JP2019125911A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2では、固定的な背景画像に輪郭情報を合成する。従って、特許文献2では、カメラがとらえる実世界の変化を背景に反映させることができず、環境変化などの情報を監視者に十分に提供することができない。
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、適切な背景画像を使ったプライバシ保護画像の生成を可能とする画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
(画像処理装置のハードウェア構成)
図1は、本実施形態の画像処理装置10のハードウェア構成の概念図である。
画像処理装置10は、CPU11と、メモリ12と、画像処理部13と、プライバシ保護処理部14と、システムバス15と、IF(インタフェース)16と、録画制御部17と、HDD18と、NIC19と、外部センサ入力部20とを有する。HDDはHard Disc Driveの略である。NICはNetwork Interface Cardの略である。画像処理装置10は、例えば、監視エリアに設置された撮像部30の撮影映像(画像群)から検出された人体領域をシルエット化(マスク化)し、プライバシ保護画像として出力する。撮像部30は、レンズやセンサを備えたカメラなどで構成されている。本実施形態では、撮像部30は1台のカメラを備えているとする。カメラは、例えば、ネットワークカメラである。
メモリ12は、BIOSのプログラムやブートプログラムを格納する。BIOSは、Basic Input Output Systemの略である。また、メモリ12は、CPU11の主記憶装置として使用される。メモリ12は、例えば、ROM、RAM、フラッシュメモリまたは着脱可能なSDカードなどの記憶媒体により構成される。
画像処理部13は、動体検出、人体検出、顔検出などの画像処理機能を有する機能ブロックである。動体、人体、顔などの検出対象は、オブジェクトと称することができる。画像処理部13の画像処理機能は、CPU11の指示により制御される。画像処理部13には、システムバス15を介して各部11、12、14、16〜20からデータの送受信が行われる。画像処理部13は、撮像画像について所定のオブジェクトを検出する。
インタフェース16には、キーボード、マウスなどの操作部40と表示部50が接続される。表示部50はGUIを有する(図5を参照して後述する)。GUIは、Graphical User Interfaceの略である。表示部50は、インタフェース16を介してCPU11から指示を受け取り、例えば、画像を表示する。操作部40や表示部(GUI)50は、画像処理装置10のユーザがデータ、情報、指示などを入力する際に使用される。表示部50は、音声出力部を有してもよい。
録画制御部17は、CPU11や他の機能ブロック(画像処理部13、プライバシ保護処理部14)からの指示・要求によりハードディスク(HDD)18へのデータ(画像)の書き込み、読み出しを行う。
外部センサ入力部20は、外部センサ(照明センサ、赤外センサ、音センサ、自動ドアセンサ、距離センサ、温度センサなど)60に有線または無線で接続されている。外部センサ入力部20は、外部センサ60からの情報を受け取る。赤外センサや距離センサは、例えば、人感センサとして使用することができる。
図2は画像処理装置10のソフトウェア機能ブロック図である。画像処理装置10は、画像入力部101と、画像録画機能部102と、画像処理部103と、プライバシ保護処理部104と、を含んでいる。
画像入力部101は、撮像部30から所定の間隔で画像を順次取得して、当該画像を画像録画機能部102および画像処理部103へ提供する。なお、画像入力部101に入力された画像は、表示部50に表示されてもよい。
さらに、画像録画機能部102は、画像処理部103からの検出情報に基づいて録画(プライバシ保護処理のための録画)を開始したり、終了することができる。つまり、画像録画機能部102は、検出イベントの発生から終了までの画像(検出期間の画像)をHDD18に保存・録画する機能も持っている。
生成されたプライバシ保護画像は、画像処理装置10から随時出力されてもよいし、画像処理装置10内部のHDD18に保存し、外部からの要求に応じて出力されるようにしてもよい。プライバシ保護画像は、例えば、表示部50に出力される。また、プライバシ保護画像は、ネットワークを介して外部装置に出力されてもよい。
HDD18に録画された画像をプライバシ保護処理したい場合は、例えば、ユーザが画像処理装置10の操作部40を使ってプライバシ保護処理を指示すると、プライバシ保護処理部104がプライバシ保護処理を開始する。
