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KR101592125B1 - Target tracing method and apparatus - Google Patents

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KR101592125B1
KR101592125B1 KR1020140182236A KR20140182236A KR101592125B1 KR 101592125 B1 KR101592125 B1 KR 101592125B1 KR 1020140182236 A KR1020140182236 A KR 1020140182236A KR 20140182236 A KR20140182236 A KR 20140182236A KR 101592125 B1 KR101592125 B1 KR 101592125B1
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KR
South Korea
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motion vector
target
order
motion vectors
motion
Prior art date
Application number
KR1020140182236A
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Korean (ko)
Inventor
문영식
박진욱
Original Assignee
한양대학교 에리카산학협력단
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Publication date
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Abstract

Disclosed are a method and an apparatus for tracing a target. The method for tracing a target comprises: (a) a step of using an optical flow with respect to a previous frame and a current frame to calculate a motion vector of a target; (b) a step of using an error between a forward motion vector and a backward motion vector with respect to the motion vectors to remove a first outlier motion vector among the motion vectors; (c) a step of using a median value with respect to an X-axis change amount and a Y-axis change amount of the motion vectors from which the first outlier motion vector is removed to remove a second outlier motion vector to derive an inlier motion vector; (d) a step of using the inlier motion vector to calculate a target size change rate; and (e) a step of using the target size change rate to estimate the size of the target.

Description

표적 추적 방법 및 장치{Target tracing method and apparatus} [0001] TARGET TRACKING METHOD AND APPARATUS [0002]

본 발명은 모션 벡터를 이용하여 표적 크기를 강인하게 추정할 수 있는 표적 추적 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a target tracking method and apparatus capable of robustly estimating a target size using a motion vector.

객체 추적에서 표적의 크기 추정은 배경을 최대한 배제하고 표적의 특징 정보 추출을 위한 중요한 문제 중 하나이다. 일반적으로 모션 벡터에 기반한 표적 추적 방법에서는 모션 벡터들을 사용하여 표적의 크기를 추정하는데, 옵티컬 플로우(Optical Flow)등으로 계산된 모션 벡터에는 이상 모션 벡터가 확률적으로 포함되어 표적의 크기 추정을 하기 전에 이상 모션 벡터를 적절하게 제거하는 필터링 과정이 요구된다. In object tracking, estimating the size of the target is one of the most important problems for extracting the characteristic information of the target, excluding the background as much as possible. Generally, a target tracking method based on a motion vector estimates the size of a target using motion vectors. In a motion vector calculated by an optical flow or the like, an ideal motion vector is included stochastically to estimate a target size A filtering process is required to properly remove the motion vector beforehand.

그러나 빠른 표적의 움직임이나 급격한 조명 변화 상황에서는 이상 모션 벡터가 크게 증가하는 경우가 있고, 이때 필터링 과정에서 이상 모션 벡터를 충분히 걸러내지 못하면 표적의 크기 추정에 오차가 누적되어 점진적으로 표적 크기 추정에 실패하게 되는 문제점이 있다.
However, in the case of rapid target motion or sudden illumination change, the abnormal motion vector may increase greatly. If the abnormal motion vector is not sufficiently filtered in the filtering process, the error is accumulated in the target size estimation, There is a problem to be done.

본 발명은 빠른 표적의 움직임이나 급격한 조명 변화 상황에서도 이상(outlier) 모션 벡터를 효과적으로 제거할 수 있는 표적 추적 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is intended to provide a target tracking method and apparatus capable of effectively removing outlier motion vectors even in the case of rapid target motion or sudden illumination change.

이로 인해, 본 발명은 빠른 표적의 움직임이나 급격한 조명 변화 상황에서도 표적 크기를 정확하게 추정할 수 있는 표적 추적 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a target tracking method and apparatus capable of accurately estimating a target size even in the case of rapid target movement or sudden illumination change.

본 발명의 일 측면에 따르면, 빠른 표적의 움직임이나 급격한 조명 변화 상황에서도 이상(outlier) 모션 벡터를 효과적으로 제거할 수 있는 표적 추적 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a target tracking method capable of effectively removing an outlier motion vector even in the case of rapid target movement or sudden illumination change.

본 발명의 일 실시예에 따르면, (a) 이전 프레임과 현재 프레임에 대해 옵티컬 플로우(Optical flow)를 이용하여 표적의 모션 벡터를 계산하는 단계; (b) 상기 모션 벡터들에 대한 전향 및 후향 모션 벡터간의 오차를 이용하여 상기 모션 벡터 중 1차 이상(outlier) 모션 벡터를 제거하는 단계; (c) 상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터의 X축 변화량과 Y축 변화량에 대한 중간값을 이용하여 2차 이상 모션 벡터를 제거하여 적합(inlier) 모션 벡터를 도출하는 단계; (d) 상기 적합 모션 벡터를 이용하여 표적 크기 변화율을 계산하는 단계; 및 (e) 상기 표적 크기 변화율을 이용하여 상기 표적의 크기를 추정하는 단계를 포함하는 표적 추적 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of generating a motion vector, comprising: (a) calculating a motion vector of a target using an optical flow for a previous frame and a current frame; (b) removing an outlier motion vector of the motion vector using an error between the forward and backward motion vectors for the motion vectors; (c) deriving an inlier motion vector by removing a second-order or higher-order motion vector using an intermediate value of the X-axis variation and the Y-axis variation of the motion vector with the first-order and higher-order motion vectors removed; (d) calculating a target size change rate using the fit motion vector; And (e) estimating the size of the target using the target size change rate.

상기 (c) 단계는, 상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터 각각에 대한 X축 변화량의 중간값과 Y축 변화량의 중간값을 계산하는 단계; 상기 계산된 X축 변화량과 Y축 변화량의 중간값을 이용하여 기준 벡터를 설정하는 단계; 상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터 중 상기 기준 벡터보다 일정 크기 이상 차이가 있는 모션 벡터를 2차 이상 모션 벡터로 판단하여 제거하는 단계; 및 상기 2차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터를 적합 모션 벡터로 도출하는 단계를 포함할 수 있다.The step (c) may include calculating an intermediate value of the X-axis variation amount and the Y-axis variation amount for each of the motion vectors from which the first-order and higher-order motion vectors have been removed, Setting a reference vector using the calculated intermediate value of the X-axis variation and the Y-axis variation; Determining a motion vector having a difference of more than a predetermined magnitude from the reference vector among the motion vectors having the first-order and higher-order motion vectors removed; And deriving the motion vector from which the secondary abnormal motion vector has been removed as a suitable motion vector.

