JPH0954883A - 既知物体の進入検出方法およびその進入検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 照度変動にも拘らず、誤検出・検出漏れをな
くすことにある。 【構成】 移動物体の中から監視対象となる既知物体の
進入を検出する装置において、移動物体の移動に伴う連
続的な動画像データを取り込む画像入力部１と、この動
画像データをデジタル処理して得られる各デジタル画像
データを記憶する画像データ記憶部３１と、予め既知物
体の軌道・速度に基づいて複数の監視領域が記憶され、
各デジタル画像データから作成される各画像中に所定の
順序で順次監視領域を設定する監視領域制御部３５と、
この設定された各監視領域内の画像に画像変化があるか
否かを検出する監視領域変化検出部３６と、この画像変
化の検出された監視領域の順序に基づいて既知物体の進
入を検出する変化順序検出部３７とを設けた既知物体の
進入検出装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は既知物体例えば飛行機等
の進入を検出するための既知物体の進入検出方法および
その進入検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】監視対象となる物体には各種の移動物体
が対象となるが、最も身近なものとして例えば飛行機、
バス、列車などの移動物体が上げられる。従来、このよ
うな移動物体のうち、予め監視対象として特定される例
えは飛行機などのごとく既知物体の進入検出装置として
は、その既知物体の移動に伴う連続的な動画像データを
デジタル処理して入力画像を得た後、これら入力画像に
様々な画像処理を加えることにより監視対象となる既知
物体の進入を検出するとともに、この検出の結果をオペ
レータや他の装置に適切に知らせる構成をとっている。

【０００３】ところで、進入検出装置で用いられる既知
物体の進入検出方法は、監視対象となる既知物体が画像
中に存在しない時の画像をリファレンス画像とし、この
リファレンス画像とある時間経過後に表れる比較すべき
画像との画像変化から既知物体の進入を検出する方法
と、空間フィルタリングなどの画像処理技術を用いて特
徴量を抽出し、この抽出された特徴量から既知物体の進
入を検出する方法とがある。

【０００４】このような既知物体の進入検出にあって
は、監視区域の空間の照明条件例えば空港の照明，曇時
と晴天時の気象条件などの変化に影響されずに、常に誤
検出・検出漏れのない状態で精度良く既知物体の進入を
検出することが望ましい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような２つの進入検出方法は、それぞれ次のような問題
が指摘されている。先ず、前者のリファレンス画像を用
いた画像の比較変化による検出方法は、複数種の移動物
体例えば飛行機とバスとが同時に同一の監視領域に進入
したとき、それらの移動物体をそれぞれ個別に分離して
抽出することが難しいこと。また、天候などの照明条件
が変化した場合に当該照明条件の変化例えば昼と夜に応
じたリファレンス画像を用意する必要があり、しかも用
意された複数のリファレンス画像を時間や画像をみなが
ら適宜に切替え選択する必要があり、非常に煩雑になる
問題がある。

【０００６】一方、後者の空間フィルタリングなどの画
像処理結果に基づいて得られる特徴量を用いて既知物体
の進入を検出する方法は、同じく照明条件，ひいては照
度変動の影響などを受けることにより、既知物体を的確
に特定するための特徴量をほぼ一定の値で取得すること
が難しい。

【０００７】従って、以上の理由から、リファレンス画
像や特徴量を用いる検出方法は、ともにノイズや照度変
動の影響を受け、誤検出や検出漏れを起こすおそれがあ
る。請求項１に記載される発明は上記実情に鑑みてなさ
れたもので、照度変動があっても、既知物体以外の移動
物体を誤って検出することをなくし、ひいては既知物体
の進入を確実に検出する既知物体の進入検出方法を提供
することを目的とする。

【０００８】請求項２に記載される発明は、既知物体が
複雑な軌道を描いて進入してくる場合でも、既知物体以
外の移動物体と的確に区別して確実に検出する既知物体
の進入検出方法を提供することにある。

【０００９】請求項３に記載される発明は、照度変動が
あっても、既知物体以外の移動物体を誤って検出した
り、既知物体の検出漏れをなくする既知物体の進入検出
装置を提供することを目的とする。

【００１０】請求項４に記載される発明は、既知物体が
複雑な軌道を描いて進入してくる場合でも、既知物体以
外の移動物体と的確に区別して確実に検出する既知物体
の進入検出装置を提供することにある。

【００１１】請求項５に記載される発明は、既知物体の
検出漏れを防止する既知物体の進入検出装置を提供する
ことにある。請求項６に記載される発明は、同一の軌道
を移動する他の移動物体と既知物体とを確実に識別可能
とする既知物体の進入検出装置を提供することにある。

【００１２】請求項７に記載される発明は、既知物体の
検出漏れを回避する既知物体の進入検出装置を提供する
ことにある。請求項８に記載される発明は、既知物体の
進入をより高精度に検出する既知物体の進入検出装置を
提供することにある。

【００１３】請求項９に記載される発明は、複雑な軌道
を描いて進入してくる場合でも、既知物体の進入をより
高精度に検出可能とする既知物体の進入検出装置を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、移動物体の中から監視
対象となる既知物体の進入を検出する既知物体の進入検
出方法において、移動物体の移動に伴う連続的な動画像
データから得られるデジタル画像データの各画像中に、
既知物体の軌道にそって順次監視領域を設定し、これら
監視領域内の画像変化から既知物体の進入を検出する既
知物体の進入検出方法である。

【００１５】請求項２に対応する発明は、移動物体の中
から監視対象となる既知物体の進入を検出する既知物体
の進入検出方法において、移動物体の移動に伴う連続的
な動画像データから得られるデジタル画像データの各画
像中に、前記既知物体の軌道にそって順次監視領域を設
定し、これら監視領域内の画像変化の検出順序と予め設
定されている各監視領域の画像変化検出順序パターンと
を比較しながら前記既知物体の進入を検出する既知物体
の進入検出方法である。

