JP5396826B2 - Passing train imaging device by image processing - Google Patents
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Description
本発明は、走行する列車の屋根上の状態を撮影する装置に関するものであり、特に線路上方に設置された監視カメラの画像により列車の進入を検知し、監視カメラの視野内を通過する列車の屋根上の状態を撮影する画像処理による通過列車撮影装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for photographing a state of a traveling train on a roof, and in particular, detects an approach of a train from an image of a monitoring camera installed above a track, and detects a train passing through the field of view of the monitoring camera. The present invention relates to a passing train photographing device by image processing for photographing a state on a roof.
監視カメラの視野内を通過する列車の屋根上の状態を撮影する装置としては、線路上方にカメラと照明を設置する一方、録画装置を屋内に設置し、車輌接近警報装置と連動して録画を実施する装置が一般的に用いられている。このような装置は、例えば列車が接近した際に車輌接近警報装置が発生する列車接近信号を基に、照明点灯と録画開始を行い、列車接近信号が発生している期間の画像を録画することで、その間に監視カメラの視野内を通過する列車の屋根上を撮影している。そして、撮影の開始と終了の基準となる列車接近信号を発生する車輌接近警報装置にはいくつかの提案が行われている。 As a device for photographing the state on the roof of the train passing through the field of view of the surveillance camera, a camera and lighting are installed above the track, while a recording device is installed indoors, and recording is performed in conjunction with the vehicle approach warning device. The apparatus to be implemented is generally used. Such a device, for example, performs illumination lighting and recording start based on a train approach signal generated by a vehicle approach warning device when a train approaches, and records an image during a period when the train approach signal is generated. In the meantime, I photographed the roof of a train passing through the field of view of the surveillance camera. Several proposals have been made for a vehicle approach warning device that generates a train approach signal that serves as a reference for the start and end of imaging.
特許文献1には、磁石を利用して振動センサをレールに直接取り付け、鉄道車輌が接近する際の振動を検出して列車接近信号を発生させるようにした技術が開示されている。また、特許文献2には、電車電流検出センサをレールにマグネットを介して取り付け、センサの出力を演算処理装置に内蔵されたアンプに接続し、演算処理部で処理された結果により警報器を鳴らすようにした技術が開示されている。また、特許文献3には、送信手段と受信手段を備え、送信手段で探査信号をレールに送信し、近づいた軌道車両に反射された反射信号を受信手段で受信し、受信手段による反射信号の受信に応動して警報を発するようにした技術が開示されている。
しかしながら、上述した特許文献1〜3に記載されたものは、線路近傍で作業する工事作業者に列車の接近を報知するための装置である。よって、これらの車輌接近警報装置は、工事作業者が退避するために充分な時間を確保できるように作業現場から所定の距離だけ離れた位置において列車を検出するように構成されている。そのため、通過列車撮影装置において、車輌接近警報装置の発生する列車接近信号を基に録画の開始及び終了を行う場合、実際にカメラの視野内を列車が通過する以前から列車を撮影することとなり、列車が監視カメラの視野内を通過している時間以外に撮影を実施する時間が発生する。
However, the devices described in
このような場合、列車の撮影されていない不要な画像データが存在することとなり、録画装置の多くの画像保管領域が使用されるとともに、保管画像から通過列車の屋根上の状態を確認する作業を行う際には、画像データの中から列車が映っている画像部分を探索する必要があり、作業性の低下に繋がるおそれがあった。 In such a case, there will be unnecessary image data that has not been photographed for the train, many image storage areas of the recording device will be used, and the work to confirm the state of the passing train on the roof from the stored image When performing, it is necessary to search the image portion where the train is reflected from the image data, which may lead to a decrease in workability.
このようなことから本発明は、監視カメラの視野内を通過する列車を撮影した画像の保管を効率よく行うことを可能とした画像処理による通過列車撮影装置を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a passing train photographing apparatus using image processing that can efficiently store an image obtained by photographing a train passing through the field of view of a surveillance camera.
