(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像フレームを取得する撮像部と、
動体検知装置と、
を備え、
前記動体検知装置は、
複数の前記画像フレームのうち、第一の画像フレームと、該第一の画像フレームより前に取得された第二の画像フレームとの輝度の差分の絶対値が予め定められた第一閾値以上の画素をＯＮ画素として二値化した二値化フレームを求め、
複数の前記二値化フレームのうち、前記第一の画像フレーム及び前記第二の画像フレームにより求めた第一の二値化フレームと、前記第二の画像フレーム及び前記第二の画像フレームより前に取得された第三の画像フレームにより求めた第二の二値化フレームとを、ＯＮ画素同士で論理積算した積算フレームを求め、
前記積算フレーム内の第一着目画素を、前記第一着目画素の周辺に含まれるＯＮ画素の個数が予め定められた第二閾値以上である場合にＯＮ画素とした、前処理フレームを求め、
前記前処理フレーム内の領域毎にＯＮ画素の個数を集計し、
複数の前記前処理フレーム間において、ＯＮ画素の個数から求めた重心の経時変化を求める、
ことを特徴とする動体検知システム。
【請求項２】
前記動体検知装置は、前記積算フレーム内の前記第一着目画素を、前記第一着目画素の周辺に含まれるＯＮ画素の個数が前記第二閾値未満である場合はＯＦＦ画素とすることを特徴とする請求項１に記載の動体検知システム。
【請求項３】
前記動体検知装置は、
前記前処理フレームのＯＮ画素に対して動体識別情報を付与したラベリングフレームを求め、
前記動体識別情報毎にＯＮ画素を集計し、
前記重心を前記動体識別情報毎に求める、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の動体検知システム。
【請求項４】
前記動体検知装置は、
前記前処理フレームの第二着目画素がＯＦＦ画素である場合、前記第二着目画素をＯＦＦ画素とし、
前記第二着目画素がＯＮ画素、且つ、前記第二着目画素に隣接するチェック画素がＯＦＦ画素の場合、前記第二着目画素に新規の前記動体識別情報を付与し、
前記第二着目画素がＯＮ画素、且つ、前記チェック画素がＯＮ画素である場合、前記第二着目画素に最後に付与した前記動体識別情報を付与する、
ことを特徴とする請求項３に記載の動体検知システム。
【請求項５】
前記チェック画素は、前記第二着目画素に前記動体識別情報を付与するか否かを判定し終えた画素であることを特徴とする請求項４に記載の動体検知システム。
【請求項６】
前記動体検知装置は、前記ラベリングフレームのうち、第二のラベリングフレーム内の前記動体識別情報が複数であり、前記第二のラベリングフレームより後の第一のラベリングフレーム内の前記動体識別情報が単数のときに、前記第一のラベリングフレーム内のＯＮ画素の個数の集計結果を無効とすることを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れかに記載の動体検知システム。
【請求項７】
前記動体検知装置は、異なる前記ラベリングフレーム内にある同一の前記動体識別情報の前記重心の変位量が予め定められた第三閾値以上であるとき、変位量の小さい他の前記重心のＯＮ画素に前記動体識別情報を割り当て直すことを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れかに記載の動体検知システム。
【請求項８】
前記重心の経時変化から、ＯＮ画素が示す動体の移動方向に関する情報を出力する出力部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の動体検知システム。
【請求項９】
前記出力部は、動体の移動方向に関する前記情報を、前記撮像部から取得した現在の前記画像フレームに重畳させて出力することを特徴とする請求項８に記載の動体検知システム。
【請求項１０】
複数の画像フレームを取得する撮像部と、
動体検知装置と、
を備え、
前記動体検知装置は、
複数の前記画像フレームのうち、第一の画像フレームと、該第一の画像フレームより前に取得された第二の画像フレームとの輝度の差分の絶対値から求めたＯＮ画素を含む前処理フレームを求め、
前記前処理フレームのＯＮ画素に対して動体識別情報を付与したラベリングフレームを求め、
前記ラベリングフレーム内の領域毎に前記動体識別情報毎のＯＮ画素の個数を集計し、
ＯＮ画素の個数から前記動体識別情報毎の重心を求め、
前記ラベリングフレームのうち、第二のラベリングフレーム内の前記動体識別情報が複数であり、前記第二のラベリングフレームより後の第一のラベリングフレーム内の前記動体識別情報が単数のときに、前記第一のラベリングフレーム内のＯＮ画素の個数の集計結果を無効とし、
複数の前記ラベリングフレーム間において、前記重心の経時変化を求める、
ことを特徴とする動体検知システム。
【請求項１１】
動体検知システムにおける動体検知方法であって、
前記動体検知システムは、
複数の画像フレームを取得する撮像手段と、
複数の前記画像フレームのうち、第一の画像フレームと、該第一の画像フレームより前に取得された第二の画像フレームとの輝度の差分の絶対値が予め定められた第一閾値以上の画素をＯＮ画素として二値化した二値化フレームを求め、複数の前記二値化フレームのうち、前記第一の画像フレーム及び前記第二の画像フレームにより求めた第一の二値化フレームと、前記第二の画像フレーム及び前記第二の画像フレームより前に取得された第三の画像フレームにより求めた第二の二値化フレームとを、ＯＮ画素同士で論理積算した積算フレームを求め、前記積算フレーム内の第一着目画素を、前記第一着目画素の周辺に含まれるＯＮ画素の個数が予め定められた第二閾値以上である場合にＯＮ画素とした、前処理フレームを求める前処理手段と、
前記前処理フレーム内の領域毎にＯＮ画素の個数を集計する集計手段と、
複数の前記前処理フレーム間において、ＯＮ画素の個数から求めた重心の経時変化を求める解析手段と、
を備えることを特徴とする動体検知方法。
【請求項１２】
動体検知システムにおける動体検知方法であって、
前記動体検知システムは、
複数の画像フレームを取得する撮像手段と、
複数の前記画像フレームのうち、第一の画像フレームと、該第一の画像フレームより前に取得された第二の画像フレームとの輝度の差分の絶対値から求めたＯＮ画素を含む前処理フレームを求める前処理手段と、
前記前処理フレームのＯＮ画素に対して動体識別情報を付与したラベリングフレームを求める手段と、
前記ラベリングフレーム内の領域毎に前記動体識別情報毎のＯＮ画素の個数を集計する集計手段と、
ＯＮ画素の個数から前記動体識別情報毎の重心を求める手段と、
前記ラベリングフレームのうち、第二のラベリングフレーム内の前記動体識別情報が複数であり、前記第二のラベリングフレームより後の第一のラベリングフレーム内の前記動体識別情報が単数のときに、前記第一のラベリングフレーム内のＯＮ画素の個数の集計結果を無効とする手段と、
複数の前記ラベリングフレーム間において、前記重心の経時変化を求める解析手段と、
