(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通行量調査の対象箇所を撮影範囲とするＩＴＶカメラと、該ＩＴＶカメラの映像の全部又はその一部を入力する映像入力手段と、映像中の画素毎に独立した変化検出手段と、映像中で変化が検出された画素の数を計数する変化画素数計数手段と、１画面毎に計数された変化画素数を一定時間分積算する変化画素数積算手段と、積算された変化画素数積算値と映像の全画素数との比を計算する平均変化面積率計算手段と、これを出力又は記録する出力手段とで構成し、映像が更新される毎に映像を入力して画素毎に変化の有無を検査し、映像中で変化が検出された画素の数を計数して一定時間分を積算し、積算された変化画素数積算値と映像の全画素数との比を計算して対応する一定時間毎に出力又は記録する通行量調査装置において、前記平均変化面積率計算手段で求めた変化画素数と映像の全画素数との比とそれに使用するカメラ映像中の車両台数又は通行人の人数との関係を予め求めておき、両者の関係を表現したテーブル参照方式又は換算式を使用して車両台数又は通行人数を通行量として出力又は記録することを特徴とする通行量調査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、通行量調査装置に関する。詳しくは、道路や交差点を通過する車両や通行人の通行量を調査する装置において、特に調査対象箇所を撮影するＩＴＶカメラの映像を画像処理することにより映像中を通過する車両や通行人の通行量を計測して記録する通行量調査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
駅などに代表される公共施設の利用者の把握、地下街や商店街の利用状況調査、道路や通路の交通量調査、コンビニ等の店舗出店の利用者数予測のための事前調査、道路の拡幅や区画整理の影響の調査などの目的のために、道路や交差点で通行量調査が行なわれている。
【０００３】
通行量調査の手段は後述するように様々であるが、一般的には調査は単発的に又は散発的に代表的な地点でのみ実施され、調査結果は調査地点毎又は時系列的に記録され、統計処理を施した後にそれぞれの目的に使用される。
また、自治体や商店会などでは通行量調査結果を単に蓄積して統計資料として記録することを目的に通行量調査が行なわれることもある。
従来方法としては、次に示す方法が知られている。
【０００４】
１）調査員が目視でカウント
一般的には、通行量調査の対象となる地点に調査員を配置し、調査員は目視にて通行人数又は通行車両数をプッシュ式計数器などを用いてカウントすることが行なわれている。
また、集会等の参加者の調査などは調査対象地点の群集の写真を撮影し、これを等分割した一部分に撮影された人の人数を計数して等倍し、全体人数を求めることもある。
【０００５】
２）トラフィックカウンタによる車両計数
高速道路の走行車両の計数は、磁気式又は超音波式又は電波式などの車両感知器、通称トラフィックカウンタを道路に設置して走行車両を直接検出して計数することにより行なわれている。
【０００６】
３）ゲートを通過する人数
特定の施設の出入り数を調査する方法として、施設の出入口や高速道路の料金所に専用のゲートを設置してこれを通過する人又は車両の数をカウントする方法もある。これらの計数には回転式のバーや光学式センサが使用される。
【０００７】
４）画像処理の試み
学会等の研究報告では、調査場所にカメラを設置して交差点や通路を撮影しその映像を画像処理することにより道路走行車両の検出と追跡計数や歩行者の検出追跡を行うアプローチが多く報告されている。
【０００８】
例えば、高速道路走行車両の検出（小沢慎治，“ＩＴＳ道路画像における認識と理解”、電子情報通信学会技術研究報告、PRMU98-91〜105,pp.99-104, 1998）、歩行者の検出についての研究報告（杉村、管、辻谷”歩行者の通過人数計測”，第７回画像センシングシンポジウム講演論文集,pp.357-362, 2001）がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術には、次の課題がある。
１）調査員が目視でカウント
▲１▼人間が行うことなので疲労によるカウント間違いが発作する危倶がある。
▲２▼通行人数が多くなると目で追いきれなくなり取りこぼし等のカウントミスが発生する。
▲３▼調査には一定の費用が発生する。
▲４▼通行量調査が代表的な地点を選択して実施されるので地域的な分布を調査しにくい。
▲５▼時間を限定して集中して実施されるので時間的に連続したデータが得られにくい。
【００１０】
２）トラフィックカウンタによる車両計数
▲１▼道路の下に設置する又は道路をまたいで上部に設置するので道路を閉鎖しての工事が必要となる。
▲２▼設置工事には一定の費用が発生する。
▲３▼車線毎に設置するので車線をまたぐ車両の検出ができない。
▲４▼通行人の計数ができない。
