JP3497929B2 - Intruder monitoring device - Google Patents
Intruder monitoring deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の監視領域を
撮像し、撮像画像から監視領域内への侵入物を検出する
侵入物監視装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intruder monitoring device for capturing an image of a predetermined monitoring area and detecting an intruding object from the captured image.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、画像技術の応用の1つとして、所
定の監視領域をTVカメラで撮像し、この撮像画像を解
析して監視領域への侵入物を自動的に検出する技術が開
発されており、例えば、特開平4−101594号公報
には、1台のTVカメラから一定の時間差をもって取り
込んだ2つの画像の輝度の差分に基づいて侵入物を検知
する技術が開示されている。2. Description of the Related Art In recent years, as one of the applications of image technology, a technique has been developed in which a predetermined surveillance area is imaged by a TV camera and the captured image is analyzed to automatically detect an intruding object in the surveillance area. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-101594 discloses a technique of detecting an intruding object based on a difference in brightness between two images captured from one TV camera with a constant time difference.
【0003】しかしながら、屋外の自然環境下で太陽等
の明るさが大幅に変化する場合や、背景中の樹木等が大
きく揺れているような場合には、これらの背景も侵入物
として誤検出される可能性があり、さらに、物体の三次
元空間での正確な位置が検出できないため、監視対象の
後方(遠方)あるいは前方にある監視対象外の領域が画
像中に映り込んでいる場合、検出された物体が監視対象
内か否かを正確に判定することができないという問題が
ある。However, when the brightness of the sun or the like changes significantly in the outdoor natural environment, or when trees or the like in the background are greatly shaken, these backgrounds are also falsely detected as intruders. In addition, since it is not possible to detect the exact position of the object in three-dimensional space, it is possible to detect when an unmonitored area behind (distant) or in front of the monitored object is reflected in the image. There is a problem that it is not possible to accurately determine whether or not the created object is within the monitoring target.
【0004】このため、特開平4−31996号公報に
は、同一の監視領域を異なる視点から撮像する2台のカ
メラを用い、各々のカメラで撮像した画像について時間
的な変化を検出した後、その変化が発生した部分につい
てステレオマッチングを行うことにより変化部分の三次
元位置を求め、変化部分(検出物)が適切な位置に存在
するか否かを判定して侵入者・物を検出することによ
り、侵入者・物が存在するはずのない位置に光や影の変
化が生じても、誤判定を回避することのできる技術が開
示されている。For this reason, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-31996, two cameras for imaging the same monitoring area from different viewpoints are used, and after detecting a temporal change in the images captured by each camera, Detecting intruders and objects by determining the three-dimensional position of the changed part by performing stereo matching on the part where the change has occurred and determining whether or not the changed part (detection object) exists at an appropriate position. Discloses a technique capable of avoiding an erroneous determination even if a change in light or shadow occurs at a position where an intruder / object should not exist.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、任意の
物体が存在する場所、特に屋外で監視を行う場合を考慮
すると、画像の時間的な変化を検出する限り、背景の明
るさが変化すると、それらの背景が全て検出されて侵入
物が埋もれてしまい、侵入物のみを精度良く検出するこ
とが困難となる。However, in consideration of the place where an arbitrary object is present, especially when it is monitored outdoors, if the background brightness changes as long as the temporal change of the image is detected, the The entire background of is detected and the intruder is buried, making it difficult to accurately detect only the intruder.
【0006】さらに、画像の時間的な変化を検出するた
めには、カメラが背景に対して固定されている必要があ
り、広範囲な監視領域をカバーしようとすると、多数の
カメラを各々の監視領域に向けて設置しなければならな
い。Further, in order to detect the temporal change of the image, it is necessary for the cameras to be fixed with respect to the background, and when trying to cover a wide surveillance area, a large number of cameras are used for each surveillance area. Must be installed towards.
【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、背景の明るさや背景に存在する物体の影響を受ける
ことなく高精度に侵入物を検出することができるととも
に、広範囲に渡って監視を行うことのできる侵入物監視
装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to detect an intruding object with high accuracy without being affected by the brightness of the background or an object existing in the background, and monitor over a wide range. It is an object of the present invention to provide an intruder monitoring device that can be performed.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
同一の監視領域を異なる視点から撮像したステレオ画像
対を処理し、このステレオ画像対の対応位置のずれ量か
ら画像全体に渡る距離分布を算出するステレオ画像処理
手段と、上記ステレオ画像処理手段からの距離分布情報
に対応する被写体の各部分の三次元位置を求め、監視領
域の三次元空間を複数の立方格子に分割して、各立方格
子に含まれる上記三次元位置のデータ数を求め、背景お
よび既存の物体の三次元位置データが含まれる立方格子
を検出対象外として除外し、監視対象となる立方格子に
対し各立方格子に含まれるデータ数を度数としてヒスト
グラムを作成し、ヒストグラムの度数が予め設定した閾
値を越えている立方格子を物体有りとして抽出して、隣
接する立方格子をまとめて一つのグループとし、グルー
プ毎のデータを二次元の画像上に投影して、各データを
線分で連結することで輪郭像を作成して検出物の種類を
特定し、検出対象とする侵入物を検出する侵入物検出手
段とを備えることを特徴とする。The invention according to claim 1 is
Stereo image processing means for processing a pair of stereo images obtained by capturing the same monitoring area from different viewpoints, and calculating a distance distribution over the entire image from the shift amount of the corresponding positions of the stereo image pairs, and the stereo image processing means. It determined the three-dimensional position of each part of the corresponding object to the distance distribution information, monitoring territory
The three-dimensional space of the region is divided into multiple cubic lattices, and each cubic case
Calculate the number of data of the above 3D position included in the child, and
Grid containing 3D position data of existing and existing objects
Is excluded as a non-detection target, and a cubic lattice to be monitored is added.
On the other hand, the number of data included in each cubic lattice is used as the frequency
Create a gram and set the histogram frequency to a preset threshold
A cubic lattice that exceeds the value is extracted as an object, and the
The cubic lattices that touch each other are grouped together and
Data for each group is projected on a two-dimensional image and each data is
Create a contour image by connecting with line segments and
And an intruding object detecting means for detecting an intruding object to be specified and detected .
【0009】 請求項2記載の発明は、請求項1記載の
発明において、上記侵入物検出手段は、検出対象とする
侵入物を検出したとき、報知すると共に、上記侵入物と
して検出された検出物の重心位置を求めて、今回求めた
検出物の重心位置が前回求めた検出物の重心位置と予め
設定した閾値内で一致したとき、同一の侵入物と判定
し、該重心位置を追跡すると共に撮像画像を記録し、今
回と前回の重心位置が閾値内で一致しないときには、新
たな侵入物と判断して該重心位置を記録することを特徴
とする。According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the intruder detecting means is a detection target.
When an intruder is detected, it is notified and
The position of the center of gravity of the detected object detected by
The position of the center of gravity of the detected object should be
When they match within the set threshold, it is judged as the same intruder
Then, the position of the center of gravity is tracked and the captured image is recorded.
If the center of gravity position and the previous centroid position do not match within the threshold,
It is characterized in that it is judged as a new intruder and the position of the center of gravity is recorded .
