(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面に沿って該平面上の基準線を通過する通過物体を撮像する、前記平面に対向して設けられた第１の撮像装置と；
前記第１の撮像装置と並列に、且つ前記平面に対向して設けられ、前記基準線を通過する前記通過物体を、前記第１の撮像装置の撮像時点より所定の時間だけ遅らせて撮像する第２の撮像装置と；
前記第１の撮像装置によって撮像された前記通過物体の第１の画像と前記所定の時間だけ遅らせて前記第２の撮像装置によって撮像された前記通過物体の第２の画像を取得する画像処理部と；
前記第１の画像と前記第２の画像の対応点を求める対応点探索部と；
前記対応点を用いて、前記通過物体の前記基準線に交差し前記平面に平行な進行方向の速度を算出する速度情報算出部と；
前記対応点を用いて、前記第１と第２の画像間の視差を表す量から前記通過物体の前記平面に交差する奥行方向の位置情報を算出する３次元情報算出部と；
前記速度と前記位置情報を用いて、前記通過物体を計数する計数部とを備える；
通過物体計数装置。
【請求項２】
前記計数部は、前記位置情報を時間方向に並べて作成された時空間画像上の前記対象物について、前記位置情報の一定の値を通り前記平面に平行な面で切断した断面積値に前記速度で重み付けした値と、予め設定された閾値とを比較して、前記重み付けした値が閾値よりも大きい場合に、前記通過物体を計数する、
請求項１に記載の通過物体計数装置。
【請求項３】
前記計数部は、前記速度と前記位置情報を乗じたものを時間方向に加算して得られた体積値と、予め設定された閾値とを比較して、前記体積値が閾値よりも大きい場合に前記通過物体を計数する、
請求項１に記載の通貨物体計数装置。
【請求項４】
平面に沿って該平面上の基準線を通過する通過物体を、前記平面に対向した第１の位置から、第１の時点に撮像して第１の画像を取得する第１の撮像工程と；
前記基準線を通過する前記通過物体を、前記第１の時点から所定の時間だけ経過した第２の時点に、前記第１の位置と並列で、且つ前記平面に対向した第２の位置から撮像して第２の画像を取得する第２の撮像工程と；
前記第１の画像と前記第２の画像を取得する画像処理工程と；
前記第１の画像と前記第２の画像の対応点を求める対応点探索工程と；
前記対応点を用いて、前記通過物体の前記基準線に交差し前記平面に平行な進行方向の速度を算出する速度情報算出工程と；
前記対応点を用いて、前記第１と第２の画像間の視差を表す量から前記通過物体の前記平面に交差する奥行方向の位置情報を算出する３次元情報算出工程と；
前記速度と前記位置情報を用いて、前記通過物体を計数する計数工程とを備える；
通過物体計数方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通過物体計数装置及び計数方法に関し、特にステレオ画像から通過物体を計数する通過物体計数装置及び計数方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２台の撮像装置により得られたステレオ画像から、計数線上での３次元情報を算出し、それを時間方向に並べた時の時空間画像を作成する。また同時に、計数線上での速度情報を算出し、それを時間方向に並べた時の時空間画像とを用いて、通過物体を計数していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の通過物体計数装置によれば、次のような問題があった。まず通過物体計数装置は、２台の撮像装置でそれぞれ同時に撮影された２つの画像で対応点検出を行うことで算出した視差から、通過物体の３次元情報を算出する。次に２台の撮像装置のどちら一方で撮影された画像と、同撮像装置で撮影された時間的にずれた画像で対応点検出を行い、移動速度情報を算出する。このため３つの画像から２回の対応点検出を行わなくてはならないので、計算量が非常に多かった。
