JPH04340178A

JPH04340178A - 侵入監視装置

Info

Publication number: JPH04340178A
Application number: JP3158295A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshikawa; 寛吉川; Shinichi Kuroda; 伸一黒田; Hideto Fujiwara; 秀人藤原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-03-11
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1992-11-26

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディジタル画像処理
を用いて、不許可侵入者や不注意侵入者の有無を検知し
警報を発報する侵入監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２６は例えば第３２回情報処理学会全
国大会論文集（昭和６１年前期、Ｐ．Ｐ２０４３−２０
４４）に示された従来の侵入監視装置の構成を示すブロ
ック図であり、図において、１はカメラ、２はこのカメ
ラ１から送られてくるアナログ映像信号をディジタル画
像データ（以下画像データという）に変換するＡ／Ｄ変
換器、３は画像データを背景画像として記憶する背景メ
モリ、４は該背景画像と新たに入力された画像データと
の差分を計算する差分処理部、５は差分処理部４の出力
をある閾値で２値化する２値化処理部、９は２値化処理
部５から出力される２値画像データを処理して侵入者の
有無を判断する判断処理部、１０は判断の結果侵入者が
あったと認められた場合に警報を発報する警報出力部で
ある。

【０００３】次に動作について説明する。カメラ１によ
って撮影された画像はアナログ映像信号としてＡ／Ｄ変
換器２へ入力され、Ａ／Ｄ変換器２は該映像信号をディ
ジタル化し画像データに変換する。背景メモリ３は該画
像データを背景画像データとして記憶しておく。差分処
理部４では該背景画像データと順次入力される画像デー
タとの差分処理を各画素対応にて行う。２値化処理回路
５は差分処理部４の出力を、予め設定されている閾値で
２値化する。判断処理部９は２値化処理部４から送出さ
れる２値画像データに対して例えば、変化領域の面積を
求め、（その画素数をカウント）、その大きさにより侵
入者の有無を判断する。警報出力部１０では、判断処理
部９により侵入者があったと判断された場合に警報を発
報する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の侵入監視装置は
以上のように構成されているので、画像中で木の枝が風
で揺れた場合や単なる通行人がいても、画像変化として
検出してしまい、誤って侵入者が有ったものと判断し誤
警報を発報するなどの問題点があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、木の枝が風で揺れても、単なる
通行人がいても誤報を発報することなく、真の侵入者の
みを発見し警報を発報する信頼性の高い侵入監視装置を
得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この第１の発明に係る侵
入監視装置は、予めメモリに記憶された侵入監視区域の
背景画像データと順次入力されてくる侵入監視区域の画
像データとの差分を計算して２値化処理を行い、両画像
間の変化の有無より侵入発生を判定するものにおいて、
２値化データに対し、予め特定した変化領域の特徴量（
例えば面積或いは重心等）を時間差を置いて抽出する特
徴量抽出処理部と、上記抽出した特徴量を比較し同一物
体が移動したものとしての対応をとる特徴量対応付処理
部と、対応付けされた変化領域の位置とその時間差によ
り動き情報を求める動き量抽出処理部とを設けたもので
ある。

【０００７】また、この第２の発明に係る侵入監視装置
は、予めメモリに記憶された侵入監視区域の背景画像デ
ータと順次入力されてくる侵入監視区域の画像データと
の差分を計算して２値化処理を行い、両画像間の変化の
有無より侵入発生を判定するものにおいて、２値化デー
タに対し、予め特定した変化領域の特徴量（例えば面積
或いは重心等）を時間差を置いて抽出する特徴量抽出処
理部と、抽出された変化領域をある時間の間累積する変
化領域累積処理部と、該累積された変化領域の特徴量（
例えば面積や重心等）を抽出する特徴量抽出処理部と、
この特徴量と累積時間により動き情報を求める動き量抽
出処理部とを設けたものである。

【０００８】また、この第３の発明に係る侵入監視装置
は、２値化データに対し、予め特定した変化領域の特徴
量（例えば面積或いは重心等）を時間差をおいて抽出す
る特徴量抽出処理部と、画像データに対し対象物の輪郭
を抽出する輪郭情報抽出部と、上記抽出した特徴量と輪
郭情報を用い特徴量を統合する特徴量統合処理部と、上
記統合された特徴量を比較し、同一物体が移動したもの
としての対応をとる特徴量対応付処理部と、対応付けさ
れた変化領域の位置とその時間差により動き情報を求め
る動き量抽出処理部とを設けたものである。

【０００９】また、この第４の発明に係る侵入監視装置
は、２値化データに対し、予め特定した変化領域の特徴
量（例えば面積或いは重心等）を時間差をおいて抽出す
る特徴量抽出処理部と、上記抽出した特徴量を比較し同
一物体が移動したものとしての対応をとる特徴量対応付
け処理部と、過去に複数フレームにわたって連続して対
応付けされてきた変化領域の内最も古い（時刻が小さい
）時点での変化領域の位置を示すデータ（例えば重心）
と連続して対応付けされてきたフレーム数を現時刻での
特徴量と共に記憶しておく領域追跡テーブルと、連続し
て対応付けされてきた変化領域の現時刻での位置データ
と領域追跡テーブル内に記憶されている最も古い時点で
の位置データとフレーム数から複数フレーム間での全体
の動き情報を求める動き量抽出処理部とを設けたもので
ある。

