(57)【要約】【課題】カメラ異常検出に優れた異常検出装置を提供することである。【解決手段】実施形態の異常検出装置は、算出手段と、比較手段と、異常検出手段とを備える。前記算出手段は、撮影時刻の異なる複数の画像データに基づき、単位時間平均輝度データを算出する。前記比較手段は、登録単位時間平均輝度データと前記算出手段により算出された算出単位時間平均輝度データとを比較する。前記異常検出手段は、比較結果に基づき、前記画像データを出力するカメラの異常を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影時刻の異なる複数の画像データに基づき、単位時間平均輝度データを算出する算出手段と、
登録単位時間平均輝度データと前記算出手段により算出された算出単位時間平均輝度データとを比較する比較手段と、
比較結果に基づき、前記画像データを出力するカメラの異常を検出する異常検出手段と、
を備える異常検出装置。
【請求項２】
前記算出手段は、所定時間帯の前記複数の画像データに基づき、前記所定時間帯の単位時間平均輝度データを算出し、
前記比較手段は、前記所定時間帯の前記登録単位時間平均輝度データと前記所定時間帯の前記算出単位時間平均輝度データとを比較する請求項１の異常検出装置。
【請求項３】
前記算出手段は、第１の時間帯の前記複数の画像データに基づき、前記第１の時間帯の単位時間平均輝度データを算出し、第２の時間帯の前記複数の画像データに基づき、前記第２の時間帯の単位時間平均輝度データを算出し、
前記比較手段は、前記第１の時間帯の前記登録単位時間平均輝度データと前記第１の時間帯の前記算出単位時間平均輝度データとを比較し、前記第２の時間帯の前記登録単位時間平均輝度データと前記第２の時間帯の前記算出単位時間平均輝度データとを比較する請求項１又は２の異常検出装置。
【請求項４】
前記異常検出手段は、前記登録単位時間平均輝度データと前記算出単位時間平均輝度データとの一致度に基づき、前記異常を検出する請求項１乃至３の何れか１つの異常検出装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記複数の画像データの平均輝度データに基づき、前記単位時間平均輝度データを算出する請求項１乃至４の何れか１つの異常検出装置。
【請求項６】
前記算出手段は、車両を含まない前記複数の画像データに基づき、前記単位時間平均輝度データを算出する請求項１乃至５の何れか１つの異常検出装置。
【請求項７】
画像データ中の車両の有無を検出する画像処理手段を備える請求項６の異常検出装置。
【請求項８】
登録モードの実行に対応し、撮影時刻の異なる複数の画像データに基づき算出された単位時間平均輝度データを前記登録単位時間平均輝度データとして登録する登録手段を備える請求項１乃至７の何れか１つの異常検出装置。
【請求項９】
前記登録手段は、車両を含まない前記複数の画像データに基づき算出された前記単位時間平均輝度データを前記登録単位時間平均輝度データとして登録する請求項８の異常検出装置。
【請求項１０】
撮影時刻の異なる複数の画像データに基づき、単位時間平均輝度データを算出し、
登録単位時間平均輝度データと前記算出手段により算出された算出単位時間平均輝度データとを比較し、
比較結果に基づき、前記画像データを出力するカメラの異常を検出する異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、異常検出装置及び異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
路側に設置されたカメラからの画像が、道路状況を把握するために利用されている。例えば、カメラからの画像は、各種画像処理装置を介して、画像解析装置へ入力され、画像解析装置による画像解析結果に基づき、道路の渋滞、停止車両の有無、及び低速走行車両の有無等が判定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０７５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カメラに異常があると、道路状況を正しく判定することができない。そこで、画像を解析し解析結果に基づきカメラの異常を検出する技術が種々提案されているが、道路状況は時間経過とともに大きく変化するため、単なる画像解析だけでカメラの異常を検出するのは難しい。例えば、昼に撮影された画像と夜に撮影された画像とでは明るさが異なるため、単なる画像解析だけでカメラの異常を検出するのは容易ではない。
【０００５】
