JP4096953B2

JP4096953B2 - 人体検知器

Info

Publication number: JP4096953B2
Application number: JP2005154717A
Authority: JP
Inventors: 貴二本杉; 義則室井; 亮森本; 啓史松田; 健一萩尾
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2025-05-26
Also published as: JP2006333146A

Description

本発明は、人体検知器に関するものである。

従来、屋内に設置したドアホン親機と屋外に設置したドアホン子器とを具備して住宅屋内外間で通話を行うドアホンシステムとして、検知領域への侵入者や来客の存在を映像として映し出し、確認するために、屋外に監視カメラを設置し、ドアホン親機側でモニターするものがあり、このようなドアホンシステムでは、検知領域へ人が侵入したときに報知するとともにドアホン親機に画像を伝送して録画している。

そして、ドアホンシステムでは、検知領域への人の侵入を検知する人体検知器として、監視カメラの画像信号を画像処理する画像処理型の人体検知器や、あるいは熱線式センサ等が用いられる（例えば、特許文献１参照）。

図１０は、画像処理型人体検知器４００を用いたドアホンのシステム構成例を示しており、住宅Ｈの屋内にドアホン親機１００を設置し、屋外にドアホン子器２００を設置し、さらに庭には画像処理型人体検知器４００を具備したライト３００を設置している。画像処理型人体検知器４００は、撮像部（監視カメラ）４００ａを備え、画像処理によって撮像部４００ａの検知領域内に人体を検知した場合は、撮像部４００ａで撮像した画像をドアホン親機１００へ伝送するとともに、ライト３００を点灯させる。
特開平８−１５４２４３号公報

画像処理型人体検知器は、検知領域に人が侵入したとき、検知領域内の移動体の横切り、近付き等の移動方向に関わらず確実にセンシングして報知するとともに、ドアホン親機に画像を伝送して録画することが要求される。

さらに、画像処理型人体検知器では、人体検知時に広視野の画像で確認したいという要求もあり、画像処理型人体検知器が広い検知領域で人体検知を行うためには、撮像部の視野を上向ける必要がある。しかし、撮像部の視野を上向けると、道路を通る人や車、あるいは木の揺れ等の誤報要因が検知領域内に入りやすく、誤報が発生しやすくなり、人体検知の信頼性、耐誤動作性に問題があった。このように検知領域の設定は重要な要素となっている。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、検知領域の設定を容易にして画像処理による人体検知の信頼性および耐誤動作性の向上を図った人体検知器を提供することにある。

請求項１の発明は、屋内に設置したドアホン親機と屋外に設置したドアホン子器とを具備して住宅屋内外間の通話を可能としてさらに屋外の人の動きを検知してドアホン親機でモニタするドアホンシステムに用いられる人体検知器において、視野領域を連続して撮像する撮像手段と、各撮像画像を画像処理することで移動体を検出して視野領域内に設定された検知領域での人体検知を行う人体検知手段と、テストモードに切り替えるモード切替手段と、テストモード時に視野領域内に時系列に生成される複数の移動体の論理和処理で形成された範囲を検知領域として設定する検知領域設定手段とを備え、検知領域設定手段は、テストモード時において視野領域内に時系列に生成される移動体の下方領域の論理和処理で形成された範囲を検知領域として設定することを特徴とする。

この発明によれば、テストモード中に、設定者が、設定したい検知領域の範囲内を移動するだけで検知領域を設定することができるので、道路を通る人や車、あるいは木の揺れ等の誤報要因が検知領域内に入らないように容易に検知領域を設定でき、誤報の発生を抑えて画像処理による人体検知の信頼性および耐誤動作性を向上させることができる。また、検知領域の延長線は遠くまで延びることなく、検知領域内に誤報要因が存在する可能性が低くなり、人体検知の信頼性および耐誤動作性をさらに向上させることができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記検知領域設定手段は、テストモード時において視野領域内に時系列に生成される移動体の下方領域の論理和処理で形成された範囲を外周とし、当該外周内を検知領域として設定することを特徴とする。

この発明によれば、テストモード中に、設定者が、設定したい検知領域の外周を移動するだけで検知領域を設定することができるので、検知領域の設定作業を簡略化できる。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記ドアホン親機に撮像画像を伝送する伝送手段を備え、該伝送手段は、検知領域が示された撮像画像をドアホン親機でモニタ可能な映像信号を伝送することを特徴とする。

この発明によれば、ドアホン親機では実際に撮像される背景に検知領域が表示されるので、目視確認によって検知領域の設定ミスを防止できる。

請求項４の発明は、請求項１または２において、モニタ画像を備える情報端末に撮像画像を伝送する伝送手段を備え、検知領域が示された撮像画像を情報端末でモニタ可能な映像信号として伝送することを特徴とする。

