JP3454979B2 - Abnormal state detection method and abnormal state detection device - Google Patents

Abnormal state detection method and abnormal state detection device

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JP3454979B2
JP3454979B2 JP19046095A JP19046095A JP3454979B2 JP 3454979 B2 JP3454979 B2 JP 3454979B2 JP 19046095 A JP19046095 A JP 19046095A JP 19046095 A JP19046095 A JP 19046095A JP 3454979 B2 JP3454979 B2 JP 3454979B2
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  • Alarm Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、ITV
カメラなどの撮像手段を用いて監視領域内の画像監視を
行ない、画像中の異常状態を検出する異常状態検出方法
および異常状態検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to an abnormal state detection method and an abnormal state detection device for detecting an abnormal state in an image by monitoring an image in a monitoring area using an image pickup means such as a camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、ITVカメラなどの撮像手段
を用いて監視領域内の画像監視を行ない、画像中の異常
状態を検出する場合、まず、時間的に連続する入力画像
の連続差分や背景画像との差分を求める。次に、この結
果を2値化処理することにより、物体の移動などによっ
て生じたと考えられる変化領域の候補を抽出する。
2. Description of the Related Art For example, in the case of monitoring an image in a monitoring area by using an image pickup means such as an ITV camera and detecting an abnormal state in the image, first, a continuous difference between input images temporally continuous or a background image are detected. Find the difference between and. Next, by binarizing this result, a candidate for a change region that is considered to be caused by the movement of the object is extracted.

【0003】この場合、あらかじめITVカメラの設置
条件などから空間的に物体が存在しない領域などを調べ
ておき、また、監視領域内に侵入してくることがわかっ
ているものに関しては、その物体の形状などのデータを
テンプレートとして記憶しておく。抽出された変化領域
の中であまりにも小さいものはノイズと考えられるた
め、除去を行ない、残った候補領域に対してテンプレー
トとの比較を行ない、近いものが存在する場合には、当
該領域の変化はあらかじめわかっていた変化と判断す
る。該当するものがない場合には、当該領域の変化は事
前にわからなかった物体などによる変化であるため、異
常状態であると判断する。
In this case, an area where an object does not exist spatially is checked in advance from the installation conditions of the ITV camera, and if it is known that the object enters the surveillance area, the object Data such as the shape is stored as a template. Too small of the extracted change areas are considered to be noise, so they are removed and the remaining candidate areas are compared with the template. Is a change that is known in advance. If there is no corresponding item, it is determined that the region is in an abnormal state because the change in the region is due to an object or the like that is unknown in advance.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の異常
状態検出方法では、ITVカメラの振動などによるノイ
ズの影響を受けやすいため、画像間の差分2値化画像を
求める際に、これらのノイズの影響が表れる。そのた
め、何らかのノイズ除去処理が必要になる。
However, since the conventional abnormal state detecting method is easily affected by noise due to the vibration of the ITV camera, when the difference binary image between the images is obtained, these noises are not detected. The effect will appear. Therefore, some noise removal processing is required.

【0005】また、ITVカメラの設置位置の情報もあ
らかじめ与えておく必要がある。さらに、差分2値化処
理の結果、得られた候補領域中から抽出する際にも、画
像中に発生し得る物体に応じた多くのテンプレートとの
比較を行なう必要があるため、計算量がどうしても多く
なる傾向がある。
Further, it is necessary to give information on the installation position of the ITV camera in advance. Furthermore, as a result of the differential binarization process, even when extracting from the obtained candidate regions, it is necessary to compare with many templates corresponding to the objects that can occur in the image, so the calculation amount is inevitable. Tends to increase.

【0006】さらに、生じた変化が異常状態によるもの
か、定常的なものによるものかを判定する際に、変化領
域の形状などからの判断のために、考えられる物体につ
いての多くのテンプレートの種類が必要となってくるた
め、画像中の定常的な変化と異常状態とを区別すること
が容易ではなかった。
Further, in determining whether the generated change is due to an abnormal state or a steady state, there are many template types for possible objects for the purpose of determination based on the shape of the change region. Therefore, it is not easy to distinguish a steady change in an image from an abnormal state.

【0007】そこで、本発明は、画像中の変化や異常状
態の発生などをテンプレートとの比較などを行なわずに
抽出することができる異常状態検出方法および異常状態
検出装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an abnormal state detecting method and an abnormal state detecting apparatus which can extract a change in an image, occurrence of an abnormal state, or the like without comparing with a template. To do.

【0008】また、本発明は、雑音除去などの処理を必
要とせず、しかも、高速に処理を行なうことができる異
常状態検出方法および異常状態検出装置を提供すること
を目的とする。
It is another object of the present invention to provide an abnormal state detecting method and an abnormal state detecting device which do not require processing such as noise removal and can perform high speed processing.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の異常状態検出方
法は、監視領域内の画像を撮像し、この撮像した画像を
連続的に取込み、この取込んだ時間的に連続した複数の
画像をそれぞれ複数の領域に分割し、この分割した各領
域ごとに画像の特徴量を抽出し、この抽出した各領域ご
との特徴量の時間的変化から当該領域内の変化状態の継
続時間を判断することにより当該領域内の異常状態を抽
出し、この抽出結果を基に統合して全領域についての異
常状態の有無を調べることにより前記監視領域内の異常
状態を検出することを特徴とする。
An abnormal state detecting method according to the present invention captures images in a monitoring area, continuously captures the captured images, and captures a plurality of captured temporally continuous images. Each is divided into a plurality of areas, the image feature amount is extracted for each of these divided areas, and each extracted area is extracted .
Extracting an abnormal state of the region by determining the duration of the change in state of the region from the feature of the temporal change of the, different for the entire region by integrating the basis of this extracted result
An abnormal state in the monitoring area is detected by checking the presence or absence of a normal state .

