JP6682051B2 - 監視補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、映像のなりすましを検出するための技術に関するものである。

従来の監視システムにおいて、撮影の妨害または映像のなりすましといった監視妨害が行われる。
撮影の妨害では、監視対象の正常時の映像を映した衝立が監視対象の前に置かれ、監視対象が盗まれる。
映像のなりすましでは、伝送路において監視カメラからの映像が何かしらの方法で古い映像に差し替えられ、侵入者が監視モニタに表示されないように古い映像が監視モニタに繰り返し表示される。

監視カメラの台数が多い建物または施設では、多数の監視モニタが用意される。この場合、全ての監視モニタを常時監視することは困難であり、正常な映像から不正な映像への切り換わりを見逃す可能性が高い。また、少ない監視モニタに監視映像を切り替えながら表示する場合にも、不正な映像に気づくのは困難である。

特開２０１３−１２０５５７号公報 特開２００７−３１８４８０号公報 特開２００５−３３３４１５号公報

特許文献１には、撮影の妨害に対する対策として、監視対象を異なる角度で撮影して得られた複数の画像を用いて映像の改ざんを判定する技術が記載されている。
しかし、特許文献１に開示された技術では、映像のなりすましを判定することはできない。

特許文献２には、映像のなりすましを検出する技術が記載されている。この技術では、監視カメラにパン、チルトまたはズーム等の動作を行わせる。そして、動作から推定される映像と監視モニタに映った映像とを比較することにより、映像のなりすましが検出される。

特許文献３には、次のような技術が記載されている。
監視カメラの撮影範囲の周辺に照明器具が配置される。監視システムは、照明器具を点灯または消灯させることによって、撮影範囲の照度を変化させる。そして、監視システムは、輝度または色の時間変化に基づいて映像の差異を判定する。

しかし、特許文献２の技術と特許文献３の技術とのいずれにおいても、映像のなりすましを検出するためには、監視範囲に設けられた信号発生装置によって映像の画面全体に大きな変化を発生させる必要がある。
そして、信号発生装置の購入を含め、信号発生装置を利用する環境を準備するには高い費用がかかる。
また、映像の画面全体に大きな変化を発生させた場合であっても、不正な映像の内容によっては、映像のなりすましを検出することができず、セキュリティが脆弱になってしまう。

本発明は、映像のなりすましを検出できるようにすることを目的とする。

本発明の監視補助装置は、
静止物を撮影するカメラに撮影範囲を変化させる揺さ振り制御を行う揺さ振り部と、
前記揺さ振り制御の前に前記カメラによって得られた前回画像において前記静止物が映っている部分を代表する前回位置と、前記揺さ振り制御の後に前記カメラによって得られた今回画像において前記静止物が映っている部分を代表する今回位置と、を算出する位置算出部と、
前記揺さ振り制御による前記撮影範囲の変化量と、前記前回位置に対する前記今回位置の変化量とに基づいて、前記今回画像が不正な画像であるか判定する検証部とを備える。

本発明によれば、映像のなりすましを検出することが可能となる。

実施の形態１における監視システム１００の構成図。 実施の形態１における監視システム１００Ａを示す図。 実施の形態１におけるカメラ２００の構成図。 実施の形態１におけるレコーダ３００の構成図。 実施の形態１における監視補助装置４００の構成図。 実施の形態１における記憶部４２１を示す図。 実施の形態１におけるカメラ管理ファイル４３１を示す図。 実施の形態１における設備管理ファイル４３２を示す図。 実施の形態１におけるパターンファイル４３４を示す図。 実施の形態１における揺さ振り制御パターンを示す図。 実施の形態１における監視補助方法のフローチャート。 実施の形態１におけるなりすまし検出処理（Ｓ２００）のフローチャート。 実施の形態１における代表位置を示す図。 実施の形態１における暗号化通信のフローチャート。 実施の形態におけるハードウェア構成図。

実施の形態および図面において、同じ要素および対応する要素には同じ符号を付している。同じ符号が付された要素の説明は適宜に省略または簡略化する。図中の矢印はデータの流れ又は処理の流れを主に示している。

実施の形態１．
映像のなりすましを検出する形態について、図１から図１４に基づいて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、監視システム１００の構成を説明する。
監視システム１００は、１台以上のカメラと１台以上のディスプレイとレコーダ３００と監視補助装置４００とを備える。
カメラを特定しない場合、それぞれをカメラ２００と称する。
ディスプレイを特定しない場合、それぞれをディスプレイ１０３と称する。

