(57)【要約】【課題】ある程度の時間継続して発生する画像上の変化に起因する誤報を抑制して、高い信頼性で侵入物検知を行う侵入物検知装置を提供する。【解決手段】監視カメラにより撮像した画像データを画像処理することにより、監視場所への侵入物を検知し、追跡する侵入物検知追跡装置において、検出された侵入物候補について、予め設定しておいた侵入検出確認時間以上継続して検出されるか否かを検査し（ステップＳ４）、侵入物検出確認時間以上継続して検出される侵入物候補について、最初に検出した侵入物候補の位置から侵入物検出確認時間後に検出した侵入物候補の位置までの初期移動距離が、予め設定しておいた初期移動確認距離以上か否かを検査し、初期移動距離が初期移動確認距離以上の侵入物候補を侵入物として検出する（ステップＳ５）。【選択図】図４
2009295063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視場所を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から連続的に伝送される画像データの画像処理を行う画像処理手段とを有し、前記監視場所への侵入物を検知する侵入物検知装置において、
前記画像処理手段は、
予め記憶された監視場所の背景画像データと前記撮像手段から伝送された画像データとを比較して、画像が変化した変化小領域を検出する画像変化検出部と、
前記画像変化検出部で検出された前記変化小領域に基づき、隣接する前記変化小領域を結合して、変化検出部分領域を決定すると共に、予め設定した侵入物の幾何学的特徴量と前記変化検出部分領域における幾何学的特徴量とを比較し、予め設定した侵入物の幾何学的特徴量範囲に入るときに、前記変化検出部分領域を侵入物候補として検出する侵入物候補検出部と、
前記侵入物候補検出部で検出された前記侵入物候補について、予め設定しておいた侵入検出確認時間以上継続して検出されるか否かを検査し、前記侵入物検出確認時間以上継続して検出される前記侵入物候補について、最初に検出した前記侵入物候補の位置から前記侵入物検出確認時間後に検出した前記侵入物候補の位置までの初期移動距離が、予め設定しておいた初期移動確認距離以上か否かを検査し、前記初期移動距離が前記初期移動確認距離以上の前記侵入物候補を侵入物として検出する侵入物検出部とを有することを特徴とする侵入物検知装置。
【請求項２】
監視場所を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から連続的に伝送される画像データの画像処理を行う画像処理手段とを有し、前記監視場所への侵入物を検知する侵入物検知装置において、
前記画像処理手段は、
予め記憶された監視場所の背景画像データと前記撮像手段から伝送された画像データとを比較して、画像が変化した変化小領域を検出する画像変化検出部と、
前記画像変化検出部で検出された前記変化小領域に基づき、隣接する前記変化小領域を結合して、変化検出部分領域を決定すると共に、予め設定した侵入物の幾何学的特徴量と前記変化検出部分領域における幾何学的特徴量とを比較し、予め設定した侵入物の幾何学的特徴量範囲に入るときに、前記変化検出部分領域を侵入物候補として検出する侵入物候補検出部と、
前記侵入物候補検出部で検出された前記侵入物候補について、予め設定しておいた侵入検出確認時間以上継続して検出されるか否かを検査し、前記侵入物検出確認時間以上継続して検出される前記侵入物候補について、最初に検出した前記侵入物候補の位置から前記侵入物検出確認時間後に検出した前記侵入物候補の位置までの初期移動距離が、予め設定しておいた初期移動確認距離以上か否かを検査し、前記初期移動距離が前記初期移動確認距離以上の前記侵入物候補について、最初に検出した前記侵入物候補の位置から前記侵入物検出確認時間後に検出した前記侵入物候補の位置への初期移動方向を求めると共に、前記侵入物検出確認時間までの間の前記侵入物候補の単位時間毎の侵入物候補単位時間移動方向を求め、前記初期移動方向と前記侵入物候補単位時間移動方向のなす侵入物候補単位時間ズレ角を求め、前記侵入物検出確認時間まで全ての前記侵入物候補単位時間ズレ角が予め設定しておいた侵入物候補移動許容角度以下の前記侵入物候補を侵入物として検出する侵入物検出部とを有することを特徴とする侵入物検知装置。
【請求項３】
請求項２に記載の侵入物検知装置において、
前記侵入物検出部は、
前記初期移動距離が前記初期移動確認距離未満である他の侵入物候補について、前記他の侵入物候補が検出された時点での位置と、前記他の侵入物候補が検出された時点の直前の時点で検出された前記侵入物候補の位置とを比較し、当該２つの位置が予め設定した近傍持込物検出距離以内であれば、前記他の侵入物候補を直前の時点で検出された前記侵入物候補が持ち込んだ持込物と判断して、前記他の侵入物候補を他の侵入物として検出することを特徴とする侵入物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施設や道路における立ち入り禁止箇所等へ侵入する侵入者等の侵入物を、画像処理により検知する侵入物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外施設を対象とした侵入者検知装置が提案されている。
例えば、特許文献１、２では、監視カメラにより撮像した入力画像と予め撮像して保管しておいた背景画像とを比較して、画像上に変化のある部分領域を検出し、その変化のある部分領域の幾何学的特徴量を調べることで侵入者の有無を判断し、画像中における侵入者の位置を特定している。
