JP2002170096A

JP2002170096A - 通過物体計数装置及び計数方法

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Publication number: JP2002170096A
Application number: JP2000365662A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ideoka; 充出岡; Tomofumi Nishiura; 朋史西浦; Masato Nakajima; 真人中島; Yasuhiro Takemura; 安弘竹村; Kazuhiro Mimura; 一弘味村
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-14
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: JP4825349B2

Abstract

(57)【要約】【課題】計算量を減らし高速処理できる通過物体計数
装置及び計数方法を提供する。【解決手段】平面２に沿って平面２上の基準線１を通
過する通過物体５を撮像する、平面２に対向して設けら
れた第１の撮像装置１１と；第１の撮像装置１１と並列
に、且つ平面２に対向して設けられ、基準線１を通過す
る通過物体５を、第１の撮像装置１１の撮像時点より所
定の時間だけ遅らせて撮像する第２の撮像装置１２と；
第１の撮像装置１１によって撮像された通過物体５の第
１の画像と所定の時間だけ遅らせて第２の撮像装置１２
によって撮像された通過物体５の第２の画像とを比較し
て、通過物体５の平面２に交差する奥行方向の位置情報
と基準線１に交差し平面２に平行な進行方向の速度情報
を取得する比較演算部１３とを備える通過物体計数装置
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、通過物体計数装置
及び計数方法に関し、特にステレオ画像から通過物体を
計数する通過物体計数装置及び計数方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】２台の撮像装置により得られたステレオ
画像から、計数線上での３次元情報を算出し、それを時
間方向に並べた時の時空間画像を作成する。また同時
に、計数線上での速度情報を算出し、それを時間方向に
並べた時の時空間画像とを用いて、通過物体を計数して
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の通
過物体計数装置によれば、次のような問題があった。ま
ず通過物体計数装置は、２台の撮像装置でそれぞれ同時
に撮影された２つの画像で対応点検出を行うことで算出
した視差から、通過物体の３次元情報を算出する。次に
２台の撮像装置のどちら一方で撮影された画像と、同撮
像装置で撮影された時間的にずれた画像で対応点検出を
行い、移動速度情報を算出する。このため３つの画像か
ら２回の対応点検出を行わなくてはならないので、計算
量が非常に多かった。

【０００４】そこで本発明は、計算量を減らし高速処理
できる通過物体計数装置及び計数方法を提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による通過物体計数装置は、例
えば図１に示すように、平面２に沿って平面２上の基準
線１を通過する通過物体５を撮像する、平面２に対向し
て設けられた第１の撮像装置１１と；第１の撮像装置１
１と並列に、且つ平面２に対向して設けられ、基準線１
を通過する通過物体５を、第１の撮像装置１１の撮像時
点より所定の時間だけ遅らせて撮像する第２の撮像装置
１２と；第１の撮像装置１１によって撮像された前記通
過物体５の第１の画像と前記所定の時間だけ遅らせて第
２の撮像装置１２によって撮像された前記通過物体５の
第２の画像とを比較して、通過物体５の平面２に交差す
る奥行方向の位置情報と基準線１に交差し平面２に平行
な進行方向の速度情報を取得する比較演算部１３とを備
える。なお同じ進行方向について、進行の向きは正の向
きと負の向きとがある。

【０００６】通過物体５が移動する面は、例えば図１１
に示すように、水平な平面に限らず斜面や階段のように
傾斜した面２’であってもよい。但し、必要に応じて例
えば図１１（ａ）のような場合には、傾斜角度により位
置情報と速度情報を補正する。

【０００７】また通過物体５の進行方向に交差する基準
線１は、通過物体５の進行方向に垂直な線とするのがよ
い。また第１と第２の撮像装置は、並列に、基準線１と
平行な方向に並べるのがよい。奥行方向は、典型的には
平面に垂直な方向、又は鉛直方向である。

【０００８】このように構成すると、第１の撮像装置１
１によって撮像された通過物体５の第１の画像と所定の
時間だけ遅らせて第２の撮像装置１２によって撮像され
た通過物体５の第２の画像とを比較して、通過物体５の
平面２に交差する奥行方向の位置情報と基準線１に交差
し平面２に平行な進行方向の速度情報を取得する比較演
算部とを備えるので、第１の画像と第２の画像から通過
物体５の位置情報と速度情報を得ることができる。

