JP2002140711A - 侵入物体検出装置の大きさ設定方法及び侵入物体検出方法及び侵入物体検出装置。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カメラ撮像系の基礎的な知識を必要とせず、監
視視野や撮像素子のサイズ、使用するレンズの焦点距離
及びズーム比、対象までの距離が変わった場合でも容易
に監視すべき侵入物体とみなす大きさを設定する。 【解決手段】基準物体の写る画像信号を入力し、入力画
像信号から基準物体を検出し、検出された基準物体の大
きさを計測し、検出された基準物体の検出位置と計測さ
れた大きさを記録し、記録した基準物体の検出位置と大
きさに基づいて侵入物体と見なす物体の大きさを決定す
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、撮像装置を用いた
監視装置に係り、特に検出物体が監視すべき侵入物体か
否かを判定する条件を基準物体の検出結果から自動的に
計測するようにした侵入物体検出方法及び侵入物体検出
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カメラ等の撮像装置を画像入力手
段として用いた侵入物体検出装置は、従来からある監視
員による有人監視ではなく、監視視野内の侵入物体を自
動的に検出したり、物体の種類を自動的に確認したりし
て、所定の報知や警報処置が自動的に得られるようにす
るものが多い。このようなシステムを実現するために
は、先ず、カメラ等の画像入力手段より得られた入力画
像から所定の侵入物体を検出する処理が必要となる。こ
のような処理を実現する方法としては、例えば、入力画
像と基準背景画像（即ち、検出すべき物体の写っていな
い画像）とを比較し、画素毎に差分を求め、その差分の
大きい領域を物体として抽出する方法がある。この方法
は、差分法と呼ばれ、従来から広く用いられている。

【０００３】差分法の処理を図５によって説明する。図
５は差分法における物体検出の処理原理を説明するため
の図である。501は入力画像、502は基準背景画像、503
は差分画像、504は差分画像503の二値化画像、505は減
算器、506は二値化器、507は入力画像501に写った人型
の物体の領域、508は差分画像503で差分が生じた差分領
域、509は二値化画像504で抽出された二値化領域、510
は二値化領域509の外接矩形である。

【０００４】図５において、減算器505は入力画像501と
基準背景画像502との輝度値の差分を画素毎に計算して
差分画像503を出力する。二値化器506は差分画像503に
ついて、画素毎の輝度値（差分値）が所定のしきい値Th
未満（差分値＜Th）の輝度値を“0”、しきい値Th以上
（差分値≧Th）の画素の輝度値を“255”（１画素の輝
度値を８ビットで計算）として二値化画像504を得る。
ここで、例えば、しきい値Thを“20”というように設定
する。これによって、入力画像501に写った人型の物体5
07は、減算器505によって差分が生じた領域508が算出さ
れ、更に二値化器506によって輝度値“255”のかたまり
の画像509が侵入物体として検出される。差分法を応用
した物体検出方法として、例えば平成７年特許公開第７
９４２９号公報がある。

【０００５】更に従来の技術では、検出された物体の大
きさを評価して監視すべき侵入物体か否かを判定する。
差分法によって検出された物体（画像509）は、そのか
たまりの領域に基いて外接矩形510（幅wと高さh）が計
測される。そして、幅wと高さhが監視すべき侵入物体と
見なす所定の大きさ以上であった場合に、検出された物
体は監視すべき侵入物体として判定される。

【０００６】ここで、監視すべき侵入物体とみなす大き
さは、例えば、撮像素子として1/2型CCD（素子サイズ：
幅 dx=6.5mm、高さ dy=4.6mm）、f=25mm のレンズ、カ
メラから監視領域までの距離を L=50m、入力画像サイ
ズ：幅 X0=320pix、高さ Y0=240pix を用いて監視を行
なう場合、監視すべき侵入者を幅 w0=1m、高さ h0=1.5m
とすると、次式(1)のようになり、

【数１】 外接矩形510の幅wが25以上かつ外接矩形510の高さhが39
以上であった場合に物体509 を監視すべき侵入物体と判
定する。このようにすることで、監視視野内の監視すべ
き侵入物体と、木々の揺れによる誤検出や小動物、落葉
などの侵入とを区別することができる。さらに、この監
視すべき侵入物体と見なす物体の大きさを変えること
で、人物や車両といった物体を区別することもできる。

