JPH04282989A - 自動追尾装置 - Google Patents
自動追尾装置Info
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- JPH04282989A JPH04282989A JP3046613A JP4661391A JPH04282989A JP H04282989 A JPH04282989 A JP H04282989A JP 3046613 A JP3046613 A JP 3046613A JP 4661391 A JP4661391 A JP 4661391A JP H04282989 A JPH04282989 A JP H04282989A
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- frame
- target
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル動画像信号を
用いて、対象物を追尾する自動追尾装置に関するもので
ある。
用いて、対象物を追尾する自動追尾装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】画像のある部分が、他の画像のどの部分
に対応するのかを求める方法に、一般にはテンプレート
マッチングという方法が用いられている。
に対応するのかを求める方法に、一般にはテンプレート
マッチングという方法が用いられている。
【０００３】テンプレートマッチングは図１１に示すよ
うに、検出しようとする対象物１０３を表すテンプレー
ト１０１の左上の頂点が、画像フレーム１０２中の点（
ｉ、ｊ）に重なるように構成し、テンプレート１０１と
それと重なる画像フレーム１０２の部分パターンとの類
似度を測り、その値を点（ｉ，ｊ）に対象物１０３が存
在する確からしさとする方法である。対象物１０３の位
置を求めるためには、この操作を画像のすべての点に対
して施し、非類似度が最小となる位置を求めれば良い。 マッチングの尺度としては（数１）のようなものがある
。
うに、検出しようとする対象物１０３を表すテンプレー
ト１０１の左上の頂点が、画像フレーム１０２中の点（
ｉ、ｊ）に重なるように構成し、テンプレート１０１と
それと重なる画像フレーム１０２の部分パターンとの類
似度を測り、その値を点（ｉ，ｊ）に対象物１０３が存
在する確からしさとする方法である。対象物１０３の位
置を求めるためには、この操作を画像のすべての点に対
して施し、非類似度が最小となる位置を求めれば良い。 マッチングの尺度としては（数１）のようなものがある
。
【０００４】
【数１】
【０００５】ここでＳはテンプレートの定義域を示す。
Ｒはテンプレートと画像フレームとの非類似度で、この
度合が小さいほどマッチングの度合が良いことを示す。
度合が小さいほどマッチングの度合が良いことを示す。
【０００６】したがって、フレーム毎にテンプレートマ
ッチングを行えば、動画像において、テンプレートによ
る対象物の追尾が実現する。
ッチングを行えば、動画像において、テンプレートによ
る対象物の追尾が実現する。
【０００７】次にテンプレートマッチング法とは別に、
画像信号を複数の濃度レベルに分割する方法について説
明する。画像フレームの各画素が、濃度レベルのどの度
数に含まれるかを求めることを濃度変換と呼ぶことにす
る。たとえば図１２のように入力される画像信号がＲＧ
Ｂ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）の３次元データの
場合に、各信号を０から最大値まで８分割すると、濃度
レベルは８×８×８で５１２分割されることになる。ま
たひとつの画素について表現すると、たとえばＲ：度数
３、Ｇ：度数０、Ｂ：度数５となり、画素の色は、ＲＧ
Ｂを各度数で合成したものとなる。また動画像は、最大
で５１２色の色で領域分割された映像となる。
画像信号を複数の濃度レベルに分割する方法について説
明する。画像フレームの各画素が、濃度レベルのどの度
数に含まれるかを求めることを濃度変換と呼ぶことにす
る。たとえば図１２のように入力される画像信号がＲＧ
Ｂ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）の３次元データの
場合に、各信号を０から最大値まで８分割すると、濃度
レベルは８×８×８で５１２分割されることになる。ま
たひとつの画素について表現すると、たとえばＲ：度数
３、Ｇ：度数０、Ｂ：度数５となり、画素の色は、ＲＧ
Ｂを各度数で合成したものとなる。また動画像は、最大
で５１２色の色で領域分割された映像となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、対象物として、人などを追尾することは
非常に困難となる。テンプレートマッチング法の場合は
