JP3481515B2 - 監視装置 - Google Patents
監視装置Info
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Description
得られる画像をもとに監視対象を監視する監視装置に関
する。
ち、カメラによって撮像された監視画像をアナログデー
タとして記録するとともに、カメラの異常を自動的に検
知する無人の監視装置においては、カメラ自体の異常を
検知する方法として、カメラの映像ケーブルが切断され
たり、カメラの電源が切断されるなど、カメラの画像信
号の出力の有無を監視することでその異常を検出してい
る。
監視装置では、カメラを布等で覆うなどして画像を遮断
されたり、カメラの部分的な故障により画像信号の出力
はあるものの正常な画像が得られなくなった場合などで
は、カメラによる画像信号の出力は継続するため、画像
信号の出力の有無によってはカメラの異常動作は検出さ
れず、また、監視対象の画像も得られないため、監視の
用をなさなくなるという事態が発生していた。
の克服を意図しており、撮像手段の画像信号の出力が継
続する場合にも撮像手段の異常動作を検出することがで
きる監視装置を提供することを目的とする。
め、請求項1の発明は、監視対象の画像を撮像する撮像
手段と、監視対象についての所定の基準画像を記録する
基準画像記録手段と、撮像手段により得られた監視対象
の画像をサンプリング画像として取得する画像取得手段
と、得られたサンプリング画像と基準画像とを比較して
当該サンプリング画像と基準画像とが互いに異なる状態
が検出された後、所定時間以上、サンプリング画像が同
じである状態が継続した場合に撮像手段を異常動作状態
と判断する異常検出手段とを備えている。
の監視装置であって、撮像手段を複数備えるものであっ
て、当該複数の撮像手段のそれぞれを撮像位置を変化さ
せるように首振り駆動する複数の首振り駆動手段と、異
常検出手段において、異常動作状態が検出された場合
に、当該異常動作状態の撮像手段以外の正常動作状態の
撮像手段を首振り駆動手段により首振り駆動するよう制
御する制御手段とをさらに備えている。
の監視装置であって、それぞれがズーム機能を有する撮
像手段を複数備えるものであって、当該複数の撮像手段
のそれぞれのズームを変化させるように駆動する複数の
ズーム駆動手段と、異常検出手段において異常動作状態
が検出された場合に、当該異常動作状態の撮像手段を異
常撮像手段とし、当該異常撮像手段以外の正常動作状態
の撮像手段を正常撮像手段とするとき、正常撮像手段の
撮像範囲が異常撮像手段の撮像範囲を含むように正常撮
像手段をズームアウトさせるようズーム駆動手段を制御
する制御手段とをさらに備えている。
請求項3のいずれかに記載の監視装置であって、撮像手
段により撮像された監視対象の画像のうちの一部を部分
画像として抽出する部分画像抽出手段をさらに備え、基
準画像記録手段が監視対象に異常がない状態において、
部分画像抽出手段により抽出された部分画像を基準画像
として記録するものであり、画像取得手段も監視対象に
ついて、部分画像抽出手段により抽出された部分画像を
サンプリング画像として取得するものである。
し請求項3のいずれかに記載の監視装置であって、撮像
手段により撮像された監視対象の画像の解像度を下げて
低解像度画像を得る解像度低下手段をさらに備え、基準
画像記録手段が監視対象の通常の画像の解像度低下手段
により得られた低解像度画像を基準画像として記録する
ものであり、画像取得手段が監視対象の画像の解像度低
下手段により得られた低解像度画像をサンプリング画像
として取得するものである。
面に基づいて説明する。
における第1の実施の形態である監視装置のブロック図
である。図1に示すように、この監視装置は、複数台の
カメラ11、デコーダ12、符号/復号化回路13、記
録部14、エンコーダ15、メモリ16、記録/読出し
制御部17、CPU18およびディスプレイ19を備え
ている。
像手段であり、得られた画像信号を次のデコーダ12に
送るとともに、カメラの首振り(回動動作)を行うため
の首振り駆動手段(図示省略)が備わっており、後述す
るCPU18からの指令信号により動作制御される。ま
た、デコーダ12は各カメラ11からのアナログの画像
信号をデジタル化して後述するCPU18等で取り扱う
ことができるデジタル画像信号を出力する。そして、符
号/復号化回路13は得られた画像データを圧縮(符号
化)して固定ディスク等の記録手段により構成される記
録部14に記録したり、逆に圧縮された画像データを伸