【０００７】この方法は、監視すべき侵入物体と見なす
物体の大きさを予め設定しておく必要がある。したがっ
て、監視すべき侵入物体と見なす物体の大きさは、監視
視野や撮像素子のサイズ、使用するレンズの焦点距離及
びズーム比、対象までの距離を変える度に行なわなけれ
ばならず、その設定作業は煩雑なものとなっていた。ま
た、監視すべき侵入物体と見なす物体の大きさの算出に
はカメラ撮像系の基礎的な知識が必要となるため、設定
作業に熟練性を要した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には、
検出された物体が監視すべき侵入物体か否かを判定する
ために、予め監視すべき侵入物体と見なす物体の大きさ
を設定しておく必要があり、その設定は監視視野や撮像
素子のサイズ、使用するレンズの焦点距離及びズーム
比、対象までの距離を変える度に行なわなければなら
ず、作業が複雑な欠点があった。また更には、設定作業
が複雑なために熟練性を要するという欠点があった。本
発明の目的は、上記のような欠点を除去し、撮像視野内
を撮像した画像に写された基準物体を検出することによ
って監視すべき侵入物体とみなす大きさを自動的に算出
するようにし、カメラ撮像系の基礎的な知識を必要とせ
ず、監視視野や撮像素子のサイズ、使用するレンズの焦
点距離及びズーム比、対象までの距離が変わった場合で
も容易に監視すべき侵入物体と見なす物体の大きさを設
定できるようにすることで侵入物体を正確に検出するよ
うにして、信頼性の高い侵入物体検出方法及び侵入物体
検出装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の侵入物体と見なす物体の大きさ設定方法
は、所定の基準物体の画像を監視視野内の複数の所定位
置に置いて撮像し、複数の所定位置ごとに検出された基
準物体の大きさを算出し、算出された基準物体の検出位
置と大きさとに基づいて、監視視野内における侵入物体
と見なす物体の大きさを設定するものである。即ち、本
発明の侵入物体と見なす物体の大きさ設定方法は、監視
視野内を撮像する撮像装置から逐次入力する画像信号中
の侵入物体を検出する侵入物体検出装置において、所定
の基準物体の画像を、撮像装置により監視視野内の複数
の所定位置に置いて撮像し、撮像された画像信号から、
基準物体を検出し、複数の所定位置ごとに検出された基
準物体の大きさを算出し、算出された基準物体の複数の
検出位置とそれぞれに対応する大きさとに基づいて、監
視視野内における侵入物体と見なす物体の大きさを設定
するものである。

【００１０】また本発明の侵入物体と見なす物体の大き
さ設定方法において、侵入物体と見なす物体の大きさ
は、検出された前記基準物体のかたまりの外接矩形の
幅、高さ、検出領域の面積の少なくとも１つである。さ
らに本発明の侵入物体と見なす物体の大きさ設定方法に
おいて、侵入物体と見なす物体の大きさは、検出された
基準物体の位置を変数とする近似式によって求めるもの
である。

【００１１】本発明の侵入物体検出方法は、所定の基準
物体の画像を、監視視野内の複数の所定位置に置いて撮
像し、複数の所定位置ごとに検出された基準物体の大き
さを算出し、算出された基準物体の検出位置と大きさと
に基づいて、監視視野内における侵入物体と見なす物体
の大きさを設定し、監視視野内を撮像する撮像装置から
逐次入力される画像信号から検出された物体と侵入物体
と見なす物体の大きさを比較することによって、検出さ
れた物体が侵入物体か否かを判定し、監視視野内の侵入
物体を検出するものである。そして、検出された物体が
侵入物体か否かの判定は、検出物体の大きさが侵入物体
と見なす物体の大きさの、第１の所定の割合と第２の所
定の割合の範囲内にあるか否かによって行うものであ
る。また、侵入物体と見なす物体の大きさを複数設定
し、複数の設定各々によって、異なる種類の侵入物体を
判定するものである。さらに本発明の侵入物体検出方法
は、検出される侵入物体を基準物体として、侵入物体と
見なす物体の大きさを更新するものである。

【００１２】更に本発明の侵入物体検出装置は、監視視
野内を撮像し、撮像された画像を解析することによって
侵入物体を検出する侵入物体検出方法において、監視視
野内を撮像する撮像装置と、撮像装置が取得した映像信
号を逐次入力画像に変換する画像入力インターフェース
と、入力画像を記憶する画像記憶手段と、入力画像を処
理する画像処理手段とを備え、画像処理手段が、入力画
像から基準物体を検出し、検出された基準物体の検出位
置と大きさを記録し、記録された検出物体の検出位置と
大きさから侵入物体と見なす物体の大きさを決定し、逐
次入力された画像信号から検出される物体と侵入物体と
見なす物体の大きさを比較することで検出物体が侵入物
体か否かを判定するものである。また、本発明の侵入物
体検出装置は、監視視野内を撮像し、撮像された画像を
解析することによって侵入物体を検出する侵入物体検出
方法において、監視視野内を撮像する撮像装置と、撮像
装置が取得した映像信号を逐次入力画像に変換する画像
入力インターフェースと、入力画像を記憶する画像記憶
手段と、入力画像を処理する画像処理手段とを備え、画
像処理手段が、入力画像から基準物体を検出し、検出さ
れた基準物体の検出位置と大きさを記録し、記録された
検出物体の検出位置と大きさから侵入物体と見なす物体
の大きさを決定し、逐次入力された画像信号から検出さ
れる物体と侵入物体と見なす物体の大きさを比較するこ
とで検出物体が侵入物体か否かを判定するものである。
更にまた、本発明の侵入物体検出装置は、侵入物体と見
なす物体の大きさを更新をするか否かを設定する入力手
段を有し、入力手段によって、侵入物体と見なす物体の
大きさの更新をする設定となっている場合には、検出さ
れた侵入物体の検出位置と大きさとを算出して、侵入物
体と見なす物体の大きさを更新をするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の侵入物体監視装置に係る
実施形態の１つを図４に示す。図４は、侵入物体監視装
置のハードウエア構成を示すブロック図である。図４に
おいて、401はテレビジョンカメラ（以下TVカメラと呼
ぶ）、402は入力装置、403は画像入力インターフェース
（以降、インターフェースをI/Fと称する）、404は入力
I/F、405は画像メモリ、406はワークメモリ、407はCPU
（Central Processing Unit）、408はプログラムメモ
リ、409は出力I/F、410は画像出力I/F、411は警告灯、4
12は監視モニタ、413はデータバスである。

