JP4578044B2 - 画像データ処理 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は監視装置で画像情報を管理する方法と装置に関するもので、画像情報の管理は画像情報の処理と、処理された画像情報の伝送を含む。また本発明は監視モジュールとコンピュータ・プログラム製品に関する。
【０００２】
（背景技術）
種々の公共の場所や設備や建物は、所有者にとって非常に重要で恐らく秘密の情報を含むコンピュータなどの貴重な装置を含むので、その監視はますます重要になっている。また、例えば空港の荷物や個人の住宅内を監視するというニーズがある。必要な対策を迅速に取るには、監視情報を直ちに正確に表示することが一般に望ましい。
【０００３】
かかるニーズに応える多くの種類の監視装置がある。従来技術の１つの型の監視装置は、通常、監視センタと多数の監視モジュールで構成する。各監視モジュールは通信ケーブルを介して監視センタに接続する。監視モジュールは、ケーブルを介して互いに接続するするビデオ・カメラと赤外線検出器を備えてよい。赤外線検出器は動きを検出し、ビデオ・カメラは画像を記録する。そして、記録された画像を監視センタに送る。赤外線検出器の問題の１つは誤解を招きやすいことであり、監視に信頼がおけない。例えば、ガラス板を検出器の前に置くと熱が変化しても検出しないので、ビデオ・カメラは記録を開始することができない。この型の監視装置が有する別の問題は、多くの場合、記憶された画像が警報を起こした原因について十分な情報を与えないことである。例えば高温や妨害（ｓａｂｏｔａｇｅ）により生じた警報状態はカメラが捕らえないので、警報が本物どうか不確かである。
【０００４】
この問題を解決するため、画像を継続的に記録することが提案されている。記録された画像と基準画像とを比較する。通常、基準画像は監視区域の背景画像である。２つの画像の間に何らかの差ある場合や記録された画像に変化が生じた場合は、これらの画像を有人の監視センタに送る。監視センタでは送られてきた画像を装置のオペレータが見て、監視状態に関して判定を行う。この方法を用いれば、赤外線検出器が検出しない多くの状態を検出することができる。この方法の欠点は大量の情報を送らなければならないことである。なぜなら、光が当たる条件が変化するなど、記録された画像を変える原因になる多くの状態があるからである。画像を送るには時間がかかるので、送る前に例えばＪＰＥＧまたはＭＰＥＧを用いて画像を圧縮する。伝送は監視場所の連続画像のビデオ伝送であるが、毎秒送られる画像の数には制限がある。伝送速度９．６ｋｂｉｔ／ｓのＧＳＭ型の移動体電話を監視情報の受信機として用いる場合は、送られた画像が明瞭で判別可能になるまで２０−１００秒かかる。画像を圧縮することにより、これを画像当たり３−４秒に減らすことができる。更に圧縮を行うと画像が非常に不鮮明になり、事象を判別することが困難に、または不可能になる。つまり、帯域幅を狭くするために圧縮度を高めると、最後には画像の質が非常に劣化して、画像から正しい結論を引き出すことが不可能になる。別の方法は、画像の頻度を減らして、送る画像の数を少なくすることである。しかしこれでは十分な監視を行うことができない。なぜなら、連続した２つの画像の間に多くの事象が起こり得るので、実際の動きについての結論を出すことが難しくなるからである。監視情報を監視モジュール内に記憶するときにも問題が起こる。警報状態であるかどうかを判定するのに必要な全ての情報を記憶するには大きな記憶容量が必要であり、このため装置は高価になり、また一層複雑になる。
【０００５】
国際公開番号ＷＯ９８／２８７０６は多数のカメラを備えて画像を記録し、この画像を監視局に送ってディジタル画像処理を行う保安装置について記述している。監視局は処理を行って警報状態があるかないかを判定し、警報状態がある場合は、人に関係する警報かまたは未知の警報かを示す信号を送る。
【０００６】
米国特許第５，６６６，１５７号は、人の攻撃と解釈される動きなどの異常事象を検出する監視装置について述べている。記録された画像を分析し、物体又はオブジェクト（ｏｂｊｅｃｔｓ）を検出して、物体の動き特性を計算する。動き特性に基づいて、動きがどの程度犯罪の意図を持つと判断されるかを示す結論に達する。
【０００７】
（発明の概要）
したがって本発明の目的は、信頼性が高くてコスト効果のある監視を可能にすることである。
この目的及び以下の説明から明らかな他の目的は、監視位置を監視する少なくとも１個の監視モジュールと、１個の遠隔の受信ユニットとを備える監視装置で画像情報を管理する以下の方法により達成することができる。この方法は、監視モジュールを用いて監視位置の画像を記録し、記録された画像と基準画像とを比較することにより差異領域又は異なる領域（ｄｉｓｔｉｎｃｔ ｒｅｇｉｏｎ）を監視モジュール内で区分し、差異領域の端部を表す輪郭形状または外形形状（ｏｕｔｌｉｎｅ ｓｈａｐｅ）を監視モジュール内で作成し、輪郭形状を表すデータを受信ユニットに送り、前記送られたデータを用いて輪郭形状を受信ユニット内で再生し、輪郭形状を受信ユニット内で視覚的に表示する、ステップを含む。