上記の課題を解決するための第1の発明に係る画像処理による通過列車撮影装置は、車輌の接近を検知して信号を出力する車輌接近警報手段と、前記車輌の屋根上を撮影する撮影手段と、前記撮影手段によって撮影された画像を処理する画像処理手段とを備えた画像処理による通過列車撮影装置において、前記画像処理手段が、前記撮影手段によって撮影された画像から車輌を検出する車輌検出手段と、前記撮影手段によって撮影された画像を記録する録画手段と、前記車輌接近警報手段から送信される列車接近信号に基づいて前記撮影手段の起動及び停止を制御するとともに、前記車輌検出手段から送信される前記車輌の有無に基づいて前記録画手段による前記画像の記録の開始及び停止を制御する制御手段とを備え、前記車輌検出手段が、前記撮影手段によって撮影された入力画像を多数の小領域に分割し、予め取得した背景画像と前記入力画像のそれぞれ対応する前記小領域の相関計算を行い、前記相関計算による相関値の時間的な変化が所定の値より大きい前記小領域を変化小領域として検出し、隣接する前記変化小領域を結合して変化検出部分領域を求め、前記変化検出部分領域の幾何学的特徴量を算出し、前記幾何学的特徴量が予め設定した前記列車に対応する特徴量範囲内である場合に前記車輌が進入したと検出する進入検知手段であることを特徴とする。 A passing train imaging device based on image processing according to the first invention for solving the above-mentioned problems includes a vehicle approach alarm means for detecting the approach of a vehicle and outputting a signal, and an imaging means for photographing the roof of the vehicle. And an image processing means for processing a train photographed by the photographing means, wherein the image processing means detects a vehicle from the image photographed by the photographing means. Control means for starting and stopping the photographing means based on a train approach signal transmitted from the vehicle approach warning means, and from the vehicle detection means. based on the presence or absence of the vehicle to be transmitted and control means for controlling the start and stop of the recording of the image by said recording means, said vehicle detection means The input image photographed by the photographing means is divided into a number of small areas, the correlation between the background image acquired in advance and the small area corresponding to the input image is calculated, and the temporal correlation value obtained by the correlation calculation is calculated. Detecting the small area where the change is larger than a predetermined value as a small change area, combining the adjacent small change areas to obtain a change detection partial area, calculating a geometric feature amount of the change detection partial area; the vehicle is characterized by entrance detection means der Rukoto for detecting and enters when the geometric feature value is within the feature amount range corresponding to the train set in advance.
本発明の第1の発明に係る画像処理による通過列車撮影装置によれば、撮影手段によって撮影している画像中に車輌が撮影されている間のみ、撮影手段によって撮影した画像を録画手段に記録することができるため、車輌が撮影されている画像データを保管するためだけに録画手段の画像保管領域を使用することができ、録画手段の保管領域を効率よく使用することができる。このため、保管画像から通過列車の屋根上の状態を確認する作業を行う際には、列車が映っている画像部分を探索する作業を省略することができ、作業の高効率化が実現できる。また、進入列車を検出するために予め特徴データを設定する等の必要がないため、現地調整時間を短縮することができ、作業性が向上する。 According to the passing train photographing apparatus using the image processing according to the first aspect of the present invention, the image photographed by the photographing means is recorded in the recording means only while the vehicle is photographed in the image photographed by the photographing means. Therefore, the image storage area of the recording means can be used only for storing the image data of the vehicle being photographed, and the storage area of the recording means can be used efficiently. For this reason, when performing the operation | work which confirms the state on the roof of a passing train from a storage image, the operation | work which searches the image part in which the train is reflected can be abbreviate | omitted, and the highly efficient operation | work can be implement | achieved. In addition, since it is not necessary to set feature data in advance in order to detect an approaching train, the time for on-site adjustment can be shortened, and workability is improved.
以下、図面を用いて本発明に係る画像処理による通過列車撮影装置の詳細を説明する。 Hereinafter, the details of a passing train photographing apparatus using image processing according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1乃至図5に基づいて、本発明に係る画像処理による通過列車撮影装置の第1の実施例を説明する。図1は本実施例に係る画像処理による通過列車撮影装置の設置例を示す説明図、図2は本実施例に係る画像処理による通過列車撮影装置の構成を示すブロック図、図3は本実施例の進入車輌検出部の構成を示すブロック図、図4は本実施例における検知エリアの設定例を示す説明図、図5は本実施例の進入車輌検出部における処理の流れを示すフローチャートである。 A first embodiment of a passing train photographing apparatus using image processing according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory view showing an installation example of a passing train photographing apparatus by image processing according to the present embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the passing train photographing apparatus by image processing according to the present embodiment, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of setting a detection area in the present embodiment, and FIG. 5 is a flowchart showing a process flow in the approaching vehicle detection unit of the present embodiment. .
