JPH09282455A - Image monitoring method, image monitoring device, and road monitoring device - Google Patents

Image monitoring method, image monitoring device, and road monitoring device

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JPH09282455A
JPH09282455A JP8093885A JP9388596A JPH09282455A JP H09282455 A JPH09282455 A JP H09282455A JP 8093885 A JP8093885 A JP 8093885A JP 9388596 A JP9388596 A JP 9388596A JP H09282455 A JPH09282455 A JP H09282455A
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JP
Japan
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image
similarity
vehicle
area
monitoring
Prior art date
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Pending
Application number
JP8093885A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadaaki Kitamura
忠明 北村
Kazuya Takahashi
一哉 高橋
Yoshiyuki Sato
良幸 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8093885A priority Critical patent/JPH09282455A/en
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  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the image monitoring device which easily processes a television image of a monitor area and does not require the speediness of hardware and is low in processing cost. SOLUTION: A road image wherein there is no moving body in the monitor area is registered as a template image in a memory 4 in advance. An input image of the same area with the template image is converted from analog to digital and inputted to a memory 3 in order from a camera 1 and the similarity between the template image and input image is calculated by a similarity processing means 7 and stored in a similarity storage part 8. A similarity analyzing process part 9 decides that there is a vehicle when the similarity decreases below a threshold value continuously by more than a specific number of times. Further, the vehicle speed, vehicle length, etc., are easily estimated on the basis of the continuous decrease time of the similarity or similarity variation pattern. Thus, a multifunctional vehicle sensor can be actualized by image processing by only light-shade template matching.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、監視エリア内の進
入物を監視する画像監視装置に関し、特に、監視エリア
内の車両認識に基づく通過台数、速度、車長などを求め
る道路監視装置に関する。さらに、監視エリア内の物体
認識によるエレベータ待ち客監視装置、列車ホーム監視
装置、踏切監視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image monitoring apparatus for monitoring an intruding object in a surveillance area, and more particularly to a road monitoring apparatus for obtaining the number of vehicles passing through the surveillance area, speed, vehicle length and the like based on vehicle recognition. Further, the present invention relates to an elevator waiting passenger monitoring device, a train platform monitoring device, and a railroad crossing monitoring device by recognizing an object in the monitoring area.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両感知器としては超音波感知器に代表
される、存在型のセンサが普及している。このセンサは
車両がセンサの下を通過すると、車両存在の信号が得ら
れるもので、主に台数計測に用いられている。
2. Description of the Related Art As a vehicle sensor, an existing type sensor represented by an ultrasonic sensor is widely used. This sensor is used to measure the number of vehicles when the vehicle passes under the sensor, and a signal of vehicle presence is obtained.

【0003】これに対し、最近はテレビカメラで道路を
撮影し、この映像を画像処理して車両の台数を計測する
システムが開発されている。例えば、特開平7−244
795号公報には、路面に周期的なマークを施し、この
マークの位置の濃度値を2値化して、マークと同じか否
かで車両の有無を判断する車両検知装置が記載されてい
る。
On the other hand, recently, a system has been developed which measures the number of vehicles by photographing the road with a television camera and image-processing this image. For example, JP-A-7-244
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 795 describes a vehicle detection device that periodically marks a road surface, binarizes the density value at the position of the mark, and determines the presence or absence of a vehicle based on whether or not it is the same as the mark.

【0004】このような画像型の感知器は面的に処理で
きるので、超音波感知器に比べ1台のカメラで複数の車
線を計測できるメリットがある。このため、車両の速度
を計測して通常走行/渋滞などを判断し、トンネルなど
で交通流の異常を監視するのに用いられている。例え
ば、特開平5−298891号公報には、車両を検知し
その車両の画像を濃淡パターンマッチングで追跡し、車
両の速度や台数を高精度に計測する物体認識装置が記載
されている。
Since such an image type sensor can be processed planarly, it has an advantage that one camera can measure a plurality of lanes as compared with an ultrasonic sensor. For this reason, it is used to measure the speed of a vehicle to determine normal running / congestion, etc., and to monitor anomalies in traffic flow in tunnels and the like. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-298891 describes an object recognition device that detects a vehicle, tracks the image of the vehicle by light and shade pattern matching, and measures the speed and the number of vehicles with high accuracy.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記車
両検知装置では路面にマークを施す必要があり、適用上
の困難が大きい。また、マークを車が遮蔽したか2値化
処理で判定しているため、環境の明るさ変化に対応しに
くい。一方、上記物体認識装置では車両の追跡処理が必
要となるため、ハードウェアに高速性が要求され、処理
コストが非常に大きい欠点がある。且つ、計測エリア全
体の2次元背景画像を必要とするので、その更新処理が
難しく環境変化へのスムーズな対応が困難となる。
However, in the above-mentioned vehicle detection device, it is necessary to mark the road surface, which is a great difficulty in application. In addition, since it is determined by the binarization process whether the car shields the mark, it is difficult to cope with the change in the brightness of the environment. On the other hand, the above-mentioned object recognition device has a drawback that the high speed is required for the hardware and the processing cost is very large because the vehicle tracking process is required. Moreover, since a two-dimensional background image of the entire measurement area is required, it is difficult to update the background image, and it is difficult to smoothly respond to environmental changes.

【0006】本発明の目的は、従来技術の現状に鑑み、
路上マークや追跡処理などが不要の簡易な画像処理によ
って、処理コストの小さい画像監視方法および装置を提
供することにある。また、オンラインで背景画像を更新
でき、環境変化への追随性が高い画像監視方法および装
置を提供することにある。
In view of the state of the art, the object of the present invention is to
An object of the present invention is to provide an image monitoring method and apparatus with a low processing cost by simple image processing that does not require a road mark or tracking processing. Another object of the present invention is to provide an image monitoring method and apparatus which can update the background image online and have high followability to environmental changes.

【0007】本発明の他の目的は、通過車両の検出を高
速処理できる道路監視装置を低コストに提供することに
ある。さらに、通過車両の検出を基に、通過台数、車速
及び車長ないし車種の計測を含む多機能な車両計測セン
サを提供することにある。このセンサは、交通流の異常
有無の判定に好適である。
Another object of the present invention is to provide at low cost a road monitoring device capable of high-speed detection of a passing vehicle. Another object of the present invention is to provide a multifunctional vehicle measurement sensor that measures the number of passing vehicles, the vehicle speed, and the vehicle length or vehicle type based on the detection of passing vehicles. This sensor is suitable for determining whether or not a traffic flow is abnormal.

【0008】本発明のその余の目的は、以下の記載を通
じて明らかになる。
The other objects of the present invention will become apparent through the following description.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的は、監視エリア
を撮影した画像を入力し、正常状態の画像と濃淡マッチ
ング処理して監視エリアの異常状態を検出する画像監視
方法において、予め、前記正常状態の画像から所定領域
を切り出してテンプレート画像として記憶し、前記監視
エリアを繰返し撮影しながら毎回、前記所定領域に対応
する入力画像と前記テンプレート画像の類似度を求め、
該類似度の低下が所定回数以上連続するときに前記監視
エリアを異常状態と判定することにより達成される。
An object of the present invention is to provide an image monitoring method in which an image of a surveillance area is input, and an abnormal state of the surveillance area is detected by performing a density matching process with an image in a normal state. A predetermined area is cut out from the image of the state and stored as a template image, and the similarity between the input image and the template image corresponding to the predetermined area is obtained each time while repeatedly capturing the monitoring area,
This is achieved by determining that the monitoring area is in an abnormal state when the decrease in the degree of similarity continues for a predetermined number of times or more.

【0010】上記他の目的は、さらに、前記所定しきい
値を超える類似度が第2の所定回数以上連続するとき
に、当該入力画像によって前記テンプレート画像を更新
することにより達成される。
The above-described other object is further achieved by updating the template image with the input image when the similarity exceeding the predetermined threshold value continues for a second predetermined number of times or more.

