JPH09161069A - 監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の監視装置は、特徴点の選択や異なる時
刻での特徴点同士の対応付けやクラスターの識別等の処
理に多くの演算量が必要であったこと。 【解決手段】 カメラ等撮像装置１で撮影された画像上
に、カメラの移動方向に応じて、スリットを設定する制
御手段２と、スリット上の画像データを時間軸方向に並
べた時空間画像を形成し、スリット上の時空間画像を記
憶する記憶手段３と、それぞれの時空間画像から物体の
動き情報やカメラと静止物体との距離等を検出する画像
処理手段４とを設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＩＴＶカメラ等
の画像を処理することにより、移動物体等の変化領域を
検出する監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に広範囲な領域を効率よく監視する
ためには、カメラを静止させた状態だけでなく、カメラ
を移動させた状態でも監視できることが必要である。そ
こで、カメラの移動にともなう静止物体の変化と異なる
画像中の変化領域を効率よく検出できる必要があった。

【０００３】従来このような要求に応えるものとして、
図１３に示すような移動体識別方法が提案されている。
この図１３は特開昭６４ー４８１８１号公報に示された
移動体識別方法であり、図において１０１はテレビカメ
ラ、１０２は時々刻々採取された画像を記憶する実空間
画像記憶手段、１０４は実空間画像を構成する点（特徴
点）について異なった時刻に採取されたもの同士を対応
付けることによって、その移動ベクトルと時間差の比と
して各特徴点の速度を推定するマッチング手段、１０５
はマッチング手段１０４の結果を速度空間画像として記
憶する記憶手段、１０６は記憶手段１０５の速度空間画
像における顕著なクラスターを識別するクラスター識別
手段、１０７はクラスター識別手段１０６によって得ら
れた結果を記憶するクラスター情報記憶手段、１０８は
視点速度（テレビカメラ１０１の動きに起因する速度）
と判定されたクラスターを除いた全てのクラスターにつ
いてその特徴点を実空間に逆写像する画像切出し手段、
１０９は画像切出し手段１０８によって得られた結果を
記憶する切出し画像記憶手段、１０３は実空間画像記憶
手段１０２に収納されている画像の最新のものと記憶手
段１０５に収納されている速度空間画像と切出し画像記
憶手段１０８に収納されている画像を表示する画像表示
装置である。

【０００４】前記クラスター情報記憶手段１０７に収納
される情報は各クラスターの代表速度（各クラスターの
中心速度または平均速度など）の値を示すとともに、各
クラスターに含まれる実空間画像上の特徴点の指標（例
えば座標）を示していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の監視装置は上記
のように構成されているので、特徴点の選択や異なる時
刻での特徴点同士の対応付けやクラスターの識別などの
処理に多くの演算量を必要とするばかりでなく、特徴点
同士の対応付けにおけるミスマッチングやクラスターの
自動識別が困難なため、移動物体だけを信頼性高く得る
ことが難しいという問題点があった。

【０００６】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、カメラ等を移動させた状態でも、画
像上に設定されたスリット上のデータを画像データとし
て用いることによって、移動物体の情報やカメラと静止
物体との距離等を少ない演算量で得ることができる監視
装置を得ることを目的としており、さらにカメラの移動
方向に応じてスリットを設定することによって、画像上
の多くの情報を得ることができ、移動物体の情報やカメ
ラと静止物体との距離等を信頼性高く得ることができる
監視装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る監視装置
は、監視方向に交差する方向に移動するカメラ等で撮影
されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換によりデジタル画
像に変換する。このデジタル画像上に、カメラの移動方
向に応じて、カメラの移動方向のスリットを設定する制
御手段と、スリット上の画像データを時間軸方向に並べ
た時空間画像を形成し、スリット上の時空間画像を記憶
する記憶手段と、それぞれの時空間画像から物体の動き
情報やカメラと静止物体との距離等を検出する画像処理
手段とを設けたものである。また、制御手段は複数のス
リットを設定することを含むものである。

【０００８】また、監視方向に移動するカメラ等で撮影
されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換によりデジタル画
像に変換し、このデジタル画像上に、放射状スリットを
設定する制御手段と、スリット上の画像データを時間軸
方向に並べた時空間画像を形成し、スリット上の時空間
画像を記憶する記憶手段と、それぞれの時空間画像から
物体の動き情報やカメラと静止物体との距離等を検出す
る画像処理手段とを設けたものである。

【０００９】また、制御手段はスリットの間隔を変える
ことを含むものである。また、記憶手段は各スリットの
周辺の２次元領域の画像データの情報を１次元スリット
上に集約し、スリット上の画像データを時空間画像とし
て記憶することを含むものである。

