(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の少なくとも１つを検出する被写体検出センサと、前記被写体検出センサから検出された被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の情報から被写体の位置を計算する被写体位置計算部と、前記被写体位置計算部で計算された被写体の位置の変動履歴を記憶する被写体位置記憶部と、前記被写体位置記憶部に記憶された被写体位置の時系列変動履歴からその変動のフラクタル次元の少なくとも１つを計算する信号特性解析部と、前記信号特性解析部で得られた信号の解析結果に基づいて被写体の存在の有無およびその状態を判定する判定部と、判定部の判定結果に基づいて被写体を撮像する画像入力部と、画像入力部から入力された静止画像あるいは動画像を記録する画像記録部を具備することを特徴とした画像記録装置。
【請求項２】
被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の少なくとも１つを検出する被写体検出センサと、被写体の画像を撮像する被写体画像入力部と、前記被写体画像入力部から入力された画像から被写体の概略の領域を抽出する被写体領域抽出部と、前記被写体検出センサから検出された被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の情報と前記被写体領域抽出部で抽出された画像中の被写体領域から被写体の位置を計算する被写体位置計算部と、前記被写体位置計算部で計算された被写体の位置の変動履歴を記憶する被写体位置記憶部と、前記被写体位置記憶部に記憶された被写体位置の時系列変動履歴に基づいて被写体の存在の有無およびその状態を判定する判定部と、判定部の判定結果に基づいて被写体を撮像する記録画像入力部と、記録画像入力部から入力された静止画像あるいは動画像を記録する画像記録部を具備することを特徴とした画像記録装置。
【請求項３】
被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の少なくとも１つを検出する被写体検出センサと、被写体の画像を撮像する被写体画像入力部と、前記被写体画像入力部から入力された画像から被写体の概略の領域を抽出する被写体領域抽出部と、前記被写体検出センサから検出された被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の情報と前記被写体領域抽出部で抽出された画像中の被写体領域から被写体の位置を計算する被写体位置計算部と、前記被写体位置計算部で計算された被写体の位置の変動履歴を記憶する被写体位置記憶部と、前記被写体位置記憶部に記憶された被写体位置の時系列変動履歴からその変動の振幅の大きさあるいは周波数特性、フラクタル次元の少なくとも１つを計算する信号特性解析部と、前記信号特性解析部で得られた信号の解析結果に基づいて被写体の存在の有無およびその状態を判定する判定部と、判定部の判定結果に基づいて被写体を撮像する記録画像入力部と、記録画像入力部から入力された静止画像あるいは動画像を記録する画像記録部を具備することを特徴とした画像記録装置。
【請求項４】
被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の少なくとも１つを検出する被写体検出センサから検出された被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の情報から被写体の位置を計算する被写体位置計算部と、前記被写体位置計算部で計算された被写体の位置の変動履歴から求めたフラクタル次元に基づいて被写体の存在の有無およびその状態を判定する判定部とを備えた被写体判定装置。
【請求項５】
被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の少なくとも１つを検出する被写体検出センサから検出された被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の情報から被写体の位置を計算する被写体位置計算部と、前記被写体位置計算部で計算された被写体の位置の変動履歴から求めたフラクタル次元に基づいて被写体の存在の有無およびその状態を判定する判定部と、判定部の判定結果に基づいて被写体を撮像する画像入力部とを備えた監視装置。
【請求項６】
被写体の画像を撮像する被写体画像入力部から入力された画像から被写体の概略の領域を抽出する被写体領域抽出部と、被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の少なくとも１つを検出する被写体検出センサから検出された被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の情報と前記被写体領域抽出部で抽出された画像中の被写体領域から被写体の位置を計算する被写体位置計算部と、前記被写体位置計算部で計算された被写体の位置の変動履歴に基づいて被写体の存在の有無およびその状態を判定する判定部とを備えた被写体判定装置。
【請求項７】
