JP3180730B2 - 監視カメラシステム - Google Patents

監視カメラシステム

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JP3180730B2
JP3180730B2 JP26301297A JP26301297A JP3180730B2 JP 3180730 B2 JP3180730 B2 JP 3180730B2 JP 26301297 A JP26301297 A JP 26301297A JP 26301297 A JP26301297 A JP 26301297A JP 3180730 B2 JP3180730 B2 JP 3180730B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動物体を追尾的
に撮像して監視する監視カメラシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、従来の監視カメラシステムは、
移動物体検出用カメラおよび判定用カメラを有し、移動
物体検出用カメラにより移動物体を検出し、その移動物
体が判定用カメラの画面中央に位置するように判定用カ
メラの雲台を旋回させている。このような監視カメラシ
ステムの一例が、特開平7−37100号公報に記載さ
れている。
【0003】この公報に記載された監視カメラシステム
は、移動物体検出用カメラと、判定用カメラと、判定処
理部と、情報処理部とにより構成され、2台のカメラで
広い撮像範囲にわたって死角を生ずることなく、移動物
体を確実に検知し、その移動物体を判定に必要な状態で
撮像するものである。移動物体検出用カメラは、その上
方に配置した略円錐型の反射鏡により360度の範囲を
監視し、移動物体の位置情報や面積情報を出力する。情
報処理部は、反射鏡上の座標を監視エリア平面上の座標
に変換する。判定処理部は、移動物体が判定用カメラの
画面中央に位置するように、位置情報に基づいて旋回角
と俯角を決定すると共に、面積情報に基づいて倍率を決
定する。判定用カメラは、判定処理部の出力に基づいて
旋回して移動物体を捕捉する。
【0004】また、他の一例が、特開昭59−2211
91号公報に記載されている。この公報に記載された監
視カメラシステムは、テレビカメラと、ビデオメモリ
と、制御回路と、コモンメモリと、出力画像メモリと、
出力回路と、出力装置と、変化抽出回路と、輪郭抽出回
路と、中心抽出回路と、追跡追尾回路とにより構成さ
れ、テレビカメラの画角に入ってきた移動物体の動きに
合わせ、テレビカメラを移動させるものである。ビデオ
メモリは、テレビカメラにより入力された画像を逐次更
新して記憶する。制御回路は、各回路を制御すると共
に、情報の流れを制御する。コモンメモリは、各回路か
ら共通にアクセスされる。出力画像メモリは、出力装置
に出力する画像情報を記憶する。出力回路は、出力画像
メモリの情報をビデオ信号に変換して出力装置に画像を
表示する。変化抽出回路は、コモンメモリと出力画像メ
モリとの差をとり、現在と前回の入力画像の変化分を抽
出する。輪郭抽出回路は、変化のあったところに存在す
る移動物体の輪郭を抽出する。中心抽出回路は、輪郭抽
出回路で得られた輪郭情報に基づいて移動物体の中心ま
たは重心を抽出する。追跡追尾回路は、中心の変化に応
じてビデオカメラのレンズの中心を移動物体の中心に移
動させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した例をも含め、
従来の監視カメラシステムには、次のような問題点があ
る。
【0006】第1の問題点は、移動物体が停止したとき
に、カメラ映像のゆれが収まるのに時間がかかることで
ある。これは、移動物体の重心を常に画面中央に位置す
るように、雲台を制御するからである。
【0007】第2の問題点は、移動物体を追尾中にカメ
ラ映像がゆれることである。これは、抽出した移動物体
の重心が必ずしも実際の移動物体の重心と一致しないた
