CN101247514A - 图像监视设备 - Google Patents

Abstract

本发明图像监视设备，在对监视区域进行摄像的摄像机以及监视区域的窗户上设置偏振膜等具有偏振功能的装置。现有的图像监视技术是应对由来自窗户的外部光引起的照明变动的技术，存在无法应对从窗户直接进入摄像机的外部光的问题。根据本发明，能够减弱从监视区域的窗户进入摄像机的外部光，使得监视区域外部的信息难以反映到摄像机中。此时，从监视区域的内部可以通过窗户看到外部，并且也能够从外部看到监视区域的内部。

Description

图像监视设备

技术领域

本发明涉及一种图像监视设备，该图像监视设备使用摄像机进行监视，尤其是对电梯轿厢内部那样的封闭空间进行监视。

背景技术

为了应对犯罪发生率的增加等社会不稳定因素，以监视可疑人物和可疑车辆为目的的摄像机的设置数量有所增加。在该种使用多台摄像机进行的监视中，为了以有限的监视人员资源有效地对监视区域进行监视，需要能够对该种监视提供支援的监视支援技术。

作为该种监视支援技术，例如在非专利文献1的“电梯用图像应用防犯传感器”(日本机会学会，升降机和娱乐设施等的最近的技术和进步技术演讲会演讲论文集(No.05-68))中公开了一种自动检测技术，其通过图像处理来自动检测电梯轿厢内部有无暴力行为和暴力行为者。在此，其公开了一种应对电梯轿厢内部照明变化的技术，其中该照明变化是由以防犯为目的而设置在电梯轿厢内的玻璃窗而引起的。

另外，在专利文献1的日本国发明专利特开平6-319067号公报中公开了一种识别装置，该识别装置公开了一种技术，其为了稳定地对汽车驾驶员的脸部进行摄像，通过二片偏振滤波器来抑制外部光的反射光的影响。

专利文献1：特开平6-319067号公报

非专利文献1：“电梯用图像应用防犯传感器”(日本机会学会，升降机和娱乐设施等的最近的技术和进步技术演讲会演讲论文集(No.05-68))

上述各种现有技术是应对由来自窗户的外部光引起的照明变动的技术，存在无法应对从窗户直接进入摄像机的外部光的问题。针对该问题，有必要另外进行将与窗户部分对应的区域从图像处理的对象中除去等的屏蔽处理。可是，该屏蔽处理存在会导致图像处理的对象区域变窄，检测错误(漏检)增加的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述所存在的问题而作出的，本发明的目的在于提供一种图像监视设备，该图像监视设备具有能够降低从窗户进入摄像机的外部光影响的功能。

在本发明的图像监视设备中，在拍摄监视区域的摄像机与监视对象之间以及在监视区域的窗户上设置了偏振膜等具有偏振功能的装置。

根据本发明，能够减弱从监视区域的窗户进入摄像机的外部光，使得监视区域外部的信息难以反映到摄像机中。此时，从监视区域的内部可以通过窗户看到外部，并且也能够从外部看到监视区域的内部。由此，能够在监视器上显示只包括监视区域的图像，因此能够减轻监视人员的监视负担。或者，在通过图像处理进行自动监视时，能够降低图像处理的负担，进一步提高检测的正确性。

附图说明

图1表示本发明一实施形式所涉及的图像监视设备。

图2举例表示偏振膜在窗户上的安装方法。

图3举例表示偏振膜在摄像机上的安装方法。

图4表示具有偏振调节支援功能的实施形式。

图5是表示偏振调节支援装置处理流程的流程图。

图6表示具有偏振劣化检测功能的实施形式。

图7是表示偏振劣化检测装置处理流程的流程图。

图8表示具有异常行为检测功能的实施形式。

图9表示具有带偏振开关功能的偏振装置的实施形式。

图10表示使用液晶百叶窗的实施形式。

图11表示液晶百叶窗的控制定时。

图12表示本发明的实施形式所涉及的电梯设备。

图中：100-监视区域；106-摄像机；108、110-偏振膜；112监视器。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施形式进行详细的说明。