張(復号化)した後、その画像データの一部を後述する
エンコーダ15に送る。さらに、エンコーダ15は符号
/復号化回路13により復号化された各カメラ11にお
ける全体画像を再びアナログ化してディスプレイ19で
表示可能なデータ形式にして出力する。
た画像信号はメモリ16にも送られる。ところで、第1
の実施の形態では、カメラ11が正常動作状態で、かつ
監視対象に異常がない状態における各カメラ11により
得られた画像から抽出された部分画像(図3を用いて後
に詳述)をデフォルト画像(基準画像)とし、所定時間
ごとに各カメラ11により得られた監視対象の画像から
抽出された部分画像をサンプリング画像としている。そ
して、メモリ16は、それらデフォルト画像およびサン
プリング画像を記録するRAMと、後述するCPU18
における処理のための制御プログラムが予め記録された
ROMとからなっている。そのため、記録/読み出し制
御部17は、デコーダ12から送られる画像信号から、
部分画像のみをメモリ16に記録するよう、メモリ16
への画像信号の記録のタイミングを制御したり、逆に、
メモリ16からCPU18へのデフォルト画像またはサ
ンプリング画像の読み出しを制御したりする。
込んだ制御プログラムに従い、後に詳述するようなデフ
ォルト画像とサンプリング画像との画像データの比較を
行ったり、その結果を基にカメラ11の状態の識別を行
ったり、さらには、それらカメラ11の動作制御を行っ
たりする。さらに、ディスプレイ19はエンコーダ15
からの画像信号を表示するCRT等の表示装置である。
なお、デコーダ12、メモリ16および記録/読出し制
御部17を併せたものがこの発明における画像取得手段
に相当する。
いく。
を説明するための図であり、図2(a)はカメラ11の
正常動作時の監視の様子、図2(b)はカメラ11の異
常動作時の監視の様子をそれぞれ表わしている。図2
(a)に示すように監視対象のフロアには複数台のカメ
ラ11が取り付けられており、各カメラ11による撮像
により、ほぼフロア全体の画像を捉えることができるも
のとなっている。ただし、図2では撮像手段としてカメ
ラ11a,11bの2台のみを備える監視装置の例を示
している。
メラ11が正常動作状態で、かつ監視対象に異常がない
状態において、各カメラ11からの入力画像をデフォル
ト画像としてメモリ16に記録しておく。図3は第1の
実施の形態における画像データの部分画像の記録および
部分画像どうしの比較の様子を説明するための図であ
り、図3(a)はデフォルト画像取得時の監視対象の全
体画像を表わしており、図3(b)はサンプリング画像
取得時の監視対象の全体画像を表わしている。図3
(a)に示すように、まず、監視開始時の各カメラ11
が正常動作状態で、かつ監視対象に異常がない状態での
監視対象の全体画像を表わすデジタル画像信号のうち、
所定間隔を有して画像全体に分散された複数の矩形領域
SA1,AS2(図3中の網掛け部)についての画像、
すなわち、部分画像に対する画像信号のみを抽出してデ
フォルト画像として記録する。第1の実施の形態ではカ
メラ11からの画像信号はデコーダ12によって予め画
素単位のデジタルデータに変換されており、そのため、
記録/読出し制御部17からの制御により、矩形領域S
A1,AS2に含まれる画素の画像信号のみを、記録/
読出し制御部17の制御により、選択的にメモリ16に
記録することで、部分画像を抽出している。そして、こ
のようなデフォルト画像は図2に示したように複数台の
カメラ11を有する場合には各カメラ11ごとに記録す
る。
業時間外の商店や金融機関などのように、監視対象に人
間などの移動する物が含まれない状態以外に、営業時の
商店や金融機関などのように、監視対象にそれら移動す
る物が含まれている場合(図2(a)参照)も含まれ
る。
を所定時間ごとにサンプリングし、デフォルト画像と比
較する。すなわち、所定時間間隔ごとに各カメラ11で
撮像される画像信号から部分画像を抽出してサンプリン
グ画像とし、それらをその画像信号が得られる都度、デ
フォルト画像と比較する。すなわち、デフォルト画像が
図3(a)のような部分画像であるので、サンプリング
画像も図3(b)のようにデフォルト画像と同じ部分の
画像のみを抽出して比較するのである。なお、このデフ
ォルト画像とサンプリング画像との比較は、両画像の画
素ごとの画像信号(第1の実施の形態では輝度信号)の
差分を採り、所定以上の階調差(第1の実施の形態では
輝度の差)を有する画素が検出されると両画像に相違が
あると判断する。なお、この比較法は公知の任意の方法
を用い得る。
によって、データ量が少ないため比較処理が迅速に行え
