(57)【要約】【課題】監視カメラの画像を用い、入力画像全体に対する照度変化による誤認識を防止しつつ、重要な施設や道路等の立ち入り禁止箇所への侵入者等を検知する。【解決手段】監視カメラ１と、監視カメラ１から伝送された入力画像の解析を行なう画像処理部２とを備え、画像処理部２が、監視カメラ１の画像を入力する画像入力部２１、入力画像と背景画像とを比較して入力画像中における変化を検出する画像変化検出部２２、入力画像と背景画像との間の照度の変化を検出し照度変化の割合を算出する全体照度変化検出部２３、画像全体における照度変化の割合があらかじめ設定するしきい値以下の場合にのみ侵入物の検出処理を行う侵入物検出部２４、全体照度変化検出部２３及び侵入物検出部２４において検出された結果を出力する結果出力部２５及び処理メモリ２６を備えるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
侵入禁止区域及びその周辺部を撮像した入力画像を伝送するように構成された監視カメラと、前記監視カメラから伝送された前記入力画像の解析を行なう画像処理部とを備えた画像処理による侵入者検知装置において、
前記画像処理部は、
記憶手段と、
前記監視カメラから前記入力画像を入力し前記記憶手段へ保管する画像入力手段と、
前記入力画像と予め取得しておいた背景画像とを比較して前記入力画像中の前記背景画像に対する変化を検出する画像変化検出手段と、
前記入力画像と前記背景画像のデータとを比較して前記入力画像と前記背景画像との間の照度の変化を検出するとともに、前記背景画像の照度に対する前記入力画像の画像全体における照度変化の割合を算出する全体照度変化検出手段と、
前記全体照度変化検出手段によって算出された画像全体における照度変化の割合があらかじめ設定するしきい値以下の場合にのみ前記画像変化検出手段において検出された前記入力画像と前記背景画像との間の変化に基づいて侵入物の検出を行う侵入物検出手段と、
前記全体照度変化検出手段及び前記侵入物検出手段において検出された結果を出力する結果出力手段と
を備えたことを特徴とする画像処理による侵入者検知装置。
【請求項２】
前記全体照度変化検出手段は、該全体照度変化検出手段において算出された前記背景画像に対する前記入力画像の画像全体における照度変化の割合が予め設定するしきい値より大きい状態が継続した時間が予め設定する所定時間以内であった場合に、全体照度変化検出状態を解除することを特徴とする請求項１記載の画像処理による侵入者検知装置。
【請求項３】
前記画像処理部が、前記全体照度変化検出手段において算出された前記背景画像に対する前記入力画像の画像全体における照度変化の割合が予め設定するしきい値より大きい場合に、予め設定する一定時間が経過した後に前記画像処理部による処理を自動的に復旧する自動復旧手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像処理による侵入者検知装置。
【請求項４】
前記画像処理部が、
前記全体照度変化検出手段において算出された前記背景画像に対する前記入力画像の画像全体における照度変化の割合が予め設定するしきい値より大きい場合に、前記背景画像に対する前記入力画像の画像全体における照度変化が安定したか否かを検出する全体照度安定検出手段と、
前記全体照度安定検出手段によって前記背景画像に対する前記入力画像の画像全体における照度変化が安定したと検出された場合に前記画像処理部による処理を自動的に復旧する自動復旧手段と
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像処理による侵入者検知装置。
【請求項５】
前記全体照度安定検出手段が、前記入力画像を複数の照度検査小領域に分割し、各々の前記照度検査小領域ごとに該照度検査小領域に対応する位置にある前記背景画像と照度の比較を行って、全ての該照度検査小領域に対する照度変化が検出された前記照度検査小領域の割合が予め設定するしきい値より大きい場合に、照度変化が検出された前記照度検査小領域について反転正規化絶対値差分値の平均値を計算して該反転正規化絶対値差分値の平均値の時系列データを作成し、該時系列データの標準偏差値を計算し、該時系列データの標準偏差値が予め設定しておいたしきい値以下である場合に全体照度が安定したと判断することを特徴とする請求項４記載の画像処理による侵入者検知装置。
【請求項６】
前記時系列データの標準偏差値が予め設定しておいたしきい値以下である状態が予め設定する所定時間以上継続した場合に全体照度が安定したと判断することを特徴とする請求項５記載の画像処理による侵入者検知装置。
【請求項７】
前記全体照度安定検出手段が、前記全体照度検出手段において設定した照度検査小領域の平均照度差分標準偏差値を予め計算しておき、全体照度変化検出状態となる直前から予め設定しておいた期間だけ過去に遡って該期間の平均照度差分標準偏差値の平均を算出して全体照度安定時の基準標準偏差値とし、該基準標準偏差値に予め設定しておいた係数を乗じた値をしきい値として設定し、全体照度変化検出状態となった以降の平均照度差分標準偏差値がこのしきい値以下となった場合に前記入力画像全体の照度が安定したと判断することを特徴とする請求項４記載の画像処理による侵入者検知装置。
【請求項８】
前記平均照度差分標準偏差値が前記照度安定時差分標準偏差値から計算したしきい値以下である状態が予め設定した照度安定状態確認時間以上継続した場合に前記入力画像全体の照度が安定したと判断することを特徴とする請求項７記載の侵入者検知装置。
