(57)【要約】 【課題】  監視領域に存在する物体の数を、物体の配列状態の影響を受けることなく正確に判別できる通行監視装置を提供する。【解決手段】  監視される領域８に存在する物体Ｈに関する３次元の物体情報Ｄを取得する物体情報取得手段１Ａと、物体情報Ｄから物体の高さと体積のうち少なくとも体積に基づいて物体の数を判別する判別手段２Ａとを備えている。【選択図】    図１
2006209572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視される領域に存在する物体に関する３次元の物体情報を取得する物体情報取得手段と、
前記物体情報から物体の高さと体積のうち少なくとも体積に基づいて物体の数を判別する判別手段と、
を備えた通行監視装置。
【請求項２】
請求項１において、前記判別手段は、体積のしきい値によって物体の数を判別するものである通行監視装置。
【請求項３】
請求項１において、前記判別手段は、体積の高さに応じて変化するしきい値によって物体の数を判別するものである通行監視装置。
【請求項４】
請求項１または２において、前記物体情報取得手段は、一定以上の高さにある部分を除いて物体の体積を求める修正体積演算部を有している通行監視装置。
【請求項５】
監視される領域に存在する物体に関する３次元の物体情報を取得する物体情報取得手段と、
前記物体情報から物体の体積の２次元平面上における分布に基づいて物体の数を判別する判別手段と、
を備えた通行監視装置。
【請求項６】
請求項５において、前記判別手段は、前記分布の前記２次元平面上における基準点から分布点までの距離によって前記分布のモーメントを求め、これを物体の体積によって正規化したモーメント値を演算するモーメント演算部と、前記モーメント値に基づいて物体の数を判別する判別手段とを有している通行監視装置。
【請求項７】
請求項６において、前記基準点は前記分布の重心の２次元平面上の位置にある通行監視装置。
【請求項８】
請求項６において、前記基準点は高さが最大値となる頂点である通行監視装置。
【請求項９】
監視される領域に存在する物体に関する３次元の物体情報を取得する物体情報取得手段と、
前記物体情報から物体の高さと体積のうち少なくとも体積に基づいて物体の数に関する第１の数量情報を生成する第１の情報生成手段と、
前記物体情報から物体の体積の２次元平面上における分布に基づいて物体の数に関する第２の数量情報を生成する第２の情報生成手段と、
前記第１または第２の数量情報に基づいて物体の数を判別する判別手段とを備えた通行監視装置。
【請求項１０】
請求項９において、さらに、前記第１と第２の数量情報の少なくとも一方が数量情報に重みを付加する重み付け部を有している通行監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、回転ドアを設置した出入口のような監視される領域を通行しようとする人体などの物体の数を監視する通行監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、企業内部の情報流出を阻止するためのセキュリティ技術として、企業の建物における重要な出入口に認証装置を設置し、ＩＤカード、指紋などにより、認証済みの人物であると識別されたときのみ、出入口に設けたドアを開放可能に制御することが知られている。
【０００３】
前記セキュリティ技術では、認証を受けた人物が正規のＩＤカードをＩＤカード識別装置に挿入して通行許可を受けたのちに、その人物に他の認証を受けていない人物が横並びまたは縦並びにくっつくように接近した配列状態で出入口を通行しようとするのを阻止する必要がある。そこで、従来では、ドアの近傍の監視領域にマット式体重センサを敷設し、その体重センサの測定体重がしきい値以上である場合に複数の人体が存在すると判別してドアの開作動を禁止したり、ドアの天井面に複数の超音波センサを設置し、その超音波センサが測定した物体の高さ情報を時系列的に記憶しておくことにより、その高さ情報において人体の平均的高さが連続的に出現したときに２人であると判別してドアの開作動を禁止する監視システムを設けていた（特許文献１）。一方、他の監視手段として、ドアの近傍の監視領域に設けたトラッキングカメラで撮像した画像データにおける輪郭パターンを、予め記憶している基準パターンと比較対照して、存在する人体の数を判別する方法（特許文献２参照）も知られている。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，２０１，９０６号
