JP3577231B2 - 画像監視システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視領域内のマーカーの設置個所を自動的に検出する画像監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像監視システムでは、画像センサによって、監視領域を継続して撮影し、撮像した画像の変化に基づいて異常発生の有無の判定を行っていた。撮像した画像に異常が検出されると、異常発生時の画像が警備センターへ送信され、警備センターにおいて、監視員が異常発生時の画像を見て、最終的に異常発生の有無などを確認していた。
【０００３】
これら従来の画像センサでは、所定時間前に取り込んだ画像あるいは予め設定した基準画像と取り込んだ現画像とを比較して、合致しない個所の大きさ・形状・動きなどを判定することにより、異常の発生検出を行っていた。
しかし、画像を取り込んだときの照明状態、侵入者の服装、背景などの監視領域の環境条件によって、基準画像と現画像を比較しても異常の発生を検出することが困難な場合がある。例えば、背景の壁が白色のとき、侵入者の服装が白色の場合には、侵入者と背景とのコントラストが少なく、基準画像と現画像との間に変化がなく異常発生の検出が困難になるという問題があった。
【０００４】
そこで、背景とのコントラストが十分大きくなるようなマーカーを扉や金庫等に設置して、扉や金庫等の移動に伴うマーカーの移動を監視することによって異常発生の検出を行う画像監視システムが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、提案されている画像監視システムによると、マーカーの設置者が背景との間で十分に大きなコントラストが得られるマーカーを選択したとしても、該マーカーの設置個所の入力設定を行う必要があり、この設置個所の入力設定を誤ると、異常でないにも拘わらず異常情報を送出する誤報や異常であるにもかかわらず異常情報を送出しない失報となる場合があるという問題点があった。
【０００６】
また、画像センサに対してマーカーが一つであるにも拘らず監視領域内にマーカーの設置位置を入力しなければならず、使用勝手が悪いという問題点があった。
従って、本発明の目的は、監視領域内のマーカーの設置個所を自動的に検出できる画像監視システムを提供することにある。更に、本発明の目的は、監視領域内のマーカーの設置個所を大雑把に入力しても、マーカーの設置個所を自動的に検出できる画像監視システムの提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上述した従来の問題点を克服するために鋭意研究を重ねた。その結果、画像監視システムの画像センサが、監視領域を撮影する撮像手段と、設置されるマーカーの特定条件を記憶する記憶手段と、撮像手段により得られた画像からマーカーの特定条件に合致する個所を検出する検出手段とを備えているとき、画像中のマーカーの設置個所を自動的に検出できることを知見した。
【０００８】
更に、画像監視システムの画像センサが、監視領域を撮影する撮像手段と、設置される前記マーカーの特定条件を記憶する記憶手段と、入力されたマーカー領域情報に関する設定操作情報をコントローラから受信する受信手段と、前記設定操作情報から入力されたマーカー領域を作成する作成手段と、前記撮像手段により得られた画像から、前記作成手段によって作成された前記マーカー領域内のみにおいて、前記記憶手段に記憶された前記マーカーの特定条件に合致する個所を検出する検出手段とを備えていると、各画像センサに対して複数のマーカーが設置されているときに、画像中のマーカーの設置個所を自動的に検出できることを知見した。
【０００９】
更に、画像監視システムの画像センサが、監視領域を撮影する撮像手段と、設置される前記マーカーの特定条件を記憶する記憶手段と、コントローラからマーカーを含む領域情報を受信する受信手段と、前記撮像手段により得られた画像から、受信した前記領域情報に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記マーカーの特定条件に合致する個所を検出する検出手段とを備えていると、各画像センサに対して１個のマーカーが設置されているときに、画像中のマーカーの設置個所を自動的に検出できることを知見した。
【００１０】
この発明は上記知見に基づいてなされたものであって、この発明の画像監視システムの第１の態様は、撮影した監視領域の画像におけるマーカーの箇所を設定する画像監視システムであって、前記監視領域内に設置した前記マーカーと、前記監視領域を撮影する撮像手段と、前記撮像手段により得られた画像から前記マーカーとして認識した前記箇所を検出する検出手段と、前記検出手段が前記マーカーとして認識した前記箇所を表示する表示手段と、前記マーカーの前記箇所の設定を確定する確認ボタンと、前記マーカーの前記箇所を記憶する記憶手段と、前記検出手段によって検出された前記マーカーの前記箇所を前記表示手段に表示し、前記確認ボタンが押下されると、前記記憶手段に記憶させ、設定を終了する設定手段とを具備することを特徴とする画像監視システムである。
