JP3897471B2 - 画像センサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視領域を撮影し、侵入異常及び画策異常を検出する画像に関し、特に、設定された警備モ−ドが、警戒解除モ−ドの場合には画策異常を検出する画像センサに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より、建物の出入口及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あ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センサが実用化されている。この画像センサは、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】
近年においては、侵入者は、侵入のための事前準備とな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、侵入行為を行う場合が生じている。しかしながら、従来の画像センサ−は、警戒セットモ−ド中に設定されているときのみ侵入者の検出を行い、警戒解除モ−ド中に行われる侵入行為の事前準備に対しては何ら対応されていなかった。したがって、未然に犯罪行為を抑止できず信頼性をなくしてしまうという問題点があった。
【０００４】
本発明の目的は、警備モ−ドが警戒解除モ−ドに設定されているときには、画策行為を検出する信頼性の高い画像センサの提供にある。
【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、監視領域の画像を撮影する撮像手段と、画策検出用基準画像と侵入者検出用基準画像とを記憶する記憶手段と、入力する現画像と前記画策検出用基準画像とを比較照合して画策異常の有無を判断する判断手段と、前記侵入者検出用基準画像を更新する時間間隔よりも長い時間間隔にて前記画策検出用基準画像を更新する制御手段とを備えた画像センサであって、前記記憶手段は、前記監視領域において設定されている警備モ−ドを記憶するモ−ド記憶領域を有し、前記判断手段は、前記モ−ド記憶領域に警戒解除モ−ドが設定されているときには、前記現画像と前記画策検出用基準画像との間で算出した類似度から前記現画像が前記画策検出用基準画像と似ていないと判定されると、似ていないと判定されている継続時間を算出し、該継続時間が継続しきい値を超えると前記画策異常有りとの判断を行うことを特徴とする。
【０００６】
また、監視領域の画像を撮影する撮像手段と、画策検出用及び侵入者検出用基準画像を記憶する記憶手段と、入力する現画像と前記基準画像とを比較照合して異常か正常かを判断する判断手段と、前記侵入者検出用基準画像を更新する時間間隔よりも長い時間間隔にて前記画策検出用基準画像を更新する制御手段とを備えた画像センサであって、前記記憶手段は、前記監視領域において設定されている警備モ−ドを記憶するモ−ド記憶領域を有し、前記判断手段は、前記モ−ド記憶領域に警戒セットモ−ドが設定されているときには、前記現画像と前記侵入者検出用基準画像との差分の大きさが基準値を超えた場合に侵入異常有りとの判断を行うと共に、警戒解除モ−ドが設定されているときには、前記現画像と前記画策検出用基準画像との間で算出した類似度から前記現画像が前記画策検出用基準画像と似ていないと判定されると、似ていないと判定されている継続時間を算出し、該継続時間が継続しきい値を超えると画策異常有りとの判断を行うことを特徴とする。
【０００７】
【本発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した画像センサ１の構成を示している。画像センサ１には、ＣＰＵ等により構成される制御手段１１と電源１２が設けられる。画像センサ１の内部の各部分は、制御手段１１により制御され、電源１２から電力の供給を受ける。なお、制御手段１１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１２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１２を画像センサ１内に設ける代わりに、コントロ−ラなどの外部から直流電源を供給させても良い。
【０００８】
図２は、制御手段１１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１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、判定ブロック毎に設けられる判定ブロックカウンタのカウント値が記憶される判定カウンタ記憶領域２３０が設けられる。記憶手段２２０は、更に撮像手段１３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（第１の記憶メモリ）２２６、画策検出用基準画像領域（第２の記憶メモリ）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１３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。
【０００９】
