JPH01236791A - 近接監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、監視領域の撮影画像を用いて、監視対象へ
の異物の接近を画像認識により判別する近接監視装置に
関する。

（従来の技術） 展示物や危険領域等への人や動物その他の物体等の接近
を監視し、あるいは建造物や室内等への侵入者等を検知
して、警報等を発生し、注意を促したり、危険を回避さ
せる等のために監視機能が要求されることがある。

このような、監視対象周辺の監視領域への異物の近接を
監視するために、従来は、赤外線ビームや接触センサ等
を監視対象の周囲に配置し、このビームやセンサ鰺に異
物が接触することにより接近を感知する等の方法が用い
られていた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このような従来の接触・感知等による方法で
は、監視領域が広い場合や、監視対象が複雑な形状をし
ているとき等には、ビームやセンサ等による監視網を設
置する際に物理的な困難が生じるようなこともある。ま
た、監視対象の配置や形状等に変更があった場合には、
これらに応じて上記監視網を再編しなければならない。

さらに、異物の接近の度合いを判別するためには、上記
ビームやセンサ等による監？’Ａ　４１４を監視対象か
らの距離に応じて複数段に設置する必要がある等、大変
な手間や時間および器物を費やさねばならなかった。

このような従来の事情に鑑み、監視対象の形状や監視領
域の環境等に依存するところか少なく、設定が容易であ
り、形状や配置等の変更に対しても容易に対応でき、か
つ異物の接近の度合い（距離）の検出も簡単に行なえる
ような近接監視装置を提供することを、この発明の目的
とするものである。

「発明の構成］ （課題を解決するための手段） このような目的を達成するなめに、この発明に係る近接
監視装置では、監視６’ｆｉＦＡを撮像し、比較画像を
得る画像入力手段と、監視領域内に異物が存在していな
い静止状態における監視領域の参照画像を記憶する参照
画像記憶手段と、この参照画像記憶手段により記憶され
る参照画像と前記画像入力手段により得られる比較画像
とを比較し、両画像の相違情報を抽出する画像比較手段
と、この画像比較手段により抽出された両画像の相違情
報から監視領域内の異物の存在を判別して異常を判定す
る異常判定手段と、を有して、画像認識により異物の近
接を監視する。

（作用） このような構成を有する近接監視装置であれば、画像認
識により監視が実現できるため、監視領域を撮像する画
像入力手段を配設するだけで、従来のセンサやビーム等
による監視網の設置に相当する作業が完了する。複雑な
形状を持つ監視対象や、監視対象の配置・形状などの変
更に対しても、＃照面像記憶手段に静止状態における監
ＰＡ頭域の参照画像を記・はさせ、あるいはこれを更新
するだけで対応できる。

監視領域に異物が接近した場合には、画像入力手段によ
る比較画像内にその異物が撮像され、画像比較手段によ
り上記参照画像と比較されて両画像の相違情報が抽出さ
れる。そして、異常判定手段により、この抽出された両
画像の相違情報から監視領域内の異物の存在が判別され
異常の判定が行なわれる。こうして、監視領域に異物が
接近したことが検知できるようになる。

（実施例） 第１図に、この発明を適用した一実施例の近接監視装置
のブロック図を示す。

この実施例装置では、監視対象Ａを含む周辺領域を監視
領域とし、−台のカメラ１により監視している。

カメラ１によりｔ最ｆ象された監視領域の画像を一時的
に保持する画像メモリ２が設けられている。

画像メモリ２ではカメラ１からの画１象信号を、例えば
Ａ／Ｄ変換器によりディジタル値に変換し、８ビット階
調の濃淡画像として記憶している。画ｆ象前処理部７は
、画像メモリ２に保持される画像データについて、例え
ば平滑化処理等を行ない、後段における物体の像の検出
等を円滑にするものである。

