JP2005236494A

JP2005236494A - 監視システム

Info

Publication number: JP2005236494A
Application number: JP2004041074A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Okochi; 敏行大河内
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】イルミネーションによる点滅照明の影響のある被写体光像を撮像装置で撮像して得た信号レベルの変動のある映像信号においても、動きのある映像信号のみを検出することにより、記録時間を短縮し、しかも正確な動きのある映像信号を検出し表示することが出来る監視システムを提供する。
【解決手段】照明光が明状態でありかつ動きのある被写体が監視エリア内に存在しない時の映像信号に係る画像の第１の輝度レベルと、照明光が滅状態でありかつ動きのある被写体が監視エリア内に存在しない時の映像信号に係る画像の第２の輝度レベルと、との差分値を基準レベルとして記憶し、現在の第１の輝度レベルと第２の輝度レベルとの差分レベルが、基準レベルより大なるレベルに変化するか、又は大なるレベルから基準レベル以下に変化した場合には監視エリア内に動きが有ったことを検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、監視カメラで被写体光像を撮像して得た映像信号を用いて、被写体光像の動きを検出する監視システムに関する。

監視カメラで被写体光像を撮像して得た映像信号をモニタに表示して被写体光像を監視するＣＣＴＶ（ＣｌｏｓｅｄＣｉｒｃｕｉｔＴｅｌｅＶｉｓｉｏｎ：ビデオカメラとモニタが一体となった閉回路テレビシステム）では、監視を対象とする被写体光像に動きが生じた場合のみ、録画装置に映像信号を連続で詳細に記憶し、動きの無い状態では映像信号を間欠に記憶し録画装置の記憶容量を節約する。

この監視を対象とする被写体光像の動きをセンサとしては、ドアの開閉を検出する接触タイプの触覚センサ、人間の体から放射される熱を検知する赤外線センサ等があるが、動き検出装置としては制限が多く、設置費用も高いので特定用途にしか使用されていない。

従って、一般的には、監視カメラで被写体光像を撮像して得た映像信号から被写体光像の動きを検知する。その方法としては、前回被写体光像を撮像して得た映像信号と、今回同じ位置で撮像した被写体光像との差分を求めることにより動きを検出している。

図７はこのような監視カメラで被写体光像を撮像して得た映像信号から被写体光像の動きを検知する監視システムの概要図である。このシステムは監視カメラ１、録画装置２、モニタ３、動き検出装置４から構成されている。

そして、このシステムの動作例を説明すると、まず監視カメラ１から監視する被写体光学像を撮像して得た映像信号Ｓ０を録画装置２に送ると共に、動き検出装置４に送る。

動き検出装置４では、アナログ信号である映像信号Ｓ０をＡ/Ｄ変換回路４ｂでデジタル信号Ｄ０に変換し、最初の１フレームは第１のメモリ４ｄに、次の１フレームは第２のメモリ４ｅに記憶する。

そして、第１のメモリ４ｄからは最初のフレームの記憶データＤ１を、第２のメモリ４ｅからは次のフレームの記憶データＤ２を同時に読み出して、比較回路４ｆに送り記憶データＤ１と記憶データＤ２とを比較して差分があれば、録画装置２において、映像信号Ｓ０を連続録画するよう制御する制御信号ＣＴＬを比較回路４ｆで生成し録画装置２に送る。

一方、記憶データＤ１と記憶データＤ２を比較して差分がなければ、録画装置２において、映像信号Ｓ０を間欠録画するよう制御する制御信号ＣＴＬを生成し録画装置２に送る。

このようにして１フレーム分の時間差のある映像信号の比較を行うことにより、監視する被写体光像の動きを検出していた。
特開平２−１６２８９０号公報特開平９−１０２９４６号公報

図７に示す従来の標準的な監視システムでは、主として監視カメラの被写体光像が動いた時のみに、連続的に映像信号を録画し、それ以外は間欠的に映像信号を録画することが、望まれるが、主として監視カメラ周辺の照明の変化を映像信号の差分として検出し、動き有りとして制御信号を出力してしまうと言う問題点がある。特に店頭に固定されたイルミネーションに反応してしまう点が問題であった。

