(57)【要約】【課題】平均輝度が大きく変化しないような方法で撮影妨害がなされた場合にも、その妨害行為を検知することができる監視装置を提供する。【解決手段】映像フレームを構成する画素の各々をその輝度に応じて複数の輝度クラスのうちのいずれか１つに群分けし、クラス毎の画素数と基準値との差分値の合計が閾値を上回ったと判別した場合に妨害検出信号を生成及び出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象領域の撮像動作により撮像信号を生成する撮像部を含む監視装置であって、
当該生成された撮像信号をＡ／Ｄ変換して映像データ信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、
当該生成された映像データ信号に含まれるフレームを構成する画素の各々についての輝度の高さに応じて前記画素を輝度毎に所定の階調に群分けする画素群分け部と、
所定の階調に群分けされた画素数に重みを付けて新たな輝度区分毎に画素数を生成するクラス値生成部と、
前記画素と基準値との差分値を前記輝度区分毎に算出し、前記差分値の合計が設定閾値を上回ったと判別した場合に前記撮像部による撮像動作が妨害された旨を表す妨害検出信号を生成する検出信号生成部と、を含むことを特徴とする監視装置。
【請求項２】
前記輝度区分毎の画素数を記憶する記憶部を更に含み、
前記検出信号生成部は、前記フレームのいずれか１つに後続する後続フレームについての前記差分値を算出する際に、前記記憶部に記憶されている当該１つのフレームについての前記輝度区分毎の画素数を前記輝度区分毎の基準値とすることを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記後続フレームに対応する前記差分値の算出後に、前記記憶部に記憶されている前記輝度区分毎の画素数を前記後続フレームに対応する前記輝度区分毎の画素数に置換することを特徴とする請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
前記基準値の初期値は、撮像妨害がなされていない状態における前記撮像部による撮像により得られた撮像信号を前記Ａ／Ｄ変換部がＡ／Ｄ変換して得られた映像データ信号に含まれるフレームに対応する前記輝度区分毎の画素数であることを特徴とする請求項１又は２に記載の監視装置。
【請求項５】
前記映像データ信号はＹＣｂＣｒ形式に従って表される信号であり、前記輝度は前記ＹＣｂＣｒ形式におけるＹ成分の輝度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視カメラを備えた監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、不正行為を監視するための監視カメラを備えた監視装置が、例えば現金自動預け払い機の設置場所など様々な場所に設けられている。ところが、不正行為者が例えば監視カメラのレンズ部分を手で遮蔽したり、レンズ部分に粘着テープを貼り付けたりした場合には、その不正行為を撮影できなくなる。そこで、このような撮影妨害行為がなされたか否かを判定する手段が要望されている。例えば特許文献１には、監視領域の照度と所定の閾値とを比較して監視カメラ装置にマスクがされたか否かを判定するマスク検出装置が開示されている。また、特許文献２には、赤外線センサによって監視領域における照度を検出し、その変化量に基づいて異常を検出する赤外線監視装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３４５０４号公報
【特許文献２】特開２０００−２８５３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１又は２のように照度又は輝度の平均値と閾値とを単に比較して妨害判定をする方法には以下のような問題点があった。１つは、いわゆる中間色からなる半透光性の物体で監視カメラを遮蔽した場合には、その遮蔽の前後で映像の平均輝度が大きく変化しないので、監視カメラを遮蔽するという妨害行為を検知できないという問題である。もう１つは、監視カメラの機種や監視場所の環境によって最適な閾値がそれぞれ異なるので、閾値を最適値に設定することが困難であるという問題である。
