JP2017027246A - 監視システム及び監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】監視システムにおいて、連続的な行動から犯罪や危険行為の監視を行い、多数の人が集まり、各動体がカメラの視点から重なったり接触したりすることがあっても、個々の移動経路を判定する。
【解決手段】監視システムは、動体の存在するメッシュ座標から各動体の経路を判定する移動経路情報判定手段と、各動体の移動のベクトル情報に基づき、各動体の接触の前後の経路の選択を行う動体接触時の経路選択手段とを有する。そして、移動経路情報判定手段は、動体がメッシュ座標上隣合わせになったとき、複数の経路を生成して、経路情報テーブルに経路として保存する。経路選択手段は、前記経路情報テーブルに保存されたメッシュ座標上隣合わせになったときの生成された複数の経路の内、各々の動体の移動のベクトルの方向の要素の変化量と速度の要素の変化量に基づき、経路選択を行う。
【選択図】 図１８

Description

本発明は、監視システムに係り、特に、監視している動体の移動経路に着目して、警戒情報を発令するに好適な監視システムに関する。

監視システムは、駅、空港、広場、ホールなど、不特定多数の人が集まる公共の場所で、監視カメラによる監視を行い、その映像データをサーバに蓄積したり、また、監視員がモニタにより確認して、セキュリティを高めるシステムである。特に、監視システムにおいては、犯罪や危険行為を早期に検出する手段として、不審人物を検出する技術が望まれている。

特許文献１に記載の監視システムでは、複数の動体を含む群衆を撮影した映像において、各動体の移動ベクトルを算出することにより、他と異なる異常な動きをする動体を検出する技術が開示されている。

特開２０１２−２２３７０号公報

特許文献１に記載された従来技術では、単に監視を行っている時点における各動体の移動情報（ベクトル情報）だけを用いて動作を監視しているが、犯罪や危険行為の監視は人物の連続的な行動を監視する必要があると考えられるため、この方法は監視方法としては不十分であり、犯罪や危険行為を見極めることができないという問題点がある。

また、不特定多数の人が集まる場所では、人物同士が非常に接近したり接触したりすることが想定されるが、特許文献１では、監視対象の各動体が接触したり、監視カメラの視点から重なったりした際の識別方法がないため、監視ができないという問題点もある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、監視時点だけでなく連続的な行動から犯罪や危険行為の監視を行うことができる監視システムを提供することにある。また、多数の人が集まり、各動体がカメラの視点から重なったり接触したりすることがあっても、個々の移動経路を判定することができる監視システムを提供することにある。

本発明の監視システムは、映像データを入力し、映像データから移動体を検出し、その移動体の移動経路を観測してアラームを発生する監視システムである。監視システムは、動体ごとに、メッシュ座標と時刻情報のフィールドを含む動体の経路情報を保存する経路情報テーブルと、映像を撮影し映像データとして出力する映像撮影手段と、映像データを保存する映像保存手段と、映像データから動体を検出し、動体の存在するメッシュ座標を判定するメッシュ座標情報判定手段と、動体の存在するメッシュ座標から各動体の経路を判定する移動経路情報判定手段と、各動体の経路情報の差分から、方向と速度の要素を含む各動体の移動のベクトル情報を算出するベクトル情報算出手段と、各動体の移動のベクトル情報に基づき、各動体の接触の前後の経路の選択を行う動体接触時の経路選択手段と、各動体の経路情報をもとに、異常な移動経路をとる動体がないかどうかを監視する移動経路の監視手段と、移動経路の監視の際に異常な経路での移動が発見された際のアラーム発生手段を備える。そして、移動経路情報判定手段は、第一の動体と第二の動体がメッシュ座標上隣合わせになったとき、複数の経路を生成して、前記経路情報テーブルに経路として保存し、経路選択手段は、前記経路情報テーブルに保存されたメッシュ座標上隣合わせになったときの生成された複数の経路の内、各々の動体の移動のベクトルの方向の要素の変化量と速度の要素の変化量に基づき、経路選択を行うようにしたものである。

好ましくは、本発明の監視システムは、経路選択手段が、方向の要素の変化量と速度の要素の変化量の大きさが小さい方を経路として選択するようにしたものである。

本発明によれば、監視時点だけでなく連続的な行動から犯罪や危険行為の監視を行うことができる監視システムを提供することができる。また、本発明によれば、多数の人が集まり、各動体がカメラの視点から重なったり接触したりすることがあっても、個々の移動経路を判定することができる監視システムを提供することができる。

