JP3305021B2 - 対象物体の検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、監視カメラで撮像され
た画像を利用して対象物体を検出する対象物体の検出装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、監視カメラで撮像された画像を利
用して対象物体を検出する場合、撮像された映像信号を
例えば１フレ−ム単位で取り込み、対象物体と背景との
差を取る等の方法で対象物体を検出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の対象物
体の検出装置は、１つの対象物体を全体で検出してい
る。したがって、対象物体が複数あっても、それら複数
の対象物体が部分的に重なっていると、１つの対象物体
として判断することがある。

【０００４】また、対象物体を検出するために、対象物
体と背景との差を取る場合、ノイズと対象物体との分離
が困難で、対象物体を正しく識別できないこともある。

【０００５】本発明は、対象物体の一部を特徴情報とし
て軌跡化し、この軌跡を利用して対象物体を検出するも
ので、対象物体を確実に検出できる対象物体の検出装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の対象物体の検出
装置は、所定の監視領域内を走行する対象物体を撮像す
る監視カメラと、この監視カメラから出力される対象物
体の映像信号が画面単位で順に供給され、１つの画面単
位より長い所定時間に亘り、前記対象物体の映像信号を
順に重ね、これを記録する画像メモリと、この画像メモ
リに記録された映像信号から対象物体の特徴情報を抽出
する特徴抽出部と、この特徴抽出部で抽出された特徴情
報を軌跡化する軌跡処理演算部と、前記特徴抽出部を制
御するＣＰＵとを具備している。また、上記した構成の
対象物体の検出装置に、軌跡処理演算部で軌跡化した特
徴情報の軌跡が、前記監視カメラの監視領域の端縁から
延びているか否かを検知する手段を設けている。

【０００７】

【０００８】

【作用】本発明では、監視カメラで撮像した対象物体か
ら部分的な特徴情報を抽出し、その特徴情報を軌跡化し
ている。そして、特徴情報の軌跡が監視カメラの監視領
域の端縁から延びているか否かを検知し、監視領域の端
縁から延びている場合に新たに監視領域に入った対象物
体として検出する。

【０００９】したがって、対象物体を部分的な特徴情報
で検出するため、複数の対象物体が一部で重なっても対
象物体を検出できる。

【００１０】また、特徴情報の軌跡が監視領域の端縁か
ら延びている場合に、新たに監視領域に入った対象物体
として判断しているので、対象物体の検出が確実に行え
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図１で
説明する。

【００１２】１は監視カメラで、監視カメラ１は図２に
示すように、例えば道路２１を走行する対象物体、即ち
車両２２が撮像できるように下向きに配置されている。
なお、図２では道路２１上に２台の車両２２が示されて
いる。

【００１３】監視カメラ１では、例えば図３のようにそ
の監視領域に、右車線の路肩３１そしてセンタ−ライン
３２、左車線の路肩３３などが撮像される。

【００１４】監視カメラ１（図１）で撮像された画像
は、監視カメラ１から映像信号として出力される。ＣＰ
Ｕ２の制御によって、映像信号はＡ−Ｄ変換器３に取り
込まれデジタル信号に変換される。そして、特徴抽出部
４に供給される。特徴抽出部４で特徴を抽出された映像
信号は画像メモリ５に記録される。なお、画像メモリ５
は例えば第１および第２の２つのメモリ５ａ、５ｂで構
成される。

【００１５】ここで特徴抽出部４に入力された映像信号
を処理する方法および処理された映像信号を画像メモリ
５に記録する方法について、図４のフロ−チャ−トで説
明する。

【００１６】Ａ−Ｄ変換器３でデジタル信号に変換され
た映像信号は、ＣＰＵ２の制御によって、ステップ４１
で、１つの画面単位例えば映像信号の１フィ−ルド分が
特徴抽出部４に取り込まれる。先ず、１番目のフィ−ル
ドの映像信号が取り込まれる。

【００１７】特徴抽出部４に取り込まれた映像信号は、
ＣＰＵ２の制御によって、ステップ４２で対象物体の一
部が特徴情報として抽出される。

【００１８】例えば１番目のフィ−ルド映像信号から特
徴情報Ｆ１が抽出される。

【００１９】なお、特徴情報としては、対象物体が例え
ば夜間走行時の車両などの場合、テ−ルランプやヘッド
ランプのようにその他の部分に比べて輝度が高い部分が
選ばれる。したがって、輝度の差を利用して対象物体の
特徴情報が抽出される。

