JP6833558B2 - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents
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Description
上記特許文献1に記載の技術では、カメラが配信する画像のデータサイズを低減することができるため、ネットワークの負荷を増大することなくカメラから高フレームレートで画像を配信することができる。しかしながら、サーバ側のフレームレートがカメラ側のフレームレートよりも低い場合を考慮する必要がある。
そこで、本発明は、画像の配信先の装置における解析処理の高精度化を実現することを目的としている。
なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
図1は、本実施形態における画像処理システムの動作環境の一例を示したネットワーク接続構成図である。本実施形態では、画像処理システムをネットワークカメラシステムに適用する。
ネットワークカメラシステム1000は、複数のネットワークカメラ(以下、「カメラ装置」という。)100と、サーバ装置200と、を備える。カメラ装置100およびサーバ装置200は、ネットワーク300によって接続されている。ネットワーク300は、例えばLAN(Local Area Network)である。
なお、ネットワーク300はLANに限定されるものではなく、インターネットやWAN(Wide Area Network)などであってもよい。また、ネットワーク300への物理的な接続形態は、有線であってもよいし、無線であってもよい。さらに、図1においては、3台のカメラ装置100がネットワーク300に接続されているが、少なくとも1台のカメラ装置100が接続されていればよく、接続台数は図1に示す数に限定されない。
なお、サーバ装置200は、カメラ装置100から配信される画像や、解析処理の結果を表示部に表示させるための表示制御機能を有していてもよい。さらに、サーバ装置200は、解析処理に関する各種設定のための操作をユーザが行うための入力機能を有していてもよい。
撮像センサ部101は、ズームレンズや撮像素子を備える撮像部15(図3)からアナログ画像信号を取得し、A/D変換処理部102に出力する。A/D変換処理部102は、撮像センサ部101から入力されたアナログ画像信号をディジタル画像信号に変換する。ここで、ディジタル画像信号は、映像(動画像)を構成する各フレーム(画像)のディジタル画像信号とすることができる。
カメラ装置100は、CPU11と、ROM12と、RAM13と、外部メモリ14と、撮像部15と、通信I/F16と、システムバス17とを備える。
CPU11は、カメラ装置100における動作を統括的に制御するものであり、システムバス17を介して、各構成部(12〜16)を制御する。ROM12は、CPU11が処理を実行するために必要なプログラムを記憶する不揮発性メモリである。なお、上記プログラムは、外部メモリ14や着脱可能な記憶媒体(不図示)に記憶されていてもよい。RAM13は、CPU11の主メモリ、ワークエリアとして機能する。すなわち、CPU11は、処理の実行に際してROM12から必要なプログラムをRAM13にロードし、ロードしたプログラムを実行することで各種の機能動作を実現する。
図2に示すカメラ装置100の各部の機能は、CPU11がプログラムを実行することで実現することができる。ただし、図2に示すカメラ装置100の各部のうち少なくとも一部が専用のハードウェアとして動作するようにしてもよい。この場合、専用のハードウェアは、CPU11の制御に基づいて動作する。
つまり、サーバ装置200における動体の検知精度は、サーバ装置200が画像を受信し処理できるフレームレートによって決まる。一方、カメラ装置100が動体検知機能を有する場合、カメラ装置100における動体の検知精度は、カメラ装置100が画像を処理できるフレームレートによって決まる。そのため、サーバ装置200の処理フレームレートが、カメラ装置100での処理フレームレートよりも低い場合、カメラ装置100において検知できた動体が、サーバ装置200では検知できないといったことが発生する。
ところが、カメラ装置100が、フレーム1、フレーム3、フレーム5、フレーム7、フレーム9の画像40をサーバ装置200へ配信してしまうと、サーバ装置200が取得する画像40Aには、フレーム4に対応する画像が含まれない。サーバ装置200は、フレーム1、フレーム3、フレーム5、フレーム7、フレーム9にそれぞれ対応するフレーム1A〜フレーム5Aの画像40Aに基づいて動体検知を行うため、フレーム4に含まれる動体を適切に検知することができないおそれがある。
配信データ判断部107は、動体判断部106によって各画像に関連付けられた動きベクトル量を比較し、動きベクトル量が大きい画像ほど動体の動きが大きいために画像差分が大きく、動体検知の度合いが高い(動体を検知しやすい)と判断する。そして、配信データ判断部107は、データ記憶部105に記憶された一定期間に撮像処理された複数の画像から、動きベクトル量の大きな画像から優先的に配信画像として選択する。ここで、上記一定期間は、予め決められた時間を元にすることができ、図6の例では、カメラ装置100が10フレーム分の画像を処理する時間としている。
