JP6624798B2 - 検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば建物の天井や壁などに設置され、監視領域から取得した画像に基づいて移動体を検知する検知装置に関する。

従来、監視領域から取得した画像に基づいて移動体を検知する検知装置としては、例えば下記特許文献１に開示されるものが知られている。この特許文献１では、ｍ×ｎピクセルの熱画像を取得し、取得した熱画像中に検知対象物体を検知するためのウィンドウを設定している。そして、ウィンドウ内の変化したピクセルが所定割合であれば検知対象物体ありと判定する。また、検知対象物体なしの場合は、１ピクセルずつウィンドウを移動させて同様の処理を繰り返しながら熱画像内を走査する。

特開平７−２２５２８１号公報

しかしながら、上述した特許文献１では、検知対象物体を検知するためのウィンドウを１ピクセルずつ移動させて熱画像内の全てのピクセルについて処理を行う必要があるため、信号処理にかかる負荷が大きく、処理時間を要するという問題があった。

この問題を解消するために、仮に、熱画像内に処理しないピクセルを設けると、検知対象物体が存在するにもかかわらず検知対象物体なしと判定してしまう失報が生じる可能性があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、失報を防止しつつ処理負荷を低減することができる検知装置を提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するために、本願請求項１に係る検知装置は、監視領域から取得した熱画像に基づいて人体を検知する検知装置において、
前記熱画像中において複数の画素からなる検知枠が複数設定されて記憶する記憶部と、
前記検知枠を構成する複数画素のうち出力値の変化した画素数が判定基準を満たした検知枠があると前記人体を検知したと判定する判定部と、を備え、
前記複数設定される検知枠は、前記検知装置の近傍に相当する検知枠が前記検知装置から遠方に相当する検知枠に比べて縦長の形状で形成され、前記検知装置から遠方に相当する検知枠ほど少ない画素で構成されるとともに、前記検知装置から遠方に相当する検知枠同士ほど密に設定されていることを特徴とする。

さらに、前記複数設定される検知枠は、前記検知装置から遠方に相当する検知枠が前記検知装置から近傍に相当する検知枠に比べて前記判定基準が満たされにくく設定されるようにしてもよい。

また、前記複数設定される検知枠は、前記検知装置から遠方に相当する検知枠が前記検知装置から近傍に相当する検知枠に比べて縦方向に多く並ぶようにしてもよい。

本発明に係る検知装置によれば、監視領域から取得した画像に基づいて移動体を検知するにあたって、画像中に複数設定される検知枠は、検知装置から遠方に相当する検知枠ほど少ない画素で構成されるとともに、検知装置から遠方に相当する検知枠同士ほど密に設定される。そして、判定部は、検知枠を構成する複数画素のうち出力値の変化した画素数が判定基準を満たした検知枠があると移動体を検知したと判定する。検知装置から遠方となる検知枠を構成する画素は、１画素において監視する実面積が大きいため、これより手前の検知枠と比較して、１画素あたりの移動体判定への影響度が大きい画素となる。このため、検知装置から遠方となる検知枠は、手前の検知枠と比べて失報が生じやすい。本発明では、遠方の検知枠では、これよりも検知装置の近傍に相当する検知枠に比べて小さな検知枠を密に配置するので、失報を防止することができる。また、遠方の検知枠に比べて１画素あたりの移動体判定への影響度が小さい手前の検知枠では、大きな検知枠を疎に配置するので、信号処理にかかる負荷を低減できる。その結果、失報防止と信号処理負荷の低減とを両立した検知装置を提供することができる。

また、画像中に複数設定される検知枠は、検知装置の近傍に相当する検知枠が検知装置から遠方に相当する検知枠に比べて縦長の形状で形成される。かかる構成により、検知装置の近傍に相当する検知枠と比較して、これよりも検知装置から遠方に相当する検知枠を数多く密に配置して設定することができる。また、検知対象とする移動体を人体とする場合、人体が移動するときの歩行時の形状に合わせて、手前に相当する検知枠は縦長の形状とすることで疎な配置を実現することにより、検知装置の近傍であっても小動物などによる誤報を排除して失報することなく移動体を検知することができる。

さらに、画像中に複数設定される検知枠は、検知装置の遠方に相当する検知枠が検知装置から近傍に相当する検知枠に比べて判定基準が満たされにくく設定される。１画素あたりの移動体判定への影響度が大きくかつ構成画素数の少ない遠方の検知枠では、小動物などによる誤報が生じやすい検知枠でもある。上記の構成により、１画素あたりの移動体判定への影響度が大きい遠方の検知枠では、これよりも検知装置の近傍に相当する検知枠に比べて移動体を検知したと判定しにくくなるので、遠方の検知枠を少ない画素で構成したとしても、この遠方の検知枠において検知対象の移動体がいないにもかかわらず検知対象ありと判定してしまう誤報を防止できる。