【特許文献２】米国公開特許２００４／００１７９２９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、体重センサを敷設する監視手段では、体格の大きな１人の人体の体重が小さな２人の人体の合計体重を上回る場合もあることから、しきい値を低い目に設定すると、認証済みの体格の大きな人物が通行できず、逆にしきい値を高い目に設定すると、体格の小さな２人の人物の通行を許容するといった誤判定が生じる。また、超音波センサを設置する監視手段では、２人の人体が接近して通行する場合に、時系列的に１人の高さ情報と同等の情報となって、１人であると誤判定してしまう。一方、トラッキングカメラが撮像した画像データに基づく監視手段では、複数の人体が予め設定した基準パターンに存在しない姿勢、例えば１人が直立し、他の１人がかがんだ姿勢で通行してきた場合に、パターンのマッチングがとれなくなって誤判定してしまう。
【０００６】
本発明は前記従来の課題に鑑みてなされたもので、監視領域に存在する人体のような物体の数を、物体の配列状態の相違の影響を受けることなく正確に判別できる通行監視装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の第１構成に係る通行監視装置は、監視される領域に存在する物体に関する３次元の物体情報を取得する物体情報取得手段と、前記物体情報から物体の高さと体積のうち少なくとも体積に基づいて物体の数を判別する判別手段と、を備えている。
【０００８】
この構成によれば、３次元の物体情報における少なくとも体積に基づいて物体の数を判別するので、いま、物体を人体とした場合、人体が２人存在する場合には、２人分合計した大きな体積を有する物体情報となり、この２人分合計の体積は、例えば予め設定したしきい値以上となるので、体格の小さな２つの人体が接近した状態で通行しようとした場合であっても、複数の人体であると確実に判別することができる。一方、存在するのが１人の人体である場合には、２人分合計の体積を上回る程の体格の大きな人は極めて少ないので、複数の人体であると誤判定するおそれが殆どない。
【０００９】
前記第１構成において、前記判別手段は、体積のしきい値によって物体の数を判別するものとすることができる。この構成によれば、しきい値の体積として、例えば、身長の高い１人の人体の平均的な体積よりも大きく、かつ、身長の低い２人の人体の平均的な体積の合計分よりも小さい値に設定すれば、体積のしきい値に対する大小に基づいて、人体が単数か複数かの区別をほぼ正確に行うことができる。
【００１０】
また、第１構成において、前記判別手段は、体積の高さに応じて変化するしきい値によって物体の数を判別することが好ましい。この構成によれば、例えば１人２人を判別する場合、しきい値の体積として、身長の低い１人の人体の想定される最も大きな体積よりも大きく、かつ、身長の低い２人の人体の想定される最も小さい体積の合計分よりも小さい最小値から、身長が高くなるのに伴い順次高い値に可変して、身長の高い１人の人体の想定される最も大きな体積よりも大きく、かつ、身長の高い２人の人体の想定される最も小さい体積の合計分よりも小さい最大値に至るように変化する値に設定すれば、体格の極めて大きな１人の人体を複数と誤判定したり、或いは体格の極めて小さな２人の人体が互いに接近した状態で通行しようとする場合に単数と誤判定するおそれがなくなり、物体数の判別精度が向上する。３人以上の数の判別は、各数量間にそれぞれしきい値を設定することにより、可能となる。
【００１１】
また、第１構成において、前記物体情報取得手段は、一定以上の高さにある部分を除いて物体の体積を求める修正体積演算部を有している構成とすることもできる。この構成によれば、例えば、人体における比較的低い１６０ｃｍよりも上方部分を除去した体積を求めることにより、１６０ｃｍを越える人体については、大きな１人と小さな２人の体積との差が大きくなるので、しきい値として高さに無関係な一定値を用いても、物体の数の判別精度が向上する。
