JPH0337357B2 - - Google Patents

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JPH0337357B2
JPH0337357B2 JP28962085A JP28962085A JPH0337357B2 JP H0337357 B2 JPH0337357 B2 JP H0337357B2 JP 28962085 A JP28962085 A JP 28962085A JP 28962085 A JP28962085 A JP 28962085A JP H0337357 B2 JPH0337357 B2 JP H0337357B2
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Japan
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image
change
pixel
projection
illuminance
Prior art date
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JP28962085A
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Japanese (ja)
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Hiroyoshi Yuasa
Chikao Matsuo
Akira Yasuda
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明はTVカメラによる監視画像の変化検知
により警報を発する画像監視方式に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to an image monitoring system that issues an alarm by detecting a change in a monitoring image by a TV camera.

[背景技術] 本発明者らは現画像と基準画像との差画像の投
影より変化検知を行い、変化領域の画像情報を圧
縮して狭帯域伝送する方式を既に提案している
が、火災や、侵入者等の識別照合が確実な方式が
未だ完成していなかつた。
[Background Art] The present inventors have already proposed a method for detecting changes by projecting a difference image between the current image and a reference image, compressing the image information of the changed area, and transmitting it in a narrow band. However, a reliable method for identifying intruders, etc., had not yet been completed.

[発明の目的] 本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもの
で、その目的とするところは侵入者や、火災等の
異常による変化を確実に検知することができる画
像監視方式を提供するにある。
[Object of the Invention] The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an image monitoring method that can reliably detect changes caused by intruders or abnormalities such as fire. There is something to do.

[発明の開示] 本発明を以下実施例により説明する。[Disclosure of invention] The present invention will be explained below with reference to Examples.

第1図は本実施例の全体構成を示しており、
CCD等の赤外領域まで感応する撮像素子を使用
したTVカメラ1により監視領域を撮像するよう
になつており、TVカメラ1は第4図に示すよう
に監視領域の天井などに取り付けられる。そして
このTVカメラ1は撮像する画像が赤外領域か、
可視光領域かを帯域フイルタ32を切り換えるこ
とより選択ができるようになつている。A/Dコ
ンバータ2はTVカメラ1からの映像信号をデジ
タル化するためのもので、デジタル化された画像
データはフレームバツフアに記憶される。この記
憶の取り込みと称し、通常この画像データの取り
込みは変化検知の対象物体の移動速度にもよるが
通常の侵入者検知の場合0.5秒程度に設定してあ
る。
Figure 1 shows the overall configuration of this embodiment.
The monitoring area is imaged by a TV camera 1 that uses an imaging device such as a CCD that is sensitive to infrared regions, and the TV camera 1 is attached to the ceiling of the monitoring area as shown in FIG. Is the image captured by this TV camera 1 in the infrared region?
The visible light range can be selected by switching the band filter 32. The A/D converter 2 is for digitizing the video signal from the TV camera 1, and the digitized image data is stored in a frame buffer. This image data capture is called "memory capture" and is usually set to about 0.5 seconds for normal intruder detection, although it depends on the moving speed of the object for change detection.

実施例では3つのフレームバツフアを持ち、現
画像フレームバツフア3は最新の画像データを記
憶するためのものであり、基準画像フレームバツ
フア5は侵入者等が無い監視領域の背景画像のデ
ータを記憶するためのものである。そして前画像
フレームバツフア4は一つ前の取り込み画像が記
憶するためのものである。
In the embodiment, there are three frame buffers, the current image frame buffer 3 is for storing the latest image data, and the reference image frame buffer 5 is for storing background image data of a monitoring area where there are no intruders etc. It is for remembering. The previous image frame buffer 4 is for storing the previous captured image.

ところで画像の変化検知は現画像と、背景の基
準画像との比較、或いは現画像と前画像との比較
の2種類があり、前者では侵入者が静止している
場合も変化有りと見なし、侵入者の全体が変化領
域として検出されるが、後者では侵入者が動いた
時に、動いた部分のみが変化領域と見なされ、前
画像の侵入者の位置と現画像の侵入者の位置とが
離れている場合には、前画像の侵入者の位置が現
画像では消失変化領域となり、現画像の侵入者の
位置が出現変化領域となる。従つて背景の基準画
像と現画像との比較においては、出現変化領域の
みとなる。
By the way, there are two types of image change detection: comparing the current image with a background reference image, or comparing the current image with the previous image. In the former, even if the intruder is stationary, it is considered that there is a change, and the intruder is detected. However, in the latter case, when the intruder moves, only the part that moves is considered as the changed area, and the position of the intruder in the previous image and the position of the intruder in the current image are different. If so, the position of the intruder in the previous image becomes a disappearing change area in the current image, and the position of the intruder in the current image becomes an appearance change area. Therefore, when comparing the background reference image and the current image, only the appearance change area is included.

