JPH0721475A - 侵入物体監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像装置を介して入力される画像の変化領域
から、侵入物体を精度良く検知し得るようにする。 【構成】 カメラ１を介して入力される画像から、変化
領域抽出手段２により抽出される変化領域について、そ
の組合せを算出する変化領域組合せ算出手段７１と、そ
の出力である変化領域の統合形状と、目的とする物体の
形状を格納している物体の形状定義格納手段５からの出
力とを比較して、その一致度を求める一致度算出手段８
とを設けることにより、如何なる環境下での侵入物体検
知にも対応できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、場内等の危険区域や
無人建屋などに撮像装置としてのテレビカメラを設置し
て特定物体の侵入、例えば人の侵入などの異常発生を検
知してアラームを発したり、異常時の映像を記録するよ
うな画像処理を利用した侵入物体監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として、 （１）抽出された変化領域の形状を統合することなく、
各変化領域の形状から物体が目的とする物体かどうかを
判定し、アラーム等を出力するもの。 （２）各変化領域の動きを予測，追跡し、同じように動
いている変化領域や、分裂や融合したと推測される変化
領域を統合した後、変化領域の形状から物体が目的とす
る物体かどうかを判定し、アラーム等を出力するもの。 等がある。

【０００３】図２３はこの種の従来例を示すブロック図
である。同図において、変化領域抽出手段２では、カメ
ラなどによって予め撮影してディジタル化した監視領域
の平常時の画像と、カメラ１から入力しディジタル化し
た監視画像の差分を取り、２値化することによって変化
領域を抽出したり、前記監視画像の時間的に連続する画
像間の差分を取り、２値化することによって変化領域を
抽出する。

【０００４】目的物体の抽出手段３では、各変化領域の
形状と物体の形状定義保持手段５に予め保持されている
高さや幅のデータを比較する。もし、形状が一致してい
る場合には、監視結果出力手段４に物体位置が出力さ
れ、物体が侵入禁止区域などに侵入する場合に、アラー
ムや映像の記録が行なわれる。また、各変化領域の位置
情報が動きの抽出手段６に送られ、各変化領域の移動軌
跡が計算される。もし、移動軌跡の同様な変化領域があ
る場合には、点線で示すようにフィードバックされ、変
化領域を１つの物体に統合する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来装置
（１）には、背景の状態が均一でなかったり、侵入物体
の色や明るさの固体差によるバラツキがあったりするた
め、侵入物体が１つの変化領域としてうまく抽出されな
いという問題がある。また、従来装置（２）には、動物
体の変化領域がいつも同様な数や形状で得られるとは限
らないことや予測精度の問題もあり、動きを予測，追跡
することが必ずしもうまく行かないという問題がある。
したがって、この発明の課題は、背景の状態が均一でな
かったり、侵入物体の色や明るさに個体差によるバラツ
キがあって、抽出された物体が切れて複数の変化領域と
して検出された場合や、異なる物体の変化領域がくっつ
いて１つの変化領域として検出された場合にも、目的と
する物体かどうかを判定でき、その結果にもとづき良好
な監視結果を出力することができるようにすることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、第１の発明では、撮像装置を介して入力しディ
ジタル化した監視画像とその平常時の画像との差分をと
るか、または前記監視画像の時間的に連続する画像フレ
ーム間の差分をとって２値化することにより変化領域を
抽出し、この変化領域の形状，位置またはフレーム間の
動きから目的とする侵入物体を検知して、アラーム出
力，映像記録を行なう侵入物体監視装置において、互い
に隣接する変化領域の組み合わせを算出する変化領域組
合せ算出手段と、検知しようとする物体の形状に関する
定義データを記憶する記憶手段と、前記変化領域組合せ
算出手段で求めた組合せにもとづき変化領域を統合して
１つの変化領域にしたとき、その変化領域の形状と前記
記憶手段に保持されている物体の形状との一致の度合い
を求める一致度算出手段と、求められた一致度の高いも
のを選択し、その値が基準値以上の場合は変化領域を統
合して１つの変化領域とする変化領域統合手段と、その
結果にもとづき物体の侵入を検知したとき、アラーム出
力または映像記録を行なう監視結果出力手段とを設けた
ことを特徴としている。