【００１４】図４において、TVカメラ401は画像入力I/F
403に結合され、入力装置402は入力I/F404に結合され、
警告灯411は出力I/F409に結合され、監視モニタ412は画
像出力I/F410に結合されている。また、画像入力I/F40
3、入力I/F404、画像メモリ405、ワークメモリ406、CPU
407、プログラムメモリ408、出力I/F409及び画像出力I/
F410は、データバス413に結合されている。

【００１５】図４において、TVカメラ401は、監視対象
区域を含めた撮像視野内を撮像する。TVカメラ401は、
撮像した映像を電気的な映像信号（例えば、NTSC映像信
号）に変換し、変換した映像信号を画像入力I/F403に与
える。画像入力I/F403は、入力した映像信号を侵入物体
監視装置で扱うフォーマット（例えば、幅320pix、高さ
240pix、8bit/pix）の画像データに変換し、データバス
413を介して画像メモリ405に与える。画像メモリ405
は、送られてきた画像データを蓄積する。入力装置402
は、人間または補助動物の音声、身振り等の特定の動
作、ボタン、キーボード、マウス等の外部入力装置によ
る入力の少なくとも１つの入力動作を検知して電気的な
オンまたはオフの二値信号（接点信号）に変換し、変換
した二値信号を入力I/F404に与える。

【００１６】入力I/F404は、入力した二値信号を侵入物
体監視装置で扱うフォーマット（例えば、オンの場合は
“255”、オフの場合は“0”）の二値データに変換し、
データバス413を介してワークメモリ406に与える。ワー
クメモリ406は、送られてきた二値データを蓄積する。C
PU407はプログラムメモリ408に保存されているプログラ
ムに従って、ワークメモリ406内で画像メモリ405に蓄積
された画像の解析を行なう。以上の解析の結果、TVカメ
ラ401の撮像視野内に侵入物体が侵入したか否か等の情
報を得る。

【００１７】CPU407は、画像出力I/F410を介して監視モ
ニタ412に映像信号を与え、例えば、処理結果画像を表
示する。また同時にCPU407は、出力I/F409を介して警告
灯411を点灯させる制御信号を警告灯411に与える。警告
灯411は入力した制御信号により点灯を行う。画像出力I
/F410は、CPU407からの映像信号を監視モニタ412が使用
できるフォーマット（例えば、NTSC映像信号）に変換し
て、監視モニタ412に送る。監視モニタ412は、例えば、
侵入物体検出結果画像を表示する。

【００１８】図２は、本発明の第１の実施例の処理動作
を示すフローチャートの一例である。このフローチャー
トは、上記侵入物体監視装置のハードウエア構成の一例
である図４を用いて実行される。図４において、予め定
められた基準物体を監視視野内に配置し、TVカメラ401
によって撮像し、画像入力I/F403を介して侵入物体監視
装置に入力する。与えられた画像信号は、例えば図５で
説明した差分法によって基準物体を検出し、検出された
基準物体の検出位置と検出領域の外接矩形の大きさを算
出してワークメモリ406に記録し、記録した基準物体の
検出位置と検出領域の外接矩形の大きさから監視すべき
侵入物体と見なす物体の大きさを決定する。そして、こ
のTVカメラ401の視野内で検出した基準物体が監視すべ
き侵入物体か否かを判定させるようにして侵入物体の監
視を行なうようにしたものである。

