JP2001204007A - 監視カメラの監視エリア設定装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 監視カメラの映像中に監視エリアを設定し、
画像処理により監視エリアの画像の変化を検出して異常
の検出を行う映像自動監視システムに関するもので、特
に監視カメラの映像中の監視エリアの設定を行う装置及
び方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 映像入力部１１と、画像処理部１２と、
カメラパラメータ計算部１３と、監視エリア設定部１４
とで監視エリア設定装置１０を構成し、映像入力部１１
で監視カメラ２０の映像を入力し、画像処理部１２で画
像処理により監視対象水平面上の３点のマーカを検出
し、カメラパラメータ計算部１３において３点が水平面
上で等間隔に設置されていること及びカメラ高さ情報を
利用したカメラパラメータ計算を行い、計算されたカメ
ラパラメータを使用して監視エリア設定部１４で３点の
マーカを結ぶ直線とこれと一定間隔で平行な直線に囲ま
れた監視エリアを設定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、監視カメラの監視
エリア設定装置及びその方法に関する。詳しくは、監視
カメラの映像をもとに遠隔地にてカメラ設置場所の状況
監視を行う映像監視システムに関するもので、特にカメ
ラの映像を画像処理することにより映像中の特定のエリ
アの状況を連続的に自動監視する画像処理装置におい
て、映像中の監視エリアを自動的に設定する監視カメラ
の監視エリア設定装置に関するものである。

【０００２】

【背景技術】監視対象場所に監視カメラを設置し、遠隔
地の監視室において監視対象場所の状況監視を行う映像
監視システムが多く運用されている。例えば、鉄道駅構
内の通路や広場での人の流れの監視、プラットホームで
の乗降客と進入する電車との接触等の監視、デパートや
コンビニの店内での客の挙動の監視、美術館や博物館の
展示室の展示品の監視、建物や施設の出入り口の人の出
入り状況の監視、あるいは生産現場における産業用ロボ
ットの動作範囲内への作業員の立ち入り監視など、室内
はもとより、浄水場や変電所における運転状況や侵入者
監視、ダムサイトや農業用水路の取水口近辺へのボート
や倒木などの接近の監視、工事現場における作業状況や
危険区域内への侵入者の監視、高速道路を中心とした道
路における車両走行状況の監視など、屋外にも監視カメ
ラが多く設置されている。

【０００３】これらの監視カメラの利用方法は主として
２つの方法がある。一つは、監視員による目視での監視
で、監視室のモニタに映る監視カメラの映像を監視員が
目視にて観察するものである。もう一つの利用方法は、
監視カメラの映像を常時又は間欠的にＶＴＲに保存して
おき何らかの異常が発生したときに再生し異常の原因を
調査分析するのに使用する方法である。またこれらの２
つの方法を同時に実施する例もある。つまり、監視カメ
ラの映像をＶＴＲに保存しながらモニタでの監視も行う
ものである。

【０００４】ところで、目視による監視が行われている
施設において、監視カメラが多数設置されており、監視
室に設置されたモニタが多い場合に、監視員の疲労軽減
と見落としの予防のために、画像処理による自動監視が
行われている。これは、監視カメラの映像を画像処理装
置に入力し、背景差分法、時間差分法、領域差分法など
の画像処理手法を用いて映像中の異常状況を検出し監視
員に警告するものである。

【０００５】背景差分法は、正常なときの監視場所の映
像を保存しておき、監視カメラの映像がこれと異なる場
合に異常と判断する方法で、ドアや門の前に障害物や侵
入者がいることの検出に使用される。時間差分法は、時
間的に連続する２枚の画像の異なる部分を検出し、この
部分に移動する物体があると判断する方法で、夜間のビ
ル内の通路の侵入者や爆発などの異常検出に使用され
る。領域差分法は、入力画像のエッジ検出を行い、本来
検出されるべきでない場所にエッジ成分が抽出された場
合にこれを異常と判断するもので、道路上の障害物の検
出などに使用される。

【０００６】これらの方法は独立に使用されることもあ
るが、これ以外の方法を含む複数の手法を組み合わせて
使用することもある。また、一般に上述の画像処理は入
力画像の全範囲に対して行うことは少なく、図９、図１
０に示すように、異常が発生する可能性のあるエリア０
１，０２を設定して、そのエリア０１，０２のみに対し
て画像処理を行い異常状況を監視することが行われてい
る。

