(57)【要約】【課題】監視対象の施設をカメラにより常時または高頻度に撮像することなく、地震によるその被災状況を常に正確に把握できるようにする。【解決手段】受信機７により緊急地震速報を受信し、この緊急地震速報が受信されたことをトリガとしてカメラ１を動作させて監視対象施設を撮像させる。続いて、上記監視対象施設の近傍に設置された地震センサ８から出力される地震検出信号をもとに地震の主要動の到達の有無を監視し、主要動の到達が検出された後に上記カメラ１を再度動作させて上記監視対象施設を撮像させる。そして、上記取得された各監視画像データＡ，Ｂ間の絶対差分値Ｃを算出し、この算出された絶対差分値Ｃを予め設定されたしきい値ｄと比較して、その比較結果をもとに上記監視対象施設の被災の有無を判定してその結果を監視センタＣＴに電子メールにより通知するようにしている。【選択図】      図２
2009002914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象の施設を撮像可能な位置に固定的に設置されたカメラと、
緊急地震速報を受信する受信機と、
前記受信機により緊急地震速報が受信された時点から地震の主要動が到来するまでの期間に、前記カメラを時限的に動作させて前記監視対象施設を撮像させ、第１の画像データを取得し保存する第１の撮像制御手段と、
前記監視対象施設の近傍に設置された地震センサから地震検出信号を受信し、当該地震検出信号をもとに前記主要動の到達の有無を検出する主要動検出手段と、
前記主要動の到達が検出された後に、前記カメラを時限的に再度動作させて前記監視対象施設を撮像させ、第２の画像データを取得し保存する第２の撮像制御手段と、
前記取得された第１及び第２の画像データ間の差分情報を算出する差分演算手段と、
前記算出された差分情報を予め設定されたしきい値と比較し、その比較結果をもとに前記監視対象施設の変化の有無を判定する判定手段と
を具備することを特徴とする施設被災監視装置。
【請求項２】
前記第１の撮像制御手段は、受信された緊急地震速報の内容から主要動の震度を推定し、この震度の推定値が予め設定した第１のしきい値以上の場合に、前記カメラを時限的に動作させて前記監視対象施設を撮像させることを特徴とする請求項１記載の施設被災監視装置。
【請求項３】
前記主要動検出手段は、前記地震センサから出力される地震検出信号をもとに前記主要動の実際の震度を計測する機能を有し、
前記第２の撮像制御手段は、前記第１の撮像制御手段により震度の推定値が第１のしきい値以上と判定され、かつ前記主要動検出手段による前記主要動の震度の計測値が第２のしきい値以上の場合に、前記カメラを時限的に再度動作させて前記監視対象施設を撮像させることを特徴とする請求項２記載の施設被災監視装置。
【請求項４】
前記差分演算手段は、
前記第１の画像データと第２の画像データの明るさを等しくするべく、当該第１及び第２の画像データに対し画像濃度の規格化処理を施す画像処理手段と、
前記画像濃度の規格化処理後の第１及び第２の画像データ間の差分情報を算出する手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の施設被災監視装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、
前記第１の画像データの各画素又は画素ブロックの画像濃度の平均値を算出する手段と、
前記第２の画像データの各画素又は画素ブロックの画像濃度の平均値を算出する手段と、
前記算出された第１の画像データの画像濃度の平均値及び前記算出された第２の画像データの画像濃度の平均値をもとに、これらの平均値を任意の共通値とするべく、当該第１及び第２の画像データの各画素又は画素ブロックごとに画像濃度の補正処理を行う手段と
を備えることを特徴とする請求項４記載の施設被災監視装置。
【請求項６】
前記画像処理手段は、前記画像濃度の規格化処理をＲ、Ｇ、Ｂの画素要素ごとに行い、
前記差分情報を算出する手段は、前記第１及び第２の画像データ間の差分情報を前記Ｒ、Ｇ、Ｂの画素要素ごとに求め、
前記判定手段は、前記求算出された差分情報を前記Ｒ、Ｇ、Ｂの画素要素ごとにしきい値と比較し、各画素要素のいずれか一つ又は２つ以上がしきい値以上の場合に監視対象施設に変化があったものと判定することを特徴とする請求項４記載の施設被災監視装置。
【請求項７】
前記判定手段により前記監視対象施設の変化が有ると判定された場合に、該当する第１及び第２の画像データと、前記差分演算手段により算出されたその差分情報を、通知先として予め設定された管理担当者の端末装置へ通信ネットワークを介して送信する手段を、さらに具備することを特徴とする請求項１記載の施設被災監視装置。
【請求項８】
緊急地震速報を受信する過程と、
前記緊急地震速報が受信された時点から地震の主要動が到来するまでの期間に、カメラを時限的に動作させて監視対象施設を撮像させ、第１の画像データを取得し保存する過程と、
前記監視対象施設の近傍に設置された地震センサから地震検出信号を受信し、当該地震検出信号をもとに前記主要動の到達の有無を検出する過程と、
前記主要動の到達が検出された後に、前記カメラを時限的に再度動作させて前記監視対象施設を撮像させ、第２の画像データを取得し保存する過程と、
