JP2000231693A

JP2000231693A - 自動車通行監視・管理装置

Info

Publication number: JP2000231693A
Application number: JP11032507A
Authority: JP
Inventors: Yoshizo Ito; 芳三伊藤; Shohei Fukuoka; 昇平福岡; Takayoshi Yokota; 孝義横田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-08-22
Anticipated expiration: 2019-02-10
Also published as: JP3605525B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車道での車両の運行としての交通流を、
車両画像として配信したい。【解決手段】自動車道での車両の運行としての交通流
は、渋滞度等の数値化して配信している。本発明では、
代わりに、運行している車両を撮像し、それを配信する
ものとした。但し、撮像画像中では、車両ナンバーや、
搭乗者の映像等のプライバシー部分があるため、プライ
バシー保護の観点から、それを除いたものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路上での交通流
を画像として提供する自動車通行監視・管理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】道路の路上又は路側高所にカメラを設置
して、道路上の多車線の交通流を監視や管理しようとす
る試みがある。カメラで撮像した画像は、監視や管理を
行うべきセンタに送られ、交通流の計測に利用された
り、情報提供業者やタクシー会社、運送会社に提供され
る。走行中の車に搭載されたナビシステムに提供される
例もある。

【０００３】こうした、交通流に関する従来例には、特
開平８−２２１５７７号、特開平６−４７９５号があ
る。特開平８−２２１５７７号は、車と背景との識別を
行うことで、移動する車を正確、確実に画像として得よ
うとする例である。特開平６−４７９５号は、移動する
車の画像の２値化を行い、その面積を求め、これから車
の渋滞の程度を数値化しようとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】交通流の監視や管理
は、特開平６−４７９５号にあるように交通流を数値化
して行う点に特徴があった。しかし、カメラで撮影した
画像をそのまま交通流情報として把握できれば、交通流
のリアリティが維持され、監視や管理に役立つ。特開平
８−２２１５７７号は、移動する車画像を、背景と区別
して、正確・確実に得ようとするものであるが、公益的
観点ではなく利益観点の強い従来例である。即ち、正確
・確実に移動体を把握しようとする点が目的であって、
道路上での交通流ではこうした把握と共に移動する車の
プライバシー保護の観点が不可欠であるが、特開平８−
２２１５７７号には、このような観点はない。理由は、
情報提供業者等の交通流の配信という際の公益性を考慮
していないことによる。

【０００５】本発明の目的は、交通流の映像を画像とし
て提供すると共にその配信画像にプライバシー保護とい
う公益性を持たせて行わせるようにした自動車通行監視
・管理装置を得るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、道路上での通
行自動車を背景を含めてリアルタイムで次々に撮像する
手段と、撮像した画像の中から通行自動車画像を抽出
し、プライバシー部分を含む部分を削除又はマスクをか
け、かくして得た画像を配信用画像として出力する手段
と、を備えた自動車通行監視・管理装置を開示する。

【０００７】更に本発明は、道路上での通行自動車を背
景を含めてリアルタイムで次々に撮像する手段と、撮像
した画像の中から通行自動車画像を抽出し、車体フレー
ムのみの画像を得、これを配信用画像として出力する手
段と、を備えた自動車通行監視・管理装置を開示する。

【０００８】更に本発明は、道路上での通行自動車を背
景を含めて次々に撮像する手段と、撮像した画像中にサ
ーチエリアを設定し、サーチエリア内での初期の通行自
動車画像からプライバシー部分を含む部分を削除又はマ
スクをかけ、かくして得た画像をテンプレート画像と
し、その後の画面内での移動範囲に沿って変化する当該
通行自動車画像に代わってテンプレート画像又はこのテ
ンプレート画像を進行状況に応じて修正した修正画像を
配信用画像として出力する手段と、を備えた自動車通行
監視・管理装置を開示する。

【０００９】更に本発明は、出力する手段にあっては、
当該自動車の移動は、テンプレート画像に類似する画像
を追跡することによって行うものとした自動車通行監視
・管理装置を開示する。

