JP3770180B2 - 物体監視装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、物体監視装置に関し、特に、監視するべき領域に侵入した物体を発見および追尾する物体監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、監視するべき領域に侵入した物体（人物を含む）を発見するための監視装置が知られている。従来の監視装置は、監視するべき領域を撮影して得られた画像を処理することで、監視領域に侵入した物体を検出（発見）するようにしている。この種の監視装置では、侵入した物体を発見する処理と、発見された物体が撮影領域内に収まるようにカメラの撮影方向を変更しながら撮影する追尾処理とが行なわれる。撮影された画像から物体を検出する技術としては、（１）背景画像差分処理、（２）色抽出処理および（３）時間差分処理の技術が知られている。
【０００３】
（１） 背景画像差分処理は、撮影する背景領域を予め特定しておき、その背景領域を予め撮影した背景画像と、現在の背景領域を撮影した処理画像との差分から背景画像には存在しなかった領域を変化領域として検出する。このため、静止している物体であっても検出することができるという長所を有するが、背景画像を撮影した時点と、現在の時点とで、照明または太陽光などの環境が異なる場合には、画像全体が異なることになり、正確に検出できなくなってしまうといった短所がある。
【０００４】
（２） 色抽出処理では、特定の色、たとえば人の肌の色を画像中から検出する。予め定められた特定の色を画像中から抽出するため、特定の色の領域を精度よく抽出することができるとの長所を有する。しかし、予め定められた特定の色のみしか抽出することができないといった短所がある。
【０００５】
（３） 時間差分処理は、比較的短い所定の時間を隔てて撮影された複数の画像の差分を算出して、変化のあった領域を検出する。背景画像差分処理に比較して短い間隔で撮影された画像を比較するので、環境の変化の影響を受けにくいとの長所を有する。しかしながら、短い間隔で撮影された画像を比較するため、その時間でほとんど移動しないような静止した物体を検出することができないといった短所がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の監視装置では、上述した画像処理のいずれか１つしか用いていないため、背景差分処理を用いた監視装置では、環境の変化の激しい監視領域では物体を正確に検出できないといった問題がある。また、色検出処理を用いた監視装置では、予め定めた色と異なる色の物体を検出できないといった問題がある。さらに、時間差分処理を用いた監視装置では、静止した物体を検出することができないといった問題がある。
【０００７】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の１つは、物体を発見する精度を向上させた監視装置を提供することである。
【０００８】
この発明の他の目的は、発見された物体を追尾する精度を向上させた監視装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するためにこの発明のある局面によれば、物体監視装置は、画像中から特定の色を検出する色抽出画像処理と、
比較的短い所定の時間を隔てて撮影された複数の画像の差分を算出して、変化のあった領域を検出する時間差分画像処理と、
撮影する背景領域を予め特定しておき、その背景領域を予め撮影した背景画像と、現在の背景領域を撮影した処理画像との差分から変化領域を検出する背景画像差分処理の、各処理により監視対象物体を検出することが可能な物体監視装置において、
撮影方向を変更するパン・ティルト駆動機構を有し、複数の撮影領域を撮影可能な撮影手段と、
該撮影領域ごとに設けられ、前記撮影手段により撮影して得られた画像に基づいて監視対象物体を検出する検出手段と、
該検出手段の検出方法として、色抽出画像処理と時間差分画像処理と背景差分画像処理のいずれか１つまたは複数を前記撮影領域に応じて選択することができる第１選択手段とを備え、
前記検出手段は、前記第１選択手段で選択された検出方法により、前記監視対象物体を検出する。
【００１０】
この発明に従えば、監視対象物体の検出方法として、色抽出画像処理と時間差分画像処理と背景差分画像処理のいずれか１つまたは複数を選択し、その選択された検出方法により、監視対象物体を検出するするので、撮影領域の撮影状況に応じて検出手段の検出方法を選択でき、監視対象物体の変化を容易にかつ正確に発見することができる。
【００１１】
好ましくは、撮影手段は、撮影した画像を出力する撮像手段と、予め定められた撮影領域を撮影するために撮像手段の画角を変更する画角制御手段とを含む。
【００１２】
この発明に従えば、予め定められた撮影領域を撮影するために画角が変更されるので、１つの撮影手段で複数の領域を撮影することができる。
【００１５】
好ましくは、撮影領域ごとに設けられ、監視対象物体が撮影手段により撮影されている範囲に含まれるように撮影手段を制御する追尾手段と、該追尾手段の追尾方法として、色抽出画像処理と時間差分画像処理と背景差分画像処理のいずれかを撮影領域に応じて選択することができる第２選択手段と、監視対象物体が撮影手段により撮影されている範囲に含まれなくなった場合に、第２選択手段により選択された追尾方法が色抽出画像処理もしくは時間差分画像処理であれば、該追尾方法を背景差分画像処理に変更する追尾方法変更手段とを備える。
【００１６】
この発明によれば、監視対象物体が撮影手段により撮影されている範囲に含まれなくなった場合に、第２選択手段により選択された追尾方法が色抽出画像処理もしくは時間差分画像処理であれば、該追尾方法を背景差分画像処理に変更するので、時間差分画像処理や色抽出追尾処理による追尾方法のときと比較して、連続的に監視対象物体を監視することができる。
【００１７】
好ましくは、撮影領域を設定するための撮影領域設定手段と、設定された撮影領域に対応して複数の検出手段の中から少なくとも１つの検出手段を設定する検出手法設定手段とをさらに備える。
【００１８】
この発明に従えば、撮影領域が設定され、設定された撮影領域に対応して複数の検出手段の中から少なくとも１つの検出手段が設定される。このため、撮影領域ごとに所望の検出手段を設定することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態の１つにおける物体監視装置の概略構成を示す図である。図１を参照して、監視装置１００は、カメラヘッド１２０と、コントロールボックス１０１とから構成される。カメラヘッド１２０は、撮影可能な範囲を撮影して画像を出力する電荷結合素子（ＣＣＤ）と、カメラの撮影方向を水平方向および垂直方向に変更するためのパン・ティルト駆動機構１２１と、撮影倍率を調整するズーム駆動機構１２２と、レンズ１２３とを含む。
【００２１】
コントロールボックス１０１は、監視装置１００の全体を制御するための中央演算装置（ＣＰＵ）１０２と、カメラヘッド１２０のＣＣＤが出力する画像を取込むための画像入力部１０３と、取込まれた画像を処理するための画像処理部１０５と、取込まれた画像または画像処理部１０５で処理された画像を保存するための画像記録部１０４と、ＣＰＵ１０２からの指示によりカメラヘッド１０２のパン・ティルト駆動機構１２１およびズーム駆動機構１２２とを制御するためのＰＴＺ（Pan-Tilt-Zoom）制御部１０６と、時計を内蔵して時刻情報をＣＰＵ１０２に提供するタイマ１０８と、外部の情報通信端末やパーソナルコンピュータなどとローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１３０を介して通信するための外部通信部１０７と、記録媒体１４０に記録されたプログラムやデータ等を読込み、または、記録媒体１４０に必要なデータを書込むための外部記憶装置１０９とを含む。
【００２２】
ＣＰＵ１０２は、予め内部に記憶しているプログラムを実行することにより、後述する監視処理を実行する。
【００２３】
画像入力部１０３は、カメラヘッド１２０のＣＣＤが出力する画像を受信し、画像記憶部１０４に送信する。
