エラー（位置2のイン​デックスが配列範囲を​超えています。）につ​いて

最後に示す本文を実行したところ、次のようなエラーが発生します。原因と対処法を教えてください。

位置 2 のインデックスが配列範囲を超えています。

エラー: try4 (line 205)

centroidLog(ids,(frameCount-1)*2+1:(frameCount-1)*2+2) = bboxTracked(:,1:2);

試行錯誤的に原因を探しましたが、詳細は不明でした。動画のフレーム数が多いとき、検出数が減る方にブロブ面積を制限したときに発生します。

clc;close all;imtool close all;clear;
% トラッキングする最大数
numTracks = 100;
% 読み込むビデオのフレームの最大数
numVideoFrames = 500;

% 動画読込みのオブジェクト生成とフレームレート取得
Vid = vision.VideoFileReader('ーーー');
% サンプルレートを取得
S = Vid.info;
frameRate = S.VideoFrameRate;

% ビデオサイズを取得
videoSize = S.VideoSize;

% 動画書き出しのオブジェクト生成
videoWriter = vision.VideoFileWriter(’－－－－’,'FileFormat','MPEG4','FrameRate',frameRate);

% 動画表示用オブジェクトの生成
videoPlayer = vision.VideoPlayer('Position', [ 920, 100, 900, 700]);

% ブロブ解析用のオブジェクトの作成（中心点・境界ボックス）
blobAnalyser = vision.BlobAnalysis( 'AreaOutputPort',false, ...
    'CentroidOutputPort', true,  'BoundingBoxOutputPort', true, ...
    'MinimumBlobArea', 200, 'ExcludeBorderBlobs',true);

% トラック（各トラックに、各動いている物体の情報を格納）の初期化
tracks = struct(...
    'id',           {}, ...       % ID番号
    'bbox',         {}, ...       %現フレーム内の境界ボックス（表示用）
    'kalmanFilter', {}, ...       %この物体トラッキング用のカルマンフィルター
    'age',               {}, ...  %最初に検出されてからのフレーム数
    'totalVisibleCount', {}, ...      %検出された全フレーム数           => これが閾値を超えたら表示する
    'consecutiveInvisibleCount', {}); %連続した非検出フレーム数         => これが閾値を超えたらこのトラックを削除

nextId = 1; % ID of the next track
centroidLog = nan(numTracks,2*numVideoFrames);
frameCount = 1;

% 1フレーム目を読み込み
frame = step(Vid);

% 色のしきい値アプリを使ってマスク関数を作成
colorThresholder(frame);
% 色空間はHSVを選択
% 緑色のマーカーだけが検出されるようにしきい値を決める
% しきい値が決まったら「エクスポート」⇒「関数のエクスポート」で
% createMask.m関数を生成し、保存する

% ビデオの読み込みをリセット
Vid.reset;




while ('runLoop && ~isDone(Vid)')
    frame = step(Vid);     % 1フレーム読み込み

    % フレーム内の物体を検出：動いている物体(領域)の検出：maskは1が前景・0が背景
    % 下記のcreateMask関数はcolorThresholderアプリケーションを使って作成
    mask = createMask(frame);

    % 中心点・境界ボックスの検出
    [centroids, bboxes] = step(blobAnalyser, mask);

    % 現フレーム内での位置を前フレームから予測
    % カルマンフィルタを用いて、前フレームまでに検出済みの各物体(トラック)の位置予測
    for i = 1:length(tracks)
        bbox = tracks(i).bbox;    % 前フレームでの境界ボックス
        % 現フレームでの位置の予測
        predictedPosition = int32(predict(tracks(i).kalmanFilter));
        % 境界ボックスの中心を、予測重心位置へ調整
        tracks(i).bbox = [predictedPosition - bbox(3:4)/2, bbox(3:4)];

    end

    % 既検出物体(トラック)に、検出された物体を対応付け
    % コストの計算：既検出物体の予測位置と各検出物体の距離
    cost = zeros(length(tracks), size(centroids, 1));         % トラック数 x 検出数
    for i = 1:length(tracks)
        cost(i, :) = distance(tracks(i).kalmanFilter, centroids);
    end

