JP5030832B2 - 画像センサ - Google Patents

Description

本発明は、監視カメラが撮影した画像から侵入者や撮影妨害などの異常を検出する画像センサに関し、特に、撮影場所の明るさに応じて撮影モードを昼間モードと夜間モードの間で自動的に切り替える監視カメラの画像を用いる画像センサに関する。

従来、警備システムでは、監視対象における人の存在を画像センサにて検出し、遠隔の警備センタに異常通報するシステムが実用化されている。かかる警備システムは、監視対象が無人状態である警備セットモード中に、画像センサが人の存在を検出すると異常と判断し、警備センタに異常通報する。他方、監視対象に利用者がいる警備解除モード中に、画像センサが人の存在を検出しても、利用者を検出することが通常なので、異常と判断しない。

特許文献１には、かかる警備システムにおいて、予め撮影された画像から作成した基準画像と、最新の撮影画像から、侵入者や画策行為を検出する画像センサが記載されている。ここで、画像センサに画像を出力する監視カメラが昼間時にのみ対応可能なものである場合（すなわち、通常のカラーカメラである場合）、夜間の監視を行うことが不可能となる。他方、監視カメラとして、赤外線カメラのように、夜間時のような暗い撮影環境に対応したカメラを用いると、逆に昼間時には鮮明なカラー画像を異常検出に用いることができなくなる。
これに対し、特許文献２には、監視領域が明るい昼間には色識別も可能なカラー画像を出力し、監視領域が暗い夜間には赤外線画像（以下、ＩＲ画像という）を出力して、昼夜を問わず監視領域を撮影できる監視カメラが記載されている。

特開２００１−１９４９６２号公報 特開平１１−２３９３５６号公報

そこで、一日中の監視を可能とするために、特許文献１に記載された警備システムの画像センサにおいて、特許文献２に記載された監視カメラからの画像を用いると、監視カメラの撮影モードが昼間モードと夜間モードの間で切り替わるごとに、画像センサに入力される画像がカラー画像とＩＲ画像の間で切り替わる。このため、画像センサは、撮影モードが切り替わる度に、切り替え動作として、ＩＲカットフィルタの撮影光学系の光路内への挿入または光路内からの除去、ホワイトバランスの調整及び基準画像の再作成を行う必要がある。特に、基準画像として使用される画像の枚数が多くなると、基準画像の再作成に要する時間もそれだけ長くなる。そして、かかる画像センサでは、上記の切り替え動作を行っている間は、監視領域の詳細を判別可能な画像を得られなかったり、監視領域の最新の状況を反映した基準画像が存在しないために、侵入者の検出などの異常判定が困難となる。
さらに、監視カメラの撮影環境は、照明状態の変動、太陽の日周変動、雲等による太陽光遮断などによって変動する。このため、監視カメラにおいて、昼間モードと夜間モードの切り替えが頻出すると、この間の画像センサの異常検出に支障をきたす場合がある。

そこで、本発明の目的は、警備システムにおいて、撮影モードに関して昼夜モード切替機能付き監視カメラの撮影環境が変動しても、警備セット中の異常判定に影響しない画像センサを提供することにある。

かかる課題を解決するための本発明は、撮影環境に応じて撮影モードである昼間モードと夜間モードを自動的に切り替えて撮影するカメラ部と、カメラ部で撮影された画像に基づいて異常を検出する信号処理部とを有する画像センサを提供する。係る画像センサにおいて、信号処理部は、カメラ部から入力される画像から異常を検出する異常判定手段と、画像センサの警備モードが、警備セットモードか警備解除モードかを判定する警備モード管理手段と、警備モード管理手段が警備モードは警備セットモードであると判定するとカメラ部の撮影モードを夜間モードに固定し、警備モードが警備解除モードになると夜間モードの固定を解除する撮影モード管理手段とを有する。

また、本発明に係る画像センサにおいて、異常判定の基準となる少なくとも一枚の基準画像を記憶する記憶部と、撮影モード管理手段が撮影モードを夜間モードに固定すると、カメラ部から入力される画像から新規な基準画像を取得して、記憶部に記憶された基準画像をその新規な基準画像に更新する基準画像作成手段とをさらに有し、異常判定手段は、カメラ部から入力される画像と基準画像の対応画素間の輝度差から異常を検出することが好ましい。