この発明によれば、検知領域の設定確認を人体検知器の近くで行なうことができ、検知領域設定の施工性が向上する。

以上説明したように、本発明では、テストモード中に、設定者が、設定したい検知領域の範囲内を移動するだけで検知領域を設定することができるので、道路を通る人や車、あるいは木の揺れ等の誤報要因が検知領域内に入らないように容易に検知領域を設定でき、誤報の発生を抑えて、画像処理による人体検知の信頼性および耐誤動作性を向上させることができるという効果がある。また、検知領域の延長線は遠くまで延びることなく、検知領域内に誤報要因が存在する可能性が低くなり、人体検知の信頼性および耐誤動作性をさらに向上させることができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（参考例１）
図１は本参考例の画像処理型人体検知器１の機能ブロックを示しており、画像処理型人体検知器１には報知部２、およびドアホン親機１００（図１０参照）が接続される。

画像処理型人体検知器１は、撮像部１０と、画像処理部１１と、輪郭画像記憶手段１２と、ＹＵＶ／ＮＴＳＣ変換部１３と、伝送部１４と、信号処理部１５と、テストモード設定釦１６とを備えて、撮像した画像に画像処理を施すことで、人体検知を行うものである。

撮像部１０は、視野領域を時系列で連続して撮像する撮像素子と、撮像素子から出力される画像をデジタルデータに変換して濃淡画像データを生成し、そのＹＵＶ信号を出力するＡ／Ｄ変換器とで構成される。撮像素子には、ＣＣＤ等の固体撮像素子やＣＭＯＳイメージセンサ等を使用する。また、一般的なＣＭＯＳカメラのようにデバイス自体がデジタル信号を出力するものであれば後段のＡ／Ｄ変換器は必要ない。

画像処理部１１は、輪郭抽出手段１１ａと、移動輪郭抽出手段１１ｂと、移動領域検出手段１１ｃと、領域特徴量検出手段１１ｄとで構成される。

輪郭抽出手段１１ａは、撮像部１０から得られる濃淡画像データを、一般的に知られたＳＯＢＥＬフィルタ等を使用して微分処理してエッジ（輪郭）の抽出を行い、各画像毎のエッジ画像を輪郭画像記憶手段１２に一定期間保存する。

移動輪郭抽出手段１１ｂは、輪郭画像記憶手段１２に保存された時系列のエッジ画像を用いて論理合成を行い、移動体のエッジのみを抽出した合成画像を作成する。

移動領域検出手段１１ｃは、移動輪郭抽出手段１１ｂで作成した合成画像をラベリングして移動体に相当する領域（以下、移動領域と称す）を検出する。この移動領域は、移動体の輪郭に外接する四角形等の移動枠で表せばデータ量が減って、計算が容易となり、この手法を用いればフレーム差分等とは異なり、残像がなく、移動した領域のエッジのみを抽出することができる。

領域特徴量検出手段１１ｄは、輪郭画像記憶手段１２に保存されたエッジ画像と、移動領域検出手段１１ｃで検出した移動体の移動領域とに基いて、移動領域内の移動エッジ部分の方向値を抽出してそのエッジ方向値分布を作成する。そして、このエッジ方向値分布を移動領域のエッジ方向の特徴量として、このエッジ方向の特徴量に基づいて領域移動が外乱によるものか、人によるものかを判定し、領域移動が人によるものであれば人体検知信号を信号処理部１５へ出力する。ここで、人体のエッジには直線部分より曲線部分が多く且つ複雑な形状のため、そのエッジ方向はあらゆる方向に分布しており、対して構造物の影等のエッジは直線的な成分が多く、エッジの分布は偏った分布になりやすい。

また、ある移動領域が人体を表しているか否かを判定するために、エッジ方向値分布をテーブルに格納し、人体の動きによるエッジ方向値分布テーブルと互いの分布を比較することも可能である。

輪郭画像記憶手段１２は、輪郭抽出手段１１ａで抽出されたエッジ画像を一定期間保存する。

ＹＵＶ／ＮＴＳＣ変換部１３は、撮像部１０から出力されたＹＵＶ信号をＮＴＳＣ信号に変換する。

伝送部１４は、ＹＵＶ／ＮＴＳＣ変換部１３から出力されるＮＴＳＣ信号をドアホン親機１００へ出力することで、撮像された画像を伝送する
信号処理部１５は、ＣＰＵ等で構成されるもので、画像処理型人体検知器１の各部の動作を制御するとともに、報知部２の報知制御を行う。