【００１６】次に、請求項３に対応する発明は、移動物
体の中から監視対象となる既知物体の進入を検出する既
知物体の進入検出装置において、移動物体の移動に伴う
連続的な動画像データをデジタル処理して得られる各デ
ジタル画像データを記憶する画像データ記憶手段と、予
め既知物体の軌道および速度に基づいて複数の監視領域
が記憶され、前記各デジタル画像データから作成される
各画像中に所定の順序で順次前記監視領域を設定する監
視領域制御手段と、この監視領域制御手段によって設定
される各監視領域内部の画像変化を検出する監視領域変
化検出手段と、この監視領域変化検出手段によって画像
変化を検出された監視領域の順序に基づいて前記既知物
体の進入を検出する変化順序検出手段とを設けた既知物
体の進入検出装置である。

【００１７】次に、請求項４に対応する発明は、移動物
体の中から監視対象となる既知物体の進入を検出する既
知物体の進入検出装置において、移動物体の移動に伴う
連続的な動画像データをデジタル処理して得られる各デ
ジタル画像データを記憶する画像データ記憶手段と、予
め既知物体の軌道および速度に基づいて複数の監視領域
が記憶され、前記各デジタル画像データから作成される
各画像中に所定の順序で順次前記監視領域を設定する監
視領域制御手段と、この監視領域制御手段によって設定
される各監視領域内部の画像変化を検出する監視領域変
化検出手段と、予め既知物体の軌道を描く監視領域の画
像変化検出順序を記憶するパターン辞書記憶手段と、前
記監視領域変化検出手段によって画像変化を検出された
監視領域の順序が前記パターン辞書記憶手段に記憶され
る監視領域の画像変化検出順序に従っているとき、前記
既知物体の進入であると検出する変化順序検出手段とを
設けた既知物体の進入検出装置である。

【００１８】請求項５ないし請求項８に対応する発明
は、何れも変化順序検出手段を具体化した技術であっ
て、その１つは、予めＮ個の監視領域をＭグループに分
割し（ＮはＭの整数倍）、各グループから少なくとも１
個の監視領域で画像変化を検出し、かつ、その画像変化
の検出順序が予め定めた監視領域の順序に従っていると
き、前記既知物体の進入であると検出し、他の１つは、
予め各監視領域間の検出時間間隔の範囲が設定され、前
記デジタル画像データから作成される画像中に表れる全
部の各監視領域間の実検出時間間隔が前記設定された各
監視領域間の検出時間間隔の範囲内にあるとき、前記既
知物体の進入であると検出し、さらに他の１つは、予め
所定の画像変化割合αが設定され、画像変化を検出した
監視領域がｎ個であり、全部の監視領域の個数をＮとす
るとき、α＞ｎ／Ｎであり、かつ、画像変化を検出した
監視領域の順序が予め設定された監視領域の設定順序に
従っているとき、既知物体の進入であると検出し、さら
に予め既知物体の軌道との関係で各監視領域に重み係数
を付加し、画像変化を検出した監視領域に重み係数を付
して得られる積算値に基づいて前記既知物体の進入であ
ると検出する構成である。

【００１９】さらに、請求項９に対応する発明は、移動
物体の中から監視対象となる既知物体の進入を検出する
既知物体の進入検出装置において、移動物体の移動に伴
う連続的な動画像データをデジタル処理して得られる各
デジタル画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
予め既知物体の軌道および速度に基づいて複数の監視領
域が記憶され、前記各デジタル画像データから作成され
る各画像中に所定の順序で順次前記監視領域を設定する
監視領域制御手段と、この監視領域制御手段によって設
定される各監視領域内部の画像変化を検出する監視領域
変化検出手段と、予め監視領域の画像変化検出順序と各
監視領域ごとの重み係数とを記憶するパターン辞書記憶
手段と、前記監視領域変化検出手段によって画像変化を
検出された監視領域の順序が前記パターン辞書記憶手段
に記憶される監視領域の画像変化検出順序に従い、か
つ、画像変化を検出した監視領域に重み係数を付して得
られる積算値が所定値を越えたとき、前記既知物体の進
入であると検出する変化順序検出手段とを設けた既知物
体の進入検出装置である。

【００２０】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、移動物体の移動に伴って
変化するデジタル画像データの各画像に対し、予め定め
た既知物体の軌道にそって順次監視領域を設定すれば、
既知物体であれば順次設定される監視領域に相当する画
像中に画像変化が現れ、既知物体以外の移動物体であれ
ば、監視領域の一部に相当する画像中に画像変化が現れ
る場合もあるが、順次設定される監視領域の順序に従っ
て画像変化が生じないので、照度変動にも拘らず、既知
物体以外の移動物体を既知物体と誤って検出することが
なく、ひいては既知物体を確実に検出できる。

【００２１】請求項２に対応する発明は、予め既知物体
の軌道にそって各監視領域の画像変化検出順序パターン
を記憶しているので、移動物体の移動に伴って変化する
デジタル画像データの各画像に対し、予め定めた既知物
体の軌道にそって順次監視領域を設定すれば、これら監
視領域内の画像変化の検出順序と画像変化検出順序パタ
ーンとが一致すれば、既知物体の進入と検出し、逆に不
一致のとき既知物体以外の移動物体であると判断するの
で、特に既知物体が複雑な軌道をとる場合でも既知物体
の進入を確実に検出できる。

【００２２】請求項３に対応する発明は、監視領域制御
手段において画像データ記憶手段の各デジタル画像デー
タから作成される各画像中に、予め定めている順序に従
って監視領域を設定した後、監視領域変化検出手段によ
り各監視領域内部の画像変化を検出する。しかる後、変
化順序検出手段においては、画像変化を検出された監視
領域の順序が予め定めている順序に従っていれば、既知
物体の進入であると検出するので、照度変動にも拘ら
ず、既知物体以外の移動物体を既知物体と誤って検出す
ることがなく、ひいては既知物体を確実に検出できる。