カメラ２００とディスプレイ１０３とレコーダ３００と監視補助装置４００とのそれぞれの時刻は同期されている。
時刻の同期は、例えば、ＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を利用して行われる。

カメラ２００とディスプレイ１０３とレコーダ３００とは、第１ネットワーク１０１を介して互いに通信を行う。
レコーダ３００と監視補助装置４００とは、第２ネットワーク１０２を介して互いに通信を行う。
例えば、第１ネットワーク１０１と第２ネットワーク１０２とのそれぞれはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。

カメラ２００は、監視される場所に設置される。
レコーダ３００と監視補助装置４００と各ディスプレイ１０３とは、監視が行われる場所に設置される。

監視される場所には、対象者１１１と設備１１２といった被写体が存在する。
対象者１１１は、撮影される人である。対象者１１１は移動体の具体例である。
設備１１２は、撮影される物である。設備１１２は静止物の具体例である。
破線は、カメラ２００の撮影範囲を示している。

図２に基づいて、監視システム１００Ａを説明する。
監視システム１００Ａは、監視システム１００の具体例である。

監視システム１００Ａにおいて、建物フロア１１３は監視される場所の具体例であり、監視室１１４は監視が行われる場所の具体例である。建物フロア１１３は、建物内のフロアを意味する。
また、建物ネットワーク１０１Ａは第１ネットワーク１０１の具体例であり、室内ネットワーク１０２Ａは第２ネットワーク１０２の具体例である。建物ネットワーク１０１Ａは、建物に設けられたネットワークを意味する。室内ネットワーク１０２Ａは、監視室１１４に設けられたネットワークを意味する。

建物フロア１１３には、３台のカメラ（２００Ａ〜２００Ｃ）が設置されている。
また、建物フロア１１３には、対象者１１１が存在している。具体的な対象者１１１は、建物の利用者または建物への侵入者である。
さらに、建物フロア１１３には、エレベータ１１２Ａと自動扉１１２Ｂと窓１１２Ｃとシャッター１１２Ｄといった設備１１２が存在している。

監視室１１４には、レコーダ３００とディスプレイ１０３と監視補助装置４００とが設置されている。

３台のカメラ（２００Ａ〜２００Ｃ）とレコーダ３００とディスプレイ１０３とは建物ネットワーク１０１Ａに接続されている。
レコーダ３００と監視補助装置４００とは室内ネットワーク１０２Ａに接続されている。

図３に基づいて、カメラ２００の構成を説明する。
カメラ２００は、プロセッサ２０１とメモリ２０２とイメージセンサ２０３と通信装置２０４とモータ２０５といったハードウェアを備える。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続されている。

プロセッサ２０１は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、他のハードウェアを制御する。例えば、プロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、またはＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。
メモリ２０２は揮発性の記憶装置である。メモリ２０２は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。例えば、メモリ２０２はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。
イメージセンサ２０３は、撮像素子の集合である。例えば、イメージセンサ２０３は、ＣＭＯＳイメージセンサまたはＣＣＤイメージセンサである。ＣＭＯＳはＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒの略称である。ＣＣＤはＣｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅの略称である。
通信装置２０４はレシーバおよびトランスミッタである。例えば、通信装置２０４は通信チップまたはＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）である。
モータ２０５は、パンモータおよびチルトモータである。パンモータは、カメラ２００の向きを左右に動かすためのモータである。チルトモータは、カメラ２００の向きを上下に動かすためのモータである。

プロセッサ２０１は制御部２１１として機能する。
イメージセンサ２０３は撮影部２１２として機能する。
通信装置２０４は通信部２１３として機能する。

図４に基づいて、レコーダ３００の構成を説明する。
レコーダ３００は、プロセッサ３０１とメモリ３０２と補助記憶装置３０３と通信装置３０４といったハードウェアを備える。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続されている。

プロセッサ３０１は、演算処理を行うＩＣであり、他のハードウェアを制御する。例えば、プロセッサ３０１はＣＰＵ、ＤＳＰまたはＧＰＵである。
メモリ３０２は揮発性の記憶装置である。メモリ３０２は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。例えば、メモリ３０２はＲＡＭである。メモリ３０２に記憶されたデータは必要に応じて補助記憶装置３０３に保存される。
補助記憶装置３０３は不揮発性の記憶装置である。例えば、補助記憶装置３０３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）またはフラッシュメモリである。補助記憶装置３０３に記憶されたデータは必要に応じてメモリ３０２にロードされる。
通信装置３０４はレシーバ及びトランスミッタである。例えば、通信装置３０４は通信チップまたはＮＩＣである。

