JP3613301B2 - Video surveillance and tracking device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は映像監視追跡装置に係り、テレビジョンカメラによる画像をディジタル処理し、侵入者等の異常を監視し、被監視物体の移動に応じてテレビジョンカメラの視野角を移動し被監視物体を追跡するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
テレビジョンカメラ(以降、カメラと略す)で撮像した監視画像の変化を検出し侵入者等の異常を報知する装置では、背景画像を異常物体の存在しない状態で撮像し、この画像と逐次撮像される画像(参照画像)との差分の画像を算出し、この差分の画像により異常発生の有無を判断し、異常と判断した場合、警報音あるいは警報表示を発し、監視用モニタの画面で異常物体等を確認し、適宜に処置することとなるが、異常物体が監視画面の中を通り過ぎるような場合、画面での確認が困難で的確な処置をとれないという問題が生ずる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような点に鑑み、監視視野内に不審者の侵入等の異常が発生した場合、異常物体がカメラの視野角の中心になるようにカメラの向きを旋回し、異常物体が動いている場合は移動量(ベクトル量)を算出し、異常物体をカメラで追跡し、監視を容易にすることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するため、カメラよりの異常物体の存在しないときの背景画像とカメラより逐次出力される参照画像との差の画像に基づいて異常を監視するものにおいて、前記カメラよりの背景画像を記憶する背景画像メモリと、参照画像を記憶する参照画像メモリと、前記背景画像メモリより読出したデータおよび参照画像メモリより読出したデータの相関を算出する相関演算部と、相関演算部よりのデータに基づき異常を判別する異常判別部と、異常判別部よりの信号に基づき前記参照画像メモリより読出したデータにて参照画像のエッジを抽出する第1エッジ抽出部と、前記異常判別部よりの信号に基づき前記背景画像メモリより読出したデータおよび参照画像メモリより読出したデータの差を演算する減算器と、減算器よりのデータに基づき差分画像のエッジを抽出する第2エッジ抽出部と、前記第1エッジ抽出部よりのデータおよび第2エッジ抽出部よりのデータを演算する論理積回路と、論理積回路よりのデータを基にエッジに外接する四角形の座標を算出するエッジ外接座標算出部と、前記参照画像メモリより読出した画像からエッジ外接座標算出部よりのデータに相応する範囲の画像を切出す画像切出部と、前記エッジ外接座標算出部よりの座標および画像切出部よりの画像を記憶するエッジ外接座標・画像メモリと、前記参照画像メモリより次画像のデータを読出し、エッジ外接座標・画像メモリよりの画像のデータと比較し、エッジ外接座標・画像メモリよりの画像と合致する画像の座標を算出する追跡差分演算部と、カメラの視野角の中心を記憶するメモリ部と、メモリ部よりのデータおよび追跡差分演算部よりのデータに基づきカメラの視野角の中心を前記エッジに外接する四角形の中心に向けるための旋回量を算出する旋回量演算部と、カメラに付設され旋回量演算部よりのデータに基づきカメラを旋回する旋回制御部とからなる映像監視追跡装置を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明による映像監視追跡装置では、カメラよりの異常物体の存在しないときの背景画像を背景画像メモリに、カメラより逐次出力される参照画像を参照画像メモリにそれぞれ記憶し、背景画像メモリより読出したデータおよび参照画像メモリより読出したデータの相関を相関演算部で算出し、相関演算部よりのデータに基づき異常判別部で異常を判別し、異常判別部よりの信号にて、前記参照画像メモリより読出したデータのエッジを第1エッジ抽出部で抽出し、前記背景画像メモリより読出したデータおよび参照画像メモリより読出したデータの差を減算器で演算し、減算器よりのデータに基づき第2エッジ抽出部で差分画像のエッジを抽出し、前記第1エッジ抽出部よりのデータおよび第2エッジ抽出部よりのデータを論理積回路で演算し、論理積回路よりのデータを基にエッジに外接する四角形の座標をエッジ外接座標算出部で算出し、前記参照画像メモリより読出した画像からエッジ外接座標算出部よりのデータに相応する範囲の画像を画像切出部で切出し、エッジ外接座標算出部よりの座標および画像切出部よりの画像をエッジ外接座標・画像メモリに記憶し、追跡差分演算部にて、前記参照画像メモリより次画像のデータを読出し、エッジ外接座標・画像メモリよりの画像のデータと比較し、エッジ外接座標・画像メモリよりの画像と合致する画像の座標を算出し、メモリ部に記憶されているカメラの視野角の中心を読出し、このデータおよび追跡差分演算部よりのデータに基づきカメラの視野角の中心を前記エッジに外接する四角形の中心に向けるための旋回量を旋回量演算部で算出し、カメラに付設した旋回制御部を介しカメラの向きを旋回し、異常物体を追跡する。
