(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象画像内の複数の画素から第１画素を決定する第１画素決定部と、
前記処理対象画像内で前記第１画素から離間して前記第１画素の周囲に配置される複数の第２画素を決定する第２画素決定部と、
前記第１画素決定部により決定された前記第１画素の画素値と、前記第２画素決定部により決定された前記複数の第２画素の各々の画素値と、を取得する画素値取得部と、
前記画素値取得部により取得された前記第１画素の画素値及び前記複数の第２画素の各々の画素値に基づいて、前記複数の第２画素に重ならず且つ前記第１画素に重なる物体を検知する検知部と、を備え、
前記検知部は、前記複数の第２画素の各々の画素値のばらつきが所定の基準以下であるか否かのばらつき判定を実行し、前記ばらつき判定において前記ばらつきが前記所定の基準以下であると判定された場合、前記複数の第２画素の各々の画素値の代表値と前記第１画素の画素値との差の絶対値である差分が所定の閾値以上であるか否かの差分判定を実行し、
前記差分判定において前記差分が前記所定の閾値以上であると判定された場合、前記物体が存在すると判定し、
前記ばらつき判定において前記ばらつきが前記所定の基準以下であると判定されなかった場合又は前記差分判定において前記差分が前記所定の閾値以上であると判定されなかった場合、前記物体が存在しないと判定する、
画像処理装置。
【請求項２】
前記第２画素決定部は、予め検知対象として定められた物体の前記処理対象画像内におけるサイズに基づいて、前記複数の第２画素を決定する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記処理対象画像内の各画素の画素値を二値化する二値化部を更に備え、
前記第１画素決定部は、前記処理対象画像内の各画素を順に前記第１画素に決定し、
前記第２画素決定部、前記画素値取得部、及び前記検知部による各処理は、前記第１画素決定部により前記第１画素として決定された各画素に対して実行され、
前記二値化部は、前記検知部によって前記物体が検知された前記第１画素の画素値と前記検知部によって前記物体が検知されなかった前記第１画素の画素値とが互いに異なるように、前記処理対象画像内の各画素の画素値を二値化する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鳥が風車等の人工構造物に衝突するバードストライクと呼ばれる事故が度々発生している。また、昨今、立ち入り禁止区域の上空にドローン等の違法な飛行物体が飛来する事件も起こっている。このような事態を未然に防止したり、いち早く察知したりするためには、所定の監視エリア（上記例では、風車近辺や立ち入り禁止区域の上空等）を監視する監視カメラの映像を画像解析することにより、鳥やドローン等の物体を検知することが有効である。これにより、監視員が監視カメラの映像を常時監視する必要がなくなる。
【０００３】
上記のような物体検知のための画像解析を行う装置としては、例えば、立ち入り禁止箇所に設置された防犯カメラの映像を画像解析することにより、立ち入り禁止箇所への侵入者を検知する侵入者検知装置が知られている（下記特許文献１参照）。この装置は、防犯カメラの映像を適当な小領域に分割し、予め取得しておいた背景画像との相関計算を各小領域について実行し、相関値の時間変化に基づいて映像中における侵入者の位置を特定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５２２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記装置では、防犯カメラの映像を分割して得られる全ての小領域について相関計算等の処理を実行する必要がある。すなわち、上記装置では、防犯カメラの映像の複数のフレーム（画像）についての画像処理を実行する必要があるため、処理が複雑となり処理時間が長くなってしまう傾向がある。そこで、画像内における物体を簡易且つ高速に検知できる仕組みが要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る画像処理装置は、処理対象画像内の複数の画素から第１画素を決定する第１画素決定部と、処理対象画像内で第１画素から離間して第１画素の周囲に配置される複数の第２画素を決定する第２画素決定部と、第１画素決定部により決定された第１画素の画素値と、第２画素決定部により決定された複数の第２画素の各々の画素値と、を取得する画素値取得部と、画素値取得部により取得された第１画素の画素値及び複数の第２画素の各々の画素値に基づいて、複数の第２画素に重ならず且つ第１画素に重なる物体を検知する検知部と、を備える。
