JP2014007498A - 災害検知システム - Google Patents
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Abstract
【課題】強風による振動や、土石流等の災害発生時に振動が生じた場合でも、振動成分が抑制されたオプティカルフローを求めることができ、強風による振動や災害発生時の振動による影響を回避することが可能な災害検知システムを提供する。
【解決手段】災害検知装置80は、トレーニング期間中に、予め正常状態でのオプティカルフローの方向別ヒストグラムと標準偏差σ1を求めておく。次に、災害検知システムが稼働中の監視期間中に、監視カメラ10から入力された入力画像1001からフレームごとにオプティカルフローの方向別ヒストグラムと標準偏差σ2を求める。そして、正常状態での標準偏差σ1と監視期間中での標準偏差σ2を比較し、σ2>α×σ1(α:所定の定数)であるかどうかを調べ、YESであれば、異常状態(土石流検知)であると判断する。
【選択図】 図8
【解決手段】災害検知装置80は、トレーニング期間中に、予め正常状態でのオプティカルフローの方向別ヒストグラムと標準偏差σ1を求めておく。次に、災害検知システムが稼働中の監視期間中に、監視カメラ10から入力された入力画像1001からフレームごとにオプティカルフローの方向別ヒストグラムと標準偏差σ2を求める。そして、正常状態での標準偏差σ1と監視期間中での標準偏差σ2を比較し、σ2>α×σ1(α:所定の定数)であるかどうかを調べ、YESであれば、異常状態(土石流検知)であると判断する。
【選択図】 図8
Description
本発明は、監視映像内に生じる、正常な状態とは異なる異常な状態、例えば、土石流、火砕流、または雪崩といった災害による異常状態を検知し、人々に災害が発生したことを報知する災害検知システムに関する。
従来、赤外線センサや水位センサ等のセンサを使い、土石流、火砕流、または雪崩といった災害による異常状態を検知する方法は存在するが、センサの交換作業やメンテナンス作業が必要であり、非常に煩雑であるという問題があった。
一方、上記災害の発生が想定される領域を監視カメラで撮影した画像を利用し、所定の画像とその1つ前の画像を画像処理により比較することで、物体の動きベクトル、すなわち、オプティカルフロー(以下、単にOPフローと略す場合もある)を求め、求めたオプティカルフローを使って検知する方法も散見される。
一方、上記災害の発生が想定される領域を監視カメラで撮影した画像を利用し、所定の画像とその1つ前の画像を画像処理により比較することで、物体の動きベクトル、すなわち、オプティカルフロー(以下、単にOPフローと略す場合もある)を求め、求めたオプティカルフローを使って検知する方法も散見される。
特許文献1には、監視カメラから得られる画像情報から監視領域内における物体の速度変化を抽出し、監視領域内を監視するための動画像監視装置に関し、特に土石流などの事象の発生を検知するための土石流発生監視装置が開示されている。
また、特許文献1には、監視領域内の一部分を検知用処理領域として取り扱い、撮影手段により得られる画像情報から、当該検知用処理領域内に設けられる複数の検知用観測点を通過する物体の流速を抽出し、複数の検知用観測点における平均流速分布情報を生成し、当該平均流速分布情報の示す速度変化が予め定められた第1の所定値を超えたことを検出することにより、土石流が発生したものと推定する一方、平均流速分布情報の示す速度変化が予め定められた第2の所定値より小さくなったことを検出することにより、前記土石流が終息したものと推定することが記載されている。
また、特許文献1には、監視領域内の一部分を検知用処理領域として取り扱い、撮影手段により得られる画像情報から、当該検知用処理領域内に設けられる複数の検知用観測点を通過する物体の流速を抽出し、複数の検知用観測点における平均流速分布情報を生成し、当該平均流速分布情報の示す速度変化が予め定められた第1の所定値を超えたことを検出することにより、土石流が発生したものと推定する一方、平均流速分布情報の示す速度変化が予め定められた第2の所定値より小さくなったことを検出することにより、前記土石流が終息したものと推定することが記載されている。
しかし、上記従来の土石流発生監視装置においては、撮像手段により得られた画像情報を処理し、検知用処理領域内における流速変化を抽出するための動画像処理方式としてオプティカルフロー解析手法を採用しているが、強風による振動や、土石流等の災害発生時に振動が生じた場合に、監視カメラで撮影した画像全体が揺らぐために正確なオプティカルフローを求めることが困難であるという問題があった。
本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたものであり、強風による振動や、土石流等の災害発生時に振動が生じた場合でも、振動成分が抑制されたオプティカルフローを求めることができ、強風による振動や災害発生時の振動による影響を回避することが可能な災害検知システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明に係る災害検知システムは、所定の領域を監視領域として監視カメラで撮影し、当該監視カメラから得られる画像情報から前記監視領域内における物体の速度変化を抽出して土石流等の災害の発生を検知する災害検知システムにおいて、正常状態時に、予め画像情報の複数フレームについて、フレームの各注目点におけるオプティカルフローを求め、求めたオプティカルフローから方向別ヒストグラムを作成し、当該方向別ヒストグラムから第1の標準偏差を求める第1標準偏差算出手段と、監視期間中に、現時点での画像情報のフレームについて、フレームの各注目点におけるオプティカルフローを求め、求めたオプティカルフローから方向別ヒストグラムを作成し、当該方向別ヒストグラムから第2の標準偏差を求める第2標準偏差算出手段と、前記第2の標準偏差が第1の標準偏差に所定の数値を乗算した値よりも大きい場合に、災害が発生した異常状態であると判断する判断手段と、前記判断手段で異常状態であると判断された場合、現時点でのフレームにおける全注目点におけるオプティカルフローを求め、求めたオプティカルフローの大きさを所定のしきい値で絞り込んだ後、オプティカルフローの方向の分類分けを行い、下方向のオプティカルフローに絞ってオプティカルフローの平均値を求める代表オプティカルフロー算出手段と、前記代表オプティカルフロー算出手段によって、連続した所定数のフレームについて代表オプティカルフローを求め、求めた各フレームの代表オプティカルフローから時間方向の平均値を求めるオプティカルフロー平均値算出手段と、を備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するための本発明に係る災害検知システムは、災害による物体の速度に応じて検出感度を可変する際に、正常状態でのオプティカルフローを事前に学習させて、その値に所定の倍率を乗じた値をしきい値とすることを特徴とする。
また、上記目的を達成するための本発明に係る災害検知システムは、オプティカルフローを色相関に対応させた色で表現することを特徴とする。
本発明によれば、強風による振動や、土石流等の災害発生によって振動が生じた場合でも、振動成分が抑制されたオプティカルフローを求めることができ、強風による振動や災害発生時の振動による影響を回避することができるという効果がある。
<実施形態1>
〔災害検知システムの制御構成〕
本発明の実施形態1に係る災害検知システムは、例えば、土石流、火砕流、または雪崩といった災害による異常状態を検知し、人々に災害が発生したことを報知する災害検知システムである。
以下に、本発明の実施形態1に係る災害検知システムについて、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態1に係る災害検知システムの構成を示すブロック図である。