【0006】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明による映像監視追跡装置の実施例を詳細に説明する。図1は本発明による映像監視追跡装置の一実施例の要部ブロック図である。図において、1はカメラで、視野角を予め設定した方向に向けて設置する。2はA/D変換部で、カメラ1よりの映像信号をディジタル信号に変換する。3は背景画像メモリで、異常物体の存在しないときの背景画像を記録する。4は参照画像メモリで、カメラ1より逐次出力される時々刻々の画像を記録する。5は相関演算部で、背景画像メモリ3より読出した画像データおよび参照画像メモリ4より読出した画像データの相関(似具合)を算出する。6は異常判別部で、相関演算部5よりのデータに基づき異常の有無を判別する。7は制御部で、異常判別部6で異常状態を判別した場合に異常物体の特定・追跡等の制御を行う。8はエッジ抽出部で、参照画像メモリ4より読出した画像のエッジを抽出(画像の濃淡の段差を微分)する。9は減算器で、参照画像メモリ4より読出した画像データと背景画像メモリ3より読出した画像データの差を算出する。10はエッジ抽出部で、減算器9よりの差分の画像のエッジを抽出する。11は論理積回路(ANDゲート)で、エッジ抽出部8およびエッジ抽出部10よりのデータを演算する。
【0007】
12はエッジ外接座標算出部で、論理積回路11よりのデータを基にエッジ画像に外接する四角形の上辺、下辺、左辺および右辺の各座標を算出する。13は画像切出部で、参照画像メモリ4より読出された次画像データからエッジ外接座標算出部12で算出された四角形の領域の画像データを切出す。14はエッジ外接座標・画像メモリで、エッジ外接座標算出部12よりの四角形の座標データおよび画像切出部13で切出した四角形の領域の画像データを記憶する。15は追跡差分演算部で、エッジ外接座標・画像メモリ14よりの画像データを前記参照画像メモリ4より読出した画像データと順次移動させて比較し、エッジ外接座標・画像メモリ14よりの画像と合致する画像の座標を算出する。16は旋回量演算部で、追跡差分演算部15よりのデータに基づきカメラ1の視野角の中心をエッジ外接座標算出部12で算出された四角形の中心に向けるための旋回量(ベクトル量)を算出する。17は旋回制御部で、旋回量演算部16よりのデータに基づきカメラ1の向きを旋回する。18はメモリ部で、予め設定されたカメラ1の向きのデータ、および旋回制御部17よりの旋回量のデータを積算し記録する。
【0008】
図2はエッジ抽出部8および10の後段にデータ処理部21および22を設けた例である。データ処理部21および22は、エッジ抽出部8または10よりの各画素のビットデータが「1」の最上位のビットから最下位のビットまでを全て「1」データに切上げる。例えば、入力データが8ビットで「00100010」であった場合、上から4桁目以下を「1」に切上げ、「00111111」にする。これによりエッジが強調され、異常物体のエッジが明瞭になり、異常物体を特定しやすくなる。あるいは、図3に示す如く、エッジ抽出部8および10の後段に2値化処理部31および32を設け、エッジ抽出部8または10よりの各画素のデータを予め設定された閾値により2値のデータに変換し、ノイズ等を含めて不明瞭なデータを消去し、異常物体を明瞭に抽出できるようにする。
【0009】
次に、本発明による映像監視追跡装置の動作を図4の画像図を参照しながら説明する。まず、監視開始に先立ち、カメラ1よりの背景画像(イ)の映像信号をA/D変換部2でディジタル信号に変換し、背景画像メモリ3に入力し1画面分を記憶する。この背景画像(イ)は建物の入口付近で、ドア41および階段42があり、画面内に異常物体の存在しないときのものである。以降、カメラ1より逐次出力される参照画像の映像信号をA/D変換部2でディジタル変換し、参照画像メモリ4に入力し、1画面分を記録する。
【0010】
そして、背景画像メモリ3および参照画像メモリ4より画像データを読出し、それぞれ相関演算部5に入力する。相関演算部5により、例えば、2つの画面をそれぞれ同一サイズの多数区分に分割し、各区分ごとに2画像の相関(似具合)を算出し、このデータを異常判別部6に入力する。異常判別部6は相関演算部5よりのデータを所要の閾値と比較し、閾値より大きい場合、異常が発生したものとして信号を出力する。そして、この信号に基づき、制御部7を介し以降に述べる制御を行う。
【0011】
