JP2000348268A - 人体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 侵入者により人体検知装置に対して障害物が
設置されたとしても、その障害物を検知することがで
き、誤動作のない高精度な人体検知装置を得る。 【解決手段】 画像入力手段、照明手段、障害物検知手
段、判定手段を備えた人体検知装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、監視領域内に侵入
した人間を検知する人体検知装置に関し、さらに詳しく
は、人体検知装置に対する障害物を検知することができ
るようにしたことにより、常に正常な動作を確認するこ
とができる人体検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、警備用として人間の侵入を検知す
る人体検知装置としては、感熱センサを用いたものや、
テレビカメラ等の撮像装置により撮像された画像を人間
が監視するか、又は撮像された画像を画像処理により人
間と認識し、侵入者を検知する装置が一般的に使用され
てきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、最近これらの
人体検知装置に対して、侵入者により障害物を設置され
ることにより、人体検知装置の正常な動作が妨げられる
といった事例が発生している。具体的には、設置されて
いる人体検知装置に対して、碗状の容器を被せることに
より検知不能にした例や、スプレーにより塗料等を吹き
付けることにより検知不能にした例が報告されている。

【０００４】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたものであって、その目的とするところは、
侵入者により人体検知装置に対して障害物が設置された
としても、その障害物を検知することができるように構
成することにより、常に正常な検知動作を確認すること
ができる人体検知装置で、かつ、ネズミ等の小動物や画
像情報中のノイズや車のライト、風によるカーテンの動
き等の自然現象等に対する誤動作のない高精度な人体検
知装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る人体検知装
置は、監視すべき領域内の画像を撮像する画像入力手
段、監視すべき領域内を照明するための照明手段、画像
入力手段に対する障害物を検知する障害物検知手段、画
像入力手段により入力された画像から人体の存在の有無
を判定する判定手段を備えたものである。

【０００６】また、本発明に係る人体検知装置は、監視
すべき領域内に存在する熱源を検知する熱源検知手段を
さらに備えたものである。

【０００７】また、本発明に係る人体検知装置は、判定
手段において、画像入力手段により撮像された画像から
特徴量を計算する特徴抽出手段、その特徴抽出手段によ
り抽出された特徴量、および熱源検知手段により検知さ
れた熱源に関する情報とにより、人体と推定する人体推
定手段を備えたものである。

【０００８】また、本発明に係る人体検知装置は、障害
物検知手段として遮蔽物検知手段を備えたものである。

【０００９】また、本発明に係る人体検知装置は、障害
物検知手段として汚染検知手段を備えたものである。

【００１０】また、本発明に係る人体検知装置は、障害
物検知手段として遮蔽物検知手段および汚染検知手段の
両方を備えたものである。

【００１１】また、本発明に係る人体検知装置は、特徴
抽出手段として、Ａ．画像入力手段によりある時間差を
有して撮像された同一領域の２枚の画像を得る工程。
Ｂ．前記２枚の画像の差をとり、動きのある部分を抽出
した差分画像を得る工程。Ｃ．前記差分画像をあらかじ
め設定した第１の閾値により２値化する工程。Ｄ．２値
化された差分画像に現われる各々の像について、面積値
を計算する工程。Ｅ．各々の像について、面積値があら
かじめ設定した第２の閾値より大きい像が存在した場合
にその像を対象として次の工程に進み、第２の閾値より
小さい場合、その像は人体と判定しない工程。Ｆ．前記
対象とする像に対し、あらかじめ用意した人体のパター
ンと比較し、相関値があらかじめ設定した第３の閾値よ
り大きい場合は、人体としての特徴を有すると判断する
工程。により人体としての特徴を有するか否かの判断を
するものである。

【００１２】また、本発明に係る人体検知装置は、少な
くとも熱源検知手段および画像入力手段が一つの容器内
に設置されたものである。

【００１３】また、本発明に係る人体検知装置は、熱源
検知手段による情報が判定手段によって熱源であると検
知された後に、当該対象物に対して画像入力手段を動作
させるものである。

