(57)【要約】【課題】視覚障碍者を確実に検知する。【解決手段】視覚障碍者を検知するプログラムは、複数の画像に基づいて移動体の移動領域を検出する移動領域検出処理と、移動領域の中の白色領域を検出する白色領域検出処理と、白色領域の中から直線部分を抽出する直線部分抽出処理と、記直線部分の長さおよび角度を算出する算出処理と、直線部分の長さと角度に基づいて視覚障碍者を検知したことを表す検知信号を出力する検知信号出力処理とをコンピュータに実行させる。【選択図】図１
2019101510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視覚障碍者を検知するプログラムであって、
複数の画像に基づいて移動体の移動領域を検出する移動領域検出処理と、
前記移動領域の中の白色領域を検出する白色領域検出処理と、
前記白色領域の中から直線部分を抽出する直線部分抽出処理と、
前記直線部分の長さおよび角度を算出する算出処理と、
前記直線部分の長さと角度に基づいて視覚障碍者を検知したことを表す検知信号を出力する検知信号出力処理と、をコンピュータに実行させる視覚障碍者検知プログラム。
【請求項２】
請求項１に記載の視覚障碍者検知プログラムであって、
前記検知信号出力処理は，前記直線部分の長さが所定長さより長く、かつ、前記直線部分の角度が所定角度範囲であると判定した場合、前記検知信号を出力する、視覚障碍者検知プログラム。
【請求項３】
請求項２に記載の視覚障碍者検知プログラムであって、
前記視覚障碍者を検知する検知対象領域において、検知対象である前記視覚障碍者の動線方向を設定する動線方向設定処理をさらに有し、
設定された前記動線方向に基づいて前記所定角度範囲の下限値と上限値とが規定される、視覚障碍者検知プログラム。
【請求項４】
請求項３に記載の視覚障碍者検知プログラムであって、
前記検知信号出力処理は、第１の画像および第２の画像における画像横方向を基準方向として、前記基準方向から時計回りに前記動線方向がなす角度をθｒｅｆ、前記基準方向から時計回りに前記直線部分のなす角度をθｄｅｔとしたとき、θｄｅｔが式（１）を満足するとき前記検知信号を出力する視覚障碍者検知プログラム。
（θｒｅｆ／２）≦θｄｅｔ≦（９０＋θｒｅｆ／２）…（１）
【請求項５】
請求項３に記載の視覚障碍者検知プログラムであって、
視覚障碍者を検知する検知対象領域を入力して設定する検知対象領域設定処理と、
前記所定長さを入力して設定する長さ設定処理とをさらに含み、
前記検知対象領域が複数設定された場合、前記動線方向および前記所定長さは各検知対象領域ごとに設定される、視覚障碍者検知プログラム。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の視覚障碍者検知プログラムを実装する視覚障碍者検知装置と、
施設の入場ゲートを通過する入場者が撮像されるように設置される撮像装置と、
前記検知信号を受信して視覚障碍者の入場を報知する報知装置とを備える、視覚障碍者入場監視装置。
【請求項７】
請求項６に記載の視覚障碍者入場監視装置であって、
前記撮像装置は、複数の前記入場ゲートを撮像するように設置され、
前記撮像装置で撮像されるフレーム画像には、前記入場ゲートごとに、検知対象領域と、動線方向と、所定長さと、所定角度範囲とが設定される、視覚障碍者入場監視装置。
【請求項８】
請求項６に記載の視覚障碍者入場監視装置であって、
前記撮像装置は、その被写界に複数の前記入場ゲートを含むように１台のみ設置される、視覚障碍者入場監視装置。
【請求項９】
請求項６から８までのいずれか１項に記載の視覚障碍者入場監視装置において、
前記施設は駅であり、前記入場ゲートは改札口であり、
前記撮像装置は前記改札口を通過して前記駅の構内に入場する入場者を撮像する位置に設置され、
前記報知装置はさらに、検知した視覚障碍者に対する声がけを駅員もしくは乗客に促す情報を提示する、視覚障碍者入場監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚障碍者検知プログラムおよび視覚障碍者入場監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステレオカメラから得られる３次元距離情報に基づいて白杖使用者を検出するシステムが知られている（たとえば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６９１７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のシステムはステレオカメラを使用するシステムであり複雑で高価なシステムである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明の第１の態様による視覚障碍者検知プログラムは、複数の画像に基づいて移動体の移動領域を検出する移動領域検出処理と、前記移動領域の中の白色領域を検出する白色領域検出処理と、前記白色領域の中から直線部分を抽出する直線部分抽出処理と、前記直線部分の長さおよび角度を算出する算出処理と、前記直線部分の長さと角度に基づいて視覚障碍者を検知したことを表す検知信号を出力する検知信号出力処理とをコンピュータに実行させる。
（２）本発明の第２の態様による視覚障碍者検知プログラムは、第１の態様の視覚障碍者検知プログラムであって、前記検知信号出力処理は，前記直線部分の長さが所定長さより長く、かつ、前記直線部分の角度が所定角度範囲であると判定した場合、前記検知信号を出力する。