图1表示本发明一实施形式所涉及的图像监视设备。监视区域100是由本设备进行监视的封闭空间区域。人102位于监视区域100内，其成为监视对象。另外，人104由于其位于监视区域100以外，所以不成为监视对象。摄像机106是电荷耦合式摄像机(CCD camera)等的摄像设备，用于对监视区域100进行摄像。该窗户被设置成能够从监视区域100看到外部，以及能够从外部看到监视区域100的内部。并且，摄像机106以能够使包括窗户在内的大致整个监视区域100进入其视野的方式设置。

偏振膜108作为偏振装置，设置在位于监视区域内的窗户的大致整个面上。在此，偏振装置是指只让特定偏振方向(震动方向)的光透射的装置。通过该偏振装置，能够将透过窗户的外部光的偏振方向定向在一定的方向上。偏振膜110是设置在摄像机106的透镜的前方的偏振装置。在此，偏振膜110的偏振方向被设定成与透过偏振膜108的光的偏振方向不同，优选被设定成与透过偏振膜108的光的偏振方向正交。由此，从监视区域100的外部透过偏振膜108的光几乎完全被偏振膜110遮住，而基本上不会进入摄像机106。监视器112是显示装置，通过监视器112，监视人员能够看到由摄像机106拍摄的图像。区域114是设置在窗户上的偏振膜108的显示结果。通过偏振膜108和偏振膜110，透过偏振膜108的外部光几乎完全被遮住，该区域被显示为黑色。并且，不仅限于偏振膜，也可以使用具有偏振功能的薄膜状构件或者薄板状构件。

图2举例表示偏振膜108在窗户上的安装方法。在图2的示例中，偏振膜108粘贴在位于监视区域100的窗户玻璃200的内侧。通过将偏振膜108粘贴在监视区域100内部的表面上，能够通过偏振膜108使透过玻璃200后的光偏振，能够防止透过玻璃200的偏振光散射。因此，能够高精度地使进入监视区域的外部光的偏振方向对齐。

并且，偏振膜108也可以粘贴在玻璃200的外侧。这样，可以不必担心监视区域100内的人进行恶作剧而将该偏振膜剥掉。

而且，也可以使用具有偏振功能的玻璃即偏振玻璃，来取代将偏振膜108粘贴在玻璃200上。由此，可以省略将偏振膜108粘贴在玻璃200上这一费力的工作。而且，可以不必担心偏振膜108被人剥掉。此外，还能够防止透过玻璃的偏振光散射。

图3举例表示偏振膜110在摄像机106上的安装方法。偏振膜保持件300是圆筒状的器具，用于将偏振膜110安装在摄像机106上。该偏振膜保持件300以覆盖透镜302前方的方式安装。偏振膜保持件300被设置成能够在透镜302的光轴方向上转动，而能够对偏振方向进行调整。

并且，摄像机106由光能够透过的盖子覆盖时，则也可以将偏振膜粘贴在该盖子的内侧或者外侧。盖子的形状不限于平面形状，例如也可以是半球状。

图12表示本发明的实施形式所涉及的电梯设备。本实施形式中的图像监视设备的结构与图1相同。电梯轿厢是一个具有用于出入的电梯门的封闭空间。在此，以为了提高防犯功能，而在电梯门上设置了玻璃窗户的电梯轿厢为对象。电梯轿厢1200是由图像监视设备监视的区域。电梯门1202是用于进出电梯轿厢1200的电梯门，例如该电梯门是向左右打开的中分式电梯门。更详细地说，电梯门1202由随着电梯轿厢移动的电梯轿厢侧门1204以及固定在电梯门厅侧的电梯门厅侧门1206构成。在各自的电梯门上分别设置有玻璃窗户1208和玻璃窗户1210。在此，偏振膜108粘贴在电梯轿厢侧门1204的玻璃窗户1208的外侧，也就是电梯门厅侧门1206这一侧。并且，偏振膜108也可以粘贴在玻璃窗户1208的内侧、玻璃窗户1210的内侧或者玻璃窗户1210的外侧。

