2分探索ラベリング／マルチターゲットトラッキングアルゴリズム

概要

2分探索ラベリング

従来, ビジョンチップを用いた追跡処理には, Self Window法を用いたものがあるが, この手法は対象が単一である場合にしか適用できないものであった. これは, 対象が複数である場合, Self Window法の初期処理として, ラベリングが必要となるためである.

そこで, 我々はビジョンチップへの実装面, 高速性の両面でその要求を満たし得るラベリング処理として, 2分探索ラベリングを提案した. 提案するラベリング手法は, ビジョンチップの持つ画素並列性と画面全体の高速な総和演算機能を利用し, 2分探索によって領域に含まれる1点を取得し, この点を元に領域を復元することで高速にラベリングを行うものである. 尚, 前提として, アルゴリズムへの入力は2値画像である. ビジョンチップシステム(VCS-IV)では, 本ラベリング処理の実行時間として, 対象1個当たり約60usを要する.

マルチターゲットトラッキングアルゴリズム

本マルチターゲットトラッキングアルゴリズムは, 分割領域に対するラベリング処理と各対象領域のトラッキング処理の2段階に分けられる. 本アルゴリズムにおけるラベリング処理はトラッキング対象を生成する初期処理であり, トラッキング処理は以降のフレームにおいて領域分割 / 対応付けを行う処理である. つまり, ラベリング処理は画面内の対象数に変動があるなど新たにトラッキング対象を生成するフレームにおいてのみ適用され, トラッキング処理は画面内にトラッキング対象がある限り毎フレーム行われる.

具体的には, 上記のラベリング処理によって生成された複数のトラッキング対象に対して, 以降のフレームでは, 各領域に順番にSelf Window法を適用することで, 高速なマルチターゲットトラッキングを実現するものである. 本アルゴリズムにより, 高フレームレート下の動画像処理においても, 実時間処理によるマルチターゲットトラッキングが可能となる. この点は, アプリケーションにおいて非常に有用性が高いと考えられる. 実際に, 本アルゴリズムを用いたリアルタイム計測への応用として, 対象計数及び回転計測を実現した.

参考文献

渡辺義浩, 小室孝, 鏡慎吾, 石川正俊：ビジョンチップのためのマルチターゲットトラッキングとその応用, 電子情報通信学会論文誌D-II, Vol.J86-D-II, No.10, pp.1411-1419 (2003) [PDF]