JP4760655B2

JP4760655B2 - 人体検出装置

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Publication number: JP4760655B2
Application number: JP2006278972A
Authority: JP
Inventors: 利春竹ノ内; 啓史松田; 忠洋荒川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2026-10-12
Also published as: JP2008097359A

Description

本発明は、人体検出装置、特に画像処理型の人体検出装置に関するものである。

従来からＴＶカメラ等の撮像手段により撮像した画像を用いて撮像領域内の人の存否を検出する人体検出装置が種々提供されており、このような人体検出装置としては、所定領域を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した画像から輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、該輪郭抽出手段で抽出した輪郭から時間的な変化を元に移動体の輪郭を抽出する移動輪郭抽出手段と、該移動輪郭抽出手段で抽出した輪郭に外接する矩形状の領域からなる移動領域を検出する移動領域抽出手段と、該移動領域抽出手段で検出した移動体の移動領域に基づ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領域特徴量検出手段と、該領域特徴量検出手段より得られるエッジ方向値分布を元に人体検出を行う人体検出手段とを備えているものがある（例えば、特許文献１）。
特開平８−２４９４７１号公報（図１参照）

ところで、移動輪郭は一つの移動体によるものであっても、外乱等のノイズやその他様々な原因によって複数に分割されてしまうことがある。このような場合、分割された移動輪郭では輪郭が途中で途切れて端点が存在することになる。

そこで、移動領域抽出手段は、端点を有する移動輪郭を検出した際に該端点を有する移動輪郭を含む正方形状の領域内で別の端点を有する移動輪郭を探索し、前記矩形状の領域内で端点を有する移動輪郭を結合して一の移動領域を形成するように構成されている。

以下に、移動領域抽出手段における移動輪郭の結合方法について図６を参照してさらに詳しく説明する。尚、図６では移動輪郭抽出手段で抽出された移動輪郭を元に移動領域Ｆ１００〜Ｆ６００が検出されており、ここで、移動領域Ｆ１００〜Ｆ４００は一の移動体の移動輪郭が分割されてなるものであって、移動領域Ｆ５００，Ｆ６００はノイズによるものであるとする。

移動領域抽出手段は、端点を有する移動輪郭の移動領域Ｆ１００を検出すると、画像上に移動領域Ｆ１００を含む正方形状の領域Ｗ１００を設定し、この領域Ｗ１００内で別の端点を有する移動輪郭の探索を行う。図６に示す場合では、領域Ｗ１００内に移動領域Ｆ２００〜Ｆ５００が検出される。

このように領域Ｗ１００内で移動領域Ｆ２００〜Ｆ５００を検出した際には、移動領域抽出手段は移動領域Ｆ１００〜Ｆ５００を結合し、これら移動領域Ｆ１００〜Ｆ５００を全て包括するとともに外接するような矩形状の領域からなる移動領域Ｆ７００を作成する。この移動領域Ｆ７００は、分割された移動体の移動輪郭の移動領域Ｆ１００〜Ｆ４００を含むものであるが、ノイズである移動領域Ｆ５００をも含んでいるため、図６に示すように実際の移動体の移動領域Ｆ８００よりも大きくなる。

