(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象エリアを撮像するように設置されたカメラに接続され、当該カメラから出力される前記監視対象エリアの撮像画像データを受信する受信手段と、
撮像画像データ上における前記監視対象エリアの平坦部と凹部との間の明度差に基づいて設定したしきい値を保存し、前記受信された撮像画像データを、前記保存されたしきい値に基づいて二値画像データに変換する変換手段と、
前記変換された二値画像データから、前記監視対象エリアの凹部に対応する画素を抽出する抽出手段と、
前記抽出された画素の集合により構成される画像領域の面積を検出する面積検出手段と、
平常時に得られる前記監視対象エリアの撮像画像データに基づいて設定される参照値を保存し、前記検出された画像領域の面積を前記保存された参照値と比較してその差分を算出する差分算出手段と、
前記算出された差分が予め設定された判定値を超えているか否かを判定する判定手段と、
前記算出された差分が前記判定値を超えていると判定された場合に、警報情報を出力する警報出力手段と
を具備し、
前記差分算出手段は、
平常時に得られる前記監視対象エリアの撮像画像データに基づいて第２の時間間隔で設定した単位期間分の参照値群を保存する手段と、
前記撮像画像データが受信されるごとに、当該撮像画像データの受信時刻に最も近い時刻の参照値を前記保存された単位期間分の参照値群の中から選択的に読み出す手段と、
前記受信された撮像画像データをもとに前記面積検出手段により検出された面積を、前記読み出された参照値と比較してその差分値を算出する手段と
を備えることを特徴とする被災監視装置。
【請求項２】
前記災害の発生要因となる気象パラメータの変化を監視し、予め設定されたしきい値を超える気象パラメータの変化が検出された場合に、前記受信手段を動作させる監視手段を、さらに具備することを特徴とする請求項１記載の被災監視装置。
【請求項３】
前記差分算出手段は、前記保存された単位期間分の参照値群を、季節の変化に基づく日照条件の変化に応じて設定した第３の時間間隔で更新する手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１記載の被災監視装置。
【請求項４】
監視対象エリアを撮像するように設置されたカメラから出力される前記監視対象エリアの撮像画像データを受信する過程と、
撮像画像データ上における前記監視対象エリアの平坦部と凹部との間の明度差に基づいて設定したしきい値を保存し、前記受信された撮像画像データを、前記保存されたしきい値に基づいて二値画像データに変換する過程と、
前記変換された二値画像データから、前記監視対象エリアの凹部に対応する画素を抽出する過程と、
前記抽出された画素の集合により構成される画像領域の面積を検出する過程と、
平常時に得られる前記監視対象エリアの撮像画像データに基づいて設定される参照値をメモリに保存し、前記検出された画像領域の面積を前記メモリに保存された参照値と比較してその差分を算出する過程と、
前記算出された差分を予め設定された判定値を超えているか否かを判定する過程と、
前記算出された差分が前記判定値を超えていると判定された場合に、警報情報を出力する過程と
を具備し、
前記差分を算出する過程は、
平常時に得られる前記監視対象エリアの撮像画像データに基づいて第２の時間間隔で設定した単位期間分の参照値群をメモリに保存する過程と、
前記撮像画像データが受信されるごとに、当該撮像画像データの受信時刻に最も近い時刻の参照値を前記メモリに保存された単位期間分の参照値群の中から選択的に読み出す過程と、
前記受信された撮像画像データをもとに前記面積を検出する過程において検出された面積を、前記メモリから読み出された参照値と比較してその差分値を算出する過程と
を備えることを特徴とする被災監視方法。
【請求項５】
前記災害の発生要因となる気象パラメータの変化を監視し、予め設定されたしきい値を超える気象パラメータの変化が検出された場合に、前記撮像画像データの受信動作を行わせることを特徴とする請求項４記載の被災監視方法。
【請求項６】
前記差分を算出する過程は、前記メモリに保存された単位期間分の参照値群を、季節の変化に基づく日照条件の変化に応じて設定した第３の時間間隔で更新する過程を、さらに備えることを特徴とする請求項４記載の被災監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば地震による堤防や堤防護岸等の河川管理施設の被災状況を、監視カメラにより得られる撮像画像データをもとに監視する被災監視装置及び被災監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
