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JP7619546B2 - Motion identification program, information processing device, and motion identification method - Google Patents
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JP7619546B2 - Motion identification program, information processing device, and motion identification method - Google Patents

Motion identification program, information processing device, and motion identification method Download PDF

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本発明は、動作特定プログラム、情報処理装置及び動作特定方法に関し、より詳細には、対象物を撮影した動画データを用いて、動画データに映った対象物の動作の特徴を抽出し、抽出した特徴から動作の認識を行う動作特定プログラム、情報処理装置及び動作特定方法に関する。 The present invention relates to an action identification program, an information processing device, and an action identification method, and more specifically, to an action identification program, an information processing device, and an action identification method that use video data of an object captured to extract characteristics of the action of the object captured in the video data, and recognize the action from the extracted characteristics.

例えば、介護の分野では、介護者が被介護者に対して行った作業の内容に応じて介護費用の算定が行われる。具体的に、このような介護費用の算定は、例えば、定性的な人間の判断によって行われる場合がある。 For example, in the field of nursing care, nursing care costs are calculated based on the tasks performed by the caregiver for the person receiving care. Specifically, such calculations of nursing care costs may be made, for example, based on qualitative human judgment.

しかしながら、例えば、介護者ごとに判断の基準が異なる場合、上記のような介護費用の算定が必ずしも正確に行われない場合がある。そのため、近年では、介護者が行った作業の内容(介護者の動作)を定量的に評価するための各種研究が行われている。 However, for example, if the criteria for judgment differ for each caregiver, the calculation of nursing care costs as described above may not always be done accurately. For this reason, in recent years, various studies have been conducted to quantitatively evaluate the content of the work performed by caregivers (caregiver actions).

特開2014-021944号公報JP 2014-021944 A

Yuki Niitsuma, Syunpei Torii, Yuichi Yaguchi, Ryuichi Oka: “Time-segmentation and position-free recognition of air-drawn gestures and characters in videos”, Multimedia Tools and Applications, An International Journal, ISSN 1380-7501, Volume 75, Number 19, pp.11615--11639.Yuki Niitsuma, Syunpei Torii, Yuichi Yaguchi, Ryuichi Oka: “Time-segmentation and position-free recognition of air-drawn gestures and characters in videos”, Multimedia Tools and Applications, An International Journal, ISSN 1380-7501, Volume 75, Number 19, pp.11615--11639. https://mediadrive.jp/products/et/https://mediadrive.jp/products/et/ "Spotting Method for Classification of Real World Data": Ryuichi Oka, The Computer Journal, Vol.41, No.8, pp.559-565 (1998)."Spotting Method for Classification of Real World Data": Ryuichi Oka, The Computer Journal, Vol.41, No.8, pp.559-565 (1998).

上記のような介護者の動作を定量的に表現する方法として、例えば、介護者の3次元空間における動きを測定する加速度センサを用いる方法が考えられる。 One possible method for quantitatively expressing the above-mentioned caregiver's movements is to use an acceleration sensor that measures the caregiver's movements in three-dimensional space.

しかしながら、加速度センサを用いた測定を行う場合、介護者の腕や足等の多くの点において複数の加速度センサを装着させる必要があるため、介護者の負担が大きくなる。また、複数の加速度センサを用いる場合、各加速度センサが測定したデータの統合作業等が必要になるため、介護者の動作の認識を容易に特定することができない。 However, when performing measurements using acceleration sensors, the caregiver must wear multiple acceleration sensors at many points on their arms, legs, etc., which places a heavy burden on the caregiver. In addition, when multiple acceleration sensors are used, it is necessary to integrate the data measured by each acceleration sensor, making it difficult to easily identify the recognition of the caregiver's movements.

これに対し、介護者の動作を定量的に評価する方法として、例えば、撮像装置(カメラ)によって介護者を撮影し、撮影された動画データを用いることによって動作の認識を行う方法が考えられる。この方法では、例えば、時系列パターンの認識を行う手法である隠れマルコフモデル(HMM:Hidden Markov Model)を用いることにより、動画データから抽出したベクトル特徴によるカテゴリ認識を行う。 In response to this, a method for quantitatively evaluating the actions of a caregiver can be considered, for example, by capturing an image of the caregiver with an imaging device (camera) and recognizing the actions by using the captured video data. In this method, for example, a hidden Markov model (HMM), which is a method for recognizing time-series patterns, is used to perform category recognition based on vector features extracted from the video data.

しかしながら、HMMは、音声認識の分野において主に用いられる方法であるため、介護者の複雑な動作についての認識を精度良く行うことができない。 However, because HMM is a method that is primarily used in the field of speech recognition, it is unable to accurately recognize the complex actions of caregivers.

また、動画データを用いることによって対象物の動作を認識する方法として、例えば、一筆書きで生成された動作パターンを認識する方法である連続DP(特許文献1及び非特許文献1を参照)が既に提案されているが、介護者のように、一筆書きによって表すことができない多数の点が同時に複雑に動く対象物の場合においては、動作の認識を精度良く行うことができない。 As a method for recognizing the movements of an object by using video data, for example, continuous DP (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1), which is a method for recognizing a movement pattern generated by a single stroke, has already been proposed. However, in the case of an object that cannot be represented by a single stroke, such as a caregiver, in which multiple points move simultaneously in a complex manner, it is not possible to accurately recognize the movements.

さらに、例えば、R-CNN(Recurrent Convolutional Neural Net)等の深層学習(Deep Lraning)による介護者の動作の認識も試みられているが、R-CNNは、時系列ベクトルを対象とすることを目的として開発されたものであるため、動作の認識を精度良く行うことができない。 In addition, there have been attempts to recognize the movements of caregivers using deep learning, such as R-CNN (Recurrent Convolutional Neural Net). However, R-CNN was developed with the aim of targeting time series vectors, and is therefore unable to accurately recognize movements.

そこで、本発明の目的は、介護者の動作を定量的に表現することを可能とする動作特定プログラム、情報処理装置及び動作特定方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a motion identification program, an information processing device, and a motion identification method that enable the motions of a caregiver to be quantitatively expressed.

上記目的を達成するための本発明における動作特定プログラムは、第1画像データと前記第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを動画データから特定し、前記第1画像データ及び前記第2画像データにおける複数の画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出し、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する方位に基づいて、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分け、前記複数のグループごとに、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する長さに基づいて、前記第1画像データ及び前記第2画像データに映る対象物の動作特徴を特定し、特定した前記動作特徴を示す情報を出力する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 The motion identification program of the present invention for achieving the above object is characterized in that it causes a computer to execute the following processes: identify first image data and second image data captured after the first image data from video data; calculate a first optical flow indicating displacement for each of a plurality of pixels in the first image data and the second image data; sort the first optical flows for each of the plurality of pixels into a plurality of groups based on the orientations corresponding to the first optical flows for each of the plurality of pixels; identify motion characteristics of an object shown in the first image data and the second image data for each of the plurality of groups based on the lengths corresponding to the first optical flows for each of the plurality of pixels included in each group; and output information indicating the identified motion characteristics.

また、上記目的を達成するための本発明における動作特定プログラムは、一つの態様では、前記第2画像データよりも後に撮像された第3画像データを前記動画データから特定し、前記第2画像データ及び前記第3画像データにおける前記複数の画素ごとに、変位を示す第2オプティカルフローを算出し、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれに対応する方位に基づいて、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれを前記複数のグループに振り分け、前記複数のグループごとに、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれに対応する長さに基づいて、前記対象物の動作特徴を特定する、ことを特徴とする。 In addition, in one aspect, the motion identification program of the present invention for achieving the above object is characterized in that it identifies third image data captured after the second image data from the video data, calculates a second optical flow indicating a displacement for each of the plurality of pixels in the second image data and the third image data, and assigns the first optical flow for each of the plurality of pixels and the second optical flow for each of the plurality of pixels to the plurality of groups based on the orientations corresponding to the first optical flow for each of the plurality of pixels and the second optical flow for each of the plurality of pixels, and identifies the motion characteristics of the object for each of the plurality of groups based on the lengths corresponding to the first optical flow for each of the plurality of pixels and the second optical flow for each of the plurality of pixels included in each group.

また、上記目的を達成するための本発明における動作特定プログラムは、一つの態様では、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれに対応する方位を量子化し、量子化した前記方位が同一であるオプティカルフローが同一のグループに振り分けられるように、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれを前記複数のグループに振り分ける、ことを特徴とする。 In one aspect, the motion identification program of the present invention for achieving the above object is characterized in that it quantizes the orientations corresponding to the first optical flow for each of the plurality of pixels and the second optical flow for each of the plurality of pixels, and assigns the first optical flow for each of the plurality of pixels and the second optical flow for each of the plurality of pixels to the plurality of groups such that optical flows having the same quantized orientation are assigned to the same group.

また、上記目的を達成するための本発明における動作特定プログラムは、一つの態様では、前記複数のグループごとに、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローに対応する長さの総和を算出し、前記複数のグループのそれぞれに対応する前記総和に基づいて、前記対象物の動作特徴を特定する、ことを特徴とする。 In one aspect, the motion identification program of the present invention for achieving the above object is characterized in that, for each of the plurality of groups, a sum of lengths corresponding to the first optical flow for each of the plurality of pixels contained in each group and the second optical flow for each of the plurality of pixels is calculated, and the motion characteristics of the object are identified based on the sums corresponding to each of the plurality of groups.

また、上記目的を達成するための本発明における動作特定プログラムは、一つの態様では、前記複数のグループごとに、各グループに対応する前記総和を前記第2画像データの撮像時間から前記第3画像データの撮像時間までの経過時間で除算することによって算出した値を取得し、前記複数のグループごとの前記値を、前記対象物の動作特徴として特定する、ことを特徴とする。 In one aspect, the motion identification program of the present invention for achieving the above object is characterized in that, for each of the plurality of groups, a value is obtained by dividing the sum corresponding to each group by the elapsed time from the image capture time of the second image data to the image capture time of the third image data, and the value for each of the plurality of groups is identified as the motion characteristic of the object.

また、上記目的を達成するための本発明における動作特定プログラムは、一つの態様では、前記複数のグループごとに、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローに対応する長さの第1総和と、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローに対応する長さの第2総和とを算出し、前記複数のグループごとに、各グループに対応する前記第1総和及び前記第2総和のうち、所定の閾値以上である総和の数を特定し、前記複数のグループごとの前記数を、前記対象物の動作特徴として特定する、ことを特徴とする。 In one aspect, the motion identification program of the present invention for achieving the above object is characterized in that it calculates, for each of the plurality of groups, a first sum of lengths corresponding to the first optical flow for each of the plurality of pixels contained in each group and a second sum of lengths corresponding to the second optical flow for each of the plurality of pixels contained in each group, identifies, for each of the plurality of groups, the number of sums among the first sums and the second sums corresponding to each group that is equal to or greater than a predetermined threshold, and identifies the number for each of the plurality of groups as a motion characteristic of the object.

