JPH1196375A

JPH1196375A - 時系列画像動き場計測方法および装置ならび時系列画像動き場計測プログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JPH1196375A
Application number: JP9256885A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Otsuka; 和弘大塚; Tsutomu Horikoshi; 力堀越; Satoshi Suzuki; 智鈴木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】時系列画像中の対象となる領域内の各画素ま
たは各図形要素について、よりきめ細かな速度成分を推
定し、時系列画像の動き場を計測する。【解決手段】時系列画像を入力し、それから対象領域
とそこに含まれる運動軌跡を抽出する（ステップ４０
１，４０２）。対象領域について３次元ハフ変換を行
い、その結果得られる３次元のパラメータ空間を２次元
空間に投影し、この空間について、運動軌跡の接平面の
交線の検出のための投票を行い、その結果得られるパラ
メータ空間中の投票値の分布のピークを検出し、それか
ら速度成分を計算する（ステップ４０２〜４０６）。対
象領域中の各画素について、ステップ４０６で検出した
ピークの投票値への寄与の度合いを計算し、その大小に
より画素毎にステップ４０６で求めた速度成分を割り当
て、各画素、各フレームの速度成分をまとめて速度場を
構成し、出力する（ステップ４０７〜４０９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は、ビデオカメラや気象レ
ーダ装置やリモートセンシング等により得られる時系列
画像中の対象の動きの認識のための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】人、交通等の監視や製造工程の制御、気
象等の自然現象の解明や予測への応用等において、時系
列画像の認識処理を用いた高度化、効率化が望まれてい
る。

【０００３】従来、時系列画像から対象の動きを計測す
る方法としてハフ変換（または投票とも呼ぶ。）を用い
た方法がある。その一例として、時系列画像を時間方向
に積層した時空間画像中を考えたとき、画像に含まれる
対象のエッジや輪郭が描く曲面状の運動軌跡を検出し、
その運動軌跡に接する複数の異なる接平面がつくる交線
の方向から対象の速度成分を求める方法がある（特願平
９−３１１６号、特願平９−８５６３号、特願平９−１
１４５７７号）。この方法はハフ変換により、時空間画
像を対象物体の速度成分（速度の方向と大きさ）を表現
するパラメータ空間に変換し、そのパラメータ空間中の
分布のピークを検出し、その座標値から対象物体の速度
成分を求めている。この手法には、ノイズやオクルージ
ョン（隠蔽）にロバストに対象領域内の最も優勢な並進
速度成分が得られるという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
は、時系列画像中の局所的な速度を求めるために比較的
大きな時系列画像の領域を必要としているため、動き場
（オプティカルフロー、速度場とも呼ぶ）の解像度が空
間的、時間的に粗いという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、時系列画像中の対象とな
る領域内の各画素または各図形要素については、よりき
め細かな速度成分を推定し、時系列画像の動き場を計測
する時系列画像動き場計測方法および装置ならびに時系
列画像動き場計測プログラムを記録した記録媒体を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の時系列画像動き
場計測方法は、時系列画像中のある領域内に含まれる各
画素または図形要素に対してハフ変換または投票を行
い、その結果として得られるパラメータ空間（投票空
間）中について投票分布のピークを検出し、各画素また
は図形要素のピーク値への寄与の度合いを計算し、その
大小により各画素または図形要素のもつ速度成分を決定
することにより時系列画像の動き場（オプティカルフロ
ー、速度場）を求める。

【０００７】したがって、画像がノイズ等により劣化し
ている場合でも、画像内の優勢な速度成分を検出するこ
とができる。

【０００８】また、本発明の時系列画像動き場計測方法
は、時系列画像を、画像平面に時間軸を加えた３次元空
間（時空間）として見たときに、画像中に含まれる対象
のエッジおよび輪郭が時空間中に描く曲面状に運動軌跡
を検出し、この運動軌跡に接する接平面を３次元ハフ変
換により検出し、その相異なる接平面が交わる交線の方
向を、別のハフ変換または投票により検出し、対象の速
度成分を計測し、ハフ変換または投票により得られたパ
ラメータ空間（投票空間）中において、検出された速度
成分を表す投票値のピークを検出し、このピークに対す
る、時空間中の運動軌跡を構成する各画素の寄与の度合
いを計算し、その大小により各画素または図形要素のも
つ速度成分を決定することにより時系列画像の動き場を
求める。

