JP2007011518A

JP2007011518A - 侵入者監視方法および装置

Info

Publication number: JP2007011518A
Application number: JP2005189097A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakao; 隆司中尾; Hitoshi Goto; 仁後藤; Hiromoto Furukawa; 博基古川
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2025-06-29
Also published as: JP4579067B2

Abstract

【課題】
本発明の目的は小動物による誤報を防止して侵入者を検知することを簡単な処理で行える侵入者監視方法および装置を提供することにある。
【解決手段】
２台のカメラ１ａ、１ｂからなるステレオカメラ１は監視対象範囲への侵入者を撮像する。２値画像作成部６ａ、６ｂはステレオカメラ１で撮像した右画像と左画像から得た右侵入者画像と左侵入者画像を２値化する。重畳画像抽出部７は２値化された左右画面の画面中心を合せて重ね合わせ右侵入者画像と左侵入者画像が重畳する侵入者重畳画像を抽出する。侵入者判定部８は侵入者重畳画像の大きさによって侵入者と判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は監視カメラを用いて建造物室内や敷地内への不審者などの侵入者を監視する侵入者監視方法および装置に関する。

近年、安全性確保のために建造物室内や敷地内への不審者が侵入したことを検知し、警備会社に通報するセキュリティシステムの実用化が検討されている。侵入者監視のセキュリティシステムは２台のカメラからなるステレオカメラで撮像した侵入者の距離画像を用いるのが有効と考えられている。

周知のように、距離画像はステレオパターンマッチング処理により生成することができる。ステレオパターンマッチング処理は、２台のカメラでそれぞれ撮像した画像（右画像と左画像）から対象物体（侵入者）をパターンマッチング処理にて探索し、左右画像でそれぞれ特定した物体位置の差を視差（カメラ視差）として距離を算出している。このことは、例えば、下記の特許文献１に記載されている。

特許第３０５０２８３号明細書

従来技術のパターンマッチング処理によるステレオ画像処理は、左右画像で同一点を撮像している画素あるいは領域の対応付けを画面全体について行うための処理量が膨大なものになり、また、虫等の小動物は誤報を防止するために侵入者と識別して判定しなければならず処理が面倒であるという問題点を有する。

本発明の目的は小動物による誤報を防止して侵入者を検知することを簡単な処理で行える侵入者監視方法および装置を提供することにある。

本発明の特徴とするところは、侵入者を撮像する２台のカメラからなるステレオカメラで撮像された右画像と左画像の左右画面の画面中心を合せて重ね合わせ右侵入者画像と左侵入者画像の侵入者重畳画像を求め、侵入者重畳画像の大きさによって侵入者と判定するようにしたことにある。

換言すると、本発明は左右画面のカメラ光軸を合せて重ね合わせ右侵入者画像と左侵入者画像の侵入者重畳画像を抽出し、侵入者重畳画像の領域が閾値より大きいときに侵入者と判定するものである。

本発明は右侵入者画像と左侵入者画像の侵入者重畳画像を求め、侵入者重畳画像の大きさによって侵入者と判定するようにしている。ステレオカメラの２台のカメラ間距離を１５〜２０ｃｍ程度に設定することにより虫などの小動物では重畳画像が得られないので小動物による誤報を防止でき、また、侵入者重畳画像領域の大きさを測定するという簡単な処理で侵入者を検知することができる。

光軸平行な２台のカメラからなるステレオカメラは監視対象範囲への侵入者を撮像する。第１の差分画像演算手段はステレオカメラで撮像された右画像と背景画像の差分を求め右侵入者画像を出力し、また、第２の差分画像演算手段はステレオカメラで撮像された左画像と背景画像の差分を求め左侵入者画像を出力する。右侵入者画像は第１の２値画像作成手段により２値化され、左侵入者画像は第２の２値画像作成手段により２値化される。重畳画像抽出手段は２値化された左右侵入者画面の画面中心（カメラ光軸）を合せて重ね合わせた右侵入者画像と左侵入者画像が重畳する侵入者重畳画像を抽出する。侵入者判定手段は侵入者重畳画像の領域が閾値より大きいときに侵入者と判定する。ステレオカメラの２台のカメラ間距離は非検出とする小動物の大きさ以上に設定される。

図１に本発明の一実施例を示す。

図１において、光軸平行な２台のカメラ１ａ、１ｂからなるステレオカメラ１は建造物室内の天井部に配置され、室内（監視対象範囲）への侵入者を周期的に撮像する。２台のカメラ１ａ、１ｂの距離Ｌは１５〜２０ｃｍ程度に設定されている。カメラ間距離Ｌは非検出とする小動物より大きく設定される。カメラ１ａ、１ｂは電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラなどが用いられ、３３ｍｍ秒程の撮像周期（一定周期）で３０フレーム／秒程度撮像する。カメラ１ａで撮像した右画像とカメラ１ｂで撮像した左画像は画像処理装置２に入力される。