そこで本発明は、上述した問題点を解決して、監視カメラ周辺の照明の変化には反応しない、人間あるいは移動物の動きのみを検出する監視システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明の監視システムは、高輝度差をもって明滅する照明光で照明されかつ監視エリア内の被写体を撮像して得た映像信号を用いて前記被写体の動き検出を行う監視システムにおいて、前記照明光が明状態でありかつ前記被写体が前記監視エリア内で動きがない時の前記映像信号に係る画像の第１の輝度レベルと、前記照明光が滅状態でありかつ前記被写体が前記監視エリア内で動きがない時の前記映像信号に係る画像の第２の輝度レベルとの差分値を基準レベルとして記憶する記憶手段（メモリ２７，２８，２９）と、前記監視エリア内での監視状態下において、前記第１の輝度レベルと前記第２の輝度レベルとの差分レベルが、前記記憶手段から読み出した前記基準レベルより大なるレベルに変化するか、又は前記大なるレベルから前記基準レベルに変化した場合には、前記監視エリア内で前記被写体の動きに応じた輝度レベルの変動を検知することにより前記被写体の動きを検出する検出手段（動き検出装置２０）とを有する。

上記目的を達成するため、第２の発明の監視システムは、前記映像信号を連続して記録し、前記監視エリア内で前記被写体の動きが有ったことが検出されたときに得られる映像信号の直前直後の画像フレームに係る映像信号を繰り返し読み出し出力する読出手段（録画装置２）と、前記繰り返し読み出された映像信号を表示する表示手段（モニタ３）とを更に備えたことを特徴とする前記第1の手段に記載された監視システムである。

本発明の監視システムによれば、イルミネーションによる点滅照明の影響のない動き検出を行うことが出来るから、監視画像の記録時間を短縮し、しかも正確な動きのある映像信号を検出することが出来るという効果がある。

以下、本発明の実施の最良の形態につき、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る監視システム例の概要図である。この監視システムは、カメラ１、ＶＤＲ２、モニタ３で構成する。尚、ＶＤＲ（ＶｉｄｅｏＤｉｓｋＲｅｃｏｒｄｅｒ）はハードディスクを記録媒体とする録画装置で動き検出装置ＭＤ２０を内蔵する。

図１（Ａ）において、まず、図示していない被写体光像をカメラ１で撮像し映像信号Ｓ０を得る。そしてＶＤＲ２に複数の映像信号で構成したブロック単位で録画し、ＭＤ２０により動きを検出したブロックの複数の映像信号Ｓ１を繰り返し出力し、モニタ３で表示し動きのある部分を監視する。

次に、図１（Ｂ）により、動き検出装置ＭＤ２０の動作説明をする。動き検出装置ＭＤ２０はＹ/Ｃ分離回路２１（Ｙ／Ｃ２１と略す）、Ａ／Ｄ変換回路２２（Ａ／Ｄ２２と略す）、差分計算回路２３（差分２３と略す）、比較回路２４（比較２４と略す）、判別回路２５（判別２５と略す）、出力回路２６（出力２６と略す）、メモリ２７，２８，２９、ＣＰＵ３０、バスライン３１より構成する。

まず、被写体光像をカメラ１で撮像して得た映像信号Ｓ０を、動き検出装置ＭＤ２０のＹ／Ｃ２１へ加え輝度信号Ｓ０‘を取り出しＡ／Ｄ２２によりデジタル信号Ｄ０に変換する。

デジタル信号Ｄ０における動き検出を行う範囲は、監視する被写体光像の動きを予測して予め設定し、その範囲のデータＤａをメモリ２７に記憶する。動き検出を行う範囲は、例えば、図２（Ａ）に示すように頭上で昼夜常に稼働しているイルミネーションＡは避けた範囲１、固定位置に設置されたイルミネーションＢを含む範囲２、不確定に稼働し、しかも移動するイルミネーションＣ含む範囲３等がある。

そして、図２（Ｂ）に示すようなＭＥＮＵで動き検出を行う範囲を選択する。この範囲の選択についてはＶＤＲ２に付属してついているリモコン２‘により行う。例えばリモコン２’のリモコンボタンを押すと、図２（Ｂ）の画面がＶＤＲ２経由でモニタ３に表示されるから、その画面を見ながらリモコン２‘のボタンにより操作する。

リモコン２‘のボタンにより操作して、デジタル信号Ｄ０における動き検出を行う範囲をＭＥＮＵＥから選択して設定し、その範囲のデータＤａをメモリ２７に記憶する。そしてメモリ２７からは前回記憶した動き検出を行う範囲のデータＤｂと今回の範囲のデータＤ０とを同時に差分２３に加えて（Ｄ０−Ｄｂ）の演算を行い、差分データＤ１を生成する。