を備えることを特徴とする動体検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動体検知システム及び動体検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一般的な動体検知方法として、フレーム差分法が知られている（例えば、特許文献１）。フレーム差分法は、撮像した動画のデータに含まれる各フレームの画素値（輝度値）の差分の絶対値を求め、二値化処理を行うことにより動体検出を行う技術である。二値化処理では、ノイズ除去などを考慮した閾値を予め定めておき、画素値の差分の絶対値がその閾値より大きい場合に、フレーム内の画素位置に動体が存在すると判定させることが多い。例えば、ある画素の画素値の差分の絶対値が予め定めた閾値より大きい場合、その画素の画素値を「１」とし、その領域に動体が存在すると判定する。また、ある画素の画素値の差分の絶対値が予め定めた閾値以下の場合、その画素の画素値を「０」とし、その領域に動体が存在しないと判定する。
【０００３】
他の動体検知手段としては、オプティカルフロー法が知られている。オプティカルフロー法では、フレーム内から検知対象の画像の特徴点（例えばエッジ成分）を抽出して、時系列にその特徴点の軌跡を追うことにより、動体の検知とその動体の移動方向の識別を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２４２７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した、フレーム差分法では、動体の検知を行うことはできるが、その動体の移動方向の検知を行うことができない。また、オプティカルフロー法では、動体の移動方向の検知は行えるが、その検知処理が複雑であるため、ＣＰＵ等の処理部に高い処理能力が求められる。したがって、このような高い処理能力を持った処理部を採用することにより装置の製造コストが増加してしまう。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、簡易な方法で動体の検知及び動体の移動方向の検知が可能な動体検知システム及び動体検知方法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】
【０００７】
本発明の動体検知システムは、複数の画像フレームを取得する撮像部と、動体検知装置と、を備え、前記動体検知装置は、複数の前記画像フレームのうち、第一の画像フレームと、該第一の画像フレームより前に取得された第二の画像フレームとの輝度の差分の絶対値が予め定められた第一閾値以上の画素をＯＮ画素として二値化した二値化フレームを求め、複数の前記二値化フレームのうち、前記第一の画像フレーム及び前記第二の画像フレームにより求めた第一の二値化フレームと、前記第二の画像フレーム及び前記第二の画像フレームより前に取得された第三の画像フレームにより求めた第二の二値化フレームとを、ＯＮ画素同士で論理積算した積算フレームを求め、前記積算フレーム内の第一着目画素を、前記第一着目画素の周辺に含まれるＯＮ画素の個数が予め定められた第二閾値以上である場合にＯＮ画素とした、前処理フレームを求め、前記前処理フレーム内の領域毎にＯＮ画素の個数を集計し、複数の前記前処理フレーム間において、ＯＮ画素の個数から求めた重心の経時変化を求める、ことを特徴とする。
また、本発明の動体検知システムは、複数の画像フレームを取得する撮像部と、動体検知装置と、を備え、前記動体検知装置は、複数の前記画像フレームのうち、第一の画像フレームと、該第一の画像フレームより前に取得された第二の画像フレームとの輝度の差分の絶対値から求めたＯＮ画素を含む前処理フレームを求め、前記前処理フレームのＯＮ画素に対して動体識別情報を付与したラベリングフレームを求め、前記ラベリングフレーム内の領域毎に前記動体識別情報毎のＯＮ画素の個数を集計し、ＯＮ画素の個数から前記動体識別情報毎の重心を求め、前記ラベリングフレームのうち、第二のラベリングフレーム内の前記動体識別情報が複数であり、前記第二のラベリングフレームより後の第一のラベリングフレーム内の前記動体識別情報が単数のときに、前記第一のラベリングフレーム内のＯＮ画素の個数の集計結果を無効とし、複数の前記ラベリングフレーム間において、前記重心の経時変化を求める、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明の動体検知方法は、動体検知システムにおける動体検知方法であって、前記動体検知システムは、複数の画像フレームを取得する撮像手段と、複数の前記画像フレームのうち、第一の画像フレームと、該第一の画像フレームより前に取得された第二の画像フレームとの輝度の差分の絶対値が予め定められた第一閾値以上の画素をＯＮ画素として二値化した二値化フレームを求め、複数の前記二値化フレームのうち、前記第一の画像フレーム及び前記第二の画像フレームにより求めた第一の二値化フレームと、前記第二の画像フレーム及び前記第二の画像フレームより前に取得された第三の画像フレームにより求めた第二の二値化フレームとを、ＯＮ画素同士で論理積算した積算フレームを求め、前記積算フレーム内の第一着目画素を、前記第一着目画素の周辺に含まれるＯＮ画素の個数が予め定められた第二閾値以上である場合にＯＮ画素とした、前処理フレームを求める前処理手段と、前記前処理フレーム内の領域毎にＯＮ画素の個数を集計する集計手段と、複数の前記前処理フレーム間において、ＯＮ画素の個数から求めた重心の経時変化を求める解析手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の動体検知方法は、動体検知システムにおける動体検知方法であって、前記動体検知システムは、複数の画像フレームを取得する撮像手段と、複数の前記画像フレームのうち、第一の画像フレームと、該第一の画像フレームより前に取得された第二の画像フレームとの輝度の差分の絶対値から求めたＯＮ画素を含む前処理フレームを求める前処理手段と、前記前処理フレームのＯＮ画素に対して動体識別情報を付与したラベリングフレームを求める手段と、前記ラベリングフレーム内の領域毎に前記動体識別情報毎のＯＮ画素の個数を集計する集計手段と、ＯＮ画素の個数から前記動体識別情報毎の重心を求める手段と、前記ラベリングフレームのうち、第二のラベリングフレーム内の前記動体識別情報が複数であり、前記第二のラベリングフレームより後の第一のラベリングフレーム内の前記動体識別情報が単数のときに、前記第一のラベリングフレーム内のＯＮ画素の個数の集計結果を無効とする手段と、複数の前記ラベリングフレーム間において、前記重心の経時変化を求める解析手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、簡易な方法で動体の検知及び動体の移動方向の検知が可能な動体検知システム及び動体検知方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る動体検知システムを示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る動体検知装置のメインフローチャートを示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る動体検知装置の割り込み処理のフローチャートを示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る動体検知装置の画像処理のフローチャートを示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る二値化処理を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る領域分割した二値化フレームを示す図である。