【００１０】

【作用】この第１の発明における侵入監視装置は、画像
が変化する領域の特徴量を時間差のある複数の処理画像
間で比較対応付け、変化領域の移動量（移動方向と大き
さなど）を求め、該移動特徴量により、画像変化の原因
が侵入者によるものなのか、木の枝の揺れ等によるもの
なのかどうかを判断し、侵入者と判断した場合、警報を
発報する。

【００１１】また、この第２の発明によれば変化領域累
積処理部により、画素の変化領域が時間と共に累積され
、その移動が軌跡として得られるため、時間差のある処
理画像間で特徴量の対応付け処理を行わなくても、変化
領域の移動量を求めることができる。

【００１２】

【実施例】

実施例１．図１は、本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図であり、１〜５及び、９，１０は上記従来装置と
全く同一のものである。６は２値化処理部５から送出さ
れる２値画像データに対して、その面積や重心位置等の
特徴量を抽出する特徴量抽出処理部、７は該特徴量を時
間差のある処理画像間で比較、対応付けする特徴量対応
付処理部、８は対応付けの結果により移動量を求める動
き量抽出処理部である。また、図２の（ａ），（ｂ）は
本発明の動作を説明する説明図であり、２１は時刻ｔ＝
１の時点での侵入者、２２は時刻ｔ＝２の時点での侵入
者を示す。

【００１３】次に動作について説明する。カメラ１によ
って撮影されたアナログ映像信号が各種処理され、２値
化処理部５により２値画像データを得るところまでは従
来装置と同様である。該２値画像データに対して特徴量
抽出部６により、時刻ｔ＝１における面積Ｓ１　と重心
位置Ｘ１　，Ｙ１等の特徴量を求める。面積Ｓ１　は変
化領域の画素数をカウントすれば求められ、重心位置Ｘ
１　，Ｙ１　は各々変化領域である画素のアドレス（Ｘ
，Ｙ）を各々加えてゆき面積Ｓ１　で割ったものとして
求めることができる。

【００１４】次に、時刻ｔ＝２における面積Ｓ２　と重
心位置Ｘ２　，Ｙ２　等の特徴量も同様にして求める。該特徴量を特徴量対応付処理部７にて比較し同一のもの
と判断できるものに対して対応付けを行う。例えば、面
積差｜Ｓ１　−Ｓ２　｜がある値より小さく、移動距離
ｄ（ｄ２　＝（Ｘ１　−Ｘ２　）２　＋（Ｙ１　−Ｙ２
　）２　）もある値より小さい時には、同一物体が移動
したものとして対応付けを行う。動き量抽出処理部８で
は、対応付けされた変化領域の移動速度（移動距離ｄを
時間差で割ったもの）やその方向等を抽出し、判断処理
部９にてその移動速度と方向が予め設定してある侵入者
が侵入する速度とその方向に似かよっているかどうかを
判断し、侵入者があったと判断された場合、警報出力部
１０により警報が発報される。

【００１５】実施例２．上記実施例では画像変化領域が
一つの場合に侵入者を発見する構成を示したが、本実施
例では画像変化領域が複数の場合にも侵入者を発見する
ことができる。図３は本実施例の構成を示すブロック図
であり、１〜１０は上記実施例と同一のものである。ま
た、図４の（ａ），（ｂ）は本実施例の動作を説明する
説明図であり、２１と２２は上記実施例と同一のもので
、２３は時刻ｔ＝１の時点での木の揺れなどの変化領域
を、２４は時刻ｔ＝２の時点での木の揺れなどの変化領
域を各々示す。

【００１６】領域総合処理部１１では、２値化処理部５
から送力される２値画像データを連結領域毎にひとまと
めにする処理（例えば領域のラベル付け処理、長尾真著
、コロナ社「画像認識論」Ｐ．８５）が行われる。時刻
ｔ＝１においては、侵入者２１と木の揺れ２３が、時刻
ｔ＝２においては侵入者２２と木の揺れ２４が各々ひと
まとまりの領域として得られ、さらに特徴量抽出処理部
６により、領域毎の特徴量が計算される。（例えば時刻
ｔ＝１での侵入者２１の面積Ｓ１や重心位置Ｘ１　，Ｙ
１　、時刻ｔ＝２での木の揺れ２４の面積Ｓ４　や重心
位置Ｘ４　，Ｙ４　等である。次にｔ＝１とｔ＝２との
間のこれらの全ての領域に対して対応付けを行う（侵入
者２１に対して侵入者２２および、木の揺れ２４、木の
揺れ２３に対して侵入者２２および木の揺れ２４）。

