JP4503505B2 - カメラシステム及びドアホン - Google Patents

Description

本発明は、カメラシステム及びそれを用いたドアホンに関する。

映像監視によって広域の監視対象エリアを監視するモニタリングシステムが普及している。かかるモニタリングシステムに用いられるカメラとしては、従来、全方位カメラ、魚眼レンズカメラ、又はパンチルト制御カメラが使用されている。

なお、全方位カメラに関しては、例えば下記特許文献１，２に開示されており、魚眼レンズカメラに関しては、例えば下記特許文献３に開示されている。

特開２００３−３０３３３５号公報 特開２００３−３０４５３２号公報 特開２００２−１５２７１９号公報

全方位カメラを用いた従来のモニタリングシステムによると、撮像された環状画像をパノラマ展開画像に変換する処理が必要となるため、画像変換処理の負荷が大きいとともに、環状画像の内周円付近（パノラマ展開画像の上部）において解像度が著しく低下するという問題がある。また、複数のＣＣＤ素子が長方形状に配列された結像面に環状画像を結像させるため、環状画像の内周円よりも内側の部分及び外周円よりも外側の部分のＣＣＤ素子が無駄になるという問題もある。さらに、特殊な形状の反射鏡が必要となるため、製造コストの上昇を招くという問題もある。

魚眼レンズカメラを用いた従来のモニタリングシステムによると、撮像された円形画像を平面画像に変換する処理が必要となるため、画像変換処理の負荷が大きいという問題がある。また、円形画像の周縁部付近（平面画像の下部）における画像の歪みが大きいという問題もある。さらに、複数のＣＣＤ素子が長方形状に配列された結像面に円形画像を結像させるため、円形画像の外周円よりも外側の部分のＣＣＤ素子が無駄になるという問題もある。また、魚眼レンズは水平方向のみならず垂直方向の画角も大きいが、セキュリティ用途で考えると、垂直方向の広範囲の画角は無駄であり、不要な画像データの存在に起因して全体の解像度が低下するという問題もある。

パンチルト制御カメラを用いた従来のモニタリングシステムによると、首振り動作を行わせるための駆動系が必要となるため、メカニカルな部分の耐久性が低下するとともに、コストの上昇を招くという問題がある。また、首振り動作に伴って撮影範囲の死角が生じるため、セキュリティ性が不十分であるという問題もある。

本発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、画像変換処理の負荷を低減し、解像度の低下を抑制し、ＣＣＤ素子の無駄をなくし、画像の歪みを解消し、コストの低減を図り、垂直方向の画角の無駄を防止し得る、カメラシステム及びそれを用いたドアホンを得ることを目的とする。

第１の発明に係るカメラシステムは、映像監視によって監視対象エリアを監視するモニタリングシステムに用いられるカメラシステムであって、アナモルフィックレンズ系を有し、垂直方向よりも水平方向に広い画角で前記監視対象エリアを撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記監視対象エリアの画像を出力する出力手段と、前記撮像手段によって撮像された前記監視対象エリアの複数の画像に基づいて、前記監視対象エリア内で移動する移動体を検出する移動体検出手段と、前記撮像手段によって撮像された、前記移動体を含む前記監視対象エリアの複数の画像に基づいて、前記移動体が前記撮像手段の方向に向かって接近しているのか否かを検出する接近検出手段とを備え、前記出力手段は、前記移動体が前記撮像手段の方向に向かって接近していることが前記接近検出手段によって検出された場合には、当該移動体が撮像されている画像を出力し、前記移動体が前記撮像手段の前を単に通過していることが前記接近検出手段によって検出された場合には、当該移動体が撮像されている画像を出力しないことを特徴とする。

第２の発明に係るカメラシステムは、第１の発明に係るカメラシステムにおいて特に、前記移動体が前記撮像手段の方向に向かって接近していることが前記接近検出手段によって検出された場合に、前記出力手段が出力する前記画像として、前記移動体を含む前記監視対象エリアの画像の中から、前記移動体を含む部分画像を切り出して作成する部分画像作成手段をさらに備えることを特徴とする。

第３の発明に係るカメラシステムは、第１の発明に係るカメラシステムにおいて特に、前記撮像手段によって撮像された、前記移動体を含む前記監視対象エリアの画像に基づいて、前記撮像手段と前記移動体との間の距離を検出する距離検出手段と、前記距離検出手段によって検出された前記距離が所定値以下である場合に、前記移動体を含む前記監視対象エリアの画像の中から、前記移動体を含む部分画像を切り出して作成する部分画像作成手段とをさらに備え、前記出力手段は、前記距離が所定値以下である場合に生成された前記部分画像を出力することを特徴とする。

第４の発明に係るカメラシステムは、第２の発明に係るカメラシステムにおいて特に、前記撮像手段によって撮像された、前記移動体を含む前記監視対象エリアの画像に基づいて、前記撮像手段と前記移動体との間の距離を検出する距離検出手段をさらに備え、前記部分画像作成手段は、前記距離検出手段によって検出された前記距離が所定値以下である場合に、前記移動体を含む前記監視対象エリアの画像の中から、前記移動体を含む部分画像を切り出して作成し、前記出力手段は、前記距離が所定値以下である場合に生成された前記部分画像を出力することを特徴とする。

