JP3710748B2 - 交通管制システム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等の円滑な運行を支援する交通管制システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の技術における移動物体の抽出を行う画像認識装置では、フレーム間差分処理および背景差分処理によって画像中の移動物体領域を抽出していた。フレーム間差分処理では、まず撮影時刻の異なる画像を用いて、画像間で輝度の差分処理を行う。次に輝度の差分値に対して閾値処理を行って2値画像を作成し、輝度変化があった領域、すなわち移動物体領域を抽出していた。背景差分処理では、抽出すべき物体が存在しない状態の画像を背景画像とし、この背景画像と入力画像の輝度の差分処理を行い、2値化して移動物体領域を抽出していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の交通管制システムでは、会場や競技場におけるイベント等が終了したことを、周辺道路の通過車両台数の増加や渋滞長から判定していたが、実際にイベント等が終了したタイミングからは遅れが生じていた。よって、より早いタイミングで精度よくイベント等が終了したことを判定して交通管制に反映する交通管制システムが望まれていた。
【0004】
したがって、本発明の目的は、会場や競技場におけるイベント等が終了したことをより早いタイミングで精度良く判定して交通管制に反映する交通管制システムを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の交通管制システムは、歩行者が移動する様子の画像を撮影する撮像装置と、前記画像を入力し、前記画像を処理して前記歩行者の流量に関わる特徴量を獲得し、前記特徴量を用いて前記歩行者の混雑状況が所定のレベルになったことをイベントの終了として判定する画像認識装置と、前記画像認識装置による判定の結果を伝送する伝送装置と、前記伝送装置によって伝送された判定の結果を用いてイベントの終了に応じた交通管制を行う交通管制装置とを有し、前記画像認識装置は、前記撮像装置より順次出力される画像を入力する画像入力部と、前記画像中に変化が生じた領域を検出する変化検出部と、前記変化が生じた領域の画素数を合計して面積を算出する面積算出部と、前記面積算出部によって算出された面積値から補正をおこなう面積補正部と、前記面積補正部により補正された面積を過去一定期間平均して平均面積を算出する面積平均部と、前記平均面積を用いて移動体物体を検出し認識対象の状態を判定する判定部と、前記判定部における判定の結果を出力する出力部とを備えることを特徴とするものである。
【0007】
また、本発明の交通管制システムは、歩行者が移動する様子の画像を撮影する撮像装置と、前記画像を入力し、前記画像を処理して前記歩行者の流量に関わる特徴量を獲得し、前記特徴量を用いて前記歩行者の混雑状況が所定のレベルになったことをイベントの終了として判定する画像認識装置と、前記画像認識装置による判定の結果を伝送する伝送装置と、前記伝送装置によって伝送された判定の結果を用いてイベントの終了に応じた交通管制を行う交通管制装置とを有し、前記画像認識装置は、前記撮像装置より順次出力される画像を入力する画像入力部と、撮像時刻の異なる画像間の差分処理によって前記画像中に輝度変化が生じた領域を検出する変化検出部と、前記輝度変化が生じた領域の画素数を合計して面積を算出する面積算出部と、前記面積算出部によって算出された面積値から補正をおこなう面積補正部と、前記面積補正部により補正された面積を過去一定期間平均して平均面積を算出する面積平均部と、前記平均面積を用いて移動体物体を検出し認識対象の状態を判定する判定部と、前記判定部における判定の結果を出力する出力部とを備えることを特徴とするものである。
【0008】
そして、会場および競技場の出口や通路付近を歩行者が移動する様子を撮像装置によって撮影し、歩行者の流量に応じて変化する画像中の輝度変化領域の面積等の特徴量から、歩行者の混雑状況を把握し、イベント等の終了を判定することによって、より早いタイミングで精度良くイベント等が終了したことを把握し交通管制に反映することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
