JP2005026980A

JP2005026980A - 撮像システム

Info

Publication number: JP2005026980A
Application number: JP2003189688A
Authority: JP
Inventors: Makoto Miyazaki; 誠宮崎; Koji Fujiwara; 浩次藤原
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】人物の検出用と観察用との双方の用途に使用できる撮像システムを提供する。
【解決手段】撮像システムが備える撮像装置は、その動作モードとして、通路における人物を検出してその通過数を計数するための計数用画像を取得する計数モードと、店舗内の様子を示す観察用の監視用画像を取得する監視モードとを備えている。これらの動作モードは、単位時間あたりの人物の通過数が所定の基準値を超えるなどの所定の切替条件が満足されると切り替えられる（ステップＳ４，Ｓ８）。これにより、撮像システムを人物の検出用と観察用との双方の用途に使用できる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の領域における移動体の検出のための撮像技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、通路などの所定の領域を通過する人物などの移動体を検出し、その通過数を計数する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、通路の幅方向に白線を描いておき、その白線を含む領域を所定の時間周期で撮影して画像を取得し、画像中の白線の像の状態によって人物を検出し、その検出結果に基づいて人物の通過数を計数する撮像システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平５−２３４７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、スーパーマーケットやコンビニエンスストアのような店舗において、人物を検出してその通過数を計数する上記のような撮像システムを導入し、店舗内における顧客の移動経路や移動数を求め、それらに基づいて販売戦略を立てることが提案されている。
【０００６】
しかしながら、そのような店舗においては、通常、防犯を目的として観察用の可視画像を撮影する監視カメラを備えた撮像システムが配置されている。したがって、近年の店舗においては、移動体の検出用と観察用との２種類の撮像システムを導入する必要があり、撮像システムの導入コストが高くなるという問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、移動体の検出用と観察用との双方の用途に使用できる撮像システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、撮像システムであって、所定の領域における移動体の検出用の画像としての第１画像を取得する第１モードと、観察用の可視画像としての第２画像を取得する第２モードとを、動作モードとして有する撮像手段と、所定の基準条件が満足されたとき、前記撮像手段の動作モードを前記第１モードと前記第２モードとの間で切り替える制御手段と、を備えている。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の撮像システムにおいて、前記第１画像に基づいて、前記移動体の状態を示す状態変数を導出する手段、をさらに備え、前記制御手段は、前記状態変数が所定の条件を満足したとき、前記撮像手段の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替える。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の撮像システムにおいて、前記状態変数は、前記所定の領域における前記移動体の通過数に依存した値を含む。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項２に記載の撮像システムにおいて、前記状態変数は、前記移動体の速度に依存した値を含む。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項２に記載の撮像システムにおいて、前記状態変数は、前記移動体のサイズに依存した値を含む。
【００１３】
また、請求項６の発明は、請求項１に記載の撮像システムにおいて、計時する計時手段、をさらに備え、前記制御手段は、前記計時手段による計時結果が所定の条件を満足したとき、前記撮像手段の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替える。
【００１４】
また、請求項７の発明は、請求項１に記載の撮像システムにおいて、前記第１画像に基づいて、前記所定の領域における前記移動体の存在を検出する手段、をさらに備え、前記制御手段は、前記移動体の存在が検出されたとき、前記撮像手段の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替える。
【００１５】
また、請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の撮像システムにおいて、前記制御手段が、前記撮像手段の動作モードを前記第１モードから前記第２モードへ切り替える処理と同期して、前記撮像手段の撮影対象の照明を開始する照明手段、をさらに備えている。
【００１６】
また、請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の撮像システムにおいて、前記所定の基準条件が満足されたとき、警告を出力する警告手段、をさらに備えている。
【００１７】
【用語の定義】
本明細書において「可視画像」は、「可視光の受光により得られる画像」の意を示す用語である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。なお、以下においては、スーパーマーケットやコンビニエンスストアのような店舗に配置される撮像システムを一例として説明する。
