current frame, F n-1 : feature amount stored up to the previous frame, and α: learning rate.

ステップS105では、更新部5が、「現フレームから得られた対象物の特徴量(Fn)」として「現フレームの追跡結果が示す特徴量」を用い、学習率(α)を「0.1」としてテンプレート更新(逐次学習)を行う。なお、学習率とは、記憶部6に記憶されたテンプレートをどの程度変更するかを表すパラメータである。すなわち、S105では上述した式に示すように、現フレームの追跡結果が示す特徴量と、前フレームまでに記憶していた特徴量が1:9の比率で合成されるようにテンプレートを更新する。これにより、次フレームでは適切に更新されたテンプレートを用いて追跡を行うことができる。なお、本実施形態のステップS105では更新に用いる特徴として追跡結果を採用するが、検出結果を採用してもよいし、追跡結果と検出結果の両方を組み合わせて採用してもよい。また、学習率の値は「0.1」に限られず、任意の値でよい。 In step S105, the update unit 5 uses the "feature value indicated by the tracking result of the current frame" as the "feature value (Fn) of the object obtained from the current frame" and performs template update (sequential learning) with a learning rate (α) of "0.1". The learning rate is a parameter that indicates the extent to which the template stored in the storage unit 6 is changed. That is, in S105, as shown in the above formula, the template is updated so that the feature value indicated by the tracking result of the current frame and the feature value stored up to the previous frame are combined at a ratio of 1:9. This allows tracking to be performed in the next frame using an appropriately updated template. In step S105 of this embodiment, the tracking result is used as the feature used for updating, but the detection result may be used, or both the tracking result and the detection result may be used in combination. The value of the learning rate is not limited to "0.1" and may be any value.

ステップS106では、更新部5が、「現フレームから得られた対象物の特徴量(Fn)」として「現フレームの検出結果が示す特徴量」を用い、学習率(α)を「1」として
、すなわちテンプレートを現フレームの検出結果が示す特徴量へ置き換え(リセット)を行う。ここで、一致度が低い場合は、追跡結果が不正確な結果を示している可能性がある。したがって、テンプレートを現フレームの検出結果に即時に置き換えることで、次フレームからの追跡精度を迅速に回復することができる。学習率はS105よりも高ければよく、例えば学習率を「0.5」とする「学習率アップ」の処理を採用してもよい。この場合は、過去のテンプレートの情報も維持しつつ、現フレームの検出結果に近づくようにテンプレートを更新することができる。例えば、第1閾値よりも小さい所定の閾値を境に「リセット」と「学習率アップ」を切り替えてもよい。
In step S106, the update unit 5 uses the "feature value indicated by the detection result of the current frame" as the "feature value (Fn) of the object obtained from the current frame" and sets the learning rate (α) to "1", that is, replaces (resets) the template with the feature value indicated by the detection result of the current frame. Here, if the degree of match is low, the tracking result may indicate an inaccurate result. Therefore, by immediately replacing the template with the detection result of the current frame, the tracking accuracy from the next frame can be quickly restored. The learning rate may be higher than S105, and for example, a "learning rate up" process with a learning rate of "0.5" may be adopted. In this case, the template can be updated to approach the detection result of the current frame while maintaining the information of the past template. For example, the "reset" and "learning rate up" may be switched at a predetermined threshold value smaller than the first threshold value.

なお、本実施形態では、一致度が第1閾値より高い場合(ステップS105)では、現フレームに対する追跡部4による追跡結果を用いてテンプレートを更新し、一致度が第1閾値以下である場合(ステップS106)では、現フレームに対する検出部3による検出結果を用いてテンプレートを更新し、ステップS105とステップS106で異なる学習率を用いる処理について記載している。しかしながら、一致度が第1閾値よりも高い場合にそうでない場合と比較して検出結果が大きく影響するようにテンプレートを更新できれば、更新方法の切り替えはこの方法に限られない。例えば、更新部5は、テンプレート更新に用いる特徴は一致度に応じて追跡結果と検出結果において切り替えるが、一致度に関わらず学習率は同じ値を用いてもよい。この場合は、更新部5は、一致度が第1閾値よりも高い場合には追跡結果を用い、一致度が第1閾値以下である場合には検出結果を用い、学習率は任意の値(例えば「0.1」)でテンプレートを更新してもよい。また、更新部5は、テンプレート更新には一致度に関わらず検出結果を用い、一致度に応じて学習率を変更してもよい。この場合には、一致度が第1閾値よりも高い場合の学習率は、一致度が第1閾値以下である場合の学習率よりも大きくすればよい。また、更新部5は、テンプレート更新には一致度に関わらず追跡結果と検出結果を合成した結果を用い、一致度に応じて合成の割合を変更してもよい。この場合は、更新部5は、一致度が第1閾値よりも高い場合は、一致度が第1閾値以下の場合と比較して、追跡結果に対する重みが大きくなるようにして合成すればよい。さらに、この場合は、一致度に応じて学習率を変更してもよいし、同じ学習率を用いてもよい。また、上記複数の更新方法を組み合わせてテンプレートを更新してもよい。このように、一致度が第1閾値以下である場合は、そうでない場合よりも検出結果が大きく影響するようテンプレートを更新するとよい。これにより、一致度が低く、追跡結果と検出結果のどちらかが不正確な可能性がある場合でも、不正確なテンプレート更新による追跡精度の低下を回避することができる。 In this embodiment, when the degree of agreement is higher than the first threshold (step S105), the template is updated using the tracking result by the tracking unit 4 for the current frame, and when the degree of agreement is equal to or lower than the first threshold (step S106), the template is updated using the detection result by the detection unit 3 for the current frame, and different learning rates are used in steps S105 and S106. However, as long as the template can be updated so that the detection result has a greater influence when the degree of agreement is higher than the first threshold compared to when the degree of agreement is not higher than the first threshold, the switching of the update method is not limited to this method. For example, the update unit 5 switches the features used for template update between the tracking result and the detection result depending on the degree of agreement, but the same learning rate may be used regardless of the degree of agreement. In this case, the update unit 5 may use the tracking result when the degree of agreement is higher than the first threshold, and use the detection result when the degree of agreement is equal to or lower than the first threshold, and update the template with an arbitrary learning rate (for example, "0.1"). The update unit 5 may also use the detection result for template update regardless of the degree of agreement, and change the learning rate depending on the degree of agreement. In this case, the learning rate when the degree of agreement is higher than the first threshold may be larger than the learning rate when the degree of agreement is equal to or lower than the first threshold. The update unit 5 may use the result of combining the tracking result and the detection result regardless of the degree of agreement for template update, and may change the ratio of combination according to the degree of agreement. In this case, when the degree of agreement is higher than the first threshold, the update unit 5 may combine the tracking result so that the weight is larger than when the degree of agreement is equal to or lower than the first threshold. Furthermore, in this case, the learning rate may be changed according to the degree of agreement, or the same learning rate may be used. The template may be updated by combining the above-mentioned multiple update methods. In this way, when the degree of agreement is equal to or lower than the first threshold, it is preferable to update the template so that the detection result has a larger influence than when the degree of agreement is not equal to the first threshold. This makes it possible to avoid a decrease in tracking accuracy due to inaccurate template update even when the degree of agreement is low and there is a possibility that either the tracking result or the detection result is inaccurate.