【０００８】
監視モジュールは監視位置の画像を連続的に記録することができる。監視位置は特に、画像を記録するための監視モジュールの構成要素により制限される。基準画像と比較したときに、記録された画像内に変化が起こると（例えば、人または動物が画像内に入ると）、この対象を多数の異なるアルゴリズムで区分する。基準画像は、１つまたは複数の以前の画像から、または監視位置の１つまたは複数の背景画像から、またはこれらの組合わせから、１つまたは複数のアルゴリズムを用いて作成する。比較することの利点は、動く物体を更に処理できることと、監視位置にある机や椅子などの静止物体を除外できることである。これは、監視位置での事象についての関心のある情報を差異領域が含むことを意味する。画像から区分される物体をこの差異領域で表す。
【０００９】
輪郭形状は作成される。輪郭形状は差異領域の端部の様式化された表現である。この輪郭形状を表すデータが占める帯域幅は小さいので伝送に適している。受信ユニットは、輪郭形状を表すデータを受けて適当な方法で処理するユニットである。監視モジュールと受信ユニットは伝送される情報を同じ方法で解釈する。両者は輪郭形状の同じ数学的モデルを有する。すなわち、監視モジュールは或る数学的モデルに従って輪郭形状を処理し、輪郭形状を表すデータを作成し、このデータを受信ユニットに送る。データを受けた受信ユニットは、必要であれば、どの数学的モデルが用いられているかを知っており、視覚的に表示する輪郭形状を再生成することができる。受信ユニットは例えば有人の監視局内に設け、輪郭形状をスクリーン上にオペレータに表示してよい。オペレータはそれが警報状態かどうかを判定して適当な対策をとることができる。
【００１０】
対象の輪郭形状を送ることの大きな利点は、物体が人の場合、そのプライバシーが守られることである。これは非常に重要である。なぜなら、まさに個人のプライバシーを保護するために、監視カメラを設置するには特別な許可が必要なこと多いからである。更に、この方法を個人の家庭で用いる可能性があるが、その場合は監視装置を設けた家庭内で生活する人々をビデオや写真で記録しないことが望ましい。なぜなら、例えばこれらの絵は悪用されることがあるからである。
【００１１】
１つの実施の形態では、輪郭形状を作成するステップは、差異領域の輪郭画像を作成するステップと輪郭形状をこの輪郭画像に当てはめるステップを含む。
輪郭画像は差異領域の端部に沿う点のシーケンス又は一連の点で形成してよい。輪郭画像を用いる利点は、この方法により輪郭形状を作成するのが容易になることである。
別の実施の形態では、輪郭画像を作成するステップは、差異領域の端部をクロックハンド・アルゴリズム（ｃｌｏｃｋ−ｈａｎｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などの探索機能で追従するステップを含む。
【００１２】
この方法では、輪郭画像を領域の回りから取り出す。次に、輪郭画像内の点のシーケンスに或る形状を数学的に当てはめる。
或る実施の形態は、大きさ、および／または形などの差異領域の少なくとも１つの特性から差異領域を監視モジュール内で分類し、この分類により前記データの伝送を制御するステップを含む。
差異領域の分類に従って、それを受信ユニットに送る必要があるかどうか判定する。例えば、或る区域を監視すると同時にその区域を犬が守っている場合は、犬の輪郭形状に関するデータは送らない。
【００１３】
或る実施の形態は、差異領域に属する１つまたは複数の種類の特性（大きさや形状）などの特定の特性と、少なくとも１つの以前に記録された画像から区分された領域に属する対応する特性とを監視モジュール内で比較し、これらの特性が同じ物体を表すと判定される程度に一致する場合はこの差異領域の関連する動き履歴を記録するステップを含む。記録はこのように、以前に記録された物体の差異領域を突き合わせる（ｍａｔｃｈｉｎｇ）ことにより行う。所定の突合わせ判定条件を満たす場合は、別の時刻に記録された２つの差異領域は同じ物体を表すと見なす。例えば、差異領域の特性（画像の物理的な大きさなど）を比較し、これらが或る程度対応する場合は、一致すると判定する。このようにして、差異領域の動き履歴を作成することができる。例えば、動きの速さと方向を計算することができる。
【００１４】
別の実施の形態は、差異領域の記録された動き履歴に基づいて異なる領域を監視モジュール内で分類し、この分類により前記データの伝送を制御するステップを更に含む。動き情報を分類して、差異領域が警報対象かどうか判定する。差異領域を警報対象として分類した場合は、輪郭形状を受信ユニットに送る。分類は、例えば対象の動きの速さや動きの方向に基づいて行ってよい。例えば物体が短い距離を前後に動く場合は、風に吹かれている木またはカーテンの可能性がある。したがってかかる動きは警報対象に分類しない。この方法により多くの誤警報が減り、また送る情報の量が更に減る。
