(57)【要約】【課題】  所定の撮影範囲内で、被写体の位置に関わらず、被写体の変化に基づく異常の有無を適切に検出する。【解決手段】  監視装置１００は、所定範囲の被写体の画像を連続的に撮影する撮影部１０２と、画像内の被写体の変化と、その変化量を検出する変化検出部１０６と、変化検出部１０６が変化を検出した被写体と、撮影部１０２との間の距離を測定する測距部１１０と、測距部１１０が測定した距離と、変化検出部１０６が検出した被写体の変化量とに基づき、当該被写体の変化が異常か否かを判定する異常判定部１０８と、を含む。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定範囲の被写体の画像を連続的に撮影する撮影手段と、
前記画像内の前記被写体の変化と、その変化量を検出する検出手段と、
前記検出手段が変化を検出した前記被写体と、前記撮影手段との間の距離を測定する測距手段と、
前記測距手段が測定した距離と、前記検出手段が検出した前記被写体の前記変化量とに基づき、当該被写体の変化が異常か否かを判定する判定手段と、
を含むことを特徴とする監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の監視装置において、
前記検出手段は、所定の時間間隔で撮影された画像間の差分に基づいて、前記変化を検出することを特徴とする監視装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の監視装置において、
前記判定手段が、異常か否かを判定する際に参照する基準変化量を、前記撮影手段から対象物までの距離に対応づけて記憶する基準値記憶手段をさらに含むことを特徴とする監視装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかに記載の監視装置において、
前記判定手段は、前記測距手段が測定した前記距離が長いほど、前記被写体の変化が異常と判断するための前記変化量の閾値を低くすることを特徴とする監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カメラで被写体を撮影し、被写体の変化を検出する監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラ等で所定の撮影範囲内で被写体を撮影し、被写体の変化が検出されたときに、たとえば異常の通知や画像の記録等を行う監視装置がある。
【０００３】
また、特許文献１には、撮影画面内において、被写体に焦点を合わせ続けながらそれを追尾可能とした自動追尾装置を備えたカメラが記載されている。
【特許文献１】特開平７−２８８７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の監視装置では、被写体の変化を検出するための判断基準が一定であったため、たとえばビデオカメラに近い位置にあるものが少し動いただけで異常が検出されたり、ビデオカメラから遠い位置で異常が発生した場合でもそれを検出できないという問題があった。
【０００５】
本発明はこうした点に鑑みてなされたもので、その目的は、所定の撮影範囲内で、被写体の位置に関わらず、被写体の変化に基づく異常の有無を適切に検出する技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、所定範囲の被写体の画像を連続的に撮影する撮影手段と、画像内の被写体の変化と、その変化量を検出する検出手段と、検出手段が変化を検出した被写体と、撮影手段との間の距離を測定する測距手段と、測距手段が測定した距離と、検出手段が検出した被写体の変化量とに基づき、当該被写体の変化が異常か否かを判定する判定手段と、を含むことを特徴とする監視装置が提供される。
【０００７】
ここで、被写体の変化とは、被写体の移動等に基づく変化のことである。このように、変化した被写体と撮影手段との距離に応じて、被写体が移動等して変化した場合に異常か否かの基準値を異ならせることにより、撮影対象の被写体の変化に基づく異常の有無を適切に検出することができる。すなわち、撮影手段から近い位置にある対象物は、ほんの少し移動しただけで変化量が大きく検出される。そのため、異常ではない場合でも異常が検出されてしまうことがある。一方、撮影手段から遠い位置にある対象物は、多く移動しても変化量が小さく検出される。そのため、実際は異常であっても、異常が検出されないことがある。本発明によれば、このような異常検出の誤りを低減することができる。
【０００８】
本発明の監視装置において、検出手段は、所定の時間間隔で撮影された画像間の差分に基づいて、変化を検出することができる。
【０００９】
ここで、差分は、位相限定相関法や、正規化相関法等を用いた画像間の相関度に基づき算出することができる。検出手段は、画像間の差分が所定値以上の場合に、被写体の変化を検出することができる。
【００１０】
本発明の監視装置は、判定手段が異常か否かを判定する際に参照する基準変化量を、撮影手段から対象物までの距離に対応づけて記憶する基準値記憶手段をさらに含むことができる。
【００１１】
上述したように、同じ移動量であっても、撮影手段から近い位置にある対象物の変化量は大きく、撮影手段から遠い位置にある対象物の変化量は小さく検出される。そのため、基準変化量を撮影手段から対象物までの距離に応じて異ならせることにより、異常検出を適正に行うことができる。
