JP4707019B2

JP4707019B2 - 映像監視装置及び方法

Info

Publication number: JP4707019B2
Application number: JP2006101245A
Authority: JP
Inventors: 諒子豊田
Original assignee: サクサ株式会社
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007274656A

Description

本発明は、監視カメラ等の撮影手段を用いて異常状態を監視する映像監視装置及び方法に関する。

こうした映像監視装置では、監視カメラ等で所定時間毎に撮影した映像をＣＲＴ等のモニタに表示して監視者が侵入者の有無を監視する。監視カメラを複数の場所に設置しておき、撮影した映像を監視センタ等で集中して表示すれば、複数の場所を同時に遠隔監視することが容易に行うことができる。

しかしながら、監視者が常時モニタに表示された映像をチェックすることは、大変な労力が必要となるため、撮影された映像に侵入者等の動物体が入ってきたことを自動的に検出して監視者に異常を知らせるようにした監視装置が提案されている。例えば、特許文献１では、撮像部が撮影した光学画像と基準画像を比較して差分画像を生成し、レーザ測距部が測定した対象物までの距離と基準距離との差分値を計算し、光学画像の変化領域と距離変化の生じた測距ポイントとの位置の相関を考慮して侵入者の判定を行う点が記載されている。また、特許文献２では、取得した映像のフレーム上又は画像上の変化領域を検出した時に警報音を生成し、変化領域の位置や度合いに基づいて警報音を変化させるようにした点が記載されている。また、特許文献３では、監視対象となるシーンの三次元シーンモデルと監視対象物体の三次元物体モデルを構築してコンピュータグラフィックスにより三次元監視エリアを生成し、撮影装置の設置パラメータを用いて画面上の監視エリアを設定して撮影した画像から監視エリアを切り出すようにした点が記載されている。また、特許文献４では、実空間で幅Ｗの平行する線が指標として映されている画像から走査ライン毎の線の間の画素数ｗを計数してＷとｗの比に基づき各走査ラインに対応する距離を算出する点が記載されている。
特開２００２−２０８０７３号公報特開２００５−３２８２３６号公報特開平６−３５４４３号公報特開２００２−４２１４２号公報

監視カメラにより撮影された映像に基づいて画像処理を行って侵入者等の動物体を自動的に認識しようとする場合、監視エリア以外の動物体についても認識してしまうことがある。例えば、監視エリアの手前を歩いている人物についても動物体であるため自動認識して報知すると、不必要な報知が行われるようになる。また、複数の人物が密集している場合には、監視カメラで撮影される各人の画像が重なるためその認識が困難となり、誤報知につながりやすい不都合がある。

そこで、本発明は、監視カメラで撮影した背景画像に設定された監視エリアに動物体が浸入したことを簡単かつ確実に監視することができる映像監視装置及び方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る映像監視装置は、監視エリアを撮影する撮影手段と、撮影手段により撮影された背景画像に基づいて監視エリアを設定する監視エリア設定手段と、撮影手段により撮影された監視画像に基づいて動物体に関する異物を抽出処理する抽出手段と、抽出された異物全体を包含する異物エリアを設定する異物エリア設定手段と、設定された異物エリアの下端の座標位置が監視エリアに含まれるか否か判定するエリア判定手段と、異物エリアの下端の座標位置が監視エリアに含まれると判定された場合に異物エリア及び監視エリアが重なり合う領域での異物の有無を判定する異物判定手段とを備えていることを特徴とする。さらに、前記異物エリア設定手段は、抽出された異物全体を包含する外接矩形を異物エリアとして設定することを特徴とする。

本発明に係る映像監視方法は、撮影手段により撮影された背景画像に基づいて監視エリアを設定し、撮影手段により撮影された監視画像に基づいて動物体に関する異物を抽出し、抽出された異物全体を包含する異物エリアを設定し、設定された異物エリアの下端の座標位置が監視エリアに含まれるか否か判定し、異物エリアの下端の座標位置が監視エリアに含まれると判定された場合に異物エリア及び監視エリアが重なり合う領域での異物の有無を判定することを特徴とする。
なお、本発明では、「動物体」は、監視エリア内で移動する対象物を指し、「異物」は、監視エリアの画像データから抽出した「動物体」のデータをいう。

