(57)【要約】【課題】撮影画像を用いて検知対象の動体を他の動体から区別して検知する。【解決手段】動きベクトル検出部２０は、カメラにより撮影された画像においてブロック単位で動きベクトルを検出する。動体飛行判定部４０は、カメラが設置された高さの水平面より上のエリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第１範囲内であるか否かを判定する。監視エリア内動体検知部５０は、水平面より上のエリアにおいて第１範囲内の大きさをもつ動きベクトルが検出された場合に、水平面より下の監視エリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第２範囲内であるか否かを判定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラにより撮影された画像においてブロック単位で動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、
カメラが設置された高さの水平面より上のエリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第１範囲内であるか否かを判定する動体飛行判定部と、
前記水平面より上のエリアにおいて前記第１範囲内の大きさをもつ動きベクトルが検出された場合に、前記水平面より下の監視エリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第２範囲内であるか否かを判定する監視エリア内動体検知部とを含むことを特徴とする動体検知装置。
【請求項２】
前記監視エリア内動体検知部は、前記水平面より上のエリアにおいて前記第１範囲内の大きさをもつ動きベクトルが検出された後、所定の経過時間内に前記監視エリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第２範囲内であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の動体検知装置。
【請求項３】
前記第１範囲の下限値は、前記第２範囲の上限値よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の動体検知装置。
【請求項４】
カメラにより撮影された画像においてブロック単位で動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップと、
カメラが設置された高さの水平面より上のエリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第１範囲内であるか否かを判定する動体飛行判定ステップと、
前記水平面より上のエリアにおいて前記第１範囲内の大きさをもつ動きベクトルが検出された場合に、前記水平面より下の監視エリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第２範囲内であるか否かを判定する監視エリア内動体検知ステップとを含むことを特徴とする動体検知方法。
【請求項５】
カメラにより撮影された画像においてブロック単位で動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップと、
カメラが設置された高さの水平面より上のエリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第１範囲内であるか否かを判定する動体飛行判定ステップと、
前記水平面より上のエリアにおいて前記第１範囲内の大きさをもつ動きベクトルが検出された場合に、前記水平面より下の監視エリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第２範囲内であるか否かを判定する監視エリア内動体検知ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする動体検知プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影画像を用いて動体を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ごみ収集所にごみ袋を出しておくと収集日に収集車がごみ収集所を回ってごみ袋を回収する行政サービスがある。カラスがごみ収集所に集まり、ごみ袋を破って残飯などの生ごみをあさり、ごみを散乱させるという被害が起きている。ごみ袋の中身が散乱すると、ごみの回収が困難になる上、周囲に悪臭を放ち、不衛生であり、美観も損ねる。