また、上記目的を達成するための本発明における動作特定プログラムは、一つの態様では、前記複数のグループごとに、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローに対応する長さの第1総和と、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローに対応する長さの第2総和とを算出し、前記複数のグループに含まれる第1グループ及び第2グループの組合せごとに、前記第1グループに対応する前記第1総和と前記第2グループに対応する前記第2総和との差の絶対値を算出し、前記第1グループ及び第2グループの組合せごとの前記絶対値を、前記対象物の動作特徴として特定する、ことを特徴とする。 In one aspect, the motion identification program of the present invention for achieving the above object is characterized in that it calculates, for each of the plurality of groups, a first sum of lengths corresponding to the first optical flow for each of the plurality of pixels included in each group and a second sum of lengths corresponding to the second optical flow for each of the plurality of pixels included in each group, calculates, for each combination of a first group and a second group included in the plurality of groups, an absolute value of the difference between the first sum corresponding to the first group and the second sum corresponding to the second group, and identifies the absolute value for each combination of the first group and the second group as a motion characteristic of the object.

また、上記目的を達成するための本発明における動作特定プログラムは、第1画像データと前記第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを動画データから特定し、前記第1画像データ及び前記第2画像データにおける複数の画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出し、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する方位に基づいて、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分け、前記複数のグループごとの前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する長さと、第3画像データと第4画像データとの間における画素ごとの変位を示す第2オプティカルフローのそれぞれに対応する長さとの相関値から、前記第1画像データ及び前記第2画像データに映る対象物の動作についての第1カテゴリと、前記第3画像データ及び前記第4画像データに映る対象物の動作についての第2カテゴリとが一致するか否かを判定し、前記第1カテゴリと前記第2カテゴリとが一致するか否かを示す情報を出力する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 The motion identification program of the present invention for achieving the above object is characterized in that it causes a computer to execute the following process: identify first image data and second image data captured after the first image data from video data; calculate a first optical flow indicating displacement for each of a plurality of pixels in the first image data and the second image data; sort each of the first optical flows for each of the plurality of pixels into a plurality of groups based on the orientation corresponding to each of the first optical flows for each of the plurality of pixels; determine whether a first category for the motion of the object captured in the first image data and the second image data matches a second category for the motion of the object captured in the third image data and the fourth image data from a correlation value between a length corresponding to each of the first optical flows for each of the plurality of pixels for each of the plurality of groups and a length corresponding to each of the second optical flows indicating the displacement for each pixel between the third image data and the fourth image data; and output information indicating whether the first category matches the second category.

また、上記目的を達成するための本発明における動作特定プログラムは、一つの態様では、前記複数のグループごとの前記相関値の合計値を算出し、前記合計値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記合計値が前記所定の閾値以上であると判定した場合、前記第1カテゴリと前記第2カテゴリとが一致すると判定する、ことを特徴とする。 In one aspect, the motion identification program of the present invention for achieving the above object is characterized in that it calculates a sum of the correlation values for each of the multiple groups, determines whether the sum is equal to or greater than a predetermined threshold, and if it is determined that the sum is equal to or greater than the predetermined threshold, determines that the first category and the second category match.

また、上記目的を達成するための本発明における動作特定プログラムは、一つの態様では、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローに対して所定のぼかし処理を行い、前記所定のぼかし処理を行った前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する方位に基づいて、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分ける、ことを特徴とする。 In one aspect, the motion identification program of the present invention for achieving the above object is characterized in that it performs a predetermined blurring process on the first optical flows for each of the plurality of pixels, and distributes each of the first optical flows for each of the plurality of pixels into a plurality of groups based on the orientations corresponding to the first optical flows for each of the plurality of pixels for which the predetermined blurring process has been performed.

また、上記目的を達成するための本発明における情報処理装置は、第1画像データと前記第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを動画データから特定する画像特定部と、前記第1画像データ及び前記第2画像データにおける複数の画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出するフロー算出部と、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する方位に基づいて、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分けるフロー振分部と、前記複数のグループごとに、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する長さに基づいて、前記第1画像データ及び前記第2画像データに映る対象物の動作特徴を特定する動作特定部と、特定した前記動作特徴を示す情報を出力する情報出力部と、を有する、ことを特徴とする。 In addition, the information processing device of the present invention for achieving the above object is characterized by having an image identification unit that identifies first image data and second image data captured after the first image data from video data, a flow calculation unit that calculates a first optical flow indicating a displacement for each of a plurality of pixels in the first image data and the second image data, a flow allocation unit that allocates each of the first optical flows for each of the plurality of pixels into a plurality of groups based on an orientation corresponding to each of the first optical flows for each of the plurality of pixels, a motion identification unit that identifies motion characteristics of an object captured in the first image data and the second image data based on a length corresponding to each of the first optical flows for each of the plurality of pixels included in each group for each of the plurality of groups, and an information output unit that outputs information indicating the identified motion characteristics.

また、上記目的を達成するための本発明における情報処理装置は、第1画像データと前記第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを動画データから特定する画像特定部と、前記第1画像データ及び前記第2画像データにおける複数の画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出するフロー算出部と、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する方位に基づいて、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分けるフロー振分部と、前記複数のグループごとの前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する長さと、第3画像データと第4画像データとの間における画素ごとの変位を示す第2オプティカルフローのそれぞれに対応する長さとの相関値から、前記第1画像データ及び前記第2画像データに映る対象物の動作についての第1カテゴリと、前記第3画像データ及び前記第4画像データに映る対象物の動作についての第2カテゴリとが一致するか否かを判定する動作判定部と、前記第1カテゴリと前記第2カテゴリとが一致するか否かを示す情報を出力する情報出力部と、を有する、ことを特徴とする。 In addition, the information processing device of the present invention for achieving the above object includes an image identification unit that identifies first image data and second image data captured after the first image data from video data; a flow calculation unit that calculates a first optical flow indicating displacement for each of a plurality of pixels in the first image data and the second image data; a flow allocation unit that allocates each of the first optical flows for each of the plurality of pixels into a plurality of groups based on the orientation corresponding to each of the first optical flows for each of the plurality of pixels; a motion determination unit that determines whether or not a first category for the motion of the object captured in the first image data and the second image data matches a second category for the motion of the object captured in the third image data and the fourth image data based on a correlation value between a length corresponding to each of the first optical flows for each of the plurality of pixels for each of the plurality of groups and a length corresponding to each of the second optical flows indicating the displacement for each pixel between the third image data and the fourth image data; and an information output unit that outputs information indicating whether or not the first category matches the second category.

また、上記目的を達成するための本発明における動作特定方法は、第1画像データと前記第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを動画データから特定し、前記第1画像データ及び前記第2画像データにおける複数の画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出し、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する方位に基づいて、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分け、前記複数のグループごとに、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する長さに基づいて、前記第1画像データ及び前記第2画像データに映る対象物の動作特徴を特定し、特定した前記動作特徴を示す情報を出力する、処理をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする。 The motion identification method of the present invention for achieving the above object is characterized in that it causes a computer to execute the following processes: identify first image data and second image data captured after the first image data from video data; calculate a first optical flow indicating displacement for each of a plurality of pixels in the first image data and the second image data; sort the first optical flows for each of the plurality of pixels into a plurality of groups based on the orientations corresponding to the first optical flows for each of the plurality of pixels; identify motion characteristics of an object shown in the first image data and the second image data for each of the plurality of groups based on the lengths corresponding to the first optical flows for each of the plurality of pixels included in each group; and output information indicating the identified motion characteristics.

また、上記目的を達成するための本発明における動作特定方法は、第1画像データと前記第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを動画データから特定し、前記第1画像データ及び前記第2画像データにおける複数の画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出し、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する方位に基づいて、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分け、前記複数のグループごとの前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する長さと、第3画像データと第4画像データとの間における画素ごとの変位を示す第2オプティカルフローのそれぞれに対応する長さとの相関値から、前記第1画像データ及び前記第2画像データに映る対象物の動作についての第1カテゴリと、前記第3画像データ及び前記第4画像データに映る対象物の動作についての第2カテゴリとが一致するか否かを判定し、前記第1カテゴリと前記第2カテゴリとが一致するか否かを示す情報を出力する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 In addition, the motion identification method of the present invention for achieving the above object is characterized in that it causes a computer to execute the following process: identify first image data and second image data captured after the first image data from video data; calculate a first optical flow indicating displacement for each of a plurality of pixels in the first image data and the second image data; sort each of the first optical flows for each of the plurality of pixels into a plurality of groups based on the orientation corresponding to each of the first optical flows for each of the plurality of pixels; determine whether or not a first category for the motion of the object captured in the first image data and the second image data matches a second category for the motion of the object captured in the third image data and the fourth image data based on a correlation value between a length corresponding to each of the first optical flows for each of the plurality of pixels for each of the plurality of groups and a length corresponding to each of the second optical flows indicating the displacement for each pixel between the third image data and the fourth image data; and output information indicating whether or not the first category matches the second category.

本発明における動作特定プログラム、情報処理装置及び動作特定方法によれば、介護者の動作を定量的に表現することが可能になる。 The motion identification program, information processing device, and motion identification method of the present invention make it possible to quantitatively express the motions of a caregiver.

図1は、情報処理装置1の構成を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an information processing device 1. 図2は、第1の実施の形態における動作特定処理について説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the action identification process according to the first embodiment. 図3は、第1の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明するフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart illustrating details of the action identification process according to the first embodiment. 図4は、第1の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明するフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating details of the action identification process in the first embodiment. 図5は、第1の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明するフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart illustrating details of the action identification process according to the first embodiment. 図6は、オプティカルフロー及び方向性パターンを説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the optical flow and the directional pattern. 図7は、第1の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating details of the action identification process in the first embodiment. 図8は、第1の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating details of the action identification process according to the first embodiment. 図9は、第1の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating details of the action identification process according to the first embodiment. 図10は、第2の実施の形態における動作特定処理について説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the motion identification process according to the second embodiment. 図11は、第2の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明するフローチャート図である。FIG. 11 is a flowchart illustrating details of the action identification process according to the second embodiment. 図12は、第2の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明するフローチャート図である。FIG. 12 is a flowchart illustrating details of the action identification process according to the second embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, such an embodiment does not limit the technical scope of the present invention.