【００２０】なお、テ−ルランプやヘッドランプのよう
に輝度が高い部分は、１つの対象物体に複数箇所ある。
そのため、通常、１つの対象物体から複数の特徴情報が
抽出される。

【００２１】しかし、以下の実施例では説明の都合上、
１つの対象物体から１つの特徴情報が抽出されるものと
する。

【００２２】特徴情報Ｆ１は、その特徴情報Ｆ１が撮像
された監視カメラ１の監視領域内の位置情報とともに、
ステップ４３で第１のメモリ５ａに記録される。

【００２３】次に、ステップ４４で、２番目以降のフィ
−ルドの映像信号が順に取り込まれる。

【００２４】例えば２番目のフィ−ルドの映像信号が取
り込まれ、ステップ４５でテ−ルランプやヘッドランプ
に相当する特徴情報Ｆ２が抽出される。この特徴情報Ｆ
２は、ステップ４６で第２のメモリ５ｂに記録される。

【００２５】第２のメモリ５ｂに記録された特徴情報Ｆ
２は、ステップ４７で演算処理が行なわれ、第１のメモ
リ５ａに加えられる。したがって、この時点では第１の
メモリ５ａには、特徴情報Ｆ１と特徴情報Ｆ２とが記録
される。

【００２６】そして、ステップ４８で、３番目以降のフ
ィ−ルドの映像信号に対して、上記ステップ４４からス
テップ４７までの信号処理が、一定時間Ｔの間繰り返さ
れる。

【００２７】一定時間Ｔの間にＫ個のフィ−ルド映像信
号が到来し、例えば全てのフィ−ルド映像信号から１個
づつの特徴情報が検出されたとする。この場合、一定時
間Ｔが経過した時点では、第１のメモリ５ａには、Ｋ個
の特徴情報Ｆ１〜ＦＫが記録されている。

【００２８】第１のメモリ５ａに記録された特徴情報Ｆ
１〜ＦＫは、それぞれ１フィ−ルドに相当する時間間隔
を持っている。したがって、Ｋ個の特徴情報Ｆ１〜ＦＫ
をつなげると、車両の移動につれてテ−ルランプ等が一
定時間Ｔに移動した軌跡を示すことになる。

【００２９】そして、一定時間Ｔが経過すると、第１の
メモリ５ａに記録されている特徴情報Ｆ１〜ＦＫが出力
される。

【００３０】したがって、第１のメモリ５ａから一定時
間Ｔごとに特徴情報が出力される。第１のメモリ５ａか
ら一定時間Ｔごとに出力される特徴情報は、図１の軌跡
処理演算部６を通って軌跡保存部７に移され、そこで記
録される。その際、それぞれの一定時間Ｔごとに最終の
特徴情報、例えばＫ番目の特徴情報ＦＫの位置情報も併
せて記録される。

【００３１】なお、第１のメモリ５ａに記録されていた
特徴情報が、軌跡保存部７に移されると、それ以前に画
像メモリ５、例えば第１および第２のメモリ５ａ、５ｂ
に記録されていた特徴情報等は消去される。

【００３２】その後、次のフィ−ルド映像信号、例えば
Ｋ＋１番目以降のフィ−ルド映像信号について、一定時
間Ｔの間、上記したと同様の信号処理が繰り返される。

【００３３】なお、一定時間が始まる際に最初のフィ−
ルド映像信号、例えばＫ＋１番目のフィ−ルド映像信号
の特徴情報ＦＫ＋１について、監視カメラの監視領域の
位置情報が同時に検知される。

【００３４】このように一定時間が始まる最初のフィ−
ルド映像信号、例えばＫ＋１番目のフィ−ルド映像信号
で検知された特徴情報ＦＫ＋１の位置情報が求められ
る。そして、その前の一定時間の最終、例えばＫ番目の
フィ−ルド映像信号で検知された特徴情報ＦＫの位置情
報と照合される。

【００３５】その結果、例えば両者の位置情報が接近し
ている場合、両者の特徴情報ＦＫ、ＦＫ＋１は同一車両
の軌跡と判断される。このような同一車両の軌跡か否か
の判断は、一定時間が経過するごとに行なわれる。