堤防（土堤）や堤防護岸等の河川管理施設の監視業務では、地震が発生した場合に係員の目視による緊急点検調査（一次調査）を行わなければならない。しかしながら、一般に調査対象となる河川管理施設は広範囲に及び、また被災時の交通事情等を考慮すると、係員が現場に到着するまでに多くの時間がかかるため、短時間のうちに調査を完了することは困難な状況にある。また、調査にヘリコプタ等の航空機を使用することも考えられるが、この場合には多くの費用がかかる。
【０００３】
一方、防犯や防災を目的として分野では、監視カメラを利用した監視システムが普及しており、この監視カメラを河川管理施設の監視に応用することも提案されている。しかし、従来提案されているこの種の監視システムは、河川沿いに監視カメラを敷設してその撮像画像信号をネットワークを介して監視センタに伝送して表示し、この表示画像を係員が目視することにより施設の異常を監視するものとなっている。このため、監視業務に係員の多大な労力を必要とすると云う問題がある。
【０００４】
また、プラント設備等の屋外の施設を監視する分野では、監視カメラを用いて施設の異常の自動監視するシステムが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。このシステムは、例えば監視カメラにより撮像した建造物や設備等の監視対象物の画像と、予め記憶しておいた平常時における画像との差分を検出し、この差分の量から監視対象物の異常を判定する。
【０００５】
【特許文献１】特許第２９４７６８９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に記載されたシステムは、プラント設備や建造物等のように外形形状に特徴がありしかも形状が固定された監視対象物を監視する場合には適用可能であるが、堤防や護岸等のようにそれ自体に特徴的な形状を持たず、しかも雑草の成長や漂流物等により様子が変化する対象物を監視する場合には、そのまま適用することが困難である。
【０００７】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、例えば河川管理設備のように特徴的な形状を持たない監視対象エリアの被災状況を簡単かつ正確に検出可能とした被災監視装置及び被災監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一般に、大規模な地震に被災した場合、堤防や堤防護岸等の河川管理設備では亀裂や陥没、沈下等の被害が発生する。すなわち、平常時には全体的に平坦で特徴的な形状を持たない監視対象エリアに異常な凹部が出現し、この凹部は撮像画像データ上においては明度の違いとして現れる。例えば、亀裂や陥没が発生すると、撮像画像データ上においてこれらの部位の画像は平坦部分のそれに比べ暗い画像となる。
【０００９】
この発明に係わる被災監視の装置及び方法は、以上のような被災状況の特徴に着目してなされたもので、カメラから出力される監視対象エリアの撮像画像データを、撮像画像データ上における前記監視対象エリアの平坦部と凹部との間の明度差に基づいて予め設定されたしきい値を用いて二値画像データに変換する。そして、この変換された二値画像データから前記監視対象エリアの凹部に対応する画素を抽出して、この抽出された画素の集合により構成される画像領域の面積を検出し、この検出された画像領域の面積を、平常時に得られる前記監視対象エリアの撮像画像データに基づいて設定される参照値と比較してその差分を算出する。そして、この算出された差分が予め設定された判定値を超えているか否かを判定し、超えていると判定された場合に警報情報を出力するようにしたものである。
また、差分を算出する際に、平常時に得られる上記監視対象エリアの撮像画像データに基づいて第２の時間間隔で設定した単位期間分の参照値群をメモリに保存しておく。そして、撮像画像データが受信されるごとに、当該撮像画像データの受信時刻に最も近い時刻の参照値を前記メモリに保存された単位期間分の参照値群の中から選択的に読み出し、上記受信された撮像画像データから検出された面積を、上記メモリから読み出された参照値と比較してその差分値を算出するようにしたものである。
