JP2002522980A - 複数カメラシステム中の画像追跡 - Google Patents

複数カメラシステム中の画像追跡

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JP2002522980A
JP2002522980A JP2000564381A JP2000564381A JP2002522980A JP 2002522980 A JP2002522980 A JP 2002522980A JP 2000564381 A JP2000564381 A JP 2000564381A JP 2000564381 A JP2000564381 A JP 2000564381A JP 2002522980 A JP2002522980 A JP 2002522980A
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セヌグプタ ソウミトラ
リオンズ ダミアン
マーフィー トーマス
リーゼ ダニエル
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    • H04N7/181Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources
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Abstract

(57)【要約】 表示されたカメラの映像中の対象画像の位置に基づいて、複数カメラシステムによる画像追跡の自動化を行う。本発明のシステムは、複数のカメラの潜在的視野を通って移動する対象物の画像をほぼ連続して表示する。画像が選択されたカメラの視野の境界に近づくと、システムは、潜在的視野にその画像を含む他のカメラを選択し、該他のカメラの実際の視野が画像を含むように調整する。画像が選択されたカメラの視野の境界に来ると、システムは自動的に前記他のカメラを選択する。システムは更に予想位置決定アルゴリズムを含む。即ち、画像の動きを評価することにより、予想される画像の次の位置に基づいて次のカメラを選択し調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のビデオカメラを制御するためのシステムに関するものである。
本発明は、セキュリティシステム又は複数カメラ放送システムで用いられるよう
な、複数カメラシステム中のカメラを選択し向きを決めるための自動化されたカ
メラハンドオフを可能にするものである。このような自動化は、個々のカメラか
らの映像の中の画像を、各々の他のカメラの視野の表示範囲を結合して追跡する
ことによって行われる。
【0002】
【従来の技術】
空港、カジノ、及びその他のセキュリティシステムは、一般的に、選択された
範囲の映像をコントロールステーションに送る複数のカメラを用いる。これらの
それぞれのカメラ又はこれらの一部分のカメラからの映像が、コントロールステ
ーションの一又は複数のモニターに表示される。コントロールステーションのオ
ペレータは、一次モニター上に特定の映像を表示しているいずれか一つのカメラ
を選択し、そのカメラが調整可能の場合はそのカメラの視野を制御する能力を具
えている。そのようなコントロールシステムは、更に、一つのイベントが放送さ
れている時の複数のカメラ、例えばスポーツアリーナ又はスタジオにおける複数
のカメラの中から選択するために用いられる。
【0003】 カメラの選択及び制御は、一般的には、スイッチバンクを制御することによっ
て又はコンピュータ端末上のカメラのリストから選択することによって遂行され
る。特定の範囲を見るために、オペレータはその範囲に対応するカメラを選択す
る。そのカメラが調整可能の場合は、オペレータは引き続き、水平軸(パン)又
は垂直軸(チルト)について回転させるか、その倍率(ズーム)を調整すること
により、選択したカメラの視野を調整する。ここでは、カメラの調整可能な視野
スパンの全スパンをカメラの潜在的視野といい、他方、特定のパン、チルト及び
ズームの設定から得られる視野をカメラの実際の視野ということとする。
【0004】 一つの映像の中の特定のパターン即ち画像の識別、及び、その画像のそれに続
く動きの識別を可能にするために、映像処理アルゴリズムを利用することができ
る。上記の映像処理アルゴリズムをセキュリティコントロールシステムと結合す
ればカメラの自動調整が可能になり、それにより、画像をカメラの実際の視野の
中心に保持することができる。画像がカメラの潜在的視野を超えて移動する場合
は、オペレータは、潜在的視野がその画像を含む他のカメラを選択し、カメラを
調整し、カメラの実際の視野の中の画像を識別し、その後、そのカメラの潜在的
視野から画像が出て行くまで、自動化された追跡を続ける。
【0005】 従来のカメラ選択シナリオにおいては、オペレータが、保障領域のレイアウト
及び表示された映像とこのレイアウトとの対応関係を熟知している必要がある。
即ち、例えば、数個のドアに通じる経路の一つを通って出て行く画像が見えた場
合、オペレータは、特定のドアに通じる経路の先の他の範囲はどれであるかを素
早く決定することができなければならず、更に、前記他の範囲を含むカメラはど
れであるかを決定しなければならない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、複数カメラシステムの自動化を提供し、これにより、複数カ
メラ画像追跡機能を提供することにある。このため、本発明は、独立請求項に記
載されたカメラハンドオフシステム、セキュリティシステム、及び、方法を提供