( 実施の形態1)
図1は本発明の交通管制システムに使用される画像認識装置の構成を示している。図1において、IP1は画像入力部を示し、撮像手段によって撮像された認識対象の画像の入力処理を行う。IP2は変化検出部であり、画像中に何らかの変化が発生した領域を検出する。IP3は面積算出部であり、変化検出部IP2において変化が検出された全画素を合計して面積を算出する。面積補正部IP4では、面積に含まれるエラーを補正する。面積平均部IP5は補正した面積を過去一定期間にわたって平均処理する。判定部IP6では、平均された面積から認識対象の状態を判定する。出力部IP7は判定部IP6による判定結果を外部に出力する。以下、変化検出部、面積算出部、面積補正部、面積平均部、判定部、出力部について詳細に説明する。
【0010】
(変化検出部IP2) 変化検出部IP2の処理について図2を用いて説明する。変化検出部IP2では、画像中に発生する何らかの変化を検出する。画像中の変化としてフレーム間差分処理や背景差分処理で得られる画像の輝度の時間変化を用いる場合で説明する。まず、撮影時刻の異なる画像1IM1と、画像2IM2を用いて、両画像間で輝度値の差分処理を行なう。差分処理によって得られるのが差分画像IM3である。画像1には存在しない物体が画像2に存在するため、差分画像に差分が生じている。次に差分画像に対し、閾値処理を行い、閾値以上である画素を輝度1、それ以外の画素を輝度0に2値化して、2値画像IM4を獲得する。
【0011】
(面積算出部IP3) 面積算出部IP3では、変化検出部IP2で獲得された2値画像を用いて、輝度値が1である画素の数を算出する。面積の算出方法としては、画像左上から順次各画素を走査し、輝度値が1である画素の数をカウントする方法や、輝度値が1である画素に対してラベリング処理を行い、画像中の各ラベルについて得られる面積を全ラベル分合計する方法等が利用できる。
【0012】
(面積補正部IP4) 面積補正部IP4は、面積に含まれるエラーを補正する。図3を用いてその動作を説明する。エラーの要因となる各種外乱は、時間的に連続せず単発的に発生する性質があるため、その性質を利用して補正する。面積算出部IP3で得られた現在より過去nフレーム分の面積値をメモリMEM1に保持し、面積値の中央値を検出する中央値検出処理MEDを行う。中央値検出処理によって得られた面積を補正後の面積とする。この処理によって、外乱により画像中になんらかの変化が発生し、画像中の変化領域の面積が単発的に過大あるいは過小となるエラーが発生した場合であっても補正することができる。
【0013】
(面積平均部IP5) 面積平均部IP5では、面積値に含まれるエラーをさらに低減する。面積平均部IP5における処理について図3を用いて説明する。過去一定期間の補正後の面積であるmフレーム分のデータをメモリMEM2に保持し、メモリ内のデータに対して平均処理AVGを行う。平均処理は、メモリMEM2から過去一定期間の全データを読み出して加算後、面積のデータ数mで除算することで行われる。
【0014】
(判定部IP6) 判定部IP6では、面積平均部IP5によって得られた平均面積を用いて判定処理を行う。平均面積が所定の値を示しているかを吟味することで画像中にの状況判定を行う。
【0015】
(出力部IP7) 判定部IP6による判定結果を、RS232C , USB、IEEE1394等所定のインターフェイスで画像認識装置から出力する。
【0016】
以上のように、本発明の第1の実施の形態による画像認識装置では、画像中に何らかの変化が発生した領域の面積に含まれるエラーを面積補正部IP4と面積平均部IP5によって補正、低減することで、判定部IP6による状況判定の精度を向上する効果を有する。
【0017】
なお、変化検出部IP2において、画像中の変化として輝度の変化の場合について述べたが、画像中の変化としては、オプティカルフローや、エッジ、テクスチャー等の変化を利用することも考えられる。また、画像中に変化が発生した領域の面積は、これを画像の総画素数で除算して得られる面積率で置き換えることも可能である。
【0018】
(実施の形態2)
