專(zhuān)利名稱(chēng)：移動(dòng)體高度判別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)體高度判別裝置，用來(lái)從通過(guò)單一的攝像裝置由上方所拍攝到的2維圖像內(nèi)對(duì)人體等移動(dòng)體進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，并推算出存在于較為接近處的2個(gè)移動(dòng)體的相對(duì)高度。
背景技術(shù)：
以往，作為從2維圖像內(nèi)識(shí)別移動(dòng)體的技術(shù)，有對(duì)通過(guò)攝像機(jī)所拍攝到的監(jiān)視區(qū)域的2維圖像利用移動(dòng)體與背景之間的濃度差來(lái)提取移動(dòng)體的技術(shù)。而且，作為辨別所提取的移動(dòng)體是否是作為監(jiān)視對(duì)象的目的移動(dòng)體的方法，例如一般對(duì)如果監(jiān)視對(duì)象是人體就模仿人體外形形狀的標(biāo)準(zhǔn)物體像和上述所提取移動(dòng)體的物體像直接或間接進(jìn)行比對(duì)。
另外，立體圖像計(jì)量技術(shù)也已為眾所周知，該立體圖像計(jì)量技術(shù)為了在混亂時(shí)以高準(zhǔn)確度對(duì)人體進(jìn)行計(jì)量，從通過(guò)2部攝像機(jī)對(duì)同一監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行拍攝所得到的立體圖像，根據(jù)三角測(cè)量的原理來(lái)計(jì)量到監(jiān)視對(duì)象人體的距離，并把人體分離成單個(gè)來(lái)識(shí)別其位置。
在上述的移動(dòng)體識(shí)別技術(shù)中，當(dāng)提取移動(dòng)體時(shí)不僅僅是作為監(jiān)視對(duì)象的目的移動(dòng)體，有時(shí)甚至附隨于該移動(dòng)體的物體都作為監(jiān)視對(duì)象被提取。例如，如果監(jiān)視對(duì)象是人體，則連其人體的影子、人所拿的提包、人所推的手推車(chē)等也能作為監(jiān)視對(duì)象的移動(dòng)體被提取。其原因?yàn)?，因?yàn)槿羰贡葘?duì)的靈敏度變得嚴(yán)格則有可能無(wú)法捕捉監(jiān)視對(duì)象的移動(dòng)體，所以需要使比對(duì)靈敏度在某種程度上得以放寬。
這種情況下，在實(shí)際空間坐標(biāo)系中因?yàn)榉潜O(jiān)視對(duì)象的人體影子、人所拿的提包及人所推的手推車(chē)等的高度全都比監(jiān)視對(duì)象的人體更低，所以可以考慮采用上述立體圖像計(jì)量技術(shù)對(duì)所提取的移動(dòng)體高度進(jìn)行判別將非監(jiān)視對(duì)象的物體去除。
但是，根據(jù)立體圖像計(jì)測(cè)技術(shù)，由于應(yīng)進(jìn)行圖像處理的圖像數(shù)據(jù)增多，因而圖像處理速度變慢，招致存儲(chǔ)器的大容量化，而且作為攝像裝置至少需要準(zhǔn)備2部攝像機(jī)，因此產(chǎn)生裝置的大型化及招致成本高等的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為實(shí)現(xiàn)一種移動(dòng)體高度判別裝置，可以采用單一的攝像裝置以簡(jiǎn)單且良好的方式對(duì)要跟蹤監(jiān)視的移動(dòng)體高度進(jìn)行判別。
為了達(dá)到上述目的之本發(fā)明所涉及的移動(dòng)體高度判別裝置，其特征為具有單一的攝像裝置，用來(lái)從上方對(duì)某個(gè)監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行拍攝；識(shí)別裝置，用來(lái)在由上述攝像裝置所得到的2維圖像內(nèi)將有圖像濃度差的區(qū)域作為移動(dòng)體進(jìn)行識(shí)別，并計(jì)算所代表的點(diǎn)；跟蹤裝置，用來(lái)跟蹤上述所代表的點(diǎn)；高度運(yùn)算裝置，具備將圖像內(nèi)距離轉(zhuǎn)換為實(shí)際空間距離的轉(zhuǎn)換系數(shù)，該圖像內(nèi)距離是通過(guò)把上述圖像內(nèi)的點(diǎn)假定為地面高度來(lái)決定的；上述高度運(yùn)算裝置，在上述識(shí)別裝置計(jì)算的點(diǎn)于同一圖像內(nèi)較為接近處有2點(diǎn)時(shí)，求取上述跟蹤裝置對(duì)該2點(diǎn)各自獨(dú)立進(jìn)行多個(gè)時(shí)鐘期間跟蹤后的圖像內(nèi)軌跡；將一個(gè)點(diǎn)看作是具有標(biāo)準(zhǔn)地面高度的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，并將另一點(diǎn)看作是具有虛擬地面高度的假定點(diǎn)，在通過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)際空間上的垂直軸線(xiàn)上求取為上述虛擬地面高度修正后的比較點(diǎn)，接著，利用上述轉(zhuǎn)換系數(shù)求取上述比較點(diǎn)和上述假定點(diǎn)之間實(shí)際空間上的2點(diǎn)間距離，并且對(duì)于進(jìn)行多個(gè)時(shí)鐘期間跟蹤后的結(jié)果，求取上述實(shí)際空間上的2點(diǎn)間距離，并求取其2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)多個(gè)時(shí)鐘期間上的實(shí)際空間移動(dòng)距離，至少假設(shè)3種以上上述假定點(diǎn)上虛擬地面高度的高度設(shè)定值，并為每個(gè)不同的高度設(shè)定值求取上述2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量，接著，在作為上述2點(diǎn)的關(guān)系使標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)和假定點(diǎn)相反的狀態(tài)下，和上面相同，求取2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)多個(gè)時(shí)鐘期間上的實(shí)際空間移動(dòng