する。独立請求項は優れた実施態様を記述している。好ましいシステムは、画像
が複数のカメラの潜在的視野に跨って移動する場合にも、ほぼ連続した画像の表
示を可能にする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
画像の近似的な物理的位置は、表示された映像、画像追跡システムによるこの
映像の中の画像の識別、及び、カメラの位置及び表示される映像を生成する実際
の視野の知識から決定される。選択されたカメラの視野から画像が出て行く場合
は、その画像を視野に含む他のカメラが選択される。それぞれのカメラの潜在的
視野の境界がシステムに含まれる。このシステムは、決定された画像の物理的位
置が各々のカメラの視野の境界の中にあるか否かを決定することにより、いずれ
のカメラの潜在的視野が画像を含むかを決定する。
【0008】 好ましい実施例においては、画像が選択されたカメラの潜在的視野の境界に近
づいた場合、システムは、どの他のカメラの潜在的視野がその画像を含むかを決
定し、次に、前記他のカメラの実際の視野がその画像を含むように調整する。画
像が選択されたカメラの視野の境界にある場合は、システムは自動的に他のカメ
ラを選択し、画像追跡プロセスに対して、この他のカメラを用いて画像の追跡を
続けるために適切な情報を通信する。
【0009】 本発明の他の実施例においては、システムは更に予想位置決定アルゴリズムを
含む。画像の動きを評価することにより、予想される以後の画像の位置に基づい
て、次のカメラの選択及び調整を効率的に行うことができる。そのような予想技
術は、カメラの視野が必ずしもオーバーラップしていない保障領域中の画像の追
跡のために有効であり、更に、それらの潜在的視野にその画像を含む複数のカメ
ラの中から選択するために有効である。
【0010】 表示された映像と保障領域の物理的な場所とを対応させることにより、オペレ
ータがそれぞれのカメラの視野から潜在的視野の境界を決定する必要はなくなり
、更に、オペレータが所定の領域をどのカメラがカバーしているか又はどの領域
が相互に隣接しているかを知る必要はなくなる。
【0011】 他の実施例においては、ターゲットの選択も同様に自動化される。セキュリテ
ィシステムは、時には、アラームと結合して自動的にカメラを選択し、オペレー
タに対してアラームが発生した領域の視野を提示する。例えばアラームを具えた
ドアの進入路のように、ターゲット点を各アラームに結合させることにより、シ
ステムは、そのアラームに対応しターゲット点を含むカメラを自動的に選択して
調整することができ、映像の中の動きを表す部分としてターゲットを識別するこ
とができる。このシステムは、続いて、上述のように、ターゲットを追跡する。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は、複数カメラセキュリティシステムを示す。このシステムは、ビデオカ
メラ101、102、103及び104-106(図2に図示)を含む。カメラ101及び102は、パ
ン、チルト及びズームで調整可能なカメラである。カメラ101、102、103は、カ
メラハンドオフシステム120への入力を具える。カメラ101、102、103とカメラハ
ンドオフシステム120との間の接続は、直接であっても例えば電話接続を経由す
るリモートであってもよい。本発明によれば、カメラハンドオフシステム120は
、コントローラ130、位置決定装置140及び視野決定装置150を含む。コントロー
ラ130は、センサー111、112、オペレータステーション170、及び、位置決定装置
140及び視野決定装置150からの入力に基づいて、カメラ101、102、103の制御を
行う。
【0013】 オペレータは、オペレータステーション170及びコントローラ130を介してセキ
ュリティシステムを制御する。オペレータは、一般的に、カメラ101、102、103
の一つを選択する場合はスクリーン180上に表示されたオプションから選択し、
選択したカメラを制御し、パン及びチルトにより視線を変更し、又はズーム調整
により倍率を変更する。選択したカメラの視野からの映像はスイッチ135を介し
て表示され、オペレータはそれを見ることができる。
【0014】 オプションのアラームセンサー111、112は、アラーム状態が検知された場合に
おける自動的なカメラ選択に役立つ。各アラームセンサーには一又は複数のカメ
ラが結合されている。アラームが発生した場合、結合されたカメラが選択され、
予め定められた視線に調整され、その視野がスクリーン180に表示され、オペレ
ータが更に評価し次のセキュリティ活動を行う。
【0015】 視野決定装置150は、各カメラの位置及び向きに基づいてそれらの視野を決定
する。調整できないカメラ103は固定の視野を有するが、他方、調整可能のカメ
ラ101、102は、それぞれのカメラに現在設定されているパン、チルト及びズーム
に従って視野を変える。各カメラの視野の決定を容易にするため、カメラハンド
オフシステム120は、保障領域及び各カメラの位置が記載されたデータベース160
を含む。データベース160は、例えば図2のフロアプランに示すような保障領域
の図形表示を含む。フロアプランは、セキュリティシステムがインストールされ
た時に、例えば当業者には既知のコンピュータ利用設計(CAD)技術を用いて
作成され、制御システムに入力される。各壁及び障害物並びに各カメラ101-106
の位置が示される。
【0016】 位置決定装置140は、選択されたカメラの視野の中の対象物の位置を決定する
。選択されたカメラからの映像の中の対象物の位置、及び、保障領域中のカメラ
の物理的位置及び向きに基づいて、位置決定装置140が対象物の保障領域中にお
