JPS62276985A - 画像監視方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［技術分野］ 本発明はＴＶ左カメラよる監視画像の変化検知により警
報を発する画像監視方式に関するものである。

〔背景技術１ 従来画像監視方式としては１台のＴＶ左カメラ用いて撮
像し、撮像して得られた監視画像の濃淡（階調）の変化
が設定値以上の場合に異常と判定する方式があった。こ
の方式は簡単な構成で実現することができるが単に変化
の大きな画素が集まっていることを検出するだけである
から、変化物体の位置や大きさを絶対的な尺度で正しく
とらえることはできなかった。

勿論１台のＴＶ左カメラ設置位置を視野が広く且つ高い
場所にとることにより、変化物体の凡その位置を知るこ
とが一〇きる。この場合はＴＶ左カメラとらえる監視現
場と、ＴＶカメラ位置の関係に依存しており、設置現場
ごとに警戒領域の座標と画像上の変化物体の位置との対
応がつくようにＴＶ左カメラ固定し、画像から変化物体
の位置の凡そが分かるように座標或いは距離のスケール
を監視現場ごとに￥！ｔｆ２．領域として設定する。そ
して設定した警戒ラインを設定された大きさ以上の変化
物体が越えた時にＩＰ報を発するのである。

ところで、かかる方式の場合では複数の警戒レベルに応
じて警戒領域を区分けしたり、変化物体の凡その動きを
追跡することも可能になるが、距離を正確に検出するた
めにはＴＶ左カメラ監視現場の位置より高い場所に設置
する必要があり、従って監視現場が屋内では高さに制限
を受ける。また屋外でも比較的低い位置ではｔｔｉ域が
狭い範囲に限られ、高い位置のＴＶ左カメラは検知すべ
き物体が小さく写ったり、ＴＶ左カメラ建物の支持柱が
死角を作ったり変化物体を上方から撮ることによって、
変化物体が侵入者の場合など識別に有効な低い位置から
の横方向あるいは正面のｉ［１ｉｆｆｆが得られないと
いう欠点があった。

以上の方式は１台のＴＶ左カメラよる画像監視方式であ
るが、複数台のＴＶ左カメラ用いて３犬元の画像をとら
える方法としては、撮像して得られた画像を微分且つ２
値化して線画を作成し、縄両の交点の接続関係や、他の
カメラ画像との対応）係から面を抽出したり、立体形状
を識別する方法があるが、このような方法では高速な並
列処理が行えるフンピユータを必要とし、複流な演算処
理を行わなければならず、研究段階で実現されても実用
的でなかった。

［発明の目的１ 本発明は上述の問題、αに鑑みてなされたもので、その
目的とするところは移動したりする変化物体の位置、大
きさ或いは形状を簡易に識別することができる画像監視
方式を提供するにある。

［発明の開示１ 本発明１土本発明は互いに重なる凹成を泥なった角度か
ら撮像する複数のＴＶ左カメラ、夫々のＴＶカメラ毎に
現画像と基準画像とを比較し変化物体を検出する手段と
、基準画像に対して現画像の変化物体の位置、大きさあ
るいは形状を識別する第１の手段と、変化物体の水平平
面上の位置、大きさあるいは形状等の出現状態を識別す
る第２の手段と、上記第１の手段により夫々識別された
各ＴＶ左カメラ対応する変化物体が同一の変化物体であ
るかどうかを識別する変化物体同定手段と、該変化物体
同定手段により同一変化物体と識別された変化物体の上
記第２の手段にて識別された出現状態が予め定めた異常
判定条件に該当した時警報を発する手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

以下本発明を実施例により１悦明する。

Ｋ（鮭 第１図は本発明方式を用いた実施例の回路構成を示して
おり、この実施例では２台のＴＶカメラ１　ａ、　１　
ｂを互いの撮像方向が直交するように略同−水平平面上
に配置しである。また複数の変化物体Ｍを完全に分離す
る必要がある場合は高所から監視現場を見下ろすように
第３のＴＶカメラＩＣを設けろ。本実施例は少なくとも
１個の変化物体Ｍが１つの警戒頌域に入るかどうかを２
台のＴＶカメラ１　ａ、　１　ｂで監視する場合を想定
している。

