JP2007264706A - 画像処理装置、監視カメラ及び画像監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の監視内容を監視する場合の設備コストの増大や画像解析装置の設置スペースの増大を抑制する。
【解決手段】外部から入力される監視領域の画像に基づいて監視領域における人物の人数を判定する混雑度判定部と、画像に基づいて人物の移動方向を検出する人流解析部と、画像に基づいて人物の行動パターンを探知するジェスチャ解析部とを備え、混雑度判定部の判定結果に応じて人物の移動方向あるいは行動パターンの何れかを択一的に解析する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像処理装置、監視カメラ及び画像監視システムに関する。

下記特許文献１には、テレビカメラが撮影した監視エリアの画像に所定の画像処理を施すことにより人物の移動軌跡を抽出し、当該移動軌跡に対する侵入者の判定処理モードを監視条件に応じて切り替える画像監視システムが開示されている。この画像監視システムは、例えば店舗の出入り口付近では開店時と閉店時で人物の挙動に違いがあるので、同一監視領域でも時間帯や季節によって移動軌跡から侵入者を判定するためのアルゴリズム、つまり判定処理モードを変更する必要があるが、従来の画像監視技術では上記判定処理モードが固定化されているため、監視対象や監視目的に応じて画像処理装置を複数設置しなければならず、よってシステムコストの上昇や安全管理が複雑になるという問題点に鑑みてなされたものであり、移動軌跡に対する侵入者の判定処理モードを監視条件に応じて切り替えることによって上記問題点を解決するものである。

なお、このような画像監視技術の他に、画像監視に関する従来技術として特許文献２及び特許文献３に開示された技術がある。特許文献２に開示された技術は、人物の手足等に設定された特徴点の３次元座標を計測することにより人物のジェスチャ（身振り）を認識するジェスチャ認識装置であり、一方、特許文献３に開示された技術は、多数の人物が存在あるいは移動する領域の画像に基づいて人物の特徴量を検出し、当該特徴量が人物形状モデルに合致すか否かを判定することによって人物の存在や人数を判定する人物検出装置である。
特開平９−３３０４１５号公報 特開２０００−１４９０２５号公報 特開２００１−１７５８６８号公報

ところで、同一の監視エリアを監視する場合に日時等の諸条件に応じて監視内容を変更する必要がある場合がある。例えば駅構内のプラットホームを監視する場合、朝のラッシュ時間帯には駅利用者の全体的な人の流れを監視する必要があるが、終電間際の時間帯では、酔払いの有無等を確認するために利用者の行動パターンを監視する必要がある。

一方、上記特許文献１の画像監視技術は、テレビカメラと当該テレビカメラが撮影した監視エリアの画像を解析する画像処理装置とが１対１に対応付けられて１つの画像監視システムを構成するものである。画像処理装置は、ＣＰＵが画像解析プログラムを実行することによって監視エリアの画像に画像解析処理を施すものであるが、この画像解析処理はＣＰＵにとって負荷の重い処理である。このような背景から、特許文献１の画像処理装置は、テレビカメラ（監視カメラ）と画像処理装置とを１対１に対応付けて画像監視システムを構築している。

すなわち、上記特許文献１の画像監視技術を、複数の監視内容の監視に適用した場合には、監視内容毎に画像処理装置を用意する必要があるので、膨大な設備コストと画像処理装置の設置スペースが必要となるという問題がある。また、複数の監視内容を１台の画像処理装置で処理しようとした場合には、上述したように画像解析処理はＣＰＵにとって負荷の重い処理なので、処理時間が長時間化して実用性に欠けるという問題が生じたり、あるいは上記処理の長時間化を回避するために解析内容を簡略化すると解析結果の精度が低下するという問題が生じる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数の監視内容を監視する場合における画像処理装置の処理負荷を低減しつつ設備コストの増大や画像解析装置の設置スペースの増大を抑制することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、画像処理装置に係る第１の解決手段として、外部から入力される監視領域の画像について前記監視領域に関する異なる事柄を各々に解析する複数の画像解析手段とを備え、外部からの入力信号に応じて前記複数の画像解析手段のうち何れかを起動させて解析結果を出力する、という手段を採用する。

また、画像処理装置に係る第２の解決手段として、外部から入力される監視領域の画像に基づいて前記監視領域の所定状況を判定する判定手段と、前記監視領域の画像について前記監視領域に関する異なる事柄を各々に解析する複数の画像解析手段とを備え、前記判定手段の判定結果に応じて前記複数の画像解析手段のうち何れかを起動させて解析結果を出力する、という手段を採用する。

