JP4670943B2 - 監視装置、及び妨害検知方法 - Google Patents
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Description
ここで、以下に記載する本発明の実施形態に関する説明の流れについて簡単に述べる。まず、図1を参照しながら、同実施形態に係る監視システム10の全体構成、及び設置形態について説明する。次いで、図2を参照しながら、同実施形態に係る監視システム10に含まれるIPカメラ12及びレコーダ16の装置構成について簡単に説明する。次いで、図3〜図5を参照しながら、同実施形態に係る固定タンパ検知装置100の機能構成について説明する。次いで、図6を参照しながら、同実施形態の一変形例に係る固定タンパ検知装置200の機能構成について説明する。
1:監視システム10の概要説明
2:固定タンパ検知装置100、200の機能構成について
2−1:固定タンパ検知装置100
2−2:(変形例)固定タンパ検知装置200
3:可変タンパ検知装置300の機能構成について
3−1:可変タイプの監視装置が抱える課題
3−2:可変タンパ検知装置300の機能構成
3−3:可変タンパ検知装置300による妨害検知方法
4:まとめ
本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、監視装置が静止している状態で行われるタンパリング行為の検出精度を高める技術、及び監視装置の移動中に行われるタンパリング行為を検出する技術に関する。本実施形態においては、ズーム機構を細工してフォーカスをずらすタンパリング行為が行われた際に、そのタンパリング行為を高精度で検出する技術が提案される。さらに、本実施形態においては、監視装置の移動中にカメラの視界を塗料等で遮るタンパリング行為を検出する技術が提案される。
まず、図1及び図2を参照しながら、本実施形態に係る監視システム10の構成について概略的に説明を行う。図1は、本実施形態に係る監視システム10の全体的なシステム構成例を示す説明図である。図2は、本実施形態の監視システム10に含まれるIPカメラ12、及びレコーダ16の装置構成例を示す説明図である。
まず、図1を参照する。図1に示すように、監視システム10は、主に、IPカメラ12と、レコーダ16と、ネットワーク18とにより構成される。IPカメラ12は、監視領域の映像を撮影する撮像部14を有している。また、IPカメラ12は、ネットワーク18を介してレコーダ16に接続されている。さらに、IPカメラ12には、後述する各種のタンパ検知装置が搭載される。なお、図1の例では、カメラの向きをθ方向及びφ方向に旋回することが可能な可変タイプのIPカメラ12が示されているが、固定タイプの場合においても旋回機構を除いてシステムの構成はほぼ同じである。
ここで、図2を参照する。図2には、タンパリング行為の検知処理に関するIPカメラ12、及びレコーダ16の装置構成が記載されている。図2に示すように、IPカメラ12は、撮像部14に設けられたレンズ31と、タンパ検知装置32と、通信部33とを有する。また、レコーダ16は、警告発信装置34と、パラメータ設定部35とを有する。
以下、本実施形態に係る固定タンパ検知装置100、200の機能構成について説明する。但し、固定タンパ検知装置200は、固定タンパ検知装置100の一変形例である。
まず、図3を参照しながら、本実施形態に係る固定タンパ検知装置100の機能構成について説明する。図3は、本実施形態に係る固定タンパ検知装置100の機能構成例を示す説明図である。
画像変化検知部102は、動体検知部112と、動体カウンタ114とを有する。画像変化検知部102に画像が入力されると、動体検知部112は、入力画像を用いて動体検知処理を実行し、入力画像に含まれる動体領域を検知する。但し、動体領域とは、動体を含む画素単位又は所定サイズのブロック単位の画素領域を意味する。そして、動体検知部112による検知結果は、動体カウンタ114に入力される。動体カウンタ114は、動体検知部112による検知結果に基づいて動体領域の数をカウントする。動体カウンタ114によりカウントされた動体領域の数は、アラート発生部106に入力される。
ここで、動体検知部112による動体検知処理について、より詳細に説明する。動体検知部112には、時間的に連続する複数枚の画像で構成された時系列画像が入力される。そこで、動体検知部112は、これら複数枚の画像を比較して各画像間の差異を検出する。より具体的には、複数枚の画像に含まれる各画素又は所定サイズの各ブロックについて輝度値の差分が算出される。そして、動体検知部112は、算出した差分値が所定の閾値を越えるか否かを判定する。もし、差分値が所定の閾値を越えた場合、その差分値に対応する画素(以下、対象画素)又はブロック(以下、対象ブロック)は、動体のものであると判定される。一方で、差分値が所定の閾値を下回る場合、対象画素又は対象ブロックが動体のものではないと判定される。