また、画像中に複数設定される検知枠は、検知装置の遠方に相当する検知枠が検知装置から近傍に相当する検知枠に比べて縦方向に多く並ぶ。かかる構成により、１画素あたりの人体判定への影響度が大きい検知装置から遠方の画像において、検知枠が縦方向に多く並ぶように設定されるので、検知装置からの遠方における移動体の検知を漏れなく確実に行え、失報を防ぐことができる。

本発明に係る検知装置の監視画像中において設定される検知枠の配置の一例を示す図である。 本発明に係る検知装置の概略構成を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）人体が監視領域を横方向に歩行しているときの距離別（遠距離、中距離、近距離）の監視画像の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）人体が監視領域を横方向に匍匐移動しているときの距離別（遠距離、中距離、近距離）の監視画像の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）小動物が監視領域を横方向に移動しているときの距離別（遠距離、中距離、近距離）の監視画像の一例を示す図である。

以下、本発明に係る検知装置を実施するための形態について、添付した図面の図１〜５を参照しながら詳細に説明する。なお、図３〜図５は、検知対象である人体や非検知対象である小動物が監視領域に侵入した状態を示す監視画像で、図中の高輝度の領域ほど温度が高いことを示すものである。

［本発明の実施の形態の概要について］
本発明は、監視領域内を移動する移動体から放射される熱線（遠赤外線）の強度を計測して監視領域の温度分布を示す画像を監視領域から取得し、この取得した画像に基づいて検知対象となる移動体（例えば、監視領域内に侵入する人体など）を検知する検知装置に関するものである。

例えば図３や図４に示すように、検知装置が取得した監視画像Ｅにおける人体（図３の縦長の高輝度領域、図４の横長の高輝度領域であるＭ１）は、検知装置の近傍である監視画像Ｅの近距離では大きく映り、検知装置から離れた遠方である監視画像Ｅの遠距離では小さく映る。すなわち、監視画像Ｅ内の人体は、検知装置から離れるほど少ない画素で監視画像Ｅ上に現れ、遠距離では１画素（ピクセル）において監視する実面積が大きく、それより手前（中距離、近距離）の１画素と比較して、１画素あたりの人体判定への影響度が大きいことが判る。

そこで、本発明の実施の形態では、図１に示すように、検知装置から離れた遠方（遠距離Ｌ１）の検知枠６ａは、監視を行わない画素である未処理枠７ａが監視画像Ｅの縁に存在するのみで、隙間や重なりなく配置されている。これに対して、手前（中距離Ｌ２、近距離Ｌ３）の検知枠６ｂ，６ｃは、監視を行わない画素である未処理枠７ｂ，７ｃを監視画像Ｅの縁だけではなく縁を除いた内部にも複数設けて隙間のある疎な配置としている。また、遠距離Ｌ１と中距離Ｌ２（又は近距離Ｌ３）とで比較した場合に、中距離Ｌ２（又は近距離Ｌ３）の検知枠６の方を縦方向（監視画像Ｅの奥行き方向、検知装置１からみて距離が変化する方向）に長い縦長の形状とすることで検知枠６を構成する画素数を多くし、疎な配置としている。この結果、遠距離Ｌ１、中距離Ｌ２、近距離Ｌ３の順にその距離の領域に相当する全画素数における検知枠６の数の密度が小さくなり（逆に言えば、近距離Ｌ３、中距離Ｌ２、遠距離Ｌ１の順にその距離の領域に相当する全画素数における検知枠６の数の密度が大きくなり）、検知枠６が遠方の領域で密に、手前の領域で疎になるようにしている。これにより、遠距離Ｌ１の検知枠６ａは密に配置して１画素あたりの人体判定への影響度が大きい監視領域の遠方においても漏れなく移動体を検知して失報を防止し、これに比べて１画素あたりの人体判定への影響度が小さい手前の中距離Ｌ２や近距離Ｌ３の検知枠６ｂ，６ｃは疎に配置して信号処理にかかる負荷を低減するので、失報防止と処理負荷低減とを両立した検知装置１を実現できる。

［検知装置の構成について］
検知装置１は、例えば建物の天井や壁などの所定高さに所定俯角で設置され、監視領域から取得した画像に基づいて移動体（例えば監視領域に侵入する人体など）を検知するものであり、図２に示すように、熱画像素子２、記憶部３、制御部４、出力部５を備えて概略構成される。なお、本実施の形態では、上記所定高さは３ｍ、上記所定俯角は２５度に設置されている検知装置１を例として説明する。

熱画像素子２は、監視領域の熱画像を得るための素子であり、例えば温度による電気抵抗の変化効果を利用したマイクロボロメータや抵抗ボロメータ、電圧−電流特性を利用したダイオードボロメータ、焦電効果を利用した焦電素子、熱電効果を利用したサーモパイルなどで構成される。例えば熱画像素子２としてのマイクロボロメータは、熱的に絶縁された素子が２次元に複数配列されたもので、監視領域からの赤外線がレンズを介して各素子に結像して熱エネルギーに変換され、素子の温度変化によって素子の吸収層の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を電流の変化として検出し、素子毎の検出信号（出力値：温度）を制御部４に出力する。なお、本実施の形態では、縦に６０個、横に８０個の素子が配列され、垂直画角が４０度、水平画角が５０度である例を説明する。