（３）本発明の第３の態様による視覚障碍者検知プログラムは、第２の態様の視覚障碍者検知プログラムであって、前記視覚障碍者を検知する検知対象領域において、検知対象である前記視覚障碍者の動線方向を設定する動線方向設定処理をさらに有し、設定された前記動線方向に基づいて前記所定角度範囲の下限値と上限値とが規定される。
（４）本発明の第４の態様による視覚障碍者検知プログラムは、第３の態様の視覚障碍者検知プログラムであって、前記検知信号出力処理は、第１の画像および第２の画像における画像横方向を基準方向として、前記基準方向から時計回りに前記動線方向がなす角度をθｒｅｆ、前記基準方向から時計回りに前記直線部分のなす角度をθｄｅｔとしたとき、θｄｅｔが、（θｒｅｆ／２）≦θｄｅｔ≦（９０＋θｒｅｆ／２）を満足するとき前記検知信号を出力する。
（５）本発明の第５の態様による視覚障碍者検知プログラムは、第３の態様の視覚障碍者検知プログラムであって、視覚障碍者を検知する検知対象領域を入力して設定する検知対象領域設定処理と、前記所定長さを入力して設定する長さ設定処理とをさらに含み、前記検知対象領域が複数設定された場合、前記動線方向および前記所定長さは各検知対象領域ごとに設定される。
（６）本発明の第６の態様による視覚障碍者入場者監視装置は、第１から第５のいずれかの態様の視覚障碍者検知プログラムを実装する視覚障碍者検知装置と、施設の入場ゲートを通過する入場者が撮像されるように設置される撮像装置と、前記検知信号を受信して視覚障碍者の入場を報知する報知装置とを備える。
（７）本発明の第７の態様による視覚障碍者入場者監視装置は、第６の視覚障碍者入場監視装置であって、前記撮像装置は、複数の前記入場ゲートを撮像するように設置され、
前記撮像装置で撮像されるフレーム画像には、前記入場ゲートごとに、検知対象領域と、動線方向と所定長さと、所定角度範囲とが設定される。
（８）本発明の第８の態様による視覚障碍者入場者監視装置は、第６の態様の視覚障碍者入場監視装置であって、前記撮像装置は、その被写界に複数の前記入場ゲートを含むように１台のみ設置される。
（９）本発明の第９の態様による視覚障碍者入場者監視装置は、第６から第８のいずれかの態様の視覚障碍者入場監視装置において、前記施設は駅であり、前記入場ゲートは改札口であり、前記撮像装置は前記改札口を通過して前記駅の構内に入場する入場者を撮像する位置に設置され、前記報知装置はさらに、検知した視覚障碍者に対する声がけを駅員もしくは乗客に促す情報を提示する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、簡素化したアルゴリズムで白杖を検出することができるので、廉価な視覚障碍者検知プログラムおよび視覚障碍者入場監視を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施の形態の視覚障碍者入場監視装置を説明するブロック図である。
【図２】第１のフレーム画像の一例を示す図である。
【図３】第２のフレーム画像の一例を示す図である。
【図４】検出された白杖の２値化画像を示す図である。
【図５】撮像画面の左から右に向かう方向に視覚障碍者が歩く場合に白杖が含まれる角度範囲を説明する図である。
【図６】撮像画面の右から左に向かう方向に視覚障碍者が歩く場合に白杖が含まれる角度範囲を説明する図である。
【図７】撮像画面の奥側から手前側に向かう方向に視覚障碍者が歩く場合に白杖が含まれる角度範囲を説明する図である。
【図８】視覚障碍者検知プログラムで実行される処理を説明するフローチャートである。
【図９】視覚障碍者検知プログラムの提供の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照しながら、実施の形態による視覚障碍者入場監視装置（以下、単に監視装置とも記載する）について説明する。本実施の形態による視覚障碍者入場監視装置は、例えば、駅の自動改札装置の近くに設置された監視カメラにより監視領域を撮像して得た画像の画像データを入力し、白杖を持った視覚障碍者（以下、単に視覚障碍者とも呼ぶ）が自動改札装置を通過することを検知するために用いる。
【０００９】
図１は本実施の形態による視覚障碍者検知プログラムを実装して成る視覚障碍者検知装置を備える視覚障碍者入場監視装置の構成の一例を示す図である。視覚障碍者入場監視装置１００は、監視領域を撮像する撮像装置（以下、監視カメラと呼ぶ）１２０と、白杖を持って歩く視覚障碍者を検知する視覚障碍者検知装置１３０と、視覚障碍者が検知されたことを報知する報知装置１５０とを備える。
【００１０】
視覚障碍者検知装置１３０は、監視カメラ１２０で得た監視領域（以下、検知領域とも呼ぶ）の動画画像をインターフェイス１２５を介して受信し、この画像に基づいて白杖を持って歩く視覚障碍者、具体的には移動する白杖を検知する。視覚障碍者検知装置１３０は、キーボードやタッチパネルなどの操作入力部１３１、監視カメラ１２０で得た監視領域の画像に対して各種処理を施す画像処理部１３２、画像データなどを記憶する記憶部（メモリ）１３３、画像処理後の画像データに基づいて白杖判定演算などを行う演算部１３４、白杖演算などに用いられる判定条件などの設定パラメータが記憶される条件設定部１３５および、視覚障碍者検知信号を生成する信号処理部１３６を備える。
【００１１】
