(57)【要約】【課題】移動を伴う画像変化に対しても、不要検知を低減させると同時に、正規発報対象に対しては発報することができる監視用画像処理装置を提供する。【解決手段】監視用画像処理装置の認識処理部１２は、前段の処理で算出した特徴量や動き情報から侵入者か否かを判断する判断処理部１５、発報対象を発見した後、対応付けの再設定を行う対応付け再設定部１６、変化領域の移動距離を判定する変化領域距離判定部１７、発報対象発見時からの変化領域を累積する変化領域累積部１８、累積フェレ径の縦横のサイズを判定する累積フェレ径長判定部１９から構成される。【選択図】        図２
2004214926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視区域の現画像データを予め記憶された背景画像データと比較して、画像内の移動物・変化物（以降、変化領域と称す）を差分として抽出する差分処理部と、この差分処理部で出力された前記変化領域を２値化する２値化処理部と、この２値化後の変化領域を固まり毎に番号を付ける領域統合処理部と、前記各固まりの特徴量を演算する特徴量抽出処理部と、前記特徴量を同一物体が移動したものとしての対応付けを行う特徴量対応付処理部と、動き量を求める動き量抽出処理部と、あらかじめ定めた発報対象の前記特徴量の設定値を記憶する発報対象特徴量記憶部と、この発報対象特徴量記憶部で設定した前記発報対象の前記特徴量に該当するかどうかを判断する認識処理部と、イベント発見の際にそれを知らせる発報部とを備えた監視用画像処理装置において、
前記認識処理部は、前記発報対象を発見したときに認識処理を継続して一定時間変化領域を観察し、前記変化領域を累積し、その累積フェレ径の長さがあらかじめ定めた値以上となったことを確認した後に発報することを特徴とする監視用画像処理装置。
【請求項２】
監視区域毎に属性を付加する属性付加部を備えたことを特徴とする請求項１の監視用画像処理装置。
【請求項３】
監視区域の現画像データを予め記憶された背景画像データと比較して、画像内の移動物・変化物を差分として抽出する差分処理部と、この差分処理部で出力された前記変化領域を２値化する２値化処理部と、この２値化後の変化領域を固まり毎に番号を付ける領域統合処理部と、前記各固まりの特徴量を演算する特徴量抽出処理部と、前記特徴量を同一物体が移動したものとしての対応付けを行う特徴量対応付処理部と、動き量を求める動き量抽出処理部と、あらかじめ定めた発報対象の前記特徴量の設定値を記憶する発報対象特徴量記憶部と、この発報対象特徴量記憶部で設定した前記発報対象の前記特徴量に該当するかどうかを判断する認識処理部と、イベント発見の際にそれを知らせる発報部とを備えた監視用画像処理装置において、
監視区域毎に属性を付加する属性付加部を備え、
前記認識処理部は、前記発報対象を発見したときに認識処理を継続して一定時間変化領域を観察し、前記変化領域があらかじめ定めた距離以上移動したことを確認した後に発報することを特徴とする監視用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、監視用画像処理装置に係り、特に移動物判定方法を改良した監視用画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の監視用画像処理装置は、カメラによって撮影された画像はアナログ映像信号としてＡ／Ｄ変換器へ入力され、Ａ／Ｄ変換器は映像信号をディジタル化し画像データに変換する。背景メモリは画像データを背景画像データとして記憶しておく。差分処理部では背景画像データと順次入力される画像データとの差分処理を各画素対応にて行う。２値化処理部は差分処理部の出力を、予め設定されている閾値で２値化する。領域統合処理部では、２値化処理部から出力される２値画像データを連結領域毎にひとまとめにする処理が行われ、特徴量抽出処理部により、領域毎の特徴量（例えば面積、重心位置）が計算される。本計算値と前回処理計算値により、特徴量対応付処理部にて面積差や移動距離などの条件から特徴量の対応付けが行われ、動き量抽出処理部にて動き量を求め、判断処理部にて侵入者の動きがあるかどうか（特徴量の設定値範囲内がどうか）を判断し、侵入者のあった場合に警報出力部にて警報を発報する（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−３４０１７８号公報（段落０００３、００１２、００１４、００１６、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の監視用画像処理装置は以上のように、差分処理部が抽出した変化領域が仮に非発報対象（例：木々の揺れ等）によるものであっても、特徴量設定値の範囲に合致すると発報してしまう。図１３に示すように、特に屋外において監視業務を行う際には、侵入者が居ない場合でも、天候や環境条件により画面内では多くの変化が発生する。この変化の中で、ある瞬間には侵入者と同様の特徴量となってしまうことがある。
