JP2014146890A - 撮像システム及び撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで良好な顔画像を撮像すること。
【解決手段】天井にカメラ１０を設置するとともに、改札機３０の上面に鏡２１を設置する。カメラ１０は、改札機３０を通過する人物と、鏡２１とを撮像範囲に含む。このため、改札機３０を通過する人物を直接撮像した直射画像と、改札機３０を通過する人物が鏡２１に映った反射画像とを同時に取得し、画像認識に利用することができる。直射画像を利用する範囲Ａ０と、鏡２１に映った反射画像を利用する範囲Ａ１とが異なることにより、改札機３０を通過する人物の身長差が大きい場合であっても、顔画像を取得可能である。また、改札機３０を通過する人物が通過操作等のために下を向いた状態であれば、鏡２１に映った反射画像は、画像認識に適した良好な画像となる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ゲート装置を通過する人物を撮像する撮像システム及び撮像方法に関する。

従来、改札機などのゲート装置を通過する人物を撮像する撮像システムが利用されている。このような撮像システムは、犯罪者の追跡や、商店等のマーケティングに用いられる。例えば、犯罪者の追跡を行なう場合には、ゲート装置を通過する人物の顔画像と追跡対象の人物の顔画像を比較し、一致するか否かを判別することとなる。また、商店等のマーケティングに用いる場合には、撮像した人物の性別や年齢を推定し、マーケティング用のデータとして蓄積することとなる。

人物の撮像は、天井などに設置したカメラを用いることが一般的であるが、切符の挿入やカードをかざすなど、ゲート装置を通過するための操作を行なう人物を撮像すると、下を向いた画像となることが多く、画像認識の精度が低下する。

そこで、ゲート装置を通過する人物の好適な顔画像を確実に撮像する技術が知られている。例えば、特許文献１は、改札機の中にカメラを設置して、定期券不正利用者の照合を行う技術を開示している。また、特許文献２は、通路両側の改札機の上部に設置した各１台のカメラを利用して撮像を行なう技術を開示している。

特許第３３８９０２９号 特開２００２−２７９４５５号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、改札機内にカメラを設けるため、既存の改札機を交換、或いは改造しなければならない。また、機内のカメラが１台では、低身長者から高身長者までの顔を撮影するのが困難な場合があり、これに対応するためにカメラを複数台内蔵するとなればコスト増大が問題となる。

また、上記特許文献２の技術では、通路両側から顔を撮像するため、天井からの撮像よりは好適な画像を得ることが期待されるが、俯いて通過する人物に対してはやはり好適な画像が期待できない。また、カメラが１通路２台になることによるコスト増大が問題となる。

このように、従来の技術では、コストを抑制しつつ良好な画像を取得することが困難であった。このため、低コストで良好な顔画像を撮像することのできる撮像システムをいかにして実現するかが重要な課題となっていた。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであって、低コストで良好な顔画像を撮像することのできる撮像システム及び撮像方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、ゲート装置を通過する人物を撮像する撮像システムであって、前記ゲート装置に設けられた鏡面と、前記人物が前記ゲート装置を通過する際に、前記鏡面に映る人物像を撮像する前記鏡面より前方に配置された撮像手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記ゲート装置は、通過時に所定の操作を受け付ける改札機であり、前記鏡面は前記ゲート装置の上面に設けられ、前記撮像手段は、前記ゲート装置が前記所定の操作を受け付けたときに、前記鏡面に前記人物像が映る位置に設置されることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記撮像手段は、前記鏡面に映る人物像に加え、前記ゲート装置を通過する人物を直接撮像する位置に設置されることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記鏡面を複数備え、前記撮像手段は、複数の鏡面を撮像範囲に含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記人物に対して報知する内容を表示する表示手段をさらに備え、前記表示手段は、前記人物が前記ゲート装置を通過する際に、前記鏡面上に表示の内容が映る位置に設定されることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記撮像手段により撮像された人物に対して識別処理を行う識別処理手段と、前記識別処理手段による識別結果に応じて前記表示手段が表示する内容を制御する表示制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記人物による前記ゲート装置の通過を検知する検知手段をさらに備え、前記検知手段による検知結果に応じて前記表示手段が表示する内容を制御する表示制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明は、ゲート装置を通過する人物を撮像する撮像方法であって、前記ゲート装置に設けられた鏡面と、前記ゲート装置を通過する人物とを撮像範囲に含んで撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップにより撮像された人物及び鏡面上の人物像に対し、顔画像の検知を行う顔画像検知ステップと、前記顔画像検知ステップにより検知された顔画像に対して画像認識を行う画像認識ステップとを含んだことを特徴とする。

