(57)【要約】【課題】大人と子供を正確に判別することが可能な自動改札装置を提供する。【解決手段】自動改札装置の通路の側方にカメラを設け、このカメラで、通路を通行する利用客の脚部を撮像する。撮像した脚部画像におけるくの字形に屈曲したエッジから膝位置を検出し、検出された膝位置があらかじめ設定された閾値以上であれば、利用客を大人と判定し、検出された膝位置が閾値以上でなければ、利用客を子供と判定する。そして、それぞれの判定結果に基づいて利用客に対する通行制御を行う。【選択図】図１２
2008257375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
改札通路を通行する利用客の脚部を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した脚部の画像から膝位置を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した膝位置に基づいて、当該利用客が大人か子供かを判別する判別手段と、
前記判別手段の判別結果に応じて、前記利用客に対する通行制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする自動改札装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動改札装置において、
前記撮像手段は、通行方向に対して側方から前記利用客の脚部を撮像することを特徴とする自動改札装置。
【請求項３】
請求項２に記載の自動改札装置において、
前記検出手段は、前記撮像手段が撮像した画像におけるくの字形に屈曲したエッジから膝位置を検出することを特徴とする自動改札装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の自動改札装置において、
前記撮像手段は、前記改札通路を挟んで両側に配備された第１および第２の撮像手段からなり、前記利用客の脚部を両側方から撮像することを特徴とする自動改札装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の自動改札装置において、
前記撮像手段は、通行方向に一定距離を隔てて複数個配置されていることを特徴とする自動改札装置。
【請求項６】
請求項２または請求項３に記載の自動改札装置において、
前記撮像手段は、前記改札通路を挟んで両側に配備された第１および第２の撮像手段からなり、
前記第１および第２の撮像手段は、それぞれ、通行方向に一定距離を隔てて複数個配置されていることを特徴とする自動改札装置。
【請求項７】
請求項６に記載の自動改札装置において、
前記判別手段は、第１の撮像手段の撮像により取得された第１の画像が、当該撮像手段からの距離の差が一定値以上である複数のエッジを含んでいる場合は、第２の撮像手段の撮像により取得された第２の画像に基づいて大人／子供の判別を行うことを特徴とする自動改札装置。
【請求項８】
請求項４に記載の自動改札装置において、
前記判別手段は、第１および第２の撮像手段のうち、前記改札通路の入口付近に設けられた乗車媒体読取部がある側の撮像手段で取得された画像を優先的に採用することを特徴とする自動改札装置。
【請求項９】
請求項５に記載の自動改札装置において、
前記判別手段は、前記撮像手段の撮像により取得された画像が、当該撮像手段からの距離の差が一定値未満である複数のエッジを含んでいて、エッジラインに変曲点が複数個ある場合に、最も傾きの大きい２つのエッジから推定される交点を膝位置と特定し、この膝位置に基づいて大人／子供の判別を行うことを特徴とする自動改札装置。
【請求項１０】
あらかじめ設定された撮像領域内で、改札通路を通行する利用客の脚部を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した脚部の画像から膝の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段における検出結果に基づいて、当該利用客が大人か子供かを判別する判別手段と、
前記判別手段の判別結果に応じて、前記利用客に対する通行制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする自動改札装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道の駅などに設置される自動改札装置に関し、特に、改札通路を通行する利用客が大人か子供かを判別するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動改札装置において、大人と子供の判別を行う場合、従来は、例えば下記の特許文献１に記載されているように、装置本体の上部に反射型の光センサを設け、この光センサの受光状態により利用客が大人か子供かを判別している。すなわち、光センサから斜め上方へ光を投射すると、利用客が大人の場合は、投射光が利用客で反射されて光センサで受光されるが、利用客が子供の場合は、背が低いために投射光が反射されずセンサで受光されない。したがって、光センサの受光有無によって、利用客の大人／子供を判別することができる。
