(57)【要約】【課題】監視対象である人物のプライバシーを保護しながら、撮像装置を固定することなく対象人物の動作をリアルタイムに精確に抽出して撮像された人物を監視することが可能な監視システムを得ること。【解決手段】監視対象が存在する監視領域内を撮像する撮像装置１と、撮像装置１によって所定の時間をおいて撮像された２枚の撮像データから差分画像を生成して、生成した差分画像に基づいて動画像の輪郭を抽出する動画像抽出部２１と、動画像の属性データを算出する動画像属性処理部２２と、算出された属性データから背景画像とみなされる動画像を差分画像から除去して、監視対象の動画像を抽出するゆらぎ抽出部２４と、監視対象の動画像の重心位置の所定の時間内における変化から、動画像の状態を判定する判定部２５とを有する監視装置２と、監視装置２から受信した監視対象の画像と判定結果を表示するモニタ装置３とを備える。【選択図】　　　図１
2004021495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象が存在する監視領域内を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された撮像データから監視対象の画像を抽出して、前記監視対象の状態を判定し、前記監視対象の画像と判定結果をモニタ装置へ送信する監視装置と、
前記監視装置から受信した前記監視対象の画像と判定結果を表示するモニタ装置と、
を備える監視システムにおいて、
前記監視装置は、
前記撮像装置によって所定の時間をおいて撮像された２枚の撮像データから差分画像を生成して、生成した差分画像に基づいて動画像の輪郭を抽出する動画像抽出手段と、
前記動画像の面積や重心位置などの属性データを算出する動画像属性処理手段と、
前記算出された属性データから背景画像とみなされる動画像を前記差分画像から除去して、監視対象の動画像を抽出するゆらぎ抽出手段と、
前記監視対象の動画像の重心位置の所定の時間内における変化から、前記動画像の状態を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする監視システム。
【請求項２】
前記ゆらぎ抽出手段は、前記動画像属性処理手段によって算出された前記動画像の面積を参照し、面積の変動幅が所定の値よりも大きい場合に前記動画像は背景画像であると判定することを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項３】
前記ゆらぎ抽出手段は、前記動画像属性処理手段によって算出された前記動画像の重心位置を参照し、その重心位置が所定の範囲以上に移動しない場合に前記動画像は背景画像であると判定することを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項４】
前記ゆらぎ抽出手段は、前記背景画像とみなされる動画像が除去された差分画像中の動画像の輪郭内部を着色する機能をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の監視システム。
【請求項５】
前記ゆらぎ抽出手段は、前記差分画像中の動画像ごとに着色する色を変えることを特徴とする請求項４に記載の監視システム。
【請求項６】
前記ゆらぎ抽出手段は、前記ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像を識別するために、文字、数字または記号を付す機能をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の監視システム。
【請求項７】
監視対象が存在する監視領域内を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された撮像データから監視対象の画像を抽出して、前記監視対象の状態を判定し、前記監視対象の画像と判定結果をモニタ装置へ送信する監視装置と、
前記監視装置から受信した前記監視対象の画像と判定結果を表示するモニタ装置と、
を備え、前記監視領域内の監視対象を監視する監視方法において、
前記撮像装置によって所定の時間をおいて撮像された２枚の撮像データから差分画像を生成して、生成した差分画像に基づいて動画像の輪郭を抽出する動画像抽出工程と、
前記動画像の面積や重心位置などの属性データを算出する動画像属性処理工程と、
前記算出された属性データから背景画像とみなされる動画像を前記差分画像から除去して、監視対象の動画像を抽出するゆらぎ抽出工程と、
前記算出された属性データから前記監視対象の重心位置の所定の時間内における変化から、前記動画像の状態を判定する判定工程と、
を含むことを特徴とする監視方法。
【請求項８】
前記ゆらぎ抽出工程において、さらに、前記ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像の輪郭内部を着色することを特徴とする請求項７に記載の監視方法。
【請求項９】