【００１９】図２の処理を始める前に、監視すべき侵入
物体と同じ大きさの基準物体（例えば、人間、人形等）
をあらかじめ用意して、TVカメラ401の撮像視野内の所
定の位置に配置しておく。 図２において、映像選択ステップ101では、あらかじめ
用意された基準物体が撮像視野内に入った映像をTVカメ
ラ401によって撮像する。次に画像入力ステップ102で
は、TVカメラ401によって撮像された入力映像信号を、
例えば、320×240 画素の入力画像501として取得する。
次に基準物体検出ステップ103では、例えば、図５で説
明した差分法によって基準物体を検出する。大きさ計測
ステップ104では、基準物体検出ステップ103によって得
られた二値化画像504内で“255”の値を持つ画素のかた
まりを、例えば、ラベリング等の方法を用いて検出し、
検出位置（図５における検出物体の外接矩形510と画像
下部との変位 y）及び大きさ（図５における検出物体の
外接矩形510の幅 w、高さ h、あるいは検出面積（画素
数）の内少なくとも１つ以上）を計測する。大きさ記録
ステップ105では、大きさ計測ステップ104で得られた基
準物体の検出位置及び大きさをワークメモリ406に記録
する。次に所定フレーム終了判定ステップ106では、所
定のフレーム数 N（侵入物体と見なす物体の大きさを検
出位置を変数とする二次式で表現する場合、異なる yに
ついて Nは３フレーム以上が良い。詳細は後述する）の
処理が終了した場合は、大きさ決定ステップ201へ分岐
し、所定のフレーム数 Nに満たない場合は画像入力ステ
ップ102へ分岐する。

【００２０】大きさ決定ステップ201では、ワークメモ
リに記録された基準物体の検出位置と大きさから監視す
べき侵入物体と見なす物体の大きさを決定する。この処
理を図６から図９を用いて説明する。図６は、基準物体
がさまざまな位置に移動した場合の二値化画像の様子を
表した図である。基準物体は、二値化画像の手前側で検
出されるほど大きく観測される。それに対し、二値化画
像504の奥側で検出されるほど小さく観測される。図６
において、各々の二値化画像で計測された基準物体の検
出位置を yi、外接矩形の幅を wi、外接矩形の高さを h
i、検出面積を si とする。ここで、基準物体の検出位
置 yiは、二値化画像の下側から検出された物体の一番
下側までの距離である。また基準物体の大きさとは、外
接矩形の幅wi、外接矩形の高さhi、面積siの内の少なく
とも１つ以上の指標を指す。例えば、TVカメラ401と基
準物体との距離が小さい二値画像601で検出される基準
物体の外接矩形601aの検出位置 y₁、高さ h₁、幅 w
₁と、TVカメラ401と基準物体との距離が大きい二値画像
603で検出される基準物体の外接矩形603aの検出位置
y₃、高さ h₃、幅 w₃と、TVカメラ401と基準物体との距
離がそれらの中間の二値画像602で検出される基準物体
の外接矩形602aの検出位置 y₂、高さ h₂、幅 w₂とを比
べると、即ち、y₁＜y₂＜y₃であるとき、各々、h₁＞h₂＞
h₃、w₁＞w₂＞w₃、s₁＞s₂＞s₃（s₁=h₁×w₁、s₂=h₂×w₂、
s₃=h₃×w₃）の関係がある。

【００２１】図７は、基準物体の検出位置 yiと外接矩
形の幅 wiについて、横軸を検出位置、縦軸を外接矩形
の幅として表示したグラフであり、○印それぞれ１つが
所定の（さまざまな位置で基準物体を撮像した）１フレ
ームの画像で計測された検出位置と外接矩形の幅（それ
ぞれ、yi、wi（i=1，‥‥‥，N））を表している。図６
で説明したように、検出位置と外接矩形の幅とには、検
出位置 yが大きくなるにしたがって外接矩形の幅 wが小
さくなるという関係がある。図７において、破線で示し
た曲線は、各フレームで検出された検出位置と外接矩形
の幅とを近似する曲線を表す。

【００２２】この近似曲線は、回帰曲線と呼ばれ、最小
２乗法と呼ばれる方法を用いて算出することができる。
例えば、回帰曲線を二次式で算出する場合、即ち、式
(2)で表す近似式の場合、近似誤差 E（近似曲線による
W(y)の値と計測値 wiとの２乗の累積値）は式(3)で求め
ることができる、

【数２】

【数３】

【００２３】この近似誤差 Eを最小にする aw、bw、cw
は、次の式(4)によって求めることができる。

【数４】

【００２４】ここで、行列[A]^-1は、行列[A]の逆行列を
表す。回帰曲線を二次式で算出する場合、異なる値を持
つ yiが 3個以上（回帰曲線の次数+1 以上）であれば、
行列[A]の逆行列[A]^-1が存在する。すなわち、W(y)を用
いることで、基準物体を使って計測していない任意の y
について監視すべき侵入物体と見なす物体の大きさを算
出することが可能となり、監視すべき侵入物体か否かの
判定条件として使用することができる。

