JPH11112966A

JPH11112966A - 動体検出装置、動体検出方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

Info

Publication number: JPH11112966A
Application number: JP9274239A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ishida; 良弘石田; Takashi Oya; 崇大矢; Masahiro Shibata; 昌宏柴田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ビデオカメラを用いて動体を監視する装置に
おいて、被写体距離に関して広い範囲内にある所望サイ
ズの動体を撮像倍率によらず検出可能とする。【解決手段】カメラの倍率と検出すべき動体のサイズ
を入力（ステップＳ１、Ｓ２）した後、撮像した映像か
ら動体を検出し、その動体までの距離を計測する（ステ
ップＳ３、Ｓ４）。次に検出された動体のサイズを検出
し、検出されたサイズと、予め求められた基準距離、基
準倍率における動体サイズとを比較し、その比較結果に
応じて検出された動体が所望サイズの動体か否かを判定
し、所望サイズの動体であれば警報を発生する（ステッ
プＳ６、Ｓ７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はビデオカメラ等の撮
像装置で撮像された映像中から所望の大きさの動体を検
出する装置、方法及びそれに用いられるコンピュータ読
み取り可能な記憶媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、監視用途等を目的としてビデ
オカメラで撮像中の映像内の動体を検出することによ
り、侵入物を検出する動体検出装置が知られている。こ
のような装置では、検出したい動体の大きさが予めわか
っている場合も多く、特定のサイズの動体のみを検出す
ることも、これまで既に試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらビデオカ
メラ等の撮像装置で撮像された映像中では、被写体まで
の距離や撮影倍率によって同一物体であっても異なるサ
イズに撮像されてしまう。

【０００４】この様子を図１６を用いて説明する。図１
６において１２０は、撮像中心であり、１２７は撮像系
の光軸である。１２１、１２２、１２３は光軸１２７に
直交する面を表わしており、それぞれ撮像中心１２０よ
り、１ｍ、２ｍ、３ｍの距離にある。１２４、１２５、
１２６はいずれも半径１／３ｍの球であり、それぞれ中
心が面１２１、１２２、１２３上にある。また、この撮
像系の画角は、水平方向に３６．０゜垂直方向に２７．
０゜であり、図１６は、水平方向の画角の様子を真上か
ら見た様子として表現してある。１２９、１３０はそれ
ぞれ撮像中心１２０から見た画角の範囲を示しており、
１３０−１２０−１２９でなす角が３６．０゜であり、
１２７−１２０−１２９と１２７−１２０−１３０は共
に１８゜の角度をなす。また、このとき撮像される映像
は、水平方向６４０画素×垂直方向４８０ラインで構成
される。

【０００５】図１７は、上記６４０×４８０画素のサイ
ズでキャプチャーした場合の画像において、球１２４、
１２５、１２６がフレーム中でどの位のサイズに写し出
されるかをそれぞれ１２４、１２５、１２６に示した。
図１６と図１７からわかるように、全く同じ大きさの物
でも、撮像中心からどの位離れているかに応じて異なる
サイズとしてフレーム中に映し出される。図１７は、図
１６における球１２４は、直径で水平方向の画角にして
約１９゜（Ａ−１２０−Ａ′でなされる角）を占め、フ
レーム上では約３２７画素程度のサイズとして撮像さ
れ、球１２５の場合は、同じく約９．５゜（Ｂ−１２０
−Ｂ′でなされる角）、約１６３画素として撮像され、
球１２６の場合は同じく約６．４゜、約１０９画素とし
て撮像されることを表わしている。

【０００６】次に、図１８は撮像系で光学的に変倍率を
変更した場合を示しており、Ｄ₁−１２０−Ｄ₁′は、
画角約３６．０゜で基準倍率１．０倍を表わしている。
Ｄ₂−１２０−Ｄ₂′は画角約１８．５゜であり、倍率
を２．０倍にした際の画角を示している。Ｄ₃−１２０
−Ｄ₃′は画角約１２．４゜であり、倍率を３．０倍に
した際の画角を示している。このように倍率を変える
と、撮像した映像のフレームサイズの６４０画素が、ど
の程度の画角に対応するかが変化する。ここで、変倍率
を上げると、変倍率に比例して被写体のサイズも大きく
撮像されることになる。即ち、映像のフレームサイズに
対する相対的な被写体のサイズが大きくなる。

【０００７】このため従来は、特定のサイズの物体を検
出するためには、倍率を固定し、被写体までの距離もご
く限られた範囲内のみの物体検出にしか有効に用いるこ
とができないという問題があった。

【０００８】従って、本発明の目的は、設定されたサイ
ズの動体を検出する装置において、カメラから被写体ま
での距離に関して従来に比べて広範囲に対応可能とし、
かつ、撮像倍率を可変としても検出可能にすることであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による動体検出装
置においては、撮像手段によって入力された画像データ
中から動体を検出する動体検出手段と、上記動体検出手
段で検出した動体の大きさに関する情報を検出する動体
サイズ検出手段と、上記動体検出手段で検出した動体か
ら上記撮像手段までの距離を計測する計測手段と、上記
計測手段で計測された距離情報及び上記動体サイズ検出
手段で検出された動体の大きさに関する情報とから所定
の大きさを有する動体を検出する所定動体検出手段とを
設けている。

【００１０】本発明による動体検出方法においては、撮
像手段によって入力された画像データ中から動体を検出
する工程と、上記検出した動体の大きさに関する情報を
検出する工程と、上記検出した動体から上記撮像手段ま
での距離を計測する工程と、上記計測された距離情報及
び上記検出された動体の大きさに関する情報とから所定
の大きさを有する動体を検出する工程とを設けている。