【０００３】
又、特許文献３では、外光による誤検知、誤報を防止するため、カメラ２台を平行に設置したステレオカメラにより監視カメラを構成し、右画像と左画像の左右差分画像と予め保管しておいた設定背景画像とを比較して、画像上の変化のある部分を検出し、外光による変化部分の大きさが左右差分画像による比較ではカメラ間距離程度の小さなものであることを利用して、設定しきい値よりも大きな範囲となる変化部分のみを検出することで、画像中の侵入者を検出している。
【０００４】
又、特許文献４では、影等の明暗パターン等による誤検知、誤報を排除するため、監視カメラとレーザ測距器により入力装置を構成し、監視カメラによる入力画像と予め保管しておいた基準画像との比較結果と、レーザ測距器による計測距離と予め保管しておいた基準距離との比較結果の両方を調べることで影等の影響を排除し、画像中の侵入者を検出している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５２２４８号公報
【特許文献２】特開２００７−２３３９１９号公報
【特許文献３】特開２００７−１２４２６９号公報
【特許文献４】特開２００２−２０８０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２では、背景画像と入力画像との比較を行い、監視カメラの画像中に侵入した侵入物を背景画像とは異なるものとして検出することで、侵入物を検出することができる。又、入力装置として既設の監視カメラを利用できる利点がある。この方法は、隣接する変化小領域を結合した変化検出部分領域の幾何学的特徴量を調べることで、一時的な日照変化、突発的な風による草木の揺れ、画像信号のノイズ等による画像上の変化の影響をある程度抑える効果がある。
【０００７】
しかしながら、一時的な日照変化、突発的な風による草木の揺れ、画像信号のノイズ等による画像上の変化から検出される変化検出部分領域の特徴量が、一瞬でも侵入物に対応する特徴量範囲内である時は侵入者検知を発生し、これは誤検知、誤報となる。又、検知したい侵入物の対象として「停止者」「歩行者」「走行者」「自転車」「自動車」「トラック」「フォークリフト」等々、複数種類を一度に検出しようとした場合、「侵入物に対応する特徴量の範囲」はある程度幅を持った範囲とせざるを得ず、一時的な日照変化、突発的な風による草木の揺れ、画像信号のノイズ等による画像上の変化によって検出される変化検出部分領域の特徴量が「侵入物に対応する特徴量の範囲」に適合する可能性が大きくなる。
【０００８】
又、特許文献３では、ステレオカメラによる視差画像を利用して、外光による誤検知、誤報を防止しているため、特許文献１、２に比べて誤検知、誤報の発生が抑制されるが、入力装置としてステレオカメラを必要とするためコスト高となる。又、施設用の監視カメラとしてステレオカメラの設置は一般的でなく、施設監視の設備としては導入が難しい。
【０００９】
又、特許文献４では、監視カメラとレーザ測距器を組み合わせることで、誤検知、誤報の発生を抑制しているが、監視箇所毎に高価なレーザ測距器を設置しなければならず、監視システムとして大幅なコスト高になる。レーザ測距器を設置する場所には注意が必要で、監視箇所としてはレーザ測距器の計測の妨げとなる遮蔽物の無い平坦な広い場所に限定される。又、監視カメラの画像中に検出した対象の位置と、レーザ測距器で検出した対象の位置との対応付けを行うため、予め監視カメラとレーザ測距器の位置合わせを行っておく必要があり、装置設置時の調整が難しい。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、ある程度の時間継続して発生する画像上の変化に起因する誤報を抑制して、高い信頼性で侵入物検知を行う侵入物検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する第１の発明に係る侵入物検知装置は、
監視場所を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から連続的に伝送される画像データの画像処理を行う画像処理手段とを有し、前記監視場所への侵入物を検知する侵入物検知装置において、
前記画像処理手段は、
予め記憶された監視場所の背景画像データと前記撮像手段から伝送された画像データとを比較して、画像が変化した変化小領域を検出する画像変化検出部と、
前記画像変化検出部で検出された前記変化小領域に基づき、隣接する前記変化小領域を結合して、変化検出部分領域を決定すると共に、予め設定した侵入物の幾何学的特徴量と前記変化検出部分領域における幾何学的特徴量とを比較し、予め設定した侵入物の幾何学的特徴量範囲に入るときに、前記変化検出部分領域を侵入物候補として検出する侵入物候補検出部と、
前記侵入物候補検出部で検出された前記侵入物候補について、予め設定しておいた侵入検出確認時間以上継続して検出されるか否かを検査し、前記侵入物検出確認時間以上継続して検出される前記侵入物候補について、最初に検出した前記侵入物候補の位置から前記侵入物検出確認時間後に検出した前記侵入物候補の位置までの初期移動距離が、予め設定しておいた初期移動確認距離以上か否かを検査し、前記初期移動距離が前記初期移動確認距離以上の前記侵入物候補を侵入物として検出する侵入物検出部とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第２の発明に係る侵入物検知装置は、