図１に戻り、監視領域を撮影する撮像手段１３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１４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１５は、記憶手段２２０に記憶された現画像と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１６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１の外部に表示する。なお、異常検出時には外部への表記をせずに、容認された対処者がこの画像センサに対処をしたときに、初めて異常表示を行うようにすることもできる。通信手段１７は、図示しないコントロ−ラと信号の送受信を行うインタ−フェ−スで、ディジタル信号線によりコントロ−ラと接続され、映像信号以外の信号の送受信が行われる。画像出力手段１８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が使用され、画像出力手段１８は、切換手段１９を介してアナログ信号線と接続される。アナログ信号線は、コントロ−ラに対して各画像センサ１を直列に接続する。切換手段１９は、画像センサ１が正常状態の時はアナログ信号線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−ラへ」と表示してある。
【００１０】
正常状態の画像センサ１は、アナログ信号線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を切り離して、画像出力手段１８を出力側のアナログ信号線に接続させる。したがって、異常状態を検知した画像センサ１の画像出力手段１８は、コントロ−ラに接続されることとなる。アドレス設定部２０は、ディップスイッチにより構成され、コントロ−ラが画像センサ１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２１は、電源をオン・オフするための手段である。また、操作手段２１がオフされると、切換手段１９は、アナログ信号線の入力側と出力側を接続させて、当該画像センサ１をアナログ信号線からバイパスさせる。
【００１１】
図３〜図７を用いて、画像センサ１により異常を検出する手法の１例を説明する。なお、最初に図３を用いて概略を説明した後、図４から図７のフロ−チャ−トを用いて具体的に説明する。図３（Ａ）は第１の記憶メモリ２２６に記憶されている侵入者検出用基準画像、（Ｂ）は撮像手段１３で撮影され、現画像記憶領域２２８に記憶される現画像、（Ｃ）は侵入者検出用基準画像（Ａ）と現画像（Ｂ）の差分を示す画像である。なお、（Ｂ）の現画像は、撮像手段１３が撮影した最新の画像である。画像処理手段１５は、（Ａ）の侵入者検出用基準画像と（Ｂ）の現画像と比較して、両画像の差分（Ｃ）を取り出す。制御手段１１は、両画像の差分の大きさが所定の基準値を超えているか否か判断する（第１の判断手段）。なお、ここでは、差分の外接矩形を作成して、差分の大きさを算出するようにしても良い。
【００１２】
差分の大きさが、基準値を超えていた場合、現画像をプレ異常画像として、ワ−クエリア２２３に記憶する。なお、ワ−クエリア２２３には、３枚の画像を記憶することができる。続いて、次のタイミングで、現画像と侵入者検出用基準画像とを前述同様に比較照合する。制御手段１１は両画像の差分の大きさが所定の基準値を超えた場合（連続して所定の基準値を超えた）には、監視領域に異常が発生したと判断する。この場合、（Ｂ）の現画像（異常発生と判定された時の画像）は、異常画像記憶領域２２９に記憶される。
【００１３】
また、プレ異常画像を記憶した後、次の現画像と侵入者検出用基準画像とを比較照合した時に、両画像の差分の大きさが所定の基準値を超えなかった（連続して所定の基準値を超えなかった）と判断した場合には、３回目、４回目の比較照合を行う。そして、３回目又は４回目の比較照合時に、基準値を超えた場合（即ち、連続する４回の内、２回、所定の基準値を超えた場合）は、侵入異常が発生したと判断する。そして、異常が発生したと判断された現画像は、異常画像記憶領域２２９に記憶される。
【００１４】
一方、プレ異常画像が記憶された後、２〜４回目の比較照合でも所定の基準値をこえなかった場合は、監視領域に異常は発生していないと判断する。この場合には、制御手段１１は、ワ−クエリア２２３に記憶されたプレ異常画像を、次の侵入者検出用基準画像の更新時に新たな基準画像として第１の記憶メモリ２２６に記憶する。
【００１５】
また、制御手段１１は、両画像の比較照合をしても異常と判断されない場合には、所定の時間間隔（第１の所定時間、例えば２秒）毎に、（Ｂ）の現画像を（A）の侵入者検出用基準画像として第１の記憶メモリ２２６に記憶する。画策異常の検出は、現画像と画策検出用基準画像の比較照合により行われる。画策異常を検出したときには、異常と判断された現画像が異常画像記憶領域２２９に記憶される。また、異常と判断されない場合には、所定の時間間隔（第２の所定時間、例えば30分）毎に、現画像を画策検出用基準画像として第２の記憶メモリ２２７に記憶する。
【００１６】
図４から図６のフロ−チャ−トを用いて、画像センサ１の画策検出の具体的動作について説明する。画像センサ１は、ステップＳ１で、モ−ド記憶領域２２５に警戒解除モ−ドが設定されているか否かを判断する。モ−ド記憶領域２２５には、警戒セットモ−ド、警戒解除モ−ドなどの警備モ−ドが記憶される。この警備モ−ドは、コントロ−ラに付属した警備モ−ド設定器で設定される。
【００１７】
ステップＳ１で、警戒解除モ−ドで無い場合（例、警戒セットモ−ド）は、ステップＳ２に進む。ステップＳ２で、モ−ド記憶領域２２５に警戒セットが設定されているか否かを判断し、警戒セットモードに設定されている場合には図７のフローチャートを用いて後述する侵入者検出の動作を行う。ステップＳ１で警戒解除モードであれば、ステップＳ３に進む。
【００１８】
