JP4670943B2 - 監視装置、及び妨害検知方法 - Google Patents

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Description

本発明は、監視装置、及び妨害検知方法に関する。
近年、防犯意識の高まりと共に、様々な場所に防犯カメラ等の監視装置が設置されるようになってきた。例えば、住居や店舗の入り口、車庫や倉庫の庫内、さらには繁華街の街角にも監視装置が設置されていることがある。このような監視装置は、その用途や設置場所に応じて固定タイプのものと可変タイプのものとが使い分けられる。固定タイプの監視装置とは、内蔵されたカメラの向きが固定されているタイプのものである。一方、可変タイプの監視装置とは、その筐体全体又は内蔵されたカメラの向きが変更可能なタイプのものである。但し、実際には、固定タイプの監視装置にパン・チルト機構を搭載し、カメラの向きを旋回可能にしたものが可変タイプの監視装置として用いられることが多い。
周知の通り、監視装置を設置することで大きな防犯効果が得られる。しかし、監視装置に対してタンパリング行為が行われると、その防犯効果が失われてしまう。監視装置に対するタンパリング行為としては、例えば、監視装置の向きを変える行為、監視装置のカメラに覆いを掛けたり、スプレーを吹きかけて視界を遮断したりする行為がある。さらに、監視装置のカメラにズーム機構が搭載されている場合には、そのズーム機構に細工を行い、フォーカスが合わないようにするタンパリング行為が行われることもある。こうしたタンパリング行為に対抗するため、多くの監視装置には、タンパリング行為を検知して監視者に警告を発する機能が搭載されている。
タンパリング行為の検知技術に関し、例えば、下記の特許文献１には、撮影画像の輝度値に基づいてタンパリング行為を検知する方法が記載されている。同文献１に記載の方法は、各画素領域の輝度値と所定の輝度値とを比較し、所定の輝度値以上の輝度値を有する画素領域の数が所定数以上の場合にタンパリング行為の存在を検知するというものである。また、下記の特許文献２には、所定の基準画像が有する特徴量と撮影画像が有する特徴量とを比較し、その不一致度及び経時変化に基づいてタンパリング行為を検知する方法が記載されている。特に、同文献２に記載の方法は、両画像のエッジ強度の差分に基づいてタンパリング行為の存在を検知するというものである。
また、下記の特許文献３には、撮影画像に含まれる２〜５ＭＨｚの信号成分が減少したか否かを検出し、その検出結果に基づいてタンパリング行為を検知する方法が記載されている。さらに、下記の特許文献４には、撮影画像の平均輝度に対する各画素の偏差、及び背景画像に対する入力画像の差分が所定の閾値を越える画素領域を抽出し、その抽出領域の経時変化に基づいてタンパリング行為を検知する方法が記載されている。同文献４に記載の方法は、環境変化によりタンパリング行為の誤検出が発生する頻度を低減させる技術に関するものである。また、下記の特許文献５には、撮影画像の輝度値と基準画像の輝度値とを画素毎に比較し、その比較結果に基づいて撮影画像が突然に変化したか否かを検知する方法が記載されている。
特許第３９１０７４９号公報 特開２００５−２５２４７９号公報 特開２００１−２３８２０４号公報 特開２００１−３３３４１７号公報 特開２００８− ７７５１７号公報
このように、監視装置におけるタンパリング行為の検知技術に関しては、積極的な研究開発が各所で進められている。しかしながら、上記の各文献に記載された方法は、監視装置が静止した状態で効果を発揮するものである。通常、可変タイプの監視装置は、所定のパン・チルト位置の間を移動する。なお、この移動動作のことをツアーと呼ぶことがある。移動中においては、監視装置により撮影動作が行われても、カメラの移動による撮影画像の乱れにより、撮影された画像からタンパリング行為を検知するのは困難である。
そのため、上記の各文献に記載されたタンパリング行為の検知方法を可変タイプの監視装置に適用する場合、これらの検知方法は、監視装置が所定位置で静止している間に実施される。そのため、可変タイプの監視装置がツアー動作を行っている最中にタンパリング行為が行われると、上記の各文献に記載された方法を用いても、そのタンパリング行為を検知することができない。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ツアー動作中に行われたタンパリング行為を検知することが可能な、新規かつ改良された監視装置、及び妨害検知方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画像を撮影する撮像部と、複数の所定位置の間で前記撮像部の向きを旋回させる旋回部と、一の前記所定位置で撮影される画像系列に基づいて妨害行為を検知する妨害検知部と、前記撮像部の旋回前に撮影された画像を記録する過去画像記録部と、前記過去画像記録部により画像が記録された後で前記撮像部が旋回され、再び旋回前の所定位置に旋回された際、当該旋回前の所定位置で撮影された画像及び前記過去画像記録部により記録された画像を用いて当該旋回中の妨害行為を検知する旋回中妨害検知部と、を備える、監視装置が提供される。
また、前記妨害検知部は、前記一の所定位置で撮影された画像から高周波成分を抽出する高周波フィルタと、前記高周波フィルタにより抽出された高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合に妨害行為が存在すると判定する妨害行為判定部と、を含んでいてもよい。
また、前記妨害検知部は、前記一の所定位置で撮影される画像系列に基づいて動体が含まれる領域を検知する動体検知部をさらに含んでいてもよい。この場合、前記妨害行為判定部は、前記動体検知部により検知された領域に対応する前記高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合に妨害行為が存在すると判定する。
また、前記過去画像記録部は、前記妨害検知部で妨害行為の検知に用いる画像よりも低い解像度の画像に変換して記録するように構成されていてもよい。この場合、前記旋回中妨害検知部は、前記過去画像記録部により記録された低い解像度の画像を用いて前記撮像部の旋回中に行われる妨害行為を検知する。
また、前記旋回中妨害検知部は、前記旋回前の所定位置で再び撮影された画像と、前記過去画像記録部により記録された画像とを位置合わせした後で、当該両画像を比較して前記旋回中の妨害行為を検知するように構成されていてもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、画像を撮影する撮像部と、前記撮像部により撮影された画像系列に基づいて動体を検知する動体検知部と、前記撮像部により撮影された画像から高周波成分を抽出する高周波フィルタと、前記高周波フィルタにより抽出された高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合、又は前記動体検知部により検知された動体の数が所定の閾値よりも多い場合に妨害行為が存在すると判定する妨害行為判定部と、を備える、監視装置が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の所定位置の間を旋回して画像を撮影することが可能な撮像部により、一の前記所定位置で画像が撮影されるステップと、前記一の所定位置で撮影される画像系列に基づいて妨害行為が検知される妨害検知ステップと、前記一の所定位置から他の前記所定位置に前記撮像部が旋回される場合、前記撮像部の旋回前に撮影された画像が記録される過去画像記録ステップと、前記過去画像記録ステップで画像が記録された後、前記他の所定位置に前記撮像部が旋回され、再び旋回前の所定位置に旋回された際、当該旋回前の所定位置で撮影された画像及び前記過去画像記録ステップで記録された画像に基づいて当該旋回中の妨害行為が検知される旋回中妨害検知ステップと、を含む、妨害検知方法が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、画像が撮影される撮像ステップと、前記撮像ステップで撮影された画像系列に基づいて動体が検知される動体検知ステップと、前記撮像ステップで撮影された画像から高周波成分が抽出される高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分抽出ステップで抽出された高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合、又は前記動体検知ステップで検知された動体の数が所定の閾値よりも多い場合に妨害行為が存在すると判定される妨害行為判定ステップと、を含む、妨害検知方法が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記の監視装置が備える各構成要素の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供されうる。さらに、当該プログラムが記録されたコンピュータにより読み取り可能な記録媒体が提供されうる。