さらに、本発明に係る画像センサにおいて、カメラ部は、昼間モードでは赤外線をカットしたカラー画像を出力し、夜間モードでは赤外線をカットしない画像を出力することが好ましい。

本発明に係る画像センサは、警備センタが遠隔監視している警備セットモード中には、撮影環境の変動に伴う頻繁な撮影モードの切り替わりを防止して、監視不能な状態の発生を防止できるという効果を奏する。また、係る画像センサは、警備セットモード中には、撮影環境が変動しても安定した画像を用いて異常判定できるとともに、利用者が監視対象にいる警備解除モード中には、撮影環境に応じた視認性の良い画像を取得できるという効果を奏する。

以下、本発明を適用した画像センサの実施の形態について図を参照しつつ説明する。
この画像センサは、撮影モードとして昼間モードと夜間モードを備えた監視カメラからの監視画像に基づいて異常を検出することにより、監視対象を２４時間監視することを可能にしたものである。また係る画像センサは、特に警備モードを警備セットモードに設定している間は、監視カメラの撮影モードを夜間モードに固定して、撮影環境変動に伴う撮影モードの切り替わりによる監視不能期間が生じることを防止するとともに、安定した監視画像に基づいて異常を検出することを可能としたものである。

図１は、本発明を適用した画像センサを用いた警備システム１の全体システム構成を示す図である。図１に示すように、警備システム１は、店舗、オフィス、マンション、倉庫、家屋などの各監視対象２に設置される警備装置３と、公衆電話回線などの通信網４を介して各警備装置３と接続される警備センタ装置５及び利用者装置６とを有する。また各警備装置３には、監視対象２の異常を、監視対象２の監視領域を撮影した監視画像に基づいて検出するための１以上の画像センサ７が接続される。同様に、各警備装置３には、火災を検知するための熱感知センサあるいは煙感知センサ、窓やドアの開閉を検知するマグネットセンサなど、監視対象２の異常を検出するための１以上のセンサ８も接続される。さらに、各警備装置３には、画像センサ７により撮影された監視画像を記録する録画装置９が接続される。

警備装置３は、構内ＬＡＮなどを介してそれ自体に接続された画像センサ７やセンサ８から異常発生信号を受信すると、その異常発生信号及び警備装置３自体の識別信号または監視対象２あるいは異常を検出した画像センサ７若しくはセンサ８の識別信号を警備センタ装置５へ送信する。そのために、警備装置３は、画像センサ７及びセンサ８と通信するための通信インターフェースと、警備センタ装置５及び利用者装置６と通信するための通信インターフェースと、それらを制御するための制御ユニットを有する。また警備装置３は、各種設定を行うための操作スイッチと、警備装置３の設定状態を表示する液晶ディスプレイなどを備えたユーザインターフェースを有する。そしてその操作スイッチを操作することにより、警備モードを、警備セットモードか警備解除モードの何れかに設定することができる。ここで警備セットモードは、異常がなければ、監視対象２は無人状態であることが想定され、そのため監視画像から監視対象２への侵入者を検出するモードである。一方、警備解除モードは、監視対象２に利用者がいる状態であることが想定され、そのため、監視対象２への侵入者を検出しないモードである。
警備装置３は、ユーザインターフェースを介して警備モードが変更されると、画像センサ７に対して変更後の警備モードを指定した警備モード設定信号を送信する。

警備センタ装置５は、いわゆるコンピュータで構成され、通信網４を介して警備装置３と通信するための通信インターフェースと、液晶ディスプレイなどの表示装置と、ブザーやＬＥＤなどで構成される報知部を備える。そして警備センタ装置５は、警備装置３から通信網４を介して異常発生信号を受信すると、その異常発生信号を送信した警備装置３が設置された監視対象２及び検出された異常の内容を、報知部及び表示装置を通じて、監視員に報知する。
利用者装置６も、いわゆるコンピュータで構成され、通信網４を介して警備装置３と通信するための通信インターフェースと、液晶ディスプレイなどの表示装置と、キーボートやマウスなど、警備装置３を遠隔操作するための操作コマンドを入力するためのユーザインターフェースを備える。そして利用者装置６は、ユーザインターフェースを介して予め登録されている監視対象２を観察する操作がなされると、登録されている監視対象２に設置された警備装置３に対して、現在撮影中の監視画像または録画装置９に記録されている監視画像を利用者装置６に送信することを要求する各種の画像要求信号を送信する。そして警備装置３から監視画像を受信すると、利用者装置６は表示部に要求された監視画像を表示する。
また録画装置９は、ＨＤＤなどの磁気ディスク装置、ＤＡＴなどの磁気テープ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの光記録媒体のように、録画装置９に着脱自在となる記録媒体と、それら記録媒体にアクセスしてデータの読み書きを行う装置で構成される。そして録画装置９は、画像センサ７が撮影した監視画像を、警備装置３から受け取り、撮影時刻と関連付けて記録する。