追跡部4は、次フレームにおいては更新されたテンプレートを用いて、追跡を行い、それぞれのフレームについてステップS101からステップS105またはステップS106までの処理が繰り返される。 The tracking unit 4 performs tracking using the updated template in the next frame, and the process from step S101 to step S105 or step S106 is repeated for each frame.

本実施形態では、現フレーム画像に対して検出部による検出と、追跡部による追跡の両方を行い、検出結果と追跡結果の一致度に応じてテンプレートの更新方法を切り替える。検出結果と追跡結果の一致度が高い場合は、どちらの結果を用いてもテンプレートを正しく更新することができる。一方、検出結果と追跡結果が相違する場合には、いずれかの結果が不正確な可能性がある。追跡処理は稀ではあるが対象物と大きく異なる物体を捉えてしまうことがあり、検出処理の方が対象物と大きく異なる物体を捉えることは少ない。したがって、上記のように検出結果と追跡結果と一致しない場合に検出結果を優先する。これにより、不正確な結果を用いたテンプレート更新による背景への貼りつき等が低減され、追跡精度を向上することができる。 In this embodiment, both detection by the detection unit and tracking by the tracking unit are performed on the current frame image, and the template update method is switched depending on the degree of match between the detection result and the tracking result. If the detection result and the tracking result match highly, the template can be updated correctly using either result. On the other hand, if the detection result and the tracking result differ, one of the results may be inaccurate. Although it is rare, the tracking process may capture an object that is significantly different from the target, and the detection process rarely captures an object that is significantly different from the target. Therefore, as described above, the detection result is prioritized when the detection result and the tracking result do not match. This reduces the occurrence of the template being stuck to the background when updating the template using an inaccurate result, and improves tracking accuracy.

<第2実施形態>
第1実施形態は一致度に基づいて更新方法を切り替えているが、第2実施形態はさらに追跡結果・検出結果の信頼度を考慮して更新方法を切り替える。本実施形態に係る物体追
跡装置の構成は、基本的に第1実施形態と同様であるため詳しい説明は省略し、主に異なる点について説明する。
Second Embodiment
In the first embodiment, the update method is switched based on the degree of coincidence, but in the second embodiment, the update method is switched by further considering the reliability of the tracking result and the detection result. Since the configuration of the object tracking device according to this embodiment is basically the same as that of the first embodiment, a detailed description will be omitted and differences will be mainly described.

ここで、信頼度とは、追跡結果や検出結果の確からしさを示す指標である。本実施形態では、追跡結果と検出結果の両方について信頼度を算出するが、追跡結果と検出結果のいずれか一方について算出してもよい。このように、信頼度も考慮してテンプレートの更新方法を切り替えることで、より適切にテンプレートを更新し、追跡精度を向上することができる。 Here, reliability is an index that indicates the likelihood of a tracking result or a detection result. In this embodiment, reliability is calculated for both the tracking result and the detection result, but it may be calculated for either the tracking result or the detection result. In this way, by switching the template update method taking into account reliability, it is possible to more appropriately update the template and improve tracking accuracy.

信頼度は、例えば、背景画像との差分を用いて算出してもよい。すなわち、追跡部4による追跡結果の信頼度は、現フレームに対する追跡結果と、背景画像との差分に応じて決定し、検出部3による検出結果の信頼度は、現フレームに対する検出結果と、背景画像との差分に応じて決定してもよい。なお、背景画像とは、検出領域に検出対象物が存在しないときの画像である。本実施形態では、検出対象物が存在しない、ある特定の時点の画像を背景画像として背景差分に用いる。なお、背景画像は、ある特定の時点の画像を背景画像として用いてもよく、逐次異なる画像を背景画像として用いてもよい。例えば、背景画像は、検出対象物が存在しない直前のフレーム画像を背景画像として定めてもよいし、直近の所定フレームの平均を用いて合成した画像を背景画像として定めてもよい。また、追跡結果の背景差分と、検出結果の背景差分で用いる背景画像は、同じ背景画像を用いてもよいし、異なる背景画像を用いてもよい。 The reliability may be calculated using, for example, the difference from the background image. That is, the reliability of the tracking result by the tracking unit 4 may be determined according to the difference between the tracking result for the current frame and the background image, and the reliability of the detection result by the detection unit 3 may be determined according to the difference between the detection result for the current frame and the background image. Note that the background image is an image when there is no detection target in the detection area. In this embodiment, an image at a specific time when there is no detection target is used as the background image for the background difference. Note that the background image may be an image at a specific time, or different images may be used as the background image successively. For example, the background image may be the frame image immediately before there is no detection target, or an image synthesized using the average of the most recent specified frames may be set as the background image. Also, the background difference of the tracking result and the background difference of the detection result may use the same background image, or different background images.