記憶部３は、後述する検知枠６（６ａ，６ｂ，６ｃ）の設定処理により、監視領域から取得した熱画像素子２からの検出信号に基づく監視画像Ｅ中に設定される検知枠６に関する情報を記憶する。検知枠６に関する情報には、例えば図１に示すように、監視画像Ｅにおける検知装置１からの距離（遠距離Ｌ１、中距離Ｌ２、近距離Ｌ３）に応じて設定される検知枠６（６ａ，６ｂ，６ｃ）のサイズ情報、監視画像Ｅ上の各検知枠６ａ，６ｂ，６ｃの位置情報、各検知枠６ａ，６ｂ，６ｃ（図１の例では、番号１〜１４９の検知枠）と監視画像Ｅの画素との位置関係を示す情報が含まれる。また、記憶部３には、監視画像Ｅの画素に変化があったか否かを判定するための閾値としての設定温度と、人体を判定するための閾値としての判定基準とが記憶される。

制御部４は、熱画像素子２、記憶部３、出力部５を統括制御するもので、監視領域内における移動体の有無を判別する判定手段４ａを備える。

判定手段４ａは、熱画像素子２の各素子の検出信号を所定のフレーム周期（例えば１秒１０フレーム）で取り込み、取り込んだ検出信号を処理して監視画像Ｅ内の移動体の有無を判定するものであり、移動平均値算出手段４ａａ、差分処理手段４ａｂ、移動体判別手段４ａｃを備える。

移動平均値算出手段４ａａは、例えば太陽光などの外乱の環境要因の影響による誤報対策のため、熱画像素子２の各素子について、直近の出力値から所定フレーム（例えば１０フレーム）前までの出力値の移動平均値を算出する。この算出によって得られた素子毎の移動平均値は差分算出手段４ａｂに入力される。

差分処理手段４ａｂは、移動平均値算出手段４ａａが算出した１フレーム前の移動平均値と熱画像素子２からの最新の出力値に基づく移動平均値との温度の差分を素子毎に算出し、算出した温度の差分が設定温度（例えば±２℃）を超えた素子に対応する画素を検知画素（出力値が変化した画素）とする。そして、検知枠６毎にこの検知画素を計数する。

移動体判別手段４ａｃは、いずれかの検知枠６において、差分処理手段４ｂが計数した検知画素の画素数が判定基準を満たしたときに、その検知画素を含む検知枠６に人体が侵入したと判定し、警報指令を出力部５に出力する。なお、判定基準は、検知枠６毎に移動体を判定するための閾値を定めるものであり、例えば検知画素の個数（基準個数）であってもよいし、又は１つの検知枠６を構成する全画素数における検知画素の個数の割合（基準個数割合）であってもよく、これが閾値として検知枠６ａ，６ｂ，６ｃ毎に予め記憶部３に設定記憶される。

出力部５は、移動体判別手段４ｃから警報指令が入力されると、例えば音声や機械音による警報音を発したり、遠隔の監視センタなどに警報信号を出力する。

［検知枠の設定処理について］
図１は検知装置１の監視画像Ｅ中に設定される検知枠６の配置の一例を示している。図１の例では、熱画像素子２の各素子からの検出信号（出力値）により６０×８０の画素からなる監視画像Ｅが得られる。この監視画像Ｅにおいて、検知装置１からの距離を遠距離Ｌ１、中距離Ｌ２、近距離Ｌ３の３つの範囲に分け、これら距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３毎に異なるサイズの検知枠６（６ａ，６ｂ，６ｃ）を設定する。なお、本例において、検知装置１からの距離とは、検知装置１の直下位置からの仮想平面（例えば床面、地面など）上の直線距離である。なお、この設定処理は、図示しない設定装置を用いて設定員の操作により外部から設定されるものであってもよいし、あるいは、検知装置１の製造時に予め設定されるものであってもよい。

まず、監視画像Ｅに対して距離別に検知枠６を設定する。図１の例では、番号１〜１００で示す１００個の検知枠６ａを遠距離Ｌ１に設定する。各検知枠６ａは、歩行、しゃがみ、匍匐にて移動する人体を検知対象の移動体として検知するため、４×４（縦×横）個の画素を含む正方形の枠で構成する。そして、番号１〜１００の正方形の検知枠６ａは、監視画像Ｅの遠距離Ｌ１の領域に千鳥状に密に監視画像Ｅの縦方向（画像の奥行き方向）の５．５段のエリアに渡って配置されるように設定する。そして、番号１〜１００の検知枠６ａが遠距離Ｌ１に設定されると、検知枠６ａのサイズ情報、各検知枠６ａの監視画像Ｅ上の位置情報、検知枠６ａとその検知枠６ａに含まれる監視画像Ｅの画素との対応付けを示す位置情報が検知枠６ａに関する情報として記憶部３に記憶される。なお、千鳥状とは、縦方向（又は横方向、横方向とは監視画像Ｅの幅方向、検知装置１からみて略同距離となる方向）において一列（又は一行）おきに検知枠６を格子状とならないようにずらした検知枠６の配置をいう。図１では縦方向にずらした例を示している。