前記ゆらぎ抽出工程において、前記ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像を識別するために、さらに、文字、数字または記号を付すことを特徴とする請求項７に記載の監視方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プライバシーを保護しながら人の動作を監視することができる監視システムおよび監視方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、例えば、特開２０００−２１６号公報に開示されている従来の行動監視装置および行動監視・支援システムの構成を示すブロック図である。このシステムでは、行動監視装置１０２Ａと、この行動監視装置１０２Ａとインターネットを介して接続され、遠隔地において行動監視装置１０２Ａから伝送される画像信号を監視するモニタ装置１０３とを備えている。行動監視装置１０２Ａでは、居住空間１０５において常にビデオカメラ１０７によって人物を含む画像が撮像されている。この撮像された画像信号は画像処理コンピュータ１０８Ａの画像変換ボード１０９によってデジタル画像信号に変換され、所定の補正処理が施されて抽象化処理部１１０に供給される。抽象化処理部１１０では、人物のプライバシーを保護するために該当人物の画像部分を抽象化する。この抽象化処理部１１０における抽象化処理の方法として、撮像された人物の画像部分をモザイク処理する方法と、長時間撮像された背景画像とある時刻における画像との差分を演算し、この差分画像を二値化して人物部分のみを黒く塗りつぶした画像を作成する方法の二つの処理方法が挙げられている。そして、これらのうちいずれかの方法によって抽象化された画像信号は画像圧縮部１１１で圧縮されて時間情報とともに画像保存部１１２に保存される。
【０００３】
保存された時系列の画像信号は、モニタ装置１０３からのアクセス要求があると、画像処理コンピュータ１０８の画像抽出部１１３によって、通信部１１４とインターネットを介してモニタ装置１０３に伝送される。モニタ装置１０３の画像再生部１１６は、伝送された画像信号を再生して表示部１１７に表示する。そして、表示部１１７には、抽象化された人物１０６を含む画像が表示される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の行動監視・支援システムにおける人物のプライバシー保護の方法の一つとして用いられる人物の画像部分をモザイク処理する方法では、監視対象の人物の動作の細かな様子を判読することができないという問題点があった。また、保管画像とある時刻での画像との差分によって二値化を行い、人物部分のみを黒く塗りつぶした画像を作成する処理を行うもう一つの人物のプライバシー保護の方法では、保管画像として長時間の平均画像を得て背景処理を行う必要があるために、ビデオカメラ１０７の撮像範囲を固定しなければならないという問題点があった。そのため、監視対象を監視するための視野が限定されてしまい、場合によっては監視対象を撮像することができないという問題点があった。仮に、ビデオカメラ１０７の撮像範囲を変えることが可能であっても、ビデオカメラ１０７の撮像範囲を変更するたびに保管画像を得るための長時間の背景処理を行わなければならず、その背景処理の間は監視対象の人物の監視を行うことができないので、実用的ではない。
【０００５】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、監視対象である人物のプライバシーを保護しながら、撮像装置を固定することなく対象人物の動作をリアルタイムに精確に抽出して撮像された人物を監視することが可能な監視システムおよび監視方法を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる監視システムは、監視対象が存在する監視領域内を撮像する撮像装置と、前記撮像装置によって撮像された撮像データから監視対象の画像を抽出して、前記監視対象の状態を判定し、前記監視対象の画像と判定結果をモニタ装置へ送信する監視装置と、前記監視装置から受信した前記監視対象の画像と判定結果を表示するモニタ装置と、を備える監視システムにおいて、前記監視装置は、前記撮像装置によって所定の時間をおいて撮像された２枚の撮像データから差分画像を生成して、生成した差分画像に基づいて動画像の輪郭を抽出する動画像抽出手段と、前記動画像の面積や重心位置などの属性データを算出する動画像属性処理手段と、前記算出された属性データから背景画像とみなされる動画像を前記差分画像から除去して、監視対象の動画像を抽出するゆらぎ抽出手段と、前記監視対象の動画像の重心位置の所定の時間内における変化から、前記動画像の状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、監視対象が存在する監視領域内を撮像する撮像装置と、動画像抽出手段、動画像属性処理手段、ゆらぎ抽出手段、判定手段を有し、撮像装置によって撮像された撮像データから監視対象の画像を抽出して、監視対象の状態を判定し、監視対象の画像と判定結果をモニタ装置へ送信する監視装置と、監視装置から受信した監視対象の画像と判定結果を表示するモニタ装置とを備える監視システムが提供される。この監視システムにおいては、まず、動画像抽出手段によって、撮像装置で所定の時間をおいて撮像された２枚の撮像データから差分画像が生成され、生成された差分画像に基づいて動画像の輪郭が抽出される。つぎに、動画像属性処理手段によって、動画像の面積や重心位置などの属性データが算出される。つぎに、ゆらぎ抽出手段によって、算出された属性データから背景画像とみなされる動画像が差分画像から除去され、監視対象の動画像が抽出される。そして、判定手段によって、監視対象の動画像の重心位置の所定の時間内における変化から、動画像の状態が判定される。