【００１１】本発明によるコンピュータ読み取り可能な
記憶媒体においては、上記動体検出方法における工程を
実行するためのプログラムを記憶している。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に
よる主要部分の概略構成を示すブロック図である。図１
において、１２はズーム機能を有する撮影レンズであ
り、象徴的には、変倍のためのズーミングレンズ１と合
焦のためのフォーカシングレンズ２とを具備する。撮影
レンズ１２は、被写体の光学像をＣＣＤ等の撮像素子３
の撮像面に結像し、撮像素子３は、その光学像を示す電
気信号をカメラプロセス部４に出力する。カメラプロセ
ス部４は、撮像素子３の出力に周知の処理（ゲイン補
正、γ補正及び色バランス調整など）を施し、所定形式
のビデオ信号を出力する。合焦検出対象領域設定部７
は、合焦制御部８で自動的に合焦する対象となる映像中
の領域を指定する。

【００１３】図２は、撮像した映像上での合焦検出対象
領域の例を示している。図２においては、映像領域３１
が、６４０画素×４８０画素より構成されるディジタル
画像として撮像される場合を前提としている。この映像
領域３１内の１４０画素×１４０画素で構成される矩形
領域が合焦検出対象領域３２として示されている。ここ
では合焦検出対象領域３２内に存在する主な被写体の例
として、円形の物体３３が撮像されている場合を示して
いる。

【００１４】合焦検出対象領域３２は、撮像面上のどの
領域に結像される被写体に合焦させるかを撮像面上の相
対的な位置情報として全体制御部２０の制御のもとに合
焦検出対象領域設定部７を経由して合焦制御部８に設定
される。合焦制御部８はカメラプロセス部４より出力さ
れる映像信号の中で合焦検出対象領域設定部７により設
定される領域に対応する部分の映像信号に含まれる高周
波成分が極大となるように、フォーカシングレンズ２の
位置を図示しないフォーカシングレンズモータ（ステッ
ピングモータ）を制御して光軸方向に移動・調整するこ
とにより、被写体に自動的に合焦させる。ここで、フォ
ーカシングレンズ２の位置（フォーカシングレンズモー
タによるフォーカシングレンズの駆動可能な位置範囲に
おける、各時点でのレンズの位置）は、基準位置からフ
ォーカシングレンズモータを何パルス分駆動したかを示
すパルス数等の形式で合焦制御部の外部に出力されるよ
うに構成する。

【００１５】変倍設定部９は、ズーム制御部１０が図示
しないズーミングレンズモータ（ステッピングモータ）
を駆動してズーミングレンズ１の位置を光軸方向に移動
・調整して、ズーム制御を行う際の目標倍率を設定す
る。この変倍設定部９は、全体制御部２０より受けた設
定倍率を、ズーム制御部１０にズーミングレンズモータ
制御用設定値として倍率値に対応したズーミングモータ
駆動パルス値として設定する。この設定値に従いズーム
制御部１０は、ズーミングレンズモータを制御してズー
ミングレンズ１の位置を光軸方向に移動・調整して所望
の変倍にズームされた撮像を可能とする。ここで、ズー
ミングレンズ１の位置もまた、フォーカシングレンズ２
と同様に、ズーミングレンズ１の可動範囲のどの位置に
あるかを、基準となる位置からズーミングレンズモータ
を何パルス分駆動したかを示すパルス数等の形式でズー
ム制御部１０の外部へ出力されるように構成する。尚、
以上述べてきた各要素に関しては、ビデオカメラなどに
おいて周知のものである。

【００１６】次に、動体検出部５は、カメラプロセス部
４より出力されるビデオ信号から、映像中の動体を検出
するものである。この種の動体検出方法としては、例え
ば、背景差分による方法が知られている。即ち、図３に
示すように、予め観測領域における動体の含まれない画
像４１を取り込んで記憶しておく。次に、観測時におけ
る監視画像４２（撮像中の画像）と上記画像４１とを比
較し、対応する画素毎に画素値の差分をとって得られる
差分値画像４３を生成する。この差分値画像４３は、予
め記憶しておいた動きの含まれない画像４１と異ってい
る部分のみが有意な画素値を持った画像として得られる
ものである。得られた差分値画像４３に含まれる有意な
画素値（ゼロに比べて十分大きな値）を持つ画素で構成
される領域４４が、動体として検出される。

【００１７】検出された動体は、そのサイズ（例えば、
領域４４内に含まれる画素数）が、予め想定されたサイ
ズに該当するか否かが判定され、それによって検出した
い大きさを有する所望の動体か否かが判定される。その
際、動体サイズ補正部２１により、カメラから動体まで
の被写体距離に応じて、上記検出された動体のサイズを
基準距離で、かつ基準倍率で検出した場合のサイズに補
正して扱う。これにより、従来に比べて広い範囲での特
定サイズの動体検出が可能となる。

【００１８】次に、図４を用いて動体検出部５について
より詳細に説明する。図４において、ビデオキャプチャ
部５１は、図１のカメラプロセス部４より出力されるビ
デオ信号を取り込み、各フレーム毎にディジタル画像と
してフレームメモリ５２に書き込む。一方、背景メモリ
５３は、動体の存在していない状態で撮像された図３の
背景画像４１のような画像を、監視開始前に図示しない
初期化回路により予め取り込み記憶させておく。