【００１２】
本発明の第２構成に係る通行監視装置は、監視される領域に存在する物体に関する３次元の物体情報を取得する物体情報取得手段と、前記物体情報から物体の体積の２次元平面における分布に基づいて物体の数を判別する判別手段とを備えている。この構成によれば、取得した物体情報の体積の分布は、物体が単数の場合に一塊の配置に現れ、複数の場合に塊が分離した配置に現れるので、個々の物体の高さや体積の相違に起因する影響を殆ど受けることなく物体の数を判別することができ、特に、２人の人体が接近した配列状態で通行しようとした場合にも、正確に２人と判別することができる。
【００１３】
前記第２構成における前記判別手段は、前記分布の前記２次元平面上における基準点から分布点までの距離によって前記分布のモーメントを求め、これを物体の体積によって正規化したモーメント値を演算するモーメント演算部と、前記モーメント値に基づいて物体の数を判別する判別部とを有していることが好ましい。この構成によれば、物体の数に応じてモーメントの値が変化することから、各々のモーメントの値に対する中間値をしきい値に設定することで、物体の数を正確に判別できる。また、モーメントの値は、体積によって正規化されているので、人体の体積差に影響されないモーメントの値を得ることができる。
【００１４】
第２構成における前記基準点は前記分布の重心の２次元平面上の位置とすることができる。この構成によれば、存在する物体が単数の場合には、分布の重心が２次元平面上で物体の中心付近となり、存在する物体が複数の場合には、分布の重心が２次元平面上で全物体の間の位置となる。したがって、これらの位置を基準点とすることにより、物体の数によるモーメント値の差を大きくできるので、物体の数の判別が容易となる。
【００１５】
第２構成における前記基準点は高さが最大値となる頂点とすることもできる。この構成によれば、基準値を物体情報から容易に求めることができる。また、物体が人体であるとき、存在する人体が１人の場合には、頭部の天ぺんが基準点となり、存在する人物が２人の場合には身長の高い人体の頭部の天ぺん基準点となるから、やはり、物体の数によるモーメント値の差を大きくできるので、物体の数の判別が容易となる。
【００１６】
本発明の第３構成に係る通行監視装置は、監視される領域に存在する物体に関する３次元の物体情報を取得する物体情報取得手段と、前記物体情報から物体の高さと体積のうち少なくとも体積に基づいて物体の数に関する第１の数量情報を生成する第１の情報生成手段と、前記物体情報から物体の体積の２次元平面上における分布に基づいて物体の数に関する第２の数量情報を生成する第２の情報生成手段と、前記第１または第２の数量情報に基づいて物体の数を判別する判別手段とを備えている。
【００１７】
この構成によれば、物体情報から、物体の高さと体積のうち少なくとも体積に基づく第１の数量情報と、物体の体積の分布に基づく第２の数量情報とを組み合わせることで、物体の数を高精度に判別することが可能となる。
【００１８】
第３構成において、さらに、前記第１と第２の数量情報の少なくとも一方に、数量情報に重みを付加する重み付け部を設けるのが好ましい。この構成によれば、監視領域の環境に応じて重みの大きさを適宜設定することにより、数量判定の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の通行監視装置によれば、監視される領域に存在する物体に関する３次元の物体情報から、物体の高さと体積のうち少なくとも体積、または物体の体積の分布、あるいはその両方に基づいて物体の数を判別するので、物体の高さの相違に拘らず、物体の数を高精度に判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る通行監視装置を示すブロック図である。この通行監視装置は、監視される領域に存在する物体に関する３次元の物体情報を取得する物体情報取得手段１Ａと、その物体情報から物体の高さと体積とに基づいて物体の数を判別する判別手段２Ａと、この判別手段２Ａの判別結果に基づき回転ドア４の作動を制御する制御部３と、制御部３により制御されて回転ドア４をロックするドアロック部５とを備えている。したがって、この実施形態では、図２に示す回転ドア４を回転させて、矢印Ｐで示す方向に進入する人体のような物体の数を監視する用途に適用した場合を例示している。
