JP2008182459A - 通行監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の監視カメラを用いることなく監視カメラの死角を解消することにより、立入制限エリアへの非許可者の不正侵入を確実に監視し得る通行監視システムを得る。
【解決手段】ドア１０の上方の壁には、動画撮影が可能なカメラ１が設置されている。カメラ１は、出入口の近傍領域を、矢印Ｖ１で示す第１方向から撮影している。また、鏡１１が、天井の所定の箇所に所定の角度で固定されている。鏡１１は、カメラ１の撮影画角内に含まれるように配置されている。カメラ１の設置位置から眺めた場合、鏡１１には、矢印Ｖ２で示す第２方向から眺めた出入口の近傍領域の景色が映る。カメラ１によって撮影された画像データに基づいて、出入口を通行する人物が一か複数かが判定される。
【選択図】図４

Description

本発明は、通行監視システムに関し、特に、立入制限エリア内への不正侵入を監視するための通行監視システムに関する。

従来、立入制限エリア内への不正侵入を監視するために、立入制限エリアへの出入口の近傍領域を監視カメラによって撮影するとともに、撮影された映像をハードディスク等に記録するシステムが存在する。

なお、下記特許文献１，２には、カメラを用いて入室管理を行う監視システムの一例が開示されている。

特開２００６−２０９７２８号公報 特開２００６−２４３９７２号公報

立入制限エリアへの出入口の近傍領域を監視カメラによって撮影する監視システムにおいては、入室者の容姿（特に顔）を明確に視認及び記録すべく、入室者の顔の位置が撮影画角の中心となるような構図で、監視カメラが設置されていることが多い。

図１５は、監視カメラの設置例を示す側面図である。図１５において、出入口のドア１１０よりも右方が、立入制限エリアである。監視カメラ１０１はドア１１０の上方の壁に固定されており、この例の場合、監視カメラ１０１の光軸中心ＬＣが斜め下方向を向く構図で、監視カメラ１０１が設置されている。

ところが、このような監視システムにおいては、立入制限エリアへの入室を予め許可されている者（以下「許可者」と称す）の後を追って、入室を許可されていない者（以下「非許可者」と称す）が不正に侵入しようとした場合（いわゆる「後追い」）であっても、許可者によって生じる監視カメラの死角に非許可者が入り込むと、非許可者を監視カメラによって撮影することができないという問題がある。

また、死角を解消すべく複数の監視カメラによって複数方向から出入口の近傍領域を撮影したのでは、コストが上昇するとともに、複数の監視カメラ同士で同期をとるための通信制御等が必要となって処理が複雑化するという問題がある。

本発明はこれらの問題を解決するために成されたものであり、複数の監視カメラを用いることなく監視カメラの死角を解消することにより、立入制限エリアへの非許可者の不正侵入を確実に監視し得る通行監視システムを得ることを目的とする。

第１の発明に係る通行監視システムは、所定の出入口の近傍領域を第１方向から撮影するカメラと、前記カメラの画角内において、前記第１方向とは異なる第２方向から前記出入口の近傍領域が映るように配置された鏡と、前記カメラによって撮影された映像内の前記鏡に映し出された第１映像に基づいて、前記出入口を通行する人物が一か複数かを判定する処理部とを備えるものである。

第２の発明に係る通行監視システムは、第１の発明に係る通行監視システムにおいて特に、前記第２方向は、前記出入口の近傍領域の上方であることを特徴とする。

第３の発明に係る通行監視システムは、第１の発明に係る通行監視システムにおいて特に、前記第２方向は、前記出入口の近傍領域の側方であることを特徴とする。

第４の発明に係る通行監視システムは、第１〜第３のいずれか一つの発明に係る通行監視システムにおいて特に、前記処理部は、前記第１映像と、前記カメラによって前記第１方向から前記出入口の近傍領域を撮影した第２映像とに基づいて、前記出入口を通行する人物が一か複数かを判定することを特徴とする。

