(57)【要約】【課題】対象物の一部である部位の形状を模した部位モデルを画像から抽出した対象物領域に少ない演算量で高精度に位置合わせする。【解決手段】記憶手段３０は部位モデルの形状及び慣性主軸を記憶する。初期配置手段４１は部位モデルと対象物領域とが重複領域を生じる位置に部位モデルを初期配置する。移動量算出手段４２は重複領域の慣性主軸を推定して、部位モデルの慣性主軸の向きを重複領域の慣性主軸に近づける部位モデルの回転量を算出し、かつ重複領域を増加させる部位モデルの平行移動量を算出する。配置更新手段４３は、部位モデルを上記回転量だけ回転させ、かつ上記平行移動量だけ平行移動させる。反復制御手段４４は移動量算出手段４２及び配置更新手段４３による処理を予め定めた終了条件が満たされるまで反復させる。【選択図】図２
2016091407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元又は三次元の処理対象空間における、所定対象物を抽出した対象物領域に、前記所定対象物を構成する部位の形状を模した部位モデルを位置合わせする位置合わせ装置であって、
前記部位モデルの形状及び慣性主軸を記憶する記憶手段と、
前記部位モデルと前記対象物領域とが重複領域を生じる位置に前記部位モデルを初期配置する初期配置手段と、
前記重複領域の慣性主軸を推定して、前記部位モデルの慣性主軸の向きを前記重複領域の慣性主軸に近づける前記部位モデルの回転量を算出し、かつ前記重複領域を増加させる前記部位モデルの平行移動量を算出する移動量算出手段と、
前記部位モデルを前記回転量だけ回転させ、かつ前記平行移動量だけ平行移動させる配置更新手段と、
前記移動量算出手段及び前記配置更新手段による処理を予め定めた終了条件が満たされるまで反復させる反復制御手段と、
を有することを特徴とする位置合わせ装置。
【請求項２】
前記処理対象空間は三次元であり、
前記移動量算出手段は、三次元の前記部位モデルが有する三つの慣性主軸のうちの二つを座標軸とする三通りの平面に前記重複領域の慣性主軸を投影し、前記三通りの平面のそれぞれにおいて、前記回転量の当該平面と直交する軸の回りの成分を、当該平面の座標軸に設定された前記部位モデルの慣性主軸の一方と当該平面に投影した前記重複領域の慣性主軸とのなす角度に応じて算出すること、
を特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。
【請求項３】
前記移動量算出手段は、前記重複領域を前記部位モデルの慣性主軸の方向に並ぶ複数の部分領域に分割し、当該複数の部分領域の重心の並びを近似する直線であり前記重複領域の重心を通る直線を前記重複領域の慣性主軸と推定すること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置合わせ装置。
【請求項４】
前記移動量算出手段は、前記重複領域を前記部位モデルの慣性主軸に直交する直線又は平面で２つの部分領域に分割し、当該各部分領域及び前記重複領域それぞれの重心を通る直線を前記重複領域の慣性主軸と推定すること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置合わせ装置。
【請求項５】
二次元又は三次元の処理対象空間における、所定対象物を抽出した対象物領域に、前記所定対象物を構成する部位の形状を模して予め定められた部位モデルを位置合わせする処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、当該コンピュータに、
前記部位モデルと前記対象物領域とが重複領域を生じる位置に前記部位モデルを初期配置させ、
前記重複領域の慣性主軸を推定して、前記部位モデルの慣性主軸の向きを前記重複領域の慣性主軸に近づける前記部位モデルの回転量を算出し、当該回転量だけ前記部位モデルを回転させる処理、及び前記重複領域を増加させる前記部位モデルの平行移動量を算出し、当該平行移動量だけ前記部位モデルを平行移動させる処理を予め定めた終了条件が満たされるまで反復させること、
を特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人物の姿勢推定等のために、対象物の部位形状を模した部位モデルを画像から抽出した対象物領域に位置合わせする位置合わせ装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像上の人物の姿勢を推定する場合に、画像から抽出した人物領域に頭と胴、上腕、前腕、上肢、下肢の形状を模した部位モデルを位置合わせして当てはめることが行われる。従来、部位モデルの位置合わせは、画像上で各部位モデルを複数通りに微小量ずつ回転及び平行移動させて人物全体の姿勢モデルを生成しては人物領域全体との重なりを評価する処理を反復的に繰り返して実現していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−３０２３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されるような従来技術では姿勢推定のために行う部位モデルの位置合わせに要する演算量が膨大となるため、実時間処理の実現が困難であった。
【０００５】
従来技術にて演算量が多くなる要因の一つとして、人物領域全体に対して複数の部位モデルの位置合わせを一度に行っていることが挙げられる。この点、人物領域に対して部位モデルを一つずつ順次に位置合わせすれば、先行して位置合わせした部位により後続して位置合わせする部位の配置に拘束条件を課すことができるため演算量を効果的に減らすことが可能となる。しかしながら従来技術においては部位モデルを一つずつ順次に位置合わせする仕組みが無かった。
【０００６】
従来技術にて演算量が多くなる要因のもう一つとして、各反復において部位モデルを複数通りに微小量ずつ回転及び平行移動させて人物領域との重なりが最も大きくなる回転量と平行移動量を試行錯誤的に求めていることが挙げられる。各反復における部位モデルの配置に対して人物領域との重なりが最も大きくなる回転量及び平行移動量を決定論的に算出して試行錯誤を排除できれば反復回数を効果的に減らすことが可能となる。しかしながら、決定論的な回転量を算出するために有効なアルゴリズムが無かった。