監視カメラ１２０は、たとえば６０フレーム／秒のフレームレートで動画撮影が可能なカメラである。視覚障碍者検知装置１３０は、プロセッサを搭載した処理装置であり、施設の管理センタに設置されたコンピュータである。操作入力部１３１は、演算処理で必要な判定条件などを入力する、視覚障碍者検知装置１３０は、視覚障碍者を検知すると信号生成部１３６で生成された信号（以下、検知信号とも呼ぶ）をインターフェイス（Ｉ/Ｆ）１５５を介して報知装置１５０に出力する。報知装置１５０は施設管理センタの表示装置やスピーカであり、これらの機器から文字情報や音声情報として視覚障碍者の入場を報知する。
【００１２】
画像処理部１３２は、画像データの生成、圧縮、二値化等の処理を行う。記憶部１３３は、画像データやその他の各種データを記憶する。演算部１３４は、輝度情報の演算、複数の画像データ間の差分や、直線部分と認識された白色領域の長さおよび角度の演算等を行う。操作入力部１３１は、検知対象領域の大きさおよび位置、白色領域検出の感度等を入力し、条件設定部１３６にはこれらの設定条件（データ）が格納される。検知対象領域は監視カメラ１２０から入力するフレーム画像の範囲内において１個だけ設定してもよいし、複数設定してもよい。
【００１３】
視覚障碍者検知装置１３０による視覚障碍者検知の一連の処理について説明する。これらの処理は、監視装置１００を構成する障碍者検知装置１３０が記憶部１３３に予め記憶された視覚障碍者検知プログラムを実行することにより行われる。
【００１４】
（画像取得・圧縮演算）
監視カメラ１２０が撮像した動画は視覚障碍者検知装置１３０に入力される。視覚障碍者検知装置１３０が受信した動画像信号は記憶部１３３の原画像記憶領域に記憶される。実施の形態の視覚障碍者検知装置１３０では、原画像記憶領域に記憶された動画像信号の中からリアルタイムに時系列で並ぶ複数のフレーム画像（静止画）を選択し、これら複数のフレーム画像に基づいて視覚障碍者を検知する。
以下の説明では、新旧２枚のフレーム画像を第１および第２のフレーム画像として記憶部１３３から読み出し、視覚障碍者検知処理が実行される。
【００１５】
図２は第１のフレーム画像を示す。第１のフレーム画像２００は、白杖２０１を使用して歩く視覚障碍者２０２が含まれている状態を一例として示す。第１のフレーム画像２００の画像データは、画像処理部１３３にて圧縮されて記憶部１３３のバッファ領域に格納される。記憶部１３３のバッファ領域は、２フレーム分の圧縮画像データの容量をキュー（先入れ先出しの構成）で記憶することができる。
【００１６】
画像２００に対して、条件設定部１３５の設定データにより、視覚障碍者の移動を検知しようとする方向に基づいて検知方向（動線方向）Ｄが設定される。画像２００には、条件設定部１３５の設定データにより、視覚障碍者を検知する領域である検知対象エリア２０３を予め設定することができる。検知対象領域２０３は、図２では画像内の左半分の領域であるが、全画像領域を検知対象領域２０３として設定することもできる。検知対象領域の設定処理は省略することも可能である。検知方向Ｄは検知対象領域２０３の設定位置およびその範囲等に基づいて設定される。
【００１７】
画像２００に検知対象領域２０３が設定された場合には、画像処理部１３２は、検知対象領域２０３に対応した領域の画像データのみを圧縮して圧縮画像データを生成してもよい。圧縮対象画像の画素数は、例えば、圧縮対象となる画像のアスペクト比が１６：９の場合には、４８０×２７０画素に、また、アスペクト比が４：３の場合には、３２０×２４０画素に圧縮（トランスコード）される。
なお、検知対象領域２０３の画像を圧縮せずに以後の処理を行ってもよい。
【００１８】
第１のフレーム画像に続いて第２のフレーム画像が選択される。
第２のフレーム画像の処理について説明する。ここで第２のフレームは、第１のフレームの直後のフレームであってもよいし、あるいは、数フレーム後のフレームであってもよい。本実施の形態では、新旧２つの画像データの差分処理を行って動体領域の抽出を行うので、第２のフレーム画像とは、先の画像データに対して差分演算を行う新しいフレーム画像である。
【００１９】
図３は、第２のフレーム画像３００を示す。画像３００は、一例として、第１のフレーム画像２００を撮像した時点からの時間経過により、白杖を使用して歩く視覚障碍者が手前に接近している様子を示している。画像３００に対しても、検知対象領域２０３に設定された検知方向と共通の検知方向Ｄが検知対象領域３０３に設定される。検知方向Ｄは後述する図７のように設定する。第２のフレーム画像３００の画像データも第１フレーム画像と同様、画像処理部１３３にて圧縮されたデータであり、記憶部１３３のバッファ領域に格納される。
【００２０】
以上のようにして監視カメラ１２０で撮像された動画像から生成された第１および第２圧縮画像データが記憶部１３３に格納される。以下、記憶部１３３のバッファ領域に、画像２００に設定された検知対象領域２０３の領域に対応した画像データを圧縮した第１圧縮画像データと、画像３００に設定された検知対象領域３０３の領域に対応した画像データを圧縮した第２圧縮画像データとが格納された場合を例として、白杖検知処理について説明を行う。
【００２１】
（輝度演算）
演算部１３４は、記憶部１３３のバッファ領域に格納された第１圧縮画像データと第２圧縮画像データのそれぞれについて、画素ごとの輝度データを算出する。輝度データは、既知の離散コサイン変換を用いて取得することができる。これにより、第１圧縮画像データから第１輝度データ、第２圧縮画像データから第２輝度データが算出される。
【００２２】
（差分演算・移動領域演算）