【００１０】
したがって、地震により監視対象エリアの亀裂や陥没、沈下等の異常な凹部が出現すると、この凹部により撮像画像データ上に発生した明度の変化が、当該撮像画像データを二値画像データに変換することにより黒画素領域又は白画素領域として顕在化され、面積として検出される。そして、この検出された面積は平常時における面積の参照値と比較され、その差分値がしきい値を超えた場合に監視対象エリアが被災したと判定される。このため、亀裂や陥没、沈下等の異常な凹部を、簡単な画像処理により正確に検出することが可能となる。
また、参照値は予めメモリに記憶された参照値群の中から選択されて使用されるため日常の参照値の更新処理が不要となり、これにより監視装置の消費電力を低減できる。また、撮像画像データの受信時刻に最も近い時刻の参照値が選択されるため、日照条件の相違の影響を極力少なくすることができる。
【００１１】
またこの発明は、以下のような特徴的構成要素を備えることも特徴とする。  
第１の特徴的構成要素は、前記災害の発生要因となる気象パラメータの変化を監視し、予め設定されたしきい値を超える気象パラメータの変化が検出された場合に、撮像画像データの受信動作を行わせるものである。  
このようにすると、実際に被害が発生する可能性がある大規模の地震が発生した場合にのみ一連の被災判定動作が実行されることになり、これにより不必要な動作が行われず、カメラＣＭや監視装置ＭＳにおける無駄な消費電力の発生を防止できる。
【００１３】
第３の特徴的構成要素は、差分を算出する際に、平常時に得られる前記監視対象エリアの撮像画像データに基づいて第２の時間間隔で設定した単位期間分の参照値群をメモリに保存しておく。そして、撮像画像データが受信されるごとに、当該撮像画像データの受信時刻に最も近い時刻の参照値を前記メモリに保存された単位期間分の参照値群の中から選択的に読み出し、上記受信された撮像画像データから検出された面積を、前記メモリから読み出された参照値と比較してその差分値を算出するものである。  
このようにすると、参照値は予めメモリに記憶された参照値群の中から選択されて使用されるため日常の参照値の更新処理が不要となり、これにより監視装置の消費電力を低減できる。また、撮像画像データの受信時刻に最も近い時刻の参照値が選択されるため、日照条件の相違の影響を極力少なくすることができる。
【００１４】
第２の特徴的構成要素は、前記メモリに保存された単位期間分の参照値群を、季節の変化に基づく日照条件の変化に応じて設定した第３の時間間隔で更新するようにしたものである。  
このようにすると、参照値群を季節の変化に応じて更新することが可能となり、これにより日照条件の変化による監視性能への影響を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
要するにこの発明によれば、例えば河川管理設備のように特徴的な形状を持たない監視対象エリアの被災状況を簡単かつ正確に検出可能とした被災監視装置及び被災監視方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。  
図１は、この発明の一実施形態に係わる監視装置を備えた河川監視システムの概略構成図である。  
同図において、監視対象の河川の堤防ＧＥ上には監視カメラＣＭが設置してある。この監視カメラＣＭはカラー画像信号を出力可能なカメラからなり、河川の堤防ＧＥの堤上及び護岸、さらに河川敷ＨＥを含む監視エリアを撮像可能なように撮像視野が設定されている。
【００１７】
監視装置ＭＳは、上記監視カメラＣＭの筐体内に内蔵されるか又はその外部に近接して設置され、監視カメラＣＭに対し画像信号用の信号ケーブルを介して接続されている。また監視装置ＭＳは、通信ネットワークＮＷを介して監視センタＣＳに接続される。通信ネットワークＮＷは、例えばインターネットに代表されるＩＰ（Internet Protocol）網と、このＩＰ網にアクセスするためのアクセス網とから構成される。アクセス網としては、例えば移動通信網が用いられる。さらに、監視カメラＣＭの設置位置近傍の地表又は地中には地震センサＳＳが設置されている。この地震センサＳＳは、地震波を検出してその地震波形を表す検出信号を監視装置ＭＳへ出力する。
【００１８】
監視センタＣＳは、上記通信ネットワークＮＷ及び監視装置ＭＳを介して上記監視カメラＣＭを遠隔制御する機能を備えたパーソナル・コンピュータからなる管理用端末と、上記監視装置ＭＳから転送された監視カメラＣＭの撮像画像データを表示するモニタ装置とを備えたもので、例えば国や自治体の庁舎に設置される。