ただし、上述したように、図2に示す各要素のうち少なくとも一部が専用のハードウェアとして動作することで図7の処理が実現されるようにしてもよい。この場合、専用のハードウェアは、CPU11の制御に基づいて動作する。以降、アルファベットSはフローチャートにおけるステップを意味するものとする。
そして、配信データ判断部107は、S5において一定期間の画像が保持されたと判断すると、S6に移行し、一定期間に撮像処理された画像のうちどの画像をサーバ装置200へ配信するかを、動きベクトル量の算出結果に基づいて判断する。また、配信データ判断部107は、サーバ装置200へ配信すると判断した画像を、データ記憶部105によって記憶媒体に記憶された一定期間の画像の中から選択する。
動きベクトル量の算出に際し、動体判断部106は、まず画像41および画像42に対して、それぞれ特徴点の抽出処理を行う。図8(b)に、画像41および画像42における特徴点の抽出例を示す。図8(b)中における×印で示している箇所が抽出された特徴点である。ここで、人物51の特徴点61に対応する人物51´の特徴点は、画像42における特徴点61´である。また、物体52の特徴点62に対応する物体52´の特徴点は、画像42における特徴点62´である。動体判断部106は、これらの画像間において対応する特徴点について、それぞれ画像内位置の差を判断する。
動体判断部106は、画像中の各特徴点の動きベクトルを算出し、これらを統計して画像間の全体の動体の動きベクトル(移動量と移動方向)を判断する。これにより、配信データ判断部107は、動体判断部106により判断された画像間の動体の移動量をもとに、どの画像をサーバ装置200へ配信するとサーバ装置200側での動体検知率を上げることができるかを判断することができる。
ここで、上記解析処理は、画像中の動体を検知する動体検知処理とすることができる。つまり、カメラ装置100は、サーバ装置200側の動体検知処理においてもカメラ装置100と同様に動体を検知できる画像を選択して配信する。したがって、サーバ装置200側での動体検知率を適切に高めることができる。
これに対して、本実施形態では、カメラ装置100は、サーバ装置200へ配信可能なすべての画像に対して動体検知の評価を行い、その結果をもとにサーバ装置200へ配信する画像を判断する。そのため、サーバ装置200側での動体検知の精度を高めることができる。したがって、ネットワーク300への配信負荷を増大させることなく、また、サーバ装置200側での処理負荷および記憶媒体への負荷を増大させることなく、サーバ装置200における動体検知精度を向上させることができる。
このように、カメラ装置100は、画像中に存在する動体の動きが大きいほど、その画像は動体を検知するために必要な画像であると判断し、優先的にサーバ装置200へ配信する。つまり、カメラ装置100は、動体の検知度合いが大きい画像を優先した配信制御を行うことができる。したがって、サーバ装置200側での動体検知率を確実に向上させることができる。
以上説明したように、本実施形態における画像処理システム1000は、画像処理装置として機能するカメラ装置100と、画像解析装置として機能するサーバ装置200とがネットワーク300を介して接続されている。また、カメラ装置100における撮像処理のフレームレートは、サーバ装置200における解析処理のフレームレートよりも高い。本実施形態では、このような画像処理システム1000において、ネットワークの負荷を増大することなく、また、サーバ装置200側の処理負荷や容量負荷を増大することなく、サーバ装置200における解析処理の精度を向上させることができる。
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
上述した第一の実施形態では、動体の動きベクトル量のみに基づいて配信画像を選択する場合について説明した。この第二の実施形態では、さらに動体の位置情報を考慮して、配信画像を選択する場合について説明する。
図10は、画像43と当該画像43に続くフレームである画像44とを含む画像シーケンスの一例である。ここで、画像43内には、人物53、人物54および物体55が存在し、画像44内には、人物53´、人物54´および物体55´が存在している。ここで、人物53と人物53´、人物54と人物54´はそれぞれ同一人物であり、物体55と物体55´とは同一物体である。また、画像43内の人物53および54はそれぞれ動体であり、人物53は、画像44内において人物53´の位置に移動し、人物54は、画像44内において人物54´の位置に移動している。
そこで、本実施形態では、動体判断部106は、動体の動きベクトル量だけでなく、動体の画像内における位置に関する情報である位置情報も取得する。そして、配信データ判断部107は、動体の動きベクトル量と位置情報とに基づいて、サーバ装置200へどの画像を配信するかを判断する。具体的には、配信データ判断部107は、動体判断部106から取得された位置情報をもとに動体の画像内位置を判断し、画像端に近い位置に動体が存在すると判断した場合、その画像を優先的にサーバ装置200へ配信するよう判断する。
S3において、動体判断部106が、画像中に動体が存在するか否かを判断した後、S11において、動体判断部106は、S3において判断された動体の画像内における位置情報を取得し、画像に関連付けて保持してからS4に移行する。
そして、S4において、動体判断部106が動体の動きベクトル量を算出し、画像に関連付けて保持した後、S12において、配信データ判断部107は、動体の動きベクトル量と位置情報とに基づいて画像に重み付けをする。ここで、配信データ判断部107は、動体の動きベクトル量が大きいほど、また、動体の画像内位置が画像端に近いほど、サーバ装置200への配信画像として選択しやすくなるように重み付けする。
