JP3797525B2 - 画像監視システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視領域の現画像と基準画像とを比較して異常を検出する画像センサに関し、特に、警戒セットモ−ドの設定操作がなされたときに、画策行為の検出を行い、画策行為が行われていない場合に、画策検出用基準画像を更新する画像監視システムに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より、建物の出入口およびその他の監視領域の画像を継続して撮影し、撮影した現画像と記憶している基準画像とを比較照合することにより、監視領域が正常であるか異常であるかを判断する画像監視システムが実用化されている。 この画像監視システムは、警戒セットモ−ド中に、侵入者が監視領域を通過したり、画像センサに近づいて来たりして、現画像と基準画像との間に急激な変化が生じると、侵入異常が発生したと判断する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年において、侵入者は、侵入のための事前準備として、画像監視システムを構成する例えば画像センサ−の監視向きを変更するまたは画像センサ−の前に机や衝立てを配置するなどの画策行為を通常警戒解除モード中に行い、夜間無人になると、侵入行為を行う事案が生じている。このような問題に対して、本出願人は、警戒解除モ−ド中に行われる侵入行為の事前準備（画策行為）に対して、侵入検出用基準画像とは別に画策検出用基準画像を有して、警備解除中の画策行為を検出する画像監視システムを提案した。しかし、警備解除中は監視領域内に人がいる場合が多く、扉の開閉やカーテンの開閉などが行われると、これを画策行為とみなされ画策異常が頻繁に出てしまうという問題点があった。
【０００４】
本発明の目的は、警戒になるとき即ち警戒セット操作を行うときに、画策行為を検出し、画策行為が無ければ、画策基準画像を更新する信頼性の高い画像監視システムの提供にある。また、画像センサ−は、警戒セットモ−ドの設定信号を受信したときに、現画像を画策基準画像として記憶する画像監視システムの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものである。即ち、本発明は、撮影された監視領域の画像から異常の発生の有無を判定する画像センサと、前記監視領域を警戒セットモ−ドに設定するモ−ド設定器と、前記画像センサ及び前記モ−ド設定器と接続されるコントロ−ラとを具備する画像監視システムにおいて、前記画像センサは、前記監視領域を撮影する撮像手段と、画策検出用基準画像及び侵入検出用基準画像を記憶する記憶メモリを有する記憶手段と、前記コントロ−ラからの信号を受信する通信手段とを有し、前記通信手段が、警戒セットモ−ドの操作信号を受信したとき、前記撮像手段にて撮影された現画像と前記記憶手段に記憶されている画策検出用基準画像とを比較照合して、所定以上の差異が生じたときには、画策異常として判断し、前記通信手段が、警戒セットモードの設定信号を受信した以後は、前記撮像手段にて撮影された現画像と前記記憶手段に記憶されている侵入検出用基準画像とを比較照合して、所定以上の差異が生じたときには、侵入異常として判断する制御手段を具備することを特徴とする。
【０００６】
また、前記制御手段は、前記撮像手段にて撮影された現画像と前記記憶手段に記憶されている画策検出用基準画像とを比較照合して、所定以上の差異が生じなかったときには、前記撮像手段が撮像した現画像を画策検出用基準画像として前記記憶手段に記憶させることを特徴とする。
【０００７】