)距離，在這些各變動(dòng)量之中變動(dòng)量最少且對(duì)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)移動(dòng)量的比例滿(mǎn)足于一定值以?xún)?nèi)時(shí)，獲得由其高度設(shè)定值得到的假定高度，來(lái)作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上的移動(dòng)體對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)上移動(dòng)體的相對(duì)高度，或者獲得下述假定高度的修正值，來(lái)作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上的移動(dòng)體對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)上移動(dòng)體的相對(duì)高度，上述假定高度的修正值是看作對(duì)每個(gè)假定高度使變動(dòng)量以2次式的形式產(chǎn)生變化并取出其極小值的值。
作用在利用設(shè)置于上方的1部攝像機(jī)等單一攝像裝置得到的來(lái)自上方的2維圖像中，例如圖3的LA線(xiàn)上所有的點(diǎn)在圖像空間上作為單一的點(diǎn)來(lái)映現(xiàn)。因而，不能在圖像上對(duì)LA線(xiàn)上的點(diǎn)和LB線(xiàn)上的點(diǎn)之間的實(shí)際空間距離進(jìn)行測(cè)量。這里，如果對(duì)LA線(xiàn)、LB線(xiàn)假定出地面高度，則實(shí)際空間上的位置被確定，并可以利用從攝像機(jī)的透鏡常數(shù)、角度信息和圖像內(nèi)的位置信息計(jì)算出的轉(zhuǎn)換系數(shù)，測(cè)量實(shí)際空間上的距離。
例如，在2個(gè)移動(dòng)體存在于較為接近處時(shí)，假設(shè)2個(gè)移動(dòng)體是2人同行的組，則隨著移動(dòng)在圖像上2人的相對(duì)位置及相對(duì)距離產(chǎn)生變化(原因是，被攝物體在攝像機(jī)的近處映現(xiàn)得較大，隨著遠(yuǎn)離攝像機(jī)則映現(xiàn)得較小等。)，但是其實(shí)際空間上的位置關(guān)系幾乎不產(chǎn)生變化。另外，即便是1人所拿的提包或者人體和其人體的影子，其實(shí)際空間上的位置關(guān)系也幾乎不產(chǎn)生變化。因而，可以認(rèn)為，如果能假定作出實(shí)際空間上的相對(duì)位置關(guān)系不產(chǎn)生變化的答案那種的高度則其假定高度就是正解。另外，因?yàn)闊o(wú)論假定何種高度，在實(shí)際空間上的相對(duì)位置關(guān)系變化較大時(shí)其2點(diǎn)都進(jìn)行獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，所以不能斷定為單一的決，當(dāng)然不能使用于物體高度的判定。
另外，在檢測(cè)對(duì)象是車(chē)輛檢測(cè)時(shí)，因?yàn)檐?chē)輛高度根據(jù)車(chē)種的不同有所差異，所以假設(shè)把標(biāo)準(zhǔn)高度的點(diǎn)置于輪胎上，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)高度為地面高度0mm、另一假定點(diǎn)為車(chē)頂、前擋風(fēng)玻璃等的高度，并測(cè)量較為接近處2點(diǎn)間的相對(duì)高度，至少可以只使具有2點(diǎn)間相對(duì)高度為600mm左右以上的高度之物體成為檢出對(duì)象。這樣一來(lái)，就可以排除路面的變化以及路面上映現(xiàn)的影子的影響。在路面出現(xiàn)變化時(shí)，因?yàn)?點(diǎn)的變化是獨(dú)立的，所以無(wú)論假定何種高度，實(shí)際空間上的相對(duì)位置關(guān)系變化都較大，并且不能斷定為單一的物體。
另外，影子因?yàn)榭梢允?點(diǎn)間的相對(duì)高度作為0mm左右進(jìn)行檢測(cè)的，所以能夠排除其影響。
因此，首先在上述識(shí)別裝置計(jì)算的點(diǎn)于同一圖像內(nèi)較為接近處有2點(diǎn)時(shí)，將一個(gè)點(diǎn)看作是具有標(biāo)準(zhǔn)地面高度的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，暫且設(shè)為該標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)代表特定監(jiān)視對(duì)象的移動(dòng)體。另外，將另一點(diǎn)看作是具有虛擬地面高度的假定點(diǎn)，暫且設(shè)為該假定點(diǎn)代表非特定監(jiān)視對(duì)象的移動(dòng)體。還有，假定點(diǎn)的虛擬高度設(shè)定為，代表該假定點(diǎn)的移動(dòng)體如0mm到1800mm左右的某個(gè)高度設(shè)定值。
然后，在通過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)際空間上的垂直軸線(xiàn)上，求取為上述虛擬地面高度修正后的比較點(diǎn)。據(jù)此，如果上述高度設(shè)定值是代表上述假定點(diǎn)的移動(dòng)體高度等量，則上述比較點(diǎn)成為與上述假定點(diǎn)大致相同的高度。
接著，利用上述轉(zhuǎn)換系數(shù)求取上述比較點(diǎn)和上述假定點(diǎn)之間實(shí)際空間上的2點(diǎn)間距離，并且對(duì)進(jìn)行多個(gè)時(shí)鐘期間跟蹤后的結(jié)果求取上述實(shí)際空間上的2點(diǎn)間距離，求取其2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)多個(gè)時(shí)鐘期間上的實(shí)際空間移動(dòng)距離。然后，至少假定3種以上上述假定點(diǎn)上虛擬地面高度的高度設(shè)定值，為每個(gè)不同的高度設(shè)定值求取上述2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量。