【００２４】
画像記録部１０４では、画像入力部１０３より受信する動画像を記録したり、静止画像を記録することが可能である。画像記録部１０４は、リングバッファであり、画像入力部１０３で入力された動画像を記録する場合には、現在の画像入力部１０３で受取られた画像から所定の期間遡った時間までの画像を記録することが可能である。画像記録部１０４は、後述する、背景画像も記録する。
【００２５】
ＰＴＺ制御部１０６は、ＣＰＵ１０２からの指示により、カメラヘッド１２０のパン・ティルト駆動機構１２１およびズーム駆動機構１２２を制御することにより、レンズ１２３で撮影する方向と、レンズ１２３の撮影倍率とを変更させる。カメラヘッド１２０の画角は、レンズ１２３で撮影する方向と、レンズ１２３の撮影倍率とにより定まる。したがって、ＰＴＺ制御部１０６は、カメラヘッド１２０の画角を制御する。
【００２６】
記憶装置１０９は、ＣＰＵ１０２からの指示により、コンピュータ読取可能な記録媒体１４０に記録されたプログラムやデータを読取ったり、監視装置１００に対して後述する遠隔操作により設定される設定値等の必要な情報を書込む。
【００２７】
コンピュータ読取可能な記録媒体１４０としては、磁気テープやカセットテープ、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等）、ＩＣカード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する媒体である。また、記録媒体１４０をネットワークからプログラムがダウンロードされるように流動的にプログラムを担持する記録媒体とすることもできる。
【００２８】
ここでいうプログラムとは、ＣＰＵ１０２により直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む概念である。
【００２９】
外部通信部１０７は、ＬＡＮ１３０と接続されている。このため、ＬＡＮ１３０に接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１３１とＣＰＵ１０２との間で通信が可能となっている。これにより、ＰＣ１３１のユーザは、カメラヘッド１２０を遠隔操作することが可能である。また、ＰＣ１３１のユーザは、カメラヘッド１２０を遠隔操作することにより、カメラヘッド１２０で撮影された画像をＰＣ１３１のディスプレイで見ることができる。さらに、監視装置１００が監視動作を行なう場合に必要な設定情報を、ＰＣ１３１から入力することができる。このようにして、設定された設定値は記憶装置１０９に記憶される。
【００３０】
ＰＣ１３１に代えて、ＬＡＮ１３０とインターネット１３２を経由して接続されたＰＣ１３３、携帯電話またはＰＤＡ１３４からも、同様に、監視装置１００を遠隔操作することができる。
【００３１】
なお、外部通信部１０７をＬＡＮ１３０と接続する例を示したが、外部通信部１０７は、モデムを経由して一般公衆回線に接続するようにしてもよい。この場合、一般公衆回線に接続された他のＰＣから、監視装置１００を遠隔操作することが可能となる。
【００３２】
外部通信部１０７は、監視装置１００を使用する者を制限するために、ユーザＩＤやパスワードを用いた認証処理を行なうようにしている。これにより、監視装置１００を遠隔操作することのできる権限を有する者のみが、監視装置１００を遠隔操作することが可能となる。
【００３３】
次に、本実施の形態における監視装置１００で行われる遠隔操作について、図２、図３、図４および図５を用いて説明する。図２は、本実施の形態における監視装置１００で実行される遠隔操作処理の流れを示すフローチャートである。図３は、本実施の形態における物体監視装置で実行される設定処理の流れを示すフローチャートである。図４は、監視装置１００が出力する遠隔制御画面の一例を示す図である。図５は、監視装置１００が出力するモード設定画面の一例を示す図である。ここでは、ＬＡＮ１３０に接続されたＰＣ１３１を用いて監視装置１００を遠隔操作する場合を例に説明する。
【００３４】
図２を参照して、遠隔操作処理は、遠隔操作コマンドを受信した場合に割込が発生することにより実行される（ステップＳ０１）。遠隔操作コマンドを受信した場合には、割込が発生し、ステップＳ０２へ進む。遠隔操作コマンドを受信しない場合には、割込が発生せず遠隔操作処理は実行されない。遠隔操作コマンドは、外部通信部１０７により受信される。ここでは、外部通信部１０７とＬＡＮ１３０を介して接続されたＰＣ１３１から、遠隔操作コマンドが送信された場合について説明する。ＰＣ１３１と外部通信部１０７とがＬＡＮ１３０を介して接続される。監視装置１００をウェブサーバとし、ＰＣ１３１でブラウザソフトウェアを起動したクライアントとした、サーバクライアントシステムで構成するようにしてもよい。
【００３５】
ステップＳ０２では、監視装置１００において現在実行している処理が、発見処理、注視処理あよび追尾処理のいずれかであるのかが判断される。発見処理、注視処理および追尾処理のいずれかである場合にはステップＳ０１へ戻り、そうでない状態の場合にはステップＳ０３へ進む。
【００３６】
これにより、遠隔操作コマンドを受信した場合であっても、監視装置１００が、発見処理、注視処理および追尾処理のいずれかをしている場合には、遠隔操作コマンドに基づく処理は実行されず、現在行なっている処理が継続して行なわれる。このため発見処理、注視処理または追尾処理のいずれかが実行されている場合に、遠隔操作コマンドを受信したとしても、発見処理、注視処理または追尾処理のいずれも中止されることがないので、発見処理、注視処理または追尾処理を最後まで実行することができる。その結果、監視領域に進入者の侵入など変化が生じたときに、確実に進入者の発見、注視および追尾を行うことができる。
【００３７】
なお、遠隔操作コマンドを受信したときに、発見処理、注視処理および追尾処理のいずれかを実行していれば、遠隔操作コマンドに基づく処理を実行しないようにしたが、発見処理、注視処理または追尾処理の実行中は遠隔操作コマンドの受信を拒否するように構成してもよい。
【００３８】
ステップＳ０３では、監視装置１００は、図４に示す遠隔制御画面２００をＰＣ１３１へ送信する。図４を参照して、遠隔制御画面２００は、ウェブページであり、ＰＣ１３１のブラウザソフトウエアで受信されて閲覧される。図４を参照して、遠隔制御画面２００は、カメラヘッド１２０のＣＣＤで撮影されて出力される画像を表示するための領域２０１と、監視領域を編集するための画面を呼出す監視領域編集ボタン２０２と、カメラヘッド１２０のパン・ティルト駆動機構１２１を制御する遠隔制御コマンドを送信するためのボタン２０３Ａ，２０３Ｂ，２０４Ａ，２０４Ｂと、ズーム駆動機構１２２を制御する遠隔制御コマンドを送信するためのボタン２０５Ａ，２０５Ｂとを含む。
【００３９】
パンボタン２０３Ａ，２０３Ｂは、カメラヘッド１２０の撮影方向を水平方向に決定するための送信ボタンである。パンボタン２０３Ａをマウス等のポインタで指示することにより遠隔制御コマンドが監視装置１００に送信されて、ＰＴＺ制御部１０６によりパン・ティルト駆動機構１２１が制御され、レンズ１２３の撮影方向が左方向に移動する。また、パンボタン２０３Ｂをマウス等のポインタで指示することにより遠隔制御コマンドが監視装置１００に送信されて、ＰＴＺ制御部１０６によりパン・ティルト駆動機構１２１が制御され、レンズ１２３の撮影方向が右方向に移動する。
【００４０】
ティルトボタン２０４Ａ，２０４Ｂは、カメラヘッド１２０のレンズ１２３を垂直方向に移動させるためのボタンである。ティルトボタン２０４Ａをマウス等のポインタで指示することにより遠隔制御コマンドが監視装置１００に送信されて、ＰＴＺ制御部１０６によりズーム駆動機構１２２が制御され、レンズ１２３の撮影方向が上方向に移動する。同様に、ティルトボタン２０４Ｂをマウス等のポインタで指示することにより遠隔制御コマンドが監視装置１００に送信されて、ＰＴＺ制御部１０６によりズーム駆動機構１２２が制御され、レンズ１２３の撮影方向が下方向に移動する。
【００４１】
