(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行者が移動する様子の画像を撮影する撮像装置と、前記画像を入力し、前記画像を処理して前記歩行者の流量に関わる特徴量を獲得し、前記特徴量を用いて前記歩行者の混雑状況が所定のレベルになったことをイベントの終了として判定する画像認識装置と、前記画像認識装置による判定の結果を伝送する伝送装置と、前記伝送装置によって伝送された判定の結果を用いてイベントの終了に応じた交通管制を行う交通管制装置とを有し、
前記画像認識装置は、前記撮像装置より順次出力される画像を入力する画像入力部と、前記画像中に変化が生じた領域を検出する変化検出部と、前記変化が生じた領域の画素数を合計して面積を算出する面積算出部と、前記面積算出部によって算出された面積値から補正をおこなう面積補正部と、前記面積補正部により補正された面積を過去一定期間平均して平均面積を算出する面積平均部と、前記平均面積を用いて移動体物体を検出し認識対象の状態を判定する判定部と、前記判定部における判定の結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする交通管制システム。
【請求項２】
歩行者が移動する様子の画像を撮影する撮像装置と、前記画像を入力し、前記画像を処理して前記歩行者の流量に関わる特徴量を獲得し、前記特徴量を用いて前記歩行者の混雑状況が所定のレベルになったことをイベントの終了として判定する画像認識装置と、前記画像認識装置による判定の結果を伝送する伝送装置と、前記伝送装置によって伝送された判定の結果を用いてイベントの終了に応じた交通管制を行う交通管制装置とを有し、
前記画像認識装置は、前記撮像装置より順次出力される画像を入力する画像入力部と、撮像時刻の異なる画像間の差分処理によって前記画像中に輝度変化が生じた領域を検出する変化検出部と、前記輝度変化が生じた領域の画素数を合計して面積を算出する面積算出部と、前記面積算出部によって算出された面積値から補正をおこなう面積補正部と、前記面積補正部により補正された面積を過去一定期間平均して平均面積を算出する面積平均部と、前記平均面積を用いて移動体物体を検出し認識対象の状態を判定する判定部と、前記判定部における判定の結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする交通管制システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等の円滑な運行を支援する交通管制システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術における移動物体の抽出を行う画像認識装置では、フレーム間差分処理および背景差分処理によって画像中の移動物体領域を抽出していた。フレーム間差分処理では、まず撮影時刻の異なる画像を用いて、画像間で輝度の差分処理を行う。次に輝度の差分値に対して閾値処理を行って２値画像を作成し、輝度変化があった領域、すなわち移動物体領域を抽出していた。背景差分処理では、抽出すべき物体が存在しない状態の画像を背景画像とし、この背景画像と入力画像の輝度の差分処理を行い、２値化して移動物体領域を抽出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の交通管制システムでは、会場や競技場におけるイベント等が終了したことを、周辺道路の通過車両台数の増加や渋滞長から判定していたが、実際にイベント等が終了したタイミングからは遅れが生じていた。よって、より早いタイミングで精度よくイベント等が終了したことを判定して交通管制に反映する交通管制システムが望まれていた。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、会場や競技場におけるイベント等が終了したことをより早いタイミングで精度良く判定して交通管制に反映する交通管制システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の交通管制システムは、歩行者が移動する様子の画像を撮影する撮像装置と、前記画像を入力し、前記画像を処理して前記歩行者の流量に関わる特徴量を獲得し、前記特徴量を用いて前記歩行者の混雑状況が所定のレベルになったことをイベントの終了として判定する画像認識装置と、前記画像認識装置による判定の結果を伝送