【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の侵入者を検知する装置に関するもので、特に立ち入り禁止箇所を監視する監視カメラを設置して、その撮像した画像を処理することにより、画像中の立ち入り禁止箇所に侵入する人物等を検出する侵入者検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、施設や道路などの立ち入り禁止箇所に設置された監視カメラの映像を画像解析することにより立ち入り禁止区域への侵入物を検知するため、監視カメラと画像処理部により構成した侵入者検知装置がある（例えば、特許文献１〜３参照）。特許文献１〜３において開示される侵入者検知装置においては、監視カメラは立ち入り禁止区域を見渡せる位置に設置され、立ち入り禁止区域とその周辺部を撮像してその画像を画像処理部へ伝送する。そして、画像処理部は監視カメラの画像を入力し、画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入力画像中の対応する小領域の画像との相対計算を行い、その時間的な変化を基にして画像中の変化小領域と背景候補小領域を検出し、隣接する変化小領域を結合して変化検出領域を決定し、変化検出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特徴量範囲内であるときに、その変化検出領域に侵入者が存在すると判断することにより、侵入物を検知してその画像中における位置を特定するように構成されている。
【０００３】
【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２００７−０４１６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１〜３においては、背景画像と入力画像中との比較を行い、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知することができる。
【０００５】
しかしながら、夜間における照明のＯＮ／ＯＦＦや急激な日照の変化等のように、入力画像全体に対して急激な照度変化が発生した場合、大きな照度変化により監視場所に存在する建物等の構造物や草木等の自然物の凹凸による陰影が大きく変化し、侵入物が画像中に存在しなくても陰影の変化した部分に背景画像との変化を検出し、誤って侵入者有りとの検知結果を出力する可能性がある。
【０００６】
このようなことから本発明は、監視カメラの画像を用い、入力画像全体に対する照度変化による誤認識を防止しつつ、重要な施設や道路等の立ち入り禁止箇所への侵入者等を検知することが可能な画像処理による侵入者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】
【０００７】
上記の課題を解決するための第１の発明に係る画像処理による侵入者検知装置は、侵入禁止区域及びその周辺部を撮像した入力画像を伝送するように構成された監視カメラと、前記監視カメラから伝送された前記入力画像の解析を行なう画像処理部とを備えた画像処理による侵入者検知装置において、前記画像処理部は、記憶手段と、前記監視カメラから前記入力画像を入力し前記記憶手段へ保管する画像入力手段と、前記入力画像と予め取得しておいた背景画像とを比較して前記入力画像中の前記背景画像に対する変化を検出する画像変化検出手段と、前記入力画像と前記背景画像のデータとを比較して前記入力画像と前記背景画像との間の照度の変化を検出するとともに、前記背景画像の照度に対する前記入力画像の画像全体における照度変化の割合を算出する全体照度変化検出手段と、前記全体照度変化検出手段によって算出された画像全体における照度変化の割合があらかじめ設定するしきい値以下の場合にのみ前記画像変化検出手段において検出された前記入力画像と前記背景画像との間の変化に基づいて侵入物の検出を行う侵入物検出手段と、前記全体照度変化検出手段及び前記侵入物検出手段において検出された結果を出力する結果出力手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記の課題を解決するための第２の発明に係る画像処理による侵入者検知装置は、第１の発明において、前記全体照度変化検出手段は、該全体照度変化検出手段において算出された前記背景画像に対する前記入力画像の画像全体における照度変化の割合が予め設定するしきい値より大きい状態が継続した時間が予め設定する所定時間以内であった場合に、全体照度変化検出状態を解除することを特徴とする。
【０００９】
上記の課題を解決するための第３の発明に係る画像処理による侵入者検知装置は、第１又は第２の発明において、前記画像処理部が、前記全体照度変化検出手段において算出された前記背景画像に対する前記入力画像の画像全体における照度変化の割合が予め設定するしきい値より大きい場合に、予め設定する一定時間が経過した後に前記画像処理部による処理を自動的に復旧する自動復旧手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記の課題を解決するための第４の発明に係る画像処理による侵入者検知装置は、第１又は第２の発明において、前記画像処理部が、前記全体照度変化検出手段において算出された前記背景画像に対する前記入力画像の画像全体における照度変化の割合が予め設定するしきい値より大きい場合に、前記背景画像に対する前記入力画像の画像全体における照度変化が安定したか否かを検出する全体照度安定検出手段と、前記全体照度安定検出手段によって前記背景画像に対する前記入力画像の画像全体における照度変化が安定したと検出された場合に前記画像処理部による処理を自動的に復旧する自動復旧手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決するための第５の発明に係る画像処理による侵入者検知装置は、第４の発明において、前記全体照度安定検出手段が、前記入力画像を複数の照度検査小領域に分割し、各々の前記照度検査小領域ごとに該照度検査小領域に対応する位置にある前記背景画像と照度の比較を行って、全ての該照度検査小領域に対する照度変化が検出された前記照度検査小領域の割合が予め設定するしきい値より大きい場合に、照度変化が検出された前記照度検査小領域について反転正規化絶対値差分値の平均値を計算して該反転正規化絶対値差分値の平均値の時系列データを作成し、該時系列データの標準偏差値を計算し、該時系列データの標準偏差値が予め設定しておいたしきい値以下である場合に全体照度が安定したと判断することを特徴とする。
【００１２】
上記の課題を解決するための第６の発明に係る画像処理による侵入者検知装置は、第５の発明において、前記時系列データの標準偏差値が予め設定しておいたしきい値以下である状態が予め設定する所定時間以上継続した場合に全体照度が安定したと判断することを特徴とする。
【００１３】