    % 各トラックに検出された物体を割当 (ハンガリアンアルゴリズム：コストの合計が最小になるように）
    % assignment:トラック番号と検出番号の組が代入される
    costOfNonAssignment = 20;     %小さいと既存トラックにアサインされないもの増える=>新しいトラックが多く生成される
    [assignments, unassignedTracks, unassignedDetections] = ...
        assignDetectionsToTracks(cost, costOfNonAssignment);

    % 対応する物体が見つかったトラックの情報更新
    for i = 1:size(assignments, 1)
        trackIdx = assignments(i, 1);           %トラックの番号
        detectionIdx = assignments(i, 2);       %検出物体の番号
        centroid = centroids(detectionIdx, :);  %その検出された物体の中心点を抽出（blobAnalyser.step(mask)の結果を使用）
        bbox = bboxes(detectionIdx, :);         %その検出された物体の境界ボックスを抽出（blobAnalyser.step(mask)の結果を使用)
        % 検出された位置と予測値を用いて、現在位置を推定
        correct(tracks(trackIdx).kalmanFilter, centroid);

        % 各トラック情報を更新：境界ボックス、age、totalVisibleCount、consecutiveInvisibleCount
        tracks(trackIdx).bbox = bbox;
        tracks(trackIdx).age = tracks(trackIdx).age + 1;
        tracks(trackIdx).totalVisibleCount = ...
            tracks(trackIdx).totalVisibleCount + 1;
        tracks(trackIdx).consecutiveInvisibleCount = 0;
    end

    % 対応する物体が見つからなかったトラックの情報更新
    %           age、consecutiveInvisibleCount
    for i = 1:length(unassignedTracks)
        ind = unassignedTracks(i);
        tracks(ind).age = tracks(ind).age + 1;
        tracks(ind).consecutiveInvisibleCount = ...
            tracks(ind).consecutiveInvisibleCount + 1;
    end

   
    if ~isempty(tracks)
        % compute the fraction of the track's age for which it was visible
        ages = [tracks(:).age];
        totalVisibleCounts = [tracks(:).totalVisibleCount];
        visibility = totalVisibleCounts ./ ages;     % 全age中で観測されたフレームの割合

        % find the indices of 'lost' tracks
        lostInds = (ages < 4 & visibility < 0.6) | ...
            ([tracks(:).consecutiveInvisibleCount] >= 5);   %5フレーム以上連続不観測で消去

        tracks = tracks(~lostInds);   %見失ったトラックの消去
    end

    % 新たに見つかった物体に対し、新しいトラックを生成
    %      (ここではアサインされなかったトラックを、新しいトラックとする)
    centroids1 = centroids(unassignedDetections, :);           % Nx2 double
    bboxes = bboxes(unassignedDetections, :);                 % Nx4 int32

    for i = 1:size(centroids1, 1)

        centroid = centroids1(i,:);
        bbox = bboxes(i, :);

        % あたらしい物体一つに対して、カルマンフィルターを1つ生成
        % http://www.mathworks.com/videos/introduction-to-kalman-filters-for-object-tracking-79674.html
        kalmanFilter = configureKalmanFilter('ConstantVelocity', ...
            centroid, [200, 50], [100, 25], 100);

        % 新しいトラックの生成
        newTrack = struct(...
            'id', nextId, ...
            'bbox', bbox, ...
            'kalmanFilter', kalmanFilter, ...
            'age', 1, ...
            'totalVisibleCount', 1, ...
            'consecutiveInvisibleCount', 0);

        % 生成した新しいトラックを、トラックの配列の最後に追加
        tracks(end + 1) = newTrack;

        % nextIdを1つ増やす
        nextId = nextId + 1;
    end


    % 結果の表示
    frame = im2uint8(frame);

    if isempty(tracks)

        reliableTrackInds = ...
            [tracks(:).totalVisibleCount] > 0;
        reliableTracks = tracks(reliableTrackInds);

        if ~isempty(reliableTracks)
            % 境界の四角枠の座標の抽出
            bboxes = cat(1, reliableTracks.bbox);

