JPH11311682A - 室内監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、監視領域内の人の人数及び分布
等を容易に検出することができる室内監視装置を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 この発明は、監視領域を撮像するテレビ
カメラ１と、このテレビカメラ１にて撮像した背景画像
を格納する背景画像メモリ３ａと、テレビカメラ１にて
撮像した入力画像を記憶する入力画像メモリ３ｂと、撮
像した画像から人物監視領域を指定する入力装置７と、
その指定した領域を記憶するメモリ３ｃと、背景画像と
入力画像との差分の絶対値の変化履歴を記憶するメモリ
３ｄ、を備え、前記指定した人物監視領域の入力画像と
背景画像との変化を求め、監視領域で検出される人体の
有無により人数、分布を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、テレビカメラ等
の撮像手段にて撮像された画像から室内に人が存在する
か否か検出する室内監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オフィスなどの空間において、その空間
に存在する人の人数及び分布などに応じて照明、空調な
どの機器の制御を行うことが省エネルギーの観点から望
まれている。

【０００３】従来、テレビカメラ等の撮像手段により得
られた画像を用いて、背景差分法により、人体を検出す
る方法が監視装置などに用いられている。この方法は、
撮像手段で得られた画像と人体を検出するために予め作
成されている背景画像との間で比較を行い、両者の差分
をとり、画像の変化した部分の特徴量を利用して人体を
検出するものである。

【０００４】上記のような方式においては、背景画像に
変化がない場合には、監視対象である人体を正確に検出
できるが、背景自体に変化がある場合には、背景画像と
の差分画像中に検出したい対象以外の変動分が抽出され
たり、監視対象である人体が上手く抽出されない場合が
ある。

【０００５】そこで、この欠点を除去するために、差分
画像から対象物体を確実に検出できるように、特開平４
−１１１０７９号に開示されているように、背景画像が
変化したことを検出した場合、適当なタイミングで背景
画像を更新する方法などが採られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た方法においては、背景画像の変化により対象物体であ
る人体の検出は正確に行われるが、監視領域内の人の分
布まで把握することは困難である。

【０００７】人の分布まで把握しようとすると、監視領
域内の全てにおいて、変化物体の認定を行わなければな
らず、その演算量が飛躍的に多くなり、検出まで時間が
かかるともに、正確な分布を得ることが難しいのが実情
である。

【０００８】この発明は上述した従来の問題点に鑑みな
されたものにして、監視領域内の人の人数及び分布等を
容易に検出することができる室内監視装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、監視領域を
撮像する撮像手段と、この撮像手段にて撮像した背景画
像を格納する背景画像記憶手段と、前記撮像手段にて撮
像した入力画像を記憶する入力画像記憶手段と、撮像し
た画像から人物監視領域を指定する手段と、を備え、前
記指定した人物監視領域の入力画像と背景画像との変化
を求め、人物監視領域における人体の有無を判断するこ
とを特徴とする。

【００１０】前記監視領域で検出される人体の有無によ
り人体の人数、分布を検出することを特徴とする。

【００１１】上記したように、予め人体が存在すると予
測される領域を人物監視領域として指定することで、そ
の領域の変化を判断することで、人物の有無、数、分布
が容易に把握できる。

【００１２】更に、入力画像と背景画像との差分の絶対
値の変化履歴を記憶する手段を備え、前記変化履歴が所
定量以上になると、背景画像を更新するように構成すれ
ばよい。

【００１３】上記した構成によれば、背景画像が変化し
ても、人体の検出が良好に行える。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図面を参照して説明する。

【００１５】図１は、この発明の一実施の形態を示すブ
ロック図である。図１に示したように、ビデオカメラ１
がオフィスなどの監視領域室内を撮影し、得られた映像
信号がＡ／Ｄ変換回路２に与えられる。Ａ／Ｄ変換回路
２は、アナログの映像信号をデジタル信号に変換し、メ
モリ３に与える。メモリ３は、背景画像が格納される背
景画像メモリ３ａ、入力画像メモリ３ｂと、実空間位置
と画像の対応をとる対応表メモリ３ｃと、画素変化履歴
メモリ３ｄと、を備える。背景画像が格納される背景画
像メモリ３ａには、対象となるオフィスなどを撮影した
画像からなる背景データが格納され、入力画像メモリ３
ｂには、撮像した現画像データが格納される。対応表メ
モリ３ｃには、図３に示すようなテーブルが格納され、
予め人体が存在すると予測される領域のデータが後述の
手法により格納される。画素変化履歴メモリ３ｄには、
図４に示すようなテーブルが格納され、画素毎に、背景
画像と入力画像との差分の絶対値の変化履歴が格納され
る。

