JP7586189B2 - 追跡装置、追跡システム、追跡方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
まず、第1の実施形態に係る追跡システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の追跡システムは、監視カメラ等によって撮影された動画を構成する画像フレーム(フレームとも呼ぶ)から人物等の追跡対象を検出し、検出された追跡対象をフレーム間で追跡する。なお、本実施形態の追跡システムの追跡対象には特に限定を加えない。例えば、本実施形態の追跡システムは、人物のみならず、犬や猫等の動物、自動車や自転車、ロボット等の移動体、任意の物体などを追跡対象としてもよい。以下においては、映像において人物を追跡する例について説明する。
図1は、本実施形態の追跡システム1の構成の一例を示すブロック図である。追跡システム1は、追跡装置10、監視カメラ110、および端末装置120を備える。図1には、監視カメラ110や端末装置120を一つしか図示していないが、監視カメラ110や端末装置120は複数あってもよい。
fp={(xp0,yp0),(xp1,yp1),・・・,(xpn,ypn)}・・・(1)
fs={(xs0,ys0),(xs1,ys1),・・・,(xsn,ysn)}・・・(2)
上記の式1および式2において、(xpk、ypk)は、k番目のキーポイントの画像上の位置座標である(k、nは自然数)。ただし、先行フレームの人物のk番目のキーポイントが抽出されなかった場合、姿勢情報fpkは未検出となる。同様に、後続フレームの人物のk番目のキーポイントがされなかった場合、姿勢情報fskは未検出となる。
ただし、上記の式3において、姿勢情報fpkまたは姿勢情報fskが未検出のキーポイントに関しては、分子の丸括弧の内部とwkは0とする。
ただし、上記の式4において、姿勢情報fpkまたは姿勢情報fskが未検出のキーポイントに関しては、分子の丸括弧の内部とwkは0とする。
S=Dp+Dd・・・(5)
追跡部17は、先行フレームと後続フレームから検出された比較対象の追跡対象に対してスコアSを総当たりで計算する。追跡部17は、スコアSが最小の追跡対象に対して同一のIDを付与する。
次に、追跡装置10の動作の一例について図面を参照しながら説明する。以下においては、追跡装置10による処理の概要と、追跡装置10の追跡部17による追跡処理の詳細について説明する。
次に、第2の実施形態に係る追跡システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の追跡システムは、追跡対象間の位置および向きに関する距離を、フレーム内の追跡対象の大きさで正規化する点において第1の実施形態とは異なる。
図7は、本実施形態の追跡システム2の構成の一例を示すブロック図である。追跡システム2は、追跡装置20、監視カメラ210、および端末装置220を備える。図7には、監視カメラ210や端末装置220を一つしか図示していないが、監視カメラ210や端末装置220は複数あってもよい。監視カメラ210および端末装置220の各々は、第1の実施形態の監視カメラ110や端末装置120の各々と同様であるので、詳細な説明は省略する。
NS=NDp+NDd・・・(8)
追跡部27は、先行フレームと後続フレームから検出された比較中の追跡対象に対して正規化スコアNSを総当たりで計算し、正規化スコアNSが最小の追跡対象に同一のIDを付与する。
次に、追跡装置20の動作の一例について図面を参照しながら説明する。追跡装置20による処理の概要は、第1の実施形態と同様であるので省略する。以下においては、追跡装置20の追跡部27による追跡処理の詳細について説明する。
次に、第3の実施形態に係る追跡システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の追跡システムは、位置および向きの重みの設定や、キーポイントの設定をするためのユーザインタフェースを表示させる点において、第1および第2の実施形態とは異なる。
図10は、本実施形態の追跡システム3の構成の一例を示すブロック図である。追跡システム3は、追跡装置30、監視カメラ310、および端末装置320を備える。図10には、監視カメラ310や端末装置320を一つしか図示していないが、監視カメラ310や端末装置320は複数あってもよい。監視カメラ310は、第1の実施形態の監視カメラ110と同様であるので、詳細な説明は省略する。
次に、追跡装置30の動作の一例について図面を参照しながら説明する。追跡装置30による処理の概要は、第1の実施形態と同様であるので省略する。以下においては、追跡装置30の追跡部37における設定処理の詳細について説明する。例えば、図5のステップS13~S14の間のいずれかに挿入される。設定処理は、キーポイントの指定や、位置および向きの重みの調整に応じて実行される。
次に、第4の実施形態に係る追跡装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の追跡装置は、第1~第3の実施形態の追跡装置を簡略化した構成である。図19は、本実施形態の追跡装置40の構成の一例を示すブロック図である。追跡装置40は、検出部43、抽出部45、姿勢情報生成部46、および追跡部47を備える。
ここで、本開示の各実施形態に係る追跡装置や端末装置等(以下、追跡装置等とよぶ)の処理を実行するハードウェア構成について、図20の情報処理装置90を一例として挙げて説明する。なお、図20の情報処理装置90は、各実施形態の追跡装置等の処理を実行するための構成例であって、本開示の範囲を限定するものではない。
10、20、30、40 追跡装置
11、21、31 映像取得部
12、22、32 記憶部
13、23、33、43 検出部
15、25、35、45 抽出部
16、26、36、46 姿勢情報生成部
17、27、37、47 追跡部
18、28、38 追跡情報出力部
39 設定取得部
110、210、310 監視カメラ
120、220、320 端末装置