更に、撮影された監視領域の画像と侵入検出用基準画像及び画策検出用基準画像とを比較して侵入異常及び画策異常の発生の有無を判定する画像センサと、前記監視領域を警戒セットモ−ドに設定するモ−ド設定器と、前記画像センサ及び前記モ−ド設定器と接続されるコントロ−ラとを具備する画像監視システムにおいて、前記画像センサは、前記監視領域を撮影する撮像手段と、前記画策検出用基準画像を記憶する記憶手段と、前記コントロ−ラからの信号を受信する通信手段とを有し、前記通信手段が警戒セットモ−ドの操作信号を受信したときの現画像と前記記憶手段に記憶されている画策検出用基準画像とを比較し、画策異常でないと判断したときに当該現画像を前記記憶手段の画策検出用基準画像として記憶させる制御手段を具備することを特徴とする。
【０００８】
【本発明の実施の形態】
図１は、本発明の画像監視システムの全体構成を示す。監視対象の建物にコントロ−ラ１が設置され、このコントロ−ラ１に複数の画像センサ２、火災センサ３、非常ボタン４、モ−ド設定器５が接続される。コントロ−ラ１は、通信回線としての電話回線６を介して、遠隔地の監視センタに設けられた警備センタ−装置７と接続される。画像センサ２とコントロ−ラ１との接続は、アナログ信号線８とディジタル信号線９とで行われる。アナログ信号線８は、同軸ケ−ブルで構成され、映像信号（NTSC方式）を伝達し、ディジタル信号線９は、ツイストペア線で構成され、ディジタル信号線による制御信号を伝達する。
【０００９】
ここで、図１の画像監視システム全体の動作について簡単に説明する。モ−ド設定器５は、画像監視システムを警戒解除モ−ドまたは警戒セットモ−ドに設定する。警戒セットモ−ド中に画像センサ２が異常を検出すると、コントロ−ラ１は電話回線６を介して警備センタ装置７に異常が発生したことを示す異常信号を送信する。火災センサ３、非常ボタン４から異常信号が出力されると、コントロ−ラ１は、異常の種類、異常発生場所を示すデータを、電話回線６を通じて警備センタ装置７に送信する。なお、これらの異常信号の検出方法、伝達方法などは当該技術分野において良く知られたものであるので、これ以上の説明は省略する。画像センサ２は、建物内に例えば複数設置され、窓・ドアなどの監視対象を含む監視領域を撮影し、得られた画像から侵入などの異常の有無を判定する。
【００１０】
図２は、画像監視システムを構成する画像センサ２の構成を示している。画像センサ２には、ＣＰＵ等により構成される制御手段２０１と電源２０２が設けられる。画像センサ２の内部の各部分は、制御手段２０１により制御され、電源２０２から電力の供給を受ける。なお、制御手段２０１は、現画像を取り込むタイミングを制御するためのカウンタと、侵入者検出用基準画像及び画策検出用基準画像を更新するための計時手段を具備する。このカウンタは、例えば０．５秒毎にカウントをする。また、カウンタは、１から４までをカウントし４の次には１に戻る。計時手段は少なくとも３０分を計時する。電源２０２は、外部から供給されるＡＣ電源をＤＣ電圧に変換する変換装置から構成される。なお、電源２０２を画像センサ２内に設ける代わりに、コントロ−ラ１などの外部から直流電流を供給させても良い。
【００１１】
図３は、制御手段２０１に接続される記憶手段２２０の内容を示す。記憶手段２２０には、画像センサ２に所定の動作を実行させるためのプログラムを記憶したプログラム領域２２１、画像センサ２の設置高さ、俯角、監視ポイント、感度設定などを記憶したパラメ−タ領域２２２、ワ−クエリア２２３、監視領域の状態、即ち、現在の状態が正常であるか異常であるかを記憶する状態記憶領域２２４、監視領域の警備モ−ド、即ち、警戒セットモ−ド、警戒解除モ−ドなどを記憶するモ−ド記憶領域２２５が設けられる。記憶手段２２０は、更に撮像手段２０３が撮影した画像を記憶する領域として、侵入者検出用基準画像記憶領域２２６、画策検出用基準画像領域２２７、現画像記憶領域２２８、異常画像記憶領域２２９を備えている。現画像記憶領域２２８には、撮像手段２０３が撮影した最新の画像とその９フレ−ム前までの画像が記憶される。
【００１２】
