(57)【要約】【課題】追尾対象である目標が遠距離にある場合にも高い精度で追尾対象を追尾する。【解決手段】サンプリング時刻ごとにセンサから得られる画像から、追尾対象である目標を示す可能性を持つ観測信号を抽出する抽出部と、複数の観測信号が抽出された場合に、目標についての過去の追尾処理で得られた航跡である既存航跡を複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号を用いて更新することで分岐させた航跡である分岐航跡を示す仮説を含む複数の仮説を生成する生成部と、生成された各仮説の確からしさを示す尤度を、所定の基準に基づいて評価する評価部と、サンプリング時刻ごとに生成される複数の仮説の中から、評価部で最も高い尤度が得られた仮説を含む少なくとも一つの仮説を選択することで、目標の過去の航跡を特定する追尾部と、分岐航跡を示す仮説に対応して、次のサンプリング時刻に目標に対応する観測信号を抽出する画像の範囲を示すゲート領域を、分岐航跡の分岐元の既存航跡に基づいて設定する設定部とを備える。【選択図】      図１
2014074675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプリング時刻ごとにセンサから得られる画像から、追尾対象である目標の像である可能性を持つ観測信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により複数の観測信号が抽出された場合に、前記目標についての過去の追尾処理で得られた航跡である既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号を用いて更新することで分岐させた航跡である分岐航跡を示す仮説を含む複数の仮説を生成する生成部と、
前記生成部で生成された前記複数の仮説それぞれの確からしさを示す尤度を、所定の基準に基づいて評価する評価部と、
前記サンプリング時刻ごとに前記生成部で生成される複数の仮説の中から、前記評価部で最も高い尤度が得られた仮説を含む少なくとも一つの仮説を選択することで、前記目標の過去の航跡を特定する追尾部と、
前記追尾部で選択された仮説に前記分岐航跡を示す仮説が含まれる場合に、次のサンプリング時刻に前記目標に対応する観測信号を抽出する画像の範囲を示すゲート領域を、前記分岐航跡の分岐元の前記既存航跡に基づいて設定する設定部と
を備えることを特徴とする追尾装置。
【請求項２】
請求項１に記載の追尾装置において、
前記生成部は、
前記既存航跡が分岐しない場合に想定可能な更新後の航跡を示す仮説を要素として含む第１仮説集合を生成する第１生成部と、
前記既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号をそれぞれ用いて更新することで得られる分岐航跡を示す仮説を要素として含む第２仮説集合を生成する第２生成部とを有し、
前記評価部は、
前記第１仮説集合に含まれる各仮説の尤度に所定の第１重みを与え、前記第２仮説集合に含まれる各仮説の尤度に前記第１重みよりも小さい第２重みを与える重み設定部を有する
ことを特徴とする追尾装置。
【請求項３】
請求項２に記載の追尾装置において、
前記生成部は、
前記複数の観測信号が単一の目標に対応している場合に、前記第２仮説集合に含まれる仮説の中から、前記選択された２つ以上の観測信号を交換して対応させることで表現可能な仮説の組を検出し、検出した仮説の組ごとに、当該組に含まれる仮説の一つを残して他の仮説を削除する削除部を有する
ことを特徴とする追尾装置。
【請求項４】
サンプリング時刻ごとにセンサから得られる画像から、追尾対象である目標の像である可能性を持つ観測信号を抽出し、
複数の観測信号が抽出された場合に、前記目標についての過去の追尾処理で得られた航跡である既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号を用いて更新することで分岐させた航跡である分岐航跡を示す仮説を含む複数の仮説を生成し、
前記生成された前記複数の仮説それぞれの確からしさを示す尤度を、所定の基準に基づいて評価し、
前記サンプリング時刻ごとに生成される複数の仮説の中から、最も高い尤度が得られた仮説を含む少なくとも一つの仮説を選択することで、前記目標の過去の航跡を追尾し、
前記選択された仮説に前記分岐航跡を示す仮説が含まれる場合に、次のサンプリング時刻に前記目標に対応する観測信号を抽出する画像の範囲を示すゲート領域を、前記分岐航跡の分岐元の前記既存航跡に基づいて設定する
ことを特徴とする追尾方法。
【請求項５】
サンプリング時刻ごとにセンサから得られる画像から、追尾対象である目標の像である可能性を持つ観測信号を抽出し、
複数の観測信号が抽出された場合に、前記目標についての過去の追尾処理で得られた航跡である既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号を用いて更新することで分岐させた航跡である分岐航跡を示す仮説を含む複数の仮説を生成し、
前記生成された前記複数の仮説それぞれの確からしさを示す尤度を、所定の基準に基づいて評価し、
前記サンプリング時刻ごとに生成される複数の仮説の中から、最も高い尤度が得られた仮説を含む少なくとも一つの仮説を選択することで、前記目標の過去の航跡を追尾し、
前記選択された仮説に前記分岐航跡を示す仮説が含まれる場合に、次のサンプリング時刻に前記目標に対応する観測信号を抽出する画像の範囲を示すゲート領域を、前記分岐航跡の分岐元の前記既存航跡に基づいて設定する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする追尾プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件開示は、レーダーや赤外線センサなどによる観測データに基づいて、移動体の航跡を追尾する追尾装置及び追尾方法並びに追尾プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダーや赤外線センサなどから得られる観測データから、航空機などの移動体の位置を示す可能性を持つ観測信号を抽出し、抽出した観測信号を監視することで移動体の航跡を追尾するための様々な技術が提案されている(例えば、特許文献１−３参照)。
【０００３】
近年では、移動体などの追尾対象、即ち目標が遠距離にある段階から追尾するために、多数仮説追尾(MHT: Multiple Hypothesis Tracking )技術を適用した追尾装置も提案されている(例えば、特許文献４参照)。
【０００４】
ＭＨＴを適用した追尾装置は、目標の探知の失敗やノイズの発生の可能性などを考慮して、目標と抽出した観測点との対応についての複数の仮説をたて、各仮説の確からしさを評価しつつ、追尾処理を進めていくことで、高い精度で追尾することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０４３４８号公報
【特許文献２】特開２００３−５７３３７号公報
【特許文献３】特開２００２−３４１０２４号公報
【特許文献４】特開２００９−２６４９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＭＨＴを適用した目標の追尾技術では、各サンプリング時刻に得られる観測データから、目標の位置を示す可能性を持つ観測信号を抽出し、抽出した各観測信号を、目標集合に含まれる要素のいずれかに割り当てる仮説を生成する。ここで、目標集合は、例えば、追尾中の目標を示す既存目標と、新たに現れた別の目標を示す新規目標と、観測データに含まれるノイズを誤って認識した目標である誤観測目標とを、各観測信号に対する割り当て候補として含んでいる。
【０００７】
従来のＭＨＴによる追尾技術では、抽出された各観測点を、上述した既存目標、新規目標及び誤観測目標のいずれかに１対１で割り当てる仮説を網羅的に生成し、これらの仮説について尤度に基づく取捨選択を行うことで追尾処理を実現する。
【０００８】
ところで、追尾対象となる目標が遠距離にある段階で得られる観測データでは、Ｓ／Ｎ(Signal/noise)比が低いために、観測データから抽出された一つの観測信号が、二つ以上の目標の位置を同時に示している可能性がある。したがって、遠距離の移動体を追尾対象である目標として航跡を追尾する際には、追尾中に、過去の追尾処理で得られた一つの航跡が二以上の航跡に分岐する可能性を考慮することが望ましい。
【０００９】
しかしながら、従来のＭＨＴを適用した追尾技術では、目標の航跡が二以上の航跡に分岐する可能性を想定していない。したがって、従来のＭＨＴを適用した追尾技術では、過去の追尾処理で得られた目標の推定位置の近傍から複数の観測点が抽出された場合には、既存目標の近傍に新たな別の目標が出現した場合を想定した仮説に基づいて、以降の追尾処理を行っている。このため、遠距離の移動体の航跡を追尾する際に、追尾精度が低下してしまう場合があった。
【００１０】
本件開示は、追尾対象である目標が遠距離にある場合にも高い精度で追尾対象を追尾可能な追尾装置及び追尾方法並びに追尾プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一つの観点による追尾装置は、サンプリング時刻ごとにセンサから得られる画像から、追尾対象である目標の像である可能性を持つ観測信号を抽出する抽出部と、前記抽出部により複数の観測信号が抽出された場合に、前記目標についての過去の追尾処理で得られた航跡である既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号を用いて更新することで分岐させた航跡である分岐航跡を示す仮説を含む複数の仮説を生成する生成部と、前記生成部で生成された前記複数の仮説それぞれの確からしさを示す尤度を、所定の基準に基づいて評価する評価部と、前記サンプリング時刻ごとに前記生成部で生成される複数の仮説の中から、前記評価部で最も高い尤度が得られた仮説を含む少なくとも一つの仮説を選択することで、前記目標の過去の航跡を特定する追尾部と、前記追尾部で選択された仮説に前記分岐航跡を示す仮説が含まれる場合に、次のサンプリング時刻に前記目標に対応する観測信号を抽出する画像の範囲を示すゲート領域を、前記分岐航跡の分岐元の前記既存航跡に基づいて設定する設定部とを備える。
【００１２】
また、別の観点による追尾方法は、サンプリング時刻ごとにセンサから得られる画像から、追尾対象である目標の像である可能性を持つ観測信号を抽出し、複数の観測信号が抽出された場合に、前記目標についての過去の追尾処理で得られた航跡である既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号を用いて更新することで分岐させた航跡である分岐航跡を示す仮説を含む複数の仮説を生成し、前記生成された前記複数の仮説それぞれの確からしさを示す尤度を、所定の基準に基づいて評価し、前記サンプリング時刻ごとに生成される複数の仮説の中から、最も高い尤度が得られた仮説を含む少なくとも一つの仮説を選択することで、前記目標の過去の航跡を追尾し、前記選択された仮説に前記分岐航跡を示す仮説が含まれる場合に、次のサンプリング時刻に前記目標に対応する観測信号を抽出する画像の範囲を示すゲート領域を、前記分岐航跡の分岐元の前記既存航跡に基づいて設定する。
【００１３】
また、更に別の観点による追尾プログラムは、サンプリング時刻ごとにセンサから得られる画像から、追尾対象である目標の像である可能性を持つ観測信号を抽出し、複数の観測信号が抽出された場合に、前記目標についての過去の追尾処理で得られた航跡である既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号を用いて更新することで分岐させた航跡である分岐航跡を示す仮説を含む複数の仮説を生成し、前記生成された前記複数の仮説それぞれの確からしさを示す尤度を、所定の基準に基づいて評価し、前記サンプリング時刻ごとに生成される複数の仮説の中から、最も高い尤度が得られた仮説を含む少なくとも一つの仮説を選択することで、前記目標の過去の航跡を追尾し、前記選択された仮説に前記分岐航跡を示す仮説が含まれる場合に、次のサンプリング時刻に前記目標に対応する観測信号を抽出する画像の範囲を示すゲート領域を、前記分岐航跡の分岐元の前記既存航跡に基づいて設定する処理をコンピュータに実行させる。  