【０００９】したがって、画像中で対象の正確な速度
（大きさ、方向）を求めることができる。

【００１０】また、本発明の時系列画像動き場計測方法
は、時系列画像に含まれる各画素または図形要素のハフ
変換または投票によるパラメータ空間中のピーク値に寄
与する度合いを、各画素または図形要素に対する３次元
ハフ変換の投票が行われたパラメータ空間中において、
検出された速度成分に寄与し得る要素（セル）のうちで
最も大きな投票値が集積されたセルの投票値をその画素
または図形要素の寄与の度合いとして求める。

【００１１】また、速度成分の検出に用いたパラメータ
空間中の投票値のピーク値に対する時系列画像に含まれ
る各画素または図形要素の寄与の度合いとあるしきい値
を比較し、しきい値以上の寄与の度合いをもつ画素また
は図形要素のみに、パラメータ空間中の投票値のピーク
位置から求めた速度成分を与えることにより、ノイズ等
が付加される状況下においても、安定かつ正確に、各画
素または図形要素の速度成分が得られ、時系列画像のき
め細かい動き場を得ることが可能となる。

【００１２】本発明の時系列画像動き場計測装置は、時
系列画像を、画像平面に時間軸を加えた３次元空間（時
空間）として見たときに、画像中に含まれる対象のエッ
ジおよび輪郭が時空間中に描く曲面状の運動軌跡を検出
する手段と、この運動軌跡に接する接平面を検出する３
次元ハフ変換手段と、その異なる接平面が交わる交線の
方向を、ハフ変換または投票により検出する手段と、ハ
フ変換または投票により得られたパラメータ空間（投票
空間）中において、検出された速度の方向を表す投票値
のピークを検出する手段と、このピークに対する、時空
間中の運動軌跡を構成する各画素の寄与の度合いを計算
する手段と、その大小により各画素または図形要素のも
つ速度成分を判定する手段とを有する。

【００１３】また、各画素または図形要素に対する３次
元ハフ変換の投票が行われたパラメータ空間中におい
て、検出された速度成分に寄与し得る要素（セル）のう
ちで最も大きな投票値が集積されたセルを探索し、その
投票値を各画素または図形要素がハフ変換または投票に
よるパラメータ空間中のピーク値に寄与する度合いとし
て計算する手段を有する。

【００１４】さらに、本発明の時系列動き場計測装置
は、速度成分の検出に用いたパラメータ空間中の投票値
のピーク値に対する時系列画像に含まれる各画素または
図形要素の寄与の度合いとあるしきい値を比較し、しき
い値以上の寄与の度合いをもつ画素または図形要素のみ
に、パラメータ空間中の投票値のピーク位置から求めた
速度成分を与える手段を有する。よって、ノイズ等が付
加される状況下においても、安定、かつ正確に各画素ま
たは図形要素の速度成分が得られ、時系列画像のきめ細
かい動き場を得ることが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１６】図１を参照すると、本発明の一実施形態の
時系列画像動き場計測装置は入力部１００と処理部２０
０と出力部３００で構成されている。

【００１７】処理部２００は、入力部１００において入
力された時系列画像から動き場の計測対象の領域を抽出
し、３次元配列である時空間画像メモリ２５１中の画素
の集合として、画像中のエッジや輪郭の描く運動軌跡を
構成する領域抽出部２０１と、運動軌跡の接平面の分布
を検出する３次元ハフ変換部２０２と、３次元ハフ変換
により得られる接平面の分布が格納される３次元投票空
間メモリ２５２と、３次元投票空間メモリ２５２中の分
布を２次元平面に投影する投影部２０３と、その結果得
られる接平面を法線方向別に見たときの分布を格納する
２次元法線パラメータ空間メモリ２５３と、３次元法線
パラメータ空間メモリ２５３によって表される複数の接
平面の組み合わせによる交線の方向の分布を求める交線
投票部２０４と、その結果得られる交線の分布を格納す
る交線パラメータ空間メモリ２５４と、交線パラメータ
空間メモリ２５４中の投票分布のピークを検出し、対象
となる時系列画像の領域中の対象の速度成分を求める速
度成分検出部２０５と、時空間画像メモリ２５１中の各
画素について、速度成分検出部２０５により検出された
ピーク値への寄与の度合いを計算する寄与度計算部２１
１と、各画素の寄与度の大小を評価し、速度成分検出部
２０５により決定された速度成分を割り当てるか否かの
判定をする寄与度判定部２１２と、各画素について割り
当てられた速度成分を対象となる領域全体についてまと
め、速度場を構成する速度場構成部２１３から構成され
る。

