(57)【要約】【課題】撮像された移動物が侵入者であるか否かを正確に判別し、侵入者である場合にのみ報知手段を作動させることができ、しかも比較的安価な装置で実現できる警備システムを提供する。【解決手段】警備システムは、移動物を撮像してその動画データを出力する監視カメラ５１と、動画データを入力して所定の時間間隔のフレーム画像に分離するフレーム分離手段５４と、順に分離された二つのフレーム画像について画像の変化の有無を画素毎に判定し、判定結果を基にフレーム画像を数値列データに変換する変換手段５８と、数値列データを基に移動物の輪郭形状に対応する形状コードを生成するコード生成手段５９と、形状コードを基に移動物が人間か否かを判別する判別手段６３と、移動物が人間であると判別された場合、報知手段を作動させる報知制御手段とを具備する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動物を撮像してその動画データを出力する撮像手段と、
前記動画データを基に、前記移動物の輪郭形状に対応する形状データを生成する形状データ生成手段と、
生成された前記形状データを基に、前記移動物が人間か否かを判別する判別手段と、
該判別手段によって前記移動物が人間であると判別された場合、報知手段を作動させる報知制御手段と
を具備することを特徴とする警備システム。
【請求項２】
移動物を撮像してその動画データを出力する撮像手段と、
前記動画データを入力して所定の時間間隔のフレーム画像に分離するフレーム分離手段と、
順に分離された二つのフレーム画像について、画像の変化の有無を画素毎または予め分割された小領域毎に判定し、判定結果を基に前記フレーム画像を数値列データに変換する変換手段と、
前記数値列データを基に、前記移動物の輪郭形状に対応する形状データを生成するデータ生成手段と、
前記形状データを基に前記移動物が人間か否かを判別する判別手段と、
該判別手段によって前記移動物が人間であると判別された場合、報知手段を作動させる報知制御手段と
を具備することを特徴とする警備システム。
【請求項３】
前記判別手段は、前記移動物全体の輪郭形状が縦長か横長かを判定し、縦長の場合には前記移動物が人間であり、横長の場合には前記移動物が人間以外の移動物であると判別する縦横比判別手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の警備システム。
【請求項４】
前記判別手段は、生成された前記形状データを基に、被写体に含まれる体の部位を特定する部位特定手段と、特定された部位の形状に応じて前記移動物が人間か否かを判別する部位判別手段とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の警備システム。
【請求項５】
前記部位判別手段は、前記部位特定手段によって特定された部位が「足部」付近に相当する場合、「足の関節の成り立ち」に基づいて判別する関節判別部を有することを特徴とする請求項４に記載の警備システム。
【請求項６】
前記部位判別手段は、前記部位特定手段によって特定された部位が「頭部」付近に相当する場合、「胴部に対する頭部の位置」に基づいて判別する頭部判別部を有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の警備システム。
【請求項７】
前記部位判別手段は、前記部位特定手段によって特定された部位が「頭部」付近に相当する場合、「頭部に対する肩幅の広さ」に基づいて判別する肩幅判別部を有することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一つに記載の警備システム。
【請求項８】
前記部位判別手段は、前記部位特定手段によって特定された部位が「尻部」付近に相当する場合、「尻尾の存在」に基づいて判別する尻尾判別部を有することを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか一つに記載の警備システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、警備システムに関し、特に、カメラ等の撮像手段によって侵入者を検出することが可能な警備システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、不審者の侵入を防止する警備システムとして、監視カメラを内蔵し、撮像した画像データを基に不審者（侵入者）を検出するシステムが知られている。具体的には、撮像手段により背景のみを撮像して記憶させるとともに、記憶された背景画像データと監視用の画像データとの差分を取得し、その差分画像データを基に、侵入者の有無を認識するものである。そして、侵入者が認識されると、報知手段を作動させ侵入者を威嚇すると共に、電話回線を通して警備会社や管理会社の基地局に通報するようになっている。
