JP2019161362A - 監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】カメラの撮像範囲における障害物の有無を判定して、障害物が有る場合に、障害物有りを報知する。【解決手段】監視システム１０は、カメラ１１により撮像された第１撮像画像、及び第１撮像画像の撮像の後に該カメラ１１により撮像された第２撮像画像を記憶する記憶部２３０と、第１撮像画像と第２撮像画像の差を算出して、この差に基づきカメラ１１の撮像範囲における障害物の有無を判定する障害物判定部１３１と、障害物判定部１３１により障害物の有りが判定された場合に、当該判定結果を表示する表示装置１２と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、監視システムに関し、特に、カメラにより撮像される領域に配置された障害物を検出するための技術に関する。

監視の対象とする物体をカメラにより確実に撮像する技術が提案されている。例えば、特許文献１に示される物体追尾方法では、物体が撮像範囲外に移動した場合には、物体検知処理を停止し、物体の移動情報を元に、物体が移動した方向を算出し、物体がいる方向にある別のカメラで当該物体を撮像する。これにより、物体が撮像範囲外に移動した場合でも、当該物体をカメラにより正確に撮像して、当該撮像した画像をモニターに映し出すことにより、モニター上で侵入物体を確認できるようにしている。

特開２００４−１２８６４８号公報

ここで、カメラの撮像領域に障害物が配置された場合、障害物により人物もしくは物体が隠されて、本来撮像の対象としている人物もしくは物体を撮像することができなくなる。上記特許文献１に示される技術は、物体の移動方向を算出できている限り当該物体を他のカメラに撮像させることができるが、障害物により当該物体を検出できなくなると、物体が移動した方向を算出できなくなり、物体がいる方向にあるカメラにより物体を撮像させることができない。このように、これまでは、カメラの撮像領域に配置された障害物の対策は講じられておらず、監視対象とする人物又は物体の撮像が不可能な状態になっても、この状態が放置されることがあった。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、カメラの撮像範囲における障害物の有無を判定して、障害物が有る場合に、障害物有りを報知することを目的とする。

本発明の一局面に係る監視システムは、物体を撮像するカメラと、前記カメラにより撮像された第１撮像画像、及び前記第１撮像画像の撮像の後に前記カメラにより前記第１撮像画像と同じ撮像場所が撮像された第２撮像画像を記憶する記憶部と、前記第１撮像画像と前記第２撮像画像の差を算出し、この差に基づいて、前記カメラの撮像範囲における障害物の有無を判定する障害物判定部と、前記障害物判定部により前記障害物が有ると判定された場合に、当該判定の結果を報知する処理を行う制御部と、を備えるものである。

本発明によれば、カメラの撮像範囲における障害物の有無を判定して、障害物が有る場合に、障害物有りを報知することができる。

本発明の一実施形態に係る監視システムを示す概略構成図である。 サーバーの主要部を示すブロック図である。 カメラの撮像範囲における障害物の有無を判定するための処理手順を示すフローチャートである。 （Ａ）は障害物が無い状態でカメラにより撮像された第１撮像画像を示す図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は障害物が有る状態でカメラにより所定の時間間隔を置いて撮像された２つの第２撮像画像を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、人物の通過中に、カメラにより所定の時間間隔を置いて撮像された２つの第２撮像画像を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る監視システムについて図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る監視システムの概略構成図である。本発明の一実施形態に係る監視システム１０は、少なくとも１台のカメラ１１と、表示装置１２と、サーバー１３と、アラーム１４とを備える。なお、本実施形態では、カメラ１１は４台として複数台ある場合を例にして説明する。

複数のカメラ１１は、部屋２００内を隈なく動画撮影又は静止画撮影できる位置にそれぞれ設置されている。

表示装置１２は、各カメラ１１から送信されたそれぞれの撮像画像をサーバー１３経由で受信して表示する。例えば、各カメラ１１と同数の表示装置１２が備えられ、各カメラ１１による撮像画像を別々の表示装置１２に表示し、又は、１つの表示装置１２の画面を複数の表示領域に分割して各画像をそれぞれの表示領域に表示する。

図２は、サーバー１３の主要部を示すブロック図である。サーバー１３は、制御ユニット１００、操作部２２０、記憶部２３０、及び通信部２４０を備えている。操作部２２０は、マウス、キーボードなどの入力装置である。記憶部２３０は、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置である。