【図７】本発明の実施形態１に係るフレームの経時変化を示す図であり、（ａ）はカメラが撮像した画像フレームであり、（ｂ）は二値化フレームである。
【図８】本発明の実施形態１に係るヒストグラム化処理を示す図であり、（ａ）は領域分割した二値化フレームを示し、（ｂ）は領域毎のＯＮ画素の集計結果を示す。
【図９】本発明の実施形態２に係る動体検知装置の画像処理のフローチャートを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態２に係る二値化処理、積算処理及びフィルタ処理を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係る画像処理を示す図であり、（ａ）は積算処理の方法を示し、（ｂ）はフィルタ処理の結果を示す。
【図１２】本発明の実施形態２に係るフレームの経時変化を示す図であり、（ａ）はカメラが撮像した画像フレームであり、（ｂ）はフィルタフレームである。
【図１３】本発明の実施形態３に係る動体検知装置の画像処理のフローチャートを示す図である。
【図１４】本発明の実施形態３に係る画像処理を示す図であり、（ａ）はラベリング処理の方法を示し、（ｂ）はラベリング処理の結果を示す。
【図１５】本発明の実施形態３に係るラベリング処理を示す図であり、（ａ）はカメラが撮像した画像フレームであり、（ｂ）はラベリングフレーム及びＯＮ画素の集計結果である。
【図１６】本発明の実施形態３に係る補正後のラベリングフレームを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について図を用いて説明する。図１は、動体検知システム１０を示す図である。動体検知システム１０は、例えば、車等に搭載して、自身の周囲に往来する動体を検知するためのシステムとして用いられる。動体検知システム１０は、動体検知装置１１０、撮像手段であるカメラ（撮像部）１２１、スピーカ１２２及びモニタ１２３を備える。動体検知装置１１０は、処理部２０１、音声生成部２０２、音声出力部２０３、描画処理部２０４、画像合成部２０５、画像出力部２０６、記憶部２０７を有する。カメラ１２１は、処理部２０１及び画像合成部２０５と接続される。スピーカ１２２は、音声出力部２０３と接続される。また、モニタ１２３は、画像出力部２０６と接続される。なお、動体検知装置１１０は、他の入力部として、音声入力部や操作部等を備えてもよい。
【００１２】
音声生成部２０２は、処理部２０１が処理した画像フレームの解析結果に応じて、スピーカ１２２に出力させる音声を生成する。音声出力部２０３は、音声生成部２０２から受信した音声データをスピーカ１２２から出力させる。
【００１３】
描画処理部２０４は、処理部２０１が処理した画像フレームの解析結果に応じて、モニタ１２３に出力させるＯＳＤ（Ｏｎ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等のための画像データを生成する。画像合成部２０５は、カメラ１２１から受信した画像フレームに、描画処理部２０４から取得した画像データを重畳させる。画像出力部２０６は、画像合成部２０５から受信した画像フレームをモニタ１２３に表示させる。
【００１４】
記憶部２０７には、カメラ１２１が撮像した画像フレーム、画像フレームの解析結果データ、画像フレームの解析結果に対応した注意喚起を行うための音声データや画像データ、処理開始フラグ、等が記憶される。
【００１５】
図２は、動体検知装置１１０のメインフローチャートを示す図である。ステップＳ１００で、処理部２０１は、動体検知装置１１０内のＩ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）（登録商標）等の通信を行うための初期設定を行う。ステップＳ１１０で、処理部２０１は、モニタ１２３に初期画面を表示させる。ユーザは、初期画面からカメラ１２１の初期設定や撮像指示等を行う。
【００１６】
ステップＳ１２０で、処理部２０１は、記憶部２０７に記憶された処理開始フラグが「１」であるか判定する。処理部２０１は、処理開始フラグが「１」でない場合、ステップＳ１２０の処理を繰り返す。処理部２０１は、処理開始フラグが「１」である場合、ステップＳ１３０の処理に進む。
【００１７】
ステップＳ１３０で、処理部２０１は、カメラ１２１から入力される画像フレームが４フレーム目であるか判定する。処理部２０１は、例えば、カメラ１２１から受信した画像フレームの数を集計するカウンタを有しており、このカウンタにより受信した画像フレームの数を判定することができる。処理部２０１は、受信した画像フレームが４フレーム目であると判定した場合（ステップＳ１３０，Ｙｅｓ）、ステップＳ１６０の処理に進み、受信した画像フレームが４フレーム目であると判定しない場合（ステップＳ１３０，Ｎｏ）、ステップＳ１４０の処理に進む。なお、処理部２０１は、ステップＳ１３０で、受信した画像フレームが４フレーム目以上であると判定した場合に、ステップＳ１６０の処理に進んでもよい。
【００１８】
ステップＳ１４０で、処理部２０１は、画像合成部２０５に対して、現在カメラ１２１から受信中の画像フレームを画像出力部２０６に送るように指示する。その後、画像出力部２０６は、その画像フレームをモニタ１２３に表示させる。
【００１９】
ステップＳ１５０で、処理部２０１は、処理開始フラグの値を「０」に書き換えた後、ステップＳ１２０の処理に戻る。
【００２０】
ステップＳ１６０において、処理部２０１は、後述する図４の処理に従い、カメラ１２１から受信した画像フレームに動体が存在するか解析処理を行う。ステップＳ１７０で、処理部２０１は、ステップＳ１６０の解析処理の結果に応じた表示をカメラ１２１から取得した画像フレームに重畳させて、モニタ１２３に描画させる。具体的に、処理部２０１は、描画処理部２０４に対し、動体を検知したか否かの解析結果を送る。描画処理部２０４は、例えば、処理部２０１が画像フレーム内に動体が存在すると判定した場合に、動体の大きさ、移動速度、数等に応じて注意を喚起するための画像データを生成する。あるいは、描画処理部２０４は、処理部２０１の判定結果に対応する画像データを記憶部２０７から呼び出す。そして、描画処理部２０４は、その画像データを画像合成部２０５に送る。その後、画像合成部２０５は、描画処理部２０４から受信した解析結果の表示データと、カメラ１２１から受信中の画像フレームとを重畳させて、画像出力部２０６を介してモニタ１２３に表示させる。