【０００４】
そこで本発明は、計算量を減らし高速処理できる通過物体計数装置及び計数方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の態様の通過物体計数装置は、例えば図１に示すように、平面２に沿って平面２上の基準線１を通過する通過物体５を撮像する、平面２に対向して設けられた第１の撮像装置１１と；第１の撮像装置１１と並列に、且つ平面２に対向して設けられ、基準線１を通過する通過物体５を、第１の撮像装置１１の撮像時点より所定の時間だけ遅らせて撮像する第２の撮像装置１２と；第１の撮像装置１１によって撮像された前記通過物体５の第１の画像と前記所定の時間だけ遅らせて第２の撮像装置１２によって撮像された前記通過物体５の第２の画像とを比較して、通過物体５の平面２に交差する奥行方向の位置情報と基準線１に交差し平面２に平行な進行方向の速度情報を取得する比較演算部１３とを備える。なお同じ進行方向について、進行の向きは正の向きと負の向きとがある。
【０００６】
通過物体５が移動する面は、例えば図１１に示すように、水平な平面に限らず斜面や階段のように傾斜した面２’であってもよい。但し、必要に応じて例えば図１１（ａ）のような場合には、傾斜角度により位置情報と速度情報を補正する。
【０００７】
また通過物体５の進行方向に交差する基準線１は、通過物体５の進行方向に垂直な線とするのがよい。また第１と第２の撮像装置は、並列に、基準線１と平行な方向に並べるのがよい。奥行方向は、典型的には平面に垂直な方向、又は鉛直方向である。
【０００８】
このように構成すると、第１の撮像装置１１によって撮像された通過物体５の第１の画像と所定の時間だけ遅らせて第２の撮像装置１２によって撮像された通過物体５の第２の画像とを比較して、通過物体５の平面２に交差する奥行方向の位置情報と基準線１に交差し平面２に平行な進行方向の速度情報を取得する比較演算部とを備えるので、第１の画像と第２の画像から通過物体５の位置情報と速度情報を得ることができる。
【０００９】
また第２の態様は、第１の態様の通過物体計数装置１０において、比較演算部１３は、前記第１の画像と第２の画像との比較により、通過物体５上の部位の前記第１と第２の画像における位置を検出して、前記位置情報と前記速度情報とを含む情報を取得するように構成するとよい。
【００１０】
このように構成すると、通過物体計数装置１０は、２つの画像の比較により位置情報と速度情報とを含む情報を取得するので、位置情報と速度情報から通過物体の計数を効率よく行うことができ、処理の高速化が可能になる。
【００１１】
前記目的を達成するために、第３の態様の通過物体計数方法は、例えば図３に示すように、平面に沿って該平面上の基準線を通過する通過物体を、前記平面に対向した第１の位置から、第１の時点に撮像して第１の画像を取得する第１の撮像工程Ｓ２と；前記基準線を通過する前記通過物体を、前記第１の時点から所定の時間だけ経過した第２の時点に、前記第１の位置と並列で、且つ前記平面に対向した第２の位置から撮像して第２の画像を取得する第２の撮像工程Ｓ３と；前記第１の画像と前記第２の画像とを比較して、前記通過物体の前記平面に交差する奥行方向の情報と前記基準線に交差し前記平面に平行な進行方向の速度を演算する比較演算工程Ｓ７、Ｓ１０とを備える。
【００１２】