【０００７】第１の発明に対しては、前記変化領域組合
せ算出手段の代わりに、検知しようとする物体の幅に適
合する幅を持つ変化領域のみを選択する第１の変化領域
選択手段と、検知しようとする物体の幅よりも狭い幅を
持つ変化領域のみを選択する第２の変化領域選択手段
と、前記第１の変化領域選択手段で選択された変化領域
を物体位置とし、前記第２の変化領域選択手段で選択さ
れた変化領域の中で、各変化領域の画面上の水平方向の
座標位置に関する特徴量の違いが一定値以下の垂直方向
に隣接する変化領域の組合せを、物体位置を基準として
求める変化領域組合せ算出手段とを用いることができる
（第２の発明）。

【０００８】第１，第２の発明に対しては、前記変化領
域の垂直投影和または水平投影和を求め、２値化してラ
ベル付けすることで領域を分割し、この分割された領域
毎に形状データを出力する領域分割手段を付加し、分割
された領域毎に変化領域の組合せを求めることができ
（第３の発明）、または前記変化領域組合せ検出手段と
して、垂直方向に重なる変化領域の中で、物体位置を示
す変化領域を含む変化領域の組合せのみを出力する機能
を持つ変化領域組合せ算出手段を用いることができる
（第４の発明）。なお、この第４の発明に対しては、前
記変化領域組合せ算出手段で求められた、同一物体位置
を持つ組合せにおける形状の一致度のばらつき度合いが
大きいときは物体のサイズの確信度を小さくし、ばらつ
きの度合いが小さくなるにつれて物体のサイズの確信度
を大きくする物体サイズ確信度算出手段と、サイズの確
信度が高くなるにつれて、複数フレーム間の物体サイズ
が一致したものを対応付ける度合いを大きくする動物体
対応付け手段とを付加することができる（第５の発
明）。

【０００９】また、第１，第２の発明に対しては、前記
変化領域統合手段に対し、一致度の最も高い変化領域を
除いた変化領域について、再度同様の手順によって一致
度の最も高い変化領域を見つけてその組合せを統合する
処理を、一致度が基準値以上の組合せが無くなるまで繰
り返す変化領域統合繰返し手段を付加することができ
（第６の発明）、前記一致度算出手段として、組み合わ
せた変化領域に外接する矩形内における変化領域の占め
る割合を用いて一致度を算出する一致度算出手段を用い
ることができる（第７の発明）。さらに、第１，第２の
発明に対しては、前記監視結果出力手段として、求まっ
た一致度に応じてアラームレベルまたは映像記録方法を
決定することができ（第８の発明）、前記監視画像のエ
ッジ領域を抽出するエッジ領域抽出手段と、このエッジ
領域抽出手段にて抽出されたエッジ部分を前記変化領域
から削除することで領域分割を行ない、新たな変化領域
を作成する変化領域分割手段とを付加し、変化領域を分
割した後に変化領域を組み合わせることができる（第９
の発明）。

【００１０】

【作用】 （１）複数の変化領域が抽出された場合でも、それらは
１つの物体である場合が多い。このことから、変化領域
組合せ算出手段を用いることにより、１つの物体と見な
すことのできる組み合わせの候補を算出することができ
る。 （２）変化領域として大きな物体や建物の構造線のよう
なものが抽出された場合や、逆に小さな物体がノイズと
して抽出された場合には、その影響を排除することが必
要である。そこで、抽出しようとする物体のみを選択す
る第１の変化領域選択手段を用い、これにより選択され
た変化領域を物体の位置として、これを基準に水平方向
の座標位置に関する特徴量の違いが一定値以下の、隣接
する変化領域を組み合わせて行くことにより、１つの物
体と見なすことのできる組合せの候補を、ノイズの影響
を余り受けることなく算出できるようにする。また、組
み合わせるに当たっては、物体よりも小さな領域を選択
する第２の変化領域選択手段を用い、これにより選択さ
れた微小領域も組み合わせることにより、正確な抽出を
図る。

【００１１】（３）縦方向や横方向の変化領域の投影和
が大きい部分には物体が存在することに着目し、縦方向
または横方向の投影和の大きさによって垂直や水平方向
に領域を分割する領域分割手段によって、物体の存在す
る大局的な領域を識別し得るようにする。その結果、物
体が存在しないような変化領域がノイズとしてまばらに
存在する領域に対しては、統合処理をしないようにする
ことができ、処理量を減らして間違った検知を少なくす
る。上記（１），（２）では一致度算出手段を使用し、
予め定義されている物体の形状と、候補として抽出した
変化領域の組合せを統合した場合の形状との一致度合い
を算出し、変化領域統合手段によって候補として抽出さ
れた組合せの中で、最も一致度の高い組合せを統合する
ことにより、監視画面内で切れ切れになっている物体
を、目的とする物体の形状に統合できる。その結果、監
視画面内に目的とする物体が存在する可能性を、一致度
という形で算出することができる。 （４）監視画像によっては、垂直方向に２つの物体が現
れる可能性がない場合がある。この場合、最も下部に位
置する変化領域を含む変化領域の組合せが物体となる。
また、物体の位置は通常は地面に接している部分であ
る。このことから、変化領域組合せ手段にて組合せの数
を減らすことにより、物体位置を正確に検出し得るよう
にする。

