(57)【要約】【課題】特殊信号発光機における発光を、簡易かつ確実に検出できる特殊信号検出装置を提供すること。【解決手段】画像処理部２０により輝度に関する周波数を抽出することで、撮像された画像中において、特殊信号発光機２００での所定周期で点滅する発光の動作が含まれているか否かを捉える。この際、画像処理部２０における処理対象を、連続画像を画像領域ごとに分割した複数のフレームからなる部分画像（連続部分画像）とすることで、例えば半周期異なって点滅する２つの特殊信号発光機２００が一度に撮像されてしまっていて、各特殊信号発光機の点滅動作が打ち消し合わされてしまう、というような場合であっても対応可能にしている。【選択図】図１
2020059340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続画像を撮像する撮像部と、
前記連続画像を画像領域ごとに分割した複数のフレームからなる部分画像について、輝度の周波数に対する振幅データを抽出する画像処理部と、
前記部分画像についての抽出結果に基づき所定周期で点滅する特殊信号発光機における発光の有無を判断する判断部と
を備える特殊信号検出装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記部分画像の全体に対してフーリエ変換処理してデータを抽出する、請求項１に記載の特殊信号検出装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、前記連続画像を複数の画像領域に分割して複数の前記部分画像を作成する画像分割処理部を有し、前記画像分割処理部で作成された前記部分画像ごとに振幅データを抽出する、請求項１及び２のいずれか一項に記載の特殊信号検出装置。
【請求項４】
前記判断部は、前記画像分割処理部で作成された前記部分画像ごとに、特殊信号発光機における発光の有無を判断する、請求項３に記載の特殊信号検出装置。
【請求項５】
前記画像処理部は、前記連続画像の全体に基づく前記判断部の判断結果において特殊信号発光機における点滅無しと判断された場合に、前記画像分割処理部による複数の前記部分画像の作成を行う、請求項３及び４のいずれか一項に記載の特殊信号検出装置。
【請求項６】
前記画像処理部は、前記連続画像の全体に基づく前記判断部の判断結果において光の波長帯域特性から特殊信号発光機が点灯状態であり、かつ、点滅状態でないと判断された場合に、前記画像分割処理部による複数の前記部分画像の作成を行う、請求項３及び４のいずれか一項に記載の特殊信号検出装置。
【請求項７】
前記画像処理部は、前記画像分割処理部により作成された複数の前記部分画像についての振幅データ抽出を所定回数行っても点滅状態であると判断されない場合に、前記部分画像の作成を終了する、請求項６に記載の特殊信号検出装置。
【請求項８】
前記画像処理部は、前記画像分割処理部により作成された複数の前記部分画像のうち、前記判断部の判断結果において特殊信号発光機が消灯状態であると判断される前記部分画像について、以後の処理を不要とする、請求項６及び７のいずれか一項に記載の特殊信号検出装置。
【請求項９】
前記画像処理部は、前記判断部での判断結果に応じて、前記部分画像の抽出方法を変更する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の特殊信号検出装置。
【請求項１０】
前記判断部は、前記画像処理部での振幅データの抽出結果に関する経時的変化に応じて、前記部分画像の抽出方法を変更するか否かを決定する、請求項９に記載の特殊信号検出装置。
【請求項１１】
前記判断部は、異なる画像領域をそれぞれ抽出した一の前記部分画像と他の前記部分画像とにおいて、異なるタイミングでピークを有する振幅データが抽出された場合、発光する特殊信号発光機が複数存在すると判断する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の特殊信号検出装置。
【請求項１２】
前記判断部の判断結果において、特殊信号発光機における発光有りと判断された場合に、報知を行う報知部を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の特殊信号検出装置。
【請求項１３】
前記報知部は、警報を発する音声部である、請求項１２に記載の特殊信号検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊信号発光機における発光を検出する特殊信号検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
列車の運転士に列車運行情報を伝達する装置である鉄道信号機では、例えば色灯の点灯又は消灯を運転士が目視確認することで信号の伝達がなされる。このため、運転士が見落とさないように、鉄道信号機の視認可否を確認すべく、例えば、赤外線発光器を鉄道信号機に取り付け、赤外線発光器からの赤外線発光を赤外線ビデオカメラで撮影するものが知られている（特許文献１参照）。なお、特許文献１において、鉄道信号機とは、鉄道用色灯式信号機、標識又は特殊信号発光機である、とされている。すなわち、特殊信号発光機が鉄道信号機の一態様に含まれるものとされている。
【０００３】
また、特殊信号発光機の視認可否の確認において、特殊信号発光機等において現存するケーブルをそのまま利用できるように、内部構造において断線検出を行うものも知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、上記特許文献１のように、赤外線発光器を利用するには、発光を行う既設の信号機等の装置に赤外線発光器を取り付けるといった改修を加える必要があり、改修の時間や労力等が莫大なものになるという問題がある。また、上記引用文献２においても、断線検出を行うための構造を新たに設ける必要があると考えられる。
【０００５】
さらに、２つの特殊信号発光機が一度に捉えられた場合において、当該２つの特殊信号発光機間での点滅周期が半周期ずれていると全体としての発光輝度が均一化されてしまい、点滅動作を的確に捉えられない可能性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４９２５９８７号公報
【特許文献２】特開２０１５−１７８３５７号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、特殊信号発光機における発光を、簡易かつ確実に検出できる特殊信号検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る特殊信号検出装置は、連続画像を撮像する撮像部と、連続画像を画像領域ごとに分割した複数のフレームからなる部分画像について、輝度の周波数に対する振幅データを抽出する画像処理部と、部分画像についての抽出結果に基づき所定周期で点滅する特殊信号発光機における発光の有無を判断する判断部とを備える。
【０００９】
上記特殊信号検出装置では、撮像部により取得された連続画像について、輝度についての周波数に対する振幅データを抽出することで、撮像された画像中において、特殊信号発光機での所定周期で点滅する発光の動作が含まれているか否かを的確に捉えることができる。この場合、周波数に基づいて判断をすることで、特に、撮像時における逆光や映像の揺れの影響等を吸収できるので、外部環境に対してロバスト性の高いものにできる。さらに、この場合、画像処理部における処理対象を、連続画像を画像領域ごとに分割した複数のフレームからなる部分画像とすることで、例えば半周期異なって点滅する２つの特殊信号発光機が一度に撮像されてしまっていて、各特殊信号発光機の点滅動作が打ち消し合わされてしまう、というような場合であっても、これらのうち一方のみを捉えることが可能になり、より確実な特殊信号発光機の発光検出ができる。また、この場合、撮像対象となる特殊信号発光機については、例えば赤外線発光器を取り付けたり、断線を検出するための構造を設けたりする必要が無く、簡易な構成で、所望の検出ができる。