次に、本発明を適用した画像センサ７の詳細について説明する。図２に、画像センサ７の機能ブロック図を示す。図２に示すように、画像センサ７は、デイナイトカメラ部１１と、信号処理部１２と、画像記憶部１３と、画像出力部１４と、通信部１５とを有する。

デイナイトカメラ部１１は、監視対象内の所定の監視領域を、撮影条件に応じて切り替えることができる二つの撮影モード（すなわち、昼間モードと夜間モード）の何れかにしたがって撮影した監視画像を出力する。そのために、デイナイトカメラ部１１は、撮像部２１と、照度センサ２２と、赤外光照明２３と、制御部２４とを有する。
ここで、昼間モードは、監視領域が十分に明るいときに使用されることを想定した撮影モードである。そこで、デイナイトカメラ部１１は、昼間モードでは監視領域を可視光で撮影したカラー画像を監視画像として出力する。一方、夜間モードは、監視領域が暗く、可視光で撮影しても監視領域内の詳細を判別できないときに使用されることを想定した撮影モードである。そのため、デイナイトカメラ部１１は、夜間モードでは監視領域を赤外光照明を当てて撮影した画像を監視画像として出力する。

撮像部２１は、ＣＣＤなど、可視光及び近赤外光に感度を有する光電変換器で構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に監視領域の像を結像する結像光学系などで構成される。また撮像部２１は、一定の時間間隔（例えば１／５秒）ごとに撮影を行う。その結像光学系は、移動可能な赤外線カットフィルタ（以下、ＩＲカットフィルタという）を有する。昼間モードでは、ＩＲカットフィルタは赤外光をカットするように結像光学系の光路内に挿入され、撮像部２１の２次元検出器は、監視領域の可視光の画像を取得する。一方、夜間モードでは、ＩＲカットフィルタは結像光学系の光路外へ外され、２次元検出器は、監視領域の近赤外光を含む画像を取得する。
撮像部２１で取得された監視画像は、信号処理部１２へ送られる。

照度センサ２２は、デイナイトカメラ部１１の動作中、デイナイトカメラ部１１の設置場所の照度を逐次検出し、制御部２４へ通知する。その照度は、撮影モードの切り替え判定の基準情報として使用される。なお、照度センサ２２として、公知の様々な照度センサを使用することができる。

赤外光照明２３は、複数の赤外ＬＥＤなどで構成される。そして赤外光照明２３は、撮影モードが夜間モードであるときに、監視領域を撮像部２１の２次元検出器が感度を持つ近赤外光で照明する。一方、撮影モードが昼間モードであるときは、赤外光照明２３は消灯される。

制御部２４は、組み込み型のマイクロプロセッサユニットと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリと、その周辺回路とを有し、デイナイトカメラ部１１全体を制御する。そのために、制御部２４は、マイクロプロセッサユニット上で動作するプログラムの機能モジュールとして実装される昼夜判定手段２５と、撮影モード切替手段２６と、撮影制御手段２７とを有する。

昼夜判定手段２５は、照度センサ２２から受け取った照度に基づいて、監視領域の明るさが昼間モードに適した昼間帯か、夜間モードに適した夜間帯かを判定する。そのために、昼夜判定手段２５は、照度センサ２２から照度信号を受け取る度に、その照度を所定の閾値と比較する。そして昼夜判定手段２５は、その照度が所定の閾値以上の状態が一定期間、例えば３０秒継続すれば昼間帯と判定し、一方所定の閾値未満の状態が一定期間、例えば３０秒継続すれば夜間帯と判定する。なお、所定の閾値は、例えば、監視領域内への侵入者の検出をカラー画像上で実行可能な最低照度であり、撮像部２１に使用される２次元検出器の感度に応じて予め設定される。
昼夜判定手段２５は、昼間帯か夜間帯かの判定結果を撮影モード切替手段２６へ通知する。