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に記憶される（ステップＳ３）。次にステップＳ４では、現画像と画策検出用基準画像との類似度を算出する。
【００１９】
図５のフロ−チャ−トを用いて、ステップＳ４の類似度の算出方法を説明する。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（ステップＳ１５）。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Ｓ１６）。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Ｓ１７）。
【００２０】
図４に戻ると、ステップＳ５で、各判定ブロックごとの類似度が小さくなる（似ていない）と判定ブロックごとのカウンタ（判定ブロックカウンタ）のカウント値をアップし、類似度が大きくなる（似ている）と判定ブロックカウンタのカウント値をダウンする。なお、この判定ブロックカウンタは、記憶手段２２０のカウンタ記憶領域２３０を使用している。ここで、カウント値が例えば５回連続してカウントダウンする場合には、カウント値を０になるように設定されている。ステップＳ６で、各判定ブロックカウンタのカウント値がしきい値以上の判定ブロックの数を算出する。また、しきい値以上の判定ブロック数ごとにその継続時間を算出する。
【００２１】
図６を用いて、継続時間について説明する。時点ｔｎ は、現画像を現画像記憶領域２２８に取り込む間隔の０．５秒で経過する。いま、時点ｔｎでしきい値以上となった判定ブロック数が１０であるとすると、しきい値以上の判定ブロック数の継続時間は、０．５秒である。この状態が次の時点ｔｎ＋１まで継続すると、しきい値以上の判定ブロック数１０の継続時間は、１．０秒となる。時点ｔｎ＋２で、しきい値以上となった判定ブロック数が１１となると、判定ブロック数１０の継続時間は１．５秒、判定ブロック数１１の継続状態は０．５秒となる。以後、同様にして、しきい値以上となった判定ブロック数ごとに継続時間が算出される。
【００２２】
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、ブロック所定値以上であれば、ステップＳ１１へ進み、未満であればステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、計時手段が３０分を超えているか否かを判断する。ここで、計時手段が所定の時間（３０分）を超えない場合、ステップＳ１に戻る。ステップＳ８で、計時手段が３０分を超えた場合、ステップＳ９に進み、現画像を第２の記憶メモリ２２７へ記憶して、画策検出用基準画像を更新すると共に、各判定ブロックの判定カウンタ記憶領域２２６のカウント値をクリアする。そして、各判定ブロック所定値ごとの継続時間もクリアする。その後、計時手段をリセットして（ステップＳ１０）、ステップＳ１へ戻る。したがって、画策異常の検出がなく３０分を経過すると、３０分ごとに画策検出用基準画像が更新される。
【００２３】
ステップＳ７でブロック所定値以上であった場合、ステップＳ１１で、しきい値を超える判定ブロック数ごとの継続時間が、所定のしきい値（継続しきい値）を超えているか否かを判断する。なお、継続しきい値は複数用意され、しきい値を超えた判定ブロック数が大きければ継続しきい値が小さく設定される。
しきい値を超える判定ブロック数ごとの継続時間が継続しきい値を超えている場合、制御手段１１は、画策行為があったと判断する（ステップＳ１３）。そして、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に画策異常を記憶して（ステップＳ１４）処理を終了する。
【００２４】
ステップＳ１１で、しきい値を超える判定ブロック数ごとの継続時間が、継続しきい値を超えていない場合、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、しきい値を超える判定ブロック数ごとの継続時間が、前記の継続しきい値より小さい値に設定された所定値（時間所定値）を超えているか否かを判断する。ここで、時間所定値を超えていない場合は、ステップＳ１へ戻り、時間所定値を超えている場合は、ステップＳ１０へ進む。
【００２５】
このステップＳ１２で時間所定値を設けた理由は、次のとおりである。ステップＳ６で、判定ブロック数と継続時間を算出している間に、ステップＳ８で３０分が経過すると、ステップＳ９で判定カウンタのカウント値と継続時間がクリアされる。すると、その時点から、新たに判定ブロック数と継続時間の算出が行われるため、画策行為を検出するのに時間がかかりすぎることとなる。したがって、継続しきい値より小さい時間しきい値を設定して、継続しきい値は超さないが、この時間しきい値を超えている場合は、ステップＳ１０へ進んで、計時手段のみをクリアして、次の３０分まで判定ブロック数と継続時間の算出を続ける。以上説明した処理により、３０分が経過した場合は、画策検出用基準画像が更新されていく。
【００２６】
画像センサ１は、コントロ−ラ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−ラへ送信する。ここで、異常信号を送信すると、コントロ−ラ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−ラへ送信する。
【００２７】
本実施態様においては、画策行為の検出の実施例として、ステップＳ１２で判定ブロック数が時間所定値を超える場合、計時手段をリセットして、次の３０分間で画策行為を検出する様に説明したが、次の３０分以内で判定ブロック数が時間所定値を超えた場合、その時点で画策異常と判断してもよい。