このように構成すると、第１の画像と第２の画像とを比較して、通過物体の平面に交差する奥行方向の情報と基準線に交差し（典型的には垂直に交差し）平面に平行な進行方向の速度を演算する比較演算工程Ｓ７、Ｓ１０を備えるので、通過物体の位置情報と速度情報を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明による実施の形態である通過物体計数装置１０（以下適宜「計数装置１０」という）の模式的斜視図である。図中通過物体５が平面である水平な通路２上を進行方向に移動している。ＸＹ軸を通路２内に置くように、直交座標系ＸＹＺがとられており、通路２はＹ軸と平行に延設されている。また通路２の延設方向と垂直即ちＸ軸と平行に基準線である計数線１がとられている。通過物体５の進行方向は、典型的には通路２の延設方向即ちＹ軸と平行である。通過物体５は、本実施の形態では人物である。また本実施の形態では、計数線１は通路２の延設方向と垂直としているが、特に垂直としなくてもよい。垂直でない場合は、Ｘ軸との角度で視差と速度を補正すればよい。計数線１は、この線を通過した通過物体５を計数するための基準線であり、仮想的な線であってもよく、実際に物理的に通路２に描く必要はない。
【００１５】
一方、図中通路２の計数線１の鉛直方向上方には、通過物体である人物５が通過するのに十分な高さに、通路２の計数線１を通過する通過物体５を撮像するための第１の撮像装置１１と第２の撮像装置１２が設置されている。第１の撮像装置１１と第２の撮像装置１２は、適切な間隔をあけて並列に、計数線１と平行で且つ光軸がＺ軸と平行になるように設置してある。ここでいう人物５が通過するのに十分な高さとは、例えば３０００ｍｍ程度である。また、適切な間隔とは、例えば５０ｍｍ程度である。
【００１６】
図２を参照して、通過物体計数装置１０の構成の一例を説明する。計数装置１０は、第１の撮像装置としての第１のＣＣＤカメラ１１、第２の撮像装置としての第２のＣＣＤカメラ１２、比較演算部としてのパソコン１３を含んで構成される。
【００１７】
そして第１のＣＣＤカメラ１１、第２のＣＣＤカメラ１２は、パソコン１３に接続されており、パソコン１３は第１のＣＣＤカメラ１１、第２のＣＣＤカメラ１２によってそれぞれ撮像された画像を取得出来るように構成されている。
【００１８】
パソコン１３は、制御部１４を備えており、計数装置１０全体を制御している。制御部１４には、撮像装置用インターフェイス１５が接続されており、第１のＣＣＤカメラ１１、第２のＣＣＤカメラ１２は、撮像装置用インターフェイス１５を介して制御部１４に接続され、制御されている。
【００１９】
また制御部１４内には、ＣＣＤカメラにより撮像された画像を処理する画像処理部１９、第１のＣＣＤカメラにより撮像された第１の画像と、第２のＣＣＤカメラにより撮像された第２の画像から対応点を求める対応点探索部２０、通過物体５の３次元情報である高さを算出する３次元情報算出部２１、通過物体５が計数線を通過する速度情報である速度を算出する速度情報算出部２２、算出された３次元情報と速度情報とから通過物体５を計数する計数部２３が備えられている。画像を処理するとは、例えば第１のＣＣＤカメラ１１、第２のＣＣＤカメラ１２からの撮像信号から第１の画像と第２の画像を取得することをいう。
【００２０】
制御部１４には、記憶部１８が接続されており、第１のＣＣＤカメラ１１、第２のＣＣＤカメラ１２で撮像された画像や算出された情報等のデータが記憶できる。
【００２１】
また制御部１４には、計数装置１０を操作するための情報を入力する入力装置１６、計数装置１０で処理された結果を出力する出力装置１７が接続されている。入力装置１６は例えばキーボードやマウスであり、出力装置１７は例えばディスプレイやプリンタである。本図では、入力装置１６、出力装置１７はパソコン１３に外付けするものとして図示されているが、内蔵されていてもよい。
【００２２】
図３のフローを参照して、第１の実施の形態としての計数装置１０の作用の一例を説明する。ここで、第１のＣＣＤカメラ１１で撮像された画像を左画像、第２のＣＣＤカメラで撮像された画像を右画像として説明する。まずパソコン１３の制御部１４は、第１のＣＣＤカメラ１１、第２のＣＣＤカメラ１２で撮像された左画像、右画像を、撮像装置インターフェイス１５を介してステレオ画像として取得する（ステップ１（図中「Ｓ１」と表示。以下同じ））。
【００２３】