【００１０】
本発明の具体的な側面では、画像処理部は、部分画像の全体に対してフーリエ変換処理してデータを抽出する。この場合、部分画像の全体に対してフーリエ変換処理を施すことで、特殊信号発光機について検出できる。
【００１１】
本発明の別の側面では、画像処理部は、連続画像を複数の画像領域に分割して複数の部分画像を作成する画像分割処理部を有し、画像分割処理部で作成された部分画像ごとに振幅データを抽出する。この場合、分割して得た部分画像ごとに発光についての検出ができる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、判断部は、画像分割処理部で作成された部分画像ごとに、特殊信号発光機における発光の有無を判断する。この場合、分割して得た部分画像ごとに特殊信号発光機について判断できる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、画像処理部は、連続画像の全体に基づく判断部の判断結果において特殊信号発光機における点滅無しと判断された場合に、画像分割処理部による複数の部分画像の作成を行う。この場合、連続画像の全体に基づく検出では特殊信号発光機の点滅が検出されない場合に、部分画像を作成して、部分画像に基づいて特殊信号発光機についての検出ができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、画像処理部は、連続画像の全体に基づく判断部の判断結果において光の波長帯域特性から特殊信号発光機が点灯状態であり、かつ、点滅状態でないと判断された場合に、画像分割処理部による複数の部分画像の作成を行う。この場合、連続画像の全体に基づく検出では特殊信号発光機の状態が不明である場合に、部分画像を作成して、部分画像に基づいて特殊信号発光機についての検出ができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、画像処理部は、画像分割処理部により作成された複数の部分画像についての振幅データ抽出を所定回数行っても点滅状態であると判断されない場合に、部分画像の作成を終了する。この場合、部分画像について所定回数の振幅データ抽出を行った上で最終判断をすることができる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、画像処理部は、画像分割処理部により作成された複数の部分画像のうち、判断部の判断結果において特殊信号発光機が消灯状態であると判断される部分画像について、以後の処理を不要とする。この場合、処理の一部を省略でき、処理の簡略化を図ることができる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、画像処理部は、判断部での判断結果に応じて、部分画像の抽出方法を変更する。この場合、抽出方法を変更して新たな検出を行い、延いては、特殊信号発光機についての新たな判断ができる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、判断部は、画像処理部での振幅データの抽出結果に関する経時的変化に応じて、部分画像の抽出方法を変更するか否かを決定する。この場合、抽出結果に関する経時的変化から、例えば線路の傍に存在する電柱や木等の影響による一時的な輝度の変化である等の判断をし、これに伴って抽出方法を変更するか否かを決定することで、より正確な検出が可能になる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面では、判断部は、異なる画像領域をそれぞれ抽出した一の部分画像と他の部分画像とにおいて、異なるタイミングでピークを有する振幅データが抽出された場合、発光する特殊信号発光機が複数存在すると判断する。この場合、複数の特殊信号発光機について検出される。
【００２０】
本発明のさらに別の側面では、判断部の判断結果において、特殊信号発光機における発光有りと判断された場合に、報知を行う報知部を備える。この場合、特殊信号発光機が作動することに基づく異常事態発生について、特殊信号検出装置の側において、特殊信号発光機による伝達とは別の方法で報知を行うことができる。
【００２１】
本発明のさらに別の側面では、報知部は、警報を発する音声部である。この場合、特殊信号発光機が作動することに基づく異常事態発生について、特殊信号検出装置の側において警報による音声での報知ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る特殊信号検出装置の一例についての概要を説明するための概念図である。
【図２】特殊信号発光機の外観について一例を示す正面図である。
【図３】特殊信号検出装置の一構成例について説明するためのブロック図である。
【図４】連続画像を画像領域ごとに分割した複数のフレームからなる部分画像の抽出について示す概念図である。
【図５】（Ａ）は、処理対象となる複数のフレームからなる画像についての概念図であり、（Ｂ）は、複数のフレームからなる画像についての処理結果から得られる輝度についての周波数に対する振幅データを示すデータである。
【図６】（Ａ）は、複数の特殊信号発光機が１つの画像中に入り込んでいる様子の一例を概念的に示す画像図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、複数の特殊信号発光機が同時に撮像される状況について一例を説明するための概念的な平面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、２つの特殊信号発光機が点滅する場合の周期のずれの様子について概念的に説明するためのグラフである。
【図８】点滅する２つの特殊信号発光機間での周期のズレに伴う振幅データの抽出の違いについて概念的に説明するためのグラフである。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、複数の特殊信号発光機が同時に撮像される状況における連続画像を画像領域ごとの分割の様子の一例を概念的に示す画像図である。
【図１０】特殊信号検出装置の動作についての一例を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第２実施形態に係る特殊信号検出装置における画像処理の一例について示す概念図である。
【図１２】特殊信号検出装置の動作についての一例を説明するためのフローチャートである。
【図１３】（Ａ）は、第３実施形態に係る特殊信号検出装置における画像処理の一例について示す概念図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、一変形例について説明するための概念図である。
【図１４】さらに他の一変形例について説明するための概念図である。
【図１５】（Ａ）〜（Ｃ）は、特殊信号発光機の動作検出に関する経時的変化の差異について概念的に説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、本発明の一実施形態に係る特殊信号検出装置についての一例を説明する。図１は、本実施形態に係る特殊信号検出装置１００の一例についての概要を説明するための概念図であり、図１では、特殊信号検出装置１００を搭載した鉄道の列車ＴＲや、列車ＴＲが走行する専用走行路である線路ＲＲの脇に設置された特殊信号発光機２００（以下、特殊信号発光機を単に特発とも言う。）を含む地上側の特殊信号発生システムＳＧの様子を示している。特に、ここでは、列車ＴＲが走行する線路ＲＲの脇に設置された特殊信号発光機２００で異常事態の発生を示す赤色光の点滅動作がなされた場合にこれを列車ＴＲに搭載された特殊信号検出装置１００において確認する場合についての様子を概略的に示している。