【００１７】この場合、面積差や移動距離などの条件か
ら侵入者２１と２２が、木の揺れ２３と２４が対応付け
られる。次に動き量抽出処理部８にて、これらの動き量
を求め、判断処理部９にて侵入者の動きがあるかどうか
を判断し、侵入者のあった場合に警報出力部１０にて警
報を発報する。この場合、木の揺れ２３と２４の動き量
は小さく侵入者のものと判断されないが、侵入者２１と
２２の動き量により侵入者があったものとし、警報が発
報される。本実施例では画像変化領域が複数の場合にお
いても侵入者を発見することができ、より一層信頼性の
高い侵入監視装置が得られる効果がある。

【００１８】実施例３．判断処理部９にて、侵入者があ
ったかどうかを判断する際に、領域別特徴量設定部１２
にて予め設定してある、監視領域の特徴量を用いて侵入
者があったかどうかを判定しても良い。図５は、本実施
例の構成を示すブロック図であり、１〜１０は上記実施
例１と同一のもので、領域別特徴量設定部１２は判断処
理部９に接続されている。また、図６は本実施例の動作
を説明する説明図であり、同図において例えば、監視領
域に、近くの通路領域Ａ、壁やフェンス領域Ｂ、遠くの
通路領域Ｃがあったとする。この場合、侵入者が侵入す
る位置（Ａ．Ｂ，Ｃ）により、その大きさや移動量（方
向とその大きさ）が異なる。

【００１９】つまり、近くの通路Ａにいる侵入者は遠く
の通路Ｃにいる侵入者よりも大きく撮影され、変化領域
の大きさとしては大きく得られるし、また、その移動量
の大きさも大きい。また、侵入者の侵入する方向につい
ても、通路ＡとＣでは壁に向かう右から左方向であり、
壁部Ｂでは壁をよじ登る下から上方向である。そこで、
監視領域をＡ，Ｂ，Ｃの３つの領域に分割し、各々の領
域に異なる特徴量（面積；Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃや移動量（
大きさと方向）；Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ）（８１〜８３）を
（Ｓａ＞Ｓｃや｜Ｖａ｜＞｜Ｖｃ｜等と）設定しておく
。

【００２０】画像変化やその移動があった場合、領域別
特徴量設定部１２にて、画像変化の特徴量（面積や移動
量）を画像変化があった領域に予め設定してある特徴量
と比較し、判断処理部９にて、その変化が侵入者による
ものかどうかを判断する。その結果、侵入者であったと
判断された場合には、警報出力部１０より警報を発報す
る。領域別に画像変化の大きさや、変化領域の移動量等
が設定しているために、より一層信頼性の高い侵入監視
装置が得られる効果がある。

【００２１】実施例４．実施例１では、時間差のある複
数の処理画像間で領域の対応付け処理を行ったが、この
代わりに、変化領域をある時間にわたって累積する変化
領域累積処理部１３を、２値化処理部５の後に設けても
良い。図７は本実施例の構成を示すブロック図であり、
１〜６及び８〜１０は上記実施例と同一のものである。また、図８の（ａ）は変化領域累積処理部１３を実現す
るための一回路例の図であり、１０１は２値化処理部の
出力とメモリ出力データを一時記憶していたデータのう
ち少なくとも一方が”１”（変化領域を示す、”０”は
変化していない領域を示す）の場合、”１”を出力する
ＯＲ回路、１０２はＯＲ回路１０１の出力を記憶するメ
モリ、１０３はメモリ１０２の出力データを一時記憶す
るデータラッチである。

【００２２】また、図８の（ｂ）は上記回路の動作を説
明するためのタイムチャート図であり、１１１は時刻ｔ
＝１０の時点でのメモリ１０２へ供給するアドレスの値
、１１２はそのアドレス値に記憶されているメモリ１０
２のデータ内容、１１３はデータラッチ１０３の出力、
１１４はｔ＝１０の時点での２値化処理結果、１１５は
ＯＲ回路１０１の出力データ結果を各々示す。また、図
９は本実施例の動作を説明する説明図であり、図におい
て、２１はｔ＝１の時点での画像変化部分を取り込んだ
変化領域累積処理部の内容、２５はｔ＝２の時点での画
像変化部分を上記２１の画像変化部分に加えた変化領域
累積処理部の内容を示す。

【００２３】先ず最初に、メモリ１０２の内容を１画面
全てにわたり零クリアしておく。これには、データラッ
チ１０３のクリア（ＣＬＲ）入力を零とし、一画面画像
を取り込めば良い。次にｔ＝１の時点での２値化処理部
５の出力結果をメモリ１０２に取り込む（このときデー
タラッチ１０３のクリア入力は１とする）。更に、ｔ＝
２の時点での２値化処理部５の出力結果をメモリ１０２
に取り込む。すると、ｔ＝１とｔ＝２の時点で変化した
領域が累積されメモリ１０２に記憶される。

【００２４】この時のデータのタイミングを図８の（ｂ
）により説明する。ｔ＝１０は、ｔ＝２の時点で画像を
取り込んでいる間のある時点で、ある画素を取り込もう
としているポイントで、アドレスは１１１で示される。また、ｔ＝１４は次の画素を取り込もうとするポイント
である。先ず、メモリ１０２は読み出しモード（ｔ＝１
０〜ｔ＝１３）となり、ｔ＝１の時点で記憶したデータ
ｄを読み出し、データラッチ１０３にて一時的（ｔ＝１
３以降）に記憶する（１１３）。次にメモリ１０２は書
き込みモード（ｔ＝１３〜ｔ＝１４）となり、ｔ＝２の
時点での２値化処理部５の出力１１４と該データラッチ
１０３の出力１１３がＯＲ回路１０１に入力され、その
結果１１５がメモリ１０２に書き込まれる。