【００２５】侵入物体と見なす物体の大きさを算出する
近似式は、検出された物体の検出位置に対して、ただ１
つだけ算出されるが、侵入物体には、大きさのばらつき
が考えられるため、算出された値についてある範囲を設
けることが必要となる場合がある。従って、上記の実施
例では、検出位置に対して算出された大きさについて、
あらかじめ定める上下の範囲を設けるための係数をかけ
（例えば、侵入物体と見なす物体の大きさ×0.8 、及
び、侵入物体と見なす物体の大きさ×1.3 ）ている。

【００２６】同様に、図８は、基準物体の検出位置 yi
と外接矩形の高さ hiについて、横軸を検出位置、縦軸
を外接矩形の高さとして表示したグラフであり、図９
は、基準物体の検出位置 yiと基準物体の検出面積 siに
ついて、横軸を検出位置、縦軸を検出面積として表示し
たグラフである。近似曲線801は基準物体の検出位置と外
接矩形の高さの関係を表し、近似曲線901は基準物体の
検出位置と検出面積の関係を表す。近似曲線801と901
は、近似曲線701と同様に次の式(5)と式(6)として算出
することができる。

【数５】

【数６】

【００２７】続いて図２の画像入力ステップ109では、
画像入力ステップ102と同様にTVカメラ401によって撮像
される入力映像信号を、例えば302×240 画素（pix）の
入力画像501として得る。次に物体検出ステップ110で
は、逐次入力される入力画像501から物体を検出する。
大きさ計測ステップ111では、物体検出ステップ110によ
って得られた二値化画像504内で“255”の値を持つ画素
のかたまりを例えばラベリング等の方法を用いて検出
し、検出された物体の検出位置 yと物体の大きさ（図５
における検出物体の外接矩形510の幅 w、高さ h、ある
いは検出面積（画素数）の内少なくとも１つ以上）を計
測しステップ202に進む。

【００２８】侵入物体判定ステップ202では、大きさ計
測ステップ111で得られた検出位置 yを用いて、例えば
式(2)によって、回帰曲線を算出し、大きさ計測ステッ
プ111で得られた検出物体の大きさ wが w≧W(y) であっ
た場合に、検出物体を監視すべき侵入物体と見なす。こ
の処理を二値化画像504内に存在する検出物体全てにつ
いて行ない、監視すべき侵入物体が存在した場合は警報
・モニタ表示ステップ203へ分岐し、監視すべき侵入物
体が存在しなかった場合は画像入力ステップ109へ分岐
する。

【００２９】尚、この説明では、検出物体の外接矩形の
幅を使って監視すべき侵入物体か否かを判定する例で説
明するが、式(５)を使って検出物体の外接矩形の高さに
よって判定することも、式(6)を使って検出物体の外接
矩形の面積を使って判定することもできる。

【００３０】また、検出物体の外接矩形の幅、高さ、面
積、外周長、対角線長（向かい合う頂点同士を結ぶ直
線）等のうち２つ以上を組み合わせて、判定することも
でき、例えば、検出物体の外接矩形の幅と高さを判定の
指標とした場合、w≧W(y)、かつ、h≧H(y) のときに、
検出物体を監視すべき侵入者としたりw≧W(y)、また
は、h≧H(y) のときに、検出物体を監視すべき侵入者と
することができる。

【００３１】警報・モニタ表示ステップ203では、例え
ば画像出力I/F410を介して監視モニタ412に処理結果を
表示したり、出力I/F409を介して警告灯411を点灯させ
たりする。そして画像入力ステップ109へ戻り更に監視
を続ける。したがって、本実施例によれば、基準物体を
用いて計測した検出位置及び大きさから監視すべき侵入
物体と見なす物体の大きさを決定することができ、監視
すべき侵入物体の大きさの設定を容易にし、撮像装置視
野内の侵入物体を検出することが可能となる。

【００３２】図３は本発明の第２の実施例の処理動作を
示すフローチャートの一例である。この第２の実施例
は、監視すべき侵入物体を複数種類判定できるようにし
たものである。図３は、図２で示されるフローチャート
の大きさ決定ステップ201の代わりに第２の大きさ決定
ステップ107を用い、更に所定種類終了判定ステップ108
を加え、かつ、侵入物体判定ステップ202の代わりに第
２の侵入物体判定ステップ112を用い、更に警報・モニ
タ表示ステップ203の代わりに第２の警報・モニタ表示
ステップ113を用いたものである。その他のステップに
ついては図２で説明した第１の実施例と同様なので説明
を省略する。