第５の発明に係るカメラシステムは、映像監視によって監視対象エリアを監視するモニタリングシステムに用いられるカメラシステムであって、アナモルフィックレンズ系を有し、垂直方向よりも水平方向に広い画角で前記監視対象エリアを撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記監視対象エリアの画像を出力する出力手段と、前記撮像手段によって撮像された撮像画像における前記水平方向の位置を横軸とし、前記撮像画像と、前記監視対象エリアの背景画像との輝度の差分値を縦軸とする、前記輝度の差分値に関するヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムのピークの有無によって、前記監視対象エリア内で移動する移動体の有無を検出する移動体検出手段と、前記ヒストグラム内における前記ピークの変化を追跡することによって、前記移動体の移動経路を特定する移動経路特定手段とを備え、前記移動経路特定手段は、前記ピークがその高さを維持しつつ消えた場合には、前記移動体が前記撮像手段の後方に回り込んだという第１の移動経路を確定し、前記ピークがその高さが低くなりつつ消えた場合には、前記移動体が前記撮像手段から遠ざかったという第２の移動経路を確定し、前記出力手段は、前記移動経路特定手段によって前記第１の移動経路が確定された場合には、当該移動体が撮像されている画像を出力し、前記移動経路特定手段によって前記第２の移動経路が確定された場合には、当該移動体が撮像されている画像を出力しないことを特徴とする。

第６の発明に係るドアホンは、第１〜第５のいずれか一つの発明に係るカメラシステムを備えることを特徴とする。

第１及び第５の発明に係るカメラシステムによれば、撮像手段は、アナモルフィックレンズ系を有し、垂直方向よりも水平方向に広い画角で監視対象エリアを撮像する。従って、全方位カメラを用いた場合の、環状画像からパノラマ展開画像への変換処理や、魚眼レンズカメラを用いた場合の、円形画像から平面画像への変換処理が不要となるため、画像変換処理の負荷を低減することができる。また、全方位カメラを用いた場合の、環状画像の内周円付近における解像度の低下と比較して、解像度の低下を抑制することができる。さらに、魚眼レンズカメラを用いた場合の、円形画像の周縁部付近における画像の歪みと比較して、画像の歪みを低減することができる。しかも、垂直方向に無駄に広範囲な画角が生じないため、魚眼レンズカメラを用いた場合と比較して、不要な画像データの存在に起因する解像度の低下を抑制することができる。また、全方位カメラを用いた場合の、環状画像の内周円よりも内側の部分及び外周円よりも外側の部分のＣＣＤ素子の無駄や、魚眼レンズカメラを用いた場合の、円形画像の外周円よりも外側の部分のＣＣＤ素子の無駄を解消することができる。さらに、全方位カメラを用いる場合と比較すると、特殊な形状の反射鏡が不要となるため、コストの低減を図ることができる。また、パンチルト制御カメラを用いる場合と比較すると、首振り動作を行わせるための駆動系が不要となるため、耐久性を向上できるとともに、コストの低減を図ることができる。しかも、パンチルト制御カメラの首振り動作に伴う撮影範囲の死角の発生を防止することもできる。

第１の発明に係るカメラシステムによれば、移動体検出手段は、監視対象エリア内で移動する移動体を検出する。従って、移動体に的を絞って画像の表示処理や記録処理を行うことが可能となるため、セキュリティ性の向上を図ることができる。

第１の発明に係るカメラシステムによれば、接近検出手段は、移動体が撮像手段の方向に向かって接近しているのか否かを検出する。従って、接近してくる移動体に的を絞って画像の表示処理や記録処理を行うことが可能となるため、セキュリティ性の向上を図ることができる。

第２の発明に係るカメラシステムによれば、部分画像作成手段は、監視対象エリアの全体の画像の中から、接近してくる移動体を含む部分画像を切り出して作成する。従って、作成された部分画像を拡大して表示又は記録することが可能となるため、セキュリティ性の向上を図ることができる。

第３及び第４の発明に係るカメラシステムによれば、距離検出手段は、撮像手段と移動体との間の距離を検出する。従って、距離が近い移動体に的を絞って画像の表示処理や記録処理を行うことが可能となるため、セキュリティ性の向上を図ることができる。

第３及び第４の発明に係るカメラシステムによれば、部分画像作成手段は、監視対象エリアの全体の画像の中から、距離が近い移動体を含む部分画像を切り出して作成する。従って、作成された部分画像を拡大して表示又は記録することが可能となるため、セキュリティ性の向上を図ることができる。

第５の発明に係るカメラシステムによれば、移動経路特定手段は、ヒストグラム内におけるピークの変化を追跡することによって、移動体の移動経路を特定する。従って、店舗等への入店状況のモニタリングや、道路の交通状況のモニタリング等に応用することが可能となる。

第５の発明に係るカメラシステムによれば、移動経路特定手段は、ヒストグラム内からピークが消えたことを受けて、移動体の移動経路を確定する。従って、ピークの高さが徐々に低くなりつつピークが消えた場合には、移動体が監視対象エリアから遠ざかったことを確定することができ、一方、ピークの高さをほぼ維持しつつピークが突然消えた場合には、移動体が撮像手段の後方に回り込んだことを確定することができる。これにより、移動体の最終的な挙動を含めて、移動経路を特定することが可能となる。