本発明の目的は、カメラ異常検出に優れた異常検出装置及び異常検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の異常検出装置は、算出手段と、比較手段と、異常検出手段とを備える。前記算出手段は、撮影時刻の異なる複数の画像データに基づき、単位時間平均輝度データを算出する。前記比較手段は、登録単位時間平均輝度データと前記算出手段により算出された算出単位時間平均輝度データとを比較する。前記異常検出手段は、比較結果に基づき、前記画像データを出力するカメラの異常を検出する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る道路状況把握システムの一例を示す図である。
【図２Ａ】映像異常判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図２Ｂ】映像異常判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図２Ｃ】映像異常判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】単位時間平均輝度算出の一例を示す図である。
【図４】初期登録モードで登録された登録単位時間平均輝度と運用モードで算出された算出単位時間平均輝度の一致度に基づく異常判定の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、実施形態に係る道路状況把握システムの一例を示す図である。図１に示すように、道路状況把握システムは、カメラ２、映像変換部３、道路状況把握装置４、及び上位装置１０等により構成される。また、異常検出装置に相当する道路状況把握装置４は、映像復元部５、画像処理部６、初期データ保持部７、輝度計算部８、及び判定処理部９等を備える。
【００１０】
カメラ２は、路側等に設置され、道路周辺（道路上を走行する車両１等）を撮影し、映像信号を出力する。映像変換部３は、カメラ２から出力される映像信号を任意の信号へ変換し、変換された信号を出力する。
【００１１】
道路状況把握装置４は、変換された信号を受け取り、変換された信号を映像信号へ復元し、復元した映像信号に対して画像処理を実行し、映像信号に含まれた車両を検出し、車両検出結果に基づき交通事象及び異常車両等を判定する。映像復元部５は、変換された信号から映像信号を復元する。画像処理部６は、復元された映像信号に対して画像処理を実行する。初期データ保持部７は、初期輝度データを保持（記憶）する。
【００１２】
輝度計算部８は、画像処理部６で画像処理される映像信号（画像データ）の平均輝度データを算出する。カメラ２は、連続的に道路周辺を撮影するため、画像処理部６は、連続撮影により得られた撮影時刻の異なる複数の画像データに対して画像処理を実行し、輝度計算部８は、一定時間毎の画像データの平均輝度データを算出する。判定処理部９は、画像処理部６による画像処理結果に基づいて道路状況等を判定する。
【００１３】
上位装置１０は、判定処理部９と接続し、判定処理部９からの判定結果等を受け取る。
【００１４】
上記した道路状況把握システムは、有料道路等に設置されたカメラ２からの映像信号に対して画像処理を行い、画像処理結果に基づき最終的に道路状況（渋滞状況、停止車両の有無、低速車両の有無）を判定したり、通過車両台数を計測したりする。
【００１５】
カメラ２と道路状況把握装置４の設置位置によっては、カメラ２からの映像信号をそのまま道路状況把握装置４へ入力することができない場合がある（伝送距離の問題などによる）。そのような場合、映像変換部３が、カメラ２から出力される映像信号を任意の信号（光、LANパケット等）に変換して、変換した任意の信号を道路状況把握装置４へ送信し、道路状況把握装置４が、映像変換部３からの任意の信号を受信し、受信信号を映像信号に復元するような方法がとられる。
【００１６】
このような状況において道路状況把握装置４の映像復元部５が正常に動作し、映像復元部５に対して正常に信号が入力されている場合、カメラ２側の異常（映像異常）を見落とすことがある。
【００１７】
また、カメラ２の設置位置の周辺に照明がない場合には、カメラ２から出力される夜間の映像信号が真っ暗の映像であることがある。また、カメラ２の設置位置がトンネル内である場合にも、カメラ２から出力される映像信号が常時薄暗いことがある。このように、カメラ２の設置条件によって、カメラ２から出力される映像信号の輝度にばらつきがあるため、カメラ２の設置条件を考慮せず、映像異常を判定すると、映像異常を誤判定する可能性がある。
【００１８】
本実施形態で説明する道路状況把握装置４は、様々な設置条件のカメラ２からの映像に基づき、映像異常を正確に判定することができる。以下、映像異常判定処理について詳細に説明する。図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、映像異常判定処理の一例を示すフローチャートである。