【０００３】
また、他の判別方法として、天井に取り付けられたカメラにより利用客を撮影し、得られた画像を用いて利用客が大人か子供かを判別する技術が、下記の特許文献２に開示されている。本文献では、撮影された画像に対して、大人／子供の判別基準となる身長を基準線（閾値）として設定し、撮影された利用客の身長が基準線より大きければ大人と判断し、撮影された利用客の身長が基準線より小さければ子供と判断している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１８４１号公報
【特許文献２】特開平７−１４０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法では、利用客が大人であっても、例えば黒っぽい服を着ているような場合には、反射光量が不足して光センサで受光が検出されず、子供と判別される場合がある。また、これとは逆に、利用客が子供であっても、例えば風船を持っているような場合には、風船で光が反射して光センサで受光が検出され、大人と判別される場合がある。このような大人／子供の誤判別があると、乗車券を持たない無札客に対して通行を許可したり、正常な利用客に対して通行を禁止したりするなどの誤った通行処理が行われることになる。
【０００６】
また、特許文献２の方法では、自動改札装置を通行する利用客の位置（通行方向の位置）によって、画像上の利用客の身長が異なり、カメラに近い位置では身長が高く、カメラから遠い位置では身長が低くなるため、大人／子供を誤判別してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するものであって、その目的とするところは、大人と子供を正確に判別することが可能な自動改札装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る自動改札装置は、改札通路を通行する利用客の脚部を撮像する撮像手段と、この撮像手段が撮像した脚部の画像から膝位置を検出する検出手段と、この検出手段が検出した膝位置に基づいて、当該利用客が大人か子供かを判別する判別手段と、この判別手段の判別結果に応じて、利用客に対する通行制御を行う制御手段とを備える。
【０００９】
本発明においては、膝の位置が大人と子供とで異なることを利用し、撮像手段で撮像した脚部画像から得られる膝位置に基づいて大人／子供の判別を行うようにしているので、利用客の服装の色や、子供の持つ風船などに左右されずに、大人と子供とを正確に判別することができる。また、利用客の身長を利用するものではないので、利用客の位置によって画像上の身長が異なることに基因する誤判別のおそれもない。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態において、撮像手段は、通行方向に対して側方から利用客の脚部を撮像する。このようにすると、撮像した画像の背景は改札装置本体のみとなり、他の利用客など余分なものが写らないので、画像からの膝位置の抽出を容易かつ高精度に行うことができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい実施形態において、検出手段は、撮像手段が撮像した画像におけるくの字形に屈曲したエッジから膝位置を検出する。このようにすると、屈曲エッジにより膝位置を確実に検出することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の好ましい実施形態において、撮像手段は、改札通路を挟んで両側に配備された第１および第２の撮像手段からなり、利用客の脚部を両側方から撮像する。このようにすると、一方側の撮像手段で撮像した画像に荷物が写っていて膝位置が検出できない場合でも、荷物のない他方側の撮像手段で撮像した画像から膝位置を検出できるため、利用客が片手に荷物を所持していても膝位置を確実に検出することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の好ましい実施形態において、撮像手段は、通行方向に一定距離を隔てて複数個配置されている。このようにすると、複数の撮像手段により異なる位置から脚部を撮像し、それらの画像に基づいて視差計算を行うことにより、対象までの距離を求めることができるので、脚部と荷物とを区別して検出することができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい実施形態において、撮像手段は、改札通路を挟んで両側に配備された第１および第２の撮像手段からなり、これらの撮像手段は、それぞれ、通行方向に一定距離を隔てて複数個配置されている。このようにすると、脚部を両側方から撮像するので、利用客が片手に荷物を所持していても膝位置を確実に検出することができ、また、脚部を複数の異なる位置から撮像するので、対象までの距離を求めることで脚部と荷物とを区別して検出することができる。