【００２８】
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。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Ｓ２１）。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。
【００２９】
ステップＳ２２では、現画像と第１の記憶メモリ２２６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。そして、ステップＳ２３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Ｓ２２の差分が基準値以上か否かを判断する（ステップＳ２４）。その結果、基準値未満と判断されたときは、図４のステップＳ１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Ｓ２５）、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Ｓ２６）。そして、ステップＳ１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。
【００３０】
ステップＳ２３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Ｓ２７）、ステップＳ２２で得た差分が基準値以上か否かを判断する（ステップＳ２８）。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Ｓ２９）。ここでカウント値が「３」でない場合には、ステップＳ１に戻る。ステップＳ２９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第１の記憶メモリ２２６に記憶して、侵入者検出用基準画像とする（ステップＳ３０）。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Ｓ３１）、ステップＳ１に戻る。
【００３１】
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。
【００３２】
ステップＳ２８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Ｓ３２）。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回だけ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Ｓ３３）、ステップＳ３１へ戻る。
【００３３】
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秒ごとに現画像を第１の記憶メモリ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。画像センサ１は、コントロ−ラ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−ラへ送信する。ここで、異常信号を送信すると、コントロ−ラ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−ラへ送信する。
【００３４】
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。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、警戒解除モ−ド中に行われる侵入行為の事前準備にあたる画策行為を検出することができるので、侵入行為を未然に防ぐことが可能となり、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した画像センサの構成を示す図。
【図２】 図１の記憶手段の１例を示す図。
【図３】 図１の画像センサが異常を検出する手法を説明するための図。
【図４】 図１の画像センサの画策検出動作を説明するフロ−チャ−ト。
【図５】 図４における類似度算出の手法を示すフロ−チャ−ト。
【図６】 図４における継続時間を説明するための図。
【図７】 図１の画像センサの侵入者検出動作を説明するフロ−チャ−ト。
【符号の説明】
１…画像センサ
１１…制御手段
１２…電源
１３…撮像手段
１４…赤外線投光手段
１５…画像処理手段
１６…表示手段
１７…通信手段
１８…画像出力手段
１９…切替手段
２０…アドレス設定部
２２０…記憶手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視領域を撮影し、侵入異常及び画策異常を検出する画像に関し、特に、設定された警備モ−ドが、警戒解除モ−ドの場合には画策異常を検出する画像センサに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より、建物の出入口及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あ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センサが実用化されている。この画像センサは、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】