監視場所を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から連続的に伝送される画像データの画像処理を行う画像処理手段とを有し、前記監視場所への侵入物を検知する侵入物検知装置において、
前記画像処理手段は、
予め記憶された監視場所の背景画像データと前記撮像手段から伝送された画像データとを比較して、画像が変化した変化小領域を検出する画像変化検出部と、
前記画像変化検出部で検出された前記変化小領域に基づき、隣接する前記変化小領域を結合して、変化検出部分領域を決定すると共に、予め設定した侵入物の幾何学的特徴量と前記変化検出部分領域における幾何学的特徴量とを比較し、予め設定した侵入物の幾何学的特徴量範囲に入るときに、前記変化検出部分領域を侵入物候補として検出する侵入物候補検出部と、
前記侵入物候補検出部で検出された前記侵入物候補について、予め設定しておいた侵入検出確認時間以上継続して検出されるか否かを検査し、前記侵入物検出確認時間以上継続して検出される前記侵入物候補について、最初に検出した前記侵入物候補の位置から前記侵入物検出確認時間後に検出した前記侵入物候補の位置までの初期移動距離が、予め設定しておいた初期移動確認距離以上か否かを検査し、前記初期移動距離が前記初期移動確認距離以上の前記侵入物候補について、最初に検出した前記侵入物候補の位置から前記侵入物検出確認時間後に検出した前記侵入物候補の位置への初期移動方向を求めると共に、前記侵入物検出確認時間までの間の前記侵入物候補の単位時間毎の侵入物候補単位時間移動方向を求め、前記初期移動方向と前記侵入物候補単位時間移動方向のなす侵入物候補単位時間ズレ角を求め、前記侵入物検出確認時間まで全ての前記侵入物候補単位時間ズレ角が予め設定しておいた侵入物候補移動許容角度以下の前記侵入物候補を侵入物として検出する侵入物検出部とを有することを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第３の発明に係る侵入物検知装置は、
上記第２の発明に記載の侵入物検知装置において、
前記侵入物検出部は、
前記初期移動距離が前記初期移動確認距離未満である他の侵入物候補について、前記他の侵入物候補が検出された時点での位置と、前記他の侵入物候補が検出された時点の直前の時点で検出された前記侵入物候補の位置とを比較し、当該２つの位置が予め設定した近傍持込物検出距離以内であれば、前記他の侵入物候補を直前の時点で検出された前記侵入物候補が持ち込んだ持込物と判断して、前記他の侵入物候補を他の侵入物として検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）屋外施設の監視カメラ画像を用いた侵入物検知装置において、一時的な日照の変化、突発的な風による草木の揺れ、画像信号のノイズ等による誤検知、誤報を抑制できるため、信頼性の高い侵入物検知結果を得ることができる。
（２）目照の変化、風による草木の揺れ、画像信号のノイズ等による変化が、ある程度の時間継続して発生した場合でも、画像上の変化の影響に起因する誤検知、誤報を抑制して、信頼性の高い侵入物検知結果を得ることができる。
（３）夜間に街灯に照らされた木の影の揺れ等の自然現象により大きく往復移動する画像上の変化に起因する誤検知、誤報を抑制して、信頼性の高い侵入物検知結果を得ることができる。
（４）誤検知、誤報を抑制すると共に、侵入物が持ち込んで設置したり落としたりした持込物を検知することを両立して行うことができる。
（５）入力装置として特殊な構成を用いる必要はなく、一般的な監視カメラを利用することができる。
（６）屋外施設に設置してある既存の監視カメラを流用することができ、監視システムの導入コストを低く抑えることができる。
（７）監視カメラと他のセンサ装置との協調を必要とするものではなく、監視カメラ画像を処理することで侵入物検知を行う方式であるため、カメラとセンサ装置間での位置合わせのような特殊な調整を行う必要が無く、装置設置時の調整が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る侵入物検知装置は、従来の侵入物検知装置と同様に、入力装置として監視カメラを用いるものであり、監視カメラで撮像した画像を画像処理することにより、重要な施設や道路等の立ち入り禁止箇所へ侵入する侵入者等の侵入物を検知するものである。
【００１６】
ここで、従来の侵入物検知装置において、侵入物を検出する典型的な例を、図１、図２に示す。例えば、図１に示すように、外部から監視場所（監視画面１上）へ人物２が侵入する場合には、画像処理により変化のある部分領域を検出することにより、監視画面１上において、人物２を検知すべき侵入物Ｉとして検知している。又、図２に示すように、外部から監視場所（監視画面１上）へ危険物３が投げ込まれた場合にも、画像処理により変化のある部分領域を検出することにより、監視画面１上において、危険物３を検知すべき侵入物Ｉとして検知している。ところが、図３に示すように、監視場所（監視画面１上）にある樹木４が揺れている場合には、画像処理により変化のある部分領域を検出しているため、監視画面１上において、樹木４の揺れを侵入物Ｉ1、Ｉ2として検知してしまい、これが誤検知となっていた。
【００１７】
このように、従来の侵入物検知装置において侵入物の検知を行う場合には、日照の変化、風による草木の揺れ、画像信号のノイズ等による、ある程度の時間継続して発生する画像上の変化に起因して、誤検知が発生し、誤報となっていた。
