JPH11122602A - 土石流発生監視方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 屋外の自然環境下において実用化することの
できる土石流発生監視方法及びその装置を提供するこ
と。 【解決手段】 所定の領域を監視領域１００として撮影
する監視カメラ１０を用いて得られる画像情報を処理す
ることにより、土石流の発生を監視するための土石流発
生監視方法であって、監視領域１００内の一部分を検知
用処理領域２０１として取り扱い、監視カメラ１０によ
り得られる画像情報から、当該検知用処理領域２０１内
に設けられる複数の検知用観測点を通過する物体の流速
を抽出し、複数の検知用観測点における平均流速分布情
報を生成し、当該平均流速分布情報の示す速度変化が時
間的に不連続になったことを検出することにより、土石
流の発生／終息を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、監視カメラから得
られる画像情報から監視領域内における物体の速度変化
を抽出し、監視領域内を監視するための動画像監視装置
に関し、特に土石流などの事象の発生を検知するための
土石流発生監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、監視カメラから得られる画像情報
に対して様々な処理を施し、監視領域内を何らかの物体
が移動するような移動事象を検知するための動画像処理
の一般的なものとして、図１０に示されるような画像処
理がある。

【０００３】図１０を参照すれば理解されるように、従
来の一般的な処理は、次のようなステップで構成されて
いた。まず、監視カメラから監視領域内の画像を入力信
号として得て、アナログ信号である当該入力信号をデジ
タル信号に変換する。次に、画像に含まれる、所謂、
「ちらつき」及び「ボケ」等のノイズ成分の除去を行
う。その上で、目標物の動きに基づいて当該目標物の特
徴抽出を行う。次いで、この抽出した特徴を２値化する
ための処理を行って、情報量の圧縮を行う。その後、特
徴量の計測を行うためにグループ分けをすべく、ラベリ
ング処理を行う。この結果得られる各グループ毎に特徴
量の計測を行い、計測した特徴量と予め定義している目
標物の特徴量とを比較し、対象物かどうかの認識及び判
定を行う。従来、このようにして移動事象の検知は、行
われていた。

【０００４】このような一連の処理において、最も重要
なステップは、目標物の特徴抽出に係る処理である。

【０００５】ここで、移動事象の一つである土石流は、
例えば、以下に示すような様々な画像上の特徴を有して
いる。

【０００６】第１に、土石流は、土砂、岩、水分、木、
その他のものなどにより、構成されているため、画像上
において、土石流と背景とのコントラスト確保を行うこ
とが困難であるという特徴を有している。この特徴は、
夜間及び悪天候時において特に顕著なものとなる。第２
に、土石流は、形状が不定であり、形状を予め定義して
認識することが困難であるという特徴を有している。第
３に、土石流は、その形態として、大量の土砂が一気に
流れ込んでくるような場合が多いため、その画像処理に
高い処理速度が要求されるという特徴を有している。第
４に、土石流は、悪天候に起因して発生する事象である
ため、画質の確保が難しいといった特徴を有している。

【０００７】このような特徴を有する土石流に関して適
用しうる特徴量抽出アルゴリズムとしては、従来、図１
１に示される背景差分方式と、図１２に示される時間差
分方式とが挙げられる。

【０００８】図１１を参照すれば理解されるように、背
景差分方式は、検出対象の存在しない画像を背景画像と
し、当該背景画像と入力画像との間の差を算出すること
により、その特徴量を求めて検出対象を抽出する方式で
ある。

【０００９】一方、図１２を参照すれば理解されるよう
に、時間差分方式は、時間的に連続する複数の入力画像
間において対応する画素毎に差を算出することにより、
画像の変化した領域を抽出し、抽出した変化領域の特徴
量を算出することにより、その画像変化が検出対象に起
因するものであるか否かを判断する方式である。

【００１０】尚、上記したいずれの方式においても、検
出対象が明確な特徴を有する場合には、抽出した特徴を
時間的に追跡することで監視領域内を移動する物体の移
動ベクトルを得ることもできる。