接著，在作為上述2點(diǎn)的關(guān)系使標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)和假定點(diǎn)相反的狀態(tài)下，與上面相同，求取2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)多個(gè)時(shí)鐘期間上的實(shí)際空間移動(dòng)距離。也就是說(shuō)，原因是還有最初所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)和假定點(diǎn)之間的關(guān)系實(shí)際上相反的情形。
然后，在它們的各變動(dòng)量之中變動(dòng)量最小且對(duì)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)移動(dòng)量的比例滿(mǎn)足于一定值以?xún)?nèi)時(shí)，獲得由其高度設(shè)定值得到的假定高度，來(lái)作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上的移動(dòng)體對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)上移動(dòng)體的相對(duì)高度，或者獲得下述假定高度的修正值，來(lái)作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上的移動(dòng)體對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)上移動(dòng)體的相對(duì)高度，該假定高度的修正值是看作對(duì)每個(gè)假定高度使變動(dòng)量以2次式的形式產(chǎn)生變化并取出其極小值的值。
因?yàn)楸旧暾?qǐng)發(fā)明是上述結(jié)構(gòu)，所以具有下面的特有效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于在存在于由單一的攝像裝置從上方所拍攝到的同一2維圖像內(nèi)較為接近處的2個(gè)移動(dòng)體，可以以簡(jiǎn)單且良好的方式判別實(shí)際空間上的高度關(guān)系。
其結(jié)果為，例如可以從通過(guò)識(shí)別裝置暫時(shí)作為監(jiān)視對(duì)象所捕捉到的移動(dòng)體之中區(qū)別原本就是非監(jiān)視對(duì)象的移動(dòng)體，并且還可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視準(zhǔn)確度優(yōu)良的移動(dòng)體識(shí)別裝置等。
另外，本發(fā)明所涉及的另一移動(dòng)體高度判別裝置，其特征為具有單一攝像裝置，用來(lái)從上方拍攝某個(gè)監(jiān)視區(qū)域，識(shí)別裝置，用來(lái)在由上述攝像裝置所得到的2維圖像內(nèi)將有圖像濃度差的區(qū)域作為移動(dòng)體進(jìn)行識(shí)別，并計(jì)算所代表的點(diǎn)；跟蹤裝置，用來(lái)跟蹤上述所代表的點(diǎn)。
高度運(yùn)算裝置，具備將圖像內(nèi)距離轉(zhuǎn)換成實(shí)際空間距離的轉(zhuǎn)換系數(shù)，該圖像內(nèi)距離是通過(guò)把上述圖像內(nèi)的點(diǎn)假定為地面高度來(lái)決定的；上述高度運(yùn)算裝置，在上述識(shí)別裝置計(jì)算的點(diǎn)于同一圖像內(nèi)的較為接近處有2點(diǎn)時(shí)，求取上述跟蹤裝置對(duì)該2點(diǎn)各自獨(dú)立進(jìn)行多個(gè)時(shí)鐘期間跟蹤后的圖像內(nèi)軌跡，將一個(gè)點(diǎn)看作是具有標(biāo)準(zhǔn)地面高度的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，將另一點(diǎn)看作是具有虛擬地面高度的假定點(diǎn)，在通過(guò)上述假定點(diǎn)的實(shí)際空間上的垂直軸線(xiàn)上求取為上述標(biāo)準(zhǔn)地面高度修正后的比較點(diǎn)，接著，利用上述轉(zhuǎn)換系數(shù)求取上述比較點(diǎn)和上述標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)之間實(shí)際空間上的2點(diǎn)間距離，并且對(duì)于進(jìn)行多個(gè)時(shí)鐘期間跟蹤后的結(jié)果求取上述實(shí)際空間上的2點(diǎn)間距離，并求取其2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)多個(gè)時(shí)鐘期間上的實(shí)際空間移動(dòng)距離，至少假定3種以上上述假定點(diǎn)上虛擬地面高度的高度設(shè)定值，為每個(gè)不同的高度設(shè)定值求取上述2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量，接著，在作為上述2點(diǎn)的關(guān)系使標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)和假定點(diǎn)相反的狀態(tài)下，與上面相同，求取2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)多個(gè)時(shí)鐘期間上的實(shí)際空間移動(dòng)距離，在這些的各變動(dòng)量之中變動(dòng)量最小且對(duì)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)移動(dòng)量的比例滿(mǎn)足于一定值以?xún)?nèi)時(shí)，獲得由其高度設(shè)定值得到的假定高度，來(lái)作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上的移動(dòng)體對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)上移動(dòng)體的相對(duì)高度，或者獲得下述假定高度的修正值，來(lái)作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上的移動(dòng)體對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)上移動(dòng)體的相對(duì)高度，該假定高度的修正值是看作對(duì)每個(gè)假定高度使變動(dòng)量以2元公式的形式產(chǎn)生變化并取出其極小值的值。