めにその軌跡はなめらかな曲線を作らないにも拘らず、
抽出された移動物体の重心を常に画面中央に位置するよ
うに、雲台を制御するからである。
【0008】第3の問題点は、雲台制御の計算が複雑に
なることである。これは、移動物体の重心を常に画面中
央に位置するように雲台を制御するためには、移動物体
の動きだけではなく、雲台の特性も考慮しなくてはなら
ないからである。
【0009】第4の問題点は、雲台の寿命が短いことで
ある。その理由は、移動物体の重心を常に画面中央に位
置するように細かい制御を行うために、雲台に負荷がか
かるからである。
【0010】本発明の課題は、映像ゆれ少く移動物体を
追尾できる監視カメラシステムを提供することである。
【0011】本発明の他の課題は、処理を簡易化した監
視カメラシステムを提供することである。
【0012】本発明のさらに他の課題は、雲台に対する
制御命令の頻度が少く、部品消耗が少い監視カメラシス
テムを提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、広い撮
像範囲にわたって移動物体を撮像可能な移動物体検出用
カメラと、移動物体を拡大して捕捉する監視用カメラ
と、前記移動物体検出用カメラおよび前記監視用カメラ
の各姿勢をそれぞれ制御する第1および第2の姿勢制御
手段とを有する監視カメラシステムにおいて、前記移動
物体検出用カメラおよび前記監視用カメラの各姿勢の範
囲的候補として前記第1および前記第2の姿勢制御手段
に対してそれぞれ出力されるべき、各撮像範囲を水平方
向および垂直方向に並列した複数のマス目状に区分して
なる複数のブロックそれぞれを識別するための複数のカ
メラ姿勢情報をそれぞれ予め記憶した第1および第2の
カメラ姿勢記憶手段と、前記移動物体検出用カメラの映
像から追尾対象とする移動物体を決定すると共に、追尾
対象である移動物体が撮像範囲のうちの所定の範囲内に
収まるような前記カメラ姿勢情報を、前記第1および前
記第2のカメラ姿勢記憶手段に記憶されている複数のカ
メラ姿勢情報から選び出す画像処理装置とを有すること
を特徴とする監視カメラシステムが得られる。
【0014】本発明によれば、前記複数のカメラ姿勢情
報はそれぞれ、前記ブロックの水平方向の座標位置を示
す水平姿勢情報と、該ブロックの垂直方向の座標位置を
示す垂直姿勢情報と、該ブロックの拡大縮小画角値また
はズーム値を示す拡大縮小値情報とを含んでおり、前記
画像処理装置は、前記第2のカメラ姿勢記憶手段に予め
記憶されている前記複数のカメラ姿勢情報を切り換える
ことによって離散的に前記第2の姿勢制御手段を制御す
ることにより、移動物体を前記監視用カメラの撮像範囲
内に捉える前記監視カメラシステムが得られる。
【0015】本発明によればさらに、移動物体が前記監
視用カメラの画面中央から一定の距離の範囲の外に出な
い限り該監視用カメラを旋回させない前記監視カメラシ
ステムが得られる。
【0016】本発明によれば、カメラの撮像範囲に重な
りを持つように隣接する前記ブロックの前記カメラ姿勢
情報を設定することより、前記監視用カメラのカメラ姿
勢情報の不適切な切り換えを減少させつつ移動物体を該
監視用カメラの撮像範囲内に捉える前記監視カメラシス
テムが得られる。
【0017】本発明によれば、移動物体が前記移動物体
検出用カメラの撮像範囲から外れる前に移動物体の移動
方向に該移動物体検出用カメラを旋回させることによ
り、移動物体を該移動物体検出用カメラの撮像範囲内に
捉える前記監視カメラシステムが得られる。
【0018】本発明によれば、前記画像処理装置は、前
記移動物体検出用カメラの映像から移動物体を抽出する
移動物体抽出手段と、前記移動物体抽出手段の抽出結果
に基づいて個々の移動物体の特徴および位置を示す特徴
位置情報を抽出する特徴位置抽出手段と、過去の特徴位
置情報を記憶する特徴位置情報記憶手段と、前記特徴位
置抽出手段によって抽出された現在の移動物体全ての前
記特徴位置情報と前記特徴位置情報記憶手段に記憶され
