(57)【要約】【課題】混雑度調査の誤差を少なくした混雑度調査装置とする。【解決手段】混雑度調査対象箇所をＩＴＶカメラ１０で撮影して得た映像が更新される毎に、画像入力手段２０で映像を取り込む。複数の変化検出手段３０は各小領域毎の映像が入力されて映像の変化を検出し、変化有りの検出回数は、複数の変化回数積算手段４０により検出される。局所変化時間率計算手段５０は、一定時間における変化有りの積算回数と一定時間分の全画像数との比である局所変化時間率を混雑度として求める。混雑度は出力・記録手段６０にて出力されると共に記録される。変化検出手段２０では、変化検出した小領域を連結した変換検出部分の大きさが、予め設定した大きさよりも小さいときには、この領域に含まれる小領域での映像変化が無いとして変化回数積算から除外する。これにより、検査対象物よりも小さい物体を誤検出することを防止できる。【選択図】        図１
2004272756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記変化検出手段は、あらかじめ調査対象物の大きさを設定しておき、映像中の小領域ごとの映像の変化検出の時に、変化を検出した小領域についてその周辺で変化を検出した小領域を連結して変化検出部分全体の大きさを計算し、この変化検出部分全体の大きさが、あらかじめ設定した調査対象物の大きさよりも小さい場合には、この変化検出部分全体に含まれる小領域における映像の変化は無いとして変化回数積算から除外することを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項２】
混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記変化検出手段は、あらかじめ調査対象物の映像中の高さに基づく上部除外小領域数を設定しておき、映像中の小領域ごとの映像の変化検出の時に、変化を検出した小領域についてその上下方向の周辺で変化を検出した小領域を連結し、連結した小領域のうち上端部から前記上部除外小領域数の範囲に含まれる小領域における映像の変化は無いとして変化回数積算から除外することを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項３】
混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記出力・記録手段は、テレビカメラの撮像範囲を混雑度調査対象箇所の平面に投影変換し、混雑度を調査対象箇所における平面上の各地点ごとの混雑度として出力することを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項４】
請求項３の混雑度調査装置を複数セット備えており、各混雑度測定装置から得られる各テレビカメラの撮像範囲に対応する平面上の各地点ごとの混雑度を、一つの大きな平面図に統合して出力することを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項５】
混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記テレビカメラの代わりに、混雑度調査の対象箇所を撮影した映像を再生する映像再生手段を備え、前記映像入力手段は前記映像再生手段から出力された映像が更新される毎に映像を入力し、
前記出力・記録手段は、撮像範囲を混雑度調査対象箇所の平面に投影変換し、混雑度を調査対象箇所における平面上の各地点ごとの混雑度として出力し、
大きな調査対象地域に対して複数のテレビカメラで撮影して記録した複数の映像を１台の前記映像再生手段により再生し、前記出力・記録手段は個々の撮影範囲における混雑度調査出力を一つの平面に統合して出力することを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項６】
混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記テレビカメラは水平面内で旋回動作する雲台の上に設置され、前記雲台はあらかじめ設定する複数の地点で一定時間ずつ停止しながら旋回動作を繰り返し、前記変化検出手段と前記変化回数積算手段は前記雲台が停止している時間内に停止位置ごとに個別に小領域ごとの変化検出と変化回数積算を行い、前記局所変化時間率計算手段は停止位置ごとに個別に小領域ごとの局所変化時間率を計算し、前記出力・記録手段はこれら停止位置ごとの局所変化時間率を一つのパノラマ画像に統合して混雑度として出力または記録することを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項７】
混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記テレビカメラは水平面内で旋回動作する雲台の上に設置され、前記雲台はあらかじめ設定する複数の地点で一定時間ずつ停止しながら旋回動作を繰り返し、前記変化検出手段と前記変化回数積算手段は前記雲台が停止している時間内に停止位置ごとに個別に小領域ごとの変化検出と変化回数積算を行い、前記局所変化時間率計算手段は停止位置ごとに個別に小領域ごとの局所変化時間率を計算し、前記出力・記録手段は停止位置ごとの調査対象箇所の平面に投影変換し、これらより得られる各停止位置の撮像範囲に対応する平面上の各地点ごとの混雑度を一つの大きな平面図に統合して出力することを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項８】
請求項７の混雑度調査装置が複数セット備えられており、
各混雑度調査装置より得られる各テレビカメラの撮像範囲に対応する平面上の各地点ごとの混雑度をさらに一つの大きな平面図に統合して出力することを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項の混雑度調査装置において、
前記出力・記録手段は、局所変化時間率が同一の小領域に対応する領域を同一の色で描画するカラーチャート表示とするときに、対応する領域の一部分のみを描画し、一部分のみを描画して得たカラーチャート表示を、テレビカメラで得た映像またはこの映像を調査対象平面上に投影変換した画像にオーバーレイ表示することを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項の混雑度調査装置において、
前記出力・記録手段は、局所変化時間率を集計した小領域ごとに局所変化時間率に比例する長さの棒を、テレビカメラで得た映像またはこの映像を調査対象平面上に投影変換した画像にオーバーレイ表示することを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項１１】
混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記変化検出手段は、小領域ごとに検出される変化状態と静止状態を一定時間計数して小領域ごとの局所変化時間率と局所滞留時間率を計算し、
前記出力・記録手段は集計した小領域ごとに局所変化時間率と局所滞留時間率のそれぞれに比例する長さの２本の棒を、テレビカメラで得た映像またはこの映像を調査対象平面上に投影変換した画像にオーバーレイ表示することを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１の混雑度調査装置において、
前記出力・記録手段による棒グラフ表示出力について、小領域ごとに表示する棒グラフの長さは、対応する小領域の局所変化時間率を調査領域全体の局所変化時間率の最大値に対する割合に比例する長さとすることを特徴とする混雑度調査装置。
【請求項１３】
請求項１０または請求項１１の混雑度調査装置において、