【００１５】
また、本発明の好ましい実施形態において、判別手段は、第１の撮像手段の撮像により取得された第１の画像が、当該撮像手段からの距離の差が一定値以上である複数のエッジを含んでいる場合は、第２の撮像手段の撮像により取得された第２の画像に基づいて大人／子供の判別を行う。このようにすると、利用客がカバンなどの荷物を所持していてこれが第１の画像に写っているような場合は、エッジまでの距離の違いから荷物所持と判断し、荷物のある第１の画像は採用されない。そして、第１の撮像手段と反対側にある第２の撮像手段によって取得された荷物のない第２の画像を採用し、この第２の画像に基づいて判別を行うので、荷物のエッジに基因して膝位置を誤検出するのを防止することができる。
【００１６】
また、本発明の好ましい実施形態において、判別手段は、第１および第２の撮像手段のうち、改札通路の入口付近に設けられた乗車媒体読取部がある側の撮像手段で取得された画像を優先的に採用する。利用客は、自動改札装置に乗車媒体を読み取らせる場合、乗車媒体読取部がある側（一般に通路に向って右側）の手（一般に右手）で乗車媒体を持ち、反対側の手（一般に左手）で荷物を持つのが普通であるから、乗車媒体読取部がある側で撮像された画像に、荷物が写っているケースは少ないと考えられる。したがって、この画像を優先的に採用すれば、ほとんどの場合、最初から膝が検出されることになるので、膝検出処理の効率化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明の好ましい実施形態において、判別手段は、撮像手段の撮像により取得された画像が、当該撮像手段からの距離の差が一定値未満である複数のエッジを含んでいて、エッジラインに変曲点が複数個ある場合に、最も傾きの大きい２つのエッジから推定される交点を膝位置と特定し、この膝位置に基づいて大人／子供の判別を行う。スカートの着用により膝が隠れている場合、膝が屈曲した状態では、スカートの前方のエッジは脚部の膝より上の部分のエッジと略一致するので、撮像手段から両エッジまでの距離はほぼ同じとなる。そして、脚部のエッジとスカートのエッジのそれぞれの傾きが最も大きくなるので、これらの２つのエッジから推定により求まる交点を膝位置と特定することにより、スカートのエッジに基因して膝位置を誤検出するのを防止することができる。
【００１８】
本発明では、膝の位置に基づいて大人／子供の判別を行うことに代えて、画像中の膝の有無に基づいて大人／子供の判別を行うようにしてもよい。この場合の自動改札装置は、あらかじめ設定された撮像領域内で、改札通路を通行する利用客の脚部を撮像する撮像手段と、この撮像手段が撮像した脚部の画像から膝の有無を検出する検出手段と、この検出手段における検出結果に基づいて、当該利用客が大人か子供かを判別する判別手段と、この判別手段の判別結果に応じて、利用客に対する通行制御を行う制御手段とを備える。このようにしても、膝の有無によって、大人と子供とを正確に判別することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、膝の位置あるいは膝の有無を検出することによって、利用客が大人であるか子供であるかを正確に判別することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１ないし図３は、本発明の実施形態に係る自動改札装置を示した図であり、図１は斜視図、図２は正面図、図３は側面図である。図において、５０は自動改札装置、５１は自動改札装置５０の本体、５２は自動改札装置５０の改札側に設けられたゲート扉、５３は自動改札装置５０の集札側に設けられたゲート扉、５４は自動改札装置５０で使用される非接触ＩＣカード（図示省略）との間で通信を行うアンテナ、５５はアンテナ５４で読み取った非接触ＩＣカードが正常な乗車媒体であるか否かを表示するランプ表示部、５６は乗客に対して通行許可や通行禁止等の各種メッセージを表示するメッセージ表示部、５７は本体５１の側部に設けられた側板、５８は側板５７の上面に設けられた小児／学生表示ランプ、５９は側板５７内に設けられているセンサ（後述）を覆うカバー、６０は本体５１の正面に設けられている通行可否表示部、６１は１対の自動改札装置５０により形成される改札通路である。