そして、信号処理部１５は、画像処理部１１からの人体検知信号が入力されたときに人体を検知したと判定して、報知部２で報知動作を行うとともに、ＹＵＶ／ＮＴＳＣ変換部１３、伝送部１４を介して画像をドアホン親機１００へ伝送して、ドアホン親機１００で撮像画像をモニタ可能とする。

上記人体検知処理は、撮像部１０から得られる視野領域全体の濃淡画像データのうち、後述するテストモード時に設定された検知領域内においてのみ行うもので、エッジ抽出処理を行う検知領域を設定するテストモード時の動作について、図２（ａ）〜（ｃ），図３（ａ）（ｂ）を用いて、以下説明する。まず、テストモード設定釦１６を押下することで（図２（ａ）参照）、通常モードからテストモードに切り替わり、所定期間Ｔ１の後は通常モードに自動的に戻る（図２（ｂ）参照）。

このテストモード中に、設定者（人体Ｂ）は図３（ａ）に示すように、撮像部１０の視野領域Ａ１内において設定したい検知領域Ａ２の範囲内を移動する。そして、画像処理部１１が、これらの人体Ｂの動きから人体を検知したと判定すると、移動領域検出手段１１ｃは、テストモード中に撮像された各画像毎に人体Ｂの輪郭に外接する四角形等の移動枠Ｅを生成する。

そして、信号処理部１５はこれらの移動枠Ｅを検出し（図２（ｃ）参照）、異なる時間で時系列に検出した複数の移動枠Ｅの論理和処理を行い、視野領域Ａ１内に全ての移動枠Ｅを重ね合わせて、図３（ｂ）に示すように各移動枠Ｅ内の領域を検知領域に設定することで、全体として１つの検知領域Ａ２が視野領域Ａ１内に設定される。なお、図３（ａ）（ｂ）は代表的な移動枠Ｅのみを図示しており、図示された各移動枠Ｅの間にも図示しない移動枠Ｅが発生している。

このように、本参考例では、テストモード設定釦１６を押下した後、期間Ｔ１のテストモード中に、設定者が、設定したい検知領域Ａ２の範囲内を移動するだけで検知領域Ａ２を設定することができる。したがって、道路を通る人や車、あるいは木の揺れ等の誤報要因が検知領域Ａ２内に入らないように容易に設定でき、誤報の発生を抑えて、人体検知の信頼性および耐誤動作性が向上する。

（参考例２）
本参考例の画像処理型人体検知器１は、参考例１と同様の構成を備えるが、検知領域Ａ２の設定動作が異なる。なお、参考例１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本参考例の検知領域Ａ２を設定するテストモード時の動作について、図４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。まず、参考例１と同様にテストモード設定釦１６を押下することで、通常モードからテストモードに切り替わり、所定期間Ｔ１の後は通常モードに自動的に戻る。

このテストモード中に、設定者（人体Ｂ）は図４（ａ）に示すように、撮像部１０の視野領域Ａ１内において設定したい検知領域Ａ２の外周を移動する。そして、画像処理部１１が、これらの人体Ｂの動きから人体を検知したと判定すると、移動領域検出手段１１ｃは、テストモード中に撮像された各画像毎に人体Ｂの移動枠Ｅを生成する。

そして、信号処理部１５はこれらの移動枠Ｅを検出し、異なる時間で時系列に検出した複数の移動枠Ｅの論理和処理を行い、視野領域Ａ１内に全ての移動枠Ｅを重ね合わせて、図４（ｂ）に示すように各移動枠Ｅが移動した軌跡の外周Ｃを生成し、図４（ｃ）に示すように外周Ｃ内の領域を検知領域２に設定する。なお、図４（ａ）〜（ｃ）は代表的な移動枠Ｅのみを図示しており、図示された各移動枠Ｅの間にも図示しない移動枠Ｅが発生している。

このように、本参考例においては、テストモード設定釦１６を押下した後、期間Ｔ１のテストモード中に、設定者が、設定したい検知領域Ａ２の外周を移動するだけで検知領域Ａ２を設定することができる。したがって、道路を通る人や車、あるいは木の揺れ等の誤報要因が検知領域Ａ２内に入らないように容易に設定でき、誤報の発生を抑えて、人体検知の信頼性および耐誤動作性が向上する。