【００１９】
＜１．第１の実施の形態＞
＜１−１．システム構成＞
図１は、本実施の形態に係る撮像システム１００の概略構成を示す斜視図である。図に示すように、撮像システム１００は、店舗内の所定の領域となる通路９の天井に配置される撮像装置１と、各種の情報を表示する監視装置８とを備えている。撮像装置１と監視装置８とは、ＬＡＮケーブルなどの伝送ケーブル８０を介して接続され、装置相互間でデータ通信を行なうことが可能とされている。なお、図１では、撮像装置１は１台のみ図示されているが、複数の撮像装置１が撮像システム１００に含まれていてもよい。
【００２０】
以下の説明においては、方向および向きを示す際に、適宜、図に示すＸＹＺ３次元直交座標系を用いる。これらＸＹＺ軸は、通路９に対して相対的に固定され、Ｘ軸方向は通路９における移動体としての人物の進行方向であり、Ｙ軸方向は通路９の幅方向（人物の進行方向に対して直交する方向）であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。
【００２１】
監視装置８は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスクおよびディスプレイ等を備えたＰＣなどの一般的なコンピュータで構成される。監視装置８は、通路９から離れた監視室などに配置されている。撮像装置１において得られた情報は、伝送ケーブル８０を介して監視装置８に伝送される。なお、撮像装置１から監視装置８へのデータの通信方式は有線方式に限定されず、無線方式であってもよい。
【００２２】
撮像装置１は、店舗内を撮影する装置であり、その動作モードとして、通路９における人物を検出してその通過数を計数するための画像（以下、「計数用画像」という。）を取得する計数モードと、店舗内の様子を示す観察用の可視画像（以下、「監視用画像」という。）を取得する監視モードとを備えている。
【００２３】
計数モードでは、通路９の幅方向（Ｙ軸方向）に沿った、通路９の幅と同一長さの２本のライン９１ａ，９１ｂが仮想的に設定され、これらの２本のライン９１ａ，９１ｂを通過する人物の数が、通路９における人物の通過数として計数される。以下、Ｘ軸−側のライン９１ａを「第１監視ライン」９１ａといい、Ｘ軸＋側のライン９１ｂを「第２監視ライン」９１ｂという。また、第１監視ライン９１ａと第２監視ライン９１ｂとの双方から同一距離となるライン９２を「中心ライン」９２という。これらのライン９１ａ，９１ｂ，９２は、あくまで仮想的に設定されるラインであり、実際に視認可能なラインがその位置に存在しているわけではない。
【００２４】
計数モードにおいて撮像装置１は、２本の監視ライン９１ａ，９１ｂをそれぞれ照射対象として、２本のスリット光Ｌａ，Ｌｂ（第１スリット光Ｌａ，第２スリット光Ｌｂ）を照射するとともに、これら２本の監視ライン９１ａ，９１ｂを含む通路９上の所定の領域９３を撮影して計数用画像を取得する。そして、撮像装置１は、計数用画像に基づいて通路９における人物を検出してその通過数を計数し、計数結果を監視装置８に送信する。送信された計数結果は、監視装置８のディスプレイに表示されるとともに、監視装置８のハードディスクに記録される。
【００２５】
一方、監視モードにおいて撮像装置１は、自装置が配置される位置の周囲一帯を撮影対象とし、所定の時間周期で監視用画像を取得し、その監視用画像を監視装置８に送信する。送信された監視用画像は、監視装置８のディスプレイに表示されるとともに、監視装置８のハードディスクに記録される。撮像システム１００を扱うユーザは、このような監視用画像をリアルタイムで、あるいは、事後的に確認することで店舗内の様子を視覚的に把握できる。
【００２６】
＜１−２．撮像装置構成＞
図２および図３は、撮像装置１の外観構成を示す図である。図２は撮像装置１を下面（Ｚ軸−側）から見た図であり、図３は撮像装置１を正面（Ｙ軸−側）から見た図である。
【００２７】
これらの図に示すように、撮像装置１は主として、撮影して画像を取得する撮像部４、および、スリット光Ｌａ，Ｌｂを照射する２つの投光部３ａ，３ｂを備えている。また、撮像装置１の下面側には、動作状態を示す光を発光するＬＥＤ２１、および、音を出力するスピーカ２２が配置され（図２参照）、また、正面側には伝送ケーブル８０を接続するための通信端子２４が配置されている（図３参照）。
【００２８】
撮像部４は、撮影を行って二次元の画像を取得するものであり、撮像装置１の略中央部においてハウジング１０から下方に突出して配置されている。図に示すように撮像部４は、入射光を結像する光学系となる撮影レンズ４１と、撮影レンズ４１に結像された光像を信号電荷に光電変換する撮像素子であるＣＣＤ４２と、必要に応じて撮影用補助光を発光して撮影対象を照明する補助光光源４９とを備えている。また、撮像部４の下部には、撮像部４の損傷を防止するための半球状の保護カバー４０が設けられている。保護カバー４０は、撮影レンズ４１へ入射する入射光の性質を変化させないように、アクリル樹脂などの透明材料で構成される。
【００２９】
撮影レンズ４１は、ズーム機能を備えており、撮影倍率（ＣＣＤ４２に結像する像の倍率）を変更することが可能とされている。また、撮影レンズ４１の光軸は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動することが可能とされている。以下、撮影レンズ４１の光軸をＸ軸方向に移動させる機能をパン機能、撮影レンズ４１の光軸をＹ軸方向に移動させる機能をチルト機能という。
【００３０】
監視モードにおいては、パン機能、チルト機能およびズーム機能により、撮影レンズ４１の光軸が移動されるとともに、適宜、撮影レンズ４１の撮影倍率が変更される。これにより、時間経過に伴って撮影対象が順次変更されるようになっている。一方、計数モードにおいては、図１に示す領域９３のみを撮影するように、撮影レンズ４１の光軸は鉛直方向（Ｚ軸−向き）に向けられて固定されるとともに、撮影倍率も所定の倍率に固定される。
【００３１】