【０００７】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、対象物の一部である部位の形状を模した部位モデルを、画像から抽出した対象物領域に少ない演算量で高精度に位置合わせできる位置合わせ装置及び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】
【０００８】
本発明に係る位置合わせ装置は、二次元又は三次元の処理対象空間における、所定対象物を抽出した対象物領域に、前記所定対象物を構成する部位の形状を模した部位モデルを位置合わせする位置合わせ装置であって、前記部位モデルの形状及び慣性主軸を記憶する記憶手段と、前記部位モデルと前記対象物領域とが重複領域を生じる位置に前記部位モデルを初期配置する初期配置手段と、前記重複領域の慣性主軸を推定して、前記部位モデルの慣性主軸の向きを前記重複領域の慣性主軸に近づける前記部位モデルの回転量を算出し、かつ前記重複領域を増加させる前記部位モデルの平行移動量を算出する移動量算出手段と、前記部位モデルを前記回転量だけ回転させ、かつ前記平行移動量だけ平行移動させる配置更新手段と、前記移動量算出手段及び前記配置更新手段による処理を予め定めた終了条件が満たされるまで反復させる反復制御手段と、を有する。
【０００９】
他の本発明に係る位置合わせ装置において、前記処理対象空間は三次元であり、前記移動量算出手段は、三次元の前記部位モデルが有する三つの慣性主軸のうちの二つを座標軸とする三通りの平面に前記重複領域の慣性主軸を投影し、前記三通りの平面のそれぞれにおいて、前記回転量の当該平面と直交する軸の回りの成分を、当該平面の座標軸に設定された前記部位モデルの慣性主軸の一方と当該平面に投影した前記重複領域の慣性主軸とのなす角度に応じて算出する。
【００１０】
さらに他の本発明に係る位置合わせ装置において、前記移動量算出手段は、前記重複領域を前記部位モデルの慣性主軸の方向に並ぶ複数の部分領域に分割し、当該複数の部分領域の重心の並びを近似する直線であり前記重複領域の重心を通る直線を前記重複領域の慣性主軸と推定する。
【００１１】
さらに他の本発明に係る位置合わせ装置において、前記移動量算出手段は、前記重複領域を前記部位モデルの慣性主軸に直交する直線又は平面で２つの部分領域に分割し、当該各部分領域及び前記重複領域それぞれの重心を通る直線を前記重複領域の慣性主軸と推定する。
【００１２】
本発明に係るプログラムは、二次元又は三次元の処理対象空間における、所定対象物を抽出した対象物領域に、前記所定対象物を構成する部位の形状を模して予め定められた部位モデルを位置合わせする処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、当該コンピュータに、前記部位モデルと前記対象物領域とが重複領域を生じる位置に前記部位モデルを初期配置させ、前記重複領域の慣性主軸を推定して、前記部位モデルの慣性主軸の向きを前記重複領域の慣性主軸に近づける前記部位モデルの回転量を算出し、当該回転量だけ前記部位モデルを回転させる処理、及び前記重複領域を増加させる前記部位モデルの平行移動量を算出し、当該平行移動量だけ前記部位モデルを平行移動させる処理を予め定めた終了条件が満たされるまで反復させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、対象物の一部である部位の形状を模した部位モデルを、画像から抽出した対象物領域に少ない演算量で高精度に位置合わせできる位置合わせ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る姿勢推定装置の概略のブロック構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る姿勢推定装置の概略の機能ブロック図である。
【図３】部位モデルがワールド座標系に存在する状態を示す模式図である。
【図４】部位モデルの初期位置の高さについての条件を説明する模式図である。
【図５】ミーンシフト法による平行移動量の算出方法を説明する模式図である。
【図６】移動量算出手段によるローカル座標系の回転量の算出方法を説明する模式図である。
【図７】本発明の第一の実施形態に係る姿勢推定装置の概略の動作を示すフロー図である。
【図８】部位モデルがワールド座標系に存在する状態を示す模式図である。
【図９】回転軸ごとの基準軸、分割平面及び分割領域の設定規則を表形式に表した模式図である。
【図１０】ｘ軸を回転軸とした場合の回転量の求め方を説明する模式図である。
【図１１】ｙ軸を回転軸とした場合の回転量の求め方を説明する模式図である。
【図１２】ｚ軸を回転軸とした場合の回転量の求め方を説明する模式図である。
【図１３】本発明の第二の実施形態に係る姿勢推定装置の概略の動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）である姿勢推定装置について、図面に基づいて説明する。実施形態に係る姿勢推定装置は人物を姿勢推定の対象物とし、監視空間を撮影した監視画像に基づいて抽出された人物領域に、人物の部位の形状を模した部位モデルを位置合わせする。そして、位置合わせした部位モデルの一致度や配置に基づいて人物の姿勢を推定する。
【００１６】
［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態に係る姿勢推定装置１は姿勢推定に際し、監視画像から抽出した二次元の人物領域に二次元の部位モデルを位置合わせする。
【００１７】
図１は姿勢推定装置１の概略のブロック構成図である。姿勢推定装置１は撮影部２、記憶部３、画像処理部４及び出力部５を含んで構成される。撮影部２、記憶部３及び出力部５は画像処理部４と接続される。
【００１８】
撮影部２は、監視空間を撮影する監視カメラであり、撮影した監視画像を画像処理部４に入力する。
【００１９】
記憶部３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスク等の記憶装置であり、画像処理部４で使用されるプログラム及びデータや、画像処理部４が生成する各種データなどを記憶する。記憶部３はこれらプログラム、データを画像処理部４との間で入出力する。
【００２０】