【０００９】また請求項２に記載のように、請求項１に
記載の通過物体計数装置１０では、比較演算部１３は、
前記第１の画像と第２の画像との比較により、通過物体
５上の部位の前記第１と第２の画像における位置を検出
して、前記位置情報と前記速度情報とを含む情報を取得
するように構成するとよい。

【００１０】このように構成すると、通過物体計数装置
１０は、２つの画像の比較により位置情報と速度情報と
を含む情報を取得するので、位置情報と速度情報から通
過物体の計数を効率よく行うことができ、処理の高速化
が可能になる。

【００１１】前記目的を達成するために、請求項３に係
る発明による通過物体計数方法は、例えば図３に示すよ
うに、平面に沿って該平面上の基準線を通過する通過物
体を、前記平面に対向した第１の位置から、第１の時点
に撮像して第１の画像を取得する第１の撮像工程Ｓ２
と；前記基準線を通過する前記通過物体を、前記第１の
時点から所定の時間だけ経過した第２の時点に、前記第
１の位置と並列で、且つ前記平面に対向した第２の位置
から撮像して第２の画像を取得する第２の撮像工程Ｓ３
と；前記第１の画像と前記第２の画像とを比較して、前
記通過物体の前記平面に交差する奥行方向の情報と前記
基準線に交差し前記平面に平行な進行方向の速度を演算
する比較演算工程Ｓ７、Ｓ１０とを備える。

【００１２】このように構成すると、第１の画像と第２
の画像とを比較して、通過物体の平面に交差する奥行方
向の情報と基準線に交差し（典型的には垂直に交差し）
平面に平行な進行方向の速度を演算する比較演算工程Ｓ
７、Ｓ１０を備えるので、通過物体の位置情報と速度情
報を得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符
号を付し、重複した説明は省略する。

【００１４】図１は、本発明による実施の形態である通
過物体計数装置１０（以下適宜「計数装置１０」とい
う）の模式的斜視図である。図中通過物体５が平面であ
る水平な通路２上を進行方向に移動している。ＸＹ軸を
通路２内に置くように、直交座標系ＸＹＺがとられてお
り、通路２はＹ軸と平行に延設されている。また通路２
の延設方向と垂直即ちＸ軸と平行に基準線である計数線
１がとられている。通過物体５の進行方向は、典型的に
は通路２の延設方向即ちＹ軸と平行である。通過物体５
は、本実施の形態では人物である。また本実施の形態で
は、計数線１は通路２の延設方向と垂直としているが、
特に垂直としなくてもよい。垂直でない場合は、Ｘ軸と
の角度で視差と速度を補正すればよい。計数線１は、こ
の線を通過した通過物体５を計数するための基準線であ
り、仮想的な線であってもよく、実際に物理的に通路２
に描く必要はない。

【００１５】一方、図中通路２の計数線１の鉛直方向上
方には、通過物体である人物５が通過するのに十分な高
さに、通路２の計数線１を通過する通過物体５を撮像す
るための第１の撮像装置１１と第２の撮像装置１２が設
置されている。第１の撮像装置１１と第２の撮像装置１
２は、適切な間隔をあけて並列に、計数線１と平行で且
つ光軸がＺ軸と平行になるように設置してある。ここで
いう人物５が通過するのに十分な高さとは、例えば３０
００ｍｍ程度である。また、適切な間隔とは、例えば５
０ｍｍ程度である。

【００１６】図２を参照して、通過物体計数装置１０の
構成の一例を説明する。計数装置１０は、第１の撮像装
置としての第１のＣＣＤカメラ１１、第２の撮像装置と
しての第２のＣＣＤカメラ１２、比較演算部としてのパ
ソコン１３を含んで構成される。

【００１７】そして第１のＣＣＤカメラ１１、第２のＣ
ＣＤカメラ１２は、パソコン１３に接続されており、パ
ソコン１３は第１のＣＣＤカメラ１１、第２のＣＣＤカ
メラ１２によってそれぞれ撮像された画像を取得出来る
ように構成されている。