画像処理装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、判定手段は、監視領域の画像に基づいて前記監視領域における人物の人数を判定する混雑度判定部である、という手段を採用する。

画像処理装置に係る第４の解決手段として、上記第２または第３の解決手段において、判定手段は、所定の時間間隔で監視領域の状況を判定する、という手段を採用する。

画像処理装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれか１つの解決手段において、複数の解析部は、前記監視領域の画像に基づいて人物の移動方向を検出する人流解析部と、前記監視領域の画像に基づいて人物の行動パターンを探知するジェスチャ解析部とからなる、という手段を採用する。

一方、本発明では、画像監視システムに係る第１の解決手段として、監視領域の画像を撮像する監視カメラと、上記第１〜第５のいずれか１つの画像処理装置と、該画像処理装置の解析結果を出力する監視装置とを具備する、という手段を採用する。

また、画像監視システムに係る第２の解決手段として、監視領域の画像を撮像する監視カメラと、上記第１〜第５のいずれか１つの画像処理装置の機能を備え、情報要求元から受信した情報要求に対して、前記監視領域の画像に関する解析結果を送信するカメラサーバと、該画像処理装置から受信した解析結果を出力する監視装置と、該監視装置と前記カメラサーバとを接続する通信回線とを具備する、という手段を採用する。

さらに、本発明では、監視カメラに係る解決手段として、監視領域の画像を撮像する撮像部と、上記第１〜第５のいずれか１つの画像処理装置の機能を備え、前記撮像手段が出力する前記監視領域の画像に基づいて解析結果を出力する画像処理部とを備える、という手段を採用する。

このような本発明によれば、監視領域に関する異なる事柄のうちいずれかを選択して解析するので、複数の事柄を監視する場合における設備コストの上昇及び画像処理装置の設置スペースの増大を抑制することが可能である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図1は、本発明の第１実施形態に係る画像監視システムの構成を示すブロック図である。この図に示すように、本画像監視システムは、監視カメラ１、画像処理装置２及び監視装置３から構成されている。

監視カメラ１は、所定の監視領域の画像（監視画像）を撮影し、当該監視画像を示す画像信号を画像処理装置２に出力する。画像処理装置２は、一種のコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が画像解析プログラムを実行することにより監視画像に所定の画像解析処理を施し、その解析結果を監視装置３に出力する。上記監視領域は、駅構内（例えばプラットホーム）あるいは複数の店舗が存在するビル内等、時間帯や曜日等の諸条件によって往来する人物の人数が変化すると共に上記諸条件に応じて異なる事柄を監視しなければならない場所、つまり各種条件に応じて監視内容が変化する場所に設定される。

このような画像処理装置２は、図示するように混雑度判定部２ａ（判定手段）、ジェスチャ解析部２ｂ（画像解析手段）及び人流解析部２ｃ（画像解析手段）から構成されている。混雑度判定部２ａは、上記監視カメラ１から入力される監視画像に基づいて監視領域における人物の混雑度を監視領域の所定状況として判定し、その判定結果をジェスチャ解析部２ｂ及び人流解析部２ｃに出力する判定手段である。ジェスチャ解析部２ｂは、上記監視画像に基づいて監視領域における人物の行動パターンを監視事項として解析し、その解析結果を監視装置３に出力する画像解析手段である。一方、人流解析部２ｃは、上記監視画像に基づいて監視領域における人物の移動方向を検出し、その検出結果を監視装置３に出力する画像解析手段である。

監視装置３は、本画像監視システムと監視員とを結ぶ一種のマンマシン・インタフェースであり、上記解析結果を監視員が理解できる情報に変換して報知する。このような監視装置３は、例えば解析結果を警報音に変換して報知する発音装置あるいは解析結果を画像表示する表示装置である。

次に、このように構成された本画像監視システムの動作について、図２に示すフローチャートに沿って説明する。

本画像監視システムが起動すると、監視カメラ１は、監視画像を連続的に撮影して画像処理装置２に連続して提供する。このような監視画像に対し、画像処理装置２内の混雑度判定部２ａは、内部タイマによって計時される時間が所定の判定時間になると（ステップＳ1）、上記監視画像を取り込み、当該監視画像に写し出されている人物の人数を検出する（ステップＳ2）。この人物の人数は、例えば上述した特許文献３に記載された技術を利用することにより、監視画像内の個々の人物を検出し、当該検出された人物の個体数を計数することによって容易に検出される。