画像処理部４はＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＭＣＵ（Micro Control Unit）等のプロセッサ及びその周辺回路で構成される。例えば、画像処理部４は、記憶部３に格納されたプログラムに基づいて動作するコンピュータにより構成される。画像処理部４は後述する各手段として動作し、監視画像から人物の姿勢を推定し出力部５に出力する。
【００２１】
出力部５は推定された人物姿勢をユーザに示す表示装置などである。
【００２２】
図２は姿勢推定装置１の概略の機能ブロック図である。なお、図２では撮影部２及び出力部５は図示を省略している。画像処理部４は対象物領域抽出手段４０、初期配置手段４１、移動量算出手段４２、配置更新手段４３、反復制御手段４４及び姿勢推定手段４５として動作する。このうち、初期配置手段４１、移動量算出手段４２、配置更新手段４３及び反復制御手段４４が本発明に係る位置合わせ装置１０として機能する。また記憶部３は位置合わせ装置１０で用いる情報を記憶する記憶手段３０として機能する。具体的には記憶手段３０は部位モデル情報３００を記憶する。
【００２３】
対象物領域抽出手段４０は監視画像から対象物領域として人物の領域を、例えば監視画像と予め用意した背景画像との差分処理などにより抽出する。抽出により得られる差分画像においては、例えば、人物領域内の画素値が“１”、人物領域外の画素値が“０”に設定されることで人物領域が表示される。
【００２４】
位置合わせ装置１０は人物領域が表示された差分画像を二次元の処理対象空間とし、当該処理対象空間にて人物領域中の目的部位に部位モデルを位置合わせする。以下、本実施形態の二次元の処理対象空間を処理対象画像と称する。本実施形態においては人物の頭部と胴体部分を併せて一つの目的部位とし、姿勢推定装置１は位置合わせ装置１０によって処理対象画像上にて楕円形の部位モデルを人物領域の頭部及び胴体部分に位置合わせすることで上半身の姿勢推定を行う。この位置合わせ処理では、部位モデルを初期位置に配置し、当該部位モデルを回転及び平行移動させる配置更新を反復して行い、目的部位への部位モデルの配置の収束を図る。よって楕円形の長軸の一方端を頭頂部と一致させ、他方端を臀部と一致させることを目標とした位置合わせがなされる。
【００２５】
部位モデル情報３００は部位モデルを定義する情報であり、部位モデルの形状や向きを表す情報を含む。部位モデルは位置合わせの対象とされる部位の形状をモデル化した二次元形状である。部位モデルの形状は基本的に、軸対称、中心対称などの制限はなく目的部位に合わせた任意の二次元形状とすることができるが、本実施形態では楕円形とする。
【００２６】
ここで、処理対象画像の座標系を、例えば、右手系の直交座標系ＸＹで定義する。なお、処理対象画像と監視画像とは基本的に同じ座標系とすることができる。また部位モデルに固定された座標系をローカル座標系とし、例えば、右手系の直交座標系ｘｙで定義する。
【００２７】
ローカル座標系は部位モデル６０とする楕円形が次式で表されるように設定される。
（ｘ２／Ｒｘ２）＋（ｙ２／Ｒｙ２）＝１
【００２８】
ここで、Ｒｘ＜Ｒｙとする。すなわち部位モデル６０はｙ軸方向に長半径Ｒｙ、ｘ軸方向に短半径Ｒｘを有する楕円形である。また楕円形の中心ｃがローカル座標系の原点となる。よってｙ軸とｘ軸とが部位モデル６０の慣性主軸、原点が部位モデル６０の重心に設定されている。
【００２９】
なお、部位モデル６０を任意形状とする場合には、当該形状の主成分分析の第一主成分、第二主成分の軸をそれぞれｙ軸、ｘ軸と定めることができる。
【００３０】
処理対象空間が二次元である本実施形態では監視カメラと目的部位との位置関係によって人物領域における目的部位の見た目の形状が変わる。このことに対応するために形状が異なる複数（Ｍ通り）の部位モデル６０を表す部位モデル情報３００が候補として用意される。例えば、部位モデル６０としてＲｘ，Ｒｙの組み合わせが異なる複数の楕円形を部位モデル情報３００に用意することができる。または、画像処理部４は、対象物領域抽出手段４０により抽出された人物領域の大きさなどに応じて複数通りの部位モデル６０を生成し記憶手段３０に格納する。
【００３１】
図３は部位モデル６０が処理対象画像の座標系に存在する状態を示す模式図である。部位モデル６０の姿勢は、処理対象画像の座標系で記述されたローカル座標系の座標軸及び原点により記述される。すなわち、部位モデル６０の平行移動は処理対象画像の座標系でのローカル座標系の原点（点ｃ）の移動によって記述され、部位モデル６０の回転は処理対象画像の座標系でのローカル座標系のｘ軸，ｙ軸の向きの変化によって記述される。
【００３２】
初期配置手段４１は、処理対象画像に部位モデルとして配置される楕円形の初期位置を決定する。例えば、人物の直立姿勢を基本姿勢と考え、初期位置における楕円形の向きはｙ軸の向きが監視画像における鉛直方向となるように設定する。本実施形態では処理対象画像は監視画像と同じ座標系としており、ｙ軸の向きはＹ軸の向きとなるように設定される。また、当該楕円形の位置は、処理対象画像における人物領域の位置に基づいて設定することができる。例えば、楕円形の中心（つまりローカル座標系の原点）の処理対象画像の座標系におけるＸ座標は人物領域のＸ軸方向における位置に対応させることができる。一方、楕円形の中心の処理対象画像の座標系におけるＹ座標は、楕円形と人物領域とが重複領域を生じ、かつ楕円形の最上部が人物領域の最上部よりも少し高い位置になるように設定する。
【００３３】
ちなみに、楕円形と人物領域とが重複領域を有するように初期設定する理由は、後述するように移動量算出手段４２が当該重複領域の重心を利用して部位モデル６０の回転量及び平行移動量を求めるからである。また、部位モデル６０を人物領域、つまり人の身長よりも高い位置に初期設定する理由は、本実施形態では部位モデル６０を人物の上半身をなす頭部及び胴体部分に位置合わせすることに関係している。位置合わせ装置１０における部位モデル６０の回転・平行移動の反復処理の収束判定は部位モデル６０と人物領域との重複領域の大きさに基づいてなされ、例えば、重複領域が上半身、下半身のいずれであるかに関係なく収束したと判定され得る。そのため、部位モデル６０の初期位置を人物領域の下寄りに設定すると、楕円形の頂点が頭頂部に一致しない状態で収束してしまう可能性が高くなる。この可能性を低くするために、部位モデル６０の最上部を人物領域の最上部よりも高く初期設定する。
