(57)【要約】【課題】カメラの故障と映像のなりすましを区別して、映像のなりすまし攻撃を防止する監視妨害抑制装置を提供する。【解決手段】監視妨害抑制装置２０００は、監視対象１１の映像を撮影する撮影部２０１を有するカメラと、撮影部２０１が撮影した映像の映像シーン変化を検出する映像シーン変化検出部２０７と、監視対象１１を撮影しているかどうかを検証するための映像情報の時間変化を生成する検証映像生成部２０２と、カメラ２の故障を検出するカメラ故障検出部２０６と、前記検証映像生成部２０２が生成する映像情報と、撮影部２０１が監視対象１１を撮影した映像の映像情報の時間変化とを比較して差が大きい場合、カメラ２へのなりすまし攻撃であることを検出するなりすまし検出部２０４を備えており、カメラ２の故障と映像のなりすましを区別して検出することが可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象の映像を撮影する撮影部を有するカメラと、監視対象を撮影しているかどうかを検証するための映像情報の時間変化を生成する検証映像生成部と、カメラの故障を検出するカメラ故障検出部と、前記検証映像生成部が生成する映像情報の時間変化と、撮影部が監視対象を撮影した映像の映像情報の時間変化とを比較して差がある場合には、カメラへのなりすまし攻撃であることを検出するなりすまし検出部を備えた監視妨害抑制装置。
【請求項２】
映像シーンの変化を検出する映像シーン変化検出部と、前記映像シーン変化検出部の結果に基づき、前記検証映像生成部を動作させることを特徴とする請求項１記載の監視妨害抑制装置。
【請求項３】
カメラの動作をさせることで、検証のための映像を生成する前記検証映像生成部を備えることを特徴とする請求項１記載の監視妨害抑制装置。
【請求項４】
カメラの動作パラメータと、カメラが撮影した映像とを比較して、差異がなければ、カメラの動作を停止させることを特徴とする請求項１記載の監視妨害抑制装置。
【請求項５】
撮影対象に対して、撮影目標物を特定する撮影目標物特定部と、前記撮影目標物特定部から送信される送信情報に基づき、前記撮影目標物が、前記送信情報に基づき情報を応答又は、撮影目標物を動作させることを特徴とする前記検証映像生成部とを備えることを特徴とする請求項１記載の監視妨害抑制装置。
【請求項６】
撮影部が、監視対象の映像を撮影するステップと、
検証映像生成部が、カメラが監視対象を撮影しているかどうかを検証するための映像情報の変化を生成するステップと、
カメラ故障検出部が、カメラの故障を検出するステップと、
なりすまし検出部が、前記検証映像が生成した映像情報の時間変化と撮影部が監視対象を撮影した映像の映像情報の時間変化とを比較してカメラへのなりすまし攻撃を検出するなりすましを検出するステップとを有する監視妨害抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は監視システムおけるセキュリティ（なりすまし攻撃に対する防御）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の監視に対する妨害の抑制対策として、監視システムに対してカメラカバー等による物理的な保護を行う方法が特許文献１で技術が開示されている。監視システムの伝送路や電源への攻撃に対して、伝送路や電源の異常検出とバックアップを行う方法が特許文献２で技術が開示されている。カメラに対する物理的な攻撃を検出する衝撃検知を行う方法が特許文献３で技術が開示されている。撮影環境の明るさを判断して撮影妨害を検出する方法が特許文献４で技術が開示されている。
【０００３】
これらの技術から、カメラに対する物理的な攻撃に対する一般的な防御方法が開示されている。
【０００４】
監視システムでの映像の“なりすまし”についての従来技術としては、状態情報の収集可能な範囲で監視装置が動作の指示を受けて、監視対象の状態情報と状態変化部が変化させる状態情報をともに収集し、分析することで映像のなりすましを検出する技術が、特許文献５で開示されている。
【０００５】
また、妨害工作が検知された後、補助照明やカメラに内蔵された旋回装置により、対抗手段を実施する方法が特許文献６で開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３７２５６２号公報
【特許文献２】特開昭６２−１１３７８１号公報
【特許文献３】特開平２−２９２５７７号公報
【特許文献４】特開平１１−１３９４７１号公報
【特許文献５】特開２００５−３３３４１５号公報