図２に戻り、監視領域を撮影する撮像手段２０３は、ＣＣＤカメラにより構成され、可視領域から赤外領域までの感度を有する。赤外線投光手段２０４が設けられ、夜間など暗くなった時に、監視領域に赤外線が投光される。画像処理手段２０５は、記憶手段２２０に記憶された現画像と侵入者検出用基準画像とを比較照合して、得られた差分の大きさが所定値を超える場合、監視領域に異常が発生したと判定する。表示手段２０６は、ＬＥＤにより構成され、異常検出時に点灯し、非検出時には消灯して、異常検出の有無を画像センサ２の外部に表示する。通信手段２０７は、コントロ−ラ１と信号の送受信を行うインタ−フェ−スで、ディジタル信号線９によりコントロ−ラ１と接続され、映像信号以外の信号の送受信が行われる。画像出力手段２０８は、異常発生時の画像を出力するためのインタ−フェ−スである。映像信号としてはアナログ信号線８が使用され、画像出力手段２０８は、切換手段２０９を介してアナログ信号線８と接続される。アナログ信号線８は、コントロ−ラ１に対して各画像センサ２を直列に接続する。切換手段２０９は、画像センサ２が正常状態の時はアナログ信号線８の入力側と出力側を接続する。なお、図１では、入力側を「他の画像センサから」、出力側を「コントロ−ラ１へ」と表示してある。
正常状態の画像センサ２は、アナログ信号線８から切り離されている。異常状態を検出した時は、入力側のアナログ信号線８を切り離して、画像出力手段２０８を出力側のアナログ信号線８に接続させる。したがって、異常状態を検知した画像センサ２の画像出力手段２０８は、コントロ−ラ１に接続されることとなる。アドレス設定部２１０は、ディップスイッチにより構成され、コントロ−ラ１が画像センサ２を特定するためのアドレスがここで設定される。操作手段２１１は、電源をオン・オフするための手段である。また、操作手段２１１がオフされると、切換手段２０９は、アナログ信号線８の入力側と出力側を接続させて、当該画像センサ２をアナログ信号線８からバイパスさせる。
【００１３】
図４は、コントロ−ラ１の構成を示す。コントロ−ラ１には、ＭＰＵなどにより構成される制御部１０１と電源回路１０２が設けられる。コントロ−ラ１内の各部分は、制御部１０１により制御され、電源回路１０２から電力の供給を受ける。電源回路１０２は、外部からのＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する変換回路とバッテリを有する。また、モ−ド設定器５は、制御装置１０１と接続される。
【００１４】
コントロ−ラ１には、更に以下の部分が設けられる。センサ監視回路１０３は、火災センサ３、非常ボタン４とのインタフェ−スである。モデム１０４が電話回線６との間に設けられる。画像センサ通信制御部１０５は、画像センサ２とディジタル信号線９で接続される。映像入出力制御部１０６は、画像センサ２とアナログ信号線８で接続される。この映像入出力制御部１０６は、画像センサ２から送られてきた映像信号をモデム１０４と外部に接続されたモニタ装置１０に分配する。表示部１０７は、通常監視領域の監視状態を画面上に表示し、異常が検出されたときは、ブザ−を鳴動させ、画面上に異常の種類、異常発生箇所などを表示する。また、表示部１０７は、画像センサ２の設定作業時にも使用される。設定手段１０８は、画像センサ２の初期設定又は設定変更時に使用される。
【００１５】
図５のフロ−チャ−トを用いて、画像センサ２の画策検出用基準画像の更新及び画策行為検出の具体的動作について説明する。画像センサ２は、撮像手段２０３で撮影した現画像をカウンタのカウントごと（０．５秒）に取り込み、現画像記憶領域２２８に記憶される（ステップＳ１）。ステップＳ２で、警戒セットの操作信号が受信されたか否かを判断する。予め容認された者が、モ−ド設定器５で警戒セットの操作を行うと、コントロ−ラ１は接続されているすべての画像センサ２に、警戒セットの操作信号を送信する。ステップＳ２で、警戒セットの操作信号を受信すれば、ステップＳ３に進み、受信していなければ、ステップＳ１に戻る。