【0011】前記所定領域は、前記監視エリアより十分
に小さい線状領域ないし線状矩形領域とすること、ま
た、前記類似度は、前記テンプレート画像と前記入力画
像の相関処理により算出することを特徴とする。
The predetermined area may be a linear area or a linear rectangular area that is sufficiently smaller than the monitoring area, and the similarity may be calculated by a correlation process between the template image and the input image. And

【0012】本発明の画像監視方法を適用可能とする画
像監視装置は、監視エリアを撮影するテレビカメラと、
カメラ映像を取り込んで処理する画像処理装置を備え、
前記画像処理装置は、あらかじめ正常状態の画像の内、
所定領域の画像をテンプレート画像として登録するテン
プレート記憶部と、前記監視エリアの撮影の度に、前記
テンプレート画像と前記所定領域に対応する入力画像の
相関を求める類似度計算処理部と、前記類似度が低下す
る変化状態から前記監視エリアの異常状態を判断する類
似度判定処理部を有していることを特徴とする。
An image monitoring apparatus to which the image monitoring method of the present invention can be applied includes a television camera for photographing the monitoring area,
Equipped with an image processing device that captures and processes camera images,
The image processing device, in the image of the normal state in advance,
A template storage unit for registering an image of a predetermined area as a template image, a similarity calculation processing unit for obtaining a correlation between the template image and an input image corresponding to the predetermined area each time the monitoring area is photographed, and the similarity degree. It is characterized by having a similarity determination processing unit for determining an abnormal state of the monitoring area from a change state that decreases.

【0013】また、前記画像処理装置はさらに、前記類
似度の低下が連続して生じないときの入力画像によって
前記テンプレート画像を更新するテンプレート更新手段
を有していることを特徴とする。
Further, the image processing apparatus further comprises template updating means for updating the template image with the input image when the decrease in the similarity does not occur continuously.

【0014】本発明の一適用によりなる道路監視装置
は、道路上の監視エリアを俯瞰撮影するテレビカメラ
と、カメラ映像を取り込んで処理する画像処理装置を備
え、前記画像処理装置は、あらかじめ車両などの存在し
ない画像の内、所定領域の画像をテンプレート画像とし
て登録するテンプレート記憶部と、前記監視エリアの撮
影の度に、前記テンプレート画像と前記所定領域に対応
する入力画像の相関を求める類似度計算処理部と、前記
類似度がしきい値以下となる状態が連続するときに車両
の存在を判断する類似度判定処理部と、を有しているこ
とを特徴とする。
A road monitoring apparatus according to one application of the present invention includes a television camera for taking a bird's-eye view of a monitoring area on a road and an image processing apparatus for capturing and processing a camera image, and the image processing apparatus is a vehicle or the like in advance. Among images that do not exist, a template storage unit for registering an image of a predetermined area as a template image, and similarity calculation for obtaining a correlation between the template image and an input image corresponding to the predetermined area each time the monitoring area is photographed. It is characterized by including a processing unit and a similarity determination processing unit that determines the presence of a vehicle when the state in which the similarity is equal to or less than a threshold value continues.

【0015】また、前記類似度判定処理部は、前記類似
度の低下状態が所定回数または所定時間以上連続すると
きに、車両が存在していると判定することを特徴とす
る。
Further, the similarity determination processing unit is characterized by determining that a vehicle is present when the state of decrease in the similarity continues for a predetermined number of times or a predetermined time or more.

【0016】また、前記類似度判定処理部は、前記類似
度が前記しきい値以下となる状態が連続した後に前記し
きい値を超えて回復したとき、この低下区間を1台とし
て通過車両台数の計測を行なうことを特徴とする。
Further, when the similarity exceeds the threshold value and then recovers after exceeding the threshold value, the similarity determination processing unit treats this decrease section as one vehicle and the number of passing vehicles. It is characterized by performing measurement of.

【0017】また、前記類似度判定処理部は、前記類似
度が連続して低下した区間の時間を入力として、予め仮
定した複数の車長に対する速度を算出し、得られた複数
の速度の内、過去の所定の車両速度と比較して最も近い
値を選択して、当該車両の車速と車長を求めることを特
徴とする。
Further, the similarity determination processing unit inputs the time of the section in which the similarity continuously decreases, calculates speeds for a plurality of vehicle lengths preliminarily assumed, and calculates the speed among the obtained speeds. It is characterized in that the closest value is selected in comparison with a predetermined vehicle speed in the past, and the vehicle speed and the vehicle length of the vehicle are obtained.

【0018】あるいは、前記類似度判定処理部は、前記
しきい値を第1のしきい値とし、テールランプ位置など
で前記類似度の最小値が必ずそれ以下となる第2のしき
い値とを設定しておき、前記第1のしきい値より連続し
て低下した区間内に前記第2のしきい値以下となる最小
値がある場合に、前記区間内における前記最小値の前後
の時間に基づいて、当該車両の車速と車長、さらには車
種を求めることを特徴とする。
Alternatively, the similarity determination processing unit sets the threshold value as a first threshold value and sets a second threshold value at which the minimum value of the similarity degree is always less than that at a tail lamp position or the like. If there is a minimum value that is set and that is less than or equal to the second threshold value within a section that is continuously lower than the first threshold value, the time before and after the minimum value within the section is set. Based on the above, the vehicle speed and the vehicle length of the vehicle, and further the vehicle type are obtained.

【0019】本発明の適用によりなるエレベータ待ち客
監視装置、列車ホーム監視装置、踏切監視装置等は、そ
れぞれ上記道路監視装置と同様の基本構成によって、各
々の監視エリアに入る人間あるいは車両などの物体を監
視可能に構成される。
An elevator waiting passenger monitoring device, a train platform monitoring device, a railroad crossing monitoring device, and the like to which the present invention is applied have the same basic configuration as the road monitoring device, respectively, and have an object such as a person or a vehicle entering each monitoring area. Is configured so that it can be monitored.

【0020】本発明の構成による作用を説明する。本発
明では、監視エリアに侵入物などのない背景画像の内、
テンプレートパターンマッチングに通常利用されると同
等の狭量の矩形領域を切り出してテンプレート画像とし
ている。このテンプレート画像は例えば道路の場合、路
面の自然な特徴を反映するが、特別なマークなどは一切
不要となる。さらに、オンライン監視中、周期的に取り
込まれる入力画像はテンプレート画像と同一の小領域で
よく、入力の度にテンプレート画像と入力画像の濃度マ
ッチング処理が行なわれ、類似度が算出される。類似度
の算出は周知の相関処理などによるが、テンプレート領
域分の濃淡データに対する1回のみの処理となる。エリ
ア内の物体認識は、毎回の類似度を記憶し、連続低下の
回数など簡単なアルゴリズムで判定する。このため、従
来の監視エリア全体の追跡処理によるパターンマッチン
グに比べて、処理時間を極端に短縮できる。従って、処
理コストを大幅に低減できる。
The operation of the configuration of the present invention will be described. In the present invention, of the background images without intruders in the surveillance area,
A narrow rectangular area equivalent to that normally used for template pattern matching is cut out and used as a template image. In the case of a road, for example, this template image reflects the natural characteristics of the road surface, but no special mark is required. Furthermore, during online monitoring, the input image that is periodically captured may be the same small area as the template image, and the density matching process between the template image and the input image is performed each time the input is performed, and the similarity is calculated. The calculation of the degree of similarity is based on well-known correlation processing or the like, but is performed only once for the grayscale data for the template area. For object recognition in the area, the degree of similarity is stored every time and the number of consecutive drops is determined by a simple algorithm. Therefore, the processing time can be extremely shortened as compared with the conventional pattern matching by the tracking processing of the entire monitoring area. Therefore, the processing cost can be significantly reduced.