【０００７】
このような形態では、処理対象画像内の第１画素及びその周囲に配置される複数の第２画素の画素値から、複数の第２画素に包囲される領域内に収まるサイズの物体を検知できる。すなわち、上記形態では、第１画素と第２画素との間に位置する画素の画素値を利用することなく、第１画素と第１画素の周辺画素（第２画素）とからなる比較的少ない数の画素の画素値に基づいて、第１画素に重なる物体を検知できる。また、上記形態では、時間的に連続する複数のフレーム（画像）間を比較する処理を必要としない。従って、上記形態によれば、画像内における物体を簡易且つ高速に検知できる。
【０００８】
別の形態に係る画像処理装置では、第２画素決定部は、予め検知対象として定められた物体の処理対象画像内におけるサイズに基づいて、複数の第２画素を決定してもよい。
【０００９】
この形態によれば、予め検知対象として定められた物体を適切に検知することができる。例えば、検知対象として定められた物体が複数の第２画素に包囲される領域にちょうど収まるように第２画素を決定することにより、検知対象として定められた物体よりも大きい検知対象ではない物体が意図せずに検知されてしまうことを防ぐことができる。
【００１０】
更に別の形態に係る画像処理装置では、検知部は、複数の第２画素の各々の画素値のばらつきが所定の基準以下であり、且つ、複数の第２画素の各々の画素値の代表値と第１画素の画素値との差分が所定の閾値以上である場合に、物体が存在すると判定してもよい。
【００１１】
この形態によれば、以下に述べる本発明者の知見に基づいて、複数の第２画素に重ならず且つ第１画素に重なる物体を簡易に且つ精度良く検知することができる。複数の第２画素の各々が例えば空等の比較的一様な明るさや色合いの背景に対応する場合には、複数の第２画素の各々の画素値のばらつきは比較的小さくなる傾向がある。さらに、複数の第２画素に重ならず且つ第１画素に重なる物体が存在する場合には、物体に重なる第１画素の画素値と空等の背景に重なる複数の第２画素の画素値の代表値（例えば複数の第２画素の画素値の平均値や中央値等）との差分は、比較的大きくなる傾向がある。従って、このような知見に基づいて上記判定処理を実行することにより、比較的一様な明るさや色合いの背景中に存在する物体を簡易に且つ精度良く検知することができる。
【００１２】
更に別の形態に係る画像処理装置は、処理対象画像内の各画素の画素値を二値化する二値化部を更に備え、第１画素決定部は、処理対象画像内の各画素を順に第１画素に決定し、第２画素決定部、画素値取得部、及び検知部による各処理は、第１画素決定部により第１画素として決定された各画素に対して実行され、二値化部は、検知部によって物体が検知された第１画素の画素値と検知部によって物体が検知されなかった第１画素の画素値とが互いに異なるように、処理対象画像内の各画素の画素値を二値化してもよい。
【００１３】
この形態によれば、処理対象画像内の各画素を第１画素とした各場合について、第２画素決定部、画素値取得部、及び検知部の各処理が実行され、物体が検知された画素の画素値と物体が検知されなかった画素の画素値とが互いに異なる階調（例えば白と黒等）となるように、二値化部によって二値化される。これにより、処理対象画像内における物体の位置が視覚的にわかり易い二値化画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一側面によれば、画像内における物体を簡易且つ高速に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】一実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】処理対象画像において決定される中心画素及び周辺画素の例を示す図である。
【図４】検知部によって物体が検知される例を示す図である。
【図５】一実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、一実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。図１に示す画像処理装置１は、処理対象画像として入力された画像に対する画像処理を実行することにより、処理対象画像内に検知対象となる物体が存在するか否かを検知する装置である。