【０００７】理由は、監視カメラの映像中の監視対象は
一般に限定されており、異常が発生する場所が決まって
いるので特定の監視エリア以外の異常状況をノイズとし
て排除できることと、画像処理の対象範囲を小さくする
ことで画像処理装置による画像処理の時間が短縮できる
ことである。この監視エリアの設定は、カメラが固定で
監視場所が決まっている場合は手動で設定が実施され
る。

【０００８】即ち、オペレータが監視カメラの映像を見
て監視エリアをマウス操作やキー操作により設定する。
画像処理装置はオペレータにより設定された監視エリア
のみを対象に画像処理を行い、異常検出を行うものであ
る。これら、従来の映像 監視システムにおける監視エ
リアの設定には以下に示す問題点が存在する。第一に、
監視カメラを移動させる監視を行う場合、監視カメラに
映る場所が時々刻々変化するので、監視エリアが設定で
きない。監視カメラが固定、即ち監視カメラの設置位置
が固定でカメラの向きも固定でレンズも焦点距離が固定
のレンズを使用する場合は、監視カメラの映像に映る場
所と範囲は同一であり、従って映像中の監視エリアも一
旦設定すればこれを利用できる。しかしながら、近年の
監視カメラは設置位置こそ固定だが、電動雲台のパンチ
ルト機構によりカメラ本体の旋回と上下振り動作が可能
で、さらに電動ズームレンズを使用して望遠から広角ま
で映像の範囲を変化させることができるものが使用され
ている。

【０００９】この場合、カメラの移動によって監視カメ
ラの映像が大きく変化するため手動により設定した監視
エリアが保持できない。電動雲台の旋回角度や仰角の動
作と電動ズームレンズの焦点距離をセンシングして画像
処理装置にフィードバックすれば、監視カメラの向きの
変化に対応した監視エリアの再計算は可能だが（カメラ
パラメータに関しては参考文献：除、辻著、「三次元ビ
ジヨン」，共立出版，１９９８（以下「文献１」と呼
ぶ）によれば、カメラ座標系と三次元空間座標系の変換
行列に１１のパラメータがあり、カメラに映る４点のカ
メラ座標（ｕ，ｖ）と三次元空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）、
又はカメラパラメータ（カメラ設置位置、カメラ旋回角
度、カメラ仰角、レンズ焦点距離など）が既知であれば
計算（キャリブレーション）することが可能であ
る。）、センサの設置もセンサ信号の伝送もコストがか
かるもので一般には行われていない。

【００１０】第二に、オペレータが監視カメラの映像中
にマウス操作などで監視エリアを設定するので、現場の
位置や距離との対応が不明である。例えば、ダムサイト
の取水口から１０ｍ以内を危険区域として設定したいと
きでも監視カメラの映像ではどこが１０ｍなのかがオペ
レータにはわからないため、正確に１０ｍ以内の監視エ
リアを設定できない。第三に、複数の監視カメラを使用
した遠隔自動監視を行う場合、個々の監視カメラ毎に監
視場所と監視エリアが異なるので、個々の監視カメラに
対してそれぞれ個別に監視エリアを設定する必要があ
る。

【００１１】また、カメラやレンズを交換した後には、
厳密には監視カメラに映る場所が変わるので、監視カメ
ラの映像の確認と監視エリアの再設定が必要である。大
きな施設の多数の出入り口の監視を行う場合や長大トン
ネルの多数の監視カメラの設定を行う作業は煩雑であ
る。これらの問題点を解決する手段として我々は、「監
視カメラの監視エリア設定装置及び方法」（特願平１１
−３２７７０４号）を提案した（以下、「前回提案」と
呼ぶ）。

【００１２】この提案は、映像入力部と、画像処理部
と、カメラパラメータ計算部と、監視エリア設定部とで
構成し、映像入力部で監視カメラの映像を入力し、画像
処理部で画像処理により監視対象水平面上の３点のマー
カを検出し、カメラパラメータ計算部において３点が水
平面上で等間隔に設置されていることを利用したカメラ
パラメータ計算を行い、計算されたカメラパラメータを
使用して監視エリア設定部で３点のマーカを結ぶ直線と
これと一定間隔で平行な直線に囲まれた監視エリアを設
定することを特徴とする監視カメラの監視エリア設定装
置及びその方法である。