【００１９】
ところで、監視装置ＭＳは次のように構成される。図２はそのハードウエア及びソフトウエアの構成を示すブロック図である。  
すなわち、監視装置ＭＳは、カメラインタフェース（カメラＩ／Ｆ）１と、制御ユニット２と、記憶ユニット３と、画像処理ユニット４と、通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）５とを備えている。
【００２０】
カメラＩ／Ｆ１は、制御ユニット２の制御の下で監視カメラＣＭを動作させて監視対象エリアを撮像させ、その撮像画像信号をディジタル画像データに変換して制御ユニット２へ出力する。記憶ユニット３は、例えば記憶媒体としてハードディスク又はＮＡＮＤ型フラッシュメモリを使用したもので、制御ユニット２の制御の下で、上記カメラＩ／Ｆ１から出力されたディジタル画像データを記憶する。通信Ｉ／Ｆ５は、制御ユニット２の制御の下で、通信ネットワークＮＷで規定される通信方式に従い、管理センタＣＳの管理用端末との間で、制御コマンド、ディジタル画像データ及び警報メッセージの送受信を行う。
【００２１】
制御ユニット２は例えばマイクロコンピュータからなるＣＰＵ（Central Processing Unit）を有し、監視装置ＭＳの動作を統括的に制御する。その制御機能としては、カメラ制御モジュール２１と、タイマ２２と、地震判定モジュール２３と、記憶管理制御モジュール２４と、判定モジュール２５とを備え、さらに記憶機能として２個のメモリ２６，２７を備えている。なお、上記各制御モジュール２１〜２５はいずれも、上記ＣＰＵにアプリケーション・プログラムを実行させることにより実現される。
【００２２】
タイマ２２は、プログラムタイマからなり、時刻を計時し、１日のうちの日照条件の変化を考慮して設定される第１の時間間隔（例えば１時間おき）でタイムアウト信号を出力する。なお、このタイムアウト信号の出力周期は、１日を通して一定にする必要はなく、日照条件（照度）の時間変化率に応じて可変設定するようにしてもよい。例えば、朝夕のように照度の時間変化率が大きい時間帯では短く設定（例えば３０分おき）し、日中のように照度の時間変化率が小さい時間帯では長く設定（例えば２時間おき）する。
【００２３】
地震判定モジュール２３は、地震センサＳＳから出力される地震波の検出信号を取り込み、その振幅値から震度を検出する。そして、検出した震度が、予め設定したしきい値、例えば地震被害が発生する可能性がある震度「５」を超えた場合に、トリガ信号をカメラ制御モジュール２１に与える処理を実行する。
【００２４】
カメラ制御モジュール２１は、上記地震判定モジュール２３からのトリガ信号の出力を監視し、トリガ信号が出力された時点でカメラＩ／Ｆ１に対し起動指示を与えて監視カメラＣＭにより監視対象エリアを撮像させる処理と、地震判定モジュール２３からトリガ信号が出力されていない期間では、タイマ２２からタイムアウト信号が出力されるごとにカメラＩ／Ｆ１に対し起動指示を与えて監視カメラＣＭにより監視対象エリアを撮像させる処理と、監視カメラＣＭから送信された画像信号がカメラＩ／Ｆ１で受信されるごとに、その画像データをその撮像日時を表すタイムスタンプ情報を付して記憶ユニット３に記憶させる処理を実行する。
【００２５】
記憶管理制御モジュール２４は、上記記憶ユニット３に記憶された画像データを管理するもので、監視カメラＣＭから送信された撮像画像信号のディジタル画像データが記憶ユニット３に記憶されるごとに、当該ディジタル画像データを読み出して画像処理ユニット４内のデータ変換モジュール４１に供給する処理を実行する。
【００２６】
判定モジュール２５は、上記地震判定モジュール２３からのトリガ信号に応じて監視対象エリアの撮像が行われた場合、すなわち地震発生に伴う被災監視モードの場合、画像処理ユニット４内の面積算出モジュール４２により算出された画像領域の面積値Ｍをメモリ２６に記憶された面積の参照値Ｍ0と比較してその差分値を算出する処理と、上記算出された差分値をメモリ２７に記憶された判定しきい値ｄと比較することにより河川管理施設の監視対象エリアが被災したか否かを判定する処理と、被災したと判定された場合に警報メッセージを生成してこの警報メッセージを通信Ｉ／Ｆ５から監視センタＣＳの管理用端末に向け送信させる処理と、上記被災したと判定された場合に記憶管理制御モジュール２４に対し該当する画像データの読み出し指示を与え、この読み出し指示により読み出されたディジタル画像データを通信Ｉ／Ｆ５から監視センタＣＳに向け送信させる処理を実行する。