第１の発明に係る通行監視システムによれば、出入口の近傍領域を第１方向からカメラによって撮影するとともに、カメラの撮影方向とは異なる第２方向から出入口の近傍領域が映るように、鏡が配置されている。そして、処理部は、撮影映像内の鏡に映し出された第１映像に基づいて、出入口を通行する人物が一か複数かを判定する。従って、複数の監視カメラを用いることなく、１台の監視カメラのみを用いて、当該監視カメラの死角を解消することができる。その結果、立入制限エリアへの非許可者の不正侵入を確実に監視することが可能となる。

第２の発明に係る通行監視システムによれば、出入口の近傍領域の上方に鏡が配置されているため、第１映像には通行人の頭頂部が映し出されている。従って、第１映像に関しては、人物の頭頂部を特定するためのアルゴリズムを用いて、通行人が一か複数かを判定することができる。一方、カメラによって第１方向から出入口の近傍領域を撮影した映像（第２映像）に関しては、人物の顔を特定するためのアルゴリズムを用いて、通行人が一か複数かを判定することができる。つまり、第２の発明に係る通行監視システムによれば、第１映像と第２映像とで異なる種類のアルゴリズムを用いて、通行人の単複判定を実行することができる。その結果、判定の精度を高めることが可能となる。

第３の発明に係る通行監視システムによれば、出入口の近傍領域の側方に鏡が配置されているため、第１映像には通行人の顔が映し出されている。従って、第１映像に関しては、人物の顔を特定するためのアルゴリズムを用いて、通行人が一か複数かを判定することができる。同様に、カメラによって第１方向から出入口の近傍領域を撮影した映像（第２映像）に関しては、人物の顔を特定するためのアルゴリズムを用いて、通行人が一か複数かを判定することができる。つまり、第３の発明に係る通行監視システムによれば、第１映像と第２映像とで同一のアルゴリズムを用いて、通行人の単複判定を実行することができる。その結果、アルゴリズムを統一することで処理の簡略化を図ることが可能となる。

第４の発明に係る通行監視システムによれば、処理部は、第２方向から眺めた出入口の近傍領域の映像が鏡に映し出された第１映像と、出入口の近傍領域を第１方向から撮影した第２映像とに基づいて、出入口を通行する人物が一か複数かを判定する。つまり、出入口の近傍領域を複数の方向から眺めた複数の映像を用いて、通行人の単複判定を実行することができる。その結果、第１映像及び第２映像の一方のみを用いる場合と比較すると、判定の精度を高めることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

図１及び図２はそれぞれ、本発明の実施の形態に係る通行監視システムが導入された環境を示す正面図及び側面図である。本実施の形態に係る通行監視システムは、立入制限エリア（つまり、入室を許可された者以外の者の立ち入りが禁止されているエリア）への出入口を通行する人物を監視するためのシステムである。図１，２を参照して、立入制限エリアの出入口にはドア１０が設けられている。図１においては、ドア１０よりも奥側が立入制限エリアである。また、図２においては、ドア１０よりも右側が立入制限エリアである。

ドア１０の上方の壁には、動画撮影が可能なカメラ１が設置されている。図２を参照して、カメラ１は、出入口の近傍領域（具体的には、立入制限エリアではない非制限エリアにおける、出入口の近傍領域）を、矢印Ｖ１で示す第１方向から撮影している。また、鏡１１が、天井の所定の箇所に所定の角度で固定されている。鏡１１は、カメラ１の撮影画角（図２の破線参照）内に含まれるように配置されている。カメラ１の設置位置から眺めた場合、鏡１１には、矢印Ｖ２で示す第２方向から眺めた出入口の近傍領域の景色が映る。ここで、第２方向は、上方（真上又は斜め上方）である。

