JP5893417B2 - 解析装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、画像を解析して通過した物体の数を計数する技術に関する。
店舗の出入口や道路を通過する人や車を計数することが広く行われている。具体的な計数の方法としては、目視で数取器を用いて行うもの、赤外線センサーとパーソナルコンピューター(PC)上の計数ソフトウェアを組み合わせて行うもの等がある。一方、店舗や道路を監視カメラで撮影し、録画することも広く行われている。この撮影画像をカメラまたは録画装置で解析し、画像上を通過した人や車を計数すれば他に設備が要らず安価である。
監視カメラは撮影画角や撮影方向といったパラメータが固定のものと可変のものとに大別される。パラメータ可変の監視カメラでは広範囲を巡回撮影したり、異常発生時に異常発生個所を拡大撮影したり、不審者を追尾して撮影したりすることができる。しかしながら、パラメータ可変監視カメラの利点は通過数の計数では支障となる。すなわち、通過する人や車が撮影範囲内になければ計数できないほか、撮影範囲内にあっても角度や倍率が変わることで画像解析の条件が異なることとなり、計数精度が一定とならないという問題が生じる。
そのため、例えば特許文献1では、計数中は操作者によるパラメータの変更を禁止する監視システムが開示されている。また計数中にパラメータの変更操作が行われた場合は操作者に計数を中断するか否かを選択させ、中断選択の場合に計数を中断させる監視システムも開示されている。
特開2005−141695号公報
しかしながら、監視カメラで異常発生時に異常発生個所を拡大撮影する等のためのパラメータ変更操作は緊急性の高い場合が多く、中断可否の選択をしているうちに重要な被写体を十分な画角で撮影し損ねてしまう場合があるという課題があった。そのため、画角などのパラメータの変更操作は計数の状態と独立して、即座に実行できることが望ましい。
また、パラメータ操作は上述のように計数精度を犠牲にするが、異常発生からパラメータ操作による計数中断の頻度が低ければ大半の時間は正しく計数できる。したがって、このように正しく計数した結果をどのように扱うかが課題となる。しかしながら、特許文献1は、パラメータの変更操作が行われて計数の中断が選択された場合に計数を中断させることについては記載されているが、計数中断によってそれまでの計数結果がどのように扱われるかについては記載がない。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、必要に応じてパラメータの変更操作を即時に実行可能とすると共に、変更操作を行っていない間の正確な計数結果を提供することを可能とする、物体通過数の計数を行う技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明による解析装置は、画像を解析して物体の通過数の計数を行う解析装置であって、前記画像を撮像して取得する撮像手段における撮影範囲に対応するパラメータが所定の撮影範囲に対応するパラメータである場合に、前記解析装置が前記計数を実行可能であると判定する判定手段と、前記計数を実行可能と判定された場合に、前記計数を実行する実行手段と、を有する。
本発明によれば、必要に応じてパラメータの変更操作を即時に実行可能とすると共に、変更操作を行っていない間の正確な計数結果を提供することを可能とする、物体通過数の計数を行う技術を提供することができる。
監視システムの構成例を示す図。 画像解析装置の構成を示すブロック図。 画像解析装置を構成する画像解析部の動作を示すフローチャート。 画像解析部の出力データの例を示す図。
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
<<実施形態1>>
(システム構成)
図1は、本実施形態に係る監視システムの構成例を示す図である。図1において、監視システムは画像解析装置100、ネットワーク110、監視端末120から構成され、ネットワーク110を介して相互に接続されている。
監視端末120はネットワーク110を介してユーザの操作に基づいて画像解析装置100を制御する。また、画像解析装置100の解析結果である物体通過の計数結果を、ネットワーク110を介して受信し、監視端末120における不図示の表示手段を介してその計数結果をユーザに向けて表示する。監視端末120は、例えば、画像制御・表示プログラム、解析制御・表示プログラムを実行可能なパーソナルコンピューター(PC)である。
ここで、画像制御・表示プログラムはユーザの操作を検出し、その検出した操作の内容に応じた制御命令に変換して画像解析装置100に送信し、画像解析装置100からの応答の受信と表示を行うプログラムである。ここでは、例えば、画像解析装置100における画像の撮影画角、圧縮方法、及び送信方法の少なくとも1つを制御する。また、解析制御・表示プログラムは、例えば、画面上で物体の通過を判定する位置や通過する方向について画像解析装置100を制御し、画像解析装置100からの応答の受信と表示を行うプログラムである。
ネットワーク110は画像解析装置100と監視端末120間の通信に足るものであれば無線/有線等の媒体、LAN/インターネット等の規模、通信プロトコル等を問わない。また、画像解析装置100については後述する。
