Computer Vision System Toolbox

オブジェクト追跡と動き推定

コンピューター ビジョンには、多くの場合、ビデオ内の移動しているオブジェクトの追跡が含まれます。Computer Vision System Toolbox には、オブジェクト追跡と動き推定のための一連の包括的なアルゴリズムおよび関数が用意されています。

オブジェクト追跡

Computer Vision System Toolbox には、CAMShift (Continuously Adaptive Mean Shift) や KLT (Kanade-Lucas-Tomasi) などのビデオ追跡アルゴリズムが用意されています。これらのアルゴリズムを、単一のオブジェクトを追跡するために使用したり、より複雑な追跡システムの基本構成として使用したりできます。このシステム ツールボックスには、オブジェクト検出をトラックに割り当てる目的で、カルマン フィルターやハンガリー アルゴリズムを含む、複数のオブジェクトを追跡するためのフレームワークも用意されています。

KLT は、一連の特徴点をフレームからフレームへ追跡します。映像安定化、カメラの動き推定、オブジェクト追跡のアプリケーションで使用できます。

Detected feature points and object tracked using KLT.
検出された特徴点 (左) と、KLT を使用して追跡されたオブジェクト (右)。

CAMShift は、オブジェクトの色ヒストグラムの逆投影を横断する四角い動くウィンドウを使用して、フレームからフレームへ、オブジェクトの場所、サイズ、向きを追跡します。

複数オブジェクト追跡のフレームワーク

Computer Vision System Toolbox には、ビデオ ストリームで複数のオブジェクトを追跡する拡張性に優れたフレームワークが備えられています。また、複数のオブジェクトを追跡しやすくするための次のような機能が含まれています。

  • オブジェクトの将来の場所を予測し、検出された場所でノイズを軽減し、複数のオブジェクトを対応するそれぞれのトラックに関連付けるカルマン フィルター
  • オブジェクトの検出をトラックに割り当てるハンガリー法 アルゴリズム
  • ブロブ解析とフォアグランド検出を使用した、移動するオブジェクトの検出
  • オブジェクトの場所を可視化し、オブジェクト ラベルを追加する注釈機能
Multiple objects tracked using the Computer Vision System Toolbox multiple object tracking framework.
Computer Vision System Toolbox 複数オブジェクト追跡フレームワークを使用した複数オブジェクトの追跡。

動き推定

動き推定は、隣接するビデオ フレーム間でブロックの動きを決定するプロセスです。このシステム ツールボックスには、オプティカル フロー、ブロック マッチング、テンプレート マッチングなど、さまざまな動き推定アルゴリズムが用意されています。これらのアルゴリズムによって、画像全体、ブロック、任意のパッチ、または個々のピクセルに関連する動きベクトルを作成できます。ブロック マッチングとテンプレート マッチングでは、MSE、MAD、MaxAD、SAD、SSD などの、最適なブロック マッチとテンプレート マッチを見つけるための評価メトリクスも用意されています。

Detecting moving objects using a stationary camera. Optical flow is calculated and detected motion is shown by overlaying the flow field on top of each frame.
固定カメラを使用した移動するオブジェクトの検出。この一連のビデオ フレームでは、オプティカル フローが計算され、検出されたモーションが各フレームの上にフロー フィールドを重ねて表示されています。
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