前記出力・記録手段による棒グラフ表示出力について、小領域ごとに表示する棒グラフの長さは、対応する小領域の局所変化時間率を調査領域全体の局所変化時間率の最大値に対する割合に基づきあらかじめ設定する線形変換式により計算する長さとすることを特徴とする混雑度調査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は混雑度調査装置に関するものである。更に詳述すると、本発明は、道路や交差点および店舗内等における車両や通行人の混雑度を調査する装置に関するもので、特に調査対象箇所を撮影するテレビカメラ（ＩＴＶカメラ等）の映像を画像処理することにより映像中を通過または滞留する車両や通行人の混雑度を時間的および局所的に計測して記録する混雑度調査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
［背景と目的］
駅などに代表される公共施設の利用者の把握、地下街や商店街の利用状況調査、道路や通路の交通量調査、コンビニ等の店舗出店時における利用者数予測のための事前調査、道路の拡幅や区画整理の影響に関する予測調査などの目的のために、道路や交差点で通行量の調査が行なわれているが、さらに詳細な情報として、通過車両や人物の混雑状況に関する局所的かつ時間的な変動の把握が要求されている。例えば、道路においては車線の構成を検討するために、交差点においては右左折専用車線の設置や信号機の間隔制御のために、店舗内においては客の動きの把握による商品配置の検討のために、調査対象領域内のどの部分がどの時間にどの程度混雑するのかまたは動きがないのかを調査する手段が求められている。
【０００３】
このような混雑度の調査をするために、調査員が目視でカウントする技術や、トラフィックカウンタにより車両計数をする技術の他に、画像処理を利用する試みが行われている。即ち、学会等の研究報告では、調査場所にカメラを設置して交差点や通路を撮影しその映像を画像処理することにより道路走行車両の検出と追跡計数や歩行者の検出追跡を行うアプローチが多く報告されている。
例えば、高速道路走行車両の検出については非特許文献１に、歩行者の挙動検出についての研究報告は非特許文献２に記載されている。
【０００４】
【非特許文献１】
小沢慎治、“ＩＴＳ道路画像における認識と理解”、電子情報通信学会技術研究報告、ＰＲＭＵ９８−９１〜１０５，ｐｐ．９９−１０４，１９９８．
【非特許文献２】
竹内、金子、五十嵐、佐藤、羽根、”ロバスト背景差分及び領域抽出に基づく歩行挙動の画像解析”，画像電子学会誌，ｖｏｌ．３１，ｎｏ．２，ｐｐ．１９３−２０１，２００２．
【０００５】
しかし、上述した画像処理の試みでは次のような欠点があった。
▲１▼  様々な手法が提案されているが決定打がない。
▲２▼  もともと画像処理は照明条件や調査対象の変化の影響を受けやすい。
▲３▼  通行人又は車両の切り出しでミスが多いため計測値の信頼性が高くない。
▲４▼  上部にカメラを設置して通行人の重なりを排除するなどの研究事例もあるが計測ミスは残る。
【０００６】
画像処理の試みでは上記欠点があるため、画像処理を利用して混雑度調査を行おうとしても、次のような問題が存在している。
▲１▼  特に雑踏の人数を正しく計数する技術は実現されてない。
▲２▼  映像中で通行人が重ならない場合は多くの手法が提案されているが雑踏には適用できない。
▲３▼  いずれの方法も、特定の計測対象地点における車両又は通行人の計数を行う方法であるので、計測結果を時系列的に集計することにより対象地点の混雑度の計算が可能である。
▲４▼  しかしながら、前述したような局所的な混雑度の分布を調査するためには従来方法の計測手段を対象とする地点毎に配置する必要があり、例えば店舗内の客の動きを調査するなどの場合は煩雑であり、実現が難しい。
【０００７】
［先の出願発明］
そこで本願発明者は、調査対象領域内のどの部分がどの時間にどの程度混雑するのかまたは動きがないのかを調査する「混雑度調査装置」を発明して、先に特願２００２−２５９６３６として特許出願（出願日：平成１４年１０月２５日）した。この特願２００２−２５９６３６の「混雑度調査装置」を、本明細書では「先の出願発明」と称する。
【０００８】
この先の出願発明にかかる「混雑度調査装置」の構成は、混雑度調査の対象箇所を撮影範囲とするＩＴＶカメラと、映像入力手段と、映像中の画素毎（または映像を適当に分割した小領域毎）に独立した変化検出手段と、画素毎（または小領域毎）に変化が検出された回数を積算する変化回数積算手段と、変化検出回数と一定時間内の全画像数との比を計算する局所変化時間率計算手段と、計算した比を混雑度して出力又は記録する出力・記録手段とで構成し、前記ＩＴＶカメラにより撮影される映像が更新される毎に前記映像入力手段により映像を入力して前記変化検出手段により画素毎（または小領域毎）に変化の有無を検査し、前記局所変化時間率計算手段により予め設定された一定時間内の変化検出回数を積算して前記局所変化時間率計算手段により一定時間分の全画像数との比を計算してこの比を混雑度として前記出力・記録手段により出力又は記録することを特徴とするものである。
また、ＩＴＶカメラで撮影した映像の代わりに、混雑度調査の対象箇所を撮影した映像を再生する映像再生手段により再生した映像を使用する構成装置とすることもできる。
【０００９】
なお、先の出願発明にかかる「混雑度調査装置」の基本構成は、本願発明の基本構成要件として使用するため、その詳細については、後述する。
【００１０】
この先の出願発明は、混雑度を調査する対象箇所をＩＴＶカメラで撮影し、その映像中で変化のある部分を画像処理手法により検出する。映像中で変化のある部分は通行人や走行車両であることに着目し、注目地点（注目画素）における変化の有無を一定時間積算して変化のあった時間がその一定時間に占める割合（これを局所変化時間率と呼ぶ）を計算することでこれを混雑度の指標とするものである。局所変化時間率は直接通行人の数や車両の台数を計数するものではないが、混雑度の多い少ないの検討をするには十分な情報であり、前述した混雑度の調査や統計で使用するひとつの指標となり得るものである。
【００１１】
更に先の出願発明の実施例として、前述した、注目地点を映像の画素ごとではなく小領域で評価する方法、ＩＴＶカメラの映像の代わりに映像再生手段にて再生したビデオ映像を使用する方法のみならず、変化の検出を背景差分または空間差分または時間相関変化分析で行う方法、時間相関変化分析により映像変化とあわせて静止状態検出も行う方法、空間的または時間的孤立点の排除を行う方法、換算式により車両台数または人数を混雑度として出力する方法、混雑度の出力をＩＴＶカメラ映像に対応する等高線表示またはカラーチャート表示で表示する方法を提案した。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、さらに研究・開発を進めていったところ、先の出願発明には、改良すべき下記の課題が存在することが判明した。
【００１３】
１）先の出願発明の技術では、映像中に変化を検出した画素または小領域の数を積算して局所変化時間率を計算する。このため、ＩＴＶカメラ映像の画素または小領域ごとに変化を検出するので調査対象物より小さな物体を検出する場合があり、混雑度調査の出力の誤差となる危険性がある。例えば交差点の映像で走行車両が調査対象である場合に調査に無関係な小さな落下物も検出され、停止車両と同等の出力となる。
【００１４】
２）先の出願発明の技術では、混雑度調査結果出力はＩＴＶカメラ映像の視点から見た分布データとなる。このようにしているため、ＩＴＶカメラ映像にオーバーレイ表示することで注目地点と混雑度の対応が直感的に理解しやすいものの、ＩＴＶカメラの光軸が鉛直下方向ではなく斜め方向の場合には、平面的な注目地点の混雑度を反映しない場合がある。例えば、交差点を斜めから俯瞰する映像で歩道の前面に大きな車両が停止して歩道を遮蔽した時にそこに検出した静止物の位置が車道か歩道かの区別が難しい。
【００１５】
３）先の出願発明にかかる混雑度調査装置は１台のＩＴＶカメラ映像中の混雑度調査を行う。したがって、複数のＩＴＶカメラを使用して広い領域の監視を行うような場合には設置するＩＴＶカメラの１台ごとに映像を取得して個別に混雑度調査を行うので、混雑度調査結果は個々のＩＴＶカメラに対応して個別に記録・保存されるため、データの一元管理ができない。