【００１２】（５）変化領域の組合せを決定するに当た
って一致度を計算するが、変化領域の抽出が万全でない
ため、一致度の高いものが必ずしも物体であるとは限ら
ない。そこで、垂直方向に１つしか目的とする物体が存
在しない場合に、同一物体位置を持つ組合せの中で高い
一致度を持つ組合せが複数あるときは、最も一致度の高
い組合せが目的とする物体である可能性は低く、どれか
１つの一致度のみが高い場合には、最も一致度の高い組
合せが目的とする物体である可能性が高いことに着目
し、一致度のバラツキ具合によってサイズの確信度を算
出する物体サイズ確信度算出手段により、結合された物
体のサイズ確信度を算出する。さらに、物体サイズには
時間的な変化は余りないことに着目し、物体サイズの確
信度が高くなるにつれて、フレーム間の物体を対応付け
る場合に、サイズ情報を利用する度合いを大きくする動
物体対応付け手段により、物体のフレーム間の動きをよ
り正確に抽出し、物体の侵入予測による侵入判定の精度
を向上させる。

【００１３】（６）監視する対象によっては、複数の物
体を抽出する必要が生じる。この場合、最も一致度の高
い変化領域を除いた中で、さらに最も一致度の高い変化
領域の統合を行なう処理を、変化領域がなくなるまで繰
り返す変化領域統合繰返し手段を用いることにより、複
数の目的とする物体がカメラの設置角度によって垂直方
向に重なって検出されるような場合でも、目的とする複
数の物体を抽出することができる。 （７）一致度は物体の高さや幅などの外形形状の一致度
合いと、抽出された変化領域の面積の両方に依存してい
る。形状は一致していても変化領域が統合された矩形内
にまばらにしか存在しないなどで物体と一致していない
場合は、変化領域の面積が目的とする物体と異なること
に着目し、一致度を算出する場合に外接する矩形内の変
化領域の占める割合を加味する一致度算出手段を用いる
ことにより、正確な一致度を算出し得るようにする。

【００１４】（８）一致度は物体の検出精度を表わすも
のであり、一致度が高い場合には確からしい情報を出力
することができるが、そうでない場合には不安定な情報
を出力してしまうことに着目し、一致度を使用してアラ
ームレベルや記録方式を変更する監視結果出力手段を用
いる。これにより、出力する情報が確からしいときはア
ラームレベルを上げて詳細に記録したり、不安定なとき
はアラームレベルを下げて間引いて記録したりすること
で、その後の処理をする監視員の負担を軽減するととも
に、記録媒体の節約を可能とし、不安定な異常検出がな
された場合でもそれなりの処置ができるようにする。 （９）２つの物体が重なる場合や写り込みのある場合、
目的とする物体の形状との一致度が低くなり、正常な検
出がし難くなる。そこで、２つの物体が重なり合う部分
や写り込みと物体との境界部分は、エッジ検出によって
抽出できることに着目して監視画像のエッジをエッジ抽
出手段を用いて抽出し、変化領域からエッジ部分を削除
することにより、２つの物体や写り込みにより生じた部
分の変化領域を分割する。これにより、目的とする物体
をもれなく検知することが可能となる。

【００１５】

【実施例】図１はこの発明の第１実施例を示すブロック
図で、１は撮像装置としてのテレビカメラ（以下、単に
カメラという）、２は変化領域抽出手段、４は監視結果
出力手段、５は物体の形状定義保持手段（記憶手段）、
６は動きの抽出手段、７１は変化領域組合せ算出手段、
８は一致度算出手段、９は変化領域統合手段を示してい
る。すなわち、カメラ１から入力された監視画像は、変
化領域抽出手段２で変化している部分のみが抽出され、
各変化領域の高さ，幅および面積等の形状データが変化
領域組合せ算出手段７１に与えられる。