【０００３】
特許文献１には、異なる時刻における２以上の撮影画像の差分から速度ベクトルを検出し、速度の最大値が基準値以上である場合に鳥類などの動物の接近を検出し、威嚇する接近防止装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８８３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ごみ収集所近辺では、鳥類以外にも歩行者や乗り物など他の動体が存在するため、ごみ袋をあさる鳥類を他の動体から区別して検知するのは困難であった。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮影画像を用いて検知対象の動体を他の動体から区別して検知することのできる動体検知技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の動体検知装置は、カメラにより撮影された画像においてブロック単位で動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、カメラが設置された高さの水平面より上のエリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第１範囲内であるか否かを判定する動体飛行判定部と、前記水平面より上のエリアにおいて前記第１範囲内の大きさをもつ動きベクトルが検出された場合に、前記水平面より下の監視エリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第２範囲内であるか否かを判定する監視エリア内動体検知部とを含む。
【０００８】
本発明の別の態様は、動体検知方法である。この方法は、カメラにより撮影された画像においてブロック単位で動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップと、カメラが設置された高さの水平面より上のエリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第１範囲内であるか否かを判定する動体飛行判定ステップと、前記水平面より上のエリアにおいて前記第１範囲内の大きさをもつ動きベクトルが検出された場合に、前記水平面より下の監視エリアにおいて検出された動きベクトルの大きさが所定の第２範囲内であるか否かを判定する監視エリア内動体検知ステップとを含む。
【０００９】
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】
【００１０】
本発明によれば、撮影画像を用いて検知対象の動体を他の動体から区別して検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る動体検知装置の設置例を説明する図である。
【図２】図１のカメラの撮影画像を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る動体検知装置の構成図である。
【図４】ごみ収集所に飛来する鳥類を説明する図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｄ）は、ごみ収集所に飛来する鳥類の撮影画像を説明する図である。
【図６】本実施の形態の動体検知装置による動体検知処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る動体検知装置１００の設置例を説明する図である。ここでは、ごみ収集所に飛来してごみ袋を荒らすカラスなどの鳥類を検知するために監視カメラを設置してごみ収集所を監視する例を説明するが、動体検知装置１００の設置例はこれに限定されない。動体検知装置１００は、動体（鳥類に限られない）が監視場所へ飛来するのを検知する任意の用途に用いることができる。
【００１３】
動体検知装置１００は図１には図示していないが、カメラ２００の内部に実装されてもよく、カメラ２００の外部機器として実装されてもよい。動体検知装置１００がカメラ２００の外部機器として実装される場合は、動体検知装置１００にはカメラ２００の映像がリアルタイムで入力される。動体検知装置１００はカメラ２００の映像を無線または有線の通信によって受信してもよい。
