(57)【要約】【課題】回路規模が増大するのを抑制し、かつ映像監視装置における処理量を少なくして、積雪検知処理及び映像圧縮処理を実行できるようにする。【解決手段】映像監視装置１が有するカメラ１１により得られる映像信号を映像受信装置２に伝送可能であるとともに、カメラ１１により得られる映像信号に基づく消雪状況の判断結果に応じて消雪装置３の散水量を制御する消雪装置制御システムにて、カメラ１１により得られる映像信号を複数の映像成分に分解して圧縮処理するとともに、分解して得られた映像成分を用いて消雪状況を判断するようにして、映像監視装置１における処理量を少なくし、かつ内部に組み込む処理回路を小型化及び省電力化できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像監視装置が有する撮像手段により得られる映像信号を遠隔地に伝送可能であるとともに、前記撮像手段により得られる映像信号に基づく消雪状況の判断結果に応じて消雪装置の散水量を制御する消雪装置制御システムであって、
前記撮像手段により得られる映像信号を複数の映像成分に分解して圧縮処理を施す圧縮処理手段と、
前記圧縮処理手段により分解して得られた映像成分を用いて消雪状況を判断する状況判断手段とを備えることを特徴とする消雪装置制御システム。
【請求項２】
前記圧縮処理手段は、前記撮像手段により得られる映像信号を複数の映像成分に分解する成分分解手段と、
前記成分分解手段により分解された映像成分を符号化する符号化手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の消雪装置制御システム。
【請求項３】
前記状況判断手段を前記映像監視装置に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の消雪装置制御システム。
【請求項４】
前記状況判断手段を前記消雪装置に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の消雪装置制御システム。
【請求項５】
前記消雪装置に前記圧縮処理手段により圧縮処理された映像信号を受信し復号する受信復号手段を備えることを特徴とする請求項４記載の消雪装置制御システム。
【請求項６】
前記圧縮処理手段は、分解して得られた複数の映像成分の中から圧縮処理する映像成分を選択可能にしたことを特徴とする請求項５記載の消雪装置制御システム。
【請求項７】
前記圧縮処理手段は、前記撮像手段により得られる映像信号にウェーブレット変換又は直交変換を施して前記複数の映像成分に分解し、
前記状況判断手段は、前記圧縮処理手段での変換により得られた前記複数の映像成分の低域成分から第１の特徴量を算出し、高域成分から第２の特徴量を算出し、前記第１及び第２の特徴量に基づいて消雪状況を判断することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の消雪装置制御システム。
【請求項８】
前記第１の特徴量は、平均値であり、
前記第２の特徴量は、標準偏差、分散、あるいは平均値からの差の絶対値和であることを特徴とする請求項７記載の消雪装置制御システム。
【請求項９】
映像監視装置が有する撮像手段により得られる映像信号を遠隔地に伝送可能であるとともに、前記撮像手段により得られる映像信号に基づく消雪状況の判断結果に応じて消雪装置の散水量を制御する消雪装置制御システムの制御方法であって、
前記撮像手段により得られる映像信号を複数の映像成分に分解して圧縮処理を施す圧縮処理工程と、
前記圧縮処理工程にて得られた映像成分を用いて消雪状況を判断する状況判断工程とを有することを特徴とする消雪装置制御システムの制御方法。
【請求項１０】
映像監視装置が有する撮像手段により得られる映像信号を遠隔地に伝送可能であるとともに、前記撮像手段により得られる映像信号に基づく消雪状況の判断結果に応じて消雪装置の散水量を制御する消雪装置制御システムの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記撮像手段により得られる映像信号を複数の映像成分に分解して圧縮処理を施す圧縮処理ステップと、
前記圧縮処理ステップにて得られた映像成分を用いて消雪状況を判断する状況判断ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消雪装置制御システム、その制御方法、及びプログラムに関し、詳しくは、消雪装置を制御するための映像信号処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
積雪地では、路面融雪のために地下水を利用した散水式消雪が行われている。散水式消雪は、路面に埋め込まれた消雪パイプからポンプで汲み上げた地下水を噴出することにより行われる。
また、カメラにより撮影された路面画像における走行中の車両などの不要な移動体を検知して、それらが写っていない路面画像を用いて積雪や降雪を検知できるシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０８４３７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、積雪や降雪の有無についての検知結果だけではなく、実際の状況を映像として判断したい場合には、カメラにより撮影された映像の映像信号を遠隔地に伝送する必要が生じる。このような映像信号の伝送は、映像信号に圧縮処理を施して伝送するのが一般的である。