【００２５】このＯＲ回路の結果ｔ＝１またはｔ＝２の
時点で少なくともどちらか一方で画像に変化があった場
合には、変化領域として変化領域累積処理部に記憶され
る。つまり、変化領域が時間と共に累積記憶されるため
、移動物体による変化領域が、移動物体の軌跡として得
られることになる。この結果、特徴量抽出処理部６で変
化領域の特徴量（面積Ｓ２５やフィレ径；変化領域の外
接四角形の縦長ａ２５と横長ｂ２５等）を求め、累積さ
れた領域の面積がある値以上あった場合やフィレ径があ
る値以上あった場合には、ある値以上の移動量があった
ことになり、侵入者があったと判断し警報を発報する。本実施例は、上記実施例と同様の効果を奏する。

【００２６】実施例５．上記実施例では、累積された画
像変化領域が一つの場合に侵入者を発見する構成を示し
たが、本実施例は累積された画像変化領域が複数の場合
にも侵入者を発見することができる様に構成した。図１
０は本実施例の構成を示すブロック図であり、１〜６、
８〜１０及び、１３は上記実施例４と同一のものである
。実施例２と同様の領域統合処理部１１を変化領域累積
処理部１３と特徴量抽出処理部６の間に入れた構成とな
っており、その動作も実施例２とほぼ同様である。２値
化処理部５の出力を領域統合処理部１１に入力する代り
に、変化領域累積処理部１３の出力結果を領域統合処理
部１１に入力するようにしたものである。

【００２７】また、図１１は本実施例の動作を説明する
説明図であり、２５は上記と同様に侵入者が入った事に
より得られた累積変化領域で、２６は木の揺れにより生
じた累積変化領域である。累積変化領域についてひとま
とまりの領域毎にその特徴量が得られることは上記実施
例２で変化領域についてひとまとまりの領域毎にその特
徴量が得られることと同様である。次に各特徴量を比較
してから警報出すまでの処理は上記実施例４と同様であ
り、累積された画像変化領域が複数の場合においても侵
入者を発見することができるため、より一層信頼性の高
い侵入監視装置が得られる効果がある。

【００２８】実施例６．判断処理部９にて、侵入者があ
ったかどうかを判断する際に、領域別特徴量設定部１２
にて予め設定してある監視領域毎の特徴量を用いて侵入
者があったかどうかを判定しても良い。図１２は本実施
例の構成を示すブロック図であり、１〜６、８〜１０と
１３は上記実施例４と同一のもので、領域別特徴量設定
部１２は判断処理部９に接続されている。領域別特徴量
設定部１２で設定する特徴量が、画像の変化領域の特徴
ではなく累積された画像の変化領域の特徴量である事以
外は上記、実施例３と同様であり、上記実施例４に比べ
、より一層信頼性の高い侵入監視装置が得られる効果が
ある。

【００２９】実施例７．実施例１から実施例６は背景メ
モリの画像には侵入者がなく、時刻ｔ＝１，ｔ＝２の画
像の入力があったときに侵入者が発見できるように構成
されているが、図１３のように構成することにより、背
景メモリの画像に侵入者がいる場合にｔ＝１の画像の入
力があると侵入者の発見ができる。図１３は本実施例の
構成を示すブロック図であり、１〜４および６〜１０は
上記実施例と同一のものである。本実施例においては２
値化処理部の代わりに領域抽出処理部１２２を用いる構
成とした。

【００３０】図１４（ａ）１２３のように背景メモリに
侵入者が存在し、ｔ＝１のとき図１４（ｂ）１２４の位
置に移動したとする。このとき差分処理部４の出力を符
号付きにすることにより、差分結果には図１５のように
正の領域１２５と、負の領域１２６が現れる。侵入者の
濃度レベルが背景の濃度レベルより高い場合、入力画像
から背景画像を差分すると、濃度が正の場合は入力画像
の侵入者、負の領域は背景画像に侵入者であり、侵入者
は負の領域から正の領域に移動したと判定できる。

【００３１】図１６の１３１は１次元信号で表した入力
画像、１３２は背景画像である。１３１から１３２を差
分することにより１３３が得られるが、正負２つの閾値
１３４、１３５を予め設定しておくことにより正負の領
域の抽出を行うことができる。可視光では侵入者と背景
の濃度レベルの反転が起きる場合もあるが、赤外照明１
２１を用いることにより侵入者濃度レベルが背景の濃度
レベルより高い画像を得ることができる。上記のような
構成にすることにより、背景メモリに画像を取り込んだ
あと１枚の画像に入力だけで侵入者の移動方向が得られ
る効果がある。