【００１８】
画像処理装置１は、例えば風車に鳥が衝突するいわゆるバードストライクを未然に防止するために監視カメラ等によって撮影された風車近辺の画像を処理対象画像として取得する。ここで、処理対象画像は、後述する検知部１４による検知がし易いように、比較的一様な明るさ又は色合いの背景（例えば空等）が映るように撮影方向及び撮影角度が設定された監視カメラによって撮影された画像である。上記例の場合、風車に一定以上近づいた鳥が検知対象の物体（以下「検知対象物体」）として定められ、画像処理装置１は、処理対象画像内に検知対象物体が存在するか否かを検知するように設定される。
【００１９】
画像処理装置１は、監視カメラから動画像の各フレーム（画像）を順次受け取る場合には、各フレームのうちから所定間隔で抽出したフレームを処理対象画像として後述する画像処理を実行してもよい。画像処理装置１は、このような処理を継続的に実行することにより、監視カメラから継続的に取得される画像をほぼリアルタイムで処理して検知対象物体を検知することができる。画像処理装置１は、検知対象物体を検知すると、画面出力や音声出力等によって検知対象物体を検知したことを監視員に通知してもよい。また、画像処理装置１は、例えば、風車等に近付いた鳥を威嚇して風車から遠ざけるために設置された図示しない空砲発射装置に制御信号を送信して空砲を発射させてもよい。
【００２０】
図１に示すように、画像処理装置１は、処理対象画像内の検知対象物体を検知するための機能要素として、中心画素決定部（第１画素決定部）１１と、周辺画素決定部（第２画素決定部）１２と、画素値取得部１３と、検知部１４と、二値化部１５と、を備える。
【００２１】
図２は、画像処理装置１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、画像処理装置１は、一以上のＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１、主記憶装置であるＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０２及びＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０３、例えば監視カメラ等の外部装置とのデータ通信を行うための通信モジュール１０４、並びにハードディスク等の補助記憶装置１０５等のハードウェアを備えるコンピュータシステムとして構成される。画像処理装置１は、物理的に１台の装置として構成されてもよいし、互いに協調して動作する複数の装置から構成されてもよい。図１に示す画像処理装置１の各機能要素は、例えば、ＲＡＭ１０２等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ１０１の制御のもとで通信モジュール１０４を動作させ、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３及び補助記憶装置１０５におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。或いは、図１に示す画像処理装置１の各機能要素は、ＦＰＧＡ等の集積回路にプログラムされることによって実装されてもよい。
【００２２】
中心画素決定部１１は、処理対象画像内の複数の画素から中心画素（第１画素）を決定する手段である。図３に示すように、中心画素決定部１１は、例えば矩形状の処理対象画像Ｔ内の複数の画素から、中心画素Ｃを決定する。例えば、中心画素決定部１１は、処理対象画像Ｔ内の全ての画素を所定順（例えばラスタスキャン）で走査し、走査先の画素を中心画素Ｃとして決定する。このように決定された中心画素Ｃに対しては、周辺画素決定部１２、画素値取得部１３、及び検知部１４の一連の処理が実行される。当該一連の処理の実行が完了すると、中心画素決定部１１は、処理対象画像Ｔの走査を進め、次の走査先の画素（例えば現在の中心画素Ｃから１画素だけ右に移動した位置にある画素）を新たな中心画素Ｃとして決定する。その後、新たに決定された中心画素Ｃに対して、周辺画素決定部１２、画素値取得部１３、及び検知部１４の一連の処理が実行される。このようにして、処理対象画像Ｔ内の全画素の各々に着目した画像処理が順次実行される。ただし、処理対象画像Ｔにおいて、検知対象物体を検知する必要がある領域（以下「必要領域」）として、例えば風車からの距離が所定範囲内の領域等が予め定められている場合には、中心画素決定部１１は、必要領域に含まれる画素のみを中心画素Ｃとして決定してもよい。また、周辺画素決定部１２、画素値取得部１３、及び検知部１４の一連の処理は、同時に設定された複数の中心画素Ｃの各々について並列的に実行されてもよい。