【００１９】差分演算部５４は、フレームメモリ５２と
背景メモリ５３とにそれぞれ保持された２枚の画像を同
時に対応する画素同しを順次走査順に読み出して得られ
る画素値を入力し、フレームメモリ５２からの出力画素
値から背景メモリ５３の出力画素値を減算した値を出力
する（ただし、絶対値を出力するものとする）。差分演
算部５４から出力される差分結果（絶対値）を１フレー
ム分走査順に並べると、前述した図３の差分値画像４３
を得ることができる。

【００２０】次に、２値化部５５は、差分演算部５４の
出力を、有意な値と考えられる所定の閾値を用いて２値
化することにより、２つの画像間に有意な差があった領
域の画素のみ１（ＯＮ：黒）で、それ以外の画素は０
（ＯＦＦ：白）の２値化された画素値を走査順に順次出
力する。次に、ノイズ除去部５６は、これまでの処理に
おいて諸々の要因で混入するノイズにより生ずる２値画
像中の孤立画素や微小な黒画素領域の除去、及び微小な
孔（黒画素連結領域中の微小な白画素領域の除去等を行
う。

【００２１】図５はノイズ除去部５６の構成例を示す。
図５において、６０１〜６０９はラッチであり、図６に
示すように、３×３の画素領域６００内に対応する９画
素のビットデータ（各画素１ビットの９ビット）を保持
する。６１、６２はＦＩＦＯメモリであり、それぞれ１
走査線上の画素数分のデータを保持する。即ち、ＦＩＦ
Ｏ６１は現在入力中の走査線よりも走査線分以前に入力
したデータを保持しており、ＦＩＦＯ６２は現在入力中
の走査線よりも２走査線分以前に入力したデータを保持
している。

【００２２】上記９個のラッチ６０１〜６０９のうち、
６０１〜６０３は現在入力中の走査線上に並ぶ３画素に
対応するビットデータを保持し、６０４〜６０６はその
１走査線隣（副走査方向に隣）、６０７〜６０９は、さ
らにその１走査線隣（副走査方向に隣）の走査線上に並
ぶ３画素に対応するビットデータを保持している。これ
は、ラスタ走査線に２値化部５５より出力される２値画
像データを順次入力するのに同期して、順次１画素ずつ
データをシフトしていくことになり、これによって３×
３画素の９画素領域で順次映像中を走査することを実現
している。

【００２３】６３は、ＲＯＭであり、ラッチ６０１〜６
０９の出力９ビットをアドレス入力とし、これらのラッ
チ６０１〜６０９の出力９ビットの状態に対応して１ビ
ットのデータを出力する。ＲＯＭ６３は、９ビットのア
ドレス入力のうち、例えば、５ビット以上が１の時に１
を出力し、５ビット以上が０の時には０を出力するよう
なデータを予め保持させておく。即ち、３×３画素の９
画素領域のうち５画素以上が黒画素のときは、黒画素を
出力し、４画素以下の時は白画素を出力するように設定
しておく。このようにＲＯＭ６３をルックアップテーブ
ルとして用いることにより、孤立画素の除去等が実現で
きる。このノイズ除去部５６は、パイプライン処理回路
の構成となっており、入力に対して出力は１走査線と１
画素分の遅延が生ずるが、やはりラスタ走査順にノイズ
除去済みの２値画素が順次出力されてくる。

【００２４】図４において、ビットマップメモリ５７
は、ノイズ除去部５６から出力される２値画素データを
１フレーム分蓄積する。また動体位置検出部５８は、上
記ノイズ除去済みの２値画像データを図７に示すように
ラスタ走査順に順次入力し、図８に示すように、黒画素
領域を囲む矩形領域８１を示す座標値（Ｘ_min，
Ｙ_min）と（Ｘ_max，Ｙ_max）を検出する。これらの座
標値の検出は、基本的にはカウンタと比較器とを用いて
構成される公知の回路で容易に実現できる。

【００２５】即ち、Ｘ_min、Ｘ_max、Ｙ_min、Ｙ_maxを
それぞれ検出及び保持するための４個のカウンタと４個
のバッファとを用意する。まず、Ｘ_minを検出するカウ
ンタは、各走査線上のデータで初めて黒画素が出現する
までの主走査方向の画素数をカウントする（図示しない
主走査方向の同期パルスをカウントする）。そのカウン
ト値と、Ｘ_min保持用のバッファに保持されているそれ
までの走査線でカウントした値とを、比較器で比較し、
カウンタの値がバッファの値よりも小さい値だったなら
ば、Ｘ_minを保持するバッファに保持される値を現在の
カウント値に変更する。そうでない場合は、Ｘ_minを保
持するバッファの値は変更しない。ここで、Ｘ_minを保
持する値は、主走査の走査線上に含まれる画素数より大
きな値に、各走査線毎に初期化される。

【００２６】Ｘ_maxに関しては、走査線上で黒画素を検
出した後に白画素に戻った点の主走査線上の画素位置を
検出すればよい（黒画素から白画素への変化検出される
まで、主走査同期パルスをカウントする）。そして、そ
れまでのＸ_maxの値に比べて大きければ、Ｘ_maxの値を
更新し、さもなければ更新しない。また、Ｙ_minに関し
ては、初めて黒画素を含む走査線を検出した際の、それ
までに走査した走査線本数（副走査同期パルスをカウン
トする）をカウントし、Ｙ_maxに関しては、黒画素を含
む走査線に検出した後に、再度黒画素を含まない走査線
を検出した時点の走査線本数をカウントすればよい。

【００２７】かくして、２値画像の一フレーム分の走査
を終えると、動体を取り囲む矩形領域の対角頂点の座標
（Ｘ_min，Ｙ_min）、（Ｘ_max，Ｙ_max）として検出す
ることができる。