上記の課題を解決するための第７の発明に係る画像処理による侵入者検知装置は、第４の発明において、前記全体照度安定検出手段が、前記全体照度検出手段において設定した照度検査小領域の平均照度差分標準偏差値を予め計算しておき、全体照度変化検出状態となる直前から予め設定しておいた期間だけ過去に遡って該期間の平均照度差分標準偏差値の平均を算出して全体照度安定時の基準標準偏差値とし、該基準標準偏差値に予め設定しておいた係数を乗じた値をしきい値として設定し、全体照度変化検出状態となった以降の平均照度差分標準偏差値がこのしきい値以下となった場合に前記入力画像全体の照度が安定したと判断することを特徴とする。
【００１４】
上記の課題を解決するための第８の発明に係る画像処理による侵入者検知装置は、第７の発明において、前記平均照度差分標準偏差値が前記照度安定時差分標準偏差値から計算したしきい値以下である状態が予め設定した照度安定状態確認時間以上継続した場合に前記入力画像全体の照度が安定したと判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上述した本発明に係る画像処理による侵入者検知装置によれば、夜間における照明のＯＮ／ＯＦＦや急激な日照の変化等のように、画像全体に対して急激な照度変化が発生した場合でも誤った検出結果を出力することなく、侵入者検知処理の精度を向上させることができる。
【００１６】
また、全体照度変化を検出した場合は侵入者検知処理を停止するため、作業者に何らかの全体照度変化が発生したことを通知することができ、夜間における照明のＯＮ／ＯＦＦや急激な日照の変化等のように、画像全体に対して急激な照度変化が発生し全体照度変化を検知した場合は、全体照度変化発生の通知を受けて、作業者が画像を確認し、処理を復旧させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る侵入者検知装置に自動復旧手段を設ければ、全体照度変化が発生した場合でも作業者が手動で処理を復旧させることなく、自動的に背景画像を取得し直して処理を復旧させることができ、例えば作業者が装置から離れていた場合でも侵入物検知の連続運転が可能である。
【００１８】
また、本発明に係る侵入者検知装置に全体照度安定手段を設ければ、木葉等が監視カメラ直前を通り過ぎた等の画像全体に対する一過性の照度変化が生じた場合にはこれを認識して侵入物の検出を継続することができるため、画像全体に対して短時間の急激な照度変化が発生した場合でも正確に検出結果を出力することができる。
【００１９】
また、自動復旧において画像状態が安定したことを検知してから自動復旧処理を行うようにすれば、照度変化後の不安定な状態において自動復旧処理を行うことがなく、自動復旧後の侵入物検知処理を常に安定した状態で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を以下の実施例において詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１乃至図４を用いて本発明の第１の実施例について詳細に説明する。図１は本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置の構成を示すブロック図、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ入力画像を変化検査小領域に分割する例、変化小領域及び背景候補小領域の例、変化検出領域の例を示す説明図、図３は入力画像を照度検査小領域に分割する例を示す説明図、図４は本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置における処理の流れを示すフローチャートである。本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置は、施設や道路等の立ち入り禁止箇所に設置された監視カメラ映像を画像解析して立ち入り禁止区域への侵入者を検知するものである。
【００２２】
図１に示すように、本実施例において、画像処理による侵入者検知装置は、監視カメラ１と画像処理部２とを備えている。監視カメラ１は立ち入り禁止箇所を見渡せる位置に設置されて当該立ち入り禁止区域とその周辺部を撮像し、撮像した画像のデータを画像処理部２へ伝送する。また、画像処理部２は、監視カメラ１によって撮像された画像に対して解析処理を行って検知結果や処理状態を出力するものであり、少なくとも画像入力手段としての画像入力部２１、画像変化検出手段としての画像変化検出部２２、全体照度変化検出手段としての全体照度変化検出部２３、侵入物検出手段としての侵入物検出部２４及び結果出力手段としての結果出力部２５の各処理部と、記憶手段としての処理メモリ２６とを備えている。
【００２３】
画像入力部２１は監視カメラ１から該監視カメラ１によって撮像された画像（以下、入力画像という）のデータを入力し処理メモリ２６へ保管する手段である。
【００２４】
また、画像変化検出部２２は処理メモリ２６から入力画像と予め取得しておいた背景画像のデータを取り出し、これらを比較して相違点（入力画像中の背景画像に対する変化）を検出し、検出した結果を小領域データとして処理メモリ２６に保管する手段である。より詳しく説明すると、図２（ａ）に示すように、画像変化検出部２２では、処理メモリ２６から取り出した入力画像３を分割して複数（図２では１０８個）の適当な小領域（以下、変化検査小領域という）３１を設定し、一つ一つの変化検査小領域３１ごとに、当該変化検査小領域３１と該変化検査小領域３１に対応する背景画像の領域との相関計算を行う。そして、相関値の時間的な変化を基にして入力画像３中に設定した変化検査小領域３１の中から、図２（ｂ）に示すように、侵入者４の存在や環境変化等により、変化の発生を検出した変化小領域（同図中、斜線を付した領域）３１ａと、背景画像との変化が少ない背景候補小領域（変化小領域３１ａ以外の部分）３１ｂとを検出し、変化小領域３１ａと背景候補小領域３１ｂの情報を小領域データとして処理メモリ２６に保管する。
【００２５】