【0010】[0010]
【0011】 すなわち、請求項1記載の発明では、同
一の監視領域を異なる視点から撮像したステレオ画像対
の対応位置のずれ量から画像全体に渡る距離分布を算出
する。そして、距離分布情報に対応する被写体の各部分
の三次元位置を求め、監視領域の三次元空間を複数の立
方格子に分割して、各立方格子に含まれる三次元位置の
データ数を求める。そして、背景および既存の物体の三
次元位置データが含まれる立方格子を検出対象外として
除外する。そして、監視対象となる立方格子に対し各立
方格子に含まれるデータ数を度数としてヒストグラムを
作成し、ヒストグラムの度数が予め設定した閾値を越え
ている立方格子を物体有りとして抽出する。そして、物
体ありと判定された複数の立方格子に対し、隣接する立
方格子をまとめて一つのグループとし、グループ毎のデ
ータを二次元の画像上に投影して、各データを線分で連
結することで輪郭像を作成して検出物の種類を特定し、
検出対象とする侵入物を検出する。[0011] That is, in the first aspect of the present invention, the
A pair of stereo images of one surveillance area taken from different viewpoints
Calculate the distance distribution over the entire image from the shift amount of the corresponding position of
To do. Then, each part of the subject corresponding to the distance distribution information
The 3D position of the
It is divided into square grids and the three-dimensional position
Calculate the number of data. And three of the background and existing objects
Exclude the cubic lattice containing the dimensional position data from detection
exclude. Then, for each cubic lattice to be monitored,
Histogram with the number of data included in the square grid as the frequency
Created and the histogram frequency exceeds a preset threshold
The existing cubic lattice is extracted as having an object. And things
For the cubic lattices that are determined to have a body,
The square grids are put together into one group, and the data for each group is
The data is projected on a two-dimensional image and each data is connected by a line segment.
By connecting, a contour image is created to identify the type of detected object,
Detects intruders as detection targets .
【0012】 その際、請求項2記載の発明は、検出対
象とする侵入物を検出したとき、報知すると共に、侵入
物として検出された検出物の重心位置を求める。そし
て、今回求めた検出物の重心位置が前回求めた検出物の
重心位置と予め設定した閾値内で一致したとき、同一の
侵入物と判定し、該重心位置を追跡すると共に撮像画像
を記録し、今回と前回の重心位置が閾値内で一致しない
ときには、新たな侵入物と判断して該重心位置を記録す
る。 In this case, the invention according to claim 2 is the detection pair.
When an intruder that is an elephant is detected, it is notified and the intruder is entered.
The barycentric position of the detected object detected as the object is obtained. That
The center of gravity of the detected object obtained this time is the detected object obtained last time.
When the barycentric position matches the preset threshold, the same
It is determined that it is an intruder, the position of the center of gravity is tracked, and a captured image
Is recorded, and the current and previous barycentric positions do not match within the threshold.
Sometimes, it is judged as a new intruder and the position of the center of gravity is recorded.
It
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係
わり、図1は監視装置の全体構成図、図2は監視装置の
回路構成図、図3はずれ量検出処理のフローチャート、
図4は侵入物検出処理のフローチャート、図5は座標系
を示す説明図、図6は距離画像上の座標値と対象物体と
の位置関係を示す説明図、図7は距離画像と対象物体と
の位置関係を垂直断面によって示す説明図、図8はカメ
ラの左右方向の回転角を示す上面図、図9は三次元空間
の分割を示す説明図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The drawings relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall configuration diagram of a monitoring device, FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the monitoring device, FIG. 3 is a flowchart of deviation amount detection processing,
4 is a flowchart of the intruding object detection process, FIG. 5 is an explanatory diagram showing a coordinate system, FIG. 6 is an explanatory diagram showing a positional relationship between coordinate values on a distance image and a target object, and FIG. 7 is a distance image and a target object. FIG. 8 is an explanatory view showing the positional relationship of FIG. 3 by a vertical section, FIG. 8 is a top view showing the rotation angle of the camera in the left-right direction, and FIG.
【0015】図1において、符号1は、例えばビルの屋
内や屋外の駐車場等に設置され、所定の監視領域内へ侵
入する人物、動物、自動車等の侵入物を監視する監視装
置であり、図においては、オフィスの室内や廊下等、植
木2やテーブル3等が存在する監視領域を撮像し、この
撮像画像から侵入物として侵入者4を検出して監視する
例を示している。In FIG. 1, reference numeral 1 is a monitoring device installed in, for example, an indoor or outdoor parking lot of a building or the like and monitoring an intruding object such as a person, an animal or a car invading a predetermined monitoring area, In the figure, an example is shown in which an image is taken of a monitoring area in which the plant 2, the table 3, etc. are present, such as the interior of an office or a corridor, and the intruder 4 is detected as an intruder from the captured image and monitored.
【0016】上記監視装置1は、1組のカメラによって
同一の監視領域を異なる視点から撮像するステレオ光学
系10、このステレオ光学系10で撮像したステレオ画
像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理
によって画像全体に渡る距離情報を求める処理を行い、
三次元の距離画像を生成するステレオ画像処理装置(ス
テレオ画像処理手段)20、このステレオ画像処理装置
20からの距離画像を解析して被写体の各部分の三次元
位置を求め、求めた三次元位置に基づいて物体の有無を
判定し、監視領域内への侵入物を検出する侵入物検出装
置(侵入物検出手段)70、この侵入物検出装置70に
よって検出された侵入物の位置データを記録するととも
に、画像を記録する画像データ記録装置80、及び、上
記侵入物検出装置70からの侵入物の検出信号が入力さ
れたとき、ブザーあるいはランプ等に警報信号を出力す
る警報装置90等を備えている。The above-mentioned monitoring apparatus 1 uses the stereo optical system 10 for imaging the same monitoring area from different viewpoints by a pair of cameras, and the stereo image pair captured by this stereo optical system 10 based on the amount of displacement of the corresponding position. The process of obtaining the distance information over the entire image by the principle of triangulation is performed,
A stereo image processing device (stereo image processing means) 20 for generating a three-dimensional distance image, a distance image from this stereo image processing device 20 is analyzed to obtain a three-dimensional position of each part of a subject, and the obtained three-dimensional position An intruder detection device (intruder detection means) 70 for determining the presence or absence of an object based on the above, and detecting the intruder in the monitoring area, and the position data of the intruder detected by this intruder detection device 70 is recorded. In addition, an image data recording device 80 for recording an image, and an alarm device 90 for outputting an alarm signal to a buzzer, a lamp, or the like when a detection signal of an intruding object from the intruding object detecting device 70 is input are provided. There is.
【0017】上記ステレオ光学系10は、例えば電荷結
合素子(CCD)等を用いた2台のカメラを主として構
成され、左右のカメラ11a,11bがステー12に固
定されている。主カメラである左カメラ11aの下部に
は、モータ等からなるカメラ回動装置13が取り付けら
れ、このカメラ回動装置13に、エンコーダ等からなる
カメラ位置検出装置14が取り付けられている。The stereo optical system 10 is mainly composed of two cameras using, for example, a charge coupled device (CCD), and the left and right cameras 11a and 11b are fixed to the stay 12. A camera rotation device 13 including a motor and the like is attached to a lower portion of the left camera 11a which is a main camera, and a camera position detection device 14 including an encoder and the like is attached to the camera rotation device 13.