た過去の前記特徴位置情報とを比較して、一致する特徴
を持つ該特徴維持情報に基づいて追尾対象である移動物
体を決定すると共に、その位置を求める対象物体追跡手
段と、前記対象物体追跡手段によって得られた追尾対象
である移動物体の位置に基づいて追尾対象である移動物
体が撮像範囲のうちの所定の範囲内に収まるような前記
カメラ姿勢情報を前記第1および前記第2のカメラ姿勢
記憶手段に記憶されている複数のカメラ姿勢情報から選
び出し、前記第1および前記第2のカメラ姿勢記憶手段
に対して選出した該カメラ姿勢情報を前記第1および前
記第2の姿勢制御手段に出力するよう指示するカメラ姿
勢指定手段とを備えている前記監視カメラシステムが得
られる。
【0019】
【作用】移動物体検出用カメラの撮像範囲内に移動物体
が侵入したときに、移動物体抽出手段は、移動物体を抽
出し、特徴位置抽出手段は、移動物体の特徴と位置を求
め、対象物体追跡手段は、特徴位置情報記憶手段の情報
を参照しながら、移動物体の中から追尾対象物体を決定
し、位置を求める。カメラ画角指定手段は、追尾対象物
体の位置に基づき、カメラ画角記憶手段に記億されてい
る情報の中から最適な物を選ぶ。カメラ画角記憶手段
は、選ばれたカメラ画角情報に基づき姿勢制御手段を制
御する。したがって、本発明は、最小限の姿勢制御によ
って移動物体を監視用カメラに捕捉させることができ
る。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態による監視カメラシステムを説明する。
【0021】図1は、本発明の実施の形態による監視カ
メラシステムの構成を示すブロック図である。図1を参
照して、本監視カメラシステムは、移動物体検出用カメ
ラ11と、移動物体検出用カメラ11の姿勢を決定する
雲台等の第1の姿勢制御手段としての姿勢制御手段12
と、監視用カメラ21と、監視用カメラ21の姿勢を決
定する雲台等の第2の姿勢制御手段としての姿勢制御手
段22と、監視カメラ21の映像を表示するディスプレ
イ等の画像出力装置23と、姿勢制御手段12を制御す
るプリセットコントローラ等の第1のカメラ画角(カメ
ラ姿勢)記憶手段としてのカメラ画角記憶手段31と、
姿勢制御手段22を制御するプリセットコントローラ等
の第2のカメラ画角(カメラ姿勢)記憶手段としてのカ
メラ画角記憶手段32と、画像処理装置40とを有して
いる。
【0022】画像処理装置40は、移動物体抽出手段4
1と、特徴位置抽出手段42と、特徴位置情報記億手段
43と、対象物体追跡手段44と、カメラ画角(カメラ
姿勢)指定手段45とを備えている。
【0023】カメラ画角記憶手段31、32は、監視範
囲内に隙ができないように複数の水平画角情報(水平姿
勢情報、pan)、垂直画角情報(垂直姿勢情報、ti
lt)、および拡大縮小画角情報(拡大縮小値情報、ズ
ーム値情報、もしくは焦点距離情報、zoom)を含む
画角情報(カメラ姿勢情報)を予め記憶しておく。
【0024】カメラ画角指定手段45は、監視範囲内の
位置とカメラ画角記憶手段31、32に記憶された画角
情報を結びつけたテーブルを有する。
【0025】移動物体検出用カメラ11の撮像範囲内に
移動物体が侵入したとき、画像処理装置40の移動物体
抽出手段41は、画面内の移動物体に対応する領域を抽
出する。特徴位置抽出手段42は、各々の移動物体領域
に対し、特徴と位置を求める。対象物体追跡手段44
は、特徴位置情報記憶手段43に記憶された過去の対象
物体(追尾対象である移動物体)の情報と各移動物体の
情報を比較し最も似ている物を現在の対象物体とし、特
徴位置情報記憶手段43の情報を更新する。カメラ画角
指定手段45は対象物体追跡手段44によって得られた
対象物体の位置が撮像範囲内に位置するようなカメラ画
角を選択し、現在のカメラ画角と異なる場合のみ、カメ
ラ画角記憶手段31、32に、選択したカメラ画角に対
応するテーブル番号を出力する。カメラ画角記憶手段3
1、32は、入力されたテーブル番号からカメラ画角情