【００１８】
そこで、本発明に係る侵入物検知装置においては、侵入物が人物や車のように監視場所を通過するものであっても、侵入物が投げ込まれた危険物のように監視場所で停止するものであっても、最初は移動して監視場所へ入って来ることに注目し、侵入物を検出した際の最初の動き（距離、方向等）を確認することで、外部から監視場所へ入って来た侵入物であるのか否かを判断するようにしている。このことにより、従来、誤検知を発生していた、日照の変化、風による草木の揺れ、画像信号のノイズ等による画像上の変化であっても、これらに起因する誤検知を抑制することが可能となる。
【００１９】
このように、誤検知を抑制可能な本発明に係る侵入物検知装置の実施形態のいくつかを、図面を用いて、以下に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図４は、本発明に係る侵入物検知装置における侵入物検知方法の一例を説明するフローチャートであり、図５は、本発明に係る侵入物検知装置の一例を示すブロック図であり、図６は、図５に示す侵入物検知装置の侵入物検出部を説明するブロック図である。又、図７は、図５に示す侵入物検知装置における侵入物の検知を説明する図である。
【００２１】
まず、本実施例の侵入物検知装置の概要を、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００２２】
本実施例の侵入物検知装置では、監視カメラにより撮像した入力画像と予め撮像して保管しておいた背景画像を比較して画像上に変化のある部分領域（「変化検出部分領域」と呼ぶ。）を検出している（ステップＳ１１〜Ｓ１２）。そして、検出した変化検出部分領域の幾何学的特徴量を調べることで侵入物による変化か否かを判断し、侵入物による変化と判断した場合は、その変化検出部分領域を侵入物候補として検出している（ステップＳ１３）。
【００２３】
次に、検出した侵入物候補が、予め設定しておいた時間（「侵入検出確認時間」と呼ぶ。）以上継続して検出されるか否かを検査する（ステップＳ１４）。そして、侵入物検出確認時間以上継続して検出される侵入物候補について、最初に検出した侵入物候補の位置から侵入物検出確認時間後に検出した侵入物候補の位置までの距離（「初期移動距離」と呼ぶ。）が、予め設定しておいた距離（「初期移動確認距離」と呼ぶ。）以上か否かを検査し、初期移動距離が初期移動確認距離以上の侵入物候補を侵入物として検出し（ステップＳ１５）、その結果を出力している（ステップＳ１６）。
【００２４】
次に、本実施例の侵入物検知装置の構成を図５のブロック図を参照して説明する。
【００２５】
本実施例の侵入物検知装置は、監視カメラ１１（撮像手段）と、画像処理部１２（画像処理手段）とを有するものである。監視カメラ１１は、監視場所（立ち入り禁止区域とその周辺部等）を見渡せる位置に設置して、監視場所を撮像し、撮像した画像データを画像処理部１２に連続的に伝送している。
【００２６】
画像処理部１２は、画像入力部１３と、記憶部１４と、処理設定部１５と、画像変化検出部１６と、侵入物候補検出部１７と、侵入物検出部１８ａと、結果出力部１９とを有し、画像データの画像処理を行うことにより、監視場所への侵入物を検知するものである。画像処理部１２については、図４のフローチャート、図６のブロック図も参照しながら、その構成及び侵入物検知方法の手順を説明する。
【００２７】
画像入力部１３では、監視カメラ１１から画像データが連続的に入力されて、入力された画像データを記憶部１４へ記憶させている（図４のステップＳ１１も参照）。
【００２８】
処理設定部１５では、侵入物検知の判断に必要な処理変数を設定し、その処理変数を記憶部１４に記憶させている。
【００２９】
画像変化検出部１６では、設定した処理変数と、予め記憶しておいた監視場所の背景画像データと、新たに入力された画像データとを記憶部１４から取り出し、画像データを適当な小領域に分割し、一つ一つの小領域に対応する背景画像データと画像データとの相関計算を行い、相関値の時間的な変化を基にして、画像データ中に設定した小領域の中から、変化の発生を検出した変化小領域と、背景との変化が少ない背景候補小領域を検出し、これらを小領域データとして、記憶部１４へ記憶させている（図４のステップＳ１２も参照）。
【００３０】
侵入物候補検出部１７では、設定した処理変数、記憶した小領域データに基づいて、隣接する変化小領域を結合して変化検出部分領域を決定し、予め設定した侵入物に対応する幾何学的特徴量と変化検出部分領域における幾何学的特徴量とを比較し、変化検出部分領域の幾何学的特徴量が、予め設定した侵入物に対応する幾何学的特徴量範囲に入るとき、その変化検出部分領域を侵入物候補として検出し、それを侵入物候補データとして、記憶部１４へ記憶させている（図４のステップＳ１３も参照）。
【００３１】
侵入物検出部１８ａは、図６に示すように、検出確認時間検査部２１、初期移動距離検査部２２及び侵入物判定部２３により構成されている。
【００３２】
そして、検出確認時間検査部２１では、設定した処理変数、記憶した侵入物候補データに基づいて、侵入物候補が侵入検出確認時間以上継続して検出されているか否かを調べ、侵入検出確認時間以上の時間継続して検出された侵入物候補を合格とし、それ以外を不合格としている。