【０００８】
つぎの発明にかかる監視システムは、上記の発明において、前記ゆらぎ抽出手段は、前記動画像属性処理手段によって算出された前記動画像の面積を参照し、面積の変動幅が所定の値よりも大きい場合に前記動画像は背景画像であると判定することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、ゆらぎ抽出手段によって、動画像属性処理手段で算出された動画像の面積が参照され、面積の変動幅が所定の値よりも大きい場合に前記動画像は背景画像であると判定される。
【００１０】
つぎの発明にかかる監視システムは、上記の発明において、前記ゆらぎ抽出手段は、前記動画像属性処理手段によって算出された前記動画像の重心位置を参照し、その重心位置が所定の範囲以上に移動しない場合に前記動画像は背景画像であると判定することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ゆらぎ抽出手段によって、動画像属性処理手段で算出された動画像の重心位置が参照され、その重心位置が所定の範囲以上に移動しない場合に動画像は背景画像であると判定される。
【００１２】
つぎの発明にかかる監視システムは、上記の発明において、前記ゆらぎ抽出手段は、前記背景画像とみなされる動画像が除去された差分画像中の動画像の輪郭内部を着色する機能をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、ゆらぎ抽出手段によって、ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像の輪郭内部がさらに着色される。
【００１４】
つぎの発明にかかる監視システムは、上記の発明において、前記ゆらぎ抽出手段は、前記差分画像中の動画像ごとに着色する色を変えることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、ゆらぎ抽出手段によって、差分画像中の動画像ごとに着色する色が変えられる。
【００１６】
つぎの発明にかかる監視システムは、上記の発明において、前記ゆらぎ抽出手段は、前記ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像を識別するために、文字、数字または記号を付す機能をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、ゆらぎ抽出手段によって、ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像を識別するために、文字、数字または記号が付される。
【００１８】
つぎの発明にかかる監視方法は、監視対象が存在する監視領域内を撮像する撮像装置と、前記撮像装置によって撮像された撮像データから監視対象の画像を抽出して、前記監視対象の状態を判定し、前記監視対象の画像と判定結果をモニタ装置へ送信する監視装置と、前記監視装置から受信した前記監視対象の画像と判定結果を表示するモニタ装置と、を備え、前記監視領域内の監視対象を監視する監視方法において、前記撮像装置によって所定の時間をおいて撮像された２枚の撮像データから差分画像を生成して、生成した差分画像に基づいて動画像の輪郭を抽出する動画像抽出工程と、前記動画像の面積や重心位置などの属性データを算出する動画像属性処理工程と、前記算出された属性データから背景画像とみなされる動画像を前記差分画像から除去して、監視対象の動画像を抽出するゆらぎ抽出工程と、前記算出された属性データから前記監視対象の重心位置の所定の時間内における変化から、前記動画像の状態を判定する判定工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、監視対象が存在する監視領域内を撮像する撮像装置と、撮像装置によって撮像された撮像データから監視対象の画像を抽出して、監視対象の状態を判定し、監視対象の画像と判定結果をモニタ装置へ送信する監視装置と、監視装置から受信した監視対象の画像と判定結果を表示するモニタ装置と、を備え、監視領域内の監視対象を監視する監視方法が提供される。この監視方法においては、まず、動画像抽出工程によって、撮像装置によって所定の時間をおいて撮像された２枚の撮像データから差分画像が生成され、生成された差分画像に基づいて動画像の輪郭が抽出される。つぎに、動画像属性処理工程によって、動画像の面積や重心位置などの属性データが算出される。つぎに、ゆらぎ抽出工程によって、算出された属性データから背景画像とみなされる動画像が差分画像から除去され、監視対象の動画像が抽出される。そして、判定工程によって、算出された属性データから監視対象の重心位置の所定の時間内における変化から、動画像の状態が判定される。