【００２７】
また判定モジュール２５は、タイマ２２のタイムアウトに応じて監視対象エリアの定時観測が行われた場合、すなわち監視対象エリアの定時観測モードの場合に、画像処理ユニット４内の面積算出モジュール４２により算出された画像領域の面積値を参照値Ｍ0 としてメモリ２６に記憶させると共に、平常時において算出される面積値の最大誤差を求め、この最大誤差を判定しきい値ｄとしてメモリ２７に記憶させる処理を実行する。
【００２８】
画像処理ユニット４は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）からなり、その処理機能として、データ変換モジュール４１と、面積算出モジュール４２を備えている。データ変換モジュール４１は、上記記憶管理制御モジュール２３により記憶ユニット３から読み出されたディジタル画像データを、ＲＧＢにより表されるデータからグレースケール画像データに変換し、さらにこのグレースケール画像データをしきい値Ｖ0 に従い二値画像データに変換する画像処理を行う。上記二値化処理のためのしきい値Ｖ0 は、撮像画像データ上における監視対象エリアの平坦部と凹部との間の明度差に基づいて、平坦部が「白画素」、凹部が「黒画素」となるような明度の中間値に設定される。
【００２９】
面積算出モジュール４２は、上記データ変換モジュール４１により変換された二値画像データから、凹部に対応する「黒画素」を抽出してその数を加算することにより、当該凹部に相当する画像領域の面積を算出する処理を行う。そして、この算出された面積値を、監視対象エリアの被災判定のために上記判定モジュール２５に渡す。
【００３０】
次に、以上のように構成された監視システムの動作を、監視装置ＭＳの動作を中心に説明する。図３は監視装置ＭＳの制御手順及び制御内容を示すフローチャートである。  
平常状態において監視装置ＭＳは、地震判定モジュール２３がステップＳ３１により地震センサＳＳの検出信号（計測値）を受信して、この受信した計測値をもとにステップＳ３２により地震の震度がしきい値（例えば震度「５」）を超えたか否かを判定している。すなわち、平常時において、監視対象エリアの堤防ＧＥ等に被害が発生する可能性のある地震が発生したか否かを監視している。
【００３１】
そして、地震がまったく発生していないか、又は発生しても震度「５」以下であれば、地震判定モジュール２３はトリガ信号を出力しないため、カメラ制御モジュール２１は監視対象エリアに被害が発生するおそれはないと判断して、平常時における参照値Ｍ0 及び被災判定用しきい値ｄの更新処理を以下のように実行する。
【００３２】
すなわち、カメラ制御モジュール２１は、ステップＳ３３によりタイマ２２からの計時値を取り込み、この計時値によりタイムアウト（例えば１時間おき）が発生したか否かをステップＳ３４で監視する。そしてタイムアウトが発生すると、定時観測時刻になったと判断して、ステップＳ３５によりカメラＩ／Ｆ１に対し起動指示を与える。
【００３３】
この結果、カメラＩ／Ｆ１により監視カメラＣＭが起動され、監視カメラＣＭにより平常時における監視対象エリアが撮像される。監視装置ＭＳのカメラ制御モジュール２１は、その撮像画像信号をカメラＩ／Ｆ１を介してディジタル画像データ（ＲＧＢ形式のカラー静止画データ）として取り込み、このディジタル画像データを記憶ユニット３に格納する。このときカメラ制御モジュール２１は、内蔵時計の計時時刻をもとに上記ディジタル画像データの撮像日時を表すタイムスタンプ情報を生成し、このタイムスタンプ情報を上記ディジタル画像データに付与して格納する。
【００３４】
上記ディジタル画像データが格納されると制御ユニット２は、記憶管理制御モジュール２４により、上記格納されたディジタル画像データを読み出して画像処理ユニット４のデータ変換モジュール４１に供給する。データ変換モジュール４１は、ステップＳ３６において、上記読み出されたＲＧＢ形式のディジタル画像データをその明度に応じて先ずグレースケール画像データに変換し、さらにしきい値Ｖ0 に従い二値画像データに変換する。ここで、上記二値化処理のためのしきい値Ｖ0 は、撮像画像データ上における監視対象エリアの平坦部と凹部との間の明度差の中間値に設定されている。このため、上記データ変換処理により、監視対象エリアの平坦部が「白画素」、凹部が「黒画素」で表される二値画像データが得られる。