図3の横軸301は時間経過を示している。録画開始(プライバシ保護対処理開始)トリガとなる検出イベントタイミングは矢印302で示され、検出終了タイミングは矢印303で示されている。矢印302と303の間の期間が検出期間304である。矢印302は検出期間304の始点を示し、矢印303は検出期間304の終点を示す。画像録画機能部102は、検出期間304の画像群(以下、「画像」と称する)305を録画するとともに、検出イベント発生タイミング(検出開始タイミング)302の時刻より所定時間前から常時録画していた画像306も保存する。検出開始タイミング302の時刻より所定時間前から常時録画している期間は、図3では符号307で示している。また、画像録画機能部102は、検出終了タイミング303の時刻から所定時間後の画像308も保存する。検出終了タイミング303の時刻から所定時間後の期間は、図3では符号309で示している。上記した所定時間は画像処理装置10(画像録画機能部102)の設定により決定することができる。画像306は検出期間外で且つ検出期間304の始点に近接する時点の(直前の)画像である。画像308は検出期間外であって且つ検出期間304の終点に近接する時点の(直後の)画像である。検出期間外とは、所定のオブジェクトを検出していない期間である。
次にプライバシ保護画像を作成するための動作フローを図4のフローチャートにより説明する。図4のフローチャートは、画像処理装置10のCPU11がメモリ12に記憶されるプログラムを実行することにより処理される。図4のフローチャートが開始される前に、HDD18には背景画像となる画像306とプライバシ保護対象画像305が保存されているとする。
はじめにS41において、プライバシ保護処理部104はプライバシ保護画像作成要求を受信する。プライバシ保護画像作成要求は、画像処理部103が人体検出(検出イベント)を検出情報としてプライバシ保護処理部104に通知することにより成される。これは、人体が監視エリアに存在しない場合はプライバシ保護処理を行わず、人体が検出された場合のみ、プライバシ保護処理した画像を取得したい場合に有効である。
プライバシ保護処理部104が画像録画機能部102(HDD18)から画像を取得する場合、図2の「画像要求」がプライバシ保護処理部104から画像録画機能部102に送られる。
S44において、プライバシ保護処理部104は、S43で取得した画像305に基づいて、S42で取得した背景画像の更新を行い、背景画像を最新の状態(直近の背景画像)にする。
S45において、プライバシ保護処理部104はマスク画像の作成を行う。具体的には、プライバシ保護処理部104は、プライバシ保護対象画像305と背景画像306の差分を計算し、当該差分を用いてマスク画像を作成する。
S46において、プライバシ保護処理部104は、S45で作成されたマスク画像を背景画像に合成することでプライバシ保護画像を作成する。
S48において、プライバシ保護処理部104は、画像処理部103からプライバシ保護画像作成終了の要求を受信したかを判定する。画像処理部103の検出期間304が終了すると、画像処理部103は、プライバシ保護画像作成終了の要求をプライバシ保護処理部104に送信する。つまり人体が検出されなくなると、画像処理部103はプライバシ保護画像作成終了の要求をプライバシ保護処理部104に送信する。プライバシ保護処理部104がプライバシ保護画像作成終了の要求を受信すると、図4のフローは終了する。
なお、プライバシ保護処理の実行時間に制限を設けるために、プライバシ保護処理の開始から時間をカウント(計測)するタイマをプライバシ保護処理部104に設けてもよい。その場合、S48において、プライバシ保護処理部104は、タイマによる計測時間が設定時間を超えたならば、プライバシ保護画像の作成を終了する。
図5は、表示部50のモニタ51とGUI52を示している。撮像部30は、廊下の天井に設置されて、廊下を歩く人を撮像できるようになっているとする。
図5(a)のモニタ51に表示されている画像は、廊下に人がいないときの撮像画像であり、撮像部30から画像処理装置10を経由して表示部50に送られた画像である。図5(a)の画像には、廊下の右壁53R、左壁53L、床54が映っている。撮像時刻は8時36分05秒である。
モニタ51の下には、GUI52が設けられている。GUI52は、タイムライン56を有する。タイムライン56の上に示した矢印302と303は、図3の矢印と同じものである。
図5(b)のモニタ51に表示されている画像は、廊下を人55が歩いているときの画像である。図5(b)の画像は、プライバシ保護画像であり、検出された人体は灰色のシルエット画像になっている。撮像時刻は8時36分09秒である。
図5(b)の太線Bは、図5(b)の画像の撮像時刻を示す線である。
上記した実施形態においてプライバシ保護処理に使用する背景画像を取得する期間は、検出開始タイミング302の前の期間307であるとした。本発明はこのような実施形態に限定されず、検出終了タイミング303の後の期間309の画像308を背景画像としてもよい。例えば監視エリアに自動照明が設置されている場合などは、人体が検出されると照明が点灯する。よって、期間307の画像306と期間304の画像305では、明るさが異なってしまい、期間307の画像306を背景画像として用いることが適切ではなくなる場合もある。自動照明が設置された場所では、検出開始タイミング302以前の画像306の明るさは安定しておらず、画像306の明るさが変化している可能性がある。一方、検出終了タイミング303の後の期間309は、照明が点灯されて十分な時間が経過している期間であるため、カメラパラメータも安定し、画像308の明るさの変化も少ない。このような場合は、検出終了タイミング303の後の期間309の画像308を背景画像とすることで、より好適な背景画像とすることができる。画像308を背景画像とする場合には、図4のS42で背景画像を取得する際に、画像308を取得する。照明が点灯した場合、例えば、外部センサ60が照明の発光を検出し、外部センサ60は、当該検出結果(情報)を外部センサ入力部20に入力する。
