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OBJECT MOTION INFERRING DEVICE, OBJECT MOTION INFERRING METHOD, PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM

Foreign code F110002500
File No. 8093PCT
Posted date Mar 10, 2011
Country WIPO
International application number 2010JP050924
International publication number WO 2010/098160
Date of international filing Jan 25, 2010
Date of international publication Sep 2, 2010
Priority data
  • P2009-041360 (Feb 24, 2009) JP
Title OBJECT MOTION INFERRING DEVICE, OBJECT MOTION INFERRING METHOD, PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM
Abstract Provided is an object motion inferring device suitable to infer an optical flow by image analysis of a captured image by solving the problem of conventional gradient methods that translation of the optical flow (namely, the spatial gradient is zero) is assumed. The object motion inferring device infers the motion of an object by image analysis of a captured image obtained by capturing the object. The object motion inferring device is provided with an image analyzing unit (15) which infers an optical flow using the brightness at each point of the captured image as an observable while assuming the time invariance of the optical flow and not assuming the translation and also estimates the spatial gradient of the optical flow. The assumption of the translation of the optical flow is an assumption about the optical flow which is primarily unknown, and the assumption can be loosened as much as possible.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】 撮像手段が物体を撮像した撮像画像を画像解析処理して前記物体の運動を推定する物体運動推定装置において、
 前記撮像手段と前記物体との相対運動の速度分布であるオプティカルフローについて、前記撮像画像における前記物体の輝度の時間に関する1階全微分がゼロという時不変性が仮定され、かつ、前記撮像手段の撮像軸に対して垂直な平面上を前記物体が移動するという並進性が仮定されずに、前記撮像画像の画素の輝度Iを観測量として前記オプティカルフローを推定すると同時に、前記推定されるオプティカルフローの空間勾配をも推定する画像解析処理手段
を備える物体運動推定装置。

【請求項2】 前記撮像画像は、二次元の画像であり、少なくとも3画素×3画素の大きさの画像であって、撮像時刻が異なる3枚の画像であり、撮像画像記憶手段に記憶されており、
 前記画像解析処理手段は、
  前記撮像画像の注目点における輝度勾配を演算する輝度勾配演算手段と、
  前記輝度勾配から時間勾配を演算する時間勾配演算手段と、
  前記オプティカルフロー及び当該オプティカルフローの前記空間勾配を変数とし、前記時間勾配を係数とする連立方程式を解く方程式演算手段を有する、
請求項1記載の物体運動推定装置。

【請求項3】 前記画像解析処理手段は、式(eq1)に示される前記撮像画像上の注目点P(x0,y0)における輝度Iを観測量z(t)として、線形方程式(eq2)を解くことにより、前記オプティカルフロー[u v]Tを推定すると同時に、その空間勾配も推定する、請求項1又は2に記載の物体運動推定装置。
【数式1】

【請求項4】 前記画像解析処理手段は、前記オプティカルフロー及び当該オプティカルフローの空間勾配を含む状態変数に関する観測方程式を含む推定モデルに対して、前記状態変数の推定を行う状態推定処理手段を有し、
 前記観測方程式は、前記撮像画像上の注目点の空間近傍の輝度を観測量として用いることにより、空間微分を含まないものである、
請求項1に記載の物体運動推定装置。

【請求項5】 前記観測方程式は、システム雑音と観測雑音という雑音を加味したものであり、
 前記状態変数の推定は、推定値の共分散を近似するカルマンフィルタを用いて前記状態変数を逐次推定するものである、
請求項4に記載の物体運動推定装置。

【請求項6】 物体を撮像した撮像画像を画像解析処理して前記物体の運動を推定する物体運動推定方法において、
 撮像手段が、撮像時刻を異にして前記物体を少なくとも3回撮像し、得られた撮像画像を撮像画像記憶手段に記憶させるステップと、
 画像解析処理手段が、前記撮像画像に対して画像解析処理して、前記撮像手段と前記物体との相対運動の速度分布であるオプティカルフローについて、前記撮像画像の画素の輝度を観測量として、時間に関して2階微分した情報を用いて前記オプティカルフローを推定すると同時に、前記推定されるオプティカルフローの空間勾配をも推定するステップを含む物体運動推定方法。