【００１８】パソコン１３は、制御部１４を備えてお
り、計数装置１０全体を制御している。制御部１４に
は、撮像装置用インターフェイス１５が接続されてお
り、第１のＣＣＤカメラ１１、第２のＣＣＤカメラ１２
は、撮像装置用インターフェイス１５を介して制御部１
４に接続され、制御されている。

【００１９】また制御部１４内には、ＣＣＤカメラによ
り撮像された画像を処理する画像処理部１９、第１のＣ
ＣＤカメラにより撮像された第１の画像と、第２のＣＣ
Ｄカメラにより撮像された第２の画像から対応点を求め
る対応点探索部２０、通過物体５の３次元情報である高
さを算出する３次元情報算出部２１、通過物体５が計数
線を通過する速度情報である速度を算出する速度情報算
出部２２、算出された３次元情報と速度情報とから通過
物体５を計数する計数部２３が備えられている。画像を
処理するとは、例えば第１のＣＣＤカメラ１１、第２の
ＣＣＤカメラ１２からの撮像信号から第１の画像と第２
の画像を取得することをいう。

【００２０】制御部１４には、記憶部１８が接続されて
おり、第１のＣＣＤカメラ１１、第２のＣＣＤカメラ１
２で撮像された画像や算出された情報等のデータが記憶
できる。

【００２１】また制御部１４には、計数装置１０を操作
するための情報を入力する入力装置１６、計数装置１０
で処理された結果を出力する出力装置１７が接続されて
いる。入力装置１６は例えばキーボードやマウスであ
り、出力装置１７は例えばディスプレイやプリンタであ
る。本図では、入力装置１６、出力装置１７はパソコン
１３に外付けするものとして図示されているが、内蔵さ
れていてもよい。

【００２２】図３のフローを参照して、第１の実施の形
態としての計数装置１０の作用の一例を説明する。ここ
で、第１のＣＣＤカメラ１１で撮像された画像を左画
像、第２のＣＣＤカメラで撮像された画像を右画像とし
て説明する。まずパソコン１３の制御部１４は、第１の
ＣＣＤカメラ１１、第２のＣＣＤカメラ１２で撮像され
た左画像、右画像を、撮像装置インターフェイス１５を
介してステレオ画像として取得する（ステップ１（図中
「Ｓ１」と表示。以下同じ））。

【００２３】制御部１４は、取得したステレオ画像か
ら、制御部１４内の画像処理部１９によって、ある時間
ｔに撮像された第１の画像であるｔフレームの左画像を
取得する（ステップ２）。また時点ｔよりΔｔ経過した
時点ｔ＋Δｔに撮像された第２の画像であるｔ＋Δｔフ
レームの右画像を取得する（ステップ３）。

【００２４】実際には、第１のＣＣＤカメラと第２のＣ
ＣＤカメラとは同時並列的に各時点で撮像を行い、第１
の画像として時点ｔの画像を、第２の画像として１フレ
ーム以上ずらした時点ｔ＋Δｔの画像を採用するように
してもよい。このときΔｔは、計数装置１０の設定条件
により適宜決めてよいが、あるフレームＮが撮像されて
から、次のフレームＮ＋１が撮像されるまでの時間とす
ることが望ましい。即ち１フレームだけずらしたフレー
ムを採用する。この時、Δｔを１／３０秒とすると、８
０ｍ／ｍｉｎで歩く人物を撮像した場合、フレームＮ＋
１は、フレームＮと比べて撮像された人物が約４．４ｃ
ｍ進行方向に移動した画像となる。

【００２５】次に、ｔフレームの左画像のエッジ抽出を
行い（ステップ４）、細線化する（ステップ５）。そし
て、ｔフレームの左画像の計数線１上のエッジ点を用い
てｔ＋Δｔフレームの右画像の対応点探索を行なう（ス
テップ６）。エッジ抽出、細線化、対応点探索について
は、図５を参照してあとで詳しく説明する。

【００２６】対応点探索により得られた対応点から、３
次元情報を算出する（ステップ７）。対応点から３次元
情報を算出する方法は、図６、図７を参照してあとで説
明する。ここで、背景除去によってあらかじめ非背景部
分を規定しておき、その部分に対して、エッジ点におけ
る値を反映させるための線形補間を行なう（ステップ
８）。これにより得られた３次元情報を時間方向に並べ
て、人物５の３次元情報を含む時空間画像を作成する
（ステップ９）。ここで線形補間とは、例えば１つのエ
ッジ点と、それに隣接するエッジ点の３次元座標を用い
て、両エッジ点を直線で結ぶことにより、両エッジ点の
間の点の３次元座標を得るようにするものである。