補助光光源４９は、その光軸が撮影レンズ４１の光軸と平行となるように、撮影レンズ４１の近傍に配置されている。パン機能やチルト機能により撮影レンズ４１の光軸が移動された場合は、撮影対象を常に照明できるように、補助光光源４９の光軸も撮影レンズ４１の光軸と同一方向に移動されるようになっている。
【００３２】
２つの投光部３ａ，３ｂは、撮像装置１のハウジング１０内部におけるＸ軸方向の両端部に配置されている。また、ハウジング１０下面のＸ軸方向両端部には、スリット光Ｌａ，Ｌｂをそれぞれ投光するための投光窓となる保護ガラス３０ａ，３０ｂが形成されている。投光部３ａ，３ｂはそれぞれ保護ガラス３０ａ，３０ｂから鉛直方向（Ｚ軸−向き）に向けて、スリット光Ｌａ，Ｌｂを投光する。スリット光Ｌａ，Ｌｂとしては、被計数体としての人物に意識させないように、非可視光である赤外光線が採用されている。
【００３３】
２つのスリット光Ｌａ，Ｌｂの光軸の位置は、鉛直方向に向けられた撮影レンズ４１の光軸の位置に関して対称とされる。したがって、スリット光Ｌａ，Ｌｂは、計数モードにおける撮像部４の撮影レンズ４１の鉛直直下からＸ軸方向に同一距離離れた位置に照射される。つまり、計数モードにおける撮像部４の撮影レンズ４１は、中央ライン９２の直上に位置することとなる。
【００３４】
図４は、撮像装置１の機能構成を模式的に示すブロック図である。図に示すように、撮像装置１は、上述した撮像部４および投光部３ａ，３ｂとともに、撮像部４の制御の一部を担うサブコントロール部５と、装置全体を統括的に制御するメインコントロール部６とを備えている。
【００３５】
撮像部４は、撮影レンズ４１、ＣＣＤ４２および補助光光源４９とともに、フィルタ４１ａ、信号処理回路４３、タイミングジェネレータ４４、フィルタモータ４５、ズームモータ４６、パンモータ４７およびチルトモータ４８を備えている。
【００３６】
フィルタ４１ａは、撮影レンズ４１への入射光の光路に配置されることにより、入射光の波長帯を調整する。撮像部４では、光路に配置するフィルタ４１ａの候補となる複数の種類のフィルタが準備されており、動作モードに応じてそれらが変更される。具体的には、計数モードにおいてはスリット光Ｌａ，Ｌｂの波長帯の光のみを通過するように赤外光用のバンドパスフィルタがフィルタ４１ａとして配置され、一方、監視モードにおいては可視光を透過する透明フィルタがフィルタ４１ａとして配置される。これにより、計数モードで取得される計数用画像は赤外光の強度を示す画像となり、監視モードで取得される監視用画像は可視画像となる。このようなフィルタ４１ａの変更は、フィルタモータ４５の駆動によって行なわれる。
【００３７】
信号処理回路４３は、ＣＤＳ回路、ＡＤＣ回路およびＡ／Ｄ変換器等を有しており、ＣＣＤ４２から出力される信号電荷に所定の処理を行なうとともに、アナログの信号電荷を例えば８ビットのデジタルの画像信号に変換する。変換された画像信号（以下、単に「画像」という。）は、メインコントロール部６に入力される。タイミングジェネレータは、各種のタイミング制御信号を生成し、ＣＣＤ４２および信号処理回路４３の動作を制御する。
【００３８】
ズームモータ４６は撮影レンズ４１内のレンズ群を駆動して撮影倍率を変更するモータである。また、パンモータ４７は撮影レンズ４１（および補助光光源４９）の光軸をＸ軸方向に移動させるモータであり、チルトモータ４８は撮影レンズ４１（および補助光光源４９）の光軸をＹ軸方向に移動させるモータである。これらのモータにより、ズーム機能、パン機能およびチルト機能が実現される。
【００３９】
また、フィルタモータ４５、ズームモータ４６、パンモータ４７およびチルトモータ４８はそれぞれ、サブコントロール部５が備えるフィルタドライバ５５、ズームドライバ５６、パンドライバ５７およびチルトドライバ５８により駆動制御される。これらの各ドライバは、サブコントロール部５が備えるサブＣＰＵ５１によって制御される。
【００４０】
２つの投光部３ａ，３ｂは、同一構成となっており、赤外光の光源となるレーザ３２と、レーザ３２からの赤外光をスリット光に成形して保護ガラス３０ａ，３０ｂを介して外部へ投光する投影光学系３１と、レーザ３２の駆動を制御するレーザドライバ３３とを備えている。
【００４１】
メインコントロール部６は、マイクロコンピュータを備えて構成され、上述した撮像装置１の各部を統括制御する。具体的には、メインコントロール部６は、その本体部となるメインＣＰＵ６１と、撮像部４から出力された画像や各種データを記憶するＲＡＭ６２と、制御用プログラムを記憶するＲＯＭ６３と、通信端子２４を介して監視装置８等とデータ通信を行なう通信部６４と、計時機能を有するタイマ６５とを備えている。
【００４２】
図に示すように、上述した補助光光源４９、タイミングジェネレータ４４、サブＣＰＵ５１、レーザドライバ３３、ＬＥＤ２１、スピーカ２２および通信部６４は、メインＣＰＵ６１に電気的に接続され、メインＣＰＵ６１の制御下にて動作する。また、タイマ６５もメインＣＰＵ６１に電気的に接続され、計時結果はメインＣＰＵ６１に出力される。
【００４３】
メインコントロール部６では、ソフトウェア的に（すなわち、メインＣＰＵ６１が、ＲＯＭ６３に記憶された制御用プログラムに従ってＲＡＭ６２を作業領域として使用しつつ演算処理を行なうことにより）、撮像装置１を統括的に制御する機能を含む各種の機能が実現される。図において、画像処理部６１１、演算部６１２、条件判定部６１３およびモード切替部６１４は、ソフトウェア的に実現される機能を模式的に示している。
【００４４】
画像処理部６１１は、撮像部４から出力されてＲＡＭ６２に記憶された画像に対して所定の処理を行なう。演算部６１２は、画像処理部６１１に処理された計数用画像に基づいて、通路９における人物を検出しその通過数を計数する処理を行なう。また、条件判定部６１３は、撮像部４による撮像結果に基づいて特定される事象が、動作モードを切り替えるための所定の基準条件（以下、「切替条件」という。）を満足したか否かを判定する。また、モード切替部６１４は、切替条件が満足されたとき、撮像装置１の動作モードを計数モードと監視モードとの間で切り替える。
【００４５】
＜１−３．処理＞
図５は、撮像装置１の処理の基本的な流れを示す図である。以下、図５を参照して、撮像装置１の処理の基本的な流れを説明する。