상기 2차 이상 모션 벡터를 제거하는 단계는, 상기 계산된 X축 변화량과 Y축 변화량의 중간값을 기반으로 중위절대편차 필터(MAD: Median Absolute Deviation filter)를 이용하여 상기 2차 이상 모션 벡터를 제거할 수 있다.The removing of the secondary abnormal motion vector may include removing the secondary abnormal motion vector using a Median Absolute Deviation filter (MAD) based on the calculated intermediate value between the X-axis change amount and the Y- Can be removed.

상기 (d) 단계는, 상기 적합 모션 벡터의 시작점 좌표와 끝점 좌표의 거리를 이용하여 상기 표적 크기 변화율을 계산할 수 있다.In the step (d), the target size change rate may be calculated using the distance between the start point coordinate and the end point coordinate of the adaptive motion vector.

상기 (e) 단계는, 상기 표적 크기 변화율이 임계치 이상이면, 상기 이전 프레임의 표적 크기를 상기 현재 프레임에 적용하는 단계; 및 상기 표적 크기 변화율이 상기 임계치 미만이면, 상기 표적 크기 변화율을 이용하여 상기 현재 프레임에 대한 표적 크기를 계산하여 추정하는 단계를 포함할 수 있다.(E) applying the target size of the previous frame to the current frame if the target size change rate is greater than or equal to a threshold value; And estimating a target size for the current frame using the target size change rate if the target size change rate is less than the threshold.

상기 (b) 단계는, 상기 모션 벡터 각각에 대한 후향 모션 벡터를 계산하는 단계; 및 상기 후향 모션 벡터의 끝점 좌표와 상기 각 모션 벡터의 시작점 좌표간의 차이가 기준치 이상인 모션 벡터를 2차 이상 모션 벡터로 제거하는 단계를 포함할 수 있다.(B) comprises: calculating a backward motion vector for each of the motion vectors; And removing the motion vector having a difference between the end point coordinates of the backward motion vector and the start point coordinates of each motion vector by a second or more motion vector.

상기 (b) 단계에서, 1차 이상(outlier) 모션 벡터를 제거하는 단계 이전에, 상기 이전 프레임의 상기 표적의 경계 박스(패치)와 상기 현재 프레임에서 가장 유사한 경계 박스(패치)를 검색하는 단계를 선행하되, 상기 가장 유사한 경계 박스내에 포함되는 모션 벡터를 대상으로 상기 1차 이상 모션 벡터를 제거할 수 있다.
In step (b), the step of retrieving a boundary box (patch) of the target of the previous frame and a boundary box (patch) most similar to the current frame, before removing the outlier motion vector, The motion vector included in the most similar bounding box may be removed from the motion vector of the first order or higher.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 빠른 표적의 움직임이나 급격한 조명 변화 상황에서도 이상(outlier) 모션 벡터를 효과적으로 제거할 수 있는 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus capable of effectively removing an outlier motion vector even in the case of rapid target motion or sudden illumination change.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이전 프레임과 현재 프레임에 대해 옵티컬 플로우(Optical flow)를 이용하여 표적의 모션 벡터를 계산하는 모션벡터 계산부; 상기 모션 벡터들에 대한 전향 및 후향 모션 벡터간의 오차를 이용하여 상기 모션 벡터 중 1차 이상(outlier) 모션 벡터를 제거하는 제1 필터부; 상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터의 X축 변화량과 Y축 변화량에 대한 중간값을 이용하여 2차 이상 모션 벡터를 제거하여 적합(inlier) 모션 벡터를 도출하는 제2 필터부; 및 상기 적합 모션 벡터를 이용하여 표적 크기 변화율을 계산하고, 상기 표적 크기 변화율을 이용하여 상기 표적 크기를 추정하는 추정부를 포함하는 표적 추적 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a motion vector calculation unit calculates a motion vector of a target using an optical flow for a previous frame and a current frame; A first filter for removing an outlier motion vector of the motion vector using an error between forward and backward motion vectors for the motion vectors; A second filter unit for deriving an inlier motion vector by removing a second-order or higher-order motion vector using an intermediate value of the X-axis change amount and the Y-axis change amount of the motion vector with the first-order and higher-order motion vectors removed; And an estimator for estimating the target size using the target magnitude change rate by calculating the target magnitude change rate using the adaptive motion vector.

상기 제2 필터는, 상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터 각각에 대한 X축 변화량의 중간값과 Y축 변화량의 중간값을 계산하고, 상기 계산된 X축 변화량과 Y축 변화량의 중간값을 이용하여 기준 벡터를 설정한 후 상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터 중 상기 기준 벡터보다 일정 크기 이상 차이가 있는 모션 벡터를 2차 이상 모션 벡터로 판단하여 제거하여 적합 모션 벡터로 도출할 수 있다.Wherein the second filter calculates an intermediate value of the X-axis variation amount and the Y-axis variation amount for each of the motion vectors from which the first-order and higher-order motion vectors have been removed, calculates an intermediate value between the calculated X- A motion vector having a difference of a predetermined magnitude or more from the reference vector is determined as a second-order motion vector or more, and the resultant motion vector is derived as a suitable motion vector .

상기 추정부는, 상기 적합 모션 벡터의 시작점 좌표와 끝점 좌표의 거리를 이용하여 상기 표적 크기 변화율을 계산할 수 있다.The estimator may calculate the target size change rate using the distance between the start point coordinate and the end point coordinate of the adaptive motion vector.

상기 추정부는, 상기 표적 크기 변화율이 임계치 이상이면, 상기 이전 프레임의 표적 크기를 상기 현재 프레임에 적용하며, 상기 표적 크기 변화율이 상기 임계치 미만이면, 상기 표적 크기 변화율을 이용하여 상기 현재 프레임에 대한 표적 크기를 계산하여 추정할 수 있다.
Wherein the estimating unit applies the target size of the previous frame to the current frame if the target size change rate is equal to or greater than a threshold value and if the target size change rate is less than the threshold, Size can be estimated.

본 발명의 일 실시예에 따른 표적 추적 방법 및 장치를 제공함으로써, 빠른 표적의 움직임이나 급격한 조명 변화 상황에서도 이상(outlier) 모션 벡터를 효과적으로 제거할 수 있는 이점이 있다.By providing the target tracking method and apparatus according to an embodiment of the present invention, there is an advantage that the outlier motion vector can be effectively removed even in the case of rapid target movement or sudden illumination change.