なお、上記の動体検知処理において、木の揺れや水面の揺らぎが動体であると誤検出されることがある。こうした揺らぎの影響を除去するため、上記の差分値の時間的な変化量が参照されることがある。この方法を用いる場合には、所定時間継続して上記の差分値が所定の閾値を越えている場合に対象画像又は対象ブロックが動体のものであると判定される。一方、上記の差分値が所定の閾値を下回るか、上記の差分値が所定の閾値を越えている状態が所定時間継続していない場合、対象画像又は対象ブロックが動体のものではないと判定される。なお、ノイズ等に起因して瞬間的に輝度値が低下することによる影響を除去するため、瞬間的に上記の差分値が所定の閾値を下回る変化を無視する処理が行われてもよい。例えば、差分値の時間平均を用いる方法が考えられる。
また、上記の動体検知処理において、照明や天候の変化により画像の明るさが変化してしまい、動体領域の誤検出が発生してしまうことがある。このような誤検出を防止するには、例えば、動体検出処理に用いる参照画像の明るさを予め補正し、補正後の画像を用いて動体検知処理を実行する方法が考えられる。例えば、画像全体に明るさの変化が生じている場合、参照画像の輝度平均値が一致するように各参照画像の輝度値が補正される。また、画像の一部に明るさの変化が生じている場合、まず、複数画像の間で上記の差分値を計算する。このとき、明るさの変化が生じている画像の一部は、動体領域として誤検出される。そこで、下記の式(1)に基づいて動体領域間の正規化相関処理を実行する。
以上、動体検知部112による動体検知処理等について説明した。これらの処理に加え、上記の動体検知処理の差異に発生する残像の消去処理を組み合わせることもできる。ここで言う残像とは、被写体が移動する前後の時点に対応する2枚の画像について、移動前の位置Aと移動後の位置Bとがいずれの画像においても動体領域として検出されてしまう現象を言う。例えば、過去の画像でA地点に存在した物体が現在の時刻でB地点に移動した場合を考えてみよう。B地点において、過去の時刻では物体が存在せず、現在の時刻では物体が存在する。そのため、B地点が動体領域として検出される。一方、A地点において、過去の時刻では物体が存在し、現在の時刻では物体が存在しない。そのため、A地点も動体領域として検出される。つまり、A地点に物体の残像が残ってしまうのである。
次に、図5を参照しながら、動体カウンタ114による動体領域のカウント方法について説明する。上記の通り、動体検知部112からは、輝度差分値が所定の閾値を越える画素又は画素領域の情報が入力される。しかしながら、タンパ検知の目的においては、多くの場合、画素単位又は非常に小さい画素領域単位で動体領域の変化を監視する必要はない。そこで、動体カウンタ114は、所定サイズのブロック領域に画像領域を分割し、分割したブロック領域の単位で動体領域の数をカウントするように構成されていてもよい。この様子を例示したものが、図5である。
フォーカス変化検知部104は、高周波フィルタ132と、高周波カウンタ134とを有する。フォーカス変化検知部104に画像が入力されると、高周波フィルタ132は、入力画像に含まれる高周波成分を抽出する。例えば、高周波フィルタ132の伝達関数HをZ変換で表現すると、下記の式(2)により表現される。但し、表記を簡単にするため、同式は1次元で表現されているが入力画像は2次元であるため、実際には同式を2次元に拡張したものが用いられる。
次に、アラート発生部106について説明する。上記の通り、アラート発生部106には、画像変化検知部102によるGlocal Motion検知の結果、及びフォーカス変化検知部104によるDefocus検知の結果が入力される。アラート発生部106は、Global Motion検知の結果とDefocus検知の結果を総合的に判断し、レコーダ16に対してアラートを発信する。
図6には、本実施形態の一変形例に係る固定タンパ検知装置200の機能構成が例示されている。固定タンパ検知装置200は、上記の固定タンパ検知装置100の一部を変形したものである。従って、上記の固定タンパ検知装置100と実質的に同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。なお、上記の固定タンパ検知装置100との主な相違点は、動体検知部112による動体領域の検知結果がフォーカス変化検知部202に入力されている点、及びその検知結果を用いてDefocus検知が実行される点にある。以下、これらの相違点を中心に説明する。
以下、本実施形態に係る可変タンパ検知装置300の機能構成について説明する。ここでは、まず、可変タイプの監視装置が抱える課題について説明し、こうした課題を解決するために考案された本実施形態のアプローチについて説明する。また、可変タンパ検知装置300による妨害検知処理の流れについても説明する。