前記取得された第１及び第２の画像データ間の差分情報を算出する過程と、
前記算出された差分情報を予め設定されたしきい値と比較し、その比較結果をもとに前記監視対象施設の変化の有無を判定する過程と
を具備することを特徴とする施設被災監視方法。
【請求項９】
前記第１の画像データを取得し保存する過程は、前記受信された緊急地震速報の内容から主要動の震度を推定し、この震度の推定値が予め設定した第１のしきい値以上の場合に、前記カメラを時限的に動作させて前記監視対象施設を撮像させることを特徴とする請求項８記載の施設被災監視方法。
【請求項１０】
前記主要動の到達の有無を検出する過程は、前記地震センサから出力される地震検出信号をもとに前記主要動の実際の震度を計測し、
前記第２の画像データを取得し保存する過程は、前記主要動の震度の推定値が第１のしきい値以上と判定され、かつ前記主要動の震度の計測値が第２のしきい値以上の場合に、前記カメラを時限的に再度動作させて前記監視対象施設を撮像させることを特徴とする請求項９記載の施設被災監視方法。
【請求項１１】
前記差分情報を算出する過程は、
前記第１の画像データと第２の画像データの明るさを等しくするべく、当該第１及び第２の画像データに対し画像濃度の規格化処理を施す過程と、
前記画像濃度の規格化処理後の第１及び第２の画像データ間の差分情報を算出する過程と
を備えることを特徴とする請求項８記載の施設被災監視方法。
【請求項１２】
前記監視対象施設の変化の有無を判定する過程により前記監視対象施設の変化が有ると判定された場合に、該当する第１及び第２の画像データと、前記差分演算手段により算出されたその差分情報を、通知先として予め設定された管理担当者の端末装置へ通信ネットワークを介して送信する過程を、さらに具備することを特徴とする請求項８記載の施設被災監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば屋外における建物や橋梁、プラント設備等の施設の状態をカメラを用いて監視するための装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば建物や橋梁等の建造物や工業用プラント設備などの施設をカメラにより撮像し、その画像データをもとに施設の異常を監視する装置が使用されている。この種の装置を設置すると、例えば地震や台風、落雷等の天災や、衝突や爆発等の事故によって、施設に損壊等の異常が発生した場合に、その状況を遠隔監視して迅速な対策を講じることが可能となり、大変有用である。
【０００３】
ところで、この種の監視装置では、例えば常時又は一定の時間間隔で監視対象の施設をカメラで撮像してその画像データを順次蓄積し、これらの画像データ間の変化を画像処理により検出することにより、施設の異常を検出するようにしている。また、日照条件の変化による誤検出を防止するために、例えばカメラの近くに照度計を設置して監視対象の周囲の明るさを検出し、この明るさの検出値に応じて例えば朝、昼、夕の３種類の基準画像を選択し、撮像した画像をこの選択した基準画像と比較することにより画像の変化を検出するようにしている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
【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】
【０００５】
ところが、自然災害は頻繁に発生するものではない。それにもかかわらず、監視対象の施設をカメラにより常時または一定の時間間隔で撮像してその画像データを順次蓄積することは無駄が多い。特に、画像データを蓄積するために大容量のメモリを必要とすることから、これが装置の大型化及び高価格化の原因となる。一方、メモリ容量を減らすために監視対象施設の撮像間隔を長く設定すると、地震のように突発的に発生する自然災害に対しては、その発生前後の適切なタイミングにおいて監視画像を取得できなくなる確率が高くなり、これが監視性能の低下を招く原因となる。
【０００６】
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、監視対象の施設をカメラにより常時または高頻度に撮像することなく、地震によるその被災状況を常に正確に把握できるようにし、これにより小型かつ安価にして監視性能の優れた施設被災監視装置及び施設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】
【０００７】
上記目的を達成するためにこの発明の一つの観点は、緊急地震速報を受信し、この緊急地震速報が受信された時点から地震の主要動が到来するまでの期間にカメラを時限的に動作させて監視対象施設を撮像させ、これにより第１の画像データを取得し保存する。続いて、上記監視対象施設の近傍に設置された地震センサから出力される地震検出信号をもとに地震の主要動の到達の有無を監視し、主要動の到達が検出された後に上記カメラを時限的に再度動作させて上記監視対象施設を撮像させ、第２の画像データを取得し保存する。そして、上記取得された第１及び第２の画像データ間の差分情報を算出し、この算出された差分情報を予め設定されたしきい値と比較して、その比較結果をもとに上記監視対象施設の変化の有無を判定するようにしたものである。
【０００８】