【００１６】また、映像等のディジタル信号がＤ／Ａ変
換回路５にてアナログの映像信号に変換され、撮影中の
画像等がＣＲＴなどからなるモニタ４に表示される。

【００１７】そして、マウス、タッチパネルなどのポイ
ンティングデバイス、キーボード等を含む入力装置７を
用いて、ユーザが指示した命令がＣＰＵ６に与えられ
る。ＣＰＵ６は命令に応じて、各種動作を制御すると共
に、背景画像メモリ３ａと入力画像メモリ３ｂに記憶さ
れた画像の画像間演算を行い、同一アドレス上の画素の
輝度レベルの差分の絶対値をとり、この値が閾値以上で
あれば画素に対応する画素変化履歴メモリ３ｄの値をカ
ウントアップする。また、閾値以下であれば、変化履歴
の値をクリアするように制御する。

【００１８】そして、画素に対応する画素変化履歴メモ
リ３ｄの値は、映像が人体であれば、動きがあるので、
所定フレーム数動作を繰り返すと、増加したり、クリア
されたりしてある閾値を越えることはない。しかし、例
えば、一度動いた後、静止した物体などの画素に対応す
る画素変化履歴メモリ３ｄの値はカウントアップされ、
増加し続けることになる。従って、この値を参照すれ
ば、入力画像の中で背景画像と違いのあった任意の画素
の時間的な特徴を判断することができる。この特徴を用
いて、人体と変化のあった非人体とを区別し、入力画像
の中の非人体の領域を用いて背景画像として入れ換える
ようにすれば、背景画像の変化に対応することができ
る。

【００１９】ところで、オフィスなどの空間は、人体が
存在する領域がある程度限定される。そこで、この発明
では、画像の中で人体が存在すると考えられる領域を動
物体（人体）を判定する領域として限定し、その領域で
物体の移動を背景差分法を用いて検出するものである。
このため、この実施の形態では、テレビカメラ１で撮像
された背景画像データが表示されているモニタ４を見な
がら、マウス、タッチパネル等からなる入力装置７を用
いて、人物監視領域、即ち実空間の人体位置を指定す
る。入力装置７により指定された領域は、ＣＰＵ６によ
り、メモリ３の実空間位置を対応させるための対応表メ
モリ３ｃに格納される。この実施の形態では、監視する
領域には、６つの机と椅子があり、人体は椅子の付近に
存在することが予測される。この情報を基に、画像の中
で人体が存在すると考えられる６つの領域に絞って入力
装置７でその領域を指定する。

【００２０】この時、人物監視領域は互いに重ならない
ように、また指定した窓の大きさが人体の大きさと近い
大きさにする。即ち、図２の１〜６に示す領域を予測さ
れる人体領域として指定し、画像上のそれぞれの領域に
左上の位置、右下の位置のＸ、Ｙ座標によりその領域が
決められ、そのデータが対応表メモリ３ｃに格納され
る。

【００２１】ビデオカメラ１から入力画像が得られる
と、ＣＰＵ６は背景間差分処理を行う。即ち、入力画像
メモリ３ｂと背景画像メモリ３ａの差分演算を行い、同
一アドレス上の輝度レベルを比較し、輝度レベルの差分
の絶対値が閾値以上か否か判断し、絶対値画像を得る。
対応表メモリ３ｃに格納されている１〜６の各人体領域
毎に、その絶対値画像の輝度値を積算し、積算した輝度
値を閾値と比較することで、人体の有無を判定する。即
ち、人体はある程度の大きさを持っているので、人体が
各人体領域に存在するときには、その絶対値の輝度値の
積算量は所定量以上になる。従って、積算量が閾値より
小さい場合には、ノイズ等であり、人体と判断しない。

【００２２】このようにして、図３の対応表の人体番号
の実空間に相当する画像上の空間で人体の有無を判断
し、その結果を書き込んでいく。例えば、人体が存在す
るときには”１”、存在しないときには”０”を書き込
んでいく。この実施の形態では、１と６の領域に人間が
存在していることが把握でき、監視領域の人体の人数及
び分布を容易に判断できる。この結果を用いれば、空
調、照明等の制御が容易になる。