【００３３】図３において、所定フレーム終了判定ステ
ップ106まで処理動作が進んだところから説明を始める。 所定フレーム終了判定ステップ106での処理が終了した
場合は、第２の大きさ決定ステップ107へ分岐し、所定
のフレーム数 Nに満たない場合は画像入力ステップ102
へ分岐する。第２の大きさ決定ステップ107では、映像
選択ステップ101で監視視野内を撮像した入力画像に写
された基準物体の種類毎に前記近似曲線 Wj(y)、Hj
(y)、Sj(y)を求める。ここで、インデックス jは、基準
物体の種類の番号を表し、例えば２種類の監視すべき侵
入物体を判定させるようにした場合（M=2）、人間の場
合を j=1、車両の場合を j=2 として、映像選択ステッ
プ101に、予め、入力画像に写される基準物体に合わせ
て番号付けされている。この番号付けは、人間の場合に
は大人や子供、車両の場合には大型車や小型車といった
分類を任意に行なって良い。次に所定種類終了判定ステ
ップ108では、基準物体の番号が所定の監視すべき侵入
物体の種類数 Mに等しくなった場合に画像入力ステップ
109へ分岐し、種類数 Mに満たなかった場合は映像選択
ステップ101へ分岐して、別の種類の監視すべき侵入物
体の基準物体がある撮像視野を撮像するようにする。

【００３４】ステップ109からステップ111まで処理が進
み、第２の侵入物体判定ステップ112では、大きさ計測
ステップ111によって得られた検出位置 yから Wj(y)（j
=1，‥‥‥，M）を計算し（ここでは、検出物体の外接
矩形の幅を使って監視すべき侵入物体か否かを判定する
例で説明する）、大きさ計測ステップ111で得られた検
出物体の大きさ wが w≧Wj(y)（j=1，‥‥‥，M）であ
った場合に検出された物体を j番目の種類の監視すべき
侵入物体として判定する。ここで、w≧Wj(y)となる最小
の jを用いて検出された物体を j番目の種類の監視すべ
き侵入物体として判定しても良いし、w≧Wj(y) となる
jが複数あった場合に検出された物体の種類が複数の可
能性を持つものとして判定させても良い。即ち、例え
ば、w≧Wj(y) を満たす jが j=1，3 であった場合は、
検出した物体が第１番目の種類の監視すべき侵入物体
か、第３番目の種類の監視すべき侵入物体である可能性
があるものとする。

【００３５】次に、第２の警報・モニタ表示ステップ11
3では、第２の侵入物体判定ステップ112によって得られ
た監視すべき侵入物体の種類に応じて例えば画像出力I/
F410を介して監視モニタ412に処理結果及び侵入物体の
種類を表示したり、出力I/F409を介して警告灯411を侵
入物体の種類に応じて（例えば点滅速度や色等を変えな
がら）点灯させたりする。したがって、本実施例によれ
ば、基準物体を用いて計測した検出位置及び大きさから
監視すべき侵入物体と見なす物体の大きさを種類毎に決
定することができ、監視すべき侵入物体の大きさの設定
を容易にし、撮像装置視野内の侵入物体を検出すること
が可能となる。

【００３６】図１は本発明の第３の実施例の処理動作を
示すフローチャートの一例である。この第３の実施例
は、監視員等の入力や一定時間間隔などの任意のタイミ
ングで侵入物体と見なす物体の大きさを表す近似曲線を
更新する様にしたものである。図１は、図３で示したフ
ローチャートに、大きさ条件更新判定ステップ114と第
２の大きさ記録ステップ115と第３の大きさ決定ステッ
プ116とを追加したものである。他のステップについて
は図２または図３での説明と同様なので説明を省略す
る。図１において、所定フレーム終了判定ステップ106
まで処理動作が進んだところから説明を始める。 警報・モニタ表示ステップ203では、例えば画像出力I/F
410を介して監視モニタ412に処理結果を表示したり、出
力I/F409を介して警告灯411を点灯させたりする。その
後、ステップ114に進む。

【００３７】大きさ条件更新判定ステップ114では、入
力I/F404を介して得られる入力装置402の信号のオン／
オフに応じて分岐する。即ち、オンの場合は大きさの条
件を更新する場合であるので第３の大きさ決定ステップ
115へ分岐し、オフの場合は大きさの条件を更新しない
場合であるのでまた画像入力ステップ109へ戻り、同じ
条件で監視を続ける。この入力装置402は、監視員の任
意の入力によってオンにできるものであれば、例えば、
ボタン、キーボード、マウス等の入力装置など、任意の
ものを選択することができる。

【００３８】第２の大きさ記録ステップ115では、大き
さ計測ステップ111によって得られた検出位置及び大き
さをワークメモリ406に記録する。その際にこれまでに
記録した検出位置及び大きさのデータ数 Nを 1増加させ
たり、これまでに記録した検出位置及び大きさのデータ
の中で最も古いものを削除したりする（この場合は Nは
変化しない）。続いて、第３の大きさ決定ステップ115
では、第２の大きさ決定ステップ107と同様に、監視す
べき侵入物体と見なす物体の大きさを表す近似曲線 Wj
(y)、Hj(y)、Sj(y)（j=1，‥‥‥，M）を更新する。し
たがって、監視員等の入力や一定時間間隔などの任意の
タイミングで侵入物体と見なす物体の大きさを表す近似
曲線を更新することができ、監視すべき侵入物体の大き
さの設定を容易にし、撮像装置視野内の侵入物体を検出
することが可能となる。第３の大きさ決定ステップ115
が終了すると画像入力ステップ109へ戻り，更に監視を
続ける。