、図１３（ａ）のように、人１０７はその形状を変える
ことなく１０８に移動することはありえず、図１３（ｂ
）のように１１２から１１３のように動けば必ず形状が
変化する。テンプレートマッチングの手法は画素単位で
類似度合を計算するので、形状が変化すればマッチング
精度は悪化する。そして、非類似度Ｒが対象物の存在し
ない位置で最小値をとると、テンプレート１１０は、た
とえば１１１のような異常な位置に移ってしまい、追尾
に失敗してしまう。
うな構成では、対象物として、人などを追尾することは
非常に困難となる。テンプレートマッチング法の場合は
、図１３（ａ）のように、人１０７はその形状を変える
ことなく１０８に移動することはありえず、図１３（ｂ
）のように１１２から１１３のように動けば必ず形状が
変化する。テンプレートマッチングの手法は画素単位で
類似度合を計算するので、形状が変化すればマッチング
精度は悪化する。そして、非類似度Ｒが対象物の存在し
ない位置で最小値をとると、テンプレート１１０は、た
とえば１１１のような異常な位置に移ってしまい、追尾
に失敗してしまう。
【０００９】また、画像フレームの映像内容を複数の濃
度レベルで領域分割する方法は、従来法として存在する
が、その濃度レベルを基に対象物の特徴を記述し、追尾
する手法はない。
度レベルで領域分割する方法は、従来法として存在する
が、その濃度レベルを基に対象物の特徴を記述し、追尾
する手法はない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】デジタル動画像の第１フ
レームにおいて追尾対象物を囲む対象枠設定手段と、第
１フレーム以後、対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手
段と、前記デジタル動画像信号を、濃度レベルに分類す
る濃度変換手段と、前記濃度変換手段の出力結果より、
前記対象枠記憶手段に記憶されている対象枠内の濃度レ
ベルを複数求め、その中から追尾に用いる濃度レベルを
代表色として決定、記憶する代表色決定記憶手段と、前
記対象枠記憶手段に記憶されている対象枠の位置から、
次フレームの追尾対象物の追尾できる範囲を決定する探
索範囲決定手段と、探索範囲内で対象枠を移動させ、対
象枠内に存在する代表色の画素数、あるいは画素の分布
状態の相関を基に、追尾対象物が移動した位置を探索し
、探索された位置を前記対象枠記憶手段に出力する対象
枠探索手段とを備える。
レームにおいて追尾対象物を囲む対象枠設定手段と、第
１フレーム以後、対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手
段と、前記デジタル動画像信号を、濃度レベルに分類す
る濃度変換手段と、前記濃度変換手段の出力結果より、
前記対象枠記憶手段に記憶されている対象枠内の濃度レ
ベルを複数求め、その中から追尾に用いる濃度レベルを
代表色として決定、記憶する代表色決定記憶手段と、前
記対象枠記憶手段に記憶されている対象枠の位置から、
次フレームの追尾対象物の追尾できる範囲を決定する探
索範囲決定手段と、探索範囲内で対象枠を移動させ、対
象枠内に存在する代表色の画素数、あるいは画素の分布
状態の相関を基に、追尾対象物が移動した位置を探索し
、探索された位置を前記対象枠記憶手段に出力する対象
枠探索手段とを備える。
【００１１】
【作用】上記構成によれば、探索範囲内において、代表
色の画素が最も多く分布している領域を、対象枠内に存
在する代表色の画素数を計算することにより求め、対象
物の追尾を行う。画素数の分布状況を計算することは、
画素の位置情報を無視していることになるので、形状に
関する情報はなくなることになる。したがって人のよう
に、形状は変化するが色情報の変化しない対象物に対し
ては、追尾を続けることができる。
色の画素が最も多く分布している領域を、対象枠内に存
在する代表色の画素数を計算することにより求め、対象
物の追尾を行う。画素数の分布状況を計算することは、
画素の位置情報を無視していることになるので、形状に
関する情報はなくなることになる。したがって人のよう
に、形状は変化するが色情報の変化しない対象物に対し
ては、追尾を続けることができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例における自動追
尾装置のブロック図を示すものであり、１は画像信号入
力端子である。２は、画像信号入力端子１から得られる
画像信号を濃度レベルに分類する濃度変換手段、３は操
作者が対象枠を任意に設定する対象枠設定手段、４は対
象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段、５は対象枠の位
置と濃度変換手段２で求められた濃度レベルから追尾の
ための色（代表色）を決定、記憶する代表色決定記憶手