近年においては、侵入者は、侵入のための事前準備とな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、侵入行為を行う場合が生じている。しかしながら、従来の画像センサ−は、警戒セットモ−ド中に設定されているときのみ侵入者の検出を行い、警戒解除モ−ド中に行われる侵入行為の事前準備に対しては何ら対応されていなかった。したがって、未然に犯罪行為を抑止できず信頼性をなくしてしまうという問題点があった。
【０００４】
本発明の目的は、警備モ−ドが警戒解除モ−ドに設定されているときには、画策行為を検出する信頼性の高い画像センサの提供にある。
【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、監視領域の画像を撮影する撮像手段と、画策検出用基準画像と侵入者検出用基準画像とを記憶する記憶手段と、入力する現画像と前記画策検出用基準画像とを比較照合して画策異常の有無を判断する判断手段と、前記侵入者検出用基準画像を更新する時間間隔よりも長い時間間隔にて前記画策検出用基準画像を更新する制御手段とを備えた画像センサであって、前記記憶手段は、前記監視領域において設定されている警備モ−ドを記憶するモ−ド記憶領域を有し、前記判断手段は、前記モ−ド記憶領域に警戒解除モ−ドが設定されているときには、前記現画像と前記画策検出用基準画像との間で算出した類似度から前記現画像が前記画策検出用基準画像と似ていないと判定されると、似ていないと判定されている継続時間を算出し、該継続時間が継続しきい値を超えると前記画策異常有りとの判断を行うことを特徴とする。
【０００６】
また、監視領域の画像を撮影する撮像手段と、画策検出用及び侵入者検出用基準画像を記憶する記憶手段と、入力する現画像と前記基準画像とを比較照合して異常か正常かを判断する判断手段と、前記侵入者検出用基準画像を更新する時間間隔よりも長い時間間隔にて前記画策検出用基準画像を更新する制御手段とを備えた画像センサであって、前記記憶手段は、前記監視領域において設定されている警備モ−ドを記憶するモ−ド記憶領域を有し、前記判断手段は、前記モ−ド記憶領域に警戒セットモ−ドが設定されているときには、前記現画像と前記侵入者検出用基準画像との差分の大きさが基準値を超えた場合に侵入異常有りとの判断を行うと共に、警戒解除モ−ドが設定されているときには、前記現画像と前記画策検出用基準画像との間で算出した類似度から前記現画像が前記画策検出用基準画像と似ていないと判定されると、似ていないと判定されている継続時間を算出し、該継続時間が継続しきい値を超えると画策異常有りとの判断を行うことを特徴とする。
【０００７】
【本発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した画像センサ１の構成を示している。画像センサ１には、ＣＰＵ等により構成される制御手段１１と電源１２が設けられる。画像センサ１の内部の各部分は、制御手段１１により制御され、電源１２から電力の供給を受ける。なお、制御手段１１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１２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１２を画像センサ１内に設ける代わりに、コントロ−ラなどの外部から直流電源を供給させても良い。
【０００８】
図２は、制御手段１１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１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、判定ブロック毎に設けられる判定ブロックカウンタのカウント値が記憶される判定カウンタ記憶領域２３０が設けられる。記憶手段２２０は、更に撮像手段１３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（第１の記憶メモリ）２２６、画策検出用基準画像領域（第２の記憶メモリ）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１３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。
【０００９】
図１に戻り、監視領域を撮影する撮像手段１３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１４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１５は、記憶手段２２０に記憶された現画像と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１６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１の外部に表示する。なお、異常検出時には外部への表記をせずに、容認された対処者がこの画像センサに対処をしたときに、初めて異常表示を行うようにすることもできる。通信手段１７は、図示しないコントロ−ラと信号の送受信を行うインタ−フェ−スで、ディジタル信号線によりコントロ−ラと接続され、映像信号以外の信号の送受信が行われる。画像出力手段１８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が使用され、画像出力手段１８は、切換手段１９を介してアナログ信号線と接続される。アナログ信号線は、コントロ−ラに対して各画像センサ１を直列に接続する。切換手段１９は、画像センサ１が正常状態の時はアナログ信号線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−ラへ」と表示してある。
【００１０】
