(57)【要約】【課題】  進入物を監視するのではなく、指定領域内に滞留している障害物を監視できる障害物検出装置を提供する。【解決手段】  基準画像の画像データを基準画像メモリ４に記憶し、監視中の画像を撮影した対象画像を対象画像メモリ３に記憶して、高速演算装置１０が対象画像メモリ３の画像データと基準画像メモリ４の画像データとを比較して障害物を検出し、処理用メモリ５に設定された滞留制限時間を越えて、連続して滞留する障害物（滞留物）を検出すると警報発生器６から警報を発生させる障害物検出装置である。【選択図】  図１
2006262527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象領域が含まれる画像範囲を撮影して画像データとして出力するカメラと、
上記カメラから出力された画像データを記憶する対象画像メモリと、
監視対象領域の基準画像の画像データに階調変換を施した画像データを記憶する基準画像メモリと、
少なくとも監視条件を入力する入力部と、
監視対象領域情報、滞留制限時間情報、及び検出物情報とを記憶する処理用メモリと、
上記対象画像メモリの画像データに階調変換を施した画像データと上記基準画像メモリに記憶された画像データとを比較することによって検出物を認識すると、すでに記憶されている検出物情報と照合して、新規の検出物であるか否か判断することによって、その検出物の滞留時間を演算し、該滞留時間が上記滞留制限時間情報に記憶されている時間を超えた場合は、この検出物を滞留物と判断する演算装置とを備え、
上記入力部から入力される設定範囲に対して、上記演算装置が対応するアドレス範囲を演算して上記処理メモリに格納することを特徴とする滞留物検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の滞留物検出装置において、
上記演算装置は、更に、上記入力部からの基準画像撮影要求によって、上記対象画像メモリに記憶された画像データに対して、階調変換処理を施し、該階調変換された画像データを上記基準画像メモリに格納することを特徴とする滞留物検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の滞留物検出装置において、
上記演算装置は、更に、上記入力部から滞留制限時間が入力されると、該入力された滞留制限時間を滞留制限時間情報として上記処理メモリに格納することを特徴とする滞留物検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の滞留物検出装置において、
上記演算装置は、更に、上記カメラが撮影する上記画像範囲のなかで上記画像範囲の検出物の監視対象となる監視対象領域の範囲を、上記入力部から設定されると、該設定された監視対象領域の範囲に対応するアドレス範囲を演算して、上記対象画像メモリ及び上記基準画像メモリのアドレス範囲で表す監視対象領域情報として上記処理メモリに格納することを特徴とする滞留物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、踏切監視等に用いられる障害物検出装置に係り、特に障害物が滞留していることを検出できる障害物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像処理によるセキュリティシステムである障害物検出装置は、主に監視対象領域内への進入物に対して機能するもので、例えば監視対象領域に進入するものがあれば警報を発するシステムであった。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−５０５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の障害物検出装置では、例えば立ち入り禁止区域内の監視においては有効であるが、例えば踏切のように、進入物の中でも特に滞留してしまっているものを監視したい場合には適していないという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、進入物を監視するのではなく、指定領域内に滞留している障害物を監視できる障害物検出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】