カメラ１ａで撮像した右画像は画像入力部３ａを介して差分画像演算部４ａに入力され、また、カメラ１ｂで撮像した左画像は画像入力部３ｂを介して差分画像演算部４ｂに入力される。差分画像演算部４ａ、４ｂにはファイル５から背景画像が与えられている。背景画像は左右画像でカメラ間距離Ｌに相当するカメラ視差だけ異なっている。

第１の差分画像演算部４ａはステレオカメラ１で撮像された右画像と背景画像の差分を求め右侵入者画像を出力し、また、第２の差分画像演算部４ｂはステレオカメラ１で撮像された左画像と背景画像の差分を求め左侵入者画像を出力する。右侵入者画像は第１の２値画像作成部６ａにより２値化され、左侵入者画像は第２の２値画像作成部６ｂにより２値化される。２値化された左右の侵入者画像は重畳画像抽出部７に加えられる。

重畳画像抽出部７は２値化された左右侵入者画像の画面中心を合せて重ね合わせた右侵入者画像と左侵入者画像が重畳する侵入者重畳画像を抽出する。画面中心は２台のカメラ１ａ、１ｂのカメラ光軸に相当する。侵入者判定部８は侵入者重畳画像の領域が閾値より大きいときに侵入者と判定する。閾値はノイズにより誤動作しないように画素数で設定される。

次に、図２に示すフローチャートを参照して動作を説明する。

ステレオカメラ１は３３ｍｍ秒の撮像周期（一定周期）で監視対称範囲を撮像する。画像処理装置２はステップＳ１においてカメラ１ａで撮像した右画像を画像入力部３ａで入力し、カメラ１ｂで撮像した左画像を画像入力部３ｂで入力する。

画像入力部３ａに入力された右画像は第１の差分画像演算部４ａに加えられ、また、画像入力部３ｂに入力された左画像は第２の差分画像演算部４ｂに加えられる。差分画像演算部４ａ、４ｂはステップＳ２で左右画像とファイル５の背景画像の差分画像を演算により求める。侵入者がいない場合、差分画像演算部４ａ、４ｂは差分画像を出力しないことになる。

カメラ１ａ、１ｂで撮像した左右画像に侵入者が撮像されると、第１の差分画像演算部４ａはカメラ１ａで撮像された右画像と背景画像の差分を求め右侵入者画像を出力し、また、第２の差分画像演算部４ｂはカメラ１で撮像された左画像と背景画像の差分を求め左侵入者画像を出力する。左右の侵入者画像の画面位置はカメラ１ａ、１ｂのカメラ間距離Ｌに相当するカメラ視差だけ異なっている。

２値画像作成部６ａ、６ｂはステップＳ２からステップＳ３に移行して左右の侵入者画像を２値化して侵入者２値画像を作成する。第１の２値画像作成部６ａは右侵入者画像を２値化し、第２の２値画像作成部６ｂは左侵入者画像を２値化する。２値化された左右の侵入者画像は重畳画像抽出部７に加えられる。

重畳画像抽出部７はステップＳ４において２値化された左右侵入者画面の画面中心を合せて重ね合わせた右侵入者画像と左侵入者画像が重畳する侵入者重畳画像を抽出する。画面中心は２台のカメラ１ａ、１ｂのカメラ光軸に相当する。

図示を簡単にするために侵入者を円筒形で示すと、右侵入者画面９Ｒの右侵入者画像１０Ｒは図３（ａ）に示すようになり、左侵入者画面９Ｌの左侵入者画像１０Ｌは図３（ｂ）に示すようになる。右侵入者画面９Ｒにおける右侵入者画像１０Ｒと左侵入者画面９Ｌにおける左侵入者画像１０Ｌの画面位置はカメラ１ａ、１ｂのカメラ視差（カメラ間隔Ｌ）だけ異なっている。

左右侵入者画面９Ｒ、９Ｌの×印の画面中心を合せて重ね合わると、侵入者の身体幅はカメラ視差より大きいので右侵入者画像１０Ｒと左侵入者画像１０Ｌに重畳する領域が生じる。図３（ｃ）に示す左右侵入者画面９Ｒ、９Ｌを重ね合せた左右侵入者画像１０Ｒ、１０Ｌのハッチング部分が重畳領域になり侵入者重畳画像１１になる。

重畳画像抽出部７で抽出された侵入者重畳画像１１は侵入者判定部８に与えられる。侵入者判定部８はステップＳ５で侵入者重畳画像１１の領域（画素数）と閾値を比較して、侵入者重畳画像１１が大きいときに侵入者と判定する。侵入者判定部８はステップＳ６に移り警報を発生する。警報は警備会社などに通報される。

