(57)【要約】      （修正有）【課題】対象認識において、画像上に複数の対象が存在し各対象が占める画素数が少ない場合においても、時間差分を用いた対象の検知と動き検知を行い、個々の対象の認識と輝点の輝度に変動がある場合の基点位置の安定した検知ができるようにする。【解決手段】動画内に捉えられた対象を抽出・認識する画像処理方法において、フレーム間で時間輝度周波数解析を行う。また、検知対象から既知の信号を出力させることにより、同一の手法により画像内にある検知対象の他の対象からの効率的な分離、認識を可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画内に捉えられた対象を抽出・認識する画像処理方法において、フレーム間で時間輝度周波数解析を行うことを特徴とする動画による対象検知・認識方法。
【請求項２】
請求項１に記載の対象検知・認識方法において、画像輝度信号の時間輝度周波数会席から得られた特徴を用いて、対象の認識を行うことを特徴とする動画による対象検知・認識方法。
【請求項３】
請求項１に記載の対象検知・認識方法において、時間輝度周波数解析を行う領域を限定して解析することを特徴とした動画による対象検知・認識方法。
【請求項４】
請求項３の動画による対象検知・認識方法において、時間輝度周波数解析を行う領域を画像上で移動させながら解析することを特徴とした動画による対象検知・認識方法。
【請求項５】
動画内に捉えられた対象を抽出・認識する画像処理方法において、認識対象に関する既知の時間輝度周波数を、時間輝度周波数解析により抽出し、検知の対象の動画内での有無・位置を検知することを特徴とする動画による対象検知・認識方法。
【請求項６】
請求項５に記載の対象検知・認識方法において、検知対象に、既知の時間輝度周波数で点滅を行う光源を設置し、取得した動画に時間輝度周波数解析を施すことにより、検知対象の動画内での有無・位置を検知することを特徴とする動画による対象検知・認識方法。
【請求項７】
請求項６に記載の対象検知・認識方法において、複数の検知対象に光源を設置することを特徴とする動画による対象検知・認識方法。
【請求項８】
請求項６に記載の対象検知・認識方法において、光源の点滅と動画の取得周期を同期させることを特徴とする動画による対象検知・認識方法。
【請求項９】
請求項７に記載の対象検知・認識方法において、複数の光源の時間輝度周波数信号を異なるものとし、互いの対象を区別できることを特徴とする動画による対象検知・認識方法。
【請求項１０】
対象を動画として撮像する撮像装置と、撮像された動画をフレーム時間間隔をサンプリング周期として、動画の画素ごとの輝度時間周波数解析を計算機などで任意に自動的に行うことができる時間輝度周波数解析部と時間輝度周波数解析によって抽出された時間輝度周波数の特徴を認識する時間輝度周波数特徴認識部を持ち、請求項１から９記載の対象検知・認識方法を具現化できる、画像撮影・認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、連続した画像からなる動画から、画像内に捉えられた対象を抽出・認識する画像処理手法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の対象を抽出・認識する画像処理手法では、画像上の形状・濃淡・色パターンの特徴を認識する方法と、画像上の輝点の移動量を用いる方法とが用いられてきた。【０００３】  また従来の画像処理手法において、動画の、画像が連続している特徴を利用した手法としては、時間差分をとることによる、対象と背景の分離、および画像ごとの対象位置の変化を検知する、動き予想などが用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来の画像処理手法において、画像内の対象の認識に、形状・濃淡・色パターンの特徴を用いる場合は、画像内にある対象が占める画素数が１〜数画素と少ない場合、対象の認識が困難であった。【０００５】  一方、画像内にある対象が占める画素数が少ない場合、輝点の移動情報が用いられるが、対象の移動状態により、認識の条件が異なるため認識の精度を高めることは困難であった。【０００６】  また、画像上に複数の対象が存在し、各対象が占める画素数が少ない場合、時間差分を用いた対象の検知および、個々の対象に対する動き検知を行う必要があったが、具体的な個々の対象の認識が困難であった。【０００７】  また、従来の方法では、輝点の輝度に時間的な変動がある場合、基点位置の安定した検知が困難であった。【０００８】  そこで、本発明は画像内にある対象が占める画素数が少ない場合、輝点の輝度に時間的な変動がある場合等においても安定した対象の認識がを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記問題を解決するために、請求項１の発明は、対象の特徴情報をより多く得る事を目的として、従来の動画の画像処理法に輝度時間周波数解析を加えるものである。【００１０】  請求項２の発明は、請求項１の発明において、抽出した信号の時間輝度周波数の特徴を用いて、対象の認識を行うものである。【００１１】  請求項３の発明は、請求項１の発明において解析を行う領域を限定して解析するものである。【００１２】  請求項４の発明は、請求項１の発明において、時間輝度周波数解析を行う領域を画像上で移動させながら解析するものである。【００１３】請求項１〜４の発明により、動画に対する画像処理において、検知対象からの対象の輝度信号の時間周波数特性を抽出することにより、従来の解析法よりも多くの情報を得ることができ、これにより、画像内にある対象が占める画素数が少ない等、条件が悪い場合において、対象の検知、認識の精度を高めることができる。【００１４】  請求項５の発明は、検知対象の時間輝度周波数特性が既知である場合、時間輝度周波数解析を用いた画像解析により、その既知の時間輝度周波数特性をもとに、検知の対象の動画内での有無・位置を検知するものである。