上記従来例の問題点を解決するため本発明は、障害物検出装置において、監視対象領域内に障害物が存在しない状態を撮影した基準画像と、監視中の状態を撮影した対象画像とを比較し、設定された滞留制限時間を越えて、連続して滞留する障害物を検出すると警報を発生することを特徴としており、監視対象領域内に障害物が滞留している場合だけを監視できる。
【０００７】
上記従来例の問題点を解決するため本発明は、障害物検出装置において、監視対象領域の画像を撮影してビデオ信号を出力するカメラと、前記ビデオ信号を画像データに変換するビデオデコーダと、前記画像データを記憶する対象画像メモリと、障害物が存在しない監視対象領域の画像である基準画像の画像データに階調変換を施した画像データを記憶する基準画像メモリと、予め設定された滞留制限時間及び検出された障害物を特定する情報を記憶する処理用メモリと、外部からの警報指示信号により警報を発生する警報発生器と、警報発生時の画像を記憶する二次記憶装置と、前記カメラからのビデオ信号を入力し、外部からの送信指示信号により入力したビデオ信号を伝送用に変換して画像を伝送する画像伝送装置と、前記対象画像メモリの画像データに前記階調変換を施した画像データと前記基準画像メモリに記憶された画像データとから障害物を検出したなら、前記障害物の情報を前記処理用メモリに格納し、同一の障害物が前記滞留制限時間を越えて滞留している場合に、前記警報発生器に警報指示信号を出力し、前記二次記憶装置に前記対象画像メモリに記憶されている画像データを格納し、前記画像伝送装置に対して送信指示信号を出力する高速演算装置とを有することを特徴としており、監視対象領域内に障害物が滞留している場合だけを監視できる。
【０００８】
上記従来例の問題点を解決するため本発明は、カメラ及びビデオデコーダ及び対象画像メモリ及び基準画像メモリの組を複数有し、撮影角度の異なる複数の画像から障害物を評価し、障害物と認められれば警報を発することを特徴としており、障害物を立体的に評価できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、監視対象領域内に障害物が存在しない状態を撮影した基準画像と、監視中の状態を撮影した対象画像とを比較し、設定された滞留制限時間を越えて、連続して滞留する障害物を検出すると警報を発生する障害物検出装置としているので、監視対象領域内に滞留している障害物を監視できる効果がある。
【００１０】
本発明によれば、カメラが監視対象領域の画像を撮影してビデオ信号を出力し、ビデオデコーダがビデオ信号を画像データに変換し、対象画像メモリが画像データを記憶し、基準画像メモリが基準画像に階調変換を施した画像データを記憶し、処理用メモリが予め設定された滞留制限時間及び検出された障害物を特定する情報を記憶し、高速演算装置が対象画像メモリの画像データに階調変換を施した画像データと基準画像メモリに記憶された画像データとから障害物を検出したなら、障害物の情報を処理用メモリに格納し、同一の障害物が滞留制限時間を越えて滞留している場合に、警報発生器に警報指示信号を出力し、二次記憶装置に対象画像メモリに記憶されている画像データを格納し、画像伝送装置に対して送信指示信号を出力し、画像伝送装置がカメラからのビデオ信号を入力し、高速演算装置からの送信指示信号により入力したビデオ信号を伝送用に変換して画像を伝送する障害物検出装置としているので、監視対象領域内に滞留している障害物を監視できる効果がある。
【００１１】
本発明によれば、カメラ及びビデオデコーダ及び対象画像メモリ及び基準画像メモリの組を複数有し、撮影角度の異なる複数の画像から障害物を評価し、障害物と認められれば警報を発する障害物検出装置としているので、障害物を立体的に評価でき、障害物の検出精度を向上できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明について、その実施の形態を図面を参照しながら説明する。本発明に係る障害物検出装置は、監視対象領域内に障害物が存在しない状態の画像を撮影した基準画像と、監視中の画像を撮影した対象画像とを比較し、設定された滞留制限時間を越える期間に渡って、連続して滞留する障害物（滞留物）を検出すると警報を発生させるものなので、滞留している障害物を監視できるものである。
【００１３】
まず、本発明に係る障害物検出装置の構成について図１を使って説明する。図１は、本発明に係る障害物検出装置の構成ブロック図である。
【００１４】
本発明の障害物検出装置（本装置）は、カメラ１と、ビデオデコーダ２と、対象画像メモリ３と、基準画像メモリ４と、処理用メモリ５と、警報発生器６と、二次記憶装置７と、画像伝送装置８と、入力部９と、高速演算装置１０とから構成されている。