【００１６】
４）先の出願発明にかかる混雑度調査装置は映像中の変化領域を検出して混雑度とする。したがって、１台のＩＴＶカメラを旋回させて広い領域の監視を行うような場合にはＩＴＶカメラの映像自体が変化するので、映像中の変化領域を検出して混雑度とする先の出願発明では混雑度調査ができない。
【００１７】
５）先の出願発明にかかる混雑度調査結果は等高線表示とカラーチャート表示で表示する。したがって、ＩＴＶカメラ映像にオーバーレイ表示することで注目地点と混雑度の対応が直感的に理解しやすいものの、混雑度の度合いについては直感的な理解がしにくい。等高線は混雑度を読むのが煩雑で、カラーチャート表示では色表示に隠れて注目地点を視認しにくい。
【００１８】
６）先の出願発明では変化のあった時間を一定の計測時間で割った局所変化時間率でオーバーレイ表示する。このような局所変化時間率は比較的映像中に動きの多いシーンで混雑度の違いを示す指標として有効であるが、例えば比較的変化の少ない調査場所や時間帯では、局所変化時間率を示す等高線表示またはカラーチャート表示の最小単位に集中する場合が想定され、この場合には局所的な混雑度の違いを見分けられない。逆に、比較的変化の多い調査場所や時間帯では、局所変化時間率を示す等高線表示またはカラーチャート表示の最大単位に集中する場合が想定され、この場合には局所的な混雑度の違いを見分けられない。
【００１９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、混雑度を正確に検出することができ、また平面的な注目地点の混雑度を反映して混雑度を出力することができ、また広範囲の監視を行うことができる混雑度調査装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の構成は、混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記変化検出手段は、あらかじめ調査対象物の大きさを設定しておき、映像中の小領域ごとの映像の変化検出の時に、変化を検出した小領域についてその周辺で変化を検出した小領域を連結して変化検出部分全体の大きさを計算し、この変化検出部分全体の大きさが、あらかじめ設定した調査対象物の大きさよりも小さい場合には、この変化検出部分全体に含まれる小領域における映像の変化は無いとして変化回数積算から除外することを特徴とする。
【００２１】
また本発明の構成は、混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記変化検出手段は、あらかじめ調査対象物の映像中の高さに基づく上部除外小領域数を設定しておき、映像中の小領域ごとの映像の変化検出の時に、変化を検出した小領域についてその上下方向の周辺で変化を検出した小領域を連結し、連結した小領域のうち上端部から前記上部除外小領域数の範囲に含まれる小領域における映像の変化は無いとして変化回数積算から除外することを特徴とする。
【００２２】
また本発明の構成は、混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記出力・記録手段は、テレビカメラの撮像範囲を混雑度調査対象箇所の平面に投影変換し、混雑度を調査対象箇所における平面上の各地点ごとの混雑度として出力することを特徴とする。
【００２３】
また本発明の構成は、混雑度を調査対象箇所における平面上の各地点ごとの混雑度として出力する混雑度調査装置を複数セット備えており、各混雑度測定装置から得られる各テレビカメラの撮像範囲に対応する平面上の各地点ごとの混雑度を、一つの大きな平面図に統合して出力することを特徴とする。
【００２４】
また本発明の構成は、混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記テレビカメラの代わりに、混雑度調査の対象箇所を撮影した映像を再生する映像再生手段を備え、前記映像入力手段は前記映像再生手段から出力された映像が更新される毎に映像を入力し、
前記出力・記録手段は、撮像範囲を混雑度調査対象箇所の平面に投影変換し、混雑度を調査対象箇所における平面上の各地点ごとの混雑度として出力し、
大きな調査対象地域に対して複数のテレビカメラで撮影して記録した複数の映像を１台の前記映像再生手段により再生し、前記出力・記録手段は個々の撮影範囲における混雑度調査出力を一つの平面に統合して出力することを特徴とする。
【００２５】
また本発明の構成は、混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記テレビカメラは水平面内で旋回動作する雲台の上に設置され、前記雲台はあらかじめ設定する複数の地点で一定時間ずつ停止しながら旋回動作を繰り返し、前記変化検出手段と前記変化回数積算手段は前記雲台が停止している時間内に停止位置ごとに個別に小領域ごとの変化検出と変化回数積算を行い、前記局所変化時間率計算手段は停止位置ごとに個別に小領域ごとの局所変化時間率を計算し、前記出力・記録手段はこれら停止位置ごとの局所変化時間率を一つのパノラマ画像に統合して混雑度として出力または記録することを特徴とする。
【００２６】
また本発明の構成は、混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記テレビカメラは水平面内で旋回動作する雲台の上に設置され、前記雲台はあらかじめ設定する複数の地点で一定時間ずつ停止しながら旋回動作を繰り返し、前記変化検出手段と前記変化回数積算手段は前記雲台が停止している時間内に停止位置ごとに個別に小領域ごとの変化検出と変化回数積算を行い、前記局所変化時間率計算手段は停止位置ごとに個別に小領域ごとの局所変化時間率を計算し、前記出力・記録手段は停止位置ごとの調査対象箇所の平面に投影変換し、これらより得られる各停止位置の撮像範囲に対応する平面上の各地点ごとの混雑度を一つの大きな平面図に統合して出力することを特徴とする。
【００２７】
また本発明の構成は、前記混雑度調査装置が複数セット備えられており、
各混雑度調査装置より得られる各テレビカメラの撮像範囲に対応する平面上の各地点ごとの混雑度をさらに一つの大きな平面図に統合して出力することを特徴とする。
【００２８】
また本発明の構成は、前記混雑度調査装置において、
前記出力・記録手段は、局所変化時間率が同一の小領域に対応する領域を同一の色で描画するカラーチャート表示とするときに、対応する領域の一部分のみを描画し、一部分のみを描画して得たカラーチャート表示を、テレビカメラで得た映像またはこの映像を調査対象平面上に投影変換した画像にオーバーレイ表示することを特徴とする。
【００２９】
また本発明の構成は、前記混雑度調査装置において、
前記出力・記録手段は、局所変化時間率を集計した小領域ごとに局所変化時間率に比例する長さの棒を、テレビカメラで得た映像またはこの映像を調査対象平面上に投影変換した画像にオーバーレイ表示することを特徴とする。
【００３０】
また本発明の構成は、混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影して映像を出力するテレビカメラと、
前記テレビカメラから出力された映像が更新される毎に映像を入力する映像入力手段と、
映像中に設定した小領域の数に対応した数だけ配置されており、各小領域の映像が個別に入力されると共に、各小領域毎に分けて入力された映像の変化の有無をそれぞれ検査する複数の変化検出手段と、
各変化検出手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段により検出した映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間毎に積算する変化回数積算手段と、
各変化回数積算手段に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段により積算した一定時間での映像の変化有りの検出回数と、一定時間内の全画像数との比である局所変化時間率を計算する複数の局所変化時間率計算手段と、