이로 인해, 본 발명은 빠른 표적의 움직임이나 급격한 조명 변화 상황에서도 표적 크기를 정확하게 추정할 수 있는 이점도 있다.
Therefore, the present invention has an advantage of accurately estimating the target size even in the case of rapid target movement or sudden illumination change.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 추적 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 추적 과정을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 벡터를 이용한 표적 추적에 따른 결과를 비교한 영상을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 추적 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면.
1 is a flowchart showing a target tracking method according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a view for explaining a target tracking process according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing images obtained by comparing results obtained according to the conventional and the target tracking using motion vectors according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5 schematically illustrates an internal configuration of a target tracking apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, numerals (e.g., first, second, etc.) used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when an element is referred to as being "connected" or "connected" with another element, the element may be directly connected or directly connected to the other element, It should be understood that, unless an opposite description is present, it may be connected or connected via another element in the middle.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 추적 방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 추적 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 벡터를 이용한 표적 추적에 따른 결과를 비교한 영상이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a target tracking method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining a target tracking process according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a graph illustrating a result of a target tracking using a motion vector according to an exemplary embodiment of the present invention.

단계 110에서 표적 추적 장치(100)는 옵티컬 플로우(Optical flow)를 이용하여 표적의 경계 상자 내부에서 모션 벡터를 계산한다.In step 110, the target tracking device 100 calculates the motion vector within the bounding box of the target using an optical flow.

본 발명은 표적 추적시 이상 모션 벡터를 효과적으로 제거하여 표적 크기를 정확하게 추정하기 위한 것이다. 따라서, 영상 시퀀스에서 옵티컬 플로우를 이용하여 각 픽셀의 모션 벡터를 도출하는 방법 자체는 이미 공지된 기술이고, 본 발명의 논지를 흐릴 수 있는 바 옵티컬 플로우 기반 모션 벡터를 계산하는 방법 자체에 대한 설명은 생략하기로 한다.The present invention is for accurately estimating a target size by effectively removing an abnormal motion vector in a target tracking. Therefore, a method of deriving a motion vector of each pixel using an optical flow in a video sequence is a well-known technique, and a description of a method of calculating an optical flow-based motion vector, which may obscure the present invention, It will be omitted.

도 2의 210에는 이전 프레임과 현재 프레임을 기반으로 옵티컬 플로우를 이용하여 표적의 경계 상자 내부의 각 픽셀에 대한 모션 벡터를 추정한 결과가 도시되어 있다.In FIG. 2, a result of estimating a motion vector for each pixel in a boundary box of a target is shown using an optical flow based on a previous frame and a current frame.

도 2의 210에 도시된 바와 같이, 옵티컬 플로우를 기반으로 추정된 모션 벡터는 매우 다양하며, 모션 벡터의 방향과 크기 또한 매우 다양하게 추정됨을 알 수 있다. 옵티컬 플로우 특성상 이전 프레임과 현재 프레임에서의 표적의 움직임 변화가 많거나 조명 변화가 급격한 경우 추정된 모션 벡터에 포함된 이상 모션 벡터는 더욱 증가되게 된다.As shown in 210 of FIG. 2, the estimated motion vectors based on the optical flows are very diverse, and the direction and magnitude of the motion vectors are estimated to be very various. Due to the optical flow characteristics, when there is a large change in motion of the target in the previous frame and the current frame, or when the illumination change is abrupt, the abnormal motion vector included in the estimated motion vector is further increased.

표적이 정확하게 추정되는 경우, 옵티컬 플로우를 이용하여 계산된 표적에 대한 모션 벡터들은 일정한 경향성을 가지게 된다. 따라서, 계산된 모션 벡터 중 경향성을 위반하는 모션 벡터는 표적 추적시 오류를 야기하게 되는 원인이 되므로, 이를 효과적으로 제거해야만 한다.If the target is estimated correctly, the motion vectors for the target calculated using the optical flow will have a certain tendency. Therefore, the motion vector that violates the tendency among the calculated motion vectors causes errors in the target tracking, and therefore must be effectively removed.

이에, 단계 115에서 표적 추적 장치(100)는 NCC(Normalized Cross Correlation)과 FB(Forward and Backward) 필터를 이용하여 계산된 모션 벡터에서 이상 모션 벡터를 제거한다.Then, in step 115, the target tracking apparatus 100 removes the abnormal motion vector from the motion vector calculated using NCC (Normalized Cross Correlation) and FB (Forward and Backward) filters.

예를 들어, 표적 추적 장치(100)는 NCC & FB 필터를 이용하여 계산된 모션 벡터를 포함하는 이전 프레임의 패치와 현재 프레임에서 가장 유사한 패치(경계 박스)를 특정할 수 있다. 이어, 표적 추적 장치(100)는 특정된 패치내의 계산된 모션 벡터들 중 이상 모션 벡터를 제거할 수 있다.For example, the target tracking apparatus 100 can identify a patch (boundary box) that is most similar to a patch of a previous frame including a motion vector calculated using an NCC & FB filter, in the current frame. The target tracking device 100 may then remove the abnormal motion vector among the calculated motion vectors in the specified patch.

이상 모션 벡터를 제거하기 위해, 표적 추적 장치(100)는 특정된 패치내의 각 모션 벡터의 끝점을 기준으로 역방향으로 모션 벡터를 각각 계산할 수 있다.In order to remove the ideal motion vector, the target tracking device 100 may calculate the motion vector in the reverse direction based on the end point of each motion vector in the specified patch.

이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 특정된 패치내의 각 모션 벡터(즉, 이전 프레임과 현재 프레임간)를 순방향 모션 벡터라 칭하기로 하고, 순방향 모션 벡터의 끝점을 기준으로 계산된 모션 벡터를 역방향 모션 벡터라 칭하기로 한다.In order to facilitate understanding and explanation, each motion vector in a specified patch (i.e., between a previous frame and a current frame) is referred to as a forward motion vector, and a motion vector calculated based on the end point of the forward motion vector is referred to as a backward motion Quot; vector ".

