JPH05266197A - 移動物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 監視領域の移動物体の移動速度に関係無く、
移動物体の有無を確実に検出する。 【構成】 監視領域の画像をそのエッジ部分のみから成
るエッジ画像に変換し、このエッジ画像を所定時刻前の
エッジ画像として記憶しておき、この記憶したエッジ画
像と現在時刻で抽出した監視領域のエッジ画像との各画
素における絶対差分を求め、さらにその絶対差分の総和
の大小に基づいて監視領域における移動物体の有無を検
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、画像処理技術を用いて
監視領域における移動物体の有無を検出する移動物体検
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像処理技術を用いた通過車両の
検出装置、駐車車両の検出装置および不法侵入者の検出
装置などを代表とする様々な移動物体検出装置が開発さ
れている。

【０００３】これらの装置は、一般に、テレビカメラ等
の画像撮像装置から得られた入力画像に対して、画像変
換処理、特徴抽出処理等の画像処理を施し、前回の撮像
時の位置から移動している物体を検出対象として検出す
るものであり、類似例として、情報処理学会誌、昭和５
５年６月号の辻三郎著、“動画像処理”に記載されたも
のがある。

【０００４】図４は、このような移動物体検出装置の従
来例の構成を示すブロック図である。この検出装置で
は、次々と入力される監視カメラからのフレ−ム画像間
の輝度値の絶対差分をとり、その差分値の時間的な変化
を観察することにより、監視領域に移動物体が存在する
か否かを判定するように構成されている。

【０００５】具体的には、コンピュ−タ１、表示部（Ｃ
ＲＴ）２、メモリ３、監視カメラ等の画像撮像装置４と
から構成され、コンピュ−タ１には、演算処理部（ＣＰ
Ｕ）１１、画像入力部１２、監視領域設定部１３、画像
蓄積部１４、差分処理部１５、判定部１６が設けられ、
これら各部はデ−タバス１７によって結合されている。

【０００６】この構成において、画像撮像装置４から入
力された監視領域の濃淡画像は画像入力部１２でディジ
タルフレーム画像に変換される。このディジタルフレー
ム画像は監視領域設定部１３に入力され、ここで注目す
べき領域の画像のみが切り出され、一時刻前の監視対象
画像として画像蓄積部１４に蓄積される。

【０００７】同様に、現在時刻に撮像された監視領域の
画像も画像入力部１２でディジタルフレーム画像に変換
され、さらに監視領域設定部１３において注目すべき領
域に含まれる部分のみが切り出される。

【０００８】このようにして切り出された現在時刻の監
視対象画像は差分処理部１５に入力される。差分処理部
１５は、この現在時刻の監視対象画像と画像蓄積部１４
に蓄積された一時刻前の監視対象画像の各画素における
輝度値の絶対差分を求め、さらにその差分の監視領域内
の総和（輝度差分総和）を算出し、判定部１６に送る。

【０００９】監視領域に移動物体が存在しない状況で
は、輝度差分値は小さな値であるが、監視領域に移動物
体が入り込むと、その領域の輝度差分値は大きな値を示
すようになる。そこで、判定部１６では輝度差分値と所
定のしきい値とを比較し、輝度差分値がしきい値を越え
たときには移動物体が存在しているものと判定する。

【００１０】このような一時刻前と現在時刻の画像の差
分処理による移動物体検出は、背景の輝度値の変化に影
響を受けにくいために、日時や天候によって背景の輝度
値が変化するような屋外の移動物体の有無の簡便な検出
装置に有効である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来装
置にあっては、差分処理部１５において一時刻前と現在
時刻の監視対象画像の輝度値の差分を求めているため、
移動物体の移動速度の違いにより、輝度差分値は大きく
変化する。すなわち、移動物体の移動速度が早い場合
は、輝度差分値は大きくなり、遅い場合は小さくなる。

【００１２】ここで、移動物体の移動速度が遅い場合に
おいて、一時刻前の監視対象エッジ画像１４３が図５
（ａ）に示すようなものであり、現在時刻の監視対象エ
ッジ画像１４４が図５（ｂ）に示すようなものであった
とすると、輝度の差分を生じる領域１４５の面積が小さ
くなるため、監視領域内での総和をとった輝度差分値も
小さな値となってしまう。このような場合、判定部１６
で移動物体が存在するか否かを判定するためのしきい値
を設定することは現在の技術では困難である。すなわ
ち、従来技術にあっては、移動速度の遅い移動物体を検
出することは困難である。従って、例えば、不法侵入者
を監視する装置においては、不法侵入者が監視領域にゆ
っくり侵入した場合は、その検出が困難となる。