【００１３】この提案による利点は、従来は出来なか
ったパンチルトズーム動作を行う監視カメラを使用した
画像処理による自動監視が可能である、従来は監視カ
メラが複数設置されているときは個々の監視カメラ毎に
個別に監視エリアを設定する必要があったが、複数のカ
メラで同一の間隔の監視エリアを設定する場合はパラメ
ータの設定を一括して行うことが可能であり監視エリア
設定の煩雑さが解消される、従来は監視エリアの設定
はオペレータが映像中の位置を指定して行っており、現
場における監視エリアの絶対値を設定できなかったが、
カメラの仰角を何らかの方法で設定する実施例によれ
ば、平行線で構成する監視エリアの幅を現場における絶
対値で設定可能である、の３点に集約される。また、前
回提案では１４の実施例を示し、様々な監視対象におけ
るその有用性を説明した。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前回提
案の映像監視システムにおける監視エリアの設定には以
下に示す問題点が存在する。第一に、カメラ仰角の情報
を使用しない場合は、オペレータが監視カメラの映像中
にマウス操作などで監視エリアを設定するので、現場の
位置や距離との対応が不明である。例えば、ダムサイト
の取水口から１０ｍ以内を危険区域として設定したいと
きでも監視カメラの映像ではどこが１０ｍなのかがオペ
レータにはわからないため、正確に１０ｍ以内の監視エ
リアを設定できない。

【００１５】第二に、カメラ仰角の情報を電動雲台の仰
角の動作をセンシングして画像処理装置にフィードバッ
クする場合は、センサの設置もセンサ信号の伝送もコス
トがかかるので適用しにくい。第三に、カメラ仰角の情
報をオペレータが手動で設定する場合は、複数の監視カ
メラを使用した遠隔自動監視を行う場合、個々の監視カ
メラ毎に監視場所と監視エリアが異なるので、個々の監
視カメラに対してそれぞれ個別にカメラ仰角を設定する
必要がある。

【００１６】また、カメラやレンズを交換した後には、
厳密には監視カメラに映る場所が変わるので、監視カメ
ラの映像の確認とカメラ仰角の再設定が必要である。大
きな施設の多数の出入り口の監視を行う場合や長大トン
ネルの多数の監視カメラの設定を行う作業は煩雑であ
る。本発明は、監視カメラの映像中に監視エリアを設定
し、画像処理により監視エリアの画像の変化を検出して
異常の検出を行う映像自動監視システムに関するもの
で、特に監視カメラの映像中の監視エリアの設定を行う
装置及び方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の請求項１に係る監視カメラの監視エリア設定装置
及びその方法は、映像入力部と、画像処理部と、カメラ
パラメータ計算部と、監視エリア設定部とで構成し、映
像入力部で監視カメラの映像を入力し、画像処理部で画
像処理により監視対象水平面上の３点のマーカを検出
し、カメラパラメータ計算部において３点が水平面上で
等間隔に設置されていること及びカメラ高さ情報を利用
したカメラパラメータ計算を行い、計算されたカメラパ
ラメータを使用して監視エリア設定部で３点のマーカを
結ぶ直線とこれと一定間隔で平行な直線に囲まれた監視
エリアを設定することを特徴とする。

【００１８】上記目的を達成する本発明の請求項２に係
る監視カメラの監視エリア設定装置は、請求項１記載の
監視カメラの監視エリア設定装置において、本装置が計
算して設定した監視エリアを入力した監視カメラの映像
と共にモニタにオーバレイ表示することを特徴とする。

【００１９】上記目的を達成する本発明の請求項３に係
る監視カメラの監視エリア設定装置は、請求項１記載の
監視カメラの監視エリア設定装置において、監視エリア
設定部では３点のマーカを結ぶ直線とこれと一定間隔で
平行な一本又は複数の直線を監視エリアとして設定し、
監視カメラの映像と共にモニタにオーバレイ表示するこ
とを特徴とする。

【００２０】上記目的を達成する本発明の請求項４に係
る監視カメラの監視エリア設定装置は、請求項２又は３
記載の監視カメラの監視エリア設定装置において、表示
する監視エリア又は平行な直線をオペレータの操作指示
に基づき保持する機能を有することを特徴とする。

【００２１】上記目的を達成する本発明の請求項５に係
る監視カメラの監視エリア設定装置は、請求項１記載の
監視カメラの監視エリア設定装置において、監視カメラ
の映像を表示したモニタ上でオペレータにより指定され
た３点を使用してカメラパラメータ計算を行い、３点を
結ぶ直線とこれと一定間隔で平行な直線に囲まれた監視
エリア、又は３点を結ぶ直線とこれと一定間隔で平行な
一本又は複数の直線を設定又はモニタ表示することを特
徴とする。