根据上述实施形式，能够减弱从监视区域的窗户进入摄像机的外部光，使监视区域外部的信息几乎不会反映到摄像机内。同时，从监视区域的内部可以通过窗户看到外部，并且也可以从外部看到内部。由此，可以只将反映监视区域的图像显示在监视器内，所以能够减轻监视人员的负担。

图4表示具有偏振调节支援功能的实施形式。通过该功能对偏振膜110的转动角度的决定提供支援，可以使得从监视区域的窗户进入摄像机的外部光变得最小。该功能主要在设置图像监视设备的时候使用。偏振调节支援装置400包括微型计算机那样的的运算处理装置等，其使偏振膜110转动，同时以摄像机106所拍摄的图像为输入，判断当前的转动角度是否为最合适的角度。在判断时，使用作为设置在窗户上的偏振膜108的显示结果的区域114的亮度信息。该亮度越小，则表示对外部光的屏蔽越有效。偏振调节支援装置400在检测到偏振膜110的最佳转动角度时，将此时的亮度值存储在存储装置402内。声音输出装置404是扬声器等能够输出声音的装置。当偏振调节支援装置400检测到最佳转动角度时，该声音输出装置404例如输出“咔嗒”等声音，以此告诉正在转动该偏振膜110的人已经调节到了最佳转动角度。检测区域406是区域114中的亮度检测对象区域。在这一区域的设定时，预先以手动方式设定表示区域位置的坐标等。曲线408是表示检测区域406的平均亮度变化的曲线。图中，横坐标表示时间，纵坐标表示亮度值。最小亮度值410是曲线408中的亮度最小的点。此时，能够将外部光减弱到最小，从而成为最佳转动角度。

图5是表示图4的实施形式中的偏振调节支援装置400处理流程的流程图。在步骤500中，从还包括其他区域的图像中获取作为亮度检测对象的检测区域406的信息。在步骤502中，将在处理中使用的变量初始化。在此，imin表示检测区域的平均亮度的最小值，i0表示当前处理中的亮度值，i1表示前一次处理的亮度值，i2表示再前一次处理的亮度值。在步骤504中，只在进行调整的期间内，对偏振方向反复执行步骤506至步骤516的处理。在步骤506中，求出检测区域406的平均亮度。在步骤508中，将步骤506中算出的亮度值与前一次处理的亮度值进行比较。如果两者不相等，则执行步骤510至步骤516。在步骤510中，更新用于保持亮度值的变量的值。在步骤512中，判断亮度值是否已经从减小转变为增加，并在亮度值已经从减小转变为增加时，执行步骤514至步骤516。并且，从减小转变为增加的点是图4所示曲线408的最低点，该点为最小亮度值410。在步骤514中，更新平均亮度的最小值。在步骤516中，使声音输出装置404发出检测音，通知已经检测到了最小亮度值410。然后，在步骤518中，将imin作为最小亮度值存储在存储装置402中。

根据图4和图5的实施形式，可以通过亮度值曲线来确认设置在摄像机上的偏振膜转动时的外部光屏蔽特性。并且，能够以声音来告知能最大限度地减弱外部光的最佳转动角度。因此，能够方便地设定偏振膜的转动角度。并且，也可以不使用声音输出装置404，而使用LED等的发光装置来表示已经检测到了最小亮度值。

图6表示具有偏振劣化检测功能的实施形式。该偏振劣化检测功能用于检测偏振性能因某些原因劣化而无法充分减弱外部光的状态，其主要在图像监视设备的运用过程中使用。作为劣化的原因，可列举出偏振膜的经时性老化和因震动等引起的偏振方向的偏移等。偏振劣化检测装置600包括类似微型计算机的运算处理装置，将摄像机106拍摄到的图像作为输入，检测偏振性能的劣化。在判断时，使用图4所示的检测区域406的当前平均亮度以及存储在存储装置402中的所述最小亮度值。在此，如果前者与后者之间的差大于规定的阈值，则判断偏振性能出现了劣化。警告通知装置602在偏振劣化检测装置600检测到偏振性能的劣化时，作为警告，将偏振性能已经劣化这一内容通知外部。作为通知方法，例如有以声音通知的方式或者输出到监视屏幕中进行显示。此外，也可以采取远距离通知方式通知监视中心或者移动终端等，以催促其采取措施。