また、設定者が検知領域Ａ２の外周を移動して設定するので、検知領域Ａ２全体を移動
して設定する参考例１に比べて、設定作業は簡略なものとなる。

（実施形態１）
本実施形態の画像処理型人体検知器１は、参考例１と同様の構成を備えるが、検知領域Ａ２の設定動作が異なる。なお、参考例１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の検知領域Ａ２を設定するテストモード時の動作について、図５（ａ）（ｂ），図６（ａ）（ｂ）を用いて説明する。まず、テストモード設定釦１６を押下することで、通常モードからテストモードに切り替わり、所定期間Ｔ１の後は通常モードに自動的に戻る。

このテストモード中に、設定者（人体Ｂ）は図５（ａ）に示すように、撮像部１０の視野領域Ａ１内において設定したい検知領域Ａ２の範囲内を移動する。そして、画像処理部１１が、これらの人体Ｂの動きから人体を検知したと判定すると、移動領域検出手段１１ｃは、テストモード中に撮像された各画像毎に人体Ｂの移動枠Ｅの下半分の領域（以下、移動枠下部Ｅａと称す）を生成する。

そして、信号処理部１５はこれらの移動枠下部Ｅａを検出し、異なる時間で時系列に検出した複数の移動枠下部Ｅａの論理和処理を行い、視野領域Ａ１内に全ての移動枠Ｅを重ね合わせて、図５（ｂ）に示すように各移動枠下部Ｅａ内の領域を検知領域に設定することで、全体として１つの検知領域Ａ２が視野領域Ａ１内に設定される。なお、図５（ａ）（ｂ）は代表的な移動枠下部Ｅａのみを図示しており、図示された各移動枠下部Ｅａの間にも図示しない移動枠下部Ｅａが発生している。

移動枠Ｅで検知領域Ａ２を設定する参考例１では、図６（ａ）に示すように、検知領域Ａ２は移動枠Ｅの上方を含むので、検知領域Ａ２の延長線が遠くにまで延びて、検知領域Ａ２内に例えば木Ｄ等の遠くにある誤報要因が存在する場合がある。しかし、本実施形態では、移動枠下部Ｅａで検知領域Ａ２を設定するので、検知領域Ａ２の延長線は遠くまで延びることなく、検知領域Ａ２内に木Ｄ等の誤報要因が存在する可能性は低くなり、人体検知の信頼性および耐誤動作性がさらに向上する。

（実施形態２）
本実施形態の画像処理型人体検知器１は、参考例２と同様の構成を備えるが、検知領域Ａ２の設定動作が異なる。なお、参考例２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の検知領域Ａ２を設定するテストモード時の動作について、図７（ａ）（ｂ）を用いて説明する。まず、テストモード設定釦１６を押下することで、通常モードからテストモードに切り替わり、所定期間Ｔ１の後は通常モードに自動的に戻る。

このテストモード中に、設定者（人体Ｂ）は図７（ａ）に示すように、撮像部１０の視野領域Ａ１内において設定したい検知領域Ａ２の外周を移動する。そして、画像処理部１１が、これらの人体Ｂの動きから人体を検知したと判定すると、移動領域検出手段１１ｃは、テストモード中に撮像された各画像毎に人体Ｂの移動枠Ｅの下半分の領域（以下、移動枠下部Ｅａと称す）を生成する。

そして、信号処理部１５はこれらの移動枠下部Ｅａを検出し、異なる時間で時系列に検出した複数の移動枠下部Ｅａの論理和処理を行い、視野領域Ａ１内に全ての移動枠下部Ｅａを重ね合わせて、図７（ｂ）に示すように各移動枠下部Ｅａが移動した軌跡の外周Ｃａを生成し、外周Ｃａ内の領域を検知領域２に設定する。なお、図７（ａ）（ｂ）は代表的な移動枠下部Ｅａのみを図示しており、図示された各移動枠下部Ｅａの間にも図示しない移動枠下部Ｅａが発生している。

移動枠Ｅで検知領域Ａ２を設定する参考例２では、図６（ａ）に示すように、検知領域Ａ２は移動枠Ｅの上方を含むので、検知領域Ａ２の延長線が遠くにまで延びて、検知領域Ａ２内に例えば木Ｄ等の遠くにある誤報要因が存在する場合がある。しかし、本実施形態では、移動枠下部Ｅａで検知領域Ａ２を設定するので、検知領域Ａ２の延長線は遠くまで延びることなく、検知領域Ａ２内に木Ｄ等の誤報要因が存在する可能性は低くなり、人体検知の信頼性および耐誤動作性がさらに向上する。

（実施形態３）
本実施形態の画像処理型人体検知器１は、参考例１，２および実施形態１，２において、図８に示すように検知領域Ａ２をドアホン親機１００のモニタ画面１００ａでモニタ可能としたものであり、伝送部１４は、実際の撮像画像に検知領域Ａ２を重ね合わせた映像信号をドアホン親機１００へ伝送し、ドアホン親機１００のモニタ画面１００には、実際の撮像画像上に検知領域Ａ２の外周を示す破線Ｆがピクト表示される。