背景画像との差分による信頼度は、現フレームについて追跡結果または検出結果が出力する領域と、背景画像の対応する領域の、画像の非類似度により評価する。ここで、追跡結果または検出結果が背景画像と類似している場合は、背景を誤って対象物と認識している可能性がある。したがって、信頼度として、追跡結果または検出結果と背景画像との非類似度を採用でき、非類似度が高い(類似していない)ほど信頼度が高いと評価する。なお、非類似度として画像差分の量を採用できるが、その他の指標を用いてもよい。 The reliability based on the difference with the background image is evaluated based on the image dissimilarity between the area output by the tracking or detection result for the current frame and the corresponding area of the background image. Here, if the tracking or detection result is similar to the background image, there is a possibility that the background has been mistakenly recognized as the target object. Therefore, the dissimilarity between the tracking or detection result and the background image can be used as the reliability, and the higher the dissimilarity (the less similar), the higher the reliability is evaluated to be. Note that the amount of image difference can be used as the dissimilarity, but other indices may also be used.

図5を参照して、信頼度の一例として背景画像との差分を用い、テンプレートの更新方法を切り替える手法を説明する。なお、図4と同様の処理については同じ符号を付しており、詳細な説明は省略する。図1および図5に沿ってステップS201以降の処理の流れを説明する。 With reference to FIG. 5, a method of switching the template update method using the difference from the background image as an example of reliability will be described. Note that the same processes as in FIG. 4 are given the same reference numerals, and detailed explanations will be omitted. The flow of the process from step S201 onwards will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 5.

ステップS201では、検出部3による検出結果の信頼度および追跡部4による追跡結果の信頼度を、第2閾値と比較する。ここで、第2閾値とは、その値以上であれば検出結果や追跡結果を信頼できると判断できる値を設定する。また、本実施形態では、第2閾値は検出結果と追跡結果で同じ値を用いるが、異なる値を用いてもよい。 In step S201, the reliability of the detection result by the detection unit 3 and the reliability of the tracking result by the tracking unit 4 are compared with a second threshold value. Here, the second threshold value is set to a value that, if equal to or greater than this value, the detection result or tracking result can be determined to be reliable. In this embodiment, the same value is used as the second threshold value for the detection result and the tracking result, but different values may also be used.

ステップS201の判定において、検出結果と追跡結果のいずれの信頼度も第2閾値よりも高い場合には、ステップS104に進む。すなわち、検出結果も追跡結果のどちらも信頼できる場合には、第1実施形態と同様に一致度を考慮してテンプレート更新方法を切り替える。 If it is determined in step S201 that the reliability of both the detection result and the tracking result is higher than the second threshold, the process proceeds to step S104. In other words, if both the detection result and the tracking result are reliable, the template update method is switched taking into account the degree of match, as in the first embodiment.

ステップS201の判定において、検出結果の信頼度は第2閾値以下であり、追跡結果の信頼度は第2閾値よりも高い場合には、検出結果は不正確な可能性があるが、追跡結果は正しい結果を出力していると考えられる。したがって、一致度を判定することなくステップS105に進み、更新部5は追跡結果を用い、テンプレート更新(逐次学習)を行う。これにより、より信頼できる結果を用いてテンプレートを更新することができる。 In the judgment of step S201, if the reliability of the detection result is equal to or less than the second threshold value and the reliability of the tracking result is higher than the second threshold value, the detection result may be inaccurate, but the tracking result is considered to be correct. Therefore, the process proceeds to step S105 without judging the degree of match, and the update unit 5 uses the tracking result to perform template update (sequential learning). This makes it possible to update the template using a more reliable result.

ステップS201の判定において、検出結果の信頼度は第2閾値よりも高く、追跡結果
の信頼度は第2閾値以下である場合には、検出結果は正しい結果を出力していると考えられるが、追跡結果は不正確な可能性がある。したがって、一致度を判定することなくステップS106に進み、更新部5はテンプレートを現フレームの検出結果に置き換え(リセット)を行う。これにより、追跡結果が不正確な場合には、テンプレートが検出結果に近づくように修正され、追跡精度を向上することができる。
In the judgment of step S201, if the reliability of the detection result is higher than the second threshold and the reliability of the tracking result is equal to or lower than the second threshold, it is considered that the detection result is correct, but the tracking result may be inaccurate. Therefore, the process proceeds to step S106 without judging the degree of match, and the update unit 5 replaces (resets) the template with the detection result of the current frame. As a result, if the tracking result is inaccurate, the template is corrected to approach the detection result, and the tracking accuracy can be improved.

ステップS201の判定において、検出結果と追跡結果のいずれの信頼度も第2閾値以下である場合には、ステップS107に進み、更新部5はテンプレートを更新しない(「学習なし」)。なお、「テンプレートを更新しない」とは、学習率0%での学習処理であると捉えることができる。これにより、不正確な可能性がある特徴を用いてテンプレートが更新されることを回避することができる。 If it is determined in step S201 that the reliability of both the detection result and the tracking result is equal to or less than the second threshold, the process proceeds to step S107, in which the update unit 5 does not update the template ("no learning"). Note that "not updating the template" can be considered to be a learning process with a learning rate of 0%. This makes it possible to avoid updating the template using features that may be inaccurate.