プロセッサ３０１は制御部３１１と編集部３１２として機能する。
通信装置３０４は通信部３１３として機能する。

図５に基づいて、監視補助装置４００の構成を説明する。
監視補助装置４００は、プロセッサ４０１とメモリ４０２と補助記憶装置４０３と通信装置４０４といったハードウェアを備えるコンピュータである。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続されている。

プロセッサ４０１は、演算処理を行うＩＣであり、他のハードウェアを制御する。例えば、プロセッサ４０１はＣＰＵ、ＤＳＰまたはＧＰＵである。
メモリ４０２は揮発性の記憶装置である。メモリ４０２は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。例えば、メモリ４０２はＲＡＭである。メモリ４０２に記憶されたデータは必要に応じて補助記憶装置４０３に保存される。
補助記憶装置４０３は不揮発性の記憶装置である。例えば、補助記憶装置４０３は、ＲＯＭ、ＨＤＤまたはフラッシュメモリである。補助記憶装置４０３に記憶されたデータは必要に応じてメモリ４０２にロードされる。
通信装置４０４はレシーバ及びトランスミッタである。例えば、通信装置４０４は通信チップまたはＮＩＣである。

監視補助装置４００は、揺さ振り部４１１と照合部４１２と位置算出部４１３と変化判定部４１４と検証部４１５とパターン選択部４１６と周期決定部４１７と通知部４１８と編集部４１９といった要素を備える。これらの要素はソフトウェアで実現される。

補助記憶装置４０３には、監視補助プログラムが記憶されている。監視補助プログラムは、揺さ振り部４１１と照合部４１２と位置算出部４１３と変化判定部４１４と検証部４１５とパターン選択部４１６と周期決定部４１７と通知部４１８と編集部４１９としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。監視補助プログラムは、メモリ４０２にロードされて、プロセッサ４０１によって実行される。
さらに、補助記憶装置４０３にはＯＳが記憶されている。ＯＳの少なくとも一部は、メモリ４０２にロードされて、プロセッサ４０１によって実行される。
つまり、プロセッサ４０１は、ＯＳを実行しながら、監視補助プログラムを実行する。
監視補助プログラムを実行して得られるデータは、メモリ４０２、補助記憶装置４０３、プロセッサ４０１内のレジスタまたはプロセッサ４０１内のキャッシュメモリといった記憶装置に記憶される。

補助記憶装置４０３は記憶部４２１として機能する。但し、他の記憶装置が、補助記憶装置４０３の代わりに、又は、補助記憶装置４０３と共に、記憶部４２１として機能してもよい。
通信装置４０４は通信部４２２として機能する。
記憶部４２１および通信部４２２は、監視補助プログラムによって制御される。つまり、監視補助プログラムは、さらに、記憶部４２１と通信部４２２としてコンピュータを機能させる。

監視補助装置４００は、プロセッサ４０１を代替する複数のプロセッサを備えてもよい。複数のプロセッサは、プロセッサ４０１の役割を分担する。

監視補助プログラムは、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記録媒体にコンピュータで読み取り可能に記録（格納）することができる。

図６に基づいて、記憶部４２１を説明する。
記憶部４２１は、主に、カメラ管理ファイル４３１と設備管理ファイル４３２と設備画像群４３３とパターンファイル４３４とを記憶する。

カメラ管理ファイル４３１は、カメラ２００とカメラ２００によって撮影される設備１１２とを互いに対応付けるファイルである。

図７に基づいて、カメラ管理ファイル４３１の構成を説明する。
カメラ管理ファイル４３１は、Ｎｏ．とカメラＩＤと設備ＩＤとを互いに対応付けている。ＩＤは識別子を意味する。
Ｎｏ．は、番号を示す。
カメラＩＤは、カメラ２００を識別する。
設備ＩＤは、設備１１２を識別する。

設備管理ファイル４３２は、設備１１２と稼働時間と設備画像群４３３とを互いに対応付けるファイルである。

図８に基づいて、設備管理ファイル４３２の構成を説明する。
設備管理ファイル４３２は、Ｎｏ．と設備ＩＤと設備種類と利用可能時間と画像群ＩＤとを互いに対応付けている。
設備種類は、設備１１２の種類である。
利用可能時間は、設備１１２を利用することが可能な時間として予め決められた時間である。
画像群ＩＤは、設備画像群４３３を識別する。