第６の発明に係るドアホンによれば、第１〜第５のいずれか一つの発明に係るカメラシステムをドアホンに適用することにより、訪問者や侵入者の画像あるいは自宅前の通行人の画像を表示及び記録することが可能となるため、セキュリティ性の高いホームセキュリティシステムを実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るドアホン１の構成を示すブロック図である。但し図１では、ドアホン１が有する機能のうち、映像監視によるセキュリティ機能のみを示しており、マイクやスピーカ等の音声に関する機能の図示は省略している。

ドアホン１は、カメラシステム２、表示部３、及び画像メモリ４を備えている。カメラシステム２は、自宅前の道路等の監視対象エリアを映像監視によって監視するモニタリングシステムに用いられるカメラシステムであって、撮像部７、画像処理部８、及び出力部９を有している。撮像部７は、アナモルフィックレンズ系５及びＣＣＤ６を有している。一般的にアナモルフィックレンズ系とは、縦方向と横方向とで画角が異なるレンズ系をいうが、本実施の形態１に係るアナモルフィックレンズ系５では、垂直方向の画角よりも水平方向の画角のほうが広い。ＣＣＤ６は、複数のＣＣＤ素子が長方形状に配列されたパターンを有している。アナモルフィックレンズ系５及びＣＣＤ６を有する撮像部７は、垂直方向よりも水平方向に広い画角で監視対象エリアを撮像する。

画像処理部８は、撮像部７から送られてきた画像データに対して、ホワイトバランス調整、黒レベル補正、ノイズリダクション、及びデータ圧縮等の一般的な画像処理を施すほか、撮像部７から送られてきた画像データに基づき、本発明に係る特徴的な処理（後に詳述する）を施す。出力部９は、撮像手段７によって撮像されて画像処理部８によって画像処理が施された画像データを、後段の表示部３及び画像メモリ４に向けて出力する。出力部９から出力された監視対象エリアの画像は、表示部３によって表示可能であり、また、画像メモリ４に記録することも可能である。

図２は、図１に示した画像処理部８が有する機能のうち、本実施の形態１に係る特徴的な処理機能のみを示す機能ブロック図である。画像処理部８は、移動体検出部１０、接近検出部１１、距離検出部１２、及び部分画像作成部１３を有している。

移動体検出部１０は、撮像部７によって撮像された監視対象エリアの複数の画像に基づいて、監視対象エリア内で移動する移動体（特に人物）を検出する。接近検出部１１は、撮像部７によって撮像された、移動体を含む監視対象エリアの複数の画像に基づいて、移動体が撮像部７の方向に向かって接近しているのか否かを検出する。距離検出部１２は、撮像部７によって撮像された、移動体を含む監視対象エリアの画像に基づいて、撮像部７と移動体との間の距離を検出する。部分画像作成部１３は、移動体が撮像部７の方向に向かって接近していることが接近検出部１１によって検出された場合、及び、距離検出部１２によって検出された距離が所定値以下である場合に、撮像された監視対象エリアの全体画像の中から、移動体を含む部分画像を切り出して作成する。以下、詳細に説明する。

図３は、上方から眺めた監視対象エリアの一例を示す模式図である。道路５０は自宅の玄関前を横切る道路であり、道路５１は、自宅前で道路５０に合流する道路である。道路５０に面した自宅の玄関付近に、撮像部７を有するドアホンが設置されている。これにより、撮像部７は、自宅前の道路５０，５１の様子を撮像可能である。しかも、撮像部７は、アナモルフィックレンズ系５を有しており、水平方向の画角が１８０°近いため、道路５０，５１の様子を広域に渡って死角なく撮像可能である。

図３には、自宅前の道路５０，５１上に人物Ｍ１〜Ｍ７が存在している例を示している。例えば、人物Ｍ１は、道路５０上を自宅の左方遠方から自宅方向に向かって通行する人物であり、人物Ｍ２は、自宅前の道路５０上を左方から右方に向かって通過する通行人であり、人物Ｍ３は、道路５０上を自宅から右方遠方に向かって通行する人物であり、人物Ｍ４は、道路５１上を遠方から自宅方向に向かって通行する人物であり、人物Ｍ５，Ｍ７は、自宅への侵入を試みる侵入者であり、人物Ｍ６は、自宅への訪問者である。

図４は、図３に対応させて、撮像部７の撮影範囲及び人物Ｍ１〜Ｍ７の撮影状況を示す模式図である。図４に示すように、撮像部７は、垂直方向よりも水平方向に広い画角で監視対象エリアを撮影している。撮像部７との距離に応じて人物Ｍ１〜Ｍ７の写る大きさが異なるため、近距離の人物Ｍ５〜Ｍ７は大きく写り、遠距離の人物Ｍ１，Ｍ３，Ｍ４は小さく写り、中距離の人物Ｍ２は中程度に写っている。

図５は、図４に対応させて、撮像部７のＣＣＤ６の結像面に結像された像を示す模式図である。アナモルフィックレンズ系５によって、図４に示した撮影範囲が水平方向に圧縮されて結像されるため、人物Ｍ１〜Ｍ７も水平方向に圧縮されている。図５に示した画像の画像データが、撮像部７から画像処理部８に向けて出力される原画像の画像データとなる。

＜移動体検出＞
図２に示した移動体検出部１０は、監視対象エリアの背景の画像データを記憶している。そして、現在撮像された画像の画像データと、背景の画像データとの輝度成分の差分をとることによって、輝度の差分値に関するヒストグラムを作成する。図６には、時間的に連続する５つのヒストグラムが示されており、横軸は水平方向の座標であり、縦軸は輝度の差分値である。