【００１５】
次に、本装置の各部について具体的に説明する。カメラ１は、監視対象領域が含まれる画像範囲を撮影する撮像装置で、一般的なＮＴＳＣ（National Television System Committee）やＰＡＬ（Phase Alternation by Line ）のビデオ信号を出力するものである。
【００１６】
ビデオデコーダ２は、カメラ１からのビデオ信号を復調し、ＲＧＢやＹＵＶといった形式の信号に変換し、更にＡ／Ｄ変換してデジタルの画像データを出力するものである。
【００１７】
対象画像メモリ３は、ビデオデコーダ２から出力される画像データを１画面分記憶する画像メモリである。
【００１８】
基準画像メモリ４は、１画面分の画像データを記憶する画像メモリで、基準画像の画像データについて後述する高速演算装置１０で階調変換処理が施された画像データを記憶するようになっている。
【００１９】
入力部９は、障害物検出装置における監視条件の入力や、基準画像を準備する基準画像撮影要求を入力し、後述する高速演算装置１０に出力するもので、高速演算装置１０と例えばＲＳ−２３２Ｃ等のインターフェースで接続して、他の構成要素とは離れた場所に配置しても構わない。
【００２０】
処理用メモリ５は、監視処理に必要な各種情報を記憶するもので、具体的には、予め設定された監視対象領域情報と滞留制限時間情報、及び監視処理の過程で記憶する障害物情報とを記憶している。
【００２１】
ここで、監視対象領域情報とは、カメラ１の撮像範囲のなかで、障害物の監視対象となる監視対象領域を、対象画像メモリ３及び基準画像メモリ４のアドレス範囲で表す情報である。尚、本発明において監視対象領域情報は、入力部９からの範囲設定に対して、高速演算装置１０が対応するアドレス範囲を演算して、処理用メモリ５に格納するようになっている。
【００２２】
また、滞留制限時間情報とは、監視対象領域の中で同一の障害物がどれくらいの時間滞留したら、警報を発生するかを示す時間情報で、入力部９から設定された滞留制限時間が処理用メモリ５に格納されるようになっている。
【００２３】
そして、障害物情報とは、後述する高速演算装置１０における監視処理の中で障害物と認識されたものの位置及び大きさ等の状況情報と、その滞留時間を示す情報である。
【００２４】
警報発生器６は、後述する高速演算装置１０からの警報指示信号に従って、音、光、音声等で警報を発生するものである。
【００２５】
二次記憶装置７は、例えば、ＭＯディスクやＰＤディスク、ＰＣＭＣＩＡカード等のようにリムーバブルな記憶装置であり、警報発生時の対象画像の画像データを記憶するものである。
【００２６】
画像伝送装置８は、カメラ１からのビデオ信号を入力し、後述する高速演算装置１０からの送信指示信号に従って、伝送に必要な処理を施して電話回線等に送信する一般的な画像伝送装置である。
【００２７】
高速演算装置１０は、障害物検出装置全体を制御するもので、具体的には、基準画像を準備する基準画像撮影処理と、監視条件を設定する監視条件設定処理と、実際に滞留する障害物の監視を行う監視処理とを行うようになっている。
【００２８】
ここで、基準画像撮影処理は、入力部９からの基準画像撮影要求に従って起動され、対象画像メモリ３に記憶された画像データに対して、監視の際に滞留物の有無を評価し易くするための画像の階調変換処理を施し、階調変換された画像データを基準画像メモリ４に格納する処理である。
【００２９】
階調変換処理の代表的なものは、画像の境界を検出して強調するエッジ強調処理や、特定のしきい値で画像データを２値化する２値化処理等である。尚、２値化におけるスレッショルド値等は、撮影条件やその変化及び検出精度等を鑑みて設定されるものである。
【００３０】
尚、障害物検出装置内に周囲の明るさを感知するセンサーを設け、明るさの変化に応じて基準画像撮影処理を起動するようにしても構わない。
【００３１】
監視条件設定処理は、入力部９からの指示で起動され、入力部９から滞留制限時間が入力されると、滞留制限時間情報として処理用メモリ５に格納し、入力部９から、障害物の監視対象となる監視対象領域の範囲が設定されると、対応するアドレス範囲を演算して、監視対象領域情報として処理用メモリ５に格納する処理である。
【００３２】
