JPH03138596A - 移動物体検出装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は移動物体検出装置に関し、詳しくは、テレビカ
メラなどの二次元画像センサで撮像した画像の所定時間
間隔における輝度変化に基づき移動物体を検出する移動
物体検出装置に関する。

〈従来の技術〉 警備や監視システムにおいて各種の移動物体検出装置が
使用されているが、従来では赤外線光電センサ、ループ
スイッチ、振動スイッチなどによる一次元センサを用い
たものが主であり、これらのセンサによる検知エリアが
狭く、点又は線上の一次又は二次元的な狭い領域での移
動物体の検出しか行うことができなかった。

このような−次元センサでは困難であった三次元的な広
い領域における移動物体の検出を行うことで、人間の目
で監視している状況により近づけて広域の警備、監視を
行う監視システムのセンサとして、テレビカメラのよう
な二次元画像センサを用い、撮像した画像から移動物体
を特定する方式が考えられている。

しかしながら、この種の移動物体検出では、テレビカメ
ラで撮像した画像を監視員が常時監視して移動物体を発
見する有人システムであるか、或いは、かかる画像を一
旦ビデオテープレコーダで録画しておいて、後で再往画
像から移動物体を発見するシステムであった。ここで、
画像としては動画であったり、或いは、経済性を考慮し
て所定時間毎の静止画とすることも考えられるが、いず
れの場合も、最終的には人間の目で移動物体の有無を判
断することになっている。

このため、特にリアルタイムで移動物体の有無を検出す
る場合には、常時モニタを監視する必要があって監視員
の負担が大きくなり、特に複数箇所に設けたカメラそれ
ぞれのモニタを同時に監視する場合には侵入者等の移動
物体の存在を見逃す惧れもあった。

かかる問題点を解消する移動物体検出装置として、二次
元撮像センサによって撮像したアナログ画像信号をデジ
タル画像信号に変換し、このデジタル画像信号の現時点
のものと所定時間前の時点のものとを比較し、２つの画
像信号間での輝度差発生に基づいて移動物体を自動的に
検出するものが先に提案されている（特開昭６１６５４
８６号公報等参照）。

即ち、撮像された画像の中で移動する物体がない場合に
は、現時点と所定時間前の画像とは路間−の画像が得ら
れるはずであり、大きな輝度変化が発生しないが、例え
ば無人の空間に人物が侵入すると、侵入前と侵入後では
人物の撮像によって画像データ間に大きな輝度差が発生
するため、このような輝度差の発生を捉えることで移動
物体の有無を検出するものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記のように二次元撮像センサを用いた無人
監視システムでは、僅かな輝度変化や僅かな面積の輝度
変化を検知すると誤報の原因となってしまうため、例え
ば、画像の中で検出領域から除外する部分（マスク領域
）を設定すると共に、検出領域の中でも所定以上に輝度
変化した面積が所定以上にならないと輝度差の発生と認
めないようにするための各種検出条件を設定して、真に
検出したい移動物体のみが検出できるようにしている。

しかしながら、例えば、二次元撮像センサとして用いる
テレビカメラから近い距離と遠い距離とにおいて同じ移
動物体を検出しようとすると、移動物体がカメラから近
距離にある場合には、移動物体が大きく撮像されるため
に、同じ移動速度及び比較時間であっても遠距離にある
場合よりも輝度差が発生する面積が太き（なるから、移
動物体がカメラの近距離を移動する場合には比較的大き
な輝度変化面積を検出するようにして、僅かな面積の輝
度変化に対しては無効とすることが望ましいが、逆に移
動物体がカメラから遠距離を移動するときには、移動物
体が小さく撮像されるために、輝度差が発生する面積も
小さくなって、近距離に適合して無効とする輝度変化面
積を比較的大きく決定しであると、遠距離を物体が移動
すると検出されない慣れがあり、逆に、遠距離に適合し
て無効とする輝度変化面積を小さく設定しであると、カ
メラから近距離では検出したい物体よりも小さな物体の
移動が検出されて誤報の原因となってしまう。

また、検出画像中に明部と暗部とが両方存在する場合に
も、いずれか一方の明るさに対応した条件設定しか行え
ず、明部と暗部との両方で検出精度を確保することが困
難であった。

このように、従来では、監視場所、監視状況に応じてき
め細かな条件設定を行うことができず、特に上記のよう
にカメラから遠近の広い範囲において移動物体を検出し
ようとしたり、明部と暗部との両方がある場合には、遠
近又は明暗それぞれでの検出精度を両立させることがで
きないという問題があった。

また、特に展示品の盗難等を監視するシステムなどの静
止物体の有無を単純に監視するものでは、例えば展示品
を撮像した画像を記憶保持させておき、その後一定時間
毎に取り込んだ最新画像と、前記記憶保持させている画
像とを比較し、展示品の有無を監視するよう構成し、比
較対照される画像の輝度差が展示品の有無により継続し
て発生ずるようにして、展示品等の静止物体の有無を検
出する方式も考えられている。

しかしながら、上記のような場合では、長時間前の画像
と、現時点の画像とが比較されることになり、例えば比
較する基準の画像を記憶させてから時間経過と共に例え
ば窓から室内に差し込む光線量が変化すると、かかる周
囲の明るさのゆっくりした変化を長い時間間隔で比較す
ることになるから、比較される画像間では大きな輝度差
が発生し、この輝度の変化を監視対象の有無による輝度
変化と間違えて誤報を発する惧れがあり、監視場所や監
視状況によっては検出精度を確保できなくなる惧れがあ
った。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、所定時
間前の時点における画像と、現時点における画像との輝
度を比較処理するに当たって、監視場所や監視状況に対
応した輝度差分出力の処理が行えるようにすると共に、
長時間間隔の画像比較による移動物体検出での周囲環境
変化による誤報の発生を防止し、監視場所や監視環境に
左右されずに精度の良い検出が行えるようにすることを
目的とする。