【００２３】
周辺画素決定部１２は、処理対象画像Ｔ内で中心画素Ｃから離間して中心画素Ｃの周囲に配置される複数の周辺画素（第２画素）Ｐを決定する手段である。ここで、中心画素Ｃと周辺画素Ｐとが離間するとは、中心画素Ｃと周辺画素Ｐとが隣接しないことを意味する。具体的には、図３に示すように、少なくとも中心画素Ｃの左上、上、右上、右、右下、下、左下、左に位置する８つの画素が周辺画素Ｐに一致しないことを意味する。本実施形態では一例として、周辺画素決定部１２は、中心画素Ｃを中心とする矩形領域Ａに収まる円形のオペレータの外周部分を周辺画素Ｐとして決定する。オペレータとは、処理対象画像Ｔ内において中心画素Ｃを含む複数画素からなる領域であって、中心画素Ｃに着目した画像処理の実行の際に中心画素Ｃに関連付けて設定される領域である。
【００２４】
図３の例では、円環状に配置される周辺画素Ｐによって囲まれる領域（周辺画素Ｐを含む）が、中心画素Ｃを中心とする円形オペレータとして設定されている。この例では、円形オペレータは、７×７画素の矩形領域Ａに収まるサイズに設定されている。ただし、画素サイズ等に応じて、上記以外のサイズ（例えば３２×３２画素）の矩形領域に収まるサイズの円形オペレータが設定され、当該円形オペレータの外周部分が周辺画素Ｐとして決定されてもよい。また、オペレータの形状は円形に限られず、例えば矩形状であってもよい。この場合、周辺画素Ｐは、矩形状のオペレータの４辺に対応するように矩形環状に決定されてもよい。また、周辺画素Ｐは、必ずしもオペレータの外周部分に対応している必要はない。例えば、周辺画素決定部１２は、オペレータの外周部分よりも内側に位置する画素を周辺画素Ｐとして決定してもよい。
【００２５】
なお、処理対象画像Ｔの縁部近傍の画素を中心画素Ｃとした場合には、上述の矩形領域Ａの一部が処理対象画像Ｔの外側にはみ出してしまい、図３の例のように１６個の周辺画素Ｐを決定することができない場合が生じ得る。従って、このような処理対象画像Ｔの縁部近傍の画素については、処理対象の画素（中心画素決定部１１によって中心画素Ｃとして決定される対象）から除外されてもよい。或いは、このような画素が中心画素Ｃとされた場合には、周辺画素決定部１２は、例えば図３に示したような予め定めたルールによって中心画素Ｃに対する相対位置が定まる周辺画素Ｐのうち、処理対象画像Ｔ内に配置される周辺画素Ｐのみを決定してもよい。この場合、中心画素Ｃは、処理対象画像Ｔの縁部と複数の周辺画素Ｐとによって包囲されることになり、以下の説明における「周辺画素Ｐに包囲される領域」は、「周辺画素Ｐ及び処理対象画像Ｔの縁部に包囲される領域」に読み替えられる。
【００２６】
ここで、周辺画素決定部１２は、予め検知対象として定められた物体（検知対象物体）の処理対象画像Ｔ内におけるサイズに基づいて、複数の周辺画素Ｐを決定してもよい。例えば、周辺画素決定部１２は、検知対象物体の処理対象画像Ｔ内におけるサイズ（例えば平均的な大きさの検知対象物体が処理対象画像Ｔにおいて占める画素数等）を予め保持し、当該サイズをパラメータとして、中心画素Ｃを基準とした相対的な周辺画素Ｐの位置を所定の計算によって算出してもよい。或いは、周辺画素決定部１２は、検知対象物体の処理対象画像Ｔ内におけるサイズに基づいて予め画像処理装置１のユーザによって定められた設定情報（中心画素Ｃを基準とした相対的な周辺画素Ｐの位置）を読み込むことにより、複数の周辺画素Ｐを決定してもよい。
【００２７】
例えば、風車等の監視対象物に一定以上近付いた鳥（検知対象物体）を検知する場合について考える。この場合、「検知対象物体の処理対象画像Ｔ内におけるサイズ」とは、風車に一定以上近づいた鳥が処理対象画像Ｔに映った場合に処理対象画像Ｔにおいて占めるおおよその画素数を意味する。このような画素数は、例えば、処理対象画像Ｔについて予め設定されている画素サイズ（１画素当たりの縦幅及び横幅）、検知対象物体（この場合、鳥）の平均的な大きさ、及び監視カメラと風車等の監視対象物との距離等に基づいて、画像処理装置１のユーザによって予め設定される。
【００２８】
周辺画素決定部１２は、例えば、検知対象物体が複数の周辺画素Ｐに包囲される領域にちょうど収まるように周辺画素Ｐを決定してもよい。「複数の周辺画素Ｐに包囲される領域にちょうど収まる」とは、検知対象物体の略中心が中心画素Ｃに重なる場合には検知対象物体が周辺画素Ｐに重ならない一方で、検知対象物体の略中心が中心画素Ｃに重ならない場合にはいずれかの周辺画素Ｐに検知対象物体が重なることを意味する。
