JP2000076521A - 侵入監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 赤外線検知結果と監視画像の２つの情報によ
り人間の侵入を監視し、互いのメリットを生かすことに
より、侵入誤判定の少ない侵入監視装置をより低コスト
で提供すること目的とする。 【解決手段】 侵入監視領域を撮像する監視カメラ１０
と、監視カメラ１０より入力した侵入監視領域の画像
中、予め設定された部分の画像の変化を検出時に変化分
の画像を処理して幾何学的な特徴量を計算し、変化分の
画像が人間に相当するか判定する画像処理装置１１と、
侵入監視領域に設置され、侵入物体から発せられる赤外
線を検出する赤外線センサー１２と、人間画像の判定結
果と前記赤外線検出結果より変化分の画像が人間である
ことを判定する人間判定手部１４とをえている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金融機関の自動
現金支払い機、預け入れ機、両替機、及びその他発券機
や店舗、立ち入り禁止場所などの侵入監視領域を監視す
る侵入監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の侵入監視装置として例えば
特開平６−３８２１７号公報に開示されているように赤
外線カメラを用いて侵入者の監視を行う監視システムが
あった。このシステムは赤外線カメラによって監視領域
を撮像した際のカメラ画像における背景領域と異なる温
度を有する温度変化領域をカメラ画像より検出する手段
を備え、この温度変化領域の情報に基づいて被検出体
（侵入者）を検出するものである。

【０００３】また、特開平７−３７０６４号公報に開示
されているように、監視カメラより時間差をおいて入力
した２枚の画像間の差画像を求めた後に、差画像より輪
郭画像を求め、この輪郭画像より特徴量を求めて侵入物
体を検出する侵入物体検出装置がある。

【０００４】更に、特開平７ー１９３７４３号には赤外
線カメラと光学式の監視カメラを併用した監視システム
として、赤外線監視カメラで赤外線を放出する人間等の
進入者を検出したときに監視カメラを動作させて撮像し
モニタに再生するものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のように赤外線カ
メラを用いて進入者を検知しようとすると、装置が高価
なものになると共に、赤外線を発するものなら動物にで
も反応したり、逆に体内からの熱の発散を遮るような素
材の衣服を侵入者が纏っていた場合は反応せず信頼性に
乏しいという問題点があった。

【０００６】また、監視カメラによる侵入監視である
と、複数箇所に配置した監視画像をモニタするため侵入
者を見落とすおそれがある。特に、差分画像を用いて画
像処理により侵入を監視する装置では、風や車輌による
振動により、連続した画像の差が多大になる場合があ
り、誤動作する要因が多々あるという問題点があった。

【０００７】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、赤外線センサーと監視カメラ
からの２つの検出手段からの情報により侵入者を監視
し、互いの検出手段のメリットを生かすことにより、侵
入誤判定の少ない侵入監視装置をより低コストで提供す
ること目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る侵
入監視装置は、侵入監視領域を撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段より入力した侵入監視領域の画像中、予め設
定された部分の画像の変化を検出時に変化分の画像を処
理して幾何学的な特徴量を計算し、変化分の画像が人間
に相当するか判定する画像処理手段と、前記侵入監視領
域に設置され、侵入物体から発せられる赤外線を検出す
る赤外線検出手段と、人間画像の判定結果と前記赤外線
検出結果より前記変化分の画像が人間であることを判定
する人間判定手段とを備えたものである。

【０００９】請求項２の発明に係る侵入監視装置におい
て、画像処理手段は、連続して入力される侵入監視領域
の画像の周辺にある画素の輝度に一定以上の変化があっ
たことを検知して、以降の画像処理を行い、侵入物体の
検出を行うものである。

【００１０】請求項３の発明に係る侵入監視装置におい
て、画像処理手段は、連続して入力される侵入監視領域
の画像の画素の輝度の総和がある一定以上の変化があっ
たことを検知して、変化を検知した画像に関して以降の
処理を行い侵入物体の検出を行うものである。

