JP4093627B2 - 地震観測データ処理方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地震観測データ処理方法及び装置に関し、更に詳細には店舗、駅、若しくは種々の建造物内及び屋外に設置されている監視ビデオカメラを利用して高密度な地震震度の計測を行う地震観測データ処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震振動の観測システムは、一般に、観測装置としての地震計を所要地域に配置し、各地震計のデータを通信回線などを利用して例えば気象庁等のような中央情報管理センターに送信して集計し、この中央情報管理センターでコンピュータを使った各地震計データの解析を行ってその地震計が設置された地域の震度や、地震の震源地及びその深さ、エネルギー等を観測していた。
【０００３】
ところで、地震時には、地盤条件の相違等により狭い領域でも構造物の被害は地域によって大きな差を生じる。しかしながら、従来の地震振動の観測システムは、地震計の設置間隔が広いため地震振動を高密度に観測することができず、限られた地点（地域）の地震振動のみが明らかとなり、それ以外の地域での正確な地震振動は不明であることが多い。
【０００４】
一般に、地震計が設置されていない地域などを含めた広域的な地震振動の推定を行う方法としては、墓石などの転倒状況を調査し、各地点の震度を推定する方法、事後にアンケート調査を実施して各地点の震度を推定する方法、又は店舗の防犯ビデオカメラなどに録画された画像から物の動きや人間の行動を気象庁震度階に照合して推定する方法などが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の地震振動の観測システムでは、地震計の設置個所が限られ、しかもその間隔が広いため、地震振動を高密度に観測することはできず、特定位置の地震振動が不明な場合が多く、そのため地震振動の迅速な高密度観測が望まれていた。
【０００６】
地震振動の迅速な高密度観測は、単純に考えれば、多数の地震計を全国に高密に設置すればよいのであるが、しかしこの方法は莫大な数の地震計を設置しなければならなず、そのために大変な労力と費用が掛かるという問題があり、実現は到底困難である。
【０００７】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、多くの費用と労力を掛けることなく、高密度に地震振動の観測を行うことができる地震観測データ処理方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は地震観測データ処理方法であり、前述した技術的課題を解決するため以下のように構成されている。すなわち、銀行やコンビニエンスストアを含む各種建造物内及び屋外に設置された監視カメラや撮像機器からなる観測装置が撮影をしている際に地震が発生した場合、この観測装置で記録された画像データを計算処理センターへ送り、この計算処理センターに設置されているデータ処理装置により前記各観測装置から送られた前記画像データを静止画像に分解すると共にこの画像データに記録されている被写体の一部を二値化処理し、更に演算装置によりその被写体のある定点の移動距離を計算して前記観測装置が設置された場所の地震振動の時刻歴変位量を計測するものである。
【０００９】
このような地震観測データ処理方法において、観測装置で記録された画像データを計算処理センターへ送る方法としては、オンラインで送信する方法、及びオフラインで送る方法がある。
【００１０】
また、前記の監視カメラや撮像機器としては、ビデオカメラを使用することができ、被写体には、前記監視カメラの撮影範囲内に設置した揺動体を含めることができる。この場合の揺動体としては、振動によって揺れ動くものであればよく、糸によって吊り下げられ、振り子のように揺動するものや振動で揺れ動くバネ体が例示できる。このような揺動体を利用することで、より精密な振動の解析が可能となる。
【００１１】
また前記被写体となる標点としては、壁などに設けた比較的小さな突状物等が適当であるが、他の被写体としては人物や物体等種々のものが含まれる。すなわち、地震発生時に録画された画像に写っているものであれば、すべて被写体として利用可能である。
【００１２】