【００２４】
以上のような構成の前提として、図示の例では、まず、列車ＴＲに搭載されている特殊信号検出装置１００は、移動体である列車ＴＲの矢印Ａ１で示す進行方向前方に設置されている。より具体的には、一部拡大して示すように、特殊信号検出装置１００は、例えば、カメラ等で構成される撮像部１０を備え、列車ＴＲの車内（特に運転士）に報知するための報知部ＩＰとしてスピーカーやモニター等で構成される音声部３０や表示部４０を備え、また、これらを統括制御するための管理装置ＭＣを備える。特殊信号検出装置１００は、撮像部１０を列車ＴＲの進行方向前方に向けて配置して前方の特殊信号発光機２００を捉え、撮像部１０での特殊信号発光機２００についての画像データを管理装置ＭＣにおいて処理することで、異常事態の発生を示す点滅動作がなされているかを確認し、必要に応じて、確認結果に基づく車内への報知を報知部ＩＰによって行う。
【００２５】
なお、図示のように、ここでの撮像部１０は、光を取り込む前面側に、波長フィルターＦＩを備えている。波長フィルターＦＩは、特殊信号発光機２００で発する光の波長帯域に対応する透過特性を有するものとなっている。これにより、特殊信号発光機２００からの光の成分については確実に取り込む一方、他の成分については、波長フィルターＦＩにおいて遮断させることができる。すなわち、波長フィルターＦＩを設けることによって、撮像部１０で取得される画像データについて、対象とすべき光の波長帯域の抽出が顕著なものとなるようにしている。
【００２６】
ここで、既述のように、図１では、上記した特殊信号検出装置１００に関するもののほか、特殊信号発光機２００を含む地上側の特殊信号発生システムＳＧについても例示している。ここでは、一例として、特殊信号発生システムＳＧは、踏切ＣＲに設けられており、踏切ＣＲに連動する非常ボタンＥＢに加え、非常ボタンＥＢが押されることで発動する特殊信号発光機２００を有した構成となっている。この場合、例えば図示のように、踏切ＣＲ内において自動車等の車両ＶＥが立ち往生して非常ボタンＥＢが押されると、特殊信号発光機２００が赤色光による所定の点滅動作を開始することで、踏切ＣＲに近づく列車ＴＲへの点滅表示による緊急事態発生の連絡がなされる。
【００２７】
ここで、特殊信号発光機２００での点滅動作による緊急事態発生の連絡については、特殊信号発光機２００が正常に動作していても、例えば屋外に設置されている特殊信号発光機２００と列車ＴＲとの位置が逆光等の状態となっていて肉眼での確認が難しかったり、走行による振動が激しくて前方を撮像するのが難しかったりすると、列車ＴＲにおいて、人間の目視やカメラの画像データをそのものだけでは、的確に特殊信号発光機２００の動作を捉えられない可能性がある。また、そもそも特殊信号発光機２００は、ほとんどの列車運転の場合である平常の運転時においては滅灯しており、極稀に発生する異常時にのみ点滅動作をするものであるため、正常に点滅動作をした場合であっても、運転士が他の種々の動作に注意が行っておりうっかり見逃してしまう、という可能性も無いとは言えない。
【００２８】
以上に対して、本実施形態の特殊信号検出装置１００では、上記事情を加味して、逆光や振動等の外部環境に対して強く、すなわちロバスト性が高いものとし、また、運転士による特殊信号発光機２００の作動の見逃しを抑制できるようにするための構成を有するものともなっている。
【００２９】
以下、本実施形態の特殊信号検出装置１００を説明するための前提として、まず、特殊信号発光機２００の構造等について、図２を参照して説明する。なお、ここでの例では、特殊信号発光機２００は、踏切付近に設けられるものとしているが、この他、落石のおそれがある場所等、異常事態が発生する可能性のある種々の場所に設置されている。
【００３０】
図２に外観の一例を示すように、ここでの特殊信号発光機２００は、前面２００ａに配された多数の線状に並ぶＬＥＤ光源ＬＳを赤色に発光させて点滅することにより、踏切等で異常が発生したなどの情報を運転士などに伝えている。すなわち、前面２００ａが列車ＴＲに配置された特殊信号検出装置１００（図１等参照）に向けられるように、特殊信号発光機２００は線路脇に設置されている。
【００３１】
特殊信号発光機２００での点滅動作の一例として、ここでは、１分間に５００回程度で点滅の動作をするものとする。言い換えると、特殊信号発光機２００での点滅動作についての周波数は、８．３Ｈｚ程度になっている。この周波数８．３Ｈｚは、特殊信号発光機２００での点滅動作を示す特殊信号発光機２００に固有の周波数であると考えることができる。以下では、この周波数８．３Ｈｚを、特発点滅周波数と呼ぶ。なお、上記のような点滅動作については、全ての特殊信号発光機２００において共通している。すなわち、２以上の特殊信号発光機２００が存在する場合、各特殊信号発光機２００のいずれもが、周波数８．３Ｈｚを特発点滅周波数として点滅動作をする。
【００３２】
以上のように、特殊信号発光機２００は、異常発生を知らせるための動作として、一定の特定周期で赤色をすなわち特定周波数帯域の光を点滅する。そこで、本実施形態では、特殊信号発光機２００での発光動作が、上記のような所定周期で所定波長帯域の光による点滅動作となっている点に着目し、特殊信号検出装置１００の撮像部１０で取得した画像データから赤色成分を抽出し、連続する動画の各コマを構成するフレームに関して、現フレームと前フレームとの差分から赤色の点灯を検出している。すなわち、取得した画像データにおいて、赤色の点灯が一定フレームの周期であることを検出した場合に、特殊信号検出装置１００は、特殊信号発光機２００における発光があると判断し、スピーカーである音声部３０から警報を鳴らすようにしている。また、詳しくは図４等を参照して後述するが、特殊信号検出装置１００における画像処理において、対象となる画像データを、画像領域ごとに分割し、分割した複数のフレームからなる部分画像（以下、単に連続部分画像とも言う。）について、上述した点滅動作の周波数、すなわち輝度の変化についての周波数に関する処理をしている。
【００３３】
また、以上のような特殊信号発光機２００の点滅周期の検出方法として、ここでは、フーリエ変換を利用している。ここでのフーリエ変換とは、撮像部１０で取得した時系列のデータを周波数成分ごとの大きさに変換する手法であり、例えば撮像部１０で取得した連続画像から抽出した連続部分画像全体の輝度に対して複数フレームごとにフーリエ変換を行うことで、特殊信号発光機２００での点滅周期を検出できる。つまり、フーリエ変換処理をすることで特殊信号発光機２００での点滅動作の周期すなわち周波数を捉え、確実な特殊信号発光機２００の動作検出を可能にしている。言い換えると、連続部分画像についてフーリエ変換処理を施すことで、各部分画像中の輝度に関する周波数特性を抽出した場合に、上記特発点滅周波数が存在するか否かによって特殊信号発光機２００において点滅動作の発光がなされているか否かを判定する。
【００３４】
また、上記のような解析の結果、特殊信号発光機２００において点滅動作する発光有りと判断された場合には、報知部ＩＰにより報知を行う。すなわち、特殊信号検出装置１００側において、特殊信号発光機２００による伝達とは別の方法で運転士に対して報知を行うことができるようにしている。
【００３５】
以下、図３のブロック図を参照して、特殊信号検出装置１００における構成及び特殊信号検出装置１００を構成する各部の機能等について説明する。