また、全体照度変化検出部２３は処理メモリ２６から入力画像と背景画像のデータを取り出し、これらを比較して入力画像と背景画像との間の照度の変化を検出する手段である。より詳細に説明すると、図３に示すように、全体照度変化検出部２３では、処理メモリ２６から取り出した入力画像３を分割して複数（図３では１０８個）の適当な小領域（以下、照度検査小領域という）３２を設定する。そして、一つ一つの照度検査小領域３２ごとに、当該照度検査小領域３２と該照度検査小領域３２に対応する背景画像の領域との反転正規化絶対値差分計算（例えば、特許文献３参照）を行い、各照度検査小領域３２のうち予め設定しておいた照度変化よりも大きな照度変化が認められた照度検査小領域３２を照度変化発生小領域３２ａ（例えば、図３中に斜線を付した領域）として検出する。
【００２６】
更に、入力画像３に対して設定した照度検査小領域３２の数に対する照度変化発生小領域３２ａの数、即ち、画像全体に対する照度変化発生小領域３２ａの割合（「照度変化発生小領域率」と呼ぶ）を計算する。そして、計算の結果、照度変化発生小領域率の値が予め設定しておいたしきい値よりも大きい場合は、背景画像に対して入力画像３全体の照度が変化した（以下、全体照度変化という）と判断し、監視場所における全体照度変化を検出する。検出した結果である、各々の照度検査小領域３２ごとのデータ（照度検査小領域データ）、照度変化発生小領域率、及び、全体照度変化が発生したか否かを判断した結果（全体照度変化検出状態）は処理メモリ２６に保管する。なお、本実施例では照度検査小領域３２として入力画像を図２に示す変化検査小領域３１と同数に分割する例を示したが、変化検査小領域３１と同数である必要はなく、必要に応じて設定すればよい。
【００２７】
また、侵入物検出部２４は処理メモリ２６から画像変化検出部２２によって検出された変化の情報である小領域データを取り出し、該小領域データに基づいて侵入物を検出する手段である。より詳しく説明すると、侵入物検出部２４では、処理メモリ２６に保管されている小領域データを取り出し、図２（ｃ）に示すように、入力画像３中の隣接する変化小領域３１ａを結合して変化検出領域３１ｃを決定し、変化検出領域３１ｃの幾何学的特徴量が予め設定した侵入物に対応する特徴量範囲内である時に、その変化検出領域３１ｃに侵入物が存在すると判断することにより、侵入物を検知してその画像中における位置を特定する。特定した結果は、侵入物データとして処理メモリ２６に保管する。
【００２８】
また、結果出力部２５は全体照度変化検出部２３及び侵入物検出部２４において検出された結果を出力する手段である。また、処理メモリ２６には上記処理部２１〜２４から出力される各種データ及び背景画像等が保管される。なお、背景画像は監視カメラ１によって撮像するのと同一の領域を予め撮像した画像である。
【００２９】
以下、図４に基づいて図１に示す本実施例の画像処理部２による処理の流れを詳細に説明する。図４に示すように、本実施例において画像処理部２では、まず、画像入力部２１によって監視カメラ１が撮像した立ち入り禁止箇所の画像データを入力し（ステップＳ１０１）、続いて、画像変化検出部２２において、上述したように、背景画像に対して入力画像に変化が生じている箇所を検出する処理を行う（ステップＳ１０２）。
【００３０】
画像変化検出部２２における上記処理が終了したら、続いて全体照度変化検出部２３において、背景画像に対して入力画像全体の照度が変化している部分を検出する処理を行う（ステップＳ１０３）。その後、全体照度変化検出部２３によって検出した結果に基づき全体照度変化の有無を判定する処理を行い（ステップＳ１０４）、全体照度変化が生じていないと判定された場合（Ｎｏ）、即ち、照度変化発生小領域率が予め設定しておいたしきい値以下である場合は、続いて侵入物検出部２４において入力画像３中の侵入物の検出を行う（ステップＳ１０５）。
【００３１】
一方、上記ステップＳ１０４による判定の結果、全体照度変化が生じていると判定された場合（Ｙｅｓ）、即ち、照度変化発生小領域率が予め設定しておいたしきい値よりも大きい場合は、画像変化検出部２２によって入力画像と背景画像との間に変化が検出されたとしても、検出された変化は入力画像の照度が背景画像に比較して全体的に変化したことによって生じた変化であるとみなして侵入物の検出は行わない。このように、本実施例では、全体照度変化検出状態でない場合に限り、侵入物検出部２４による侵入物の有無を検出する。
【００３２】
最後に、結果出力部２５において侵入物検出の有無、全体照度変化状態を出力する処理を行う（ステップＳ１０６）。即ち、処理メモリ２６から取り出した全体照度検出状態及び侵入物データに基づき、全体照度変化検出の有無、侵入物検知の有無および侵入物データを出力する。
【００３３】
本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置によれば、全体照度変化検出部２３を設け、入力画像と背景画像の照度が異なると判断された場合は侵入物検出を見送るように構成したので、例えば、夜間における照明のＯＮ／ＯＦＦや急激な日照の変化等のように、画像全体に対して急激な照度変化が生じた場合には、これを照度変化と認識することができるため、作業者に何らかの全体照度変化が発生したことを通知することができ、誤って侵入物が侵入したと判断することを防止することができる。これにより、作業者は全体照度変化の通知を受けて画像を確認し、処理を復旧させるなどの必要な対応を行うことができる等、利便性が向上する。
【実施例２】
【００３４】
（自動復旧機能を追加した方法）
図５及び図６を用いて本発明の第２の実施例を説明する。図５は本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置の構成を示すブロック図、図６は本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置における処理の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
図５に示すように、本実施例は、実施例１の画像処理部２に自動復旧手段としての自動復旧部２７を追加した例である。その他の構成は図１に示し上述したものと概ね同様であり、同一の作用を奏するものには同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３６】