【００１３】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、監視領域の移動
物体の移動速度に関係無く、移動物体の有無を確実に検
出することができる物体検出装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、視野内に監視領域が含まれるように設
置された画像撮像装置と、この画像撮像装置で撮像した
視野内の画像から監視領域の画像を監視対象画像として
切り出す監視領域設定手段と、この監視領域設定手段で
切り出された監視領域画像のエッジ部分を検出するエッ
ジ検出手段と、このエッジ検出手段により検出した監視
領域のエッジ画像を所定時刻前のエッジ画像として記憶
する記憶手段と、前記エッジ検出手段により検出した現
在時刻における監視領域のエッジ画像と前記記憶手段に
記憶した所定時刻前の監視領域のエッジ画像の各画素に
おける絶対差分を求め、さらにその絶対差分の総和を求
める差分算出手段とを備え、この差分算出手段の算出値
の大小に基づいて監視領域における移動物体の有無を検
出するようにした。

【００１５】

【作用】前述の手段によれば、監視領域の画像をそのエ
ッジ部分のみから成るエッジ画像に変換し、このエッジ
画像を所定時刻前のエッジ画像として記憶しておき、こ
の記憶したエッジ画像と現在時刻で抽出した監視領域の
エッジ画像との各画素における絶対差分を求め、さらに
その絶対差分の総和の大小に基づいて監視領域における
移動物体の有無を検出するようにしているため、監視領
域中の移動物体の移動速度が遅い場合でも、その有無を
確実に検出することができる。

【００１６】すなわち、監視領域内で移動物体が完全に
停止していた場合は、所定時刻前のエッジ画像と現在時
刻のエッジ画像との絶対差分値は理論的には「０」とな
る。しかし、移動物体が少しでも移動すると、絶対差分
値は大きな値を示すようになる。これによって、移動物
体の有無を移動速度に関係無く、確実に検出することが
できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的
に説明する。

【００１８】図１は、本発明の物体検出装置の一実施例
を示すブロック図である。

【００１９】この実施例の物体検出装置は、コンピュー
タ１、文字などの情報や画像などの情報を表示する表示
部（ＣＲＴ）２、文字などの情報や画像などの情報を格
納するメモリ３、テレビカメラ等で構成された画像撮像
装置４を備えている。

【００２０】コンピュータ１には、演算処理部１１、画
像入力部１２、監視領域設定部１３、画像蓄積部１４、
差分処理部１５、判定部１６が設けられ、さらにエッジ
検出部１８が設けられ、これらの各部はデ−タバス１７
によって結合されている。

【００２１】この場合、表示部２は例えばＣＴＲディス
プレイ装置で構成され、メモリ３はコンピュータ１の主
記憶装置と磁気ディスク装置、光ディスク装置等からな
る補助記憶装置とから構成されている。また、画像撮像
装置４は、その視野が監視領域を望むように配置されて
いる。

【００２２】さらに画像入力部１２は画像撮像装置４か
ら入力された監視領域を含む濃淡画像をディジタルフレ
ーム画像に変換するものであり、監視領域設定部１３は
ディジタルフレーム画像から注目すべき監視領域の画像
を切り出すものである。なお、切り出す範囲は予め手動
で設定されるものである。

【００２３】また、エッジ検出部１８は監視対象画像の
エッジ部分のみを公知のエッジ検出処理により検出し、
監視領域の画像を図２（ｃ），（ｂ）に示すようなエッ
ジ画像１４１，１４２に変換するものである。さらに、
画像蓄積部１４は、現在時刻より所定時間前（すなわ
ち、一時刻前）のエッジ画像を蓄積するものであり、差
分処理部１５は一時刻前のエッジ画像と現在時刻のエッ
ジ画像における各画素の絶対差分処理を行い、さらにそ
の総和（エッジ差分値）を算出するものである。判定部
１６は、そのエッジ差分値の大きさにより、監視領域内
の移動物体の有無を判定するものである。

【００２４】次に、このように構成された本実施例の動
作を図４のフロ−チャ−トに従い、詳細に説明する。

【００２５】まず、現在時刻における視野内の画像を画
像撮像装置４により撮像し、画像入力部１２に入力する
（ステップＳ３１）。画像入力部１２はこの入力された
画像をディジタルフレーム画像に変換する。

【００２６】この現在時刻のディジタルフレーム画像
は、監視領域設定部１３に入力され、ここで監視領域の
みの画像として切り出される（ステップＳ３２）。この
切り出された現在時刻の画像は、エッジ検出部１８に入
力され、ここでエッジ検出処理により、エッジ画像１４
１に変換される（ステップＳ３３）。

【００２７】次に、この現在時刻のエッジ画像は差分処
理部１５に入力される。差分処理部１５は現在時刻のエ
ッジ画像が入力されたならば、画像蓄積部１４に記憶さ
せておいた一時刻前のエッジ画像を読出し、この一時刻
前のエッジ画像と現在時刻のエッジ画像との各画素の絶
対差分処理を行い（ステップＳ３４）、監視領域内の総
和、すなわちエッジ差分値を算出する（ステップＳ３
５）。

【００２８】ここで、絶対差分処理とは、一時刻前のエ
ッジ画像と現在時刻のエッジ画像との同じ画素に位置す
る画素同士の差分の絶対値を求める処理であり、監視領
域内のすべての画素の絶対差分値の総和がエッジ差分値
である。