本発明によれば、ゲート装置に鏡面を設け、人物がゲート装置を通過する際に、鏡面に映る人物像を撮像するよう構成したので、低コストで良好な顔画像を撮像することができる。

図１は、実施例１に係る撮像システムの概念を説明するための説明図である。 図２は、図１に示した改札機の外観構成を示す外観構成図である。 図３は、実施例１に係る撮像システムのシステム構成を説明するための説明図である。 図４は、鏡を用いた報知について説明するための説明図である。 図５は、改札機に複数の鏡を設置する構成について説明するための説明図である。 図６は、複数の鏡による広告表示について説明するための説明図である。 図７は、実施例２に係る撮像システムの概念を説明するための説明図である。 図８は、実施例２に係る撮像システムのシステム構成を説明するための説明図である。 図９は、表示装置に対する表示制御について説明するための説明図である。 図１０は、図８に示した画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る撮像システム及び撮像方法の好適な実施例を詳細に説明する。

まず、本実施例１に係る撮像システムの概念について説明する。図１は、実施例１に係る撮像システムの概念を説明するための説明図である。図１に示すように、実施例１に係る撮像システムでは、天井にカメラ１０を設置するとともに、改札機３０の上面に鏡２１を設置している。

カメラ１０は、鏡２１の前方に設けられる。即ち、改札機３０を通過する人物を基準とすると、該人物の進行方向の手前側に鏡２１が設けられ、奥側にカメラ１０が設置される。そして、カメラ１０は、改札機３０を通過する人物と、鏡２１とを撮像範囲に含む。このため、改札機３０を通過する人物を直接撮像した直射画像と、改札機３０を通過する人物が鏡２１に映った反射画像とを同時に取得し、画像認識に利用することができる。

図１では、直射画像を利用する範囲Ａ０と、鏡２１に映った反射画像を利用する範囲Ａ１とを示している。改札機３０を通過する人物の身長が高く、範囲Ａ０に顔部分が含まれなかったとしても、範囲Ａ１に該人物の顔画像が含まれる。このように、改札機３０を通過する人物の身長差が大きい場合であっても、顔画像を取得可能である。

また、改札機３０を通過する人物が下を向いた状態であれば、鏡２１に映った反射画像は、画像認識に適した良好な画像、即ち正面顔に近い画像となる。改札機３０を通過する人物は、改札機３０への切符挿入やカードかざし等の通過操作を行うのであるが、このときに操作位置を視認するために下を向くことが多い。このため、改札機３０を通過する人物が下を向かって通過操作を行う位置で、該人物の正面顔に近い顔が映るように鏡２１及びカメラ１０を配置することが好適である。

図２は、図１に示した改札機３０の外観構成を示す外観構成図である。図２に示すように、改札機３０は、扉部材３３と、切符投入口３２と、カードリーダ３１とを有する。また、改札機３０の上面には、鏡２１が設けられている。

改札機３０を通過する人物が、適切な切符を挿入するか、適切なカードをカードリーダ３１にかざす等、適切な通過操作を行ったならば、扉部材３３の開状態が維持され、改札機３０を通過可能となる。一方、適切な通過操作を行なわないまま改札機３０を通過しようとすると、扉部材３３が閉状態となり、改札機３０の通過を阻止することができる。