【００２７】同時に対応点から速度情報も算出し（ステ
ップ１０）、同様に線形補間を行う（ステップ１１）。
対応点から速度情報を算出する方法は、図６を参照して
あとで説明する。

【００２８】次に最初のフレームを取得してからの経過
時間であるＴ_１が、予め設定しておいた所定時間Ｔ_０を
経過したかを判断する（ステップ１３）。Ｔ_１が所定時
間Ｔ _０を経過していない場合は（ステップ１３がＮ）、
次のフレームを取得し、さらに時空間画像を時間方向に
並べる。また、ステップ１３の判断は、経過時間ではな
く取得したフレーム数が所定のフレーム数に達した場合
としてもよい。所定時間Ｔ_０は、記憶装置の容量の制約
で例えば２０秒程度とすることが適当であるが、容量の
制約を受けなければ例えば１時間以上としてもよい。こ
こで所定時間Ｔ _０で得られた時空間画像をロット画面と
よぶ。

【００２９】Ｔ_１が所定時間Ｔ_０を経過している場合す
なわち１つのロット画面が得られたら（ステップ１３が
Ｙ）、そのロット画面内で、人物５の高さの最大値Ｚ
_ＭＡＸから一般的なひざの高さＺ_ＭＩＮまで、一定の値
例えば５０ｍｍずつ変化するＺ _ＴＨを用いて、Ｚ_ＴＨを
通る平面２に平行な平面で切断し（ステップ１４）、そ
の切断面の領域をラベリングする（ステップ１５）。こ
こで領域とは、時空間画像上にある人物５の３次元情報
を前述のＺ_ＴＨを通る平面で切断した際に、その平面上
に存在する人物５の断面をいう。またラベリングとは、
それぞれの領域を識別するための例えば番号や符号を付
けることをいう。

【００３０】この時、ラベリングした領域に対応する速
度でその領域の時空間画像上の面積値に重み付けをして
空間画像上の面積値を算出する（ステップ１６）。ここ
で面積値に速度で重み付けするのは、例えば通過速度の
速い人は、通過速度と通過フレーム数は反比例するの
で、単に時空間画像で計算すると面積値が小さくなるた
めである。ここで、Ｚ_ＴＨをＺ_ＭＡＸからＺ_ＭＩＮまで
変化させるので、例えば２人の人物５が非常に近接して
すれ違った場合でも、頭部の切断面を得ることにより、
２人の人物を区別することができる。

【００３１】これにより得られた面積値と予め設定され
た閾値とを比較して（ステップ１７）、面積値が閾値よ
り大きい場合は（ステップ１７がＹ）、人物５が１人通
過したものとして計数する（ステップ１８）。またその
領域が既に計数された領域であれば計数しない。このと
き、その領域の速度により、通過した人物５の進行の向
きを区別して、それを計数に反映させる（ステップ１
９）。また予め設定された閾値とは、典型的には計数し
ようとする人物５のうち最小人物の最大部分（例えば腹
部）の断面積値である。そしてＺ_ＴＨがＺ_ＭＩＮより低
い位置かを判断する（ステップ２０）。

【００３２】面積値が閾値より小さい場合は（ステップ
１７がＮ）、計数せずにＺ_ＴＨがＺ _ＭＩＮより低い位置
かを判断する（ステップ２０）。Ｚ_ＴＨがＺ_ＭＩＮより
低い位置の場合（ステップ２０がＹ）、次のロット画面
に移る。Ｚ_ＴＨがＺ_ＭＩＮより高い位置の場合（ステッ
プ２０がＮ）、Ｚ_ＴＨを一定の値だけＺ_ＭＩＮ側（低い
位置）に変化させ（ステップ２１）、ステップ１４に戻
る。これにより、面積値の小さい通過物体は人物ではな
いと判断して計数しないので、人ではない手荷物などの
通過物体を誤って計数してしまうことがない。