ＴＶカメラ１　ａ、　１　ｂで得られた映像信号は夫々
Ａ／Ｄ変換器２　ａ、　２　ｂでデノタル化して現画像
７レームメモリ３　ａ、　３　ｂに例えば２５６Ｘ２５
６画素で６ビツト階調で書き込まれる。この書き込みは
夫々のＴＶカメラ１　ａ、　１　ｂに対してほぼ同時に
行なわれ、又一定時間毎に更新される。基準画像７レー
ムバツ７ｙ４ａ、４ｂは夫々のＴＶカメラＩａ。

１ｂが撮える背景画像或いは鰐画像を現画像と比較する
ために記憶するためのバッファであり、この記憶画像は
適宜サンプリングされて現画像７レームメモリ３　ｇ＋
　３　ｂのデータにより更新される。

変化画素検出部５１．５　ｂは基準画像７レームパツ７
ア４　＆、　４　ｂの画像と、現画像フレームメモリ３
ａ。

３ｂの画像とを画素毎に比較しである設定値Ｔｈｐより
差の大きな画素を変化画素と判定するととらに、設定値
Ｔｈｐより差が小さな画素を零画素と判定し、変化画素
を１、零１ｌｔｌｉ索を（）とするものである。投影計
算回路６　ａ、　６　ｂは夫々の変化画素検出部５ａ、
５ｂ′？１′検出された変化画素（差画像）のＸ、Ｙ軸
方向の投影を計算して変化物体Ｍを矩形頚城として入り
出すための回路である。形状判定回路７ａ、　７　ｂは
投影計算回路６１１．６　ｂ″Ｃ取り出した矩形領域内
でＸ細土、Ｙ釉上の投影を求め治して投影の形を波形と
して取り扱い、波形の類似度を距離計Ｗ、等で評価し、
形状を判定するものである。位置検出回路８はＴＶカメ
ラｌａ、１．ｂで撮った画像の変化画素の位置検出のた
めの回路であり、夫々の投影計算回路６　ａ、　Ｇ　ｂ
のＸ細土の投影より水平平面上の変化画素をプロットす
るようになっている。

形状判定回路９は水平！面上の変化画素の投影の波形形
状や、矩形Ｍ域の大きさ、Ｉ１１横の比で形状判定を行
い変化物体Ｍの変化追跡の信順性を高めるものである。

変化物体同定回路１０は形状判定回路７　ａ、　７　ｂ
の判定結果より、ＴＶカメラ１　ｌｉｔ　１　ｂで撮ら
えた変化物体Ｍが同じらのであるかを上記現画像の更新
毎に判定するものである。動き検出回路１１は変化物体
同定回路１０より同じものと判定された変化物体Ｍの動
きを検出するための回路である。異常判定回路１２は条
件設定部１３で記憶した警戒レベルや、警報を出す！戒
領域等の条件に基づいて変化物体Ｍの形状判定や位置検
出などの出現状態と比較して出現状態が条件に一致する
と′？報を発するようになっている。この異常判定条件
としでは変化物体Ｍの動きの方向、速さ、変化物体Ｍの
出現位置等があり、異常判定の条件としてはこれら条件
の組合わせ或いは単一の条件を用いる。

次に１１図実施例回路の動作をｆＩＳ２図乃至第４図の
基づいて説明する。

まず実施例では変化画素検出部５８．５　ｂで検出した
変化画素のデータは画像圧縮符号化回路１５により圧縮
符号化され、通信制御回路１４、電話回線区を通じて遠
方へ伝送さ八、受信側で伸張復号されてモニタされてい
る。

第２図はＴＶカメラ１ｂが撮テた画像中の寄イヒ。

画素の場合を示しており、この場合被検知物体である変
化物体Ｍが同図（ａ）のイの位置から口の位置に変化物
体Ｍが移動した場合に、被検知物体が存在しない背景画
像を基準画像とすると、第１の現画像フレームに対して
はイの位置に変化画素が存在することになる。この時投
影計算回路６ｂによりＹ軸方向に変化画素の累加算値を
求めると同図（ｂｌ）のようなＸＭＩ上への投影が得ら
れ、又Ｘ軸方向に変化画素の累加算値を求めると、同図
（Ｃ１）のようなＹ釉上への投影が求まる。