被写体の画像を撮像する被写体画像入力部から入力された画像から被写体の概略の領域を抽出する被写体領域抽出部と、被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の少なくとも１つを検出する被写体検出センサから検出された被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の情報と前記被写体領域抽出部で抽出された画像中の被写体領域から被写体の位置を計算する被写体位置計算部と、前記被写体位置計算部で計算された被写体の位置の変動履歴に基づいて被写体の存在の有無およびその状態を判定する判定部と、判定部の判定結果に基づいて被写体を撮像する画像入力部とを備えた監視装置。
【請求項８】
被写体の存在位置が不規則に変化する場合、あるいは静止していると判断する場合に被写体を撮影する請求項５又は７記載の監視装置。
【請求項９】
訪問を知らせるスイッチが押されることなく、被写体の存在位置が静止していると判断する場合に被写体を撮影する請求項５又は７記載の監視装置。
【請求項１０】
被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の少なくとも１つを検出する被写体検出センサから検出された被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の情報から被写体の位置を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出された被写体の位置の変動履歴から求めたフラクタル次元に基づいて被写体の存在の有無およびその状態を判定する判定ステップと、前記判定ステップの判定結果に基づいて被写体を撮像する撮像ステップとを備えた監視方法。
【請求項１１】
被写体の画像を撮像する被写体画像入力部から入力された画像から被写体の概略の領域を抽出する被写体領域抽出ステップと、被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の少なくとも１つを検出する被写体検出センサから検出された被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の情報と前記被写体領域抽出ステップで抽出された画像中の被写体領域から被写体の位置を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出された被写体の位置の変動履歴に基づいて被写体の存在の有無およびその状態を判定する判定ステップと、判定部の判定結果に基づいて被写体を撮像する撮像ステップとを備えた監視方法。
【請求項１２】
被写体の存在位置を検出し、前記被写体の存在位置の変動履歴から求めたフラクタル次元に基づいて被写体の存在の有無およびその状態を判定する判定部とを備えた被写体判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像記録装置に関し、特に監視装置やビデオ録画装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、監視装置においては、監視領域内の人間の存在あるいは監視領域への人間の出入りについて常時監視をおこないその画像を記録するか、人間の存在が明らかな場合にのみ監視をおこないその画像の記録をおこなってきた。以下家庭用玄関監視装置を例に従来の監視装置について説明する。
【０００３】
図１９、図２０は従来の家庭用監視装置の概略構造を示すものである。図１９において、１０１は玄関付近を監視するＣＣＤカメラ、１０２はＣＣＤカメラ１０１で撮影された画像を記録する画像記録部、１０３は訪問者が押すことにより訪問を知らせるためのスイッチ、１０４はＣＣＤカメラ１０１および画像記録部１０２を制御する制御部、１０５は記録された画像を保存する画像保存部、１０６は画像保存部１０５に保存された画像を再生する画像再生部、１０７はＣＣＤカメラ１０１の画像および画像再生部１０６による再生画像を表示する画像モニタ、１０８は画像再生部１０６を操作する操作部である。この従来の家庭用玄関監視装置の制御回路の構成を表現すると、図２０のようなブロック図になる。従来の家庭用玄関監視装置では、訪問者がインターホン装置などのスイッチ１０３を押すと、制御部１０４がＣＣＤカメラ１０１を駆動し訪問者の撮影を開始する。訪問者の画像Ｓ１４は画像モニタ１０７により家の中から監視することができる。またこれと同時に、スイッチ１０３を押すと制御部１０４が画像記録部１０２も駆動し、画像記録部１０２はＣＣＤカメラ１０１からの画像Ｓ１５を保存可能な形式Ｓ１６に変換し画像保存部１０５で保存される。保存された画像は操作部１０８から再生の要求Ｓ１９が出されると画像再生部１０６が画像保存部１０５より画像Ｓ１７を抽出し画像モニタ１０７で表示可能な信号形式Ｓ１８に変換したのち画像モニタ１０７に出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の家庭用玄関監視装置では、訪問者が訪問の意志がありインターホンなどのスイッチを押した場合にはユーザである家人がその存在を確認可能であるものの、スイッチが押されること以外に訪問者の存在の有無あるいはその行動の様子を判断する手段を具備していないために、不審な訪問者や侵入者に対しては常に監視を続ける以外にはその存在や行動の様子を記録することが不可能であるという問題点を有していた。