災害検知システム1は、図1(a)に示すように、所定の監視領域を撮影する監視カメラ10と、監視カメラ10から得られる画像情報を処理し、災害検知を行う災害検知装置80と、当該災害検知装置80から出力された災害検知情報を通信路20を介して受信し表示する映像表示装置30と、当該映像表示装置30に接続され、災害検知情報を元に災害検知装置80より出力されたアラーム信号を音声として出力するスピーカー40と、監視カメラ10に接続され、災害検知装置80より災害検知情報を元に出力されたアラーム信号を音声として出力するスピーカー50とを含んで構成される。
〔災害検知システムの制御構成〕
本発明の実施形態1に係る災害検知システムは、例えば、土石流、火砕流、または雪崩といった災害による異常状態を検知し、人々に災害が発生したことを報知する災害検知システムである。
以下に、本発明の実施形態1に係る災害検知システムについて、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態1に係る災害検知システムの構成を示すブロック図である。
災害検知システム1は、図1(a)に示すように、所定の監視領域を撮影する監視カメラ10と、監視カメラ10から得られる画像情報を処理し、災害検知を行う災害検知装置80と、当該災害検知装置80から出力された災害検知情報を通信路20を介して受信し表示する映像表示装置30と、当該映像表示装置30に接続され、災害検知情報を元に災害検知装置80より出力されたアラーム信号を音声として出力するスピーカー40と、監視カメラ10に接続され、災害検知装置80より災害検知情報を元に出力されたアラーム信号を音声として出力するスピーカー50とを含んで構成される。
すなわち、災害検知装置80は、災害検知情報に基づくアラーム信号を、通信路20を介して映像表示装置30に送り、映像表示装置30に接続されたスピーカー40から音声として出力することで、映像表示装置30側にいる人60に警報を発するとともに、アラーム信号を監視カメラ10に接続されたスピーカー50に送り、スピーカー50から音声として出力することで、監視カメラ10側にいる人70にも警報を発する。
また、災害検知システム1’は、図1(b)に示すように、災害検知装置80を通信路20と映像表示装置30との間に配置した以外は図1(a)と同様の構成である。
つまり、所定の監視領域を撮影する監視カメラ10と、監視カメラ10から通信路20を介して得られる画像情報を処理し、災害検知を行う災害検知装置80と、当該災害検知装置80から出力された災害検知情報を受信し表示する映像表示装置30と、当該映像表示装置30に接続され、災害検知情報を元に災害検知装置80より出力されたアラーム信号を音声として出力するスピーカー40と、監視カメラ10に接続され、災害検知装置80から通信路20を介して入力された災害検知情報を元に出力されたアラーム信号を音声として出力するスピーカー50とを含んで構成される。
つまり、所定の監視領域を撮影する監視カメラ10と、監視カメラ10から通信路20を介して得られる画像情報を処理し、災害検知を行う災害検知装置80と、当該災害検知装置80から出力された災害検知情報を受信し表示する映像表示装置30と、当該映像表示装置30に接続され、災害検知情報を元に災害検知装置80より出力されたアラーム信号を音声として出力するスピーカー40と、監視カメラ10に接続され、災害検知装置80から通信路20を介して入力された災害検知情報を元に出力されたアラーム信号を音声として出力するスピーカー50とを含んで構成される。
すなわち、災害検知装置80は、災害検知情報に基づくアラーム信号を、映像表示装置30に接続されたスピーカー40から音声として出力することで、映像表示装置30側にいる人60に警報を発するとともに、アラーム信号を通信路20を介して監視カメラ10に送り、監視カメラ10に接続されたスピーカー50から音声として出力することで、監視カメラ10側にいる人70にも警報を発する。
なお、本実施例では、災害検知装置80を独立した装置としているが、災害検知装置80の機能を監視カメラ10または映像表示装置30に実装する構成としてもよい。
なお、本実施例では、災害検知装置80を独立した装置としているが、災害検知装置80の機能を監視カメラ10または映像表示装置30に実装する構成としてもよい。
(災害検知装置80の制御構成)
次に、本発明の実施形態1に係る災害検知システムの災害検知装置80について説明する。
ここで、災害検知装置80について説明するにあたり、当該災害検知装置80で使用するオプティカルフローの計算方法について説明する。
災害検知装置80においては、基本的に、前述の特許文献1(特開平11−122602)の段落0032から段落0037に記載のあるオプティカルフローの解析手法を採用するが、計算処理の具体的な方法については、図面を参照して説明する。
図2は、本発明の実施形態1に係る災害検知装置80でのオプティカルフローの計算処理の一例を示す図である。
図2のように、監視カメラ10から入力される入力画像の画像サイズを720pixel×480pixel、また、入力画像を分割するブロックの画像サイズを8pixel×8pixelとし、1つ前のフレームの入力画像1001aを基準に、現時点のフレームの入力画像1001bのオプティカルフローを求めるようにする。
つまりこの場合、ブロックのX座標のアドレスは0,1,2…89となり、Y座標のアドレスは0,1,2…59となり、入力画像は、90×60=5400個のブロックに分割される。
このように分割されたブロックごとに、ブロックの中から特徴点101を見つけ、この特徴点101に対するオプティカルフロー102を計算する。なお、ブロックの中から特徴点101を見つける方法は、ハリスのコーナー検出方法などを用いることとする。
なお、オプティカルフロー102を求める方法として、ブロック・マッチング法などを採用しても良い。
これ以降、ブロックの中から見つけた特徴点のことを注目点と呼称する。
次に、本発明の実施形態1に係る災害検知システムの災害検知装置80について説明する。
ここで、災害検知装置80について説明するにあたり、当該災害検知装置80で使用するオプティカルフローの計算方法について説明する。
災害検知装置80においては、基本的に、前述の特許文献1(特開平11−122602)の段落0032から段落0037に記載のあるオプティカルフローの解析手法を採用するが、計算処理の具体的な方法については、図面を参照して説明する。
図2は、本発明の実施形態1に係る災害検知装置80でのオプティカルフローの計算処理の一例を示す図である。
図2のように、監視カメラ10から入力される入力画像の画像サイズを720pixel×480pixel、また、入力画像を分割するブロックの画像サイズを8pixel×8pixelとし、1つ前のフレームの入力画像1001aを基準に、現時点のフレームの入力画像1001bのオプティカルフローを求めるようにする。
つまりこの場合、ブロックのX座標のアドレスは0,1,2…89となり、Y座標のアドレスは0,1,2…59となり、入力画像は、90×60=5400個のブロックに分割される。
このように分割されたブロックごとに、ブロックの中から特徴点101を見つけ、この特徴点101に対するオプティカルフロー102を計算する。なお、ブロックの中から特徴点101を見つける方法は、ハリスのコーナー検出方法などを用いることとする。
なお、オプティカルフロー102を求める方法として、ブロック・マッチング法などを採用しても良い。
これ以降、ブロックの中から見つけた特徴点のことを注目点と呼称する。
次に、改めて、本発明の実施形態1に係る災害検知装置80の構成について図面を参照して説明する。
図3は、本発明の実施形態1に係る災害検知装置80の構成を示すブロック図である。
図3に示すように、監視カメラ10から入力された入力画像1001は、前フレーム記憶領域85に格納される。ここで、前フレーム記憶領域85は、例えば、メモリである。
オプティカルフロー代表値計算処理部81は、現時点の入力画像1001bと、前フレーム記憶領域85に格納されている1フレーム前の入力画像1001aを用いて、入力画像1001の注目点におけるオプティカルフローを計算し、検出した土石流を含むオプティカルフローを、現時点のオプティカルフローの代表値としてオプティカルフローテーブル86に出力する。
なお、オプティカルフローテーブル86は、Nフレーム(N:整数)分のオプティカルフローの値を格納する。
また、オプティカルフロー代表値計算処理部81は、計算した現時点のオプティカルフローの代表値が所定のしきい値Aより大きい場合には、異常状態と判断し、異常状態検知信号を異常状態判定部82に出力する。