第３図はＴＶカメラ１ａが撮えた画像中の変化晦素の場
合を示しており、この場合被検知物体である変化物体Ｍ
が′「■カメラ１ａに向がっており、時間的に前後する
第１の現画像フレームと、第２の現画像７レーノ、は変
化画素の位置が重なっているが、変化物体Ｍが移動した
場合に大きさが変わり、被検知物体が存在しない背景画
像を基準画像とすると、Ｐｔ５１の現両像フレームに対
しては変化画素が存在することになる。この時投影計算
回路６ａによりＹ軸方向に変化画素の累加算値を求める
と同図（ｂｌ）のようなＸ軸上への投影が得られ、又Ｘ
軸方向に変化画素の累加算値を求めると、同図（ｃｌ）
のようなＸ軸上への投影が求まる。

これらの投影の大きさく変化画素の投影方向への数）が
設定値ＴｈＱ１より大きな区間の巾が設定値Ｔｈｓより
広いという条件がＸ、Ｙ軸の両方向で成立する場合に変
化有りと判定し、変化物体Ｍの範囲として変化画素のす
べて或いは投影の大きさが設定値Ｔｈα２（図示せず）
より大きな区間とする。この場合変化物体Ｍは各Ｔ’Ｖ
カメラ１　ａｔ　１　ｂ毎に矩形として切り出されるこ
とになる。この矩形はＲ横の比率と面積で表され、形状
判定回路７ａ、　７　ｂにより夫々矩形領域内でＸ軸上
、Ｘ軸上の投影を求め直して、投影の形を波形として取
り扱い、波形の類似度を距離計算で評価して形状を判定
する。いおこの変化物体Ｍの矩形望域内の投影を求める
ことで、同時に複数の変化物体Ｍがあっても分離を可能
とする。

さて次に位置検出回路８ではＴＶカメラ１ａ、１ｂに対
応するＸ＃Ｉ上の投影より、ＴＶカメラ１ａに対応する
Ｘ紬をＸｌとし、ＴＶカメラ１ｂに対応するＸ軸をＸ２
として、＠４図に示すように水平平面上の変化画素を同
図のイのようにプロットする。

この場合２台のＴＶ右カメラは水平平面上の回転が決ま
らないので、Ｘｌ、Ｘ２の軸を中心に変化画素を割り当
てて、Ｘｌｌｌ１Ｉ上の投影、Ｘ２軸上の投影を一致さ
せる。

形状判定回路９は位置検出回路８より得た水平平面上の
変化画素の投影の波形形状や、矩形領域の大きさ、縦横
の比で形状判定を行い追跡の信頼性を更に高める。

尚変化物体Ｍが第２図（ａ）の（ロ）の位置にある場合
も上述と同様であって、ＴＶカメラｉｌｌのＸ軸上の投
影は同図（ｂ２）、Ｘ軸上の投影は同図（Ｃ２）のよう
になり、又ＴＶ右カメラａに対応するＸ軸上の投影は第
３図（ｂ２）、Ｘ軸上の投影は同図（Ｃ２）のようにな
り、水平平面上の変化画素が第４図の口のようになる。

さて形状判定回路９での形状判定を行ったのち、この変
化物体Ｍが従前の変化物体Ｍと同じ物であるかどうか変
化物体同定回路１０により判定し、同じ物体であれば動
き検出回路１１により移動位置を検出してその位置が異
常判定の設定条件に該当するかどうかを異常判定回路１
２により判定し、該当すれば警報を発する。実施例では
この警報信号を通信制御回路１４と電話口＃ｉのを通じ
て遠方へ伝送するようになっている。

ここで監視現場の環境条件によってＴＶカメラ１　ａ、
　１　ｂの視野をさえぎり、上記水平平面上の変化とし
て検出されない障害物や遮蔽物がある場合、変化物体Ｍ
の投影が変化したり、変化物体Ｍの動きで消える場合も
起こり得るが、複数のＴＶカメラ１　ａ、　１　ｂで位
置検出を行っているため、いずれかのＴＶ右カメラ変化
物体Ｍを撮るため、他のＴＶ右カメラ検出の欠けを保障
することができる。

つまり予め既知の障害物、遮蔽物のデータを登録設定し
ておき、変化物体Ｍの移動中にいずれかのＴＶ右カメラ
撮ることが出来ない場合や、水平平面上の変化物体の位
置や、形状が判定できない場合でも状況を推定するよう
にすれば変化物体Ｍの追跡が行えるのである。又複数の
変化物体Ｍがあるときはたとえ個々に同一のものである
と判定できなくても、異常判定の条件に対して最悪のも
のを警戒対象とすれば良い。