【００２３】請求項４に対応する発明は、監視領域制御
手段では予め既知物体の軌道および速度に基づいて複数
の監視領域を設定し、またパターン辞書記憶手段では予
め既知物体の軌道を描く監視領域の画像変化検出順序を
記憶する。この状態において監視領域制御手段画像は、
データ記憶手段の各デジタル画像データから作成される
各画像中に所定の順序で順次監視領域を設定するが、こ
のとき監視領域変化検出手段では順次設定される各監視
領域内部の画像変化の有無を検出する。そして、変化順
序検出手段では、画像変化を検出された監視領域の順序
が監視領域の画像変化検出順序に従っているとき、既知
物体の進入であると検出するので、複雑な軌道を描いて
進入してくる既知物体でも、その物体の進入を確実に検
出できる。

【００２４】請求項５に対応する発明は、変化順序検出
手段として、予めＮ個の監視領域をＭグループに分割し
（ＮはＭの整数倍）、各グループから少なくとも１個の
監視領域で画像変化を検出し、画像変化を検出順序が予
め定めた監視領域の順序に従っているとき、既知物体の
進入であると検出するので、既知物体の進入時、ある監
視領域の画像変化の検出失敗があっても、各グループの
中の少なくとも１個の監視領域で画像変化を検出すれば
よく、既知物体の進入を確実に検出できる。

【００２５】次に、請求項６に対応する発明は、変化順
序検出手段として、デジタル画像データから作成される
画像中に表れる隣接監視領域間の実検出時間間隔の全部
が予め設定された隣接する監視領域間の検出時間間隔の
範囲内にあるとき、既知物体と同一の軌道を移動する他
の移動物体があっても、異なる移動速度をもつ他の移動
物体と確実に区別して既知物体の進入を検出できる。

【００２６】次に、請求項７に対応する発明は、変化順
序検出手段として、予め所定の画像変化割合αが設定さ
れ、画像変化を検出した監視領域がｎ個であり、全部の
監視領域の個数をＮとするとき、α＞ｎ／Ｎとなり、か
つ、画像変化を検出した監視領域の順序が予め設定され
た監視領域の順序に従っているとき、既知物体の進入で
あると検出するので、一部の画像変化の検出漏れがあっ
ても、画像変化の順序が正しく、しかもα＞ｎ／Ｎの関
係にあれば、既知物体の進入を検出できる。

【００２７】さらに、請求項８に対応する発明は、変化
順序検出手段として、予め既知物体の軌道との関係で各
監視領域に重み係数を付加し、画像変化を検出した監視
領域に重み係数を付して得られる積算値に基づいて既知
物体の進入であると検出するので、重み係数を適切に設
定する限り、かなりの監視領域の画像変化の検出漏れが
あっても、既知物体であればその進入を確実に検出でき
る。

【００２８】さらに、請求項９に対応する発明は、監視
領域制御手段に予め既知物体の軌道および速度に基づい
て複数の監視領域が記憶され、またパターン辞書記憶手
段に予め監視領域の画像変化検出順序と各監視領域ごと
の重み係数とを記憶する。この状態において監視領域制
御手段が各デジタル画像データから作成される各画像中
に所定の順序で順次前記監視領域を設定した後、監視領
域変化検出手段によって各監視領域内部の画像変化を検
出していく。その結果、変化順序検出手段では、監視領
域変化検出手段による画像変化を検出した監視領域の順
序がパターン辞書記憶手段に記憶される監視領域の画像
変化検出順序に従い、しかも画像変化を検出した監視領
域に重み係数を付して得られる積算値が所定値を越えた
とき、既知物体の進入であると検出するので、既知物体
が複雑な移動を行う場合であって、一部の監視領域の画
像変化に検出漏れがあっても、既知物体の進入を確実に
検出できる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 （第１実施例）先ず、本発明に係わる移動物体の進入検
出方法の一実施例について説明する。

【００３０】一般に、監視対象となる既知物体は、予め
その物体の軌道，速度およびサイズが定まっている。そ
こで、既知物体の軌道，速度，サイズ等を考慮しつつ、
予め所定の順序で画像中に設定すべき複数の監視領域を
記憶しておく。この状態において、既知物体を含む移動
物体の移動に伴う連続的な動画像データから階調化され
たデジタル画像データを順次取り込み、これらの各デジ
タル画像データから作成される画像中に前記所定の順序
に従って監視領域を順次設定し、これら各監視領域内の
画像に変化があるか否かを検出する。しかる後、この画
像変化のあった監視領域の順序が予め定めた監視領域の
設定順序に従っているか、つまり画像変化の順序を調べ
る。ここで、監視領域の設定順序に従って監視領域内で
画像変化があれば、既知物体が正しく定まった軌道を通
って所定の速度で進入していると判断し、既知物体の進
入であると検出し、画像変化のあった監視領域の順序が
監視領域の設定順序に従っていなければ、監視領域以外
の移動物体あると判断するものである。

【００３１】従って、監視領域の設定順序に従って監視
領域内で画像変化がある限り、既知物体の進入を確実に
検出できる。 （第２実施例）第１実施例では、予め設定した監視領域
の順序と画像変化のあった監視領域の順序とから既知物
体の進入を検出するようにしたが、この第２実施例で
は、予め所定の順序で画像中に設定すべき複数の監視領
域を記憶する他、予め監視領域の画像変化検出順序パタ
ーンを記憶し、各画像中に設定される監視領域の画像変
化の順序，つまり画像変化のあった監視領域の順序が画
像変化検出順序パターンに従っているかを判断し、パタ
ーンに従っているときに既知物体の進入であると検出す
るので、既知物体が複雑な軌道をとりながら進入してく
る場合でも、当該既知物体の進入を確実に検出できる。 （第３実施例）図１は本発明に係わる移動物体の進入検
出装置の第１実施例その他後記する他の実施例の基本的
な構成を示すブロック図である。