ズームボタン２０５Ａ，２０５Ｂは、レンズ１２３の撮影倍率を変更するためのボタンである。ズームボタン２０５Ａがマウス等のポインタで指示されると遠隔制御コマンドが監視装置１００に送信されて、ＰＴＺ制御部１０６によりズーム駆動機構１２２が制御され、レンズ１２３の撮影倍率が小さくなる。また、ズームボタン２０５Ｂがマウス等のポインタで指示されると、遠隔制御コマンドが監視装置１００に送信されて、ＰＴＺ制御部１０６によりズーム駆動機構１２２が制御され、レンズ１２３の撮影倍率が大きくなる。
【００４２】
ステップＳ０３では、遠隔制御画面２００をＰＣ１３１へ送信した後、設定コマンドが入力されたか否かが判断される。設定コマンドとは、遠隔制御画面２００の監視領域編集ボタン２０２が指示された場合に、監視装置１００で入力される。設定コマンドが入力された場合には、ステップＳ１０に進み、そうでない場合にはステップＳ０４に進む。
【００４３】
ステップＳ１０では、設定処理が実行される（ステップＳ１０）。設定処理が終了すると、遠隔操作処理を終了する。
【００４４】
ステップＳ０４に進む場合は、遠隔操作コマンドがカメラヘッド１２０の画角を変更するためのコマンドであるため、カメラヘッド１２０の画角を制御する。画角を変更するためのコマンドには、パン・ティルト・ズームを変更するためのコマンドである。監視装置１００はＰＣ１３１よりパン、ティルト、ズームの遠隔制御コマンドを受信すると、ＰＴＺ制御部１０６が、パン・ティルト駆動機構１２１およびズーム駆動機構１２２を制御して、レンズ１２３の撮影方向および撮影倍率の変更を行なう。
【００４５】
これにより、カメラヘッド１２０の画角が変更される。そして、カメラヘッド１２０のＣＣＤにより、変更された画角によって定まる撮影領域が撮影されて（ステップＳ０５）、撮影されたカメラ画像が遠隔制御画面２００の領域２０１とされて、ＰＣ１３１に送信される（ステップＳ０６）。
【００４６】
その後、継続してパン、ティルト、ズームの遠隔制御コマンドが受信されたか否かが判断され（ステップＳ０７）、パン、ティルト、ズームの遠隔制御コマンド（ＰＴＺコマンド）が受信された場合には、ステップＳ０４に戻り、上述のステップＳ４、ステップＳ５およびステップＳ０６の処理を繰返し実行する。パン、ティルト、ズームの遠隔制御コマンド（ＰＴＺコマンド）が受信されない場合には、パン、ティルト、ズームの遠隔制御コマンドが受信されないで所定時間経過したか否かが判断され、所定時間経過していない場合にはステップＳ０７に戻る。従って、パン、ティルト、ズームの遠隔制御コマンドが受信されないで所定時間経過するまで待機状態となる。一方、パン、ティルト、ズームの制御コマンドが受信されないで所定時間経過した場合（ステップＳ０９でＹＥＳ）には処理を終了する。
【００４７】
一方、ステップＳ０８では、終了コマンドが受信されたか否かが判断され、終了コマンドが受信された場合には処理を終了し、そうでない場合には、ＰＴＺコマンドなので、ステップＳ０４に戻る。
【００４８】
以上説明したように、遠隔操作処理は設定処理が終了した場合（ステップＳ１０の後）、終了コマンドが入力された場合（ステップＳ０８でＹＥＳ）、または、コマンドが所定時間入力されない場合（ステップＳ０９でＹＥＳ）には、遠隔操作処理を終了する。遠隔操作処理は割込みにより処理を開始したため、遠隔操作処理が終了した場合には、カメラヘッド１２０の画角を割込み発生時の監視領域の画角を戻して、監視動作を復帰させる。
【００４９】
このようにして、ＰＣ１３１のユーザが、領域２０１に映された画像を見ながら、パンボタン２０３Ａ，２０３Ｂ、ティルトボタン２０４Ａ，２０４Ｂおよびズームボタン２０５Ａ，２０５Ｂを操作することにより画角（パン・ティルト・ズーム）が設定されるため、ＰＣ１３１のユーザは、自分が見たい任意の方向の撮影した画像をみることができる。
【００５０】
次に、ステップＳ１０で実行される設定処理の詳細を、図３および図５を用いて説明する。設定処理では、まず、図５（Ａ）に示す監視領域編集画面が、図４に示した遠隔制御画面に重畳して、または、遠隔制御画面２００とは別の領域に表示される。
【００５１】
監視領域編集画面２１０は、図５（Ａ）を参照して、新規監視領域設定ボタン２１１と、監視領域設定変更ボタン２１２と、監視領域削除ボタン２１３と、戻るボタン２１４とを含む。
【００５２】
新規監視領域設定ボタン２１１は、新たに監視領域を設定する場合に指定するボタンである。新規監視領域設定ボタン２１１がマウス等で指示されると、図５（Ｂ）に示す新規監視領域設定画面２２０が表示される。
【００５３】
監視領域設定変更ボタン２１２は、既に設定された監視領域について設定された設定値を変更する場合に指定するボタンである。監視領域削除ボタン２１３は、既に設定された監視領域について設定された設定値を削除する場合に指定するボタンである。なお、監視領域設定変更と監視領域削除の処理については、監視領域の名称を入力することにより特定される監視領域について設定されたデータを変更または削除する処理である。ここでは詳細には説明しない。
【００５４】
図５（Ｂ）を参照して、新規監視領域設定画面２２０は、画角設定ボタン２２１、名称設定ボタン２２２、発見方法設定ボタン２２３、追尾方法設定ボタン２２４、巡回方法設定ボタン２２５、記録通知設定ボタン２２６、戻るボタン２２７とを含む。
【００５５】
画角設定ボタン２２１は、図５（Ｃ）に示す画角設定画面２３０を呼出すためのボタンである。名称設定ボタン２２２は、図５（Ｄ）に示す名称設定画面２４０を呼出すためのボタンである。発見方法設定ボタン２２３は、図５（Ｅ）に示す発見方法設定画面２５０を呼出すためのボタンである。追尾方法設定ボタン２２４は、図５（Ｆ）に示す追尾方法設定画面２６０を呼出すためのボタンである。巡回方法設定ボタン２２５は、図５（Ｇ）に示す巡回方法設定画面２７０を呼出すためのボタンである。記録通知設定ボタン２２６は、図５（Ｈ）に示す記録通知設定画面２８０を呼出すためのボタンである。戻るボタン２２６がマウス等のポインタで指示されると、図５（Ａ）に示した監視領域編集画面２１０が表示される。
【００５６】
図５（Ｃ）を参照して、画角設定画面２３０は、領域名称を表示する領域２３１と、メッセージを表示する領域２３２と、ＯＫボタン２３３と、戻るボタン２３４とを含む。領域名称を表示する領域２３１には、監視領域に付される名称が表示される。監視領域に名称が未だ付されていない場合には名にも表示されない。監視領域に付される名称は、ステップＳ０１で設定された画角により定まる撮影領域（監視領域）に付される名称をいい、次に説明する名称設定画面２４０でユーザにより入力されることにより定まる。
【００５７】
領域２３２には、「現在の画角を監視領域に設定しますか？」のメッセージが表示される。これは、遠隔制御画面２００で領域２０１に表示されている画像で定まる撮影領域を監視領域として設定するか否かを問うメッセージである。この状態で、遠隔制御画面２００のパンボタン２０３Ａ，２０３Ｂ、ティルトボタン２０４Ａ，２０４Ｂおよびズームボタン２０５Ａ，２０５Ｂを操作して、監視領域を変更することができる。所望の監視領域が領域２０１に表示された段階で、画角設定画面２３０のＯＫボタン２３３をマウス等で指定することにより現在の画角によって定まる撮影領域が監視領域に決定される（ステップＳ１１）。
【００５８】
戻るボタン２３４をマウス等で指示することにより、図５（Ｂ）に示した新規監視領域設定画面２２０が表示される。
【００５９】
図５（Ｄ）を参照して、名称設定画面２４０には、監視領域の名称を示す領域２４１と、「名称を設定して下さい」のメッセージを表示する領域２４２と、監視領域の名称を入力する領域２４３と、ＯＫボタン２４４と、戻るボタン２４５とを含む。領域２４１には、現在の処理対象となっている監視領域に付された名称が表示される。未だ監視領域に名称が付されていない場合には、何も表示されない。このように未だ監視領域に名称が付されていない場合には、領域２４２に「名称を設定して下さい」のメッセージが表示される。既に名称が付されている場合には、その名称が領域２４１に表示され、領域２４２には、「名称を変更しますか」等のメッセージが表示される。
【００６０】