【００１５】
或る実施の形態は、大きさ、形状、および／または記録された動き履歴などの差異領域に属する少なくとも１つの特性に基づいて差異領域を監視モジュール内で分類し、この分類により前記データの伝送を制御するステップを更に含む。
或る実施の形態では、動き履歴を表すデータと輪郭形状を表す前記データとを共に受信ユニットに送り、再生し、視覚的に表示する。
【００１６】
視覚的な表示は、例えば連続する輪郭形状を組み合わせて動くシーケンス（ｍｏｖｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を作ることにより行うことができる。このシーケンスは監視モジュール内かまたは受信ユニット内で組み合わせてよい。送られた物体の行動を反映する輪郭形状の動き履歴を表示する機能を有することによって、オペレータは例えば警報状態を一層容易に判定することができる。動き履歴を送ることにより増えるデータの量はごくわずかである。プライバシーを保護する一方で、高い信頼度で監視することができる。なぜなら、警報状態があるかどうかを視覚的な表示に基づいて判断するのに重要なのは、輪郭で示される人の形状と動きのパターンだからである。動き履歴は、例えば物体の動きの方向とその速さを示す動きベクトルで表すこともできる。
【００１７】
或る実施の形態では、差異領域が人に関係すると分類されたときだけ前記データを送る。
これにより、例えば住居侵入を監視することができる。送られたデータを受信ユニットで視覚的に表示して、人に関係する輪郭形状を判断することができる。例えば、輪郭形状が監視位置のどこにあるかに基づいて、その輪郭形状が実際の警報対象であるかどうかを判定することができる。例えば監視位置の片側が道路であれば、人が通っても警報状態にならない。動きの情報も送ることにより、物体の行動を、警報状態があるかどうかを視覚的に判断する基準にすることができる。本発明の方法はプライバシーを守るので、人を監視するのに特に適している。
【００１８】
別の実施の形態は、受信ユニットに送ろうとするデータを、送る前に監視モジュール内に記憶するステップを更に含む。
輪郭形状は記憶空間を余り必要としないので、監視モジュール内のメモリに記憶してよい。この記憶には大きな空間を必要としないので監視モジュールのコストは低い。監視モジュール内のメモリに記憶することが可能なことは、例えば受信ユニットにまたは監視モジュールと受信ユニットの間の通信に故障が生じた場合や、受信ユニットが過負荷になった場合に、非常に有利である。なぜなら、後で機能が回復したときに輪郭形状を送ることができるからである。例えば送信できない場合は、装置のオペレータは後で監視モジュールから輪郭形状を検索して分析することができる。複数の監視モジュールを用いて情報を記憶することもできる。例えば動き履歴を送る場合は、これも送る前に記憶することができる。
【００１９】
更に別の実施の形態は、差異領域内のオーディオ記録、部分線（ｐａｒｔｉａｌ ｌｉｎｅｓ）、強調区域又は強度区域（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｒｅａｓ）などの補助的監視情報を受信ユニットに送るステップを更に含む。
これの利点は、例えば、すでに表示された情報に基づいて判断することが難しい場合は、オペレータは更なる情報を要求することができることである。補助的監視情報は、例えば差異領域の１つまたは少数の画像を含む。この補助的情報はビット・マップ画像として送ってよい。これは、関心のある区域を区分して（ｓｅｑｍｅｎｔｅｄ）、この関心のある区域の画像を送ることを意味する。補助的監視情報は音の記録でもよい。別の種類の補助的監視情報は差異領域内の強調区域である。これらの強調区域を表すこのデータを送ると、差異領域内の特性が表示される。例えば、人を４つの強調区域、すなわち、髪と、顔と、上半身と、ズボン／下半身とに分けることができる。別の種類の補助的監視情報は差異領域内の部分線と呼ばれるものである。部分線の内容は、対象のテキスチャに関する更なる構造と重要な情報を差異領域に与える。人の部分線の例として、あごの部分を追加すると、頭は身体の残りの部分と見なすことができる。輪郭形状が何を表すかを判別するのは簡単である。
【００２０】
装置のオペレータは周波数帯域を犠牲にして補助的監視情報の量を増やすことができる。或る実施の態様は、再生された輪郭形状を受信ユニット内で背景画像上に表示するステップを更に含む。背景画像は監視モジュールを起動したときに最初に記録して受信ユニットに送ってよい。必要であれば、警報オペレータは例えば更新を要求することができる。監視位置の背景画像を受信ユニットに送っておけば後は輪郭形状を送るだけでよく、監視モジュールから受信ユニットに送るデータの量が少なくなると同時に、表示されたデータを監視オペレータが視覚的に判断するのが容易になるという特徴が保たれる。なぜなら、監視オペレータは輪郭形状と任意の動き履歴について基準点となるものを持ったからである。