段、６はフレーム毎に対象枠の探索範囲を決定する探索
範囲決定手段、７は探索範囲内で対象枠の移動位置を代
表色を基に探索する対象枠探索手段である。
尾装置のブロック図を示すものであり、１は画像信号入
力端子である。２は、画像信号入力端子１から得られる
画像信号を濃度レベルに分類する濃度変換手段、３は操
作者が対象枠を任意に設定する対象枠設定手段、４は対
象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段、５は対象枠の位
置と濃度変換手段２で求められた濃度レベルから追尾の
ための色（代表色）を決定、記憶する代表色決定記憶手
段、６はフレーム毎に対象枠の探索範囲を決定する探索
範囲決定手段、７は探索範囲内で対象枠の移動位置を代
表色を基に探索する対象枠探索手段である。
【００１３】以上のように構成された第１の実施例の自
動追尾装置においては、まず入力端子１に第１フレーム
の画像信号が画素単位で入力される。濃度変換手段２で
は、画像信号を基に濃度変換を行う。画像フレームの各
画素が、濃度レベルのどの度数に含まれるかを求めるこ
とを濃度変換と呼ぶ。従来例で述べたように、図１２の
ように入力される画像信号がＲＧＢ（Ｒｅｄ，ｇｒｅｅ
ｎ，Ｂｌｕｅ）の３次元データの場合に、各信号を０か
ら最大値まで８分割すると、濃度レベルは８×８×８で
５１２分割されることになる。またひとつの画素につい
て表現すると、たとえばＲ：度数３、Ｇ：度数０、Ｂ：
度数５となり、画素の色は、ＲＧＢを各度数で合成した
ものとなる。
動追尾装置においては、まず入力端子１に第１フレーム
の画像信号が画素単位で入力される。濃度変換手段２で
は、画像信号を基に濃度変換を行う。画像フレームの各
画素が、濃度レベルのどの度数に含まれるかを求めるこ
とを濃度変換と呼ぶ。従来例で述べたように、図１２の
ように入力される画像信号がＲＧＢ（Ｒｅｄ，ｇｒｅｅ
ｎ，Ｂｌｕｅ）の３次元データの場合に、各信号を０か
ら最大値まで８分割すると、濃度レベルは８×８×８で
５１２分割されることになる。またひとつの画素につい
て表現すると、たとえばＲ：度数３、Ｇ：度数０、Ｂ：
度数５となり、画素の色は、ＲＧＢを各度数で合成した
ものとなる。
【００１４】第１フレームにおいて操作者は、対象枠設
定手段３によって、図２のように追尾する対象物１０を
任意に決定し、対象物のまわりに矩形の対象枠９を設定
する。対象枠記憶手段４は、対象枠の位置を記憶する。 代表色決定記憶手段５では、対象枠記憶手段４から対象
枠の位置を得て、図３のように対象枠１３内に存在する
複数の濃度レベルの中から、１個の濃度レベルを代表色
１２として決定、記憶する。たとえば画素数の１番多い
ものが選択される。代表色の濃度レベルは、第１フレー
ム以後固定する。代表色の濃度レベルは対象枠探索手段
７に出力される。また探索範囲決定手段６は、対象枠記
憶手段４から対象枠１３の位置を得て、次フレームの対
象枠の探索範囲１４を決定する。たとえば、対象枠のま
わりのある一定範囲を決定する。
定手段３によって、図２のように追尾する対象物１０を
任意に決定し、対象物のまわりに矩形の対象枠９を設定
する。対象枠記憶手段４は、対象枠の位置を記憶する。 代表色決定記憶手段５では、対象枠記憶手段４から対象
枠の位置を得て、図３のように対象枠１３内に存在する
複数の濃度レベルの中から、１個の濃度レベルを代表色
１２として決定、記憶する。たとえば画素数の１番多い
ものが選択される。代表色の濃度レベルは、第１フレー
ム以後固定する。代表色の濃度レベルは対象枠探索手段
７に出力される。また探索範囲決定手段６は、対象枠記
憶手段４から対象枠１３の位置を得て、次フレームの対
象枠の探索範囲１４を決定する。たとえば、対象枠のま
わりのある一定範囲を決定する。
【００１５】次に、第２フレームの説明をする。入力端
子１に第２フレームの画像信号が入力される。濃度変換
手段２では、画像信号を基に濃度変換を行う。既に前フ
レームにおいて、探索範囲決定手段６によって対象枠を
探索する範囲が決定されている。また探索に用いる代表
色の濃度レベルも代表色決定記憶手段５によって既に求
められている。
子１に第２フレームの画像信号が入力される。濃度変換
手段２では、画像信号を基に濃度変換を行う。既に前フ
レームにおいて、探索範囲決定手段６によって対象枠を
探索する範囲が決定されている。また探索に用いる代表
色の濃度レベルも代表色決定記憶手段５によって既に求
められている。
【００１６】対象枠探索手段６は、探索範囲内での対象
枠の移動位置を代表色の分布状態を求めることによって
探索する。図４のように探索範囲１５内で対象枠１６を
順次移動させながら、各位置ごとに代表色の画素数を計
算する。そして代表色１８のように最大の画素数が求め
られた対象枠の位置１７を対象枠の移動位置（対象物の
位置）とする。移動位置は対象枠記憶手段４に記憶され