次に、同様に本発明の交通管制システムの画像認識装置について第2の実施の形態として説明する。本発明の第2の実施の形態は、図4に示すように、画像入力部IP1と、制御部CONTと、出力部IP9 とを有する画像認識装置である。制御部CONTは、変化検出工程PR2と、面積算出工程PR3と、面積補正工程PR4と、面積平均工程PR5と、判定工程PR6とを有し、各工程は、それぞれ第1の実施の形態における、変化検出部IP2と、面積算出部IR3と、面積補正部IR4と、面積平均部IP5と、判定部IP6での各処理をCPUによるソフトウエア処理で実現したものであり、処理のフローは図3のようになる。画像入力部IP1と出力部IP7については第1の実施の形態と同様である。
【0019】
以上のように、本発明の第2の実施の形態による画像認識装置では、画像中に変化が発生した領域の面積に含まれるエラーを面積補正工程PR4と面積平均工程PR5において補正することで、判定工程PR6で行われる状況判定の精度を向上する効果を有する。
【0020】
(実施の形態3)
次に、本発明の交通管制システムについて第3の実施の形態として説明する。本発明の第3の実施の形態は、図5に示すように、撮像装置CAMと、画像認識装置IPと、伝送装置TRNと、交通管制装置CTRLを有する交通管制システムである。
【0021】
撮像装置CAMは、会場および競技場の出口や通路を歩行者WLKが移動する様子を撮影する。画像認識装置IPは、例えば第1の実施の形態または第2の実施の形態に記載の画像認識装置であり、撮像装置CAMから入力した画像を用いて、歩行者WLKの流量に応じて変化する画像中の輝度変化領域の面積等を特徴量として歩行者WLKの混雑状況を把握し、混雑状況が所定のレベルになった場合に、会場および競技場で開催されたイベント等が終了したと判定する。イベント等が終了したことは、伝送装置TRNによって、交通管制設備CTRLに伝送され、イベント等の終了に応じた交通管制を行う。
【0022】
以上のように、本発明の第3の実施の形態による交通管制システムでは、より早いタイミングで精度良く会場および競技場で催されたイベント等が終了したことを判定することができる。
【0023】
なお、第3の実施の形態においては、第1の実施の形態または第2の実施の形態に記載の画像認識装置を用いた例で説明したが、判定のための特徴量として画像中に何らかの変化が発生した領域の面積を用いる以外に、複数の撮像素子を持つ撮像装置を用いて視点の異なる複数の画像を撮影し、複数の画像間で相関の高い領域を対応づけることで、ステレオ画像処理による撮像空間内の3次元センシングを行い、撮像空間内に占める歩行者の割合である空間占有率等をもって混雑状況を把握することにより、イベント等が終了したこと判定する画像認識装置であってもよい。
【0024】
また、撮像装置を、競馬場、競艇場、遊園地、劇場、野球場等の出口や通路に設置して歩行者が移動する様子を撮影し、それぞれの場所においてイベント等が終了したことを判定することも可能である。
【0025】
(実施の形態4)
次に、本発明の交通管制システムについて第4実施の形態として説明する。本発明の第4の実施の形態は、図6に示すように、撮像装置CAMと、画像認識装置IPと、伝送装置TRNと、交通管制装置CTRLを有する交通管制システムである。
【0026】
まず、撮像装置CAMによって踏切り警報機CRSを撮影する。画像認識装置IPは、例えば第1の実施の形態または第2の実施の形態に記載の画像認識装置であり、撮像装置CAMで踏切り警報機CRSを撮影した画像を入力する。遮断機の閉鎖時には、踏切り警報機CRSが点滅することに伴って、画像中に発生する輝度変化領域の面積等を特徴量として、特徴量が所定値となった場合に、遮断機が閉鎖されたと判定する。
【0027】
以上のように、本発明の第4の実施の形態による交通管制システムでは、踏切り警報機CRSの画像を撮像装置CAMによって撮影し、画像認識装置IPで遮断機の閉鎖状態を判定するので、踏切り自体から閉鎖状況を外部に発信するための手段が不要となる。
【0028】