追跡部4は、次フレームにおいては更新されたテンプレートを用いて、追跡を行い、それぞれのフレームについてステップS101以降の処理が繰り返される。このように、信頼度に応じてテンプレートの更新方法を切り替えることで、現フレームの結果をより適切に反映してテンプレートを更新することができ、追跡精度を向上することができる。 The tracking unit 4 uses the updated template in the next frame to perform tracking, and the processes from step S101 onwards are repeated for each frame. In this way, by switching the template update method depending on the reliability, the template can be updated to more appropriately reflect the results of the current frame, and tracking accuracy can be improved.

なお、信頼度の判定結果を用いる場合は、ステップS201の判定後、S104~S107のすべての処理を採用してもよいし、いずれかの処理のみ採用してもよい。例えば、ステップS107(「学習なし」)を採用せず、検出結果の信頼度も追跡結果の信頼度も第2閾値以下である場合には、ステップS104の一致度の処理に進み、一致度に応じてテンプレートを更新してもよい。また、例えば、ステップS104の一致度の判定を採用せず、追跡結果の信頼度が高い場合はすなわち「逐次学習」の処理によりテンプレートを更新してもよい。また、テンプレートの更新方法は、上記とは異なる切り替え方法を採用してもよい。例えば、検出結果の信頼度と、追跡結果の信頼度との、いずれか一方でも信頼度が第2閾値よりも低い場合は、テンプレートを更新しない(ステップS107)処理を採用してもよい。なお、実施形態1と同様に、実施形態2で用いた学習率はあくまで例示であり、任意の値を用いてよい。 When the result of the reliability determination is used, all of the processes from S104 to S107 may be adopted after the determination in step S201, or only one of the processes may be adopted. For example, if step S107 ("no learning") is not adopted and both the reliability of the detection result and the reliability of the tracking result are equal to or lower than the second threshold, the process may proceed to the matching process in step S104 and the template may be updated according to the matching. For example, if the reliability of the tracking result is high without adopting the matching determination in step S104, the template may be updated by the "sequential learning" process. In addition, a switching method different from the above may be adopted as the template update method. For example, if either the reliability of the detection result or the reliability of the tracking result is lower than the second threshold, the process of not updating the template (step S107) may be adopted. As in the first embodiment, the learning rate used in the second embodiment is merely an example, and any value may be used.

また、信頼度は、背景画像との非類似度に限られず、他の指標に基づいて算出されてもよい。例えば、フレーム間での位置の差を信頼度の指標として採用してもよい。この場合、フレーム間における位置の差が対象物の移動しうる範囲内であれば、信頼できる結果であると推定してもよい。追跡部4による追跡結果の信頼度は、フレーム間での追跡位置の差に応じて決定し、検出部3による検出結果の信頼度は、フレーム間での検出位置の差に応じて決定してもよい。追跡位置および検出位置とは、例えば追跡および検出された領域の中心位置の座標である。このように、フレーム間での位置の差に応じて信頼度を算出することで、誤って追跡または検出した恐れのある結果を用いてテンプレートを更新する可能性を低減することができる。 The reliability is not limited to the dissimilarity with the background image, and may be calculated based on other indices. For example, the difference in position between frames may be used as an index of reliability. In this case, if the difference in position between frames is within the range in which the target object can move, it may be assumed that the result is reliable. The reliability of the tracking result by the tracking unit 4 may be determined according to the difference in tracking position between frames, and the reliability of the detection result by the detection unit 3 may be determined according to the difference in detection position between frames. The tracking position and detection position are, for example, the coordinates of the center position of the tracked and detected area. In this way, by calculating the reliability according to the difference in position between frames, it is possible to reduce the possibility of updating the template using a result that may have been erroneously tracked or detected.

なお、信頼度に用いる基準は、一条件に限られない。例えば、背景画像との差分と、フレーム間での位置の差や、その他の基準を組み合わせて信頼度を算出してもよい。 The criterion used for the reliability is not limited to one condition. For example, the reliability may be calculated by combining the difference from the background image, the position difference between frames, and other criteria.

第2実施形態では、検出結果および追跡結果の信頼度を考慮してテンプレートの更新方法を切り替える。本実施形態によれば、信頼できる結果を用いてテンプレートの更新が行えるので、より適切な更新が可能となり、追跡精度をさらに向上させることができる。 In the second embodiment, the template update method is switched taking into account the reliability of the detection and tracking results. According to this embodiment, the template can be updated using reliable results, which allows for more appropriate updates and further improves tracking accuracy.

<変形例>
第2実施形態は検出結果と追跡結果の信頼度に基づいてテンプレートの更新方法を切り替えているが、検出結果の信頼度のみに基づいてテンプレートの更新方法を切り替えてもよい。本変形例に係る物体追跡装置の構成は、基本的に第2実施形態と同様であるため詳
しい説明は省略し、主に異なる点について説明する。
<Modification>
In the second embodiment, the template update method is switched based on the reliability of the detection result and the tracking result, but the template update method may be switched based only on the reliability of the detection result. The configuration of the object tracking device according to this modification is basically the same as that of the second embodiment, so a detailed description will be omitted and differences will be mainly described.

図6は、信頼度は検出結果のみ算出する場合のフローチャートである。ここで、検出結果の信頼度として、検出結果の確からしさを表す検出スコアを用いてもよい。なお、検出結果の信頼度のみに基づいてテンプレートの更新方法を切り替える場合は、必ずしも検出スコアを用いる必要があるわけではない。例えば、第2実施形態で述べたように、背景画像との差分や、フレーム間での位置の差を検出結果の信頼度として用いてもよいし、その他の手法により算出した信頼度を検出結果の信頼度として用いてもよい。 Figure 6 is a flowchart when the reliability is calculated only from the detection result. Here, a detection score indicating the likelihood of the detection result may be used as the reliability of the detection result. Note that, when switching the template update method based only on the reliability of the detection result, it is not necessarily necessary to use the detection score. For example, as described in the second embodiment, the difference from the background image or the position difference between frames may be used as the reliability of the detection result, or a reliability calculated by another method may be used as the reliability of the detection result.

