(57)【要約】【課題】影や映り込みを侵入者として誤検知することなく、正確に侵入者を検知できる侵入者検知システムを提供する。【解決手段】監視カメラ１０は、２次元撮像部１１、偏光フィルタ１２及び偏光フィルタ回転部１３を備え、偏光フィルタ回転部１３により偏光フィルタ１２を回転させながら監視領域１４を予め撮像し、その撮像情報から得られる可視光情報及び偏光情報を基データとして制御部２０のメモリ２１に記憶する。監視時に監視カメラ１０により監視領域１４を新たに撮像し、該監視カメラ１０の撮像情報から得られる可視光情報及び偏光情報と前記メモリ２１に予め記憶している基データとを画像処理部２２により比較して前記監視領域１４への侵入者のみを的確に検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光フィルタを備えた監視カメラにより監視領域を予め撮像し、該監視カメラの撮像情報から得られる可視光情報及び偏光情報を基データとしてメモリに記憶する基データ記憶手段と、監視時に前記監視カメラにより前記監視領域を新たに撮像し、該監視カメラの撮像情報から得られる可視光情報及び偏光情報と前記メモリに予め記憶している基データと比較して前記監視領域への侵入者を検知する画像処理手段とを具備することを特徴とする侵入者検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、CCDカメラなど２次元撮像部により撮像した監視画像に対して、可視光情報及び偏光情報から擬似３次元的に画像処理を行い、対象物体を検知する侵入者検知システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、CCDカメラやネットワークカメラの２次元撮像部を使用して侵入者を検知する侵入者検知システムにおいては、２次元撮像部で撮像した監視画像をメモリに記憶し、記憶した監視画像に対して差分処理及び２値化処理を行い、画像処理結果から抽出した特徴に対して指定サイズ以上の領域を侵入者と判断し、その情報を外部へアラーム出力している。
【０００３】
図７（ａ）、（ｂ）及び図８（ａ）、（ｂ）は、上記従来の侵入者検知システムを用いて侵入者を検知する場合の撮像画像及び処理画像の例を示したものである。
図７（ａ）は侵入者検知システムにより撮像した通常画像例を示したもので、道路１に沿って壁２が設けられ、その内側が検知領域３となっている。上記道路１上を通行人４が壁２に沿って通行する際、壁２の高さが通行人４より低く、その人影５が検知領域３内に入り込むような場合、上記通常画像に対して画像処理を実行すると同図（ｂ）に示すように特徴が強く出てしまい、検知すべきではない人影５を侵入者として誤検知してしまうことがある。
【０００４】
また、図８（ａ）の通常画像に示すように、夜間において検知領域３に設けられた外灯７の明り（反射光）８によって検知領域３内への侵入者６が見えにくい状況の場合、画像処理を行っても、同図（ｂ）に示すように侵入者６の特徴量が低くて検知できず、侵入者６を見逃してしまうといった問題がある。
【０００５】
また、本発明に関連する公知技術として、通常の監視カメラで撮像した画像中の影のある侵入物に対して、各軸に投影することにより実際により近い物体の幅、又は高さを算出し、算出した幅、又は高さが侵入物の幅、又は高さ条件に合致するかを判断し、影のある侵入物の判断を行うようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４６９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の侵入者検知システムにおいては、可視光情報しか持たないため、外灯７や太陽光等の反射光による侵入者の消失、または見えにくい事象、侵入者の大きさが指定サイズ範囲外のために検知できないといった失報、検知領域３に映った人影５などを侵入者として検知する誤報が発生する。このため人とそれ以外のものを区別することが困難という問題がある。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、影や映り込みを侵入者として誤検知することなく、正確に侵入者を検知できる侵入者検知システム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】