【００３６】
図示のように、また、図１を参照して既述のように、特殊信号検出装置１００は、撮像部１０と、管理装置ＭＣと、報知部ＩＰとを備える。このうち、管理装置ＭＣは、図示のように、各種画像処理を行う画像処理部２０と、各種データを記憶する記憶装置５０と、各部の動作を司る制御部６０とを備える。なお、報知部ＩＰは、図示のように、また、既述のように、音声部３０と、表示部４０とを備える。
【００３７】
特殊信号検出装置１００のうち、まず、撮像部１０は、カメラ等で構成されており、動画すなわち連続画像を撮像することが可能であり、撮像により取得した画像データを管理装置ＭＣに送信する。ここでの連続画像として、例えば３０ｆｐｓ程度での動画の録画が可能となっている。したがって、８．３Ｈｚ程度で点滅する特殊信号発光機２００の発光動作についてであれば、数フレーム程度で１回分の点滅動作を捉えることになる。
【００３８】
次に、管理装置ＭＣのうち、画像処理部２０は、例えばＧＰＵ等で構成され、撮像部１０で取得した連続画像について各種処理を行う。特に、ここでは、画像処理部２０は、撮像部１０で取得した連続画像を複数の画像領域に分割して複数の部分画像を作成する画像分割処理部２０ｄを有する。画像分割処理部２０ｄは、図４において一例を概念的に示すように、撮像部１０で取得した複数のフレームＧＩからなる連続画像を４つの領域１〜４に分割して、それぞれ複数のフレームＧＩｄからなる４つの部分画像（連続部分画像）１〜４を作成する。図３に戻って、さらに、画像処理部２０では、後述する制御部６０からの指示に従い、連続するフレームＧＩｄ（図４参照）について、すなわち時系列に並ぶ画像データに関して、フーリエ変換処理、より具体的には高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の処理を施す。これにより、各連続部分画像中での輝度についての周波数に対する振幅データをそれぞれ抽出する。これにより、上述した特殊信号発光機２００での点滅動作に相当する周波数での輝度の変化が存在するか否かを捉えることができる。
【００３９】
次に、管理装置ＭＣのうち、記憶装置５０は、例えばストレージデバイス等で構成され、各種データ等を格納する。すなわち、記憶装置５０は、撮像部１０で取得されたデータやこれを画像処理部２０において加工したデータ等の各種画像データを格納する録画装置として機能するほか、例えば、特殊信号発光機２００における発光での点滅周期（点滅周波数）のデータや、画像処理部２０での高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の処理を行うためのプログラム等の各種プログラムを格納する。また、本実施形態では、対象となるデータの１つである画像分割処理に伴い発生する連続部分画像についてのデータが、画像分割処理部２０ｄにおいて作成されるのに応じて、記憶装置５０の部分画像格納部５０ｄに逐次格納される。なお、このほか、例えば記憶装置５０は、線路上における特殊信号発光機２００の配置位置、さらには、各特殊信号発光機２００を視認可能となる位置やこれに応じて定まる撮像部１０の撮像を開始する位置等についてのデータ等を格納していてもよい。つまり、特殊信号発光機２００の配置位置等を把握している場合には、これらを利用して特殊信号検出装置１００の動作開始タイミングや終了タイミングを定めた態様とすることが考えられる。
【００４０】
次に、管理装置ＭＣのうち、制御部６０は、例えばＣＰＵ等で構成されて、特殊信号検出装置１００を構成する各部の動作を統括制御する。すなわち、処理に応じて必要なデータやプログラムを記憶装置５０から適宜読み出して、各種指令を行う。また、ここでは、画像処理部２０での画像解析のための高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による抽出結果に基づいて、所定周期で点滅する特殊信号発光機２００における発光の有無を判断する判断部として機能する。つまり、制御部６０は、判断部として、部分画像格納部５０ｄに格納され画像データに基づいて、画像分割処理部２０ｄで作成された部分画像ごとに、特殊信号発光機２００における発光の有無（特に点滅動作の有無）を判断する。
【００４１】
次に、報知部ＩＰのうち、音声部３０は、スピーカー等で構成される。音声部３０は、例えば運転席内において十分聞こえる程度の音量で警報を発することで、運転士に対して聴覚による異常発生の報知が可能となっている。通常の運転のため、各種操作や確認を行っている運転士に対して、聴覚による異常発生通知を行うことで、より気づきやすくし、見落とす可能性を低減させることができる。
【００４２】
最後に、報知部ＩＰのうち、表示部４０は、モニター等で構成される。表示部４０は、例えば運転席内において運転士の眼にとまりやすい位置に配置されて文字や図柄表示、あるいは各種点滅・点灯表示等を行うことで、特殊信号発光機２００での発光による表示とは別個に、運転席内において運転士に対して視覚による異常発生の報知が可能となっている。
【００４３】
以下、図５を参照して、画像処理部２０での画像解析のための高速フーリエ変換（ＦＦＴ）について説明する。図５（Ａ）は、画像処理部２０での処理対象となる連続部分画像についての概念図であり、図示では、連続部分画像を構成する各フレームＧＩｄを時系列に順次並べた様子を概念的に示している。ここでは、これらの時系列に並ぶ複数のフレームＧＩｄを取り出し、これらについて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことで、時系列のデータを周波数成分ごとの大きさに変換している。
【００４４】
また、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に例示した連続部分画像を構成する複数のフレームＧＩｄについての画像処理部２０による処理結果から得られる輝度に関する周波数について示すデータの一例について、曲線（折れ線）Ｃ１のグラフで示している。図５（Ｂ）において、横軸は、周波数であり、縦軸は、振幅すなわち各周波数で繰り返される輝度変化の度合を示している。図示の曲線Ｃ１において丸で囲んで示すように、特発点滅周波数である８．３Ｈｚあるいはこれの近傍においてピークが発生している場合、周波数８．３Ｈｚでの輝度変化すなわち特殊信号発光機２００での点滅動作が生じている、と捉えることができる。したがって、図５（Ｂ）の曲線Ｃ１のような結果が得られた場合、判断部としての制御部６０は、特殊信号発光機２００における点滅動作する発光有り、との判断をし、判断結果に従って、報知部ＩＰに前方で異常が発生している旨の報知の動作を行わせる。曲線Ｃ１のようなピークが発生していなければ、制御部６０は、特殊信号発光機２００における発光無し、と判断する。なお、例えば踏切の警報器等、特殊信号発光機２００における発光以外の他の周期的な点滅動作を生じるものが併せて画像に取り込まれた場合であっても、上記のような特発点滅周波数とは異なる周波数で点滅しているので、特発点滅周波数に対応するピークを生じさせることはない。
【００４５】