図1及び図2に示すように、本実施例において画像処理による通過列車撮影装置は、車輌6の接近を検知するためのセンサ1a、車輌6の屋根上を照らす照明2、車輌6の屋根上の照明2によって照らされる領域を撮影する撮影手段としての監視カメラ3、及びこれらセンサ1a、照明2及び監視カメラ3に接続された画像処理手段としての画像処理装置4とから構成されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in this embodiment, the passing train photographing apparatus using image processing includes a
センサ1aは、例えばレール5の振動等を測定するものであり、レール5に取り付けられるとともに車輌接近警報手段としての車輌接近警報部1に接続されている。車両接近警報部1は、センサ1aの出力に応じて車輌6の接近の有無を検知するものであり、車輌6が接近していると判断した場合には警報として列車接近信号を画像処理装置4へ送信する。
The
照明2は、センサ1aに対して車輌6の進入方向前方に設置され、画像処理装置4からの信号に基づいて点灯及び消灯を行うように構成されている。監視カメラ3は、照明2と概ね同位置に、車輌6の屋根上の照明2によって照らされた領域を撮影するように設置され、画像処理装置4からの信号に基づいて撮影の開始、終了を行うように構成されている。監視カメラ3によって撮影した画像は画像処理装置4へ送信される。
The
なお、照明2及び監視カメラ3が設置される位置は、センサ1aから所定の距離だけ離間した位置、具体的には、センサ1aの出力に基づいて監視カメラ3を起動したときに、車輌6がこの監視カメラ3の視野内に進入する以前にこの監視カメラ3による撮影を開始することができる位置とする。
The position where the
画像処理装置4は、図2に示す処理設定部41、制御手段としての制御部42、進入車輌検出手段としての進入車輌検出部43、及び録画手段としての録画部44とを備えて構成されている。
The
処理設定部41は、進入車輌検出部43から取得した車輌6が撮影されていない画像に対して、図4に一例を示すように所定の位置に検知エリアAを設定すると共に、検知エリアA内に車輌6が進入したか否かを判断するための差分検出しきい値を設定し、これらの設定データを処理データとして保管する。
The
制御部42は車輌接近警報部1から送信される列車接近信号を受けて、照明2、監視カメラ3、進入車輌検出部43、及び録画部44へ起動信号を送信する。また、進入車輌検出部43からの列車検知信号を受けて、録画部44へ録画開始信号を送信する。更に、進入車輌検出部43からの列車消失信号を受けて、録画部44へ録画停止信号を送信すると共に、照明2、監視カメラ3、進入車輌検出部43、録画部44へ停止信号を送信する。
The
進入車輌検出部43は、制御部42からの起動信号を受けて進入車輌検出処理を開始すると共に、処理設定部41から処理データを読み出し、制御部42からの停止信号を受けて進入車輌検出処理を停止する。また、進入車輌検出処理中には、監視カメラ3から送信された画像(以下、入力画像という)を解析することで車輌6の進入の有無を検知し、入力画像中に車輌6を検出した場合、列車検知信号を制御部42へ送信する。更に、車輌6の進入を検知した後で入力画像中に車輌6が検出されなくなった場合、列車消失信号を制御部42へ送信する。
The approaching
より詳しく説明すると、進入車輌検出部43には、図3に示すように画像入力処理部43a、基準画像保管処理部43b、絶対値差分演算処理部43c、列車進入判断処理部43dが設けられている。
More specifically, the approaching
画像入力処理部43aは監視カメラ3から送信される画像を入力する処理を行い、基準画像保管処理部43bは処理設定部41で予め設定した図4に一例を示す検知エリアAに基づいて基準画像を保管する処理を行う。また、絶対値差分演算処理部43cは画像入力処理部43aに入力された入力画像の検知エリアAと基準画像保管処理部43bに保管された基準画像との絶対値差分演算を行う。列車進入判断処理部43dは絶対値差分演算処理部43cによって演算した結果に基づいて列車が進入しているか否かを判断し検知結果を出力する処理を行う。
The image
そして、このような進入車輌検出部43においては、図5に示すような進入車輌検出処理が行われる。すなわち、進入車輌検出部43では、制御部42から起動信号を受けると、まず画像入力処理部43aにおいて監視カメラ3から送信される画像の入力を行う(ステップPA1)。
And in such an approach
続いて、起動直後か否かを判断し(ステップPA2)、起動直後であると判断された場合(Yes)は入力画像に車輌6が撮影されていないとみなし、処理設定部41から処理データとして予め設定した検知エリアA及び差分検出しきい値を入力し(ステップPA3)、その後、基準画像保管処理部43bにおいて入力画像の検知エリアA内の画像を基準画像として保管する(ステップPA4)。
Subsequently, it is determined whether or not it is immediately after activation (step PA2), and if it is determined that it is immediately after activation (Yes), it is considered that the
一方、ステップPA2で起動直後ではないと判断された場合(No)、絶対値差分演算処理部43cにおいて入力画像の検知エリアAと基準画像との絶対値差分演算を行う(ステップPA5)。
On the other hand, when it is determined in step PA2 that it is not immediately after activation (No), the absolute value difference
その後、列車進入判断処理部43dにおいて絶対値差分演算結果がステップPA3において処理設定部41から入力した差分検出しきい値よりも大きい場合は入力画像に車輌6が撮影されている、即ち、車輌6が進入したと判断する(ステップPA6)。なお、ステップPA6において、絶対値差分演算結果が差分検出しきい値以下の場合は入力画像に車輌6が撮影されていない、即ち、車輌6が進入していない、または車輌6が通過した後であると判断する。
Thereafter, when the absolute value difference calculation result is larger than the difference detection threshold value input from the
続いて、ステップPA6において判断した車輌6の進入の有無を判断結果として制御部42に出力する(ステップPA7)。詳しくは、入力画像に車輌6が撮影されていると判断されている間は制御部42に対して列車検知信号を出力し、車輌6の検知後、入力画像に車輌6が撮影されていないと判断されたら制御部42に対して列車消失信号を出力する。制御部42から停止信号を受信するまでこの処理を繰り返す。
Subsequently, the presence / absence of the
このような処理により、進入車輌検出部43において車輌6の進入の有無の検知が行われる。
Through such processing, the approaching
録画部44は、制御部42からの起動信号を受けて録画機能を起動し、制御部42からの停止信号を受けて録画機能を停止する。また、制御部42からの録画開始信号を受けて入力画像の録画を開始し、制御部42からの録画停止信号を受けて録画を停止する。
The
このような本実施例に係る画像処理による通過列車撮影装置によれば、監視カメラの視野内を車輌が通過しているときだけ入力画像を録画することができるため、車輌6が撮影されている画像データを保管するためだけに録画部44の画像保管領域を使用することができる。これにより、保管画像から車輌6の屋根上の状態を確認する作業を行う際には、車輌6が撮影されている画像部分を探索する作業を省くことができ、作業の高効率化が実現できる。
According to such a passing train photographing apparatus using image processing according to the present embodiment, the input image can be recorded only when the vehicle is passing through the field of view of the surveillance camera, so that the
図6及び図7に基づいて、本発明に係る画像処理による通過列車撮影装置の第2の実施例を説明する。図6は本実施例の進入車輌検出部の構成を示すブロック図、図7は本実施例の進入車輌検出部における処理の流れを示すフローチャートである。 Based on FIG.6 and FIG.7, the 2nd Example of the passing train imaging device by the image processing which concerns on this invention is described. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the approaching vehicle detection unit of this embodiment, and FIG. 7 is a flowchart showing the flow of processing in the approaching vehicle detection unit of this embodiment.