正常状態の画像センサ１は、アナログ信号線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を切り離して、画像出力手段１８を出力側のアナログ信号線に接続させる。したがって、異常状態を検知した画像センサ１の画像出力手段１８は、コントロ−ラに接続されることとなる。アドレス設定部２０は、ディップスイッチにより構成され、コントロ−ラが画像センサ１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２１は、電源をオン・オフするための手段である。また、操作手段２１がオフされると、切換手段１９は、アナログ信号線の入力側と出力側を接続させて、当該画像センサ１をアナログ信号線からバイパスさせる。
【００１１】
図３〜図７を用いて、画像センサ１により異常を検出する手法の１例を説明する。なお、最初に図３を用いて概略を説明した後、図４から図７のフロ−チャ−トを用いて具体的に説明する。図３（Ａ）は第１の記憶メモリ２２６に記憶されている侵入者検出用基準画像、（Ｂ）は撮像手段１３で撮影され、現画像記憶領域２２８に記憶される現画像、（Ｃ）は侵入者検出用基準画像（Ａ）と現画像（Ｂ）の差分を示す画像である。なお、（Ｂ）の現画像は、撮像手段１３が撮影した最新の画像である。画像処理手段１５は、（Ａ）の侵入者検出用基準画像と（Ｂ）の現画像と比較して、両画像の差分（Ｃ）を取り出す。制御手段１１は、両画像の差分の大きさが所定の基準値を超えているか否か判断する（第１の判断手段）。なお、ここでは、差分の外接矩形を作成して、差分の大きさを算出するようにしても良い。
【００１２】
差分の大きさが、基準値を超えていた場合、現画像をプレ異常画像として、ワ−クエリア２２３に記憶する。なお、ワ−クエリア２２３には、３枚の画像を記憶することができる。続いて、次のタイミングで、現画像と侵入者検出用基準画像とを前述同様に比較照合する。制御手段１１は両画像の差分の大きさが所定の基準値を超えた場合（連続して所定の基準値を超えた）には、監視領域に異常が発生したと判断する。この場合、（Ｂ）の現画像（異常発生と判定された時の画像）は、異常画像記憶領域２２９に記憶される。
【００１３】
また、プレ異常画像を記憶した後、次の現画像と侵入者検出用基準画像とを比較照合した時に、両画像の差分の大きさが所定の基準値を超えなかった（連続して所定の基準値を超えなかった）と判断した場合には、３回目、４回目の比較照合を行う。そして、３回目又は４回目の比較照合時に、基準値を超えた場合（即ち、連続する４回の内、２回、所定の基準値を超えた場合）は、侵入異常が発生したと判断する。そして、異常が発生したと判断された現画像は、異常画像記憶領域２２９に記憶される。
【００１４】
一方、プレ異常画像が記憶された後、２〜４回目の比較照合でも所定の基準値をこえなかった場合は、監視領域に異常は発生していないと判断する。この場合には、制御手段１１は、ワ−クエリア２２３に記憶されたプレ異常画像を、次の侵入者検出用基準画像の更新時に新たな基準画像として第１の記憶メモリ２２６に記憶する。
【００１５】
また、制御手段１１は、両画像の比較照合をしても異常と判断されない場合には、所定の時間間隔（第１の所定時間、例えば２秒）毎に、（Ｂ）の現画像を（A）の侵入者検出用基準画像として第１の記憶メモリ２２６に記憶する。画策異常の検出は、現画像と画策検出用基準画像の比較照合により行われる。画策異常を検出したときには、異常と判断された現画像が異常画像記憶領域２２９に記憶される。また、異常と判断されない場合には、所定の時間間隔（第２の所定時間、例えば30分）毎に、現画像を画策検出用基準画像として第２の記憶メモリ２２７に記憶する。
【００１６】
図４から図６のフロ−チャ−トを用いて、画像センサ１の画策検出の具体的動作について説明する。画像センサ１は、ステップＳ１で、モ−ド記憶領域２２５に警戒解除モ−ドが設定されているか否かを判断する。モ−ド記憶領域２２５には、警戒セットモ−ド、警戒解除モ−ドなどの警備モ−ドが記憶される。この警備モ−ドは、コントロ−ラに付属した警備モ−ド設定器で設定される。
【００１７】
ステップＳ１で、警戒解除モ−ドで無い場合（例、警戒セットモ−ド）は、ステップＳ２に進む。ステップＳ２で、モ−ド記憶領域２２５に警戒セットが設定されているか否かを判断し、警戒セットモードに設定されている場合には図７のフローチャートを用いて後述する侵入者検出の動作を行う。ステップＳ１で警戒解除モードであれば、ステップＳ３に進む。
【００１８】
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に記憶される（ステップＳ３）。次にステップＳ４では、現画像と画策検出用基準画像との類似度を算出する。
【００１９】
図５のフロ−チャ−トを用いて、ステップＳ４の類似度の算出方法を説明する。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（ステップＳ１５）。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Ｓ１６）。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Ｓ１７）。
【００２０】
図４に戻ると、ステップＳ５で、各判定ブロックごとの類似度が小さくなる（似ていない）と判定ブロックごとのカウンタ（判定ブロックカウンタ）のカウント値をアップし、類似度が大きくなる（似ている）と判定ブロックカウンタのカウント値をダウンする。なお、この判定ブロックカウンタは、記憶手段２２０のカウンタ記憶領域２３０を使用している。ここで、カウント値が例えば５回連続してカウントダウンする場合には、カウント値を０になるように設定されている。ステップＳ６で、各判定ブロックカウンタのカウント値がしきい値以上の判定ブロックの数を算出する。また、しきい値以上の判定ブロック数ごとにその継続時間を算出する。