なお、図１における最上段の検知枠６ａ（番号１，３，５，７，９，１１，１３，１５，１７，１９）の各検知枠６ａの間の斜線部分は、対応する熱画像素子２の素子からの検出信号（出力値）が入力しても信号処理をせずに無効として監視を行わない画素を含む未処理枠７ａである。

また、図１の例では、番号１０１〜１３９で示す３９個の検知枠６ｂを中距離Ｌ２に設定する。各検知枠６ｂは、検知枠６ａよりも大きく縦長の８×６（縦×横）個の画素を含む長方形の枠で構成する。ここで、この検知枠６ｂの形状の縦横比は８：６であるから、その比の値は約１．３３である。これに対し、遠距離Ｌ１の検知枠６ａの形状の縦横比は１：１で比の値は１であるから、検知枠６ｂの縦横比の値は、遠方の検知枠６ａの縦横比の値に比べて大きくなるような形状、すなわち縦長の形状としている。そして、番号１０１〜１３９の長方形の検知枠６ｂは、最上段の検知枠６ｂ（番号１０１，１０３，１０５，１０７，１０９，１１１，１１３）の一部を遠距離Ｌ１の最下段の検知枠６ａ（番号８２，８４，８８，９０，９４，９６，１００）の一部と重複させるとともに、斜線で示す監視を行わない未処理枠７ｂを介して監視画像Ｅの中距離Ｌ２の領域に遠距離Ｌ１の検知枠６ａよりも少ない数で千鳥状に監視画像Ｅの縦方向の３．５段のエリアに渡って配置されるように設定する。また、縦方向における検知枠６の数は、遠距離Ｌ１の検知枠６ａが５個なのに対し、中距離Ｌ２の検知枠６ｂはこれよりも少ない３個としている。ここで、この中距離Ｌ２における検知枠６ｂの密度は、検知枠６ｂの数が３９個で、中距離Ｌ２の領域の全画素数が２８×８０（縦×横）個で２２４０画素となるから、約０．０１７４となる。これに対し、遠距離Ｌ１の検知枠６ａの密度は、検知枠６ａの数が１００個で、遠距離Ｌ１の領域の全画素数が２２×８０（縦×横）で１７６０個となるから、約０．０５６８となる。このため、遠距離Ｌ１の領域の検知枠６ａの密度の方が中距離Ｌ２の検知枠６ｂの密度よりも大きく、検知枠６が密に配置されていることがわかる。そして、番号１０１〜１３９の検知枠６ｂが中距離Ｌ２に設定されると、検知枠６ｂのサイズ情報、各検知枠６ｂの監視画像Ｅ上の位置情報、検知枠６ｂとその検知枠６ｂに含まれる監視画像Ｅの画素との対応付けを示す位置情報が検知枠６ｂに関する情報として記憶部３に記憶される。

さらに、図１の例では、番号１４０〜１４９で示す１０個の検知枠６ｃを近距離Ｌ３に設定する。各検知枠６ｃは、検知枠６ａや検知枠６ｂよりも大きく縦長の１０×８（縦×横）個の画素を含む長方形の枠で構成する。ここで、この検知枠６ｃの形状の縦横比は１０：８であるから、その比の値は約１．２３である。これに対し、遠距離Ｌ１の検知枠６ａの形状の縦横比は１：１で比の値は１であるから、検知枠６ｃの縦横比の値は、遠方の検知枠６ａの縦横比の値に比べて大きくなるような形状、すなわち縦長の形状としている。そして、番号１４０〜１４９の長方形の検知枠６ｃは、上段の検知枠６ｃ（番号１４０，１４２，１４４，１４６，１４８）の一部を中距離Ｌ２の最下段の検知枠６ｂ（番号１２８，１３０，１３２，１３４，１３６，１３８）の一部と重複させるとともに、斜線部分の監視を行わない未処理枠７ｃを介して監視画像Ｅの近距離Ｌ３の領域に遠距離Ｌ１の検知枠６ａ及び中距離Ｌ２の検知枠６ｂよりも更に少ない数で千鳥状に監視画像Ｅの縦方向の１．５段のエリアに渡って配置されるように設定する。また、縦方向における検知枠６の数は、遠距離Ｌ１の検知枠６ａが５個で中距離Ｌ２の検知枠６ｂが３個なのに対し、近距離Ｌ３の検知枠６ｃはこれらよりも少ない１個としている。ここで、この近距離Ｌ３における検知枠６ｃの密度は、検知枠６ｃの数が１０個で、近距離Ｌ３の領域の全画素数が１５×８０（縦×横）個で１２００画素となるから、約０．００８３となる。これに対し、上述したように中距離Ｌ２の検知枠６ｂの密度は約０．０１７４である。このため、中距離Ｌ２の領域の検知枠６ｂの密度の方が近距離Ｌ３の検知枠６ｃの密度よりも大きく、検知枠６が密に配置されていることがわかる。そして、番号１４０〜１４９の検知枠６ｃが近距離Ｌ３に設定されると、検知枠６ｃのサイズ情報、各検知枠６ｃの監視画像Ｅ上の位置情報、検知枠６ｃとその検知枠６ｃに含まれる監視画像Ｅの画素との対応付けを示す位置情報が検知枠６ｃに関する情報として記憶部３に記憶される。

