(57)【要約】【課題】  複数の人物がいる場所で、ＩＤカードを所持している人物と、ＩＤカードを所持していない不審者とが混在しているような状況下においても、ＩＤカードを所持していない不審者を容易に特定することができるＩＤカード非所持不審者の特定方法およびその装置を提供すること。【解決手段】  電波を発射する無線ＩＤカード１と、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナ部２と、受信電波を増幅し中間周波数に変換する周波数変換部３と、この中間周波数に変換された受信信号が同時サンプリングによりＡＤ変換されてディジタル化されるＡＤ変換部４と、前記アレーアンテナ部２による受信電波の到来方向を推定処理する到来方向推定部５と、ＩＤ情報を復調するＩＤ復調部６と、監視場所の周辺状況や人などを写すカメラ部８と、画像の合成処理を行う画像処理部７と、その合成画像とＩＤ情報とが表示され、電波の発射状況も同時に確認できる表示部９とを備えている。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を発射する無線ＩＤカードからの電波を受信・復調・ＡＤ変換してディジタル化し、受信電波の到来方向を推定処理する到来方向推定ステップと、前記ディジタル化された受信信号を受けてＩＤ情報を復調するＩＤ復調ステップと、監視場所を撮影して画像情報を得る撮影ステップと、この撮影ステップで得られた画像情報に、前記到来方向推定ステップで得られた受信電波の到来方向情報および前記ＩＤ復調ステップで得られたＩＤ情報とを合成して合成画像を形成する画像処理ステップと、この画像処理ステップで形成された前記合成画像を表示する画像表示ステップと、を備えたことを特徴とする不審者監視特定方法。
【請求項２】
前記到来方向推定部で行われる受信電波の到来方向の推定処理ステップは、電波ホログラフィ法で行われることを特徴とする請求項１記載の不審者監視特定方法。
【請求項３】
前記無線ＩＤカードは、自発的に電波を発射するアクティブタイプであり、発射する電波にはＩＤ情報が含まれることを特徴とする請求項２記載の不審者監視特定方法。
【請求項４】
電波を発射する無線ＩＤカードと、この無線ＩＤカードからの電波を受信する複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナ部と、その受信電波を増幅し、ＡＤ変換可能な中間周波数に変換する周波数変換部と、前記アレーアンテナ部で受信され中間周波数に変換された受信信号が同時サンプリングによりＡＤ変換されてディジタル化されるＡＤ変換部と、このディジタル化された受信信号を受けて前記アレーアンテナ部による受信電波の到来方向を推定処理する到来方向推定部と、前記ディジタル化された受信信号を受けてＩＤ情報を復調するＩＤ復調部と、監視場所を撮影するカメラ部と、この監視場所の撮影画像情報に前記到来方向推定部からの受信電波の到来方向情報および前記ＩＤ復調部で復調されたＩＤ情報とを合成して合成画像を形成する画像処理部と、この画像処理部で形成された前記合成画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする不審者監視装置。
【請求項５】
前記到来方向推定部で行われる受信電波の到来方向の推定処理は、電波ホログラフィ法で行われることを特徴とする請求項４記載の不審者監視装置。
【請求項６】
前記無線ＩＤカードは、自発的に電波を発射するアクティブタイプであり、発射される電波にはＩＤ情報が含まれることを特徴とする請求項５記載の不審者監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視カメラに撮影された人物が、許可された者だけが所持するＩＤカードを所持しているかどうかを特定する、ＩＤカード非所持不審者の特定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の監視装置においては、無線タグ（以下、ＲＦＩＤと呼ぶ）などが貼付されているＩＤカードが用いられているが、このＲＦＩＤから発射する電波の到達範囲は狭く、したがって、ＲＦＩＤの存在はセンサーの周辺のみで検知されるため、検知されても、ＲＦＩＤがセンサーの周辺にあることが分るだけで、複数のＲＦＩＤが検出された場合には、どのＲＦＩＤが検知目的のＲＦＩＤかを識別することは難しかった。したがって、監視対象場所にＩＤカードを所持している人物と、ＩＤカードを所持していない不審者とが混在しているような状況下では、ＩＤカードを所持していない不審者を容易に特定することは困難であった。
【０００３】
従来、電波の到来方向を可視化する技術は知られているが、本発明の課題とする不審者の特定技術については、開示されていない。