自動復旧部２７は、全体照度変化検出部２３によって入力画像と背景画像とを比較した結果、例えば、夜間における照明のＯＮ／ＯＦＦや急激な日照の変化により画像全体の照度が変化した等により全体照度が変化していると判断され、全体照度変化を検出した時点からの経過時間が予め設定しておいた所定時間に達した場合に、一連の処理（例えば、図４に示し上述した処理）を自動的に復旧させる手段である。より詳しくは、処理メモリ２６から取り出した全体照度変化検出状態のデータに基づき全体照度が変化した時点からの経過時間をカウントし、該経過時間が予め設定した所定時間に達したら自動的に背景画像を取得し直し、全体照度変化検出状態の解除を処理メモリ２６に出力し、画像処理部２における処理を自動的に復旧するものである。
【００３７】
以下、図６に基づいて、図５に示す本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置の画像処理部２における処理の流れを説明する。なお、図６に示すステップＳ１１１〜ステップＳ１１３の処理は、実施例１において説明したステップＳ１０１〜ステップＳ１０３の処理と概ね同様であり、詳しい説明は省略する。
【００３８】
本実施例においては、全体照度変化検出部２３において、入力画像における背景画像に比較して照度が変化している部分を検出する処理（ステップＳ１１３）を行った後、全体照度変化の有無を判定し（ステップＳ１１４）、判定の結果、全体照度変化が生じていない場合（Ｎｏ）、即ち、照度変化発生小領域率が予め設定しておいたしきい値以下である場合は、続いて侵入物検出部２４において入力画像３中の侵入物の検出を行う（ステップＳ１１５）。なお、侵入物検出部２４において行う処理は実施例１において説明したものと同様である。
【００３９】
一方、全体照度変化が生じていると判定された場合（Ｙｅｓ）、即ち、照度変化発生小領域率が予め設定しておいたしきい値よりも大きい場合は、自動復旧検査として全体照度変化を検出した時点からの経過時間が予め設定しておいた時間に達したか否かを判定する（ステップＳ１１６）。判定の結果、全体照度変化を検出した時点から予め設定しておいた時間が経過していない場合（Ｎｏ）は、その結果を出力する。
【００４０】
一方、全体照度変化を検出した時点から予め設定しておいた時間が経過したと判定された場合（Ｙｅｓ）は、自動復旧部２７において自動的に背景画像を取得し直し、処理メモリ２６から取り出した全体照度変化検出状態に対してこれの解除を処理メモリ２６に出力する（ステップＳ１１７）。
【００４１】
そして、結果出力部２５において、画像処理部２による処理結果（侵入物検知結果、処理状態等）を出力する処理を行う（ステップＳ１１８）。即ち、処理メモリ２６から、ステップＳ１１５、ステップＳ１１７でそれぞれ侵入物検出部２４、自動復旧部２７から処理メモリ２６に保管された侵入物データ、全体照度変化検出状態を取り出し、これらに基づいて、侵入物検知の有無、自動復旧の有無等を出力する。
【００４２】
本実施例によれば、実施例１に示した装置の効果に加え、作業者が全体照度変化状態から処理を手動で復旧させなくても、自動的に処理を復旧して侵入物検知を継続することができる。また、自動的に処理を復旧する機能を持つため、作業者が装置から離れていた場合でも侵入物検知の連続運転が可能である。
【実施例３】
【００４３】
図７を用いて本発明の第３の実施例を説明する。図７は本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置による処理の流れを示すフローチャートである。本実施例は、図１に示し実施例１において説明した画像処理による侵入者検知装置を用いて侵入物の検出を行うものであり、実施例１とは画像処理部２における処理が一部異なる例である。本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置の構成は実施例１において説明したものと同様であり、詳しい説明は省略する。
【００４４】
以下、図７に基づいて図１に示す画像処理による侵入者検知装置の画像処理部２を用いた処理の一例を詳細に説明する。なお、図７に示すステップＳ１２１〜ステップＳ１２３の処理は、それぞれ図４に示し上述したステップＳ１０１〜ステップＳ１０３の処理と概ね同様であり、重複する説明は省略する。
【００４５】
本実施例の画像処理部２においては、ステップＳ１２１、ステップＳ１２２の処理を行った後、ステップＳ１２３の処理を行い、照度変化発生小領域率を計算した結果、照度変化発生小領域率の値が予め設定しておいたしきい値よりも大きい場合に、全体照度変化が発生したと判断し監視場所における全体照度変化を検出するとともに、入力画像が背景画像に比較して全体的に照度が変化した状態（以下、全体照度変化検出状態という）であるとの認定を行う。
【００４６】
続いて、全体照度変化が発生してからの継続時間を計測し、全体照度変化検出状態が予め設定しておいた確認時間（「全体照度変化発生確認時間」と呼ぶ）以上継続しているか否かを判定する（ステップＳ１２４）。
【００４７】
判定の結果、全体照度変化が全体照度変化発生確認時間以上継続していない（Ｎｏ）場合は、入力画像中の照度変化が、木葉が監視カメラ直前を通り過ぎた等の一過性のものであると判断し、全体照度変化検出状態を解除する処理を行い（ステップＳ１２５）、続いて全体照度変化検出部２３において全体照度変化の有無を判定する処理を行う（ステップＳ１２６）。一方、全体照度変化が全体照度変化発生確認時間以上継続している（Ｙｅｓ）場合は、全体照度変化検出状態を維持したまま上記ステップＳ１２６の処理を行う。
【００４８】
そして、ステップＳ１２６による全体照度変化の有無の判定の結果、全体照度変化が生じていないと判定された場合（Ｎｏ）、即ち、照度変化発生小領域率が予め設定しておいたしきい値以下である場合は、続いて侵入物検出部２４において侵入物を検出する処理を行う（ステップＳ１２７）。なお、ステップＳ１２７における処理は、図４に示し上述したステップＳ１０５の処理と同様であり、詳しい説明は省略する。
【００４９】