【００１１】加えて、近年、あらゆる自然現象下での検
出確度を高めるために図１３に示されるような手法が考
えられている。即ち、画像を輝度的な側面から処理する
ためには、コントラストが高いことが必要とされる。し
かし、自然環境下においては、必ずしも要求するコント
ラストを得ることができるとは、限らない。そこで、図
１３（ａ）に示されるように、河川法面などに対して人
工的な指標物（量水標）などを設けることにより、要求
するコントラストを得ることとした。尚、図１３（ａ）
では、指標物を囲む範囲に処理領域を設定しており、併
せて、図１３（ｂ）として処理領域内における水位の変
化を、図１３（ｃ）として背景差分方式により求めた処
理領域内の特徴量の変化を、図１３（ｄ）として時間差
分方式により求めた処理領域内の特徴量の変化を示す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た、いずれの処理方式も自然事象たる土石流検出の処理
に問題を有していた。

【００１３】即ち、背景差分方式においては、前述の通
り、その処理構成上、背景画像が不可欠である。この背
景画像は、自然環境下において常に一定であるとは限ら
ない。従って、背景画像の更新を行う必要があるが、従
来の技術によっては、この背景画像の更新に難点があっ
た。

【００１４】また、時間差分方式においては、時間的に
連続する複数の入力画像を受けた際において、継続的な
変化の抽出が困難であるという問題があった。

【００１５】更に、両者に共通した問題として、コント
ラスト確保のために人工的な指標が必要とされること、
及び環境の明るさに応じて２値化レベルを動的に変化さ
せる必要があること等、様々な課題があり、屋外の自然
環境下において実用化するには問題があった。

【００１６】そこで、本発明は、屋外の自然環境下にお
いて実用化することのできる画像処理方法、特に土石流
を対象とした土石流発生監視方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、上述
した課題を解決すべく、土石流の有する特徴に対して従
来とは異なるアプローチを試みた。即ち、従来の画像処
理方式においては、利用されていない土石流の特徴とし
て、次のようなものが知られている。一つは、土石流の
先端部は、他の物体と比較して異常に盛り上がって流れ
てくることであり、他の一つは、土石流は、水面を滑っ
て流れてくるので、特に先端部おける流速が異常に速い
ことである。本発明の発明者は、このような従来利用さ
れていなかった２つの特徴の内、土石流が発生すると流
速が異常に速くなることに着目し、流速変化を観測し、
その変化点をもって土石流の発生及び終息を判定するこ
ととした。

【００１８】具体的には、本発明は、上述した課題を解
決するための手段として、以下に示す土石流発生監視方
法を提供する。

【００１９】即ち、本発明によれば、第１の土石流発生
監視方法として、土石流が発生した際に当該土石流の流
路となり得る所定の領域を監視領域として撮影すること
の可能な撮影手段を用いて、前記監視領域の画像を示す
画像情報を得て、当該画像情報を処理することにより、
土石流の発生を監視するための土石流発生監視方法にお
いて、前記監視領域内の一部分を検知用処理領域として
取り扱い、前記撮影手段により得られる前記画像情報か
ら、当該検知用処理領域内に設けられる複数の検知用観
測点を通過する物体の流速を抽出し、前記複数の検知用
観測点における平均流速分布情報を生成し、当該平均流
速分布情報の示す速度変化が時間的に不連続になったこ
とを検出することにより、前記土石流が発生したか終息
したかのいずれか一方であると推定することを特徴とす
る土石流発生監視方法が得られる。

【００２０】また、本発明によれば、第２の土石流発生
監視方法として、土石流が発生した際に当該土石流の流
路となり得る領域を監視領域として撮影することの可能
な撮影手段を用いて、前記監視領域の画像を示す画像情
報を得て、当該画像情報を処理することにより、土石流
の発生を監視するための土石流発生監視方法において、
前記監視領域内の一部分を検知用処理領域として取り扱
い、前記撮影手段により得られる前記画像情報から、当
該検知用処理領域内に設けられる複数の検知用観測点を
通過する物体の流速を抽出し、前記複数の検知用観測点
における平均流速分布情報を生成し、当該平均流速分布
情報の示す速度変化が予め定められた第１の所定値を超
えたことを検出することにより、前記土石流が発生した
ものと推定する一方、前記平均流速分布情報の示す速度
変化が予め定められた第２の所定値より小さくなったこ
とを検出することにより、前記土石流が終息したものと
推定することを特徴とする土石流発生監視方法が得られ
る。