【0021】さらに、道路監視装置の場合、類似度の変
化状態を解析する簡易なアルゴリズムで、通過車両はも
ちろん、車速や車長等も計測できるので、交通流の異常
監視などに好適でニーズの高い車両検出センサを提供で
きる。
Further, in the case of the road monitoring device, not only passing vehicles but also vehicle speed, vehicle length, etc. can be measured by a simple algorithm for analyzing the change state of the similarity, so that it is suitable for traffic flow abnormality monitoring and the like. A high vehicle detection sensor can be provided.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0023】〔実施の形態1〕図1は、本発明の第一の
実施形態による車両監視システムの構成図である。車両
監視装置10は、テレビカメラ1の映像をデジタル信号
に変換するA/D変換器2、デジタル化された映像信号
を格納する画像メモリ3、画像メモリの任意の領域を指
定するテンプレート設定手段5、テンプレート設定手段
5で切り出された画像をテンプレート画像として格納す
るテンプレート画像用メモリ4、テンプレート画像と入
力画像の類似度を計算する類似度処理手段7、類似度を
順次記憶する類似度記憶手段8、記憶した類似度の変化
などを解析する類似度解析手段9、時間を管理するため
タイマー6及び、これら処理部を制御するCPUからな
る。
[First Embodiment] FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle monitoring system according to a first embodiment of the present invention. The vehicle monitoring device 10 includes an A / D converter 2 for converting a video image of the TV camera 1 into a digital signal, an image memory 3 for storing a digitized video signal, and a template setting means 5 for designating an arbitrary area of the image memory. , A template image memory 4 for storing the image cut out by the template setting means 5 as a template image, a similarity processing means 7 for calculating the similarity between the template image and the input image, and a similarity storage means 8 for sequentially storing the similarity. , A similarity analysis means 9 for analyzing changes in the stored similarity, a timer 6 for managing time, and a CPU for controlling these processing units.

【0024】次に、車両監視装置の動作を説明する。予
め、テンプレートとして記憶する領域を、テンプレート
設定手段5で設定する。テンプレートは道路と交差する
線状領域で、車両が存在しないときの路面の自然な特徴
を反映した画像である。
Next, the operation of the vehicle monitoring device will be described. The area to be stored as a template is set in advance by the template setting means 5. The template is a linear area that intersects the road, and is an image that reflects the natural characteristics of the road surface when no vehicle is present.

【0025】図2に、テンプレートと入力画像の取り込
み方を示す。図示のように、車が撮影されていない路面
のカメラ画像11をA/D変換し、その濃淡画像から指
定領域12を切り出し、これをテンプレートTとしてテ
ンプレート画像用メモリ4に記憶する。次に、オンライ
ン監視中のカメラ画像13を順次取り込んでA/D変換
し、その濃淡画像からテンプレートと同領域の車両検出
窓14の入力画像を切り出し、画像メモリ3に蓄積す
る。類似度処理手段7は、テンプレート画像と入力画像
の1回の濃淡マッチングによって類似度を求め、類似度
記憶部8に撮影順に記憶する。
FIG. 2 shows how to import the template and the input image. As shown in the figure, the camera image 11 of the road surface where the car is not photographed is A / D converted, the designated area 12 is cut out from the grayscale image, and this is stored in the template image memory 4 as the template T. Next, the camera images 13 being monitored online are sequentially captured and A / D converted, and the input image of the vehicle detection window 14 in the same region as the template is cut out from the grayscale image and stored in the image memory 3. The similarity processing means 7 obtains the similarity by one gray-scale matching of the template image and the input image, and stores the similarity in the similarity storage unit 8 in the order of photographing.

【0026】図3に、計測順による入力画像の推移と類
似度の変化を示す。図示のように、入力画像f(t)で
は車両が撮影されていないので、登録しているテンプレ
ート画像と入力画像の類似度は高く、1.0の値に近い
値が求まる。一定時間間隔dt(例えば、33ミリ秒や
66ミリ秒)による撮影の度に、車両が徐々に検出窓に
入ってくると、f(t+dt)〜f(t+4dt)のよ
うに入力画像が変化し、類似度が低下する。f(t+5
dt)の入力画像では、車両が検出窓を通過し終えたと
ころで、類似度が再び上昇する。
FIG. 3 shows the transition of the input image and the change in the degree of similarity according to the measurement order. As shown in the figure, since no vehicle is photographed in the input image f (t), the similarity between the registered template image and the input image is high, and a value close to a value of 1.0 can be obtained. Whenever the vehicle gradually enters the detection window every time a picture is taken at a fixed time interval dt (for example, 33 milliseconds or 66 milliseconds), the input image changes from f (t + dt) to f (t + 4dt). , The degree of similarity decreases. f (t + 5
In the input image dt), the similarity increases again when the vehicle has finished passing through the detection window.

【0027】図4は、類似度の変化状態を示すグラフで
ある。類似度がしきい値、例えば0.8より低下した場
合に、何らかの物体が車両検出窓14(処理領域)に存
在している(以下ONと称す)と判定し、このON状態
が所定時間以上続く場合に車両と判断する。通過台数
は、車両と判断した数をカウントすることで得られる。
FIG. 4 is a graph showing how the degree of similarity changes. When the degree of similarity falls below a threshold value, for example, 0.8, it is determined that some object exists in the vehicle detection window 14 (processing area) (hereinafter referred to as ON), and this ON state remains for a predetermined time or longer. If it continues, it is judged as a vehicle. The number of passing vehicles can be obtained by counting the number of vehicles determined to be vehicles.

【0028】ON状態の長さは車両の通過時間に比例
し、車両の速度と車長によって変化する。ON状態の時
間が極めて長い場合は、車両が停止または低速走行して
いると判断できる。このように、類似度を一定時時間間
隔で算出することにより、車両の通過台数とともに渋滞
や事故など、交通流の異常状態を検出することが可能に
なる。
The length of the ON state is proportional to the passage time of the vehicle and changes depending on the vehicle speed and the vehicle length. If the ON time is extremely long, it can be determined that the vehicle is stopped or traveling at a low speed. In this way, by calculating the degree of similarity at regular time intervals, it becomes possible to detect an abnormal state of traffic flow such as traffic jams and accidents as well as the number of passing vehicles.

【0029】図5に、本実施形態による車両検出処理の
フローチャートを示す。予め、テンプレート設定手段5
で処理領域を設定し(S1)、車両の存在していない監
視路面の画像を取り込み、この画像中の処理領域をテン
プレート画像用メモリ4に登録する(S2)。次に、オ
ンフラグを0として(S3)、監視路面におけるオンラ
イン車両監視の無限ループを起動する(S4)。まず、
画像入力し(S41)、現在時刻timeを読み込み
(S42)、類似度処理手段7で入力画像と登録したテ
ンプレートとの相関処理を行なって類似度を求め、この
値を類似度記憶部8に記憶する(S43)。
FIG. 5 shows a flowchart of the vehicle detection processing according to this embodiment. Template setting means 5 in advance
The processing area is set by (S1), the image of the monitored road surface where no vehicle exists is taken in, and the processing area in this image is registered in the template image memory 4 (S2). Next, the on flag is set to 0 (S3), and the infinite loop of online vehicle monitoring on the monitored road surface is activated (S4). First,
An image is input (S41), the current time time is read (S42), the similarity processing unit 7 performs correlation processing between the input image and the registered template to obtain the similarity, and this value is stored in the similarity storage unit 8. Yes (S43).

【0030】次に、類似度解析処理部9により、求めた
類似度がしきい値より低いか判定し(S44)、低い場
合(Yes)は路面に何か有るのでオン状態(オンフラ
グ=1)を記憶し、前回がオンフラグ=0であれば、開
始時間startに現在時間timeを記憶する(S4
41)。一方、求めた類似度がしきい値より高い場合
は、前回がオン状態か判定し(S443)、そうであれ
ば(Yes)終了時間endに現在時間timeを記憶
し(S4431)、end−startが一定時間以上
のとき車両、そうでなければノイズと判定する(S44
32)。なお、画像入力は一定周期で行なわれているの
で、図示のように開始時間から終了時間までの計測回数
が一定回数以上のとき、車両と判定することができる。
なお、これらの動作は通常のパソコンなどと同様に、C
PUで各処理部が制御される。
Next, the similarity analysis processing unit 9 determines whether the calculated similarity is lower than the threshold value (S44). If the similarity is low (Yes), there is something on the road surface, so the state is on (on flag = 1). Is stored, and if the previous time is the ON flag = 0, the current time time is stored in the start time start (S4
41). On the other hand, when the calculated similarity is higher than the threshold value, it is determined whether the previous time is the ON state (S443), and if so (Yes), the current time time is stored as the end time end (S4431), and the end-start is performed. Is a vehicle for a certain time or more, otherwise it is determined to be noise (S44).
32). Since the image input is performed in a constant cycle, it can be determined that the vehicle is a vehicle when the number of measurements from the start time to the end time is a predetermined number or more as shown in the figure.
These operations are the same as C
Each processing unit is controlled by the PU.