【００２０】
つぎの発明にかかる監視方法は、上記の発明において、前記ゆらぎ抽出工程において、さらに、前記ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像の輪郭内部を着色することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、ゆらぎ抽出工程によって、さらに、ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像の輪郭内部が着色される。
【００２２】
つぎの発明にかかる監視方法は、上記の発明において、前記ゆらぎ抽出工程において、前記ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像を識別するために、さらに、文字、数字または記号を付すことを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、ゆらぎ抽出工程によって、ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像を識別するために、さらに、文字、数字または記号が付される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる監視システムおよび監視方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】
図１は、この発明にかかる監視システムの構成を示すブロック図である。この監視システムは、監視領域内を撮像する撮像装置１、撮像装置１によって撮像された撮像データを処理して監視対象（通常は人物である）の監視を行う監視装置２、および監視装置２から伝送される差分画像と監視結果を表示するモニタ装置３を有する。ここで、モニタ装置３と監視装置２との間は、例えば家の中やビルの同一フロア内などの比較的距離の近いところに１本のケーブルで接続されるものであってもよいし、インターネットや専用線などのネットワーク４を介して接続されるものであってもよい。この図１では、監視装置２とモニタ装置３とがネットワーク４を介して接続される場合を例示している。
【００２６】
撮像装置１は、ＣＣＤ撮像デバイスなどによって実現される装置から構成され、対象領域内を所定の時間をおいて撮像する。撮像装置１は、監視装置２の動画像抽出部２１と接続され、撮像データを動画像抽出部２１に出力する。この撮像装置１は監視領域を固定して撮像することもできるが、例えば監視対象の動きに合わせて監視領域を変化させるように撮像することも可能である。
【００２７】
監視装置２は、撮像装置１からの撮像データから差分画像を生成して動画像を抽出する動画像抽出部２１、抽出された各動画像の面積や重心位置などの属性データを算出する動画像属性処理部２２、差分画像や算出された属性データからなる画像データを格納する画像データ保存部２３、動画像から背景画像を抽出して除去するゆらぎ抽出部２４、画像データを基に監視対象の危険状態を判定する判定部２５、差分画像および判定結果をモニタ装置３へ送信する通信部２６および各処理部での処理条件を入力する処理条件入力部２７を有する。
【００２８】
動画像抽出部２１は、監視領域を監視する撮像装置１によって所定の時間をおいて撮像された２枚の撮像データにおける各画素値の差の絶対値を所定の閾値を基準に二値化する差分演算処理を行い、差分画像を生成する。この差分画像には、２枚の撮像データを撮像する間に動いた物体が像として記録される。そして、生成された差分画像から、動いた物体（以下、動画像という）の輪郭を抽出し、動画像の輪郭部分を線で結ぶ処理を行う。動画像抽出部２１は輪郭を抽出した差分画像を動画像属性処理部２２に出力する。
【００２９】
図２は、撮像データと、この撮像データから生成された差分画像の一例を示している。図２（ａ）は撮像データの１枚を示すものであり、この監視領域には、監視対象である人物５１と、壁にかけられた絵画５２と、風によってはためくカーテン５３が画像として撮像されている。そして、図２（ｂ）は、（ａ）の撮像データと所定の時間をおいて撮像されたもう１枚の撮像データとから生成され、輪郭が抽出された差分画像である。この差分画像には動きのある人物５１ａとカーテン５３ａのみが示されている。
【００３０】
動画像属性処理部２２は、動画像抽出部２１によって生成されたすべての動画像について、その面積と重心位置を算出し、差分画像と、その差分画像中の動画像の面積と重心位置などの属性データからなる画像データを、時間情報とともに画像データ保存部２３に格納する。なお、上述した例では、重心位置は、得られた動画像の輪郭から求められる面積を用いて平面的に求めているが、立体的な重心位置を求めるようにしてもよい。