本発明の実施例は主に現画像と背景の基準画像
との比較による異常変化検知に対して、照度変化
に対して正規化された画像比較を行うか、照度変
化らしい場合に再度画像比較を行うことで、照度
変化を異常変化と見なさず、背景の基準画像を更
新する画像監視方式に関するものであるが、前画
像と現画像との比較においても、照度変化の兆候
を検出し、再度画像比較を行つたり、照度に対し
て正規化することを同様に行つても良いことは勿
論である。
Embodiments of the present invention mainly perform abnormal change detection by comparing the current image with a background reference image, and either perform image comparison normalized for illuminance changes, or perform image comparison again when it seems that the illuminance has changed. This relates to an image monitoring method that updates the reference image of the background without regarding changes in illuminance as abnormal changes, but it also detects signs of illuminance changes when comparing the previous image and the current image, and then updates the image again. Of course, it is also possible to perform comparison and normalization with respect to illuminance.

さて本実施例では照度変化の兆候を検出する方
式を3種類採用しており、その方式の切換は照度
変化検知方式設定回路6で行えるようになつてい
る。
In this embodiment, three types of methods for detecting signs of a change in illuminance are employed, and the method can be switched by an illuminance change detection method setting circuit 6.

まずその3種類の方式の概略について述べる
と、第1の方式は照度計7の出力変化を照度変化
計算回路8で求めて行う方式であり、第2の方式
は画素毎の変化の大きさのヒストグラムをヒスト
グラム作成回路9で作成する方式であり、又第3
の方式は複数の画素の連続変化を判定する連続変
化判定回路10を用いる方式である。
First, to give an overview of the three methods, the first method calculates the change in the output of the illuminance meter 7 using the illuminance change calculation circuit 8, and the second method calculates the magnitude of the change for each pixel. This is a method in which a histogram is created by a histogram creation circuit 9, and a third
The method uses a continuous change determination circuit 10 that determines continuous changes in a plurality of pixels.

照度計7による方式は照度計7で検出した現画
像取り込み時点の照度と、基準画像(或いは前画
像)の取り込み時点の照度との間の変化量(偏
差)(或いは基準画像に対する前画像の照度の比
率)を照度変化計算回路8で計算する。このとき
照度変化量(偏差)がある設定値より大きい場合
には異常変化と見なさず、基準画像更新回路24
により基準画像を現画像と更新させる。また照度
変化計算回路8の計算値より、現画像の照度と同
じ条件となるように基準画像の各画素を補正する
ための補正係数(関数)を、画素毎の変化の大き
さを求める計算回路26の計算を基に、各画素毎
に補正係数(関数)計算回路11により求め、求
めた補正係数(関数)を補正係数(関数)バツフ
ア12に登録する。そして照度正規化演算回路1
3により上記登録した補正係数と上記計算した変
化量との積を基準画像の各画素毎に乗ずるか、或
いは関数を基準画像の各画素毎に乗ずることによ
り現画像と基準画像との比較において照度に対す
る正規化を行う。勿論補正量を減じたり加算した
りしてもよい。
The method using the illumination meter 7 detects the amount of change (deviation) between the illuminance detected by the illumination meter 7 at the time of capturing the current image and the illuminance at the time of capturing the reference image (or previous image) (or the illuminance of the previous image with respect to the reference image). ) is calculated by the illuminance change calculation circuit 8. At this time, if the amount of illuminance change (deviation) is larger than a certain set value, it is not considered as an abnormal change, and the reference image update circuit 24
The reference image is updated with the current image. Also, from the calculated value of the illuminance change calculation circuit 8, a calculation circuit that calculates a correction coefficient (function) for correcting each pixel of the reference image so that it has the same conditions as the illuminance of the current image, and calculates the magnitude of change for each pixel. 26, the correction coefficient (function) calculation circuit 11 calculates the correction coefficient (function) for each pixel, and registers the calculated correction coefficient (function) in the correction coefficient (function) buffer 12. And illuminance normalization calculation circuit 1
3, by multiplying each pixel of the reference image by the product of the correction coefficient registered above and the amount of change calculated above, or by multiplying each pixel of the reference image by a function, the illuminance can be determined in the comparison between the current image and the reference image. Perform normalization for . Of course, the correction amount may be decreased or added.

ここでTVカメラ1のオートアイリス回路或い
は自動ゲイン調整回路が働いている場合の補正係
数は画像全体の明るさの平均値がほぼ一定に保た
れるため、照度が高くなつた場合に影になる部分
は、負の補正係数にる。つまり平均値を同じにし
た後で、画像の各画素の明るさを補正することに
なる。一方オートアイリス回路や自動ゲイン調整
回路の影響が無いようにした画像の場合の補正係
数は画像の各画素に写し出されている対象物体の
TVカメラ1方向への光りの反射率に相当し、た
とえば第2図に示すように構成された照度正規化
演算回路13の補正演算部13aで補正演算した
後にゲイン調整部13bでゲイン調整を行なえば
オートアイリス回路や、自動ゲイン調整回路をシ
ユミレートできる。
Here, when the auto iris circuit or automatic gain adjustment circuit of TV camera 1 is working, the correction coefficient is such that the average brightness of the entire image is kept almost constant, so the portion that becomes a shadow when the illuminance increases is a negative correction coefficient. In other words, after making the average value the same, the brightness of each pixel of the image is corrected. On the other hand, in the case of an image that is not affected by the auto iris circuit or automatic gain adjustment circuit, the correction coefficient is
Corresponding to the reflectance of light in the direction of the TV camera 1, for example, after the correction calculation is performed by the correction calculation unit 13a of the illuminance normalization calculation circuit 13 configured as shown in FIG. 2, the gain adjustment is performed by the gain adjustment unit 13b. It is possible to simulate an auto iris circuit or an automatic gain adjustment circuit.