【００３４】
図４は部位モデル６０の初期位置の高さについての上述の条件を説明する模式図である。図４（ａ）は部位モデル６０の最上部が人の身長よりも高い位置になるように初期設定した場合である。状態（ａ−１）は初期設定時、状態（ａ−２）は収束過程、状態（ａ−３）は収束した最終結果を示している。状態（ａ−３）では、楕円形の長手方向の一方端は頭頂部、他方端は臀部に位置しており部位モデル６０は人物領域６２における目的とする部位である頭部及び胴体部分に好適に位置合わせされている。一方、図４（ｂ）は部位モデル６０の最上部が人の身長よりも低い位置になるように初期設定した場合であり、状態（ｂ−１）は初期設定時、状態（ｂ−２）は収束過程、状態（ｂ−３）は収束した最終結果を示している。この場合、部位モデル６０の頂点の位置が頭頂部や臀部に収束せず、人物領域６２のうちの意図しない部位に部位モデル６０の位置が収束している。
【００３５】
移動量算出手段４２は、部位モデルのローカル座標系の原点の平行移動量とｘ軸又はｙ軸の回転量とを算出する。本実施形態では平行移動量をミーンシフト（mean shift）法により求める。図５はミーンシフト法による平行移動量の算出方法を説明する模式図である。本実施形態では移動量算出手段４２は例えば、部位モデル６０内に存在する人物領域、つまり部位モデル６０と人物領域６２との重複領域の重心ｇを求める。図５では図５（ａ）の状態での当該重心ｇに“●”を印している。そして、移動量算出手段４２はローカル座標系の原点が位置する楕円中心ｃから重心ｇに向かうベクトルを平行移動量として算出する。図５（ｂ）は図５（ａ）の状態にて算出された平行移動量だけ部位モデル６０を移動させた状態を示しており、楕円中心ｃを示す“×”印が“●”印の位置に移動している。
【００３６】
図６は移動量算出手段４２によるローカル座標系の回転量の算出方法を説明する模式図である。図６（ａ）は回転量の算出対象とする状態での人物領域６２と部位モデル６０との配置例である。本実施形態では、部位モデル６０の慣性主軸を、部位モデル６０と人物領域６２との重複領域の慣性主軸に近づけるように回転量θを決定する。移動量算出手段４２は部位モデルの慣性主軸のうち回転操作を行うための基準軸とするものを設定し、当該基準軸に対応する重複領域の慣性主軸を推定して基準軸に対する目標軸とする。そして、基準軸の向きを目標軸に近づける部位モデル６０の回転量θを算出する。
【００３７】
本実施形態では直交する２つの慣性主軸のうち慣性モーメントが最小となるものを基準軸Ｌとする。この場合、楕円形である部位モデル６０において基準軸Ｌとする慣性主軸は楕円形の長軸に一致する。なお、ローカル座標系のｙ軸も当該長軸に一致するように設定されている。
【００３８】
また本実施形態では重複領域の慣性主軸を推定し、当該慣性主軸の近似直線を目標軸とする。具体的には、移動量算出手段４２は部位モデル６０と人物領域６２との重複領域の重心ｇを求める。重心ｇを通り主軸Ｌに直交する分割直線Ｐにより重複領域を２つの領域に分割する。当該２つの領域を分割領域Ａ，Ｂと呼ぶことにする。移動量算出手段４２は分割領域Ａ，Ｂそれぞれの重心（部分重心と呼ぶ）ｇａ，ｇｂを求める。図６（ｂ）には部分重心ｇａ，ｇｂをそれぞれ“■”，“▲”で示している。本実施形態では重複領域の慣性主軸の近似としてｇａ，ｇ，ｇｂを通る直線を用いる。この部位モデル６０の基準軸Lの方向に並ぶ２つの部分領域Ａ，Ｂの重心を通る直線の方向に部位モデル６０の基準軸を合わせれば、重複領域が大きくなることが期待できる。そこで、移動量算出手段４２は当該直線を目標軸とし、回転量θとして当該直線と軸Ｌとがなす角度を算出する。直線Ｌに平行で重心ｇを通る直線をＬ’とすると、移動量算出手段４２はｇとｇａとを結ぶ線分と直線Ｌ’とがなす角θａ、及びｇとｇｂとを結ぶ線分と直線Ｌ’とがなす角θｂを求め、θａとθｂの平均値を回転量θとする。
【００３９】
なお、ここでは重複領域のピクセル数が少ない場合等において計算誤差の影響を小さくすることなどを考慮してθａとθｂとを平均しているが原理的にはｇａ，ｇ，ｇｂは一直線に並び、θａとθｂとは当該直線と直線Ｌ’とにより形成される対頂角であり等しくなるので、θａ，θｂのいずれか一方を回転量θとすることもできる。また、重複領域のピクセル数が少ない場合における重心座標の計算精度の低下に対して、重複領域のピクセル数に応じて回転量を減じるなど、過剰な回転による振動や発散を防止する構成としてもよい。
【００４０】
図６（ｃ）は、部位モデル６０を角度θだけ回転させ主軸Ｌの向きを重複領域の主軸の近似方向に変えた状態を示している。ここでは重心ｇを中心に部位モデル６０を回転させた状態を示している。
【００４１】
配置更新手段４３は、部位モデル６０を移動量算出手段４２で求めた平行移動量だけ平行移動させ、移動量算出手段４２で求めた回転量だけ回転させることで部位モデル６０の配置を更新する。すなわち、求めた平行移動量だけローカル座標系の原点を平行移動させ、また、求めた回転量だけローカル座標系を回転させる。ここで、回転中心をローカル座標系の原点（楕円中心ｃ）とすれば、平行移動の操作と回転の操作とは独立した操作となり処理の順序依存性がなくなり、どちらを先に実行しても同じ配置に更新される。
【００４２】
反復制御手段４４は移動量算出手段４２及び配置更新手段４３による一回の配置更新が行われるごとに、部位モデル６０に位置合わせ処理の終了条件を満たすか否かを判定する。例えば、一回の平行移動量及び回転量が予め定めたしきい値以下に収束したことを終了条件とすることができる。反復制御手段４４は終了条件が満たされるまで、移動量算出手段４２及び配置更新手段４３による処理を繰り返させ、終了条件が満たされると、位置合わせされた部位モデル６０の配置を部位モデル情報３００に記憶させる。
【００４３】
なお、終了条件は上述の例に限られない。例えば、部位モデル６０の中に含まれる人物領域の面積の割合ＲＩＮが予め定めた一定値β以上であることを終了条件としてもよい。ここでβの値は例えば０．９５など、好適に位置合わせがなされたことが期待できる値とする。また、反復処理が無限ループに陥ることを想定して、所定の反復回数を超えた場合は反復処理を打ち切防止するように終了条件を定めることもできる。