【００３２】実施例８．上記実施例１では、特徴量対応
付処理部７および動き量抽出処理部８にて、時刻ｔ＝１
、ｔ＝２という２フレーム間での対応付けおよび移動速
度・方向の算出を行う構成を示したが、本実施例では、
任意のＮフレーム間で対応付けおよび移動速度・方向の
算出を行う構成を示す。図１７は本実施例の構成を示す
ブロック図であり、１〜１０は上記実施例１と同一のも
ので、２００は侵入者の動きをＮフレームに渡って追跡
するための領域追跡テーブルである。また、図１８の（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本実施例の動作を説明
する説明図であり、２１と２２は上記実施例１と同一の
もので、３００は時刻ｔ＝３の時点での変化領域、３０
１は時刻ｔ＝Ｎの時点での変化領域を各々示す。また、
図１９は領域追跡テーブル２００の構成と追跡中の動作
を示す図であり、２０１はテーブル内の特徴量記憶部で
あり、２０２はテーブル内の初期位置記憶部であり、２
０３はテーブル内の追跡フレーム数記憶部である。

【００３３】領域追跡テーブル２００は、装置の電源投
入時に初期化される（例えば全てを０にする）。特徴量
対応付処理部７は、時刻ｔ＝１において特徴量抽出処理
部６から変化領域２１の特徴量（例えば面積Ｓ１　や重
心位置Ｘ１　，Ｙ１　等）が送られてくると、領域追跡
テーブル２００の追跡フレーム数記憶部２０３を参照し
、その内容が０であれば、特徴量抽出処理部６で抽出さ
れた上記特徴量を領域追跡テーブル２００の特徴量記憶
部２０１に記憶し、該特徴量の内重心Ｘ１　，Ｙ１　を
初期位置記憶部２０２に記憶し、追跡フレーム数記憶部
２０３に１を記憶する。

【００３４】次に、時刻ｔ＝２において特徴量抽出処理
部６から変化領域２２の特徴量（面積Ｓ２　、重心位置
Ｘ２　、Ｙ２　等）が送られてくると、特徴量対応付処
理部７は領域追跡テーブル２００の追跡フレーム数記憶
部２０３を参照し、その内容が０以外なら該時刻ｔ＝２
における特徴量面積Ｓ２　、重心位置Ｘ２　、Ｙ２　と
特徴量記憶部２０１に記憶されたｔ＝１における特徴量
面積Ｓ１　、重心位置Ｘ１　、Ｙ１　との間で前記実施
例１と同様の特徴量対応付け処理を行い、その結果、時
刻ｔ＝１における変化領域２１と時刻ｔ＝２における変
化領域２２が同一物体の移動と判断されれば、特徴量記
憶部２０１の内容を時刻ｔ＝２における特徴量で置き換
え、追跡フレーム数記憶部２０３の内容に１を加え２と
し、初期位置記憶部２０２の内容はそのままとする。

【００３５】時刻ｔ＝３において特徴量抽出処理部６か
ら変化領域３００の特徴量（面積Ｓ３　、重心位置Ｘ３
　，Ｙ３　等）が送られてくると、特徴量対応付処理部
７は領域追跡テーブル２００の追跡フレーム数記憶部２
０３を参照し、その内容が０以外なら該時刻ｔ＝３にお
ける特徴量面積Ｓ３　、重心位置Ｘ３　，Ｙ３　と特徴
量記憶部２０１に記憶されたｔ＝２における特徴量面積
Ｓ２　、重心位置Ｘ２　，Ｙ２　との間で前記実施例１
と同様の特徴量対応付け処理を行い、その結果、時刻ｔ
＝２における変化領域２２と時刻ｔ＝３における変化領
域３００が同一物体の移動と判断されれば、特徴量記憶
部２０１の内容を時刻ｔ＝３における特徴量で置き換え
、追跡フレーム数記憶部２０３の内容に１を加え３とし
、初期位置記憶部２０２の内容はそのままとする。

【００３６】ここで、時刻ｔ＝１の変化領域２１と時刻
ｔ＝２の変化領域２２が同一物体の移動であると判断さ
れ、時刻ｔ＝２の変化領域２２と時刻ｔ＝３の変化領域
３００も同一物体の移動である判断されたので、時刻ｔ
＝３の変化領域３００と時刻ｔ＝１の変化領域２１は同
一物体の移動であると間接的に判断でき、このときの領
域追跡テーブル２００の内容としては、特徴量記憶部２
０１には現時刻ｔ＝３の特徴量が記憶され、初期位置記
憶部２０２には時刻ｔ＝１の重心位置が記憶され、追跡
フレーム数記憶部２０３には時刻ｔ＝１から現時刻ｔ＝
３までのフレーム数３が記憶されていることになる。