そして、メモリ２８に予め記憶されている動き検出を行う範囲におけるしきい値と差分データＤ１との比較を比較２４で行い、しきい値以上であれば１、しきい値未満であれば０としたデータＤ２を生成し判別２５に送る。判別２５では予めメモリ２９に記憶した判別データＤｄによりデータ２を、動きありもしくは動きなしと判定して、判定データＤ３を生成し出力２６に送り出力２６で判定信号Ｓｄとして判定結果の信号を得る。

判別データＤｄは判別する際に中心のデータに対し周辺の複数のデータも含めて行うよう設定したものである。例えば中心のデータに対し前後左右のデータが全て１となった時に動きありと検出して判別する。

図３（Ａ）にイルミネーションを撮像した時の映像信号による信号レベル例を示す。イルミネーションの中央の信号レベルは高いが周辺に行くほど低くなっている。イルミネーションをカメラ１で撮像した時に、しきい値以上となった面積範囲を黒色で表す。この図の例では中央部のみがしきい値以上で、それ以外の周辺部は斜線で示すようにしきい値未満である。

イルミネーションは常時ＯＮ，ＯＦＦし人目を引くように動作するため、しきい値以上である中央部の判別データＤ３が１となったり０となったりして変動するため動きありと判定されやすい。これを防ぐために、イルミネーションで照明されるがしきい値以下の範囲の斜線で示す範囲はイルミネーションのＯＮ，ＯＦＦによって映像信号レベルは変動するものの、しきい値以下のため判別データＤ３は０となって動きなしと判定出来るから、中央部のみが１で、この範囲全てが１でなければイルミネーションと判定できる。

従って、判定データＤｄは例えば図３（Ｃ）の中央の画素Ａ（０，０）の判定データＤ３がしきい値以上である１を示し、周辺４画素の判定データＤ３がしきい値未満の０を示せば動きなしと判定する。そして、中央の画素を含め５画素が同時にしきい値以上の１を示せばイルミネーションの影響は無いものと判断して動きありと判定する。

図（３）の（Ａ）に示すイルミネーションの例では図３の（Ｂ）に示す画素配列の中央部の画素Ａ（０，０）の１画素のみがしきい値以上となり、それ以外の周辺部はしきい値未満である。

従って、図４（Ａ）に示すように、動き検出を行う範囲において、斜線部の判定データＤ３がしきい値以上の１を示せば動きありと判定し、イルミネーションによるしきい値以上の範囲が大きい図４（Ｂ）に示すような場合は、やはり斜線部の判定データＤ３がしきい値以上の１を示せば動きありと判定するよう、それぞれのイルミネーションの大きさによって判定データＤ３を設定する。

すなわち、図４（Ａ）の場合、３ｘ３の範囲全てが１であれば動きありと判定する。図４（Ｂ）の場合は４ｘ４の範囲となる。

そして、ＶＤＲ２はカメラ１により送られてくる映像信号Ｓ０をハードディク面にエンドレスに記録し、読み出しは任意の時間で行うことが出来るから、動き検出装置ＭＤ２０により動きありと判定された映像信号を検出信号Ｓｄにより指定し、例えば、その指定映像信号の前後１０秒範囲の映像信号を出力映像信号Ｓ１として繰り返し読み出して、モニタ３に警告音と共に表示し、他の録画装置に発生時刻と共に記録する。

このように、イルミネーションによる映像信号レベルの変動を、しきい値を設定することにより動き検出の判定から外し、さらに動き検出の判定を複数領域とすることにより、イルミネーションによる映像信号レベルの変動を除去して、正確な監視カメラによる動き検出が出来る監視システムを得ることが出来る。

次に、動き検出を行うブロックを指定する実施例２について説明する。まず図５（Ａ）に示すように例えば被写体光像をカメラ１で撮像して得た映像信号Ｓ０の全体画像を縦１０個、横１５個のブロックとする。そして、動き検出を行うブロックを図５（Ｂ）の斜線部で示すように指定する。このブロック指定はリモコン２‘を用いて行う。

指定されたブロック指定の中で動き検出を行う検出部を画素単位で設定する。例えば、指定された１つのブロックの中で動き検出を行うのに最適な画素数は４ｘ４の１６程度が最適であり（画素数が多いと動き検出に時間がかかり少ないと精度が悪くなる）、例えば図６に示すようにＤ（０，０）〜Ｄ（３，３）の位置の画素を設定する。

この指定した画素のデータについては差分判定フラグを付加しておき、動き検出により差分を検出してその差分がしきい値以上であれば、その画素における差分判定フラグを１に設定する。