ける物理的位置を決定する。コントローラ130は、対象物の物理的位置を含む視
野を有するカメラを決定し、対象物が一つのカメラの視野から他のカメラの視野
へ移動した時は適切なカメラを選択する。一つのカメラから他のカメラへ切り替
えることをカメラハンドオフという。
【0017】 好ましい実施例においては、位置決定装置140中の画像追跡システム144を用い
ることにより、カメラハンドオフが更に自動化される。図2において、線分P1
乃至P5は、保障領域を横切る人(図示されていない)の経路を示す。セキュリ
ティシステムのオペレータは、カメラ105の映像の中に人の画像を検出すること
により、一般的にはビデオスクリーン180上のカメラ105からの映像のコピー上に
画像の輪郭を描くことにより、画像追跡システム144に対して画像を識別する。
これとは別に、例えばサイズ、形状、速度等の特定のターゲットプロファイルに
一致する、映像中を動いている対象物を識別するために自動化された手段を用い
ることができる。カメラ105は、最初は画像を捕捉するように調整され、画像追
跡技術がカメラ105から生成される映像中の画像の位置を連続的に監視し報告す
る。
【0018】 画像追跡システム144は、例えば色の組合せ及びパターンのような選択された
領域の特性を、識別された画像即ちターゲットに対応させる。従って、画像追跡
システム144は、この同一の特性パターンが連続する位置、即ち、カメラの視野
の中を動いている識別されたターゲットの動きを決定する。オペレータによる手
動の画像追跡は、自動化された画像追跡システム144に追加して又はその代わり
に用いることができる。忙しいシーンにおいても、オペレータは良くターゲット
を識別することができる。手動画像追跡モードにおいては、オペレータは、ディ
スプレイ180上の映像を横切るターゲットを指示するために、マウス又は他の適
切な入力デバイスを用いる。
【0019】 カメラ105が調整可能の場合、カメラ105からの映像の中心にターゲット画像を
保持するために、コントローラ130がカメラ105を調整する。即ち、経路P1に沿
ってカメラ105の潜在的視野の中を人が動く時に、継続して画像を含むようにカ
メラ105の視線及び実際の視野が調整される。その後、人は経路P2に進み、人は
もはやカメラ105の潜在的視野の中にはいなくなる。
【0020】 本発明によれば、人がカメラ106の潜在的視野に入った場合には、決定されて
いるた人の位置及び決定されている各カメラの視野に基づいて、コントローラ13
0がカメラ106を選択する。画像追跡システム144を含む好ましい実施例において
は、画像追跡技術が引き続き適用され、カメラ106からの映像中の画像の追跡を
続ける。本発明によるシステムは、人が経路P3-P4-P5に沿って進むに従って
、同様に、カメラ103を、次にカメラ102を、次にカメラ104を、次に再びカメラ1
02を選択する。
【0021】 このカメラの自動選択を行うために、カメラハンドオフシステム120は、各カ
メラの位置及び潜在的視野について相互に関係付けられた表示を具える。統合性
を実現するため、カメラの位置は、保障領域データベース160に含まれる保障領
域の配置計画に関係付けて決められる。各カメラを結合すると、各カメラの潜在
的視野の輪郭を描く多角形又は多面体になる。図3aはカメラ102に対応する多
角形を示す。図3bはカメラ103に対応する多角形を示す。カメラ102は調整可能
の視野を持つカメラであり、従って、障害物によって邪魔されなければ全方位3
60度の範囲を見ることができる。カメラ103は、制限された視野角203によって
表されるように固定視野のカメラである。カメラ102の潜在的視野は、221から22
9に至る頂点で形成される多角形である。カメラ103の潜在的視野は、230から239
に至る頂点で形成される多角形である。
【0022】 多角形の視野は、図3bの頂点238及び239で示されるように、障害物を通して
見る能力のような細部を含むことができる。更に、例えば図3a、3b、3cの
220、230、240で示されるように、各カメラの位置と結び付けられている。カメ
ラ104の視野を表す多角形は図3cに示され、頂点240乃至256を含む。図3cに
示されるように、実際の視野の頂点264-265を省略することにより、視野多角形
の頂点244-245で示されるような細部を省略することができる。多角形の細部の
レベルは比較的任意である。一般的には、保障領域内の最高監視領域をカバーす
るために必要な細部は具備すべきである。一つの領域を複数のカメラでカバーで
きる場合には、特定のカメラがドアの通路を通して見ることによりその領域を見
ることができることを識別することは殆ど必要ない。逆に、或る領域の一つのみ
の視野がそのようなドアの通路を通っている場合は、重要な領域がカバーされな
い状態を防ぐため、多角形のコード化にこれを含める必要がある。同様に、障害
物のないカメラの視野が無限であったとしても、必要な領域のみを含むように多
角形の境界を定めることができる。これは、例えば図3cにおいて、境界249-25
0及び253-254が保障されるべき領域の外周に接して描かれることによって示され
ている。
【0023】 配置図は、更に図4に示すように、三次元モデルとしても表示することができ
る。三次元モデルにおいては、カメラの視野が三次元の性質を含むためにカメラ
の視野は多面体で表される。カメラ104に対応する多面体が、図4に頂点441乃至
462によって図示されている。上述のように、多面体モデルの細部は所望の精度
のレベルに依存する。例えば、頂点449乃至454のモデルは開口480を通した楔形