なお、前述した方法により、オプティカルフロー代表値計算処理部81で求めたオプティカルフローは、振動成分を含んだものである。
異常状態判定部82は、オプティカルフロー代表値計算処理部81から入力された異常状態検知信号を受信した回数をカウントし、所定の回数以上になった場合に、異常状態連続検知信号をオプティカルフロー平均値計算処理部83に出力する。
オプティカルフロー平均値計算処理部83は、異常状態判定部82から異常状態連続検知信号を受け取ると、オプティカルフローテーブル86からNフレーム分のオプティカルフローを読み出して、Nフレーム分のオプティカルフロー平均値を算出し、算出したNフレーム分のオプティカルフロー平均値を描画処理部84に出力する。
なお、後述するように、オプティカルフロー平均値計算処理部83から出力されたNフレーム分のオプティカルフロー平均値は、振動成分が抑制されたものである。
描画処理部84は、現時点の入力画像1001b上に、オプティカルフロー代表値計算処理部81より出力された現時点のオプティカルフローの代表値またはオプティカルフロー平均値計算処理部83から受け取ったNフレーム分のオプティカルフロー平均値を描画して、出力画像1002として通信路20または映像表示部30に出力する。
図3は、本発明の実施形態1に係る災害検知装置80の構成を示すブロック図である。
図3に示すように、監視カメラ10から入力された入力画像1001は、前フレーム記憶領域85に格納される。ここで、前フレーム記憶領域85は、例えば、メモリである。
オプティカルフロー代表値計算処理部81は、現時点の入力画像1001bと、前フレーム記憶領域85に格納されている1フレーム前の入力画像1001aを用いて、入力画像1001の注目点におけるオプティカルフローを計算し、検出した土石流を含むオプティカルフローを、現時点のオプティカルフローの代表値としてオプティカルフローテーブル86に出力する。
なお、オプティカルフローテーブル86は、Nフレーム(N:整数)分のオプティカルフローの値を格納する。
また、オプティカルフロー代表値計算処理部81は、計算した現時点のオプティカルフローの代表値が所定のしきい値Aより大きい場合には、異常状態と判断し、異常状態検知信号を異常状態判定部82に出力する。
なお、前述した方法により、オプティカルフロー代表値計算処理部81で求めたオプティカルフローは、振動成分を含んだものである。
異常状態判定部82は、オプティカルフロー代表値計算処理部81から入力された異常状態検知信号を受信した回数をカウントし、所定の回数以上になった場合に、異常状態連続検知信号をオプティカルフロー平均値計算処理部83に出力する。
オプティカルフロー平均値計算処理部83は、異常状態判定部82から異常状態連続検知信号を受け取ると、オプティカルフローテーブル86からNフレーム分のオプティカルフローを読み出して、Nフレーム分のオプティカルフロー平均値を算出し、算出したNフレーム分のオプティカルフロー平均値を描画処理部84に出力する。
なお、後述するように、オプティカルフロー平均値計算処理部83から出力されたNフレーム分のオプティカルフロー平均値は、振動成分が抑制されたものである。
描画処理部84は、現時点の入力画像1001b上に、オプティカルフロー代表値計算処理部81より出力された現時点のオプティカルフローの代表値またはオプティカルフロー平均値計算処理部83から受け取ったNフレーム分のオプティカルフロー平均値を描画して、出力画像1002として通信路20または映像表示部30に出力する。
ここで、上記した災害検知装置80での処理における入力画像1001および出力画像1002について、図4〜図7を用いて説明する。
図4は、入力画像1001の一例を示す図である。本例の入力画像1001では、中央に上方から下方に向かって流れる川201があり、川201の左右両側に森林202がある。
図5は、図4の入力画像1001において、マスクエリアを設定した例を示す。マスクエリア203とは、入力画像1001において、土石流等の災害検知を必要としない領域(斜線部)であり、本例では森林202の領域にマスクエリア203を設定している。
つまり、図2で説明したように、本来、オプティカルフローの計算処理は、入力画像1001の画像全体に関して行うが、土石流が明らかに流れることがないと思われる森林202の領域をマスクエリア203に設定し、オプティカルフローの計算処理範囲を川201の領域に限定することによって、オプティカルフローの計算処理に要する時間を短縮できるという効果がある。
図4は、入力画像1001の一例を示す図である。本例の入力画像1001では、中央に上方から下方に向かって流れる川201があり、川201の左右両側に森林202がある。
図5は、図4の入力画像1001において、マスクエリアを設定した例を示す。マスクエリア203とは、入力画像1001において、土石流等の災害検知を必要としない領域(斜線部)であり、本例では森林202の領域にマスクエリア203を設定している。
つまり、図2で説明したように、本来、オプティカルフローの計算処理は、入力画像1001の画像全体に関して行うが、土石流が明らかに流れることがないと思われる森林202の領域をマスクエリア203に設定し、オプティカルフローの計算処理範囲を川201の領域に限定することによって、オプティカルフローの計算処理に要する時間を短縮できるという効果がある。
また、図6は、描画処理部84から出力された入力画像1001上にオプティカルフローの代表値を描画した正常状態(土石流非検知)での出力画面1002の一例を示す図である。
図6において、301の丸印部が注目点(オプティカルフローを求める点)である。また、302の矢印部が注目点301で求めたオプティカルフローである。尚、注目点301は、所定の距離だけ離れた点で設定するのも良いし、入力画像1001の特徴に応じて決めても良い。
図6からわかるように、正常状態(土石流非検知)では、川201の流れは緩やかであるため、注目点301で求めたオプティカルフロー302の大きさは小さく、かつ、そのオプティカルフロー302の向きは同一方向(この場合は下方向)になる。
図6において、301の丸印部が注目点(オプティカルフローを求める点)である。また、302の矢印部が注目点301で求めたオプティカルフローである。尚、注目点301は、所定の距離だけ離れた点で設定するのも良いし、入力画像1001の特徴に応じて決めても良い。
図6からわかるように、正常状態(土石流非検知)では、川201の流れは緩やかであるため、注目点301で求めたオプティカルフロー302の大きさは小さく、かつ、そのオプティカルフロー302の向きは同一方向(この場合は下方向)になる。
また、図7は、描画処理部84から出力された入力画像1001上にオプティカルフローの代表値を描画した異常状態(土石流検知)での出力画面1002の一例を示す図である。
図7において、図6と同様に、301の丸印部が注目点301であり、302の矢印部が注目点301で求めたオプティカルフローである。また、303は土石流を表している。
図7に示すように、異常状態(土石流検知)では、注目点301で求めたオプティカルフロー302のうち、土石流303上のオプティカルフロー302は、図6の正常状態時のオプティカルフロー302よりも大きく、さらに、土石流303の先端部分は、土石流303の進行方向(下方向)のオプティカルフロー302となっているが、土石流303の先端部分以外の場所では、複数方向のオプティカルフロー302となっている。
なお、本例では、土石流303の先端部分で、土石流303の進行方向(下方向)のオプティカルフロー302が求まっているが、入力画像1001のブロックサイズが小さく、注目点301が土石流303の左右の端部分にある場合は、このような端の部分でも、土石流303の進行方向のオプティカルフロー302が求まる。従って、土石流303のエッジ部分で土石流303の進行方向のオプティカルフロー302が求まり、土石流303の内部で複数方向のオプティカルフロー302となる。
図7において、図6と同様に、301の丸印部が注目点301であり、302の矢印部が注目点301で求めたオプティカルフローである。また、303は土石流を表している。