【００２８】次に、図１の動体サイズ検出部６は、動体
検出部５より出力される（Ｘ_min，Ｙ_min）、
（Ｘ_max，Ｙ_max）の値と、図４のビットマップメモリ
５７に保持されたノイズ除去済みの２値画像データとか
ら、動体のサイズを係数する。

【００２９】図９に動体サイズ検出部６の構成の例を示
す。図９において、走査クロック生成部９１は、動体検
出部５より出力される動体を取り囲む矩形領域の対角頂
点の座標（Ｘ_min，Ｙ_min）、（Ｘ_max，Ｙ_max）の各
値を入力し、ビットマップメモリ９２内の上記矩形領域
のみをアクセスするためのアドレスを順次（ラスタ走査
形式）に生成する。

【００３０】即ち、主走査方向には、Ｘ_minからＸ_max
までの（Ｘ_max−Ｘ_min＋１）画素、副走査方向には、
Ｙ_minからＹ_maxまでの（Ｙ_max−Ｙ_min＋１）本の走
査線分の走査クロックを生成し、図８（ａ）の８１で示
される領域を、あたかも図８（ｂ）の８２で示される
（Ｘ_max−Ｘ_min＋１）、（Ｙ_max−Ｙ_min＋１）画像
の２値画像としてビットマップメモリ９２により出力さ
れる（Ｘ_max−Ｘ_min＋１）×（Ｙ_max−Ｙ_min＋１）
画素の２値画像の黒画素部分の画素のみを（即ち、黒画
素を画素値１として出力し、白画素を画素値０として出
力するとして、このラスタ走査形式で出力する画素値の
１のみを）カウントすることにより、抽出した動体の面
積を、黒画素の画素数として係数する。この黒画素数
（面積）を以て動体サイズとする。

【００３１】初期化／読み出し部９３は、図１の全体制
御部２０の制御のもとに、走査クロック生成部９１やカ
ウンタ９４の初期化を行うと共に、カウンタ９４のカウ
ント値を読み出し、全体制御部２０へ出力する。

【００３２】次に、図１の距離計測部１１について説明
する。この距離計測部１１は、合焦制御部８から出力さ
れるフォーカシングレンズ２の位置を示すフォーカシン
グレンズモータの駆動パルス数（基準位置から現在位置
まで、何パルス分フォーカシングレンズモータを駆動し
たかを示すパルス数）と、ズーム制御部１０から出力さ
れるズーミングレンズ１の位置を意味するズーミングレ
ンズモータの駆動パルス数（基準位置から現在位置ま
で、何パルス分フォーカシングレンズモータを駆動した
かを示すパルス数）とを入力し、カメラからカメラが合
焦している被写体までの距離を出力する。

【００３３】図１のズーム機能を有する撮像レンズ１２
のように、撮像素子３の撮像面側にフォーカシングレン
ズ２があり、被写体側にズーミングレンズ１がある配置
を持つものをリアフォーカスレンズと呼んでいる。リア
フォーカスレンズでは、ズーミングレンズ１の位置を変
えると焦点位置も動いてしまうため、フォーカシングレ
ンズ２も動かさなければ焦点の合った画像が得られなく
なる。

【００３４】そこで、リアフォーカスレンズ１では、ズ
ーム倍率（変倍率）（即ち、ズーミングレンズのパルス
数）に応じて、フォーカシングレンズ２の位置（即ち、
フォーカシングレンズモータのパルス数）を種々の値に
変えた場合に、それぞれの位置に対するカメラから合焦
する被写体までの距離を予め実測して求めておく。そし
て、ズーミングレンズ１の位置（基準位置からの移動に
要するズーミングモータ駆動パルス数）と、フォーカシ
ングレンズ２の位置（基準位置からの移動に要するフォ
ーカシングレンズモータ駆動パルス数）とをアドレスと
して入力して、その際のカメラから合焦する被写体まで
の距離をデータとして出力するルックアップテーブルを
ＲＯＭで構成する。

【００３５】ここで、例えばズーミングモータの駆動パ
ルス数とフォーカシングモータの駆動パルス数のとり得
る値の範囲が、共に０〜２０４７であったとするとメモ
リ空間としては、２Ｋ×２Ｋ＝４Ｍ（２¹¹×２¹¹＝２２
²²）で、データのダイナミックレンジを８ビットとす
る。即ち、距測の粗さを２５６通り、０ｍｍ〜∞の範囲
を２５６種の異なる距離で表現すると、４ＭＢｙｔｅの
容量を持つＲＯＭで構成することができる。必要に応じ
て、データのダイナミックレンジを１６ビット等として
もよい。この場合は、０ｍｍ〜∞の範囲を６５５３６種
の異なる距離のうちのいずれかとして合焦距離を表現す
ることになる。

【００３６】次に図１０は全体制御部２０の構成例を示
す。図１０において、２２はＣＰＵ、２３は本発明によ
る記憶媒体としてのプログラムを記憶したＲＯＭ、２４
はＲＡＭ、２５〜２９はＩ／Ｏポート、３９は通信イン
ターフェース、３０はバスである。ＣＰＵ２２は、ＲＯ
Ｍ２３に格納されるプログラムを読み出し、その手順に
従い動作する。動作の過程で、一時的に保持する必要の
ある情報や、状況に応じて変化する情報等はＲＡＭ２４
上に保持する。尚、上記記憶媒体としては、半導体メモ
リ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気媒体等を用いて
よい。