一実施形態に係る監視システムの実施形態を表すハードウェア構成図である。 監視カメラ１０１のハードウェア構成図である。 ＰＣ１０２のハードウェア構成図である。 スピーカ１０６のハードウェア構成図である。 パトロールランプ１０７のハードウェア構成図である。 一実施形態に係る監視システムの機能ブロック図である。 一実施形態に係る監視システムで用いられるＤＢテーブルである。 一実施形態に係る監視システムの処理を示すゼネラルフローチャートである。 映像の撮影処理Ｓ７０２の詳細を示すフローチャートである。 メッシュ座標情報判定処理Ｓ７０３の詳細を示すフローチャートである。 処理Ｓ９０２，Ｓ９０３の詳細を説明した図である。 移動経路情報判定処理Ｓ７０４の詳細を表すフローチャートである。 処理Ｓ１１０２の詳細を説明する図である。 処理Ｓ１１０４で複数のケースを残す処理の詳細を説明する図である。 ベクトル情報算出の詳細処理を示すフローチャートである。 処理Ｓ１４０２のベクトルを算出する処理の詳細を説明する図である。 動体接触時の経路選択の処理の詳細を示すフローチャートである。 処理Ｓ１６０４でベクトルの変移を比較して自然な動作を採用する処理の詳細を示す図である。 異常な移動経路の監視の処理詳細を示すフローチャートである。 アラーム発生時の動作の詳細処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る監視システムを、図１ないし図２０を用いて説明する。
図１は、一実施形態に係る監視システムの実施形態を表すハードウェア構成図である。図２は、監視カメラ１０１のハードウェア構成図である。図３は、ＰＣ１０２のハードウェア構成図である。図４は、スピーカ１０６のハードウェア構成図である。図５は、パトロールランプ１０７のハードウェア構成図である。図６は、一実施形態に係る監視システムの機能ブロック図である。

本実施形態の監視システムは、図１に示すように、監視カメラ１０１と、汎用的なＰＣ（Personal Computer）１０２（モニタ１０３、入力装置１０４を含む）と、監視情報を管理する管理ＤＢ１０５と、スピーカ（警報装置）１０６と、パトロールランプ（警報装置）１０７を有している。監視カメラ１０１は、あたりの風景や様子を撮影して、異常がないかを判定するための映像データを取得する装置である。ＰＣ１０２は、映像データを解析して、モニタ１０３に表示したり、監視員が必要な入力をして処置を行うための装置である。管理ＤＢ１０５は、映像データやシステム情報を管理するためのデータベースである。スピーカ１０６は、異常があったときに警報音を発生する装置である。パトロールランプ１０７は、異常があったときに、光によって知らせる表示灯である。

なお、図１における監視カメラ１０１、ＰＣ１０２、管理ＤＢ（Data Base）１０５、スピーカ１０６と、パトロールランプ１０７は、ＬＡＮ（Local Area Network）１０８によって接続されている。

監視カメラ１０１は、図２に示されように映像撮影部２０１と、演算装置２０２と、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ２０３を有する。映像撮影部２０１は、レンズから光を取り込んで信号に変換する部分である。演算装置２０２は、撮影した映像をデジタルデータ化して映像データとする装置である。ＬＡＮ Ｉ／Ｆ（Interface）２０３は、撮影した映像データをＬＡＮで送信するためのインタフェースである。なお、監視カメラ１０１は、通常、駅、空港、広場、ホールなど、監視したい領域の上部に設置し、監視対象の領域を俯瞰して撮影する。

ＰＣ１０２は、図３に示すようにＬＡＮ Ｉ／Ｆ３０１と、メモリ３０２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０３と、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)３０４を有する。

ＬＡＮ Ｉ／Ｆ３０１は、ネットワークに接続された他の情報処理装置とデータを送受信するためのインタフェースである。メモリ３０２は、主記憶装置とも呼ばれ、ワークデータや映像データ、また、実行するプログラムをロードして一時保存を行う半導体記憶装置である。ＣＰＵ３０３は、メモリ３０２上のプログラムを実行したり、ＰＣ１０２の各部の制御を行う処理装置である。ＨＤＤ３０４は、映像データやプログラムを保存する大容量の記憶装置である。