したがって、積雪や降雪の検知結果に加え、実際の映像を取得可能にする場合には、カメラが搭載される映像監視装置（センサノード）の内部にて積雪検知処理と映像圧縮処理の実行する必要がある。しかしながら、積雪検知処理と映像圧縮処理は、通常はそれぞれ独立して構築されているため、映像監視装置の内部に積雪検知処理回路と映像圧縮処理回路の両方を設けることとなり、回路規模や消費電力が増大してしまう。その一方で、映像監視装置の小型化やバッテリ駆動時の長時間監視のために、映像監視装置に組み込む回路の簡略化が望まれる。
【０００５】
本発明は、回路規模が増大するのを抑制し、かつ映像監視装置における処理量を少なくして、積雪検知処理及び映像圧縮処理を実行できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の消雪装置制御システムは、映像監視装置が有する撮像手段により得られる映像信号を遠隔地に伝送可能であるとともに、前記撮像手段により得られる映像信号に基づく消雪状況の判断結果に応じて消雪装置の散水量を制御する消雪装置制御システムであって、前記撮像手段により得られる映像信号を複数の映像成分に分解して圧縮処理を施す圧縮処理手段と、前記圧縮処理手段により分解して得られた映像成分を用いて消雪状況を判断する状況判断手段とを備えることを特徴とする。
本発明の消雪装置制御システムの制御方法は、映像監視装置が有する撮像手段により得られる映像信号を遠隔地に伝送可能であるとともに、前記撮像手段により得られる映像信号に基づく消雪状況の判断結果に応じて消雪装置の散水量を制御する消雪装置制御システムの制御方法であって、前記撮像手段により得られる映像信号を複数の映像成分に分解して圧縮処理を施す圧縮処理工程と、前記圧縮処理工程にて得られた映像成分を用いて消雪状況を判断する状況判断工程とを有することを特徴とする。
本発明のプログラムは、映像監視装置が有する撮像手段により得られる映像信号を遠隔地に伝送可能であるとともに、前記撮像手段により得られる映像信号に基づく消雪状況の判断結果に応じて消雪装置の散水量を制御する消雪装置制御システムの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記撮像手段により得られる映像信号を複数の映像成分に分解して圧縮処理を施す圧縮処理ステップと、前記圧縮処理ステップにて得られた映像成分を用いて消雪状況を判断する状況判断ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、映像監視装置が有する撮像手段により得られる映像信号を圧縮処理する際に分解した映像成分を用いて、消雪状況の判断を行うようにしたので、映像監視装置における処理量を少なくし、かつ内部に組み込む処理回路を小型化及び省電力化しながらも、映像圧縮処理と消雪状況の判断を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態における消雪装置制御システムの構成例を示すブロック図である。第１の実施形態における消雪装置制御システムは、映像監視装置１、映像受信装置２、及び消雪装置（散水制御装置）３を有する。
【００１０】
映像監視装置１と映像受信装置２は、データ伝送路４を介して通信可能なように接続される。ここで、データ伝送路４は、映像監視装置１と映像受信装置２との間でデータが伝送可能であればよく、インターネット等の通信ネットワークであっても良いし、映像監視装置１と映像受信装置２に係る個別の通信回線（有線、無線）であっても良い。
【００１１】
また、映像監視装置１は、カメラ１１により撮影された映像に基づく消雪状況の判断結果を消雪装置３に出力する。消雪装置３は、消雪状況の判断結果に基づいて、路面に埋め込まれた消雪パイプからの散水量を制御する。
【００１２】
映像監視装置１は、カメラ１１（撮像手段）、成分分解部１２（圧縮処理手段、成分分解手段）、圧縮伝送部１３（圧縮処理手段、符号化手段）、及び状況判断部１４（状況判断手段）を有する。映像監視装置１は、カメラ１１により得られた映像信号をデータ伝送路４を介して遠隔地の映像受信装置２に伝送することができるとともに、カメラ１１により得られた映像信号に基づいて消雪状況を判断する。
【００１３】
カメラ１１は、映像監視装置１が設置されている地点における消雪装置３により消雪が行われる領域（その一部領域であっても良い）の映像を撮影するためのものである。
【００１４】
成分分解部１２は、カメラ１１により撮影された映像の映像信号に対して所定の処理を施し、当該映像信号を複数の映像成分に分解する。例えば、成分分解部１２は、カメラ１１により得られた映像信号にウェーブレット変換又は直交変換を施す。これにより、複数の帯域信号が得られる。ここで、ハール基底に基づくウェーブレット変換を適用すれば、乗除算なしで加減算とシフト演算により複数の成分に分解できるため、処理回路を簡略化することができる。なお、本実施形態では、成分分解部１２は、映像信号に対してウェーブレット変換又は直交変換を施して、当該映像信号を帯域信号に分解するものとして説明する。
【００１５】
圧縮伝送部１３は、成分分解部１２により分解して得られた複数の映像成分を符号化（圧縮処理）し、データ伝送路４を介して映像受信装置２に伝送する。
【００１６】