検出結果スコアとは、検出領域に検出対象物が含まれる確からしさを示す指標であり、検出部が検出領域とともに出力する。検出スコアは、検出領域に人体が含まれている可能性が高いほど、高い値が算出される。このように、信頼度には検出結果の信頼度のみ算出し、検出結果の信頼度に応じてテンプレートの更新方法を切り替えることで、より簡単な処理で、追跡精度を向上することができる。 The detection result score is an index that indicates the likelihood that the detection area contains the object to be detected, and is output by the detection unit along with the detection area. The higher the likelihood that the detection area contains a human body, the higher the detection score that is calculated. In this way, by calculating only the reliability of the detection result as the reliability and switching the method of updating the template depending on the reliability of the detection result, it is possible to improve tracking accuracy with simpler processing.

図6を参照して、検出スコアを用い、テンプレートの更新方法を切り替える手法を説明する。なお、ステップS103までの処理は、図4と同様の処理である。図1および図6に沿ってステップS301以降の処理の流れを説明する。 With reference to FIG. 6, a method for switching the template update method using the detection score will be described. Note that the process up to step S103 is the same as that in FIG. 4. The process flow from step S301 onwards will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 6.

ステップS301では、検出結果の検出スコアを、第3閾値と比較する。ここで、第3閾値とは、検出スコアがその値以上であれば検出結果に検出対象物が含まれており、検出結果が信頼できると判断できる値を設定する。 In step S301, the detection score of the detection result is compared with a third threshold value. Here, the third threshold value is set to a value at which, if the detection score is equal to or greater than this value, it can be determined that the detection result contains the object to be detected and that the detection result is reliable.

ステップ301の判定において、検出スコアが第3閾値よりも高い場合は、ステップS104に進む。すなわち、検出結果が信頼できる場合には、第1実施形態と同様に一致度を考慮してテンプレート更新方法を切り替える。 If it is determined in step S301 that the detection score is higher than the third threshold, the process proceeds to step S104. In other words, if the detection result is reliable, the template update method is switched taking into account the degree of match, as in the first embodiment.

ステップS301の判定において、検出スコアが第3閾値以下である場合には、ステップS107に進み、更新部5はテンプレートを更新しない(「学習なし」)。なお、「テンプレートを更新しない」とは、学習率0%での学習処理であると捉えることができる。。検出スコアが第3閾値以下であり、検出結果が不正確な可能性がある場合には、追跡結果は正しい結果を示しているか否か不明である。したがって、テンプレートを更新せず、現在のテンプレートを維持する。これにより、不正確な可能性がある特徴を用いてテンプレートが更新されることを回避することができる。 If it is determined in step S301 that the detection score is equal to or less than the third threshold, the process proceeds to step S107, where the update unit 5 does not update the template ("no learning"). Note that "not updating the template" can be considered as a learning process with a learning rate of 0%. . If the detection score is equal to or less than the third threshold and the detection result is likely to be inaccurate, it is unclear whether the tracking result shows a correct result. Therefore, the template is not updated, and the current template is maintained. This makes it possible to avoid updating the template using features that may be inaccurate.

追跡部4は、次フレームにおいては更新されたテンプレートを用いて、追跡を行い、それぞれのフレームについてステップS101以降の処理が繰り返される。このように、検出スコアに応じてテンプレートの更新方法を切り替えることで、現フレームの結果を適切に反映してテンプレートを更新することができ、追跡精度を向上することができる。 The tracking unit 4 performs tracking using the updated template in the next frame, and the processes from step S101 onwards are repeated for each frame. In this way, by switching the template update method depending on the detection score, the template can be updated to appropriately reflect the results of the current frame, and tracking accuracy can be improved.

なお、変形例では、追跡結果と検出結果のいずれか一方の信頼度を用いてテンプレートの更新方法を切り替える例として、検出結果の信頼度を用いる場合を説明したが、追跡結果の信頼度のみ用いてテンプレートの更新方法を切り替えてもよい。 In the modified example, the reliability of the detection result is used as an example of switching the template update method using the reliability of either the tracking result or the detection result, but the template update method may be switched using only the reliability of the tracking result.

<その他>
上記実施形態は、本発明の構成例を例示的に説明するものに過ぎない。本発明は上記の具体的な形態には限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。
<Other>
The above-described embodiment merely describes an exemplary configuration of the present invention. The present invention is not limited to the above-described specific embodiment, and various modifications are possible within the scope of the technical concept thereof.

上記の説明では、検出部3や追跡部4が対象物の探索に用いる特徴の一例として、色の
特徴を表す特徴量としてカラーヒストグラムを用いたが、これに限られない。例えば、輝度の特徴を表す特徴量として輝度ヒストグラムを用いてもよいし、物体の形状・輪郭を表す特徴量としてHOG(Histogram of Gradient)特徴量、SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)特徴量、SURF(Speeded Up Robust Features)特徴量などを採用してもよい。
In the above description, a color histogram is used as a feature amount representing a color feature as an example of a feature used by the detection unit 3 and the tracking unit 4 to search for an object, but this is not limiting. For example, a luminance histogram may be used as a feature amount representing a luminance feature, and a Histogram of Gradient (HOG) feature amount, Scale-Invariant Feature Transform (SIFT) feature amount, Speeded Up Robust Features (SURF) feature amount, etc. may be adopted as a feature amount representing the shape and contour of an object.

検出に用いる手法は、どのようなアルゴリズムを用いてもよい。例えば、HOGやHaar-likeなどの画像特徴とブースティングを組み合わせた識別器を用いてもよいし、SVM
(Support Vector Machine)のようなパターン認識モデルを用いてもよいし、ディープラーニング(例えばR-CNN、Fast R-CNN、YOLOなど)による画像認識を用いてもよい。
Any algorithm may be used for the detection method. For example, a classifier that combines image features such as HOG or Haar-like with boosting may be used, or an SVM may be used.
A pattern recognition model such as a Support Vector Machine (SVM) may be used, or image recognition using deep learning (e.g., R-CNN, Fast R-CNN, YOLO, etc.) may be used.