【００１４】また、本発明に係る人体検知装置は、熱源
検知手段および画像入力手段を並行して動作させるもの
である。

【００１５】また、本発明に係る人体検知装置は、画像
入力手段により入力された画像に人体が存在すると判定
手段により判定された後に、当該対象物に対して熱源検
知手段を動作させるものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下にさらに詳細
に本発明の実施の形態１を図により説明する。図１にお
いて、１は監視すべき領域内の画像を撮像するための画
像入力手段であって、具体的にはビデオカメラ、ＣＣＤ
カメラ、ＣＭＯＳイメージセンサ、赤外線カメラ等、各
種画像センサで構成される。２は障害物検知手段３によ
り障害物の検知を行うときに必要な照明手段であり、蛍
光灯や電球なども用いることができるが、発光ダイオー
ド等の発光素子で構成するのが好適である。またこの照
明手段２は少なくとも暗時や障害物検知手段３を動作さ
せるときに照明光を発していればよく、常時点灯させて
おく必要はない。３は障害物検知手段であって、その具
体的な動作については後述する。５は画像入力手段１に
より入力された画像データにより人間の侵入があったか
否かを判定し、人間の侵入があったと判断した場合に警
報を出力する判定手段であり、図１のようにさらに障害
物検知手段３の情報を受けて、障害物が存在するか否か
を判別し、障害物が存在した場合にも、警報を出力する
ように構成してもよい。また１０１はこれら画像入力手
段１、照明手段２、障害物検知手段３、判定手段５によ
り構成される人体検知装置を表わす。

【００１７】次に、画像入力手段１により入力された画
像データにより、判定手段５において実行される人体の
特徴抽出の例を説明する。図２は本発明の人体検知装置
１０１の監視領域内に、人体１４と小動物等の外乱要因
１５が侵入した場合を示しており、この例において、画
像入力手段１がある時間間隔をおいて撮像した２枚の画
像をデータ処理することによって、人間が監視領域内に
侵入したと判断する例を以下に示す。

【００１８】図３の（ａ）および（ｂ）に示す図は、図
２の状態において画像入力手段１によりある時間間隔を
おいて撮像された２枚の画像である。ここである時刻の
画像である（ａ）において、１６ａは人体１４による人
体像、１７ａは外乱要因１５による像をそれぞれ表わ
す。また（ａ）の撮像後よりある時間間隔をおいて撮像
された画像である（ｂ）において、１６ｂはある時間後
の人体像、１７ｂはある時間後の外乱要因による像をそ
れぞれ表わす。

【００１９】図３（ａ）の画像と（ｂ）の画像の差を取
ることによりつくられる差分画像を図４（ａ）に示す。
この差分画像においては、図３に示した像１６ａ、１６
ｂ、１７ａ、１７ｂ以外の領域では画素値が像１６ａ、
１６ｂ、１７ａ、１７ｂの画素値に比べてほぼ無視でき
る程度の値となる。そこでノイズレベルよりも充分に大
きな値（第１の閾値）により２値化を行うことによりノ
イズを除去した画像（ａ）を得ることができる。

【００２０】さらに２値化した差分画像はそれぞれの像
の面積値が求められる。面積値の求め方は例えば、２値
化された各々の像について、ある画素値の存在する周囲
（例えば前後左右）の画素のうちいずれかの画素が像を
示す画素値であるような画素の数を数え、その数をもっ
て面積値とする方法などがある。求められた各々の像の
面積値は、人体像１６ａ、１６ｂと、外乱要因１５によ
る像１７ａ、１７ｂとを区別するためにあらかじめ設け
られた値（第２の閾値）と比較され、第２の閾値以上の
面積を持つ像のみを抽出して図４ｂの図を得る。この時
点で第２の閾値以下の像については人体１４ではないと
判断する。

【００２１】さらに、上記工程により抽出された個々の
像について、あらかじめ用意した人体のテンプレート
（図５ｂ）との比較を行う。具体的には、図５ａに示す
ような個々の像（α、β）を含む正方領域を抽出し（図
５ｃ）、図５ｄに示すような個々のテンプレート像（γ
１、γ２、γ３）を縦横にずらしながら積和を計算する
ことにより相関値を得る。この相関値があらかじめ設け
られた第３の閾値よりも高ければ、テンプレート像と相
関があるとして人体であると認識する。相関値があらか
じめ設けられた第３の閾値よりも低ければ人体でないと
判断し、他の像の判定にうつる。以上、説明した特徴抽
出のフローチャートを図６にまとめて示す。

【００２２】次に、本発明の障害物検知手段３の動作に
ついて以下に説明する。図７は画像入力手段１および照
明手段２を備えた人体検知装置１０１の近傍に遮蔽物１
０が設置され、正常な検知が妨げられている状態を表わ
している。このような遮蔽物１０の存在を検知するため
に障害物検知手段３は、定期的に照明手段２により照明
光を発生させた状態で画像入力手段１および判定手段５
を動作させて障害物１０の検知を行う遮蔽物検知手段８
を有している。