【００３５】
次に面積算出モジュール４２は、ステップＳ３７において、上記データ変換モジュール４１により変換された二値画像データから、凹部に対応する「黒画素」を抽出してその数を加算することにより、当該凹部に相当する画像領域の面積Ｍ0 を算出する。そして、この算出された面積値Ｍ0 を、監視対象エリアの被災判定のために上記判定モジュール２５に渡す。
【００３６】
判定モジュール２５は、いまはタイマ２２のタイムアウトに応じた監視対象エリアの定時観測モードであるため、ステップＳ３８により、上記面積算出モジュール４２により今回算出された画像領域の面積値Ｍ0 と前回算出された画像領域の面積値との誤差を算出する。そして、ステップＳ３９により、上記算出した誤差をメモリ２７に記憶されている誤差と比較して、このうちの大きい方を被災判定用のしきい値としてメモリ２７に記憶させる。またそれと共に、上記面積算出モジュール４２により算出された画像領域の面積値Ｍ0 を参照値としてメモリ２６に記憶させる。
【００３７】
以後同様に、平常時においてはタイマ２２がタイムアウトするごとに、つまり１時間おきに、上記ステップＳ３３〜ステップＳ３９により、監視対象エリアの撮像処理から参照値Ｍ0 及び被災判定用しきい値ｄの算出処理が行われ、これによりメモリ２６，２７に記憶された参照値Ｍ0 及び被災判定用しきい値ｄが更新される。
【００３８】
さて、いま仮に震度「５」を超える地震が発生したとする。この場合カメラ制御モジュール２１は、地震判定モジュール２３からトリガ信号を受け取ると、カメラＩ／Ｆ１に対し起動指示を与える。この結果、カメラＩ／Ｆ１により監視カメラＣＭが起動され、これにより監視カメラＣＭにより地震発生直後の監視対象エリアが撮像される。監視装置ＭＳのカメラ制御モジュール２１は、その撮像画像信号をカメラＩ／Ｆ１を介してディジタル画像データ（ＲＧＢ形式のカラー静止画データ）として取り込み、このディジタル画像データを記憶ユニット３に格納する（ステップＳ４０）。なお、このときカメラ制御モジュール２１は、内蔵時計の計時時刻をもとに上記ディジタル画像データの撮像日時を表すタイムスタンプ情報を生成し、このタイムスタンプ情報を上記ディジタル画像データに付与して格納する。
【００３９】
上記ディジタル画像データが格納されると制御ユニット２は、記憶管理制御モジュール２４により、上記格納されたディジタル画像データを読み出して画像処理ユニット４のデータ変換モジュール４１に供給する。データ変換モジュール４１は、ステップＳ４１において、上記読み出されたＲＧＢ形式のディジタル画像データをその明度に応じて先ずグレースケール画像データに変換し、さらにしきい値Ｖ0 に従い二値画像データに変換する。したがって、このデータ変換処理により、前記平常時と同様に監視対象エリアの平坦部が「白画素」、凹部が「黒画素」で表される二値画像データが得られる。
【００４０】
次に面積算出モジュール４２は、ステップＳ４２において、上記データ変換モジュール４１により変換された二値画像データから、凹部に対応する「黒画素」を抽出してその数を加算することにより、当該凹部に相当する画像領域の面積Ｍを算出する。そして、この算出された面積値Ｍを、監視対象エリアの被災判定のために上記判定モジュール２５に渡す。
【００４１】
判定モジュール２５は、いまは地震発生に伴う被災監視モードであるため、面積算出モジュール４２により算出された画像領域の面積値Ｍをメモリ２６に記憶された面積の参照値Ｍ0とステップＳ４３により比較し、その差分値Ｍ−Ｍ0 を算出する。そして、この算出された差分値Ｍ−Ｍ0 をメモリ２７に記憶された被災判定用しきい値ｄと比較し、差分値Ｍ−Ｍ0 が被災判定用しきい値ｄより大きければ、河川管理施設の監視対象エリアが被災したと判定する。
【００４２】
この場合判定モジュール２５は、ステップＳ４４において、警報メッセージを生成してこの警報メッセージを通信Ｉ／Ｆ５から監視センタＣＳの管理用端末に向け送信させると共に、記憶管理制御モジュール２４に対し該当する画像データの読み出し指示を与え、この読み出し指示により読み出されたディジタル画像データを通信Ｉ／Ｆ５から監視センタＣＳに向け送信させる。  
なお、上記差分値Ｍ−Ｍ0 と被災判定用しきい値ｄとの比較の結果、差分値Ｍ−Ｍ0 が被災判定用しきい値ｄ以下であれば、河川管理施設の監視対象エリアは被災していないと判定し、そのまま被災監視処理を終了する。