【００４６】
撮像装置１が起動されると、まず、その動作モードが計数モードに設定され、計数モードのための初期化処理がなされる。すなわち、撮影レンズ４１の光軸は鉛直方向（Ｚ軸−向き）に向けられて固定されるとともに、撮影倍率も所定の倍率に固定される。さらに、投光部３ａ，３ｂそれぞれからのスリット光Ｌａ，Ｌｂの照射が開始され、赤外光用のバンドパスフィルタがフィルタ４１ａとして配置される（ステップＳ１）。
【００４７】
続いて、通路９における人物を検出してその通過数を計数する計数モード処理がなされる（ステップＳ２）。この計数モード処理は、動作モードが監視モードに切り替わるまでの間（ステップＳ４にてＮｏの間）繰り返される。
【００４８】
このように計数モード処理が継続されている間、所定の時間周期でモード切替判定処理がなされる（ステップＳ３）。このモード切替判定処理においては、条件判定部６１３により、切替条件が満足されたか否かが判定される。そして、切替条件が満足された場合は、内部フラグであるモード切替フラグがＯＮとされ、一方、切替条件が満足されない場合は、モード切替フラグがＯＦＦとされる。
【００４９】
モード切替判定処理の後には、設定されたモード切替フラグがモード切替部６１４に参照される（ステップＳ４）。そして、モード切替部６１４の制御により、モード切替フラグがＯＮの場合は動作モードが監視モードに設定され（ステップＳ５）、一方、モード切替フラグがＯＦＦの場合は動作モードが計数モードに維持される（ステップＳ２）。
【００５０】
動作モードが監視モードに移行した場合は、まず、監視モードのための初期化処理がなされる。すなわち、投光部３ａ，３ｂそれぞれからのスリット光Ｌａ，Ｌｂの照射が停止され、フィルタ４１ａとして透明フィルタが配置される（ステップＳ５）。
【００５１】
続いて、店舗内の様子を示す監視用画像を取得する監視モード処理がなされる（ステップＳ６）。この監視モード処理も、動作モードが計数モードに切り替わるまでの間（ステップＳ８にてＮｏの間）継続される。
【００５２】
監視モード処理が継続されている間においても、所定の時間周期でモード切替判定処理がなされる。このモード切替判定処理においても条件判定部６１３により切替条件が満足されたか否かが判定され、その判定結果に応じてモード切替フラグが設定される（ステップＳ７）。そして、モード切替部６１４の制御により、モード切替フラグがＯＮの場合は動作モードが計数モードに設定され（ステップＳ１）、一方、モード切替フラグがＯＦＦの場合は動作モードが監視モードに維持される（ステップＳ６）。
【００５３】
このように、撮像装置１においては、動作中において常にモード切替判定処理がなされ（ステップＳ３，ステップＳ７）、切替条件が満足されるごとに、動作モードが、計数モードと監視モードとの間で切り替えられる。つまり、動作中に切替条件を満足するイベントが発生すると、そのイベントの発生をトリガとして動作モードが切り替えられるわけである。計数モードから監視モードへ移行するための切替条件と、監視モードから計数モードへ移行するための切替条件とは相違し、それぞれ独自の条件が設定されているが、詳細は後述する。
【００５４】
＜１−３−１．計数モード処理＞
次に、計数モード処理（図５：ステップＳ２）の処理内容について説明する。図６は、計数モード処理の流れを示す図である。前述したように、この計数モード処理は、動作モードが監視モードに切り替わるまでの間、繰り返し行なわれる。本実施の形態では、計数モード処理を繰り返す時間周期は１／３０（ｓ）に設定されている。
【００５５】
計数モード処理にあたっては、まず、撮像部４により領域９３の撮影がなされる。撮影によって取得された計数用画像は、ＲＡＭ６２に格納される。計数用画像の各画素の値は、領域９３における赤外光の強度を示すことから、領域９３においてスリット光Ｌａ，Ｌｂが照射された位置に対応する画素の値は比較的高くなり、逆に、スリット光Ｌａ，Ｌｂが照射されていない位置に対応する画素の値は比較的低くなる（ステップＳ２１）。
【００５６】
ＲＡＭ６２に格納された計数用画像は、続いて、画像処理部６１１に処理され、スリット光Ｌａ，Ｌｂが照射されている位置を示す画像に変換される。すなわち、まず、計数用画像の各画素の値が所定の閾値と比較される。そして、値が所定の閾値以上の画素の値は「１」に変換され、逆に、値が所定の閾値未満の画素の値は「０」に変換される。これにより、計数用画像は、スリット光Ｌａ，Ｌｂが照射されている位置を「１」、スリット光Ｌａ，Ｌｂが照射されていない位置を「０」でそれぞれ示す二値の画像に変換される（ステップＳ２２）。
【００５７】
次に、二値とされた計数用画像に基づいて、演算部６１２によって、通路９における人物を検出し、その通過数を計数する人物計数処理がなされる（ステップＳ２３）。人物計数処理においては、直前に得られた計数用画像のみならず、過去に得られた計数用画像も参照される。
【００５８】
図７ないし図９は、二値とされた計数用画像の例を示している。以下、図７ないし図９を参照して、人物計数処理（図６：ステップＳ２３）について説明する。なお、計数用画像７０の横方向は、被写体におけるＹ軸方向（通路９の幅方向）に対応し、計数用画像７０の中心位置７０ｃは撮影レンズ４１の光軸位置（すなわち、撮像部４の鉛直直下）に対応している。また、以下の説明では、計数用画像７０における方向および向きを示す際には、被写体の座標系と同一のものを用いる。すなわち、図７ないし図８に示すように、計数用画像７０の縦方向をＸ軸方向とし、計数用画像７０の横方向をＹ軸方向とする。
【００５９】
図７ないし図９に示すように、計数用画像７０には、第１監視ライン９１ａに向けて照射された第１スリット光Ｌａを示す像（以下、「第１スリット光像」という。）７１ａ、および、第２監視ライン９１ｂに向けて照射された第２スリット光Ｌｂを示す像（以下、「第２スリット光像」という。）７１ｂがそれぞれ含まれている。
【００６０】
通路９の監視ライン９１ａ，９１ｂ上に人物が存在しなければ、図７に示すように、計数用画像７０中のスリット光像７１ａ，７１ｂは、監視ライン９１ａ，９１ｂに相当する位置（以下、「初期位置」という。）に沿った直線形状となる。