【0010】また、本発明の異常状態検出装置は、監視
領域内の画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段によ
り撮像された画像を連続的に取込む画像取込手段と、こ
の画像取込手段により取込んだ時間的に連続した複数の
画像をそれぞれ複数の領域に分割する画像分割手段と、
この画像分割手段により分割された各領域ごとに画像の
特徴量を抽出する特徴抽出手段と、この特徴抽出手段に
より抽出された各領域ごとの特徴量の時間的変化から当
該領域内の変化状態の継続時間を判断することにより当
該領域内の異常状態を抽出する異常抽出手段と、この異
常抽出手段の抽出結果を基に統合して全領域についての
異常状態の有無を調べることにより前記監視領域内の異
常状態を検出する異常検出手段とを具備している。
Further, the abnormal state detecting apparatus of the present invention includes an image pickup means for picking up an image in the monitoring area, an image fetching means for continuously fetching the images picked up by the image pickup means, and this image fetching. Image dividing means for dividing a plurality of temporally consecutive images captured by the means into a plurality of areas, respectively,
A feature extraction unit that extracts a feature amount of an image for each region divided by the image dividing unit, and a change state in the region based on a temporal change of the feature amount for each region extracted by the feature extraction unit. An abnormality extraction unit that extracts an abnormal state in the area by determining the duration and an integration result based on the extraction result of the abnormality extraction unit, and
An abnormality detecting means for detecting an abnormal state in the monitoring area by checking whether or not there is an abnormal state is provided.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】本発明によれば、画像全体の情報を用いた
処理ではなく、画像を複数の領域に分割して、その内部
の特徴量を用いた処理を行ない、かつ、特徴量の時間的
変化について解析を行なうことで、画像中の変化や異常
状態の発生などを、テンプレートとの比較などを行なわ
ずに抽出することができる。
According to the present invention, the image is divided into a plurality of areas and the processing using the internal feature amount is performed instead of the process using the information of the entire image, and the feature amount changes with time. By analyzing the above, it is possible to extract the change in the image, the occurrence of the abnormal state, and the like without performing the comparison with the template.

【0020】また、複数の領域に分割する段階でITV
カメラなどの撮像手段の振動による影響を吸収すること
ができるため、雑音除去などの処理を必要としない。さ
らに、扱う画像の特徴量によっては、画像を取込む段階
でリアルタイムに特徴量を抽出することが可能であるた
め、高速に処理を行なうことができる。
In addition, when the ITV is divided into a plurality of areas,
Since it is possible to absorb the influence of vibration of the image pickup means such as a camera, it is not necessary to perform processing such as noise removal. Further, depending on the feature amount of the image to be handled, the feature amount can be extracted in real time at the stage of capturing the image, so that the processing can be performed at high speed.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。まず、第1の実施の形態に
ついて説明する。図1は、第1の実施の形態に係る異常
状態検出装置の構成を概略的に示すものである。すなわ
ち、撮像手段としてのITVカメラ1は、たとえば、図
2に示すように設置されていて、図示のような監視領域
E内の画像を連続的に撮像し、電気信号に変換する。I
TVカメラ1から出力される画像信号(アナログ信号)
は、A/D変換部2に入力され、サンプリングパルス生
成部3から出力される所定のサンプリングレートのサン
プリングパルスによりデジタル化された後、画像データ
として画像メモリ4に順次格納されていく。これらの入
力画像は、表示装置5で表示することにより確認するこ
とができるとともに、ビデオテープレコーダなどの記録
装置6で記録保存することにより、後で画像を照会する
ことも可能となっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the first embodiment will be described. FIG. 1 schematically shows the configuration of the abnormal state detection device according to the first embodiment. That is, the ITV camera 1 as an image pickup means is installed, for example, as shown in FIG. 2, and continuously picks up images in the monitoring area E as shown in the drawing and converts them into electric signals. I
Image signal (analog signal) output from TV camera 1
Is digitized by a sampling pulse having a predetermined sampling rate which is input to the A / D conversion unit 2 and output from the sampling pulse generation unit 3, and then sequentially stored in the image memory 4 as image data. These input images can be confirmed by displaying them on the display device 5, and by recording and saving them in the recording device 6 such as a video tape recorder, it is possible to refer to the images later.

【0022】処理部7は、たとえば、CPUなどを主体
に構成されており、画像メモリ4に時系列に取込まれた
複数の画像(たとえば、2つの画像)に対して、後で詳
細を説明するような処理を行なうことにより、入力され
た画像内からの異常状態の抽出処理を行ない、異常状態
が発生していると判断される場合には、警報装置8を動
作させて係員などに知らせる一方、記録装置6に異常状
態の発生していると判断される前後の画像を記録し、表
示装置5に表示を行なうことにより、係員による確認が
行なえるようになっている。
The processing unit 7 is mainly composed of, for example, a CPU and the like, and a plurality of images (for example, two images) captured in time series in the image memory 4 will be described in detail later. By performing the processing as described above, the abnormal state is extracted from the input image, and when it is determined that the abnormal state has occurred, the alarm device 8 is operated to notify the staff or the like. On the other hand, by recording the images before and after it is determined that an abnormal state has occurred in the recording device 6 and displaying the images on the display device 5, the attendant can confirm the images.