以上説明したように本発明によれば、ツアー動作中に行われたタンパリング行為を検知することが可能になる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
［説明の流れについて］
ここで、以下に記載する本発明の実施形態に関する説明の流れについて簡単に述べる。まず、図１を参照しながら、同実施形態に係る監視システム１０の全体構成、及び設置形態について説明する。次いで、図２を参照しながら、同実施形態に係る監視システム１０に含まれるＩＰカメラ１２及びレコーダ１６の装置構成について簡単に説明する。次いで、図３〜図５を参照しながら、同実施形態に係る固定タンパ検知装置１００の機能構成について説明する。次いで、図６を参照しながら、同実施形態の一変形例に係る固定タンパ検知装置２００の機能構成について説明する。
次いで、図７及び図８を参照しながら、同実施形態に係る可変タンパ検知装置３００が解決しようとする課題について説明する。次いで、図９を参照しながら、同実施形態に係る可変タンパ検知装置３００の機能構成について説明する。なお、ここで説明する可変タンパ検知装置３００は、固定タンパ検知装置１００、２００にパン・チルト機構を組み合わせて可変タイプに変更され、さらに図７及び図８に示す課題を解決するために新たな工夫が施されたものである。次いで、図１０を参照しながら、同実施形態に係る妨害検知方法について説明する。最後に、同実施形態の技術的思想について纏め、当該技術的思想から得られる作用効果について簡単に説明する。
（説明項目）
１：監視システム１０の概要説明
２：固定タンパ検知装置１００、２００の機能構成について
２−１：固定タンパ検知装置１００
２−２：（変形例）固定タンパ検知装置２００
３：可変タンパ検知装置３００の機能構成について
３−１：可変タイプの監視装置が抱える課題
３−２：可変タンパ検知装置３００の機能構成
３−３：可変タンパ検知装置３００による妨害検知方法
４：まとめ
＜実施形態＞
本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、監視装置が静止している状態で行われるタンパリング行為の検出精度を高める技術、及び監視装置の移動中に行われるタンパリング行為を検出する技術に関する。本実施形態においては、ズーム機構を細工してフォーカスをずらすタンパリング行為が行われた際に、そのタンパリング行為を高精度で検出する技術が提案される。さらに、本実施形態においては、監視装置の移動中にカメラの視界を塗料等で遮るタンパリング行為を検出する技術が提案される。
［１：監視システム１０の概要説明］
まず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態に係る監視システム１０の構成について概略的に説明を行う。図１は、本実施形態に係る監視システム１０の全体的なシステム構成例を示す説明図である。図２は、本実施形態の監視システム１０に含まれるＩＰカメラ１２、及びレコーダ１６の装置構成例を示す説明図である。
（全体的な構成）
まず、図１を参照する。図１に示すように、監視システム１０は、主に、ＩＰカメラ１２と、レコーダ１６と、ネットワーク１８とにより構成される。ＩＰカメラ１２は、監視領域の映像を撮影する撮像部１４を有している。また、ＩＰカメラ１２は、ネットワーク１８を介してレコーダ１６に接続されている。さらに、ＩＰカメラ１２には、後述する各種のタンパ検知装置が搭載される。なお、図１の例では、カメラの向きをθ方向及びφ方向に旋回することが可能な可変タイプのＩＰカメラ１２が示されているが、固定タイプの場合においても旋回機構を除いてシステムの構成はほぼ同じである。
上記のような監視システム１０は、例えば、監視領域内に進入した物体を検知するために用いられる。この場合、例えば、ＩＰカメラ１２により監視領域内に進入した物体が検知されると、その物体の映像がネットワーク１８を介して接続されたレコーダ１６に記録される。また、物体の進入が検知されると、ＩＰカメラ１２から監視者にアラームが通知される。このような進入物体の検知は、進入物体に対応する画素領域（以下、物体領域）の輝度変化に基づいて行われる。この検知処理に用いられる方法としては、例えば、差異検知法や背景差分法等が用いられる。
上記の差異検知法とは、撮影された映像フレームのフレーム間差分を用いて物体領域を検知するというものである。差異検知法においては、まず、画素毎又は所定サイズの画素領域毎に、現在時刻に撮影されたフレームの輝度値と単位時間前に撮影されたフレームの輝度値との間の差分値が計算される。そして、算出された差分値が所定値以上の場合、その画素又は画素領域が物体領域であると判定される。このように、差異検知法においては、フレーム間差分値を用いて物体領域が検知される。一方、背景差分法は、物体を含まない画像を背景画像として記録しておき、監視時点の撮影画像と背景画像とを比較することで物体領域を検知するというものである。
しかしながら、ＩＰカメラ１２に対してタンパリング行為が行われ、撮像部１４で映像の撮影が出来なくなると、監視領域内に進入した物体を検知することができない。例えば、ＩＰカメラ１２の向きが変えられたり、ＩＰカメラ１２自体が布なので覆われたり、或いは、撮像部１４にスプレーで塗料が吹きかけられたり、撮像部１４のフォーカスが変更されたりすると、ＩＰカメラ１２は、物体領域を検知することができなくなる。こうしたタンパリング行為に対抗するため、ＩＰカメラ１２には、タンパリング行為を検知するためのタンパ検知装置が設けられている。そして、タンパ検知装置によりタンパリング行為が検知されると、ＩＰカメラ１２からレコーダ１６に対してアラートが発信される。
（個別の装置構成）
ここで、図２を参照する。図２には、タンパリング行為の検知処理に関するＩＰカメラ１２、及びレコーダ１６の装置構成が記載されている。図２に示すように、ＩＰカメラ１２は、撮像部１４に設けられたレンズ３１と、タンパ検知装置３２と、通信部３３とを有する。また、レコーダ１６は、警告発信装置３４と、パラメータ設定部３５とを有する。
まず、レンズ３１を用いて撮影された監視領域内の被写体像（以下、撮影画像）がタンパ検知装置３２に入力される。タンパ検知装置３２は、入力された撮影画像を用いてタンパリング行為を検知するための画像処理を実行する。タンパ検知装置３２による画像処理は、例えば、ＩＰカメラ１２に搭載されたＤＳＰやＦＰＧＡ等により実行される。但し、上記のＤＳＰとは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒの略である。また、上記のＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略である。タンパ検知装置３２でタンパリング行為が検知されると、通信部３３を通じてアラートが発信される。このアラートは、イベント又はメタデータの形でレコーダ１６に通知される。ＩＰカメラ１２からレコーダ１６にアラートが通知されると、レコーダ１６に設けられた警告発信装置３４により監視者に警告が発信される。
なお、タンパ検知装置３２によるタンパリング行為の検知処理（以下、タンパ検知処理）で用いられるパラメータは、レコーダ１６の側から設定することが可能である。このパラメータの設定処理は、パラメータ設定部３５により実行される。パラメータ設定部３５は、例えば、タンパ検知処理を実行するか否かを設定するためのパラメータを設定することができる。さらに、パラメータ設定部３５は、タンパ検知処理に用いる各種の閾値を示すパラメータを設定することができる。パラメータ設定部３５で設定されたパラメータは、ＩＰカメラ１２の通信部３３に送信され、通信部３３を介してタンパ検知装置３２に入力される。そして、タンパ検知装置３２は、レコーダ１６により設定されたパラメータに基づいてタンパ検知処理を実行する。
以上説明したように、監視システム１０は、相互にネットワーク１８を介して接続されたＩＰカメラ１２及びレコーダ１６で構成されており、タンパ検知処理及びその処理結果に関して相互に情報を交換することができる。監視システム１０における本実施形態の特徴的部分は、タンパ検知装置３２の機能にある。しかしながら、上記の説明においては、監視システム１０の全体的なシステム構成を概略的に説明するに留めた。そこで、以下の説明においては、上記の監視システム１０のシステム構成を念頭に置きながら、タンパ検知装置３２として用いられる固定タンパ検知装置１００、２００、及び可変タンパ検知装置３００の機能について詳細に説明する。
［２：固定タンパ検知装置１００、２００の機能構成について］
以下、本実施形態に係る固定タンパ検知装置１００、２００の機能構成について説明する。但し、固定タンパ検知装置２００は、固定タンパ検知装置１００の一変形例である。
