JP2003143593A - 画像処理による監視方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】監視対象領域への侵入を検知して、異常侵入検
知をおこなう方法がある。しかし侵入そのものを許可し
ているが、監視領域における移動順番を規制した監視を
おこなう必要がしばしばある。本発明はこのような、物
体の移動順番（移動経路）により侵入異常とするか否か
を画像処理を用いて判断する方法およびシステムを提供
することにある。 【解決手段】物体を撮影する少なくとも１台のビデオカ
メラと、前記ビデオカメラから取り込んだ画像情報を基
に画像を処理して侵入物体の移動順番（移動経路）を判
断する画像処理装置からなる画像処理監視装置であっ
て、前記画像処理装置内の監視情報記憶部に少なくとも
２つ以上の監視対象領域と各監視領域間での侵入物体の
正規の移動経路を記憶しておき、前記記憶された経路と
侵入物体の画像処理によって得られる移動経路を比較
し、一致しないとき侵入異常とすることに特徴がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理を応用し
て監視対象領域の侵入物体検知を行う監視に係り、特に
監視領域における侵入物体の移動経路により監視を行う
画像処理による監視方法およびシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の侵入物監視装置として画像処理を
用いるものに、特開２００１−１４８８４５号公報があ
る。これは監視画像と、画像メモリから読み出した画像
との差分を算出し、差分の大きさに基づいて侵入物の検
出を行うものである。この場合は、侵入禁止領域に物体
が侵入したことを検知する。このように、予め設定され
た監視対象領域、すなわち侵入禁止領域になんらかの侵
入物体があるとき、それを検知して警報を発するような
方式が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、侵入者
の行動を監視することも重要な監視項目のひとつであ
る。予め定められた順番で行動する場合は、監視領域に
あっても異常侵入者とはならない場合が少なくない。い
わゆる侵入者の行動パターンを対象にし、正規の行動パ
ターンから外れていないかどうかを監視したい場合があ
る。

【０００４】しかしながら、前記従来技術では、ある監
視領域に侵入したこと自体が異常、と判断する場合であ
る。侵入者の行動の順番を監視してはいない。本発明の
目的は、少なくとも２つ以上の監視対象領域間での侵入
物体の移動順番（移動経路）を監視し、その移動順番が
正規のものから外れた場合に異常侵入者ありと判断する
画像処理による監視方法およびシステムを提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題は、以下の手段
によって解決することができる。複数の監視領域を撮像
監視することができる少なくとも１台のビデオカメラ
と、前記ビデオカメラからの画像情報を処理して物体の
検知と追跡を行う画像処理による監視方法において、前
記カメラによって撮像された画像とあらかじめ記憶され
ている前記領域の背景画像とから侵入物体を検知し、前
記検知された物体が続いて侵入した監視領域において前
記と同様の画像処理によって侵入物体を検知し、前記物
体の監視領域間の移動順番をあらかじめ定められ記憶さ
れている順番と比較し、一致しないとき異常と判断する
監視方法に特徴がある。

【０００６】また、前記監視方法において、前記物体が
他の監視領域に移動する毎に予め定められている監視領
域間の移動順番と順次比較し、一致が得られないとき、
異常と判断することに特徴がある。また、複数の監視領
域を有するカメラを複数用い、前記複数カメラにまたが
る移動順番を監視する監視方法に特徴がある。

【０００７】また、複数の監視領域を撮像監視すること
ができる少なくとも１台のビデオカメラと、画像処理装
置とから成り、前記画像処理装置は、ビデオカメラから
の画像情報を取込むビデオキャプチャ部、ビデオキャプ
チャ部で取込んだ画像情報を格納する画像フレームメモ
リ部、前記カメラが監視対象とする複数の領域とあらか
じめ侵入物体の移動経路を記憶しておく監視情報記憶
部、画像処理プログラムを格納しておくＲＯＭ部、ＲＯ
Ｍ部のプログラムに従って処理を行うＣＰＵ部とから構
成され、前記プログラムにより物体検知と物体追跡を行
い前記物体の監視領域間の移動順番と前記監視情報記憶
部に記憶されている順番とが一致しないとき、異常と判
断する監視システムに特徴がある。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例で、画
像処理による監視システムのブロック構成図である。図
１に示すように、画像処理による監視システムは、監視
領域１と監視領域２と監視領域３を監視撮影するビデオ
カメラ４が設置されている。そしてビデオカメラ４から
の画像情報を処理して侵入物体の移動順番（移動経路）
を判断する画像処理装置５と画像処理装置５からの判断
結果により、異常侵入であれば信号線５７を介してスピ
ーカー７によって警報を出力する警報装置６から構成さ
れている。画像処理装置５はビデオカメラ４からの画像
情報を取り込むビデオキャプチャ部５１、ビデオキャプ
チャ部５１で取り込んだ画像情報を格納する画像フレー
ムメモリ部５２、監視領域と侵入物体の移動経路を記憶
しておく監視情報記憶部５３、プログラムを格納してお
くＲＯＭ部５４、ＲＯＭ部５４のプログラムに従って処
理を行うＣＰＵ部５６、ＣＰＵ部５６が処理を行うため
のワークエリアであるＲＡＭ部５５から成る。