該判別裝置雖然對(duì)假定點(diǎn)進(jìn)行修正并求取比較點(diǎn)，但是產(chǎn)生與上述的判別裝置相同的作用及奏效。
本發(fā)明上述目的及其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)越性可以通過(guò)參考下述及附圖詳述，得到更加清晰的認(rèn)識(shí)。


圖1是表示根據(jù)實(shí)施方式1的移動(dòng)體識(shí)別裝置概略結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖2是表示由1部攝像機(jī)(單一的攝像裝置)從上方拍攝監(jiān)視區(qū)域的2維圖像的模式圖。
圖3是將實(shí)施方式1中高度運(yùn)算部24內(nèi)的處理加以立體化進(jìn)行說(shuō)明所用的模式圖。
圖4是將實(shí)施方式1中高度運(yùn)算部24內(nèi)的處理加以2維化進(jìn)行說(shuō)明所用的模式圖。
圖5是表示求取假定點(diǎn)高度的2次曲線(xiàn)的曲線(xiàn)圖。
圖6是將實(shí)施方式2中高度運(yùn)算部24內(nèi)的處理加以立體化進(jìn)行說(shuō)明所用的模式圖。
圖7是將實(shí)施方式2中高度運(yùn)算部24內(nèi)的處理加以2維化進(jìn)行說(shuō)明所用的模式圖。
具體實(shí)施例方式
對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式，通過(guò)參照附圖進(jìn)行說(shuō)明。
還有，下面的實(shí)施方式將以本發(fā)明中的移動(dòng)體高度判別裝置作為所使用的移動(dòng)體識(shí)別裝置進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施方式中的移動(dòng)體識(shí)別裝置用來(lái)從通過(guò)單一的攝像裝置由上方拍攝監(jiān)視區(qū)域的2維圖像內(nèi)對(duì)人體等的移動(dòng)體進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，并且對(duì)于同時(shí)移動(dòng)的移動(dòng)體推算高度，判別是否是監(jiān)視對(duì)象。還有，在下面的實(shí)施方式中，將監(jiān)視對(duì)象設(shè)為人體進(jìn)行說(shuō)明。
(實(shí)施方式1)如圖1所示，根據(jù)實(shí)施方式1的移動(dòng)體識(shí)別裝置具備圖像輸入用的1部攝像機(jī)1，用來(lái)從上方拍攝某個(gè)監(jiān)視區(qū)域；圖像處理主體部2，用來(lái)對(duì)來(lái)自該攝像機(jī)1的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理。
上述攝像機(jī)1用來(lái)將從上方看到監(jiān)視區(qū)域空間的2維圖像的圖像數(shù)據(jù)輸入到主體部2。還有，來(lái)自該攝像機(jī)1的圖像數(shù)據(jù)是以一定的時(shí)鐘單位經(jīng)過(guò)時(shí)間所拍攝到的動(dòng)態(tài)圖像。
上述主體部2具備顯示部21，例如由個(gè)人計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，用來(lái)顯示上述攝像機(jī)1所拍攝到的2維圖像G；識(shí)別部22，用來(lái)在通過(guò)上述攝像機(jī)1所得到的2維圖像內(nèi)將有圖像濃度差的區(qū)域作為移動(dòng)體進(jìn)行識(shí)別，并計(jì)算所代表的點(diǎn)；跟蹤部23，用來(lái)跟蹤上述所代表的點(diǎn)；高度運(yùn)算部24，具備將圖像內(nèi)距離轉(zhuǎn)換為實(shí)際空間距離的轉(zhuǎn)換系數(shù)，該圖像內(nèi)距離是通過(guò)把上述圖像內(nèi)的點(diǎn)假定為地面高度來(lái)決定的；識(shí)別部25，用來(lái)識(shí)別由上述高度運(yùn)算部24所求出的相對(duì)高度的移動(dòng)體是否是監(jiān)視對(duì)象。
上述識(shí)別部25用來(lái)進(jìn)行下述處理，該處理為針對(duì)由上述識(shí)別部22所捕捉到的移動(dòng)體M，對(duì)于如同2個(gè)同時(shí)移動(dòng)等的那樣存在于較為接近處的2個(gè)移動(dòng)體M，根據(jù)由上述高度運(yùn)算部24所推算出的相對(duì)高度，判別這些移動(dòng)體M是由1人的人體和其人體的影子、手拿的提包及手推車(chē)等而產(chǎn)生的，還是由2人的人體而產(chǎn)生的，并且在其結(jié)果不是監(jiān)視對(duì)象的人體時(shí)將其除外或者另行進(jìn)行監(jiān)視等。還有，上述顯示部21雖然在監(jiān)視者可直接確認(rèn)圖像方面是有用的，但是尤其是在本發(fā)明中也可以不具備。另外，識(shí)別部22、跟蹤部23、高度運(yùn)算部24及識(shí)別部25可以采用計(jì)算機(jī)程序或電子線(xiàn)路等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
下面，對(duì)于該移動(dòng)體識(shí)別裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
如圖2所示，識(shí)別部22若拍攝了由上述攝像機(jī)1從上方所拍攝到的監(jiān)視區(qū)域的2維圖像G內(nèi)看作監(jiān)視對(duì)象人體的移動(dòng)體M，則用具有空間上的一定標(biāo)準(zhǔn)高度的代表點(diǎn)P來(lái)代表該移動(dòng)體M。然后，跟蹤部23從代表點(diǎn)P輸出跟蹤線(xiàn)L并進(jìn)行跟蹤監(jiān)視。作為該識(shí)別部25中的圖像識(shí)別動(dòng)作，例如可利用特許第3406587號(hào)中所公示的向量焦點(diǎn)法。