(画像解析装置100の構成)
図2は、本実施形態に係る画像解析装置100の構成を示すブロック図である。図2の例において、画像解析装置100は、画像取得部200、雲台部210、画像符号化部220、画像解析部230、制御部240、記憶部250、及び通信部260を有する。画像解析装置100は、画像を取得し、圧縮画像と解析結果とを出力する。
画像取得部200はレンズとCCD、CMOS等のセンサーで画像を撮像して連続的に取り込み、後述の制御部240からの指示によるアナログ−デジタル変換やサイズ変換等を行って画像符号化部220と画像解析部230とに出力する。また、画像取得部200は、制御部240からの指示に応じて撮影倍率を設定する。例えば、初期化時には、制御部240は、画像取得部200の撮影倍率が、記憶部250に記憶された画像解析を実行するための所定の撮影倍率に設定されるように、画像取得部200に指示する。その後、画像取得部200は、制御部240からの指示がない場合は、記憶部250に記憶された画像解析を実行するための所定の撮影倍率を維持する。一方、例えば、監視端末120からの制御命令を通信部260が受信した場合などには、制御部240からの指示に応じて、画像取得部200の撮影倍率が変更される。また、撮影倍率の変更後、例えば、監視端末120からの制御命令の受信などにより初期化時の撮影倍率に戻す指示があった場合は、画像取得部200は、撮影倍率を記憶部250に記憶された画像解析を実行するための所定の撮影倍率に戻してもよい。
雲台部210は画像取得部200を積載し、制御部240からの指示により撮影方向を設定する。例えば、初期化時には、制御部240は、雲台部210の撮影方向が、記憶部250に記憶された画像解析を実行するための所定の撮影方向に設定されるように、雲台部210に指示する。その後、雲台部210は、制御部240からの指示がない場合は、記憶部250に記憶された画像解析を実行するための所定の撮影方向を維持する。一方、例えば、監視端末120からの制御命令を通信部260が受信した場合などには、制御部240からの指示に応じて、撮影方向が変更される。また、撮影方向の変更後、例えば、監視端末120からの制御命令の受信などにより初期化時の撮影方向に戻す指示があった場合は、雲台部210は、撮影方向を記憶部250に記憶された画像解析を実行するための所定の撮影方向に戻してもよい。すなわち、画像取得部200の撮影倍率と雲台部210の撮影方向とが制御され、これらの機能部は、例えば初期化時には画像解析を実行するための所定の撮影範囲が得られるように動作する。
画像符号化部220は、画像取得部200から入力された画像に対して、後述の制御部240からの指示による画像符号化方式、及び圧縮率での符号化を行い、通信部260に出力する。なお、画像符号化方式は、例えば、JPEGやMPEG符号化方式である。画像解析部230は、画像取得部200から入力された画像に対して、後述の制御部240からの指示により、画像解析を実行して物体の通過数の計数を行い、解析結果を通信部260へ出力し、ネットワーク110を介して監視端末120へ出力する。詳細な構成と動作については後述する。
制御部240は、通信部260を介して、監視端末120からユーザが入力した命令を受け取る。そして、制御部240は、上述の画像取得部200、雲台部210、画像符号化部220、画像解析部230の動作を制御し、通信部260を介して、これらの機能部からの応答を監視端末120へ返す。ここでユーザからの命令が画像取得部200で撮影した画像の送信であった場合は、画像符号化部220の出力である圧縮画像を通信部260から送信するように、制御部240は、画像符号化部220を制御する。また、ユーザからの命令が画像解析部230の解析結果の送信であった場合は、画像解析部230の解析結果を通信部260から送信するように、制御部240は、画像解析部230を制御する。また画像解析部230からの問い合わせに対して、画像取得部200と雲台部210の現在の制御状態を画像解析部230へ送信するように、制御部240は、画像取得部200と雲台部210とを制御する。さらに、制御部240は、画像解析部230からの要求に応じて、画像取得部200と雲台部210とを制御する。
制御部240は、さらに記憶部250と接続され、ユーザからの命令が設定保存命令であった場合は画像取得部200、雲台部210、画像符号化部220、及び画像解析部230の動作設定を保存する。そして、保存された設定は、例えば、ユーザからの制御命令がない場合に用いる各機能部のデフォルト動作とする。また、ユーザからの設定読み出し命令があった場合は記憶部250に保存された、画像取得部200、雲台部210、画像符号化部220、及び画像解析部230の動作設定を、応答として監視端末120へ送信する。同様に画像解析部230から制御部240を介した問い合わせに対しても応答する。
なお、上述の実施形態では、画像取得部200と雲台部210とが、共に画像解析装置100に含まれているが、これに限られない。例えば、画像解析装置100は、画像取得部200や雲台部210を含まず、例えばネットワークや配線を介して接続されるようにしてもよい。その場合、画像解析装置100は、当該ネットワークや配線を介して、制御部240からの指示を送ってもよい。