【００３７】Ｉ／Ｏポート２５は、ＣＰＵ２２と動体検
出部５とのインターフェースとなっている。Ｉ／Ｏポー
ト２６は、ＣＰＵ２２と動体サイズ検出部６とのインタ
ーフェースとなっている。Ｉ／Ｏポート２７は、ＣＰＵ
２２と合焦検出対象領域設定部７とのインターフェー
ス、Ｉ／Ｏポート２８は、ＣＰＵ２２と距離計測部１１
とのインターフェース、Ｉ／Ｏポート２９は、ＣＰＵ２
２と変倍設定部９とのインターフェースとなっている。
また通信インターフェース３９は、外部の機器と交信す
るものであり、例えば、検出したい動体のサイズを外部
の装置から入力したり、所望のサイズの動体を検出した
際に、その旨を外部に送信・通知したりするのに用い
る。

【００３８】次に、図１１に示すフローチャートを用い
て、ＲＯＭ２３内に格納されたプログラム手順を読み出
し、ＣＰＵ２２によりプログラムが実行されることによ
り、予め大きさ（サイズ）が既知の動体の検出を行う場
合の一連の動作を説明する。図１１において、処理を開
始すると、ステップＳ１では通信インターフェース３９
を介して外部のホストコンピュータより所望の変倍率用
を入力し、図１０のＩ／Ｏ−５（２９）を介して変倍設
定部９に入力した変倍率Ｄをセットする。これにより前
述の如く変倍設定部９は、倍率値Ｄに応じてズーム制御
部１０にズーミングレンズモータを制御させ、所望の変
倍率Ｄに装置をセットさせる。

【００３９】ステップＳ１を終えると、ステップＳ２へ
進み通信インターフェース３９を介して外部のホストコ
ンピュータより、検出したい動体のサイズＳを入力す
る。入力された大きさ情報Ｓは、ＲＡＭ２４上の所定の
領域に保持される。ここで、動体のサイズＳは、本シス
テムに用いるカメラで、基準距離（本実施の形態では１
ｍとする）だけ離れた距離から基準倍率（本実施の形態
では水平方向の画角３６゜、垂直方向の画角２７゜の場
合を１．０倍として基準倍率とする）に設定された画角
での画素数（図１６の１２４の例では、図１７の１２４
の内に含まれる画素数約８４，０００画素）を入力す
る。

【００４０】次にステップＳ３に進み所望のサイズの動
体検出ループ（ステップＳ３〜Ｓ６）に入る。ステップ
Ｓ３の詳細を図１２に示す。ステップＳ３では、まずス
テップＳ３０で動体検出部５に、Ｉ／Ｏ−１（２５）を
介してアクセスし、動体位置検出部５８より出力される
動体を取り囲む矩形領域８１の対角頂点座標（Ｘ_min，
Ｙ_min）、（Ｘ_max，Ｙ_max）を取り込む。次にステッ
プＳ３１に進み、取り込んだ（Ｘ_min，Ｙ_min）、（Ｘ
_max，Ｙ_max）の座標値から、動体を囲む矩形領域８１
の中心点の座標値、（Ｘ_c，Ｙ_c）を、Ｘ_c＝（Ｘ_max−Ｘ_min）／２Ｙ_c＝（Ｙ_max−Ｙ_min）／２の演算により求める。

【００４１】次にステップＳ３２に進み、ステップＳ３
１で求めた動体を囲む矩形領域の中心点の座標値
（Ｘ_c，Ｙ_c）を図１０のＩ／Ｏ−３（２７）を経由
し、合焦検出対象領域設定部７を介して、Ｘ_c、Ｙ_cを
合焦制御部８にセットする。これにより、距離計測部１
１で合焦した被写体までの距離を計測する対象を設定す
る。その後ステップＳ３の一連の処理を終えた後、図１
１のルーチンに復帰し、ステップＳ４に進む。ステップ
Ｓ４では動体までの距離を検出する。

【００４２】ステップＳ４の詳細を図１３に示す。ステ
ップＳ４では、まずステップＳ４０で、合焦検出対象領
域設定部７を介して合焦制御部８が、合焦状態にあると
判定しているか否か示す信号を取込み合焦状態にあるか
否かを判断する。合焦状態にないと判断される場合に
は、再度ステップＳ４０の手順を繰り返す。合焦状態に
あると判定される場合には、ステップＳ４１に進む。ス
テップＳ４１では、図１０のＩ／Ｏ−４（２８）を介し
て、距離計測部１１の出力である合焦中の被写体までの
距離情報Ｌｏを読み込んでステップＳ４２に進む。前述
したようにＬｏは０ｍｍ〜∞までの距離を、８ｂｉｔも
しくは１６ｂｉｔのコードとして符号表現したものであ
るので、ステップＳ４２は予めプログラム中に登録され
ている図示しない対応表に基づいてカメラから合焦中の
被写体までの距離Ｌ（単位：メートル）に復号する。

【００４３】そしてステップＳ４の一連の処理を終えて
から図１１のルーチンに復帰し、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５の詳細を図１４に示す。ステップＳ５で
は、まずステップＳ５０にて、図２のＩ／Ｏ−２（２
６）を介して、動体検出部６にアクセスし、動体サイズ
（画素数）Ｓｏを入力する。次にステップＳ５１に進
み、ステップＳ１で入力した変倍率Ｄと、ステップＳ４
２で求めたカメラから合焦中の被写体までの距離Ｌと、
ステップＳ５０で入力したＳｏとから基準距離１．０ｍ
でかつ基準倍率で撮像した際に得られるであろうサイズ
Ｓ′をＳ′＝Ｓｏ×（Ｌ／Ｄ）² の演算により求める。