なお、第4の実施の形態では、画像認識装置が利用する特徴量として、画像中に発生する輝度変化領域の面積を用いる場合で説明したが、踏切り警報機が左右または上下交互に点滅することに伴い、画像中の輝度変化領域が左右または上下交互に発生する特徴を利用しても良いし、警報機の点滅が赤色であることから色情報を特徴量として利用する画像認識装置であっても良い。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、撮像装置により会場や競技場等の出口や通路を移動する歩行者を撮影し、歩行者の流量に応じて変化する画像中の輝度変化領域の面積などを特徴量として、会場や競技場等で催されたイベント等が終了したことを判定するので、従来に比べより早いタイミングで精度良くイベント等終了のタイミングを判定して、交通管制に反映できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における画像認識装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の第1の実施の形態における変化検出部の動作についての説明図
【図3】本発明の第1の実施の形態における面積補正部と面積平均部の動作についての説明図
【図4】本発明の第2の実施の形態における画像認識装置の構成を示すブロック図
【図5】本発明の第3の実施の形態における交通管制システムの構成を示すブロック図
【図6】本発明の第4の実施の形態における交通管制システムの構成を示すブロック図
【符号の説明】
IP1 画像入力部
IP2 変化検出部
IP3 面積算出部
IP4 面積補正部
IP5 面積平均部
IP6 判定部
IP7 出力部
IP 画像認識装置
IM1 画像1
IM2 画像2
IM3 差分画像
IM4 2値画像
MEM1 メモリ1
MEM2 メモリ2
MED 中央値検出処理
AVG 平均処理
CONT 制御部
PR2 変化検出工程
PR3 面積算出工程
PR4 面積補正工程
PR5 面積平均工程
PR6 判定工程
CAM 撮像装置
WLK 歩行者
TRN 伝送装置
CTRL 交通管制設備
CRS 踏切り警報機

Claims (2)

  1. 行者が移動する様子の画像を撮影する撮像装置と、前記画像を入力し、前記画像を処理して前記歩行者の流量に関わる特徴量を獲得し、前記特徴量を用いて前記歩行者の混雑状況が所定のレベルになったことをイベントの終了として判定する画像認識装置と、前記画像認識装置による判定の結果を伝送する伝送装置と、前記伝送装置によって伝送された判定の結果を用いてイベントの終了に応じた交通管制を行う交通管制装置を有し、
    前記画像認識装置は、前記撮像装置より順次出力される画像を入力する画像入力部と、前記画像中に変化が生じた領域を検出する変化検出部と、前記変化が生じた領域の画素数を合計して面積を算出する面積算出部と、前記面積算出部によって算出された面積値から補正をおこなう面積補正部と、前記面積補正部により補正された面積を過去一定期間平均して平均面積を算出する面積平均部と、前記平均面積を用いて移動体物体を検出し認識対象の状態を判定する判定部と、前記判定部における判定の結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする交通管制システム。
  2. 歩行者が移動する様子の画像を撮影する撮像装置と、前記画像を入力し、前記画像を処理して前記歩行者の流量に関わる特徴量を獲得し、前記特徴量を用いて前記歩行者の混雑状況が所定のレベルになったことをイベントの終了として判定する画像認識装置と、前記画像認識装置による判定の結果を伝送する伝送装置と、前記伝送装置によって伝送された判定の結果を用いてイベントの終了に応じた交通管制を行う交通管制装置とを有し、
    前記画像認識装置は、前記撮像装置より順次出力される画像を入力する画像入力部と、撮像時刻の異なる画像間の差分処理によって前記画像中に輝度変化が生じた領域を検出する変化検出部と、前記輝度変化が生じた領域の画素数を合計して面積を算出する面積算出部と、前記面積算出部によって算出された面積値から補正をおこなう面積補正部と、前記面積補正部により補正された面積を過去一定期間平均して平均面積を算出する面積平均部と、前記平均面積を用いて移動体物体を検出し認識対象の状態を判定する判定部と、前記判定部における判定の結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする交通管制システム。
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