【０００５】
本発明は上記した如き問題点に鑑みてなされたものであって、平均輝度が大きく変化しないような方法で撮影妨害がなされた場合にも、その妨害行為を検知することができる監視装置を提供することを目的とする。更に、監視カメラの機種や監視場所の環境毎の最適閾値の検討を要しない監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による監視装置は、対象領域の撮像動作により撮像信号を生成する撮像部を含む監視装置であって、当該生成された撮像信号をＡ／Ｄ変換して映像データ信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、当該生成された映像データ信号に含まれるフレームを構成する画素の各々についての輝度の高さに応じて前記画素を輝度毎に所定の階調に群分けする画素群分け部と、所定の階調に群分けされた画素数に重みを付けて新たな輝度区分毎に画素数を生成するクラス値生成部と、前記画素数と基準値との差分値を前記輝度区分毎に算出し、前記差分値の合計が設定閾値を上回ったと判別した場合に前記撮像部による撮像動作が妨害された旨を表す妨害検出信号を生成する検出信号生成部と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による監視装置によれば、平均輝度が大きく変化しないような方法で撮影妨害がなされた場合にも、その妨害行為を検知することができる。更に、監視カメラの機種や監視場所の環境毎に最適閾値を検討することを要しない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】監視装置を表すブロック図である。
【図２】ＤＳＰ部を表すブロック図である。
【図３】クラス値生成時の画素の重み付けを表す図である。
【図４】妨害検出処理ルーチンを表すフローチャートである。
【図５ａ】通常状態における映像の一例である。
【図５ｂ】対象輝度範囲を２５６階調に区分けした場合における通常状態時の階調毎の画素数を表したヒストグラムである。
【図５ｃ】対象輝度範囲を１３クラスに区分けした場合における通常状態時のクラス毎の画素数を表したヒストグラムである。
【図６ａ】妨害状態における映像の一例である。
【図６ｂ】対象輝度範囲を２５６階調に区分けした場合における妨害状態時の階調毎の画素数を表したヒストグラムである。
【図６ｃ】対象輝度範囲を１３クラスに区分けした場合における妨害状態時のクラス毎の画素数を表したヒストグラムである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１０】
図１は本実施例による監視装置１００を表すブロック図である。監視装置１００は、例えば現金自動預け払い機（いわゆるＡＴＭ）の設置場所など不正行為がなされる可能性のある場所に予め設置された、不正行為監視のための監視装置である。監視装置１００は、撮像部１１０と、Ａ／Ｄ変換部１２０と、ＤＳＰ部１３０と、記憶部１４０と、を含む。
【００１１】
撮像部１１０は、例えばＡＴＭなどの監視対象を含む監視領域を撮像してアナログ形式の撮像信号ＰＡを生成するカメラである。
【００１２】
Ａ／Ｄ変換部１２０は、撮像部１１０によって生成された撮像信号ＰＡをＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換してデジタル形式の映像データ信号ＰＤを生成する。Ａ／Ｄ変換部１２０は、例えば輝度成分Ｙと２つの色差成分Ｃｂ及びＣｒからなるＹＣｂＣｒ形式に従って映像データ信号ＰＤを生成する。映像データ信号ＰＤには、連続する複数の映像フレーム（以下、単にフレームと称する）が含まれている。
【００１３】