次に、上述した距離別（遠距離Ｌ１、中距離Ｌ２、近距離Ｌ３）の検知枠６ａ，６ｂ，６ｃ毎に移動体と判定するための判定基準の閾値を設定する。その際、遠距離Ｌ１の検知枠６ａの閾値は、中距離Ｌ２の検知枠６ｂや近距離Ｌ３の検知枠６ｃの閾値よりも高く設定し、判定基準が満たされにくくする。例えば基準個数割合を閾値とした場合には、遠距離Ｌ１の検知枠６ａの閾値を５０％、中距離Ｌ２の検知枠６ｂの閾値を４０％、近距離Ｌ３の検知枠６ｃの閾値を３０％に設定する。１画素あたりの移動体判定への影響度が大きくかつ構成画素数の少ない遠方の検知枠６では、小動物などによる誤報が生じやすい検知枠６でもある。そこで、遠方の検知枠６となるほど小さな検知枠６を密に配置して失報を防止する一方で、閾値を高くして判定基準が満たされにくくすることで、遠方の検知枠６において失報防止と誤報防止の両立を図っている。

なお、中距離Ｌ２と近距離Ｌ３における未処理枠７ｂ，７ｃを監視画像Ｅの縁を除く内部に設ける場合、この内部に設けた未処理枠７ｂ，７ｃの周囲が検知枠６ａ，６ｂ，６ｃで全て囲まれるように設けるのが好ましい。これにより、手前側の検知枠６を疎に配置するために監視画像Ｅの内部に未処理枠７ｂ，７ｃを設けたとしても、移動体がこの未処理枠７ｂ，７ｃを通過すれば隣接する周囲の検知枠６ａ，６ｂ，６ｃで確実に検知することができる。

また、図１の例では、検知装置１からの距離を、遠距離Ｌ１、中距離Ｌ２、近距離Ｌ３の３つの範囲に分け、遠距離Ｌ１の検知枠６ａを中距離Ｌ２の検知枠６ｂや近距離Ｌ３の検知枠６ｃよりも小さく密に配置する設定としているが、図示した具体的な態様に限定されるものではない。すなわち、検知枠６は、検知装置１から遠方に相当する検知枠ほど少ない画素で構成され、検知装置１から遠方に相当する検知枠同士ほど密に設定される構成であればよく、監視画像Ｅの大きさに応じて検知装置１からの距離Ｌの振り分け数、検知枠６の大きさや形状や数、検知枠６の縦方向の段数を適宜設定することができる。例えば、検知枠６の形状は、凸多角形などの多角形であればよく、例えば６角形としてもよい。この場合に、手前の検知枠６を縦長に設定する場合には、その多角形の外接矩形の縦横比を考慮して設定すればよい。また、遠距離Ｌ１の検知枠６ａ、中距離Ｌ２の検知枠６ｂ、近距離Ｌ３の検知枠６ｃの全てについて、本発明が適用されていてもよいし、遠距離Ｌ１の検知枠６ａ、中距離Ｌ２の検知枠６ｂ、近距離Ｌ３の検知枠６ｃのうちいずれか２つの距離における検知枠６の関係について本発明が適用されていてもよい。さらに、図１の例では各距離における検知枠６の配置を隣り合う検知枠６同士に隙間のない千鳥状としたが、格子状としてもよいし、あるいは隙間を設けてもよい。