【0018】すなわち、監視領域が広く、一定位置での
各カメラ11a,11bの視野ではカバーできない場
合、本発明においては一定位置での画像の時間的変化か
ら侵入物を検出する訳ではなく、後述するように、所定
位置で撮像したステレオ画像対を処理して画像全体に渡
る三次元の距離分布を求め、その三次元位置に基づいて
侵入物を検出するため、上記カメラ回動装置13によっ
てステレオ光学系10全体を左右あるいは上下に回動す
ることで、監視領域を広範囲に渡ってカバーすることが
できる。That is, when the surveillance area is wide and cannot be covered by the visual fields of the cameras 11a and 11b at a fixed position, the present invention does not detect an intruder from the temporal change of the image at a fixed position, and will be described later. As described above, a stereo image pair captured at a predetermined position is processed to obtain a three-dimensional distance distribution over the entire image, and an intruder is detected based on the three-dimensional position. By rotating the entire optical system 10 to the left or right or up and down, the monitoring area can be covered over a wide range.
【0019】上記ステレオ光学系10で撮像した左右画
像のずれ量dを検出するには、左右画像における同一物
体の像を見つけ出す必要があり、本発明では、次に述べ
るステレオ画像処理装置20において、画像を小領域に
分割し、それぞれの小領域内の輝度あるいは色のパター
ンを左右画像で比較して一致する領域を見つけ出すこと
で、被写体の明るさや色等によって影響を受けことな
く、また、屋外での光の条件が大きく変化しても影響を
受けることなく、全画面に渡って正確に距離分布を求め
ることができる。In order to detect the shift amount d between the left and right images picked up by the stereo optical system 10, it is necessary to find the image of the same object in the left and right images. In the present invention, in the stereo image processing device 20 described below, By dividing the image into small areas and comparing the brightness or color patterns in each small area on the left and right images to find a matching area, there is no effect from the brightness or color of the subject, and even outdoors. The distance distribution can be accurately obtained over the entire screen without being affected by a large change in the light conditions in.
【0020】左右画像の一致度は、右画像、左画像のi
番目画素の輝度(色を用いても良い)を、それぞれ、A
i、Biとすると、例えば、以下の(1)式に示すシティ
ブロック距離Hによって評価することができ、左右画像
の各小領域間のシティブロック距離Hの最小値が所定の
条件を満たすとき、互いの小領域が対応すると判断する
ことができる。The degree of coincidence between the left and right images is i of the right and left images.
The luminance of the th pixel (color may be used) is A
Letting i and Bi be, for example, the city block distance H shown in the following formula (1) can be evaluated, and when the minimum value of the city block distance H between the small regions of the left and right images satisfies a predetermined condition, It can be determined that the small areas correspond to each other.
【0021】
H=Σ|Ai−Bi| … (1)
このため、上記ステレオ画像処理装置20は、例えば図
2に示されるような回路構成となっており、この回路構
成例では、上記カメラ11a,11bで撮像したアナロ
グ画像を所定のデジタル画像に変換する画像変換部3
0、この画像変換部30からの画像データに対し、左右
画像の対応する小領域のずれ量dを決定するためのシテ
ィブロック距離Hを画素を一つずつずらしながら次々と
計算するシティブロック距離計算部40、このシティブ
ロック距離Hの最小値を検出し、得られた最小値が左右
小領域の一致を示すものであるか否かをチェックしてず
れ量dを決定する最小値検出・チェック回路50、この
最小値検出・チェック回路50で決定したずれ量dに基
づく距離分布情報(距離画像)を記憶する距離画像メモ
リ60が備えられている。H = Σ | Ai−Bi | (1) Therefore, the stereo image processing apparatus 20 has a circuit configuration as shown in FIG. 2, for example. In this circuit configuration example, the camera 11a is used. , 3b for converting the analog image picked up by the image pickup device 11b into a predetermined digital image.
0, for the image data from the image conversion unit 30, the city block distance calculation for sequentially calculating the city block distance H for determining the shift amount d of the corresponding small areas of the left and right images while shifting the pixels one by one A minimum value detecting / checking circuit for detecting the minimum value of the city block distance H, determining whether the obtained minimum value indicates a match between the left and right small areas, and determining the deviation amount d. 50, a distance image memory 60 for storing distance distribution information (distance image) based on the deviation amount d determined by the minimum value detection / check circuit 50.
【0022】上記画像変換部30には、左右画像用のカ
メラ11a,11bに対応して、A/Dコンバータ31
a,31bが備えられ、各A/Dコンバータ31a,3
1bに、それぞれ、ROMからなるルックアップテーブ
ル(LUT)32a,32bが接続され、低輝度部分に
対するコントラスト補正、CCDアンプの固有ゲインの
補正等が行われる。さらに、各LUT32a,32bに
は、左画像メモリ33a、右画像メモリ33bがそれぞ
れ接続されている。The image conversion unit 30 includes an A / D converter 31 corresponding to the left and right image cameras 11a and 11b.
a, 31b are provided, and each A / D converter 31a, 3b
Look-up tables (LUTs) 32a and 32b each composed of a ROM are connected to 1b, and contrast correction for a low-luminance portion, correction of the intrinsic gain of the CCD amplifier, and the like are performed. Further, a left image memory 33a and a right image memory 33b are connected to the LUTs 32a and 32b, respectively.
【0023】上記左右画像メモリ33a,33bに記録
された画像データは、シティブロック距離計算部40で
画像の一部が繰り返し取り出されて処理される。このシ
ティブロック距離計算部40は、上記左画像メモリ33
aからの画像データが入力される2組の左画像用入力バ
ッファメモリ41a,41bに、左画像用シフトレジス
タ43が接続されるとともに、上記右画像メモリ33b
からの画像データが入力される2組の右画像用入力バッ
ファメモリ42a,42bに、右画像用シフトレジスタ
44が接続され、各シフトレジスタ43,44がシティ
ブロック距離計算回路45に接続されて構成されてい
る。The image data recorded in the left and right image memories 33a and 33b are repeatedly extracted by the city block distance calculation section 40 and processed. The city block distance calculation unit 40 uses the left image memory 33.
The left image shift register 43 is connected to the two sets of left image input buffer memories 41a and 41b to which the image data from a is inputted, and the right image memory 33b is also provided.
The right image shift register 44 is connected to the two sets of right image input buffer memories 42a and 42b to which the image data from the above are input, and each shift register 43 and 44 is connected to the city block distance calculation circuit 45. Has been done.
【0024】上記シティブロック距離計算回路45は、
例えば、加減算器に入出力ラッチをつなげた高速演算器
を組み合わせ、ピラミッド状に接続したパイプライン構
造となっており、数画素分を同時に入力して計算するよ
うになっている。このピラミッド型構造の初段は絶対値
演算器であり、中間段はそれぞれが加算器を構成し、最
終段は総和加算器となっている。The city block distance calculation circuit 45 is
For example, it has a pipeline structure in which a high-speed arithmetic unit in which an input / output latch is connected to an adder / subtractor is combined and connected in a pyramid shape, and several pixels are input at the same time for calculation. The first stage of this pyramid structure is an absolute value calculator, the intermediate stages each constitute an adder, and the final stage is a summing adder.
【0025】また、最小値検出・チェック回路50は、
上記シティブロック距離計算回路45の出力と同期して
シティブロック距離Hの最小値HMIN及び最大値HMAXを
検出し、得られたシティブロック距離Hの最小値HMIN
が本当に左右小領域の一致を示しているものかどうかチ
ェックを行ない、条件を満たしたもののみ、上記侵入物
検出装置70とのインターフェースとなるデュアルポー
トメモリ等からなる上記距離画像メモリ60の対応する
画素の位置にずれ量dを出力する。Further, the minimum value detection / check circuit 50 is
The minimum value HMIN and the maximum value HMAX of the city block distance H are detected in synchronization with the output of the city block distance calculation circuit 45, and the minimum value HMIN of the obtained city block distance H is detected.