【0031】ところで、類似度処理手段7は、画像メモ
リ3の画像データとテンプレート画像用メモリ4の画像
データとの濃淡マッチングを求めるもので、以下の正規
化相関演算を実行する。即ち、入力画像f(x,y)に
対しテンプレートt(p,q)で正規化相関する場合、
入力画像f(u,v)点の類似度r(u,v)を数1で
計算する。
By the way, the similarity processing means 7 obtains the gray-scale matching between the image data of the image memory 3 and the image data of the template image memory 4, and executes the following normalized correlation calculation. That is, when the input image f (x, y) is normalized and correlated with the template t (p, q),
The similarity r (u, v) of the input image f (u, v) point is calculated by Equation 1.

【0032】[0032]

【数1】 [Equation 1]

【0033】ここで、p、qはテンプレート画像のx、
yサイズである。この正規化相関処理は周知であり、専
用LSIを用いることでより高速化がはかれる。なお、
テンプレート画像と入力画像の類似度は他の手法によっ
て求めてもよい。
Here, p and q are x of the template image,
It is y size. This normalized correlation processing is well known, and the speed can be further increased by using a dedicated LSI. In addition,
The similarity between the template image and the input image may be obtained by another method.

【0034】以上、本実施形態による車両監視システム
によれば、路面の線状領域の背景画像をテンプレートと
し、同一領域からの入力画像との類似度の辺か状態から
車両の存在を判定するので、従来のような追跡処理が不
要となるので処理時間が大幅に短縮でき、高速な計算機
を用いなくてもリアルタイム処理が可能になる。また、
処理領域がテンプレート領域と同じで狭域のため、処理
領域内の画像変化に対するが感度が高く、例えばトンネ
ル内のテールランプなし画像でも検出可能で、台数の計
測精度が向上する。
As described above, according to the vehicle monitoring system of the present embodiment, the existence of the vehicle is determined from the background image of the linear region of the road surface as a template and the side or the state of similarity with the input image from the same region. Since the conventional tracking process is not required, the processing time can be significantly reduced, and real-time processing can be performed without using a high-speed computer. Also,
Since the processing area is the same as the template area and is a narrow area, it is highly sensitive to changes in the image in the processing area, and for example, an image without a tail lamp in a tunnel can be detected, and the measurement accuracy of the number of units is improved.

【0035】なお、この類似度による物体検知手法を用
いると、車両以外の物体検知も可能となる。例えば、自
動車道路などで車両より小さい人や自転車などが侵入し
た場合、車両より類似度の低下が小さい。従って、上記
しきい値(例えば0.8)を第1のしきい値とし、車両
判定の場合に類似度の最小値が必ずそれ以下となる第2
のしきい値を設定しておき、第1のしきい値より連続し
て低下した類似度の最小値が第2のしきい値より大きい
ときは、車両以外の物体であると判断することもでき
る。
By using the object detection method based on this similarity, it is possible to detect objects other than the vehicle. For example, when a person smaller than the vehicle, a bicycle, or the like intrudes on the motorway, the degree of decrease in similarity is smaller than that of the vehicle. Therefore, the above threshold value (for example, 0.8) is used as the first threshold value, and the minimum value of the similarity is always less than the second value in the case of vehicle determination.
If the minimum value of the similarity continuously lower than the first threshold value is larger than the second threshold value, it may be determined as an object other than the vehicle. it can.

【0036】あるいは、道路以外の対象としてエレベー
タの待ち客数計測などにも適用できる。即ち、人のいな
いエレベータホールの入口付近の所定領域をテンプレー
ト画像に登録し、同じ領域を入力画像として類似度を求
めることで、人の存在の有無を計測することができる。
また、計測領域を複数に分割し、それぞれでテンプレー
ト画像を登録して類似度を求め、計測領域全体として通
過する人数と停滞する人数の集計を行なうことで、待ち
客数の把握も可能である。
Alternatively, it can be applied to the measurement of the number of waiting passengers of an elevator as a target other than the road. That is, it is possible to measure the presence or absence of a person by registering a predetermined area near the entrance of an elevator hall where there is no person in the template image and obtaining the similarity using the same area as the input image.
Further, the number of waiting customers can be grasped by dividing the measurement area into a plurality of areas, registering template images for each, obtaining the degree of similarity, and totaling the number of people who pass through and the number of people who are stagnant in the entire measurement area.

【0037】〔実施の形態2〕次に、本発明の第二の実
施形態として、車長推定による速度算出方法を説明す
る。上記のように道路を撮影した場合、類似度のON状
態の長さは車両の速度と車長によって変化するため、車
長を推定することで速度と車長を求めることが可能であ
る。
[Embodiment 2] Next, as a second embodiment of the present invention, a speed calculation method by vehicle length estimation will be described. When the road is photographed as described above, the length of the similarity ON state changes depending on the vehicle speed and the vehicle length. Therefore, it is possible to obtain the vehicle speed and the vehicle length by estimating the vehicle length.

【0038】本実施形態の車両監視システムは、上記実
施形態と基本的には同じ構成で、図1の類似度解析処理
部9の機能を拡張して、車長・速度処理手段が付加され
る。
The vehicle monitoring system of this embodiment has basically the same configuration as that of the above-described embodiment, and the function of the similarity analysis processing unit 9 of FIG. 1 is expanded to add vehicle length / speed processing means. .

【0039】図6に、車長・速度処理手段の処理ブロッ
クを示す。ON状態時間入力部15と、車長を例えば4
m、6m、8m、10mと仮定し、ON状態時間から仮
定速度Vi=(車長/ON状態時間)を計算する仮定速
度計算部16、一定時間過去までの複数の車速から平均
速度Vaを与える平均速度計算部17、各仮定速度Vi
と平均速度Vaの比較から、最も誤差の少ない仮定速度
Viを車速Vと、それに対応する車長を選択する、車速
・車長選択部18からなる。なお、車両の追従性を利用
し、平均速度Vaの代わりに、先行車両の車速Vに最も
近い仮定速度Viを選択するようにしてもよい。
FIG. 6 shows processing blocks of the vehicle length / speed processing means. The ON state time input unit 15 and the vehicle length are, for example, 4
Assuming m, 6m, 8m, and 10m, an assumed speed calculation unit 16 that calculates an assumed speed Vi = (vehicle length / ON state time) from the ON state time, and gives an average speed Va from a plurality of vehicle speeds up to a certain time past Average speed calculator 17, each assumed speed Vi
Comparing the average speed Va with the average speed Va, the vehicle speed / vehicle length selection unit 18 selects the assumed speed Vi with the smallest error and the vehicle speed V corresponding thereto. Note that the following speed of the vehicle may be used to select the assumed speed Vi that is closest to the vehicle speed V of the preceding vehicle, instead of the average speed Va.

【0040】ところで、トンネル監視の場合などでは車
を後方から撮影することが多い。このため、ON状態時
間は車両が車両検出窓の対応路面の実際の通過時間より
長くなる。図7の車両検知メカニズムに示すように、テ
レビカメラから検出路面(車両検出窓14に対応)への
車両検知ラインは、最初に車両先端の屋根部(車高H)
を捉え、最後に車両後部の路面付近を捉える。従って、
検知ラインと路面との角度θとすると、見かけ上の車長
は実際の車長LよりもH/tan(θ)だけ長く見え、
その分、ON状態時間が実通過時間より長くなる。
By the way, in the case of tunnel monitoring, the car is often photographed from behind. Therefore, the ON state time is longer than the actual passing time of the vehicle on the corresponding road surface of the vehicle detection window. As shown in the vehicle detection mechanism of FIG. 7, the vehicle detection line from the TV camera to the detection road surface (corresponding to the vehicle detection window 14) is initially a roof portion (vehicle height H) of the vehicle tip.
And finally near the road surface at the rear of the vehicle. Therefore,
Given that the angle θ between the detection line and the road surface is, the apparent vehicle length appears to be longer than the actual vehicle length L by H / tan (θ),
Therefore, the ON state time becomes longer than the actual passing time.

【0041】従って、上記車長を仮定して車速を計算す
るときに、車長から車高も推定しておく。例えば、車長
を4mと仮定した場合は車高を1.5m、車長を6mと
仮定した場合は車高2mなどのように仮定して、計算す
ればよい。
Therefore, when the vehicle speed is calculated assuming the vehicle length, the vehicle height is also estimated from the vehicle length. For example, when the vehicle length is assumed to be 4 m, the vehicle height may be 1.5 m, and when the vehicle length is assumed to be 6 m, the vehicle height may be 2 m and so on.