スピーカ１０６は、図４に示されるようにＬＡＮ Ｉ／Ｆ４０１と、演算装置４０２と、Ｄ／Ａ変換・アンプ部４０３と、鳴動部４０４を有する。

ＬＡＮ Ｉ／Ｆ４０１は、ＬＡＮ経由でＰＣ１０２などとの通信を行うためインタフェースである。演算装置４０２は、音声データを再生するため演算処理を行うための装置である。Ｄ／Ａ変換・アンプ部４０３は、音声データをデジタル／アナログ変換して増幅する部分である。鳴動部４０４は、磁気的原理によりコーンを振動させて音声を再生する部分である。

パトロールランプ１０７は、図５に示されるようにＬＡＮ Ｉ／Ｆ５０１と、演算装置５０２と、パトロールランプ制御部５０３と、ランプ５０４を有する。

ＬＡＮ Ｉ／Ｆ５０１は、ＬＡＮ経由でＰＣ１０２などとの通信を行うためインタフェースである。演算装置５０２は、ランプの点灯のための演算処理を行うための装置である。パトロールランプ制御部５０３は、制御情報を処理すると、制御情報に従いパトロールランプを制御する部分である。ランプ５０４は、表示部分が回転しながら発光する表示灯である。

次に、図６を用いて一実施形態に係る監視システムの機能について説明する。
監視システムの機能としては、図６に示されるように映像撮影部６０１、監視情報管理部６０２、アラーム発生部６０３、６０４、ネットワーク部６０５、ネットワークインタフェース部６０７、データ一時保管部６０８、映像保存部６０９、演算処理部６１０からなる。さらに、演算処理部６１０は、メッシュ座標情報判定部６１１、移動経路情報判定部６１２、ベクトル情報算出部６１３、動体接触時経路選択部６１４、異常移動経路監視部６１５のサブ機能部に分割される。

映像撮影部６０１は、周囲の様子を撮影する部分であり、ハードウェアとしての監視カメラ１０１により実現される。監視情報管理部６０２は、監視情報を管理し、アクセスする手段を与える部分であり、管理ＤＢとして実装される。アラーム発生部６０４は、異常があったときに、アラームを発生して報知する部分であり、ハードウェアとしてのスピーカ１０６とパトロールランプとして実現される。ネットワーク部６０５は、ＰＣ１０２の演算処理部６１０と外部とのデータ送受信を行う部分であり、ＬＡＮ１０８により実現される。ネットワークインタフェース部６０７は、ネットワークのインタフェースをつかさどる部分であり、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ部２０３により実現される。データ一時保管部６０８は、映像データなどのワークデータを一時的に保管する部分であり、メモリ３０２により実現される。映像保存部６０９ａは、映像データを保存する部分であり、ハードウェアとしてのＨＤＤ３０４で実現される。プログラム保存部６０９ｂは、システムで実行するプログラムを保存する部分であり、これもハードウェアとしてのＨＤＤ３０４で実現される。 また、映像保存部６０９ａ、プログラム保存部６０９ｂは、ハードウェアとしてのＳＳＤ（Solid State Drive）で実現されてもよい。演算処理部６１０は、映像データを演算し、必要な情報を得る部分であり、これは、プログラム保存部６０６ｂ（ＨＤＤ３０４）に保存されているデータ一時保管部６０８（メモリ３０２）にロードされて、ＣＰＵ３０３がそれを実行することにより実現される。演算処理部６１０のサブ機能部であるメッシュ座標情報判定部６１１、移動経路情報判定部６１２、ベクトル情報算出部６１３、動体接触時経路選択部６１４、異常移動経路監視部６１５は、それぞれメッシュ座標情報判定処理、移動経路情報判定処理、ベクトル情報算出処理、動体接触時経路選択処理、異常移動経路監視処理（それぞれの処理については、後述）を行う部分である。

また、本実施形態の監視システムは、複数の動体を含んでなる群集を監視するが、動体は、人に限定されず、動物、人が乗った自転車などであってもよい。

次に、図７を用いて監視システムで用いられるテーブルの構造について説明する。
監視用パラメータテーブル２００１は、監視画面のメッシュに関する情報、監視周期や動体検知に関する情報を格納するためのテーブルである。監視用パラメータテーブル２００１は、図７（ａ）に示されるようにメッシュ座標取得周期２００１ａ、監視周期２００１ｂ、動体検知時の閾値２００１ｃ、メッシュ一辺の長さ２００１ｄ、メッシュ分割数（ｘ軸）２００１ｅ、メッシュ分割数（ｙ軸）２００１ｆの各フィールドよりなる。