【０００５】
木々の揺れ等の動きが、侵入者と同様の特徴量になる時間は比較的短いため、動き量を抽出する時間を長くすることで、これらの不要検知を低減することが可能であるが、一般的に屋外監視の場合、変化領域が常時、正確に抽出できる可能性は低く、侵入者であったとしても、特徴量の対応付けが途切れ、発報できなくなることがある。
【０００６】
また、木々の揺れ等、予め画像変化が発生する場所が分かっている場合には、その場所を監視対象エリアから除外する方法（マスク処理）により、非発報対象による不要検知を排除することができる。しかし、マスク処理により監視対象エリアが狭められるため、本来の目的である「監視」という観点からすると好ましい方法とはいえない。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、移動を伴う画像変化に対しても、不要検知を低減させると同時に、正規発報対象に対しては発報することができる監視用画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る監視用画像処理装置は、監視区域の現画像データを予め記憶された背景画像データと比較して、画像内の移動物・変化物（以降、変化領域と称す）を差分として抽出する差分処理部と、この差分処理部で出力された前記変化領域を２値化する２値化処理部と、この２値化後の変化領域を固まり毎に番号を付ける領域統合処理部と、前記各固まりの特徴量を演算する特徴量抽出処理部と、前記特徴量を同一物体が移動したものとしての対応付けを行う特徴量対応付処理部と、動き量を求める動き量抽出処理部と、あらかじめ定めた発報対象の前記特徴量の設定値を記憶する発報対象特徴量記憶部と、この発報対象特徴量記憶部で設定した前記発報対象の前記特徴量に該当するかどうかを判断する認識処理部と、イベント発見の際にそれを知らせる発報部とを備えた監視用画像処理装置において、前記認識処理部は、前記発報対象を発見したときに認識処理を継続して一定時間変化領域を観察し、前記変化領域を累積し、その累積フェレ径の長さがあらかじめ定めた指定された値以上となったことを確認した後に発報するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す監視用画像処理装置の構成を示すブロック図、図２は監視用画像処理装置の認識処理部のブロック図、図３は認識処理部の動作を示すフローチャート、図４は監視用画像処理装置の動作を示す累積フェレ径長判定の説明図、図５は変化領域検出不足の説明図、図６は累積フェレ径の説明図である。
【００１０】
図１において、監視用画像処理装置は、ビデオ信号の入力部であるカメラ１、カメラ１によって撮影された画像をアナログ映像信号として入力され、映像信号をディジタル化し画像データに変換するＡ／Ｄ変換器２、画像データを背景画像データとして記憶しておく背景メモリ３、背景メモリ３のデータを一定ルールで演算し背景を更新する背景更新部４、現画像データを背景画像データと比較して、画像内の移動物・変化物（以降、変化領域と呼称）を差分として抽出する差分処理部５、差分処理部５で出力された変化領域を２値化するための閾値を演算する閾値演算部６、変化領域を２値化する２値化処理部７、２値化後の変化領域を固まり（ラベル）毎に番号を付ける領域統合処理部８、各ラベルの面積、縦横寸法、速度等の特徴量を各種演算する特徴量抽出処理部９、特徴量を時間差のある処理画像間で面積差や移動距離などの条件から比較し、同一物体が移動したものとしての対応付けを行う特徴量対応付処理部１０、動き量を求める動き量抽出処理部１１、オペレータが事前に決定した発報対象（例：人物、車）の特徴量の設定値（例えば、面積、縦横寸法）を記憶する発報対象特徴量記憶部１３、発報対象特徴量記憶部１３で設定した発報対象の特徴量に該当するかどうかを判断する認識処理部１２、イベント（正規発報対象）発見の際にそれを知らせる発報部１４から構成される。
【００１１】
上記構成において、カメラ１〜動き量抽出処理部１１は、上記従来装置と同一のものであり、認識処理部１２は、従来装置の判断処理部にこの発明の動作を付加する構成としたものである。
【００１２】
認識処理部１２は、図２に示すように前段の処理で算出した特徴量や動き情報から侵入者か否かを判断する判断処理部１５、発報対象を発見した後、対応付けの再設定を行う対応付け再設定部１６、発報対象発見時からの変化領域を累積する変化領域累積部１７、累積フェレ径の縦横のサイズを判定する累積フェレ径長判定部１８から構成される。
【００１３】
次に全体の概略動作について図１により説明する。