【００１８】次に、図１の装置の処理の流れを図２のフ
ローチャートによって説明する。時系列画像を入力し
（ステップ４０１）、その時系列画像から対象領域とそ
こに含まれる運動軌跡を抽出し（ステップ４０２）、対
象領域について３次元ハフ変換を行い（ステップ４０
３）、その結果得られる３次元のパラメータ空間を２次
元空間に投影し（ステップ４０４）、さらに、この空間
について、運動軌跡の接平面の交線の検出のための投票
を行い（ステップ４０５）、その結果得られるパラメー
タ空間中の投票値の分布のピークを検出し、それから速
度成分を計算し（ステップ４０６）、続いて、対象領域
中の各画素について、ステップ４０６で検出したピーク
の投票値への寄与の度合いを計算し（ステップ４０
７）、その大小により画素毎にステップ４０６で求めた
速度成分を割り当て（ステップ４０８）、各画素、各フ
レームの速度成分をまとめて速度場を構成し、出力する
（ステップ４０９）。

【００１９】次に、処理部２００の動作例を具体的に説
明する。

【００２０】対象領域抽出部２０１では、入力部１００
によって入力された時系列画像から速度場の計測対象と
なる局所的な領域を抽出する。こうして得られた時系列
画像をＩ（ｉ，ｊ，ｔ）として記憶する。対象領域抽出
部２０１ではさらに、画像中の対象のエッジや輪郭が時
空間中に運動軌跡を３次元のボリュームデータとして構
築する。

【００２１】その一例として、時系列画像のレーム間の
差分を計算し、その正値または負値もしくは絶対値を用
いた時空間差分画像Ｄ（ｘ，ｙ，ｔ）として運動軌跡を
構築することができる。そして時空間差分画像Ｄ（ｘ，
ｙ，ｔ）は時空間画像メモリ２５１中に記憶される。正
値を用いる例では、

【００２２】

【数１】のように、時空間差分画像Ｄ（ｘ，ｙ，ｔ）が計算で
き、画像中のエッジや輪郭を底曲線とする柱面状の運動
軌跡が抽出できる。時空間差分画像Ｄ（ｘ，ｙ，ｔ）の
濃淡値の大きさは、画像中のエッジや輪郭の輝度の空間
分布の不連続の大きさと動きの量にほぼ比例する。な
お、上述以外の運動軌跡の抽出の方法も利用可能であ
る。

【００２３】次に、３次元ハフ変換手段２０２は、時空
間中の運動軌跡に接し得る接平面の分布をハフ変換また
は投票によって検出し、その頻度分布を３次元の配列で
ある３次元投票空間メモリ２５２中に得る。

【００２４】図３に示すように、３次元空間中の点（ｘ
_i ，ｙ_i ，ｔ_i ）を通る平面は３つのパラメータ（θ，
φ，ρ）を用いて

【００２５】

【数２】のように表現することができる。ただし、（θ，φ）は
平面の法線方向、ρは原点から平面までの最短距離を表
す。平面を表す３つのパラメータの張る空間を平面パラ
メータ空間Ｓ_p とここでは呼ぶことにする。式（２）か
ら、３次元空間中の一点（ｘ_i ，ｙ_i ，ｚ_i ）は図５の
Ｓ₁ のような平面パラメータ空間中の一曲面に対応す
る。

【００２６】実際には、平面パラメータ空間Ｓ_p は、微
小間隔（Δθ，Δφ，Δρ）で離散化され、３次元配列
である３次元投票空間メモリ２５２中に記憶されてい
る。ここで、配列の要素をセルと呼ぶ。