【００３１】
画像データ保存部２３は、動画像属性処理部２２とゆらぎ抽出部２４からの画像データを時間情報とともに格納する。図３は、画像データ保存方法の一例を示している。この発明では、画像データ保存部２３は、画像データをレイヤ（層）別に管理する。図３に示される例では、まず撮像時間をレイヤ１とする。このレイヤ１の下位には、動画像を格納するレイヤ２が設けられる。このレイヤ２では、動画像が監視領域に複数存在する場合には、それぞれの動画像に対して一意的に定まる識別番号を付して管理する。そして、レイヤ２の下位には、レイヤ２の動画像に付された識別番号に関連付けされた動画像の属性データを格納するレイヤ３が設けられる。このようにして、動画像ごとに画像と属性データを保存し、管理することができる。なお、属性データとして、動画像の面積や重心位置のほかに、動画像の輪郭の内側を着色する色や動画像の高さ（身長）などを格納することも可能である。
【００３２】
ゆらぎ抽出部２４は、動画像属性処理部２２によって得られた差分画像の動画像の中から監視対象ではない動きのある背景を、画像データ保存部２３に格納されている画像データを参照しながら所定のゆらぎ成分判定条件にしたがってゆらぎ成分として抽出し、除去する。また、ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像に、例えば黒色で着色し、その色についての情報を画像データ保存部２３中の対応する動画像の属性データに格納する。ここで、動画像が複数存在する場合には、それぞれの動画像を異なる色で着色してもよいし、色ではなくそれぞれの動画像を識別するための文字、数字または記号などを動画像に付してもよい。ゆらぎ抽出部２４は、ゆらぎ成分を除去した差分画像を判定部２５に出力する。
【００３３】
ここで、ゆらぎ成分を除去するための所定のゆらぎ成分判定条件について説明する。例えば、ゆらぎ成分判定条件として、
（１）ある動画像の面積の変動幅が所定の値よりも大きい場合は、その動画像はゆらぎ成分とする。
（２）ある動画像の重心位置が所定の範囲以上に移動しない場合は、その動画像はゆらぎ成分とする。
の２つの基準を設定することができる。
【００３４】
（１）の基準について例を挙げながらさらに詳細に説明する。例えば、カメラに対して正面を向いた状態の人物の面積を最大値Ｓｍａｘとし、カメラに対して横を向いた状態の人物の面積を最小値Ｓｍｉｎとし、ある動画像の面積の変動幅をΔＳとする。この場合、
ΔＳ≦Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎの時は、その動画像はゆらぎ成分ではない
ΔＳ≧Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎの時は、その動画像はゆらぎ成分である
というゆらぎ成分判定条件にしたがって、ゆらぎ成分を抽出し、除去することが可能となる。このような（１）の基準を用いることによって、例えば、カーテンが強い風などによってたたまれた状態から拡がった状態に移った場合に、このカーテンを監視対象の動きではないとゆらぎ抽出部２４が判断し、このカーテンに対応する動画像を差分画像から除去することが可能になる。
【００３５】
一方の（２）の基準について例を挙げながらさらに詳細に説明する。例えば、監視領域内に存在する物体の重心位置が、その物体の静止状態（定常位置）にある場合の重心位置からの移動可能な範囲（距離）の最大値をＴとする。また、ある時刻における動画像の重心位置を基準位置として、その動画像の重心位置の基準位置からの距離をｓとする。この場合、「常にｓ≦Ｔの時は、その動画像はゆらぎ成分である」というゆらぎ成分判定条件にしたがって、ゆらぎ成分を抽出し、除去することが可能となる。このような（２）の基準を用いることによって、例えば、カーテンが強い風などによってたなびく形が時間とともに変化する場合に、このカーテンの重心位置の変化は所定の範囲内での変化となるので、ゆらぎ抽出部２４はこのカーテンを監視対象の動きではないと判断し、カーテンに対応する動画像を差分画像から除去することが可能になる。以上において、ゆらぎ成分を抽出する場合に、さらに時間をパラメータとして入れることも可能であるが、過去の蓄積された動画像の重心位置のデータからゆらぎ成分と監視対象（人物）との動きの区別を十分に行える範囲の値（時間）を設定する必要がある。例えば、監視対象がロッキングチェアに揺られている場合には、この状態がゆらぎ成分と判断されないように、時間のパラメータとして十分に長い時間を設定しなければならない。例えば、上述した例においては、「現在から２時間前までの間で常にｓ≦Ｔの時は、その動画像はゆらぎ成分である」のような時間をパラメータとして入れたゆらぎ成分判定条件を設定する。なお、これらのゆらぎ成分判定条件は、ゆらぎ抽出部２４中に格納されている。
【００３６】
以上で説明したゆらぎ抽出部２４によるゆらぎ成分の除去は、上記の判断基準にしたがって行う場合のほかに、システム利用者が処理条件入力部２７から監視対象である人物以外の動画像を選択して除去するようにしてもよい。
【００３７】