報を呼び出し、姿勢制御手段12、22を制御する。
【0026】図2および図3は、本システムの動作を説
明するためのフロー図である。図4、図5、図6、図
7、図8、図9、および図10は、本システムの動作を
説明するための図であり、入力画像の例、移動物体抽出
の例、画像処理ブロックと監視用カメラの画角(5×5
ブロックに分割した場合)の例、監視用カメラ旋回例、
画像処理ブロックの最外周の例、移動物体検出カメラの
旋回方向の例、および移動物体検出カメラの画角の重な
りと旋回の例である。
【0027】以下、図1〜図10を参照して、本システ
ムの動作を説明する。
【0028】ステップS1にて、移動物体抽出手段41
は、図1中の移動物体検出用カメラ11からの図4に示
すような入力画像があると、移動物体を抽出二値化(図
5)する。ステップS2では、移動物体の有無を判断
し、移動物体がなければ、ステップステップS1へ戻
る。
【0029】ステップS3にて、抽出された図5に示す
ような画像上の領域に一意の番号を付ける(ラベリン
グ)。
【0030】ステップS4にて、特徴位置抽出手段42
は、ステップS3の結果から、まず全ての領域の特徴量
を求め、追尾対象物体(人物等)か否かを判定し、それ
以外のもの(樹木のゆれ等)のデータを削除する。次
に、残ったデータの代表座標(中心、下端、上端等)を
求める。
【0031】ステップS5〜S7にて、対象物体追跡手
段44は、現在の全ての特徴量データと特徴位置記憶手
段43の過去の特徴量データ列の最新のデータと一致す
るデータを探し、追尾対象物体の位置を決定する。この
処理は、一致するデータが見つかるまで、過去のデータ
に溯って行う。
【0032】ステップS8にて、見つかった時点で、特
徴位置記憶手段43の最も古いデータを消去し、一致し
たデータで更新する。カメラ画角記憶手段32には、カ
メラ画角記憶手段31に設定された各画角情報に応じ
て、移動物体検出用カメラ11の画面をいくつかのブロ
ックに分割し、監視用カメラ21が、そのブロックの1
つ1つを拡大して撮像されるような画角を予め設定して
おく(図6)。カメラ画角記憶手段31には、カメラ画
角記憶手段32に記憶されている画角情報に重なりがで
きるように、隣接8方向(図9)にずらした画角を予め
設定しておく(図10)。
【0033】ステップS9にて、カメラ画角指定手段4
5は、監視用カメラ21の現在の画角と追尾対象物体の
画像ブロック上の位置から新しいカメラ画角テーブル番
号を決定する(図7)。また、追尾対象物体が最外周ブ
ロックに位置する場合(図8)には、移動物体検出用カ
メラ11の図9の旋回方向にしたがい、新しいカメラ画
角テーブル番号を決定する。
【0034】ステップS11a、11bにて、それぞれ
の新しいカメラ画角テーブル番号が、1処理前のカメラ
画角テーブル番号と異なる場合にのみ、カメラ画角記憶
手段31、32にテーブル番号を指示する。カメラ画角
記憶手段31、32は、カメラ画角指定手段45の指示
により、姿勢制御手段31、32に、テーブル番号によ
って管理された姿勢情報(pan、tilt、およびz
oom)を送る。
【0035】ステップS12a、12bにて、姿勢制御
手段12、22は、カメラ画角記憶手段31、32から
送られてくる姿勢情報により姿勢を変え、撮像範囲に追
尾対象物体を捉え(図7、9)、画像出力装置23に映
像を映す。
【0036】
【実施例】次に、本発明の実施例による監視カメラシス
テムを説明する。
【0037】図11は、本発明の実施例による監視カメ
ラシステムの構成を示す図である。図11を参照して、
本システムは、移動物体検出用カメラ111と、その雲
台112と、監視用カメラ121と、その雲台122
と、映像分配器123と、監視用カメラ121の映像を
映すディスプレイ124と、監視用カメラの映像を記録
するVTR装置125と、雲台112を制御するプリセ
ットコントローラ131と、雲台122を制御するプリ
セットコントローラ132と、移動物体検出用カメラ1
11の映像信号を処理する画像処理装置140とを有し