【００２９】
図４に、検知対象物体Ｏが複数の周辺画素Ｐに包囲される領域にちょうど収まる例を示す。この例では、検知対象物体Ｏの処理対象画像Ｔ内におけるサイズを示す情報として、例えば平均的な幅（左翼端から右翼端までの幅）が５画素であることを示す情報が予め設定される。周辺画素決定部１２は、この情報に基づいて、縦方向又は横方向に互いに対向する周辺画素Ｐ同士の間が５画素となるように、周辺画素Ｐを決定している。このように周辺画素Ｐが決定されることにより、検知対象物体Ｏよりも大きい物体（例えば監視カメラから近い位置に存在する物体であって、監視対象物からは離れた位置にある物体等）が後述する検知部１４によって意図せずに検知されてしまうことを防止できる。
【００３０】
画素値取得部１３は、中心画素決定部１１により決定された中心画素Ｃの画素値Ｖｃと、周辺画素決定部１２により決定された複数の周辺画素Ｐの各々の画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮと、を取得する手段である。ここで、Ｎは周辺画素Ｐの個数であり、図４の例では、Ｎは１６である。また、画素値とは、画素の色（色相）や明るさ（照度）等の濃淡や強弱を段階的に表現した数値（階調値）である。画素値の段階数は画素値を表現するビット数に依存する。例えば画素値が８ビットで表される場合には、画素値は０から２５５までの２５６段階で表される。
【００３１】
検知部１４は、画素値取得部１３により取得された中心画素Ｃの画素値Ｖｃ及び複数の周辺画素Ｐの各々の画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮに基づいて、複数の周辺画素Ｐに重ならず且つ中心画素Ｃに重なる検知対象物体Ｏを検知する手段である。
【００３２】
複数の周辺画素Ｐの各々が例えば空等の比較的一様な明るさや色合いの背景に対応する場合には、複数の周辺画素Ｐの各々の画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮのばらつきは比較的小さくなる傾向がある。さらに、複数の周辺画素Ｐに重ならず且つ中心画素Ｃに重なる検知対象物体Ｏが存在する場合には、検知対象物体Ｏに重なる中心画素Ｃの画素値と空等の背景に重なる複数の周辺画素Ｐの画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの代表値Ｒ（例えば画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの平均値や中央値等）との差分は、比較的大きくなる傾向がある。以上の知見に基づき、検知部１４は、以下のようにして検知対象物体Ｏを検知する。
【００３３】
まず、検知部１４は、複数の周辺画素Ｐの各々の画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮのばらつきが所定の基準以下であるか否かの判定（以下「ばらつき判定」とも言う）を実行する。本実施形態では一例として、検知部１４は、画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの最大値ｍａｘ及び最小値ｍｉｎを抽出し、最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎとの差「ｍａｘ−ｍｉｎ」が所定の閾値ｄ１（ｄ１＞０）以下であるか否かを判定する。具体的には、検知部１４は、下記式（１）が成立するか否かを判定する。
ｍａｘ−ｍｉｎ≦ｄ１・・・（１）
【００３４】
検知部１４は、上記式（１）が成立する場合に、画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮのばらつきが所定の基準以下であると判定し、上記式（１）が成立しない場合には、画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮのばらつきが所定の基準以下ではないと判定する。なお、検知部１４は、上記式（１）を用いた判定以外の方法によって、ばらつき判定を行ってもよい。例えば、検知部１４は、画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの分散を算出し、当該分散が所定の閾値以下であるか否かによって、ばらつき判定を行ってもよい。