一方、全体照度変化が生じていると判定された場合（Ｙｅｓ）、即ち、照度変化発生小領域率が予め設定しておいたしきい値よりも大きい場合は、入力画像中の照度変化が、木葉が監視カメラ直前を通り過ぎた等の一過性のものではなく、例えば、夜間における照明のＯＮ／ＯＦＦや日照の変化等のように継続するものであると判断し、撮像箇所全体の照度変化が生じたとして判定結果を出力する。
【００５０】
最後に結果出力部２５において処理メモリ２６から取り出した全体照度検出状態及び侵入物データに基づき、全体照度変化検出の有無、侵入物検知の有無および侵入物データを出力する（ステップＳ１２８）。
【００５１】
上述した実施例１、実施例２の画像処理による侵入者検知装置では、夜間における照明のＯＮ／ＯＦＦや急激な日照の変化のように、入力画像全体に対して急激な照度変化が発生した場合に侵入物有りとの誤った検出結果を出力しないよう、全体照度変化の発生を検出すると侵入物を検知する処理を停止する処理を行うことにより、侵入物を安定的に検知する構成としたが、入力画像全体に対する急激な照度変化を検知して侵入物の検知を停止するため、入力画像全体に対して照度変化が発生した場合、誤った検知結果を出力することはないものの、監視カメラの直前を木葉のような浮遊物が一瞬通り過ぎた際にも画像全体に対して大きな照度変化を検出してしまい、監視場所における照度が変化していなくても侵入物の検知を停止する場合が考えられる。
【００５２】
これに対し、本実施例によれば、実施例１に示した装置の効果に加え、木葉等が監視カメラ直前を通り過ぎた等の入力画像全体に対する一過性の照度変化が生じた場合に、これを認識して侵入物の検出を継続することができるため、入力画像全体に対して短時間の急激な照度変化が発生した場合に侵入物の検出処理を中断することなく正確な検出結果を出力することができる。
【実施例４】
【００５３】
（自動復旧機能を追加した方法）
図８を用いて本発明の第４の実施例について説明する。図８は本実施例に係る侵入者検出装置による処理の流れを示すフローチャートである。本実施例は、図５に示し実施例２において説明した画像処理による侵入者検知装置を用いて侵入物の検出を行うものであり、実施例２とは画像処理部２における処理が異なる例である。本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置の構成は実施例２において説明したものと同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００５４】
以下、図８に基づいて図５に示す侵入者検出装置の画像処理部２を用いた処理の一例を詳細に説明する。なお、図８に示すステップＳ１３１〜ステップＳ１３７の処理は、それぞれ図７に示し上述したステップＳ１２１〜ステップＳ１２７の処理と概ね同様である。よって、以下の説明において、図７に示したステップＳ１２１〜ステップＳ１２７の処理と重複する点については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００５５】
本実施例の画像処理部２においては、ステップＳ１３６で全体照度変化検出部２３による全体照度変化の有無を判定した結果、全体照度変化が生じていると判定された場合（Ｙｅｓ）、即ち、照度変化発生小領域率が予め設定しておいたしきい値よりも大きい場合に、自動復旧検査として全体照度変化を検出した時点からの経過時間が予め設定しておいた時間に達したか否かを判定し（ステップＳ１３８）、全体照度変化を検出した時点から予め設定しておいた時間が経過していず自動復旧を行わない場合（Ｎｏ）は、その結果を出力する。
【００５６】
一方、全体照度変化を検出した時点から予め設定しておいた時間が経過したと判定された場合（Ｙｅｓ）は、自動復旧部２７において自動的に背景画像を取得し直し、処理メモリ２６から取り出した全体照度変化検出状態に対してこれの解除を処理メモリ２６に出力する（ステップＳ１３９）。
【００５７】
そして、結果出力部２５において、画像処理部２による処理結果（侵入物検知結果、処理状態等）を出力する処理を行う（ステップＳ１４０）。即ち、処理メモリ２６から、侵入物検出部２４、自動復旧部２７によって処理メモリ２６に保管された侵入物データ、全体照度変化検出状態を取り出し、これらに基づいて、侵入物検知の有無、自動復旧の有無等を出力する。
【００５８】
本実施例によれば、実施例３に示した装置の効果に加え、作業者が全体照度変化状態から処理を手動で復旧させなくても、自動的に処理を復旧して侵入物検知を継続することができる。また、自動的に処理を復旧する機能を持つため、作業者が装置から離れていた場合でも侵入物検知の連続運転が可能である。
【実施例５】
【００５９】
図９及び図１０を用いて本発明の第５の実施例について説明する。図９は本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置の構成を示すブロック図、図１０は本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置の画像処理部による処理の流れを示すフローチャートである。
【００６０】
図９に示すように、本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置は、上述した実施例４に係る画像処理による侵入者検知装置の画像処理部２に全体照度安定検出手段としての全体照度安定検出部２８を追加するとともに、自動復旧部２７が全体照度変化検出状態に加えて全体照度安定検出状態を考慮して自動復旧を行うようにした例である。
【００６１】
全体照度安定検出部２８は、全体照度変化検出部２３によって入力画像が背景画像に対して全体照度変化を生じた状態であると判定された場合に、該全体照度変化が安定したか否かを検出する手段である。より詳しくは、全体照度変化検出部２３によって入力画像と背景画像の照度を比較した結果、全体照度変化検出状態であるときに、図３に示し上述した照度検査小領域３２の反転正規化絶対値差分値の平均値（「平均照度差分値」と呼ぶ）を計算し、平均照度差分値の時系列データを作成し、平均照度差分値時系列データの標準偏差値（「平均照度差分標準偏差値」と呼ぶ）を計算し、この平均照度差分標準偏差値が予め設定しておいたしきい値以下となった場合は全体照度が安定したと判断し、現在が全体照度安定状態であると認定する。