【０００５】
本発明は上記の従来の問題を解決するもので、センサやカメラを導入しその行動を評価することにより、スイッチを押さない訪問者を検知しその画像を保存する機能を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は被写体の画像を撮像する被写体画像入力部から入力された画像から被写体の概略の領域を抽出する被写体領域抽出部と、被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の少なくとも１つを検出する被写体検出センサから検出された被写体までの距離あるいは被写体の温熱特性の情報と前記被写体領域抽出部で抽出された画像中の被写体領域から被写体の位置を計算する被写体位置計算部と、前記被写体位置計算部で計算された被写体の位置の変動履歴に基づいて被写体の存在の有無およびその状態を判定する判定部と、判定部の判定結果に基づいて被写体を撮像する画像入力部とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００８】
図１〜図３は本実施の形態である家庭用玄関監視装置の概略構造を示したものであり、図１は家庭用玄関監視装置の概略、図２は画像モニタの詳細図、図３は家庭用玄関監視装置全体の制御の流れのブロック図を示したものである。
【０００９】
図１において、１０１はＣＣＤカメラ、１０２は画像記録部、１０３はスイッチ、１０４は制御部、１０５は画像保存部、１０６は画像再生部、１０７は画像モニタ、１０８は操作部であり、以上の構成は図１４の従来例と同様のものである。
【００１０】
従来例と異なるのは、距離センサ１１１と温熱センサ１１２と訪問者判定部１１３を具備している点である。
【００１１】
図２は画像保存部１０５に保存された画像が画像モニタ１０７に表示された状態を示したものである。本実施の形態では、従来例のように訪問者がインターホンなどのスイッチを押した場合に玄関付近の画像を記録する他に、スイッチが押されない場合でも不審な訪問者を検出した場合はその画像の記録をおこなう。記録された画像には記録された時間が付され、さらにスイッチが押されることによって記録された画像には「訪問者」、不審な人物と判定され記録された画像には「不審者」と記されている。
【００１２】
図４は、図１で説明した訪問者判定部１１３の詳細な構成を示したものである。この訪問者判定部は、訪問者の存在位置を計算する人物位置計算部１２１と、人物の位置を記憶する人物位置記憶部１２２と、人物の存在していた時間を計測する時間計測部１２３と、訪問者を撮影するかどうかを判定する判定部１２４から構成されている。人物位置計算部１２１では、複数の距離センサ１１１によってそれぞれの距離センサの計測方向についての不審物体までの距離情報Ｓ２１を得る。この距離情報Ｓ２１は、あらかじめ保持している不審物体が存在しない場合の距離情報と差分をとることにより、どのセンサの方向のいくらの距離の地点に不審物体が存在するかがわかるので、これにより監視領域内における不審物体の存在位置の概略が特定される。また、複数の温熱センサ１１２によって検出された温熱特性の情報Ｓ２２からも人間の想定される温度をもつ物体の存在する方向がわかるため、先の距離情報Ｓ２１と併せて検出された不審物体から人間と判断される物体の位置情報のみを計算結果Ｓ３１として出力する。時間とともに変動するこの訪問者の存在位置Ｓ３１を人物位置記憶部１２２が記憶する。この人物記憶部１２２に記憶された訪問者の存在位置の変動履歴Ｓ３２と時間計測部１２３による時間情報Ｓ３３より判定部１２４は訪問者がある一定の時間以上の間玄関付近に存在してる場合にその訪問者を撮影するべきと判定し、制御部１０４に撮影の指令をＳ２３を出力する。
【００１３】
本実施の形態の全体の制御の流れを図３を用いて説明する。訪問者がインターホン装置などのスイッチ１０３を押した場合の制御の流れは従来例と同様にスイッチ１０３からの信号Ｓ１１を受けた制御部１０４がＣＣＤカメラ１０１および画像記録部１０２を駆動し、訪問者の撮影を開始する。さらに、本実施の形態においては距離センサ１１１による訪問者までの距離情報Ｓ２１および温熱センサ１１２による玄関付近の温熱特性の情報Ｓ２２から訪問者判定部が、撮影をするべき訪問者がいるかどうかを判定しその判定結果Ｓ２３に基づいても制御部１０４がＣＣＤカメラ１０１および画像記録部１０２を駆動し、訪問者の撮影を開始する。撮影された画像の再生については、操作部１０８から再生の要求が出されると画像再生部１０６が画像保存部１０５より画像Ｓ１７を抽出し画像モニタ１０７で表示可能な信号形式Ｓ１８に変換したのち、すでに図２で示した形式で画像モニタ１０７に出力する。
【００１４】
これにより、従来の家庭用玄関監視装置と比べ、スイッチを押さないのに玄関付近に長く存在している不審者なども自動的に判断し撮影をおこなうため、より安全性の高いセキュリティー管理を実現することができる。
【００１５】
なお、本実施の形態では画像入力部としてＣＣＤカメラ１０１が用いられた場合について説明したが、赤外線カメラやそのほかの画像入力装置を用いても同様の効果が得られる。
【００１６】