監視対象エリア内に移動体が写っていない場合は、監視対象エリアの背景の輝度値同士が相殺されるため、撮像画像の画像データと背景の画像データとの輝度成分の差分値は、ほぼゼロとなる。従って、図６の（Ａ）及び（Ｅ）に示すような状態となる。

一方、監視対象エリア内に移動体が写っている場合は、背景の輝度値と移動体の輝度値とが差分されるため、撮像画像の画像データと背景の画像データとの輝度成分の差分値は、移動体が写っている箇所では大きくなる。従って、図６の（Ｂ）〜（Ｄ）に示すような状態となり、写っている移動体の位置及び大きさに応じて、ヒストグラムのピークＨ１１〜Ｈ１３が生じる。なお、ピークＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３は、それぞれ図３に示した人物Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に対応するピークである。

従って、移動体検出部１０は、ヒストグラムのピークＨ１１〜Ｈ１３の有無によって、監視対象エリア内で移動する移動体の有無を検出する。

＜接近検出＞
移動体検出部１０によって監視対象エリア内で移動体の存在が検出されると、図２に示した接近検出部１１は、その移動体が撮像部７の方向に向かって接近しているのか否かを検出する。図６の（Ａ）と（Ｂ）とを比較することにより、左方遠方から移動体が近付いてきていることが分かる。また、図６の（Ｂ）と（Ｃ）とを比較することにより、その移動体が撮像部７の正面まで近付いてきたことが分かる。さらに、図６の（Ｃ）と（Ｄ）とを比較することにより、その移動体が撮像部７の正面から右方遠方に向かって遠ざかったことが分かる。また、図６の（Ｄ）と（Ｅ）とを比較することにより、その移動体が監視対象エリアから右方遠方に向かって遠ざかったことが分かる。従って、接近検出部１１は、図６の（Ｂ）〜（Ｄ）に着目し、ピークＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３が左方から右方に向かって移動し、かつ、その高さがＹ１１（小）→Ｙ１２（中）→Ｙ１３（小）に遷移したことによって、その移動体は自宅前を左方から右方に向かって単に通過した移動体であることを検出する。

一方、図７の（Ａ）と（Ｂ）とを比較することにより、左方遠方から移動体が近付いてきていることが分かる。また、図７の（Ｂ）と（Ｃ）とを比較することにより、その移動体が左方からさらに近付いてきていることが分かる。さらに、図７の（Ｃ）と（Ｄ）とを比較することにより、その移動体が撮像部７の正面近傍まで近付いてきたことが分かる。また、図７の（Ｄ）と（Ｅ）とを比較することにより、その移動体が撮像部７の正面近傍に停止していることが分かる。従って、接近検出部１１は、図７の（Ｂ）〜（Ｅ）に着目し、ピークＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４が、左方から正面に向かって移動し、かつ、その高さがＹ２１（小）→Ｙ２２（中）→Ｙ２３（大）→Ｙ２４（大）に遷移したことによって、その移動体は左方から撮像部７の正面近傍に接近した移動体であることを検出する。

さらに、図８の（Ａ）と（Ｂ）とを比較することにより、正面遠方から移動体が近付いてきていることが分かる。また、図８の（Ｂ）と（Ｃ）とを比較することにより、その移動体が正面からさらに近付いてきていることが分かる。さらに、図８の（Ｃ）と（Ｄ）とを比較することにより、その移動体が撮像部７の正面近傍まで近付いてきたことが分かる。また、図８の（Ｄ）と（Ｅ）とを比較することにより、その移動体が撮像部７の正面近傍に停止していることが分かる。従って、接近検出部１１は、図７の（Ｂ）〜（Ｅ）に着目し、ピークＨ３１，Ｈ３２，Ｈ３３，Ｈ３４が、正面遠方から手前に向かって移動し、かつ、その高さがＹ３１（小）→Ｙ３２（中）→Ｙ３３（大）→Ｙ３４（大）に遷移したことによって、その移動体は正面遠方から撮像部７の正面近傍に接近した移動体であることを検出する。

図８に示した例において、カメラの画角によっては、ピークの高さに差が生じにくいことも考えられる。従って、その場合は、ピークＨ３１，Ｈ３２，Ｈ３３，Ｈ３４の幅Ｘ３１，Ｘ３２，Ｘ３３，Ｘ３４にも着目し、幅がＸ３１（小）→Ｘ３２（中）→Ｘ３３（大）→Ｘ３４（大）に遷移したことによって、その移動体は正面遠方から撮像部７の正面近傍に接近した移動体であることを検出することができる。

あるいは、図９に示すように、撮像画像から人物５０の顔部５１を抽出し、顔部５１の高さが、Ｙ４１（小）→Ｙ４２（中）→Ｙ４３（大）→Ｙ４４（大）に遷移したことによって、その移動体は正面遠方から撮像部７の正面近傍に接近した移動体であることを検出することもできる。

なお、撮像画像から人物の顔部を抽出する方法としては、撮像画像内で部分画像を走査することにより、撮像画像の中で肌色のヒストグラムが最大となる箇所を検出し、その検出された箇所で部分画像を順次拡大することによって人物の顔部を抽出する方法（特開２００５−４４０３３号公報参照）を用いることができる。あるいは、撮像画像をLog-Polar変換した画像と、予め準備した人物の顔部のテンプレート画像をLog-Polar変換し、それを繰り返した繰り返しパターン画像とのマッチングを行うことにより、撮像画像から人物の顔部を抽出する方法（特開２００４−３１０２４３号公報参照）を用いることができる。あるいは、抽出の精度を高めるために、一つの撮像画像に対してこれら二つの方法による抽出を実施し、二つの方法でいずれも抽出されたオブジェクトを、人物の顔部として抽出してもよい。