上記実施形態の「逐次学習」の処理では(S105、S103,S303)、追跡結果を用いてテンプレートを更新する例を示しているが、検出結果を用いてもよいし、追跡結果と検出結果を組み合わせた結果を用いてテンプレート更新を行ってもよい。また、信頼度を用いてテンプレート更新方法を切り替える図5や図6において、一致度が低い場合の処理では(S204、S304)、「リセット」の処理を採用する例を示しているが、「逐次学習」よりも学習率が高い「学習率アップ」の処理を採用してもよい。例えば、一致度の値や、一致度が第1閾値よりも小さいフレームが連続する数に応じて「リセット」と「学習率アップ」の処理を切り替えてもよい。なお、学習率の値は10%、50%、100%に限定されず、任意の値を用いてよい。 In the above embodiment, the "sequential learning" process (S105, S103, S303) shows an example of updating the template using the tracking result, but the detection result may be used, or the template may be updated using a result of combining the tracking result and the detection result. In addition, in FIG. 5 and FIG. 6, which show how to switch the template update method using the reliability, an example of adopting the "reset" process is shown in the process when the degree of match is low (S204, S304), but a "learning rate increase" process with a higher learning rate than the "sequential learning" process may be adopted. For example, the "reset" and "learning rate increase" processes may be switched depending on the value of the degree of match or the number of consecutive frames with a degree of match smaller than the first threshold. The value of the learning rate is not limited to 10%, 50%, or 100%, and any value may be used.

変形例において、検出スコアが低い場合は、検出結果も追跡結果も更新に用いず、更新部はテンプレートを更新しない例を示しているが(S305)、追跡結果を用いてテンプレートを更新してもよい。例えば、検出スコアは低いが、追跡結果が安定している場合は、追跡結果を用いてテンプレートを更新することで、追跡精度を向上することができる。 In the modified example, when the detection score is low, neither the detection result nor the tracking result is used for updating, and the update unit does not update the template (S305), but the template may be updated using the tracking result. For example, when the detection score is low but the tracking result is stable, the tracking accuracy can be improved by updating the template using the tracking result.

上記実施形態では矩形の検出枠を例示したが(図2など)、矩形以外の形態(多角形、楕円、自由図形など)の検出枠を用いてもよい。 In the above embodiment, a rectangular detection frame is exemplified (see FIG. 2, etc.), but a detection frame of a shape other than a rectangle (polygon, ellipse, free-form shape, etc.) may also be used.

<付記>
(1)複数のフレームからなる画像に含まれる対象物を追跡する物体追跡装置(1)であって、
前記画像を取得する画像取得部(2)と、
検出対象物の特徴と、追跡対象物の特徴を記憶した記憶部(6)と、
前記記憶部(6)の前記追跡対象物の特徴を更新する更新部(5)と、
前記記憶部(6)に記憶された前記検出対象物の特徴に基づき、取得した画像から前記検出対象物を検出する検出部(3)と、
前記記憶部(6)に記憶された前記追跡対象物の特徴に基づき、取得した画像から前記追跡対象物を追跡する追跡部(4)と、
を備え、
前記物体追跡装置(1)は、現フレームに対して、前記検出部(3)による前記検出対象物の検出と、前記追跡部(4)による前記追跡対象物の追跡との両方を行い、
前記更新部(5)は、追跡結果と検出結果に基づいて前記追跡対象物の特徴を更新し、
前記追跡部(4)は、次フレームに対しては、更新された前記追跡対象物の特徴を用いて前記追跡を行う、
ことを特徴とする物体追跡装置
(2)コンピュータが行う、複数のフレームからなる画像に含まれる対象物を追跡する物体追跡方法であって、前記画像を取得する画像取得ステップと、記憶部に格納されている検出対象物の特徴に基づき、取得した画像から前記検出対象物を検出する検出ステップ(
S101)と、記憶部に格納されている追跡対象物の特徴に基づき、前記追跡対象物を追跡する追跡ステップ(S102)と、を含み、前記物体追跡方法は、現フレームに対して、前記検出ステップ(S101)と、前記追跡ステップ(S102)と、前記追跡対象物の特徴を更新する更新ステップ(S105,S106)と、を行い、次フレームに対しては、更新された前記追跡対象物の特徴を用いて前記追跡ステップ(S102)を行う、ことを特徴とする物体追跡方法。
<Additional Notes>
(1) An object tracking device (1) for tracking an object included in an image consisting of a plurality of frames, comprising:
An image acquisition unit (2) for acquiring the image;
A memory unit (6) that stores features of a detection target object and features of a tracking target object;
an update unit (5) for updating the characteristics of the tracked object in the memory unit (6);
a detection unit (3) that detects the detection object from an acquired image based on the characteristics of the detection object stored in the memory unit (6);
a tracking unit (4) that tracks the tracking object from an acquired image based on the features of the tracking object stored in the memory unit (6);
Equipped with
The object tracking device (1) performs both detection of the detection object by the detection unit (3) and tracking of the tracking object by the tracking unit (4) for the current frame,
The update unit (5) updates the features of the tracked object based on the tracking result and the detection result,
The tracking unit (4) performs the tracking using the updated features of the tracked object for the next frame.
An object tracking device (2) characterized in that an object tracking method for tracking an object included in an image consisting of a plurality of frames, which is performed by a computer, includes an image acquisition step for acquiring the image, and a detection step for detecting the detection object from the acquired image based on the characteristics of the detection object stored in a storage unit (
the object tracking method includes a detection step (S101), a tracking step (S102) of tracking the tracked object based on features of the tracked object stored in a storage unit, wherein the object tracking method performs the detection step (S101), the tracking step (S102), and an updating step (S105, S106) of updating the features of the tracked object for a current frame, and performs the tracking step (S102) for a next frame using the updated features of the tracked object.