【００２１】
図３は、図１における右側の自動改札装置５０のカバー５９を取り外した状態の側面図である。４０は通行方向に直線状に複数個配列された人間位置追跡用のセンサであって、例えば透過型の光センサから構成されている。また、図１の左側の自動改札装置５０における側版５７にも、改札通路６１を挟んでセンサ４０のそれぞれと対向する位置に、透過型の光センサが複数個設けられている。そして、各自動改札装置５０においては、センサを構成する投光素子と受光素子とが通行方向に交互に配列されており、かつ、一方の自動改札装置５０の投光素子と他方の自動改札装置５０の受光素子とが改札通路６１を挟んで対向している。
【００２２】
図１〜図３に示すように、右側の自動改札装置５０の本体５１における入口付近の下部には、カメラ１１Ｒ，１２Ｒが配備されている。また、図２に示すように、左側の自動改札装置５０の本体５１にも、カメラ１１Ｌ，１２Ｌが配備されている。図４は、カメラの撮像領域を示しており、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。Ｐは利用客、Ｘは利用客Ｐの通行方向である。カメラ１１Ｒ，１２Ｒは通行方向Ｘに一定距離を隔てて配置されており、カメラ１１Ｌ，１２Ｌも通行方向Ｘに同じ距離を隔てて配置されている。カメラ１１Ｒとカメラ１１Ｌは対向する位置にあり、カメラ１２Ｒとカメラ１２Ｌは対向する位置にある。各カメラは、それぞれ点線で示したような撮像領域を有しおり、図４（ｂ）からわかるように、利用客Ｐの脚部Ｇを改札通路６１の両側から撮像する。
【００２３】
以上のような自動改札装置５０は、例えば鉄道の駅に設置され、利用客が非接触ＩＣカードをアンテナ５４の上にかざすと、アンテナ５４が読み取った非接触ＩＣカードのデータが本体５１の内部に設けられている制御部に送られ、制御部が乗車媒体の適否を判定してゲート扉５２，５３の開閉を制御し、通行を許可または禁止する。
【００２４】
図５は、自動改札装置５０の電気的構成を示したブロック図である。１は自動改札装置５０の動作を制御する制御部としてのＣＰＵ、２はメモリから構成される記憶部である。記憶部２は、乗車媒体から読み取った通行情報が格納される領域、ＣＰＵ１の動作プログラムが格納される領域、各種の制御パラメータが格納される領域などを有している。３はゲート扉５２，５３を駆動する扉駆動部であって、扉開閉用のモータや、モータの駆動回路などから構成される。４は表示部であって、図１に示したランプ表示部５５、メッセージ表示部５６、小児／学生表示ランプ５８および通行可否表示部６０から構成される。５は上位装置であるホスト装置（図示省略）との間で通信を行うホスト通信部、６は自動改札装置５０の各部に電源を供給する電源部である。
【００２５】
７は撮像部であって、前述のカメラ１１Ｒ，１２Ｒ，１１Ｌ，１２Ｌから構成される。８は、各カメラで撮像された画像を処理する画像処理部であって、後述する膝位置検出などの処理を行う。９は人間検知部であって、図３に示したセンサ４０などから構成される。１０はアンテナ５４の動作を制御するアンテナ制御部であって、アンテナ５４は非接触ＩＣカードからなる非接触媒体７０との間で無線通信を行い、非接触媒体７０に記録されている通行情報を非接触で読み取る。
【００２６】
以上において、ＣＰＵ１は本発明における判別手段および制御手段の一実施形態を構成し、カメラ１１Ｒ，１２Ｒ，１１Ｌ，１２Ｌは本発明における撮像手段の一実施形態を構成し、画像処理部８は本発明における検出手段の一実施形態を構成し、アンテナ５４は本発明における乗車媒体読取部の一実施形態を構成する。
【００２７】
次に、本発明による大人／子供判別の原理について説明する。本発明では、膝の位置が大人と子供とで異なることを利用する。大人の場合は、図６（ａ）に示すように、脚部Ｇにおける膝Ｎの高さｈ１が高く、子供の場合は、図６（ｂ）に示すように、脚部Ｇにおける膝Ｎの高さｈ２が低い。そこで、カメラで撮像して得られる画像から膝位置を検出し、その膝の高さがあらかじめ設定された閾値以上であれば大人と判断し、閾値以上でなければ子供と判断することができる。
【００２８】
膝位置の検出にあたっては、例えば図７に示す脚部Ｇの画像において、基準位置から脚部Ｇの前方エッジまでの距離（矢印）を走査ごとに算出し、距離が最大となる変曲点、すなわちくの字形のエッジの屈曲点を膝Ｎの位置とする。脚部Ｇのエッジは、公知の差分抽出法を用いて検出することができる。なお、一人の利用客に対してカメラによる撮像を複数回行うことで、膝がくの字形に曲がった状態を確実に撮像することができる。
【００２９】