【特許文献６】特開２００１−６０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術では、カメラの撮影妨害に対して、物理的な保護やバックアップにより、継続的な撮影が可能な方法や、物理的なカメラへの攻撃に対しての衝撃検出機能や撮影対象を画像処理することで撮影妨害を検出する方法が提案されている。このような従来技術では、映像のなりすましではなく、監視システムのソフトウェアやハードウェアの不具合により、カメラが正常に作動しないという現象（以下カメラの故障という）も、映像のなりすましとして検出してしまう。また、長期的に監視システムを使用した場合、例えばソフトウェアの不具合による監視システムのリセットが頻繁に起こることが知られている。
【０００７】
しかし、従来技術ではカメラの故障と映像のなりすましを区別して、判断することはできない。両者を区別することができないため、それぞれの問題に対して対処が遅れたり、監視カメラの管理人の負担は大きかった。
【０００８】
本発明は、前記従来技術の映像のなりすましとカメラ故障の区別をできないというを課題を解決するもので、監視システムにおけるセキュリティ向上を目的として、カメラの故障と映像のなりすましを区別できる、映像のなりすましの抑制機能を有する監視妨害抑制装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、監視対象の映像を撮影する撮影部を有するカメラと、監視対象を撮影しているかどうかを検証するための映像情報の時間変化を生成する検証映像生成部と、カメラの故障を検出するカメラ故障検出部と、前記検証映像生成部が生成する映像情報と、撮影部が監視対象を撮影した映像の映像情報の時間変化とを比較して差がある場合は、カメラへのなりすまし攻撃であること検出するなりすまし検出部を備えた監視妨害抑制装置により、監視装置におけるなりすましとカメラの故障を区別して検出することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の監視妨害抑制装置によれば、カメラ故障検出部がカメラの故障を検出する機能を有することにより、監視カメラの故障と映像のなりすましを区別することができる監視妨害抑制装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
まず、図１で従来の監視妨害抑制システム１０００における“なりすまし”による撮影妨害について説明する。
【００１３】
図１では、映像のなりすましによる撮影妨害の例を２つ説明する。１つ目のなりすましの例は、監視対象１１を定点観測しているカメラ１００から映像受信装置１０１に監視対象１１を撮影した映像を送る伝送路１０２で、問題のない監視対象１１の映像（以下正常時の映像という）と交換し、撮影妨害を行うことで、監視対象１１を盗むものである（図１に示すケース１）。具体的には、伝送路１０２を中継する中継装置（図示していない）にて、異なる映像ソースへと強制的に切り替えたり、伝送路１０２を一時的に破壊し、異なる映像ソースに強制的に切り替えることで実現できる。２つ目のなりすましの例は、正常時の映像を撮影した衝立１０３でカメラ１００にカバーを行い、カメラ１００に正常時の映像を映した衝立１０３を撮影させて、撮影妨害を行い、監視対象１１を盗むというものである（図１に示すケース２）。具体的には、カメラ１００に正常時の映像を映した衝立１０３を貼り付けて、カバーすることで、カメラ１００から映像受信装置１０１に送られる映像を正常時の映像にすりかえる。
【００１４】
（実施の形態１）
以上、説明した映像のなりすましをカメラの故障と区別して、映像のなりすましを検出する本発明の監視妨害抑制装置２０００を図２に示す。
【００１５】
監視妨害抑制装置２０００は、映像を撮影する撮影部２０１と、撮影部２０１が撮影した映像の映像シーン変化を検出する映像シーン変化検出部２０７と、なりすましを検証するための映像情報を生成する検証映像生成部２０２と、撮影部２０１と検証映像生成部２０２とを制御するカメラ制御部２０３と、撮影部２０１が撮影した映像情報の時間変化と検証映像生成部２０２が生成する映像情報の時間変化を比較して差がある場合はなりすましであることを検出するなりすまし検出部２０４と、なりすまし検出部２０４からの出力を表示する出力部２０５、カメラの故障をソフトウェアやハードウェアの面から検出するカメラ故障検出部２０６から構成される。
【００１６】
ここで、映像とは撮影部２０１で撮影された連続した画像を示し、映像シーンとは撮影部２０１で撮影した映像中のある時間での画像と定義する。なりすましが検出された場合、なりすまし検出部２０４が検出結果を撮影映像と重ねて出力部２０５に表示させる。
【００１７】
なお、なりすまし検出部２０４は、カメラ２から映像を伝送する途中の中継器や出力部２０５の内部に備えていてもよい。具体的には伝送方法は、アナログであっても、デジタルであってもよい。伝送媒体も、有線であっても、無線であってもよい。伝送は中継してもよいし、しなくてもよい。出力部２０５は、ＴＶやコンピュータ用のディスプレイである。