演算部１３４は、第１圧縮画像データおよび第２圧縮画像データの互いに対応する画素ごとに、第１輝度データと第２輝度データとの差分を算出する。演算部１３４は、算出された輝度データの差分が所定の値より大きい画素を抽出し、それらの画像が連続して形成する領域（以下、差分領域）の画素数が、所定の画素数より多いかどうか判定する。すなわち、輝度変化が所定より大きい領域が、所定の面積より大きいかどうかを判定する。輝度データの差分が所定の値より大きい差分領域の画素数が所定の画素数より多いと判定された場合、演算部１３５は、被写体が移動したと判定する。具体的には、被写体が移動したかどうかの判定は、例えば次に記載する手順により行う。
【００２３】
第１圧縮画像データおよび第２圧縮画像データの各画素の輝度データ（輝度値）は、０〜２５５の２５６階調の量子化数値で表される。条件設定部１３５は、第１圧縮画像データおよび第２圧縮画像データの互いに対応する画素について、これらの輝度データが変化したと判定する感度、すなわち輝度データの差分に対応する量子化数値を設定値（例えば５０）として設定しておく。演算部１３５は、この設定値より大きな差分の画素が所定の数より多く連続している領域を移動領域であると判定する。
なお、条件設定部１３５は、輝度データが変化したかどうか判定するための感度（差分の量子化数値）を、監視装置１００により視覚障碍者の検知を行う環境（例えば、明るさや色温度等）に基づいて、１から２５５に設定できる。
【００２４】
（白色抽出演算）
演算部１３４により判定された移動領域に対して、以下に説明する白色領域抽出処理を行う。演算部１３４は、第２圧縮画像データにおける輝度変化が所定より大きい領域として判定された移動領域の画像から白色に相当する白色領域を抽出する。白色領域を抽出するための具体的な手順について、次に説明する。
演算部１３４は、第２圧縮画像データにおける差分領域の各画素について、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）のそれぞれ輝度データの量子化数値が所定の範囲の画素を選択して、これらを白色の画素と判定する。例えば、演算部１３４は、輝度変化があったと判定した差分領域の画素のＲ、Ｇ，Ｂそれぞれの輝度データの量子化数値が、２４ビットＲＧＢ基準で白色基準閾値２００以上であり、かつ、２４ビットＲＧＢ基準でそれぞれの量子化数値の許容範囲が０以内であれば、白色の画素であると判定する。
【００２５】
なお、条件設定部１３５は、白色の画素と判定するための輝度データの条件を監視装置１００の使用環境（例えば、明るさや色温度等）の条件に基づいて適宜設定することができる。
【００２６】
（２値化演算）
画像処理部１３２は、第２圧縮画像データについて、白色であると判定された画素とそれ以外の画素について二値化処理を行って二値化画像を生成する。生成した二値化画像を図４に示す。さらに、演算部１３４は、二値化画像の白色領域において直線状に延びる部分である直線部分３０１を取得し、その長さおよび傾き（角度）を算出する。直線部分を取得して、その長さと傾きを求める演算は、既知のハフ変換を用いて行うことができる。
【００２７】
（白杖検出演算）
演算部１３４は、取得された直線部分の長さが所定の長さより長いかどうか判定する。また、演算部１３４は、直線部分の傾きが所定角度範囲内であるかどうかを判定する。直線部分の長さが所定の長さより長く、かつ、その傾きが所定角度範囲内である場合に、演算部１３４は、二値化画像における白色の領域は視覚障碍者が使用する白杖に対応したものであると判定する。すなわち、二値化画像における白色領域の直線部分の長さおよび角度が所定の条件を満たした場合に、演算部１３４は、二値化画像における白色の領域は視覚障碍者が使用する白杖に対応したものであると判定する。
【００２８】
ここで、所定の長さとは、二値化画像における白色領域の直線部分の長さが、視覚障碍者が使用する白杖に相当する長さに合致するかどうか判定するための基準となる長さである。視覚障碍者の検知が行われる環境や白杖の新製品開発の情報等に基づいて、条件設定部１３５により、所定の長さを種々に設定することが可能である。なお、直線部分の長さと傾きの判定は、どちらを先に行ってもよく、また、同時に行ってもよい。
【００２９】
上述したように、所定の長さは市販されている白杖の長さに基づいて設定されるが、監視カメラ１２０の取付角度、光学性能などに応じて適宜設定される。白杖の長さ、監視領域に対する監視カメラの光軸の方向、監視カメラの倍率、焦点距離などの光学性能を入力すると自動的に所定の長さを設定する仕様とすると使い勝手が向上する。
なお、この所定長さは画像内の画素数として規定される。
【００３０】
演算部１３４が、二値化画像における白色の領域は視覚障碍者が持つ白杖に対応したものであると判定した場合、演算部１３４は、白杖と判定したとして検知回数の計数（カウント）を行う。上記の一連の処理を繰り返し実行した結果、演算部１３４による白杖検知回数が所定回数に達した場合、信号生成部１３６で視覚障碍者検知信号を生成し、インターフェイス１５５を介して報知装置１５０に出力する。
【００３１】
所定回数は、例えば５に設定できる。すなわち、５フレーム分の画像において白杖を検出した場合に、視覚障碍者検知装置１３０から視覚障碍者検知信号を出力する。条件設定部１３５は、監視装置１００を使用する環境等に基づいて、上記の所定回数を種々に設定することができる。操作入力部１３１に対して使用者が動作終了の入力を行うまで、上記の処理が繰り返し実行される。