【００２１】
回転ドア４は、建物の床と天井の間に支持された軸体４ａにウイング４ｂを取り付けたものである。回転ドア４における、図の左側が入口ＩＮで、右側が出口ＥＸである。回転ドア４の移動空間の上面を形成する天井には、入口ＩＮと出口ＥＸのそれぞれに接近して、周知のステレオビジョンセンサ７が取り付けられており、このステレオビジョンセンサ７によって破線で示す監視領域８が設定されている。以下では、説明の簡略化のために、入口ＩＮ側に設けた構成についてのみ述べる。
【００２２】
前記回転ドア４の入口には図１のＩＤカード識別装置９が設けられており、このＩＤカード識別装置９は挿入されたＩＤカードが認証済みの正規のものであるか否かを識別して、その結果の識別信号を制御部３に対し出力する。制御部３は、ＩＤカード識別装置９からＩＤカードが正規のものであると識別した識別信号が入力した時点で、物体情報取得手段１Ａおよび判別手段２Ａに対し作動開始させるように制御する。
【００２３】
図１の物体情報取得手段１Ａは、制御部３からの指令に基づき作動して物体に関する３次元の物体情報を以下のように取得する。すなわち、ステレオビジョンセンサ７は、２台のカメラ７ａ，７ｂ（図２）で撮像した２枚の画像から対応点を、公知の相関演算によって求め、その座標の開き（視差）から物体までの距離を演算するものであって、明暗情報として表現された情景が距離情報に変換されて、ステレオビジョンセンサ７からの距離に対応した画素値として距離情報を取得する。物体情報取得手段１Ａとして、ステレオビジョンセンサ７に代えて、単一の光センサで３次元の物体情報を取得する手段を用いることもできる（米国特許第６，３２３，９４２号、同６，５１２，８３８号参照）。回転ドア４のウイング４ｂの回転角度に応じた適切な監視領域が、２次元平面（この例では床面）上で複数のブロックに区画されており、各ブロックの座標が監視エリア設定メモリ１１に予め記憶されている。基準面距離設定メモリ１２には、ステレオビジョンセンサ７から基準面（この例では床面であるので、以下、床面と言う）までの距離が基準距離として予め記憶されている。
【００２４】
物体情報取得手段１Ａのブロック体積演算部１０は、ステレオビジョンセンサ７から監視エリア設定メモリ１１に記憶のブロックに対応する距離情報のみを抽出し、基準面距離設定メモリ１２に記憶された基準距離から前記抽出した各ブロック毎の距離情報にそれぞれ変換して、各ブロックの基準面からの高さを求めて、ブロック毎の物体体積である３次元の物体情報を取得する。図３は、ブロック体積演算部１０が取得した３次元の物体情報を模式的に示したもので、同図（ａ）は人体が１人の場合、同図（ｂ）は人体が２人の場合であり、有効な監視エリアＡ内に存在する物体の高さと体積が各ブロックＢ毎に示されている。
【００２５】
図１の物体情報取得手段１Ａから出力される３次元の前記物体情報Ｄは判別手段２Ａに入力される。判別手段２の体積演算部１３は、画像の複数のフレーム毎に、これらフレームに示される各ブロックＢの高さ情報を加算することにより、フレーム毎の累積体積である体積情報を算出する。人体は移動するので、このような経過時間に対する累積体積を求めて、人体の体積を得ている。図４は、体積演算部１３が算出した各フレームＦ毎の累積体積である体積情報を示し、ＳＡは人体が存在するフレームＦの範囲である。また、図１のピーク高さ抽出部１４は、入力した３次元の物体情報におけるピーク高さ、つまり人体の頭部の天ぺんの高さ（身長）を抽出する。
【００２６】
判別手段２Ａのしきい値設定メモリ１８には、監視エリア内に存在する人体が１人か２人の何れであるかを判別するためのしきい値が予め記憶されており、このしきい値は以下のようにして設定されている。図５は、人体における異なる種々の身長に対する体積の範囲を示しており、体積は、理解しやすくするために、体重で示してある。図５において、右下がりのハッチングで示した範囲が人体が１人の場合の体積であり、右上がりのハッチングで示した範囲が人体が２人の場合の合計体積である。これら２種の範囲のほぼ中間の体積を、身長に無関係な一定のしきい値ＴＬ１と定めている。すなわち、しきい値ＴＬ１は、身長の高い１人の人体の平均的な体積よりも大きく、かつ、身長の低い２人の人体の平均的な体積の合計分よりも小さい体積に設定されている。前記しきい値設定メモリ１８には、設定したしきい値ＴＬ１が記憶されている。