【００１０】更に本発明は、出力手段にあっては、初期
のテンプレート画像又はその修正画像に代わって、その
後の画面内での当該自動車の移動に応じた撮像画像をテ
ンプレート画像として選択配信する手段を持つものとし
た自動車通行監視・管理装置を開示する。

【００１１】更に本発明は、道路上での通行自動車を背
景を含めてリアルタイムで次々に撮像する手段と、種々
の自動車の外観画像を格納するデータベース部と、撮像
した画像の中から運行自動車画像を抽出し、該抽出した
自動車画像に同一又は類似の外観画像をデータベースか
ら選択する手段と、この選択した外観画像を配信用画像
として出力する手段と、を備えた自動車通行監視・管理
装置を開示する。

【００１２】

【発明の実施の形態】図３は、本発明の監視・管理シス
テムを示す図である。車道２５の上方又は側方にＴＶカ
メラ２０を設置し、その撮像画像を画像送信器２１を介
して、画像処理装置２２に送る。画像処理装置２２は、
センタ又は中継所に設置されており、画像送信器２１か
らの画像を取り込み、所定の画像を得、これをインター
ネット等の伝送系２３を通じて配信し、端末としてのデ
ィスプレイ装置２４に送り、表示を行う。画像処理装置
２２は、処理３０で、取り込みを行い、処理３１で進入
車両の検出を行い、処理３２で次の車両の特徴を抽出し
且つプライバシー部分の映像のマスク化や削除を行う。
更に、処理３３で編集を行い、処理３４で配信を行う。

【００１３】図１は、片側３車線の高速道路の固定設置
の交通流監視カメラ２０の映像を示す。図１（ａ）は監
視カメラを道路側方の高所に設置しての映像例、図１
（ｂ）は、監視カメラを道路中央の高所に設置しての映
像例を示す。交通流の映像による監視には、図１（ｂ）
の例が好ましい。

【００１４】図１（ｂ）の映像画面は、ある瞬間での撮
影画像を示すものであって、各自動車１は、次々にこの
映像エリア２に前方から入ってくると共に、次々にこの
映像エリア２から手前側へと消えてゆく。映像エリア２
内での映像の移動は、画面サイズ、視野、及び移動速度
によって定まる。１台の車の映像エリア２内での滞在時
間も同様の要因による。処理装置２２内では、映像エリ
ア２内には自動車の移動を追跡するために、図２に示す
ように上側から定間隔にサーチエリアＳＥ１〜ｎを仮想
的に設定してある。これは例えば水平走査線番号を指定
することで行う。

【００１５】映像エリア２の撮像計測タイミングは、交
通流を監視可能なタイミングであればよく、正常流では
５０ｍ秒〜１００ｍ秒、渋滞流では少なくとも４００ｍ
秒程度以上といった計測タイミングとする。従って、１
台の移動車の、映像エリア内で得られる計測画像数は、
数個〜１０数個程度となる。

【００１６】処理３１での移動車の検知の仕方を説明す
る。図１（ｂ）に示すように、画像上方の車が進入して
くる上方の１つのサーチエリアをテンプレート画像抽出
用のサーチエリアＴＳＥとして設定する。ＳＥ１でもよ
いが、ＳＥ２かＳＥ３でもよい。サーチエリアＴＳＥ上
で、進入してくる移動車を識別する。識別方法は、サー
チエリアの縦（ｘ）と横（ｙ）とで、別々に画素値の投
影を行うことで投影画素値の大きいエリアを進入車の画
像とするやり方をとる。図１（ｃ）が、あるタイミング
でのサーチエリアＴＳＥ内での画像例であり、サーチエ
リアＴＳＥ内の画像をｘ、ｙ軸方向にそれぞれ投影し、
図１（ｄ）の如く規定しきい値となる領域である画素領
域３を選び、この画素領域３を進入車の切り出し画像領
域とする。そして、画素領域３内の画像を進入車画像と
して識別する。