メッシュ座標情報テーブル２００２は、メッシュ上の動体に関する情報を格納するためのテーブルである。メッシュ座標情報テーブル２００２は、図７（ｂ）に示されるようにメッシュ座標２００２ａ、Ｔｉｍｅ（始点）２００２ｂ、Ｔｉｍｅ（始終点）２００２ｃの各フィールドよりなる。メッシュ座標２００２ａは、監視カメラにより捉えられるメッシュ上の動体が存在する位置をパターンとして示したものであり、Ｔｉｍｅ（始点）２００２ｂ、Ｔｉｍｅ（始終点）２００２ｃは、そのメッシュ座標２００２ａ観測時刻の始点と終点である。

経路情報テーブル２００３は、動体ごとの経路に関する情報である。経路情報テーブル２００３は、図７（ｃ）に示されるように動体ＩＤ２００３ａ、座標２００３ｂ、重ね合わせの動体ＩＤ２００３ｃ、ｃａｓｅ２００３ｄ、Ｔｉｍｅ（始点）２００３ｅ、Ｔｉｍｅ（終点）２００３ｆの各フィールドよりなる。
重ね合わせの動体ＩＤ２００３ｃは、近隣に存在する動体に関する動体ＩＤを格納する欄である（詳細は、後述）。ｃａｓｅ２００３ｄ、は、経路を複製したときの経路を区別するための場合分けに用いられるフィールドである（詳細は、後述）。

ベクトル情報テーブル２００４は、動体ごとに移動に関するベクトル情報を格納するためのテーブルである。ベクトル情報テーブル２００４は、図７（ｄ）に示されるように動体ＩＤ２００４ａ、方向２００４ｂ、速度２００４ｃ、ｃａｓｅ２００４ｄ、Ｔｉｍｅ（始点）２００４ｅ、Ｔｉｍｅ（終点）２００４ｆの各フィールドよりなる。ｃａｓｅ２００４ｄは、動体の移動するベクトルのパターンを分類する情報を格納するフィールドである。

ＮＧ経路情報テーブル２００５は、動体の移動経路が異常であると判断するためのＮＧ経路に関する情報を格納するためのテーブルである。ＮＧ経路情報テーブル２００５は、図７（ｅ）に示されるようにＮＧ経路ＩＤ２００５ａ、ＮＧ経路２００５ｂの各フィールドよりなる。ＮＧ経路２００５ｂには、経路を示すために複数のメッシュ座標を格納する。なお、ＮＧ経路については、後述する。

次に、図８ないし図２０を用いて一実施形態に係る監視システムの処理について説明する。図８は、一実施形態に係る監視システムの処理を示すゼネラルフローチャートである。図９は、映像の撮影処理Ｓ７０２の詳細を示すフローチャートである。図１０は、メッシュ座標情報判定処理Ｓ７０３の詳細を示すフローチャートである。図１１は、処理Ｓ９０２，Ｓ９０３の詳細を説明した図である。図１２は、移動経路情報判定処理Ｓ７０４の詳細を表すフローチャートである。図１３は、処理Ｓ１１０２の詳細を説明する図である。図１４は、処理Ｓ１１０４で複数のケースを残す処理の詳細を説明する図である。図１５は、ベクトル情報算出の詳細処理を示すフローチャートである。図１６は、処理Ｓ１４０２のベクトルを算出する処理の詳細を説明する図である。図１７は、動体接触時の経路選択の処理の詳細を示すフローチャートである。図１８は、処理Ｓ１６０４でベクトルの変移を比較して自然な動作を採用する処理の詳細を示す図である。図１９は、異常な移動経路の監視の処理詳細を示すフローチャートである。図２０は、アラーム発生時の動作の詳細処理を示すフローチャートである。

先ず、図８を用いて一実施形態に係る監視システムの処理の概要について説明する。

先ず、監視システムは、監視が実行中か否かの判定を行う（Ｓ７０１）。
監視が実行中の場合（Ｓ７０１：ＹＥＳ）、映像の撮影を行う（Ｓ７０２）。

次に、メッシュ座標情報判定処理を行う（Ｓ７０３）。メッシュ座標情報判定処理は、映像撮影部で撮影した映像データ中から動体を検出し、動体の存在する地点をメッシュと呼ばれる複数の領域のメッシュ座標で表現する処理である。

次に、移動経路情報判定処理を行う（Ｓ７０４）。移動経路情報判定処理は、メッシュ座標情報判定処理Ｓ７０３で判定した動体の存在するメッシュ座標情報の差分から、各動体がメッシュ間の移動を行ったか否かを判定する処理である。