したがって、監視対象施設の撮像動作は、緊急地震速報が受信されたときと、主要動が到達した後に行われる。このため、監視対象施設を撮像した画像データは上記２回分の撮像により得られる画像データのみとなる。したがって、監視対象施設を常時または高頻度に撮像する場合に比べ、画像メモリの容量を大幅に縮小することができる。しかも、監視対象施設の撮像画像データを常に地震の発生前後の最適なタイミングで得ることができるので、監視対象施設の被災状況を常に確実に判定することが可能となる。
【０００９】
またこの発明は、以下のような具体的な観点をさらに備えることも特徴とする。  
第１の観点は、第１の画像データを取得し保存する際に、受信された緊急地震速報の内容から主要動の震度を推定し、この震度の推定値が予め設定した第１のしきい値以上の場合に、カメラを時限的に動作させて監視対象施設を撮像させるものである。  
このようにすると、すべての緊急地震速報により起動するのではなく、監視対象施設が被災する可能性のある比較的大きな地震の発生を報知する緊急地震速報が受信された場合にのみ監視対象施設の撮像動作が行われる。このため、撮像動作を必要時のみに限定することができる。
【００１０】
第２の観点は、主要動の到達の有無を検出する際に、地震センサの地震検出信号をもとに主要動の実際の震度を計測し、かつ第２の画像データを取得し保存する際に、上記主要動の震度の推定値が第１のしきい値以上と判定され、かつ上記主要動の実際の震度の計測値が第２のしきい値以上の場合に、カメラを時限的に再度動作させて監視対象施設を撮像させるものである。  
このようにすると、緊急地震速報により報知された地震の規模が大きく、しかも到達した主要動の実際の震度も大きかった場合にのみ監視対象施設の撮像が行われる。このため、実質的に不必要な撮像動作が行われることをさらに少なくすることができる。
【００１１】
第３の観点は、第１の画像データと第２の画像データとの間の差分情報を算出する際に、それに先立ち第１の画像データと第２の画像データの明るさを等しくするべく、当該第１及び第２の画像データに対し画像濃度の規格化処理を施すようにしたものである。  
このようにすると、天気等の急激な日照条件の変化や火災の発生等により第１の画像データと第２の画像データとの間の明るさが異なる場合でも、画像濃度の規格化処理によりこの明るさの差異が補正されたのち差分が求められる。このため、照度計等の付属機器を設置することなく、日照や火災による画像への影響を排除して安価で高精度の監視を行うことが可能となる。
【００１２】
第４の観点は、画像濃度の規格化処理を施す際に、第１の画像データの各画素又は画素ブロックの画像濃度の平均値を算出すると共に、第２の画像データの各画素又は画素ブロックの画像濃度の平均値を算出する。そして、この算出された第１の画像データの画像濃度の平均値及び第２の画像データの画像濃度の平均値をもとに、これらの平均値を任意の共通値とするべく当該第１及び第２の画像データの各画素又は画素ブロックごとに画像濃度の補正処理を行うものである。  
したがって、第１及び第２の画像データの明るさが画素ごと又は画素ブロックごとに補正されたのちその差分がとられる。このため、画像データの全領域にわたって適切な照度補正を行うことが可能となり、これにより監視対象物の全体にわたりその変化を精度良く判定することが可能となる。
【００１３】
第５の観点は、画像濃度の規格化処理を施す際に、当該規格化処理をＲ、Ｇ、Ｂの画素要素ごとに行い、差分情報を求める際には第１及び第２の画像データ間の差分情報を上記Ｒ、Ｇ、Ｂの画素要素ごとに求める。そして、この求められた差分情報を上記Ｒ、Ｇ、Ｂの画素要素ごとにしきい値と比較して、各画素要素のいずれか一つ又は２つ以上がしきい値以上の場合に監視対象施設に変化があったものと判定するようにしたものである。  
したがって、カラー画像をもとに監視対象物の変化を判定する場合に、日照条件の変化による画像データの明るさの変化がＲ、Ｇ、Ｂの画素要素ごとに補正され、さらにこのＲ、Ｇ、Ｂの各画素要素の明るさを考慮して画像の変化の有無が判定される。この結果、カラー画像を用いた場合でも日照条件の変化を考慮した最適な判定が可能となる。
【００１４】
第６の観点は、監視対象施設の変化が有ると判定された場合に、該当する第１及び第２の画像データと、上記差分演算により算出された上記第１及び第２の画像データ間の差分情報を、通知先として予め設定された管理担当者の端末装置へ通信ネットワークを介して送信するものである。  
したがって、画像データ中に有意な変化が発見された場合にのみ、管理担当者に対し該当する第１及び第２の画像データが送られる。このため、通信ネットワークのトラフィックを抑制できると共に、管理担当者の監視業務に対する負担を軽減することが可能となる。しかも、第１及び第２の画像データに加えその差分情報も送るようにしているので、画面中の変化発生部位を一目で確認することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