【００１１】請求項４の発明に係る侵入監視装置におい
て、画像処理手段は、赤外線センサーから赤外線検出信
号を入力した時点で撮像手段から取り込んだら画像を記
憶しておき、この画像に関して以降の処理を行い侵入物
体を検出を行うものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図について説明する。図１は本実施の形
態に係る侵入監視装置の構成図である。図において、１
０は侵入監視領域を撮像する監視カメラ、１１は監視カ
メラ１より入力した画像信号を処理して撮像物の動きを
検出する画像処理装置、１２は侵入監視領域に侵入した
物体から放射する赤外線より侵入体を監視する赤外線セ
ンサー、１３は赤外線センサー１２からの検出信号を入
力して侵入体の発生を判断する赤外線センサー入力部、
１４は赤外線センサー入力部２５による侵入体の発生判
断結果と画像処理装置１０による撮像物の処理結果に基
づいて侵入体を人間と判定する人間判定部、１５は人間
判定部１４における人間判定結果より警報信号を出力す
る警報出力部、１６は警報信号に応答して侵入発生を報
知する警報装置である。

【００１３】尚、画像処理装置１１は、監視カメラ１０
より入力された画像信号を二値化してフレームメモリ３
０の入力する画像入力部２０、二値化された画像信号よ
りノイズを除去して画像データ３１を生成して出力する
ノイズ除去部２１、連続した複数の画像データ３１の各
画素の輝度の差分の絶対値を計算して監視領域としての
背景画像における変化を検出し、その変化部分の輪郭画
像３２を生成する画像処理演算部２２，輪郭画像３２の
幾何学的な特徴量３３を計算する特徴量生成部２３、計
算された特徴量３３から監視カメラ１０による撮像画像
は人間であるかを判定する画像判定部２４を含んでい
る。

【００１４】次に、この発明の実施の形態の動作につい
て説明する。監視カメラ１１が所定時間毎に撮像して得
られた侵入監視領域の画像信号は、画像入力部２０に入
力されて二値化され、所定時間経過して二値化された複
数枚分の画像の画像信号がフレームメモリー３０に格納
される。この二値化された複数の画像信号に対して、ノ
イズ除去部２１はメディアフイルタ処理等を適用するこ
とで画像上の細かいノイズを除去して画像データ３１を
生成して出力する。尚、このフィルター処理は後述する
画像処理演算部２２の処理によっては必須ではない。

【００１５】画像処理演算部２２は画像データ３１を入
力すると、連続した画像における各画素の輝度の差分の
絶対値を計算する。この計算結果と侵入監視領域に異常
がない場合の画像における各画素の輝度の差分の絶対値
と比べて侵入監視領域における変化（侵入発生）を検出
する。そして変化が検出されたならば、その変化分の輪
郭画像３２を生成する。

【００１６】連続した画像における各画素の輝度の差分
の絶対値を計算する場合に、画像処理演算部２２以降の
処理負担を軽減するために、侵入監視領域の画像の周辺
（例えば４方向に１画素のライン）の各画素の輝度の差
分の絶対値がある一定以上の値になった場合に、侵入監
視領域における変化を判定し、変化分の輪郭画像３２を
求める。しかし、差分の絶対値が一定値であれば変化な
しと判断して次に取り込んだ画像に関して上記の様な処
理を行う。

【００１７】この様に画像の周辺において各画素の輝度
の差分の絶対値を求めるということは、侵入者による画
像の変化が短時間で侵入監視領域の画像の中央に現れる
事は有り得ず、必ず画像の周囲から現れるということに
注目したからである。この結果、各画素の輝度の差分の
絶対値の計算量を大幅に縮小することができる。

【００１８】差分処理により得られた輪郭画像に対し
て、ラベリング処理などの画像演算を行う。この際に、
ある基準値に満たないラベルを削除する。このことは、
ノイズ除去部２１の処理が不要になる監視環境も有り得
るので、ラベル数が少なくなり後述する特徴量の計算を
軽減させる。

【００１９】さらに特徴量生成部２３において、画像処
理演算部２２から出力された輪郭画像３２に対して、各
ラベル毎に重心位置や輪郭長、重心の垂直方向長、重心
の水平方向長、面積など輪郭画像の幾何学的な特徴量２
３を計算する。

【００２０】画像判定部２４は計算された特徴量３３を
入力することにより、この特徴量３３より人間の有無が
判定できる。画像判定部２４では特徴量３３をニューラ
ルネットワークに入力することにより判定する。ニュー
ラルネットワークは、あらかじめ学習しており、最適化
されたネットワークになっている。

【００２１】一方、画像処理装置１１には、画像判定部
２４による判定結果と赤外線センサー１２よりセンサ信
号を入力する赤外線センサー入力部１３が接続されてお
り、赤外線センサー１２で検出された赤外線は、画像に
よる人体検出を補うものである。これは即ち、画像の変
化分が人間に相当する場合でも車両のヘッドライトによ
る影というも有り得る。そしてこの場合、赤外線は放出
されないため、画像変化が人間に相当する場合でも一義
的に人体検出としないためである。また、赤外線を検出
しても画像変化が人間に相当しない場合は人体検出とし
ない。