【００３２】同図において１は例えばＣＣＤビデオカメ
ラとＡ／Ｄ変換器とを組合せてなる画像入力手段であっ
て、ここでは移動物体の移動に伴って変化する連続的な
動画像データを取り込んで階調化されたデジタル画像デ
ータに変換し、デジタル画像バス２に送出する。このデ
ジタル画像バス２は、画像入力手段１と進入監視処理制
御部３とを接続し、画像入力手段１からデジタル画像バ
ス２に送出されるデジタル画像データを進入監視処理制
御部３に転送するデータ伝送路の役割をもっている。

【００３３】この進入監視処理制御部３は、例えばマイ
クロプロセッサなどにより実現され、予め図示しないメ
モリに格納される制御プログラムに従って、デジタル画
像バス２から所定の時間間隔で連続的なデジタル画像デ
ータを取り込み、その画像データにより形成される各画
像の中から監視対象となる既知物体の進入を検出するも
ので、具体的には各シーンごとのデジタル画像データを
記憶する複数のメモリを有する画像データ記憶部３１
と、図２に示すように予め既知物体の移動経路が既知で
ある考えの下に当該既知物体の軌道３２および速度を考
慮しつつ複数の監視領域３３−１，３３−２，…の座標
情報が設定され、所定の時間間隔ごとに各デジタル画像
データから作成される各平面画像３４の中に予め定めた
監視領域３３−１，３３−２，…を所定の順序で順次設
定する監視領域制御部３５と、デジタル画像バス２から
デジタル画像データを取り込んで前記画像データ記憶部
３１の各メモリに記憶するとともに、これらデジタル画
像データの各平面画像３４に前記監視領域制御部３５か
ら所定の順序で監視領域を設定し、そのとき監視領域内
部の画像に対する輝度分布のヒストグラムのモーメント
値から画像変化を検出する監視領域変化検出部３６と、
この監視領域変化検出部３６によって検出される画像変
化の各監視領域の情報を取り込み、検出された画像変化
が既知物体の進入によるか否かを判定する変化順序検出
部３７とによって構成されている。

【００３４】前記監視領域変化検出部３６は、図３に示
すように監視領域制御部３５から順次設定される座標情
報の下に作成される各監視領域内部の画像の輝度のサイ
ズに関して正規化されたヒストグラムを算出するヒスト
グラム演算手段３６１と、このヒストグラム演算手段３
６１から入力されるヒストグラムからモーメント値を算
出するモーメント演算手段３６２と、この演算手段３６
２で算出されるモーメント値を保存するモーメント保存
手段３６３と、前回と今回のモーメント値の変化を求め
る変化検出手段３６４とからなっている。

【００３５】なお、このモーメント演算手段３６２は、
所定の時間間隔でモーメント値を算出した後、その算出
したモーメント値をモーメント保存手段３６３および変
化検出手段３６４に送出する。このモーメント保存手段
３６３は、モーメント演算手段３６２で前回処理したモ
ーメント値を保持するとともに、今回モーメント処理時
に前回処理モーメント値を変化検出手段３６４に送出す
る一方、モーメント演算手段３６２で処理された今回モ
ーメント値を受けると前回モーメント値を更新し保持す
る機能をもっている。変化検出手段３６４は、モーメン
ト演算手段３６２からの今回モーメント値およびモーメ
ント保存手段３６３からの前回モーメント値の間の変化
率と予め設定された例えば経験値，実験値等のしきい値
とを比較し、画像に変化が起きたか否かを判定し、その
結果を変化順序検出部３７に送出する。

【００３６】次に、以上のような既知物体の進入検出装
置の動作について図４および図５に示すフローチャート
に従って説明する。先ず、監視領域制御部３５は、予め
既知物体の移動速度，サイズに合わせ、かつ、既知物体
が既知の移動経路の軌道３２にそって、所定の時間間隔
ごとに平面画像中に順次監視領域３３−１，３３−２，
…を配置可能とするための各監視領域の座標情報を設定
する処理を行う（ＳＴ１）。なお、監視領域の数Ｎおよ
びサイズＳは既知物体の速度およびサイズ等から定めら
れる。

【００３７】以上のように監視領域制御部３５で複数の
監視領域を設定した後、画像入力部１から連続的な変化
を伴うデジタル画像データがデジタル画像バス２に送出
されると、進入監視処理制御部３の監視領域変化検出部
３６では、所定時間間隔ごとにデジタル画像データを取
り込んで画像データ記憶部３１の各メモリに記憶する画
像入力処理を行い（ＳＴ２）、さらにメモリに格納され
る各デジタル画像データから作成される各平面画像３４
に順次対応する監視領域を設定しつつ、各監視領域の画
像中に画像変化があるか否かを判断し、画像変化のあっ
た監視領域の順序から既知物体の進入があるか否か検出
する進入検出処理を行う。

【００３８】この進入検出処理においては、視領域変化
検出部３６により行う監視領域変化検出処理ＳＴ３と変
化順序検出部３７により行う進入判定処理ＳＴ４とを各
デジタル画像データごとに繰り返し実行する（ＳＴ
５）。

【００３９】この監視領域変化検出処理ＳＴ３では、図
５に示すごとくメモリカウンタにｉｉ＝０をセットした
後（ＳＴ１１）、図６に示すフラグメモリから監視領域
設定処理ＳＴ１で設定されたＮ個の各監視領域３３−
１，…（ＮＯ．１），３３−Ｎ（ＮＯ．Ｎ）についてそ
れぞれ以下の処理を繰り返す行う。すなわち、監視領域
変化検出処理ＳＴ３では、監視領域に係わるフラグが真
であるか否か，つまりこれから調べる監視領域が既に進
入検出処理が終っているか否かを判断し、既に終わって
いれば次の監視領域に移行し（ＳＴ１８）、終わってい
ない場合には偽となっているのでステップＳＴ１３に移
行し、一平面画像中に表れる１つの監視領域のサイズに
関して正規化し、当該監視領域の輝度のヒストグラムを
算出する（図７（ａ），（ｂ）参照）。なお、図７
（ａ）は例えば飛行場の滑走路のヒストグラムであり、
同図（ｂ）は飛行機着陸時のヒストグラムである。

