JP2001013265A

JP2001013265A - 降雪検知装置

Info

Publication number: JP2001013265A
Application number: JP18175599A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Taniguchi; 博康谷口; Takahiro Nakamura; 高宏中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】画像処理用いた降雪検知装置のコンパクト化
及び信頼性向上を図る。【解決手段】撮像部と、撮像部を制御する制御手段
と、フレームメモリと、１枚もしくは複数枚の画像を対
象画像とし、所定の範囲の濃度値を持つ画素を抽出する
画素抽出手段と、領域を作成する領域作成手段と、上記
領域に対する形状特徴を求める形状特徴抽出手段と、上
記領域から雪片候補を抽出する雪片候補抽出手段と、任
意の一組の雪片候補の時空間距離を求める時空間距離計
算手段と、他の雪片候補との時空間距離が所定の値以上
である雪片候補を雪片として抽出する雪片抽出手段と、
雪片の分布状態を抽出する雪片分布状態判定手段と、１
枚もしくは複数枚の対象画像から抽出された雪片の量も
しくは分布状態から降雪の有無を判定する降雪判定手段
を備えた。これにより、雪片以外のノイズの影響を少な
くでき、信頼性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像処理を用いて降
雪を検知する降雪検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理を用いて降雪検知のみを目的と
するシステムは未だ知られていないが、降雪現象を解明
することを目的としたもので、降雪検知も可能と思われ
る装置がいくつか提案されている。このようなシステム
を従来例として説明する。第１０図は、このような従来
の画像処理を用いた降雪検知装置のシステム構成図、第
１１図は同装置の構成を表すブロック図である。このよ
うな降雪検知装置の一例は、例えば電子情報通信学会論
文誌Ｄ−ＩＩ、Ｖｏｌ．Ｊ７６−Ｄ−ＩＩ、Ｎｏ．５、
ｐｐ．９４９−９５８（１９９３）に開示されている。
図１０において、１０１はＴＶカメラ全体を表してお
り、このテレビカメラ１０１は、図１０（ａ）に示すよ
うに、垂直下方に指向される垂直方向カメラ１０１ａ
と、水平方向に指向される水平方向カメラ１０１ｂとか
ら構成される。１０２は防風タワーで、地面に水平に設
けられた倒立Ｔ字状の横筒１０２ａと、その横筒１０２
ａの交差部に立設された上下方向に延びる縦筒１０２ａ
とを組み合わせて構成されており、垂直方向カメラ１０
１ａは縦筒１０２ａの上端に設けられ、その視界を縦筒
１０２ａの内部下方に指向させており、また水平方向カ
メラ１０１ｂはＴ字状の横筒１０２ａの基筒１０２ｃの
一端内部に配置され、その視界を交差部に指向させてい
る。１０３ａ、１０３ｂは横筒１０２ａの基筒１０２ｃ
に直角に交差して設けられた交差筒１０２ｄの両端にそ
れぞれ設けられ、その内部を照射するハロゲンランプで
ある。また図１１において、１０４はＴＶカメラ１０１
ａ、１０１ｂを制御し、両方向からの映像を合成して１
枚に映像に合成する画像編集装置、１０５は画像編集装
置の映像を記録するビデオレコーダ、１０６はビデオレ
コーダ１０５の出力信号を２値化する２値化回路、１０
７はこの２値化回路１０６で２値化された信号から輪郭
線を抽出する輪郭線抽出回路、１０８は輪郭線抽出回路
１０７の出力信号から特徴を抽出する特徴抽出回路、１
０９は特徴抽出回路の出力から降雪の有無を判定する判
定回路である。

【０００３】次に、この従来の降雪検知装置の動作につ
いて説明する。先ず図１０に示すように、この降雪検知
装置は、防風タワー１０２の縦筒１０２ａの上端の開口
部より雪片を取り込む構成となっている。ＴＶカメラ１
０１は、防風タワー１０２の上部（縦筒１０２ａの上端
近傍）および横方向（横筒１０２ａの基筒１０２ｃの一
端）に２台が取り付けられており、一方のＴＶカメラ１
０１ａは、雪片を上部から撮像し、もう一方のＴＶカメ
ラ１０１ｂは水平方向から雪片を撮像する。また、ＴＶ
カメラ１０１ａ、１０１ｂはシャッターを備えており、
高速のシャッタースピードで雪片を撮像する。ハロゲン
ランプー１０３は防風タワー内を照明する。画像編集装
置１０４は、ＴＶカメラ１０１ａ、１０１ｂの両方向か
らの同時刻の映像を１画面の左半分と右半分に合成し、
ビデオレコーダ１０５がその画像を記録する。２値化回
路１０６は、ビデオレコーダ１０５で記録された各画像
に対して、適当な閾値で２値化を実施して２値画像を作
成する。この２値画像において、ある濃度レベル以上の
濃度をもつ部分が領域として抽出される。輪郭線抽出回
路１０７は、２値画像の領域に対する輪郭線を抽出し、
輪郭線の座標を記憶する。特徴抽出回路１０８は、輪郭
線の情報を基にして、各領域の重心、面積、円形度やフ
ラクタル次元といった各種特徴を抽出する。判定回路１
０９は、各種特徴情報より降雪の有無を判定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の降雪検知装置
は、以上のように構成されているので、装置が大がかり
になり装置コストが高くなり、また設置面積が大きくな
るため、道路監視用の場合など設置エリアが確保できな
い場合には利用できないという問題点があった。また、
一画面内に写る雪片数が１から数個程度と少ないことか
ら、降雪の度合いを求めることが困難であるという問題
点もあった。