〈課題を解決するだめの手段〉 そのため本発明では、二次元撮像手段を備え、この二次
元撮像手段により撮像された現時点における画像信号と
所定時間だけ前の時点における画像信号とを比較して輝
度差分出力を取り出し、この輝度差分出力に基づいて撮
像された画像中の移動物体を検出する移動物体検出装置
において、輝度差分出力の処理条件を複数種備え、それ
ぞれの処理条件に基づいて輝度差分出力を並行処理して
移動物体の検出を行うよう構成した。

ここで、輝度差分出力を画素単位毎のデジタル信号とし
て出力するよう構成することが好ましい。

また、前記処理条件として、輝度差発生を特定する輝度
差のしきい値と、輝度差発生が特定された画素の無効数
を特定する画素数のしきい値と、画像の中で検出領域か
ら除外する部分を指示するマスク領域マツプとを少なく
とも含むようにしても良い。

一方、現時点の画像信号と比較される所定時間だけ前の
時点における画像信号として、一定時間毎に記憶更新さ
れる画像信号と、所定時刻の時点から記憶保持される画
像信号とを備え、これらの画像信号と現時点における画
像信号とをそれぞれ比較して得た輝度差分出力から共に
移動物体が検出されたときにのみ移動物体検出信号を出
力するよう構成した。

く作用〉 かかる構成によると、二次元撮像手段により撮像された
現時点の画像信号と、前記二次元撮像手段により撮像さ
れた所定時間前の時点の画像信号とが比較されて輝度差
分出力が取り出される。ここで、前記輝度差分出力を処
理する処理条件が複数種備えられており、それぞれの処
理条件に基づく処理が並行して実行され、それぞれの処
理結果に基づいて移動物体の検出が行われる。即ち、現
時点の画像信号と所定時間前の時点の画像信号とを比較
して得られる輝度差分出力が、１つの処理条件のみに基
づいて処理されるのではなく、異なった複数種の処理条
件それぞれに基づき処理され０ ることにより、種々の検出条件に対応した処理を並行し
て実施し、誤検出の回避と検出精度の確保との両立が図
れるようにした。

ここで、画像信号比較に基づく輝度差分出力が画素単位
毎のデジタル信号として出力されるよう構成されるとき
には、微小な輝度差発生を無効として輝度差発生を特定
するための輝度差のしきい値と、輝度差発生が特定され
た画素の無効数を特定し、微小面積の輝度変化を無効と
するための画素数のしきい値と、画像中で検出領域から
除外し輝度差分出力があっても無効とする部分を指示す
るマスク領域マツプと、を処理条件とし、マスク領域マ
ツプで指示される検出除外部分以外の検出領域において
、輝度差のしきい値を越える輝度差が発生した画素を輝
度差発生として特定し、かかる輝度差発生（輝度変化）
が特定された画素数から画素数しきい値を越えるものを
、輝度差発生が特定された画素の有効数として取り扱う
ようにする。

また、現時点の画像信号と比較される所定時間１ だけ前の時点における画像信号として、一定時間毎に記
憶更新される画像信号と、所定時刻の時点から記憶保持
される画像信号とを備えるようにし、これらの画像信号
と現時点における画像信号とをそれぞれ比較して輝度差
分出力を得て、それぞれの輝度差分出力に基づいて移動
物体検出を行わせる。そして、それぞれの輝度差分出力
から共に移動物体が検出されたときにのみ移動物体検出
信号が出力され、輝度差分出力の一方だけから移動物体
が検出されたときには、かかる移動物体検出を無効とし
て検出信号を出力しない。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

第１実施例を示す第１図は、特定の監視場所における移
動物体の存在を外部に警報する監視システムを示すもの
であり、ＣＣＤ等を用いた固体撮像素子等からなる二次
元撮像手段としての二次元撮像センサ１は、前記特定の
監視場所に向けて設置されるものであり、前記監視場所
を撮影してアナログ画像信号を出力する。

２ 二次元撮像センサ１から出力されるアナログ画像信号は
、クランプ回路２でクランプされながらＡ／Ｄ変換器３
でデジタル画像信号に変換され、例えば画素毎の輝度を
８ビツトで表される２５６階調に量子化する。

最新の（現時点の）デジタル画像信号Ｂは、ビデオメモ
リ４に記憶されている所定時間ΔＴ前のの時点における
画像Ａと画素毎に比較され、画素毎の輝度の階調差Ｃ（
輝度差分出力）が演算される。ここで、画素をＸ、Ｙ座
標で表すものとすると、前記階調差（輝度差）Ｃは、ｃ
　（ｘ、　ｙ）　＝Ａ　（Ｘ、Ｙ）−Ｂ　（Ｘ、Ｙ）ｌ
となる。

ビデオメモリ４に記憶される１画像が最新画像と比較さ
れると、かかる最新画像が新たな記憶画像としてビデオ
メモリ４に記憶されるようになっており、ビデオメモリ
４に記憶される画像は前記所定時間ΔＴ毎に更新される
。