【００１４】
ごみ収集所３００を監視エリア２４０として撮影するためのカメラ２００が電柱２１０などに設置され、カメラ２００が上空から監視エリア２４０を撮影する。
【００１５】
カメラ２００の視野に監視エリア２４０だけでなく、上空も入るようにカメラ２００の設置角度が調整される。カメラ２００の設置された高さの水平面２３０よりも上のエリアがカメラ２００の視野に入るようにする。カメラ２００の画角θが十分に広角である場合、水平面２３０から角度αの範囲をカメラ２００の視野に入れることができる。目盛り付きのポール２２０を立ててポール２２０を撮影することで、カメラ２００の高さにある水平面２３０が撮影画像上のどの位置に存在するかを確認することができる。
【００１６】
図２は、カメラ２００の撮影画像４００を示す図である。ごみ収集所３００とともにポール２２０が撮影されている。ポール２２０の目盛りにおいてカメラ２００の高さを示す位置に水平面２３０がある。水平面２３０よりも上のエリアを十分に撮影するためには、水平面２３０が撮影画像４００の上端からたとえば約１／３の位置にあることが望ましい。カメラ２００の設置角度を調整することで、水平面２３０が撮影画像４００の望ましい位置に来るように調整する。たとえば、撮影画像４００において前述の望ましい位置を赤い線などで表示し、設置者がディスプレイで撮影画像４００を見ながらカメラ２００の設置角度を変え、ポール２２０の目盛りにおいてカメラ２００の高さを示す位置が赤い線の上に来るように調整してもよい。
【００１７】
図３は、本発明の実施の形態に係る動体検知装置１００の構成図である。動体検知装置１００は、映像入力部１０と、動きベクトル検出部２０と、動きエリア判定部３０と、動体飛行判定部４０と、監視エリア内動体検知部５０と、警告部６０とを含む。これらの構成はハードウェア、ソフトウェア、あるいはその組合せによって実現することができる。
【００１８】
映像入力部１０は、カメラ２００から撮影映像を受け取り、映像の連続するフレームを動きベクトル検出部２０に与える。動きベクトル検出部２０は、複数のフレーム間においてブロック単位で動きベクトルを検出する。動きベクトル検出部２０は、動きベクトル情報と、動きベクトルが検出されたブロックの位置情報とを動きエリア判定部３０に与える。
【００１９】
動きエリア判定部３０は、動きベクトルが検出されたブロックが、水平面２３０よりも上のエリアであるか、水平面２３０よりも下のエリアであるかを判定し、水平面２３０よりも上のエリアで検出された動きベクトルＶＡを動体飛行判定部４０に供給し、水平面２３０よりも下のエリアで検出された動きベクトルＶＢを監視エリア内動体検知部５０に供給する。
【００２０】
動体飛行判定部４０は、水平面２３０よりも上のエリアで検出された動きベクトルＶＡの大きさが第１範囲内にある場合、検知対象の動体が飛行していると判定し、その判定結果を監視エリア内動体検知部５０に与える。
【００２１】
監視エリア内動体検知部５０は、動体飛行判定部４０により検知対象の動体の飛行が検出された後に、水平面２３０よりも下の監視エリア２４０で検出された動きベクトルＶＢの大きさが第２範囲内にある場合、検知対象の動体が監視エリア２４０内に飛来したと判定する。
【００２２】
監視エリア内動体検知部５０により、動体が監視エリア２４０内に飛来したと判定された場合、警告部６０が検知対象の動体の飛来について警告を発する。警告はネットワークを介してユーザに通知されてもよい。また、警告部６０は、飛来した動体を追い払うために、威嚇音などを発してもよい。
【００２３】
図４は、ごみ収集所３００に飛来する鳥類３１０ａ〜３１０ｄを説明する図である。鳥類は遠方から飛行しながらごみ収集所３００に近づき（符号３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ参照）、ごみ収集所３００の上方まで来ると、ごみ収集所３００に降り立ち、ごみ収集所３００のごみ袋をあさったり、ついばむ（符号３１０ｄ参照）。水平面２３０より上のエリアでは飛行する鳥類３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃが撮影され、水平面２３０より下の監視エリア２４０ではごみ収集所３００にとどまって行動する鳥類３１０ｄが撮影される。