【０００３】
以上の従来技術は、当業者において当然として行われているものであり、出願人は、この従来技術が記載された文献を知見していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の警備システムでは、監視カメラによって動作可能な移動物が検出されても、それが侵入者（人間）であるのか、それとも犬や猫等の動物であるのかを判別することが困難であった。つまり、人間や動物は、その動きによって輪郭が随時変化するため、誤って認識される恐れがあった。特に、監視カメラに対して、移動物の距離は常に変化することから、撮像される移動物の大きさが不定となり、侵入者の判別が一層困難となっていた。このため、室内で犬や猫等のペットを飼っている住宅においては、居住者が外出する際、ペットを連れて外出したり、サークルやクレイトの中にペットを入れて室内を動き回らないようにする等の対策が必要であった。つまり、ペットを室内に放置したまま外出することができないため、極めて使い勝手の悪いシステムとなっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、撮像された移動物が侵入者であるか否かを正確に判別し、侵入者である場合にのみ報知手段を作動させることが可能な警備システムを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第一発明の警備システムは、移動物を撮像してその動画データを出力する撮像手段と、前記動画データを基に、前記移動物の輪郭形状に対応する形状データを生成する形状データ生成手段と、生成された前記形状データを基に、前記移動物が人間か否かを判別する判別手段と、該判別手段によって前記移動物が人間であると判別された場合、報知手段を作動させる報知制御手段とを具備するものである。
【０００７】
この発明によれば、監視カメラ等の撮像手段により撮像された動画データを基に、移動物の輪郭形状に対応する形状データが生成される。判別手段では、生成された移動物の形状データを、予め設定された人間の形状データと比較することにより、移動物が人間かそれ以外の移動物（例えばペット）であるかを判別する。判別手段により移動物が人間すなわち侵入者であると判別された場合には、報知制御手段によって報知手段を作動させる。なお、報知手段としては、侵入者を威嚇するための音発生手段や光発生手段、及び通信ネットワーク等を通して警備会社や管理会社の基地局に通報する通報手段等を例示することができる。一方、移動物が検出された場合でも、それが人間ではないと判別された場合には、報知手段を作動させない。このため、例えばペット等を室内に放置したまま外出しても、報知手段の誤作動が防止される。
【０００８】
第二発明の警備システムは、移動物を撮像してその動画データを出力する撮像手段と、前記動画データを入力して所定の時間間隔のフレーム画像に分離するフレーム分離手段と、順に分離された二つのフレーム画像について、画像の変化の有無を画素毎または予め分割された小領域毎に判定し、判定結果を基に前記フレーム画像を数値列データに変換する変換手段と、前記数値列データを基に、前記移動物の輪郭形状に対応する形状データを生成するデータ生成手段と、前記形状データを基に前記移動物が人間か否かを判別する判別手段と、該判別手段によって前記移動物が人間であると判別された場合、報知手段を作動させる報知制御手段とを具備するものである。
【０００９】
この発明によれば、動画データはフレーム分離手段によってフレーム分離され、そのフレーム画像を基本に以降の認識処理が行われる。なお、このときのフレーム分離の時間間隔は、認識すべき動作の速さや、認識の精度及び処理能力に応じて適宜設定される。
【００１０】
変更手段では、二つのフレーム画像における画像の変化が、画素毎または予め分割された小領域毎に判定されるとともに、その判定結果に基づく数値が与えられる。例えば、変化があると判定された場合は「１」を出力し、変化がないと判定された場合は「０」を出力する。このようにして、フレーム画像が数値列データに変更される。その後、データ生成手段により、この数値列データを基に移動物の輪郭形状に対応する形状データが生成される。判別手段では、生成された移動物の形状データを、予め設定された人間の形状データと比較することにより、移動物が人間か、それ以外の移動物（例えばペット）であるかを判別する。
【００１１】