（２−１：固定タンパ検知装置１００）
まず、図３を参照しながら、本実施形態に係る固定タンパ検知装置１００の機能構成について説明する。図３は、本実施形態に係る固定タンパ検知装置１００の機能構成例を示す説明図である。
図３に示すように、固定タンパ検知装置１００は、主に、画像変化検知部１０２と、フォーカス変化検知部１０４と、アラート発生部１０６とにより構成される。画像変化検知部１０２は、カメラの向きが動かされたり、視界が遮られたりするタンパリング行為を検知する手段である。なお、以下の説明において、画像変化検知部１０２によるタンパ検知のことを画像変化検知（Ｇｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知）と呼ぶ場合がある。一方、フォーカス変化検知部１０４は、入力画像の高周波成分を解析してズーム機構等に対するタンパリング行為を検知（Ｄｅｆｏｃｕｓ検知）する手段である。また、アラート発生部１０６は、画像変化検知部１０２、及びフォーカス変化検知部１０４の結果出力に基づいてレコーダ１６にアラートを発信する手段である。以下、画像変化検知部１０２、フォーカス変化検知部１０４、及びアラート発生部１０６の構成について、より詳細に説明する。
（画像変化検知部１０２）
画像変化検知部１０２は、動体検知部１１２と、動体カウンタ１１４とを有する。画像変化検知部１０２に画像が入力されると、動体検知部１１２は、入力画像を用いて動体検知処理を実行し、入力画像に含まれる動体領域を検知する。但し、動体領域とは、動体を含む画素単位又は所定サイズのブロック単位の画素領域を意味する。そして、動体検知部１１２による検知結果は、動体カウンタ１１４に入力される。動体カウンタ１１４は、動体検知部１１２による検知結果に基づいて動体領域の数をカウントする。動体カウンタ１１４によりカウントされた動体領域の数は、アラート発生部１０６に入力される。
（動体検知処理について）
ここで、動体検知部１１２による動体検知処理について、より詳細に説明する。動体検知部１１２には、時間的に連続する複数枚の画像で構成された時系列画像が入力される。そこで、動体検知部１１２は、これら複数枚の画像を比較して各画像間の差異を検出する。より具体的には、複数枚の画像に含まれる各画素又は所定サイズの各ブロックについて輝度値の差分が算出される。そして、動体検知部１１２は、算出した差分値が所定の閾値を越えるか否かを判定する。もし、差分値が所定の閾値を越えた場合、その差分値に対応する画素（以下、対象画素）又はブロック（以下、対象ブロック）は、動体のものであると判定される。一方で、差分値が所定の閾値を下回る場合、対象画素又は対象ブロックが動体のものではないと判定される。
（揺らぎ除去処理について）
なお、上記の動体検知処理において、木の揺れや水面の揺らぎが動体であると誤検出されることがある。こうした揺らぎの影響を除去するため、上記の差分値の時間的な変化量が参照されることがある。この方法を用いる場合には、所定時間継続して上記の差分値が所定の閾値を越えている場合に対象画像又は対象ブロックが動体のものであると判定される。一方、上記の差分値が所定の閾値を下回るか、上記の差分値が所定の閾値を越えている状態が所定時間継続していない場合、対象画像又は対象ブロックが動体のものではないと判定される。なお、ノイズ等に起因して瞬間的に輝度値が低下することによる影響を除去するため、瞬間的に上記の差分値が所定の閾値を下回る変化を無視する処理が行われてもよい。例えば、差分値の時間平均を用いる方法が考えられる。
（明るさ変動の抑制処理について）
また、上記の動体検知処理において、照明や天候の変化により画像の明るさが変化してしまい、動体領域の誤検出が発生してしまうことがある。このような誤検出を防止するには、例えば、動体検出処理に用いる参照画像の明るさを予め補正し、補正後の画像を用いて動体検知処理を実行する方法が考えられる。例えば、画像全体に明るさの変化が生じている場合、参照画像の輝度平均値が一致するように各参照画像の輝度値が補正される。また、画像の一部に明るさの変化が生じている場合、まず、複数画像の間で上記の差分値を計算する。このとき、明るさの変化が生じている画像の一部は、動体領域として誤検出される。そこで、下記の式（１）に基づいて動体領域間の正規化相関処理を実行する。
Figure 0004670943
 …（１）
但し、Ｎｉは、上記の差分値計算により検出されたｉ番目の動体領域に関する正規化相関値を示す。また、Ｉｃｉは、現在画像においてｉ番目の動体領域に含まれる画素の輝度値を表す。そして、Ｉｐｉは、過去画像において現在画像のｉ番目の動体領域と同じ位置にある画素の輝度値を表す。つまり、上記の式（１）により、相互に位置が対応する動体領域の変化に関する相関値が算出される。動体領域の中に実際に動体が含まれる場合、上記の相関は低くなる。一方、明るさ変化に起因して誤検知された動体領域の場合、上記の相関は高くなる。そこで、この方法を用いる場合、動体検知部１１２は、上記の差分値計算に加えて上記の相関計算を実行し、相関が低い画素領域を動体領域と判定すると共に、相関が高い画素領域を非動体領域と判定する。
（残像の除去処理について）
以上、動体検知部１１２による動体検知処理等について説明した。これらの処理に加え、上記の動体検知処理の差異に発生する残像の消去処理を組み合わせることもできる。ここで言う残像とは、被写体が移動する前後の時点に対応する２枚の画像について、移動前の位置Ａと移動後の位置Ｂとがいずれの画像においても動体領域として検出されてしまう現象を言う。例えば、過去の画像でＡ地点に存在した物体が現在の時刻でＢ地点に移動した場合を考えてみよう。Ｂ地点において、過去の時刻では物体が存在せず、現在の時刻では物体が存在する。そのため、Ｂ地点が動体領域として検出される。一方、Ａ地点において、過去の時刻では物体が存在し、現在の時刻では物体が存在しない。そのため、Ａ地点も動体領域として検出される。つまり、Ａ地点に物体の残像が残ってしまうのである。
このような残像除去機能を加える場合、動体検知部１１２の機能構成は、例えば、図４のように表現される。図４を参照すると、動体検知部１１２は、例えば、差分算出部１２１と、カウンタ１２２と、論理積算出部１２３と、背景画像記憶部１２４と、背景差分算出部１２５と、画像記憶部１２６とを有する。
まず、撮像部１４から動体検知部１１２に画像が入力されると、その入力画像は、差分算出部１２１、及び背景差分算出部１２５に入力される。差分算出部１２１は、撮像部１４から順次入力される画像を画像記憶部１２６に記録しつつ、入力される現在時刻の画像と画像記憶部１２６に記録された過去の画像とを比較して各画素又は各ブロックの輝度差分値を算出する。そして、差分算出部１２１で算出された輝度差分値は、カウンタ１２２に入力される。カウンタ１２２では、輝度差分値が所定の閾値を越えている時間がカウントされる。さらに、カウンタ１２２では、そのカウント値に基づいて輝度差分値が所定時間継続して所定の閾値を越える画素又はブロックが動体領域として検出される。カウンタ１２２による検出結果は、論理積算出部１２３に入力される。
一方、背景差分算出部１２５は、撮像部１４から順次入力される画像を背景画像記憶部１２４に記録しつつ、入力される現在時刻の画像と背景画像記憶部１２４に記録された過去の画像とを比較して各画素又は各ブロックの輝度差分値を算出する。さらに、背景差分算出部１２５は、算出した輝度差分値に基づいて非動体領域を検出し、検出した非動体領域の画像を用いて動体領域を含まない背景画像を生成する。背景差分算出部１２５で生成された背景画像は、論理積算出部１２３に入力される。上記の通り、論理積算出部１２３には、動体領域の検知結果と背景画像とが入力される。そこで、論理積算出部１２３は、動体領域の検知結果と背景画像との差分による動体領域の検知結果の論理積を計算することで動体の残像を除去する。論理積算出部１２３から出力される動体領域の検知結果は、レコーダ１６、及び動体カウンタ１１４に入力される。
以上、動体検知部１１２による動体検知処理等について説明した。
（ブロック分割された動体領域のカウント方法について）
次に、図５を参照しながら、動体カウンタ１１４による動体領域のカウント方法について説明する。上記の通り、動体検知部１１２からは、輝度差分値が所定の閾値を越える画素又は画素領域の情報が入力される。しかしながら、タンパ検知の目的においては、多くの場合、画素単位又は非常に小さい画素領域単位で動体領域の変化を監視する必要はない。そこで、動体カウンタ１１４は、所定サイズのブロック領域に画像領域を分割し、分割したブロック領域の単位で動体領域の数をカウントするように構成されていてもよい。この様子を例示したものが、図５である。