【0042】本実施形態によれば、予め仮定した複数の
車長と先行車両など過去の車速を参照値としているの
で、極めて簡単且つ高速に車速や車長を計測できる。も
ちろん、これによる値は推定値であり、スピード監視な
どへの利用には問題がある。しかし、大型と小型の区別
によるトンネル内換気制御や、渋滞など交通流の状態監
視などには十分に実用可能である。これにより、車両台
数、車速、車長(ないし車種)を検出できる多機能な車
両計測センサを安価に提供できる。
According to the present embodiment, past vehicle speeds such as a plurality of previously assumed vehicle lengths and preceding vehicles are used as reference values, so that the vehicle speed and vehicle length can be measured extremely easily and at high speed. Of course, this value is an estimated value, and there is a problem in using it for speed monitoring and the like. However, it can be practically used for tunnel ventilation control by distinguishing between large and small, and traffic flow condition monitoring such as congestion. As a result, a multifunctional vehicle measurement sensor capable of detecting the number of vehicles, vehicle speed, and vehicle length (or vehicle type) can be provided at low cost.

【0043】次に、本実施形態の変形として、テールラ
ンプの位置情報から速度、車長を求める方法を説明す
る。本実施形態はトンネル内の車両監視ないし換気制御
に適している。
Next, as a modification of this embodiment, a method of obtaining the speed and the vehicle length from the position information of the tail lamp will be described. This embodiment is suitable for vehicle monitoring or ventilation control in a tunnel.

【0044】図8に、テールライト点灯時の類似度推移
を示す。同図の(a)は小型車両、(b)は大型車両の
例である。通過車両の類似度は、点灯ライトが検出窓1
4を通過しているときに最も低い値となる。このため、
最初に類似度が第1のしきい値(例えば0.8)より小
さくなった時刻Tstartから最小類似度となる時刻
Tminまでの時間Aと、Tminから類似度が第1の
しきい値以下となっている最後の時刻Tendまでの時
間B値を用いて、数2により車長Lをおおまかに推定で
きる。
FIG. 8 shows a transition of the degree of similarity when the taillight is turned on. In the figure, (a) is an example of a small vehicle, and (b) is an example of a large vehicle. As for the similarity of passing vehicles, the lighting light is the detection window 1
It becomes the lowest value when passing 4. For this reason,
First, a time A from a time Tstart when the similarity becomes smaller than a first threshold value (for example, 0.8) to a time Tmin when the similarity becomes the minimum similarity, and a similarity from Tmin to a first threshold value or less. The vehicle length L can be roughly estimated by the equation 2 using the time B value up to the last time Tend.

【0045】[0045]

【数2】L=4A/B ただし、車長4mの小型車両の場合にA≒Bとなり、大
型になるほど時間Aが長くなるためである。なお、テー
ルランプ部の最小類似度は、第2のしきい値(例えば
0.2)以下とすると検出精度が向上する。
(2) L = 4A / B However, in the case of a small vehicle with a vehicle length of 4 m, A≈B, and the larger the size, the longer the time A. It should be noted that if the minimum similarity of the tail lamp unit is set to a second threshold value (for example, 0.2) or less, the detection accuracy is improved.

【0046】この実施形態による処理手順は以下のよう
になる。(1)類似度を求めこれを類似度記憶部8に記
憶し、(2)類似度が所定のしきい値より小さくなり再
び大きくなるまでの時刻Tstart、Tendを求
め、(3)時刻TstartからTendまでに計測し
た類似度の中から、最も類似度が小さい時刻Tminを
求め、(4)車長Lを時刻Tstartから最小類似度
の時刻Tminまでの時間AとTminから類似度が小
さい時刻の最後Tendまでの時間Bの値を用いて車長
L=4A/Bを計算する。
The processing procedure according to this embodiment is as follows. (1) The degree of similarity is calculated and stored in the degree-of-similarity storage unit 8. (2) Times Tstart and Tend are calculated until the degree of similarity becomes smaller than a predetermined threshold value and increases again. (3) From the time Tstart From the similarities measured up to Tend, the time Tmin with the smallest similarity is obtained, and (4) the vehicle length L is the time A from the time Tstart to the time Tmin with the minimum similarity and the time with the smallest similarity from Tmin. The vehicle length L = 4A / B is calculated using the value of the time B until the last Tend.

【0047】図9に、テールランプ点灯時の見かけ上の
通過時間の説明図を示す。図示のように、テールランプ
部の類似度が最小となるような特徴がある場合は、車速
Vと車長L、車高Hの間に、数3の(1)及び(2)の
関係が得られる。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the apparent passage time when the tail lamp is turned on. As shown in the figure, when there is a feature that the degree of similarity of the tail lamp part is the minimum, the relationship of (1) and (2) of Formula 3 is obtained between the vehicle speed V, the vehicle length L, and the vehicle height H. To be

【0048】[0048]

【数3】 L+H/tan(θ)=(A+B)*V1 …(1) L+(H−h)/tan(θ)=A*V2 …(2) ここで、h:テールランプ部の高さである。[Equation 3] L + H / tan (θ) = (A + B) * V1 (1) L + (H−h) / tan (θ) = A * V2 (2) where h is the height of the tail lamp section. is there.

【0049】車高H、車長L、テールランプ高さhは未
知で、これを画像処理で求めることは困難である。そこ
で、予め車高、車長、テールランプ高さの種々の組合わ
せテーブルを用意する。表1に、組合せデータと算出結
果の一例を示す。
The vehicle height H, the vehicle length L, and the tail lamp height h are unknown, and it is difficult to obtain them by image processing. Therefore, various combinations of vehicle height, vehicle length, and tail lamp height are prepared in advance. Table 1 shows an example of combination data and calculation results.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】L、H、hの各組合わせと、A及びBの測
定値を数3の(1)及び(2)に代入して速度V1,V
2を求め、両者が最も近づく値を車速Vとする。さら
に、車速Vに対応する組合せデータから車長L、車高H
などを推定する。これによれば、概略の車両形状が推定
可能となるので、例えば排煙量の多いトラックやバスな
どの台数を推定して、トンネル内換気制御の換気効率の
向上などに寄与できる。
Substituting each combination of L, H, and h and the measured values of A and B into (1) and (2) of the equation 3, the speeds V1 and V
2 is obtained, and the value at which they are closest to each other is set as the vehicle speed V. Further, from the combination data corresponding to the vehicle speed V, the vehicle length L, the vehicle height H
To estimate. According to this, since it is possible to estimate a rough vehicle shape, it is possible to estimate, for example, the number of trucks or buses having a large amount of smoke emission and contribute to improvement of ventilation efficiency of ventilation control in the tunnel.

【0052】なお、テールランプを点灯していない車両
の場合は、最小類似度が第2のしきい値(例えば0.
2)以下にならないため、この場合は、若干の誤差とは
なるが全て小型車両として計算する。もちろん、図6に
示した推定方式を併用することも可能である。
In the case of a vehicle in which the tail lamp is not turned on, the minimum similarity is the second threshold value (for example, 0.
2) Since it does not become less than the following, in this case, it will be calculated as a small vehicle, although there will be some error. Of course, it is possible to use the estimation method shown in FIG. 6 together.

【0053】さらに、車両を前方から撮影した場合は、
テールランプの特徴は出ないが、例えばフロントガラス
部分で類似度が低下し、ヘッドライト点灯時にはヘッド
ライトが通過するときに類似度が低下する。この特徴点
の位置関係から数3の式1、式2と同様な速度との関係
式を立てることで、対応可能である。
Further, when the vehicle is photographed from the front,
Although the tail lamp has no characteristic, the similarity decreases, for example, in the windshield portion, and the similarity decreases when the headlight passes when the headlight is on. This can be dealt with by establishing a relational expression with the velocity similar to the equations 1 and 2 of the equation 3 from the positional relation of the characteristic points.