【０００９】次に図１から図１１を用いて、画像処理監
視装置の処理手順を説明する。まず、図１において、監
視する領域に向けてビデオカメラ４を設置し、ビデオカ
メラ４から得られた画像情報を基に決定した監視対象領
域とする位置（座標）情報と予想される侵入物体の移動
経路を画像処理装置５内の監視情報記憶部５３に記憶す
る。

【００１０】図２の（Ａ）に監視情報記憶部５３に記憶
した監視領域情報の１例を示す。図２において、１１は
ビデオカメラ４から見たときの監視領域１の位置（座
標）情報、２１は監視領域２の位置（座標）情報、３１
は監視領域３の位置（座標）情報を示している。それぞ
れ始点座標、終点座標で表わしている。図２の（Ｂ）
は、前記監視領域１の例について示したが、始点座標
（１０，１０）と終点座標（２０，２０）から決まる領
域、この場合は図のような正方形の領域が監視領域１で
定義されていることを示している。監視領域２、監視領
域３の領域についても同様に、始点座標、終点座標で監
視領域が決まる。

【００１１】図３に監視情報記憶部５３に記憶した侵入
物体の移動経路情報の一例を示す。図３において、１２
は、監視領域１、監視領域２、監視領域３と設定した監
視領域に対しての、侵入物体の移動経路を示しており、
１３は侵入物体移動経路１２における侵入物体への警報
出力判断基準を記憶していることを示す。「有」は警報
あり、「無」は警報なしを示している。

【００１２】図３のＮＯ．１は警報有り、であるが、こ
れは監視領域１に入ったあと、監視カメラの領域から消
えたので、ＮＯ．５あるいは１３に示した正規の移動経
路を辿っていないと判断して、警報を発する。このよう
に、監視領域１に侵入すること自体は異常ではないが、
物体の検出が監視領域１のみの場合は、正規の移動経路
を辿っていない、として異常移動と判断し警報を発す
る。

【００１３】ＮＯ．２の場合も同様で、監視領域１、２
と移動したあと、監視カメラの領域から消えたことによ
って警報を発生する。しかし、この場合は監視領域１の
あと、監視領域２に入ったこと自体が異常経路であっ
て、すでに異常移動による警報発生の対象になってい
る。

【００１４】ＮＯ．３の場合も同様に監視領域１から２
の領域に移動したことで、警報の対象である。そのあと
監視領域３に移動したとしても、監視領域１→２で既に
警報の対象となり、警報が発せられる。したがって、そ
の後の監視領域３への移動に関係なく、警報の対象にな
る。それらを図３ではカッコで示している。ＮＯ．４の
場合は、監視領域１→３の移動が正規の移動経路である
が、その後カメラの監視領域から消え、監視領域２への
移動がなかったことで異常と判断し、警報を発する対象
となる。他の移動経路と警報の関係も同様である。した
がって、図３の例では、ＮＯ．５と、ＮＯ．１３が正規
の移動経路である。すなわち、監視領域１→３→２と、
３→１→２以外の移動経路は異常の移動経路であると判
断され、警報が発せられる。

【００１５】このように、本発明では監視領域への侵入
自体を禁止しているわけではなく、侵入した後の移動経
路（監視領域の移動順番あるいは侵入順番）を問題にし
た監視方法あるいはシステムに特徴を有するものであ
る。

