JP2008181347A - 侵入監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】侵入検知エリアの設定を簡易にし、しかも検知除外領域内の移動物の識別処理を不要にして確実な侵入監視ができる。
【解決手段】侵入検知エリアは、背景画像中から検知対象領域のみを矩形で設定する検知領域Ａと、侵入禁止区域内とこの侵入禁止区域外を仕切る「仮想フェンス」の外側に矩形で設定する警戒領域Ｂと、「仮想フェンス」の侵入禁止区域内側に矩形で設定する警報領域Ｃと、背景画像中から侵入検知対象除外とする領域を、矩形、直線または折れ線で設定、またはピンポイントで設定する検知除外領域Ｄで設定し、移動物が各領域の内外に位置するか否かによって侵入の有無および度合いを解析する。
【選択図】図１

Description

本発明は、監視領域を撮影した背景画像中から移動物を検出し、移動物と侵入検知エリアとの画像上の相対位置から移動物の侵入等を監視する侵入監視システムに係り、特に侵入検知エリアの設定と侵入解析に関する。

この種の侵入監視システムは、監視カメラで撮影した画像、またはネットワークを介して入力した画像情報を、画像解析技術（背景を認識し、その背景との比較により異なる箇所を移動物として検出する技術）を用いて解析し、その結果より予め設定した侵入検知エリアに基づき、移動物（侵入者や侵入車両）の警戒、侵入等を監視する。

侵入監視システムの構成例を図６に示す。侵入監視用コンピュータシステム１００は、画像解析ソフトを含む侵入監視ソフトを搭載したコンピュータ本体１を中枢部とし、その入出力装置として、監視画像を表示する画像表示装置２、操作員による操作入力を取り込むマウス・キーボード３、警報出力を発生する警報器４、監視画像や解析情報を入出力するためのＣＤ等の外部媒体５、ネットワークを介してカメラからの監視情報入力や他の情報発信源（通信端末、中央監視室コンピュータ）との通信を行うための通信伝送処理装置６を備える。また、コンピュータ本体１には現場の監視カメラの撮影画像を取り込むキャプチャーカードドライバ７、警報装置への接点出力や他の入出力装置との接点入出力を行うＤＩ／ＤＯ部８を内蔵する。

侵入検知エリアの設定は、画像表示装置２に表示する監視画像に対して、操作員がマウスやライトペンを使って設定する。例えば、ライトペンを使用する場合は、ライトペンを画像表示装置２の画面に接することにより、ライトペンの信号と画像表示装置２の同期信号とから侵入検知エリアの座標（ピクセル数）を計算し、その情報を監視画像上の位置に対応付けた侵入検知エリアデータとしてコンピュータ１内のメモリに記憶させる。

侵入検知エリアは矩形描画で行われ、ライトペンによる位置指定（矩形の左上と右下のＸ，Ｙ座標）によって大きさが決められる（例えば、特許文献１参照）。

また、侵入検知エリアの設定方式として、同じ形状でその大きさが異なる層状の複数エリアを設定し、侵入解析には中心に近いエリアほど警戒度を高くするものもある（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−１４８９２号公報 特開平７−２１３８６号公報

現状の侵入検知エリアの設定方式では、以下の問題がある。

（１）ライトペンやマウスによって監視対象画像毎に侵入検知エリアを指定（矩形の左上、右下のＸ，Ｙ座標指定）するため、１つの監視画像に対して多数のエリアを設定する場合、各エリアの大きさ及び位置が異なるため、エリア毎に設定操作することになり、煩雑な設定になる。このエリア設定が不足する場合や大雑把なエリア設定の場合は確実な侵入監視ができなくなる。

特に、規模の大きい侵入監視システムでは、監視領域が広く、監視箇所も多数になるため、確実な侵入監視には多数の監視画像に多数のエリアを設定する必要があり、多くの手間を必要とする。

（２）移動物には、人や車両のほか、猫などの他の動物、風で揺れる立木の枝などがあり、これらを人や車両の侵入と区別した検知には移動物の識別に高速の画像処理機能をもつ解析装置が必要となる。

本発明の目的は、侵入検知エリアの設定を簡易にし、しかも検知除外領域内の移動物の識別処理を不要にして確実な侵入監視ができる侵入監視システムを提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、侵入検知エリアに検知領域、警戒領域、警報領域と検知除外領域を設け、移動物が各領域の内外に位置するか否かによって侵入の有無および度合いを解析し、これら各領域の設定はマウスまたはライトペン操作によるＸ，Ｙ座標位置指定で設定し、さらに以前に設定した各領域の移動またはコピーと拡大／縮小／回転操作で他の位置に新たな領域設定ができるようにしたもので、以下の構成を特徴とする。