【００２２】赤外線センサー１２からのセンサ信号およ
び画像判定部２４による判定結果より、侵入物体が人間
であると人間判定部２６で判定したならば、警報出力部
１５は判定結果を受けて警報信号を警報装置１６に出力
する。この結果、警報装置１６は侵入発生を報知するた
めにブザーなどを鳴動する。

【００２３】赤外線センサー１２の種類としては、焦電
素子１つで接点信号を出力するタイプと焦電素子をマト
リックス状に並べて各素子の出力をまとめて画像データ
のように出力するタイプがある。本実施の形態による侵
入監視装置では、どちらの赤外線センサーでも接続する
ことが可能な構成を取る。

【００２４】監視領域は、距離にして数メートルの場所
を監視する場合、図２に示すように監視カメラ１０によ
る画像で監視する領域より、赤外線センサー１２で監視
する領域が広くなるように設置する。この結果、人間が
監視領域に侵入した場合、図３に示すように赤外線セン
サー入力部１３からの出力が時間的に早く出力され、画
像判定部２４からの出力が遅れる。この時間差Δにより
各工程が正常に動作していると判断し、人間の侵入があ
ったと判断する。

【００２５】逆に、侵入者が監視領域から出る場合、侵
入時とは逆に画像判定部２４からの出力が時間的に早く
出力され、赤外線センサー入力部１３からの出力が遅れ
る。この時間差を監視することにより、人間の侵入から
回避されたものと判断する。

【００２６】また、図４に示すように画像で監視する領
域より赤外線センサーで監視する領域が狭くなるように
監視カメラ１０、赤外線センサー１２を設置することも
可能である。この場合は人間が監視領域に侵入した場
合、画像判定部２４からの出力が時間的に早く出力さ
れ、赤外線センサー入力部１３からの出力が遅れる。こ
の時間差により各工程が正常に動作していると判断し、
人間の侵入があったと判断することも可能ある。

【００２７】侵入者が監視領域から出る場合も赤外線セ
ンサー入力部１３からの出力が時間的に早く出力され、
画像判定部２４からの出力が遅れることを利用できる。

【００２８】実施の形態２．上記実施の形態１では、画
像処理演算部２２は連続した画像における各画素の輝度
の差分の絶対値を計算し、この絶対値が所定値以上の場
合に侵入監視領域に変化が有ったとして変化分の輪郭画
像を生成するようにした。

【００２９】しかし、所定の時間間隔で取り込んだ２枚
の画像における画素の輝度の総和を計算し、これら総和
間で一定以上の変化があった場合には侵入発生と判断し
て２枚目の画像を記録し、変化分の輪郭画像を求めるた
めの差分画像とする。画素の輝度の総和を求める場合に
一画像全体について求めるのではなく、一画像につき画
素を格子状に切り取った形で選択し、この選択した画素
において輝度の総和を求めることで計算量を減らすこと
できる。

【００３０】実施の形態３．また、上記実施の形態では
監視カメラより取り込んだ画像を侵入発生に拘わりなく
所定時間毎に処理して画素の輝度の差分の絶対値あるい
は画祖の輝度の総和を求めた。

【００３１】本実施の形態では、監視カメラ１０による
画像で侵入監視する領域より赤外線センサ１２ーで侵入
監視する領域が狭くなるように設定し、赤外線センサー
１２が反応した時の画像データを記録して侵入発生の判
定を行う差分画像としてもよい。

【００３２】この結果、侵入監視領域に赤外線センサー
と監視カメラを設置し、一方監視センター側で画像処理
を行うシステムを想定した場合、侵入監視領域に設置さ
た赤外線センサーに反応があった場合に監視カメラで撮
影した画像を通信回線を通してセンター側に送信して画
像処理を行うと、監視センターに設置した１台の画像処
理装置で複数の侵入監視領域をにおける監視を実現でき
る。

【００３３】さらに、侵入監視領域によっては監視カメ
ラの画像をビデオ記録装置に記録することがある。この
場合、一般的には、監視カメラの出力を常時記録するか
または侵入があった場合のみ記録する。侵入を検知して
記録する場合、ビデオ記録装置では実際に記録できるま
でに侵入検知から数秒のずれが発生し、侵入の記録が残
らないケースがある。