【００２２】上記目的を達成する本発明の請求項６に係
る監視カメラの監視エリア設定装置は、請求項１記載の
監視カメラの監視エリア設定装置において、監視エリア
設定部では何らかの方法で監視カメラ高さを計測するセ
ンサを設置し、監視エリア設定部はこれを入力し、これ
をもとに３点のマーカを結ぶ直線と、これに水平面上で
平行で指定された間隔の一本又は複数の直線を計算し監
視エリアとして設定することを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】１）基本的な考え方（第一の実施
例） 本発明の装置が設定する監視カメラと監視エリアは以下
の条件を満たすものとする。ただし、これらの条件は特
別なものではなく一般的な電動雲台ズームレンズ付監視
カメラがこれにあたる。

【００２４】監視カメラは水平面に対して水平に設置
される。 監視カメラの雲台が旋回動作する。ただし旋回動作は
水平面内で行われる。 監視カメラの雲台が上下振り動作する。ただしの上下
振り動作は鉛直面内で行われる。 監視カメラは電動ズームレンズの動作によりレンズ焦
点距離が変化する。 ただし監視カメラの旋回角度、仰角、レンズ焦点距離
は検出できない。 監視カメラで自動監視する監視エリアは実世界では水
平面上に存在する。 監視カメラの監視対象の水平面上からの高さが既知で
変わらないものとする。

【００２５】さらに、本発明による監視エリアの自動設
定のために、監視カメラの映像に映る範囲内で監視エリ
アと同一の水平面上に等間隔に直線的に３点以上のマー
カを設定するものとし、監視エリアはこのマーカがのる
直線と平行な範囲とする。ここで使用するマーカは、本
発明の目的のために特別に着色したペイントでも良い
し、特別に設置した円盤やパイロンでも良いし、他の目
的のために設置されている工事現場や道路脇の杭やポス
トマークでも良いし、道路の車線マークや建造物の柱や
土台石でも良い。

【００２６】本発明の監視エリア設定装置１０は、図１
に示すように、映像入力部１１と画像処理部１２と、カ
メラパラメータ計算部１３と、監視エリア設定部１４と
で構成し、映像入力部１１で監視カメラ２０の映像を入
力し、画像処理部１２で画像処理により３点のマーカを
検出し、カメラパラメータ計算部１３において３点が水
平面上で等間隔に設置されていること及び、オペレータ
により予め設定されたマーカ間隔とカメラ高さ情報を利
用したカメラパラメータ計算を行い、監視エリア設定部
１４でこのパラメータを使用して３点のマーカを結ぶ直
線とこれと一定間隔で平行な直線に囲まれた監視エリア
を設定する。

【００２７】遠隔監視システムは、設定された監視エリ
アに対して画像処理を行い異常の検出などを行うもので
ある。カメラパラメータの計算手順の例を説明する。図
２に示すような監視の映像中の位置（ｕ，ｖ）と実世界
の空間位置（ｘ，ｙ，ｚ）との関係を決定するカメラパ
ラメータは、カメラの設置位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とカメラ
姿勢（θ，φ，ψ）に関する６つの外部パラメータとカ
メラ自体レンズ焦点距離ｆと画像中心（ｕ０，ｖ０）と
ＣＣＤ素子単位長比と軸の交差角度の５つの内部パラメ
ータの合計１１のパラメータが存在する（文献１）。

【００２８】これらのうち、通常の工業用監視カメラで
はＣＣＤ素子単位長比が１：１、軸の交差角度が９０度
に調整されている。また、監視カメラが水平に設置され
ているのでψ＝０とすることができ、マーカと監視エリ
アが同一の水平面上にあり、雲台の動作が水平面に水平
又は鉛直であれば水平面上の平行線の計算に関してφは
無関係であるので、φ＝０と置くことが出来る。

【００２９】さらに、カメラ座標系の原点をカメラのレ
ンズ中心においてｕ０＝ｖ０＝０とし、空間座標系の原
点も同じくカメラのレンズ中心において、Ｘ＝Ｙ＝Ｚ＝
０とすれば、図３に示すように、残るパラメータはレン
ズ焦点距離とＣＣＤサイズの比を表すαとカメラの仰角
θの２つになる。ある計測点をＭ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、Ｍの
ＣＣＤ上の画像点をｍ（ｕ，ｖ）とするとＭとｍの関係
は、