（１）監視領域を撮影した背景画像中から移動物を検出し、移動物と侵入検知エリアとの画像上の相対位置から移動物の侵入等を監視する侵入監視システムにおいて、
前記侵入検知エリアは、背景画像中から検知対象領域のみを矩形で設定する検知領域Ａと、侵入禁止区域内とこの侵入禁止区域外を仕切る「仮想フェンス」の外側に矩形で設定する警戒領域Ｂと、前記「仮想フェンス」の侵入禁止区域内側に矩形で設定する警報領域Ｃと、背景画像中から侵入検知対象除外とする領域を、矩形、直線または折れ線で設定、またはピンポイントで設定する検知除外領域Ｄで設定し、
移動物が各領域の内外に位置するか否かによって侵入の有無および度合いを解析することを特徴とする。

（２）前記検知領域Ａ、警戒領域Ｂ、警報領域Ｃ内で移動物を検出したときに、領域別に異なる発報動作を行う手段を備えたことを特徴とする。

（３）前記各領域Ａ〜Ｄの設定は、マウスまたはライトペン操作によるＸ，Ｙ座標位置指定で設定し、以前に設定した各領域の移動またはコピーと拡大／縮小／回転操作で他の位置に新たな領域設定を行う手段を備えたことを特徴とする。

（４）前記「仮想フェンス」の始点座標（Ｘ１，Ｙ１）と終点座標（Ｘ２，Ｙ２）を設定し、この始点座標ａ（Ｘ１，Ｙ１）と終点座標ｂ（Ｘ２，Ｙ２）を結ぶラインと平行な線の座標（Ｘ３，Ｙ３）の設定で前記警戒領域を設定し、該ラインと平行な線の座標（Ｘ４，Ｙ４）の設定で前記警報領域を設定することを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、侵入検知エリアに検知領域、警戒領域、警報領域と検知除外領域を設け、移動物が各領域の内外に位置するか否かによって侵入の有無および度合いを解析し、これら各領域の設定はマウスまたはライトペン操作によるＸ，Ｙ座標位置指定で設定し、さらに以前に設定した各領域の移動またはコピーと拡大／縮小／回転操作で他の位置に新たな領域設定ができるようにしたため、侵入検知エリアの設定を簡易にし、しかも検知除外領域内の移動物の識別処理を不要にして確実な侵入監視ができる。具体的には、
（１）侵入検知エリアを検知領域、警戒領域、警報領域および検知除外領域で設定し、移動物がこれら領域の内側か外側かによって移動物の解析を可能としたことで、移動物の識別処理を不要にして確実な侵入解析ができる。

（２）監視領域の監視画像を背景として取り込み、その取り込んだ背景画像上にてマウス操作で侵入検知エリア（矩形）を描く、及び設定した侵入検知エリアの移動、拡大／縮小／回転を行えるようにすることで、設定時間を大幅に短縮し、直視的、直感的に誰にでも簡単に侵入検知エリアが設定／変更できる。

（３）侵入検知エリアを３種類の領域（検知領域、警戒領域、警報領域）に分けて設定可能としたことで、検出時の発報動作（警報、メッセージ等）を分けることが可能となる。

（４）除外領域を設定可能としたことで、侵入検知エリア内だが移動物では無く背景として認識させたい箇所（例えば、木が風で揺れている箇所等）をピンポイントで除外することができる。

（実施形態１）
本実施形態では、侵入検知エリアに３種類の領域（検知領域、警戒領域、警報領域）を設け、さらに検知除外領域を設け、マウス操作により設定可能とする。以下、図１〜図４を参照して詳細に説明する。

まず、画面表示される監視画像に設定する検知領域（検知エリア）の種類を説明する。この検知領域の種類は、図１に設定概念図で示すように、検知領域Ａ、警戒領域Ｂ、警報領域Ｃおよび検知除外領域Ｄとする。これら各領域Ａ〜Ｄは、検知領域Ａは背景画から検知対象領域のみを矩形で設定する。警戒領域Ｂは構内（侵入禁止区域）と歩道（侵入禁止区域外）を仕切る「塀（仮想フェンス）」の歩道側に設定し、侵入者が侵入する恐れがある領域「侵入禁止区域の前」を矩形で設定する。警報領域Ｃは「塀（仮想フェンス）」の構内側に「侵入禁止区域」として矩形で設定する。検知除外領域Ｄは車両が走行する車道および車道と歩道との間の立ち木などの街路樹が位置する領域として矩形、直線または折れ線で設定、またはピンポイント設定する。図２は具体的な設定画面例を示す。