Indicates that the left and right small areas actually match each other, and only those satisfying the conditions correspond to the distance image memory 60 including the dual port memory or the like that interfaces with the intruder detection device 70. The shift amount d is output to the pixel position.
【0026】一方、上記侵入物検出装置70は、上記距
離画像メモリ60に書込まれたずれ量dを読出して各種
の計算処理を行なうマイクロプロセッサ71を中心に構
成され、カメラ11a,11bの取り付け位置や視野角
等のパラメータ、監視領域の位置や範囲等のデータ、及
び、制御プログラムを記憶するROM72、計算処理途
中の各種データを記憶するRAM73、処理結果を記憶
する出力用メモリ74、インターフェース回路75等か
ら構成されている。On the other hand, the intruding object detecting device 70 is mainly composed of a microprocessor 71 which reads out the deviation amount d written in the distance image memory 60 and performs various calculation processes, and mounts the cameras 11a and 11b. ROM 72 for storing parameters such as position and viewing angle, data such as position and range of monitoring area, and control program, RAM 73 for storing various data during calculation processing, output memory 74 for storing processing result, interface circuit It is composed of 75 etc.
【0027】上記インターフェース回路75の出力ポー
トには、上記警報装置90が接続されるとともに、駆動
回路76を介して上記カメラ回動装置13が接続され、
入力ポートに上記カメラ位置検出装置14が接続されて
いる。The alarm device 90 is connected to the output port of the interface circuit 75, and the camera rotating device 13 is connected via a drive circuit 76.
The camera position detection device 14 is connected to the input port.
【0028】また、上記画像データ記録装置80には、
上記侵入物検出装置70が上記出力用メモリ74を介し
て接続されるとともに、上記ステレオ光学系10の主カ
メラ(左カメラ)11aが接続され、侵入物が検出され
た場合、侵入物の位置データ等を記録するとともに、そ
のときの画像をビデオテープ等に記録する。Further, the image data recording device 80 includes
When the intruder detection device 70 is connected via the output memory 74 and the main camera (left camera) 11a of the stereo optical system 10 is connected and an intruder is detected, position data of the intruder is detected. Etc. are recorded, and the image at that time is recorded on a video tape or the like.
【0029】上記ステレオ光学系10のカメラ11a,
11bによって撮像されたステレオ画像対は、上記ステ
レオ画像処理装置20で左右画像のマッチングが行わ
れ、距離画像が生成されて距離画像メモリ60に記憶さ
れる。上記侵入物検出装置70では、距離画像メモリ6
0からの距離分布情報に基づく物体の三次元的な位置座
標により、侵入物を背景から区別して認識し、その認識
結果を出力用メモリ74に出力する。The camera 11a of the stereo optical system 10,
The stereo image pair captured by 11b is matched with the left and right images by the stereo image processing device 20 to generate a distance image and stored in the distance image memory 60. In the intruder detection device 70, the distance image memory 6
Based on the three-dimensional position coordinates of the object based on the distance distribution information from 0, the intruder is recognized separately from the background, and the recognition result is output to the output memory 74.
【0030】以下、上記ステレオ画像処理装置20によ
るずれ量検出処理、上記侵入物検出装置70による侵入
物検出処理について、図3及び図4のフローチャートに
従って説明する。The deviation amount detecting process by the stereo image processing device 20 and the intruding object detecting process by the intruding object detecting device 70 will be described below with reference to the flowcharts of FIGS. 3 and 4.
【0031】まず、ずれ量検出処理では、図3のステッ
プS101で、左右のカメラ11a,11bによって撮像し
た画像を入力すると、ステップS102へ進み、入力したア
ナログ画像をA/Dコンバータ31a,31bで所定の
輝度階調(例えば256階調のグレースケール)を有す
るデジタル画像に変換する。First, in the shift amount detecting process, in step S101 of FIG. 3, when the images captured by the left and right cameras 11a and 11b are input, the process proceeds to step S102, and the input analog image is input to the A / D converters 31a and 31b. It is converted into a digital image having a predetermined luminance gradation (for example, 256 gradation gray scale).
【0032】上記各A/Dコンバータ31a,31bに
よって変換されたデジタル画像は、LUT32a,32
bで、低輝度部分のコントラスト増強、左右のカメラ1
1a,11bの特性補償等が行なわれ、画像メモリ33
a,33bに記録される。尚、上記画像メモリ33a,
33bに記憶される画像は、カメラ11a,11bのC
CD素子の全ラインのうち、その後の処理に必要なライ
ンのみであり、所定時間毎に書換えられる。The digital images converted by the A / D converters 31a and 31b are LUTs 32a and 32, respectively.
b, contrast enhancement in low-brightness area, left and right cameras 1
The characteristics of 1a and 11b are compensated, and the image memory 33
a, 33b. The image memory 33a,
The image stored in 33b is C of the cameras 11a and 11b.
Of all the lines of the CD element, only the lines necessary for the subsequent processing are rewritten every predetermined time.
【0033】その後、左右の画像メモリ33a,33b
に記録された画像データは、ステップS103で、各画像メ
モリ33a,33bから数ラインずつ入力バッファメモ
リ41a,41b,42a,42bへ転送され、左右画
像のマッチング、すなわち一致度の評価が行なわれる。After that, the left and right image memories 33a, 33b
In step S103, the image data recorded in (1) is transferred to the input buffer memories 41a, 41b, 42a, 42b from each of the image memories 33a, 33b by several lines, and the left and right images are matched, that is, the matching degree is evaluated.
【0034】その際、左右の画像毎に、上記画像メモリ
33a,33bから上記入力バッファメモリ41a,4
1b,42a,42bへの読込み動作と、シフトレジス
タ43,44に対する書込み動作とが交互に行なわれ
る。例えば、左画像メモリ33aから一方の入力バッフ
ァメモリ41aに画像データが読込まれている間に、他
方の入力バッファメモリ41bからシフトレジスタ43
へ読込んだ画像データの書出しが行なわれ、右画像メモ
リ33bから一方の入力バッファメモリ42aに画像デ
ータが読込まれている間に、他方の入力バッファメモリ
42bからシフトレジスタ44へ読込んだ画像データの
書出しが行なわれる。At this time, the input buffer memories 41a, 4b from the image memories 33a, 33b are read for the left and right images.
A read operation to 1b, 42a and 42b and a write operation to shift registers 43 and 44 are alternately performed. For example, while the image data is being read from the left image memory 33a into one of the input buffer memories 41a, the shift register 43 from the other input buffer memory 41b is read.
While the image data read in is written out and the image data is read from the right image memory 33b into one input buffer memory 42a, the image data read from the other input buffer memory 42b into the shift register 44. Is written out.
【0035】そして、各シフトレジスタ43,44は、
偶数段の内容を同時にシティブロック距離計算回路45
に出力し、シティブロック距離Hの計算が始まると、右
画像のデータはシフトレジスタ44内に保持されて、ク
ロック毎に奇数ライン、偶数ラインのデータが交互に出
力される。The shift registers 43 and 44 are
The contents of the even-numbered stages are simultaneously displayed in the city block distance calculation circuit 45.
When the calculation of the city block distance H is started, the data of the right image is held in the shift register 44, and the odd line data and the even line data are alternately output every clock.