【００２３】次に遮蔽物検知手段８の動作について説明
する。図７に示す状態において、照明手段２により照明
光を発生させた状態で撮像した画像を図８（ａ）、また
照明光を発生させない通常の状態で撮像した画像を図８
（ｂ）として示す。ここで１１は遮蔽物１０に照明光が
当たりその反射により明るい像となった遮蔽物像で、１
２は通常光の中において遮蔽され暗い像となった遮蔽物
像である。ここで、先ほど述べた人体の特徴抽出と同様
に、画像（ａ）と画像（ｂ）との差分画像を取ると、図
９に示すように遮蔽物の部分が通常の像に比べて差分値
の大きな像となる。判定手段５において、ある一定値以
上の差分値を示し、かつその像の面積が一定値以上であ
れば、遮蔽物１０が人体検知装置１０１の近傍に存在す
ると検知して警報を出力する。

【００２４】次に汚染検知手段９について説明する。図
１０はスプレー等により塗料などが付着させられた状態
を示しており、１３は画像入力手段１に付着した付着物
である。ここでも先ほど説明したと同様に、図１１に照
明手段２により照明光を発生させた状態で撮像した画像
を（ａ）、照明光を発生させない通常の状態で撮像した
画像を（ｂ）として示す。また画像（ａ）と画像（ｂ）
との差分画像を図１２に示す。この場合画像入力手段１
は付着物１３により照明光の有無に関係無く変化の無い
画像となるため、図１２は差分値の小さい画像となる。
通常付着物１３のない状態において照明光の有無で得ら
れる画像の差分値を求めておき、それ以下の差分値を示
した場合は、判定手段５において、画像入力手段１に付
着物１３が存在するかまたは汚れていると判断して警報
を出力する。この場合、照明手段２にも同様に付着物１
３が付着していても上記と同様に検知することができ
る。

【００２５】以上、説明した障害物検知手段３は常時動
作させていてもよいが、定期的に一定の時間毎に動作さ
せるようにするのが消費電力をおさえる意味で好適であ
る。また監視員等により適時手動で動作させることがで
きるようにしてもよい。また、図１においては、障害物
検知手段３の情報と画像入力手段１の情報を判定手段５
において判定し警報を出力するように構成しているが、
それぞれ別に判定手段５を設けるように構成してもよい
し、障害物検知手段３の中に判定手段５が含まれるよう
に構成してもよい。さらに照明手段２より発生させる照
明光は、その監視領域において、通常の状態では検知さ
れないような特殊な波長の光を選択すれば、障害物の検
知精度をさらに向上させることができる。

【００２６】実施の形態２．以下にさらに詳細に本発明
の実施の形態２を図により説明する。図１３において、
４は監視すべき領域内に熱源が存在するか否かを検知す
る熱源検知手段である。ここで、１〜３および５は実施
の形態１で説明したものと同じであるので詳細な説明は
省略する。

【００２７】次に動作について説明する。図１３におい
て、熱源検知手段４は監視すべき領域内に熱源が存在す
るか否かをたえず検知している。もし熱源が検知された
場合、その情報は図１５に示すように判定手段５の中の
人体抽出手段７に送られる。また画像入力手段１により
入力された画像情報は、同じく判定手段５の中の特徴抽
出手段６に送られ、前記の人体の特徴抽出が行われた
後、人体抽出手段７に送られる。ここで、人体抽出手段
７において、熱源検知手段４により熱源が存在するとの
熱源検知情報と、人体が存在するという特徴抽出手段６
による画像情報の両方が検知された場合にのみ警報を出
力する。

【００２８】図１３において、熱源検知手段４における
熱源の検知動作と、画像入力手段１における画像情報の
検知動作は、並行して動作させておいてもよいし、ま
た、熱源の検知を受けて画像の入力動作を行うようにし
てもよいし、さらに、画像の入力による人体検知の情報
を受けて熱源の検知動作を行うようにしてもよい。

【００２９】また図１４は本発明の実施の形態２．にお
ける人体検知装置１０１の全体の構成を示した図である
が、ここで画像入力手段１と熱源検知装置４は少なくと
も同一容器内に設置されるのがよく、また可能な限り接
近して設置されるのがよい。それにより、熱源検知装置
４にのみ遮蔽物１０または付着物１３により、検知不能
となることを防ぐことができる。またさらに、図１０お
よび図１４には画像入力手段１、照明手段２、熱源検知
手段４はいずれも人体検知装置１０１に単数設置した例
を示しているが、これらを複数設置して検知精度を向上
させることも当然のことながら可能である。またさらに
複数の人体検知装置１０１を設置し、これらの情報を管
理する判定手段５により人体の検知を行うように構成す
れば、さらに高精度の検知システムを構成することもで
きる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。