制御部１４は、取得したステレオ画像から、制御部１４内の画像処理部１９によって、ある時間ｔに撮像された第１の画像であるｔフレームの左画像を取得する（ステップ２）。また時点ｔよりΔｔ経過した時点ｔ＋Δｔに撮像された第２の画像であるｔ＋Δｔフレームの右画像を取得する（ステップ３）。
【００２４】
実際には、第１のＣＣＤカメラと第２のＣＣＤカメラとは同時並列的に各時点で撮像を行い、第１の画像として時点ｔの画像を、第２の画像として１フレーム以上ずらした時点ｔ＋Δｔの画像を採用するようにしてもよい。このときΔｔは、計数装置１０の設定条件により適宜決めてよいが、あるフレームＮが撮像されてから、次のフレームＮ＋１が撮像されるまでの時間とすることが望ましい。即ち１フレームだけずらしたフレームを採用する。この時、Δｔを１／３０秒とすると、８０ｍ／ｍｉｎで歩く人物を撮像した場合、フレームＮ＋１は、フレームＮと比べて撮像された人物が約４．４ｃｍ進行方向に移動した画像となる。
【００２５】
次に、ｔフレームの左画像のエッジ抽出を行い（ステップ４）、細線化する（ステップ５）。そして、ｔフレームの左画像の計数線１上のエッジ点を用いてｔ＋Δｔフレームの右画像の対応点探索を行なう（ステップ６）。エッジ抽出、細線化、対応点探索については、図５を参照してあとで詳しく説明する。
【００２６】
対応点探索により得られた対応点から、３次元情報を算出する（ステップ７）。対応点から３次元情報を算出する方法は、図６、図７を参照してあとで説明する。ここで、背景除去によってあらかじめ非背景部分を規定しておき、その部分に対して、エッジ点における値を反映させるための線形補間を行なう（ステップ８）。これにより得られた３次元情報を時間方向に並べて、人物５の３次元情報を含む時空間画像を作成する（ステップ９）。ここで線形補間とは、例えば１つのエッジ点と、それに隣接するエッジ点の３次元座標を用いて、両エッジ点を直線で結ぶことにより、両エッジ点の間の点の３次元座標を得るようにするものである。
【００２７】
同時に対応点から速度情報も算出し（ステップ１０）、同様に線形補間を行う（ステップ１１）。対応点から速度情報を算出する方法は、図６を参照してあとで説明する。
【００２８】
次に最初のフレームを取得してからの経過時間であるＴ１が、予め設定しておいた所定時間Ｔ０を経過したかを判断する（ステップ１３）。Ｔ１が所定時間Ｔ０を経過していない場合は（ステップ１３がＮ）、次のフレームを取得し、さらに時空間画像を時間方向に並べる。また、ステップ１３の判断は、経過時間ではなく取得したフレーム数が所定のフレーム数に達した場合としてもよい。所定時間Ｔ０は、記憶装置の容量の制約で例えば２０秒程度とすることが適当であるが、容量の制約を受けなければ例えば１時間以上としてもよい。ここで所定時間Ｔ０で得られた時空間画像をロット画面とよぶ。
【００２９】
Ｔ１が所定時間Ｔ０を経過している場合すなわち１つのロット画面が得られたら（ステップ１３がＹ）、そのロット画面内で、人物５の高さの最大値ＺＭＡＸから一般的なひざの高さＺＭＩＮまで、一定の値例えば５０ｍｍずつ変化するＺＴＨを用いて、ＺＴＨを通る平面２に平行な平面で切断し（ステップ１４）、その切断面の領域をラベリングする（ステップ１５）。ここで領域とは、時空間画像上にある人物５の３次元情報を前述のＺＴＨを通る平面で切断した際に、その平面上に存在する人物５の断面をいう。またラベリングとは、それぞれの領域を識別するための例えば番号や符号を付けることをいう。
【００３０】
この時、ラベリングした領域に対応する速度でその領域の時空間画像上の面積値に重み付けをして空間画像上の面積値を算出する（ステップ１６）。ここで面積値に速度で重み付けするのは、例えば通過速度の速い人は、通過速度と通過フレーム数は反比例するので、単に時空間画像で計算すると面積値が小さくなるためである。ここで、ＺＴＨをＺＭＡＸからＺＭＩＮまで変化させるので、例えば２人の人物５が非常に近接してすれ違った場合でも、頭部の切断面を得ることにより、２人の人物を区別することができる。