上記のような構成を有することで、設定された監視エリアに動物体が侵入したことを確実に判定することができ。すなわち、動物体に関する異物全体を包含する異物エリアを設定してその下端の座標位置が監視エリアに含まれるか判定することで、動物体が接地していると推定される足元位置が監視エリアに侵入しているかチェックすることができ、そして、異物エリアの下端の座標位置が監視エリアに含まれていると判定された場合には異物エリア及び監視エリアの重なり合う領域での異物の有無を判定することで、限定された領域のみで動物体の監視エリアへの侵入を確実にチェックすることができる。

特に、複数の動物体が重なり合う異物の場合には、従来では異物を個々に分離して浸入の有無を判定するといった負荷の大きい画像処理が必要であったが、本発明のように、異物全体を包含する異物エリアを設定してその下端の座標位置及び監視エリアとの重なる領域での異物の有無といった簡単な処理で正確な判定を行うことができる。

したがって、監視エリアへの動物体の侵入に対する判定を迅速的確に行うことができるようになり、誤報知を最小限に抑えることができる。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る実施形態に関する概略ブロック構成図である。装置本体１には、監視エリアの撮影手段である監視カメラ２、操作に必要な情報を入力するための情報入力装置３、監視対象物体が判別された際に報知する警報装置４、監視映像等を表示するモニタ５が接続されている。

装置本体１には、装置全体の制御に関する情報処理を行う制御部１０、撮影された映像の画像処理を行う画像処理部１１、監視カメラ２が撮影した映像から照明のゆらぎ等のノイズを除去して監視エリアの画像を取得する画像入力部１２、画像処理部１１から出力される入力画像１３ａ、処理画像１３ｂ及び背景画像１３ｃ等を記憶する画像メモリ１３、制御処理に必要なプログラム、後述する監視エリア設定データ１４ａ及び異物エリア設定データ１４ｂを記憶する記憶部１４、及びモニタ５に画像表示させる画像出力部１５を備えている。

制御部１０は、情報入力装置３から入力された監視エリアの設定情報に基づいて監視エリアを画定する座標位置等の設定処理を行う監視エリア設定部１０ａを備えている。

画像処理部１１は、異物抽出部１１ａ、異物エリア設定部１１ｂ及び判定部１１ｃを備えている。

異物抽出部１１ａは、蓄積された一連の撮影画像のうち特定の撮影画像を別の撮影画像と比較して差分画像を作成し、差分画像に基づいて特定の撮影画像の変化領域を決定して異物とする。こうしたやり方は、映像監視装置等において映像から侵入者を特定するために使用されており、公知の技術である。そして、異物として特定された領域の画像を切り出して抽出する。本実施形態では、背景画像１３ｃと撮影画像との差分画像に基づいて異物を特定するようにしている。背景画像１３ｃは、監視装置を設置した際に監視エリアに動物体のない状態で監視カメラ２により撮影した画像を背景画像として記憶しておく。

異物エリア設定部１１ｂは、抽出された異物全体を包含するように異物エリアを画定してその座標位置等のデータの設定処理を行う。異物エリアの形状としては、異物全体に外接する外接矩形に設定すれば、確実に異物全体を包含でき、また座標位置等の設定処理を簡略化できるが、矩形以外の形状をエリア形状に用いてもよい。

判定部１１ｃは、設定された異物エリアの下端の座標位置が監視エリアに含まれるか判定するとともに下端の座標位置が含まれている場合に異物エリア及び監視エリアの重なり合う領域での異物の有無を判定し、重なり合う領域に異物がある場合警報処理を行うよう処理する。

図２は、異物の判定処理に関するフローである。まず、監視カメラ２を設置時に予め監視エリアを撮影した背景画像を取得しておく（Ｓ１００）。例えば、図３に示すように、動物体が監視エリアに存在しない状態で撮影して背景画像を生成するとよい。そして、背景画像をモニタ５に表示させて、マウス等の情報入力装置３により監視エリアに対応する画像領域の外周を画定することで監視エリアの座標位置等を設定する（Ｓ１０１）。図４に示すように、背景画像の下部の斜線部分の領域Ｐが監視エリアとして設定されている。

こうして、背景画像の取得及び監視エリアの設定が完了すると、監視カメラ２で撮影した画像を取り込み（Ｓ１０２）、異物の抽出処理を行う（Ｓ１０３）。取り込まれた撮影画像及び背景画像を比較して差分画像を生成して異物の抽出を行う。図５に示すように、複数の人物が歩行している場合には、各人の撮影画像が重なり合うため、各人の画像が重なった状態で異物が抽出される。