、前の位置を更新する。探索範囲決定手段６は、移動位
置から対象枠を探索する範囲を再び決定する。代表色決
定記憶手段５は、新たに代表色は決定せず、第１フレー
ムで求めた代表色の濃度レベルを記憶し、対象枠探索手
段７に出力し続ける。第３フレーム以後は第２フレーム
の処理を繰り返す。
枠の移動位置を代表色の分布状態を求めることによって
探索する。図４のように探索範囲１５内で対象枠１６を
順次移動させながら、各位置ごとに代表色の画素数を計
算する。そして代表色１８のように最大の画素数が求め
られた対象枠の位置１７を対象枠の移動位置（対象物の
位置）とする。移動位置は対象枠記憶手段４に記憶され
、前の位置を更新する。探索範囲決定手段６は、移動位
置から対象枠を探索する範囲を再び決定する。代表色決
定記憶手段５は、新たに代表色は決定せず、第１フレー
ムで求めた代表色の濃度レベルを記憶し、対象枠探索手
段７に出力し続ける。第３フレーム以後は第２フレーム
の処理を繰り返す。
【００１７】以上のように本実施例によれば、探索範囲
内において、代表色の画素が最も多く分布している領域
を、対象枠内に存在する代表色の画素数を計算すること
により求め、対象物の追尾を行う。画素数の分布状況を
計算することは、画素の位置情報を無視していることに
なるので、形状に関する情報はなくなることになる。し
たがって人のように、形状は変化するが色情報の変化し
ない対象物に対しては、従来の方法より性能向上を図る
ことができる。
内において、代表色の画素が最も多く分布している領域
を、対象枠内に存在する代表色の画素数を計算すること
により求め、対象物の追尾を行う。画素数の分布状況を
計算することは、画素の位置情報を無視していることに
なるので、形状に関する情報はなくなることになる。し
たがって人のように、形状は変化するが色情報の変化し
ない対象物に対しては、従来の方法より性能向上を図る
ことができる。
【００１８】また、対象枠の大きさと、代表色の分布の
大きさに相違があっても、その分対象枠は多少はずれる
が、追尾には失敗しない。
大きさに相違があっても、その分対象枠は多少はずれる
が、追尾には失敗しない。
【００１９】また、対象枠探索手段７において、代表色
の画素の位置だけによるテンプレートマッチングでも、
従来のテンプレートマッチングより高い相関が得られ追
尾性能は良い。
の画素の位置だけによるテンプレートマッチングでも、
従来のテンプレートマッチングより高い相関が得られ追
尾性能は良い。
【００２０】図５は本発明の第２の実施例における自動
追尾装置のブロック図を示すものであり、２０は画像信
号入力端子である。２１は画像信号入力端子１から得ら
れる画像信号を色の濃度レベルに分類する濃度変換手段
、２２は操作者が対象枠を任意に設定する対象枠設定手
段、２３は対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段、２
４は対象枠の位置と濃度変換手段２１で求められた濃度
レベルから追尾のための複数の候補色を決定する候補色
決定記憶手段、２５は候補色から追尾に用いる代表色を
１色決定する代表色決定手段、２６はフレーム毎に対象
枠の探索範囲を決定する探索範囲決定手段、２７は探索
範囲内で対象枠の移動位置を求める対象枠探索手段であ
る。
追尾装置のブロック図を示すものであり、２０は画像信
号入力端子である。２１は画像信号入力端子１から得ら
れる画像信号を色の濃度レベルに分類する濃度変換手段
、２２は操作者が対象枠を任意に設定する対象枠設定手
段、２３は対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段、２
４は対象枠の位置と濃度変換手段２１で求められた濃度
レベルから追尾のための複数の候補色を決定する候補色
決定記憶手段、２５は候補色から追尾に用いる代表色を
１色決定する代表色決定手段、２６はフレーム毎に対象
枠の探索範囲を決定する探索範囲決定手段、２７は探索
範囲内で対象枠の移動位置を求める対象枠探索手段であ
る。
【００２１】以上のように構成された第２の実施例の自
動追尾装置においては、まず入力端子２０に第１フレー
ムの画像信号が入力される。濃度変換手段２１では、第
１の実施例と同様に、画像信号を基に対象枠内の濃度変
換を行う。
動追尾装置においては、まず入力端子２０に第１フレー
ムの画像信号が入力される。濃度変換手段２１では、第
１の実施例と同様に、画像信号を基に対象枠内の濃度変
換を行う。
【００２２】第１フレームにおいて操作者は、対象枠設
定手段２２によって、図２のように追尾する対象物１０
を任意に決定し、対象物のまわりに矩形の対象枠９を設
定する。対象枠記憶手段２３は、対象枠の位置を記憶す
る。候補色決定記憶手段２４では、対象枠記憶手段２３
から対象枠の位置を得て、図６の対象枠２９内に存在す
る複数の濃度レベルの中から、複数の濃度レベルを候補