動き判定は、差分判定フラグが１である画素を中心にして隣接する画素全ての差分判定フラグが１であれば、動きありと判定する。例えば図６においてＤ（１，１）の差分判定フラグが１であった場合、Ｄ（１，０），Ｄ（０，１），Ｄ（１，２），Ｄ（２，１）の画素の差分判定フラグが１であれば、動きありと判定する。より精度を高めるため、斜め方向の画素（Ｄ（０，０），Ｄ（２，０），Ｄ（０，２），Ｄ（２，２）を判定に含める場合もある。

このように、イルミネーションによる映像信号レベルの変動を、ブロックを指定して予めしきい値を設定することにより精度の良い動き検出を行うことが出来る。特に差分判定フラグを、指定した画素に付加することにより、判定速度の向上を図ることが出来る。

図１（Ｂ）の動き検出装置ＭＤ２０を用いて、まずイルミネーション等の明滅をする照明光が明状態でありかつ被写体が監視エリア内で動きがない時の映像信号に係る画像の第１の輝度レベルと、照明光が滅状態でありかつ被写体が監視エリア内で動きがない時の映像信号に係る画像の第２の輝度レベルとの差分値を差分２３で検出し、メモリ２８にデータＤｃとして記憶する。

そして、監視エリア内での監視状態下において、第１の輝度レベルと前記第２の輝度レベルとの差分レベルＤ１が、メモリ２８から読み出したデータＤｃより大なるレベルに変化するか、又は前記大なるレベルからデータＤｃに変化した場合には、比較２４で動きありとしてフラグを１とする。比較２４からはフラグを付加した比較済みデータＤ２を出力する。

そして、動き判定を行う範囲Ｄｄをメモリ２９に記憶しておき、判別２５でデータＤ２をＤｄの範囲でフラグを見て所定の条件により動き判定を行いその判定結果Ｄ３を出力する。そして動きがある場合は出力２６から読み出し信号ＳｄとしてＶＤＲ２へ送る。

動き判定を行う所定の条件としては、動き判定を行う範囲が狭い場合はフラグが全て１の時のみを動きありとするが、動き判定を行う範囲が広い場合は、フラグが１の映像信号の周辺が全て１であれば動きありと判定すればよい。

このように、イルミネーションによる映像信号レベルの変動を、予め記憶しておき、この変動以上の大きなレベルを検知した時に動きありと判定することにより精度の良い動き検出を行うことが出来る。

本発明に係る監視システムの構成図を示す図ある。本発明に係る監視範囲を示す図である。イルミネーションによる信号レベル例を示す図である。動き判定を行う範囲を示す図である。ブロック指定の範囲を示す図である。指定されたブロックの中で差分を検出する画素配列を示す図である。従来の監視システムの構成図を示す図ある。

符号の説明

１監視カメラ
２録画装置（読出手段）
３モニタ（表示手段）
４動き検出装置
４ａ同期分離回路
４ｂＡ/Ｄ変換回路
４ｃ基準信号発生回路
４ｄ第１のメモリ
４ｅ第２のメモリ
４ｆ比較回路
２０動き検出装置（検出手段）
２１Ｙ／Ｃ分離回路
２２Ａ／Ｄ変換回路
２３差分回路
２４比較回路
２５判別回路
２６出力回路
２７，２８，２９メモリ（記憶手段）
３０ＣＰＵ

Claims

高輝度差をもって明滅する照明光で照明されかつ監視エリア内の被写体を撮像して得た映像信号を用いて前記被写体の動き検出を行う監視システムにおいて、
前記照明光が明状態でありかつ前記被写体が前記監視エリア内で動きがない時の前記映像信号に係る画像の第１の輝度レベルと、前記照明光が滅状態でありかつ前記被写体が前記監視エリア内で動きがない時の前記映像信号に係る画像の第２の輝度レベルとの差分値を基準レベルとして記憶する記憶手段と、
前記監視エリア内での監視状態下において、前記第１の輝度レベルと前記第２の輝度レベルとの差分レベルが、前記記憶手段から読み出した前記基準レベルより大なるレベルに変化するか、又は前記大なるレベルから前記基準レベルに変化した場合には、前記監視エリア内で前記被写体の動きに応じた輝度レベルの変動を検知することにより前記被写体の動きを検出する検出手段とを有することを特徴とする監視システム。
前記映像信号を連続して記録し、前記監視エリア内で前記被写体の動きが有ったことが検出されたときに得られる映像信号の直前直後の画像フレームに係る映像信号を繰り返し読み出し出力する読出手段と、
前記繰り返し読み出された映像信号を表示する表示手段とを更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の監視システム。