状況判断部１４は、成分分解部１２により分解して得られた映像成分を用いて消雪状況を判断する。具体的には、状況判断部１４は、成分分解部１２において映像信号にウェーブレット変換又は直交変換を施して得られた帯域信号の低域成分からある特徴量（第１の特徴量）を計算し、高域成分から別の特徴量（第２の特徴量）を計算する。そして、状況判断部１４は、これら２つの特徴量に基づいて路面の消雪状況を判断し、判断結果を消雪装置３に出力する。
【００１７】
例えば、状況判断部１４は、帯域信号の低域成分からその平均値を特徴量として算出し、高域成分からその標準偏差又は分散を算出する。
この場合，平均を計算するにはすべての成分値を加算してその数で割れば良い。例えば、成分値を整数に丸め、成分の数を２のべき乗とすれば、整数の加算とシフト演算により平均値を算出でき処理回路の簡略化を図ることが可能である。
また、分散を計算するには数値の自乗演算が必要であり、標準偏差を計算するには分散の根を計算する必要があるが、これらは演算処理としては複雑であるため、分散や標準偏差に代えて、高域成分から平均値からの差の絶対値和を計算するようにしても良い。
【００１８】
ここで、状況判断部１４が、図２に示すように例えば判別したい状態を「積雪無し」か「積雪あり」として、さらに「積雪あり」を通行車両による「轍あり」と「轍なし」に分類する場合を考える。この場合には、「積雪無し」では暗い灰色のアスファルトが見えるため画像全体としては暗いが、「積雪あり」では白い雪のため画像としては明るい。この画像の明暗は、輝度値の平均値の大小に現れるので、本実施形態においては「積雪無し」か「積雪あり」かを低域成分の平均値で判別する。
【００１９】
しかし、上述した１つの特徴量では判別が不安定となるおそれがある。例えば、「積雪あり」であっても通行車両の「轍」があれば画像は暗くなってしまう。そこで、画像の明暗とは別に、映像に轍のような模様が映っているか否かを調べる。これは、映像におけるエッジ成分の有無により調べられることが分かっているので、本実施形態では、高域成分の標準偏差、分散、又は平均値からの差の絶対値和により判別する。
【００２０】
図３には、これら３つの状況が２つの特徴量からなる空間上にどのように分布するかを示している。図３に示すように判別線を設定することで、状況判断部１４により積雪の有無が安定して自動判断される。
【００２１】
映像受信装置２は、受信復号部２１、成分合成部２２、及び映像表示部２３を有する。
受信復号部２１は、映像監視装置１から送信された映像信号（符号化された複数の映像成分）を、データ伝送路４を介して受信し復号する。成分合成部２２は、受信復号部２１により得られた映像成分を合成し映像信号を生成する。映像表示部２３は、成分合成部３３により合成され生成された映像信号を再生表示する。
【００２２】
消雪装置３は、水量制御部３１及び散水ポンプ３２を有する。水量制御部３１は、映像監視装置１から供給される消雪状況の判断結果に基づいて散水量を制御する。水量制御部３１は、消雪状況の判断結果に基づいて、散水するための水を汲み上げる散水ポンプ３２を動作させるか否か等の制御を行う。
【００２３】
本実施形態によれば、映像監視装置１にて画像認識により消雪状況を判断した結果、積雪があれば散水量を増やし，なければ散水しないように水量制御部３１により制御を行うことで、従来と比べ、良好な消雪効果を保ちつつも使用する水量を削減することができる。あるいは、同等の水量でより効果的に消雪できたり、局所的な気温や風といった変動するファクターに対して適応的に柔軟に対応することが可能となる。
【００２４】
以上、説明したように第１の実施形態によれば、映像圧縮処理と消雪状況の判断処理との間で映像信号を分解して得られる映像成分を共有することで，映像監視装置（センサノード）１における処理量を少なくして、内部に組み込む信号処理回路を小型化・省電力化することができる。
【００２５】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４は、第２の実施形態における消雪装置制御システムの構成例を示すブロック図である。この図４において、図１に示したブロック等と同一の機能を有するブロック等には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２６】
第２の実施形態における消雪装置制御システムは、第１の実施形態においては映像監視装置１内に設けていた消雪状況を判断するための状況判断部１４を、消雪装置３内に設けるようにしたものである。
【００２７】
状況判断部３３は、映像監視装置１内の成分分解部１２により分解して得られた映像成分を用いて消雪状況を判断し、判断結果を水量制御部３１に出力する。なお、状況判断部３３の機能及び動作は、第１の実施形態における状況判断部１４と同様であるので、判断原理等の説明は省略する。
【００２８】
第２の実施形態によれば、状況判断部３３を消雪装置３に設けることで、第１の実施形態よりも映像監視装置１における処理量をさらに少なくでき、内部に組み込む信号処理回路をより小型化・省電力化することができる。
【００２９】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図５は、第３の実施形態における消雪装置制御システムの構成例を示すブロック図である。この図５において、図１及び図４に示したブロック等と同一の機能を有するブロック等には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３０】
