JPH10334207A

JPH10334207A - 人流計測装置

Info

Publication number: JPH10334207A
Application number: JP9154371A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Domoto; 泰之道本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-05-29
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】歩行者の数や移動方向、混雑度を、混雑時で
も精度良く計測できる人流計測装置を実現する。【解決手段】階段に俯角をもって設置した複数の撮像
装置103により、階段101を昇降する歩行者102を撮影す
る。その画像を対応付け部105に入力し、視差データを
獲得する。視差データは、視差距離変換部106において
距離データに変換される。認識部107では、距離データ
を用いて歩行者を個々に分離して、その位置を認識す
る。計数部110では、認識された歩行者の位置を時間的
に追跡し、計数ラインを通過した場合に計数する。死角
の少ないステレオ画像から歩行者を認識して追跡するの
で、混雑していても正確に歩行者の数や移動方向、混雑
度などを計測できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、施設利用者数の計
測等に用いる人流計測装置に関し、特に、ステレオ画像
処理による人流計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、複数台の撮像装置によって得られ
る複数の画像を用いて視差データを計測する手法とし
て、ステレオ画像計測技術を図６を用いて説明する。ス
テレオ画像計測技術は、左右２台の撮像装置によって同
一の物体を撮影し、三角測量の原理で、物点ｐまでの距
離を計測するものである。図６では、光軸が水平かつ平
行に配置された２台の撮像装置の撮像面201、202と、物
点ｐが示してある。実際には、撮像装置の撮像面201、2
02はｘ軸より手前に存在するが、説明の便宜上このよう
に示すことにする。今、物点ｐまでの距離Ｚ_pを計測す
るとする。物点ｐは左右の画像上でそれぞれ点Ｐ_L、Ｐ_R
に結像し、点Ｐ_L、Ｐ_Rの画像上でのｘ方向の座標をそれ
ぞれＸ_L、Ｘ_Rとすると、視差データＳは（式１）のよう
に求められる視差データＳ＝Ｘ_L−Ｘ_R （１）左右の画像から、点Ｐ_L（Ｘ_L，Ｙ_L）、Ｐ_R（Ｘ_R，Ｙ_R）
｛但しＹ_L ＝Ｙ_R ｝を見つけ出す処理を、対応付け処
理という。対応付けは、左右の画像中から相関が最も高
い一対の領域を見つけだすことで行なわれる。視差デー
タＳから（式２）で、撮像装置から物体ｐまでの距離Ｚ
_pを算出することができる物点ｐまでの距離Ｚ_p＝Ｂ×ｆ／Ｓ（２）但し、Ｂ：撮像装置の配置間隔、ｆ：レンズの焦点距離
である。

【０００３】次に、画像処理を用いた人流計測装置とし
て、特開平8-123935号公報に記載された「移動物体方向
別計数方法及び装置」の手法について、図７を用いて説
明する。図７において、301はカメラ、302は動物体、30
3は計数ライン、304はスリット背景画像、305は入力ス
リット画像、306はスリット状動画取得手段、307は背景
更新処理手段、308は動物体差分２値化画像、309は背景
差分及び２値化処理手段、310は連結領域形成処理手
段、311は動物体像、312は計数処理手段、313は通過方
向判定処理手段、314は上方向判定領域、315は下方向判
定領域である。

【０００４】道路、床、コンベア等の平面に対して適当
な俯角をもって、カメラ301を設置し、平面上を移動す
る動物体302の動画像を撮影する。画像中に設けた計数
ライン303上の画素値を、物体が通過していない状態で
逐次更新した値を背景値とし、動物体が通過することに
よって経時的に変化する計数ライン上の画素値と前記背
景値とで差分をとり、差分値を２値化処理して計数ライ
ン上での動物体領域を抽出したのが、動物体差分２値化
画像308である。

【０００５】次に、計数ラインごとの動物体領域を、時
間順に連結(ラベリング)して、動物体像311を形成す
る。計数処理手段312では、動物体の計数を行なう。形
成された動物体像311が複数の動物体からなる場合は、
動物体像を基準値で割ることによって、動物体像に含ま
れる人数や個数を算出する。動物体像が単数の動物体か
らなる場合は、単純に動物体像を計数する。