撮影モード切替手段２６は、昼夜判定手段２５から通知された上記の判定結果及び信号処理部１２から通知された撮影モード設定信号に基づいて、デイナイトカメラ部２１の撮影モードを設定する。具体的には、信号処理部１２から撮影モードを自動設定する旨の撮影モード設定信号を受信した場合において、昼夜判定手段２５から昼間帯との判定結果を受け取った場合、撮影モード切替手段２６は撮影モードを昼間モードに設定する。一方、昼夜判定手段２５から夜間帯との判定結果を受け取った場合、撮影モード切替手段２６は撮影モードを夜間モードに設定する。また、信号処理部１２から夜間モードに固定する旨の撮影モード設定信号を受信すると、撮影モード切替手段２６は、昼間帯／夜間帯の判定結果にかかわらず、撮影モードを強制的に夜間モードに設定し、信号処理部１２から夜間モードの固定を解除する旨の撮影モード設定信号を受信するまで夜間モードに固定する。
撮影モード切替手段２６は、現在の撮影モード及び夜間モードに固定設定されているかについて制御部２４を構成するＲＡＭに記憶する。また撮影モード切替手段２６は、設定した撮影モードを撮影制御手段２７へ通知する。さらに撮影モード切替手段２６は、撮影モードが変更されたときには、変更後の撮影モードを信号処理部１２へ通知する。

撮影制御手段２７は、設定された撮影モードにしたがって監視画像を撮影するように、デイナイトカメラ部１１の各部を制御する。そこで撮影制御手段２７は、現在設定されている撮影モードと異なる撮影モードが撮影モード切替手段２６から通知された場合、新たに通知された撮影モードにしたがって撮影するように、デイナイトカメラ部１１の各部を制御する。具体的には、撮影制御手段２７は、現在設定されている撮影モードが昼間モードであるときに、夜間モードに設定するよう通知されると、撮像部２１に対してＩＲカットフィルタを結像光学系の光路外へ退避させるよう制御する。また撮影制御手段２７は、赤外光照明２３を点灯制御する。一方、撮影制御手段２７は、現在設定されている撮影モードが夜間モードであるときに、昼間モードに設定するよう通知されると、撮像部２１に対してＩＲカットフィルタを結像光学系の光路内へ挿入するよう制御する。また撮影制御手段２７は、赤外光照明２３を消灯制御する。

さらに撮影制御手段２７は、撮像部２１のホワイトバランス調整、撮像部２１から得た監視画像の信号処理部１２への出力などの制御を行う。

図３に示したフローチャートを参照しつつ、デイナイトカメラ部１１の動作を説明する。なお、デイナイトカメラ部１１の動作は、制御部２４によって制御される。そして以下の動作は、監視画像の撮影間隔で繰り返される。
まず、制御部２４の撮影モード切替手段２６は、信号処理部１２から受信し、制御部２４を構成するＲＡＭに記憶された撮影モード設定信号を参照して、撮影モードが夜間モードに固定されているか否か調べる（ステップＳ１１０）。そして夜間モードに固定されている場合、制御部２４の撮影制御手段２７は、撮像部２１に、夜間モードで撮影を行わせ、近赤外光に感度を持つモノクロの監視画像を取得する（ステップＳ１２０）。

一方、ステップＳ１１０において、撮影モードが夜間モードに固定されていない場合（すなわち、撮影モード設定信号が自動設定であることを示している場合）、制御部２４の昼夜判定手段２５は、監視領域の明るさが昼間帯に相当するか夜間帯に相当するかを判定する（ステップＳ１３０）。そして夜間帯に相当すると判定された場合、撮影モード切替手段２６は、撮影モードを夜間モードに設定する。そして制御部２４は、ステップＳ１２０へ制御を移行し、撮像部２１に、夜間モードで撮影を行わせる。一方ステップＳ１３０において、監視領域の明るさが昼間帯に相当すると判定された場合、撮影制御手段２７は、撮像部２１に、昼間モードで撮影を行わせ、可視光に感度を持つカラーの監視画像を取得する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１２０またはＳ１４０の後、撮影制御手段２７は、得られた監視画像を信号処理部１２へ出力し（ステップＳ１５０）、一連の制御を終了する。

