JP2001021666A - 画像センサ - Google Patents
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Abstract
対象移動体と、侵入者等の検出対象移動体とを区別で
き、非検出対象移動体による誤報を生じることなく、検
出対象移動体を検出することができる信頼性の高い画像
センサを提供する。 【解決手段】 監視窓を介して、監視領域を撮影する撮
像手段と、前記撮像手段によって撮影された画像に基づ
き、検知対象の有無を判断する画像処理手段と、前記監
視窓の近傍の所定の領域に照明を施す照明手段とを備え
た画像センサ。
Description
され、撮像手段の監視窓に張り付いた虫等の非検出対象
移動体と、撮像手段から離れた位置にいる侵入者等の検
出対象移動体とを区別することができる画像センサ、特
に、撮像手段の近傍を照明する手段を有する画像センサ
に関する。
口やその他の監視領域の画像を継続して撮影し、撮影し
た画像と基準画像とを比較し、変化のある領域の大きさ
から侵入者の有無を判定する画像センサがある。これら
従来の画像センサでは、変化のある領域における侵入者
による画像の急激な変化と、例えば、太陽光が監視領域
に差し込むなどの画像の徐々の変化とを区別するため
に、基準画像を一定時間ごとに最新の撮影した画像にて
順次更新記憶している。
たときに撮影した画像を示す図である。図6に示すよう
に、所望の監視領域を撮影するように設置された撮像手
段の監視窓に張り付いた虫601は、撮影された画像上
に、遠くにいる侵入者と概ね同一サイズの移動体として
写る。更に、矢印602の方向に虫が移動すると、侵入
者の移動と同様な状態として写る。
の画像センサでは、撮像手段の監視窓に張り付いた虫
と、撮像手段から離れた位置の侵入者とは、概ね同一サ
イズの画像となる場合がある。更に、虫が移動すると、
侵入者の移動と同様な状態を呈する。従って、撮像手段
の監視窓に張り付いた虫を、侵入者と誤って判定するこ
とがあり、誤報によって画像センサの信頼性を損ねると
いう問題点があった。
解決して、撮像手段の監視窓に張り付いた虫等の非検出
対象移動体と、侵入者等の検出対象移動体とを区別で
き、非検出対象移動体による誤報を生じることなく、検
出対象移動体を検出することができる信頼性の高い画像
センサを提供することにある。
来の問題点を解決するため、鋭意研究を重ねた。その結
果、撮像手段の近傍のみに光が届くような照明手段を設
け、当該照明手段を点灯させると、撮像手段の近傍に位
置する虫等は光るのに対して撮像手段から遠くに位置す
る侵入者には光が届かないので侵入者は光らないことが
判明した。更に、従来の画像センサによると、撮像手段
の近傍の所定領域のみを照明する照明手段を備えていな
いことが判明した。以下に、更に詳細に説明する。図5
は、従来の照明手段を備えた画像センサにおける撮像手
段と照明手段との関係を説明する図である。図5に示す
ように、撮像基板512の上に撮像素子のレンズ511
が設置されている。レンズの両側には、照明用LED基
板519の上にLED513が設置された照明用LED
が配置されている。レンズ511と照明用LEDとの間
には遮蔽板520が配置され、そして、監視窓クリア5
14とLEDクリアとの間には遮蔽板516が配置され
て、照明用LEDの照明が直接監視窓に入らないように
遮蔽されている。
成するレンズクリア514が設けられて、撮像手段の視
野が確保され、そして、照明用LEDの前方にはLED
クリアが設けられ、照明用LEDが前方を照明できるよ
うになっている。撮像手段が回動するとそれに連携して
照明用LEDも回動し、撮像手段の視野と照明用LED
の照射エリアが一致するように設定されている。即ち、
撮像手段の視野A−A’の移動に従って、照明用LED
の照射エリアB−B’、および、C−C’が移動する。