そして、このようなノイズを含んだ移動領域Ｆ７００が作成されてしまうと、当然ながら人体検出の検出精度が悪くなってしまうという問題が生じることになる。

つまり、従来の人体検出装置では分割された移動輪郭を結合して移動領域を作成する際にノイズ等による移動輪郭も移動領域に含まれてしまうために検出精度が悪くなるという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、ノイズの影響を抑制して検出精度の向上を図ることができる人体検出装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、所定領域を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した画像から輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、該輪郭抽出手段で抽出した輪郭から移動体の輪郭である移動輪郭を抽出する移動輪郭抽出手段と、該移動輪郭抽出手段で抽出した移動輪郭に外接する矩形状の領域からなる移動領域を検出する移動領域抽出手段と、該移動領域抽出手段で検出した移動体の移動領域に基づいて、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領域特徴量検出手段と、該領域特徴量検出手段より得られるエッジ方向値分布を元に人体検出を行う人体検出手段とを備え、移動領域抽出手段は、端点を有する移動輪郭が抽出された際に、当該移動輪郭の端点を含む縦長の矩形状の領域内から別の端点を有する移動輪郭を探索し、前記矩形状の領域内で端点を有する移動輪郭を全て包括する領域を移動領域として形成するように構成され、領域特徴量検出手段は、画像の下端縁に対する移動領域の高さと、当該移動領域の縦方向の画素数及び横方向の画素数とを検出するように構成され、人体検出手段は、前記移動領域の高さが所定の閾値以上で、且つ前記移動領域の横方向の画素数が縦方向の画素数より多い場合、前記移動領域は人体によるものではないと判定するように構成されていることを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、領域特徴量検出手段は、画像の下端縁に対する移動領域の高さと、当該移動領域の大きさとを検出するように構成され、人体検出手段は、前記領域特徴量検出手段より得られた前記移動領域の高さを用いて前記移動領域の大きさを実空間上の大きさに補正し、前記実空間上の大きさが所定値以下である場合は、前記移動領域は人体によるものではないと判定するように構成されていることを特徴とする。

請求項１の発明は、人体の移動領域が一般に縦長の領域であることを利用し、端点を有する輪郭が抽出された際に当該輪郭の端点を含む縦長の矩形状の領域内から別の端点を有する輪郭を探索し、端点を有する輪郭を結合することで移動領域の検出を行うので、端点を有する移動輪郭同士を結合する際に従来のように縦横の長さの比が等しい正方形状の領域内から別の端点を有する輪郭を探索するような場合に比べてノイズや関係のない移動輪郭等を含んでしまうことを抑制でき、移動体の形状が高精度に反映された移動領域の検出が行え、結果としてノイズの影響を抑制して検出精度の向上を図ることができるという効果を奏する。

また、請求項１の発明は、移動体が撮像手段から遠い場合には移動体の形状が移動領域に精度良く反映されること、及び人体に対応する移動領域が一般に縦長であることを利用し、領域特徴量検出手段により画像の下端縁に対する移動領域の高さと当該移動領域の縦方向の画素数及び横方向の画素数とを検出して前記移動領域の高さが所定の閾値以上で且つ前記移動領域の横方向の画素数が縦方向の画素数より多い場合に、前記移動領域が人体によるものではないと判定するから、抽出された移動領域の中から人体によるものではない移動領域を容易に除去することができ、その結果、検出精度の向上を図ることができるという効果を奏する。

請求項２の発明は、画像の下端縁に対する移動領域の高さと当該移動領域の大きさとを領域特徴量検出手段で検出して前記移動領域の高さを用いて前記移動領域の大きさを実空間上の大きさに補正し、前記実空間上の大きさが所定値以下であれば人体検出手段により前記移動領域は人体によるものではないと判定するから、抽出された移動領域の中から人体によるものではない移動領域を容易に除去することができ、その結果、検出精度の向上を図ることができるという効果を奏する。

以下に、本発明の人体検出装置の一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。

本実施形態の人体検出装置１は、例えば住宅屋内外間で通話を行うためのドアホンシステムとともに用いられており、このドアホンシステムは、図５に示すように、庭に設置されるカメラ装置Ａと、カメラ装置Ａで得られた画像をモニタする機能を備えるとともに住宅Ｄの屋内に設置されるドアホン親機Ｂと、住宅Ｄの屋外に設置されるドアホン子器Ｃとで構成されている。尚、ドアホン親機Ｂ及びドアホン子器Ｃは、従来周知のものを用いることができるから、本実施形態では、ドアホン親機Ｂ及びドアホン子器Ｃについては説明を省略し、カメラ装置Ａについてのみ説明する。

カメラ装置Ａは、例えばセンサ付きカメラ装置であって、図１に示すように、所定領域内の人の存在を検知する人体検出装置１と、報知手段２とを備えている。

ここで、人体検出装置１は、画像処理型の人体検出装置であって、所定領域を撮像する撮像手段１０と、出力データ変換手段１１と、画像処理手段１２と、輪郭画像記憶手段１３と、信号処理手段１４と、伝送手段１５とを備えており、撮像した画像に画像処理を施すことで人体検出を行うとともに、撮像手段１０で撮像した画像をドアホン親機Ｂに伝送するように構成されている。