［検知装置の動作について］
次に、上述した構成からなる検知装置１の動作について説明する。まず、検知装置１の熱画像素子２は、監視領域からの赤外線を集光して各素子に結像させ、素子の温度変化による抵抗値の変化を電流の変化として検出し、素子毎の検出信号を制御部４に出力する。制御部４は、熱画像素子２からの検出信号を所定のフレーム周期（例えば１秒１０フレーム）で取り込み、上述した設定処理により設定された各検知枠６（６ａ，６ｂ，６ｃ）に関する情報を記憶部３から読み出し、判定手段４ａにて監視画像Ｅ内の移動体の有無を判定する。すなわち、判定手段４ａの移動平均値算出手段４ａａは、熱画像素子２の素子毎に移動平均値を算出する。続いて、差分処理手段４ａｂは、素子毎の温度の差分を算出し、算出した差分が設定温度を超えた素子に対応する画素を検知画素として検知枠６毎に計数する。そして、移動体判別手段４ａｃは、いずれかの検知枠６において、計数した検知画素の数又は検知画素の数の割合が判定基準を満たしたときに、その検知画素を含む検知枠６に人体が侵入したと判定して出力部５に警報指令を出力する。出力部５は、移動体判別手段４ａｃから警報指令が入力されると、音声や機械音による警報音を発したり、遠隔の監視センタなどに警報信号を出力する。

［監視画像の具体例について］
次に、人体（検知対象としての移動体）、小動物（非検知対象）毎の監視画像Ｅの具体例について説明する。

［移動体が人体の場合］
図３（ａ）〜（ｃ）は検知対象の人体が監視領域の横方向に歩行しているときの距離別の監視画像である。図４（ａ）〜（ｃ）は検知対象の人体が監視領域の横方向に匍匐移動しているときの距離別の監視画像である。

［人体が歩行しているときの判定処理］
人体Ｍ１が監視領域の遠方で横方向に歩行しているときは、図３（ａ）に示すように、人体Ｍ１が小さな縦長の高輝度の画素群として監視画像Ｅの遠距離Ｌ１に現れる。そして、図３（ａ）の場合には、番号１０，３０，５０の検知枠６ａそれぞれにおいて、設定温度として例えば±２℃を超えた検知画素の画素数の割合が判定基準の閾値の例えば５０％を超え、番号１０，３０，５０の検知枠６ａに人体Ｍ１が侵入したと判定して警報を出力する。

人体Ｍ１が監視領域の中間位置で横方向に歩行しているときは、図３（ｂ）に示すように、人体Ｍ１が遠距離Ｌ１の場合よりも大きな縦長の高輝度の画素群として監視画像Ｅの中距離Ｌ２に現れる。そして、図３（ｂ）の場合には、番号７０，７１，９１の検知枠６ａと番号１０７の検知枠６ｂそれぞれにおいて、設定温度の±２℃を超えた検知画素の画素数の割合が判定基準の閾値５０％，４０％を超え、番号７０，７１，９１の検知枠６ａと番号１０７の検知枠６ｂに人体Ｍ１が侵入したと判定して警報を出力する。

人体Ｍ１が監視領域の近傍で横方向に歩行しているときは、図３（ｃ）に示すように、人体Ｍ１が遠距離Ｌ１や中距離Ｌ２の場合よりも更に大きな縦長の高輝度の画素群として監視画像Ｅの近距離Ｌ３に現れる。そして、図３（ｃ）の場合には、番号１１９，１２０，１３２，１３３の検知枠６ｂと番号１４４，１４５の検知枠６ｃそれぞれにおいて、設定温度の±２℃を超えた検知画素の画素数の割合が判定基準の閾値４０％，３０％を超え、番号１１９，１２０，１３２，１３３の検知枠６ｂと番号１４４，１４５の検知枠６ｃに人体Ｍ１が侵入したと判定して警報を出力する。

このように、監視領域の横方向に歩行する人体の有無を判定する場合には、監視画像Ｅの縦方向に配置される検知枠６が有効であり、特に、遠距離Ｌ１においては、正方形の検知枠６ａを多く密に配置するとともに縦方向に複数段配置した設定なので、近距離Ｌ３に比べて小さな検知画素群として監視画像Ｅに縦長に現れる遠距離Ｌ１の人体であっても漏れなく検知することができる。

［人体が匍匐移動しているときの判定処理］
人体Ｍ１が監視領域の遠方で横方向に匍匐移動しているときは、図４（ａ）に示すように、人体Ｍ１が横長の高輝度の画素群として監視画像Ｅの遠距離Ｌ１に現れる。そして、図４（ａ）の場合には、番号１０，２９の検知枠６ａそれぞれにおいて、設定温度の±２℃を超えた検知画素の画素数の割合が判定基準の閾値５０％を超え、番号１０，２９の検知枠６ａに人体Ｍ１が侵入したと判定して警報を出力する。

人体Ｍ１が監視領域の中間位置で横方向に匍匐移動しているときは、図４（ｂ）に示すように、人体Ｍ１が遠距離Ｌ１の場合よりも大きな横長の高輝度の画素群として監視画像Ｅの中距離Ｌ２に現れる。そして、図４（ｂ）の場合には、番号１０８，１２０，１２２の検知枠６ｂそれぞれにおいて、設定温度の±２℃を超えた検知画素の画素数の割合が判定基準の閾値４０％を超え、番号１０８，１２０，１２２の検知枠６ｂに人体Ｍ１が侵入したと判定して警報を出力する。