【００２７】次に、投票を用いて、時空間差分画像Ｄと
して表される対象領域中の運動軌跡の接平面の分布をパ
ラメータ空間中のセルの値として得る。具体的には、時
空間差分画像Ｄ（ｉ，ｊ，ｔ）中の全ての画素につい
て、式（２）で表される曲面を計算し、この曲面が通過
するパラメータ空間Ｓ_p 中のセルの値を、時空間差分画
像中の画素Ｄ（ｉ，ｊ，ｔ）の値だけ増加させる。この
処理を投票と呼ぶ。全ての画素について投票を行った
後、平面パラメータ空間Ｓ_p （θ，φ，ρ）のセル投票
の合計値をパラメータ（θ，φ，ρ）をもつ運動軌跡の
接平面の強度とする。よって、パラメータ空間Ｓ_p 中の
投票値の分布がピークをなす場合、そのピークの座標に
よって、時空間に含まれる運動軌跡の接平面が表現でき
る。なお、上述以外の方法も利用可能である。

【００２８】投影部２０３は、３次元ハフ変換部２０２
により３次元投票空間メモリ２５２で得られた平面パラ
メータ空間Ｓ_p （θ，φ，σ）中の個々の（θ，φ）に
ついて、ρ方向のセルに集積された投票値の最大値を探
索し、その投票の最大値を、２次元配列である２次元法
線パラメータ空間メモリ２５３に格納する。この（θ，
φ）が張る空間を法線パラメータ空間Ｓ_N （θ，φ）と
呼ぶことにする。

【００２９】

【数３】この処理は、対象領域中の輪郭やエッジが時空間中に描
く運動軌跡の接平面の分布を、時間と位置に不変な法線
方向毎にみたときの分布に統合する働きをもつ。

【００３０】次に、交線投票部２０４は、投影部２０３
により得られ、２次元法線パラメータ空間メモリ２５３
に格納されている対象領域中の輪郭やエッジが時空間中
に描く運動軌跡の分布を入力とし、運動軌跡に接し得る
複数の接平面がなす交線の方向の分布を表すパラメータ
空間（これを交線パラメータ空間Ｓ_L と呼ぶ）に変換す
る。

【００３１】ここでは、交線の方向を図４のように、原
点を通る交線をｘ−ｙ平面に射影したときのｘ軸となす
角α，ｘ−ｙ平面（画像平面）とのなす角βを用い、

【００３２】

【数４】と表現する。ただし、０≦α＜π／２，０＜β＜π／２
である。

【００３３】いま、交線上にある異なる２点をＰ₁ （ｘ
₁ ，ｙ₁ ，ｔ₁ ），Ｐ₂ （ｘ₂ ，ｙ ₂ ，ｔ₂ ）とし、こ
の２つの点Ｐ₁ ，Ｐ₂ について式（２）を連立して解
き、式（７）〜（９）を代入することで、法線パラメー
タ空間Ｓ_N と交線パラメータ空間Ｓ_L の関係を

【００３４】

【数５】のように得ることができる。

【００３５】二つの接平面は法線パラメータ空間Ｓ_N 中
の２点として表され、その点をそれぞれ交線のパラメー
タ空間Ｓ_L に変換すると式（１０）で表される曲線にな
り、その交点として、接平面の交線の方向が得られる。

【００３６】ここでは、法線のパラメータ空間中Ｓ_N の
全ての要素（θ，φ）（セルと呼ぶ）について、式（１
０）の曲線が通る交線パラメータ空間Ｓ_L 中のセルにＳ
_N （θ，φ）の値を投票していく。このようなハフ変換
を実行することで、対象物体の速度成分を表現する対象
領域に含まれ得る対象の速度成分が、交線パラメータ空
間中の投票分布に反映される。こうして得られた交線パ
ラメータ空間Ｓ_L は交線パラメータ空間メモリ２５４に
格納される。

【００３７】速度成分検出部２０５は、交線パラメータ
空間メモリＳ_L に格納されている投票値の分布のピーク
を検出し、このピークの座標値（α_P ，β_P ）より、対
象領域中の対象物体の最も優勢な並進速度成分を求め
る。この動きの方法は、