るとともに、デフォルト画像を記憶するメモリ16の容
量も小さいものでよいため、製造コストを抑えることが
できる。また、図3に示すように画像全体に分散した部
分画像を比較することことで、画像中の一箇所に集中し
た部分画像どうしを比較する場合に比べてカメラの画角
内の全域にわたってカメラの異常動作状態を検知でき
る。
し、サンプリング画像がデフォルト画像と異ったことが
検出されると、次からは、各時刻で得られたサンプリン
グ画像と1つ前のサンプリング画像とを比較していき、
両サンプリング画像が同じである状態、すなわち、サン
プリング画像が変化しない状態が所定時間以上継続する
と、そのカメラ11は異常動作状態(使用不可能状態)
に陥ったと判断する。
明するための図である。図4において、デフォルト画像
DGとサンプリング画像SG1〜SG8とを比較してい
くと、サンプリング画像SG5まではデフォルト画像D
Gと同一と見なされる。しかし、サンプリング画像SG
6についてはデフォルト画像DGと異なると判断され
る。そして、次にサンプリング画像SG7が得られたと
きにはサンプリング画像SG7と1つ前のサンプリング
画像SG6とを比較する。そして、サンプリング画像S
G6とサンプリング画像SG7が同じであれば、以後、
サンプリング画像が得られる度に1つ前のサンプリング
画像と比較していく。そして、サンプリング画像SG6
〜SG8の間のように、サンプリング画像が変化しない
状態が所定時間継続したと判断された段階で、カメラ1
1の異常動作状態であると判断する。
る。すなわち、監視対象に移動する物(人間や動物、移
動機械等)が含まれている場合には、その移動に伴い、
デフォルト画像とサンプリング画像とに相違が生じる
が、これはカメラの異常動作ではない。そのため、この
ような監視対象物の移動をカメラの異常動作と捉えない
ために、デフォルト画像とサンプリング画像とが異なる
と判断された後、サンプリング画像が所定時間以上変化
しない場合に初めてカメラの異常動作と判断するのであ
る。
とが異なることが検出された後、サンプリング画像が変
化しない状態が所定時間継続しない場合、すなわち、所
定時間経過の前に1つ前のサンプリング画像と異なった
場合には、次のサンプリング画像からは再びデフォルト
画像と比較し、以下、上記と同様の判断を繰り返す。
が異なった後のサンプリング画像の比較対象としては、
常に、サンプリング画像とデフォルト画像が異なった最
初のサンプリング画像(図4の例ではサンプリング画像
SG6)と比較するものとしてもよい。
と判断されると、その他のカメラ11を予めプログラム
された所定の動作を行うように制御する。具体的には、
第1の実施の形態では以下のような制御を行う。図2
(b)において、カメラ11aが異常動作(使用不可
能)状態と判断されたカメラである。そして、第1の実
施の形態では正常動作状態のカメラ11bを常時、首振
り動作(紙面に垂直な方向を軸として回動)させ、カメ
ラ11bで監視対象全体(図2ではこのフロア全体)を
撮像する。これにより、異常動作状態と判断されたカメ
ラ11の監視範囲をカバーして、監視対象全体の画像を
撮像し続けることができる。
を示したが、3台以上のカメラを備える監視装置では、
異常動作状態と判断されたカメラ以外の全てのカメラ
(全ての正常動作状態のカメラ)を首振り駆動させても
よく、正常動作状態のカメラのうちの一部のみを首振り
駆動してもよい。
よれば、サンプリング画像とデフォルト画像とを比較し
てサンプリング画像とデフォルト画像とが互いに異なる
状態が検出された後、所定時間以上サンプリング画像が
変化しない場合に、そのカメラ11を異常動作状態と判
断するため、カメラ11の画像信号の出力が途切れると
いった異常はもちろん、カメラ11のレンズ部分を布等
で覆うなどして画像を遮断されたり、カメラ11に部分
的な故障が生じた場合など、カメラ11の画像信号の出
力はあるものの、正常な画像が得られないといった異常
動作も検出することができる。
カメラ11で異常動作状態が検出された場合に、そのカ
メラ11以外の正常動作状態のカメラ11を首振り駆動
するため、異常動作状態となったカメラ11の監視範囲
をそれ以外の正常動作状態のカメラ11によってカバー
することができ、監視機能を低下させないようにするこ
とができる。
画像を、カメラ11により撮像された監視対象の画像の
うちの一部を抽出した部分画像とするため、比較する画
像のデータ量が少なく、比較処理が迅速に行えるととも
に、メモリ16の容量も小さくて済むため、製造コスト
を抑えることができる。