まず、カメラ１によって撮影された画像はアナログ映像信号としてＡ／Ｄ変換器２へ入力され、Ａ／Ｄ変換器２は映像信号をディジタル化し画像データに変換する。背景メモリ３は画像データを背景画像データとして記憶しておく。この背景メモリ３のデータは背景更新部４により、例えば、過去５画像の平均等の一定ルールで演算して背景が更新される。次に、差分処理部５は現画像データを背景画像データと比較して、変化領域を差分として抽出する。
【００１４】
次に、閾値演算部６は、差分処理部５で出力された変化領域を２値化するための閾値を演算し、２値化処理部７は変化領域を２値化する。領域統合処理部８は２値化後の変化領域を固まり（ラベル）毎に番号を付け、特徴量抽出処理部９、は各ラベルの面積、縦横寸法、速度等の特徴量を各種演算する。
次に、特徴量対応付処理部１０は、特徴量を時間差のある処理画像間で面積差や移動距離などの条件から比較し、同一物体が移動したものとしての対応付けを行う。そして、動き量抽出処理部１１は動き量を求め、認識処理部１２は発報対象特徴量記憶部１３で設定した発報対象の特徴量に該当するかどうかを判断し、設定した特徴量に該当したときに、発報部１４がイベント発見を知らせる。
【００１５】
次に、この発明の監視用画像処理装置の認識処理部の詳細な動作について図１、図３、図４により説明する。
まず、判断処理部１５にて、特徴量や動き情報と、予め設定した侵入者条件との比較を行い（Ｓ１）、侵入者条件に合致した場合には「発報対象発見」（Ｓ２）、合致しない場合には「発報なし」となる。従来装置では発報対象発見時に発報処理を行うが、本発明では発報処理を行わず、発報対象に対する侵入者か否かの再判定を行う。すなわち、発報対象発見後、対応付け再設定部１６にて、以降に演算される特徴量に対する対応付け設定を変更する（Ｓ４）。
【００１６】
対応付け設定は、例えば、移動距離、面積比で行う。特徴量対応付処理部１０でも同様の設定をするが、ここでは、対応付けが容易にできるよう設定の変更を行う。特徴量対応付処理部１０では、例えば、移動距離が０〜ａ画素、面積比がｃ〜ｄ％だったのを、次のように変更する。
移動距離：０〜ａ画素→０〜ｂ画素（ａ≦ｂ）
面積比  ：ｃ〜ｄ％  →ｅ〜ｆ％（ｅ＜ｃ＜１００）（１００＜ｄ＜ｆ）
対応付けは、変化領域を比較する際に、どれくらい離れているか又は面積が比率がどうなったかをチェックするが、容易にするというのはこの設定を甘くするということであり、多少距離が離れたり、面積比率が変化しても対応付けを継続するようにし、発報対象が正確に抽出できない場合に、侵入者の検知ができなくなることを防ぐためである。
【００１７】
次に、変化領域累積部１７により累積フェレ径を算出する（Ｓ４）。変化領域累積部１７は、発報対象発見時から現在までの変化領域を累積しており、累積する対象の変化領域は、それまでに累積された変化領域の外接矩形（累積フェレ径）の±ｍ画素（水平）、±ｎ画素（垂直）の範囲内に現れたものとする。  範囲を限定しない場合、発報対象から離れた箇所の変化領域をも累積してしまうため、以降の判定ができなくなるからである。
【００１８】
次に、累積フェレ径長判定部１８にて、累積フェレ径に対し、予め設定した縦サイズ、横サイズと比較し、どちらか一方でもサイズを上回ったかどうか判定する（Ｓ５）。そしてどちらか一方でもサイズを上回った場合は、侵入者判定ＯＫとなり発報処理を行う。つまり、侵入者は移動し続けるため累積フェレ径長が長くなり発報できる。木々の揺れ等は、変化領域の移動を伴うが、ある一定場所で行きつ戻りつを繰り返すため、累積フェレ径長は大きくならない。これにより、侵入者と木々の揺れの区別が可能である。
次に、所定時間経過ないときは、累積フェレ径を算出（Ｓ４）に戻り、累積フェレ径が所定以上かどうかの判定（Ｓ５）を繰り返す。そして、所定時間繰り返し、判定ＯＫとならなかった場合には、「発報なし」として通常処理に戻る。
【００１９】
図４は、図１３に示した従来装置における木の枝の揺れによる不要検知に対する本発明による動作説明図を示すが、累積フェレ径長は判定値の縦ｙ画素、横ｘ画素を下回っているため、発報には至らない。
【００２０】
ここで、累積フェレ径長判定について変化領域距離判定と比較して図５、図６により説明する。
変化領域距離判定は、発報対象発見時の変化領域と現在の変化領域の重心座標値を比較し、移動距離を算出する。なお、移動距離は累計ではなく直線距離である。そして、予め設定した距離以上の場合は、侵入者判定ＯＫとなり発報処理を行う。つまり、侵入者は移動し続けるため直線距離が長くなり発報できるが、木々の揺れ等は、変化領域の移動を伴うが、ある一定場所で行きつ戻りつを繰り返すため、直線距離は大きくならない。これにより、侵入者と木々の揺れの区別が可能となるものである。
【００２１】
変化領域距離判定は図５に示すような遠近感のある画像においては、遠方の小さな変化は画像のコントラストが小さい場合、差分によって得られる変化領域が小さくなったり、変化領域が検出されないことが多い。移動速度が小さい場合も同様である。この場合、対応付けが容易にできるよう設定変更を行っても対応付けができず、変化領域距離判定では発報処理に移行することができない。