1:物体追跡装置 2:画像取得部 3:検出部 4:追跡部 5:更新部 6:追跡部 7:出力部 1: Object tracking device 2: Image acquisition unit 3: Detection unit 4: Tracking unit 5: Update unit 6: Tracking unit 7: Output unit

Claims (17)

複数のフレームからなる画像に含まれる対象物を追跡する物体追跡装置であって、
前記画像を取得する画像取得部と、
検出対象物の特徴と、追跡対象物の特徴を記憶した記憶部と、
前記記憶部の前記追跡対象物の特徴を更新する更新部と、
前記記憶部に記憶された前記検出対象物の特徴に基づき、取得した画像から前記検出対象物を検出する検出部と、
前記記憶部に記憶された前記追跡対象物の特徴に基づき、取得した画像から前記追跡対象物を追跡する追跡部と、
を備え、
前記物体追跡装置は、現フレームに対して、前記検出部による前記検出対象物の検出と、前記追跡部による前記追跡対象物の追跡との両方を行い、
前記更新部は、前記検出部による検出結果と前記追跡部による追跡結果との一致度に応じて更新方法を切り替え、切り替えられた更新方法により前記追跡結果と前記検出結果に基づいて前記追跡対象物の特徴を更新し、
前記追跡部は、次フレームに対しては、更新された前記追跡対象物の特徴を用いて前記追跡を行う、
ことを特徴とする物体追跡装置。
An object tracking device that tracks an object included in an image consisting of a plurality of frames,
An image acquisition unit that acquires the image;
A storage unit that stores features of a detection target and features of a tracking target;
an update unit that updates the characteristics of the tracked object in the storage unit;
a detection unit that detects the detection object from an acquired image based on the characteristics of the detection object stored in the storage unit;
a tracking unit that tracks the tracking object from an acquired image based on the features of the tracking object stored in the storage unit;
Equipped with
the object tracking device performs both detection of the detection object by the detection unit and tracking of the tracking object by the tracking unit for the current frame;
the update unit switches an update method according to a degree of match between the detection result by the detection unit and the tracking result by the tracking unit, and updates the feature of the tracked object based on the tracking result and the detection result by the switched update method ;
The tracking unit performs the tracking using the updated features of the tracked object for the next frame.
An object tracking device comprising:
前記更新部は、前記一致度が第1閾値より高い場合には、現フレームに対する前記追跡部による追跡結果および前記検出部による検出結果の少なくとも一方を用いて、前記追跡対象物の特徴を更新する第1更新処理を行い、前記一致度が前記第1閾値以下である場合には、そうでない場合よりも前記検出部による検出結果が大きく影響するように、現フレームに対する前記検出部による検出結果を用いて、前記追跡対象物の特徴を更新する第2更新処理を行う、
請求項に記載の物体追跡装置。
When the degree of agreement is higher than a first threshold, the update unit performs a first update process to update features of the tracked object using at least one of the tracking result by the tracker and the detection result by the detector for the current frame, and when the degree of agreement is equal to or lower than the first threshold, performs a second update process to update features of the tracked object using the detection result by the detector for the current frame so that the detection result by the detector has a greater influence than when the degree of agreement is not higher than the first threshold.
The object tracking device according to claim 1 .
前記追跡部による追跡結果および前記検出部による検出結果は、前記追跡対象物および前記検出対象物の中心位置または大きさに関する情報を含み、前記一致度は、前記追跡結
果と前記検出結果における、中心位置の差または大きさの差に基づいて算出される、
請求項に記載の物体追跡装置。
the tracking result by the tracking unit and the detection result by the detection unit include information regarding a central position or a size of the tracked object and the detected object, and the degree of match is calculated based on a difference in central position or a difference in size between the tracking result and the detection result.
The object tracking device according to claim 2 .
前記更新部は、前記一致度が前記第1閾値より高い場合には、現フレームに対する前記追跡部による追跡結果を用いて前記追跡対象物の特徴を更新し、前記一致度が前記第1閾値以下である場合には、現フレームに対する前記検出部による検出結果を用いて前記追跡対象物の特徴を更新する、
請求項からのいずれか一項に記載の物体追跡装置。
When the degree of agreement is higher than the first threshold, the update unit updates the feature of the tracked object using a tracking result by the tracker for the current frame, and when the degree of agreement is equal to or lower than the first threshold, the update unit updates the feature of the tracked object using a detection result by the detector for the current frame.
The object tracking device according to any one of claims 2 to 3 .
前記更新部は、前記一致度が前記第1閾値以下である場合には、現フレームに対する前記検出部による検出結果を前記追跡対象物の特徴として置き換える、
請求項からのいずれか一項に記載の物体追跡装置。
When the degree of match is equal to or less than the first threshold, the update unit replaces the detection result by the detection unit for the current frame as a feature of the tracked object.
The object tracking device according to any one of claims 2 to 4 .
前記更新部は、前記追跡部による追跡結果および前記検出部による検出結果の少なくとも一方について信頼度を判定し、前記信頼度に応じて前記追跡対象物の特徴を更新する方法を切り替える、
請求項からのいずれか一項に記載の物体追跡装置。
the update unit determines a reliability of at least one of the tracking result by the tracking unit and the detection result by the detection unit, and switches a method of updating the feature of the tracked object in accordance with the reliability.
The object tracking device according to any one of claims 2 to 5 .
前記更新部は、前記追跡部による追跡結果および前記検出部による検出結果のいずれの信頼度も第2閾値以下である場合には、現フレームにおいて前記追跡対象物の特徴を更新しない、
請求項に記載の物体追跡装置。
the update unit does not update the feature of the tracked object in the current frame when the reliability of both the tracking result by the tracker and the detection result by the detector is equal to or less than a second threshold.
The object tracking device according to claim 6 .
前記更新部は、前記追跡部による追跡結果の信頼度は第2閾値より高く、前記検出部による検出結果の信頼度が前記第2閾値以下である場合には、前記第1更新処理を行う、
請求項またはに記載の物体追跡装置。