【０００６】移動方向の判定は、通過方向判定処理手段
313で行なわれる。上方向判定領域314と下方向判定領域
315に、計数ライン上で用いたのと同様な差分２値化処
理を行なう方向判定用スリット316を設定し、動物体の
検出の連続性から動物体の移動方向を判定する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の人流計測装置に
おいては、歩行者が単独で通過する場合は精度良く計数
を行なうことができるが、複数の人がかたまって通過し
た場合には、検出された領域の大きさを一人あたりの検
出領域の基準値で割り、おおよその通過人数として算出
していた。これは、画像の輝度情報のみでは、複数の歩
行者を一人ずつ分離して検出することが困難であるため
である。さらに画像撮影手段に関しては、道路や歩道、
床等における歩行者を、その上方部に俯角をもって設置
した撮像装置によって撮影していたので、手前の歩行者
により奥の歩行者がほとんど見えなくなるという状況が
発生した。以上により、特に混雑時は計数精度が十分な
ものではなかった。

【０００８】本発明の第１の目的は、歩行者が複数、か
つ、かたまって計数ラインを通過する場合であっても、
それらを個々に分離検出し、計数の精度を向上すること
にある。

【０００９】また、従来の方式では、複数の歩行者同士
が互いにすれ違うような混雑時に、個々の移動方向を判
別することは困難であった。

【００１０】本発明の第２の目的は、歩行者個々の正確
な位置を把握し、これを追跡することによって、精度良
く移動方向を判定することである。

【００１１】また、従来の方式では検出対象は移動して
いることを前提としており、静止した歩行者を検出する
ことが困難であった。そのため、静止する歩行者が発生
する可能性の高い混雑時に、精度良く混雑度を計測する
ことができなかった。

【００１２】本発明の第３の目的は、いかなる混雑状況
下でも精度良く混雑度を計測できるようにすることであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の課題を解決するた
めに本発明では、階段と複数の撮像装置の位置関係を適
切にとることによって、死角が少ない、画像処理に適し
た画像を獲得し、さらにステレオ画像計測によって得ら
れる距離データを用いて、個々の歩行者を精度良く分離
して認識し計数する。これによって歩行者の計数精度が
向上する。

【００１４】第２の課題を解決するために本発明では、
ステレオ画像計測により得られる、撮像装置から歩行者
までの距離データを用いて歩行者の位置を精度良く把握
し、これを追跡して移動方向を判定する。これによって
精度良く移動方向の判定を行なうことができる。

【００１５】第３の課題を解決するために本発明では、
ステレオ画像計測により得られる、撮像装置から歩行者
までの距離データを用いて、静止した歩行者をも検出し
て混雑度を計測する。これによって混雑時の混雑度を精
度良く計測することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、階段に対し所定の俯角をもって設置された複数台の
撮像装置と、前記複数台の撮像装置からの複数の画像間
で相関が高い領域を対応付けて視差データを獲得する対
応付け部と、前記視差データから距離データを獲得する
視差距離変換部と、前記距離データから歩行者の存在す
る位置を認識する認識部と、前記歩行者の位置を時間的
に追跡して計数する計数部とを備えたものであり、階段
に複数の撮像装置を設置して死角の少ないステレオ画像
を獲得し、歩行者を時間的に追跡して計数することによ
り、計数精度を向上するという作用を有する。

【００１７】本発明請求項２に記載の発明は、階段に対
し所定の俯角をもって設置された複数台の撮像装置と、
前記複数台の撮像装置からの複数の画像間で相関が高い
領域を対応付けて視差データを獲得する対応付け部と、
前記視差データから距離データを獲得する視差距離変換
部と、前記距離データを２次元平面に投影する投影部
と、投影像から歩行者の存在する位置を認識する認識部
と、前記２次元平面上での歩行者の位置を時間的に追跡
して計数する計数部とを備えたものであり、階段に複数
の撮像装置を設置して死角の少ないステレオ画像を獲得
し、距離データを水平面上に投影して歩行者を分離し、
歩行者を時間的に追跡して計数することにより計数精度
を向上するという作用を有する。