前記参照画像メモリ4に画像データの記録される都度、参照画像メモリ4より画像データを読出し、エッジ抽出部8および減算器9に入力する。そして、エッジ抽出部8で参照画像の濃淡の段差で生ずるエッジ画像を微分等により抽出し、また、減算器9にて、入力された参照画像(ロ)から背景画像メモリ3より読出した背景画像(イ)を減算する。この減算により、参照画像(ロ)に異常物体43が存在する場合、差分の画像データが出力され、この画像データはエッジ抽出部10に入力し、差分の画像のエッジを抽出する。そして、エッジ抽出部8よりのエッジ画像およびエッジ抽出部10よりのエッジ画像を論理積回路11に入力し、演算により異常物体のエッジ画像(ハの43)を生成する。この方法によれば、本出願人の出願した特願平第7−172231号に記述した如く、背景に輝度の差がある(図4・ロの異常物体43の左半分は白壁の前なので背景が明るく、右半分はドア41の前なので背景が暗い)場合に背景の輝度の段差の箇所(ドア41の左辺の縦線等、=異常物体43の略中央を縦に通る)がエッジとなって抽出され、抽出されるべきエッジに重なり、異常物体が段差のエッジで分断され、1物体が2物体であるかの如くに誤認されるのを防止できる。
【0012】
論理積回路11よりのエッジ画像43のデータはエッジ外接座標算出部12に入力し、(ニ)に示す如く、エッジ画像43に外接する四角形の上辺、下辺、左辺および右辺の各座標(x1、x2、y1、y2)を算出する。そして、画像切出部13により、参照画像メモリ4より読出された次画像データから上記座標x1、x2、y1、y2で囲む四角形の領域の画像データを切出し、上記座標データと共にエッジ外接座標・画像メモリ14に記録する。そして、これらのデータを読出し、追跡差分演算部15に入力し、参照画像メモリ4より読出した参照画像データと比較し、画像の合致する位置の座標を算出する。すなわち、(ホ)に示す如く、エッジ外接座標・画像メモリ14よりの画像データ(ニの43)を参照画像メモリ4よりの画像データ上でx軸方向、およびy軸方向に所要画素数ずつ(1画素ずつ、あるいは数画素ずつ)移動(走査)し、その都度参照画像との相関を求め、差分値が最小となる座標(x11 、x12 、y11 、y12 )を求め、このデータを旋回量演算部16に入力する。メモリ部18には前回までのカメラ1の旋回量の積算データが記録されており、旋回制御部17を介しこのデータを読出し、旋回量演算部16により、メモリ部18よりのデータと追跡差分演算部15よりのデータに基づき演算し、カメラ1の視野角の中心を座標(x11 、x12 、y11 、y12 )で囲む四角形の中心に向けるための旋回量(ベクトル量)を算出する。そして、旋回制御部17により、異常物体43が(ヘ)の如く画面の略中心になるようにカメラ1の向きを旋回する。
【0013】
旋回制御部17は、旋回量演算部16よりのベクトル量の方向にカメラ1を旋回するので、旋回に無駄が生じず、異常物体の早い動きにも対応が可能となる。また、異常物体が同じ方向に動いている場合、カメラ1を同一ベクトル量先行させて旋回し、異常物体の動きを先取りするように応用することも考えられる。なお、監視視野から異常物体が消滅した、すなわち、参照画像にて異常物体を囲む四角形に合致する画像データが得られなくなった場合、メモリ部18に予め記憶されている初期設定された向きに戻すようにする
【0014】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明による映像監視追跡装置によれば、異常物体が判別された場合、エッジを抽出して異常物体を特定し、異常物体に動きがある場合は移動量(ベクトル量)を算出し、このデータに基づいてカメラの向きを旋回し異常物体を追跡するものであるから、カメラの旋回に無駄がなく、また、監視画面で異常物体を的確かつ迅速に捉えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による映像監視追跡装置の一実施例の要部ブロック図である。
【図2】本発明による映像監視追跡装置の他の実施例の部分ブロック図である。
【図3】本発明による映像監視追跡装置の他の実施例の部分ブロック図である。
【図4】本発明による映像監視追跡装置の動作を説明するための画像図である。
【符号の説明】
1 テレビジョンカメラ
2 A/D変換部
3 背景画像メモリ
4 参照画像メモリ
5 相関演算部
6 異常判別部
7 制御部
8、10 エッジ抽出部
9 減算器
11 論理積回路(ANDゲート)
12 エッジ外接座標算出部
13 画像切出部
14 エッジ外接座標・画像メモリ
15 追跡差分演算部
16 旋回量演算部
17 旋回制御部
18 メモリ部
21、22 データ処理部
31、32 2値化処理部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a video monitoring and tracking apparatus, which digitally processes an image from a television camera, monitors abnormalities such as an intruder, and moves the viewing angle of the television camera in accordance with the movement of the monitored object. Regarding what to track.