撮像手段１０は、所定領域を時系列で連続して撮像するＣＣＤ等の固体撮像素子や、ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子（図示せず）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（以下、単に「画像データ」と称する）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ている。尚、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前記のＡ／Ｄ変換器を設けなくてもよい。このような撮像手段１０は、広範囲に亘って人体の検知が行えるように、図４（ａ）に示すように、住宅の壁面等において人体の頭上に位置する程度の高さ（例えば、地面Ｅから２ｍの高さ）に設置される。

出力データ変換手段１１は、撮像手段１０から出力されたＹＵＶ信号からなる画像データをＮＴＳＣ（National TV Standards Committee）信号からなる画像データに変換するＹＵＶ／ＮＴＳＣ変換機能を有するものである。

画像処理手段１２は、撮像手段１０により得られた画像情報に基づいて所定領域内の人の検出を行うためのものであって、撮像手段１０で撮像した画像から輪郭を抽出する輪郭抽出手段１２ａと、該輪郭抽出手段１２ａで抽出した輪郭から時間的な変化を元に移動体の輪郭を抽出する移動輪郭抽出手段１２ｂと、該移動輪郭抽出手段１２ｂで抽出した輪郭に外接する矩形状の領域からなる移動領域を抽出する移動領域抽出手段１２ｃと、画像上の移動領域の大きさ及び最下端の位置を検出する領域特徴量検出手段１２ｄと、領域特徴量検出手段１２ｄの各検出出力を元にして人体検出を行う人体検出手段１２ｅとを備えている。

輪郭抽出手段１２ａは、撮像手段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輪郭（エッジ）の抽出を行い、各画像の輪郭画像を輪郭画像記憶手段１３に一定期間保存するものである。

移動輪郭抽出手段１２ｂは、輪郭画像記憶手段１３に保存された時系列の輪郭画像を用いて論理合成を行い、移動体の輪郭（以下、「移動輪郭」と称する）のみを抽出した合成画像を作成するものである。

移動領域抽出手段１２ｃは、移動輪郭抽出手段１２ｂ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」と称する）を検出するものであり、本実施形態では、移動領域を、移動輪郭に外接する矩形状（四角形）の領域（移動枠）で表わすように構成されている。

ところで、移動輪郭は、もとは一つの移動体によるものであっても、外乱等のノイズやその他様々な原因によって、複数に分割されてしまうことがある。このような場合、分割された移動輪郭では、輪郭が途中で途切れて、端点が存在することになる。

そこで、移動領域抽出手段１２ｃは、端点を有する移動輪郭を検出した際に、この端点を有する移動輪郭を含む縦長の矩形状の領域内で、別の端点を有する移動輪郭を探索し、前記矩形状の領域内で端点を有する移動輪郭を結合して一の移動領域を形成するように構成されている。

以下に、移動領域抽出手段１２ｃにおける移動輪郭の結合方法について図２を参照してさらに詳しく説明する。尚、図２では、移動輪郭抽出手段１２ｂで抽出された移動輪郭を元に、移動領域Ｆ１〜Ｆ６が検出されており、ここで、移動領域Ｆ１〜Ｆ４は、一の人体の移動輪郭が複数に分割されてなる端点を有する移動輪郭の移動領域であって、移動領域Ｆ５，Ｆ６は、ノイズによる移動輪郭の移動領域であるとする。

移動領域抽出手段１２ｃは、端点を有する移動輪郭の移動領域Ｆ１を検出すると、画像上に、この移動領域Ｆ１を含む縦長の矩形状の領域Ｗを設定し、この領域Ｗ内で、別の端点を有する移動輪郭の探索を行う。図２に示す場合では、領域Ｗ内に、端点を有する移動輪郭の移動領域Ｆ２〜Ｆ４が検出されることになる。

このように領域Ｗ内で他の端点を有する移動輪郭の移動領域Ｆ２〜Ｆ４を検出した際には、移動領域抽出手段１２は、移動領域Ｆ１〜Ｆ４に対応する移動輪郭を結合し、これら端点を有する移動輪郭を全て包括するとともに外接する矩形状の領域からなる移動領域Ｆ７を作成するのである。