【００２１】
また、処理部２０１は、ステップＳ１６０の解析処理の結果に応じた音声出力をスピーカ１２２から行う。例えば、音声生成部２０２は、処理部２０１が画像フレーム内に動体が存在すると判定した場合に、動体の大きさ、移動速度、数等に応じて注意を喚起するための音声データを生成する。あるいは、音声生成部２０２は、処理部２０１の判定結果に対応する音声データを記憶部２０７から呼び出す。そして、音声生成部２０２は、その音声データを音声出力部２０３に送る。その後、音声出力部２０３は、音声生成部２０２から受信した解析結果の音声データに基づきスピーカ１２２から音声出力させる。
【００２２】
図３は、動体検知装置１１０の割り込み処理のフローチャートを示す図である。ステップＳ２００で、処理部２０１は、割り込みデータの入力を検出すると、現在の処理を適宜の記憶部に退避させ、割り込みマスクを行う。例えば、処理部２０１は、記憶部２０７に設けられたマスクフラグをマスク状態に書き換える。
【００２３】
ステップＳ２１０で、処理部２０１は、割り込みデータが画像フレームのデータ（映像データ）であるか判定する。処理部２０１は、割り込みデータが画像フレームであると判定した場合（ステップＳ２１０，Ｙｅｓ）、ステップＳ２２０の処理へ進み、割り込みデータが画像フレームであると判定しない場合（ステップＳ２１０，Ｎｏ）、ステップＳ２５０の処理へ進む。
【００２４】
処理部２０１は、ステップＳ２２０で割り込みデータの入力がクリアされると、ステップＳ２３０で、処理開始フラグを「１」に書き換える。その後、ステップＳ２４０で、処理部２０１は、割り込みマスクを解除する。例えば、処理部２０１は、ステップＳ２００でマスク状態としたマスクフラグを、マスク解除状態に書き換える。その後、処理部２０１は、ステップＳ２００で退避させて中断した処理を再開する。なお、処理部２０１は、図３の処理を、図２のフローのいずれのタイミングにおいて割り込み可能とするか、予め定めることができる。例えば、処理部２０１は、図２のステップＳ１２０以降において、図３の処理を割り込ませることができる。
【００２５】
処理部２０１は、ステップＳ２１０で割り込みデータが画像フレームであると判定しない場合（ステップＳ２１０，Ｎｏ）、ステップＳ２５０において割り込みデータの入力がクリアされた後に、ステップＳ２４０の処理へ進む。
【００２６】
図４は、動体検知装置１１０の画像処理のフローチャートを示す図である。図４の処理は、図２のステップＳ１６０において行われる。また、図５は、二値化処理を示す図である。
【００２７】
まず、ステップＳ３００で、処理部２０１は、カメラ１２１から取得した画像フレーム（映像データ）３１を取得する。この画像フレーム３１は、図５に示すように、所定のフレームレートで時系列に撮像された複数の画像フレーム３１ｎ−２〜３１ｎ＋１（添え字はフレーム番号を示す）を含む。ここでは、４つの画像フレーム３１ｎ−２〜３１ｎ＋１を処理する例について示す。各画像フレーム３１ｎ−２〜３１ｎ＋１は、行方向及び列方向のマトリクス状に形成された画素により構成される。
【００２８】
ステップＳ３１０で、処理部２０１は、二値化処理を行う。処理部２０１は、まず、各画像フレーム３１ｎ−２〜３１ｎ＋１がカラー画像等のグレースケール以外の形式で表現されている場合、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）加重平均法等の適宜の方法により、その画像フレーム３１ｎ−２〜３１ｎ＋１をグレースケールに変換する。
【００２９】
処理部２０１は、時系列に連続する前後の画像フレーム３１間で、画素毎に輝度値の差分の絶対値を計算する。具体的には、処理部２０１は、ある着目画像フレーム（第一の画像フレーム）３１ｎと、その画像フレーム３１ｎより前に撮像された画像フレーム（第二の画像フレーム）３１ｎ−１との輝度の差分の絶対値ＹＺｎ（ｘ１，ｙ１）（ＹＺの添え字はフレーム番号）を、画素毎に、以下の式（１）により求める。
ＹＺｎ（ｘ１，ｙ１）＝｜Ｙｎ（ｘ１，ｙ１）−Ｙｎ−１（ｘ１，ｙ１）｜
・・・（１）
［但し、Ｙｎ（ｘ１，ｙ１）は着目画像フレーム（第一の画像フレーム）３１ｎの列方向の座標ｘ１及び行方向の座標ｙ１における画素の輝度値、Ｙｎ−１（ｘ１，ｙ１）は着目画像フレーム（第一の画像フレーム）３１ｎより前に撮像された画像フレーム（第二の画像フレーム）３１ｎ−１の列方向の座標ｘ１及び行方向の座標ｙ１における画素の輝度値、を示す。］
【００３０】
各画像フレーム３１ｎ−２〜３１ｎ＋１は、ＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ａｒｒａｙ）端子による入力画像の場合、マトリクス状の６４０画素×４８０画素により構成される。この場合、ｘ１＝１〜６４０、ｙ１＝１〜４８０の範囲の値を持つ。処理部２０１は、絶対値ＹＺｎを、画像フレーム３１ｎ−１，３１ｎの全画素について求める。そして、処理部２０１は、全ての座標（ｘ１，ｙ１）の画素について計算した絶対値ＹＺｎにより構成された差分フレーム３２ｎを求める。処理部２０１は、他の画像フレーム同士（画像フレーム（第三の画像フレーム）３１ｎ−２と画像フレーム３１ｎ−１、画像フレーム３１ｎと画像フレーム３１ｎ＋１）についても同様の計算を行い、差分フレーム３２ｎ−１，３２ｎ＋１を求める。
【００３１】
その後、処理部２０１は、差分フレーム３２ｎ内の画素毎の絶対値ＹＺｎ（ｘ１，ｙ１）を、予め定められた第一閾値Ｓ１と比較し、以下の式（２），（３）により求められる画素値Ｄｎ（ｘ１，ｙ１）により構成される二値化フレーム３３ｎを前処理フレームとして求める（前処理手段）。なお、本実施形態の説明では、Ｄｎ（ｘ１，ｙ１）＝１の画素をＯＮ画素、Ｄｎ（ｘ１，ｙ１）＝０の画素をＯＦＦ画素とする。
Ｄｎ（ｘ１，ｙ１）＝１（ＹＺｎ（ｘ１，ｙ１）≧Ｓ１のとき）    ・・・（２）
Ｄｎ（ｘ１，ｙ１）＝０（ＹＺｎ（ｘ１，ｙ１）＜Ｓ１のとき）    ・・・（３）
［但し、ＹＺｎ（ｘ１，ｙ１）は輝度の差分の絶対値、Ｓ１は第一閾値を示す。］
【００３２】
また、処理部２０１は、他の差分フレーム３２ｎ−１，３２ｎ＋１についても同様に、画素値Ｄｎ−１，Ｄｎ＋１を式（２），（３）により求め、二値化フレーム３３ｎ−１，３３ｎ＋１を求める。
【００３３】
図４のステップＳ３２０で、処理部２０１は、前処理フレームとして求めた二値化フレーム３３ｎを行方向及び列方向に、予め定められた画素数で分割し、分割した領域毎にＯＮ画素の個数を集計するヒストグラム化処理（集計手段）を行う。
【００３４】
