JPH0514889A - 画像監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数の侵入物体が接近していても、それらを分
割して、目的の侵入物体か否かを判断でき、誤検知を防
止することができるようにする。 【構成】ＩＴＶカメラ１からの画像信号は、Ａ／Ｄ変換
器２１でデジタル信号に変換され、画像データとしてメ
モリ２２に格納される。変化領域抽出部２３は、メモリ
２２に取込んだ画像データと所定時間おいて新たに取込
んだ画像データとの間で差演算を行うことにより、画像
の変化領域を抽出する。変化領域大域分割部２４は、変
化領域抽出部２３で抽出された変化領域群を大域で分割
して矩形で囲む。変化物体抽出部２５は、この矩形で囲
まれた大域変化領域内を細かに分割することにより、各
変化物体をそれぞれ単独に抽出する。変化物体判断部２
６は、変化物体抽出部２５で抽出された変化物体が本来
検知すべき目的の侵入物体であるか否かの判断を行い、
その判断結果に応じて警報装置６を動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、監視領域内における侵
入物体の検知を行なう画像監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像監視装置の一例として、た
とえば図１５に示すものがある。すなわち、たとえばＩ
ＴＶカメラ（撮像手段）１は監視領域７内の画像を撮像
し、電気信号に変換する。このＩＴＶカメラ１で撮像さ
れた画像信号は、伝送路２によって処理装置３および表
示装置５に送られる。表示装置５は、ＩＴＶカメラ１で
撮像された画像を表示し、処理装置３は、ＩＴＶカメラ
１で撮像された画像を連続的に取込み、侵入物体検知の
ための画像処理と判断を行なう。その結果、侵入物体を
検知すると、表示装置５の画面上に侵入物体検知の表示
を行なったり、警報装置６によりアラーム音を発したり
するようになっている。

【０００３】処理装置３では、たとえば次のような処理
が行なわれる。すなわち、まずＩＴＶカメラ１からは、
監視領域７内の画像が処理装置３に連続的に取込まれ
る。処理装置３は、取込んだ画像信号を一定時間おきに
アナログ−デジタル変換し、図示しない画像メモリに記
憶する。

【０００４】次に、以下に説明するような画素間処理を
行なう。すなわち、ある時間ｔ＝ｔ0 で画像を取込み、
その後、この時間ｔ＝ｔ0 の画像データと時間ｔ＝ｔ1
のときに取込んだ画像データとの画素単位での輝度の差
分を計算する。この結果は、画像のノイズ成分をはらん
でいるので、ある一定値（輝度のしきい値）で２値化し
て、本来の画像の変化分を抽出する。すなわち、上記差
分画像を所定のしきい値で２値化するものである。これ
は、差分値が所定のしきい値以上の画素を「１」とし
て、所定のしきい値以下の画素を「０」とするものであ
り、この結果、本来の変化領域の画素が「１」として検
出される。

【０００５】こうして変化領域が抽出されると、次に、
この変化領域に外接する矩形を求める。すなわち、ま
ず、２値化画像をｘ軸（横軸）に射影をとる。この射影
値の大きなところが変化領域である。そこで、次に、そ
の一定値よりも大きなところについて、ｙ軸（縦軸）に
射影をとる。この射影値の一定値以上の領域を変化領域
とすることができる。このｘ，ｙ軸の変化領域を繋げる
と、変化領域を取り囲む矩形が得られる。この矩形の大
きさがある一定値（画素数のしきい値）よりも多いなら
ば、処理装置３は侵入物体の検知として、警報装置６を
動作させる。

【０００６】なお、前記輝度のしきい値は、監視領域７
の明るさによって異なり、また、前記画素数のしきい値
は、検知するべき侵入物体の大きさによって異なるの
で、あらかじめこの２つのしきい値を設定する必要があ
る。このしきい値の設定は、たとえばライトペン４およ
び表示装置５によって行なわれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の画像監視装置では、複数の侵入物体が接近している
とき、あるいは、一部が重なっているときには、その複
数の侵入物体をまとまった１つの侵入物体と検知してし
まうことがあり、侵入物体の認識を誤まらせる可能性が
あるという問題があった。

【０００８】また、全ての侵入物体を矩形で近似してし
まうので、異なった物体でも大きさが同じであれば同一
の物体とみなしてしまい、侵入物体の認識を誤まらせる
可能性があるという問題があった。

