JP2009294974A - Intruder detection device by image processing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、施設や道路における立ち入り禁止箇所等の監視対象領域への侵入者を検知する画像処理による侵入者検知装置に関するもので、特に監視対象領域及びその周辺を撮像する監視カメラを設置し、この監視カメラが撮像した画像を処理することによって立ち入り禁止箇所に侵入する人物等を検出する画像処理による侵入者検知装置に関する。 The present invention relates to an intruder detection device by image processing for detecting an intruder into a monitoring target area such as a prohibited entry point in a facility or road, and in particular, a monitoring camera for imaging the monitoring target area and its surroundings is installed, The present invention relates to an intruder detection device based on image processing that detects a person or the like who enters a prohibited entry area by processing an image captured by the monitoring camera.
従来、屋外施設を対象とした画像処理による侵入者検知装置が公知となっている。例えば、特許文献1に開示されているものは、監視カメラにより監視対象領域を撮像した画像と、予め撮像しておいた背景画像とを比較して画像上に変化が生じている領域(部分領域)を検出し、その部分領域の幾何学的特徴量を予め設定する侵入物の特徴量範囲と比較す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するものである。この特許文献1に記載のものは、既設の監視カメラを利用してより高精度に侵入物を検出することができるという利点を有する。
2. Description of the Related Art Conventionally, intruder detection devices using image processing for outdoor facilities are known. For example, what is disclosed in
また、特許文献2に開示されているものは、外光による誤報を防止するため、監視カメラとして2台のカメラを平行に設置してなるステレオカメラを用い、左右の画像の差分を採って左右差分画像を求め、こ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で変化が生じた部分を抽出し、変化が生じた部分の領域が閾値より大きいときに当該変化が生じた部分を侵入者と判定するものである。これは、左右差分画像において外光による変化部分の大きさは誤差範囲となることを利用している。
In addition, what is disclosed in
また、特許文献3に開示されているものは、光や影による明暗パターンや小動物を侵入者として誤報するおそれを排除するために、撮像部とレーザ測距部とを設け、撮像部が撮像した画像を基準画像と比較するとともに、レーザ測距部が測定した対象物までの距離と基準距離とを比較することにより侵入者の判定を行うようにしたものである。
In addition, what is disclosed in
しかしながら、上記特許文献1に記載の従来技術においては、画像情報のみで侵入者の検知を行う構成であり、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って画像上に変化が生じた場合に誤報が発生するおそれがあるという問題があった。特に、屋外施設を監視対象とし、「停止している人物(以下、停止者)」、「歩行者」、「走っている人物(以下、走行者)」、「自転車」、「自動車」、「フォークリフト」等、複数の対象物を侵入物の対象として設定した場合には、設定する侵入物の特徴量範囲が広くなるため、誤報を生じる可能性があった。
However, the prior art described in
また、上記特許文献2に記載の従来技術においては、入力装置として2台のカメラを必要とするために高コストとなり、また、2台のカメラを所定間隔で配置する必要があるなど設置作業が煩雑になることが考えられるという問題があった。
Moreover, in the prior art described in
また、上記特許文献3に記載の従来技術においては、監視箇所ごとにレーザ測距部を設置する必要があるためコストが掛かるという問題、また、監視装置を設置可能な場所がレーザ測距部による計測の妨げとなる遮蔽物のない場所に限定されるため、設置が困難となる問題が考えられる。さらに、撮像部によって撮像された対象物に対し、レーザ測距部においてこの対象物までの距離を検出するように構成されているため、撮像部とレーザ測距部との位置合わせを行う必要があり、装置を設置する際の調整が煩雑であるという問題があった。
Moreover, in the prior art described in the above-mentioned
このようなことから本発明は、簡素な構成で信頼性の高い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。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an intruder detection apparatus using image processing with a simple configuration and high reliability.