图7是表示图6的实施形式中的偏振劣化检测装置600处理流程的流程图。在步骤700中，获取作为亮度检测对象的检测区域406的信息。在步骤702中，参照最小亮度值402，并作为变量进行存储。在步骤704中，只在本设备的使用期间内，反复进行步骤706至步骤710的处理。在步骤706中，求出检测区域406的平均亮度。在步骤708中，判断在步骤706中算出的当前平均亮度以及最小亮度值402的绝对值是否大于规定的阈值。如果大于阈值，则判断偏振性能出现了劣化而执行步骤710。在步骤710中，使用警告通知装置602将偏振性能已经劣化这一内容通知外部。

根据图6和图7的实施形式，能够检测到偏振性能的劣化，并能够向外部发出警告。由此，能够立刻对原因展开调查或者更新偏振膜，并且能够调节偏振膜的转动角度，能够维持设备的性能。

图8表示具有异常行为检测功能的实施形式。异常行为检测装置800以摄像机106所拍摄的图像作为输入，检测人102的异常行动。在异常行为检测时，可以使用各种图像处理装置。例如，已知有在日本国发明专利特开2006-79272号公报中所公开的计算方法，其使用被称之为CHLAC(立体高阶局部自相关)的活动图像的特征量来计算行为的异常程度。警告通知装置602与图6所示的警告通知装置相同，当异常行为检测装置800检测到异常行为时，将检测到了异常行为这一内容作为警告通知外部。

此外，在此以异常行为检测为例作了说明，但也可以使用其他的图像处理装置。例如也可以使用在“电梯用图像应用防犯传感器”(日本机会学会，升降机和娱乐设施等的最近的技术和进步技术演讲会演讲论文集(No.05-68))中公开的用于检测是否有人滞留的滞留检测装置。

根据图8的实施形式，可以在不会受到从窗户进入监视区域内的外部光的影响的情况下进行异常行为检查的图像处理。由此，能够进行可靠的检测，而不会受到监视区域外的图像信息的影响。

图9表示以带有偏振开关功能的偏振装置900来取代图1所示的偏振膜110的实施形式。带有偏振开关功能的偏振装置900是能够以外部信号对偏振功能的有效性进行机械方式控制或者电方式控制的偏振装置。并且，也可以使用不对偏振功能的有效性进行控制，而能够以外部信号对偏振方向进行变更的偏振装置。偏振开关控制装置902用于控制带有偏振开关功能的偏振装置900的偏振功能的有效性。例如，根据定时器使偏振功能只在规定的时间内有效，或者通过DIP开关(Dual In-line Package switch)等来根据监视人员的意图使偏振功能有效。

根据图9的实施形式，在拍摄和显示时，能够在外部光被减弱的图像和外部光没有被减弱的图像之间进行切换。由此，监视人员还能够根据需要对监视区域外的区域进行监视，或者还能够对监视区域外部进行自动监视控制。此外，还可以将图1的偏振膜108改成偏振开关，或者将偏振膜108和偏振膜110都改成偏振开关。

图10表示以液晶百叶窗(liquid crystal shutter)1000来取代图1所示的偏振膜108的实施形式。液晶百叶窗1000是一种能够以电方式或者机械方式对不透明度进行控制的屏蔽装置。例如，可以使光全部透过，或者将光完全屏蔽。液晶百叶窗控制装置1002根据摄像机106的状态控制液晶百叶窗1000的不透明度。在此，在摄像机106进行摄像时，使液晶百叶窗1000不透明，而在不摄像时使液晶百叶窗1000透明。由此，摄像机能够在外部光被遮住的状态下进行拍摄。此外，也可以按照监视人员的意图对液晶百叶窗1000的不透明度进行设定。