【０００９】そこで、本発明は、複数の侵入物体が接近
していても、それらを分割して、目的の侵入物体か否か
を判断でき、誤検知を防止することができる画像監視装
置を提供することを目的とする。また、本発明は、侵入
物体が特定でき、目的の侵入物体か否かを判断でき、誤
検知を防止することができる画像監視装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る画像監
視装置は、監視領域内の画像を撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段で撮像された画像を連続的に取込み、この取
込んだ画像を処理することにより、前記監視領域内にお
ける画像の変化領域群を大域で切出して抽出する変化領
域抽出手段と、この変化領域抽出手段で抽出された大域
変化領域を単独の変化物体に分割して抽出する変化物体
抽出手段と、この変化物体抽出手段で抽出された変化物
体が本来検知すべき目的の侵入物体であるか否かの判断
を行なう判断手段とを具備している。

【００１１】第２の発明に係る画像監視装置は、監視領
域内の画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像
された画像を連続的に取込み、この取込んだ画像を処理
することにより、前記監視領域内における画像の変化領
域を切出して抽出する変化領域抽出手段と、この変化領
域抽出手段で抽出された変化領域を複数に分割すること
により、変化物体を複数の図形の集合として表わす変化
物体分割手段と、この変化物体分割手段で複数の図形の
集合として表わされた変化物体を、辞書にあらかじめ登
録されている基準パターンと照合することにより、その
変化物体が本来検知すべき目的の侵入物体であるか否か
の判断を行なう判断手段とを具備している。

【００１２】

【作用】第１の発明によれば、監視領域内の変化領域群
を大域で切出して抽出し、さらに、この抽出された大域
変化領域を単独の変化物体に分割して抽出し、この抽出
された変化物体が本来検知すべき目的の侵入物体である
か否かの判断を行なうことにより、複数の侵入物体が接
近していても、それらを分割して、目的の侵入物体か否
かを判断できるので、誤検知を防止できる。

【００１３】第２の発明によれば、監視領域内から抽出
された変化領域を複数に分割することにより、変化物体
を複数の図形の集合として表わし、この複数の図形の集
合として表わした変化物体を、辞書にあらかじめ登録さ
れている基準パターンと照合することによって、その変
化物体が本来検知すべき目的の侵入物体であるか否かの
判断を行なうことにより、侵入物体が特定でき、目的の
侵入物体か否かを判断できるので、誤検知を防止でき
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。なお、図１５と同一部分には同一符号を付
して説明する。

【００１５】図１は、第１実施例に係る画像監視装置の
構成を概略的に示すものである。図において、ＩＴＶカ
メラ１からの画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２１でデジタル
信号に変換され、画像データとしてメモリ２２に格納さ
れるとともに、変化領域抽出部２３に送られる。変化領
域抽出部２３は、メモリ２２に取込んだ画像データと所
定時間おいて新たに取込んだ画像データとの間で差演算
を行なうことにより、画像の変化領域を抽出する。

【００１６】変化領域大域分割部２４は、変化領域抽出
部２３で抽出された変化領域群を大域で分割して矩形で
囲む。変化物体抽出部２５は、この矩形で囲まれた大域
変化領域内を細かに分割することにより、各変化物体を
それぞれ単独に抽出する。変化物体判断部２６は、変化
物体抽出部２５で抽出された変化物体が本来検知すべき
目的の侵入物体であるか否かの判断を行ない、その判断
結果に応じて警報装置６を動作させる。

【００１７】図２ないし図６は、本実施例における表示
装置５の表示画面例を示している。図２は通常時で、Ｉ
ＴＶカメラ１によって撮像された画像は、通常、表示装
置５にリアルタイムで表示される。図３は、監視領域７
内に侵入物体１１があって、それが画像の変化となって
いる画像である。図４は、この変化領域を抽出した画像
であり、変化のあった画素が抽出されている。図５は、
この変化領域群を大域で分割して矩形１４で囲んだ画像
である。図６は、変化物体の分離切出し時であり、接近
した物体が分離して切出され、それぞれ矩形で囲まれて
いる。その結果、この矩形の大きさにより、抽出された
変化物体が本来検知すべき目的の侵入物体であるか否か
の判断が行なわれ、侵入物体と判断されたら警報装置６
が動作される。

【００１８】以下、図７に示すフローチャートを用いて
本実施例の侵入物体検知処理について詳細に説明する。
まず、背景画像として、ＩＴＶカメラ１からの画像信号
がＡ／Ｄ変換器２１でＡ／Ｄ変換され、画像データ（図
１７参照）としてメモリ２２に格納される。次に、ある
時間おいての画像データ（図１８参照）を取込む。そし
て、この２つの画像データを比較することにより、変化
領域を抽出する。この後は、一定時間おきに連続的に画
像を取込んで抽出処理を行なう。

