JPH0514898A - 画像監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＩＴＶカメラで撮像される監視領域中の画像を
取り込み、以前に取り込んだ画像との差分画像を２値化
して移動物体領域を抽出する画像監視装置において、取
り込み画像の輝度ヒストグラムとテーブル情報とを用い
て２値化の閾値を算出して２値化することによって、取
り込み時の明るさの変化に対応している。 【構成】ＩＴＶカメラ１による画像監視領域を背景画像
として画像メモリ３０ｂに記憶しておき、ここに侵入物
体が移動しているとき、この取り込み画像からヒストグ
ラム生成部３０ｃで輝度ヒストグラムを算出して明るさ
とコントラストを求め、その値からテーブル３０ｇを引
いて最適閾値生成部３０ｄで適正な閾値を割り出し、こ
の閾値で背景画像と取り込み画像との差分画像を２値化
することで、移動領域抽出部３０ｅで移動物体領域を抽
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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、例
えば図８に示すものが知られている。すなわち、例えば
ＩＴＶカメラ（撮像手段）１は監視領域を含む撮像領域
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に送られて、処理装置３によって侵入物検知の
ための画像処理と判断が行われる。その結果、侵入物を
検知すると、モニタ５の画面上に侵入物の表示を行った
り、警報装置６よりアラームを発したりするようになっ
ている。

【０００３】処理装置３では、図１６に示すブロック図
で以下の処理が行われる。すなわち、まずＩＴＶカメラ
１からは、図８中の撮像領域７の画像が処理装置３に連
続的に取り込まれる。処理装置３は、取り込んだ画像信
号を一定時間おきにＡ／Ｄ変換器３ａによってアナログ
−ディジタル変換し、画像メモリ３ｂに記憶する。次
に、図８〜図１１で示す画素間処理を行う。前述のよう
にある時間ｔ＝ｔ０で画像を取り込み、記憶した背景画
像データが図１１である。その後、この画像データとｔ
＝ｔ１の時に取り込んだ画像図１２との画像データの画
素単位で輝度の差分を計算する。この結果を図１３に示
す。但し、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（輝度の閾値）で２値化して本来の画
像の変化分を抽出する。図１４は、図１３の結果を「閾
値 ＝ ４」で２値化したものである。つまり、差分値
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。

【０００４】変化領域抽出部３ｃで変化領域を求めたな
らば次に、この変化領域が侵入物体かどうか変化物体抽
出部３ｄおよび変化物体判断部３ｅによって判断する。
一般的には変化領域の画素数が面積となるので、この面
積がある値より大きいならばこの物体は侵入物体と検知
して警報装置６より警報を発す。このフローを図１５に
示す。

【０００５】また、２値化の閾値は撮像領域の明るさに
よって異なり、移動物体の面積の閾値は本来検出するべ
き物体の大きさによって異なるので、予めこの２つの閾
値を設定する必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像監視装置で
は、検知を始める前にいちいち閾値を設定しなくてはな
らない。また、検知エリアの明るさが変化するとノイズ
の輝度が変わるので、一度閾値を設定してもその２値化
の閾値が固定であるならば、２値化処理でノイズ領域を
除去できなかったり、本来抽出されるべき移動物体がノ
イズとして除去されてしまったりして、侵入物体を正し
く検知することができない。そこでこまめに２値化閾値
の設定をやり直す必要がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、取り込み画像の明るさとコントラストに
よって閾値を変化させて、常に移動物体が忠実に抽出さ
れる閾値で差分画像を２値化して移動物体領域を抽出す
る。