図7に示すように、異常状態(土石流検知)では、注目点301で求めたオプティカルフロー302のうち、土石流303上のオプティカルフロー302は、図6の正常状態時のオプティカルフロー302よりも大きく、さらに、土石流303の先端部分は、土石流303の進行方向(下方向)のオプティカルフロー302となっているが、土石流303の先端部分以外の場所では、複数方向のオプティカルフロー302となっている。
なお、本例では、土石流303の先端部分で、土石流303の進行方向(下方向)のオプティカルフロー302が求まっているが、入力画像1001のブロックサイズが小さく、注目点301が土石流303の左右の端部分にある場合は、このような端の部分でも、土石流303の進行方向のオプティカルフロー302が求まる。従って、土石流303のエッジ部分で土石流303の進行方向のオプティカルフロー302が求まり、土石流303の内部で複数方向のオプティカルフロー302となる。
次に、本発明の実施形態1に係る災害検知装置80で行われる正常/異常状態の判別処理について図面を参照して説明する。
図8は、本発明の実施形態1に係る災害検知装置80で行われる正常/異常状態の判別処理のフローチャートである。
なお、下記においてトレーニング期間とは、災害検知システムが実際に監視動作を開始する前に、事前に正常状態での川の流れのオプティカルフローを計算しておくための期間である。気象条件等により、日々、川の水量や水量に伴う川の流速が変化するため、監視動作を開始する前には、常に、トレーニング期間を設ける必要がある。
具体的には、次のような処理を行う。
まず、災害検知装置80は、トレーニング期間中に、オプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[トレーニング期間](ステップS301)を実行し、予め正常状態でのオプティカルフローの方向別ヒストグラムと標準偏差σ1を求めておく。
なお、オプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[トレーニング期間]の手順は、後述する図9のサブシーケンスに従って行う。
図8は、本発明の実施形態1に係る災害検知装置80で行われる正常/異常状態の判別処理のフローチャートである。
なお、下記においてトレーニング期間とは、災害検知システムが実際に監視動作を開始する前に、事前に正常状態での川の流れのオプティカルフローを計算しておくための期間である。気象条件等により、日々、川の水量や水量に伴う川の流速が変化するため、監視動作を開始する前には、常に、トレーニング期間を設ける必要がある。
具体的には、次のような処理を行う。
まず、災害検知装置80は、トレーニング期間中に、オプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[トレーニング期間](ステップS301)を実行し、予め正常状態でのオプティカルフローの方向別ヒストグラムと標準偏差σ1を求めておく。
なお、オプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[トレーニング期間]の手順は、後述する図9のサブシーケンスに従って行う。
次に、災害検知装置80は、災害検知システムが稼働し監視動作が行われる監視期間中に、以下の処理を繰り返し行う。
まず、監視カメラ10から入力された入力画像1001をフレームごとに(ステップS302)オプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[監視期間](ステップS303)を実行し、監視期間中でのオプティカルフローの方向別ヒストグラムと標準偏差標準偏差σ2を求める。
なお、オプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[監視期間]の手順は、後述する図10のサブシーケンスに従って行う。
次に、トレーニング期間中に求めた正常状態の標準偏差σ1と監視期間中の標準偏差σ2を比較し、
σ2 > α×σ1(α:所定の定数)
であるかどうかを調べる(ステップS304)。
ここで、YESであれば、異常状態(土石流検知)であると判断して、ブロックにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS305)を実行する。
なお、ブロックにおける代表オプティカルフローを求める処理の手順は、後述する図14のサブシーケンスに従って行う。
さらに、フレームにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS306)を実行する。この場合、代表オプティカルフローの値は、後述する平均値となる。
なお、フレームにおける代表オプティカルフローを求める処理は、後述する図15の計算例に従って行う。
また、NOであれば、正常状態(土石流非検知)であると判断して、代表オプティカルフローの値は0とする。
まず、監視カメラ10から入力された入力画像1001をフレームごとに(ステップS302)オプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[監視期間](ステップS303)を実行し、監視期間中でのオプティカルフローの方向別ヒストグラムと標準偏差標準偏差σ2を求める。
なお、オプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[監視期間]の手順は、後述する図10のサブシーケンスに従って行う。
次に、トレーニング期間中に求めた正常状態の標準偏差σ1と監視期間中の標準偏差σ2を比較し、
σ2 > α×σ1(α:所定の定数)
であるかどうかを調べる(ステップS304)。
ここで、YESであれば、異常状態(土石流検知)であると判断して、ブロックにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS305)を実行する。
なお、ブロックにおける代表オプティカルフローを求める処理の手順は、後述する図14のサブシーケンスに従って行う。
さらに、フレームにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS306)を実行する。この場合、代表オプティカルフローの値は、後述する平均値となる。
なお、フレームにおける代表オプティカルフローを求める処理は、後述する図15の計算例に従って行う。
また、NOであれば、正常状態(土石流非検知)であると判断して、代表オプティカルフローの値は0とする。
ここで、図8におけるオプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[トレーニング期間](ステップS301)について、図面を参照して説明する。
図9は、正常/異常状態判別処理のフロー(図8)のオプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[トレーニング期間](ステップS301)のサブシーケンスを示す図である。
図9のシーケンスによると、トレーニング期間中に、Nフレーム(N:整数)に関して(ステップS101)、入力画像1011のオプティカルフローを計算すべき注目点すべてについて(ステップS102)、ブロック内で注目点を見つける処理(ステップS103)と、注目点におけるオプティカルフロー計算処理(ステップS104)と、オプティカルフローの選別処理(ステップS105)を行う。
また、上記ステップS101〜S105の結果から、正常状態でのオプティカルフローの方向別ヒストグラムを求め(ステップS106)、また、当該方向別ヒストグラムより標準偏差を求め(ステップS107)、さらに、求めた標準偏差の情報をオプティカルフローテーブル86に保存する(ステップS108)。
図9は、正常/異常状態判別処理のフロー(図8)のオプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[トレーニング期間](ステップS301)のサブシーケンスを示す図である。