の第2の実施の形態について説明する。図5は第2の実
施の形態におけるデフォルト画像およびサンプリング画
像の解像度について説明する図である。図5に示すよう
に、第2の実施の形態ではデフォルト画像およびサンプ
リング画像の解像度を低下させ(落とし)て比較した
り、メモリ16に記録したりする。
ータを平均して、対応する画素の階調とすることにより
解像度を低下させるなど、この解像度の変換は公知の技
術を用いることができる。このように、解像度を低下さ
せることによって、データ量が少ないため比較処理が迅
速に行えるとともに、デフォルト画像を記憶するメモリ
16の容量も小さいものでよいため、製造コストを抑え
ることができる。
がズーム機能を有する(ズーム駆動手段(図示省略)を
備える)こと、および異常動作検出後の正常動作状態の
カメラ11の動作が第1の実施の形態と異なる。図6は
第2の実施の形態における監視動作を説明するための図
であり、特にカメラ11aの異常動作時の監視の様子を
それぞれ表わしている。図6に示すように第2の実施の
形態では正常動作状態のカメラ11bを異常動作状態と
判断されたカメラ11a側に若干回動させ(図6では若
干左向きにして)、さらに、ズームアウトすることによ
り正常動作するカメラ11bによる撮像の画角を広くし
て、異常動作(使用不可能)状態になったカメラ11の
監視範囲をカバーして、監視対象全体の画像を取得し続
け、監視機能を低下させないようにすることができる。
断は第1の実施の形態と同様であり、また、上記のよう
な第1の実施の形態と異なる制御はCPU18で行う制
御プログラムおよび記録/読出し制御部17による制御
をそれに応じたものとすることで実現しており、したが
って、装置構成は第1の実施の形態とほぼ同様である。
干の首振り駆動を行わないで、ズームアウトによって画
角を十分に広くすることのみによって、異常動作状態の
カメラの監視範囲をカバーしてもよく、また、図6では
カメラを2台のみ備える例を示したが、3台以上のカメ
ラを備える場合には、異常動作状態のカメラ以外の全て
のカメラ(全ての正常動作状態のカメラ)を上述のよう
に制御(ズームアウトおよび若干の首振り駆動)させて
もよく、または、正常動作状態のカメラのうちの一部の
みをそのように制御してもよい。
よれば、サンプリング画像とデフォルト画像とを比較し
てサンプリング画像とデフォルト画像とが互いに異なる
状態が検出された後、所定時間以上サンプリング画像が
変化しない場合に、そのカメラ11を異常動作状態と判
断するため、カメラ11の画像信号の出力が途切れると
いった異常はもちろん、カメラ11のレンズ部分を布等
で覆うなどして画像を遮断されたり、カメラ11に部分
的な故障が生じた場合など、カメラ11の画像信号の出
力はあるものの、正常な画像が得られないといった異常
動作も検出することができる。
ラ11を複数備え、異常動作状態が検出された場合に、
正常動作状態のカメラ11の撮像範囲が異常動作状態の
カメラ11の撮像範囲を含むように正常動作状態のカメ
ラ11をズームアウトさせるため、異常動作状態となっ
たカメラ11の監視範囲を正常動作状態のカメラ11に
よってカバーすることができ、監視機能を低下させない
ようにすることができる。
象の画像の解像度を下げて低解像度画像を得て、デフォ
ルト画像およびサンプリング画像を低解像度画像とする
ため、比較する画像のデータ量が少ないので比較処理が
迅速に行えるとともに、メモリ16の容量も小さいもの
でよいため、製造コストを抑えることができる。
の形態において監視装置およびそれによる監視の例を示
したが、この発明はこれに限られるものではない。
では、デフォルト画像およびサンプリング画像として部
分画像や解像度を低下させた画像を用いたが、カメラ1
1で撮像された基のままの画像、すなわち、解像度を落
とさない全体画像どうしを比較するものとしてもよく、
また、デフォルト画像として監視を開始した段階の画像
を用いるものとしたが、監視を開始する前のカメラの正
常動作時に、予め異常のない監視対象を撮像しておいた
画像をデフォルト画像として予めメモリに記録してお
き、利用するものとしてもよい。
求項5の発明によれば、サンプリング画像と基準画像と
を比較して当該サンプリング画像と前記基準画像とが互
いに異なる状態が検出された後、所定時間以上サンプリ
ング画像が変化しない場合に前記撮像手段を異常動作状
態と判断するため、撮像手段の画像信号の出力が継続す
る場合にも撮像手段の異常動作を検出することができ
る。
手段を複数備え、異常動作状態が検出された場合に、正
常動作状態の撮像手段を首振り駆動するため、また、特