具体的には、検知部１４は、画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの分散が所定の閾値以下である場合に、画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮのばらつきが所定の基準以下であると判定し、画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの分散が所定の閾値以下でない場合には、画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮのばらつきが所定の基準以下ではないと判定してもよい。
【００３５】
ばらつき判定によって画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮのばらつきが所定の基準以下であると判定された場合、検知部１４は、画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの代表値Ｒと中心画素Ｃの画素値Ｖｃとの差分（｜Ｒ−Ｖｃ｜）が所定の閾値ｄ２（ｄ２＞０）以上であるか否かの判定（以下「差分判定」とも言う）を実行する。具体的には、検知部１４は、下記式（２）が成立するか否かを判定する。ここで、代表値Ｒは、例えば周辺画素Ｐの画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの平均値や中央値である。ただし、上記式（１）が成立する場合には、周辺画素Ｐの画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮは互いに近い値を取ると考えられるので、検知部１４は、例えば周辺画素Ｐの画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮからランダムに取得した画素値を代表値Ｒとしてもよい。
｜Ｒ−Ｖｃ｜≧ｄ２・・・（２）
【００３６】
検知部１４は、上記式（１）及び（２）を両方とも満たす場合に、複数の周辺画素Ｐに重ならず且つ中心画素Ｃに重なる検知対象物体Ｏが存在すると判定する。すなわち、検知部１４は、複数の周辺画素Ｐの各々の画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮのばらつきが所定の基準以下であり、且つ、代表値Ｒと中心画素Ｃの画素値Ｖｃとの差（｜Ｒ−Ｖｃ｜）が所定の閾値ｄ２以上である場合に、検知対象物体Ｏが存在すると判定する。上記判定処理（ばらつき判定及び差分判定）を実行することにより、比較的一様な明るさや色合いの背景中に存在する検知対象物体Ｏを簡易に且つ精度良く検知することができる。なお、検知部１４による検知手順は、上述の手順に限られない。例えば、検知部１４は、差分判定を行った後にばらつき判定を行ってもよい。検知部１４は、後述する二値化部１５の二値化処理のために、例えば、検知対象物体Ｏが存在すると判定された中心画素Ｃに、検知対象物体Ｏが検知されたことを示すフラグ情報を付加してもよい。
【００３７】
二値化部１５は、検知部１４によって検知対象物体Ｏが検知された中心画素Ｃの画素値と検知部１４によって検知対象物体Ｏが検知されなかった中心画素Ｃの画素値とが互いに異なるように、処理対象画像Ｔ内の各画素の画素値を二値化する手段である。例えば、二値化部１５は、検知対象物体Ｏが検知された中心画素Ｃの画素値Ｖｃを白（８ビットの場合には２５５）に変換し、検知対象物体Ｏが検知されなかった中心画素Ｃの画素値Ｖｃを黒（０）に変換する。二値化部１５は、例えば、検知部１４によって上述のフラグ情報が付加された画素の画素値を白に変換し、検知部１４によってフラグ情報が付加されていない画素の画素値を黒に変換することにより、上記変換処理を実行することができる。これにより、処理対象画像Ｔにおける検知対象物体Ｏの位置が視覚的にわかり易い二値化画像を得ることができる。上記処理例の場合には、処理対象画像Ｔにおいて、検知対象物体Ｏが検知された部分のみが白色で表され、その他の部分については黒色で表された二値化画像を得ることができる。
【００３８】
続いて、図５を用いて、画像処理装置１の動作について説明する。
【００３９】