図9のシーケンスによると、トレーニング期間中に、Nフレーム(N:整数)に関して(ステップS101)、入力画像1011のオプティカルフローを計算すべき注目点すべてについて(ステップS102)、ブロック内で注目点を見つける処理(ステップS103)と、注目点におけるオプティカルフロー計算処理(ステップS104)と、オプティカルフローの選別処理(ステップS105)を行う。
また、上記ステップS101〜S105の結果から、正常状態でのオプティカルフローの方向別ヒストグラムを求め(ステップS106)、また、当該方向別ヒストグラムより標準偏差を求め(ステップS107)、さらに、求めた標準偏差の情報をオプティカルフローテーブル86に保存する(ステップS108)。
次に、図8におけるオプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[監視期間](ステップS302)について、図面を参照して説明する。
図10は、正常/異常状態判別処理のフロー(図8)のオプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[監視期間](ステップS302)のサブシーケンスを示す図である。
図10のシーケンスによると、入力画像1011のオプティカルフローを計算すべき注目点について(ステップS201)、ブロック内で注目点を見つける処理(ステップS202)と、注目点におけるオプティカルフロー計算処理(ステップS203)と、オプティカルフローの選別処理(ステップS204)を行う。
また、上記ステップS201〜S204の結果から、監視期間でのオプティカルフローの方向別ヒストグラムを求め(ステップS205)、また、当該方向別ヒストグラムより標準偏差を求め(ステップS206)、さらに、求めた標準偏差の情報をオプティカルフローテーブル86に保存する(ステップS207)。
図10は、正常/異常状態判別処理のフロー(図8)のオプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[監視期間](ステップS302)のサブシーケンスを示す図である。
図10のシーケンスによると、入力画像1011のオプティカルフローを計算すべき注目点について(ステップS201)、ブロック内で注目点を見つける処理(ステップS202)と、注目点におけるオプティカルフロー計算処理(ステップS203)と、オプティカルフローの選別処理(ステップS204)を行う。
また、上記ステップS201〜S204の結果から、監視期間でのオプティカルフローの方向別ヒストグラムを求め(ステップS205)、また、当該方向別ヒストグラムより標準偏差を求め(ステップS206)、さらに、求めた標準偏差の情報をオプティカルフローテーブル86に保存する(ステップS207)。
ここで、図9のステップS104および図10のステップS203の注目点におけるオプティカルフロー計算処理でのオプティカルフローの表示例について、図面を参考に説明する。
図11は、本発明の実施形態1に係る災害検知装置80で求めたオプティカルフローの表示例であり、(a)は正常状態(土石流非検知)でのオプティカルフローを示し、(b)は異常状態(土石流検知)でのオプティカルフローを示す。
図11(a)に示すように、正常状態(土石流非検知)において、入力画像のブロック内の注目点301でオプティカルフロー302を求め、川201のオプティカルフローが求まっていることがわかる。
図11(b)に示すように、異常状態(土石流検知)において、入力画像のブロック内の注目点301でオプティカルフロー302を求め、土石流303のオプティカルフロー302が求まっていることがわかる。
図11は、本発明の実施形態1に係る災害検知装置80で求めたオプティカルフローの表示例であり、(a)は正常状態(土石流非検知)でのオプティカルフローを示し、(b)は異常状態(土石流検知)でのオプティカルフローを示す。
図11(a)に示すように、正常状態(土石流非検知)において、入力画像のブロック内の注目点301でオプティカルフロー302を求め、川201のオプティカルフローが求まっていることがわかる。
図11(b)に示すように、異常状態(土石流検知)において、入力画像のブロック内の注目点301でオプティカルフロー302を求め、土石流303のオプティカルフロー302が求まっていることがわかる。
また、図9のステップS105および図10のステップS204のオプティカルフローの選別処理では、オプティカルフローを方向別分布に集計する。方向を持つ情報の、方向別符号化については、特許文献2に開示されている。
[特許文献2]特開2012−22370
ここで、オプティカルフローの方向別分布を算出する際の方向別符号化方法について図面を参照して説明する。
図12は、オプティカルフローの方向別分布を算出する際の方向別符号化方法を説明するための図である。本例では、オプティカルフローの方向を16方向に符号化する方法を示す。図中、方向P1〜P16は、方向別符号化をする際の基準となるオプティカルフローの方向である。
図12は、オプティカルフローの方向別分布を算出する際の方向別符号化方法を説明するための図である。本例では、オプティカルフローの方向を16方向に符号化する方法を示す。図中、方向P1〜P16は、方向別符号化をする際の基準となるオプティカルフローの方向である。
図9のステップS104および図10のステップS203の注目点におけるオプティカルフロー計算処理で算出されるオプティカルフローの方向は、いずれか一方向を基準とすると0〜360度の連続値で得られる。これを、一定の角度刻みで、整数値に量子化する。図12の例では、水平方向の右向き方向P1を基準(0°(0度))とし、22.5°刻みで、それぞれの角度の間に含まれるオプティカルフローを量子化する。例えば、方向P1を基準とし、角度が20°のオプティカルフローは符号‘1’、100°のオプティカルフローは符号‘5’となる。
以上のように、図9のステップS105および図10のステップS204のオプティカルフローの選別処理では、オプティカルフローの方向を角度から整数に符号化した上で、当該ブロックに含まれるオプティカルフローを1〜16の方向符号別に発生数を集計する。
また、図9のステップS106および図10のステップS205のオプティカルフローの方向別ヒストグラムを求める処理では、図9のステップS105および図10のステップS204のオプティカルフローの選別処理による方向符号別オプティカルフローの発生数集計結果から方向符号別オプティカルフローのヒストグラムを求める。
ここで、図13は、方向符号別にオプティカルフローの発生数を集計した結果の方向別分布の例を示す図であり、(a)は正常状態(土石流非検知)での検知方向別ヒストグラムと標準偏差を示し、(b)は異常状態土石流検知)での検知方向別ヒストグラムと標準偏差を示す。
正常状態(土石流非検知)では、前述した図6のように、川201の流れのあるところは、オプティカルフローは大きさを持つが、川201の流れの無いところは、オプティカルフローはほとんど大きさを持たない。このため、オプティカルフローの方向別ヒストグラムは、図13(a)のように、オプティカルフローの方向P13(川の流れによる下向きのオプティカルフロー)の頻度が多くなる。
一方、異常状態(土石流検知)では、前述した図7のように、川201のエリアの他に、土石流303のエリアでしきい値を超えるオプティカルフローを検出する。この時、土石流303の先端部分では、進行方向であるオプティカルフローの方向P13のオプティカルフローが得られるが、土石流303のそれ以外の部分では、複数の方向のオプティカルフローが得られる。
このため、オプティカルフローの方向別ヒストグラムは、図13(b)のように、フローの方向P13とそれ以外の方向の頻度が多くなり、ガウス分布となる。
ここで、図13は、方向符号別にオプティカルフローの発生数を集計した結果の方向別分布の例を示す図であり、(a)は正常状態(土石流非検知)での検知方向別ヒストグラムと標準偏差を示し、(b)は異常状態土石流検知)での検知方向別ヒストグラムと標準偏差を示す。
正常状態(土石流非検知)では、前述した図6のように、川201の流れのあるところは、オプティカルフローは大きさを持つが、川201の流れの無いところは、オプティカルフローはほとんど大きさを持たない。このため、オプティカルフローの方向別ヒストグラムは、図13(a)のように、オプティカルフローの方向P13(川の流れによる下向きのオプティカルフロー)の頻度が多くなる。