このように、侵入検知エリアを３種類の領域（検知領域、警戒領域、警報領域）に分けて設定可能としたことで、移動物を検出した時の発報動作（警報、メッセージ等）を分ける。例えば、移動物が検知領域で検知された時はメッセージ登録のみを行い、警戒領域で検知された時は警報（ブザー）鳴動と警戒メッセージ登録を行い、警報領域で検知された時は警報（ベル）鳴動と警報メッセージ登録および当該エリアのライト点灯を行う。また、検知除外領域で移動物が検知された時は、侵入検知エリア内だが侵入者ではなく、歩行者や他の動物や木が風で揺れている箇所として除外する。

このような設定方式を実現するための処理を図３に示す侵入検知エリアの設定フローで説明する。この設定フローは、コンピュータ本体１に搭載するアプリケーションソフトウェアとコンピュータ本体１に内蔵する資源および周辺の入出力装置／デバイスを利用して実現される（図６参照）。

まず、検知領域の設定開始で、予め用意した設定用ＧＵＩを起動し、監視画像を設定用背景画として取り込み、表示する。この表示画面に表示される検知領域種類指定ボタンをマウスで選択することで、設定しようとする検知領域Ａ、警戒領域Ｂ、警報領域Ｃおよび検知除外領域Ｄを選択する（Ｓ１）。

上記の領域選択が検知または除外領域の場合と警戒または警報領域の違いを判別する（Ｓ２）。この判別が検知領域または検知除外領域の場合、設定用背景画に対してマウス操作で設定するマウスポインタから始点座標（Ｘ１，Ｙ１）を取得し（Ｓ３）、次いでマウスポインタから終点座標（Ｘ２，Ｙ２）を取得し（Ｓ４）、これら始点座標（Ｘ１，Ｙ１）と終点座標（Ｘ２，Ｙ２）で描画される矩形領域を検知／除外領域の選択領域とする（Ｓ５）。なお、検知除外領域の設定を直線や折れ線とする場合は該線の始点と終点座標で指定し、ピンポイントとする場合はピンポイントの中心を始点座標とし、半径を終点座標とする。

次に、領域選択が警戒領域または警報領域の場合、仮想フェンスラインも含めて設定する。まず、マウスポインタから仮想フェンス始点座標（Ｘ１，Ｙ１）を取得し（Ｓ６）、次いでマウスポインタから仮想フェンス終点座標（Ｘ２，Ｙ２）を取得する（Ｓ７）。これら２点座標間を結ぶ仮想フェンスラインは、警戒／警報領域との関係を図４にイメージで示すように、警戒領域と警報領域の境界線を設定するもので、始点座標ａ（Ｘ１，Ｙ１）と終点座標ｂ（Ｘ２，Ｙ２）となる。

次に、マウスポインタから警戒領域の座標（Ｘ３，Ｙ３）を取得し（Ｓ８）、次いでマウスポインタから警報領域の座標（Ｘ４，Ｙ４）を取得する（Ｓ９）。これら領域の設定は図４に示すように、それぞれ仮想フェンスラインと平行な線の座標を１つの座標ｃ（Ｘ３，Ｙ３）と座標ｄ（Ｘ４，Ｙ４）として設定することで、仮想フェンスの始点座標ａ（Ｘ１，Ｙ１）と終点座標ｂ（Ｘ２，Ｙ２）を結ぶ線を１つの辺とした矩形領域として設定できる。

最後に、仮想フェンス始点座標（Ｘ１，Ｙ１）と終点座標（Ｘ２，Ｙ２）と、警戒領域座標（Ｘ３，Ｙ３）と、警報領域座標（Ｘ４，Ｙ４）で描画される矩形領域を警戒および警報領域として設定する（Ｓ１０）。

以上の検知領域Ａ、警戒領域Ｂ、警報領域Ｃおよび検知除外領域Ｄの設定は、背景画上の任意の箇所で１回描画しておくことで、これら領域設定を複数箇所で行う場合には以前に描画した領域のコピーで設定する（Ｓ１１）。このコピー設定には、当該領域画像をコピーし、このコピー画像を任意の大きさに拡大または縮小し、さらには警戒領域と警報領域の画像では任意の角度で回転させ、領域設定しようとする画像位置に適合した大きさと角度をもつ新たな領域設定を可能にする。このコピー設定により、１つの監視画像について、複数の領域設定を行う場合にマウスポインタ操作を大幅に削減し、直視的、直感的に誰にでも簡単に侵入検知エリアが設定／変更できる。

したがって、侵入検知エリアを検知領域、警戒領域、警報領域、侵入検知除外の各領域に分けて設定することにより、監視領域に対して多数の侵入検知エリアを設定し、しかも各エリアの大きさ及び位置が異なる場合の設定操作が簡易になる。特に、コピー設定機能を利用することにより、設定操作を大幅に削減できる。