【0023】処理部7は、画像メモリ4に取込まれた、
たとえば図3(a)に示すような入力画像(M×N画
素)を、図3(b)に示すような縦・横それぞれ等分
(たとえば、m×n)で分割した大きさの複数の領域に
分割する。分割された各領域は、全体の領域数に対する
当該領域の番号と、位置情報として左上と右下の座標値
を、たとえばパラメータとして持つものとする(図4参
照)。
The processing unit 7 is loaded into the image memory 4,
For example, an input image (M × N pixels) as shown in FIG. 3 (a) is divided into a plurality of vertically and horizontally equally divided parts (eg, m × n) as shown in FIG. 3 (b). Divide into areas. Each divided area has the number of the area with respect to the total number of areas and the coordinate values at the upper left and lower right as position information, for example, as parameters (see FIG. 4).

【0024】領域を分割する際には、図5(a)に示し
たように、互いに重ならないような分割方法や、図5
(b)に示すように、互いに重なりを持つような分割方
法がある。また、分割する領域の大きさも、ここでは全
て同じ大きさとして説明したが、特に細かく監視を行な
いたい領域に対しては、小さい領域を多数割り付けるな
ど、必要に応じて大きさを変えることもできる。このと
き、画像全体に領域が割り当てられるようにする。
When dividing an area, as shown in FIG. 5A, a division method that does not overlap each other, and
As shown in (b), there is a division method in which they overlap each other. Also, the sizes of the divided regions are all the same size here, but it is also possible to change the size as necessary, for example, by allocating a large number of small regions to the region that is desired to be monitored in detail. . At this time, the area is allocated to the entire image.

【0025】実際に画像を処理する際には、各時間での
入力画像を上記したように複数の領域に分割し、その各
領域についてそれぞれ次に説明するような処理を行な
う。領域の分割に関して、ここでは便宜的に矩形に分割
するものとして説明をしたが、いずれの場合でも領域の
形状に関してはこの限りではない。
When actually processing an image, the input image at each time is divided into a plurality of areas as described above, and each area is subjected to the processing described below. The division of the region has been described here as being divided into rectangles for convenience, but the shape of the region is not limited to this in any case.

【0026】以下、分割した各領域内の特徴量の時間的
変化と異常状態の抽出処理について詳細に説明する。図
6は、入力画像を複数の領域に分割した後、各領域内の
特徴量の時間的変化から異常状態の抽出を行なう処理の
例であり、分割された領域内部の特徴量の変化に応じて
変化のある領域を表示したものである。この処理のおお
まかな流れを図7に示す全体的な処理のフローチャート
を用いて説明する。なお、図6(a)〜(d)は入力画
像を示し、図6(e)〜(g)は上記入力画像に対する
領域の特徴量変化の様子を示している。
The process of extracting the characteristic change over time and the abnormal state in each divided area will be described in detail below. FIG. 6 is an example of a process of extracting an abnormal state from the temporal change of the feature amount in each region after dividing the input image into a plurality of regions, and according to the change of the feature amount inside the divided regions. This is a display of the changed area. The rough flow of this processing will be described with reference to the flowchart of the overall processing shown in FIG. 6 (a) to 6 (d) show the input image, and FIGS. 6 (e) to 6 (g) show how the characteristic amount of the region changes with respect to the input image.

【0027】まず、分割する各領域について、あらかじ
め初期設定として特徴量の時間変化をパラメータとして
設定する(S1)。次に、各時刻でデジタル画像データ
に変換された入力画像を取込み(S2)、この取込んだ
入力画像を複数の領域に分割し(S3)、分割した各領
域について、それぞれ画像の持つ何らかの特徴量を算出
する(S4)。各領域では、これまでの特徴量変化を領
域に与えられたパラメータと比較し、領域ごとに異常状
態の有無を調べる(S4)。次に、各領域ごとの処理の
結果を統合して、全領域についての異常状態の有無を調
べ、異状があると判断した場合には、その旨を通知する
(S5)。
First, with respect to each area to be divided, the time change of the feature quantity is set as a parameter in advance as an initial setting (S1). Next, at each time, an input image converted into digital image data is taken in (S2), the taken input image is divided into a plurality of areas (S3), and each divided area has some characteristics of the image. The amount is calculated (S4). In each area, the change in the characteristic amount up to now is compared with the parameters given to the area, and the presence or absence of an abnormal state is checked for each area (S4). Next, the results of the processing for each area are integrated, the presence or absence of an abnormal state is checked for all areas, and if it is determined that there is an abnormality, that fact is notified (S5).

【0028】ここで、分割した各領域内の持つ特徴量と
しては、たとえば、モノクロ画像の場合では、画像の平
均濃度値、分散値、差分2値化の結果を用いた乱雑さ
(複雑さ)、などを用いることができる。カラー画像の
場合では、各色相、彩度、明度などを用いることができ
る。
Here, as the feature quantity in each of the divided areas, for example, in the case of a monochrome image, the average density value, variance value of the image, and the messiness (complexity) using the result of the binarization of the difference. , And the like can be used. In the case of a color image, each hue, saturation, lightness, etc. can be used.