【００１６】
ステップＳ３では、現画像と画策検出用基準画像とを、４８の判定ブロックに区分する。現画像と画策検出用基準画像とを４８の各判定ブロックごとに比較照合し、各判定ブロックごとの正規化相関値と分散値を算出する（ステップＳ４）。この正規化相関値と分散値とから各判定ブロックごとに類似度を求める（ステップＳ５）。ステップＳ５で算出された各判定ブロックの類似度がしきい値以上である判定ブロックの数を算出する（ステップＳ６ ）。ステップＳ７で、しきい値を超える判定ブロック数が所定値（ブロック所定値）以上か否かを判断する。ここで、制御手段２０１は、ブロック所定値未満であれば、正常と判断されてステップＳ１２へ進み、ブロック所定値以上であれば、画策異常と判断されてステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、画策行為があったと判断されているので、現画像を異常画像記憶領域２２９に記憶すると共に、状態記憶領域２２４に異常を記憶する。また、表示手段２０６にも、画策異常を表示し、（ステップＳ９）処理を終了する。ステップＳ１０では、正常であるので、現画像を画策検出用基準画像記憶領域２２７に記憶する。こうして、画策検出用基準画像が更新され、ステップＳ１に戻る。
【００１７】
以上説明した処理により、警戒セットモ−ドの設定操作がなされたときに、画策行為の有無を判断し、画策行為がなければ、現画像が画策検出用基準画像として記憶される。こうして、画策検出用基準画像が更新されていく。
【００１８】
図６は、警戒セット操作が設定されたときのコントロ−ラ１の具体的動作を示すフロ−チャ−トである。コントロ−ラ１は、１秒ごとに、画像センサ通信制御部１０５にてディジタル信号線９を介して接続されている各画像センサ２に対して、状態呼出信号を送信する（ステップＳ２１）。画像センサ２から状態記憶領域２２４に記憶されている状態信号を受信する（ステップＳ２２）。受信しないときには、ステップＳ２１に戻る。受信した当該画像センサ２の状態信号を制御部１０１内の状態記憶メモリに記憶する。このように、制御部１０１は、常時、各画像センサ２の状態を監視している。また、制御部１０１は、モ−ド設定器５から警戒セットの操作が行われたか否かを監視している（ステップＳ２３）。警戒セット操作が行われていないときには、ステップＳ２１に戻る。警戒セットの操作が行われたときには、状態記憶メモリに記憶されている各画像センサ２の状態信号を確認して（ステップＳ２４）、すべての画像センサ２が正常を示していれば、警戒モ−ドの設定を「是正」として、監視領域の警備モ−ドを警戒セットモ−ドに設定する（ステップＳ２５）。そして、コントロ−ラ１は、警戒セットモ−ドの設定信号を、各画像センサ２に対して送信する（ステップＳ２６）。ステップＳ２５で、異常状態を示す画像センサ２があれば、警戒セットモ−ドに移行せず、表示部１０７に当該画像センサ２を正常状態に是正するよう表示する（ステップＳ２７）。
【００２０】
図７のフロ−チャ−トを用いて、画像センサ１の侵入者検出の具体的動作について説明する。ステップＳ４１は、警戒セットモ−ドの設定信号を通信手段２０７を介して受信しているか否かを監視する。警戒セットモ−ドの設定信号を受信していない場合、ステップＳ４１に戻る。
【００２１】
画像センサ１は、撮像手段１３で撮影した現画像をカウンタのカウントごと（０．５秒）に取り込み、現画像記憶領域２２８に記憶する（ステップＳ４２）。現画像記憶領域２２８には、この最新の画像と、その前に獲得した９フレ−ム分の画像の合計１０フレ−ムの画像が順次記憶される。この現画像記憶領域２２８には、常に最新の１０フレ−ムの画像が記憶されるように、書換えが行われる。なお、侵入異常の検出には、プレ異常画像を検知してから連続する３回の現画像と侵入者検出用基準画像とを比較照合することで行う。ステップＳ４３では、現画像と侵入者検出用基準画像記憶領域２２０に記憶されている侵入者検出用基準画像とを比較照合し、両画像の差分をとる。