【００３８】

【数６】と得られ、速度の大きさＶは、

【００３９】

【数７】と得られる。ピークを示す投票値Ｓ_L （α_P ，β_P ）
は、対象領域内に速度Ｖ、方向α_P の並進速度成分が存
在する確からしさを表す証拠情報といえる。このように
得られた速度を以下では、速度成分

【００４０】

【外１】と記す。

【００４１】寄与度計算２１１は、速度成分検出部２０
５において検出された交線パラメータ空間メモリ２５４
中の投票値分布ピークを示す投票値Ｓ_L （α_P ，β_P ）
に対して、対象領域中の各画素または図形要素が寄与し
た度合いを求める。

【００４２】ここでは、その一例として以下に示す方法
を記す。時空間画像メモリ２５１に構築された運動軌跡
を表す時空間差分画像Ｄ（ｘ，ｙ，ｔ）中の各画素は、
３次元ハフ変換部２０２において、式（２）で表される
図５中の曲面Ｓ₁ のような投票パターンが指す３次元投
票空間メモリ２５２中の各セルに対して投票が行われ
る。

【００４３】また、速度成分検出部２０５で得られた速
度成分を表す投票のピークＳ_L （α _P ，β_P ）への投票
の集積に寄与した可能性のある２次元法線パラメータ空
間メモリ２５３中のセルの集合は、交線投票部２０４で
の投票パターンである式（１０）を書き直し、投票のピ
ークを示すセルの座標（α_P ，β_P ）を代入し、

【００４４】

【数８】で表される曲線が指すセルとなる。

【００４５】さらに、２次元法線パラメータ空間メモリ
２５３中の式（１３）が示すセルへの投票値に寄与し得
る３次元投票空間メモリは、図５のＳ₂ のような式（１
３）の曲線が底曲線とする柱面が指すセルの集合とな
る。よって、時空間差分画像中の各画素Ｄ（ｘ，ｙ，
ｔ）が速度成分

【００４６】

【外２】に寄与し得る３次元投票空間メモリ中のセルの集合は、
式（２）と式（１３）の双方を同時に満たす曲線、つま
り、図５の２つの曲面が交わる曲線（これをＬと呼ぶ）
が指すセルの集合となる。

【００４７】ここで時空間差分画像中の各画素Ｄ（ｘ，
ｙ，ｔ）の速度成分

【００４８】

【外３】への寄与の度合い（これを寄与度と呼ぶ。）は、曲線Ｌ
上のセルのうちで、集積された投票値の最大値としてＣ
（ｘ，ｙ，ｔ）と定義し、求めることができる。

【００４９】なお、上述以外の寄与の度合いの計算方法
も利用可能である。

【００５０】寄与度判定部２１２は、寄与度計算部２１
１において計算された各画素または図形要素の寄与の度
合いの大小により、速度成分検出部２０５で検出された
速度成分を割り当てるかどうかの判定を行う。

【００５１】ここでは、その一例として以下に示す方法
を記す。交線パラメータ空間メモリ２５４中の投票値に
は、画像中のノイズや速度のばらつき等の影響も含まれ
る。これらの影響を除外し、速度成分の寄与のみに必須
な時空間差分画像中の画素Ｄ（ｘ，ｙ，ｔ）を特定し、
速度成分を付与する必要がある。

【００５２】そこで、各画素の寄与度Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）
にしきい値Ｔを設け、しきい値Ｔ以上の寄与度をもつ画
素のみに速度成分検出部２０５で検出された速度成分を
割り当てる。ここでしきい値にＴは、交線パラメータ空
間メモリ２５４中の投票値の最低値からピーク値Ｓ_L
（α_P ，β_P ）までを１．０としたときの割合εを与え
たとき、しきい値Ｔ以上の寄与度Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）をも
つ画素による投票値の寄与により、交線パラメータ空間
のピーク点（α_P ，β_P ）に集積される投票値がεＳ_L
となるようなＴの値を設定する。εを寄与率と呼び、入
力画素に付加的なノイズが多く含まれるときには、１．
０に近い値を与える。寄与度Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）がしきい
値に満たない場合には、画素（ｘ，ｙ，ｔ）には速度が
ないものと判断する。よって、時空間差分画素Ｄ中の各
画素の速度成分υ（ｘ，ｙ，ｔ）は、