最新画像（比較画像）とビデオメモリ４に記憶されてい
る所定時間ΔＴ前待時点画像（基準画像）との画素単位
の階調差Ｃ（Ｘ、Ｙ）が演算されると、外部から任意に
設定される輝度差のしきい値である階調差ｊと前記階調
差Ｃ（Ｘ、　Ｙ）とが画素毎に比較され、前記階調差ｊ
以上に輝度が変化した画素のみを選択して、輝度変化し
た画素（データとして１がセットされる）と輝度変化し
なかった画素（データとしてＯがセットされる）とに区
分して全画素を２値化したデータＤ　（Ｘ、Ｙ）とする
。従って、所定時間ΔＴにおいて輝度が変化しても、そ
の変化が階調差ｊ未満である画素については、輝度変化
が無かったものとして取り扱われることになり、自然現
象その他による移動物体とは無関係な輝度変化を誤検出
しないようにする。

上記のようにして所定時間ΔＴ内における輝度変化の有
無によって全画素を２値化すると、次には、これも外部
から任意に設定されるマスクメモリ５に記憶されている
マスク領域マ・ンプＭにより、監視対象としない領域内
における輝度変化検出を無効とする。具体的には、例え
ば輝度変化があった画素を１、輝度変化がなかった画素
を０に設定３ ４ し、かつ、監視対象としないマスク画素を１、監視対象
する非マスク画素をゼロに設定した場合には、マスク領
域を示すＭ（Ｘ、Ｙ）の論理否定と、輝度変化検出の有
無を示すＤ　（Ｘ、Ｙ）との論理積をとって、監視対象
とする領域のみで輝度変化があった画素Ｅ　（Ｘ、　Ｙ
）　＝Ｄ　（Ｘ、　Ｙ）　　・ｒＹＴ’７）のみを抽出
する。前記のようにマスク領域を設定することで、検出
対象以外の物体の移動（動き）が検出されると予測され
る領域を監視対象から除外し、誤報が発せられることを
回避する。

そして、エラー画素カウンタ６は、監視対象領域で、然
も、階調差３以上の輝度変化があった画素、即ち、Ｅ　
（Ｘ、　Ｙ）　＝１である画素数Ｅｎ＝カウントアツプ
された画素数Ｅｎ（エラー画素数）は、外部から任意に
設定されるアラーム下限画素数ｋ（画素数のしきい値）
と比較され、カウントアツプされた画素数Ｅｎが前記ア
ラーム下限画素数ｋを越えるときにのみアラーム信号Ａ
　Ｌを出力する。即ち、監視対象領域で、然も、階調差
ｊ以５ 上の輝度変化があった画素が少ないとき、換言すれば、
階調変化があった画面中の面積が小さいときには、例え
ば検出対象の移動物体よりも小さな物体の移動が検出さ
れた場合などであるから、これを所望移動物体の検出と
すると誤報となってしまうから、小さい面積の輝度変化
についてはこれを無効とするものである。これにより、
映像ノイズ等の移動物体とは無関係な輝度変化を除去で
き、また、動く物体が画像中にない場合に輝度変化画素
がゼロでない値をとっても、アラーム信号Ａ　Ｌが発信
されないように処理できる。

カウントアツプされた画素数Ｅｎが前記アラーム下限画
素数ｋを越えてアラーム信号ＡＩ、が出力されると、ア
ラームカウンタ７は、このアラーム信号Ａ　Ｌをカウン
トし、外部から任意に設定可能な連続回数ｌとアラーム
信号ＡＬのカウント値とを比較し、連続回数２以上連続
してアラーム信号ＡＬが出力されると、外部にアラーム
を発して移動物体の検出を知らせる。

このように、アラーム信号ＡＬ毎に外部に警報６ するのではなく、所定回数以上連続した場合にのみ外部
に警報を発するようにすることで、例えば監視場所での
照明のオン・オフなど単発的な現象によって外部にアラ
ームが出力されることを回避できる。

尚、アラーム信号ＡＬが所定時間以上に途絶えたときに
は、カウント数がゼロリセットされ、途切れ途切れのア
ラーム信号Ａ　Ｌがカウントアツプされて、その結果が
移動物体の検出として外部に出力されることを防止する
ようにしである。

また、ビデオメモリ４上の記憶画像と比較される最新画
像の取り込みは、外部から任意に設定される比較間隔ｉ
によって可変制御でき、例えばフィールド周波数を６０
ＨｚとするＮＴＳＣ方式に準拠する場合には、例えば３
３ｍ５毎のフレーム画像を最小単位とし、最短では３３
ｍ５毎に画像を比較し、３３ｍ５の倍数で比較時間を長
く設定できるよう構成し、画面中を移動する物体の速度
が速いときには比較間隔を短く、また、遅いときには比
較間隔を長くする。

尚、ビデオメモリ４に対する記憶画像の更新タイミング
は、前記最新画像の取り込み周期と同期させて、常、時
前回取り込んだ画像と最新画像とを比較するようにして
も良いが、ビデオメモリ４に記憶する画像の更新を画像
取り込みの何回かに１回として、ビデオメモリ４上の画
像がその後何回かの最新画像と比較されるようにしても
良く、また、所定時刻に取り込んだ画像信号をその後リ
セットされるまでの間だけ記憶保持し、この記憶した画
像信号を更新することなくその都度の最新画像信号と比
較するようにしても良い。