【００１１】
この発明の画像監視システムの第２の態様は、前記マーカーを取り囲む領域を入力する入力手段を更に備え、前記設定手段は、前記画像中の前記入力手段の入力を認識し、前記検出手段は、前記設定手段が認識した前記マーカーを取り囲む領域の範囲内にて前記マーカーの前記箇所を検出することを特徴とした請求項１に記載の画像監視システムである。
【００１２】
この発明の画像監視システムの第３の態様は、前記マーカーは、赤外線吸収材料と光再帰性材料を配置して形成されたマーカーであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像監視システムである。
【００１３】
この発明の画像監視システムの第４の態様は、前記検出手段は、マーカーの大きさ、マーカーの種類、マーカーを形成する材料による輝度値からマーカーを認識することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像監視システムである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図を参照しながら、本発明の画像監視システムを説明する。図１は、本発明の画像監視システムの全体構成を示す図である。
監視対象の建物にはコントローラ１が設置され、このコントローラ１には複数の画像センサ２、火災センサ３、非常ボタン４、モード設定器５が接続される。更に、コントローラ１は、通信回線としての電話回線６を介して、遠隔地の監視センタに設けられた警備センタ−装置７と接続される。
【００１７】
画像センサ２とコントローラ１との接続は、アナログ信号線８およびディジタル信号線９によって行われる。アナログ信号線８は、同軸ケーブルで構成され、映像信号（ＮＴＳＣ方式）を伝達し、そして、ディジタル信号線９は、ツイストペア線で構成され、ディジタル信号線による制御信号を伝達する。
【００１８】
図１は、本発明の監視システムの全体構成を示す図である。先ず、図１に示すこの発明の画像監視システムの操作の全般について簡単に説明する。
モード設定器５は、画像監視システムを警戒解除モードまたは警戒セットモードに設定する。警戒セットモード中に画像センサ２が異常を検出すると、コントローラ１は電話回線６を介して警備センター装置７に異常が発生したことを示す異常信号を送信する。
火災センサ３、非常ボタン４から異常信号が出力されると、コントローラ１は、警備モードに関係なく異常の種類、異常発生場所を示すデータを、電話回線６を通じて警備センター装置７に送信する。
なお、これらの異常信号の検出方法、伝達方法などは当該技術分野において良く知られた方法を使用して行うことができる。
【００１９】
画像センサ２は、建物内に例えば複数設置され、窓・ドアなどの監視対象を含む監視領域を撮影し、得られた画像から侵入などの異常の有無を判定する。本発明の実施態様においては、監視領域内にマーカーを設置し、異常発生の有無の判定を、このマーカーの移動を画像センサによって監視する。
このマーカーは、後述するように、マーカーが設置された扉・窓・金庫その他の物体との間に充分なコントラストを有するように構成されており、画像中における当該マーカーの有無及び位置をコントラストにより容易に検出できるようになっている。
【００２０】
図２は、この発明のマーカーの種々の実施形態を示す図である。図２を参照して、本発明において使用されるマーカーについて、説明する。
図２（Ａ）はシアニン系色素、ポリメチン系色素、ナフトキノン系色素など近赤外光の吸収材料１１を、樹脂等に混ぜ合わせて成形あるいは紙、布またはプラスティックの基材上に塗布して形成したマーカーを示す。図２（Ｂ）はシートに内蔵した微少なガラスビーズや、シ−ト内部に高密度の三角体キューブを配した光再帰性材料１２を用いたマーカーを示す。図２（Ｃ）は光再帰性材料１２と近赤外光の吸収材料１１の組み合わせの一実施態様であって光再帰性材料１２を近赤外光の吸収材料１１によって縁取りして形成したマーカーを示す。図２（Ｃ）のマーカーは、マーカーを設置する背景が一様でなく、そこに図２（Ａ）や（Ｂ）のような光吸収性または光再帰性のマーカーを設置してもあまり目立たないような場合に使用すると効果がある。
【００２１】
図３は、図１の画像センサ２の構成を示す図である。
図３に示すように、画像センサ２には、ＣＰＵ等により構成される制御手段２０１と電源２０２が設けられる。