まず、図３に示すように、中心画素決定部１１が、処理対象画像Ｔ内の複数の画素から中心画素Ｃを決定する（ステップＳ１）。例えば、中心画素決定部１１は、予め定められた走査順（例えばラスタスキャン）で処理対象画像Ｔ内の画素を走査し、走査先の画素を中心画素Ｃとして決定する。続いて、周辺画素決定部１２が、処理対象画像Ｔ内で中心画素Ｃから離間して中心画素Ｃの周囲に配置される複数の周辺画素Ｐを決定する（ステップＳ２）。続いて、画素値取得部１３が、中心画素Ｃの画素値Ｖｃと複数の周辺画素Ｐの各々の画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮとを取得する（ステップＳ３）。
【００４０】
続いて、検知部１４が、上記判定処理（ばらつき判定及び差分判定）を実行することにより、検知対象物体Ｏの有無を判定する（ステップＳ４〜Ｓ６）。まず、検知部１４は、上述のばらつき判定を実行する（ステップＳ４）。一例として、検知部１４は、上記式（１）により、周辺画素Ｐの画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎとの差が閾値ｄ１以下であるか否かを判定する。
【００４１】
最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎとの差が閾値ｄ１以下である場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、検知部１４は、引き続き差分判定を実行する（ステップＳ５）。一例として、検知部１４は、上記式（２）により、周辺画素Ｐの画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの代表値Ｒと中心画素Ｃの画素値Ｖｃとの差分が閾値ｄ２以上であるか否かを判定する。周辺画素Ｐの画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの代表値Ｒと中心画素Ｃの画素値Ｖｃとの差分が閾値ｄ２以上である場合には、検知部１４は、複数の周辺画素Ｐに重ならず且つ中心画素Ｃに重なる検知対象物体Ｏが存在すると判定する。すなわち、検知部１４は、検知対象物体Ｏの存在を検知する（ステップＳ６）。この際、検知部１４は、二値化部１５の二値化処理のために、検知対象物体Ｏが検知されたことを示すフラグ情報を中心画素Ｃに付加する。
【００４２】
最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎとの差が閾値ｄ１以下でない場合（ステップＳ４：ＮＯ）、又は、周辺画素Ｐの画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの代表値Ｒと中心画素Ｃの画素値Ｖｃとの差分が閾値ｄ２以上でない場合（ステップＳ５：ＮＯ）には、検知部１４は、複数の周辺画素Ｐに重ならず且つ中心画素Ｃに重なる検知対象物体Ｏが存在しないと判定する。すなわち、検知部１４は、検知対象物体Ｏの存在を検知しない。
【００４３】
上記ステップＳ１〜Ｓ６の各処理は、処理対象画像Ｔ（或いは上述した必要領域）に含まれる全ての画素を中心画素Ｃとした場合について実行される（ステップＳ７：ＮＯ）。全ての画素についての一連の処理が完了すると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、二値化部１５が、検知部１４によって検知対象物体Ｏが検知された中心画素Ｃの画素値と検知部１４によって検知対象物体Ｏが検知されなかった中心画素Ｃの画素値とが互いに異なるように、処理対象画像Ｔ内の各画素の画素値を二値化する。一例として、二値化部１５は、検知対象物体Ｏが検知された中心画素Ｃの画素値Ｖｃを白（８ビットの場合には２５５）に変換し、検知対象物体Ｏが検知されなかった中心画素Ｃの画素値Ｖｃを黒（０）に変換する。二値化部１５は、例えば、ステップＳ６において検知部１４によってフラグ情報が付加された画素の画素値を白に変換し、検知部１４によってフラグ情報が付加されていない画素の画素値を黒に変換することにより、上記変換処理を実行することができる。これにより、処理対象画像Ｔにおける検知対象物体Ｏの位置が視覚的にわかり易い二値化画像を得ることができる。
【００４４】
なお、図５に示す画像処理装置１の動作は一例であり、一部の処理内容を変更したり、一部の処理順序を入れ替えたりしてもよい。例えば、ステップＳ４のばらつき判定とステップＳ５の差分判定との実行順序を入れ替えてもよい。また、ステップＳ４の処理の代わりに、上述した周辺画素Ｐの画素値Ｖｐ１〜ＶｐＮの分散による判定を実行してもよい。また、上記例では二値化処理を処理対象画像（或いは必要領域）内の全ての画素に対する一連の処理（ステップＳ１〜Ｓ６）が完了した後に行うものとしたが、各画素に対する二値化処理は、各画素に対する一連の処理が完了する毎に行われてもよい。すなわち、二値化部１５は、例えばステップＳ７の前（次の中心画素Ｃが決定される前）に、その時点の中心画素Ｃに対する二値化処理を行ってもよい。
