JP5264330B2 - 路線映像管理システムおよび映像管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像フレームに埋め込まれている文字を自動認識する路線映像管理システムおよび映像管理方法に関するものである。

鉄道路線において路線設備の障害等が発生した場合、復旧計画を立てるため障害等発生箇所の周辺状況、例えば当該場所までのアクセス路や重機設置スペースなどを確認しなければならないところ、予め当該場所を撮影した膨大な映像データの中から当該場所を特定するには多くの時間と労力を費やすことになる。そのため、所定の区間毎に映像データを自動的に編集し、障害等発生場所の映像を容易に再生することができる路線映像管理システムの導入が望まれていた。

従来、例えば下記特許文献１に示される路線映像管理装置は、検測車が撮影した路線周辺の映像を取り込み、映像内の標識記号の変化を認識し、当該標識記号と区間とを対応付けてリスト化することにより、障害等発生場所の映像を再生することが可能である。

特開２００７−２６１５６９号公報

しかし、特許文献１に示される路線映像管理装置は、標識記号の変化を認識することは可能であるが、映像に表示される電柱番号を自動的に認識することができなかった。そのため、障害等発生場所を特定する有効な情報である電柱番号を上述したリストに自動的に取り込むことができないという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、映像に表示される数字を自動的に取得することができる路線映像管理システムおよび映像管理方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる路線映像管理システムは、映像再生機器から出力された映像を認識する路線映像管理システムにおいて、数字を取り囲む数字認識範囲であって複数のセルで構成され、前記複数のセルが複数のピクセルで構成される数字認識範囲に取り込まれた数字に対応する各ピクセルの重みを前記セル毎に合算し、合算された値が所定の閾値を超えているか否かを前記セル毎に判断し、前記数字認識範囲内の一部のセルであって前記数字の特徴部分を表す各セルが点灯状態か無灯状態かを表すコードから成るビット列を生成し、列車が走行する路線に沿って設置されている電柱に付された数字を認識する数字認識部を備えたこと、を特徴とする。

本発明にかかる路線映像管理システムによれば、複数のピクセルから成るセルを複数備えた数字認識範囲であって、数字を取り囲む外接四角形を成す数字認識範囲を定義し、数字認識範囲に取り込まれた数字に対応する各ピクセルの重みをセル毎に合算し、合算された値が所定の閾値を超えているか否かをセル毎に判断し、各セルが点灯状態か無灯状態かを表すコードから成るビット列を生成するので、映像に表示される数字を自動的に取得することができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる路線映像管理システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる路線映像管理システムの構成の一例を示す図である。図１に示す路線映像管理システム１００は、主たる構成部として、デジタルＶＴＲ１、外部インターフェース２、入力装置３、主記憶装置４、モニタ５、バス６、メモリ７、映像取得部１０、映像管理部１１、数字認識部１２、および映像出力部１３を有して構成されている。

デジタルＶＴＲ１は、検測車が撮影した路線映像を納めたデータである。外部インターフェース２は、デジタルＶＴＲ１の映像データを取り込む。モニタ５は、デジタルＶＴＲ１の映像データを表示する。

映像取得部１０は、列車が走行する路線の映像と共に、路線に配置された電柱番号を連続して取り込むことが可能である。数字認識部１２は、映像取得部１０が取得した映像の中から、後述するパタンコード化により、電柱番号の数字を認識する。

映像管理部１１は、数字認識部１２で認識された数字および付帯情報、例えばキロ程、区間などを対応して格納するリストを有している。主記憶装置４は、映像データファイル８と電柱番号データファイル９とから構成されている。映像データファイル８と電柱番号データファイル９には、デジタルＶＴＲ１から得られた電柱番号と路線映像データとが記録されているので、入力装置３（例えばキーボード、マウス等）を用いて故障発生場所の電柱番号を入力すれば、電柱番号に対応する路線映像データを読み出し、モニタ５に再生することが可能である。以下、数字認識部１２などにおいて、取得された数字を認識するプロセスについて説明する。

図２は、電柱番号（数字）の認識範囲の一例を示す図である。数字認識範囲２０は、縦５×横３（計１５）のセルで構成されている。路線映像管理システム１００は、数字認識範囲２０に電柱番号の数字が取り込まれた場合、セル３０毎に設定された「重み」を合計し、その合計値が所定の値を超えているか否かを判断することにより、数字認識範囲２０に取り込まれた数字をセル単位でパタンコード化することができるように構成されている。