【００３３】図４のフローを参照して、第２の実施の形
態としての計数装置１０の作用の一例を説明する。まず
第１の実施の形態と同様に、ステレオ画像を取得し（ス
テップ１）、ｔフレームの左画像と、ｔ＋Δｔフレーム
の右画像とを取得する（ステップ２、３）。次に、ｔフ
レームの左画像のエッジ抽出を行い（ステップ４）、細
線化し（ステップ５）、ｔフレームの左画像の計数線１
上のエッジ点を用いてｔ＋Δｔフレームの右画像の対応
点探索を行なう（ステップ６）。

【００３４】そして対応点探索により得られた対応点か
ら、３次元情報を算出する（ステップ２７）。ここで、
背景除去によってあらかじめ非背景部分を規定してお
き、その部分に対して、エッジ点における値を反映させ
るための線形補間を行なう（ステップ２８）。同時に速
度情報も算出し（ステップ２９）、同様に線形補間を行
う（ステップ３０）。３次元情報及び速度情報を算出す
る方法は、図６、図７を参照してあとで説明する。

【００３５】次に算出された３次元情報に速度情報を乗
じたものを時間方向に加え体積値を加算する（ステップ
３１）。体積値を算出する方法は、図８、図９を参照し
てあとで説明する。ここで３次元情報に速度情報を乗じ
て重み付けするのは、例えば通過速度の速い人物は、通
過速度と通過フレーム数は反比例するので、単に時空間
像で計算すると体積値が小さくなるためである。

【００３６】これにより得られた体積値と予め設定され
た閾値とを比較して（ステップ３２）、体積値が閾値よ
り大きい場合は（ステップ３２がＹ）、人物５が１人通
過したと判断して計数する（ステップ３３）。このと
き、前述で算出した速度情報を、通過した通過物体５の
進行の向きとして反映させる（ステップ３４）。また予
め設定された閾値とは、典型的には計数すべき通過物体
の最小体積値である。

【００３７】また、体積値が閾値より小さい場合は（ス
テップ３２がＮ）、通過物体は、人物ではないと判断し
て計数せず、次のフレームを取得し、さらに体積値を加
算する。これにより、人ではない手荷物などの通過物体
や体積の無い通過物体の影を誤って計数してしまうこと
がない。

【００３８】このように第２の実施の形態によれば、第
１の実施の形態では一定時間の時空間画像を作成したの
に対して、通過物体の体積が一定値を越えたときに計数
するので、一定時間の時空間画像を作成する必要がな
く、処理の高速化が可能になる。

【００３９】図５を参照して、対応点探索についてさら
に詳細に説明する。ここで、図示の各フレームでの通過
物体として人物を、ハッチングにより表現しているが、
これは断面を示しているものではなく、単に上方から撮
像された人物を表現するものである。

【００４０】ここでは３次元情報および速度情報を求め
るために、２枚の画像の対応点を求める。まず、ｔフレ
ームの左画像と、ｔ＋Δｔフレームの右画像での対応を
求める。この際、近傍領域に特徴のない画素に関しては
対応関係が明確に定まらない。そこで、以下のような流
れで探索を行う。

【００４１】まず、ｔフレームの左画像のエッジ抽出を
行い細線化した画像を求め、そのエッジ点においてのみ
対応点探索を行う。エッジ抽出とは、濃淡で取得された
画像から対象とする通過物体のエッジ点の集合である輪
郭を抽出し、例えば座標で特定することをいう。また細
線化とは、例えばエッジ抽出を行なった画像を、エッジ
抽出で得られた通過物体の輪郭のみを細線で示した画像
とするものである。

【００４２】対応点探索を行うには、まずｔフレームの
左画像の前記特定された輪郭上の点をエッジ点として選
定し、濃淡画像上でそのエッジ点を含む近傍領域にウイ
ンドウを設定する。典型的には計数線上にあるエッジ点
を選定する。エッジ点は典型的には前記細線と計数線と
の交点であり、通常は複数、典型的には１０〜２０点存
在する。これら複数のエッジ点のうち、例えば最も左に
ある点をまず選定する。選定したエッジ点が中心になる
ようにウインドウを設定するとよい。そして前記設定さ
れたウインドウを参照して、ｔ＋Δｔフレームの右画像
にウインドウを設定する。