the update unit performs the first update process when the reliability of the tracking result by the tracking unit is higher than a second threshold and the reliability of the detection result by the detection unit is equal to or lower than the second threshold.
The object tracking device according to claim 6 or 7 .
前記更新部は、前記追跡部による追跡結果の信頼度は第2閾値以下であり、前記検出部による検出結果の信頼度が前記第2閾値より高い場合には、前記第2更新処理を行う、
請求項からのいずれか一項に記載の物体追跡装置。
the update unit performs the second update process when the reliability of the tracking result by the tracking unit is equal to or less than a second threshold and the reliability of the detection result by the detection unit is higher than the second threshold.
The object tracking device according to any one of claims 6 to 8 .
前記更新部は、前記追跡部による追跡結果および前記検出部による検出結果のいずれの信頼度も第2閾値より高い場合には、前記一致度に応じて前記第1更新処理または前記第2更新処理を行う
請求項からのいずれか一項に記載の物体追跡装置。
The object tracking device according to any one of claims 6 to 9, wherein when the reliability of both the tracking result by the tracking unit and the detection result by the detection unit is higher than a second threshold, the update unit performs the first update process or the second update process depending on the degree of match.
前記更新部は、前記検出部による検出結果の信頼度が第3閾値より高い場合には、前記一致度に応じて前記第1更新処理または前記第2更新処理を行い、前記信頼度が前記第3閾値以下である場合には、現フレームにおいて前記追跡対象物の特徴を更新しない
請求項から10のいずれか一項に記載の物体追跡装置。
11. The object tracking device according to claim 6, wherein the update unit performs the first update process or the second update process depending on the degree of match when the reliability of the detection result by the detection unit is higher than a third threshold, and does not update the features of the tracked object in the current frame when the reliability is equal to or lower than the third threshold .
前記追跡部による追跡結果の信頼度は、現フレームに対する前記追跡結果と、背景画像との差分に応じて決定され、
前記検出部による検出結果の信頼度は、現フレームに対する前記検出結果と、背景画像との差分に応じて決定される、
請求項から11のいずれか一項に記載の物体追跡装置。
a reliability of the tracking result by the tracking unit is determined according to a difference between the tracking result for the current frame and a background image;
The reliability of the detection result by the detection unit is determined according to a difference between the detection result for the current frame and a background image.
An object tracking device according to any one of claims 6 to 11 .
前記追跡部による追跡結果の信頼度は、フレーム間での追跡位置の差に応じて決定され、
前記検出部による検出結果の信頼度は、フレーム間での検出位置の差に応じて決定され
る、
請求項から11のいずれか一項に記載の物体追跡装置。
the reliability of the tracking result by the tracking unit is determined according to a difference in tracking position between frames;
The reliability of the detection result by the detection unit is determined according to a difference in detection position between frames.
An object tracking device according to any one of claims 6 to 11 .
前記検出部による検出結果の信頼度は、前記検出部が出力する前記検出結果の確からしさを示すスコアに応じて決定される、
請求項から11のいずれか一項に記載の物体追跡装置。
The reliability of the detection result by the detection unit is determined according to a score indicating the likelihood of the detection result output by the detection unit.
An object tracking device according to any one of claims 6 to 11 .
同一のフレームから複数の前記追跡結果および前記検出結果が得られた場合には、前記追跡結果と前記検出結果の対応付けを行い、対応する前記追跡結果と前記検出結果を用いて、前記追跡対象物の特徴を更新する
請求項1から14のいずれか一項に記載の物体追跡装置。
15. The object tracking device according to claim 1, wherein, when a plurality of tracking results and detection results are obtained from the same frame, the tracking results and the detection results are matched with each other, and the characteristics of the tracked object are updated using the corresponding tracking results and detection results.
コンピュータが行う、複数のフレームからなる画像に含まれる対象物を追跡する物体追跡方法であって、
前記画像を取得する画像取得ステップと、
記憶部に格納されている検出対象物の特徴に基づき、取得した画像から前記検出対象物を検出する検出ステップと、
前記記憶部に格納されている追跡対象物の特徴に基づき、取得した画像から前記追跡対象物を追跡する追跡ステップと、
現フレームに対する前記検出ステップによる前記検出対象物の検出結果と前記追跡ステップによる前記追跡対象物の追跡結果との一致度に応じて更新方法を切り替え、切り替えられた更新方法により前記追跡結果と前記検出結果に基づいて前記記憶部に格納されている前記追跡対象物の特徴を更新する更新ステップと、を含み
フレームに対する前記追跡ステップでは、更新された前記追跡対象物の特徴を用いて前記追跡対象物の追跡を行う、
ことを特徴とする物体追跡方法。
1. An object tracking method for tracking an object included in an image consisting of a plurality of frames, the method comprising:
an image acquisition step of acquiring the image;
A detection step of detecting a detection target from an acquired image based on features of the detection target stored in a storage unit;
a tracking step of tracking the tracking target from the acquired image based on the characteristics of the tracking target stored in the storage unit;
an updating step of switching an update method according to a degree of coincidence between a detection result of the detection object by the detection step and a tracking result of the tracked object by the tracking step for a current frame, and updating the feature of the tracked object stored in the storage unit based on the tracking result and the detection result by the switched update method ,
In the tracking step for the next frame, the tracked object is tracked using the updated features of the tracked object.
13. An object tracking method comprising:
請求項16に記載の方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute each step of the method according to claim 16 .
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010072723A (en) 2008-09-16 2010-04-02 Omron Corp Tracking device and tracking method
WO2013128839A1 (en) 2012-03-02 2013-09-06 日本電気株式会社 Image recognition system, image recognition method and computer program
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