【０００８】

【作用】取り込み画像の輝度ヒストグラムを求めて、そ
の最大の輝度を求める。またヒストグラムの幅を分散な
どによって求める。そして、その２つの値によって予め
用意してある相関テーブルを引き、最適の閾値を求め
る。その閾値で差分画像を２値化する。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図９に示す。図１
は平常時侵入物体のない時の取り込み画像であり、ＩＴ
Ｖカメラ１によって撮像された画像は背景画像として画
像メモリ１０に記憶される。図２は、この監視エリアに
侵入物体１１が入ってきた時の取り込み画像である。図
３は、この時の取り込み画像の輝度ヒストグラム１４を
表したものである。これは朝方の取り込み画像の輝度ヒ
ストグラムである。それに対して図４は昼の明るい時の
輝度ヒストグラムである。図４の監視エリアは朝方図３
より明るいため、取り込み画像の輝度が全体的に高くな
り、輝度ヒストグラムは右側にずれる。それに対して図
５の画像は夕方の薄暗いときの輝度ヒストグラムであ
り、取り込み画像の輝度は低くなるために、輝度ヒスト
グラムは左側にずれる。図６は、この輝度ヒストグラム
から最適輝度を求める相関図であり、輝度ヒストグラム
の最高値の輝度値と輝度ヒストグラムの幅からこの図を
用いて最適閾値を求める。図７は、移動物体領域を抽出
したもので、取り込み画像と背景画像の差分画像を、こ
の最適閾値を用いて２値化したものである。

【００１０】本実施例のブロック図を図９に示す。図８
に示したと同様に配置されたＩＴＶカメラ１からの画像
信号は、処理装置３０内のＡ／Ｄ変換器３０ａでＡ／Ｄ
変換された後、画像メモリ３０ｂに入力される。輝度ヒ
ストグラム生成部３０ｃでは、この画像データから、同
一の輝度の画素数を計算して輝度ヒストグラムを生成す
る。さらにこの輝度ヒストグラムの最高値と幅を求め
る。最適閾値生成部３０ｄでは、前記輝度ヒストグラム
生成部３０ｃで生成された輝度ヒストグラムを用いて最
適閾値を算出する。移動領域抽出部３０ｅでは、画像の
演算を行なう。本実施例では画像メモリ３０ｂに記憶さ
れている背景画像と今回取り込んだ画像との画素間の差
分の演算を行ない、この差分画像を前述のようにして求
めた最適２値化閾値を用いて２値化の演算を行ない移動
物体領域の抽出を行なう。その切り出された移動物体領
域に対して、移動物体判断部３０ｆで侵入物体の判断を
行なう。

【００１１】つぎに図１０に示すフローチャートを用い
て本発明の処理の手順を説明する。

【００１２】まず背景画像としてＩＴＶカメラ１から画
像信号がＡ／Ｄされて、画像メモリ３０ｂに記憶される
（図１１）。次に、ある時間おいての画像を取り込む
（図１２）。この２枚の画像を比較して移動物体を抽出
する。この後は、一定時間おきに連続的に画像を取り込
んで処理を行う。この画像データを取り込むと同時に２
値化閾値生成ルーチンで２値化の閾値を生成する。前述
のように輝度ヒストグラム生成部で、取り込み画像の輝
度ヒストグラムを計算する。図３〜図５にその輝度ヒス
トグラムの一例を示す。本実施例では、画像を濃淡２５
６諧調でＡ／Ｄ変換するため、輝度の値は「暗い〜明る
い」が「０〜２５５」となる。図３〜図５では左が０、
右が２５５となってある。次いで、その輝度ヒストグラ
ムの最高値の輝度と輝度ヒストグラムの幅と求める。こ
の輝度ヒストグラムの最高値の輝度が画像の明るさを、
輝度ヒストグラムの幅が画像のコントラストを示す。こ
の２つの値より最適閾値生成部３０ｄで明るさ・コント
ラストによった最適閾値を算出する。この２つの値と最
適閾値との関係は図６に示す通りであり、この情報がテ
ーブル情報として予めメモリ３０ｇに格納されている。
従って輝度ヒストグラムの最高値の輝度とヒストグラム
の幅がわかれば、前記テーブル３０ｇを引くことで最適
閾値が求まる。例えば、 輝度ヒストグラムの最高値の輝度 ＝ ８０ 、 輝度ヒストグラムの幅 ＝ １００ である時には、テーブル３０ｇより最適閾値は「４」と
なる。