各局所変化時間率計算手段により計算した局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する出力・記録手段とを有する混雑度調査装置において、
前記変化検出手段は、小領域ごとに検出される変化状態と静止状態を一定時間計数して小領域ごとの局所変化時間率と局所滞留時間率を計算し、
前記出力・記録手段は集計した小領域ごとに局所変化時間率と局所滞留時間率のそれぞれに比例する長さの２本の棒を、テレビカメラで得た映像またはこの映像を調査対象平面上に投影変換した画像にオーバーレイ表示することを特徴とする。
【００３１】
また本発明の構成は、前記混雑度調査装置において、
前記出力・記録手段による棒グラフ表示出力について、小領域ごとに表示する棒グラフの長さは、対応する小領域の局所変化時間率を調査領域全体の局所変化時間率の最大値に対する割合に比例する長さとすることを特徴とする。
【００３２】
また本発明の構成は、前記混雑度調査装置において、
前記出力・記録手段による棒グラフ表示出力について、小領域ごとに表示する棒グラフの長さは、対応する小領域の局所変化時間率を調査領域全体の局所変化時間率の最大値に対する割合に基づきあらかじめ設定する線形変換式により計算する長さとすることを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。本発明の実施の形態は後述するように複数あるが、基本構成要素として共通の構成要素を採用している。この共通の基本構成要素は、先の出願発明にかかる「混雑度調査装置」の基本構成を援用したものである。そこで、個々の実施の形態の説明に先立って、本発明の共通する基本構成要素について説明する。
【００３４】
［本発明の基本構成要素］
本発明の基本構成要素について説明する。本発明で採用する基本構成要素では、混雑度を調査する対象箇所をＩＴＶカメラ（テレビカメラ）で撮影し、その映像中で変化のある部分を画像処理手法により検出し、映像中（映像画面中）の注目地点（画素または小領域：以下「小領域」と呼ぶ）における映像の変化の有無を一定時間積算し、変化のあった時間がその一定時間に占める割合（これを局所変化時間率と呼ぶ）を計算することで、この局所変化時間率を混雑度の指標として出力する。局所変化時間率は直接通行人の数や車両の台数を計数するものではないが、混雑度の多い少ないの検討をするには十分な情報であり、混雑度の調査や統計で使用するひとつの指標となり得るものである。
【００３５】
本発明の基本構成要素は、図１に示すように、ＩＴＶカメラ１０、映像入力手段２０、映像中（映像画面中）に設定した小領域の数に対応する数（小領域の設定数と同数）の複数の変化検出手段３０、複数の変化回数積算手段４０、複数の局所変化時間率計算手段５０、および混雑度の出力・記録手段６０により構成されている。
【００３６】
この本発明の基本構成要素の作用を説明する。混雑度調査の対象箇所を撮影範囲として撮影するＩＴＶカメラ１０を設置する。ＩＴＶカメラ１０により撮影して出力された映像が更新されるごとに、例えば図２に示すような映像を画像入力手段２０により入力する（取り込む）。
【００３７】
変化検出手段３０は、映像中（映像画面中）にあらかじめ設定した小領域の数に対応する数だけ配置されており、画像入力手段２０により取り込んだ（入力した）映像のうち各小領域の個々の映像は、各変化検出手段３０に個別に入力される。例えば第１番面の小領域の映像は第１番目の変化検出手段３０に入力され、第２番面の小領域の映像は第２番目の変化検出手段３０に入力され、第３番目の小領域の映像は第３番目の変化検出手段３０に入力されるという状態で、個別に入力される。そして、各変化検出手段３０は、各小領域毎に分けて入力される映像の変化の有無をそれぞれ検査する。
【００３８】
各変化回数積算手段４０は各変化検出手段３０に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化検出手段３０により検出した小領域毎の映像の変化有りの検出回数を、あらかじめ設定した一定時間を１周期として、各周期毎（一定時間毎）に積算する。
【００３９】
各局所変化時間率計算手段５０は各変化回数積算手段４０に１対１に対応して接続されており、対応して接続された変化回数積算手段４０により検出した小領域ごとの一定時間（１周期）での映像の変化検出回数と、一定時間内の全画像数との比（局所変化時間率）を計算する。
【００４０】
出力・記録手段６０は、各局所変化時間率計算手段５０により計算したそれぞれの局所変化時間率を混雑度として記録すると共に外部に出力する。
【００４１】
変化検出手段３０の一例としては、時間差分処理による手法がある。即ち、図３に示すように、輝度保持回路３１により前回映像の小領域の輝度を一時保持して、比較回路３２にて今回の小領域の輝度が前回の輝度と異なる時に変化（映像変化）ありの検出をする。なお、輝度保持回路３１の代わりに映像信号の遅延回路を採用することもできる。
【００４２】
本発明の基本構成要素による効果としては、撮影範囲における局所的な混雑度の傾向の調査について本装置を用いて実施することが可能となるので調査員が不要となり、調査員が目視で行う場合と比べて調査員の違いによるバラつきがなくミスの少ない信頼できるデータ取得が可能で、長期にわたる連続した混雑度調査を行うことができ、カメラを設置すれば多地点の調査も容易に実現できる利点がある。
【００４３】
また、トラフィックカウンタなどを使用する道路走行車両計測と比べると、センサの設置工事が容易であり車線ごとではなく監視領域全体の混雑度の把握が可能で、特に車線をまたがって走行する車両を含む混雑度調査が可能となる。
【００４４】
さらに通行人も車両も同一の装置を使用することができ、通行量調査のための専用ゲートの設置は不要である。
【００４５】
また、本装置が出力・記録する局所変化時間率は直接通行人の数や車両の台数を計数するものではないが、混雑度の多い少ないの検討をする目的に対しては混雑度を正しく反映する十分な情報であり、混雑度の調査や統計で使用するひとつの指標となり得る。
【００４６】
なお、本発明の基本構成要素において監視対象領域は、ＩＴＶカメラ１０で撮影される範囲全体とすることもできるし、映像の一部分のみに限定して混雑度の調査を行うことも可能である。
【００４７】
また、ＩＴＶカメラ１０のかわりにビデオ映像を使用する方法、映像変化の検出を背景差分または空間差分または時間相関変化分析で行う方法、時間相関変化分析により映像変化とあわせて静止状態検出も行う方法、空間的または時間的孤立点の排除を行う方法、換算式により車両台数または人数を混雑度として出力する方法、混雑度の出力をＩＴＶカメラ映像に等高線表示または、図４に示すようにカラーチャート表示でオーバーレイ表示する方法などが提案されているが、本明細書で説明する本発明の基本構成要素の混雑度調査装置はこれらを全て包含するものである。
【００４８】
なお、添付した図４ではモノトーンや黒斜線や黒クロスハッチにより描画しているが、実際の表示はカラー表示であり、各色は図中で示す文字の色でカラー表示されている。なお、後述する説明において使用する図１４〜図１８においても、カラー表示を同様な描画状態で示している。
【００４９】
また、本発明の混雑度調査装置は画像入力手段以下をコンピュータのソフトウェアで実現することも可能である。このことは以下に記載する全ての実施例でも同様である。
【００５０】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態では、前述した本発明の基本構成要素を用いつつ、更に、映像の変化検出時に小さな部分を排除するようにしたものである。
【００５１】
即ち、第１の実施の形態に係る混雑度調査装置では、変化検出手段３０に、あらかじめ調査対象物の大きさ（高さと幅）が設定されている。この変化検出手段３０は、映像中の小領域ごとの映像の変化検出の時に、変化を検出した小領域についてその周辺で変化を検出した小領域を連結して変化検出部分全体の大きさ（高さと幅）を計算し、この変化検出部分全体の大きさが、あらかじめ設定された調査対象物の大きさ（高さと幅）より小さい場合には、この変化検出部分全体に含まれるこれらの小領域における映像の変化は無いとして変化回数積算から除外する。