なお、上述した撮像手段および照明用LEDは、回転軸
523の廻りに回転可能である。
いては、照明用LEDの照射エリアB−B’、および、
C−C’には死角が形成され、カメラの視野内にある斜
線で示す領域Xは、照射されない。従って、照明用LE
Dを用いて、撮像手段の近傍の所定領域のみを照明する
ことができない。これに対して、領域Xを照明する照明
手段を備えることによって、撮像手段の近傍の領域Xの
みに光が届くように照明すると、領域Xに飛来する虫、
張り付いている虫は光るのに対して、撮像手段から遠く
に位置する侵入者には光が届かないので、侵入者は光ら
ない。
照明用の光が届くような照明手段を画像センサに備える
と、監視窓に張り付いた虫と、撮像手段から遠くに位置
する侵入者とを区別することができることが判明した。
即ち、撮像手段の近傍の所定領域のみに光が届くような
照明手段を画像センサに備え、当該照明手段の点灯によ
って、光る等の顕著に現れる変化を非検出対象移動体と
判定することができることを知見した。
れたものであって、この発明にかかる画像センサの第1
の態様は、監視窓を介して、監視領域を撮影する撮像手
段と、前記撮像手段によって撮影された画像に基づき、
検知対象の有無を判断する画像処理手段と、前記監視窓
の近傍の所定の領域に照明を施す照明手段とを備えた画
像センサである。
は、前記照明手段は、前記監視窓の外周に沿った領域に
光を投光することを特徴とする画像センサである。
は、前記照明手段は、監視窓の縁部に配置された投光素
子を備えており、前記投光素子によって、前記監視窓の
外周面に沿った領域に直接光を投光することを特徴とす
る画像センサである。
は、前記照明手段は、前記監視窓の内側に設けられた投
光素子を備えており、前記監視窓の内側から前記監視窓
の外周面に沿った領域に、所定の光量の光を投光するこ
とを特徴とする画像センサである。
様は、前記照明手段は、前記監視窓の内側に配置された
投光素子および光導管、ならびに、前記監視窓の縁部に
設けられたプリズムを備えており、前記投光素子から前
記光導管を介して、前記プリズムに投光することを特徴
とする画像センサである。
様について詳細に説明する。本発明の画像センサは、監
視窓を介して、監視領域を撮影する撮像手段と、撮像手
段によって撮影された画像に基づき、検知対象の有無を
判断する画像処理手段と、監視窓の近傍の所定の領域に
照明を施す照明手段とを備えた画像センサである。
数の部屋のそれぞれに設置されて、照明手段によって監
視窓の近傍の所定の領域に限定した照明を行い、張り付
き虫等を画像上に浮かび上がらせて、顕著に現れる変
化、即ち、浮かび上がった対象物を非検出対象移動体と
判定し、虫等による誤報を排除して、侵入者等の検出対
象移動体の有無を精度良く判定する。
上述した照明手段は、監視窓の外周面に沿った領域に光
を投光するものであればよい。外周面(即ち、外表面)
に沿った領域に光りを投光することによって、監視窓に
張り付いた虫が、画像上に浮かび上がる。照明手段を監
視窓の外部に配置して直接光を投光してもよいし、機械
的手段を使用して、監視窓の内部に配置された投光素子
(光源)から監視窓の外部に光を導いて、外周面に沿っ
た領域に光を投光してもよい。
述した照明手段は、監視窓の内側に配置された投光素子
および光導管、ならびに、監視窓の縁部に設けられたプ
リズムを備えており、投光素子から光導管を介して、プ
リズムに投光する。プリズムに投光された光は、監視窓
の近傍の所定領域を照明することができ、監視窓に張り
付いた虫が、画像上に浮かび上がる。
明手段は、監視窓の縁部に配置された投光素子を備えて
おり、投光素子によって、監視窓の外周面に沿った領域
に直接光を投光する。更に、この発明の画像センサにお
いて、照明手段は、監視窓の内側に設けられた投光素子
を備えており、監視窓の内側から監視窓の外周面に沿っ
た領域に、所定の光量の光を投光する。