【００５３】

【数９】と求めることができる。

【００５４】速度場構成部２１３では、対象となる領域
に含まれる各画素または図形要素について、寄与度判定
部２１２によって割り当てられた速度成分をまとめ、速
度場を構成する。

【００５５】以下で具体的な例を説明する。図６は、対
象領域抽出部２０１によって、入力された時系列画像か
らある領域を抽出し、そのうちある一フレームを表示し
たものである。図７は、図６の入力画像からエッジや輪
郭を抽出した例である。この例では、対象は左から右に
一様に移動している。図８は、図６の入力から速度場を
求めた例である。寄与率εは０．９８とした。エッジの
動きが画素毎に得られることがわかる。

【００５６】また、図９は、図６の画像に標準偏差２０
のガウス状ノイズを加えた画像である。図１０は、図９
から抽出されたエッジの画像の輝度値の大小から求めた
速度場である。図１１に、本発明の方法により求めた速
度場を示す。寄与率εは０．９８とした。図１０と比較
し、ノイズの影響は大幅に削減されていることがわか
る。

【００５７】なお、図１の処理部２００中のメモリ２５
１〜２５４を除く各部はソフトウェアとして実現でき、
これらの処理はＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録
されてデータ処理装置によって読み出されて実行するこ
とができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ハフ変
換または投票を用いて時系列画像の動き場（オプティカ
ルフロー、速度場とも呼ぶ。）を計測する際に、時系列
画像中のある領域内に含まれる各画素または図形要素に
対してハフ変換または投票を行い、その結果として得ら
れるパラメータ空間（投票空間）中について投票分布の
ピークを検出し、各画素または図形要素のピーク値への
寄与の度合いを計算し、その大小により各画素または図
形要素のもつ速度成分を決定することで、ノイズにロパ
ストにきめ細かな時系列画像の動き場を求めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の時系列画像動き場計測装
置の構成図である。