図２に戻って、信号処理部１２は、組み込み型のマイクロプロセッサユニットと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリと、その周辺回路とを有し、画像センサ７の各種信号処理を実行する。そのために、信号処理部１２は、マイクロプロセッサユニット上で動作するプログラムの機能モジュールとして実装される警備モード管理手段３１、撮影モード管理手段３２、画像処理手段３３、異常判定手段３４及び制御手段３５を有する。

警備モード管理手段３１は、画像センサ７について設定されている警備モードを、信号処理部１２を構成するＲＡＭに記憶して管理する。そして警備モード管理手段３１は、警備装置３から通信部１５を介して警備モード設定信号を受信すると、ＲＡＭに記憶されている警備モードと比較して、警備モードが変更されたか否か判定する。警備モード管理手段３１は、受信した警備モード設定信号に指定された警備モードが現在設定されている警備モードと異なる場合、ＲＡＭに記憶されている警備モードを警備モード設定信号に指定された警備モードに書き換えるとともに、その変更後の警備モードに移行させる制御信号を信号処理部１２の各部に通知する。

撮影モード管理手段３２は、警備モード管理手段３１から警備モードを警備セットモードに移行させる制御信号が通知されると、デイナイトカメラ部１１の撮影モードを夜間モードに固定するよう制御する。この場合、撮影モード管理手段３２は、デイナイトカメラ部１１に、撮影モードを夜間モードに固定する旨の撮影モード設定信号を送信する。一方、撮影モード管理手段３２は、警備モード管理手段３１から警備モードを警備解除モードに移行させる制御信号を通知されると、監視領域の明るさに応じてデイナイトカメラ部１１の撮影モードが自動切り替えされるよう制御する。この場合、撮影モード管理手段３２は、デイナイトカメラ部１１に、夜間モードに固定されている撮影モードを自動設定する（固定解除）旨の撮影モード設定信号を送信する。
また撮影モード管理手段３２は、デイナイトカメラ部１１について設定されている撮影モードが切り替わる度に、その撮影モードをデイナイトカメラ部１１から取得し、信号処理部１２を構成するＲＡＭに記憶して管理する。そして撮影モード管理手段３２は、撮影モードが切り替わる度に、画像処理手段３３を制御して、監視画像からの異常検出を行うための基準となる基準画像を作成させる。そして撮影モード管理手段３２は、新たに作成された基準画像を画像記憶部１３に記憶する。

画像処理手段３３は、本発明の基準画像作成手段であり、異常検出の基準となる基準画像を作成する。基準画像は、管理領域内に侵入者が存在していないときの監視画像から１枚または複数枚選択して作成される。本実施形態では、例として１０枚の基準画像が一組として使用される。そして画像処理手段３３は、撮影モード管理手段３２により基準画像作成の指示を受けると、新規に１０枚全ての基準画像を作成する。その際、画像処理手段３３は、デイナイトカメラ部１１から順次取得された監視画像をフレーム間差分して、フレーム間での対応画素間の輝度差の絶対値の平均値を求める。そして画像処理手段３３は、その平均値が所定の基準よりも小さい１０枚の監視画像を検出すると、それらの監視画像を基準画像として、画像記憶部１３に記憶する。

また画像処理手段３３は、照明状態の変動、太陽の日周変動等の監視領域の変動に対応するために、一定周期（例えば、１０分間隔）ごとに、最新の監視画像を一部の基準画像と入れ換える。その際、画像処理手段３３は、最新の監視画像と各基準画像との差分処理を行って、対応画素間の輝度差の絶対値の平均値を求め、その平均値が最小となる基準画像を、最新の監視画像と入れ換える。
さらに、画像処理手段３３は、異常検出の際に異常判定手段３４で使用される基準画像として、それら１０枚の基準画像の各対応画素の輝度値を平均化した標準画像を作成する。