画像センサ内部の各部分は、制御手段２０１により制御され、電源２０２から電力の供給を受ける。電源２０２は、外部から供給されるＡＣ電源をＤＣ電圧に変換する変換装置から構成される。なお、電源２０２を画像センサ２内に設ける代わりに、コントローラ１から電力供給をさせても良い。
【００２２】
また、制御手段２０１には、記憶手段２２０が接続される。図４は、画像センサにおける記憶手段の１例を示す図である。図４を参照して、この記憶手段２２０の内容について説明する。
記憶手段２２０には、画像センサ２に所定の動作を実行させるためのプログラムを記憶したプログラム領域２２１、パラメータを記憶したパラメータ領域２２２、ワークエリア２２３、監視領域の状態、即ち現在の状態が正常であるか異常であるかの区別を記憶する状態記憶領域２２４、監視領域が警戒セットモードまたは警戒解除モードのいずれかを記憶するモード記憶領域２２５が設けられている。
【００２３】
記憶手段２２０は、更に、撮像手段２０３が撮影した画像を記憶する領域としての基準画像記憶領域２２６、マーカーの特定条件を記憶するマーカー位置記憶領域２２７、現画像記憶領域２２８、異常画像記憶領域２２９を備えている。現画像記憶領域２２８には、撮像手段２０３が撮影した最新の画像とその２フレーム前までの画像が記憶される。マーカー位置記憶領域２２７には、マーカーの大きさ、マーカーの種類（例えば、図２の（Ａ）、（Ｂ）または（Ｃ）の種類など）、マーカーを形成する材料による輝度値（例えば照明の点灯・消灯別など）や位置情報などが、記憶されマーカーを自動的に検出するときに使用される。
【００２４】
監視領域を撮影する撮像手段２０３は、ＣＣＤカメラにより構成され、可視領域から赤外領域までの感度を有する。赤外線投光手段２０４が設けられ、夜間など暗くなった時に、監視領域に赤外線が投光される。
画像センサ２の画像処理手段２０５は、記憶手段２２０に記憶された現画像と基準画像とを比較照合して、得られた差分が所定値を超える場合、監視領域に異常が発生したと判定する。
【００２５】
画像センサ２の表示手段２０６は、ＬＥＤにより構成され、異常検出時に点灯し、非検出時には消灯して、異常検出の有無を画像センサ２の外部に表示する。
通信手段２０７は、コントローラ１との間で信号の送受信を行うインターフェースであって、ディジタル信号線９によりコントローラ１と接続される。画像出力手段２０８は、異常発生時の画像を出力するためのインターフェースであって、切替手段２０９を介してアナログ信号線８と接続される。
【００２６】
アナログ信号線８は、図１に示すようにコントローラ１と各画像センサ２とを直列に接続する。画像センサ２の切替手段２０９は、正常時はアナログ信号線８の入力側と出力側を接続し、異常時は入力側のアナログ信号線を切り離して、画像出力手段を出力側のアナログ信号線８に接続させる。
なお、図３では、入力側を「他の画像センサから」、出力側を「コントローラへ１」とそれぞれ表示している。
【００２７】
アドレス設定部２１０は、ディップスイッチにより構成されており、そこには、コントローラ１が画像センサ２を特定するためのアドレスが設定される。
操作手段２１１は、電源をオン・オフするための手段である。更に、操作手段２１１をオフすると切替手段２０９は、アナログ信号線８の入力側と出力側を接続させて、当該画像センサ２をアナログ信号線８からバイパスさせる。
【００２８】
図５は、図１のコントローラの構成を示す図である。
図５に示すように、コントローラ１には、ＭＰＵなどにより構成される制御部１０１と電源回路１０２が設けられる。コントローラ１内の各部分は、制御部１０１により制御され、電源回路１０２から電力の供給を受ける。電源回路１０２は、外部からのＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する変換回路とバッテリを有する。また、コントローラ１には、モード設定器５が接続される。
【００２９】
コントローラ１には、更に、以下の部分が設けられる。
図５に示すように、センサ監視回路１０３は、火災センサ３、非常ボタン４とのインターフェースである。モデム１０４が制御部１０１と電話回線６との間に設けられる。画像センサ通信制御部１０５は、ディジタル信号線９によって、画像センサ２と接続される。 映像入出力制御部１０６は、アナログ信号線８によって、画像センサ２と接続される。この映像入出力制御部１０６は、画像センサ２から送られてきた映像信号を、モデム１０４と、そして、外部に接続されたモニタ装置１０とに分配する。
【００３０】
表示部１０７は、通常監視領域の監視状態を画面上に表示し、異常が検出されたときは、ブザーを鳴動させ、画面上に異常の種類、異常発生箇所などを表示する。また、表示部１０７は、画像センサ２の設定作業時にも使用される。設定手段１０８は、画像センサ２の初期設定又は設定変更時に使用される。
【００３１】
次に、コントローラ１の概略動作について説明する。