なお、図２に示される数字認識範囲２０のセル数（分割単位）は、数字を認識するために必要な単位でありこれに限定されるものではない。例えば、数字をより細かくパタンコード化するために、より多くのセルで構成してもよい。また、認識対象の複雑さに応じて分割単位を変更してもよい。さらに、数字認識範囲２０の縦横の比率を任意に設定してもよい。後述する「重み合計」を考慮し、最小分割単位は「縦３×横３」が望ましい。なお、図面の下側および左側に示される数字は、後述するピクセル数を示すものである。

図３は、ピクセルの重み付けの一例を示す図である。図３において太枠の長方形で示されるものは図２の各セルであり、セル３０は、縦３×横４（計１２個）のピクセルで構成されている。セル３０には、数字を認識するための「重み」を示す値が付与されている。

セル３０の中心部（第１の領域）には大きな「重み」（例えば「１０」）が設定され、セル３０の辺部（第３の領域）には小さな「重み」（例えば「１」）が設定されている。また、セル３０の角部（第２の領域）にはセル３０の中心と辺との中間的な「重み」（例えば「４」）が設定されている。そのため、図２に示される数字認識範囲２０は、各セルが隣接する部分のピクセルは、「重み」がそれぞれ同じ値に設定される。領域毎に「重み」が異なるのは、図２の数字認識範囲２０に取り込まれた数字、例えばセルを跨ぐ数字「２」を明確に認識するためである。すなわち、各セルの合計値を平均化するモザイク処理とは異なり、意図する画像（「線」など）と、意図しない画像（ノイズなど）との違いを明確化するためである。その結果、取り込まれた数字が各セルの中心部に表示された場合、路線映像管理システム１００は、取り込まれた数字の特徴的な部分を認識することが可能である。

なお、重みの値はこれらに限定されるものではなく、任意に設定可能である。また、セル３０のピクセル数は、これに限定されるものではなく、より多くのピクセルで構成してもよい。

図４は、ピクセルパタン取得時のセルの一例を示す図である。ピクセルパタン４０には、一例として数字「２」が取り込まれている。数字は、各セルのピクセル単位で表示することが可能であり、数字が示されている部分（図４において、最も黒く表示されている部分）は点灯状態を示し、その他の部分は無灯状態を示している。

図５は、ピクセルパタンに対応する重みの一例を示す図である。数字認識範囲５０に示される数字「２」は、例えば、セル５１およびセル５３には表示され、セル５２には表示されていない状態である。数字認識範囲５０において、各セルに表示される数字「２」は、ピクセル単位の「重み」として認識される。

図６は、セルの重み合計の一例を示す図である。点灯しているピクセルの「重み」をセル単位で合計する。数字認識範囲６０に示される各セルの合計値は、例えば、セル６１、セル６２、およびセル６３は、それぞれ「２８」、「０」、「７」である。

図７は、セルの重み閾値の一例を示す図である。数字認識範囲７０の各セルに示される値は、図６において得られた各セルが点灯セルとして相応しいか否かを判別するために設定された値である。例えば、図６に示されるセル６１の値「２８」は、図７に示されるセル７１の値「２０」を超えているため、点灯セルとして認識される。一方、図６に示されるセル６２の値は「０」であるため、点灯セルとして認識されない。また、図６に示されるセル６３の値は「７」であるが、図７に示されるセル７３の値が「２０」であるため、点灯セルとして認識されない。このように、各セルに閾値を設定することにより、数字認識範囲７０に表示される数字の特徴的な部分と特徴的でない部分とを判別することが可能である。なお、各セルの閾値はこれに限定されるものではなく、任意に設定可能である。

図８は、セル閾値により配色されたセルの一例を示す図である。数字認識範囲８０の各セルは、図７の閾値を越えているセルのみ点灯状態（図８において網掛けされている状態）である。例えば、セル８１はセル７１の閾値を超えているため点灯状態になっているが、セル８２およびセル８３は閾値を超えていないため無灯状態である。

図９は、パタンコード化されたセルの一例を示す図である。数字認識範囲９０の各セルは、図８に示される各セルが点灯か無灯か（パタンコード）をビット情報に置換した状態を示している。すなわち、図８において点灯状態のセルを「ビット有り」を示す「１」に置換し、無灯状態のセルを「ビット無し」を示す「０」に置換する。例えば、セル９１はセル８１が点灯状態であるため「１」に置換され、セル９２およびセル９３は無灯状態であるため「０」に置換されている。

図１０は、ビット列の一例を示す図である。セル情報１０１は、例えば図２に示される数字認識範囲２０の左下から右上の順位、ビット列を示す数字として０からｅまで付与した状態を示している。セル情報１０１の各セルにおいて、太線で囲まれる部分は、取り込まれた電柱番号（数字）の特徴が表れるセルを示すものであり、後述する比較処理において用いられるものである。