（実施形態２）
図５は、実施形態１で設定された侵入検知エリアを利用した移動物解析フローであり、コンピュータ本体１に搭載するアプリケーションソフトウェアとコンピュータ本体１に内蔵する資源および周辺の入出力装置／デバイスを利用して実現される（図６参照）。

侵入検知エリア（検知領域、警戒領域、警報領域、検知除外領域）が設定された後、監視カメラまたはネットワークを介して入力した背景画像と現在の背景画像との比較により異なる箇所を移動物として検出する（Ｓ２１）。

この検出で異なる箇所が発生したとき、当該箇所が検知領域内か否かを座標比較で解析し、検知領域内でない場合は解析を終了する（Ｓ２２）。検知領域内の場合、検知除外領域内か否かを座標比較で解析し（Ｓ２３）、検知除外領域内の場合は検知不要なので解析を終了する。

検知除外領域内でない場合は、警報領域内か否かを座標比較で解析し（Ｓ２４）、警報領域内の場合は当該領域内に移動物が存在するという警報領域処理を行い、解析を終了する（Ｓ２５）。この警報領域処理では、例えば、警報（ベル）鳴動と警報メッセージ登録および当該エリアのライト点灯を行う。

警報領域内でない場合は、警戒領域内か否かを座標比較で解析し（Ｓ２６）、警戒領域内の場合は当該領域内に移動物が存在するという警戒領域処理を行い、解析を終了する（Ｓ２７）。この警戒領域処理では、例えば、警報（ブザー）鳴動と警戒メッセージ登録を行う。

警戒領域内でもない場合は、検知領域内に移動物が存在するという検知領域処理を行い、解析を終了する（Ｓ２８）。この検知領域処理では、例えば、移動物が検知領域で検知されたというメッセージ登録のみを行う。

したがって、監視領域に対する移動物の侵入解析には、移動物の現在の座標位置が検知領域、警戒領域、警報領域、および検知除外領域についてその内外を判定することで侵入の有無および度合い（警戒度）を解析することができ、検知除外領域内の移動物が人や車両、猫などの他の動物、風で揺れる立木の枝などの識別処理を不要にして確実な侵入監視ができる。

本発明における侵入検知エリアの設定概念図。 本発明における侵入検知エリアの設定画面例。 本発明の実施形態１を示す侵入検知エリアの設定フローチャート。 仮想フェンスのイメージ。 本発明の実施形態２を示す侵入解析フローチャート。 侵入監視システムの構成例。

符号の説明

１００ 侵入監視用コンピュータシステム
１ コンピュータ本体
２ 画像表示装置
３ マウス・キーボード
６ 通信伝送処理装置
７ キャプチャーカードドライバ
８ ＤＩ／ＤＯ部
Ａ 検知領域
Ｂ 警戒領域
Ｃ 警報領域
Ｄ 検知除外領域

Claims (4)

1. 監視領域を撮影した背景画像中から移動物を検出し、移動物と侵入検知エリアとの画像上の相対位置から移動物の侵入等を監視する侵入監視システムにおいて、
   前記侵入検知エリアは、背景画像中から検知対象領域のみを矩形で設定する検知領域Ａと、侵入禁止区域内とこの侵入禁止区域外を仕切る「仮想フェンス」の外側に矩形で設定する警戒領域Ｂと、前記「仮想フェンス」の侵入禁止区域内側に矩形で設定する警報領域Ｃと、背景画像中から侵入検知対象除外とする領域を、矩形、直線または折れ線で設定、またはピンポイントで設定する検知除外領域Ｄで設定し、
   移動物が各領域の内外に位置するか否かによって侵入の有無および度合いを解析することを特徴とする侵入監視システム。
2. 前記検知領域Ａ、警戒領域Ｂ、警報領域Ｃ内で移動物を検出したときに、領域別に異なる発報動作を行う手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の侵入監視システム。
3. 前記各領域Ａ〜Ｄの設定は、マウスまたはライトペン操作によるＸ，Ｙ座標位置指定で設定し、以前に設定した各領域の移動またはコピーと拡大／縮小／回転操作で他の位置に新たな領域設定を行う手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の侵入監視システム。
4. 前記「仮想フェンス」の始点座標（Ｘ１，Ｙ１）と終点座標（Ｘ２，Ｙ２）を設定し、この始点座標ａ（Ｘ１，Ｙ１）と終点座標ｂ（Ｘ２，Ｙ２）を結ぶラインと平行な線の座標（Ｘ３，Ｙ３）の設定で前記警戒領域を設定し、該ラインと平行な線の座標（Ｘ４，Ｙ４）の設定で前記警報領域を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の侵入監視システム。