また監視領域の照明の条件が変化する場合には
影の部分も変化するので、その都度補正係数(関
数)を求めなければならないが、照明条件が一定
の場合は照明のオンオフや、日照変化の影響によ
る誤差が防げることになる。
Furthermore, if the lighting conditions of the monitoring area change, the shadow area will also change, so a correction coefficient (function) must be found each time, but if the lighting conditions are constant, it is necessary to This will prevent errors due to influence.

次にヒストグラムによる照度変化の兆候検出に
ついて説明する。まず画像毎の変化のヒストグラ
ムは現画像と基準画像或いは前画像との差の絶対
値を変化検知格子の画素毎に求めた差画像の各画
素ごとの変化の大きさのヒストグラム(度数分
布)で、ヒストグラム作成回路9により画素毎の
変化の大きさのヒストグラムを作成する。ここで
照度変化がある場合全画像的に変化するためにあ
る設定値より小さな画素毎の変化の大きさの画素
(零画素)の割合(或いは個数)が小さくなるの
で、この状態を検定すれば次の画像と取り込みに
よる変化検知プロセスをスキツプさせることがで
きるのである。この変化検知スキツプは基準画像
更新判定回路25により行うのである。勿論ヒス
トグラムによる方法は後述の投影を求めるための
画素毎の変化の大きさの検定に含めさせて、零画
素の割合が小さいときに照度変化として再度、次
の変化検知プロセスに移行させることもできる。
Next, detection of signs of illuminance changes using a histogram will be described. First, the histogram of change for each image is a histogram (frequency distribution) of the magnitude of change for each pixel of the difference image obtained by calculating the absolute value of the difference between the current image and the reference image or previous image for each pixel of the change detection grid. , a histogram of the magnitude of change for each pixel is created by the histogram creation circuit 9. If there is a change in illuminance, it will change throughout the image, so the proportion (or number) of pixels (zero pixels) with a change smaller than a certain setting value will be small, so if we test this condition, This allows you to skip the change detection process with the next image and capture. This change detection skip is performed by the reference image update determination circuit 25. Of course, the histogram method can be included in the test of the magnitude of change for each pixel to obtain the projection described later, and when the proportion of zero pixels is small, it can be used as an illuminance change and transferred to the next change detection process. .

さて第1図実施例において、照度変化の正規化
を行わない場合、第14図の写真で示すような照
明オフ画像を現画像とし、第15図(第6図)の
写真で示すような照明オン画像を基準画像とした
例では現画像のヒストグラム(第16図図示)
と、基準(背景)画像のヒストグラム(第18図
図示)と比べれば平均値に大きな差が生じている
ことが分かる。ここで現画像のヒストグラムの平
均値は42で、基準画像のヒストグラムの平均値は
142である。この場合の差画像のヒストグラムは
第20図のようになる。ここで上記基準画像更新
判定回路25により後述の差画像の画素毎の変化
の大きさを検定するための設定値R1(第20図の
閾値では32)より小さな変化の大きさの画素(零
画素)の個数がある値R6より小さいときに照度
変化の兆候有りと判定を行い、基準画像更新回路
24に基準画像を現画像に更新させる指令を与え
るのである。ちなみに第30図の写真のような照
明オンの画像同士の差画像のヒストグラムは第3
3図のようになり、設定値R1以下の零画素が殆
どで、零画素の個数が設定値R6を越えている。
Now, in the example of FIG. 1, if normalization of illumination changes is not performed, the illumination off image as shown in the photograph of FIG. 14 is used as the current image, and the illumination off image as shown in the photograph of FIG. 15 (FIG. 6) In an example where the on image is used as the reference image, the histogram of the current image (as shown in Figure 16)
When compared with the histogram of the reference (background) image (shown in FIG. 18), it can be seen that there is a large difference in the average value. Here, the average value of the histogram of the current image is 42, and the average value of the histogram of the reference image is
It is 142. The histogram of the difference image in this case is as shown in FIG. Here, the reference image update determination circuit 25 detects pixels (zero pixels) whose magnitude of change is smaller than a set value R1 (32 for the threshold value in FIG. ) is smaller than a certain value R6, it is determined that there is a sign of illuminance change, and a command is given to the reference image updating circuit 24 to update the reference image to the current image. By the way, the histogram of the difference image between images with the illumination on, such as the photo in Figure 30, is the third one.
As shown in Figure 3, most of the pixels are zero pixels below the set value R1, and the number of zero pixels exceeds the set value R6.