判別手段により移動物が人間すなわち侵入者であると判別された場合には、報知制御手段によって報知手段を作動させる。一方、移動物が検出された場合でも、それが人間ではないと判別された場合には、報知手段を作動させない。このため、例えばペット等を室内に放置したまま外出しても、報知手段の誤作動が防止される。
【００１２】
ところで、前記第一発明または前記第二発明において、「前記判別手段は、前記移動物全体の輪郭形状が縦長か横長かを判定し、縦長の場合には前記移動物が人間であり、横長の場合には前記移動物が人間以外の移動物であると判別する縦横比判別手段を有する」構成とすることができる。
【００１３】
この構成によれば、移動物全体の輪郭形状について、縦長か横長かが判定され、それが縦長の場合には、起立姿勢で動く移動物、すなわち人間であると判別される。一方、輪郭形状が横長の場合には、横伏姿勢で動く移動物、すなわち犬や猫等の動物であると判別される。
【００１４】
また、前記第一発明及び前記第二発明において、「前記判別手段は、生成された前記形状データを基に、被写体に含まれる体の部位を特定する部位特定手段と、特定された部位の形状に応じて前記移動物が人間か否かを判別する部位判別手段とを有する」構成とすることができる。
【００１５】
この構成によれば、形状データ生成手段によって生成された形状データを基に、被写体に含まれる体の部位が特定される。つまり、頭部、胴部、及び足部等、各部位の輪郭形状を表す形状データが予め記憶されており、生成された形状データと記憶された形状データとを照合させることにより、生成された形状データがどの部位を表す形状データであるのかが特定される。そして、その特定された部位の詳細な輪郭形状や他の部位との関連等に応じて、検出された移動物が人間かそれ以外の移動物であるかを判別する。
【００１６】
ここで、具体的な判別手段としては、以下の判別部を例示することができる。
（１）特定された部位が「足部」付近に相当する場合、「足の関節の成り立ち」に基づいて判別する関節判別部。
（２）特定された部位が「頭部」付近に相当する場合、「胴部に対する頭部の位置」に基づいて判別する頭部判別部。
（３）特定された部位が「頭部」付近に相当する場合、「頭部に対する肩幅の広さ」に基づいて判別する肩幅判別部。
（４）特定された部位が「尻部」付近に相当する場合、「尻尾の存在」に基づいて判別する尻尾判別部。
【００１７】
ここで、（１）は、移動物の側方を撮像した際に有効となる手段であり、犬等の足部と人間の足部とでは関節の成り立ちが異なることから、関節付近の形状を判定することにより、人間かそれ以外の移動物かを判別する。（２）は、移動物の側方を撮像した際に有効となる手段であり、頭部が胴部の上方に位置する人間に対し、犬等の動物では頭部が胴部の前方（または斜め上方）に位置することから、胴部に対する頭部の位置を判定することにより人間かそれ以外の移動物かを判別する。（３）は、移動物の正面または背面を撮像した際に有効となる手段であり、人間とそれ以外の移動物では肩幅（胴幅）の広さが異なることから、頭部に対する肩幅の広さを判定することにより人間かそれ以外の移動物かを判別する。なお、頭部を基準として判別することにより、撮像手段と移動物との距離にかかわらず、すなわち検出される移動物の大きさにかかわらず、肩幅（胴幅）の広さを相対的に認識することが可能になる。（４）は、移動物の側方を撮像した際に有効となる手段であり、人間には犬等のように尻尾を有しないことから、尻尾の有無を判定することにより、人間かそれ以外の移動物かを判別する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である警備システムについて、図１乃至図７に基づき説明する。図１は警備システム全体の構成を示す説明図であり、図２は警備システムにおける警備装置の機能的構成を示すブロック図であり、図３は警備システムにおけるサーバーと第一情報端末装置との機能的構成を示すブロック図である。また、図４は画像認識手段の機能的構成を示すブロック図であり、図５及び図６は画像認識方法を説明するための説明図であり、図７は画像認識手段における処理の流れを示すフローチャートである。
【００１９】
本実施形態の警備システムは、不審者（侵入者）による窃盗等の犯罪を防止するとともに、日常生活における居住者の安全性を向上するシステムである。図１に示すように、警備システム１は、コンピュータからなるサーバー２と、居住者宅に設置された複数の警備装置４と、居住者が所持する第一情報端末装置６ａ、居住者が所持する第二情報端末装置６ｂ、及び緊急情報通知者となる友人や肉親等が所持する第三情報端末装置６ｃとを備えている。なお、サーバー２と警備装置４とは、パケット通信方式を利用したネットワーク３を介して無線通信線ＮＬによって結ばれており、サーバー２と第一情報端末装置６ａ、第二情報端末装置６ｂ、及び第三情報端末装置６ｃとは、インターネット等の広域ネットワーク５を介して通信線Ｌによって結ばれている。