【００２７】
前記判別手段２Ａの判定部１７は、体積演算部１３から入力する体積情報における各フレームＦの累積体積を合算して、その合算値をフレームＦ数で除算して体積に比例した数値を算出し、この算出した数値に所定の係数を乗算して、物体情報の一つである体積を求める。これにより、物体情報のノイズの影響を抑制できる。判定部１７は、体積演算部１３とピーク高さ抽出部１４からの信号と、しきい値設定メモリ１８からのしきい値ＴＬ１とに基づき、人体の数を次のように判定する。すなわち、ピーク高さ抽出部１４から入力する人体の身長が１５５ｃｍ〜１７５ｃｍであり、かつ、体積演算部１３からの体積がしきい値設定メモリ１８から読み出した体積のしきい値ＴＬ１に対応した体積以下である場合に、人体が１人であると判定し、身長が１５５ｃｍ〜１７５ｃｍであり、かつ、物体情報の体積がしきい値ＴＬ１に対応した体積以上である場合に、人体が２人であると判定する。この判定結果は制御部３に対し出力され、制御部３は、人体が２人であると判定されたときに、ドアロック部５を作動させて、回転ドア４の回転を禁止する。
【００２８】
図５に網目ハッチングで示したとおり、身長が１５５ｃｍ未満の場合、２人でも体積がＴＬ１以下となることがあり、身長が１７５ｃｍを越える場合、１人でも体積がＴＬ１以上となることがある。その場合、制御部３は、例えば、注意信号を出力して図示しないブザーまたはランプを作動させることで、近くの警備員に回転ドア４を通過する人体の数を確認させる。但し、通行人の身長差がそれほど大きくない場合、ピーク高さ抽出部１４を省略して、身長を用いることなく、体積演算部１３からの体積のみを用いて人数を判定してもよい。
【００２９】
この実施形態の通行監視装置では、３次元の物体情報における人体の高さと体重のうち少なくとも体積に基づいて人体の数を判別しており、通常、２人分合計の体積はしきい値ＴＬ１以上となるから、体格の小さな２人の人体が極めて接近した状態で通行しようとした場合であっても、複数の人体であると確実に判定することができる。一方、１人である場合には、その体積は通常、しきい値ＴＬ１未満となるので、複数の人体であると誤判定するおそれが少ない。
【００３０】
また、前記実施形態では、身長に無関係な一定の体積をしきい値ＴＬ１として設定したが、これに代えて、図６に示すように、身長に応じて変化する体積によるしきい値ＴＬ２を設定してもよい。すなわち、このしきい値ＴＬ２は、身長の低い１人の人体の想定される最も大きな体積よりも大きく、かつ、身長の低い２人の人体の想定される最も小さい体積の合計分よりも小さい最小値から、身長が高くなるのに伴い順次高い値に変化して、身長の高い１人の人体の想定される最も大きな体積よりも大きく、かつ、身長の高い２人の人体の想定される最も小さい体積の合計分よりも小さい最大値に至るように変化する値となる。この変化するしきい値ＴＬ２を設定した場合には、体格の極めて大きな１人の人体を複数と誤判定したり、或いは体格の極めて小さな２人の人体が互いに接近して通行しようとする場合に単数と誤判定するおそれがなくなり、人数の判定精度が向上する。
【００３１】
図１の出口ＥＸ側の監視領域８についても、上記と同様の効果が得られる。なお、監視領域Ｂは入口ＩＮのみに設けられる場合もあり、これは以下の実施形態についても同様である。
【００３２】
図７は本発明の第２実施形態に係る通行監視装置の一部を示すブロック構成図であり、図１の第１実施形態における物体情報取得手段１Ａに代えて、物体情報取得手段１Ｂを設け、判別手段２Ａのしきい値設定メモリ１８に記憶するしきい値を、後述するように一定の体積とする構成のみが相違するだけである。この物体情報取得手段１Ｂでは、第１実施形態のブロック体積演算部１０、監視エリア設定メモリ１１および基準面距離設定メモリ１２に、高さ修正部１９を加えて、修正体積演算部２０が構成されている。
【００３３】