【００６１】
一方、監視ライン９１ａ，９１ｂ上に人物が存在する場合は、人物によってスリット光が遮断されるため、図８および図９に示すように、スリット光像７１ａ，７１ｂの形状が直線形状から変化する。すなわち、スリット光像７１ａ，７１ｂのうち人物が存在する位置に相当する部分は、初期位置よりも画像の端部側に現れる。図８は、第１監視ライン９１ａ上に人物が存在しているときの計数用画像７０を示しており、図９は、第２監視ライン９１ｂ上に人物が存在しているときの計数用画像７０を示している。人物計数処理においては、このようなスリット光像７１ａ，７１ｂの形状の変化に基づいて、人物の存在を検出することができるわけである。
【００６２】
また、人物計数処理においては、スリット光像７１ａ，７１ｂの形状が変化した順番によって、人物の進行方向（進行の向き）も求められる。例えば、図８に示す計数用画像７０が取得された後、図９に示す計数用画像７０が取得された場合は、人物が第１監視ライン９１ａを通過した後、第２監視ライン９１ｂを通過した場合であるため、人物の進行方向はＸ軸＋向きであると判定される。逆に、図９に示す計数用画像７０が取得された後、図８に示す計数用画像７０が取得された場合は、人物の進行方向はＸ軸−向きであると判定される。
【００６３】
人物計数処理においては、このようにして人物の存在およびその進行方向が検出される。しかしながら、以上のアルゴリズムのみでは、人物以外の物体が監視ライン９１ａ，９１ｂを通過した場合であっても、その物体が誤って人物として検出されるおそれがある。このため、人物検出処理においては、スリット光Ｌａ，Ｌｂを遮断したもの（以下、「遮断体」という。）の速度およびサイズが、計数用画像７０に基づいて導出されるようになっている。
【００６４】
図１０および図１１は、通路９における領域９３（図１参照）の上部の空間を示す図であり、図１０はＹ軸−側からの様子、図１１はＸ軸＋側からの様子をそれぞれ示している。以下、これらの図を参照しつつ、遮断体の速度およびサイズを導出する手法について説明する。
【００６５】
なお、この説明では簡単のため、遮断体Ｏｂは立方体であるものとし、その速度をｖ、高さをｈ、Ｘ軸方向の長さ（以下、「奥行」という。）をｄ、Ｙ軸方向の長さ（以下、「幅」という。）をｗでそれぞれ表現する。また、図１０に示すように、撮像部４の撮影レンズ４１の地表面からの高さ（以下、「撮像高さ」という。）をＨ（ｍ）、２つの監視ライン９１ａ，９１ｂ間の距離をＤａ（ｍ）、中央ライン９２から監視ライン９１ａ，９１ｂまでの距離をＤｂ（＝Ｄａ／２）（ｍ）とそれぞれ表現する。さらに、図１１に示すように、撮像部４のＹ方向の画角をθｙ（ｒａｄ）、領域９３（撮像部４が画角θｙで撮影する領域）のＹ方向の長さ（以下、「撮像幅」という。）をＷＨ（ｍ）とそれぞれ表現する。これら撮像高さＨ、距離Ｄａ、距離Ｄｂ、画角θｙおよび撮像幅ＷＨはそれぞれ予め求められている。
【００６６】
遮断体の速度ｖは、一方のスリット光像の形状が直線形状から変化してから、他方のスリット光像の形状が直線形状から変化するまでに得られる計数用画像７０の数（以下、「第１フレーム数」という。）に基づいて求められる。すなわち、計数用画像７０は１／３０（ｓ）ごとに得られるため、第１フレーム数をｆ１とすると、遮断体の速度ｖ（ｍ／ｓ）は次の式（１）で求めることができる。
【００６７】
ｖ＝Ｄａ／（ｆ１／３０） …（１）
なお、一方のスリット光像の形状が直線形状から変化し、該スリット光像のその形状が所定の時間以上維持された場合は、遮断体は停止していると判定され、遮断体の速度ｖは「０」とされる。
【００６８】
遮断体の高さｈは、スリット光像の初期位置からの離間量に基づいて求められる。例えば図１０に示すように、遮断体Ｏｂが第１スリット光Ｌａを遮断した場合を想定し、撮像部４の撮影レンズ４１と、遮断体Ｏｂの上端部を第１スリット光Ｌａが照射する位置Ｐ１とを結ぶ直線ＳＬが、地表面と交わる位置をＰ２とする。
【００６９】
この場合、計数用画像７０中においては、第１スリット光像７１ａのうち遮断体Ｏｂが存在する位置に対応する部分（以下、「離間部分」という。）は、位置Ｐ２に相当する位置に現れる。このため、第１監視ライン９１ａと位置Ｐ２との距離をＤｃとすると、距離Ｄｃは計数用画像７０中におけるスリット光像７１ａの離間部分の初期位置からの最大の離間量（離間部分と初期位置との最大距離：図８における長さＤｄ）から求めることができる。
【００７０】
そして、図１０に示すように、遮断体の高さｈ、撮像高さＨ、距離Ｄｃおよび距離Ｄｂの間には、次の式（２）の関係がある。
【００７１】
ｈ：Ｄｃ＝Ｈ：（Ｄｃ＋Ｄｂ） …（２）
したがって、遮断体の高さｈ（ｍ）は、次の式（３）で求めることができる。
【００７２】
ｈ＝（Ｄｃ／（Ｄｃ＋Ｄｂ））・Ｈ …（３）
遮断体の奥行ｄは、一方のスリット光像の形状が直線形状から変化してから、該スリット光像の形状が直線形状に戻るまでに得られる計数用画像７０の数（以下、「第２フレーム数」という。）、および、速度ｖに基づいて求められる。すなわち、第２フレーム数をｆ２とすると、遮断体の奥行ｄ（ｍ／ｓ）は次の式（４）で求めることができる。
【００７３】
ｄ＝（ｆ２／３０）・ｖ …（４）
遮断体の幅ｗは、スリット光像の離間部分の長さに基づいて求められる。例えば、図１１に示すように、遮断体Ｏｂの上端部に照射されたスリット光が、地表面に到達した場合におけるＹ軸方向の長さをＷｓとする。この長さＷｓは、計数用画像７０中のスリット光像のうち、初期位置からの離間量が最大となる部分のＹ軸方向の長さ（図８における長さＷｄ）から求めることができる。
【００７４】
また、図１１に示すように、遮断体Ｏｂの高さ位置におけるＹ軸方向の撮影可能な範囲の長さをＷｈとすると、この長さＷｈ（ｍ）は、次の式（５）で求めることができる。
【００７５】
Ｗｈ＝２・（Ｈ−ｈ）・ｔａｎ（θｙ／２） …（５）
そして、図１１に示すように、遮断体の幅ｗ、長さＷｈ、長さＷｓおよび撮像幅ＷＨには、次の式（６）の関係がある。
【００７６】
ｗ：Ｗｈ＝Ｗｓ：ＷＨ …（６）
したがって、遮断体の幅ｗ（ｍ）は、次の式（７）で求めることができる。
【００７７】
ｗ＝（Ｗｈ／ＷＨ）・Ｗｓ …（７）