に請求項3の発明によれば、それぞれがズーム機能を有
する撮像手段を複数備え、異常動作状態が検出された場
合に、正常撮像手段の撮像範囲が異常撮像手段の撮像範
囲を含むように正常撮像手段をズームアウトさせるた
め、異常動作状態となった撮像手段の監視範囲を正常動
作状態の撮像手段によってカバーすることができ、監視
機能を低下させないようにすることができる。
手段により撮像された監視対象の画像のうちの一部を部
分画像として抽出し、基準画像およびサンプリング画像
を部分画像とするため、また、特に請求項5の発明によ
れば、撮像手段により撮像された監視対象の画像の解像
度を下げて低解像度画像を得て、基準画像およびサンプ
リング画像を低解像度画像とするため、比較する画像の
データ量が少ないため比較処理が迅速に行えるととも
に、基準画像記録手段の容量も小さくて済むため、製造
コストを抑えることができる。
装置のブロック図である。
ための図である。
像の記録および部分画像どうしの比較の様子を説明する
ための図である。
である。
びサンプリング画像の解像度について説明する図であ
る。
ための図である。
低下手段) 18 CPU(異常検出手段、制御手段) DG デフォルト画像(基準画像) SG1〜SG8 サンプリング画像
Claims (5)
- 【請求項1】 監視対象の画像を撮像する撮像手段と、 監視対象についての所定の基準画像を記録する基準画像
記録手段と、 前記撮像手段により得られた監視対象の画像をサンプリ
ング画像として取得する画像取得手段と、 得られたサンプリング画像と前記基準画像とを比較して
当該サンプリング画像と前記基準画像とが互いに異なる
状態が検出された後、所定時間以上、サンプリング画像
が同じである状態が継続した場合に前記撮像手段を異常
動作状態と判断する異常検出手段とを備えることを特徴
とする監視装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の監視装置において、前
記撮像手段を複数備えるものであって、 当該複数の撮像手段のそれぞれを撮像位置を変化させる
ように首振り駆動する複数の首振り駆動手段と、 前記異常検出手段において、前記異常動作状態が検出さ
れた場合に、当該異常動作状態の撮像手段以外の正常動
作状態の撮像手段を前記首振り駆動手段により首振り駆
動するよう制御する制御手段とをさらに備えることを特
徴とする監視装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の監視装置において、そ
れぞれがズーム機能を有する前記撮像手段を複数備える
ものであって、 当該複数の撮像手段のそれぞれのズームを変化させるよ
うに駆動する複数のズーム駆動手段と、 前記異常検出手段において前記異常動作状態が検出され
た場合に、当該異常動作状態の撮像手段を異常撮像手段
とし、当該異常撮像手段以外の正常動作状態の撮像手段
を正常撮像手段とするとき、前記正常撮像手段の撮像範
囲が前記異常撮像手段の撮像範囲を含むように前記正常
撮像手段をズームアウトさせるよう前記ズーム駆動手段
を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする
監視装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
載の監視装置であって、 前記撮像手段により撮像された前記監視対象の画像のう
ちの一部を部分画像として抽出する部分画像抽出手段を
さらに備え、 前記基準画像記録手段が前記監視対象に異常がない状態
において、前記部分画像抽出手段により抽出された部分
画像を前記基準画像として記録するものであり、 前記画像取得手段も前記監視対象について、前記部分画
像抽出手段により抽出された部分画像を前記サンプリン
グ画像として取得するものであることを特徴とする監視
装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
載の監視装置であって、 前記撮像手段により撮像された前記監視対象の画像の解
像度を下げて低解像度画像を得る解像度低下手段をさら
に備え、 前記基準画像記録手段が前記監視対象の通常の画像の前
記解像度低下手段により得られた低解像度画像を前記基
準画像として記録するものであり、 前記画像取得手段が前記監視対象の画像の前記解像度低
下手段により得られた低解像度画像を前記サンプリング
画像として取得するものであることを特徴とする監視装
置。
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