要するにこの発明の一観点によれば、監視対象の施設をカメラにより常時または高頻度に撮像することなく、地震によるその被災状況を常に正確に把握することができ、これにより小型かつ安価にして監視性能の優れた施設被災監視装置及び施設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施設被災監視装置を備えた監視システムの概略構成図である。同図において、例えば河川の橋梁やダム、電力設備、公共建築物等の監視対象施設ＴＧ１，ＴＧ２，…，ＴＧｎを見渡すことが可能な場所にはそれぞれ、施設被災監視装置ＤＳ１〜ＤＳｎが固定的に設置されている。これらの施設被災監視装置ＤＳ１〜ＤＳｎはいずれも、通信ネットワークＮＷを介して管理センタＣＴとの間で通信が可能となっている。
【００１７】
管理センタＣＴには、例えばパーソナル・コンピュータからなる管理用端末が設置されている。この管理用端末は、上記施設被災監視装置ＤＳ１〜ＤＳｎを通信ネットワークＮＷを介して遠隔制御する機能と、施設被災監視装置ＤＳ１〜ＤＳｎから通信ネットワークＮＷを介して送られた監視画像データを保存したのちディスプレイに表示する機能等を有する。
【００１８】
なお、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複数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ＤＳＬ（Digital Subscriber Line）や光伝送路を使用する有線加入者網、ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ、移動通信網、専用線網が用いられる。
【００１９】
ところで、施設被災監視装置ＤＳ１〜ＤＳｎは次のように構成される。図２はその構成を示すブロック図である。すなわち、施設被災監視装置ＤＳ１〜ＤＳｎはそれぞれ、工業用テレビジョンカメラからなるカメラ１と、このカメラ１を動作させるカメラインタフェース（カメラＩ／Ｆ）２と、制御ユニット３と、記憶ユニット４と、画像処理ユニット５と、通信ユニット６と、緊急地震速報を受信するための受信機７と、地震センサ８とを備えている。
【００２０】
このうち、カメラＩ／Ｆ２は、制御ユニット３の制御の下、カメラ１を動作させて監視対象施設ＴＧ１〜ＴＧｎを撮像させ、その撮像画像データを制御ユニット３へ転送する。記憶ユニット４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３の制御の下、上記カメラ１により撮像された監視対象施設ＴＧ１〜ＴＧｎの画像データを記憶する。通信ユニット６は、制御ユニット３の制御の下、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ＣＴの管理用端末との間で制御信号及び画像データの送受信を行う。
【００２１】
受信機７は、例えば気象庁から通信媒体または放送媒体を介して送信される緊急地震速報を受信し、この受信された緊急地震速報を制御ユニット３に入力する。緊急地震速報とは、震源に近い複数の速報用地震計において地震波（Ｐ波）を検出した場合に、その各検出結果をもとに瞬時に震源位置や地震の規模を計算し、さらにその計算結果をもとに主要動の（Ｓ波）の到達時刻や震度を推定して、この推定した情報を地震速報として地震波の主要動（Ｓ波）の到達前に国や自治体、一部の企業（例えば、電気やガス、水道、通信、鉄道等のライフラインを運用管理する企業、半導体製造ラインや精密機器製造ラインを有する企業）の受信端末に向けて通知されるものであり、近い将来行政機関や放送事業者、通信事業者等を通じて広く一般利用者へ提供される予定になっている。  
地震センサ８は、監視対象施設ＴＧ１〜ＴＧｎの近辺に設置され、主に地震波の主要動（Ｓ波）を検出してその検出信号を制御ユニット３に入力する。
【００２２】
制御ユニット３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、施設被災監視装置ＤＳ１〜ＤＳｎの動作を統括的に制御する。制御ユニット３は、この発明に係わる制御機能として、速報解析モジュール３１と、被災判定モジュール３２と、カメラ制御モジュール３３と、通信制御モジュール３４を備えている。なお、これらの制御モジュール３１〜３４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。
【００２３】
速報解析モジュール３１は、上記受信機７により受信された緊急地震速報を取り込み、この緊急地震速報に含まれる当該地域の主要動の推定震度をしきい値αと比較して、推定震度がしきい値α以上であるか否かを判定する。ここで、しきい値αは例えば監視対象施設が被災する可能性がある震度の下限値である「震度４」に設定される。
【００２４】
被災判定モジュール３２は、地震センサ８の検出信号をもとに主要動の実際の震度を計測し、この実際の震度の計測値をしきい値βと比較してその大小関係を判定する。そして、上記速報解析モジュール３１により推定震度がしきい値α以上と判定され、かつ上記主要動の実際の震度の計測値もしきい値β以上と判定された場合に、監視対象施設が被災した可能性があると判定する。ここで、しきい値βも例えば前記しきい値αと同じ「震度４」に設定される。
【００２５】
カメラ制御モジュール３３は、上記速報解析モジュール３１により推定震度がしきい値α以上と判定された場合に、主要動が到達するまでの期間にカメラＩ／Ｆ２を介してカメラ１を動作させ、このカメラ１に監視対象施設の外観を静止画モードにより撮像させる。そして、カメラ１により撮像された画像データをカメラＩ／Ｆ２を介して取り込み、この画像データを主要動到達直前の監視画像データＡとして記憶ユニット４に記憶させる。