上記実施形態においては、動体の動きベクトル量(移動量)や位置情報に基づいて配信画像を判断する場合について説明した。しかしながら、配信画像の判断方法は上記に限定されるものではなく、動体の移動方向を用いてもよい。この場合、動体の移動方向が画像端に向かう方向である場合、動体が画角を外れて画像の外に出てしまう可能性が高いと判断し、その画像を優先的に配信画像として判断するようにしてもよい。つまり、動体の移動量、移動方向および位置の少なくとも1つに基づいて配信画像を判断することができる。
さらに、上記実施形態においては、カメラ装置100が画像処理装置として機能する場合について説明した。しかしながら、カメラ装置100によって撮像された画像を記憶する記憶部を備え、サーバ装置200へネットワーク300を介して画像を配信可能な映像配信装置が画像処理装置として機能してもよい。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (11)
- 画像を解析する解析処理を実行する画像解析装置に、ネットワークを介して画像を配信する画像処理装置であって、
撮像手段により撮像された複数の画像について、それぞれ解析処理を行う解析手段と、
前記画像解析装置における前記解析処理において処理可能なフレームレートと、前記解析手段による解析処理の処理結果とに応じて、前記複数の画像のうち、ネットワークを介して前記画像解析装置へ配信する画像を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された画像を、前記画像解析装置へ配信する配信手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記選択手段は、
前記複数の画像のうち、前記画像解析装置における解析処理の精度が向上する画像を前記配信する画像として選択することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記解析手段による前記解析処理は、画像中の動体を検知する動体検知処理であり、
前記解析手段により検知された動体に関する情報を取得する取得手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記取得手段により取得された情報に基づいて、前記配信する画像を選択することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記取得手段は、前記解析手段により検知された動体の画像内における移動量を示す移動情報を取得し、
前記選択手段は、前記動体の前記移動量が大きいほど、当該動体が含まれる画像を優先的に前記配信する画像として選択することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記取得手段は、前記解析手段により検知された動体の画像内における位置を示す位置情報を取得し、
前記選択手段は、前記動体の前記位置が画像端に近いほど、当該動体が含まれる画像を優先的に前記配信する画像として選択することを特徴とする請求項3または4に記載の画像処理装置。 - 前記選択手段は、一定期間に前記画像解析装置へ配信する画像の数が、前記画像解析装置における前記解析処理において処理可能な前記フレームレートに応じた一定の数となるように、前記配信する画像を選択することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記撮像手段により撮像された前記複数の画像を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段により記憶された前記複数の画像から、前記選択手段により選択された画像を、前記配信手段により配信する画像として選択する選択手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の画像処理装置と、
前記複数の画像を撮像する前記撮像手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項8に記載の撮像装置と、前記画像解析装置とがネットワークを介して接続されており、
前記撮像装置における撮像処理のフレームレートが、前記画像解析装置における前記解析処理において処理可能な前記フレームレートよりも高いことを特徴とする画像処理システム。 - 画像を解析する解析処理を実行する画像解析装置に、ネットワークを介して画像を配信する画像処理方法であって、
撮像手段により撮像された複数の画像について、それぞれ解析処理を行うステップと、
前記画像解析装置における前記解析処理において処理可能なフレームレートと、前記解析処理の処理結果とに応じて、前記複数の画像のうち、ネットワークを介して前記画像解析装置へ配信する画像を選択するステップと、
選択された画像を、前記画像解析装置へ配信するステップと、を含むことを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを、請求項1から7のいずれか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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