【0029】仮に、特徴量として平均濃度値や分散値を
用いる場合、通常の分散値計算方法では一度領域内の平
均値を求め、再度分散値の計算を行なう。しかし、画像
の取込み間隔が短く、処理速度が高速である場合、連続
する画像間の撮像視野内の変化はそれほど大きくないも
のと考えられるため、前の時刻の平均値を用いて分散値
を求める、いわゆる疑似分散値を用いることなども可能
である。
If an average density value or a variance value is used as the feature value, the average value in the area is once obtained by the usual variance value calculation method, and the variance value is calculated again. However, when the image capture interval is short and the processing speed is high, it is considered that the change in the field of view between consecutive images is not so large, so the variance value is calculated using the average value at the previous time. It is also possible to use a so-called pseudo variance value.

【0030】次に、図7のフローチャートにおけるステ
ップS4の各領域レベルでの異常状態の抽出を行なう処
理について、図8に示すフローチャートを用いて詳細に
説明する。
Next, the process of extracting an abnormal state at each area level in step S4 in the flowchart of FIG. 7 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

【0031】分割された各領域に対して順に特徴量d
(t)を抽出し(S11)、前の時刻の特徴量d(t−
1 )との差の絶対値を求め、閾値処理により変化がある
と判断された場合(S12)、特徴量とパラメータとの
比較が行なわれ(S13)、パラメータの許容範囲との
比較で所定の閾値を越えた場合(S14)に、特徴量の
変化は異常状態によるものと判断し、領域に異常状態が
存在するとする(S15)。これを全領域に対して行な
う(S16)。
The feature amount d is sequentially applied to each of the divided areas.
(T) is extracted (S11), and the feature amount d (t- at the previous time is extracted.
If the absolute value of the difference from 1) is obtained and it is determined by the threshold processing that there is a change (S12), the feature amount and the parameter are compared (S13), and a predetermined value is determined by comparison with the parameter allowable range. When it exceeds the threshold value (S14), it is determined that the change in the characteristic amount is due to the abnormal state, and the abnormal state exists in the area (S15). This is performed for all areas (S16).

【0032】なお、上記変化を抽出する際の閾値および
パラメータの許容範囲の閾値は、あらかじめ試験的な画
像により特徴量の変化を調べておき、その結果を用いて
実験的に設定しておいてもよいし、処理の過程で特徴量
の変化がうまく抽出できるように適宜求めてもよい。
The threshold for extracting the above-mentioned change and the threshold for the allowable range of the parameters are set in advance by examining the change of the feature quantity with a test image and using the result. Alternatively, it may be appropriately obtained so that the change in the feature amount can be extracted well in the process of processing.

【0033】以下、いくつかの例をあげて説明する。各
領域内の特徴量の時間的変化の例として、たとえば、図
10(a)を考える。この場合のパラメータとしては、
図11(a)に示すように、安定しているときの値
(B)、変化が発生したときの高さ(H)、変化した状
態の継続時間(L)、そして、それぞれ誤差としてβ,
η,λの6つを考える。
Hereinafter, some examples will be described. For example, consider FIG. 10A as an example of the temporal change of the feature amount in each area. In this case, the parameters are
As shown in FIG. 11A, the value when stable (B), the height when the change occurs (H), the duration of the changed state (L), and β as the error,
Consider 6 of η and λ.

【0034】これらのパラメータは、図11(a)に示
したように、あらかじめ監視領域E内の画像データにつ
いて解析を行なった結果から調べて与えてもよいし、前
述したように特徴量の時間的変化がうまく抽出できるよ
うに、処理系に学習機能を持たせて学習を行なわせ、そ
の結果から与えてもよい。
As shown in FIG. 11 (a), these parameters may be given by investigating from the result of the analysis of the image data in the monitoring area E in advance, or as described above. The processing system may be provided with a learning function so that learning can be performed well, and learning can be performed, and the result can be given from the result.

【0035】この領域の特徴量の時間的変化の例として
図10(b)〜(g)の6例を考える。図10(b)で
は、立ち上がりの段階で注目するが、直ぐに元の安定状
態に戻るため、単なる雑音と考える。
As an example of the change over time in the feature quantity of this region, consider six examples of FIGS. 10 (b) to 10 (g). In FIG. 10B, attention is paid at the rising stage, but since it immediately returns to the original stable state, it is considered as noise.

【0036】図10(c)では、全体の形状、継続時間
はほぼ同じだが、山の高さが許容範囲を越えるため、異
常とする。図10(d)では、立ち上がりの段階で注目
し、継続時間程度経った後に元の状態に戻った段階で、
あらかじめ持っているパラメータと似た変化であるた
め、正常な変化となる。
In FIG. 10 (c), the overall shape and duration are almost the same, but the height of the peak exceeds the allowable range, so it is determined to be abnormal. In FIG. 10 (d), attention is paid at the stage of rising, and when the state returns to the original state after a lapse of the continuous time,
Since the change is similar to the parameter that is held in advance, it is a normal change.

【0037】図10(e)では、立ち上がりの段階で注
目し、継続時間が経たないうちに一度下がるが、また山
の高さまで戻り、最終的に継続時間程度経った後に元の
状態に戻り、あらかじめ持っているパラメータと似た変
化であるため、正常な変化となる。
In FIG. 10 (e), paying attention to the stage of rising, it drops once before the duration has passed, but it returns to the height of the mountain again, and finally returns to the original state after the duration has passed, Since the change is similar to the parameter that is held in advance, it is a normal change.

【0038】図10(f)では、立ち上がりの段階で注
目し、継続時間を見始めるが、途中から山の高さを越え
た変化になっていくため、あらかじめ持っているパラメ
ータと異なってくるため、何らかの異状があると判断す
る。
In FIG. 10 (f), while paying attention to the start-up stage and starting to look at the continuation time, since the change exceeds the height of the mountain from the middle, it differs from the parameters that it has in advance. , Judge that there is something wrong.