【００２６】
またカメラ制御モジュール３３は、上記被災判定モジュール３２により監視対象施設が被災した可能性があると判定された場合、つまり主要動の推定震度がしきい値α以上と判定され、かつ当該主要動の実際の震度の計測値もしきい値β以上と判定された場合に、主要動収束後にカメラＩ／Ｆ２を介してカメラ１を再度動作させ、このカメラ１に監視対象施設の外観を静止画モードにより撮像させる。そして、カメラ１により撮像された画像データをカメラＩ／Ｆ２を介して取り込み、この画像データを主要動到達直後の監視画像データＢとして記憶ユニット４に記憶させる。  
さらにカメラ制御モジュール３３は、上記主要動到達直前の監視画像データＡと、主要動到達直後の監視画像データＢを画像処理ユニット５に転送し、後述する両画像データ間の差分検出処理と、残差判定処理を行わせる。
【００２７】
通信制御モジュール３４は、上記画像処理ユニット５から有意な変化が検出されたことを示す判定結果が通知された場合に、上記差分検出に供した主要動到達直前の監視画像データＡ及び主要動到達直後の監視画像データＢを記憶ユニット４から読み出すと共に、これらの画像データＡ，Ｂ間の差分情報を画像処理ユニット５から取り込む。そして、上記読み出した主要動到達直前の監視画像データＡ及び主要動到達直後の監視画像データＢと、上記画像処理ユニット５から取り込んだ差分情報を、電子メールに添付して通信ユニット６から監視センタＣＴに向け送信させる。
【００２８】
また通信制御モジュール３４は、上記画像処理ユニット５から有意な変化が検出されなかったことを示す判定結果が通知された場合に、上記主要動到達直後の監視画像データＢを記憶ユニット４から読み出し、この読み出した主要動到達直後の監視画像データＢを電子メールに添付して通信ユニット６から監視センタＣＴに向け送信させる。
【００２９】
画像処理ユニット５は例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）を備えたもので、この発明に係わる画像処理機能として、差分検出モジュール５１と、残差判定モジュール５２を有している。  
差分検出モジュール５１は、上記カメラ制御モジュール３３から転送された、主要動到達直前の監視画像データＡと主要動到達直後の監視画像データＢとの間の差分情報Ｃを検出する処理を行う。またそれに先立ち、主要動到達直前の監視画像データＡ及び主要動到達直後の監視画像データＢに対し、両データの明るさを等しくするべく画像濃度の規格化処理を施す。
【００３０】
この画像濃度の規格化処理は、上記主要動到達直前の監視画像データＡ及び主要動到達直後の監視画像データＢのそれぞれについてＲ、Ｇ、Ｂの画素要素ごとに画像濃度の平均値を算出する処理と、この算出された各監視画像データＡ，Ｂの画像濃度の平均値をもとに、これらの平均値を任意の共通値とするべく当該各監視画像データＡ，Ｂに対しＲ、Ｇ、Ｂの画素要素ごとに画像濃度を補正する処理とからなる。
【００３１】
残差判定モジュール５２は、上記差分検出モジュール５１によりＲ、Ｇ、Ｂの画素要素ごとに算出された差分値をそれぞれ予め設定されたしきい値と比較する。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素要素の２以上でその差分値がしきい値以上となり、かつこの差分値がしきい値以上と判定された画素が所定の大きさの領域にわたって検出された場合に、上記主要動到達直前の監視画像データＡ及び主要動到達直後の監視画像データＢとの間に変化が検出された旨の通知信号を制御ユニット３の通信制御モジュール３４に与える処理を実行する。
【００３２】
次に、以上のように構成された施設被災監視装置ＤＳ１〜ＤＳｎにおける監視動作を説明する。図３は、施設監視装置ＤＳ１〜ＤＳｎの制御ユニット３及び画像処理ユニット５の制御手順と制御内容を示すフローチャートである。  
待機状態において施設被災監視装置ＤＳ１〜ＤＳｎは、受信機７及び制御ユニット３の一部機能を除いて動作停止（スリープ）状態になっている。すなわち、カメラ１は動作停止状態となっている。この状態で制御ユニット３は、ステップＳ１１において緊急地震速報の到来を監視している。
【００３３】
さて、いま仮に地震が発生して、例えば気象庁から緊急地震速報が送信されたとする。この場合施設被災監視装置ＤＳ１〜ＤＳｎは、上記緊急地震速報を受信機７で受信して制御ユニット３に伝える。制御ユニット３は、緊急地震速報が受信されるとステップＳ１１からステップＳ１２に移行し、先ず上記受信された緊急地震速報から主要動の推定震度（速報震度）を抽出して、この推定震度を予め設定したしきい値αと比較する。例えば、しきい値αを、監視対象施設が被災する可能性がある震度の下限値である「震度４」に設定し、上記推定震度をこの「震度４」と比較する。そして、この比較の結果、推定震度が「震度４」に満たなければ、監視対象施設の監視は不要と判断してそのまま待機状態に復帰する。
【００３４】