【００４４】
姿勢推定手段４５は位置合わせされた部位モデル６０の配置に基づいて監視画像に写る人物の姿勢を推定する。
【００４５】
図７は本実施形態の姿勢推定装置１の概略の動作を示すフロー図である。姿勢推定装置１は監視空間に人がいない状態にて起動され、当該状態にて撮影部２により監視空間を撮影し背景画像を取得する（ステップＳ２）。なお、姿勢推定装置１の動作中において背景画像を適宜更新することもできる。取得した背景画像は記憶部３に保存する。
【００４６】
撮影部２は監視空間を例えば、一定時間ごとに撮影する（ステップＳ４）。撮影された画像は監視画像として画像処理部４に入力される。
【００４７】
画像処理部４において対象物領域抽出手段４０は記憶部３に記憶された背景画像を用いて監視画像に対し背景差分処理を行い、位置合わせ装置１０における処理対象画像として、人物領域が抽出された差分画像を生成する（ステップＳ６）。当該差分画像は例えば、監視画像における人物領域が画素値“１”、それ以外の領域が画素値“０”である二値化画像である。
【００４８】
位置合わせ装置１０は記憶手段３０に記憶されたＭ通りの部位モデル情報３００それぞれについて位置合わせ処理を行う。画像処理部４は部位モデル情報３００の種類を示すインデックスＩを初期値“１”に設定し（ステップＳ８）、インデックスＩを１ずつインクリメントしてＭ通りの部位モデル６０それぞれについて位置合わせ装置１０による位置合わせ処理を実行する。
【００４９】
位置合わせ装置１０はＩ番目の部位モデル情報３００を記憶手段３０から読み出し（ステップＳ１０）、初期配置手段４１によりＩ番目の部位モデル情報３００が表す部位モデル６０を、既に述べたように人物領域に基づいて設定される初期位置に配置して（ステップＳ１２）、当該部位モデル６０の配置を反復的に更新して人物領域の目的とする部位に位置合わせする処理（ステップＳ１４〜Ｓ２０）を開始する。
【００５０】
当該反復処理では、移動量算出手段４２が現在の部位モデル６０と人物領域との重複領域に基づいて上述のように部位モデル６０の平行移動量及び回転量を算出し（ステップＳ１４）、配置更新手段４３が移動量算出手段４２の算出結果に基づいて部位モデル６０を新たな配置へ更新する（ステップＳ１６）。具体的には部位モデル６０の位置を示す楕円中心ｃ、及び部位モデル６０の姿勢（向き）を示すｙ軸の処理対象画像の座標系での向きが更新され、部位モデル情報３００に記憶される。
【００５１】
反復制御手段４４は配置更新手段４３による一回の更新処理が完了するごとに、反復処理を制御するための処理を行う（ステップＳ１８，Ｓ２０）。例えば、移動量算出手段４２により算出された平行移動量と回転量とをそれぞれ反復の収束を判定するしきい値と比較し（ステップＳ１８）、いずれかがしきい値を超えている場合は反復を繰り返し（ステップＳ２０にて「Ｎｏ」の場合）、両方ともしきい値以下となった場合は収束したとして反復を終了する（ステップＳ２０にて「Ｙｅｓ」の場合）。また、反復回数に上限回数を予め定め、当該回数を超えた場合も反復を終了してもよい。
【００５２】
反復制御手段４４はＩ番目の部位モデル６０について反復が終了すると、部位モデル６０の人物領域への一致度を計算する（ステップＳ２２）。例えば、一致度として、部位モデル６０の中に含まれる人物領域の面積ＳＩＮを部位モデル６０の面積で除した値ＲＩＮを用いることができる。また、人物領域の全体の面積Ｓに対する部位モデル６０外の残余面積（Ｓ−ＳＩＮ）の比の値ＲＯＵＴを、その値が小さいほど一致度が高いことを示す指標値として用いることもできる。算出された一致度を示す値は部位モデル情報３００に記憶される。
【００５３】
位置合わせ装置１０は位置合わせ処理が完了した部位モデル６０が最後の、つまりＭ番目のものでなければ（ステップＳ２４にて「Ｎｏ」の場合）、インデックスＩをインクリメントして（ステップＳ２６）次の部位モデル６０についての位置合わせ処理（ステップＳ１０〜Ｓ２２）を行う。
【００５４】
一方、Ｍ通りの全部位モデル６０について位置合わせ処理が完了すると（ステップＳ２４にて「Ｙｅｓ」の場合）、姿勢推定手段４５は部位モデル情報３００に記憶された各部位モデル６０についての一致度を比較し、最も好適に人物領域の目的部位に適合した部位モデル６０を選択し人物の姿勢を推定する（ステップＳ２８）。
【００５５】
画像処理部４は監視画像が得られるたびに（ステップＳ４）、上述したステップＳ６〜Ｓ２８の処理を行う。
【００５６】
本実施形態では平行移動量の算出にミーンシフト法を用いている。これにより、部位モデル６０と人物領域６２との位置関係に基づいて、好適な平行移動量が一意的に定まるので、例えば、一定の微小量ずつ平行移動を行うよりも、人物領域６２に対する部位モデル６０の位置合わせが効率的に行われる。
【００５７】
さらに、本実施形態では回転量の算出について、各反復処理にて、重複領域の慣性主軸を推定した直線に部位モデル６０の慣性主軸を合わせるように回転量を決定する。この手法は平行移動におけるミーンシフト法と同様、部位モデル６０と人物領域６２との位置関係に基づいて、好適な回転量が一意的に定まるので部位モデル６０の人物領域６２に対する位置合わせが効率的に行われる。
【００５８】
部位モデル６０と人物領域６２との重複領域の慣性主軸を推定する方法は上記実施形態以外のやり方とすることもできる。
【００５９】
例えば、重複領域について主成分分析を行って慣性主軸を求めることができる。具体的には、処理対象画像における重複領域のピクセルの分布について得られる主成分分析の第一成分が重複領域の慣性主軸となる。そこで、上記実施形態で位置合わせの基準軸に採用している部位モデル６０の最小慣性モーメントの慣性主軸を、重複領域について主成分分析で求めた最小慣性モーメントの慣性主軸に合わせるように部位モデル６０の回転量を算出する構成とすることができる。
【００６０】