【００１２】
本発明の監視装置において、判定手段は、測距手段が測定した距離が長いほど、被写体の変化が異常と判断するための変化量の閾値を低くすることができる。
【００１３】
このように、変化量の閾値を撮影手段から対象物までの距離に応じて異ならせることにより、異常検出を適正に行うことができる。
【００１４】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、所定の撮影範囲内で、被写体の位置に関わらず、被写体の変化に基づく異常の有無を適切に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の監視装置は、たとえばホームセキュリティにおける不法侵入者の監視や、ペット等の監視、火山の状態等の定点観測に適用することができるが、これに限定されず、撮影対象の被写体の変化を監視する種々の目的で用いることができる。
【００１７】
図１は、本実施の形態における監視装置の構成を示すブロック図である。
監視装置１００は、撮影部１０２と、画像書込部１０４と、変化検出部１０６と、異常判定部１０８と、測距部１１０と、画像記録部１１２と、画像一時記憶部１１４と、基準値記憶部１１５と、画像記憶部１１６とを有する。
【００１８】
ここで、監視装置１００の各構成要素は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニット、ネットワーク接続用インターフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。以下説明する各図は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
【００１９】
撮影部１０２は、レンズ等の光学系、ＣＣＤ等の撮像素子、およびアナログ／デジタル変換器等により構成される。また、撮影部１０２は、距離センサを用いたオートフォーカス機構を含むこともできる。撮影部１０２は、所定範囲の被写体を連続的に撮影する。撮影部１０２は、被写体を動画像として取得してもよく、所定の時間間隔で静止画像を連続的に取得してもよい。画像書込部１０４は、撮影部１０２が撮影した画像を画像一時記憶部１１４に記憶する。
【００２０】
変化検出部１０６は、画像一時記憶部１１４に記憶された画像を解析し、所定の時間間隔で撮影された画像間の差分に基づき、撮影部１０２により撮影された被写体の変化を検出する。ここで、差分は、位相限定相関法や、正規化相関法等を用いた画像間の相関度に基づき算出することができる。変化検出部１０６は、画像間の差分が所定値以上の場合に、被写体に変化があったことを検出する。
【００２１】
変化検出部１０６は、撮影部１０２の撮影範囲内の被写体に変化があった場合、その対象物の変化量を検出する。
【００２２】
また、変化検出部１０６は、撮影部１０２の撮影範囲内の被写体に変化があった場合、変化があった対象物の位置を測距部１１０に通知する。ここで、たとえばあらかじめ撮影範囲の画像をマトリクス状にいくつかのエリアに分割しておくことができ、変化検出部１０６は、分割されたエリアの中から変化のあった領域を検出することにより、変化があった対象物の位置を把握することができる。
【００２３】
測距部１１０は、変化があった対象物と、撮影部１０２との間の距離を測定する。測距部１１０としては、たとえば、三角測量の原理を用いた測距センサを用いることができる。また、測距部１１０としては、たとえば撮影部１０２のオートフォーカス機構に含まれる距離センサを用いることもできる。
【００２４】
異常判定部１０８は、測距部１１０が測定した対象物までの距離と、変化検出部１０６が検出した対象物の変化量とに基づき、当該対象物の変化が異常か否かを判定する。基準値記憶部１１５は、撮影部１０２から対象物までの距離と、対象物が動いたときに異常が生じたか否かを判定するための基準値となる基準変化量と、を対応づけて記憶する。
【００２５】
図２は、基準値記憶部１１５の内部構成の一例を示す図である。
基準値記憶部１１５は、距離欄と基準変化量欄とを有する。ここで、距離（ｍ）とは、撮影部１０２から撮影対象物までの距離である。基準変化量とは、撮影部１０２が撮影した画像内における対象物の変化量と比較される基準値である。異常判定部１０８は、基準値記憶部１１５を参照して、撮影部１０２が撮影した画像内における対象物の変化量が基準変化量よりも大きい場合に、異常があったと判定する。ここで、基準値記憶部１１５には、撮影部１０２から対象物までの距離に応じて、異なる基準変化量が記憶されている。対象物が撮影部１０２から近い位置にある場合ほど、基準変化量が大きくなる。また、対象物が撮影部１０２から遠い位置にある場合ほど、基準変化量が小さくなる。
【００２６】
たとえば、変化検出部１０６が撮影部１０２により撮影された被写体の変化を検出し、対象物の変化量が「９」であると検出した場合について説明する。この場合、測距部１１０は、撮影部１０２から対象物までの距離を測定する。
【００２７】
（１）測距部１１０が測定した結果、対象物までの距離が５ｍ以下だった場合；異常判定部１０８は、基準値記憶部１１５を参照し、対象物までの距離が５ｍ以下の場合の基準変化量「１５」を取得する。異常判定部１０８は、対象物の変化量「９」と基準変化量「１５」とを比較し、対象物の変化量が基準変化量以下なので、ここでは異常が生じていないと判定する。