【００２１】
或る実施の形態では、監視モジュールと受信ユニットの間の通信を無線手段で、例えば移動電話で行う。
無線送信により受信ユニットは移動することが可能にする。これは、オペレータが受信ユニットを有する場合は、オペレータは静止している必要がないことを意味する。例えば、輪郭形状は移動体電話内に組み込んだ受信ユニットで受けることができる。
【００２２】
或る実施の形態では、輪郭形状を多角形で表す。
多角形関数を用いる利点は、圧縮アルゴリズムを効果的に用いることが可能なことである。多角形は、警報オペレータが輪郭形状を視覚的に判定するのにも優れている。
【００２３】
１つの実施の形態では、多角形を多数の点で表し、その数は可変である。用いる点の数を少なくすれば必要な帯域幅は狭くなるが、同時に輪郭形状の質は劣化する。他の輪郭形状も同様な特性を有する。多角形の場合は点の数を選択できるので非常に有利である。なぜなら、帯域幅と必要な画像の質の選択は、場合によって、また監視モジュールによって変化するからである。例えば、貴重な設備を含む建物は非常に高い質で確認する必要があるので、非常に多くの点を多角形に用いる。また、例えば受信ユニットの機能を低下さると同時に高い性能の要求に反するような種々の型の問題がある。すなわち、受信ユニットが過負荷になるのを防ぐには帯域幅を狭くしなければならない。この場合は点の数を減らしてよい。
【００２４】
１つの実施の形態では、輪郭形状をスプライン関数で表す。
スプライン曲線は多数の制御点で制御される曲線である。制御点の位置は、曲線が画像内の輪郭とできるだけ一致するように調整する。この曲線の利点は、輪郭の警報状態を視覚的に判断するのに優れていることである。
【００２５】
また本発明は画像情報を管理する装置に関する。この装置は、監視位置を監視する少なくとも１個の監視モジュールと、１個の遠隔の受信ユニットとを備え、監視モジュールは、監視位置の画像を記録する感光センサと、記録された画像と基準画像とを比較することにより差異領域を区分して差異領域の端部を表す輪郭形状を作成する計算ユニットと、輪郭形状を表すデータを受信ユニットに送る通信ユニットとを備え、また受信ユニットは、前記送られたデータを受け、輪郭形状を再生し、輪郭形状を視覚的に表示する。
【００２６】
１つの実施の形態では、監視モジュールと受信ユニットは同じ数学モデルに従って解釈する。これの利点は、監視モジュールから送られる情報を受信ユニットが解釈し、再生し、例えば視覚的に表示することが可能なことである。
本発明に係る別の実施の形態では、装置は監視モジュールから監視局にオーディオ情報を送るオーディオ装置を備える。
本発明に係る或る実施の形態では、通信ユニットは無線通信装置を備える。
【００２７】
この装置の利点は上に説明した方法から明らかである。また本発明は監視位置を監視する監視モジュールに関する。監視モジュールは、監視位置の画像を記録する感光センサと、記録された画像と基準画像とを比較することにより差異領域を区分して差異領域の端部を表す輪郭形状を作成する計算ユニットと、輪郭形状を表すデータを遠隔の受信ユニットに送る通信ユニットとを備える。
【００２８】
また本発明はプログラム・コードを含むコンピュータ・プログラム製品に関する。プログラム・コードはコンピュータ読取り可能な媒体上に記憶し、コンピュータにロードすると請求項１−１６のどれか記載の１つまたは複数の方法のステップを実行する。
監視モジュールとコンピュータ・プログラム製品の更なる利点は上記から明らかである。
現在好ましいと考えられる本発明の実施の形態の例を示す以下の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
【００２９】
（好ましい実施の形態の説明）
図１は、多数の監視モジュール１を持つ監視装置を示す。図１１は監視モジュール１の概要を示す。監視モジュール１は、画像を記録する感光センサ１０と、画像情報を処理する計算ユニット１１と、無線通信経路２を介して受信ユニット３に接続する通信ユニット１２と、メモリ手段１３とを備える。この場合、受信ユニット３は中央局に設けられ、オペレータが監視する表示スクリーンを有する。監視モジュール１と、受信ユニット３を有する中央局は、両者の間で伝送する情報を処理するための同じ数学モデルを含む。これは、両者が情報を同じ方法で解釈することを意味する。監視装置内には複数の受信ユニット３があってよい。この装置では、異なる種類の警報を異なる受信ユニット３に送ってよい。
【００３０】
本発明に係る或る実施の形態を、図１１と、図１０の流れ図と、図２から９の例示の絵とを参照して更に説明する。
図２ａは監視位置の基準画像を示す。図２ｂは記録ステップ１００において監視モジュール１内の感光センサ１０で記録した画像を示す。特に、画像内には人がいる。濾波ステップ１１０で画像を濾波する。種々の濾波プロセスで画像を濾波して例えば影やノイズを除去することにより、最も興味のある部分を強調し、種々の監視状態を容易に判定することができる。また画像の濾波は、区分された画像、輪郭画像、および／または輪郭形状について行うことができる。