【００１７】画素領域３は、投影画素値の中で規定値よ
りも大きい画素値となる領域を選ぶことで抽出可能であ
るが、車の特徴を反映した抽出を行うやり方がよい。進
入車の前面部は、他の部位に比べて水平縦模様が多い。
フロント部の上下の水平エッジ、バンパー部の水平エッ
ジ等があるためによる。そこで、サーチエリアＴＳＥ内
でのこうした水平エッジを抽出し、その後でｘ、ｙ軸方
向にそれぞれ投影し、規定しきい値との比較を行って、
進入車の画素領域３を選択する。

【００１８】図１（ｂ）で車１１，１２は既に進入済み
であって、それ以前の撮像タイミングで、サーチエリア
ＴＳＥ上で抽出済みである。車１０は進入したばかりの
車であり、図１（ｄ）によってその画素領域が検出でき
たことになる。尚、サーチエリアＴＳＥで抽出失敗して
も、次のサーチエリアを新しいＴＳＥとして設定するこ
とで抽出するといったやり方をとれば、確実に抽出可能
である。

【００１９】進入車の画素領域の画像から進入車の車両
テンプレート画像を抽出する。この抽出処理は、図１
（ｄ）で確定した画素領域３の中心座標を求めること、
求めた中心座標から縦横所定画素数の画像を映像エリア
２から切り出すこと、切り出した画像をテンプレート画
像とすること、の処理から成る。切り出し画素数は、例
えば、水平（ｘ）３２〜６４画素数、垂直（ｙ）１６画
素数程度である。

【００２０】映像エリア２上では、進入車は、サーチエ
リアＴＳＥを通り過ぎて前方から手前へと移動し、その
過程で、前述したように数回〜１０数回の撮像がなされ
る。そして、撮像タイミング毎に映像エリア上での撮影
位置及び撮像画像の形状が異なる。即ち、撮像タイミン
グの更新順に、撮影位置は手前側へと移動し、撮影画像
の形状は小から大へと変化し、且つ撮影視野角度（迎
角）も遠くの視野から近くの視野へと変化する。こうし
た位置と形状とが変化してゆく移動車に対して、すべて
の撮像タイミング毎に、前述の方法でテンプレート画像
を切り出していたのでは、情報量が膨大となり、処理時
間の負担も高くなる。

【００２１】そこで、映像エリア内での、進入車の動き
を映像エリア上で追跡するものとし、同一車に対して
は、サーチエリアＴＳＥで得た最初のテンプレート画像
をそのまま、その後の撮像タイミングでの画像として利
用することにする。これによって画像処理の負担を軽減
する。同一車の画像上での追跡処理を図４を利用して以
下で説明する。

【００２２】車の移動は車の最大速度、画像の入力周期
（撮像タイミング周期）で定まる。そして、各サーチエ
リア上を次々に移動する。そこでサーチエリアＳＥ上
で、既に切り出した進入車のテンプレート画像と最も類
似の高い画像を相関処理を利用して見つける。この時、
切り出したテンプレート画像の車の進行方向を予測して
おくと、相関すべき対象画像は少なくなる。予測は、車
の速度等を考慮して行う。しかし、進路変更もある故
に、完全予測はできない。車の進行に伴って撮影画像の
形状が変化するからであり、あくまで類似の程度で同一
車か否かを判断する。