【図２】図１の装置の処理の流れ図である。

【図３】３次元空間中の平面の極座標表現を説明する図
である。

【図４】３次元空間中の直線の表現方法を説明する図で
ある。

【図５】３次元投票空間中の投票パターンの様子を説明
する図である。

【図６】図１の装置で用いた時系列画像の一フレームを
示す図である。

【図７】図１の装置で得られた対象のエッジや輪郭を表
現した時系列差分画像の一フレームを示す図である。

【図８】図１の装置で得られた動き場を示す図である。

【図９】図１の装置で用いたノイズが付加された時系列
画像の一フレームを示す図である。

【図１０】図９から得られる比較対象の速度場を示す図
である。

【図１１】図９より得られた速度場を示す図である。

【符号の説明】

１００入力部２００処理部２０１対象領域抽出部２０２３次元ハフ変換部２０３投影部２０４交線投票部２０５速度成分検出部２１１寄与度計算部２１２寄与度判定部２１３速度場構成部２５１時空間画像メモリ２５２３次元投票空間メモリ２５３２次元法線パラメータ空間メモリ２５４交線パラメータ空間メモリ３００出力部４０１〜４１０ステップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時系列画像を入力し、ハフ変換または投
票を用いて画像の動き場を計測する時系列画像動き場計
測方法であって、時系列画像中の任意の領域内に含まれる各画素または図
形要素に対してハフ変換または投票を行う段階と、その結果として得られるパラメータ空間中について投票
分布のピークを検出する段階と、このピーク値への寄与の度合いを各画素または図形要素
について計算する段階と、その大小により各画素または図形要素のもつ速度成分を
判定し、時系列画像の動き場を計測する段階を有する時
系列画像動き場計測方法。
【請求項２】時系列画像を入力し、ハフ変換または投
票を用いて画像の動き場を計測する時系列画像動き場計
測方法であって、時系列画像を画像平面に時間軸を加えた３次元空間とし
て見たときに、画像中に含まれる対象のエッジおよび輪
郭が３次元空間中に描く曲面状の運動軌跡を検出し、こ
の運動軌跡に接する接平面を検出し、その相異なる接平
面が交わる交線の方向をハフ変換または投票により検出
する段階と、対象領域内の速度成分を計測し、ハフ変換または投票に
より得られたパラメータ空間中において、検出された速
度の方向を表す投票値のピークを検出する段階と、このピークに対する、対象領域内の運動軌跡を構成する
各画素の寄与の度合いを計算する段階と、その大小により各画素または図形要素のもつ速度成分を
求めることで時系列画像の動き場を計測する段階を有す
る時系列画像動き場計測方法。
【請求項３】時系列画像を入力し、ハフ変換または投
票を用いて画像の動き場を計測する時系列画像動き場計
測方法であって、時系列画像を画像平面に時間軸を加えた３次元空間とし
て見たときに、画像中に含まれる対象のエッジおよび輪
郭が３次元空間中に描く曲面状の運動軌跡を検出し、こ
の運動軌跡に接する接平面を３次元ハフ変換により検出
し、その相異なる接平面が交わる交線の方向を別のハフ
変換または投票により検出する段階と、対象領域内の速度成分を計測し、ハフ変換または投票に
より得られたパラメータ空間中において、検出された速
度の方向を表す投票値のピークを検出する段階と、このピークに対する、対象領域内の運動軌跡を構成する
各画素の寄与の度合いを計算する段階と、その大小により各画素または図形要素のもつ速度成分を
求めることで時系列画像の動き場を計測する段階を有す
る時系列画像動き場計測方法。
【請求項４】ピーク値に対する各画像の寄与の度合い
を計算する段階が、速度成分の検出に用いたパラメータ
空間中の投票値のピーク値に対して時系列画像に含まれ
る各画素または図形要素が寄与した度合いを、各画素ま
たは図形要素に対する３次元ハフ変換の投票が行われた
パラメータ空間中の要素の中で、検出された速度成分へ
の投票に寄与し、かつ最大の投票値が集積された要素の
投票値とする段階である請求項３記載の時系列画像動き
場計測方法。
【請求項５】時系列画像の動き場を計測する段階が、
速度成分の検出に用いたパラメータ空間中の投票値のピ
ーク値に対する時系列画像に含まれる各画素または図形
要素の寄与の度合いがある一定以上の値をもつ画素また
は図形要素のみに、パラメータ空間中の投票値のピーク
位置から求めた速度成分を与える段階を含む請求項１か
ら４のいずれかに記載の時系列画像動き場計測方法。
【請求項６】時系列画像中のある領域内に含まれる各
画素または図形要素に対してハフ変換または投票を行う
手段と、その結果として得られるパラメータ空間中の投
票分布のピークを検出する手段と、各画素または図形要
素のピーク値への寄与の度合いを計算する手段と、その
大小により各画素または図形要素のもつ速度成分を判定
する手段とを有する時系列画像動き場計測装置。
【請求項７】時系列画像を、画像平面に時間軸を加え
た３次元空間として見たときに、画像中に含まれる対象
のエッジおよび輪郭が時空間中に描く運動軌跡を検出す
る手段と、この運動軌跡に接する接平面を検出する手段