ところで、上記のように、階調差ｊ、マスクメモリ５上
のマスク領域Ｍ、アラーム下限画素数ｋ。

連続回数！、比較間隔ｊは、外部から任意に設定可能な
検出条件（輝度差分出力の処理条件）であり、例えば装
置に付属されたモニタ上にそれぞれ数値又は領域として
表示され、監視場所や監視状況に応じて任意に設定でき
るようにするが、本実施例では、輝度差分出力を得てか
らアラーム下限画素数にと比較してアラーム信号を出力
するまで７ ８ のシステム構成をパラレルに２系統備えており、前記比
較間隔ｉを除くその信金ての検出条件からなる処理条件
として２つのパターン設定ができるようになっており、
画像をそれぞれのパターンに従って並行処理して移動物
体検出を行えるよう構成されている。

かかる２つの処理条件による移動物体検出における検出
パターンを第２図及び第３図の図面に具体的に示してあ
り、第１図を参照しつつ説明する。

尚、第２図及び第３図では、説明を簡略化するために、
画素数及び階調を実際よりも縮小して示しである。

第２図において、階調差ｊが条件設定■ではｊ＋＝８９
条件設定■ではｊ２−４、マスク領域Ｍが、マスクメモ
リ５ａに記憶される条件設定Ｉ　（Ｍｌ）では画面の左
半分、マスクメモリ５ｂに記憶される条件設定ＩＩ（Ｍ
りでは画面の右半分、アラーム下限画素数（エラー画素
数下限）ｋが条件設定Ｉではｋｌ＋条件設定■ではｋｚ
　　（＞ｋ、）としである。

９ ここで、各画素の輝度を示す階調の数値が大きくなるに
従ってより明るい状態を示すものとすると、ビデオメモ
リ４に記憶されている基準画像は、右半分が比較的明る
い画像であり、これに対し最新の比較画像は、各画素の
階調が５階調だけプラスされた全体的に明るさの増した
画像である。このため、差分画像（輝度差分出力）とし
ては、各画素が５階調で表されることになる。

次に、検出された輝度変化が所定以上であるか否かを、
階調差ｊに基づいて判別することになるが、上記のよう
にここでは２つ処理条件がパラレルに設定されており、
それぞれの条件に基づく処理を並行して行う。

即ち、条件設定■では階調差ｊ、が８に設定されている
から、８階調以上の変化がないと輝度変化があったと認
められず、今回のように各画素が一様に５階調だけ変化
した場合には、画面全体に輝度変化がなぁ・ったものと
して各画素には輝度変化がなかったことを示すゼロがセ
ットされる。

方、条件設定■では階調差ｊ２が４に設定されて０ いるから、今回のように各画素が一様に５階調だけ輝度
変化した場合には、全画素について輝度変化があったと
認められ、各画素には輝度変化があったことを示す１が
セットされる。

このようにして輝度差分画像（輝度差分出力）が階調差
ＪＩ＋Ｊｚに基づき輝度変化有りと輝度変化無しとを示
す２値化画像に変換されると、次に、監視領域から除外
するマスク領域Ｍ（マスク領域マツプ）に基づく処理で
あるが、条件設定■ではマスク領域Ｍ＋が画面の左半分
に設定されているが、前述のように画面全体で輝度変化
が認められた画素が存在しないから、マスク処理は無効
であり、輝度変化が最終的に認められるエラー画素は存
在しないことになる。

また、条件設定■では、マスク領域Ｍ２が画面の右半分
に設定されるから、この領域に含まれる画素については
輝度変化が検出されていても無効とされ、残る左半分の
画素が最終的に輝度変化が認められ、結果、条件設定■
では画面の左側半分の画素に対して輝度変化があったこ
とを示す１がセットされる。

このようにして最終的に輝度変化が認められる画素（エ
ラー画素）が決定されると、次には、かかるエラー画素
の数が画像毎にそれぞれのエラー画素数カンウタ６ａ、
６ｂでカウントされて、そのカウント数がアラーム下限
画素数（エラー画素数下限）ｋｌ、に２を越えるか否か
によってアラーム信号ＡＬの発生が制御される。条件設
定■での処理では、エラー画素が全く認められなかった
ので、アラーム信号ＡＬは発信されず、条件設定■で設
定されているアラーム下限画素数（エラー画素数下限）
ｋ２よりも、ここでのエラー画素数である６が大きけれ
ばアラーム信号ＡＬが発信される。

それぞれの処理条件に基づいて輝度差分出力を処理した
結果であるアラーム信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）は、ＯＲ
回路８に入力されるようになっており、２つの処理条件
に基づく２つ処理を並行して行った結果、少なくともい
ずれか一方からアラーム信号が出力されれば、このアラ
ーム信号をア１ ２ ラームカウンタ７がカウントして、ががるカウント数が
連続回数℃を上回ると、外部に移動物体検出信号として
アラームを発信する。

尚、第１図では、アラーム信号ＡＬの連続回数ｌについ
ては共通に用いるようにしているが、各条件毎にアラー
ムカウンタ７を設けて全く独立に外部にアラームを発信
できるようにして、連続回数℃についても条件設定■と
条件設定■とで数値を変化させることにより、条件設定
毎に輝度変化画素数が所定以上であると判別された連続
画面数（連続アラーム信号）に対する外部への警報出力
の鋭敏さを調整することができる。また、監視条件によ
っては、２つ処理条件の両方で移動物体が検出されたと
きにのみアラーム信号ＡＬを出力するよう構成したり、
一方からのみ移動物体が検出されたときにのみアラーム
信号を出力するよう構成しても良い。