【０００５】この発明は、上述のような問題点を解決す
るためになされたもので、コンパクトで検知性能の高い
降雪検知装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の一側面に係る降
雪検知装置は、監視領域を撮像する撮像部と、上記撮像
部を制御する制御手段と、上記撮像部からの画像を記憶
するフレームメモリとを備え、画像を処理して、降雪の
有無を検知する降雪検知装置において、１枚もしくは複
数枚の画像を対象画像とし、所定の範囲の濃度値を持つ
画素を抽出する画素抽出手段と、上記画素抽出手段で抽
出された画素に対して、４近傍もしくは８近傍で隣接す
るものを接続して領域を作成する領域作成手段と、上記
領域に対する形状特徴を求める形状特徴抽出手段と、上
記領域の形状特徴の値が所定の条件を満たす領域を雪片
として抽出する雪片抽出手段と、１枚もしくは複数枚の
対象画像から抽出された雪片の量もしくは分布状態から
降雪の有無もしくは強度を判定する降雪判定手段を備え
たことを特徴とするものである。このような構成によ
り、複数枚の画像を対象画像として、所定の範囲の濃度
値を持つ画素を抽出する画素抽出し、抽出された画素に
対して、４近傍もしくは８近傍で隣接するものを接続し
て領域を作成し、上記領域に対する形状特徴を抽出し、
上記領域の形状特徴の値が所定の条件を満たす領域を雪
片として抽出し、抽出された雪片の量もしくは分布状態
から降雪の有無や強度を判定する。

【０００７】本発明の他の側面に係る降雪検知装置は、
監視領域を撮像する撮像部と、上記撮像部を制御する制
御手段と、上記撮像部からの画像を記憶するフレームメ
モリとを備え、画像を処理して、降雪の有無を検知する
降雪検知装置において、１枚もしくは複数枚の画像を対
象画像とし、所定の範囲の濃度値を持つ画素を抽出する
画素抽出手段と、上記画素抽出手段で抽出された画素に
対して、４近傍もしくは８近傍で隣接するものを接続し
て領域を作成する領域作成手段と、上記領域に対する形
状特徴を求める形状特徴抽出手段と、上記領域の形状特
徴の値が所定の条件を満たす領域を雪片候補として抽出
する雪片候補抽出手段と、１枚もしくは複数枚の対象画
像から抽出された複数の雪片候補から任意の一組の雪片
候補を選択し、雪片候補である２つの領域間の時空間距
離を求める時空間距離計算手段と、全ての組の雪片候補
に対する時空間距離を求め、他の全ての雪片候補との時
空間距離が所定の値以上である雪片候補を雪片として抽
出する雪片抽出手段と、１枚もしくは複数枚の対象画像
から抽出された雪片の量もしくは分布状態から降雪の有
無もしくは強度を判定する降雪判定手段を備えたことを
特徴とするものである。このような構成により、複数枚
の画像を対象画像として、所定の範囲の濃度値を持つ画
素を抽出する画素抽出し、抽出された画素に対して、４
近傍もしくは８近傍で隣接するものを接続して領域を作
成し、上記領域に対する形状特徴を抽出し、上記領域の
形状特徴の値が所定の条件を満たす領域を雪片候補と
し、１枚もしくは複数枚の差分画像から抽出された複数
の雪片候補から任意の一組の雪片候補を選択し、雪片候
補である２つの領域間の時空間距離を、全ての組の雪片
候補に対して求め、他の全ての雪片候補との時空間距離
が所定の値以上である雪片候補を雪片として抽出し、抽
出された雪片の量もしくは分布状態から降雪の有無や強
度を判定する。