【００３１】
次にこの画像と基準画像とを比較する。この基準画像は、例えば多数の以前に記録された画像を平均するかまたはカルマン・フィルタリングすることにより作成してよい。これらは、例えば区域内に警報対象がないときに記録した背景画像でよい。
【００３２】
記録した画像内に異質な物体が含まれている場合は、区分ステップ１２０で基準画像と比較することにより、差異領域を区分する。ここでは、人が監視位置に入り、監視モジュール１はこれを記録した。区分は次のステップを含む。対象とする画像と背景画像から差分画像を作成する。背景画像は関心のある監視対象が監視位置内にないとき（すなわち、監視位置が初期状態にあって、監視位置内にあるべき対象以外の対象がないとき）に記録する。基準画像内の各画素としきい値とを比較する。しきい値を超えるものがあると、これを前景部として記録する。前景部として記録した点を組み合わせて差異領域を作る。これを図３に示す。この例では、差異領域１３０が得られる。
【００３３】
図４は、処理ステップ１４０で、クロックハンド・アルゴリズムを有する探索機能により、差異領域の端部をなぞって差異領域の輪郭画像を生成する方法を示す。開始した点に到達するまで、クロックハンド・アルゴリズムは差異領域の端部をなぞる。詳細には次のように行う。まず、差異領域の端部上で開始点を探す。開始ノードに到達せず、未開拓の道が前方にあるときは、その前の位置から１画素の距離のところでクロックハンドを時計方向に、新しい端点に到達するまで動かす。クロックハンドの新しい位置が開始位置である場合は、新しい未開拓の道を探す。前方に道がない場合はアルゴリズムを停止する。そうでない場合はアルゴリズムを継続し、開始ノードから前方の見つかった未開拓の道に、開拓したという印をつける。
【００３４】
図５は、人を表す、差異領域の輪郭画像を示す。図６では、当てはめステップ１５０で、なぞった経路に輪郭形状（この場合は多角形）を当てはめる。多角形は角度最小化関数（ａｎｇｌｅ−ｍｉｎｉｍｉｓｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を用いて当てはめる。角度最小化関数は次の通りである。最新点として端部上に開始点を設定する。終点に到達しない間は端部をなぞる。最新点の接線ベクトルと端部のまわりの現在の位置の接線ベクトルとの角度差を計算する。角度差が特定の限界より大きい場合はこの位置をノードとして保存し、この位置を最新点として設定する。多角形内の点の数は可変である。
【００３５】
作成された多角形を分類ステップ１６０で分類し、決定ステップ１７０で、これを送る必要があるかどうか判定する。この場合、多角形は人に関連するとして分類する。分類した結果、警報を出す対象でなかった場合は、調査ステップ１７５で差異領域が他にあるかどうか調査する。人に類似する分類と判定された場合は、この多角形を受信ユニット３に送る。分類ステップ１６０は、検出された対象の動き履歴に基づいて行ってもよい。動き履歴は、以前に記録された、区分された差異領域と、対象とする差異領域とを突き合わせる（ｍａｔｃｈｉｎｇ）ことにより得ることができる。両者が所定の程度に一致する場合は同じ物体からのものと見なす。このようにして、物体の動きの方向と速度を得ることができる。また分類は多角形の動き履歴と多角形の両方に基づいて行ってよい。圧縮ステップ１８０で、増分ステップを持つハフマン（Ｈｕｆｆｍａｎ）アルゴリズムにより多角形を圧縮し、送信ステップ２００で受信ユニット３に送る。通信経路２内でまたは受信ユニット３内で故障が起きた場合は、記憶ステップ１９０、１９５で、まず多角形を監視モジュール１内のメモリ内に記憶し、通信が回復したときに送信ステップ２００で送ってよい。多角形を図７に示す。多角形はパラメータ形式で、座標の集合として送る。新しい調査ステップ２１０で、記録された画像内に差異領域が他にあるかどうか調査する。ある場合は、この差異領域についても処理ステップ１４０からの手続きを繰り返す。受信ユニット３が受ける多角形は、例えば表示クリーン上にオペレータに表示する。多角形は背景画像に重ねて示すことができる。多角形の動きのパターンも示すことができる。動きのパターンは、連続した多角形から前記突合わせにより計算する。動きのパターンは送信ステップ２００で受信ユニット３に送る前に、または受信ユニット３内で計算してよい。
【００３６】