【００３０】

【数１】

【００３１】で表される変換行列である。ここで、Ａは
カメラ内部パラメータで、

【００３２】

【数２】

【００３３】Ｒはθのみのカメラの回転行列で、

【００３４】

【数３】

【００３５】であるから（１）式は、

【００３６】

【数４】

【００３７】となり、これを展開すると、

【００３８】

【数５】

【００３９】となる。Ｘは監視対象の水平面からのカメ
ラ高さで一定であるから、ｍとＭは一対一に対応し、

【００４０】

【数６】

【００４１】で表される。いま、カメラ映像中にある３
点ｍ１（ｕ１，ｖ１）、ｍ２（ｕ２，ｖ２）、ｍ３（ｕ
３，ｖ３）が水平面上のＭ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、Ｍ
２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、Ｍ３（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）に
対応し、これらが等間隔で直線上にあるとすれば、

【００４２】

【数７】

【００４３】であるから、（９）式を利用して、

【００４４】

【数８】

【００４５】であり、これを解くと、

【００４６】

【数９】

【００４７】のカメラパラメータが求められる。次に、
図４に示すように、等間隔に設置されたマーカの間隔を
ｄとすれば、

【００４８】

【数１０】

【００４９】なので、（９）（１０）式を使い、カメラ
高さをｈとして整理すると、

【００５０】

【数１１】

【００５１】となる。ここで、

【００５２】

【数１２】

【００５３】とした。この場合のｋは（１３）式により
計算される。さらに、

【００５４】

【数１３】

【００５５】を（１５）式に代入して整理したあとにｔ
について展開すると、

【００５６】

【数１４】

【００５７】となる。ここで、

【００５８】

【数１５】

【００５９】とした。（１７）式をｔ²について解く
と、

【００６０】

【数１６】

【００６１】となり、カメラ仰角θを求めることができ
る。同様に（１６）式からズーム倍率に相当するカメラ
パラメータαを求めることができる。これにより、
（９）（１０）式によりカメラ画像中の点（ｕｉ，ｖ
ｉ）と水平面上の点（Ｙｉ，Ｚｉ）の相互の座標変換を
行うことが可能で、即ち、水平面上のマーカＭ１−Ｍ２
に平行な直線に対応する画像中の直線をカメラ画像中に
描画することが可能である。

【００６２】本発明は、監視対象の水平面上に等間隔で
設置されたマーカを画像中に検出しこれらの画像中の座
標及びカメラ高さとマーカ間隔の情報から水平面上でマ
ーカが構成する直線と平行な直線を画像中に描画するも
のであり、本発明の特徴は、３点のマーカが画像中にあ
れば、これと水平面上で平行で一定間隔の直線を決定す
ることが可能でこれらに囲まれた監視エリアを計算によ
り決定できることである。

【００６３】特に、本発明の方法によれば前回提案の方
法では実施していなかった、カメラ仰角θとズーム倍率
に関係するカメラパラメータαを計算するので、監視対
象水平面上の仮想的な平行線に対応する直線のカメラ画
像中の位置をオペレータが指定する間隔で正確に計算す
ることが可能である。例えば、正確に１０ｍ以内の監視
エリアをカメラ画像中に設定可能である。本発明による
監視エリア設定を逐次行うことにより、監視カメラの雲
台とズームレンズをを操作し時々刻々と映像が変化して
も、３点のマーカが映像に映っていれば、これをもとに
監視エリアの更新がなされ、連続的な自動監視が可能と
なる。

【００６４】２）検知すべきマーカとその検出方法の実
施例 本発明の装置は、水平面上に等間隔で直線上に設置され
た３点のマーカを画像処理により検出し、カメラパラメ
ータ計算を行い、３点のマーカを結ぶ直線とこれと一定
間隔で平行な直線に囲まれた監視エリアを設定するもの
で、遠隔監視システムがこの監視エリアに対して画像処
理を行い異常の検出などを行うものである。本発明で使
用するマーカの例とその検出方法の実施例については前
回提案のマーカとその検出方法がそのまま使用できる。

【００６５】３）監視エリア設定の第二の実施例 図５に示すように、水平面上に等間隔で直線上に設置さ
れた３点のマーカ１を画像処理により検出し、カメラパ
ラメータ計算を行い、３点のマーカ１を結ぶ直線とこれ
と一定間隔で平行な直線（平行線）２に囲まれた監視エ
リア３を設定する監視カメラの監視エリア設定装置にお
いて、設定した監視エリア３を入力した監視カメラの映
像と共にモニタにオーバレイ表示することを特徴とする
監視カメラの監視エリア設定装置である。本実施例の特
徴は、本装置が計算して設定した監視エリア３をオペレ
ータが確認できる点である。これにより、画像処理装置
による自動監視と同時にオペレータによる目視による監
視が可能になる利点がある。