【００１９】
例えば、機器起動時に、道路状況把握装置４は、上位装置１０から時刻情報を取得し(ＳＴ１１)、画像処理部６等の時計（例えばリアルタイムクロックなど）に時間を設定する(ＳＴ１２)。
【００２０】
道路上に設置されたカメラ２は、常時、道路上を撮影し、撮影により取得した映像信号を映像変換部３へ逐次送信する(ＳＴ１３)。
【００２１】
映像変換部３は、カメラ２から送信される映像信号を任意の信号に変換する(ＳＴ１４)。この際、変換される信号の形式は問わない。例えばLANで映像信号を道路状況把握装置４に送信する場合には、映像変換部３は映像信号をLANパケットに変換し、変換したLANパケットを送信する。光回線で映像信号を送信する場合には、映像変換部３は映像信号を光信号に変換し、変換した光信号を送信する。
【００２２】
映像復元部５は、映像変換部３から送信される変換された信号を受信し、受信信号を映像信号へ変換する（ＳＴ１５）。
【００２３】
画像処理部６が、映像信号の入力を確認し、映像信号の入力を確認できない場合（ＳＴ１６、ＮＯ）、映像復元部５の異常（すなわち映像復元部５からの映像信号が画像処理部６に対して入力されていない）と判断し、上位装置１０へ異常を通知する（ＳＴ１７）。
【００２４】
画像処理部６が、映像信号の入力を確認できた場合（ＳＴ１６、ＹＥＳ）、初期データ登録命令が発行されているか確認する（ＳＴ１８）。初期データ登録命令は、例えば上位装置１０或いは外部端末などから発行されるものとし、道路状況把握装置４は、初期データ登録命令を受けると（ＳＴ１８、ＹＥＳ）、初期データ登録モードへ移行する（図２Ａの処理Ａ、つまり図２Ｂの処理へ移行する）。
【００２５】
初期データ登録モードへ移行した場合、図２Ｂに示すように、画像処理部６は、映像復元部５からの画像データに対して画像処理を実施し、車両の有無を判定する（ＳＴ２１）。車両の有無判定のための車両検出には、例えば、特開２０１０−４４５０２に開示された技術を適用することができる。画像データ中に車両が存在しない場合には（ＳＴ２１、ＮＯ）、輝度計算部８は、この画像データに基づき画像全体の平均輝度を算出し、算出した平均輝度を保持（記憶）する（ＳＴ２２）。画像データ中に車両が存在する場合には、車両のライト等の影響で輝度が高く傾向にあるので、車両が存在する画像データは平均輝度の算出対象から除外し、車両が存在しない画像データを平均輝度の算出対象とする。
【００２６】
画像処理部６は、映像復元部５からの画像データを受信する毎に、画像データ中の車両の有無を判定し、画像データ中に車両が存在しない場合に、輝度計算部８が、この画像データに基づき画像全体の平均輝度を算出し、算出した平均輝度を保持（記憶）する。これを繰り返して、一定時間経過した場合（ＳＴ２３、ＹＥＳ）、輝度計算部８は、保持された平均輝度を用いて単位時間平均輝度を算出し（ＳＴ２４）、初期データ保持部７へ単位時間平均輝度を登録する（ＳＴ２５）。一定時間は任意の値とし、初期データ保持部７に記憶されているものとする。また、外部端子などによって一定時間を変更することもできる。なお、初期データ登録モードにおいて初期データ保持部７に登録された単位時間平均輝度を登録単位時間平均輝度或いは初期データ単位時間平均輝度と称する。
【００２７】
初期データ登録命令の発行に応じて（初期データ登録命令が発行されなくなるまで）、道路状況把握装置４は、上記した単位時間平均輝度の算出処理を継続し、登録単位時間平均輝度の登録を継続する。
【００２８】
例えば、図３に示すように、輝度計算部８は、６０分（一定時間）の単位時間平均輝度の算出周期に従い、６０分の間に得られた複数の画像データのうち車両が存在しない複数の画像データの平均輝度、即ち単位時間平均輝度を算出する。さらに、輝度計算部８は、時間帯別（０時台、１時台、…、２３時台）に単位時間平均輝度を登録する。これにより、図３に示すように、初期データ保持部７は、時間帯別の単位時間平均輝度を含むデータベースを保持（記憶）する。なお、画像処理部６は、上記したように上位装置１０からの時刻情報に基づき動作する時計を有し、受け取った画像データに対して時刻情報を対応付けるようにしてもよい。これにより、各画像データには時刻情報が対応付けれ、第１の時間帯に含まれる時刻の画像データから算出された単位時間平均輝度は、第１の時間帯の単位時間平均輝度とすることができる。
【００２９】
例えば、道路状況把握装置４は、初期データ登録命令を受けなければ（ＳＴ１８、ＮＯ）、運用モードへ移行する。（図２Ａの処理Ｂ、つまり図２Ｃの処理へ移行する）。
【００３０】