【００３１】
これにより得られた面積値と予め設定された閾値とを比較して（ステップ１７）、面積値が閾値より大きい場合は（ステップ１７がＹ）、人物５が１人通過したものとして計数する（ステップ１８）。またその領域が既に計数された領域であれば計数しない。このとき、その領域の速度により、通過した人物５の進行の向きを区別して、それを計数に反映させる（ステップ１９）。また予め設定された閾値とは、典型的には計数しようとする人物５のうち最小人物の最大部分（例えば腹部）の断面積値である。そしてＺＴＨがＺＭＩＮより低い位置かを判断する（ステップ２０）。
【００３２】
面積値が閾値より小さい場合は（ステップ１７がＮ）、計数せずにＺＴＨがＺＭＩＮより低い位置かを判断する（ステップ２０）。ＺＴＨがＺＭＩＮより低い位置の場合（ステップ２０がＹ）、次のロット画面に移る。ＺＴＨがＺＭＩＮより高い位置の場合（ステップ２０がＮ）、ＺＴＨを一定の値だけＺＭＩＮ側（低い位置）に変化させ（ステップ２１）、ステップ１４に戻る。これにより、面積値の小さい通過物体は人物ではないと判断して計数しないので、人ではない手荷物などの通過物体を誤って計数してしまうことがない。
【００３３】
図４のフローを参照して、第２の実施の形態としての計数装置１０の作用の一例を説明する。まず第１の実施の形態と同様に、ステレオ画像を取得し（ステップ１）、ｔフレームの左画像と、ｔ＋Δｔフレームの右画像とを取得する（ステップ２、３）。次に、ｔフレームの左画像のエッジ抽出を行い（ステップ４）、細線化し（ステップ５）、ｔフレームの左画像の計数線１上のエッジ点を用いてｔ＋Δｔフレームの右画像の対応点探索を行なう（ステップ６）。
【００３４】
そして対応点探索により得られた対応点から、３次元情報を算出する（ステップ２７）。ここで、背景除去によってあらかじめ非背景部分を規定しておき、その部分に対して、エッジ点における値を反映させるための線形補間を行なう（ステップ２８）。同時に速度情報も算出し（ステップ２９）、同様に線形補間を行う（ステップ３０）。３次元情報及び速度情報を算出する方法は、図６、図７を参照してあとで説明する。
【００３５】
次に算出された３次元情報に速度情報を乗じたものを時間方向に加え体積値を加算する（ステップ３１）。体積値を算出する方法は、図８、図９を参照してあとで説明する。ここで３次元情報に速度情報を乗じて重み付けするのは、例えば通過速度の速い人物は、通過速度と通過フレーム数は反比例するので、単に時空間像で計算すると体積値が小さくなるためである。
【００３６】
これにより得られた体積値と予め設定された閾値とを比較して（ステップ３２）、体積値が閾値より大きい場合は（ステップ３２がＹ）、人物５が１人通過したと判断して計数する（ステップ３３）。このとき、前述で算出した速度情報を、通過した通過物体５の進行の向きとして反映させる（ステップ３４）。また予め設定された閾値とは、典型的には計数すべき通過物体の最小体積値である。
【００３７】
また、体積値が閾値より小さい場合は（ステップ３２がＮ）、通過物体は、人物ではないと判断して計数せず、次のフレームを取得し、さらに体積値を加算する。これにより、人ではない手荷物などの通過物体や体積の無い通過物体の影を誤って計数してしまうことがない。
【００３８】
このように第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態では一定時間の時空間画像を作成したのに対して、通過物体の体積が一定値を越えたときに計数するので、一定時間の時空間画像を作成する必要がなく、処理の高速化が可能になる。
【００３９】