設備画像群４３３は、複数の設備画像である。
複数の設備画像は、設備１１２を複数の方向から撮影して得られた複数の画像である。

パターンファイル４３４は、複数の揺さ振りパターンを示すファイルである。
揺さ振りパターンは、揺さ振り制御の内容を示す。
揺さ振り制御は、カメラ２００に撮影範囲を変化させるための制御である。
具体的な揺さ振り制御は、パン制御、チルト制御およびズーム制御である。
パン制御によって、カメラ２００の向きが左右に動く。その結果、カメラ２００の撮影範囲が左右に移動する。
チルト制御によって、カメラ２００の向きが上下に動く。その結果、カメラ２００の撮影範囲が上下に移動する
具体的なズーム制御は、ズームイン制御およびズームアウト制御である。
ズームイン制御によってカメラ２００の撮影範囲が狭まり、ズームアウト制御によってカメラ２００の撮影範囲が広がる。

図９に基づいて、パターンファイル４３４の構成を説明する。
パターンファイル４３４は、パターンＩＤと揺さ振りパターンとを互いに対応付けている。
パターンＩＤは、揺さ振りパターンを識別する。
揺さ振りパターンは、例えば、カメラ２００の向きを動かす方向をｘ座標とｙ座標とで指定する。

図１０に、揺さ振りパターンの一例を示す。
破線の枠は、撮影範囲を示している。
破線内の四角は、設備１１２を表している。
横位置はｘ座標で表され、縦方向はｙ座標で表される。

揺さ振りパターンＰ００１は、カメラ２００の向きを上に動かす。その結果、カメラ２００の撮影範囲が上に移動する。そして、設備１１２が映る部分が下に移動する。
揺さ振りパターンＰ００２は、カメラ２００の向きを左上に動かす。その結果、カメラ２００の撮影範囲が左上に移動する。そして、設備１１２が映る部分が右下に移動する。
揺さ振りパターンＰ００３は、カメラ２００の向きを左に動かす。その結果、カメラ２００の撮影範囲が左に移動する。そして、設備１１２が映る部分が右に移動する。
揺さ振りパターンＰ００４は、カメラ２００の向きを左下に動かす。その結果、カメラ２００の撮影範囲が左下に移動する。そして、設備１１２が映る部分が右上に移動する。
揺さ振りパターンＰ００５は、カメラ２００の向きを下に動かす。その結果、カメラ２００の撮影範囲が下に移動する。そして、設備１１２が映る部分が上に移動する。
揺さ振りパターンＰ００６は、カメラ２００の向きを右下に動かす。その結果、カメラ２００の撮影範囲が右下に移動する。そして、設備１１２が映る部分が左上に移動する。
揺さ振りパターンＰ００７は、カメラ２００の向きを右に動かす。その結果、カメラ２００の撮影範囲が右に移動する。そして、設備１１２が映る部分が左に移動する。
揺さ振りパターンＰ００８は、カメラ２００の向きを右上に動かす。その結果、カメラ２００の撮影範囲が右上に移動する。そして、設備１１２が映る部分が左下に移動する。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
監視補助装置４００の動作は監視補助方法に相当する。また、監視補助方法の手順は監視補助プログラムの手順に相当する。

図１１に基づいて、監視補助方法を説明する。
ステップＳ１１０において、揺さ振り部４１１は、揺さ振りパターンと揺さ振り周期とに合わせて揺さ振り制御を行う。

具体的には、揺さ振り部４１１は、揺さ振り制御を以下のように行う。
まず、揺さ振り部４１１は、揺さ振りパターンを示す揺さ振り命令を生成する。
次に、揺さ振り部４１１は、前回の命令時刻から揺さ振り周期が経過するまで待機する。
そして、揺さ振り部４１１は、レコーダ３００を介して、揺さ振り命令をカメラ２００へ送信する。つまり、監視補助装置４００の通信部４２２が揺さ振り命令をレコーダ３００へ送信する。レコーダ３００の通信部３１３は、揺さ振り命令を受信し、揺さ振り命令をカメラ２００へ送信する。
カメラ２００において、通信部２１３が揺さ振り命令を受信する。そして、制御部２１１が、イメージセンサ２０３またはモータ２０５を制御することによって、揺さ振り制御を行う。

ステップＳ１２０において、通信部４２２は撮影画像を受信する。そして、記憶部４２１は、受信された撮影画像を記憶する。
撮影画像は、カメラ２００において撮影によって得られる画像である。