【０００９】
本発明に係る侵入者検知システムは、偏光フィルタを備えた監視カメラにより監視領域を予め撮像し、該監視カメラの撮像情報から得られる可視光情報及び偏光情報を基データとしてメモリに記憶する基データ記憶手段と、監視時に前記監視カメラにより前記監視領域を新たに撮像し、該監視カメラの撮像情報から得られる可視光情報及び偏光情報と前記メモリに予め記憶している基データと比較して前記監視領域への侵入者を検知する画像処理手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、偏光フィルタを備えた監視カメラにより監視領域を予め撮像し、その撮像情報から得られる可視光情報及び偏光情報を基データとしてメモリに記憶し、その後、監視カメラにより撮像した画像から得られる可視光情報及び偏光情報と前記メモリに予め記憶している基データと比較することで、影や映り込みを侵入者として誤検知することなく、侵入者のみを的確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る侵入者検知システムの構成図である。
【図２】同実施例１における侵入者検知システムの回路構成を示すブロック図である。
【図３】同実施例１における侵入者検知システムの処理動作を示すフローチャートである。
【図４】同実施例１において、検知領域内に人影が入り込んだ場合の画像処理例を示し、（ａ）は２次元撮像部により撮像した通常画像例を示す図、（ｂ）は画像処理後の画像例を示す図である。
【図５】同実施例１において、外灯の反射光によって侵入者が見えにくい状況の場合の画像処理例を示し、（ａ）は２次元撮像部により撮像した通常画像例を示す図、（ｂ）は画像処理後の画像例を示す図である。
【図６】本発明の実施例２に係る不審者検知システムの撮像画像例を示す図である。
【図７】従来の侵入者検知システムにおいて、検知領域内に人影が入り込んだ場合の画像処理例を示し、（ａ）は２次元撮像部により撮像した通常画像例を示す図、（ｂ）は画像処理後の画像例を示す図である。
【図８】従来の侵入者検知システムにおいて、外灯の反射光によって侵入者が見えにくい状況の場合の処理例を示し、（ａ）は２次元撮像部により撮像した通常画像例を示す図、（ｂ）は画像処理後の画像例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の実施例１に係る侵入者検知システムの構成図、図２は同侵入者検知システムの回路構成を示すブロック図である。
本発明の実施例１に係る侵入者検知システムは、図１に示すように２次元撮像部１１、偏光フィルタ１２、偏光フィルタ回転部１３からなる監視カメラ１０と、制御部２０（メモリおよび画像処理部を搭載）及び出力部３０で構成される。偏光フィルタ１２は２次元撮像部１１の撮像レンズの前に回転可能に装着され、偏光フィルタ回転部１３によって回転駆動される。偏光フィルタ１２は、偏光方向に直交する偏光成分の光を減衰し、それ以外の偏光成分の光を透過する。偏光フィルタ回転部１３は、回転駆動部として例えばステップモータを備え、制御部２０からの指示に従って偏光フィルタ１２を回転駆動する。
【００１４】
更にシステム構成を詳細に表したものが図２に示すブロック図である。２次元撮像部１１はCCDカメラやネットワークカメラ、高感度カメラ等を使用し、偏光フィルタ１２を介して監視領域１４を撮像する。２次元撮像部１１により撮像された画像は、映像信号として制御部２０へ送られる。制御部２０はメモリ（記憶装置）２１及び画像処理部２２からなり、２次元撮像部１１から映像信号として出力される画像を圧縮せずにそのままメモリ２１に記憶する。制御部２０は、監視領域１４内の対象物を判定するために予め一定時間あるいは指定時間の間、２次元撮像部１１が偏光フィルタ１２を介して撮像した可視光情報及び偏光情報を固有の基データとしてメモリ２１に蓄積する。このとき、偏光情報は偏光フィルタ１２の回転角度情報と対応付けて記憶される。なお、基データは一定時間毎、または画像に変化があった場合等に更新される。
【００１５】
