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2006 年度 実績報告書

動画像より物体の動きの意味を抽出する行動分析VLSIイメージセンサ・システム

研究課題

研究課題/領域番号 17206030
研究機関東京大学

研究代表者

柴田 直  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00187402)

研究分担者 三田 吉郎  東京大学, 大学院工学系研究科, 助教授 (40323472)
キーワードego motion detection / 動き検出 / ジェスチャー理解 / VLSIシステム / 隠れマルコフモデル / Principal Motion Distribution / エッジ検出フィルター / 動きの認識
研究概要

前年度は、各部の動きの解析から画面全体のMotion Fieldを抽出し、これをベクトル表現に変換するとともに、これを用いたEgo Motion Detectionシステムの基礎を確立した。今年度は、カメラの動きの速度が変化してもそれに追従できるよう、新たなアルゴリズム開発を行った。毎回画面の4隅の動きの平均値をモニターし、その動き量が±4ピクセルとなる時点を捉えて画面全体のMotion Fieldを抽出しベクトル化する。これによって、速度が常に変動するようなEgo Motionに対しても正確に動きを認識することが可能となった。さらに視野中に画面全体の動きとは逆方向に動くいわゆるdisturbing objectが存在する場合のego motion detectionのテストを行ったところ、disturbing objectの面積が画面全体の50%を越えると、システムはそのobjectの動きによって自分の動きを逆方向と誤認識した。これは、人間と同様の誤りである。
全体の動きとは別に各部の動きを追跡していくシステムの開発も行った。つまり、手、足、ひざといった体の特定部分の位置を連続的にトラッキングするシステムである。エッジ情報のフレーム間差分のヒストグラムを用いてトラッキングすることにより、背景の影響を受けない追跡が可能となった。また対象物の形が移動とともに変化しても、常に捕らえた物体の形状的特徴に着目しながら追跡するので、対象を逃すことがないという特徴を持っている。
所定の動作をする人間の動画より抽出したMotion Fieldから、各時刻における動きを表す新たなベクトル表現法を開発した。各微小領域における上下、左右、斜め各方向の動きベクトルの分布をヒストグラム表現したもので、Projected Principal Motion Distribution(PPMD)と呼ぶ。また、動作シーケンス理解のためにハードウェア実装に適したHMMアーキテクチャも開発、これとPPMDベクトルを用いることにより、未だ簡単な動作であるが十分動作認識のできることが確かめられた。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] A Low-Power Floating-Gate-MOS-Based CDMA Matched Filter Featuring Coupling Capacitor Disconnection.2007

    • 著者名/発表者名
      T.Yamasaki, T.Shibata
    • 雑誌名

      IEEE Journal on Solid State Circutis vol.42, no.2

      ページ: 422-430

  • [雑誌論文] Hardware Architecture for Pseudo-Two-Dimensional Hidden-Markow-Model-Based Face Recognition Systems Employing Laplace Distribution functions2007

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Suzuki, Tadashi Shibata
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics vol.46, no.4B

      ページ: 2265-2270

  • [雑誌論文] A Hardware-Implementation-Friendly Pulse-Coupled Neural Network algorithm for analog Image-Feature-Generation Circuits2007

    • 著者名/発表者名
      Jun Chen, Tadashi Shibata
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics vol.46, no.4B

      ページ: 2271-2277

  • [雑誌論文] 連想プロセッサアーキテクチャに基づく逐次データソーティングVLSI2007

    • 著者名/発表者名
      高田謙, 早川仁, 柴田直
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C (採択済み)

  • [雑誌論文] A VLIS-Implementation-Friendly Ego-Motion Detection Algorithm Based on Edge-Histogram Matching2006

    • 著者名/発表者名
      Jia Hao, Tadashi Shibata
    • 雑誌名

      Proceedings of 2006 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP 2006), Toulouse, France, May 14-18, 2006

      ページ: II-245-248

  • [雑誌論文] A Time-Domain Gradient-Detection Architecture for VLSI Analog Motion Sensors2006

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Ito, Tadashi Shibata
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2006 International Symposium on Ciruits and Systems (ISCAS'06), Island of Kos, Greece, May 21-24, 2006

      ページ: 201-204

  • [雑誌論文] Power-Balanced Reconfigurable Floating-Gate-MOS Logic Circuit for Tamper Resistant VLSI2006

    • 著者名/発表者名
      Benjamas Tongprasit, Tadashi Shibata
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2006 International Symposium on Ciruits and Systems (ISCAS'06), Island of Kos, Greece, May 21-24, 2006

      ページ: 4855-4858

  • [雑誌論文] Illumination-Invariant Face Identification Using Edge-Based Feature Vectors in Pseudo-2D Hidden Markov Models2006

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Suzuki, Tadashi Shibata
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th European Signal Processing Conference (EUSIPCO 2006), Florence, Italy, Sep. 4-8, 2006

  • [雑誌論文] Multi-View Face Detection and Pose Estimation Employing Edge-Based Feature Vectors2006

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Moriya, Yasufumi Suzuki, Tadashi Shibata, Masakazu Yagi, Kenji Takada
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th European Signal Processing Conference (EUSIPCO 2006), Florence, Italy, Sep. 4-8, 2006

  • [雑誌論文] Hardware Architecture for Pseudo-2D Hidden-Markov-Model-Based Face Recognition System Employing Laplace Distribution Functions2006

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Suzuki, Tadashi Shibata
    • 雑誌名

      Extended Abstracts of the 2006 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2006), Yokoharam, Japan, Sep. 12-15, 2006

      ページ: 584-585

  • [雑誌論文] A Hardware-Implementation-Friendly PCNN for Analog Image-Feature-Generation Circuits2006

    • 著者名/発表者名
      Jun Chen, Tadashi Shibata
    • 雑誌名

      Extended Abstracts of the 2006 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2006), Yokohama, Japan, Sep. 12-15, 2006

      ページ: 594-595

  • [雑誌論文] An Edge Cache Memory Architecture for Early Visual Processing VLSIs2006

    • 著者名/発表者名
      Ovgu Ozturk, Tadashi Shibata
    • 雑誌名

      Extended Abstracts of the 2006 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2006), Yokohama, Japan, Sep. 12-15, 2006

      ページ: 592-593

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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