【００４４】そして、ステップＳ５の一連の処理を終了
して、図１１のルーチンに復帰し、ステップＳ６へ進
む。ステップＳ６では、ステップＳ５１で算出たサイズ
Ｓ′と、ステップＳ２で入力し、ＲＡＭ２４上に保持さ
れた検出したい動体のサイズＳとの比が、所定の値以内
にあるか否かを判定する。即ち０．８＜Ｓ′／Ｓ＜１．２であるか否かを判定することにより、動体が所望のサイ
ズであるか否かを判定する。

【００４５】所望のサイズにない場合、即ち、０．８≧Ｓ′／Ｓもしくは、１．２≦Ｓ′／Ｓの場合には、ステップＳ３に戻り、再度動体検出以降の
手順を繰り返す。

【００４６】また、所望のサイズである場合、即ち０．８＜Ｓ′／Ｓ＜１．２である場合には、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７で
は、所望のサイズの動体を検出した旨を、通信インター
フェース３９を通じて外部の機器に通報する。以上によ
り定められたサイズの動体の検出の一連の手順を終了す
る。

【００４７】尚、上記の定数０．８や１．２は必ずし
も、これらに限るものではなく、使用機材や使用環境等
に応じて調整し、例えば０．７５、０．２５や０．８
５、１．１５等であってもよい。

【００４８】次に第２の実施の形態について説明する。
上述の第１の実施の形態において、図１１のフローチャ
ートのステップＳ２から入力される動体サイズは、必ず
しもカメラから基準距離だけ離れた位置で、かつカメラ
の画角も基準倍率としたときの、検地すべき動体となる
被写体の画素数に限定するものではない。即ち、動体サ
イズとして動体となる被写体を撮像した際の撮影中で、
その被写体を取り囲む矩形の領域の水平方向のサイズＸ
ｗ（画素）と、垂直方向のサイズＹｗ（画素）とから成
る所望のサイズを入力する形式にしてもよい。

【００４９】その場合には、ステップＳ５で補正するの
は、動体サイズ検出部６より得られる動体サイズＳｏで
はなく、動体検出部５より得られる動体を取り囲む矩形
領域に関する情報となる。即ち、ステップＳ５の詳細
は、図１５に示すフローチャートに変更される。

【００５０】図１５において、ステップＳ５０ａでは、
前記ステップＳ３０で動体検出部５より入力した動体を
取り囲む矩形領域の対角頂点座標（Ｘ_min，Ｙ_min）、
（Ｘ _max，Ｙ_max）から、Ｘｏ＝Ｘ_max−Ｘ_min Ｙｏ＝Ｙ_max−Ｙ_min の演算を実行し、矩形領域の水平方向の巾Ｘｏと垂直方
向の高さＹｏとを求める。

【００５１】次に、ステップＳ５１ａに進み、ステップ
Ｓ１で入力した変倍率Ｄと、ステップＳ４２で求めたカ
メラから合焦中の被写体までの距離Ｌと、ステップＳ５
０ａで求めたＸｏ，Ｙｏとから、基準距離１．０ｍでか
つ基準倍率で撮影した際に得られるであろう被写体を取
り囲む矩形の水平方向のサイズＸｏ′と、垂直方向のサ
イズＹｏ′をＸｏ′＝Ｘｏ×（Ｌ／Ｄ）Ｙｏ′＝Ｙｏ×（Ｌ／Ｄ）の演算により求める。そして、ステップＳ５の一連の処
理を終了して図１１のルーチンへ復帰し、ステップＳ６
に進む。

【００５２】また、ステップＳ６も本実施の形態におい
ては、ステップＳ２で入力するＸｗとＹｗに対し、それ
ぞれステップＳ５１ａで算出されたＸｗとＹｗに対し、
それぞれステップＳ５１ａで算出されたＸｏ′，Ｙｏ′
との比を求め所定の値以内にあるか否かを判定する。即
ち０．８＜Ｘｏ′／Ｘｗ＜１．２かつ０．８＜Ｙｏ′／Ｙｗ＜１．２であるか否かを判定することにより、動体が所望のサイ
ズであるか否かを判定する。上記条件をＸｏ′，Ｙｏ′
が共に満たすならば所望のサイズの動体が検出されたと
判定し、さもなければ、検出されなかったとするように
変更する。

【００５３】尚、上記０．８、１．２等の定数はこれに
限るものではなく、例えば０．８５、１．１５等や０．
７５、１．２５等であってもよい。

【００５４】本実施の形態によれば、動体サイズ検出部
６において、必ずしも動体の映像中に占める画素数を計
数する必要はなくなるため、回路構成を簡素化すること
ができる。

【００５５】次に第３の実施の形態について説明する。
図１１のフローチャートのステップＳ２で入力される動
体サイズは、必ずしも第１及び第２の実施の形態に開示
した形式に限るものではない。即ち動体サイズとして、
検知すべき動体となる被写体の実寸を入力する形式にし
てもよい。

【００５６】その場合は、実寸を例えば正面からみた際
の縦の長さ（高さ）Ｈ（ｍ）、横の長さ（巾）Ｗ（ｍ）
として入力すればよい。このとき画角３６．０°で、カ
メラから被写体までの距離を１ｍとした場合には、撮影
される映像中の水平方向の巾は約０．６５ｍであり、こ
れを６４０画素として画像入力することになる。このた
め、横の長さ（巾）Ｗ（ｍ）と、第２の実施の形態で述
べた基準距離、基準画角（倍率）の条件下での被写体を
取り囲む矩形の水平方向サイズＸｗとの関係は、Ｘｗ＝（Ｗ／０．６５）×６４０として求められる。