図６は、領域分割した二値化フレーム３３ｎを示す図である。二値化フレーム３３ｎは、行（縦）方向にＭｙ個の画素、列（横）方向にＭｘ個の画素を有する複数の領域Ｒｎ（ｘ２，ｙ２）（Ｒの添え字はフレーム番号、ｘ２は列の右方向を正とした領域Ｒｎの座標、ｙ２は行の下方向を正とした領域Ｒｎの座標）に分割される。本実施形態の二値化フレーム３３ｎは、列方向に４個、行方向に３個の合計１２個の領域Ｒｎ（ｘ２，ｙ２）に分割される。よって、ｘ２＝１〜４、ｙ２＝１〜３の値となる。処理部２０１は、ステップＳ３２０で、領域Ｒｎ（ｘ２，ｙ２）毎のＯＮ画素の個数Ｓｎ（ｘ２，ｙ２）を集計する。
【００３５】
ステップＳ３３０で、処理部２０１は、ステップＳ３２０で集計したデータの解析処理を行う（解析手段）。処理部２０１は、図６で示す二値化フレーム３３ｎのＯＮ画素の重心Ｇｎ（Ｇの添え字はフレーム番号）を算出する。重心Ｇｎの列方向（ｘ１方向）の重心座標はｇｎ（ｘ２）と、行（ｙ１方向）方向の重心座標はｇｎ（ｙ２）と表される。処理部２０１は、列方向の重心座標ｇｎ（ｘ２）及び行方向の重心座標ｇｎ（ｙ２）を、以下の式（４）及び式（５）により求める。
【数１】
0006591349.tif 000002
［但し、Ｓｎ（ｘ２，ｙ２）は領域Ｒｎ（ｘ２，ｙ２）におけるＯＮ画素の個数、ｘｍは列方向の座標ｘ２の最大値、ｙｍは行方向の座標ｙ２の最大値である。］
【００３６】
処理部２０１は、図５に示した他の二値化フレーム３３ｎ−１，３３ｎ＋１についても同様に、式（４）及び式（５）により重心Ｇｎ−１，Ｇｎ＋１を求める。
【００３７】
その後、処理部２０１は、下記の式（６）により、着目する二値化フレーム（第一の二値化フレーム）３３ｎの重心Ｇｎと、二値化フレーム３３ｎより前の二値化フレーム（第二の二値化フレーム）３３ｎ−１の重心Ｇｎ−１との変位量Ｐｎ−１，ｎを求める。
Ｐｎ−１，ｎ＝Ｇｎ−Ｇｎ−１          ・・・（６）
［但し、Ｇｎは着目する二値化フレーム３３ｎの重心、Ｇｎ−１は前の二値化フレーム３３ｎ−１の重心である。］
【００３８】
なお、変位量Ｐｎ−１，ｎを列方向及び行方向の成分ごとに表記すると、式（６）は、以下の式（７）のように表される。
Ｐｎ−１，ｎ＝Ｇｎ−Ｇｎ−１
＝（ｇｎ（ｘ２），ｇｎ（ｙ２））−（ｇｎ−１（ｘ２），ｇｎ−１（ｙ２））
＝（ｇｎ（ｘ２）−ｇｎ−１（ｘ２），ｇｎ（ｙ２）−ｇｎ−１（ｙ２））
＝（ｐｎ（ｘ２），ｐｎ（ｙ２））                        ・・・（７）
［但し、ｐｎ（ｘ２）は列方向の変位量、ｐｎ（ｙ２）は行方向の変位量である。］
【００３９】
図６の二値化フレーム３３ｎにおいて、ｐｎ（ｘ２）の値が「プラス」である場合は動体が列方向右方（ｘ２の正方向）に移動していることを示し、ｐｎ（ｙ２）の値が「プラス」である場合は動体が行方向下方（ｙ２の正方向）に移動していることを示す。このように、処理部２０１は、二値化フレーム３３ｎ−１〜３３ｎ＋１の重心Ｇｎ−１〜Ｇｎ＋１の変位量Ｐｎ−１，ｎ，Ｐｎ，ｎ＋１を、動体の移動方向の判定に用いることができる。
【００４０】
つぎに、図４のフローチャートに示す動体検知処理の具体例について説明する。図７（ａ）は、カメラ１２１が撮像した画像フレーム３１１〜３１１０を示す図である。本図では、球状の動体４１が左下から右上に移動していく経時変化の様子を示している。また、図７（ｂ）は、二値化フレーム３３１〜３３１０を示す図である。
【００４１】
処理部２０１は、図７（ａ）の二値化フレーム３１１〜３１１０に対して、ステップＳ３１０の二値化処理を行い、図７（ｂ）の二値化フレーム３３１〜３３１０を得る。例えば、３番目の画像フレーム３１３には動体４１が存在しており、その前の画像フレーム３１２には動体４１が存在していないため、３番目の二値化フレーム３３３では、３番目の画像フレーム３１３と２番目の画像フレーム３１２の差分であるＯＮ画素による差分画像５１が二値化フレーム３３３内に描画される。なお、ここでは、１番目の二値化フレーム３３１は、比較する画像フレーム３１が無いため、差分画像５１が存在しない空のフレームとして表している。
【００４２】
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、ステップＳ３２０のヒストグラム化処理を示す図である。図８（ａ）は領域分割した二値化フレームを示す。また、図８（ｂ）は領域毎のＯＮ画素をヒストグラム化した集計結果を示す。処理部２０１は、ステップＳ３２０において、図８（ａ）に示すように各二値化フレーム３３１〜３３１０を、予め定められた画素数で複数の領域Ｒｎ（ｘ２，ｙ２）に分割する。本図では、各二値化フレーム３３１〜３３１０が行方向に１５画素、列方向に２０画素の合計３００画素を有する場合について説明する。また、各領域Ｒｎ（ｘ２，ｙ２）は行方向に５画素、列方向に５画素を有しており、二値化フレーム３３ｎは合計１２個の領域Ｒｎ（ｘ２，ｙ２）に分割される。
【００４３】
処理部２０１は、図８（ｂ）に示すように、領域Ｒｎ（ｘ２，ｙ２）毎のＯＮ画素の個数Ｓｎ（ｘ２，ｙ２）を求める。例えば、図８（ａ）の４番目の二値化フレーム３３４において、領域Ｒ４（１，３）におけるＯＮ画素の個数Ｓ４（１，３）は「７」であり、その他の領域Ｒ４（ｘ２，ｙ２）におけるＯＮ画素の個数Ｓ４（ｘ２，ｙ２）は「０」である。また、５番目の二値化フレーム３３５において、領域Ｒ５（１，２），Ｒ５（２，２），Ｒ５（１，３），Ｒ５（２，３）におけるＯＮ画素の個数Ｓ５（１，２），Ｓ５（２，２），Ｓ５（１，３），Ｓ５（２，３）は、それぞれ「３」，「６」，「９」，「２」であり、その他の領域Ｒ５（ｘ２，ｙ２）におけるＯＮ画素の個数Ｓ５（ｘ２，ｙ２）は「０」である。
【００４４】
その後、処理部２０１は、ステップＳ３３０で、各二値化フレーム３３１〜３３１０内の重心Ｇ１〜Ｇ１０を上述した式（４）及び式（５）により求める。なお、本図の例では、式（４），（５）の列方向の座標の最大値ｘｍは「４」であり、行方向の座標の最大値ｙｍは「３」である。
【００４５】
例えば、二値化フレーム３３４における列方向の重心ｇ４（ｘ２）は、個数Ｓ４（１，３）＝７であるため、式（４）により、「１」と求まる。また、二値化フレーム３３４における行方向の重心ｇ４（ｙ２）は、個数Ｓ４（１，３）＝７であるため、式（５）により、「３」と求まる。したがって、二値化フレーム３３４では、重心Ｇ４＝（１，３）となる。
【００４６】
また、二値化フレーム３３５における列方向の重心ｇ５（ｘ２）は、ＯＮ画素の個数Ｓ５（１，２）＝３、Ｓ５（２，２）＝６、Ｓ５（１，３）＝９、Ｓ５（２，３）＝２であるため、式（４）により、「１．４０」と求まる。二値化フレーム３３５における行方向の重心ｇ５（ｙ２）は、Ｓ５（１，２）＝３、Ｓ５（２，２）＝６、Ｓ５（１，３）＝９、Ｓ５（２，３）＝２であるため、式（５）により、「２．５５」と求まる。したがって、二値化フレーム３３５では重心Ｇ５＝（１．４０，２．５５）となる。
【００４７】