也就是說(shuō)，該方法為利用2維圖像G內(nèi)移動(dòng)體M的物體像和背景像之間的濃度差來(lái)識(shí)別移動(dòng)體M，并且在2維圖像G上按相等間隔配置處理點(diǎn)，針對(duì)各處理點(diǎn)則對(duì)以其處理點(diǎn)為中心的圓的圓周上的各象素值實(shí)行基波傅里葉轉(zhuǎn)換，并提取使通過(guò)基波傅里葉轉(zhuǎn)換得到的相位與上述處理點(diǎn)上的上述物體像輪廓對(duì)應(yīng)的法線(xiàn)向量，來(lái)識(shí)別移動(dòng)物體M。
具體而言，首先將映現(xiàn)出上述背景像的圖像上的任意1點(diǎn)作為配置點(diǎn)，以該配置點(diǎn)為基準(zhǔn)把模仿監(jiān)視對(duì)象人體外形的標(biāo)準(zhǔn)物體像配置到上述2維圖像G上，根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)物體像和上述背景像之間的濃度差求取上述標(biāo)準(zhǔn)物體像輪廓部分上的法線(xiàn)向量群，并求取從上述配置點(diǎn)到上述法線(xiàn)向量群各法線(xiàn)向量的位置信息以及各法線(xiàn)向量上的角度信息，存儲(chǔ)這些位置信息及角度信息，來(lái)作為該配置點(diǎn)上的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。接著，對(duì)于映現(xiàn)出應(yīng)作為監(jiān)視對(duì)象的移動(dòng)體M物體像的2維圖像G，根據(jù)物體像和背景像之間的濃度差求取物體像輪廓部分上的法線(xiàn)向量群，按照這些法線(xiàn)向量群根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)求取與上述配置點(diǎn)相當(dāng)?shù)恼恻c(diǎn)群。然后，在由該正解點(diǎn)群所形成的焦點(diǎn)區(qū)域(向量焦點(diǎn))較多形成到上述配置點(diǎn)的一定區(qū)域內(nèi)時(shí)，識(shí)別出該物體像是與標(biāo)準(zhǔn)物體像相當(dāng)?shù)挠跋?，也就是作為監(jiān)視對(duì)象的移動(dòng)體M。
這樣一來(lái)，就用具有空間上的一定高度的代表點(diǎn)P來(lái)代表被識(shí)別出的移動(dòng)體M，并從該代表點(diǎn)P輸出跟蹤線(xiàn)L進(jìn)行跟蹤監(jiān)視。還有，因?yàn)樵诒緦?shí)施方式中將人體設(shè)為監(jiān)視對(duì)象，所以把人體的高度大致設(shè)為1600mm，并且上述標(biāo)準(zhǔn)高度如同對(duì)其人體表示1200mm的高度位置那樣，在實(shí)際坐標(biāo)系中將1200mm高度等量的點(diǎn)于2維圖像G內(nèi)作為上述代表點(diǎn)P來(lái)代表。
接著，在上述2維圖像G內(nèi)進(jìn)行跟蹤監(jiān)視的多個(gè)代表點(diǎn)P之中2個(gè)代表點(diǎn)P存在于較為接近處時(shí)，對(duì)該2維圖像G通過(guò)上述高度運(yùn)算部24進(jìn)行下面的處理。
在此，由于通常監(jiān)視對(duì)象被決定為「人體」，因而作為監(jiān)視對(duì)象的移動(dòng)體M的大約高度可以自行確定(例如，人體的高度大致為1600mm。)。另一方面，在2個(gè)代表點(diǎn)同行時(shí)，即使一個(gè)是監(jiān)視對(duì)象的人體，也根據(jù)另一個(gè)是否是人體(高度1600mm)、是否是一個(gè)人體的影子(高度0mm)、是否是一個(gè)人所拿的提包(高度600mm左右)以及是否是一個(gè)人所推的手推車(chē)(高度600mm左右)等其種類(lèi)的不同，高度有所差異，因此不能從2維圖像G一看就確定其高度。
因此，如圖2中的代表點(diǎn)P1、P2那樣，在向相同方向同時(shí)描繪跟蹤線(xiàn)L1、L2產(chǎn)生移動(dòng)時(shí)，將這些代表點(diǎn)P1、P2之中的一個(gè)代表點(diǎn)P1看作是下述標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A，將另一代表點(diǎn)P2看作是具有虛擬高度的假定點(diǎn)B，該標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A具有代表監(jiān)視對(duì)象人體的標(biāo)準(zhǔn)高度。在此，看作表示人體的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A的標(biāo)準(zhǔn)高度設(shè)定為1200mm，看作是否是表示人體為不明確的假定點(diǎn)B的虛擬高度設(shè)定為0mm、600mm、1200mm、1800mm的任一高度設(shè)定值。還有，作為虛擬高度也包括高度零的原因是考慮到人體的影子?，F(xiàn)將該虛擬高度的高度設(shè)定值設(shè)定為600mm。
下面，如圖3所示，沿著上述標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A對(duì)移動(dòng)體M1的虛擬垂直鉛直軸線(xiàn)T，求取將1200mm等量的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A修正為600mm等量的上述虛擬高度等量后的比較點(diǎn)a006。因此，如果上述高度設(shè)定值(現(xiàn)為600mm)是代表上述假定點(diǎn)B的移動(dòng)體M2(E)的代表點(diǎn)P2高度等量，則修正上述標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A后的比較點(diǎn)a006成為與上述假定點(diǎn)B幾乎相同的高度。
接著，如圖4所示，求取該比較點(diǎn)a006和上述假定點(diǎn)B之間的2點(diǎn)間實(shí)際空間距離d006(圖4(a))，并求取按一定的時(shí)鐘間隔從攝像機(jī)1所輸入的2維圖像G之內(nèi)過(guò)去方向的8個(gè)時(shí)鐘期間中上述2維圖像G內(nèi)的上述2點(diǎn)間實(shí)際空間距離d006、d106、d206、……的變動(dòng)量q(圖4(b))。此時(shí)2點(diǎn)間距離d的變動(dòng)量q成為虛擬高度設(shè)定值為600mm時(shí)的值。另外，還求取標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A上述時(shí)鐘期間上的實(shí)際空間移動(dòng)距離。