▲５▼高速道路や一般道路の通過車両の計数のみの運用される。
▲６▼通行人の通行量調査には適用できない。
【００１１】
３）ゲートを通過する人数
▲１▼ゲートの設置が必要で、設置工事には一定の費用が発生する。
▲２▼車両の場合は渋滞発生の要因になる。
▲３▼通行人の場合は行列ができ入退場に時間がかかる。
▲４▼施設の出入口での運用に限定される。
▲５▼交差点や広場の通行人の通行量調査には適用できない。
【００１２】
４）画像処理の試み
▲１▼もともと画像処理は照明条件や調査対象の変化の影響を受けやすい。
▲２▼通行人又は車両の切り出しでミスが多いため計測値の信頼性が高くない。
▲３▼上部にカメラを設置して通行人の重なりを排除するなどの研究事例もあるが計測ミスは残る。
▲４▼特に雑踏の人数を正しく計数する技術は実現されてない。
▲５▼映像中で通行人が重ならない場合は多くの手法が提案されているが雑踏には適用できない。
▲６▼様々な手法が提案されているが決定打がない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る通行量調査装置は、通行量調査の対象箇所を撮影範囲とするＩＴＶカメラと、該ＩＴＶカメラの映像の全部又はその一部を入力する映像入力手段と、映像中の画素毎に独立した変化検出手段と、映像中で変化が検出された画素の数を計数する変化画素数計数手段と、１画面毎に計数された変化画素数を一定時間分積算する変化画素数積算手段と、積算された変化画素数積算値と映像の全画素数との比を計算する平均変化面積率計算手段と、これを出力又は記録する出力手段とで構成し、映像が更新される毎に映像を入力して画素毎に変化の有無を検査し、映像中で変化が検出された画素の数を計数して一定時間分を積算し、積算された変化画素数積算値と映像の全画素数との比を計算して対応する一定時間毎に出力又は記録する通行量調査装置において、前記平均変化面積率計算手段で求めた変化画素数と映像の全画素数との比とそれに使用するカメラ映像中の車両台数又は通行人の人数との関係を予め求めておき、両者の関係を表現したテーブル参照方式又は換算式を使用して車両台数又は通行人数を通行量として出力又は記録することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕基本的な考え方
通行量を調査する対象箇所をＩＴＶカメラで撮影し、その映像中で動きのある部分を画像処理手法により検出する。
映像中で動きのある部分は通行人や走行車両であることに着目し、映像中で動きのある部分の面積が映像全体に占める割合（これを変化面積率と呼ぶ）を計算することでこれを通行量の指標とすることを提案する。
【００２３】
変化面積率は直接通行人の数や車両の台数を計数するものではないが、通行量の多い少ないの比較をするには十分な情報であり、前述した通行量の調査や統計で使用するひとつの指標となり得るものである。
本実施例の基本的な構成は、図１に示すように、ＩＴＶカメラ１０、画像入力手段２０、画素毎の変化検出手段３０，３０，…，３０、変化画素計数手段４０、変化面積率計算手段５０、出力・記録手段６０とする。
【００２４】
次に本実施例の基本的な作用を説明する。
通行量調査の対象箇所を撮影するＩＴＶカメラ１０を設置し、図７に示すＩＴＶカメラ１０の映像が更新される毎に、画像入力手段２０より映像の全部又はその一部を入力して、変化検出手段３０により画素毎に変化の有無を検査し、変化画素計数手段４０により映像中で変化が検出された画素の数を計数して、変化面積率計算手段５０により変化画素数と映像の全画素数との比（変化面積率）を計算して、出力・記録手段６０により出力又は記録する。
【００２５】
変化検出手段３０は、例えば、図３に示すように、前回映像の対応画素の輝度を一時保存して、又は映像の更新時間分を遅延させ、今回の対応画素の輝度が前回の輝度と異なる時に変化ありの検出をする時間差分処理で実現でき、図８に示す変化結果が得られる。
本実施例による効果としては、通行量の傾向の調査を本装置を用いて実施することが可能となるので調査員が不要となり、調査員が目視で行う場合と比べて調査員の違いによるバラつきがなくミスの少ない信頼できるデータ取得が可能で、長期にわたる連続した通行量調査を行うことができ、カメラ１０を設置すれば多地点の調査も容易に実現できる利点がある。
【００２６】
また、トラフィックカウンタなどを使用する道路走行車両計測と比べると、センサの設置工事が容易になり車線毎ではなく監視領域全体の通行量の把握が可能で、特に車線をまたがって走行する車両を含む走行車前の通行量調査が可能となる。
更に通行人も車両も同一の装置を使用することができ、通行量調査のための専用ゲートの設置は不要である。
また、本装置が出力・記録する変化面積率は直接通行人の数や車両の台数を計数するものではないが、通行量の多い少ないの比較をする目的に対しては通行量を正しく反映する十分な情報であり、通行量の調査や統計で使用するひとつの指標となり得る。
【００２７】
