(57)【要約】【課題】ビデオカメラ部１の撮像画像を監視して異常発生を検出し防犯用などに用いられるカメラ監視装置を、照明の明るさが変動したり、被写体が動く場合にも適用できるようにし、且つ低価格化する。【解決手段】ビデオカメラ部１からのビデオ信号１ａはＡＤ変換部２によってサンプリングされ画素データ信号２ａに変換される。制御部３にて、窓頂点信号フィルタ１１は所定時間毎に１フレーム分の画素データ信号２ａから、予めカメラの撮像画面内に利用者が設定した四角窓領域の各頂点の画素データを抽出する。マハラノビス距離演算手段１３はこの抽出された各窓頂点の画素データからマハラノビスの距離を演算する。演算されたマハラノビスの距離が外部から設定された閾値以上の場合、異常信号３ａが出力されると共に出力ゲート部５が開かれ、ビデオ信号１ａが外部のモニタ部に出力される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオカメラが撮像している画像を監視して異常発生を検出し、防犯用などに適用されるカメラ監視装置において、
前記ビデオカメラから出力されるビデオ信号を順次、サンプリングしてデジタル変換し画素データ信号として出力するＡＤ変換手段と、
前記画素データ信号における各１フレーム分の画素データから、前記ビデオカメラの撮像画面内に予め利用者によって選択設定された、複数の監視点に対応する画素データを抽出するフィルタ手段と、
前記の各監視点についての画素データから所定時間毎にマハラノビス距離を演算出力するマハラノビス距離演算手段と、
前記マハラノビス距離の変化から異常発生を判定する判定手段とを備えたことを特徴とするカメラ監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカメラ監視装置において、
前記の各監視点を、前記ビデオカメラの撮像画面内に設定され、利用者によってその位置や大きさが可変できる四角窓領域の各頂点としたことを特徴とするカメラ監視装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカメラ監視装置において、
前記異常発生を判定するマハラノビス距離の変化を、所定の閾値を越える変化としたことを特徴とするカメラ監視装置。
【請求項４】
請求項３に記載のカメラ監視装置において、
前記閾値を平常時に求められたマハラノビス距離によって定めることを特徴とするカメラ監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、監視カメラを用い防犯用などに適用される監視装置としてのカメラ監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
防犯用などに適用されるカメラ監視装置の技術としては例えば特許文献１の開示がある。次にこのカメラ監視装置の内容を説明する。
図４は、特許文献１に開示されたカメラ監視装置のブロック図である。同図において、１はＣＣＤイメージセンサ等を備え被写体の像の光信号をビデオ信号２０に変換処理するビデオカメラ部、２は前記ビデオカメラ部が出力するビデオ信号２０に基づき生成したレベル信号２１によりレンズの紋りを自動制御するオートアイリスレンズ部である。
【０００３】
３は前記レベル信号２１を分ける分配器、４は前記ビデオ信号２０の出力を制御する出力ゲート部、１０はデータの平均を算出する演算部、１１は前記レベル信号２１をサンプリングし量子化するＡＤ変換部、１２は所定時間を計測するタイマー、１３は１フレーム分のレベル信号２１をＡＤ変換してなるレベルデータおよび、レベル信号２１より求める平均値等を記憶する記憶部である。
１４は前回求め記憶している前記平均値と今回の平均値との差が所定の許容範囲に入るか否かを基準に比較することなどにより被写体の明るさの変化の有無を判定する判定部、１５は前記判定に基づき前記出力ゲートに対するゲート制御信号２２を出力すると共に、警報信号２３等を出力し、かつ各部を制御する制御部である。
【０００４】
図５は、図４のカメラ監視装置の動作を表すフローチャートである。図５を説明すると、常時、ビデオカメラ部１より出力する被写体の明るさに基づくレベル信号２１を、所定の時間間隔を置いて１フレーム分ずつＡＤ変換し、記憶部１３に取り込む（ＳＴＰ１）。
入力した１フレーム分のレベルデータの平均値を所定の方法で算出する（ＳＴＰ２）。直前の前回の平均値と今回求めた平均値とを比較する（ＳＴＰ３）。前回の平均値と今回求めた平均値との差を求め、その差が所定の許容範囲に入るか否かをチェックし、前記平均値が大きい変化をしたか判定する（ＳＴＰ４）。
【０００５】
制御部１５は、前記判定に基づきゲート制御信号２２を出力し、ビデオ信号２０の出力を制御する（ＳＴＰ５）。同時に、前記判定に基づき警報信号２３を出力する（ＳＴＰ６）。