【００５２】
これにより、第１の実施の形態に係る混雑度調査装置は、あらかじめ設定する調査対象物の大きさよりも小さな物体を検出しないので、小さな物体が混雑度調査の出力の誤差となる危険性が排除される。
【００５３】
例えば交差点の映像で走行車両が調査対象である場合に、調査に無関係な小さな落下物などが変化検出から除外されるので、走行車両のみに依存する信頼性の高い混雑度調査結果を出力可能となる。
【００５４】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態では、前述した本発明の基本構成要素を用いつつ、更に、ＩＴＶカメラ１０の光軸が斜めであるときに、映像の変化を検出した時に映像の上部分をカットして映像変化を検出するようにしたものである。
【００５５】
即ち、第２の実施の形態に係る混雑度調査装置においては、使用するＩＴＶカメラ１０の光軸が鉛直下方向ではなく斜め方向の場合に、変化検出手段３０に、あらかじめ調査対象物のカメラ映像中の高さに基づく「上部除外小領域数」を設定しておく。この変化検出手段３０は、映像中の小領域ごとの映像の変化検出の時に、変化を検出した小領域についてその上下方向の周辺で変化を検出した小領域を連結し、連結した小領域のうち上端部から、設定された上部除外小領域数分の範囲に含まれる小領域における映像の変化は無いとして変化回数積算から除外する。
【００５６】
例えば、混雑度調査場所に斜め方向に設置されたＩＴＶカメラ１０により撮影された映像が、図５に示すようなものである場合、この映像を変化検出手段で変化検出した変化検出結果の画像が図６のような場合であるときに、図７に示すように、上下方向の周辺で変化を検出した小領域を連結した部分（検査対象物に相当する部分）のうち上部分をカットするのである。
【００５７】
これにより、第２の実施の形態に係る混雑度調査装置では、あらかじめ設定する調査対象物の上部分の一定大きさをカットするので、混雑度調査の出力は平面的な注目地点の混雑度を反映するものとなる。例えば、交差点を斜めから俯瞰する映像で歩道の前面に大きな車両が停止して歩道を遮蔽した時に、そこに検出した静止物が車道に静止していることを正しく出力する。
【００５８】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態では、前述した本発明の基本構成要素を用いつつ、更に、ＩＴＶカメラ１０の光軸が斜めであるときに、映像の変化を検出した画像を平面座標系に変換して混雑度を出力するものである。
【００５９】
即ち、第３の実施の形態に係る混雑度調査装置においては、使用するＩＴＶカメラ１０の光軸が鉛直下方向ではなく斜め方向の場合に、混雑度の出力・記録手段６０は、ＩＴＶカメラ１０の撮像範囲を混雑度調査対象箇所の平面に投影変換し、混雑度出力を調査対象箇所における平面上の各地点ごとの混雑度として出力する。
【００６０】
ここで調査対象平面への投影変換の変換式について説明する。図８に示すようなＩＴＶカメラ映像中の位置（ｕ，ｖ）と、実世界の空間位置（ｘ，ｙ，ｚ）との関係を決定するカメラパラメータは、
▲１▼カメラの設置位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とカメラ姿勢（θ，φ，ψ）に関する６つの外部パラメータと、
▲２▼カメラ自体のレンズ焦点距離ｆと画像中心（ｕ０，ｖ０）とＣＣＤ素子単位長比と軸の交差角度の５つの内部パラメータと、の合計１１のパラメータが存在する（参考文献：除、辻著，「三次元ビジョン」、共立出版，１９９８）。
【００６１】
これらのうち、一般的なＩＴＶカメラ１０ではＣＣＤ素子単位長比が１：１、軸の交差角度が９０度に調整されており、ＩＴＶカメラ１０が水平に設置されているのでψ＝０とすることができ、平面上の座標の計算に関してφは無関係であるのでφ＝０と置くことが出来る。さらに、カメラ座標系の原点をカメラのレンズ中心においてｕ０＝ｖ０＝０とし、空間座標系の原点も同じくカメラのレンズ中心において、Ｘ＝Ｙ＝Ｚ＝０とすれば、残るパラメータは、図９に示すように、レンズ焦点距離とＣＣＤサイズの比を表す比αと、カメラの仰角θの２つになる。
【００６２】
ある計測点をＭ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、ＭのＣＣＤ上の画像点をｍ（ｕ，ｖ）とするとＭとｍの関係は、
【数１】
2004272756.tif 000003
で表現される。ここで、ｍはｍの拡張ベクトル、ＭはＭの拡張ベクトル、ｓはスカラで、Ｐは、
【数２】
2004272756.tif 000004
で表される変換行列である。ここで、Ａはカメラ内部パラメータで、
【数３】
2004272756.tif 000005
【００６３】
Ｒはθのみのカメラの回転行列で、
【数４】
2004272756.tif 000006
であるから（１）式は、
【数５】
2004272756.tif 000007
となり、これを展開すると、
【数６】
2004272756.tif 000008
【数７】
2004272756.tif 000009
【数８】
2004272756.tif 000010
となる。
【００６４】
Ｘは監視対象の水平面からのカメラ高さで一定であるからｍとＭは一対一に対応し、
【数９】
2004272756.tif 000011
【数１０】
2004272756.tif 000012
で表される。
【００６５】
つまり（９）（１０）式は、ＩＴＶカメラ映像中の点（ｕ，ｖ）が監視対象の平面上の点（Ｚ，Ｙ）との投影変換の式である。例えば、図７に示す検出画像を平面座標系に座標変換して、図１０に示す検出画像を得ることができる。
【００６６】
基本構成要素のみからなる単純な混雑度調査装置では、混雑度の出力をＩＴＶカメラ映像の各小領域ごとに出力していたので、ＩＴＶカメラ１０の光軸が斜めの場合には、平面的な注目地点の混雑度を反映しない場合があったのに対して、第３の実施の形態の混雑度出力は、調査対象箇所の平面上の注目点ごとに混雑度を出力するので、調査対象箇所における混雑度を直接評価することが可能になる。
例えば交差点の映像を使った混雑度調査を地図と照合するとか、店舗内の映像を使った混雑度調査を店内配置図と照合するなどの作業が容易になる。
【００６７】
［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態では、前述した第３の実施の形態に係る混雑度調査装置を備え、この複数セットの混雑度測定装置を使用し、複数カメラによる混雑度を平面座標系で統合して出力するものである。
【００６８】
即ち、第４の実施の形態に係る混雑度調査装置では、大きな調査対象地域に対して第３の実施の形態に係る混雑度調査装置を複数セット使用し、各混雑度測定装置より得られる各ＩＴＶカメラの撮像範囲に対応する平面上の各地点ごとの混雑度を、一つの大きな平面図に統合して出力するものである。
【００６９】
例えば、交差点を俯瞰するカメラを対向する角にそれぞれ１台ずつ設置してそれぞれに対応する第３の実施の形態の混雑度調査装置を構成し、これらより得られる各ＩＴＶカメラの撮像範囲に対応する平面上の各地点ごとの混雑度を一つの交差点の平面図に統合して出力する。
【００７０】
これにより、混雑度調査装置は複数のＩＴＶカメラを使用して広い領域の監視を行うような場合にもデータの一元管理が可能となる効果があり、さらに１台のカメラでは死角となっていた地点を他のカメラで調査することにより高範囲にわたる地域の混雑度調査が一つの平面図で実施できる利点がある。
【００７１】
例えば、図１１は交差点（十字路）の角に設置した１台の監視カメラ（ＩＴＶカメラ１０）の撮像範囲（台形部分）で交差点の全体を監視できないのに対して、図１２のように２台の監視カメラ（ＩＴＶカメラ１０，１０）を対向する角に設置した場合の監視エリアは交差点の全体をカバーする。
【００７２】
［第５の実施の形態］