【発明の効果】
【００１４】
本件開示の追尾装置及び追尾方法並びに追尾プログラムによれば、追尾対象である目標が遠距離にある場合にも高い精度で追尾対象を追尾することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】追尾装置の一実施形態を示す図である。
【図２】観測信号の抽出例を示す図である。
【図３】生成される仮説の例を示す図である。
【図４】二部グラフの行列表現の例を示す図である。
【図５】各エッジの対数尤度を示す行列の例を示す図である。
【図６】仮説の木の例を示す図である。
【図７】分岐目標に対応して設定するゲート領域の例を示す図である。
【図８】追尾装置の別実施形態を示す図である。
【図９】第１仮説集合及び第２仮説集合の例を示す図である。
【図１０】観測信号の抽出例を示す図である。
【図１１】第１仮説集合の別例を示す図である。
【図１２】第２仮説集合の別例を示す図(その１)である。
【図１３】第２仮説集合の別例を示す図(その２)である。
【図１４】追尾装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図１５】追尾処理のフローチャートの例を示す図である。
【図１６】二部グラフを生成する処理のフローチャートの例を示す図である。
【図１７】各二部グラフの重みを算出する処理のフローチャートの例を示す図である。
【図１８】エッジを設定する処理のフローチャートの例を示す図である。
【図１９】二部グラフを簡略化する処理のフローチャートの例を示す図である。
【図２０】簡略化された二部グラフの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、追尾装置の一実施形態を示す。図１に示した追尾装置１０は、赤外線センサなどのセンサ１からサンプリング時刻ごとに得られる画像に基づいて、追尾対象である少なくとも一つの目標の航跡を追尾する処理を行い、各目標について得られた航跡を表示装置２に表示させる。
【００１８】
図１に示した追尾装置１０は、抽出部１１と、生成部１２と、評価部１３と、追尾部１４と、設定部１５とを含んでいる。
【００１９】
抽出部１１は、センサ１によってサンプリング時刻ごとに得られる画像を受け取り、各画像において、追尾対象の像である可能性を持つ部分を観測信号として抽出する。抽出部１１は、例えば、目標についての過去の追尾処理に基づいて設定されたゲート領域の中から所定の輝度以上の部分を検出し、検出した部分それぞれを観測信号として抽出してもよい。後述するように、ゲート領域とは、次のサンプリング時刻に得られる画像において、目標に対応する観測信号が検出される可能性の貼る範囲を示す。なお、ゲート領域の設定については後述する。
【００２０】
図２は、観測信号の抽出例を示している。図２に示した横軸ｘ及び縦軸ｙは、センサ１で得られる画像における観測信号の位置を示す座標軸である。
【００２１】
図２に示した符号ｔ１は、ｋ番目のサンプリング時刻までの追尾処理の結果として得られた目標の推定位置を示す。また、符号Ｇ１は、当該推定位置ｔ１に対応してｋ＋１番目のサンプリング時刻に得られる画像について設定されるゲート領域を示している。
【００２２】
図２の例は、ｋ＋１番目のサンプリング時刻に得られた画像において、上述したゲート領域Ｇ１から、２つの観測信号ｚ１，ｚ２が検出された場合を示している。
【００２３】
ここで、推定位置ｔ１に対応するゲート領域Ｇ１は、過去の追尾処理結果に基づいて、次のサンプリング時刻に得られる画像において、目標に対応する観測信号が検出される可能性がある範囲を示している。推定位置ｔ１に対応するゲート領域Ｇ１は、過去の追尾処理結果に基づいて予測される目標の位置の期待値と目標の速度のばらつきを反映するように設定することができる。
【００２４】
従来のＭＨＴ手法では、図２に示したように、２つの観測信号ｚ１，ｚ２が抽出された場合に、１つ前のサンプリング時刻に推定位置ｔ１に目標が存在したとする仮説から遷移可能な仮説として次に述べる複数の仮説を生成する。生成される複数の仮説とは、観測信号ｚ１，ｚ２のそれぞれが、最新の画像における目標の位置を示す場合と、新規に現れた目標の位置を示す場合と、ノイズを誤って目標として認識した誤観測目標である場合とを網羅する仮説である。
【００２５】
ところで、目標が遠距離にある場合には、近接した状態を保ちながら移動する複数の目標が、図１に示したセンサ１で得られる画像において、一つの目標として捉えられる可能性がある。この場合に、ｋ番目に取得された画像までは１つに見えていた航跡が、ｋ＋１番目に取得された画像においては複数に枝分かれした航跡として現れる可能性がある。つまり、過去の追尾処理で得られた一つの既存航跡が複数の航跡に分岐する可能性がある。
【００２６】
既存航跡が２つ以上の航跡に分岐する場合に、分岐後の各航跡に対応する各目標の運動を示すベクトルと分岐前の既存航跡に対応する目標の運動を示すベクトルとの間には相関がある。したがって、分岐後の各航跡に対応する目標ついての追尾処理には、分岐前の既存航跡についての追尾処理で得られた目標の速度や速度のばらつきなどの情報、すなわち、当該目標の運動に特徴を示す状態ベクトルを利用することが望ましい。
【００２７】
しかしながら、従来のＭＨＴ手法では、上述したような航跡の分岐を想定していない。つまり、従来のＭＨＴ手法では、図２に示したように、ゲート領域Ｇ１内に複数の観測信号を検出した場合に、推定位置ｔ１まで追跡された既存航跡を観測信号ｚ１、ｚ２のいずれかを用いて更新する一方、他方の観測信号を新規の目標として追尾を開始している。
【００２８】
ここで、観測信号ｚ１の位置を用いて更新された既存航跡を追尾する場合に、次のサンプリング時刻に得られた画像について設定されるゲート領域Ｇ１＿１は、過去の追尾処理で得られた目標の状態ベクトルを反映して設定される。一方、新規の目標を追尾するために設定されるゲート領域は、例えば、想定可能な最大速度を持つ目標がサンプリング間隔で移動する範囲を示す円形の領域として設定することが多い。想定可能な目標の最大速度は、過去の追尾結果に基づいて推定された状態ベクトルで示される目標の速度よりも大きく設定される場合が多い。したがって、例えば、観測信号ｚ２を新規の目標として追尾を開始する場合、即ち、観測信号ｚ２の位置を起点とする新規航跡の追尾処理を開始する場合に適用されるゲート領域Ｇｎは、上述したゲート領域Ｇ１＿１に比べて広い範囲となる。
【００２９】
このため、次のサンプリング時刻に取得される画像からゲート領域Ｇｎを用いて抽出される観測信号は多数に昇る可能性が高くなり、抽出された観測信号に基づく追尾処理のための処理コストが増大してしまう。更に、広い範囲から観測信号が抽出されるために、ノイズや他の目標の位置を示す観測信号を用いて得られた追尾結果を、当該目標についての確からしい追尾結果とする可能性が高くなってしまう。つまり、既存航跡が２つの航跡に分岐する可能性がある場合に、正しい追尾結果を得ることが難しくなってしまうことが、従来のＭＨＴ手法における課題であった。
【００３０】
図１に示す本件開示の追尾装置１０は、上述した課題を解決するために、既存航跡が分岐する場合に対応する仮説を含む拡張された仮説の集合を生成する機能を有する生成部１２を有している。更に、本件開示の追尾装置１０は、分岐後の航跡に対応するゲート領域の設定に、分岐前の既存航跡についての追尾処理で得られた情報を利用する機能を有する設定部１５を有している。
【００３１】
生成部１２は、抽出部１１により複数の観測信号が抽出された場合に、過去の追尾処理で得られた既存航跡を複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号のそれぞれ用いて更新することで分岐させた分岐航跡を示す仮説を含む複数の仮説を生成する。生成部１２が生成する複数の仮説は、従来のＭＨＴ手法に従って生成される仮説とともに分岐航跡を示す仮説を含む拡張された仮説の集合である。
【００３２】
生成部１２は、上述した複数の仮説を生成する処理を、抽出部１１で抽出された観測信号を含む信号集合の各要素と、追尾対象である目標を示す要素を含む目標集合に含まれる各要素との対応付けを決定するための割当問題として処理してもよい。
【００３３】
ここで、目標集合は、追尾中の既存目標と、新たに検出された新規目標と、誤って目標として検出されたノイズを示す誤観測目標とを要素として含んでいる。生成部１２は、上述した３種類の要素に加えて、既存航跡から分岐した航跡を持つ目標を示す分岐目標を目標集合に追加し、追加した要素を含む目標集合について割り当て問題を解決することで、既存航跡の分岐を示す仮説を含む複数の仮説を生成してもよい。
【００３４】
生成部１２は、例えば、図３に示すような二部グラフを用いて、信号集合に含まれる各要素と目標集合に含まれる各要素との対応付けを表してもよい。
【００３５】
図３は、生成部１２によって生成される仮説の例を示している。なお、図３に示した符号Ｔは、目標集合を示し、符号Ｚは、信号集合を示している。
【００３６】
図３に示した二部グラフは、図２に示したように、ゲート領域Ｇ１から２つの観測信号ｚ１、ｚ２が抽出された場合に、目標集合Ｔの要素と信号集合Ｚの要素とについて、割り当て可能な対応関係を示している。
【００３７】
図３に示した目標集合Ｔにおいて、符号ｔ＿１は既存目標を示し、符号ｔ＿ｃ１は、分岐目標を示している。また、符号ｔ＿ｆ１，ｔ＿ｆ２は、それぞれ観測信号ｚ１、ｚ２に対応する誤観測目標を示している。同様に、符号ｔ＿ｎ１，ｔ＿ｎ２は、それぞれ観測信号ｚ１、ｚ２に対応する新規目標を示している。
【００３８】
また、信号集合Ｚにおいて、符号ｚ＿１，ｚ＿２は、それぞれ観測信号を示している。一方、符号ｚ＿ｄ１，ｚ＿ｄ２，ｚ＿ｄ３，ｚ＿ｄ４は、信号集合Ｚの要素数を目標集合の要素数と同数にするために追加されたダミーノードである。
【００３９】
目標集合Ｔに含まれる各要素と信号集合Ｚに含まれる各要素とを結ぶ線であるエッジは、当該エッジで結ばれた要素の対が対応付けられる可能性を持っていることを示している。例えば、図３の例は、既存目標ｔ＿１および分岐目標ｔ＿ｃ１は、信号集合Ｚの全ての要素に対応付けられる可能性を持っていることを示している。一方、誤観測目標ｔ＿ｆ１は、観測信号ｚ１がノイズである場合を示し、新規目標ｔ＿ｎ１は、観測信号ｚ１が新規目標を示すので、誤観測目標ｔ＿ｆ１及び新規目標ｔ＿ｎ１と観測信号ｚ２とを結ぶエッジは存在しない。同様に、誤観測目標ｔ＿ｆ２及び新規目標ｔ＿ｎ２と観測信号ｚ１とを結ぶエッジも存在しない。
【００４０】
図２に示した推定位置ｔ１まで延びた既存航跡を観測信号ｚ１、ｚ２を用いて更新する際に考えられる個々の仮説は、図３に示した目標集合Ｔの要素と信号集合Ｚの要素とを１対１で対応付ける割り当て方の一つとして捉えられる。例えば、図３の例において、太線で示したエッジの組み合わせは、図２に示した観測信号信号ｚ１が既存目標ｔ＿１の位置を示しており、図２に示した観測信号ｚ２が誤観測目標である場合を示す仮説を表現している。
【００４１】
したがって、図１に示した生成部１２は、例えば、図３に示した目標集合Ｔの各要素と信号集合Ｚの各要素とを１対１で対応付ける割り当て方を網羅することで、上述した既存航跡を観測信号ｚ１、ｚ２の位置を用いて更新するやり方を示す複数の仮説を生成できる。ここで、生成部１２が、分岐目標ｔ＿ｃ１が追加された目標集合Ｔの各要素と信号集合Ｚの各要素とを１対１で対応付ける割り当て方を網羅することで、既存航跡が既存目標ｔ＿１と分岐目標ｔ＿ｃ１とに分岐する仮説を含む仮説の集合を生成することができる。
【００４２】
つまり、図１に示した抽出部１１により複数の観測信号が抽出された場合に、生成部１２が、分岐目標を示す要素を含む目標集合を用いて上述した仮説の集合の生成を行うことにより、既存航跡の分岐を表す仮説を含む複数の仮説を生成することができる。
【００４３】
なお、抽出部１１によって抽出された観測信号が１つであった場合には、既存航跡が分岐する可能性を考慮して追尾処理を行う必要がない。この場合に、生成部１２は、従来と同様に、分岐目標を含まない目標集合の各要素と信号集合の各要素とについて１対１で対応付ける割り当て方を網羅するように、複数の仮説を生成してもよい。
【００４４】
ところで、図３に示したような二部グラフは、図４に示すような行列によって表現することも可能である。
【００４５】