【００３１】第一の発明においては、画像入力手段と照
明手段と障害物検知手段と判定手段とを備えたことによ
り、ネズミ等の小動物と人間とを区別して検知すること
ができるとともに、侵入者により遮蔽物や付着物による
障害物を設置されたとしても、それらの異常を検知する
ことが可能な人体検知装置を得ることができる。

【００３２】第２の発明においては、さらに熱源検知手
段を備えたことにより、画像情報中のノイズや車のライ
ト、風によるカーテンの動き等の自然現象等に対する誤
動作のない高精度な人体検知装置を得ることができる。

【００３３】第３の発明においては、判定手段におい
て、特徴抽出手段および人体推定手段を備えたことによ
り、画像情報と熱源検知情報による高精度な検知が可能
な人体検知装置を構成することができる。

【００３４】第４の発明においては、障害物検知手段と
して遮蔽物検知手段を備えたことにより、侵入者により
遮蔽物による障害物を設置されたとしても、それらの異
常を検知することが可能な人体検知装置を得ることがで
きる。

【００３５】第５の発明においては、障害物検知手段と
して汚染検知手段を備えたことにより、侵入者により付
着物による障害物を設置されたとしても、それらの異常
を検知することが可能な人体検知装置を得ることができ
る。

【００３６】第６の発明においては、障害物検知手段と
して遮蔽物検知手段および汚染検知手段を備えたことに
より、侵入者により遮蔽物および付着物による障害物を
設置されたとしても、それらの異常を検知することが可
能な人体検知装置を得ることができる。

【００３７】第７の発明においては、特徴抽出手段は、
Ａ．画像入力手段により、ある時間差を有して撮像され
た同一領域の２枚の画像を得る工程。Ｂ．２枚の画像の
差を取ることにより、動きのある部分を抽出した差分画
像を得る工程。Ｃ．差分画像をあらかじめ設定した第１
の閾値により２値化する工程。Ｄ．２値化された差分画
像に現われる各々の像について、面積値を計算する工
程。Ｅ．各々の像について、面積値があらかじめ設定し
た第２の閾値より大きい像が存在した場合にその像を対
象として次の工程に進み、第２の閾値より小さい場合、
その像は人体と判定しない工程。Ｆ．対象とする像に対
し、あらかじめ用意した人体のパターンと比較し、相関
値があらかじめ設定した第３の閾値より大きい場合は、
人体としての特徴を有すると判断する工程。とにより人
体としての特徴を有するか否かの判断をするようにした
ため、人間以外の小動物等の画像により人体であると誤
った判断をすることの少ない人体検知装置を得ることが
できる。

【００３８】第８の発明によれば、少なくとも熱源検知
手段および画像入力手段が一つの容器内に設置されるた
めに、熱源検知装置にのみ遮蔽物または付着物により、
検知不能となることを防ぐことができる人体検知装置を
得ることができる。

【００３９】第９の発明によれば、熱源検知手段により
検知された情報が判定手段によって熱源であると判定さ
れた後に、当該対象物に対して画像入力手段を動作させ
るようにしたため、常時画像入力手段を動作させない分
低消費電力化した人体検知装置を得ることができる。

【００４０】第１０の発明によれば、熱源検知手段およ
び画像入力手段を並行して動作させるようにしたため、
侵入者等があった場合、迅速に対応することができる人
体検知装置を得ることができる。

【００４１】第１１の発明によれば、画像入力手段によ
り入力された画像に人体が存在すると判定手段により判
定された後に、当該対象物に対して熱源検知手段を動作
させるようにしたため、常時熱源検知手段を動作させな
い分低消費電力化した人体検知装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１の人体検知装置を示す
構成図。