参照画像メモリ３には、異物等が混在しない静止状態で
の監視領域の撮影画像を、上記カメラ１および画像メモ
リ２を経由して取出し、記・億できるようになされてい
る。なお対象指定部１０は、参照画像メモリ３に記憶さ
れる参照画像の中の監視対象の像を指示し、決定するも
のである。対象の指定は、例えば参照画像を画面上に表
示し、その輪郭をマウス等により辿って措定することが
できる。あるいは、画像処理により参照画像内の各物体
等の像を抽出して表示し、監視対象をカーソル等により
指定するように構成してもよい。また、監視対象が非常
に小さなものであれば、特にその輪郭等を指示・決定し
なくとも、撮影画像の特定の位置（例えば、画像の中心
）に監視対象がくるように撮影方向等を工夫して認識で
きるようにすることも可能である。もちろん、監視対象
が必ずし乙カメラ１による監視領域内に含まれている必
要はなく、監視対象を除いた近傍の領域についてのみ監
視することも可能である。このような場合には、監視対
象が画像のどちら側に在るのか、またその距離はどれ位
なのか、といった情報が対象指定部１０を通じて入力さ
れる。

画像比較部４は、刻々の監視領域画像をカメラ１および
画像メモリ２を介して受取りながら、参照画像メモリ３
に記憶される参照画像と比較し、両画像の相違情報を抽
出するものである。

この相違情報を元に、異物の存在を判別し、異常判定を
行なう異常判定部５がある。また、異常判定部５におけ
る異物の存在の判別および異常判定の基準となる値を保
持する判定値保持部１１がある。検出データ記憶部８は
、上記判別等を時間的な情報を含めて行なうために、刻
々の検出データを所定の時間記憶するものである。

そして、異常判定部５により、監視対象への異物の近接
が判定されたときに、この判定信号に応じ、各種の％ｉ
報を発生する警報発生部６が設けられている。

次に、この実施例装置の動作を説明する。

第２図乃至第４図は、この実施例において用いられる各
画像の例を示した図である。第２図は監視領域の静止状
態における参照画像であり、監視対象Ａが撮影されてい
る。また、第３図はカメラ１により撮像される刻々の比
較画像の例である。

監視対象Ａの他に、物体Ｂおよび物体Ｃの２つの物体が
写っている。そして、第４図は上記の両画像の差をとっ
た差画像である。

監視の実施は、先ず、監視領域内に異物が混在しない静
止状態での領域の撮像から開始される。

参照画像としてカメラ１で撮影された監視領域の画像は
、画像メモリ２に格納され、画像前処理部７にて平滑化
処理等の前処理が実行された後、参照画像メモリ３に転
送されて記憶される。第２図に、このような参照画像の
例を示す。

参照画像メモリ３に記憶された参照画像について、対象
指定部１０より、画像内の（あるいは画像外の）監視対
象についての位置や大きさあるいは輪郭等の情報が設定
される。

なお、参照画像メモリ３に記憶する参照画像は一種類だ
けに限定するものではなく、例えば監視領域の採光条件
の変化等に応じて複数枚撮像し、保持するような構成に
してもよい。

こうして準備が完了すると、監視が開始される。

カメラ１からは、刻々の監視領域の画像が撮影され、比
較画像として出力される。この比較画像は順次、画像メ
モリ２に入力され、画像前処理部７にて平滑化処理等の
前処理が行なわれた後、画像比較部４に送出される。第
３図は、このような比較画像の例を示したものである。

画像比較部４では、平滑化処理等の前処理が行なわれた
比較画像および参照画像の両画像について、サブトラク
ション（１３りを行なって差画像を求め、異常判定部５
に渡す。この差画像の例を第４図に示す６第２図の参照
画像例、および第３図の比較画像例と比較して、新たに
監視領域内に出現した物体Ｂおよび物体Ｃの像だけが、
差画像に残されているのが、第４図から明瞭に認識でき
る。