図４は、二部グラフの行列表現の例を示している。なお、図４に示した要素のうち、図３に示した要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００４６】
図４に示した行列の各行は、図３に示した目標集合Ｔの各要素に対応し、各列は、図３に示した信号集合Ｚの各要素に対応している。また、図４に示した各行列要素は、対応する行で示される目標集合Ｔの要素と、対応する列で示される信号集合Ｚの要素とを結ぶエッジがある場合に値１を持ち、エッジがない場合に値０を持つ。
【００４７】
図１に示した生成部１２は、図４に示したような行列を用いて、各既存航跡についての仮説の集合を生成してもよい。生成部１２は、例えば、各列から一つずつ値1を持つ行列要素を選択する組み合わせを網羅することにより、既存航跡の分岐を表す仮説を含む複数の仮説を漏れなく生成することができる。
【００４８】
図１に示した評価部１３は、上述した生成部１２で生成された複数の仮説それぞれの確からしさを示す尤度を、後述する所定の基準に基づいて評価する。例えば、評価部１３は、上述した二部グラフのエッジの組み合わせで表される個々の仮説の尤度を、当該組み合わせに含まれる各エッジの尤度の積として求めてもよい。
【００４９】
また、評価部１３は、まず、生成部１２の処理で用いられた二部グラフで表される各エッジの尤度の対数を示す対数尤度をそれぞれ評価し、得られた評価結果に基づいて、各仮説の確からしさを示す対数尤度を求めてもよい。各エッジの対数尤度を評価した場合に、評価部１３は、各仮説を表すエッジの組み合わせに含まれる各エッジの対数尤度の和を算出することで、当該仮説の対数尤度を求めることができる。
【００５０】
ここで、二部グラフで表される各エッジの尤度の評価に用いる基準について説明する。評価部１３は、図３に示した二部グラフにおいて、観測信号ｚ１あるいは観測信号ｚ２と既存目標ｔ＿１とを結ぶエッジの尤度を、図２に示したゲート領域Ｇ１における観測信号ｚ１、ｚ２の位置に基づいて算出する。例えば、評価部１３は、観測信号ｚ１と既存目標ｔ＿１とを結ぶエッジの尤度を、ゲート領域の設定に用いた状態ベクトルで示される目標の予測位置の期待値と観測信号ｚ１の位置との距離に基づいて算出してもよい。また、評価部１３は、観測信号ｚ１を新規目標ｔ＿ｎ１あるいは誤観測目標ｔ＿ｆ１に対応付けるエッジそれぞれの尤度を、公知の手法により、予め算出しておいてもよい。同様に、評価部１３は、観測信号ｚ２を新規目標ｔ＿ｎ２あるいは誤観測目標ｔ＿ｆ２に対応付けるエッジそれぞれの尤度もまた、公知の手法により、予め算出しておいてもよい。更に、評価部１３は、観測信号ｚ１あるいは観測信号ｚ２と分岐目標ｔ＿ｃ１とを結ぶエッジの尤度を、例えば、観測信号ｚ１あるいは観測信号ｚ２と既存目標ｔ＿１とを結ぶエッジについて得られた尤度に基づいて算出する。例えば、評価部１３は、観測信号ｚ１と分岐目標ｔ＿ｃ１とを結ぶエッジの尤度を、観測信号ｚ１と既存目標ｔ＿１とを結ぶエッジについて得られた尤度に、航跡が分岐する可能性の大きさを示す重みを乗じることで算出してもよい。なお、航跡が分岐する可能性の大きさを示す重みは、例えば、数値「０．１」よりも小さい値を設定することが望ましい。
【００５１】
図５は、図３に示した二部グラフの各エッジの対数尤度を示す行列の例を示している。なお、図５に示した要素のうち、図３，図４に示した要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００５２】
図５に示した行列要素Ｌ＿１１，Ｌ＿１２は、既存目標ｔ＿１と観測信号ｚ１，ｚ２とをそれぞれ結ぶエッジの対数尤度を示している。また、行列要素Ｌ＿１ｄ１，Ｌ＿１ｄ２，Ｌ＿１ｄ３，Ｌ＿１ｄ４は、既存目標ｔ＿１とダミーノードｚ＿ｄ１，ｚ＿ｄ２，Ｚ＿ｄ３，ｚ＿ｄ４とをそれぞれ結ぶエッジの対数尤度を示している。
【００５３】
また、行列要素Ｌ＿ｃ１１，Ｌ＿ｃ１２は、分岐目標ｔ＿ｃ１と観測信号ｚ１，ｚ２とをそれぞれ結ぶエッジの対数尤度を示している。また、行列要素Ｌ＿ｃ１ｄ１，Ｌ＿ｃ１ｄ２，Ｌ＿ｃ１ｄ３，Ｌ＿ｃ１ｄ４は、分岐目標ｔ＿ｃ１とダミーノードｚ＿ｄ１，ｚ＿ｄ２，Ｚ＿ｄ３，ｚ＿ｄ４とをそれぞれ結ぶエッジの対数尤度を示している。
【００５４】
また、行列要素Ｌ＿ｆ１１は、誤観測目標ｔ＿ｆ１と観測信号ｚ１とを結ぶエッジの対数尤度を示している。また、行列要素Ｌ＿ｆ１ｄ１，Ｌ＿ｆ１ｄ２，Ｌ＿ｆ１ｄ３，Ｌ＿ｆ１ｄ４は、誤観測目標ｔ＿ｆ１とダミーノードｚ＿ｄ１，ｚ＿ｄ２，Ｚ＿ｄ３，ｚ＿ｄ４とをそれぞれ結ぶエッジの対数尤度を示している。
【００５５】
同様に、行列要素Ｌ＿ｎ１１は、新規目標ｔ＿ｎ１と観測信号ｚ１とを結ぶエッジの対数尤度を示している。また、行列要素Ｌ＿ｎ１ｄ１，Ｌ＿ｎ１ｄ２，Ｌ＿ｎ１ｄ３，Ｌ＿ｎ１ｄ４は、新規目標ｔ＿ｎ１とダミーノードｚ＿ｄ１，ｚ＿ｄ２，Ｚ＿ｄ３，ｚ＿ｄ４とをそれぞれ結ぶエッジの対数尤度を示している。
【００５６】
また、行列要素Ｌ＿ｆ２２は、誤観測目標ｔ＿ｆ２と観測信号ｚ２とを結ぶエッジの対数尤度を示している。また、行列要素Ｌ＿ｆ２ｄ１，Ｌ＿ｆ２ｄ２，Ｌ＿ｆ２ｄ３，Ｌ＿ｆ２ｄ４は、誤観測目標ｔ＿ｆ２とダミーノードｚ＿ｄ１，ｚ＿ｄ２，Ｚ＿ｄ３，ｚ＿ｄ４とをそれぞれ結ぶエッジの対数尤度を示している。
【００５７】
同様に、行列要素Ｌ＿ｎ２２は、新規目標ｔ＿ｎ２と観測信号ｚ２とを結ぶエッジの対数尤度を示している。また、行列要素Ｌ＿ｎ２ｄ１，Ｌ＿ｎ２ｄ２，Ｌ＿ｎ２ｄ３，Ｌ＿ｎ２ｄ４は、新規目標ｔ＿ｎ２とダミーノードｚ＿ｄ１，ｚ＿ｄ２，Ｚ＿ｄ３，ｚ＿ｄ４とをそれぞれ結ぶエッジの対数尤度を示している。
【００５８】
なお、各仮説の表現に用いられるエッジのうち、ダミーノードのいずれかと目標集合の要素のいずれかとを結ぶエッジの対数尤度としては、例えば、数値「０」などの定数を一律に設定しておくことが望ましい。
【００５９】
図１に示した評価部１３は、追尾対象である目標ごとに、それぞれ図５に示したような行列を作成し、作成した行列に含まれる行列要素の値に基づいて、各仮説の対数尤度を求めてもよい。
【００６０】
例えば、図３に示した二部グラフにおいて太線で示したエッジの組み合わせで示される仮説の対数尤度Ｌは、図５に示した行列に含まれる行列要素の値を用いて、式(１)のように表すことができる。
Ｌ＝L_11＋L_c1d1＋L_f1d2＋L_n1d3＋L_f22＋L_n2d4    ・・・（１）
同様にして、評価部１３は、サンプリング時刻ごとに生成部１２で生成される各仮説の対数尤度を算出し、算出した各仮説の対数尤度を、図１に示した追尾部１４に渡すことで、追尾部１４による追尾処理に供する。
【００６１】
追尾部１４は、生成部１２で生成される複数の仮説の中から、評価部１３で最も高い尤度が得られた仮説を含む少なくとも一つの仮説を選択する処理を繰り返し行うことで、目標の過去の航跡を特定する。
【００６２】
ＭＨＴ手法では、サンプリング時刻ごとに生成部１２によって生成される各仮説を、図６に示すように、既存航跡を示すノードの子のノードとして位置づけることで仮説の木を生成し、生成した仮説の木に基づいて追尾処理を実行する。
【００６３】
図６は、仮説の木の例を示している。なお、図６において、符号ｋ，ｋ＋１，ｋ＋２，ｋ＋３は、サンプリング時刻ごとに得られる各画像の取得順を示すフレーム番号を示している。
【００６４】
図６の例では、フレーム番号ｋの画像における目標の位置は、過去の追尾処理によって特定されており、特定された位置に目標があるとする仮説を示すノードをルートノードＲとして示している。
【００６５】
また、ルートノードＲの子ノードとして位置づけられたｍ個のノードｎ１，…，ｎｍは、フレーム番号ｋ＋１の画像の取得に応じて生成された仮説のうち、ルートノードＲに対応する仮説から遷移可能な仮説を示している。
【００６６】
同様に、ノードｎ１の子ノードとして位置づけられたノードｎ１＿１，ｎ１＿２，…は、フレーム番号ｋ＋２の画像の取得に応じて生成された仮説のうち、ノードｎ１に対応する仮説から遷移可能な仮説を示している。また、ノードｎｍの子ノードとして位置づけられたノードｎｍ＿１，ｎｍ＿２，…は、フレーム番号ｋ＋２の画像の取得に応じて生成された仮説のうち、ノードｎｍに対応する仮説から遷移可能な仮説を示している。なお、図６においては、図示を省略したが、仮説の木は、ノードｎ１，ｎｍ以外の他の子ノードから遷移可能な仮説を示すノードも含んでいる。
【００６７】
また、ノードｎ１＿１の子ノードとして位置づけられたノードｎ１＿１＿１，ｎ１＿１＿２，…は、フレーム番号ｋ＋３の画像の取得に応じて生成された仮説のうち、ノードｎ１＿１に対応する仮説から遷移可能な仮説を示している。同様に、ノードｎ１＿２の子ノードとして位置づけられたノードｎ１＿２＿１，ｎ１＿２＿２，…は、フレーム番号ｋ＋３の画像の取得に応じて生成された仮説のうち、ノードｎ１＿２に対応する仮説から遷移可能な仮説を示している。なお、図６においては、図示を省略したが、仮説の木は、ノードｎ１＿１，ｎ１＿２以外の他の子ノードから遷移可能な仮説を示すノードも含んでいる。
【００６８】
また、ノードｎｍ＿１の子ノードとして位置づけられたノードｎｍ＿１＿１，ｎｍ＿１＿２，…は、フレーム番号ｋ＋３の画像の取得に応じて生成された仮説のうち、ノードｎｍ＿１に対応する仮説から遷移可能な仮説を示している。同様に、ノードｎｍ＿２の子ノードとして位置づけられたノードｎｍ＿２＿１，ｎｍ＿２＿２，…は、フレーム番号ｋ＋３の画像の取得に応じて生成された仮説のうち、ノードｎｍ＿２に対応する仮説から遷移可能な仮説を示している。なお、図６においては、図示を省略したが、仮説の木は、ノードｎｍ＿１，ｎｍ＿２以外の他の子ノードから遷移可能な仮説を示すノードも含んでいる。
【００６９】
図１に示した追尾部１４は、例えば、図６に示したような仮説の木について、最新の画像の取得に応じて生成された仮説について評価部１３で得られた対数尤度の和を深さ１の枝ごとに求め、得られた結果に基づく枝刈りを行うことで仮説の選択を行ってもよい。
【００７０】
ここで、図６を用いて、仮説の木の枝刈りについて説明する。図６に示した仮説の木において、深さ１の枝は、ノードｎ１，…，ｎｍからそれぞれ派生する仮説を示す各ノードを含む枝Ｂ１，…，Ｂｍである。また、これらの枝Ｂ１，…，Ｂｍの葉に当たる各ノードは、最新の画像であるフレーム番号ｋ＋３の画像の取得に応じて生成された各仮説を示している。
【００７１】
例えば、枝Ｂ１の葉に当たる各ノードに対応する仮説の対数尤度の和が最大である場合に、追尾部１４は、枝Ｂ１を残して他の枝を全て削除する枝刈りを行う。この枝刈り処理により、追尾部１４は、枝Ｂ１から派生する仮説を以降の追尾対象の仮説として選択するとともに、フレーム番号ｋ＋１における目標の位置を、ノードｎ１に対応する仮説によって目標に対応付けられた観測信号に基づいて特定する。
【００７２】
つまり、新たな画像が取得されるごとに、追尾部１４が、上述した枝刈り処理を実行し、所定数だけ遡ったフレーム番号で示される画像における目標の位置を特定していくことにより、目標の追尾処理を実現することができる。
【００７３】
なお、図６の例は、フレーム番号ｋ＋３の画像から生成される仮説までの追尾結果に基づいて、フレーム番号を２だけ遡ったフレーム番号ｋ＋１の画像における目標の位置を特定する場合を示している。フレーム番号を遡る数は、上述した２よりも大きい数であってもよく、例えば、追尾部１４は、フレーム番号を遡る数をｎとして、深さｎ＋１までの枝に含まれる仮説について並行した追尾処理を行ってもよい。また、追尾部１４は、上述したようにして特定された目標の位置を示す情報を表示部２に渡すことにより、追尾処理で得られた目標の航跡を表示させてもよい。
【００７４】
上述したようにして得られた追尾処理結果に基づいて、図１に示した設定部１５は、次に述べるようにして、次のサンプリング時刻に得られる画像から、抽出部１１が、追尾対象である目標に対応する観測信号を抽出するためのゲート領域を設定する。
【００７５】
まず、設定部１５は、追尾部１４で選択された仮説から、既存目標あるいは分岐目標に観測信号を対応付けた仮説を検出し、検出した仮説にかかわる既存目標あるいは分岐目標の位置および速度を含む状態ベクトルを求める。
【００７６】
設定部１５は、検出した仮説のうち、既存目標と観測信号との対応付けを含む仮説について、従来のＭＨＴ手法と同様に、過去の追尾処理結果として得られた状態ベクトルと観測信号の位置とに基づいて、当該既存目標の位置および速度を含む状態ベクトルを求める。ここで、センサ１で得られる画像から抽出される観測信号の位置を示すベクトルは、白色雑音の影響を受けているので、設定部１５は、既存目標の最新の画像における位置及び速度を含む状態ベクトルをカルマンフィルタによって推定することが望ましい。