と、その接平面が交わる交線の方向を、ハフ変換または
投票により検出する手段と、ハフ変換または投票により
得られたパラメータ空間中の投票分布のピークを検出
し、対象の速度成分を計算する手段と、このピークに対
する時空間中の運動軌跡を構成する各画素の寄与の度合
いを計算する手段と、その大小により各画素または図形
要素のもつ速度成分を判定する手段とを有する時系列画
像動き場計測装置。
【請求項８】対象のエッジおよび輪郭が時空間中に描
く曲面状の運動軌跡に接する接平面を検出する３次元ハ
フ変換手段と、接平面が交わる交線の方向を検出するハ
フ変換手段とを有する請求項７記載の時系列画像動き場
計測装置。
【請求項９】ピークに対する各画素の寄与の度合いを
検出する手段が、各画素または図形要素に対する３次元
ハフ変換の投票が行われたパラメータ空間中の要素の中
で、検出された速度成分への投票に寄与した要素の集合
を求め、その中で最大の投票値が集積された要素を探索
し、投票値の最大値を時系列画像に含まれる各画素また
は図形要素の検出された速度成分への投票に寄与した度
合いとして計算する手段である請求項７記載の時系列画
像動き場計測装置。
【請求項１０】各画素または図形要素のもつ速度成分
を判定する手段が、速度成分の検出に用いたパラメータ
空間中の投票値のピーク値に対する時系列画像に含まれ
る各画素または図形要素の寄与の度合いとあるしきい値
を比較し、しきい値以上の寄与の度合いをもつ画素また
は図形要素のみに、パラメータ空間中の投票値のピーク
位置から求めた速度成分を与える手段を含む請求項６か
ら９記載のいずれか１項記載の時系列画像動き場計測装
置。
【請求項１１】時系列画像を入力し、ハフ変換または
投票を用いて画像の動き場を計測する時系列画像動き場
計測プログラムを記録した記録媒体であって、時系列画像中の任意の領域内に含まれる各画素または図
形要素に対してハフ変換または投票を行う処理と、その結果として得られるパラメータ空間中について投票
分布のピークを検出する処理と、このピーク値への寄与の度合いを各画素または図形要素
について計算する処理と、その大小により各画素または図形要素のもつ速度成分を
判定し、時系列画像の動き場を計測する処理を有する時
系列画像動き場計測プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１２】時系列画像を入力し、ハフ変換または
投票を用いて画像の動き場を計測する時系列画像動き場
計測プログラムを記録した記録媒体であって、時系列画像を画像平面に時間軸を加えた３次元空間とし
て見たときに、画像中に含まれる対象のエッジおよび輪
郭が３次元空間中に描く曲面状の運動軌跡を検出し、こ
の運動軌跡に接する接平面を検出し、その相異なる接平
面が交わる交線の方向をハフ変換または投票により検出
する処理と、対象領域内の速度成分を計測し、ハフ変換または投票に
より得られたパラメータ空間中において、検出された速
度の方向を表す投票値にピークを検出する処理と、このピークに対する、対象領域内の運動軌跡を構成する
各画素の寄与の度合いを計算する処理と、その大小により各画素または図形要素のもつ速度成分を
求めることで時系列画像の動き場を計測する処理を有す
る時系列画像動き場計測プログラムを記録した記録媒
体。
【請求項１３】時系列画像を入力し、ハフ変換または
投票を用いて画像の動き場を計測する時系列画像動き場
計測プログラムを記録した記録媒体であって、時系列画像を画像平面に時間軸を加えた３次元空間とし
て見たときに、画像中に含まれる対象のエッジおよび輪
郭が３次元空間中に描く曲面状の運動軌跡を検出し、こ
の運動軌跡に接する接平面を３次元ハフ変換により検出
し、その相異なる接平面が交わる交線の方向を別のハフ
変換または投票により検出する処理と、対象領域内の速度成分を計測し、ハフ変換または投票に
より得られたパラメータ空間中において、検出された速
度の方向を表す投票値のピークを検出する処理と、このピークに対する、対象領域内の運動軌跡を構成する
各画素の寄与の度合いを計算する処理と、その大小により各画素または図形要素のもつ速度成分を
求めることで時系列画像の動き場を計測する処理を有す
る時系列画像動き場計測方法。
【請求項１４】ピーク値に対する各画素の寄与の度合
いを計算する処理が、速度成分の検出に用いたパラメー
タ空間中の投票値のピーク値に対して時系列画像に含ま
れる各画素または図形要素が寄与した度合いを、各画素
または図形要素に対する３次元ハフ変換の投票が行われ
たパラメータ空間中の要素の中で、検出された速度成分
への投票に寄与し、かつ最大の投票値が集積された要素
の投票値とする処理を有する請求項１３記載の記録媒
体。
【請求項１５】時系列の動き場合を検出する処理が、
速度成分の検出に用いたパラメータ空間中の投票値のピ
ーク値に対する時系列画像に含まれる各画素または図形
要素の寄与の度合いがある一定以上の値をもつ画素また
は図形要素のみに、パラメータ空間中の投票値のピーク
位置から求めた速度成分を与える段階を有する請求項１
１から１４のいずれかに記載の記録媒体。