[情報処理装置の構成]
初めに、情報処理装置1のハードウエア構成について説明を行う。図1は、情報処理装置1の構成を説明する図である。
[Configuration of information processing device]
First, a description will be given of the hardware configuration of the information processing device 1. FIG.

情報処理装置1は、汎用的なコンピュータ装置のハードウエア構成を有し、例えば、図1に示すように、プロセッサであるCPU101と、メモリ102と、ネットワークインタフェース103と、記憶媒体104とを有する。各部は、バス105を介して互いに接続される。 The information processing device 1 has the hardware configuration of a general-purpose computer device, and for example, as shown in FIG. 1, has a processor, a CPU 101, a memory 102, a network interface 103, and a storage medium 104. Each part is connected to each other via a bus 105.

記憶媒体104は、例えば、動画データ(画像データ)に映る介護者(以下、対象物とも呼ぶ)の動作の特徴を抽出する処理(以下、動作特定処理とも呼ぶ)を行うためのプログラム(図示せず)を記憶するプログラム格納領域(図示せず)を有する。また、記憶媒体104は、例えば、動作特定処理を行う際に用いられる情報を記憶する記憶領域110を有する。なお、記憶媒体104は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)であってよい。 The storage medium 104 has, for example, a program storage area (not shown) that stores a program (not shown) for performing a process (hereinafter also referred to as a motion identification process) to extract the characteristics of the motion of a caregiver (hereinafter also referred to as a target object) shown in video data (image data). The storage medium 104 also has, for example, a storage area 110 that stores information used when performing the motion identification process. Note that the storage medium 104 may be, for example, a HDD (Hard Disk Drive).

CPU101は、記憶媒体104(記憶領域110)からメモリ102にロードされたプログラムを実行して動作特定処理を行う。 The CPU 101 executes a program loaded from the storage medium 104 (storage area 110) to the memory 102 to perform the action-specific processing.

また、ネットワークインタフェース103は、例えば、操作端末5と通信を行う。 The network interface 103 also communicates with, for example, the operation terminal 5.

[第1の実施の形態における動作特定処理]
次に、第1の実施の形態における動作特定処理について説明を行う。図2は、第1の実施の形態における動作特定処理について説明する図である。
[Movement Identification Processing in the First Embodiment]
Next, the motion identification process according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

情報処理装置1のCPU101は、図2に示すように、プログラムと協働することにより、画像特定部11、フロー算出部12、フロー振分部13、動作特定部14及び情報出力部15として機能する。 As shown in FIG. 2, the CPU 101 of the information processing device 1 functions as an image identification unit 11, a flow calculation unit 12, a flow allocation unit 13, an action identification unit 14, and an information output unit 15 by working in cooperation with a program.

画像特定部11は、例えば、記憶領域110に記憶した動画データを取得する。動画データは、例えば、介護者による介護作業(定量的な評価をする必要がある介護作業)について予め撮像された動画データである。そして、画像特定部11は、例えば、動画データに含まれる第1画像データと第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを特定する。 The image identification unit 11, for example, acquires video data stored in the memory area 110. The video data is, for example, video data captured in advance of care work by a caregiver (care work that requires quantitative evaluation). Then, the image identification unit 11, for example, identifies first image data included in the video data and second image data captured after the first image data.

フロー算出部12は、例えば、画像特定部11が特定した第1画像データ及び第2画像データにおける画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出する。 The flow calculation unit 12 calculates, for example, a first optical flow indicating a displacement for each pixel in the first image data and the second image data identified by the image identification unit 11.

フロー振分部13は、例えば、フロー算出部12が算出した第1オプティカルフローが向いている方位に基づいて、第1オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分ける。 The flow allocation unit 13 allocates each of the first optical flows to a plurality of groups, for example, based on the direction in which the first optical flows calculated by the flow calculation unit 12 are facing.

具体的に、フロー振分部13は、例えば、フロー算出部12が算出した第1オプティカルフローのそれぞれに対応する方位を量子化する。そして、フロー振分部13は、例えば、量子化した方位が同一であるオプティカルフローが同一のグループに振り分けられるように、第1オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分ける。 Specifically, the flow allocation unit 13, for example, quantizes the orientation corresponding to each of the first optical flows calculated by the flow calculation unit 12. Then, the flow allocation unit 13 allocates each of the first optical flows to a plurality of groups such that optical flows having the same quantized orientation are allocated to the same group.

動作特定部14は、例えば、フロー振分部13が振り分けた複数のグループごとに、各グループに含まれる第1オプティカルフローのそれぞれの長さに基づいて、第1画像データ及び第2画像データに映る介護者の動作特徴を特定(抽出)する。 The movement identification unit 14, for example, identifies (extracts) the movement characteristics of the caregiver shown in the first image data and the second image data for each of the multiple groups assigned by the flow allocation unit 13, based on the respective lengths of the first optical flows contained in each group.

情報出力部15は、動作特定部14が特定した動作特徴(介護者の動作特徴)を示す情報を出力する。 The information output unit 15 outputs information indicating the movement characteristics (movement characteristics of the caregiver) identified by the movement identification unit 14.

すなわち、本実施の形態における情報処理装置1は、方位が近いオプティカルフローが同一のグループに含まれるように、複数のオプティカルフローのグループ分け(量子化)を行う。そして、情報処理装置1は、介護者の動作対象を各グループに含まれるオプティカルフローごとに行う。 In other words, the information processing device 1 in this embodiment groups (quantizes) multiple optical flows so that optical flows with similar orientations are included in the same group. Then, the information processing device 1 determines the caregiver's action target for each optical flow included in each group.

これにより、本実施の形態における情報処理装置1は、介護者の動作の方向についての情報が維持された動作特徴を抽出することが可能になる。そのため、情報処理装置1は、各オプティカルフローから抽出した動作特徴を用いることで、介護者の動作を定量的に表現することが可能になる。 This enables the information processing device 1 in this embodiment to extract motion features that maintain information about the direction of the caregiver's motion. Therefore, by using the motion features extracted from each optical flow, the information processing device 1 can quantitatively represent the motion of the caregiver.

[第1の実施の形態における動作特定処理の詳細]
次に、第1の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明を行う。図3から図9は、第1の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明する図である。
[Details of the Action Identification Process in the First Embodiment]
Next, the details of the action identification process in the first embodiment will be described below. Figures 3 to 9 are diagrams for explaining the details of the action identification process in the first embodiment.

[オプティカルフロー]
初めに、オプティカルフローについて説明を行う。図6は、オプティカルフロー及び方向性パターンを説明する図である。
[Optical Flow]
First, the optical flow will be described. Fig. 6 is a diagram for explaining the optical flow and the directional pattern.

オプティカルフローは、動画データに含まれる画像データ間における画素ごとの変位(移動距離び移動方位)を示すフローであり、例えば、図6の左側に示すように、2次元のベクトルデータとして表現することが可能である。 Optical flow is a flow that indicates the displacement (movement distance and movement direction) of each pixel between image data contained in video data, and can be expressed as two-dimensional vector data, for example, as shown on the left side of Figure 6.

具体的に、オプティカルフローは、例えば、動画データ(画像データ)に含まれる対象物の動作の認識を行う際に用いられる。 Specifically, optical flow is used, for example, when recognizing the movement of an object contained in video data (image data).

[方向性パターンを用いた文字認識]
次に、方向性パターン(非特許文献2)を用いた文字認識(OCR:Optical Character Reader)について説明を行う。
[Character Recognition Using Directional Patterns]
Next, character recognition (OCR: Optical Character Reader) using directional patterns (Non-Patent Document 2) will be described.

方向性パターンを用いた文字認識では、Sobel法等を認識対象の文字の画像データ(明暗画像データ)に適用させることによって、画像データに含まれる各座標点におけるエッジを抽出する(手順1)。ここで、画像データから抽出されたエッジ(2次元のベクトル)は、例えば、以下の式(1)のように表される。以下の式(1)において、xは、画像データに含まれる各座標点におけるX座標であり、yは、画像データに含まれる各座標点におけるY座標であり、rは、ベクトルの大きさであり、θは、ベクトルの方位(X軸からの角度)である。 In character recognition using directional patterns, the Sobel method or the like is applied to the image data (light and dark image data) of the character to be recognized to extract edges at each coordinate point contained in the image data (step 1). Here, the edge (two-dimensional vector) extracted from the image data is expressed, for example, as in the following formula (1). In the following formula (1), x is the X coordinate of each coordinate point contained in the image data, y is the Y coordinate of each coordinate point contained in the image data, r is the magnitude of the vector, and θ is the orientation of the vector (angle from the X axis).

Figure 0007619546000001
Figure 0007619546000001

次に、方向性パターンを用いた文字認識では、例えば、図7に示す8個の範囲(以下、分割範囲とも呼ぶ)のうち、画像データから抽出されたエッジに対応するθが含まれる分割範囲を特定し、特定した分割範囲に対応する値にθを量子化する(手順2)。 Next, in character recognition using directional patterns, for example, a split range that includes θ corresponding to the edge extracted from the image data is identified from among the eight ranges (hereinafter also referred to as split ranges) shown in Figure 7, and θ is quantized to a value corresponding to the identified split range (step 2).

具体的に、画像データから抽出されたエッジに対応するθが「θ=1」に対応する分割範囲に含まれる場合、エッジに対応するθを1に変換する。 Specifically, if the θ corresponding to an edge extracted from image data is included in the division range corresponding to "θ = 1", the θ corresponding to the edge is converted to 1.

なお、以下、8個の分割範囲が存在する場合について説明するが、8個以外の数の分割範囲(例えば、16個の分割範囲)が設けられるものであってもよい。 Note that, although the following description will be given assuming that there are eight divided ranges, a number of divided ranges other than eight (e.g., 16 divided ranges) may also be provided.

続いて、方向性パターンを用いた文字認識では、分割範囲ごとに、各分割範囲に対応するエッジに対応するrをxy平面に配置することによって2次元のスカラー場を形成する(手順3)。すなわち、例えば、8個の分割範囲が存在する場合、8個の2次元のスカラー場が形成される。 Next, in character recognition using directional patterns, a two-dimensional scalar field is formed for each divided range by placing r corresponding to the edge corresponding to each divided range on the xy plane (step 3). That is, for example, if there are eight divided ranges, eight two-dimensional scalar fields are formed.