運用モードへ移行した場合、図２Ｃに示すように、画像処理部６は、映像復元部５からの画像データに対して画像処理を実施し、車両の有無を判定する（ＳＴ３１）。画像データ中に車両が存在しない場合には（ＳＴ３２、ＮＯ）、輝度計算部８は、この画像データに基づき画像全体の平均輝度を算出し、算出した平均輝度を保持（記憶）する（ＳＴ３３）。画像データ中に車両が存在する場合には、車両のライト等の影響で輝度が高くなる傾向にあるので、車両が存在する画像データは平均輝度の算出対象から除外し、車両が存在しない画像データを平均輝度の算出対象とする。
【００３１】
画像処理部６は、映像復元部５からの画像データを受信する毎に、画像データ中の車両の有無を判定し、画像データ中に車両が存在しない場合に、輝度計算部８が、この画像データに基づき画像全体の平均輝度を算出し、算出した平均輝度を保持（記憶）する。これを繰り返して、一定時間経過した場合（ＳＴ３３、ＹＥＳ）、輝度計算部８は、保存された平均輝度を用いて単位時間平均輝度を算出する（ＳＴ３５）。一定時間は任意の値とし、初期データ保持部７に記憶されているものとする。また、外部端子などによって一定時間を変更することもできる。なお、運用モードにおいて算出された単位時間平均輝度を算出単位時間平均輝度と称する。また、画像処理部６は、上記したように上位装置１０からの時刻情報に基づき動作する時計を有し、受け取った画像データに対して時刻情報を対応付けるようにしてもよい。これにより、各画像データには時刻情報が対応付けれ、第１の時間帯に含まれる時刻の画像データから算出された単位時間平均輝度は、第１の時間帯の単位時間平均輝度とすることができる。
【００３２】
判定処理部９は、初期データ保持部７のデータベース中から所定時間帯の登録単位時間平均輝度を検索し（ＳＴ３６）、所定時間帯の登録単位時間平均輝度と所定時間帯の複数の画像データから算出された所定時間帯の算出単位時間平均輝度とを比較し、一致度を算出する（ＳＴ３７）。
【００３３】
例えば、図４に示すように、判定処理部９は、０時台の登録単位時間平均輝度と０時台の算出単位時間平均輝度とを比較し、一致度を算出する。同様に、判定処理部９は、１時台の登録単位時間平均輝度と１時台の算出単位時間平均輝度とを比較し、一致度を算出する。
【００３４】
一致度は、例えば、以下の式から算出することができる。
【００３５】
一致度=(1-(|単位時間平均輝度-初期データ単位時間平均輝度|/初期データ単位時間平均輝度))*100
判定処理部９は、算出された一致度に基づき、異常（例えばカメラ２の異常）の有無を検出する。例えば、判定処理部９は、予め一致度しきい値を保持し、算出された一致度と一致度しきい値を比較し、一致度がしきい値以下の場合（ＳＴ３８、ＹＥＳ）、入力画像に何らかの異常が発生していると判断して上位装置１０へ異常（映像異常）を通知する（ＳＴ３９）。判定処理部９は、一致度がしきい値より高い場合には（ＳＴ３８、ＮＯ）、入力画像は正常であると判断し、画像データに基づき道路状況判定を実施して、判定結果を上位装置へ通知する（ＳＴ４０）
以下、本実施形態についてまとめる。
【００３６】
本実施形態の道路状況把握システムは、道路状況を判定したり、通過車両台数を計測するシステムであり、カメラで道路上を撮影し、撮影した画像から画像処理を用いて映像入力異常を検出する。そのために、道路状況把握システムは、カメラで道路上を撮影し、撮影した画像から平均輝度および単位時間平均輝度を算出し、算出した単位時間平均輝度と予め登録した単位時間平均輝度とを比較し、算出した単位時間平均輝度と予め登録した単位時間平均輝度との一致度としきい値とを比較し、一致度がしきい値以下の場合に、異常と判定し、一致度がしきい値より高い場合には正常と判定する。正常判定時に、道路状況の判定結果を有効とし、また、通過車両台数の計測結果を有効とする。
【００３７】
カメラからの映像信号が画像処理部に直接入力されず、カメラと画像処理部の間に映像変換部、映像復元部が介在するような場合でも、映像異常を正確に検知することができる。また、種々のカメラ設置に対応して、映像異常を正確に検知することができる。例えば、例えばカメラ２の設置位置の周辺に照明がないケース、カメラ２の設置位置がトンネル内のケースでも、映像異常を正確に検知することができる。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３９】
２…カメラ、３…映像変換部、４…道路状況把握装置、５…映像復元部、６…画像処理部、７…初期データ保持部、８…輝度計算部、９…判定処理部、１０…上位装置
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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