更に、物体の線内容を輪郭形状と共に送ることができる。図８は線内容を含む図７の多角形を示す。差異領域内の線内容を示す主な目的は、物体の送られた情報の視覚的な表示に、テクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）の性質に関するより多くの構造と重要な情報を与えることである。テクスチャからは多数の異なる線の集合を取り出すことができる。得られたテクスチャから端部は精密にする（ｒｅｆｉｎｅｄ）ことができる。物体の全領域を薄くすると（ｍａｄｅ ｔｈｉｎｎｅｒ）一種の「スティックマン（ｓｔｉｃｋｍａｎ）」又は「棒人間」が得られる。このスティックマンは局所的な変化に非常に敏感なので、必ずしも適当なものではない。また、これは輪郭から得られたものであってテクスチャからではない。テキスチャはトポグラフィ（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）と見なすことができる。線の集合は、例えば鞍点や極大や極小などの、純粋に数学的に記述することができる全ての頂上（ｈｉｌｌｔｏｐｓ）である。通常、線は特に細くはなく、いくらかの幅を有することが多い。細いはっきりとした線（ｄｉｓｔｉｎｃｔ ｌｉｎｅｓ）を得るには「細化（ｔｈｉｎｎｉｎｇ）」と呼ぶ方法を用いることができる。細化は線の端部を「食いつぶす（ｅａｔ ａｗａｙ）」のであって、完全に「食いつぶす（ｅａｔｅｎ ａｗａｙ）」のではない。簡単に述べると、全ての線を同じ細さ（通常は１画素の幅）にする。場合によっては、得られた結果は多数の個々の線ではなく、むしろ格子である。全ての部分線は別々の線と見なすことできるし、また他の線から離すことができる。視覚的な結果をできるだけ明確にするために、場合によっては無用の情報を除く必要がある。例えば、チェックのシャツの場合は多数の線が密集している。細目の線やいくつかの非常に接近した線は取り除いた方がよい。最後に、線は多くの異なる方法で表すことができる。１つの方法は画素の形である。各線を、中に含まれる画素の集合（絵の要素）で記述する。別の方法は線のシーケンスである。線のシーケンスを各線分に当てはめる。この場合は各線を一連の直線で表し、全体で元の線を近似する。また別の方法はスプラインの形である。対象とする線にスプラインを当てはめる。
【００３７】
また、強調領域又は強度領域（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｒｅｇｉｏｎｓ）は輪郭形状と線内容の両方と共にまたは輪郭形状だけと共に送り、例えば輪郭形状をオペレータに表示するときに視覚的な判断を容易にすることができる。強調領域を持つ多角形を図９に示す。強調領域は物体の特性をできるだけ正確に再生するためのものである。正しく区分けするには、まず対象のテクスチャのどの特性に含まれているかを定義する必要がある。かかる特性の例は、わずかな違いはあるが全領域を同様に強調する場合である。別の特性は、区域の変動が特定の測定値より小さい場合である。また別の特性は、隣接する画素の間の平均値、分散、相関などの統計的特性の特定の集合を区域が有する場合である。種々の区域を区分するにはいろいろの方法がある。上に述べた特性を持つ種々の区域を区分するには多くの異なる方法を用いることができる。１つの方法は「分割と統合」である。これは、種々の部分区域が特定の要件を満たすまで、区域を小さな区域に順次分割するアルゴリズムである。その後で、同じ特性を有する区域を結合する。別の方法は、低いビット深さで（ｌｏｗ ｂｉｔ−ｄｅｐｔｈ）区域を定量化して差異領域を作ることである。更に別の方法は、テクスチャ内に種（ｓｅｅｄ）を植えて、新しい画素が新しい区域の特性に従う限りこの区域を成長させることである。画素を区域に含めるとき、割り当てたことを示す印を画素につける。或る区域がそれ以上成長できなくなるとこの区域は完成し、新しい種を別の位置に植える。複数の種を並列に同時に成長させることも可能である。別の方法は、テクスチャ内の多数の選択された領域特性に従うベイズ（Ｂａｙｅｓ）分類である。
【００３８】
異なる領域（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｇｉｏｎｓ）を表すのに多数の異なる方法を用いることができる。第１の方法は異なる領域の画素の「ランレングス符号化」（ＲＬＥ）である。異なる画素の値はそれが属する区域である。別の方法は多角形表現である。この方法は多角形をその区域に当てはめる。多角形は、他の区域や物体の輪郭と点を共有する。別の方法は、スプラインにより区域の境界を設定するスプライン表現である。その利点は、データの量が少なく、当てはめがよいことである。しかし欠点は、多くのスプライン法は共通点を共有することができないことと、当てはめがプロセス集中型（ｐｒｏｃｅｓｓ−ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ）であることである。
【００３９】
領域と線を表現した後は、伝送媒体を介して送るのはデータの集合だけである。唯一の制限は、送信機と受信機（この場合は監視モジュール１と受信ユニット３）が同じ方法で情報を解釈しなければならないことである。両者は情報の同じ数学的モデルを持たなければならない。
またオペレータは物体についての更なる情報を要求してよい。これは、ビット・マップ画像として送られる対象の画像のこともあるし、監視位置で作られた音の記録のこともある。