【００２１】更に、本発明によれば、第３の土石流発生
監視方法として、前記第１又は第２の土石流発生監視方
法において、前記監視領域内における前記検知用処理領
域に依存しない他の領域を流速計測用処理領域として取
り扱い、当該流速計測用処理領域内に設けられる複数の
流速計測用観測点を通過する物体の流速を抽出し、所定
の時間に亘って得られた前記複数の流速計測用観測点に
おける平均流速分布情報に対して平滑化処理を行うこと
により計測用流速分布情報を得て、前記撮影手段に関連
する撮影条件を参照して当該計測用流速分布情報を補正
することにより、前記土石流の実流速を算出することを
特徴とする土石流発生監視方法が得られる。

【００２２】また、本発明によれば、第４の土石流発生
監視方法として、前記第３の土石流発生監視方法におい
て、前記平滑化処理は、前記所定の時間に亘って得られ
た前記複数の流速計測用観測点における平均流速分布情
報に対して、移動平均をとることにより行うことを特徴
とする土石流発生監視方法が得られる。

【００２３】更に、本発明によれば、第５の土石流発生
監視方法として、前記第１乃至第４のいずれかの土石流
発生監視方法において、前記監視領域内における前記土
石流の流路に跨る一部分の領域を流量計測用処理領域と
して取り扱い、当該流量計測用処理領域内に設けられる
複数の流量計測用観測点を通過する物体の流速を抽出
し、前記複数の流量計測用観測点の夫々における流速に
より構成される流速分布を得て、当該流速分布における
流速境界から前記土石流の流動幅を算出し、前記流動幅
と、前記土石流の流路を予め計測しておくことにより得
られる当該流路の断面形状であって複数の土石流の流動
幅の夫々に対応した複数の断面形状の内の当該流動幅に
応じた前記断面形状とから、前記土石流の流量を計測す
ることを特徴とする土石流発生監視方法が得られる。

【００２４】上記した本発明による土石流発生監視方法
は、例えば、以下に列挙するような装置として具現化さ
れる。

【００２５】即ち、本発明によれば、第１の土石流発生
監視装置として、土石流が発生した際に当該土石流の流
路となり得る所定の領域を監視領域として撮影すること
の可能な撮影手段を用いて、前記監視領域の画像を示す
画像情報を得て、当該画像情報を処理することにより、
土石流の発生を監視するための土石流発生監視装置にお
いて、前記撮影手段から前記画像情報を受けて、前記監
視領域内の一部分を検知用処理領域として取り扱い、当
該検知用処理領域内に設けられる複数の検知用観測点を
通過する物体の流速を抽出し、それによって前記複数の
検知用観測点における平均流速分布情報を生成するため
の平均流速分布生成手段と、当該平均流速分布生成手段
から前記平均流速分布情報を受けて、前記平均流速分布
情報の示す速度変化が時間的に不連続になったことを検
出することにより、前記土石流が発生したか終息したか
のいずれか一方であると推定するための土石流発生／終
息推定手段とを備えることを特徴とする土石流発生監視
装置が得られる。

【００２６】また、本発明によれば、第２の土石流発生
監視装置として、土石流が発生した際に当該土石流の流
路となり得る領域を監視領域として撮影することの可能
な撮影手段を用いて、前記監視領域の画像を示す画像情
報を得て、当該画像情報を処理することにより、土石流
の発生を監視するための土石流発生監視装置において、
前記撮影手段から前記画像情報を受けて、前記監視領域
内の一部分を検知用処理領域として取り扱い、当該検知
用処理領域内に設けられる複数の検知用観測点を通過す
る物体の流速を抽出し、それによって前記複数の検知用
観測点における平均流速分布情報を生成するための平均
流速分布生成手段と、該平均流速分布生成手段から前記
平均流速分布情報を受けて、平均流速分布情報の示す速
度変化が予め定められた第１の所定値を超えたことを検
出することにより、前記土石流が発生したものと推定す
る一方、前記平均流速分布情報の示す速度変化が予め定
められた第２の所定値より小さくなったことを検出する
ことにより、前記土石流が終息したものと推定するため
の土石流発生／終息推定手段とを備えることを特徴とす
る土石流発生監視装置が得られる。