【特許文献１】特開２００５−２４４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の目的は、監視対象場所にＩＤカードを所持している人物と、ＩＤカードを所持していない不審者とが混在しているような状況下においても、ＩＤカードを所持していない不審者を容易に特定することができる、ＩＤカード非所持不審者の特定する装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のＩＤカード非所持不審者の特定方法は、電波を発射する無線ＩＤカードからの電波を受信・復調・ＡＤ変換してディジタル化し、受信電波の到来方向を推定処理する到来方向推定ステップと、前記ディジタル化された受信信号を受けてＩＤ情報を復調するＩＤ復調ステップと、監視場所を撮影して画像情報を得る撮影ステップと、この撮影ステップで得られた画像情報に、前記到来方向推定ステップで得られた受信電波の到来方向情報および前記ＩＤ復調ステップで得られたＩＤ情報とを合成して合成画像を形成する画像処理ステップと、この画像処理ステップで形成された前記合成画像を表示する画像表示ステップと、を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の不審者監視装置は、電波を発射する無線ＩＤカードと、この無線ＩＤカードからの電波を受信する複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナ部と、その受信電波を増幅し、ＡＤ変換可能な中間周波数に変換する周波数変換部と、前記アレーアンテナ部で受信され中間周波数に変換された受信信号が同時サンプリングによりＡＤ変換されてディジタル化されるＡＤ変換部と、このディジタル化された受信信号を受けて前記アレーアンテナ部による受信電波の到来方向を推定処理する到来方向推定部と、前記ディジタル化された受信信号を受けてＩＤ情報を復調するＩＤ復調部と、監視場所を撮影するカメラ部と、この監視場所の撮影画像情報に前記到来方向推定部からの受信電波の到来方向情報および前記ＩＤ復調部で復調されたＩＤ情報とを合成して合成画像を形成する画像処理部と、この画像処理部で形成された前記合成画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＩＤカードからの電波の到来方向別に電波強度が画像化され、さらに、監視場所の周囲状況や人の位置などのデータ情報を重ね合わせて画像合成され、その合成画像がＩＤ情報と共に表示部に表示されるので、ＩＤカードを所持していない不審人物や、検出されるはずのないＩＤ情報を容易に特定でき、犯罪防止に大きな効果を発揮する。
【０００８】
また、本発明によれば、ＩＤカードから発する発信電波の到来方向を２次元的に演算し、その到来方向の推定分解性能を高めているので、複数の人物がいる場所であっても、電波の到来方向から不審者の位置を特定でき、不審者排除に極めて大きな効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態につき、図１乃至図３を用いて詳細に説明する。
【００１０】
図1は、本発明の実施形態である不審者監視装置の構成を示すブロック図である。この装置に用いられる無線ＩＤカード１は、予め所定の場所への通過が許可された特定者に所持させている。また、この無線ＩＤカード１は自発的に電波を発射するアクティブタイプの無線タグ（以下ＲＦＩＤという。）を搭載している。ＲＦＩＤに使用する電波の周波数帯域については使用目的に応じて任意に設定でき、電波は連続的あるいは間欠的に発射させてもよいが、発射する電波には所持者のＩＤ情報を含ませている。
【００１１】
この無線ＩＤカード１からの電波は、不審者監視装置本体に備えられた複数のアンテナ素子２Ａ〜２Ｂからなるアレーアンテナ部２で受信され、受信された電波は周波数変換部３に送られる。周波数変換部３では、受信電波が増幅されるとともに、後段のＡＤ変換部（後記）でＡＤ変換可能な中間周波数に変換される。
【００１２】
周波数変換部３で変換処理されたアレーアンテナ部２からの受信信号は、前記ＡＤ変換部４に送られ、ここで、複数のアンテナ素子２Ａ〜２Ｂからの受信信号が同時にサンプリングされ、ＡＤ変換によりディジタル化される。
【００１３】
このディジタル化された受信信号は到来方向推定部５とＩＤ復調部６とに送られ、到来方向推定部５では、アレーアンテナ部２による受信電波の到来方向が、例えば、電波ホログラフィ法などにより推定処理される。この際、電波強度は電波の到来方向別に異なり、したがって、電波強度の最も強い到来方向にある検出物が検出目的の対象と判断される。
【００１４】
一方、ＩＤ復調部６においては、ＡＤ変換されたＡＤデータがディジタル信号処理され、ＩＤ情報が復調され取得される。
【００１５】
この受信電波の到来方向とＩＤ情報とは、画像処理部７に送られ、受信電波の電波強度が画像化される、また、この画像処理部７には、カメラ部８によって監視場所およびその周囲の状況が撮影され、その出力画像信号が送られている。
【００１６】
そして、この画像処理部７では、到来方向推定部５で得られた到来方向推定結果とカメラ部８で撮影された画像とを重ね合わせて合成画像が作成される。この合成画像は、予めカメラ画像のピクセルごとに対応する方位および仰角を測定しておき、それに、到来方向推定結果の仰角および方位角を合わせることにより作成される。