【0054】以上、変形の本実施形態によれば、通過す
る車両のテールランプ位置など、類似度パターンに顕著
な特徴の現れる場合は、極めて簡単に車速や車長などを
求めることができる。
As described above, according to the modified embodiment, the vehicle speed, the vehicle length, etc. can be extremely easily obtained when the similarity pattern such as the tail lamp position of the passing vehicle appears.

【0055】〔実施の形態3〕あらかじめ登録したテン
プレート画像は、監視路面に建物の影などが発生した場
合、悪影響が出てしまうので更新する必要がある。本実
施形態では、テンプレートと入力画像の類似度が高い値
を継続しているときは、車両が存在していないことに着
目し、テンプレートの更新処理を簡単に且つ、オンライ
ンで行なう。
[Third Embodiment] The template image registered in advance needs to be updated because it will be adversely affected if a building shadow or the like occurs on the monitored road surface. In the present embodiment, when the value of the similarity between the template and the input image continues to be high, attention is paid to the fact that there is no vehicle, and the template update process is performed simply and online.

【0056】図10は、本発明の第三の実施形態による
車両監視システムの構成図である。図1の構成に、テン
プレート画像更新手段20を付加している。テンプレー
ト画像更新手段20は更新カウンタを有し、しきい値
(例えば0.8)より高い類似度が所定回数以上連続し
てカウントされた場合、そのときの入力画像からテンプ
レート画像を切りだし、テンプレート画像用メモリ4を
更新する。このとき、単に入れ替えるのでなく、線形結
合演算で平均化する方式もある。
FIG. 10 is a block diagram of a vehicle monitoring system according to the third embodiment of the present invention. Template image updating means 20 is added to the configuration of FIG. The template image updating means 20 has an update counter, and when the similarity higher than a threshold value (for example, 0.8) is continuously counted a predetermined number of times or more, the template image is cut out from the input image at that time, and the template image is extracted. The image memory 4 is updated. At this time, there is also a method of averaging by a linear combination operation instead of simply replacing.

【0057】図11に、本実施形態による車両検出処理
のフローチャートを示す。図5の処理ステップに、S4
44及びS445によるテンプレートの更新処理が追加
されている。類似度がしきい値より低下して、開始時間
startが設定されたときは(S442)、続いて、
背景更新カウンタを0にする(S4421)。
FIG. 11 shows a flowchart of the vehicle detection processing according to this embodiment. In the processing step of FIG.
44 and S445 for updating the template are added. When the degree of similarity is lower than the threshold value and the start time start is set (S442), then,
The background update counter is set to 0 (S4421).

【0058】一方、類似度がしきい値より高く、ステッ
プS443が処理されると、続いて背景更新カウントを
インクリメントし(S444)、背景更新カウントが所
定回数以上か判定する(S445)。所定回数以上であ
れば背景更新処理を実行し(S4451)、背景更新カ
ウントを0とする(S4452)。所定回未満であれば
S41に戻る。
On the other hand, if the degree of similarity is higher than the threshold value and step S443 is processed, then the background update count is incremented (S444), and it is determined whether the background update count is a predetermined number or more (S445). If it is the predetermined number of times or more, the background update processing is executed (S4451), and the background update count is set to 0 (S4452). If it is less than the predetermined number of times, the process returns to S41.

【0059】このようなテンプレート画像の更新処理を
行なうことにより、路面の明るさが建物の影や天候ある
いは時間の経過で変化したとき、車両検出窓の小領域内
の均一変化であれば(ほとんどの場合はそうなる)、明
るさ変化の影響を受けることなく類似度が精度よく算出
できる。従って、予めいろんな条件のテンプレートを用
意して切替るなどの必要もなく、使い勝手がよい。
By performing such a template image update process, when the brightness of the road surface changes due to the shadow of the building, the weather, or the passage of time, if the change is uniform within a small area of the vehicle detection window (almost If so, the similarity can be calculated accurately without being affected by the change in brightness. Therefore, there is no need to prepare and switch templates of various conditions in advance, which is convenient.

【0060】以上、本発明による画像監視方法と装置
を、道路監視装置の複数の実施形態を通して説明した。
しかし、本発明は道路だけでなく各種の監視用途に適用
でき、例えば以下のような応用がある。
The image monitoring method and apparatus according to the present invention have been described above through a plurality of embodiments of the road monitoring apparatus.
However, the present invention can be applied not only to roads but also to various monitoring applications, and has the following applications, for example.

【0061】(1)エレベータ入り口付近の画像をテン
プレートに登録し、類似度が低いときに人が待っている
と判断する。
(1) An image near the entrance of an elevator is registered in a template, and when the degree of similarity is low, it is determined that a person is waiting.

【0062】(2)列車のホームの画像をテンプレート
に登録し、列車が近づくときに人の有無を監視したり、
人数をおおまかに計測する。
(2) The image of the train platform is registered in the template to monitor the presence of people when the train approaches,
Roughly measure the number of people.

【0063】(3)ホームの下の線路をテンプレート画
像に登録し、類似度が下がったときは人が線路に降りて
いると判断する。
(3) The track under the platform is registered in the template image, and when the degree of similarity decreases, it is determined that a person is getting on the track.

【0064】(4)踏切の車両が存在しない画像をテン
プレートに登録し、入力画像と類似度を求めることで踏
切が遮断したときに車が踏切内に滞留しているかどうか
を判断する。
(4) An image in which there is no vehicle at the railroad crossing is registered in the template, and the similarity with the input image is obtained to determine whether or not the vehicle is staying inside the railroad crossing when the railroad crossing is blocked.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明によれば、物体の存在しない状態
で登録したテンプレート画像と、順次撮影される同一処
理領域の入力画像との類似度を求め、類似度の連続した
低下によって監視エリア内の物体の存在を検知するの
で、処理が簡単でリアルタイムな侵入検出が可能にな
る。また、複雑なアルゴリズムや超高速なハードウエア
を用いる必要がないので、処理コストの低いハードウェ
アによる画像監視装置を提供できる。
According to the present invention, the degree of similarity between the template image registered in the absence of an object and the input image of the same processing area that is sequentially captured is calculated, and the continuous decrease in the degree of similarity results in the monitoring area. Since the presence of the object is detected, the processing is simple and real-time intrusion detection is possible. Further, since it is not necessary to use a complicated algorithm or ultra-high-speed hardware, it is possible to provide an image monitoring device using hardware with low processing cost.

【0066】また、本発明によれば、オンライン中に類
似度が連続して高い値を示すとき、その入力画像をテン
プレート画像として更新するので、監視環境の明るさ変
化に追随でき、検出精度を向上できる効果がある。ま
た、信頼性が高く使い勝手のよい画像監視装置を提供で
きる。
Further, according to the present invention, when the similarity continuously shows a high value while online, the input image is updated as the template image, so that it is possible to follow the change in the brightness of the monitoring environment and the detection accuracy is improved. There is an effect that can be improved. Further, it is possible to provide a highly reliable and easy-to-use image monitoring device.

【0067】上記画像監視方法を適用した本発明の道路
監視方式によれば、テレビカメラの車両検出窓を処理領
域とし、車両の存在しない状態のテンプレート画像とオ
ンライン入力画像の類似度変化から通過車両を検出する
ので、監視エリア全体の背景画像に対する追跡処理して
濃淡パターンマッチングを行なう従来方式に比べ、処理
が簡単で高速化できる効果がある。しかも、処理領域が
小さいので、車両検出の感度が向上し、トンネル内でラ
ンプをつけない車両の検出も可能になる。
According to the road monitoring method of the present invention to which the above image monitoring method is applied, the vehicle detection window of the TV camera is used as the processing area, and the passing vehicle is determined based on the change in the similarity between the template image in the absence of a vehicle and the online input image. Is detected, there is an effect that the processing is simpler and faster than the conventional method in which the background image of the entire monitoring area is tracked and the grayscale pattern matching is performed. Moreover, since the processing area is small, the sensitivity of vehicle detection is improved, and it becomes possible to detect vehicles without a lamp in the tunnel.

【0068】また、本発明の道路監視方式によれば、テ
ンプレート画像はオンライン中に簡単に更新処理できる
ので、時間や天候あるいは建物の影などによる監視路面
の明るさ変化の悪影響を回避でき、車両検出の精度が向
上し使い勝手もよい。
Further, according to the road monitoring method of the present invention, the template image can be easily updated while online, so that it is possible to avoid the adverse effects of the change in the brightness of the monitored road surface due to time, weather, shadows of buildings, etc. The detection accuracy is improved and it is easy to use.