更に追跡をイ〒わない場合には位置検出の段階で異常判
定を行うようにしても良いのは勿論である。

［発明の効果１ 本発明は互いに重なる領域を異なった角度から撮像する
複数のＴψ左カメラ、夫々の′ｒｖカメラ毎に現画像と
基準画像とを比較し変化物体を検出する手段と、基準画
像に対して現画像の変化物体の位置、大きさあるいは形
状を識別する第１の手段と、変化物体の水平平面上の位
置、大きさあるいは形状等の出現状態を識別するｔｊＳ
２の手段と、上記第１の手段により夫々識別された各Ｔ
Ｖ右カメラ対応する変化物体が同一の変化物体であるか
どうかを識別する変化物体同定手段と、該変化物体同定
手段により同一変化物体と識別された変化物体のｔＩＳ
２の手段にて識別された出現状態が予め定めた異常判定
条件に該当した時警報を発する手段とを備えているので
、水平平面上の変化物体の位置や、形状を簡単に識別す
ることができものであり、特に複数のＴＶカメラを用い
るから変化物体以外のいずれかのＴＶカメラが外乱を受
けても残りのＴＶカメラの撮像により容易に変化物体の
位置を判定でき、監視領域の限定や、外乱の除去が容易
であるという効果が有り、又上述の構成により投影計算
による変化物体の検出が導入できるから複雑な計算を必
要とせず、１台のＴＶカメラで複雑な判定条件を設定す
る場合や、或いは複数の画像データを演算処理して３次
元画像を作り出す場合に比べてＭ順性が高く、且つ実用
的なシステムの！ｆＩＩ築が可能であるという効果が有
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の回路構成図、第２図〜第４図
は同上の動作説明図であり、１　ａ、　１　ｂはＴＶカ
メラ、５　ａｔ　Ｓ　ｂは変化画素検出部、６　ａ、　
６　ｂは投影計算回路、７　ａｔ　Ｔ　ｂは形状判定回
路、８は位置検出回路、９は形状判定回路、１０は変化
物体同定回路、１１はＳき検出回路、１２は異常判定回
路、１３は条件設定部である。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第２図 第３図 一×１ 第４図 −刈

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに重なる領域を異なった角度から撮像する複
   数のＴＶカメラと、夫々のＴＶカメラ毎に現画像と基準
   画像とを比較し変化物体を検出する手段と、基準画像に
   対して現画像の変化物体の位置、大きさあるいは形状を
   識別する第１の手段と、変化物体の水平平面上の位置、
   大きさあるいは形状等の出現状態を識別する第２の手段
   と、上記第１の手段により夫々識別された各ＴＶカメラ
   に対応する変化物体が同一の変化物体であるかどうかを
   識別する変化物体同定手段と、該変化物体同定手段によ
   り同一変化物体と識別された変化物体の上記第２の手段
   にて識別された出現状態が予め定めた異常判定条件に該
   当した時警報を発する手段とを備えたことを特徴とする
   画像監視方式。
2. （２）上記変化物体同定手段では現画像の更新毎に各Ｔ
   Ｖカメラに対応する変化物体が同一の変化物体であるか
   どうかを識別することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の画像監視方式。
3. （３）上記異常判定条件は変化物体の動きの方向、速さ
   、出現位置などの条件からなり、これら条件のうちの組
   合わせ或いは単一の条件で異常判定を行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の画像監視方式。
4. （４）上記第１の手段としては各ＴＶカメラ毎の基準画
   像に対する現画像の差画像のＸ軸方向、Ｙ軸方向への夫
   々の投影により各ＴＶカメラに対応する変化物体の位置
   、大きさ、形状を求めることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の画像監視方式。
5. （５）ＴＶカメラとして２台用い、これらのＴＶカメラ
   の撮る方向が直交する方向となるようにこれらＴＶカメ
   ラを設置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の画像監視方式。
6. （６）水平平面上の変化として検出されない既知の遮蔽
   物、障害物等の存在を登録、設定しておき変化物体の移
   動中に変化が検知できないＴＶカメラが存在したり或い
   は水平平面上の変化物体の位置や形状が求められない場
   合上記登録、設定したデータより状況を推定して変化物
   体を追跡することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の画像監視方式。