【００４０】以上のようにしてヒストグラムを求めた
後、当該監視領域内のヒストグラムを用いて下記式に従
ってモーメント値を算出する（ＳＴ１４）（図８参
照）。 モーメント値＝Σ（ｈｉｓｔ〔ｉｉ〕・ｉｉ）／（ｘ・
ｙ） この式においてｈｉｓｔはヒストグラム、ｘ，ｙはそれ
ぞれ監視領域のｘ方向・ｙ方向のサイズを表す。

【００４１】しかる後、前述したように前回処理モーメ
ント値と今回処理モーメント値との比率を求めた後、こ
の比率と予め経験等から設定されるしきい値とを比較
し、モーメント値に変化が起こったか否かを判定する
（ＳＴ１５）。モーメント値に変化があれば、結果が真
であるとし、図６のフラグメモリの該当監視領域のフラ
グを偽から真に変更する（ＳＴ１６）。このステップＳ
Ｔ１６の処理と同時または当該処理の終了後、今回処理
のモーメント値をモーメント保存手段３６３に保存する
モーメント更新処理を行い（ＳＴ１７）、引き続き、以
降の監視領域について順次前記一連の処理を繰り返し実
行する（ＳＴ１２〜ＳＴ１９）。

【００４２】次に、図４に示すステップＳＴ４の進入判
定処理を実行する。この進入判定処理は、全ての監視領
域で画像変化が検出され、かつ、その画像変化の検出さ
れた監視領域の時系列上の順序が監視領域の設定順序と
一致しているとき、既知物体の進入であると検出し、そ
れ以外の場合には未検出と判定する。この進入判定処理
ＳＴ４が全体の処理結果となる。

【００４３】従って、この第３実施例の構成によれば、
監視領域制御部３５によって既知物体の軌道上に所定の
設定順序で順次監視領域を設定した後、監視領域変化検
出部３６では移動物体がそれらの監視領域を通過するこ
とを検出し、かつ、変化順序検出部３７で予め予測され
る設定順序で検出されたとき、既知物体の進入であると
検出することにより、例えば図９および図１０に示すよ
うに監視対象となる既知物体の軌道３２とは異なる軌道
３８，３９から進入してくる他の移動物体が画面中を移
動しても、何ら誤検出を起こすことがない。

【００４４】また、図１１のように急激な照度変動によ
って画像全体の明るさが変化し、それに伴って監視領域
変化検出部３６における各監視領域ではほぼ同時に画像
変化があったと検出されても、変化順序検出部３７では
所定の順序で画像変化がない限り、既知物体の進入と判
定しないので、ここでも誤検出を防止できる。

【００４５】さらに、監視領域変化検出部３６では、監
視領域内部の画像の変化を検出する方法として、画像の
輝度のヒストラグラムを用いることにより、移動物体の
画像中での輝度・平面画像に対する進入角度の変化等か
ら、既知物体の進入による検出漏れを起こすことがなく
なる。 （第４実施例）この第４実施例においては、第３実施例
を示す図１の進入監視処理制御部３を構成する画像デー
タ記憶部３１、監視領域制御部３５、監視領域変化検出
部３６および変化順序検出部３７の他、図１２に示すよ
うに監視領域変化検出順序パターンを記憶するパターン
辞書記憶部４１を設け、図１３に示すように既知物体の
例えば複雑な軌道３２，つまり変則的な状態，例えば進
入方向および逆進入方向などの複雑な状態で進入してく
る場合でも、既知物体の進入を確実に検出することにあ
る。

【００４６】すなわち、この第４実施例では、予めパタ
ーン辞書記憶部４１に既知物体の複雑な軌道を描く監視
領域の画像変化検出順序を記憶する。しかる後、監視領
域変化検出部３６において画像データ記憶部３１の各デ
ジタル画像データから作成される各画像中に所定の順序
で順次監視領域を設定し、各監視領域の画像中に画像変
化があるか否かを検出する。しかる後、変化順序検出部
３７では、画像変化のあった監視領域の順序とパターン
辞書記憶部４１に記憶される変化検出順序パターンとを
比較し、これら画像変化のあった監視領域の順序とパタ
ーン辞書記憶部４１に記憶される変化検出順序パターン
とが一致したとき、既知物体の進入であると検出し、不
一致の場合には既知物体の進入でない判断するものであ
る。

【００４７】従って、この第４実施例の構成によれば、
複雑な軌道を描いて進入してくる既知物体でも、変化検
出順序パターンの順序に合う限り、既知物体の進入を確
実に検出できる。 （第５実施例）この第５実施例は、図１および図１２に
示す構成要素の１つである変化順序検出部３７の進入判
定処理（図４のＳＴ４）を改良したものであって、以
下、図１４および図１５を参照して説明する。

【００４８】この進入判定処理は、図１４に示すように
Ｎ個の監視領域をＭ個のグループに分割し、各グループ
ごとに所定の順序で少くとも１つの監視領域で画像変化
が検出されたとき、既知物体の進入であると検出する。

【００４９】以下、図１５にて具体的に説明する。先
ず、同図のステップＳＴ２１〜ＳＴ２６においては、画
像変化の検出された監視領域の順序が監視領域の設定順
か否かをフラグメモリなどから調べる。

【００５０】すなわち、メモリカウンタにｉｉ＝０，ｌ
ａｓｔ＝−１をセットした後（ＳＴ２１）、監視領域ｉ
ｉ＝０についてフラグメモリなどをみながらフラグが真
か否かを判断する（ＳＴ２２）。監視領域変化検出処理
において画像変化がないとき偽となっているので、その
ままステップＳＴ２５に移行するが、画像変化があって
真となっている場合にはステップＳＴ２３に移行し、監
視領域の順序が監視領域の設定順か否か，つまり画像変
化のあった監視領域が正しい順序であるか否かを判断
し、正しい順序になっていない場合には未検出として出
力し、正しい順序になっている場合にはｌａｓｔを＋１
インクリメントし、次の番号の監視領域に進んで同様の
処理を繰り返す。