【００５７】また、カメラの垂直方向の画角２７．０°
は、基準距離の下では撮像される映像中の巾約０．４８
ｍであり、これを４８０画素として画像入力することか
ら第２の実施の形態で述べた基準距離、基準画角（倍
率）の条件下での被写体を取り囲む矩形の垂直方向サイ
ズＹｗは、Ｙｗ＝（Ｈ／０．４８）×４８０として求めることができる。

【００５８】この様に動体サイズを実寸としてステップ
Ｓ２で入力し、上記各式に基づき、Ｘｗ、Ｙｗに換算す
れば、あとは第２の実施の形態と全く同様に動作可能で
ある。

【００５９】本実施の形態によれば、カメラシステムの
仕様に左右されずに動体のサイズを入力することがで
き、使い勝手の向上を図ることができる。

【００６０】次に第４の実施の形態について説明する。
前述の第２の実施の形態における所望の動体サイズとし
て、ある値の範囲を入力するようにしてもよい。即ち、Ｘｗ_min≦Ｘｗ≦Ｘｗ_max として、Ｘｗの値がＸ_minからＸｗ_maxの値にあれば、
所望のサイズにあるとするものである。Ｙｗに関して
も、同様である。

【００６１】このとき、ステップＳ６では、０．８＜Ｙｏ′／Ｙｗ_max かつＹｏ′／Ｙｗ_min＜
１．２であり、かつ０．８＜Ｘｏ′／Ｘｗ_max かつＸｏ′／Ｘｗ_min＜
１．２である場合に動体が所望のサイズであるとするものであ
る。

【００６２】即ち、第１の実施の形態ではＳ_min＜Ｓ＜Ｓ_max とし、０．８＜Ｓ′／Ｓ_max かつＳ′／Ｓ_min＜１．２が満たされるか否かが判定式となる。

【００６３】また、第３の実施の形態では、Ｈ_min≦Ｈ≦Ｈ_max Ｗ_min≦Ｗ≦Ｗ_max のＨ_min、Ｈ_max、Ｗ_min、Ｗ_maxを入力し、Ｙｗ_max＝（Ｈ_max／０．４８）×４８０Ｙｗ_min＝（Ｈ_min／０．４８）×４８０Ｘｗ_max＝（Ｗ_max／０．６５）×６４０Ｘｗ_min＝（Ｗ_min／０．６５）×６４０として、上記第２の実施の形態の場合と同様の変形を行
えばよい。

【００６４】本実施の形態によれば弾性のある変形しや
すい動体や、撮像される向きにより、動体のサイズが変
わる場合等への対応が可能となる。

【００６５】尚、上記各実施の形態では、倍率と動体ま
での距離により補正されるのは、検出された動体のサイ
ズとした例について説明したが、これに限るものではな
く、予め与えられた情報としての検出したい動体の大き
さに関する情報を補正する形式で実施してもよいことは
もちろんである。

【００６６】また各実施の形態においては、図１１のフ
ローチャートに示すように所望のサイズの動体を検知し
て警報を発生した場合は一連の処理を終了するものとし
て説明したが、本発明はこれに限るものではなく、引き
続き動体検知を再度繰り返してもよい。即ち、図１１の
ステップＳ７を終えた後も、再びステップＳ３に戻るよ
うに構成してももちろんよい。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
映像から検出された動体までの距離情報と、検出したい
動体の大きさに関する情報と、映像から検出された動体
の大きさに関する情報とを用いることによって、従来に
比べてより広い監視域で特定のサイズの動体を検出する
ことができる。また撮像倍率を可変としても特定サイズ
の動体を検出することができる。さらに距離計測に、合
焦制御の情報を活用することにより、より簡素な構成で
上記効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。