なお、図２では、改札機３０を単独で図示したが、改札機３０は複数が並列に設置され、隣接する改札機３０の扉部材３３と連動して通過可否を制御することが一般的である。また、図２では図示を省略したが、カードリーダ３１及び切符投入口３２を反対側にも設け、どちらからの通過についてもその可否を制御するように構成してもよい。

次に、実施例１に係る撮像システムのシステム構成について説明する。図３は、実施例１に係る撮像システムのシステム構成を説明するための説明図である。図３に示すように、画像システムは、鏡２１を上面に設けた改札機３０と、カメラ１０と、画像処理装置４０と、ネットワーク５０と、センタ６０とを有する。

カメラ１０は、既に説明したように、改札機３０を通過する人物の直射画像と、鏡２１に映る反射画像とを撮像する。カメラ１０は、撮像した画像を画像処理装置４０に出力する。

画像処理装置４０は、カメラ１０が撮像した画像を処理する装置であり、顔検知部４１、識別処理部４２及び通信部４３を有する。顔検知部４１は、カメラ１０が撮像した直射画像及び反射画像から顔画像を検知する処理部である。顔画像の検知は、パターンマッチング等、任意の手法を用いることができる。

識別処理部４２は、顔検知部４１が検知した顔画像に対して画像処理を行なって、人物の識別を行なう処理部である。識別処理部４２による識別は、予め指定された顔画像との一致度を求める処理であってもよいし、性別や年齢などを推定する処理であってもよい。

例えば、本撮像システムを用いて、犯罪者の追跡を行なう場合には、識別処理部４２は、改札機３０を通過する人物の顔画像と追跡対象の人物の顔画像を比較し、一致するか否かを判別する。また、本画像システムをマーケティングに用いる場合には、識別処理部４２は、撮像した人物の性別や年齢を推定する処理を行なう。

通信部４３は、識別処理部４２による識別結果をネットワーク５０経由でセンタ６０に送信する処理部である。ネットワーク５０は、既存の通信網を用いた任意のネットワークであり、センタ６０は、複数の駅にそれぞれ設けた画像処理装置４０から識別結果を受信することができる。

これまでの説明では、改札機３０に設けた鏡２１をカメラ１０による人物の撮像に用いる場合について説明したが、この鏡２１は、改札機３０を通過する人物への報知にも用いることができる。図４は、鏡２１を用いた報知について説明するための説明図である。

図４に示すように、天井のカメラ１０近傍に広告７０を設置すれば、改札機３０を通過する人物は、鏡２１に映る広告７０を視認することができる。なお、鏡２１を介して視認されることが前提となるため、天井に貼る広告７０は、左右を逆転した鏡像としておく。

次に、改札機３０に複数の鏡を設置する場合について説明する。図５は、改札機３０に複数の鏡を設置する構成について説明するための説明図である。図５は、改札機３０の上面に鏡２１に加えて鏡２２を設置した構成を示している。

この構成では、カメラ１０は、改札機３０を通過する人物と、鏡２１と、鏡２２とを撮像範囲に含む。また、鏡２２には、鏡２１とは異なる角度を持たせている。鏡２２の角度は、改札機３０を通過する人物が通過操作を行う位置で該人物の顔が映るように設定する。かかる構成により、改札機３０を通過する人物を直接撮像した直射画像と、改札機３０を通過する人物が鏡２１に映った反射画像と、改札機３０を通過する人物が鏡２２に映った反射画像とを同時に取得し、画像認識に利用することができる。

図５では、直射画像を利用する範囲Ａ０と、鏡２１に映った反射画像を利用する範囲Ａ１と、鏡２２に映った反射画像を利用する範囲Ａ２とを示している。鏡２１と鏡２２とは、設置位置及び角度が異なるため、範囲Ａ１と範囲Ａ２とは一部重複するものの、異なる範囲をとる。従って、範囲Ａ０〜２についてそれぞれ得られた異なる画像のうち、最も良好な画像を選択して画像処理に用いることができる。即ち、身長が低い場合は直射画像を、身長が高い場合は鏡２１に映った反射画像を、平均的な身長である場合は鏡２２に映った反射画像を用いるとよい。