領域２４３には、画角設定画面２３０で設定された監視領域に付される名称が入力される。ユーザは、ここに所望の名称を入力することにより、監視領域に名称を付すことができる。ＯＫボタン２４４がマウス等で指示されると、領域２４３に入力された名称が、監視領域の名称として設定される（ステップＳ１２）。戻るボタン２４５がマウス等で指示されると、図５（Ｂ）に示した新規監視領域設定画面２２０が表示される。
【００６１】
図５（Ｅ）を参照して、発見方法設定画面２５０は、監視領域の名称を表示するための領域２５１と、発見方法として色抽出画像処理を選択する領域２５２と、時間差分画像処理を選択するための領域２５３と、背景差分画像処理を選択するための領域２５４と、保存ボタン２５５と、戻るボタン２５６とを含む。
【００６２】
領域２５１には、現在処理対象となっている監視領域に付された名称が表示される。領域２５２は、「色抽出」と表示され、色抽出画像処理を選択するためのボタンである。領域２５２がマウス等で指示されると、その左側に表示されたチェックボックスが反転表示され、発見方法として色抽出画像処理が選択されたことが示される。同様に、領域２５３には「時間差分」と表示され、時間差分画像処理を選択するためのボタンである。領域２５３がマウス等で指示されると、発見方法として時間差分画像処理が選択され、その横のチェックボックスが反転表示されて発見方法に時間差分画像処理が選択されたことが示される。
【００６３】
領域２５４には、「背景差分」と表示され、背景差分画像処理を選択するためのボタンである。領域２５４がマウス等で指示されると、発見方法として背景差分画像処理が選択され、その横のチェックボックスが反転表示されて発見方法に背景差分画像処理が選択されたことが示される。
【００６４】
発見方法の設定は、色抽出画像処理、時間差分画像処理、背景差分画像処理の少なくとも１つを選択可能であり、複数選択するようにしてもよい。たとえば色抽出画像処理と背景差分画像処理とを選択することができる。保存ボタン２５５がマウス等で指示されると、領域２５２，２５３，２５４で指定された発見方法が設定される（ステップＳ１３）。
【００６５】
図５（Ｆ）を参照して、追尾方法設定画面２６０は、監視領域の名称を表示する領域２６１と、追尾方法として色抽出画像処理を選択するための領域２６２と、追尾方法として時間差分画像処理を選択するための領域２６３と、追尾方法として背景差分画像処理を選択するための領域２６４と、追尾方法を選択しない領域２６５と、保存ボタン２６６と、戻るボタン２６７とを含む。
【００６６】
領域２６１には、現在処理対象となっている監視領域に付された名称が表示される。
【００６７】
領域２６２には、「色抽出」の文字が表示されている。領域２６２がマウス等で指示されると、追尾方法として色抽出画像処理が選択され、左のチェックボックスが反転表示されて追尾方法に色抽出処理が選択されたことが示される。
【００６８】
領域２６３は、「時間差分」が表示されている。領域２６３がマウス等でクリックされると、追尾方法として時間差分画像が選択され、左のチェックボックスが反転表示されて追尾方法に時間差分画像処理が選択されたことが示される。
【００６９】
領域２６４は、「背景差分」の文字が表示されている。領域２６４がマウス等で指示されると、追尾方法に背景差分画像処理が選択され、左のチェックボックスが反転表示されて追尾方法に背景差分画像処理が選択されたことが示される。
【００７０】
領域２６５には、「追尾しない」が表示される。領域２６５がマウス等で指示されると、追尾方法としていずれの画像処理も選択されず、チェックボックスが反転表示される。この場合、いずれかの追尾方法が選択されている場合には、すべてキャンセルされる。
【００７１】
保存ボタン２６６がマウス等で指示されると、領域２６２，２６３，２６４，２６５で指定された追尾方法が、領域２６１に表示された名称に対応する監視領域に関連付けて設定される（ステップＳ１４）。
【００７２】
一方、戻るボタン２６７がマウス等で指示されると、図５（Ｂ）に示した新規監視領域設定画面２２０が表示される。
【００７３】
図５（Ｇ）を参照して、巡回方法設定画面２７０は、監視領域の名称を表示するための領域２７１と、指定するための時刻を入力するための領域２７２と、インターバル時間を入力するための領域２７３と、巡回する場合の順番を入力するための領域２７４と、巡回に設定されている監視領域の名称を順に表示するための領域２７５と、保存ボタン２７６と、戻るボタン２７７とを含む。
【００７４】
巡回方法設定画面２７０は、監視領域ごとに巡回方法を設定するための画面である。巡回方法には、予め定められた時刻に監視する時刻指定モードと、予め定められた時間間隔で監視するインターバルモードと、予め定められた複数の監視領域を順に監視するシーケンスモードとを含む。
【００７５】
巡回方法設定画面２７０の領域２７１には、現在設定の処理対象となっている監視領域の名称が表示される。
【００７６】
領域２７２がマウス等で指定されることにより、巡回方法として時刻指定モードが設定され、監視する時刻を入力可能となる。そして、領域２７２の左側のチェックボックスが反転表示され、時刻指定モードに設定されたことが示される。この設定により、領域２７１に表示された名称の監視領域が、領域２７２に入力された時刻に監視されるように巡回方法が設定される。
【００７７】
領域２７３がマウス等で指定されると、巡回方法としてインターバルモードが設定され、所定の時間間隔を入力可能となる。そして、領域２７３の左側のチェックボックスが反転表示され、インターバルモードに設定されたことが示される。この設定により、領域２７１に表示された名称の監視領域が、領域２７３に入力された時間間隔で監視されるように巡回方法が設定される。
【００７８】
領域２７４がマウス等で指定されると、巡回方法としてシーケンスモードが設定され、領域２７４に順番を入力可能となる。領域２７５には、シーケンスモードに設定されている監視領域の名称が設定されている順番で表示される。そして、領域２７４の左側のチェックボックスが反転表示され、シーケンスモードに設定されたことが示される。この設定により、領域２７１に表示された名称の監視領域が、領域２７４に入力された順番で監視されるように巡回方法が設定される。
【００７９】
保存ボタン２７６がマウス等で指示されると、領域２７２，２７３，２７４で指定された巡回方法が、領域２７１に表示された名称に対応する監視領域に関連付けて設定される（ステップＳ１５）。
【００８０】
一方、戻るボタン２７７がマウス等で指示されると、図５（Ｂ）に示した新規監視領域設定画面２２０が表示される。
【００８１】
なお、巡回方法の設定は、１つの監視領域に対して、少なくとも１つ設定すればよく、複数の巡回方法を設定するようにしてもよい。たとえば、時刻指定モードによる監視とインターバルモードによる監視の２つを設定することができる。この場合には、監視領域が、所定の時間間隔で監視されるとともに、指定された時刻にも監視されることになる。
【００８２】
図５（Ｈ）を参照して、記録通知設定画面２８０は、監視領域の名称を表示する領域２８１と、詳細撮影するか否かを設定するためのボタン２８２Ａ，２８２Ｂと、通知するか否かを設定するボタン２８３Ａ，２８３Ｂと、保存ボタン２８４と、戻るボタン２８５とを含む。
【００８３】
領域２８１には、設定の対処となっている監視領域の名称が表示される。ボタン２８２Ａ，２８２Ｂは、監視領域で物体が発見された場合に、その物体を詳細に撮影するかしないかを設定するためのボタンである。ボタン２８２Ａが選択された場合には、詳細撮影すると設定され、ボタン２８２Ｂが指定された場合には詳細撮影しないと設定される（ステップＳ１６）。
【００８４】
ボタン２８３Ａ，２８３Ｂは、監視領域で物体が発見された場合に、その旨を通知するかしないかを設定するためのボタンである。ボタン２８３Ａが指定された場合には通知するように設定され、ボタン２８３Ｂが設定された場合には、通知しないモードに設定される（ステップＳ１６）。
【００８５】
ステップＳ１１〜ステップＳ１６で設定された監視領域の画角、名称、発見方法、追尾方法、巡回方法、記録モードおよび通知モードとは、関連付けられて記憶装置１０９に記憶される（ステップＳ１７）。
【００８６】