監視処理は、一定時間間隔で起動され、対象画像メモリ３に記憶された画像データに対して、階調変換処理を施し、階調変換後の画像データと、基準画像メモリ４に記憶された画像データとから、処理用メモリ５に記憶された対象領域内で障害物の有無を評価する。
【００３３】
ここで、障害物の有無の評価方法として最も簡単な方法としては、基準画像メモリ４の画像データと対象画像の階調変換後の画像データとの差分を計算し、差分が特定値以上で、且つ特定の大きさを越えた集合である場合に１つの障害物として認識する方法があるが、これに限定しない。
【００３４】
そして、新たな障害物が認識されると、各障害物に関する例えば位置や大きさ等の状況情報を処理用メモリ５の障害物情報に記憶し、滞留時間を０に設定する。この時、認識された障害物について、既に記憶されている障害物に関する情報と照らし合わせ、同一の障害物であると判断された場合は、その障害物の滞留時間に１を加算し、滞留時間が処理用メモリ５の滞留制限時間情報に記憶されている時間を超えた場合は、この障害物を滞留物と判断して警報処理を行う。
【００３５】
尚、監視対象領域内に進入した複数の物体を、時間の経過に沿って個別に認識する技術については、既に実用化されており、「画像処理産業応用総覧」第三編第９章「動体・移動物体の計測・測定」pp.174〜pp.239（下巻）、（株）フジ・テクノシステム、１９９４に詳しく記載されている。
【００３６】
警報処理とは、具体的に、警報発生器６に警報を発生させる警報指示信号を出力して音、光、音声等で警報を発生させ、警報信号を外部に出力して警報を伝え、対象画像メモリ３の内容を二次記憶装置７に格納し、更に画像伝送装置８に対して画像を伝送させるための送信指示信号を出力して、画像を外部に伝送させる処理である。
【００３７】
次に、本装置の高速演算装置１０における監視処理の流れについて、図２を用いて説明する。図２は、本装置の高速演算装置１０における監視処理の流れを示すフローチャート図である。尚、図２では監視処理が１秒間隔で起動される場合を例にとって説明している。
【００３８】
本装置における監視処理は、一定時間（単位時間：例えば１秒）間隔で起動され、対象画像メモリ３に記憶された画像データに対して階調変換処理を行い（１００）、基準画像メモリ４の内容との比較によって障害物が存在するかを評価する障害物評価処理を行い（１０２）、障害物があるか判断し（１０４）、ない場合（Ｎｏ）は、監視処理を終了する。
【００３９】
一方、処理１０４において障害物がある場合（Ｙｅｓ）は、処理用メモリ５の障害物情報を参照して、新規の障害物であるかを判断し（１０６）、新規の場合（Ｙｅｓ）は、処理用メモリ５の障害物情報に障害物の状況情報を格納し、滞留時間を０に設定する情報格納を行い（１０８）、処理１０２に戻る。
【００４０】
一方、処理１０６において新規の障害物でなかった場合（Ｎｏ）は、処理用メモリ５の障害物情報の該当する障害物の滞留時間に単位時間（例えば、１）を加算し、滞留時間が処理用メモリ５に記憶されている滞留制限時間を越えたか判断し（１１２）、越えていない場合（Ｎｏ）は、処理１０２に戻り、越えた場合は、警報処理を行って（１１４）、処理１０２に戻るようになっている。
【００４１】
次に、障害物の監視を２つの異なる方向から行って監視精度を向上する例について、図３を使って説明する。図３は、本発明において２つの異なる方向から障害物を監視する場合の画像入力部分の構成図である。
【００４２】
本発明において２つの異なる方向から障害物を監視する場合は、図３に示すように、カメラ１とビデオデコーダ２と、対象画像メモリ３と、基準画像メモリ４の組を２つ設け、一方のカメラ１で撮影した画像で滞留物が検出された場合に、他方のカメラ１からの画像で滞留物が警報を発すべき障害物であるかを評価し、評価の結果障害物と認められれば警報を発するようにする。
【００４３】
例えばカメラ１ａは監視対象領域を含む画像範囲を水平方向から撮影し、カメラ１ｂは監視対象領域を含む画像範囲を垂直方向から撮影する。そして、カメラ１ｂで撮影した画像の監視対象領域中に、図３に示すような猫に似た障害物が検出されて滞留していた場合に、カメラ１ａで撮影した画像から障害物の厚さが評価できる。
【００４４】
例えば、本当に猫であればカメラ１ａで撮影した画像から障害物にある程度の厚さがあることがわかり、障害物と認められて警報が発せられるし、例えば、床にこぼれたコーヒーのシミであった場合等は、カメラ１ａで撮影した画像から障害物に厚みがないことがわかり、障害物と認められず警報は発せられず、警報を発すべき障害物の検出精度が向上する。