【０００８】また、画面サイズもしくは画面内に所定の
大きさに設定された処理領域のサイズと所定時間間隔で
決定される時空間立体の頂点位置にそれぞれ仮想の基準
点を与え、各基準点と、上記所定時間内において上記雪
片抽出手段で抽出された雪片との時空間距離を計算し、
それぞれの基準点を、時空間距離の最も近い雪片の位置
へ移動させ、その移動量を求め、上記移動量を基に雪片
の分布状態を抽出する雪片分布状態判定手段を備えたこ
とを特徴とするものである。このような構成により、画
面サイズもしくは画面内に所定の大きさに設定された処
理領域のサイズと所定時間間隔で決定される時空間立体
の頂点位置にそれぞれ仮想の基準点を与え、各基準点
と、上記所定時間内において雪片抽出手段で抽出された
雪片との時空間距離を計算し、それぞれの基準点を、時
空間距離の最も近い雪片の位置へ移動させ、その移動量
を求め、上記移動量を基に雪片の分布状態を抽出する。

【０００９】さらに、上記降雪判定手段は、単位フレー
ム当たりの雪片個数、雪片候補と雪片の比及び雪片分布
状態の何れかが、所定の条件を満たすことをもって降雪
の有無もしくは強度を判別することを特徴とするもので
ある。従って、単位フレームあたりの雪片個数もしくは
雪片候補と雪片の比もしくは雪片分布状態が所定の条件
を満たすことをもって降雪有りもしくは強度を判別す
る。

【００１０】さらにまた、上記形状抽出手段は、上記領
域の面積および領域長を求めることを特徴とするもので
ある。

【００１１】また、本発明の更に他の側面に係る降雪検
知装置は、監視領域を撮像する撮像部と、上記撮像部を
制御する制御手段と、上記撮像部からの画像を記憶する
フレームメモリとを備え、画像を処理して、降雪の有無
を検知する降雪検知装置において、雪片の濃度とのコン
トラスト差がある所定の色で表面を塗装されたターゲッ
トを備え、上記撮像部は、ターゲット内を監視すること
を特徴とするものである。

【００１２】さらに、本発明の更にまた他の側面に係る
降雪検知装置は、画角、ズーム、フォーカス、アイリス
を制御することが可能な監視領域を撮像する撮像部と、
上記撮像部を制御する制御手段と、上記撮像部からの画
像を記憶するフレームメモリと、雪片の濃度とのコント
ラスト差がある所定の色で表面を塗装されたターゲット
とを備え、所定の時刻に、上記監視領域を上記ターゲッ
ト内に設定し降雪検知を行い、その他の時刻において
は、上記監視領域を変えて、降雪以外の監視を行うこと
を特徴とするものである。従って、画角、ズーム、フォ
ーカス、アイリスを制御することが可能なＴＶカメラを
用い、所定の時刻に、雪片の濃度とのコントラスト差が
ある所定の色で表面を塗装されたターゲット内を監視し
て降雪検知を行い、その他の時刻においては、監視領域
を変えて、降雪以外の監視を行う。

【００１３】さらにまた、上記ターゲットは、ヒーティ
ング、流水、風圧及びワイパーの何れかにより上記ター
ゲット表面に付着する雪片を除去する雪片付着防止装置
を更に備えたことを特徴とするものである。従って、ヒ
ーティングもしくは流水もしくは風圧もしくはワイパー
によりターゲット表面に付着する雪片を除去する。

【００１４】また、温度計、湿度計、風速計及び時計の
何れかを備えるか、もしくは外部機関との通信手段を備
えて、温度情報、湿度情報、風速情報及び日付、時間情
報の何れかを得る気象情報取得手段を更に備え、上記降
雪判定手段は、単位フレーム当たりの雪片個数、雪片候
補と雪片の比及び雪片分布状態の何れかが、所定の条件
を満たし、且つ上記気象情報取得手段で得られた気象情
報が所定の条件を満たすことをもって降雪の有無もしく
は降雪の強度を判別することを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態について説明する。実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１の構成を
示すブロック図である。図１においては、１は監視領域
の映像を撮像する一台のテレビ（ＴＶ）カメラ、２はＴ
Ｖカメラ１の撮像動作を制御するテレビ（ＴＶ）カメラ
制御回路、３はＴＶカメラ１のデジタル変換された撮像
信号を取り込んで記憶するフレームメモリ、４はフレー
ムメモリ３に記憶された時刻の異なる２枚の２次元画像
データ（フレーム）の差分絶対値を求めるフレーム差分
画像作成回路、５はフレーム差分画像作成回路４の出力
信号を２値化する２値化回路、６は２値画像を複数の領
域に分割する領域作成回路、７は領域の面積や長さを求
める形状特徴抽出回路、８は所定の判定条件を満たす領
域を雪片として抽出する雪片抽出回路、９は雪片抽出回
路８の出力の基づいて降雪の有無を判定する降雪判定回
路である。