そして、抽出された異物が監視対象物体に対応する異物であるか判定される（Ｓ１０４）。例えば、極端に小さいサイズの画像などの場合は監視対象物体の画像ではないものとして、ステップＳ１０２に戻り次の画像が取り込まれる。

監視対象物体の異物であると判定された場合には、異物全体を包含する異物エリアを設定する（Ｓ１０５）。例えば、図５に示すように、複数人物の異物全体を包含して外接する矩形Ｒを画定し、異物エリアとしてその座標位置等を設定する。こうした異物エリアを設定することで、異物を構成する個々の画像に分離することなく以後の判定処理を行うことが可能となる。

次に、設定された異物エリアの下端の座標位置が監視エリア内にあるか判定される（Ｓ１０６）。図６に示すように、外接矩形Ｒで画定された異物エリアの場合には、下端の辺部（画像領域の座標位置（ｘ１、ｙ１）及び座標位置（ｘ２、ｙ１）で特定される線分）の少なくとも一部が監視エリアＰ内に含まれるか否かが判定され、この例では、含まれると判定される。

異物エリアの下端の座標位置が監視エリアに含まれるか否か判定することで、複数人物からなる異物の場合でも最も下端にある座標位置が接地している足元であると推定されることから、足元位置が監視エリアに侵入しているか否かを漏れなく判定することができる。

そして、ステップＳ１０６で異物エリアの下端の座標位置が含まれると判定された場合には、異物エリア及び監視エリアの重なり合う領域において異物の有無を判定する（Ｓ１０７）。図７に示すように、この例では、外接矩形Ｒと監視エリアＰとの間には、重なり合う領域Ａが存在しており、設定された両者の座標位置に基づいて領域Ａの座標位置を算出することができる。算出された領域ＡにおいてステップＳ１０３で抽出された異物の有無を判定すれば、限定された領域での異物の有無を判定することになるので、簡単な処理で監視エリアに監視対象物体が侵入したか否か判定できる。

異物エリアの下端の座標位置が含まれると判定された場合には、図７に示すように、異物自体は監視エリアに侵入していない場合も含まれるが、図８に示すように、重なり合う領域Ａにおける異物の有無をチェックすることで、そうした場合を除外して異物が監視エリアに侵入しているか正確に判定することができる。

以上説明したように、異物が複数の動物体が重なり合う状態で抽出されたとしても、個々の画像に分離することなく簡単な処理で監視エリアに侵入しているか否か確実に判定することが可能となり、迅速的確な異物の判定処理を行うことができる。

本発明に係る実施形態に関する概略ブロック構成図である。異物の判定処理に関するフローである。背景画像に関する画像例である。監視エリアを設定した背景画像の画像例である。判定処理に関する説明図である。判定処理に関する説明図である。判定処理に関する説明図である。判定処理に関する説明図である。

符号の説明

Ｓ・・・動物体、Ｐ・・・監視エリア、Ｒ・・・外接矩形、１・・・装置本体、２・・・監視カメラ、３・・・モニタ。

Claims

監視エリアを撮影する撮影手段と、撮影手段により撮影された背景画像に基づいて監視エリアを設定する監視エリア設定手段と、撮影手段により撮影された監視画像に基づいて動物体に関する異物を抽出処理する抽出手段と、抽出された異物全体を包含する異物エリアを設定する異物エリア設定手段と、設定された異物エリアの下端の座標位置が監視エリアに含まれるか否か判定するエリア判定手段と、異物エリアの下端の座標位置が監視エリアに含まれると判定された場合に異物エリア及び監視エリアが重なり合う領域での異物の有無を判定する異物判定手段とを備えていることを特徴とする映像監視装置。
前記異物エリア設定手段は、抽出された異物全体を包含する外接矩形を異物エリアとして設定することを特徴とする請求項１に記載の映像監視装置。
撮影手段により撮影された背景画像に基づいて監視エリアを設定し、撮影手段により撮影された監視画像に基づいて動物体に関する異物を抽出し、抽出された異物全体を包含する異物エリアを設定し、設定された異物エリアの下端の座標位置が監視エリアに含まれるか否か判定し、異物エリアの下端の座標位置が監視エリアに含まれると判定された場合に異物エリア及び監視エリアが重なり合う領域での異物の有無を判定することを特徴とする映像監視方法。