【0036】一方、左画像のデータはシフトレジスタ4
3に転送され続け、奇数ライン、偶数ラインのデータが
交互に出力されつつ、数クロック毎に1画素分右のほう
にずれたデータに置き換わっていく。この動作を繰り返
し、その後、一つの小領域に対する転送が終了すると、
図示しないアドレスカウンタ内の左画像用アドレスカウ
ンタに右画像用アドレスカウンタの内容(次の小領域の
先頭アドレス)がセットされ、次の小領域の処理が始ま
る。On the other hand, the data of the left image is the shift register 4
The data of the odd lines and the even lines are alternately output, and are replaced by the data shifted to the right by one pixel every several clocks. This operation is repeated, and when the transfer to one small area is completed,
The content of the right image address counter (start address of the next small area) is set in the left image address counter in the address counter (not shown), and the processing of the next small area starts.
【0037】シティブロック距離計算回路45では、ピ
ラミッド型構造初段の絶対値演算器に数画素分のデータ
を入力し、左右画像の輝度差の絶対値を計算する。すな
わち、右画素の輝度から対応する左画素の輝度を引き算
し、結果が負になった場合、演算命令を変えることによ
り、引く方と引かれる方を逆にして再び引き算を行なう
ことにより、絶対値の計算を行なう。従って、初段では
引き算を2回行なう場合がある。In the city block distance calculation circuit 45, data for several pixels is input to the absolute value calculator at the first stage of the pyramid structure, and the absolute value of the brightness difference between the left and right images is calculated. That is, if the brightness of the corresponding left pixel is subtracted from the brightness of the right pixel, and if the result is negative, the subtraction and subtraction are reversed by changing the operation instruction, and subtraction is performed again. Calculate the value. Therefore, the subtraction may be performed twice in the first stage.
【0038】次いで、初段を通過すると、中間段の各加
算器で二つの同時入力データを次々と加算し、最終段の
総和加算器で二つの連続するデータを加え合わせて総和
を計算する。そして、小領域を形成する画素分のシティ
ブロック距離Hを数クロック毎に最小値検出・チェック
回路50へ出力する。Next, after passing through the first stage, two simultaneous input data are added one after another by each adder of the intermediate stage, and two continuous data are added by the total adder of the final stage to calculate the total sum. Then, the city block distance H for pixels forming the small area is output to the minimum value detection / check circuit 50 every several clocks.
【0039】次に、ステップS104へ進み、上記ステップ
S103で算出したシティブロック距離Hの最大値HMAX 、
最小値HMIN を最小値検出・チェック回路50で検出す
る。この最小値検出・チェック回路50では、最初に出
力されてきたシティブロック距離H(ずれ量d=0)
と、次のクロックで出力されてきたシティブロック距離
H(ずれ量d=1)とを比較し、比較結果が小のときに
のみ、ずれ量dを保存する。そして、この比較演算を繰
り返し、計算途中での最大値、最小値、及び、そのとき
のずれ量dを保存して、これまでの値の最大値HMAX 、
最小値HMIN を更新し、ずれ量dが所定画素数になるま
で計算を続ける。Then, the process proceeds to step S104, and the above step
The maximum value HMAX of the city block distance H calculated in S103,
The minimum value HMIN is detected by the minimum value detection / check circuit 50. In the minimum value detection / check circuit 50, the city block distance H (deviation amount d = 0) that is output first
And the city block distance H (deviation amount d = 1) output at the next clock are compared, and the deviation amount d is stored only when the comparison result is small. Then, this comparison operation is repeated, and the maximum value, the minimum value during the calculation, and the deviation amount d at that time are stored, and the maximum value HMAX of the values so far,
The minimum value HMIN is updated, and the calculation is continued until the deviation amount d reaches the predetermined number of pixels.
【0040】計算が終了すると(最後のシティブロック
距離Hが出力されてから1クロック後)、ステップS105
で、得られた最小値HMINが本当に左右小領域の一致を
示すものであるか否かを、以下の3つの条件によりチェ
ックする。When the calculation is completed (one clock after the last city block distance H is output), step S105
Then, it is checked whether or not the obtained minimum value HMIN really indicates the coincidence of the left and right small areas by the following three conditions.
【0041】(1)HMIN ≦Ha(最小値HMIN がしき
い値Ha より大きいときには距離を検出できず。)
(2)HMAX −HMIN ≧Hb(得られた最小値HMIN が
ノイズによる揺らぎより明らかに低くなっていることを
チェックするための条件であり、最小値HMINの近傍の
値との差でなく、最大値HMAX と最小値HMINとの差を
しきい値Hbと比較してチェックを行なうことにより、
曲面などの緩やかに輝度の変わる物体に対しても距離検
出が行なえる。)
(3)右画像の小領域内の横方向の隣接画素間の輝度差
>Hc(しきい値Hc を大きくするとエッジ検出となる
が、輝度が緩やかに変化している場合にも対応可能なよ
うに、しきい値Hc は通常のエッジ検出レベルよりはず
っと低くしてある。この条件は、輝度変化のない部分で
は、距離検出が行なえないという基本的な原理に基づい
ており、小領域中の画素毎に行なわれるため、小領域の
中でも実際に距離の検出された画素のみが採用されるこ
とになり、自然な結果が得られる。)
すなわち、シティブロック距離Hが最小となるずれ量が
求めるずれ量dとなる訳であるが、以上の3つのチェッ
ク条件を満足した場合に、ステップS106で、ずれ量dを
距離画像メモリ60へ出力し、満足しない場合には、デ
ータを採用せずに“0”を距離画像メモリ60へ出力
し、処理を抜ける。(1) HMIN ≤ Ha (When the minimum value HMIN is larger than the threshold value Ha, the distance cannot be detected.) (2) HMAX-HMIN ≥ Hb (obtained minimum value HMIN is clearer than fluctuation due to noise) This is a condition for checking that the value has become low, and the difference between the maximum value HMAX and the minimum value HMIN is compared with the threshold value Hb, not the difference with the value in the vicinity of the minimum value HMIN. Due to
Distance detection can be performed even on an object such as a curved surface whose brightness changes gently. (3) Brightness difference between adjacent pixels in the horizontal direction in the small area of the right image> Hc (when the threshold value Hc is increased, edge detection is performed, but it is also possible to deal with a case where the brightness changes gently. As described above, the threshold value Hc is set to be much lower than the normal edge detection level.This condition is based on the basic principle that distance detection cannot be performed in a portion where there is no change in luminance, and thus in a small area. Therefore, only the pixels whose distances are actually detected are adopted in the small area, and a natural result is obtained.) That is, the shift amount that minimizes the city block distance H is The calculated displacement amount d is obtained, but if the above three check conditions are satisfied, the displacement amount d is output to the distance image memory 60 in step S106. If not satisfied, no data is adopted. "0" to the distance image And outputs it to the memory 60, the process exits.
【0042】上記距離画像メモリ60に記憶される距離
分布情報は、ステレオ画像対の各画素のうち、左右方向
に隣合う画素間で明暗変化が大きい部分(距離データを
持っている部分)を抽出した画像のような形態(距離画
像)をしており、距離画像上の座標系を、画像中央を原
点とし、横方向をi座標軸,縦方向をj座標軸とする
と、座標値(i,j,d)が距離分布情報として得られ
る(単位は画素)。The distance distribution information stored in the distance image memory 60 is extracted from a portion of each pixel of a stereo image pair in which a difference in brightness between adjacent pixels in the left-right direction is large (a portion having distance data). When the coordinate system on the range image is the origin, the horizontal direction is the i coordinate axis, and the vertical direction is the j coordinate axis, the coordinate values (i, j, d) is obtained as distance distribution information (unit is pixel).