なお、外部センサが音センサである場合、当該音センサが異常音を検出したならば、異常音が発生する前の画像を背景画像として採用するようにしてもよい。
この場合、図2において画像処理部103を外部センサ処理部とすることで、図2と同じ構成の画像処理装置を使用することができる。画像処理部(外部センサ処理部)は外部センサ60から検出情報を受け取り、当該検出情報を画像録画機能部102とプライバシ保護処理部104に送る。
また、画像処理部103は、画像を処理して検出情報を生成するという機能を保持すると共に、外部センサ60からの検出情報も受け取るように構成されてもよい。この場合、画像処理により得た検出情報と、外部センサ60から得た検出情報とが、画像録画機能部102およびプライバシ保護処理部104に供給される(動作トリガとなる)。
図1に示す各機能モジュール(画像処理部13、プライバシ保護処理部14、画像制御部17)はソフトウェアによって実現されてもよい。ソフトウェアによって実現される場合、前述した各機能モジュールの機能を提供するためのプログラムがメモリ12のROMに記憶される。記憶されたプログラムは、適宜、メモリ12のRAMに読み出され、CPU11が当該プログラムを実行することにより、それら機能モジュールの機能が実現される。
なお、図1および図2に示したモジュールやブロックの構成は一例であり、複数の機能モジュール(ブロック)が1つの機能モジュール(ブロック)を構成するようにしてもよい。あるいは、いずれかの機能モジュール(ブロック)が複数の機能を行うモジュール(ブロック)に分かれてもよい。
プライバシ保護処理部104を別の装置とした場合、当該装置には画像入力部101から入力画像が送られるようにしてもよい。この場合、プライバシ保護処理部104は、撮像部からの入力画像を直接取得する。また、プライバシ保護処理部104は、画像305と共に検出情報を示すメタデータを、画像録画機能部102から取得する。メタデータは、画像305に含まれていてよい。プライバシ保護処理部104は、メタデータに基づいて、検出期間304の直前の画像306を、入力画像から取得して背景画像とする。そして、プライバシ保護処理部104は、当該背景画像と画像305に基づいて、マスク画像を生成し、プライバシ保護画像を生成することができる。
マスク画像の例として、人体の形をして全体が灰色のシルエット画像を説明したが、マスク画像はシルエット画像に限定されない。例えば、性別、身長、髪型、衣服、体型などがはっきり分からないようにデフォルメ加工などを施した画像をマスク画像として用いてもよい。
実施形態1では画像を保存するHDD18が画像処理装置10の中に設けられたが、HDD18は画像処理装置10の外に設けてもよい。また、外部センサ60がない環境では、画像処理装置10に外部センサ入力部20を設けなくてもよい。
本実施形態によれば、プライバシ保護対象画像305の直前の画像306を背景画像として用いるので、適切な背景画像を使ったプライバシ保護画像を生成するこができる。プライバシ保護対象画像305の直前の画像306を背景画像として用いるので、プライバシを適切に保護した画像を生成・出力できると共に、映像閲覧者への実世界で起こる環境変化などの情報提供も適切に行うことができる。
本実施形態では、画像処理により人体を検出した際のプライバシ保護画像の作成、あるいは外部センサ60により人体を検出した際のプライバシ画像の作成において、背景画像として、検出タイミング前の画像、あるいは検出終了後の画像を使う。これにより人体検出期間に近い状況の画像を背景画像として使用することができるため、人体が存在しない背景画像を検索したり、背景画像の合成に時間および計算コストをかけることなく、プライバシ画像生成をすることができる。
実施形態1では1台の撮像部(カメラ)からの画像を画像処理装置10に入力・録画して、プライバシ保護処理を行う場合について説明したが、本発明は、複数台のカメラが連携した場合にも適用できる。例えば、監視エリアが広いために1台のカメラでは監視エリア全体を監視できない場合、複数のカメラを用いて、監視エリア全体を監視できるようにする。以下、3台のカメラA、B、Cが連携した場合を実施形態2として説明する。カメラAとBの撮像領域は一部重複しており、カメラBとCの撮像領域は一部重複しているとする。カメラA、B、Cは画像処理装置10にネットワークを介して接続されているとする。また、HDD18は、各カメラ毎に、画像を保存、録画する保存領域を持っているとする。