このように左右侵入者画像１０Ｒ、１０Ｌから抽出した侵入者重畳画像１１の大きさによって侵入者を検知するのであるが、一般人の身体幅はカメラ視差より大きいので侵入者を確実に検知でき、かつ、侵入者重畳画像領域を測定するという簡単な処理で侵入者検知を行うことができる。

一方、小動物を撮像した場合の右小動物画面１２Ｒの右小動物画像１３Ｒは図４（ａ）に示すようになり、左小動物画面１２Ｌの左小動物画像１３Ｌは図４（ｂ）に示すようになる。小動物は侵入者と同様に円筒形で示している。右小動物画面１２Ｒにおける右小動物画像１３Ｒと左小動物画面１２Ｌにおける左小動物画像１３Ｌの画面位置はカメラ１ａ、１ｂのカメラ視差（カメラ間隔Ｌ）だけ異なっている。

左右小動物画面１２Ｒ、１２Ｌの×印で示す画面中心を合せて重ね合わせても、小動物の幅はカメラ視差より小さいので右小動物画像１３Ｒと左小動物画像１３Ｌは図４（ｃ）に示すように離れている。右小動物画像１３Ｒと左小動物画像１３Ｌは重畳領域を生じないので小動物による誤報を発生することがなくなる。

このようにして侵入者の監視を行うのであるが、右侵入者画像と左侵入者画像の侵入者重畳画像を求め、侵入者重畳画像の大きさによって侵入者と判定するようにしている。ステレオカメラの２台のカメラ間距離を１５〜２０ｃｍ程度に設定することにより虫などの小動物では重畳画像が得られないので小動物による誤報を防止でき、また、侵入者重畳画像領域の大きさを測定するという簡単な処理で侵入者を検知することができる。

また、簡単な処理で小動物による誤報を防止して侵入者を検知することができるので、侵入者監視を行うセキュリティシステムを低コストで構成することができる。

本発明の一実施例を示す構成図である。本発明の動作を説明するためのフローチャートである。本発明の説明図である。本発明の説明図である。

符号の説明

１…ステレオカメラ、１ａ、１ｂ…カメラ、２…画像処理装置、３…画像入力部、４…差分画像演算部、５…背景画像ファイル、６…２値画像作成部、７…重畳画像抽出部、８…侵入者判定部、Ｌ…カメラ間距離（カメラ視差）。

Claims

監視対象範囲への侵入者を撮像する２台のカメラからなるステレオカメラと、前記ステレオカメラで撮像された右画像と左画像を画像処理する画像処理装置を有し、前記画像処理装置は、前記左右画面の画面中心を合せて重ね合わせ右侵入者画像と左侵入者画像の侵入者重畳画像を求め、前記侵入者重畳画像の大きさによって前記侵入者と判定するようにしたことを特徴とする侵入者監視方法。
監視対象範囲への侵入者を撮像する光軸平行な２台のカメラからなるステレオカメラと、前記ステレオカメラで撮像された右画像と左画像を２値化した２値化画像を画像処理する画像処理装置を有し、前記画像処理装置は、前記左右画面のカメラ光軸を合せて重ね合わせ右侵入者画像と左侵入者画像の侵入者重畳画像を抽出し、前記侵入者重畳画像の領域が閾値より大きいときに前記侵入者と判定するようにしたことを特徴とする侵入者監視方法。
監視対象範囲への侵入者を撮像する２台のカメラからなるステレオカメラと、前記ステレオカメラで撮像された右画像と左画像から得た右侵入者画像と左侵入者画像を２値化する２値画像作成手段と、２値化された左右画面の画面中心を合せて重ね合わせ右侵入者画像と左侵入者画像が重畳する侵入者重畳画像を抽出する重畳画像抽出手段と、前記侵入者重畳画像の大きさによって前記侵入者と判定する侵入者判定手段とを具備することを特徴とする侵入者監視装置。
監視対象範囲への侵入者を撮像する光軸平行な２台のカメラからなるステレオカメラと、前記ステレオカメラで撮像された右画像と背景画像の差分を求め右侵入者画像を出力する第１の差分画像演算手段と、前記ステレオカメラで撮像された左画像と背景画像の差分を求め左侵入者画像を出力する第２の差分画像演算手段と、前記右侵入者画像を２値化する第１の２値画像作成手段と、前記左侵入者画像を２値化する第２の２値画像作成手段と、２値化された前記左右侵入者画面のカメラ光軸を合せて重ね合わせた右侵入者画像と左侵入者画像が重畳する侵入者重畳画像を抽出する重畳画像抽出手段と、前記侵入者重畳画像の領域が閾値より大きいときに前記侵入者と判定する侵入者判定手段とを具備することを特徴とする侵入者監視装置。
請求項３、４のいずれか１項において、前記ステレオカメラの２台のカメラ間距離は非検出とする小動物の大きさ以上に設定することを特徴とする侵入者検知装置。