ここで、別の端点を有する移動輪郭を探索する際に縦長の矩形状の領域Ｗを用いるのは、一般に人体の移動領域が縦長の矩形状であるという理由による。

以上述べたように本実施形態の移動領域抽出手段１２ｃは、端点を有する輪郭を抽出した際に当該輪郭の端点を含む縦長の矩形状の領域内から別の端点を有する輪郭を探索し、前記矩形状の領域内に存在する端点を有する輪郭を結合することによって移動領域を作成するように構成されている。このように本実施形態の移動領域抽出手段１２ｃでは、別の端点を探索する際に人体の移動領域が一般に縦長の領域であることを利用することによって、端点を有する移動輪郭同士を結合する際にノイズや関係のない移動輪郭等が含まれてしまうことを抑制している。

領域特徴量検出手段１２ｄは、輪郭画像記憶手段１３に保存されたエッジ画像と、移動領域抽出手段１２ｃで検出した移動体の移動領域とに基づいて、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し、このエッジ方向値分布を特徴量として出力するように構成されている。

加えて、領域特徴量検出手段１２ｄは、移動領域毎に、画像の下端縁に対する移動領域の最下端の高さ（例えば、移動領域の最下端の画素の縦座標の値）と、移動領域の縦方向の画素数及び横方向の画素数と、移動領域の大きさ（例えば、移動領域の面積（総画素数））とを移動領域の特徴量として検出するように構成されている。

人体検出手段１２ｅは、領域特徴量検出手段１２ｄで検出された各特徴量を用いて人体検出を行うためのものであり、第１〜第３の判定過程を有している。

第１の判定過程は、領域特徴量検出手段１２ｄより画像の下端縁に対する移動領域の最下端の高さと当該移動領域の縦方向の画素数及び横方向の画素数とを取得し、移動領域の最下端の高さが所定の閾値以上で、且つ前記移動領域の横方向の画素数が縦方向の画素数より多い場合、前記移動領域は人体によるものではないと判断する過程である。

以下、第１の判定過程について図３（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。尚、図３（ａ）では、移動領域抽出手段１２ｃにより移動領域Ｆ８，Ｆ９が検出され、領域特徴量検出手段１２ｄにより、画像の下端縁Ｇに対する移動領域Ｆ８，Ｆ９の最下端の高さ（移動領域Ｆ８，Ｆ９の最下端の画素の縦座標の値）がＶ_１，Ｖ_２であると検出され、また、各移動領域Ｆ８，Ｆ９の縦方向の長さ（画素数）がｘ_１，ｘ_２、横方向の長さ（画素数）がｙ_１，ｙ_２であると検出されているとする。ここで、ｘ_１＞ｙ_１、ｘ_２＜ｙ_２であるとする。

第１の判定過程では、最初に、移動領域Ｆ８，Ｆ９の最下端の位置Ｖ_１，Ｖ_２が、所定の閾値Ｖ_ｔｈ以上であるか否かを判定する。ここで、閾値Ｖ_ｔｈは、移動領域に対応する移動体が、移動体の形状が正確に反映される程度に撮像手段１０より遠い位置に位置しているか否かの判断基準となる値としている。すなわち、撮像手段１０は、上述したように広範囲に亘って人体の検知が行えるように住宅の壁面等において人体の頭上に設置されるため、撮像手段１０に近い移動体は、上から見下ろされた状態で撮像されて、その形状が正確に反映されないことが多いのに対して、撮像手段１０から遠い移動体は、その形状が正確に反映されやすい。

ここで、画像上の移動領域の最下端の位置が閾値Ｖｔｈ未満であれば、移動体が撮像手段１０に近く、画像上には移動体の形状が正確に反映されていないとし、第１の判定過程は、移動領域が人体によるものか否かを判定できないとする。

一方、画像上の移動領域の最下端の位置が閾値Ｖ_ｔｈ以上であれば、移動体が撮像手段１０から遠く、画像上には移動体の形状が正確に反映されているとして、移動領域の形状の判定を行う。ここで行う移動体の形状の判定は、移動体が人体である可能性があるかどうかを判定するものであり、移動領域の縦方向の長さが、横方向の長さよりも長いか否かによって（本実施形態では、移動領域の縦方向の画素数が横方向の画素数よりも多いか否かによって）行われる。つまり、この移動領域の形状の判定では、車両等の移動領域が横長矩形状の移動領域（縦方向の画素数が横方向の画素数よりも少ない移動領域）で表されるのに対して、一般に人体の移動領域が縦長の矩形状の移動領域（縦方向の画素数が横方向の画素数よりも多い移動領域）で表されることを利用している。