【００１７】
表示部９には、この合成画像とＩＤ情報とが表示され、画像中の人物とともに、無線ＩＤカード１から発射された電波の到来方向も同時に確認できるようになっている。ここで、電波の到来方向は表示画面上では、例えば、ドットあるいはクロスマーク等で表示される。また、ＩＤ情報は、例えば、電波の到来方向を示すマークの近傍に文字情報として表示される。
【００１８】
なお、前記アレーアンテナ部２は、複数のアンテナ素子２Ａ〜２Ｂが平面状に格子状に配置されていて、同一周波数帯域を測定できる受信アンテナであり、また、アンテナの形状や種類、およびアンテナの総数、ならびに、アンテナを配置するための間隔などは、測定対象や測定目的などにより任意に設定でき、さらに、アレー面の反対側から入射する電波の入感を抑えるため、アレーアンテナを配置する平面を反射板にすることもできる。また、上記した実施形態では、図面上省略したが、アンテナ素子と同数の受信系を要することは勿論である。
【００１９】
このようなシステム構成において、いま、監視対象場所に、ＩＤカードを所持している人物と、ＩＤカードを所持していない不審者とが混在しているような状況下での監視動作について説明する。
【００２０】
このような状況下で、ＩＤカード１に貼付されているＲＦＩＤから発射された電波は、アレーアンテナ２で受信されて周波数変換部３に送られ、そこで、受信電波は増幅され、同時に、ＡＤ変換可能な中間周波数に変換される。この変換されたアレーアンテナ部２の各アンテナ素子２Ａ〜２Ｂからの受信信号は、ＡＤ変換部４に送られて同時にサンプリングされ、さらに、ＡＤ変換されて、ディジタル化される。
【００２１】
このディジタル化されたデータは、到来方向推定部５およびＩＤ復調部６に送られ、到来方向推定部５では、後記する電波ホログラフィ法（図2）によって電波の到来方向の推定処理が行われ、同時に、ＩＤ復調部６では復調されてＩＤ情報が得られる。これら到来方向の推定データおよびＩＤ情報は、画像合成処理部７に送られ、ここで、カメラ部８で撮影された監視場所の周囲の状況と合成されて、その合成画像は表示部９に表示される。
【００２２】
この場合、アレーアンテナ２の位相中心と異なる位置にカメラを設置する場合には、視差による補正を行うことにより正確な合成画像を得ることができる。そして、表示部９に表示される画像には、人物像とともに、その人のＩＤ情報や電波の到来方向を示すマークなども合わせて表示されているため、ＩＤカードを持っていない不審人物を容易に特定できる。
【００２３】
図2は、前記した電波ホログラフィ法による到来方向推定処理の処理手順を示すフローチャートで、ステップＳ１では、アレーアンテナ部２（図1）で受信された信号は、周波数変換部３（図1）およびＡＤ変換部４（図1）を経てディジタルデータに変換されるが、アレーアンテナ部２（図1）のアンテナ素子２Ａ〜２Ｂ（図1）の数をＮ個としたとき、Ｎ個のディジタルデータが得られる、そして、１素子あたりのディジタルデータをＭサンプルとする。
【００２４】
ステップＳ２では、ステップＳ１で得られたディジタルデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）する。この高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の結果を用いて、到来方向を推定したい周波数範囲について複素振幅値の平均値を計算する。
【００２５】
ステップＳ３では、ステップＳ２で得られた複素振幅の平均値から複素振幅マトリックスを得る。なお、この複素振幅マトリックスは、アレーアンテナ部２（図1）のアンテナ素子２Ａ〜２Ｂ（図1）の物理的な配置と同じ配列に複素振幅値を配置し、数学上の行列とするものである。
【００２６】
ステップＳ４では、ステップＳ３で得られた複素振幅マトリックスの周囲をゼロ埋めして拡張複素振幅マトリックスを得る。この拡張複素振幅マトリックスは、例えば、２５６×２５６  の行列などのように拡張する。
【００２７】
ステップＳ５では、ステップＳ４で得られた拡張複素振幅マトリックスについて、2次元高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う。この2次元高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことにより、到来方向推定結果を得ることができる。そして、到来方向推定結果としては、到来方向別の推定電波強度を得ることができ、この推定電波強度の強い方向に電波発射源があると推定される。なお、到来方向推定結果は行列として得られ、その行および列は、それぞれの角度に対応している。
【００２８】
また、2次元高速フーリエ変換（ＦＦＴ）は、例えば、拡張複素振幅マトリックスの全ての行ごとに１次元高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、その後、全ての列ごとに１次元高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う。