＜距離検出＞
移動体検出部１０によって監視対象エリア内で移動体の存在が検出されると、図２に示した距離検出部１２は、その移動体と撮像部７との間の距離を検出する。例えば図６を参照して、当該距離と、ヒストグラムのピークＨ１１〜Ｈ１３の高さＹ１１〜Ｙ１３との関連性を測定によって予め求めておき、その対応関係が記述されたテーブルデータを記憶しておく。そして、そのテーブルデータを参照することにより、検出された移動体のヒストグラムのピークの高さに対応する距離を、その移動体と撮像部７との間の距離として検出する。

あるいは図９を参照して、人物５０と撮像部７との間の距離と、顔部５１の高さＹ４１〜Ｙ４４との関連性を測定によって予め求めておき、その対応関係が記述されたテーブルデータを記憶しておく。そして、そのテーブルデータを参照することにより、検出された人物５０の顔部５１の高さに対応する距離を、その人物５０と撮像部７との間の距離として検出する。

＜部分画像作成＞
接近検出部１１によって移動体が撮像部７に接近していることが検出されると、図２に示した部分画像作成部１３は、撮像された監視対象エリアの全体画像の中から、移動体を含む部分画像を切り出して作成する。

図１０の（Ａ）には、撮像された監視対象エリアの全体画像３０が示されており、全体画像３０の中には、接近検出部１１によって接近する移動体として検出された人物Ｍ６が含まれている。部分画像作成部１３は、図１０の（Ｂ）に示すように、全体画像３０の中から、人物Ｍ６を含む部分画像３１を切り出す。部分画像３１は、画像処理によって水平方向に伸張されて、人間の視覚に違和感のないアスペクト比の画像３２が作成される。作成された画像３２は、図１に示した表示部３に表示されるとともに、画像メモリ４に記録される。

なお、図１０には自宅への訪問者である人物Ｍ６に関する部分画像３１のみを示したが、図３を参照して、侵入者である人物Ｍ５，Ｍ７についても、接近検出部１１による接近検出がなされるため、部分画像作成部１３は人物Ｍ５，Ｍ７に関しても部分画像を作成することとなる。

同様に、距離検出部１２によって検出された移動体と撮像部７との間の距離が、予め設定されたしきい値以下である場合は、部分画像作成部１３は、撮像された監視対象エリアの全体画像の中から、移動体を含む部分画像を切り出して作成する。

図１１の（Ａ）には、撮像された監視対象エリアの全体画像４０が示されており、全体画像４０の中には、移動体検出部１０によって移動体として検出された人物Ｍ２が含まれている。図３を参照して、上記しきい値として距離Ｌ１（ユーザによって任意の値に設定可能である。）が設定されており、距離検出部１２によって検出された人物Ｍ２と撮像部７との間の距離は、距離Ｌ１以下である。従って、部分画像作成部１３は、図１１の（Ｂ）に示すように、全体画像４０の中から、人物Ｍ２を含む部分画像４１を切り出す。部分画像４１は、画像処理によって水平方向に伸張されて、人間の視覚に違和感のないアスペクト比の画像４２が作成される。作成された画像４２は、図１に示した表示部３に表示されるとともに、画像メモリ４に記録される。

なお、図１１には通行人である人物Ｍ２に関する部分画像４１のみを示したが、図３を参照して、訪問者である人物Ｍ６及び侵入者である人物Ｍ５，Ｍ７についても、撮像部７との間の距離が距離Ｌ１以下であるため、部分画像作成部１３は人物Ｍ５〜Ｍ７に関しても部分画像を作成することとなる。

図１に示したように、本実施の形態１に係るカメラシステム２によれば、撮像部７は、アナモルフィックレンズ系５を有し、垂直方向よりも水平方向に広い画角で監視対象エリアを撮像する。従って、全方位カメラを用いた場合の、環状画像からパノラマ展開画像への変換処理や、魚眼レンズカメラを用いた場合の、円形画像から平面画像への変換処理が不要となるため、画像変換処理の負荷を低減することができる。また、全方位カメラを用いた場合の、環状画像の内周円付近における解像度の低下と比較して、解像度の低下を抑制することができる。さらに、魚眼レンズカメラを用いた場合の、円形画像の周縁部付近における画像の歪みと比較して、画像の歪みを低減することができる。しかも、垂直方向に無駄に広範囲な画角が生じないため、魚眼レンズカメラを用いた場合と比較して、不要な画像データの存在に起因する解像度の低下を抑制することができる。また、全方位カメラを用いた場合の、環状画像の内周円よりも内側の部分及び外周円よりも外側の部分のＣＣＤ素子の無駄や、魚眼レンズカメラを用いた場合の、円形画像の外周円よりも外側の部分のＣＣＤ素子の無駄を解消することができる。さらに、全方位カメラを用いる場合と比較すると、特殊な形状の反射鏡が不要となるため、コストの低減を図ることができる。また、パンチルト制御カメラを用いる場合と比較すると、首振り動作を行わせるための駆動系が不要となるため、耐久性を向上できるとともに、コストの低減を図ることができる。しかも、パンチルト制御カメラの首振り動作に伴う撮影範囲の死角の発生を防止することもできる。