第２の実施形態においては、映像監視装置１内の成分分解部１２から映像成分を消雪装置３に供給していたが、第３の実施形態における消雪装置制御システムは、消雪装置３に受信復号部３４を設け、映像監視装置１から消雪装置３にデータ伝送路４を介して映像信号を供給するようにしたものである。なお、受信復号部３４は、映像受信装置２内の受信復号部２１と同様のものであり、映像監視装置１から送信された映像信号（符号化された複数の映像成分）を、データ伝送路４を介して受信し復号する。このように構成することで、映像監視装置１内での成分分解部１２及び圧縮伝送部１３での処理を映像圧縮処理に特化した処理とすることができ、さらなる小型化・省電力化又は処理の高効率化を図ることが可能となる。
【００３１】
また、図５に示すように、映像監視装置１内の成分分解部１２と圧縮伝送部１３と間に
成分分解部１２により分解して得られた複数の映像成分の中から圧縮処理して送信する映像成分を選択する成分選択部１５を設ける。そして、例えば、通常は状況判断部３３での判断処理に必要な映像成分のみを選択し、映像受信装置２にて映像を閲覧する必要がある場合には解像度に応じて必要となる映像成分を選択するようにすることで、伝送するデータ量を低減しデータ伝送路４の帯域を有効に活用できる。
【００３２】
また、図５に示した消雪装置制御システムでは、映像監視装置１内に複数の映像成分の中から送信する映像成分を選択する成分選択部１５を設けるようにしているが、図６に示すように、映像監視装置１からはすべての映像成分を伝送し、映像受信装置２及び消雪装置３においてそれぞれ必要な映像成分を選択して受信するようにしても良い。
図６において、データ選択部２４、３５は、映像監視装置１から映像成分毎に送信された映像信号の中から、必要に応じた映像成分を選択して受信復号部２１、３４に出力する。このように構成することで、映像監視装置１のさらなる小型化・省電力化を図ることが可能となる。
【００３３】
（本発明の他の実施形態）
なお、上述した実施形態は、コンピュータのＣＰＵ又はＭＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成可能なものであり、ＲＡＭやＲＯＭに記憶されたプログラムが動作することによって実現でき、前記プログラムは本発明の実施形態に含まれる。また、コンピュータが上述の実施形態の機能を果たすように動作させるプログラムを、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録し、コンピュータに読み込ませることによって実現できるものであり、前記プログラムを記録した記録媒体は本発明の実施形態に含まれる。前記プログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。
また、コンピュータがプログラムを実行し処理を行うことにより、上述の実施形態の機能が実現されるプログラムプロダクトは、本発明の実施形態に含まれる。前記プログラムプロダクトとしては、上述の実施形態の機能を実現するプログラム自体、前記プログラムが読み込まれたコンピュータ、ネットワークを介して通信可能に接続されたコンピュータに前記プログラムを提供可能な送信装置、及び当該送信装置を備えるネットワークシステム等がある。
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）又は他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理のすべて又は一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて上述の実施形態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明の実施形態に含まれる。
【００３４】
なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態における消雪装置制御システムの構成例を示す図である。
【図２】本実施形態における消雪状況の判断原理を説明するための図である。
【図３】本実施形態における消雪状況の判断原理を説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における消雪装置制御システムの構成例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における消雪装置制御システムの構成例を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施形態における消雪装置制御システムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  映像監視装置
２  映像受信装置
３  消雪装置（散水制御装置）
４  データ伝送路
１１  カメラ
１２  成分分解部
１３  圧縮伝送部
１４  状況判断部
１５  成分選択部
２１  受信復号部
２２  成分合成部
２３  映像表示部
２４  データ選択部
３１  水量制御部
３２  散水ポンプ
３３  状況判断部
３４  受信復号部
３５  データ選択部
【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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