【００１８】本発明請求項３に記載の発明は、階段に対
し所定の俯角をもって設置された複数台の撮像装置と、
前記複数台の撮像装置からの複数の画像間で相関が高い
領域を対応付けて視差データを獲得する対応付け部と、
前記視差データから距離データを獲得する視差距離変換
部と、前記距離データから歩行者の存在する位置を認識
する認識部と、前記歩行者の位置を時間的に追跡して移
動方向を判定する移動方向判定部を備えたものであり、
階段に複数の撮像装置を設置して死角の少ないステレオ
画像を獲得し、歩行者を時間的に追跡して移動方向を判
定することにより移動方向判定精度を向上するという作
用を有する。

【００１９】本発明請求項４に記載の発明は、階段に対
し所定の俯角をもって設置された複数台の撮像装置と、
前記複数台の撮像装置からの複数の画像間で相関が高い
領域を対応付けて視差データを獲得する対応付け部と、
前記視差データから距離データを獲得する視差距離変換
部と、前記距離データから歩行者の存在する位置を認識
する認識部と、前記歩行者の存在する位置から撮像領域
の混雑度合を測定する混雑度判定部とを備えたものであ
り、階段に複数の撮像装置を設置して死角の少ないステ
レオ画像を獲得し、歩行者が単位面積当たりにどれだけ
存在するかで混雑度を判定することにより混雑度判定精
度を向上するという作用を有する。

【００２０】以下、本発明の実施の形態について図１〜
図５を参照して説明する。

【００２１】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態は、複数の撮像装置と、複数画像から視差を求め
る対応付け部と、視差から距離を求める視差距離変換部
と、距離データを水平面に投影する投影部と、歩行者の
位置を認識する認識部と、歩行者を追跡して計数する計
数部とを備えた人流計測装置である。

【００２２】本発明の第１の実施の形態の人流計測装置
について、図１を用いて説明する。101は階段を示し、1
02は階段を通行する歩行者を示す。103は複数台の撮像
装置であり、所定の間隔をもって複数台平行に、かつそ
れらの光軸(104)は水平に近い角度を持つように設置す
る。105は対応付け部を示し、複数の画像間で相関が高
い領域を対応付けて視差データを算出する。106は視差
距離変換部を示し、対応付け部105で得られた視差デー
タを距離データに変換する。107は認識部であり、歩行
者の位置を個々に分離して認識する(108)。110は計数部
であり、計数ライン(109)を通過する歩行者を計数す
る。

【００２３】以下において、階段102、対応付け部105、
視差距離変換部106、認識部107、計数部110についてさ
らに詳細に説明する。

【００２４】・階段(102) 駅、建築物、歩道等に見られる、歩行者が昇降する一般
的な階段である。光軸がほぼ水平になるように設置され
た、複数の撮像装置によってこれを撮影する。なお、こ
の階段はエスカレータであってもよい。

【００２５】・対応付け部(105) 対応付け部では、複数の撮像装置によって得られた画像
を逐次入力する。ここでは、複数台の撮像装置とは、左
右２台のカメラからなるステレオカメラとする。ステレ
オカメラから得られる左右画像のうち、左の画像を基準
とし、左画像(111)を水平Ｘ方向にＭ個、垂直Ｙ方向に
Ｎ個の計Ｍ×Ｎ個のブロックに区切り、従来の技術で説
明したとおり、ステレオ画像計測によって、左画像中各
ブロック（Ｘ，Ｙ）ごとに視差データＳ(X,Y)を獲得す
る。

【００２６】・視差距離変換部(106) 視差距離変換部では、対応付け部で得られた視差データ
Ｓ(X,Y)を、従来の技術の説明で用いた（式２）を用い
て、距離データＺ(X,Y)に変換する。

【００２７】・認識部(107) 対応付け部(105)と視差距離変換部(106)では、歩行者ま
での距離も背景である階段までの距離も同じように扱っ
てきたが、ここであらかじめ計測してあった階段の距離
データ(背景の距離データ)と、ある時刻に得られた距離
データＺ(X,Y)を比較し、得られた距離データＺ(X,Y)が
階段までの距離を示す場合は、以降の処理では用いな
い。次に、歩行者の距離データＺ(Z,Y)を、Ｘ軸とＺ軸
からなる水平な２次元平面(108)に投影してラベリング
することで、ある時刻ｔの歩行者の位置ＷＬＫ(X,Z,t)
を得る。なお、前記２次元平面を構成するＸ軸は、基準
とする左画像上の水平方向の位置を示し、Ｚ軸はステレ
オカメラから歩行者までの光軸上での距離を示す。

