JP3086338B2 - 物体検知システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビカメラ等からな
る撮像装置で撮像した画像信号を処理することによって
物体の有無を検知する物体検知システムに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
物体検知システム、例えば侵入者検知システムとしては
熱線センサやビームセンサあるいは監視カメラを用いた
侵入者検知システムが知られている。そして、特にテレ
ビカメラを用いた侵入者検知システムとしては、例えば
監視カメラと熱線センサを組み合わせ、熱線センサで侵
入者を検知したときに監視カメラを起動させて侵入者を
撮像する方式、あるいは監視カメラで撮像した画像信号
に適宜の画像処理を施して侵入者を検知する方式等が知
られているが、前者においては監視カメラと熱線センサ
の双方を設置しなければならないのでコストが高くなる
という問題があり、また後者においては侵入者のパター
ン認識を行う等の複雑な画像処理を施す必要があるので
高価であるばかりか画像処理に時間を要するという問題
があった。

【０００３】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、安価で且つ処理速度が速い物体検知システムを提
供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の物体検知システムは、撮像部と、前記撮
像部で撮像した画像信号の走査線を所定の態様で間引く
と共に所定時間前のフレームの画像信号との差分をと
り、当該差分信号において所定数の範囲内の走査線に有
効な差分信号があった場合に物体ありを示す信号を生成
する画像処理部とを備える撮像手段と、複数の撮像手段
に予め定められた順にアクセスし、アクセスした撮像手
段が物体ありの信号を生成している場合には当該撮像手
段から画像データを収集する制御手段とを備えることを
特徴とする。

【０００５】

【作用】撮像手段は、撮像部と画像処理部とを備えてい
る。撮像部は所定の警戒範囲の画像信号を得るものであ
り、この撮像部で得られた画像信号は画像処理手段に供
給される。画像処理部は、入力された画像信号の走査線
を所定の態様で間引きすると共に、所定時間前のフレー
ムの画像信号との差分を求める。そして、この差分信号
の中の有効な差分信号が何本の走査線に含まれるかを識
別し、予め定められた所定の数の範囲内の走査線に有効
な差分信号があった場合にのみ物体ありと判断して物体
ありを示す信号を生成する。

【０００６】撮像手段は複数個配置されており、これら
の撮像手段は１本のデータ伝送線で制御手段と接続され
ている。そして、制御手段は、所定の順序で撮像手段を
順次アクセスし、アクセスした撮像手段が物体ありの信
号を生成していることを検知すると、当該撮像手段から
画像信号を収集する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図１は本発明に係る物体検知システムを侵入者検知シス
テムに適用した場合の一実施例の構成を示す図であり、
図中、１は撮像手段、２は制御手段、３はデータ伝送
線、４は公衆回線を示す。

【０００８】制御手段２は、マイクロコンピュータ及び
その周辺回路で構成されるものであり、１本のデータ伝
送線３により複数の撮像手段、図ではｎ個の撮像手段１
₁ 〜１_n と接続されている。また、制御手段２は公衆電
話回線等の公衆回線４により監視センターに接続されて
いる。なお、制御手段２の動作についは後述する。

【０００９】各撮像手段１₁ 〜１_n は、図２に示すよう
に、光学系及びＣＣＤ撮像素子等からなる撮像部５及び
画像処理部６を備えている。画像処理部６は、第１メモ
リ７、信号圧縮部８、第２メモリ９、侵入者検知部１０
及び出力制御部１１を備えている。

【００１０】まず撮像手段１の動作について説明する。
撮像部５は警戒を行う領域の所定の箇所、例えば天井の
隅部に取り付けられており、所定の領域を常時撮像して
いる。この撮像部５から出力される画像信号は第１メモ
リ７に格納される。この第１メモリ７の容量をどの程度
にするかは任意であるが、後述するように侵入者があっ
た場合にはこの第１メモリ７に記憶された画像信号が制
御手段２に伝送されるので、できるだけ多数のフレーム
を記憶できるのが望ましい。