【００４３】
以上述べたようにこの実施形態では、地震が発生した場合に、地震発生直後の監視対象エリアを監視カメラＣＭにより撮像して、その撮像画像データをその明度に応じてグレースケール画像に変換したのちしきい値Ｖ0 に従い二値画像データに変換し、この変換された二値画像データから監視対象エリアの凹部に対応する「黒画素」を抽出してその面積Ｍを算出する。そして、この算出された面積値Ｍとメモリ２６に記憶された面積の参照値Ｍ0との差分値Ｍ−Ｍ0 を算出して、この算出された差分値Ｍ−Ｍ0 をメモリ２７に記憶された被災判定用しきい値ｄと比較し、差分値Ｍ−Ｍ0 がしきい値ｄより大きければ河川管理施設の監視対象エリアが被災したと判定して、警報メッセージと上記地震発生直後の撮像画像データを監視センタＣＳへ送信するようにしている。
【００４４】
したがって、地震により監視対象エリアに亀裂や陥没、沈下等の異常な凹部が出現すると、この凹部により撮像画像データ上に発生した暗部が、当該撮像画像データを二値画像データに変換することにより黒画素領域として顕在化されて検出される。このため、上記亀裂や陥没、沈下等の異常な凹部を、簡単な画像処理により正確に検出することが可能となる。
【００４５】
図４及び図５はその効果を説明するためのもので、図４は亀裂被害が発生した場合の被災前と被災後に得られる撮像画像データ及び二値画像データの一例を示す図、また図５は陥没被害が発生した場合の被災前と被災後に得られる撮像画像データ及び二値画像データの一例を示す図である。
【００４６】
同図に示すように亀裂被害の場合、被災前には図４（ａ）に示すように二値画像データから検出される凹部に相当する画像領域の面積は１４．５％だったものが、被災後には図４（ｂ）に示すように亀裂の発生により３１．８％に増加する。したがって、亀裂被害の発生を容易に判定することが可能となる。
【００４７】
また、陥没被害の場合、被災前には図５（ａ）に示すように二値画像データから検出される凹部に相当する画像領域の面積は１１．７％だったものが、被災後には図５（ｂ）に示すように陥没の発生により３４．５％に大きく増加する。したがって、上記亀裂被害の場合と同様に、陥没被害の発生を容易に判定することが可能となる。
【００４８】
また、平常時には、タイマ２２がタイムアウトするごと（１時間おき）に監視対象エリアをカメラＣＭにより撮像し、その撮像画像データを上記地震発生時と同じ条件で二値画像データに変換したのち、この二値画像データから参照値Ｍ0 及び被災判定用しきい値ｄを算出して、メモリ２６，２７に記憶された値を更新するようにしている。
【００４９】
したがって、メモリ２６，２７に記憶された参照値Ｍ0 及び被災判定用しきい値ｄは、１時間おきにその時々の日照条件に応じた最新の値に更新される。このため、地震発生に伴う被災判定処理時に、常に遅くとも１時間前に更新された最新の参照値Ｍ0 及び被災判定用しきい値ｄをもとに被災判定を行うことが可能となり、これにより日照条件の変化の影響を極力排除して、より正確な被災判定が可能となる。
【００５０】
またこの実施形態では、実際に被害が発生する可能性がある大規模の地震が発生した場合にのみ一連の被災判定処理が実行されることになり、これにより不必要な動作が行われず、カメラＣＭや監視装置ＭＳにおける無駄な消費電力の発生を防止できる。
【００５１】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、タイマ２２がタイムアウトするごと（１時間おき）にカメラ制御モジュール２１からカメラＩ／Ｆ１に対し起動信号を与えて監視対象エリアを撮像させるようにした。しかし、それに限定されるものではなく、照度計を設置して監視対象エリアの照度を検出し、この照度の検出値が予め設定された値だけ変化するごとに、カメラ制御モジュール２１からカメラＩ／Ｆ１に対しカメラＣＭの起動指示を出力して監視対象エリアを撮像させるように構成してもよい。
【００５２】
また、前記実施形態では、平常時において、メモリ２６，２７に記憶される参照値Ｍ0及び被災判定用しきい値ｄを１時間おきに更新するようにした。しかし、それに限定されるものではなく、平常時の任意の単位期間（例えば１日＝２４時間）において、第２の時間間隔（例えば３０分おき）で監視対象エリアを撮像してその撮像画像データからそれぞれ面積値を算出し、この算出された各面積値を１日分の参照値群としてメモリ２６に固定的に記憶しておくようにしてもよい。