人体Ｍ１が監視領域の近傍で横方向に匍匐移動しているときは、図４（ｃ）に示すように、人体Ｍ１が遠距離Ｌ１や中距離Ｌ２の場合よりも更に大きな横長の高輝度の画素群として監視画像Ｅの近距離Ｌ３に現れる。そして、図４（ｃ）の場合には、番号１４３，１４５，１４６の検知枠６ｃそれぞれにおいて、設定温度の±２℃を超えた検知画素の画素数の割合が判定基準の閾値３０％を超え、番号１４３，１４５，１４６の検知枠６ｃに人体Ｍ１が侵入したと判定して警報を出力する。

このように、監視領域の横方向に匍匐移動する人体の有無を判定する場合には、監視画像Ｅの横方向に配置される検知枠が有効であり、特に、遠距離Ｌ１においては、正方形の検知枠６ａを横方向に多く密に配置した設定なので、近距離Ｌ３に比べて小さな検知画素群として監視画像Ｅに横長に現れる遠距離Ｌ１の人体を漏れなく検知し、失報を防止することができる。

なお、上述した監視領域内を人体が歩行や匍匐移動している場合に限らず、例えば監視領域内を人体がしゃがんで移動している場合も含め、監視領域内を様々な体勢で移動している場合であっても、監視画像Ｅの遠距離Ｌ１、中距離Ｌ２、近距離Ｌ３を問わずに検知対象の人体を確実に検出して警報を出力することができる。

［小動物の場合］
図５（ａ）〜（ｃ）は検知対象外の小動物が監視領域の横方向に移動しているときの距離別の監視画像である。

例えばクマネズミや子猫などの小動物Ｍ２が監視領域の遠方で横方向に移動しているときは、図５（ａ）に示すように、小動物Ｍ２が人体Ｍ１より小さな横長の高輝度の画素群として監視画像Ｅの遠距離Ｌ１に現れる。そして、図５（ａ）の場合には、番号５０，５１，７１の検知枠６ａに小動物Ｍ２が存在するものの、全ての検知枠６ａで設定温度の±２℃を超えた検知画素の画素数の割合が判定基準の閾値５０％を超えず、監視画像Ｅに検知対象の移動体が存在しないと判定し、検知対象外の小動物Ｍ２を検知せず、警報も出力しない。

小動物Ｍ２が監視領域の中間位置で横方向に移動しているときは、図５（ｂ）に示すように、小動物Ｍ２が遠距離Ｌ１の場合よりも大きな横長の高輝度の画素群として監視画像Ｅの中距離Ｌ２に現れる。そして、図５（ｂ）の場合には、番号１２０の検知枠６ｂに小動物Ｍ２が存在するものの、全ての検知枠６ｂで設定温度の±２℃を超えた検知画素の画素数の割合が判定基準の閾値４０％を超えず、監視画像Ｅに検知対象の移動体が存在しないと判定し、検知対象外の小動物Ｍ２を検知せず、警報も出力しない。

小動物Ｍ２が監視領域の近傍で横方向に移動しているときは、図５（ｃ）に示すように、小動物Ｍ２が遠距離Ｌ１や中距離Ｌ２の場合よりも更に大きな横長の高輝度の画素群として監視画像Ｅの近距離Ｌ３に現れる。そして、図５（ｃ）の場合には、番号１４５の検知枠６ｃに小動物Ｍ２が存在するものの、全ての検知枠６ｃで設定温度の±２℃を超えた検知画素の画素数の割合が判定基準の閾値３０％を超えず、監視画像Ｅに検知対象の移動体が存在しないと判定し、検知対象外の小動物Ｍ２を検知せず、警報も出力しない。

このように、小動物Ｍ２が監視領域内を移動している場合には、何れの検知枠６においても検知画素の画素数が判定基準を満たすことがないので、検知対象外である小動物Ｍ２を誤って検出することがなく、誤報を防止することができる。