【００２０】
ここで、サーバー２及び警備装置４間は、状態情報及び緊急情報等の通信情報ＴＤを送受信するために、パケット通信方式のネットワーク３を利用している。パケット通信方式とは、データを小さなまとまりに分割して、一つ一つ送受信する通信方式のことである。パケット通信では、二地点間の通信において、途中の回線が他の通信データによって占有されることが無くなるため、サーバー２及び警備装置４間で、確実に通信情報ＴＤを送受信することができる。
【００２１】
また、サーバー２と第一情報端末装置６ａ、第二情報端末装置６ｂ、及び第三情報端末装置６ｃとの間は、通信回線網の発達及び情報端末装置（例えば携帯電話）の普及を考慮して、インターネット等のネットワーク５を利用している。これにより、広範に渡っての情報配信が可能となるため、居住者または緊急情報通知者に通信情報ＴＤを確実に通知することができる。
【００２２】
警備装置４は、居住者宅に設置されて屋内の異常を検知するとともに、異常を検知した際の屋内の状態に関する状態情報や、居住者の体調が悪化した際等に緊急状態を知らせる緊急情報等の通信情報ＴＤをサーバー２に送信するものであり、図２に示すように、警備装置４の中核を成す装置本体７と、居住者が操作を行うためのリモコン８と、出入り口、窓、及び室内等に設置される複数の外部センサ９とを備えている。
【００２３】
装置本体７は、機能的構成として、受信手段１０及び送信手段１１によって、サーバー２と送受信を行う通信制御手段１２と、リモコン８及び外部センサ９からの各種無線信号を受信する信号受信手段１３と、外部センサ９、または装置本体７に内蔵される内部センサ１４が異常を検知したときに発信する検知信号を認識し、検知信号に基づいて状態情報を作成する検知信号認識手段１５と、状態情報を送信手段１１を介して出力する状態情報出力手段１６とを備えている。また、装置本体７には、監視カメラ５１、及びこの監視カメラ５１から出力される動画データを基に侵入者を認識する画像認識手段５２が内蔵されている。なお、画像認識手段５２の詳細については後述する。
【００２４】
また、装置本体７は、警告メッセージの音声データが記憶された音声記憶手段１８と、検知信号認識手段１５によって生成された状態情報に基づいて、スピーカー１９による警告メッセージの発声、及びサイレン２０の鳴動の制御を行う音声制御手段２１と、後述する発生指示ＫＤを認識して音声制御手段２１を作動させる作動手段２２とを備えている。これにより、外部センサ９または内部センサ１４が異常を検知した場合、または監視カメラ５１から出力される動画データに基づいて侵入者が認識された場合には、スピーカー１９からは警告メッセージが発声されるとともに、サイレン２０が鳴動するため、屋内に侵入した侵入者を威嚇して即座に退出を促し、窃盗等の犯罪を未然に防止することができる。ここで、スピーカー１９及びサイレン２０が本発明の報知手段に相当し、音声制御手段２１が本発明の報知制御手段に相当する。
【００２５】
なお、装置本体７は、家庭用電源を主電源として稼動するようになっているが、バッテリー等の予備電源（図示しない）を内蔵しているため、警告メッセージの発声中に、侵入者によってコンセントが抜かれても、停止することなく警告メッセージを発声して侵入者を威嚇することが可能である。
【００２６】
さらに、装置本体７は、緊急スイッチ２３が押圧されたこと、リモコン８に設けられた所定のスイッチが一定時間継続して押圧されたこと、または防水リモコン（図示しない）の緊急スイッチが押圧されたこと、の少なくともいずれか一つの操作を認識し、緊急信号に基づいて緊急情報を作成する緊急信号認識手段２４と、緊急情報を、送信手段１１を介して出力する緊急情報出力手段２５とを備えている。緊急情報は、サーバー２を介して、居住者の友人または肉親（緊急情報通知者）の第三情報端末装置６ｃに通知されるため、一人暮しや老人世帯の居住態様に好適である。
【００２７】
リモコン８は、居住者が操作して、装置本体７の作動及びモードの設定等を入力するためのものであり、さらに機能的構成として、アラーム音を発生させる警告手段（図示しない）を有している。
【００２８】
次に、警備システム１におけるサーバー２について説明する。図３に示すように、サーバー２は、各種情報をネットワーク３，５を介して受信し、これに応じた処理を行うものであり、管理会社が利用可能な状態に設置されている。ハード構成としては、いずれも図示しないが、汎用のコンピュータと同様、主記憶装置、演算装置、及び制御装置から構成される中央処理装置（ＣＰＵ）と、キーボードやマウス等、情報を直接入力するための入力装置と、コンピュータの中で処理された情報を取出すディスプレイ等の出力装置と、データの送受信を行うモデム等の通信手段とを備えている。