その後、方向性パターンを用いた文字認識では、2次元のスカラー場ごとに、各スカラー場についてのぼかし処理を行う(手順4)。この場合、例えば、ガウス関数を用いたconvolution演算によるぼかし処理や、2次元のスカラー場における各座標の周囲の座標に対応する複数の値を平均することによるぼかし処理が行われる。 After that, in character recognition using directional patterns, blurring is performed for each two-dimensional scalar field (step 4). In this case, for example, blurring is performed by a convolution operation using a Gaussian function, or blurring is performed by averaging multiple values corresponding to the coordinates surrounding each coordinate in the two-dimensional scalar field.

ここで、画像データに含まれる文字についてのエッジが上記の式(1)のように表現可能であるのに対し、動画データ(複数の画像データ)から特定されるオプティカルフローは、例えば、以下の式(2)のように表現することが可能である。以下の式(2)において、tは、各画像データが撮像された時間を示している。 Here, while the edges of characters contained in image data can be expressed as in the above formula (1), the optical flow determined from video data (multiple image data) can be expressed, for example, as in the following formula (2). In the following formula (2), t indicates the time when each image data was captured.

Figure 0007619546000002
Figure 0007619546000002

そのため、上記のような方向性パターンを用いた文字認識は、オプティカルフローを用いた対象物の動作の認識に対しても適用することが可能であると判断できる。そこで、本実施の形態における動作特定処理では、後述するように、方向性パターンを用いた動作の認識を行う。 Therefore, it can be determined that character recognition using directional patterns such as those described above can also be applied to recognizing the movements of an object using optical flow. Therefore, in the movement identification process in this embodiment, movement recognition is performed using directional patterns, as described below.

[第1の実施の形態における動作特定処理のフローチャート]
図3から図5は、第1の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明するフローチャート図である。なお、以下、動画データに含まれる3つの画像データから2つの区間(時間帯)に対応するオプティカルフローの算出が行われる場合について説明を行う。
[Flowchart of the action identification process in the first embodiment]
3 to 5 are flow charts for explaining the details of the motion identification process in the first embodiment. Note that the following will explain a case where optical flows corresponding to two sections (time periods) are calculated from three image data included in video data.

画像特定部11は、例えば、記憶領域110に記憶した動画データを取得する。そして、画像特定部11は、図3に示すように、例えば、動画データに含まれる第1画像データと第1画像データよりも後に撮像された第2画像データと第2画像データよりも後に撮像された第3画像データを動画データから特定する(S11)。 The image identification unit 11, for example, acquires video data stored in the memory area 110. Then, as shown in FIG. 3, the image identification unit 11 identifies, from the video data, for example, first image data included in the video data, second image data captured after the first image data, and third image data captured after the second image data (S11).

具体的に、画像特定部11は、例えば、t=0において撮像された第1画像データと、t=1において撮像された第2画像データと、t=2において撮像された第3画像データとを取得する。 Specifically, the image specification unit 11 acquires, for example, first image data captured at t=0, second image data captured at t=1, and third image data captured at t=2.

なお、第1画像データ及び第2画像データは、記憶領域110に記憶した動画データにおいて連続する画像データであってもよいし、連続しない画像データであってもよい。同様に、第2画像データ及び第3画像データは、記憶領域110に記憶した動画データにおいて連続する画像データであってもよいし、連続しない画像データであってもよい。 The first image data and the second image data may be consecutive image data in the video data stored in the memory area 110, or may be discontinuous image data. Similarly, the second image data and the third image data may be consecutive image data in the video data stored in the memory area 110, or may be discontinuous image data.

また、画像特定部11は、動画データからの画像データの特定を逐次的に行い、特定された画像データのそれぞれを対象としてS12以降の処理を連続して行うものであってもよい。 The image identification unit 11 may also sequentially identify image data from the video data and continuously perform the processes from S12 onward on each of the identified image data.

そして、フロー算出部12は、S11の処理で特定した第1画像データ及び第2画像データにおける画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出する(S12)。 Then, the flow calculation unit 12 calculates a first optical flow indicating the displacement for each pixel in the first image data and the second image data identified in the processing of S11 (S12).

具体的に、フロー算出部12は、図6の右側に示すように、第1画像データ及び第2画像データにおける複数の画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出する。 Specifically, the flow calculation unit 12 calculates a first optical flow indicating the displacement for each of a plurality of pixels in the first image data and the second image data, as shown on the right side of FIG. 6.

また、フロー算出部12は、S11の処理で特定した第2画像データと第3画像データにおける画素ごとに、変位を示す第2オプティカルフローを算出する(S13)。 The flow calculation unit 12 also calculates a second optical flow indicating displacement for each pixel in the second image data and the third image data identified in the processing of S11 (S13).

すなわち、フロー算出部12は、この場合、第1画像データと第2画像データとの間の区間に対応する第1オプティカルフローと、第2画像データと第3画像データとの間の区間に対応する第2オプティカルフローとをそれぞれ算出する。 In this case, the flow calculation unit 12 calculates a first optical flow corresponding to the section between the first image data and the second image data, and a second optical flow corresponding to the section between the second image data and the third image data.

具体的に、フロー算出部12は、例えば、上記の式(2)を用いることによって各オプティカルフローを表現する。 Specifically, the flow calculation unit 12 expresses each optical flow by using, for example, the above formula (2).

なお、以下、S12及びS13の処理において、2つの区間のそれぞれに対応するオプティカルフローを算出する場合について説明を行うが、3つ以上の区間のそれぞれに対応するオプティカルフローを算出するものであってもよい。 Note that, in the following, in the processing of S12 and S13, a case where optical flows corresponding to two sections are calculated will be described, but optical flows corresponding to three or more sections may also be calculated.

続いて、フロー振分部13は、S12及びS13の処理で算出した第1オプティカルフロー及び第2オプティカルフローのそれぞれに対応する方位を量子化する(S14)。 Next, the flow allocation unit 13 quantizes the orientations corresponding to the first optical flow and the second optical flow calculated in the processes of S12 and S13 (S14).

具体的に、フロー振分部13は、例えば、図7に示す8個の分割範囲のうち、各オプティカルフローに対応するθが含まれる分割範囲を特定し、特定した分割範囲に対応する値にθを変換する。 Specifically, the flow allocation unit 13 identifies a division range, for example, from among the eight division ranges shown in FIG. 7, that contains θ corresponding to each optical flow, and converts θ to a value corresponding to the identified division range.

そして、フロー振分部13は、S14の処理で量子化した値が同一のオプティカルフローが同一グループに振り分けられるように、第1オプティカルフロー及び第2オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分ける(S15)。 Then, the flow allocation unit 13 allocates each of the first optical flow and the second optical flow to multiple groups so that optical flows with the same quantized value in the process of S14 are allocated to the same group (S15).

具体的に、フロー振分部13は、分割範囲ごとに、量子化された値が各分割範囲に含まれるオプティカルフローをそれぞれ特定する。そして、フロー振分部13は、同一の分割範囲に対応する各オプティカルフローが同一のグループに含まれるように、各オプティカルフローのグループ分けを行う。 Specifically, for each division range, the flow allocation unit 13 identifies optical flows whose quantized values are included in each division range. Then, the flow allocation unit 13 groups the optical flows so that optical flows corresponding to the same division range are included in the same group.

続いて、動作特定部14は、図4に示すように、複数のグループごとに、各グループに含まれる第1オプティカルフローに対応する長さの総和(以下、第1総和とも呼ぶ)を算出する(S21)。具体的に、動作特定部14は、複数のグループごとに、各グループに含まれる第1オプティカルフローの方向性パターンに対応する値の総和(第1総和)を算出する。 Then, as shown in Fig. 4, the motion identification unit 14 calculates, for each of the multiple groups, the sum of the lengths corresponding to the first optical flows included in each group (hereinafter, also referred to as the first sum) (S21). Specifically, the motion identification unit 14 calculates, for each of the multiple groups, the sum of the values corresponding to the directional patterns of the first optical flows included in each of the groups (the first sum).

また、動作特定部14は、複数のグループごとに、各グループに含まれる第2オプティカルフローに対応する長さの総和(以下、第2総和とも呼ぶ)を算出する(S22)。具体的に、動作特定部14は、複数のグループごとに、各グループに含まれる第2オプティカルフローの方向性パターンに対応する値の総和(第2総和)を算出する。以下、S21及びS22の処理の詳細について説明を行う。 The motion identification unit 14 also calculates, for each of the multiple groups, the sum of lengths corresponding to the second optical flows included in each group (hereinafter also referred to as the second sum) (S22). Specifically, the motion identification unit 14 calculates, for each of the multiple groups, the sum of values corresponding to the directional patterns of the second optical flows included in each of the groups (the second sum). The processes of S21 and S22 are described in detail below.

[S21及びS22の処理の詳細]
動作特定部14は、初めに、以下の式(3)を用いることによって、第1オプティカルフロー及び第2オプティカルフローのそれぞれに対応する方向性パターンを算出する。以下の式(3)において、F(x、y、θ´:t)は、方向性パターンを示し、θ´は、分割範囲のそれぞれを示し、Tは、オプティカルフローの算出に用いられた各画像データの撮像時間の時間差を示している。なお、δ(θ´-θ)は、デルタ関数であり、θ´とθとが一致する場合に1を取り、θ´とθとが一致しない場合に0を取る関数である。
[Details of the processes in S21 and S22]
The motion identification unit 14 first calculates a directional pattern corresponding to each of the first optical flow and the second optical flow by using the following formula (3). In the following formula (3), F(x, y, θ':t) indicates a directional pattern, θ' indicates each of the divided ranges, and T indicates a time difference between the imaging times of each image data used to calculate the optical flow. Note that δ(θ'-θ) is a delta function that takes the value 1 when θ' and θ match, and takes the value 0 when θ' and θ do not match.

Figure 0007619546000003
Figure 0007619546000003

すなわち、式(3)では、各オプティカルフローの方位が含まれない分割範囲に対応する値が0になる。一方、式(3)では、各オプティカルフローの方位が含まれる分割範囲に対応する値が0以外の値になる。 That is, in formula (3), the value corresponding to the division range that does not include the orientation of each optical flow is 0. On the other hand, in formula (3), the value corresponding to the division range that includes the orientation of each optical flow is a value other than 0.

さらに、動作特定部14は、以下の式(4)を用いることによって、複数のグループのそれぞれに対応する第1総和及び第2総和のそれぞれを算出する。以下の式(4)において、K(θ´,t)は、各グループに含まれる複数のオプティカルフローの方向性パターンに対応する値の総和(第1総和及び第2総和)を示している。 Furthermore, the motion identification unit 14 calculates the first sum and the second sum corresponding to each of the multiple groups by using the following formula (4). In the following formula (4), K(θ', t) indicates the sum (first sum and second sum) of values corresponding to the directional patterns of the multiple optical flows included in each group.