第３図に示すものでは、上記と同し条件設定Ｉ。

■及び基準画像で異なる比較画像による場合の処理を示
すものであり、第２図では、比較画像が画３ 面全体に一定階調分だけ明るさの増した画像であったの
に対し、第３図に示す比較画像は、左右端の画素列以外
の中央列部分の画素が１０階階調度だけ明るさを増した
場合である。このため、差分画像は、中央の縦２列の画
素列に対して、１０階調の輝度変化が設定されている。

そして、前述と同様にかかる差分画像が条件設定■と条
件設定■とで並行処理されるが、今回の輝度変化が条件
設定Ｉ及び条件設定■の階調差ｊを共に上回る１０階調
であるから、階調差ｊをしきい値とする階調差の２値化
処理では、条件設定Ｉ及び条件設定■で１０階調の階調
変化が認められた画素それぞれに１がセットされること
になり、条件設定Ｉ及び条件設定■で、中央の縦２列の
画素列に対して１が設定された同じ２値化画像が得られ
る。

また、マスク領域は、条件設定Ｉでは画面の左側半分を
マスク領域とし、条件設定■では画面の右半分をマスク
領域とするから、マスク処理された画面は、条件設定Ｉ
では中央の縦２列の画素列４ のうちの左側の画素列がマスクされて右側の画素列のみ
が輝度変化が検出された画素として最終設定され、また
、条件設定■では中央の縦２列の画素列のうちの右側の
画素列がマスクされて左側の画素列のみが輝度変化が検
出された画素として最終設定される。

従って、マスク処理されて残った画素は異なるものの、
条件設定■及び条件設定■共に、監視領域において輝度
変化が認められた画素は３画素ということになるが、こ
の３画素が、条件設定Ｉではアラーム下限画素数（エラ
ー画素数下限）ｋＩを上回るためにアラーム信号ＡＬが
発信されるが、条件設定■では前記３画素がアラーム下
限画素数（エラー画素数下限）ｋ２を下回るためにアラ
ーム信号Ａ　Ｌは発信されない。このように、同じ数の
エラー画素数が検出されても、第３図の場合のように条
件設定■と条件設定■とで階調差ｊを変えであることな
どから、アラーム下限画素数にの条件を変え、大きな輝
度変化のみが検出される処理条件では少ない画素数でア
ラーム信号ＡＬを発信させ、また、比較的小さい階調差
でも検出される処理条件ではより大きな画素数が検出さ
れないとアラーム信号ＡＬが発信されないようにしであ
る。

上記のように差分画像の処理条件を２種類備え、それぞ
れの条件に基づく検出処理を並行して実行するようにす
れば、監視場所や監視状況に応じて細かな条件設定が行
え、誤検出や検出漏れを回避して精度の良い移動物体検
出が行える。

例えば、同じ移動物体がセンサ１から遠い位置を移動す
る場合と比較的近い位置を移動する場合との両方を検出
しようとするときなどでは、遠距離では移動物体が小さ
く映り、また、近距離では移動物体が大きく映るから、
遠距離検出用の処理条件としては監視領域を狭めてその
中で比較的少ない画素数が輝度変化を示してもアラーム
が発信されるようにし、また、近距離検出用の処理条件
としては監視領域を広げてその中で比較的大きな画素数
が輝度変化したときだけアラームを発信させるように、
条件を遠距離検出用と近距離検出用５ ６ とで２つ備えるようにすれば、遠近両方で移動物体を精
度良く検出できる。更に、画面が明暗に分かれるような
ときでも、マスク領域マツプで明部又は暗部をマスク処
理することにより、それぞれの部位に対応した処理条件
を設定し、明暗それぞれで精度良く移動物体を検出でき
る。

また、上記実施例では、マスク領域を反転させそれぞれ
異なる領域を監視領域とする２つの処理条件について述
べたが、比較的大きな監視領域と、これに含まれる比較
的小さな監視領域とでそれぞれ条件設定を変えて処理し
ても良く、更に、一部が重複する監視領域それぞれで異
なる処理条件を設定することもできる。

尚、上記実施例では、説明を簡略化するために画素数を
１６〜２０程度としであるが、実際には、敵方画素の固
体撮像素子を用いることになる。但し、検出精度の確保
と誤報の回避とをバランスさせ得る画素数としては、１
５０００〜１６０００程度の画素数が適当であることを
実験から得ている。

また、上記実施例では、マスク領域・非マスク７ 領域を画面の左右又は上下で分けたが、複数領域をマス
ク領域或いは非マスク領域として設定することも可能で
あり、また、マスク領域・非マスク領域は四角形に限ら
ず画素を最小単位として連続曲線で囲んで指示すること
も可能であり、更に、マスク領域・非マスク領域を複数
箇所指示することも可能である。

更に、検出・処理条件の設定が一旦なされると、頻繁に
条件を変更することはないから、モニタを含む条件設定
部と、設定された条件に基づき移動物体を検出する検出
部とが２分割できるようにして、検出条件を設定したら
検出部のみをセンサ１（テレビカメラ）と共に監視場所
に設置するようにしても良い。

この場合、設置後は、条件設定部を用意しないと条件設
定が変更できないことになり、不用意な条件変更により
監視装置の信転性を損なうことを防止できると共に、条
件設定部を複数の検出部に対して共用してコスト低減を
図れ、また、設置される検出装置の小型化も図れる。