【００２９】
サーバー２は、機能的構成として、受信手段２６及び送信手段２７によって、複数の警備装置４と送受信を行う第一通信制御手段２８と、受信手段２９及び送信手段３０によって、第一情報端末装置６ａ、第二情報端末装置６ｂ、及び第三情報端末装置６ｃと送受信を行う第二通信制御手段３１と、居住者データＪＤが記憶された記憶手段３２とを備えている。居住者データＪＤは、居住者に関する個人情報が格納されたものであり、居住者の情報端末装置のメールアドレスＭ１や、居住者に係る緊急情報通知者のメールアドレスＭ２等が、関連付けて格納されている。
【００３０】
また、サーバー２は、警備装置４の状態情報出力手段１６から出力された状態情報を認識する状態情報認識手段３３と、状態情報認識手段３３が認識した状態情報及び記憶手段３２に記憶された居住者データＪＤに基づいて、状態情報を通知する第二情報端末装置６ｂを特定する状態情報特定手段３４と、緊急情報出力手段２５から出力された緊急情報を認識する緊急情報認識手段３５と、緊急情報認識手段３５が認識した緊急情報及び居住者データＪＤに基づいて、緊急情報を通知する第三情報端末装置６ｃを特定する緊急情報特定手段３６と、状態情報特定手段３４及び緊急情報特定手段３６によって特定された第二情報端末装置６ｂ及び第三情報端末装置６ｃに、状態情報及び緊急情報を電子メールとして発信する電子メール発信手段３７と、第一情報端末装置６ａから出力された発生指示ＫＤ（詳細は後述する）を認識する発生指示認識手段３８と、発生指示認識手段３８が認識した発生指示ＫＤ及び居住者データＪＤに基づいて、警備装置４の作動手段２２に発生指示ＫＤを通知する発生指示通知手段３９とを備えている。
【００３１】
サーバー２を管理する管理会社では、サーバー２が状態情報を認識すると、まず状態情報を出力した警備装置４が設置されている居住者宅に電話をかけ、居住者宅の状況を確認する。その後、必要に応じ、居住者宅に警備員等を急行させる。また、サーバー２が緊急情報を認識した場合は、その後、第三情報端末装置６ｃによって電子メールを開封したか否かを検出し、所定時間（例えば１０分）経過しても電子メールが開封されない場合には、第三情報端末装置６ｃの所有者である肉親等に電話で連絡を取ったり、介抱者等を急行させて居住者を介抱したりする。また、症状が重い場合には救急車の手配を行っている。これにより、体調が悪化した居住者は、肉親等に連絡が取れない場合でも、即座に救助を受けることができるようになっている。
【００３２】
なお、サーバー２から第二情報端末装置６ｂに通知される状態情報、及びサーバー２から第三情報端末装置６ｃに通知される緊急情報は、電子メールによって配信されるため、特定の端末装置を要するものではなく、携帯電話等のように広く一般に利用されている情報端末装置を利用して、状態情報及び緊急情報を受信することが可能である。また、電子メールは、一旦送信されれば、情報端末装置側で操作をしない限り消去されることがないため、居住者に状態情報を確実に認識させ、緊急情報通知者に緊急情報を確実に認識させることが可能である。
【００３３】
次に、警備システム１における第一情報端末装置６ａ、第二情報端末装置６ｂ、及び第三情報端末装置６ｃについて説明する。第一情報端末装置６ａ、第二情報端末装置６ｂ、及び第三情報端末装置６ｃは、携帯電話等の同種の情報端末装置であり、居住者に操作されて発生指示ＫＤを出力するものが第一情報端末装置６ａとして機能し、警備装置４から出力される状態情報がサーバー２から通知されるものが第二情報端末装置６ｂとして機能し、警備装置４から出力される緊急情報がサーバー２から通知されるものが第三情報端末装置６ｃとして機能している。
【００３４】
なお、本実施例では、第一情報端末装置６ａ、第二情報端末装置６ｂ、及び第三情報端末装置６ｃは、略同様の機能的構成を有するため、第一情報端末装置６ａの構成を代表して説明する。第一情報端末装置６ａは、受信手段４０及び送信手段４１によって、サーバー２と送受信を行う通信制御手段４２と、サーバー２から送信された電子メールを記憶する記憶手段４３と、記憶手段４３に記憶された電子メールを、液晶画面等の表示手段４４に表示させる表示制御手段４５と、テンキーや機能指示スイッチ等からなる操作手段４６と、装置本体７の音声制御手段２１を作動させて警告メッセージを発声させる発生指示ＫＤを出力する発生指示出力手段４７とを備えている。
【００３５】