また、訪問者を検出する距離センサ１１１および温熱センサ１１２は少なくともいずれか一方が１つ以上存在すればよい。距離センサ１１１あるいは温熱センサ１１２の数が１つである場合は図５で示すように、そのセンサの取り付け角度を変化させ、監視領域付近を走査するように検知する方向を変化させることにより同様の効果が得られる。
【００１７】
（実施の形態２）
以下本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は既に説明した第１の実施の形態である家庭用玄関監視装置の概略構造を示したものであるが、本実施の形態も図１と同一の構造をしている。すなわち、図１において、１０１はＣＣＤカメラ、１０２は画像記録部、１０３はスイッチ、１０４は制御部、１０５は画像保存部、１０６は画像再生部、１０７は画像モニタ、１０８は操作部、１１１は距離センサ、１１２は温熱センサ、１１３は訪問者判定部であり、画像モニタ１０７における記録画像の表示方式も図２と同一の形態である。
【００１９】
本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は訪問者判定部１１３の構造である。図６は、図１で説明した訪問者判定部１１３の詳細な構成を示したものである。この訪問者判定部は、訪問者の存在位置を計算する人物位置計算部１２１と、人物の位置を記憶する人物位置記憶部１２２と、人物の存在位置の変動のフラクタル次元を計算するフラクタル次元計算部１２５と、訪問者を撮影するかどうかを判定する判定部１２４から構成されている。
【００２０】
フラクタル次元とは、図形やシステムの挙動の複雑さあるいはその自己相似性を表す値である。この値が小さいと図形やシステムの挙動は単純で規則性があり、大きいと複雑あり、中間的な値であれば強い自己相似性があるということが知られている（文献１. 合原  一幸編："カオス  −  カオス理論の基礎とその応用"、サイエンス社、pp93-95、1990）。時系列情報からフラクタル次元を求める方法は、学会等でいくつか提案されている（文献２. T.HIGUCHI："APPROACH TO AN IRREGULAR TIME SERIES ON THE BASIS OF THE FRACTAL THEORY",Physica D,vol.31 ,pp.277-283,1988）。
【００２１】
ここではこの文献２において提案されたフラクタル次元を求める方法について説明する。
【００２２】
【数１】
0003711620.tif 000002
【００２３】
数１は時刻0からTにおける時系列信号で、tは時刻、xは時刻tにおける時系列信号の値である。
この数１で表される時系列信号について、時刻t=m から 時間k おきの点列を考える。
【００２４】
【数２】
0003711620.tif 000003
【００２５】
数２は数１で表される時系列信号の長さを求める式である。数２においてL(k)は時系列信号の長さ、mはサンプリング開始時刻、kはサンプリングタイムである。ここで、[a]で示された演算はaを超えない最大の整数値である。ここで サンプリングタイムkが大きい場合はシステムを巨視的に見た場合を意味し、逆にkが小さい場合は微視的に見た場合を意味している。複雑な挙動を示すシステムの場合、このサンプリングタイムkを次第に小さくしていくと巨視的な大まかな構造から次第に微視的な局部の細かな構造が現れてくるため、長さL(k)は増加してゆく。一般に時系列信号の長さL(k)とサンプリングタイムkとの間には数３で示す関係が近似的に成立する。
【００２６】
【数３】
0003711620.tif 000004
【００２７】
この数３中のDで表された値が時系列信号のフラクタル次元である。したがって様々なkの値に対してL(k)の値を計算し、最小二乗法を用いることにより１と２の間の値をとるDを求めることができる。本実施例では以上の計算法によってフラクタル次元を求めることとする。
【００２８】
このようにして計算されたフラクタル次元は、学会等におけるこれまでの研究より、その信号の複雑さや自己相似性の定量的な表現指標となることが知られている。すなわち、フラクタル次元は１と２の間をとりうるが、値が小さい場合はその信号の変動が穏やかであるか周期的であり、値が大きい場合は信号の変動が複雑で激しく不規則に変動することが知られている。したがって、本実施の形態では訪問者の存在位置の時系列変動のフラクタル次元より、訪問者が玄関付近で静止しているのかあるいは動き回っているのかなどの挙動を推定し、これにより訪問者の撮影の制御をおこなわせる。
【００２９】
以下に本実施の形態の動作手順を示す。図６において、距離センサ１１１によって検出された訪問者までの距離情報Ｓ２１と、温熱センサ１１２によって検出された監視領域の温熱特性の情報Ｓ２２から、人物位置計算部１２１が監視領域内に訪問者が存在するかどうかを、また訪問者が存在する場合はその存在位置がどの地点であるかを計算する。時間とともに変動するこの訪問者の存在位置Ｓ３１を人物位置記憶部１２２が記憶する。この人物記憶部１２２に記憶された訪問者の存在位置の変動履歴Ｓ３２よりフラクタル次元計算部１２５が訪問者挙動のフラクタル次元Ｓ３４を計算する。このフラクタル次元Ｓ３４は訪問者が存在位置を不規則に変化する挙動を示す場合は高い値を示し、１カ所にとどまっているような場合には低い値を示す。この性質を用いて、訪問者がスイッチ１０３を押さずにとどまっている場合あるいは挙動が不審な場合に撮影するべきと判定し、制御部１０４に撮影の指令をＳ２３を出力する。