図５を参照して、対応点探索についてさらに詳細に説明する。ここで、図示の各フレームでの通過物体として人物を、ハッチングにより表現しているが、これは断面を示しているものではなく、単に上方から撮像された人物を表現するものである。
【００４０】
ここでは３次元情報および速度情報を求めるために、２枚の画像の対応点を求める。まず、ｔフレームの左画像と、ｔ＋Δｔフレームの右画像での対応を求める。この際、近傍領域に特徴のない画素に関しては対応関係が明確に定まらない。そこで、以下のような流れで探索を行う。
【００４１】
まず、ｔフレームの左画像のエッジ抽出を行い細線化した画像を求め、そのエッジ点においてのみ対応点探索を行う。エッジ抽出とは、濃淡で取得された画像から対象とする通過物体のエッジ点の集合である輪郭を抽出し、例えば座標で特定することをいう。また細線化とは、例えばエッジ抽出を行なった画像を、エッジ抽出で得られた通過物体の輪郭のみを細線で示した画像とするものである。
【００４２】
対応点探索を行うには、まずｔフレームの左画像の前記特定された輪郭上の点をエッジ点として選定し、濃淡画像上でそのエッジ点を含む近傍領域にウインドウを設定する。典型的には計数線上にあるエッジ点を選定する。エッジ点は典型的には前記細線と計数線との交点であり、通常は複数、典型的には１０〜２０点存在する。これら複数のエッジ点のうち、例えば最も左にある点をまず選定する。選定したエッジ点が中心になるようにウインドウを設定するとよい。そして前記設定されたウインドウを参照して、ｔ＋Δｔフレームの右画像にウインドウを設定する。
【００４３】
これらのウインドウについて、図１０に示す式１を用いてｔフレームの左画像とｔ＋Δｔフレームの右画像との濃淡値の相関をとる。ここで、ＩＬ（ｉ,ｊ）とＩＲ（ｉ,ｊ）はそれぞれ左右画像上のウインドウ内の濃淡値であり、μＬ, μＲ, σＬ, σＲはそれぞれ左右ウインドウの濃淡値の平均及び分散である。Ｃは−１から＋１までの範囲内の値をとる。選定された左画像のエッジ点に対して、右画像のウインドウを少しずつ、例えば計数線に平行に移動し、また計数線に直交する方向に移動しながら、各ウインドウでＣ値を計算する。このようにて求めたＣのうち最大値を与える右画像のウインドウを、選定された左画像のウインドウに対応する局所領域とみなす。
【００４４】
即ち、上記のように左右画像のウインドウの相関をとり、左画像で選定したエッジ点を含むウインドウと対応する（Ｃが最大となる）右画像のウインドウを探索する。この探索により得られた右画像のウインドウの中心が、先に選定した左画像のエッジ点に対応する右画像のエッジ点となる。
【００４５】
ウインドウの探索は、例えば計数線と平行方向（Ｘ軸方向）と垂直方向（Ｙ軸方向）に行う。例えば通過物体が人物である場合は、計数線と平行方向は後述のように左右画像間の視差と見るので、既に設定した左画像のウインドウを参照して、例えば高さが１ｍ〜２ｍと算出される視差の幅を探索すればよい。垂直方向は、後述のように人物の移動量と見るので、既に設定した左画像のウインドウを参照して、時間Δｔ間に人物が移動すると予想される移動量の幅を探索すればよい。またＣの値が、探索している方向に上昇傾向ならば、さらにＣの値が最大となり、下降傾向に移るまで同じ探索方向に探索を継続し、下降傾向ならば、探索方向を変えるか、既に探索した範囲でＣの値が最大となるウインドウを選択するようにしてもよい。
【００４６】
このようにウインドウの探索を行えば、明らかに探索不要な部分の左右画像のウインドウの相関をとらなくてよいので、さらに計算量を減らすことができる。以上のようにして左画像に存在する全てのエッジ点について対応点の探索を行い、左右画像の対応するエッジ点を得る。
【００４７】