【００５３】
この場合判定モジュール２５は、地震発生時に撮像された監視対象エリアの画像データの撮像時刻に最も近い時刻の参照値を前記メモリ２６に保存された１日分の参照値群の中から選択的に読み出し、上記撮像画像データから検出された面積値を、上記メモリ２６から読み出された参照値と比較してその差分値を算出する。
【００５４】
このようにすると、日常の定時観測による参照値の更新処理が不要となり、これによりカメラＣＭ及び観測装置ＭＳにおける消費電力を節約することができる。また、撮像画像データの撮像時刻に最も近い時刻の参照値が選択されるため、日照条件の相違の影響も極力少なくすることができる。
【００５５】
また、メモリ２６に保存された上記１日分の参照値群を、季節の変化に基づく日照条件の変化を考慮して、第３の時間間隔（例えば３ヶ月おき）に更新するようにしてもよい。このようにすると、参照値群を季節の変化に応じて更新することが可能となる。この結果、季節による日照条件の変化に応じて、その季節ごとに最適な参照値をもとに被災判定を行うことが可能となる。
【００５６】
さらに、前記実施形態では被災判定用のしきい値として１個のしきい値ｄを使用する場合を例にとって説明した。しかし、それに限らず異なる複数のしきい値を設定し、これらのしきい値により被災判定を行うようにしてもよい。このようにすると、例えば「警戒」、「危険」、「注意」などの複数段階の警報を発することが可能となる。
【００５７】
また、前記実施形態では監視対象エリアを自然光の下で通常仕様のカメラＣＭで撮像するようにしたため、夜間の監視を行えない。これに対しては次のような対策が考えられる。すなわち、上記通常仕様のカメラＣＭに加えて、赤外線カメラと補助照明を設置する。赤外線カメラは一般に色を認識することができないが、本発明の被災判定方法は二値画像データから黒画素領域の面積を算出するものであるため、通常カメラ用と赤外線カメラ用とにそれぞれ適切な二値化しきい値Ｖ0 を設定することにより、赤外線カメラの撮像画像データからでも本発明の被災判定が可能である。
【００５８】
さらに、前記実施形態では監視装置ＭＳを監視カメラＣＭ側に設けたが、監視センタＣＳに設け、異なる監視対象エリアに設置された複数台の監視カメラＣＭから通信ネットワークを介して送られる撮像画像信号に対し、一括して監視処理を行うようにしてもよい。  
また、カメラＣＭの種類はカラーカメラに限らず白黒カメラでもよく、また撮像画像データは静止画像に限らず動画像のフレーム画像を用いてもよい。その他、監視装置の構成や監視処理の手順と処理内容、二値化しきい値Ｖ0 及び被災判定用しきい値ｄ、平常時における参照値及び被災判定用しきい値の更新周期等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００５９】
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明の一実施形態に係わる監視装置を備えた河川監視システムの概略構成図である。
【図２】図１に示したシステムで使用される監視装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した監視装置による監視処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
【図４】図２に示した監視装置による監視処理の過程で得られる画像の一例を示す図である。
【図５】図２に示した監視装置による監視処理の過程で得られる画像の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
ＧＥ…堤防、ＨＥ…河川敷、ＣＭ…監視カメラ、ＭＳ…監視装置、ＳＳ…地震センサ、ＣＳ…監視センタ、ＮＷ…通信ネットワーク、１…カメラＩ／Ｆ、２…制御ユニット、３…記憶ユニット、４…画像処理ユニット、５…通信Ｉ／Ｆ、２１…カメラ制御モジュール、２２…タイマ、２３…地震判定モジュール、２４…記憶管理制御モジュールと、２５…判定モジュール、２６…参照値記憶用のメモリ、２７…被災判定用しきい値を記憶するためのメモリ、４１…データ変換モジュール、４２…面積算出モジュール。
【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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