【００３０】
なお、本実施の形態では請求項２における信号特性解析部にフラクタル次元計算部を採用したが、信号特性解析部において訪問者の存在位置の変動履歴Ｓ３２の周波数特性あるいは振幅特性を解析することによっても実現可能である。
【００３１】
また、本実施の形態ではフラクタル次元の計算方法として文献２の方法を用いたが、他の計算法でも同様の効果が得られる。
【００３２】
（実施の形態３）
以下本発明の第３の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図７、図８は本実施の形態である家庭用玄関監視装置の概略構造を示したものであり、図７は家庭用玄関監視装置の概略、図８は家庭用玄関監視装置の全体の制御の流れのブロック図を示したものである。
【００３４】
図７において、１０１はＣＣＤカメラ、１０２は画像記録部、１０３はスイッチ、１０４は制御部、１０５は画像保存部、１０６は画像再生部、１０７は画像モニタ、１０８は操作部、１１１は距離センサ、１１２は温熱センサ、１１３は訪問者判定部であり、以上の構成は図１の第１および第２の実施の形態と同様のものである。
【００３５】
第１のおよび第２の実施の形態と異なるのは、ＣＣＤカメラ１１４と人物特徴抽出部１１５と照明装置１１６を具備している点である。
【００３６】
図９は、図７で説明した人物特徴抽出部１１５の詳細な構成を示したものである。この人物特徴抽出部１１５は、入力された画像の二値化処理をおこなう画像二値化部１３１と、画像二値化部１３１で二値化された画像の重心を計算する重心計算部１３２から構成されている。照明装置１１６で訪問者に可視光を照射し、ＣＣＤカメラ１１４が訪問者を撮像する。撮像された画像Ｓ４１は、画像二値化部１３１であるしきい値によって二値画像Ｓ４３に変換される。二値化の操作により訪問者が存在する場合には、画像Ｓ４１中の訪問者部分の概略の形状を切り出すことが可能となる。二値化によって得た訪問者の概略な像Ｓ４３から重心計算部１３２が訪問者の像の重心Ｓ４２を計算し訪問者判定部１１３に送られる。
【００３７】
図１０は、図７で説明した訪問者判定部１１３の詳細な構成を示したものである。この訪問者判定部１１３は、既に図４で説明した第１の実施の形態における訪問者判定部１１３と類似の構成となっており、訪問者の存在位置を計算する人物位置計算部１２１と、人物の位置を記憶する人物位置記憶部１２２と、人物の存在していた時間を計測する時間計測部１２３と、訪問者を撮影するかどうかを判定する判定部１２４から構成されている。第１の実施の形態と異なるのは、人物位置計算部１２１に距離センサ１１１からの距離情報Ｓ２１と温熱センサ１１２からの温熱特性の情報Ｓ２２に加えて、人物特徴抽出部１１５からの訪問者画像の重心位置情報Ｓ４２が入力される点である。この距離情報Ｓ２１と温熱特性の情報Ｓ２２と訪問者画像の重心位置情報Ｓ４３から、人物位置計算部１２１が監視領域内に訪問者が存在するかどうか、また存在する場合はその存在位置がどの地点であるかを計算する。時間とともに変動するこの訪問者の存在位置Ｓ３１を人物位置記憶部１２２が記憶する。この人物記憶部１２２に記憶された訪問者の存在位置の変動履歴Ｓ３２と時間計測部１２３による時間情報Ｓ３３より判定部１２４は訪問者がある一定の時間以上の間玄関付近に存在してる場合にその訪問者を撮影するべきと判定し、制御部１０４に撮影の指令をＳ２３を出力する。
【００３８】
図８は本実施の形態の全体の制御の流れを示したものである。これは第１の実施の形態についての全体の制御の流れを示した図３に類似しているが、ＣＣＤカメラ１１４で撮像された訪問者の画像Ｓ４１について、人物特徴抽出部１１５で求められた人物像の重心情報Ｓ４２も訪問者判定部１１３に入力されている点が異なる。
【００３９】
これにより、従来の家庭用玄関監視装置に比べてスイッチを押さないのに玄関付近に長く存在している不審者なども第１の実施の形態よりもさらに精度よく自動的に判断し撮影をおこなうため、より安全性の高いセキュリティー管理を実現することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態では記録される画像の画像入力部としてＣＣＤカメラ１０１を用い、訪問者の検出のための画像入力部としてＣＣＤカメラ１１４を用いた場合について説明したが、ＣＣＤカメラ１０１とＣＣＤカメラ１１４は同一の装置であっても同様の効果が得られる。
【００４１】
また、ＣＣＤカメラ１０１およびＣＣＤカメラ１１４については、赤外線カメラやそのほかの画像入力装置を用いても同様の効果が得られる。ＣＣＤカメラ１１４の代わりとして赤外線カメラを用いる場合には、照明装置１１６は赤外線ライトを用いても同様の効果が得られる。
【００４２】