通信部２４０は、ＬＡＮチップなどの通信モジュールを備える通信インターフェイスである。通信部２４０は、ＬＡＮ又はインターネットのネットワークを介して、各カメラ１１及び表示装置１２との間でデータ送受信可能に接続されている。例えば、各カメラ１１から送信されたそれぞれの撮像画像は、通信部２４０で受信されて記憶部２３０に記憶される。また、これらの撮像画像は、後述する制御部１３０が、通信部２４０から表示装置１２へと送信させる。

制御ユニット１００は、プロセッサー、ＲＡＭ、ＲＯＭ、および専用のハードウェア回路を含んで構成される。プロセッサーは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等である。制御ユニット１００は、記憶部２３０に記憶されているプログラムに従った上記プロセッサーによる動作により、制御部１３０及び障害物判定部１３１として機能する。但し、上記の制御部１３０及び障害物判定部１３１は、制御ユニット１００によるプログラムに従った動作によらず、それぞれハードウェア回路により構成してもよい。

制御部１３０は、サーバー１３の全体的な動作制御を司る。上記各カメラ１１は、サーバー１３と接続されており、制御部１３０は各カメラ１１の動作を制御する。また、制御部１３０は、アラーム１４の動作を制御する。

障害物判定部１３１は、(i)１つのカメラ１１により撮像された第１撮像画像と、(ii)当該カメラ１１（同一のカメラ１１）により、撮像する場所を同一として、第１撮像画像の撮像時期とは撮像時期を異ならせて、第１撮像画像の撮像の後となる時期に撮像された第２撮像画像と、の差を算出して、この差に基づき該カメラ１１の撮像範囲における障害物の有無を判定する。なお、障害物判定部１３１は、各カメラ１１により撮像された撮像画像についてそれぞれ別個に当該判定を行う。

次に、図３に示すフローチャートなどを参照して、サーバー１３によるカメラ１１の撮像範囲における障害物の判定の処理手順を説明する。

まず、サーバー１３の制御部１３０は、各カメラ１１別に、撮像可能領域を撮像させる。各カメラ１１が撮像した第１撮像画像Ｇ１は、各カメラ１１からサーバー１３に送信される。複数のカメラ１１のうち１つのカメラ１１による第１撮像画像Ｇ１の例を図４（Ａ）に示す。サーバー１３では、各カメラ１１別に、第１撮像画像Ｇ１を通信部２４０で受信して、それぞれの第１撮像画像Ｇ１を記憶部２３０に記憶させる（Ｓ１０１）。

各カメラ１１が静止画撮影している場合は、カメラ１１が制御部１３０から撮像指示を受信した時に第１撮像画像Ｇ１が撮像される。各カメラ１１が動画撮影している場合は、カメラ１１は、制御部１３０から撮像指示を受信した時点における撮像内容を、連続して撮影している動画から静止画として抽出して、当該抽出した画像を第１撮像画像Ｇ１とする。各カメラ１１により撮像されたそれぞれの第１撮像画像Ｇ１は、元画像として記憶部２３０に記憶される。

この後、制御部１３０は、各カメラ１１別に、第１撮像画像Ｇ１と撮像場所を同一として、第１撮像画像の撮像の後となる時期に撮像された第２撮像画像を撮像させる。当該第２撮像画像は各カメラ１１からサーバー１３に送信される。サーバー１３では、各カメラ１１別に、第２撮像画像を通信部２４０で受信して、それぞれの第２撮像画像を記憶部２３０に記憶させる（Ｓ１０２）。

なお、制御部１３０は、上記各カメラ１１別の第２撮像画像の撮像を、予め定められた周期毎（例えば、10分毎）に繰り返し行わせる。当該各第２撮像画像は各カメラ１１からサーバー１３に送信される。制御部１３０は、新たな第２撮像画像が記憶部２３０に記憶される度に、最も古い第２撮像画像を消去する。従って、サーバー１３の記憶部２３０には、各カメラ１１別に第２撮像画像が順次記憶されていく。そして、制御部１３０は、最も古い第２撮像画像を逐次消去して、記憶部２３０に、予め定められた数（少なくとも２以上。本実施形態では、予め定められた数を「２」とする）の第２撮像画像が記憶されるようにする。