撮影画像は、以下のように監視補助装置４００へ送信される。
カメラ２００において、撮影部２１２が撮影を行い、通信部２１３が撮影画像をレコーダ３００へ送信する。
レコーダ３００において、通信部３１３が撮影画像を受信し、制御部３１１が撮影画像をメモリ３０２に記憶する。さらに、制御部３１１は、通信部３１３を介して、撮影画像を監視補助装置４００へ送信する。

なお、撮影画像は、送信元のカメラ２００を識別するカメラＩＤと共に通信される。

ステップＳ１３０において、照合部４１２は、受信された撮影画像を設備画像群４３３の各設備画像と照合する。
照合は、撮影画像から設備１１２が映っている部分を検出するために行われる。設備１１２が映っている部分を設備部分と呼ぶ。

ステップＳ１３０の手順は以下の通りである。
まず、照合部４１２は、撮影画像のカメラＩＤと同じカメラＩＤに対応付けられた設備ＩＤをカメラ管理ファイル４３１から取得する。
次に、照合部４１２は、取得した設備ＩＤと同じ設備ＩＤに対応付けられた画像群ＩＤを設備管理ファイル４３２から取得する。
次に、照合部４１２は、取得した画像群ＩＤで識別される設備画像群４３３を記憶部４２１から読み出す。
そして、照合部４１２は、設備画像群４３３の各設備画像と撮影画像を照合する。

具体的には、照合部４１２は、ＨＯＧ検出手法またはＣａｎｎｙフィルタによって、照合を行う。ＨＯＧ検出手法では、輝度勾配に基づく特徴量が使用される。ＨＯＧは、Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ ｏｆ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｇｒａｄｉｅｎｔｓの略称である。Ｃａｎｎｙフィルタは、エッジ検出を行う。
但し、照合部４１２は、その他の画像解析手法によって照合を行ってもよい。
つまり、照合は、一般的な公知技術を用いて行うことができる。

ステップＳ１４０において、照合部４１２は、照合結果に基づいて、撮影画像に設備１１２が映っているか判定する。
撮影画像に設備１１２が映っている場合、処理はステップＳ２００に進む。
撮影画像に設備１１２が映っていない場合、処理はステップＳ１５０に進む。

ステップＳ２００は、なりすまし検出処理を行うステップである。
なりすまし検出処理は、映像のなりすましを検出するための処理である。つまり、なりすまし検出処理は、撮影画像が不正な画像であるか判定するための処理である。なりすまし検出処理の詳細については後述する。
ステップＳ２００の後、処理はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１５０において、通知部４１８は障害通知を出力する。
障害通知は、障害の発生を知らせるための通知である。例えば、障害通知によって、カメラ２００の故障が通知される。

具体的には、通知部４１８は、通信部４２２を介して、障害通知を通知先へ送信する。
通知先は、予め決められている。例えば、通知先は、監視室１１４の端末または監視員の端末である。端末の具体例は、パーソナルコンピュータ、携帯端末およびタブレット端末である。

図１２に基づいて、なりすまし検出処理（Ｓ２００）を説明する。
なりすまし検出処理（Ｓ２００）において、今回の撮影画像を今回画像と呼び、前回の撮影画像を前回画像と呼ぶ。

ステップＳ２１０において、位置算出部４１３は今回位置を算出する。そして、位置算出部４１３は、今回位置を記憶部４２１に記憶する。
今回位置は、今回画像における代表位置である。
代表位置は、設備１１２が映っている部分を代表する位置である。

具体的には、位置算出部４１３は、ステップＳ１３０（図１１参照）で検出された設備部分から今回位置を選択する。例えば、位置算出部４１３は、設備部分の中心の座標値を選択する。

なお、位置算出部４１３は、前回のステップＳ２１０で前回位置を算出している。前回位置は記憶部４２１に記憶されている。
前回位置は、前回画像のうちの設備１１２が映っている部分を代表する座標値である。

今回位置と前回位置とのそれぞれは、設備１１２毎に算出される。

図１３に、撮影画像の例を示す。
撮影画像の中の四角は、設備１１２を表している。
座標値（Ｘ１，Ｙ１）は、第１の設備１１２の代表位置を示している。
座標値（Ｘ２，Ｙ２）は、第２の設備１１２の代表位置を示している。

図１２に戻り、ステップＳ２２０から説明を続ける。
ステップＳ２２０において、変化判定部４１４は、画像変化の有無を判定する。つまり、変化判定部４１４は、今回画像が前回画像から変化しているか否かを判定する。

具体的には、変化判定部４１４は、設備１１２毎に今回位置を前回位置と比較する。
少なくともいずれかの設備１１２について今回位置が前回位置と異なる場合、今回画像が前回画像から変化している。