【００１９】この変化領域抽出処理ルーチンでは、図１
６ないし図１９にしたがって画素の処理が行なわれる。
すなわち、ある時間ｔ＝ｔ0 のときの取込み画像は図２
で、この画像が背景画像となり、この画像をＡ／Ｄ変換
して記憶した画像データは図１６である。そして、ｔ＝
ｔ1 のときに、この監視領域７に侵入物体１１が入り、
画像が変化したときの取込み画像をＡ／Ｄ変換し、記憶
した画像データが図１７である。これら両画像データの
各画素単位での輝度の差分を計算し、これを全画素につ
いて行なうことにより、図１８に示すような差分画像を
得る。但し、この差分画像は、ノイズ成分をはらんでい
るので、ある一定値（輝度のしきい値）で２値化して、
本来の画像の変化分を抽出する。図１９は、図１８の差
分画像を例えば「しきい値＝４」で２値化している。つ
まり、「４」以上の画素を「１」として、「４」以下の
画素を「０」とする。この結果、本来の変化領域の画素
１２が「１」として検出される。

【００２０】次いで、この２値化画像（図１９参照）の
射影を計算する。すなわち、まず、画像のｘ座標のそれ
ぞれについて、２値化後の値を足し込むことによりｘ軸
方向の射影を計算する。この射影値を図５に符号ａで示
す。ここで、射影値が小さい領域はノイズ成分と考えら
れるので、そのノイズ成分以上の部分を抽出すると、実
際の変化領域のｘ成分が切出される。このｘ軸方向の変
化領域に対して、ｙ軸方向の射影を計算する。この射影
値を図５に符号ｂで示す。ここで、一定値以上の部分を
抽出すると、図５に示すように、変化領域の大域を表わ
す矩形１４が得られる。

【００２１】ここまでの処理で、変化領域のおおまかな
形状は抽出されるが、もしも図３のように、複数の侵入
物体が近接している場合は、まとめて１つの物体として
抽出してしまう。そこで、本実施例では、このおおまか
な矩形を更に詳しく分割して変化物体を単独に抽出す
る。その処理方法を図６に示す。

【００２２】すなわち、大域分割された矩形をｙ軸方向
に分割して、いままでと同様にｘ軸、Ｙ軸方向に射影を
計算し、矩形を生成する。本実施例では、その分割の幅
は対象物のｙ軸方向長さＯ１としている。図６（ａ）に
おいて、上部Ｍ１１のｘ軸方向射影を上に示し、下部Ｍ
１２のｘ軸方向射影を下に示す。ここで、図６（ｂ）に
示すように、ｘ軸方向射影の大きな部分について、大域
矩形をｙ軸方向に射影を計算する。すると、おおまかな
矩形から変化物体が単独に切出されて細かな矩形が得ら
れる。

【００２３】この変化物体を示す細かな矩形が、たとえ
ば、あらかじめ設定される基準の矩形の大きさに近いと
き、変化物体が本来検知すべき目的の侵入物体であると
判断し、警報装置６を作動させる。これ以外のときは、
警報装置６を作動させることなしに次の画像を取込み、
新たな処理を行なう。

【００２４】以上説明したように、上記第１実施例によ
れば、ＩＴＶカメラ１で撮像される監視領域内に侵入物
体があり、画像の変化領域として抽出されるとき、その
変化領域群を大域分割して矩形で囲み、さらに、その矩
形内を細かに分割して変化物体を単独に抽出することに
より、複数の侵入物体が接近していても、それらを分割
して、目的の侵入物体か否かを判断できるので、誤検知
を防止できる。

【００２５】図８は、第２実施例に係る画像監視装置の
構成を概略的に示すものである。なお、図１の第１実施
例と同一部分には同一符号を付して説明する。図におい
て、ＩＴＶカメラ１からの画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２
１でデジタル信号に変換され、画像データとしてメモリ
２２に格納されるとともに、変化領域抽出部２３に送ら
れる。変化領域抽出部２３は、メモリ２２に取込んだ画
像データと所定時間おいて新たに取込んだ画像データと
の間で差演算を行なうことにより、画像の変化領域を抽
出する。