【００６２】
また、本実施例において自動復旧部２７は、入力画像と背景画像とを比較した結果が、全体照度変化検出状態であって且つ全体照度安定状態である場合に自動的に背景画像を取得し直し、全体照度変化検出状態及び全体照度安定状態の解除を処理メモリ２６に出力する。これにより画像処理部２における侵入物検出処理を復旧し、画像入力から結果出力までの一連の処理を自動的に復旧させるようにする。
【００６３】
以下、図１０に基づいて図９に示す画像処理による侵入者検知装置の画像処理部２による処理の流れを詳細に説明する。図１０に示すステップＳ１４１〜ステップＳ１４７の処理は、図８に示し上述したステップＳ１３１〜ステップＳ１３７の処理と概ね同様であり、詳しい説明は省略する。
【００６４】
本実施例においては、ステップＳ１４６において全体照度変化検出部２３による全体照度変化の有無を判定する処理を行った結果、全体照度変化が生じている場合（Ｙｅｓ）、即ち、照度変化発生小領域率が予め設定しておいたしきい値よりも大きい場合に、更に、全体照度安定検出部２８において全体照度変化が安定したか否かを検出し（ステップＳ１４８）、続いて全体照度変化が安定したか否かを判定する処理を行う（ステップＳ１４９）。
【００６５】
判定の結果、全体照度変化が安定していない場合（Ｎｏ）はその旨を出力する。一方、全体照度変化が安定している場合（Ｙｅｓ）は、自動復旧部２７において自動的に背景画像を取得し直し、画像処理部２による侵入物の検出処理を自動的に復旧する（ステップＳ１５０）。
【００６６】
そして、結果出力部２５において侵入物検出処理の結果を出力する処理を行う（ステップＳ１５１）。即ち、処理メモリ２６から取り出した全体照度検出状態及び侵入物データに基づき、全体照度変化検出の有無、侵入物検知の有無および侵入物データを出力する。
【００６７】
上述した実施例３、実施例４では、木葉等が監視カメラ直前を通り過ぎた等の一過性の画像全体への照度変化を看過し、かつ、夜間における照明のＯＮ／ＯＦＦや急激な日照の変化等のように、入力画像全体に対して急激な照度変化が発生した場合に侵入物有りとの誤った検出結果を出力しないよう、全体照度変化の発生を検出すると侵入物を検知する処理を停止する処理を行うことにより、侵入物を安定的に検知するようにしており、入力画像全体に対する照度変化が発生しても誤った検知結果を出力しないものの、急激な照度変化を検知した後、予め設定しておいた所定時間が経過した時点で侵入物の検知を行う処理を復旧させた場合、復旧時に照度変化発生後の入力画像の状態が安定していない可能性がある。入力画像状態が安定しない段階において解析の基となる背景画像データを取得し直した場合、その後の侵入物の検知処理が不安定となり、誤った検知結果が出力される場合が考えられる。
【００６８】
これに対し、本実施例によれば、木葉等が監視カメラ直前を通り過ぎた等の一過性の画像全体への照度変化を無視し、さらに、夜間における照明のＯＮ／ＯＦＦや急激な日照の変化等のように、画像全体に対して急激な照度変化が発生した場合でも間違った検出結果を発生することなく、作業者に何らかの全体照度変化が発生したことを通知することができる。
【００６９】
また、自動的に処理を復旧する機能を持つため、作業者が装置から離れていた場合でも侵入物検知の連続運転が可能であり、さらに画像の状態が安定してから処理の自動復旧を行うため、処理復旧直後に間違った検出結果を発生することを防止することができる。
【実施例６】
【００７０】
（確認つき全体照度安定検出による方法）
本発明の第６の実施例を説明する。本実施例は、上述した実施例５の全体照度変化検出部２８が、平均照度差分標準偏差値が予め設定しておいたしきい値以下となった時点で全体照度が安定したと判断するのに代えて、平均照度差分標準偏差値が予め設定しておいたしきい値以下である状態があらかじめ設定しておいた時間（「照度安定状態確認時間」と呼ぶ）以上継続した場合に全体照度が安定したと判断し、現在が全体照度安定状態であると認定するようにした例である。その他の構成は実施例５と概ね同様であり、重複する説明は省略する。
【００７１】
本実施例によれば、実施例５に示した装置の効果に加え、全体照度が安定した状態を確認してから処理を自動復旧させるため、確実に画像の全体照度が安定した状態において処理の自動復旧を行うことができる。
【実施例７】
【００７２】
（動的しきい値計算付き全体照度安定検出による方法）
図１１を用いて本発明の第７の実施例を説明する。図１１は本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置による処理の流れを示すフローチャートである。本実施例は、上述した実施例６における画像処理による侵入者検知装置の全体照度安定検出部２８による処理を、全体照度変化安定検出処理に代えて、全体照度変化の安定の有無をしきい値で判断する例である。その他の構成は実施例６において説明した構成と概ね同様であり、重複する説明は省略する。
【００７３】
以下、図１１に基づいて本実施例に係る画像処理による侵入者検知装置の画像処理部２を用いた処理の一例を説明する。なお、図１１に示すステップＳ１６１〜ステップＳ１６３及びステップＳ１６５〜ステップＳ１６８の処理は、図１０に示し上述したステップＳ１４１〜ステップＳ１４３及びステップＳ１４４〜ステップＳ１４７の処理と概ね同様であり、詳しい説明は省略する。
【００７４】
本実施例においては、ステップＳ１６３において全体照度検出部２３による背景画像に対して入力画像全体の照度が変化している部分を検出する処理を行った後、全体照度安定検出部２８により入力画像全体の照度の状態を検出する処理を行い（ステップＳ１６４）、続いて全体照度変化が発生してからの継続時間を計測し、全体照度変化検出状態が上記全体照度変化発生確認時間以上継続しているか否かを判定する（ステップＳ１６５）。
【００７５】
