JPS62115389A

JPS62115389A - 異常監視センサ

Info

Publication number: JPS62115389A
Application number: JP60255312A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Araki; 恒彦荒木; Hiroshi Matsuda; 啓史松田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1985-11-14
Filing date: 1985-11-14
Publication date: 1987-05-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は監視領域内での物体、あるいは人体等の有無、
特に侵入者の有無、あるいは盗難等の発生、または火災
の発生等の異常を光学画像から検出する異常監視センサ
に関するものである。

［背景技術］従来、この種の異常監視センサとしてはＴＶカメラで監
視し、現画像と参照画像との変化を検出して異常を検知
するものが一般的であったが、周囲光あるいは外乱光の
影響を受けやすいという問題があった。また暗闇で異常
等を検知できるようにするために、別に光源を備えたも
のがあったが、１Ｉｔｌ！が大掛かりとなるとともに高
価となる問題があった。

［発明の目的Ｊ本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、監視ａ域の周囲光、あろいは外乱光
等による誤動作を低減するとともに、暗闇でも特別な光
源なしに異常等の監視できる異常監視センサを提供する
ことにある。

［発明の開示１（嬶ｒ＆）本発明は投光器にて監視領域に光を投光してこの光が監
視領域に存在する物体に反射された光を受光器にて受光
し監視領域からの反射輝度画像を得る画像入力手段と、
画像入力手段にて得られた現画像を監視領域に異常がな
い状態でＩＩＩ偉入力手段にて得た画像である参照画像
と比較して輝度変化した部分を抽出する画像処理手段と
、画像処理手段にて処理された結果に基づき異常を判定
する異常判定手段と、異常判定手段の判定結果を出力す
る出力手段とを備え、監視領域の周囲光、あるいは外乱
光等による誤動作を低減するとともに、暗闇でも特別な
光源なしに異常等の監視できる異常監視センサを開示す
る。

（実施例１）第１図は本発明の基本構成を示す図であり、本実施例は
監視領域内の１次元、または２次元の光　。

字画像を得る画像入力子Ｆｉ１と、画像入力手段１にて
検出した現画像と監視領域内のある状態（たとえば異常
検知が目的である場合には、正常状態）の参照画像との
変化を抽出する画像処理手段２と、画像処理手段２出力
から侵入者の発見、あるいは盗難の発生の判定を行う異
常判定手段３と、異常判定手段３手段により異常発生の
位置や数などを外部に出力する出力手段４とで構成され
ている。

そして詳細に関しては後述するが、画像入力手段１は監
視領域内の背！（物体を含む場合もある）に光を投光す
る光源５と、この光源５から投光された光が背景にて反
射された光の輝度を検出する受光器１０とを構成要素と
して含む、また画像処理手段２は監視領域のある状態を
記憶しておく参照画像メモリ１６と一定時間毎に取り送
本れる現画像を記憶しておく現画像メモリ１５と、両メ
モリ１５．１６の各画素毎の差を取る減算回路１７と、
この減算回路１７の減算結果から変化のあった画素１４
を抽出する２値化回路１８とを構成要素として最低限含
んでいる。

以下本発明の一実施例について詳述する。第２図は画像
入力手段１の一例を示す図であり、これは１次元、また
は２次元に配列された投光器としての光源アレイ５と単
一の受光器１０とを用いたものである。第３図に２次元
に配設された光源アレイ５の一例を示す。ＬＥＤ、半導
体レーザ等の１次元、または第３図に示すように２次元
配列された光源５１〜５ｎ′ｔ′構成された光源アレイ
５が同期信号発生回路１３出力により切り換えられるマ
ルチプレクサ６を通して光源駆動回路７によりパルス駆
動、若しくは一定変調周波数で駆動される。

この光源アレイ５から放射された可視光線もしくは近赤
外線はコリメータレンズ８によってほぼ平行なビームと
して監視領域に放射される。この光源アレイ５による監
視領域内への投光パターンを第４図に示す。このように
監視領域を基盤の目のように縦横に分割し、この分割さ
れた一区画を単位画素１４とし、まず左上の単位画素１
４．から右に走査して行き、次に一段したの左端から右
に走査、・・・といったように最下段の右端の単位画素
１４１までの走査が終わると、また左上の単位画素１４
．がら上述と同様の走査を繰り返す。このようにして光
源アレイ５より投光された光は監視領域内の背景にて反
射され、この反射光をコンデンサレンズ９にて集光して
単一のシリコンホトダイオード等の受光器１０にて受光
して１次元あるいは２次元の反射輝度信号が時系列的に
検出される。この受光器１０出力は増幅器１１を通して
Ａ／Ｄ変換器１２に入力され、Ａ／Ｄ変換器１２にて変
換された後、画像処理手段２内に含まれたメモリに記憶
される。尚、周囲光あるいは外乱光の影響を低減してよ
り安定な検知ができるようにするために、受光側に光源
１５．〜１５ｎの投光する光の波長付近の光を透過させ
る光学フィルタを用いても良い。また光源５．〜５ｎを
変調光とする場合、増幅器１１は変調周波数付近のみを
増幅する帯域増幅器とする必要がある。