以上において、連続部分画像を構成する複数のフレームに関して、上記高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による処理を可能とするために必要となるフレーム数は、特発点滅周波数とフレームレートとの関係で定まる。上記例のように、特発点滅周波数が８．３Ｈｚ程度（１分間に５００回程度の点滅）であり、撮像部１０での動画撮像が３０ｆｐｓ程度のフレームレートで処理されている場合に、図５（Ｂ）のようなデータ取得を１回行うために最低限必要な特殊信号発光機２００の点滅回数（点滅周期）を２〜３回分程度とすると、数フレームから十数フレーム分の画像データが必要となる。すなわち、数フレームから十数フレーム分のフレームＧＩｄについて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をすることで、判定に必要なデータが取得できる。なお、一般には、撮像部１０においては、フレームレート数が大きいほど、すなわち細かな動きを捉えられるほどより詳細な輝度変化を捉えられるが、以上の考察から、特発点滅周波数が８．３Ｈｚ程度（１分間に５００回程度の点滅）であれば、撮像部１０に３０ｆｐｓ程度の動画撮像能力があれば、必要に足る程度のデータが十分に得られると言える。
【００４６】
ここで、特殊信号発光機２００の検出に際して、例えば図６（Ａ）に概念的に示すように、連続画像を構成する１つの全体画像中において、複数の特殊信号発光機２００（特発Ａ、特発Ｂ）が存在する場合が考えられる。かかる事態は、例えば図６（Ｂ）及び６（Ｃ）に例示するように、直線の線路上において２以上の踏切ＣＲが近接して存在する場合や、先の見通しが難しいカーブした線路上において、複数の特殊信号発光機２００を予め設置している、といった場合に生じ得る。
【００４７】
上記のような場合、仮に、連続画像の全体に対して上記高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による処理で特発点滅周波数を利用した特殊信号発光機２００の点滅動作の検出を行おうとすると、例えば特発Ａ，Ｂがそれぞれ動作した際に、特発Ａと特発Ｂとの間での点滅周期のずれ具合によっては、輝度変化が捉えにくくなる、あるいは捉えられなくなる可能性がある。特発Ａと特発Ｂとは、同じ波長帯域特性を有する光を、同一の特発点滅周波数で発する。したがって、特殊信号検出装置１００側では、どちらに由来する成分であるかを区別することができない、すなわち、上記のような場合、特殊信号検出装置１００は、特発Ａに由来する成分と特発Ｂに由来する成分とを合わせた光の点滅動作しか捉えることができない。従って、特に、特発Ａと特発Ｂとが反転するようなタイミングで点滅するような場合には、点滅動作がなされていてもこれを捉えることができなくなってしまうおそれがある。これに対して、本実施形態では、連続画像の全体ではなく連続画像を画像領域ごとに分割した連続部分画像について各種処理を施すことで、かかる事態を極力回避することを可能にしている。
【００４８】
以下、まず、図７（Ａ）〜７（Ｃ）のグラフ等を参照して、２つの特殊信号発光機２００（特発Ａ、特発Ｂ）が存在し、これらが点滅動作をする場合において、特発Ａと特発Ｂとの間での周期のずれ具合の変化に伴う全体としての点滅周期の変化について説明する。
【００４９】
まず、図７（Ａ）は、２つの特発Ａ、Ｂ間において点滅周期にずれが無い場合の周期のずれの様子について概念的に示している。グラフの横軸は、時間を示しており、縦軸は、点灯・滅灯を示している。この上で、図中、実線で示す曲線ＱＡ１は、特発Ａの点灯点滅のタイミングすなわち特発Ａの点滅周期の様子を示している。同様に、破線で示す曲線ＱＢ１は、特発Ｂの点滅周期の様子を示している。曲線ＱＣ１は、特発Ａと特発Ｂとの動作あわせた点滅周期の様子を示している。この場合、曲線ＱＣ１に示される点滅周期は、特発Ａ及び特発Ｂの点滅周期と一致している。したがって、仮に画像分割を行わず、画像の全体に対して上記高速フーリエ変換等の処理をして検出を行っても、曲線ＱＣ１に示される点滅周期を捉えることで、結果的に点滅動作を捉えることができる。ただし、２つの特殊信号発光機２００（特発Ａ、特発Ｂ）が存在することまで捉えられるとは限らない。
【００５０】
これに対して、例えば図７（Ｂ）において、曲線ＱＡ１，ＱＢ１に示すように、特発Ａの点滅周期と、特発Ｂの点滅周期とが１／４周期ずれた場合には、曲線ＱＣ１に示すように、点灯時間と滅灯時間とに差が生じ、輝度変化が捉えにくくなる。つまり、図７（Ａ）の場合に比べて、特発点滅周波数を利用したピーク値が捉えにくくなり、例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による処理において検出されるレベル値（ＦＦＴレベル）が低くなる、といったことで現れることになると考えられる。特に、図７（Ｃ）において、曲線ＱＡ１，ＱＢ１に示すように、特発Ａの点滅周期と、特発Ｂの点滅周期とが１／２周期ずれて点灯と滅灯のタイミングが特発Ａと特発Ｂとで反転してしまう場合、常にどちらか一方が点灯していることになる。つまり、これらを合わせたものは、曲線ＱＣ１に示すように、発光輝度が均一化されてしまい、点滅動作を示さないものとなってしまう。
【００５１】
以下、点滅する２つの特殊信号発光機２００（特発Ａ、特発Ｂ）の間での周期のズレに伴う振幅データの抽出の違いについて、図８のグラフを参照しながら、概念的に説明する。図８では、横軸を、特発Ａと特発Ｂとの間での周期のずれとし、縦軸を、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による処理において検出されるＦＦＴレベルとしている。さらに、１つの特殊信号発光機２００について検出されるＦＦＴレベルの最大を１００％としている。図８では、以上の場合における２つの特発Ａ、特発Ｂの間での周期のずれに伴って検出されるＦＦＴレベルの変化が、曲線ＱＱとして示されている。なお、曲線ＱＱは、サインカーブ（コサイン）になっていることが分かっている。したがって、図７（Ａ）に例示したように、２つの特発Ａ、特発Ｂにおいて周期のずれの無い場合には、ＦＦＴレベルの最大が２００％となるが、２つの特殊信号発光機２００の点滅動作のずれが１／２周期に近づくほど、点滅動作を捉えることが難しくなる。なお、１／４周期以上ずれると、検出が困難になってくると考えられる。
【００５２】
以上に対して、本実施形態では、既述のように、連続画像を画像領域ごとに分割した連続部分画像を作成した上で、各連続部分画像について解析を行っている。例えば、図９（Ａ）に示すように、連続画像の全体を４つの領域１〜４に分割している。この場合、例えば図６（Ａ）に対応する図９（Ｂ）に示されるように、２つの特殊信号発光機２００である特発Ａと特発Ｂとをそれぞれ異なる画像領域で捉えることができる。具体的には、図示の場合、領域１に対応する連続部分画像に関して処理を施すことで、特発Ａに起因するピーク値等が抽出され、領域４に対応する連続部分画像に関して処理を施すことで、特発Ｂに起因するピーク値等が抽出されると考えられる。一方、領域２，３では、点滅動作に関して検出されないと考えられる。
【００５３】
なお、以上の図示では、説明のため、特発Ａや特発Ｂがピントの合った画像として領域１や領域４に収まっているかのように描かれているが、実際には、カメラ等で構成される撮像部１０の集光能力等により、特発Ａや特発Ｂに起因する成分光は、領域１や領域４に対応する受光素子だけに照射されるのではなく、他の領域に対応する受光素子においても受光され得る。ただし、例えば、領域１で捉えられる特発Ａの成分光は、他の領域で捉えられる特発Ａの成分光よりも圧倒的に多い一方、特発Ｂの成分光は、圧倒的に少ないと考えられる。したがって、上記各種処理によって抽出される結果としては、既述のように、領域１で特発Ａの動作が捉えられ、領域４で特発Ｂの動作が捉えられるものとなる。すなわち、２つの特発Ａ，Ｂによるそれぞれの点滅動作を的確に捉えることができる。
【００５４】
以下、図１０のフローチャートを参照して、特殊信号検出装置１００の動作についての一例を説明する。ここでは、既述のように、特殊信号検出装置１００の画像分割処理部２０ｄにおいて分割された４つの領域１〜４について、順次処理がなされていく。