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、監視対象領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された入力画像を処理した結果に基づいて侵入物の検出を行う画像処理手段とを備え、前記画像処理手段が、記憶手段、少なくとも侵入検出確認時間を設定する処理設定手段、前記入力画像の入力を行う画像入力手段、前記入力画像と予め撮像しておいた背景画像とを比較して画像上に変化が生じている領域を検出する画像変化検出手段、前記画像上に変化が生じている領域の幾何学的特徴量と予め設定する侵入物の特徴量範囲とを比較して侵入物候補を検出する侵入物候補検出手段、前記侵入物候補が前記侵入検出確認時間以上継続して検出された場合に前記侵入物候補を侵入物として検出する侵入物検出手段、及び、検知結果を出力する結果出力手段を有することを特徴とする。 An intruder detection apparatus using image processing according to the first invention for solving the above-described problem is an intruder based on a result of processing an input image captured by the imaging unit and an imaging unit that images a monitoring target region An image processing means for detecting an object, wherein the image processing means is a storage means, a processing setting means for setting at least an intrusion detection confirmation time, an image input means for inputting the input image, and an image picked up in advance with the input image. An image change detecting means for detecting a region where a change has occurred on the image by comparing with a background image, and a geometric feature amount of the region having a change on the image and an intruder set in advance Intruder candidate detecting means for detecting an intruder candidate by comparing with a feature amount range of the intruder, and detecting the intruder candidate as an intruder when the intruder candidate is continuously detected for the intrusion detection confirmation time or longer. Intrusion Detecting means, and characterized in that it has a result output means for outputting a detection result.
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、屋外施設の監視対象領域への侵入物を検知する侵入者検知装置において、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報を抑制でき、信頼性の高い侵入者検知結果を得ることができる。 According to the intruder detection device by the image processing according to the present invention described above, in the intruder detection device that detects an intruder into the monitoring target area of the outdoor facility, the temporary sunshine, the vegetation caused by the sudden wind False alarms due to shaking, noise in the image signal, etc. can be suppressed, and a highly reliable intruder detection result can be obtained.
また、撮像手段としてステレオカメラ等の特殊な装置を用いる必要がなく、一般的な撮像手段を用いて監視システムの導入コストを抑制しつつ、高精度に監視対象領域への侵入物を検出することができる。 In addition, it is not necessary to use a special device such as a stereo camera as an imaging means, and it is possible to detect an intruder into the monitoring target area with high accuracy while suppressing the introduction cost of the monitoring system using a general imaging means. Can do.
さらに、撮像手段と他のセンサ装置とを併用する等の必要がないため、装置の設置作業を容易に行うことができる。 Furthermore, since it is not necessary to use the image pickup means and another sensor device in combination, the apparatus can be easily installed.
本発明の実施の形態の詳細を以下に示す実施例において説明する。 Details of embodiments of the present invention will be described in the following examples.
図1は本実施例に係る侵入者検知装置の概略構成を示すブロック図、図2は本実施例の画像処理部における処理を示すフローチャート、図3は本実施例において監視カメラで撮像された画像の例を示す説明図、図4は本実施例において監視カメラで撮像された画像の他の例を示す説明図、図5(a)は入力画像を小領域に分割する例を示す説明図、図5(b)は入力画像を変化小領域と背景小領域に分ける例を示す説明図、図5(c)は変化検出小領域の設定例を示す説明図である。 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an intruder detection apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a flowchart illustrating processing in an image processing unit according to the present embodiment, and FIG. 3 is an image captured by a monitoring camera according to the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating another example of an image captured by the surveillance camera in the present embodiment, and FIG. 5A is an explanatory diagram illustrating an example in which the input image is divided into small regions. FIG. 5B is an explanatory diagram illustrating an example in which an input image is divided into a change small region and a background small region, and FIG. 5C is an explanatory diagram illustrating a setting example of a change detection small region.