【００４０】
本発明の特殊な実施の形態について上に説明したが、当業者に明らかなように、上の説明を参照すれば多くの変形や改造や変更が可能である。
本発明の１つの実施の形態では、作成した輪郭形状は全て送ってよい。すなわち、ユニット内の分類はない。これは、警報オペレータが監視位置での全ての動く事象をいつでも見ることが可能であることを意味する。輪郭形状が占める帯域幅は小さいので、帯域幅が制限されても、基準画像と比較した記録された画像内の全ての変化についてのデータを送ることができる。
【００４１】
本発明の範囲に含まれる別の変更の例は、多角形ではなくスプライン関数を用いることが可能なことである。スプライン曲線は、多数の制御点と、制御点の間の曲線の外観を記述する関数により、数学的に定義される。通常、関数は固定であり、制御点だけを用いて曲線を定義する。かかる曲線を輪郭画像に当てはめるには、初期値と、曲線が輪郭に当てはまることを示す判定基準と、曲線を輪郭に当てはめるための探索方式とを持つ必要がある。通常、画像シーケンス内の、以前の画像内の曲線の位置を初期値として用いる。初めから開始する場合は、例えば輪郭を含むことが確かな大きな円から始めるなど、他の方法を用いなければならない。曲線が輪郭に当てはまるかどうかの判定基準は、検出された輪郭までの距離か、または画像内の傾斜に基づく。後者の場合は、傾斜が最大のところに曲線を置く必要がある。探索方式の判定基準を最小にするために、通常、探索方式は何らかの標準の最適化方法から成る。最適化にスプライン表現を用いることの利点は制御点だけを変数として用いればよいことであって、これにより速度が速くなる。スプライン当てはめについての詳細は、論文「擬似直交スプラインを用いる高速最小自乗曲線当てはめ（Ｆａｓｔ ｌｅａｓｔ−ｓｑｕａｒｅ ｃｕｒｖｅ ｆｉｔｔｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｑｕａｓｉ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｓｐｌｉｎｅｓ）」、マイロン・フリックナ（Ｍｙｒｏｎ Ｆｌｉｃｋｎｅｒ）、ジェームズ・ハフナ（Ｊａｍｅｓ Ｈａｆｎｅｒ）、エドアルド Ｊ．ロドリゲス（Ｅｄｕａｒｄｏ Ｊ．Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ）、Ｌ．Ｃ．サンツ（Ｌ．Ｃ．Ｓａｎｚ）を参照していただきたい。
【００４２】
また、例えば赤外線検出器をセンサと共に用いてよい。また角度最小化関数の代わりに、例えば等長近似（ｅｖｅｎ ｌｅｎｇｔｈ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）またはスプライン当てはめを用いてよい。等長近似は、最初のノードを開始点に設定し、最終点に到達しない間は端部を所定数のステップだけ追従し、最終点に到達しない場合はノードを現在点に置くことを含む。
濾波は画像処理の複数のステップで行ってよい。また多角形は、例えば圧縮ステップ１８０でハフマン符号化により圧縮してよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の或る実施の形態に係る監視装置を示す。
【図２ａ】 基準画像の概要を示す。
【図２ｂ】 監視モジュールが記録する画像の概要を示す。
【図３】 差異領域を持つ区分された画像の概要を示す。
【図４】 差異領域の端部をなぞる方法の概要を示す。
【図５】 差異領域の全ての端点がつながる輪郭画像の概要を示す。
【図６】 多角形画像の概要を示す。
【図７】 多角形の概要を示す。
【図８】 線内容を持つ多角形の概要を示す。
【図９】 部分的領域を持つ多角形の概要を示す。
【図１０】 画像情報を処理するための或る実施の形態に係る方法の流れ図を示す。
【図１１】 本発明に係る監視モジュールの概要を示す。

Claims (24)

1. 監視位置を監視する少なくとも１個の監視モジュール（１）と、１個の遠隔の受信ユニット（３）とを備える監視装置で画像情報を管理する方法であって、監視モジュール（１）を用いて監視位置の画像を記録し（１００）、記録された画像と基準画像とを比較することにより差異領域を監視モジュール（１）内で区分し（１２０）、差異領域の端部を表す輪郭形状を監視モジュール内で作成し、輪郭形状を表すデータを受信ユニット（３）に送り（２００）、前記送られたデータを用いて輪郭形状を受信ユニット（３）内で再生し、輪郭形状を受信ユニット内で視覚的に表示する、ステップを含む、画像情報を管理する方法。
2. 輪郭形状を作成する前記ステップは、前記差異領域の輪郭画像を作成して（１４０）前記輪郭形状を前記輪郭画像に当てはめる（１５０）ステップを含む、請求項１記載の画像情報を管理する方法。
3. 前記輪郭画像を作成する（１４０）ステップは、差異領域の端部をクロックハンド・アルゴリズムなどの探索機能で追従するステップを含む、請求項２記載の画像情報を管理する方法。