Figure 0007619546000004
Figure 0007619546000004

なお、S12及びS13の処理において、3つ以上の区間のそれぞれに対応するオプティカルフローが算出されている場合、動作特定部14は、S21及びS22の処理において、3つ以上の区間に対応する総和をそれぞれ算出する。 If optical flows corresponding to three or more sections are calculated in the processes of S12 and S13, the motion identification unit 14 calculates the sums corresponding to the three or more sections in the processes of S21 and S22.

次に、動作特定部14は、例えば、複数のグループごとに、開始時間から終了時間までに撮像された画像データから算出された複数のオプティカルフローに対応する総和の合計値を算出する。開始時間は、介護者の動作特徴の特定を行う時間帯の開始時間を示し、終了時間は、介護者の動作特徴の特定を行う時間帯の開始時間を示す。そして、開始時間から終了時間までの間の時間は、例えば、数秒から数分程度である。なお、動作特定部14は、この場合、算出した合計値を開始時間から終了時間までの時間で除算するものであってもよい。 Next, the motion identification unit 14 calculates, for example, for each of the multiple groups, a total sum corresponding to the multiple optical flows calculated from the image data captured from the start time to the end time. The start time indicates the start time of the time period in which the motion characteristics of the caregiver are identified, and the end time indicates the start time of the time period in which the motion characteristics of the caregiver are identified. The time between the start time and the end time is, for example, about several seconds to several minutes. In this case, the motion identification unit 14 may divide the calculated total value by the time from the start time to the end time.

具体的に、例えば、開始時間が第2画像データの撮像時間に対応し、終了時間が第3画像データの撮像時間に対応する場合、動作特定部14は、複数のグループごとに、各グループに対応する第1総和と第2総和との合計値を算出する(S23)。そして、動作特定部14は、例えば、複数のグループごとに、算出した合計値を第2画像データの撮像時間から第3画像データの撮像時間までの経過時間で除算する。 Specifically, for example, when the start time corresponds to the imaging time of the second image data and the end time corresponds to the imaging time of the third image data, the motion identification unit 14 calculates the sum of the first sum and the second sum corresponding to each group for each of the multiple groups (S23). Then, for example, the motion identification unit 14 divides the calculated sum by the elapsed time from the imaging time of the second image data to the imaging time of the third image data for each of the multiple groups.

さらに具体的に、動作特定部14は、例えば、以下の式(5)を用いることによって、値の算出を行う。以下の式(5)において、tstartは、開始時間を示し、tendは、終了時間を示す。 More specifically, the motion identification unit 14 calculates the value by using, for example, the following formula (5): In the following formula (5), t start indicates a start time, and t end indicates an end time.

Figure 0007619546000005
Figure 0007619546000005

そして、動作特定部14は、S23の処理で算出した複数のグループごとの合計値のそれぞれを、対象物の第1動作特徴として特定する(S24)。すなわち、第1動作特徴は、例えば、介護者による平均的な動作量を示す指標である。 Then, the motion identification unit 14 identifies each of the total values for the multiple groups calculated in the process of S23 as a first motion characteristic of the target object (S24). That is, the first motion characteristic is, for example, an index indicating the average amount of motion by the caregiver.

続いて、動作特定部14は、例えば、複数のグループごとに、開始時間から終了時間までに撮像された画像データから算出された複数のオプティカルフローに対応する総和のうち、所定の閾値以上の総和の数を特定する。なお、動作特定部14は、この場合、特定した総和の数を開始時間から終了時間までの時間で除算するものであってもよい。 Then, the motion identification unit 14, for example, for each of the multiple groups, identifies the number of sums that are equal to or greater than a predetermined threshold among the sums corresponding to the multiple optical flows calculated from the image data captured from the start time to the end time. Note that in this case, the motion identification unit 14 may divide the number of identified sums by the time from the start time to the end time.

具体的に、例えば、開始時間が第2画像データの撮像時間に対応し、終了時間が第3画像データの撮像時間に対応する場合、動作特定部14は、図5に示すように、複数のグループごとに、各グループに対応する第1総和及び第2総和のうち、所定の閾値以上の総和の数を特定する(S31)。そして、動作特定部14は、例えば、複数のグループごとに、特定した総和の数を第2画像データの撮像時間から第3画像データの撮像時間までの経過時間で除算する。 Specifically, for example, when the start time corresponds to the imaging time of the second image data and the end time corresponds to the imaging time of the third image data, the motion identification unit 14 identifies, for each of the multiple groups, the number of first sums and second sums corresponding to each group that are equal to or greater than a predetermined threshold value, as shown in FIG. 5 (S31). Then, for example, the motion identification unit 14 divides, for each of the multiple groups, the number of identified sums by the elapsed time from the imaging time of the second image data to the imaging time of the third image data.

さらに具体的に、動作特定部14は、例えば、以下の式(6)を用いることによって、所定の閾値以上の総和の数の算出を行う。以下の式(6)において、hは、閾値を示し、1[X]は、Xが0以上である場合に1を取り、Xが0未満である場合に0を取る関数を示す。 More specifically, the motion identification unit 14 calculates the number of sums equal to or greater than a predetermined threshold by, for example, using the following formula (6). In the following formula (6), h represents a threshold, and 1[X] represents a function that takes a value of 1 when X is equal to or greater than 0, and takes a value of 0 when X is less than 0.

Figure 0007619546000006
Figure 0007619546000006

そして、動作特定部14は、S31の処理で特定した複数のグループごとの総和の数のそれぞれを、対象物の第2動作特徴として特定する(S32)。すなわち、第2動作特徴は、例えば、介護者が閾値よりも大きな動作量の動作を行った回数を示す指標である。 Then, the motion identification unit 14 identifies each of the total numbers for each of the multiple groups identified in the process of S31 as a second motion characteristic of the target object (S32). That is, the second motion characteristic is, for example, an index indicating the number of times the caregiver performed a motion with a motion amount greater than a threshold value.

続いて、動作特定部14は、例えば、複数のグループに含まれる2つのグループ(以下、第1グループ及び第2グループとも呼ぶ)の組合せごとに、開始時間から終了時間までに撮像された画像データ(以下、特定の画像データとも呼ぶ)から算出された複数のオプティカルフローに対応する総和のうち、第1グループに対応する総和を算出する。また、動作特定部14は、例えば、第1グループ及び第2グループの組合せごとに、特定の画像データの所定時間後に撮像された他の画像データから算出された複数のオプティカルフローに対応する総和のうち、第2グループに対応する総和を算出する。そして、動作特定部14は、例えば、第1グループ及び第2グループの組合せごとに、第1グループに対応する総和と第2グループに対応する総和との差の絶対値についての合計値を算出する。なお、動作特定部14は、この場合、算出した合計値を開始時間から終了時間までの時間で除算するものであってもよい。 Then, for example, for each combination of two groups (hereinafter also referred to as the first group and the second group) included in the multiple groups, the motion identification unit 14 calculates the sum corresponding to the first group among the sums corresponding to the multiple optical flows calculated from the image data captured from the start time to the end time (hereinafter also referred to as the specific image data). Also, for example, for each combination of the first group and the second group, the motion identification unit 14 calculates the sum corresponding to the second group among the sums corresponding to the multiple optical flows calculated from other image data captured a predetermined time after the specific image data. Then, for example, for each combination of the first group and the second group, the motion identification unit 14 calculates the sum of the absolute value of the difference between the sum corresponding to the first group and the sum corresponding to the second group. Note that in this case, the motion identification unit 14 may divide the calculated sum by the time from the start time to the end time.

具体的に、例えば、開始時間が第2画像データの撮像時間に対応し、終了時間が第3画像データの撮像時間に対応する場合、動作特定部14は、複数のグループに含まれる第1グループ及び第2グループの組合せごとに、第1グループに対応する第1総和と第2グループに対応する第2総和との差の絶対値(絶対値の合計値)を算出する(S33)。そして、動作特定部14は、例えば、第1グループ及び第2グループの組合せごとに、算出した絶対値(絶対値の合計値)を第2画像データの撮像時間から第3画像データの撮像時間までの経過時間で除算する。 Specifically, for example, when the start time corresponds to the imaging time of the second image data and the end time corresponds to the imaging time of the third image data, the motion identification unit 14 calculates the absolute value (total of absolute values) of the difference between the first sum corresponding to the first group and the second sum corresponding to the second group for each combination of the first group and the second group included in the multiple groups (S33). Then, for example, the motion identification unit 14 divides the calculated absolute value (total of absolute values) for each combination of the first group and the second group by the elapsed time from the imaging time of the second image data to the imaging time of the third image data.

さらに具体的に、動作特定部14は、例えば、以下の式(7)を用いることによって、第1グループに対応する総和と第2グループに対応する総和との差の絶対値についての合計値を算出する。以下の式(7)において、θ´は、第1グループに対応する分割範囲を示し、Δθ´は、第2グループに対応する分割範囲を示し、τは、予め定められた所定の時間を示す。 More specifically, the motion identification unit 14 calculates the sum of the absolute values of the differences between the sums corresponding to the first group and the sums corresponding to the second group, for example, by using the following formula (7). In the following formula (7), θ' indicates the division range corresponding to the first group, Δθ' indicates the division range corresponding to the second group, and τ indicates a predetermined time.

Figure 0007619546000007
Figure 0007619546000007

そして、動作特定部14は、S33の処理で算出した複数のグループに含まれる2つのグループの組合せごとの絶対値のそれぞれを、対象物の第3動作特徴として特定する(S34)。すなわち、第3動作特徴は、例えば、介護者による動作の角度の変位量を示す指標である。 Then, the motion identification unit 14 identifies each of the absolute values for each combination of two groups included in the multiple groups calculated in the process of S33 as a third motion characteristic of the target object (S34). That is, the third motion characteristic is, for example, an index indicating the amount of angular displacement of the motion by the caregiver.

その後、情報出力部15は、例えば、第1動作特徴、第2動作特徴及び第3動作特徴のうちの少なくとも1つを操作端末5に出力する(S35)。 Then, the information output unit 15 outputs, for example, at least one of the first action characteristic, the second action characteristic, and the third action characteristic to the operation terminal 5 (S35).

具体的に、情報出力部15は、例えば、図8及び図9に示すように、各グループ(8つの分割範囲のそれぞれに対応するグループ)に対応する第1動作特徴を正八角形のグラフに分布した状態で出力する。 Specifically, the information output unit 15 outputs the first action features corresponding to each group (each group corresponding to each of the eight divided ranges) in a state where they are distributed in a regular octagonal graph, for example, as shown in Figures 8 and 9.