次に、ベクトル情報算出処理を行う（Ｓ７０５）。ベクトル情報算出処理は、移動経路情報判定処理Ｓ７０４の移動経路情報判定で得られた動体ごとのメッシュ座標の情報から、ベクトル（移動方向と移動速度）を算出する処理である。

次に、動体接触時の経路選択処理を行う（Ｓ７０６）。動体接触時の経路選択処理は、移動経路情報判定処理Ｓ７０４において判定された複数ケースの経路について、「自然な動作」と思われる移動経路を採用する処理である。

次に、異常な移動経路の監視処理とアラーム発生を行う（Ｓ７０７）。異常な移動経路の監視処理は、動体が異常な移動経路をとっていないか否かを監視し、異常があるときには、アラームを発生させる処理である。

次に、図９を用いて映像の撮影処理Ｓ７０２の詳細について説明する。
先ず、監視システムは、映像撮影部６０１により映像データの撮影を行う（Ｓ８０１）。
撮影された映像データは、データの一時保存部６０８に一時保存され（Ｓ８０２）、映像保存部６０９ａに保存される（Ｓ８０３）。

次に、図１０及び図１１を用いてメッシュ座標情報判定処理Ｓ７０３の詳細について説明する。

先ず、監視システムは、データの一時保存部６０８に一時保存された画像を取り出す（Ｓ９０１）。画像の取り出しは、監視用パラメータテーブル２００１のメッシュ座標取得周期２００１ａごとに行い、本実施形態においては、１００［ｍｓｅｃ］と設定している。

次に、取り出した２画像の各画素におけるＲＧＢ値を比較した差を算出し、監視用パラメータテーブル２００１の動体検知時の閾値２００１ｃを超えた部分に動体があると検知する（Ｓ９０２）。

そして、処理Ｓ９０２で動体が存在した場合、動体が存在するメッシュを”１”、動体が存在しないメッシュを”０”とし、メッシュ座標の情報をメッシュ座標情報テーブル２００２のメッシュ座標２００２ａに追加する（Ｓ９０３）。

図１１（ａ）は、動体の検知の処理を説明するものである。メッシュ座標取得周期ごとに取得した２画像０９：４３：１０．００と０９：４３．１０．１０に撮影した２画像）を比較し、各画素のＲＧＢの値の差分が動体検知時の閾値を超える部分に動体があると判定する。図の例では２人の人物が移動しているため動体として検知される例を示している。

図１１（ｂ）は、メッシュ座標情報の取得方法の詳細を説明するものである。監視画面は図のように複数のメッシュと呼ばれる領域に区切られており、処理Ｓ９０２で検知された動体が存在するメッシュを”１”、存在しないメッシュを”０”と表現する。

また、動体が複数のメッシュにまたがっているときは、図１０（ｃ）に示すように、動体の中心座標がどちらのメッシュの領域内にあるかで判定を行う。

なお、メッシュの大きさは、監視対象の大きさや、監視対象がメッシュ座標取得周期の間に移動可能な最大の距離が複数メッシュをまたがないようにすることを考慮してユーザが設定することができる。例の場合では監視対象は人であるが、俯瞰的に撮影した人がメッシュに十分に収まるようにするため、メッシュの１辺の長さを２〜３メートル程度になるよう設定している。

次に、図１２を用いて移動経路情報判定処理Ｓ７０４の詳細について説明する。移動経路情報判定処理では、メッシュ座標情報判定処理Ｓ７０３で判定した動体の存在するメッシュ座標情報の差分から、各動体がメッシュ間の移動を行ったか否かを判定することにより、各動体を識別する動体ＩＤを割り当てる。そして、監視システムは、以降動体ＩＤごとに座標データの履歴を蓄積することで、動体ＩＤごとの移動経路の情報として扱うことができる。

また、上記の移動経路情報判定処理において、複数の動体が交差や並走することによって隣接したメッシュ座標に存在する場合、動体同士の位置がメッシュ上で入れ違いになり、割り当てられた動体ＩＤが不正確となる可能性がある。このような場合は、動体が入れ違いになっている可能性を考慮し、複数ケースの経路を監視の対象に入れる。

先ず、管理ＤＢのメッシュ座標情報テーブル２００２から、メッシュ座標取得周期間隔の二つのメッシュ座標情報を取得する（Ｓ１１０１）。

次に、二つの座標データの差分を比較することにより、各動体のメッシュ間の移動を検出する（Ｓ１１０２）。

処理Ｓ１１０２の詳細を図解すると、図１３に示すようになる。（ａ）現在時点０９：４３：１０．１０と、（ｂ）メッシュ座標取得周期が１周期前の時点０９：４３：１０．００の二つのメッシュ座標情報の比較を行うことにより、各動体のメッシュ座標上の移動を検出する。なお、以下の説明と図では、左上を原点とし、左から右にｘ座標、上から下にｙ座標を設定している。