このように、膝位置に基づいて大人／子供の判別を行うと、利用客の服装の色が黒っぽい場合や、子供が風船などを持っている場合でも、それらに左右されずに大人と子供とを正確に判別することができる。また、大人／子供の判別にあたって利用客の身長を利用しないので、特許文献２のように利用客の位置によって誤判別が生じるおそれもない。
【００３０】
以上は、膝位置に基づく大人／子供判別の基本原理である。カメラで撮像される画像が脚部のみであれば、上記原理に従い、撮像手段として用いるカメラは１個でもよい。しかしながら、実際には図８に示すように、利用客Ｐが荷物Ｂを所持していることが多く、この場合を考慮して膝位置の検出に工夫が必要となる。このため、本実施形態では、改札通路６１を挟んで両側に、第１の撮像手段としてのカメラ１１Ｒ，１２Ｒと、第２の撮像手段としてのカメラ１１Ｌ，１２Ｌとを配備し、利用客の脚部を両側方から撮像するようにしている。
【００３１】
図８において利用客Ｐが所持している荷物Ｂをカバンとした場合、カバンＢのないカメラ１１Ｒ，１２Ｒ側では、図９（ａ）のような脚部Ｇの画像が取得され、カバンＢのあるカメラ１１Ｌ，１２Ｌ側では、図９（ｂ）のような脚部ＧとカバンＢの画像が取得される。ここで、図９（ｂ）の画像においては、脚部Ｇのエッジαと、カバンＢのエッジβとがつながっており、エッジβが脚部と誤判定されて膝Ｎを検出できないおそれがある。カバンＢがカメラ１１Ｒ，１２Ｒ側にある場合も事情は同じである。
【００３２】
そこで、本実施形態では、カメラ１１Ｒ，１２Ｒで撮像された各画像、およびカメラ１１Ｌ，１２Ｌで撮像された各画像に対して、公知のステレオ画像処理を行うことにより、図９（ａ）（ｂ）の画像を距離画像として取得する。ステレオ画像処理は、対象を２つのカメラで異なる位置から撮像して得られる２つの画像に基づいて、対象までの距離を明暗により可視化した画像を得る手法であり、この画像を距離画像という。これによると、図９（ｂ）におけるエッジまでの距離の差を判別することができるので、エッジαまでの距離とエッジβまでの距離とが大きく異なる場合は、エッジβが脚部Ｇのエッジではなく、カバンＢのエッジであると判定する。そして、図９（ｂ）の画像は採用せずに、図９（ａ）の画像を採用し、前述の原理に基づいて、膝Ｎの位置を検出する。これによって、カバンＢのエッジβに基因する膝位置の誤検出を防止することができ、膝位置を正確に検出することが可能となる。
【００３３】
この場合、カメラ１１Ｒ，１２Ｒで撮像された各画像に基づく距離画像を優先的に採用してもよい。利用客は、乗車媒体（ここでは非接触媒体７０）を自動改札装置５０に読み取らせる場合、図１においてアンテナ５４がある側の手（右手）で乗車媒体を持ち、反対側の手（左手）で荷物を持つのが普通であるから（図８の状態）、アンテナ５４側のカメラ１１Ｒ，１２Ｒで撮像された画像に、荷物が写っているケースは少ないと考えられる。したがって、カメラ１１Ｒ，１２Ｒの撮像による画像を優先的に採用すれば、ほとんどの場合、最初から膝が検出されることになるので、膝検出処理の効率化を図ることができる。
【００３４】
ところで、エッジに基因する膝位置の誤検出は、利用客が荷物を所持している場合だけ限らず、スカートの着用により膝が隠れている場合にも起こりうる。この場合、カメラ１１Ｒ，１２Ｒ側では、例えば図１０のような脚部画像が取得される。図１０では、スカートＫにより膝Ｎが隠れているため、脚部Ｇのエッジγから膝Ｎを検出することができない。しかし、膝が屈曲した状態では、図のように、スカートＫの前方のエッジδは、脚部Ｇの膝より上の部分のエッジと略一致するので、前述のステレオ画像処理で得られる距離画像において、エッジγまでの距離とエッジδまでの距離とがほぼ同じとなる。そこで、この場合は、エッジδをスカートＫのエッジとみなし、エッジγを延長してエッジδと交わる点、すなわち各エッジγ、δから推定により求まる交点を膝Ｎの位置と特定する。これにより、スカートＫのエッジδに基因する膝位置の誤検出を防止することができ、膝位置を正確に検出することが可能となる。
【００３５】
図１１は、自動改札装置５０の改札処理の手順を示したフローチャートである。最初に、ステップＳ１で乗車券の受付処理を行い、アンテナ５４にかざされた非接触媒体７０に記録されている乗車券情報を読み取る。次に、ステップＳ２で、読み取った乗車券情報に対して有効性などの判定を行い、続くステップＳ３で利用客が改札通路６１に進入するのを待つ。そして、利用客が改札通路６１に進入すると、ステップＳ４で大人／子供の判別処理を行う。このステップＳ４の詳細については後述する。
【００３６】