そして、全体照度変化が全体照度変化発生確認時間以上継続していると判定され（Ｙｅｓ）、続いて全体照度変化の有無の判定（ステップＳ１６７）の結果、全体照度変化が生じていると判定された場合（Ｙｅｓ）に、続いて全体照度安定検出部２８において入力画像の照度が安定したか否かを判断するためのしきい値を算出する処理を行う（ステップＳ１６９）。具体的には、予め全体照度変化検出部２３により設定した照度検査小領域の平均照度差分標準偏差値を計算しておくとともに、入力画像が全体照度変化検出状態となる直前（例えば、全体照度変化検出状態と認識された入力画像の一つ前の入力画像を撮像したとき等）から予め設定しておいた期間だけ過去に遡った期間の入力画像の平均照度差分標準偏差値の平均を算出してこれを全体照度安定時の基準標準偏差値（「照度安定時差分標準偏差値」と呼ぶ）とし、照度安定時差分標準偏差値に予め設定しておいた係数を乗じた値をしきい値として導出する。
【００７６】
続いて入力画像中の照度が安定したか否かを判定する処理を行う（ステップＳ１７０）。具体的には、入力画像が全体照度変化検出状態となって以降の平均照度差分標準偏差値がステップＳ１６９において算出したしきい値に比較して大きいか小さいかを判定し、しきい値以下である場合は全体照度が安定した（Ｙｅｓ）と判断し、現在が全体照度安定状態であると認定して自動復旧部２７において自動的に背景画像を取得し直し、画像処理部２による侵入物の検出処理を自動的に復旧する（ステップＳ１７１）。
一方、入力画像が全体照度変化検出状態となって以降の平均照度差分標準偏差値が全体照度安定検出部２８において算出したしきい値より大きい場合は照度が安定していない（Ｎｏ）と判断し、その旨を出力する。
【００７７】
そして、結果出力部２５において侵入物の検出結果を出力する（ステップＳ１７２）。即ち、処理メモリ２６から取り出した全体照度検出状態及び侵入物データに基づき、全体照度変化検出の有無、侵入物検知の有無および侵入物データを出力する。
【００７８】
本実施例によれば、実施例５に示した装置の効果に加え、時々の画像状態に応じて全体照度が安定だと判断するしきい値を動的に変化させて設定するため、より環境変化に適応した、処理の自動復旧を行うことができる。
【実施例８】
【００７９】
（動的しきい値計算および確認付き全体照度安定検出による方法）
本発明の第８の実施例を説明する。本実施例は、実施例７において侵入者検知装置の全体照度安定検出部２８で平均照度差分標準偏差値が照度安定時差分標準偏差値から計算したしきい値以下となった時点で全体照度が安定したと判断したのに代えて、平均照度差分標準偏差値が照度安定時差分標準偏差値から計算したしきい値以下である状態が照度安定常態確認時間以上継続した場合に全体照度が安定したと判断し、現在が全体照度安定状態であると認定する例である。その他の構成は上述した実施例７と概ね同様であり、重複する説明は省略する。
【００８０】
本実施例によれば、実施例７に示した装置の効果に加え、全体照度が安定した状態を確認してから処理を自動復旧させるため、処理の自動復旧を確実に画像の全体照度が安定したときに行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、施設や道路における立ち入り禁止箇所等への侵入者を検知する装置に関するもので、特に立ち入り禁止箇所を監視する監視カメラを設置して、その撮像した画像を処理することにより、画像中の立ち入り禁止箇所に侵入する人物等を検出する侵入者検知装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例１に係る画像処理による侵入者検知装置の構造を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は入力画像を変化検査小領域に分割する例を示す説明図、図２（ｂ）は変化小領域及び背景候補小領域の例を示す説明図、図２（ｃ）は変化検出領域の例を示す説明図である。
【図３】入力画像を照度検査小領域に分割する例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施例１に係る画像処理による侵入者検知装置による処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２に係る画像処理による侵入者検知装置の構造を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例２に係る画像処理による侵入者検知装置による処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例３に係る画像処理による侵入者検知装置による処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例４に係る画像処理による侵入者検知装置による処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例５に係る画像処理による侵入者検知装置の構造を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施例５に係る画像処理による侵入者検知装置による処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例７に係る画像処理による侵入者検知装置による処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
１  監視カメラ
２  画像処理部
３  入力画像
２１  画像入力部
２２  画像変化検出部
２３  全体照度変化検出部
２４  侵入物検出部
２５  結果出力部
２６  処理メモリ
２７  自動復旧部
２８  全体照度安定検出部
３１  変化検査小領域
３１ａ  変化小領域
３１ｂ  背景候補小領域
３２  照度検査小領域
３２ａ  照度変化発生小領域
【図１】
2009169717.tif 000003
【図２】
2009169717.tif 000004
【図３】
2009169717.tif 000005
【図４】
2009169717.tif 000006
【図５】
2009169717.tif 000007
【図６】
2009169717.tif 000008
【図７】
2009169717.tif 000009
【図８】
2009169717.tif 000010
【図９】
2009169717.tif 000011
【図１０】
2009169717.tif 000012
【図１１】
2009169717.tif 000013