但し、変化判定部４１４は、前回画像と今回画像とを用いて動きベクトルを算出し、動きベクトルに基づいて画像変化の有無を判定してもよい。
動きベクトルは、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）のような映像符号化方式で標準化されている。

画像変化が有る場合、処理はステップＳ２３０に進む。
画像変化が無い場合、処理はステップＳ２６０に進む。

ステップＳ２３０において、検証部４１５は今回画像を検証する。
具体的には、検証部４１５は、範囲変化量と位置変化量とを比較する。
範囲変化量は、揺さ振り制御による撮影範囲の変化量である。
位置変化量は、前回位置に対する今回位置の変化量である。
変化量はベクトルで表される。つまり、変化量は、変化の大きさと変化の方向とで表される。

ステップＳ２３０の手順を説明する。
まず、検証部４１５は、揺さ振り制御の揺さ振りパターンに基づいて、範囲変化量を算出する。
次に、検証部４１５は、前回位置と今回位置とを用いて、位置変化量を算出する。
そして、検証部４１５は、範囲変化量と位置変化量とを比較する。

ステップＳ２４０において、検証部４１５は、検証結果に基づいて、今回画像が不正な画像であるか判定する。

位置変化量の大きさが範囲変化量の大きさと同じであり、且つ、位置変化量の方向が範囲変化量の逆方向である場合、今回画像は不正な画像ではない。
位置変化量の大きさが範囲変化量の大きさと異なる場合、今回画像は不正な画像である。
位置変化量の方向が範囲変化量の逆方向でない場合、今回画像は不正な画像である。

今回画像が不正な画像でない場合、処理はステップＳ２５０に進む。
今回画像が不正な画像である場合、処理はステップＳ２８０に進む。

ステップＳ２５０において、編集部４１９は、今回画像を元に通常画像を生成する。
通常画像は、揺さ振り制御が行われなかった場合に得られる撮影画像に相当する画像である。つまり、通常画像は、今回画像の各画素を位置変化量だけ移動することによって得られる画像である。

具体的には、編集部４１９は、通信部４２２を介して、編集命令をレコーダ３００へ送信する。編集命令は、画像ＩＤと位置変化量とを示す。
レコーダ３００において、通信部３１３が編集命令を受信する。そして、編集部３１２が、メモリ３０２または補助記憶装置３０３に記憶されている撮影画像の中から今回画像を選択し、今回画像を元に通常画像を生成し、今回画像を通常画像に更新する。
通常画像は、通信部３１３によってディスプレイ１０３に送信される。そして、通常画像が監視映像としてディスプレイ１０３に表示される。

ステップＳ２６０において、パターン選択部４１６は、揺さ振りパターンを選択する。
具体的には、パターン選択部４１６は、パターンファイル４３４から前回選択した揺さ振りパターンを除き、残りの揺さ振りパターンからランダムに揺さ振りパターンを選択する。
例えば、図９のパターンファイル４３４において、前回の揺さ振りパターンが揺さ振りパターンＰ００１であったものとする。この場合、パターン選択部４１６は、残りの揺さ振りパターン（Ｐ００２〜Ｐ００８）の中から、ランダムに１つの揺さ振りパターンを選択する。

ステップＳ２７０において、周期決定部４１７は、現在時刻に基づいて揺さ振り周期を決定する。
具体的には、周期決定部４１７は、設備１１２の利用可能時間と現在時刻との関係に基づいて、揺さ振り周期を決定する。

ステップＳ２７０の手順を説明する。
まず、周期決定部４１７は、今回画像のカメラＩＤと同じカメラＩＤに対応付けられた設備ＩＤをカメラ管理ファイル４３１から取得する。
次に、周期決定部４１７は、取得した設備ＩＤと同じ設備ＩＤに対応付けられた利用可能時間を設備管理ファイル４３２から取得する。
次に、周期決定部４１７は、現在時刻が利用可能時間に含まれるか否かを判定する。
そして、周期決定部４１７は、判定結果に基づいて、揺さ振り周期を決定する。

例えば、利用可能時間用の揺さ振り周期と利用可能時間外用の揺さ振り周期が予め決められている。
現在時刻が利用可能時間に含まれる場合、周期決定部４１７は、利用可能時間用の揺さ振り周期を選択する。
現在時刻が利用可能時間に含まれない場合、周期決定部４１７は、利用可能時間外用の揺さ振り周期を選択する。