そして、異常判定部５では、この差画像上のゼロ（もし
くはゼロ近傍）でない値を持つ画素のみを選出し、これ
らの画素を連結した領域を抽出する０次に、抽出した各
連結領域に対し、順に番号を割付けるとともに、その大
きさ（面積、即ち画素数）を算出する。この算出された
各連結領域の面積について、判定値保持部１１に保持さ
れる基準面積値と順次比較し、所定の基準面積値より大
きな領域のみを近接物体の候補として残す、こうして画
像上のゴミ等（撮像時の誤差等）を取除いた後、残され
た近接物体の候補領域について、時間的な変化を調査す
る０時間的な変化は、上記の領域に関する検出データを
検出データ記憶部８に一定時間保存しながら比較するこ
とにより行なわれる。そして、判定値保持部１１に保持
される基準時間以上、画像上に連続して存在した候補領
域があれば、これを近接物体と判別する。このとき、こ
の物体が監視対象に対して近付いているのか遠ざかって
いるのかの方向、およびその速度等も、時間的な変化か
ら判別することができる。次に異常判定部５は、この物
体の監視対象からの距離を差画像から推測する。そして
、最も近いものを検索し、その距離等に応じた警告信号
を出力する。

第４図に例では、物体Ｂおよび物体Ｃが近接物体（異物
）として判別され、さらに物体Ｂの方か物体Ｃよりも監
視対象に近いため、物体Ｂについての警告信号が発せら
れる。もちろん、このような複数の異物が相前後して近
接している場合には、単体とは異なる警告信号を出力す
るようにすることも可能である。また、上述したように
、参照画像を複数通り用意しておくことにより、採光条
件の変動等による入力画像の変化に対しても、状況に応
じ自動的に、鰻も差の少ない画像を参照画像として比較
対象に採用できるようになり、誤報の発生等の防止に寄
与することが可能になる。

こうして出力された警告信号に応じて、警告発生部６が
警告を発生し、異物の近接を知らせる。

警告発生部６においては、警報に限らず、例えば数種類
の音声データを記憶あるいは合成するＬＳＩ等を用いた
音声出力機器を利用して、異物の近接距離（あるいは方
向・速度等）に応じた警告メツセージを出力することが
できる。このような人声によるｉ；告を用いれは、より
理解されやすく、適確な警告を発することができ、異常
時における回避行動等もとりやすくなる。

また、この実施例に述べたような警告の発生方法によら
ず、この近接監視装置による異物の近接判定を受けて、
ＴＶモニタ等に画面表示しなり、シャッタ等を動作させ
防護する等の利用方法も可能である。

［発明の効果］ 以上、詳細に説明したように、この発明に係る近接監視
装置であれば、画１象認識により監視しているため、従
来のセンサやビーム等を配設して監視網を設置するよう
な手間や時間が不要となり、設定が非常に簡易に行なえ
る。また、監視対象の形状が複誰であったり、配置変更
や形状の変化等が発生しても、容易に対応することがで
きる。さらに、異物が近接したときも、監視対象との距
離あるいは速度や方向等を容易に検出することができ、
警告を発するような場合でも距離等に応じた警告が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した一実施例の近接監視装置の
ブロック図、第２図は同実施例における参照画像の一例
を示す説明図、第３図は同実施例における比較画像の一
例を示す説明図、第４図は同実施例における差画像の一
例を示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）監視領域を撮像し、比較画像を得る画像入力手段
   と、 監視領域内に異物が存在していない静止状態における監
   視領域の参照画像を記憶する参照画像記憶手段と、 この参照画像記憶手段により記憶される参照画像と前記
   画像入力手段により得られる比較画像とを比較し、両画
   像の相違情報を抽出する画像比較手段と、 この画像比較手段により抽出された両画像の相違情報か
   ら監視領域内の異物の存在を判別して異常を判定する異
   常判定手段と、を有することを特徴とする近接監視装置
   。