制御部２０は、その後、監視処理に際して新たにメモリ２１に蓄積した可視光情報及び偏光情報を画像処理し特徴を抽出してメモリ２１に記憶し、予めメモリ２１に記憶した基データと比較することで、光の反射方向による物体の形状、強度による物体の組成（透過率の高さ）を判別し、対象物と類似した形状の誤検知や反射光・逆光による失報を防止する。
【００１６】
次に上記実施例１に係る侵入者検知システムの処理動作を説明する。
上記侵入者検知システムにより監視処理を実行する場合、予め監視領域１４に侵入者がいない正常な状態において、一定時間あるいは指定時間の間、偏光フィルタ１２を所定量ずつ回転させながら２次元撮像部１１により監視領域１４を撮像し、その映像信号及び偏光情報を制御部２０へ出力する。制御部２０は、２次元撮像部１１が撮像した可視光情報及び偏光情報を固有データ即ち基データとしてメモリ２１に蓄積する。
【００１７】
上記のように制御部２０のメモリ２１に基データを記憶させた後、図３に示すフローチャートに従って監視動作を実行する。
制御部２０は、２次元撮像部１１により監視領域１４の撮像を開始するが（ステップＳ１）、この際、偏光フィルタ１２を一定角度回転させ（Ｓ２）、２次元撮像部１１により撮像した可視光情報及び偏光情報を制御部２０のメモリ２１に記憶する（ステップＳ３）。次に上記２次元撮像部１１により撮像した可視光情報及び偏光情報を一定時間または指定時間取り込んだか否かを判定し（ステップＳ４）、情報の取り込みが一定時間または指定時間に達していなければ、ステップＳ１に戻って監視映像の取り込みを継続する。
【００１８】
そして、ステップＳ４で、２次元撮像部１１により新たに撮像した可視光情報及び偏光情報を一定時間または指定時間取り込んで制御部２０のメモリ２１に記憶したと判定されると、該メモリ２１に記憶した監視画像から対象物の特徴を抽出するために画像処理を行う（ステップＳ５）。この画像処理は、２次元撮像部１１により新たに撮像した可視光情報及び偏光情報をメモリ２１から順次読出し、予めメモリ２１に蓄積した基データと差分処理（ステップＳ５ａ）を行い、続いて２値化処理（ステップＳ５ｂ）を行って特徴量を抽出する。この画像処理により得た対象物の特徴量を処理画像に付加してメモリ２１に記憶する（ステップＳ６）。
【００１９】
続いて判定を行うために、メモリ２１から特徴量を付加した画像処理画像を読み出し（ステップＳ７）、侵入者の検出処理を行い（ステップＳ８）、特徴量の大きさから侵入者の有無を判定する（ステップＳ９）。即ち、抽出された特徴量が閾値以上であれば侵入者として検知し、アラーム処理を行い（ステップＳ１０）、監視者に侵入者の存在を報知する。
【００２０】
また、上記ステップＳ９において侵入者無しと判断された場合は、ステップＳ１１に進んで監視処理を続行するか否かを判断し、処理を続行する場合はステップＳ１に戻って上記した処理を繰り返し、処理を続行しない場合はそのまま処理を終了する。
上記実施例１に係る侵入者検知システムは、対象物の形状や組成を特定するために光の反射方向・強度の性質を利用している。例えばガラス等透過率の高いものは光の反射方向及び強度は数値が低く、人や自動車等の透過率の低いものに対しては固有の反射方向及び強度を得ることができる。この場合、偏光フィルタ１２を有する２次元撮像部１１を通じて受け取った偏光情報により、撮像された監視画像上から床・壁面に反射して映る像（影、映り込み等）を除去することができる。すなわち、上記偏光情報から光の反射方向による物体の形状、強度による物体の組成、（透過率の高さ）を判別でき、対象物体と類似した形状の誤検知や反射光・逆光による失報を防止することができる。
【００２１】
以下、具体的な例について説明する。
図４は（ａ）は２次元撮像部１１により撮像した通常画像例を示したもので、道路１上を通行人４が壁２に沿って通行する際、壁２の高さが通行人４より低く、その人影５が検知領域３内に入り込むような場合の処理を示している。検知領域３は基本的には地面であることから検知領域３における光９の反射方向及び強度は特徴量部分に対して一様、すなわち、人影５及びその周辺における光９の反射方向及び強度は一様になる。従って、人影５を可視光情報だけで判断した場合は特徴量が閾値より大きく、物体として検知されるが、可視光情報に偏光情報を加えて判断することにより、擬似３次元的に対象を捉えることが可能となり、図４（ｂ）に示すように検知領域３に生じた人影５は地面など平面に映った擬似物体であると認識でき、検知対象外とすることができる。