【００１８】
ここで、図８に監視妨害装置２０００のフローチャートを示す。図８は、監視妨害抑制装置２０００の動作の概要を示しており、大きく分けると３つのステップがある。以下説明する。
【００１９】
ステップ００１では、映像シーンが時間的な変化しているかを判定する。このステップでは、撮影部２０１が撮影している映像に変化が起こったかどうかを判定する。例えば人が通ったり、監視対象１１が何らかのきっかけで動いたりすることで、変化（人が通ることや監視対象１１が動く）が起こる前後で映像シーンが変わる。この変化が起こったかどうかを判定する（具体的方法は後述する）。映像シーンの変化が起こっていると判定した場合、ステップ００２の動作を行う。映像シーンの変化が起こっていないと判定した場合は、開始に戻る。
【００２０】
ステップ００２では、カメラ故障検出部２０６でカメラ２が故障しているかを判定する（具体的方法は後述する）。カメラの故障であると判定した場合、カメラ故障検出部２０６が出力部２０５にカメラの故障を表示する。カメラの故障でないと判定した場合、ステップ００３の動作を行う。
【００２１】
ステップ００３では、映像のなりすましかどうかを判定する（具体的方法は後述する）。
【００２２】
ステップ００３で映像のなりすましと判定した場合、なりすまし検出部２０４が出力部２０５に映像のなりすましを表示する。映像のなりすましでないと判定した場合、開始に戻る。なお、ステップ００２とステップ００３は、ステップを逆にしても構わない。
【００２３】
以下で、ステップ００１から００３までの動作の詳細を説明する。
【００２４】
（映像シーンが変化しているかの判定（図８のステップ００１））
映像シーン変化検出部２０７が、映像シーン（映像中のある時間で画像）の変化の判定を行う。映像シーン変化の判定方法は、映像から輝度や色の情報の映像シーン毎の時間変化から判定する。具体的には、まず映像シーンを分割して、その分割した映像シーンの単位毎の輝度や色のヒストグラムを計算する。これにより、分割された映像シーンのそれぞれの特徴量を収集することができ、分割した映像シーン単位の時間変化を観測することで、映像シーンの変化を検出することができる。分割した映像シーン単位の時間変化が起こっている場合は、映像シーンの変化が起こっていると判定する。このような方法は、ＭＰＥＧなどの映像符号化方式で標準化されている動きベクトルの検出機能を用いることで実現することができる。
【００２５】
（カメラが故障しているかの判定（図８のステップ００２））
図８のステップ００２のカメラ故障検出部２０６がカメラ２の故障かどうかを判定する方法を説明する。まず、カメラ２の故障にはどのような現象があるのかを説明する。
【００２６】
カメラ２の故障で表面化する現象としては、ソフトウェアやハードウェアの不具合によるカメラ２の「リセット」や「フリーズ」の症状をあげることができる。カメラ２がリセットした場合、カメラ２が再起動したり、撮影映像が乱れたりする。また、カメラ２がフリーズした場合、カメラ２が新たな制御指示を受け付けなかったり、撮影映像が変化しなかったりする。
【００２７】
以下、「リセット」の場合に起こる現象とその現象の検出方法を説明する。
【００２８】
ソフトウェアが原因のリセットの場合、たとえば、メモリの不正アクセスがある。メモリの不正アクセスでは、想定していないメモリ箇所を不正にアクセスすることで、カメラ２の動作が初期化される。一般に不正アクセスは、ＯＳによる例外処理を処理するプログラムに移った場合に、エラー等の通知を行うようにすることで検出できる。このエラーの通知があった場合には、ソフトウェアが原因のリセットであることを検出できる。
【００２９】
ハードウェアが原因のリセットの場合、たとえば、ケーブル接触不良があげられる。ケーブルの接触不良については、ケーブルの信号線の断絶が定期的に発生するかを観測することで検出できる。具体的には、ケーブルの信号線の電圧を観測して、その電圧が時間的に変化した場合（例えば、コネクタが外れかけていて、正常に動作している場合の電圧とそれ以外の電圧を時間的に繰り返す場合）には、ハードウェアが原因のリセットであることを検出できる。
【００３０】
以下、「フリーズ」の場合に起こる現象とその現象の検出方法を説明する。
【００３１】
ソフトウェアが原因のフリーズの場合、たとえば、ソフトウェアの処理プロセス間通信の不具合によるデットロックがある。ここで、デットロックとは、同時に実行している処理プロセスがそれぞれ必要な資源にロックをかけ、お互いにそれが終わらないとロックを開放しない状態である。処理プロセスの処理時間の経過時間を計測して、一定の時間以上の時間が経過した場合には、ソフトウェアが原因のフリーズ（デットロックが発生している）であることを検出できる。
【００３２】