ＤＳＰ（Digital Signal Processor）部１３０は、Ａ／Ｄ変換部１２０によって生成された映像データ信号ＰＤを解析して撮像妨害行為の検知処理を行うプロセッサである。図２は、ＤＳＰ部を表すブロック図である。ＤＳＰ部１３０は、画素群分け部１３１と、クラス値生成部１３２と、検出信号生成部１３３と、を含む。
【００１４】
画素群分け部１３１は、Ａ／Ｄ変換部１２０によって生成された映像データ信号ＰＤに含まれる１つのフレームを構成する画素の各々の輝度の大きさに応じて画素を２５６段階の輝度毎に群分けする。撮像部１１０によって撮像された映像はフレームの連続からなるものであるが、画素群分け部１３１は、例えば５秒間隔などの周期的にその時点で対応する１つのフレームについて群分け処理を施す。例えば映像データ信号ＰＤがＹＣｂＣｒ形式に従って表されたデータである場合には、画素群分け部１３１は、１つのフレームを構成する画素の各々についての輝度成分Ｙに基づいて群分けする。
【００１５】
クラス生成部１３２は、２５６段階に別けられた画素数に重みを付けて、各輝度区分に割り当てる。輝度区分は、所定の対象輝度範囲を輝度の大きさに従って段階的に区分けして得られた区分である。以下、輝度区分をクラス、輝度区分の画素数をクラス値と称する。対象輝度範囲及びクラスは監視者によって予め設定される。対象輝度範囲には特に制限は無く、例えばＹＣｂＣｒ形式における輝度成分Ｙを８ビットの２進数で表現した場合には０〜２５５までの範囲内で任意に設定できる。
【００１６】
以下に各クラス値の作成手順を示す。監視者は、対象輝度範囲を例えば１３段階つまり１３クラスに区分けする設定をする。例えば１３クラスの各々をＣ１、Ｃ２、・・・、Ｃ１３とした場合に、これらの各々は個別の輝度範囲からなるものであり、Ｃ１＜Ｃ２、Ｃ２＜Ｃ３、・・・、Ｃ１２＜Ｃ１３といった関係を有する。例えば対象輝度範囲を０〜２５５とし且つ輝度区分を１３クラスとした場合には、例えばＣ１＝０〜２０、Ｃ２＝１０〜４０、Ｃ３＝３０〜６０・・・、Ｃ１３＝２３０〜２５５として設定する。ここで隣り合うクラスで重複する輝度範囲については、重みを付けて分配する。図３は１３クラスに設定した場合の重み付けの例を示す図である。Ｃ１とＣ２の重複している輝度範囲１１〜２０について説明する。重みの付け方には特に制限はなく、例えば図３のように、輝度１１においては、Ｃ１には画素数の９割、Ｃ２には画素数の１割を分配する。輝度１２においては、Ｃ１には画素数の８割、Ｃ２には画素数の２割を分配する。このように輝度毎に重みを変えていき、輝度２０においては、Ｃ１には画素数の１割、Ｃ２には画素数の９割を分配する。重みを付けることにより、日照量の変化などにより僅かに画像に変化が生じた場合については、クラス値の変化量を低減させ、誤報を低減することができる。なお、各クラスの輝度範囲は必ずしも等間隔である必要はない。また、輝度成分Ｙは８ビット表現だけでなく、１６ビット又は２４ビット表現によるものでも良い。
【００１７】
検出信号生成部１３３は、先ず、区分けされた複数のクラスのうちの１つに属する画素の数と、そのクラスについて設定された基準値との差分値をクラス毎に算出する。例えば１３クラスの各々をＣ１、Ｃ２、・・・、Ｃ１３とした場合に、クラスＣ１に属する画素数が1０００個であり、クラスＣ１についての基準値が３０００個である場合、その差分値は２０００個となる。検出信号生成部１３３は、同様に各クラスについての差分値を算出してその合計値を求める。
【００１８】
次に検出信号生成部１３３は、その合計値が、監視者によって予め設定された閾値を上回ったと判別した場合に、撮像妨害がなされた旨を表す妨害検出信号ＳＩを生成し、これを出力する。例えば差分値の合計値が５００００個であり、閾値が４００００個である場合に検出信号生成部１３３は、妨害検出信号ＳＩを生成及び出力する。妨害検出信号は、例えばインターネットなどの通信網又は専用通信回線（図示せず）を介して監視者の監視用端末へと送信される。
【００１９】