本実施例は、上述した実施例1とは処理設定部41及び進入車輌検出部43における処理が異なるものである。その他の構成は図1乃至図5に示し上述した構成と概ね同様であり、以下、実施例1における説明と重複する説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
The present embodiment is different from the first embodiment described above in the processing in the
本実施例において、処理設定部41は、進入車輌検出部43から取得した車輌6が撮影されていない入力画像に対し検知エリアAを設定するとともに、実施例1において設定した差分検出しきい値に代えて、検知エリアA内に車輌6が進入したか否かを判断するための相関検出しきい値を設定し、これらのデータを処理データとして保管する。
In the present embodiment, the
また、進入車輌検出部43は、実施例1とは車輌6の進入の有無を検出する処理が異なる。詳しくは図6に示すように、本実施例において進入車輌検出部43には、画像入力処理部43a、基準画像保管処理部43b、正規化相関演算処理部43e、及び列車進入判断処理部43dが設けられている。
Further, the approaching
画像入力処理部43aは監視カメラ3から送信される画像を入力する処理を行い、基準画像保管処理部43bは処理設定部41で予め設定した図4に一例を示す検知エリアAに基づいて基準画像を保管する処理を行う。また、正規化相関演算処理部43eは画像入力処理部43aに入力された画像と基準画像保管処理部43bに保管された基準画像との正規化相関演算を行う。列車進入判断処理部43dは正規化創刊演算処理部43eによって演算した結果に基づいて車輌6が進入しているか否かを判断し検知結果を出力する処理を行う。
The image
以下、図7を用いてこの進入車輌検出部43による列車検知処理の流れを説明する。図7に示すように、進入車輌検出部43では、制御部42から起動信号を受けると、まず画像入力処理部43aにおいて、監視カメラ3から送信された画像を入力する(ステップPB1)。
Hereinafter, the flow of the train detection process by this approach
続いて、起動直後か否かを判断し(ステップPB2)、起動直後であると判断された場合(Yes)は監視カメラ3の視野内に車輌6が進入する前であるとみなし、処理設定部41から処理データとして予め設定した検知エリアA及び相関検出しきい値を入力し(ステップPB3)、その後、基準画像保管処理部43bにおいて、入力画像の検知エリアA内の画像を基準画像として保管する(ステップPB4)。
Subsequently, it is determined whether or not it is immediately after activation (step PB2), and if it is determined that it is immediately after activation (Yes), it is considered that the
一方、ステップPB2で起動直後ではないと判断された場合(No)、正規化相関演算処理部43eにおいて入力画像の検知エリアAと基準画像との正規化相関演算を行う(ステップPB5)。
On the other hand, if it is determined in step PB2 that it is not immediately after activation (No), the normalized correlation
その後、列車進入判断処理部43dにおいて、正規化相関演算結果がステップPA3において処理設定部41から入力した相関検出しきい値よりも大きい場合は入力画像に車輌6が撮影されている、即ち、車輌6が進入したと判断する(ステップPB6)。なお、ステップPA6において、正規化相関演算結果が相関検出しきい値以下の場合は入力画像に車輌6が撮影されていない、即ち、車輌6が進入していない、または車輌6が通過した後であると判断する。
Thereafter, in the train approach
続いて、ステップPA6において判断した車輌6の進入の有無を判断結果として制御部42に出力する(ステップPB7)。詳しくは、入力画像に車輌6が撮影されていると判断されている間は制御部42に対して列車検知信号を出力し、列車検知後、入力画像に車輌6が撮影されていないと判断されたら制御部42に対して列車消失信号を出力する。制御部42から停止信号を受信するまでこの処理を繰り返す。
Subsequently, the presence / absence of the
以上の処理により進入車輌検出部43において車輌6の進入の有無の検知が行われる。
With the above processing, the approaching
このような本実施例に係る画像処理による通過列車撮影装置によれば、実施例1における効果に加え、基準画像と入力画像との比較を正規化相関演算によって判断し、列車進入の有無を判断するため、実施例1に比較して演算は複雑になるが、検知エリア全体に対する一様な照度変化に頑健で、日中に日が陰るような広範囲な照度変化が発生した場合でも過敏反応することなく、車輌6の進入の有無を安定して検知できる。
According to such a passing train photographing apparatus using image processing according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the comparison between the reference image and the input image is determined by the normalized correlation calculation, and the presence / absence of the train approach is determined. Therefore, the calculation is more complicated than in the first embodiment, but it is robust to uniform illuminance changes over the entire detection area, and is sensitive even when a wide range of illuminance changes that are shaded during the day occurs. The presence / absence of the
図8乃至図12に基づいて本発明に係る画像処理による通過列車撮影装置の第3の実施例を説明する。図8は本実施例に係る画像処理による通過列車撮影装置の構造を示すブロック図、図9は本実施例の物体形状検査部の構成を示すブロック図、図10は物体形状モデルの例を示す説明図、図11は本実施例の処理設定部における物体形状モデル作製の流れを示すフローチャート、図12は本実施例の物体形状検査部における処理の流れを示すフローチャートである。 A third embodiment of the passing train photographing apparatus using image processing according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a block diagram showing the structure of a passing train photographing apparatus using image processing according to this embodiment, FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the object shape inspection unit of this embodiment, and FIG. 10 shows an example of an object shape model. FIG. 11 is a flowchart showing the flow of object shape model creation in the process setting unit of this embodiment, and FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing in the object shape inspection unit of this embodiment.