【００３６】また、画像メモリ５、例えば第１のメモリ
５ａから一定時間Ｔごとに出力されるＫ個（各フィ−ル
ドから特徴情報が検出された場合で、特徴情報が検出さ
れないフィ−ルドがあればその分特徴情報の数は少なく
なる。）の特徴情報は、Ｄ−Ａ変換器８に加えられアナ
ログ信号に変換される。

【００３７】アナログ信号に変換された特徴情報は表示
部９で画像として再生される。表示部９の画面上には図
５のように軌跡５１が例えば２つのテ−ルランプの軌跡
５１ａ、５１ｂとして表示される。

【００３８】なお、表示部９で再生される画像は、画像
メモリ５から出力される特徴情報に限られない。例え
ば、軌跡保存部７に記録されている特徴情報をＤ−Ａ変
換器８でアナログ信号に変換して、再生することもでき
る。

【００３９】上記のように軌跡化された車両の特徴情報
は、軌跡処理演算部６（図１）において軌跡の追跡が行
なわれる。

【００４０】ここで軌跡処理演算部６で行なわれる軌跡
追跡の例について、図６のフロ−チャ−トで説明する。

【００４１】例えば、ステップ６１で新規車両の検出が
行われる。

【００４２】監視カメラ１の監視領域の外枠が、例えば
図５の４角形の検出ライン５２に対応するものとする
と、図５のように特徴情報の軌跡５１が検出ライン５２
と交差している場合、新規車両が監視カメラ１の監視領
域に入ってきたものと判断される。このようにして、新
しい車両が検出される。

【００４３】なお、特徴情報の軌跡が検出ラインと交差
しない場合は、ノイズなど不要な情報として除外され
る。

【００４４】また、あらゆる方向からの車両進入に対応
する場合には、検出ラインは監視領域の外縁に沿って閉
ル−プを描くように設けられる。

【００４５】また、ステップ６２では、一定時間が始ま
る最初のフィ−ルド映像信号、上記の実施例の場合では
例えばＫ＋１番目のフィ−ルド映像信号の特徴情報ＦＫ
＋１について位置情報が呼び出される。

【００４６】また、ステップ６３では、ステップ６２で
呼び出されたものの、その一つ前の一定時間Ｔで、最後
のフィ−ルド映像信号、上記の実施例の場合では例えば
Ｋ番目のフィ−ルド映像信号の特徴情報ＦＫについてそ
の位置情報が呼び出される。ステップ６４では、全ての
車両の特徴情報に対して上記のステップ６２とステップ
６３の信号処理が行なわれる。

【００４７】そして、ステップ６２で呼び出された一定
時間が始まる最初のフィ−ルド映像信号の特徴情報に対
する位置情報と、ステップ５３で呼び出されたその一つ
前の一定時間Ｔの最後のフィ−ルド映像信号の特徴情報
に対する位置情報との照合が、全ての軌跡に対して行な
われる。その結果、両者の位置情報が接近している場
合、両者は連続する同一の車両の軌跡であるとして処理
される。

【００４８】そして、ステップ６５において、連続する
同一の車両の軌跡の場合には、連続する軌跡として繋ぎ
合わせた形で表示される。

【００４９】上記のような軌跡の処理により、車両の走
行状態が例えば次のように観測される。

【００５０】図７のように多くの車両の軌跡７１が左側
車線から右側車線へ、反対方向の場合は右側車線から左
側車線へと一定地点でセンタ−ライン７２を越えている
場合、その前後の斜線で示したエリア７３で低速度車両
や停止車両などの異常車両が存在する可能性が示唆され
る。なお、図７では１台の車両の軌跡を代表で示してい
る。また、７４は路肩である。

【００５１】また、車両の特徴情報をテ−ルランプから
得ている場合、図８のように１台の車両から２つの軌跡
が８１ａ、８１ｂが得られる。この場合、渋滞などで複
数の車両が重なり、片側の軌跡８１ｂが途中で消失して
も、他方の軌跡８１ａを利用して軌跡が追跡できる。

【００５２】なお、上記した第１の実施例では、監視カ
メラから出力された映像信号をデジタル信号に変換し、
その後、特徴を抽出し、抽出された特徴情報を画像メモ
リに記録している。