【００２８】投影処理を行なうことによって、あたかも
歩行者の真上から見たように、その位置を把握すること
ができる。また、左画像(111)上では、前後に歩行者が
重なって見えるが、カメラからの距離Ｚがそれぞれ異な
るため、２次元平面(108)上では個々の歩行者毎に分離
できる。

【００２９】・計数部(110) 計数部では、２次元平面(X,Z)上において、ある時刻ｔ
における個々に分離して認識された歩行者の位置ＷＬＫ
(X,Z,t)を時間的に追跡し、計数ライン(109)を通過した
時点で計数する。

【００３０】以上のように、本発明の第１の実施の形態
の人流計測装置では、階段に所定の俯角をもって複数の
撮像装置を設置することによって、死角の少ないステレ
オ画像が獲得できる。さらに、距離データを水平な２次
元平面上に投影することで歩行者を分離して個々にその
位置を把握でき、個々の歩行者の位置を時間的に追跡し
て計数することにより、歩行者の計数精度を向上させる
ことができる (第２の実施の形態)本発明の第２の実施の形態は、複数
の撮像装置と、複数の画像から視差を求める対応付け部
と、視差から距離を求める視差距離変換部と、歩行者を
認識する認識部と、歩行者の移動方向を判定する移動方
向判定部を備えた人流計測装置である。

【００３１】本発明の第２の実施の形態の人流計測装置
について、図２と図３を用いて説明する。複数台の撮像
装置401、対応付け部402、視差距離変換部403、認識部4
04については、第１の実施の形態の場合と同様である。
移動方向判定部405では、歩行者の移動方向判定を行な
う。移動方向の判定は、認識部404で得られた歩行者の
位置501であるＷＬＫ(X,Z,t)を図３のように時間的に追
跡し、時刻ｔから時刻ｔ＋Δまでにおける歩行者の位置
の移動量を算出することで、階段を上っている歩行者か
下っている歩行者か、あるいは静止している歩行者かを
判定する。

【００３２】歩行者を個別に認識して追跡し、歩行者の
移動量と移動方向を判定するので、どの方向にどんな速
度で歩く歩行者がどれだけいるかというような、歩行者
の移動状況の詳しい分布を求めることができる。また、
歩行者の動いた軌跡を求めることも容易にできる。

【００３３】以上のように、本発明の第２の実施の形態
では、人流計測装置を、撮像装置と対応付け部と視差距
離変換部と認識部と、個々の歩行者を時間的に追跡して
移動方向を判定する移動方向判定部を備えた構成とした
ので、歩行者の移動方向判定の精度が向上する (第３の実施の形態)本発明の第３の実施の形態は、複数
の撮像装置と、複数画像から視差を求める対応付け部
と、視差から距離を求める視差距離変換部と、歩行者を
認識する認識部と、混雑度合を測定する混雑度判定部と
を備えた人流計測装置である。

【００３４】本発明の第３の実施の形態の人流計測装置
について、図４と図５を用いて説明する。複数台の撮像
装置601、対応付け部602、視差距離変換部603、認識部6
04については、第１の実施の形態の場合と同様である。
混雑度判定部605は、撮像装置の撮像範囲において認識
された歩行者701が、どの程度存在しているかを判定す
る。例えば、図５の上図に示すように、ある時刻におい
て、撮像範囲内に存在すると認識された歩行者の数があ
らかじめ決定されている閾値より多ければ混雑と判断
し、図５の下図に示すように、閾値より小さければ非混
雑と判定する。撮像範囲内全体の混雑度だけでなく、撮
像範囲を複数の領域に区切って、各領域ごとの混雑度を
判定することも可能である。