【００５５】
具体的には、まず、特殊信号検出装置１００の制御部６０は、部分画像格納部５０ｄから領域１（領域番号Ｎ＝１）の映像を読み出して（ステップＳ１０１）、領域１の映像を画像処理部２０に入力し（ステップＳ１０２）、当該領域全体の輝度を算出して（ステップＳ１０３）、さらに、当該領域での点滅周期を検出する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４での検出から、特殊信号発光機２００の周波数成分である特発点滅周波数（周波数８．３Ｈｚ）が、予め定めた閾値以上検出された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、特殊信号発光機２００の動作が検出されたと判断し、制御部６０は、管理装置ＭＣとして、報知部ＩＰによる運転士に対する報知を行うことで、注意喚起をする（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の処理の後、あるいは、ステップＳ１０５において、特発点滅周波数（周波数８．３Ｈｚ）が、閾値以上には検出されない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、制御部６０は、処理対象の連続部分画像中に特殊信号発光機２００が存在しない（映し出されていない）か、あるいは、存在しても滅灯（消灯）状態にあると判断し、以後特段の処理を行うことなく、次の領域への処理に移るべく領域番号Ｎの値を増加させ（ステップＳ１０７）、全領域すなわち４つの領域についての処理が完了したかを確認する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８において、処理が完了していないと判断した場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、制御部６０は、ステップＳ１０２からの処理動作を次の領域に対して行い、処理が完了していると判断した場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、一連の処理動作を終了する。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係る特殊信号検出装置１００では、撮像部１０により取得された連続画像について、輝度についての周波数に対する振幅データを抽出することで、撮像された画像中において、特殊信号発光機２００での所定周期で点滅する発光の動作が含まれているか否かを的確に捉えることができる。この場合、周波数に基づいて判断をすることで、特に、撮像時における逆光や映像の揺れの影響等を吸収できるので、外部環境に対してロバスト性の高いものにできる。さらに、この場合、画像処理部２０における処理対象を、連続画像を画像領域ごとに分割した複数のフレームＧＩｄからなる部分画像（連続部分画像）とすることで、例えば半周期異なって点滅する２つの特殊信号発光機２００（特発Ａ、特発Ｂ）が一度に撮像されてしまっていて、各特殊信号発光機（特発Ａ、特発Ｂ）の点滅動作が打ち消し合わされてしまう、というような場合であっても、連続部分画像のいずれかにおいて、特発Ａ、特発Ｂのうち一方のみを捉えることが可能になり、より確実な特殊信号発光機２００の発光検出ができる。また、この場合、撮像部１０にとっての撮像対象となる特殊信号発光機２００については、例えば赤外線発光器を取り付けたり、断線を検出するための構造を設けたりする必要が無く、簡易な構成で、所望の検出ができる。
【００５７】
なお、以上において、図１に例示する列車ＴＲに設けた特殊信号検出装置１００において、常に画像を取得してこれを分割し、必要な検出動作をしていくものとしてもよいが、例えば検出動作の開始タイミングや終了タイミングを適宜定めてもよい。ここでは、一例として、特殊信号発光機２００の設置位置が予め決まっていることを利用して動作の開始タイミング及び終了タイミングを定める方法について説明する。
【００５８】
まず、前提として、図１に例示する線路ＲＲに沿って踏切等に設置されている単数又は複数の特殊信号発光機２００の設置位置は、既知であり、各特殊信号発光機２００の設置位置に関する情報及び設置位置に伴う各特殊信号発光機２００についての運転士による視認可能位置についても既知であり、例えば記憶装置５０に適宜必要な情報が格納され、制御部６０により呼出し可能になっているものとする。また、これに伴い、特殊信号検出装置１００による検知が必要な線路ＲＲ上の範囲も予め定まっているものとする。ここでは、図１に例示するように、各特殊信号発光機２００についての運転士による視認可能位置（各特殊信号発光機２００の手前６００ｍ〜８００ｍの所定位置）ＡＡよりも手前の検出開始位置（各特殊信号発光機２００の手前１ｋｍ程度の所定位置）ＸＸから特殊信号検出装置１００による検出を開始し、特殊信号発光機２００の設置位置ＢＢまで特殊信号検出装置１００による検出を行うものとする。すなわち、上記位置ＸＸを特殊信号検出装置１００による検出の開始位置とし、特殊信号発光機２００の設置位置ＢＢを特殊信号検出装置１００による検出の終了位置として、この間の区間ＤＤ（１ｋｍ程度の区間）を、線路ＲＲ上において特殊信号発光機２００の検知が必要な範囲とする。
【００５９】
また、ここでは、例えば図示を省略する車上装置等により、列車ＴＲの走行位置の情報が取得可能であるものとする。なお、位置情報の方法としては、例えばタコメーターを利用した位置検出等、既知の種々の位置検出の方法が利用できる。すなわち、特殊信号検出装置１００は、例えば列車ＴＲ側から列車ＴＲの走行位置についての情報を受け取ることが可能である。
【００６０】
以上のように設定しておくことで、列車ＴＲの移動に伴って、通過位置に応じて特殊信号検出装置１００による検出動作の開始タイミング及び終了タイミングを適宜定めることができる。
【００６１】
〔第２実施形態〕
以下、図１１を参照して、第２実施形態に係る特殊信号検出装置の一例について説明する。なお、本実施形態に係る特殊信号検出装置は、第１実施形態の特殊信号検出装置１００の変形例であり、管理装置ＭＣにおいて、画像処理部２０での各種画像処理等の内部的処理機構を除いて第１実施形態の場合と同様であり、図３等で例示したものと共通するため、構成要素については、必要に応じてこれらを適宜参照するものとし、詳細な説明は省略する。
【００６２】
図１１は、本実施形態に係る特殊信号検出装置１００における画像処理の一例について示す概念図であり、第１実施形態において参照した図４に対応する図である。本実施形態では、管理装置ＭＣにおいて、分割前の全体画像で構成される連続画像についても、特殊信号発光機２００の点滅動作の検出を行っている。ただし、既述のように、分割前の全体画像で構成される連続画像についてＦＦＴによる処理等で解析を行った場合、複数の特殊信号発光機２００間での動作タイミングのずれの度合（点滅周期のずれ具合）によって、正確な検出ができなくなる可能性がある。したがって、本実施形態では、図示のように、まず、複数のフレームＧＩで構成される分割前の全体画像で構成される連続画像についての解析を行い、正確な検出ができなくなっている可能性が生じている場合に、分割処理を施して複数のフレームＧＩｄからなる部分画像（連続部分画像）を作成し、作成した連続部分画像を、点滅動作の検出について判断するための解析の対象とする態様となっている。
【００６３】
以下、図１２のフローチャートを参照して、本実施形態における特殊信号検出装置の動作についての一例を説明する。ここでは、既述のように、特殊信号検出装置は、分割処理に先んじて、まず、撮像部１０において取得された全体画像について、すなわち図１１における複数のフレームＧＩに対して各種処理を施して、全体領域での点滅周期を検出し、必要に応じて分割処理に基づく検出を行っている。