図５には、撮影画像の全体に対応する画像領域Ａが示されている。また、画像領域Ａは、複数のブロック領域Ａ１に分割されている。さらに、画像領域Ａには、動体Ｍが含まれている。この動体Ｍの位置は、動体検知部１１２で検出されたものである。また、図５には、動体Ｍの一部が含まれるブロック領域Ａ１の拡大図が示されている。この拡大図には、ブロック領域Ａ１が複数の画素Ｐ１で構成されていることが明示されている。図５の例では、１つのブロック領域Ａ１が６４個の画素Ｐ１で構成されている。図５の例において、ブロック領域Ａ１の単位で動体領域の数をカウントすると、動体領域を含むブロック領域Ａ１の数は６となる。一方、画素Ｐ１を単位として動体領域の数をカウントすると、図５の例においては３２となる。
動体カウンタ１１４は、例えば、上記のようにしてブロック領域Ａ１の単位、又は画素単位で動体領域の数をカウントする。さらに、動体カウンタ１１４は、カウントして得られた動体領域の数が所定の閾値を越えるか否かを判定する。もし、動体領域の数が所定の閾値（例えば、５０％以上）を越える場合、動体カウンタ１１４は、Ｇｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知の結果としてタンパリング行為の存在をアラート発生部１０６に通知する。なお、動体カウンタ１１４による判定処理に用いられる閾値（以下、動体領域数閾値）についても、レコーダ１６が有するパラメータ設定部３５を通じて設定することが可能である。また、閾値の値は、設置場所や監視目的に依存して適宜変更される。
以上、画像変化検知部１０２の機能について詳細に説明した。次に、再び図３を参照しながら、フォーカス変化検知部１０４の機能について説明する。
（フォーカス変化検知部１０４）
フォーカス変化検知部１０４は、高周波フィルタ１３２と、高周波カウンタ１３４とを有する。フォーカス変化検知部１０４に画像が入力されると、高周波フィルタ１３２は、入力画像に含まれる高周波成分を抽出する。例えば、高周波フィルタ１３２の伝達関数ＨをＺ変換で表現すると、下記の式（２）により表現される。但し、表記を簡単にするため、同式は１次元で表現されているが入力画像は２次元であるため、実際には同式を２次元に拡張したものが用いられる。
Figure 0004670943
 …（２）
なお、ウェーブレット変換等の変換処理を用いて高周波成分を抽出するように高周波フィルタ１３２が構成されていてもよい。高周波フィルタ１３２で抽出された入力画像の高周波成分は、高周波カウンタ１３４に入力される。高周波カウンタ１３４においては、高周波フィルタ１３２を通過した高周波成分の画像全体で周波数成分の値が算出される。さらに、高周波カウンタ１３４は、算出した周波数成分の値が所定の閾値（以下、高周波閾値）を越える画素について、その画素の周波数成分の値を加算する。もし、加算処理により得られる加算値が所定の閾値（以下、高周波加算閾値）を下回る場合、高周波カウンタ１３４は、Ｄｅｆｏｃｕｓ検知の結果としてタンパリング行為の存在をアラート発生部１０６に通知する。なお、上記の高周波閾値、及び高周波加算閾値は、レコーダ１６が有するパラメータ設定部３５を通じて設定することが可能である。
以上、フォーカス変化検知部１０４の機能について説明した。上記の通り、本実施形態においては、高周波フィルタ１３２で抽出される入力画像の高周波成分がタンパリング行為の判定処理に用いられる。Ｇｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知においても、ある程度はズーム機構等に対するタンパリング行為を検知することができる。但し、監視区域内で移動する人の存在は認識できるが、その人の顔までは認識できないといったレベルでフォーカスが変更された場合、このフォーカスの変化をＧｌｏｃａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知で検出することは難しい。しかし、上記のようにＧｌｏｃａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知を併用することで、上記のような比較的小さなフォーカスの変化も検出することが可能になり、タンパリング行為の検出精度が向上する。
（アラート発生部１０６）
次に、アラート発生部１０６について説明する。上記の通り、アラート発生部１０６には、画像変化検知部１０２によるＧｌｏｃａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知の結果、及びフォーカス変化検知部１０４によるＤｅｆｏｃｕｓ検知の結果が入力される。アラート発生部１０６は、Ｇｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知の結果とＤｅｆｏｃｕｓ検知の結果を総合的に判断し、レコーダ１６に対してアラートを発信する。
例えば、アラート発生部１０６は、所定の期間内にＧｌｏｃａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知によるアラートが通知された回数（以下、ＧＭ通知回数）をカウントする。そして、アラート発生部１０６は、ＧＭ通知回数が所定の閾値（以下、ＧＭ通知回数閾値）を越えた場合にアラートを発信する。また、アラート発生部１０６は、所定の期間内にＤｅｆｏｃｕｓ検知によるアラートが通知された回数（以下、ＤＦ通知回数）をカウントする。そして、アラート発生部１０６は、ＤＦ通知回数が所定の閾値（以下、ＤＦ通知回数閾値）を越えた場合にアラートを発信する。なお、アラート発生部１０６は、ＧＭ通知回数及びＤＦ通知回数を共にカウントし、ＧＭ通知回数がＧＭ通知回数閾値を越え、かつ、ＤＦ通知回数閾値がＤＦ通知回数閾値を越えた場合にアラートを発信する構成でもよい。このように、アラートを発信する条件は適宜変更することが可能である。
上記の構成は、Ｇｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知と、Ｄｅｆｏｃｕｓ検知とが個々に実行され、個々の結果又は両方の結果に基づいてアラートを発信するというものである。しかし、Ｇｌｏｃａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知とＤｅｆｏｃｕｓ検知とを組み合わせることで、タンパリング行為の検知精度を高めたり、タンパ検知処理に要する処理負荷を低減させたりすることができる。そこで、このようなＧｌｏｃａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知とＤｅｆｏｃｕｓ検知とを組み合わせる構成の一例について、図６を参照しながら説明する。
（２−２：（変形例）固定タンパ検知装置２００）
図６には、本実施形態の一変形例に係る固定タンパ検知装置２００の機能構成が例示されている。固定タンパ検知装置２００は、上記の固定タンパ検知装置１００の一部を変形したものである。従って、上記の固定タンパ検知装置１００と実質的に同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。なお、上記の固定タンパ検知装置１００との主な相違点は、動体検知部１１２による動体領域の検知結果がフォーカス変化検知部２０２に入力されている点、及びその検知結果を用いてＤｅｆｏｃｕｓ検知が実行される点にある。以下、これらの相違点を中心に説明する。
まず、撮像部１４から画像が入力されると、動体検知部１１２により動体検知処理が実行される。そして、動体検知部１１２で検知された動体領域の情報は、動体カウンタ１１４、及びフォーカス変化検知部２０２に入力される。従って、フォーカス変化検知部２０２には、撮像部１４から画像が入力されると共に、動体検知部１１２から動体領域の情報が入力される。フォーカス変化検知部２０２に画像が入力されると、まず、高周波フィルタ２１２により入力画像の高周波成分が抽出される。そして、高周波フィルタ２１２で抽出された高周波成分の画像は、高周波カウンタ２１４に入力される。高周波カウンタ２１４は、動体検知部１１２から入力された動体領域の情報に基づき、高周波フィルタ２１２で抽出された高周波成分の画像の中で動体領域の画素について周波数成分の値を加算する。このとき、上記の高周波カウンタ１３４と同様に、高周波閾値を越える画素について、その画素の周波数成分の値が加算される。
多くの場合、監視領域内を撮影した撮影画像に含まれる高周波成分は、背景よりも、前景となる動体に多く含まれる。そのため、動体領域に注目してＤｅｆｏｃｕｓ検知を実行することで、Ｄｅｆｏｃｕｓ検知の精度を高めることができる。また、高周波成分の画像全体を参照せずに動体領域にだけ注目するため、処理すべき対象範囲が狭くなり、その分だけ処理負荷が低減される。上記の説明においては、入力画像全体に高周波フィルタ２１２を適用する構成が例示されたが、例えば、高周波フィルタ２１２を施す領域を動体領域に限定し、その出力結果を用いて高周波成分値の加算処理が実行されるように構成されていてもよい。この場合、高周波フィルタ２１２による処理負荷も低減される。