８ 条件設定部を接続して行う検出条件の設定においては、
ボタン操作等で可変設定される検出条件がモニタ上に数
値として表示されるように構成する一方、実際の検出結
果（エラー画素数等）も監視場所の画面と共にモニタ上
に数値として表示されるようにすれば、監視場所・監視
状況に応じた条件設定が容易に行える。

また、上記実施例では、検出条件を２種類設定し、これ
らに基づき２種類の処理を並行して行う構成としたが、
検出条件は２種類に限るものでないことは明らかであり
、ハードウェア構成の増大又はソフトウェアによる演算
処理の負担増大はあるものの、処理条件を３種類以上備
えるようにしても良い。

本発明の第２実施例を示す第４図では、基準画像を２種
記憶するために２つビデオメモリ４ａ。

４ｂを備えており、現時点の画像信号は、前記２つのビ
デオメモリ４ａ、４ｂにそれぞれ記憶されている所定時
間前の時点の画像と比較されて２つの輝度差分出力がそ
れぞれに出力される。そして、かかる輝度差分出力は、
それぞれの処理条件（階調差ｊ、マスク領域Ｍ、アラー
ム下限画素数ｋ）に基づいて処理され、最終的には前述
のようにエラー画素数Ｅｎがアラーム下限画素数ｋを上
回っていればアラーム信号を出力するが、２つの輝度差
分出力に基づく処理結果（アラーム信号のＯＮ・０ＦＦ
）は、論理積回路１０に入力されるようになっており、
２つの輝度差分出力を処理した結果、共にアラーム信号
を出力したときにだけアラームカウンタ７にアラーム信
号を出力するようになっている。

ここで、ビデオメモリ４ａ側に記憶される基準画像は、
例えば比較間隔ｉで決定される最新画像の読み込み周期
毎に更新されるなどして微小時間（一定時間）毎に記憶
更新されるものであるのに対し、ビデオメモリ４ｂ側に
記憶される基準画像は、タイマー９からのトリガー信号
により所定時刻で撮像された画像信号を記憶保持するも
のである。

即ち、ビデオメモリ４ａ側では一定時間間隔で９ ０ 画像信号が比較されるが、ビデオメモリ４ｂ側では、時
間の経過と共に時間間隔を長くして画像信号が比較され
ることになり、ビデオメモリ４ｂ側には例えば監視対象
であるスペースの無人状態の画像や、展示品の画像を記
憶させておき、前記スペースに侵入者がある場合や、展
示品が盗難などによって設置位置から取り去られたとき
には、かかる正常状態の画像信号と侵入者が撮像された
り展示品のない異常画像とが比較されることにより、侵
入者又は展示品の有無による輝度差分出力を得て警報を
発するものである。

ところで、上記のようにして長時間前の画像と現時点で
の画像とを比較する場合には、日の陰り等のゆっくりし
た自然環境条件の変化であっても、大きな変化として捉
えられてしまって誤報を発する慣れがあるため、ビデオ
メモリ４ａ側の記憶画像（基準画像）を一定時間毎に更
新して行われる微小時間毎の画像比較を併用することで
上記のような誤報の発生を防止するようにしている。

周囲の明るさのゆっくりした変化を長い時間間１ 隔で監視すれば、大きな輝度変化が検出されることにな
ってしまうが、微小時間毎に画像比較を行うものでは、
前記のようなゆっくりした環境条件変化は、輝度差ｊ等
によってその影響を排除することができるため、微小時
間間隔の画像比較では、長い時間間隔の画像比較に比べ
て侵入者や展示品の有無による明確な輝度差分出力を発
生させ難いものの、ゆっくりした環境変化には影響され
ない。

このため、両者の検出結果が一致して移動物体の検出を
示すときにのみ、真の移動物体を検出したものであると
認めるような構成にしておけば、長い時間間隔での画像
比較における環境変化影響の排除が行えるものである。

第５図及び第６図は上記のような２つの基準画像による
移動物体検出における処理内容を、画像の画素レベルで
示すものである。

まず、第５図では、所定時刻に撮像されて記憶保持され
ている基準画像ａに対して、比較画像（現時点の画像信
号）はその輝度レベルが全体的に１０階階調度増大して
いる。これに対し、前記比較２ 画像の所定微小時間前に撮像されて記憶されている基準
画像すは、比較画像と殆ど変化のないものである。この
ため、２つの基準画像と最新の比較画像とを比較して得
られる輝度差分出力は、基準画像ａと比較した方が、全
画素が１０階階調度に設定されるのに対し、基準画像す
と比較される側の輝度差分出力は、全体がゼロに設定さ
れる。

ここで、輝度変化を特定するための階調差ｊとして基準
画像ａ側で８階調、基準画像す側で４階調を設定しであ
ると、基準画像ａと比較された側では、輝度変化があっ
たことを示す１が全画素に設定されるが、基準画像すと
比較された側では、輝度変化が無かったことを示すＯが
全画素に設定されて、それぞれに輝度変化の有無を示す
２値化画像に変換される。

また、前記２値化画像から監視領域に含まれない領域を
マスクするためのマスク画像（マスク領域）が、ここで
は両方共に画面の左半分に設定されており、画面の右半
分の領域のみを監視領域とするから、マスク処理を施す
と、基準画像ａと比較して得た２値化画像は、画面の右
半分に輝度変化が認められた画像となり、基準画像すと
比較して得た２値化画像は、元々輝度変化が画面全体で
認められなかったから、画面全体に輝度変化が無かった
ものとされる。