画像センサを説明する。図1は、この発明の画像センサ
の撮像手段および照明手段の1つの態様を示す図であ
る。図1に示すように、レンズ基板2の上にCCD撮像
素子およびレンズ1が設置されている。なお、撮像素子
には、CMOS撮像素子等のどのようなものを用いても
よい。レンズ1の両側には、照明用LED基板9の上に
LED3が設置された照明用LEDが配置されている。
レンズ1と照明用LEDとの間には、光導管12を覆う
ように遮蔽板11が配置され、そして、レンズクリア4
とLEDクリア5との間には別の遮蔽板6が配置され
て、照明用LEDの照明がレンズ1に直接入らないよう
に遮蔽されている。
レンズクリア4が設けられて、撮像手段の視野が確保さ
れ、そして、照明用LEDの前方にはLEDクリア5が
設けられ、照明用LEDが前方を照明できるようになっ
ている。更に、LEDクリア5の側方には、カバー7が
設けられている。なお、照明用LED基板9およびレン
ズ基板2は、LEDホルダ8に固定されている。
ム10が外方に張出すように設置されている。光導管の
基部には虫用LED13が設けられている。虫用LED
13の光は、光導管を介して、プリズムに投光し、プリ
ズムに投光された光は、監視窓であるレンズクリア4の
近傍の所定領域を照明することができるように配置され
ている。なお、レンズ基板2、照明用LED基板9は、
処理系の基板とフレキシブル基板によって接続されてお
り、電源や制御用の信号の受け渡しを行う。
示す図である。この発明の画像センサは、撮像手段が回
動するとそれに連携して照明用LEDも一緒に回動し、
撮像手段の視野と照明用LEDの照射エリアが略一致す
るように設定されている。即ち、カメラ視野A−A’の
移動に従って、照明用LEDの照射エリアB−B’、お
よび、C−C’が移動する。なお、上述した撮像手段お
よび照明用LEDは、LEDホルダ8と一体的回転軸2
5の廻りに回動可能である。
けられた虫用LED13の光は、遮蔽板11によって遮
蔽されているので、矢印22に示すように光導管の中を
上方に直進し、次いで矢印23に示すように、監視窓で
あるレンズクリア4の両端部に外方に張出すように設置
されているプリズム10の中に進み、矢印21に示すよ
うに、監視窓の近傍の領域Xを照明する。従って、領域
X内に位置する虫20は照明によって浮かび上がる。上
述したように、従来技術においては、照明用LEDの照
射エリアB−B’、および、C−C’には死角が形成さ
れ、カメラの視野内にある斜線で示す領域Xは、照射さ
れない。
よると、従来照射されない領域Xのみを独立して照射す
ることができ、領域X内に存在する張り付き虫等を浮か
び上がらせることができる。なお、プリズム10は、レ
ンズクリア4とLEDクリア5との境界に外方に張出す
ように設置されている。この結果、レンズクリア4は、
プリズム10を土手のようにして両側を挟まれた状態に
なっている。
12、プリズム10を介して、レンズクリア4の表面全
域にほぼ均一な光を投光できるのである。また、例え、
虫がLEDクリア5に張付いても、レンズクリア4にプ
リズム10を這って越えることが困難になり、虫による
影響を減らすことができる。
および照明手段の他の1つの態様を示す図である。この
態様においては、照明手段は、監視窓であるレンズクリ
ア4の内側に設けられた投光素子を備えており、レンズ
クリア4の内側からレンズクリア4の近傍領域に、所定
の光量の光を投光する。即ち、図3に示すように、レン
ズ基板2の上にレンズ1が設置されている。レンズ1の
両側には、照明用LED基板9の上にLED3が設置さ
れた照明用LEDがそれぞれ配置されている。レンズ1
と照明用LEDとの間には、遮蔽板11が配置され、そ
して、レンズクリア4とLEDクリア5との間には別の
遮蔽板6が配置されて、照明用LEDの照明がレンズ1
に直接入らないように遮蔽されている。
レンズクリア4が設けられて、撮像手段の視野が確保さ