また、人物特徴抽出部１１５の構成は図９で示した形態である必要はなく、訪問者の存在の有無、訪問者の存在位置、訪問者までの距離などを知る手がかりになりうる特徴量が得られる構成であれば同様の効果が得られる。図１１は、図９で説明した人物特徴抽出部１１５の詳細な構成について他の形態の例を示したものである。この人物特徴抽出部１１５は、入力された画像の二値化処理をおこなう画像二値化部１３１と、画像二値化部１３１で二値化された画像の面積を計算する面積計算部１３３から構成されている。照明装置１１６で訪問者に可視光を照射し、ＣＣＤカメラ１１４が訪問者を撮像する。撮像された画像Ｓ４１は、画像二値化部１３１であるしきい値によって二値画像Ｓ４３に変換される。二値化の操作により訪問者が存在する場合には、画像Ｓ４１中に映っている訪問者部分の概略の形状を切り出すことが可能となる。二値化によって訪問者の概略の像Ｓ４３から面積計算部１３３が訪問者の像の面積Ｓ４４を計算し人物位置計算部に送られる。
【００４３】
（実施の形態４）
以下本発明の第４の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図７は既に説明した第３の実施の形態である家庭用玄関監視装置の概略構造を示したものであるが、本実施の形態も図７と同一の構造をしている。すなわち、図７において、１０１はＣＣＤカメラ、１０２は画像記録部、１０３はスイッチ、１０４は制御部、１０５は画像保存部、１０６は画像再生部、１０７は画像モニタ、１０８は操作部、１１１は距離センサ、１１２は温熱センサ、１１３は訪問者判定部、１１４はＣＣＤカメラ、１１５は人物特徴抽出部、１１６は照明装置である。
【００４５】
本実施の形態が第３の実施の形態と異なる点は訪問者判定部１１３の構造である。図１２は、図７で説明した訪問者判定部１１３の詳細な構成を示したものである。この訪問者判定部１１３は、訪問者の存在位置を計算する人物位置計算部１２１と、人物の位置を記憶する人物位置記憶部１２２と、人物の存在位置の変動のフラクタル次元を計算するフラクタル次元計算部１２５と、訪問者を撮影するかどうかを判定する判定部１２４から構成されている。距離センサか１１１からの距離情報Ｓ２１と温熱センサ１１２からの温熱特性の情報Ｓ２２、そして人物特徴抽出部１１５からの訪問者画像の重心位置情報Ｓ４３から、人物位置計算部１２１が監視領域内に訪問者が存在するかどうか、また存在する場合はその存在位置がどの地点であるかを計算する。時間とともに変動するこの訪問者の存在位置Ｓ３１を人物位置記憶部１２２が記憶する。この人物記憶部１２２に記憶された訪問者の存在位置の変動履歴Ｓ３２よりフラクタル次元計算部１２５が訪問者挙動のフラクタル次元Ｓ３４を計算し、このフラクタル次元Ｓ３４より判定部１２４は玄関付近において不規則に動き回る不審な行動をとる訪問者やスイッチ１０３を押さずに留まっている訪問者が存在する場合に、その訪問者を撮影するべきと判定し、制御部１０４に撮影の指令をＳ２３を出力する。
【００４６】
図８は既に説明した第３の実施の形態についての全体の制御の流れを示したものであるが、本実施の形態についても全くこれと同一の制御の流れとなる。
【００４７】
これにより、不審者を第３の実施の形態よりもさらに精度よく自動的に判断し撮影をおこなうため、より安全性の高いセキュリティー管理を実現することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では記録される画像の画像入力部としてＣＣＤカメラ１０１を用い、訪問者の検出のための画像入力部としてＣＣＤカメラ１１４を用いた場合について説明したが、ＣＣＤカメラ１０１とＣＣＤカメラ１１４は同一の装置であっても同様の効果が得られる。
【００４９】
また、請求項４における信号特性解析部にフラクタル次元計算部を採用したが、信号特性解析部において訪問者の存在位置の変動履歴Ｓ３２の周波数特性あるいは振幅特性を解析することによっても同様の効果が得られる。
【００５０】
（実施の形態５）
以下本発明の第５の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５１】
図１３〜図１５は本実施の形態であるビデオ録画装置の概略構造を示すものである。図１３において、２０１は選局部、２０２は復調部、２０３は画像記録部、２０４は時間管理部、２０６は画像保存部、２０７は画像再生部、２０８は画像モニタ、２０９は操作部であり、以上の構成は図２１の従来例と同様のものである。
【００５２】
従来例と異なるのは、選局制御部２１１と画像特徴判定部２１２と記録制御部２１３を具備している点である。
【００５３】
図１６は、図１３で説明した画像特徴判定部２１２の詳細な構成を示したものである。この画像特徴判定部２１２は、動画像中の静止場面を判定する静止画像判定部２２１と、画像のフラクタル次元を計算するフラクタル次元計算部２２２と、記録すべき画像であるかどうかを判定する判定部２２３から構成されている。
【００５４】
画像のフラクタル次元とは、第２の実施の形態で説明したフラクタル次元を拡張した概念で、画像の複雑さあるいは自己相似性を表す値である。画像情報からフラクタル次元を求める方法は、学会等でいくつか提案されている（文献３. 金子  博："フラクタル特徴とテクスチャ解析"、電子情報通信学会論文誌D Vol.J70-D、 No.5、 pp.964-972、 1987、文献４. 横矢  直和："フラクタルによる三次元複雑形状の解析とその応用"、信学技法 PRU86-23、 1986）。