図４は、ゆらぎ抽出部２４によって、図２（ｂ）の差分画像からゆらぎ成分であるカーテンが抽出され、そのゆらぎ成分が除去された差分画像を示している。この図４の５１ｂは、監視対象である人物の差分画像に着色を施したものである。
【００３８】
判定部２５は、ゆらぎ抽出部２４から動画像が除去された差分画像を受け取ると、画像データ保存部２３に蓄積された画像データを用いて、監視対象の動画像の重心位置の移動から、所定の警告判定条件に基づいて監視対象の危険状態を判定する。そして、監視対象が危険な状態にない場合には、ゆらぎ抽出部２４から受け取った差分画像をそのまま通信部２６へ出力し、監視対象が危険な状態にあると判定した場合には、ゆらぎ抽出部２４から受け取った差分画像に警告メッセージや警告音声を付加して通信部２６へ出力する。ここで、所定の警告判定条件は、例えば、監視対象が発作などの症状によって動きが止まってしまった場合を想定して「０時〜２４時の間で重心位置の移動量＜３０ｃｍの状態が５分間継続したら警告を発する」という警告判定条件や、例えば、監視対象がベッドから落ちてしまった場合や窓から飛び出した場合を想定して「０時〜２４時の間で重心位置の移動量＞１００ｃｍの状態が発生したら警告を発する」などの警告判定条件を設定することができる。また例えば、「７時〜２２時の間で重心位置の移動量＜３０ｃｍの状態が５分間継続し場合、および２２時〜７時までの間で重心位置の移動量＞１００ｃｍの状態が発生した場合には、警告を発する」などのように、監視対象の行動パターンを考慮した一層詳細な警告判定条件を設定することもできる。なお、これらの警告判定条件は、判定部２５中に格納されている。
【００３９】
通信部２６は、判定部２５によって判定された差分画像または差分画像と警告メッセージや警告音声をモニタ装置３へ送信する。例えば、監視対象が危険状態にない場合には、ゆらぎ抽出部２４までで処理された差分画像をそのままモニタ装置３へ送信し、監視対象が危険状態にある場合には、差分画像と判定部２５によって付加された警告メッセージや警告音声をモニタ装置３へ送信する。
【００４０】
処理条件入力部２７は、動画像属性処理部２２での動画像に着色する際の色の入力や、ゆらぎ抽出部２４での背景画像の選択や、判定部２５での警告判定条件の入力などを行う。
【００４１】
モニタ装置３は、監視装置２から差分画像および警告メッセージや警告音声を受信する通信部３１、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどの表示装置から構成され、受信した差分画像や警告メッセージを表示する表示部３２、および受信した警告音を発し、スピーカなどから構成される警報部３３を有する。表示部３２には監視対象の輪郭画像が表示されるので、監視対象のプライバシーは保護されるとともに、監視対象の細かな動作まで確認することが可能となる。モニタ装置３に警告が発せられた場合には、モニタ装置３で監視している管理人は、その監視対象の動画像から適切な処置を素早く実施することが可能になる。
【００４２】
つぎに、図５に示すフローチャートを参照して、監視システムの動作手順を説明する。まず、部屋などに設置された撮像装置１は、監視領域を所定時間おきに撮像する（ステップＳ１）。ここで、所定時間（サンプリング時間）は、例えば０．５秒ごと、１秒ごと、２秒ごとなどの任意の時間を設定することができる。
【００４３】
つづいて、監視装置２の動画像抽出部２１は、所定時間をおいて撮像された２枚の撮像データを受け取ると、これらの２枚の撮像データから、差分画像を生成し（ステップＳ２）、得られた差分画像から動画像の輪郭を線で結び、動画像の輪郭を取得する（ステップＳ３）。そして、動画像属性処理部２２は、動画像の面積と重心位置を算出し（ステップＳ４）、算出した面積と重心位置などの属性データを差分画像と撮像した時刻情報とともに画像データ保存部２３に格納する。
【００４４】
つぎに、ゆらぎ抽出部２４は、画像データ保存部２３に格納された所定期間前から現在までにおける動画像の面積と重心位置の変化から、抽出された動画像の中にゆらぎ成分があるか否かをゆらぎ成分判定条件にしたがって判定する（ステップＳ５）。ここで、ゆらぎ成分があると判定された場合（ステップＳ５でＹｅｓの場合）には、そのゆらぎ成分（動画像）を抽出して、差分画像から除去する（ステップＳ６）。その後またはステップＳ５でゆらぎ成分がないと判定された場合（ステップＳ５でＮｏの場合）には、ゆらぎ抽出部２４は、ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像を着色し（ステップＳ７）、その着色内容を画像データ保存部２３の対応する動画像の属性データに格納する。
【００４５】