【００１０】さらに、画像処理手段は時空間画像に現れ
るエッジ部分の軌跡を表す直線の傾きから、カメラから
静止物体までの距離を検出する距離情報検出手段を備え
たものである。さらに、画像処理手段はそれぞれの時空
間画像から物体の動き情報を検出し、その結果を統合、
判断することによって、カメラの移動方向に伴う静止物
体の変化と異なる変化領域を検出する変化領域検出手段
を備えたものである。

【００１１】さらにまた、変化領域検出手段で検出され
た移動物体の移動方向に応じて、複数の画像上にスリッ
トを設定する制御手段を備えたものである。さらにま
た、変化領域検出手段で検出された移動物体の移動速度
に応じて、カメラの移動速度を変える移動制御手段を備
えたものである。また、カメラの移動速度や変化領域検
出手段で検出された移動物体の移動速度に応じて、画像
情報に用いるフレーム数を制御する手段を備えたもので
ある。

【００１２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１、図６、図７、図８は、請求項１の
発明の１実施の形態を示す図である。図において、１は
監視方向に交差して移動するカメラ等の撮像装置、２は
カメラ８の移動方向に応じて複数の画像上にスリット９
を設定する制御手段、３は複数のスリット９上の画像デ
ータを時間軸方向に並べた時空間画像１３を生成し記憶
する記憶手段、４は記憶手段３に収納されているそれぞ
れの時空間画像１３から物体の動き情報やカメラ８と静
止物体の距離等を検出する画像処理手段である。

【００１３】次に動作について説明する。撮像装置１で
は、カメラ等で撮影されたアナログ映像信号がＡ／Ｄ変
換され、デジタル画像に変換される。制御手段２はカメ
ラ８の移動方向に応じて、変換された複数のデジタル画
像上にスリット９を設定する。スリット９は、カメラ８
の移動方向に応じて、例えば図６のように、カメラ８が
ｘ方向に移動するときは水平スリット１４，ｙ方向に移
動するときは垂直スリット１５に設定する。カメラ８が
ｘ方向に移動するとき、水平スリット１４を設定する
と、図７のように、時空間画像１３上で静止物体や移動
物体の情報が長い期間にわたって含まれる。しかし、カ
メラ８がｘ方向に移動するとき、垂直スリット１５を設
定すると、図８のように、時空間画像１３上で静止物体
や移動物体の情報が短期間しか含まれない。つまり、カ
メラ８の移動方向に応じてスリット９を設定することに
より、多くの情報が含まれ、後の解析の信頼性が向上す
る。記憶手段３は複数のスリット９上の画像データを時
間軸方向に並べた時空間画像１３を生成し、その時空間
画像１３を記憶する。画像処理手段４は記憶手段３に収
められたそれぞれの時空間画像１３から、物体の動き情
報やカメラ８と静止物体との距離等を検出する。

【００１４】以上のように、請求項１の発明によれば、
カメラを移動させた状態でも、移動物体等の情報を少な
い演算量でかつ信頼性高く得られるという効果がある。

【００１５】実施の形態２．上記実施の形態１では、制
御手段２において、複数の画像上にスリット９を設定し
ているが、複数の画像上に複数のスリットを設定するよ
うにしてもよい。複数のスリットを用いると、一度に得
られるスリット上の画像データの情報が多くなり、より
信頼性の高い時空間画像１３が生成できる。

【００１６】以上のように、請求項２の発明によれば、
スリットを複数にしたので、一度に多くの情報を得るこ
とができ、より信頼性の高い監視装置を実現できるとい
う効果がある。

【００１７】実施の形態３．上記実施の形態１では、カ
メラ８の撮像装置１が監視方向に交差して移動する場合
について説明したが、カメラ８が監視方向に移動する場
合には、図６のように放射状スリット１６を用いる。カ
メラ８が監視方向に移動する場合には、カメラ８の移動
にともない、画像上の静止物体１０は放射上の中心方向
に収縮するか、中心方向から拡大してくるため、放射状
のスリットを設定することにより、多くの情報が含ま
れ、後の解析の信頼性が向上する。

【００１８】以上のように、請求項３の発明によれば、
カメラが監視方向に移動した場合でも、移動物体等の情
報を少ない演算量でかつ信頼性高く得られるという効果
がある。

【００１９】実施の形態４．上記実施の形態１では、複
数のスリットは等間隔に設定する場合について説明した
が、制御手段２において、画像上の位置に応じてスリッ
トの間隔を変えられるようにしてもよい。例えば図９の
ように、中央部のスリットの間隔は密に、周辺部のスリ
ットの間隔は疎に設定すれば、注目したい所だけ詳しく
見るという効率的な監視が実現できる。

【００２０】以上のように、請求項４の発明によれば、
スリット制御部において、画像上の位置に応じてスリッ
トの間隔を変えられるようにしたので、注目したい所だ
け詳しく見るという効率的な監視が実現できるという効
果がある。