ハードウェアが原因のフリーズの場合、たとえば、ケーブルの断線がある。ケーブルの断線については、ケーブルの信号線の断絶が一定時間以上継続するかを観測することで検出できる。具体的には、カメラ２の動作指示を送信するケーブル線の断線が考えられる。ハードウェアのリセットと同様に信号線の電圧を観測することで、ハードウェアが原因のフリーズであることを検出できる。
【００３３】
図４は、カメラ故障検出部２０６がカメラ２の故障を判定する動作のフローチャートである。カメラ故障検出部２０６が、カメラ２の故障原因を上記したリセット又はフリーズの観点から調べる。リセットについては、上記した方法で、リセットの原因がハードウェア又はソフトウェアにあるのかを判定する。同様に、フリーズについては、上記した方法で、フリーズの原因がハードウェア又はソフトウェアにあるのかを判定する。
【００３４】
カメラ故障検出部２０６でリセットもフリーズでもないと判定した場合、カメラ２の故障ではないと判定し、映像のなりすましの判定処理（図８のステップ００３、具体的方法は後述）を行う。以上により、本発明ではカメラ故障検出部２０６を有することにより、カメラ２の故障を判断することができるため、映像のなりすましとカメラ２の故障とを区別した映像のなりすましの検出が行える。それによって、監視員は映像のなりすましかカメラ２の故障か迷うことがなく、それぞれに対して俊敏な対応が可能となる。
【００３５】
なお、上記したように、カメラ故障検出部２０６（図８に示すステップ００２）の動作は、なりすまし検出部２０４の動作（図８に示すステップ００３）の後に行っても、本発明の効果である映像のなりすましとカメラの故障を区別して、映像のなりすましを検出することができる。
【００３６】
（映像のなりすましの判定（図８のステップ００３））
図５になりすましを判定するフローチャートである。図８のステップ００２で、カメラ故障部２０６がカメラ２の故障でないと判定した場合、図５の開始からの動作を行う。
【００３７】
検証映像生成部２０２はランダムにカメラ２を動作させる指示（パン、チルト、ズーム等のカメラパラメータ）をカメラ制御部２０３に送信し、カメラ制御部２０３は動作指示に基づいて撮影部２０１を動作させる（ステップ３０１）。なお、カメラ２の撮影部２０１を動作させるパラメータとしては、カメラパラメータではなく、カメラ２の露光時間、ホワイトバランスなどの情報を利用したり、相互に組合して利用しても良い。
【００３８】
次に、撮影部２０１が監視対象１１を撮影した映像をカメラ２がなりすまし検出部２０４に送信する（ステップ３０２）。
【００３９】
検証映像生成部２０２は、カメラ２の撮影部２０１をランダムに動作させた指示（パン、チルト、ズームなどのカメラパラメータ）から映像情報（カメラパラメータから推定される分割した映像単位毎の輝度又または色の情報）の時間変化を生成する（ステップ３０３）。
【００４０】
なりすまし検出部２０４で、カメラ２から受信した映像から生成した映像情報（映像シーンを分割して、その分割した映像シーンの単位毎の輝度または色の情報）の時間変化を生成する（ステップ３０４）。
【００４１】
なりすまし検出部２０４で作成した映像情報と検証映像生成部２０２で生成した映像情報の時間変化との比較を行う（ステップ３０５）。ここで、なりすまし検出部２０４がカメラ２からの受信した映像から生成した映像情報と、検証映像生成部２０２で生成した映像情報とを比較して、同じ場合には撮影部２０１は正常映像を撮影していると判定し、差異がある場合は撮影部２０１の撮影が映像のなりすましをされていると判定する。なお、映像情報の時間変化の判定方法については、上記の映像シーン変化の判定と同様にＭＰＥＧなどの映像符号化方式で標準化されている動きベクトルの検出機能を用いることで実現することができる。具体的に、動きベクトルに大きな差異が連続的に発生し続ければ、映像のなりすましが発生していると判定する。
【００４２】
両方の映像情報の時間変化に差異がなければ、検証映像生成部２０２を停止する（ステップ３０６）。
【００４３】
（実施の形態１の変形例）
図６は、なりすまし検出の変形例の監視妨害抑制システム２００１について説明する図である。監視妨害抑制システム２００１は、映像を撮影する撮影部２０１と、撮影部２０１が撮影した映像の映像シーン変化を検出する映像シーン変化検出部２０７と、なりすましを検証するための映像を生成する検証映像生成部２０２と、撮影目標物２０９の特定を行う撮影目標物特定部２０８と、撮影目標物特定部２０８とを制御するカメラ制御部２０１と、カメラ２の故障を検出する故障検出部３０１とから構成されるカメラ２と、カメラ２が出力する映像から生成した映像情報と検証映像生成部２０２が生成する映像情報を比較して差がある場合、なりすましであることを検出するなりすまし検出部２０４と、なりすまし検出部２０４からの出力を表示する出力部２０５とから構成される。なりすましが検出された場合、なりすまし検出部２０４が検出結果（映像のなりすまし）を撮影映像と重ねて表示部２０５表示させる。なお、なりすまし検出部２０４は、映像を伝送する途中の中継器や出力部２０５の内部に備えていてもよい。監視妨害抑制システム２００１は、実施の形態１の監視妨害抑制装置２０００のカメラ故障検出部２０６が故障検出部３０１と置き換わり、撮影目標物２０８が追加されたものである。