以上の手法によって、計数用画像７０に基づいて遮断体の速度ｖ、高さｈ、奥行ｄおよび幅ｗを求めることができる。人物検出処理においては、スリット光像７１ａの形状の変化により遮断体が検出されると、その遮断体の速度ｖ、高さｈ、奥行ｄおよび幅ｗが上記手法によって求められる。一般に、遮断体が人物であれば、速度ｖ、高さｈ、奥行ｄおよび幅ｗはそれぞれ所定の範囲内の値となる。このため、本実施の形態では、導出された速度ｖ、高さｈ、奥行ｄおよび幅ｗの全てが所定の範囲内の値となる場合のみ、その遮断体を人物として判定する。そして、そのようにして人物と判定された遮断体の数が、通路９における通過数として計数されることとなる。このような通過数は、人物の進行方向ごとに計数される。
【００７８】
このようにして人物検出処理においては、人物の通過数とともに、遮断体（人物）の進行方向、速度ｖ、高さｈ、奥行ｄ、幅ｗが求められる。このような演算部６１２による人物検出処理は、通路９における移動体の状態を示す状態変数を導出する処理であるともいえる。すなわち、状態変数には、上述した通過数、速度ｖおよびサイズ（高さｈ、奥行ｄ、幅ｗ）が含まれる。
【００７９】
図６に戻り、人物計数処理が完了すると、計数された通過数は監視装置８に送信され、監視装置８のディスプレイに表示される（ステップＳ２４）。
【００８０】
＜１−３−２．モード切替判定処理＞
次に、動作モードを計数モードから監視モードに切り替えるための切替条件が満足されたか否かを判定するモード切替判定処理（図５：ステップＳ３）について説明する。図１２は、モード切替判定処理の流れを示す図である。本実施の形態のモード切替判定処理においては、人物計数処理の結果が参照される。
【００８１】
すなわちまず、単位時間あたりの人物の通過数が参照され、その通過数が異常でないか否かが判定される（ステップＳ３１）。具体的には、単位時間あたりの人物の通過数と所定の基準値とが比較され、所定の基準値を超える場合は、その通過数が異常であると判定される。そして、通過数が異常である場合はモード切替フラグがＯＮに設定される（ステップＳ３５）。
【００８２】
通過数が異常でない場合は、続いて、遮断体の速度が異常でないか否かが判定される（ステップＳ３２）。具体的には、遮断体の速度と所定の基準値とが比較され、所定の基準値を超える場合は、その速度が異常であると判定される。また、遮断体の速度が「０」である場合も速度が異常であると判定される。そして、遮断体の速度が異常である場合はモード切替フラグがＯＮに設定される（ステップＳ３５）。
【００８３】
速度が異常でない場合は、続いて、遮断体のサイズが異常でないか否かが判定される（ステップＳ３３）。具体的には、遮断体の高さ、奥行、幅がそれぞれ対応する所定の基準値と比較され、いずれかが所定の基準値を超える場合は、そのサイズが異常であると判定される。そして、遮断体のサイズが異常である場合はモード切替フラグがＯＮに設定される（ステップＳ３５）。
【００８４】
また、遮断体のサイズが異常でない場合、すなわち、人物の通過数、遮断体の速度および遮断体のサイズのいずれもが異常でない場合は、モード切替フラグがＯＦＦに設定される（ステップＳ３４）。
【００８５】
このように、モード切替判定処理では、人物の通過数、遮断体の速度および遮断体のサイズのいずれかが異常であった場合は、切替条件が満足されたとして、モード切替フラグがＯＮに設定される。前述したように、モード切替フラグがＯＮの場合は、動作モードが計数モードから監視モードに切り替えられる。したがって、人物の通過数、遮断体の速度および遮断体のサイズのいずれかが異常であった場合は、動作モードが計数モードから監視モードに切り替えられ、これにより、店舗内の様子が視覚的に把握可能な可視画像である監視用画像が撮像装置１に取得されることとなる。
【００８６】
単位時間あたりの人物の通過数が所定の基準値を超える場合とは、店舗内に想定以上の顧客が入場した場合などである。このような場合は、店舗内の混雑具合を把握することが好ましい。このため、この場合に動作モードが監視モードに切り替わることで、店舗内の様子を視覚的に把握することができ、混雑具合を容易に把握できる。
【００８７】
また、遮断体の速度が所定の基準値を超える場合には、人物以外の動物などが店舗内に進入した可能性や、疾走する人物が存在する可能性がある。一方、遮断体の速度が「０」である場合には、なんらかの物体が通路９に載置され、通路９における顧客の通行を妨げている可能性がある。このような動物、疾走する人物、通路を遮る物体などは、顧客への迷惑となる。したがって、この場合に、動作モードが監視モードに切り替わることで、店舗内の様子を視覚的に把握することができ、店舗内になんらかの動物や異常な人物が進入していないか、あるいは、物体が通路に載置されていないかなどを容易に把握できる。
【００８８】
また、遮断体の高さ、奥行、幅がそれぞれ対応する所定の基準値を超える場合には、人物以外の動物や物体などが店舗内に進入した可能性がある。このような動物や物体などは、顧客への迷惑となる可能性があるため、この場合に、動作モードが監視モードに切り替わることで、店舗内の様子を視覚的に把握することができ、店舗内になんらかの動物や物体が進入していないかを容易に把握できる。
【００８９】
つまり、通路における移動体の状態が異常の場合などに、撮像装置１の動作モードを計数モードから監視モードに切り替えることで、その移動体の様子を可視画像により詳しく観察できるわけである。
【００９０】
＜１−３−３．監視モード処理＞
次に、監視モード処理（図５：ステップＳ６）の処理内容について説明する。監視モード処理においては、所定の時間周期で店舗内の様子を示す監視用画像が取得され、この監視用画像が監視装置８に送信され、監視装置８のディスプレイに表示される。撮影時においては、撮像装置１のパン機能、チルト機能およびズーム機能が駆使され、撮影レンズ４１の光軸が移動されるとともに、適宜、撮影レンズ４１の撮影倍率が変更される。これにより、時間経過に伴って撮影対象が順次変更されつつ撮影が行なわれるため、撮像装置１が配置される周辺一帯の様子を容易に把握することができることとなる。
【００９１】