【００７７】
同様に、設定部１５は、分岐目標と観測信号との対応付けを含む仮説についても、過去の追尾処理結果として得られた状態ベクトルと観測信号の位置とに基づいて、位置および速度を含む状態ベクトルを求める。ここで、過去の追尾処理結果として得られた状態ベクトルとして、分岐元の既存航跡について得られた状態ベクトルを用いることにより、設定部１５は、分岐前の既存航跡の状態ベクトルが反映された分岐目標の状態ベクトルを求めることができる。
【００７８】
また、設定部１５は、既存目標と分岐目標とについてそれぞれ求めた状態ベクトルに基づいて、次のサンプリング時刻に得られる画像において既存目標と分岐目標とをそれぞれ示す観測信号が検出される可能性のある範囲をそれぞれ求め、ゲート領域として設定する。設定部１５は、既存目標と分岐目標とのそれぞれに対応して設定するゲート領域を求める際に、既存目標と分岐目標とのそれぞれに対応して得られる状態ベクトルで示される速度がばらつきを持つことを考慮することが望ましい。例えば、設定部１５は、状態ベクトルで示される速度のばらつきを反映するカルマンフィルタを用いることにより、上述した速度から推定される目標の位置の期待値からのマハラノビス距離が所定値以下である範囲を求め、求めた範囲をゲート領域としてもよい。
【００７９】
上述したように、分岐目標に対応して求めた状態ベクトルは、分岐元の既存航跡について過去の追尾処理で得られた状態ベクトルを反映している。したがって、設定部１５は、分岐目標に対応するゲート領域として、分岐前の既存航跡の状態ベクトルを反映して絞り込まれた範囲を設定することができる。
【００８０】
例えば、図２に示した観測信号ｚ２を分岐目標に対応付けた仮説についての追尾処理で用いるゲート領域として、図１に示した設定部１５は、図２に示したゲート領域Ｇｎの代わりに、図７に示すようなゲート領域Ｇ１＿ｃを設定することができる。
【００８１】
図７は、分岐目標に対応して設定するゲート領域の例を示している。なお、図７に示した要素のうち、図２に示した要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００８２】
図７において、符号ｖ１は、観測信号ｚ１の位置を用いて求めた既存目標の状態ベクトルで示される目標の速度を示している。また、符号ｐ１は、上述した速度ｖ１に基づいて予測された、ｋ＋２番目のサンプリング時刻に得られる画像における既存目標の位置の期待値を示している。
【００８３】
また、図７において、符号ｖ２は、観測信号ｚ２の位置を用いて求めた分岐目標の状態ベクトルで示される目標の速度を示している。また、符号ｐ２は、上述した速度ｖ２に基づいて予測された、ｋ＋２番目のサンプリング時刻に得られる画像における分岐目標の位置の期待値を示している。
【００８４】
図２に示したゲート領域Ｇｎと、図７に示したゲート領域Ｇ１＿ｃとを比べれば、ゲート領域Ｇ１＿ｃは、分岐目標の状態ベクトルで示される速度ｖ２に基づいて絞り込まれていることが分かる。そして、観測信号ｚ２を分岐目標に割り当てた仮説が正しい場合に、次のサンプリング時刻に得られた画像のゲート領域Ｇ１＿ｃ内において、分岐目標に対応する観測信号が検出される可能性は高い。つまり、観測信号ｚ２を分岐目標に割り当てた仮説について、上述したようにして設定したゲート領域Ｇ１＿ｃを適用した追尾処理を行うことにより、航跡が分岐する場合について、正しい追尾処理結果を得る可能性を高めることができる。
【００８５】
以上に説明したように、図１に示した本件開示の追尾装置１０によれば、航跡が分岐する場合を表す仮説を生成し、当該仮説に対応する分岐目標についての追尾処理に、分岐元の既存航跡の情報を反映したゲート領域を適用することができる。これにより、既存航跡から分岐した航跡を持つ分岐目標についても、正しい追尾処理結果を得る可能性を高めることができるので、目標が遠距離にある場合にも、目標の航跡を高い精度で追尾することが可能となる。
【００８６】
ところで、ＭＨＴでは、過去の追尾処理で特定された目標の状態から遷移可能な全ての仮説について並行して追尾処理を行うため、新たな画像の取得に応じて生成される仮説の数は少ない方が望ましい。
【００８７】
一方、例えば、図４に示した行列の各列から行が重複しないように行列要素を選択するやり方を網羅することによって生成される仮説の集合の中には、実質的に同等な仮説も含まれている。例えば、既存目標と分岐目標との一方に観測信号の一つが割り当てられ、他方に観測信号以外のダミーノードが割り当てられた仮説の組は、実質的に同等な仮説の例の一つである。
【００８８】
そこで、以下では、新たな画像の取得に応じて生成される仮説の数を抑制しながら、航跡が分岐する場合を表現する仮説を含む拡張された仮説の集合を生成する方法について説明する。
【００８９】
図８は、追尾装置１０の別実施形態を示している。なお、図８に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００９０】
図８に示した生成部１２は、第１生成部１２１と、第２生成部１２２と、削除部１２３とを含んでいる。第１生成部１２１および第２生成部１２２は、抽出部１１によって抽出された観測信号を受け取り、それぞれ後述する第１仮説集合及び第２仮説集合を生成する。第１生成部１２１は、生成した第１仮説集合を評価部１３に渡す。一方、第２生成部１２２は、生成した第２仮説集合を、削除部１２３を介して評価部１３に渡す。
【００９１】
第１生成部１２１は、既存航跡それぞれについて、既存航跡が分岐しない場合に想定可能な更新後の航跡を示す仮説を要素として含む第１仮説集合を生成する。つまり、第１生成部１２１で生成される第１仮説集合は、従来のＭＨＴ手法によって生成される仮説の集合と同等である。例えば、第１生成部１２１は、従来のＭＨＴ手法と同様に、分岐目標を含まない目標集合と当該目標集合と同数の要素を含む信号集合とについての割り当てを示す二部グラフを生成することで、第１仮説集合を生成してもよい。
【００９２】
一方、第２生成部１２２は、既存航跡それぞれについて、抽出部１２で得られた複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号をそれぞれ用いて当該既存航跡を更新することで得られる分岐航跡を示す仮説を要素として含む第２仮説集合を生成する。つまり、第２生成部１２２で生成される第２仮説集合は、既存航跡を必ず分岐させる場合に想定可能な分岐航跡を示す仮説を要素として含む集合である。第２生成部１２２は、例えば、既存目標と少なくとも一つの分岐目標とを要素として含む目標集合と、観測信号を含む信号集合とについての割り当てを示す二部グラフを生成することで、第２仮説集合を生成してもよい。
【００９３】
上述したように、第１仮説集合の要素は、航跡の分岐を想定しない従来のＭＨＴ手法に対応する仮説であり、第２仮説集合の要素は、既存目標および分岐目標にそれぞれ観測信号を割り当てる仮説、即ち、既存航跡を必ず分岐させる場合を表す仮説である。このように、第１仮説集合と第２仮説集合に分けて仮説を生成することにより、既存目標あるいは分岐目標をダミーノードに割り当てる仮説の生成を避けることができる。
【００９４】
つまり、第１生成部１２１と第２生成部１２２とにより、それぞれ第１仮説集合と第２仮説集合とを生成することにより、航跡の分岐を考慮したことによって増大する仮説の数を抑制することができる。
【００９５】
図９は、第１仮説集合および第２仮説集合の例を示している。なお、図９に示した要素のうち、図４に示した要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００９６】
図９(Ａ)は、図８に示した抽出部１１により、既存航跡に対応して２つの観測信号ｚ１、ｚ２が抽出された場合に、第１生成部１２１が生成する二部グラフを表す行列を示している。第１仮説集合に含まれる各仮説は、図９(Ａ)に示した行列の各列の値「１」を持つ行列要素から、行が重複しないように１つずつ選択する組み合わせとして得ることができる。
【００９７】
また、図９(Ｂ)は、同様に、図８に示した抽出部１１により、既存航跡に対応して２つの観測信号ｚ１、ｚ２が抽出された場合に、第２生成部１２２が生成する二部グラフを表す行列を示している。第２仮説集合に含まれる各仮説は、図９(Ｂ)に示した行列の各列の値「１」を持つ行列要素から、行が重複しないように１つずつ選択する組み合わせとして得ることができる。なお、図９(Ｂ)の例では、第２仮説集合に含まれる仮説は、次の２つである。仮説の一つは、既存目標ｔ＿１を観測信号ｚ１に割り当てるとともに、分岐目標ｔ＿ｃ１を観測信号ｚ２に割り当てる場合を示す。また、他の仮説は、逆に、既存目標ｔ＿１を観測信号ｚ２に割り当てるとともに、分岐目標ｔ＿ｃ１を観測信号ｚ１に割り当てる場合を示す。
【００９８】
図４に示した二部グラフから生成される仮説の数は３３６通りであるのに対して、図９(Ａ)に示した二部グラフから生成される仮説の数は４８通りであり、また、図９(Ｂ)に示した二部グラフから生成される仮説の数は上述したように２通りである。このように、上述したように、第１仮説集合と第２仮説集合とに分けて仮説を生成することにより、航跡の分岐を考慮したことによって増大する仮説の数を抑制することができる。
【００９９】
ここで、複数の観測信号が単一のゲート領域に含まれる場合は、既存目標ｔ＿１に対応付けられた観測信号で更新された航跡と分岐目標ｔ＿ｃ１に対応付けられた観測信号で更新された航跡との双方を、既存航跡から分岐した２つの分岐航跡として扱うことができる。つまり、複数の観測信号が単一の目標に対応している場合には、複数の観測信号それぞれ用いて既存航跡を更新することで得られる分岐航跡どれを既存航跡の延長として扱っても違いはない。したがって、例えば、図９(Ｂ)に示した行列で表される二部グラフによって表される２つの仮説は、実質的に同等であり、このような実質的に同等の仮説の一方を削除することで、更に、仮説の数を抑制することができる。
【０１００】
図８に示した生成部１２は、上述した２つの仮説のように、実質的に同等な仮説が重複して追尾処理の対象となることを避けるために、第２仮説集合に含まれる仮説の一部を削除する削除部１２３を含んでいる。
【０１０１】
削除部１２３は、複数の観測信号が単一の目標に対応している場合に、第２仮説集合から、選択された２つ以上の観測信号を交換して対応させることで表現可能な仮説の組を検出し、検出した仮説の組ごとに１つの仮説を残して他の仮説を削除する。削除部１２３は、例えば、第２生成部１２２で生成された二部グラフを表す行列において、各観測信号に対応する列の行列要素の一つを行が重複しないように選択し、選択されなかった行列要素に値「０」を設定することで、仮説の削除を行ってもよい。
【０１０２】
例えば、図９(Ｃ)に示す行列は、図９(Ｂ)に示した行列について、図８に示した削除部１２３が上述した削除処理を行って得られた結果を示している。
【０１０３】
図９(Ｃ)の例では、既存目標ｔ＿１に観測信号ｚ１を割り当て、分岐目標ｔ＿ｃ１に観測信号ｚ２を割り当てる仮説が残され、既存目標ｔ＿１に観測信号ｚ２を割り当て、分岐目標ｔ＿ｃ１に観測信号ｚ１を割り当てる仮説は削除されている。
【０１０４】
このように、削除部１２３を含む生成部１２によれば、第２仮説集合に含まれる実質的に同等な複数の仮説を、一つの仮説に絞り込むことができるので、航跡の分岐を考慮することで増大する仮説の数を更に抑制することができる。
【０１０５】
例えば、図９(Ｃ)に示した行列によって表される第２仮説集合に含まれる仮説の数は、一つである。つまり、図２に示したように、抽出された複数の観測信号が単一の目標に対応している場合に、これらの観測信号をそれぞれ用いて航跡を分岐させる場合を想定したことによって増加する仮説の数を１つにまで低減することができる。
【０１０６】
ところで、実際の追尾処理では、図１０に示すように、複数の目標に対応するゲート領域の一部が重複し、重複した部分から観測信号が抽出される場合もある。次に、このような複雑な場合に、上述した第１生成部１２１及び第２生成部１２２がそれぞれ第１仮説集合及び第２仮説集合を生成する方法について説明する。
【０１０７】