[0002]
[Prior art]
In an apparatus that detects a change in a monitoring image captured by a television camera (hereinafter abbreviated as a camera) and reports an abnormality such as an intruder, a background image is captured in the absence of an abnormal object, and this image is sequentially captured. The image of the difference from the image (reference image) is calculated, the presence / absence of an abnormality is determined based on the difference image, and if it is determined to be abnormal, an alarm sound or warning display is issued and an abnormal object is displayed on the monitor screen. However, when an abnormal object passes through the monitoring screen, it is difficult to confirm on the screen and an appropriate measure cannot be taken.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In view of these points, the present invention turns the direction of the camera so that the abnormal object moves to the center of the viewing angle of the camera when an abnormality such as the intrusion of a suspicious person occurs in the monitoring visual field, and the abnormal object moves. If so, the movement amount (vector amount) is calculated, and the abnormal object is tracked with a camera to facilitate monitoring.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the present invention monitors an abnormality based on an image of a difference between a background image when no abnormal object is present from the camera and a reference image sequentially output from the camera. A background image memory for storing a background image, a reference image memory for storing a reference image, a correlation calculation unit for calculating a correlation between data read from the background image memory and data read from the reference image memory, and a correlation calculation unit An abnormality discriminating unit that discriminates an anomaly based on the data from the data, a first edge extracting unit that extracts an edge of a reference image from data read from the reference image memory based on a signal from the anomaly discriminating unit, and the anomaly discriminating unit Subtractor for calculating the difference between the data read from the background image memory and the data read from the reference image memory based on the signal from A second edge extracting unit for extracting the edge of the difference image based on the data of the above, an AND circuit for calculating the data from the first edge extracting unit and the data from the second edge extracting unit, and the data from the AND circuit An edge circumscribing coordinate calculation unit that calculates the coordinates of a rectangle circumscribing the edge based on the image, and an image cutout unit that extracts an image in a range corresponding to the data from the edge circumscribing coordinate calculation unit from the image read from the reference image memory Edge circumscribing coordinates / image memory for storing the coordinates from the edge circumscribing coordinate calculation unit and the image from the image cutout unit, and the next image data is read from the reference image memory, and from the edge circumscribing coordinates / image memory. Compared with image data, tracking edge calculation unit that calculates edge coordinates and image coordinates that match the image from the image memory, and stores the center of the viewing angle of the camera A turning amount calculation unit for calculating a turning amount for directing the center of the viewing angle of the camera to the center of a rectangle circumscribing the edge based on data from the memory unit and data from the tracking difference calculation unit; The present invention provides a video surveillance and tracking device that includes a turning control unit that is attached to a camera and that turns the camera based on data from a turning amount calculation unit.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the video monitoring and tracking apparatus according to the present invention, the background image when there is no abnormal object from the camera is stored in the background image memory, the reference image sequentially output from the camera is stored in the reference image memory, and is read from the background image memory. The correlation between the data and the data read from the reference image memory is calculated by the correlation calculation unit, the abnormality is determined by the abnormality determination unit based on the data from the correlation calculation unit, and the signal from the abnormality determination unit is used to output the correlation from the reference image memory. An edge of the read data is extracted by a first edge extraction unit, a difference between the data read from the background image memory and the data read from the reference image memory is calculated by a subtractor, and the second edge is calculated based on the data from the subtractor. The edge of the difference image is extracted by the extraction unit, and the data from the first edge extraction unit and the data from the second edge extraction unit are expressed by an AND circuit. Then, the edge circumscribing coordinate calculation unit calculates the coordinates of the rectangle circumscribing the edge based on the data from the AND circuit, and the range of the range corresponding to the data from the edge circumscribing coordinate calculation unit from the image read from the reference image memory. The image is cut out by the image cutout unit, the coordinates from the edge circumscribing coordinate calculation unit and the image from the image cutout unit are stored in the edge circumscribing coordinate / image memory, and the tracking difference calculation unit stores the next image from the reference image memory. The image of the camera is read out and compared with the image data from the edge circumscribing coordinates and image memory, the coordinates of the image that matches the image from the edge circumscribing coordinates and image memory are calculated, and the viewing angle of the camera stored in the memory unit The amount of rotation for directing the center of the viewing angle of the camera to the center of the rectangle circumscribing the edge based on this data and the data from the tracking difference calculation unit Calculated at times amount calculation unit, and turning the direction of the camera via the swivel control unit which is attached to the camera to track the abnormal object.