【0039】図10(g)では、立ち上がりの段階で注
目し、継続時間を見始めるが、継続時間が経った後でも
元の状態に戻らないため、何かが当該領域に滞留してい
るなどの可能性が有り、異常と判断する。
In FIG. 10 (g), while paying attention to the start-up stage and starting to look at the continuation time, since the original state does not return even after the continuation time has elapsed, something remains in the area. There is a possibility of, and it is judged to be abnormal.

【0040】以上のようにして、領域内の変化について
異常と判断されるものがあれば、当該領域は異常有りと
なる。なお、全ての領域について何らかの変化が発生す
るものとして上記の6つのパラメータを与えてもよい
が、事前に変化のないことが分かっている領域について
は、B以外のパラメータは意味がないので与えなくとも
よい。また、完全に周期性のあるもの(搬送系のベルト
コンベア上の物体など)を監視する場合には、図11
(b)に示すように、さらに変化の発生間隔としてパラ
メータS(±σ)を与えてもよい。
As described above, if any change in the area is determined to be abnormal, the area is abnormal. Note that the above six parameters may be given assuming that some kind of change occurs in all areas, but for areas where it is known that there is no change in advance, parameters other than B have no meaning and are not given. Good. Further, in the case of monitoring a completely periodical object (such as an object on a conveyor belt conveyor), FIG.
As shown in (b), a parameter S (± σ) may be given as the change occurrence interval.

【0041】また、上記説明では、特徴量の時間的変化
の例として正方向に変化する矩形波を用いたが、他の場
合であっても、それに応じた処理を行なうことは言うま
でもない。
Further, in the above description, a rectangular wave that changes in the positive direction is used as an example of the temporal change of the characteristic amount, but it goes without saying that the processing corresponding thereto is performed even in other cases.

【0042】次に、図7のフローチャートにおけるステ
ップS5の全領域レベルでの異常状態の抽出を行なう処
理について、図9に示すフローチャートを用いて詳細に
説明する。
Next, the process of extracting the abnormal state at the whole area level in step S5 in the flowchart of FIG. 7 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

【0043】前述した各領域についての処理が終了(S
16)した後、まず、全体での処理が必要であるかを調
べる(S21)。全体での処理が必要である場合には、
全領域中の異常を示す領域について周辺の領域の結果を
調べ(S22)、異常状態の存在する領域である場合に
は(S23)、同様に異常状態を示す領域が周辺にある
かを調べ(S24)、存在するようであれば互いに連結
していく(S25)。このとき、異常状態を示す領域が
孤立して点在して存在する場合には、変化している領域
の大きさが小さすぎるため、ノイズと考える(S2
6)。
The processing for each area described above ends (S
After 16), it is first checked whether or not the whole process is necessary (S21). If the whole process is needed,
The result of the peripheral area is checked for the area showing the abnormality in the entire area (S22), and if the area has the abnormal state (S23), it is similarly checked whether the area showing the abnormal state exists in the periphery ( S24), and if they exist, they are connected to each other (S25). At this time, when the regions indicating the abnormal state are isolated and scattered, the size of the changing regions is too small and is considered to be noise (S2).
6).

【0044】全領域に対して異常状態の存在を調べた後
(S27)、最終的に異常状態を示す領域を連結して行
なったときの要素数が、あらかじめ定められた閾値を越
えた場合(S28)、その領域群を異常領域とし(S2
9)、画像中に異常状態が存在するものとして、たとえ
ば、処理停止などの手段で報知する。仮に、所定値を越
えなかった場合でも、何らかの注意をうながすようにす
る。
After the presence of an abnormal state is checked for all areas (S27), when the number of elements when finally connecting the areas showing the abnormal state exceeds a predetermined threshold value ( S28), and set the area group as an abnormal area (S2
9) Assuming that an abnormal state exists in the image, for example, it is notified by means such as processing stop. Even if the specified value is not exceeded, some caution will be called for.

【0045】ステップS21における全領域の処理を行
なうか否かの判断には、たとえば、次のような方法が考
えられる。すなわち、上記のように、各領域について異
常状態が生じているかを調べた後、(1)各領域の処理
を行なった結果、1つ以上の異常状態を示す領域が存在
する場合、(2)異常有りと判断された領域の数が全体
の領域数に占める割合が所定値を越えた場合、のいずれ
かを満たす場合に全領域について異常状態の探索を行な
う。
For example, the following method can be considered for determining whether or not to process the entire area in step S21. That is, as described above, after checking whether or not an abnormal state has occurred in each area, (1) as a result of performing processing of each area, if there is an area exhibiting one or more abnormal states, (2) When the ratio of the number of areas determined to be abnormal to the total number of areas exceeds a predetermined value, if any of the following is satisfied, an abnormal state is searched for in all areas.

【0046】なお、処理する速度が高速である場合、撮
像視野内の変化はそれぞれ大きくないものと考えられる
ため、分散値を計算する際に一度領域内の平均値を求
め、再度分散値を計算するという通常の算出方法ではな
く、前の時刻の平均値を用いて分散値を求める、いわゆ
る疑似分散値を用いることが可能である。
When the processing speed is high, it is considered that the changes in the imaging field of view are not large. Therefore, when calculating the variance value, the average value in the region is calculated once and the variance value is calculated again. It is possible to use a so-called pseudo variance value in which the variance value is obtained by using the average value of the previous time, instead of the usual calculation method.