さて、高周波カウンタ２１４では、高周波成分の値が加算されると、その加算値に基づいてタンパリング行為の判定処理が実行される。もし、加算処理により得られる加算値が高周波加算閾値を下回る場合、高周波カウンタ２１４は、Ｄｅｆｏｃｕｓ検知の結果としてタンパリング行為の存在をアラート発生部１０６に通知する。また、アラート発生部１０６には、動体カウンタ１１４からＧｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知の結果も入力される。そして、アラート発生部１０６は、Ｄｅｆｏｃｕｓ検知及びＧｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知の結果に基づいてタンパリング行為の有無を判定し、その判定結果に応じてアラートを発信する。
以上、固定タンパ検知装置２００の機能構成について説明した。上記の通り、動体検知結果を用いてＤｅｆｏｃｕｓ検知処理を実行することで、Ｄｅｆｏｃｕｓ検知処理の精度を高めることができる。
以上説明したように、本実施形態は、Ｇｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知と、Ｄｅｆｏｃｕｓ検知とを組み合わせてタンパ検知処理の精度を高める技術を提案するものである。但し、上記の技術は、固定タイプの監視装置、又は静止状態にある可変タイプの監視装置に対して好適に用いられるものである。以下では、可変タイプの監視装置を対象とし、移動中に行われるタンパリング行為を検知する技術について説明する。
［３：可変タンパ検知装置３００の機能構成について］
以下、本実施形態に係る可変タンパ検知装置３００の機能構成について説明する。ここでは、まず、可変タイプの監視装置が抱える課題について説明し、こうした課題を解決するために考案された本実施形態のアプローチについて説明する。また、可変タンパ検知装置３００による妨害検知処理の流れについても説明する。
（３−１：可変タイプの監視装置が抱える課題）
まず、図７及び図８を参照しながら、可変タイプの監視装置が抱える課題について説明する。図７は、可変タイプの監視装置（例えば、ＩＰカメラ１２）が設置される環境の一例を示す説明図である。なお、図７に示すＩＰカメラ１２は、図１に例示したＩＰカメラ１２と同じものであり、θ方向及びφ方向に旋回可能であるものとする。また、図８は、可変タイプの監視装置に対して行われるタンパリング行為の一例を示す説明図である。
まず、図７を参照する。図７に示すように、ＩＰカメラ１２は、ハウジング２０の内部に設置されることが多い。ハウジング２０を設ける理由は、例えば、妨害者が直接ＩＰカメラ１２に触れることができないようにするためであったり、風雨による影響からＩＰカメラ１２を守るためであったりする。実際、ハウジング２０を設けることで、ＩＰカメラ１２の向きが意図的に変えられたり、ズーム機構に細工がされる危険性が低くなる。しかしながら、図８に示すように、ＩＰカメラ１２が旋回して一時的にＩＰカメラ１２の監視範囲が変わると、その間、ＩＰカメラ１２の監視範囲外の領域は無防備になる。
図８には、ＩＰカメラ１２の監視範囲が変更された隙にスプレーを用いて変更前の監視範囲に塗料を吹きかけるタンパリング行為が一例として示されている。図８には、妨害行為が発生した時点Ｓ１の状況と、妨害行為の検知処理が開始される時点Ｓ２の状況とが示されている。時点Ｓ１において、ＩＰカメラ１２は、φ方向を向いており、φ方向を中心に所定幅の監視範囲を監視している。そのため、時点Ｓ１におけるＩＰカメラ１２の監視範囲外にスプレーで塗料が吹きかけられ、ハウジング２０の一部がマスクされても、その行為はＩＰカメラ１２で撮影されない。そのため、監視者は、スプレー塗料によるタンパリング行為を知ることができない。
その後、ＩＰカメラ１２がΔφだけ旋回してφ＋Δφ方向を向き、φ＋Δφ方向に監視範囲が移動したものとする。このとき、φ＋Δφ方向の監視範囲は、ハウジング２０に吹きかけられたスプレー塗料でマスクされている。そのため、φ＋Δφ方向の監視範囲内に存在する被写体は撮影されず、監視者は、その監視範囲内に物体が進入しても検知することができない。そこで、こうしたタンパリング行為を検知する手段が必要になる。タンパ検知技術としては、例えば、既に説明したＧｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知やＤｅｆｏｃｕｓ検知等の技術がある。しかしながら、可変タイプの監視装置においては、ＩＰカメラ１２が静止状態にある場合に、これらの検知処理が機能する。つまり、既にマスクされた監視範囲の画像に基づいて検知処理が実行されるのである。
例えば、φ＋Δφ方向にＩＰカメラ１２が向いた状態でＧｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知が実行される。この場合、ＩＰカメラ１２は、ハウジング２０に塗布されたスプレー塗料のマスクを撮影し、その撮影画像に含まれる各画素の差分値を算出する。しかし、ハウジング２０に塗布されたスプレー塗料の画像は時間的に変化しないため、各撮影画像に対する差分値が所定の閾値を越えることがない。その結果、Ｇｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知による検知結果は、常に「タンパリング行為無し」となる。一方、ハウジング２０にスプレー塗料が一様に塗布されている場合、その撮影画像には高周波成分がほとんど含まれないため、Ｄｅｆｏｃｕｓ検知が有効である。しかしながら、スプレー塗料がまばらに塗布されていると、高周波閾値又は高周波加算閾値の設定値によってはＤｅｆｏｃｕｓ検知でタンパリング行為の存在が検知できないこともある。
こうした理由から、可変タイプの監視装置として用いられるＩＰカメラ１２において、ＩＰカメラ１２の移動中に行われるタンパリング行為を確実に検知する手段が求められている。そこで、本実施形態は、ＩＰカメラ１２の移動中に行われるタンパリング行為をより確実な方法で検知することが可能な手段を提案する。以下、当該手段の一例である可変タンパ検知装置３００について説明する。
（３−２：可変タンパ検知装置３００の機能構成）
まず、図９を参照しながら、本実施形態に係る可変タンパ検知装置３００の機能構成について説明する。図９は、本実施形態に係る可変タンパ検知装置３００の機能構成を示す説明図である。
なお、可変タンパ検知装置３００は、ＩＰカメラ１２に搭載されるものである。また、ＩＰカメラ１２は、φ方向及びθ方向に旋回可能であると共に、撮像部１４により実現されるズーム機能を有する。さらに、ＩＰカメラ１２は、ツアー機能を有する。ここで言うツアー機能とは、監視方向やズーム値（以下、監視条件）を所定時間毎に切り替え、複数の範囲を巡回的に監視する機能である。監視条件は、例えば、φ方向の角度、θ方向の角度、及びズーム値の組み合わせで表現され、予め複数の組み合わせが設定されている。このような組み合わせのことをプリセットポジションと呼ぶことがある。また、以下の説明において、各監視条件の間を巡回的に移動することを単にツアーと呼ぶことがある。
なお、各プリセットポジションにおける監視時間の長さやプリセットポジション間の移動速度は、自由に設定することが可能である。また、ツアーをどの時間帯に実行するか、或いは、どのような時間間隔でツアーを実行するか等についても、自由に設定することが可能である。通常、プリセットポジション間の移動は、ＩＰカメラ１２の旋回機構（及びズーム機構）で実現可能な最大速度に設定されることが多い。そのため、移動中に撮影された画像には、人間の目にも何が映っているのか判別がつかないほど、移動によるブラーが生じてしまう。このような移動中の画像に画像処理を施すのは難しいため、移動中はＧｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知やＤｅｆｏｃｕｓ検知の機能が停止される。
図９に示すように、可変タンパ検知装置３００は、固定タンパ検知装置３０２と、アラート発生部３０４と、画像記録部３０６と、ツアー間差異検知部３０８と、ツアー制御部３１０とを有する。さらに、可変タンパ検知装置３００は、プリセットポジション設定部３１２と、光学系制御部３１４と、旋回制御部３１６とを有する。但し、固定タンパ検知装置３０２としては、既に説明した固定タンパ検知装置１００、２００が用いられる。
まず、あるプリセットポジション（以下、第１プリセットポジション）でＩＰカメラ１２が静止すると、撮像部１４から固定タンパ検知装置３０２、画像記録部３０６、及びツアー間差異検知部３０８に撮影画像が入力される。固定タンパ検知装置３０２は、上記のＧｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知、及びＤｅｆｏｃｕｓ検知を実行し、その検知結果をアラート発生部３０４に入力する。画像記録部３０６は、プリセットポジション毎に所定のタイミングで撮影された画像を記録する。所定のタイミングは、例えば、ＩＰカメラ１２がプリセットポジションで静止した時点、又はＩＰカメラ１２が次のプリセットポジションに移動する直前の時点等に設定される。もちろん、所定のタイミングは、ＩＰカメラ１２が静止してから所定時間経過後に設定されてもよい。