            % idsの取得
            ids = int32([reliableTracks(:).id]);

            % create labels for objects indicating the ones for
            % which we display the predicted rather than the actual
            % location
            labels = cellstr(int2str(ids'));
            predictedTrackInds = ...
                [reliableTracks(:).consecutiveInvisibleCount] > 0;
            isPredicted = cell(size(labels));
            isPredicted(predictedTrackInds) = {' predicted'};
            labels = strcat(labels, isPredicted);

            % RGBのフレームの中に、四角枠を描画
            frame = insertObjectAnnotation(frame, 'rectangle', ...
                bboxes, labels);
        end
    end
    
    
        % 奇跡の保存と可視化
    ids = int32([tracks(:).id]);
    bboxTracked = cat(1,tracks.bbox);
    centroidLog(ids,(frameCount-1)*2+1:(frameCount-1)*2+2) = bboxTracked(:,1:2);
    

 
    % 表示
    videoPlayer.step(frame);

    % 動画に書き出し
    step(videoWriter,frame);
   
 while frameCount <= numVideoFrames
    % フレームのカウントを1増やす
    frameCount = frameCount + 1;
    
    if frameCount > numVideoFrames
    break
    end
 end
 
    

    % プッシュボタンのイベントの確認
    drawnow;
end
release(Vid);
release(videoPlayer);
release(videoWriter


% 軌跡の可視化
figure;
image(frame,'AlphaData',0.3);
axis image;
hold on;
x = centroidLog(:,1:2:end)';
y = centroidLog(:,2:2:end)';
plot(x,y);
title('軌跡'); xlabel('X軸位置(pixel)'); ylabel('Y軸位置(pixel)');
axis ij;

% 位置の時間変化
figure;
t = ((0:(size(centroidLog,2)/2-1))/frameRate)';
subplot(2,1,1),plot(t,x);
title('X軸'); xlabel('時間(sec)'); ylabel('X軸位置(pixel)');
subplot(2,1,2),plot(t,y);
title('Y軸'); xlabel('時間(sec)'); ylabel('Y軸位置(pixel)');

[michio]

コード部分を「コード表示」となるよう編集しました。

[michio]

FYI: 関連ファイルはこちらにあります。

https://jp.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/65816-color-marker-based-object-tracking

Answer 1

[michio]

データに依存する挙動かと思いますので、直接の原因は分かりませんが、ブレークポイントを設定することで、少し解明に近づけるかと思います。

https://jp.mathworks.com/help/matlab/matlab_prog/set-breakpoints.html

を参考に、エラーが出る行で

centroidLog(ids,(frameCount-1)*2+1:(frameCount-1)*2+2) = bboxTracked(:,1:2);

bboxTracked がどんなデータ（特に配列サイズ）になっているかを確認して頂けますか？

恐らく bboxTracked が、そしてその元になっている tracks.bbox　が想定外のサイズになっているのかと思います。

[Eiji Ishioka]

サイズを確認したところ、empty0*0となっていました。

結果として、検出数が０になる瞬間があった場合は該当部の式が成り立たなくなりエラーとなる様です。

centroidLog(ids,(frameCount-1)*2+1:(frameCount-1)*2+2) = bboxTracked(:,1:2);

この式は軌跡を描くために必要なのですが、何を行っている式なのかわからず回避する方法が見当たりませんでした。この式が意味するもの、また、検出数が0になる場合に回避する方法を教えていただきたいです。

よろしくお願いいたします。

[Tohru Kikawada]

下記のように検出数が0となった場合には重心の書き込みは行わない処理を追加することでエラーを回避できます。

    if ~isempty(bboxTracked)
        centroidLog(ids,(frameCount-1)*2+1:(frameCount-1)*2+2) = bboxTracked(:,1:2);
    end    

centroidLogは重心を時系列に保存する変数で、行がトラック、列が時間を差しています。

例えば、1行目は下記のような重心位置の時系列データになります。

[Eiji Ishioka]

ありがとうございます！

解決しました。