【００１３】移動物体抽出ルーチンではこの最適閾値を
用いて、移動物体の抽出が行なわれる。前述のようにあ
る時間t ＝t ０のとき図１の画像を取り込んで記憶した
画像データは図１１であり、この画像が背景画像とな
る。その後時間t ＝t １の時にこの撮像領域に図２のよ
うに侵入者１１が入り画像が変化した。その画像を取り
込んで、記憶した画像データが図１２である。移動領域
抽出部３０ｅでは、この２枚の画像データについて画像
間の演算を行ない、移動物体領域を抽出する。まずt ＝
t １の時の取り込み画像データと前回＝t ０の時に取り
込んで記憶されている画像データとを画素単位で輝度の
差分演算を行ない差分画像を生成する。この結果を図１
３に示す。但し、この結果は画像のノイズ成分をはらん
でいるので、前記の最適閾値で２値化して本来の画像の
変化分を抽出する。前述のように最適閾値は「４」であ
るので図１４は、図１３の結果を 「閾値 ＝ 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。この変化
領域の画像を図７に示す。

【００１４】ついで、この２値化画像で算出された移動
物体領域の面積を計算する。領域の面積は画素数である
ので、この画素数を算出して面積とする。この面積があ
る値以上であれば、表示装置５に表示するとともに侵入
物体があるとみなして警報装置６から警報を発する。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、取
り込み画像の明るさとコントラストによって、それに応
じた最適の２値化閾値を自動的に算出できるので、取り
込み画像の明るさが変わっても、安定した移動物体の抽
出が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】侵入物が入ってこない時の背景画像を示す図。

【図２】侵入物が検知エリア内に入ってきている取り込
み画像を示す図。

【図３】取り込み画像の輝度ヒストグラム。

【図４】取り込み画像の輝度ヒストグラム。

【図５】取り込み画像の輝度ヒストグラム。

【図６】輝度ヒストグラムと最適閾値との相関関係の一
例を示す図。

【図７】最適閾値で２値化処理を行ない、移動物体領域
を抽出した例を示す図。

【図８】画像監視装置の構成図。

【図９】本実施例のブロック図。

【図１０】本実施例の処理のフローチャート。

【図１１】変化領域抽出のための各画素の処理の様子を
示す図。

【図１２】変化領域抽出のための各画素の処理の様子を
示す図。

【図１３】変化領域抽出のための各画素の処理の様子を
示す図。

【図１４】変化領域抽出のための各画素の処理の様子を
示す図。

【図１５】従来の画像監視装置の、移動物体の検出のフ
ローを示す図。

【図１６】従来の画像監視装置の、ブロック図を示す
図。

【符号の説明】 １…ＩＴＶカメラ、２…伝送装置、３…処理装置、４…
ライトペン、５…モニタ、６…警報装置、７…撮像領
域、８…設定メモリ、９…輝度ヒストグラム、最適閾値
相関テーブル、１１…侵入者、１２…移動物体領域、１
４…輝度ヒストグラム、３０ａ…Ａ／Ｄ変換器、３０ｂ
…画像メモリ、３０ｃ…輝度ヒストグラム生成部、３０
ｄ…最適閾値生成部、３０ｅ…移動領域抽出部、３０ｆ
…移動物体判断部、３０ｇ…テーブル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 監視領域を撮像する撮像手段と、 撮像手段で連続的に取り込まれた画像信号をディジタル
   化するＡ／Ｄ変換器と、 ディジタル化された画像データを記憶するデータ記憶手
   段と、 前記記憶画像と新たに取り込んだ画像との差より、移動
   した物体の領域を画像の変化した領域として抽出する移
   動領域抽出手段と、 移動領域によって、侵入物体があるかどうか判断する判
   断手段と、 取り込み画像データをＤ／Ａ変換して表示する表示手段
   と、 警報発令手段からなる画像監視装置で前記移動領域抽出
   手段において、記憶画像と取り込み画像の差分画像をあ
   る閾値で２値化して画像の変化領域を求める際に、２値
   化閾値を取り込み画像の明るさ情報を利用して自動的に
   求め、２値化の処理を行なうことを特徴とした画像監視
   装置。