各動体のメッシュ間の移動を判定するため、各メッシュ座標の値に対し、現在時点のメッシュ座標情報（ａ）から前の時点のメッシュ座標情報（ｂ）を減算することで、差分（ｃ）を算出する。減算によって得られた値から、各メッシュに対して以下の（１）〜（４）のような移動の判定を行い、管理ＤＢの経路情報テーブル２００３（ｄ）に動体ＩＤと座標を設定する。

（１）他と隣接せずに−１がある場合：動体が監視カメラによる監視エリア外に出て行った場合である。この動体は、監視対象から外れるので、経路情報テーブル２００３から該当する動体ＩＤのデータを全て削除する。
（２）移動していない場合：動体がメッシュをまたがった移動をしていない場合である。前の時点と同じ動体ＩＤと座標を経路情報テーブル２００３に設定する。
（３）−１の周辺のメッシュに＋１がある場合：動体が−１から＋１の方向に移動したとみなし、移動前と同じ動体ＩＤで移動先の座標を経路情報テーブル２００３に設定する。
（４）他と隣接せずに＋１がある場合：動体が新しく監視エリア内に現れたとみなし、新しい動体ＩＤを割り当て、動体の座標を保存する。

次に、隣接した座標に複数の動体が存在しているか否かを判定し（Ｓ１１０３）、隣接した座標に複数の動体が存在していると判定したとき（Ｓ１１０３：Ｙｅｓ）、複数の動体が隣接している場合に動体同士が入れ違いになっている可能性を考慮し、複数の経路のケースを残す処理を行う（Ｓ１１０４）。

複数のケースを残す処理の詳細を図解すると、図１４に示すようになる。Ｔｉｍｅ＝０９：４３．１２．００において、動体ＩＤ：０００１の動体と動体ＩＤ：０００２の動体は、隣接したメッシュに位置している。

ケース１では、動体ＩＤ：０００１が座標（３，３）に、動体ＩＤ：０００２が座標（４，３）に位置するが、隣接したメッシュに位置する２動体は入れ違いになっている可能性がある。すなわち、ケース２のように動体ＩＤ：０００１が座標（４，３）に、動体ＩＤ：０００２が座標（３，３）に位置している可能性も考えられ、ケース１とケース２が重ね合わせの状態にある。

従って、複数の動体が隣接するメッシュに位置する場合は、動体ＩＤを入れ替えたケースを複製し、隣接している他方の動体ＩＤを重ね合わせの動体ＩＤとする。

次に、上記処理により得られた経路情報を経路情報テーブル２００３に保存する（Ｓ１１０５）。ここで、ケースごとの番号を経路情報テーブル２００３のｃａｓｅ２００３ｄに設定する。

次に、図１５を用いてベクトル情報算出処理Ｓ７０５の詳細について説明する。
先ず、管理ＤＢの経路情報テーブル２００３から、動体ＩＤごとに一定時間間隔の二つの経路情報を取得する（Ｓ１４０１）。この一定時間間隔を「監視周期」と呼ぶ。本実施形態においては、監視周期を２秒とし、現在時刻０９：４３：１２．００の時点の経路情報と、２秒前の現在時刻０９：４３：１０．００を取得している。

次に、取得した二つの経路情報の差からベクトルを算出し（Ｓ１４０２）、算出したベクトル情報をベクトル情報テーブル２００４に保存する（Ｓ１４０３）。一般にベクトルとは、方向と大きさを持つ量として定義されるが、ここでのベクトルの要素としては、方向と速度を計算することにする。

処理Ｓ１００２のベクトルを算出する処理の詳細を図解すると、図１６に示されるようになる。ここでは、動体ＩＤ：０００１の動体が、０９：４３：１０．００の時点でメッシュ座標（２，４）に存在し、監視周期が１周期後の０９：４３：１３．００の時点でメッシュ座標（３，２）に移動した際に、この動体のベクトルを算出する例を示している。

図１６（ａ）では、二つの経路情報の差からｘ座標方向の移動距離Δｘとｙ座標方向の移動距離Δｙから移動の直線距離Δｚを算出している。

図１６（ｂ）では、ΔｘとΔｙから移動方向θ［度］を算出し、図１６（ｃ）では、Δｚと更新周期ｔ_{ｕｐｄａｔａ}、メッシュ１辺の長さから移動速度ν［ｋｍ／ｈ］を算出している。