例えば、あるカメラ１１により上記周期で撮像されて記憶部２３０に記憶されている２枚の第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２が図４（Ｂ）（Ｃ）に示すものであるとする。なお、第２撮像画像Ｇ２２が第２撮像画像Ｇ２１よりも後に撮像された画像とする。障害物判定部１３１は、第１撮像画像Ｇ１とは異なる第２撮像画像Ｇ２１の画像領域ΔＧ２１を該第２撮像画像Ｇ２１から抽出して、この画像領域ΔＧ２１のサイズを第１撮像画像Ｇ１と第２撮像画像Ｇ２１の差として算出し、更に、第１撮像画像Ｇ１とは異なる第２撮像画像Ｇ２２の画像領域ΔＧ２２を該第２撮像画像Ｇ２２から抽出して、この画像領域ΔＧ２２のサイズを第１撮像画像Ｇ１と第２撮像画像Ｇ２２の差として算出する（Ｓ１０４）。そして、障害物判定部１３１は、各画像領域ΔＧ２１、ΔＧ２２のサイズのいずれもが予め設定された閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。このとき、障害物判定部１３１は、各画像領域ΔＧ２１、ΔＧ２２のサイズのいずれもが閾値以上であれば（Ｓ１０５「Ｙｅｓ」）、障害物の有りを判定する（Ｓ１０６）。

すなわち、障害物判定部１３１は、障害物が無いときにカメラ１１により撮像された第１撮像画像Ｇ１と、第１撮像画像Ｇ１の撮像後にカメラ１１により監視を行っているときに撮像された各第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２とを比較している。このとき、カメラ１１による監視中に、カメラ１１の撮像範囲に障害物が配置されると、各第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２に障害物が含まれることから、障害物判定部１３１は、第１撮像画像Ｇ１には見られない各画像領域ΔＧ２１、ΔＧ２２を各第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２から抽出し、各画像領域ΔＧ２１、ΔＧ２２のサイズが共に大きければ、各画像領域ΔＧ２１、ΔＧ２２を障害物の領域とみなして、障害物が有ると判定する。

より詳しくは、障害物判定部１３１は、第１撮像画像Ｇ１を構成する全画素から各画素を順次選択すると共に、第１撮像画像Ｇ１で選択した画素と同一の位置にある第２撮像画像Ｇ２１（又はＧ２２）における画素を対比対象として逐次選択する。そして、障害物判定部１３１は、第１撮像画像Ｇ１及び第２撮像画像Ｇ２１（又はＧ２２）からそれぞれに上記のようにして画素を選択する度に、選択した各画素同士の画素値を比較する。更に、障害物判定部１３１は、画素値の差が規定レベル以上であると、つまり選択された両方の画素の画素値が明確に異なれば、このように画素値が異なる画素の数をカウントする。障害物判定部１３１は、当該画素の選択、比較及びカウントを第１撮像画像Ｇ１及び第２撮像画像Ｇ２１（又はＧ２２）を構成する全ての画素（第１撮像画像Ｇ１及び第２撮像画像Ｇ２１（又はＧ２２）における予め定められた一部の領域の画素についてのみであってもよい）について行う。

これにより、障害物判定部１３１により、第１撮像画像Ｇ１には見られない画像領域ΔＧ２１（又はΔＧ２２）のサイズを示すものとして画素数Ｃ２１（又はＣ２２）が算出される。すなわち、障害物判定部１３１は、画像領域ΔＧ２１のサイズを示す画素数Ｃ２１、及び画像領域ΔＧ２２のサイズを示す画素数Ｃ２２の両方を算出する。そして、障害物判定部１３１は、各画素数Ｃ２１、Ｃ２２のいずれもが、予め設定された規定値Ｓ（例えば、第１撮像画像Ｇ１及び第２撮像画像Ｇ２１（又はＧ２２）の全画素数の１０％となる画素数）以上である場合に、前記サイズが閾値以上であるものとして、障害物の有りを判定し、各画素数Ｃ２１、Ｃ２２のいずれかが上記規定値Ｓ未満である場合に、前記サイズが閾値未満であるものとして、障害物の無しを判定する。

例えば２枚の第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２の少なくとも一方が図４（Ａ）に示す第１撮像画像Ｇ１と略同一となるような場合は、障害物判定部１３１は、各画像領域ΔＧ２１、ΔＧ２２のサイズの少なくとも一方が閾値未満であると判定して（Ｓ１０５「Ｎｏ」）、障害物の無しを判定する（Ｓ１０７）。この場合は、この後Ｓ１０２からの処理が繰り返される。