また、上述の実施形態では重複領域の慣性主軸を推定するに際して、部位モデル６０の慣性主軸Ｌに直交する分割直線Ｐにより重複領域を二つの領域に分割したが、重複領域を軸Ｌの方向に並ぶ三つ以上の部分領域に分割し、当該複数の部分領域の重心の並びを近似する直線であり重複領域の重心ｇを通る直線Ｑを重複領域の慣性主軸と推定することもできる。具体的には、Ｌに直交する複数の直線で重複領域を三つ以上に分割し各分割領域の部分重心を求める。そして、重複領域の重心ｇを通るという拘束条件の下で、最小二乗法などにより部分重心の分布を近似する直線を求め、これを直線Ｑとすることができる。なお、部分重心の分布を近似する直線を求める際には、各部分重心に対応する分割領域の大きさを重みとして考慮する重み付き最小二乗法とする。
【００６１】
なお、上記実施形態では、人物の上半身が起きている状態を想定して初期位置における部位モデル６０の楕円形の長軸（ｙ軸）の向きをＹ軸の向きに設定した。これにより重複領域も比較的に縦長になり易く、上述のｙ軸に直交する直線Ｐで重複領域を分割する手法で重複領域について求めた軸は、部位モデル６０について設定した慣性主軸と同様、慣性モーメントが最小の慣性主軸を近似するものであることが期待でき、部位モデル６０が好適に目的とする人物の頭部及び胴体に位置合わせされ得る。
【００６２】
一方、人物の上半身の傾きが大きい場合など、重複領域が縦長にならないことも想定される。このような場合には上述のｙ軸に直交する直線Ｐで重複領域を分割する手法で求めた重複領域の軸は慣性モーメントが最小ではない慣性主軸に近い向きとなり、意図しない姿勢に部位モデル６０が収束するかもしれない。これを避けるために、同じ部位モデル６０について初期配置での向きを複数通り設定し、各姿勢について反復処理を行って一致度を求め、最大の一致度を与える姿勢と当該一致度を部位モデル情報３００に記憶し、姿勢推定手段４５で利用する構成としてもよい。
【００６３】
［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態について以下、第一の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付すと共に、共通する事柄については説明を省略し、第一の実施形態との相違点について主に説明する。
【００６４】
第二の実施形態に係る姿勢推定装置１は姿勢推定に際し、監視画像から求めた三次元の人物領域に三次元の部位モデルを位置合わせする。すなわち、第一の実施形態は二次元空間での位置合わせであったのに対し、本実施形態は三次元空間での位置合わせである点が基本的な相違点である。本実施形態では処理対象空間の座標系をワールド座標系とし、右手系の直交座標系ＸＹＺで定義する。また部位モデル６０に固定されたローカル座標系を右手系の直交座標系ｘｙｚで定義する。
【００６５】
本実施形態の構成は、第一の実施形態の図１及び図２に示すものと基本的に同じであり、これらの図を援用する。
【００６６】
撮影部２は複数のカメラであり、それらが撮影する監視画像から監視空間にいる人物の立体形状を視体積交差法などにより求めることができるように配置される。例えば、各カメラは魚眼レンズを装着し、天井から真下向きに設置される。
【００６７】
これら複数のカメラの内部パラメータ及び外部パラメータは予めのキャリブレーションにより計測され、カメラパラメータとして記憶部３に記憶される。なお、外部パラメータによりワールド座標系における各カメラの位置・姿勢が表され、ワールド座標系ＸＹＺの位置を各カメラの撮影面座標系ｕｖに変換（投影）したり、各カメラの撮影面座標系ｕｖの位置をワールド座標系ＸＹＺに変換（逆投影）したりすることが可能となる。
【００６８】
対象物領域抽出手段４０は、各カメラの監視画像について背景差分処理を行い人物のシルエットを表す差分画像を生成する。対象物領域抽出手段４０は記憶部３に記憶されたカメラパラメータを用いて差分画像をワールド座標系に逆投影する。この逆投影により、カメラ位置を頂点とする錐体の空間である視体積が定義される。対象物領域抽出手段４０は全カメラの視体積が交差する空間（積空間）を算出する。この積空間は人物の三次元の概略形状を表し、これが本実施形態における人物領域となる。なお、第一の実施形態では人物領域はピクセルの集合として扱うことができた。これと同様、本実施形態では人物領域はボクセルの集合として扱うことができる。
【００６９】
本実施形態では処理対象空間として、監視空間に対応して設定され三次元の人物領域が配置された仮想的な空間を定義する。処理対象空間と監視空間とは共通のワールド座標系ＸＹＺで定義される。
【００７０】
位置合わせ装置１０は人物領域が配置された処理対象空間にて、三次元の部位モデルを人物領域中の目的部位に位置合わせすることで人物の姿勢推定を行う。この位置合わせ処理では、部位モデルを初期位置に配置し、当該部位モデルを回転及び平行移動させる配置更新を反復して行い、目的部位への部位モデルの配置の収束を図る。なお、本実施形態では第一の実施形態と同様、人物の頭部と胴体部分とを併せて一つの目的部位とし、扁平楕円体（以下、単に楕円体と称する。）の部位モデルを位置合わせするものとする。よって楕円体の長軸の一方端を頭頂部に一致させ、他方端を臀部に一致させることを目標とした位置合わせがなされる。
【００７１】
部位モデルの形状は基本的に目的部位に合わせた任意の三次元形状とすることができるが、本実施形態ではローカル座標系で次式で表される楕円体とする。
（ｘ２／Ｒｘ２）＋（ｙ２／Ｒｙ２）＋（ｚ２／Ｒｚ２）＝１
【００７２】
ここで、Ｒｘ＜Ｒｙ＜Ｒｚとする。すなわち部位モデル６０はｚ軸方向に長半径Ｒｚを有する三軸不等楕円体である。ちなみに当該楕円体のｘ軸方向が人の前後方向、ｙ軸方向が胴体の脇方向、ｚ軸方向が身長方向に対応する。また楕円体の中心ｃがローカル座標系の原点となる。
【００７３】
記憶手段３０には部位モデル６０として楕円体の部位モデル情報３００が記憶される。本実施形態では第一の実施形態とは異なり三次元空間内で位置合わせを行うので、三次元の対象物を二次元画像に投影することに伴う、人物の姿勢に応じた目的部位の形状の変化は生じない。そのため、部位モデル６０は人物の頭部及び胴体部分の代表的な形状を表す一種類だけとすることができる。
【００７４】
図８は部位モデル６０がワールド座標系に存在する状態を示す模式図である。部位モデル６０の姿勢は、ワールド座標系で記述されたローカル座標系の座標軸及び原点により記述される。すなわち、部位モデル６０の平行移動はワールド座標系でのローカル座標系の原点（点ｃ）の移動によって記述され、部位モデル６０の回転はワールド座標系でのローカル座標系のｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の向きの変化によって記述される。