その後、処理部２０１は、二値化フレーム３３ｎの重心Ｇｎの変位量Ｐｎ−１，ｎを式（６）により求めて、差分画像５１（動体４１）の移動方向を求める。図８（ｂ）の例では、二値化フレーム３３４の重心Ｇ４は（１，３）であり、二値化フレーム３３５の重心Ｇ５は（１．４０，２．５５）である。そのため、Ｐ４，５＝（０．４，−０．４５）と求まる。したがって、処理部２０１は、動体４１が４番目の二値化フレーム３３４から５番目の二値化フレーム３３５にかけて、右方に０．４領域移動するとともに、上方に０．４５領域移動したと判定することができる。
【００４８】
なお、二値化フレーム３３１，３３２では、いずれの領域Ｒ１（ｘ２，ｙ２），Ｒ２（ｘ２，ｙ２）においてもＯＮ画素が存在しないため、重心Ｇ１，Ｇ２＝（０，０）となる。処理部２０１は、重心Ｇｎ＝（０，０）の場合、画像フレーム３１ｎに動体４１が存在しないと判断することができ、重心Ｇｎの列方向の重心座標ｇｎ（ｘ２）又は行方向の重心座標ｇｎ（ｙ２）が「０」でなければ、画像フレーム３１ｎ中に動体４１が存在すると判定することができる。
【００４９】
以上、本実施形態の動体検知システム１０及びその動体検知方法によると、特徴量の検出等の処理を行わずに簡易な画像処理方法によって、システムの処理能力が低い場合であっても精度の高い動体検知を行うことができる。また、動体検知システム１０は、画像フレーム３１の動体検知処理を行った後に、動体が検知されたことやその動体の移動方向を、動体検知装置１１０の周囲に報知させることができる。
【００５０】
（実施形態２）
つぎに、実施形態２について説明する。図９は、動体検知装置１１０の画像処理のフローチャートを示す図である。本実施形態の動体検知システム１０は、実施形態１の図４の処理の代わりに図９に示す処理に従って動体検知を行う。図９の処理は、図４の処理と比較し、ステップＳ４２０の積算処理及びステップＳ４３０のフィルタ処理を含む点で異なる。また、図１０は、二値化処理、積算処理及びフィルタ処理を示す図である。なお、実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００５１】
まず、処理部２０１は、ステップＳ４００で図２のステップＳ３００の映像入力処理と同様の処理を行い、ステップＳ４１０で図２のステップＳ３１０の二値化処理と同様の処理を行う。
【００５２】
ステップＳ４２０で、処理部２０１は、ステップＳ４１０で求めた二値化フレーム３３ｎ−１〜３３ｎ＋１のＯＮ画素同士で論理積算を行うことでＡＮＤフレーム（積算フレーム）３４ｎ−１，３４ｎを求める。処理部２０１は、着目する二値化フレーム３３ｎ＋１と、その二値化フレーム３３ｎ＋１より前の二値化フレーム３３ｎとの同一の座標にある画素値を比較し、二つの画素が共に「１」（ＯＮ画素）であった場合に、同座標の画素を「１」（ＯＮ画素）とし、それ以外の場合は「０」（ＯＦＦ画素）とした、ＡＮＤフレーム３４ｎを求める。また、処理部２０１は、他の二値化フレーム３３ｎ−１，３３ｎ同士についても同様に論理積算を行い、ＡＮＤフレーム３４ｎ−１を求める。
【００５３】
ステップＳ４３０で、処理部２０１は、ＡＮＤフレーム３４ｎ−１，３４ｎに対しフィルタ処理を施して、ＯＮ画素及びＯＦＦ画素のばらつきを減らして集団化させる。図１１（ａ）は、フィルタ処理の画素の評価方法を示す図である。処理部２０１は、まず、ＡＮＤフレーム３４ｎ内のひとつの第一着目画素Ａ（ｘ１，ｙ１）（ｘ１は列方向の画素の座標、ｙ１は行方向の画素の座標）の周辺の参照画素Ｐ０の画素値を取得する。参照画素Ｐ０とは、図１１（ａ）に示すように、第一着目画素Ａ（ｘ１，ｙ１）を中心とした行方向及び列方向の予め定めた個数の画素とすることができる。本実施形態の参照画素Ｐ０は、行方向及び列方向にそれぞれ５画素の合計２５画素を有する。処理部２０１は、参照画素Ｐ０のＯＮ画素の総和（周辺２５画素の画素値が「１」となっている画素の個数）を求める。
【００５４】
図１１（ｂ）は、フィルタ処理におけるフィルタ結果の例を示す図である。処理部２０１は、図１１（ｂ）に示すように、周辺のＯＮ画素の総和が予め定められた第二閾値Ｓ２以上の場合その第一着目画素Ａ（ｘ１，ｙ１）を「１」のＯＮ画素とし、第二閾値Ｓ２未満の場合その第一着目画素Ａ（ｘ１，ｙ１）を「０」のＯＦＦ画素としたフィルタフレーム３５ｎを、前処理フレームとして求める。
【００５５】
図１１（ｂ）の例では、第二閾値Ｓ２を「７画素」とした場合について示している。処理部２０１は、このようなフィルタ処理により、フィルタ前のＡＮＤフレーム３４ｎ内において、領域Ｐ２のようにＯＮ画素の密度が高ければＯＮ画素を集団化し、領域Ｐ１のようにＯＮ画素の密度が低ければＯＮ画素を削除してＯＦＦ画素とすることができる。したがって、ＡＮＤフレーム３４ｎ中、動体が存在する部分と存在しない部分の差を、より強調させることができる。また、処理部２０１は、他のＡＮＤフレーム３４ｎ−１についてもフィルタ処理を行う。なお、処理部２０１は、フィルタ処理として他のモホロジー処理を行い、ＡＮＤフレーム３４ｎ中動体が存在する部分と存在しない部分の差を強調させてもよい。
【００５６】
ここで、図４のフローチャートに示す処理の動体検知処理の具体例について示す。図１２（ａ）は、カメラ１２１が撮像した画像フレーム３１１〜３１１０を示す図である。また、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の画像フレーム３１１〜３１１０より求めたフィルタフレーム３５１〜３５１０を示す図である。フィルタフレーム３５１〜３５１０内には、それぞれ画像フレーム３１１〜３１１０内の動体４１と略同じ位置及び大きさで浮かびあがらせた動体（フィルタ画像）５２が描画される。したがって、ステップＳ４１０の二値化処理で得た二値化フレーム３３１〜３３１０に比べ、実際に撮像された動体４１に近い画像情報を、フィルタフレーム３５１〜３５１０により得ることができる。
【００５７】
図９に戻り、処理部２０１は、ステップＳ４３０の処理の後、ステップＳ４４０において実施形態１のステップＳ３２０と同様のヒストグラム化処理を、前処理フレームであるフィルタフレーム３５ｎ−１，３５ｎに対して行う。処理部２０１は、ステップＳ４５０においてステップＳ３３０と同様の解析処理を行う。
【００５８】
以上のように、実施形態２の動体検知システム１０では、動体の検知、及び、動体の移動方向の検出をより高い精度で行うことができる。また、処理部２０１は、ステップＳ４２０の積算処理及びステップＳ４３０のフィルタ処理を行うため、集団化させたＯＮ画素の総和を求めることにより、動体の大きさを判定することができる。
【００５９】
（実施形態３）
つぎに、実施形態３について説明する。図１３は、動体検知装置１１０の画像処理のフローチャートを示す図である。本実施形態の動体検知装置１１０は、複数の動体が画像フレーム３１内に存在した場合であっても、各動体の移動方向をそれぞれ検出することができる。なお、図１３のフローチャートの処理は、実施形態２の図９の処理に加え、さらにステップＳ５４０のラベリング処理及びステップＳ５７０のラベリング補正を含む。また、ステップＳ５６０，Ｓ５８０の処理は、図９に示したステップＳ４５０の解析処理に相当する。
【００６０】