上述したクラス毎の基準値の初期値（以下、初期基準値と称する）は以下のように設定される。撮像部１１０による撮像動作を何ら妨害しない状態（以下、通常状態と称する）で、例えばＡＴＭなどの監視対象を含む監視対象領域を撮像して得られた撮像信号ＰＡをＡ／Ｄ変換部１２０がＡ／Ｄ変換して映像データ信号ＰＤを生成する。そして、画素群分け部１３１による上記の処理により、この映像データ信号ＰＤに含まれる１つのフレーム（以下、通常状態フレームと称する）についてのクラス毎の画素数を求め、そのクラス毎の画素数をクラス毎の初期基準値として設定する。検出信号生成部１３３は、後続のフレームについて継続して初期基準値に基づいて差分値を算出するようにしても良いし、以下のように差し替えた（置換した）基準値に基づいて差分値を算出するようにしても良い。
【００２０】
基準値の差し替えは以下のようになされる。検出信号生成部１３３は、Ａ／Ｄ変換部１２０によって生成されたある映像データ信号ＰＤに含まれる１つのフレーム（以下、先行フレームと称する）に対応するクラス毎の画素数ＮＰをクラス毎の基準値として、その差分値の算出後に後述の記憶部１４０に記憶する。そして、検出信号生成部１３３は、画素群分け部１３１が先行フレームの次に群分け処理の対象とするフレーム（以下、後続フレームと称する）に対応する差分値を算出する際には、記憶部１４０に記憶されているクラス毎の基準値（先行フレームについてのクラス毎の画素数ＮＰ）に基づいて算出する。検出信号生成部１３３は、その差分値の合計値が閾値を超えていないと判別した場合に、記憶部１４０にクラス毎の基準値として記憶されている先行フレームについてのクラス毎の画素数ＮＰを、後続フレームについてのクラス毎の画素数ＮＰに差し替える。つまり、後続フレームについてのクラス毎の画素数ＮＰをクラス毎の新たな基準値とする。検出信号生成部１３３は、各映像データ信号についての差分値の算出毎に同様の差し替え処理を行う。このような基準値の自動差し替えを行うことによって、例えば経時的な日照量の変化などの漸次的な変化に応じてその時点での最適な基準値を自動で設定することができる。
【００２１】
なお、画素群分け部１３１及び、クラス値生成部１３２、検出信号生成部１３３の各機能をハードウェアで構成しても良いし、これらの各機能を実現するコンピュータプログラムを後述の記憶部１４０に記憶してプロセッサであるＤＳＰ部１３０が当該コンピュータプログラムを記憶部１４０から読み出して実行するという構成でも良い。
【００２２】
記憶部１４０は、あるフレームについてのクラス毎の画素数ＮＰをクラス毎の基準値として記憶する例えばハードディスクやＲＡＭなどの記憶媒体である。クラス毎の基準値は、後続フレームについての差分値算出の際に、検出信号生成部１３３によって読み出される。また、クラス毎の基準値として記憶されている先行フレームについてのクラス毎の画素数ＮＰは、検出信号生成部１３３による後続フレームについての差分値の算出後に、後続フレームについてのクラス毎の画素数ＮＰに差し替えられる。
【００２３】
図４は、ＤＳＰ部１３０によって実行される妨害検出処理ルーチンを表すフローチャートである。以下、図４を参照しつつ、妨害検出処理について説明する。妨害検出処理ルーチンは、ＤＳＰ部１３０によって例えば５秒毎などの周期的に実行される。
【００２４】
以下、前提として輝度成分Ｙが８ビット（０〜２５５）で表されており、対象輝度範囲を１３クラスすなわちＣ１＝０〜２０、Ｃ２＝１０〜４０、・・・、Ｃ１３＝２３０〜２５５に区分けする設定が監視者によって既にされている。また、閾値を５００００とする設定が既にされている。更に、通常状態における映像データ信号に含まれる１つのフレーム（通常状態フレーム）についてのクラス毎の画素数をクラス毎の初期基準値として設定されている。ここで、この通常状態における映像データ信号は、図５ａに示されるように撮像部１１０を何ら遮蔽しない状態（通常状態）で、監視対象であるＡＴＭを含む監視領域を撮像して得られた信号である。図５ｂは、通常状態フレームについての２５６階調の画素数を表すヒストグラムである。図５ｃは、通常状態フレームについてのクラス毎の画素数を表すヒストグラムある。縦軸が画素数を表し、横軸がクラスを表す。なお、図５ｃでは、クラスＣ１〜Ｃ１３を単に１〜１３として表している。例えばクラスＣ７に属する画素数は約１５０００個である。この通常状態におけるクラス毎の画素数は、クラス毎の基準値として記憶部１４０に記憶されている。