本実施例は、上述した実施例1と画像処理装置4の構成が異なるものである。具体的には、画像処理装置4が、実施例1において説明した進入車輌検出部43に代えて、図8に示す物体形状検査手段としての物体形状検査部45を備えるとともに、処理設定部41及び制御部42における処理が実施例1とは異なっている。
In the present embodiment, the configuration of the
その他の構成は実施例1において説明した構造と概ね同様であり、以下、実施例1において説明した部材と同一の部材には同一の符合を付して重複する説明は省略し、実施例1と異なる点を中心に説明する。 Other configurations are substantially the same as the structure described in the first embodiment. Hereinafter, the same members as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The difference will be mainly described.
本実施例に係る画像処理による通過列車撮影装置は、装置モードとして形状モデル作製モード及び列車進入検知モードの二つの処理形態を設定可能に構成され、この装置モードに応じて異なる処理を行うようにしたものであって、画像処理装置4は、図8に示す処理設定部41、制御部42、物体形状検査部45、及び録画部44とを備えて構成されている。なお、形状モデル作製モードでは線路部分の物体形状モデルM(図10参照)を作製する処理、列車進入検知モードでは車輌6の進入の有無を検知する処理を行う。
The passing train imaging device by image processing according to the present embodiment is configured to be able to set two processing modes of a shape model production mode and a train approach detection mode as device modes, and performs different processing depending on the device mode. The
本実施例の画像処理装置4において、処理設定部41は、装置モードとして「形状作製モード」または「列車進入検知モード」を設定する。また、物体形状検査部45から取得した車輌6が撮影されていない入力画像に対して、図4に一例を示すように所定の位置に検知エリアAを設定する。また、物体形状モデル作製用画像の取得、特徴抽出パラメータの設定、物体形状モデルMの作製、物体形状検査パラメータ設定のための設定処理を行う。これらの設定データは処理データとして保管される。
In the
制御部42は処理設定部41から装置モードを入力し、装置モードが「形状モデル作製モード」である場合は、照明2、監視カメラ3、物体形状検査部45、及び録画部44へ起動信号を送信する。そして、装置モードが「形状モデル作製モード」から「列車進入検知モード」へ変更された場合には、照明2、監視カメラ3、物体形状検査部45、及び録画部44へ停止信号を送信する。そして、車輌接近警報部1から送信される列車接近信号を受けて、照明2、監視カメラ3、物体形状検査部45、及び録画部44へ起動信号を送信する。さらに、物体形状検査部45からの列車検知信号を受けて、録画部44へ録画開始を送信する。また、物体形状検査部45からの列車消失信号を受けて、録画部44へ録画停止信号を送信すると共に、照明2、監視カメラ3、物体形状検査部45、及び録画部44へ停止信号を送信する。
The
物体形状検査部45は、制御部42からの起動信号を受けて処理設定部41から装置モードを入力し、この装置モードに応じて形状モデル作製処理または列車進入検知処理を開始し、制御部42からの停止信号を受けて形状モデル作製処理または列車進入検知処理を停止する。
The object
以下、形状モデル作製処理及び列車進入検知処理についてより詳しく説明する。図9に示すように、物体形状検査部45には画像入力処理部45a、特徴抽出処理部45b、物体形状モデル設定処理部45c、特徴データ照合処理部45d、及び列車進入判断処理部45eが設けられている。
Hereinafter, the shape model preparation process and the train approach detection process will be described in more detail. As shown in FIG. 9, the object
画像入力処理部45aは監視カメラ3から送信される画像を入力する処理を行い、特徴抽出処理部45bは画像入力処理部45aにおいて取得した入力画像中の特徴を抽出する処理を行う。物体形状モデル設定処理部45cは図10に一例を示す物体形状モデルMを設定する処理を行う。また、特徴データ照合処理部45dは物体形状モデルMの特徴データと監視カメラ3から入力された入力画像の特徴データとの照合を行う。列車進入判断処理部43dは特徴データ照合処理部45dによって特徴データを照合した結果に基づいて車輌6が進入しているか否かを判断し検知結果を出力する処理を行う。
The image
このような物体形状検査部45において、装置モードとして処理設定部41から形状モデル作製モードが送信されている場合は、図11に示す処理が行われる。
In such an object
即ち、物体形状検査部45が制御部42から起動信号を受けると、物体形状モデル設定処理部45cにおいて、まず、処理設定部41から、該処理設定部41において入力画像の中から物体形状モデル作製用として予め選択された物体形状モデル作製用画像を取得する(ステップPC1)。
That is, when the object
続いて、ステップPC1で取得した物体形状モデル作製用画像を解析し、物体形状モデル作製用画像中に存在する物体の輪郭や模様等の特徴的な部分を、直線もしくは円弧に近似して抽出した直線特徴と円弧特徴からなる特徴データとして抽出する(ステップPC2)。 Subsequently, the object shape model creation image acquired in step PC1 is analyzed, and characteristic portions such as the contour and pattern of the object existing in the object shape model creation image are extracted by approximating a straight line or an arc. Extracted as feature data consisting of straight line features and arc features (step PC2).