このように、ＬＡＮ１３０に接続されたＰＣ１３１から監視装置１００を遠隔操作することにより、監視装置１００の設定内容を設定することができる。なお、本実施の形態においては、モード設定をＰＣ１３１からの遠隔操作で設定するようにしたが、監視装置１００が有するキーボードなどの入力装置から直接入力することにより設定してもよい。
【００８７】
図６は、監視装置１００の撮影可能範囲と監視領域との関係を説明するための図である。図６を参照して、撮影可能範囲３００は、監視装置１００がある部屋に設置された場合に、カメラヘッド１２０で撮影可能な範囲を示している。また、撮影可能範囲３００は、監視装置１００のカメラヘッド１２０で、パン・ティルト駆動機構１２１およびレンズ駆動機構１２２を最大限に駆動して、レンズ１２３に備えられたＣＣＤで撮影可能な範囲である。
【００８８】
図６では、２つの監視領域２０１Ａ，２０１Ｂを示している。監視領域２０１Ａは、窓１５０を含む領域としている。したがって、窓１５０から侵入しようとする者がある場合には、監視領域２０１Ａにその侵入した者が含まれることになる。監視領域２０１Ｂは、ドア１５１を含む領域に設定されている。このため、ドア１５１から侵入する者がある場合には、監視領域２０１Ｂに含まれることになる。したがって、監視領域２０１Ｂでは、ドア１５１からの部屋への侵入者を監視することができる。
【００８９】
図７は、本実施の形態における監視装置１００で実行される監視処理の流れを示すフローチャートである。図７を参照して、監視装置１００では、まず、電源が投入されると（ステップＳ２０）、記憶装置１０９に記憶された設定モードが読出される（ステップＳ２１）。設定モードは、図２および図３で示した遠隔操作処理によって設定されたモードである。
【００９０】
そして、ステップＳ２２において、カメラヘッド１２０のカメラ数値等の値が初期値に設定され、追尾用背景画像と巡回ポイントの背景画像とが撮影される。
【００９１】
ここで、追尾用背景画像とは、背景差分画像処理の追尾方法において用いられる画像である。追尾用背景画像は、カメラヘッド１２０で撮影可能な範囲を複数の背景領域に予め分割し、分割された複数の背景領域ごとに撮影して得られる画像である。また、巡回ポイントの背景画像とは、監視領域の発見方法に背景画像差分処理が設定された場合に、その監視領域を撮影した画像をいう。追尾用背景画像および巡回ポイントの背景画像は、後で発見処理および追尾処理で基準となる画像として用いられる。
【００９２】
次のステップＳ２３では、巡回順の設定処理が実行される。巡回順とは、監視領域が複数設定されている場合に、次に監視の対象とする監視領域を決定する処理である。これについては後で詳しく説明する。ステップＳ２３の処理を実行することにより処理対象となる監視領域が決定され、その後ステップＳ２８に進む。
【００９３】
ステップＳ２８では、処理対象とされた監視領域について、巡回設定時間が経過したか否かが判断され、経過した場合にはステップＳ２４に進み、そうでない場合にはステップＳ２９に進む。巡回設定時間とは、処理対象とされた監視領域に対して発見処理（ステップＳ２９およびステップＳ３０）を実行するのに割当てられた時間である。この巡回設定時間は、予め設定されて記憶装置１０９に記憶されている。
【００９４】
ステップＳ２９では、その監視領域に対して設定された発見方法で発見動作が行なわれる。発見方法には、色抽出画像処理、時間差分画像処理、背景差分画像処理の３つの方法があった。監視領域に対して、図５（Ｅ）に示した発見方法設定画面２５０で発見方法が設定された。監視装置１００では、色抽出画像処理、時間差分画像処理、背景差分画像処理の３つの発見方法のうちから、その監視領域に対して設定された発見方法を選択する。選択された発見方法を用いて発見動作が行われる。複数の発見方法が設定されている場合には、それぞれの発見方法が順に選択されて、発見動作が順に行なわれることになる。発見動作では、監視領域で変化する変化領域が検出される。変化領域とは、色抽出画像処理においては特定の色の領域をいい、時間差分画像処理においては移動する物体の領域をいい、背景差分画像処理においては背景画像と異なる領域をいう。
【００９５】
ステップＳ３０では、ステップＳ２９で行なわれた発見動作の結果、変化領域が検出（発見）されたか否かが判断され、検出された場合にはステップＳ３１へ進み、そうでない場合にはステップＳ２８に進む。このため、巡回設定時間の間発見動作が行なわれることになる。
【００９６】
ステップＳ３１では、ステップＳ２９で発見された発見領域の中心が、カメラの撮影領域の中心となるようにパン・ティルト駆動機構１２１を駆動する。そして、詳細撮影するか否かが判断される（ステップＳ３２）。詳細撮影すると設定されている場合にはステップＳ３８に進み、そうでない場合にはステップＳ３３へ進む。
【００９７】
ステップＳ３３では、ＰＴＺ制御部１０６がズーム駆動機構１２２を制御して、レンズを広角端にするようにズーム量が変更される。これは、撮影領域をできるだけ広くすることにより、撮影領域内で移動物体を捉えやすくするためである。
【００９８】
ステップＳ３４では、ステップ２３で監視領域が決定されてから現在までの動画像、または、画像記録部１０４に記録されている監視領域の最も古い画像から、現在までの動画像が記憶装置１０９に記憶される。
【００９９】
そして、次のステップＳ３５では、通知するか否かが決定される。通知するか否かは、記録通知設定画面２８０で設定されたデータに基づく。詳細撮影しない場合の通知は、文字のみの通知に限られる。
【０１００】
ステップＳ３６では、文字情報が通知される。ここでの通知とは、外部通信部１０９を介して、たとえば、侵入者があった旨を電子メールなどで送信する処理である。外部通信部１０７よりユーザが所有する携帯電話に電子メールを送信するようにしてもよい。これにより、ユーザは、電子メールを受信することにより、外出先にいながら侵入者があった旨を知ることができる。
【０１０１】
そして、次のステップＳ３７では、追尾をするか否かが判断される。追尾をするか否かは、ユーザが遠隔操作することにより追尾方法設定画面２６０で設定された値に基づき判断される。追尾しないと設定された場合には、ステップＳ２４に進み、そうでない場合にはステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では、設定された追尾処理が選択されて追尾処理が実行される。追尾方法には、色抽出画像処理、時間差分画像処理、背景差分画像処理の３つの方法があった。監視領域に対して、図５（Ｆ）に示した追尾方法設定画面２６０で追尾方法が設定された。監視装置１００では、色抽出画像処理、時間差分画像処理、背景差分画像処理の３つの発見方法のうちから、その監視領域に対して設定された追尾方法を選択する。そして、選択された追尾方法を用いて追尾処理が実行される。
【０１０２】
一方、ステップＳ３２で詳細撮影するとされた場合には、ステップＳ３８に進み、発見領域が撮影画像中で所定の割合になるようにズームする。このズームは、ＰＴＺ制御部１０６によりズーム駆動機構１２２が制御されることにより行なわれる。ズーム倍率を定めるための撮影画像中における発見領域の所定の割合は、記憶装置１０９に予め記憶されている。
【０１０３】
そして、ステップＳ３９では、ステップ２３で監視領域が決定されてから現在までの動画像、または、画像記録部１０４に記録されている監視領域の最も古い画像から、現在までの動画像が記憶装置１０９に記憶される。
【０１０４】
次のステップＳ４０では、発見領域を詳細に撮影するために、静止画像が取込まれ、取込まれた静止画像が記憶装置１０９に記憶される。ここで、ステップＳ３９で記憶する動画像とは別に、ステップＳ４０で静止画像を記憶するのは、動画像と静止画像とでは解像度が異なり、静止画像の方が動画像に比べて解像度が高いため、動画像より詳細に画像を記録することができるためである。
【０１０５】
次に、詳細に撮影された静止画像をユーザに通報するか否かが判断される（ステップＳ４１）。詳細撮影通報すると判断された場合にはステップＳ４２へ進み、そうでない場合にはステップＳ２４に進む。この判断は、記録通知設定画面２８０で設定されたデータに基づき判断される。図４（Ｈ）の記録通知設定画面２８０では、ユーザが遠隔操作によりボタン２８３Ａが指定された場合に詳細撮影通報すると設定され、ボタン２８３Ｂが指定された場合に詳細撮影通報しないと設定された。