【００５３】しかし、監視カメラから出力された映像信
号を一定時間に亘って画像メモリに記録し、その後で特
徴を抽出する構成でも同様の効果が得られる。

【００５４】ここで、本発明の第２の実施例として、映
像信号を画像メモリに記録し、その後、特徴を抽出する
場合について、図９を参照して説明する。なお図９で
は、第１の実施例を示す図１と同一部分には同一符号を
付している。

【００５５】監視カメラ１で撮像された画像は、監視カ
メラ１から映像信号として出力される。ＣＰＵ２の制御
によって、映像信号はＡ−Ｄ変換器３に取り込まれデジ
タル信号に変換される。デジタル信号に変換された映像
信号は、１つの画面単位例えば映像信号の１フィ−ルド
毎に、一定時間に亘って順に画像メモリ５に記録され
る。なお、画像メモリ５は例えば第１および第２の２つ
のメモリ５ａ、５ｂで構成される。

【００５６】ここで、デジタル信号に変換された映像信
号を画像メモリ５に記録する方法について、図１０のフ
ロ−チャ−トで説明する。

【００５７】ＣＰＵ２の制御によって、ステップ１０１
で、１番目のフィ−ルドの映像信号がＡ−Ｄ変換器３に
取り込まれる。

【００５８】Ａ−Ｄ変換器３に取り込まれた映像信号は
デジタル信号に変換され、ステップ１０２で第１のメモ
リ５ａに記録される。

【００５９】次に、ステップ１０３で、２番目以降のフ
ィ−ルドの映像信号が順に取り込まれる。

【００６０】例えば２番目のフィ−ルドの映像信号がＡ
−Ｄ変換器３に取り込まれ、デジタル信号に変換され、
ステップ１０４で第２のメモリ５ｂに記録される。

【００６１】第２のメモリ５ｂに記録された映像信号
は、ステップ１０５で演算処理され第１のメモリ５ａ
に、既にステップ１０２で記憶してある映像信号に重ね
て記録される。したがって、この時点では第１のメモリ
５ａには、２フィ−ルド分の映像信号が互いに重なって
記録される。

【００６２】そして、ステップ１０６で、３番目以降の
フィ−ルドの映像信号に対して、上記ステップ１０３、
１０４、１０５の信号処理が、一定時間Ｔの間繰り返さ
れる。

【００６３】一定時間Ｔの間にｋ個のフィ−ルド映像信
号が到来すると、一定時間Ｔが経過した時点では、第１
のメモリ５ａには、ｋ個フィ−ルド分の映像信号が重な
って記録される。

【００６４】そして、一定時間Ｔが経過すると、第１の
メモリ５ａに重なって記録されているｋ個フィ−ルド分
の映像信号が出力される。

【００６５】この映像信号はＣＰＵ２の制御で特徴抽出
部４（図９）に供給され、ステップ１０７で特徴情報が
抽出される。

【００６６】特徴抽出部４では、第１の実施例と同様の
方法でｋ個分が重なった映像信号から特徴情報が抽出さ
れる。この結果、ｋ個フィ−ルド分、つまり一定時間Ｔ
の間における特徴情報が抽出される。この際、ＣＰＵ２
の制御によって、それぞれの一定時間Ｔごとに最初と最
終のフィ−ルド映像信号の特徴情報、例えば１番目とｋ
番目の特徴情報ｆ１、ｆｋに対し位置情報が付加され
る。

【００６７】特徴抽出部４から一定時間Ｔごとに出力さ
れる特徴情報は、図９の軌跡処理演算部６に供給され、
第１の実施例と同様の軌跡処理が行われる。その後、特
徴情報は、軌跡処理演算部６から軌跡保存部７に移さ
れ、そこで記録される。

【００６８】なお、特徴情報が軌跡保存部７に移される
と、それ以前に画像メモリ５、例えば第１および第２の
メモリ５ａ、５ｂに記録されていた映像信号は消去され
る。その後、次のフィ−ルド映像信号、例えばｋ＋１番
目以降のフィ−ルド映像信号について、一定時間Ｔの
間、上記したと同様の信号処理が繰り返される。