カメラAの画像については、実施形態1で説明されたような動作・処理により、画像処理装置10は、人体(プライバシ保護対象)を検出する。そして、画像処理装置10は、検出開始タイミング602から検出終了タイミング603の間の検出期間604とその前後の期間607および609の画像を保存、録画する。そして、画像処理装置10は、画像605と606に基づいて、あるいは、画像605と608に基づいて、プライバシ保護画像を作成する。画像処理装置10は、生成したプライバシ保護画像を表示部50に出力する。
カメラAの検出開始タイミング602から所定期間経過後の検出タイミング612において、画像処理装置10は、カメラBが撮像した画像中に人体を検出する。そして、画像処理装置10は、カメラBの画像にプライバシ保護処理をするための録画を開始する。カメラBの画像における検出期間614は、検出終了タイミング613まで継続する。画像処理装置10は、マスク画像を作成し、マスク画像を背景画像616に合成する。この合成により、カメラBの画像についてのプライバシ保護画像が生成される。画像処理装置10は、プライバシ保護画像を表示部50に出力する。
このように、カメラAの画像についてプライバシ保護画像を作成するのと平行して、カメラ画像Bの画像について背景画像の取得を開始する。つまり、カメラAの画像についてプライバシ保護画像を作成するのと平行して、カメラBの画像についてプライバシ保護画像の作成を開始する。
カメラBの検出開始タイミング612から所定期間経過後の検出タイミング622において、画像処理装置10は、カメラCが撮像した画像中に人体を検出する。そして、画像処理装置10は、カメラCの画像にプライバシ保護処理をするための録画を開始する。カメラCの画像における検出期間624は、検出終了タイミング623まで継続する。画像処理装置10は、マスク画像を作成し、マスク画像を背景画像626に合成する。この合成により、カメラCの画像についてのプライバシ保護画像が生成される。画像処理装置10は、プライバシ保護画像を表示部50に出力する。
このように、カメラBの画像についてプライバシ保護画像を作成するのと平行して、カメラ画像Cの画像について背景画像の取得を開始する。つまり、カメラBの画像についてプライバシ保護画像を作成するのと平行して、カメラCの画像についてプライバシ保護画像の作成を開始する。
本実施形態によれば、実施形態1の効果に加え、以下の効果が得られる。
カメラBの画像について画像処理装置10が作成するプライバシ保護画像で使う背景画像は、カメラBの画像における検出タイミング612を待たず、カメラAの画像における検出タイミング602で保存を開始する。よって、カメラBの画像については、カメラBの検出開始タイミング612以前からプライバシ保護画像の作成を開始することができる。このように、本実施形態によれば、複数のカメラを用いる場合であっても、画像処理装置10の負担を軽減しつつプライバシ保護画像の作成を開始することができる。カメラBの画像とCの画像におけるプライバシ保護画像の作成ついても、同様な効果が得られる。
上記した実施形態1および2では画像処理装置10を説明したが、本発明は他の実施形態でも実施(実現)することができる。例えば、本発明は、システム、装置、方法、プログラム(コンピュータプログラム)若しくは記録媒体(記憶媒体)等として実施(具現化)することができる。具体的には、本発明は、複数の機器(例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、撮像装置、webアプリケーション等)から構成されるシステムに適用してもよいし、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
また、コンピュータが読み出したプログラムを実行することにより、実施形態の機能が実現されるだけでなく、プログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記した実施形態の機能が実現されてもよい。
Claims (18)
- 撮像手段により撮像した撮像画像について所定のオブジェクトを検出する検出手段と、
前記検出手段による所定のオブジェクトの検出に基づいて、前記オブジェクトを検出していない期間に撮像した撮像画像を第一の画像として取得する第一の取得手段と、
前記検出手段によって所定のオブジェクトを検出している撮像画像を第二の画像として取得する第二の取得手段と、
前記第一の画像と前記第二の画像から前記オブジェクトのマスク画像を作成する作成手段と、