【００４３】これらのウインドウについて、図１０に示
す式１を用いてｔフレームの左画像とｔ＋Δｔフレーム
の右画像との濃淡値の相関をとる。ここで、Ｉ_Ｌ（ｉ,
ｊ）とＩ_Ｒ（ｉ,ｊ）はそれぞれ左右画像上のウインド
ウ内の濃淡値であり、μ_Ｌ,μ_Ｒ, σ_Ｌ, σ_Ｒはそれぞ
れ左右ウインドウの濃淡値の平均及び分散である。Ｃは
−１から＋１までの範囲内の値をとる。選定された左画
像のエッジ点に対して、右画像のウインドウを少しず
つ、例えば計数線に平行に移動し、また計数線に直交す
る方向に移動しながら、各ウインドウでＣ値を計算す
る。このようにて求めたＣのうち最大値を与える右画像
のウインドウを、選定された左画像のウインドウに対応
する局所領域とみなす。

【００４４】即ち、上記のように左右画像のウインドウ
の相関をとり、左画像で選定したエッジ点を含むウイン
ドウと対応する（Ｃが最大となる）右画像のウインドウ
を探索する。この探索により得られた右画像のウインド
ウの中心が、先に選定した左画像のエッジ点に対応する
右画像のエッジ点となる。

【００４５】ウインドウの探索は、例えば計数線と平行
方向（Ｘ軸方向）と垂直方向（Ｙ軸方向）に行う。例え
ば通過物体が人物である場合は、計数線と平行方向は後
述のように左右画像間の視差と見るので、既に設定した
左画像のウインドウを参照して、例えば高さが１ｍ〜２
ｍと算出される視差の幅を探索すればよい。垂直方向
は、後述のように人物の移動量と見るので、既に設定し
た左画像のウインドウを参照して、時間Δｔ間に人物が
移動すると予想される移動量の幅を探索すればよい。ま
たＣの値が、探索している方向に上昇傾向ならば、さら
にＣの値が最大となり、下降傾向に移るまで同じ探索方
向に探索を継続し、下降傾向ならば、探索方向を変える
か、既に探索した範囲でＣの値が最大となるウインドウ
を選択するようにしてもよい。

【００４６】このようにウインドウの探索を行えば、明
らかに探索不要な部分の左右画像のウインドウの相関を
とらなくてよいので、さらに計算量を減らすことができ
る。以上のようにして左画像に存在する全てのエッジ点
について対応点の探索を行い、左右画像の対応するエッ
ジ点を得る。

【００４７】図６を参照して、３次元情報と速度情報の
算出についてさらに詳細に説明する。まず前述で得られ
た左右画像の対応するエッジ点同士を結ぶベクトルを考
え、これを水平成分（Ｘ軸方向成分）と垂直成分（Ｙ軸
方向成分）に分離する。水平成分は、左右画像間の視差
を表す量と見ることができ、この視差を用いて対象とす
る通過物体までの距離を算出することができる。対し
て、垂直成分は、注目点の通路に沿う方向の移動量と見
ることができ、これを基に対象とする通過物体の速度情
報を得ることができる。こうして、エッジ点における３
次元情報である３次元高さ、速度情報である速度を対の
形で一括して得ることができる。

【００４８】なお、１つの通過物体について得られた速
度は、通常は等しいはずであるので、各エッジ点全てに
ついて速度を求める必要はなく、例えば最も中心に近い
点の速度を採用すればよい。または、各エッジ点の速度
を求めて、突出した値を有するエッジ点は、探索に誤り
があったものとして再探索を行うか又はその点は不採用
とするとよい。あるいは各エッジ点の速度を全て求め
て、それらの平均値を計算し、その物体の速度として採
用してもよい。

【００４９】また、後で説明する速度による重み付け
は、各点毎の速度を用いてもよいし、平均値で求めた通
過物体の速度を各点共通に用いてもよい。

【００５０】ここで左右画像は、Δｔだけ時間的にずれ
た画像ではあるが、Δｔが充分に小さい値であれば、左
右画像には視差を求めるのに差支えるほどの差は生じな
い。逆にそのようにΔｔを定めることにしてもよい。即
ち視差を求めるのに差支えず、且つ速度情報を得るのに
充分な長さとする。例えば、対象とする通過物体が歩行
者の場合は１／６０〜１／１０秒程度、特に１／４０〜
１／２０秒、さらに好ましくは約１／３０秒とする。