色３１として抽出する。たとえば対象枠内に存在する画
素数が所定の数以上の濃度レベルが複数抽出される。さ
らに候補色は図７のように濃度レベル、画素数の組で表
形式に記憶される。候補色の濃度レベルは、第１フレー
ム以後固定する。代表色決定手段２５は候補色から、最
も画素数の大きい候補色を代表色として１色選択する。 代表色の濃度レベルは対象枠探索手段２７に出力される
。また探索範囲決定手段２６は、対象枠記憶手段２３か
ら対象枠２９の位置を得て、次フレームの対象枠の探索
範囲２８を決定する。たとえば、探索範囲決定手段２６
は対象枠のまわりのある一定範囲を設定する。
定手段２２によって、図２のように追尾する対象物１０
を任意に決定し、対象物のまわりに矩形の対象枠９を設
定する。対象枠記憶手段２３は、対象枠の位置を記憶す
る。候補色決定記憶手段２４では、対象枠記憶手段２３
から対象枠の位置を得て、図６の対象枠２９内に存在す
る複数の濃度レベルの中から、複数の濃度レベルを候補
色３１として抽出する。たとえば対象枠内に存在する画
素数が所定の数以上の濃度レベルが複数抽出される。さ
らに候補色は図７のように濃度レベル、画素数の組で表
形式に記憶される。候補色の濃度レベルは、第１フレー
ム以後固定する。代表色決定手段２５は候補色から、最
も画素数の大きい候補色を代表色として１色選択する。 代表色の濃度レベルは対象枠探索手段２７に出力される
。また探索範囲決定手段２６は、対象枠記憶手段２３か
ら対象枠２９の位置を得て、次フレームの対象枠の探索
範囲２８を決定する。たとえば、探索範囲決定手段２６
は対象枠のまわりのある一定範囲を設定する。
【００２３】次に、第２フレームの説明をする。入力端
子２０に次フレームの画像信号が入力される。濃度変換
手段２１では、画像信号を基に対象枠内の色濃度をとる
。すでに前フレームにおいて、探索範囲決定手段２６に
よって対象枠を探索する範囲が決定されている。また探
索に用いる代表色の濃度レベルも代表色決定手段２５に
よって求められている。
子２０に次フレームの画像信号が入力される。濃度変換
手段２１では、画像信号を基に対象枠内の色濃度をとる
。すでに前フレームにおいて、探索範囲決定手段２６に
よって対象枠を探索する範囲が決定されている。また探
索に用いる代表色の濃度レベルも代表色決定手段２５に
よって求められている。
【００２４】対象枠探索手段２７は、探索範囲内での対
象枠の移動位置を代表色の分布状態を求めることによっ
て探索する。図４のように探索範囲１５内で対象枠１６
を順次移動させながら、各位置ごとに代表色の画素数を
計算する。そして代表色１８の最大の画素数が求められ
た位置１７を対象枠の移動位置（対象物の位置）とする
。対象枠の位置は対象枠記憶手段２３に記憶され、前の
位置を更新する。探索範囲決定手段２６は、対象位置か
ら対象枠を探索する範囲を再び決定する。候補色決定記
憶手段２４は、新たに候補色の濃度レベルは更新せず、
第１フレームで求めた候補色の濃度レベルを記憶し、そ
の濃度レベルの画素数を対象枠内で計算し、更新する。 代表色決定手段２５は、候補色の中で画素数の最も大き
い濃度レベルを選択し、これを代表色として、対象枠探
索手段２７に出力する。第３フレーム以後は第２フレー
ムの処理を繰り返す。
象枠の移動位置を代表色の分布状態を求めることによっ
て探索する。図４のように探索範囲１５内で対象枠１６
を順次移動させながら、各位置ごとに代表色の画素数を
計算する。そして代表色１８の最大の画素数が求められ
た位置１７を対象枠の移動位置（対象物の位置）とする
。対象枠の位置は対象枠記憶手段２３に記憶され、前の
位置を更新する。探索範囲決定手段２６は、対象位置か
ら対象枠を探索する範囲を再び決定する。候補色決定記
憶手段２４は、新たに候補色の濃度レベルは更新せず、
第１フレームで求めた候補色の濃度レベルを記憶し、そ
の濃度レベルの画素数を対象枠内で計算し、更新する。 代表色決定手段２５は、候補色の中で画素数の最も大き
い濃度レベルを選択し、これを代表色として、対象枠探
索手段２７に出力する。第３フレーム以後は第２フレー
ムの処理を繰り返す。
【００２５】以上のように本実施例によれば、探索範囲
内において、代表色の画素が最も多く分布している領域
を、対象枠内に存在する代表色の画素数を計算すること
により求め、対象物の追尾を行う。画素数の分布状況を
計算することは、画素の位置情報を無視していることに
なるので、形状に関する情報はなくなることになる。し
たがって人のように、形状は変化するが色情報の変化し
ない対象物に対しては、従来の方法より性能向上を図る
ことができる。さらに代表色を複数候補色として持つこ
とによって、より色の変化に対応した高性能な追尾が実
現する。
内において、代表色の画素が最も多く分布している領域
を、対象枠内に存在する代表色の画素数を計算すること
により求め、対象物の追尾を行う。画素数の分布状況を