又、初期移動距離検査部２２では、検出確認時間検査部２１で合格した侵入物候補について、初期移動距離と初期移動確認距離を比較し、初期移動距離が初期移動確認距離以上の侵入物候補を合格とし、それ以外を不合格としている。
又、侵入物判定部２３では、検出確認時間検査部２１と初期移動距離検査部２２の両方で合格とされた侵入物候補を侵入物として検出し、それを侵入物データとして、記憶部１４へ記憶させている（図４のステップＳ１４〜Ｓ１５も参照）。
【００３３】
記憶部１４では、カウンタ、入力された画像データ、設定された処理変数と共に、上述した各部における結果データ等を保存している。
【００３４】
結果出力部１９では、画像データと共に、侵入物検出の有無、侵入物の画像上の位置や幾何学データ等で構成する侵入物データを出力する（図４のステップＳ１６も参照）。
【００３５】
以上の構成、手順によって、本実施例の侵入物検知装置では、監視カメラ１１からの画像を処理することにより、監視場所への侵入物の検知を行っている。
【００３６】
ここで、図７（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施例の侵入物検知装置における侵入物検知の具体例を説明する。
【００３７】
本実施例の侵入物検知装置においては、監視カメラ１１により撮像した入力画像から変化検出部分領域を検出し、検出した変化検出部分領域から侵入物候補を検出している（図４のステップＳ１１〜Ｓ１３も参照）。従って、図７（ａ）に示すように、外部から監視場所（監視画面１上）へ人物２が侵入し、そして、監視場所（監視画面１上）にある樹木４が風で揺れている場合には、監視画面１上において、人物２を侵入物候補Ｎ1として検知すると共に、樹木４の揺れを侵入物候補Ｎ2、Ｎ3として検知している。
【００３８】
このまま、侵入物候補Ｎ2、Ｎ3を侵入物と判定すると、誤検知となってしまうが、本実施例の侵入物検知装置では、各侵入物候補Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3について、予め設定した侵入物検出確認時間以上継続して検出されるか否かを検査し、更に、侵入物検出確認時間の検査に合格した侵入物候補について、初期移動距離ｄが予め設定した初期移動確認距離以上か否かを検査し、初期移動距離ｄが初期移動確認距離以上の侵入物候補を侵入物として検出して、それを、画像データ等と共に侵入物データとして出力している（図４のステップＳ１４〜Ｓ１６、図６も参照）。
【００３９】
従って、図７（ｂ）に示すように、外部から監視場所（監視画面１上）へ侵入した人物２は、予め設定した侵入物検出確認時間以上継続して検出されると共に、初期移動距離ｄが予め設定した初期移動確認距離以上となるので、最終的に、侵入物Ｉとして検出されることになる。一方、監視場所（監視画面１上）にある樹木４の揺れは、予め設定した侵入物検出確認時間以上継続して検出されることは少なく、仮に、予め設定した侵入物検出確認時間以上継続して検出されたとしても、初期移動距離が予め設定した初期移動確認距離以上となることは更に少ないので、最終的に、侵入物候補Ｎ2、Ｎ3を侵入物として検出することが抑制される。
【００４０】
このように、本実施例の侵入物検知装置では、従来は誤検知を発生した、日照の変化、風による草木の揺れ、画像信号のノイズ等による、ある程度の時間継続して発生する画像上の変化に起因する誤検知を抑制して、信頼性の高い侵入物検知結果を得ることができる。
【００４１】
又、特許文献３、４のような特殊な構成を入力装置として用いていないため、一般的な監視カメラを利用できる。このため、屋外施設に設置してある既存の監視カメラを流用することができ、監視システムの導入コストを低く抑えることができる。
【００４２】
更に、特許文献４のような監視カメラと他のセンサ装置との協調を必要とする侵入物検知方式を用いず、監視カメラの画像を処理することで侵入物検知を行う方式であるため、カメラとセンサ装置間での位置合わせのような特殊な調整を行う必要が無く、装置設置時の調整が容易である。
【実施例２】
【００４３】
図８に示すように、夜間、街灯５に照らされた樹木４の影６の揺れが、自然現象により大きく往復移動する場合には、画像上の変化に起因して検出された侵入物候補が、予め設定した侵入物検出確認時間以上継続して検出され、更に、初期移動距離が予め設定した初期移動確認距離以上となる可能性はあり、実施例１に示した侵入物検知装置であっても、侵入物候補を侵入物として誤検知するおそれがある。
【００４４】
そこで、本実施例の侵入物検知装置においては、実施例１の侵入物検知装置における侵入物検出部１８ａに代えて、侵入物検出部１８ｂを用いるようにしている。なお、本実施例の侵入物検知装置と実施例１の侵入物検知装置とは、侵入物検出部１８ｂのみが相違する。従って、実施例１と重複する構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略して、本実施例の侵入物検知装置の説明を行う。
【００４５】
ここで、図９〜図１３を参照して、本実施例の侵入物検知装置の説明を行う。なお、図９は、本発明に係る侵入物検知装置における侵入物検知方法の他の一例を説明するフローチャートであり、図１０は、本発明に係る侵入物検知装置の他の一例を示すブロック図であり、図１１は、図１０に示す侵入物検知装置の侵入物検出部を説明するブロック図である。又、図１２、図１３は、図９に示す侵入物検知装置における侵入物の検知を説明する図である。
【００４６】