표적 추적 장치(100)는 순방향 모션 벡터와 역방향 모션 벡터를 비교하여 기준치 이상 오차가 발생하는 경우, 해당 모션 벡터는 이상 모션 벡터로 판단하여 제거한다.The target tracking apparatus 100 compares the forward motion vector with the backward motion vector, and when an error above the reference value occurs, the target motion vector is determined to be an abnormal motion vector and removed.

도 3을 참조하여 보다 자세히 설명하면, 예를 들어, 모션 벡터의 시작점이 A이고, 끝점이 B라고 가정하자. 이때, 모션 벡터의 끝점(B)를 기준으로 다시 모션 벡터를 계산한 결과 계산된 모션 벡터의 끝점(C)와 모션 벡터의 시작점(A)간의 오차가 기준치 이상인 경우, 이상 모션 벡터로 간주하여 이를 제거할 수 있다.For example, assuming that the starting point of the motion vector is A and the ending point is B, as will be described in more detail with reference to FIG. If the error between the calculated motion vector end point (C) and the start point (A) of the motion vector is more than the reference value as a result of calculating the motion vector again based on the end point (B) of the motion vector, Can be removed.

NCC & FB 필터를 적용하여 모션 벡터 중 이상 모션 벡터를 제거한 결과가 도2의 220에 예시되어 있다.The result of removing the abnormal motion vector in the motion vector by applying the NCC & FB filter is illustrated in 220 of FIG.

NCC & FB 필터를 조정하여 모션 벡터 중 제거할 모션 벡터의 비율(즉, 잔존시킬 모션 벡터의 비율)을 탄력적으로 결정할 수도 있다.The NCC & FB filter may be adjusted to determine the ratio of the motion vector to be removed (i.e., the ratio of the motion vector to be remained) to the motion vector.

도 2의 220에서 보여지는 바와 같이, NCC&FB 필터를 적용함으로써 모션 벡터 중 이상 움직임을 갖는 약 50%의 모션 벡터를 효과적으로 제거할 수 있다.As shown in 220 of FIG. 2, by applying the NCC & FB filter, it is possible to effectively remove about 50% of the motion vector having the abnormal motion in the motion vector.

단계 120에서 표적 추적 장치(100)는 중위절대편차(MAD: Median Absolute Deviation, 이하 MAD라 칭하기로 함) 필터를 이용하여 이상 모션 벡터를 최종 제거한다.In step 120, the target tracking apparatus 100 finally removes the abnormal motion vector using a median absolute deviation (MAD) filter.

중위절대편차(MAD)는 양적 자료의 일도량 샘플 변동성을 측정하는 강건한 측도로, 수학식 1을 이용하여 도출될 수 있다.The median absolute deviation (MAD) is a robust measure of the daily sample volatility of quantitative data and can be derived using Equation (1).

Figure 112014122614027-pat00001
Figure 112014122614027-pat00001

여기서,

Figure 112014122614027-pat00002
는 MAD 함수를 나타내고,
Figure 112014122614027-pat00003
는 양적 자료의 요소(즉, 모션 벡터 요소)를 나타내고,
Figure 112014122614027-pat00004
는 중간값(median) 함수를 나타낸다. 또한,
Figure 112014122614027-pat00005
Figure 112014122614027-pat00006
의 개수를 나타낸다.here,
Figure 112014122614027-pat00002
Represents a MAD function,
Figure 112014122614027-pat00003
Represents an element of quantitative data (i.e., a motion vector element)
Figure 112014122614027-pat00004
Represents a median function. Also,
Figure 112014122614027-pat00005
silver
Figure 112014122614027-pat00006
≪ / RTI >

수학식 1에 의해, 중위절대편차는 모션 벡터 집합의 중간값으로 생성된 절대 편차의 중간값이라 정의할 수 있다.According to Equation (1), the median absolute deviation can be defined as an intermediate value of the absolute deviation generated as the median of the motion vector set.

상술한 중위절대편차(MAD)에 기반하여 MAD 필터는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.Based on the above-described median absolute deviation (MAD), the MAD filter can be expressed by Equation (2).

Figure 112014122614027-pat00007
Figure 112014122614027-pat00007

여기서,

Figure 112014122614027-pat00008
는 MAD 필터를 나타내고,
Figure 112014122614027-pat00009
는 NCC & FB 필터로 필터링된 모션 벡터를 나타낸다.here,
Figure 112014122614027-pat00008
Represents a MAD filter,
Figure 112014122614027-pat00009
Represents the motion vector filtered by the NCC & FB filter.

예를 들어,

Figure 112014122614027-pat00010
이 1보다 작거나 같으면, MAD 필터는 해당 모션 벡터를 적합(inlier) 모션 벡터로 분류할 수 있다. 그러나 만일
Figure 112014122614027-pat00011
이 1 보다 크면, MAD 필터는 해당 모션 벡터를 이상 모션 벡터로 분류하여 제거할 수 있다.E.g,
Figure 112014122614027-pat00010
Is less than or equal to 1, the MAD filter can classify the motion vector into an inlier motion vector. However,
Figure 112014122614027-pat00011
Is greater than 1, the MAD filter can classify the motion vector into an abnormal motion vector and remove the motion vector.

이와 같이, MAD 필터를 이용하여 NCC & FB 필터로 필터링된 모션 벡터(즉, 1차 이상 모션 벡터가 제거되고 남은 모션 벡터)들 중 중간값으로 생성된 절대편차의 중간값을 기반으로 다시 필터링하여 이상 모션 벡터를 효과적으로 제거할 수 있다.In this manner, the MAD filter is used to filter again the motion vector filtered by the NCC & FB filter (i.e., the residual motion vector after the first-order motion vector is removed) based on the median value of the absolute deviation generated as the median It is possible to effectively remove an abnormal motion vector.

도 2의 230에서 보여지는 바와 같이, 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터 중 X축 및 Y축 변화량의 중간값을 갖는 기준 벡터와 오차가 적은 모션 벡터만을 선택적으로 적합 모션 벡터로 분류할 수 있다.As shown in FIG. 2, only the reference vector having the intermediate value of the X-axis and Y-axis variation among the motion vectors having the first-order and higher-order motion vectors removed and the motion vector having a small error can be selectively classified into the suitable motion vectors. have.

이와 같은 적합 모션 벡터만을 이용하여 표적 크기 추정에 이용함으로써 정확하게 표적을 추적할 수 있는 이점이 있다.There is an advantage in that the target can be accurately tracked by using only such a suitable motion vector for the target size estimation.