計算することは、画素の位置情報を無視していることに
なるので、形状に関する情報はなくなることになる。し
たがって人のように、形状は変化するが色情報の変化し
ない対象物に対しては、従来の方法より性能向上を図る
ことができる。さらに代表色を複数候補色として持つこ
とによって、より色の変化に対応した高性能な追尾が実
現する。
【００２６】図８は本発明の第３の実施例における自動
追尾装置のブロック図を示すものであり、３２は画像信
号入力端子である。３３は画像信号入力端子３２からの
色信号の属性を変換する属性変換手段、３４は属性変換
された色を濃度レベルに分類する濃度変換手段、３５は
操作者が対象枠を任意に設定する対象枠設定手段、３６
は対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段、３７は対象
枠の位置と濃度変換手段３４で求められた濃度レベルか
ら追尾のための複数の候補色を決定する候補色決定記憶
手段、３８は候補色から追尾に用いる代表色を１色決定
する代表色決定手段、３９はフレーム毎に対象枠の探索
範囲を決定する探索範囲決定手段、４０は探索範囲内で
対象枠の移動位置を求める対象枠探索手段である。
追尾装置のブロック図を示すものであり、３２は画像信
号入力端子である。３３は画像信号入力端子３２からの
色信号の属性を変換する属性変換手段、３４は属性変換
された色を濃度レベルに分類する濃度変換手段、３５は
操作者が対象枠を任意に設定する対象枠設定手段、３６
は対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段、３７は対象
枠の位置と濃度変換手段３４で求められた濃度レベルか
ら追尾のための複数の候補色を決定する候補色決定記憶
手段、３８は候補色から追尾に用いる代表色を１色決定
する代表色決定手段、３９はフレーム毎に対象枠の探索
範囲を決定する探索範囲決定手段、４０は探索範囲内で
対象枠の移動位置を求める対象枠探索手段である。
【００２７】以上のように構成された第３の実施例の自
動追尾装置においては、まず入力端子３２にデジタルカ
ラー画像信号が入力される。たとえばＲＧＢ（Ｒｅｄ，
ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）の３次元データが入力される。 次に属性変換手段３３で、ＲＧＢデータをＨＣＹデータ
に変換して、濃度変換手段３４に出力する。ここでＨは
色相、Ｙは輝度、Ｃは彩度を意味する。色相は赤、緑、
黄色といった色の属性を、輝度は明るさを、彩度は色の
鮮やかさを測る尺度である。変換式はたとえば（数２）
等が考えられる。
動追尾装置においては、まず入力端子３２にデジタルカ
ラー画像信号が入力される。たとえばＲＧＢ（Ｒｅｄ，
ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）の３次元データが入力される。 次に属性変換手段３３で、ＲＧＢデータをＨＣＹデータ
に変換して、濃度変換手段３４に出力する。ここでＨは
色相、Ｙは輝度、Ｃは彩度を意味する。色相は赤、緑、
黄色といった色の属性を、輝度は明るさを、彩度は色の
鮮やかさを測る尺度である。変換式はたとえば（数２）
等が考えられる。
【００２８】
【数２】
【００２９】これを図９に示す。垂直方向は輝度、回転
角度が色相、回転半径が彩度を表している。
角度が色相、回転半径が彩度を表している。
【００３０】次に濃度変換手段を用いて発明の有効性を
説明する。一般的な自然風景では、追尾を行うときは太
陽光等の光の変化よって、対象物内に存在するＲ、Ｇ、
Ｂの全ての信号が変化する。ＲＧＢ信号が変化すれば、
記憶された代表色で追尾することはできなくなる。一方
、ＨＣＹ信号のうち、対象物自体の明るさ（輝度Ｙ）や
鮮やかさ（彩度Ｃ）も太陽光の影響を受ける。しかし赤
や緑といった色の属性（色相）は、対象物の明るさが変
化しても、影響を受けにくい。そこで濃度変換手段３４
では、たとえば図１０のように濃度レベルの分割数を色
相１０分割、輝度１分割、彩度２分割のように、色相を
細かく分割し、輝度、彩度を粗く分割する。そうすれば
、光の変化により輝度が変化しても、濃度変換によって
分類された色の濃度レベルとしては変化しない。したが
って、代表色に変化がなければ、より高性能な追尾が可
能となる。
説明する。一般的な自然風景では、追尾を行うときは太
陽光等の光の変化よって、対象物内に存在するＲ、Ｇ、
Ｂの全ての信号が変化する。ＲＧＢ信号が変化すれば、
記憶された代表色で追尾することはできなくなる。一方
、ＨＣＹ信号のうち、対象物自体の明るさ（輝度Ｙ）や
鮮やかさ（彩度Ｃ）も太陽光の影響を受ける。しかし赤
や緑といった色の属性（色相）は、対象物の明るさが変
化しても、影響を受けにくい。そこで濃度変換手段３４
では、たとえば図１０のように濃度レベルの分割数を色