本実施例の侵入物検知装置において、侵入物検出部１８ｂは、図１１に示すように、検出確認時間検査部２１、初期移動距離検査部２２、侵入物判定部２３及び初期移動方向検査部３１により構成されている。つまり、実施例１の侵入物検知装置における侵入物検出部１８ａに、更に、初期移動方向検査部３１を追加した構成である。
【００４７】
そして、この初期移動方向検査部３１では、初期移動距離検査部２２で合格した侵入物候補について、最初に検出した侵入物候補の位置から侵入物検出確認時間後に検出した侵入物候補の位置への方向（「初期移動方向」と呼ぶ。）を求めると共に、侵入物検出確認時間までの間の侵入物候補の単位時間毎の移動方向（「侵入物候補単位時間移動方向」と呼ぶ。）を求め、初期移動方向と侵入物候補単位時間移動方向のなす角（「侵入物候補単位時間ズレ角」と呼ぶ。）を求め、侵入物検出確認時間まで全ての侵入物候補単位時間ズレ角が予め設定しておいた許容角度（「侵入物候補移動許容角度」と呼ぶ。）以下の侵入物候補を合格とし、それ以外を不合格としている（図９のステップＳ２６、図１１参照）。
【００４８】
従って、侵入物判定部２３では、検出確認時間検査部２１、初期移動距離検査部２２、初期移動方向検査部２３の全てで合格とされた侵入物候補を侵入物として検出し、それを侵入物データとして、記憶部１４へ記憶させている。
【００４９】
次に、図１２、図１３を用いて、本実施例の侵入物検知装置における侵入物検知の具体例を説明する。
【００５０】
図１２に示すように、外部から監視場所（監視画面１上）へ人物が侵入した場合には、本実施例の侵入物検知装置においても、監視カメラ１１により撮像した入力画像から変化検出部分領域を検出し、検出した変化検出部分領域から侵入物候補を検出しているので（図９のステップＳ２１〜Ｓ２３参照）、監視画面１上において、侵入した人物を侵入物候補Ｎt0として最初に検知する。なお、ステップＳ２１〜２３は、実施例１の図４に示したステップＳ１１〜Ｓ１３と全く同じである。
【００５１】
そして、侵入した人物が、例えば、時間経過に伴って移動していく場合には、監視画面１上において、更に、侵入物候補Ｎt1、Ｎt2、Ｎt3、Ｎt4、Ｎt5として検知され、侵入物候補Ｎt0〜Ｎt5について、予め設定した侵入物検出確認時間（ここでは、ｔ５とする。）以上継続して検出されるか否かを検査し、更に、侵入物検出確認時間の検査に合格した侵入物候補について、初期移動距離が予め設定した初期移動確認距離以上か否かを検査する（図９のステップＳ２４〜Ｓ２５、図１１参照）。
【００５２】
加えて、初期移動距離が初期移動確認距離以上の侵入物候補について、最初（ｔ０）に検出した侵入物候補Ｎt0の位置から侵入物検出確認時間後（ｔ５）に検出した侵入物候補Ｎt5の位置への初期移動方向Ｌを求めると共に、侵入物検出確認時間（ｔ５）までの間の各侵入物候補の侵入物候補単位時間移動方向Ｃt0、Ｃt1、Ｃt2、Ｃt3、Ｃt4を求め、初期移動方向Ｌと侵入物候補単位時間移動方向Ｃt0〜Ｃt4のなす侵入物候補単位時間ズレ角を求め、侵入物検出確認時間（ｔ５）までの全ての侵入物候補単位時間ズレ角が予め設定しておいた侵入物候補移動許容角度以下の侵入物候補を侵入物として検出して、それを、画像データ等と共に侵入物データとして出力している（図９のステップＳ２６〜Ｓ２７、図１１参照）。
【００５３】
従って、図１２に示すように、外部から監視場所（監視画面１上）へ侵入した人物が、時間経過に伴って移動していく場合には、通常は、初期移動方向Ｌと侵入物候補単位時間移動方向Ｃt0〜Ｃt4とのなす角である侵入物候補単位時間ズレ角が小さいため、侵入物候補Ｎt0〜Ｎt5は、最終的には、侵入物Ｉとして検出されることになる。
【００５４】
一方、図１３に示すように、監視場所（監視画面１上）にある樹木４が街灯５に照らされており、その樹木４が自然現象により大きく往復移動する場合には、樹木４の影６も大きく往復移動することになり、その移動に伴う画像上の変化に起因して、時間ｔ０、ｔ２、ｔ４において検出された侵入物候補Ｎ1と、時間ｔ１、ｔ３、ｔ５において検出されたＮ2が、予め設定した侵入物検出確認時間以上継続して検出され、更に、初期移動距離が予め設定した初期移動確認距離以上となって、実施例１に示した侵入物検知装置であっても、侵入物候補Ｎ1、Ｎ2を侵入物として誤検知するおそれがある。
【００５５】
しかしながら、本実施例の侵入物検知装置では、更に、侵入物候補Ｎ1、Ｎ2について、最初（ｔ０）に検出した侵入物候補Ｎ1の位置から侵入物検出確認時間後（ｔ５）に検出した侵入物候補Ｎ2の位置への初期移動方向Ｌを求めると共に、侵入物検出確認時間（ｔ５）までの間の各侵入物候補の侵入物候補単位時間移動方向Ｃ1、Ｃ2を求めている。樹木４の影６が大きく往復移動する場合には、初期移動方向Ｌに対して、侵入物候補単位時間移動方向Ｃ1又はＣ2のいずれか一方がほぼ逆方向となる場合があり、侵入物検出確認時間（ｔ５）までにおいて、初期移動方向Ｌと侵入物候補単位時間移動方向Ｃ1、Ｃ2のなす侵入物候補単位時間ズレ角が予め設定しておいた侵入物候補移動許容角度より大きくなる場合が存在するので、最終的に、侵入物候補Ｎ1、Ｎ2を侵入物として検出することが抑制される（図９のステップＳ２６、図１１参照）。
【００５６】
このように、本実施例の侵入物検知装置では、実施例１に示した侵入物検知装置の効果に加え、図１３に示すように、夜間、街灯５に照らされた樹木４の影６が自然現象により大きく往復移動する場合においても、画像上の変化に起因する誤検知を抑制して、信頼性の高い侵入物検知結果を得ることができる。