図６を参照して、３次元情報と速度情報の算出についてさらに詳細に説明する。まず前述で得られた左右画像の対応するエッジ点同士を結ぶベクトルを考え、これを水平成分（Ｘ軸方向成分）と垂直成分（Ｙ軸方向成分）に分離する。水平成分は、左右画像間の視差を表す量と見ることができ、この視差を用いて対象とする通過物体までの距離を算出することができる。対して、垂直成分は、注目点の通路に沿う方向の移動量と見ることができ、これを基に対象とする通過物体の速度情報を得ることができる。こうして、エッジ点における３次元情報である３次元高さ、速度情報である速度を対の形で一括して得ることができる。
【００４８】
なお、１つの通過物体について得られた速度は、通常は等しいはずであるので、各エッジ点全てについて速度を求める必要はなく、例えば最も中心に近い点の速度を採用すればよい。または、各エッジ点の速度を求めて、突出した値を有するエッジ点は、探索に誤りがあったものとして再探索を行うか又はその点は不採用とするとよい。あるいは各エッジ点の速度を全て求めて、それらの平均値を計算し、その物体の速度として採用してもよい。
【００４９】
また、後で説明する速度による重み付けは、各点毎の速度を用いてもよいし、平均値で求めた通過物体の速度を各点共通に用いてもよい。
【００５０】
ここで左右画像は、Δｔだけ時間的にずれた画像ではあるが、Δｔが充分に小さい値であれば、左右画像には視差を求めるのに差支えるほどの差は生じない。逆にそのようにΔｔを定めることにしてもよい。即ち視差を求めるのに差支えず、且つ速度情報を得るのに充分な長さとする。例えば、対象とする通過物体が歩行者の場合は１／６０〜１／１０秒程度、特に１／４０〜１／２０秒、さらに好ましくは約１／３０秒とする。
【００５１】
ここで、図７を参照して、対象とする通過物体の３次元情報としての平面からの高さｚの算出方法について説明する。対象とする通過物体５までの距離ａは、図１０に示す式２を用いて算出することができる。ここで、ｗはＣＣＤカメラ間距離（基線長）、ｆはＣＣＤカメラの結像レンズを単一レンズとしたときそのレンズの焦点距離、dはＣＣＤカメラの結像面上の視差である。ここでの焦点距離は、一般に用いられている組み合わせレンズを使用する場合は、その組み合わせレンズの焦点距離とする。また、ＣＣＤカメラの結像レンズから計数線１までの距離をｈとすると、対象とする通過物体５の高さｚは図１０に示す式３で算出する。
【００５２】
図８、図９を参照して、前述の方法によって各フレームで算出した通過物体の高さおよび速度を用いて、第２の実施の形態での計数を行う方法を説明する。ある位置ｘの、あるｔフレームにおける物体の高さをｚ（ｘ，ｔ）、同じ位置、同じフレームにおける速度をｖ（ｘ，ｔ）とする。前述の対応点探索により、ｚ（ｘ，ｔ）には高さ約０〜１８５ｃｍに対応させた０〜２５５の値が、ｖ（ｘ，ｔ）には速度約−１２〜１２ｋｍ／ｈに対応させた−５〜５の値が求められている（図８（ａ））。
【００５３】
次に、そのフレームの積ｚｖを、Ｘ軸方向へ加算する。この総和、すなわち図１０に示す式４は、あるフレームの３次元情報に、速度の重みを乗じた値（ある時点において単位時間に通過する体積）を意味している。直感的には、計数線を通過したときの人の時空間における断面積と見ることができるので、ここではこの値を「面積値」と呼ぶことにする（図８（ｂ））。後に速度の向き別に計測する必要があるため、この加算の作業も、ｖ（ｘ，ｔ）の正負すなわち通過する人物の進行の向きによって、加算する変数を図１０に示す式５のように区別しておく。
【００５４】
次に、各ラインで算出された面積値を時間方向に加算していく（図９−（ａ））。この和、すなわち図１０に示す式６は、通過した人の体積を表すことになる。これをここでは「体積値」と呼ぶことにする（図９−（ｂ））。フレーム間隔を一定に保っている限り、通過速度と通過フレーム数は反比例するので、速度の重みを考慮したこの加算によって、一人一人の通過から算出される体積値がある程度正規化される。即ち、３次元空間における真の体積値が求められる。
【００５５】