단계 125에서 표적 추적 장치(100)는 이상 모션 벡터가 제거된 적합 모션 벡터들을 이용하여 표적 크기 변화율을 계산한다. 2차 이상 모션 벡터 제거 후 남은 모션 벡터(즉, 적합 모션 벡터)는 최소 2개일 수 있다.In step 125, the target tracking device 100 calculates a target size change rate using the suitable motion vectors from which the abnormal motion vector has been removed. The remaining motion vectors (i.e., the suitable motion vectors) after the second-order or higher-order motion vector removal may be at least two.

본 명세서에서 적합 모션 벡터는 표적의 패치(경계 상자)내에서 옵티컬 플로우를 이용하여 계산된 모션 벡터들 중 NCC & FB 필터와 MAD 필터에 의해 이상 모션 벡터가 제거되고 남은 움직임 벡터를 지칭한다.In the present specification, the adaptive motion vector refers to a motion vector remaining after the abnormal motion vector is removed by the NCC & FB filter and the MAD filter among the motion vectors calculated using the optical flow in the patch (boundary box) of the target.

표적 추적 장치(100)는 적합 모션 벡터의 시작점 좌표와 끝점 좌표의 거리를 이용하여 표적 크기 변화율을 계산할 수 있다.The target tracking apparatus 100 can calculate the target size change rate using the distance between the start point coordinate and the end point coordinate of the suitable motion vector.

예를 들어, 표적 추적 장치(100)는 하기 수학식 3을 이용하여 표적 크기 변화율을 계산할 수 있다.For example, the target tracking apparatus 100 may calculate the target size change rate using the following equation (3).

Figure 112014122614027-pat00012
Figure 112014122614027-pat00012

여기서,

Figure 112014122614027-pat00013
는 적합 모션 벡터간에 계산된 표적 크기 변화율을 나타내고,
Figure 112014122614027-pat00014
,
Figure 112014122614027-pat00015
는 각각 적합 모션 벡터를 나타내고,
Figure 112014122614027-pat00016
Figure 112014122614027-pat00017
의 시작점을 나타내고,
Figure 112014122614027-pat00018
Figure 112014122614027-pat00019
의 끝점을 나타내며,
Figure 112014122614027-pat00020
Figure 112014122614027-pat00021
의 시작점을 나타내고,
Figure 112014122614027-pat00022
Figure 112014122614027-pat00023
의 끝점을 나타낸다.here,
Figure 112014122614027-pat00013
Represents the calculated target size change rate between the best fit motion vectors,
Figure 112014122614027-pat00014
,
Figure 112014122614027-pat00015
Respectively represent a suitable motion vector,
Figure 112014122614027-pat00016
The
Figure 112014122614027-pat00017
, ≪ / RTI >
Figure 112014122614027-pat00018
The
Figure 112014122614027-pat00019
≪ / RTI >
Figure 112014122614027-pat00020
The
Figure 112014122614027-pat00021
, ≪ / RTI >
Figure 112014122614027-pat00022
The
Figure 112014122614027-pat00023
.

Figure 112014122614027-pat00024
는 거리 함수로, 두 모션 벡터 좌표간의 거리는 하기 수학식 4를 이용하여 각각 계산될 수 있다.
Figure 112014122614027-pat00024
Is a distance function, and the distance between two motion vector coordinates can be calculated using Equation (4) below.

Figure 112014122614027-pat00025
Figure 112014122614027-pat00025

여기서,

Figure 112014122614027-pat00026
Figure 112014122614027-pat00027
의 좌표를 나타내며,
Figure 112014122614027-pat00028
Figure 112014122614027-pat00029
의 좌표를 나타낸다.here,
Figure 112014122614027-pat00026
The
Figure 112014122614027-pat00027
Lt; / RTI >
Figure 112014122614027-pat00028
The
Figure 112014122614027-pat00029
.

단계 130에서 표적 추적 장치(100)는 계산된 표적 크기 변화율을 이용하여 표적 크기를 추정한다.In step 130, the target tracking device 100 estimates the target size using the calculated target size change rate.

예를 들어, 표적 추적 장치(100)는 표적 크기 변화율에 대한 신뢰도를 검증한 후 신뢰도가 기준치 이상이면, 이전 프레임의 표적 크기를 현재 프레임에 그대로 사용할 수 있다.For example, the target tracking apparatus 100 may verify the reliability of the target size change rate, and if the reliability is higher than the reference value, the target size of the previous frame may be used as it is in the current frame.

그러나 만일 표적 크기 변화율에 대한 신뢰도 검증 결과 기준치 미만이면, 표적 추적 장치(100)는 표적 크기 변화율을 이용하여 상기 현재 프레임에 대한 표적 크기를 계산하여 표적을 추정할 수 있다.However, if the reliability verification result of the target size change rate is less than the reference value, the target tracking apparatus 100 can estimate the target by calculating the target size for the current frame using the target size change rate.

예를 들어, 표적 추적 장치(100)는 하기 수학식 5를 이용하여 표적 크기 변화율에 대한 신뢰도를 검증할 수 있다.For example, the target tracking apparatus 100 may verify the reliability of the target size change rate using Equation (5).

Figure 112014122614027-pat00030
Figure 112014122614027-pat00030

여기서,

Figure 112014122614027-pat00031
는 검증 함수를 나타내며, T는 기준치를 의미한다.here,
Figure 112014122614027-pat00031
Denotes a verification function, and T denotes a reference value.

본 발명의 일 실시예에서는 기준치를 0.1로 설정하였으며, 그에 따라 표적 크기 변화율의 신뢰도 검증 결과 1 보다 작은 경우, 표적 추적 장치(100)는 표적 크기 변화율을 이용하여 현재 프레임에 대한 표적 크기를 계산할 수 있다.In one embodiment of the present invention, if the reference value is set to 0.1, and thus the confidence level of the target size change rate is smaller than 1, the target tracking apparatus 100 can calculate the target size for the current frame using the target- have.

그러나, 만일 표적 크기 변화율에 대한 신뢰도 검증 결과가 1 이상인 경우, 추정된 표적 크기 변화율이 매우 급격하게 변화한 것을 의미하므로, 표적 추적 장치(100)는 계산된 표적 크기 변화율을 신뢰할 수 없는 것으로 판단하여 이전 프레임의 표적 크기를 현재 프레임에 그대로 적용하였다.However, if the reliability verification result for the target size change rate is greater than or equal to 1, the estimated target size change rate changes very rapidly, so that the target tracking device 100 determines that the calculated target size change rate is unreliable The target size of the previous frame is applied to the current frame as it is.