図３は、本実施の形態に係る通行監視システムにおける信号処理部の構成を示すブロック図である。カメラ１の後段に、画像処理部２が接続されている。また、画像処理部２の後段に、画像記録部３及び処理部４が接続されている。画像処理部２及び処理部４は、カメラ１に内蔵されていても良い。あるいは、画像処理部２及び処理部４は、画像記録部３と同一装置内で構成されていても良い。

カメラ１によって撮像された出入口の近傍領域の画像（画像データＤ１）は、画像処理部２に入力される。画像処理部２は、画像データＤ１に対してガンマ補正やホワイトバランス調整等の一般的な画像処理を行い、画像データＤ２を出力する。画像データＤ２は、画像記録部３に入力され、ハードディスクやメモリカード等の任意の記録媒体に記録される。

また、画像データＤ２は、処理部４に入力される。処理部４は、抽出部５と判定部６とを有しており、画像データＤ２に基づいて、出入口を通行する人物が一か複数かを判定する。処理部４における処理内容の詳細については後述する。

図４は、許可者２０の後を追って非許可者２１が出入口を通行しようとしている状況を示す側面図である。図４には示されていないが、許可者２０には予めカードキーが付与されており、そのカードキーを、ドア１０の近傍に設置されたカードリーダ（図示しない）で読み取ることによって、ドア１０の施錠が解除されて許可者２０が出入口を通行可能な状態となる。

図５は、図４に対応させて、カメラ１によって撮像された画像データＤ２の一部を抜き出して示す図である。矢印Ｖ１で示す第１方向からの撮影によって、許可者２０の顔は画像データＤ２内に明確に現れている。その一方、第１方向からの撮影では、許可者２０によって生じるカメラ１の死角となって、非許可者２１は画像データＤ２内には明確には現れていない。

ところで、図２，４に示したように鏡１１はカメラ１の撮影画角内に含まれているため、図５を参照して、画像データＤ２の一部である画像データＤ３内に、鏡１１が含まれている。そして、画像データＤ３内の鏡１１には、図２，４で矢印Ｖ２で示した第２方向から眺めた出入口の近傍領域の様子が映っている。第２方向は出入口の近傍領域の上方であるため、図５に示すように、非許可者２１は、許可者２０の死角とならずに、画像データＤ３内に明確に現れている。

図６は、図３に示した処理部４の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図３〜６を参照して、処理部４における処理内容について詳細に説明する。

まず、ステップＳＰ１１において、図３に示した処理部４の抽出部５は、画像処理部２から画像データＤ２（図５参照）を入力する。

次に、ステップＳＰ１２において、抽出部５は、画像データＤ２から画像データＤ３を抽出する。画像データＤ２内における画像データＤ３の位置は、カメラ１及び鏡１１を設置した後の初期設定時に、座標を用いた範囲指定等の方法によって、予め抽出部５に教示されている。抽出部５によって抽出された画像データＤ３は、処理部４の判定部６に入力される。

次に、ステップＳＰ１３において、判定部６は、画像データＤ３に基づいて、出入口を通行する人物が一か複数かを判定する。判定のためのアルゴリズムとしては、人物の頭頂部を特定することによって人物の数を検出することが可能な、任意のアルゴリズムを採用することができる。例えば、人物が映り込んでいない状態での画像データＤ３の背景画像を予め撮影しておき、当該背景画像と、現時点での撮影によって得られた画像データＤ３との差分をとって、差分画像を作成する。次に、差分画像に対して二値化処理を行った後、差分画像の各行及び各列ごとに輝度値を積分することにより、差分画像の横方向及び縦方向に関する輝度分布をそれぞれ作成する。そして、各輝度分布におけるピークの数が一であるか複数であるかによって、現時点での撮影によって得られた画像データＤ３内に含まれる人物が一であるか複数であるかを判定する。