【００１６】次に、この実施の形態１の動作について説
明する。ＴＶカメラ１はＴＶカメラ制御回路２の制御信
号に従って、任意のフレーム間隔で監視領域の映像を撮
像する。フレームメモリ３は、ＴＶカメラ１の撮像信号
をデジタルに変換した原画像を取り込む。このデータは
２次元画像データ（以後、フレームと呼ぶ）であり、以
後、水平方向をｘ方向、垂直方向をｙ方向とする。フレ
ーム差分画像作成回路４は、時刻の異なる２枚のフレー
ムの差分絶対値を求める。２値化回路５は、予め設定さ
れた高低２つの閾値を基にして、画像内の画素を２つの
閾値で挟まれる値の画素とそれ以外の画素とに分類する
２値化を行い、例えば画素の値を"１"と"０"とする２値
画像を作成する。ここで、高い方の閾値を、最大濃度値
にすれば通常の２値化と同様の結果となる。領域作成回
路６は、"１"の画素を対象に、４近傍もしくは８近傍で
隣接する画素同士に同一の番号を割り当てることによ
り、２値画像を複数の領域に分割する。形状特徴抽出回
路７は、領域の面積、領域長（領域に外接する長方形の
対角線距離）を求める。雪片抽出回路８は、次式の判定
条件を満たす領域を雪片として抽出する。Ｌ＞Ｔｈ₁ （１）且つＬ＞２・Ｗｃ・（Ｓ／π）^1/2 （２）ここで、Ｌは領域長、Ｔｈ_lは長さの閾値、Ｓは領域の
面積、Ｗｃは重み係数である。図２に、一枚のフレーム
において雪片として抽出された領域の例を示す。図２に
おいては、領域が白色で表示されている。降雪判定回路
９は、一定時間の複数のフレームにおいて抽出された雪
片の数もしくは単位フレーム当たりの雪片数を基にして
降雪の有無を判定する。

【００１７】なお、上記実施の形態１では、時刻の異な
る２枚のフレームのフレーム差分画像を用いているが、
時刻は連続してもよいし、一定間隔離れていてもよい。
また、一枚のフレームを対象画像としてもよいし、１枚
のフレームを降雪の写っていない背景画像として固定
し、その他のフレームとの差分を行う背景差分画像を対
象画像としてもよい。

【００１８】実施の形態２．図３は、本発明の実施の形
態２の構成を示すブロック図である。図３において、図
１と同一または相当部分については同一の符号を付し説
明を省略する。図３に示すように、本実施の形態２は、
前記実施の形態１に比べて、雪片候補抽出回路１０、重
心算出回路１１、時空間距離計算回路１２、雪片抽出回
路１３、雪片分布状態判定回路１４及び降雪判定回路１
５が新に追加されている。

【００１９】次に、この実施の形態２の動作について説
明する。上記実施の形態１で示したと同様の動作によ
り、ＴＶカメラ１、ＴＶカメラ制御回路２、フレームメ
モリ３、フレーム差分画像作成回路４、２値化回路５、
領域作成回路６、形状特徴抽出回路７を用いて、１枚も
しくは複数枚の画像を対象に、領域とその形状特徴が抽
出される。雪片候補抽出回路１０は、上記数式（１）及
び（２）で示される判定条件を満たす領域を雪片候補と
して抽出する。ここで、或る一定時間の時空間データ上
における雪片候補の分布状態を図４に示す。

【００２０】図４において、１６は雪片候補、１７は異
なる２つの雪片候補１６に対する時空間距離を示す。ま
た、Ｘ−Ｙ軸からなる平面は画像平面を、Ｔ軸は時間軸
を示す。重心算出回路１１は、雪片候補抽出回路１０の
出力信号に基づいて、各雪片候補の重心を算出する。時
空間距離計算回路１２は、異なる２つの雪片候補１６に
対する時空間距離１７を全ての組み合わせについて計算
する。ここで、時空間距離１７は、２つの雪片候補領域
の重心の時空間座標を、それぞれ、（ｘ_i，ｙ_j，
ｔ_k）、（ｘ_l，ｙ_m，ｔ_n）とすると、時空間距離Ｄは次
式で表される。Ｄ＝｛ｗ１(ｘ_i−ｘ_l)²＋ｗ２(ｙ_j−ｙ_m)²＋ｗ３(ｔ_k−ｔ_n)²｝^1/2 （３）ここで、ｘ、ｙは画面座標、ｔは時間座標、ｗ１、ｗ
２、ｗ３は重みである。