また、本実施の形態１に係るカメラシステム２によれば、移動体検出部１０は、監視対象エリア内で移動する移動体を検出する。従って、移動体に的を絞って画像の表示処理や記録処理を行うことが可能となるため、セキュリティ性の向上を図ることができる。

さらに、本実施の形態１に係るカメラシステム２によれば、接近検出部１１は、移動体が撮像部７の方向に向かって接近しているのか否かを検出する。従って、接近してくる移動体に的を絞って画像の表示処理や記録処理を行うことが可能となるため、セキュリティ性の向上を図ることができる。

また、本実施の形態１に係るカメラシステム２によれば、距離検出部１２は、撮像部７と移動体との間の距離を検出する。従って、距離が近い移動体に的を絞って画像の表示処理や記録処理を行うことが可能となるため、セキュリティ性の向上を図ることができる。

さらに、本実施の形態１に係るカメラシステム２によれば、部分画像作成部１３は、監視対象エリアの全体の画像の中から、接近してくる移動体又は距離が近い移動体を含む部分画像を切り出して作成する。従って、作成された部分画像を拡大して表示又は記録することが可能となるため、セキュリティ性の向上を図ることができる。

また、本実施の形態１に係るドアホン１によれば、訪問者や侵入者の画像あるいは自宅前の通行人の画像を表示及び記録することが可能となるため、セキュリティ性の高いホームセキュリティシステムを実現することができる。

実施の形態２．
図１２は、図１に示した画像処理部８が有する機能のうち、本実施の形態２に係る特徴的な処理機能のみを示す機能ブロック図である。画像処理部８は、移動体検出部１０及び移動経路特定部１５を有している。

＜移動体検出＞
移動体検出部１０は、撮像部７によって撮像された監視対象エリアの複数の画像に基づいて、監視対象エリア内で移動する移動体（特に人物）を検出する。具体的には上記実施の形態１と同様に、現在撮像された画像の画像データと、背景の画像データとの輝度成分の差分をとることによって、輝度の差分値に関するヒストグラムを作成し、ヒストグラムのピークの有無によって、監視対象エリア内で移動する移動体の有無を検出する。

＜移動経路特定＞
移動経路特定部１５は、ヒストグラムのピークの変化を追跡することによって、移動体検出部１０によって検出された移動体が監視対象エリア内を移動した経路を特定する。

図１３，１４は、上方から眺めた監視対象エリアの一例を示す模式図である。道路５０は自宅の玄関前を横切る道路である。道路５０に面した自宅の玄関付近に、撮像部７を有するドアホンが設置されている。これにより、撮像部７は、自宅前の道路５０の様子を撮像可能である。また、図１に示したように、撮像部７はアナモルフィックレンズ系５を有しており、水平方向の画角が１８０°近いため、道路５０の様子を広域に渡って死角なく撮像可能である。

図１３には、Ｍ１→Ｍ２→Ｍ３の経路を辿って自宅前に近付いた人物（訪問者）が、その後にＭ３→Ｍ４の経路を辿って自宅敷地内に入った例を示している。なお、本実施の形態２では、図１３に示した人物Ｍ３の正面に、道路５０から自宅敷地内に通じる門扉（図示しない）が設置されているものとする。図１４には、Ｍ１→Ｍ２→Ｍ３の経路を辿って自宅前に近付いた人物（通行人）が、その後にＭ３→Ｍ５の経路を辿って自宅前から遠ざかった例を示している。

図１５は、図１３に示した経路を辿った場合に移動体検出部１０によって作成されるヒストグラムを示す図である。図１５の（Ａ）のヒストグラムには、図１３の人物Ｍ１に対応するピークＨ４１が表れており、ピークＨ４１の高さはＹ４１（小）である。図１５の（Ｂ）のヒストグラムには、図１３の人物Ｍ２に対応するピークＨ４２が表れており、ピークＨ４２の高さはＹ４２（大）である。図１５の（Ｃ）のヒストグラムには、図１３の人物Ｍ３に対応するピークＨ４３が表れており、ピークＨ４３の高さはＹ４３（大）である。図１５の（Ｄ）のヒストグラムには、図１３の人物Ｍ３が撮像部７の撮影範囲から消える直前のピークＨ４４が表れており、ピークＨ４４の高さはＹ４４（大）である。図１３の人物Ｍ４は撮像部７の撮影範囲から外れるため、図１５の（Ｅ）に示すように、ヒストグラムにピークは表れない。

図１５の（Ａ）と（Ｂ）とに着目して、移動経路特定部１５は、ピークＨ４１が右方向に移動してピークＨ４２に変化したことにより、人物が左方向から右方向に向かって移動したことを検出する。また、ピークＨ４１の高さＹ４１（小）がピークＨ４２の高さＹ４２（大）に変化したことにより、人物が自宅前に近付いたことを検出する。

図１５の（Ｂ）と（Ｃ）とに着目して、移動経路特定部１５は、ピークＨ４２が右方向に移動してピークＨ４３に変化したことにより、人物が左方向から右方向に向かって移動したことを検出する。また、ピークＨ４３の高さＹ４３（大）がピークＨ４２の高さＹ４２（大）をほぼ維持していることにより、人物が自宅前から遠ざかっていないことを検出する。