【００２３】図４には、１つの車両テンプレート画像の
抽出（切出）から配信までの処理をフローチャート形式
で示した図である。フローＦ₁では、ある時刻ｔ_jでの撮
像画像から車両テンプレート画像ＴＰ_mを抽出する。時
刻ｔ_jとは、任意であり、ある任意の進入車両の検出が
可能な時刻との意味であり、次の時刻ｔ_j+1では、別の
進入車両の検出や上記時刻ｔ_jで検出した進入車両のそ
の後の位置を検出したりする処理を行う。従って、時刻
ｔ_jでも、あるサーチエリアＴＳＥ上で進入車両の検出
を行うと同時に、他のサーチエリアＳＥ上で他の車両の
移動を追跡したりする。このように、次々に撮像する画
像の中から、ＴＳＥでは進入車両の検出、ＴＳＥ以降の
ＳＥでは既に検出した進入車両の移動追跡を、併行して
行うことになる。図４では、こうした前提のもとに、あ
る１台の進入車両の進入の検出とその後（ｔ_j+i、但
し、ｉ＝１、２、…の任意の値）の移動検出を行う追跡
処理を示したものである。フローＦ₂では、抽出した車
両テンプレート画像ＴＰ_mからプライバシー部分を除去
（マスクや削除）した画像ＴＰ_mnを得る。そして画像Ｔ
Ｐ_mnを送出する。このプライバシー除去の処理について
は後述する。フローＦ₃では、その後の時刻ｔ_j+iでの撮
像画像からテンプレート画像ＴＰ_mに類似する画像を見
つけ出す（ここで、次のサーチエリアで類似画像が見つ
かれば、フローＦ₃でのｉとはｉ＝１となり、ｉ＝１の
サーチエリアではなく、更に次のサーチエリアであれ
ば、ｉ＝２となる。ｉとはこのような意味を持つ）。こ
の見つけ出した画像は、切り出すことなく、先に抽出し
たテンプレート画像ＴＰ_mのプライバシー除去画像ＴＰ
_mnを、代わりに送出する。

【００２４】図５は、進入車両の移動方向を予測し、そ
の予測方向領域に絞って、類似判断をするフローを示
す。そのフローがＦ₅である。移動予測方向は、車両の
向きと移動速度から決定する。

【００２５】撮像タイミングが更新されるに従って、最
初のテンプレート画像と様相の異なった画像が得られ
る。従って、相関処理では、同一車か否かの判断を得に
くい場合がある。こうした場合、テンプレート画像を更
新することが必要となる。例えば、更新回数の限界値ｎ
を定めておき、１〜ｎ回までは最初のテンプレート画像
をそのまま撮像画像として利用するやり方、又、相関処
理である規定以上の差分が現れた場合、その時点（又は
次の時点）での入力画像上で新たなサーチエリアＳＥを
設定し、新しいテンプレート画像を選択するやり方等が
ある。

【００２６】図６は、車両テンプレート画像を更新する
フローチャートを示す。フローＦ₈で、その予測方向に
類似する車両画像があるか否かチェックする。フローＦ
₉では規定の類似度Ｒ₁とＲ₂とを与えておき、Ｒ₁とＲ₂
との間にある車両画像を同一車両と判定し、その時の画
像を新しいテンプレート画像ＴＰ_m-1として抽出する。
そして、プライバシー部分を除去した画像ＴＰ_mn-1を
得、これを送出する。ここで、Ｒ₁は類似の最大限界
値、Ｒ₂は、同一とみなしうる画像の最大限界値であ
る。従って、Ｒ₁以下の車両画像に対しては、元のテン
プレート画像を代わって用い、Ｒ₂以上の車両画像に対
しては、別の車両として認定し、Ｒ₁とＲ₂との間にある
車両画像のみを、同一ではあるが元のテンプレート画像
をそのまま利用してはまずく代わりに新しくその時点で
抽出したテンプレート画像を用いるとしたのである。

【００２７】次に処理３２によるテンプレート画像か
ら、プライバシー部分を除去する処理について説明す
る。テンプレート画像は、車の前面部の撮像画像であ
り、ナンバプレートや乗車人間の映像が入り込む。これ
らは、交通流にとっては私的なプライバシーの部分であ
り、交通流を無差別に第３者が提供する場合、公益性の
高い監視・管理となることから、プライバシーの流出は
絶対に避けなければならない。そこで、テンプレート画
像からナンバプレートや乗車人間の映像を除く画像処理
が必要となる。