図１０は、観測信号の抽出例を示している。なお、なお、図１０において、符号ｔ１，ｔ２は、１つ前のサンプリング時刻までの追尾処理結果に基づいて得られた互いに異なる目標の推定位置を示す。また、符号Ｇ１は推定位置ｔ１に対応して設定されたゲート領域を示し、符号Ｇ２は、推定位置ｔ２に対応して設定されたゲート領域を示している。また、符号ｚ１，ｚ２，ｚ３は、それぞれ観測信号を示している。
【０１０８】
図１０に示した２つのゲート領域Ｇ１，Ｇ２は、一部が重複しており、観測信号ｚ２，ｚ３の位置は、ゲート領域Ｇ１，Ｇ２が重複した部分に含まれている。一方、観測信号ｚ１の位置は、ゲート領域Ｇ１のうち、ゲート領域Ｇ２とは重複していない範囲に含まれている。
【０１０９】
図１０に示したように、２つの目標に対応して設定されたゲート領域の重複する部分から観測信号が抽出された場合は、これらの目標について考えられる航跡を同時に示す仮説を生成することが望ましい。
【０１１０】
ここで、図１０に示した観測信号ｚ１，ｚ２，ｚ３を２つの既存航跡に割り当てる場合は、２つの既存航跡がともに分岐しない場合の他に、推定位置ｔ１で示される既存航跡が分岐する場合と、推定位置ｔ２で示される既存航跡が分岐する場合とが考えられる。このため、図８に示した第２生成部１２２は、推定位置ｔ１で示される既存航跡が分岐する場合と、推定位置ｔ２で示される既存航跡が分岐する場合とにそれぞれ考えられる第２仮説集合を表現するために、２つの二部グラフを生成することが望ましい。つまり、図１０に示した観測信号ｚ１，ｚ２，ｚ３を２つの既存航跡に割り当てる場合の仮説の集合は、図１１〜図１３に示すように、一つの二部グラフで表される第１仮説集合と、２つの二部グラフで表される第２仮説集合となる。
【０１１１】
図１１は、第１仮説集合の別例を示している。なお、図１１において、符号ｔ＿１、ｔ＿２はそれぞれ既存目標を示している。また、符号ｔ＿ｆ１，ｔ＿ｆ２，ｔ＿ｆ３は、それぞれ観測信号ｚ１，ｚ２，ｚ３に対応する誤観測目標を示している。同様に、符号ｔ＿ｎ１，ｔ＿ｎ２，ｔ＿ｎ３は、それぞれ観測信号ｚ１，ｚ２，ｚ３に対応する新規目標を示している。また、符号ｚ＿ｄ１，ｚ＿ｄ２，ｚ＿ｄ３，ｚ＿ｄ４，ｚ＿ｄ５は、いずれもダミーノードを示している。
【０１１２】
図１１に示した行列は、図１０に示した推定位置ｔ１で示される既存航跡と推定位置ｔ２で示される既存航跡が両方とも分岐しない場合の仮説を要素として含む第１仮説集合を表すための二部グラフを示している。
【０１１３】
また、図４及び図９に示した行列と同様に、図１１に示した行列の各行列要素の値は、当該行列要素を示す行に対応する目標集合の要素と列に対応する信号集合の要素との対応付けが可能であるか否かを示している。つまり、値が「１」である行列要素は、目標集合の要素と信号集合の要素との対応付けが可能なエッジを示しており、値が「０」である行列要素は、目標集合の要素と信号集合の要素との対応付けが可能なエッジを示している。
【０１１４】
図１２、図１３は、第２仮説集合の別例を示している。なお、図１２，図１３に示した要素のうち、図１１に示した要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【０１１５】
図１２において、符号ｔ＿ｃ１は、推定位置ｔ１で示される既存航跡に対応する分岐目標を示し、符号ｚ＿ｄ６は、ダミーノードを示している。一方、図１３において、符号ｔ＿ｃ２は、推定位置ｔ２で示される既存航跡に対応する分岐目標を示し、符号ｚ＿ｄ６は、同様に、ダミーノードを示している。
【０１１６】
図１２に示した行列は、推定位置ｔ１で示される既存航跡が分岐する場合に想定される仮説を要素として含む仮説の集合を示しており、第２仮説集合の部分集合を示している。
【０１１７】
図１２に示した行列において、既存目標ｔ＿１及び分岐目標ｔ＿ｃ１で示される行に含まれる行列要素のうち、ダミーノードｚ＿ｄ１〜ｚ＿ｄ６に対応する行列要素には値「０」が設定されている。上述した行列要素に値「０」を設定することにより、既存目標ｔ＿１及び分岐目標ｔ＿ｃ１の割り当て先を、観測信号ｚ＿１〜ｚ＿３のいずれかに制限することができる。即ち、図１２に示した行列により、推定位置ｔ１で示される既存航跡を、観測信号ｚ＿１〜ｚ＿３から選択した２つの観測信号を用いて必ず分岐させる仮説を表現することができる。
【０１１８】
同様に、図１３に示した行列は、推定位置ｔ２で示される既存航跡が分岐する場合に想定される仮説を要素として含む仮説の集合を示している。図１３に示した行列で表される仮説を含む仮説の集合も、第２仮説集合の部分集合である。
【０１１９】
図１３に示した行列において、既存目標ｔ＿２及び分岐目標ｔ＿ｃ２で示される行に含まれる行列要素のうち、ダミーノードｚ＿ｄ１〜ｚ＿ｄ６に対応する行列要素には値「０」が設定されている。上述した行列要素に値「０」を設定することにより、既存目標ｔ＿２及び分岐目標ｔ＿ｃ２の割り当て先を、観測信号ｚ＿１〜ｚ＿３のいずれかに制限することができる。即ち、図１３に示した行列により、推定位置ｔ２で示される既存航跡を、観測信号ｚ＿１〜ｚ＿３から選択した２つの観測信号を用いて必ず分岐させる仮説を表現することができる。
【０１２０】
なお、図８に示した第２生成部１２２は、個々の既存航跡について、当該既存航跡に対応して設定されたゲート領域から抽出された観測信号の数まで分岐させる仮説を含む第２仮説集合を生成してもよい。例えば、第２生成部１２２は、ゲート領域から抽出された観測信号の数から１を減じた数までの分岐目標を目標集合に追加するとともに、対応するダミーノードを信号集合に追加し、得られた目標集合と信号集合について二部グラフを生成してもよい。このようにして、第２生成部１２２は、様々な分岐の仕方に対応する仮説の集合を部分集合として含む第２仮説集合を生成してもよい。どのような分岐の仕方まで想定して第２仮説集合を生成するかは、それぞれの分岐の仕方が発生する可能性の高さなどを考慮して決定することが望ましい。例えば、１つの航跡が２つの航跡に分岐する可能性に比べて、１つの航跡が３つ以上の航跡に分岐する可能性は低いことを考慮して、１つの航跡についての分岐数を２以下に制限してもよい。
【０１２１】
また、図８に示した削除部１２３は、信号集合に含まれる二つ以上の観測信号が、分岐させる既存航跡に対応する既存目標と分岐目標に必ず割り当てられることを利用して、第２仮説集合を表す二部グラフを簡略化する処理を行ってもよい。
【０１２２】
例えば、既存目標あるいは分岐目標に割り当てられることが確実な観測信号は、新規目標あるいは誤観測目標に割り当てられることはない。したがって、既存目標あるいは分岐目標に割り当てられる観測信号に対応して目標集合に設けられる新規目標および誤観測目標を示すノードを削除することにより、第２仮説集合を表す二部グラフを簡略化することができる。なお、二部グラフを簡略化する手法については、後に、図１９に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１２３】
ところで、１つの航跡がゲート領域内の観測信号のいずれかで示される位置まで延びる可能性に比べて、１つの既存航跡が２つ以上の航跡に分岐する可能性は小さい。したがって、上述した第１仮説集合に含まれる各仮説の確からしさと、第２仮説集合に含まれる各仮説の確からしさとを比べる場合には、既存航跡が延長される可能性と既存航跡が分岐する可能性との違いを反映する重みを適用することが望ましい。
【０１２４】
このような重みの適用を実現するために、図８に示した評価部１３は、行列生成部１３１と、重み設定部１３２と、尤度算出部１３３とを含んでいる。
【０１２５】
行列生成部１３１は、上述した第１生成部１２１によって生成された第１仮説集合を表す二部グラフと、第２生成部１２２によって生成され、削除部１２３による簡略化処理を施された第２仮説集合を表す二部グラフとを受け取る。
【０１２６】
行列生成部１３１は、受け取った各二部グラフに対応して、各二部グラフで表される各仮説の尤度の算出に用いる尤度行列を次のようにして生成する。行列生成部１３１は、例えば、各二部グラフの行列表現と同数の行及び列を有する行列を尤度行列として生成し、生成した尤度行列の各行列要素に初期値「ＮＵＬＬ」を設定する。次いで、行列生成部１３１は、生成部１２から受け取った二部グラフを表す行列の中で値「１」を持つ行列要素で示される各エッジの確からしさを示す対数尤度を、尤度行列の当該エッジに対応する行列要素として設定する。
【０１２７】
行列生成部１３１は、上述した尤度行列を生成する際に、例えば、各観測信号と既存目標及び分岐目標とを対応付けるエッジに対応する行列要素について、各観測信号のゲート領域内での位置に基づいて得られる尤度の対数を設定する。なお、各観測信号のゲート領域内での位置に基づく尤度は、例えば、既存航跡について過去の追尾処理で得られた既存航跡の推定位置の期待値と、個々の観測信号の位置との距離が小さいほど大きな値となるように算出することが望ましい。一方、行列生成部１３１は、上述した尤度行列を生成する際に、例えば、各観測信号と新規目標とを対応付けるエッジに対応する行列要素について、新規目標の発生可能性を反映した所定の定数を設定することが望ましい。同様に、行列生成部１３１は、上述した尤度行列を生成する際に、例えば、各観測信号と誤観測目標とを対応付けるエッジに対応する行列要素について、誤観測目標の発生可能性を反映した所定の定数を設定することが望ましい。また、行列生成部１３１は、上述した尤度行列を生成する際に、例えば、目標集合の各要素とダミーノードとを対応付けるエッジに対応する行列要素について、同一の定数を設定することが望ましい。
【０１２８】
重み設定部１３２は、行列生成部１３１によって第１仮説集合を表す二部グラフに対応して生成された尤度行列に後述する第１重みを設定し、一方、第２仮説集合を表す二部グラフに対応して生成された尤度行列に後述する第２重みを設定する。
【０１２９】
一つの既存航跡に対応する仮説として、第１仮説集合に対応する二部グラフのみが生成された場合に、重み設定部１３２は、当該二部グラフに対応して行列生成部１３１が生成した尤度行列に重み１を与える。
【０１３０】
一方、一つ以上の既存航跡に対応する仮説として、第１仮説集合に対応する二部グラフとともに第２仮説集合に対応する少なくとも一つの二部グラフが生成された場合に、重み設定部１３２は、次のようにして、第１重みと第２重みとを算出する。
【０１３１】
例えば、重み設定部１３２は、第２仮説集合に含まれる各二部グラフに対応する尤度行列に与える第２重みを、当該二部グラフに含まれる分岐目標の数に応じて算出してもよい。重み算出部１３２は、例えば、一つの既存航跡が２つの航跡に分岐する可能性を反映する係数Ｐｃを予め設定しておき、係数Ｐｃを各二部グラフに含まれる分岐目標の数に応じて累乗することで、対応する尤度行列に与える第２重みを算出してもよい。なお、係数Ｐｃの値は、例えば、数値「０．００１」程度の比較的小さい値を設定することが望ましい。
【０１３２】
また、重み設定部１３２は、上述したようにして第２仮説集合に含まれる各二部グラフに対応する尤度行列について算出した第２重みに基づいて、第２仮説集合に対応する第１仮説集合を表す二部グラフに対応して生成された尤度行列に設定する第１重みを算出してもよい。例えば、重み設定部１３２は、第２仮説集合を表す各二部グラフに対応する尤度行列について求めた第２重みの総和を求め、求めた総和を数値「１」から減じた値を第１重みとして設定してもよい。
【０１３３】
なお、重み設定部１３２による重み設定手法については、後に、図１７に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１３４】
また、重み設定部１３２は、上述したようにして算出した第１重みの対数及び第２重みの対数を求め、求めた対数重みを上述した尤度行列の各行列要素に加算することにより、重みを適用してもよい。また、重み設定部１３２は、このようにして重みを適用した各尤度行列を尤度算出部１３３に渡し、各仮説についての尤度の算出に供する。
【０１３５】
尤度算出部１３３は、上述したようにして得られた尤度行列に基づいて、各仮説の尤度を算出する処理を実行し、得られた各仮説の尤度を追尾部１４による追尾処理に供する。尤度算出部１３３は、例えば、各尤度行列に含まれる各列に含まれる行列要素のうち、対数尤度の値が設定された行列要素を行が重複しないように一つずつ選択し、選択した行列要素の値を足し合わせることにより、各仮説の対数尤度を算出する。
【０１３６】