【００３７】つまり、現時刻の変化領域と１つ前の時刻
の変化領域という２フレーム間の対応付けの結果が常に
同一物体の移動であると判断できるならば、現時刻の変
化領域と時刻ｔ＝１における変化領域は同一物体の移動
であると間接的に判断でき、領域追跡テーブル２００は
、現時刻の特徴量が特徴量記憶部２０１に、最初に変化
領域が検出された時点（ｔ＝１）での重心位置が初期位
置記憶部２０２に、最初に変化領域が検出された時刻（
ｔ＝１）から現時刻までのフレーム数が追跡フレーム数
記憶部２０３に各々記憶されていることになる。したが
って、時刻ｔ＝Ｎの時点での領域追跡テーブル２００は
、時刻ｔ＝Ｎの特徴量が特徴量記憶部２０１に、時刻ｔ
＝１の重心位置が初期位置記憶部２０２に、時刻ｔ＝１
から時刻ｔ＝Ｎまでのフレーム数Ｎが追跡フレーム数記
憶部２０３に各々記憶されていることになる。

【００３８】一方、動き量抽出処理部８は、特徴量記憶
部２０１を常に参照し、追跡フレーム数記憶部２０３の
内容（同一物体の移動が連続していると判断されたフレ
ーム数）があらかじめ設定しているしきい値を越えてい
ると判断したときに、その時点で特徴量記憶部２０１に
記憶されている現時刻の重心位置ＸＮ　，ＹＮ　と、初
期位置記憶部２０２に記憶されている時刻ｔ＝１の重心
位置Ｘ１　，Ｙ１　からＮフレーム間での移動速度（移
動距離ｄ＝（ＸＮ　−Ｘ１　）＋（ＹＮ　−Ｙ１　）２
　をフレーム数Ｎで割ったもの）と移動方向等を算出し
、判断処理部９にてその移動速度と方向があらかじめ設
定してある侵入者が侵入する速度と方向に似かよってい
るかどうかを判断し、似通っている場合には侵入者が有
ったと判断し、警報出力部１０により警報を発報する。

【００３９】なお、時刻ｔ＝１からｔ＝Ｎの間に、一度
でも変化領域がない（特徴量抽出処理部６から特徴量が
送られてこない）状態になれば、その時点で領域追跡テ
ーブル２００の内容を初期化（例えば全て０）し、ある
いは領域対応付け処理の結果が同一物体の移動と判断さ
れなければ、その時点で領域追跡テーブル２００の特徴
量記憶部２０１にその時刻の特徴量を記憶すると共に、
初期位置記憶部２０２の内容をその時刻の重心位置で置
き換え、追跡フレーム数記憶部２０３の内容を１に置き
換える。これは、一度対応付けが失敗したのでその時点
までの変化領域は侵入者ではなかったと判断し、その時
刻における変化領域をスタートとして再度領域の追跡を
開始することを意味する。本実施例では、変化領域を複
数フレームにわたって追跡することができ、結果として
移動速度や方向なども２フレーム間での移動速度や方向
に比べてより大局的な値となり、より一層信頼性の高い
侵入監視装置が得られる効果がある。

【００４０】実施例９．上記実施例８では変化領域が１
つの場合に複数フレームにわって変化領域の追跡を行い
侵入者を発見する構成を示したが、本実施例では、変化
領域が複数の場合にも複数フレームにわたって変化領域
の追跡を行い侵入者を発見することができる。図２０は
本実施例の構成を示すブロック図であり、１〜１０は上
記実施例と同一のものであり、１１は上記実施例２と同
一のものであり、２００は上記実施例における領域追跡
テーブルを複数領域向けに拡張したものである。また、
図２１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本実施例の
動作を説明する説明図であり、２１、２２、２３、２４
は前記実施例２と同一のものであり、３００、３０１は
上記実施例８と同一のものであり、３０２は時刻ｔ＝３
の時点での木の揺れなどの変化領域を、３０３は時刻ｔ
＝Ｎの時点での木の揺れなどの変化領域を各々示す。ま
た、図２２は領域追跡テーブル２００の構成と追跡中の
動作を示す図であり、２０１−１はテーブル内のバンク
１の特徴量記憶部であり、２０１−２はテーブル内のバ
ンク２の特徴量記憶部であり、２０２−１はテーブル内
のバンク１の初期位置記憶部であり、２０２−２はテー
ブル内のバンク２の初期位置記憶部であり、２０３−１
はテーブル内のバンク１の追跡フレーム数記憶部であり
、２０３−２はテーブル内のバンク２の追跡フレーム数
記憶部である。

【００４１】領域追跡テーブル２００は上記実施例８と
同様に電源投入時に初期化される。領域統合処理部１１
は、上記実施例２と同様に２値画像データを連結領域毎
にひとまとめにする。また、特徴量抽出処理部６も前記
実施例２と同様に領域毎の特徴量を計算する。特徴量対
応付処理部７は、特徴量抽出処理部６から送られてくる
各変化領域の特徴量と領域追跡テーブル２００のバンク
１側の追跡フレーム数記憶部２０３−１が０以外である
全ての番地の特徴量とで特徴量対応付け処理を行う。時
刻ｔ＝１の時点では、領域追跡テーブル２００の内容が
全て０なので時刻ｔ＝１における各変化領域２１と２３
は領域追跡テーブル２００ないのどれとも対応付けされ
ない。したがって、領域追跡テーブル２００内のバンク
２の特徴量記憶部２０１−２に時刻ｔ＝１における各変
化領域の特徴量（面積Ｓ１１，Ｓ１２、重心位置Ｘ１１
，Ｘ１２，Ｙ１１，Ｙ１２）が記憶され、初期位置記憶
部２０２−２に重心位置Ｘ１１，Ｘ１２，Ｙ１１，Ｙ１
２が記憶され、追跡フレーム数記憶部２０３−２にそれ
ぞれ１が記憶される。