例えば、移動領域Ｆ８，Ｆ９の位置Ｖ_１，Ｖ_２は、いずれも閾値Ｖ_ｔｈ以上であるから、形状の判定が行われ、ここで移動領域Ｆ８は、縦方向の長さｘ_１＞横方向の長さｙ_１であるから、移動領域Ｆ８は、人体によるものである可能性があると判定される一方、移動領域Ｆ９は、縦方向の長さｘ_２＜横方向の長さｙ_２であるから、移動領域Ｆ９は、人体によるものではないと判定される。

つまり、上述した第１の判定過程は、移動領域抽出手段１２ｃにより検出された複数の移動領域の中から、人体によるものではない移動領域を除去する過程である。

第２の判定過程は、領域特徴量検出手段１２ｄより画像の下端縁に対する移動領域の最下端の高さと当該移動領域の大きさとを取得し、移動領域の最下端の高さを用いて移動領域の大きさを実空間上の大きさ（すなわち、移動領域に対応する移動体の実際の大きさに相当する値）に補正し、実空間上の大きさが所定値以下である場合は、移動領域は人体によるものではないと判定する過程である。

以下、第２の判定過程について図４（ａ），（ｂ）を参照して説明する。尚、以下の説明では、図４（ａ）に示すように、撮像手段１０の撮像領域内に、移動体Ｍ１，Ｍ２が存在するとし、移動領域抽出手段１２ｃにより、図４（ｂ）に示すように、移動体Ｍ１，Ｍ２にそれぞれ対応する移動領域Ｆ１０，Ｆ１１が検出された移動領域画像が得られているとする。また尚、領域特徴量検出手段１２ｄにより各移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の大きさ及び最下端の位置が検出されており、移動領域Ｆ１０の大きさ（総画素数）がｍ_１、移動領域Ｆ１０の最下端の位置がＶ_３、移動領域Ｆ１１の大きさ（総画素数）がｍ_２、移動領域Ｆ１１の最下端の位置がＶ_４であるとする。

第２の判定過程では、まず、図４（ａ）に示すように、実空間上における移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の最下端の位置、すなわち移動体Ｍ１，Ｍ２と地面Ｅとの接地点Ｒ_１，Ｒ_２と、撮像手段１０とを結ぶ直線Ｐ_１，Ｐ_２と水平方向との間の角度θ_１，θ_２が算出される。このような角度θ_１，θ_２は、撮像手段１０の撮像方向の俯角θと、画像上の移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の最下端の位置Ｖ_３，Ｖ_４とを用いて算出される。尚、俯角θは、ロータリエンコーダ等の俯角検出手段を用いて得るようにしてもよいし、実際に角度を計測することによって得るようにしてもよい。

ここで、実空間上における移動領域の最下端の位置と、撮像手段１０とを結ぶ直線と水平方向との間の角度は、画像上の任意の画素の縦方向の座標をＶ、画像上の下端縁の画素の縦方向の座標を０、上端縁の画素の縦方向の座標を２Ｖｃとすれば、θ＋φ＊（（Ｖｃ−Ｖ）／２Ｖｃ）で与えられる（但し、φは撮像手段１０の画角）。

これにより実空間上における移動領域Ｆ１０の最下端の位置（移動体Ｍ１と地面Ｅとの接地点）Ｒ_１と、撮像手段１０とを結ぶ直線Ｐ_１と水平方向との間の角度θ_１、実空間上における移動領域Ｆ１１の最下端の位置（移動体Ｍ２と地面Ｅとの接地点）Ｒ_２と、撮像手段１０とを結ぶ直線Ｐ_２と水平方向との間の角度θ_２が求められる。