【0047】次に、第2の実施の形態について説明す
る。第2の実施の形態の第1の実施の形態と異なる点
は、図12に全体的な処理のフローチャートを示すよう
に、第1の実施の形態で行なった全領域での処理(S
5)は行なわず、その代わりに領域分割・融合処理(S
6)を行なうようにしたものであり、以下、その領域の
分割・融合処理について詳細に説明する。
Next, a second embodiment will be described. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, as shown in the flowchart of the overall processing in FIG. 12, the processing in the entire area (S
5) is not performed, and instead, the area division / fusion processing (S
6) is performed, and the division / fusion processing of the area will be described in detail below.

【0048】まず、領域の分割処理について説明する。
図13に示すように、分割した領域内の特徴量の時間的
変化がノイズのような状態を呈している場合、このまま
では当該領域は常にノイズが存在していると判定されて
しまう。これを防ぐために、分割した各領域をさらに小
さな領域に分割することで、特徴量の時間的変化を見る
ものである。
First, the area division processing will be described.
As shown in FIG. 13, when the temporal change of the feature amount in the divided areas has a noise-like state, it is determined that the area always has noise as it is. In order to prevent this, each divided area is divided into smaller areas to see the temporal change of the feature amount.

【0049】すなわち、画像中の領域に関して、領域内
で特徴量の時間的変化が図13に示すようにノイズ状
で、変化の発生頻度が高い場合、この状態が所定時間以
上継続する場合に、領域のさらなる分割を行なう。
That is, regarding the area in the image, the temporal change of the feature amount within the area is noise-like as shown in FIG. 13, and when the change frequency is high, if this state continues for a predetermined time or more, Perform further division of the area.

【0050】この領域分割の処理について、図17に示
すフローチャートを参照して説明する。ステップS4に
おける分割された各領域に対する特徴量d(t)の抽出
が終了した後、前の時刻の特徴量d(t−1 )との差の
絶対値を求め、その差データが閾値Tsよりも大きいと
き変化があったものとし(S31)、その回数(Cs)
を計数する(S32)。この変化が連続して存在し、変
化回数が所定の閾値Tcsを越えたとき(S33)、領
域の分割を行なう(S34)。
This area division processing will be described with reference to the flowchart shown in FIG. After the extraction of the feature amount d (t) for each divided area in step S4 is completed, the absolute value of the difference from the feature amount d (t−1) at the previous time is obtained, and the difference data is obtained from the threshold Ts. If it is also large, there is a change (S31), and the number of times (Cs)
Is counted (S32). When this change exists continuously and the number of changes exceeds a predetermined threshold value Tcs (S33), the area is divided (S34).

【0051】これにより、新たに増えた領域について
は、あらかじめパラメータが設定されていないので、分
割前の領域のパラメータを割り付ける(S35)。次
に、計数した変化発生回数(Cs)をリセットし(S3
6)、次の処理に進む。
As a result, since the parameter is not set in advance for the newly increased area, the parameter of the area before division is assigned (S35). Next, the counted number of times of occurrence of change (Cs) is reset (S3
6) Then, proceed to the next processing.

【0052】ステップS34における領域の分割に際し
ては、たとえば、図14に示すような分割を行なう。こ
こでは領域をそれぞれ4等分するような分割を行なって
いる。分割された領域に対しては、図4に示した例と同
様に、新しい領域の番号と、位置情報として左上と右下
の座標値を、たとえばパラメータとして持たせる。ま
た、前述した初期状態の分割方法に応じて、領域は重な
りを持たないようにも、重なりを持つようにも分割され
る(図5参照)。
In dividing the area in step S34, for example, division as shown in FIG. 14 is performed. Here, the area is divided into four equal parts. For the divided areas, as in the example shown in FIG. 4, the number of the new area and the coordinate values of the upper left and lower right as position information are given as parameters, for example. In addition, depending on the division method in the initial state described above, the regions are divided so as not to have an overlap or to have an overlap (see FIG. 5).

【0053】次に、領域の融合処理について説明する。
画像中の領域に関して、領域内の特徴量の時間的変化が
図15に示すようにほとんど見られず、発生頻度が低い
場合、この状態が所定の時間以上継続する場合に、周囲
の同様な状態にある領域との融合を行なう。
Next, the area fusion processing will be described.
As for the region in the image, the temporal change of the feature amount in the region is hardly seen as shown in FIG. 15, and if the occurrence frequency is low and this state continues for a predetermined time or longer, the surrounding similar state Fusion with the area in.

【0054】この領域融合の処理について、図18に示
すフローチャートを参照して説明する。上述した領域の
分割処理が終了した後、まず、変化の状態がないことを
カウントする状態カウンタを「+1」する(S41)。
次に、前述したように抽出された特徴量d(t)とd
(t−1)との差の絶対値を求め、その差データが閾値
Tmよりも大きいとき変化があったものとし(S4
2)、状態カウンタをリセットして(S43)、次の画
像に対する処理に進む。
This area fusion processing will be described with reference to the flowchart shown in FIG. After the above-described area division processing is completed, first, the state counter that counts that there is no change state is incremented by "+1" (S41).
Next, the feature quantities d (t) and d extracted as described above
The absolute value of the difference from (t-1) is obtained, and it is assumed that there is a change when the difference data is larger than the threshold value Tm (S4
2) The state counter is reset (S43), and the process for the next image is performed.