【００４２】時刻ｔ＝２の時点では、各変化領域２２、
２４の特徴量（面積Ｓ２１，Ｓ２２、重心位置Ｘ２１，
Ｘ２２，Ｙ２１，Ｙ２２）は領域追跡テーブル２００内
のバンク２に記憶されている特徴量（面積Ｓ１１，Ｓ１
２、重心位置Ｘ１１，Ｘ１２，Ｙ１１，Ｙ１２）の全て
と特徴量対応付け処理され、結果として変化領域２１と
２２が、変化領域２３と２４がそれぞれ同一物体の移動
と判断され、領域追跡テーブル２００内のバンク１の特
徴量記憶部２０１−１に時刻ｔ＝２における特徴量が記
憶され、初期位置記憶部２０２−１にはバンク２の初期
位置記憶部２０２−２に記憶されている重心位置の内、
時刻ｔ＝２の変化領域２２、２４と対応付けされた時刻
ｔ＝１の変化領域２１、２３の重心位置がコピーされる
（変化領域２２の初期位置記憶部２０２−１には変化領
域２１の初期位置記憶部２０２−１の内容が、変化領域
２４の初期位置記憶部２０２−１には変化領域２３の初
期位置記憶部２０２−２の内容が各々コピーされる）。また、追跡フレーム数記憶部２０３−１にはバンク２の
追跡フレーム数記憶部２０３−２に記憶されているフレ
ーム数の内、時刻ｔ＝２の変化領域２２、２４と対応付
けされた時刻ｔ＝１の変化領域２１、２３のフレーム数
が１加算された後記憶される（変化領域２２の追跡フレ
ーム数記憶部２０３−１には変化領域２１の追跡フレー
ム数記憶部２０３−２の内容に１加算したものが、変化
領域２４の追跡フレーム数記憶部２０３−１には変化領
域２３の追跡フレーム数記憶部２０３−２の内容に１加
算したものが各々記憶される）。そしてバンク２側の特
徴量記憶部２０１−２や初期位置記憶部２０２−２や追
跡フレーム数記憶部２０３−２を全てクリアする。もし
、時刻ｔ＝２における変化領域の内、時刻ｔ＝１の変化
領域といずれとも対応がとれないものがあれば、領域追
跡テーブル２００のバンク２の特徴量記憶部２０１−２
のある番地にはその変化領域の特徴量が、初期位置記憶
部２０２−２にはその変化領域の重心位置が、追跡フレ
ーム数記憶部２０３−２には１が各々記憶される。

【００４３】時刻ｔ＝３の時点では、その時刻での変化
領域３００、３０２の特徴量を領域追跡テーブル２００
のバンク１の特徴量と特徴量対応付け処理を実行し、結
果を今度はバンク２に記憶し、バンク１をクリアする。このように、時刻ｔ＝Ｎまで領域追跡テーブル２００内
のバンクを切り替えながら特徴量対応付け・追跡処理を
行えば、時刻ｔ＝Ｎの時点では、例えばバンク１の特徴
量記憶部２０１−１には時刻ｔ＝Ｎにおける各変化領域
の特徴量が、初期位置記憶部２０２−１には時刻ｔ＝１
の時の重心位置が、追跡フレーム数記憶部２０３−１に
は対応付けされてきたフレーム数Ｎが記憶されている事
になる。一方、動き量抽出処理部８は、上記実施例８と
同様に領域追跡テーブル２００内の現時点で書き込みさ
れているバンク側（バンク１）を参照し、追跡フレーム
数がしきい値を越えている変化領域があれば、特徴量記
憶部２０１−１に記憶されている重心位置と初期位置記
憶部２０２−１に記憶されている重心位置から移動速度
と方向を算出し、侵入者かどうか判断処理部９にて判断
し、侵入者であれば警報を発報する。本実施例では、複
数の変化領域に対して複数フレームにわたる追跡処理を
実行し、複数フレームでの移動速度や方向が算出できる
ので木の揺れなど一定位置で左右に揺れるものと侵入者
のように大きな距離を一定方向に移動するものとでは結
果として移動速度に大きな差ができ、より一層信頼性の
高い侵入監視装置が得られる効果がある。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば侵入者
を画像の変化のみで検出するのではなく、画像の変化部
分がどの様に動く（移動距離とその方向等）を調べ、そ
の動きが侵入者のものかどうかを比較しているため、精
度が良く信頼性の高い侵入監視装置を得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】この発明の実施例１の動作を説明する説明図で
ある。