本発明の第５の実施の形態では、複数ビデオ映像による混雑度を平面座標系で統合して出力するものである。
【００７３】
第５の実施の形態では、第４の実施の形態における複数セットの「第３の実施の形態の混雑度調査装置」に代えて、複数のＩＴＶカメラに対応する映像記録装置を使用して記録し、これを１台の混雑度調査装置で順次再生入力して個々の撮影範囲における混雑度調査出力を一つの平面に統合して出力するものである。
【００７４】
これにより、第４の実施の形態と同一の効果が得られるのに加えて、構成は混雑度調査装置が１セットになるので装置の節約が図れる利点がある。
【００７５】
［第６の実施の形態］
本発明の第６の実施の形態は、旋回動作するカメラによる混雑度をパノラマ画像で統合して出力するものである。
【００７６】
第６の実施の形態に係る混雑度調査装置では図１に示す基本構成要素を使用するが、その際に次のような撮影動作及び画像処理動作を行う。即ち、ＩＴＶカメラ１０は水平面内で旋回動作する雲台の上に設置して使用し、雲台の動作はあらかじめ設定する複数の地点で一定時間ずつ停止しながら旋回動作を繰り返す。変化検出手段３０と変化回数積算手段４０は雲台が停止している時間内に停止位置ごとに個別に小領域ごとの変化検出と変化回数積算を行う。局所変化時間率計算手段５０は停止位置ごとに個別に小領域ごとの局所変化時間率を計算し、出力・記録手段６０はこれら停止位置ごとの局所変化時間率を一つのパノラマ画像に統合して混雑度として出力または記録する。図１３はパノラマ画像の結合を説明する図である。
【００７７】
１台のＩＴＶカメラ１０を旋回させて広い領域の監視を行う目的で設置された監視カメラを使用して監視地域の混雑度調査を行う場合に、従来方法ではＩＴＶカメラの映像自体が変化するので、映像中の変化領域を検出して混雑度とする方法が適用できなかったが、第６の実施の形態の方法によれば監視カメラの動作範囲の全体をカバーする地域における混雑度を調査可能である。
【００７８】
また、停止位置ごとのＩＴＶカメラ映像を一つに統合してパノラマ画像を生成しておき、これに本実施例の混雑度調査結果出力をオーバーレイ表示すれば、注目地点と混雑度の対応が直感的に理解しやすい。
【００７９】
［第７の実施の形態］
本発明の第７の実施の形態では、旋回動作するカメラによる混雑度を平面座標系で統合して出力する物である。
【００８０】
第７の実施の形態では、第６の実施の形態の混雑度調査装置において、出力・記録手段６０は停止位置ごとの調査対象箇所の平面に投影変換し、これらより得られる各停止位置の撮像範囲に対応する平面上の各地点ごとの混雑度を一つの大きな平面図に統合して出力するものである。
【００８１】
これにより、監視カメラの撮像範囲の全体をカバーする地域における混雑度を調査可能であるとともに、調査対象箇所における混雑度を平面図と照合して直接評価することが可能になる。また、第４，第５の実施の形態の複数のカメラを使用する方法と比べて使用するカメラが１台なので構成が簡単である。
【００８２】
［第８の実施の形態］
本発明の第８の実施の形態は、旋回動作する複数のカメラによる混雑度を平面座標系で統合して出力するものである。
【００８３】
第８の実施の形態では、第７の実施の形態の混雑度調査装置を複数セット使用し、これらより得られる各ＩＴＶカメラの撮像範囲に対応する平面上の各地点ごとの混雑度をさらに一つの大きな平面図に統合して出力するものである。
【００８４】
これにより、複数の監視カメラの撮像範囲の全体をカバーするさらに広い地域における混雑度を調査可能であるとともに、調査対象箇所における混雑度を平面図と照合して直接評価することが可能になる。
【００８５】
また、第４，第５の実施の形態の複数のカメラを使用する方法と比べれば使用するカメラが少なくてすむ利点があるとともに、第６，第７の実施の形態の１台の旋回カメラを使用する方法では死角となっていた地点を他の旋回カメラで調査することにより高範囲にわたる地域の混雑度調査が一つの平面図で実施できる利点がある。
【００８６】
［第９の実施の形態］
本発明の第９の実施の形態は、混雑度結果を部分表示で出力するものである。
【００８７】
第９の実施の形態では、第１〜第８の実施の形態に係る混雑度調査装置における混雑度の出力・記録手段６０において、局所変化時間率が同一の小領域に対応する領域を同一の色で描画するいわゆるカラーチャート表示とするときに、対応する領域の一部分のみを描画してＩＴＶカメラ入力画像（ＩＴＶカメラ１０で得た画像のこと）またはＩＴＶカメラ入力画像を調査対象平面上に投影変換した画像にオーバーレイ表示する。つまり、対象領域の全体を着色するのではなく、図１４に示すように、例えば調査対象の小領域の周辺部のみ、中心部のみ、１／４右上部のみに着色することにより、図１５に示すように、調査対象箇所のＩＴＶカメラ映像をあわせて参照可能な図を出力するものである。
【００８８】
これにより、従来はＩＴＶカメラ映像にオーバーレイ表示することで注目地点と混雑度の対応が理解しやすいものの、カラーチャート表示では色表示に隠れて注目地点を視認しにくいとの欠点があったが、第９の実施の形態ではこのような欠点が排除され、注目地点と混雑度の対応が視覚的にも直感的に理解しやすい利点を持つ。
【００８９】
［第１０の実施の形態］
本発明の第１０の実施の形態は、混雑度結果をバー表示で出力するものである。
【００９０】
第１０の実施の形態では、第９の実施の形態の部分的なカラーチャートの代わりに、局所変化時間率を集計した小領域ごとに、図１６に示すような局所変化時間率に比例する長さの棒を、図１７に示すように、ＩＴＶカメラ入力画像またはこれを調査対象平面上に投影変換した画像にオーバーレイ表示する。
【００９１】
例えば局所変化時間率が８０％の小領域には長さが８画素の棒を、局所変化時間率が１０％の小領域には長さが１画素の棒を対応する領域に表示し、局所変化時間率が０％の小領域には棒を対応する領域に表示しない。
【００９２】
これにより、従来方法の等高線は混雑度を読むのが煩雑で、カラーチャート表示では色表示と混雑度の対応を知る必要があるため混雑度の度合いについては理解がしにくい問題があったが、本実施の形態ではこれを棒グラフで表示することにより小領域ごとの局所的な混雑度の度合いについて直感的に理解できる。また、大局的にも混雑度調査結果出力の領域全体の中で棒グラフの占める面積が大きい部分は混雑度が高く、棒グラフの面積が少ない部分は車両や人の動きが少ない地点であることなどの結果を把握しやすい利点がある。
【００９３】
［第１１の実施の形態］
第１１の実施の形態では、混雑度結果を動きバー、静止をバー表示で出力するものである。
【００９４】
第１１の実施の形態では、混雑度調査装置に用いる変化検出手段３０として、特開２００２−２４８０８で開示した「静止障害物検出方式」を採用する。この公開技術の内容については後述する。そして第１１の実施の形態では、小領域ごとに検出される変化状態と静止状態を一定時間計数して小領域ごとの局所変化時間率と局所滞留時間率を計算して出力する混雑度調査装置において、出力・記録手段６０は集計した小領域ごとに局所変化時間率と局所滞留時間率のそれぞれに比例する長さの２本の棒をＩＴＶカメラ入力画像またはこれを調査対象平面上に投影変換した画像にオーバーレイ表示する。
【００９５】
例えば、図１８に示すように、小領域ごとに局所変化時間率を示す棒グラフを緑色で、局所滞留時間率を示す棒グラフを赤色で表示する。
【００９６】
これにより、小領域ごとに動きの多かった部分と滞留する時間の多かった部分を含む局所的な混雑度の度合いについて直感的に理解することが可能となり、例えば交差点の利用状況を人や車の流れと滞留状況を含み動的に観察することができる。また、動きと滞留の状態を棒グラフの色で区別すれば大局的にも領域全体の中で緑色の棒グラフの占める面積が大きい部分は混雑度が高いが流れており、赤色の棒グラフの面積が大きい部分は車両や人の動きが停滞する地点であることなどの結果を把握しやすい利点がある。
【００９７】
［公開技術の説明］
ここで特開２００２−２４８０８で開示した公開技術「静止障害物検出方式」の内容について説明をしておく。