【００２８】
（２）測距部１１０が測定した結果、対象物までの距離が１０ｍより遠く、１５ｍ以下だった場合；異常判定部１０８は、基準値記憶部１１５を参照し、対象物までの距離が１０ｍより大きく１５ｍ以下の場合の基準変化量「５」を取得する。異常判定部１０８は、対象物の変化量「９」と基準変化量「５」とを比較し、対象物の変化量が基準変化量より大きいので、ここで異常が生じたと判定する。
【００２９】
これにより、対象物の変化量が同じであっても、撮影部１０２からその対象物までの距離に応じて異常か否かの判断を異ならせることができるので、撮影部１０２から近い位置にある対象物が少し動いただけで異常と誤判定されたり、撮影部１０２から遠くにある対象物に異常が生じたにもかかわらず、異常が検出されなかったりするのを防ぐことができる。なお、基準変化量の値は、監視対象とするものの性質等によっても異なり、シミュレーション等により、適宜設定することができる。
【００３０】
図１に戻り、画像記録部１１２は、異常判定部１０８が異常が生じたと判定した場合、撮影部１０２により撮影された画像を画像記憶部１１６に記録する。また、他の例として、異常判定部１０８が異常が生じたと判定した場合、監視装置１００は、いずれかの場所に異常を通知する処理を行うこともできる。上記画像記憶部１１６への画像の記録と異常を通知する処理の両方が同時に行われてもよい。
【００３１】
図３は、本実施の形態における監視装置１００の処理手順を示すフローチャートである。
まず、監視装置１００は、監視を行う（Ｓ１００）。具体的には、撮影部１０２で所定範囲の被写体を連続的に撮影する。撮影部１０２が撮影した画像は一時的に画像一時記憶部１１４に記憶される。変化検出部１０６は、画像一時記憶部１１４に記憶された所定の時間間隔で取得された画像間の差分を算出し、被写体の変化の有無を検出する（Ｓ１０２）。被写体に変化があるまで監視を続ける。変化検出部１０６は、変化を検出すると（Ｓ１０２のＹＥＳ）、変化した対象物を特定し、その対象物の変化量を検出する（Ｓ１０３）。同時に、測距部１１０は、撮影部１０２から変化した対象物までの距離を測定する（Ｓ１０４）。
【００３２】
異常判定部１０８は、基準値記憶部１１５を参照して測距部１１０が測定した対象物までの距離に応じた基準変化量を取得し、変化検出部１０６が検出した対象物の変化量を基準変化量と比較して異常か否かを判定する（Ｓ１０６）。
【００３３】
変化検出部１０６が異常と判定した場合（Ｓ１０８のＹＥＳ）、画像記録部１１２は、撮影部１０２が撮影した画像を画像記憶部１１６に記録する（Ｓ１１０）。この後、監視を終了するか否かを判断し（Ｓ１１２）、監視を終了しない場合（Ｓ１１２のＮＯ）、ステップＳ１００に戻り、監視を続ける。
【００３４】
ステップＳ１０８において、異常判定部１０８が異常でないと判定した場合（Ｓ１０８のＮＯ）、ステップＳ１００に戻り、監視を続ける。
【００３５】
以上のように、本実施の形態における監視装置１００によれば、撮影部１０２で撮影した画像範囲内の被写体に変化があった場合に、変化があった対象物までの距離に応じて異常か否かの判断基準を異ならせることができる。これにより、撮影部１０２に近い位置で被写体が少し動いただけで間違って異常と判断したり、撮影部１０２から離れた位置で被写体が動いた場合に、本当は異常が発生していても、画面内での変化量が小さいために異常を見落としてしまうようなことを防ぐことができる。これにより、監視装置１００で監視する範囲内の被写体の変化を適切に検出することができる。
【００３６】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３７】
たとえば、複数の領域に同時に変化があった場合、各領域について、たとえば時分割で対象物への距離を測定して異常か否かを判定することができる。
【００３８】
なお、以上の実施の形態において、測距部１１０として撮影部１０２のオートフォーカス機構に含まれる距離センサを用いた場合は、撮影部１０２で所定範囲の被写体を撮影している際に被写体に変化があった場合、変化があった箇所にフォーカスをあわせて、その箇所までの距離を測距した後、再びフォーカスをもとに戻すようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態における監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した基準値記憶部の内部構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における監視装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１００  監視装置
１０２  撮影部
１０４  画像書込部
１０６  変化検出部
１０８  異常判定部
１１０  測距部
１１２  画像記録部
１１４  画像一時記憶部
１１５  基準値記憶部
１１６  画像記憶部
【図１】
2005347926.tif 000003
【図２】
2005347926.tif 000004
【図３】
2005347926.tif 000005