【００３２】
演算部１３４による白杖判定処理において、対象となる画像データから白杖が検出されなかった場合には、記憶部１３３のバッファから第１圧縮画像データを破棄し、バッファにおいて、第１圧縮画像データが記憶されていた領域には、第２圧縮画像データを第１圧縮画像データとして移す。また、バッファにおいて、第２圧縮画像データが記憶されていた領域には、新たに第３のフレーム画像に対応する圧縮画像データが新たな第２圧縮画像データとして格納される。
【００３３】
（直線部分の傾き判定）
演算部１３４が、直線部分の傾きが所定角度範囲にあるかどうかを判定するための具体的な手順の一例について説明する。
直線部分の傾きが所定角度範囲であるかどうかの判定は、演算部１３４により、予め設定した検知方向Ｄに基づいて算出した角度範囲に基づいて行われる。第２画像における上下のラインに平行な方向、すなわち画像の横方向を基準方向として、この基準方向から時計回りに検知方向Ｄがなす角をθｒｅｆ、この基準方向から時計回りに直線部分の傾きがなす角をθｄｅｔとしたとき、θｄｅｔが式（１）を満足する場合、二値化画像における白色の領域は視覚障碍者が使用する白杖に対応したものであると判定する。
（θｒｅｆ／２）≦θｄｅｔ≦（９０＋θｒｅｆ／２）…（１）
【００３４】
（検知方向と所定角度範囲）
具体的に、三種類の検知方向Ｄについて、上記の白杖の判定処理を図５〜７に沿って説明する。なお、この判定は二値化画像に基づいて行われ、図５〜７は本来は二値化画像を示すが、理解を容易にするために、図５〜７には視覚障碍者も表示している。
【００３５】
直線部分の長さが所定の長さより長い場合について説明する。
検知方向Ｄを図２に示す画像２００において画面の左から右に向かう方向に設定した場合について図５に示す。この場合、基準方向から時計回りに検知方向Ｄがなす角であるθｒｅｆは、θｒｅｆ＝０°である。従って、基準方向から時計回りに直線部分の傾きがなす角をθｄｅｔが、式（１）により
０°≦θｄｅｔ≦９０°
を満たす場合には、すなわち、直線部分の傾きが０°以上９０°以下の角度範囲にある場合、二値化画像における白色の領域は白杖であると判定する。
【００３６】
検知方向Ｄを図２に示す画像２００において画面の右から左に向かう方向に設定した場合について図６に示す。この場合、基準方向から時計回りに検知方向Ｄがなす角であるθｒｅｆは、θｒｅｆ＝１８０°である。従って、基準方向から時計回りに直線部分の傾きがなす角をθｄｅｔが、式（１）により
９０°≦θｄｅｔ≦１８０°
を満たす場合には、すなわち、直線部分の傾きが９０°以上１８０°以下の角度範囲にある場合、二値化画像における白色の領域は白杖であると判定する。
【００３７】
検知方向Ｄを図２に示す画像２００において画面の奥から手前に向かう方向に設定した場合について図７に示す。この場合、基準方向から時計回りに検知方向Ｄがなす角であるθｒｅｆは、θｒｅｆ＝９０°である。従って、基準方向から時計回りに直線部分の傾きがなす角をθｄｅｔが、式（１）により
４５°≦θｄｅｔ≦１３５°
を満たす場合には、すなわち、直線部分の傾きが４５°以上１３５°以下の角度範囲にある場合、二値化画像における白色の領域は白杖であると判定する。
【００３８】
図５と図６は、改札口を側方から監視するように監視カメラを設置した場合、図７は改札口を駅構内の内側から監視するように監視カメラを設置した場合である。
【００３９】
検知対象領域は一つの画像に複数設定することも可能である。１つの画像に複数の検知対象領域を設定する場合、検知方向はそれぞれの検知対象領域に適当な方向に設定することができる。また、直線部分の長さおよび傾きをそれぞれ判定するための所定長さおよび所定角度範囲についても、それぞれの検知対象領域に適当な値に設定することができる。
なお、検知対象領域は視覚障碍者が施設の入場ゲート、たとえば駅の改札口を通過するまでの領域を含むように設定される。
【００４０】
（初期設定処理）
実施の形態の視覚障碍者検知装置１３０を使用する際、初期設定処理が必要である。この初期設定処理では、検知対象領域設定処理と、動線方向設定処理と、所定長さや輝度差などの各種閾値設定処理とを行う。
【００４１】
検知対象領域設定処理は、視覚障碍者の移動を検知しようとする検知対象領域の設定データを操作入力部１３１から入力して条件設定部１３５に設定する処理である。たとえば、監視カメラ１２０の画像の改札口の入口と出口を含む大きさの矩形枠を画面上で規定して設定する。
【００４２】
動線方向設定処理は、視覚障碍者を検知する矩形の検知対象領域において、検知対象である視覚障碍者の動線方向の設定データを操作入力部１３１から入力して条件設定部１３５に設定する処理である。これも、監視カメラ１２０の画像の改札口の入口と出口を結ぶ直線を表示画面上で規定して設定する。
【００４３】
実施の形態では、比較される２画像の輝度データの差分が所定の閾値より大きい画素群の領域を移動領域とするが、その輝度差の閾値も初期設定処理にて操作入力部１３１から入力されて条件設定部１３５に設定される。移動領域内から白色領域を検知する際の量子化数値範囲も初期設定処理にて操作入力部１３１から入力されて条件設定部１３５に設定される。量子化数値範囲とは上述した白色基準閾値と白許容範囲で規定される。
【００４４】
実施の形態では、移動領域中の白色領域から直線部分を抽出し、直線部分の長さが所定の閾値を超えたときに、白杖に相当する直線部分であると認識する。この長さの閾値も、初期設定処理にて操作入力部１３１から入力されて条件設定部１３５に設定される。この所定長さの閾値は、たとえば、１〜５００の５００段階、たとえば画像の画素数で設定する。