【実施例３】
【００５７】
上述した実施例１、２は、画像上の変化に起因する誤検知を防止して、信頼性の高い侵入物検知結果を得ることができるという大きな効果があるが、侵入者が持ち込んで設置したり、落としたりした持込物は、検出されない可能性がある。
【００５８】
具体的には、図１４に示すように、上記実施例１、２では、監視画面１上において、まず、人物２と持込物７をまとめて一つの侵入物候補Ｎt0、Ｎt1と検出した後、侵入物Ｉt1として検出する。そして、人物２が持込物７を落として離れた場合、人物２自体は最初に検出した侵入物Ｉt1と同じ侵入物Ｉt2、Ｉt3として、継続して検出される。ところが、持込物７は一緒に来た人物２と離れた時点で、新たな侵入物候補Ｎt2として検出されるものの、この侵入物候補Ｎt2の初期移動距離が小さいため、持込物７は侵入物として最終的に検出されない可能性が大きくなる。
【００５９】
そこで、本実施例の侵入物検知装置においては、実施例１の侵入物検知装置における侵入物検出部１８ａ、実施例２の侵入物検知装置における侵入物検出部１８ｂに代えて、侵入物検出部１８ｃを用いるようにしている。なお、本実施例の侵入物検知装置と実施例１、２の侵入物検知装置とは、侵入物検出部１８ｃのみが相違する。従って、実施例１、２と重複する構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略して、本実施例の侵入物検知装置の説明を行う。
【００６０】
ここで、図１５〜図１７を参照して、本実施例の侵入物検知装置の説明を行う。なお、図１５は、本発明に係る侵入物検知装置における侵入物検知方法の他の一例を説明するフローチャートであり、図１６は、本発明に係る侵入物検知装置の他の一例を示すブロック図であり、図１７は、図１６に示す侵入物検知装置の侵入物検出部を説明するブロック図である。
【００６１】
本実施例の侵入物検知装置において、侵入物検出部１８ｃは、図１７に示すように、検出確認時間検査部２１、初期移動距離検査部２２、侵入物判定部２３、初期移動方向検査部３１、近傍侵入物検査部４１、論理和部４２、４３及び論理積部４４により構成されている。つまり、実施例２の侵入物検知装置における侵入物検出部１８ｂに、更に、近傍侵入物検査部４１、論理和部４２、４３及び論理積部４４を追加した構成である。
【００６２】
この侵入物検出部１８ｃでは、持込物がそれを持ち込んだ人物から離れる直前までは、人物と持込物をまとめて一つの侵入物として検出していたことに注目し、人物から離れた持込物、つまり、初期移動距離の小さい新たな他の侵入物候補について、新たな他の侵入物候補が検出された時点での位置と、新たな他の侵入物候補が検出された時点の直前の時点で検出された侵入物候補又は侵入物の位置とを比較し、これら２つの位置が予め設定した距離（「近傍持込物検出距離」と呼ぶ。）以内であれば、新たな他の侵入物候補を近傍で検出された侵入物候補又は侵入物が持ち込んだ持込物と判断し、この持込物を他の侵入物として検出することが可能となる。
【００６３】
更に詳細に説明すると、侵入物検出部１８ｃにおいて、近傍侵入物検査部４１では、初期移動距離検査部２２で不合格であった侵入物候補について、最初に検出した時点での侵入物候補の位置と、この時点より時間的に一つ前の時点で検出された侵入物候補又は侵入物の位置を比較し、これら２つの位置の距離が予め設定した近傍持込物検出距離以内である場合は合格とし、それ以外を不合格としている。
【００６４】
論理和部４２では、２つの検査部（初期移動距離検査部２２、初期移動距離検査部４１）のそれぞれの合否結果を入力し、少なくともどちらか一方の合否結果が合格であった場合は合格とし、それ以外を不合格としている。又、論理和部４３では、２つの検査部（初期移動方向検査部３１、初期移動距離検査部４１）のそれぞれの合否結果を入力し、少なくともどちらか一方の合否結果が合格であった場合は合格とし、それ以外を不合格としている。更に、論理積部４４では、２つの論理和部４２、４３のそれぞれの合否結果を入力し、両方の合否結果が合格であった場合は合格とし、それ以外を不合格としている。そして、侵入物判定部２３では、検出確認時間検査部２１と論理積部４４の両方で合格とされた侵入物候補を侵入物として検出し、それを侵入物データとして、記憶部１４へ記憶させている。
【００６５】
次に、図１４を再び用いて、本実施例の侵入物検知装置における侵入物検知の具体例を説明する。
【００６６】
図１４に示すように、外部から監視場所（監視画面１上）へ人物２が持込物７を持って侵入した場合には、本実施例の侵入物検知装置においても、監視カメラ１１により撮像した入力画像から変化検出部分領域を検出し、検出した変化検出部分領域から侵入物候補を検出しているので（図１５のステップＳ３１〜Ｓ３３参照）、監視画面１上において、侵入した人物２及び持込物７をまとめて１つの侵入物候補Ｎt0として最初に検知する。なお、ステップＳ３１〜３３は、実施例１の図４に示したステップＳ１１〜Ｓ１３と全く同じである。
【００６７】
そして、侵入してきた人物２及び持込物７が、例えば、時間経過に伴って移動していく場合には、監視画面１上において、侵入物候補Ｎt1として検知され、侵入物候補Ｎt1について、予め設定した侵入物検出確認時間以上継続して検出されるか否かを検査し、更に、侵入物検出確認時間の検査に合格した侵入物候補Ｎt1について、初期移動距離が予め設定した初期移動確認距離以上か否かを検査する（図１５のステップＳ３４〜Ｓ３５、図１７参照）。