【図３】この発明の実施例２の動作を説明するブロック
図である。

【図４】この発明の実施例２の動作を説明する説明図で
ある。

【図５】この発明の実施例３の動作を説明するブロック
図である。

【図６】この発明の実施例３の動作を説明する説明図で
ある。

【図７】この発明の実施例４の動作を説明するブロック
図である。

【図８】この発明の実施例４の構成要素である、変化領
域累積処理部１３を実現するための一回路図及び動作を
説明する説明図である。

【図９】この発明の実施例４の動作を説明する説明図で
ある。

【図１０】この発明の実施例５の動作を説明するブロッ
ク図である。

【図１１】この発明の実施例５の動作を説明する説明図
である。

【図１２】この発明の実施例６の動作を説明するブロッ
ク図である。

【図１３】この発明の実施例７の動作を説明するブロッ
ク図である。

【図１４】この発明の実施例７の動作を説明する説明図
である。

【図１５】この発明の実施例７の動作を説明する説明図
である。

【図１６】この発明の実施例７の波形図である。

【図１７】この発明の実施例８の構成を示すブロック図
である。

【図１８】この発明の実施例８の動作を説明する説明図
である。

【図１９】この発明の実施例８の領域追跡テーブルの構
成と追跡中の動作を示す説明図である。

【図２０】この発明の実施例９の構成を示すブロック図
である。

【図２１】この発明の実施例９の動作を説明する説明図
である。

【図２２】この発明の実施例９の領域追跡テーブルの構
成と追跡中の動作を示す説明図である。

【図２３】この発明の実施例１０の構成を示すブロック
図である。

【図２４】この発明の実施例１０の動作を説明する説明
図である。

【図２５】この発明の実施例１１の構成を示すブロック
図である。

【図２６】従来の侵入監視装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

６　　特徴量抽出処理部７　　特徴量対応付け処理部８　　動き量抽出処理部１１　　領域統合処理部１２　　領域別特徴量設定部１３　　変化領域累積処理部２００　　領域追跡テーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　予めメモリに記憶された侵入監視区域
の背景画像データと順次入力されてくる侵入監視区域の
画像データとの差分を計算して２値化処理を行い、画面
像間の変化の有無より侵入発生を判定する侵入監視装置
において、２値化データに対し、予め特定した変化領域
の特徴量（例えば面積或いは重心等）を時間差を置いて
抽出する特徴量抽出処理部と、上記抽出した特徴量を比
較し同一物体が移動したものとしての対応をとる特徴量
対応付処理部と、対応付けされた変化領域の位置とその
時間差により動き情報を求める動き量抽出処理部とを備
えたことを特徴とする侵入監視装置。
【請求項２】　　予めメモリに記憶された侵入監視区域
の背景画像データと順次入力されてくる侵入監視区域の
画像データとの差分を計算して２値化処理を行い、両画
像間の変化の有無より侵入発生を判定する侵入監視装置
において、２値化データに対し、予め特定した変化領域
の特徴量（例えば面積或いは重心等）を時間差を置いて
抽出する特徴量抽出処理部と、抽出された変化領域をあ
る時間の間累積する変化領域累積処理部と、該累積され
た変化領域の特徴量（例えば面積や重心等）を抽出する
特徴量抽出処理部と、この特徴量と累積時間により動き
情報を求める動き量抽出処理部とを備えたことを特徴と
する侵入監視装置。
【請求項３】　　予めメモリに記憶された侵入監視区域
の背景画像データと順次入力されてくる侵入監視区域の
画像データとの差分を計算して２値化処理を行い、両画
像間の変化の有無より侵入発生を判定する侵入監視装置
において、２値化データに対し、予め特定した変化領域
の特徴量（例えば面積或いは重心等）を時間差をおいて
抽出する特徴量抽出処理部と、画像データに対し対象物
の輪郭を抽出する輪郭情報抽出部と、上記抽出した特徴
量と輪郭情報を用い特徴量を統合する特徴量統合処理部
と、上記統合された特徴量を比較し、同一物体が移動し
たものとしての対応をとる特徴量対応付処理部と、対応
付けされた変化領域の位置とその時間差により動き情報
を求める動き量抽出処理部とを備えたことを特徴とする
侵入監視装置。
【請求項４】　　予めメモリに記憶された侵入監視区域
の背景画像データと順次入力されてくる侵入監視区域の
画像データとの差分を計算して２値化処理を行い、両画
像間の変化の有無より侵入発生を判定する侵入監視装置
において、２値化データに対し、予め特定した変化領域
の特徴量（例えば面積或いは重心等）を時間差をおいて
抽出する特徴量抽出処理部と、上記抽出した特徴量を比
較し同一物体が移動したものとしての対応をとる特徴量
対応付け処理部と、過去に複数フレームにわたって連続
して対応付けされてきた変化領域の内最も古い（時刻が
小さい）時点での変化領域の位置を示すデータ（例えば
重心）と連続して対応付けされてきたフレーム数を現時
刻での特徴量と共に記憶しておく領域追跡テーブルと、
連続して対応付けされてきた変化領域の現時刻での位置
データと領域追跡テーブル内に記憶されている最も古い
時点での位置データとフレーム数から複数フレーム間で
の全体の動き情報を求める動き量抽出処理部とを備えた
ことを特徴とする侵入監視装置。