【0055】変化のない状態が連続して存在し、状態カ
ウンタの値が所定の閾値Thを越えたとき(S44)、
領域に付与された属性情報を[融合]可能であるとし
(S45)、全ての領域について調べた後、融合処理を
行なう(S46)。
When there are continuous unchanging states and the value of the state counter exceeds a predetermined threshold Th (S44),
It is assumed that the attribute information given to the areas can be [fused] (S45), and after checking all the areas, the fusing process is performed (S46).

【0056】ステップS46の領域融合処理について、
図19に示すフローチャートを参照して説明する。ま
ず、全領域を探索して(S51)、領域の属性情報を読
込み(S52)、融合可能であるかを調べる(S5
3)。可能である場合、近傍領域の属性情報も融合可能
であるかを調べ(S54)、可能であれば、処理領域の
パラメータを融合する相手の領域に与える(S55)。
既に融合を行なった領域に関しては、属性情報を通常の
状態に戻し、これらの操作を全ての領域に対して行なう
(S56,S57)。
Regarding the area fusion processing in step S46,
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the entire area is searched (S51), the attribute information of the area is read (S52), and it is checked whether the areas can be merged (S5).
3). If it is possible, it is checked whether the attribute information of the neighboring area can also be merged (S54), and if possible, the parameter of the processing area is given to the other party's area to be merged (S55).
For areas that have already been merged, the attribute information is returned to the normal state, and these operations are performed for all areas (S56, S57).

【0057】領域の融合に際しては、たとえば、図16
に示すような融合を行なう。この場合、領域の融合は新
たな領域が再び矩形となるように行なわれている。すな
わち、注目領域の右隣り、下、右隣りおよび下、の3つ
の近傍領域を調べる。
When merging regions, for example, FIG.
Perform fusion as shown in. In this case, the merging of the regions is performed so that the new region becomes rectangular again. That is, three neighboring areas, that is, right adjacent, lower, right adjacent, and lower than the attention area are examined.

【0058】以上、領域の分割および融合処理について
説明したが、画像中の各領域に関して、領域内で変化の
発生する頻度が低い場合に、特に上記のような融合処理
を行なわなくとも、当該領域についての処理を行なう回
数を減らすことで、全体の処理量を低減することが可能
である。
The area dividing and merging processing has been described above. However, regarding each area in an image, when the frequency of change in the area is low, the area is not particularly subjected to the merging processing as described above. It is possible to reduce the total amount of processing by reducing the number of times the processing is performed.

【0059】また、領域の分割および融合を繰り返すこ
とによって、領域数が変化する場合には、必要に応じて
領域の番号の付け替えを行なう。付け替えに際しては、
たとえば、各領域がパラメータとして持っている左上の
座標値を画像の左上→右下の順に調べて行き、番号を付
けていくような方法がある。
When the number of areas changes by repeating the division and fusion of the areas, the areas are renumbered as necessary. When changing the
For example, there is a method in which the upper left coordinate value that each area has as a parameter is examined in the order of the upper left corner to the lower right corner of the image, and numbers are assigned.

【0060】なお、上記説明では、領域の分割処理を行
なった後に、続けて領域の融合処理を行なう場合につい
て説明したが、処理の順序はその逆でもよく、あるい
は、領域の分割処理と領域の融合処理を並列的に行なう
ようにしてもよい。
In the above description, the case where the area fusion processing is performed after the area division processing has been described. However, the order of the processing may be reversed, or the area division processing and the area division processing may be performed. The fusion processing may be performed in parallel.

【0061】以上説明したように上記実施の形態によれ
ば、画像全体の情報を用いた処理ではなく、画像を複数
の領域に分割して、その各領域内の特徴量を用いた処理
を行ない、かつ、特徴量の時間的変化について解析を行
なうことで、画像をあえて大まかに分割することで振動
するなどの小さな変化を吸収し、より大きな変化(画像
中での対象物の移動など)の抽出だけに着目できるよう
になり、画像中の変化や異常状態の発生などをテンプレ
ートとの比較などを行なわずに抽出することができる。
As described above, according to the above-described embodiment, the image is divided into a plurality of areas and the processing using the feature amount in each area is performed instead of the processing using the information of the entire image. In addition, by analyzing the temporal change of the feature amount, it is possible to absorb small changes such as vibration by intentionally dividing the image roughly, and to detect larger changes (such as movement of the object in the image). It becomes possible to focus only on the extraction, and it is possible to extract the change in the image or the occurrence of the abnormal state without performing the comparison with the template.

【0062】また、領域に分割する段階でITVカメラ
などの振動による影響を吸収することができるため、雑
音除去などの処理を必要としない。さらに、扱う画像の
特徴量によっては、画像を取込む段階でリアルタイムに
特徴量を抽出することが可能であるため、高速に処理を
行なうことができる。
Further, since the influence of the vibration of the ITV camera or the like can be absorbed at the stage of dividing into areas, processing such as noise removal is not necessary. Further, depending on the feature amount of the image to be handled, the feature amount can be extracted in real time at the stage of capturing the image, so that the processing can be performed at high speed.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、画
像中の変化や異常状態の発生などをテンプレートとの比
較などを行なわずに抽出することができる異常状態検出
方法および異常状態検出装置を提供できる。
As described in detail above, according to the present invention, an abnormal state detecting method and an abnormal state detecting method that can extract a change in an image, occurrence of an abnormal state, and the like without performing comparison with a template and the like. A device can be provided.