通信部260はネットワーク110に接続され、画像解析装置100内部のデータ形式とネットワーク110上のデータ形式(通信プロトコル)とを変換しながらネットワーク110に接続された監視端末120や他の機器との通信を行う。
(画像解析装置の動作)
図3は、画像解析装置100の動作例を示すフローチャートである。また図4は画像解析部230の出力データの例を示す図である。以下、図3と図4(a)とを参照して、画像解析装置100の、特に画像解析部230の詳細な機能と動作について説明する。なお、計数において物体が通過したかを解析する物体通過解析方法は、例えば、背景差分法などのように公知の方法を用いるものとして説明は省略する。
画像解析装置100が起動されると、それに伴って画像解析部230も起動され、初期化が行われる(S300)。ここで、同時に、制御部240は、画像取得部200は撮影倍率を、雲台部210は撮影方向を、それぞれ記憶部250から読み出した設定値となるように、画像取得部200と雲台部210とを制御する。また、記憶部250が有する記憶領域のうち、動作に必要な記憶領域を初期化する。この記憶領域では、少なくとも、図4に示す画像解析部230の出力データが保持されてもよい。
ここで、図4(a)に示すように、画像解析部230の出力データ400は、解析結果として物体通過を計数(積算)した計数値410と、解析(計数)の可否を示す計数可否情報420とを含む。ここで、計数可否情報420は、計数中か停止中かの計数の実行状態を示す。なお、S300における初期化により、計数値410は計数が開始されていないことを示す特定の値「−1」に、計数可否情報420は計数が開始されていないことを示す特定の値、例えば文字列「disable」や、数値「0」に設定される。なお、出力データ400は、通信部260によって随時参照され、図3のフローチャートの動作とは非同期に、ユーザからの取得要求があったことに応じて、制御部240の制御を通じて監視端末120に送信される。
初期化が終わると、画像解析部230は、画像取得部200から画像が入力されるのを待ち受ける待受状態となる(S310)。画像取得部200から画像が入力されると(S310でYes)、画像解析部230は、計数が実行可能な状態かどうかを判定する(S320)。S320における計数が可能状態であるかの判定においては、画像取得部200の現在から撮影倍率の情報と雲台部210から現在の撮影方向の情報とを取得し、これらの情報と記憶部250に記憶された値とを比較する。すなわち、画像取得部200と雲台部210とから得られる撮影範囲の情報と、記憶部250に記憶された計数を実行するための所定の撮影範囲の情報とを比較する。なお、この比較と判定は、制御部240が行ってもよいし、画像解析部230が行ってもよい。ここで値が異なる場合とは計数を実行するための所定の撮影範囲ではない場合(S320でNo)であり、例えば、ユーザの操作により別の撮影範囲に変更されている場合である。この場合、処理をS310に戻し、画像取得部200の撮影倍率と雲台部210の撮影方向との各設定値が計数を実行するための所定の撮影範囲に戻されるのを待つ。
一方、画像取得部200の撮影倍率と雲台部210の撮影方向との各設定値が記憶部250に記憶された値と一致した場合(S320でYes)は、計数を開始する(S330)。なお、S330において、出力データ400の計数値410は値「0」、計数可否情報420は計数が開始されていることを示す特定の値、例えば文字列「enable」や数値「1」とされる。
続いて、画像解析部230は、入力画像に対して物体通過解析を行い、物体の通過が有ったかを判定する(S340)。そして、物体の通過があったと判定した場合は、通過数を出力データ400の計数値410に加算し、通過した物体の数をカウントする(S350)。このようにして1画像入力分の処理が終了すると、画像解析部230は、次の画像入力を待ち受ける待受状態となる(S360)。そして、画像入力があると(S360でYes)、計数可能状態かどうかを再度調べる(S370)。計数可能であれば(S370でYes)、S340に戻って計数処理を繰り返す。計数不能になっていた場合(S370でNo)、S380に進み、計数を停止する。ここではS300の初期化同様、出力データを初期化する。その後S310に戻り、再度計数可能状態に戻るのを待つ。
以上の動作により、出力データ400の計数値410の値は、物体通過数の計数を行う撮影範囲として設定された撮影範囲で撮影が行われている場合にのみ0以上の値となる。これにより、監視端末120では計数値410の値だけで設定範囲で撮影されていることが判別できるため、監視端末120に計数中か計数停止中かの計数の実行状態を別途通知する必要はない。また計数可否情報420の値によっても計数中か停止中かの計数の実行状態の判断が可能である。