上述したように、第２仮説集合を表す二部グラフに対応して生成された尤度行列に含まれる各行列要素の値には、重み設定部１３２によって設定された第２重みが反映されている。したがって、尤度算出部１３３によって各仮説に対応して算出された対数尤度の値は、個々の航跡が延長される可能性よりも、分岐する可能性のほうが低いことも含めて、各仮説の確からしさを正当に評価する指標となっている。
【０１３７】
以上に説明したように、図８に示した追尾装置１０によれば、追尾対象の各既存航跡に関して生成される仮説の数を抑制しながらも、既存航跡が分岐する可能性を考慮した追尾処理を、正当な評価指標に基づいて実行することができる。つまり、図８に示した追尾装置１０によれば、目標が遠距離にある段階からの追尾処理を、高い精度で、しかも、処理負担の増大を可能な限り抑制しながら実現することができる。
【０１３８】
以上に説明した本件開示の追尾装置１０は、コンピュータ装置を用いて実現することができる。
【０１３９】
図１４は、追尾装置１０のハードウェア構成の一例を示している。なお、図１４に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【０１４０】
図１４に示したコンピュータ装置２０は、プロセッサ２１と、メモリ２２と、ハードディスク装置２３と、センサインタフェース２５と、表示制御部２５と、入力装置２６と、光学ドライブ装置２７とを含んでいる。プロセッサ２１と、メモリ２２と、ハードディスク装置２３と、センサインタフェース２４と、表示制御部２５と、入力装置２６と、光学ドライブ装置２７とは、バスを介して互いに接続されている。
【０１４１】
図１４は、プロセッサ２１と、メモリ２２と、ハードディスク装置２３と、センサインタフェース２４とにより、追尾装置１０を実現する例を示している。プロセッサ２１が、センサインタフェース２４の機能を制御することにより、センサ１で得られた画像を所定のサンプリング間隔で受け取る機能を実現することができる。また、プロセッサ２１が表示制御部２５の機能を制御することで、表示装置２にセンサ１から受け取った画像及び追尾処理結果を表示させることができる。
【０１４２】
また、コンピュータ装置２０に設けられた光学ドライブ装置２７は、光ディスクなどのリムーバブルディスク２８を装着可能であり、装着したリムーバブルディスク２８に記録された情報の読出および記録を行う。また、入力装置２５は、例えば、キーボードやマウスなどである。追尾装置１０の操作者は、入力装置２５を操作することにより、追尾装置１０に対して、例えば、センサ１で得られる画像の受け取りを開始させる指示や、追尾処理を開始させる旨の指示などを入力することができる。
【０１４３】
メモリ２２は、コンピュータ装置２０のオペレーティングシステムとともに、プロセッサ２１が上述した追尾処理を実行するためのアプリケーションプログラムを格納している。なお、上述した追尾処理を実行するためのアプリケーションプログラムは、例えば、光ディスクなどのリムーバブルディスク２８に記録して頒布することができる。そして、このリムーバブルディスク２８を光学ドライブ装置２７に装着して読み込み処理を行うことにより、追尾処理を実行するためのアプリケーションプログラムを、メモリ２２およびハードディスク装置２３に格納させてもよい。また、インターネットなどのネットワークに接続する通信装置(図示せず)を介して、追尾処理を実行するためのアプリケーションプログラムをメモリ２２およびハードディスク装置２３に読み込ませることもできる。
【０１４４】
プロセッサ２１は、メモリ２２に格納されたアプリケーションプログラムを実行することにより、図１に例示した抽出部１１、生成部１２、評価部１３、追尾部１４及び設定部１５の機能を果たしてもよい。
【０１４５】
つまり、本件開示の追尾装置１０は、例えば、上述したコンピュータ装置２０に含まれるプロセッサ２１と、メモリ２２と、ハードディスク装置２３と、センサインタフェース２４との協働によって実現することができる。
【０１４６】
図１５は、追尾処理のフローチャートの一例を示している。図１５に示したステップ３０１〜ステップ３０９の各処理は、追尾処理のためのアプリケーションプログラムに含まれる処理の一例である。これらのステップ３０１〜ステップ３０９の処理は、航跡の分岐を想定した追尾手法の実現例であり、本件開示の追尾方法の一実施形態である。また、これらのステップ３０１〜ステップ３０９の各処理は、過去の追尾処理結果に基づいて継続して目標の追尾を行う場合に、プロセッサ２１によって、例えば、所定のサンプリング間隔で実行される。
【０１４７】
プロセッサ２１は、まず、過去の追尾処理で得られた結果に基づいて、図２を用いて説明したようにして、既存航跡ごとにゲート領域を設定する(ステップ３０１)。次に、プロセッサ２１は、図１４に示したセンサインタフェース２４を介して、センサ１で得られた画像を取得する(ステップ３０２)。次いで、プロセッサ２１は、ステップ３０１で設定したゲート領域ごとに、センサ１から取得した画像から観測信号を抽出する(ステップ３０３)。このように、プロセッサ２１が、ステップ３０２を実行することにより、図１に示した抽出部１１の機能を実現することができる。
【０１４８】
次に、プロセッサ２１は、各ゲート領域から抽出した観測信号を互いに比較することにより、航跡の更新に用いられる観測信号を共有する目標を検出し、検出した目標をグループ化する(ステップ３０４)。プロセッサ２１は、例えば、図１０に示したように、二つのゲート領域が重複している部分から観測信号が抽出された場合に、これらのゲート領域に対応する追尾対象の２つの目標を、観測信号ｚ２、ｚ３を共有する目標として検出する。また、プロセッサ２１は、このようにして検出した複数の目標を含むグループをそれぞれ形成する。なお、追尾対象である目標の一つに対応するゲート領域から抽出された観測信号が、他の目標に対応するゲート領域に含まれていない場合に、プロセッサ２１は、上述した観測信号を含むゲート領域に対応する単一の目標を含むグループを形成してもよい。
【０１４９】
次いで、プロセッサ２１は、ステップ３０４で形成したグループごとに、当該グループに属する目標の航跡の更新にかかわる仮説を一括して生成するために、図１６に示す仮説の集合を表す二部グラフを生成する処理を実行する(ステップ３０５)。
【０１５０】
図１６は、二部グラフを生成する処理のフローチャートの一例を示している。図１６に示したステップ３１１〜ステップ３１９の各処理は、図１５のステップ３０５に示した二部グラフを生成する処理の一例である。また、これらのステップ３１１〜ステップ３１９の各処理は、プロセッサ２１によって実行される。
【０１５１】
まず、プロセッサ２１は、上述したステップ３０４で形成した各グループについて、基本の二部グラフを生成する(ステップ３１１)。プロセッサ２１は、図２、図３を用いて説明したようにして、各グループに含まれる追尾対象である目標を含む目標集合と、これらの目標に対応するゲート領域から抽出された観測信号を含む信号集合とについて、従来のＭＨＴと同様の二部グラフを生成する。以下の説明では、各グループについてステップ３１１で生成された二部グラフを、当該グループに対応する基本の二部グラフと称する。この基本の二部グラフは、図８に示した第１生成部１２１によって生成される第１仮説集合に含まれる各仮説を表す二部グラフに相当する。つまり、プロセッサ２１が、ステップ３１１の処理を実行することは、第１生成部１２１の機能の一部を実現する手法の一例である。
【０１５２】
次に、プロセッサ２１は、グループ内の各目標に対応するゲート領域内から抽出された観測信号の数ｎｔを計数し(ステップ３１２)、得られた観測信号の数ｎｔが複数であるか否かを判定する(ステップ３１３)。
【０１５３】
観測信号の数ｎｔが数値「１」よりも大きい場合に、プロセッサ２１は、ステップ３１３の肯定判定ルートの処理としてステップ３１４及びステップ３１５の処理を実行した後に、ステップ３１６の処理に進む。
【０１５４】
ステップ３１４において、プロセッサ２１は、ステップ３１２で得られた観測信号の数ｎｔから数値「１」を減じた数を上限として、上述した基本の二部グラフの複写を少なくとも一つ生成する。例えば、ゲート領域Ｇ１から３つの観測信号が抽出された場合に、プロセッサ２１は、追尾対象である目標の航跡が２つの航跡に分岐する場合までを考慮した仮説を生成するために、基本の二部グラフの複写を１つだけ生成する。一方、航跡が２つの航跡に分岐する場合に加えて、３つの航跡に分岐する場合を考慮した仮説を生成する場合に、プロセッサ２１は、基本の二部グラフの複写を２つ生成する。
【０１５５】
次に、プロセッサ２１は、ステップ３１４の処理で生成した少なくとも一つの二部グラフに、分岐目標を示すノードを、複写した二部グラフの数以下のそれぞれ異なる数だけ追加する（ステップ３１５）。例えば、ステップ３１４の処理で基本の二部グラフの複写を２つ生成した場合に、プロセッサ２１は、複写として生成した二部グラフの一方に、分岐目標を示すノードを一つ追加し、他方の二部グラフには、２つのノードを追加する。このようにして分岐目標を示すノードが追加された少なくとも１つの二部グラフは、図８に示した第２生成部１２２によって生成される第２仮説集合を表す二部グラフに相当する。つまり、プロセッサ２１が、ステップ３１４，３１５の処理を実行することは、第２生成部１２２の機能の一部を実現する手法の一例である。
【０１５６】
一方、ステップ３１２で得られた計数値ｎｔが数値「１」以下である場合に、プロセッサ２１は、当該目標の航跡が分岐する仮説を表すための二部グラフを生成する必要はないと判断する。この場合に、プロセッサ２１は、ステップ３１３の否定判定ルートに従って、上述したステップ３１４及びステップ３１５の処理をスキップし、ステップ３１６の処理に進む。
【０１５７】
ステップ３１３の肯定判定ルートの処理と否定判定ルートの処理は、ステップ３１６において合流する。ステップ３１６において、プロセッサ２１は、グループに属する全ての目標について、航跡の分岐を表すための二部グラフの生成処理が完了したか否かを判定する。航跡の分岐を表すための二部グラフの生成処理が完了していない目標がグループ内にある場合に、プロセッサ２１は、ステップ３１６の否定判定ルートに従ってステップ３１２の処理に戻り、未処理の目標の一つについて、ステップ３１２以降の処理を実行する。
【０１５８】
ステップ３１２〜ステップ３１６の処理をグループに属する全ての目標について実行したときに、プロセッサ２１は、ステップ３１６の肯定判定ルートに従ってステップ３１７の処理に進む。
【０１５９】
ステップ３１７において、プロセッサ２１は、上述した処理で追尾対象である目標のグループに対応して生成された少なくとも一つの二部グラフについて、図１７に示す各二部グラフに設定する重みを算出する処理を実行する。
【０１６０】
図１７は、二部グラフの重みを算出する処理のフローチャートの一例を示している。図１７に示したステップ３２１〜ステップ３２９の各処理は、図１６のステップ３１７に示した二部グラフの重みを算出する処理の一例である。また、これらのステップ３２１〜ステップ３２９の各処理は、プロセッサ２１によって実行される。
【０１６１】
まず、プロセッサ２１は、上述したステップ３１１〜ステップ１６の処理によって生成された二部グラフの中に複写された二部グラフがあるか否かを判定する（ステップ３２１）。
【０１６２】
処理対象の二部グラフの中に、航跡が分岐する場合の仮説を示す複写された二部グラフが含まれている場合に、プロセッサ２１は、ステップ３２１の肯定判定ルートの処理として、ステップ３２２〜ステップ３２７の処理を実行する。
【０１６３】
ステップ３２１の肯定判定ルートにおいて、プロセッサ２１は、まず、以降の処理で用いる変数Ｓに初期値「０」を設定することで、この変数Ｓを初期化する(ステップ３２２)。
【０１６４】
次に、プロセッサ２１は、各二部グラフの目標集合に含まれている分岐目標の数ｎｍを計数し(ステップ３２３)、得られた計数値ｎｍに基づいて、当該二部グラフに適用する重み係数を算出する(ステップ３２４)。プロセッサ２１は、例えば、予め設定した係数Ｐｃを計数値ｎｍで累乗することにより、上述した二部グラフに設定する重み係数を算出してもよい。つまり、プロセッサ２１は、分岐目標を示すｎｍ個のノードを含む二部グラフに設定する重み係数Ｐは、式(２)を用いて算出してもよい。
Ｐ＝(Ｐｃ)ｎｍ        ・・・(２)