【００２８】この処理の代表的なやり方には、テンプレ
ート画像について車体のフレーム部分（外側の枠の画
像）のみを抽出するやり方がある。枠の画像とは、いわ
ゆるエッジ画像のことであり、一般的なエッジ抽出処理
によって実現できる。他のやり方は、ナンバプレートや
乗車人間の映像部位を抽出して、それにマスクをかける
やり方である。かくして得たフレーム部分のみの画像や
一部マスクをかけた部位を持つ画像を配信用の正規のテ
ンプレート画像として高速大容量バッファメモリに一時
格納すると共に即座に情報提供業者等に配信する。

【００２９】この配信される画像は、撮像タイミング毎
に得られる画像であり、基本的には、１つのサーチエリ
アＴＳＥ上では、車線毎に１台の車両ありとみて、３車
線であれば、１回のタイミングで最大３台となる。そし
て、各タイミング毎に得る画像は、処理の中では相関処
理によって同一車両として認定しているが、これはテン
プレート画像をそのまま利用するためであって、配信さ
れる画像にあっては、撮像タイミングが異なる毎に同一
車両との認識は全くなく、単に正規のテンプレート画像
が次々に送られるだけである。この点は、撮像二次元の
面上で交通流をオンラインで撮像検出して、画像配信す
るという本発明の特徴の１つである。

【００３０】図７には配信画像例を示す。１つの撮像画
像（ある時刻ｔ）で、全部で１０個のテンプレート画像
ＴＰ_mn1〜ＴＰ_m10（移動中の車両画像についてのテンプ
レート画像を含む）が得られ、その各位置を維持した二
次元状態で画像配信されることになる。但し、送信形式
がシリアルかバラレルかは任意である。

【００３１】他の実施の形態について述べる。テンプレ
ート画像は、実測した撮像画像から得ているが、車の種
別やサイズや形状は、基本的に我国にあっては、陸運局
に登録されているものである。そこで、実測した画像に
代わって、既に登録してある車について規格テンプレー
ト画像をデータベースとして登録格納しておき、実測し
た撮像画像で仮テンプレート画像を前記実施例の如きサ
ーチエリア方式で求め、この仮テンプレート画像に最も
類似した規格テンプレート画像をデータベースから見つ
け出し、それを正規テンプレート画像として配信する。

【００３２】ここで、仮テンプレート画像を実測画像か
ら求めたが、車に各車の種別やサイズや形状が分かるよ
うな標識を付けておき、それを検知することで、規格テ
ンプレート画像を取り出すこともできる。この場合、デ
ータベースの検索は、その標識を目印として行うことに
なる。又、このデータベースには、同一車両に関して、
１つの規格テンプレート画像とは限らない。サイズや視
野の異なる複数の格納テンプレート画像を格納させてお
くことも可能である。これによって、同一車両に対して
位置や撮影視野の違いによる種々の現実に対応した規格
テンプレート画像を見つけ出すことができる利点があ
る。

【００３３】更に、前記進入及び追跡及び配信の処理
は、１つのＴＶカメラからの映像としたが、数１０ｍ〜
数１００ｍ離れた２つの位置にＴＶカメラを設定して、
進入、追跡をする例にも適用できる。サーチエリアを設
定して利用したが、サーチエリアを特に定めずに検出や
追跡する例もある。