まず、図7及び図8を参照しながら、可変タイプの監視装置が抱える課題について説明する。図7は、可変タイプの監視装置(例えば、IPカメラ12)が設置される環境の一例を示す説明図である。なお、図7に示すIPカメラ12は、図1に例示したIPカメラ12と同じものであり、θ方向及びφ方向に旋回可能であるものとする。また、図8は、可変タイプの監視装置に対して行われるタンパリング行為の一例を示す説明図である。
まず、図9を参照しながら、本実施形態に係る可変タンパ検知装置300の機能構成について説明する。図9は、本実施形態に係る可変タンパ検知装置300の機能構成を示す説明図である。
次に、図10を参照しながら、本実施形態に係る可変タンパ検知装置300による妨害検知方法に関して一連の処理の流れを説明する。図10は、本実施形態に係る可変タンパ検知装置300による妨害検知方法に関する一連の処理の流れを示す説明図である。
最後に、本実施形態の監視装置が有する機能構成と、当該機能構成により得られる作用効果について簡単に纏める。
上記の旋回制御部316は、旋回部の一例である。上記の固定タンパ検知装置100、200は、妨害検知部の一例である。上記の画像記録部306は、過去画像記録部の一例である。上記のツアー間差異検知部308は、旋回中妨害検知部の一例である。上記の高周波カウンタ134、アラート発生部106は、妨害行為判定部の一例である。
12 IPカメラ
14 撮像部
16 レコーダ
18 ネットワーク
20 ハウジング
32 タンパ検知装置
33 通信部
34 警告発信装置
35 パラメータ設定部
100 固定タンパ検知装置
102 画像変化検知部
104 フォーカス変化検知部
106 アラート発生部
112 動体検知部
114 動体カウンタ
121 差分算出部
122 カウンタ
123 論理積算出部
124 背景画像記憶部
125 背景差分算出部
126 画像記憶部
132 高周波フィルタ
134 高周波カウンタ
200 固定タンパ検知装置
202 フォーカス変化検知部
212 高周波フィルタ
214 高周波カウンタ
300 可変タンパ検知装置
302 固定タンパ検知装置
304 アラート発生部
306 画像記録部
308 ツアー間差異検知部
310 ツアー制御部
312 プリセットポジション設定部
314 光学系制御部
316 旋回制御部
Claims (4)
- 画像を撮影する撮像部と、
複数の所定位置の間で前記撮像部の向きを旋回させる旋回部と、
前記一の所定位置で撮影された画像から高周波成分を抽出する高周波フィルタ、及び前記高周波フィルタにより抽出された高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合に妨害行為が存在すると判定する妨害行為判定部を有する妨害検知部と、
前記撮像部の旋回前に撮影された画像を記録する過去画像記録部と、
前記過去画像記録部により画像が記録された後で前記撮像部が旋回され、再び旋回前の所定位置に旋回された際、当該旋回前の所定位置で撮影された画像及び前記過去画像記録部により記録された画像を位置合わせした後で、両画像を比較して前記旋回中の妨害行為を検知する旋回中妨害検知部と、
を備える、
監視装置。 - 前記妨害検知部は、前記一の所定位置で撮影される画像系列に基づいて動体が含まれる領域を検知する動体検知部をさらに含み、
前記妨害行為判定部は、前記動体検知部により検知された領域に対応する前記高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合に妨害行為が存在すると判定する、
請求項1に記載の監視装置。 - 前記過去画像記録部は、前記妨害検知部で妨害行為の検知に用いる画像よりも低い解像度の画像に変換して記録し、
前記旋回中妨害検知部は、前記過去画像記録部により記録された低い解像度の画像を用いて前記撮像部の旋回中に行われる妨害行為を検知する、
請求項1に記載の監視装置。 - 複数の所定位置の間を旋回して画像を撮影することが可能な撮像部により、一の前記所定位置で画像が撮影されるステップと、
前記撮像ステップで撮影された画像から高周波成分が抽出される高周波成分抽出ステップと、
前記高周波成分抽出ステップで抽出された高周波成分の値が所定の閾値よりも低い場合に妨害行為が存在すると判定される妨害行為判定ステップと、
前記撮像部の旋回前に撮影された画像が記録される過去画像記録ステップと、
前記過去画像記録ステップで画像が記録された後で前記撮像部が旋回され、再び旋回前の所定位置に旋回された際、当該旋回前の所定位置で撮影された画像及び前記過去画像記録ステップで記録された画像を位置合わせした後で、両画像を比較して前記旋回中の妨害行為が検知される旋回中妨害検知ステップと、
を含む、
妨害検知方法。
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