そして、混雑度判定部２ａは、上記ステップＳ2の処理によって検出された人物の人数が所定のしきい値よりも多いか否か、つまり混雑度が高いかあるいは低いかを判定し（ステップＳ3）、この判定結果が「Ｙｅｓ」の場合、つまり監視領域における混雑度が高い場合は、判定結果として人流解析部２ｃに処理開始を指示し、一方、判定結果が「Ｎｏ」の場合、つまり監視領域における混雑度が低い場合には、判定結果としてジェスチャ解析部２ｂに処理開始を指示する。すなわち、混雑度判定部２ａは、監視領域における混雑度の高い／低いに応じて人流解析部２ｃあるいはジェスチャ解析部２ｂを択一的に起動させる。

人流解析部２ｃは、混雑度判定部２ａから処理開始の指示が入力されると、監視画像の取り込みを開始して監視領域における人物の移動方向を検出する（ステップＳ4）。この人物の移動方向は、時系列的に順次入力される各々の監視画像について例えば特許文献３に記載された技術を利用することにより個々の人物を順次検出し、さらに各々の監視画像について検出された人物の位置の変化を比較することによって容易に検出される。そして、人流解析部２ｃは、例えば監視画像に人物の移動方向を矢印で示す合成画像を検出結果として監視装置３に出力する。

一方、ジェスチャ解析部２ｂは、混雑度判定部２ａから処理開始の指示が入力されると、監視画像の取り込みを開始して監視領域における人物の行動パターンを探知する（ステップＳ5）。この人物の行動パターンは、例えば上述した特許文献２に記載された技術を利用することにより人物の特徴点の動きを検出することによって容易に探知される。例えば監視領域内を歩行して移動していた人物がしゃがみ込むと、頭部の位置は通常の歩行者とは異なる動きとなる。したがって、この場合には頭部を特徴点として人物の動きを検出することにより異常な行動パターンを取る人物を探知することが可能である。

そして、ジェスチャ解析部２ｂは、例えば監視画像に異常な行動パターンを取る人物を矢印等で示す合成画像と異常な行動パターンを取る人物が監視領域中に存在することを示す警報を探知結果として監視装置３に出力する。監視装置３は、上述した人物の移動方向に関する検出結果あるいは人物の行動パターンに関する探知結果が人流解析部２ｃあるいはジェスチャ解析部２ｂから入力されると、これら監視結果を監視員に対して出力する。

このようにして１回の監視処理が完了すると、画像処理装置２は、ステップＳ6の判断処理を実行することにより起動停止されるまでステップＳ1〜Ｓ5からなる画像監視処理を繰り返す。すなわち、起動停止されず、ステップＳ6の判断処理の結果が「Ｎｏ」となると、混雑度判定部２ａは、ステップＳ1の判断処理を繰り返すことにより、先の判定時間から一定時間が経過した次回の判定時間において、監視画像に写し出されている人物の人数を再度検出する。

このような本実施形態によれば、監視領域における人物の混雑度に応じて人物の移動方向あるいは人物の行動パターンという異なる監視内容のうち何れか一方を選択的に解析するので、上記２との監視内容の何れをも解析する場合に比較して画像処理装置２の処理負荷を軽減することができる。
また、１台の画像処理装置２で上記２との監視内容を解析することができるので、各々の監視内容毎に画像処理装置を設ける場合に比較して設備コストを低減することができると共に画像解析装置の設置スペースを省スペース化することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る画像監視システムについて説明する。
なお、本第２実施形態に係る画像監視システムは、上述した第１実施形態に係る画像監視システムと画像処理装置の構成のみが異なっている。したがって、以下の説明では、本画像監視システムにおける画像処理装置２Ａについて主に説明する。

図３は、本実施形態における画像処理装置２Ａの構成を示すブロック図である。この画像処理装置２Ａは、図示するように時間判定部２ｄを判定手段として備えている。この時間判定部２ｄは、常時時刻を計時する計時部を備えており、予め設定された時刻になったことを判定すると、人流解析部２ｃあるいはジェスチャ解析部２ｂを択一的に起動させる。

例えば駅のプラットホームは、ラッシュアワーの時間帯は混雑度が高いが、それ以外の時間帯では混雑度が低い。したがって、駅のプラットホームのように時間帯に応じて状況が変化するような監視領域については、本実施形態の画像処理装置２Ａを用いることにより、時間判定部２ｄの判定結果に基づいてラッシュアワーの時間帯では人流解析部２ｃを起動させ、それ以外の時間帯ではジェスチャ解析部２ｂを起動させることが有効である。
なお、本実施形態は、時間帯に応じて混雑度が変化する監視領域であれば適用可能なので、駅のプラットホームの他に、例えば各種ビルや学校、あるいは公共設備に適用可能である。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る画像監視システムについて説明する。
なお、本実施形態に係る画像監視システムは、上述した第１実施形態に係る画像監視システムと画像処理装置の構成のみが異なっている。したがって、以下の説明では、本画像監視システムにおける画像処理装置２Ａについて主に説明する。