【００２１】実施の形態５．上記実施の形態１では、ス
リット９上の１次元情報をそのまま用いて時空間画像１
３を生成する場合について説明したが、例えば図１０の
ように、各スリット１７、１８、１９の周辺の２次元領
域の画像データの情報を１次元スリット１７、１８、１
９上に集約し、スリット１７、１８、１９上の画像デー
タを時間軸方向に並べた時空間画像１３を生成するよう
にしておけば、ノイズ等に強い、より信頼性の高い時空
間画像１３が生成できる。２次元領域の画像データの情
報を、例えば濃度射影や空間フィルタ処理等を用いて、
１次元スリット１７、１８、１９上に集約し、スリット
１７、１８、１９上の画像データを時間軸方向に並べた
時空間画像１３を生成するようにしてもよい。

【００２２】以上のように、請求項５の発明によれば、
各スリットの周辺の２次元領域の画像データの情報を１
次元スリット上に集約するようにしたので、ノイズ等に
強い、より信頼性の高い時空間画像が生成できるという
効果がある。

【００２３】実施の形態６．画像処理手段４は、記憶手
段３に記憶された時空間画像１３に現れるエッジ部分の
軌跡を表す直線の傾きから、カメラ８から静止物体まで
の距離を検出することも可能である。図２は、請求項６
の発明の１実施の形態の構成を示すブロック図である。
図において、５は距離情報検出手段である。図１１に示
すように、カメラ８で撮像する静止物体２０、２１の前
をカメラ８がｘ方向に移動する場合の時空間画像１３に
おいて、カメラ８で撮像する静止物体２０と２１に対応
するエッジ部分の軌跡を表す直線の傾きは異なる。カメ
ラ８の近くにある静止物体２０は、遠くにある静止物体
２１に比べて見かけ上早く動くため、直線の傾きが急に
なることがわかる。この直線の傾きから静止物体までの
距離を検出するには、山本正信「連続ステレオ画像から
の３次元情報の抽出」、電子情報通信学会論文誌、Ｖｏ
ｌ．Ｊ６９−Ｄ、Ｎｏ。１１、ｐｐ。１６３１ー１６３
８等に示された方法等が適用できる。

【００２４】以上のように、請求項６の発明によれば、
時空間画像に現れるエッジ部分の軌跡を表す直線の傾き
から、カメラから静止物体までの距離を検出することが
できるという効果がある。

【００２５】実施の形態７．画像処理手段４は、記憶手
段３に記憶された時空間画像１３から物体の動き情報を
検出し、複数のスリット９上の時空間画像１３から検出
された物体の動き情報の結果を統合、判断することによ
って、カメラ８の移動にともなう静止物体の変化と異な
る変化領域を検出させることも可能である。図３は、請
求項７の発明の１実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。

【００２６】以上のように、請求項７の発明によれば、
物体の動き情報の結果を統合、判断することによって、
カメラの移動にともなう静止物体の変化と異なる変化領
域を検出することができるという効果がある。

【００２７】実施の形態８．上記各実施の形態では、カ
メラ８の移動方向に応じてスリット９を設定する場合に
ついて説明したが、図４に示すように変化領域検出手段
６で検出された移動物体の移動方向に応じて、スリット
９を設定するようにしてもよい。図４は、請求項８の発
明の１実施の形態の構成を示すブロック図である。

【００２８】以上のように、請求項８の発明によれば、
変化領域検出手段で検出された移動物体の移動方向に応
じて、スリットを設定するようにしたので、移動物体を
長い期間捉えるようにすることができ、移動物体の検出
の信頼性が向上するという効果がある。

【００２９】実施の形態９．上記実施の形態８では、変
化領域検出手段６で検出された移動物体の移動方向に応
じて、スリット９を設定する場合について説明したが、
変化領域検出手段６で検出された移動物体の移動速度に
応じて、図５に示すように移動制御手段７によって、カ
メラ８の移動速度を変えることにより、移動物体を長い
期間捉えるようにすることができる。図５は、請求項９
の発明の１実施の形態の構成を示すブロック図である。

【００３０】以上のように、請求項９の発明によれば、
変化領域検出手段で検出された移動物体の移動速度に応
じて、移動制御手段において、カメラの移動速度を変え
るようにしたので、移動物体を長い期間捉えるようにす
ることができ、移動物体の検出の信頼性が向上するとい
う効果がある。