監視モード処理の間になされるモード切替判定処理（図５：ステップＳ７）においては、動作モードが監視モードに移行してからの時間が所定時間を経過したか否かが切替条件として判定される。そして、監視モードに移行してからの時間が所定時間を経過した場合は、モード切替フラグがＯＮとされ、動作モードが監視モードから計数モードに移行することとなる。
【００９２】
以上、第１の実施の形態について説明したように、本実施の形態の撮像システム１００においては、切替条件が満足されたとき、撮像装置１の動作モードが計数モードと監視モードとの間で切り替えられる。このため、撮像システム１００を移動体の検出用と、観察用との双方の用途に使用することができ、その結果、店舗などにおける撮像システムの導入コストを抑制することができる。
【００９３】
また、通路９における遮断体（移動体）の状態を示す通過数、速度、サイズなどの状態変数が導出され、この状態変数が異常となる場合（すなわち、状態変数が基準値を超えるなどの所定の条件を満足する場合）は、撮像装置１の動作モードが計数モードから監視モードに切り替えられる。これにより、異常とされた移動体の様子を可視画像により詳しく観察することができる。
【００９４】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、動作モードを計数モードから監視モードに切り替えるための切替条件のみが第１の実施の形態と相違する。本実施の形態では、モード切替判定処理において、遮断体の状態変数ではなく、タイマ６５の計時結果が参照される。
【００９５】
図１３は、本実施の形態のモード切替判定処理（図５：ステップＳ３）の流れを示す図である。本実施の形態のモード切替判定処理では、まず、条件判定部６１３によりその時点の日時（以下、「現在日時」）がタイマ６５から取得される。続いて、現在日時が、予め設定された設定日時と一致するか否かが判定される（ステップＳＴ３１）。この設定日時は、撮像システム１００の管理者等により予め設定されてＲＡＭ６２やＲＯＭ６３に記憶されている。設定日時は、日付、曜日、時、分、秒のいずれで定義されるものであってもよい。
【００９６】
そして、現在日時が設定日時と一致した場合は、モード切替フラグがＯＮとされ（ステップＳＴ３３）、一方、現在日時が設定日時と一致しない場合は、モード切替フラグがＯＦＦとされる（ステップＳＴ３２）。したがって、現在日時が設定日時と一致した場合に、動作モードが計数モードから監視モードに移行する。
【００９７】
このように本実施の形態では、タイマ６５の計時結果が所定の条件を満足したとき、動作モードが計数モードから監視モードに移行する。これにより、定められた時間における移動体の様子を詳しく観察できることとなる。例えば、予め混雑する時間帯の開始時間が分かっている場合は、その開始時間を設定時間とすることで、その開始時間になったときに店舗内の様子を迅速に把握することができる。
【００９８】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、動作モードを計数モードから監視モードに切り替えるための切替条件のみが第１の実施の形態と相違する。本実施の形態では、モード切替判定処理において、遮断体の状態変数のうち人物の通過数のみが参照される。
【００９９】
図１４は、本実施の形態のモード切替判定処理（図５：ステップＳ３）の流れを示す図である。本実施の形態のモード切替判定処理では、まず、人物の通過数が参照され、この通過数が「１」以上であるか否かが判定される。通過数が「１」以上であるか否かを判定することは、通路９において人物が存在するか否かを判定することに実質的に相当する（ステップＳＰ３１）。
【０１００】
そして、通過数が「１」以上である場合、すなわち、人物の存在が検出された場合は、モード切替フラグがＯＮとされ（ステップＳＰ３３）、一方、通過数が「０」である場合、すなわち、人物の存在が検出されない場合は、モード切替フラグがＯＦＦとされる（ステップＳＰ３２）。したがって、人物の存在が検出された場合に、動作モードが計数モードから監視モードに移行する。
【０１０１】
このように、本実施の形態では通路９において人物が存在したときに、動作モードが計数モードから監視モードに移行する。これにより、その人物の様子を可視画像により詳しく観察できる。
【０１０２】
このような本実施の形態の切替条件は、店舗の営業時間外（夜間など）において採用することが好ましい。一般に、店舗の営業時間外においては、通路９を人物が通過することはあり得ないが、この場合において人物の存在を検出したときは、その人物は不審人物の可能性が高い。したがって、この場合に、動作モードを計数モードから監視モードに移行することで、その人物の様子を監視用画像として記録しておくことができる。これにより、撮像システム１００を営業時間外における店舗内の防犯用に効果的に使用できる。
【０１０３】
＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【０１０４】
例えば、上記実施の形態の撮像システム１００においては、人物計数処理およびモード切替判定処理が撮像装置１においてなされていたが、これらの処理は監視装置８においてなされるようになっていてもよい。この場合は、監視装置８のＣＰＵが所定のプログラムに従って演算処理を行なうことにより、図４に示す演算部６１２、条件判定部６１３およびモード切替部６１４と同様の機能が実現される。
【０１０５】
また、動作モードを計数モードから監視モードに移行する処理と同期して、補助光光源４９が撮影用補助光を発光して、撮影対象の照明を開始するようにしてもよい。これによれば、監視モードにおける撮影時に撮影対象が照明されることから、撮影対象の様子をより正確に示す鮮明な監視用画像を得ることができる。
【０１０６】
また、切替条件が満足されたときには、スピーカ２２から所定の音を発したり、ＬＥＤ２１を点滅させるなどして、警告を出力するようにしてもよい。例えば、上記第１の実施の形態や第３の実施の形態では、何らかの異常があるときに切替条件が満足されるが、このときに警告を出力することで、異常であることを明瞭に示すことができる。
【０１０７】