【００２７】また、本発明によれば、第３の土石流発生
監視装置として、前記第１又は第２のいずれかの土石流
発生監視装置において、前記監視領域内における前記検
知用処理領域に依存しない他の領域を流速計測用処理領
域として取り扱い、当該流速計測用処理領域内に設けら
れる複数の流速計測用観測点を通過する物体の流速を抽
出し、所定の時間に亘って得られた前記複数の流速計測
用観測点における平均流速分布情報に対して平滑化処理
を行うことにより計測用流速分布情報を得て、更に前記
監視カメラに関連する撮影条件を参照して当該計測用流
速分布情報を補正することにより、前記土石流の実流速
を算出するための流速算出手段を更に備えることを特徴
とする土石流発生監視装置が得られる。

【００２８】更に、本発明によれば、第４の土石流発生
監視装置として、前記第１乃至第３のいずれかの土石流
発生監視装置において、前記監視領域内における前記土
石流の流路に跨る一部分の領域を流量計測用処理領域と
して取り扱い、当該流量計測用処理領域内に設けられる
複数の流量計測用観測点を通過する物体の流速を抽出
し、前記複数の流量計測用観測点の夫々における流速に
より構成される流速分布を得て、当該流速分布における
流速境界から前記土石流の流動幅を算出するための流動
幅算出手段と、前記土石流の流路を予め計測しておくこ
とにより得られる当該流路の断面形状であって、複数の
土石流の流動幅の夫々に対応した複数の断面形状を格納
するための格納手段と、前記流動幅算出手段の算出した
前記流動幅と、前記格納手段の格納する前記複数の断面
形状の内の当該流動幅に応じた前記断面形状とから、前
記土石流の流量を計測するための流量計測手段とを更に
備えていることを特徴とする土石流発生監視装置が得ら
れる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態によ
る土石流発生監視方法及び装置について図面を参照して
説明する。

【００３０】本実施の形態による土石流発生監視装置
は、図１に示されるように、監視カメラ１０、照射手段
１１、画像処理装置１２、及び入出力中継装置１３を含
んで構成される。尚、図１においては、他にも種々の構
成要素が含まれているが、それらは一例として描いたに
過ぎず、本発明の概念に直接的に関係するものではな
い。

【００３１】監視カメラ１０は、河川表面の流路を常時
監視するためのものであり、監視対象となる領域として
監視領域１００を有する。また、監視カメラ１０は、そ
の画角が土石流の流れ方向と撮影面が平行になるよう
に、設置されることが望ましい。即ち、監視カメラ１０
に対して土石流が向かってくるような方向ではなく、土
石流を横から見ることの可能な方向、または上から見る
ことの可能な方向に設置されることが望ましい。また、
監視領域１００内には、夫々が画像処理の対象領域とな
る複数の処理領域２００が設けられる。照射手段１１
は、河川表面を照射するためのものであり、例えば、図
２に示されるような懸垂照明が用いられる。尚、図２
は、図１における監視カメラ１０近傍を砂防ダム堰堤正
面から見た図である。画像処理装置１２は、監視カメラ
１０により得られた画像情報を処理して、処理領域２０
０内における流速変化を抽出し、土石流を検知した場合
には、土石流検知信号を生成・出力するためのものであ
り、本発明による土石流発生監視方法のアルゴリズムを
実現するためのものである。画像処理装置１２は、言う
までもなく、演算処理部及びメモリを有している。入出
力中継装置１３は、画像処理装置１２から土石流検知信
号を受けて、土石流発生に対する警報を警報表示盤（図
示せず）などへ伝送するためのものである。

【００３２】以下に、画像処理装置１２により実現され
ている本実施の形態による土石流発生監視のアルゴリズ
ムを説明するにあたって、その原理であるオプティカル
フロー解析手法について説明する。

【００３３】オプティカルフローとは、画面上の各観測
点における速度場のことであり、オプティカルフロー解
析手法とは、動画像を時間と場所の関数として表わされ
る画像強度の滑らかな変化としてモデル化し、この画像
強度関数をテーラー展開することでＸ方向及びＹ方向の
速度ベクトルを求める方法である。