なお、本実施形態の動作は、上述の説明には限定されない。例えば、S320での計数を実行可能かどうかの判定は撮影範囲以外のもの、またはそれらとの組み合わせでもよい。例えば、物体の通過解析方法として背景差分法を用いる場合、背景画像の初期化が終了しているかにより計数を実行可能であるかを判定してもよい。すなわち、画像解析部230における、画像の解析の実行可否を判定し、解析が実行可能な場合に計数が実行可能であると判定してもよい。また画像取得部200から被写体の照度に関する情報を取得し、その照度が、物体を検知できる所定の照度以上であるかにより、計数を実行可能であるかを判定してもよい。また、監視端末120から画像解析装置100への操作命令として、ユーザから明示的な停止命令があった場合には、画像解析装置100は計数を実行不能であると判定してもよい。
<<実施形態2>>
続いて本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態における画像解析装置は、実施形態1における画像解析部230の出力データ400において、計数中か停止中かの計数の実行状態を示す計数可否情報420を、計数開始時刻情報430に置き換えたものである。なお、それ以外の構成および処理は実施形態1と同様である。このため、以下では図1から4を適宜読み替えつつ参照して、実施形態1との差分について説明する。
本実施形態では、画像解析部230の出力データ400として、例えば図4(b)に示すデータを用いる。ここで画像解析部230の出力データ400は解析結果である物体通過を計数(積算)した計数値410と、解析(計数)を開始した計数開始時刻情報430とを含む。
S300における初期化では、計数値410は計数が開始されていないことを示す特定の値「−1」と、そして計数開始時刻情報430は計数が開始されていないことを示す特定の時刻、例えば「0001年1月1日0時0分0秒」とされる。この時刻については、本システムが運用されていないことが明らかな過去の時刻や、遠い未来の時刻であってもよい。S330で計数を開始すると、本実施形態では出力データ400の計数値410は値「0」に、計数開始時刻情報430は計数を開始した現在時刻情報に、それぞれ設定される。そして、S380で計数を停止すると、本実施形態ではS300の初期化同様、出力データ400を初期化する。このため、計数中か停止中かの計数の実行状態の情報である計数開始時刻情報430には、計数が開始されていないことを示す特定の値が入れられる。
本実施形態では計数開始時刻情報430によっていつから計数されているかが得られるため、監視端末120は短い間隔で出力データ400の取得を行わなくても、撮影範囲がいつ設定範囲になった(戻った)かを知ることができる。これにより、監視端末120は撮影範囲の変更操作のタイミングによらず任意のタイミングで変更操作を行っていない期間における正確な計数結果を取得できるので、撮影範囲の変更操作のタイミングが制約されない。
なお、計数開始時刻情報430に代えて、計数中か停止中かの計数の実行状態の情報として、計数が開始された時刻からの経過時間を出力データ400に含めるようにしてもよい。これにより、画像解析装置100と監視端末120の時計がずれていても、正しい計数時間が得られる。経過時間を用いる場合、計数不能になってもS380において出力データ400を初期化せずに計数値410と計数開始からの経過時間を保存し、再度計数可能になった場合に保存された計数値410に計測再開後に物体の通過を検出した回数を加算してもよい。なお、この場合、経過時間も、計数を実行中の時間の通算時間、すなわち、停止中の期間を含まない通算の経過時間としてもよい。また計数開始時刻情報430に代えて、計数中か停止中かの計数の実行状態として、計数を停止していた通算時間を用いてもよい。停止時間が分かれば、計測の通算期間も分かるからである。
また、図4(c)に示すように、出力データ400が、計数開始時刻情報430に加えて計数を停止した計数停止時刻情報440をも含むようにしてもよい。これにより、計数不能になった場合に計数値410を初期化せずにその時点の計数値を保存させた場合であっても、計数中かどうかの判断を行うことができる。そして、監視端末120は、正確に計測できていた期間についての計数結果を知ることができる。なお、計数を実行中の場合は、計数を停止した計数停止時刻情報440が所定の値となるようにしてもよい。例えば、計数の開始時刻以前の時刻を入力してもよい。また、計数開始時には、出力データ400を図4(b)のように開始時刻のみを含む形態とし、計数停止によって図4(c)のように停止したときの計数停止時刻情報440を追加するようにしてもよい。
また、画像解析装置100は、計数の停止と独立に出力データ400の初期化を行えるように、初期化判定部を有していてもよい。例えば、初期化判定部は、画像解析に関する設定が変更されたことに応じて、出力データ400の初期化を行うと判定してもよい。より具体的には、初期化判定部は、例えば、物体の通過を判定する位置に関する条件に関する設定の変更があった場合に初期化を行うと判定してもよい。また監視端末120から画像解析装置100への操作命令として、ユーザから明示的に初期化命令を取得した場合にも初期化を行うように判断してもよい。
<<その他の実施形態>>
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (18)

  1. 画像を解析して物体の通過数の計数を行う解析装置であって、