【００１６】このとき、各変化領域が図２のような場
合、各変化領域の形状データを例えば図３の如く矩形情
報で抽出する。また、抽出したい物体に関する形状（高
さＴ，幅Ｈ，高さと幅の比Ｑ，幅と高さで表わされる矩
形内における物体の占める割合Ｐｓなど）は、物体の形
状定義保持手段５に予め設定（格納）されている。変化
領域組合せ算出手段７１では、各変化領域の形状データ
を入力し、変化領域の中で垂直方向に重なり合い、かつ
隣接する変化領域の組合せを求め、一致度算出手段８に
その組合せと各変化領域の形状データを出力する。

【００１７】例えば、各変化領域の形状が図３のような
場合、変化領域組合せ算出手段７１では、まず垂直方向
に重なり合い、かつ垂直方向に隣接する２つの変化領域
の組合せ（例えばｂとｃは条件に適合するが、ｂとａは
隣接せずｂとｄは垂直方向に重なり合わないため、条件
に適合しない）を見つける。図２，図３の場合の組合せ
をまとめると、図４のようになる。その後、変化領域の
全ての組合せの中で、図４に示す変化領域の組合せを含
む組合せを、変化領域の全組合せとして図５のように出
力する。

【００１８】一致度算出手段８では、物体の形状定義保
持手段５に記憶されている形状と、変化領域組合せ算出
手段７１で組み合わされた変化領域の形状の一致度を算
出し、変化領域の組合せの中で最も一致度の高いもの
を、変化領域統合手段９に出力する。一致度の算出方法
としては、まず物体の定義データの幅と高さの比Ｑと、
変化領域を組み合わせた場合の幅と高さの比をＲ、図３
で示される矩形内における変化領域の占める割合をＰと
するとき、 ｜Ｑ−Ｒ｜＋｜Ｐｓ−Ｐ｜ を算出し、この値が小さいほど一致度を高いとする。例
えば、変化領域組合せ算出手段７１で算出された組合せ
における一致度は、図６に示すようになる。ここに、図
６のＭ（ｍ１，ｍ２……ｍｎ）は変化領域ｍ１，ｍ２…
…ｍｎを組み合わせたときの一致度を示している。

【００１９】変化領域統合手段９では、変化領域抽出手
段２で抽出された変化領域の形状データと、一致度算出
手段８から与えられた一致度情報とを入力し、最も一致
度の高い変化領域の組合せを統合して変化領域の形状デ
ータを更新する。もし、最も一致度の高い変化領域の一
致度が基準より高い場合には、その物体の位置を監視結
果出力手段４に出力し、更新された変化領域の位置を動
きの抽出手段６に対して出力する。例えば、図６のよう
にｂ，ｃ，ｅを組み合わせた一致度Ｍ（ｂ，ｃ，ｅ）が
最も高かった場合に、この一致度Ｍ（ｂ，ｃ，ｅ）が基
準値以下のときはｂ，ｃ，ｅを統合して、図７のような
網目状の矩形として変化領域の形状を変更する。また、
動きの抽出手段６に対しては各変化領域の位置情報を、
また監視結果出力手段４に対しては位置情報と一致度を
それぞれ出力する。

【００２０】動きの抽出手段６では変化領域の動きを追
跡し、監視結果出力手段４に動き情報を出力する。例え
ば図８に示すように、前フレームで結合された結果が矩
形ｚで、今回抽出したｂ，ｃ，ｅの統合結果ｘが同一物
体である（位置が近い）と判断されたときは、動きベク
トルｖを計算して監視結果出力手段４に出力する。監視
結果出力手段４では、変化領域統合手段９から与えられ
た位置データ，一致度データおよび動きの抽出手段６に
より抽出された変化領域の動きベクトルｖから、目的物
体が侵入禁止エリアに侵入したと判断し、アラームを出
力する。

【００２１】例えば、図８において物体位置ｐが侵入禁
止エリア内で、かつ一致度が基準値以上の場合に、アラ
ームを出力する。また、物体位置ｐが侵入禁止エリアに
近くかつ移動ベクトルｖの方向や大きさから、侵入しそ
うであると判断される場合にも、アラームを出すことと
する。なお、アラームを出す場合は、変化領域統合手段
９から入力した一致度に応じてアラームレベルを判断
し、図９のようなアラームレベルに応じた処理を行な
う。つまり、一致度を「高い」，「普通」および「低
い」の３つに分け、その各々で「緊急アラーム，高品質
映像記録」，「オペレータにアラーム，低品質映像記
録」および「アラーム無し，まびき映像記録」を行なう
ものとする。