【００５１】ここで、図７を参照して、対象とする通過
物体の３次元情報としての平面からの高さｚの算出方法
について説明する。対象とする通過物体５までの距離ａ
は、図１０に示す式２を用いて算出することができる。
ここで、ｗはＣＣＤカメラ間距離（基線長）、ｆはＣＣ
Ｄカメラの結像レンズを単一レンズとしたときそのレン
ズの焦点距離、dはＣＣＤカメラの結像面上の視差であ
る。ここでの焦点距離は、一般に用いられている組み合
わせレンズを使用する場合は、その組み合わせレンズの
焦点距離とする。また、ＣＣＤカメラの結像レンズから
計数線１までの距離をｈとすると、対象とする通過物体
５の高さｚは図１０に示す式３で算出する。

【００５２】図８、図９を参照して、前述の方法によっ
て各フレームで算出した通過物体の高さおよび速度を用
いて、第２の実施の形態での計数を行う方法を説明す
る。ある位置ｘの、あるｔフレームにおける物体の高さ
をｚ（ｘ，ｔ）、同じ位置、同じフレームにおける速度
をｖ（ｘ，ｔ）とする。前述の対応点探索により、ｚ
（ｘ，ｔ）には高さ約０〜１８５ｃｍに対応させた０〜
２５５の値が、ｖ（ｘ，ｔ）には速度約−１２〜１２ｋ
ｍ／ｈに対応させた−５〜５の値が求められている（図
８（ａ））。

【００５３】次に、そのフレームの積ｚｖを、Ｘ軸方向
へ加算する。この総和、すなわち図１０に示す式４は、
あるフレームの３次元情報に、速度の重みを乗じた値
（ある時点において単位時間に通過する体積）を意味し
ている。直感的には、計数線を通過したときの人の時空
間における断面積と見ることができるので、ここではこ
の値を「面積値」と呼ぶことにする（図８（ｂ））。後
に速度の向き別に計測する必要があるため、この加算の
作業も、ｖ（ｘ，ｔ）の正負すなわち通過する人物の進
行の向きによって、加算する変数を図１０に示す式５の
ように区別しておく。

【００５４】次に、各ラインで算出された面積値を時間
方向に加算していく（図９−（ａ））。この和、すなわ
ち図１０に示す式６は、通過した人の体積を表すことに
なる。これをここでは「体積値」と呼ぶことにする（図
９−（ｂ））。フレーム間隔を一定に保っている限り、
通過速度と通過フレーム数は反比例するので、速度の重
みを考慮したこの加算によって、一人一人の通過から算
出される体積値がある程度正規化される。即ち、３次元
空間における真の体積値が求められる。

【００５５】図１１を参照して、通過物体５が斜面を移
動する場合を説明する。例えば階段や坂道などの傾斜し
た面２’を通過物体５が移動している場合、平面２は基
準線１と第１、第２の撮像装置１１、１２を結ぶ線に垂
直な仮想平面２とするのがよい。

【００５６】対象とする通過物体５が人物の場合は、斜
面であっても鉛直方向に立つので、ＣＣＤカメラの光軸
は鉛直方向に向ける（図１１（ａ））。この場合は、仮
想平面２は水平面となる。この例では、例えば傾斜した
面２’と仮想平面２とのなす角をθとすると、仮想平面
２からの通過物体５の高さを得るには、斜面２’を移動
する通過物体５の時間Δｔの移動量にｔａｎθを乗じた
値を、斜面２’を移動する通過物体５の算出された高さ
から引けばよい。

【００５７】また対象とする通過物体５が、例えば車の
場合は、斜面をそのまま本発明の平面２としてよい。こ
の場合、ＣＣＤカメラの光軸は斜面に垂直な方向に向け
る（図１１（ｂ））。