状態変数としては、移動体の通過数、速度、サイズなどを直接に示す値だけではなく、たとえば、各移動体の速度の均一性を示す値など、上記の量に依存した値一般を利用可能である。
【０１０８】
また、上記実施の形態において移動体は人物であったが、荷物などの物体、自動車などの乗り物、動物など、所定の領域を移動するものであれば、どのようなものであってもよい。
【０１０９】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１ないし９の発明によれば、撮像手段が、移動体の検出に用いる第１画像を取得する第１モードと、監視用の可視画像としての第２画像を取得する第２モードとを有し、適宜、動作モードが切り替えられる。このため、撮像システムを移動体の検出用と、観察用との双方の用途に使用できる。
【０１１０】
また特に、請求項２の発明によれば移動体の状態が異常の場合などに、撮像手段の動作モードを第１モードから第２モードに切り替えることで、移動体の様子を可視画像により詳しく観察できる。
【０１１１】
また特に、請求項３の発明によれば、移動体の通過数が異常の場合などに、撮像手段の動作モードを第１モードから第２モードに切り替えることで、移動体の様子を可視画像により詳しく観察できる。
【０１１２】
また特に、請求項４の発明によれば、移動体の速度が異常の場合などに、撮像手段の動作モードを第１モードから第２モードに切り替えることで、移動体の様子を可視画像により詳しく観察できる。
【０１１３】
また特に、請求項５の発明によれば、移動体のサイズが異常の場合などに、撮像手段の動作モードを第１モードから第２モードに切り替えることで、移動体の様子を可視画像により詳しく観察できる。
【０１１４】
また特に、請求項６の発明によれば、計時結果に応じて撮像手段の動作モードを第１モードから第２モードに切り替えることで、定められた時間における移動体の様子を詳しく観察できる。
【０１１５】
また特に、請求項７の発明によれば、移動体が存在するとき、撮像手段の動作モードを第１モードから第２モードに切り替えることで、移動体の様子を可視画像により詳しく観察できる。
【０１１６】
また特に、請求項８の発明によれば、撮影対象を照明するため、第２モードにおいて鮮明な第２画像を得ることができる。
【０１１７】
また特に、請求項９の発明によれば、移動体の状態が異常の場合などに警告を出力することで、異常であることを明瞭に示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】撮像システムの概略構成を示す斜視図である。
【図２】撮像装置を下面から見た図である。
【図３】撮像装置を正面から見た図である。
【図４】撮像装置の機能構成を模式的に示すブロック図である。
【図５】撮像装置の処理の基本的な流れを示す図である。
【図６】計数モード処理の流れを示す図である。
【図７】計数用画像の例を示す図である。
【図８】計数用画像の例を示す図である。
【図９】計数用画像の例を示す図である。
【図１０】通路を示す図である。
【図１１】通路を示す図である。
【図１２】第１の実施の形態のモード切替判定処理の流れを示す図である。
【図１３】第２の実施の形態のモード切替判定処理の流れを示す図である。
【図１４】第３の実施の形態のモード切替判定処理の流れを示す図である。
【符号の説明】
１撮像装置
８監視装置
９通路
７０計数用画像
１００撮像システム
６１３条件判定部
６１４モード切替部
Ｌａ，Ｌｂスリット光

Claims

撮像システムであって、
所定の領域における移動体の検出用の画像としての第１画像を取得する第１モードと、観察用の可視画像としての第２画像を取得する第２モードとを、動作モードとして有する撮像手段と、
所定の基準条件が満足されたとき、前記撮像手段の動作モードを前記第１モードと前記第２モードとの間で切り替える制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像システム。
請求項１に記載の撮像システムにおいて、
前記第１画像に基づいて、前記移動体の状態を示す状態変数を導出する手段、をさらに備え、
前記制御手段は、
前記状態変数が所定の条件を満足したとき、前記撮像手段の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替えることを特徴とする撮像システム。
請求項２に記載の撮像システムにおいて、
前記状態変数は、前記所定の領域における前記移動体の通過数に依存した値を含むことを特徴とする撮像システム。
請求項２に記載の撮像システムにおいて、
前記状態変数は、前記移動体の速度に依存した値を含むことを特徴とする撮像システム。
請求項２に記載の撮像システムにおいて、
前記状態変数は、前記移動体のサイズに依存した値を含むことを特徴とする撮像システム。
請求項１に記載の撮像システムにおいて、
計時する計時手段、
をさらに備え、
前記制御手段は、
前記計時手段による計時結果が所定の条件を満足したとき、前記撮像手段の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替えることを特徴とする撮像システム。
請求項１に記載の撮像システムにおいて、
前記第１画像に基づいて、前記所定の領域における前記移動体の存在を検出する手段、
をさらに備え、
前記制御手段は、
前記移動体の存在が検出されたとき、前記撮像手段の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替えることを特徴とする撮像システム。
請求項１ないし７のいずれかに記載の撮像システムにおいて、
前記制御手段が、前記撮像手段の動作モードを前記第１モードから前記第２モードへ切り替える処理と同期して、前記撮像手段の撮影対象の照明を開始する照明手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像システム。
請求項１ないし８のいずれかに記載の撮像システムにおいて、
前記所定の基準条件が満足されたとき、警告を出力する警告手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像システム。