4. 大きさ、および／または形状などの差異領域に属する少なくとも１つの特性に基づいて、前記差異領域を監視モジュール（１）内で分類し（１６０）、前記分類により前記データの伝送を制御する（１７０）ステップを更に含む、先行請求項のどれか記載の画像情報を管理する方法。
5. 前記差異領域に属する１つまたは複数の特性の種類（大きさや形状）などの特定の特性と、少なくとも１つの以前に記録された画像から区分された領域に属する対応する特性とを監視モジュール内で比較し、これらの特性が同じ物体を表すと判定される程度に一致する場合は前記差異領域の動き履歴を記録するステップを更に含む、先行請求項のどれか記載の画像情報を管理する方法。
6. 前記差異領域の記録された動き履歴に基づいて前記差異領域を監視モジュール（１）内で分類し（１６０）、前記分類により前記データの伝送を制御する（１７０）ステップを更に含む、請求項５記載の画像情報を管理する方法。
7. 大きさ、形状、および／または記録された動き履歴などの前記差異領域に属する少なくとも１つの特性に基づいて前記差異領域を監視モジュール（１）内で分類し（１６０）、前記分類により前記データの伝送を制御する（１７０）ステップを更に含む、請求項５記載の画像情報を管理する方法。
8. 前記動き履歴を表すデータと輪郭形状を表す前記データとを共に受信ユニット（３）に送り、再生し、視覚的に表示する、請求項５−７のどれか記載の画像情報を管理する方法。
9. 前記差異領域が人に関連すると分類される場合だけ前記データを送る、請求項４，６，７，８のどれか記載の画像情報を管理する方法。
10. 受信ユニット（３）に送ろうとするデータを、送る前に監視モジュール（１）内に記憶する（１９５）ステップを更に含む、先行請求項のどれか記載の画像情報を管理する方法。
11. 前記差異領域内の音の記録、部分線、および／または強調区域などの補助的監視情報を受信ユニット（３）に送るステップを更に含む、先行請求項のどれか記載の画像情報を管理する方法。
12. 前記再生された輪郭形状を受信ユニット内で背景画像上に表示するステップを更に含む、先行請求項のどれか記載の画像情報を管理する方法。
13. 監視モジュール（１）と受信ユニット（３）の間の通信は、無線手段で、例えば移動電話で行う、先行請求項のどれか記載の画像情報を管理する方法。
14. 前記輪郭形状は多角形で表す、先行請求項のどれか記載の画像情報を管理する方法。
15. 前記多角形は多数の点で表し、その数は可変である、請求項１４記載の画像情報を管理する方法。
16. 前記輪郭形状はスプライン関数で表す、請求項１−１３記載の画像情報を管理する方法。
17. 監視位置を監視する少なくとも１個の監視モジュール（１）と、１個の遠隔の受信ユニット（３）とを備える画像情報を管理する装置であって、監視モジュール（１）は、監視位置の画像を記録する感光センサ（１０）と、記録された画像と基準画像とを比較することにより性質の異なる領域を区分して前記性質の異なる領域の端部を表す輪郭形状を作成する計算ユニット（１１）と、前記輪郭形状を表すデータを受信ユニット（３）に送る通信ユニット（１２）とを備え、また受信ユニット（３）は、前記送られたデータを受け、前記輪郭形状を再生し、前記輪郭形状を視覚的に表示する、画像情報を管理する装置。
18. 計算ユニット（１１）は、大きさ、形状、および／または記録された動き履歴などの前記差異領域に属する少なくとも１つの特性に基づいて前記差異領域を分類し、前記分類に基づいて前記データの伝送を制御する、請求項１７記載の画像情報を管理する装置。
19. 監視モジュール（１）は、前記差異領域に属する特性についてのデータ、および／または前記輪郭形状を表すデータなどのデータを記憶するメモリ手段（１３）を更に備える、請求項１７または１８記載の画像情報を管理する装置。
20. 監視モジュール（１）と受信ユニット（３）は同じ数学的モデルに従って情報を解釈する、請求項１７−１９のどれか記載の画像情報を管理する装置。
21. 監視モジュール（１）から監視局（３）にオーディオ情報を送るオーディオ装置を更に備える、請求項１７−２０のどれか記載の画像情報を管理する装置。
22. 通信ユニット（１２）は無線通信装置を備える、請求項１７−２１のどれか記載の画像情報を管理する装置。
23. 監視位置の画像を記録する感光センサ（１０）と、記録された画像と基準画像とを比較することにより差異領域を区分して前記差異領域の端部を表す輪郭形状を作成する計算ユニット（１１）と、前記輪郭形状を表すデータを遠隔の受信ユニット（３）に送る通信ユニット（１２）とを備える、監視位置を監視する監視モジュール。
24. コンピュータ読取り可能な媒体上に記憶し、コンピュータにロードすると請求項１−１６のどれか記載の１つまたは複数の方法のステップを実行するプログラム・コードを含むコンピュータ・プログラム製品。

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