これにより、情報処理装置1は、介護者の動作特徴を定量的に表現した各指標(第1動作特徴、第2動作特徴及び第3動作特徴)を出力することが可能になる。 This enables the information processing device 1 to output each index (first movement characteristic, second movement characteristic, and third movement characteristic) that quantitatively represents the movement characteristics of the caregiver.

この点、第1動作特徴、第2動作特徴及び第3動作特徴のそれぞれは、各グループについてのスカラー場に分布された値を積分することによって算出される指標であるため、スカラー場における座標の情報を有していない。そのため、情報処理装置1は、介護者の動作パターンが可視化し易い状態で出力することが可能になる。 In this regard, the first movement characteristic, the second movement characteristic, and the third movement characteristic are indices calculated by integrating values distributed in the scalar field for each group, and therefore do not have information on coordinates in the scalar field. Therefore, the information processing device 1 is able to output the movement pattern of the caregiver in a state that is easy to visualize.

なお、上記の例では、介護者の動作特徴を抽出する場合について説明を行ったが、情報処理装置1は、例えば、スポーツの分野における動作特徴の抽出等を行うものであってもよい。 In the above example, the case of extracting the movement characteristics of a caregiver has been described, but the information processing device 1 may also extract movement characteristics in the field of sports, for example.

[第2の実施の形態における動作特定処理]
次に、第2の実施の形態における動作特定処理について説明を行う。図10は、第2の実施の形態における動作特定処理について説明する図である。
[Movement Identification Processing in the Second Embodiment]
Next, the motion identification process according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 10. The motion identification process according to the second embodiment will be described with reference to Figs.

情報処理装置1のCPU101は、図10に示すように、プログラムと協働することにより、画像特定部21、フロー算出部22、ぼかし処理部23、フロー振分部24、動作判定部25及び情報出力部26として機能する。 As shown in FIG. 10, the CPU 101 of the information processing device 1 functions as an image identification unit 21, a flow calculation unit 22, a blur processing unit 23, a flow allocation unit 24, an action determination unit 25, and an information output unit 26 by working in cooperation with a program.

画像特定部21は、例えば、記憶領域110に記憶した動画データを取得する。そして、画像特定部21は、例えば、動画データに含まれる第1画像データと第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを特定する。 The image identification unit 21, for example, acquires video data stored in the memory area 110. Then, the image identification unit 21, for example, identifies first image data included in the video data and second image data captured after the first image data.

フロー算出部22は、例えば、画像特定部21が特定した第1画像データと第2画像データとの間における画素ごとの変位を示す第1オプティカルフローを算出する。 The flow calculation unit 22 calculates, for example, a first optical flow that indicates the displacement for each pixel between the first image data and the second image data identified by the image identification unit 21.

ぼかし処理部23は、例えば、フロー算出部22が算出した第1オプティカルフローに対して所定のぼかし処理を行う。 The blurring processing unit 23 performs, for example, a predetermined blurring process on the first optical flow calculated by the flow calculation unit 22.

具体的に、ぼかし処理部23は、例えば、第1オプティカルフローに対してガウス関数を用いたぼかし処理を行う。 Specifically, the blurring processing unit 23 performs blurring processing on the first optical flow using, for example, a Gaussian function.

フロー振分部24は、例えば、ぼかし処理部23がぼかし処理を行った第1オプティカルフローが向いている方位に基づいて、第1オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分ける。 The flow allocation unit 24 allocates each of the first optical flows into a plurality of groups, for example, based on the direction in which the first optical flows that have been blurred by the blur processing unit 23 are facing.

具体的に、フロー振分部24は、例えば、ぼかし処理部23がぼかし処理を行った第1オプティカルフローのそれぞれに対応する方位を量子化する。そして、フロー振分部24は、例えば、量子化した方位が同一であるオプティカルフローが同一のグループに振り分けられるように、第1オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分ける。 Specifically, the flow allocation unit 24, for example, quantizes the orientation corresponding to each of the first optical flows that have been blurred by the blur processing unit 23. Then, the flow allocation unit 24 allocates each of the first optical flows to a plurality of groups such that optical flows having the same quantized orientation are allocated to the same group.

動作判定部25は、例えば、フロー振分部24が振り分けた複数のグループごとに、各グループに含まれる第1オプティカルフローのそれぞれに対応する長さと、予め用意された第3画像データと第4画像データとの間における画素ごとの変位を示す第2オプティカルフローのそれぞれに対応する長さとの相関値を算出する。具体的に、動作判定部25は、例えば、複数のグループごとに、各グループに含まれる第1オプティカルフローのそれぞれに対応する方向性パターンと、予め用意された第2オプティカルフローのそれぞれに対応する方向性パターンとの相関値を算出する。そして、動作判定部25は、例えば、フロー振分部24が振り分けた複数のグループごとの相関値から、第1画像データ及び第2画像データに映る対象物の動作についてのカテゴリ(以下、第1カテゴリとも呼ぶ)と、第3画像データ及び第4画像データに映る対象物の動作についてのカテゴリ(以下、第2カテゴリとも呼ぶ)とが一致するか否かを判定する。 The motion determination unit 25 calculates, for example, for each of the multiple groups sorted by the flow sorting unit 24, a correlation value between the length corresponding to each of the first optical flows included in each group and the length corresponding to each of the second optical flows indicating the displacement of each pixel between the third image data and the fourth image data prepared in advance. Specifically, the motion determination unit 25 calculates, for example, for each of the multiple groups, a correlation value between the directional pattern corresponding to each of the first optical flows included in each group and the directional pattern corresponding to each of the second optical flows prepared in advance. Then, the motion determination unit 25 determines, for example, from the correlation value for each of the multiple groups sorted by the flow sorting unit 24, whether or not a category (hereinafter also referred to as the first category) of the motion of the object shown in the first image data and the second image data matches a category (hereinafter also referred to as the second category) of the motion of the object shown in the third image data and the fourth image data.

情報出力部26は、例えば、動作判定部25による判定結果(第1カテゴリと第2カテゴリとが一致するか否かを示す情報)を出力する。 The information output unit 26 outputs, for example, the determination result by the operation determination unit 25 (information indicating whether the first category and the second category match).

すなわち、本実施の形態における情報処理装置1は、例えば、新たに算出された第1オプティカルフローの方向性パターンと、動作のカテゴリが予め明らかになっている第2オプティカルフローの方向性パターンとの相関値を算出する。そして、算出した相関値が所定の条件を満たす場合、情報処理装置1は、第1オプティカルフローに対応する第1カテゴリが第2オプティカルフローに対応する第2カテゴリ(予め明らかになっているカテゴリ)と一致するものと判定する。 That is, the information processing device 1 in this embodiment calculates, for example, a correlation value between the directional pattern of the newly calculated first optical flow and the directional pattern of the second optical flow, the category of the movement of which is known in advance. Then, if the calculated correlation value satisfies a predetermined condition, the information processing device 1 determines that the first category corresponding to the first optical flow matches the second category (the category known in advance) corresponding to the second optical flow.

これにより、情報処理装置1は、例えば、各画像データに映る介護者の動作についてのカテゴリを認識することが可能になる。 This enables the information processing device 1 to, for example, recognize the category of the caregiver's actions shown in each image data.

[第2の実施の形態における動作特定処理の詳細]
次に、第2の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明を行う。図11及び図12は、第2の実施の形態における動作特定処理の詳細について説明するフローチャート図である。
[Details of the Action Identification Process in the Second Embodiment]
Next, the details of the action identification process in the second embodiment will be described below. Figures 11 and 12 are flow charts illustrating the details of the action identification process in the second embodiment.

画像特定部21は、例えば、記憶領域110に記憶した動画データを取得する。そして、画像特定部11は、図11に示すように、例えば、動画データに含まれる第1画像データと第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを動画データから特定する(S41)。 The image identification unit 21, for example, acquires video data stored in the memory area 110. Then, as shown in FIG. 11, the image identification unit 11 identifies, for example, first image data included in the video data and second image data captured after the first image data from the video data (S41).

そして、フロー算出部22は、S41の処理で特定した第1画像データと第2画像データとの間における画素ごとの変位を示す第1オプティカルフローを算出する(S42)。 Then, the flow calculation unit 22 calculates a first optical flow that indicates the displacement for each pixel between the first image data and the second image data identified in the processing of S41 (S42).

続いて、フロー振分部24は、S42の処理で算出した第1オプティカルフローのそれぞれに対応する方位を量子化する(S43)。 Next, the flow allocation unit 24 quantizes the orientations corresponding to each of the first optical flows calculated in the process of S42 (S43).

その後、ぼかし処理部23は、S43の処理で量子化を行った第1オプティカルフローに対して所定のぼかし処理を行う(S44)。以下、S44の処理の具体例について説明を行う。 Then, the blurring processing unit 23 performs a predetermined blurring process on the first optical flow that has been quantized in the process of S43 (S44). A specific example of the process of S44 will be described below.

[S44の処理の具体例]
ぼかし処理部23は、例えば、上記の式(3)によって表現された方向性パターンの2次元のスカラー場における座標(x,y)を近傍値にぼかす処理を行う。これにより、ぼかし処理部23は、式(3)におけるθの値を空間的に広げることが可能になり、近傍の点においてもθの特徴を存在させることが可能になる。これは、各オプティカルフローと各オプティカルフローの周辺の座標に位置する他のオプティカルフローとの間においてベクトルを空間的に平均するぼかし処理とは異なるものである。そのため、情報処理装置1は、介護者の動作についてのカテゴリの認識精度を高めることが可能になる。
[Specific example of the process of S44]
The blurring processing unit 23 performs a process of blurring the coordinates (x, y) in the two-dimensional scalar field of the directional pattern expressed by the above formula (3) to a nearby value. This allows the blurring processing unit 23 to spatially expand the value of θ in formula (3), and allows the feature of θ to exist even at nearby points. This is different from the blurring process that spatially averages the vectors between each optical flow and other optical flows located at the coordinates surrounding each optical flow. Therefore, the information processing device 1 can improve the recognition accuracy of the category of the caregiver's actions.