【0043】上記距離画像メモリ60に記憶された距離
分布情報は、侵入物検出装置70に読込まれる。この侵
入物検出装置70における侵入物検出処理では、図4の
ステップS201で、距離画像メモリ60から座標値(i,
j,d)を読込むと、ステップS202へ進み、カメラ位置
検出装置14によって検出される主カメラ(左カメラ)
11aの光軸の水平線に対する俯角θf及び左右方向の
回転角θrを読込み、距離画像の座標値を実空間の座標
値に変換する。The distance distribution information stored in the distance image memory 60 is read by the intruder detecting device 70. In the intruder detection process in this intruder detection device 70, in step S201 of FIG. 4, coordinate values (i,
(j, d), the process proceeds to step S202, and the main camera (left camera) detected by the camera position detection device 14 is detected.
The depression angle θf with respect to the horizontal line of the optical axis of 11a and the rotation angle θr in the left-right direction are read, and the coordinate value of the distance image is converted into the coordinate value of the real space.
【0044】すなわち、実空間の監視領域に対し、図5
に示すように、左カメラ11aの真下の床面を原点と
し、この原点から右カメラ11b側にX軸(X>0)、
左カメラ11aの上方にY軸(Y>0)、左カメラ11
a前方にZ軸(Z>0)を延出し、X軸とZ軸とでなす
平面が床面に一致するような座標系を設定し、距離画像
の座標値(i,j,d)から被写体の三次元位置(X,
Y,Z)を求める。That is, as shown in FIG.
As shown in, the origin is the floor surface directly below the left camera 11a, and from this origin to the right camera 11b side, the X axis (X> 0),
Above the left camera 11a, the Y-axis (Y> 0), the left camera 11
a Extend the Z-axis (Z> 0) forward and set the coordinate system so that the plane formed by the X-axis and the Z-axis coincides with the floor surface. From the coordinate values (i, j, d) of the distance image, Three-dimensional position of the subject (X,
Y, Z) is calculated.
【0045】この場合、例えば、図6及び図7に示すよ
うに、侵入者4の頭部の点をPとし、この点Pの距離画
像上の座標値を(ip,jp,dp)とすると、点Pを
含み、左カメラ(主カメラ)11aの光軸と垂直な平面
までの距離Ddpは、左右のカメラ11a,11bの取
り付け間隔をr、1画素当たりの視野角をPWとして、
以下の(2)式により求めることができ、また、点Pと左
カメラ11aとを結ぶ直線Lpの長さGpは、以下の
(3)式で求めることができる。In this case, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, if a point on the head of the intruder 4 is P and the coordinate value of this point P on the distance image is (ip, jp, dp). , The distance Ddp to the plane including the point P and perpendicular to the optical axis of the left camera (main camera) 11a is r, the mounting interval between the left and right cameras 11a and 11b is r, and the viewing angle per pixel is PW,
The length Gp of the straight line Lp connecting the point P and the left camera 11a can be calculated by the following equation (2).
It can be calculated by equation (3).
【0046】
Ddp=r/(PW×dp) … (2)
Gp=(Dip2+Djp2+Ddp2) … (3)
但し、 Dip=Ddp×PW×ip
Djp=Ddp×PW×jp
また、カメラ位置検出装置14から得られる俯角θf
(図7参照)と、Z軸に対する左右方向の回転角θr
(図8参照)とにより、直線Lpの俯角θfp及び回転
角θrpは、以下の(4),(5)式で求めることができる。Ddp = r / (PW × dp) (2) Gp = (Dip2 + Djp2 + Ddp2) (3) where Dip = Ddp × PW × ip Djp = Ddp × PW × jp Further, it is obtained from the camera position detecting device 14. Depression angle θf
(See FIG. 7) and the rotation angle θr in the left-right direction with respect to the Z axis.
(See FIG. 8), the depression angle θfp and the rotation angle θrp of the straight line Lp can be obtained by the following equations (4) and (5).
【0047】
θfp=θf+jp×PW … (4)
θrp=θr+ip×PW … (5)
従って、左カメラ11aの取り付け高さをCHとする
と、点PのX,Y,Z座標系での三次元位置(Xp,Y
p,Zp)は、以下の(6),(7),(8)式によって求めるこ
とができる。Θfp = θf + jp × PW (4) θrp = θr + ip × PW (5) Therefore, assuming that the mounting height of the left camera 11a is CH, the three-dimensional position of the point P in the X, Y, Z coordinate system. (Xp, Y
p, Zp) can be obtained by the following equations (6), (7), (8).
【0048】
Xp=Gp×cos(θfp)×sin(θrp) … (6)
Yp=Gp×sin(θfp)+CH … (7)
Zp=Gp×cos(θfp)×cos(θrp) … (8)
以上のようにして、距離画像上の全ての点を実空間の三
次元位置に変換すると、上記ステップS202からステップ
S203へ進み、図9に示すように、監視対象となる三次元
空間を、一辺の長さがlk(例えば、0.2m〜0.5
m)の立方格子に分割し、各立方格子に含まれるデータ
点の個数を求める。Xp = Gp × cos (θfp) × sin (θrp) (6) Yp = Gp × sin (θfp) + CH (7) Zp = Gp × cos (θfp) × cos (θrp) (8) As described above, when all the points on the range image are converted into the three-dimensional position in the real space, the steps from the above step S202
In S203, as shown in FIG. 9, the three-dimensional space to be monitored has a side length of lk (for example, 0.2 m to 0.5 m).
m) The cubic grid is divided, and the number of data points included in each cubic grid is obtained.
【0049】上記立方格子の設定に際しては、立方格子
を床面や壁面から例えば数cm程度離して設定する等し
て、監視対象を三次元的に任意の形状で設定することが
でき、床面や壁面を改めて物体として検出することを防
止することができる。When setting the above-mentioned cubic lattice, the cubic lattice can be three-dimensionally set in an arbitrary shape by setting the cubic lattice, for example, at a distance of several cm from the floor or wall surface. It is possible to prevent the wall surface and the wall surface from being detected as an object again.
【0050】次に、ステップS204へ進み、植木2やテー
ブル3等の監視領域内に元々存在する既存物体を侵入者
4と区別するため、予め既知である既存物体の三次元位
置に基づいて、該当する立方格子を監視の対象から除外
する。Next, in step S204, in order to distinguish the existing object originally existing in the monitoring area such as the plant 2 or the table 3 from the intruder 4, based on the known three-dimensional position of the existing object, Exclude the applicable cubic lattice from monitoring.
【0051】尚、配置替え等により既存物体の三次元位
置が既知でない場合には、侵入物のない状況を監視員が
確認し、その状況を撮像して得られる距離画像から物体
検出を行って物体が検出された立方格子を除外する。こ
れにより、既存物体と侵入物とを簡便に区別することが
でき、侵入物が監視領域内か否かの判定が正確に行え
る。When the three-dimensional position of the existing object is not known due to the rearrangement or the like, the observer confirms the situation where there is no intruder, and the object is detected from the distance image obtained by imaging the situation. Exclude the cubic lattice in which the object was detected. Thereby, the existing object and the intruder can be easily distinguished from each other, and it can be accurately determined whether or not the intruder is within the monitoring area.
【0052】すなわち、監視領域内に任意の物体が存在
していても、それらを検出対象外として簡便に除外する
ことができ、オフィス等の室内、廊下等の様々な場所で
の監視を可能とし、また、屋外において風に揺れる樹木
があっても、揺れる範囲を検出対象外とすることで、樹
木を誤検出することなく侵入者を精度良く検出すること
ができるのである。That is, even if arbitrary objects are present in the monitoring area, they can be easily excluded from the detection targets and can be monitored in various places such as the interior of an office or a corridor. Further, even if there is a tree swaying in the wind outdoors, by excluding the swaying range from being detected, it is possible to accurately detect an intruder without erroneously detecting the tree.