【００２１】雪片抽出回路１３は、他の雪片候補との時
空間距離がすべて一定閾値以上である雪片候補のみを雪
片として抽出する。

【００２２】雪片分布状態判定回路１４は、雪片として
抽出された領域の時空間上における分布状態を以下に示
す方法で求める。１）画面サイズと時間間隔で決定される時空間立体の
頂点位置に、それぞれ仮想の基準点（ｐ０〜ｐ７）を与
える（図５（ａ））。図５において、＋印は雪片の重心
を示す。また、隣り合う基準点を結ぶ線分を直線で示
す。２）各基準点と雪片との時空間距離を計算する。３）それぞれの基準点を、時空間距離の最も近い雪片
の位置へ移動させる（図５（ｂ））。４）隣り合う基準点のｘ、ｙ、ｔ座標の各距離の変化
率をそれぞれ求め、すべての組の平均をとる。これらの変化率をもって分布状態を表すものとする。降
雪時は、雪片がランダムに分布することから、基準点の
ｘ、ｙ、ｔ座標のそれぞれの移動量が小さくなるため、
各変化率は小さい値となる。逆に、雪片として抽出され
た領域が降雪以外のものである場合は、領域の分布に偏
りが生じる確率が高く、従って、基準点のｘ、ｙ、ｔ座
標のうち、いずれかの距離の変化率が大きくなる。以上
から、この現象を降雪の有無の判定に利用する。

【００２３】降雪判定回路１５は、雪片候補抽出回路１
０により一定時間の複数のフレームにおいて抽出された
雪片の数もしくは単位フレーム当たりの雪片数もしくは
雪片分布状態判定回路１４で求められた分布状態を基に
して、それぞれ適当な閾値を設定し、降雪の有無や降雪
の強度を判定する。

【００２４】なお、上記実施の形態２では、時空間距離
計算において、雪片候補である領域の重心を計算の対象
としたが、領域のフレーム内位置を示す指標であれば何
でもよい。

【００２５】実施の形態３．図６は、本発明の実施の形
態３の構成を示すシステム構成図である。図６におい
て、図１と同一または相当部分については同一の符号を
付し説明を省略する。図６において、６０はターゲッ
ト、６１は降雪検知処理部である。

【００２６】次に、この実施の形態３の動作について説
明する。ターゲット６０は、雪片の濃度とのコントラス
ト比が大きくなるような色、例えば黒色で表面を塗装さ
れた平板であり、ＴＶカメラ１は、このターゲット６０
が画面内に入るようにして撮像する。降雪検知処理部６
１は、監視領域をターゲット上に設定し、前記実施の形
態１もしくは実施の形態２に示される降雪検知機能に基
づいて降雪検知の有無や強度を判定する。

【００２７】なお、上記実施の形態では、ターゲットを
平板としたが、形状は何でもよく、ターゲットを構成す
る多面体の少なくとも一面が塗装されていればよい。

【００２８】実施の形態４．図７は、本発明の実施の形
態４の構成を示すシステム構成図である。図７におい
て、図１および図６と同一または相当部分については同
一の符号を付し説明を省略する。図７において、７０は
道路、７１は首振りＴＶカメラ、７２は首振りＴＶカメ
ラ制御部、７３は交通流計測処理部である。

【００２９】次に、この実施の形態４の動作について説
明する。首振りＴＶカメラ７１は、首振りＴＶカメラ制
御部６２からの制御により、画角、ズーム、フォーカ
ス、アイリスなどのカメラパラメータを複数の予めセッ
トされた値に逐次変更可能にしたり、また、アプリケー
ションからの要求に応じて適当に変更することが可能な
ＴＶカメラである。この首振りＴＶカメラ７１を用い
て、降雪検知とその他の監視を時分割で実施する。道路
７０上の交通状況を監視する場合は、首振りＴＶカメラ
７１は、道路７０を撮像して、その画像を交通流計測部
７３に送り、交通流計測部７３は、その画像を処理して
交通流の計測を実施する。そして、予め定められた時刻
になると、首振りＴＶカメラ７１は、カメラパラメータ
を変更してターゲット６０を撮像し、その画像を降雪検
知部６１に送り、降雪検知部６１は、その画像を処理し
て降雪検知を行う。さらに、所定の時刻になると再び交
通流の監視を行う。この動作を繰り返し実施する。

【００３０】なお、上記実施の形態４では、降雪検知と
その他の監視の動作の切り替えを予め設定した時刻とし
たが、例えば、降雪が検知された場合、降雪が無くなる
まで降雪監視を続けるなど、処理結果に応じて、切り替
え時間を変えてよく、また監視範囲を変更してもよい。

【００３１】実施の形態５．図８は、本発明の実施の形
態５の構成を示すシステム構成図である。図８におい
て、図６と同一または相当部分については同一の符号を
付し説明を省略する。図８において、８０はヒーターで
ある。