尚、前記ビデオ信号２０をモニタディスプレイに接続し、警報信号２３を利用しブザー等を鳴らすようにしておけば、異常が起きるとブザーが鳴ると共に異常を撮影する画像がモニタディスプレイに写るようになる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３０４１４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のカメラ監視装置においては、カメラが固定され、撮影する被写体が動かず、しかも照明の明るさがほぼ一定であるなどの条件が必要である。従って、このカメラ監視装置の方式を、例えば各家庭に適用しようとすると、照明の明るさをほぼ一定に保たなければならないとか、撮影する被写体が動く場合には適用できないという問題点があった。
本発明はこの問題を解消し、各家庭にも適用できるカメラ監視装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明のカメラ監視装置は、
ビデオカメラ（ビデオカメラ部１）が撮像している画像を監視して異常発生を検出し、防犯用などに適用されるカメラ監視装置において、
前記ビデオカメラから出力されるビデオ信号（１ａ）を順次、サンプリングしてデジタル変換し画素データ信号として出力するＡＤ変換手段（ＡＤ変換部２）と、
前記画素データ信号における各１フレーム分の画素データから、前記ビデオカメラの撮像画面（２０）内に予め利用者によって選択設定された、複数の監視点に対応する（画素Ｐ１〜Ｐ４などの）画素データを抽出するフィルタ手段（窓頂点信号フィルタ１１など）と、
前記の各監視点についての画素データから所定時間毎にマハラノビス距離（Ｄ）を演算出力するマハラノビス距離演算手段（１３）と、
前記マハラノビス距離の変化から異常発生を判定する判定手段（１４）とを備えたものとする。
【０００９】
また請求項２のカメラ監視装置は、請求項１に記載のカメラ監視装置において、前記の各監視点を、前記ビデオカメラの撮像画面内に設定され、利用者によってその位置や大きさが可変できる四角窓領域（３０）の各頂点（３１〜３４）とする。
また請求項３のカメラ監視装置は、請求項１または２に記載のカメラ監視装置において、前記異常発生を判定するマハラノビス距離の変化を、所定の閾値（１５）を越える変化とする。
また請求項４のカメラ監視装置は、請求項３に記載のカメラ監視装置において、前記閾値を平常時に求められたマハラノビス距離によって定めるようにする。
【００１０】
本発明の作用は次の如くである。即ち、近時、品質工学の分野でマハラノビスの距離を適用して、写真画像の品質を向上するなどの試みがなされていることに着目し、この原理を防犯カメラの画像処理に適用してカメラの撮像データからマハラノビスの距離を演算し、この距離がある閾値を超えた場合に警報出力を出すとか、その際のカメラ画像を送出する機能を備えるようにして、防犯機能を向上しようとするものである。
さらに、カメラの撮像画面内に予め利用者が可変設定できる複数の各監視点（例えば、猫を人間と誤認しないように設けた四角窓領域の頂点）の画素データからマハラノビスの距離を演算するようにして、マハラノビスの距離の演算機能を簡略化することにより、装置の低価格化と演算速度の向上を図ろうとするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に図１ないし３を用いて本発明の実施の形態を説明する。なお、これらの図中、同一の符号は同一部分を示す。
図１は本発明の一実施例としてのカメラ監視装置の構成を示すブロック図、図２は図１の制御部３の詳細構成を示すブロック図、図３は以下に述べるビデオカメラ部１の撮像画面２０内に本装置の利用者によって位置およびサイズが可変設定できる窓領域３０を示す図である。
図１において、１はＣＣＤイメージセンサ等を備え被写体の像を所定周期でラスタ走査しビデオ信号１ａとして出力するビデオカメラ部、２はこのビデオ信号１ａを所定周期でサンプリングしてＡＤ変換し、画素データ信号２ａとして出力するＡＤ変換部、５は図外のモニタ部への前記ビデオ信号１ａの出力を開閉する出力ゲート部である。
【００１２】
４は所定時間を計測するタイマー、３はマイコン等からなり、所定時間毎に１フレーム分の前記画素データ信号２ａを処理してビデオカメラ部１の撮像画像内に異常と判別される変化が生じたとき、異常信号３ａを出力すると共に出力ゲート部５を開く制御部である。
また、図２の制御部３内において、１１は１フレーム毎の画像データ信号２ａから、図３に示すビデオカメラ部１の撮像画面２０内の、本例では四角形の窓領域３０の頂点３１、３２、３３、３４のそれぞれの画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４についての画素データを抽出する窓頂点信号フィルタである。
【００１３】