実施の形態では、白杖が検知された回数が所定の閾値を超えたときに、すなわち、白杖が複数回正しく検知されたときに信号生成部１３６で視覚障碍者検知信号を生成して出力する。この回数閾値も初期設定処理にて操作入力部１３１から入力されて条件設定部１３５に設定される。この回数閾値は、たとえば、１〜１０の１０段階で設定する。
【００４５】
以上の閾値や許容範囲は、たとえば、それぞれの設定データごとにスライドバースイッチを表示し、このバーを画面上で移動させて入力することができる。
【００４６】
（視覚障碍者検知処理手順）
図８に示すフローチャートを参照して、視覚障碍者検知の処理について説明する。図８に示す処理は記憶部１３３に予め格納した視覚障碍者検知プログラムを実行して行われる。
【００４７】
ステップＳ１では、カメラが撮像した第１のフレーム画像が記憶部１３３に取り込まれ、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、条件設定部１３５に設定されている設定情報に基づき、視覚障碍者の移動を検知しようとする検知対象領域が設定され、ステップＳ３に進む。
【００４８】
ステップＳ３では、画像処理部１３２により、設定された検知対象領域に対応する画像データを圧縮して第１圧縮画像データが生成され、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、第１圧縮画像データがバッファに格納され、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、カメラが撮像した第２のフレーム画像が記憶部１３３に取り込まれ、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、条件設定部１３５に設定されている設定情報に基づき、視覚障碍者の移動を検知しようとする検知対象領域が設定され、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、画像処理部１３２により、設定された検知対象領域に対応する画像データを圧縮して第２圧縮画像データが生成され、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、第２圧縮画像データがバッファに格納され、ステップＳ９に進む。
なお、記憶部１３３に第１および第２圧縮画像データを格納する手順は一例である。
【００４９】
ステップＳ９では、演算部１３４により、第１圧縮画像データと第２圧縮画像データのそれぞれについて、画素ごとの輝度データが算出され、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、演算部１３４により、第１圧縮画像データおよび第２圧縮画像データの互いに対応する画素ごとに、第１輝度データと第２輝度データの差分が算出され、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、演算部１３４により、算出された輝度データの差分が所定の値より大きい画素が連続して成る差分領域の画素の数が所定の画素数より多いかどうか判定される。算出された輝度データの差分が所定の値より大きい差分領域の画素の数が所定の画素数より多い場合、ステップＳ１１は肯定判定されてステップＳ１２に進む。算出された輝度データの差分が所定の値より大きい画素の数が所定の画素数より多くない場合、ステップＳ１１は否定判定されてステップＳ１に戻る。
【００５０】
ステップＳ１２では、演算部１３４により、第２圧縮画像データにおける移動領域から白色に相当する白色領域を抽出し、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、画像処理部１３２により、第２圧縮画像データの二値化画像が生成され、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、演算部１３４により、二値化画像の白色領域において直線状に延びる部分である直線部分が取得され、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、演算部１３４により、取得された直線部分の長さが所定の長さより長いかどうか判定される。取得された直線部分の長さが所定の長さより長いと判定された場合、ステップＳ１５は肯定判定されてステップＳ１６に進む。取得された直線部分の長さが所定の長さより長くないと判断された場合、ステップＳ１５は否定判定され、ステップＳ２２でバッファのデータ入れ換え処理を行った後にステップＳ１に戻る。ステップＳ１６では、演算部１３４により、取得された直線部分の傾きが所定角度範囲であるかどうか判定される。取得された直線部分の傾きが所定角度範囲であると判定された場合、ステップＳ１６は肯定判定されてステップＳ１７に進む。取得された直線部分の傾きが所定角度範囲ではないと判定された場合、ステップＳ１６は否定判定され、ステップＳ２２でバッファのデータ入れ換え処理を行った後にステップＳ１に戻る。
【００５１】