【０１０６】
ステップＳ４２では、ステップＳ４０で撮影し保存された静止画像を、電子メールなどに添付して外部通信部１０７よりユーザに送信する。これにより、ユーザは、受信した電子メールとその電子メールに添付された静止画像を見ることにより、侵入者があった旨およびその侵入者を撮影した画像を見ることができる。
【０１０７】
ステップＳ２４〜ステップＳ２７では、上述したステップＳ２８〜ステップＳ３０で行なわれる発見処理と、ステップＳ３１〜ステップＳ４２で行なわれる注視処理と、ステップＳ４３で行なわれる追尾処理のいずれかが終了した場合に、現在処理対象となっている監視領域の発見方法に背景差分画像処理が設定されているか否かが判断される。背景差分画像処理が設定されている場合にはステップＳ２５へ進み、そうでない場合にはステップＳ２６へ進む。
【０１０８】
ステップＳ２５では、処理対象の監視領域が撮影領域となるように、ＰＴＺ制御部１６０がパン・ティルト駆動機構１２１およびズーム駆動機構１２２を制御する。そして処理対象の監視領域を撮影して背景画像として画像記録部１０４に記憶する。このように背景画像を随時更新していくことにより、環境の変化の影響を受けにくくすることができる。
【０１０９】
次にステップＳ２６では、背景差分追尾画像更新時間を経過したか否かが判断される。経過したと判断された場合にはステップＳ２７に進み、そうでない場合にはステップＳ２３へ進む。背景差分追尾画像更新時間とは、追尾方法として背景差分画像処理が選択されている場合には、用いられる背景画像を更新するために、予め設定された時間である。これは、追尾動作において、背景差分画像処理を用いる場合に、背景画像をできるだけ最新の画像にするためである。
【０１１０】
ステップＳ２７では、追尾用の背景画像を更新する。ＰＴＺ制御部１０６が、パン・ティルト駆動機構１２１およびズーム駆動機構１２２を制御して、背景画像を順に撮影する。
【０１１１】
図８は、図７のステップＳ２３で実行される巡回順設定処理の流れを示すフローチャートである。図８を参照して、まず、巡回順設定処理では、アラーム設定時刻が過ぎたか否かが判断される（ステップＳ５１）。アラーム設定時刻とは、巡回方法として時刻指定モードが設定されている場合に、指定された時刻をいう。指定された時刻は、ユーザが遠隔操作により、図５（Ｇ）の巡回方法設定画面２７０の領域２７２に入力した時刻である。
【０１１２】
アラーム設定時刻を過ぎたと判断された場合にはステップＳ５４に進み、そうでない場合にはステップＳ５２へ進む。ステップＳ５４では、アラーム設定ポイントを次の巡回ポイントとする。アラーム設定ポイントとは、巡回方法として時刻指定モードが設定されている監視領域をいう。アラーム設定ポイントは、次に監視の対象となる。
【０１１３】
ステップＳ５２では、インターバル設定の時間を過ぎたか否かが判断される。インターバル設定時間を過ぎたとされた場合にはステップＳ５５へ進み、そうでない場合にはステップＳ５３へ進む。インターバル設定時間とは、巡回方法としてインターバルモードが設定されている場合に、設定された時間間隔をいう。インターバル時間は、ユーザが遠隔操作により、図５（Ｇ）の巡回方法設定画面２７０の領域２７３に入力した時間間隔である。
【０１１４】
ステップＳ５５では、インターバル設定ポイントを次の巡回ポイントとする。インターバル設定ポイントとは、巡回方法にインターバルモードが設定されており、インターバル設定時間を経過した監視領域をいう。インターバル設定ポイントは、次に監視の対象となる。
【０１１５】
ステップＳ５３では、シーケンス設定ポイントがあるか否かが判断される。シーケンス設定ポイントがあるとされた場合にはステップＳ５６へ進み、そうでない場合にはステップＳ５１へ進む。シーケンス設定ポイントとは、巡回方法にシーケンスモードが設定されており、次の順番の監視領域をいう。シーケンスモードにおける順番は、ユーザにより図５の（Ｇ）の巡回方法設定画面２７０の領域２７４に入力した順番である。
【０１１６】
ステップＳ５６では、シーケンス設定ポイントを次の巡回ポイント（次に処理対象とする監視領域）とする。
【０１１７】
図９は、図７のステップＳ４３で実行される追尾処理の流れを示すフローチャートである。図９を参照して、追尾処理では、まず、追尾時間が終了したか否かが判断される（ステップＳ６１）。追尾時間は、追尾処理を継続する時間をいい、ユーザにより予め設定されて記憶装置１０９に記憶されている。追尾時間が経過した場合にはステップＳ６７へ進み、そうでない場合にはステップＳ６２へ進む。
【０１１８】
ステップＳ６２では、追尾動作が実行される。追尾動作は、移動する物体の発見と、その物体の移動する方向を予測し、カメラの撮影範囲を移動させる処理である。移動する物体は、画像中の変化領域として検出される。
【０１１９】
ステップＳ６３では、カメラヘッド１２０のＣＣＤで撮影された画像を、追尾動作が実行されてから、一定の時間の動画像を記憶装置１０９に記憶する（ステップＳ６３）。
【０１２０】
次のステップＳ６４では、変化領域（対象）を見失ったか否かが判断される。発見動作は、画像中から変化領域を検出することにより移動する物体の領域を発見するため、画像中から変化領域を検出できなくなった時点で、移動する物体の領域を見失ったものと判断される。見失った場合にはステップＳ６５へ進み、そうでない場合にはステップＳ６１へ進む。
【０１２１】
ステップＳ６５では、追尾方法が、色抽出画像処理であるか、または、時間差分画像処理であるかが判断され、そうである場合にはステップＳ６６へ進み、そうでない場合にはステップＳ６７に進む。
【０１２２】
ステップＳ６６では、追尾方法を背景差分画像処理に変更して追尾処理を続行する。たとえば、肌色を特定の色として設定した色抽出画像処理で追尾方法を実行する場合、人がカメラに顔を向けて監視領域に侵入してきた時点で侵入者が検出される。そして、侵入者がカメラに気付いて後ろを見た場合には顔が撮影されず髪の毛が撮影される。この場合には、肌色が画像中から消えることになり、侵入者が監視領域中にいるのもかかわらず肌色の領域を抽出できなくなってしまう。
【０１２３】
また、時間差分画像処理の場合には、物体がレンズ１２３の光軸に交わる方向に移動しているときには追尾することができるが、レンズ１２３の光軸と平行な方向に移動しているとき、たとえば、物体がレンズ１２３から遠ざかる方向または近づく方向に移動した場合には、変化領域の変動が小さいことから、物体を検出することが困難となる。また、物体が静止した場合も同様に、物体が監視領域に存在するにもかかわらず検出することができなくなってしまう。
【０１２４】
これに対して、背景差分画像処理の場合には、物体の侵入前に撮影した画像と侵入後に撮影した画像とで比較するため、確実に侵入者を抽出することができる。したがって、色抽出画像処理または時間差分画像処理において発見した物体を見失った場合には、背景差分画像処理を用いて追尾動作を行なうことにより、確実に移動する物体を追尾することができる。
【０１２５】
さらに、ステップＳ６７では、ステップＳ６７に処理が移行する前の一定時間の動画像を記憶装置１０９に記憶する。この一定時間の動画像は、たとえば、画像記録部１０４に記録されている過去のすべての画像を記録するようにしてもよい。このように一定時間前の動画像を記録することで、対象を見失うまでの監視領域を撮影した画像を記録することができる。このため、監視領域のどちらの方向に移動したのかを記録することができる。
【０１２６】
次に時間差分追尾処理について説明する。時間差分追尾処理は、時間差分画像処理を用いた追尾方法で実行される追尾処理をいう。
【０１２７】
図１０は、時間差分画像処理の変化領域を抽出する処理の一例を説明するための図である。時間差分画像処理は、時間を異ならせて撮影領域を撮影した３つの画像から変化領域を検出する。図１０を参照して、現在の画像３１０と、現在の画像３１０よりも過去に撮影された画像３１１と、画像３１１よりもさらに過去に撮影された画像３１２との３つの画像を用いて変化領域の抽出が行なわれる。