１３は画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のそれぞれについての最新の画素データｐ１  、ｐ２  、ｐ３  、ｐ４  と、同じく画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のそれぞれについての、所定周期で現時点までにサンプリングされた、過去に遡る所定の複数ｊ個分（例えば１０個分）の画素データ（ｐ１１，  ｐ１２，  ・・・ｐ１ｊ）、（ｐ２１，  ｐ２２，  ・・・ｐ２ｊ）、（ｐ３１，  ｐ３２，  ・・・ｐ３ｊ）、（ｐ４１，  ｐ４２，  ・・・ｐ４ｊ）とからマハラノビス距離Ｄを次式（１）によって演算し出力するマハラノビス距離演算手段である。
また、１４は演算出力されたマハラノビス距離Ｄを閾値１５と比較し異常有と判定したときは前記異常信号３ａを出力する判定手段である。
【００１４】
【数１】
2004304689.tif 000003
但し、
μ１  ：画素Ｐ１のｊ個の画素データ（ｐ１１，  ｐ１２，  ・・・ｐ１ｊ）の平均値、
μ２  ：画素Ｐ２のｊ個の画素データ（ｐ２１，  ｐ２２，  ・・・ｐ２ｊ）の平均値、
μ３  ：画素Ｐ３のｊ個の画素データ（ｐ３１，  ｐ３２，  ・・・ｐ３ｊ）の平均値、
μ４  ：画素Ｐ４のｊ個の画素データ（ｐ４１，  ｐ４２，  ・・・ｐ４ｊ）の平均値。
Σ−１：下記４つの画素データ群、即ち
（ｐ１１，  ｐ１２，  ・・・ｐ１ｊ）、
（ｐ２１，  ｐ２２，  ・・・ｐ２ｊ）、
（ｐ３１，  ｐ３２，  ・・・ｐ３ｊ）、
（ｐ４１，  ｐ４２，  ・・・ｐ４ｊ）、
から作られる（４項）×（４項）の分散共分散行列Σの逆行列。
【００１５】
次に図２、図３を参照しつつ図１の全体の動作を説明する。
ビデオカメラ部１から出力されるビデオ信号１ａはＡＤ変換部２によってサンプリングされ画素データ信号２ａに変換される。制御部３において、窓頂点信号フィルタ１１は所定時間毎に１フレーム分の画素データ信号２ａから前記窓頂点３１〜３４の画素Ｐ１〜Ｐ４についての画素データｐ１  〜ｐ４  を抽出する。
マハラノビス距離演算手段１３はこの抽出された各窓頂点の画素データｐ１  〜ｐ４  から前記の式（１）によってマハラノビスの距離Ｄを演算する。
判定手段１４はこの演算されたマハラノビスの距離Ｄが外部から設定された閾値１５以上の場合、異常信号３ａを出力する。また、予め設定された時間ごとのマハラノビスの距離Ｄのデータの推移から異常を判定することもできる。
【００１６】
異常信号３ａは同時に出力ゲート部５へのゲート制御信号となり、出力ゲート部５を開きビデオ信号１ａを外部のモニタ部に出力させる。
なお、図２に示すカメラ画面２０内で例えば猫を人間Ｍと誤認しないようにするには、窓領域３０の下辺の両端の頂点３３と３４の床面よりの高さを適当に高く設定すればよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、防犯カメラの撮像データからマハラノビスの距離を演算し、この距離がある閾値を超えた場合に異常発生の警報出力を出すようにしたので、撮像対象部分の照明の明るさが変化したり、撮影する被写体が動く場合にも有効に異常発生を検出することができる。
さらに、カメラの撮像画面内に、例えば猫を人間と誤認しないように予め利用者がサイズを可変設定できる四角窓領域の各頂点の画素データからマハラノビスの距離を演算するようにしたので、マハラノビスの距離の演算機能を簡略化することができ、装置の低価格化と演算速度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての構成を示すブロック図
【図２】図１の制御部の詳細構成を示すブロック図
【図３】本発明においてカメラ画面内に設定される四角窓領域の説明図
【図４】従来のカメラ監視装置の構成例を示すブロック図
【図５】図４の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１                ビデオカメラ部
１ａ              ビデオ信号
２                ＡＤ変換部
２ａ              画素データ信号
３                制御部
３ａ              異常信号
４                タイマー
５                出力ゲート部
１１              窓頂点信号フィルタ
１３              マハラノビス距離演算手段
１４              判定手段
１５              閾値
Ｄ                マハラノビス距離
【図１】
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【図２】
2004304689.tif 000005
【図３】
2004304689.tif 000006
【図４】
2004304689.tif 000007
【図５】
2004304689.tif 000008