【００２２】
そして、ステップＳ４４で、ワ−クエリア２２３に記憶されている画像があるか否かを判断する。なお、このワ−クエリア２２３には、後述のように、現画像に一応の異常が認められた場合、それがプレ異常画像として記憶される。したがって、現画像に異常が検出されていなければ、ワ−クエリア２２３には、画像が存在しない。ワ−クエリア２２３に画像が記憶されていない場合、ステップＳ４３の差分が基準値以上か否かを判断する（ステップＳ４５）。その結果、基準値未満と判断されたときは、ステップＳ４１に戻る。基準値以上と判断された場合は、現画像をプレ異常画像としてワ−クエリア２２３に記憶し（ステップＳ４６）、第２のカウンタのカウント値をリセットして、その値を０とする（ステップＳ４７）。そして、ステップＳ４１に戻る。これより、最初に現画像と侵入者検出用基準画像との間に基準値以上の差分が生じたときは、ワ−クエリア２２３に画像が記憶されることとなる。
【００２３】
ステップＳ４４で、ワ−クエリア２２３に記憶されている画像（プレ異常画像）がある場合、第２のカウンタをカウントアップし（ステップＳ４８）、ステップＳ４３で得た差分が基準値以上か否かを判断する（ステップＳ４９）。その結果、基準値未満と判断されたときは、第２のカウンタのカウント値が３であるか否かを判断する（ステップＳ５０）。ここでカウント値が「３」でない場合には、ステップＳ４１に戻る。
【００２４】
ステップＳ５０で、第２のカウンタのカウント値が「３」である場合には、ワ−クエリア２２３に記憶されている画像を侵入者検出用基準画像記憶領域２２６に記憶して、侵入者検出用基準画像とする（ステップＳ５１）。次いで、ワ−クエリア２２３に記憶されているプレ基準画像を削除し、第２のカウンタをリセットして（ステップＳ５２）、ステップＳ４１に戻る。
【００２５】
以上のステップにより、現画像と侵入者基準画像との差分が所定の基準値を超えた場合、その現画像がプレ異常画像として、ワ−クエリア２２３に記憶されるが、以後、３回連続する比較照合において、差分が基準値を超えなかった場合は、侵入異常ありとはせずに、プレ異常画像をワ−クエリア２２３から削除して、プレ異常画像を新たな侵入者検出用基準画像とする。
【００２６】
ステップＳ４９で、前記差分が基準値以上と判断された場合、現画像を異常画像記憶領域２２９に記憶する（ステップＳ５３）。この場合とは、差分が最初に基準値以上となって、その後、３回の比較照合を行う間に、差分が再び基準値以上となった場合であり、この場合は、４回の内２回差分を検出したのであるから、監視領域に侵入者が存在すると判断する。次に、状態記憶領域２２４に侵入異常を記憶して（ステップＳ５４）、ステップＳ５２へ戻る。
【００２７】
以上が画像センサ１における侵入者検出用のロジックである。これより、画像センサ１は、侵入者異常を検出しない場合は、状態記憶領域２２４に正常を記憶し、２秒ごとに現画像を侵入者検出用基準画像記憶領域２２６に記憶して、侵入者検出用基準画像を更新していく。また、侵入者異常を検出した場合は、状態記憶領域２２４に異常を記憶し、現画像を異常画像記憶領域２２９に記憶する。
【００２８】
画像センサ１は、コントロ−ラ１から状態呼出信号を通信手段１７を介して受信すると、状態記憶領域２２４に記憶している状態信号を通信手段１７を介してコントロ−ラ１へ送信する。ここで、異常信号を送信すると、コントロ−ラ１から異常画像送信要求信号が送信される。画像センサ１は、これに対して異常画像記憶領域２２９に記憶してある画像を画像出力手段１８を介してコントロ−ラ１へ送信する。なお、以上の説明においては、継続して入力される４枚の現画像と侵入者検出用基準画像とを比較照合して、２枚の差分値が所定の基準値を超えたときに異常と判断している。