[0006]
【Example】
Embodiments of a video surveillance / tracking apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a main part of an embodiment of a video surveillance / tracking apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a camera, which is installed with a viewing angle in a preset direction. An A / D converter 2 converts the video signal from the camera 1 into a digital signal. A background image memory 3 records a background image when no abnormal object exists. Reference numeral 4 denotes a reference image memory, which records images that are sequentially output from the camera 1. A correlation calculation unit 5 calculates the correlation (similarity) between the image data read from the background image memory 3 and the image data read from the reference image memory 4. Reference numeral 6 denotes an abnormality determination unit that determines the presence or absence of an abnormality based on data from the correlation calculation unit 5. Reference numeral 7 denotes a control unit that controls the identification and tracking of an abnormal object when the abnormality determination unit 6 determines an abnormal state. Reference numeral 8 denotes an edge extraction unit that extracts the edge of the image read from the reference image memory 4 (differentiates the level difference between the shades of the image). A subtractor 9 calculates the difference between the image data read from the reference image memory 4 and the image data read from the background image memory 3. Reference numeral 10 denotes an edge extraction unit that extracts an edge of a difference image from the subtractor 9. An AND circuit (AND gate) 11 calculates data from the edge extraction unit 8 and the edge extraction unit 10.
[0007]
Reference numeral 12 denotes an edge circumscribing coordinate calculation unit that calculates the coordinates of the upper side, the lower side, the left side, and the right side of the quadrangle circumscribing the edge image based on the data from the logical product circuit 11. Reference numeral 13 denotes an image cutout unit that cuts out image data of a rectangular area calculated by the edge circumscribed coordinate calculation unit 12 from the next image data read from the reference image memory 4. Reference numeral 14 denotes an edge circumscribing coordinate / image memory, which stores the rectangular coordinate data from the edge circumscribing coordinate calculation unit 12 and the image data of the rectangular region cut out by the image cutout unit 13. Reference numeral 15 denotes a tracking difference calculation unit, which sequentially compares the image data from the edge circumscribing coordinates / image memory 14 with the image data read from the reference image memory 4, and matches the image from the edge circumscribing coordinates / image memory 14. The coordinates of the image to be calculated are calculated. Reference numeral 16 denotes a turning amount calculation unit. Based on data from the tracking difference calculation unit 15, a turning amount (vector amount) for directing the center of the viewing angle of the camera 1 to the center of the rectangle calculated by the edge circumscribing coordinate calculation unit 12 is shown. calculate. Reference numeral 17 denotes a turning control unit, which turns the camera 1 based on data from the turning amount calculation unit 16. Reference numeral 18 denotes a memory unit that integrates and records preset orientation data of the camera 1 and turning amount data from the turning control unit 17.
[0008]
FIG. 2 shows an example in which data processing units 21 and 22 are provided after the edge extraction units 8 and 10. The data processing units 21 and 22 round up all the bit data of each pixel from the edge extraction unit 8 or 10 from the most significant bit of “1” to the least significant bit to “1” data. For example, if the input data is 8 bits and “00100010”, the fourth digit from the top is rounded up to “1” to be “00111111”. As a result, the edge is emphasized, the edge of the abnormal object becomes clear, and the abnormal object is easily identified. Alternatively, as shown in FIG. 3, binarization processing units 31 and 32 are provided at the subsequent stage of the edge extraction units 8 and 10, and the data of each pixel from the edge extraction unit 8 or 10 is binarized by a preset threshold value. Convert to data, erase unclear data including noise, etc., and make it possible to extract abnormal objects clearly.