する伝送装置と、前記伝送装置によって伝送された判定の結果を用いてイベントの終了に応じた交通管制を行う交通管制装置とを有し、前記画像認識装置は、前記撮像装置より順次出力される画像を入力する画像入力部と、前記画像中に変化が生じた領域を検出する変化検出部と、前記変化が生じた領域の画素数を合計して面積を算出する面積算出部と、前記面積算出部によって算出された面積値から補正をおこなう面積補正部と、前記面積補正部により補正された面積を過去一定期間平均して平均面積を算出する面積平均部と、前記平均面積を用いて移動体物体を検出し認識対象の状態を判定する判定部と、前記判定部における判定の結果を出力する出力部とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の交通管制システムは、歩行者が移動する様子の画像を撮影する撮像装置と、前記画像を入力し、前記画像を処理して前記歩行者の流量に関わる特徴量を獲得し、前記特徴量を用いて前記歩行者の混雑状況が所定のレベルになったことをイベントの終了として判定する画像認識装置と、前記画像認識装置による判定の結果を伝送する伝送装置と、前記伝送装置によって伝送された判定の結果を用いてイベントの終了に応じた交通管制を行う交通管制装置とを有し、前記画像認識装置は、前記撮像装置より順次出力される画像を入力する画像入力部と、撮像時刻の異なる画像間の差分処理によって前記画像中に輝度変化が生じた領域を検出する変化検出部と、前記輝度変化が生じた領域の画素数を合計して面積を算出する面積算出部と、前記面積算出部によって算出された面積値から補正をおこなう面積補正部と、前記面積補正部により補正された面積を過去一定期間平均して平均面積を算出する面積平均部と、前記平均面積を用いて移動体物体を検出し認識対象の状態を判定する判定部と、前記判定部における判定の結果を出力する出力部とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
そして、会場および競技場の出口や通路付近を歩行者が移動する様子を撮像装置によって撮影し、歩行者の流量に応じて変化する画像中の輝度変化領域の面積等の特徴量から、歩行者の混雑状況を把握し、イベント等の終了を判定することによって、より早いタイミングで精度良くイベント等が終了したことを把握し交通管制に反映することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
( 実施の形態１)
図１は本発明の交通管制システムに使用される画像認識装置の構成を示している。図１において、IP１は画像入力部を示し、撮像手段によって撮像された認識対象の画像の入力処理を行う。IP２は変化検出部であり、画像中に何らかの変化が発生した領域を検出する。IP３は面積算出部であり、変化検出部IP２において変化が検出された全画素を合計して面積を算出する。面積補正部IP４では、面積に含まれるエラーを補正する。面積平均部IP５は補正した面積を過去一定期間にわたって平均処理する。判定部IP６では、平均された面積から認識対象の状態を判定する。出力部IP７は判定部IP６による判定結果を外部に出力する。以下、変化検出部、面積算出部、面積補正部、面積平均部、判定部、出力部について詳細に説明する。
【００１０】
（変化検出部IP２）  変化検出部IP２の処理について図２を用いて説明する。変化検出部IP２では、画像中に発生する何らかの変化を検出する。画像中の変化としてフレーム間差分処理や背景差分処理で得られる画像の輝度の時間変化を用いる場合で説明する。まず、撮影時刻の異なる画像１IM１と、画像２IM２を用いて、両画像間で輝度値の差分処理を行なう。差分処理によって得られるのが差分画像IM３である。画像１には存在しない物体が画像２に存在するため、差分画像に差分が生じている。次に差分画像に対し、閾値処理を行い、閾値以上である画素を輝度１、それ以外の画素を輝度０に２値化して、２値画像IM４を獲得する。
【００１１】
（面積算出部IP３）  面積算出部IP３では、変化検出部IP２で獲得された２値画像を用いて、輝度値が１である画素の数を算出する。面積の算出方法としては、画像左上から順次各画素を走査し、輝度値が１である画素の数をカウントする方法や、輝度値が１である画素に対してラベリング処理を行い、画像中の各ラベルについて得られる面積を全ラベル分合計する方法等が利用できる。
【００１２】