また、画像記録部３０６は、撮影画像を記録する際、その撮影画像の解像度を低減して記録するように構成されていてもよい。画像記録部３０６で記録される撮影画像は、監視範囲がマスクされるようなタンパリング行為を検知するために用いられる。そのため、画像記録部３０６で記録される撮影画像は、大まかな画像間の変化が識別できる程度の解像度があれば足りる。そこで、撮影画像のデータサイズを低減させるため、画像記録部３０６は、上記の通り、撮影画像の解像度を落として記録する。このようにして画像記録部３０６で記録された撮影画像は、ツアー間差異検知部３０８で用いられる。
ツアー間差異検知部３０８は、以前に第１プリセットポジションで撮影され、画像記録部３０６で記録された画像（以下、過去画像）と、現在の第１プリセットポジションで撮影された画像（以下、現在画像）とを比較する。もし、図８に例示したようなタンパリング行為が行われている場合、過去画像と現在画像とが相違するはずである。そこで、ツアー間差異検知部３０８は、過去画像の各画素値と現在画像の各画素値との間の差分値を算出し、その差分値が所定の閾値を越える場合にタンパリング行為有りと判定する。
但し、天候や照明状態の変化等による輝度変化の影響を除去するため、ツアー間差異検知部３０８は、こうした影響を受けにくい画像形態に過去画像及び現在画像を変換してから比較処理を実行する。例えば、ツアー間差異検知部３０８は、過去画像及び現在画像をエッジ画像に変換してから比較処理を実行する。また、ＩＰカメラ１２の旋回に伴い、過去画像の撮影位置と現在画像の撮影位置とにずれが発生してしまうことがある。こうした撮影位置のずれを補償するため、ツアー間差異検知部３０８は、スタビライズ処理により過去画像と現在画像とを位置合わせし、その後で比較処理を実行する。また、過去画像、現在画像と同時刻における、動体検知結果を保存しておき、動領域を比較に使わないようにすることで、頻繁に人通りがあるような場所における比較処理の精度向上を行なうことができる。なお、ツアー間差異検知部３０８による比較処理は、各プリセットポジションで少なくとも１度実行されればよい。また、比較処理が実行されるタイミングは、ＩＰカメラ１２がプリセットポジションに移動して撮像部１４により撮影動作が開始された直後であることが好ましい。
ツアー間差異検知部３０８でタンパリング行為有りと判定されると、その判定結果はアラート発生部３０４に入力される。上記の通り、アラート発生部３０４には、ツアー間差異検知部３０８による検知結果の他に、固定タンパ検知装置３０２による検知結果が入力される。アラート発生部３０４は、固定タンパ検知装置３０２による検知結果、ツアー間差異検知部３０８による検知結果がタンパリング行為有りの場合、レコーダ１６に対してアラートを発信する。上記の通り、固定タンパ検知装置３０２によるタンパ検知処理は、主にＩＰカメラ１２の静止状態で発生するタンパリング行為を検知するものである。しかし、図８に例示したタンパリング行為の場合、Ｄｅｆｏｃｕｓ検知により移動中のタンパリング行為を検知できる場合がある。そのため、固定タンパ検知装置３０２による検知結果とツアー間差異検知部３０８による検知結果とを組み合わせてタンパリング行為の有無を総合的に判定することで検知精度を高めることも可能になる。
さて、ＩＰカメラ１２のツアー機能は、実際には撮像部１４の旋回機構及びズーム機構により実現される。そして、撮像部１４の旋回機構及びズーム機構の制御処理は、可変タンパ検知装置３００により実行される。以下、可変タンパ検知装置３００の制御機能に関する構成要素について説明する。まず、ＩＰカメラ１２によるプリセットポジション間のツアー機能は、ツアー制御部３１０による制御処理に応じて実行される。ツアー制御部３１０は、所定のタイミングでプリセットポジションを指定し、そのプリセットポジションの識別情報（以下、プリセット値）をプリセットポジション設定部３１２に入力する。
なお、ツアー制御部３１０が指定するプリセットポジションの候補は、プリセットポジション設定部３１２に事前に設定されている。そのため、ツアー制御部３１０は、プリセットポジション設定部３１２が保持する候補を読み出し、その中から所定のタイミング毎に設定されたプリセットポジションを指定してプリセット値をプリセットポジション設定部３１２に入力する。また、ツアー制御部３１０は、プリセットポジション間を移動するタイミングの情報を画像記録部３０６、及びツアー間差異検知部３０８に入力する。画像記録部３０６は、ツアー制御部３１０から入力されるタイミングの情報に基づいて移動前に撮影された画像を記録する。また、ツアー間差異検知部３０８は、ツアー制御部３１０から入力されるタイミングの情報に基づいて移動後の撮影画像及び画像記録部３０６で記録された過去画像から移動中のタンパリング行為を検知する。
さて、ツアー制御部３１０からプリセット値が入力されると、プリセットポジション設定部３１２は、光学系制御部３１４、及び旋回制御部３１６に対し、プリセット値で指定されたプリセットポジションの情報を入力する。具体的には、光学系制御部３１４に対してプリセットポジションに設定されたズーム値が入力され、旋回制御部３１６に対してプリセットポジションに設定されたパン・チルト値（φ、θ）が入力される。プリセットポジション設定部３１２からズーム値が入力された光学系制御部３１４は、入力されたズーム値になるように撮像部１４の光学系を制御する。一方、プリセットポジション設定部３１２からパン・チルト値が入力された旋回制御部３１６は、入力されたパン・チルト値になるように撮像部１４の向きを旋回させる。
以上説明したように、可変タンパ検知装置３００は、ツアー制御部３１０で撮像部１４の旋回機構及びズーム機構を制御してプリセットポジション間のツアー制御を実現する。また、可変タンパ検知装置３００は、画像記録部３０６、及びツアー間差異検知部３０８の機能により、ツアー間に行われたタンパリング行為を検知することができる。さらに、可変タンパ検知装置３００は、固定タンパ検知装置３０２によりＧｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知及びＤｅｆｏｃｕｓ検知を実行し、各プリセットポジションで静止中に行われるタンパリング行為を検知することができる。その結果、可変タンパ検知装置３００を用いることで、移動中及び静止中に行われる各種のタンパリング行為を高精度に検知することができるため、高い防犯効果を実現することが可能になる。
（３−３：可変タンパ検知装置３００による妨害検知方法）
次に、図１０を参照しながら、本実施形態に係る可変タンパ検知装置３００による妨害検知方法に関して一連の処理の流れを説明する。図１０は、本実施形態に係る可変タンパ検知装置３００による妨害検知方法に関する一連の処理の流れを示す説明図である。
まず、複数のプリセットポジションが設定される（Ｓ１０２）。なお、プリセットポジションの設定値は、プリセットポジション設定部３１２に設定される。次いで、ツアーの設定が行われる（Ｓ１０４）。このステップでは、ツアーの設定値として、各プリセットポジションを切り替えるタイミング、切り替える順番等の設定が行われる。なお、ツアーの設定値は、ツアー制御部３１０に設定される。次いで、ツアーが開始される（Ｓ１０６）。ツアーが開始されると、そのプリセットポジション（以下、第１プリセットポジション）において、固定タンパ検知装置３０２によりＧｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知及びＤｅｆｏｃｕｓ検知が実行されると共に、画像記録部３０６により撮影画像が記録される。
プリセットポジションを移動すべきタイミングになると、ツアー制御部３１０等によりプリセットポジションの移動制御が実行される（Ｓ１０８）。ＩＰカメラ１２が次のプリセットポジション（以下、第２プリセットポジション）に移動するとツアー間差異検知部３０８は、第２プリセットポジションで以前に撮影された画像（以下、過去画像）が画像記録部３０６で記録されているか否かを確認する（Ｓ１１０）。過去画像が存在する場合、可変タンパ検知装置３００は、ステップＳ１２０の処理に進行する。一方、過去画像が存在しない場合、可変タンパ検知装置３００は、ステップＳ１１２の処理に進行する。
ステップＳ１１２の処理に進行した場合、固定タンパ検知装置３０２によりＧｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知及びＤｅｆｏｃｕｓ検知の処理が実行される（Ｓ１１２）。次いで、固定タンパ検知装置３０２の検知結果において異常が認められたか否かが判断される（Ｓ１１４）。固定タンパ検知装置３０２により異常が検知された場合、可変タンパ検知装置３００は、ステップＳ１２４の処理に進行する。一方、固定タンパ検知装置３０２により異常が検知されなかった場合、可変タンパ検知装置３００は、ステップＳ１１６の処理に進行する。