【００２２】図１０はこの発明の第２の実施例を示すブ
ロック図である。同図から明らかなように、この実施例
は図１の構成に、変化領域を予め選択する変化領域選択
手段Ａ，Ｂ（１０）と、選択された変化領域にもとづい
て変化領域を組み合わせる変化領域組合せ算出手段７２
とを付加して構成される。すなわち、変化領域選択手段
Ａでは物体の幅との差が小さい幅の変化領域を選択し、
変化領域組合せ算出手段７２へ出力する。また、変化領
域選択手段Ｂでは物体の幅よりも大きな幅を持つ変化領
域を除く変化領域を選択し、変化領域組合せ算出手段７
２へ出力する。

【００２３】例えば、図１１のような変化領域があると
き、変化領域選択手段Ａではｇ，ｈは幅が小さいため選
択されず、ｉ，ｆは幅が大きいため選択されない。ま
た、変化領域選択手段Ｂではｉ，ｆは幅が大きいため選
択されない。その結果、図１２（イ），（ロ）のような
変化領域がそれぞれ選択され、出力される。変化領域組
合せ算出手段７２では、変化領域選択手段Ａで選択され
た変化領域を物体位置として（物体の下部の中心）、そ
の物体位置を基準として変化領域選択手段Ｂで選択され
た、垂直方向に重なりかつ隣接する変化領域を組み合わ
せる。

【００２４】例えば、変化順変化領域選択手段Ａと変化
領域選択手段Ｂから図１２（イ），（ロ）のような入力
があった場合には、垂直方向に重なりかつ隣接する変化
領域は、図１３（イ）のようになる。それらの変化領域
を組み合わせると、図１３（ロ）のようになる。なお、
図１３（ロ）において、ｃとｈの組合せが抽出されない
のは、変化領域選択手段Ａで選択された変化領域を、物
体位置（物体の下部の中心）としてそれを基準に組み合
わせたためである。

【００２５】図１４はこの発明の第３実施例を示すブロ
ック図である。これは、図１０に示すものに対し、領域
分割手段１１を付加し、分割された領域毎に変化領域を
選択し、変化領域を組み合わせるようにした点が特徴で
ある。この領域分割手段１１は、抽出された変化画像の
垂直投影和を２値化し、ラベリングして複数領域に分割
する。領域分割手段１１では、抽出された変化画像の水
平投影和を２値化し、ラベリングすることができる。

【００２６】例えば、図１５に示すような領域が分割さ
れた場合には、図１６に示すように領域ＡとＢに分割抽
出される。この領域Ａに対して変化領域選択処理をする
とａ，ｂ，ｃ，ｅが変化領域選択手段Ａ，Ｂでともに選
択される。領域Ｂでは、変化領域ｆが物体幅よりも大き
いため、変化領域は１つも選択されない。その結果、図
５の組合せの中で組合せ番号１４を除く番号１〜１３の
組合せが算出され、図７と同様に一致度の最も高いｂ，
ｃ，ｅの変化領域が統合される。つまり、図１の構成で
は図１５のような変化領域がある場合には、変化領域
ｄ，ｐ，ｑ，ｒを統合した領域も抽出されてしまうが、
図１４の構成ではその組合せは予め排除され、これらの
ノイズに影響されないことが分かる。なお、領域分割手
段は図１の実施例に対しても、上記と同様にして設ける
ことができる。

【００２７】図１７はこの発明の第４実施例を示すブロ
ック図である。これは、図１０の変化領域組合せ算出手
段７２に代えて変化領域組合せ算出手段７３を設け、サ
イズ確信度算出手段１２と動きの抽出処理内にサイズ確
信度を入力する動物体対応付け手段１３を付加して構成
される。変化領域組合せ算出手段７３では、最も下部に
位置する変化領域を必ず含む組合せを算出している。例
えば、図１１のような変化領域があった場合、変化領域
の組合せは最も下部の変化領域ｂ，ｄを含むもののみが
算出され、結果として、図１８の如き組合せだけが算出
される。