【００３９】上述の実施例では、侵入物体と見なす物体
の大きさを算出する近似式は二次方程式であるが、監視
する範囲や監視する対象物体、及び監視する条件によっ
て、二次方程式以外が適用されることがあることは自明
である。また、侵入物体として判定する物体が複数種類
あり、それらについて各々の侵入物体と見なす物体の大
きさを、検出された侵入物体によって更新する場合に
は、検出された物体がどの種類の侵入物体であるかを判
定して行う。従って、別の種類の侵入物体と見なす物体
の大きさを更新することはない。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、差分法
などによって検出された物体が監視すべき侵入物体か否
かを判定するための大きさを、監視視野に写る基準物体
や任意のタイミングで得られる検出物体の検出位置及び
大きさから決定するようにすることで、監視視野や撮像
素子のサイズ、使用するレンズの焦点距離及びズーム
比、対象までの距離が変わった場合でも容易に設定で
き、さらに設定作業に要していた熟練性を少なくするこ
とができ、侵入物体検出装置の適用範囲を大きく広げる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の動作を説明するためのフ
ローチャート。

【図２】 本発明の一実施例の動作を説明するためのフ
ローチャート。

【図３】 本発明の一実施例の動作を説明するためのフ
ローチャート。

【図４】 本発明の一実施例の構成を示すブロック図。

【図５】 従来の背景画像差分法を説明するための図。

【図６】 入力画像中の侵入物体の検出位置に対する大
きさ変化を説明するための図。

【図７】 侵入物体の検出位置に対する外接矩形の幅の
分布及びその近似曲線を表すグラフ。

【図８】 侵入物体の検出位置に対する外接矩形の高さ
の分布及びその近似曲線を表すグラフ。

【図９】 侵入物体の検出位置に対する検出面積の分布
及びその近似曲線を表すグラフ。

【符号の説明】

101：映像選択ステップ、 102：画像入力ステップ、
103：基準物体検出ステップ、 104：大きさ計測ステッ
プ、 105：大きさ記録ステップ、 106：所定フレーム
終了判定ステップ、 107：大きさ決定ステップ、 10
8：所定種類終了判定ステップ、 109：画像入力ステッ
プ、 110：物体検出ステップ、 111：大きさ計測ステ
ップ、 112：侵入物体判定ステップ、 113：警報・モ
ニタ表示ステップ、 114：大きさ条件更新判定ステッ
プ、 115：大きさ記録ステップ、 116：大きさ決定ス
テップ、 201：大きさ決定ステップ、 202：侵入物体
判定ステップ、 203：警報・モニタ表示ステップ、 4
01：TVカメラ、 402：入力装置、 403：画像入力I/
F、 404：入力I/F、 405：画像メモリ、 406：ワー
クメ モリ、 407：CPU、 408：プログラムメモリ、
409：出力I/F、 410：画像出力I/F、 411：警告
灯、 412：監視モニタ、 413：データバス、501：入
力画像、 502：基準背景動画像、 503：差分画像、
504：二値化画像、 505：差分器、 506：二値化器。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA19 BA02 CA12 CA16 DA07 DB02 DC04 DC32 5C054 AA04 CA04 CC02 EA01 FA09 FC15 FE28 GB12 GB14 GB15 GD00 HA18 5L096 BA02 FA02 FA18 FA59 FA69 GA34 HA03