【００６４】
具体的には、まず、特殊信号検出装置１００の制御部６０は、撮像部１０で撮像された複数のフレームＧＩからなる連続画像（全体画像）を取得すると（ステップＳ２０１）、これに対して画像処理部２０による高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の処理を施すことで、全体領域の輝度を算出して（ステップＳ２０２）、さらに、全体領域での点滅周期を検出する（ステップＳ２０３）。すなわち、全体画像において、特殊信号発光機２００が映っている場合に、特殊信号発光機２００において発光動作（点滅動作）がなされているか否かを検出する。
【００６５】
ステップＳ２０３での検出から、特殊信号発光機２００の周波数成分である特発点滅周波数（周波数８．３Ｈｚ）が検出された（例えば予め定めた閾値以上検出された）場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、特殊信号発光機２００の点滅動作が検出されたと判断し、制御部６０は、管理装置ＭＣとして、報知部ＩＰによる運転士に対する報知を行うことで、注意喚起をし（ステップＳ２０４）、特殊信号発光機２００の検出に関する一連の処理を終了する。
【００６６】
一方、ステップＳ２０３において、特発点滅周波数（周波数８．３Ｈｚ）が検出されない（例えば閾値以上には検出されない）場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、制御部６０は、さらに、特定波長帯域の光が検出されているか否かを判断する（ステップＳ２０５）。すなわち、各フレームＧＩあるいはこれをまとめた連続画像において、特殊信号発光機２００で使用されている赤色光の波長帯域の光が予め定めた閾値以上検出されているか否かを確認する。
【００６７】
ステップＳ２０５において、特定波長帯域の光が検出されない場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、制御部６０は、画像中に特殊信号発光機２００が存在しない（映し出されていない）か、あるいは、存在しても滅灯（消灯）状態にあると判断し（ステップＳ２０６）、特殊信号発光機２００の検出に関する一連の処理を終了する。
【００６８】
一方、ステップＳ２０５において、特定波長帯域の光が検出された場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、制御部６０は、上記した連続画像の全体に基づく判断結果として、光の波長帯域特性から特殊信号発光機２００が点灯状態の可能性があり、かつ、点滅状態が検出されていない可能性があると判断し、特殊信号検出装置１００は、画像分割処理部２０ｄによる複数の部分画像の作成を行う（ステップＳ２０７）。ここで、ステップＳ２０７において作成された部分画像のうち、特定波長帯域の光が検出されていないものについては、特殊信号発光機２００が含まれていない領域かあるいは特殊信号発光機２００が消灯状態である領域の部分画像であると判断し、以後の処理を不要とすべく除去する、つまり、処理対象から外す（ステップＳ２０８）。その後、処理対象とする部分画像について、画像処理部２０による高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の処理を施すことで、当該領域の輝度を算出して（ステップＳ２０９）、さらに、当該領域での点滅周期を検出する（ステップＳ２１０）。すなわち、各部分画像に映っている特殊信号発光機２００において発光動作（点滅動作）がなされているかを検出する。
【００６９】
ステップＳ２１０での検出から、特殊信号発光機２００の周波数成分である特発点滅周波数が検出された場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、制御部６０は、運転士に対する報知による注意喚起をし（ステップＳ２０４）、特殊信号発光機２００の検出に関する一連の処理を終了する。
【００７０】
一方、ステップＳ２１０において、特発点滅周波数が検出されない場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、制御部６０は、予め定めていた所定回数以上の分割処理がなされたか否かを確認する（ステップＳ２１１）。
【００７１】
ステップＳ２１１において、所定回数に達していないと判断された場合（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、制御部６０は、ステップＳ２０７からの分割処理を行う。なお、この際、分割方法を変更し、新たな分割によって特殊信号発光機２００の検出を行うものとしてもよい。
【００７２】
一方、ステップＳ２１１において、所定回数に達したと判断された場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、制御部６０は、特殊信号発光機２００の検出に関する一連の処理を終了する。なお、このようになる場合としては、すなわち、特定の赤色光波長帯域の光が検出されたにもかかわらず特殊信号発光機２００の点滅動作が検出されないという場合としては、特殊信号発光機２００が発生させる特定の赤色光波長帯域の成分を含む特殊信号発光機２００以外のものに由来する光が撮像部１０において捉えられた場合等が考えられる。
【００７３】
なお、上記各ステップで示した一連の処理を終えると、特殊信号検出装置１００は、次に取得した画像データに関して上記動作を開始し、特殊信号発光機の発光検出が必要なくなるまで上記動作を繰り返す。
【００７４】
以上のように、本実施形態に係る特殊信号検出装置においても、画像そのものではなく、連続する画像から抽出した点滅状態の特性を示す輝度の周波数に基づいて判断をしていることで、特殊信号発光機の撮像時における逆光や映像の揺れの影響等を吸収し、外部環境に対してロバスト性の高いものにできる。その上で、連続画像の全体についての解析では必要な結果が得られない場合には、連続画像を画像領域ごとに分割した連続部分画像を判断のための解析の対象とすることで、例えば半周期異なって点滅する２つの特殊信号発光機が一度に撮像されてしまっていて、各特殊信号発光機の点滅動作が打ち消し合わされてしまう、というような場合であっても、連続部分画像のいずれかにおいて、２つの特殊信号発光機のうち一方のみを捉えることが可能になり、より確実な特殊信号発光機の発光検出ができる。
【００７５】
〔第３実施形態〕
以下、図１３等を参照して、第３実施形態に係る特殊信号検出装置の一例について説明する。なお、本実施形態に係る特殊信号検出装置は、第１実施形態の特殊信号検出装置１００等の変形例であり、画像分割処理部２０ｄにおける画像分割の仕方を除いて第１実施形態等の場合と同様であるため、構成要素については、必要に応じて適宜他の図を参照するものとし、詳細な説明は省略する。
【００７６】
図１３（Ａ）は、本実施形態に係る特殊信号検出装置１００における画像処理のうち、画像分割の処理の一例について示す概念図である。例えば第１実施形態では、４つの領域１〜４への分割として、図１３において分割パターンＰＴ１として示すような上下左右について２×２の４つの矩形領域に分割するものを採用するものとしていたが、分割方法については、これに限らず、種々の態様が考えられる。例えば分割パターンＰＴ２に示すように、矩形の全体領域について、２つの対角線で仕切られた４つの三角形の領域を分割した領域１〜４とすることも考えられる。また、分割パターンＰＴ３や分割パターンＰＴ４に示すように、縦方向あるいは横方向について区切った長形状の領域が一列に並ぶようなものとしてもよい。さらに、矢印ＡＲ１〜ＡＲ４に示すようにこれらの分割パターンを順次変えて行く等して、分割のさせ方にバリエーションを持たせることも考えられる。例えば第２実施形態において、図１２のフローチャート中、ステップＳ２１１における所定回数の分割パターンとして、上記のようなものを組み合わせることも考えられる。すなわち、判断部である制御部６０での判断結果に応じて、部分画像の抽出方法を変更することができる。