尚、本実施例において監視対象領域はＩＴＶカメラ１０で撮影される範囲全体とすることもできるし、映像の一部分のみに限定して通行量の調査を行うことも可能である。
例えば道路の特定の車線のみの通行量調査や階段部分のみの通行量調査などが含まれる。
また、本実施例の通行量調査装置は画像入力手段２０以下をコンピュータで処理するためのソフトウェアで実現したコンピュータ・プログラムとすることも可能である。
このことは以下に記載する全ての実施例でも同様である。
【００２８】
〔実施例２〕積算
本実施例の構成は、図２に示すように、ＩＴＶカメラ１０、画像入力手段２０、画素毎の変化検出手段３０、１画面分の変化画素計数手段４０、一定時間分の変化画素数積算手段７０、一定時間の平均変化面積率計算手段８０、出力・記録手段６０とする。
本実施例の作用としては、通行量調査の対象箇所を撮影するＩＴＶカメラ１０を設置し、ＩＴＶカメラ１０の映像が更新される毎に、画像入力手段２０より映像の全部又はその一部を入力して、変化検出手段３０により画素毎に変化の有無を検査し、変化画素計数手段４０により映像中で変化が検出された画素の数を計数して、変化画素数積算手段７０により一定時間分を積算し、平均変化面積率計算手段８０により積算された変化画素数積算値と映像の全画素数との比（平均変化面積率）を計算して対応する一定時間毎に、出力・記録手段６０により出力又は記録する。
【００２９】
例えば、本実施例における変化画素数の積算時間を１０分とし、１０分間分の変化画素数積算値と１０分間分の全画素数の比を計算して平均変化面積率を出力する。
これにより、実施例１の出力が時間的な変化が大きいことが予想されるのに対して、平均化され安定した通行量が得られるため、これを使用した統計処理や分析がし易いメリットがある。
【００３０】
〔実施例３〕背景差分
実施例１〜２における画素毎の変化検出手段３０を、予め図９に示すような通行人等のいない背景画像を取得しておき、そして、図４に示すように、今回の対応画素の輝度が背景画像の対応画素の輝度と異なる時に変化ありの検出をする背景差分処理で行うことにより、図１０に示す変化検出結果が得られる。
これにより、画素素毎に背景画像からの変化を検出することができるため、例えば停車中の車や、立ち止まっている通行人を含む通行量を検出可能である。
【００３１】
〔実施例４〕空間差分
実施例１〜２における画素毎の変化検出手段３０を、図５に示すように、今回の対応画素の輝度が周辺の画素の輝度と予め設定する閾値以上に異なる時に変化ありの検出をする空間差分処理で行うことにより、図１１に示す変化検出結果が得られる。
本実施例は実施例３，４が前回画像又は背景画像を保持する必要があったのに対して、これらの画像の保持が不要で、今回画像のみを使用して変化の検出ができるため装置構成が簡単である利点がある。
【００３２】
〔実施例５〕変化画素検出のブロック化
実施例１〜４における変化画素計数手段４０を、映像を適当な検出ブロックに分割しブロック内で予め設定する閾値以上の数の画素で変化ありを検出した時にブロックの全ての画素を変化あり、閾値未満の時はブロックの全ての画素を変化なしとして計数する。
【００３３】
これにより、ブロック内の一部のみに変化が検出される細かな映像のノイズ等に起因する誤検出を排除することができ、逆にブロック内の大部分で変化を検出して一部分だけに動きが検出されずに最終的な平均変化面積率が低下することを防ぐことができる。
尚、検出ブロックの大きさは通行量調査対象である車両や通行人の映像中の最小の大きさに設定するのが適当であるが、これに限定されるものではない。
【００３４】
〔実施例６〕時間相関変化
実施例１〜２における画素毎の変化検出手段３０及び変化画素計数手段４０として、映像を適当な小領域に分割し一つ一つの小領域毎に予め取得しておく背景画像と今回映像中の対応する小領域の画像との相関計算を行い、図６に示すように、その時間的な変化を基にして映像中の変化小領域を検出し、検出した小領域の画素数を変化画素数として計数する。
【００３５】
本実施例は、実施例１における変化検出手段３０に特願２０００−２０６２８９の静止障害物検出方式を使用したもので、小領域毎に変化の有無とあわせて変化後物体が静止中の状態を検出することが可能である。
これにより、小領域内の一部のみに変化が検出される細かな映像のノイズ等に起因する誤検出を排除することができ、逆に小領域内の大部分で変化を検出して一部分だけに動きが検出されずに最終的な変化面積率が低下することを防ぐことができる。
【００３６】
更に小領域に対応する場所に物体が移動して静止している状態を検出するので、例えば交差点で停止した車両や歩行中に立ち止まる通行人を含む通行量の検出が可能である。
また、背景画像を時間相関変化に基づく特願２０００−３３８６２７の背景画像獲得方式により適宜更新するので、天候や時間による背景の変動を誤検出する危険を排除できる。
【００３７】
〔実施例７〕変化画素検出の孤立ブロックの排除