一方、異常状態(土石流検知)では、前述した図7のように、川201のエリアの他に、土石流303のエリアでしきい値を超えるオプティカルフローを検出する。この時、土石流303の先端部分では、進行方向であるオプティカルフローの方向P13のオプティカルフローが得られるが、土石流303のそれ以外の部分では、複数の方向のオプティカルフローが得られる。
このため、オプティカルフローの方向別ヒストグラムは、図13(b)のように、フローの方向P13とそれ以外の方向の頻度が多くなり、ガウス分布となる。
次に、図8のブロックにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS305)について、図面を参照して説明する。
図14は、正常/異常状態判別処理のフロー(図8)のブロックにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS305)のサブシーケンスを示す図である。
図14のシーケンスによると、オプティカルフローを計算するべき注目点について全て調べたか否かを確認する(ステップS401)。
YESであれば、そのまま終了する。
NOであれば、オプティカルフローの下方向選別処理(ステップS402)を実行し、オプティカルフローの最頻度方向選別処理(ステップS403)を実行する。
オプティカルフローの下方向選別処理(ステップS402)では、オプティカルフローを、上下方向に分けて考えた場合、下方向であるオプティカルフローを選別する。
オプティカルフローの最頻度方向選別処理(ステップS403)では、オプティカルフローの方向のヒストグラムにおいて、頻度が最大である方向と同じオプティカルフローを選別する。もしなければ、この方向に近いオプティカルフローを選別する。
図14は、正常/異常状態判別処理のフロー(図8)のブロックにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS305)のサブシーケンスを示す図である。
図14のシーケンスによると、オプティカルフローを計算するべき注目点について全て調べたか否かを確認する(ステップS401)。
YESであれば、そのまま終了する。
NOであれば、オプティカルフローの下方向選別処理(ステップS402)を実行し、オプティカルフローの最頻度方向選別処理(ステップS403)を実行する。
オプティカルフローの下方向選別処理(ステップS402)では、オプティカルフローを、上下方向に分けて考えた場合、下方向であるオプティカルフローを選別する。
オプティカルフローの最頻度方向選別処理(ステップS403)では、オプティカルフローの方向のヒストグラムにおいて、頻度が最大である方向と同じオプティカルフローを選別する。もしなければ、この方向に近いオプティカルフローを選別する。
次に、図8のフレームにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS306)について、図面を参照して説明する。
図15は、正常/異常状態判別処理のフロー(図8)のフレームにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS306)の第1の計算例を示す図である。
ただし、本計算例は、1つのフレームに対して代表オプティカルフローを求める計算例である。
(a)において、全注目点に対するオプティカルフローを求め、次に、(b)において、オプティカルフローの大きさで絞り込み、オプティカルフローの方向の分類分けを行い、次に、(c)において、下方向のオプティカルフローのみに絞り、(d)において、絞ったオプティカルフローの平均値(オプティカルフローの空間方向の平均値)を求める。
これを現時点のフレームにおける代表オプティカルフロー(土石流のオプティカルフロー)とする。
なお、現時点のフレームにおける代表オプティカルフローは、下記のようにして求める。
(c)で求めた土石流の下方向のオプティカルフローの数をM個として、各注目点における、x方向のオプティカルフローをVsx0,Vsx1,・・・VsxM−1
、y方向のオプティカルフローをVsy0,Vsy1,・・・VsyM−1とすると、空間方向のフローの平均値(Vsx,Vsy)は、
Vsx=(Vsx0+Vsx1+・・・+VsxM−1
)/M
Vsy=(Vsy0+Vsy1+・・・+VsyM−1
)/M
と表現できる。
ここで、現時点のフレームにおける代表フロー = フローの平均値 とする。
このようにして現時点のフレームにおける代表フローを求めることで、この場合は、土石流のオプティカルフローを求めることができる。
但し、このオプティカルフローは、強風による振動や、上記災害発生時の振動を含むフローである。
尚、この例では、図3の出力画像1002を作る際、土石流に対して1つのオプティカルフローのみの表示であるが、異常状態を検出した注目点全てにオプティカルフローを表示してもよい。
図15は、正常/異常状態判別処理のフロー(図8)のフレームにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS306)の第1の計算例を示す図である。
ただし、本計算例は、1つのフレームに対して代表オプティカルフローを求める計算例である。
(a)において、全注目点に対するオプティカルフローを求め、次に、(b)において、オプティカルフローの大きさで絞り込み、オプティカルフローの方向の分類分けを行い、次に、(c)において、下方向のオプティカルフローのみに絞り、(d)において、絞ったオプティカルフローの平均値(オプティカルフローの空間方向の平均値)を求める。
これを現時点のフレームにおける代表オプティカルフロー(土石流のオプティカルフロー)とする。
なお、現時点のフレームにおける代表オプティカルフローは、下記のようにして求める。
(c)で求めた土石流の下方向のオプティカルフローの数をM個として、各注目点における、x方向のオプティカルフローをVsx0,Vsx1,・・・VsxM−1
、y方向のオプティカルフローをVsy0,Vsy1,・・・VsyM−1とすると、空間方向のフローの平均値(Vsx,Vsy)は、
Vsx=(Vsx0+Vsx1+・・・+VsxM−1
)/M
Vsy=(Vsy0+Vsy1+・・・+VsyM−1
)/M
と表現できる。
ここで、現時点のフレームにおける代表フロー = フローの平均値 とする。
このようにして現時点のフレームにおける代表フローを求めることで、この場合は、土石流のオプティカルフローを求めることができる。
但し、このオプティカルフローは、強風による振動や、上記災害発生時の振動を含むフローである。
尚、この例では、図3の出力画像1002を作る際、土石流に対して1つのオプティカルフローのみの表示であるが、異常状態を検出した注目点全てにオプティカルフローを表示してもよい。
次に、図8のフレームにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS306)に関し、別の計算例について図面を参照して説明する。
図16は、正常/異常状態判別処理のフロー(図8)のフレームにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS306)の第2の計算例を示す図である。
ただし、本計算例は、複数のフレームに対して代表オプティカルフローを求める計算例である。
(a)において、前述した1フレームにおける代表オプティカルフローの計算を、連続したNフレーム(N:整数)について求め、(b)において、各フレームの代表オプティカルフローの時間方向の平均値(Vtx,Vty)を求める。これを一定フレームにおける時間方向の平均オプティカルフロー(土石流のオプティカルフロー)とする。
各フレームの代表オプティカルフローの時間方向の平均値は、下記のようにして求める。
各フレームの代表フローの、x方向のフローをVtx0,Vtx1,・・・VtxN−1
、y方向のフローをVty0,Vty1,・・・VtyN−1とすると、時間方向のフローの平均値(Vtx,Vty)は、
Vtx=(Vtx0+Vtx1+・・・+VtxN−1
)/N
Vty=(Vty0+Vty1+・・・+VtyN−1
)/N