【００３５】以上のように、本発明の第３の実施の形態
では、人流計測装置を、撮像装置と対応付け部と視差距
離変換部と認識部と、個々の歩行者が単位面積当たりに
どれだけ存在するかによって混雑度を判定する混雑度判
定部とを備えた構成としたので、階段における混雑度の
判定精度が向上するなお、ある時刻における撮像範囲内
の歩行者の存在数だけではなく、歩行者の移動速度を勘
案して混雑度を判断することも可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、階段に
複数の撮像装置を設置することで、死角の少ない画像を
獲得し、さらに、ステレオ画像計測によって得られる距
離データを用いて、個々の歩行者の位置を精度良く認識
することで、歩行者の計数精度が向上し、歩行者の移動
方向を精度良く判定できるという効果が得られる。

【００３７】また、静止中、移動中に拘わらず、個々の
歩行者の位置を認識することで、混雑度を精度良く判定
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の人流計測装置の構
成を示すブロック図、

【図２】本発明の第２の実施の形態の人流計測装置の構
成と歩行者の移動方向の判定を行なう処理の流れを示す
ブロック図、

【図３】本発明の第２の実施の形態の人流計測装置にお
ける移動方向の判定についての説明図、

【図４】本発明の第３の実施の形態の人流計測装置の構
成と階段の混雑度を判定する処理の流れを示すブロック
図、

【図５】本発明の第３の実施の形態の人流計測装置にお
ける混雑度の判定についての説明図、

【図６】従来の技術におけるステレオ画像計測の原理を
示す説明図、

【図７】従来の技術の人流計測装置の構成と処理の流れ
を示すブロック図である。

【符号の説明】

101 階段 102 歩行者 103、401、601 複数台の撮像装置 104 カメラ光軸 105、402、602 対応付け部 106、403、603 視差距離変換部 107、404、604 認識部 108 ２次元平面 109 計数ライン 110 計数部 201 左画像 202 右画像Ｂ基線長(カメラ間隔) p 物点 310 カメラ 302 動物体 303 計数ライン 304 スリット背景画像 305 入力スリット画像 306 スリット状動画像取得手段 307 背景更新手段 308 動物体差分２値化画像 309 背景差分処理及び２値化処理手段 310 連結領域形成処理手段 311 動物体像 312 計数処理手段 313 通過方向判定処理手段 314 上方向判定領域 315 下方向判定領域 316 方向判定用スリット 405 移動方向判定部 501、701 認識された歩行者の位置 605 混雑度判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】階段に対し所定の俯角をもって設置され
た複数台の撮像装置と、前記複数台の撮像装置からの複
数の画像間で相関が高い領域を対応付けて視差データを
獲得する対応付け部と、前記視差データから距離データ
を獲得する視差距離変換部と、前記距離データから歩行
者の存在する位置を認識する認識部と、前記歩行者の位
置を時間的に追跡して計数する計数部とを備えたことを
特徴とする人流計測装置。
【請求項２】階段に対し所定の俯角をもって設置され
た複数台の撮像装置と、前記複数台の撮像装置からの複
数の画像間で相関が高い領域を対応付けて視差データを
獲得する対応付け部と、前記視差データから距離データ
を獲得する視差距離変換部と、前記距離データを２次元
平面に投影する投影部と、投影像から歩行者の存在する
位置を認識する認識部と、前記２次元平面上での歩行者
の位置を時間的に追跡して計数する計数部とを備えたこ
とを特徴とする人流計測装置。
【請求項３】階段に対し所定の俯角をもって設置され
た複数台の撮像装置と、前記複数台の撮像装置からの複
数の画像間で相関が高い領域を対応付けて視差データを
獲得する対応付け部と、前記視差データから距離データ
を獲得する視差距離変換部と、前記距離データから歩行
者の存在する位置を認識する認識部と、前記歩行者の位
置を時間的に追跡して移動方向を判定する移動方向判定
部を備えたことを特徴とする人流計測装置。
【請求項４】階段に対し所定の俯角をもって設置され
た複数台の撮像装置と、前記複数台の撮像装置からの複
数の画像間で相関が高い領域を対応付けて視差データを
獲得する対応付け部と、前記視差データから距離データ
を獲得する視差距離変換部と、前記距離データから歩行
者の存在する位置を認識する認識部と、前記歩行者の存
在する位置から撮像領域の混雑度合を測定する混雑度判
定部とを備えたことを特徴とする人流計測装置。