図４は、本実施形態における画像処理装置２Ｂの構成を示すブロック図である。この画像処理装置２Ｂは、図示するように内部に判定手段を持つものではなく、外部に設けた外部センサ４を判定手段とするものであり、当該外部センサ４の検出結果に応じて人流解析部２ｃとジェスチャ解析部２ｂとを切り替えるものである。すなわち、画像処理装置２Ｂは、外部センサ４が出力する検出信号を取り込む信号入力機能を備えている。なお、外部センサ４としては、監視領域における人物の人数をカウントするもの等、各種センサが適用可能である。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態に係る画像監視システムについて説明する。
なお、本実施形態に係る画像監視システムは、上述した第１実施形態に係る画像監視システムと画像処理装置の構成のみが異なっている。したがって、以下の説明では、本画像監視システムにおける画像処理装置２Ａについて主に説明する。

図５は、本実施形態における画像処理装置２Ｃの構成を示すブロック図である。この画像処理装置２Ｃは、図示するように不審人物解析部２ｅ、混雑度解析部２ｆ及び人数判定部２ｇから構成されており、判定手段である人数判定部２ｇの判定結果に基づいて不審人物解析部２ｅと混雑度解析部２ｆとを切り替えるものである。人数判定部２ｇは監視領域の人数を判定し、混雑度解析部２ｆは監視領域の混雑度を解析し、また不審人物解析部２ｅは監視領域における不審人物の有無を解析する。人数判定部２ｇは、監視領域の人数が所定のしきい値を越えると、混雑度解析部２ｆを起動させ、一方、監視領域の人数がしきい値以下の場合には人数判定部２ｇを起動させる。
このような本実施形態によれば、監視領域の人数に応じて監視領域の混雑度あるいは不審人物の有無を択一的に検出することができる。

〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態に係る画像監視システムについて説明する。
なお、本実施形態に係る画像監視システムは、上述した第１実施形態に係る画像監視システムと画像処理装置の構成のみが異なっている。したがって、以下の説明では、本画像監視システムにおける画像処理装置２Ａについて主に説明する。

図６は、本実施形態における画像処理装置２Ｄの構成を示すブロック図である。この画像処理装置２Ｄは、第１解析部２ｈ１〜第ｎ解析部２ｈn及び判定部２ｉから構成されている。ｎ個（任意個数）からなる第１解析部２ｈ１〜第ｎ解析部２ｈnは、監視画像について各々に異なる事柄（監視事項）を解析対象とする画像解析手段である。また、判定部２ｉは、監視画像に基づいて監視領域の所定状況を判定し、この判定結果に基づいてｎ個の第１解析部２ｈ１〜第ｎ解析部２ｈnの何れかを択一的に起動させるものである。

すなわち、画像処理装置２Ｄは、判定部２ｉが監視領域の所定状況を判定すると、当該判定に基づいて複数ある第１解析部２ｈ１〜第ｎ解析部２ｈnのうち１つを選択的に起動させ、解析結果として得られた監視事項を出力するものである。判定部２ｉが判定する監視領域の状況は特に限定されるものではなく、また第１解析部２ｈ１〜第ｎ解析部２ｈnが解析する監視事項も特に限定されるものではない。このような画像処理装置２Ｄは、本発明の最も上位概念を示す画像処理装置である。

〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態に係る画像監視システムについて説明する。
本実施形態に係る画像監視システムは、上述した各実施形態における画像処理装置の機能を監視カメラ内に取り込んだものである。

図７は、本実施形態における監視カメラ１Ａの構成を示すブロック図である。この監視カメラ１Ａは、監視画像を撮像して画像信号を出力する撮像部１ａと、上述した各実施形態の何れかの画像処理装置と同一の画像処理機能を有する画像処理部１ｂとから構成されている。

市販されている監視カメラにはＤＳＰカメラと称して画像処理機能を有するものが存在するが、このＤＳＰカメラは監視画像について単一の事柄を解析対象とするものである。これに対して、本実施形態における監視カメラ１Ａが備える画像処理機能は、上述した各実施形態の何れかの画像処理装置と同様に、監視領域の所定状況の判定結果に応じて監視画像について解析対象とする事柄を切り替えるものである。