【００５１】そして、画像変化のあった監視領域が正し
い順序になっている時、次のステップであるＳＴ２７に
移行し、ここでメモリカウンタにグループ初期値ｉｉ＝
０をセットした後、このグループｉｉ＝０に含まれる監
視領域の中に少くとも１つ以上にフラグ真のものが存在
するか否かを判断し（ＳＴ２８）、真のものが存在する
場合には、引き続き、次のグループについて同様な処理
を繰り返し実行し（ＳＴ２８〜ＳＴ３０）、各グループ
にフラグ真のものが少くとも１つ以上存在すれば既知物
体が進入したと検出し、進入検出を出力する（ＳＴ３
１）。

【００５２】従って、この第５実施例の構成によれば、
進入判定処理による改良により、Ｎ個の監視領域の中で
ある一部の監視領域の画像変化の検出に失敗しても、各
グループの少くとも１つの監視領域に画像変化があり、
しかも画像変化のあったの監視領域の順序が正しけれ
ば、既知物体の進入であると検出でき、これにより既知
物体の進入検出の失敗を未然に防ぐことができる。 （第６実施例）次に、第６実施例は、図１および図１２
に示す構成要素の１つである変化順序検出部３７におけ
る進入判定処理（図４のＳＴ４）を改良したものであっ
て、これは画像変化が検出された監視領域には図６に示
すごとくその検出時点のタイムスタンプ，つまり検出時
間を保持し、このタイムスタンプを用いて既知物体の進
入を検出するものである。

【００５３】具体的には、図１６に示すように、最初の
監視領域の設定ＮＯとしてｉｉ＝０を設定した後（ＳＴ
４１）、当該ｉｉ＝０の監視領域およびこれに隣接する
監視領域ｉｉ＝ｉｉ＋１における図６のタイムスタンプ
を読み出し（ＳＴ４２）、これら隣接する監視領域間の
検出時間間隔△ｔ（ｉ）を算出する（ＳＴ４３）。そし
て、この検出時間間隔△ｔ（ｉ）が予め定めた所定の時
間間隔の範囲内にあるか否かを判断し（ＳＴ４４）、検
出時間間隔△ｔ（ｉ）が所定の時間間隔の範囲内にあれ
ば、次の監視領域ｉｉ＝ｉｉ＋１に移行し、タイムスタ
ンプから同様に当該監視領域ｉｉ＝ｉｉ＋１と次の監視
領域との間の検出時間間隔△ｔ（ｉ）を算出し、同様の
処理を繰り返し実行する（ＳＴ４２〜ＳＴ４６）。

【００５４】その結果、全ての各監視領域間において各
検出時間間隔が所定の時間間隔の範囲内にある場合には
既知物体の進入であることを検出し（ＳＴ４７）、一
方、ステップＳＴ４４において何れかの隣接する監視領
域間の検出時間間隔△ｔ（ｉ）が所定の時間間隔の範囲
を越えたとき、未検出を出力する（ＳＴ４８）。

【００５５】従って、この第３実施例の構成によれば、
既知物体の場合には予め軌道を通る速度が決められてい
るので、同じ軌道に入ってきても各監視領域間の何れか
の検出時間間隔が既知物体と異なるものであり、そのた
め速度の異なる他の移動物体が進入しても、誤検出せず
に未検出を出力できる。 （第７実施例）この第７実施例においては、図１および
図１２の構成要素のうち変化順序検出部３７を改良した
ものである。

【００５６】この実施例では、予めＮ個の監視領域が設
定されている場合、画像の変化を検出した監視領域がｎ
個であるとすると、ある定数αに対し、α＞ｎ／Ｎの関
係にあり、かつ、画像変化を検出した監視領域の順序の
関係が予め定めた設定順序と逆転していないとき、既知
物体の進入であると検出するものである。

【００５７】この実施例の構成によれば、一部の監視領
域で画像変化の検出に失敗した場合でも既知物体の進入
を確実に検出できる。 （第８実施例）この第８実施例においては、図１７に示
すように既知物体の軌道３２を考慮しながら、予め監視
領域制御部３５で設定する監視領域３３−１，…ごとに
重み係数を付加し、或いは変化順序検出部３７において
監視領域３３−１，…ごとに重み係数を記憶する。ここ
で、既知物体の軌道３２を考慮するとは、既知物体が軌
道を曲げて進入するとき、その曲げて進入するときの画
像変化が非常に重要なとき、重み係数を大きくする。因
みに、図１７に示す斜線の監視領域は重み係数が大き
く、非斜線の監視領域は重み係数が小さいことを表して
いる。

【００５８】そして、監視領域制御部３５では、各デジ
タル画像データから作成される各画像中に所定の順序で
監視領域を設定し、このとき監視領域制御部３５で重み
係数をもっている場合には監視領域に重み係数を付加し
て設定する。監視領域変化検出部３６では、各画像に設
定される監視領域から画像変化を検出し、変化順序検出
部３７に送出する。ここで、変化順序検出部３７は、画
像変化のあった監視領域について、以下の式に基づいて
評価関数Ｅ（ｉ）を求める。

【００５９】Ｅ（ｉ）＝ΣＷ（ｉ）・Ｄｅｔ（ｉ） 但し、Ｗは重み係数、Ｄｅｔは画像変化のあった監視領
域を示す。そして、評価関数Ｅ（ｉ）が予め定めた判定
基準値を越えたとき、既知物体の進入であると検出し、
重み係数の大きい監視領域で画像変化が検出できず、そ
の結果、評価関数Ｅ（ｉ）が判定基準値よりも低くなれ
ば、既知物体の進入でないと判断する。