【０１２８】
画像３１０には、移動する物体が表された領域３１３が含まれる。ただし、画像３１０からは移動する物体が表された領域３１３を抽出することはできない。画像３１１には、画像３１０は、移動する物体が表された領域３１４が含まれる。領域３１３および領域３１４には、同じ物体が表されているけれども、撮影された時点が異なるため画像３１０，３１１中で位置が異なる。画像３１０と画像３１１との差分をとることにより、差分画像３２０が求められる。差分画像３２０には、領域３１３と領域３１４とが含まれる。差分画像３２０中の領域３１３は、移動する物体が表された領域であり、画像３１０が撮影された時点における位置に存在する。差分画像３２０中の領域３１４は、移動する物体が表された領域であり、画像３１１が撮影された時点における位置に存在する。 画像３１０と画像３１２との差分画像３２１が求められる。差分画像３２１には、領域３１３と領域３１５とが含まれる。差分画像３２１中の領域３１３は、移動する物体が表された領域であり、画像３１０が撮影された時点における位置に存在する。差分画像３２１中の領域３１５は、移動する物体が表された領域であり、画像３１２が撮影された時点における位置に存在する。
【０１２９】
次に、差分画像３２０と差分画像３２１との論理積をとると画像３３０が求められる。これにより、画像３３０には、画像３１０が撮影された時点における移動する物体が表された領域３１３のみが含まれることになる。
【０１３０】
このように、現在の画像３１０と、現在より過去の時点の画像３１１と、画像３１１よりもさらに過去の時点の画像３１２の３枚の画像を用いて、画像３１０中から、移動する物体が表わされた変化領域３１３を求めることができる。
【０１３１】
図１１は、本実施の形態における物体監視装置で実行される時間差分追尾処理の流れを示すフローチャートである。図１１を参照して、時間差分追尾処理では、まず、１枚目の画像が取込まれる。そして、ステップＳ７１で画像が取込まれてから１／１５秒経過したときの２枚目の画像が取込まれる。さらに、ステップＳ７２から１／１５秒経過したときの画像を３枚目の画像として取込む（ステップＳ７３）。
【０１３２】
次のステップＳ７４では、上述した図９で示した差分画像処理を行なうことにより、変化領域の抽出が行なわれる。
【０１３３】
ステップＳ７５では、変化領域が抽出された場合に、発見されたものと判断する。発見された場合にはステップＳ７６へ進み、そうでない場合にはステップＳ７３に進み、順次次の画像が取込まれる。
【０１３４】
ステップＳ７６では、変化領域の重心位置が求められ、求められた重心位置が存在許容エリア外か否かが判断される（ステップＳ７７）。存在許容エリア外の場合にはステップＳ７８へ進み、そうでない場合にはステップＳ７３に進む。
【０１３５】
存在許容エリアとは、撮影範囲内の中心付近で予め定められたエリアをいう。存在許容エリアを外れた場合には、カメラを動かす必要があることから、カメラを移動させる移動量が計算される（ステップＳ７８）。
【０１３６】
そして、計算された移動量だけカメラを移動可能か否かが判断され（ステップＳ７９）、移動可能な場合にはステップＳ８０へ進み、そうでない場合にはステップＳ８１へ進む。
【０１３７】
ステップＳ８０では、ＰＺＴ制御部１０６がパン・ティルト駆動機構１２１を制御してカメラの撮影方向を移動させる。
【０１３８】
一方、ステップＳ８１では、カメラが移動不可能なため、エラーステータスをＣＰＵ１０２へ通知する。そして、処理を終了する。
【０１３９】
色抽出追尾処理は、色抽出画像処理を用いた追尾方法で実行される処理をいう。色抽出追尾処理は、図１１に示した時間差分追尾処理のステップＳ７１〜Ｓ７４において、３枚の画像を用いて変化領域を抽出したのに代えて、撮影された画像から予め定められた特定の色を含む領域を抽出し、抽出した特定の色の領域を変化領域とする。その他の処理は、図１１に示した時間差分追尾処理と同じなので、ここでは説明を繰返さない。
【０１４０】
次に、背景差分追尾処理について説明する。背景差分追尾処理は、背景差分画像処理を用いた追尾方法で実行される処理をいう。図１２は、本実施の形態における物体監視装置で実行される背景差分追尾処理において用いられる背景画像を説明するための図である。図１２（Ａ）は背景領域と存在許容範囲とを示す図であり、図１２（Ｂ）は背景領域とカメラの撮影可能範囲との関係を示す図である。
【０１４１】
図１２（Ａ）を参照して、背景領域３０１は、カメラヘッド１２０で一度に撮影可能な範囲を示す。背景領域３０１には、存在許容領域３０２を含む。存在許容領域３０２は、背景領域３０１に対して予め定められた領域である。
【０１４２】
図１２（Ｂ）を参照して、カメラの撮影可能範囲３００に複数の背景領域が隣接する背景領域との間で互いに重畳するように配置される。また、背景領域に含まれる存在許容領域は、隣接する背景領域の存在許容領域と重畳することなく、接している。たとえば、背景領域３０１Ａと背景領域３０１Ｂとは、ハッチングで示される部分で重なっているけれども、存在許容領域３０１Ｂと３０２Ｂとは重なることなくそれぞれの辺が接している。
【０１４３】
このように背景領域と存在許容領域とを配置することで、カメラの撮影可能範囲内にある物体は、撮影可能範囲における周辺の一部の領域を除いて、いずれかの存在許容領域に存在することになる。したがって、変化領域が存在する存在許容領域を含む背景領域にカメラの撮影範囲を切換えるようにすれば、変化領域が移動する方向や、移動する速度を何ら考慮することなく、また、変化領域が移動する位置を予測することなく、変化領域を追尾することができる。
【０１４４】
また、カメラの撮影可能範囲を複数に分割して、複数の背景領域を重複を少なくして配置したので、背景領域を撮影して得られる背景画像を記録しておく容量を少なくすることができる。
【０１４５】
図１３は、本実施の形態における物体監視装置で実行される背景差分追尾処理の流れを示すフローチャートである。図１３を参照して、背景差分追尾処理は、まず、背景差分画像処理を用いて、背景画像中から変化領域を算出する（ステップＳ９１）。そして、ステップ９２において、変化領域を検出できたか否かが判断される。変化領域を検出できた場合にはステップＳ９３に進み、そうでない場合には処理を終了する。
【０１４６】
ステップＳ９３では、変化領域が背景領域中の存在許容範囲内にあるか否かが判断される。存在許容領域内にある場合にはそのまま処理を継続するためステップＳ９１へ進む。一方、存在許容範囲内にない場合には、ステップＳ９４へ進む。
【０１４７】
ステップＳ９４では、隣接する背景領域の存在許容範囲内にあるか否かが判断される。隣接する背景領域の存在許容範囲内にある場合にはステップＳ９５へ進み、そうでない場合にはステップＳ９６へ進む。ステップＳ９５では、隣接する背景領域へカメラの撮影範囲を移動させるため、ＰＴＺ制御部１０６により、パン・ティルト駆動機構１２１が制御されてＰＴ駆動が行なわれる。そして処理はステップＳ９１へ進み、背景差分追尾処理が継続して行なわれることになる。
【０１４８】
一方、ステップＳ９６では、変化領域が背景領域上に存在するか否かが判断される。背景領域中に変化領域が存在する場合には追尾処理を継続するためステップＳ９１へ進み、そうでない場合には処理を終了する。ステップＳ９６へ進む場合は、変化領域がカメラの撮影可能範囲の周辺の位置であって存在許容範囲の外の位置に存在する場合である。この場合には、隣接する背景領域が存在しないため、そちらの方向にカメラの撮影方向を切換えることができないため、背景領域に変化領域が存在しない場合に処理を終了させる。
【０１４９】
以上説明したように本実施の形態における監視装置１００は、１つの監視領域に対して発見方法を色抽出画像処理、時間差分画像処理、背景差分画像処理のいずれか１つまたは複数を設定することができるため、監視領域に応じて適切な発見方法を設定することができる。その結果、監視領域における変化を容易かつ正確に発見することができる。
【０１５０】
さらに、追尾方法においても、色抽出画像処理、時間差分画像処理、背景差分画像処理のいずれかを監視領域ごとに設定することができるため、たとえば、追尾する対象に合せて適切な追尾方法を設定することができる。このため、正確に追尾することが可能となる。