まず、処理部２０１は、ステップＳ５００〜Ｓ５３０で、図９のステップＳ４００〜４３０と同様に、映像入力、二値化処理、積算処理、及びフィルタ処理を行う。
【００６１】
ステップＳ５４０で、処理部２０１は、図１０に示したフィルタフレーム３５ｎ−１，３５ｎ内に検出された動体に対して、ラベリング処理を行う。図１４（ａ）は、ラベリング処理の方法を示す図である。処理部２０１は、ある第二着目画素Ｂのラベリング判定を行う場合、第二着目画素Ｂの周辺に隣接するチェック画素Ｃ（ｃ１，ｃ２）の値を参照する。チェック画素Ｃは、第二着目画素Ｂに対し、フィルタフレーム３５ｎ内のラベリング判定を行う順番方向と、反対側の画素が用いられる。つまり、チェック画素Ｃとして、第二着目画素Ｂにラベル番号を付与するか否かの判定を終えた画素が用いられる。
【００６２】
図１４（ａ）に示すように、チェック画素Ｃは、第一チェック画素ｃ１と第二チェック画素ｃ２を含む。第一チェック画素ｃ１は、第二着目画素Ｂの左側の１画素である。また、第二チェック画素ｃ２は、第二着目画素Ｂの上側の３画素である。
【００６３】
処理部２０１は、チェック画素Ｃの値に応じて、第二着目画素Ｂに動体識別情報であるラベル番号を付与するか判定する。本実施形態では、第二着目画素Ｂが「０」（ＯＦＦ画素）である場合、第二着目画素Ｂのラベリング判定の結果を「０」（ＯＦＦ画素）とする。第二着目画素Ｂが「１」（ＯＮ画素）、且つ、チェック画素Ｃが「０」（ＯＮ画素）である場合、第二着目画素Ｂには新たなラベル番号が付与される。新たなラベル番号としては、例えば、「１」から小さい順に付与することができる。なお、本実施形態では、ラベル番号が付与された画素もＯＮ画素として説明する。第二着目画素Ｂが「１」（ＯＮ画素）であり、且つ、チェック画素Ｃが「１」（ＯＮ画素）である場合、第二着目画素Ｂに最後に付与したラベル番号が付与される。なお、最後に付与したラベル番号の代わりに、現在の第二着目画素Ｂの予め定めた範囲の画素に付与された他のラベル番号を付与してもよい。
【００６４】
図１４（ｂ）は、ラベリング処理の結果を示す図である。処理部２０１は、のフィルタフレーム３５ｎの左上の画素から順に、列方向右側に向かってラベリング判定を行う。一番右端の画素のラベリング判定が終わると、処理部２０１は、一つ下の次の行に移り、その行についてのラベリング判定を行う。このように、処理部２０１は、行毎にラベリング判定を繰り返して行う。処理部２０１は、フィルタフレーム３５ｎの全ての画素についてラベリング判定が終わると、各画素のラベリング判定の結果により構成されるラベリングフレーム３６ｎを求める。本図のラベリングフレーム３６ｎ内に示す領域Ｐ３のＯＮ画素は、領域Ｐ４のＯＮ画素に比べ上方に位置するため、ラベル番号として「１」が付与される。領域Ｐ４のＯＮ画素には、ラベル番号として「２」が付与される。
【００６５】
その後、ステップＳ５５０で、処理部２０１は、図９のステップＳ４４０と同様のヒストグラム化処理を行い、ステップＳ５４０で求めたラベリングフレーム３６ｎからＯＮ画素の個数を集計する。なお、ラベリングフレーム３６ｎに複数のラベル番号（動体）がある場合、処理部２０１は、ステップＳ５５０で、ラベル番号毎にＯＮ画素の集計を行う。
【００６６】
ステップＳ５６０で、処理部２０１は、ラベル番号毎に集計したＯＮ画素の個数Ｓｎ（ｘ２，ｙ２）に基づき、ラベル番号毎にラベリングフレーム３６ｎの重心Ｇｎを求める。重心Ｇｎは、図９のステップＳ４５０の処理と同様に、式（４）及び式（５）により求められる。よって、処理部２０１は、ラベル番号に対応した重心Ｇｎを得ることができる。
【００６７】
ステップＳ５７０で、処理部２０１は、ラベリングフレーム（第一のラベリングフレーム）３６ｎのラベリング補正を行う。補正は、前のラベリングフレーム（第二のラベリングフレーム）３６ｎ−１のラベル番号毎の重心Ｇｎ−１と比較して行われる。具体的に、処理部２０１は、着目するラベリングフレーム３６ｎと、前のラベリングフレーム３６ｎ−１における同一のラベル番号の重心Ｇｎ−１，Ｇｎ位置の変位量Ｐｎ−１，ｎを求め、変位量Ｐｎ−１，ｎが予め定められた第三閾値以上である場合は、後のラベリングフレーム３６ｎにおいて、近傍に存在する他のラベル番号のＯＮ画素に対して、現在評価中の同一のラベル番号を割り当て直す。
【００６８】
また、処理部２０１は、前のラベリングフレーム３６ｎ−１においてラベル番号の種類が複数（動体が複数）あり、後のラベリングフレーム３６ｎにおいてラベル番号の種類が単数（動体が一つ）である又は減少したと判断すると、後のラベリングフレーム３６ｎのラベリング判定の結果とヒストグラム化処理の結果を無効（物体が無い状態）とする。
【００６９】
ステップＳ５８０で、処理部２０１は、ラベリング補正の結果削除されなかったラベル番号とラベル番号毎の重心Ｇｎに基づき、ラベル番号毎に動体の移動方向を解析する。処理部２０１は、図９のステップＳ４５０と同様に、式（６）により動体毎の変位量Ｐｎ−１，ｎを求める。したがって、処理部２０１は、ラベル番号毎、すなわち動体毎の移動方向を検知することができる。
【００７０】
つぎに、本実施形態の動体の検知の具体例について説明する。図１５（ａ）は、二個の動体が画像フレーム３１１〜３６１０を移動する様子を示す図である。また、図１５（ｂ）は、ラベリングフレーム３６１〜３６１０を示す図である。なお、図１５（ｂ）では、説明を簡単にするため、列方向のみに領域分割した場合について説明する。また、ラベリングフレーム３６１〜３６１０の下に、ＯＮ画素のラベル番号及びラベル番号毎のＯＮ画素の集計結果をヒストグラム形式で示す。
【００７１】
まず、処理部２０１は、ステップＳ５００で図１５（ａ）に示す画像フレーム３１１〜３１１０を取得する。ここでは、大きさの異なる二個の動体４２，４３を例に説明する。小さい動体４２は左から右に向かって移動し、大きい動体４３は右から左に向かって移動する。
【００７２】
処理部２０１は、取得した画像フレーム３１１〜３１１０に対し、ステップＳ５１０〜ステップＳ５５０の処理において、図１５（ｂ）に示すラベリングフレーム３６１〜３６１０を求め、ラベリングフレーム３６１〜３６１０内に存在する動体５２，５３毎のＯＮ画素の個数Ｓｎ（ｘ２，ｙ２）を求める。
【００７３】
図１５（ｂ）の例では、２番目のラベリングフレーム３６２及び３番目のラベリングフレーム３６３において、小さい動体５２に「ラベル１」が割り当てられているのに対し、４番目のラベリングフレーム３６４では、右から出現する大きい動体５３に対し「ラベル１」が割り当てられている。これは、ラベリングフレーム３６ｎ内で、動体５３の二値化したＯＮ画素（画素値＝「１」）の範囲が動体５２よりも上方に位置し、動体５３の方が動体５２よりも先にラベル番号が付されるためであるが、後述するラベリング補正でラベル番号が再度割り当てられる。
【００７４】