画像センサ２の初期設定時または設定変更時には、作業員は、モニタ装置１０を映像入出力制御部１０６に接続し、表示部１０７及びモニタ装置１０に表示される指示に従い、モニタ装置１０に表示される監視領域の画像を確認しながら、設定手段１０８から画像センサ２の設定（例えば、設置高さ、感度、マーカーの特定条件など）を行う。このように、コントローラ１において、各画像センサ２の設定を行うことができる。モニタ装置１０は、設定終了後、コントローラ１から取り外される。
【００３２】
モード設定器５により、警戒セットモードまたは警戒解除モードが設定され、モード移行が生じると、画像センサ通信制御部１０５、信号線２０９Ａを介して全画像センサ２にモード移行信号が送信される。
火災センサ３、非常ボタン４からセンサ監視回路１０３を介して異常信号が入力されると、コントローラ１は、モデム１０４、電話回線６を介して警備センター装置７に対して、異常の種類、異常発生個所、発生時刻などのデータを送信する。
【００３３】
コントローラ１は、画像センサ通信制御部１０５と信号線２０９Ａを介して、状態信号、モード移行信号、異常画像送信要求信号、異常画像消去信号などを画像センサ２に送信し、画像センサ２から、正常信号、異常信号などを受信する。また、コントローラ１は、信号線２０９Ｂと映像入出力制御部１０６を介して、画像センサ２からの映像信号を受信する。
画像センサ２が異常を検出すると、コントローラ１は、画像センサ２から受信した異常信号、映像信号を警備センター装置７へ送信する。
また、この実施態様では、通信回線として、アナログ電話回線が使用されているが、ＩＳＤＮのようなディジタル電話回線を使用することも可能である。
【００３４】
図６は、本発明のマーカー領域の設定及び自動検出を示すフローチャート図である。図６のフローチャートを用いて、この発明のマーカー領域の設定及び自動検出について説明する。
作業員は、前述のようにモニター装置１０をコントローラ１に接続する（ステップＳ１）。設定手段１０８によって選択した画像センサ２が撮像している監視領域の画像を、モニター装置１０に写し出し、写し出した画面上にスーパーインポウズでメインメニューを表示する（ステップＳ２）。設定手段１０８のスクロールボタンでカーソルを動かして、このメインメニューから「マーカー」を選択し、次にマーカーメニュー上で「設定」を選択する（ステップＳ３）。
【００３５】
次に、作業員は、モニター装置１０の画像を見ながら、設置されているマーカーを取り囲む領域を、カーソルを動かして、対角の２点で設定し、マーカーの設定候補領域を入力する（ステップＳ４）。コントローラ１は、作業員の操作に基づくカーソルの操作情報を画像センサ２の通信手段２０７に送信する（ステップＳ５）。画像センサ２は、受信したカーソルの操作情報に基づいて、マーカーの設定候補領域を作成し、記憶手段２２０のマーカー位置記憶領域２２７に記憶する。記憶されたマーカー設定候補領域情報は、当該画像センサ２からコントローラ１に送信され、モニター装置１０に表示される（ステップＳ６）。
【００３６】
こうして、マーカーの設定が終了した場合、作業員は設定手段１０８で「終了」を選択する（ステップＳ７）。
コントローラ１は、この「終了」が選択されると、当該画像センサ２に対してマーカーの自動検出制御信号を送出する（ステップＳ８）。
画像センサ２は、自動検出制御信号を受信すると、設定された候補領域内で、記憶手段２２０のマーカー位置記憶領域２２７に記憶されている特定条件に合致する個所を例えば、パタ−ンマッチング方式で抽出し、マーカーの有無判定を行う（ステップＳ９）。
【００３７】
そして、画像センサ２は、マーカーとして認識した領域を抽出し、外接矩形情報をコントローラ１に送信して、モニター装置１０の画像に実線で表示するとともに、「マーカーとして認識しました。ＯＫなら確認ボタンをＮＧなら取り消しボタンを押してください」と表示する（ステップＳ１０）。
指定された領域内に、マーカーの存在が認識できなかった場合、モニター装置１０上に「マーカーとして、認識できません。再度、領域設定からやり直してください。」と表示する（ステップＳ１１）。この場合の原因として、マーカーが著しく汚れている、赤外線投光手段２０４の照明が著しく暗い、マーカーを含んで設定されていないなどが考えられる。上述したように、マーカー領域の設定はマーカーを含んだ領域を概略指定するだけでよく、マーカーを詳細になぞる必要がないので、操作が容易になる。
【００３８】
図７は、本発明の別のマーカー領域の設定及び自動検出を示すフローチャート図である。図７に示すフローチャートを用いて、本発明の別のマーカー領域の自動検出について説明する。これは、各画像センサ２に対して、マーカーの設定が１個だけの場合である。