【００２２】
また、図５（ａ）は、夜間において、外灯７の明り（反射光）８によって検知領域３内への侵入者６が見えにくい状況の場合の通常画像例を示している。このように検知領域３内への侵入者６が外灯７の明り（反射光）８によって見えにくい状況であっても、基本的に光９の反射方向及び強度において、その特徴量部分には散乱性と強弱を生じる。従って、可視光情報及び偏光情報に基づいて侵入者６を検知することにより、図５（ｂ）の画像処理画像に示すように侵入者６の位置に確実に物体があると判定でき、可視光情報だけでは特徴として弱い対象であっても正確に検知することが可能となる。
【００２３】
上記実施例１によれば、偏光フィルタ１２を備えた監視カメラ１０により監視領域１４を予め撮像し、その撮像情報から得られる可視光情報及び偏光情報を基データとしてメモリ２１に記憶し、その後、監視時に上記監視カメラ１０により監視領域を新たに撮像して、その撮像情報から得られる可視光情報及び偏光情報と上記メモリ２１に予め記憶している基データと比較し、対象物体に当たる光の反射方向及び強度において、検知すべき対象の特徴のみを抽出することで、人影や映り込みを侵入者として誤検知することなく、監視領域１４への侵入者を的確に検知することができる。
【００２４】
なお、上記実施例１では、制御部２０に設けられた画像処理部２２は、差分処理及び２値化処理によって監視画像から対象物体の特徴量を抽出するようにしたが、その他の画像処理手段によって対象物体の特徴量を抽出するようにしてもよい。
【実施例２】
【００２５】
次に本発明の実施例２について説明する。
図６は本発明の実施例２に係る不審者検知システムの撮像画像例を示す図である。
実施例２に係る不審者検知システムにおける監視装置の構成は実施例１に示したものと同じであるので、詳細な説明は省略する。この実施例２においては、２次元撮像部１１により撮像されて制御部２０へ送られてくる可視光情報及び偏光情報に基づいて検知領域３における対象物体４１の動作観測または動作予測を行うことを特徴としている。
【００２６】
制御部２０は、図６に示すように検知した対象物体４１が４１ａ、４１ｂに示すように監視画像上を行ったり来たりしている、あるいは一定の位置に静止している等、監視画像上に一定時間映り込んでいる場合、不審者として判定する。
上記のように監視装置を人の動作観測として使用することで、その動作に基づいた予測を予め設定しておくことにより、人行動予測装置として利用することも可能である。
【００２７】
また、場合によっては道に迷っている人、あるいは怪我や何かに挟まって動けないでいる人（負傷者）等の要救助者を検知する用途に使用することも可能である。
通常、自然界の光はあらゆる方向を持っており、その中から実際の人に当たって反射する偏光成分と、鏡面反射光や影などの擬似物体による偏光成分を区別し、またはその一連の動作をデータベース化することで、人の特徴、動作を捉えることも可能である。すなわち、検知対象によって可視光情報及び偏光情報が異なるので、それらの情報の数値比較・閾値から特徴を抽出してメモリ２１に記憶し、対象物の固有情報をデータベース化することで、観測や予測といった分野に適用することが可能になる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
【符号の説明】
【００２９】
１…道路、２…壁、３…検知領域、４…通行人、５…人影、６…侵入者、７…外灯、８…外灯の明り（反射光）、９…光、１０…監視カメラ、１１…次元撮像部、１２…偏光フィルタ、１３…偏光フィルタ回転部、１４…監視領域、２０…制御部、２１…メモリ（記憶装置）、２２…画像処理部、３０…出力部、４１…対象物体。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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