ている。尚、雲台の機能によっては、プリセットコント
ローラ131、132の機能を画像処理装置140に含
ませることができる。
【0038】本システムでは、移動物体検出用カメラ1
11の撮像範囲に移動物体が侵入すると、画像処理装置
140で、プリセットコントローラ131、132内に
記憶されたカメラ画角情報を選択し、プリセットコント
ローラ131、132に命令を送り、雲台112、12
2を制御することにより、監視用カメラ121は侵入物
体を捉え、ディスプレイ124にその映像を映す。ま
た、このとき、画像処理装置140からVTR装置12
5へ信号を送ることにより、侵入者の映像を記録するこ
とも可能である。
【0039】
【発明の効果】本発明による監視カメラシステムは、以
下の効果を奏する。
【0040】第1に、移動物体が監視カメラの撮像範囲
内にいる場合には、雲台制御を行わないことにより、移
動物体追尾中も、移動物体が停止したときにも、カメラ
映像がゆれない。その理由は、必要最小限の雲合制御し
か行わないため、移動物体の細かい動きに反応しないか
らである。
【0041】第2に、予め記憶してあるカメラ画角情報
を呼び出すことによって、雲台の制御を行うことによ
り、雲合制御の処理が簡単になり、また、雲台の負荷が
少くなる。その理由は、雲台の特性を考慮したフィード
バック制御を行わないため、処理が単純であり、また、
雲台制御の頻度が少いからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による監視カメラシステム
の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す監視カメラシステムの動作を説明す
るためのフロー図である。
【図3】図1に示す監視カメラシステムの動作を説明す
るためのフロー図である。
【図4】図1に示す監視カメラシステムの動作を説明す
るための図であり、入力画像の例である。
【図5】図1に示す監視カメラシステムの動作を説明す
るための図であり、移動物体抽出の例である。
【図6】図1に示す監視カメラシステムの動作を説明す
るための図であり、画像処理ブロックと監視用カメラの
画角(5×5ブロックに分割した場合)の例である。
【図7】図1に示す監視カメラシステムの動作を説明す
るための図であり、監視用カメラ旋回例である。
【図8】図1に示す監視カメラシステムの動作を説明す
るための図であり、画像処理ブロックの最外周の例であ
る。
【図9】図1に示す監視カメラシステムの動作を説明す
るための図であり、移動物体検出カメラの旋回方向の例
である。
【図10】図1に示す監視カメラシステムの動作を説明
するための図であり、移動物体検出カメラの画角の重な
りと旋回の例である。
【図11】本発明の実施例による監視カメラシステムの
構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
11、111 移動物体検出用カメラ 12、112 姿勢制御手段 21、121 監視用カメラ 23 画像出力装置 31、32 カメラ画角記憶手段 40、140 画像処理装置 41 移動物体抽出手段 42 特徴量抽出手段 43 特徴位置情報記憶手段 44 対象物体追跡手段 45 カメラ画角指定手段 112、122 雲台 123 映像分配器 124 ディスプレイ 125 VTR装置 131、132 プリセットコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04N 5/222 G06F 15/70 410

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 広い撮像範囲にわたって移動物体を撮像
    可能な移動物体検出用カメラと、移動物体を拡大して捕
    捉する監視用カメラと、前記移動物体検出用カメラおよ
    び前記監視用カメラの各姿勢をそれぞれ制御する第1お
    よび第2の姿勢制御手段とを有する監視カメラシステム