【００５５】
ここではその中の一つである文献３において提案されたフラクタル次元を求める方法について説明する。
【００５６】
【数４】
0003711620.tif 000005
【００５７】
数４は画像Ｉの総輝度面積を求める式である。数４においてA(r)は画像Iの総輝度面積で、rは単位分割領域の一辺の長さ、a(r)は１単位分割領域の輝度面積である。図１２は輝度面について説明したもので、図１７(a)のように画像Ｉを一辺ｒの格子状の単位分割領域に分割し、図１７(b)のように単位分割領域をＸＹ平面上に置き各頂点の輝度をＺ軸方向にとったときにＸＹＺ空間に形成される面が輝度面で、その面積がa(r)である。総輝度面積A(r)は図１７で示した単位分割領域あたりの輝度面積a(r)を画像Iについての総和をとったものである。一般に、総輝度面積A(r)と、単位分割領域の一辺の長さrとの間には数５で表す関係が近似的に成立する。
【００５８】
【数５】
0003711620.tif 000006
【００５９】
この数５中のDで表された値が画像Iのフラクタル次元である。したがって様々なrの値に対してA(r)の値を計算し、最小二乗法を用いることによりDの値を求めることができる。本実施例では以上の計算法によってフラクタル次元を求めることとする。
【００６０】
このようにして計算された画像のフラクタル次元は、学会等におけるこれまでの研究より、画像の大きさ、明るさ、色といった性質とは異なり、その画像の複雑さや自己相似性の定量的な表現指標となることが知られている。
【００６１】
図１８は画像とフラクタル次元の関係を示すものであり、図１８(a)(b)のフラクタル次元の値を表１に示す。
【００６２】
【表１】
0003711620.tif 000007
【００６３】
これより、図１８(a)(b)の２つの画像を比較すると、図１８(a)の規則的で単純なパターンよりも、図１８(b)の自己相似性をもち複雑な模様の方が高いフラクタル次元を持つ。本実施の形態ではこのフラクタル次元を用いて画像の特徴の評価をおこなう。
【００６４】
図１４は本実施の形態における画像モニタ２０８での記録画像の表示形態を示したものである。本実施の形態では、従来例のようにユーザによって指定された記録開始時間から記録終了時間の間の映像を全て記録するのではなく、図１４で示すようにユーザによって指定された記録時間中の映像で文字が平行線状あるいは格子状に規則的に配列されている映像のみを選択的に記録し、その記録時間、チャンネルの情報とともにその日の記録画像の一覧を示している。
【００６５】
以下に図１５を用いて本実施の形態の動作手順を示す。時間管理部２０４がユーザがあらかじめ指定した時間になると選局制御部２１１に選局の指令Ｓ５６を出力する。これを受けて選局制御部２１１は選局部２０１を制御し、選局部２０１は指定された放送波を受信する。選局部２０１で選局されたテレビジョン受信波Ｓ５１は復調部２０２でビデオ信号Ｓ５２、Ｓ６１に変換される。このビデオ信号Ｓ６１から画像特徴判定部２１２は受信中の映像から文字主体のテキスト情報の場面であるかどうかを判定し、その判定結果Ｓ６２を出力する。この判定結果Ｓ６２に基づき記録制御部２１３は画像記録部２０３に画像の記録の指令Ｓ５８を出力する。画像記録部２０３はＳ５８を受けて、受信中のビデオ信号Ｓ５２を画像保存部２０６において保存可能な信号Ｓ５３に変換し画像保存部２０６で保存される。ユーザが操作部２０９に画像の再生の指示を与えると画像再生部２０７は画像保存部２０６より保存されていた信号Ｓ５４をビデオ信号Ｓ５５に変換し画像モニタ２０８に表示する。
【００６６】
次に、画像特徴判定部２１２の動作手順について図１６を用いて説明する。復調部２０２より入力されたビデオ信号Ｓ６１を静止画像判定部２２１が受信中のビデオ信号の各フレームとその前後のフレームとの差分をとり動き成分を検出する。この動き成分よりある一定の時間動きのない静止場面であるかどうかを判定し、静止した場面の画像Ｓ７１をフラクタル次元計算部２２２に出力する。フラクタル次元計算部では静止画像Ｓ７１の画像のフラクタル次元を計算しその計算結果Ｓ７２を判定部２２３に出力する。静止画像Ｓ７１が料理番組の材料表などの文字主体の画像であれば、文字が画像全体にわたり比較的規則的に配列されているため、求められたフラクタル次元Ｓ７２が他の画像と比較して小さくなる。この画像の性質から判定部２２３では画像が文字主体のものであるかどうかを判定し、判定結果Ｓ６２を記録制御部２１３に出力する。
【００６７】
これにより、ある番組を開始から終了まで全ての録画をしなくても、その番組中のテキスト主体の場面のみを選択的に記録しておくことが可能となるものである。
【００６８】
なお、本実施の形態では選局部２０１および復調部２０２を具備しているが、これらを具備せず外部の機器により発生したビデオ信号を画像記録部２０３および画像特徴判定部２１２に入力しても同様の効果が得られる。
【００６９】