れ、そして、照明用LEDの前方にはLEDクリア5が
設けられ、照明用LEDが前方を照明できるようになっ
ている。更に、LEDクリア5の側方には、カバー7が
設けられている。なお、照明用LED基板9およびレン
ズ基板2は、LEDホルダ8に固定されている。
30が配置されている。虫用LEDの光は、レンズクリ
ア4を介して外方に指向され、監視窓の近傍の所定領域
Yを直接照明することができるように配置されている。
なお、虫用LEDの光の強さは、監視窓の近傍の所定領
域Yを照明できるように調整される。なお、レンズ基板
2、照明用LED基板9と処理系の基板との接続は上述
した図1に示す態様と同一である。
す態様と同様に、撮像手段が回動するとそれに連携して
照明用LEDも一緒に回動し、撮像手段の視野と照明用
LEDの照射エリアが一致するように設定されている。
即ち、カメラ視野A−A’の移動に従って、照明用LE
Dの照射エリアB−B’、および、C−C’が移動す
る。なお、上述した撮像手段および照明用LEDは、L
EDホルダ8と一体的回転軸25の廻りに回動可能であ
る。図3に示すように、レンズ1の両側方に設けられた
虫用LED30は、それぞれ、照射エリアE−E’およ
びF−F’を照射する。従って、虫用LED30によっ
て、照明用LEDの照射エリアB−B’、および、C−
C’の死角である、照射されない領域Yを照射すること
ができる。
よると、従来照射されない領域Yのみを照射することが
でき、領域Y内に存在する張り付き虫等40を浮かび上
がらせることができる。
および照明手段の他の1つの態様を示す図である。図4
に示すように、この態様においては、撮像手段の外側に
直接照明手段を設置する。即ち、レンズ基板2の上にレ
ンズ1が設置され、レンズの両側には、照明用LED基
板9の上にLED3が設置された照明用LEDがそれぞ
れ配置されている。レンズ1と照明用LEDとの間に
は、遮蔽板11が配置され、そして、レンズクリア4と
LEDクリア5との間には別の遮蔽板6が配置されて、
照明用LEDの照明がレンズ1に直接入らないように遮
蔽されている。
レンズクリア4が設けられて、撮像手段の視野が確保さ
れ、そして、照明用LEDの前方にはLEDクリア5が
設けられ、照明用LEDが前方を照明できるようになっ
ている。更に、LEDクリア5の側方には、カバー7が
設けられている。なお、照明用LED基板9およびレン
ズ基板2は、LEDホルダ8に固定されている。
りの端部(カメラ視野の外)には、それぞれ、虫用LE
D40が配置されている。虫用LED40は、撮像手段
の視野外から、監視窓の近傍の所定領域Zを直接照明す
ることができるように配置されている。なお、虫用LE
Dの光の強さは、監視窓の近傍の所定領域Zを照明で
き,且つ、監視窓内に光が入らないように調整される。
と処理系の基板との接続は上述した図1に示す態様ど同
一である。なお、この発明の画像センサは、図1に示す
態様と同様に、撮像手段が回動するとそれに連携して照
明用LEDも一緒に回動し、撮像手段の視野と照明用L
EDの照射エリアが一致するように設定されている。即
ち、カメラ視野A−A’の移動に従って、照明用LED
の照射エリアB−B’、および、C−C’が移動する。
なお、上述した撮像手段および照明用LEDは、LED
ホルダ8と一体的回転軸25の廻りに回動可能である。
ズクリア4寄りの端部(撮像手段の視野の外)に設けら
れた虫用LED40は、照射エリアH−H’およびG−
G’を照射する。従って、虫用LED40によって、照
明用LEDの照射エリアB−B’、および、C−C’外
の照明用LEDによって照射されない領域Zを照射する
ことができる。
よると、従来照射されない領域Zのみを独立して照射す
ることができ、領域Z内に存在する張り付き虫等50を
浮かび上がらせることができる。
領域を照明する照明手段の他に、監視領域を照明する照
明手段を備えてもよい。次に、撮像手段にて撮影した画