【００６６】４）監視エリア設定の第三の実施例 図６に示すように、水平面上に等間隔で直線上に設置さ
れた３点のマーカ１を画像処理により検出し、カメラパ
ラメータ計算を行い、３点のマーカ１を結ぶ直線とこれ
と一定間隔で平行な一本又は複数の直線（平行線）２を
監視エリアとして設定し、監視カメラの映像と共にモニ
タにオーバレイ表示することを特徴とする監視カメラの
監視エリア設定装置である。本実施例の特徴は、監視エ
リアを領域でなく直線２で表現することである。これに
より、道路の特定車線の走行状況の監視、ダムサイトの
上面の縁部分の監視、工事現場の側溝の境界部分の監視
などに適用可能である。また、この直線２をオペレータ
が確認できるので、画像処理装置による自動監視と同時
にオペレータによる目視による監視が可能になる利点が
ある。

【００６７】５）監視エリア設定の第四の実施例 水平面上に等間隔で直線上に設置された３点のマーカを
画像処理により検出し、カメラパラメータ計算を行い、
３点のマーカを結ぶ直線とこれと一定間隔で平行な一本
又は複数の直線又はこれらにより囲まれるエリアを監視
エリアとして設定し、監視カメラの映像と共にモニタに
オーバレイ表示する監視カメラの監視エリア設定装置に
おいて、表示する監視エリア又は平行な直線をオペレー
タの操作指示に基づき保持する機能を有することを特徴
とする監視カメラの監視エリア設定装置である。

【００６８】本実施例の特徴は、監視カメラの雲台を操
作して３点のマーカが映る雲台位置を決定したあとに、
カメラを移動させないことを前提条件として、一度計算
した監視エリアを保持するものである。これにより、監
視エリアの設定後に何らかの理由でマーカが隠れたり移
動しても同一の監視エリアを使用することが可能にな
る。現場の状況の変化や人の移動などによりマーカが隠
れたり移動したりする可能性のある、建物の出入り口や
工事現場の監視のときに効果がある。

【００６９】６）監視エリア設定の第五の実施例 図７に示すように、監視カメラの映像を表示したモニタ
上にオペレータがマウス操作で３点をマーカ４として指
定し、この３点のマーカ４を使用してカメラパラメータ
計算を行い、３点のマーカ４を結ぶ直線とこれと一定間
隔で平行な直線（平行線）２に囲まれた監視エリア、又
は３点のマーカ４を結ぶ直線とこれと一定間隔で平行な
一本又は複数の直線２を設定又はモニタ表示することを
特徴とする監視カメラの監視エリア設定装置である。本
実施例の特徴は、３点のマーカ４を画像処理により検出
する替わりに、監視カメラの映像中の３点をオペレータ
がマウスで指定することである。マウスで指定するマー
カの位置はタイルの目地や橋の欄干など、一定間隔であ
ることが保証されているものであることが条件である。
これにより、画像処理により検出すべきマーカがない場
合、マーカが検出しにくい場合、専用のマーカを設置で
きない場合にも監視エリアを設定することが可能とな
る。

【００７０】７）カメラ高さが変化する場合の実施例 ところで、本発明の実現の条件としてカメラ高さが一定
で既知であることとしたが、監視カメラの使用方法によ
ってはこの条件が確保できない場合がある。例えば、図
８に示すように、前回提案でマーカの例として説明した
ダムサイト５における取水口６の付近の危険区域の監視
の場合は、ダムの水位の変動に対応してダム湖水面とカ
メラの相対的な高さが変動する。また、監視カメラをク
レーンなど高さが変化する個所に設置する場合もある。
これらの場合も、何らかの方法でカメラ高さｈをオペレ
ータが知ることができれば、そのデータを入力すること
により、本発明によるカメラパラメータの計算が可能
で、監視エリアの設定が可能である。しかしながら、時
々刻々にカメラ高さが変化するようなときは、カメラ高
さを計測すること自体もこれを入力することも煩雑な作
業であり、場合によっては困難である。