次にステップＳＰ１４において、判定部６は、画像データＤ３内に含まれる人物が複数である場合は、許可者２０のほかに不正侵入者（非許可者２１）が存在していると判定する。この場合はステップＳＰ１６に進み、図示しない警報装置によって所定の警報が発せられる。一方、画像データＤ３内に含まれる人物が一である場合は、判定部６は、不正侵入者が存在していないと判定する。この場合はステップＳＰ１５に進み、警報装置による警報は行われない。なお、以上の説明では、不正侵入者の有無によって警報を発するか否かを制御したが、以下のような制御を行うことも可能である。例えば、不正侵入者が存在していない場合は、画像記録部３において画像データＤ２を静止画として記録し、一方、不正侵入者が存在している場合は、動画として記録する。または、画像記録部３は画像データＤ２を動画として記録し、不正侵入者が存在している場合は、存在していない場合に比べて、記録時間を延長するか、単位時間あたりに記録するフレーム数を増やすか、若しくは、画像の圧縮率を下げて画質を向上させる。

このように本実施の形態に係る通行監視システムによれば、図２，４に示したように、出入口の近傍領域を第１方向（矢印Ｖ１）からカメラ１によって撮影するとともに、カメラ１の撮影方向とは異なる第２方向（矢印Ｖ２）から出入口の近傍領域が映るように、鏡１１が配置されている。そして、図３に示した処理部４は、撮影映像（画像データＤ２）内の鏡１１に映し出された映像（画像データＤ３）に基づいて、出入口を通行する人物が一か複数かを判定する。従って、複数の監視カメラを用いることなく、１台の監視カメラのみを用いて、当該監視カメラの死角を解消することができる。その結果、立入制限エリアへの非許可者の不正侵入を確実に監視することが可能となる。

＜変形例１＞
図７は、本実施の形態に係る通行監視システムの変形例を示す斜視図である。以上の説明では、図１，２に示したように出入口の近傍領域の上方に鏡１１を設置したが、図７に示すように、鏡１１の代わりに（あるいは鏡１１に加えて）、出入口の近傍領域の側方に鏡３０を設置しても良い。鏡３０は、カメラ１の撮影画角（図７の破線参照）内に含まれるように配置されている。カメラ１の設置位置から眺めた場合、鏡３０には、側方から眺めた出入口の近傍領域の景色が映る。

図８は、許可者２０の後を追って非許可者２１が出入口を通行しようとしている状況において、カメラ１によって撮像された画像データＤ２の一部を抜き出して示す図である。図７に示したように鏡３０はカメラ１の撮影画角内に含まれているため、図８を参照して、画像データＤ２の一部である画像データＤ３内に、鏡３０が含まれている。そして、画像データＤ３内の鏡３０には、側方から眺めた出入口の近傍領域の様子が映っている。図８に示すように、非許可者２１は、許可者２０の死角とならずに、画像データＤ３内に明確に現れている。

処理部４における処理内容は、基本的には上記と同様である。処理部４の抽出部５は、画像処理部２から画像データＤ２を入力し、画像データＤ２から画像データＤ３を抽出する。抽出された画像データＤ３は処理部４の判定部６に入力され、判定部６は、画像データＤ３に基づいて、出入口を通行する人物が一か複数かを判定する。判定のためのアルゴリズムとしては、人物の顔を特定することによって人物の数を検出することが可能な、任意のアルゴリズムを採用することができる。例えば、人物が映り込んでいない状態での画像データＤ３の背景画像を予め撮影しておき、当該背景画像と、現時点での撮影によって得られた画像データＤ３との差分をとって、差分画像を作成する。次に、差分画像に対して肌色抽出処理を行って顔探索範囲を絞り込んだ後、人物の横顔のテンプレートを用いたテンプレートマッチング処理によって、画像データＤ３内で人物の顔を特定する。そして、判定部６は、特定された人物の顔の数が一であるか複数であるかによって、現時点での撮影によって得られた画像データＤ３内に含まれる人物が一であるか複数であるかを判定する。その後の動作は上記と同様であるため、ここでの説明は省略する。