【００２９】
さらに、ステップＳ４において、複素振幅マトリックスを拡張複素振幅マトリックスとする理由は、2次元高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う際に、サンプル数を故意に増やし、到来方向推定分解能を向上させるためである。
【００３０】
図３は、本発明による他の実施形態のシステム構成を示した構成ブロック図で、図1に示した実施形態との構成上の相違は、ＩＤ復調部６と画像処理部７との間にＩＤ検索処理部１０を、また、カメラ部８と画像処理部７との間に人検出処理部１１を、それぞれ設けたことである。したがって、図3において、以下では、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その部分の構成作用の説明は省略し、図１と相違する構成作用の部分についてのみ、主として説明する。
【００３１】
このようなシステム構成において、ＩＤ検索処理部１０では、ＩＤ復調部６で取得したＩＤ情報にもとづき、予めデータベース（不図示）などに登録されている個人情報を検索し、ＩＤ情報に対応した情報を取得して、その情報を画像処理部７に送る。
【００３２】
一方、人検出処理部１１では、カメラ部８で取得した画像を処理し、人物像を検出した場合、その画像内で人物の位置を検出して、その検出された位置情報を画像処理部７に送る。
【００３３】
画像処理部７では、ＩＤ検索処理部１０で検出処理された検出情報と、人検出処理部１１で検出された人物の位置情報とが重ね合わされて合成画像が作成され、その合成画像が表示部９に表示される。
【００３４】
この際、ＩＤ検索処理部１０で検索した結果、ＩＤ情報に対応した情報がない場合、或いは、検出されるはずのないＩＤ情報であった場合などには表示部９に警告（アラーム）を発し、監視者および運用者に確認を促す。
【００３５】
また、人検出処理部１１では、そこで取得した人物の検出情報を考慮して、検出された人物がＩＤカードを持っているかが判断され、検出された人がＩＤカードを持っていないと判断された場合は、同じく表示部９に対して警告（アラーム）を発し、監視者および運用者に確認を促す。
【００３６】
図４乃至図７は、図１または図３に示す不審者監視装置の画像処理部７における画像処理方法を説明するためのフローチャートである。図４は図１に示す不審者監視装置における画像処理方法を説明するためのフローチャートである。図１に示す画像処理部７はステップＳ１でカメラ部８からの画像信号を受信した後、ステップＳ２で電波の到来方向推定部５からの情報の有無を検出する。電波の到来が検出されると、ステップＳ３において検出された電波に含まれるＩＤ情報を検出する。ＩＤ情報が検出された場合には、ステップＳ４において電波発信の画像化、すなわち、電波の到来方向推定部５からの情報を画像情報に変換する。画像情報に変換された電波の到来方向情報はステップＳ５においてカメラ画像情報と合成され、ステップＳ６において表示部９に表示される。
【００３７】
ステップＳ２において、到来方向推定部５からの情報が検出されない場合、あるいはステップＳ３において、ＩＤ情報が検出されない場合には、ステップＳ１でカメラ部８からの受信した画像信号のみをステップＳ６において表示部９に表示する。
【００３８】
図５は図２に示す不審者監視装置における画像処理方法を説明するためのフローチャートである。同図において、図４に対応する処理ステップについては同一のステップ番号を表示し、詳細な説明は省略し、図４の処理とは異なる処理ステップを中心に説明する。図５のフローチャートにおいては、ステップＳ１でカメラ部８から画像信号を受信した後、ステップＳ１´において、画像信号から人物画像を抽出する。この人物画像の抽出後、ステップ２において図４と同様に電波の検出が行われ、次いでステップ３´においてＩＤの検出と確認が行われる。このステップ３´においては、検出されたＩＤをキーとしてＩＤ検索処理部１０で登録されたデータベースを検索し、検出されたＩＤ情報に対応した登録情報が存在する場合、処理ステップを終了する。
【００３９】
ステップ２において電波が検出されない場合、或いは、検出されたＩＤ情報に対応した登録情報が存在しないか、検出されるはずのないＩＤ情報であることが判明した場合には、ステップ７において警告を発する。この警告は図３に示される表示部９に画像情報として表示するか、あるいは表示部９あるいは別に設けられた音声その他による警報装置(図示せず。)  により警告を発する。
【００４０】