像から、監視窓に張り付いた虫等の非検出対象移動体
と、侵入者等の検出対象移動体とを区別し、検出対象移
動体の有無を判定する画像処理手段について説明する。
ED13、30、40によって照明したときに撮影した
画像Aと、虫用LED13、30、40によって照明し
ないときに撮影した画像Bとを取り込む。画像Aと画像
Bとは、短時間の間に両方とも撮影する。そして、画像
Aおよび画像Bに関して、後述する基準画像との間でそ
れぞれ差分処理を行って、変化領域の抽出を行う。画像
Aと基準画像との差分処理にて、変化領域を抽出しなけ
れば、侵入者等の検出対象移動体がいないと判定する。
領域が抽出されると、画像Aにおける変化領域と画像B
における変化領域との輝度差を算出する。なお、画像A
および画像Bは短時間に取り込み同一の基準画像との差
分処理をするので、画像Aにおいて変化領域が抽出され
るときは、基本的に画像Bにおいても変化領域が抽出さ
れる。前記輝度差が所定以上であれば、当該変化領域は
監視窓であるレンズクリア4に張り付いた虫であると判
定し、当該変化領域を非検出対象移動体と判定する。他
方、前記輝度差が所定未満であれば、侵入者等の検出対
象移動体であると判定する。
る光の照射によって顕著に現れる変化領域を抽出するこ
とができ、当該変化領域を非検出対象移動体と判断でき
る。これにより、監視窓に張り付いた虫を侵入者と区別
できるので、非検出対象移動体に基づく誤報が減ること
になる。なお、抽出された変化領域が侵入者等の検出対
象移動体であるか否かの判定には、変化領域の大きさ、
移動速度など種々のパラメータを用いる。これらは画像
認識技術において通常使用される技術であるため、ここ
では説明を省略する。
画像とは、検出対象物体が写っていない状態における監
視領域の画像であって、予め記憶されている。この基準
画像は、所定時間ごとに順次更新してもよいし、画像セ
ンサの設置時の初期に記憶させたものを用いてもよい。
システムの全体構成を説明する。監視対象の建物にコン
トローラが設置され、このコントローラに複数の画像セ
ンサが接続される。なお、コントローラには、火災セン
サ、非常ボタン、モード設定器等を接続してもよい。コ
ントローラは、通信回線としての電話回線を介して、遠
隔地の監視センタに設けられた警備センター装置と接続
される。
ナログ信号線とディジタル信号線とによって行われる。
アナログ信号線は、同軸ケーブルで構成され、映像信号
(NTSC方式)を伝達し、そして、ディジタル信号線は、
ツイストペア線で構成され、ディジタル信号線による制
御信号を伝達する。
簡単に説明する。モード設定器は、監視システムを警戒
解除モードまたは警戒セットモードに設定する。警戒セ
ットモード時に画像センサが異常を検出すると、コント
ローラは電話回線を介して警備センター装置に異常が発
生したことを示す異常信号を送信する。
力されると、コントローラは、警備モードに関係なく異
常の種類、異常発生場所を示すデータを、電話回線を通
じて警備センター装置に送信する。なお、これらの異常
信号の検出方法、伝達方法などは当該技術分野において
良く知られたものを用いることができる。
図である。図7に示すように、画像センサには、CPU等
により構成される制御手段101と電源102が設けら
れる。装置内部の各部分は、制御手段101により制御
され、電源102から電力の供給を受ける。
込むタイミングを制御するための、図示しない計時手段
が備えられている。この計時手段は、例えば0.5秒毎
に起動する。
をDC電圧に変換する変換装置から構成される。なお、電
源102を画像センサ内に設ける代わりに、コントロー
ラから電力供給をさせても良い。また、制御手段101
には、記憶手段107が接続される。記憶手段107に
は、画像センサに所定の動作を実行させるためのプログ
ラムを記憶したプログラム領域、パラメータ例えば画像
センサの設置高さ・俯角、監視ポイント、感度設定など