【００３４】時間ｔにおける画面上の任意の点Ｐ（ｘ，
ｙ）が、図３に示されるように、時間と共に移動し、時
間ｔ＋ｄｔにＱ（ｘ＋ｄｘ，ｙ＋ｄｙ）に達したとす
る。この間、移動点に輝度変化がないものと仮定する
と、下記数１が得られる。

【００３５】

【数１】 更に、（１）式をテーラー展開し、ｄｘ，ｄｙ，ｄｔ二
次以上の項は、微少であるとして無視すると、下記数２
が得られる。

【００３６】

【数２】 このようにして得られた（２）式に対して、画像データ
から得られたＸ方向及びＹ方向の輝度勾配を代入する
か、フィルタリング法などを適用することにより、Ｘ方
向及びＹ方向の移動ベクトルを求めるとオプティカルフ
ローを得ることができる。

【００３７】本実施の形態における画像処理装置１２
は、動画像処理方式として、上記したオプティカルフロ
ー解析手法を採用し、土石流の移動ベクトルの分布から
流速変化を観測して、土石流の発生／終息などを検出す
る。即ち、本実施の形態における土石流発生監視方法
は、監視対象物（土石流）の輝度の大きさではなく、輝
点の移動を利用しているため、雨、霧、または夜間など
で、輝度が動的に変化するような状況下にあってもオプ
ティカルフローの検出が可能であり、所望とする土石流
に関する情報を取得することのできるものである。

【００３８】次に、本実施の形態における土石流発生監
視方法について、概念的に分け、説明する。

【００３９】第１に土石流の発生及び終息の検知方法に
ついて説明する。

【００４０】まず、監視カメラ１０の監視領域１００内
に土石流の発生及び終息を検知するための処理領域であ
る検知用処理領域を設ける。その上で、検知用処理領域
に対して、上述したオプティカルフロー解析手法を適用
する。具体的には、監視カメラ１０により得られる監視
領域１００の画像情報から、当該検知用処理領域内に設
けられる複数の検知用観測点を通過する物体の流速を抽
出する。次いで、この抽出した流速から、複数の検知用
観測点における平均流速分布情報を生成する。ここで、
土石流は、前述の通り、その特徴として「異常に速い流
速」を有していることから、平均流速分布情報の示す速
度変化が時間的に不連続になったことを検出することに
より、土石流が発生したか終息したかのいずれか一方で
あると推定することができる。より具体的には、平均流
速分布情報の示す速度変化が予め定められた第１の所定
値を超えたことを検出することにより、土石流が発生し
たものと推定する一方、平均流速分布情報の示す速度変
化が予め定められた第２の所定値より小さくなったこと
を検出することにより、土石流が終息したものと推定す
ることができる。

【００４１】次に、土石流の流速の計測方法について述
べる。

【００４２】上記した検知方法において利用される流速
分布は、大まかな速度変化さえ判断できればよいため、
土石流の実流速までは精度を要しない。従って、上記し
た内容であれば、十分であるが、実流速を求めるために
は、領域内の全観測点の平均値を流速分布の時間変化と
しているために、変動が大きすぎることとなる。そこ
で、流速の計測のために、検知用処理領域とは異なる処
理領域（流速計測用処理領域）を新たに設けることとす
る。その上で、流速計測用処理領域内に設けられる複数
の流速計測用観測点を通過する物体の流速を抽出する。
この流速の抽出を複数フレームに亘って行い、得られた
複数の流速計測用観測点における平均流速分布情報に対
して平滑化処理を行うと、安定した流速分布情報（計測
用流速分布情報）が得られる。尚、平滑化処理として
は、例えば、複数フレームに亘って得られた複数の流速
計測用観測点における平均流速分布情報に対して、移動
平均をとることが挙げられる。更に、監視カメラ１０の
倍率、距離などの撮影条件を勘案し、相対的な流速から
絶対的な流速を求めることにより、土石流の実流速を得
ることができる。