【００２８】サイズ確信度算出手段１２では、一致度算
出手段８から同一物体位置の組合せの一致度およびサイ
ズを入力して、その各組合せについて、 ｜（最大一致度−一致度）×（最大一致度を持つ変化領
域のサイズ−サイズ）｜ を求めてこれらを積算し、算出した値が小さい程サイズ
確信度を高く設定して、サイズ確信度として出力する。
例えば、図１８の変化領域ｂを含む組合せ番号１〜５で
は、一致度Ｎ（ｎ），サイズＳ（ｎ）（ｎは組合せ番
号）とするとき、組合せ番号５のｂ，ｃ，ｅが最大の一
致度を持つため、 Σ｜Ｎ（５）−Ｎ（ｎ））×Ｓ（５）−Ｓ（ｎ）｜ を算出して、算出された値が小さい程サイズ確信度を高
くして出力する。

【００２９】動物体対応付け手段１３では、サイズ確信
度が低い場合は前フレームで抽出された変化領域と、そ
の位置の差をもとに対応付けを行なう。また、サイズ確
信度が高い場合は、位置の差および抽出された変化領域
の幅や高さの差をもとに対応付けを行なう。例えば、図
８のように前フレームと今回のフレームで物体が検出さ
れた場合に、サイズ確信度が大きい場合は位置が近いだ
けで対応付けられるが、サイズ確信度が小さい場合はサ
イズ情報が加味され、サイズの違いから対応付けられ
ず、別の物体と見なされる。その結果、確かな動きｖの
みが動きの抽出処理で算出できるため、監視結果出力手
段４での侵入予測による誤警報を少なくすることができ
る。なお、図１に示すものについて動物体対応付け手段
１３を付加しても良いことは勿論である。

【００３０】図１９はこの発明の第５実施例を示すブロ
ック図である。これは、図１の構成に変化領域統合繰返
し手段１４を付加して構成される。この変化領域統合繰
返し手段１４では、変化領域の組合せを入力し変化領域
統合手段９で判定された最も高い一致度が基準以上の場
合に、その変化領域を除いた変化領域の組合せを、再度
変化領域統合手段９に出力する。もし、入力する変化領
域がない場合や、最も高い一致度が基準以下の場合に
は、繰り返し処理を終了する。

【００３１】例えば、図７のような統合処理後、変化領
域統合繰返し手段１４によって統合されたｂ，ｃ，ｅの
領域を除いた組合せ（図６の組合せ１，１３，１４）を
再度変化領域統合手段９に出力する。変化領域統合手段
９では、残っている組合せの中でＭ（ａ）が最も一致度
が高いが、この場合は基準以下であるので統合処理は行
なわないこととする。そして、変化領域統合繰返し手段
１４では、最も高い一致度が基準以下になったことで、
処理を終了する。

【００３２】図２０はこの発明の第６実施例を示すブロ
ック図である。これは、図１にエッジ領域抽出手段１５
と、変化領域分割手段１６を付加したものである。エッ
ジ領域抽出手段１５では、カメラから入力された監視画
像の微分処理を施してエッジ成分を抽出し、エッジの部
分は「０」、それ以外は「１」となるように２値化した
エッジ画像を、変化領域分割手段１６に出力する。変化
領域分割手段１６では、変化領域の画像と抽出されたエ
ッジ画像のアンド（ＡＮＤ）処理を行なうことで変化領
域を分割し、分割した変化領域のそれぞれの特徴量を算
出して、変化領域の形状を出力する。

【００３３】例えば、図３において、背景のノイズの影
響で図２１のように、ｃと横に広がる背景のノイズ部分
（斜線部）がくつっいて変化領域が抽出された場合、領
域分割によって図２２のようになる。図２２では、エッ
ジ領域に相当する部分が変化領域から取り除かれ、斜線
部分が分離されて別の領域ｓとなり、ｃの領域はｃとｔ
に分離される。その結果、斜線部分を含む組合せは、目
的とする物体と異なるため、一致度は低くなる。ｃとｔ
は一旦分離されるものの統合処理で統合され、図７と同
様の物体統合結果が得られる。このように、異なる物体
がくっついて１つの変化領域として抽出されたとして
も、変化領域分割手段１６により分離されるため、目的
とする物体を正確に抽出することができる。