又第5図、第6図の写真のような侵入検知例の
場合では、現画像(第5図)のヒストグラム(第
7図)と、基準画像(第6図)のヒストグラム
(第9図)とを比べると形状や平均値には殆ど差
がない。これはTVカメラ1のオートアイリス
(自動ゲイン調整回路)が有効に働いている場合
も同様である。この場合の差画像のヒストグラム
(第11図)は設定値R1以下の零画素の個数が設
定値R6より大きいので照度変化の兆候は無いと
判定できるのである。
Furthermore, in the case of intrusion detection examples such as the photographs in Figures 5 and 6, the histogram (Figure 7) of the current image (Figure 5) and the histogram (Figure 9) of the reference image (Figure 6) are There is almost no difference in shape or average value. This also applies when the auto iris (automatic gain adjustment circuit) of the TV camera 1 is working effectively. In the histogram of the difference image in this case (FIG. 11), the number of zero pixels below the set value R1 is greater than the set value R6, so it can be determined that there is no sign of illuminance change.

尚照度変化監視領域設定回路27で監視領域を
設定して、その中の変化検知格子の数が変化する
場合にはヒストグラムの度数や設定値R6を変化
検知格子の数に対して正規化する必要がある。
Note that when a monitoring area is set by the illuminance change monitoring area setting circuit 27 and the number of change detection grids in the area changes, it is necessary to normalize the frequency of the histogram and the set value R6 to the number of change detection grids. There is.

かくして本ヒストグラムによる照度変化検知を
行えば照度計7を設けることなく照度変化による
誤報を防止できる。
In this way, by detecting changes in illuminance using this histogram, false alarms due to changes in illuminance can be prevented without providing the illuminance meter 7.

さて次に照度計7やヒストグラムを用いずに照
度変化の兆候を判定する方式について述べる。こ
の方式は連続変化判定回路10において設定値
R7以上に連続的な変化の回数が有ると判定され
た場合に異常変化と判定して警報を発し、設定値
R7より少ない回数の変化であれば、照明変化の
兆候有りと判定して、基準画像を更新する指令を
基準画像更新回路24に与え、基準画像を現画像
に更新するのである。この照度変化の兆候を検出
する方式は照明のオンオフのように短時間に画像
全体が変化する場合に有効であるが、日射の変化
のように比較的緩やかな変化の場合には基準画像
と現画像との差が相当時間をかけて増大し、ある
時に異常変化とし判定される恐れがあるので、現
画像と基準画像との間で、変化無しと判定した場
合の現画像と基準画像との移動平均を計算してそ
の移動平均を基準画像としたり、或いは一定周期
で基準画像を更新することも併用する必要があ
る。
Next, a method for determining signs of changes in illuminance without using the illuminance meter 7 or histogram will be described. This method uses a set value in the continuous change judgment circuit 10.
If it is determined that the number of continuous changes is greater than or equal to R7, it will be determined as an abnormal change and an alarm will be issued, and the set value
If the number of changes is less than R7, it is determined that there is a sign of illumination change, and a command to update the reference image is given to the reference image update circuit 24, thereby updating the reference image to the current image. This method of detecting signs of illuminance changes is effective when the entire image changes in a short period of time, such as when a light is turned on and off, but when the change is relatively gradual, such as a change in solar radiation, it is possible to The difference between the current image and the reference image may increase over a considerable period of time and may be judged as an abnormal change at some point. It is also necessary to calculate a moving average and use the moving average as a reference image, or to update the reference image at regular intervals.

上記の照度変化の兆候を検出する各方式は監視
領域が屋内で、窓から太陽光が入射して、画像の
一部分だけが照らされる場合にも有効なもので、
特にヒストグラムによる方式では照度変化判定の
ために使用する画素の領域を照度変化監視領域と
して、太陽光に照らされる位置に限つて照度変化
監視領域設定回路27で設定することにより、こ
の領域のみの差画像のヒストグラムで照度変化有
りと判定した場合に基準画像を正規化すれば良
い。
The above methods for detecting signs of illuminance changes are also effective when the monitoring area is indoors and only a portion of the image is illuminated by sunlight entering through a window.
In particular, in the histogram method, the area of pixels used for illuminance change determination is set as the illuminance change monitoring area, and by setting the illuminance change monitoring area setting circuit 27 only in the position illuminated by sunlight, the difference in only this area can be set. The reference image may be normalized when it is determined that there is a change in illuminance based on the histogram of the image.

また画像の一部分だけが照らされている可能性
が少なく屋内の照明条件が固定されている場合
や、屋内で使用する場合、即ち監視領域全体の照
度変化に対して基準画像或いは現画像を正規化す
ることによつて緩やかな照度変化に対してもより
厳密な変化検知が可能である。
In addition, when there is a low possibility that only a part of the image is illuminated and the indoor lighting conditions are fixed, or when used indoors, the reference image or current image is normalized against changes in illuminance across the entire monitoring area. By doing so, it is possible to more accurately detect changes even in the case of gradual changes in illuminance.