【００９８】
上述した公開技術（特開２００２−２４８０８）の要旨は、動画像からサンプリングした画像を小領域に切り分け、一つ一つの小領域について予め準備した移動物体を含まず障害物の存在しない背景画像の対応する領域との正規化相関値の計算を一定時間ごとにサンプリングされる画像に対して繰り返し行って、その相関値の変化状態を閾値で判定し、また、好ましくは、その判定に基づいて背景画像の更新も適宜行いながら、静止障害物を検出することにある。
【００９９】
この公開技術について更に詳述する。公開技術では、図１９に示すように、移動物体を含む動画像からサンプリングした画像（現在の画像）を小領域に切り分け、一つ一つの小領域について予め準備した移動物体を含まず、障害物の存在しない背景画像の対応する小領域との正規化相関を計算することを、一定時間ごとにサンプリングされる画像に対して繰り返す。
図１９は、画像を縦横に分割して小領域（高さＬ、幅Ｋ）としたものである。
正規化相関の計算式は、例えば、式（１１）がある。
【０１００】
【数１１】
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【０１０１】
ある小領域についてその相関値の時間変化をグラフにした例を図２０に示す。図２０の区間Ａに示すように、ある小領域についてこの相関値の変化量が大きければ、移動物体が通過中であると判断し、また、図２０の区間Ｂ、Ｃに示すように、相関値の変化量が小さい状態が一定回数以上連続すれば、その小領域に写っているのは背景であると判断できる。
このようにして背景と見なされた小領域の相関値が、図２０の区間Ｂに示すように、１に近い値であれば、予め準備した背景画像の対応する小領域と同じ画像であることになる。
【０１０２】
しかし、図２０の区間Ｃに示すように、ある閾値より小さければ、この小領域には予め準備した背景画像には写っていない静止物体が存在すると判断できる。
【０１０３】
更に、相関値の変化量が小さい状態が一定回数以上連続し相関値が１に近い値となった小領域について、現在の画像の小領域を背景画像の対応する小領域と置き換えることにより、背景画像を更新する。
【０１０４】
［第１２の実施の形態］
本発明の第１２の実施の形態は、混雑度を局所変化時間率の最大値で正規化してバー表示で出力するものである。
【０１０５】
第１２の実施の形態では、第１０及び第１１の実施の形態の混雑度調査装置の棒グラフ表示出力について、小領域ごとに表示する棒グラフの長さを、対応する小領域の局所変化時間率を調査領域全体の局所変化時間率の最大値に対する割合に比例する長さとする。例えば、調査領域全体の局所変化時間率の最大値が２０％のときにその最大の小領域には長さが１０画素の棒を、局所変化時間率が１０％の小領域には長さが５画素の棒を、局所変化時間率が４％の小領域には長さが２画素の棒を対応する領域に表示する。
【０１０６】
第１０及び第１１の実施の形態のように、単に棒グラフ出力をしたのでは、比較的変化の少ない調査場所や時間帯には棒グラフ長さが全体に短く、場合によっては全ての小領域が最小長さとなり小領域ごとの混雑度の比較ができないことも想定されるが、第１２の実施の形態によれば映像中に動きが少ない地点および時間帯においても局所変化時間率の最大値を基準に棒グラフ表示するので小領域ごとに局所変化時間率に違いがあればこれを反映した棒グラフ表示となるため、局所的な混雑度の度合いについて直感的に理解できる。
【０１０７】
また、大局的にも混雑度調査結果出力の領域全体の中で棒グラフの占める面積が大きい部分は混雑度が高いほうで、棒グラフの面積が少ない部分は車両や人の動きが少ない地点であることなどの結果を把握できる。
【０１０８】
［第１３の実施の形態］
本発明の第１３の実施の形態は、混雑度を局所変化時間率の最大値で正規化し更に関数変換してバー表示で出力するものである。
【０１０９】
第１３の実施の形態では、第１０及び第１１の実施の形態の混雑度調査装置の棒グラフ表示出力について、小領域ごとに表示する棒グラフの長さを、対応する小領域の局所変化時間率を調査領域全体の局所変化時間率の最大値に対する割合に基づきあらかじめ設定する線形変換式により計算する長さとする。
【０１１０】
例えば、変換式をｙ＝ｘ３で調査領域全体の局所変化時間率の最大値が２０％のときにその最大の小領域には長さが１０画素の棒を、局所変化時間率が９０％の小領域には長さが７画素（１０画素×０．９３）の棒を、局所変化時間率が６０％の小領域には長さが２画素（１０画素×０．６３）の棒を対応する領域に表示するものとする。
【０１１１】
これにより、上記の例の場合、第１０の実施の形態では局所変化時間率６０％と９０％の間で棒グラフの長さの差が３画素だったのに対して、第１３の実施の形態では５画素となり、特に各小領域の局所変化時間率がこの間（つまり６０％から９０％の間で調査範囲における混雑度が高めの部分が多い場合）に集中しているようなケースに違いを比較しやすい。
【０１１２】
また、変換式をｙ＝ｘ１／３とした場合に、例えば調査領域全体の局所変化時間率の最大値が２０％のときにその最大の小領域には長さが１０画素の棒を、局所変化時間率が６％の小領域には長さが７画素（１０画素×０．３１／３）の棒を、局所変化時間率が１％の小領域には長さが３画素（１０画素×０．０５１／３）の棒を対応する領域に表示する。
【０１１３】
これにより、第１０の実施の形態では局所変化時間率０％と３０％の間で棒グラフの長さの差が３画素だったのに対して、第１３の実施の形態では７画素となり、特に各小領域の局所変化時間率が３０％以下の小さいデータに集中しているようなケースに違いを比較しやすい。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明では、基本構成要素を共通にしており、この共通の基本構成要素により次に示す共通の効果を奏することができる。
【０１１５】
▲１▼  局所的な混雑度の機械による調査が可能。
▲２▼  調査員の疲労等による計数ミスなどのばらつきがない混雑度データが得られる。
▲３▼  長時間にわたる連続する混雑度調査が可能なので、混雑度の１日の変動、１週間の変動、１ヶ月の変動、１年間の変動を容易に得ることができる。
▲４▼  多地点の同時調査が可能になるので、地域的な混雑度の違いや通行人の流れなどを把握できる。
▲５▼  ポイントの混雑度のみでなくＩＴＶカメラで撮影される範囲の領域（道路、通路、歩道、広場、門、交差点、地下街、等々）の各部分における混雑度を調査できる。道路や交差点を通過する車両の調査においては車線をまたがる車両を含む混雑度の調査が可能。
▲６▼  人も車も同じ装置を適用可能。
▲７▼  トラフィックカウンタや専用ゲートの設置が不要。
▲８▼  統計解析に利用可能な混雑度を正しく反映。
▲９▼  ＩＴＶカメラの映像をモニタで観察すれば混雑度の視覚的な監視も可能。
【０１１６】
請求項１の発明では、変化検出時に小さな部分を排除するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  調査対象の車両や人物の大きさより小さな物体を排除するので、小さな物体が混雑度調査の出力の誤差となる危険性が排除される。
【０１１７】
請求項２の発明では、斜めカメラで変化検出時に上部分をカットするため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  光軸が斜め方向に設置されたＩＴＶカメラを使用した場合に変化検出時に変化検出領域を結合して上部分をカットすることにより、混雑度調査の出力は平面的な注目地点の混雑度を反映するものとなる。
【０１１８】
請求項３の発明では、平面座標系に変換して混雑度を出力するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  本発明では混雑度出力を平面座標に座標変換することにより調査対象箇所の平面上の注目点ごとに混雑度を出力するので、調査対象箇所における混雑度を直接評価することが可能になる。
【０１１９】