【００２１】
図６を用いて、継続時間について説明する。時点ｔｎ は、現画像を現画像記憶領域２２８に取り込む間隔の０．５秒で経過する。いま、時点ｔｎでしきい値以上となった判定ブロック数が１０であるとすると、しきい値以上の判定ブロック数の継続時間は、０．５秒である。この状態が次の時点ｔｎ＋１まで継続すると、しきい値以上の判定ブロック数１０の継続時間は、１．０秒となる。時点ｔｎ＋２で、しきい値以上となった判定ブロック数が１１となると、判定ブロック数１０の継続時間は１．５秒、判定ブロック数１１の継続状態は０．５秒となる。以後、同様にして、しきい値以上となった判定ブロック数ごとに継続時間が算出される。
【００２２】
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、ブロック所定値以上であれば、ステップＳ１１へ進み、未満であればステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、計時手段が３０分を超えているか否かを判断する。ここで、計時手段が所定の時間（３０分）を超えない場合、ステップＳ１に戻る。ステップＳ８で、計時手段が３０分を超えた場合、ステップＳ９に進み、現画像を第２の記憶メモリ２２７へ記憶して、画策検出用基準画像を更新すると共に、各判定ブロックの判定カウンタ記憶領域２２６のカウント値をクリアする。そして、各判定ブロック所定値ごとの継続時間もクリアする。その後、計時手段をリセットして（ステップＳ１０）、ステップＳ１へ戻る。したがって、画策異常の検出がなく３０分を経過すると、３０分ごとに画策検出用基準画像が更新される。
【００２３】
ステップＳ７でブロック所定値以上であった場合、ステップＳ１１で、しきい値を超える判定ブロック数ごとの継続時間が、所定のしきい値（継続しきい値）を超えているか否かを判断する。なお、継続しきい値は複数用意され、しきい値を超えた判定ブロック数が大きければ継続しきい値が小さく設定される。
しきい値を超える判定ブロック数ごとの継続時間が継続しきい値を超えている場合、制御手段１１は、画策行為があったと判断する（ステップＳ１３）。そして、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に画策異常を記憶して（ステップＳ１４）処理を終了する。
【００２４】
ステップＳ１１で、しきい値を超える判定ブロック数ごとの継続時間が、継続しきい値を超えていない場合、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、しきい値を超える判定ブロック数ごとの継続時間が、前記の継続しきい値より小さい値に設定された所定値（時間所定値）を超えているか否かを判断する。ここで、時間所定値を超えていない場合は、ステップＳ１へ戻り、時間所定値を超えている場合は、ステップＳ１０へ進む。
【００２５】
このステップＳ１２で時間所定値を設けた理由は、次のとおりである。ステップＳ６で、判定ブロック数と継続時間を算出している間に、ステップＳ８で３０分が経過すると、ステップＳ９で判定カウンタのカウント値と継続時間がクリアされる。すると、その時点から、新たに判定ブロック数と継続時間の算出が行われるため、画策行為を検出するのに時間がかかりすぎることとなる。したがって、継続しきい値より小さい時間しきい値を設定して、継続しきい値は超さないが、この時間しきい値を超えている場合は、ステップＳ１０へ進んで、計時手段のみをクリアして、次の３０分まで判定ブロック数と継続時間の算出を続ける。以上説明した処理により、３０分が経過した場合は、画策検出用基準画像が更新されていく。
【００２６】
画像センサ１は、コントロ−ラ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−ラへ送信する。ここで、異常信号を送信すると、コントロ−ラ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−ラへ送信する。
【００２７】
本実施態様においては、画策行為の検出の実施例として、ステップＳ１２で判定ブロック数が時間所定値を超える場合、計時手段をリセットして、次の３０分間で画策行為を検出する様に説明したが、次の３０分以内で判定ブロック数が時間所定値を超えた場合、その時点で画策異常と判断してもよい。
【００２８】
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。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Ｓ２１）。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。
【００２９】
ステップＳ２２では、現画像と第１の記憶メモリ２２６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。そして、ステップＳ２３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Ｓ２２の差分が基準値以上か否かを判断する（ステップＳ２４）。その結果、基準値未満と判断されたときは、図４のステップＳ１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Ｓ２５）、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Ｓ２６）。そして、ステップＳ１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。