【図２】合焦検出対象領域の例を示す構成図である。

【図３】背景差分による動体検出方向を説明する構成図
である。

【図４】動体検出部の構成を示すブロック図である。

【図５】ノイズ除部の構成例を示すブロック図である。

【図６】３×３の９画素領域を示す構成図である。

【図７】テスター走査順に入力されるノイズ除去済の２
値画像データを示す構成図である。

【図８】画素領域を囲む矩形領域を示す構成図である。

【図９】動体サイズ検出部のブロック図である。

【図１０】全体制御部の構成例を示すブロック図であ
る。

【図１１】大きさの既知な動体の検出を行う一連の手順
を示すフローチャートである。

【図１２】動体位置の検出の一連の手順を示すフローチ
ャートである。

【図１３】動体までの距離検出の一連の手順を示すフロ
ーチャートである。

【図１４】動体サイズ検出及び動体サイズ補正の一連の
手順を示すフローチャートである。

【図１５】図１１のステップＳ５の手順の詳細を示す第
２の実施の形態における一連の手順を示すフローチャー
トである。

【図１６】同一物体の映像中でのサイズとカメラからの
距離の関係の一例を示す構成図である。

【図１７】図１２の各状態での映像中における物体のサ
イズを示す構成図である。

【図１８】撮像倍率と画角の関係を示す構成図である。

【符号の説明】

１ズーミングレンズ２フォーカシングレンズ３撮像素子４カメラプロセス部５動体検出部６動体サイズ検出部７合焦検出対象領域設定部８合焦制御部９変倍設定部１０ズーム制御部１１距離計測部２０全体制御部２１動体サイズ補正部２２ＣＰＵ２３ＲＯＭ２４ＲＡＭ２５〜２９Ｉ／Ｏ３９外部機器とのインターフェース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像手段によって入力された画像データ
中から動体を検出する動体検出手段と、上記動体検出手段で検出した動体の大きさに関する情報
を検出する動体サイズ検出手段と、上記動体検出手段で検出した動体から上記撮像手段まで
の距離を計測する計測手段と、上記計測手段で計測された距離情報及び上記動体サイズ
検出手段で検出された動体の大きさに関する情報とから
所定の大きさを有する動体を検出する所定動体検出手段
とを有することを特徴とする動体検出装置。
【請求項２】上記所定動体検出手段は検出したい動体
の大きさに関する情報を設定する設定手段を有し、上記
設定手段によって設定された大きさの動体を検出するこ
とを特徴とする請求項１記載の動体検出装置。
【請求項３】上記所定動体検出手段は、上記計測され
た距離情報を用いて、上記検出された動体の大きさに関
する情報と上記設定された検出したい動体の大きさに関
する情報との少なくともいずれか一方を補正する補正手
段を設け、上記補正手段より得られる補正された動体の
大きさに関する情報を用いて上記所定の大きさを有する
動体を検出することを特徴とする請求項２記載の動体検
出装置。
【請求項４】上記撮像手段のズーム制御手段を設け、
上記補正手段は、上記ズーム制御手段で用いる変倍率情
報と上記計測された距離情報とを用いて、上記検出され
た動体の大きさに関する情報と上記設定された検出した
い動体の大きさに関する情報との少なくともいずれか一
方を補正することを特徴とする請求項３記載の動体検出
装置。
【請求項５】上記撮像手段の合焦制御手段を設け、上
記計測手段は、上記ズーム制御手段におけるズーム制御
情報と、上記合焦手段における合焦制御情報とを用いて
距離情報を計測することを特徴とする請求項４記載の動
体検出装置。
【請求項６】上記ズーム制御情報とは、上記撮像手段
のズーミングレンズの駆動状態を示す情報であり、上記
合焦制御情報とは、上記撮像手段のフォーカシングレン
ズの駆動状態を示す情報であることを特徴とする請求項
５記載の動体検出装置。
【請求項７】上記補正手段は、上記計測された距離情
報に応じて上記動体の大きさに関する情報を、基準距離
でかつ上記撮像手段の基準倍率で検出した大きさに補正
することを特徴とする請求項３記載の動体検出装置。
【請求項８】上記動体の大きさに関する情報とは、上
記動体のサイズ情報であることを特徴とする請求項１記
載の動体検出装置。
【請求項９】上記動体の大きさに関する情報とは、上
記映像における上記動体を取り囲む所定形状の領域であ
ることを特徴とする請求項１記載の動体検出装置。
【請求項１０】撮像手段によって入力された画像デー
タ中から動体を検出する工程と、上記検出した動体の大きさに関する情報を検出する工程
と、上記検出した動体から上記撮像手段までの距離を計測す
る工程と、上記計測された距離情報及び上記検出された動体の大き
さに関する情報とから所定の大きさを有する動体を検出
する工程とを有することを特徴とする動体検出方法。
【請求項１１】上記所定の大きさを有する動体を検出
する工程は検出したい動体の大きさに関する情報を設定
する工程を含み、上記設定された大きさの動体を検出す
ることを特徴とする請求項１０記載の動体検出方法。
【請求項１２】上記所定の大きさを有する動体を検出
する工程は、上記計測された距離情報を用いて、上記検
出された動体の大きさに関する情報と上記設定された検
出したい動体の大きさに関する情報との少なくともいず
れか一方を補正する工程を設け、補正された動体の大き
さに関する情報を用いて上記所定の大きさを有する動体
を検出することを特徴とする請求項１１記載の動体検出
方法。
【請求項１３】上記撮像手段のズームを制御する工程
を設け、上記補正する工程は、上記ズーム制御で用いる
変倍率情報と上記計測された距離情報とを用いて、上記
検出された動体の大きさに関する情報と上記設定された
検出したい動体の大きさに関する情報との少なくともい
ずれか一方を補正することを特徴とする請求項１２記載
の動体検出方法。
【請求項１４】上記撮像手段の合焦を制御する工程を
設け、上記計測する工程は、上記ズーム制御におけるズ
ーム制御情報と、上記合焦制御における合焦制御情報と
を用いて距離情報を計測することを特徴とする請求項１
３記載の動体検出方法。
【請求項１５】上記ズーム制御情報とは、上記撮像手
段のズーミングレンズの駆動状態を示す情報であり、上
記合焦制御情報とは、上記撮像手段のフォーカシングレ
ンズの駆動状態を示す情報であることを特徴とする請求
項１４記載の動体検出方法。
【請求項１６】上記補正する工程は、上記計測された
距離情報に応じて上記動体の大きさに関する情報を、基
準距離でかつ上記撮像手段の基準倍率で検出した大きさ
に補正することを特徴とする請求項１２記載の動体検出
方法。
【請求項１７】上記動体の大きさに関する情報とは、
上記動体のサイズ情報であることを特徴とする請求項１
０記載の動体検出方法。
【請求項１８】上記動体の大きさに関する情報とは、
上記映像における上記動体を取り囲む所定形状の領域で
あることを特徴とする請求項１０記載の動体検出方法。
【請求項１９】請求項１０記載の動体検出方法を構成
する工程を実行するためのプログラムを記憶したコンピ
ュータ読み取り可能な記憶媒体。