＜変形例２＞
図９及び図１０はそれぞれ、本実施の形態に係る通行監視システムの変形例を示す上面図及び側面図である。以上の説明では、図１，２，７に示したようにドア１０の上方の壁にカメラ１を設置したが、図９，１０に示すように、カードリーダ４０の装置本体にカメラ１を搭載しても良い。図１０の破線で示すように、カメラ１の撮影画角内には鏡１１が含まれている。処理部４における処理内容は上記と同様であるため、ここでの説明は省略する。

＜変形例３＞
図１１は、図５に示した画像データＤ２から抽出した画像データＤ３の一例を示す図である。画像内の円又は楕円を検出することで人物の頭頂部を特定するというアルゴリズムが採用されている場合、図１１に示すように二人の人物５０，５１が非常に近接している状況では、二つの頭頂部を包含する楕円Ｌが一つの頭頂部として検出されてしまい、画像データＤ３内に含まれる人物が一人であると誤って検出される可能性がある。

図１２は、図２，４の矢印Ｖ１で示した第１方向から人物５０，５１を撮影することで得られた画像データＤ４を示す図である。つまり、画像データＤ４は、図５に示した画像データＤ２のうち、画像データＤ３以外の部分に相当する。図１２を参照すると、画像データＤ４内には、人物５０，５１の各々の顔が明確に区別可能な状態で現れている。そのため、画像データＤ４に対して人物の顔を特定するアルゴリズムを適用することにより、画像データＤ４内に含まれる人物が複数であると正確に検出することが可能である。

図１３は、図３に対応させて、信号処理部の構成の変形例を示すブロック図である。また、図１４は、図１３に示した処理部４の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図１１〜１４を参照して、図１３に示した処理部４における処理内容について詳細に説明する。

まず、ステップＳＰ２１において、処理部４の抽出部５は、画像処理部２から画像データＤ２を入力する。

次に、ステップＳＰ２２において、抽出部５は、画像データＤ２から、画像データＤ３（図１１参照）及び画像データＤ４（図１２参照）を抽出する。抽出部５によって抽出された画像データＤ３，Ｄ４は、処理部４の判定部６に入力される。

次に、ステップＳＰ２３において、判定部６は、画像データＤ３に基づいて、出入口を通行する人物が一か複数かを判定する。判定のためのアルゴリズムとしては、上記の実施の形態と同様に、人物の頭頂部を特定することによって人物の数を検出することが可能な、任意のアルゴリズムを採用することができる。

次にステップＳＰ２４において、判定部６は、画像データＤ３内に含まれる人物が複数である場合は、不正侵入者が存在していると判定する。この場合はステップＳＰ２８に進み、図示しない警報装置によって所定の警報が発せられる。

一方、画像データＤ３内に含まれる人物が一であると判定された場合は、ステップＳＰ２５に進み、判定部６は、画像データＤ４に基づいて、出入口を通行する人物が一か複数かを判定する。判定のためのアルゴリズムとしては、人物の顔を特定することによって人物の数を検出することが可能な、任意のアルゴリズムを採用することができる。例えば、人物が映り込んでいない状態での画像データＤ４の背景画像を予め撮影しておき、当該背景画像と、現時点での撮影によって得られた画像データＤ４との差分をとって、差分画像を作成する。次に、差分画像に対して肌色抽出処理を行って顔探索範囲を絞り込んだ後、人物の正面の顔のテンプレートを用いたテンプレートマッチング処理によって、画像データＤ４内で人物の顔を特定する。そして、判定部６は、特定された人物の顔の数が一であるか複数であるかによって、現時点での撮影によって得られた画像データＤ４内に含まれる人物が一であるか複数であるかを判定する。

次にステップＳＰ２６において、判定部６は、画像データＤ４内に含まれる人物が複数である場合は、不正侵入者が存在していると判定する。この場合はステップＳＰ２８に進み、図示しない警報装置によって所定の警報が発せられる。