【００２４】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、ごみ収集所３００に飛来する鳥類３１０ａ〜３１０ｄの撮影画像を説明する図である。図５（ａ）から図５（ｄ）の順に時間が経過している。
【００２５】
図５（ａ）の撮影画像では、水平面２３０より上のエリアにおいて遠方に鳥類３１０ａが小さく撮影されている。図５（ｂ）の撮影画像では、水平面２３０より上のエリアにおいてごみ収集所３００に向かって近づいてきた鳥類３１０ｂが撮影されている。図５（ｃ）の撮影画像では、水平面２３０より上のエリアにおいてごみ収集所３００の上方にまで近づいた鳥類３１０ｃが撮影されている。図５（ｄ）の撮影画像では、水平面２３０より下の監視エリア２４０においてごみ収集所３００の上に降り立った鳥類３１０ｄが撮影されている。
【００２６】
図５（ａ）〜図５（ｃ）の撮影画像に示されるように、鳥類３１０ａ〜３１０ｃがごみ収集所３００に近づく過程では、鳥類３１０ａ〜３１０ｃが羽ばたきながら飛行する。図５（ａ）のように鳥類３１０ａが遠方にいる場合は、鳥類３１０ａは小さく撮影されるため、鳥類３１０ａが羽ばたいても、水平面２３０より上のエリアで検出される動きベクトルＶＡは小さい。しかし、図５（ｂ）、図５（ｃ）のように鳥類３１０ｂ、３１０ｃがごみ収集所３００の近くまで来ると、鳥類３１０ｂ、３１０ｃはだんだん大きく撮影され、鳥類３１０ｂ、３１０ｃが羽ばたくと、水平面２３０より上のエリアで検出される動きベクトルＶＡは大きくなる。このように、鳥類がごみ収集所３００に向かって飛来する過程で、水平面２３０より上のエリアでは大きな動きベクトルＶＡが検出される。
【００２７】
他方、図５（ｄ）の撮影画像に示されるように、鳥類３１０ｄがごみ収集所３００に降り立った後は、鳥類３１０ｄはごみ収集所３００のごみ袋をあさったり、ついばんだりするため、鳥類３１０ｄの動きは小刻みになり、鳥類３１０ｄが大きく撮影されても、監視エリア２４０で検出される動きベクトルＶＢの大きさは飛行中の動きベクトルＶＡに比べて小さい。
【００２８】
このことから、水平面２３０より上で大きな動きベクトルＶＡが検出された後、所定の経過時間内に監視エリア２４０で小さな動きベクトルＶＢが検出された場合は、鳥類がごみ収集所３００に向かって飛来し、その後、ごみ収集所３００に降り立ち、ごみ収集所３００にとどまったと推定することができる。
【００２９】
図６は、本実施の形態の動体検知装置１００による動体検知処理の流れを説明するフローチャートである。
【００３０】
動きベクトル検出部２０は、カメラ２００による撮影画像のフレーム間差分を取ることによりブロック単位で動きベクトルを検出する（Ｓ１０）。
【００３１】
まず、動きエリア判定部３０は、水平面２３０より上のエリアで動きベクトルＶＡが検出されるかどうかを判定する（Ｓ１２）。
【００３２】
動きエリア判定部３０が水平面２３０より上のエリアで動きベクトルＶＡを検出した場合（Ｓ１２のＹ）、動体飛行判定部４０が水平面２３０より上のエリアで検出された動きベクトルＶＡの大きさが所定の第１範囲内であるかどうかを判定する（Ｓ１４）。
【００３３】
鳥類の飛行の撮影結果を踏まえて、第１範囲の下限値ＶＡｍｉｎおよび上限値ＶＡｍａｘを定めておき、水平面２３０より上のエリアで検出される動きベクトルＶＡの大きさ｜ＶＡ｜について、ＶＡｍｉｎ＜｜ＶＡ｜＜ＶＡｍａｘを満たすかどうかを判定する。第１範囲に下限値ＶＡｍｉｎおよび上限値ＶＡｍａｘを設けることで、検知対象の鳥類を、たとえば飛行機など上空を飛行する他の動体から区別することができる。第１範囲の下限値ＶＡｍｉｎおよび上限値ＶＡｍａｘのいずれか一方だけを定めて上記の判定を行ってもよい。
【００３４】
水平面２３０より上のエリアで検出された動きベクトルＶＡの大きさが第１範囲内である場合（Ｓ１４のＹ）、動体飛行検出フラグがＯＮに設定される（Ｓ１６）。動体飛行検出フラグがＯＮでも、鳥類がごみ収集所３００の上方を飛行しているだけで、ごみ収集所３００に降り立つとは限らない。そこで、次に動きエリア判定部３０は、動体飛行検出フラグがＯＮに設定された後、所定の経過時間内に水平面２３０より下の監視エリア２４０内でも動きベクトルＶＢが検出されるかどうかを判定する（Ｓ１８）。
【００３５】
動きエリア判定部３０が監視エリア２４０内で動きベクトルＶＢを検出した場合（Ｓ１８のＹ）、動体飛行判定部４０が監視エリア２４０で検出された動きベクトルＶＢの大きさが所定の第２範囲内であるかどうかを判定する（Ｓ２０）。
【００３６】