【００７５】
初期配置手段４１は、処理対象空間に部位モデルとして配置される楕円体の初期位置を決定する。例えば、人物の直立姿勢を基本姿勢と考え、初期位置における楕円体の向きはｚ軸の向きが処理対象空間における鉛直方向、つまりＺ軸方向となるように設定する。また、楕円体のｘ軸、ｙ軸は人物領域の水平断面形状、つまりＸＹ平面に沿った形状に応じて設定することができる。具体的には部位モデルのｘ軸、ｙ軸はそれぞれおおよそ人物領域の短手方向、長手方向になるように設定することができる。
【００７６】
また、楕円体の位置は、処理対象空間における人物領域の位置に基づいて設定することができる。例えば、楕円体の中心（つまりローカル座標系の原点）のワールド座標系におけるＸ，Ｙ座標は人物領域のＸ，Ｙ軸方向における位置に対応させることができる。一方、楕円体の中心のワールド座標系におけるＺ座標は、第一の実施形態と同じ理由から、楕円体と人物領域とが重複領域を生じ、かつ楕円体の最上部が人物領域の最上部よりも少し高い位置になるように設定する。
【００７７】
移動量算出手段４２は、部位モデルのローカル座標系の原点の平行移動量とｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれを中心とした回転量θｘ，θｙ，θｚとを算出する。平行移動量はミーンシフト法により求める。
【００７８】
回転量θｘ，θｙ，θｚそれぞれの計算手法は、第一の実施形態で説明した二次元の部位モデル６０の回転量の計算手法を三次元に拡張したものである。第一の実施形態では、ｘｙ平面に直交する軸を回転軸とし、その回りの回転量θを求めた。その際、部位モデル６０を表す楕円形の長軸を基準軸とし、重複領域の重心ｇを通り当該基準軸に直交する直線Ｐで重複領域を２つの領域を分割領域Ａ，Ｂに分割し、分割領域Ａ，Ｂそれぞれの重心ｇａ，ｇｂ及び重複領域全体の重心ｇの並ぶ方向と基準軸の方向とのなす角をθとして求めた。これに対し本実施形態では、ｘ，ｙ，ｚ軸それぞれを回転軸として選択し、当該回転軸に直交する平面（投影平面）内での回転量を求める。その際、投影平面のそれぞれにおいて楕円体である部位モデル６０を回転軸方向から見た楕円形の長軸を基準軸とし、重複領域の重心ｇを通り当該基準軸に直交する平面Ｐで重複領域を２つの領域を分割領域Ａ，Ｂに分割し、分割領域Ａ，Ｂそれぞれの重心ｇａ，ｇｂ及び重複領域全体の重心ｇを投影平面に投影した点ｇａ’，ｇｂ’，ｇ’の並ぶ方向と基準軸の方向とのなす角を選択した回転軸の回りの回転量とする。ここで、特に第一の実施形態との相違として、本実施形態では重複領域、分割領域は三次元の領域であり、第一の実施形態の分割直線Ｐに代えて分割平面Ｐを用いて重複領域を分割すること、及び重心ｇ、部分重心ｇａ，ｇｂは三次元空間で定義される点であることが挙げられる。
【００７９】
図９はＲｘ＜Ｒｙ＜Ｒｚである場合の回転軸ごとの基準軸、分割平面Ｐ、分割領域Ａ，Ｂの設定規則を表形式に表した模式図である。また、図１０はｘ軸を回転軸とした場合の回転量の求め方を説明する模式図であり、図１０（ａ）は部位モデル６０及び分割平面Ｐの斜視図、図１０（ｂ）はｘ軸方向からの投影図である。同様に図１１はｙ軸を回転軸とした場合、また図１２はｚ軸を回転軸とした場合の回転量の求め方をそれぞれ説明する模式図である。なお、図１０〜図１２では人物領域は表示を省略し、また、部位モデル６０と人物領域との重複領域にハッチングを付している。
【００８０】
例えば、ｘ軸を回転軸とした場合は図１０に示すように、移動量算出手段４２はｚ軸を基準軸に設定し、分割平面Ｐとしてｘｙ平面に平行な平面を重心ｇを通る位置に設定する。移動量算出手段４２は当該分割平面Ｐにより設定される分割領域Ａ，Ｂそれぞれの重心（部分重心）ｇａ，ｇｂを求め、当該部分重心ｇａ，ｇｂをｙｚ平面に投影した点ｇａ’，ｇｂ’を求める。移動量算出手段４２は重複領域の慣性主軸をｙｚ平面に投影した直線の近似としてｇａ’，ｇ’，ｇｂ’を通る直線を用い、当該直線と基準軸であるｚ軸とがなす角度を回転量θｘとする。例えば、基準軸に平行で重心投影点ｇ’を通る直線をＬ’とし、ｇ’とｇａ’とを結ぶ線分と直線Ｌ’とがなす角θａ、ｇ’とｇｂ’とを結ぶ線分と直線Ｌ’とがなす角θｂを求め、θａとθｂの平均値を回転量θｘとする。
【００８１】
移動量算出手段４２によるｙ軸を回転軸とした場合の回転量θｙ、ｚ軸を回転軸とした場合の回転量θｚの算出方法は、上述の回転量θｘの算出方法から類推される通りであり説明を省略する。
【００８２】
ここで、ｘ軸を回転軸とした場合、及びｙ軸を回転軸とした場合の基準軸であるｚ軸は部位モデル６０の最小慣性モーメントを与える慣性主軸であり、この点で第一の実施形態と共通している。一方、ｚ軸を回転軸とした場合の基準軸であるｙ軸は、ｘｙ平面での部位モデル６０の断面の楕円形の長軸である点で第一の実施形態と共通するが、当該ｙ軸は部位モデル６０の最小慣性モーメントを与える慣性主軸ではない点で第一の実施形態と相違する。部位モデル６０である楕円体においてｚ軸が最小慣性モーメントの慣性主軸、ｘ軸が最大慣性モーメントの慣性主軸であり、ｙ軸はそれらの中間の慣性モーメントを与える慣性主軸である。基本的には、ｘ軸、ｙ軸の回りの回転量θｘ，θｙは部位モデル６０が表す人物の身長方向を定め、ｚ軸の回りの回転量θｚは部位モデル６０が表す人物の前後又は左右方向を定める。
【００８３】
このように移動量算出手段４２は三次元の部位モデル６０が有する三つの慣性主軸のうちの二つを座標軸とする三通りの平面のそれぞれにおいて座標軸の一方を基準軸とし、基準軸に対応して推定された重複領域の慣性主軸を当該平面に投影し、回転量の当該平面と直交する軸の回りの成分を、基準軸と当該平面に投影した重複領域の慣性主軸とのなす角度に応じて算出する。これにより少ない演算量で決定論的に回転量を算出できる。
【００８４】
なお、第一の実施形態で述べたθの算出方法の変形例は本実施形態においても適用できる。
【００８５】
