(57)【要約】【課題】滞留者を自動的に検知しこれを警報、記録する。【解決手段】観測領域を上空からカメラで撮影した一連の画像群に基づき背景画像を推定する手段と、前記背景画像同士の差分をとり背景交替画像を得る手段と、滞留者の背景交替反応を時間を追って抽出し、所定の時間間隔ごとに累積して滞留者の存在確率の高い領域を検出することにより、滞留者の位置を推定する手段とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測領域を上空からカメラで撮影した一連の画像群に基づき背景画像を推定する手段と、前記背景画像同士の差分をとり背景交替画像を得る手段と、滞留者の背景交替反応を時間を追って抽出し、所定の時間間隔ごとに累積して滞留者の存在確率の高い領域を検出することにより、滞留者の位置を推定する手段と、滞留者を検知した場合に警報を発し画像を記録する手段とを備えることを特徴とする滞留者検知警報システム。
【請求項２】
前記滞留者の背景交替反応の間に輝度変動を検出することにより滞留者の位置を推定することを特徴とする請求項１記載の滞留者検知警報システム。
【請求項３】
一定値以上の輝度変動が検出された場合、その位置でその期間にわたり滞留が発生したと判定し、滞留時間を推定することを特徴とする請求項２記載の滞留者検知警報システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ画像により滞留者を検知しこれを警報するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ画像を利用した監視システムは、安全確保するひとつの手段として広く普及し、その画像を自動的に処理して警報を出すような自動警報システムも考えられている。一例として特許文献１に示すように、画像の時間差分に基づく方法により、歩行者を検出するシステムがあり、建物に侵入する状態の人を検出するのに有効である。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０４１５８９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、監視システムとして考えた場合、注意を払うべき対象となる人物は、単純に通り過ぎる人物よりも、むしろある場所にたたずんでじっと様子を伺っていたり、作業を行っているなどそこに留まり、滞留している人物である場合が多い。例えば、悪意をもって犯罪を行おうとしている者は、建物の出入り口で侵入を伺う、あるいは狙いの人物が出てくるまで待ち伏せるなどの滞留を基本とする行動をとると考えられる。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の画像差分検出による方法では、滞留する人はその動きが少ないため反応として現れにくい傾向にあり、歩行者の信号と比べても、その反応面積が小さいため相対的にノイズとして埋もれてしまい、単に出入りする人に対しても検知が行われるため誤報となりやすく、肝心の犯罪を行おうとしている者の検知をおろそかにしてしまうという問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、滞留者を自動的に検知しこれを警報、記録することができる滞留者検知警報システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の滞留者分析システムは、観測領域を上空からカメラで撮影した一連の画像群に基づき背景画像を推定する手段と、前記背景画像同士の差分をとり背景交替画像を得る手段と、滞留者の背景交替反応を時間を追って抽出し、所定の時間間隔ごとに累積して滞留者の存在確率の高い領域を検出することにより、滞留者の位置を推定する手段と、滞留者を検知した場合に警報を発し画像を記録する手段とを備えることを特徴とする。
また、前記滞留者の背景交替反応の間に輝度変動を検出することにより滞留者の位置を推定することを特徴とする。
また、一定値以上の輝度変動が検出された場合、その位置でその期間にわたり滞留が発生したと判定し、滞留時間を推定することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の滞留者検知警報システムの１実施形態を示す構成図である。観測領域を撮影するカメラと、カメラにより撮像した画像を処理する画像処理装置と、画像処理装置による判断結果を警報および記録する警報・画像記録装置から構成されている。
【０００９】
図２は、本発明の１実施形態を示す処理の流れを説明するための図である。先ず、観測領域を上空からカメラで撮影した一連の画像群ｆｉに基づき、一定期間の画像を元に背景画像ｆｂを推定する。推定する方法としては、平均推定、メジアン推定、ＬＭｅｄＳ推定等各種の統計手法び適用が可能である。この背景画像ｆｂは、歩行者などの移動する対象がキャンセルされ、動いていない背景部分が写る画像となり、滞留者の像もこの背景画像ｆｂに写りこむことになる。
【００１０】
次に、背景画像ｆｂ同士の差分をとり背景差分画像Ａａｌｔを得る。この背景差分画像Ａａｌｔにおいては、歩行者は背景推定の段階でキャンセルされているため、反応としては現れない。一方、滞留者は動きが少ない分、背景として写りこむ可能性が高い。しかし、全く静止し続けるわけではなく、手足等の姿勢を変える動作などで必ず何らかの動きを生じる。例えば図３において、ある背景に写った滞留者１は、次の時点での背景画像では、破線で示すように、手１ａや足１ｂの姿勢が変わるという現象が生じる。従って、これらの背景画像間同士の差分においては、この動き（以下、背景交替という）を抽出することが可能となる。