このよう監視カメラ１Ａを用いて画像監視システムを構築した場合、監視カメラ１Ａが解析対象とする事柄を切り替えるので、ＤＳＰカメラを用いた場合よりもカメラ台数を削減することが可能であり、よってＤＳＰカメラを用いた場合よりも画像監視システムのシステムコストを大幅に低下させることができる。

〔第７実施形態〕
次に、本発明の第７実施形態に係る画像監視システムについて説明する。
本実施形態に係る画像監視システムは、上述した各実施形態における画像処理装置の機能をカメラサーバ内に取り込んだものである。

図８は、本実施形態におけるカメラサーバ５の構成を示すブロック図、また図９は、カメラサーバ５を用いた画像監視システムのシステム構成である。カメラサーバ５は、上述した各実施形態の何れかの画像処理装置と同一の画像処理機能を有する画像処理部５ａと、画像処理部５ａから出力される解析結果を監視装置３Ａに送信する通信部５ｂとから構成されている。

図９に示すように、上記カメラサーバ５は、監視領域毎に監視カメラ１と対をなして設けられており、またインターネット等の公衆回線あるいは専用回線等の通信回線６を介して監視装置３Ａに接続されている。各々のカメラサーバ５の通信部５ｂは、監視装置３Ａから受信される解析情報提供要求に対する応答として、画像処理部５ａの解析結果を監視装置３Ａに送信する。一方、監視装置３Ａは、例えば定期的に解析情報提供要求を各々のカメラサーバ５に送信することにより各々の監視領域の解析情報を定期的に取得し、以って各々の監視領域を監視する。

このような本実施形態によれば、システムコストを従来よりも低コスト化することができるばかりではなく、監視画像を解析する画像処理機能がカメラサーバ５内に備えられているので、画像監視システムの構築や改変が容易であり、よってシステム構築の自由度を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係わる画像監視システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係わる本画像監視システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における画像処理装置２Ａの構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態における画像処理装置２Ｂの構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態における画像処理装置２Ｃの構成を示すブロック図である。 本発明の第５実施形態における画像処理装置２Ｄの構成を示すブロック図である。 本発明の第６実施形態における監視カメラ１Ａの構成を示すブロック図である。 本発明の第７実施形態におけるカメラサーバ５の構成を示すブロック図である。 上記カメラサーバ５を用いた画像監視システムのシステム構成である。

符号の説明

１…監視カメラ、２…画像処理装置、２ａ…混雑度判定部（判定手段）、２ｂ…ジェスチャ解析部（画像解析手段）、２ｃ…人流解析部（画像解析手段）、３…監視装置

Claims (8)

1. 外部から入力される監視領域の画像について前記監視領域に関する異なる事柄を各々に解析する複数の画像解析手段を備え、
   外部からの入力信号に応じて前記複数の画像解析手段のうち何れかを起動させて解析結果を出力することを特徴とする画像処理装置。
2. 外部から入力される監視領域の画像に基づいて前記監視領域の所定状況を判定する判定手段と、
   前記監視領域の画像について前記監視領域に関する異なる事柄を各々に解析する複数の画像解析手段とを備え、
   前記判定手段の判定結果に応じて前記複数の画像解析手段のうち何れかを起動させて解析結果を出力することを特徴とする画像処理装置。
3. 判定手段は、監視領域の画像に基づいて前記監視領域における人物の人数を判定する混雑度判定部であることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 判定手段は、所定の時間間隔で監視領域の状況を判定することを特徴とする請求項２または３記載の画像処理装置。
5. 複数の解析部は、
   前記監視領域の画像に基づいて人物の移動方向を検出する人流解析部と、
   前記監視領域の画像に基づいて人物の行動パターンを探知するジェスチャ解析部とからなる
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 監視領域の画像を撮像する監視カメラと、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
   該画像処理装置の解析結果を出力する監視装置と
   を具備することを特徴とする画像監視システム。
7. 監視領域の画像を撮像する監視カメラと、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像処理装置の機能を備え、情報要求元から受信した情報要求に対して、前記監視領域の画像に関する解析結果を送信するカメラサーバと、
   該画像処理装置から受信した解析結果を出力する監視装置と、
   該監視装置と前記カメラサーバとを接続する通信回線と
   を具備することを特徴とする画像監視システム。
8. 監視領域の画像を撮像する撮像部と、
   請求項１〜５のいずれか１項記載の画像処理装置の機能を備え、前記撮像手段が出力する前記監視領域の画像に基づいて解析結果を出力する画像処理部と
   を備えることを特徴とする監視カメラ。
   
   

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