これに対し、累積フェレ径長判定は、図６に示すように時刻ｔ１の累積フェレ径から指定時間内ｔ３に指定された距離内に発生した変化領域を累積するため、変化領域が小さくなったり、変化領域が検出されない場合でも、累積処理を継続することができる。
【００２２】
以上のように、移動を伴う画像変化に対しても、不要検知を低減させると同時に、正規発報対象に対しては発報することができる。
【００２３】
実施の形態２．
図７は実施の形態２を示す監視用画像処理装置の認識処理部のブロック図、図８は認識処理部の動作を示すフローチャート、図９は監視用画像処理装置の動作を示す累積フェレ径長判定の説明図である。本実施の形態は、実施の形態１を示す図２に範囲属性付加部２０を追加したものである。範囲属性付加部２０は、発報対象が属する監視範囲の画面中のエリア毎に指定時間、移動距離等の画面範囲情報を付加する。他は同じであり説明を省略する。
【００２４】
次に動作について図８、９により説明する。
まず、判断処理部１５にて、特徴量や動き情報と、予め設定した侵入者条件との比較を行い（Ｓ１）、侵入者条件に合致した場合には「発報対象発見」（Ｓ２）、合致しない場合には「発報なし」となる。
発報対象発見後、範囲属性付加部２０にて、発報対象の変化領域の監視範囲の属性を各フェレ径に付加する、この場合、範囲は画面中の任意のエリアに任意形状で設定可能である（Ｓ９）。次に、対応付け再設定部１６にて、以降に演算される特徴量に対する対応付け設定を以降に演算される特徴量に対する対応付け設定を変更する（３）。このとき、範囲属性情報により、監視範囲毎に設定が可能である。遠近感のある画像においては、遠方の小さな変化領域と近方の大きな変化領域を各々異なる設定値にすることで、対応付けの誤りを防止することができる。
【００２５】
次に、変化領域累積部１７により累積フェレ径を算出する（Ｓ４）。変化領域累積部１７は、発報対象発見時から現在までの変化領域を累積しており、累積する対象の変化領域は、それまでに累積された変化領域の外接矩形（累積フェレ径）の±ｍ画素（水平）、±ｎ画素（垂直）の範囲内に現れたものとする。ｍ、ｎは範囲属性付加部２０により監視範囲毎に異なるようにしている。
【００２６】
次に、累積フェレ径長判定部１８にて、累積フェレ径に対し、範囲属性情報から、予め監視範囲毎に設定した縦サイズ・横サイズと比較し、どちらか一方でもサイズを上回ったかどうか判定する（Ｓ５）。そしてどちらか一方でもサイズを上回った場合は、侵入者判定ＯＫとなり発報処理を行う。図９に示すように、画面手前の木と画面奥の木では大きさが異なるため、監視範囲毎の設定値にすることで実施の形態１に比べ、精度の高い判定が可能になる。
次に、所定時間経過しないときは、累積フェレ径を算出（Ｓ４）に戻り、累積フェレ径が所定以上かどうかの判定（Ｓ５）を繰り返す。そして、所定時間繰り返し、判定ＯＫとならなかった場合には、「発報なし」として通常処理に戻る。
【００２７】
以上のように、移動を伴う画像変化に対しても、さらに、正確に不要検知を低減させると同時に、正規発報対象に対しては発報することができる。
【００２８】
実施の形態３．
図１０は実施の形態３を示す監視用画像処理装置の認識処理部のブロック図、図１１は認識処理部の動作を示すフローチャート、図１２は監視用画像処理装置の動作を示す累積フェレ径長判定の説明図である。本実施の形態は、実施の形態２を示す図７の変化領域累積部１７と累積フェレ径長判定部１８を変化領域距離判定部２１に代えたものである。変化領域距離判定部２１は変化領域の移動範囲を判定する。他は同じであり説明を省略する。
【００２９】
次に動作について図１１、１２により説明する。
まず、判断処理部１５にて、特徴量や動き情報と、予め設定した侵入者条件との比較を行い（Ｓ１）、侵入者条件に合致した場合には「発報対象発見」（Ｓ２）、合致しない場合には「発報なし」となる。
発報対象発見後、範囲属性付加部２０にて、発報対象の変化領域の重心が含まれる監視範囲の属性を各フェレ径に付加する。この場合、範囲は画面中の任意のエリアに任意形状で設定可能である（Ｓ９）。次に、対応付け再設定部１６にて、以降に演算される特徴量に対する対応付け設定を以降に演算される特徴量に対する対応付け設定を変更する（３）。このとき、範囲属性情報により、監視範囲毎に設定が可能である。
【００３０】
次に、変化領域距離判定部２１により、発報対象発見時の変化領域と現在の変化領域の重心座標値を比較し、移動距離を算出する（１０）。なお、移動距離は累計ではなく直線距離とする。そして、範囲属性情報から、予め監視範囲毎に設定した距離以上かどうか判定する（Ｓ１１）。そして、設定した距離以上の場合は、侵入者判定ＯＫとなり発報処理を行う。図１２に示すように、画面手前の木と画面奥の木では大きさが異なるため、監視範囲毎の設定値にすることで、精度の高い判定が可能になる。