図８に示すように、前記高さ修正部１９は、ブロック体積演算部１０から出力されたブロック別の体積情報のうちの一定以上の高さ、例えば、１６０ｃｍ以上の高さの部分を、一定の高さ１６０ｃｍに置き換えるよう修正する。したがって、１６０ｃｍ以上の高さの部分について１６０ｃｍで一定（身長の増大に伴い微増させてもよい）になるので、高さ修正部１９からは、人体における１６０ｃｍ以上の箇所を除外したブロック毎の体積に相当する３次元の物体情報Ｄが出力される。これに伴い、しきい値設定メモリ１８には、図５に示す第１実施形態のしきい値ＴＬ１よりも若干低い一定の体積が、図８に示すように、しきい値ＴＬ３として記憶されている。これにより、１６０ｃｍ以上の人体については、求められる体積が小さくなるから、身長の違いによる体積の差が小さくなる。それに伴い、一定のしきい値ＴＬ３として低い体積を設定することで、図５と図８との比較から明らかなように、網目ハッチングで示した誤判定する可能性のある領域が、第１実施形態のしきい値ＴＬ１の場合よりも少なくなり、人体の数の判別精度がさらに向上する。
【００３４】
図９は本発明の第３実施形態に係る通行監視装置を示すブロック構成図であり、この通行監視装置は、図１の第１実施形態に対して、判別手段２Ｂが相違するのみである。この判別手段２Ｂは、物体情報取得手段１Ａから入力する物体に関する３次元の物体情報Ｄから物体の体積の２次元平面（例えば床面）上における分布に基づいて物体の数を判別する。判別手段２Ｂのモートメント演算部２１は、物体情報取得手段１Ａから入力される物体情報Ｄに含まれた物体の体積の２次元平面上における分布に基づき、分布の基準点を求め、この分布の基準点から分布点までの距離によって分布のモーメントを求め、これを、物体情報Ｄに含まれる物体の体積によって正規化したモーメント値を演算する。
【００３５】
前記モートメント演算部２１での演算処理を具体的に説明する。床面（基準面）の座標をｘ，ｙで表し、座標ｘ，ｙでの床面からの高さｚを、ｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）と表現するものとすると、このｆ（ｘ，ｙ）にブロックＢ（図３）の床面積ｓを乗算した、ｖ＝ｓ×ｆ（ｘ，ｙ）が、二次元平面（基準面）上の体積の分布となる。ｓを１とすると、ｖ＝ｆ（ｘ，ｙ）が体積の分布となる。モートメント演算部２１は、物体情報取得手段１７から入力する物体情報ＤにおけるブロックＢ（図３）毎の高さ情報に基づき、重心ｍの床面上の座標（ｍx ，ｍy ）を、つぎの式（１）および式（２）に基づき算出する。
【００３６】
【数１】
2006209572.tif 000003
【００３７】
【数２】
2006209572.tif 000004
【００３８】
このときに求められる重心ｍの床面上の２次元座標（ｍx ，ｍy ）は、図１０（ａ）に示すように、人体Ｈの１人の場合に人体Ｈの頭部の中心位置となり、同図（ｂ），（ｃ）に示すように、２人の人体Ｈが縦並びおよび横並びに近接している場合に２人の人体Ｈの中間位置となる。
【００３９】
続いて、モーメント演算部２１は、上述のようにして求めた重心ｍの床面上の座標（ｍx ，ｍy ）を用いて、つぎの式（３）に基づき演算を行い、ｎ次のモーメント値Ｍn を算出する。このモーメント値Ｍn は、式（３）のように、分布の重心ｍから分布点までの距離（ｘ−ｍx ），（ｙ−ｍy ）を用いて体積分布のモーメントを求め、これを、体積（式（３）の分母）によって正規化したものである。この正規化により、人体Ｈの身長差の影響が除外される。人体が存在しない場合、式（３）の分母が０となるので、分子を０として、モーメント値を算出しない。
【００４０】
【数３】
2006209572.tif 000005
【００４１】
図１１は、モーメント演算部２１が算出した１次から６次までの次数のモーメント値を示したもので、図１０（ａ）ないし（ｃ）に示すように、大きい人体Ｈが１人の場合、２人の人体が縦並びおよび横並びに接近した配列で存在した場合のそれぞれについて示してある。図１１からわかるように、２人の人体Ｈが存在する場合のモーメント値Ｍn は、人体Ｈが１人の場合のモーメント値Ｍn に比較して、モーメントの次数ｎが高くなるに従って急激に大きくなり、両者の差が広がる。そこで、適切なモーメントｎの次数（例えば４次）を採用し、そのときの１人と縦並び２人の両モーメント値Ｍn の中間のモーメント値を、しきい値設定メモリ２２にしきい値として予め記憶している。図９の判定部２３は、モーメント演算部２１が算出したモーメント値Ｍn がしきい値以上であるか以下であるかの別により、存在する人体Ｈが２人以上または１人と判定する。