【００６０】従って、このような実施例の構成によれ
ば、既知物体の非常に重要な軌道部分に設定される監視
領域の重み係数を大きくし、そうでない軌道部分に設定
される監視領域の重み係数を小さくするので、比較的重
み係数の小さい監視領域の進入検出に失敗しても、重み
係数の大きい監視領域の画像変化を多く検出していれば
既知物体の進入であると検出し、逆に重み係数の小さい
監視領域の画像変化を多く検出しても、評価関数Ｅ
（ｉ）が小さい場合には既知物体以外の移動物体である
と判断し、既知物体の未検出を出力することができる。 （第９実施例）この第９実施例においては、図１８に示
すように進入監視処理制御部３に画像データ記憶部３
１、監視領域制御部３５、監視領域変化検出部３６、変
化順序検出部３７の他、各監視領域の画像変化検出順序
と各監視領域の重み係数をもつパターンを記憶するパタ
ーン辞書記憶部５１を設け、監視領域変化検出部３６に
よって監視領域の画像中に画像変化のあったことを検出
した後、変化順序検出部３７で画像変化のあった監視領
域の画像変化検出順序がほぼパターン辞書記憶部５１の
画像変化検出順序にそっており、かつ、画像変化のあっ
た各監視領域に重み係数を乗算して得られる値の積算値
が所定の判定基準値を越えたとき、既知物体の進入であ
ると検出することができる。

【００６１】従って、この実施例の場合には、例えば前
述した図１３に示すように既知物体が複雑な軌道で進入
してくる場合でも、最も重要な軌道部分に設定する監視
領域の重み係数を大きくすれば、必ずしも全部の軌道に
設定する監視領域全部が画像変化しなくても、積算値が
所定の判定基準値を越えれば、既知物体の進入であると
検出できる。勿論、既知物体が複雑な軌道でなくても、
簡単な軌道で進入する場合でも同様に適用できることは
言うまでもない。

【００６２】さらに、この実施例の構成を用いれば、複
数の軌道の中のある軌道を通って進入してくる既知物体
だけ検出するとか、或いは軌道上の重要な部分の監視領
域に大きな重み係数を付加することにより、画像変化の
あった各監視領域と重み係数とから得られる積算値から
既知物体の進入を検出することができる。

【００６３】なお、前述する各実施例においては、監視
領域制御部３５と監視領域変化検出部３６が互いに対応
付けるように複数対設けたが、例えば監視領域制御部３
５と監視領域変化検出部３６とを一対だけ設け、監視領
域変化検出部３６が所定の時間ごとに入力される各デジ
タル画像データから作成する画像ごとに、監視領域制御
部３５から予め定めた順序に基づいて特定される座標情
報を取り込んで監視領域を設定し、当該監視領域の画像
中の画像変化があったか否かをフラグメモリに保存する
構成でもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような種々の効果を奏する。請求項１の発明では、既
知物体の軌道にそって設定される監視領域の設定順序に
従って順次監視領域から画像変化を検出するので、照度
変動にも拘らず、既知物体以外の移動物体を誤って検出
したり、既知物体の検出漏れをなくして当該既知物体の
進入を確実に検出できる。

【００６５】請求項２の発明では、既知物体が複雑な軌
道を描いて進入してくる場合でも、既知物体以外の移動
物体と的確に区別して確実に検出できる。請求項３の発
明では、照度変動にも拘らず、誤検出および検出漏れを
なくすことができる。

【００６６】請求項４の発明では、請求項２の発明と同
様に既知物体が複雑な軌道を描いて進入してくる場合で
も、既知物体以外の移動物体と的確に区別して確実に検
出できる。

【００６７】請求項５の発明では、既知物体の軌道の一
部に設定した監視領域から画像変化を検出しなくても、
グループの中の１つ以上の監視領域から画像変化を検出
すれば、既知物体の進入であると検出するので、既知物
体の検出漏れを未然に回避できる。

【００６８】請求項６の発明では、各監視領域間の画像
変化による実検出時間間隔に基づいて既知物体の進入で
あると検出するので、同一の軌道上を移動する他の移動
物体と既知物体とを確実に区別しつつ、既知物体の進入
を検出できる。

【００６９】請求項７の発明では、全部の監視領域の画
像変化の個数でなく、それよりも少いある個数の監視領
域に画像変化があれば、既知物体の進入であると検出す
るので、軌道上の一部に設定された監視領域に画像変化
がなく検出漏れとなっても、既知物体の進入を確実に検
出できる。

【００７０】請求項８の発明では、各監視領域に重み付
けを行い、画像変化のあった監視領域に対応する積算値
から既知物体の進入の有無を判断するので、例えば軌道
上の重要な部分の監視領域から既知物体の進入であると
検出できる。

【００７１】請求項９の発明では、既知物体が複雑な軌
道を描いて進入してくる場合でも、既知物体以外の移動
物体と的確に区別して確実に進入を検出でき、また軌道
上の重要な部分の監視領域から既知物体の進入であると
検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる既知物体の進入検出装置の基本
的なブロック構成図。