    において前記移動物体検出用カメラおよび前記監視用カメラの各
    姿勢の範囲的候補として前記第1および前記第2の姿勢
    制御手段に対してそれぞれ出力されるべき、各撮像範囲
    を水平方向および垂直方向に並列した複数のマス目状に
    区分してなる複数のブロックそれぞれを識別するための
    複数のカメラ姿勢情報をそれぞれ予め記憶した 第1およ
    び第2のカメラ姿勢記憶手段と、 前記移動物体検出用カメラの映像から追尾対象とする
    動物体を決定すると共に、追尾対象である移動物体が撮
    像範囲のうちの所定の範囲内に収まるような前記カメラ
    姿勢情報を、前記第1および前記第2のカメラ姿勢記憶
    手段に記憶されている複数のカメラ姿勢情報から選び出
    す画像処理装置とを有することを特徴とする監視カメラ
    システム。
  2. 【請求項2】 前記複数のカメラ姿勢情報はそれぞれ、
    前記ブロックの水平方向の座標位置を示す水平姿勢情報
    と、該ブロックの垂直方向の座標位置を示す垂直姿勢情
    報と、該ブロックの拡大縮小画角値またはズーム値を示
    す拡大縮小値情報とを含んでおり、 前記画像処理装置は、前記第2のカメラ姿勢記憶手段に
    予め記憶されている前記複数の カメラ姿勢情報を切り換
    えることによって離散的に前記第2の姿勢制御手段を制
    御することにより、移動物体を前記監視用カメラの撮像
    範囲内に捉える請求項1に記載の監視カメラシステム。
  3. 【請求項3】 移動物体が前記監視用カメラの画面中央
    から一定の距離の範囲の外に出ない限り該監視用カメラ
    を旋回させない請求項1に記載の監視カメラシステム。
  4. 【請求項4】 カメラの撮像範囲に重なりを持つように
    隣接する前記ブロックの前記カメラ姿勢情報を設定する
    ことより、前記監視用カメラのカメラ姿勢情報の不適切
    な切り換えを減少させつつ移動物体を該監視用カメラの
    撮像範囲に捉える請求項1に記載の監視カメラシステ
    ム。
  5. 【請求項5】 移動物体が前記移動物体検出用カメラの
    撮像範囲から外れる前に移動物体の移動方向に該移動物
    検出用カメラを旋回させることにより、移動物体を該
    移動物体検出用カメラの撮像範囲に捉える請求項1に
    記載の監視カメラシステム。
  6. 【請求項6】 前記画像処理装置は、 前記移動物体検出用カメラの映像から移動物体を抽出す
    る移動物体抽出手段と、 前記移動物体抽出手段の抽出結果に基づいて個々の移動
    物体の特徴および位置を示す特徴位置情報を抽出する特
    徴位置抽出手段と、 過去の特徴位置情報を記憶する特徴位置情報憶手段
    と、前記特徴位置抽出手段によって抽出された現在の移動物
    体全ての前記特徴位置情報と 前記特徴位置情報記憶手段
    に記憶された過去の前記特徴位置情報とを比較して、一
    致する特徴を持つ該特徴維持情報に基づいて追尾対象で
    ある移動物体を決定すると共に、その位置を求める対象
    物体追跡手段と、前記対象物体追跡手段によって得られた追尾対象である
    移動物体の位置に基づいて追尾対象である移動物体が撮
    像範囲のうちの所定の範囲内に収まるような前記 カメラ
    姿勢情報を前記第1および前記第2のカメラ姿勢記憶手
    段に記憶されている複数のカメラ姿勢情報から選び出
    し、前記第1および前記第2のカメラ姿勢記憶手段に
    して選出した該カメラ姿勢情報を前記第1および前記第
    2の姿勢制御手段に出力するよう指示するカメラ姿勢
    定手段とを備えている請求項1に記載の監視カメラシス
    テム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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