【００３２】次にこの実施の形態５の動作について説明
する。ターゲット６０の表面に雪片が付着し、表面が白
くなると、コントラストが低下するため、降雪検知の性
能が低下する。これを防止するため、ターゲットにヒー
ター８０を装着し、ターゲット８０の表面を雪片が凍結
しない温度に保っておく。

【００３３】なお、上記実施の形態５では、雪片の付着
防止のため、ターゲット表面をヒーティングする構成と
したが、ターゲット８０の上部から流水を流して雪片を
除去したり、風圧により雪片を吹き飛ばしたり、また、
ワイパーを装着して、雪片も除去する方式を用いてもよ
い。

【００３４】実施の形態６．図９は、本発明の実施の形
態６の構成を示すシステム構成図である。図９におい
て、図１および図６と同一または相当部分については同
一の符号を付し説明を省略する。図９において、９０は
気象データ計測部、９１は降雪判定回路である。

【００３５】次に、この実施の形態６の動作について説
明する。気象データ計測部９０は、気温、湿度、風速、
日時など気象に関する情報を計測する。降雪判定回路９
１は、実施の形態１もしくは実施の形態２に基づく方法
により降雪の判定を行うとともに、気象データ計測部９
０で得られた気象情報を基にして、上記判定結果の信頼
性を評価して、最終的に降雪の有無や強度を決定する。
気象情報の用い方の一例としては、気温が高い場合や季
節によっては、降雪ありの発報が出力されないように設
定したり、降雪検知装置そのものの動作を停止させるこ
となどが考えられる。逆に、気象条件が降雪時の条件を
満たしていれば、閾値を低く設定して、通常の場合には
降雪ありとならないような少量の降雪でも発報とすると
いうような機能が実現できる。

【００３６】なお、気象情報の取得のために気象データ
計測部９０を設けたが、通信手段により、外部機関から
気象情報を入手してそれを利用してもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明の一側面によれば、監視領域を撮
像する撮像部と、上記撮像部を制御する制御手段と、上
記撮像部からの画像を記憶するフレームメモリとを備
え、画像を処理して、降雪の有無を検知する降雪検知装
置において、１枚もしくは複数枚の画像を対象画像と
し、所定の範囲の濃度値を持つ画素を抽出する画素抽出
手段と、上記画素抽出手段で抽出された画素に対して、
４近傍もしくは８近傍で隣接するものを接続して領域を
作成する領域作成手段と、上記領域に対する形状特徴を
求める形状特徴抽出手段と、上記領域の形状特徴の値が
所定の条件を満たす領域を雪片として抽出する雪片抽出
手段と、１枚もしくは複数枚の対象画像から抽出された
雪片の量もしくは分布状態から降雪の有無もしくは強度
を判定する降雪判定手段を備えたので、雪片以外のノイ
ズの影響を少なくすることができるため信頼性の高い降
雪検知装置を得られる効果がある。

【００３８】本発明の他の側面によれば、監視領域を撮
像する撮像部と、上記撮像部を制御する制御手段と、上
記撮像部からの画像を記憶するフレームメモリとを備
え、画像を処理して、降雪の有無を検知する降雪検知装
置において、１枚もしくは複数枚の画像を対象画像と
し、所定の範囲の濃度値を持つ画素を抽出する画素抽出
手段と、上記画素抽出手段で抽出された画素に対して、
４近傍もしくは８近傍で隣接するものを接続して領域を
作成する領域作成手段と、上記領域に対する形状特徴を
求める形状特徴抽出手段と、上記領域の形状特徴の値が
所定の条件を満たす領域を雪片候補として抽出する雪片
候補抽出手段と、１枚もしくは複数枚の対象画像から抽
出された複数の雪片候補から任意の一組の雪片候補を選
択し、雪片候補である２つの領域間の時空間距離を求め
る時空間距離計算手段と、全ての組の雪片候補に対する
時空間距離を求め、他の全ての雪片候補との時空間距離
が所定の値以上である雪片候補を雪片として抽出する雪
片抽出手段と、１枚もしくは複数枚の対象画像から抽出
された雪片の量もしくは分布状態から降雪の有無もしく
は強度を判定する降雪判定手段を備えたので、時空間距
離を用いてランダム性の高い領域だけを雪片として抽出
することにより、ノイズの影響を少なくできるため信頼
性の高い降雪検知装置を得られる効果がある。

【００３９】また、画面サイズもしくは画面内に所定の
大きさに設定された処理領域のサイズと所定時間間隔で
決定される時空間立体の頂点位置にそれぞれ仮想の基準
点を与え、各基準点と、上記所定時間内において上記雪
片抽出手段で抽出された雪片との時空間距離を計算し、
それぞれの基準点を、時空間距離の最も近い雪片の位置
へ移動させ、その移動量を求め、上記移動量を基に雪片
の分布状態を抽出する雪片分布状態判定手段を備えたの
で、雪片の時空間上の分布状態を検出できるため、降雪
判定の信頼性が上がる効果がある。