具体的に、例えば、ガウス関数を以下の式(8)のように表現する場合、ガウス関数によるぼかし処理を行った方向性パターンは、以下の式(9)のように表現される。以下の式(8)において、σは、パラメータを示している。また、以下の式(9)において、G(x、y、θ:t)は、ガウス関数によるぼかし処理を行った方向性パターンを示し、iは、画像データに含まれる各座標点におけるX座標を示し、jは、画像データに含まれる各座標点におけるY座標を示している。 Specifically, for example, when the Gaussian function is expressed as in the following formula (8), the directional pattern obtained by performing blurring processing using the Gaussian function is expressed as in the following formula (9). In the following formula (8), σ represents a parameter. Also, in the following formula (9), G(x, y, θ:t) represents the directional pattern obtained by performing blurring processing using the Gaussian function, i represents the X coordinate of each coordinate point included in the image data, and j represents the Y coordinate of each coordinate point included in the image data.

Figure 0007619546000008
Figure 0007619546000008

Figure 0007619546000009
Figure 0007619546000009

なお、例えば、(x,y)のピクセルサイズが512×512であり、(i,j)のピクセルサイズが32×32である場合のように、(x,y)のピクセルサイズと(i,j)のピクセルサイズとが異なる場合、ガウス関数によるぼかし処理を行った方向性パターンは、以下の式(10)のように表現することが可能である。 Note that when the pixel size of (x, y) is different from the pixel size of (i, j), for example when the pixel size of (x, y) is 512 x 512 and the pixel size of (i, j) is 32 x 32, the directional pattern obtained by blurring using a Gaussian function can be expressed as the following formula (10).

Figure 0007619546000010
Figure 0007619546000010

次に、フロー振分部24は、S43の処理で量子化した方位が同一のオプティカルフローが同一グループに振り分けられるように、S44の処理でぼかし処理を行った第1オプティカルフローを複数のグループに振り分ける(S51)。 Next, the flow allocation unit 24 allocates the first optical flows that have been blurred in the process of S44 to multiple groups so that optical flows with the same orientation quantized in the process of S43 are allocated to the same group (S51).

そして、動作判定部25は、例えば、S51の処理で振り分けた複数のグループごとに、S44の処理でぼかし処理を行った第1オプティカルフローの長さと、予め用意された参照用の画像データである第3画像データと第4画像データとの間における画素ごとの変位を示す第2オプティカルフローの長さとの相関値を算出する(S52)。 Then, the motion determination unit 25 calculates, for example, for each of the multiple groups sorted in the process of S51, a correlation value between the length of the first optical flow that has been blurred in the process of S44 and the length of the second optical flow that indicates the displacement for each pixel between the third image data and the fourth image data, which are reference image data prepared in advance (S52).

具体的に、動作判定部25は、S51の処理で振り分けた複数のグループごとに、第1オプティカルフローの方向性パターンと、第2オプティカルフローの方向性パターンとの相関値の算出を行う。 Specifically, the motion determination unit 25 calculates a correlation value between the directional pattern of the first optical flow and the directional pattern of the second optical flow for each of the multiple groups assigned in the process of S51.

続いて、動作判定部25は、S51の処理で振り分けた複数のグループごとの相関値の合計値を算出する(S53)。 Next, the operation determination unit 25 calculates the sum of the correlation values for each of the multiple groups assigned in the process of S51 (S53).

さらに、動作判定部25は、例えば、S53の処理で算出した総和が所定の閾値以上であるか否かに応じて、第1カテゴリと第2カテゴリとが一致するか否かを判定する(S54)。 Furthermore, the operation determination unit 25 determines whether the first category and the second category match, for example, depending on whether the sum calculated in the processing of S53 is equal to or greater than a predetermined threshold (S54).

その後、情報出力部26は、第1カテゴリと第2カテゴリとが一致するか否かの判定結果を示す情報を出力する(S55)。以下、S52からS54の処理の具体例について説明を行う。 After that, the information output unit 26 outputs information indicating the determination result of whether or not the first category and the second category match (S55). Specific examples of the processes from S52 to S54 are described below.

[S52からS54の処理の具体例(1)]
初めに、S52からS54の処理の第1具体例について説明を行う。
[Specific example (1) of the process from S52 to S54]
First, a first specific example of the processes from S52 to S54 will be described.

第1具体例は、動作についてのカテゴリが明らかになっている第2オプティカルフローの方向性パターンを用いることによって、動作についてのカテゴリが未知である第1オプティカルフローの方向性パターンに対応するカテゴリを識別する例である。以下、動作についてのカテゴリが明らかになっている第2オプティカルフローの方向性パターンを参照方向性パターンとも呼び、動作についてのカテゴリが未知である第1オプティカルフローの方向性パターンを未知方向性パターンとも呼ぶ。 The first specific example is an example in which a directional pattern of a second optical flow, the category of which is known, is used to identify a category corresponding to a directional pattern of a first optical flow, the category of which is unknown. Hereinafter, the directional pattern of a second optical flow, the category of which is known, is also referred to as a reference directional pattern, and the directional pattern of a first optical flow, the category of which is unknown, is also referred to as an unknown directional pattern.

動作判定部25は、S52の処理において、例えば、複数のグループごとに、参照方向性パターンと未知方向性パターンとのコサイン相関値の算出を行う。具体的に、動作判定部25は、例えば、以下の式(11)を用いることによって、複数のグループごとのコサイン相関値の算出を行う。以下の式(11)において、ρ(G(θ:t),Z(θ:tfixed))は、コサイン相関値を示し、G(i,j,θ:t)は、未知方向性パターンを示し、Z(i,j,θ:tfixed)は、参照方向性パターンを示している。 In the process of S52, the operation determination unit 25 calculates a cosine correlation value between the reference directivity pattern and the unknown directivity pattern for each of the multiple groups. Specifically, the operation determination unit 25 calculates the cosine correlation value for each of the multiple groups by using, for example, the following formula (11). In the following formula (11), ρ(G(θ:t), Z(θ:t fixed )) indicates the cosine correlation value, G(i, j, θ:t) indicates the unknown directivity pattern, and Z(i, j, θ:t fixed ) indicates the reference directivity pattern.

Figure 0007619546000011
Figure 0007619546000011

そして、動作判定部25は、S53の処理において、例えば、以下の式(12)を用いることによって、複数のグループごとのコサイン相関値の合計値の算出を行う。以下の式(12)において、ρ(G(t),Z(tfixed))は、コサイン相関値の合計値を示している。 Then, in the process of S53, the operation determination unit 25 calculates the sum of the cosine correlation values for each of the multiple groups by using, for example, the following formula (12): In the following formula (12), ρ(G(t), Z(t fixed )) represents the sum of the cosine correlation values.

Figure 0007619546000012
Figure 0007619546000012

さらに、動作判定部25は、S54の処理において、例えば、S53の処理で算出したコサイン相関値の合計値が所定の閾値以上である場合、参照方向性パターンに対応する動作についてのカテゴリと未知方向性パターンに対応する動作についてのカテゴリとが一致するものと判定する。 Furthermore, in the process of S54, if, for example, the sum of the cosine correlation values calculated in the process of S53 is equal to or greater than a predetermined threshold value, the movement determination unit 25 determines that the category of the movement corresponding to the reference directionality pattern and the category of the movement corresponding to the unknown directionality pattern match.

[S52からS54の処理の具体例(2)]
次に、S52からS54の処理の第2具体例について説明を行う。
[Specific example (2) of the process from S52 to S54]
Next, a second specific example of the process from S52 to S54 will be described.

第1具体例は、2つの画像データ(第3画像データ及び第4画像データ)から算出された第2オプティカルフローの参照方向性パターンを用いることによって、2つの画像データ(第1画像データ及び第2画像データ)から算出された第1オプティカルフローの未知方向性パターンに対応するカテゴリの識別を行うものである。これに対し、第2具体例は、3つ以上の画像データから算出された複数の区間(時間帯)に対応する第2オプティカルフローの参照方向性パターン(以下、参照方向性パターンの系列とも呼ぶ)が、3つ以上の画像データから算出された複数の区間に対応する第1オプティカルフローの未知方向性パターン(以下、未知方向性パターンの系列とも呼ぶ)に含まれているか否かの判定を行うことによって、未知方向性パターンの系列に対応する動作についてのカテゴリを識別する例である。 The first specific example identifies a category corresponding to an unknown directional pattern of a first optical flow calculated from two image data (first image data and second image data) by using a reference directional pattern of a second optical flow calculated from two image data (third image data and fourth image data). In contrast, the second specific example is an example of identifying a category of an action corresponding to a series of unknown directional patterns by determining whether or not a reference directional pattern of a second optical flow corresponding to multiple intervals (time periods) calculated from three or more image data (hereinafter also referred to as a series of reference directional patterns) is included in an unknown directional pattern of a first optical flow corresponding to multiple intervals calculated from three or more image data (hereinafter also referred to as a series of unknown directional patterns).

動作判定部25は、S52の処理において、例えば、上記の式(11)を用いることによって、参照方向性パターンの系列と未知方向性パターンの系列とのコサイン相関値の算出を行う。 In the process of S52, the operation determination unit 25 calculates the cosine correlation value between the sequence of the reference directivity pattern and the sequence of the unknown directivity pattern, for example, by using the above formula (11).

そして、動作判定部25は、S53の処理において、例えば、上記の式(12)を用いることによって、複数のグループごとのコサイン相関値の合計値の算出を行う。 Then, in the process of S53, the operation determination unit 25 calculates the sum of the cosine correlation values for each of the multiple groups, for example, by using the above formula (12).

その後、動作判定部25は、S54の処理において、連続DP(特許文献1、非特許文献1及び非特許文献3を参照)を用いることによって、参照方向性パターンの系列に対応する動作についてのカテゴリが未知方向性パターンの系列に対応するカテゴリに含まれているか否かについての判定を行う。 Then, in the process of S54, the action determination unit 25 uses continuous DP (see Patent Document 1, Non-Patent Document 1, and Non-Patent Document 3) to determine whether or not the category for the action corresponding to the sequence of the reference directional pattern is included in the category corresponding to the sequence of the unknown directional pattern.

具体的に、動作判定部25は、例えば、以下の式(13)を用いることによってQ(t)を算出する。以下の式(13)において、τは、上記の式(12)におけるtfixedに対応している。 Specifically, the operation determination unit 25 calculates Q(t) by using, for example, the following equation (13): In the following equation (13), τ corresponds to t fixed in the above equation (12).

Figure 0007619546000013
Figure 0007619546000013

そして、動作判定部25は、Q(t)が所定の閾値以上であって局所最大となる時点が存在する場合、参照方向性パターンの系列が未知方向性パターンの系列に含まれていると判定し、参照方向性パターンの系列に対応する動作についてのカテゴリを、未知方向性パターンの系列に対応する動作についてのカテゴリとして認識する。 Then, if there is a time when Q(t) is equal to or greater than a predetermined threshold and is a local maximum, the motion determination unit 25 determines that the sequence of reference directional patterns is included in the sequence of unknown directional patterns, and recognizes the category of motion corresponding to the sequence of reference directional patterns as the category of motion corresponding to the sequence of unknown directional patterns.