【００３４】

【発明の効果】この発明によれば、以下のような利点が
得られる。 （１）複数の抽出された変化領域を目的の物体に近づく
ように組み合わせて統合するようにしたことで、目的と
する物体がノイズなどによって切れ切れの変化領域とし
て抽出されたとしても、目的とする物体の侵入を検知す
ることが可能となる。 （２）複数の変化領域の中で物体に適合するものを予め
選択した後、組み合わせて統合するようにしたことで、
組合せの数を減らして計算時間の短縮化を図るととも
に、ノイズによって物体位置が変動しないように変化領
域を統合することができ、目的とする物体の侵入を正確
に検知することができる。 （３）水平方向の物体位置の特徴量が近い変化領域、隣
接する変化領域を組み合わせることで、無駄な組合せや
間違った組合せを事前に排除することができ、計算時間
を短縮し正確な物体の抽出が可能となる。 （４）変化領域を予め物体が存在すると考えられる領域
に分割することで、組合せの数を減らして計算時間を短
縮するとともに、ノイズによって接続されているような
領域の影響を排除することができ、正確な物体抽出が可
能となる。 （５）最も下部に位置する変化領域を物体位置として変
化領域を組み合わせることで、組合せの数を減らして計
算時間を短縮するとともに、統合の精度による物体位置
のゆれを排除することができる。また、同一物体位置を
持つ変化領域の各組合せの一致度のバラツキを求め、バ
ラツキが高くなるにしたがって、フレーム間の動きを抽
出するときにサイズ情報を使う度合い小さくすること
で、統合の精度が不安定な場合にはサイズは不安定な情
報として使われなくなる。その結果、抽出の不安定さか
ら生じる間違った対応付けを排除するとともに、より確
かな動きが抽出され、侵入予測時の誤警報を少なくする
ことができる。 （６）一致度の最も高いものから、順に変化領域を統合
して行く処理を繰り返すことで、目的とする物体が複数
個侵入する場合でも、区別して検知できるようになる。 （７）変化領域を統合する場合、統合する矩形領域内の
変化領域の占める割合を一致度の算出に使用すること
で、統合した時の形状は目的とする物体に似ているが、
ノイズなどによって抽出された散在する変化領域の統合
処理を排除することができ、物体の誤抽出による誤警報
を少なくすることができる。 （８）一致度が高い物体が侵入したときと、一致度が低
い物体が侵入したときとでアラームレベルや画像記録の
レベルを変えれば、監視員の作業の軽減や記録媒体の節
約が可能となる。 （９）変化領域を画像のエッジ領域を用いて分割した後
に変化領域を組み合わせて統合することで、背景にノイ
ズがある場合や複数物体が重なり合って存在する場合な
ど、異なる物体がくっついた状態で変化領域として抽出
された場合でも、くっついた部分を分離することがで
き、目的とする物体をもれなく抽出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】変化領域の１例を説明するための説明図であ
る。