ここで、輝度変化が認められた画素数（エラー画素数）
の無効数に、を、基準画像ａと比較して得られたエラー
画素数が上回ったときには、アラーム信号が出力される
が、一方の基準画像すに基づく輝度差分出力ではエラー
画素数がゼロであるから、アラーム信号は出力されず、
これらの結果が入力される論理積回路１０の出力は、ア
ラーム信号を発信しないことになる。

第５図に示すような例は、例えば、基準画像ａを記憶さ
せた時点での周囲明るさよりも現時点における明るさが
全体に増大し、かつ、移動物体がない場合のものであり
、周囲の明るさのゆっくりした変化が捉えられ基準画像
ａに基づく検出ではアラーム信号を出力するが、基準画
像すに基づく微小時間間隔での画像比較では、輝度゛変
化が殆ど３ ４ なく移動物体が認められないから、前記基準画像ａ側の
アラーム信号は前述のように周囲環境の変化を捉えたも
のであると推定されて、この場合には、移動物体を検出
したと認められず、誤報が回避される。

また、第６図に示す場合では、同じ基準画像ａに対して
、比較画像は画面の左右両端の画素列では１０階調の輝
度変化があり、中央の縦２列の画素では２０階調の輝度
変化を示している。一方、基準画像すと比較画像との比
較では、画面の左右両端の画素列では輝度変化がないの
に対し、中央の縦２列の画素例では１０階調の輝度変化
を示している。

このため、階調差ｊを基準画像ａ側で８．基準画像す側
で４とすると、基準画像ａ側ではエラー画素が画面全体
となり、また、基準画像す側ではエラー画素は中央の縦
２列の画素例のみとなる。

そして、かかるエラー画素に対して前記第５図と同様な
画面左半分のマスク処理を施すと、基準画像ａ側では画
面の右側半分がエラー画素として残り、基準画像す側で
は中央の縦２列の画素例の５ うちの右側の画素列のみがエラー画素として残る。

ここで、前記のようにしてマスク処理後も残ったエラー
画素の数が、共に所定のアラーム下限画素数に、、に２
を上回っていると、両方からアラーム信号が論理積回路
１０に出力されて、論理積回路１０はアラーム信号をア
ラームカウンタ７に出力する。

即ち、第６図に示す例は、長い時間間隔の画像比較にお
いて周囲の明るさ変化等により画面全体での輝度増大が
あるものの、かかる輝度変化には移動物体による輝度変
化分も含まれており、かかる移動物体による輝度変化が
微小時間間隔の画像比較で捉えられているものであり、
この場合、ゆっくりした環境変化に影響されない微小時
間間隔の画像比較により移動物体の存在が検出され、然
も、長い時間間隔の画像比較においても輝度変化が認め
られていることから、監視対象の移動物体の移動（有無
）とは無関係な周囲環境等の輝度変化のみとは認め難く
、真に移動物体が検出されたものとするものである。

６ 長い時間間隔の画像比較では、前述のように周囲の明る
さが変化した場合に、この周囲環境の変化を移動物体と
して検出してしまい、移動物体によるものであるか、周
囲環境の変化によるものであるかを明確に区別すること
が困難であるが、短時間間隔の画像比較ではゆっ（すし
た周囲環境の変化に影響され難いから、長い時間間隔の
画像比較で得られた輝度差分出力が周囲環境の変化のみ
によるものであるか、又は、移動物体の検出による輝度
変化分を含むものであるかを、短時間間隔での画像比較
で判別できるものである。

尚、上記のように基準画像を２種類備える場合でも、処
理条件を２種類備えてそれぞれパラレルに実行されるよ
うになっており、例えば侵入者等の移動物体があるとき
には基準画像ａとの比較の方が移動物体の全く撮像され
てない画像と比較することにより、物体に動きがなくと
も輝度差分出力が得られるから、基準画像す側の処理条
件に比べ、階調差ｊ等の条件を基準画像ａ側ではより厳
しく設定することができる。

ここで、一定時間間隔で基準画像が更新される場合及び
所定時刻の基準画像が保持される場合における実際の画
像に対する差分画像の状態を、第７図及び第８図に従っ
て説明する。

第７図は基準画像が画像比較毎に更新される場合であり
、無人の部屋（Ａ）に何者かが入室すると（Ｂ）、無人
状態と侵入者が撮像された状態との差分画像として侵入
者が抽出されてアラーム信号が出力される。また、侵入
者が部屋の中で移動すると（Ｃ）、移動前後でやはり差
分画像が発生し、アラーム信号が出力される。但し、侵
入者が部屋の中で移動を停止して静止すると（Ｄ）、短
時間間隔で輝度差が発生しないからアラーム信号は出力
されないが、侵入者がその場で腕を上げるなどすると（
Ｅ）、腕を下げていた状態と上げた状態とで差分画像が
発生し、アラーム信号が出力される。更に、侵入者が退
室すると、侵入者が存在した画像と、無人状態との比較
により差分画像が発生し、アラーム信号が出力される。

第８図は基準画像を更新しないで記憶保持する７ ８ 場合を示し、基準画像としては、四角形の物体が無人の
部屋に置かれている状態としである。

このような基準画像に対して、何者かが入室すると（Ａ
）、基準画像にない侵入者の撮像により差分画像が発生
してアラーム信号が出力され、かかる侵入者の有無によ
る差分画像の発生は、侵入者が監視視野内で動いた場合
は勿論、静止しても、侵入者が退室するまで継続される
（Ｂ）〜（Ｄ）。