【００４５】
本発明の障害物検出装置によれば、障害物の存在しない基準画像と、監視中の対象画像とを比較して障害物を検出し、障害物が予め設定された滞留制限時間を越えて滞留していた場合に、滞留物と判断して音、光、音声等の警報を発し、外部に警報信号を出力し、その時の画像をリムーバル可能な二次記憶装置７に記憶したり、画像伝送装置８で外部に伝送するものであるので、単なる進入物ではなく、滞留物を監視して検出した場合に警報を発することができる効果がある。
【００４６】
また、本発明では、カメラ１の画像範囲内で監視対象領域を設定できるので、監視対象領域を絞り込んで障害物の検出処理の速度を上げ、また監視対象領域を自由に変更することができる効果がある。
【００４７】
また、本発明では、基準画像と対象画像について共に階調変換した画像で比較して障害物を検出するので、障害物の検出処理を高速化できる効果がある。
【００４８】
また、本発明において２方向から画像を撮影する事によって、障害物の厚さを判断でき、警報を発すべき滞留物の検出精度を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る障害物検出装置の構成ブロック図である。
【図２】本装置の高速演算装置における監視処理の流れを示すフローチャート図である。
【図３】本発明において２つの異なる方向から障害物を監視する場合の画像入力部分の構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１，１ａ，１ｂ…カメラ、 ２…ビデオデコーダ、３…対象画像メモリ、４…基準画像メモリ、 ５…処理用メモリ、６…警報発生器、 ７…二次記憶装置、８…画像伝送装置、 ９…入力部、 １０…高速演算装置
【図１】
2006262527.tif 000003
【図２】
2006262527.tif 000004
【図３】
2006262527.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月25日(2006.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象領域が含まれる画像範囲を撮影して画像データとして出力するカメラと、
上記カメラから出力された画像データを記憶する対象画像メモリ部と、
監視対象領域の基準画像の画像データに階調変換を施した画像データを記憶する基準画像メモリ部と、
少なくとも監視条件を入力する入力部と、
監視対象領域情報、滞留制限時間情報、及び検出物情報とを記憶する処理用メモリ部と、
上記対象画像メモリ部の画像データに階調変換を施した画像データと上記基準画像メモリ部に記憶された画像データとを比較することによって検出物を認識すると、すでに記憶されている検出物情報と照合して、新規の検出物であるか否か判断することによって、その検出物の滞留時間を演算し、該滞留時間が上記滞留制限時間情報に記憶されている時間を超えた場合は、この検出物を滞留物と判断する演算装置とを備え、
上記入力部から入力される設定範囲に対して、上記演算装置が対応するアドレス範囲を演算して上記処理用メモリ部に格納することを特徴とする滞留物検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の滞留物検出装置において、
上記演算装置は、更に、上記入力部からの基準画像撮影要求によって、上記対象画像メモリ部に記憶された画像データに対して、階調変換処理を施し、該階調変換された画像データを上記基準画像メモリ部に格納することを特徴とする滞留物検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の滞留物検出装置において、
上記演算装置は、更に、上記入力部から滞留制限時間が入力されると、該入力された滞留制限時間を滞留制限時間情報として上記処理用メモリ部に格納することを特徴とする滞留物検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の滞留物検出装置において、
上記演算装置は、更に、上記カメラが撮影する上記画像範囲のなかで上記画像範囲の検出物の監視対象となる監視対象領域の範囲を、上記入力部から設定されると、該設定された監視対象領域の範囲に対応するアドレス範囲を演算して、上記対象画像メモリ部及び上記基準画像メモリ部のアドレス範囲で表す監視対象領域情報として上記処理用メモリ部に格納することを特徴とする滞留物検出装置。