【0064】また、本発明によれば、雑音除去などの処
理を必要とせず、しかも、高速に処理を行なうことがで
きる異常状態検出方法および異常状態検出装置を提供で
きる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide an abnormal state detecting method and an abnormal state detecting device which do not require processing such as noise removal and can perform the processing at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る異常状態検出
装置の構成を概略的に示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of an abnormal state detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】監視環境およびITVカメラの設置例を示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing a monitoring environment and an installation example of an ITV camera.

【図3】入力画像を複数の領域に分割する処理を説明す
る図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a process of dividing an input image into a plurality of areas.

【図4】領域のパラメータの与え方を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining how to give a parameter for a region.

【図5】領域の分割方法を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a method of dividing a region.

【図6】入力画像と領域の特徴量変化の様子を示す図。FIG. 6 is a diagram showing how an input image and a feature amount of a region change.

【図7】全体の処理を説明するフローチャート。FIG. 7 is a flowchart illustrating an overall process.

【図8】領域レベルの処理を説明するフローチャート。FIG. 8 is a flowchart illustrating a region level process.

【図9】全領域での処理を説明するフローチャート。FIG. 9 is a flowchart illustrating processing in all areas.

【図10】特徴量の時間的変化の一例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an example of a temporal change of a feature amount.

【図11】特徴量パラメータの決め方の一例を説明する
図。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of how to determine a characteristic amount parameter.

【図12】本発明の第2の実施の形態に係る異常状態検
出装置の全体の処理を説明するフローチャート。
FIG. 12 is a flowchart illustrating the overall processing of the abnormal state detection device according to the second embodiment of the present invention.

【図13】雑音のような特徴量の時間的変化の一例を示
す図。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a temporal change of a feature amount such as noise.

【図14】領域分割の一例を説明する図。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of area division.

【図15】変化がほとんどない特徴量の時間的変化の一
例を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a temporal change of a feature amount that hardly changes.

【図16】領域融合の一例を説明する図。FIG. 16 is a diagram illustrating an example of region fusion.

【図17】領域の分割処理を説明するフローチャート。FIG. 17 is a flowchart illustrating region division processing.

【図18】領域の融合処理を説明するフローチャート。FIG. 18 is a flowchart illustrating a region fusion process.

【図19】領域の融合処理を説明するフローチャート。FIG. 19 is a flowchart illustrating region fusion processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

E……監視領域、1……ITVカメラ(撮像手段)、2
……A/D変換部、3……サンプリングパルス発生部、
4……画像メモリ、5……表示装置、6……記録装置、
7……処理部、8……警報装置。
E ... Monitoring area, 1 ... ITV camera (imaging means), 2
... A / D converter, 3 ... Sampling pulse generator,
4 ... Image memory, 5 ... Display device, 6 ... Recording device,
7 ... Processing unit, 8 ... Alarm device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08B 13/00 - 31/00 H04N 7/18 G06T 7/20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G08B 13/00-31/00 H04N 7/18 G06T 7/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 監視領域内の画像を撮像し、この撮像し
た画像を連続的に取込み、この取込んだ時間的に連続し
た複数の画像をそれぞれ複数の領域に分割し、この分割
した各領域ごとに画像の特徴量を抽出し、この抽出した
各領域ごとの特徴量の時間的変化から当該領域内の変化
状態の継続時間を判断することにより当該領域内の異常
状態を抽出し、この抽出結果を基に統合して全領域につ
いての異常状態の有無を調べることにより前記監視領域
内の異常状態を検出することを特徴とする異常状態検出
方法。
1. An image in a monitoring area is picked up, the picked-up image is continuously captured, the plurality of temporally continuous images thus captured are each divided into a plurality of areas, and each of the divided areas is divided. The feature quantity of the image is extracted for each
The abnormal state in the relevant area is extracted by judging the duration of the change state in the relevant area from the temporal change of the feature amount for each area, and integrated based on this extraction result to the entire area.
The abnormal state detecting method is characterized by detecting the abnormal state in the monitoring area by checking the presence or absence of the abnormal state.
【請求項2】 監視領域内の画像を撮像する撮像手段
と、 この撮像手段により撮像された画像を連続的に取込む画
像取込手段と、 この画像取込手段により取込んだ時間的に連続した複数
の画像をそれぞれ複数の領域に分割する画像分割手段
と、 この画像分割手段により分割された各領域ごとに画像の
特徴量を抽出する特徴抽出手段と、 この特徴抽出手段により抽出された各領域ごとの特徴量
の時間的変化から当該領域内の変化状態の継続時間を判
断することにより当該領域内の異常状態を抽出する異常
抽出手段と、 この異常抽出手段の抽出結果を基に統合して全領域につ
いての異常状態の有無を調べることにより前記監視領域
内の異常状態を検出する異常検出手段と、 を具備したことを特徴とする異常状態検出装置。
2. An image pickup means for picking up an image in the monitoring area, an image fetching means for continuously fetching the images picked up by the image pickup means, and a temporally continuous fetch for the image fetching means. an image dividing means for dividing the plurality of images into a plurality of regions, a feature extraction means for extracting a feature value of the image for each of the areas divided by the image dividing means, each extracted by the feature extracting means Features for each area
Abnormality extraction means for extracting an abnormal state in the area by determining the duration of the change state in the area from the temporal change of the area, and integrating all the areas based on the extraction result of the abnormality extraction means.
An abnormal state detecting device for detecting an abnormal state in the monitoring area by checking the presence or absence of the abnormal state.
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