【図２】 本発明の実施の形態１の人体検知装置により
監視をしているところを表わす概念図。

【図３】 画像入力手段により時間間隔をおいて撮像さ
れた二枚の画像を示した図。

【図４】 差分画像および二値化画像を示した図。

【図５】 人体のテンプレート像および相関値の求め方
を示した図。

【図６】 特徴抽出手段の流れを示したフローチャー
ト。

【図７】 本発明の実施の形態１の人体検知装置に遮蔽
物が設置された状態を表わした概念図。

【図８】 遮蔽物を画像入力手段により照明光の有無の
状態において撮像された二枚の画像を示した図。

【図９】 遮蔽物像の差分画像を示した図。

【図１０】 本発明の実施の形態１の人体検知装置に付
着物が設置された状態を表わした概念図。

【図１１】 付着物を画像入力手段により照明光の有無
の状態において撮像された二枚の画像を示した図。

【図１２】 付着物像の差分画像を示した図。

【図１３】 本発明の実施の形態２の人体検知装置を示
す構成図。

【図１４】 本発明の実施の形態２の人体検知装置を示
す概念図。

【図１５】 本発明の実施の形態２の判定手段を示す構
成図。

【符号の説明】 １ 画像入力手段、２ 照明手段、３ 障害物検知手
段、４ 熱源検知手段、５ 判定手段、６ 特徴抽出手
段、７ 人体推定手段、８ 遮蔽物検知手段、９汚染検
知手段、１０ 遮蔽物、１３ 付着物、１４ 人体、１
５ 外乱要因、１０１ 人体検知装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 健一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 久間 和生 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5C054 FC01 FC05 FC13 FC15 GB01 GB12 HA18 5C084 AA02 AA07 AA08 AA13 BB05 BB06 BB27 CC16 CC19 DD12 DD13 DD66 EE01 EE02 GG13 GG37 GG46 GG52 GG56 GG57 GG68 GG78 5C087 CC51 CC52 DD05 EE10 FF01 FF04 FF30 GG02 GG19 GG20 GG23 GG30 GG31 GG36 GG46 GG52

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視すべき領域内の画像を撮像する画像
   入力手段、監視すべき領域内を照明するための照明手
   段、前記画像入力手段に対する障害物を検知する障害物
   検知手段、前記画像入力手段により入力された画像から
   人体の存在の有無を判定する判定手段、とを備えたこと
   を特徴とする人体検知装置。
2. 【請求項２】 監視すべき領域内に存在する熱源を検知
   する熱源検知手段をさらに備えたことを特徴とする請求
   項１に記載の人体検知装置。
3. 【請求項３】 前記判定手段は、前記画像入力手段によ
   り撮像された画像から特徴量を計算する特徴抽出手段、
   該特徴抽出手段により抽出された特徴量および前記熱源
   検知手段により検知された熱源に関する情報により人体
   と推定する人体推定手段を備えたことを特徴とする請求
   項２に記載の人体検知装置。
4. 【請求項４】 前記障害物検知手段は遮蔽物検知手段を
   備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   の人体検知装置。
5. 【請求項５】 前記障害物検知手段は汚染検知手段を備
   えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   人体検知装置。
6. 【請求項６】 前記障害物検知手段は遮蔽物検知手段お
   よび汚染検知手段の両方を備えたものであることを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載の人体検知装置。
7. 【請求項７】 前記特徴抽出手段は、 １．前記画像入力手段により、ある時間差を有して撮像
   された同一領域の２枚の画像を得る工程、 ２．前記２枚の画像の差を取ることにより、動きのある
   部分を抽出した差分画像を得る工程、 ３．前記差分画像をあらかじめ設定した第１の閾値によ
   り２値化する工程、 ４．前記２値化された差分画像に現われる各々の像につ
   いて、面積値を計算する工程、 ５．前記各々の像について、面積値があらかじめ設定し
   た第２の閾値より大きい像が存在した場合にその像を対
   象として次の工程に進み、前記第２の閾値より小さい場
   合、その像は人体と判定しない工程、 ６．前記対象とする像に対し、あらかじめ用意した人体
   のパターンと比較し、相関値があらかじめ設定した第３
   の閾値より大きい場合は、人体としての特徴を有すると
   判断する工程、の上記工程により人体としての特徴を有
   するか否かの判断をすることを特徴とする請求項３に記
   載の人体検知装置。
8. 【請求項８】 少なくとも前記熱源検知手段および前記
   画像入力手段が一つの容器内に設置されたことを特徴と
   する請求項２または請求項３に記載の人体検知装置。
9. 【請求項９】 前記熱源検知手段により検知された情報
   が前記判定手段によって熱源であると判定された後に、
   当該対象物に対して前記画像入力手段を動作させること
   を特徴とする請求項２または請求項３に記載の人体検知
   装置。
10. 【請求項１０】 前記熱源検知手段および前記画像入力
    手段を並行して動作させることを特徴とする請求項２ま
    たは請求項３に記載の人体検知装置。
11. 【請求項１１】 前記画像入力手段により入力された画
    像に人体が存在すると前記判定手段により判定された後
    に、当該対象物に対して前記熱源検知手段を動作させる
    ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の人体
    検知装置。