続いて、特徴データから特に車輌6の存在していない線路部分の直線特徴と円弧特徴とを選択し(ステップPC3)、これを物体形状モデルMの特徴データとして登録する(ステップPC4)。
Subsequently, a straight line feature and an arc feature of the track portion where the
このような処理により、物体形状検査部45において物体形状モデルMの作製が行われる。
With this process, the object shape model M is produced in the object
また、装置モードとして処理設定部41から列車進入検知モードが送信されている場合は、図12に示す処理が行われる。
Moreover, when the train approach detection mode is transmitted from the
即ち、物体形状検査部45は、制御部42から起動信号を受けると、まず、起動直後か否かを判断し(ステップPD1)、起動直後であると判断された場合(Yes)は、処理設定部41から処理データとして予め設定された画像中の検知エリアA、特徴抽出パラメータ、物体形状モデルM、物体形状検査パラメータを入力する(ステップPD2)。ステップPD1で起動直後ではないと判断された場合(No)またはステップPD2に続いては、画像入力処理部45aにおいて監視カメラ3から送信される画像を入力する(ステップPD3)。
That is, when the object
特徴抽出処理部45bにおいて、入力画像を解析し、この画像中の検知エリアA内に存在する物体の輪郭や模様等の特徴的な部分を直線もしくは円弧に近似して抽出した直線特徴と円弧特徴からなる特徴データとして抽出し(ステップPD4)、次いで、特徴データ照合処理部45dにおいて処理設定部41から入力した物体形状モデルMに登録された特徴データと、入力画像から抽出した特徴データとを照合する(ステップPD5)。
In the feature
続いて、列車進入判断処理部45eにおいて、特徴データ照合処理部45dにおいて照合した特徴データ同士が処理設定部41において予め設定した物体形状検査パラメータの範囲内で相似している場合は、二つの特徴データが適合したとみなして入力画像に車輌6が撮影されている、即ち、車輌6が進入したと判断する(ステップPD6)。なお、特徴データ照合処理部45dにおいて照合した特徴データ同士が、処理設定部41において予め設定した物体形状検査パラメータの範囲内で相似していない場合は、二つの特徴データが不適合とみなして入力画像に車輌6が撮影されていない、即ち、車輌6が進入していない、または車輌6が通過したと判断する。
Subsequently, in the train approach
続いて、ステップPD6において判断した車輌6の進入の有無を判断結果として制御部42に出力する(ステップPD7)。詳しくは、入力画像に車輌6が撮影されていると判断されている間は制御部42に対して列車検知信号を出力し、列車の検知後、入力画像に車輌6が撮影されていないと判断されたら制御部42に対して列車消失信号を出力する。制御部42から停止信号を受信するまでこの処理を繰り返す。
Subsequently, the presence / absence of the
このような処理により、物体形状検査部45において列車進入検知処理が行われる。
By such processing, the train
このような本実施例に係る画像処理による通過列車撮影装置によれば、車輌6が監視カメラ3の視野内に撮影されている間だけ入力画像を録画するため、車輌6が撮影されている画像データを保管するためだけに録画部44の画像保管領域を使用することができる。そのため、保管画像から車輌6の屋根上の状態を確認する作業を行う際には、車輌6が撮影されている画像部分を探索する作業を省くことができ、作業の高効率化が実現できる。
According to such a passing train photographing apparatus using image processing according to the present embodiment, since the input image is recorded only while the
また、入力画像から抽出した特徴をもとに判断するため、実施例1、実施例2のように画像自体を比較する手法に比べて照度変化により頑健で、部分的な照度変化が発生する明け方や、偏った夜間照明が存在した場合でも安定した列車進入検知を行うことができる。 In addition, since the determination is based on the features extracted from the input image, it is more robust to changes in illuminance than the methods of comparing the images themselves as in the first and second embodiments. In addition, stable train entry detection can be performed even when there is uneven night lighting.