請求項４の発明では、複数カメラによる混雑度を平面座標系で統合して出力するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  混雑度調査装置は複数のＩＴＶカメラを使用して広い領域の監視を行うような場合にもこれら複数のＩＴＶカメラを使用した混雑度調査結果を一つの平面に統合するので、データの一元管理が可能となる。
▲２▼  さらに１台のカメラでは死角となっていた地点を他のカメラで調査することにより高範囲にわたる地域の混雑度調査が一つの平面図で実施できる。
【０１２０】
請求項５の発明では、複数ビデオ映像による混雑度を平面座標系で統合して出力するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  基本構成要素および請求項４の発明と同一の効果が得られるのに加えて、構成は混雑度調査結果装置が１セットになるので装置の節約が図れる。
【０１２１】
請求項６の発明では、旋回動作するカメラによる混雑度をパノラマ画像で統合して出力するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  １台のＩＴＶカメラを旋回させて広い領域の監視を行う目的で設置された監視カメラを使用して監視地域の混雑度調査を行う場合にも監視カメラの動作範囲の全体をカバーする地域における混雑度を調査可能である。
▲２▼  停止位置ごとのＩＴＶカメラ映像を一つに統合してパノラマ画像を生成しておき、これに本実施例の混雑度調査結果出力をオーバーレイ表示すれば、注目地点と混雑度の対応が直感的に理解しやすい。
【０１２２】
請求項７の発明では、旋回動作するカメラによる混雑度を平面座標系で統合して出力するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  旋回動作する監視カメラの撮像範囲の全体をカバーする地域における混雑度を調査可能である。
▲２▼  調査対象箇所における混雑度を平面図と照合して直接評価することが可能になる。
▲３▼  請求項４，５の複数のカメラを使用する方法と比べて使用するカメラが１台なので構成が簡単である。
【０１２３】
請求項８の発明では、旋回動作する複数のカメラによる混雑度を平面座標系で統合して出力するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  複数の監視カメラの撮像範囲の全体をカバーするさらに広い地域における混雑度を調査可能である。
▲２▼  調査対象箇所における混雑度を平面図と照合して直接評価することが可能になる。
▲３▼  請求項４、５の複数のカメラを使用する方法と比べれば使用するカメラが少なくてすむ。
▲４▼  請求項６、７の１台の旋回カメラを使用する方法では死角となっていた地点を他の旋回カメラで調査することにより、高範囲にわたる地域の混雑度調査が一つの平面図で実施できる。
【０１２４】
請求項９の発明では、混雑度結果を部分表示で出力するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  対応する領域の一部分のみを描画してＩＴＶカメラ入力画像またはこれを調査対象平面上に投影変換した画像にオーバーレイ表示するので、カラーチャート表示では色表示に隠れて注目地点を視認しにくいとの欠点が排除され、注目地点と混雑度の対応が視覚的にも直感的に理解しやすい。
【０１２５】
請求項１０の発明では、混雑度結果をバー表示で出力するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  局所変化時間率を棒グラフで表示することにより小領域ごとの局所的な混雑度の度合いについて直感的に理解できる。
▲２▼  大局的にも混雑度調査結果出力の領域全体の中で棒グラフの占める面積が大きい部分は混雑度が高く、棒グラフの面積が少ない部分は車両や人の動きが少ない地点であるなどの結果を把握しやすい。
【０１２６】
請求項１１の発明では、混雑度結果を動き、静止をバー表示で出力するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  局所変化時間率を動きと静止で個別の棒グラフで表示するので、出力小領域ごとに動きの多かった部分と滞留する時間の多かった部分を含む局所的な混雑度の度合いについて直感的に理解することが可能となる。
▲２▼  動きと滞留の状態を棒グラフの色で区別すれば大局的にも領域全体の中で黄色の棒グラフの占める面積が大きい部分は混雑度が高いが流れており、赤色の棒グラフの面積が大きい部分は車両や人の動きが停滞する地点であることなどの結果を把握しやすい利点がある。
【０１２７】
請求項１２の発明では、混雑度を局所変化時間率の最大値で正規化してバー表示で出力するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  混雑度を局所変化時間率の最大値で正規化して出力するので、映像中に動きが少ない地点および時間帯においても局所変化時間率の最大値を基準に棒グラフ表示するので小領域ごとに局所変化時間率に違いがあればこれを反映した棒グラフ表示となるため、局所的な混雑度の度合いについて直感的に理解できる。
▲２▼  大局的にも混雑度調査結果出力の領域全体の中で棒グラフの占める面積が大きい部分は混雑度が高いほうで、棒グラフの面積が少ない部分は車両や人の動きが少ない地点であることなどの結果を把握できる。
【０１２８】
請求項１３の発明では、混雑度を局所変化時間率の最大値で正規化し更に関数変換してバー表示で出力するため、基本構成要素による効果に加えて、更に次のような効果を奏する。
▲１▼  対応する小領域の局所変化時間率を調査領域全体の局所変化時間率の最大値に対する割合に基づきあらかじめ設定する線系変換式により計算する長さで表示するので、特に各小領域の局所変化時間率が高いほうまたは低いほうに集中しているようなケースに局所的な変化時間率の違いを比較しやすい。
▲２▼  関数変換の変換式を適当に選択することにより、局所変化時間率が高いほうに集中している場合と低いほうに集中している場合のいずれにも対応出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る混雑度調査装置を示す構成図。
【図２】混雑度調査場所のＩＴＶカメラ映像例を示す画像図である。
【図３】変化検出手段の一例を示す構成図である。
【図４】カラーチャート表示した混雑度調査結果例を示す画像図である。
【図５】混雑度超過場所に斜め方向に設置されたＩＴＶカメラ映像例を示す画像図である。
【図６】ＩＴＶカメラ映像中の変化検出例を示す画像図である。
【図７】変化検出の上部分カットの例を示す画像図である。
【図８】空間座標系とカメラ座標系との関係を示す説明図である。
【図９】監視カメラのカメラパラメータを示す説明図である。
【図１０】平面座標系への変換結果例を示す画像図である。
【図１１】交差点のＩＴＶカメラとその監視エリアを示す画像図である。
【図１２】２台のＩＴＶカメラとその監視エリアを示す画像図である。
【図１３】パノラマ画像を示す説明図である。
【図１４】混雑度調査結果の部分表示例を示す画像図である。
【図１５】部分表示による混雑度調査結果表示例を示す画像図である。
【図１６】混雑度調査結果の棒グラフ表示例を示す画像図である。
【図１７】棒グラフ表示による混雑度調査結果例を示す画像図である。
【図１８】動きと滞留を区別した混雑度調査結果の棒グラフ表示の例を示す画像図。
【図１９】対応する小領域の正規化相関を計算する手法を示す説明図。
【図２０】背景画像との正規化相関値の時間推移を示す特性図。
【符号の説明】
１０  ＩＴＶカメラ
２０  画像入力手段
３０  変化検出手段
４０  変化回数積算手段
５０  局所変化時間率計算手段
６０  出力・記録手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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