の視野であり、他方、頂点455乃至462のモデルは開口481を通したブロック形の
視野である。三次元のモデル化は、ターゲットの実際の位置の決定におけるフレ
キシビリティ及び精度を高くするために行われるが、計算のコストは上昇する。
理解を容易にするために、以後は二次元モデル化について説明する。当業者には
明らかなように、ここで用いられる技術は三次元配置図に対しても同様に適用で
きる。
【0024】 カメラの位置及び向きをコード化するために用いられる座標系としては、任意
の形を用いることができる。例えばフロアプランを参照し、実際の寸法を用いる
ことができる。又は、スクリーン座標のような縮尺寸法を用いてもよい。一つの
座標系から他の座標系へ変換する技術は当業者にはよく知られており、種々の座
標系を必要に応じて用いることができる。三次元モデル化と二次元モデル化との
組合せを用いてもよい。例えば、多層階ビルの各フロアのカメラを二次元プラン
で表し、それぞれの二次元プランが立体としてそれに対応する第3の次元を持つ
ようにすることができる。この方法においては、映像を物理的な位置に関連付け
る計算上の複雑な処理は二次元表示で行うことができ、第3の次元は、ターゲッ
トがエレベータ又は階段に入る場合にのみ処理が必要になるだけである。
【0025】 図5a−5cは、本発明により、映像中の画像を物理的座標系中のターゲット
に関係付ける場合を説明する図である。カメラ502(図5cに図示)からの映像5
10は、図5aに示すように画像511を含む。上述のように、画像追跡処理は、映
像の中における画像の位置を決定するために有効であり、これにより、カメラ制
御システムがカメラ502の視線を調整し、図5bに示すように、画像を映像の中
心に置くように調整することが可能になる。
【0026】 本発明によるコントローラ130は、物理的配置プランに基づいて、以後の処理
のためにカメラ502の実際の視線を保持する。カメラが調整できない場合は、カ
メラから画像への視線は、映像の中心から画像がずれている角度間隔によって決
定される。画像が中心にくるためのカメラの調整により、画像に対する実際の視
線の解像度について高度の精度を達成することができる。カメラを調整できる場
合及び調整できない場合のいずれにおいても、物理的配置プランとの関係におい
て、カメラからターゲットへの方向を決定することができる。理解を容易にする
ため、ここでは視線として、カメラがこの視線に影響を及ぼすように調整される
か否かに拘わらず、物理的座標配置プランにおけるカメラとターゲットとの間の
直線を用いる。
【0027】 図5cは、保障領域、並びに、カメラ502の位置、ターゲットへの視線580及び
視野角度585を持つ線581及び582によって挟まれたカメラの実際の視野の物理的
表示を示す。
【0028】 視線580に沿ってターゲットの正確な位置を決定するため、二つの異なる技術
即ち三角法及び限界法を用いることができる。三角法においては、ターゲットが
他のカメラの視線に沿っている場合、視線の交点がそれらの視線に沿ったターゲ
ットの実際の位置を決定する。しかしながら、この三角法は、ターゲットが2以
上のカメラの視野の中にあることが必要である。これに代わり、既知の自動焦点
技術を用いると、ターゲットが焦点にくるように焦点調整を設定することによっ
てカメラからターゲットまでの距離(限界)を決定することができる。カメラの
焦点距離はカメラに対する焦点制御の調整に直接関係するので、焦点制御と焦点
距離との相関関係が既知の場合は、ターゲットを焦点に持ってくるために加えら
れた焦点制御の量が、カメラの位置からターゲットまでの距離を見積もるための
充分な情報を与える。
【0029】 焦点制御と焦点距離との相関関係をモデル化するためにいくつかの既知の技術
を用いることができる。この外、カメラ自体が焦点距離を直接カメラハンドオフ
システムに知らせる機能を具えてもよい。また、例えば、各カメラに結合された
レーダー又はソナーのような独立した手段によって焦点距離情報を提供してもよ
い。
【0030】 好ましい実施例においては、焦点制御と焦点距離との相関関係は、焦点距離R
に対する焦点制御の角回転をxとしたとき、以下のような多項式としてモデル化
される。 R=a+ax+a+...+a
【0031】 多項式の次数nが限界の見積もり全体の精度を決定する。比較的単純なシステ
ムにおいては二次多項式(n=2)で充分である。好ましい実施例においては、
四次多項式(n=4)が高精度の結果を与えることが見出された。係数a乃至
は実験的に決定される。カメラの焦点xを一つのアイテムに調整するために
、少なくともn+1回の測定が、カメラからそれぞれn+1個の距離について行
われる。この測定値の組に対して一般的な最小自乗曲線適合技術を適用し、係数
乃至aを決定する。これらの測定及び最小自乗曲線適合技術をそれぞれの
カメラに適用し、それぞれのカメラについての特定の多項式係数を決定すること
ができる。また、一組の多項式係数を同一の自動焦点機構を持つ全てのカメラに
適用することができる。
【0032】 好ましい実施例においては、それぞれのカメラに対するデフォルトパラメータ
として共通の一組の係数を用い、必要な場合には、カメラの特別な測定によりこ
れらの係数を付加的に修正する機能を具える。
【0033】 カメラが調整できない場合、即ち固定焦点の場合、カメラからターゲットまで
の距離を見積もるために他の技術を用いることができる。例えば、追跡されるべ
きターゲットが所定の平均的な物理的サイズであると期待できる場合は、映像の
サイズと距離との間の一般的な自乗則相関を用いて、映像中のターゲットの画像
のサイズを距離の見積もりのために用いることができる。同様に、カメラの視線