次に、上述したように算出した角度θ_１，θ_２と、撮像手段１０の設置位置の地面Ｅからの高さＨとを用いて三角測距を行うことで、実空間上の移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の最下端の位置Ｒ_１，Ｒ_２と撮像手段１０との水平面内における距離Ｌ_１，Ｌ_２が算出される。このような距離Ｌ_１，Ｌ_２は、角度θ_１，θ_２の正接が、それぞれＨ／Ｌ_１、Ｈ／Ｌ_２であることを利用して算出することができる。尚、本実施形態では、距離Ｌ_１，Ｌ_２を求めているが、このような距離Ｌ_１，Ｌ_２の代わりに直線Ｐ_１，Ｐ_２の長さを求めるようにしてもよく、直線Ｐ_１，Ｐ_２の長さは、角度θ_１，θ_２の正弦を利用して求めることができる。

この後に、上述したように算出した距離Ｌ_１，Ｌ_２と、画像上の移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の大きさｍ_１，ｍ_２を元に、実空間上の移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の大きさ（すなわち、移動領域Ｆ１０，Ｆ１１にそれぞれ対応する移動体Ｍ１，Ｍ２の実際の大きさに相当する値）が算出される。ここで、実空間上の移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の大きさを求める際には、例えば、撮像手段１０からの距離と実空間上における画素１つの大きさとの関係を示すデータベース等を用いている。

最後に、算出した実空間上の移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の大きさに基づいて、各移動領域Ｆ１０，Ｆ１１が人体によるものである可能性があるか否かが判定される。この判定は、移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の大きさが、所定の範囲内に収まっているか否かによって行われる。

すなわち、実際の人体の大きさを判断基準として用い、実空間上の移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の大きさが、人体の大きさよりも小さい、又は大きいものであれば、移動領域Ｆ１０，Ｆ１１は人体によるものではないと判断し、所定の範囲内に収まるような大きさであれば、移動領域Ｆ１０，Ｆ１１は人体によるものである可能性があると判定する。

尚、判定基準としては、人体の身長や、横幅等、様々なものを用いるようにしてもよく、状況に応じて好適なものを採用すればよい。また尚、各移動領域Ｆ１０，Ｆ１１が人体によるものである可能性があるか否かについての判定は、上述したように移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の大きさが、所定の範囲内に収まっているか否かによってではなく、移動領域Ｆ１０，Ｆ１１の大きさが所定の閾値以上であるか否かによって行うようにしてもよい。

つまり、上述した第２の判定過程は、第１の判定過程と同様に、移動領域抽出手段１２ｃにより検出された複数の移動領域の中から、人体によるものではない移動領域を除去する過程である。

第３の判定過程は、第１及び第２の判定過程により除去されなかった移動領域について、その移動領域が人体によるものであるか否かの判定を行う過程であって、領域特徴量検出手段１２ｄで検出した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、人体によるものかを判定するようになっている。

さらに詳しく説明すると、第３の判定過程は、人体の輪郭（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であるためにそのエッジ方向があらゆる方向に分布しているのに対して、構造物の影等のエッジは直線的な成分が多く、エッジの分布が偏った分布になりやすいことを利用して人体検出を行う過程であり、エッジ方向値分布が偏りなく均等に分布していれば、人体であると判断するようになっている。尚、移動領域が人体を表わしている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ようにしてもよく、その他の様々な方法を用いることができる。

そして、人体検出手段１２ｅは、第３の判定過程により人体を検出した際には、人体検出信号を信号処理手段１４へ出力するように構成されている。

輪郭画像記憶手段１３は、例えば、ＲＡＭ等の記憶装置であって、輪郭抽出手段１４ａで抽出されたエッジ画像を一定期間保存するために用いられる。

信号処理手段１４は、ＣＰＵ等で構成されるもので、人体検出装置１の各手段の動作を制御する機能をソフトウェア等により実現しており、この信号処理手段１４には、報知手段２が接続されている。そして、この信号処理手段１４では、画像処理手段１２の人体検出信号を受け取った際（つまりは、人の存在を検出した際）に、伝送手段１５に伝送開始信号を出力するとともに、報知手段２に報知開始信号を出力するように構成されている。

また、信号処理手段１４は、人体検出信号を受け取ってから所定時間が経過した後に、伝送手段１５に伝送終了信号を出力するように構成されている。さらに、信号処理手段１４は、人体検出信号を受け取ってから所定時間が経過した後に、報知手段２に報知終了信号を出力するように構成されている。尚、伝送終了信号及び報知終了信号を出力するタイミングは、使用者が自由に設定できるようにしてもよい。