本実施形態も第一の実施形態で述べたように、部位モデル６０の人物領域６２に対する好適な姿勢の探索が効率的に行われる効果が得られる。ちなみに、反復演算に従来手法である最急降下法を用いて部位モデルの好適な位置を求めることができるが、当該手法は、三次元空間での並進と回転とを合わせた六つの自由度ごとの部位モデルの姿勢パラメータのそれぞれに対して、部位モデルと人物領域との一致度の勾配を求めることでパラメータの修正量を求めるものであり、勾配の計算のコストが高い。本実施形態及び第一の実施形態により説明した本発明は、このような高計算コストの勾配計算を必要としないので、当該従来手法に比べて位置合わせの速度が向上し得る。
【００８６】
配置更新手段４３は、移動量算出手段４２で求めた平行移動量及び回転量に従い部位モデル６０の位置・姿勢を修正する。ここで、部位モデル６０の慣性主軸を直線ｇａ−ｇｂのように重複領域に設定される目標軸に合わせる回転操作を上述のようにｘ，ｙ，ｚ各軸の回りの回転量θｘ，θｙ，θｚに分解すると誤差が生じ得る。つまり、ｘ，ｙ，ｚ各軸の回りに回転量θｘ，θｙ，θｚずつ回転させても部位モデル６０の慣性主軸は重複領域の目標軸に一般には完全に一致しない。しかし、反復処理により部位モデル６０の姿勢を好適な向きに収束させることができる。なお、回転を行う軸の順序により最終的な回転結果に差が生じ得る。この点を考慮して、回転を行う軸の順序は反復処理中には一定に保つ。例えば、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の順番に回転することとする。すなわち、はじめにｘ軸の回りに回転し（ローカル座標系のｙ軸及びｚ軸がｘ軸を中心に回転する）、その結果の座標系に対して次にｙ軸の回りに回転し（ローカル座標系のｘ軸、ｚ軸がｙ軸を中心に回転する）、さらにその結果の座標系に対してｚ軸の回りに回転する（ローカル座標系のｘ軸、ｙ軸がｚ軸を中心に回転する）。
【００８７】
なお、平行移動の操作と回転の操作との順序に関しては、回転中心をローカル座標系の原点（楕円体中心ｃ）とすれば、どちらを先に実行しても同じ位置・姿勢に修正される。
【００８８】
図１３は本実施形態の姿勢推定装置１の概略の動作を示すフロー図である。背景画像撮影（ステップＳ５０）及び撮影（ステップＳ５２）は複数のカメラそれぞれについて行われる。各カメラでのそれらの処理は第一の実施形態のステップＳ２，Ｓ４と基本的に同じである。
【００８９】
第一の実施形態の人物領域抽出処理（ステップＳ６）では監視画像と背景画像との差分画像を生成し、これを二次元の処理対象空間として設定したのに対し、本実施形態の人物領域抽出処理（ステップＳ５４）は三次元の処理対象空間を設定する。具体的には、対象物領域抽出手段４０はカメラごとに、ステップＳ５０にて撮影され記憶部３に保存された背景画像と、ステップＳ５２にて撮影された監視画像とから差分画像を生成し、当該カメラごとの差分画像を逆投影して、視体積交差法により三次元の人物領域を生成し、また当該人物領域が配置された三次元の処理対象空間を設定する（ステップＳ５４）。
【００９０】
位置合わせ装置１０は部位モデル情報３００を記憶手段３０から読み出し、初期配置手段４１により当該部位モデル情報３００が表す部位モデル６０を人物領域に基づいて設定される初期位置に配置して（ステップＳ５６）、当該部位モデル６０の配置を反復的に更新する位置合わせ処理（ステップＳ５８〜Ｓ６４）を行う。
【００９１】
当該反復処理では、移動量算出手段４２が現在の部位モデル６０と人物領域との重複領域に基づいて上述のように部位モデル６０の平行移動量及び回転量を算出し（ステップＳ５８）、配置更新手段４３が移動量算出手段４２の算出結果に基づいて部位モデル６０の中心ｃ及び向きを更新し部位モデル情報３００に記憶する（ステップＳ６０）。本実施形態では部位モデル６０の向きは、回転量として算出されたθｘ，θｙ，θｚだけｘｙｚ各軸の回りについて変更される。
【００９２】
反復制御手段４４は配置更新手段４３による一回の更新処理が完了するごとに、反復処理の終了条件が満たされたか否かを判断し（ステップＳ６２）、満たされるまで移動量算出手段４２及び配置更新手段４３による処理（ステップＳ５８，Ｓ６０）を繰り返させる（ステップＳ６４にて「Ｎｏ」の場合）。
【００９３】
反復制御手段４４は反復処理が終了すると（ステップＳ６４にて「Ｙｅｓ」の場合）、部位モデル６０の人物領域への一致度を計算する（ステップＳ６６）。例えば、一致度として、部位モデル６０の中に含まれる人物領域の体積（ボクセル数）ＶＩＮを部位モデル６０の体積（ボクセル数）で除した値ＲＩＮを用いることができる。また、人物領域の全体の体積Ｖに対する部位モデル６０外の残余体積（Ｖ−ＶＩＮ）の比の値ＲＯＵＴを、その値が小さいほど一致度が高いことを示す指標値として用いることもできる。算出された一致度を示す値は部位モデル情報３００に記憶される。
【００９４】
姿勢推定手段４５は人物領域の目的部位に適合した部位モデル６０の配置に基づいて人物の姿勢を推定する。
【００９５】
画像処理部４は監視画像が得られるたびに（ステップＳ５２）、上述したステップＳ５４〜Ｓ６６の処理を行う。
【００９６】
上記各実施形態においては、人の姿勢を推定したが、対象物は人に限らず犬、猫、椅子など複数の部位から構成される種々の物体に適用できる。また、例えば、対象物を「鞄を所持した人」、部位を「鞄」とし、鞄の位置を特定するなど、姿勢推定に限らず部位の位置検出に適用することもできる。
【符号の説明】
【００９７】
１  姿勢推定装置、２  撮影部、３  記憶部、４  画像処理部、５  出力部、１０  位置合わせ装置、３０  記憶手段、４０  対象物領域抽出手段、４１  初期配置手段、４２  移動量算出手段、４３  配置更新手段、４４  反復制御手段、４５  姿勢推定手段、６０  部位モデル、６２  人物領域。
【図１】
2016091407.tif 000003
【図２】
2016091407.tif 000004
【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】
2016091407.tif 000011
【図１０】
2016091407.tif 000012
【図１１】
2016091407.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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