パタンコードのビット列１０２は、図９において「１」または「０」に置換された各セルの値を、０からｅまでのビット順に並べたものである。例えば、取り込まれた数字が「２」の場合、ビット列の「０」、「１」、「２」、「３」、「７」、「８」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、および「ｅ」が点灯状態であるため、ビットの値は “１１１１０００１１００１１１１”である。

比較情報１０３は、パタンコードの中で特徴的な部分のみを７桁のコードで示している。この７桁のコードは、一例として「０」、「３」、「５」、「６」、「７」、「８」、「ｂ」で示され、セル情報１０１において太線で囲まれるセルに相当する。このように特徴的な部分を設定することにより、路線映像管理システム１００に冗長性を与え、また高速処理化ができる。すなわち、何らかの原因でパタンコードを欠損した場合でも、特徴的な部分のみで取り込まれた電柱番号を認識することが可能である。また、特徴的な部分のみ辞書化することにより、パタンコードを辞書化するよりも高速に処理することができる。例えば、取り込まれた数字が「２」の場合、比較情報１０３の「０」、「３」、「７」、「８」、および「ｂ」が点灯状態である。そのため路線映像管理システム１００は、その点灯しているセルのみ認識すれば、パタンコードのビット列１０２に依存することなく、数字を「２」と認識することが可能である。

図１１は、数字認識位置の決定フローの一例を示すフローチャートである。路線映像管理システム１００は、取り込まれた電柱番号（数字）の２値変換処理を開始する（ステップＳ１）。モニタ５に表示される電柱番号（数字）の位置、すなわち電柱番号（数字）の認識位置を設定し（ステップＳ２）、電柱番号（数字）の認識処理を開始する（ステップＳ３）。認識された電柱番号（数字）が前回認識された番号と異なる場合（ステップＳ４,Ｙｅｓ）、電柱番号（数字）の認識位置を再設定する（ステップＳ５）。電柱番号（数字）の認識位置が規定内である場合（ステップＳ６,Ｙｅｓ）、電柱番号（数字）が正常に認識されているかを判断する。正常に認識されている場合（ステップＳ７,Ｙｅｓ）、電柱番号（数字）が認識された旨の通知を行い終了する（ステップＳ８）。

路線映像管理システム１００は、認識された電柱番号（数字）が前回認識された電柱番号（数字）と同じである場合（ステップＳ４,Ｎｏ）、電柱番号（数字）の認識位置を再設定することなくプロセスを終了する。電柱番号（数字）が正常に認識されていない場合（ステップＳ７,Ｎｏ）、電柱番号（数字）が認識された旨の通知を行うことなくプロセスを終了する。また、電柱番号（数字）の認識位置が規定外の場合（ステップＳ６, Ｎｏ）、ステップＳ２以降のプロセスを繰り返す。

図１２は、色情報の２値変換の決定フローの一例を示すフローチャートである。路線映像管理システム１００は、取り込まれた電柱番号（数字）の色情報が所定の閾値以上であると判断した場合（ステップＳ１０,Ｙｅｓ）、点灯を示す値「２５５」を設定する（ステップＳ１１）。２値変換が終了した場合（ステップＳ１３,Ｙｅｓ）、処理を終了する。

路線映像管理システム１００は、取り込まれた電柱番号（数字）の色情報が所定の閾値未満であると判断した場合（ステップＳ１０,Ｎｏ）、無灯を示す値「０」を設定する（ステップＳ１２）。また、２値変換が終了していない場合（ステップＳ１３,Ｎｏ）、処理が終了するまでステップＳ１０以降のプロセスを繰り返す。

図１３は、電柱番号（数字）認識の決定フローの一例を示すフローチャートである。路線映像管理システム１００は、取り込まれた電柱番号（数字）について、所定のピクセルが点灯している場合（ステップＳ３１,Ｙｅｓ）、セル毎にピクセルの「重み」を取得し（ステップＳ３２）、セル毎に「重み」を合計する（ステップＳ３３）。各セルの「重み」が所定の閾値以上である場合（ステップＳ３４,Ｙｅｓ）、パタンコードのセル位置におけるビットをＯＮ「１」に設定する（ステップＳ３５）。全てのピクセルの走査が終了した場合（ステップＳ３７,Ｙｅｓ）、パタンコードに対応する数字を取得し処理を終了する（ステップＳ３８）。

路線映像管理システム１００は、取り込まれた電柱番号（数字）について、所定のピクセルが点灯していない場合（ステップＳ３１,Ｎｏ）、次のピクセルを走査するためステップＳ３７の処理を行う。