図13乃至図16を用いて本発明に係る画像処理による通過列車撮影装置の第4の実施例を説明する。 A fourth embodiment of the passing train photographing apparatus using image processing according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図13は本実施例に係る画像処理による通過列車撮影装置の構造を示すブロック図、図14は本実施例の進入検知部の構成を示すブロック図、図15は本実施例の進入検出部による画像処理の流れを示す説明図、図16は本実施例の進入検出部における処理結果の一例を示す説明図である。 FIG. 13 is a block diagram showing the structure of a passing train photographing apparatus using image processing according to the present embodiment, FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the entry detection unit of this example, and FIG. 15 is by the entry detection unit of this example. FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating an example of a processing result in the approach detection unit of the present embodiment.
本実施例は、上述した実施例1とは画像処理装置4の構成が異なるものである。具体的には、実施例1における画像処理装置4の進入車輌検出部43に代えて、図13に示す進入検知手段としての進入検知部46を備えるとともに、実施例1とは処理設定部41及び制御部42における処理が異なるものである。その他の構成は実施例1において説明した構造と概ね同様であり、以下、実施例1において説明した部材と同一の部材には同一の符合を付して重複する説明は省略し、実施例1と異なる点を中心に説明する。
This embodiment is different from the first embodiment described above in the configuration of the
本実施例の画像処理装置4は、図13に示す処理設定部41、制御部42、進入検知部46、及び録画部44を備えて構成されている。
The
処理設定部41では、進入検知部46から取得した車輌6が撮影されていない入力画像に対し、図4に一例を示すように所定の位置に検知エリアAを設定すると共に、検知エリアA内に車輌6が進入したか否か判断するための幾何学的特徴量の範囲を設定し、これらの設定データを処理データとして保管する。
The
制御部42では、車輌接近警報部1からの列車接近信号を受けて、照明2、監視カメラ3、進入検知部46、録画部44へ起動信号を送信する。また、進入検知部46からの列車検知信号を受けて録画部44へ録画開始信号を送信する。また、進入検知部46からの列車消失信号を受けて録画部44へ録画停止信号を送信するとともに、照明2、監視カメラ2、進入検知部46、録画部44へ停止信号を送信する。
The
進入検知部46では、制御部42からの起動信号を受けて進入検知処理を開始すると共に、処理設定部41から処理データを読み出し、制御部42からの停止信号を受けて進入検知処理を停止する。また、進入検知処理中には、入力画像を解析することで車輌6の進入を検知し、入力画像中に車輌6を検知した場合、列車検知信号を制御部42へ送信する。更に、車輌6の進入を検知した後で入力画像中に車輌6が検知されなくなった場合、列車消失信号を制御部42へ送信する。
The
より詳しく説明すると、図14に示すように進入検知部46には、画像入力処理部46a、基準画像保管処理部46b、変化検出部分領域検出処理部46c、及び幾何学的特徴量検査処理部46dが設けられている。
More specifically, as shown in FIG. 14, the
画像入力処理部46aは監視カメラ3から送信される画像を入力する処理を行い、基準画像保管処理部46bは処理設定部41で予め設定した図4に一例を示す検知エリアAに基づいて基準画像を保管する処理を行う。また、変化検出部分領域検出処理部46cは画像入力処理部46aに入力された入力画像と基準画像保管処理部46bに保管された基準画像との相関計算を行う。幾何学的特徴量検査処理部46dは変化検出部分領域検出処理部46cによって演算した結果に基づいて車輌6が進入しているか否かを判断し検知結果を出力する処理を行う。
The image
この進入検知部46においては、以下に示す流れで進入検知処理が行われる。すなわち、進入検知部46では、基準画像保管処理部46bにおいて、車輌6が撮影されていない画像(図4参照)を予め取得し、これを基準画像データとして保管しておく。
In this
そして、制御部42から起動信号を受けると、処理設定部41から処理データとして入力画像中の検知エリアA及び幾何学的特量の範囲を入力するとともに、画像入力処理部46aにおいて監視カメラ3から送信される画像を入力する。続いて、変化検出部分領域検出処理部46cにおいて、基準画像及び入力画像7を適当な小領域71(図15(a)参照)に分割する。
When the activation signal is received from the
その後、予め画像中の車輌6が通過する部分に設定しておいた検知エリアAにおいて、一つ一つの小領域71に対応する基準画像データと入力画像データとの相関計算を行い、相関値の時間的な変化を基にして入力画像中に設定した小領域71の中から、変化の発生を検出した変化小領域72と、背景との変化が少ない背景候補小領域73を検出し(図15(b)参照)、続いて隣接する変化小領域72を結合して変化検出部分領域74を求める(図15(c)参照)。
Thereafter, in the detection area A that is set in advance in the portion of the image where the
続いて、幾何学的特徴量検査処理部46dにおいて、変化検出部分領域74の幾何学的特徴量が、予め設定した車輌6に対応する幾何学的特徴量の範囲内であるか否かを判断し、変化検出部分領域74の幾何学的特徴量が、予め設定した車輌6に対応する幾何学的特徴量の範囲内である場合に、入力画像に車輌6が撮影されている、即ち、車輌6が進入したと判断する。なお、変化検出部分領域74の幾何学的特徴量が、予め設定した車輌6に対応する幾何学的特徴量の所定範囲内でない場合、二つの特徴データが適合しないとみなして入力画像には車輌6が撮影されていない、即ち、車輌6が進入していない、または車輌6が通過した後であると判断する。
Subsequently, in the geometric feature amount
続いて、車輌6の進入の有無を制御部42に出力する。詳しくは、入力画像に車輌6が撮影されていると判断されている間は制御部42に対して列車検知信号を出力し、車輌6の検知後、入力画像に車輌6が撮影されていないと判断されたら制御部42に対して列車消失信号を出力する。制御部42から停止信号を受信するまでこの処理を繰り返す。
Subsequently, the presence / absence of entry of the
このような進入検知処理では、図16に示すような部分的な照度変化が発生し、図16中の領域81,82が変化検出部分領域として抽出されたとしても、このような変化が各所に分割されるため、幾何学的特徴量検査処理部46dにおける予め設定した車輌6に対応する幾何学的特徴量による判断により車輌6とは区別される。
In such an approach detection process, even if a partial illuminance change as shown in FIG. 16 occurs and the