【００３１】実施の形態１０．上記各実施の形態では、
画像情報に用いるフレーム数を変えずに時空間画像１３
を生成する場合について説明したが、図１２のように、
カメラ８の移動速度や変化領域検出手段６で検出された
移動物体の移動速度に応じて、画像情報に用いるフレー
ム数を変えて時間軸方向のスケールを変えるようにして
もよい。画像情報に用いるフレーム数を変えて時間軸方
向のスケールを変えると、時空間画像１３上でのエッジ
部分の軌跡を表す直線の傾きが急になるので、傾きの違
いがより明確になり、後の解析が容易になる。

【００３２】以上のように、請求項１０の発明によれ
ば、カメラの移動速度や変化領域検出手段で検出された
移動物体の移動速度に応じて、画像情報に用いるフレー
ム数を変えるようにしたので、時空間画像上でのエッジ
部分の軌跡を表す直線の傾きが急になることにより、傾
きの違いがより明確になり、後の解析が容易になるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の一例を示すブロック図
である。

【図２】 本発明の実施の形態の一例を示すブロック図
である。

【図３】 本発明の実施の形態の一例を示すブロック図
である。

【図４】 本発明の実施の形態の一例を示すブロック図
である。

【図５】 本発明の実施の形態の一例を示すブロック図
である。

【図６】 本発明の実施の形態の一例の動作を説明する
説明図である。

【図７】 本発明の実施の形態の一例の動作を説明する
説明図である。

【図８】 本発明の実施の形態の一例の動作を説明する
説明図である。

【図９】 本発明の実施の形態の一例の動作を説明する
説明図である。

【図１０】 本発明の実施の形態の一例の動作を説明す
る説明図である。

【図１１】 本発明の実施の形態の一例の動作を説明す
る説明図である。

【図１２】 本発明の実施の形態の一例の動作を説明す
る説明図である。

【図１３】 従来の監視装置の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１： 撮像装置 ２： 制御手段 ３： 記憶手段 ４： 画像処理手段 ５： 距離情報検出手段 ６： 変化領域検出
手段 ７： 移動制御手段 ８： カメラ ９： スリット １０： 画像上の静
止物体 １１： 画像上の移動物体 １２： カメラで撮
像した画像 １３： 時空間画像 １４： 水平スリッ
ト １５： 垂直スリット １６： 放射状スリ
ット １７： スリット１ １８： スリット２ １９： スリット３ ２０： カメラで撮
像する静止物体１ １２１： カメラで撮像する静止物体２ １０１： テレビカメラ １０２： 実空間画
像記憶手段 １０３： 画像表示装置 １０４： マッチン
グ手段 １０５： 速度空間画像記憶手段 １０６： クラス
ター識別手段 １０７： 速度クラスター情報記憶手段 １０８： 画像切出し手段 １０９： 切出し
画像記憶手段

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年２月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被監視体を撮像し、監視方向に交差して
   移動する撮像装置と、前記撮像装置から得られる複数の
   画像上に、前記撮像装置の移動方向に対応する方向のス
   リットを設定する制御手段と、前記複数の画像から得ら
   れる前記スリット上の複数の画像データを時間軸方向に
   並べた時空間画像を記憶する記憶手段と、前記記憶手段
   の時空間画像から特定の情報を検出する画像処理手段と
   を備えたことを特徴とする監視装置。
2. 【請求項２】 制御手段は、複数のスリットを設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の監視装置。
3. 【請求項３】 被監視体を撮像し、監視方向に移動する
   撮像装置と、前記撮像装置から得られる複数の画像上
   に、放射状スリットを設定する制御手段と、前記複数の
   画像から得られる前記スリット上の複数の画像データを
   時間軸方向に並べた時空間画像を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段の時空間画像から特定の情報を検出する画
   像処理手段とを備えたことを特徴とする監視装置。
4. 【請求項４】 制御手段は、スリットの間隔を変えるこ
   とを特徴とする請求項２又は請求項３記載の監視装置。
5. 【請求項５】 記憶手段に記憶する時空間画像は、複数
   の画像から得られるスリット周辺の２次元領域の画像情
   報をスリット上に集約したものであることを特徴とする
   請求項１から３のいずれか１項記載の監視装置。
6. 【請求項６】 画像処理手段は、撮像装置と静止物体と
   の距離を検出することを特徴とする請求項１から５のい
   ずれか１項記載の監視装置。
7. 【請求項７】 画像処理手段は、移動物体の変化領域を
   検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１
   項記載の監視装置。
8. 【請求項８】 制御手段は、移動物体の移動方向に応じ
   てスリットを設定することを特徴とする請求項７記載の
   監視装置。
9. 【請求項９】 移動物体の移動速度に応じて、撮像装置
   の移動速度を制御する移動制御手段を備えたことを特徴
   とする請求項７記載の監視装置。
10. 【請求項１０】 移動物体の移動速度に応じて、画像情
    報に用いるフレーム数を制御する手段を備えたことを特
    徴とする請求項６又は請求項７記載の監視装置。