【００４２】
この第３実施形態の通行監視装置では、人体Ｈの体積の２次元平面（床面）上における分布に基づき人数を判別するので、ら、人体Ｈの高さや体積の相違に起因する影響を殆ど受けることなく人体Ｈの数を判別することができる。すなわち、取得した物体情報Ｄの体積の分布は、人体Ｈが１人の場合に一塊の配置に現れ、２人の場合に塊が分離した配置で現れるので、特に、２人の人体Ｈが接近した状態で通行しようとした場合にも、正確に２人と判別することができる利点がある。
【００４３】
なお、前記実施形態では、物体の体積の分布の基準点として、分布の重心を用いる場合を例示したが、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、物体の高さが最大となる頂点を基準として用いることもできる。例えば人体Ｈが１人の場合には、図１２（ａ）に示す頭部の中心位置が体積分布の重心ｍの２次元平面上の位置となり、存在する人物が２人の場合には、図１２（ｂ），（ｃ）に示すように、身長の高い方の人体Ｈの頭部の中心位置が体積分布の重心ｍの２次元平面上の位置となる。モーメント演算部２１では、前記重心ｍの２次元平面上の位置から分布点までの距離によって体積分布のモーメントを求め（式（３）の分子）、これを物体の体積（式（３）の分母）によって正規化したモーメント値Ｍn を演算する。したがって、重心ｍを求める必要がないので、モーメントＭn を算出するための計算が簡略化される利点がある。
【００４４】
図１３は本発明の第４実施形態に係る通行監視装置を示すブロック構成図である。この通行監視装置は、第１実施形態と第３実施形態の各々の構成を組み合わせた構成になっている。すなわち、この通行監視装置は、両実施形態が共に有する物体情報取得手段１Ａと、図１の第１実施形態が有する判別手段２Ａの構成に重み付け部２７を付加した第１の情報生成手段２４と、図９の第３実施形態が有する判別手段２Ｂの構成に重み付け部２９を付加した第２の情報生成手段２８と、両情報生成手段２４，２８からの情報に基づいて物体の数を判別する判別手段３０とを備えている。
【００４５】
第１の情報生成手段２４は、図１の第１実施形態で説明した通り、物体情報Ｄから物体の高さと体積とに基づいて判定部１７が物体の数を判別し、その判別した数に対し重み付け部２７で所定の重み係数を乗算して物体に関する第１の数量情報Ｎ１を生成する。第２の情報生成手段２８は、第３実施形態で説明した通り、物体情報Ｄから物体の体積の分布に基づいて判定部２３が物体の数を判別し、その判別した数に対し重み付け部２９で所定の重み係数を乗算して物体に関する第２の数量情報Ｎ２を生成する。
【００４６】
例えば、第１の情報生成手段２４では、算出した体積が１人と２人を判定するためのしきい値未満のとき、判定部１７から１人であることを示す判定値「１」が出力され、しきい値を超えたとき、２人であることを示す「２」が出力される。重み付け部２７は、２人を示す判定値「２」に対して重みを付加し、「２．８」の数値の第１の数量情報Ｎ１を生成する。第２の情報生成手段２８では、算出したモーメント値が１人と２人を判定するためのしきい値未満のとき、判定部２３から１人であることを示す判定値「１」が出力され、しきい値を超えたとき、２人であることを示す「２」が出力される。重み付け部２９は、２人を示す判定値「２」に対して重みを付加し、「３．５」の数値の第２の数量情報Ｎ２を生成する。
【００４７】
判別手段３０では、双方の重み付けされた数量情報Ｎ１，Ｎ２を加算して、その算出値が「６．０」以上となったときに人体Ｈが２人であると判別する。このような重み付けにより、数量判定の信頼性が高いモーメント値に基づく第２の数量情報Ｎ２の方が重視されるので、人数の判定が一層精度よくなされる。図２の監視領域８の環境によっては、体積に基づく第１の数量情報Ｎ１の方が信頼性が高い場合もあるので、その場合は、第１の数量情報Ｎ１の方が重視されるように、重み付け部２７の方が重み付け部２９よりも大きな重みを付加するように設定すればよい。