【００２３】次に、図５乃至図９に従い、この発明の動
作を説明する。図５は、この発明の動作を示すフローチ
ャート、図６は、背景画像を示す模式図、図７は、入力
画像を示す模式図、図８は、入力画像と背景画像の差分
の絶対値画像、図９は、領域毎の輝度値の積算結果と閾
値との比較による人体の有無の判定動作を示す模式図で
ある。

【００２４】まず、テレビカメラ１で撮像した図６に示
す画像を背景画像として背景画像メモリ３ａに格納する
（ステップＳ１）。次に、マウス、タッチパネル等で実
空間の人体位置と画像の対応表を作成する（ステップＳ
２）。

【００２５】テレビカメラ１で撮像した図６に示す入力
画像を入力画像メモリ３ｂに格納し、ＣＰＵ６は入力画
像メモリ３ｂと背景画像メモリ３ａの差分演算を行い、
同一アドレス上の輝度レベルを比較し、輝度レベルの差
分の絶対値が閾値以上か否か判断し、図８に示す絶対値
画像を得る（ステップＳ３）。

【００２６】そして、図９に示すように、対応表メモリ
３ｃに格納されている１〜６の各人体領域毎に絶対値画
像を判断し、１〜６の各人体領域毎の輝度値を積算し、
積算した輝度値を閾値と比較することで、人体の有無を
判定する（ステップＳ４）。

【００２７】このようにして、図３の対応表の人体番号
の実空間に相当する画像上空間で人体の有無を判断し、
その結果を書き込み、人数及び分布を検出する。

【００２８】続いて、ステップ３の処理で得られた値に
よって、画素毎に画素変化履歴メモリ３ｄのカウント数
を設定する。つまり、値が閾値よりも高ければカウント
を増加し、閾値よりも低ければカウントをクリアする
（ステップＳ５）。

【００２９】次に、画素変化履歴メモリ３ｄのデータの
中で閾値よりも大きい部分に対応する背景画像の輝度値
の代わりに入力画像の輝度値を設定し、背景画像の更新
を行う（ステップＳ６）。以降ステップＳ３に戻り、入
力フレーム毎に同様の処理を繰り返す。

【００３０】

【発明の効果】上記したように、この発明によれば、予
め人体が存在すると予測される領域を人物監視領域とし
て指定し、その領域の変化を判断することで、監視する
室内での人の数、分布等を容易に検出することができ
る。この装置を用いることで、人数、分布に適した空
調、照明などの制御が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示すブロック図であ
る。

【図２】この発明による人物監視領域の設定動作画面を
示す模式図である。

【図３】実空間位置と画像の対応を示す対応表テーブル
の模式図である。

【図４】画素単位毎の輝度変化のカウント数をカウント
する画素変化履歴メモリの模式図である。

【図５】この発明の動作を示すフローチャートである。

【図６】背景画像を示す模式図である。

【図７】入力画像を示す模式図である。

【図８】入力画像と背景画像の差分の絶対値画像を示す
模式図である。

【図９】領域毎の輝度値の積算結果と閾値との比較によ
る人体の有無の判定動作を示す模式図である。

【符号の説明】

１ テレビカメラ ２ Ａ／Ｄ変換回路 ３ メモリ ４ モニタ ５ Ｄ／Ａ変換回路 ６ ＣＰＵ ７ 入力手段

フロントページの続き (72)発明者 蚊野 浩 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 浅野 昌和 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 木村 寿克 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町４番１号 東京電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 鈴木 宏和 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 下入佐 和人 茨城県つくば市大字鬼ヶ窪1043 株式会社 熊谷組技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視領域を撮像する撮像手段と、この撮
   像手段にて撮像した背景画像を格納する背景画像記憶手
   段と、前記撮像手段にて撮像した入力画像を記憶する入
   力画像記憶手段と、撮像した画像から人物監視領域を指
   定する手段と、を備え、前記指定した人物監視領域の入
   力画像と背景画像との変化を求め、人物監視領域におけ
   る人体の有無を判断することを特徴とする室内監視装
   置。
2. 【請求項２】 前記監視領域で検出される人体の有無に
   より、人数、分布を検出することを特徴とする請求項１
   に記載の室内監視装置。
3. 【請求項３】 入力画像と背景画像との差分の絶対値の
   変化履歴を記憶する手段を備え、前記変化履歴が所定量
   以上になると、背景画像を更新することを特徴とする請
   求項１又は２に記載の室内監視装置。