（面積補正部IP４）  面積補正部IP４は、面積に含まれるエラーを補正する。図３を用いてその動作を説明する。エラーの要因となる各種外乱は、時間的に連続せず単発的に発生する性質があるため、その性質を利用して補正する。面積算出部IP３で得られた現在より過去ｎフレーム分の面積値をメモリＭＥＭ１に保持し、面積値の中央値を検出する中央値検出処理ＭＥＤを行う。中央値検出処理によって得られた面積を補正後の面積とする。この処理によって、外乱により画像中になんらかの変化が発生し、画像中の変化領域の面積が単発的に過大あるいは過小となるエラーが発生した場合であっても補正することができる。
【００１３】
（面積平均部IP５）  面積平均部IP５では、面積値に含まれるエラーをさらに低減する。面積平均部IP５における処理について図３を用いて説明する。過去一定期間の補正後の面積であるｍフレーム分のデータをメモリＭＥＭ２に保持し、メモリ内のデータに対して平均処理ＡＶＧを行う。平均処理は、メモリＭＥＭ２から過去一定期間の全データを読み出して加算後、面積のデータ数ｍで除算することで行われる。
【００１４】
（判定部IP６）  判定部IP６では、面積平均部IP５によって得られた平均面積を用いて判定処理を行う。平均面積が所定の値を示しているかを吟味することで画像中にの状況判定を行う。
【００１５】
（出力部IP７）  判定部IP６による判定結果を、RS232C , USB、IEEE1394等所定のインターフェイスで画像認識装置から出力する。
【００１６】
以上のように、本発明の第１の実施の形態による画像認識装置では、画像中に何らかの変化が発生した領域の面積に含まれるエラーを面積補正部IP４と面積平均部IP５によって補正、低減することで、判定部IP６による状況判定の精度を向上する効果を有する。
【００１７】
なお、変化検出部IP２において、画像中の変化として輝度の変化の場合について述べたが、画像中の変化としては、オプティカルフローや、エッジ、テクスチャー等の変化を利用することも考えられる。また、画像中に変化が発生した領域の面積は、これを画像の総画素数で除算して得られる面積率で置き換えることも可能である。
【００１８】
（実施の形態２）
次に、同様に本発明の交通管制システムの画像認識装置について第２の実施の形態として説明する。本発明の第２の実施の形態は、図４に示すように、画像入力部IP１と、制御部ＣＯＮＴと、出力部IP9 とを有する画像認識装置である。制御部ＣＯＮＴは、変化検出工程PR２と、面積算出工程PR３と、面積補正工程PR４と、面積平均工程PR５と、判定工程PR６とを有し、各工程は、それぞれ第１の実施の形態における、変化検出部IP２と、面積算出部IR３と、面積補正部IR４と、面積平均部IP５と、判定部IP６での各処理をＣＰＵによるソフトウエア処理で実現したものであり、処理のフローは図３のようになる。画像入力部IP１と出力部IP７については第１の実施の形態と同様である。
【００１９】
以上のように、本発明の第２の実施の形態による画像認識装置では、画像中に変化が発生した領域の面積に含まれるエラーを面積補正工程PR４と面積平均工程PR５において補正することで、判定工程PR６で行われる状況判定の精度を向上する効果を有する。
【００２０】
（実施の形態３）
次に、本発明の交通管制システムについて第３の実施の形態として説明する。本発明の第３の実施の形態は、図５に示すように、撮像装置ＣＡＭと、画像認識装置ＩＰと、伝送装置ＴＲＮと、交通管制装置ＣＴＲＬを有する交通管制システムである。
【００２１】
撮像装置ＣＡＭは、会場および競技場の出口や通路を歩行者ＷＬＫが移動する様子を撮影する。画像認識装置ＩＰは、例えば第１の実施の形態または第２の実施の形態に記載の画像認識装置であり、撮像装置ＣＡＭから入力した画像を用いて、歩行者ＷＬＫの流量に応じて変化する画像中の輝度変化領域の面積等を特徴量として歩行者ＷＬＫの混雑状況を把握し、混雑状況が所定のレベルになった場合に、会場および競技場で開催されたイベント等が終了したと判定する。イベント等が終了したことは、伝送装置ＴＲＮによって、交通管制設備ＣＴＲＬに伝送され、イベント等の終了に応じた交通管制を行う。
【００２２】
以上のように、本発明の第３の実施の形態による交通管制システムでは、より早いタイミングで精度良く会場および競技場で催されたイベント等が終了したことを判定することができる。
【００２３】