ところで、本実施形態の警備システム１は、特徴的な構成として画像認識手段５２を備えている。この画像認識手段５２は、ＣＤＤカメラ等の監視カメラ５１（本発明の撮像手段に相当）から出力される動画データを基に移動物を検出するとともに、その移動物が人間（侵入者）か、人間以外の移動物（例えばペット）かを判別する機能を有している。詳細には、図４に示すように、機能的構成として、フレーム分離手段５４、変換手段５８、コード生成手段５９、及び判別手段６３を備えている。フレーム分離手段５４は、監視カメラ５１から動画データを入力して所定の時間間隔（例えば０．１秒毎）に分離されたフレーム画像（静止画）を生成するものである。分離されたフレーム画像は、記憶装置５５の画像記憶部５６に記憶される。ここで、画像記憶部５６に記憶するのは、最新のフレーム画像が分離された時点で、前回のフレーム画像と比較するためである。
【００３６】
変換手段５８は、所定の時間間隔で分離された最新のフレーム画像と前回のフレーム画像とを、画像記憶部５６から読出し、画像の変化の有無を画素毎に判定する変化判定手段６０を有し、この判定結果を基にフレーム画像を数値列データに変換するものである。さらに詳しく説明すると、変化判定手段６０は、画素毎に検出される変化量を予め定められたしきい値と比較して、変化量がしきい値よりも大きい画素を、動画素（動きのある画素）として抽出する。これにより、被写体の中から動きのある部分のみを抽出することができる。つまり、被写体に対して、動きのない背景と、動きのある移動物とを分離することが可能になる。そこで、変換手段５８では、例えば動画素に対して「１」を出力し、静止画素に対して「０」を出力し、その後、この数値を所定の順序に並べることにより、移動物に関する数値列データを作成する。
【００３７】
コード生成手段５９は、変換手段５８によって生成された数値列データを基に、移動物の輪郭形状に対応する形状コードを生成するものであり、座標検出手段６１と線分算出手段６２とを有している。座標検出手段６１は、移動物の輪郭形状を構成する曲線に対して複数の特徴点を求め、その座標を検出するものである。例えば図５（ａ）に示すように、抽出された移動物の形状が人間の上半身の場合には、その輪郭形状を構成する複数の曲線における頂点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３……Ｔｎを特徴点として設定する。この特徴点を結ぶことにより、輪郭形状を簡略化した多角形、すなわち、図５（ｂ）に示すように、直線のみからなる図形が形成される。線分算出手段６２は、各特徴点を結ぶ線分の長さＢ，Ｃ，Ｄ……と、隣接する線分同士の内角ｂ，ｃ，ｄ……とを算出し、各線分の長さ及び内角の組合せからなる形状コード（例えばＢｂＣｃＤｄ……）を生成し出力する。ここで、形状コードが本発明の形状データに相当し、コード生成手段５９が本発明のデータ生成手段に相当する。
【００３８】
図４に示す判別手段６３は、コード生成手段５９によって生成された形状コードを基に、移動物が人間（侵入者）であるか、それとも犬等のペットであるかを判別するものであり、ここには、縦横比判別手段６４と、部位特定手段６５と、部位判別手段６６とが備えられている。まず縦横比判別手段６４は、移動物全体の輪郭形状が縦長か横長かを判定し、縦長の場合には移動物が人間であり、横長の場合には移動物が人間以外の移動物であると判別する。これは図６に示すように、人間Ｈは起立姿勢で動くことが多く、犬や猫等の動物Ａは横伏姿勢で動くことが多いことから、この姿勢の違いを利用して人間か否かを判別するものである。
【００３９】
一方、部位特定手段６６は、コード生成手段５９によって生成された形状コードを基に、被写体に含まれる体の部位を特定するものである。記憶装置５５のコード記憶部５７には、頭部、胴部、及び足部等、体の各部位における輪郭形状を表す形状コードが予め記憶されており、生成された形状コードとコード記憶部５７に記憶された形状コードとを照合させることにより、生成された形状コードがどの部位を表す形状コードであるのかを特定する。例えば、形状コードとして、細長く鉛直方向に延びる形状のコードが生成された場合には、足部を示す形状コードであると特定する。
【００４０】
部位判別手段６６は、部位特定手段６５によって特定された部位に応じて、検出された移動物が人間か否かの判別を行うものである。具体的な判別としては、足部に関する関節判別部６７、頭部に関する頭部判別部６８、肩部に関する肩幅判別部６９、及び尻部に関する尻尾判別部７０を例示することができる。
【００４１】