【００３４】しかしながら、本実施の形態のように赤外
線センサーの出力により侵入発生の予兆を検出したとき
からビデオ記録装置で記録を開始することにより、侵入
者の画像を捕らえるまでタイムラグがあることから、侵
入発生を確実に画像として記録することが可能である。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、侵入監視領域
を撮像する撮像手段と、この撮像手段より入力した侵入
監視領域の画像中、予め設定された部分の画像の変化を
検出時に変化分の画像を処理して幾何学的な特徴量を計
算し、変化分の画像が人間に相当するか判定する画像処
理手段と、前記侵入監視領域に設置され、侵入物体から
発せられる赤外線を検出する赤外線検出手段と、人間画
像の判定結果と前記赤外線検出結果より前記変化分の画
像が人間であることを判定する人間判定手段とを備えた
ので、比較的に低価格で装置を構成することができると
共に、熱源や振動及び光の反射などの環境変化により監
視が困難な所でも、誤動作がなく十分に侵入監視を行う
ことができるという効果がある。

【００３６】請求項２の発明によれば、画像処理手段
は、連続して入力される侵入監視領域の画像の周辺にあ
る画素の輝度に一定以上の変化があったことを検知し
て、以降の画像処理を行い、人間の侵入監視を行うこと
で、侵入発生検知のための画像処理時間を短縮すること
ができるという効果がある。

【００３７】請求項３の発明によれば、画像処理手段
は、連続して入力される侵入監視領域の画像の画素の輝
度の総和がある一定以上の変化があったことを検知し
て、変化を検知した画像に関して以降の処理を行い侵入
物体の検出を行うことで、侵入発生検知のための画像処
理時間を短縮することができるという効果がある。

【００３８】請求項４の発明によれば、画像処理手段
は、赤外線センサーから赤外線検出信号を入力した時点
で撮像手段から取り込んだら画像を記憶しておき、この
画像に関して以降の処理を行い移動物体を検出を行うこ
とで、侵入発生の予兆を赤外線検出にて行い撮像を開始
するので確実に侵入発生状況を画像として記録できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の侵入監視装置の１実施の形態を示
す図である。

【図２】 赤外線センサーと画像処理における監視領域
の差を示す図である。

【図３】 赤外線センサーと画像処理におけ１る警報の
出力時間差を示す図である。

【図４】 画像処理における周辺部分と侵入者の動作を
示す図である。

【符号の説明】

１０ 監視カメラ、１１ 画像処理装置、１２ 赤外線
センサー、１３ 赤外線センサー入力部、１４ 人間判
定部、２２ 画像処理演算部、２３ 特徴量生成部。

フロントページの続き (72)発明者 源田 章 神奈川県鎌倉市上町屋730番地 三菱電機 エンジニアリング株式会社鎌倉事業所内 Ｆターム(参考） 3E040 DA10 FL04 5B055 JJ05 NA01 5C084 AA02 AA07 AA12 BB31 DD11 DD41 EE01 GG78

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 侵入監視領域を撮像する撮像手段と、こ
   の撮像手段より入力した侵入監視領域の画像中、予め設
   定された部分の画像の変化を検出時に変化分の画像を処
   理して幾何学的な特徴量を計算し、変化分の画像が人間
   に相当するか判定する画像処理手段と、前記侵入監視領
   域に設置され、侵入物体から発せられる赤外線を検出す
   る赤外線検出手段と、人間画像の判定結果と前記赤外線
   検出結果より前記変化分の画像が人間であることを判定
   する人間判定手段とを備えたことを特徴とする侵入監視
   装置。
2. 【請求項２】画像処理手段は、連続して入力される侵入
   監視領域の画像の周辺にある画素の輝度に一定以上の変
   化があったことを検知して、以降の画像処理を行い、侵
   入物体の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の
   侵入監視装置。
3. 【請求項３】画像処理手段は、連続して入力される侵入
   監視領域の画像の画素の輝度の総和がある一定以上の変
   化があったことを検知して、変化を検知した画像に関し
   て以降の処理を行い侵入物体の検出を行うことを特徴と
   する請求項１に記載の侵入監視装置。
4. 【請求項４】画像処理手段は、赤外線センサーから赤外
   線検出信号を入力した時点で撮像手段から取り込んだ画
   像を記憶しておき、この画像の処理を行い侵入物体の検
   出を行うことを特徴とする請求項１に記載の侵入監視装
   置。