また、本実施の形態ではフラクタル次元の計算方法として文献３の方法を用いたが、他の計算法でも同様の効果が得られる。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、家庭用玄関監視装置において距離センサや温熱センサおよびＣＣＤカメラと訪問者判定部を設け、訪問者の存在の有無やその挙動からその訪問者を撮影、記録ことにより、家人の在宅、不在にかかわらず安全性の高いセキュリティー管理を可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の発明の実施の形態における家庭用玄関監視装置の構成を示す図
【図２】第一の発明の実施の形態における家庭用玄関監視装置の表示を示す図
【図３】第一の発明の実施の形態における家庭用玄関監視装置の動作を示す図
【図４】第一の発明の実施の形態における訪問者判定部の構成を示す図
【図５】一つのセンサが監視領域を走査している動作を示す図
【図６】第二の発明の実施の形態における訪問者判定部の構成を示す図
【図７】第三の発明の実施の形態における家庭用玄関監視装置の構成を示す図
【図８】第三の発明の実施の形態における家庭用玄関監視装置の動作を示す図
【図９】第三の発明の実施の形態における人物特徴抽出部の構成を示す図
【図１０】第三の発明の実施の形態における訪問者判定部の構成を示す図
【図１１】第四の発明の実施の形態における人物特徴抽出部の構成を示す図
【図１２】第四の発明の実施の形態における訪問者判定部の構成を示す図
【図１３】第五の発明の実施の形態におけるビデオ録画装置の構成を示す図
【図１４】第五の発明の実施の形態におけるビデオ録画装置の表示を示す図
【図１５】第五の発明の実施の形態におけるビデオ録画装置の動作を示す図
【図１６】第五の発明の実施の形態における画像特徴判定部の構成を示す図
【図１７】画像の輝度面を示す図
【図１８】画像のフラクタル次元の性質を示す図
【図１９】従来の家庭用玄関監視装置の構成を示す図
【図２０】従来の家庭用玄関監視装置の動作を示す図
【図２１】従来のビデオ録画装置の構成を示す図
【図２２】従来のビデオ録画装置の動作を示す図
【符号の説明】
１０１  ＣＣＤカメラ
１０２  画像記録部
１０３  スイッチ
１０４  制御部
１０５  画像保存部
１０６  画像再生部
１０７  画像モニタ
１０８  操作部
１１１  距離センサ
１１２  温熱センサ
１１３  訪問者判定部
１１４  ＣＣＤカメラ
１１５  人物特徴抽出部
１１６  照明装置
１２１  人物位置計算部
１２２  人物位置記憶部
１２３  時間計測部
１２４  判定部
１２５  フラクタル次元計算部
１３１  画像二値化部
１３２  重心計算部
１３３  面積計算部
２０１  選局部
２０２  復調部
２０３  画像記録部
２０４  時間管理部
２０５  制御部
２０６  画像保存部
２０７  画像再生部
２０８  画像モニタ
２０９  操作部
２１１  選局制御部
２１２  画像特徴判定部
２１３  記録制御部
２２１  静止画像判定部
２２２  フラクタル次元計算部
２２３  判定部
Ｓ１１  スイッチの出力
Ｓ１２  制御部の出力
Ｓ１３  制御部の出力
Ｓ１４  ＣＣＤカメラの出力
Ｓ１５  ＣＣＤカメラの出力
Ｓ１６  画像記録部の出力
Ｓ１７  画像保存部の出力
Ｓ１８  画像再生部の出力
Ｓ１９  操作部の出力
Ｓ２１  距離センサの出力
Ｓ２２  温熱センサの出力
Ｓ２３  訪問者判定部の出力
Ｓ３１  人物位置計算部の出力
Ｓ３２  人物位置記憶部の出力
Ｓ３３  時間計測部の出力
Ｓ３４  フラクタル次元計算部の出力
Ｓ４１  ＣＣＤカメラの出力
Ｓ４２  人物特徴抽出部の出力
Ｓ４３  画像二値化部の出力
Ｓ４４  人物特徴抽出部の出力
Ｓ５１  選局部の出力
Ｓ５２  復調部の出力
Ｓ５３  画像記録部の出力
Ｓ５４  画像保存部の出力
Ｓ５５  画像再生部の出力
Ｓ５６  時間管理部の出力
Ｓ５７  制御部の出力
Ｓ５８  制御部の出力
Ｓ５９  操作部の出力
Ｓ６１  復調部の出力
Ｓ６２  画像特徴判定部の出力
Ｓ７１  静止画像判定部の出力
Ｓ７２  フラクタル次元計算部の出力
【図１】
0003711620.tif 000008
【図２】
0003711620.tif 000009
【図３】
0003711620.tif 000010
【図４】
0003711620.tif 000011
【図５】
0003711620.tif 000012
【図６】
0003711620.tif 000013
【図７】
0003711620.tif 000014
【図８】
0003711620.tif 000015
【図９】
0003711620.tif 000016
【図１０】
0003711620.tif 000017
【図１１】
0003711620.tif 000018
【図１２】
0003711620.tif 000019
【図１３】
0003711620.tif 000020
【図１４】
0003711620.tif 000021
【図１５】
0003711620.tif 000022
【図１６】
0003711620.tif 000023
【図１７】
0003711620.tif 000024
【図１８】
0003711620.tif 000025
【図１９】
0003711620.tif 000026
【図２０】
0003711620.tif 000027
【図２１】
0003711620.tif 000028
【図２２】
0003711620.tif 000029