【００６８】
加えて、初期移動距離が初期移動確認距離以上の侵入物候補Ｎt1について、最初に検出した侵入物候補Ｎt0の位置から侵入物検出確認時間後に検出した侵入物候補Ｎt1の位置への初期移動方向を求めると共に、侵入物検出確認時間までの間の各侵入物候補の侵入物候補単位時間移動方向を求め、初期移動方向と侵入物候補単位時間移動方向のなす侵入物候補単位時間ズレ角を求め、侵入物検出確認時間までの全ての侵入物候補単位時間ズレ角が予め設定しておいた侵入物候補移動許容角度以下の侵入物候補Ｎt1を侵入物Ｉt1として検出している（図１５のステップＳ３６→Ｓ３７、図１７参照）。そして、人物２が持込物７を落として離れても、人物２自体は、上記手順により、最初に検出した侵入物Ｉt1と同じ侵入物Ｉt2、Ｉt3として、継続して検出している。
【００６９】
一方、持込物７は一緒に来た人物２と離れた時点で、新たな他の侵入物候補Ｎt2として検出される。そして、この侵入物候補Ｎt2は初期移動距離が小さいため、初期移動距離が初期移動確認距離未満の侵入物候補Ｎt2と判断される。そして、初期移動距離が初期移動確認距離未満の侵入物候補Ｎt2ついて、最初に侵入物候補Ｎt2として検出された時点での位置と、その時点の直前の時点で検出された侵入物候補Ｎt1（侵入物Ｉt1）の位置とを比較し、これら２つの位置の距離が予め設定した近傍持込物検出距離以内であれば、近傍で検出された侵入物候補Ｎt1（侵入物Ｉt1）が持ち込んだ持込物７と判断して、持込物７を他の侵入物Ｉ’t2として検出している（図１５のステップＳ３６→Ｓ３８、図１７参照）。
【００７０】
そして、侵入物検出部１８ｃで得られた侵入物を、画像データ等と共に侵入物データとして出力している（図１５のステップＳ３９参照）
【００７１】
このように、本実施例の侵入物検知装置では、実施例１、２に示した侵入物検知装置の効果に加え、侵入者が持ち込んで設置したり、落としたりした持込物を検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、監視場所への侵入物を検知する侵入物検知装置に適用するものであり、特に、樹木の揺れや等による画像上の変化に起因する誤検知を抑制して、侵入物の検知を行うことができるものであり、又、侵入者が持ち込んで設置したり、落としたりした持込物も侵入物として検知できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】外部から監視場所へ侵入する人物を侵入物として検知する具体例を説明する図である。
【図２】外部から監視場所へ投げ込まれた危険物を侵入物として検知する具体例を説明する図である。
【図３】監視場所にある樹木の揺れを侵入物として誤検知する具体例を説明する図である。
【図４】本発明に係る侵入物検知装置における侵入物検知方法を説明するフローチャートである。
【図５】本発明に係る侵入物検知装置の一例を示すブロック図である。
【図６】図５に示す侵入物検知装置の侵入物検出部を説明するブロック図である。
【図７】図５に示す侵入物検知装置における侵入物検知の具体例を説明する図である。
【図８】監視場所にある樹木の影の揺れを侵入物として誤検知する具体例を説明する図である。
【図９】本発明に係る侵入物検知装置における侵入物検知方法の他の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明に係る侵入物検知装置の他の一例を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す侵入物検知装置の侵入物検出部を説明するブロック図である。
【図１２】外部から監視場所へ侵入する人物を侵入物として検知する具体例を説明する図である。
【図１３】監視場所にある樹木の影の揺れを侵入物として誤検知しないことを説明する図である。
【図１４】外部から監視場所へ侵入者が持ち込んで設置したり、落としたりした持込物についての侵入物検知の具体例を説明する図である。
【図１５】本発明に係る侵入物検知装置における侵入物検知方法の他の一例を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明に係る侵入物検知装置の他の一例を示すブロック図である。
【図１７】図１６に示す侵入物検知装置の侵入物検出部を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１  監視カメラ
１２  画像処理部
１３  画像入力部
１４  記憶部
１５  処理設定部
１６  画像変化検出部
１７  侵入物候補検出部
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  侵入物検出部
１９  結果出力部
２１  検出確認時間検査部
２２  初期移動距離検査部
２３  侵入物判定部
３１  初期移動方向検査部
４１  近傍侵入物検査部
４２、４３  論理和部
４４  論理積部
【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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【図７】
2009295063.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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