[0009]
Next, the operation of the video monitoring and tracking apparatus according to the present invention will be described with reference to the image diagram of FIG. First, prior to the start of monitoring, the video signal of the background image (A) from the camera 1 is converted into a digital signal by the A / D converter 2 and input to the background image memory 3 to store one screen. This background image (A) is a case where there is a door 41 and a staircase 42 near the entrance of the building, and there is no abnormal object in the screen. Thereafter, the video signal of the reference image sequentially output from the camera 1 is digitally converted by the A / D converter 2 and input to the reference image memory 4 to record one screen.
[0010]
Then, the image data is read from the background image memory 3 and the reference image memory 4 and input to the correlation calculation unit 5. For example, the correlation calculation unit 5 divides the two screens into multiple sections of the same size, calculates the correlation (similarity) of the two images for each section, and inputs this data to the abnormality determination unit 6. The abnormality determination unit 6 compares the data from the correlation calculation unit 5 with a required threshold value, and if it is larger than the threshold value, outputs a signal that an abnormality has occurred. Based on this signal, the control described below is performed via the control unit 7.
[0011]
Each time image data is recorded in the reference image memory 4, the image data is read from the reference image memory 4 and input to the edge extraction unit 8 and the subtracter 9. Then, the edge image generated by the level difference in the reference image is extracted by the edge extraction unit 8 by differentiation or the like, and the background image read out from the background image memory 3 from the input reference image (b) by the subtractor 9. Subtract (a). By this subtraction, when the abnormal object 43 is present in the reference image (b), difference image data is output, and this image data is input to the edge extraction unit 10 to extract the edge of the difference image. Then, the edge image from the edge extraction unit 8 and the edge image from the edge extraction unit 10 are input to the logical product circuit 11, and an edge image (C43) of the abnormal object is generated by calculation. According to this method, as described in Japanese Patent Application No. 7-172231 filed by the present applicant, there is a difference in brightness in the background (the left half of the abnormal object 43 in FIG. Is bright and the right half is in front of the door 41, so the background is dark.) The edge of the background brightness step (vertical line on the left side of the door 41, etc. = passes substantially through the center of the abnormal object 43) is the edge. It is possible to prevent the abnormal object from being divided at the edge of the step and being mistaken as if there were two objects.
[0012]
The data of the edge image 43 from the AND circuit 11 is input to the edge circumscribing coordinate calculation unit 12, and as shown in (d), the coordinates (x1,. x2, y1, y2) are calculated. Then, the image cutout unit 13 cuts out the image data of the rectangular region surrounded by the coordinates x1, x2, y1, and y2 from the next image data read from the reference image memory 4, and the edge circumscribed coordinates / image together with the coordinate data. Record in memory 14. Then, these data are read out, input to the tracking difference calculation unit 15, and compared with the reference image data read out from the reference image memory 4, and the coordinates of the matching positions of the images are calculated. That is, as shown in (e), the image data (d. 43) from the edge circumscribing coordinates / image memory 14 is converted into the required number of pixels in the x-axis direction and the y-axis direction on the image data from the reference image memory 4 ( Move (scan) one pixel at a time or several pixels), find the correlation with the reference image each time, find the coordinate (x11, x12, y11, y12) that minimizes the difference value, and calculate this amount of turning Input to part 16. Accumulated data of the turning amount of the camera 1 up to the previous time is recorded in the memory unit 18, and this data is read out through the turning control unit 17, and the data from the memory unit 18 and the tracking difference calculation are calculated by the turning amount calculation unit 16. Calculation is performed based on the data from the unit 15, and the turning amount (vector amount) for directing the center of the viewing angle of the camera 1 to the center of the rectangle surrounded by the coordinates (x11, x12, y11, y12) is calculated. Then, the turning control unit 17 turns the camera 1 so that the abnormal object 43 is substantially at the center of the screen as shown in FIG.
[0013]
Since the turning control unit 17 turns the camera 1 in the direction of the vector amount from the turning amount calculating unit 16, no turning is wasted and it is possible to cope with fast movement of an abnormal object. In addition, when the abnormal object is moving in the same direction, it may be applied to turn the camera 1 ahead by the same vector amount so as to anticipate the movement of the abnormal object. Incidentally, abnormal object from the monitoring field is extinguished, i.e., the field image data that matches the rectangle surrounding the abnormal object in the reference image is no longer obtained if, initially set stored in advance in the memory unit 18 orientation Return to .