次に本実施例の変化検知プロセスについて説明
する。まず画素変化検定回路28は画素毎の変化
の大きさを設定値R1で検定し、設定値R1より大
きな変化画素のみの大きさを投影計算回路14に
よりX,Yの各座標軸と平行な各ライン毎に累加
算して投影を計算する。第12図は第5図に現画
像と、第6図の基準画像とを比較してその変化画
素を1、零画素を0に2値化した変化画素の2値
画像を示したもので、変化検知格子(4画素毎)
の変化画素を黒い点で示しており、侵入者の輪郭
が現れている。尚第8図、第10図は第5図、第
6図の2値画像のバツフアイメージを示す。2値
画像に対しては公知の処理方向による伝播、縮退
処理により輪郭画像を整形して、画像の特徴とし
てパターン認識や位置合わせに使われるが、この
ような2値化された変化画素の投影を求めること
も可能であり、侵入物体の識別と併用することに
なる。従つて侵入物体の識別のために重要な照明
条件が照度に対する正規化によつて実質的に一定
に保たれ、変化画素と零画素の基準値R1が明確
に定まり、変化画素の2値画素の抽出が容易にな
つて侵入物体や火災等の識別が確実になり、異常
変化判定の誤報が少ない画像監視が可能になると
いう効果を有する。又侵入物体に対しても背景に
対する補正係数を作用させるため、補正係数のミ
スマツチングにより、侵入物体の画素変化が顕著
になるので、変化画素の2値化も容易になる。但
し侵入物体の照合のためには、侵入物体にマツチ
した補正を行う。尚雑音が多くて変化画素の2値
化が困難な場合に、変化画素の大きさに上限を設
ければ、変化画素の大きさに巾を持たせると同時
に孤立点的な雑音による大きな差の値の変化画素
の影響を少なくできる。
Next, the change detection process of this embodiment will be explained. First, the pixel change test circuit 28 tests the magnitude of change for each pixel using a set value R1, and the projection calculation circuit 14 calculates the magnitude of only the pixels that have changed more than the set value R1 for each line parallel to the X and Y coordinate axes. The projection is calculated by adding up each time. Fig. 12 shows a binary image of changed pixels obtained by comparing the current image in Fig. 5 with the reference image in Fig. 6 and binarizing the changed pixels into 1 and the zero pixels into 0. Change detection grid (every 4 pixels)
The changed pixels are shown as black dots, and the outline of the intruder appears. Incidentally, FIGS. 8 and 10 show buffer images of the binary images shown in FIGS. 5 and 6. For binary images, the contour image is shaped by propagation and degeneration processing in known processing directions, and is used as an image feature for pattern recognition and alignment. It is also possible to obtain this, and it will be used in conjunction with the identification of intruding objects. Therefore, the illumination conditions that are important for identifying intruding objects are kept substantially constant by normalizing the illuminance, the reference value R1 for change pixels and zero pixels is clearly determined, and the binary pixel value of change pixels is This has the effect of making extraction easier, ensuring identification of intruding objects, fires, etc., and enabling image monitoring with fewer false alarms regarding abnormal change determination. Furthermore, since the correction coefficient for the background is applied to the intruding object, mismatching of the correction coefficients makes the pixel change of the intruding object noticeable, and it becomes easy to binarize the changed pixel. However, in order to verify an intruding object, correction is performed to match the intruding object. If there is a lot of noise and it is difficult to binarize the changed pixels, setting an upper limit on the size of the changed pixels will allow the size of the changed pixels to have a range and at the same time reduce the large difference due to isolated point noise. The influence of pixel value changes can be reduced.

第13図aは変化画素の大きさの累加算値によ
るX軸上の投影を示し、第13図bはY軸上の投
影を示している。図中一点鎖線は設定値R2を、
二点鎖線は設定値R5である。この変化画素の大
きさの投影は背景と侵入物体との差に基づくの
で、侵入物体の識別には適さないが、変化画素の
2値画像の投影については変化物体が1個の場合
には変化物体の識別に役立つ。変化物体が複数の
場合には第12図のような変化画素の2値画像の
レベルでこの変化物体の分離切り出しを変化物体
切り出し回路15で行い、切り出した変化物体に
ついて投影を求めることで、変化物体照合識別回
路16での照合・識別に役立つことになる。ここ
で変化物体照合識別回路16は予め記録した標準
パターン22を持ち、この標準パターン22と変
化物体の切り出しデータや、投影計算のデータと
の比較で変化物体の照合識別を行えるのである。
更には差画像において変化画素の値を対応する現
画像の画素の値に置き換えて投影を計算し、変化
物体の照合・識別をより詳しく行うことができ
る。即ち火災の場合には変化画素の値が大きくな
る(発火性)ので、投影の強さも座標軸上の変化
領域の大きさの割には大きくなり、逆に侵入者等
の投影の強さは小さくなる。つまり各座標軸上の
投影を求めるときには累加算した変化画素の個数
(2値化変化画素の投影と同じ)によつて、現画
像の変化画素の投影の値を割つて1変化画素当た
りの変化物体の明るさを求め、この1変化画素当
たりの変化物体の明るさが異常に高い場合に火災
の可能性が高いと言える。この投影の変化画素毎
の正規化と明暗判定を行うのが明暗判定回路17
である。
FIG. 13a shows the projection on the X-axis of the cumulative value of the size of the changed pixel, and FIG. 13b shows the projection on the Y-axis. The dashed-dotted line in the figure indicates the setting value R2,
The two-dot chain line is the set value R5. This projection of the size of the changing pixel is based on the difference between the background and the intruding object, so it is not suitable for identifying the intruding object, but regarding the projection of the binary image of the changing pixel, when there is only one changing object, Helps identify objects. When there are a plurality of changing objects, the changing object is separated and cut out at the level of the binary image of changing pixels as shown in FIG. This will be useful for comparison and identification in the object comparison and identification circuit 16. Here, the changing object matching and identifying circuit 16 has a standard pattern 22 recorded in advance, and can perform comparing and identifying the changing object by comparing this standard pattern 22 with cutting data of the changing object and projection calculation data.
Furthermore, the values of the changed pixels in the difference image are replaced with the values of the corresponding pixels of the current image to calculate the projection, thereby making it possible to collate and identify the changed object in more detail. In other words, in the case of a fire, the value of the changed pixel increases (ignitability), so the strength of the projection also increases relative to the size of the changed area on the coordinate axes, and conversely, the strength of the projection of an intruder, etc. is small. Become. In other words, when calculating the projection on each coordinate axis, the value of the projection of the change pixel of the current image is divided by the cumulatively added number of change pixels (same as the projection of the binarized change pixel), and the change object per change pixel is calculated. If the brightness of the changing object per one changing pixel is abnormally high, it can be said that there is a high possibility of a fire. The brightness determination circuit 17 performs normalization and brightness determination for each pixel of this projection change.
It is.