これに対し、いま仮に推定震度が「震度４」以上だったとする。この場合制御ユニット３は、監視対象施設ＴＧ１〜ＴＧｎが被災する可能性があると判断してステップＳ１３で予告フラグをオンに設定する。そして、ステップＳ１４において、主要動が到達する前にカメラＩ／Ｆ２に対し起動指示を出力する。この結果、カメラＩ／Ｆ２によりカメラ１が起動され、カメラ１により監視対象施設ＴＧ１〜ＴＧｎの撮像が行われる。制御ユニット３は、その撮像画像データ（静止画データ）をカメラＩ／Ｆ２を介して取り込み、この画像データを主要動到達直前の監視画像データＡとして記憶ユニット４に格納する。このとき制御ユニット３は、内蔵時計の計時時刻をもとに上記監視画像データＡ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監視画像データＡに付与して格納する。
【００３５】
次に制御ユニット３は、ステップＳ１５において地震センサ８の検出信号を連続的に取り込み、当該検出信号をもとに主要動の実際の震度を計測する。そして、ステップＳ１６において上記計測震度をしきい値βと比較する。例えば、しきい値βも前記しきい値αと同じ「震度４」に設定し、上記計測震度をこの「震度４」と比較する。そして、この比較の結果、計測震度が「震度４」に満たなければ、監視対象施設の監視は不要と判断してそのまま待機状態に戻る。
【００３６】
これに対し、いま仮に計測震度が「震度４」以上だったとする。この場合制御ユニット３は、監視対象施設ＴＧ１〜ＴＧｎが被災した可能性があると判断し、ステップＳ１７により被災フラグをオンに設定する。そして、地震センサ８の検出信号をもとに主要動が収束したことを確認したのち、ステップＳ１８においてカメラＩ／Ｆ２に対し起動指示を出力する。この結果、カメラＩ／Ｆ２によりカメラ１が再度起動され、カメラ１により監視対象施設ＴＧ１〜ＴＧｎの撮像が行われる。制御ユニット３は、その撮像画像データ（静止画データ）をカメラＩ／Ｆ２を介して取り込み、この画像データを主要動到達直後の監視画像データＢとして記憶ユニット４に格納する。
【００３７】
なお、このとき制御ユニット３は、内蔵時計の計時時刻をもとに上記監視画像データＢ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監視画像データＢに付与して格納する。また、この主要動到達直後の監視画像データＢには、上記主要動到達直前の監視画像データＡと対応付けるため、共通の識別コードを付与する。
【００３８】
次に制御ユニット３は、ステップＳ１９において、上記記憶ユニット４から共通の識別コードが付与された主要動到達直前の監視画像データＡ及び主要動到達直後の監視画像データＢをそれぞれ読み出し、これらの画像データＡ，Ｂを画像処理ユニット５に画像処理指示と共に転送する。
【００３９】
画像処理ユニット５は、上記制御ユニット３から画像処理指示が到来すると、先ず差分検出モジュール５１において、ステップＳ２０に示すように、上記画像処理指示と共に転送された主要動到達直前の監視画像データＡと主要動到達直後の監視画像データＢとの間の差分情報Ｃを算出する。
【００４０】
差分検出モジュール５１は、先ず明るさ補正処理機能により、上記主要動到達直前の監視画像データＡと主要動到達直後の監視画像データＢに対し、次のように明るさの補正処理を行う。  
すなわち、いま例えば画像データの各画素の明るさ（濃度）をＬ1 〜Ｌn （１６×１６画素ならばｎ＝２５６）とすると、画像データの明るさ（濃度）の平均Ｍは  
Ｍ＝Σ（Ｌ1 〜Ｌn）／ｎ  
と表される。これに従い上記主要動到達直前の監視画像データＡと主要動到達直後の監視画像データＢのそれぞれについて、明るさの平均ＭA，ＭBを算出する。
【００４１】
続いて、上記各監視画像データＡ，Ｂの明るさの平均ＭA ，ＭB が任意の共通の値Ｎとなるように、上記各監視画像データＡ，Ｂの各画素の明るさ（濃度）ＬA1 〜ＬAn ，ＬB1 〜ＬBn を補正する。この補正処理は、  
監視画像データＡ；ＬA1×（Ｎ／ＭA ）〜ＬAn×（Ｎ／ＭA ）  
監視画像データＢ；ＬB1×（Ｎ／ＭB ）〜ＬBn×（Ｎ／ＭB ）  
の演算により行われる。なお、監視画像データＡ，Ｂがカラー画像の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの要素ごとに上記明るさの補正処理を行う。
【００４２】
次に差分検出モジュール５１は、差分演算処理機能により、上記明るさが補正された後の監視画像データＡN ，ＢN 間の差分を表す絶対差分画像Ｃを生成する。この絶対差分画像Ｃの生成は、画素ごとに  
ＬC1〜ＬCn＝｜ＬA1−ＬB1｜〜｜ＬAn−ＬBn｜  
なる減算処理により行われる。なお、上記補正後の監視画像データＡN ，ＢN がカラー画像であってＲ，Ｇ，Ｂの要素ごとに明るさが補正されている場合には、上記絶対差分画像Ｃを生成するための減算処理はＲ，Ｇ，Ｂの要素ごとに行われる。
【００４３】
次に画像処理ユニット５は、上記差分検出モジュール５１により算出された絶対差分画像Ｃを残差判定モジュール５２に供給する。残差判定モジュール５２は、ステップＳ２１において上記供給された絶対差分画像Ｃをその画素ごとに予め設定したしきい値ｄと比較する。このしきい値ｄは、例えば明るさが補正された監視画像データＡN における明るさの最大値Ｌmaxの１／１０に設定される。
【００４４】