【００４３】次に、土石流の流量を計測するための方法
について説明する。

【００４４】まず、監視領域１００内において、土石流
の流路に跨る一部分の領域を流量計測用処理領域として
設ける。このように、処理領域を土石流の流路幅以上に
広く設定し、その処理領域内の各観測点（流量計測用観
測点）の流速分布を見れば、オプティカルフローの発生
の有無により流路と他の物体（河川法面など）との境界
位置を識別することが可能となる。即ち、複数の流量計
測用観測点を通過する物体の流速を抽出し、複数の流量
計測用観測点の夫々における流速により構成される流速
分布を得て、当該流速分布における流速境界から土石流
の流動幅を算出することができる。詳しくは、流速境界
となる位置を監視カメラ１０の倍率、距離などの撮影条
件で補正することにより、実流動幅を得ることができ
る。ここで、流動幅に対する流路の断面形状を予め計測
してあるとすると、流動幅がわかった時点で、当該流動
幅に対応した断面形状もわかることとなり、結果とし
て、流量計測用処理領域を通過する土石流の流量を計測
することができる。

【００４５】更に、上述した方法を採用することによ
り、土石流の発生時点及び終息時点、流速、ならびに流
動幅から、土石流の発生規模を推定することが可能とな
り、その後の対応に有意な情報を得ることが出来る。

【００４６】以下に、これらの処理について、図４乃至
図９を用いて土石流発生前から土石流終息まで時系列的
に説明する。

【００４７】まず、図４乃至図８を参照すれば理解され
るように、監視カメラ１０を所定の位置に設け、河川流
域全体が見渡せるようにカメラアングルを設定する。

【００４８】次に、監視領域１００内部に上述した検知
用処理領域２０１、流速計測用処理領域２０２、及び流
量計測用処理領域２０３を設ける。

【００４９】何も流れていない状態（Ｃａｓｅ １）か
ら、出水（Ｃａｓｅ ２）、土石流発生（Ｃａｓｅ
３）、土石流継続（Ｃａｓｅ ４）、及び土石流終息
（Ｃａｓｅ ５）と変化した場合を想定すると、これら
の夫々の処理領域に対し上述した処理を施すことによ
り、図９に示されるような、流速分布、流動幅分布の時
系列変化が得られる。

【００５０】このような流速分布が得られると、流速分
布の変化から土石流の発生及び終息を検知することがで
きる。従って、必要に応じて、画像処理装置１２は、土
石流検知信号を入出力中継装置１３に対して出力するこ
とができる。

【００５１】また、流速分布から、任意の時間ｔｉにお
ける実流速ｖｉを求めることができる。

【００５２】一方、流動幅分布から，任意の時間ｔｉに
おける実流動幅ｗｉを求めることができる。

【００５３】前述の通り、河川の断面形状が予め計測さ
れているものとすると、実流動幅ｗｉがわかった時点で
通水断面積Ｓｉは、次式のようにして求められる。

【００５４】Ｓｉ＝Ｋ１・ｗｉ ここで、Ｋ１は、測定場所の断面形状から求められる定
数である。

【００５５】更に、このようにして求められる通水断面
積Ｓｉと実流速ｖｉとから土石流の流量Ｑｉが次式のよ
うにして求められる。

【００５６】Ｑｉ＝Ｋ２・ｖｉ・Ｓｉ ここで、Ｋ２は、実流速ｖｉ（表面速度）を実効流速に
換算するための定数である。

【００５７】このようにして求められる流量Ｑｉを土石
流発生時点から終息時点まで計測し、積分することによ
り総土石流量を求めることができる。

【００５８】尚、本実施の形態においては、本発明によ
る土石流発生監視方法を画像処理装置１２内で実行され
るアルゴリズムとして説明してきたが、夫々の処理を特
定のハードウェアとして実現することも可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、雨、霧、夜間などの悪環境の下であっても、少なく
とも視認できるレベルの画像を得ることができるなら
ば、土石流の発生及び終息を確実に検知することができ
ると共に、土石流の流速、流量及び規模を推定すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による土石流発生監視装置
の構成を示す図である。