而且，上述2點(diǎn)間距離d的變動(dòng)量q至少設(shè)定3個(gè)以上圖3所示的上述假定點(diǎn)B的高度設(shè)定值(例如，0mm、600mm、1200mm、1800mm等)，并為每個(gè)不同的高度設(shè)定值求取。
接著，使上述2個(gè)代表點(diǎn)P1、P2上標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A和假定點(diǎn)B之間的關(guān)系相反，執(zhí)行上述高度運(yùn)算部24中的動(dòng)作處理。其原因?yàn)?，還有所任意設(shè)定的上述2個(gè)代表點(diǎn)P1、P2上標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A和假定點(diǎn)B之間的關(guān)系實(shí)際上相反的情形。因此，即使在最初所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A和假定點(diǎn)B之間的關(guān)系實(shí)際上相反的情況下，也可以確實(shí)判別移動(dòng)體M的相對(duì)高度，使移動(dòng)體M的識(shí)別準(zhǔn)確度得到提高。
然后，在各高度設(shè)置值之中變動(dòng)量q最少且對(duì)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A移動(dòng)量的比例滿(mǎn)足于一定值以?xún)?nèi)時(shí)，獲得由其高度設(shè)定值得到的假定高度，來(lái)作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A上的移動(dòng)體M1對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)B上移動(dòng)體M2的相對(duì)高度。也就是說(shuō)，可以判別出，對(duì)其比較點(diǎn)a的虛擬高度的高度設(shè)定值是上述移動(dòng)體M2(E)上假定點(diǎn)B的高度等量。其原因是，如果可以假定出上述比較點(diǎn)a和假定點(diǎn)B具有幾乎相同的高度，則2點(diǎn)的相對(duì)位置(距離)不產(chǎn)生變化。
作為上述的處理，例如可以通過(guò)下面那種運(yùn)算處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。
比較點(diǎn)a和假定點(diǎn)B之間的2點(diǎn)間距離d為，假設(shè)高度設(shè)定值的高度上的平均轉(zhuǎn)換系數(shù)為k(mm/象素)，則成為d＝(a-B)×k [mm]還有，a、B用來(lái)以圖像的象素單位表示2維圖像G的平面坐標(biāo)，(a-B)成為點(diǎn)aB間的象素?cái)?shù)。另外，K是每1象素的距離換算系數(shù)，并且其值根據(jù)圖像內(nèi)的位置及實(shí)際空間坐標(biāo)系上的高度(上述高度設(shè)定值)的不同有所差異。另外，因?yàn)榘?維圖像G的X軸方向、Y軸方向的不同，K也有所不同，所以需要為X軸、Y軸雙向的每個(gè)成分進(jìn)行上述及下述的計(jì)算。
接著，2點(diǎn)間距離d的平均值ave為，假設(shè)過(guò)去方向的跟蹤線(xiàn)L上代表點(diǎn)P的數(shù)目n(時(shí)鐘數(shù))為count，則成為ave=1countΣndn.]]>每個(gè)count的2點(diǎn)間距離的變動(dòng)j為，j＝ave-d。
而且，距離變動(dòng)的離散值q為，q=1countΣjn2.]]>該距離變動(dòng)的離散值q成為上述2點(diǎn)間距離d的變動(dòng)量q。
然后，使上面距離變動(dòng)的離散值q與圖3、圖4所示的所有4個(gè)比較點(diǎn)a對(duì)應(yīng)加以執(zhí)行，并作為各虛擬高度(0mm、600mm、1200mm、1800mm)的離散值q，求取q00(00mm)、q06(600mm)、q12(1200mm)、q18(1800mm)。
可以認(rèn)為，這些離散值q00～18之中變動(dòng)量q最少且對(duì)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A移動(dòng)量的比例滿(mǎn)足于一定值以?xún)?nèi)、對(duì)比較點(diǎn)a的虛擬高度的高度設(shè)定值，是移動(dòng)體M2(E)上上述假定點(diǎn)B的大約高度等量。
另一方面，為了詳細(xì)求取假定點(diǎn)B的虛擬高度，可以進(jìn)行下面的運(yùn)算。
將上述q00(00mm)、q06(600mm)、q12(1200mm)、q18(1800mm)之中最小值(min)的q設(shè)為q0，并將該q0前后的min-1、min+1的q設(shè)為qm、qp(例如，如果設(shè)為600mm等量的高度之q06是q0，則其前后的q00、q12成為qm、qp。)而且，要求取的假定點(diǎn)B的高度h，作為hmin=qm-qp2×(qp+qm)×Hpich+Hbase]]>來(lái)求出。也就是說(shuō)，如圖5所示，將q的3點(diǎn)設(shè)為2次曲線(xiàn)上的點(diǎn)，其極小值hmin成為上述假定點(diǎn)B的高度。還有，在上述示例的情況下，因?yàn)閷⒈容^點(diǎn)a設(shè)為600mm單位，所以成為Hpich＝600mm，并且因?yàn)閷?biāo)準(zhǔn)高度設(shè)為1200mm，所以成為Hbase＝1200mm。
而且，代表假定點(diǎn)B的移動(dòng)體M2(E)本身的高度h1在將代表標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A且作為移動(dòng)體M1的人體設(shè)為身高1600mm時(shí)，可以作為h1=hmin×16001200]]>來(lái)求取。
如上所述，根據(jù)上述實(shí)施方式1，在通過(guò)單一的攝像機(jī)1(攝像裝置)從上方所拍攝到的2維圖像G中2個(gè)移動(dòng)體M向相同方向同時(shí)移動(dòng)等存在于較為接近處時(shí)，可以通過(guò)高度運(yùn)算部24推算2個(gè)移動(dòng)體M的相對(duì)高度。