したがって、モニタ画面１００ａでは、実際に撮像される背景に検知領域Ａ２が表示されるので、目視確認によって検知領域Ａ２の設定ミスを防止できる。

また、ドアホン親機１００−画像処理型人体検知器１間で双方向通信が可能であれば、ドアホン親機１００側でモニタ画面１００ａを見ながら検知領域Ａ２の設定を行なうことができるが、双方向の通信機能やドアホン親機１００での設定機能等のハード構成が複雑になってしまう。しかし、本実施形態では、検知領域Ａ２の設定は参考例１，２および実施形態１，２いずれかの方法で行い、ドアホン親機１００では設定確認のみを行うことで、構成が簡素化される。

（実施形態４）
実施形態３では、検知領域Ａ２の設定確認のため、実際の撮像画像に検知領域Ａ２を重ね合わせた映像信号を画像処理型人体検知器１からドアホン親機１００へ伝送したが、本実施形態の画像処理型人体検知器１は、検知領域Ａ２のみを表示する信号を伝送する。したがって、図９に示すように、モニタ画面１００ａでは、検知領域Ａ２の外周を示す破線Ｆのみが表示され、信号伝送のためのハード構成が簡素化される。

また、画像処理型人体検知器１に、モニタ画面付の情報端末（携帯電話，パソコン等）を接続可能な出力端子を設けて、実施形態３，４でモニタ画面１００ａに表示させた検知領域Ａ２の情報を情報端末のモニタ画面に表示させれば、検知エリアＡ２の設定確認を画像処理型人体検知器１の近くで行なうことができ、検知エリアＡ２設定の施工性が向上する。

なお、参考例１，２および実施形態１乃至４の画像処理型人体検知器１、報知部２はドアホン子器と別体にしているが、参考例１，２および実施形態１乃至４いずれかの画像処理型人体検知器１、報知部２の各機能を、ドアホン子器に内蔵してもよい。

参考例１の画像処理型人体検知器１の機能ブロックを示す図である。（ａ）（ｂ）（ｃ）同上のテストモード時のタイミングチャートを示す図である。（ａ）（ｂ）同上の検知領域の設定動作を示す図である。（ａ）〜（ｃ）参考例２の検知領域の設定動作を示す図である。（ａ）（ｂ）実施形態１の検知領域の設定動作を示す図である。（ａ）（ｂ）同上の検知領域を説明するための図である。（ａ）（ｂ）実施形態２の検知領域の設定動作を示す図である。実施形態３の検知領域の確認動作を示す図である。実施形態４の検知領域の確認動作を示す図である。従来のドアホンのシステム構成例を示す図である。

符号の説明

１画像処理型人体検知器
２報知部
１０撮像部
１１画像処理部
１１ａ輪郭抽出手段
１１ｂ移動輪郭抽出手段
１１ｃ移動領域検出手段
１１ｄ領域特徴量検出手段
１４伝送部
１５信号処理部
１６テストモード設定釦

Claims

屋内に設置したドアホン親機と屋外に設置したドアホン子器とを具備して住宅屋内外間の通話を可能としてさらに屋外の人の動きを検知してドアホン親機でモニタするドアホンシステムに用いられる人体検知器において、視野領域を連続して撮像する撮像手段と、各撮像画像を画像処理することで移動体を検出して視野領域内に設定された検知領域での人体検知を行う人体検知手段と、テストモードに切り替えるモード切替手段と、テストモード時に視野領域内に時系列に生成される複数の移動体の論理和処理で形成された範囲を検知領域として設定する検知領域設定手段とを備え、検知領域設定手段は、テストモード時において視野領域内に時系列に生成される移動体の下方領域の論理和処理で形成された範囲を検知領域として設定することを特徴とする人体検知器。
前記検知領域設定手段は、テストモード時において視野領域内に時系列に生成される移動体の下方領域の論理和処理で形成された範囲を外周とし、当該外周内を検知領域として設定することを特徴とする請求項１記載の人体検知器。
前記ドアホン親機に撮像画像を伝送する伝送手段を備え、該伝送手段は、検知領域が示された撮像画像をドアホン親機でモニタ可能な映像信号を伝送することを特徴とする請求項１または２に記載の人体検知器。
モニタ画面を備える情報端末に撮像画像を伝送する伝送手段を備え、検知領域が示された撮像画像を情報端末でモニタ可能な映像信号として伝送することを特徴とする請求項１または２に記載の人体検知器。