ステップＳ１１６の処理に進行した場合、可変タンパ検知装置３００は、ツアー制御部３１０により、次のプリセットポジションに移動するタイミングか否かを判断する（Ｓ１１６）。次のプリセットポジションに移動するタイミングである場合、可変タンパ検知装置３００は、ステップＳ１１８の処理に進行する。一方、次のプリセットポジションに移動するタイミングでない場合、可変タンパ検知装置３００は、再びステップＳ１１２の処理に進行する。ステップＳ１１８の処理に進行した場合、可変タンパ検知装置３００は、画像記録部３０６により第２プリセットポジションにおける撮影画像を記録し、再びステップＳ１０８の処理に進行する（Ｓ１１８）。
さて、ステップＳ１１０の判断処理においてステップＳ１２０の処理に進行した場合、可変タンパ検知装置３００は、ツアー間差異検知部３０８により、過去画像と現在画像とを比較し、両画像の差分に基づいてタンパ検知処理を実行する（Ｓ１２０）。次いで、ツアー間差異検知部３０８の検知結果が異常有りか否かが判定される（Ｓ１２２）。ツアー間差異検知部３０８により異常が検知された場合、可変タンパ検知装置３００は、ステップＳ１２４の処理に進行する。一方、ツアー間差異検知部３０８により異常が検知されない場合、可変タンパ検知装置３００は、再びステップＳ１０８の処理に進行する。ステップＳ１２４の処理に進行した場合、可変タンパ検知装置３００は、アラート発生部３０４によりアラートを発信し（Ｓ１２４）、一連の処理を終了する。
以上、本実施形態に係る妨害検知方法について説明した。上記の通り、固定タンパ検知装置３０２によるタンパ検知処理と、ツアー間差異検知部３０８によるタンパ検知処理とが組み合わせて用いられることにより、各プリセットポジション及びツアー間におけるタンパリング行為を高精度に検知することができる。従って、種々のタンパリング行為に対して対抗することが可能になり、防犯効果を高めることが可能になる。
［４：まとめ］
最後に、本実施形態の監視装置が有する機能構成と、当該機能構成により得られる作用効果について簡単に纏める。
まず、本実施形態に係る監視装置の機能構成は次のように表現することができる。当該監視装置は、次のような撮像部、旋回部、妨害検知部、過去画像記録部、旋回中妨害検知部を有する。当該撮像部は、画像を撮影するためのものである。但し、この撮像部は、連続的に複数枚の画像を撮影することができる。つまり、撮像部は、静止画像だけでなく、動画像も撮影することができる。また、上記の旋回部は、複数の所定位置の間で前記撮像部の向きを旋回させるものである。ここで言う所定位置は、上記のプリセットポジションに対応し、例えば、当該プリセットポジションに含まれるパン・チルト値に相当する。従って、上記の撮像部の向きは、上記の旋回部の制御を受けて変更される。つまり、上記の監視装置は、ツアー機能を有する。
また、上記の妨害検知部は、一の前記所定位置で撮影される画像系列に基づいて妨害行為を検知するものである。つまり、上記の妨害検知部は、上記の撮像部が所定位置に向いている間に、監視範囲内で行われる妨害行為を検知するものである。なお、ここで言う画像系列とは、上記の撮像部により連続して撮影された複数枚の画像を意味している。また、上記の過去画像記録部は、前記撮像部の旋回前に撮影された画像を記録するものである。そして、上記の旋回中妨害検知部は、過去画像記録部で画像が記録された後、撮像部が旋回されて再び旋回前の所定位置に旋回された際に旋回前の所定位置で撮影された画像及び過去画像記録部で記録された画像を用いて当該旋回中の妨害行為を検知するものである。
上記のように、過去画像記録部で旋回前の画像を記録しておくことで、同じ所定位置で旋回前後の画像比較を行うことができるようになる。そのため、上記の旋回中妨害検知部のように、ある所定位置で過去画像記録部により記録された画像と、旋回後に再び同じ所定位置に戻った後で撮影された画像とを比較することで、旋回中に妨害行為が行われたか否かを判定することができるようになる。なお、過去画像記録部により画像が記録された後、どのように撮像部が旋回されたかは問わない点に注意されたい。
また、第１の所定位置で過去画像記録部により画像が記録された後で旋回し、第２及び第３の所定位置を巡回して再び第１の所定位置に戻る場合、旋回前の所定位置とは第１の所定位置である。例えば、第１→第２→第３→第１→第２→第１の順で所定位置を巡回したとしよう。この場合、上記の旋回中妨害検知部は、妨害行為の検知に用いる過去画像として、最初に記録された画像を用いてもよいし、４番目に経由した第１の所定位置で記録された画像を用いてもよい。もちろん、妨害行為の検知処理には、複数の過去画像が用いられてもよい。
また、上記の監視装置は、以下のように構成されていてもよい。例えば、前記妨害検知部は、次のような高周波フィルタ、及び妨害行為判定部を含むものであってもよい。当該高周波フィルタは、前記一の所定位置で撮影された画像から高周波成分を抽出するものである。また、上記の妨害行為判定部は、前記高周波フィルタにより抽出された高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合に妨害行為が存在すると判定するものである。
撮像部にズーム機構が搭載されている場合、このズーム機構が細工されてフォーカスがずらされると、監視範囲内に進入する動体を検知することが難しくなる。そこで、上記の高周波フィルタにより撮影画像の高周波成分を抽出し、撮影画像に含まれる高周波成分の量を監視することで、フォーカスの変化を検出することができるようになる。通常、フォーカスがずらされると、物体の輪郭がぼやけ、エッジ部分が不鮮明になる。つまり、画像に含まれる高周波成分の量が低下する。そこで、上記の妨害行為判定部のように高周波成分の値と所定の閾値とを比較することで、ズーム機構に対する妨害行為を精度良く検知することが可能になるのである。また、監視範囲が一様にマスクされた場合においても高周波成分の量が非常に低い値となる。そのため、上記のように高周波成分を妨害検知基準に用いることで、監視範囲を塗料でマスクするような妨害行為を検知することも可能になる。
また、前記妨害検知部は、前記一の所定位置で撮影される画像系列に基づいて動体が含まれる領域を検知する動体検知部をさらに含んでいてもよい。この場合、前記妨害行為判定部は、前記動体検知部により検知された領域に対応する前記高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合に妨害行為が存在すると判定する。つまり、この構成は、動体検知処理により得られる動体領域に注目するというものである。通常、高周波成分は、動体領域に多く含まれる。そのため、動体領域に含まれる高周波成分の量に基づいて妨害検知を行うことで検知精度を高めることができる。さらに、高周波フィルタ及び妨害行為判定部で処理する画像内の対象領域が狭まることで、当該処理に要する演算量を低減させることが可能になる。
また、前記過去画像記録部は、前記妨害検知部で妨害行為の検知に用いる画像よりも低い解像度の画像に変換して記録するように構成されていてもよい。この場合、前記旋回中妨害検知部は、前記過去画像記録部により記録された低い解像度の画像を用いて前記撮像部の旋回中に行われる妨害行為を検知する。このような構成にすることで、過去画像記録部により記録される過去画像のデータ量が低減され、過去画像を記録するための記憶領域が節約される。上記のように、過去画像記録部で記録される過去画像は、旋回前後の画像比較を行うために用いられる。この画像比較は、主に、旋回中に監視範囲が塗料でマスクされたり、監視範囲に覆いが被せられたりする行為を検出するために行われる。そのため、上記の画像比較処理に用いられる画像は、大まかに違いが判別できる程度のものであればよく、高い解像度が要求されるようなものではない。そのため、上記のように低解像度で過去画像を記録するように構成する方が好ましいのである。
また、前記旋回中妨害検知部は、前記旋回前の所定位置で撮影された画像と、前記過去画像記録部により記録された画像とを位置合わせした後で、当該両画像を比較して前記旋回中の妨害行為を検知するように構成されていてもよい。理想的には、撮像部の向きが所定位置に一致するように上記の旋回部によって旋回制御される。しかし、実際には、旋回前後で撮像部の向きが若干ずれてしまうことがある。このように、撮像部の向きがずれてしまうと、旋回前後の画像比較を行った場合に、誤検出が発生してしまう可能性がある。そこで、画像比較処理を実行する前段において、比較対象となる画像をそれぞれ位置合わせし、位置合わせ後の画像を用いて比較処理を行うことで、検出精度を高めることができるようになる。