また、侵入者が前記四角形の物体を移動させると、この
物体の移動によっても差分画像が発生し、侵入者が物体
を元の位置から移動させた状態で退室すると（Ｄ）、物
体が基準画像として記憶されている元の位置に戻される
まで、物体の移動として差分画像が出力されて継続的に
アラーム信号が出力されることになる。

従って、第７図及び第８図に示す場合、侵入者が侵入し
た部屋の中で動いたり入退室した場合に、両方からアラ
ーム信号が出力されることになり、第８図に示す検出で
は、周囲の明るさ変化などによって侵入者の有無や物体
の移動を誤報する可能９ 性があるが、かかる検出が第７図に示す基準画像を更新
して行われ環境変化に影響され難い画像比較で物体の移
動として捉えられれば、基準画像を固定して行う画像比
較の結果が侵入者の存在や物体の移動によるものを含む
ものと特定できることになり、固定基準画像に基づく検
出の環境変化に影響され易いという弱点を補って検出装
置の信頬性を向上させることができる。

尚、前記ビデオメモリ４ｂにおける記憶画像の更新は、
前述のようにタイマー９による時刻指定の他、操作スイ
ッチにより任意の適時に更新される構成としても良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、現時点における画
像信号と所定時間だけ前の時点における画像信号との輝
度を比較して得られる輝度差分出力の処理条件を複数種
備え、それぞれの処理条件に基づいて輝度差分出力を並
行処理して移動物体の検出を行うよう構成したことによ
り、検出場所や検出状況に応じたきめ細かな処理条件設
定が行０ え、例えば、二次元撮像センサに対して検出対象の移動
物体が遠近両方を移動する場合や、画面中が明暗に分か
れているときにも、それぞれに対応する処理条件を設定
し並行処理することで、遠近又は明暗両方で精度の良い
検出を行うことができる。

また、輝度差分出力を画素単位でデジタル信号として出
力するよう構成し、前記処理条件として輝度差発生を特
定する輝度差のしきい値と、該しきい値に基づき輝度差
発生が特定された画素の無効数を特定する画素数のしき
い値と、画像の中で検出領域から除外する部分を指示す
るマスク領域マツプとを少なくとも含んで構成すること
で、誤検出の発生を複数のパラメータ設定で精度良く回
避することができ、また、処理条件のしきい値を数値化
して明確にし条件設定を容易に行えるようにすることが
可能である。

更に、一定時間毎に記憶更新される画像信号と、所定時
刻の時点から記憶保持される画像信号とを備え、これら
の画像信号と現時点における画像信号とをそれぞれ比較
して輝度差分出力を得て、両方の輝度差分出力から共に
移動物体が検出されたときにのみ移動物体検出信号を出
力するよう構成することで、一方の記憶画像に基づく検
出処理での誤報の発生を他方で補って、特に、物体の有
無を精度良く検出できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すシステムブロック図
、第２図及び第３図はそれぞれ同上第１実施例における
２つの処理条件に基づく処理内容を説明するための図、
第４図は本発明の第２実施例を示すシステムブロック図
、第５図及び第６図はそれぞれ同上第２実施例における
２つの基準画像に基づく処理内容を説明するための図、
第１図及び第８図はそれぞれ画像比較による差分画像出
力の具体例を示す図である。 １・・・二次元撮像センサ　　３・・・Ａ／Ｄ変換器４
ａ、４ｂ・・・ビデオメモリ　　５ａ、５ｂ・・・マス
クメモリ　　６ａ、６ｂ・・・エラー画素カウンタ７・
・・アラームカウンタ　　、ｉ・・・階調差（輝度差）
１ ２ Ｍ・・・マスク領域マツプ ｋ・・・アラーム下限画素 数 ！・・・連続回数 ｉ・・・比較間隔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）二次元撮像手段を備え、該二次元撮像手段により
   撮像された現時点における画像信号と所定時間だけ前の
   時点における画像信号とを比較して輝度差分出力を取り
   出し、該輝度差分出力に基づいて撮像された画像中の移
   動物体を検出する移動物体検出装置において、 前記輝度差分出力の処理条件を複数種備え、それぞれの
   処理条件に基づいて輝度差分出力を並行処理して移動物
   体の検出を行うよう構成したことを特徴とする移動物体
   検出装置。（２）前記輝度差分出力を画素単位毎のデジ
   タル信号として出力するよう構成したことを特徴とする
   請求項１記載の移動物体検出装置。 （３）前記処理条件が、輝度差発生を特定する輝度差の
   しきい値と、輝度差発生が特定された画素の無効数を特
   定する画素数のしきい値と、画像の中で検出領域から除
   外する部分を指示するマスク領域マップとを少なくとも
   含むことを特徴とする請求項２記載の移動物体検出装置
   。 （４）二次元撮像手段を備え、該二次元撮像手段により
   撮像された現時点における画像信号と所定時間だけ前の
   時点における画像信号とを比較して輝度差分出力を取り
   出し、該輝度差分出力に基づいて撮像された画像中の移
   動物体を検出する移動物体検出装置において、 前記所定時間だけ前の時点における画像信号として、一
   定時間毎に記憶更新される画像信号と、所定時刻の時点
   から記憶保持される画像信号とを備え、これらの画像信
   号と現時点における画像信号とをそれぞれ比較して得た
   輝度差分出力から共に移動物体が検出されたときにのみ
   移動物体検出信号を出力するよう構成したことを特徴と
   する移動物体検出装置。