【００３０】
ステップＳ２３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Ｓ２７）、ステップＳ２２で得た差分が基準値以上か否かを判断する（ステップＳ２８）。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Ｓ２９）。ここでカウント値が「３」でない場合には、ステップＳ１に戻る。ステップＳ２９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第１の記憶メモリ２２６に記憶して、侵入者検出用基準画像とする（ステップＳ３０）。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Ｓ３１）、ステップＳ１に戻る。
【００３１】
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。
【００３２】
ステップＳ２８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Ｓ３２）。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回だけ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Ｓ３３）、ステップＳ３１へ戻る。
【００３３】
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秒ごとに現画像を第１の記憶メモリ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。画像センサ１は、コントロ−ラ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−ラへ送信する。ここで、異常信号を送信すると、コントロ−ラ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−ラへ送信する。
【００３４】
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。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、警戒解除モ−ド中に行われる侵入行為の事前準備にあたる画策行為を検出することができるので、侵入行為を未然に防ぐことが可能となり、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した画像センサの構成を示す図。
【図２】 図１の記憶手段の１例を示す図。
【図３】 図１の画像センサが異常を検出する手法を説明するための図。
【図４】 図１の画像センサの画策検出動作を説明するフロ−チャ−ト。
【図５】 図４における類似度算出の手法を示すフロ−チャ−ト。
【図６】 図４における継続時間を説明するための図。
【図７】 図１の画像センサの侵入者検出動作を説明するフロ−チャ−ト。
【符号の説明】
１…画像センサ
１１…制御手段
１２…電源
１３…撮像手段
１４…赤外線投光手段
１５…画像処理手段
１６…表示手段
１７…通信手段
１８…画像出力手段
１９…切替手段
２０…アドレス設定部
２２０…記憶手段
Claims (2)
- 監視領域の画像を撮影する撮像手段と、
画策検出用基準画像と侵入者検出用基準画像とを記憶する記憶手段と、
入力する現画像と前記画策検出用基準画像とを比較照合して画策異常の有無を判断する判断手段と、
前記侵入者検出用基準画像を更新する時間間隔よりも長い時間間隔にて前記画策検出用基準画像を更新する制御手段と
を備えた画像センサであって、
前記記憶手段は、前記監視領域において設定されている警備モ−ドを記憶するモ−ド記憶領域を有し、
前記判断手段は、前記モ−ド記憶領域に警戒解除モ−ドが設定されているときには、前記現画像と前記画策検出用基準画像との間で算出した類似度から前記現画像が前記画策検出用基準画像と似ていないと判定されると、似ていないと判定されている継続時間を算出し、該継続時間が継続しきい値を超えると前記画策異常有りとの判断を行うことを特徴とする画像センサ。 - 監視領域の画像を撮影する撮像手段と、
画策検出用及び侵入者検出用基準画像を記憶する記憶手段と、
入力する現画像と前記基準画像とを比較照合して異常か正常かを判断する判断手段と、
前記侵入者検出用基準画像を更新する時間間隔よりも長い時間間隔にて前記画策検出用基準画像を更新する制御手段と
を備えた画像センサであって、
前記記憶手段は、前記監視領域において設定されている警備モ−ドを記憶するモ−ド記憶領域を有し、
前記判断手段は、前記モ−ド記憶領域に警戒セットモ−ドが設定されているときには、前記現画像と前記侵入者検出用基準画像との差分の大きさが基準値を超えた場合に侵入異常有りとの判断を行うと共に、警戒解除モ−ドが設定されているときには、前記現画像と前記画策検出用基準画像との間で算出した類似度から前記現画像が前記画策検出用基準画像と似ていないと判定されると、似ていないと判定されている継続時間を算出し、該継続時間が継続しきい値を超えると画策異常有りとの判断を行うことを特徴とする画像センサ。
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