相１０分割、輝度１分割、彩度２分割のように、色相を
細かく分割し、輝度、彩度を粗く分割する。そうすれば
、光の変化により輝度が変化しても、濃度変換によって
分類された色の濃度レベルとしては変化しない。したが
って、代表色に変化がなければ、より高性能な追尾が可
能となる。
【００３１】その他の手段は、第２の実施例と同様な処
理によって追尾を実現する。以上のように本実施例によ
れば、ＲＧＢのデジタルカラー画像信号をＨＣＹ信号に
変換し、Ｈ（色相）に重点を置いた色濃度による分割を
行う。Ｈ信号は光の影響を受けない安定な信号なので、
対象物に明るさの変化が起こっても、追尾を実現するこ
とができる。
理によって追尾を実現する。以上のように本実施例によ
れば、ＲＧＢのデジタルカラー画像信号をＨＣＹ信号に
変換し、Ｈ（色相）に重点を置いた色濃度による分割を
行う。Ｈ信号は光の影響を受けない安定な信号なので、
対象物に明るさの変化が起こっても、追尾を実現するこ
とができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、探索範囲内において、
代表色の画素が最も多く分布している領域を、対象枠内
に存在する代表色の画素数を計算することにより求め、
対象物の追尾を行う。画素数の分布状況を計算すること
は、画素の位置情報をほとんど無視していることになる
ので、形状に関する情報はほとんどなくなることになる
。したがって人のように、形状は変化するが色情報の変
化しない対象物に対しては、従来の方法より性能向上を
図ることができる。
代表色の画素が最も多く分布している領域を、対象枠内
に存在する代表色の画素数を計算することにより求め、
対象物の追尾を行う。画素数の分布状況を計算すること
は、画素の位置情報をほとんど無視していることになる
ので、形状に関する情報はほとんどなくなることになる
。したがって人のように、形状は変化するが色情報の変
化しない対象物に対しては、従来の方法より性能向上を
図ることができる。
【００３３】さらに代表色を複数候補色として持つこと
によって、より色情報の変化に対応したロバストな追尾
が実現する。
によって、より色情報の変化に対応したロバストな追尾
が実現する。
【００３４】さらにＲＧＢのデジタルカラー画像信号を
ＨＣＹ信号に変換し、Ｈ（色相）に重点を置いた色濃度
による分割を行う。Ｈ信号は光の影響を受けない安定な
信号なので、対象物に明るさの変化が起こっても、追尾
を実現することができる。
ＨＣＹ信号に変換し、Ｈ（色相）に重点を置いた色濃度
による分割を行う。Ｈ信号は光の影響を受けない安定な
信号なので、対象物に明るさの変化が起こっても、追尾
を実現することができる。
【図１】本発明における第１の実施例の自動追尾装置の
動作を示すブロック図である。
動作を示すブロック図である。
【図２】操作者が対象物に対象枠を設定する図である。
【図３】代表色と探索範囲を説明する図である。
【図４】探索手順を説明する図である。
【図５】本発明における第２の実施例の自動追尾装置の
動作を示すブロック図である。
動作を示すブロック図である。
【図６】候補色を説明する図である。
【図７】候補色を説明する図である。
【図８】本発明における第３の実施例の自動追尾装置の
動作を示すブロック図である。
動作を示すブロック図である。
【図９】色の属性を説明する図である。
【図１０】濃度変換を説明する図である。
【図１１】テンプレートの説明図である。
【図１２】色の濃度変換を示す図である。
【図１３】課題の説明図である。
１ 画像信号入力端子
２ 濃度変換手段
３ 対象枠設定手段
４ 対象枠記憶手段
５ 代表色決定記憶手段
６ 探索範囲決定手段
７ 対象枠探索手段
１３ １６、１７ 対象枠
１１、１９ 対象物
１２、１８ 代表色
１４、１５ 探索範囲
Claims (4)
- 【請求項１】デジタル動画像の第１フレームにおいて追
尾対象物を囲む対象枠設定手段と、第１フレーム以後、
対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段と、前記デジタ
ル動画像信号を、濃度レベルに分類する濃度変換手段と
、前記濃度変換手段の出力結果より、前記対象枠記憶手
段に記憶されている対象枠内の濃度レベルを複数求め、
その中から追尾に用いる濃度レベルを代表色として決定
、記憶する代表色決定記憶手段と、前記対象枠記憶手段
に記憶されている対象枠の位置から、次フレームの追尾
対象物の追尾できる範囲を決定する探索範囲決定手段と
、探索範囲内で対象枠を移動させ、対象枠内に存在する
代表色の画素数、あるいは画素の分布状態の相関を基に
、追尾対象物が移動した位置を探索し、探索された位置
を前記対象枠記憶手段に出力する対象枠探索手段とを備
えたことを特徴とする自動追尾装置。 - 【請求項２】デジタル動画像の第１フレームにおいて追
尾対象物を囲む対象枠設定手段と、第１フレーム以後、