【００７１】そこで、この場合の本発明の実施例とし
て、第一の実施例の構成要素に加えて、カメラ高さを何
らかの方法で計測する手段を設置し、カメラ高さを逐次
計測し、これを監視エリア設定装置に入力し、このデー
タを使用してカメラパラメータ計算を行い、監視エリア
設定部でこのパラメータを使用して３点のマーカを結ぶ
直線とこれと一定間隔で平行な直線に囲まれた監視エリ
アを設定する方法及び装置を提案する。カメラ高さの計
測方法の例を説明する。監視対象の水平面の高さが変化
する場合、図８に示すように、例えば、前述したダムサ
イト５における取水口６の付近の危険区域の監視などの
場合は、地上におけるカメラの設置場所が変わらないと
すれば、水平面の高さを計測する測定器、ダム湖の場合
は水位計を設置し（一般的なダムでは設置されているこ
とが多い）、水位計の計測値を元に水面とカメラ高さを
計算してカメラパラメータを計算することができる。

【００７２】クレーンで吊り上げる場合などカメラの高
さ自体が変化する場合は、監視対象の水平面からカメラ
までの高さを、レーザー距離計、超音波距離計、ディジ
タル巻尺、ステレオカメラ、などを使用して直接又は間
接的に計測して入力することで、カメラパラメータを計
算することができる。本実施例の特徴は、監視対象水平
面からのカメラ高さを何らかの手段で知ることにより監
視エリアを設定することである。

【００７３】これにより、監視対象水平面からのカメラ
高さが一定でなく変化する場合にも、監視エリアの設定
が行われる利点がある。従って、例えば、複数のカメラ
に対して同一の間隔で監視エリアを設定する場合はパラ
メータの設定を一括して行うことが可能であり、カメラ
毎に個別に設定する必要がないため作業が簡便である。
また、カメラやレンズを交換したあとの調整が不要であ
る。

【００７４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明
は、監視カメラの映像中に監視エリアを設定し、画像処
理により監視エリアの画像の変化を検出して異常の検出
を行う映像自動監視システムに関するもので、特に監視
カメラの映像中の監視エリアの設定を行うことができ
る。更に、本発明の装置は、水平面上に等間隔で直線上
に設置された３点のマーカを画像処理により検出し、カ
メラ高さの情報を使用してカメラパラメータ計算を行
い、３点のマーカを結ぶ直線とこれと一定間隔で平行な
直線に囲まれた監視エリアを設定するもので、この監視
エリアに対して遠隔監視システムが画像処理を行い異常
の検出などを行うことができる。 従来は監視エリアの設定はオペレータが映像中の位置
を指定して行っており、現場における監視エリアの絶対
値を設定できなかったが、本発明によれば、マーカの間
隔をもとにカメラパラメータを計算するので、平行線で
構成する監視エリアの幅を現場における絶対値で設定可
能である。例えばホームの縁から５０ｃｍ以内の範囲を
監視エリアとして設定可能である。 従来は監視エリアの設定はオペレータが映像中の位置
を指定して行っており、監視カメラが複数設置されてい
るときは個々の監視カメラ毎に個別に監視エリアを設定
する必要があったが、本発明によれば、複数のカメラで
同一の間隔の監視エリアを設定する場合はパラメータの
設定を一括して行うことが可能である。これにより監視
エリア設定の煩雑さが解消される。例えば、ホームに沿
って設置された複数の監視カメラの監視エリアをホーム
の縁から５０ｃｍ以内の範囲とする場合は、監視エリア
をー括して設定可能である。 従来はパンチルトズーム操作を行う監視カメラについ
ては画像処理による自動監視が出来なかった。その理由
は監視カメラの映像範囲が変化することにより監視エリ
アが変わるのでこれを設定することが出来なかったから
であるが、本発明によれば水平面上に直線的に等間隔で
設置されたマーカを検出してこれを基準とした平行直線
を計算することにより監視エリアの計算が可能であるの
で、パンチルトズーム動作を行う監視カメラを使用した
画像処理による自動監視が可能である。 本装置が計算して設定した画像監視エリアを入力した
監視カメラの映像と共にモニタにオーバレイ表示するこ
とにより監視エリアをオペレータが確認できる利点があ
る。これにより、画像処理装置による自動監視と同時に
オペレータによる目視による監視が可能になる。 ３点のマーカを結ぶ直線とこれと一定間隔で平行な一
本又は複数の直線を監視エリアとして設定し、監視カメ
ラの映像と共にモニタにオーバレイ表示し、監視エリア
を領域でなく直線で表現するので、道路の特定車線の走
行状況の監視、ダムサイトの上面の縁部分の監視、工事
現場の側溝の境界部分の監視などに適用可能である。ま
た、この直線をオペレータが確認できるので、画像処理
装置による自動監視と同時にオペレータによる目視によ
る監視が可能である。 監視カメラの雲台を操作して３点のマーカが映る雲台
位置を決定したあとに、一度計算した監視エリアを保持
することにより、監視エリアの設定後に何らかの理由で
マーカが隠れたり移動しても同一の監視エリアを使用す
ることが可能になる。現場の状況の変化や人の移動など
によりマーカが隠れたり移動したりする可能性のある、
建物の出入り口や工事現場の監視のときに効果がある。 ３点のマーカを画像処理により検出する替わりに、監
視カメラの映像中の３点をオペレータがマウスで指定す
ることにより、画像処理により検出すべきマーカがない
場合、マーカが検出しにくい場合、専用のマーカを設置
できない場合にも監視エリアを設定することが可能とな
る。 カメラ仰角を何らかの手段で計測して入力することに
より、カメラの高さが変化する場合にも監視エリアの設
定が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の監視エリア設定装置の構成図である。