【００４４】
図８の動作において、監視妨害抑制システム２００１はステップ００１とステップ００２は監視妨害抑制装置２０００と同様の動作を行い、ステップ００３は監視妨害抑制装置２０００と異なる動作を行う。図７に、図８のステップ００３の部分の動作のフローチャートを示す。
【００４５】
撮影対象１１に対して、撮影目標物特定部２０８が撮影目標物２０９を特定し、撮影目標物特定部２０８から検証映像生成部２０２に撮影目標物２０９の情報を送信する（ステップ６０１）。ここで、撮影目標物２０９の情報を検証映像生成部２０２に送信するのは、撮影目標物２０９に応じた異なる動作（発光の動作（後述）又は回転台の回転（後述））を検証映像生成部２０２が生成するからである。
【００４６】
検証映像生成部２０２の撮影目標物２０９に対応する動作指示を撮影目標特定部２０８が撮影目標特物２０９に送信する（ステップ６０２）。
【００４７】
なお、撮影目標物特定部２０８の起動タイミングは、前述同様、映像シーンの変化が起こったタイミングで行う。
【００４８】
次に、撮影目標物２０９が撮影目標物特定部２０８からの送信情報を受信し、受信した情報に基づき撮影目標物２０９から特定パターンの可視光を発光、又は、監視対象１１を回転台に載せておき、回転台を動作させる（ステップ６０３）。具体的には、ＴＶをリモコンで制御するとテレビチャンネルが変化する原理を応用し、リモコン（撮影目標物特定部２０８に相当）から発光される赤外線に応じて、監視対象１１からリモコンの選択に応じて予め決めた間隔で可視光を発光、又は、リモコンの選択に応じて予め決めた台の回転動作をさせることにより、容易に様々なパターンの映像生成が可能である。以下のなりすまし検出部２０４の動作は実施の形態１と同様である。
【００４９】
なお、故障検出部３０１はカメラ２の故障に加えて、検証映像生成部２０２の実施例１と異なる動作指示を実現する部分の故障も検出しても良い。具体的には、撮影目標物２０９の撮影目標物特定部２０８からの情報を受信する受光部と、特定のパターンの可視光を発光する発光部と、回転台を動作させるモータの故障を検出する。
【００５０】
上記のように、故障検出部３０１を有することで、故障となりすましを区別してなりすましの検出を行うが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明にかかる監視妨害抑制装置および監視妨害抑制システムは、故障と映像のなりすましを区別できるため、高いセキュリティが必要な監視等として有用であり、宝石、美術品、金庫等を監視する用途で利用できるだけでなく、施設の出入口やエレベーター等において人を監視する用途でも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来の監視システムにおける“なりすまし”による撮影妨害について説明する図
【図２】監視妨害抑制装置２０００の基本構成について説明する図
【図３】ソフトウェア、ハードウェアによる故障について説明する図
【図４】カメラ故障検出部２０６の動作について説明する図
【図５】なりすまし検出の動作について説明するフローチャート
【図６】撮影対象１１の特定を行える監視妨害抑制システム２００１について説明する図
【図７】撮影対象１１の特定を行える監視妨害抑制システム２００１の動作を説明するフローチャート
【図８】監視妨害抑制装置２０００と監視妨害抑制システム２００１の動作の概要を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００５３】
２    カメラ
１１    監視対象
１０１    映像受信装置
１０２    伝送路
１０３    衝立
２０１    撮影部
２０２    検証映像生成部
２０３    カメラ制御部
２０４    なりすまし検出部
２０５    出力部
２０６    カメラ故障検出部
２０７    映像シーン変化検出部
２０８    撮影目標物特定部
２０９    撮影目標物
３０１    故障検出部
１０００    監視妨害抑制システム
２０００    監視妨害抑制装置
２００１    監視妨害抑制システム
【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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