本実施例に係る侵入者検知装置は、施設や道路等における立ち入り禁止箇所などの監視対象領域への侵入者を検知する装置であり、図1に示すように、撮像手段としての監視カメラ1と、監視カメラ1によって撮像された画像の解析を行う画像処理手段としての画像処理部2とから構成されている。
The intruder detection device according to the present embodiment is a device that detects an intruder into a monitoring target area such as a prohibited entry point in a facility or road, and as shown in FIG. The
監視カメラ1は、施設や道路における立ち入り禁止箇所等の監視対象領域を俯瞰することができる位置に設置されて監視対象領域及びその周辺領域を連続的に撮像し、撮像した画像を画像データとして画像処理部2へ伝送するように構成されている。
The
一方、画像処理部2は、記憶手段としての記憶部21、処理設定手段としての処理設定部22、画像入力手段としての画像入力部23、画像変化検出手段としての画像変化検出部24、侵入物候補検出手段としての侵入物候補検出部25、侵入物検出手段としての侵入物検出部26、及び結果出力手段としての結果出力部27から構成されている。
On the other hand, the
記憶部21は種々のデータが保管される部分であり、例えば、予め監視対象領域を撮像した背景画像データ等が保管される。
The
処理設定部22は侵入者検知の判断に必要なパラメータ(例えば、侵入物の特徴量範囲、侵入検出確認時間等)を設定する部分であり、設定された処理パラメータ(処理変数)は記憶部21へ保管される。なお、本実施例において侵入検出確認時間は、侵入者の有無を判断するために予め設定する時間であり、種々の条件に応じて適宜設定される。
The
また、画像入力部23は監視カメラ1から伝送されてくる画像データを予め定めた時間間隔で取り込む部分であり、取り込んだ画像データは入力画像データとして記憶部21に保管される。
The
画像変化検出部24は、二つの画像の輝度等を比較して変化が発生した領域を検出する部分であり、入力画像データ、背景画像データ及び処理パラメータ(本実施例では、後述する相関値の時間的な変化が「変化の発生」もしくは「背景との変化が少ない」のどちらに相当するかを判断するしきい値)を記憶部21から取り出し、その画像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入力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とを検出し、得られた結果を小領域データとして記憶部21に保管する。
The image change detection unit 24 is a part that detects an area where a change has occurred by comparing the brightness of two images and the like, and includes input image data, background image data, and processing parameters (in this embodiment, a correlation value described later). A threshold value for determining whether the temporal change corresponds to “occurrence of change” or “little change from the background”) from the
侵入物候補検出部25は、小領域データ及び処理パラメータ(本実施例では、侵入物に対応する特徴量範囲)を記憶部21から取り出し、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、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特徴量範囲内である場合にその変化検出部分領域を侵入物候補として検出する部分である。得られた結果は侵入物候補データとして記憶部21に保管される。
The intruder
侵入物検出部26は、侵入物候補データ及び処理パラメータ(本実施例では、侵入検出確認時間)を記憶部21から取り出し、侵入物候補として検出した領域が予め設定した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判断し、侵入検出確認時間以上継続して検出された侵入物候補を侵入物として検出する部分である。得られた結果は侵入物データとして記憶部21に保管される。
The
結果出力部27は入力画像データ及び侵入物データを記憶部21から取り出し、入力画像データと、侵入物データに基づいて得られる侵入物検出の有無、侵入物候補の画像上の位置、及び侵入物の種類(例えば、人物、車両等)を表す幾何学データ等で構成する検知結果データを出力する部分である。
The
以下に、図2乃至図4に基づいて本実施例の画像処理部による処理の流れを説明する。 The flow of processing by the image processing unit of this embodiment will be described below with reference to FIGS.
図2に示すように、本実施例においてはまず画像入力部23において監視カメラ1から連続的に伝送される図3、図4に示すような画像データを入力画像データとして取り込み、記憶部21に保管する(ステップS1)。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, first, image data as shown in FIGS. 3 and 4 continuously transmitted from the
その後、画像変化検出部24において、記憶部21から入力画像データ、予め記憶部に保管しておいた背景画像データ、及び処理変数を取り出し、例えば図5(a)に示すように入力画像3を適当な小領域31に分割し、処理変数に基づいて入力画像3を背景画像と比較して図5(b)に示すような変化小領域31aと背景候補小領域31bとを検出し、得られた結果を小領域データとして記憶部21に保管する(ステップS2)。
Thereafter, in the image change detection unit 24, the input image data, the background image data stored in the storage unit in advance, and the processing variables are taken out from the
続いて、侵入物候補検出部25において、記憶部21から小領域データ及び侵入者に対応する特徴量範囲を取り出し、図5(c)に示すように隣接する変化小領域31aを結合して変化検出部分領域31cを決定し、この変化検出部分領域31cの幾何学的特徴量が予め設定した侵入者に対応する特徴量範囲以内である場合に変化検出部分領域31cに侵入物候補4が存在するとみなし、検出結果を侵入物候補データとして記憶部21に保管する(ステップS3)。
Subsequently, the intruder
続いて、侵入物検出部26において、記憶部21から侵入物候補データ及び処理変数を取り出し、侵入物候補4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の判定を行い、例えば図3に示すように、侵入物候補4が侵入検出確認時間以上(図3では例えばt=n以上)継続して画像上に検出されている場合に侵入物候補4を侵入物5であるとみなしこれを侵入物データとして記憶部21に保管する(ステップS4)。
Subsequently, the
その後、結果出力部27において、記憶部21から画像データ及び侵入物データを取り出し、入力画像データと、侵入物データに基づいて得られる侵入物検出の有無、侵入物候補4の画像上の位置、及び幾何学データ等で構成するデータを検知結果として出力する(ステップS5)。
Thereafter, in the
上述したように、検知したい侵入物の対象として例えば「停止者」、「歩行者」、「走行者」、「自転車」、「自動車」、「フォークリフト」等、複数の種類を設定するような場合には、侵入者に対応する特徴量の範囲が広くなるため、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。 As described above, when a plurality of types such as “stopper”, “pedestrian”, “runner”, “bicycle”, “automobile”, “forklift”, etc. are set as targets of the intruder to be detected. Because the range of the feature value corresponding to the intruder becomes wide, the change detection partial area detected by the change on the image due to the temporary sunshine change, the shaking of the plant due to sudden wind, the noise of the image signal, etc. There is a greater possibility that the feature amount of the item matches the “range of feature amount corresponding to the intruder”.