なお、第３の実施の形態においては、第１の実施の形態または第２の実施の形態に記載の画像認識装置を用いた例で説明したが、判定のための特徴量として画像中に何らかの変化が発生した領域の面積を用いる以外に、複数の撮像素子を持つ撮像装置を用いて視点の異なる複数の画像を撮影し、複数の画像間で相関の高い領域を対応づけることで、ステレオ画像処理による撮像空間内の３次元センシングを行い、撮像空間内に占める歩行者の割合である空間占有率等をもって混雑状況を把握することにより、イベント等が終了したこと判定する画像認識装置であってもよい。
【００２４】
また、撮像装置を、競馬場、競艇場、遊園地、劇場、野球場等の出口や通路に設置して歩行者が移動する様子を撮影し、それぞれの場所においてイベント等が終了したことを判定することも可能である。
【００２５】
（実施の形態４)
次に、本発明の交通管制システムについて第４実施の形態として説明する。本発明の第４の実施の形態は、図６に示すように、撮像装置ＣＡＭと、画像認識装置ＩＰと、伝送装置ＴＲＮと、交通管制装置ＣＴＲＬを有する交通管制システムである。
【００２６】
まず、撮像装置ＣＡＭによって踏切り警報機ＣＲＳを撮影する。画像認識装置ＩＰは、例えば第１の実施の形態または第２の実施の形態に記載の画像認識装置であり、撮像装置ＣＡＭで踏切り警報機ＣＲＳを撮影した画像を入力する。遮断機の閉鎖時には、踏切り警報機ＣＲＳが点滅することに伴って、画像中に発生する輝度変化領域の面積等を特徴量として、特徴量が所定値となった場合に、遮断機が閉鎖されたと判定する。
【００２７】
以上のように、本発明の第４の実施の形態による交通管制システムでは、踏切り警報機ＣＲＳの画像を撮像装置ＣＡＭによって撮影し、画像認識装置ＩＰで遮断機の閉鎖状態を判定するので、踏切り自体から閉鎖状況を外部に発信するための手段が不要となる。
【００２８】
なお、第４の実施の形態では、画像認識装置が利用する特徴量として、画像中に発生する輝度変化領域の面積を用いる場合で説明したが、踏切り警報機が左右または上下交互に点滅することに伴い、画像中の輝度変化領域が左右または上下交互に発生する特徴を利用しても良いし、警報機の点滅が赤色であることから色情報を特徴量として利用する画像認識装置であっても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、撮像装置により会場や競技場等の出口や通路を移動する歩行者を撮影し、歩行者の流量に応じて変化する画像中の輝度変化領域の面積などを特徴量として、会場や競技場等で催されたイベント等が終了したことを判定するので、従来に比べより早いタイミングで精度良くイベント等終了のタイミングを判定して、交通管制に反映できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像認識装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態における変化検出部の動作についての説明図
【図３】本発明の第１の実施の形態における面積補正部と面積平均部の動作についての説明図
【図４】本発明の第２の実施の形態における画像認識装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の第３の実施の形態における交通管制システムの構成を示すブロック図
【図６】本発明の第４の実施の形態における交通管制システムの構成を示すブロック図
【符号の説明】
IP１  画像入力部
IP２  変化検出部
IP３  面積算出部
IP４  面積補正部
IP５  面積平均部
IP６  判定部
IP７  出力部
ＩＰ  画像認識装置
IM１  画像１
IM２  画像２
IM３  差分画像
IM４  ２値画像
ＭＥＭ１  メモリ１
ＭＥＭ２  メモリ２
ＭＥＤ  中央値検出処理
ＡＶＧ  平均処理
ＣＯＮＴ  制御部
PR２  変化検出工程
PR３  面積算出工程
PR４  面積補正工程
PR５  面積平均工程
PR６  判定工程
ＣＡＭ  撮像装置
ＷＬＫ  歩行者
ＴＲＮ  伝送装置
ＣＴＲＬ  交通管制設備
ＣＲＳ  踏切り警報機
【図１】
0003710748.tif 000002
【図２】
0003710748.tif 000003
【図３】
0003710748.tif 000004
【図４】
0003710748.tif 000005
【図５】
0003710748.tif 000006
【図６】
0003710748.tif 000007