また、複数の鏡を設けた構成では、天井に広告を設置した場合に、広告を複数回視認させることが可能となる。図６は、複数の鏡による広告表示について説明するための説明図である。

図６（ａ）は、改札機３０に対して通過操作を行ったときの状態を示している。この状態では、改札機３０を通過する人物は、鏡２１に映った広告７０を視認することとなる。その後、図６（ｂ）に示すように、改札機３０を通過する途中において、鏡２２に映った広告７０を視認することができる。

上述してきたように、本実施例１では、改札機３０の上面に鏡２１を設置し、天井に設置したカメラ１０により鏡２１に映った人物の像を撮像するよう構成したので、低コストで良好な顔画像を撮像することができる。

具体的には、改札機に対して行なう必要のある改造が少ないこと、カメラの設置位置が天井であることが、本発明の実施に要するコストを抑制している。また、既に天井にカメラが設置されているならば、既存のカメラの移設や画角調整により、目的の顔画像を取得できるので、さらなるコスト低減を実現できる。

また、改札機３０を通過する人物を直接撮像して直射画像を得ることもできるため、直射画像と鏡２１による反射画像とのうち、いずれかで良好な画像が取得できれば良い。このため、改札機３０を通過する人物の身長差が大きい場合であっても、良好な画像が取得できる。加えて、鏡２２を追加して設置するなど、鏡の数を増やすことによって、より良好な画像を取得し、さらなる身長差に対応することができる。

さらに、天井に広告を設置することで、改札機３０を通過する人物が、鏡を通して見ることができる視界を広告等の報知用スペースとして有効利用することができる。また、改札機３０に複数の鏡を設置すれば、複数回広告等を視認させることができる。

上述した実施例１では、表示内容が固定の広告を天井に設置する場合について説明を行なったが、表示内容を変更可能な表示装置を設けることとしてもよい。本実施例２では、天井に設置した表示装置を利用する場合について説明を行なう。

図７は、実施例２に係る撮像システムの概念を説明するための説明図である。図７に示すように、実施例２に係る撮像システムでは、天井にカメラ１０を設置するとともに、改札機１３０の上面に鏡２１及び鏡２２を設置している。加えて、天井のカメラ１０近傍に表示装置８０を設置している。

カメラ１０は、実施例１と同様に、改札機１３０を通過する人物と、鏡２１及び２２とを撮像範囲に含む。このため、改札機１３０を通過する人物を直接撮像した直射画像と、改札機１３０を通過する人物が鏡２１及び２２に映った反射画像とを同時に取得し、画像認識に利用することができる。

本実施例２では、カメラ１０により取得した画像から、改札機１３０を通過する人物の性別及び年齢等の個人属性を推定し、推定した個人属性により表示装置８０の表示内容を制御する。このため、改札機１３０を通過する人物は、鏡２１及び２２を介し、自身の個人属性に応じた情報の提供を受けることができる。

さらに、改札機１３０は、人物の通過を検知するセンサ３４を有している。このセンサ３４による検知結果を用いることにより、表示装置８０の表示内容を人物の通過状態に応じて制御することができる。

次に、実施例２に係る撮像システムのシステム構成について説明する。図８は、実施例２に係る撮像システムのシステム構成を説明するための説明図である。図８に示すように、画像システムは、鏡２１及び２２を上面に設けた改札機１３０と、カメラ１０と、画像処理装置１４０と、ネットワーク５０と、センタ６０とを有する。

改札機１３０は、センサ３４を有する。センサ３４は、フォトダイオード等であり、受光量の変化によって人物の通過を検知する。この検知結果は、画像処理装置１４０に出力される。

画像処理装置１４０は、顔検知部４１、識別処理部４２、通信部４３及び表示制御部４４を有する。顔検知部４１は、実施例１と同様に、カメラ１０が撮像した直射画像及び反射画像から顔画像を検知する処理部である。