【００３１】
次に、所定時間経過しないときは、移動距離算出（Ｓ１０）に戻り、移動距離が所定以上かどうかの判定（Ｓ１１）を繰り返す。そして、所定時間繰り返し、判定ＯＫとならなかった場合には、「発報なし」として通常処理に戻る。
【００３２】
以上のように、移動を伴う画像変化に対しても、正確に不要検知を低減させると同時に、正規発報対象に対しては発報することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、監視区域の現画像データを予め記憶された背景画像データと比較して、画像内の移動物・変化物（以降、変化領域と称す）を差分として抽出する差分処理部と、この差分処理部で出力された前記変化領域を２値化する２値化処理部と、この２値化後の変化領域を固まり毎に番号を付ける領域統合処理部と、前記各固まりの特徴量を演算する特徴量抽出処理部と、前記特徴量を同一物体が移動したものとしての対応付けを行う特徴量対応付処理部と、動き量を求める動き量抽出処理部と、あらかじめ定めた発報対象の前記特徴量の設定値を記憶する発報対象特徴量記憶部と、この発報対象特徴量記憶部で設定した前記発報対象の前記特徴量に該当するかどうかを判断する認識処理部と、イベント発見の際にそれを知らせる発報部とを備えた監視用画像処理装置において、前記認識処理部は、前記発報対象を発見したときに認識処理を継続して一定時間変化領域を観察し、前記変化領域を累積し、その累積フェレ径の長さがあらかじめ定めた指定された値以上となったことを確認した後に発報するので、移動を伴う画像変化に対しても、不要検知を低減させると同時に、正規発報対象に対しては発報することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す監視用画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す監視用画像処理装置の認識処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す監視用画像処理装置の認識処理部の動作フローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１を示す監視用画像処理装置の動作説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１を示す監視用画像処理装置の動作説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１を示す監視用画像処理装置の動作説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２を示す監視用画像処理装置の認識処理部の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２を示す監視用画像処理装置の認識処理部の動作フローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態２を示す監視用画像処理装置の動作説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態３を示す監視用画像処理装置の認識処理部の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３を示す監視用画像処理装置の認識処理部の動作フローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態３を示す監視用画像処理装置の動作説明図である。
【図１３】従来の監視用画像処理装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１  差分処理部、７  ２値化処理部、８  領域統合処理部、９  特徴量抽出処理部、９  特徴量対応付処理部、１１  動き量抽出処理部、１３  発報対象特徴量記憶部、１２  認識処理部、１４  発報部、２０  範囲属性付加部。
【図１】
2004214926.tif 000003
【図２】
2004214926.tif 000004
【図３】
2004214926.tif 000005
【図４】
2004214926.tif 000006
【図５】
2004214926.tif 000007
【図６】
2004214926.tif 000008
【図７】
2004214926.tif 000009
【図８】
2004214926.tif 000010
【図９】
2004214926.tif 000011
【図１０】
2004214926.tif 000012
【図１１】
2004214926.tif 000013
【図１２】
2004214926.tif 000014
【図１３】
2004214926.tif 000015