また、地震の微細な揺れを計測できる振動計測センサを前記監視カメラ等の観測装置内に設置し、地震の微細な揺れを感知した前記振動計測センサから生じた計測信号を変調し、この変調した計測信号を前記監視ビデオカメラの画像を記録するビデオテープ等の記録媒体に記録し、この記録された計測信号を解析する処理を含む方法とすることができる。この記録はビデオテープであれば、その音声トラックを使用して行うことができ、この場合は計測された電気信号を音声帯域に変調して記録する。これを解析する場合はこの変調を解いて基の振動の程度を把握する。
【００１３】
上記の揺動体や振動計測センサから、通常の被写体の画像のみからは捕らえにくい微細な地震についてもデータを収集することができる。
【００１４】
更に、本発明の地震観測データ処理装置は、前述の技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、この装置は、銀行やコンビニエンスストアを含む各種建造物内及び屋外に設置された監視ビデオカメラや撮像機器からなる多数の観測装置と、これらの多数の観測装置の１つ若しくは幾つかを１グループとし、各グループの前記観測装置における画像データの信号を計算処理センターに送信する通信処理部と、各グループにおける前記通信処理部から送信された前記各観測装置の画像データを静止画像に分解し、この画像データに記録されている被写体の一部を二値化処理すべく前記計算処理センターに設置されたデータ処理装置と、このデータ処理装置で処理された前記静止画像データにおける被写体の移動距離を計算処理すべく前記計算処理センターに設置された演算装置とから構成されていることを特徴とする。
【００１５】
この観測装置には、地震の微細な揺れを計測できる振動計測センサを設置することができる。この振動計測センサは、監視カメラの内側または外側の側壁等に直接固定して設置することができる。すなわち、このセンサは監視カメラ内のいずれの個所にどのように組み込んでもよい。
【００１６】
本発明の地震観測データ処理方法によると、銀行やコンビニエンスストアを含む各種建造物内及び屋外に設置された監視ビデオカメラや撮像機器などの観測装置が撮影している画像データを利用する。すなわち、各種の建造物内に設置された監視ビデオカメラや撮像機器からなる観測装置で記録された画像データを、通信処理部が計算処理センターへ送信する。
【００１７】
その後、この計算処理センターに設置されているデータ処理装置により前記各観測装置から送られた前記画像データを静止画像に分解する。そして、これらの各静止画像のデータに記録されている被写体の一部を二値化処理する。このようにして二値化処理された画像データにおける被写体の動き即ち移動距離を演算装置によって計算し、これにより各観測装置が設置された場所の地震振動の時刻歴変位量を計測する。
【００１８】
この観測装置には、前述したのと同様に、地震の微細な揺れを計測できる振動計測センサを設置することが可能である。またこの観測装置の撮影範囲内には、前述したのと同様に、振り子等の揺動体を設置することが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の地震観測データ処理方法及び装置を図示される実施形態について更に詳細に説明する。図１には本発明の一実施形態に係る地震観測データ処理装置１０が示されている。
【００２０】
この実施形態に係る地震観測データ処理装置１０は、例えば銀行やコンビニエンスストアを含む各種建造物内及び屋外の各所に設置された監視ビデオカメラ１１、１２、１３などの観測装置を備えている。すなわち、監視ビデオカメラ１１はある銀行の店内に設置された防犯ビデオカメラであり、監視ビデオカメラ１２はあるコンビニエンスストアーに設置された防犯ビデオカメラであり、更に監視ビデオカメラ１３は電柱などに設置された交通用監視ビデオカメラである。図２では、防犯ビデオカメラによる被写体（標点）の撮影状態を拡大して示している。
【００２１】
また、この監視ビデオカメラ１１、１２、１３のそれぞれには、図５に示すように、振り子２０を取り付けることができる。この振り子２０は、ビデオカメラ１１の本体の上端面から突出するように固定された取付けバー２１を介して、ビデオカメラ１１の撮影範囲内に位置するように設置されている。この振り子２１はピアノ線の下端に球形の錘を取り付けたものである。
この振り子は、錘の重量が異なるものを複数設置することもできる。
【００２２】