が保障領域の表面に対して一定の角度で設定されている場合は、表示された映像
中における画像の垂直方向の位置はカメラからの距離に依存する。カメラから対
象物までの距離を見積もるためのこれら及び他の技術が、当業者には良く知られ
ている。
【0034】 カメラからの距離の見積もり、並びにカメラの位置及び視線が与えられたなら
ば、表示されたカメラからの映像中における画像の位置に対応する、配置プラン
座標系におけるターゲットの位置Pを決定することができる。ターゲットの位置
Pが与えられたならば、位置Pが自己の視野の中にあるカメラを決定することが
できる。これは、カメラの視野がこの同一の座標系でモデル化されていることに
よる。更に、位置Pの近くに視野があるカメラも決定することができる。
【0035】 オプションとして、ターゲット点を含むそれぞれのカメラは、カメラが画像の
追跡に用いるために選択されているか否かに拘わらず、それぞれの視野の中でタ
ーゲット点を中心に置くように自動的に調整することができる。好ましい実施例
においては、潜在的視野内にターゲットを含み且つ優先度がより高いタスクに割
当てられていない全てのカメラが、それらの実際の視野内にターゲットを含むよ
うに自動的に方向を修正する。
【0036】 好ましい実施例において自動化された画像追跡ソフトウェアが用いられるとし
ても、ここに開示されている技術は、更に、手動の画像追跡シナリオにも同様に
適用できることに注意すべきである。即ち、例えば、オペレータがカメラからの
映像中の画像を指示し、システムが上述の視線及び距離を決定する。従って、タ
ーゲットの位置が分かると、システムは、他のカメラからの同一のターゲットの
位置を自動的に表示する。例えばスポーツイベントにおいて複数カメラの管理を
している場合に、オペレータが特定の選手を指示し、この選手を含むための他の
選択及び/又は方向修正のために、この選手を視野に入れている他のカメラが識
別される場合には、このような手動の技術が有用である。
【0037】 画像追跡のため、現在選択しているカメラと別のカメラを選択すべきか否かを
決定するための種々の技術、及び、複数のカメラの中から選択するための技術を
用いることができる。画像を含んでいるカメラの選択は、その画像がもはやその
カメラの視野の中に存在しないことを画像追跡システム144が通知するまで保持
される。その通知が行われた時、以前の位置Pにあったターゲットを含んでいる
と決定されていた複数のカメラの中の一つを選択することができる。そのカメラ
はこの位置Pに向いており、画像追跡システム144はこのカメラからの映像の中
に画像を位置させようとしている。このシナリオにおける仮定は、視野がオーバ
ーラップするようにカメラが配置されており、これらの視野の縁は一致しておら
ず、ターゲットが二つのカメラの視野から同時に出て行くことはできないことで
ある。
【0038】 好ましいシステムにおいては、以前の位置Pを用いる代わりに、カメラハンド
オフシステムが、画像の(以前の位置からの)動きに基づいて次の位置Qを予想
する予想装置142を含む。次の位置は、以前の位置にターゲットが以前の位置か
ら移動したベクトル距離を加算したものに等しいとする線形モデルを用いること
ができる。次の位置が複数の以前の位置に依存し、従って速度及び加速度両者を
モデル化する非線形モデルを用いることができる。任意に動き得る付属物及び比
較的不明瞭な輪郭を有する例えば人のような画像の動きは絶対的に決定すること
は困難であるため、一般的に、画像追跡システム144の位置はジッター即ち散発
的な逸脱を示す。線形モデルを用いると非線形モデルを用いるとに拘わらず、デ
ータ平滑化技術を適用し、予想位置Qにおけるジッターを最小にすることができ
る。動きの見積もり及び位置の予測に関するこれら及び他の技術が当業者にはよ
く知られている。
【0039】 配置図座標系において予想位置Qが与えられると、潜在的視野の中に点Qを含
むカメラを決定することができる。予想位置Qが現在のカメラの潜在的視野の限
界の外側に位置する場合は、視野の中に位置Qを含む他のカメラが選択されて調
整され、これにより、それの実際の視野にターゲットを含む。システムは、予想
された位置がもはや現在のカメラの視野の中に存在しなくなるまで待つ必要はな
い。予想位置Qが選択されたカメラの視野の境界に近づいたが充分に他のカメラ
の視野の境界の中にある場合は、他のカメラを選択することができる。
【0040】 同様に、各カメラからの距離がこの選択プロセスに利用される。一般的に、こ
のカメラが現在選択されているか否かに拘わらず、重み付け係数を、例えば、カ
メラからの距離、カメラの視野の縁からの距離、ターゲットがカメラの視野の中
に位置し得る可能性(例えば一つのカメラからの映像の複雑さ対他のカメラから
のそれに影響される)のようなセキュリティシーンの内容と結合されている各パ
ラメータと結合することができる。これらの重み付け係数を用いることにより、
カメラ選択の優先度を決定することができ、最も好ましいカメラを選択し調整す
ることができる。
【0041】 次に、一般性を失わずに、位置Pが以前の位置か予想された次の位置かに拘わ
らず、ターゲット位置Pを用いてカメラが向くべき位置を識別する。
【0042】 位置Pを含む他のカメラを見出すことができない場合、位置Pの近くに視野を
持つカメラを選択することができ、画像追跡システム144がこのカメラからの後
続の映像中に画像を位置させるようにする。画像を含むカメラの選択における成
功の可能性を最大にするため、種々の技術を用いることができる。
【0043】 各カメラが、それの潜在的視野に近い潜在的視野を持つカメラのリストを含む