つぎに、判定部２５は、画像データ保存部２３に格納された所定期間前から現在までにおける差分画像中の監視対象の重心位置の動きが警告判定条件に合致するか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、重心位置の動きが警告判定条件に合致すると判定された場合（ステップＳ８でＹｅｓの場合）には、判定部２５は通信線またはネットワーク４を介してモニタ装置３に警告メッセージおよび／または警告音声を付加した差分画像を送信し、ステップＳ１で撮像装置１から取得した撮像データについての処理を終了する（ステップＳ９）。一方、ステップＳ８で、重心の動きが警告判定条件に合致しないと判定された場合（ステップＳ８でＮｏの場合）には、監視対象は異常なしと判定され（ステップＳ１０）、ステップＳ１で撮像装置１から取得した撮像データについての処理を終了する。
【００４６】
なお、ステップＳ６でゆらぎ成分である動画像は差分画像から除去されるが、その面積および重心位置などの属性データは画像データ保存部２３からは削除されない。
【００４７】
この発明では、監視領域内に存在する監視対象の数については特に限定されない。監視対象が１人の場合でも複数存在する場合でも上述した処理によって監視を行うことが可能である。すなわち、画像データ保存部２３では、差分画像中の動画像のそれぞれに一意的に定まる識別番号を付して管理しているので、識別番号ごとに画像データを管理することによって複数の監視対象が存在する場合でも対応できる。この場合、上述した図５のステップＳ７で、各動画像の輪郭内を着色する処理を行っているが、この際に、それぞれの動画像を異なる色で着色してもよいし、各動画像に対して、着色する代わりにまたは着色とともにそれぞれを識別するための文字、数字または記号を付すことも可能である。
【００４８】
また、監視領域内に複数、例えば２人の監視対象が存在する場合には、撮像装置１から見てその２人の監視対象が重なり合う場合が生じる。この時に、重なった後のそれぞれの動画像が、重なる前のどちらの動画像に対応するのかを判別する必要が生じてくる。図６は、２人の人物が、撮像装置１から見て重なる状態になった場合、およびその前後の差分画像を示すものである。図６（ａ）は２人の人物Ａ，Ｂが重なる前、図６（ｂ）は重なった瞬間、そして図６（ｃ）は重なった後の様子を示している。この図６（ｃ）の差分画像は、図６（ｄ）のように人物Ａと人物Ｂがすれ違った場合と、図６（ｅ）のように人物Ａと人物Ｂとは図６（ｂ）の直後にそれぞれ元来た方向へ戻った場合の二通りの状況が考えられる。
【００４９】
そのため、動画像属性処理部２２では、複数の人物が重なった直後のそれぞれの人物の動画像の面積と重心位置、またはこれらに加えて人物の動画像の高さなどの属性データと、重なる前のそれぞれの人物の動画像の面積、重心位置、高さなどの属性データとを比較して、重なる前後で属性データが適合するものを対応付けることによって、解決することができる。また、この処理において、画像データはレイヤ構造を有する画像データ保存部２３に管理されているので、それぞれの人物の動画像を素早く比較することが可能である。この場合において、画像データ保存部２３のレイヤ３の属性データには、識別番号、動画像の面積および重心位置のほかに、監視対象を識別するための色、文字、数字または記号、監視対象の高さ（身長）などが格納されている必要がある。
【００５０】
なお、上述した説明において、監視領域中の動画像、すなわち監視対象である人物のみを表示し、その他の背景は消去してモニタ装置３へ画像を送信するようにしているが、動きのある部分を含めた背景画像を背景として表示するようにしてもよい。この場合、動きのある背景画像は、ゆらぎ成分の代表値を用いることができる。
【００５１】
この発明によれば、監視対象中の動画像の重心位置や面積などの属性データから、ゆらぎ成分をゆらぎ成分判定条件にしたがって除去しているので、監視対象以外の動画像をリアルタイムに差分画像からキャンセルすることが可能となる。また、差分画像によって得られる動画像領域の輪郭を線で結び、この内部を着色するので、監視対象の人物のプライバシーを保護した上で人物の動作から、その人物の危険な状態を精確に監視し、危険な場合には警告を発することができる。さらに、この発明によれば、監視領域内に複数の監視対象となる人物が存在する場合であっても、それぞれの監視対象を文字、数字、記号または色によって識別するようにしたので、養護施設のように複数の監視対象が存在するような場合にも対応することができるという効果を有する。さらにまた、差分画像を得るために長時間の背景処理をする必要がないので、撮像装置１の撮像領域を固定する必要がない。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、監視装置は、撮像装置によって所定の時間をおいて撮像された２枚の撮像データから差分画像を生成して、生成した差分画像に基づいて動画像の輪郭を抽出する動画像抽出手段と、動画像の面積や重心位置などの属性データを算出する動画像属性処理手段と、算出された属性データから背景画像とみなされる動画像を差分画像から除去して、監視対象の動画像を抽出するゆらぎ抽出手段と、監視対象の動画像の重心位置の所定の時間内における変化から、動画像の状態を判定する判定手段と、を備えるように構成したので、監視対象以外の動画像をリアルタイムに差分画像からキャンセルすることが可能となる。また、差分画像によって得られる動画像領域の輪郭を線で結び、この内部を着色するので、監視対象の人物のプライバシーを保護した上で人物の動作から、その人物の危険な状態を精確に監視し、危険な場合には警告を発することができる。さらに、差分画像を得るために長時間の背景処理をする必要がないので、撮像装置の撮像領域を固定する必要がない。