次に、図１７を用いて動体接触時の経路選択処理Ｓ７０６の詳細を説明する。動体接触時の経路選択は、移動経路情報判定処理Ｓ７０４において検討した複数ケースの経路を、各動体のベクトル情報と照らし合わせ、ベクトルの変移が少なく「自然な動作」と思われるケースを選択することにより、移動経路の選択を行うものである。

先ず、監視周期ごとに経路情報テーブル２００３から経路情報データを取得する（Ｓ１６０１）。

次に、処理Ｓ１６０１で取得したデータのうち、座標がメッシュ上で隣接している動体がないかどうかを確認する（Ｓ１６０２）。隣接している動体がある場合は（Ｓ１６０２：Ｙｅｓ）、隣接している動体のベクトル情報を取得する（Ｓ１６０３）。

そして、隣接している動体同士でベクトル情報の変移を比較し、ベクトルの変移の少ないほうのケースを自然な動作として採用する（Ｓ１６０４）。

処理Ｓ１６０４のベクトルの変移を比較して自然な動作を採用する処理の詳細を図解すると、図１８に示されるようになる。ケース１では、動体ＩＤ：０００１、０００２ともにほぼ一定の方向と速度で移動しているが、ケース２の例では大きく方向を変えて移動していることが分かる。本発明では、動体の移動としてベクトルが急激に変化するものを「不自然な」動作とし、自然な動作であるケース１を採用し、ケース２の移動経路情報を移動経路テーブル２００３から削除する。

この判定は、例えば、次の（式１）で表されるＡ指標を判定に用いることができる。
Ａ＝Ｋ_ｄΔｄ^２＋Ｋ_ｖΔｖ^２ …（式１）
ここで、Ｋ_ｄ，Ｋ_ｖは、正の定数、Δｄは、方向の変化量、Δｖは、速度の変化量である。そして、Ａが大きい方を「不自然な」動作と判定する。例えば、Ｋ_ｄ＝１／３６０、Ｋ_ｖ＝１００として、ケース１、ケース２の場合の動体ＩＤ：０００１のＡ指標を計算すると、それぞれＡ（１）＝１／３６０×（２７０−２７０）^２＋１００×（０．１）^２＝１、Ａ（２）＝１／３６０×（３１５−９０）^２＋１００×（２．１）^２＝５８１．６で、ケース２の場合が「不自然な」動作であると判定される。

次に、図１９を用いて異常な移動経路の監視処理Ｓ７０７の詳細について説明する。異常な移動経路の監視処理では、動体ＩＤごとの移動経路が、ＮＧ経路に指定された経路と一致するか否かを確認することにより、不審な動作が行われていないかを確認する。ＮＧ経路は、動体がその経路をとったときに、不審であると判断される経路であり、予めＮＧ経路情報テーブル２００５にＮＧ経路を格納しておく。

先ず、経路情報テーブル２００３から動体ＩＤごとに移動経路の情報を取得する（Ｓ１８０１）。

次に、ＮＧ経路情報テーブル２００５からＮＧ経路の情報を取得する（Ｓ１８０２）。

次に、処理Ｓ１８０１で取得した各動体の移動経路と、処理Ｓ１８０２で取得したＮＧ経路が一致するか否かを判定し（Ｓ１８０３）、一致する場合（Ｓ１８０３：Ｙｅｓ）、動体が異常な経路での移動をしているとみなし、次のアラーム発生時の動作処理を実行する（Ｓ１８０４）。

次に、図２０を用いてアラーム発生時の動作処理Ｓ１８０４の詳細について説明する。

先ず、アラーム発生部６０３を作動させる（Ｓ１９０１）。具体的には、スピーカ１０６よりアラーム音を発し、パトロールランプ１０７を点灯させる。

次に、異常な移動経路をとる動体が監視カメラの映像外に出たか否かを判定し（Ｓ１９０２）、対象となる動体が監視カメラの画面内にいる間は（Ｓ１９０２：Ｎｏ）、警報を発し続け、監視カメラの画面外に出たときには（Ｓ１９０２：Ｙｅｓ）、警報の発生を停止する（Ｓ１９０３）。

１０１…監視カメラ、１０２…ＰＣ、１０３…モニタ、１０４…入力装置、１０５…管理ＤＢ、１０６…スピーカ、１０７…パトロールランプ。

Claims (6)