ことができる。このリストは、視野がそれの視野に近いが、視野が物理的に離れ
ておりその視野からアクセスすることができないカメラを除外している。例えば
、隣の部屋のカメラであり、このカメラの部屋からのアクセスがない場合である
。同様に、カメラの視野の中で、このリストを副領域に分割することができ、そ
れにより、そのカメラの視野の中のそれぞれの副領域から直接アクセスできる視
野を持つカメラのみを含むようにすることができる。例えば図2において、カメ
ラ102及び103はカメラ104の視野に隣接した視野を持つ。カメラ104に対応するリ
ストはカメラ102及び103を含むが、ターゲット点がカメラ104の潜在的視野の中
央の左にある場合は、カメラ102が次のカメラとして用いられると識別されるよ
うに構成し、ターゲット点がカメラ104の潜在的視野の中央の右にある場合は、
カメラ103が次のカメラとして用いられると識別されるように構成することがで
きる。
【0044】 明示のリスト及びソート技術に加えて、当業者には既知のように、次のアクシ
ョンの識別及び選択に対するエキスパートシステムのアプローチを用いることが
できる。例えば、ターゲットが配置プランの中の特定の領域の中にある場合、そ
の領域からの移動を、その配置プラン、及び、ターゲットの行動のパターン又は
各移動点に結合された可能性のある係数のモデルに基づいて識別された最も確か
らしい移動から決定することができる。例えば、ターゲットが最初に銀行に入っ
て来る場合には、銀行のロビーから金庫へのルートが使用される可能性が高い。
この時、銀行の出口が使用される可能性は低い。しかし、ターゲットが金庫から
戻る時にはこれらの可能性が逆になる。
【0045】 次に、画像追跡システムにより知らされるような映像中の画像の位置を、物理
的配置プラン座標系中のターゲットの位置に結合する方法について説明し、更に
このターゲットの位置を視野に含むカメラを選択する方法について説明する。
【0046】 映像中の画像の位置及びこの映像を提供しているカメラの識別は、画像追跡シ
ステム及びコントローラによって行われる。カメラの向きに関連する映像の位置
は、物理的座標空間におけるカメラからターゲットまでの視線を決定する。物理
的座標空間におけるカメラの向きは、カメラが最初に取り付けられる時に決定さ
れる。カメラが調整できない場合、物理的範囲の中においてカメラが向けられる
方向がカメラの向きである。カメラが調整できる場合、最初の向きは、例えばコ
ーナーのような保障領域の物理的表示中の既知の位置を持つ点におけるカメラの
照準によって決定され、以後のカメラの回転はこの既知の方向から相対的に決め
られる。
【0047】 決定された視線に沿ってターゲットの位置を決定するために、限界法又は補間
法を用いることができる。限界法を用いる場合は、カメラとターゲットとの間の
距離は、上述の方法を用いて決定される。物理的範囲の中におけるターゲットの
位置Pは、カメラの視線に沿ってカメラの位置から或る距離にある点として決定
される。
【0048】 三角法を用いる場合は、視線が記憶され、ターゲット追跡システムにより他の
映像が評価され、他のカメラの映像に関係付けられた位置が示される。この第2
のカメラに関係付けられた視線が決定される。物理的範囲中のターゲット位置P
は、第1カメラの位置からの視線と第2カメラの位置からの視線との交点にある
点として決定される。
【0049】 上述のように、好ましい実施例においては、このターゲットの位置は、予想さ
れる次の位置を生成するように処理され、又はジッターを除去するようにフィル
タリングされ、又は両者が組合される。処理されたターゲットの位置Pは、カメ
ラ選択プロセスに表示するために返送される。
【0050】 以下の部分においては、ターゲット点Pを含むカメラを識別し選択する方法を
説明する。ターゲット点Pが与えられると、物理的範囲座標系において、本発明
によるカメラハンドオフシステムがこのターゲット点を含むカメラを決定する。
各カメラの潜在的視野が物理的範囲座標系中の頂点として表されるので、このプ
ロセスはただ点Pが各カメラに対応する多角形又は多面体の中にあるか否かの決
定を含むだけである。カメラの数が多い場合、上述のように、このサーチプロセ
スを最適化することができる。使用されるサーチプロセスは、この徹底的なサー
チループと入れ替わる。
【0051】 その後、システムは、潜在的視野にターゲット点Pを含む一つのカメラを選択
する。上述のように、多数のカメラのうちから選択するために種々の技術を用い
ることができる。一般的には、カメラ及び視野の頻繁な変化を避けるために現在
のカメラが優先的に選択される。ターゲット点Pを含むカメラが存在しない場合
は、上述の予想技術を適用して新しいターゲット点を識別することができる。ま
た、ターゲット点に最も近いカメラを選択することができる。カメラが選択され
ると、ターゲット点がその映像の中心に来るように実際の視野が調整される。カ
メラの選択及び向きが変更された場合は画像追跡システムに通知され、プロセス
が繰り返される。
【0052】 他の実施例においては、システムがアラームを含む。各アラームは、物理的範
囲座標系において、対応するカメラ及び予め定められたターゲット点を有する。
システムがアラームを受信した場合、システムは選択の対象として対応するカメ
ラをマークする。ターゲット点Pは、対応する予め定められたターゲット点に設
定され、プロセスは上述のように進められる。オプションとして、システムは、
後続の映像中におけるこのターゲット点付近の動きを知らせることにより、新し
いターゲットが識別されるべきであることを画像追跡システムに送信することが
できる。また、オペレータは、アラームされた映像に変更し、ターゲット点を表