【００５８】以上説明したように本発明の実施の形態に
よれば、２つの画像の比較により通過物体の高さ、速度
が得られるので、従来と比較して通過物体を計数するの
に必要な計算量を減らすことができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１の撮
像装置によって撮像された通過物体の第１の画像と所定
の時間だけ遅らせて第２の撮像装置によって撮像された
通過物体の第２の画像とを比較して、通過物体の平面に
交差する奥行方向の位置情報と基準線に交差し平面に平
行な進行方向の速度情報を取得する比較演算部とを備え
るので、第１の画像と第２の画像から通過物体の位置情
報と速度情報を得られ、計算量を減らし高速処理できる
通過物体計数装置及び計数方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である通過物体計数装置の
概要を示す模式的斜視ブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態である通過物体計数装置の
構成例を示すブロック図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態である通過物体計数
装置の作用の一例あるいは本発明の実施の形態である通
過物体計数方法を示すフローチャートである。

【図４】本発明の第２の実施の形態である通過物体計数
装置の作用の一例あるいは本発明の実施の形態である通
過物体計数方法を示すフローチャートである。

【図５】本発明の実施の形態で、第１の画像と第２の画
像の対応点探索を行う場合の処理例を説明する画像図で
ある。

【図６】図５の場合における、第１の画像と第２の画像
の対応点を結ぶベクトルを説明する画像図である。

【図７】本発明の実施の形態で、第１の撮像装置と第２
の撮像装置の視差から、通過物体の高さを算出する方法
を説明する様式的正面図である。

【図８】本発明の実施の形態で、計数を行う方法を説明
する様式的斜視図である。

【図９】図８の場合における、計数を行う方法を説明す
る様式的斜視図である。

【図１０】本発明の実施の形態の説明で用いられる計算
式を示す図である。

【図１１】傾斜した面を移動する通過物体を計数する方
法例として、仮想平面で計数する場合（ａ）と斜面をそ
のまま本発明の平面とする場合（ｂ）を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１計数線２通路５通過物体１０通過物体計数装置１１第１のＣＣＤカメラ１２第２のＣＣＤカメラ１３比較演算部１４制御部１５撮像装置用インターフェイス１６入力装置１７出力装置１８記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｔ 7/60 １５０Ｇ０６Ｔ 7/60 １５０Ｂ (72)発明者中島真人神奈川県横浜市港北区日吉３−14−１慶応義塾大学理工学部内 (72)発明者竹村安弘千葉県船橋市豊富町585 住友大阪セメント株式会社新規技術研究所内 (72)発明者味村一弘千葉県船橋市豊富町585 住友大阪セメント株式会社新規技術研究所内Ｆターム(参考） 2F065 AA24 CC16 FF05 JJ05 JJ09 JJ26 QQ31 UU05 5L096 AA06 CA05 CA14 EA37 FA06 FA14 FA34 FA69 GA17 GA34 HA03 JA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面に沿って該平面上の基準線を通過す
る通過物体を撮像する、前記平面に対向して設けられた
第１の撮像装置と；前記第１の撮像装置と並列に、且つ前記平面に対向して
設けられ、前記基準線を通過する前記通過物体を、前記
第１の撮像装置の撮像時点より所定の時間だけ遅らせて
撮像する第２の撮像装置と；前記第１の撮像装置によっ
て撮像された前記通過物体の第１の画像と前記所定の時
間だけ遅らせて前記第２の撮像装置によって撮像された
前記通過物体の第２の画像とを比較して、前記通過物体
の前記平面に交差する奥行方向の位置情報と前記基準線
に交差し前記平面に平行な進行方向の速度情報を取得す
る比較演算部とを備える；通過物体計数装置。
【請求項２】前記比較演算部は、前記第１の画像と第
２の画像との比較により、前記通過物体上の部位の前記
第１と第２の画像における位置を検出して、前記位置情
報と前記速度情報とを含む情報を取得するように構成さ
れた、請求項１に記載の通過物体計数装置。
【請求項３】平面に沿って該平面上の基準線を通過す
る通過物体を、前記平面に対向した第１の位置から、第
１の時点に撮像して第１の画像を取得する第１の撮像工
程と；前記基準線を通過する前記通過物体を、前記第１
の時点から所定の時間だけ経過した第２の時点に、前記
第１の位置と並列で、且つ前記平面に対向した第２の位
置から撮像して第２の画像を取得する第２の撮像工程
と；前記第１の画像と前記第２の画像とを比較して、前
記通過物体の前記平面に交差する奥行方向の情報と前記
基準線に交差し前記平面に平行な進行方向の速度を演算
する比較演算工程とを備える；通過物体計数方法。