【0069】さらに、本発明の道路監視方式によれば、
類似度の低下継続時間ないし変化状態の特徴から、簡易
に車速と車長を推定できるので、交通流の異常監視など
に適した安価な車両検知センサーを提供できる。
Further, according to the road monitoring system of the present invention,
Since it is possible to easily estimate the vehicle speed and the vehicle length from the characteristics of the duration of change in the similarity or the state of change, it is possible to provide an inexpensive vehicle detection sensor suitable for monitoring abnormalities in traffic flow.

【0070】さらに、本発明の道路監視方式によれば、
テールランプなど車両照明位置による顕著な類似度変化
が利用できるので、車長、車高などの推定から排煙量の
多い大型車両の識別が可能になり、トンネル換気制御等
への有用な情報提供が可能になる。
Further, according to the road monitoring system of the present invention,
Since remarkable similarity changes depending on vehicle lighting positions such as tail lamps can be used, it is possible to identify large vehicles with large smoke emissions from estimation of vehicle length, vehicle height, etc., and provide useful information to tunnel ventilation control etc. It will be possible.

【0071】さらに、本発明の画像監視方法はエレベー
タホール監視装置、列車ホーム監視装置、踏切監視装置
などに適用でき、膨大な数の適用個所を有するこれらの
監視装置を安価に提供できる効果がある。
Furthermore, the image monitoring method of the present invention can be applied to an elevator hall monitoring device, a train platform monitoring device, a railroad crossing monitoring device, and the like, and has an effect that these monitoring devices having a huge number of application points can be provided at low cost. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一の実施形態による車両監視システ
ムの構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle monitoring system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第一の実施形態によるテンプレートと入力画像
の取り込み方を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing how to import a template and an input image according to the first embodiment.

【図3】取り込み順の入力画像と類似度の推移図。FIG. 3 is a transition diagram of input images in the order of import and similarity.

【図4】類似度の時間変化を示すグラフ図。FIG. 4 is a graph showing a temporal change in similarity.

【図5】第一の実施形態による車両検出処理のフローチ
ャート。
FIG. 5 is a flowchart of vehicle detection processing according to the first embodiment.

【図6】本発明の第二の実施形態による車長・速度処理
手段の処理ブロック図。
FIG. 6 is a processing block diagram of vehicle length / speed processing means according to a second embodiment of the present invention.

【図7】見掛け上の通過時間が長くなるメカニズムの説
明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a mechanism in which an apparent passage time becomes long.

【図8】テールランプ点灯時の小型及び大型車両の類似
度の時間変化を示すグラフ図。
FIG. 8 is a graph showing a temporal change in similarity between a small vehicle and a large vehicle when a tail lamp is turned on.

【図9】テールランプ点灯時の見掛け上の通過時間の説
明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram of an apparent passage time when the tail lamp is turned on.

【図10】本発明の第三の実施形態による車両監視シス
テムの構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram of a vehicle monitoring system according to a third embodiment of the present invention.