すなわち、第2具体例では、連続DPを用いることによって、参照方向性パターンの系列と未知方向性パターンの系列との間における局所相関値を用いたマッチングを行い、未知方向性パターンの系列に対応する動作についてのカテゴリを特定する。 That is, in the second specific example, by using continuous DP, matching is performed using local correlation values between a sequence of reference directional patterns and a sequence of unknown directional patterns, and a category of the action corresponding to the sequence of unknown directional patterns is identified.

1:情報処理装置
5:操作端末
11:画像特定部
12:フロー算出部
13:フロー振分部
14:動作特定部
15:情報出力部
21:画像特定部
22:フロー算出部
23:ぼかし処理部
24:フロー振分部
25:動作特定部
26:情報出力部
101:CPU
102:メモリ
103:ネットワークインタフェース
104:記憶媒体
105:バス
1: Information processing device 5: Operation terminal 11: Image identification unit 12: Flow calculation unit 13: Flow allocation unit 14: Action identification unit 15: Information output unit 21: Image identification unit 22: Flow calculation unit 23: Blur processing unit 24: Flow allocation unit 25: Action identification unit 26: Information output unit 101: CPU
102: Memory 103: Network interface 104: Storage medium 105: Bus

Claims (7)

第1画像データと前記第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを動画データから特定し、
前記第2画像データよりも後に撮像された第3画像データを前記動画データから特定し、
前記第1画像データ及び前記第2画像データにおける複数の画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出し、
前記第2画像データ及び前記第3画像データにおける前記複数の画素ごとに、変位を示す第2オプティカルフローを算出し、
前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれに対応する方位に基づいて、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分け、
前記複数のグループごとに、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する長さの第1総和と、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローに対応する長さの第2総和とを算出し、
前記複数のグループごとに、各グループに対応する前記第1総和及び前記第2総和のうち、所定の閾値以上である総和の数を特定し、
前記複数のグループごとの前記数を、前記第1画像データ及び前記第2画像データに映る対象物の動作特徴として特定し、
特定した前記動作特徴を示す情報を出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする動作特定プログラム。
Identifying first image data and second image data captured after the first image data from the video data;
Identifying third image data captured after the second image data from the video data;
Calculating a first optical flow indicative of a displacement for each of a plurality of pixels in the first image data and the second image data;
calculating a second optical flow indicative of a displacement for each of the plurality of pixels in the second image data and the third image data;
sorting the first optical flows for the plurality of pixels and the second optical flows for the plurality of pixels into a plurality of groups based on orientations corresponding to the first optical flows for the plurality of pixels and the second optical flows for the plurality of pixels ;
calculating, for each of the plurality of groups, a first sum of lengths corresponding to the first optical flows for each of the plurality of pixels included in each group, and a second sum of lengths corresponding to the second optical flows for each of the plurality of pixels included in each group;
identifying, for each of the plurality of groups, the number of sums that are equal to or greater than a predetermined threshold among the first sums and the second sums corresponding to each group;
Identifying the number of each of the plurality of groups as a motion characteristic of the object captured in the first image data and the second image data;
outputting information indicating the identified operational characteristics;
An action specifying program that causes a computer to execute a process.
請求項において、
前記振り分ける処理では、
前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれに対応する方位を量子化し、
量子化した前記方位が同一であるオプティカルフローが同一のグループに振り分けられるように、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれを前記複数のグループに振り分ける、
ことを特徴とする動作特定プログラム。
In claim 1 ,
In the allocation process,
quantizing orientations corresponding to the first optical flow for each of the plurality of pixels and the second optical flow for each of the plurality of pixels;
assigning the first optical flow for each of the plurality of pixels and the second optical flow for each of the plurality of pixels to the plurality of groups such that optical flows having the same quantized orientation are assigned to the same group;
2. An action specifying program comprising:
請求項において、
前記特定する処理では、
前記複数のグループごとに、各グループに対応する前記第1総和と前記第2総和との合計値を算出し、
前記複数のグループのそれぞれに対応する前記合計値に基づいて、前記対象物の動作特徴を特定する、
ことを特徴とする動作特定プログラム。
In claim 2 ,
In the identifying process,
calculating a sum of the first sum and the second sum corresponding to each of the plurality of groups;
identifying a motion characteristic of the object based on the sum values corresponding to each of the plurality of groups;
2. An action specifying program comprising:
請求項において、
前記特定する処理では、
前記複数のグループごとに、各グループに対応する前記総和を前記第2画像データの撮
像時間から前記第3画像データの撮像時間までの経過時間で除算することによって算出した値を取得し、
前記複数のグループごとの前記値を、前記対象物の動作特徴として特定する、
ことを特徴とする動作特定プログラム。
In claim 3 ,
In the identifying process,
obtaining a value calculated by dividing the sum corresponding to each of the plurality of groups by an elapsed time from an image capture time of the second image data to an image capture time of the third image data;
identifying the values for each of the plurality of groups as motion characteristics of the object;
2. An action specifying program comprising:
請求項において、
前記特定する処理では、
前記複数のグループごとに、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローに対応する長さの第1総和と、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローに対応する長さの第2総和とを算出し、
前記複数のグループに含まれる第1グループ及び第2グループの組合せごとに、前記第1グループに対応する前記第1総和と前記第2グループに対応する前記第2総和との差の絶対値を算出し、
前記第1グループ及び第2グループの組合せごとの前記絶対値を、前記対象物の動作特徴として特定する、
ことを特徴とする動作特定プログラム。
In claim 2 ,
In the identifying process,
Calculating, for each of the plurality of groups, a first sum of lengths corresponding to the first optical flow for each of the plurality of pixels included in each group, and a second sum of lengths corresponding to the second optical flow for each of the plurality of pixels included in each group;
calculating an absolute value of a difference between the first sum corresponding to the first group and the second sum corresponding to the second group for each combination of a first group and a second group included in the plurality of groups;
identifying the absolute value for each combination of the first group and the second group as a motion characteristic of the object;
2. An action specifying program comprising:
第1画像データと前記第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを動画データから特定し、前記第2画像データよりも後に撮像された第3画像データを前記動画データから特定する画像特定部と、
前記第1画像データ及び前記第2画像データにおける複数の画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出し、前記第2画像データ及び前記第3画像データにおける前記複数の画素ごとに、変位を示す第2オプティカルフローを算出するフロー算出部と、
前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれに対応する方位に基づいて、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分けるフロー振分部と、
前記複数のグループごとに、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する長さの第1総和と、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローに対応する長さの第2総和とを算出し、前記複数のグループごとに、各グループに対応する前記第1総和及び前記第2総和のうち、所定の閾値以上である総和の数を特定し、前記複数のグループごとの前記数を、前記第1画像データ及び前記第2画像データに映る対象物の動作特徴として特定する動作特定部と、
特定した前記動作特徴を示す情報を出力する情報出力部と、を有する、
ことを特徴とする情報処理装置。
an image specification unit that specifies, from video data, first image data and second image data captured after the first image data , and specifies, from the video data, third image data captured after the second image data ;
a flow calculation unit that calculates a first optical flow indicating a displacement for each of a plurality of pixels in the first image data and the second image data, and calculates a second optical flow indicating a displacement for each of the plurality of pixels in the second image data and the third image data ;
a flow allocation unit that allocates the first optical flow for each of the plurality of pixels and the second optical flow for each of the plurality of pixels to a plurality of groups based on orientations corresponding to the first optical flow for each of the plurality of pixels and the second optical flow for each of the plurality of pixels ;
a motion identification unit that calculates, for each of the plurality of groups, a first sum of lengths corresponding to the first optical flows for each of the plurality of pixels included in each group and a second sum of lengths corresponding to the second optical flows for each of the plurality of pixels included in each group, identifies, for each of the plurality of groups, the number of the first sums and the second sums corresponding to each of the plurality of groups that is equal to or greater than a predetermined threshold, and identifies the number for each of the plurality of groups as a motion characteristic of an object captured in the first image data and the second image data;
and an information output unit that outputs information indicating the identified operation characteristic.
23. An information processing apparatus comprising:
第1画像データと前記第1画像データよりも後に撮像された第2画像データとを動画データから特定し、
前記第2画像データよりも後に撮像された第3画像データを前記動画データから特定し、
前記第1画像データ及び前記第2画像データにおける複数の画素ごとに、変位を示す第1オプティカルフローを算出し、
前記第2画像データ及び前記第3画像データにおける前記複数の画素ごとに、変位を示す第2オプティカルフローを算出し、
前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれに対応する方位に基づいて、前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフロー及び前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローのそれぞれを複数のグループに振り分け、
前記複数のグループごとに、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第1オプティカルフローのそれぞれに対応する長さの第1総和と、各グループに含まれる前記複数の画素ごとの前記第2オプティカルフローに対応する長さの第2総和とを算出し、
前記複数のグループごとに、各グループに対応する前記第1総和及び前記第2総和のうち、所定の閾値以上である総和の数を特定し、
前記複数のグループごとの前記数を、前記第1画像データ及び前記第2画像データに映る対象物の動作特徴として特定し、
特定した前記動作特徴を示す情報を出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする動作特定方法。
Identifying first image data and second image data captured after the first image data from the video data;
Identifying third image data captured after the second image data from the video data;
Calculating a first optical flow indicative of a displacement for each of a plurality of pixels in the first image data and the second image data;
calculating a second optical flow indicative of a displacement for each of the plurality of pixels in the second image data and the third image data;
sorting the first optical flows for the plurality of pixels and the second optical flows for the plurality of pixels into a plurality of groups based on orientations corresponding to the first optical flows for the plurality of pixels and the second optical flows for the plurality of pixels ;
calculating, for each of the plurality of groups, a first sum of lengths corresponding to the first optical flows for each of the plurality of pixels included in each group, and a second sum of lengths corresponding to the second optical flows for each of the plurality of pixels included in each group;
identifying, for each of the plurality of groups, the number of sums that are equal to or greater than a predetermined threshold among the first sums and the second sums corresponding to each group;
Identifying the number of each of the plurality of groups as a motion characteristic of the object captured in the first image data and the second image data;
outputting information indicating the identified operational characteristics;
A motion identification method comprising the steps of: causing a computer to execute a process.
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