【００４０】さらに、上記降雪判定手段により、単位フ
レーム当たりの雪片個数、雪片候補と雪片の比及び雪片
分布状態の何れかが、所定の条件を満たすことをもって
降雪の有無もしくは強度を判別することにより、降雪検
知の判定の信頼性を更に向上できる効果がある。

【００４１】さらにまた、上記形状抽出手段により、上
記領域の面積および領域長を求めることにより、雪片を
信頼性高く抽出できる効果がある。

【００４２】また、本発明の更に他の側面に係る降雪検
知装置は、監視領域を撮像する撮像部と、上記撮像部を
制御する制御手段と、上記撮像部からの画像を記憶する
フレームメモリとを備え、画像を処理して、降雪の有無
を検知する降雪検知装置において、雪片の濃度とのコン
トラスト差がある所定の色で表面を塗装されたターゲッ
トを備え、上記撮像部でターゲット内を監視することに
より、雪片に関する良質映像が得られ、降雪検知の性能
を一層上げる効果がある。

【００４３】さらに、本発明の更にまた他の側面に係る
降雪検知装置は、画角、ズーム、フォーカス、アイリス
を制御することが可能な監視領域を撮像する撮像部と、
上記撮像部を制御する制御手段と、上記撮像部からの画
像を記憶するフレームメモリと、雪片の濃度とのコント
ラスト差がある所定の色で表面を塗装されたターゲット
とを備え、所定の時刻に、上記監視領域を上記ターゲッ
ト内に設定して降雪検知を行い、その他の時刻において
は、上記監視領域を変えて降雪以外の監視を行うことに
より、降雪検知以外の監視も可能となりコストパフォー
マンスの高いシステムが得られる効果がある。

【００４４】さらにまた、上記ターゲットは、ヒーティ
ング、流水、風圧及びワイパーの何れかにより上記ター
ゲット表面に付着する雪片を除去する雪片付着防止装置
を更に備えたので、降雪検知の判定の信頼性が更に上が
る効果がある。

【００４５】また、温度計、湿度計、風速計及び時計の
何れかを備えるか、もしくは外部機関との通信手段を備
えて、温度情報、湿度情報、風速情報及び日付、時間情
報の何れかを得る気象情報取得手段を更に備え、上記降
雪判定手段は、単位フレーム当たりの雪片個数、雪片候
補と雪片の比及び雪片分布状態の何れかが、所定の条件
を満たし、且つ上記気象情報取得手段で得られた気象情
報が所定の条件を満たすことをもって降雪の有無もしく
は降雪の強度を判別することにより、降雪検知の判定の
信頼性が更に改善される効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】この発明の実施の形態１の動作を表す説明図
である。

【図３】この発明の実施の形態２の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】この発明の実施の形態２の動作を表す説明図
である。