【図２】空間座標系とカメラ座標系の関係を示す説明図
である。

【図３】監視カメラのカメラパラメータを示す説明図で
ある。

【図４】３点マーカ映像とカメラとの関係を示す説明図
である。

【図５】設定された領域の監視エリアを示す表示図であ
る。

【図６】設定された平行線の監視エリアを示す表示図で
ある。

【図７】マーカの位置をモニタ上でマウスで設定する様
子を示す説明図である。

【図８】ダムサイトにおける取水口の監視を示す説明図
である。

【図９】通用門の映像と監視エリアの例を示す説明図で
ある。

【図１０】道路の映像と追い越し車線の監視エリアを示
す説明図である。

【符号の説明】

１０ 監視エリア設定装置 １１ 映像入力部 １２ 画像処理部 １３ カメラパラメータ計算部 １４ 監視エリア設定部 ２０ 監視カメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 貴 東京都品川区大崎二丁目１番17号 株式会 社明電舎内 Ｆターム(参考） 5C054 CF06 CF07 CG06 EA05 FA04 FC12 FC15 FC16 FE13 FE19 GD05 HA20 5H180 AA01 AA21 CC04 DD01 EE08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像入力部と、画像処理部と、カメラパ
   ラメータ計算部と、監視エリア設定部とで構成し、映像
   入力部で監視カメラの映像を入力し、画像処理部で画像
   処理により監視対象水平面上の３点のマーカを検出し、
   カメラパラメータ計算部において３点が水平面上で等間
   隔に設置されていること及びカメラ高さ情報を利用した
   カメラパラメータ計算を行い、計算されたカメラパラメ
   ータを使用して監視エリア設定部で３点のマーカを結ぶ
   直線とこれと一定間隔で平行な直線に囲まれた監視エリ
   アを設定することを特徴とする監視カメラの監視エリア
   設定装置及びその方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の監視カメラの監視エリア
   設定装置において、本装置が計算して設定した監視エリ
   アを入力した監視カメラの映像と共にモニタにオーバレ
   イ表示することを特徴とする監視カメラの監視エリア設
   定装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の監視カメラの監視エリア
   設定装置において、監視エリア設定部では３点のマーカ
   を結ぶ直線とこれと一定間隔で平行な一本又は複数の直
   線を監視エリアとして設定し、監視カメラの映像と共に
   モニタにオーバレイ表示することを特徴とする監視カメ
   ラの監視エリア設定装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の監視カメラの監視
   エリア設定装置において、表示する監視エリア又は平行
   な直線をオペレータの操作指示に基づき保持する機能を
   有することを特徴とする監視カメラの監視エリア設定装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の監視カメラの監視エリア
   設定装置において、監視カメラの映像を表示したモニタ
   上でオペレータにより指定された３点を使用してカメラ
   パラメータ計算を行い、３点を結ぶ直線とこれと一定間
   隔で平行な直線に囲まれた監視エリア、又は３点を結ぶ
   直線とこれと一定間隔で平行な一本又は複数の直線を設
   定又はモニタ表示することを特徴とする監視カメラの監
   視エリア設定装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の監視カメラの監視エリア
   設定装置において、監視エリア設定部では何らかの方法
   で監視カメラ高さを計測するセンサを設置し、監視エリ
   ア設定部はこれを入力し、これをもとに３点のマーカを
   結ぶ直線と、これに水平面上で平行で指定された間隔の
   一本又は複数の直線を計算し監視エリアとして設定する
   ことを特徴とする監視カメラの監視エリア設定装置。