【００２９】ここで、一時刻前のエッジ画像が図２
（ａ）に示すようなエッジ画像１４１であり、現在時刻
のエッジ画像が図２（ｂ）に示すようなエッジ画像１４
２であったとすると、これらのエッジ画像１４１，１４
２のエッジ差分値を画像で表わすと図２（ｃ）に記号１
４３で示すようなものとなる。

【００３０】この場合、エッジ部分のみの画像であるた
め、移動物体の大きさが同じである限り、移動物体の移
動速度が早い時でも遅い時でも、エッジ差分値はほぼ同
じである。

【００３１】しかし、監視領域内で移動物体が完全に停
止していた場合は、所定時刻前のエッジ画像と現在時刻
のエッジ画像との絶対差分値は理論的には「０」とな
る。

【００３２】従って、エッジ差分値の大小によって移動
物体の有無を検出可能になる。

【００３３】そこで、判定部１６において、エッジ差分
値と所定のしきい値とを比較し（ステップＳ３６）、エ
ッジ差分値がしきい値より大きい場合は、監視領域内に
移動物体が存在すると判定する（ステップＳ３７）。

【００３４】しかし、エッジ差分値がしきい値より小さ
い場合は、監視領域内には移動物体は存在しないと判定
し、現在時刻で撮像した監視領域のエッジ画像１４２を
一時刻前のエッジ画像１４１として画像蓄積部１４に記
憶させ（ステップＳ３８）、再度、新たな時刻における
監視領域の画像の入力処理に移る。

【００３５】このような処理が繰り返されることによっ
て監視領域は所定時間間隔で監視されていることにな
り、その監視中に、監視領域に存在する物体が移動した
ならば、移動物体有りを表わす信号が発せられ、図示し
ない警報等によって監視員等に通知されたり、移動物体
の個数を検出する処理に使用される。

【００３６】以上の説明からわかるように、本実施例に
よれば、監視領域の画像をそのエッジ部分のみから成る
エッジ画像に変換し、このエッジ画像を所定時刻前のエ
ッジ画像として記憶しておき、この記憶したエッジ画像
と現在時刻で抽出した監視領域のエッジ画像との各画素
における絶対差分を求め、さらにその絶対差分の総和の
大小に基づいて監視領域における移動物体の有無を検出
するようにしているため、監視領域中の移動物体の移動
速度が遅い場合でも、その有無を確実に検出することが
できる。すなわち、監視領域内における移動物体の有無
を、その移動速度に関係無く、確実に検出することがで
きる。

【００３７】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されることな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得る
ことはいうまでもない。例えば、不法侵入者の検出、車
両通貨台数やゲ−ト入場者の計測等、広い範囲で利用す
ることが可能であり、画像処理技術を用いた移動物体検
出装置として極めて有効である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
監視領域の画像をそのエッジ部分のみから成るエッジ画
像に変換し、このエッジ画像を所定時刻前のエッジ画像
として記憶しておき、この記憶したエッジ画像と現在時
刻で抽出した監視領域のエッジ画像との各画素における
絶対差分を求め、さらにその絶対差分の総和の大小に基
づいて監視領域における移動物体の有無を検出するよう
にしているため、監視領域中の移動物体の有無を、その
移動速度に関係無く、確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動物体検出装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】監視領域から得られる現在時刻と一時刻前の画
像をエッジ画像に変換した一例を示す説明図である。

【図３】実施例における移動物体検出処理の手順を示す
フロ−チャ−トである。

【図４】従来の移動物体検出装置の一例を示すブロック
図である。

【図５】従来の移動物体検出装置において輝度差分を求
める画像の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…コンピュータ、２…表示部（ＣＲＴ）、３…メモ
リ、４…画像撮像装置、１１…演算処理部（ＣＰＵ）、
１２…画像入力部、１３…監視領域設定部、１４…画像
蓄積部、１５…差分処理部、１６…判定部、１７…デー
タバス、１８…エッジ検出部、１４１…一時刻前のエッ
ジ画像、１４２…現在時刻のエッジ画像。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視領域における移動物体の有無を検出
   する移動物体検出装置において、 視野内に監視領域が含まれるように設置された画像撮像
   装置と、この画像撮像装置で撮像した視野内の画像から
   監視領域の画像を監視対象画像として切り出す監視領域
   設定手段と、この監視領域設定手段で切り出された監視
   領域画像のエッジ部分を検出するエッジ検出手段と、こ
   のエッジ検出手段により検出した監視領域のエッジ画像
   を記憶する記憶手段と、前記エッジ検出手段により検出
   した現在時刻における監視領域のエッジ画像と前記記憶
   手段に記憶した所定時刻前の監視領域のエッジ画像の各
   画素における絶対差分を求め、さらにその絶対差分の総
   和を求める差分算出手段とを備え、この差分算出手段の
   算出値の大小に基づいて監視領域における移動物体の有
   無を検出することを特徴とする移動物体検出装置。