【請求項7】 コンピュータを、請求項1から5のいずれかの物体運動推定装置として動作させるためのプログラム。

【請求項8】 請求項7記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • Kyushu Institute of Technology
  • Inventor
  • SEBE Noboru
  • NOBUYAMA Eitaku
  • ENOKIDA Shuichi
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE(UTILITY MODEL),AG,AL(UTILITY MODEL),AM(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),AO(UTILITY MODEL),AT(UTILITY MODEL),AU,AZ(UTILITY MODEL),BA,BB,BG(UTILITY MODEL),BH(UTILITY MODEL),BR(UTILITY MODEL),BW(UTILITY MODEL),BY(UTILITY MODEL),BZ(UTILITY MODEL),CA,CH,CL(UTILITY MODEL),CN(UTILITY MODEL),CO(UTILITY MODEL),CR(UTILITY MODEL),CU(INVENTOR'S CERTIFICATE),CZ(UTILITY MODEL),DE(UTILITY MODEL),DK(UTILITY MODEL),DM,DO(UTILITY MODEL),DZ,EC(UTILITY MODEL),EE(UTILITY MODEL),EG(UTILITY MODEL),ES(UTILITY MODEL),FI(UTILITY MODEL),GB,GD,GE(UTILITY MODEL),GH(UTILITY CERTIFICATE),GM,GT(UTILITY MODEL),HN(UTILITY MODEL),HR(CONSENSUAL PATENT),HU(UTILITY MODEL),ID,IL,IN,IS,JP(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),KG(UTILITY MODEL),KM,KN,KP(INVENTOR'S CERTIFICATE)(UTILITY MODEL),KR(UTILITY MODEL),KZ(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),LA,LC,LK,LR,LS(UTILITY MODEL),LT,LU,LY,MA,MD(UTILITY MODEL),ME,MG,MK,MN,MW,MX(UTILITY MODEL),MY(UTILITY-INNOVATION),MZ(UTILITY MODEL),NA,NG,NI(UTILITY MODEL),NO,NZ,OM(UTILITY MODEL),PE(UTILITY MODEL),PG,PH(UTILITY MODEL),PL(UTILITY MODEL),PT(UTILITY MODEL),RO,RS(PETTY PATENT),RU(UTILITY MODEL),SC,SD,SE,SG,SK(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SM,ST,SV(UTILITY MODEL),SY,TH(PETTY PATENT),TJ(UTILITY MODEL),TM(PROVISIONAL PATENT),TN,TR(UTILITY MODEL),TT(UTILITY CERTIFICATE),TZ,UA(UTILITY MODEL),UG(UTILITY CERTIFICATE),US,UZ(UTILITY MODEL),VC(UTILITY CERTIFICATE),VN(PATENT FOR UTILITY SOLUTION),ZA,ZM,ZW,EP(AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF(UTILITY MODEL),BJ(UTILITY MODEL),CF(UTILITY MODEL),CG(UTILITY MODEL),CI(UTILITY MODEL),CM(UTILITY MODEL),GA(UTILITY MODEL),GN(UTILITY MODEL),GQ(UTILITY MODEL),GW(UTILITY MODEL),ML(UTILITY MODEL),MR(UTILITY MODEL),NE(UTILITY MODEL),SN(UTILITY MODEL),TD(UTILITY MODEL),TG(UTILITY MODEL)),AP(BW(UTILITY MODEL),GH(UTILITY MODEL),GM(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),LS(UTILITY MODEL),MW(UTILITY MODEL),MZ(UTILITY MODEL),NA(UTILITY MODEL),SD(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SZ(UTILITY MODEL),TZ(UTILITY MODEL),UG(UTILITY MODEL),ZM(UTILITY MODEL),ZW(UTILITY MODEL)),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM)
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