プロセッサ２１は、ステップ３２４の処理で重み係数を算出するごとに、算出した重み係数を変数Ｓに加算し(ステップ３２５)、その後、全ての複写された二部グラフについて、ステップ３２３からステップ３２５の処理を完了したか否かを判定する(ステップ３２６)。
【０１６５】
未処理の複写された二部グラフがある場合に、プロセッサ２１は、ステップ３２６の否定判定ルートに従ってステップ３２３の処理に戻り、新たな複写された二部グラフについて、重み係数を算出する処理を実行する。
【０１６６】
このようにしてステップ３２３〜ステップ３２６の処理を繰り返し、全ての複写された二部グラフについての処理が完了したときに、プロセッサ２１は、ステップ３２６の肯定判定ルートに従ってステップ３２７の処理に進む。
【０１６７】
ステップ３２７において、プロセッサ２１は、それまでの処理で得られた変数Ｓの値を数値「１」から減算することで、基本の二部グラフの重み係数を算出し、その後、ステップ３２９の処理に進む。
【０１６８】
一方、処理対象の二部グラフの中に複写された二部グラフが含まれていない場合、即ち、処理対象の二部グラフが基本の二部グラフのみである場合に、プロセッサ２１は、ステップ３２１の否定判定ルートの処理として、ステップ３２８の処理を実行する。
【０１６９】
ステップ３２８において、プロセッサ２１は、基本の二部グラフの重み係数を数値「１」とし、ステップ３２９の処理に進む。
【０１７０】
ステップ３２１の肯定判定ルートの処理と否定判定ルートの処理は、ステップ３２９において合流する。このステップ３２９において、プロセッサ２１は、上述した処理で各二部グラフについて算出した重み係数の対数を算出し、得られた値をそれぞれ各二部グラフに重みとして設定する。
【０１７１】
このように、プロセッサ２１が、二部グラフを生成する過程で上述したステップ３２１〜ステップ３２９の処理を実行することは、図８に示した重み設定部１３２の機能を実現する手法の一例である。なお、上述したようにして各二部グラフに対応して得られた重みは、例えば、図１４に示したメモリ２２あるいはハードディスク装置２３に、個々の二部グラフに対応して保持させておくことができる。また、メモリ２２あるいはハードディスク装置２３に保持された個々の二部グラフの重みは、プロセッサ２１が、後述する各仮説の尤度を算出する処理を実行する際に利用することができる。
【０１７２】
上述したようにして、処理対象のグループについて生成された各二部グラフの重みを算出する処理が完了した後に、プロセッサ２１は、図１６のステップ３１８の処理に進む。
【０１７３】
ステップ３１８において、プロセッサ２１は、処理対象のグループについて生成された各二部グラフについて、図１８に示すエッジを設定する処理を実行する。
【０１７４】
図１８は、二部グラフのエッジを設定する処理のフローチャートの一例を示している。図１８に示したステップ３３１〜ステップ３４０の各処理は、図１６のステップ３１８に示した二部グラフのエッジを設定する処理の一例である。また、これらのステップ３３１〜ステップ３４０の各処理は、プロセッサ２１によって実行される。
【０１７５】
プロセッサ２１は、処理対象のグループについて生成された少なくとも一つの二部グラフのそれぞれについて、以下に述べるステップ３３１〜ステップ３４０の処理を実行する。
【０１７６】
まず、プロセッサ２１は、既存目標を示す各ノードと、当該既存目標に対応するゲート領域から抽出された各観測信号を示すノードとを結ぶエッジを設定し、設定した各エッジに、当該エッジについて算出した対数尤度を与える(ステップ３３１)。プロセッサ２１は、処理対象の二部グラフを表す行列において、各既存目標と対応する観測信号とで示される行列要素に数値「１」を設定することで、当該行列要素に対応するエッジが設定されたことを示してもよい。また、プロセッサ２１は、図８に示した行列生成部１３１の処理についての説明で述べたようにして、各既存目標と対応する観測信号とを結ぶエッジの尤度の対数を算出してもよい。また、プロセッサ２１は、メモリ２２あるいはハードディスク装置２３に各二部グラフに対応して尤度行列を設け、各エッジについて求めた対数尤度を、対応する尤度行列の行列要素の値として格納することで、これらのエッジに対数尤度を与えてもよい。
【０１７７】
次いで、プロセッサ２１は、分岐目標を示す各ノードと、分岐元の既存目標に対応するゲート領域から抽出された各観測信号を示すノードとを結ぶエッジを設定し、設定した各エッジに、分岐元に対応して算出した対数尤度を与える(ステップ３３２)。プロセッサ２１は、処理対象の二部グラフを表す行列において、各分岐目標と対応する観測信号とで示される行列要素に数値「１」を設定することで、当該行列要素に対応するエッジが設定されたことを示してもよい。また、プロセッサ２１は、ステップ３３１の処理において、各分岐目標の分岐元の既存目標と各観測信号とを結ぶエッジについて得られた対数尤度を保持しておき、保持した値をステップ３３２の処理に利用することができる。また、プロセッサ２１は、分岐元の既存目標に対応して得られた対数尤度を、処理対象の二部グラフに対応して設けられた尤度行列に、各分岐目標と各観測信号とで示される行列要素の値として保持することで、対応するエッジに対数尤度を与えてもよい。
【０１７８】
次に、プロセッサ２１は、新規目標及び誤観測目標を示す各ノードと観測信号とを結ぶエッジをそれぞれ設定し、設定した各エッジに所定の対数尤度を与える(ステップ３３３)。プロセッサ２１は、処理対象の二部グラフを表す行列において、各新規目標及び各誤観測目標と対応する観測信号とで示される行列要素に数値「１」を設定することで、当該行列要素に対応するエッジが設定されたことを示してもよい。また、プロセッサ２１は、図８の行列生成部１３１についての説明で述べたようにして、新規目標及び誤観測目標と各観測信号とを結ぶエッジに与える所定の対数尤度を得ることができる。また、プロセッサ２１は、得られた対数尤度を、処理対象の二部グラフに対応して設けられた尤度行列に、新規目標及び誤観測目標と各観測信号とを結ぶエッジに対応する行列要素の値として設定することで、設定されたエッジに対数尤度を与えてもよい。
【０１７９】
次に、プロセッサ２１は、処理対象の二部グラフが分岐目標を示すノードを含んでいるか否かを判定する(ステップ３３４)。
【０１８０】
ステップ３３４の否定判定の場合に、プロセッサ２１は、各ダミーノードと目標集合の全ての要素とを結ぶエッジを設定し、設定した各エッジに、それぞれ所定の対数尤度を与える(ステップ３３５)。上述したように、プロセッサ２１は、ダミーノードと目標集合の各要素とを結ぶエッジについて、同一の定数値(例えば、数値「０」)を対数尤度として設定することが望ましい。また、これらの各エッジに対数尤度を与える手法として、処理対象の二部グラフに対応して設けた尤度行列に、各エッジに対応する行列要素の値として上述した所定の対数尤度を格納してもよい。
【０１８１】
一方、処理対象の二部グラフが分岐目標を示すノードを含んでいる場合に、プロセッサ２１は、ステップ３３４の肯定判定ルートの処理として、ステップ３３６〜ステップ３３９の処理を実行する。
【０１８２】
ステップ３３６において、分岐しない既存目標と新規目標及び誤観測目標とを示すノードと、ダミーノードとを結ぶエッジを設定し、それぞれのエッジに所定の対数尤度を与える(ステップ３３６)。上述したように、プロセッサ２１は、ダミーノードと分岐しない既存目標と新規目標及び誤観測目標とを示すノードとを結ぶエッジについて、同一の定数値(例えば、数値「０」)を対数尤度として設定することが望ましい。また、これらの各エッジに対数尤度を与える手法として、処理対象の二部グラフに対応して設けた尤度行列に、各エッジに対応する行列要素の値として上述した所定の対数尤度を格納してもよい。
【０１８３】
次に、プロセッサ２１は、処理対象の二部グラフに追加された分岐目標の数を示す分岐目標数ｎｃと、分岐元の既存目標に対応する観測信号の数を示す観測信号数ｎｚとを計数する(ステップ３３７)。次いで、プロセッサ２１は、ステップ３３７で得られた分岐目標数ｎｃに１を加算して得られる分岐総数と観測信号数ｎｚとを比べることにより、処理対象の二部グラフについて、後述する簡略化処理を適用することができるか否かを判定する(ステップ３３８)。
【０１８４】
ここで、処理対象の二部グラフについて求めた分岐総数が観測信号数ｎｚと等しい場合は、観測信号の全てが、既存目標あるいは分岐目標のいずれかに割り当てられることになる。この場合には、図８に示した削除部１２３についての説明で述べたように、過去の追尾処理で得られた既存航跡を観測信号数ｎｚと同数の航跡に分岐させる仮説を残すような仮説の絞込み、即ち、仮説の集合を表す二部グラフの簡略化を行うことができる。
【０１８５】
プロセッサ２１は、処理対象の二部グラフについて求めた分岐総数が観測信号数ｎｚと等しい場合に、二部グラフを簡略化する処理を実行することができると判断する。この場合に、プロセッサ２１は、ステップ３３８の肯定判定ルートに従ってステップ３３９に進み、図１９に示す二部グラフを簡略化する処理を実行する。
【０１８６】
図１９は、二部グラフを簡略化する処理のフローチャートの一例を示している。図１９に示したステップ３４１〜ステップ３４６の各処理は、図１８のステップ３３９に示した二部グラフを簡略化する処理の一例である。また、これらのステップ３４１〜ステップ３４６の各処理は、プロセッサ２１によって実行される。
【０１８７】
まず、プロセッサ２１は、処理対象の二部グラフにおいて、これまでの処理で設定されたエッジのうち、分岐元の既存目標及び分岐目標と、対応する各観測信号とを結ぶエッジを次のようにして整理する(ステップ３４１)。プロセッサ２１は、上述したエッジの中から、例えば、分岐元の既存目標及び分岐目標のそれぞれと観測信号のいずれかとを結ぶエッジのみを残して、他のエッジを削除する。つまり、プロセッサ２１は、既存目標及び分岐目標に対応付けられる観測信号を交換することで表現可能な仮説を表すエッジの組み合わせのうち、一つの組み合わせを残して、他の組み合わせを現すエッジを全て削除する。
【０１８８】
次に、プロセッサ２１は、処理対象の二部グラフが、分岐しない目標を示すノードを含むか否かを判定する(ステップ３４２)。
【０１８９】
例えば、図１０に示した例のように、２つ以上のゲート領域の重複した部分に観測信号が検出された場合について、航跡の分岐を想定する第２仮説集合の表現として生成された二部グラフは、分岐しない目標を示すノードを含んでいる。このように、分岐しない目標を示すノードを含む二部グラフが処理対象である場合に、プロセッサ２１は、ステップ３４２の肯定判定ルートの処理として、ステップ３４３〜ステップ３４５の各処理を実行する。
【０１９０】
ステップ３４３において、プロセッサ２１は、分岐する目標に対応する観測信号を示すノードと分岐しない目標を示すノードとを結ぶエッジを全て削除する(ステップ３４３)。次いで、プロセッサ２１は、分岐する目標に対応する観測信号に対応して設けられた新規目標および誤観測目標を示すノードを削除する(ステップ３４４)。更に、プロセッサ２１は、上記の処理で減少した目標集合のノード数と信号集合のノード数とが同数になるように、信号集合に含まれているダミーノードを削除する(ステップ３４５)。
【０１９１】
上述したステップ３４３〜ステップ３４５の処理を実行することにより、例えば、図１３に示した二部グラフを図２０(Ａ)に示すように、簡略化することができる。
【０１９２】
図２０は、簡略化された二部グラフの例を示している。なお、図２０に示した要素のうち、図１３に示した要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【０１９３】
図２０(Ａ)は、図１３に示した二部グラフに対して、上述した簡略化処理を適用することで得られる簡略化された二部グラフの例を示している。図２０(Ａ)の二部グラフは、観測信号ｚ＿２，ｚ＿３と既存目標ｔ＿２及び分岐目標ｔ２＿ｃ１との対応関係を固定化し、観測信号ｚ＿２，ｚ＿３が分岐しない既存目標ｔ＿１や新規目標及び誤観測目標に割り当てられる可能性を排除した仮説の集合を示している。
【０１９４】
また、図２０(Ｂ)は、図１０に示した例について、推定位置ｔ１に対応する既存航跡を３つの観測信号を用いて分岐させる場合の仮説の集合について、上述した簡略化処理を適用して得られる二部グラフの例を示している。図２０(Ｂ)の二部グラフは、観測信号ｚ＿１，ｚ＿２，ｚ＿３と既存目標ｔ＿１及び分岐目標ｔ１＿ｃ１、ｔ１＿ｃ２とを１対１で対応付け、既存目標ｔ＿２をダミーノードに対応付ける仮説に絞り込んだ例である。