伝送手段１５は、出力データ変換手段１１から出力されるＮＴＳＣ信号を伝送用の信号に変調してドアホン親機Ｂへ出力するものであり、信号処理手段１４から伝送開始信号を受け取った際に伝送を開始し、伝送終了信号を受け取った際に伝送を終了するように構成されている。尚、伝送手段１５からドアホン親機Ｂへの画像データの伝送のタイミングは、撮像手段１０の撮像のタイミングと同期させている。

報知手段２は、侵入者に対して威嚇用の報知を行うためのものであって、視覚的な威嚇に用いられるライト２ａや、聴覚的な威嚇に用いられる電気音響変換器（ブザーやスピーカ）等を備えており、信号処理手段１４から報知開始信号を受け取ってから報知終了信号を受け取るまでの間、ライト２ａを点灯したり、電気音響変換器から音声を出力したりするように構成されている。

以上によりカメラ装置Ａは構成されており、以下に、カメラ装置Ａの動作について説明する。カメラ装置Ａは、起動している間は、常時、撮像手段１０により所定領域を撮像しており、撮像手段１０により得られた画像データは、画像処理手段１２に送られる一方、出力データ変換手段１１を経由して伝送手段１５に送られる。画像処理手段１２に送られた画像には、上述したように画像処理手段１２による解析処理が為され、人を検出した際には、人体検出信号が画像処理手段１２から信号処理手段１４へ出力される。人体検出信号を受け取った信号処理手段１４は、伝送手段１５に伝送開始信号を出力するとともに、報知手段２に報知開始信号を出力する。これにより報知手段２では、侵入者に対する威嚇用の報知が行われる。この報知は、例えば、信号処理手段１４から報知終了信号を受け取るまで継続される。一方、伝送開始信号を受け取った伝送手段１５では、出力データ変換手段１１によりＹＵＶ信号からＮＴＳＣ信号に変換された画像データが伝送用に変調されて、ドアホン親機Ｂへ順次伝送される。この伝送は、信号処理手段１４からは伝送終了信号が出力されるまで継続される。

以上述べた本実施形態の人体検出装置１によれば、人体の移動領域が一般に縦長の領域であることを利用し、移動領域抽出手段１２ｃでは端点を有する輪郭が抽出された際に、当該輪郭の端点を含む縦長の矩形状の領域内から、別の端点を有する輪郭を探索し、端点を有する輪郭を結合することで移動領域の検出を行うので、端点を有する移動輪郭同士を結合する際に、従来のように縦横の長さの比が等しい正方形状の領域内から別の端点を有する輪郭を探索するような場合に比べてノイズや関係のない移動輪郭等を含んでしまうことを抑制でき、これにより移動体の形状が高精度に反映された移動領域の検出が行え、結果として、ノイズの影響を抑制して検出精度の向上を図ることができるという効果を奏する。

また、第１の判定過程では、移動体が撮像手段から遠い場合には移動体の形状が移動領域に精度良く反映されること、及び人体に対応する移動領域が一般に縦長であることを利用し、領域特徴量検出手段１２ｄにより画像の下端縁に対する移動領域の高さと当該移動領域の縦方向の画素数及び横方向の画素数とを検出して、人体検出手段１２ｅにより前記移動領域の高さが所定の閾値以上で、且つ前記移動領域の横方向の画素数が縦方向の画素数より多い場合、前記移動領域は人体によるものではないと判定しているから、抽出された移動領域の中から人体によるものではない移動領域を容易に除去することができ、その結果、検出精度の向上を図ることができるという効果を奏する。特に、第１の判定過程では移動領域の形状に基づいて移動領域が人体によるものかどうかを判定しているから、例えば人と犬等のエッジ方向値分布では区別できないような移動領域（すなわち第３の判定過程では人かどうかを区別できないような移動領域）であっても人体によるものか否かの判定が行え、その結果、第３の判定過程を行う際には、第３の判定過程では人かどうかの区別が困難な移動領域が除去されるため、検出精度のさらなる向上が図れるという効果を奏する。また、第１の判定過程を行うことによって、第３の判定過程において人体であるかどうかを判定する対象となる移動領域の数を減らすことができるようになるから、第３の判定過程で行う処理に必要な時間を短縮できる場合が増えて、人体検出がより迅速に行えるようになるという効果を奏する。