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the video monitoring and tracking apparatus of the present invention, when an abnormal object is determined, an abnormal object is identified by extracting an edge. ) And based on this data, the camera turns to track abnormal objects, so there is no waste in turning the camera, and abnormal objects can be captured accurately and quickly on the monitoring screen. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a main part of an embodiment of a video surveillance / tracking apparatus according to the present invention;
FIG. 2 is a partial block diagram of another embodiment of the video surveillance / tracking apparatus according to the present invention;
FIG. 3 is a partial block diagram of another embodiment of the video surveillance / tracking apparatus according to the present invention;
FIG. 4 is an image diagram for explaining the operation of the video monitoring and tracking apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Television camera 2 A / D conversion part 3 Background image memory 4 Reference image memory 5 Correlation calculation part 6 Abnormality determination part 7 Control part 8, 10 Edge extraction part 9 Subtractor
11 AND circuit (AND gate)
12 Edge circumscribed coordinate calculation unit
13 Image cutout
14 Edge circumscribed coordinates and image memory
15 Tracking difference calculator
16 Turning amount calculation unit
17 Turning control unit
18 Memory section
21, 22 Data processing section
31, 32 Binary processing section

Claims (8)

テレビジョンカメラよりの異常物体の存在しないときの背景画像とテレビジョンカメラより逐次出力される参照画像との差の画像に基づいて異常を監視するものにおいて、前記テレビジョンカメラよりの背景画像を記憶する背景画像メモリと、参照画像を記憶する参照画像メモリと、前記背景画像メモリより読出したデータおよび参照画像メモリより読出したデータの相関を算出する相関演算部と、相関演算部よりのデータに基づき異常を判別する異常判別部と、異常判別部よりの信号に基づき前記参照画像メモリより読出したデータにて参照画像のエッジを抽出する第1エッジ抽出部と、前記異常判別部よりの信号に基づき前記背景画像メモリより読出したデータおよび参照画像メモリより読出したデータの差を演算する減算器と、減算器よりのデータに基づき差分画像のエッジを抽出する第2エッジ抽出部と、前記第1エッジ抽出部よりのデータおよび第2エッジ抽出部よりのデータを演算する論理積回路と、論理積回路よりのデータを基にエッジに外接する四角形の座標を算出するエッジ外接座標算出部と、前記参照画像メモリより読出した画像からエッジ外接座標算出部よりのデータに相応する範囲の画像を切出す画像切出部と、前記エッジ外接座標算出部よりの座標および画像切出部よりの画像を記憶するエッジ外接座標・画像メモリと、前記参照画像メモリより次画像を読出し、エッジ外接座標・画像メモリよりの画像と合致する画像の座標を算出する追跡差分演算部と、テレビジョンカメラの視野角の中心を記憶するメモリ部と、メモリ部よりのデータおよび追跡差分演算部よりのデータに基づきテレビジョンカメラの視野角の中心を前記エッジに外接する四角形の中心に向けるための旋回量を算出する旋回量演算部と、テレビジョンカメラに付設され旋回量演算部よりのデータに基づきテレビジョンカメラを旋回する旋回制御部とからなる映像監視追跡装置。For monitoring an abnormality based on a difference image between a background image when there is no abnormal object from the television camera and a reference image sequentially output from the television camera, the background image from the television camera is stored. Based on the data from the correlation calculation unit, the reference image memory for storing the reference image, the correlation calculation unit for calculating the correlation between the data read from the background image memory and the data read from the reference image memory Based on the signal from the abnormality determination unit, the first edge extraction unit that extracts the edge of the reference image from the data read from the reference image memory based on the signal from the abnormality determination unit, and the signal from the abnormality determination unit A subtractor for calculating a difference between data read from the background image memory and data read from the reference image memory; A second edge extraction unit that extracts edges of the difference image based on the data of the difference, an AND circuit that calculates the data from the first edge extraction unit and the data from the second edge extraction unit, and an AND circuit An edge circumscribing coordinate calculation unit that calculates the coordinates of a rectangle circumscribing the edge based on the data, and an image cutout that cuts out an image in a range corresponding to the data from the edge circumscribing coordinate calculation unit from the image read from the reference image memory An edge circumscribing coordinate / image memory that stores the coordinates from the edge circumscribing coordinate calculation unit and the image from the image cutout unit, and the next image is read from the reference image memory, and the image from the edge circumscribing coordinate / image memory is read out. A tracking difference calculation unit that calculates the coordinates of an image that matches the data, a memory unit that stores the center of the viewing angle of the television camera, and data and tracking differences from the memory unit Based on data from the calculation unit, a turning amount calculation unit for calculating a turning amount for directing the center of the viewing angle of the television camera to the center of the rectangle circumscribing the edge, and a turning amount calculation unit attached to the television camera A video monitoring and tracking device comprising a turning control unit for turning a television camera based on the data of. 