도 3에는 종래(Kalal)와 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 벡터를 기반으로 표적 크기를 추정한 결과를 비교하였다.FIG. 3 compares the result of estimating the target size based on the motion vector according to the conventional Kalal and the present invention.

도 3의 310은 종래의 Kalal의 방법을 적용한 모션 벡터를 기반으로 표적 크기를 추정한 결과를 나타내고, 320은 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 벡터를 기반으로 표적 크기를 추정한 결과를 도시한 것이다.FIG. 3 shows a result of estimating a target size based on a motion vector using a conventional Kalal method, and 320 shows a result of estimating a target size based on a motion vector according to an embodiment of the present invention will be.

도 3의 예시는 프레임간 표적의 움직임 빠르게 발생하는 경우를 비교한 것으로, 바이커 시퀀스 중 일부를 잘라 표적을 추적한 결과를 비교한 것이다.The example of FIG. 3 compares the case where the motion of the inter-frame target occurs rapidly, and compares the result of tracking some of the biker sequences and tracking the target.

도 3의 경계 박스는 바이커의 머리이며, Kalal의 방법과 제안하는 방법 모두 프레임 86, 89, 92의 추적 결과 영상을 도시한 것이다.The bounding box in FIG. 3 is the head of the biker, and both the Kalal method and the proposed method show images of traces of frames 86, 89, and 92. FIG.

프레임 86에서 바이커의 머리 위치와 크기를 표시하는 경계 박스가 Kalal과 제안하는 방법에서 약간의 차이가 나는 이유는 첫 프레임부터 프레임 86까지 추적이 진행되어 오면서 계산된 결과의 차이에 기인한 것이다.The reason why the bounding box indicating the biker's head position and size in frame 86 differs slightly from the Kalal and proposed method is due to the difference in the calculated results as the tracking progresses from the first frame to the frame 86.

프레임 89와 프레임 92로 표적 추적이 진행되면, Kalal의 방법은 모션 벡터의 에러가 누적되어 프레임 92에서는 초기의 표적 보다 매우 큰 범위를 표적의 크기로 추정하는 문제를 보여준다.When the target tracking is progressed to the frame 89 and the frame 92, the Kalal method shows a problem that the error of the motion vector is accumulated and the frame 92 estimates a much larger range than the initial target as the target size.

반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 추적 방법은 프레임 89와 프레임 92에서도 안정적으로 바이커의 머리 크기를 정확하게 추정해 나가는 것을 확인할 수 있다. On the other hand, the target tracking method according to an embodiment of the present invention can accurately estimate the head size of the biker stably even in the frames 89 and 92.

도 4는 급격한 조명 변화가 발생하는 프레임에서 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 벡터를 이용하여 표적의 크기를 추정한 결과를 비교한 영상이다.FIG. 4 is a view illustrating an image obtained by estimating the size of a target using a motion vector according to an embodiment of the present invention, in a frame in which a sudden illumination change occurs.

도 4에서는 가수의 머리를 표적으로 설정하였으며, Kalal의 방법과 제안하는 방법 모두 프레임 57, 58의 추적 결과 영상을 비교한 것이다.In Fig. 4, the head of the singer is set as the target, and Kalal's method and the proposed method are compared with the images of the frames 57 and 58, respectively.

프레임 58에서 Kalal의 방법과 제안하는 방법 모두 조명의 변화로 인하여 계산된 모션 벡터 중 이상 모션 벡터가 훨씬 많이 발생하는 것을 알 수 있다.In the frame 58, both the Kalal method and the proposed method show that the abnormal motion vector is generated more than the calculated motion vector due to the illumination change.

그러나, Kalal의 방법은 이상 벡터로 인하여 표적의 크기 보다 훨씬 큰 크기를 추정한 반면, 제안하는 방법은 추정된 표적 크기가 신뢰도 검증 기준을 벗어나 프레임 57의 크기를 그대로 유지하며 표적을 추적하는 것을 알 수 있다.However, Kalal's method estimates a size much larger than the size of the target due to the ideal vector, whereas the proposed method estimates that the estimated target size keeps the size of the frame 57, .

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 추적 방법은 표적의 움직임이 많거나 급격한 조명 변화가 발생하는 경우에도 효과적으로 표적을 추적할 수 있음을 알 수 있다.
As described above, it can be seen that the target tracking method according to the embodiment of the present invention can effectively track the target even when the movement of the target is large or sudden illumination change occurs.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 추적 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a schematic view illustrating an internal configuration of a target tracking apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 추적 장치(100)는 계산부(510), 제1 필터(515), 제2 필터(520), 추정부(525), 메모리(530) 및 프로세서(535)를 포함하여 구성된다.5, a target tracking apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a calculation unit 510, a first filter 515, a second filter 520, an estimation unit 525, a memory 530 And a processor 535.

계산부(510)는 이전 프레임과 현재 프레임에 대해 옵티컬 플로우를 이용하여 표적에 대한 모션 벡터를 계산하는 기능을 한다.The calculation unit 510 calculates the motion vector for the target using the optical flow for the previous frame and the current frame.

옵티컬 플로우에 기반하여 표적의 모션 벡터를 계산하는 방법 자체는 이미 당업자에게는 자명한 사항이므로, 이에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.Since the method of calculating the target motion vector based on the optical flow itself is already obvious to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

제1 필터(515)는 모션 벡터 중 이상 모션 벡터를 제거하는 기능을 한다.The first filter 515 functions to remove an abnormal motion vector among the motion vectors.

예를 들어, 제1 필터(515)는 NCC 및 FB 필터일 수 있다. For example, the first filter 515 may be an NCC and an FB filter.

즉, 제1 필터(515)는 이전 프레임의 표적의 경계 박스(패치)와 현재 프레임에서 가장 유사한 패치를 찾고, 해당 찾은 패치에 포함되는 모션 벡터 중 전향 및 후향 모션 벡터간의 오차를 이용하여 이상 모션 벡터를 제거할 수 있다.That is, the first filter 515 finds the patch most similar to the boundary box (patch) of the target of the previous frame in the current frame, and detects the motion of the abnormal frame by using the error between the forward and backward motion vectors, You can remove the vector.