【図２】図１における監視カメラ近傍の正面図である。

【図３】オプティカルフロー解析手法を説明するための
図である。

【図４】本実施の形態に係る土石流発生監視方法を説明
するための第１の図である。

【図５】本実施の形態に係る土石流発生監視方法を説明
するための第２の図である。

【図６】本実施の形態に係る土石流発生監視方法を説明
するための第３の図である。

【図７】本実施の形態に係る土石流発生監視方法を説明
するための第４の図である。

【図８】本実施の形態に係る土石流発生監視方法を説明
するための第５の図である。

【図９】本実施の形態に係る土石流発生監視方法による
土石流計測を示す図である。

【図１０】従来の一般的な動画像処理を示す図である。

【図１１】背景差分方式を説明するための図である。

【図１２】時間差分方式を説明するための図である。

【図１３】従来の土石流発生監視方法を示す図である。

【符号の説明】

１０ 監視カメラ １１ 照射手段 １２ 画像処理装置 １３ 入出力中継装置 １００ 監視領域 ２００ 処理領域 ２０１ 検知用処理領域 ２０２ 流速計測用処理領域 ２０３ 流量計測用処理領域

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土石流が発生した際に当該土石流の流路
   となり得る所定の領域を監視領域として撮影することの
   可能な撮影手段を用いて、前記監視領域の画像を示す画
   像情報を得て、当該画像情報を処理することにより、土
   石流の発生を監視するための土石流発生監視方法におい
   て、 前記監視領域内の一部分を検知用処理領域として取り扱
   い、 前記撮影手段により得られる前記画像情報から、当該検
   知用処理領域内に設けられる複数の検知用観測点を通過
   する物体の流速を抽出し、 前記複数の検知用観測点における平均流速分布情報を生
   成し、 当該平均流速分布情報の示す速度変化が時間的に不連続
   になったことを検出することにより、 前記土石流が発生したか終息したかのいずれか一方であ
   ると推定することを特徴とする土石流発生監視方法。
2. 【請求項２】 土石流が発生した際に当該土石流の流路
   となり得る領域を監視領域として撮影することの可能な
   撮影手段を用いて、前記監視領域の画像を示す画像情報
   を得て、当該画像情報を処理することにより、土石流の
   発生を監視するための土石流発生監視方法において、 前記監視領域内の一部分を検知用処理領域として取り扱
   い、 前記撮影手段により得られる前記画像情報から、当該検
   知用処理領域内に設けられる複数の検知用観測点を通過
   する物体の流速を抽出し、 前記複数の検知用観測点における平均流速分布情報を生
   成し、 当該平均流速分布情報の示す速度変化が予め定められた
   第１の所定値を超えたことを検出することにより、前記
   土石流が発生したものと推定する一方、前記平均流速分
   布情報の示す速度変化が予め定められた第２の所定値よ
   り小さくなったことを検出することにより、前記土石流
   が終息したものと推定することを特徴とする土石流発生
   監視方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２のいずれかに記載
   の土石流発生監視方法において、 前記監視領域内における前記検知用処理領域に依存しな
   い他の領域を流速計測用処理領域として取り扱い、 当該流速計測用処理領域内に設けられる複数の流速計測
   用観測点を通過する物体の流速を抽出し、 所定の時間に亘って得られた前記複数の流速計測用観測
   点における平均流速分布情報に対して平滑化処理を行う
   ことにより計測用流速分布情報を得て、 前記撮影手段に関連する撮影条件を参照して当該計測用
   流速分布情報を補正することにより、 前記土石流の実流速を算出することを特徴とする土石流
   発生監視方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の土石流発生監視方法に
   おいて、 前記平滑化処理は、前記所定の時間に亘って得られた前
   記複数の流速計測用観測点における平均流速分布情報に
   対して、移動平均をとることにより行うことを特徴とす
   る土石流発生監視方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
   の土石流発生監視方法において、 前記監視領域内における前記土石流の流路に跨る一部分
   の領域を流量計測用処理領域として取り扱い、 当該流量計測用処理領域内に設けられる複数の流量計測