【００６９】なお、一定時間が始まる最初のフィ−ルド
映像信号、例えばｋ＋１番目のフィ−ルド映像信号の特
徴情報ｆｋ＋１の位置情報と、その前の一定時間の最
終、例えばｋ番目のフィ−ルド映像信号の特徴情報ｆｋ
の位置情報とを照合し、両者の位置情報が接近している
場合、両者の特徴情報ｆｋ、ｆｋ＋１は同一車両の軌跡
と判断する構成は第１の実施例と同様である。このよう
な同一車両の軌跡か否かの判断は、一定時間が経過する
ごとに行なわれる。

【００７０】また、画像メモリ５に記録されている映像
信号は、Ｄ−Ａ変換器８でアナログ信号に変換し、表示
部９で画像として再生することができる。

【００７１】なお、抽出された特徴情報を表示部で表示
する構成や、軌跡保存部に記録されている特徴情報をＤ
−Ａ変換器でアナログ信号に変換して表示部で表示する
構成、さらに、軌跡化された車両の特徴情報から軌跡処
理演算部で軌跡の追跡を行う構成、等は第１の実施例と
同様であるので、説明は省略する。

【００７２】なお、第２の実施例の場合、特徴抽出処理
の回数が減るので処理速度を速くできる。

【００７３】なお、上記した各実施例では、画像メモリ
が２つのメモリで構成される場合で説明したが、画像メ
モリを１つのメモリで構成することもできる。

【００７４】また、特徴情報を抽出する画面単位を１フ
ィ−ルドで行っているが、１フレ−ムごとに行うことも
できる。

【００７５】また、上記の各実施例では、特徴情報の軌
跡化を一定時間ごとに区切って行っている。このように
軌跡化の時間を区切ることにより、一定時間に形成され
る軌跡の長さから車両など対象物体の移動速度を知るこ
とができる。

【００７６】また、対象物体の検出を対象物体全体でな
く、その一部分を例えば輝度の差を利用し特徴情報とし
て検出するため対象物体の検出が確実で、また複数の対
象物体が部分的に重なっても対象物体を検出できる。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば、対象物体の特徴情報を
軌跡化し、その軌跡から対象物体を検出している。した
がって、対象物体が部分的に重なっても対象物体を確実
に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を説明する回路構成図で
ある。

【図２】本発明を説明する図で、監視カメラの配置を示
す概略図である。

【図３】本発明を説明する図で、監視カメラで撮像され
る模様を示す図である。

【図４】本発明の動作を説明するフロ−チャ−ト図であ
る。

【図５】本発明の動作を説明する図で、表示器で表示さ
れた軌跡を示す図である。

【図６】本発明の動作を説明するフロ−チャ−ト図であ
る。

【図７】本発明の動作を説明する図で、表示器で表示さ
れた道路状況を示す図である。

【図８】本発明の動作を説明する図で、表示器で表示さ
れた軌跡を示す図である。

【図９】本発明の第２の実施例を説明する回路構成図で
ある。

【図１０】本発明の第２の実施例の動作を説明するフロ
−チャ−ト図である。

【符号の説明】

１…監視カメラ ２…ＣＰＵ ３…Ａ−Ｄ変換器 ４…特徴抽出部 ５…画像メモリ ６…軌跡処理演算部 ７…軌跡保存部 ８…Ｄ−Ａ変換器 ９…表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−246678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−247598（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−242592（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−86990（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 7/00 - 7/60 G06T 1/00 H04N 7/18 G08B 13/194

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の監視領域内を走行する対象物体を
   撮像する監視カメラと、この監視カメラから出力される
   対象物体の映像信号が画面単位で順に供給され、１つの
   画面単位より長い所定時間に亘り、前記対象物体の映像
   信号を順に重ね、これを記録する画像メモリと、この画
   像メモリに記録された映像信号から対象物体の特徴情報
   を抽出する特徴抽出部と、この特徴抽出部で抽出された
   特徴情報を軌跡化する軌跡処理演算部と、前記特徴抽出
   部を制御するＣＰＵとを具備した対象物体の検出装置。
2. 【請求項２】 軌跡処理演算部で軌跡化した特徴情報の
   軌跡が、前記監視カメラの監視領域の端縁から延びてい
   るか否かを検知する手段を設けた請求項１記載の対象物
   体の検出装置。