識別処理部４２は、本実施例２では、顔検知部４１が検知した顔画像に対して画像処理を行なって、人物の性別及び年齢などの個人属性を推定する。識別処理部４２は、識別結果、すなわち推定した個人属性を表示制御部４４及び通信部４３に出力する。

通信部４３は、実施例１と同様に、識別処理部４２による識別結果をネットワーク５０経由でセンタ６０に送信する。ネットワーク５０及びセンタ６０についても実施例１と同様である。

表示制御部４４は、表示装置８０の表示内容を制御する処理部である。表示制御部４４は、識別処理部４２により出力された個人属性と、センサ３４の出力結果に応じて表示装置８０の表示内容を決定する。

表示装置８０は、液晶ディスプレイ等であり、表示制御部４４からの制御を受けることにより、改札機３０を通過する人物の個人属性や通過状態に合わせた表示内容を表示することができる。

次に、表示装置８０に対する表示制御について説明する。図９は、表示装置８０に対する表示制御について説明するための説明図である。図９（ａ）は、改札機１３０に対して通過操作を行ったときの状態を示している。この状態では、表示装置８０は、カメラ１０が撮像した人物の像から推定された個人属性に適合した内容を表示する。表示した内容は、鏡２１を介して人物により視認される。

図９（ａ）では、新発売のお茶の広告を表示した状態を示しているが、例えば、個人属性が「３０代男性」である場合には、栄養ドリンクの広告を表示し、個人属性が「２０代女性」に対しては、新商品のデザートの広告を表示することができる。

その後、図９（ｂ）に示すように、改札機１３０を通過する途中において、センサ３４が人物の通過を検知したならば、表示装置８０は、通過状態に合わせて表示内容を切替える。切替え後の表示内容は、鏡２２を介して人物により視認される。

切替え後の表示内容は、切替え前の表示内容と無関係であっても良いし、切替え前の表示内容に関連した内容であってもよい。図９（ｂ）では、切替え前の広告が視認されたことを想定し、広告に表示した商品の販売場所を案内するものとなっている。

次に、図８に示した画像処理装置１４０の処理手順について説明する。図１０は、図８に示した画像処理装置１４０の処理手順を示すフローチャートである。画像処理装置１４０の顔検知部４１は、カメラ１０が撮像した画像を取得し（ステップＳ１０１）、取得した画像に含まれる直射画像及び反射画像から顔画像を検知する（ステップＳ１０２）。

顔検知部４１は、直射画像又は反射画像から顔画像を検知しなければ（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に移行し、画像の取得を行なう。そして、直射画像又は反射画像から顔画像を検知したならば（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、検知した顔画像を識別処理部４２に出力する。

識別処理部４２は、顔検知部４１が検知した顔画像に対して、識別処理を行なう（ステップＳ１０４）。この識別処理では、顔画像の特徴量を算出し、該特徴量から人物の性別及び年齢などの個人属性を推定し、推定した個人属性を識別結果として通信部４３及び表示制御部４４に出力する。

通信部４３は、識別処理部４２が出力した識別結果をネットワーク５０経由でセンタ６０に送信する（ステップＳ１０５）。表示制御部４４は、識別結果として出力された個人属性に基づいて、該個人属性に合った表示内容を決定し、表示装置８０の表示制御を行なう（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６の表示制御の後、表示制御部４４はセンサ３４の出力を用い、人物の通過が検知されたかを判定する（ステップＳ１０７）。人物の通過が検知されていなければ（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、表示制御部４４は、ステップＳ１０７の通過検知の判定を再度実行する。

人物の通過が検知されたならば（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、表示制御部４４は、表示装置８０に表示する内容を切替えて表示制御を行ない（ステップＳ１０８）、処理を終了する。