본 발명의 일 실시예에서 전향 모션 벡터는 계산부(510)에 의해 도출된 각 모션 벡터를 지칭한다. 반면, 후향 모션 벡터는 각 전향 모션 벡터의 끝점 좌표를 기준으로 현재 프레임에서 이전 프레임으로 역행하여 계산된 모션 벡터를 지칭한다.In one embodiment of the present invention, the forward motion vector refers to each motion vector derived by the calculation unit 510. On the other hand, the backward motion vector refers to the motion vector calculated by going back to the previous frame in the current frame based on the end point coordinates of each forward motion vector.

이에 따라, 제1 필터(515)는 전향 모션 벡터의 시작점과 후향 모션 벡터의 끝점의 차이가 기준치 이상 차이가 있는 경우, 해당 모션 벡터는 이상 움직임을 보이는 것으로 결정하여 이상 모션 벡터로 간주하여 제거한다.Accordingly, when the difference between the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector is greater than or equal to the reference value, the first filter 515 determines that the motion vector is abnormal and removes the motion vector as an abnormal motion vector .

제1 필터(515)에 의해 약 50%의 모션 벡터가 이상 모션 벡터로 제거될 수 있다.About 50% of the motion vector can be removed by the first filter 515 with the abnormal motion vector.

제2 필터(520)는 제1 필터(515)에 의해 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터 중 X축과 Y축 변화량의 중간값을 기반으로 이상 모션 벡터를 제거하는 기능을 한다.The second filter 520 removes the abnormal motion vector based on the intermediate value of the X-axis and Y-axis variation among the motion vectors from which the abnormal motion vector has been removed by the first filter 515.

즉, 제2 필터(520)에 의해 모션 벡터에 대한 이상 모션 벡터를 2차로 제거할 수 있다.That is, by using the second filter 520, the abnormal motion vector for the motion vector can be removed secondarily.

예를 들어, 제2 필터(520)는 MAD 필터일 수 있다. MAD 필터에 대해서는 도 1에서 상세히 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.For example, the second filter 520 may be a MAD filter. Since the MAD filter is the same as that described in detail with reference to FIG. 1, a duplicate description will be omitted.

또한, 제2 필터(520)에 의해 이상 모션 벡터가 제거되고 남은 모션 벡터는 적합 모션 벡터라 칭하기로 한다.In addition, the second motion vector is removed by the second filter 520, and the remaining motion vector is referred to as a suitable motion vector.

추정부(525)는 적합 모션 벡터를 이용하여 표적 크기 변화율을 계산하고, 계산된 표적 크기 변화율을 이용하여 표적의 크기를 추정하는 기능을 한다. 이는 도 1에서 상세히 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The estimator 525 calculates a target size change rate using a suitable motion vector, and estimates a target size using the calculated target size change rate. This is the same as that described in detail with reference to FIG. 1, so that redundant description will be omitted.

메모리(530)는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단계에 걸쳐 모션 벡터의 이상 모션 벡터를 제거하여 표적 크기를 추정하는 방법을 수행하기 위해 필요한 다양한 알고리즘, 이 과정에서 파생된 다양한 데이터를 저장하는 기능을 한다.The memory 530 stores various algorithms necessary for performing the method of estimating the target size by removing the abnormal motion vectors of the motion vectors over two steps according to an embodiment of the present invention, Function.

프로세서(535)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 추적 장치(100)의 내부 구성 요소들(예를 들어, 계산부(510), 제1 필터(515), 제2 필터(520), 추정부(525), 메모리(530) 등)을 제어하는 기능을 한다.
Processor 535 may be coupled to internal components (e.g., computation unit 510, first filter 515, second filter 520, and subtractor) of target tracking apparatus 100 in accordance with an embodiment of the present invention. The memory 525, the memory 530, and the like).

상술한 본 발명에 따른 표적 추적 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다. The target tracking method according to the present invention described above can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording media storing data that can be decoded by a computer system. For example, it may be a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device, or the like. In addition, the computer-readable recording medium may be distributed and executed in a computer system connected to a computer network, and may be stored and executed as a code readable in a distributed manner.

이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

100: 표적 추적 장치
510: 계산부
515: 제1 필터
520: 제2 필터
525: 추정부
530: 메모리
535: 프로세서
100: Target tracking device
510:
515: first filter
520: second filter
525:
530: Memory
535: Processor

Claims (12)