【0053】その後、ステップS205へ進み、監視対象と
なる立方格子に対し、各立方格子に含まれるデータ数を
度数としてヒストグラムを作成すると、ステップS206
で、ヒストグラムの度数が予め設定した閾値を越えてい
る立方格子を抽出し、物体が存在するか否かを判断す
る。After that, the process proceeds to step S205, and a histogram is created for the cubic lattice to be monitored with the number of data included in each cubic lattice as the frequency.
Then, a cubic lattice in which the frequency of the histogram exceeds a preset threshold is extracted, and it is determined whether or not an object exists.
【0054】この場合、距離画像中には、誤って検出さ
れたノイズ状のデータも存在し、上記ヒストグラム上で
は、実際には物体の存在しない位置にも多少のデータが
現れるが、これらは何もない空間に浮いた点のように認
識され、あまり大きなデータ数とならない。In this case, noise-like data that is erroneously detected is also present in the range image, and some data appears at positions where no object actually exists on the above histogram. It is recognized as a floating point in the empty space, and the number of data is not so large.
【0055】すなわち、物体が存在する立方格子の度数
は大きな値を示し、誤った距離データによって発生する
度数は小さな値となるため、ヒストグラムの度数が閾値
を越えているとき、物体が存在すると判断して該当する
立方格子を抽出し、度数が閾値以下のときには、物体が
存在しないと判断することにより、画像のデータに多少
のノイズが含まれている場合においても、ノイズの影響
を最小限にして物体を検出できる。That is, since the frequency of the cubic lattice in which the object exists has a large value and the frequency generated by the incorrect distance data has a small value, it is determined that the object exists when the frequency of the histogram exceeds the threshold value. By extracting the corresponding cubic lattice and determining that there is no object when the frequency is less than or equal to the threshold value, the influence of noise is minimized even if the image data contains some noise. Object can be detected.
【0056】そして、上記ステップS206で、物体無しと
判断されたときには、処理を抜け、物体有りと判断され
たとき、ステップS207へ進んで、物体有りと判定された
複数の立方格子に対し、隣接する立方格子をまとめて一
つのグループとし、グループ毎にラベル付けを行う。If it is determined in step S206 that there is no object, the process exits, and if it is determined that there is an object, the process proceeds to step S207, where a plurality of cubic lattices determined to have an object are adjacent to each other. The cubic lattices are grouped together into one group, and each group is labeled.
【0057】次いで、ステップS208へ進み、グループ毎
のデータを二次元の画像上に投影し、各データを線分で
連結して輪郭像を作成して物体の高さ、横幅等の形状寸
法を算出すると、ステップS209で、検出物の種類(人
物、動物、自動車等)を判定し、ステップS210へ進ん
で、警報を出力するか否かを判断する。Next, in step S208, the data for each group is projected on a two-dimensional image, and each data is connected by a line segment to create a contour image, and the shape dimensions such as the height and width of the object are determined. After the calculation, in step S209, the type of detected object (person, animal, automobile, etc.) is determined, and the process proceeds to step S210 to determine whether or not to output an alarm.
【0058】例えば、検出物が猫等の人間以外の小動物
であると判定され、特に警報を出力するまでもない場合
には、上記ステップS210から処理を抜け、検出物の形状
寸法が人間と同程度であり、侵入者有りと判定された場
合には、上記ステップS210からステップS211へ進んで警
報装置90を作動させ、ブザーあるいはランプ等によっ
て警報を発生し、監視員等に知らせる。For example, when it is determined that the detected object is a small animal other than human such as a cat, and there is no need to output an alarm, the process exits from step S210, and the detected object has the same shape and size. When it is determined that there is an intruder, the process proceeds from step S210 to step S211 to activate the alarm device 90, and an alarm is generated by a buzzer or a lamp to notify the surveillance staff or the like.
【0059】そして、上記ステップS211からステップS2
12へ進み、検出物の重心位置を計算すると、ステップS2
13へ進んで前回処理での重心位置と比較し、予め設定し
た閾値内で一致するか否かを調べる。Then, from step S211 to step S2
When the position of the center of gravity of the detected object is calculated in step 12, step S2
The process proceeds to step 13 to compare with the position of the center of gravity in the previous processing, and it is checked whether or not they match within a preset threshold value.
【0060】その結果、今回処理での検出物の重心位置
が前回処理の重心位置と閾値内で一致したときには同一
の侵入物と判定し、上記ステップS213からステップS214
へ進んでカメラ回動装置13を駆動し、その重心位置を
追跡するとともに主カメラ(左カメラ)11aの画像を
記録し、侵入物の追跡・記録を行うことで広範囲に渡っ
て監視を続ける。As a result, when the barycentric position of the detected object in the current process matches the barycentric position of the previous process within the threshold value, it is determined that the intruder is the same, and the steps S213 to S214 are performed.
Then, the camera rotation device 13 is driven to track the position of the center of gravity of the camera, the image of the main camera (left camera) 11a is recorded, and the intruding object is tracked / recorded to continue monitoring over a wide range.
【0061】一方、上記ステップS213で、今回処理と前
回処理での重心位置が閾値内で一致しないときには、新
たな侵入物と判断し、ステップS215へ進んで、その重心
位置を記憶して処理を抜ける。On the other hand, in step S213, when the barycentric positions of the current process and the previous process do not match within the threshold value, it is determined that the intruder is a new intruder, the process proceeds to step S215, and the barycentric position is stored and processed. Get out.
【0062】[0062]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、同一の監視領域を異なる視点から撮像した
ステレオ画像対の対応位置のずれ量から画像全体に渡る
距離分布を算出する。そして、距離分布情報に対応する
被写体の各部分の三次元位置を求め、監視領域の三次元
空間を複数の立方格子に分割して、各立方格子に含まれ
る三次元位置のデータ数を求める。そして、背景および
既存の物体の三次元位置データが含まれる立方格子を検
出対象外として除外するので、監視領域内に任意の物体
が存在していても、それらを的確に検出対象外として除
外することができ、様々な場所で高精度に侵入物を検出
することができる。そして、監視対象となる立方格子に
対し各立方格子に含まれるデータ数を度数としてヒスト
グラムを作成し、ヒストグラムの度数が予め設定した閾
値を越えている立方格子を物体有りとして抽出するの
で、物体が存在する立方格子の度数は大きな値を示し、
誤った距離データによって発生する度数は小さな値とな
るため、ヒストグラムの度数が閾値を越えているとき、
物体が存在すると判断して該当する立方格子を抽出し、
度数が閾値以下のときには、物体が存在しないと判断す
ることにより、画像のデータに多少のノイズが含まれて
いる場合においても、ノイズの影響を最小限にして物体
を検出することができる。そして、物体ありと判定され
た複数の立方格子に対し、隣接する立方格子をまとめて
一つのグループとし、グループ毎のデータを二次元の画
像上に投影して、各データを線分で連結することで輪郭
像を作成して検出物の種類を特定し、検出対象とする侵
入物を検出するので、検出対象とする侵入物のみを確実
に検出することができ、侵入物であっても検出対象外の
物体であって特に報知するまでもない場合には、報知を
行うことなく実現できて、報知を必要とするときのみ確
実に報知することが可能となり、信頼性を著しく向上す
ることができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the same monitoring area is imaged from different viewpoints .