図１１を参照して、通過物体５が斜面を移動する場合を説明する。例えば階段や坂道などの傾斜した面２’を通過物体５が移動している場合、平面２は基準線１と第１、第２の撮像装置１１、１２を結ぶ線に垂直な仮想平面２とするのがよい。
【００５６】
対象とする通過物体５が人物の場合は、斜面であっても鉛直方向に立つので、ＣＣＤカメラの光軸は鉛直方向に向ける（図１１（ａ））。この場合は、仮想平面２は水平面となる。この例では、例えば傾斜した面２’と仮想平面２とのなす角をθとすると、仮想平面２からの通過物体５の高さを得るには、斜面２’を移動する通過物体５の時間Δｔの移動量にｔａｎθを乗じた値を、斜面２’を移動する通過物体５の算出された高さから引けばよい。
【００５７】
また対象とする通過物体５が、例えば車の場合は、斜面をそのまま本発明の平面２としてよい。この場合、ＣＣＤカメラの光軸は斜面に垂直な方向に向ける（図１１（ｂ））。
【００５８】
以上説明したように本発明の実施の形態によれば、２つの画像の比較により通過物体の高さ、速度が得られるので、従来と比較して通過物体を計数するのに必要な計算量を減らすことができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１の撮像装置によって撮像された通過物体の第１の画像と所定の時間だけ遅らせて第２の撮像装置によって撮像された通過物体の第２の画像とを比較して、通過物体の平面に交差する奥行方向の位置情報と基準線に交差し平面に平行な進行方向の速度情報を取得する比較演算部とを備えるので、第１の画像と第２の画像から通過物体の位置情報と速度情報を得られ、計算量を減らし高速処理できる通過物体計数装置及び計数方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である通過物体計数装置の概要を示す模式的斜視ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態である通過物体計数装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態である通過物体計数装置の作用の一例あるいは本発明の実施の形態である通過物体計数方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態である通過物体計数装置の作用の一例あるいは本発明の実施の形態である通過物体計数方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態で、第１の画像と第２の画像の対応点探索を行う場合の処理例を説明する画像図である。
【図６】図５の場合における、第１の画像と第２の画像の対応点を結ぶベクトルを説明する画像図である。
【図７】本発明の実施の形態で、第１の撮像装置と第２の撮像装置の視差から、通過物体の高さを算出する方法を説明する様式的正面図である。
【図８】本発明の実施の形態で、計数を行う方法を説明する様式的斜視図である。
【図９】図８の場合における、計数を行う方法を説明する様式的斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態の説明で用いられる計算式を示す図である。
【図１１】傾斜した面を移動する通過物体を計数する方法例として、仮想平面で計数する場合（ａ）と斜面をそのまま本発明の平面とする場合（ｂ）を説明する図である。
【符号の説明】
１  計数線
２  通路
５  通過物体
１０  通過物体計数装置
１１  第１のＣＣＤカメラ
１２  第２のＣＣＤカメラ
１３  比較演算部
１４  制御部
１５  撮像装置用インターフェイス
１６  入力装置
１７  出力装置
１８  記憶部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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