【００２５】
先ず、Ａ／Ｄ変換部１２０は、例えば５秒毎などの周期的な実行時期の到来に応じて、撮像部１１０によって生成された撮像信号ＰＡをＡ／Ｄ変換して映像データ信号ＰＤを生成する（ステップＳ１０１）。
【００２６】
次に、画素群分け部１３１は、Ａ／Ｄ変換部１２０によって生成された映像データ信号ＰＤに含まれる１つのフレームを構成する画素の各々についての輝度を抽出する（ステップＳ１０２）。例えば映像データ信号ＰＤがＹＣｂＣｒ形式に従って表されたデータである場合には、画素群分け部１３１は、１つのフレームを構成する画素の各々についての輝度成分Ｙを輝度として抽出する。輝度成分Ｙが８ビットで表される場合には０〜２５５の範囲の値であり、画素群分け部１３１は画素の輝度として例えば４５を抽出する。
【００２７】
次に、画素群分け部１３１は、当該抽出した輝度の大きさに応じて各画素を２５６段階に群分けする（ステップＳ１０３）。
【００２８】
次に、クラス値生成部１３２は２５６段階に群分けされた画素数に基づいて各クラス値を生成する。Ｃ１のクラス値は、輝度値０から１０の各画素数と、輝度値１１から２０に重みを付けた画素数の合計となる。例えば輝度値１１の画素数が１００の場合は、その９割の９０が加算される（ステップＳ１０４）。
【００２９】
次に、検出信号生成部１３３は、複数のクラスのうちの１つに属する画素の数と、そのクラスについて記憶部１４０に記憶されている基準値との差分値をクラス毎に算出する（ステップＳ１０５）。例えばクラスＣ７に属する画素数が７００００個であり、記憶部１４０に記憶されているクラスＣ７についての基準値が１５０００個である場合、その差分値は５５０００個となる。検出信号生成部１３３は、他の各クラスについても同様に差分値を算出し、その合計値を求める（ステップＳ１０５）。
【００３０】
次に、検出信号生成部１３３は、その合計値が、監視者によって予め設定された閾値５００００を上回ったか否かを判別する（ステップＳ１０６）。検出信号生成部１３３は、合計値が閾値５００００を上回ったと判別した場合に、撮像妨害がなされた旨を表す妨害検出信号ＳＩを生成し、これを出力する（ステップＳ１０７）。例えば差分値の合計値が６００００である場合、検出信号生成部１３３は、合計値が閾値５００００を上回ったと判別して妨害検出信号ＳＩを生成及び出力する。つまり、検出信号生成部１３３は、クラス毎の画素数の変化の合計が大きい場合に、妨害がなされたと判別する。妨害検出信号は、例えばインターネットなどの通信網又は専用通信回線（図示せず）を介して監視者の監視用端末へと送信される。
【００３１】
一方、検出信号生成部１３３は、合計値が閾値５００００を下回ったと判別した場合に、クラス毎の基準値を差し替える（ステップＳ１０８）。例えば差分値の合計値が４００００である場合、検出信号生成部１３３は、合計値が閾値５００００を下回ったと判別し、その映像データ信号についてのクラス毎の画素数ＮＰをクラス毎の新たな基準値として記憶部１４０に記憶する。
【００３２】
ＤＳＰ部１３０は、例えば５秒毎などの周期的な実行時期の到来に応じて上記したのと同様の処理を反復実行する。
【００３３】
図６ａは、妨害状態における映像の一例である。撮像部１１０を灰色の紙でふさいでその撮像を妨害した場合の映像であり、監視対象であるＡＴＭの大部分が映っていない。図６ｂは、妨害状態フレームについての２５６階調の画素数を表すヒストグラムである。図６ｃは、妨害状態におけるクラス毎の画素数を１３段階で表したヒストグラムである。縦軸が画素数を表し、横軸がクラスを表す。なお、図６ｃでは、クラスＣ１〜Ｃ１３を単に１〜１３として表している。
【００３４】