【００７７】
撮像部１０において映し出される特殊信号発光機２００が画像中において占める領域については、図６（Ｂ）や図６（Ｃ）での例示のように、設置環境によって異なると考えらえられる。さらに、列車の走行に伴って撮像状況も刻々変化する。したがって、２以上の特殊信号発光機２００が現れた場合に、これらを領域で仕分けるために、どのような分割パターンを採用するのが最適であるのかは、必ずしも一概に規定できない。このため、種々の分割パターンを用意することで、検出の確実性を高めている。
【００７８】
なお、上記では、いずれも４分割について例示しているが、これに限らず、例えば図１３（Ｂ）や図１３（Ｃ）に一変形例を示す分割パターンＰＴα，ＰＴβのように、２分割としてもよい。さらに、これ以外の個数に分割することも考えられる。また、図１４においてハッチングして示すように、分割される各領域１〜４が、元の全体画像においては、一部重畳された領域になっていてもよい。さらに言い換えると、連続画像の一部を切り抜いて部分画像を作成する構成としてもよい。
【００７９】
以上のように、本実施形態に係る特殊信号検出装置においても、連続画像を画像領域ごとに分割した連続部分画像を判断のための解析の対象とし、さらに、必要に応じて分割パターンを変更することで、例えば半周期異なって点滅する２つの特殊信号発光機が一度に撮像されてしまっていて、各特殊信号発光機の点滅動作が打ち消し合わされてしまう、というような場合であっても、連続部分画像のいずれかにおいて、２つの特殊信号発光機のうち一方のみを捉えることが可能になり、より確実な特殊信号発光機の発光検出ができる。
【００８０】
〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【００８１】
まず、上記の各態様において、さらに、振幅データの抽出結果に関する経時的変化に応じて、部分画像の抽出方法を変更するか否かを決定するものとしてもよい。図１５（Ａ）〜１５（Ｃ）は、特殊信号発光機２００の動作検出に関する経時的変化の差異について概念的に説明するためのグラフである。なお、各図において、グラフの横軸は、時間経過を示しており、これは、走行する列車に搭載されている特殊信号検出装置１００から固定設置されている特殊信号発光機２００までの距離の変化を示す（徐々に近づいている）ことに相当する。一方、グラフの縦軸は、特殊信号検出装置１００で検知されるＦＦＴレベルを示している。
【００８２】
これらのうち、図１５（Ａ）は、１つの特殊信号発光機２００における点滅動作について、特殊信号検出装置１００による検出がなされる際の振幅データの抽出結果についての典型的一例を概念的に示すものである。すなわち、図示の場合、時間の経過に従って特殊信号検出装置１００から特殊信号発光機２００までの距離が縮まるため、ＦＦＴレベルが徐々に高くなる右肩上がりの線（曲線又は直線）ＣＣ１となっている。
【００８３】
これに対して、実際の計測においては、例えば図１５（Ｂ）に示す線ＣＣ２のような傾向になることがあると考えられる。すなわち、破線で示す線ＣＣ１に比べて、一時的にＦＦＴレベルが下がるが、しばらくすると、図１５（Ａ）の場合と同様の状態に戻る場合が想定される。これは、例えば線路の傍に存在する電柱や木等が陰になって一時的に輝度が変化した場合などに生じると考えられる。このような場合は、図１５（Ａ）の場合と同様、１つの特殊信号発光機２００における点滅動作を捉えていると考えられる。
【００８４】
一方、例えば図１５（Ｃ）に示す線ＣＣ３のような傾向になることもある。すなわち、図１５（Ｃ）では、図１５（Ｂ）の場合と同様にＦＦＴレベルが下がるが、その後、時間が経過しても線ＣＣ１に示すような場合と同等の状態には戻らなくなっている。このような場合は、図１５（Ａ）や図１５（Ｂ）の場合とは異なり、ＦＦＴレベルが下がった時点で２以上の特殊信号発光機２００が映し出され、これらの間での干渉によって振幅データの抽出結果に影響が及んでいる可能性があると考えられる。
【００８５】
以上のような状況を加味して、例えば、図１５（Ｃ）に例示したような傾向が見られた場合に、上記の各態様に示した分割した画像に基づく特殊信号発光機２００の動作検出を行うようにすることで、複数の特殊信号発光機２００の動作検出が発生しても、これを確実に捉えられるようにすることが考えられる。
【００８６】
また、上記した各実施形態等に記載した事項について、適宜組み合わせて構成するものとしてもよい。
【００８７】
また、上記では、専用走行路として線路において、移動体としての鉄道の列車に特殊信号検出装置１００を搭載した場合について説明しているが、これに限らず、例えば、専用走行路としての軌道（新設軌道、併用軌道）を走行する車両（移動体）である路面電車、専用走行路としての専用道路を走行する車両であるバスについて、当該専用道路脇等に設けられた特殊信号発光機２００に対して特殊信号検出装置１００を設けることも可能である。
【００８８】
また、列車等の移動体において、障害物の有無の検知のためといった各種検知のためにカメラを設けている場合には、当該カメラを撮像部１０として利用してもよい。すなわち、各種検知のために設けたカメラにおいて取得された画像情報を利用して、本願構成による特殊信号発光機２００での発光検知を行ってもよい。例えば障害物検知のカメラで撮像したデータのうち、特殊信号検出装置１００による検出対象区間における画像データのみ利用する、といった態様が考えられる。また、撮像部１０については、カメラとしているが、データ抽出に必要な光の受光が可能であれば、種々のものが適用でき、例えばレンズを有さず受光素子のみで構成するといったことも考えられる。また、上記では、撮像部１０の前面側に波長フィルターＦＩを設けているが、波長フィルターＦＩの位置は、前面以外であってもよく、撮像部１０内の光路上の他の位置に設けてもよい。また、撮像部１０における受光素子の受光特性を特殊信号発光機２００からの光の特性に対応させてもよい。
【００８９】
また、例えば図１において一部拡大して例示した特殊信号検出装置１００を構成する各部を、例えば一つの筐体にユニット化したひとまとまりの装置として、既存の列車等の移動体に、後から取り付けることができるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０…撮像部、２０…画像処理部、２０ｄ…画像分割処理部、３０…音声部、４０…表示部、５０…記憶装置、５０ｄ…部分画像格納部、６０…制御部、１００…特殊信号検出装置、２００…特殊信号発光機、２００ａ…前面、Ａ，Ｂ…特発（特殊信号発光機）、Ａ１…矢印、ＡＡ…所定位置、ＡＲ１〜ＡＲ４…矢印、ＢＢ…設置位置、Ｃ１…曲線、ＣＣ１〜ＣＣ３…線、ＣＲ…踏切、ＤＤ…区間、ＥＢ…非常ボタン、ＦＩ…波長フィルター、ＧＩ…フレーム、ＧＩｄ…フレーム、ＩＰ…報知部、ＬＳ…ＬＥＤ光源、ＭＣ…管理装置、ＰＴ１〜ＰＴ４，ＰＴα，ＰＴβ…分割パターン、ＱＡ１，ＱＢ１，ＱＣ１…曲線、ＱＱ…曲線、ＲＲ…線路、ＳＧ…特殊信号発生システム、ＴＲ…列車、ＶＥ…車両、ＸＸ…位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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