これら３台の監視ビデオカメラ１１、１２、１３は１グループとされ、このグループにおける各監視ビデオカメラ１１〜１３は、１台の通信処理装置１４に接続されている。この通信処理装置１４は、このグループにおける各監視ビデオカメラ１１〜１３における画像データの信号を地震発生時に計算処理センター１５に送信する。
【００２３】
計算処理センター１５には、データ処理装置１６が設置されており、このデータ処理装置１６は、各グループにおけるこの通信処理装置１４から送信された各監視ビデオカメラ１１〜１３の画像データを静止画像に分解し、この画像データに記録されている被写体の一部を二値化処理する。この画像データには、前記振り子の揺動も含まれる。
【００２４】
更に、このデータ処理装置１６には演算装置１７が接続され、この演算装置１７は、図３に示されるようにデータ処理装置１６で処理された静止画像データ１８における被写体（説明の便宜上、被写体を標点１９で示す）の移動距離を計算処理する。この計測原理は、地震振動を受ける観測装置即ち本実施形態では監視ビデオカメラ１１〜１３に写る被写体の画像データを、データ処理装置１６により１／６０秒ごとの静止画像に分解し、その一部を二値化（バイナリデータに置き換え）する。静止画像をどの程度分解するかは自由であるが、１／３０〜１／６０秒ごとの静止画像に分解するのが適当である。
【００２５】
次いで、その被写体の定点として境界点、即ち記録された画像内のある点、例えば柱や梁のエッジ部や、天井から吊り下げられた物の一部や室内外に設置されている物体のエッジ部等の比較的にコントラストのはっきりした点（１点でも複数の点でもよい）の移動量を演算装置１７により画像素子（ピクセル）の寸法により読み取り、それを変位量に変換することにより図４ａに示されるように振動の時刻歴変位量を求める。ここで、変位の計測精度は画像素子に対応する実像の寸法となるが、この地震観測データ処理方法では、連続的な画像が得られる点に着目して、統計処理により計測精度の向上を実現させている。
【００２６】
その後、計測処理により得られた時刻歴変位量（図４ａ）を基に、図４ｂに示されるような監視ビデオカメラとこれが取り付けられている建物又は電柱などの振動特性を逆解析し、更にこの振動特性を勘案して図４ｃに示されるように地震による入力振動の時刻歴変位を計算により逆解析して求める。なお、これらの通信処理装置１４、データ処理装置１６及び演算装置１７は、コンピュータによって構成されている。
【００２７】
また前記の振り子２０の動きを、前後の画像データのずれから解析し、得られた振り子２０の変位データから入力振動を逆解析する。このような画像中の振り子２０の振動をとらえることにより、前記の建造物の一部の画像からは把握しにくい比較的小さな地震の振動を確実に認識することができる。
【００２８】
上述の説明から明らかなように、この実施形態に係る地震観測データ処理方法及び装置では、市内各所に既に設置されている防犯ビデオカメラや監視ビデオカメラなどの撮像機器を利用することができる。そしてこれらの観測装置からの画像データを用いて地震の振動を計測するようにしたことから、高密度且つ迅速な地震振動の観測結果を安価に得ることができる。
【００２９】
また、この実施形態に係る地震観測データ処理方法及び装置では、各観測装置（監視ビデオカメラ等）に写る被写体の画像データを、例えば１／３０〜１／６０秒ごとの静止画像に分解し、その一部を二値化処理し、その境界点の移動距離により地震振動の時刻歴変位量を観測するようにしたことから、簡易且つ高精度な地震振動の時刻歴変位量を得ることができる。
【００３０】
また、前述した本発明の一実施形態に係る地震観測データ処理方法では、観測装置で記録された画像データを計算処理センターへ送る際、オンラインで送信するようにしたが、本発明はこの送信方法に限定されるものではなく、オフラインで送ってもよいことはいうまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の地震観測データ処理方法及び装置によれば、各所に設置されている防犯ビデオカメラや監視ビデオカメラなどの撮像機器からなる観測装置からの画像データを用いて地震振動を計測するようにしたことから、多くの費用と労力を掛けることなく、高密度に地震振動の観測を迅速に行うことができる。
【００３２】