図１５の（Ｃ）〜（Ｅ）に着目して、移動経路特定部１５は、ピークＨ４３，Ｈ４４が高さＹ４３（大），Ｙ４４（大）を維持したまま右方向に消えたことにより、人物が撮像部７の近傍を通って撮像部７の右後方に移動したこと、つまり、自宅敷地内に入ったことを検出する。

移動経路特定部１５は、ヒストグラムのピークの変化を継続的に追跡しており、ピークＨ４４が消えた時点で人物の移動経路を確定する。この場合は、「左方遠方から自宅前に近付いた後、撮像部７の右方近傍を通って自宅敷地内に入った」という経路が確定されることとなる。人物Ｍ２，Ｍ３の画像は画像メモリ４に一時的に保存（バッファリング）されており、自宅敷地内に入ったという経路が確定されたことをトリガとして、人物Ｍ２，Ｍ３の画像が確定的に画像メモリ４に記憶される。

図１６は、図１４に示した経路を辿った場合に移動体検出部１０によって作成されるヒストグラムを示す図である。図１６の（Ａ）のヒストグラムには、図１４の人物Ｍ１に対応するピークＨ５１が表れており、ピークＨ５１の高さはＹ５１（小）である。図１６の（Ｂ）のヒストグラムには、図１４の人物Ｍ２に対応するピークＨ５２が表れており、ピークＨ５２の高さはＹ５２（大）である。図１６の（Ｃ）のヒストグラムには、図１４の人物Ｍ３に対応するピークＨ５３が表れており、ピークＨ５３の高さはＹ５３（大）である。図１６の（Ｄ）のヒストグラムには、図１４の人物Ｍ５に対応するピークＨ５４が表れており、ピークＨ５４の高さはＹ５４（小）である。図１４の人物Ｍ５がさらに右方向に向かって移動すると、図１６の（Ｅ）に示すように、ヒストグラムにピークは表れない。

図１６の（Ａ）と（Ｂ）とに着目して、移動経路特定部１５は、ピークＨ５１が右方向に移動してピークＨ５２に変化したことにより、人物が左方向から右方向に向かって移動したことを検出する。また、ピークＨ５１の高さＹ５１（小）がピークＨ５２の高さＹ５２（大）に変化したことにより、人物が自宅前に近付いたことを検出する。

図１６の（Ｂ）と（Ｃ）とに着目して、移動経路特定部１５は、ピークＨ５２が右方向に移動してピークＨ５３に変化したことにより、人物が左方向から右方向に向かって移動したことを検出する。また、ピークＨ５３の高さＹ５３（大）がピークＨ５２の高さＹ５２（大）をほぼ維持していることにより、人物が自宅前から遠ざかっていないことを検出する。

図１６の（Ｃ）と（Ｄ）とに着目して、移動経路特定部１５は、ピークＨ５３の高さＹ５３（大）がピークＨ５４の高さＹ５４（小）に変化したことにより、人物が自宅前から遠ざかったことを検出する。

図１６の（Ｄ）と（Ｅ）とに着目して、移動経路特定部１５は、ピークＨ５４が消えたことにより、人物が自宅前からさらに遠ざかったことを検出する。

移動経路特定部１５は、ヒストグラムのピークの変化を継続的に追跡しており、ピークＨ５４が消えた時点で人物の移動経路を確定する。この場合は、「左方遠方から自宅前に近付いた後、自宅前から右方遠方に遠ざかった」という経路が確定されることとなる。人物Ｍ２，Ｍ３の画像は画像メモリ４に一時的に保存（バッファリング）されているが、自宅前から遠ざかったという経路が確定されたことをトリガとして、人物Ｍ２，Ｍ３の画像は破棄される。

なお、以上の説明では、ヒストグラムのピークの高さに基づいて人物と撮像部７との距離の遠近を検出する例について述べたが、上記実施の形態１と同様に、ピークの幅や人物の顔部の高さに基づいて遠近を検出することもできる。

本実施の形態２に係るカメラシステム２によれば、画像処理部８は移動経路特定部１５を有し、移動経路特定部１５は、ヒストグラム内におけるピークの変化を追跡することによって、移動体の移動経路を特定する。従って、店舗等への入店状況のモニタリングや、道路の交通状況のモニタリング等に応用することが可能となる。

また移動経路特定部１５は、ヒストグラム内からピークが消えたことを受けて、移動体の移動経路を確定する。従って、ピークの高さが徐々に低くなりつつピークが消えた場合（図１６）には、移動体が監視対象エリアから遠ざかったことを確定することができ、一方、ピークの高さをほぼ維持しつつピークが突然消えた場合（図１５）には、移動体が撮像部７の後方に回り込んだことを確定することができる。これにより、移動体の最終的な挙動を含めて、移動経路を特定することが可能となる。

なお、上記実施の形態１，２では、本発明に係るカメラシステム２をドアホン１に応用する例について説明したが、これに限らず、駐車場の出入口付近を映像監視することによる安全管理や利用状況調査や警備、建物や敷地の出入口付近を映像監視することによる安全管理や利用状況調査や警備、店舗等の出入口付近を監視することによる入店状況のモニタリングや警備、道路の交通状況を監視することによる安全管理や利用状況調査等、様々な用途に応用することが可能である。