【００５３】
つぎの発明によれば、ゆらぎ抽出手段は、動画像属性処理手段によって算出された動画像の面積を参照し、面積の変動幅が所定の値よりも大きい場合に動画像は背景画像であると判定するようにしたので、監視対象以外の動画像を抽出して、差分画像から効果的に除去することができる。
【００５４】
つぎの発明によれば、ゆらぎ抽出手段は、動画像属性処理手段によって算出された動画像の重心位置を参照し、その重心位置が所定の範囲以上に移動しない場合に動画像は背景画像であると判定するようにしたので、監視対象以外の動画像を抽出して、差分画像から効果的に除去することができる。
【００５５】
つぎの発明によれば、ゆらぎ抽出手段は、ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像の輪郭内部を着色する機能をさらに備えるようにしたので、監視対象の動作が捉えやすくなるという効果を有する。
【００５６】
つぎの発明によれば、ゆらぎ抽出手段は、差分画像中の動画像ごとに着色する色を変えるようにしたので、監視領域内に複数の監視対象となる人物が存在する場合であっても、各監視対象に付けられた色で識別して監視することが可能となる。
【００５７】
つぎの発明によれば、ゆらぎ抽出手段は、ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像を識別するために、文字、数字または記号を付す機能をさらに備えるように構成したので、監視領域内に複数の監視対象となる人物が存在する場合であっても、各監視対象に付けられた識別情報によって識別して監視することが可能となる。
【００５８】
つぎの発明によれば、撮像装置によって所定の時間をおいて撮像された２枚の撮像データから差分画像を生成して、生成した差分画像に基づいて動画像の輪郭を抽出する動画像抽出工程と、動画像の面積や重心位置などの属性データを算出する動画像属性処理工程と、算出された属性データから背景画像とみなされる動画像を差分画像から除去して、監視対象の動画像を抽出するゆらぎ抽出工程と、算出された属性データから監視対象の重心位置の所定の時間内における変化から、動画像の状態を判定する判定工程と、を含むようにしたので、監視対象以外の動画像をリアルタイムに差分画像からキャンセルすることが可能となる。また、差分画像によって得られる動画像領域の輪郭を線で結び、この内部を着色するので、監視対象の人物のプライバシーを保護した上で人物の動作から、その人物の危険な状態を精確に監視し、危険な場合には警告を発することができる。さらに、差分画像を得るために長時間の背景処理をする必要がないので、撮像装置の撮像領域を固定する必要がない。
【００５９】
つぎの発明によれば、ゆらぎ抽出工程において、さらに、ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像の輪郭内部を着色するようにしたので、監視領域内に複数の監視対象となる人物が存在する場合であっても、各監視対象に付けられた色で識別して監視することが可能となる。
【００６０】
つぎの発明によれば、ゆらぎ抽出工程において、ゆらぎ成分が除去された差分画像中の動画像を識別するために、さらに、文字、数字または記号を付すようにしたので、監視領域内に複数の監視対象となる人物が存在する場合であっても、各監視対象に付けられた識別情報によって識別して監視することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の監視システムの構成を示すブロック図である。
【図２】撮像データと、この撮像データから生成された差分画像の一例を示す図である。
【図３】画像データ保存部における画像データ保存方法の一例を示す図である。
【図４】ゆらぎ成分が除去された差分画像を示す図である。
【図５】監視システムの動作手順を表すフローチャートである。
【図６】監視領域内の２人の人物が重なる場合の差分画像を示す図である。
【図７】行動監視装置および行動監視・支援システムの構成の従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　撮像装置、２　監視装置、３　モニタ装置、４　ネットワーク、２１　動画像抽出部、２２　動画像属性処理部、２３　画像データ保存部、２４　ゆらぎ抽出部、２５　判定部、２６　通信部、２７　処理条件入力部、３１　通信部、３２　表示部、３３　警報部。
【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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【図７】
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