次に画像処理手段２の一例を第５図に示す。これは基準
となる監視領域（異常監視の場合には正常な状態、存在
人員の係数の場合には人が全（存在しない状態）の背景
による反射輝度データを記憶する参照画像メモリ１６と
、一定時間間隔で取り込んだ同じ監視領域内における各
時点での反射輝度データを記憶する現画像メモリ１５と
、両メモリ１５．１６に記憶された輝度データを各画素
１４、〜１４ｎ毎に減算し、その減算結果の絶対値を出
力する減算回路１７と、減算回路１７出力がしきい値■
ｏ以上に変化したとき画素１４．〜１４０を”１″、し
きい値■。以下の場合”０”に２値化する２値化回路１
８とで構成されている。

上記画像処理手段２の信号処理の様子を第６図に示す簡
単な例にて説明する。第６図６）が美術館等の一室で、
壁面に２枚の絵２２．，２２２を展示しであるとする。

そしてこの状態が参照画像データとして参照データメモ
リ１６に記憶されている。この絵の１枚を侵入者２４が
持って行こうとする状態を同図（ｂ）とすると、画像入
力手段１にて検出された現画像としては絵２°２１の部
分及び侵入者２４の部分が参照データメモリ１６に記憶
された状態と異なる。したがって減算回路２３出力に現
れた出力を各画素１４．〜１４ｎ毎に２値化回路１８に
て２値化した出力は同図（ｃ）に示す斜線部のように現
れるものである。

次に異常判定手段３について説明する。この異常判定手
段３は異常監視センサの使用目的により種々の構成が考
えられる。最も簡単な場合、監視領域内の任意の一箇所
にでも異常が発生したとき警報を発するようにする場合
である。このときには画像処理手段２の出力に１つでも
変化画素、つまり１″になった画素１４がある場合には
警報出力を生じるようにするものである。他には存在人
員を計数するセンサである場合、２値化画像に２ベリン
グ処理をした後に、クラスタの数を計数するカウンタを
設ければ良い。

最後に出力手段４であるが、単なるオンオフ出力を生じ
るもの、異常場所を位置表示するもの、存在人員を表示
するものなどが考えられる。

以上が本実施例の説明であるが、本実施例では従来良く
用いられているテレビカメラによる方式と異なり、光源
アレイ５から特定波長の可視光線若しくは近赤外線をパ
ルス駆動あるいは変調を施して特徴ある光を投光でき、
また受光器１０にて上記光源アレイ５からの光を他の光
と識別して受光するようにできるから、周囲光あるいは
外６し光に殆ど影ｖＩされないため、従来のように頻繁
な参照画像データの更新は不要となるものである。さら
に受光器の高価なイメージセンサを用いなくても、たと
えば投光器を用いて監視領域を分割するとともに、この
分割領域を走査して投光するよう【＝干ハげ　６−＊　
２’ｉ　ｌ−″ｆス分翔１領博毎め反射輝度画像を得る
ことができ、このため安価に１次元、または２次元画像
を得ることができる。しかし、長期間の使用に伴う光源
パワーその他の経時変化、あるいは光学レンズ表面の汚
れ、埃の付着等による受光量の減衰は避けられないため
に、たとえば画像処理手段２の出力画像の総ての画素が
１″、即ち変化が生じた場合には参照画像メモリ１６の
内容を更新する更新回路を付加しても良い。