実施例１〜６における変化画素計数手段４０において、映像中の画素又はブロック毎の変化検出の時に、変化を検出した画素又はブロックについてその同一映像中の周辺の画素又はブロックに変化が検出されない時にはその画素又はブロックを変化なしとして変化画素数計数から除外する。
これにより、細かな映像のノイズ等に起因する孤立点を排除することができる。
【００３８】
〔実施例８〕時間的孤立点の排除
実施例１〜６における変化画素計数手段４０において、映像中の画素又はブロック毎の変化検出の時に、変化を検出した画素又はブロックについて時間的に継続する前又は後にその画素又はブロックに変化が検出されない時にはその画素又はブロックを変化なしとして変化画素数計数から除外する。
これにより、時間的に突発的な映像のノイズ等に起因する誤検出を排除することができる。
【００３９】
〔実施例９〕通行量と面積率の換算式
実施例２における平均変化面積率計算手段８０により計算される変化検出画素の平均変化面積率と、それに使用するカメラ映像中の車両台数又は通行人の人数との関係を図１２に示すように予め求めておき、両者の関係を表現したテーブル又は換算式を用意し、出力・記録手段６０においてテーブル参照方式又は換算式を使用して平均変化面積率から車両台数又は通行人数を算出してこれを通行量として出力又は記録する。
これにより得られる通行量は車両台数又は通行人数を示す数値であるので通行量として理解しやすい利点がある。
【００４０】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明の請求項１に係る通行量調査装置によれば、次の効果を奏する。
(1)通行量の機械による調査が可能となる。
(2)調査員の疲労等による計数ミスなどのばらつきがない通行量データが得られる。
(3)長時間にわたる連続する通行量調査が可能なので、通行量の１日の変動、１週間の変動、１ヶ月の変動、１年間の変動を容易に得ることができる。
(4)多地点の同時調査が可能になるので、地域的な通行量の違いや通行人の流れなどを把握できる。
(5)ポイントの通行量のみでなくＩＴＶカメラで撮影される範囲の領域（道路、通路、歩道、広場、門、交差点、地下街、等々）の通行量を調査できる。道路や交差点を通過する車両の通行量調査においては車線をまたがる車両を含む通行量の調査が可能となる。
(6)人も車も同じ装置を適用可能となる。
(7)トラフィックカウンタや専用ゲートの設置が不要となる。
(8)統計解析に利用可能な通行量を正しく反映される。
(9)ＩＴＶカメラの映像をモニタで観察すれば通行量の視覚的な監視も可能となる。
(10)変化画素数積算手段により１画面毎に計数された変化画素数を一定時間分積算するので、変動の少ない安定した通行量が得られる。
(11) 変化画素数積算値と映像の全画素数との比（平均変化面積率）とカメラ映像中の車両台数又は通行人の人数との関係を予め求めておき、両者の関係を表現したテーブル参照方式又は換算式を用いて、通行量として理解しやすい車両台数又は通行人数を出力又は記録できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例２に係る構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１の変化検出手段の一例を示すブロック図である。
【図４】実施例３の変化検出手段の一例を示すブロック図である。
【図５】実施例４の変化検出手段の一例を示すブロック図である。
【図６】実施例６に係る小領域の時間相関変化を示すグラフである。
【図７】通行量調査対象の道路の通行人の映像例を示す説明図である。
【図８】時間差分処理による変化検出例を示す説明図である。
【図９】通路の背景画像の例を示す説明図である。
【図１０】実施例３の背景差分処理による変化検出例を示す説明図である。
【図１１】実施例４の空間差分処理による変化検出例を示す説明図である。
【図１２】変化面積率と通行人数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  ＴＶカメラ
２０  画像入力手段
３０  変化検出手段
４０  変化画素計数手段
５０  変化面積率計算手段
６０  出力・記録手段
７０  変化画素数積算手段
８０  平均変化面積率計算手段
【図１】
0004135393.tif 000002
【図２】
0004135393.tif 000003
【図３】
0004135393.tif 000004
【図４】
0004135393.tif 000005
【図５】
0004135393.tif 000006
【図６】
0004135393.tif 000007
【図７】
0004135393.tif 000008
【図８】
0004135393.tif 000009
【図９】
0004135393.tif 000010
【図１０】
0004135393.tif 000011
【図１１】
0004135393.tif 000012
【図１２】
0004135393.tif 000013