ステップＳ２６０で選択された揺さ振りパターンおよびステップＳ２７０で決定された揺さ振り周期は、次回のステップＳ１１０（図１１参照）で使用される。

ステップＳ２８０において、通知部４１８はなりすまし通知を出力する。
なりすまし通知は、映像のなりすましを知らせるための通知である。つまり、なりすまし通知は、今回画像が不正な画像であることを知らせるための通知である。

具体的には、通知部４１８は、通信部４２２を介して、なりすまし通知を通知先へ送信する。
通知先は、予め決められている。例えば、通知先は、監視室１１４の端末または監視員の端末である。端末の具体例は、パーソナルコンピュータ、携帯端末およびタブレット端末である。

＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
映像のなりすましを検出することができる。
さらに、揺さ振り制御の実施と画像変化の検出とにより、映像のなりすましを検出する精度が向上する。

従来技術における信号発生装置が不要であるため、監視システム１００のコストを削減できる。また、既存の監視カメラを利用することが可能である。既存の監視カメラの利用は設備コストの削減に繋がる。

揺さ振り制御（Ｓ１１０）および画像検証（Ｓ２３０）は、物理的なチャレンジアンドレスポンスとしての効果を奏する。揺さ振り制御による撮影画像の変化は、映像のなりすましを行う不正者が気付くことが難しい変化である。
カメラとレコード間の通信接続時のパスワードによる認証の場合、パスワードがブルートフォース攻撃または他の手法によって解析される可能性がある。解析されたパスワードが悪用された場合、映像のなりすましが発生する可能性が高くなる。さらに、監視員が映像のなりすましに気づかない可能性がある。
一方、実施の形態１は、物理的なチャレンジアンドレスポンスの効果を奏するため、映像のなりすましを検出する手法として優れている。

＊＊＊他の構成＊＊＊
レコーダ３００と監視補助装置４００とを統合してもよい。
つまり、監視補助装置４００の機能をレコーダ３００に搭載してもよいし、レコーダ３００の機能を監視補助装置４００に搭載してもよい。

カメラ２００とレコーダ３００とは互いに暗号化通信を行ってもよい。
図１４に基づいて、ＳＳＬ／ＴＬＳによる暗号化通信の手順を説明する。
ＳＳＬはＳｅｃｕｒｅ Ｓｏｃｋｅｔｓ Ｌａｙｅｒの略称であり、ＴＬＳはＴｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙの略称である。

まず、カメラ２００とレコーダ３００とがハンドシェイクプロトコルを実行する。
ハンドシェイクプロトコルにより、通信相手の相互認証と共通鍵の交換とが行われる。
ハンドシェイクプロトコルにおいて、カメラ２００がクライアントであり、レコーダ３００がサーバである。
（１）カメラ２００がレコーダ３００に接続を要求する。
（２）レコーダ３００がサーバ証明書をカメラ２００に送信する。
（３）カメラ２００がサーバ証明書を検証する。
（４）カメラ２００がクライアント証明書をレコーダ３００に送信する。
（５）レコーダ３００がクライアント証明書を検証する。
（６）カメラ２００とレコーダ３００との間で共通鍵が交換される。

その後、共通鍵を用いた暗号化通信が行われる。
（７）カメラ２００とレコーダ３００との間でＴＬＳ暗号化通信が行われる。
（８）レコーダ３００が、監視補助装置４００から受けた揺さ振り命令をカメラ２００へ送信する。
（９）カメラ２００が撮影画像をレコーダ３００へ送信する。撮影画像は、レコーダ３００から監視補助装置４００へ送信される。
（１０）監視補助装置４００がなりすまし検証を行う。

上記の通り、実施の形態１は暗号化通信と組み合わせることが可能である。
ＳＳＬ／ＴＬＳ暗号化通信にセキュリティの脆弱性が発見された場合、つまり、暗号化通信が一時的に脆弱な状態となった場合であっても、監視補助装置４００を継続して利用することができる。これにより、監視システム１００を多層的に守ることが可能となる。したがって、監視システム１００のセキュリティをより高めることが可能である。

揺さ振り制御は、カメラ２００のモータ２０５を制御する方法以外の方法で行われてもよい。つまり、カメラ２００の物理的な駆動以外の方法で揺さ振り制御が行われてもよい。
具体的には、揺さ振り制御はソフトウェア処理によって行われてもよい。例えば、カメラ２００の制御部２１１による撮影画像の加工処理が揺さ振り制御として行われてもよい。
カメラ２００の機能コマンド等によって撮影範囲の指定が可能である場合、撮影範囲の位置を数画素変更することで、撮影画像の撮影範囲を変化させることができる。これにより、カメラ２００を物理的に駆動しなくても、なりすまし検知を行うことができる。さらに、対象者１１１が監視されていることに気付きにくくなる、という効果が得られる。

＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
図１５に基づいて、監視補助装置４００のハードウェア構成を説明する。
監視補助装置４００は処理回路４０９を備える。
処理回路４０９は、揺さ振り部４１１と照合部４１２と位置算出部４１３と変化判定部４１４と検証部４１５とパターン選択部４１６と周期決定部４１７と通知部４１８と編集部４１９と記憶部４２１とを実現するハードウェアである。
処理回路４０９は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリ４０２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ４０１であってもよい。

処理回路４０９が専用のハードウェアである場合、処理回路４０９は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。
ＡＳＩＣはＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略称であり、ＦＰＧＡはＦｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略称である。
監視補助装置４００は、処理回路４０９を代替する複数の処理回路を備えてもよい。複数の処理回路は、処理回路４０９の役割を分担する。

監視補助装置４００において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。

このように、処理回路４０９はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。

実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。フローチャート等を用いて説明した手順は、適宜に変更してもよい。

１００ 監視システム、１０１ 第１ネットワーク、１０１Ａ 建物ネットワーク１０１、１０２ 第２ネットワーク、１０２Ａ 室内ネットワーク、１０３ ディスプレイ、１１１ 対象者、１１２ 設備、１１２Ａ エレベータ、１１２Ｂ 自動扉、１１２Ｃ 窓、１１２Ｄ シャッター、１１３ 建物フロア、１１４ 監視室、２００ カメラ、２０１ プロセッサ、２０２ メモリ、２０３ イメージセンサ、２０４ 通信装置、２０５ モータ、２１１ 制御部、２１２ 撮影部、２１３ 通信部、３００ レコーダ、３０１ プロセッサ、３０２ メモリ、３０３ 補助記憶装置、３０４ 通信装置、３１１ 制御部、３１２ 編集部、３１３ 通信部、４００ 監視補助装置、４０１ プロセッサ、４０２ メモリ、４０３ 補助記憶装置、４０４ 通信装置、４０９ 処理回路、４１１ 揺さ振り部、４１２ 照合部、４１３ 位置算出部、４１４ 変化判定部、４１５ 検証部、４１６ パターン選択部、４１７ 周期決定部、４１８ 通知部、４１９ 編集部、４２１ 記憶部、４２２ 通信部、４３１ カメラ管理ファイル、４３２ 設備管理ファイル、４３３ 設備画像群、４３４ パターンファイル。

Claims (3)

1. 静止物を撮影するカメラに撮影範囲を変化させる揺さ振り制御の前に前記カメラによって得られた前回画像において前記静止物が映っている部分を代表する前回位置と、前記揺さ振り制御の後に前記カメラによって得られた今回画像において前記静止物が映っている部分を代表する今回位置と、を算出する位置算出部と、
   前記揺さ振り制御による前記撮影範囲の変化量と、前記前回位置に対する前記今回位置の変化量とに基づいて、前記今回画像が不正な画像であるか判定する検証部と、
   複数の揺さ振りパターンから前回選択した揺さ振りパターンを除き、残りの揺さ振りパターンからランダムに揺さ振りパターンを選択するパターン選択部と、
   選択された揺さ振りパターンに合わせて前記揺さ振り制御を行う揺さ振り部と、
   を備える監視補助装置。
2. 静止物を撮影するカメラに撮影範囲を変化させる揺さ振り制御の前に前記カメラによって得られた前回画像において前記静止物が映っている部分を代表する前回位置と、前記揺さ振り制御の後に前記カメラによって得られた今回画像において前記静止物が映っている部分を代表する今回位置と、を算出する位置算出部と、
   前記揺さ振り制御による前記撮影範囲の変化量と、前記前回位置に対する前記今回位置の変化量とに基づいて、前記今回画像が不正な画像であるか判定する検証部と、
   前記揺さ振り制御を行う揺さ振り周期を現在時刻に基づいて決定する周期決定部と、
   前記揺さ振り周期に合わせて前記揺さ振り制御を行う揺さ振り部と、
   を備える監視補助装置。
3. 前記静止物は、利用可能時間が決められた設備であり、
   前記周期決定部は、前記利用可能時間と前記現在時刻との関係に基づいて、前記揺さ振り周期を決定する
   請求項２に記載の監視補助装置。

Images