321 追跡情報取得部
322 追跡情報記憶部
323 表示部
324 入力部
327 入力機器
330 表示機器
Claims (8)
- 映像データを構成する少なくとも二つのフレームから追跡対象を検出する検出手段と、
検出された前記追跡対象から少なくとも一つのキーポイントを抽出する抽出手段と、
前記少なくとも一つのキーポイントに基づいて前記追跡対象の姿勢情報を生成する姿勢情報生成手段と、
前記少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象の前記姿勢情報の位置および向きに基づいて前記追跡対象を追跡する追跡手段と、を備え、
前記追跡手段は、
前記少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象に関する位置および向きに関する距離に応じたスコアを前記姿勢情報に基づいて計算し、算出された前記スコアに基づいて前記追跡対象を追跡し、
前記少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象に関して、前記スコアが最小になるペアを同一の前記追跡対象として追跡する追跡装置。 - 前記追跡手段は、
前記少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象に関して、前記キーポイントの座標値の差の絶対値の重み付き平均を前記位置に関する距離として計算し、前記キーポイントの基準点に対する特定方向の相対的な座標値の差の絶対値の重み付き平均を前記向きに関する距離として計算し、前記位置に関する距離と前記向きに関する距離の和を前記スコアとして計算する請求項1に記載の追跡装置。 - 前記追跡手段は、
複数の前記キーポイントのうちいずれかの間を結ぶ骨格線に基づいて前記追跡対象の身長画素数を推定し、
推定された前記身長画素数で前記スコアを正規化し、
正規化された前記スコアに応じて、前記少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象を追跡する請求項1または2に記載の追跡装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の追跡装置と、
監視対象範囲を撮影して映像データを生成する監視カメラと、
前記追跡装置によって生成される表示情報を表示させる画面を有する表示機器に接続される端末装置と、を備える追跡システム。 - 前記端末装置は、
前記映像データを構成するフレームから検出された追跡対象に対してキーポイントが対応付けられた追跡画像が表示される画像表示領域と、
位置に関する重みと向きに関する重みを設定するための操作画像が表示される重み設定領域と、を前記表示機器の画面に設定し、
前記重み設定領域において設定された前記位置に関する重みと前記向きに関する重みを前記追跡装置に出力し、
前記追跡装置は、
前記重み設定領域において選択された前記位置に関する重みと前記向きに関する重みを前記端末装置から取得し、
取得した前記位置に関する重みと前記向きに関する重みを用いて、前記映像データを構成する少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象に関する位置および向きに関する距離に応じたスコアを計算し、算出された前記スコアに基づいて前記追跡対象を追跡する請求項4に記載の追跡システム。 - 前記端末装置は、
前記追跡対象の姿勢情報の生成に用いられるキーポイントを指定するための指定画像が表示されるキーポイント指定領域を前記表示機器の画面に設定し、
前記キーポイント指定領域において選択された前記キーポイントを前記追跡装置に出力し、
前記追跡装置は、
前記キーポイント指定領域において選択された前記キーポイントを前記端末装置から取得し、
取得した前記キーポイントに関して前記姿勢情報を生成する請求項4または5に記載の追跡システム。 - コンピュータが、
映像データを構成する少なくとも二つのフレームから追跡対象を検出し、
検出された前記追跡対象から少なくとも一つのキーポイントを抽出し、
前記少なくとも一つのキーポイントに基づいて前記追跡対象の姿勢情報を生成し、
前記少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象の前記姿勢情報の位置および向きに基づいて前記追跡対象を追跡し、
前記追跡において、
前記少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象に関する位置および向きに関する距離に応じたスコアを前記姿勢情報に基づいて計算し、算出された前記スコアに基づいて前記追跡対象を追跡し、
前記少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象に関して、前記スコアが最小になるペアを同一の前記追跡対象として追跡する追跡方法。 - 映像データを構成する少なくとも二つのフレームから追跡対象を検出する処理と、
検出された前記追跡対象から少なくとも一つのキーポイントを抽出する処理と、
前記少なくとも一つのキーポイントに基づいて前記追跡対象の姿勢情報を生成する処理と、
前記少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象の前記姿勢情報の位置および向きに基づいて前記追跡対象を追跡する処理と、
前記追跡する処理において、
前記少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象に関する位置および向きに関する距離に応じたスコアを前記姿勢情報に基づいて計算し、算出された前記スコアに基づいて前記追跡対象を追跡する処理と、
前記少なくとも二つのフレームの各々から検出された前記追跡対象に関して、前記スコアが最小になるペアを同一の前記追跡対象として追跡する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。
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