尚上記説明はモノクロ画像の場合であるが、カ
ラー画像の場合にはRGBの各色成分別に画像を
比較して変化画素を2値化し、その2値化後2値
化した変化画素を重ね合わせて変化画素を求め
る。
The above explanation is for a monochrome image, but in the case of a color image, the images are compared for each color component of RGB, the changed pixels are binarized, and after the binarization, the binarized changed pixels are superimposed. Find changing pixels.

又火災と侵入者とを厳密に識別するために本実
施例では帯域フイルタ32により赤外領域と、可
視光領域とに分けて、同時に別々にA/D変換し
て侵入者の場合には可視光領域の変化が主である
ことと、発火性物体の場合には赤外領域の変化も
大きくなることとで両者を識別するようにしてい
るが、白熱電球や、太陽光に対しても赤外領域で
の照明変化として同様に正規化することで、誤報
を防止できる。
In addition, in order to strictly distinguish between a fire and an intruder, in this embodiment, the band filter 32 separates the infrared region and the visible light region, and simultaneously and separately A/D converts the light into the visible light region in the case of an intruder. The two are distinguished by the fact that the change is mainly in the light range, and in the case of flammable objects, the change in the infrared range is large, but incandescent light bulbs and sunlight also have a large change in the infrared range. By similarly normalizing illumination changes in the outside area, false alarms can be prevented.

さて投影による変化領域の検定は、第12図の
ような変化画素の2値画像によつて変化範囲を求
めるよりも変化画素の孤立点のような雑音の影響
を受けにくく、変化が明瞭に検出できるという利
点がある。また複数の変化物体がある場合には変
化画素の2値画像によつて変化物体を切り出した
上で投影を求めることで、変化検知領域をより正
確に分離できる。
Now, testing the change area by projection is less affected by noise such as isolated points of change pixels than determining the change range using a binary image of change pixels as shown in Figure 12, and changes can be clearly detected. It has the advantage of being possible. Furthermore, when there are a plurality of changed objects, the change detection area can be separated more accurately by cutting out the changed objects using a binary image of changed pixels and then calculating the projection.

ここで変化領域投影検定回路18において設定
値R2の越えた投影の座標軸上の範囲を、変化検
知領域検定回路19において各座標軸毎に
((X11、X12)…(Xn1、Xn2)、(Y11、Y12)…
(Yn1、Yn2)のように求め、(Xi1、Xi2)(Yi1
Yi2)で定まる短形領域の大きさが、夫々設定値
RX3、RY3より大きなときに変化有りの判定し、
変化領域計算回路20により投影に対する設定
R5を越えた区間を変化領域として求め、この短
形領域の画像を画像情報圧縮伝送回路21にて適
宜圧縮符号化して電話回線等を通じて受信機側へ
伝送するのである。また変化領域投影検定回路1
8の検定データは変化物体移動判定追跡回路23
へ上記変化物体照合識別回路16からの変化物体
識別データと共に入力し、変化物体移動判定追跡
回路23により変化物体の移動、追跡が行われ、
明暗判定回路17で判定された明るい変化物体で
静止しているものは火災の発火場所、比較的暗い
変化物体で、移動するものは侵入者と判定され
る。ここで赤外領域の帯域フイルタ32を介して
撮影して得られた赤外領域の現画像の変化画素の
投影の大きさを検定し、その大きさが可視光領域
の帯域フイルタ32を介して撮影して得られた可
視光領域の変化画素の投影の大きさより大きい場
合には発熱性変化物体とし、逆の場合を受熱性変
化物体と判定することにより、上述の火災判定
と、侵入者判定は確実なものとなる。
Here, in the change area projection verification circuit 18, the range on the coordinate axes of the projection beyond the set value R2 is determined for each coordinate axis in the change detection region verification circuit 19 ((X 11 , X 12 )...(Xn 1 , Xn 2 ) , (Y 11 , Y 12 )…
(Yn 1 , Yn 2 ), (Xi 1 , Xi 2 )(Yi 1 ,
The size of the rectangular region determined by Yi 2 ) is the set value
It is determined that there is a change when it is larger than RX3, RY3,
Settings for projection by change area calculation circuit 20
The section exceeding R5 is determined as a changing region, and the image of this rectangular region is appropriately compressed and encoded by the image information compression/transmission circuit 21 and transmitted to the receiver side through a telephone line or the like. Also, change area projection verification circuit 1
The test data of 8 is the change object movement determination tracking circuit 23.
is input together with the changed object identification data from the changed object matching and identification circuit 16, and the changed object is moved and tracked by the changed object movement determination and tracking circuit 23.
Among the bright changing objects determined by the brightness/darkness determination circuit 17, those that are stationary are determined to be fire ignition locations, relatively dark changing objects, and moving objects are determined to be intruders. Here, the projection size of the changing pixel of the current image in the infrared region obtained by photographing through the band filter 32 in the infrared region is verified, and the size is determined by If the size is larger than the projected size of the changing pixel in the visible light region obtained by photographing, it is determined to be a heat-generating changing object, and in the opposite case, it is determined to be a heat-receiving changing object. becomes certain.