また、上記の撮像装置による妨害検知処理は、次のように纏めることができる。当該妨害検知処理は、複数の所定位置の間を旋回して画像を撮影することが可能な撮像部により、一の前記所定位置で画像が撮影されるステップと、前記一の所定位置で撮影される画像系列に基づいて妨害行為が検知される妨害検知ステップと、前記一の所定位置から他の前記所定位置に前記撮像部が旋回される場合、前記撮像部の旋回前に撮影された画像が記録される過去画像記録ステップと、前記過去画像記録ステップで画像が記録された後、前記他の所定位置に前記撮像部が旋回され、再び旋回前の所定位置に旋回された際、当該旋回前の所定位置で撮影された画像及び前記過去画像記録ステップで記録された画像に基づいて当該旋回中の妨害行為が検知される旋回中妨害検知ステップと、を含むものである。このような構成にすることで、撮像部が所定位置で静止している際に行われた妨害行為だけでなく、撮像部の旋回中に行われた妨害行為をも精度良く検知することが可能になる。
また、上記の監視装置は、次のように構成することも可能である。当該監視装置は、次のような撮像部、動体検知部、高周波フィルタ、及び妨害行為判定部を有する。当該撮像部は、画像を撮影するものである。また、上記の動体検知部は、前記撮像部により撮影された画像系列に基づいて動体を検知するものである。上記の高周波フィルタは、前記撮像部により撮影された画像から高周波成分を抽出するものである。さらに、上記の妨害行為判定部は、前記高周波フィルタにより抽出された高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合、又は前記動体検知部により検知された動体の数が所定の閾値よりも多い場合に妨害行為が存在すると判定するものである。
上記の通り、撮像部にズーム機構が搭載されている場合、このズーム機構に細工がされ、監視行為が妨害されてしまうことがある。こうした妨害行為に対しても、ある程度は上記のＧｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知で検知することが可能である。しかしながら、フォーカスが大きくずらされてしまうと、Ｇｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知では上記の妨害行為を検知することが難しくなる。そこで、フォーカスの変化を検知して妨害行為と判定する手段が求められる。こうした要求に対し、上記の監視装置は、撮影画像に含まれる高周波成分を妨害検知の基準として利用し、ズーム機構へのタンパリング行為を検知する手段を有している。
具体的には、上記の高周波フィルタ、及び妨害行為判定部が、その手段の一例である。フォーカスがずらされると、被写体の輪郭がぼやけ、エッジ部分が不鮮明になる。つまり、撮影画像に含まれる高周波成分が少なくなる。そこで、上記の監視装置は、高周波フィルタにより撮影画像から高周波成分を抽出し、その高周波成分の量に基づいて妨害行為判定部で妨害行為の判定処理を実行する。その結果、Ｇｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知処理では検知が難しい妨害行為を精度良く検知することが可能になる。また、高周波成分に基づく妨害検知結果と、動体検知部による検知結果と組み合わせて用いることで、妨害行為の誤検出を低減させることが可能になる。
また、上記の監視装置による妨害検知処理は、次のように纏めることができる。当該妨害検知処理は、画像が撮影される撮像ステップと、前記撮像ステップで撮影された画像系列に基づいて動体が検知される動体検知ステップと、前記撮像ステップで撮影された画像から高周波成分が抽出される高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分抽出ステップで抽出された高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合、又は前記動体検知ステップで検知された動体の数が所定の閾値よりも多い場合に妨害行為が存在すると判定される妨害行為判定ステップとを含むものである。このような構成にすることで、Ｇｌｏｂａｌ Ｍｏｔｉｏｎ検知では検知が難しいフォーカスの変化に関する妨害行為を高精度で検出することが可能になる。
（備考）
上記の旋回制御部３１６は、旋回部の一例である。上記の固定タンパ検知装置１００、２００は、妨害検知部の一例である。上記の画像記録部３０６は、過去画像記録部の一例である。上記のツアー間差異検知部３０８は、旋回中妨害検知部の一例である。上記の高周波カウンタ１３４、アラート発生部１０６は、妨害行為判定部の一例である。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明の一実施形態に監視システムのシステム構成例を示す説明図である。 同実施形態に係る監視システムの概略的な機能構成例を示す説明図である。 同実施形態に係る固定タンパ検知装置の機能構成例を示す説明図である。 同実施形態に係る動体検知部の詳細な構成例を示す説明図である。 同実施形態に係る動体領域のカウント方法を示す説明図である。 同実施形態に係る固定タンパ検知装置の一変形例を示す説明図である。 同実施形態に係るＩＰカメラの設置例を示す説明図である。 同実施形態に係る妨害検知方法により検知可能な妨害行為の一例を示す説明図である。 同実施形態に係る可変タンパ検知装置の機能構成を示す説明図である。 同実施形態に係る妨害検知処理の流れを示す説明図である。
符号の説明
１０ 監視システム
１２ ＩＰカメラ
１４ 撮像部
１６ レコーダ
１８ ネットワーク
２０ ハウジング
３２ タンパ検知装置
３３ 通信部
３４ 警告発信装置
３５ パラメータ設定部
１００ 固定タンパ検知装置
１０２ 画像変化検知部
１０４ フォーカス変化検知部
１０６ アラート発生部
１１２ 動体検知部
１１４ 動体カウンタ
１２１ 差分算出部
１２２ カウンタ
１２３ 論理積算出部
１２４ 背景画像記憶部
１２５ 背景差分算出部
１２６ 画像記憶部
１３２ 高周波フィルタ
１３４ 高周波カウンタ
２００ 固定タンパ検知装置
２０２ フォーカス変化検知部
２１２ 高周波フィルタ
２１４ 高周波カウンタ
３００ 可変タンパ検知装置
３０２ 固定タンパ検知装置
３０４ アラート発生部
３０６ 画像記録部
３０８ ツアー間差異検知部
３１０ ツアー制御部
３１２ プリセットポジション設定部
３１４ 光学系制御部
３１６ 旋回制御部

Claims (4)

  1. 画像を撮影する撮像部と、
    複数の所定位置の間で前記撮像部の向きを旋回させる旋回部と、
    前記一の所定位置で撮影された画像から高周波成分を抽出する高周波フィルタ、及び前記高周波フィルタにより抽出された高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合に妨害行為が存在すると判定する妨害行為判定部を有する妨害検知部と、
    前記撮像部の旋回前に撮影された画像を記録する過去画像記録部と、
    前記過去画像記録部により画像が記録された後で前記撮像部が旋回され、再び旋回前の所定位置に旋回された際、当該旋回前の所定位置で撮影された画像及び前記過去画像記録部により記録された画像を位置合わせした後で、両画像を比較して前記旋回中の妨害行為を検知する旋回中妨害検知部と、
    を備える、
    監視装置。
  2. 前記妨害検知部は、前記一の所定位置で撮影される画像系列に基づいて動体が含まれる領域を検知する動体検知部をさらに含み、
    前記妨害行為判定部は、前記動体検知部により検知された領域に対応する前記高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合に妨害行為が存在すると判定する、
    請求項１に記載の監視装置。
  3. 前記過去画像記録部は、前記妨害検知部で妨害行為の検知に用いる画像よりも低い解像度の画像に変換して記録し、
    前記旋回中妨害検知部は、前記過去画像記録部により記録された低い解像度の画像を用いて前記撮像部の旋回中に行われる妨害行為を検知する、
    請求項１に記載の監視装置。
  4. 複数の所定位置の間を旋回して画像を撮影することが可能な撮像部により、一の前記所定位置で画像が撮影されるステップと、
    前記撮像ステップで撮影された画像から高周波成分が抽出される高周波成分抽出ステップと、
    前記高周波成分抽出ステップで抽出された高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合に妨害行為が存在すると判定される妨害行為判定ステップと、
    前記撮像部の旋回前に撮影された画像が記録される過去画像記録ステップと、
    前記過去画像記録ステップで画像が記録された後で前記撮像部が旋回され、再び旋回前の所定位置に旋回された際、当該旋回前の所定位置で撮影された画像及び前記過去画像記録ステップで記録された画像を位置合わせした後で、両画像を比較して前記旋回中の妨害行為が検知される旋回中妨害検知ステップと、
    を含む、
    妨害検知方法。
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