図６は図２に示す不審者監視装置における他の画像処理方法を説明するためのフローチャートである。同図において、図４あるいは図５に対応する処理ステップについては同一のステップ番号を表示し、詳細な説明は省略し、図４あるいは図５の処理とは異なる処理ステップを中心に説明する。図６のフローチャートにおいては、図５のフローチャートと同様に、ステップＳ１´において、画像信号から人物画像が抽出される。また、ステップ３´においては、検出されたＩＤをキーとしてＩＤ検索処理部１０で登録されたデータベースを検索し、検出されたＩＤ情報に対応した登録情報が存在する場合、ステップＳ４において電波発信の画像化、すなわち、電波の到来方向推定部５からの情報を画像情報に変換する。画像情報に変換された電波の到来方向情報はステップＳ５においてカメラ画像情報と合成され、ステップＳ６において表示部９に表示される。さらに、ステップＳ２において、到来方向推定部５からの情報が検出されない場合、あるいはステップＳ３´において、ＩＤ情報が検出されないか場合、或いは、検出されたＩＤ情報に対応した登録情報が存在しないか、検出されるはずのないＩＤ情報であることが判明した場合には、ステップ７において警告を発する。この警告は図３に示される表示部９に画像情報として表示するか、あるいは表示部９あるいは別に設けられた音声その他による警報装置(図示せず。)  により警告を発する。
【００４１】
図７は図２に示す不審者監視装置におけるさらに他の画像処理方法を説明するためのフローチャートである。同図において、図６対応する処理ステップについては同一のステップ番号を表示し、詳細な説明は省略し、図６とは異なる処理ステップを中心に説明する。
【００４２】
図７のフローチャートにおいては、ステップＳ２において、到来方向推定部５からの情報が検出されない場合、ステップ７において警告を発すると共に、ステップ８において、ステップＳ１´において抽出された人物画像について、全員の電波が検出されるか否かがチェックされる。この結果、一部の人物について電波が検出される場合には、ステップ３´に進み、全員について電波が検出されない場合には、ステップＳ６に進み、警報と共にカメラ画像のみ表示する。
【００４３】
図７のフローチャートにおいては、また、ステップ３´において、検出されたＩＤをキーとしてＩＤ検索処理部１０で登録されたデータベースを検索し、検出されたＩＤ情報に対応した登録情報が存在する場合、ステップＳ４に進む。しかし、ステップ３´において、ＩＤ情報が検出されないか場合、或いは、検出されたＩＤ情報に対応した登録情報が存在しないか、検出されるはずのないＩＤ情報であることが判明した場合には、ステップ９において警告を発すると共に、ステップ１０において、ステップＳ１´において抽出された人物画像について、全員のＩＤ情報が検出されないか、検出されたＩＤ情報に対応した登録情報が存在しないか、或いは、検出されるはずのないＩＤ情報であるか否かがチェックされる。この結果、一部の人物について正しいＩＤ情報が検出される場合には、ステップ４に進む。他方、全員について正しいＩＤ情報が検出されない場合には、ステップＳ６に進み、警報と共にカメラ画像のみ表示する。
【００４４】
このように、ＩＤ情報およびＩＤ情報に対応した人の特定情報などが、画像に人が写っている状態で、電波の到来方向やＩＤ情報などの発射状況と合わせて表示部９上で確認でき、したがって、ＩＤカードを持っていない不審人物や検出されるはずのないＩＤ情報などを容易に特定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による実施形態のシステム構成を概略的に示した構成ブロック図である。
【図２】電波ホログラフィ法による到来方向推定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明による他の実施形態のシステム構成を概略的に示した構成ブロック図である。
【図４】図１に示す不審者監視装置における画像処理方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図２に示す不審者監視装置における画像処理方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】図２に示す不審者監視装置における他の画像処理方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】図２に示す不審者監視装置におけるさらに他の画像処理方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１    無線ＩＤカード
２    アレーアンテナ部
２Ａ〜２Ｂ    アンテナ素子  
３      周波数変換部
４      ＡＤ変換部
５      到来方向推定部
６      ＩＤ復調部
７      画像処理部
８      カメラ部
９      表示部
１０      ＩＤ検索処理部
１１      人検出処理部
【図１】
2008067291.tif 000003
【図２】
2008067291.tif 000004
【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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