関節判別部６７は、部位特定手段６５によって特定された部位が「足部」付近に相当する場合、「足の関節の成り立ち」に基づいて判別する。これは、図６に示すように、人間Ｈの足は、膝部を中心として大腿骨７１と脛骨７２とが上下方向に延び、曲げる動作によって「く」の字形となるのに対し、犬等の動物Ａの足は、飛節を中心として脛骨７３と中足骨７４とが正面上下方向に延出された逆「く」の字形の形状になっていることから、これらの形状の違いを利用して判別するものである。つまり、進行方向（移動方向）に対し、生成された形状データが「く」の字状であれば人間Ｈ（侵入者）であると判別し、一方、形状データが逆「く」の字状であれば、犬等の動物Ａであると判別する。なお、この判別は、監視カメラ５１に対し移動物が左右方向に横切った場合、すなわち移動物の側面を撮像した場合に有効となる。
【００４２】
頭部判別部６８は、部位特定手段６５によって特定された部位が「頭部」付近に相当する場合、「胴部に対する頭部の位置」に基づいて判別する。これは、図６に示すように、移動物を側面から見た場合、人間Ｈの頭は胴部の上方に位置するのに対し、犬等の動物Ａの頭は胴部の斜め上方に位置することから、これらの相対位置の違いを利用して判別するものである。つまり、移動物の大きさが殆ど変わらない場合、すなわち監視カメラ５１に対し移動物が左右方向に横切った場合において、頭部が胴部の上方に位置している場合には、人間Ｈ（侵入者）であると判別し、一方、頭部が胴部の斜め上方または前方に位置している場合には犬等の動物Ａであると判別する。
【００４３】
肩幅判別部６９は、部位特定手段６５によって特定された部位が「肩部及び頭部」付近に相当する場合、「頭部に対する肩幅の広さ」に基づいて判別する。これは、移動物の正面または背面を見た場合、人間Ｈは肩幅（胴部の横幅）が広いのに対し、犬等の動物Ａは胴部の横幅が狭いことから、この幅の違いを利用して判別するものである。つまり、移動物の大きさが変化する場合、すなわち監視カメラ５１に対して遠近方向に移動する場合において、頭部に対する肩幅が所定の比率よりも大きいときには、その移動物は人間Ｈ（侵入者）であると判別し、一方、所定の比率よりも小さいときには犬等の動物Ａであると判別する。
【００４４】
尻尾判別部７０は、部位特定手段６５によって特定された部位が「尻部」付近に相当する場合、「尻尾の存在」に基づいて判別する。これは、人間Ｈには犬のような尻尾を有しないことから、この違いを利用して判別するものである。つまり、尻部付近に細長い紐状の形状が認識された場合には犬等の動物Ａであると判別する。
【００４５】
なお、人間Ｈと動物Ａとの判別は上記の方法に限定されるものではなく、例えば腕の位置や全体の大きさ等、人間Ｈと動物Ａとを区別できる形状または姿勢であれば、その違いを利用して判別することが可能である。
【００４６】
ところで、本実施形態では、フレーム画像における変化の有無、すなわち所定時間間隔で分離されるフレーム画像の差分に基づいて移動物を抽出するため、揺れ動くカーテンや洗濯物が、移動物として認識される可能性がある。しかし、本発明によれば、人間の特徴的部位に応じて人間か否かを判別するため、カーテンや洗濯物が風にふかれても報知手段を作動させることはない。
【００４７】
また、地震により警備装置４またはそれに内蔵された監視カメラ５１が揺動した場合には、フレーム画像全体が動画素と判別され、背景自体が移動物と認識される可能性がある。しかし、この場合、移動物の輪郭形状は画面全体の形状となり、人間の輪郭とは明らかに異なることから、それが人間と判別されることはない。
【００４８】
次に、本実施形態の警備システム１における画像処理の流れについて、図７に示すフローチャートに基づき説明する。まず、フレーム分離工程（ステップＳ１）において動画データがフレーム画像に分離され、そのフレーム画像を基本に以降の認識処理が行われる。なお、このときのフレーム分離の時間間隔は、認識すべき動作の速さや、認識の精度及び処理能力に応じて適宜設定される。分離されたフレーム画像は画像記憶部５６に記憶される（ステップＳ２）。
【００４９】
続いて順次分離されるフレーム画像に対して変化の有無を画素毎に判定する（ステップＳ３）とともに、変化の有無を数値列データに変換する（ステップＳ４）。そして、数値列データから移動物の輪郭形状における特徴点を抽出しその座標を検出する（ステップＳ５）とともに、各特徴点を結ぶ線分の長さ及び内角を検出し（ステップＳ６）、それを基に形状コードを生成する（ステップＳ７）。
【００５０】
その後、移動物の外観形状を示す形状コードを基に、移動物が人間（侵入者）か否かを前述の方法で判別し（ステップＳ８）、侵入者と認定された場合、すなわち、少なくとも一つの判別手段において人間と判別された場合には（ステップＳ９においてＹＥＳ）、報知手段を作動させる（ステップＳ１０）。具体的には、状態情報出力手段１６によってサーバー２に通報するとともに、スピーカー１９及びサイレン２０を鳴動させる。
【００５１】