ステップＳ４での判別の結果、利用客が大人であって（ステップＳ５：ＹＥＳ）、かつ乗車券が有効券であれば（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ７で正券カウンタを＋１する。正券カウンタの初期値は０であり、乗車券が有効と判定されると、正券カウンタの値は＋１となる。正券カウンタが＋１の状態は、利用客１人の通行が許可されていることを意味する。なお、正券カウンタは、記憶部２（図５）の所定領域に設けられる。一方、利用客が大人でなければ（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ１７へ移行して、ゲート扉５３を開状態に維持する。また、乗車券が有効券でなければ（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ７を省略して、ステップＳ８へ移る。
【００３７】
次に、ステップＳ８で利用客が改札通路６１を後戻りしたか否かをみて、後戻りした場合は（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ステップＳ９で正券カウンタを−１してリセットし、ステップＳ１へ戻る。また、改札通路６１を後戻りしなかった場合は（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ１０で利用客が無札ライン（図３に一点鎖線で図示）を通過するのを待って、ステップＳ１１で正券カウンタに残りがあるかどうかを判定する。
【００３８】
判定の結果、正券カウンタに残りがあれば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２でゲート扉５３を開状態のままに維持し、ステップＳ１４で利用客がゲート扉５３を抜けるのを待つ。その間、ステップＳ１６で改札通路６１の後戻りの有無をみて、後戻りがあった場合は（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ステップＳ９へ移行する。利用客がゲート扉５３を抜けると（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５で正券カウンタを−１してリセットし、最初に戻る。一方、ステップＳ１１で正券カウンタに残りがなければ（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１３でゲート扉５３を閉じ、通行を禁止する。
【００３９】
図１２は、図１１のステップＳ４における大人／子供判別処理の詳細を示したフローチャートである。ステップＳ２１では、カメラ１１Ｒ，１２Ｒ，１１Ｌ，１２Ｌにより利用客の脚部を撮像する。続くステップＳ２２では、撮像画像から膝位置（膝の高さ）を検出する処理を行う。この処理の詳細については後述する。次に、ステップＳ２３において、ステップＳ２２で検出された膝位置と閾値とを比較して、膝位置が閾値以上か否かを判定する。判定の結果、膝位置が閾値以上の場合は（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、ステップＳ２４で大人と判定し、膝位置が閾値以上でない場合は（ステップＳ２３：ＮＯ）、ステップＳ２５で子供と判定する。
【００４０】
図１３は、図１２のステップＳ２２における膝位置検出処理の詳細を示したフローチャートである。ステップＳ３１では、カメラ１１Ｒ，１２Ｒでの撮像に基づいて取得された画像（右カメラ画像）から、エッジを抽出する。次のステップＳ３２では、抽出されたエッジまでの距離のばらつきが閾値未満かどうかをみて、閾値未満である場合は（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ３４へ進み、閾値以上である場合は（ステップＳ３２：ＮＯ）、ステップＳ３３で、カメラ１１Ｌ，１２Ｌでの撮像に基づいて取得された画像（左カメラ画像）から、エッジを抽出した後、ステップＳ３４へ進む。
【００４１】
ステップＳ３４では、抽出されたエッジのラインに変曲点があるか否かを判定する。エッジラインに変曲点がない場合は（ステップＳ３４：ＮＯ）、図１２のステップＳ２１に戻り、エッジラインに変曲点がある場合は（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、ステップＳ３５に進んで、エッジラインに変曲点が２個以上あるか否かを判定する。図９（ａ）のように変曲点が１個の場合は（ステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ３６へ移り、その変曲点を膝Ｎの位置と特定する。一方、図１０のようにエッジラインに変曲点が複数ある場合は（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、ステップＳ３７へ移り、最も傾きが大きい２本のエッジライン（γ、δ）の交点を膝Ｎの位置と特定する。