ところで短形領域では無く変化画素のみを送り
たいときには変化画素判定の設定値R4(R4<R1)
にして、変化画素を求めなおし現画像の変化画素
情報を伝送する。
By the way, if you want to send only the changed pixels instead of the rectangular area, set value R4 (R4 < R1) for changing pixel judgment.
Then, changed pixels are determined again and changed pixel information of the current image is transmitted.

以上の照度変化の兆候検出や、正規化の方式の
選択、組み合わせや、パラメータの設定は監視現
場の環境条件や、監視対象に応じて最適に設定す
る。これら設定は照度変化検知方式設定回路6
や、照度変化監視領域設定回路27で行なう。
The above-mentioned detection of signs of illuminance changes, selection and combination of normalization methods, and parameter settings are optimally set according to the environmental conditions of the monitoring site and the monitoring target. These settings are made by the illuminance change detection method setting circuit 6.
Alternatively, the illuminance change monitoring area setting circuit 27 performs this.

尚第17図、第19図は第14図、第15図の
現画像、基準画像の2値画像のバツフアイメージ
を示し、第21図はその差画像のバツフアイメー
ジを示している。また第22図a,bはその差画
像のX、Yの投影を示している。更に第23図〜
第29図a,bは夫々監視領域を定めた場合の第
5図の現画像のヒストグラム、その2値画像のバ
ツフアイメージ、第6図の基準画像のヒストグラ
ム、その2値画像のバツフアイメージ、それら画
像の差画像のバツフアイメージ、その差画像の
X、Yの投影を示している。
17 and 19 show buffer images of the binary images of the current image and the reference image in FIGS. 14 and 15, and FIG. 21 shows a buffer image of the difference image. Moreover, FIGS. 22a and 22b show the X and Y projections of the difference image. Furthermore, Figure 23~
Figures 29a and 29b are the histogram of the current image in Figure 5, the buffer image of its binary image, the histogram of the reference image in Figure 6, and the buffer image of its binary image when the monitoring area is defined, respectively. , a buffer image of the difference image between these images, and the X and Y projections of the difference image.

又第31図は照度変化もなく侵入もない第30
図の画像のヒストグラム、第32図はその2値画
像のバツフアイメージ、第34図は第30図同士
の差画像の2値画像のバツフアイメージ、第35
図a,bは差画像のバツフアイメージ、その差画
像のX、Yの投影を示している。
Also, Fig. 31 shows the 30th image with no change in illumination and no intrusion.
The histogram of the image in the figure, Figure 32 is the buffer image of the binary image, Figure 34 is the buffer image of the binary image of the difference image between Figures 30 and 35.
Figures a and b show the buffer image of the difference image and the X and Y projections of the difference image.

尚投影に対してスムージングを行なうこともあ
る。これは各点の投影を前後の投影の平均値や、
前後の投影の値に重みづけを行つた上で、平均値
を求めることによつて行う。このスムージングに
より細かな変化を除くことができる。
Note that smoothing may be applied to the projection. This calculates the projection of each point as the average value of the previous and subsequent projections,
This is done by weighting the values of the previous and subsequent projections and then finding the average value. This smoothing can remove small changes.