また、６番目のラベリングフレーム３６６では、二個の動体５２，５３の一部が重なるため、一つのラベル番号「ラベル１」が付される。７番目及び８番目のラベリングフレーム３６７，３６８では、動体５２，５３の左右の位置が入れ替わり、動体５３に「ラベル１」が、動体５２に「ラベル２」が付与されている。また、９番目及び１０番目のラベリングフレーム３６９，３６１０では、小さい方の動体５２が消えて、大きい方の動体５３に「ラベル１」が付与されている。その後、処理部２０１は、ステップＳ５６０において動体５２，５３の重心Ｇｎをラベル番号毎に求める。
【００７５】
図１６は、ステップＳ５７０のラベリング補正の結果を示す図である。処理部２０１は、６番目のラベリングフレーム３６６において、直前のラベリングフレーム３６５と比べて動体の個数が減少しているため、ラベリング判定の結果及びヒストグラム化処理の結果を無効とする。同様に、処理部２０１は、９番目のラベリングフレーム３６９においても、ラベリング判定の結果及びヒストグラム化処理の結果を無効とする。これにより、６番目のラベリングフレーム３６６までは、各動体５２，５３に対し同一のラベル番号が割り当てられ、各動体５２，５３の移動方向を解析することができる。
【００７６】
また、６番目のラベリングフレーム３６６では、ラベルリング結果が一旦初期化されるが、７番目のラベリングフレーム３６７以降で改めてラベル番号が割り当てられ、その後、ラベル番号毎に動体５２，５３の移動方向が検知される。
【００７７】
なお、６番目のラベリングフレーム３６６及び９番目のラベリングフレーム３６９において、ラベリング判定の結果及びヒストグラム化処理の結果が無効となり初期化されるが、通常、映像のフレームレートは十分高いため、このような無効化処理が動体検知の正確性に与える影響は無視することができる。
【００７８】
また、処理部２０１は、図１５（ｂ）の３番目及び４番目のラベリングフレーム３６３，３６４において、同一のラベル番号である「ラベル１」の重心Ｇ３，Ｇ４の変位量Ｐ３，４が予め定められた第三閾値Ｓ３以上であると判定すると、４番目のラベリングフレーム３６４の「ラベル２」が付与された位置（動体５２の位置）のＯＮ画素に対し、「ラベル１」を付与する。また、３番目のラベリングフレーム３６３において、「ラベル１」が付与された位置（動体５３の位置）のＯＮ画素には、「ラベル２」が付与される。図１６に補正後の４番目のラベリングフレーム３６４を示す。同様に、処理部２０１は、５番目のラベリングフレーム３６５についてもラベル番号毎の重心Ｇ４，Ｇ５の変位量Ｐ４，５を求めて、ラベル番号を付与し直す補正を行う。
【００７９】
以上、本実施形態の動体検知システム１０によると、大きさや位置が異なる複数の動体４２，４３が存在する場合であっても、動体４２，４３毎に移動方向を判定することができる。
【００８０】
なお、各実施形態では、ステップＳ３１０（Ｓ４１０，Ｓ５１０）において二値化フレーム３３を求める際に、グレースケールに変換した画像フレーム３１の輝度値を他の画像フレーム３１と差分計算させたが、カラー画像の輝度値を差分計算させてもよい。例えば、処理部２０１は、一つの画素を構成する青色、赤色、緑色の輝度値の各々を差分計算に用いることができる。その際、処理部２０１は、青色、赤色、緑色の輝度値の各々を、予め定めた係数により重み付けした後に差分計算をすることができる。
【００８１】
また、領域Ｒｎ（ｘ２，ｙ２）は、検知させたい動体の種類や大きさに応じ、任意の画素数を含む範囲とすることができる。また、ヒストグラム化処理でＯＮ画素の個数を集計する際、領域Ｒｎ（ｘ２，ｙ２）の分割を行わない構成としてもよい。この場合、重心Ｇｎの算出結果は、画素に基づく座標値とすることができる。
【００８２】
また、本実施形態では、ＯＮ画素の画素値を「１」、ＯＦＦ画素の画素値を「０」として説明したが、ＯＮ画素の画素値を「０」、ＯＦＦ画素の画素値を「１」としたり、ＯＮ画素及びＯＦＦ画素を他の値により表してもよい。
【００８３】
本発明の各実施形態における処理は、コンピュータに実現させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記憶媒体に書き込んだ状態で各種装置に適用する、或いは、通信媒体により伝送して各種装置に適用することも可能である。このように所望の記憶媒体に各実施形態で述べた各処理を記憶させ、他のコンピュータ等でプログラムを実行させることにより、各実施形態の装置を用いた場合と同様の作用効果が得られる。なお、コンピュータは、各実施形態で述べた装置に内蔵されたコンピュータに限定されるわけではなく、記憶媒体に記憶されたプログラムを読み取り可能であって、読み取ったプログラムに従って制御動作を行うＣＰＵ等の演算装置を備えているあらゆるコンピュータを含む。
【００８４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８５】
１０    動体検知システム
１１０  動体検知装置                  １２１      カメラ
１２２  スピーカ                      １２３      モニタ
２０１  処理部                        ２０２      音声生成部
２０３  音声出力部                    ２０４      描画処理部
２０５  画像合成部                    ２０６      画像出力部
２０７  記憶部
３１    画像フレーム                  ３２    差分フレーム
３３    二値化フレーム                ３４    ＡＮＤフレーム
３５    フィルタフレーム              ３６    ラベリングフレーム
４１，４２，４３  動体                ５１    差分画像
５２，５３  動体（フィルタ画像）
Ａ      第一着目画素                  Ｂ      第二着目画素
Ｃ      チェック画素                  ｃ１    第一チェック画素
ｃ２    第二チェック画素
Ｐ０    参照画素                      Ｐ１〜Ｐ４  領域
【図１】
0006591349.tif 000003
【図２】
0006591349.tif 000004
【図３】
0006591349.tif 000005
【図４】
0006591349.tif 000006
【図５】
0006591349.tif 000007
【図６】
0006591349.tif 000008
【図７】
0006591349.tif 000009
【図８】
0006591349.tif 000010
【図９】
0006591349.tif 000011
【図１０】
0006591349.tif 000012
【図１１】
0006591349.tif 000013
【図１２】
0006591349.tif 000014
【図１３】
0006591349.tif 000015
【図１４】
0006591349.tif 000016
【図１５】
0006591349.tif 000017
【図１６】
0006591349.tif 000018