一方、画像データＤ４内に含まれる人物が一である場合は、判定部６は、不正侵入者が存在していないと判定する。この場合はステップＳＰ２７に進み、警報装置による警報は行われない。

当該変形例３に係る通行監視システムによれば、処理部４は、第２方向（矢印Ｖ２）から眺めた出入口の近傍領域の映像が鏡１１に映し出された映像（画像データＤ３）と、出入口の近傍領域を第１方向（矢印Ｖ１）から撮影した映像（画像データＤ４）とに基づいて、出入口を通行する人物が一か複数かを判定する。つまり、出入口の近傍領域を複数の方向から眺めた複数の映像を用いて、通行人の単複判定が実行される。その結果、画像データＤ３及び画像データＤ４の一方のみを用いる場合と比較すると、判定の精度を高めることが可能となる。

しかも、画像データＤ３に関しては、人物の頭頂部を特定するためのアルゴリズムを用いて、通行人の単複判定が行われる一方で、画像データＤ４に関しては、人物の顔を特定するためのアルゴリズムを用いて、通行人の単複判定が行われる。つまり、当該変形例３に係る通行監視システムによれば、画像データＤ３と画像データＤ４とで異なる種類のアルゴリズムを用いて、通行人の単複判定を実行することができる。その結果、同一種類のアルゴリズムを用いる場合と比較すると、判定の精度を高めることが可能となる。

ここで、当該変形例３においても、出入口の近傍領域を上方から映す鏡１１の代わりに、側方から映す鏡３０を設置することができる。この場合、画像データＤ３に関しても、画像データＤ４と同様に、人物の顔を特定するためのアルゴリズムを用いて通行人の単複判定が行われることとなる。このように画像データＤ３と画像データＤ４とで同一種類のアルゴリズムを用いて通行人の単複判定を行うことにより、アルゴリズムの統一化が図られ、処理の簡略化を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る通行監視システムが導入された環境を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る通行監視システムが導入された環境を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る通行監視システムにおける信号処理部の構成を示すブロック図である。 許可者の後を追って非許可者が出入口を通行しようとしている状況を示す側面図である。 図４に対応させて、カメラによって撮像された画像データの一部を抜き出して示す図である。 図３に示した処理部の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る通行監視システムの変形例を示す斜視図である。 カメラによって撮像された画像データの一部を抜き出して示す図である。 本発明の実施の形態に係る通行監視システムの変形例を示す上面図である。 本発明の実施の形態に係る通行監視システムの変形例を示す側面図である。 図５に示した画像データから抽出した画像データの一例を示す図である。 第１方向から人物を撮影することで得られた画像データを示す図である。 図３に対応させて、信号処理部の構成の変形例を示すブロック図である。 図１３に示した処理部の動作を説明するためのフローチャートである。 監視カメラの設置例を示す側面図である。

符号の説明

１ カメラ
４ 処理部
５ 抽出部
６ 判定部
１０ ドア
１１，３０ 鏡

Claims (4)

1. 所定の出入口の近傍領域を第１方向から撮影するカメラと、
   前記カメラの画角内において、前記第１方向とは異なる第２方向から前記出入口の近傍領域が映るように配置された鏡と、
   前記カメラによって撮影された映像内の前記鏡に映し出された第１映像に基づいて、前記出入口を通行する人物が一か複数かを判定する処理部と
   を備える、通行監視システム。
2. 前記第２方向は、前記出入口の近傍領域の上方である、請求項１に記載の通行監視システム。
3. 前記第２方向は、前記出入口の近傍領域の側方である、請求項１に記載の通行監視システム。
4. 前記処理部は、
   前記第１映像と、
   前記カメラによって前記第１方向から前記出入口の近傍領域を撮影した第２映像と
   に基づいて、前記出入口を通行する人物が一か複数かを判定する、請求項１〜３のいずれか一つに記載の通行監視システム。

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