従って特許文献1に記載のものにおいては、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ときは侵入者検知を発生し、この侵入者検知は誤検知となる可能性があった。
Therefore, in the device described in
これに対し、本実施例に係る侵入者検知装置によれば、侵入物検出部26において、侵入物候補を検出した場合に、侵入物候補が所定時間継続して画像上に現れているか否かを判定し、判定結果に基づいて侵入者の有無を判断する工程を備えるため、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報を抑制でき、信頼性の高い侵入者検知結果を得ることができる。
On the other hand, according to the intruder detection device according to the present embodiment, when the
また、上述した特許文献2,3に記載された技術のように入力装置に特殊な構成を必要としないため、一般的な監視カメラを利用して侵入者検知装置を構成することができる。そのため、屋外施設に設置してある既存の監視カメラを利用することができ、監視システムの導入コストを低く抑えることができる。
In addition, unlike the techniques described in
さらに、特許文献3に記載されているような、監視カメラと他のセンサ装置とを併用する構成を採らず、監視カメラによって撮像した画像を解析することにより侵入者検知を行う構成を採っているため、監視カメラと他のセンサ装置との位置合わせを行うなどの煩雑な調整を必要とせず、装置設置時の調整が容易になる。
Furthermore, as described in
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。 In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, It cannot be overemphasized that a various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
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画像処理による侵入者検知装置に関し、特に屋外施設の立ち入り禁止箇所を監視する監視カメラを設置して、その監視カメラが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へ侵入する人物等を検出する画像処理による侵入者検知装置に適用可能なものである。 The present invention relates to an intruder detection device by image processing for detecting an intruder in a facility or road entry prohibition, and the like, and in particular, a surveillance camera for monitoring an entry prohibition site in an outdoor facility is installed, and the surveillance camera captures the image. It can be applied to an intruder detection device based on image processing that detects a person or the like entering an entry-prohibited location in the image by processing the processed image.
1 監視カメラ
2 画像処理部
3 入力画像
21 記憶部
22 処理設定部
23 画像入力部
24 画像変化検出部
25 侵入物候補検出部
26 侵入物検出部
27 結果出力部
31 小領域
31a 変化小領域
31b 背景候補小領域
31c 変化検出部分領域
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記画像処理手段が、記憶手段、少なくとも侵入検出確認時間を設定する処理設定手段、前記入力画像の入力を行う画像入力手段、前記入力画像と予め撮像しておいた背景画像とを比較して画像上に変化が生じている領域を検出する画像変化検出手段、前記画像上に変化が生じている領域の幾何学的特徴量と予め設定する侵入物の特徴量範囲とを比較して侵入物候補を検出する侵入物候補検出手段、前記侵入物候補が前記侵入検出確認時間以上継続して検出された場合に前記侵入物候補を侵入物として検出する侵入物検出手段、及び、検知結果を出力する結果出力手段を有する
ことを特徴とする画像処理による侵入者検知装置。 An imaging unit that images a monitoring target region; and an image processing unit that detects an intruder based on a result of processing an input image captured by the imaging unit;
The image processing means is a storage means, a process setting means for setting at least an intrusion detection confirmation time, an image input means for inputting the input image, an image obtained by comparing the input image with a background image captured in advance. An image change detection means for detecting a region where a change has occurred on the top, and a geometric feature amount of the region where the change has occurred on the image is compared with a preset feature amount range of the intruder, so that an intruder candidate An intruder candidate detecting means for detecting the intruder candidate, an intruder detecting means for detecting the intruder candidate as an intruder when the intruder candidate is continuously detected for the intrusion detection confirmation time or more, and a detection result is output. An intruder detection apparatus using image processing, characterized by comprising a result output means.
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- 2008-06-06 JP JP2008148900A patent/JP2009294974A/en active Pending
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