The distance distribution over the entire image is calculated from the shift amount of the corresponding positions of the stereo image pair . Then, the three-dimensional position of each part of the subject corresponding to the distance distribution information is obtained, and the three-dimensional position of the monitoring area is calculated.
Divide the space into multiple cubic grids,
Calculate the number of data at the 3D position. And the background and
A cubic grid containing the 3D position data of an existing object is detected.
Since it is excluded as an out-of-going target, any object in the monitoring area
Even if they exist, they are excluded as detection targets accurately.
Can be removed to detect intruders in various places with high accuracy
can do. And on the cubic lattice to be monitored
On the other hand, the number of data included in each cubic lattice is used as the frequency
Create a gram and set the histogram frequency to a preset threshold
Extract the cubic lattice exceeding the value as having an object
, The frequency of the cubic lattice where the object exists shows a large value,
The frequency generated by incorrect distance data is small.
Therefore, when the histogram frequency exceeds the threshold,
Judge that an object exists, extract the corresponding cubic lattice,
If the frequency is below the threshold, it is determined that there is no object.
As a result, the image data may contain some noise.
Even if there is an object, the effect of noise is minimized
Can be detected. And it is determined that there is an object
For multiple cubic lattices, combine adjacent cubic lattices
One group, and data for each group is displayed in a two-dimensional
Contour by projecting on the image and connecting each data with a line segment
Create an image to identify the type of detected object and
Detects incidents, ensuring only intruders to be detected
Can be detected and even if it is an intruder, it will not be detected.
If it is an object and there is no need to notify it,
It can be implemented without any action, and can be confirmed only when notification is required.
It will be possible to actually inform, and the reliability will be significantly improved.
You can
【0063】 請求項2記載の発明によれば、検出対象
とする侵入物を検出したとき、報知すると共に、侵入物
として検出された検出物の重心位置を求める。そして、
今回求めた検出物の重心位置が前回求めた検出物の重心
位置と予め設定した閾値内で一致したとき、同一の侵入
物と判定し、該重心位置を追跡すると共に撮像画像を記
録し、今回と前回の重心位置が閾値内で一致しないとき
には、新たな侵入物と判断して該重心位置を記録するの
で、上記請求項1記載の発明による効果に加え、侵入物
の追跡・記録を行うことができ、広範囲に渡って監視を
続けることができる効果を有する。 According to the invention of claim 2 , the object to be detected
When an intruder that detects
The center of gravity of the detected object detected as is determined. And
The center of gravity of the detected object obtained this time is the center of gravity of the detected object obtained last time
Identical intrusion when the position matches within a preset threshold
It is determined to be an object, the position of the center of gravity is tracked, and the captured image is recorded.
When the center of gravity position of this time and the previous time do not match within the threshold value
, The position of the center of gravity is determined as a new intruder.
In addition to the effect of the invention according to claim 1,
Can be tracked and recorded for a wide range of monitoring
Has the effect of being able to continue.
【図1】監視装置の全体構成図FIG. 1 is an overall configuration diagram of a monitoring device
【図2】監視装置の回路構成図FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a monitoring device.
【図3】ずれ量検出処理のフローチャートFIG. 3 is a flowchart of shift amount detection processing.
【図4】侵入物検出処理のフローチャートFIG. 4 is a flowchart of intruder detection processing.
【図5】座標系を示す説明図FIG. 5 is an explanatory diagram showing a coordinate system.
【図6】距離画像上の座標値と対象物体との位置関係を
示す説明図FIG. 6 is an explanatory diagram showing a positional relationship between coordinate values on a distance image and a target object.
【図7】距離画像と対象物体との位置関係を垂直断面に
よって示す説明図FIG. 7 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a distance image and a target object in a vertical section.
【図8】カメラの左右方向の回転角を示す上面図FIG. 8 is a top view showing a left-right rotation angle of the camera.
【図9】三次元空間の分割を示す説明図FIG. 9 is an explanatory diagram showing division of a three-dimensional space.
1 … 監視装置
10 … ステレオ光学系
20 … ステレオ画像処理装置(ステレオ画像処理手
段)
70 … 侵入物検出装置(侵入物検出手段)1 Monitoring device 10 Stereo optical system 20 Stereo image processing device (stereo image processing means) 70 Intruder detection device (intruder detection means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 315 G06T 1/00 340 H04N 7/18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06T 1/00 315 G06T 1/00 340 H04N 7/18
Claims (2)
ステレオ画像対を処理し、このステレオ画像対の対応位
置のずれ量から画像全体に渡る距離分布を算出するステ
レオ画像処理手段と、 上記ステレオ画像処理手段からの距離分布情報に対応す
る被写体の各部分の三次元位置を求め、監視領域の三次
元空間を複数の立方格子に分割して、各立方格子に含ま
れる上記三次元位置のデータ数を求め、背景および既存
の物体の三次元位置データが含まれる立方格子を検出対
象外として除外し、監視対象となる立方格子に対し各立
方格子に含まれるデータ数を度数としてヒストグラムを
作成し、ヒストグラムの度数が予め設定した閾値を越え
ている立方格子を物体有りとして抽出して、隣接する立
方格子をまとめて一つのグループとし、グループ毎のデ
ータを二次元の画像上に投影して、各データを線分で連
結することで輪郭像を作成して検出物の種類を特定し、
検出対象とする侵入物を検出する侵入物検出手段とを備
えることを特徴とする侵入物監視装置。1. Stereo image processing means for processing a pair of stereo images obtained by capturing the same monitoring area from different viewpoints, and calculating a distance distribution over the entire image from the shift amount of the corresponding positions of the stereo image pairs; The three-dimensional position of each part of the subject corresponding to the distance distribution information from the image processing means is obtained, and the three-dimensional position of the monitoring area is calculated.
The original space is divided into multiple cubic lattices and included in each cubic lattice
The number of data of the above-mentioned three-dimensional position is calculated, and the background and existing
Detects a cubic lattice containing three-dimensional position data of various objects
It is excluded as an outside of the elephant, and each cube is added to the cubic lattice to be monitored.
Histogram with the number of data included in the square grid as the frequency
Created and the histogram frequency exceeds a preset threshold
The existing cubic lattice is extracted as an object, and adjacent cubes are extracted.
The square grids are put together into one group, and the data for each group is
The data is projected on a two-dimensional image and each data is connected by a line segment.
By connecting, a contour image is created to identify the type of detected object,
Intruder monitoring device, characterized in that it comprises a intruder detection means for detecting an intruder to be detected.
入物を検出したとき、報知すると共に、上記侵入物とし
て検出された検出物の重心位置を求めて、今回求めた検
出物の重心位置が前回求めた検出物の重心位置と予め設
定した閾値内で一致したとき、同一の侵入物と判定し、
該重心位置を追跡すると共に撮像画像を記録し、今回と
前回の重心位置が閾値内で一致しないときには、新たな
侵入物と判断して該重心位置を記録することを特徴とす
る請求項1記載の侵入物監視装置。Wherein said intruder detection means, invasion to be detected
When an incident is detected, it is notified and the
The centroid position of the detected object detected by
The position of the center of gravity of the detected product is set in advance as the position of the center of gravity of the detected product
When they match within the specified threshold, it is judged as the same intruder,
Tracking the position of the center of gravity and recording the captured image,
If the previous barycentric position does not match within the threshold, a new
The intruder monitoring device according to claim 1, wherein the barycentric position is recorded as being an intruder.
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