また、合計されたセルの「重み」が所定の閾値未満である場合（ステップＳ３４,Ｎｏ）、パタンコードのセル位置におけるビットをＯＦＦ「０」に設定する（ステップＳ３６）。全てのピクセルの走査が終了していない場合（ステップＳ３７,Ｎｏ）、全てのピクセルの走査が終了するまでステップＳ３１以降のプロセスを繰り返す。

以上に説明したように、実施の形態１の路線映像管理システム１００によれば、「重み」設定されたピクセルで構成されセルが、セル毎に「重み」合計を行うことにより、取り込まれた電柱番号（数字）をパタンコード化することができるため、路線映像に表示される数字を自動的に認識することが可能である。また、セルの特徴的な部分を利用して電柱番号（数字）を認識することができるので、パタンコードを辞書化するよりも高速に処理を行うことが可能である。また、セルには３つの異なる「重み」が設定されているので、取り込まれた数字を明確に認識することが可能である。

以上のように、本発明にかかる路線映像管理システムは、映像フレームに映像として埋め込まれている数字をデジタル情報として自動認識する映像管理システムに有用である。

実施の形態１にかかる路線映像管理システムの構成の一例を示す図である。 電柱番号（数字）の認識範囲の一例を示す図である。 セル内点灯ピクセルの重み付けの一例を示す図である。 ピクセルパタン取得時のセルの一例を示す図である。 ピクセルパタンに対応する重みの一例を示す図である。 セルの重み合計の一例を示す図である。 セルの重み閾値の一例を示す図である。 セル閾値により配色されたセルの一例を示す図である。 パタンコード化されたセルの一例を示す図である。 ビット列の一例を示す図である。 数字認識位置の決定フローの一例を示すフローチャートである。 色情報の２値変換の決定フローの一例を示すフローチャートである。 電柱番号（数字）認識の決定フローの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ デジタルＶＴＲ
２ 外部インターフェース
３ 入力装置
４ 主記憶装置
５ モニタ
６ バス
７ メモリ
８ 映像データファイル
９ 電柱番号データファイル
１０ 映像取得部
１１ 映像管理部
１２ 数字認識部
１３ 映像出力部
２０、５０、６０、７０、８０、９０ 数字認識範囲
３０、５１、５２、５３、６１、６２、６３、７１、７２、７３、８１、８２、８３、９１、９２、９３ セル
４０ ピクセルパタン
１００ 路線映像管理システム
１０１ セル情報
１０２ パタンコードのビット列
１０３ 比較情報

Claims (4)

1. 映像再生機器から出力された映像を認識する路線映像管理システムにおいて、
   数字を取り囲む数字認識範囲であって、複数のセルで構成され、前記複数のセルが複数のピクセルで構成される数字認識範囲に取り込まれた数字に対応する各ピクセルの重みを前記セル毎に合算し、合算された値が所定の閾値を超えているか否かを前記セル毎に判断し、前記数字認識範囲内の一部のセルであって前記数字の特徴部分を表す各セルが点灯状態か無灯状態かを表すコードから成るビット列を生成し、列車が走行する路線に沿って設置されている電柱に付された数字を認識する数字認識部を備えたこと、
   を特徴とする路線映像管理システム。
2. 前記数字認識範囲は、前記セルの中心部を示す第１の領域と前記セルの角部を示す第２の領域と前記セルの辺部を示す第３の領域とが定義されたセルであって、前記第１の領域ピクセルの重みが前記第２の領域のピクセルの重みより大きく設定され、前記第２の領域のピクセルの重みが前記第３の領域のピクセルの重みより大きく設定されているセルを有することを特徴とする請求項１に記載の路線映像管理システム。
3. 前記数字認識範囲は、各セルが隣接する部分のピクセルの重みがそれぞれ同じ値に設定されているセルを有することを特徴とする請求項１または２に記載の路線映像管理システム。
4. 映像再生機器から出力された映像に埋め込まれている数字を認識する映像管理方法において、
   前記数字を取り囲む数字認識範囲であって、複数のセルで構成され、前記複数のセルが複数のピクセルで構成される数字認識範囲を定義する定義ステップと、
   前記数字認識範囲に取り込まれた数字に対応する各ピクセルの重みの値を前記セル毎に合算する合算ステップと、
   合算された値が所定の閾値を超えているか否かを前記セル毎に判断する判断ステップと、
   前記数字認識範囲内の一部のセルであって前記数字の特徴部分を表すセルが点灯状態か無灯状態かを表すコードから成るビット列を生成する生成ステップと、
   を含むことを特徴とする映像管理方法。
   

Images