【００１５】  請求項６の発明は、請求項５の発明において、検知の対象にあらかじめ既知の時間輝度周波数特性を出力する光源を設置するものである。【００１６】  請求項７の発明は、請求項６の発明において、複数の対象にあらかじめ既知の時間輝度周波数特性を出力する光源を設置するものである。【００１７】  請求項８の発明は、請求項６の発明において、光源の点滅と動画の取得周期を同期させることにより、時間輝度周波数解析において既知の信号に対する利得を向上させるものである。【００１８】  請求項９の発明は、請求項７発明において、複数の対象にあらかじめ取り付ける既知の時間輝度周波数特性を出力する光源を、各々に異なる特性を持つものとし、動画内から対象の信号を時間輝度周波数解析により抽出することにより、動画内の各対象を区別して検知・認識するものである。【００１９】  請求項５〜９の発明によって、対象が持つ既知の輝度信号の時間周波数特性を利用することにより、信号を効率的に選択し、対象の検知・認識の精度を上げることができる。【００２０】また、検知対象から既知の信号を出力させることにより、画像内の検知対象を他の対象から効率的に分離し、認識できるようになる。【００２１】請求項１０の発明は、請求項１〜９の発明を具体的に実現する装置に関するもので、対象を動画として撮像する撮像装置と、撮像された動画をフレーム時間間隔をサンプリング周期として、動画の画素ごとの輝度時間周波数解析を計算機などで任意に自動的に行うことができる時間輝度周波数解析部と時間輝度周波数解析によって抽出された時間輝度周波数の特徴を認識する時間輝度周波数特徴認識部を持つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【００２２】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。この実施例は時間輝度周波数特徴を持つ対象として、歩行する人物を撮影したシルエット画像により認識するという例を挙げる。【００２３】図１は本発明を具現化する装置の構成概念図である。図１において１は認識対象となる歩行する人物、２は撮像装置、３は取得したシルエット動画、４は取得した動画の輝度時間周波数解析を行う解析部、５は動画の解析結果である輝度時間周波数情報、６輝度時間周波数情報から対象を認識する認識部である。【００２４】認識対象１は、撮像装置２で撮像され、本発明の入力データとなる画像３が取得され、画像３は、４の解析部により解析され、結果として５の輝度時間周波数情報が得られる。【００２５】４の解析部では、フィルタリング処理、離散フーリエ変換、あるいは離散コサイン変換などの周波数解析手法が用いられる。【００２６】６の認識部では、画像３を４の解析部により解析し得られた５の輝度時間周波数情報から、対象の輝度時間周波数特性から、対象の認識を行う。【００２７】本実施例で、たとえば４の解析部で、画像全体の輝度信号の合計を解析対象とした場合、解析の対象が歩行する人物のシルエットであるため、輝度信号の合計は一定の時間間隔で増減しする。【００２８】その増減を解析した結果である５の輝度時間周波数情報には、特定の周波数の特徴が現れる。【００２９】この５の輝度時間周波数情報から、６の認識部では、情報マッチングなどの方法により画像に歩行する人物が存在するということを認識することができる。【００３０】また、本実施例において、図２のように解析を行う範囲７を限定することにより、歩行する人物の位置を検知することが可能である。【００３１】さらに、解析を行う範囲７を移動させ、歩行する人物の画像内での一変化を検知することにより、対象の移動速度、歩速と移動速度などから、対象までの距離など付加的な情報も得ることが可能である。【００３２】また本手法は、たとえば対象が画像内で１あるいは数画素と非常に小さくしか捉えられていない場合においても適用可能である。
【実施例２】
【００３３】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。この実施例は既知の時間輝度周波数特徴を持つ対象として、一定周期で点灯する光源を認識対象として、他の認識対象とならない対象とともに配置した画像を解析するという例を挙げる。【００３４】図３は本発明を具現化する装置の構成概念図である。図３において８は一定周期で点灯する光源からなる認識対象、９は光源を設けない検知の対象とならない対象、２は撮像装置、１０は取得した動画、４は取得した動画の輝度時間周波数解析を行う解析部、１１は輝度時間周波数解析を施した出力画像である。【００３５】４の周波数解析手法は具体的には検知対象から発せられる既知の周波数成分を透過するフィルタなどの周波数解析手法が用いられる。【００３６】１０の動画は、４の解析部により周波数解析され、結果として１１の出力画像では、既知の時間輝度周波数特徴を持つ検知対象を選択することができる。【００３７】また、本実施例において、光源９の発光と撮像装置２の周期を電波受信などの方法により同期させることにより、解析における利得を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１を具現化する装置の構成概念図。
【図２】本発明の実施例１において、解析範囲を限定する例を示す概念図。
【図３】本発明の実施例２を具現化する装置の構成概念図。
【符号の説明】
【００３９】      １      実施例１における認識対象となる歩行する人物
２      撮像装置
３      撮像された動画
４      時間輝度周波数特徴解析部
５      実施例１における輝度時間周波数情報
６      時間輝度周波数特徴認識部
７      限定された解析位置
８      実施例２における一定周期で点灯する光源からなる認識対象
９      実施例２における光源を設けない検知の対象とならない対象
１０    輝度時間周波数解析を施した出力画像。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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