例えば、第１撮像画像Ｇ１が図４（Ａ）に示すものである場合であって、人物がカメラ１１の撮像範囲を通り過ぎたときには、所定の時間間隔を置いて撮像された各第２撮像画像Ｇ２１（図５（Ａ）参照）、第２撮像画像Ｇ２２（図５（Ｂ）参照）は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように人物の映り方が異なる。このとき、障害物判定部１３１により、各第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２における人物を示す画像が画像領域ΔＧ２１又はΔＧ２２として抽出される（Ｓ１０４）。このとき、画像領域ΔＧ２１と画像領域ΔＧ２２の大きさが異なるため、障害物判定部１３１により、各第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２のいずれか一方のみの画像領域ΔＧ２１又はΔＧ２２のサイズが閾値以上であり、他方の画像領域ΔＧ２１又はΔＧ２２のサイズが閾値未満と判断される場合がある（Ｓ１０５「Ｎｏ」）。このとき、障害物判定部１３１は、障害物無しと判定することになる（Ｓ１０７）。すなわち、当該人物は障害物として判定されないことになる。

このように、所定の時間間隔をおいて撮像された各第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２の画像領域ΔＧ２１、ΔＧ２２のサイズのいずれかが閾値未満となった場合、障害物判定部１３１によれば、人物などがカメラ１１の撮像範囲を横切ったものとして、障害物無しと判定される。

なお、障害物判定部１３１は、各第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２の画像領域ΔＧ２１、ΔＧ２２のサイズのいずれかが閾値未満である場合、上記各第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２のうち、撮像された時が最後である第２撮像画像、すなわち、本実施形態では第２撮像画像Ｇ２２についての画像領域ΔＧ２２のサイズが上記閾値未満であるときに限って、障害物が無いと判定するようにし、それ以外の場合は障害物が有ると判定するようにしてもよい。

また、制御部１３０は、障害物判定部１３１により障害物有りが判定されたとき（Ｓ１０６）、障害物有りと判定された撮像画像を撮像したカメラ１１が複数のカメラ１１のうちのどのカメラ１１であるのかを示す識別情報、該カメラ１１により撮像された第１撮像画像Ｇ１と第２撮像画像Ｇ２１又はＧ２２、障害物の有りを示すメッセージなどを、通信部２４０を通じて表示装置１２に送信して表示装置１２に表示させ、或いは、アラーム１４を鳴動させる（Ｓ１０８）。制御部１３０は、表示装置１２に、カメラ１１の識別情報、第１撮像画像Ｇ１と第２撮像画像Ｇ２１又はＧ２２、メッセージなどを表示させる。また、制御部１３０は、アラーム１４にアラーム音を鳴動させる。

このとき、管理者等は、そのアラーム音を聞き、又は表示装置１２の画面を見て、カメラ１１の識別情報に基づき、障害物が有ると判定された該カメラ１１を判断できる。管理者等は、第１撮像画像Ｇ１と第２撮像画像Ｇ２１を比較し、又は第１撮像画像Ｇ１と第２撮像画像Ｇ２２とを比較することで、障害物の有無を判断し、該カメラ１１の撮像範囲に障害物が配置されているか否かを自身でも確認することができる。そして、管理者等は、障害物が配置されていることを確認した場合は、障害物を排除したり、カメラ１１の向きを変更したりするなどの作業を行うことが可能である。

なお、カメラ１１の向きを変更した場合は、Ｓ１０１からの処理を再度行うことで、元画像となる第１撮像画像Ｇ１を更新した上で、障害物の有り無しを判定することが可能になる。

このように本実施形態では、障害物判定部１３１によりカメラ１１の撮像範囲における障害物の有無を判定し、障害物の有りが判定されたときに、カメラ１１の識別情報、第１撮像画像と第２撮像画像、メッセージなどを表示装置１２に表示させるので、管理者等は、表示装置１２の画面を見て、カメラ１１の撮像範囲に障害物が配置されていることを確認し、或いは、障害物を排除したり、カメラ１１の向きを変更することができる。