本発明の実施の形態１に係るドアホンの構成を示すブロック図である。 図１に示した画像処理部が有する機能のうち、本発明に係る特徴的な処理機能のみを示す機能ブロック図である。 上方から眺めた監視対象エリアの一例を示す模式図である。 図３に対応させて、撮像部の撮影範囲及び人物の撮影状況を示す模式図である。 図４に対応させて、撮像部のＣＣＤの結像面に結像された像を示す模式図である。 時間的に連続するヒストグラムを示す図である。 時間的に連続するヒストグラムを示す図である。 時間的に連続するヒストグラムを示す図である。 時間的に連続する撮像画像を示す図である。 部分画像作成部の処理を説明するための図である。 部分画像作成部の処理を説明するための図である。 図１に示した画像処理部が有する機能のうち、本発明の実施の形態２に係る特徴的な処理機能のみを示す機能ブロック図である。 上方から眺めた監視対象エリアの一例を示す模式図である。 上方から眺めた監視対象エリアの一例を示す模式図である。 図１３に示した経路を辿った場合に移動体検出部によって作成されるヒストグラムを示す図である。 図１４に示した経路を辿った場合に移動体検出部によって作成されるヒストグラムを示す図である。

符号の説明

１ ドアホン
２ カメラシステム
３ 表示部
４ 画像メモリ
５ アナモルフィックレンズ系
６ ＣＣＤ
７ 撮像部
８ 画像処理部
９ 出力部
１０ 移動体検出部
１１ 接近検出部
１２ 距離検出部
１３ 部分画像作成部
１５ 移動経路特定部

Claims (6)

1. 映像監視によって監視対象エリアを監視するモニタリングシステムに用いられるカメラシステムであって、
   アナモルフィックレンズ系を有し、垂直方向よりも水平方向に広い画角で前記監視対象エリアを撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段によって撮像された前記監視対象エリアの画像を出力する出力手段と、
   前記撮像手段によって撮像された前記監視対象エリアの複数の画像に基づいて、前記監視対象エリア内で移動する移動体を検出する移動体検出手段と、
   前記撮像手段によって撮像された、前記移動体を含む前記監視対象エリアの複数の画像に基づいて、前記移動体が前記撮像手段の方向に向かって接近しているのか否かを検出する接近検出手段と
   を備え、
   前記出力手段は、
   前記移動体が前記撮像手段の方向に向かって接近していることが前記接近検出手段によって検出された場合には、当該移動体が撮像されている画像を出力し、
   前記移動体が前記撮像手段の前を単に通過していることが前記接近検出手段によって検出された場合には、当該移動体が撮像されている画像を出力しない、
   カメラシステム。
2. 前記移動体が前記撮像手段の方向に向かって接近していることが前記接近検出手段によって検出された場合に、前記出力手段が出力する前記画像として、前記移動体を含む前記監視対象エリアの画像の中から、前記移動体を含む部分画像を切り出して作成する部分画像作成手段をさらに備える、請求項１に記載のカメラシステム。
3. 前記撮像手段によって撮像された、前記移動体を含む前記監視対象エリアの画像に基づいて、前記撮像手段と前記移動体との間の距離を検出する距離検出手段と、
   前記距離検出手段によって検出された前記距離が所定値以下である場合に、前記移動体を含む前記監視対象エリアの画像の中から、前記移動体を含む部分画像を切り出して作成する部分画像作成手段と
   をさらに備え、
   前記出力手段は、前記距離が所定値以下である場合に生成された前記部分画像を出力する、請求項１に記載のカメラシステム。
4. 前記撮像手段によって撮像された、前記移動体を含む前記監視対象エリアの画像に基づいて、前記撮像手段と前記移動体との間の距離を検出する距離検出手段
   をさらに備え、
   前記部分画像作成手段は、前記距離検出手段によって検出された前記距離が所定値以下である場合に、前記移動体を含む前記監視対象エリアの画像の中から、前記移動体を含む部分画像を切り出して作成し、
   前記出力手段は、前記距離が所定値以下である場合に生成された前記部分画像を出力する、請求項２に記載のカメラシステム。
5. 映像監視によって監視対象エリアを監視するモニタリングシステムに用いられるカメラシステムであって、
   アナモルフィックレンズ系を有し、垂直方向よりも水平方向に広い画角で前記監視対象エリアを撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段によって撮像された前記監視対象エリアの画像を出力する出力手段と、
   前記撮像手段によって撮像された撮像画像における前記水平方向の位置を横軸とし、前記撮像画像と、前記監視対象エリアの背景画像との輝度の差分値を縦軸とする、前記輝度の差分値に関するヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムのピークの有無によって、前記監視対象エリア内で移動する移動体の有無を検出する移動体検出手段と、
   前記ヒストグラム内における前記ピークの変化を追跡することによって、前記移動体の移動経路を特定する移動経路特定手段と
   を備え、
   前記移動経路特定手段は、
   前記ピークがその高さを維持しつつ消えた場合には、前記移動体が前記撮像手段の後方に回り込んだという第１の移動経路を確定し、
   前記ピークがその高さが低くなりつつ消えた場合には、前記移動体が前記撮像手段から遠ざかったという第２の移動経路を確定し、
   前記出力手段は、
   前記移動経路特定手段によって前記第１の移動経路が確定された場合には、当該移動体が撮像されている画像を出力し、
   前記移動経路特定手段によって前記第２の移動経路が確定された場合には、当該移動体が撮像されている画像を出力しない、
   カメラシステム。
6. 請求項１〜５のいずれか一つに記載のカメラシステムを備えたドアホン。

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