ごみ収集所３００でごみ袋をあさったり、ついばんだりする鳥類の撮影結果を踏まえて、第２範囲の下限値ＶＢｍｉｎおよび上限値ＶＢｍａｘを定めておき、監視エリア２４０内で検出される動きベクトルＶＢの大きさ｜ＶＢ｜について、ＶＢｍｉｎ＜｜ＶＢ｜＜ＶＢｍａｘを満たすかどうかを判定する。第２範囲に下限値ＶＢｍｉｎおよび上限値ＶＢｍａｘを設けることで、検知対象の鳥類を、たとえば歩行者や自転車などごみ収集所３００の周辺を行き来する他の動体から区別することができる。第２範囲の下限値ＶＢｍｉｎおよび上限値ＶＢｍａｘのいずれか一方だけを定めて上記の判定を行ってもよい。
【００３７】
監視エリア２４０で検出された動きベクトルＶＢの大きさが第２範囲内である場合（Ｓ２０のＹ）、監視エリア２４０において検知対象の動体（ここでは鳥類）を検出したと判定する（Ｓ２２）。
【００３８】
水平面２３０より上のエリアで動きベクトルＶＡが検出されない場合（Ｓ１２のＮ）、および水平面２３０より上のエリアで動きベクトルＶＡが検出されてもその大きさ｜ＶＡ｜が第１範囲内にない場合（Ｓ１４のＮ）、動体飛行検出フラグはＯＮには設定されない。
【００３９】
また、動体飛行検出フラグがＯＮに設定されても、監視エリア２４０内で動きベクトルＶＢが検出されない場合（Ｓ１８のＮ）、および監視エリア２４０で動きベクトルＶＢが検出されてもその大きさ｜ＶＢ｜が第２範囲内にない場合（Ｓ２０のＮ）、監視エリア２４０で検知対象の動体が検出されたとは判定しない。
【００４０】
一般的に水平面２３０より上のエリアを飛行する鳥類の動きベクトルＶＡは、監視エリア２４０内にとどまって行動する鳥類の動きベクトルＶＢよりも大きい。したがって、水平面２３０より上のエリアで検出される動きベクトルＶＡについての第１範囲の下限値ＶＡｍｉｎは、監視エリア２４０で検出される動きベクトルＶＢについての第２範囲の上限値ＶＢｍａｘよりも大きく設定することが好ましい。
【００４１】
水平面２３０より上のエリアで第１範囲の大きさをもつ動きベクトルＶＡが検出された後、監視エリア２４０で第２範囲の大きさをもつ動きベクトルＶＢが検出されるまでの所定の経過時間は、数秒〜数十秒程度に設定することが好ましい。水平面２３０より上のエリアで動きベクトルＶＡが検出された後、所定の経過時間以上経ってから、監視エリア２４０で動きベクトルＶＢが検出された場合、これら二つの動きベクトルＶＡ、ＶＢは同じ動体によるものではない可能性が高く、検知対象から外される。
【００４２】
以上述べたように、本実施の形態の動体検知装置１００によれば、水平面２３０より上のエリアと監視エリア２４０を同時に撮影可能な画角のカメラにより撮影された画像から、水平面２３０より上のエリアの第１動きベクトルと監視エリア２４０の第２動きベクトルを検出し、第１動きベクトルと第２動きベクトルの大小関係や、第１動きベクトルと第２動きベクトルの検出時間の先後関係にもとづいて、鳥類などの動体を他の動体から区別して検出することができる。特殊なセンサを用いたり、複雑な処理をする必要がなく、簡単にかつ正確に検知対象の動体の監視エリアへの侵入を検出することができる。
【００４３】
なお、動きベクトルを検出した対象の動体の監視カメラ２４０からの距離を測定し、検出した動きベクトルの大きさに対して測定した距離を考慮に入れた値（たとえば、動きベクトルの大きさに測定距離を乗算した値）を動きベクトルの大きさの代わりに用いて、動体飛行判定部４０および監視エリア内動体検知部５０における上述の判定を行ってもよい。
【００４４】
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。
【００４５】
上記の説明では、飛来する動体の一例として鳥類を説明したが、鳥類に限らず、「ドローン」のような飛行物体の飛来を検出するために本実施の形態の動体検知装置１００を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０  映像入力部、  ２０  動きベクトル検出部、  ３０  動きエリア判定部、  ４０  動体飛行判定部、  ５０  監視エリア内動体検知部、  ６０  警告部、  １００  動体検知装置、  ２００  カメラ、  ２３０  水平面、  ２４０  監視エリア、  ４００  撮影画像。
【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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