なお、上記実施形態では、障害物判定部１３１は、２枚の第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２を用いて障害物の有無を判定しているが、これに限られず、制御部１３０は、新たな第２撮像画像が記憶部２３０に記憶されたときに、記憶部２３０に第２撮像画像が１つだけ記憶されるように古い第２撮像画像を逐次消去する処理を各カメラ１１別に行い、障害物判定部１３１は、１枚の第２撮像画像のみを用いて、この第２撮像画像から、第１撮像画像Ｇ１には見られない画像領域を抽出し、この抽出した画像領域のサイズが閾値以上である場合に障害物有りを判定し、この抽出した画像領域のサイズが閾値未満である場合に障害物無しと判定するようにしてもよい。

また、障害物判定部１３１は、２枚の第２撮像画像Ｇ２１、Ｇ２２を用いて障害物の有無を判定する処理に限られず、制御部１３０は、新たな第２撮像画像が記憶部２３０に記憶されたときに、記憶部２３０に第２撮像画像が２よりも大きい予め定められた数だけ記憶されるように古い第２撮像画像を逐次消去する処理を各カメラ１１別に行い、障害物判定部１３１は、当該数の枚数の第２撮像画像を用いて、第１撮像画像Ｇ１とは異なる当該枚数の第２撮像画像かについてそれぞれに、第１撮像画像Ｇ１には見られない各画像領域を抽出し、この抽出した全ての画像領域のサイズが閾値以上である場合に障害物の有りを判定し、当該抽出した画像領域のうち少なくとも１つの画像領域のサイズが閾値未満である場合に障害物の無しを判定するようにしてもよい。

更には、障害物判定部１３１は、このように当該抽出した画像領域のうち少なくとも１つの画像領域のサイズが閾値未満である場合、撮像された時が最後である第２撮像画像についての上記画像領域のサイズが上記閾値未満であるときに限って、障害物が無いと判定するようにし、それ以外の場合は障害物が有ると判定するようにしてもよい。

また、図１乃至図５を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１０ 監視システム
１１ カメラ
１２ 表示装置
１３ サーバー
１００ 制御ユニット
１３０ 制御部
１３１ 障害物判定部
２００ 部屋
２２０ 操作部
２３０ 記憶部
２４０ 通信部

Claims (6)

1. 物体を撮像するカメラと、
   前記カメラにより撮像された第１撮像画像、及び前記第１撮像画像の撮像の後に前記カメラにより前記第１撮像画像と同じ撮像場所が撮像された第２撮像画像を記憶する記憶部と、
   前記第１撮像画像と前記第２撮像画像の差を算出し、この差に基づいて、前記カメラの撮像範囲における障害物の有無を判定する障害物判定部と、
   前記障害物判定部により前記障害物が有ると判定された場合に、当該判定の結果を報知する処理を行う制御部と、を備える監視システム。
2. 前記障害物判定部は、前記第２撮像画像における前記第１撮像画像とは異なる画像領域を抽出して、該抽出した画像領域のサイズを前記差として算出する請求項１に記載の監視システム。
3. 前記障害物判定部は、前記第１撮像画像を構成する全画素から各画素を順次選択すると共に、前記第１撮像画像で前記選択した画素と同一の位置にある前記第２撮像画像における画素を対比対象として逐次選択し、当該選択の度に、前記第１及び第２撮像画像から選択した各画素の画素値が異なるか否かを判定して、異なると判定した画素の数をカウントし、当該カウントした画素数が予め設定された規定値以上である場合に、前記画像領域のサイズが閾値以上であるものとし、当該カウントした画素数が前記規定値未満である場合に、前記画像領域のサイズが閾値未満であるものとする請求項２に記載の監視システム。
4. 前記第１撮像画像の撮像後に前記カメラによる前記第２撮像画像の撮像が時間をおいて少なくとも２回行われて、これら各第２撮像画像が前記記憶部に記憶され、
   前記障害物判定部は、前記第１撮像画像と前記各第２撮像画像とのそれぞれの差を算出し、前記各第２撮像画像についての前記差がいずれも前記閾値以上である場合に前記障害物が有ると判定し、前記各第２撮像画像についての前記差のいずれかが前記閾値未満である場合に前記障害物が無いと判定する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の監視システム。
5. 前記障害物判定部は、前記各第２撮像画像についての前記差のいずれかが前記閾値未満である場合、撮像された時が最後である前記第２撮像画像についての前記差が前記閾値未満であるときに限って、前記障害物が無いと判定する請求項４に記載の監視システム。
6. 表示部を備え、
   前記障害物判定部は、前記障害物が有ると判定した場合に、前記第１撮像画像と前記第２撮像画像を前記表示部に表示させる請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の監視システム。