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の基準物体の画像を、監視視野内の
   複数の所定位置に置いて撮像し、 前記複数の所定位置ごとに検出された基準物体の大きさ
   を算出し、 算出された前記基準物体の検出位置と大きさとに基づい
   て、前記監視視野内における侵入物体と見なす物体の大
   きさを設定することを特徴とする侵入物体検出装置の大
   きさ設定方法。
2. 【請求項２】 監視視野内を撮像する撮像装置から逐次
   入力する画像信号中の侵入物体を検出する侵入物体検出
   装置において、 所定の基準物体の画像を、前記撮像装置により前記監視
   視野内の複数の所定位置に置いて撮像し、 撮像された画像信号から、前記基準物体を検出し、 前記複数の所定位置ごとに検出された前記基準物体の大
   きさを算出し、 前記算出された前記基準物体の複数の検出位置と、それ
   ぞれに対応する大きさとに基づいて、前記監視視野内に
   おける侵入物体と見なす物体の大きさを設定することを
   特徴とする侵入物体検出装置の大きさ設定方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２いずれかに記載
   の侵入物体検出装置の大きさ設定方法において、 前記侵入物体と見なす物体の大きさは、検出された前記
   基準物体のかたまりの外接矩形の幅、高さ、検出領域の
   面積の少なくとも１つであることを特徴とする侵入物体
   検出装置の大きさ設定方法。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２または請求項３
   いずれかに記載の侵入物体検出装置の大きさ設定方法に
   おいて、 前記侵入物体と見なす物体の大きさは、検出された前記
   基準物体の位置を変数とする近似式によって求めること
   を特徴とする侵入物体検出装置の大きさ設定方法。
5. 【請求項５】 所定の基準物体の画像を、監視視野内の
   複数の所定位置に置いて撮像し、 前記複数の所定位置ごとに検出された基準物体の大きさ
   を算出し、 算出された前記基準物体の検出位置と大きさとに基づい
   て、前記監視視野内における侵入物体と見なす物体の大
   きさを設定し、 前記監視視野内を撮像する撮像装置から逐次入力される
   画像信号から検出された物体と、前記侵入物体と見なす
   物体の大きさを比較することによって、前記検出された
   物体が侵入物体か否かを判定し、監視視野内の侵入物体
   を検出することを特徴とする侵入物体検出方法。
6. 【請求項６】 監視視野内を撮像する撮像装置から逐次
   入力する画像信号中の侵入物体を検出する侵入物体検出
   装置において、 所定の基準物体の画像を、前記撮像装置により前記監視
   視野内の複数の所定位置に置いて撮像し、 撮像された画像信号から、前記基準物体を検出し、 前記複数の所定位置ごとに検出された前記基準物体の大
   きさを算出し、 前記算出された前記基準物体の複数の検出位置と、それ
   ぞれに対応する大きさとに基づいて、前記監視視野内に
   おける侵入物体と見なす物体の大きさを設定し、 前記撮像装置から逐次入力される前記画像信号から検出
   された物体と、前記侵入物体と見なす物体の大きさを比
   較することによって、前記検出された物体が侵入物体か
   否かを判定し、監視視野内の侵入物体を検出することを
   特徴とする侵入物体検出方法。
7. 【請求項７】 請求項５または請求項６いずれかに記載
   の侵入物体検出方法において、 前記侵入物体と見なす物体の大きさは、検出された前記
   基準物体のかたまりの外接矩形の幅、高さ、検出領域の
   面積の少なくとも１つであることを特徴とする侵入物体
   検出方法。
8. 【請求項８】 請求項５または請求項６または請求項７
   いずれかに記載の侵入物体検出方法において、 前記侵入物体と見なす物体の大きさは、検出された前記
   基準物体の位置を変数とする近似式によって求めること
   を特徴とする侵入物体検出方法。
9. 【請求項９】 請求項５乃至請求項８いずれかに記載の
   侵入物体検出方法において、 前記検出された物体が侵入物体か否かの判定は、検出物
   体の大きさが前記侵入物体と見なす物体の大きさの、第
   １の所定の割合と第２の所定の割合の範囲内にあるか否
   かによって行うことを特徴とする侵入物体検出方法。
10. 【請求項１０】 請求項５乃至請求項９いずれかに記載
    の物体検出方法において、 前記侵入物体と見なす物体の大きさを複数設定し、 該複数の設定各々によって、異なる種類の侵入物体を判
    定することを特徴とする侵入物体検出方法。
11. 【請求項１１】 請求項５乃至請求項１０いずれかに記
    載の物体検出方法において、 検出される侵入物体を基準物体として、前記侵入物体と
    見なす物体の大きさを更新することを特徴とする侵入物
    体検出方法。
12. 【請求項１２】 監視視野内を撮像し、撮像された画像
    を解析することによって侵入物体を検出する侵入物体検
    出方法において、 前記監視視野内を撮像する撮像装置と、 該撮像装置が取得した映像信号を逐次入力画像に変換す
    る画像入力インターフェースと、 該入力画像を記憶する画像記憶手段と、 該入力画像を処理する画像処理手段とを備え、 前記画像処理手段が、前記入力画像から基準物体を検出
    し、該検出された基準物体の検出位置と大きさを記録
    し、記録された検出物体の検出位置と大きさから侵入物
    体と見なす物体の大きさを決定し、逐次入力された画像
    信号から検出される物体と前記侵入物体と見なす物体の
    大きさを比較することで検出物体が侵入物体か否かを判
    定することを特徴とする侵入物体検出装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の侵入物体検出装置に
    おいて、 前記侵入物体と見なす物体の大きさを更新をするか否か
    を設定する入力手段を有し、 該入力手段によって、前記侵入物体と見なす物体の大き
    さの更新をする設定となっている場合には、検出された
    侵入物体の検出位置と大きさとを算出して、前記侵入物
    体と見なす物体の大きさを更新をすることを特徴とする
    侵入物体検出装置。