【００４５】
以上述べた画像処理装置１によれば、処理対象画像Ｔ内の中心画素Ｃの及びその周囲に配置される複数の周辺画素Ｐの画素値から、複数の周辺画素Ｐに包囲される領域内に収まるサイズの検知対象物体Ｏを検知できる。すなわち、画像処理装置１は、中心画素Ｃと周辺画素Ｐとの間に位置する画素の画素値を利用することなく、中心画素Ｃと周辺画素Ｐとからなる比較的少ない数の画素の画素値に基づいて、中心画素Ｃに重なる検知対象物体Ｏを検知できる。また、画像処理装置１は、時間的に連続する複数のフレーム（画像）間を比較する処理を必要としない。従って、画像処理装置１によれば、処理対象画像Ｔ内における検知対象物体Ｏを簡易且つ高速に検知できる。
【００４６】
より具体的には、画像処理装置１によれば、一般的な画像処理（すなわちオペレータ内の全画素の画素値に基づく画像処理）を実行する場合と比較して、簡易且つ高速に画像処理を実行することができる。また、画像処理装置１によれば、画像内の物体を検知するために、時間的に連続する複数のフレーム間の画素値の時間変化を用いる必要がないので、このような複数のフレーム間の画素値の時間変化に基づく画像処理を実行する場合と比較して、簡易且つ高速に画像処理を実行することができる。
【００４７】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００４８】
例えば、画像処理装置１の用途は、上述のバードストライクの未然防止のための用途に限られない。画像処理装置１は、例えば、所定の区域の上空を監視する監視カメラからの画像を処理対象画像として取得し、ドローン等の違法な飛行物体を検知する用途に用いられてもよい。また、画像処理装置１の用途は、鳥やドローン等の飛行物体を検知する用途に限られない。画像処理装置１は、例えば地上を移動する物体、水中を移動する物体等の飛行物体以外の物体を検知する用途に用いることができる。
【００４９】
また、画素値取得部１３によって取得される画素値としては、例えば照度及び色相等が挙げられるが、いずれの値を利用するかは画像処理装置１のユーザによって変更可能とされてもよい。例えば、背景と検知対象物体との間で明るさの違い（照度の差異）が顕著でない場合には、画素値として色相を用いるように設定されてもよい。一方、背景と検知対象物体との間で色の違い（色相の差異）が顕著でない場合には、画素値として照度を用いるように設定されてもよい。また、画素値取得部１３は、画素値として照度及び色相の両方を取得し、検知部１４は、照度及び色相の両方について上述の判定（ばらつき判定、差分判定）を実行してもよい。この場合、検知部１４は、例えば照度及び色相のいずれかについての上述の判定で検知対象物体Ｏが存在すると判定できた場合に、検知対象物体Ｏの存在を検知することができる。
【００５０】
また、画像処理装置１で２つの数値の大小関係を比較する際には、「以上」及び「よりも大きい」という２つの基準のいずれを用いてもよく、「以下」及び「未満」の２つの基準のうちのいずれを用いてもよい。このような基準の選択は、２つの数値の大小関係を比較する処理についての技術的意義を変更するものではない。
【符号の説明】
【００５１】
１…画像処理装置、１１…中心画素決定部、１２…周辺画素決定部、１３…画素値取得部、１４…検知部、１５…二値化部、Ｃ…中心画素、Ｏ…検知対象物体、Ｐ…周辺画素、Ｔ…処理対象画像。
【要約】
【課題】画像内における物体を簡易且つ高速に検知する。
【解決手段】一側面に係る画像処理装置は、処理対象画像内の複数の画素から第１画素を決定する第１画素決定部と、処理対象画像内で第１画素から離間して第１画素の周囲に配置される複数の第２画素を決定する第２画素決定部と、第１画素決定部により決定された第１画素の画素値と、第２画素決定部により決定された複数の第２画素の各々の画素値と、を取得する画素値取得部と、画素値取得部により取得された第１画素の画素値及び複数の第２画素の各々の画素値に基づいて、複数の第２画素に重ならず且つ第１画素に重なる物体を検知する検知部と、を備える。
【選択図】図１【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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