【００１１】第１メモリ７に記憶された画像信号は、順
次読み出されて信号圧縮部８に入力される。信号圧縮部
８は、画像処理時間を短縮すると共に簡単な構成で侵入
者検知を行うために設けられているものであり、第１メ
モリ７から読み出された画像信号の走査線を所定の態様
で間引く処理を行うものであるが、ここでは走査線の間
引きは、間引きにより抽出した走査線において、人間に
対しては所定の走査線数、例えば少なくとも２本以上の
走査線が人間の情報を含むように、且つ猫等の小動物に
対しては人間よりは少ない走査線、例えば１本の走査線
のみがその情報を含むように行うものとする。具体的に
は次のようである。例えばいま、図３に示すように撮像
手段１が監視領域である室内１２の天井の一隅に設置さ
れているとき、人間１３及び小動物１４が侵入したもの
とすると、撮像手段１で撮像した画像をそのままモニタ
の画面に出力した場合には図４に示すような画像が得ら
れるが、このとき人間１３は１ｍ以上と仮定することが
でき、また小動物１４の背丈は人間１３よりは小さいか
ら、図４において破線で示すように適当な間隔で走査線
を間引くことによって、抽出した走査線の中の少なくと
も２本は人間１３に関する画像部分を含み、小動物１４
に関する画像部分を含む走査線は１本のみとすることが
できる。

【００１２】走査線の間引きをどのように行うか、ある
いは人間、小動物に対して抽出した走査線の中の何本の
走査線にこれらの画像部分を含むことを許容するかは、
検知する物体の大きさ、無視する物体の大きさ、監視領
域の状況、撮像部５の視野角、撮像手段１から被写体ま
での距離等に応じて適宜設定することができるものであ
り、上記の例に限定されるものではないことは当然であ
る。例えば図３に示すように撮像部５の視野が床面のみ
でなく壁面まで及んでいる場合には小動物１４は視野内
の上部に映ることはないから、画像信号のうちの上部の
走査線よりも下部の走査線をより多く間引くようにして
もよいものである。以上のようにして圧縮された画像信
号は第２メモリ９に格納される。

【００１３】侵入者検知部１０は、第２メモリ９に格納
された圧縮された画像信号に所定の処理を施して侵入者
の有無を検知するものであり、まず、今回第２メモリ９
に格納された画像信号と、前回第２メモリ９に格納され
た画像信号との差分を求める。この画像信号の差分を求
める処理は、フレーム毎に行うことができることは当然
であるが、人間が当該撮像部５の視野内を横切る時間に
応じて任意に設定することができる。例えば人間が当該
撮像部５の視野内を横切る時間が１秒程度かかるものと
すれば、0.5sec毎にフレームを抽出し、0.5sec前のフレ
ームとの差分をとればよい。その場合には、信号圧縮部
８では上記の走査線の間引きに加え、0.5sec毎にフレー
ムを抽出する処理を行うことは当然である。

【００１４】次に、侵入者検知部１０は、差分信号中に
有効な差分があるか否かを検知する。即ち、画像信号に
はノイズ成分も含まれており、従って侵入者がない場合
であっても当該ノイズ成分により差分信号には零以外の
何等かのレベルが現れるのが一般的であり、そのために
所定の閾値以下のレベルの信号を無視する処理を行う。
これが有効な差分信号を求める処理である。そして、有
効な差分信号がない場合には侵入者無しと判断するが、
有効な差分信号がある場合、例えば撮像部５の視野内に
初めて侵入者や小動物が入った場合には、何本の走査線
に有効な差分信号があるかを検出し、この有効差分信号
が所定の走査線数以下、例えば１本の走査線にしか有効
な差分信号がない場合には、当該有効差分信号は小動物
によるものであると判断して当該有効差分信号を無視す
るが、有効な差分信号が所定の走査線数の範囲内、例え
ば２〜４本の走査線に有効な差分信号がある場合には侵
入者ありと判断し、出力制御部１１に通知する。これに
より出力制御部１１は警報フラグを所定の値、例えば
「１」にする。