この妨害状態におけるヒストグラムと、図５ｂに示される通常状態におけるヒストグラムと比較すると、クラス毎に画素数が異なることがわかる。なお、図６ｂに示されるヒストグラムと、図５ｂに示されるヒストグラムとでは縦軸の目盛りが異なる。例えばクラスＣ７で対比すると、通常状態では画素数が約１５０００個であるのに対して妨害状態では画素数が約７００００個に増加している。一方、クラスＣ５で対比すると、通常状態では画素数が約１２０００個であるのに対して妨害状態では画素数がほぼ０個に減少している。
【００３５】
このように、通常状態から妨害状態に変化したときに、ある輝度区分に属する画素数は増加し、別の輝度区分に属する画素数は減少するといったことが生じ得る。それ故、従来技術のように単に輝度平均値を求めた場合、通常状態と妨害状態とで差がほとんど生じず、妨害を検知できない場合があった。しかしながら、本実施例の如くクラス（輝度区分）毎にそのクラスに属する画素数と基準値との差分値を算出するようにすれば、クラス毎に生じた差分に基づいて妨害を検知することができる。
【００３６】
上記したように本実施例による監視装置によれば、対象とする輝度範囲を区分けした複数の輝度区分（クラス）及び妨害検出のための閾値を予め設定する。監視装置は、映像データ信号に含まれる１つのフレームを構成する画素の各々についてその輝度を算出し、各画素をその輝度に応じて複数のクラスうちのいずれか１つに群分けする。続いて監視装置は、クラス毎にそのクラスに属する画素数とそのクラスについての基準値との差分値を算出し、各クラスの差分値の合計値を求め、その合計値が閾値を上回ったと判別した場合に、妨害検出信号を生成及び出力する。このような処理を行うことによって、目視で確認できる程度に画像自体は変化するものの輝度平均値がほとんど変化しないような方法によって妨害がなされた場合にも、その妨害を検出することができる。
【００３７】
また、本実施例による監視装置によれば、映像データ信号に含まれる１つのフレーム（先行フレーム）に対応するクラス毎の画素数をクラス毎の基準値として記憶し、この先行フレームの次に群分け処理対象となるフレーム（後続フレーム）を解析して妨害が検出されなければ、後続フレームに対応するクラス毎の画素数をクラス毎の新たな基準値として記憶する。このような基準値の差し替えを行うことにより、監視者が監視カメラの機種や監視場所の環境毎に最適な基準値を検討及び設定するといった作業をする必要がなく、また、例えば経時的な日照量の変化などの漸次的な変化に応じてその時点での最適な基準値を自動で設定することができる。
【００３８】
上記した例は、対象輝度範囲を１３クラスに区分けした場合の例であるが、区分け数は１３クラスに限られない。なお、対象輝度範囲の最低値を０、最高値を２５６とした場合、図５ａに示される通常状態における映像の平均輝度値は１３８であり、図６ａに示される妨害状態における映像の平均輝度値は１２９であり、平均輝度値を比較しても大差ない。しかしながら、本実施例による監視装置によれば、上述の通り平均輝度値に差がない場合であっても妨害を検出することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１００  監視装置
１１０  撮像部
１２０  Ａ／Ｄ変換部
１３０  ＤＳＰ部
１３１  画素群分け部
１３２  クラス値生成部
１３３  検出信号生成部
１４０  記憶部
【図１】
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【図２】
2010239275.tif 000004
【図３】
2010239275.tif 000005
【図４】
2010239275.tif 000006
【図５ａ】
2010239275.tif 000007
【図５ｂ】
2010239275.tif 000008
【図５ｃ】
2010239275.tif 000009
【図６ａ】
2010239275.tif 000010
【図６ｂ】
2010239275.tif 000011
【図６ｃ】
2010239275.tif 000012