【００１６】図４は通常の画像処理監視処理フローを示
している。まず、画像処理取り込み処理ステップ１００
として図１におけるビデオカメラ４からの画像情報を、
ビデオキャプチャ部５１で画像フレームメモリ部５２に
取り込む。次に、画像処理領域切り出し処理ステップ１
０１として図１における画像フレームメモリ部５２に取
り込んだ画像情報から、監視情報記憶部５３に記憶して
いる処理領域（図１での監視領域１、監視領域２、監視
領域３）に相当する部分を切り出してＲＡＭ部５５にそ
れぞれの監視領域として格納する。

【００１７】次に、背景画像との差分抽出処理ステップ
１０２では、画像フレームメモリ部５２内の背景画像
と、現画像との各画素間の差分をとった結果を差分画像
としてＲＡＭ部５５に格納する。次に前記差分画像の２
値化処理ステップ１０３では、予め決めておいた閾値で
前記差分画像を２値化して、２値の物体画像を作成し同
じくＲＡＭ部５５に格納する。次に前記２値物体画像の
特徴量算出処理ステップ１０４として前記画像処理領域
切り出し処理ステップ１０１で切り出した領域毎に物体
の始点・終点座標の特徴量を求める。

【００１８】次に前記特徴量からの移動物体の検出処理
ステップ１０５として、前記特徴量から図２の監視領域
内（Ｘ，Ｙ座標で決まる監視領域１、２、３）に物体が
侵入しているか否かをステップ１０６で検出する。監視
領域内に侵入物体を検知したら、移動経路算出処理１０
７にて移動経路が図３の移動経路に示す順番で移動して
いるか否かをステップ１０８で判断し、異常行動として
判断したときはステップ１０９で警報出力処理にて警報
を出力する。以上の処理フローをＲＯＭ部５４にプログ
ラムとして登録しておき、この処理フローをＣＰＵ部５
６で繰り返し実行することにより画像監視処理が実行さ
れる。

【００１９】図５は、図４の処理フローにおけるステッ
プ１０１から１０３までの処理により作成される画像の
一例を示している。図５において、２０２は画像フレー
ムメモリ部５２に取り込んだ背景画像２００から監視情
報記憶部５３に記憶している処理領域（監視領域１）に
相当する部分を切り出してＲＡＭ部５５に格納した背景
画像処理領域内画像である。２０３は画像フレームメモ
リ部５２に取り込んだ現画像２０１から、監視情報記憶
部５３に記憶している処理領域１に相当する部分を切り
出して、ＲＡＭ部５５に格納した現画像処理領域内画像
である。２０４は差分処理２０６で、背景画像処理内画
像２０２と現画像処理領域内画像２０３との各画素間の
差分処理を行った差分画像であり、２０５は前記差分画
像２０４を予め決めておいた閾値で２値化した結果を示
している。

【００２０】図６は、図４の処理フローにおけるステッ
プ１０４から１０５までの処理により算出される２値物
体画像の特徴量の一例を示したものである。図６におい
て監視情報記憶部５３に記憶している処理領域（監視領
域１）に相当する部分を切り出し、ＲＡＭ部５５に格納
してある前記２値物体画像２０５から２値物体が最初に
出現する始点のＸ，Ｙ座標３０２を算出し、次に、２値
物体が最後に出現する終点のＸ，Ｙ座標３０３を算出す
る。そして、始点座標３０２と終点座標３０３を矩形で
囲った範囲３００を侵入物体検知領域とし、監視情報記
憶部５３に記憶している全ての領域に対して２値物体画
像の特徴量を算出することにより、それぞれ監視領域毎
の侵入物体検知領域を検出することができる。

【００２１】図７は、図４の処理フロー物体移動経路算
出１０７における侵入者の正常行動例を示したものであ
る。図７において侵入経路４００から監視領域１への侵
入者を検知すると、図８の監視領域通過記録４０４に侵
入者が監視領域１を通過したことをＲＡＭ部５５に記録
する。次に侵入経路４０１から監視領域３への侵入者を
検知すると、監視領域通過記録４０５に侵入者が監視領
域３を通過したことをＲＡＭ部５５に記録し、監視領域
通過記録４０４と監視領域通過記録４０５の通過記録を
侵入物体の追跡情報としてＲＡＭ部５５に記録する。次
に、侵入経路４０２から監視領域２への侵入者を検知す
ると、監視領域通過記録４０６に侵入者が監視領域２を
通過したことをＲＡＭ部５５に記録し、監視領域通過記
録４０５と監視領域通過記録４０６の通過記録を侵入物
体の追跡情報としてＲＡＭ部５５に記録する。