【図２】既知物体の軌道とこの軌道上に設定する監視領
域との関係を説明する図。

【図３】図１に示す監視領域変化検出部の構成を表す機
能ブロック図。

【図４】図１に示す進入監視処理制御部の動作手順を説
明する図。

【図５】図１に示す監視領域変化検出部の動作を説明す
るフローチャート。

【図６】監視領域の設定順序と監視領域の画像変化と検
出時間との関係を説明する図。

【図７】ヒストグラム例を示す模式図。

【図８】モーメント値の算出例を説明する図。

【図９】既知物体の軌道上の監視領域と既知物体以外の
移動物体との関係を説明する図。

【図１０】既知物体の軌道上の監視領域と既知物体以外
の移動物体との関係を説明する図。

【図１１】急激な照度変動があったときの監視領域の状
態を示す図。

【図１２】本発明に係わる既知物体の進入検出装置の他
の実施例を示すブロック構成図。

【図１３】既知物体が複雑な軌道を通って進入する例を
示す図。

【図１４】全監視領域をグループ分けして既知物体の進
入を検出する例を示す図。

【図１５】全監視領域をグループ分けして既知物体の進
入を検出するときのフローチャート。

【図１６】各監視領域間の検出時間間隔に基づいて既知
物体の進入を検出するときのフローチャート。

【図１７】監視領域に重みを付して既知物体の進入を検
出する場合の説明図。

【図１８】本発明に係わる既知物体の進入検出装置の他
の実施例を示すブロック構成図。

【符号の説明】

１…画像入力ぶ、３…進入監視処理制御部、３１…画像
データ記憶部、３５…監視領域制御部、３６…監視領域
変化検出部、３７…変化順序検出部、４１，５１…パタ
ーン辞書記憶部。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動物体の中から監視対象となる既知物
   体の進入を検出する既知物体の進入検出方法において、 移動物体の移動に伴う連続的な動画像データから得られ
   るデジタル画像データの各画像中に、前記既知物体の軌
   道にそって順次監視領域を設定し、これら監視領域内の
   画像変化から前記既知物体の進入を検出することを特徴
   とする既知物体の進入検出方法。
2. 【請求項２】 移動物体の中から監視対象となる既知物
   体の進入を検出する既知物体の進入検出方法において、 移動物体の移動に伴う連続的な動画像データから得られ
   るデジタル画像データの各画像中に、前記既知物体の軌
   道にそって順次監視領域を設定し、これら監視領域内の
   画像変化の検出順序と予め設定されている各監視領域の
   画像変化検出順序パターンとを比較しながら前記既知物
   体の進入を検出することを特徴とする既知物体の進入検
   出方法。
3. 【請求項３】 移動物体の中から監視対象となる既知物
   体の進入を検出する既知物体の進入検出装置において、 移動物体の移動に伴う連続的な動画像データをデジタル
   処理して得られる各デジタル画像データを記憶する画像
   データ記憶手段と、予め既知物体の軌道および速度に基
   づいて複数の監視領域が記憶され、前記各デジタル画像
   データから作成される各画像中に所定の順序で順次前記
   監視領域を設定する監視領域制御手段と、この監視領域
   制御手段によって設定される各監視領域内部の画像変化
   を検出する監視領域変化検出手段と、この監視領域変化
   検出手段によって画像変化を検出された監視領域の順序
   に基づいて前記既知物体の進入を検出する変化順序検出
   手段とを備えたことを特徴とする既知物体の進入検出装
   置。
4. 【請求項４】 移動物体の中から監視対象となる既知物
   体の進入を検出する既知物体の進入検出装置において、 移動物体の移動に伴う連続的な動画像データをデジタル
   処理して得られる各デジタル画像データを記憶する画像
   データ記憶手段と、予め既知物体の軌道および速度に基
   づいて複数の監視領域が記憶され、前記各デジタル画像
   データから作成される各画像中に所定の順序で順次前記
   監視領域を設定する監視領域制御手段と、この監視領域
   制御手段によって設定される各監視領域内部の画像変化
   を検出する監視領域変化検出手段と、予め既知物体の軌
   道を描く監視領域の画像変化検出順序を記憶するパター
   ン辞書記憶手段と、前記監視領域変化検出手段によって
   画像変化を検出された監視領域の順序が前記パターン辞
   書記憶手段に記憶される監視領域の画像変化検出順序に
   従っているとき、前記既知物体の進入であると検出する
   変化順序検出手段とを備えたことを特徴とする既知物体
   の進入検出装置。
5. 【請求項５】 変化順序検出手段は、予めＮ個の監視領
   域をＭグループに分割し、各グループから少なくとも１
   個の監視領域で画像変化を検出し、かつ、その画像変化
   の検出順序が予め定めた監視領域の順序に従っていると
   き、前記既知物体の進入であると検出することを特徴と
   する請求項３または請求項４に記載の既知物体の進入検
   出装置。
6. 【請求項６】 変化順序検出手段は、予め各監視領域間
   の検出時間間隔の範囲が設定され、前記デジタル画像デ
   ータから作成される画像中に表れる全部の各監視領域間
   の実検出時間間隔が前記設定された各監視領域間の検出
   時間間隔の範囲内にあるとき、前記既知物体の進入であ
   ると検出することを特徴とする請求項３または請求項４
   に記載の既知物体の進入検出装置。
7. 【請求項７】 変化順序検出手段は、予め所定の画像変
   化割合αが設定され、画像変化を検出した監視領域がｎ
   個であり、全部の監視領域の個数をＮとするとき、α＞
   ｎ／Ｎであり、かつ、画像変化を検出した監視領域の順
   序が予め設定された監視領域の設定順序に従っていると
   き、既知物体の進入であると検出することを特徴とする
   請求項２または請求項３に記載の既知物体の進入検出装
   置。
8. 【請求項８】 変化順序検出手段は、予め既知物体の軌
   道との関係で各監視領域に重み係数を付加し、画像変化
   を検出した監視領域に重み係数を付して得られる積算値
   に基づいて前記既知物体の進入であると検出することを
   特徴とする請求項３または請求項４に記載の既知物体の
   進入検出装置。
9. 【請求項９】 移動物体の中から監視対象となる既知物
   体の進入を検出する既知物体の進入検出装置において、 移動物体の移動に伴う連続的な動画像データをデジタル
   処理して得られる各デジタル画像データを記憶する画像
   データ記憶手段と、予め既知物体の軌道および速度に基
   づいて複数の監視領域が記憶され、前記各デジタル画像
   データから作成される各画像中に所定の順序で順次前記
   監視領域を設定する監視領域制御手段と、この監視領域
   制御手段によって設定される各監視領域内部の画像変化
   を検出する監視領域変化検出手段と、予め監視領域の画
   像変化検出順序と各監視領域ごとの重み係数とを記憶す
   るパターン辞書記憶手段と、前記監視領域変化検出手段
   によって画像変化を検出された監視領域の順序が前記パ
   ターン辞書記憶手段に記憶される監視領域の画像変化検
   出順序に従い、かつ、画像変化を検出した監視領域に重
   み係数を付して得られる積算値が所定値を越えたとき、
   前記既知物体の進入であると検出する変化順序検出手段
   とを備えたことを特徴とする既知物体の進入検出装置。