【図５】この発明の実施の形態２の図４と異なる動作
状態を表す説明図である。

【図６】この発明の実施の形態３の構成を示すシステ
ム構成図である。

【図７】この発明の実施の形態４の構成を示すシステ
ム構成図である。

【図８】この発明の実施の形態５の構成を示すシステ
ム構成図である。

【図９】この発明の実施の形態６の構成を示すシステ
ム構成図である。

【図１０】従来の降雪検知装置の配置構成を示すシス
テム構成図である。

【図１１】その従来の降雪検知装置の機能的構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１ＴＶカメラ、２ＴＶカメラ制御回路、３フレー
ムメモリ、４フレーム差分画像作成回路、５２値化
回路、６領域作成回路、７形状特徴抽出回路、８
雪片抽出回路、９降雪判定回路、１０雪片候補抽出
回路、１１重心算出回路、１２時空間距離計算回
路、１３雪片抽出回路、１４雪片分布状態判定回
路、１５降雪判定回路、６０ターゲット、６１降
雪検知処理部、７１首振りＴＶカメラ、７２首振り
ＴＶカメラ制御部、７３交通流計測部、８０ヒー
タ、９０気象データ計測部、９１降雪判定回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】監視領域を撮像する撮像部と、上記撮像
部を制御する制御手段と、上記撮像部からの画像を記憶
するフレームメモリとを備え、画像を処理して、降雪の
有無を検知する降雪検知装置において、１枚もしくは複数枚の画像を対象画像とし、所定の範囲
の濃度値を持つ画素を抽出する画素抽出手段と、上記画素抽出手段で抽出された画素に対して、４近傍も
しくは８近傍で隣接するものを接続して領域を作成する
領域作成手段と、上記領域に対する形状特徴を求める形状特徴抽出手段
と、上記領域の形状特徴の値が所定の条件を満たす領域を雪
片として抽出する雪片抽出手段と、１枚もしくは複数枚の対象画像から抽出された雪片の量
もしくは分布状態から降雪の有無もしくは強度を判定す
る降雪判定手段と、を備えたことを特徴とする降雪検知装置。
【請求項２】監視領域を撮像する撮像部と、上記撮像
部を制御する制御手段と、上記撮像部からの画像を記憶
するフレームメモリとを備え、画像を処理して、降雪の
有無を検知する降雪検知装置において、１枚もしくは複数枚の画像を対象画像とし、所定の範囲
の濃度値を持つ画素を抽出する画素抽出手段と、上記画素抽出手段で抽出された画素に対して、４近傍も
しくは８近傍で隣接するものを接続して領域を作成する
領域作成手段と、上記領域に対する形状特徴を求める形状特徴抽出手段
と、上記領域の形状特徴の値が所定の条件を満たす領域を雪
片候補として抽出する雪片候補抽出手段と、１枚もしくは複数枚の対象画像から抽出された複数の雪
片候補から任意の一組の雪片候補を選択し、雪片候補で
ある２つの領域間の時空間距離を求める時空間距離計算
手段と、全ての組の雪片候補に対する時空間距離を求め、他の全
ての雪片候補との時空間距離が所定の値以上である雪片
候補を雪片として抽出する雪片抽出手段と、１枚もしくは複数枚の対象画像から抽出された雪片の量
もしくは分布状態から降雪の有無もしくは強度を判定す
る降雪判定手段と、を備えたことを特徴とする降雪検知装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の降雪検知装
置において、画面サイズもしくは画面内に所定の大きさ
に設定された処理領域のサイズと所定時間間隔で決定さ
れる時空間立体の頂点位置にそれぞれ仮想の基準点を与
え、各基準点と、上記所定時間内において雪片抽出手段
で抽出された雪片との時空間距離を計算し、それぞれの
基準点を、時空間距離の最も近い雪片の位置へ移動さ
せ、その移動量を求め、上記移動量をもとに雪片の分布
状態を抽出する雪片分布状態判定手段を更に備えたこと
を特徴とする降雪検知装置。
【請求項４】請求項１又は請求項２記載の降雪検知装
置において、上記降雪判定手段は、単位フレーム当たり
の雪片個数もしくは雪片候補と雪片の比もしくは雪片分
布状態が、所定の条件を満たすことをもって、降雪の有
無もしくは降雪の強度を判別することを特徴とする降雪
検知装置。
【請求項５】請求項１又は請求項２記載の降雪検知装
置において、上記形状抽出手段は、上記領域の面積およ
び領域長を求めることを特徴とする降雪検知装置。
【請求項６】監視領域を撮像する撮像部と、上記撮像
部を制御する制御手段と、上記撮像部からの画像を記憶
するフレームメモリとを備え、画像を処理して、降雪の
有無を検知する降雪検知装置において、雪片の濃度とのコントラスト差がある所定の色で表面を
塗装されたターゲットを備え、上記撮像部は、上記ターゲット内を監視することを特徴
とする降雪検知装置。
【請求項７】画角、ズーム、フォーカス、アイリスを
制御することが可能な監視領域を撮像する撮像部と、上記撮像部を制御する制御手段と、上記撮像部からの画像を記憶するフレームメモリと、雪片の濃度とのコントラスト差がある所定の色で表面を
塗装されたターゲットと、を備え、所定の時刻に、上記監視領域を上記ターゲット内に設定
して降雪検知を行い、その他の時刻においては、上記監
視領域を変えて、降雪以外の監視を行うことを特徴とす
る降雪検知装置。
【請求項８】請求項６又は請求項７記載の降雪検知装
置において、上記ターゲットは、ヒーティング、流水、
風圧及びワイパーの何れかによりターゲット表面に付着
する雪片を除去する雪片付着防止装置を備えたことを特
徴とする降雪検知装置。
【請求項９】請求項１、請求項２、請求項６及び請求
項７の何れかに記載の降雪検知装置において、温度計、湿度計、風速計及び時計の何れかを備えるか、
もしくは外部機関との通信手段を備えて、温度情報、湿
度情報、風速情報及び日付、時間情報の何れかを得る気
象情報取得手段を更に備え、上記降雪判定手段は、単位フレーム当たりの雪片個数、
雪片候補と雪片の比、及び雪片分布状態の何れかが所定
の条件を満たし、且つ上記気象情報取得手段で得られた
気象情報が所定の条件を満たすことをもって降雪の有無
もしくは降雪の強度を判別することを特徴とする降雪検
知装置。