と表現できる。この時間方向のフローの平均値(Vtx,Vty)を、フレームt0における土石流のオプティカルフローとする。
このように、時間方向の平均オプティカルフローを求めることで、オプティカルフローに含まれる振動成分を抑制することができる。
尚、この例では、図3の出力画像1002を作る際、土石流に対して1つのオプティカルフローのみの表示であるが、異常状態を検出した注目点全てにオプティカルフローを表示してもよい。
図16は、正常/異常状態判別処理のフロー(図8)のフレームにおける代表オプティカルフローを求める処理(ステップS306)の第2の計算例を示す図である。
ただし、本計算例は、複数のフレームに対して代表オプティカルフローを求める計算例である。
(a)において、前述した1フレームにおける代表オプティカルフローの計算を、連続したNフレーム(N:整数)について求め、(b)において、各フレームの代表オプティカルフローの時間方向の平均値(Vtx,Vty)を求める。これを一定フレームにおける時間方向の平均オプティカルフロー(土石流のオプティカルフロー)とする。
各フレームの代表オプティカルフローの時間方向の平均値は、下記のようにして求める。
各フレームの代表フローの、x方向のフローをVtx0,Vtx1,・・・VtxN−1
、y方向のフローをVty0,Vty1,・・・VtyN−1とすると、時間方向のフローの平均値(Vtx,Vty)は、
Vtx=(Vtx0+Vtx1+・・・+VtxN−1
)/N
Vty=(Vty0+Vty1+・・・+VtyN−1
)/N
と表現できる。この時間方向のフローの平均値(Vtx,Vty)を、フレームt0における土石流のオプティカルフローとする。
このように、時間方向の平均オプティカルフローを求めることで、オプティカルフローに含まれる振動成分を抑制することができる。
尚、この例では、図3の出力画像1002を作る際、土石流に対して1つのオプティカルフローのみの表示であるが、異常状態を検出した注目点全てにオプティカルフローを表示してもよい。
<実施形態2>
〔災害検知システムの制御構成〕
以下に、本発明の実施形態2に係る災害検知システムについて説明する。
なお、本発明の実施形態2に係る災害検知システムは、前述した本発明の実施形態1に係る災害検知システムに対し、災害検知装置90が異なる以外は、図1の構成と同様である。
〔災害検知システムの制御構成〕
以下に、本発明の実施形態2に係る災害検知システムについて説明する。
なお、本発明の実施形態2に係る災害検知システムは、前述した本発明の実施形態1に係る災害検知システムに対し、災害検知装置90が異なる以外は、図1の構成と同様である。
(災害検知装置90の制御構成)
そこで、本発明の実施形態2に係る災害検知システムの災害検知装置90について図面を参照して説明する。
図17は、本発明の実施形態2に係る災害検知システムの構成を示すブロック図である。
図17は、本発明の実施形態1と基本的に同様の構成であるが、オプティカルフロー代表値計算処理部81が用いるしきい値Bが、固定値ではなく、各注目点の定常状態のオプティカルフローに対応した値となる点が異なる。つまり、しきい値Bが、注目点ごとに準備してあるということである。
このしきい値Bは、定常状態オプティカルフロー計算処理部91で求めた定常状態のオプティカルフローの値に、乗算器92で所定の倍率αだけ乗じることで得られる。
なお、定常状態オプティカルフロー計算処理部91で行われる処理は、前述の図9で示したオプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[トレーニング期間]のフローチャートでのステップS104の注目点におけるオプティカルフロー計算処理の結果を用いるものとする。
そこで、本発明の実施形態2に係る災害検知システムの災害検知装置90について図面を参照して説明する。
図17は、本発明の実施形態2に係る災害検知システムの構成を示すブロック図である。
図17は、本発明の実施形態1と基本的に同様の構成であるが、オプティカルフロー代表値計算処理部81が用いるしきい値Bが、固定値ではなく、各注目点の定常状態のオプティカルフローに対応した値となる点が異なる。つまり、しきい値Bが、注目点ごとに準備してあるということである。
このしきい値Bは、定常状態オプティカルフロー計算処理部91で求めた定常状態のオプティカルフローの値に、乗算器92で所定の倍率αだけ乗じることで得られる。
なお、定常状態オプティカルフロー計算処理部91で行われる処理は、前述の図9で示したオプティカルフロー方向別ヒストグラム算出処理[トレーニング期間]のフローチャートでのステップS104の注目点におけるオプティカルフロー計算処理の結果を用いるものとする。
<実施形態3>
以下に、本発明の実施形態3に係る災害検知システムについて説明する。
なお、本発明の実施形態3に係る災害検知システムは、前述した本発明の実施形態1または本発明の実施形態2に係る災害検知システムと全く同様の構成であるが、災害検知装置80または災害検知装置90の描画処理部84で行われる処理のみ異なる。
そこで、本発明の実施形態3に係る災害検知システムの災害検知装置の描画処理部84による出力画像1003について、図面を参照して説明する。
図18は、本発明の実施形態3に係る災害検知システムの映像表示装置30のモニタに表示するオプティカルフローの表示例である。
図18に示すように、描画処理部84で出力画像1003を出力する際に、異常状態を検出した注目点301に、各フレームで求めた代表オプティカルフローまたは所定の複数フレームにおける平均オプティカルフロー401を表示する。
以下に、本発明の実施形態3に係る災害検知システムについて説明する。
なお、本発明の実施形態3に係る災害検知システムは、前述した本発明の実施形態1または本発明の実施形態2に係る災害検知システムと全く同様の構成であるが、災害検知装置80または災害検知装置90の描画処理部84で行われる処理のみ異なる。
そこで、本発明の実施形態3に係る災害検知システムの災害検知装置の描画処理部84による出力画像1003について、図面を参照して説明する。
図18は、本発明の実施形態3に係る災害検知システムの映像表示装置30のモニタに表示するオプティカルフローの表示例である。
図18に示すように、描画処理部84で出力画像1003を出力する際に、異常状態を検出した注目点301に、各フレームで求めた代表オプティカルフローまたは所定の複数フレームにおける平均オプティカルフロー401を表示する。
<実施形態4>
以下に、本発明の実施形態4に係る災害検知システムについて説明する。
なお、本発明の実施形態4に係る災害検知システムは、前述した本発明の実施形態1または本発明の実施形態2に係る災害検知システムと全く同様の構成であるが、災害検知装置80または災害検知装置90の描画処理部84で行われる処理のみ異なる。
そこで、本発明の実施形態4に係る災害検知システムの災害検知装置の描画処理部84による出力画像1004について、図面を参照して説明する。
図19は、本発明の実施形態4に係る災害検知システムの映像表示装置30のモニタに表示するオプティカルフローの表示例である。
図19に示すように、描画処理部84で出力画像1004を出力する際に、各フレームで求めた代表オプティカルフロー501の色をオプティカルフローの大きさなどによる危険度に応じて変える。
本実施例では、危険度が大きくなるにつれて、各フレームで求めた代表オプティカルフロー501の色を濃くする。
なお、本実施例では、土石流303に対して1つの代表オプティカルフロー501のみの表示であるが、異常状態を検出した注目点ごとにオプティカルフローを表示しても良い。
以下に、本発明の実施形態4に係る災害検知システムについて説明する。
なお、本発明の実施形態4に係る災害検知システムは、前述した本発明の実施形態1または本発明の実施形態2に係る災害検知システムと全く同様の構成であるが、災害検知装置80または災害検知装置90の描画処理部84で行われる処理のみ異なる。
そこで、本発明の実施形態4に係る災害検知システムの災害検知装置の描画処理部84による出力画像1004について、図面を参照して説明する。
図19は、本発明の実施形態4に係る災害検知システムの映像表示装置30のモニタに表示するオプティカルフローの表示例である。