前記マスク画像と、前記第一の画像または第二の画像とを合成する合成手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記第一の取得手段は、前記オブジェクトの検出に基づいて前記オブジェクトを検出していない期間で且つ前記オブジェクトの検出期間の始点若しくは終点に近接する時点の撮像画像を第一の画像として取得することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記オブジェクトの検出は、動体検出、人体検出および顔検出の少なくとも1つである請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 外部から前記画像処理装置に入力された入力画像に、前記動体検出、前記人体検出および前記顔検出の少なくとも1つを行う検出手段をさらに備える請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記オブジェクトの検出は、外部センサにより行われ、前記外部センサは、前記動体検出、前記人体検出および前記顔検出の少なくとも1つを行い、外部センサは、検出結果を前記画像処理装置に入力する請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記外部センサは、照明センサ、音センサ、赤外センサ、温度センサ、自動ドアセンサおよび距離センサの少なくとも1つからなる請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記第一の画像は、前記オブジェクトの検出期間の前の撮像画像である請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第一の画像は、前記オブジェクトの検出期間の後の撮像画像である請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第一の取得手段は、前記外部センサから取得した情報に基づいて、前記第一の画像として取得する請求項5または6に記載の画像処理装置。
- 前記外部センサは照明センサからなり、当該照明センサが発光を検出した場合、前記第一の取得手段は、前記第一の画像として、前記オブジェクトの検出期間の後の撮像画像を取得する請求項9に記載の画像処理装置。
- 前記第二の画像に基づいて、前記第一の画像を更新する更新手段をさらに備える請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第一の取得手段がどの時刻の撮像画像を前記第一の画像として取得するかを、前記第一の取得手段に指示する指示手段をさらに備える請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第二の画像は、前記オブジェクトの検出期間を示すメタデータを含む請求項1乃至12のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記オブジェクトの検出に基づいて、前記オブジェクトの検出期間の撮像画像と、前記オブジェクトを検出していない期間の撮像画像とを保存する保存手段をさらに備え、
前記第一の取得手段は、前記保存手段から前記第一の画像を取得し、前記第二の取得手段は、前記保存手段から前記第二の画像を取得する請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 第一の撮像部から第一の入力画像が前記画像処理装置に入力され、第二の撮像部から第二の入力画像が前記画像処理装置に入力され、前記第一の撮像部と第二の撮像部は、異なる撮像領域を撮像し、
前記第一の入力画像に対しては、前記第一の取得手段、前記第二の取得手段、前記作成手段および前記合成手段は、前記第一の入力画像を用いて前記第一の画像の取得、前記第二の画像の取得、前記マスク画像の作成および前記画像の合成を行い、
前記第二の入力画像に対しては、前記第一の取得手段、前記第二の取得手段、前記作成手段および前記合成手段は、前記第二の入力画像を用いて前記第一の画像の取得、前記第二の画像の取得、前記マスク画像の作成および前記画像の合成を行い、且つ、前記第一の取得手段は、前記第一の入力画像における前記オブジェクトの検出から前記第二の入力画像における前記オブジェクトの検出までの間の画像を、前記第一の画像として取得することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 請求項1乃至15のいずれか1項に記載の画像処理装置と、
所定の撮像領域の画像を撮像して、当該撮像画像を前記画像処理装置に供給する撮像部と、
を備える画像処理システム。 - 撮像手段により撮像した撮像画像について所定のオブジェクトを検出するステップと、
前記所定のオブジェクトの検出に基づいて、前記オブジェクトを検出していない期間に撮像した撮像画像を第一の画像として取得するステップと、
前記所定のオブジェクトを検出している撮像画像を第二の画像として取得するステップと、
前記第一の画像と前記第二の画像から前記オブジェクトのマスク画像を作成するステップと、
前記マスク画像と、前記第一の画像または第二の画像とを合成するステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータが読み取り実行することで、前記コンピュータを、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
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