【０１５１】
さらに、追尾方法として色抽出画像処理、時間差分画像処理が設定されていた場合であっても、追尾の対象を見失ってしまったような場合には、背景差分画像処理に切換えて追尾が継続される。このため、より確実に対象を追尾することができる。
【０１５２】
さらに、本実施の形態における監視装置１００は、監視領域を複数に分割して重複を少なくした背景領域を設定した。このため、効率良く背景画像を記憶するので、記憶容量が少なくて済む。
【０１５３】
さらに、本実施の形態における監視装置１００では、背景差分追尾処理で用いる背景画像を予め定められた背景領域を撮影した画像とした。すなわち、背景領域中に存在許容領域を設け、存在許容領域が隣接する背景領域の存在許容領域と接するように背景領域が配置される。このため、変化領域として抽出された移動物体を追尾する場合に、存在許容領域に変化領域を含む背景領域を撮影するようにカメラの撮影方向を決定するだけで、変化領域としての物体を追尾することができる。
【０１５４】
さらに、処理画像中に変化領域が存在するけれども、存在許容領域内に存在しない場合に背景領域を変更するようにした。このため、処理画像中に変化領域が存在する段階で次に変更する背景領域を決定することができる。
【０１５５】
その結果、移動する物体の移動方向や移動速度をもとに物体の位置を予測する必要がなく、容易に物体を追尾することが可能となる。
【０１５６】
なお、本実施の形態においては、撮影した画像に基づいて侵入者を発見するようにしたが、別途、外部センサからの入力信号を参照するようにしてもよい。たとえば、玄関のドアの開閉などを検知するセンサを設け、そのセンサからの信号が入力されるとカメラをドアの方向に画角制御し、図７のステップＳ３１以降の処理を事項するようにしてもよい。
【０１５７】
なお、本実施の形態においては物体監視装置を例に説明したが、図７、図８および図９に示した監視処理を実行する監視方法、または、監視処理をコンピュータに実行させるための監視プログラムとしても本発明を捉えることができる。
【０１５８】
この場合、監視方法は、複数の撮影領域を撮影可能な撮影手段を備えた監視装置で実行される監視方法であって、前記撮影手段により前記複数の撮影領域を撮影して得られた画像を取得するステップと、前記取得された画像に基づいて時間的に変化する変化領域を検出するために、複数ある検出方法の中から前記複数の撮影領域ごとに予め定められた検出方法を選択するステップとを含む。
【０１５９】
また、監視プログラムは、複数の撮影領域を撮影可能な撮影手段を備えた監視装置で実行される監視プログラムであって、前記撮影手段により前記複数の撮影領域を撮影して得られた画像を取得するステップと、前記取得された画像に基づいて時間的に変化する変化領域を検出するために、複数ある検出方法の中から前記複数の撮影領域ごとに予め定められた検出方法を選択するステップとを監視装置に実行させる。
【０１６０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の１つにおける物体監視装置の概略構成を示す図である。
【図２】 本実施の形態における監視装置で実行される遠隔操作処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】 本実施の形態における物体監視装置で実行される設定処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】 監視装置が出力する遠隔制御画面の一例を示す図である。
【図５】 監視装置が出力するモード設定画面の一例を示す図である。
【図６】 監視装置の撮影可能範囲と監視領域との関係を説明するための図である。
【図７】 本実施の形態における監視装置で実行される監視処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】 図７のステップＳ２３で実行される巡回順設定処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】 図７のステップＳ４３で実行される追尾処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】 時間差分画像処理の１つにおける変化領域を抽出する処理を説明するための図である。
【図１１】 本実施の形態における物体監視装置で実行される時間差分追尾処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】 背景差分追尾処理において用いられる背景画像を説明するための図である。
【図１３】 本実施の形態における物体監視装置で実行される背景差分追尾処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００ 監視装置、１０１ コントロールボックス、１０２ カメラヘッド、１０３ 画像入力部、１０４ 画像記録部、１０５ 画像処理部、１０６ ＰＴＺ制御部、１０７ 外部通信部、１０８ タイマ、１０９ 記憶装置、１２０ カメラヘッド、１２１ パン・ティルト駆動機構、１２２ ズーム駆動機構、１２３ レンズ、１３２ インターネット、１４０ 記録媒体、１５０ 窓、１５１ ドア、１６０ 制御部、２００ 遠隔制御画面、２０３Ａ，２０３Ｂ パンボタン、２０４Ａ，２０４Ｂ ティルトボタン、２０５Ａ，２０５Ｂ ズームボタン、２１０ 監視領域編集画面、２２０ 新規監視領域設定画面、２３０ 画角設定画面、２４０ 名称設定画面、２５０ 発見方法設定画面、２６０ 追尾方法設定画面、２７０ 巡回方法設定画面、２８０ 記録通知設定画面、３００ 撮影可能範囲、２０１Ａ，２０１Ｂ 監視領域。

Claims (4)

1. 画像中から特定の色を検出する色抽出画像処理と、
   比較的短い所定の時間を隔てて撮影された複数の画像の差分を算出して、変化のあった領域を検出する時間差分画像処理と、
   撮影する背景領域を予め特定しておき、その背景領域を予め撮影した背景画像と、現在の背景領域を撮影した処理画像との差分から変化領域を検出する背景画像差分処理の、各処理により監視対象物体を検出することが可能な物体監視装置において、
   撮影方向を変更するパン・ティルト駆動機構を有し、複数の撮影領域を撮影可能な撮影手段と、
   該撮影領域ごとに設けられ、前記撮影手段により撮影して得られた画像に基づいて監視対象物体を検出する検出手段と、
   該検出手段の検出方法として、色抽出画像処理と時間差分画像処理と背景差分画像処理のいずれか１つまたは複数を前記撮影領域に応じて選択することができる第１選択手段とを備え、
   前記検出手段は、前記第１選択手段で選択された検出方法により、前記監視対象物体を検出することを特徴とする、物体監視装置。
2. 前記撮影手段は、撮影した画像を出力する撮像手段と、
   予め定められた撮影領域を撮影するために前記撮像手段の画角を変更する画角制御手段とを含む、請求項１に記載の物体監視装置。
3. 前記撮影領域ごとに設けられ、前記監視対象物体が前記撮影手段により撮影されている範囲に含まれるように前記撮影手段を制御する追尾手段と、
   該追尾手段の追尾方法として、色抽出画像処理と時間差分画像処理と背景差分画像処理のいずれかを前記撮影領域に応じて選択することができる第２選択手段と、
   前記監視対象物体が前記撮影手段により撮影されている範囲に含まれなくなった場合に、第２選択手段により選択された追尾方法が前記色抽出画像処理もしくは前記時間差分画像処理であれば、該追尾方法を前記背景差分画像処理に変更する追尾方法変更手段とをさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の物体監視装置。
4. 前記撮影領域を設定するための撮影領域設定手段と、
   該撮影領域設定手段により設定された撮影領域に対応して前記検出手段の検出方法を設定する検出手法設定手段とをさらに備えた、請求項１に記載の物体監視装置。

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