【００１５】しかし、有効差分信号が生じるのは人間や
小動物が侵入した場合に限らず、日照の変化あるいは照
明が点灯されたとき等にも生じる。しかし、日照が変化
したときや照明が点灯されたとき等には画像信号のレベ
ルが広い範囲で変化するので全ての走査線あるいは殆ど
の走査線で有効差分信号が生じるものであり、そこで侵
入者検知部１０は、所定の本数以上の走査線において有
効差分信号が生じた場合には侵入者ありとはしないで無
視する。

【００１６】以上の処理が実行されることにより、侵入
者が撮像部５の視野内に初めて入ったときに侵入者検知
部１０は警報フラグを所定の値にセットする。なお、侵
入者検知部１０は例えばマイクロプロセッサで構成する
ことができる。

【００１７】次に制御手段２の動作について説明する。
制御手段２は所定の周期毎に撮像手段１₁ 〜１_n にアク
セスし、警報フラグの伝送を指示する。これに対してア
クセスされた撮像手段１_m （m ＝1,2,…,n）の出力制御
部１１は警報フラグの値をデータ伝送線３を介して制御
手段２に通知する。制御手段２は警報フラグを受信する
とその値を識別し、警報フラグの値が「０」であれば侵
入者がないので次の撮像手段１_m+1 にアクセスするが、
警報フラグの値が「１」である場合には、次に画像信号
の伝送を指示する。この指示を受けると、制御手段１_m
の出力制御部１１は、指示信号に対する応答信号の後に
第１メモリ７から読み出した画像信号を付してデータ伝
送線３に送出する。

【００１８】そして、制御手段２は、この画像信号を取
り込むと、侵入者ありを示すアラーム信号と共に、取り
込んだ画像信号を公衆回線４を介して監視センターに通
知する。これによって監視センターでは当該撮像手段１
_m+1 に対応する警報ランプが点灯したり警報ベルが鳴動
すると共に、モニタには撮像手段１_m+1 から伝送された
画像信号が映出される。

【００１９】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例では有効差分
信号を生じている走査線数のみで侵入者の有無を識別す
るものとしたが、それに加えて抽出した走査線中の有効
差分信号の画素数をも検知し、物体の高さと幅によって
侵入者検知を行うことも可能である。

【００２０】また、上記実施例では侵入者検知を行うも
のとして説明したが、ベルトコンベアー上の製品の検知
あるいは車両の検知等種々の物体の検知に適用すること
ができるものである。

【００２１】更に、上記実施例では制御手段２は公衆回
線により監視センターにアラーム信号を伝送するものと
したが、制御手段２自体が警報ランプや警報ベルを備え
るものであってもよく、この場合には制御手段２には撮
像手段１から伝送された画像信号をファイルする装置を
備えるようにするのがよい。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、撮像手段で撮像して得た画像信号から抽出し
た走査線の中の何本の走査線に有効差分信号があるかを
検出するという簡単な処理を行うだけで物体検知を行う
ことができるので、高速に物体検知処理を行うことがで
き、且つ従来のようにカメラの外に熱線センサ等を必要
とすることはないので安価に構成できるものである。ま
た、本発明においては画面のどの位置の走査線をどのよ
うな間隔で抽出するかを任意に設定できるものであり、
これによって所望の物体を検知することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る物体検知システムを侵入者検知
システムに適用した場合の一実施例の構成を示す図であ
る。

【図２】 撮像手段の構成を示す図である。

【図３】 本発明における物体検知の方法を説明するた
めの図である。

【図４】 本発明における物体検知の方法を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１…撮像手段、２…制御手段、３…データ伝送線、４…
公衆回線、５…撮像部、６…画像処理部、７…第１メモ
リ、８…信号圧縮部、９…第２メモリ、１０…侵入者検
知部、１１…出力制御部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像部と、前記撮像部で撮像した画像信
   号の走査線を所定の態様で間引くと共に所定時間前のフ
   レームの画像信号との差分をとり、当該差分信号におい
   て所定数の範囲内の走査線に有効な差分信号があった場
   合に物体ありを示す信号を生成する画像処理部とを備え
   る撮像手段と、 複数の撮像手段に予め定められた順にアクセスし、アク
   セスした撮像手段が物体ありの信号を生成している場合
   には当該撮像手段から画像データを収集する制御手段と
   を備えることを特徴とする物体検知システム。