作業員は、前述のようにモニター装置１０をコントローラ１に接続する（ステップＳ１）。画像センサ２が撮像している監視領域の画像を、設定手段１０８によってモニター装置１０に写し出し、写し出された画面上に、スーパーインポウズでメインメニューを表示する（ステップＳ２）。設定手段１０８のスクロールボタンによってカーソルを動かして、このメインメニューから「マーカー」を選択し、次に、マーカーメニュー上で「終了」を選択する（ステップＳ３）。
この「終了」が選択されると、コントローラ１は、当該画像センサ２にマーカーの自動検出を行わせる（ステップＳ４）。
【００３９】
画像センサ２は、記憶手段２２０のマーカー記憶領域２２８に記憶されている特定条件に合致する個所を例えば、パターンマッチング方式で抽出し、マーカーの有無判定を行う（ステップＳ５）。
そして、画像センサ２は、マーカーの領域を抽出し、外接矩形情報をコントローラ１に送信して、モニター装置１０の画像に実線で表示するとともに、「マーカーとして認識しました。ＯＫなら確認ボタンをＮＧなら取り消しボタンを押してください」と表示する（ステップＳ６）。
【００４０】
指定された領域内に、マーカーの存在が認識できなかった場合には、モニター装置１０上に「マーカーとして、認識できません。再度、領域設定からやり直してください。」と表示する（ステップＳ７）。
マーカーの設定が複数であれば、図６に従って、マーカー１個あたり１つの領域設定を行う方がよい。
【００４１】
本発明の実施態様として、検出方法はパターンマッチング方式で説明したが、他の検出方法、例えば形成されているマーカーの材料の特性を検出する方式でもよい。
【００４２】
【発明の効果】
上述したように、この発明の画像監視システムによると、マーカーを設置した場合、画像センサがマーカーを必ず認識しているか否かを確認でき、システムの信頼性が向上する。また、マーカーの設置個所を入力する場合には、詳細な入力でなく概略個所の入力だけでよく、操作が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の監視システムの全体構成を示す図である。
【図２】図２は、マーカーの種々の実施形態を示す図である。
【図３】図３は、図１の画像センサの構成を示す図である。
【図４】図４は、画像センサにおける記憶手段の１例を示す図である。
【図５】図５は、図１のコントローラの構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明のマーカー領域の設定及び自動検出を示すフローチャート図である。
【図７】図７は、本発明の別のマーカー領域の設定及び自動検出を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１．コントローラ
２．画像センサ
７．警備センター装置
８．アナログ信号線
９．ディジタル信号線
１０．モニタ装置
１１．マーカー（近赤外光吸収材料）
１２．マーカー（光再帰性材料）
１０１．制御部
１０５．画像センサ通信制御部
１０６．映像入出力制御部
１０７．表示部
１０８．設定手段
２０５．画像処理手段
２２０．記憶手段

Claims (4)

1. 撮影した監視領域の画像におけるマーカーの箇所を設定する画像監視システムであって、
   前記監視領域内に設置した前記マーカーと、
   前記監視領域を撮影する撮像手段と、
   前記撮像手段により得られた画像から前記マーカーとして認識した前記箇所を検出する検出手段と、
   前記検出手段が前記マーカーとして認識した前記箇所を表示する表示手段と、
   前記マーカーの前記箇所の設定を確定する確認ボタンと、
   前記マーカーの前記箇所を記憶する記憶手段と、
   前記検出手段によって検出された前記マーカーの前記箇所を前記表示手段に表示し、前記確認ボタンが押下されると、前記記憶手段に記憶させ、設定を終了する設定手段と
   を具備することを特徴とする画像監視システム。
2. 前記マーカーを取り囲む領域を入力する入力手段を更に備え、前記設定手段は、前記画像中の前記入力手段の入力を認識し、前記検出手段は、前記設定手段が認識した前記マーカーを取り囲む領域の範囲内にて前記マーカーの前記箇所を検出することを特徴とした請求項１に記載の画像監視システム。
3. 前記マーカーは、赤外線吸収材料と光再帰性材料を配置して形成されたマーカーであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像監視システム。
4. 前記検出手段は、マーカーの大きさ、マーカーの種類、マーカーを形成する材料による輝度値からマーカーを認識することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像監視システム。

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