上述してきたように、本実施例２では、カメラ１０の近傍に表示装置８０を設置し、改札機１３０を通過する人物を撮像してその個人属性を推定し、個人属性に合わせて表示装置８０の表示内容を制御する。このため、改札機１３０を通過する人物は、改札機１３０の上面に設けた鏡２１及び鏡２２により、自身の個人属性にあった情報を視認することができる。改札機１３０は、１人ずつ順に通過するものであるので、個人属性に適合する情報提供を個別に提供することに好適である。

また、改札機１３０のセンサ３４を用いることにより、表示装置８０による表示内容を通過状態に合わせて切替えることができる。改札機１３０のセンサ３４を用いることができない場合には、改札機１３０を通過する人物の標準的な歩行速度に合わせて表示を切替えるように構成してもよい。

なお、上記実施例１及び２では、鏡２１を水平に設置し、鏡２２を角度を持って設置する場合について説明を行なったが、改札機３０又は１３０を通過する人物の顔を捉えやすいように傾けたり、曲面にしたりしてもよい。また、鏡の数は１又は２に限定されるものではなく、任意の数を設置することが可能である。

また、上記実施例１及び２では、カメラ１０が随時撮像を行ない、その撮像結果から顔を検知する構成について説明を行なったが、通過操作の受け付けやセンサ等による接近検知をトリガーとして撮像を行なってよい。

また、上記実施例１及び２では、鉄道の駅に設けた改札機３０及び１３０を例に説明を行なったが、セキュリティー用ゲートやテーマパーク等の入退管理ゲート等、任意のゲート装置に本発明を適用可能である。

また、図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部または一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

以上のように、本発明に係る撮像システム及び撮像方法は、ゲート装置を通過する人物に対し、低コストで良好な顔画像の撮像を行なうことに適している。

１０ カメラ
２１、２２ 鏡
３０、１３０ 改札機
３１ カードリーダ
３２ 切符投入口
３３ 扉部材
３４ センサ
４０、１４０ 画像処理装置
４１ 顔検知部
４２ 識別処理部
４３ 通信部
４４ 表示制御部
５０ ネットワーク
６０ センタ
７０ 広告
８０ 表示装置

Claims (8)

1. ゲート装置を通過する人物を撮像する撮像システムであって、
   前記ゲート装置に設けられた鏡面と、
   前記人物が前記ゲート装置を通過する際に、前記鏡面に映る人物像を撮像する前記鏡面よりも前方に配置された撮像手段と
   を備えたことを特徴とする撮像システム。
2. 前記ゲート装置は、通過時に所定の操作を受け付ける改札機であり、
   前記鏡面は前記ゲート装置の上面に設けられ、
   前記撮像手段は、前記ゲート装置が前記所定の操作を受け付けたときに、前記鏡面に前記人物像が映る位置に設置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
3. 前記撮像手段は、前記鏡面に映る人物像に加え、前記ゲート装置を通過する人物を直接撮像する位置に設置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像システム。
4. 前記鏡面を複数備え、前記撮像手段は、複数の鏡面を撮像範囲に含むことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の撮像システム。
5. 前記人物に対して報知する内容を表示する表示手段をさらに備え、
   前記表示手段は、前記人物が前記ゲート装置を通過する際に、前記鏡面上に表示の内容が映る位置に設定される
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の撮像システム。
6. 前記撮像手段により撮像された人物に対して識別処理を行う識別処理手段と、
   前記識別処理手段による識別結果に応じて前記表示手段が表示する内容を制御する表示制御手段と
   をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の撮像システム。
7. 前記人物による前記ゲート装置の通過を検知する検知手段をさらに備え、
   前記検知手段による検知結果に応じて前記表示手段が表示する内容を制御する表示制御手段と
   をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の撮像システム。
8. ゲート装置を通過する人物を撮像する撮像方法であって、
   前記ゲート装置に設けられた鏡面と、前記ゲート装置を通過する人物とを撮像範囲に含んで撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップにより撮像された人物及び鏡面上の人物像に対し、顔画像の検知を行う顔画像検知ステップと、
   前記顔画像検知ステップにより検知された顔画像に対して画像認識を行う画像認識ステップと
   を含んだことを特徴とする撮像方法。

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