ステップＳ１７では、演算部１３４により、二値化画像における白色の領域は視覚障碍者が使用する白杖に対応したものであると判定して計数を行い、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、演算部１３４により、白杖に対応したものであると判定した計数結果が所定数に達したかどうか判定する。計数結果が所定数に達したと判定された場合、ステップＳ１８は肯定判定され、ステップＳ１９に進む。計数結果が所定数に達していないと判定された場合、ステップＳ１８は否定判定され、ステップＳ２２でバッファのデータ入れ換え処理を行った後にステップＳ１に戻る。ステップＳ１９では、信号生成部１３６で障碍者検知信号を生成してインターフェイス１５５を介して障碍者検知信号が報知装置１５０に出力される。そしてステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、バッファ領域のデータが入れ換えられ、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、演算部１３４により、操作入力部１３１に動作終了の入力が行われたかどうか判定される。動作終了の入力が行われたと判定された場合、ステップＳ２１は肯定判定され、処理を終了する。動作終了の入力が行われていないと判定された場合、ステップＳ２１は肯定判定され、ステップＳ１に戻る。
【００５２】
図８の視覚障碍者を検知するプログラムは、複数の画像に基づいて移動体の移動領域を検出する移動領域検出処理（ステップＳ１０、Ｓ１１）と、移動領域の中の白色領域を検出する白色領域検出処理（ステップＳ１２）と、白色領域の中から直線部分を抽出する直線部分抽出処理（ステップＳ１４）と、直線部分の長さおよび角度を算出する算出処理（ステップＳ１５、Ｓ１６）と、直線部分の長さと角度に基づいて視覚障碍者を検知したことを表す検知信号を出力する検知信号出力処理（ステップＳ１７〜Ｓ１９）とをコンピュータに実行させる。
【００５３】
視覚障碍者検知プログラムの検知信号出力処理は，直線部分の長さが所定長さより長く（ステップＳ１５がＹＥＳ）、かつ、前記直線部分の角度が所定角度範囲である（ステップＳ１６がＹＥＳ）と判定し、直線部分の長さが所定長さより長く、かつ、直線部分の角度が所定角度範囲である２条件の成立が所定回転数以上検出されたとき（ステップＳ１８がＹＥＳ）、検知信号を出力する（ステップＳ１９）。
なお、直線部分の長さが所定長さより長く、かつ、直線部分の角度が所定角度範囲である２条件が１度成立したら視覚障碍者検知と判定して検知信号を出力してもよい。
【００５４】
視覚障碍者検知プログラムは、視覚障碍者を検知する検知対象領域において、検知対象である視覚障碍者の動線方向を設定する動線方向設定処理をさらに有し、設定された動線方向に基づいて角度範囲の下限値と上限値とが規定される。
視覚障碍者検知プログラムの検知信号出力処理は、第１画像および第２画像における画像横方向を基準方向として、基準方向から時計回りに動線方向がなす角度をθｒｅｆ、基準方向から時計回りに直線部分のなす角度をθｄｅｔとしたとき、θｄｅｔが、（θｒｅｆ／２）≦θｄｅｔ≦（９０＋θｒｅｆ／２）を満足するとき検知信号を出力する。
【００５５】
視覚障碍者検知プログラムは、視覚障碍者を検知する検知対象領域を入力して設定する検知対象領域設定処理と、所定長さを入力して設定する長さ設定処理とをさらに含み、検知対象領域が複数設定された場合、動線方向および所定長さは各検知対象領域ごとに設定される。
【００５６】
本実施の形態の視覚障碍者の検知を実現するためのプログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された、上記の視覚障碍者の検知に関するプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行させてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリカード等の可搬型記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。
【００５７】
また、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと呼ぶ）等に適用する場合、上述した制御に関するプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体やインターネット等のデータ信号を通じて提供することができる。図９はその様子を示す図である。ＰＣ９５０は、ＣＤ−ＲＯＭ９５３を介してプログラムの提供を受ける。また、ＰＣ９５０は通信回線９５１との接続機能を有する。コンピュータ９５２は上記プログラムを提供するサーバーコンピュータであり、ハードディスク等の記録媒体にプログラムを格納する。通信回線９５１は、インターネット、ＰＣ通信などの通信回線、あるいは専用通信回線などである。コンピュータ９５２はハードディスクを使用してプログラムを読み出し、通信回線９５１を介してプログラムをＰＣ９５０に送信する。すなわち、プログラムをデータ信号として搬送波により搬送して、通信回線９５１を介して送信する。このように、プログラムは、記録媒体や搬送波などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給できる。
【００５８】
上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）視覚障碍者検知プログラムは、簡素化したアルゴリズムで白杖を検出することができるので、廉価な視覚障碍者検知プログラムおよび視覚障碍者入場監視を提供できる。