異常判定手段３４は、警備モードが警備セットモードの場合、最新の監視画像と基準画像との差に基づいて、監視領域内への侵入者を検出する。そのために、異常判定手段３４は、画像内に写っている人物を検出するための様々な手法を利用することができる。本実施形態では、異常判定手段３４は、最新の監視画像と基準画像との間で、対応画素間の輝度差を求める。そして異常判定手段３４は、その輝度差の絶対値が、所定の基準値以上となる画素を変動画素として検出する。異常判定手段３４は、検出された変動画素をラベリングして、変動画素同士が一つに連結された領域を変動領域として検出する。そして異常判定手段３４は、その変動領域に含まれる変動画素の画素数（すなわち変動領域のサイズ）、変動領域の形状を特徴量として算出する。異常判定手段３４は、算出した特徴量が所定の条件を満たす場合、その変動領域は監視領域への侵入者によるものであると判定し、監視領域への侵入者を検出する。

監視領域への侵入者を検出すると、異常判定手段３４は、その旨を通信部１５を介して警備装置３へ通知する。また異常判定手段３４は、異常が検出された監視画像を、画像記憶部１３に記憶する。
なお、異常判定手段３４は、警備モードが警備解除モードである場合には、上記のように、利用者など異常検出の対象外の人物が監視領域内に存在することが想定されるので、監視領域内への侵入者を検出しない。

制御手段３５は、通信制御など、画像センサ７において信号処理部１２のその他の各手段で実行される以外の各種処理を実行する。例えば、制御手段３５は、監視対象２である店舗の管理者が、異常発生時の店舗内の様子を利用者装置６を介して観察することを希望する場合に、画像要求信号を通信網４及び警備装置３を介して信号処理部１２が受信すると、現在撮影中の監視画像を画像出力部１４を介して警備装置３へ出力させる。

画像記憶部１３は、半導体メモリ、磁気ディスク（ＨＤＤ）、またはＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの光ディスクドライブおよびその記録媒体で構成される。そして画像記憶部１３は、基準画像及び異常検出された異常画像を記憶する。

画像出力部１４は、画像送信専用の通信回線のインターフェース回路及びその回路を駆動するドライバソフトウェアなどで構成される。そして画像出力部１４は、デイナイトカメラ部１１で撮影された監視画像を録画装置９に記録するために、警備装置３へ常時出力する。また、画像出力部１４は、警備装置３からの要求に応じて画像記憶部１３に記憶している異常画像を出力する。なお、本実施形態では、監視画像を警備装置３へ常時出力するようにしているが、警備装置３や利用者装置６などからの要求に応じて画像出力するようにしてもよい。

通信部１５は、画像センサ７と警備装置３との間で構内ＬＡＮなどの通信ネットワークを介して各種の設定信号及び制御信号などを送受信する入出力インタフェースであり、イーサネット（登録商標）などの各種の通信インタフェース回路及びそれらを駆動するドライバソフトウェアなどで構成される。具体的には、通信部１５は、警備装置３から警備モード設定信号を受信する。また通信部１５は、信号処理部１２によって侵入者が検出されたことを示す侵入異常発生信号を警備装置３に出力する。

図４に示したフローチャートを参照しつつ、画像センサ７の動作を説明する。なお、画像センサ７の動作は、信号処理部１２によって制御される。
まず、信号処理部１２の警備モード管理手段３１は、警備装置３から警備モード設定信号を受信すると、現在設定されている警備モードから別の警備モードへの移行が生じるか否か判定する（ステップＳ２１０）。警備モードの移行が生じない場合、信号処理部１２は制御をステップＳ２６０へ移行し、撮影モードの変更が発生しているか否か判定する。

一方、ステップＳ２１０において、警備モードの移行が生じる場合、警備モード管理手段３１は、その移行が警備解除モードから警備セットモードへの移行か否か判定する（ステップＳ２２０）。警備モードの移行が警備解除モードから警備セットモードへの移行である場合、信号処理部１２の撮影モード管理手段３２は、撮影モードを夜間モードに固定するために、その旨の撮影モード設定信号をデイナイトカメラ部１１へ通知する（ステップＳ２３０）。その後、デイナイトカメラ部１１から撮影モードが夜間モードに設定された旨の信号を受信すると、信号処理部１２の画像処理手段３３は、その後に取得された監視画像から、全ての基準画像を新規に作成する（ステップＳ２４０）。そして撮影モード管理手段３２は、新規に作成された基準画像を画像記憶部１３に記憶する。