而且，由于特定監(jiān)視對(duì)象的移動(dòng)體M(例如，人體)已被決定，因而原來(lái)監(jiān)視對(duì)象的移動(dòng)體M的高度也被決定，因此在上述識(shí)別部25中，根據(jù)由上述高度運(yùn)算部24所求出的移動(dòng)體M相對(duì)高度，從通過(guò)識(shí)別部22暫時(shí)作為監(jiān)視對(duì)象所捕捉到的移動(dòng)體M之中區(qū)別原本就是非監(jiān)視對(duì)象的移動(dòng)體M，以此可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視準(zhǔn)確度優(yōu)良的移動(dòng)體識(shí)別裝置。
(實(shí)施方式2)在上述實(shí)施方式1中，作為高度運(yùn)算部24的處理結(jié)構(gòu)，沿著上述標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A上對(duì)移動(dòng)體M的虛擬垂直軸線(xiàn)T求取將標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A修正為上述虛擬高度等量后的比較點(diǎn)a，并求取該比較點(diǎn)a和上述假定點(diǎn)B之間2點(diǎn)距離d的變動(dòng)量q。
在該實(shí)施方式2中，作為高度運(yùn)算部24的處理結(jié)構(gòu)，則如圖6所示，沿著上述假定點(diǎn)B上對(duì)移動(dòng)體M的虛擬垂直軸線(xiàn)T求取使假定點(diǎn)B移動(dòng)到上述標(biāo)準(zhǔn)高度等量后的比較點(diǎn)a，而且如圖7(a)所示，求取該比較點(diǎn)a和上述標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A之間的2點(diǎn)間距離，并如圖7(b)所示至少求取3個(gè)時(shí)鐘以上連續(xù)期間的上述2維圖像G內(nèi)2點(diǎn)間距離d的變動(dòng)量q。其他結(jié)構(gòu)則與上述實(shí)施方式2相同。
因而，即便是該實(shí)施方式2的識(shí)別裝置，也具有與上述實(shí)施方式1相同的作用效果，并且可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視準(zhǔn)確度優(yōu)良的移動(dòng)體識(shí)別裝置。
還有，本發(fā)明并不限定為上述各實(shí)施方式，例如雖然將監(jiān)視對(duì)象設(shè)為人體，但是也可以將人體以外的車(chē)輛等移動(dòng)體作為監(jiān)視對(duì)象。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)體高度判別裝置，其特征為具有單一攝像裝置，用來(lái)從上方拍攝某個(gè)監(jiān)視區(qū)域；識(shí)別裝置，用來(lái)在通過(guò)上述攝像裝置所得到的2維圖像內(nèi)將有圖像濃度差的區(qū)域作為移動(dòng)體進(jìn)行識(shí)別，并計(jì)算所代表的點(diǎn)；跟蹤裝置，用來(lái)跟蹤上述所代表的點(diǎn)；高度運(yùn)算裝置，具備將圖像內(nèi)距離轉(zhuǎn)換成實(shí)際空間距離的轉(zhuǎn)換系數(shù)，該圖像內(nèi)距離是通過(guò)把上述圖像內(nèi)的點(diǎn)假定為地面高度來(lái)決定的；上述高度運(yùn)算裝置，在上述識(shí)別裝置計(jì)算的點(diǎn)于同一圖像內(nèi)較為接近處有2個(gè)點(diǎn)時(shí)，求取上述跟蹤裝置對(duì)該2點(diǎn)各自獨(dú)立進(jìn)行多個(gè)時(shí)鐘期間跟蹤后的圖像內(nèi)軌跡，將一個(gè)點(diǎn)看作是具有標(biāo)準(zhǔn)地面高度的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，并將另一點(diǎn)看作是具有虛擬地面高度的假定點(diǎn)，在通過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)際空間上的垂直軸線(xiàn)上求取為上述虛擬地面高度修正后的比較點(diǎn)，接著，利用上述轉(zhuǎn)換系數(shù)求取上述比較點(diǎn)和上述假定點(diǎn)之間實(shí)際空間上的2點(diǎn)間距離，并且對(duì)進(jìn)行多個(gè)時(shí)鐘期間跟蹤后的結(jié)果求取上述實(shí)際空間上的2點(diǎn)間距離，并求取其2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)多個(gè)時(shí)鐘期間上的實(shí)際空間移動(dòng)距離，至少假定3種以上上述假定點(diǎn)上虛擬地面高度的高度設(shè)定值，為每個(gè)不同的高度設(shè)定值求取上述2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量，接著，在作為上述2點(diǎn)的關(guān)系使標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)和假定點(diǎn)相反的狀態(tài)下，與上面相同，求取2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)多個(gè)時(shí)鐘期間上的實(shí)際空間移動(dòng)距離，在這些各變動(dòng)量之中變動(dòng)量最少且對(duì)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)移動(dòng)量的比例滿(mǎn)足于一定值以?xún)?nèi)時(shí)，獲得由其高度設(shè)定值得到的假定高度，來(lái)作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上的移動(dòng)體對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)上移動(dòng)體的相對(duì)高度，或者獲得下述假定高度的修正值，來(lái)作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上的移動(dòng)體對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)上移動(dòng)體的相對(duì)高度，該假定高度的修正值是看作為每個(gè)假定高度使變動(dòng)量以2元公式的形式產(chǎn)生變化并取其極小值的值。