【図11】弟三の実施形態による車両検出処理のフロー
チャート。
FIG. 11 is a flowchart of vehicle detection processing according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…テレビカメラ、2…A/D変換器、3…画像メモ
リ、4…テンプレート画像用メモリ、5…テンプレート
設定手段、6…タイマー、7…類似度処理手段、8…類
似度記憶部、9…類似度解析処理部、20…テンプレー
ト更新手段。
1 ... Television camera, 2 ... A / D converter, 3 ... Image memory, 4 ... Template image memory, 5 ... Template setting means, 6 ... Timer, 7 ... Similarity processing means, 8 ... Similarity storage section, 9 ... Similarity analysis processing unit, 20 ... Template updating means.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 監視エリアを撮影した画像を入力し、正
常状態の画像と濃淡マッチング処理して監視エリアの異
常状態を検出する画像監視方法において、 予め、前記正常状態の画像から所定領域を切り出してテ
ンプレート画像として記憶し、 前記監視エリアを繰返し撮影しながら毎回、前記所定領
域に対応する入力画像と前記テンプレート画像の類似度
を求め、該類似度の低下が所定回数以上連続するときに
前記監視エリアを異常状態と判定することを特徴とする
画像監視方法。
1. An image monitoring method for inputting an image of a surveillance area, and performing gray-scale matching with a normal state image to detect an abnormal state of the surveillance area, wherein a predetermined area is cut out from the normal state image in advance. Stored as a template image, the similarity between the input image corresponding to the predetermined area and the template image is calculated every time the monitoring area is repeatedly photographed, and the monitoring is performed when the decrease in the similarity continues for a predetermined number of times or more. An image monitoring method characterized by determining an area to be in an abnormal state.
【請求項2】 監視エリアを撮影した画像を入力し、正
常状態の画像と濃淡マッチング処理して監視エリアの異
常状態を検出する画像監視方法において、 予め、前記正常状態の画像から所定領域を切り出してテ
ンプレート画像として記憶し、 前記監視エリアを繰返し撮影しながら毎回、前記所定領
域に対応する入力画像と前記テンプレート画像の類似度
を求め、所定しきい値以下となる類似度が第1の所定回
以上連続するときに前記監視エリアを異常状態と判定
し、 前記所定しきい値を超える類似度が第2の所定回数以上
連続するときに、当該入力画像によって前記テンプレー
ト画像を更新することを特徴とする画像監視方法。
2. An image monitoring method for inputting an image of a surveillance area, and performing gray-scale matching with an image in a normal state to detect an abnormal state in the surveillance area, wherein a predetermined area is cut out from the image in the normal state in advance. Stored as a template image, the similarity between the input image corresponding to the predetermined area and the template image is obtained every time the monitoring area is repeatedly photographed, and the similarity equal to or less than a predetermined threshold is the first predetermined number of times. The monitoring area is determined to be in an abnormal state when continuous for the above, and the template image is updated with the input image when the similarity exceeding the predetermined threshold continues for a second predetermined number of times or more. Image monitoring method.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記所定領域は、前記監視エリアより小さい線状領域な
いし線状矩形領域とすることを特徴とする画像監視方
法。
3. The image monitoring method according to claim 1, wherein the predetermined area is a linear area or a linear rectangular area smaller than the monitoring area.
【請求項4】 請求項1または2または3において、 前記類似度は、前記テンプレート画像と前記入力画像の
相関処理により算出することを特徴とする画像監視方
法。
4. The image monitoring method according to claim 1, 2 or 3, wherein the similarity is calculated by a correlation process between the template image and the input image.
【請求項5】 請求項1乃至4において、 前記異常状態は、前記監視エリアに異物が存在ないし通
過した状態であることを特徴とする画像監視方法。
5. The image monitoring method according to claim 1, wherein the abnormal state is a state in which a foreign substance is present in or passed through the monitoring area.
【請求項6】 監視エリアを撮影するテレビカメラと、
カメラ映像を取り込んで処理する画像処理装置を備える
画像監視装置において、 前記画像処理装置は、あらかじめ正常状態の画像の内、
所定領域の画像をテンプレート画像として登録するテン
プレート記憶部と、前記監視エリアの撮影の度に、前記
テンプレート画像と前記所定領域に対応する入力画像の
相関を求める類似度計算処理部と、前記類似度が低下す
る変化状態から前記監視エリアの異常状態を判断する類
似度判定処理部を有していることを特徴とする画像監視
装置。
6. A television camera for photographing the surveillance area,
In an image monitoring device including an image processing device that captures and processes a camera image, the image processing device may include a normal image in advance,
A template storage unit for registering an image of a predetermined area as a template image, a similarity calculation processing unit for obtaining a correlation between the template image and an input image corresponding to the predetermined area each time the monitoring area is photographed, and the similarity degree. An image monitoring apparatus, comprising: a similarity determination processing unit that determines an abnormal state of the monitoring area based on a changing state in which
【請求項7】 請求項6において、 前記画像処理装置は、前記類似度の低下が連続して生じ
ないときの入力画像によって前記テンプレート画像を更
新するテンプレート更新手段を有していることを特徴と
する画像監視装置。
7. The image processing apparatus according to claim 6, further comprising template updating means for updating the template image with an input image when the reduction in the similarity does not occur continuously. Image monitoring device.
【請求項8】 道路上の監視エリアを俯瞰撮影するテレ
ビカメラと、カメラ映像を取り込んで処理する画像処理
装置を備える道路監視装置において、 前記画像処理装置は、あらかじめ車両などの存在しない
画像の内、所定領域の画像をテンプレート画像として登
録するテンプレート記憶部と、前記監視エリアの撮影の
度に、前記テンプレート画像と前記所定領域に対応する
入力画像の相関を求める類似度計算処理部と、前記類似
度がしきい値以下となる状態が連続するときに車両の存
在を判断する類似度判定処理部と、を有していることを
特徴とする道路監視装置。
8. A road monitoring device comprising a television camera for taking a bird's-eye view of a surveillance area on a road, and an image processing device for capturing and processing a camera image, wherein the image processing device preliminarily detects an image of a vehicle or the like that does not exist. A template storage unit for registering an image of a predetermined area as a template image; a similarity calculation processing unit for obtaining a correlation between the template image and an input image corresponding to the predetermined area each time the monitoring area is photographed; And a similarity determination processing unit that determines the presence of a vehicle when the degree of the vehicle is continuously lower than a threshold value.
【請求項9】 請求項8において、 前記類似度判定処理部は、前記類似度の低下状態が所定
回数または所定時間以上連続するときに、車両が存在し
ていると判定することを特徴とする道路監視装置。
9. The similarity determination processing unit according to claim 8, wherein the similarity determination processing unit determines that a vehicle is present when the reduced state of the similarity continues for a predetermined number of times or a predetermined time or more. Road monitoring device.
【請求項10】 請求項8または9において、 前記類似度判定処理部は、前記類似度が前記しきい値以
下となる状態が連続した後に前記しきい値を超えて回復
したとき、この低下区間を1台として通過車両台数の計
測を行なうことを特徴とする道路監視装置。
10. The decreasing section according to claim 8, wherein the similarity determination processing unit, when the state in which the similarity is equal to or less than the threshold value continues and then recovers beyond the threshold value, A road monitoring device characterized in that the number of vehicles passing through is measured as one vehicle.
【請求項11】 請求項8乃至10において、 前記類似度判定処理部は、前記類似度が連続して低下し
た区間の時間を入力として、予め仮定した複数の車長に
対する速度を算出し、得られた複数の速度の内、過去の
所定の車両速度と比較して最も近い値を選択して、当該
車両の車速と車長を求めることを特徴とする道路監視装
置。
11. The similarity determination processing unit according to claim 8, wherein the similarity determination processing unit calculates speeds for a plurality of pre-assumed vehicle lengths by inputting a time of a section in which the similarity continuously decreases. A road monitoring device characterized by selecting the closest value from a predetermined predetermined vehicle speed among a plurality of the obtained speeds to obtain the vehicle speed and the vehicle length of the vehicle.
【請求項12】 請求項8乃至10において、 前記類似度判定処理部は、前記しきい値を第1のしきい
値とし、テールランプ位置などで前記類似度の最小値が
必ずそれ以下となる第2のしきい値とを設定しておき、 前記第1のしきい値より連続して低下した区間内に前記
第2のしきい値以下となる最小値がある場合に、前記区
間内における前記最小値の前後の時間に基づいて、当該
車両の車速と車長を求めることを特徴とする道路監視装
置。
12. The similarity determination processing unit according to claim 8, wherein the threshold is a first threshold, and the minimum value of the similarity is always less than that at a tail lamp position or the like. 2 threshold value is set in advance, and when there is a minimum value that is equal to or less than the second threshold value within a section continuously lower than the first threshold value, the A road monitoring device, characterized in that the vehicle speed and the vehicle length of the vehicle are obtained based on the time before and after the minimum value.
【請求項13】 請求項8乃至11において、 前記類似度判定処理部は、前記しきい値を第1のしきい
値とし、車両判定の場合に前記類似度の最小値がそれ以
下となる第2のしきい値とを設定しておき、 前記第1のしきい値より連続して低下した区間の類似度
の最小値が前記第2のしきい値より大きいときは、前記
監視エリアに車両以外の物体が存在すると判定すること
を特徴とする道路監視装置。
13. The similarity determination processing unit according to claim 8, wherein the threshold is a first threshold, and the minimum value of the similarity is less than or equal to a first threshold in the case of vehicle determination. And a threshold value of 2 is set, and when the minimum value of the similarity in the section continuously lower than the first threshold value is larger than the second threshold value, the vehicle is displayed in the monitoring area. A road monitoring device characterized by determining that there is an object other than.
【請求項14】 エレベータの入り口付近の監視エリア
を撮影するテレビカメラと、カメラの映像を取り込んで
処理する画像処理装置を備えるエレベータ待ち客監視装
置において、 前記画像処理装置は、あらかじめ待ち客のいない画像の
内、所定領域の画像をテンプレート画像として登録する
テンプレート記憶部と、前記監視エリアの撮影の度に、
前記テンプレート画像と前記所定領域に対応する入力画
像の相関を求める類似度計算処理部と、前記類似度がし
きい値以下となる状態が連続するときに待ち客の存在を
判断する類似度判定処理部と、を有していることを特徴
とするエレベータ待ち客監視装置。
14. An elevator waiting customer monitoring device comprising a television camera for photographing a surveillance area near an entrance of an elevator and an image processing device for capturing and processing an image of the camera, wherein the image processing device has no waiting passengers in advance. Of the images, a template storage unit for registering an image of a predetermined area as a template image, and each time the monitoring area is photographed,
A similarity calculation processing unit that obtains a correlation between the template image and the input image corresponding to the predetermined region, and a similarity determination process that determines the presence of a waiting customer when the state in which the similarity is less than or equal to a threshold continues. And an elevator waiting passenger monitoring device.
【請求項15】 列車ホーム付近あるいは線路付近の監
視エリアを撮影するテレビカメラと、カメラの映像を取
り込んで処理する画像処理装置を備える列車ホーム監視
装置において、 前記画像処理装置は、あらかじめ乗客などのいない画像
の内、所定領域の画像をテンプレート画像として登録す
るテンプレート記憶部と、前記監視エリアの撮影の度
に、前記テンプレート画像と前記所定領域に対応する入
力画像の相関を求める類似度計算処理部と、前記類似度
がしきい値以下となる状態が連続するときに乗客などの
存在を判断する類似度判定処理部と、を有していること
を特徴とする列車ホーム監視装置。
15. A train platform monitoring device comprising a television camera for photographing a surveillance area near a train platform or a railroad track, and an image processing device for capturing and processing a video image of the camera, wherein the image processing device is for passengers in advance. A template storage unit for registering an image of a predetermined area as a template image among the non-existing images, and a similarity calculation processing unit for obtaining a correlation between the template image and an input image corresponding to the predetermined area each time the monitoring area is photographed. And a similarity degree determination processing unit that determines the presence of a passenger or the like when the state in which the degree of similarity is equal to or less than a threshold value continues, and a train platform monitoring apparatus.
【請求項16】 踏切付近の監視エリアを撮影するテレ
ビカメラと、カメラの映像を取り込んで処理する画像処
理装置を備える踏切監視装置において、 前記画像処理装置は、あらかじめ車両や人間などの物体
がない画像の内入力した画像の所定領域の画像をテンプ
レート画像として登録するテンプレート記憶部と、前記
監視エリアの撮影の度に、前記テンプレート画像と前記
所定領域に対応する入力画像の相関を求める類似度計算
処理部と、前記類似度がしきい値以下となる状態が連続
するときに物体の存在を判断する類似度判定処理部と、
を有していることを特徴とする踏切監視装置。
16. A railroad crossing monitoring device comprising a television camera for photographing a surveillance area near a railroad crossing and an image processing device for capturing and processing an image of the camera, wherein the image processing device does not have an object such as a vehicle or a person in advance. A template storage unit for registering an image in a predetermined area of an input image of the images as a template image, and a similarity calculation for obtaining a correlation between the template image and the input image corresponding to the predetermined area each time the monitoring area is photographed. A processing unit, a similarity determination processing unit that determines the presence of an object when the state in which the similarity is less than or equal to a threshold value continues,
A railroad crossing monitoring device comprising:
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