【０１９５】
図２０(Ａ)，（Ｂ）に示した例から、上述した簡略化を行うことにより、仮説の数を大幅に抑制することができることがわかる。
【０１９６】
一方、上述したステップ３４２において、処理対象の二部グラフが分岐しない目標を含まないと判定した場合に、プロセッサ２１は、当該二部グラフが、単一のゲート領域から抽出された観測信号に関する仮説を表す二部グラフであると判断する。この場合に、プロセッサ２１は、ステップ３４２の否定判定ルートに従って、ステップ３４６の処理を実行する。
【０１９７】
ステップ３４６において、プロセッサ２１は、分岐元の既存目標及び分岐目標と各観測信号にそれぞれ対応するノード以外の全てのノードを二部グラフから削除することで、当該二部グラフを簡略化する。これにより、プロセッサ２１は、図９(Ｃ)に示したように、既存目標及び分岐目標と、観測信号のいずれかとの対応付けを表す簡略化された二部グラフを得ることができる。
【０１９８】
このように、図１８に示したステップ３３８の肯定判定ルートにおいて、プロセッサ２１が、上述したステップ３４１〜ステップ３４６の処理を実行することは、図８に示した削除部１２３の機能を実現する手法の一例である。なお、プロセッサ２１は、上述した簡略処理の結果を、各二部グラフに対応して設けられた尤度行列にも反映することが望ましい。
【０１９９】
プロセッサ２１は、上述したステップ３４２の肯定判定ルートの処理あるいは否定判定ルートの処理の終了後に、図１８に示したステップ３４０の処理に進み、処理対象のグループに属する全ての二部グラフについての処理が完了したか否かを判定する。
【０２００】
未処理の二部グラフがある場合に、プロセッサ２１は、ステップ３４０の否定判定ルートに従ってステップ３３１に戻り、未処理の二部グラフのひとつについて、ステップ３３１〜ステップ３３９の処理を実行する。
【０２０１】
その後、全ての二部グラフについての処理が完了したときに、プロセッサ２１は、ステップ３４０の肯定判定ルートに従って、図１６のステップ３１９の処理に進み、図１５のステップ３０４で形成された全てのグループについての処理が完了したか否かを判定する。
【０２０２】
二部グラフの生成が完了していないグループがある場合に、プロセッサ２１は、ステップ３１９の否定判定ルートに従ってステップ３１１に戻り、未処理のグループのひとつについて、ステップ３１１〜ステップ３１９の処理を実行する。
【０２０３】
このように、プロセッサ２１が、各グループについて、ステップ３１１〜ステップ３１９の各処理を実行することにより、図８に示した第１生成部１２１、第２生成部１２２及び削除部１２３を含む生成部１２の機能を実現することができる。
【０２０４】
その後、全てのグループについての処理が完了したときに、プロセッサ２１は、ステップ３１９の肯定判定ルートに従って、図１５に示したステップ３０６の処理に進む。
【０２０５】
ステップ３０６において、プロセッサ２１は、上述した二部グラフを生成する処理の過程でメモリ２２あるいはハードディスク装置２３に設けられた各二部グラフに対応する尤度行列に基づいて、各仮説の対数尤度を算出する。
【０２０６】
次いで、プロセッサ２１は、ステップ３０６で得られた各仮説の対数尤度に基づいて、例えば、図６を用いて説明した枝刈り処理による仮説の取捨選択を行うことにより、各目標についての追尾処理を実行する(ステップ３０７)。
【０２０７】
また、プロセッサ２１は、ステップ３０７の処理で絞り込まれた仮説に基づいて、追尾対象である各目標についてそれぞれ状態ベクトルを推定し、推定結果を以降の追尾処理に供する(ステップ３０８)。プロセッサ２１は、観測信号の一つを分岐目標に割り当てた仮説に基づいて、当該分岐目標について状態ベクトルを推定する処理に、例えば、分岐元の既存航跡について得られた１つ前のサンプリング時刻における目標の推定位置を用いる。これにより、プロセッサ２１は、分岐目標に対応して、分岐前の航跡について得られた過去の追尾処理の結果を反映した状態ベクトルを推定することができる。
【０２０８】
プロセッサ２１は、ステップ３０８の処理が終了した段階で、以降の追尾処理を継続するか否かを判定する(ステップ３０９)。
【０２０９】
例えば、図１４に示した入力装置２６などにより追尾処理を終了する旨の指示がなされていない場合に、プロセッサ２１は、追尾処理を継続すると判断する。この場合に、ステップ３０９の肯定判定ルートに従って、ステップ３０１の処理に戻り、上述したステップ３０８の処理で得られた各目標の状態ベクトルを用いて、各既存航跡のゲート領域を設定し、以降の追尾処理を実行する。
【０２１０】
上述したように、プロセッサ２１は、ステップ３０８において、分岐元の既存航跡について過去の追尾処理で得られた状態ベクトルを用いて推定処理によって、分岐目標についての状態ベクトルを得ている。このようにして得られた状態ベクトルに基づいて、プロセッサ２１が、ステップ３０１の処理を実行することにより、分岐航跡に対応するゲート領域として、過去の追尾処理の結果を反映した範囲を設定することが可能である。つまり、プロセッサ２１が、ステップ３０８の処理結果を用いて、次のサンプリング時刻に得られる画像について、ステップ３０１の処理を実行することにより、図１及び図８に示した設定部１５の機能を実現することができる。
【０２１１】
このように、図１５〜図１９で示される処理をプロセッサ２１が実行することにより、図１４に示したコンピュータ装置２０により、航跡の分岐を考慮に入れた追尾処理を実現することができる。これにより、航跡の分岐が発生するような遠距離に目標がある段階から、高い精度で目標を追尾可能とすることができる。
【０２１２】
以上の説明に関して、更に、以下の各項を開示する。
(付記１)
サンプリング時刻ごとにセンサから得られる画像から、追尾対象である目標の像である可能性を持つ観測信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により複数の観測信号が抽出された場合に、前記目標についての過去の追尾処理で得られた航跡である既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号を用いて更新することで分岐させた航跡である分岐航跡を示す仮説を含む複数の仮説を生成する生成部と、
前記生成部で生成された前記複数の仮説それぞれの確からしさを示す尤度を、所定の基準に基づいて評価する評価部と、
前記サンプリング時刻ごとに前記生成部で生成される複数の仮説の中から、前記評価部で最も高い尤度が得られた仮説を含む少なくとも一つの仮説を選択することで、前記目標の過去の航跡を特定する追尾部と、
前記追尾部で選択された仮説に前記分岐航跡を示す仮説が含まれる場合に、次のサンプリング時刻に前記目標に対応する観測信号を抽出する画像の範囲を示すゲート領域を、前記分岐航跡の分岐元の前記既存航跡に基づいて設定する設定部と
を備えることを特徴とする追尾装置。
(付記２)
付記１に記載の追尾装置において、
前記生成部は、
前記既存航跡が分岐しない場合に想定可能な更新後の航跡を示す仮説を要素として含む第１仮説集合を生成する第１生成部と、
前記既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号をそれぞれ用いて更新することで得られる分岐航跡を示す仮説を要素として含む第２仮説集合を生成する第２生成部とを有し、
前記評価部は、
前記第１仮説集合に含まれる各仮説の尤度に所定の第１重みを与え、前記第２仮説集合に含まれる各仮説の尤度に前記第１重みよりも小さい第２重みを与える重み設定部を有する
ことを特徴とする追尾装置。
(付記３)
付記２に記載の追尾装置において、
前記生成部は、
前記複数の観測信号が単一の目標に対応している場合に、前記第２仮説集合に含まれる仮説の中から、前記選択された２つ以上の観測信号を交換して対応させることで表現可能な仮説の組を検出し、検出した仮説の組ごとに、当該組に含まれる仮説の一つを残して他の仮説を削除する削除部を有する
ことを特徴とする追尾装置。
(付記４)
サンプリング時刻ごとにセンサから得られる画像から、追尾対象である目標の像である可能性を持つ観測信号を抽出し、
複数の観測信号が抽出された場合に、前記目標についての過去の追尾処理で得られた航跡である既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号を用いて更新することで分岐させた航跡である分岐航跡を示す仮説を含む複数の仮説を生成し、
前記生成された前記複数の仮説それぞれの確からしさを示す尤度を、所定の基準に基づいて評価し、
前記サンプリング時刻ごとに生成される複数の仮説の中から、最も高い尤度が得られた仮説を含む少なくとも一つの仮説を選択することで、前記目標の過去の航跡を追尾し、
前記選択された仮説に前記分岐航跡を示す仮説が含まれる場合に、次のサンプリング時刻に前記目標に対応する観測信号を抽出する画像の範囲を示すゲート領域を、前記分岐航跡の分岐元の前記既存航跡に基づいて設定する
ことを特徴とする追尾方法。
(付記５)
付記４に記載の追尾方法において、
前記複数の仮説を生成する際に、
前記既存航跡が分岐しない場合に想定可能な更新後の航跡を示す仮説を要素として含む第１仮説集合を生成するとともに、
前記既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号をそれぞれ用いて更新することで得られる分岐航跡を示す仮説を要素として含む第２仮説集合を生成し、
前記複数の仮説を評価する際に、
前記第１仮説集合に含まれる各仮説の尤度に所定の第１重みを与え、前記第２仮説集合に含まれる各仮説の尤度に別の第２重みを与える
ことを特徴とする追尾方法。
(付記６)
サンプリング時刻ごとにセンサから得られる画像から、追尾対象である目標の像である可能性を持つ観測信号を抽出し、
複数の観測信号が抽出された場合に、前記目標についての過去の追尾処理で得られた航跡である既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号を用いて更新することで分岐させた航跡である分岐航跡を示す仮説を含む複数の仮説を生成し、
前記生成された前記複数の仮説それぞれの確からしさを示す尤度を、所定の基準に基づいて評価し、
前記サンプリング時刻ごとに生成される複数の仮説の中から、最も高い尤度が得られた仮説を含む少なくとも一つの仮説を選択することで、前記目標の過去の航跡を追尾し、
前記選択された仮説に前記分岐航跡を示す仮説が含まれる場合に、次のサンプリング時刻に前記目標に対応する観測信号を抽出する画像の範囲を示すゲート領域を、前記分岐航跡の分岐元の前記既存航跡に基づいて設定する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする追尾プログラム。
(付記７)
付記６に記載の追尾プログラムにおいて、
前記複数の仮説を生成する際に、
前記既存航跡が分岐しない場合に想定可能な更新後の航跡を示す仮説を要素として含む第１仮説集合を生成するとともに、
前記既存航跡を前記複数の観測信号から選択した２つ以上の観測信号をそれぞれ用いて更新することで得られる分岐航跡を示す仮説を要素として含む第２仮説集合を生成し、
前記複数の仮説を評価する際に、
前記第１仮説集合に含まれる各仮説の尤度に所定の第１重みを与え、前記第２仮説集合に含まれる各仮説の尤度に別の第２重みを与える
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする追尾プログラム。
【符号の説明】
【０２１３】
１…センサ；２…表示装置；１１…抽出部；１２…生成部；１３…評価部；１４…追尾部；１５…設定部；１２１…第１生成部；１２２…第２生成部；１２３…削除部；１３１…行列生成部；１３２…重み設定部；１３３…尤度算出部；２１…プロセッサ；２２…メモリ；２３…ハードディスク装置(ＨＤＤ)；２４…センサインタフェース；２５…表示制御部；２６…入力装置；２７…光学ドライブ装置；２８…リムーバブルディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図１０】
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