なお、しきい値ｄは、監視画像ＡN ，ＢN 間の微小な変化を検出しようとする場合には上記１／１０より小さな値に設定し、一方画像データに含まれるノイズ成分の影響を低減してより確実な変化のみを検出しようとする場合には上記１／１０より大きい値に設定すればよい。また、上記差分検出モジュール５１において絶対差分画像ＣがＲ，Ｇ，Ｂの要素ごとに生成される場合には、残差判定モジュール５２は上記絶対差分画像ＣをＲ，Ｇ，Ｂの要素ごとにしきい値ｄR ，ｄG ，ｄB と比較する。
【００４５】
残差判定モジュール５２は、ステップＳ２２により、上記絶対差分画像Ｃとしきい値ｄとの比較結果を表す情報を制御ユニット３に通知する。制御ユニット３は、上記上記残差判定モジュール５２による比較の結果、Ｃ＞ｄとなる画素が集まった領域が所定範囲より広範囲にわたって存在する場合に、監視画像に有意な変化が検出されたものと判断する。例えば、図４（ａ）では監視画像データＡと監視画像データＢとの間に有意な変化は検出されず、図４（ｂ）では監視画像データＡと監視画像データＢとの間に有意な変化が検出された場合を示している。
【００４６】
なお、上記残差判定モジュール５２において、絶対差分画像ＣがＲ，Ｇ，Ｂの要素ごとにしきい値ｄR ，ｄG ，ｄB と比較される場合には、制御ユニット３は例えばＲ，Ｇ，Ｂの３要素のうちいずれか１つの要素、或いは２以上の要素がしきい値より大きく、かつその領域が所定範囲より広範囲にわたる場合に、監視画像に変化が検出されたものと判断するようにしてもよい。
【００４７】
上記図４（ｂ）に例示した場合のように、絶対差分画像Ｃに有意な変化が検出されると、制御ユニット３はステップＳ２３に移行する。そして、このステップＳ２３において、本文に画像の変化が検出された旨のメッセージを挿入した電子メールを作成する。またそれと共に、該当する主要動到達直前の監視画像データＡ及び主要動到達直後の監視画像データＢを記憶ユニット４から読み出し、これらの監視画像データＡ，Ｂと、先に画像処理ユニット５において差分検出モジュール５１により算出された絶対差分画像Ｃを、上記電子メールに添付ファイルとして添付する。そして、この電子メールを通信ユニット６へ出力し、管理センタＣＴに向け送信させる。  
したがって、監視センタＣＴの監視業務担当者は、上記電子メール本文のメッセージにより被災の発生を知り、さらに添付された監視画像データＡ，Ｂと、絶対差分画像Ｃをもとに、被災の程度を把握することが可能となる。
【００４８】
一方、上記図４（ａ）に例示した場合のように、絶対差分画像Ｃに有意な変化が検出されなかった場合には、制御ユニット３は本文に画像の変化が検出されなかった旨のメッセージを挿入した電子メールを作成する。またそれと共に、該当する主要動到達直後の監視画像データＢを記憶ユニット４から読み出し、この監視画像データＢを上記電子メールに添付ファイルとして添付する。そして、この電子メールを通信ユニット６へ出力し、管理センタＣＴに向け送信させる。  
したがって、監視センタＣＴの監視業務担当者は、上記主要動到達直後の監視画像データＢについて目視検査を行うことが可能となり、これにより念のため監視対象施設の異常の有無を確認することが可能となる。
【００４９】
以上述べたようにこの実施形態では、受信機７により緊急地震速報を受信し、この緊急地震速報が受信された時点から地震の主要動が到来するまでの期間にカメラ１を動作させて監視対象施設を撮像させ、これにより得られた監視画像データＡを記憶ユニット４に保存する。続いて、上記監視対象施設の近傍に設置された地震センサ８から出力される地震検出信号をもとに地震の主要動の到達の有無を監視し、主要動の到達が検出された後に上記カメラ１を再度動作させて上記監視対象施設を撮像させ、これにより得られた監視画像データＢを上記監視画像データＡと対応付けて記憶ユニット４に保存する。そして、上記取得された各監視画像データＡ，Ｂ間の絶対差分値Ｃを算出し、この算出された絶対差分値Ｃを予め設定されたしきい値ｄと比較して、その比較結果をもとに上記監視対象施設の被災の有無を判定してその結果を監視センタＣＴに電子メールにより通知するようにしている。
【００５０】
したがって、監視対象施設の撮像動作は、緊急地震速報が受信されたときと、主要動が到達した後の２回のみ行われる。このため、監視画像データは上記２回分の撮像により得られる画像データＡ，Ｂのみとなる。したがって、監視対象施設を常時または高頻度に撮像する場合に比べ、記憶ユニット４の容量を大幅に縮小することができる。しかも、監視対象施設の監視画像データを常に主要動の到達前後の最適なタイミングで取得することができるので、監視対象施設の被災状況を常に確実に判定することが可能となる。
【００５１】
また、主要動到達直前の撮像動作に先立ち、緊急地震速報から主要動の推定震度（速報震度）を抽出して、この推定震度を予め設定したしきい値αと比較している。そして、推定震度がしきい値α以上だった場合にのみ、カメラ１に撮像動作させるようにしている。さらに、主要動到達直後の撮像動作に先立ち、地震センサ８の検出信号をもとに主要動の実際の震度を計測して、この計測震度をしきい値βと比較する。そして、計測震度がしきい値β以上だった場合にのみ、カメラ１に撮像動作を行わせるようにしている。  