また、本発明の地震観測データ処理方法及び装置によれば、各観測装置に写る被写体の画像データを静止画像に分解し、その一部を二値化処理し、被写体の境界点即ち定点の移動距離により地震振動の時刻歴変位量を観測するようにしたことから、簡易且つ高精度な地震振動の時刻歴変位量を得ることができる。
【００３３】
さらに監視カメラに振動計測センサを添設することで、常時作動して記録がされている記録媒体を利用して、微細な地震振動を効率的に記録できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る地震観測データ処理装置の構成を示す構成説明図である。
【図２】図１に示される地震観測データ処理装置を構成する観測装置である防犯ビデオカメラによる被写体（標点）の撮影状態を拡大して示す説明図である。
【図３】図２で示される防犯ビデオカメラにより地震発生時に撮影された静止画像における被写体である標点の変位状態を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る地震観測データ処理装置における静止画像データの被写体の移動距離を計算処理する計測原理を説明する説明図である。
【図５】防犯ビデオカメラに振り子を取り付けた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 地震観測データ処理装置
１１ 監視ビデオカメラ（観測装置）
１２ 監視ビデオカメラ（観測装置）
１３ 監視ビデオカメラ（観測装置）
１４ 通信処理装置
１５ 計算処理センター
１６ データ処理装置
１７ 演算装置
１８ 静止画像データ
１９ 標点（被写体）

Claims (7)

1. 銀行やコンビニエンスストアを含む各種建造物内及び屋外に設置された監視カメラや撮像機器からなる観測装置が撮影をしている際に地震が発生した場合、この観測装置で記録された画像データを計算処理センターへ送り、この計算処理センターに設置されているデータ処理装置により前記各観測装置から送られた前記画像データを静止画像に分解すると共にこの画像データに記録されている被写体の一部を二値化処理し、更に演算装置によりその被写体のある定点の移動距離を計算して前記観測装置が設置された場所の地震振動の時刻歴変位量を計測することを特徴とする地震観測データ処理方法。
2. 銀行やコンビニエンスストアを含む各種建造物内及び屋外に設置されたビデオカメラの撮影範囲内に揺動体を設置し、このビデオカメラが撮影をしている際に地震が発生した場合、このビデオカメラで記録された画像データを計算処理センターへ送り、この計算処理センターに設置されているデータ処理装置により前記各観測装置から送られた前記画像データを静止画像に分解すると共にこの画像データに記録されている被写体の一部を二値化処理し、更に演算装置によりその被写体のある定点の移動距離を計算して前記観測装置が設置された場所の地震振動の時刻歴変位量を計測することを特徴とする地震観測データ処理方法。
3. 前記観測装置の撮影範囲内には吊り下げられた錘を設置した請求項２に記載の地震観測データ処理装置。
4. 地震の微細な揺れを計測できる振動計測センサを前記観測装置に添設し、地震の微細な揺れを感知した前記振動計測センサから生じた計測信号を前記監視ビデオカメラの画像を記録する記録媒体に記録し、この記録された計測信号を解析する処理を含む請求項１から３のいずれかに記載の地震観測データ処理方法。
5. 銀行やコンビニエンスストアを含む各種建造物内及び屋外に設置された監視カメラや撮像機器からなる多数の観測装置と、これらの多数の観測装置の１つ若しくは幾つかを１グループとし、各グループの前記観測装置における画像データの信号を計算処理センターに送信する通信処理部と、各グループにおける前記通信処理部から送信された前記各観測装置の画像データを静止画像に分解し、この画像データに記録されている被写体の一部を二値化処理すべく前記計算処理センターに設置されたデータ処理装置と、このデータ処理装置で処理された前記静止画像データにおける被写体の移動距離を計算処理すべく前記計算処理センターに設置された演算装置とから構成される地震観測データ処理装置。
6. 前記観測装置には地震の微細な揺れを計測できる振動計測センサを設置した請求項５に記載の地震観測データ処理装置。
7. 前記観測装置の撮影範囲内に揺動体を設置した請求項５または６に記載の地震観測データ処理装置。

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