加えて、第２の判定過程では、画像の下端縁に対する移動領域の高さと、画像上の移動領域の大きさとを領域特徴量検出手段１２ｄで検出して、前記移動領域の高さを用いて前記移動領域の大きさを実空間上の大きさに補正して、前記実空間上の大きさが所定値以下であれば、人体検出手段１２ｅにより前記移動領域は人体によるものではないと判定しているから、抽出された移動領域の中から人体によるものではない移動領域を容易に除去することができ、その結果、検出精度の向上を図ることができるという効果を奏する。特に、第２の判定過程では移動領域の大きさに基づいて移動領域が人体によるものかどうかを判定しているから、例えば人と犬等のエッジ方向値分布では区別できないような移動領域（すなわち第３の判定過程では人かどうかを区別できないような移動領域）であっても人体によるものか否かの判定が行え、その結果、第３の判定過程を行う際には、第３の判定過程では人かどうかの区別が困難な移動領域が除去されるため、検出精度のさらなる向上が図れるという効果を奏する。また、第２の判定過程を行うことによって、第３の判定過程において人体であるかどうかを判定する対象となる移動領域の数を減らすことができるようになるから、第３の判定過程で行う処理に必要な時間を短縮できる場合が増えて、人体検出がより迅速に行えるようになるという効果を奏する。

尚、本実施形態では、領域特徴量検出手段１２ｄにおいて、画像の下端縁に対する移動領域の最下端の高さを検出するようにしているが、この他、画像の下端縁に対する移動領域の重心位置の高さを検出するようにしてもよく、要は画像の下端縁に対する移動領域の位置を判別できるような値であればよい。

本発明の人体検出装置のブロック構成示す説明図である。本発明の人体検出装置の移動領域抽出手段の動作説明図である。（ａ）は、撮像手段により得られる画像の一例を示す概略説明図であり、（ｂ）は、人体の縦横の画素数を示す説明図であり、（ｃ）は、車両の縦横の画素数を示す説明図である。（ａ）は、本発明の人体検出装置の設置状況を示す概略説明図であり、（ｂ）は、人体検出装置の撮像手段により得られる画像の一例を示す概略説明図である。本発明の人体検出装置の設置状況を示す概略説明図である。従来の人体検出装置の移動領域抽出手段の動作説明図である。

符号の説明

１人体検出装置
１０撮像手段
１２ａ輪郭抽出手段
１２ｂ移動輪郭抽出手段
１２ｃ移動領域抽出手段
１２ｄ領域特徴量検出手段
１２ｅ人体検出手段

Claims

所定領域を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した画像から輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、該輪郭抽出手段で抽出した輪郭から移動体の輪郭である移動輪郭を抽出する移動輪郭抽出手段と、該移動輪郭抽出手段で抽出した前記移動輪郭に外接する矩形状の領域からなる移動領域を検出する移動領域抽出手段と、該移動領域抽出手段で検出した移動体の移動領域に基づ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領域特徴量検出手段と、該領域特徴量検出手段より得られるエッジ方向値分布を元に人体検出を行う人体検出手段とを備え、移動領域抽出手段は、端点を有する移動輪郭が抽出された際に、当該移動輪郭の端点を含む縦長の矩形状の領域内から別の端点を有する移動輪郭を探索し、前記矩形状の領域内で端点を有する移動輪郭を全て包括する領域を前記移動領域として形成するように構成され、領域特徴量検出手段は、画像の下端縁に対する移動領域の高さと当該移動領域の縦方向の画素数及び横方向の画素数とを検出するように構成され、人体検出手段は、前記移動領域の高さが所定の閾値以上で且つ前記移動領域の横方向の画素数が縦方向の画素数より多い場合、前記移動領域は人体によるものではないと判定するように構成されていることを特徴とする人体検出装置。
領域特徴量検出手段は、画像の下端縁に対する移動領域の高さと当該移動領域の大きさとを検出するように構成され、人体検出手段は、前記領域特徴量検出手段より得られた前記移動領域の高さを用いて前記移動領域の大きさを実空間上の大きさに補正し、前記実空間上の大きさが所定値以下である場合は、前記移動領域は人体によるものではないと判定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の人体検出装置。