【００２２】次に、侵入経路４０３から侵入者がいなく
なったときにＲＡＭ部５５に記憶した追跡情報に基づい
て侵入者が監視領域１から監視領域３を経由して監視領
域２へと移動したと判断することができる。すなわち、
図３の侵入者移動経路情報により、侵入者は正常に行動
していると判断し、警報を出力しないようにする。

【００２３】図９は、図４の処理フロー物体移動経路算
出ステップ１０７における侵入者の異常行動例を示した
ものである。図９において侵入経路５００から監視領域
１への侵入者を検知すると、図１０の監視領域通過記録
５０３に侵入者が監視領域１を通過したことをＲＡＭ部
５５に記録する。次に侵入経路５０１から監視領域２へ
の侵入者を検知すると、監視領域通過記録５０４に侵入
者が監視領域２を通過したことをＲＡＭ部５５に記録
し、記録監視領域通過記録５０３と監視領域通過記録５
０４の通過記録を追跡情報としてＲＡＭ部５５に記録す
る。

【００２４】次に、侵入経路５０２から侵入者がいなく
なったときにＲＡＭ部５５に記憶した追跡情報に基づい
て侵入者が監視領域１から監視領域２へ移動したと判断
することができる。したがって、図３の侵入者移動経路
情報により、侵入者は異常な行動をしていると判断し、
図１の警報装置６からスピーカー７によって警報を出力
する。

【００２５】以上、説明したように本実施例によれば、
監視領域に侵入物体が検知されても、監視領域間による
移動順番が異常でない限り直ちに警報を出さずに、２つ
以上の監視対象領域間での侵入物体の移動経路により侵
入異常とするか否かを判断するものである。ただし最初
に物体の侵入が検知されたとき、予め定められた移動順
番から判断して最初に侵入する監視領域でない場合は、
一つの監視領域への侵入によって、異常と判断する。図
３の例では、ＮＯ．６〜１０のように、最初に監視領域
２に侵入することは、正規の移動経路ではあり得ないか
らである。

【００２６】したがって、この発明では、監視領域に侵
入者が侵入したこと自体よりも、その後の行動が正規の
行動であるかどうかを監視するものである。前記の監視
領域は、それぞれ侵入禁止領域ではなく、侵入そのもの
は許容している領域であって、その間をどのような順番
で移動したかを監視する。

【００２７】すなわち、監視領域に侵入異常が発生した
場合でも、侵入そのものは許可しているので、直ちに警
報を出さずに、２つ以上の監視対象領域間での侵入物体
の移動順番（移動経路）により侵入異常とするか否か判
断できる効果がある。

【００２８】図１１は２台カメラで侵入者の移動経路を
監視する場合の例を示している。監視カメラ４による監
視、すなわち監視領域１→３→２と移動し、引き続いて
監視カメラ４ａによる監視を行う場合の例を示してい
る。カメラ４ａでの監視で、正規の移動経路が監視領域
２ａ→３ｂ→３ａ→１ａとすると、これ以外の領域移動
は異常と判断して警報を発する。

【００２９】例えば図３のＮＯ．５の監視領域２から、
カメラ４ａの監視に移行した場合、全体の正規移動は監
視領域１→３→２→２ａ→３ｂ→３ａ→１ａとなるか
ら、この順番を満足していない場合は警報を発すること
になる。このように複数のカメラで監視領域を分担して
さらに多くの複雑な移動順番についても監視を行うこと
ができる。したがって、監視領域２から監視領域２ａの
移動時間を考慮することや、カメラ４から４ａへのデー
タの追尾を画像記憶フレームメモリで行えば、同一侵入
物体の複数のカメラにまたがった監視を行うことができ
る。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、侵入物体の侵入を許し
ている監視領域での監視を行い、その監視領域内での複
数領域間の移動順番により、侵入異常とするか否か判断
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による実施例である画像処理監視装置
のブロック構成図である。