【００４８】
この実施形態の通行監視装置では、物体情報Ｄから、物体の高さと体積のうち少なくとも体積に基づく物体の第１の数量情報と、物体の体積の分布に基づく物体の第２の数量情報とを求めて、この２種類の数量情報に基づき物体の数を判別するので、双方の判別手段が有する短所が互いに補完されて、２人の物体が種々の配列状態で通行しようとしたり、物体情報Ｄにノイズが含まれているような場合であっても、物体の数を高精度に判別することが可能となる。
【００４９】
前記各実施形態では、１人と２人以上とを判別したが、２人と３人の間、３人と４人の間に数量（例えば体積またはモーメント値）のしきい値を設定することにより、２人以上の場合の数を判別することもできる。また、本発明は、物体として人体を監視する場合に限られるものではなく、物品、例えばベルトコンベアに乗って監視領域を通過する物品の数量を判別する装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る通行監視装置を示すブロック図である。
【図２】同上の通行監視装置により監視する領域を示す平面図である。
【図３】同上の通行監視装置が取得した３次元の物体情報を模式的に示した図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ物体が単数および複数の場合である。
【図４】同上の通行監視装置が取得した体積情報を示す特性図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ物体が単数および複数の場合である。
【図５】同上の通行監視装置が設定するしきい値の身長に対する体積の相対関係を示す特性図である。
【図６】同上の通行監視装置が設定する他のしきい値の身長に対する体積の相対関係を示す特性図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る通行監視装置の一部を示すブロック図である。
【図８】同上の通行監視装置が設定するしきい値の身長に対する体積の相対関係を示す特性図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る通行監視装置を示すブロック図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は同上の通行監視装置における物体の分布の基準点の設定方法を示す人体の平面図である。
【図１１】同上の通行監視装置が算出したモーメントの次数とモーメント値とを示す図表である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は同上の通行監視装置における物体の分布の基準点の他の設定方法を示す人体の平面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る通行監視装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１Ａ，１Ｂ  物体情報取得手段
２Ａ，２Ｂ  ３０  判別手段
８  監視領域
２０  修正体積演算部
２１  モーメント演算部
２４  第１の情報生成手段
２８  第２の情報生成手段
Ｈ  人体（物体）
Ｄ  物体情報
ｍ  分布の重心
ＴＬ１〜ＴＬ３  しきい値
ｍ  分布の重心
Ｎ１  第１の数量情報
Ｎ２  第２の数量情報
【図１】
2006209572.tif 000006
【図２】
2006209572.tif 000007
【図３】
2006209572.tif 000008
【図４】
2006209572.tif 000009
【図５】
2006209572.tif 000010
【図６】
2006209572.tif 000011
【図７】
2006209572.tif 000012
【図８】
2006209572.tif 000013
【図９】
2006209572.tif 000014
【図１０】
2006209572.tif 000015
【図１１】
2006209572.tif 000016
【図１２】
2006209572.tif 000017
【図１３】
2006209572.tif 000018