（２）視覚障碍者検知プログラムは、取得した複数の画像に基づいて移動体の移動領域を検出し、移動領域から白色領域を検出し、白色領域の直線部分について、その長さが所定長さより長く、かつ、その傾きが所定角度範囲であると判定した場合、視覚障碍者を検知したことを表す検知信号を出力するようにコンピュータに実行させる。これにより、視覚障碍者の白杖を確実に検知して、視覚障碍者へ声がけ等の適切な対応をするための信号を出力することができる。
【００５９】
（３）視覚障碍者検知プログラムは、視覚障碍者検知対象画像において、視覚障碍者の移動を検知するための検知方向（動線方向）を設定することができる。設定した検知方向に基づいて、白色領域の直線部分が白杖であると判定するための所定長さや所定角度範囲をより適切に設定することができる。
【００６０】
（４）視覚障碍者検知プログラムは、視覚障碍者検知対象画像において、複数の検知対象領域を設定することが可能で、複数の検知対象領域が設定された場合には、それぞれの検知対象領域に適した検知方向および所定長さを設定することができる。これにより、より確実に視覚障碍者を検知することが可能である。
【００６１】
（５）第１の実施の形態の視覚障碍者検知プログラムを実装した視覚障碍者検知装置を備えた視覚障碍者入場監視装置は、施設の入場ゲートを通過する来場者が撮像画面に含まれるように撮像された画像を用いる。このため、施設の入場ゲートから入場しようとする視覚障碍者を確実に検知でき、声がけ等の適切な対応を行うことができる。特に、鉄道の駅の改札口のように、入場した視覚障碍者が誤って危険な場所に近づいてしまう恐れのあるような施設で、声がけ等の適切な対応を行うことができる。
【００６２】
（変形例１）
上記の実施の形態においては、第２圧縮画像を用いて、その白色領域を抽出して二値化し、その直線状の白色部分の長さと傾きとから白杖かどうかを判定し、白杖と判定された場合に計数を行った（ステップＳ１２〜ステップＳ１７）。しかし、これらの一連の処理は、第１圧縮画像を用いて行ってもよいし、あるいは、第２圧縮画像と第１圧縮画像の両方を用いて行ってもよい。
【００６３】
（変形例２）
上記の実施の形態においては、式（１）に基づいて、白杖として認識された直線部分の角度が所定角度範囲に含まれているかを判定した。しかしながら、動線方向と所定角度範囲をＬＵＴ（ルックアップテーブル）として予め条件設定部１３５に設定し、初期設定処理で決定した動線方向からＬＵＴを参照して所定角度範囲を決定してもよい。
【００６４】
（変形例３）
視覚障碍者検知装置１３０は、監視カメラ１２０と有線もしくは無線によるネットワークで接続された駅構内の管理事務室内のコンピュータ、あるいは、鉄道事業者の鉄道集中管理室内のコンピュータである。あるいは、監視カメラ１２０と無線によるネットワークで接続された駅係員のモバイル端末でもよい。前者の場合、視覚障碍者検知プログラムはコンピュータに実装され、操作入力部１３１はコンピュータのキーボードであり、報知装置１５０はコンピュータのモニタやスピーカである。管理事務室内のコンピュータに視覚障碍者入場の検知が報知されたとき、そのコンピュータを管理運用する者、あるいはその者から通報された駅係員が改札口で視覚障碍者に声がけを行う。鉄道事業者の鉄道集中管理室内のコンピュータで視覚障碍者入場の検知が報知されたときは、そのコンピュータに事前登録された駅構内のコンピュータやモバイル端末に視覚障碍者入場の報知信号を送信する。
あるいは、改札口近傍に設置した放送設備や電光掲示板から視覚障碍者入場を報知するようにしてもよい。視覚障碍者の入場情報と共に、視覚障碍者に対する声がけを駅員もしくは周囲の乗客に促す情報を提示するようにすると更によい。
【００６５】
後者の場合、視覚障碍者検知プログラムは駅係員が持つモバイル端末に実装され、操作入力部１３１はモバイル端末画面のタッチパネルであり、報知装置１５０はモバイル端末画面や内蔵されたスピーカである。複数の駅係員のモバイル端末に視覚障碍者検知プログラムを実装しておけば、視覚障碍者の入場の報知を受信したいずれかの駅係員が改札口で視覚障碍者に声がけすることが可能となる。
駅係員のモバイル端末には、視覚障碍者の入場情報と共に、視覚障碍者に対する声がけを駅員に促す情報を提示するようにすると更によい。
【００６６】
（変形例４）
上述した一例では、駅の改札口を通過する視覚障碍者を検知する装置として説明した。しかし、本発明による視覚障碍者検知装置、検知プログラムを、駅以外の空港、ホール、劇場、宿泊施設、商業施設などの種々の施設へ入場、退場する視覚障碍者検知に利用することもできる。
【００６７】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
１００…視覚障碍者入場監視装置
１２０…撮像装置
１３０…視覚障碍者検知装置
１３１…操作入力部
１３２…画像処理部
１３３…記憶部
１３４…演算部
１３５…条件設定部
１３６…信号生成部
１５０…報知装置
２００、３００…画像
２０１、３０１…白杖
【図１】
2019101510.tif 000003
【図２】
2019101510.tif 000004
【図３】
2019101510.tif 000005
【図４】
2019101510.tif 000006
【図５】
2019101510.tif 000007
【図６】
2019101510.tif 000008
【図７】
2019101510.tif 000009
【図８】
2019101510.tif 000010
【図９】
2019101510.tif 000011