第3図は第1図実施例を変形させた実施例の要
部回路構成を示しており、この実施例では照度正
規化演算回路13により照度正規化した画像を照
度正規化画像フレームバツフア29に記憶し、こ
の正規化された画像と現画像の画素毎の変化の大
きさを計算回路26で計算して差画像を求め、そ
の差画像を差画像フレームバツフア30に記憶
し、画素変化検定回路28により変化画素の値を
対応する現画像の画素の値に置き換え、変化画素
フレームバツフア31に記憶し、上記差画像フレ
ームバツフア30と変化画素フレームバツフア3
1の記憶データに基づいて投影計算回路14によ
り差画像の投影、差画像の2値画像の投影、変化
画素の投影のいずれかを選択計算することができ
るようにしたものである。
FIG. 3 shows the main circuit configuration of an embodiment that is a modification of the embodiment shown in FIG. The calculation circuit 26 calculates the magnitude of change for each pixel between this normalized image and the current image to obtain a difference image.The difference image is stored in the difference image frame buffer 30, and the pixel changes are stored in the difference image frame buffer 30. The test circuit 28 replaces the value of the changed pixel with the value of the corresponding pixel of the current image, stores it in the changed pixel frame buffer 31, and stores it in the changed pixel frame buffer 31 and the difference image frame buffer 30 and the changed pixel frame buffer 3.
Based on the stored data of 1, the projection calculation circuit 14 can selectively calculate projection of a difference image, projection of a binary image of the difference image, or projection of changed pixels.

[発明の効果] 本発明は現画像と基準画像との差画像の画素毎
の変化の大きさを第1の設定値で検定して該設定
値以上の変化のあつた変化画素の変化の大きさを
X,Yの各座標軸と平行な各ライン毎に累加算し
て投影を求める過程を持つ画像監視方式におい
て、赤外領域と可視光領域を帯域フイルタで分け
て夫々の領域の画像信号をA/D変換して上記過
程において夫々の変化画素の投影を求め、可視光
領域に比べて赤外領域での変化画素の投影が大き
いときに発熱性変化物体とし、赤外領域に比べて
可視光領域での変化画素の投影が大きいとき受熱
性変化物体として判定する過程を持つので、火災
と非火災の変化物体の識別が確実となり、結果火
災、侵入者の識別が容易となつて、誤報が少なく
なり、また赤外領域の画像を使用するので、煙の
中での発火場所の確認も容易になるという効果を
奏する。
[Effects of the Invention] The present invention verifies the magnitude of change for each pixel of the difference image between the current image and the reference image using a first set value, and determines the magnitude of change of the changed pixel that has changed by more than the set value. In an image monitoring method that calculates the projection by cumulatively adding up each line parallel to the X and Y coordinate axes, the infrared region and visible light region are separated by a bandpass filter and the image signals of each region are calculated. A/D conversion is performed to determine the projection of each changing pixel in the above process, and when the projection of the changing pixel in the infrared region is larger than that in the visible light region, it is considered an exothermic changing object; Since there is a process in which it is determined as a heat-receiving changing object when the projection of a changing pixel in the light area is large, it is possible to reliably distinguish between changing objects as fire and non-fire, making it easier to identify fires and intruders, thereby preventing false alarms. Furthermore, since an image in the infrared region is used, it is easy to confirm the ignition location in the smoke.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例の回路構成図、第2図
は同上の照度正規化演算回路、第3図は変化検知
プロセスの別の実施例の要部回路構成図、第4図
はTVカメラの配置例図、第5図乃至第35図は
同上の動作説明図であり、1はTVカメラ、14
は投影計算回路、15は変化物体照合識別回路、
17は明暗判定回路、18は変化領域投影計算回
路、19は変化検知領域検定回路、20は変化領
域計算回路、32は帯域フイルタである。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an illuminance normalization calculation circuit same as above, FIG. 3 is a main circuit diagram of another embodiment of the change detection process, and FIG. 4 is a TV Examples of camera arrangement, Figures 5 to 35 are explanatory diagrams of the same operation as above, 1 is a TV camera, 14
15 is a projection calculation circuit, 15 is a changing object matching identification circuit,
17 is a brightness determination circuit, 18 is a change area projection calculation circuit, 19 is a change detection area verification circuit, 20 is a change area calculation circuit, and 32 is a band filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 現画像と基準画像との差画像の画素毎の変化
の大きさを第1の設定値で検定して該設定値以上
の変化のあつた変化画素の変化の大きさをX,Y
の各座標軸と平行な各ライン毎に累加算して投影
を求める過程を持つ画像監視方式において、赤外
領域と可視光領域を帯域フイルタで分けて夫々の
領域の画像信号をA/D変換して上記過程におい
て夫々の変化画素の投影を求め、可視光領域に比
べて赤外領域での変化画素の投影が大きいときに
発熱性変化物体とし、赤外領域に比べて可視光領
域での変化画素の投影が大きいとき受熱性変化物
体として判定する過程を持つことを特徴とする画
像監視方式。 2 帯域フイルタを切り換えて同一TVカメラで
赤外領域、可視光領域の画像を得ることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の画像監視方式。
[Claims] 1. The magnitude of change in each pixel of the difference image between the current image and the reference image is tested using a first set value, and the magnitude of change in the changed pixel that has changed by more than the set value is determined. X, Y
In the image monitoring method, which has a process of cumulatively adding up each line parallel to the coordinate axes of In the above process, the projection of each changing pixel is calculated, and when the projection of the changing pixel in the infrared region is larger than that in the visible light region, it is considered an exothermic changing object. An image monitoring method characterized by having a process of determining a heat-receiving variable object when the projection of a pixel is large. 2. The image monitoring system according to claim 1, characterized in that images in the infrared region and visible light region are obtained using the same TV camera by switching band filters.
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