【００２６】変化物体抽出部２７は、変化領域抽出部２
３で抽出された変化領域を矩形で囲む。変化物体分割部
２８は、この矩形で囲まれた変化領域内を細かに分割す
ることにより、変化物体を複数の小矩形の集合で表わ
す。変化物体判断部２９は、この複数の小矩形の集合で
表わされた変化物体を、辞書メモリ３０にあらかじめ登
録されている基準パターンと照合することにより、変化
物体抽出部２７で抽出された変化物体が本来検知すべき
目的の侵入物体であるか否かの判断を行ない、その判断
結果に応じて警報装置６を動作させる。

【００２７】図９ないし図１２は、本実施例における表
示装置５の表示画面例を示している。図９は、監視領域
７内に侵入物体１１があって、それが画像の変化となっ
ている画像である。図１０は、この変化領域を抽出した
画像であり、変化のあった画素が抽出されている。図１
１は、この変化物体を切出して矩形１７で囲んだ画像で
ある。図１２は、変化物体を詳しく複数の小矩形の集合
で表わした結果である。その結果、この小矩形の集合で
表わされた変化物体を基準パターンと照合することによ
り、抽出された変化物体が本来検知すべき目的の侵入物
体であるか否かの判断が行なわれ、侵入物体と判断され
たら警報装置６が動作される。

【００２８】以下、図１４に示すフローチャートを用い
て本実施例の侵入物体検知処理について詳細に説明す
る。なお、背景画像の取込みから図１９の２値化画像を
得るまでの処理は、前述した第１実施例と同様であるの
で説明を省略し、それ以降の処理について説明する。

【００２９】前述同様に２値化画像を得ると、この２値
化画像の射影を計算する。すなわち、まず、画像のｘ座
標のそれぞれについて、２値化後の値を足し込むことに
よりｘ軸方向の射影を計算する。この射影値を図１１に
符号ｃで示す。ここで、射影値が小さい領域はノイズ成
分と考えられるので、そのノイズ成分以上の部分を抽出
すると、実際の変化領域のｘ成分が切出される。このｘ
軸方向の変化領域に対して、ｙ軸方向の射影を計算す
る。この射影値を図１１に符号ｄ，ｅ，ｆで示す。ここ
で、一定値以上の部分を抽出すると、図１１に示すよう
に、変化物体を表わす矩形１７が得られる。

【００３０】ここまでの処理で、変化領域のおおまかな
形状は抽出されるが、これでは変化物体を特定するのは
困難である。そこで、本実施例では、このおおまかな矩
形を更に詳しく複数の小矩形に分割する。その処理方法
を図１２に示す。

【００３１】すなわち、図１２（ａ）は、変化領域とそ
の領域を切出した矩形であり、ｙ軸を目的の物体のｙ軸
の長さに分割して、ｘ軸方向に射影をとり、矩形を分割
する。本実施例では、矩形領域を４等分して射影を求め
る。図１２（ｂ）は、同図（ａ）の小矩形Ｍ２１〜Ｍ２
４のｘ軸方向射影を示す。そして、所定のしきい値以上
の部分を切出すと、おおまかな矩形が細かな小矩形に分
割される。この様子を図１２（ｃ）に示す。図１２
（ｄ）で示したのが、本実施例によって生成された４つ
の小矩形であり、次に辞書パターンとのマッチング処理
を行なう。

【００３２】このマッチング処理方法を図１３に示す。
上記したように生成された小矩形の集合を辞書パターン
とマッチングする。たとえば、本実施例では、第１に変
化物体の大きさで分類した後、第２に矩形を正規化して
辞書メモリ３０内の基準パターンとの差の面積を求め
る。辞書メモリ３０には、ある目的物体を理想的に取込
んで、上記のように矩形の集合を生成し、これをある大
きさに正規化して基準パターンとして登録しておく。こ
れを複数個登録しておくもので、その基準パターンの一
例を図１３（ｂ）に示す。

【００３３】前述のように抽出した変化物体から小矩形
の集合を生成し、正規化した後のものを図１３（ａ）に
示す。この両者を、図１３（ｃ）に示すように重ね合わ
せてマッチングをとる。すなわち、図１３（ａ）と図１
３（ｂ）とをＰ１〜Ｐ４の順番に重ねる。ただし、人間
が首、足を動かすなどの物体の動きに対応するために、
ｘ軸方向に若干の位置ずれがある場合は、変化物体と基
準パターンとの差が少なくなるように補正を施す。Ｐ４
については、この補正を行なっている。