前記テレビジョンカメラの後段にA/D変換部を設け、テレビジョンカメラよりの映像信号をディジタル信号に変換し、前記背景画像メモリあるいは参照画像メモリに入力するようにした請求項1記載の映像監視追跡装置。2. The video surveillance according to claim 1, wherein an A / D conversion unit is provided at a subsequent stage of the television camera, wherein a video signal from the television camera is converted into a digital signal and input to the background image memory or the reference image memory. Tracking device. 前記第1エッジ抽出部および第2エッジ抽出部の後段にそれぞれデータ処理部を設け、各エッジ抽出部よりの各画素のビットデータをデータが「1」の最上位のビットから最下位のビットまでを全て「1」データに変換し、それぞれ前記論理積回路に入力するようにした請求項1または請求項2記載の映像監視追跡装置。A data processing unit is provided after each of the first edge extracting unit and the second edge extracting unit, and bit data of each pixel from each edge extracting unit is converted from the most significant bit of data “1” to the least significant bit. The video surveillance / tracking apparatus according to claim 1, wherein all of the video data are converted into “1” data and input to the AND circuit, respectively. 前記第1エッジ抽出部および第2エッジ抽出部の後段にそれぞれ2値化処理部を設け、各エッジ抽出部よりの各画素のデータを予め設定された閾値により2値のデータに変換し、それぞれ前記論理積回路に入力するようにした請求項1または請求項2記載の映像監視追跡装置。A binarization processing unit is provided after each of the first edge extraction unit and the second edge extraction unit, and each pixel data from each edge extraction unit is converted into binary data by a preset threshold value, 3. The video surveillance / tracking apparatus according to claim 1, wherein the video surveillance / tracking apparatus inputs to the logical product circuit. 前記エッジ外接座標・画像メモリは、前記エッジ外接座標算出部にてエッジに外接する四角形の座標が算出される都度、記憶のデータを新しいデータに書替える請求項1、請求項2、請求項3または請求項4記載の映像監視追跡装置。4. The edge circumscribing coordinate / image memory rewrites stored data to new data each time a coordinate of a rectangle circumscribing an edge is calculated by the edge circumscribing coordinate calculation unit. Or the video surveillance tracking apparatus of Claim 4. 前記追跡差分演算部は、前記エッジ外接座標・画像メモリよりの画像データを順次移動させて前記参照画像メモリより読出された画像データと比較し、画像の合致する位置の座標を算出する請求項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5記載の映像監視追跡装置。The tracking difference calculation unit sequentially moves the image data from the edge circumscribing coordinates / image memory and compares the image data with the image data read from the reference image memory, and calculates the coordinates of the matching positions of the images. 6. A video surveillance / tracking apparatus according to claim 2, claim 3, claim 4 or claim 5. 前記追跡差分演算部は、前記エッジ外接座標・画像メモリよりの画像データを所要画素数ずつ水平方向および垂直方向に順次移動させて前記参照画像メモリより読出された画像データと比較し、画像の合致する位置の座標を算出する請求項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5記載の映像監視追跡装置。The tracking difference calculation unit sequentially moves the image data from the edge circumscribing coordinates / image memory by the required number of pixels in the horizontal direction and the vertical direction, and compares the image data with the image data read from the reference image memory, thereby matching the images. 6. The video monitoring and tracking device according to claim 1, wherein the coordinates of the position to be calculated are calculated. 前記メモリ部に予め設定されたテレビジョンカメラの視野角の中心の向きを記憶し、前記追跡差分演算部で前記参照画像メモリより読出した画像にてエッジ外接座標・画像メモリよりの画像と合致する座標が算出されなくなったとき、前記旋回制御部によりメモリ部より読出したデータに基づきテレビジョンカメラの視野角を前記メモリ部に予め設定された向きに旋回するようにした請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6または請求項7記載の映像監視追跡装置。The direction of the center of the viewing angle of the preset television camera is stored in the memory unit, and the image read from the reference image memory by the tracking difference calculation unit matches the image from the edge circumscribed coordinate / image memory. 3. The display device according to claim 1, wherein when the coordinates are not calculated, the viewing angle of the television camera is turned in a direction preset in the memory unit based on the data read from the memory unit by the turning control unit. The video surveillance tracking device according to claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, or claim 7.
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