しかしながら、異常と判断する手法はこれに限定されるものではなく、例えば、差分値の大きさに差分値の動きを加えて異常の有無の判断を行うことができる。差分値の動きは、差分と差分との差をとることによって得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、監視領域が警戒状態になる際に、侵入行為の事前準備である画策行為の検出を行うので、未然に侵入行為の画策行為を防止することができる。また、画策行為が無ければ最新の画像を画策基準画像として更新するので、検出精度が向上する。さらに、警戒セットモ−ドの設定信号を受信した場合には、最新の画像を画策基準画像として更新するので、検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の画像センサを適用した監視システムの全体構成を示す図。
【図２】 図１の画像センサの構成を示す図。
【図３】 図１画像センサの記憶手段の１例を示した図。
【図４】 図１のコントロ−ラの構成を示す図。
【図５】警戒セット操作信号を受信したときの画像センサのフロ−チャ−ト。
【図６】警戒セット操作時のコントロ−ラのフロ−チャ−ト。
【図７】画像センサの侵入者検出のフローチャート
【符号の説明】
１…コントロ−ラ
２…画像センサ
５…モ−ド設定器
２０３…撮像手段
２２０…記憶手段
２２４…状態記憶領域
２２５…モ−ド記憶領域
２２７…画策検出用基準画像記憶領域
２２８…現画像記憶領域
２２９…異常画像記憶領域

Claims (3)

1. 撮影された監視領域の画像から異常の発生の有無を判定する画像センサと、前記監視領域を警戒セットモ−ドに設定するモ−ド設定器と、前記画像センサ及び前記モ−ド設定器と接続されるコントロ−ラとを具備する画像監視システムにおいて、
   前記画像センサは、
   前記監視領域を撮影する撮像手段と、
   画策検出用基準画像及び侵入検出用基準画像を記憶する記憶メモリを有する記憶手段と、
   前記コントロ−ラからの信号を受信する通信手段とを有し、
   前記通信手段が、警戒セットモ−ドの操作信号を受信したとき、前記撮像手段にて撮影された現画像と前記記憶手段に記憶されている画策検出用基準画像とを比較照合して、所定以上の差異が生じたときには、画策異常として判断し、前記通信手段が、警戒セットモードの設定信号を受信した以後は、前記撮像手段にて撮影された現画像と前記記憶手段に記憶されている侵入検出用基準画像とを比較照合して、所定以上の差異が生じたときには、侵入異常として判断する制御手段を具備することを特徴とする画像監視システム。
2. 前記制御手段は、前記撮像手段にて撮影された現画像と前記記憶手段に記憶されている画策検出用基準画像とを比較照合して、所定以上の差異が生じなかったときには、前記撮像手段が撮像した現画像を画策検出用基準画像として前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項１記載の画像監視システム。
3. 撮影された監視領域の画像と侵入検出用基準画像及び画策検出用基準画像とを比較して侵入異常及び画策異常の発生の有無を判定する画像センサと、前記監視領域を警戒セットモ−ドに設定するモ−ド設定器と、前記画像センサ及び前記モ−ド設定器と接続されるコントロ−ラとを具備する画像監視システムにおいて、
   前記画像センサは、
   前記監視領域を撮影する撮像手段と、
   前記画策検出用基準画像を記憶する記憶手段と、
   前記コントロ−ラからの信号を受信する通信手段とを有し、
   前記通信手段が警戒セットモ−ドの操作信号を受信したときの現画像と前記記憶手段に記憶されている画策検出用基準画像とを比較し、画策異常でないと判断したときに当該現画像を前記記憶手段の画策検出用基準画像として記憶させる制御手段を具備することを特徴とする画像監視システム。

Images