このように、上記の警備システム１では、撮像された移動物が侵入者であるか否かを正確に判別することができ、侵入者である場合にのみ報知手段を作動させることができる。このため、ペットを連れて外出したり、サークルやクレイトの中にペットを入れて室内を動き回らないようにする等の対策が不要となり、使い勝手を大きく向上させることができる。また、誤検知に伴い警備員等を急行させていた従来の体制を改善でき、警備会社の負担を軽減することが可能になる。
【００５２】
また、上記の警備システム１では、複数の判別手段を組合せることにより、侵入者の監視に対する信頼度を向上させている。特に、人間の特徴的部位に応じた複数の判別部を有することから、例えば、侵入者が犬の着ぐるみを着用して侵入した場合でも、確実に侵入者と判別することができる。
【００５３】
さらに、上記の警備システム１では、膨大な情報を有する動画データを効率的に処理することによって、認識処理の対象データ量を少なくすることができる。これにより、汎用のコンピュータによるリアルタイムな処理が可能となり、比較的安価な警備装置４を多くの利用者に提供することが可能になる。
【００５４】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００５５】
すなわち、上記の警備システム１では、フレーム画像についての変化の有無を、画素毎に判定するものを示したが、フレーム画像を複数の小領域に分割する領域分割手段を備え、フレーム画像についての変化の有無を分割された小領域毎に判定するようにしてもよい。フレーム画像の分割数は、フレーム画像の総画素数よりもはるかに低く設定されるため、この領域分割により処理の簡略化を図ることが可能になる。
【００５６】
上記の警備システム１における画像認識手段５２では、形状データとして、線分の長さ及び内角を所定の順序で並べて生成した形状コードを示したが、所定の演算によって算出される数値データを、移動物の輪郭形状に対応する形状データとして生成するようにしてもよい。
【００５７】
上記の警備システム１では、画像認識手段５２を居住者宅の警備装置４内に設けるものを示したが、画像認識手段５２をサーバー２内に設けるようにしてもよい。これによると、警備装置４からサーバー２に動画データが送信され、サーバー２において人物か否かが判別される。そして、人物と判別された場合には、サーバー２から警備装置４にスピーカー１９及びサイレン２０を鳴動させるための信号が送信される。したがって、画像認識手段５２が共用され、警備装置４の構成が簡略化されるとともに、システム全体を一層安価に構築することが可能になる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、移動物の輪郭形状に対応する形状データを生成するとともに、その形状データを解析することによって人間か否かを判別することから、撮像された移動物が侵入者であるか否かを正確に判別することができる。このため、警備システムの信頼性を向上させることができる。さらに、膨大な情報を有する動画データを効率的に処理することによって、認識処理の対象データ量を少なくすることができる。これにより、汎用のコンピュータによるリアルタイムな処理が可能となり、比較的安価な警備システムを多くの利用者に提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である警備システム全体の構成を示す説明図である。
【図２】警備システムにおける警備装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】警備システムにおけるサーバーと第一情報端末装置との機能的構成を示すブロック図である。
【図４】警備システムにおける画像認識手段の機能的構成を示すブロックである。
【図５】画像認識方法を説明するための説明図である。
【図６】人間と動物（犬）との輪郭形状の違いを説明するための説明図である。
【図７】画像認識手段における処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  警備システム
１９  スピーカー（報知手段）
２０  サイレン（報知手段）
２１  音声制御手段（報知制御手段）
５１  監視カメラ（撮像手段）
５４  フレーム分離手段
５８  変換手段
５９  コード生成手段（データ生成手段）
６３  判別手段
６４  縦横比判別手段
６５  部位特定手段
６６  部位判別手段
【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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