【００３４】そして、両者を重ねて取込んだパターンと
基準パターンとの差Ｄ（図１３ｃの斜線部分）の面積の
合計が最も少ない基準パターンを見付けることにより、
そのときの変化物体はその基準パターンであると判断す
ることができる。その結果、変化物体が本来検知すべき
目的の侵入物体であると判断されたとき、警報装置６を
作動させる。これ以外のときは、警報装置６を作動させ
ることなしに次の画像を取込み、新たな処理を行なう。

【００３５】以上説明したように、上記第２実施例によ
れば、ＩＴＶカメラ１で撮像される監視領域内に侵入物
体があり、画像の変化領域として抽出されるとき、その
変化領域を矩形で囲み、さらに、その矩形内を細かに分
割して変化物体を複数の小矩形の集合で表わし、基準パ
ターンとマッチングをとることにより、侵入物体が特定
でき、目的の侵入物体か否かを判断できるので、誤検知
を防止できる。なお、本発明は、前記実施例に限定され
るものでなく、本発明の要旨を変えない範囲で種々変形
実施可能なことは言うまでもないことである。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、複
数の侵入物体が接近していても、それらを分割して、目
的の侵入物体か否かを判断でき、誤検知を防止すること
ができる画像監視装置を提供できる。また、本発明によ
れば、侵入物体が特定でき、目的の侵入物体か否かを判
断でき、誤検知を防止することができる画像監視装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る画像監視装置の概略
構成を示すブロック図。

【図２】通常監視時の表示画面例を示す図。

【図３】侵入物体があって画像に変化があった画像例を
示す図。

【図４】変化領域を抽出した画像例を示す図。

【図５】変化領域群を大域に分割して矩形で囲んだ画像
例を示す図。

【図６】変化物体を分割して切出す処理方法を説明する
図。

【図７】侵入物体検知処理を説明するフローチャート。

【図８】本発明の第２実施例に係る画像監視装置の概略
構成を示すブロック図。

【図９】侵入物体があって画像に変化があった画像例を
示す図。

【図１０】変化領域を抽出した画像例を示す図。

【図１１】変化領域を矩形で囲んだ画像例を示す図。

【図１２】変化物体を分割して複数の小矩形の集合で表
わす処理方法を説明する図。

【図１３】複数の小矩形の集合で表わされた変化物体と
基準パターンとのマッチング処理方法を説明する図。

【図１４】侵入物体検知処理を説明するフローチャー
ト。

【図１５】画像監視装置の一例を示す構成図。

【図１６】時間ｔ＝ｔ0 で取込みＡ／Ｄ変換した後の画
像例を示す図。

【図１７】時間ｔ＝ｔ1 で取込みＡ／Ｄ変換した後の画
像例を示す図。

【図１８】図１６の画像と図１７の画像との差分画像例
を示す図。

【図１９】図１８の画像を所定のしきい値で２値化した
２値化画像例を示す図。

【符号の説明】

１…ＩＴＶカメラ（撮像手段）、３…処理装置、５…表
示装置、６…警報装置、７…監視領域、２１…Ａ／Ｄ変
換器、２２…メモリ、２３…変化領域抽出部、２４…変
化領域大域分割部、２５，２７…変化物体抽出部、２
６，２９…変化物体判断部、２８…変化物体分割部、３
０…辞書メモリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 省三 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視領域内の画像を撮像する撮像手段
   と、 この撮像手段で撮像された画像を連続的に取込み、この
   取込んだ画像を処理することにより、前記監視領域内に
   おける画像の変化領域群を大域で切出して抽出する変化
   領域抽出手段と、 この変化領域抽出手段で抽出された大域変化領域を単独
   の変化物体に分割して抽出する変化物体抽出手段と、 この変化物体抽出手段で抽出された変化物体が本来検知
   すべき目的の侵入物体であるか否かの判断を行なう判断
   手段とを具備したことを特徴とする画像監視装置。
2. 【請求項２】 監視領域内の画像を撮像する撮像手段
   と、 この撮像手段で撮像された画像を連続的に取込み、この
   取込んだ画像を処理することにより、前記監視領域内に
   おける画像の変化領域を切出して抽出する変化領域抽出
   手段と、 この変化領域抽出手段で抽出された変化領域を複数に分
   割することにより、変化物体を複数の図形の集合として
   表わす変化物体分割手段と、 この変化物体分割手段で複数の図形の集合として表わさ
   れた変化物体を、辞書にあらかじめ登録されている基準
   パターンと照合することにより、その変化物体が本来検
   知すべき目的の侵入物体であるか否かの判断を行なう判
   断手段とを具備したことを特徴とする画像監視装置。