【００４２】
上述した実施形態においては、通行方向Ｘに対して側方から利用客の脚部Ｇを撮像するので、撮像した画像の背景は改札装置本体のみとなり、他の利用客など余分なものが写らないので、画像からの膝位置の抽出を容易かつ高精度に行うことができる。また、その場合、撮像した画像におけるくの字形に屈曲したエッジから膝位置を検出しているので、屈曲エッジにより膝位置を確実に検出することが可能となる。
【００４３】
また、上述した実施形態においては、利用客Ｐの脚部Ｇを改札通路の両側方から撮像するので、一方側のカメラで撮像した画像に荷物Ｂが写っていて膝位置が検出できない場合でも、荷物Ｂのない他方側のカメラで撮像した画像から膝位置を検出できる。このため、利用客Ｐが片手に荷物Ｂを所持していても、膝Ｎの位置を確実に検出することが可能となる。
【００４４】
以上述べた実施形態では、膝位置を検出し、膝の高さを閾値と比較することで大人／子供の判別を行うようにしたが、これに代えて、画像中の膝の有無に基づいて大人／子供の判別を行うようにしてもよい。この場合は、図１４に示すように、あらかじめ設定された撮像領域Ｚの範囲で利用客の脚部を撮像する。大人の場合は、図１４（ａ）に示すように、膝Ｎが撮像領域Ｚ外にあるため、画像から膝Ｎが検出されないが、子供の場合は、図１４（ｂ）に示すように、膝Ｎが撮像領域Ｚ内にあるため、画像から膝Ｎが検出される。したがって、膝の有無の検出結果に基づいて、大人／子供の判別を行うことができる。
【００４５】
図１５は、この場合の大人／子供判別処理を示したフローチャートである。ステップＳ４１では、カメラ１１Ｒ，１２Ｒ，１１Ｌ，１２Ｌにより、上述した撮像領域Ｚで利用客の脚部を撮像する。続くステップＳ４２では、撮像画像から膝を検出する処理を行う。次に、ステップＳ４３において、膝が検出されたかどうかを判定し、膝が検出されれば（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、ステップＳ４４で子供と判定し、膝が検出されなければ（ステップＳ４３：ＮＯ）、ステップＳ４５で大人と判定する。
【００４６】
本発明では、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。例えば、カメラ１１Ｒ，１２Ｒおよびカメラ１１Ｌ，１２Ｌの前面に、透明または半透明のプラスチック板を保護カバーとして設けてもよい。また、各カメラは、通常のカメラであってもよいし、赤外線カメラであってもよい。さらに、上記実施形態では、改札通路６１の両側にそれぞれ２台のカメラを配備した例を挙げたが、３台以上のカメラを配備してもよい。
【００４７】
また、前記実施形態では、乗車媒体として非接触ＩＣカードを用いる非接触型の自動改札装置を例に挙げているが、本発明は、磁気カードを用いる接触型の自動改札装置や、磁気カードと非接触ＩＣカードの両方を使用できるハイブリッド型の自動改札装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係る自動改札装置の斜視図である。
【図２】同自動改札装置の正面図である。
【図３】同自動改札装置の側面図である。
【図４】カメラの撮像領域を示した図である。
【図５】自動改札装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図６】本発明による大人／子供判別の原理を説明する図である。
【図７】膝位置の検出原理を説明する図である
【図８】利用客が荷物を所持している場合を示した図である。
【図９】カメラの撮像により取得される脚部画像を示した図である。
【図１０】カメラの撮像により取得される脚部画像を示した図である。
【図１１】自動改札装置の改札処理の手順を示したフローチャートである。
【図１２】大人／子供判別処理の詳細を示したフローチャートである。
【図１３】膝位置検出処理の詳細を示したフローチャートである。
【図１４】他の実施形態による大人／子供判別の原理を説明する図である。
【図１５】他の実施形態による大人／子供判別処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１    ＣＰＵ
７    撮像部
８    画像処理部
１１Ｒ，１２Ｒ，１１Ｌ，１２Ｌ  カメラ
５０  自動改札装置
５４  アンテナ
６１  改札通路
Ｐ  利用客
Ｇ  脚部
Ｎ  膝
Ｚ  撮像領域
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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