一方、ステップＳ２２０において、警備モードの移行が警備セットモードから警備解除モードへの移行である場合、撮影モード管理手段３２は、撮影モードについて夜間モードの固定を解除するために、撮影モードを自動設定する旨の撮影モード設定信号をデイナイトカメラ部１１へ通知する（ステップＳ２５０）。その後、撮影モード管理手段３２は、デイナイトカメラ部１１から現在の撮影モードを受信し、撮影モードが変更されたか否か判定する（ステップＳ２６０）。そして撮影モードが変更された場合、信号処理部１２は制御をステップＳ２４０へ移行し、画像処理手段３３は、最新の監視画像から、全ての基準画像を新規に作成し、画像記憶部１３に記憶する。

ステップＳ２４０の後、あるいはステップＳ２６０において撮影モードの変更がないと判定された後、信号処理部１２はデイナイトカメラ部１１から最新の監視画像を取得し、画像出力部１４を介してその監視画像を警備装置３へ出力する。また信号処理部１２の異常判定手段３４は、最新の監視画像及び基準画像から、監視領域内の異常（本実施形態では、侵入者の存在）を検出する処理を実行する（ステップＳ２７０）。そして異常判定手段３４は、異常が検出されたか否か判定する（ステップＳ２８０）。異常が検出されなかった場合、画像処理手段１１は、基準画像のうちの一部を更新する（ステップＳ２９０）。一方、ステップＳ２８０において、異常が検出された場合、異常判定手段３４は、異常発生信号及び画像センサ７の識別信号を警備装置３へ出力するとともに、異常を判定した画像を画像記憶部１３に異常画像として記憶するといった異常処理を実行する（ステップＳ３００）。ステップＳ２９０またはＳ３００の後、信号処理部１２は、画像センサ７の処理を終了する。

以上説明してきたように、本発明に係る画像センサは、警備モードを警備セットモードに設定している間は、監視カメラの撮影モードを、昼夜問わずに監視領域を観察できるように、赤外光による撮影を行う夜間モードに固定する。そのため、係る画像センサは、撮影環境変動に伴う撮影モードの切り替わりによる監視不能期間が生じることを防止するとともに、安定した監視画像に基づいて異常を検出することができる。したがって、係る画像センサは、監視領域を数秒以下の短期間で通過するような侵入者も確実に検出することができる。また、係る画像センサは、警備モードが警備解除モードに設定されている間、監視領域が明るいときは、可視光による撮影を行う昼間モードで動作するので、監視領域の詳細を識別し易い鮮明なカラーの監視画像を記録しておくことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、デイナイトカメラ部１１の撮像部２１は、昼間モード用と夜間モード用に、別個の２次元検出器及び結像光学系を有し、撮影モードに応じてそれら２次元検出器及び結像光学系の何れか一方を用いて監視画像を取得するようにしてもよい。この場合において、夜間モード用に、遠赤外光を検出可能な２次元検出器を利用する場合、赤外光の照明を行なわなくても、監視領域内の温度分布を画像化できるので、赤外光照明２３を省略してもよい。

また、昼夜判定手段２５は、照度センサ２２から照度情報を受け取る代わりに、監視画像の輝度を参照して、監視領域が昼間モードに適した昼間帯か、夜間モードに適した夜間帯かを判定してもよい。例えば、昼夜判定手段２５は、監視画像全体の平均輝度を求め、所定の閾値と比較の上、昼間帯か夜間帯かを判定することができる。もしくは、監視領域の明るさを適切に表す部分領域があるならば、監視画像の一部として、当該部分領域のみを参照し、平均輝度を求めて所定の閾値と比較して昼間帯か夜間帯かを判定してもよい。この場合において、照度センサ２２を使わなくとも監視領域の明るさを検出できるので、照度センサ２２は省略できる。