【図３】図２に対応する変化領域の抽出形状例を説明す
るための説明図である。

【図４】図３に対応する変化領域の組合せ例を説明する
ための説明図である。

【図５】図１の如く構成して図３から抽出される変化領
域の全組合せを説明するための説明図である。

【図６】変化領域の組合せ一致度とその順位を説明する
ための説明図である。

【図７】図２に対応する変化領域の統合結果を説明する
ための説明図である。

【図８】動きベクトルを説明するための説明図である。

【図９】結果出力の判定方法例を説明するための説明図
である。

【図１０】この発明の第２実施例を示すブロック図であ
る。

【図１１】変化領域の他の例を説明するための説明図で
ある。

【図１２】図１０の変化領域選択手段にて選択された変
化領域を説明するための説明図である。

【図１３】図１０の如く構成して図１１の領域から抽出
される、垂直に重なりかつ隣接する変化領域と、その組
合せを説明するための説明図である。

【図１４】この発明の第３実施例を示すブロック図であ
る。

【図１５】変化領域のさらに他の例を説明するための説
明図である。

【図１６】図１５の領域分割方法を説明するための説明
図である。

【図１７】この発明の第４実施例を示すブロック図であ
る。

【図１８】図１７の如く構成して図１５の領域から抽出
される変化領域の組合せを説明するための説明図であ
る。

【図１９】この発明の第５実施例を示すブロック図であ
る。

【図２０】この発明の第６実施例を示すブロック図であ
る。

【図２１】ノイズを含む変化領域の例を説明するための
説明図である。

【図２２】図２１の領域分割後の変化領域を説明するた
めの説明図である。

【図２３】従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…カメラ、２…変化領域抽出手段、３…目的物体の抽
出手段、４…監視結果出力手段、５…物体の形状定義保
持手段、６…動きの抽出手段、７１，７２，７３…変化
領域組合せ算出手段、８…一致度算出手段、９…変化領
域統合手段、１０…変化領域選択手段、１１…領域分割
手段、１２…サイズ確信度算出手段、１３…動物体対応
付け手段、１４…変化領域統合繰返し手段、１５…エッ
ジ検出手段、１６…変化領域分割手段。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像装置を介して入力しディジタル化し
   た監視画像とその平常時の画像との差分をとるか、また
   は前記監視画像の時間的に連続する画像フレーム間の差
   分をとって２値化することにより変化領域を抽出し、こ
   の変化領域の形状，位置またはフレーム間の動きから目
   的とする侵入物体を検知して、アラーム出力，映像記録
   を行なう侵入物体監視装置において、 互いに隣接する変化領域の組み合わせを算出する変化領
   域組合せ算出手段と、検知しようとする物体の形状に関
   する定義データを記憶する記憶手段と、前記変化領域組
   合せ算出手段で求めた組合せにもとづき変化領域を統合
   して１つの変化領域にしたとき、その変化領域の形状と
   前記記憶手段に保持されている物体の形状との一致の度
   合いを求める一致度算出手段と、求められた一致度の高
   いものを選択し、その値が基準値以上の場合は変化領域
   を統合して１つの変化領域とする変化領域統合手段と、
   その結果にもとづき物体の侵入を検知したとき、アラー
   ム出力または映像記録を行なう監視結果出力手段とを設
   けたことを特徴とする侵入物体監視装置。
2. 【請求項２】 前記変化領域組合せ算出手段の代わり
   に、検知しようとする物体の幅に適合する幅を持つ変化
   領域のみを選択する第１の変化領域選択手段と、検知し
   ようとする物体の幅よりも狭い幅を持つ変化領域のみを
   選択する第２の変化領域選択手段と、前記第１の変化領
   域選択手段で選択された変化領域を物体位置とし、前記
   第２の変化領域選択手段で選択された変化領域の中で、
   各変化領域の画面上の水平方向の座標位置に関する特徴
   量の違いが一定値以下の垂直方向に隣接する変化領域の
   組合せを、物体位置を基準として求める変化領域組合せ
   算出手段とを用いることを特徴とする請求項１に記載の
   侵入物体監視装置。
3. 【請求項３】 前記変化領域の垂直投影和または水平投
   影和を求め、２値化してラベル付けすることで領域を分
   割し、この分割された領域毎に形状データを出力する領
   域分割手段を付加し、分割された領域毎に変化領域の組
   合せを求めることを特徴とする請求項１または２に記載
   の侵入物体監視装置。
4. 【請求項４】 前記変化領域組合せ検出手段として、垂
   直方向に重なる変化領域の中で、物体位置を示す変化領
   域を含む変化領域の組合せのみを出力する機能を持つ変
   化領域組合せ算出手段を用いることを特徴とする請求項
   １または２に記載の侵入物体監視装置。
5. 【請求項５】 前記変化領域組合せ算出手段で求められ
   た、同一物体位置を持つ組合せにおける形状の一致度の
   ばらつき度合いが大きいときは物体のサイズの確信度を
   小さくし、ばらつきの度合いが小さくなるにつれて物体
   のサイズの確信度を大きくする物体サイズ確信度算出手
   段と、サイズの確信度が高くなるにつれて、複数フレー
   ム間の物体サイズが一致したものを対応付ける度合いを
   大きくする動物体対応付け手段とを付加してなることを
   特徴とする請求項４に記載の侵入物体監視装置。
6. 【請求項６】 前記変化領域統合手段に対し、一致度の
   最も高い変化領域を除いた変化領域について、再度同様
   の手順によって一致度の最も高い変化領域を見つけてそ
   の組合せを統合する処理を、一致度が基準値以上の組合
   せが無くなるまで繰り返す変化領域統合繰返し手段を付
   加してなることを特徴とする請求項１または２に記載の
   侵入物体監視装置。
7. 【請求項７】 前記一致度算出手段として、組み合わせ
   た変化領域に外接する矩形内における変化領域の占める
   割合を用いて一致度を算出する一致度算出手段を用いる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の侵入物体監
   視装置。
8. 【請求項８】 前記監視結果出力手段として、求まった
   一致度に応じてアラームレベルまたは映像記録方法を決
   定することを特徴とする請求項１または２に記載の侵入
   物体監視装置。
9. 【請求項９】 前記監視画像のエッジ領域を抽出するエ
   ッジ領域抽出手段と、このエッジ領域抽出手段にて抽出
   されたエッジ部分を前記変化領域から削除することで領
   域分割を行ない、新たな変化領域を作成する変化領域分
   割手段とを付加し、変化領域を分割した後に変化領域を
   組み合わせることを特徴とする請求項１または２に記載
   の侵入物体監視装置。