    前記画像を撮像して取得する撮像手段における撮影範囲に対応するパラメータが所定の撮影範囲に対応するパラメータである場合に、前記解析装置が前記計数を実行可能であると判定する判定手段と、
    前記計数を実行可能と判定された場合に、前記計数を実行する実行手段と、
    を有することを特徴とする解析装置。
  2. 前記画像を撮像して取得する撮像手段から被写体の照度に関する情報を取得する取得手段をさらに有し、
    前記判定手段は、前記照度が所定の照度以上である場合に、前記解析装置が前記計数を実行可能であると判定する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の解析装置。
  3. 前記判定手段は、前記解析が実行可能である場合に、前記解析装置が前記計数を実行可能であると判定する、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の解析装置。
  4. 前記判定手段は、ユーザから前記計数の停止命令を取得した場合に、前記解析装置が前記計数を実行不能であると判定する、
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の解析装置。
  5. 前記実行手段における前記計数の実行状態を示す情報を出力する出力手段をさらに有し、
    前記計数の実行状態を示す情報は、前記実行手段が前記計数を開始した時刻の情報である、
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の解析装置。
  6. 前記計数の実行状態を示す情報は、前記実行手段が前記計数を停止した時刻を含む、
    ことを特徴とする請求項5に記載の解析装置。
  7. 前記実行手段における前記計数の実行状態を示す情報を出力する出力手段をさらに有し、
    前記計数の実行状態を示す情報は、前記実行手段が前記計数を開始した時刻からの経過時間である、
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の解析装置。
  8. 前記実行手段が前記計数を停止した場合、前記実行手段による前記計数結果の情報が初期化される、
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の解析装置。
  9. 前記実行手段における前記計数の実行状態を示す情報を出力する出力手段をさらに有し、
    前記実行手段が前記計数を停止した場合、前記計数の実行状態を示す情報も初期化される、
    ことを特徴とする請求項8に記載の解析装置。
  10. 前記経過時間は、前記実行手段が前記計数を停止している時間を含まない、前記計数が実行された通算の時間である、
    ことを特徴とする請求項7に記載の解析装置。
  11. 前記実行手段における前記計数の実行状態を示す情報を出力する出力手段をさらに有し、
    前記計数の実行状態を示す情報は、前記実行手段が前記計数を停止していた通算時間に関する情報である、
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の解析装置。
  12. 前記実行手段における前記計数の実行状態を示す情報を出力する出力手段をさらに有し、
    前記計数の実行状態を示す情報と前記実行手段による前記計数結果の情報とを初期化するか否かを判定する初期化判定手段をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の解析装置。
  13. 前記初期化判定手段は、前記解析装置における前記解析に関する設定が変更された場合に、前記計数の実行状態を示す情報と前記計数結果の情報とを初期化すると判定する、
    ことを特徴とする請求項12に記載の解析装置。
  14. 前記解析に関する設定は、物体の通過を判定する位置に関する条件の設定である、
    ことを特徴とする請求項13に記載の解析装置。
  15. 前記初期化判定手段は、ユーザから初期化命令を取得した場合に、前記計数の実行状態を示す情報と前記計数結果の情報とを初期化すると判定する、
    ことを特徴とする請求項12から14のいずれか1項に記載の解析装置。
  16. 前記パラメータは、前記撮像手段における撮影方向と撮影倍率とを設定するための値である、
    ことを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載の解析装置。
  17. 画像を解析して物体の通過数の計数を行う解析装置の制御方法であって、
    判定手段が、前記画像を撮像して取得する撮像手段における撮影範囲に対応するパラメータが所定の撮影範囲に対応するパラメータである場合に、前記解析装置が前記計数を実行可能であると判定する判定工程と、
    実行手段が、前記計数を実行可能と判定された場合に、前記計数を実行する実行工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
  18. コンピュータを請求項1から1のいずれか1項に記載の解析装置が備える各手段として機能させるためのプログラム。
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