(a) 이전 프레임과 현재 프레임에 대해 옵티컬 플로우(Optical flow)를 이용하여 표적의 모션 벡터들을 계산하는 단계;
(b) 상기 모션 벡터들 각각에 대한 전향 및 후향 모션 벡터간의 오차를 이용하여 상기 모션 벡터들 중 1차 이상(outlier) 모션 벡터를 제거하는 단계;
(c) 상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터들의 X축 변화량과 Y축 변화량에 대한 중간값을 이용하여 2차 이상 모션 벡터를 제거하여 적합(inlier) 모션 벡터를 도출하는 단계;
(d) 상기 적합 모션 벡터를 이용하여 표적 크기 변화율을 계산하는 단계; 및
(e) 상기 표적 크기 변화율을 이용하여 상기 표적의 크기를 추정하는 단계를 포함하는 표적 추적 방법.
(a) calculating motion vectors of a target using an optical flow for a previous frame and a current frame;
(b) removing an outlier motion vector of the motion vectors using an error between forward and backward motion vectors for each of the motion vectors;
(c) deriving an inlier motion vector by removing a second-order or higher-order motion vector by using an intermediate value of the X-axis change amount and the Y-axis change amount of the motion vectors with the first-order and higher-order motion vectors removed;
(d) calculating a target size change rate using the fit motion vector; And
(e) estimating the size of the target using the target size change rate.
제1 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터들 각각에 대한 X축 변화량의 중간값과 Y축 변화량의 중간값을 계산하는 단계;
상기 계산된 X축 변화량과 Y축 변화량의 중간값을 이용하여 기준 벡터를 설정하는 단계;
상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터들 중 상기 기준 벡터보다 일정 크기 이상 차이가 있는 모션 벡터를 2차 이상 모션 벡터로 판단하여 제거하는 단계; 및
상기 2차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터를 적합 모션 벡터로 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표적 추적 방법.
The method according to claim 1,
The step (c)
Calculating an intermediate value of an X-axis variation amount and a Y-axis variation amount for each of the motion vectors from which the first-order and higher-order motion vectors have been removed;
Setting a reference vector using the calculated intermediate value of the X-axis variation and the Y-axis variation;
Determining a motion vector having a difference of more than a predetermined magnitude from the reference vector among the motion vectors having the first-order and higher-order motion vectors removed as a second-order motion vector and removing the motion vector; And
And deriving a motion vector from which the secondary ideal motion vector is removed as a suitable motion vector.
제2 항에 있어서,
상기 2차 이상 모션 벡터를 제거하여 적합(inlier) 모션 벡터를 도출하는 단계는,
상기 계산된 X축 변화량과 Y축 변화량의 중간값을 기반으로 중위절대편차 필터(MAD: Median Absolute Deviation filter)를 이용하여 상기 2차 이상 모션 벡터를 제거하는 것을 특징으로 하는 표적 추적 방법.
3. The method of claim 2,
The step of deriving the inlier motion vector by removing the secondary ideal motion vector comprises:
Wherein the second over-the-order motion vector is removed using a Median Absolute Deviation filter (MAD) based on the calculated intermediate value between the X-axis change amount and the Y-axis change amount.
제1 항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
상기 적합 모션 벡터의 시작점 좌표와 끝점 좌표의 거리를 이용하여 상기 표적 크기 변화율을 계산하는 것을 특징으로 하는 표적 추적 방법.
The method according to claim 1,
The step (d)
Wherein the target size change rate is calculated using the distance between the start point coordinate and the end point coordinate of the adaptive motion vector.
제1 항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
상기 표적 크기 변화율이 임계치 이상이면, 상기 이전 프레임의 표적 크기를 상기 현재 프레임에 적용하는 단계; 및
상기 표적 크기 변화율이 상기 임계치 미만이면, 상기 표적 크기 변화율을 이용하여 상기 현재 프레임에 대한 표적 크기를 계산하여 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표적 추적 방법.
The method according to claim 1,
The step (e)
Applying a target size of the previous frame to the current frame if the target size change rate is greater than or equal to a threshold; And
And estimating a target size for the current frame using the target size change rate if the target size change rate is less than the threshold.
제1 항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
상기 모션 벡터들 각각에 대한 후향 모션 벡터를 계산하는 단계를 포함하고,
상기 (c) 단계는 상기 후향 모션 벡터의 끝점 좌표와 상기 모션 벡터들 각각의 시작점 좌표간의 차이가 기준치 이상인 모션 벡터를 2차 이상 모션 벡터로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표적 추적 방법.
The method according to claim 1,
The step (b)
Calculating a backward motion vector for each of the motion vectors,
Wherein the step (c) includes the step of removing a motion vector having a difference between the end point coordinates of the backward motion vector and the start point coordinates of each of the motion vectors to a second or more motion vector.
삭제delete 제1 항 내지 제6 항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체 제품.
A computer-readable recording medium on which program codes for carrying out the method according to any one of claims 1 to 6 are recorded.
이전 프레임과 현재 프레임에 대해 옵티컬 플로우(Optical flow)를 이용하여 표적의 모션 벡터들을 계산하는 모션벡터 계산부;
상기 모션 벡터들 각각에 대한 전향 및 후향 모션 벡터간의 오차를 이용하여 상기 모션 벡터 중 1차 이상(outlier) 모션 벡터를 제거하는 제1 필터부;
상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터들의 X축 변화량과 Y축 변화량에 대한 중간값을 이용하여 2차 이상 모션 벡터를 제거하여 적합(inlier) 모션 벡터를 도출하는 제2 필터부; 및
상기 적합 모션 벡터를 이용하여 표적 크기 변화율을 계산하고, 상기 표적 크기 변화율을 이용하여 상기 표적 크기를 추정하는 추정부를 포함하는 표적 추적 장치.
A motion vector calculation unit for calculating target motion vectors using an optical flow for a previous frame and a current frame;
A first filter that removes a first outlier motion vector of the motion vector using an error between forward and backward motion vectors for each of the motion vectors;
A second filter unit for deriving an inlier motion vector by removing a second-order or higher-order motion vector by using an intermediate value of the X-axis change amount and the Y-axis change amount of the motion vectors with the first-order and higher-order motion vectors removed; And
And an estimator for estimating the target size using the target magnitude change rate, calculating a target magnitude change rate using the suitable motion vector, and estimating the target magnitude using the target magnitude change rate.
제9 항에 있어서,
상기 제2 필터부는,
상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터들 각각에 대한 X축 변화량의 중간값과 Y축 변화량의 중간값을 계산하고, 상기 계산된 X축 변화량과 Y축 변화량의 중간값을 이용하여 기준 벡터를 설정한 후 상기 1차 이상 모션 벡터가 제거된 모션 벡터들 중 상기 기준 벡터보다 일정 크기 이상 차이가 있는 모션 벡터를 2차 이상 모션 벡터로 판단하여 제거하여 적합 모션 벡터로 도출하는 것을 특징으로 하는 표적 추적 장치.
10. The method of claim 9,
The second filter unit includes:
Calculating a median value of the X-axis variation amount and a Y-axis variation amount for each of the motion vectors with the first-order and higher-order motion vectors removed, and calculating a median value of the Y-axis variation using the median value of the calculated X- A motion vector having a difference of a predetermined magnitude or more from the reference vector among the motion vectors having the first order or higher order motion vectors removed is determined as a second order or higher order motion vector and is derived as a suitable motion vector. Target tracking device.
제9 항에 있어서,
상기 추정부는,
상기 적합 모션 벡터의 시작점 좌표와 끝점 좌표의 거리를 이용하여 상기 표적 크기 변화율을 계산하는 것을 특징으로 하는 표적 추적 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the estimating unit comprises:
And calculates the target size change rate using the distance between the start point coordinate and the end point coordinate of the adaptive motion vector.
제9 항에 있어서,
상기 추정부는,
상기 표적 크기 변화율이 임계치 이상이면, 상기 이전 프레임의 표적 크기를 상기 현재 프레임에 적용하며,
상기 표적 크기 변화율이 상기 임계치 미만이면, 상기 표적 크기 변화율을 이용하여 상기 현재 프레임에 대한 표적 크기를 계산하여 추정하는 것을 특징으로 하는 표적 추적 장치.



10. The method of claim 9,
Wherein the estimating unit comprises:
Applying the target size of the previous frame to the current frame if the target size change rate is greater than or equal to a threshold,
And when the target size change rate is less than the threshold value, estimates the target size for the current frame using the target size change rate.



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