対象枠の位置を記憶する対象枠記憶手段と、前記デジタ
ル動画像信号を、濃度レベルに分類する濃度変換手段と
、前記濃度変換手段の出力結果より、前記対象枠記憶手
段に記憶されている対象枠内の濃度レベルを候補色とし
て複数求め、前記候補色の濃度レベルと対象枠内の画素
数の組を記憶する候補色記憶手段と、前記候補色記憶手
段に記憶されている候補色の濃度レベルと画素数から、
追尾に用いる濃度レベルを代表色として決定する代表色
決定手段と、前記対象枠記憶手段に記憶されている対象
枠の位置から、次フレームの追尾対象物の追尾できる範
囲を決定する探索範囲決定手段と、探索範囲内で対象枠
を移動させ、対象枠内に存在する代表色の画素数、ある
いは画素の分布状態の相関を基に、追尾対象物が移動し
た位置を探索し、探索された位置を前記対象枠記憶手段
に出力する対象枠探索手段とを備えたことを特徴とする
自動追尾装置。 - 【請求項３】デジタルカラー動画像信号を画素単位に色
相、彩度、輝度の３つの属性に変換する属性変換手段と
、前記属性変換手段によって得られた３つの属性を濃度
レベル別に分類する濃度変換手段とを備えたことを特徴
とする請求項１または２に記載の自動追尾装置。 - 【請求項４】探索範囲決定手段で決定された探索範囲内
で対象枠を移動させ、対象枠内に存在する代表色の画素
数が最大となる位置を探索し、探索された位置を前記対
象枠記憶手段に出力する対象枠探索手段とを備えたこと
を特徴とする請求項１または２に記載の自動追尾装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046613A JPH04282989A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 自動追尾装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046613A JPH04282989A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 自動追尾装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04282989A true JPH04282989A (ja) | 1992-10-08 |
Family
ID=12752154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3046613A Pending JPH04282989A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 自動追尾装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04282989A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009005152A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Olympus Corp | 画像処理装置 |
| JP2011008579A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 画像処理装置、撮像装置及び再生装置 |
| US8363895B2 (en) | 2009-04-08 | 2013-01-29 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Image processing apparatus and image sensing apparatus |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP3046613A patent/JPH04282989A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009005152A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Olympus Corp | 画像処理装置 |
| US8363895B2 (en) | 2009-04-08 | 2013-01-29 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Image processing apparatus and image sensing apparatus |
| JP2011008579A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 画像処理装置、撮像装置及び再生装置 |
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