示し、画像を直接概観することができる。その後、システムが画像を追跡し、上
述のように、他のカメラを選択しながら追跡を継続する。
【0053】 最後に、カメラハンドオフシステムの選択に上乗せするユーザーの能力につい
て説明する。システムが現在選択されているカメラを優先的に選択する場合、映
像の変更を最小にするため、ユーザーは、選択されているカメラの潜在的視野の
中に画像が存在しなくなるまで、現在選択されているカメラを継続して選択する
ことができる。
【0054】 以上においては本発明の原理のみを説明した。従って、当業者には、ここに明
示されていないとしても、本発明の原理を具体化し、本発明の特許請求の範囲に
含まれる種々の装置を案出することができることは自明である。「含む」又は「
具える」という語は、請求項に記載されていない他の要素又はステップの存在を
排除するものではない。「一つ」又は「或る」という語は、その要素の複数の存
在を排除するものではない。本発明は、複数の個別の要素を含むハードウェアに
よって実現することができると共に、適切にプログラムされたコンピュータによ
って実現することができる。複数の手段を列挙している装置の請求項においては
、複数のこれらの手段を一つのハードウェアで実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による複数カメラセキュリティシステムの例を示す図である。
【図2】 本発明による複数カメラセキュリティシステムにおける保障領域の例
を示す図である。
【図3a】 本発明による複数カメラセキュリティシステムにおけるカメラの視
野を示す多角形の例を示す図である。
【図3b】 本発明による複数カメラセキュリティシステムにおけるカメラの視
野を示す多角形の例を示す図である。
【図3c】 本発明による複数カメラセキュリティシステムにおけるカメラの視
野を示す多角形の例を示す図である。
【図4】 本発明による保障領域の三次元表現及びカメラの視野を示す多面体の
例を示す図である。
【図5】 本発明によるカメラからの映像中の画像と保障領域の物理的表現との
対応の例を示す図である。
【符号の説明】
101〜106 ビデオカメラ 111、112 センサー 120 カメラハンドオフシステム 130 コントローラ 135 スイッチ 140 位置決定装置 142 予想装置 144 画像追跡システム 150 視野決定装置 160 データベース 170 オペレータステーション 180 スクリーン
───────────────────────────────────────────────────── 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) G03B 15/00 G03B 15/00 Q S U G06T 1/00 340 G06T 1/00 340B 7/20 7/20 A 7/60 150 7/60 150B H04N 5/225 H04N 5/225 C 5/232 5/232 C Z (71)出願人 Groenewoudseweg 1, 5621 BA Eindhoven, Th e Netherlands (72)発明者 トーマス マーフィー オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン 6 (72)発明者 ダニエル リーゼ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン 6 Fターム(参考) 5B057 AA19 BA02 CA12 CA16 DA07 DB02 5C022 AA01 AB22 AB61 AB62 AB63 AB65 AB66 AC27 AC69 5C054 AA00 CH03 CH04 CH08 CH10 FC12 FF02 HA18 HA31 5L096 BA02 CA05 HA03

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1カメラの位置及び向きに基づいて第1カメラからの映像中に
    ある画像の位置を決定する位置決定装置、 第2カメラの位置及び向きに基づいて第2カメラの視野を決定する視野決定装
    置、及び、 位置決定装置及び視野決定装置と協働し、少なくとも部分的に画像の位置が第
    2カメラの視野の中にあるか否かにより第2カメラを選択するコントローラ を具備することを特徴とするカメラハンドオフシステム。
  2. 【請求項2】 前記コントローラが、第2カメラと画像の位置との間のターゲッ
    ト角度を決定する手段、及び、 第2カメラを前記ターゲット角度に向ける手段 を具備することを特徴とする請求項1に記載のカメラハンドオフシステム。
  3. 【請求項3】 前記位置決定装置が、画像追跡システムを含むことを特徴とする
    請求項1に記載のカメラハンドオフシステム。
  4. 【請求項4】 前記コントローラが、センサーからのアラーム信号に従って第1
    カメラを選択し且つ向きを決定する手段を含むことを特徴とする請求項1に記載
    のカメラハンドオフシステム。
  5. 【請求項5】 前記位置決定装置が、画像の一又は複数の以前の位置に基づいて
    予想される画像の位置を決定し、少なくとも部分的にこの予想される画像の位置
    に基づいて画像の位置を決定するための予想装置を含むことを特徴とする請求項
    1に記載のカメラハンドオフシステム。
  6. 【請求項6】 第2カメラの選択が、更に、 第1カメラの視野と第2カメラの視野との類似度、 第1カメラの視野から第2カメラの視野への移行の可能性、及び、 第1カメラの視野と第2カメラの視野との間の障害 のうちの少なくとも一つに基づくことを特徴とする請求項5に記載のカメラハン