【００１１】
これを詳述する。人がある姿勢１から別の姿勢２に変化した場合の両者の差分画像ｂｓを下式のように定義する。
【数１】
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ここで、τ１、τ２は背景推定期間の中央の時刻とする。適当なしきい値Ｔａｌｔより大きな値の領域は姿勢変化が発生している位置と時刻を示すと考えることができる。観測位置（ｉ，ｊ）を中心とする人の大きさに相当する観測範囲Ｑｉ，ｊを設定し、その背景における背景交替の有無に従って観測期間（τ２−τ１＝Δｔ３）中に姿勢変化が発生すると考えると、少なくともΔｔ３を超える滞留は発生していると考えられる。その値を観測位置（ｉ，ｊ）の値とする背景交替画像Ａａｌｔ（下式）を作成する。
【数２】
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【００１２】
次に、滞留者位置推定の処理を行う。これは、図４に示すように、滞留者の背景交替反応を時間を追って抽出し、全観測期間（τｓｔａｒｔ，τｅｎｄ）において所定の時間間隔Δｔ３ごとに累積して滞留者の存在確率の高い領域を検出し累積背景交替画像Ａｓｔａｙを得る。これは次式で表される。
【数３】
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【００１３】
滞留時間が長くなるにつれ背景交替が繰り返される可能性は高くなり滞留に関する確信度の情報を与えることができる。すなわち、上記累積背景交替画像Ａｓｔａｙにおける高い累積値は、滞留者の存在に対する高い確信度を表し、そのような画素を滞留候補画素とする。以上で述べた背景交替の解析は観測画像のすべての画素において独立に行われる。
【００１４】
上記の累積背景交替画像Ａｓｔａｙにおいて、背景交替反応が現れた領域の面積を人一人が画面に映る面積で割ることにより、滞留者の人数を推定することができる。この累積背景交替画像Ａｓｔａｙは、滞留者の変化時点を示しているが、滞留時間を直接表現するものではない。更に２つの背景交替の間には、滞留者の影や、日照の変化などの影響による背景交替を含んでおり、これらを分離して解析精度を得るために、得られた滞留候補画素が滞留者によるものなのか否かの判定処理について説明する。
【００１５】
累積背景交替画像Ａｓｔａｙにおいては、図５に示すように、入力画像列の輝度値（Ｇｒａｙ  ｌｅｖｅｌ）変動があると予想される。滞留候補画素のうち、照明変動や人影などの部分では、まず、輝度変動は一定範囲内にあると考えられ、一方、滞留者による領域においては、これと逆の特性、すなわち輝度変動がかなり大きい特性を有すると考えられる。先ず、しきい値Ｔｐｏｓ（背景交替解析の時間）によって累積背景交替画像Ａｓｔａｙにおいて滞留の確信度の高い領域を抽出する。任意の観測期間（τａ，τｂ）内の各時点ｔにおいて、輝度変動の評価を行い、それに基づいて各時点における滞留度Ｘを次式によって算出する。
【数４】
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【００１６】
ここで、Ｔｇ、Ｔｐはそれぞれ輝度値、画像相関値のしきい値を示す。滞留度画像Ｙを次式で定義する。
【数５】
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この画像（配列）の各画素（配列要素）は、視野内の全ての位置をおける滞留者の確信度の定量的表現とみなすことができる。図６に示すように、滞留度画像Ｚにおいて、一定値以上の輝度変動が検出された場合、その位置でその期間（τａ，τｂ）にわたり滞留が発生したと判定する。滞留の期間と判定された地点（ｉ，ｊ）に対して期間の長さを評価値とする滞留時間画像Ｚ（次式）を得る。
【００１７】
【数６】
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しきい値Ｔｓｔａｙは観測期間の長さ（τａ，τｂ）に比例して与える。これらを用いることにより、任意に設定する時間区間内における滞留状態を観測することができる。
【００１８】
図７は、評価結果を示し、図（Ａ）は観測領域を目視し所定の時間内における滞留者をプロットした画面を示し、図（Ｂ）は本発明により解析した結果を画面に出力した図である。両者の滞留者の位置は高い精度で一致しており、本発明の有効性が確認された。
【００１９】
そして、滞留者が検知された場合には、これを画像記録するとともに、警報を発するようにし、確度の高い危険回避、事後の検証を行うことができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、滞留者を自動的に検知しこれを警報することにより犯罪の予防、未然の防止へつなげることができる。また、その画像を記録することにより、後の犯罪捜査において対象人物の特定がより絞られた状態で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の処理の流れを説明するための図である。
【図３】図２において、滞留者の姿勢の変化を説明するための図である。
【図４】滞留者位置推定の処理を説明するための図である。
【図５】輝度値、ＰＩＳＣ値の変化を示す図である。
【図６】滞留時間推定の処理を説明するための図である。
【図７】本発明の評価結果を示す図である。
【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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