【００３４】配信先や利用の仕方について述べる。以下
の如き例がある。（１）、交通流情報提供業者…交通流は、現状では渋滞
度を数値化して提供している。ラジオによる提供、ナビ
ゲーションシステムでの提供等である。しかし、交通流
のみを本格的に提供する全国的又は地域的運行監視・管
理システムが開発されつつあり、こうした業者に対し
て、数値化データの他に、実映像に近い車画像が提供で
きれば、リアルティのある情報提供となり、この業者か
ら先の受け手側でもリアルティのある画像として利用価
値が高いものとなる。（２）、輸送業者…人間を運ぶタクシーやハイヤー業
者、物を運ぶ物流業者がある。こうした業者にとって
は、交通流をリアルティに把握することは、運行管理に
とってとりわけ重要である。（３）、ディスプレイ…カーナビゲーション用ディスプ
レイに表示する例、固定設置の地域交通流大型ディスプ
レイに表示する例、固定設置の景観表示用大型ディスプ
レイに表示する例、輸送業者の持つ大型画面に表示する
例等がある。（４）、実測画像以外の例…道路交通シュミレーション
で車の流れを予測したりすることがある。こうした例に
対しても、適用は可能である。（５）、数値化データの基本データとしての利用例…数
値化データを別個に検出しても良いが、上記テンプレー
ト画像から渋滞度等の数値化データを求める例に適用で
きる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、実測交通流映像を基に
して、リアルティがあり、且つ公益性としてのプライバ
シーの露出のない交通流画像を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撮像画像例図及び車両テンプレート画
像の抽出例図である。

【図２】サーチエリアＳＥを示す図である。

【図３】本発明の監視・管理システム例図である。

【図４】本発明のフローチャート例図である。

【図５】本発明の他のフローチャート例図である。

【図６】更に他の本発明のフローチャート例図である。

【図７】ある任意の時刻ｔでの撮像画像から得た配信画
像例図である。

【符号の説明】

１自動車（車両）２道路３抽出領域ＳＥサーチエリア２０ＴＶカメラ２２データ処理装置２３データ伝送系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横田孝義茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内Ｆターム(参考） 5C054 AA01 AA04 CA04 CE06 CG02 CH02 EA05 FA09 FC12 FE28 FF06 GB02 GD03 HA26 5C087 AA09 AA24 AA25 BB03 BB12 BB74 BB76 DD01 DD14 EE16 EE20 FF01 FF04 FF23 GG02 GG18 GG20 GG21 GG23 GG30 GG37 GG66 GG70 5H180 AA01 AA14 AA15 CC04 DD01 EE02 FF21 FF32 FF33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】道路上での通行自動車を背景を含めてリ
アルタイムで次々に撮像する手段と、撮像した画像の中から通行自動車画像を抽出し、プライ
バシー部分を含む部分を削除又はマスクをかけ、かくし
て得た画像を配信用画像として出力する手段と、を備えた自動車通行監視・管理装置。
【請求項２】道路上での通行自動車を背景を含めてリ
アルタイムで次々に撮像する手段と、撮像した画像の中から通行自動車画像を抽出し、車体フ
レームのみの画像を得、これを配信用画像として出力す
る手段と、を備えた自動車通行監視・管理装置。
【請求項３】道路上での通行自動車を背景を含めて次
々に撮像する手段と、撮像した画像中にサーチエリアを設定し、サーチエリア
内での初期の通行自動車画像からプライバシー部分を含
む部分を削除又はマスクをかけ、かくして得た画像をテ
ンプレート画像とし、その後の画面内での移動範囲に沿
って変化する当該通行自動車画像に代わってテンプレー
ト画像又はこのテンプレート画像を進行状況に応じて修
正した修正画像を配信用画像として出力する手段と、を備えた自動車通行監視・管理装置。
【請求項４】上記出力する手段にあっては、当該自動
車の移動は、テンプレート画像に類似する画像を追跡す
ることによって行うものとした請求項３の自動車通行監
視・管理装置。
【請求項５】上記出力手段にあっては、初期のテンプ
レート画像又はその修正画像に代わって、その後の画面
内での当該自動車の移動に応じた撮像画像をテンプレー
ト画像として選択配信する手段を持つものとした請求項
４の自動車通行・管理装置。
【請求項６】道路上での通行自動車を背景を含めてリ
アルタイムで次々に撮像する手段と、種々の自動車の外観画像を格納するデータベース部と、撮像した画像の中から運行自動車画像を抽出し、該抽出
した自動車画像に同一又は類似の外観画像をデータベー
スから選択する手段と、この選択した外観画像を配信用画像として出力する手段
と、を備えた自動車通行監視・管理装置。