を記憶したパラメータ領域、ワークエリア、監視領域の
状態、すなわち、現在の状態が正常であるか異常である
かの区別を記憶する状態記憶領域、監視領域が警戒セッ
トモードまたは警戒解除モードのいずれかを記憶するモ
ード記憶領域が設けられている。
撮影した画像を記憶する領域として、基準画像記憶領
域、現画像記憶領域、異常画像記憶領域を備えている。
現画像記憶領域には、撮像手段104が撮影した、照明
用LED3による照明時の画像、虫用LED13、3
0、40による照明時の画像、照明がされていないとき
の画像が記憶される。
ンズクリア4、レンズ1、CCD撮像素子が配設されて
いるレンズ基板2などにより構成され、可視領域から赤
外領域までの画像を撮像できる。なお、レンズクリア4
の材料として、赤外線領域の光のみを透過させるものを
使用し、赤外線画像を撮像するようにしてもよい。赤外
線投光手段103は照明用LED、虫用LED13、3
0、40などから構成され、監視領域またはレンズクリ
ア4の近傍に赤外線を投光する。画像処理手段106
は、前述した侵入者等の検出対象移動体の有無を判定す
る。
異常検出時に点灯し、非検出時には消灯して、異常検出
の有無を画像センサの外部に表示する。通信手段109
は、コントローラと信号の送受信を行うインターフェー
スで、ディジタル信号線によりコントローラと接続され
る。画像出力手段110は、異常発生時の画像を出力す
るためのインターフェースで、切換手段111を介して
アナログ信号線と接続される。
ッチにより構成され、コントローラが画像センサを特定
するためのアドレスが設定される。操作手段105は、
電源をオン・オフするための手段である。更に、操作手
段105をオフすると切替手段は、アナログ信号線の入
力側と出力側を接続させて、当該画像センサをアナログ
信号線からバイパスさせる。現画像は、撮像手段で撮影
された画像を計時手段の起動する例えば0.5秒毎に現
画像記憶領域に記憶する。
像手段に張り付いた虫等の非検出対象移動体と、侵入者
等の検出対象移動体とを区別でき、非検出対象移動体に
よる誤報を生じることなく、検出対象移動体を検出する
ことができる信頼性の高い画像センサを提供することが
できる。
び照明手段の1つの態様を示す図である。
図である。
び照明手段の他の1つの態様を示す図である。
び照明手段の他の1つの態様を示す図である。
おける撮像手段と照明手段との関係を説明する図であ
る。
きに撮影した画像を示す図である。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】監視窓を介して、監視領域を撮影する撮像
手段と、前記撮像手段によって撮影された画像に基づ
き、検知対象の有無を判断する画像処理手段と、前記監
視窓の近傍の所定の領域に照明を施す照明手段とを備え
た画像センサ。 - 【請求項2】前記照明手段は、前記監視窓の外表面に沿
った領域に光を投光することを特徴とする、請求項1に
記載の画像センサ。 - 【請求項3】前記照明手段は、監視窓の縁部に配置され
た投光素子を備えており、前記投光素子によって、前記
監視窓の外表面に沿った領域に直接光を投光することを
特徴とする、請求項1または2に記載の画像センサ。 - 【請求項4】前記照明手段は、前記監視窓の内側に設け
られた投光素子を備えており、前記監視窓の内側から前
記監視窓の近傍領域に、所定の光量の光を投光すること
を特徴とする、請求項1に記載の画像センサ。
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Family
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JP (1) | JP3899207B2 (ja) |
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