Fast Level Set Methodの提案とビデオ画像の移動物体のリアルタイム追跡

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  • Fast Level set Method ノ テイアン ト ビデオ ガゾウ ノ イドウブッタイ ノ リアルタイム ツイセキ
  • Fast Level Set Method and Realtime Tracking of Moving Objects in a Sequence of Images
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抄録

Osher，Sethianらによって提案されたLevel Set Methodは，位相変化が可能な動的輪郭モデルとして注目を集め，現在，移動体追跡や3次元幾何形状モデリング，半導体や結晶形成シミュレーションなど，様々な用途に応用され始めている．しかしこの手法は，Snakesなど従来の動的輪郭モデルと比較して初期化や更新時の計算コストが高く，高速な計算手法の開発が大きな課題となっている．そこで本論文では高速で安定なLevel Set Methodの解法として，i) 拡張成長速度の利用と高速な拡張成長速度場の構築（Fast Narrow Band Method，FNB），ii) 補助関数の再初期化処理の高速化と頻繁な再初期化，を特徴とする新たなFast Level Set Methodを提案する．また従来のLevel Set Methodとの比較実験を行い，本手法により境界が安定かつ高速に検出できることを示す．さらに提案する手法の応用例として，ビデオ画像上の移動物体のリアルタイム追跡へ適用した結果を紹介する．

The level set method, introduced by S. Osher and J. A. Sethian,has attracted much attention as a topological-free active contour model.This method utilizes an implicit representation of a contour to be tracked,and is able to handle the topological change of the contour naturally.Various applications based on the level set method have been presented including motion tracking,3D geometrical modelling,and simulation of crystallization or semiconductor growth.However, the calculation cost of reinitialization and updating of the implicit function is considerably expensive as compared with the cost of conventional active contour models such as ``Snakes''.In this paper,we propose an efficient calculation algorithm for the level set method named the Fast Level Set Method (FLSM).Advantages of the proposed FLSM are as follows:i) the use of the extension velocity and the high speed construction of the extension velocity field using the Fast Narrow Band Method,ii) the frequent execution of the reinitialization process of the implicit function which requires little calculation cost.The efficiencyof the proposed method is verified through computer simulations,and experiments of realtime tracking of moving objects in video images.

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