また、信号処理部１２の異常判定手段３４は、監視画像から侵入者を検出するために、基準画像を用いない他の手法を利用してもよい。例えば、異常判定手段３４は、侵入者を想定したテンプレートを予め準備し、そのテンプレートを用いて監視画像との間でテンプレートマッチングを行うことにより、侵入者を検出してもよい。さらに異常判定手段３４は、順次取得される監視画像間のフレーム間差分を行って、フレーム間で輝度の変化する領域を追跡することにより、監視領域内を移動する侵入者を検出してもよい。さらに、異常判定手段３４は、監視領域内への侵入者だけでなく、車など他の移動物体を検出してもよい。このように、異常検出に基準画像を使用しない場合であっても、昼間モードと夜間モード間で撮影モードが切り替わると、ＩＲカットフィルタの着脱やホワイトバランスの調整による監視不能期間が生じるので、撮影モードを固定して監視不能期間をなくすことができる本発明は、侵入者を確実に検出する上で非常に有効である。

さらに、上記の実施形態では、異常判定手段３４は、警備モードが警備セットモードに設定されているときに、監視領域内の侵入者を検出するものとした。しかし、異常判定手段３４は、他の異常判定も行ってもよい。例えば、異常判定手段３４は、特開２０００−１９４９６２号公報に開示された手法を利用して、監視領域内で行われた画策行為を検出すると異常と判定してもよい。さらに異常判定手段３４は、公知の様々なトラッキング処理を利用することにより、監視領域内を長期間滞留する人物を不審者として検出すると異常と判定してもよい。このような画策行為や不審者の検出は、警備モードが警備解除モードに設定されているときであっても実行される。
以上のように、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。

本発明に係る画像センサを用いた警備システムのシステム構成図である。 本発明を適用した画像センサの機能ブロック図である。 デイナイトカメラ部の動作を示すフローチャートである。 画像センサの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 警備システム
２ 監視対象
３ 警備装置
４ 通信網
５ 警備センタ装置
６ 利用者装置
７ 画像センサ
８ センサ
９ 録画装置
１１ デイナイトカメラ部
１２ 信号処理部
１３ 画像記憶部
１４ 画像出力部
１５ 通信部
２１ 撮像部
２２ 照度センサ
２３ 赤外光照明
２４ 制御部
２５ 昼夜判定手段
２６ 撮影モード切替手段
２７ 撮影制御手段
３１ 警備モード管理手段
３２ 撮影モード管理手段
３３ 画像処理手段
３４ 異常判定手段
３５ 制御手段

Claims (3)

1. 撮影環境に応じて撮影モードである昼間モードと夜間モードを自動的に切り替えて撮影するカメラ部と、前記カメラ部で撮影された画像に基づいて異常を検出する信号処理部とを有する画像センサであって、
   前記カメラ部は、
   撮影環境の明るさに応じて、前記昼間モードと前記夜間モードを切り替える撮影モード切替手段を有し、
   前記信号処理部は、
   前記カメラ部から入力される画像から異常を検出する異常判定手段と、
   前記画像センサの警備モードが、警備セットモードか警備解除モードかを判定する警備モード管理手段と、
   前記警備モード管理手段が前記警備モードは前記警備セットモードであると判定すると前記カメラ部の撮影モードを前記夜間モードに固定するよう制御し、前記警備モードが前記警備解除モードになると前記夜間モードの固定を解除する撮影モード管理手段とを有し、
   前記撮影モード切替手段は、前記撮影モード管理手段から、前記夜間モードに固定する旨の設定信号を受信すると、撮影モードを強制的に前記夜間モードに設定する、
   ことを特徴とする画像センサ。
2. 異常判定の基準となる少なくとも一枚の基準画像を記憶する記憶部と、
   前記撮影モード管理手段が前記撮影モードを前記夜間モードに固定すると、前記カメラ部から入力される画像から新規な基準画像を取得して、前記記憶部に記憶された基準画像を当該新規な基準画像に更新する基準画像作成手段とをさらに有し、
   前記異常判定手段は、前記カメラ部から入力される画像と前記基準画像の対応画素間の輝度差から異常を検出する、
   請求項１に記載の画像センサ。
3. 前記カメラ部は、前記昼間モードでは赤外線をカットしたカラー画像を出力し、前記夜間モードでは赤外線をカットしない画像を出力する、請求項１または２に記載の画像センサ。

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