【図２】 監視情報記憶部に記憶した監視領域の位置
（座標）情報の設定例を示す図である。

【図３】 監視情報記憶部に記憶した侵入者の移動経路
情報の設定例を示す図である。

【図４】 画像処理装置５での画像処理フロー説明図で
ある。

【図５】 画像処理フロー図４の（１０１から１０３）
補足説明図である。

【図６】 画像処理フロー図４の（１０４から１０５）
補足説明図である。

【図７】 画像処理フロー物体移動経路算出（１０７）
の侵入者の正常行動例を示す図である。

【図８】 図７に対する監視領域通過情報の記録例を示
す図である。

【図９】 画像処理フロー物体移動経路算出（１０７）
の侵入者の異常行動例を示す図である。

【図１０】 図９に対する監視領域通過情報の記録例を
示す図である。

【図１１】 複数のカメラで物体の移動経路（監視領域
間の移動順番）を監視する例を示す図である。

【符号の説明】

１、１ａ；物体を監視する領域１ ２、２ａ；物体を監
視する領域２ ３、３ａ、３ｂ；物体を監視する領域３
４、４ａ；ビデオカメラ ５；物体検知と物体追跡を
行う機能を持つ画像処理装置 ５１；ビデオカメラから
の画像情報を取込むビデオキャプチャ部 ５２；ビデオ
キャプチャ部で取込んだ画像情報を格納する画像フレー
ムメモリ部 ５３；予め取込んでおいた監視領域と侵入
者物体の移動経路を記憶しておく監視情報記憶部 ５
４；プログラムを格納しておくＲＯＭ部 ５５；ＣＰＵ
部が処理を行うためのワークエリアであるＲＡＭ部 ５
６；ＲＯＭ部のプログラムに従って処理を行うＣＰＵ部
６；異常行動を検知したときに警報を出力する警報装
置 ７；スピーカー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA19 BA02 CE12 DA07 DA15 DB02 DB09 DC09 DC33 DC36 5C054 AA01 CA04 CC02 EA07 FC01 FC12 GA00 GB11 HA18 5C084 AA02 AA07 BB33 CC17 CC25 DD12 GG43 GG78 HH02 HH12 5L096 AA06 BA02 CA05 DA03 EA43 FA18 FA69 GA08 HA03 JA11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の監視領域を撮像監視することができ
   る少なくとも１台のビデオカメラと、前記ビデオカメラ
   からの画像情報を処理し物体の検知と追跡を行う画像処
   理による監視方法において、前記カメラによって撮像さ
   れた画像とあらかじめ記憶されている前記領域の背景画
   像とから侵入物体を検知し、前記検知された物体が続い
   て侵入した監視領域において前記と同様の画像処理によ
   って侵入物体を検知し、前記物体の監視領域間の移動順
   番をあらかじめ定められ記憶されている順番と比較し、
   一致しない場合は異常と判断することを特徴とする画像
   処理による監視方法。
2. 【請求項２】前記請求項１の画像処理による監視方法に
   おいて、前記物体が他の監視領域に移動する毎に予め定
   められている監視領域間の移動順番と順次比較し、一致
   が得られないとき、異常と判断することを特徴とする画
   像処理による監視方法。
3. 【請求項３】前記請求項１の画像処理による監視方法に
   おいて、複数の監視領域を有するカメラを複数用い、前
   記複数カメラにまたがる移動順番を監視することを特徴
   とする画像処理による監視方法。
4. 【請求項４】複数の監視領域を撮像監視することができ
   る少なくとも１台のビデオカメラと、画像処理装置とか
   ら成る画像処理による監視システムにおいて、前記画像
   処理装置は、ビデオカメラからの画像情報を取込むビデ
   オキャプチャ部、ビデオキャプチャ部で取込んだ画像情
   報を格納する画像フレームメモリ部、前記ビデオカメラ
   が監視対象とする複数の領域とあらかじめ侵入物体の移
   動経路を記憶しておく監視情報記憶部、画像処理プログ
   ラムを格納しておくＲＯＭ部、ＲＯＭ部のプログラムに
   従って処理を行うＣＰＵ部とから構成され、前記プログ
   ラムにより物体検知と物体追跡を行い前記物体の監視領
   域間の移動順番と前記監視情報記憶部に記憶されている
   順番とが一致しないとき、異常と判断することを特徴と
   する画像処理による監視システム。