   用観測点を通過する物体の流速を抽出し、 前記複数の流量計測用観測点の夫々における流速により
   構成される流速分布を得て、 当該流速分布における流速境界から前記土石流の流動幅
   を算出し、 前記流動幅と、前記土石流の流路を予め計測しておくこ
   とにより得られる当該流路の断面形状であって複数の土
   石流の流動幅の夫々に対応した複数の断面形状の内の当
   該流動幅に応じた前記断面形状とから、前記土石流の流
   量を計測することを特徴とする土石流発生監視方法。
6. 【請求項６】 土石流が発生した際に当該土石流の流路
   となり得る所定の領域を監視領域として撮影することの
   可能な撮影手段を用いて、前記監視領域の画像を示す画
   像情報を得て、当該画像情報を処理することにより、土
   石流の発生を監視するための土石流発生監視装置におい
   て、 前記撮影手段から前記画像情報を受けて、前記監視領域
   内の一部分を検知用処理領域として取り扱い、当該検知
   用処理領域内に設けられる複数の検知用観測点を通過す
   る物体の流速を抽出し、それによって前記複数の検知用
   観測点における平均流速分布情報を生成するための平均
   流速分布生成手段と、 該平均流速分布生成手段から前記平均流速分布情報を受
   けて、前記平均流速分布情報の示す速度変化が時間的に
   不連続になったことを検出することにより、前記土石流
   が発生したか終息したかのいずれか一方であると推定す
   るための土石流発生／終息推定手段とを備えることを特
   徴とする土石流発生監視装置。
7. 【請求項７】 土石流が発生した際に当該土石流の流路
   となり得る領域を監視領域として撮影することの可能な
   撮影手段を用いて、前記監視領域の画像を示す画像情報
   を得て、当該画像情報を処理することにより、土石流の
   発生を監視するための土石流発生監視装置において、 前記撮影手段から前記画像情報を受けて、前記監視領域
   内の一部分を検知用処理領域として取り扱い、当該検知
   用処理領域内に設けられる複数の検知用観測点を通過す
   る物体の流速を抽出し、それによって前記複数の検知用
   観測点における平均流速分布情報を生成するための平均
   流速分布生成手段と、 該平均流速分布生成手段から前記平均流速分布情報を受
   けて、平均流速分布情報の示す速度変化が予め定められ
   た第１の所定値を超えたことを検出することにより、前
   記土石流が発生したものと推定する一方、前記平均流速
   分布情報の示す速度変化が予め定められた第２の所定値
   より小さくなったことを検出することにより、前記土石
   流が終息したものと推定するための土石流発生／終息推
   定手段とを備えることを特徴とする土石流発生監視装
   置。
8. 【請求項８】 請求項６又は請求項７のいずれかに記載
   の土石流発生監視装置において、 前記監視領域内における前記検知用処理領域に依存しな
   い他の領域を流速計測用処理領域として取り扱い、当該
   流速計測用処理領域内に設けられる複数の流速計測用観
   測点を通過する物体の流速を抽出し、所定の時間に亘っ
   て得られた前記複数の流速計測用観測点における平均流
   速分布情報に対して平滑化処理を行うことにより計測用
   流速分布情報を得て、更に前記監視カメラに関連する撮
   影条件を参照して当該計測用流速分布情報を補正するこ
   とにより、前記土石流の実流速を算出するための流速算
   出手段を更に備えることを特徴とする土石流発生監視装
   置。
9. 【請求項９】 請求項６乃至請求項８のいずれかに記載
   の土石流発生監視装置において、 前記監視領域内における前記土石流の流路に跨る一部分
   の領域を流量計測用処理領域として取り扱い、当該流量
   計測用処理領域内に設けられる複数の流量計測用観測点
   を通過する物体の流速を抽出し、前記複数の流量計測用
   観測点の夫々における流速により構成される流速分布を
   得て、当該流速分布における流速境界から前記土石流の
   流動幅を算出するための流動幅算出手段と、 前記土石流の流路を予め計測しておくことにより得られ
   る当該流路の断面形状であって、複数の土石流の流動幅
   の夫々に対応した複数の断面形状を格納するための格納
   手段と、 前記流動幅算出手段の算出した前記流動幅と、前記格納
   手段の格納する前記複数の断面形状の内の当該流動幅に
   応じた前記断面形状とから、前記土石流の流量を計測す
   るための流量計測手段とを更に備えていることを特徴と
   する土石流発生監視装置。