图11是控制定时图，其详细地表示了图10所示的液晶百叶窗控制装置1002与摄像机的摄像同步地对液晶百叶窗1000进行控制的定时图。图11(a)是摄像机的摄像定时图。摄像机在时段1100内摄像，在时段1102内不摄像。并且该两个时段以一定的周期依序反复循环。图11(b)是液晶百叶窗的控制定时图。在时段1104内，与摄像时段1100同步，使液晶百叶窗1000不透明。在时段1106内，与不摄像时段1102同步，使液晶百叶窗1000透明。并且该两个时段以一定的周期依序反复循环。通过如此对液晶百叶窗进行控制，能够做到只在摄像机摄像时对外部光进行屏蔽。

根据图10和图11的实施形式，能够在摄像时屏蔽外部光。并且，在拍摄和显示时，能够在外部光被屏蔽的图像和外部光没有被屏蔽的图像之间进行切换。由此，监视人员能够根据需要对监视区域外的区域进行监视。并且，不需要在摄像机侧设置偏振膜。

本发明并不仅限于上述实施形式，在本发明的技术思想的范围内，可以有各种各样的实施形式。

Claims (14)

1. 一种图像监视设备，用于在设置有窗户并从该窗户能看到外部的封闭空间内对监视对象进行监视，具备：

摄像机，其以能够使所述窗户进入其视野的方式设置；

第一偏振装置，其设置在所述摄像机与所述监视对象之间；以及

第二偏振装置，其设置在所述窗户上。

2. 如权利要求1所述的图像监视设备，其特征在于，所述第一偏振装置或者所述第二偏振装置是偏振膜。

3. 如权利要求1所述的图像监视设备，其特征在于，所述第一偏振装置或者所述第二偏振装置是偏振玻璃。

4. 如权利要求1所述的图像监视设备，其特征在于，所述第一偏振装置或者所述第二偏振装置是能够对偏振功能的有效性进行控制的偏振开关。

5. 如权利要求1至4的任一项所述的图像监视设备，其特征在于，所述第一偏振装置和所述第二偏振装置的偏振方向不同。

6. 如权利要求1至4的任一项所述的图像监视设备，其特征在于，所述第一偏振装置和所述第二偏振装置的偏振方向正交。

7. 如权利要求1至6的任一项所述的图像监视设备，其特征在于，所述第一偏振装置具有对偏振方向进行调节的功能。

8. 一种图像监视设备，用于在设置有窗户并从该窗户能看到外部的封闭空间内对监视对象进行监视，具备：

摄像机，其以能够使所述窗户进入其视野的方式设置；以及

遮光装置，其设置在所述窗户上，可对不透明度进行控制。

9. 如权利要求1至8的任一项所述的图像监视设备，其特征在于，具备监视器，该监视器显示由所述摄像机拍摄的图像。

10. 如权利要求1至9的任一项所述的图像监视设备，其特征在于，具备偏振调节支援装置，该偏振调节支援装置用于调节所述第一偏振装置的偏振方向，使得在所述摄像机所拍摄的图像上，与所述第二偏振装置相对应的部分的亮度值变得最小。

11. 如权利要求10所述的图像监视设备，其特征在于，具备偏振劣化检测装置，当由所述偏振调节支援装置获得的所述亮度值的最小值与所述摄像机所拍摄的图像上的与所述第二偏振装置相对应部分的当前亮度值之间的差大于规定的阈值时，该偏振劣化检测装置判断偏振出现了劣化。

12. 如权利要求1至11的任一项所述的图像监视设备，其特征在于，具备图像处理装置，该图像处理装置对所述摄像机拍摄的图像进行图像处理。

13. 如权利要求12所述的图像监视设备，其特征在于，所述图像处理装置具备异常行为检测装置。

14. 如权利要求12所述的图像监视设备，其特征在于，所述图像处理装置具备用于检测有无人滞留的滞留检测装置。

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