したがって、監視対処施設が被災する可能性がある場合にのみカメラ１による撮像動作が行われることになり、これにより実質的に不必要な撮像動作を減らして消費電力を低減することが可能となり、また記憶ユニット４に不必要な画像データが記憶されないようにすることができる。
【００５２】
さらに、監視画像データＡと監視画像データＢとの間の絶対差分値を算出する際に、それに先立ち監視画像データＡ，Ｂの明るさを等しくするべく、当該監視画像データＡ，Ｂに対し画像濃度の規格化処理を施すようにしている。このため、天気等の急激な日照条件の変化や火災の発生等により監視画像データＡ，Ｂ間で画像の明るさが異なる場合でも、画像濃度の規格化処理によりこの明るさの差異を補正したのち絶対差分値を求めることができ、これにより日照や火災による画像への影響を排除して安価で高精度の監視を行うことが可能となる。
【００５３】
また、上記明るさの補正処理、差分の算出処理及び比較判定処理が画像データの画素ごとに行われる。このため、画像データの全領域にわたって適切な照度補正を行うことが可能となり、これにより監視対象物の全体にわたりその変化を精度良く判定することが可能となる。
【００５４】
しかも、日照条件の変化による画像データの明るさの変化がＲ、Ｇ、Ｂの画素要素ごとに補正され、さらにこのＲ、Ｇ、Ｂの各画素要素の明るさを考慮して画像の変化の有無が判定される。この結果、カラー画像を用いた場合でも日照条件の変化を考慮した最適な判定が可能となる。
【００５５】
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、残差判定モジュール５２に拡大フィルタリング処理機能を持たせ、差分検出モジュール５１により求められた絶対差分画像に対して、上記フィルタリング処理機能により差分値が存在する領域の境界を拡げるための膨張処理を施し、この膨張フィルタリング処理が施された後の差分情報をしきい値と比較するようにしてもよい。このようにすると、絶対差分画像に現れた画像変化の領域の境界領域が拡大されて、より明確な変化として検出することが可能となる。
【００５６】
また、残差判定モジュール５２に収縮フィルタリング処理機能を持たせ、差分検出モジュール５１により求められた絶対差分画像に対して、上記フィルタリング処理機能により差分値が存在する領域の境界を縮小するための収縮処理を施し、この収縮フィルタリング処理が施された後の差分情報をしきい値と比較するようにしてもよい。このようにすると、絶対差分画像に現れた画像変化の境界領域が縮小され、これによりノイズと見なすことができる微少な画像変化を排除して、真の画像変化のみを検出することが可能となる。
【００５７】
さらに、監視画像データＡ，Ｂを撮像する際には、地震のＰ波及びＳ波の影響によりカメラ１が揺動していると想定される。そこで、制御ユニット３、カメラ１、画像処理ユニット５に、上記揺れに対する対策を講じるようにするとよい。例えば、制御ユニット３において地震センサ８の検出信号をもとに主要動の収束の有無を監視し、主要動が収束したことを確認したのち、カメラ１を動作させて監視画像データＢを得るようにすることは、上記揺れに対する有効な対策となる。また、カメラが監視塔等に設置されている場合には、主要動が収束しても監視塔の揺れが続いている場合も考えられるので、このような場合には振動センサなどによりカメラ１の揺れを監視し、上記主要動の収束が確認され、さらに検出カメラ１の揺れが収まったことを確認したのちに、カメラ１を動作させて監視画像データＢを得るようにするとよい。さらに、カメラ１自体にぶれ補正機能を設けたり、カメラ１を制振機構を介して監視塔等に設置したり、画像処理ユニット５において画像処理により画像のぶれ成分を消去する補正等を行うようにすることも、もちろん有効である。
【００５８】
その他、装置の構成や監視制御手順と制御内容、画像処理の内容等についても、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。  
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】
【００５９】
【図１】この発明に係わる施設被災監視装置を使用した監視システムの概略構成図である。
【図２】この発明に係わる施設被災監視装置の一実施形態を示すブロック構成図である。
【図３】図２に示した施設被災監視装置による監視制御手順と制御内容を示すフローチャートである。
【図４】図２に示した施設被災監視装置による画像処理動作の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
ＤＳ１〜ＤＳｎ…施設被災監視装置、ＣＴ…管理センタ、ＮＷ…通信ネットワーク、１…カメラ、２…カメラインタフェース（カメラＩ／Ｆ）、３…制御ユニット、４…記憶ユニット、５…画像処理ユニット、６…通信ユニット、７…受信機、８…地震センサ、３１…速報解析モジュール、３２…被災判定モジュール、３３…カメラ制御モジュール、３４…通信制御モジュール、５１…差分検出モジュール、５２…残差判定モジュール。
【図１】
2009002914.tif 000003
【図２】
2009002914.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009002914.tif 000006