2.一種移動(dòng)體高度判別裝置，其特征為具有單一攝像裝置，用來(lái)從上方拍攝某個(gè)監(jiān)視區(qū)域；識(shí)別裝置，用來(lái)在通過(guò)上述攝像裝置所得到的2維圖像內(nèi)將有圖像濃度差的區(qū)域作為移動(dòng)體進(jìn)行識(shí)別，并計(jì)算所代表的點(diǎn)；跟蹤裝置，用來(lái)跟蹤上述所代表的點(diǎn)；高度運(yùn)算裝置，具備將圖像內(nèi)距離轉(zhuǎn)換成實(shí)際空間距離的轉(zhuǎn)換系數(shù)，該圖像內(nèi)距離是通過(guò)把上述圖像內(nèi)的點(diǎn)假定為地面高度來(lái)決定的；上述高度運(yùn)算裝置，在上述識(shí)別裝置計(jì)算的點(diǎn)于同一圖像內(nèi)較為接近處有2個(gè)點(diǎn)時(shí)，求取上述跟蹤裝置對(duì)該2點(diǎn)各自獨(dú)立進(jìn)行多個(gè)時(shí)鐘期間跟蹤后的圖像內(nèi)軌跡，將一個(gè)點(diǎn)看作是具有標(biāo)準(zhǔn)地面高度的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，并將另一點(diǎn)看作是具有虛擬地面高度的假定點(diǎn)，在通過(guò)上述假定點(diǎn)的實(shí)際空間上的垂直軸線(xiàn)上求取為上述標(biāo)準(zhǔn)地面高度修正后的比較點(diǎn)，接下來(lái)，利用上述轉(zhuǎn)換系數(shù)求取上述比較點(diǎn)和上述標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)之間實(shí)際空間上的2點(diǎn)間距離，并且對(duì)進(jìn)行多個(gè)時(shí)鐘期間跟蹤后的結(jié)果求取上述實(shí)際空間上的2點(diǎn)間距離，并求取其2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)多個(gè)時(shí)鐘期間上的實(shí)際空間移動(dòng)距離，至少假定3種以上上述假定點(diǎn)上虛擬地面高度的高度設(shè)定值，為每個(gè)不同的高度設(shè)定值求取上述2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量，接著，在作為上述2點(diǎn)的關(guān)系使標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)和假定點(diǎn)相反的狀態(tài)下，與上面相同，求取2點(diǎn)間距離的變動(dòng)量和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)多個(gè)時(shí)鐘期間上的實(shí)際空間移動(dòng)距離，在這些各變動(dòng)量之中變動(dòng)量最少且對(duì)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)移動(dòng)量的比例滿(mǎn)足于一定值以?xún)?nèi)時(shí)，獲得由其高度設(shè)定值得到的假定高度，來(lái)作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上的移動(dòng)體對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)上移動(dòng)體的相對(duì)高度，或者獲得下述假定高度的修正值，來(lái)作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上的移動(dòng)體對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)上移動(dòng)體的相對(duì)高度，該假定高度的修正值是看作為每個(gè)假定高度使變動(dòng)量以2元公式的形式產(chǎn)生變化并取其極小值的值。
全文摘要
一種移動(dòng)體高度判別裝置，可用單一攝像裝置簡(jiǎn)單良好判別高度，在2維圖像G中，高度運(yùn)算部24進(jìn)行以下處理。將代表點(diǎn)P1、P2之一作為標(biāo)準(zhǔn)高度的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A，另一個(gè)為虛擬高度的假定點(diǎn)B。沿移動(dòng)體M1的垂直軸線(xiàn)T將標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A修正為與虛擬高度等量的比較點(diǎn)a。求取多個(gè)時(shí)鐘以上期間的點(diǎn)a和點(diǎn)B間實(shí)際空間上的2點(diǎn)間距離d的變動(dòng)量q。設(shè)定3個(gè)以上假定點(diǎn)B的高度設(shè)定值，并求取各變動(dòng)量q。對(duì)于2個(gè)代表點(diǎn)P1、P2，使標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A和假定點(diǎn)B的關(guān)系相反，求取上述變動(dòng)量q。其中變動(dòng)量q最少且對(duì)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)移動(dòng)量的比例滿(mǎn)足于一定值以?xún)?nèi)時(shí)，其高度設(shè)定值的假定高度，作為與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)A的移動(dòng)體M1對(duì)應(yīng)的假定點(diǎn)B上移動(dòng)體M2的相對(duì)高度。
文檔編號(hào)G06T7/00GK1743806SQ20051008848
公開(kāi)日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
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