図19に示すように、描画処理部84で出力画像1004を出力する際に、各フレームで求めた代表オプティカルフロー501の色をオプティカルフローの大きさなどによる危険度に応じて変える。
本実施例では、危険度が大きくなるにつれて、各フレームで求めた代表オプティカルフロー501の色を濃くする。
なお、本実施例では、土石流303に対して1つの代表オプティカルフロー501のみの表示であるが、異常状態を検出した注目点ごとにオプティカルフローを表示しても良い。
<実施形態5>
以下に、本発明の実施形態5に係る災害検知システムについて説明する。
なお、本発明の実施形態5に係る災害検知システムは、前述した本発明の実施形態1または本発明の実施形態2に係る災害検知システムと全く同様の構成であるが、災害検知装置80または災害検知装置90の描画処理部84で行われる処理のみ異なる。
そこで、本発明の実施形態5に係る災害検知システムの災害検知装置の描画処理部84による出力画像1005について、図面を参照して説明する。
図20は、本発明の実施形態5に係る災害検知システムの映像表示装置30のモニタに表示するオプティカルフローの表示例である。
図20に示すように、描画処理部84で出力画像1005を出力する際に、各フレームで求めた代表オプティカルフロー601の幅をオプティカルフローの大きさなどによる危険度に応じて変える。
本実施例では、危険度が大きくなるにつれて、各フレームで求めた代表オプティカルフロー601の幅を大きくする。
なお、本実施例では、土石流303に対して1つの代表オプティカルフロー601のみの表示であるが、異常状態を検出した注目点ごとにオプティカルフローを表示しても良い。
以下に、本発明の実施形態5に係る災害検知システムについて説明する。
なお、本発明の実施形態5に係る災害検知システムは、前述した本発明の実施形態1または本発明の実施形態2に係る災害検知システムと全く同様の構成であるが、災害検知装置80または災害検知装置90の描画処理部84で行われる処理のみ異なる。
そこで、本発明の実施形態5に係る災害検知システムの災害検知装置の描画処理部84による出力画像1005について、図面を参照して説明する。
図20は、本発明の実施形態5に係る災害検知システムの映像表示装置30のモニタに表示するオプティカルフローの表示例である。
図20に示すように、描画処理部84で出力画像1005を出力する際に、各フレームで求めた代表オプティカルフロー601の幅をオプティカルフローの大きさなどによる危険度に応じて変える。
本実施例では、危険度が大きくなるにつれて、各フレームで求めた代表オプティカルフロー601の幅を大きくする。
なお、本実施例では、土石流303に対して1つの代表オプティカルフロー601のみの表示であるが、異常状態を検出した注目点ごとにオプティカルフローを表示しても良い。
<実施形態6>
以下に、本発明の実施形態6に係る災害検知システムについて説明する。
なお、本発明の実施形態6に係る災害検知システムは、前述した本発明の実施形態1または本発明の実施形態2に係る災害検知システムと全く同様の構成であるが、災害検知装置80または災害検知装置90からの災害検知情報に基づいて行われるスピーカー40およびスピーカー50からの警報処理のみ異なる。
そこで、本発明の実施形態6に係る災害検知システムの災害検知装置からの災害検知情報に基づく警報処理について、図面を参照して説明する。
図21は、本発明の実施形態6に係る災害検知システムの災害検知装置からの災害検知情報に基づくスピーカーからの警報例である。
図21に示すように、オプティカルフローの大きさなどによる危険度に応じて、スピーカー40またはスピーカー50の音量を変える。
本実施例では、危険度が大きくなるにつれて、スピーカー40またはスピーカー50の音量を大きくする。
以下に、本発明の実施形態6に係る災害検知システムについて説明する。
なお、本発明の実施形態6に係る災害検知システムは、前述した本発明の実施形態1または本発明の実施形態2に係る災害検知システムと全く同様の構成であるが、災害検知装置80または災害検知装置90からの災害検知情報に基づいて行われるスピーカー40およびスピーカー50からの警報処理のみ異なる。
そこで、本発明の実施形態6に係る災害検知システムの災害検知装置からの災害検知情報に基づく警報処理について、図面を参照して説明する。
図21は、本発明の実施形態6に係る災害検知システムの災害検知装置からの災害検知情報に基づくスピーカーからの警報例である。
図21に示すように、オプティカルフローの大きさなどによる危険度に応じて、スピーカー40またはスピーカー50の音量を変える。
本実施例では、危険度が大きくなるにつれて、スピーカー40またはスピーカー50の音量を大きくする。
1,1’:災害検知システム、10:監視カメラ、20:通信路、30:映像表示装置、40:スピーカー、50:スピーカー、60:人、70:人、80:災害検知装置、81:オプティカルフロー代表値計算処理部、82:異常状態判定部、83:オプティカルフロー平均値計算処理部、84:描画処理部、85:前フレーム記憶領域、86:オプティカルフローテーブル、90:災害検知装置、101:特徴点、102:オプティカルフロー、201:川、202:森林、203:マスクエリア、301:注目点、302:オプティカルフロー、303:土石流、401:各フレームで求めた代表オプティカルフロー又は所定の複数フレームにおける平均オプティカルフロー、501:各フレームで求めた代表オプティカルフロー、601:各フレームで求めた代表オプティカルフロー、1001,1001a,1001b:入力画像、1002:出力画像、1003:出力画像、1004:出力画像、1005:出力画像。
Claims (3)
- 所定の領域を監視領域として監視カメラで撮影し、当該監視カメラから得られる画像情報から前記監視領域内における物体の速度変化を抽出して土石流等の災害の発生を検知する災害検知システムにおいて、
正常状態時に、予め画像情報の複数フレームについて、フレームの各注目点におけるオプティカルフローを求め、求めたオプティカルフローから方向別ヒストグラムを作成し、当該方向別ヒストグラムから第1の標準偏差を求める第1標準偏差算出手段と、
監視期間中に、現時点での画像情報のフレームについて、フレームの各注目点におけるオプティカルフローを求め、求めたオプティカルフローから方向別ヒストグラムを作成し、当該方向別ヒストグラムから第2の標準偏差を求める第2標準偏差算出手段と、
前記第2の標準偏差が第1の標準偏差に所定の数値を乗算した値よりも大きい場合に、災害が発生した異常状態であると判断する判断手段と、
前記判断手段で異常状態であると判断された場合、現時点でのフレームにおける全注目点におけるオプティカルフローを求め、求めたオプティカルフローの大きさを所定のしきい値で絞り込んだ後、オプティカルフローの方向の分類分けを行い、下方向のオプティカルフローに絞ってオプティカルフローの平均値を求める代表オプティカルフロー算出手段と、
前記代表オプティカルフロー算出手段によって、連続した所定数のフレームについて代表オプティカルフローを求め、求めた各フレームの代表オプティカルフローから時間方向の平均値を求めるオプティカルフロー平均値算出手段と、
を備えることを特徴とする災害検知システム。 - 請求項1に記載の災害検知システムにおいて、災害による物体の速度に応じて検出感度を可変する際に、正常状態でのオプティカルフローを事前に学習させて、その値に所定の倍率を乗じた値をしきい値とすることを特徴とする災害検知システム。
- 請求項1または2に記載の災害検知システムにおいて、オプティカルフローを色相関に対応させた色で表現することを特徴とする災害検知システム。
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JP2012140893A JP2014007498A (ja) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | 災害検知システム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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