そして、上述したように、本実施の形態の検知装置１によれば、監視領域から取得した監視画像Ｅに基づいて移動体を検知するにあたって、検知装置１から遠距離Ｌ１、中距離Ｌ２、近距離Ｌ３の距離別に異なる大きさの検知枠６ａ，６ｂ，６ｃを設定する。すなわち、遠距離Ｌ１の検知枠６ａは、中距離Ｌ２の検知枠６ｂおよび近距離Ｌ３の検知枠６ｃよりも小さい正方形の枠で構成し、監視画像Ｅに隙間のない密な配置に設定する。中距離Ｌ２と近距離Ｌ３の検知枠６ｂ，６ｃは、監視画像Ｅの内部に監視を行わない画素を含む未処理枠７ｂ，７ｃを設けて隙間のある配置に設定する。そして、これら近距離Ｌ１、中距離Ｌ２、遠距離Ｌ３に応じた検知枠６（６ａ，６ｂ，６ｃ）に関する情報を記憶部３に記憶する。監視領域の監視にあたって、制御部４の判定手段４ａは、検知枠６を構成する複数画素のうち出力値の変化した画素数の個数や割合が閾値を超えて判定基準を満たした検知枠６があると、監視画像Ｅ内に移動体を検知したと判定する。これにより、監視画像Ｅにおいて遠距離Ｌ１の検知枠６ａが中距離Ｌ２や近距離Ｌ３の検知枠６ｂ，６ｃよりも数多く密に配置されるので、遠距離Ｌ１を移動する移動体を漏れなく検知し、移動体が存在するにも関わらず移動体を検知しないという失報を防止することができる。これに対し、中距離Ｌ２の検知枠６ｂや近距離Ｌ３の検知枠６ｃは、未処理枠７ｂ，７ｃ（図１の周囲が全て複数の検知枠６で囲まれている斜線部分）を介して遠距離Ｌ１の検知枠６ａよりも疎に配置するので、移動体の検知のための信号処理にかかる負荷を低減することができる。

また、検知装置１の近傍（近距離Ｌ３や中距離Ｌ２）に相当する検知枠６ｃ，６ｂが縦長の長方形で形成されるように設定され、検知装置１から遠方（遠距離Ｌ１）に相当する検知枠６ａが正方形で形成されるように設定される。これにより、近距離Ｌ３の検知枠６ｃや中距離Ｌ２の検知枠６ｂと比較して、監視画像Ｅの遠距離Ｌ１に数多くの検知枠６ａを密に配置して設定することができる。その結果、検知装置１に近い近距離Ｌ３や中距離Ｌ２と同様に、検知装置１から離れた遠距離Ｌ１であっても失報することなく移動体を検知することができる。また、近傍（近距離Ｌ３や中距離Ｌ２）に相当する検知枠６ｃを疎に配置するためにそのサイズを遠方（近距離Ｌ１）より大きくする場合に、どのような形状にすることでサイズを大きくするかについてはさまざまな形状が考えられる。人体を検知対象とする場合、人体は歩行によって移動することが主であることから、その歩行時の形状に合わせて縦長の形状とすることで、他の形状よりも精度よく検知することができる。

また、１画素あたりの人体判定への影響度が大きい検知装置１から離れた監視画像Ｅの遠方（遠距離Ｌ１）における検知枠６ａは、その遠方（遠距離Ｌ１）において、監視画像Ｅの縦方向に複数段並ぶように配置して設定される。これにより、監視領域の遠方（遠距離Ｌ１）における移動体の検知を漏れなく確実に行え、失報を防ぐことができる。

ところで、上述した実施の形態における制御部４は、熱画像素子２の各素子から検出信号（出力値）が入力されると、図１の斜線で示す部分に対応する熱画像素子２の素子からの検出信号の信号処理を行わない構成としているが、これに限定されるものではない。例えば図１の斜線で示す部分に対応する熱画像素子２の素子自体を無くす構成やダミー素子を設ける構成としてもよい。これにより、熱画像素子２の消費電力も低減することができる。

以上、本発明に係る検知装置の最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。

１ 検知装置
２ 熱画像素子
３ 記憶部
４ 制御部
４ａ 判定手段
４ａａ 移動平均値算出手段
４ａｂ 差分処理手段
４ａｃ 移動体判別手段
５ 出力部
６（６ａ，６ｂ，６ｃ） 検知枠
７ａ，７ｂ，７ｃ 未処理枠
Ｅ 監視画像
Ｍ１ 人体（移動体）
Ｍ２ 小動物（移動体）
Ｌ 検知装置からの距離
Ｌ１ 遠距離
Ｌ２ 中距離
Ｌ３ 近距離

Claims (3)

1. 監視領域から取得した熱画像に基づいて人体を検知する検知装置において、
   前記熱画像中において複数の画素からなる検知枠が複数設定されて記憶する記憶部と、
   前記検知枠を構成する複数画素のうち出力値の変化した画素数が判定基準を満たした検知枠があると前記人体を検知したと判定する判定部と、を備え、
   前記複数設定される検知枠は、前記検知装置の近傍に相当する検知枠が前記検知装置から遠方に相当する検知枠に比べて縦長の形状で形成され、前記検知装置から遠方に相当する検知枠ほど少ない画素で構成されるとともに、前記検知装置から遠方に相当する検知枠同士ほど密に設定されていることを特徴とする検知装置。
2. 前記複数設定される検知枠は、前記検知装置から遠方に相当する検知枠が前記検知装置から近傍に相当する検知枠に比べて前記判定基準が満たされにくく設定されることを特徴とする請求項１記載の検知装置。
3. 前記複数設定される検知枠は、前記検知装置から遠方に相当する検知枠が前記検知装置から近傍に相当する検知枠に比べて縦方向に多く並ぶことを特徴とする請求項１又は２記載の検知装置。