このような本実施例に係る画像処理による通過列車撮影装置によれば、実施例1、実施例2による効果に加えて、照度変化に頑健で、部分的な照度変化が発生する明け方や、偏った夜間照明が存在した場合でも安定した列車進入検知を行うことができ、また、実施例3に比較して、物体形状モデルMを設定する必要がないため、撮影地点が多数あったとしても、それぞれの地点で物体形状モデルMを作製する必要がなく、現地調整作業を大幅に減少させることができる。 According to such a passing train photographing apparatus using image processing according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment and the second embodiment, it is robust against the illuminance change, and the dawn or partial deviation in which the partial illuminance change occurs. Even when night illumination is present, it is possible to perform stable train entry detection, and since it is not necessary to set the object shape model M compared to Example 3, even if there are many shooting points, It is not necessary to create the object shape model M at each point, and the field adjustment work can be greatly reduced.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。 In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, It cannot be overemphasized that a various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
本発明は、画像処理による通過列車撮影装置に適用して好適なものである。 The present invention is suitable for application to a passing train photographing apparatus using image processing.
1 車輌接近警報部
1a センサ
2 照明
3 監視カメラ
4 画像処理装置
41 処理設定部
42 制御部
43 進入車輌検出部
43a 画像入力処理部
43b 基準画像保管処理部
43c 絶対値差分演算処理部
43d 列車進入判断処理部
44 録画部
45 物体形状検査部
45a 画像入力処理部
45b 特徴抽出処理部
45c 物体形状モデル設定処理部
45d 特徴データ照合処理部
45e 列車進入判断処理部
46 進入検知部
46a 画像入力処理部
46b 基準画像保管処理部
46c 変化検出部分領域検出処理部
46d 幾何学的特徴量検査処理部
5 レール
6 車輌
7 入力画像
71 小領域
72 変化小領域
73 背景候補小領域
74 変化検出部分領域
A 検知エリア
M 物体形状モデル
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記画像処理手段が、
前記撮影手段によって撮影された画像から車輌を検出する車輌検出手段と、
前記撮影手段によって撮影された画像を記録する録画手段と、
前記車輌接近警報手段から送信される列車接近信号に基づいて前記撮影手段の起動及び停止を制御するとともに、前記車輌検出手段から送信される前記車輌の有無に基づいて前記録画手段による前記画像の記録の開始及び停止を制御する制御手段とを備え、
前記車輌検出手段が、前記撮影手段によって撮影された入力画像を多数の小領域に分割し、予め取得した背景画像と前記入力画像のそれぞれ対応する前記小領域の相関計算を行い、前記相関計算による相関値の時間的な変化が所定の値より大きい前記小領域を変化小領域として検出し、隣接する前記変化小領域を結合して変化検出部分領域を求め、前記変化検出部分領域の幾何学的特徴量を算出し、前記幾何学的特徴量が予め設定した前記列車に対応する特徴量範囲内である場合に前記車輌が進入したと検出する進入検知手段である
ことを特徴とする画像処理による通過列車撮影装置。 By image processing comprising vehicle approach alarm means for detecting approach of a vehicle and outputting a signal, photographing means for photographing the roof of the vehicle, and image processing means for processing an image photographed by the photographing means In the passing train imaging device,
The image processing means
Vehicle detection means for detecting a vehicle from an image photographed by the photographing means;
Recording means for recording an image photographed by the photographing means;
Based on the train approach signal transmitted from the vehicle approach warning means, the start and stop of the photographing means is controlled, and the recording of the image by the recording means is performed based on the presence or absence of the vehicle transmitted from the vehicle detection means. and control means for controlling the start and stop,
The vehicle detection means divides the input image photographed by the photographing means into a number of small areas, performs correlation calculation between the background image acquired in advance and the small area corresponding to the input image, and performs the correlation calculation. The small area where the temporal change of the correlation value is larger than a predetermined value is detected as a small change area, the adjacent small change areas are combined to obtain a change detection partial area, and the geometric shape of the change detection partial area image processing, characterized in that to calculate the feature amount, Ru entry detecting means der for the vehicle when the geometric feature value is within the feature amount range corresponding to the train set in advance is detected to have entered By passing train photographing device.
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