1. 映像データを入力し、前記映像データから動体を検出し、その動体の移動経路を観測してアラームを発生する監視システムであって、
   前記動体ごとに、メッシュ座標と時刻情報のフィールドを含む動体の経路情報を保存する経路情報テーブルと、
   映像を撮影し映像データとして出力する映像撮影手段と、
   前記映像データを保存する映像保存手段と、
   前記映像データから動体を検出し、動体の存在するメッシュ座標を判定するメッシュ座標情報判定手段と、
   前記動体の存在するメッシュ座標から各動体の経路を判定する移動経路情報判定手段と、
   前記各動体の経路情報の差分から、方向と速度の要素を含む各動体の移動のベクトル情報を算出するベクトル情報算出手段と、
   前記各動体の移動のベクトル情報に基づき、各動体の接触の前後の経路の選択を行う動体接触時の経路選択手段と、
   前記各動体の経路情報をもとに、異常な移動経路をとる動体がないかどうかを監視する移動経路の監視手段と、
   前記移動経路の監視の際に異常な経路での移動が発見された際のアラーム発生手段を備え、
   移動経路情報判定手段は、第一の動体と第二の動体がメッシュ座標上隣合わせになったとき、前記第一の動体と前記第二の動体がとりうる異なった複数の経路を生成して、前記経路情報テーブルに経路として保存し、
   前記経路選択手段は、前記経路情報テーブルに保存された前記メッシュ座標上隣合わせになったときの生成された複数の経路の内、各々の動体の移動のベクトルの前記方向の要素の変化量と前記速度の要素の変化量に基づき、経路選択を行うことを特徴とする監視システム。
2. 前記経路選択手段は、前記方向の要素の変化量と前記速度の要素の変化量の大きさが小さい方を経路として選択することを特徴とする請求項１記載の監視システム。
3. さらに、異常の経路の候補となる経路を格納するＮＧ経路情報テーブルを有し、
   前記移動経路の監視手段は、前記動体の移動経路が、前記ＮＧ経路情報テーブルに格納されたＮＧ経路と一致するときに、前記動体が異常な移動経路をとると判定することを特徴とする請求項１記載の監視システム。
4. 映像データを入力し、前記映像データから動体を検出し、その動体の移動経路を観測してアラームを発生する監視システムの監視方法であって、
   前記監視システムは、前記動体ごとに、メッシュ座標と時刻情報のフィールドを含む動体の経路情報を保存する経路情報テーブルを有し、
   映像を撮影し映像データとして出力する映像撮影ステップと、
   前記映像データを保存する映像保存ステップと、
   前記映像データから動体を検出し、動体の存在するメッシュ座標を判定するメッシュ座標情報判定ステップと、
   前記動体の存在するメッシュ座標から各動体の経路を判定する移動経路情報判定ステップと、
   前記各動体の経路情報の差分から、方向と速度の要素を含む各動体の移動のベクトル情報を算出するベクトル情報算出ステップと、
   前記各動体の移動のベクトル情報に基づき、各動体の接触の前後の経路の選択を行う動体接触時の経路選択ステップと、
   前記各動体の経路情報をもとに、異常な移動経路をとる動体がないかどうかを監視する移動経路の監視ステップと、
   前記移動経路の監視の際に異常な経路での移動が発見された際のアラーム発生ステップを備え、
   前記移動経路情報判定ステップにおいて、第一の動体と第二の動体がメッシュ座標上隣合わせになったとき、前記第一の動体と前記第二の動体がとりうる異なった複数の経路を生成して、前記経路情報テーブルに経路として保存し、
   前記動体の移動のベクトルは、方向と速度の要素を有し、
   前記経路選択ステップにおいて、前記経路情報テーブルに保存された前記メッシュ座標上隣合わせになったときの生成された複数の経路の内、各々の動体の移動のベクトルの前記方向の要素の変化量と前記速度の要素の変化量に基づき、経路選択を行うことを特徴とする監視方法。
5. 前記経路選択ステップにおいて、前記方向の要素の変化量と前記速度の要素の変化量の大きさが小さい方を経路として選択することを特徴とする請求項４記載の監視方法。
6. さらに、前記監視システムは、異常の経路の候補となる経路を格納するＮＧ経路情報テーブルを有し、
   前記移動経路の監視ステップにおいて、前記動体の移動経路が、前記ＮＧ経路情報テーブルに格納されたＮＧ経路と一致するときに、前記動体が異常な移動経路をとると判定することを特徴とする請求項４記載の監視方法。

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