    ドオフシステム。
  7. 【請求項7】 前記位置決定装置が、 第1カメラからの映像中の画像に対応する映像の位置を識別するための手段、 映像の位置に基づいて第1カメラと画像との間の視線を決定するための手段、
    及び、 第1カメラと画像との間の距離を決定するための手段 を含み、それにより、画像の位置を、第1カメラの映像の位置からその視線に沿
    ってその距離にある点に対応させることを特徴とする請求項1に記載のカメラハ
    ンドオフシステム。
  8. 【請求項8】 前記映像の位置を識別するための手段が、画像追跡システムであ
    ることを特徴とする請求項7に記載のカメラハンドオフシステム。
  9. 【請求項9】 前記コントローラが、センサーからのアラーム信号に従って第1
    カメラを選択し且つ向きを決定する手段を含むことを特徴とする請求項8に記載
    のカメラハンドオフシステム。
  10. 【請求項10】 前記コントローラが、更に、 第2カメラと画像の位置との間のターゲット角度を決定する手段、及び、 第2カメラを前記ターゲット角度に向ける手段 を具備することを特徴とする請求項9に記載のカメラハンドオフシステム。
  11. 【請求項11】 保障領域を監視するためのセキュリティシステムであって、 各々が保障領域内に位置し且つ視野を有する複数のカメラ、 前記複数のカメラのうちから選択された保障領域に関連する方向角度を有する
    カメラからの映像を監視するモニター、 選択されたカメラの視野の中にあり、保障領域の中に位置するアイテムに対応
    する映像の部分を、映像の中に位置するターゲットとして識別するための手段、 選択されたカメラの位置とアイテムの位置との間の直線距離を決定するための
    手段、 選択されたカメラの向きとアイテムの位置との間の角度間隔を決定するための
    手段、 カメラの位置に関連して決定された直線距離及び角度間隔に従ってアイテムの
    位置を決定するための手段、及び 決定されたアイテムの位置及び保障領域の中の他のカメラの視野に従って、複
    数のカメラから一つの他のカメラを選択するための手段 を具備することを特徴とするセキュリティシステム。
  12. 【請求項12】 更に、 前記他のカメラと前記アイテムの位置との間のターゲット角度を決定するため
    の手段、及び、 第2カメラをこのターゲット角度に向けるための手段 を含むことを特徴とする請求項11に記載のセキュリティシステム。
  13. 【請求項13】 前記映像の部分をターゲットとして識別するための手段が、画
    像追跡システムを含むことを特徴とする請求項11に記載のセキュリティシステ
    ム。
  14. 【請求項14】 更に、 センサーからのアラーム信号に従って選択されたカメラを選択し且つ向きを決
    定する手段を含むことを特徴とする請求項11に記載のセキュリティシステム。
  15. 【請求項15】 第1カメラからの映像に基づいて第2カメラを選択する方法で
    あって、 第1カメラからの映像の中のターゲット画像を識別するステップ、 第1カメラの位置及び向きに基づいてターゲット画像のターゲット位置を決定
    するステップ、 第2カメラの位置及び向きに基づいて第2カメラの視野を決定するステップ、
    及び、 ターゲット位置が第2カメラの視野の中に位置するか否かに基づいて第2カメ
    ラを選択するステップ を含むことを特徴とする方法。
  16. 【請求項16】 更に、 第2カメラとターゲット位置との間のターゲット角度を決定するステップ、及
    び、 第2カメラをこのターゲット角度に向けるステップ を含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記ターゲット画像を識別するステップが、 映像の第1フレームの位置をターゲット映像として識別するステップ、 該ターゲット映像の特性を決定するステップ、及び、 該ターゲット映像の特性を持つ映像の第2フレームの部分としてターゲット画
    像を識別するステップ を含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
  18. 【請求項18】 更に、 ターゲット画像に対応する映像位置を識別するステップ、 映像位置に基づいて第1カメラとターゲット画像との間の視線を決定するステ
    ップ、 第1カメラとターゲット画像との間の距離を決定するステップ、及び、 前記視線に沿った第1カメラの位置からの距離にある点としてターゲット位置
    を決定するステップ を含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記ターゲット画像を識別するステップが、 映像の第1フレームの位置をターゲット映像として識別するステップ、 前記ターゲット映像の特性を決定するステップ、及び、 前記ターゲット映像の特性を持つ映像の第2フレームの部分としてターゲット
    画像を識別するステップ を含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。
  20. 【請求項20】 更に、 第2カメラと画像の位置との間のターゲット角度を決定するステップ、及び、 第2カメラをこのターゲット角度に向けるステップ を含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。
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