（実施例２）第７図及び＃１ｔＪ８図は本発明の他の実施例を示す図
であり、本実施例では画像入力手段１が第１の実施例と
異なっている。ｔＩｔＪ７図に示すように本実施例の画
像入力手段１゛は１次元の光源アレイ５と、それに直交
する１次元の受光器アレイ１９を用いて２次元画像を得
るようにした光学系の構成を示す。この場合にはフリメ
ータレンズ８．コンデンサレンズ９としては１方向のみ
にレンズ作用のあるシリングレンズが用いられる。この
光学系による物体面上に投影された光源パターン、受光
器パターンの様子を第８図に示す。たとえば光源５１に
て投光された光は縦に複数列に分割したー縦列の平面２
５１〜２５ｎに投光され、受光器１０、は横に複数列に
分割されたー横列の平面２６１〜２６ｎから反射される
平面の光を受光する。したがって、この光ｒＡ５１と受
光器１０．とで検出される領域は光源５．と受光器１０
．との重なりあう部分（図中−例を斜線に示す部分）の
画素１４が検出されることになる。以下同様にして光’
ｆｔｉ　ｓ　＋〜５ｎ及び受光器１０．〜１０ｎを適当
にスキャンニングすることにより、総ての画素毎に異常
監視ができるものである。

（実施例３）第９図は本発明のさらに他の実施例を示す図であり、第
１及び第２の実施例においては複数個の光源５．〜５ｎ
及ゾ受光器１０．〜１０ｎを用いていたが、本実施例に
おいては単一の光源５及び単一の受光器１０にて上記２
次元画素を得るものである。第９図では光源５．を１次
元走査し、光源５にて投光された光を反射鏡２０を用い
て投光するようにしたもので、反射鏡２０をモータ２−
１等を用いて回転させ、機械的に走査させるものであり
、光ビームの投射パターンは第４図に示すパターンと同
様となる。ここで本実施例は反射鏡２０とモータ２１と
で走査手段を構成している。

［発明の効果］本発明は上述のように、監視領域に光を光源にて投光し
てこの光が背景物体に反射された光を受光器にて受光し
監視領域からの反射輝度画像を得る画像入力手段と、画
像入力手段にて得られた画像を正常時の参照画像と比較
して輝度変化した部分を抽出する画像処理手段と、画像
処理手段にて処理された結果に基づき異常を判定する異
常判定手段と、異常判定手段の判定結果を出力する出力
手段とを備えているので、画像入力手段を投光器及び受
光器にて構成することにより、投光器から特定波長の可
視光線若しくは近赤外線をパルス駆動あるいは変調を施
して特徴ある光を投光でき、また受光器にて光源からの
光を他の光と識別して受光するようにでき、周囲光や外
米光の影響を受けず、検知の信頼性が向上し、しかも投
光器としであるから、暗闇でも補助的な照明を必要とず
に異常等の検知ができる効果を奏十ろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すブロック図、第２図は
同上の画像入力手段の具体回路構成図、第３図は同上の
光源アレイを示す斜視図、第４図は同上の光源アレイの
走査方法を示す説明図、第５図は同上の画像処理手段を
示す具体回路構成図、ＩｊＳ６図（ａ）−（ｃ）は同上
の動作説明図、ｔＩＳ７図は本発明の他の実施例の光学
系の斜視図、第８図は同上の走査方法を示す説明図、第
９図は本発明のさらに池の実施例の光学系の斜視図であ
る。１は画像入力手段、２は画像処理手段、３は異常判定手
段、４は出力手段、５は光源アレイ、１０は受光器、１
９は受光器アレイ、２０は反射鏡、２１はモータである
。代理人　弁理士　石　１）艮　七５ｌｉｔ図１１２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）投光器にて監視領域に光を投光してこの光が監視
領域に存在する物体に反射された光を受光器にて受光し
監視領域からの反射輝度画像を得る画像入力手段と、画
像入力手段にて得られた現画像を監視領域に異常がない
状態で画像入力手段にて得た画像である参照画像と比較
して輝度変化した部分を抽出する画像処理手段と、画像
処理手段にて処理された結果に基づき異常を判定する異
常判定手段と、異常判定手段の判定結果を出力する出力
手段とを備えて成る異常監視センサ。
（２）上記画像入力手段を１次元あるいは２次元に配列
された光源アレイよりなる投光器と、単一の受光器とで
構成して成る特許請求の範囲第１項記載の異常監視セン
サ。
（３）上記画像入力手段を１次元に配列された光源アレ
イよりなる投光器と光源アレイの配列方向に直交する方
向に１次元に配列された受光器アレイとで構成して成る
特許請求の範囲第１項記載の異常監視センサ。
（４）上記画像入力手段を単一の投光器と、投光器を１
次元または２次元に機械走査させる走査手段と、単一の
受光器とで構成して成る特許請求の範囲第１項記載の異
常監視センサ。
（５）監視領域内の総ての画素に同時に変化が生じたと
き参照画像データを更新する更新回路を備えて成る特許
請求の範囲第１項記載の異常監視センサ。