JPS6385890A - 人数計測装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、計測対象となる領域内における人間の数を
自動計測する人数計測装置、特に赤外用ＴＶカメラを用
いて人間を撮像し、その画像データをディジタル処理し
て人数を計測する人数計測装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第９図は従来の人数計測装置の全体構成を示すブロック
図であって、図において、（１）は計測対象領域内の人
数を測定するために計測対象領域及びそこに居る人間を
撮像する赤外用ＴＶカメラ（以下、カメラという）、（
コ）はこのカメラ（１）により撮像時に計測対象領域を
照明する近赤外照明、（３）はＡ　／　Ｄ変換部であっ
て、カメラｃｌ）から得られたアナログ映像信号をディ
ジタル画像情報（以下、画像という）に変換する。（＜
ｃｌは背景メモリであって、その入力側がＡ／Ｄ変換部
（３）の出力側に、接続されかつその出力側が抽出部（
７）の入力側に接続されており、計測対象領域内に人間
が存在しないときの背景のみの画像を記憶する。（りは
画像メモリであって、その入力側がＡ／Ｄ変換部（３）
及び抽出部（７）の出力側に接続されると共にその出力
側が抽出部（７）の入力側に接続されておシ、計測対象
となる人間の画像を一時的に記憶する。（７１は抽出部
であって、閾値（Ｔｈ）入力が与えられ、またその出力
側が結果メモＩＪ　（ｇ）の入力側に接続されており、
計測対象画像から人間の頭部の画像を抽出する。（ｒ）
は結果メモリであって、その出力側がカウント部（９）
の入力側に接続されておシ、抽出された結果を記憶する
。（ワ）はカウント部であって、その出力側が出力部（
１０）の入力側に接続これており、結果メモｌ　＜ｇ）
中に記憶された抽出結果から人間の頭数な力９ン卜する
。（１０）は出力部であって、その出力側が伝送ライン
（／／）Ｋ接続されており、カウント結果を周辺装曾へ
出力する。

第Ｓ図は第ダ図に示した人数計測装置の抽出部（７）の
処理シーケンスを示すフローチャート図であって、図に
おいて、（１０／）及び（ＩＯ２）は人間の頭部画像を
抽出するための処理ステップである。

第６図は計測対象画像の一例を示す図、図において、囚
〜（Ｅｌは計測対象画像内の人間を表わしている。第７
図は第６図に示した計測対象画像の／水平ラインＰＰで
の輝度分布を示す図であって１図において（イ）及び（
ロ）は閾値（ｔ、ｈ）レベル、（Ａ）、（ゴ）。

（ビ）は人間（Ａ）　、　（Ｂｌ　、　（Ｅｌのそれぞ
れ頭部画像の輝度分布を示す。第を図は従来の抽出結果
を示す図であって、図において、（Ａつ、（Ｂつ、（ビ
）￥′ｉ人間（Ａ）。

（Ｂｌ　、　（Ｅｌの抽出結果である。

従来の人数計測装置は上記のように構成され、近赤外照
明（コ）によって充分に照らされた特定領域すなわち計
測対象領域はカメラ（１）によって撮像される。カメラ
（１）から得られたアナログ映像信号はＡ／Ｄ変換部（
３）で画像に変換された後、もしそれが人間の存在して
いない背景のみの画像であるなら背景メモ＋７　（＠ｌ
に記憶され、もしそうでないなら計測対象画像であるの
で画像メモ＋３　（ｓ）へ記憶される、次に、抽出部（
７）は画像メモＩＪ　［５１の各画素について背景メモ
ＩＪ　（４’ｌの画像に対する輝度変化率を下記の（／
１ｍによって算出し、あらかじめ入力されている閾値（
Ｔｈ）　（例えば、３０％というような百分率で表わさ
れており、常に固定されている）と比較して二値化を行
なう〔第３図のステップ（１０／）〕ここで、Ｎは最も
暗い輝度を表わす値で、例えば、画像がｂＱ階調であり
、Ｏが最も明る＜、６３が最も暗い輝度を表わしている
場合はＮ＝６３になる。

二値化された結果は例えば変化率が閾値（Ｔｈ）より大
きいときに”／”、小さいときに”０”というような値
で結果メモリ（ざ）に代入される。

なお、背景メモリ（４＝１、画像メモリ（５）、結果メ
モ＋３　（ｆｆ＋は７画面分の容量を有していることは
当然である。

゛　全ての画素の二値化が終了すれば、次に結果メモリ
（ざ）に記憶されている頭部画像の二値化結果のノイズ
除去を行う〔第３図のステップ（１０２）〕。

ノイズ除去に頭部画像中に時として現われるゴマ塩的な
ノイズを除去するためである。一連の抽出作業が終了し
た時点でカウント部（ｑｌが結果メモリ（ｆ）中に存在
する連結成分（これは人間の頭部である）の数をカウン
トし、それをこの領域内の人数として出力部（／θ）へ
送る。この時、連結成分とは、先の例でいくと／″ある
いは０″のかたまりであり、どちらをカウントするかは
、背景輝度を頭部輝度の関係によって決定している。出
力部（１０）はカウント部（ワ）の結果を伝送ライン（
／／）に送出する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の人数計測装置では、第６図のように
人間−と人間（Ｂｌが接近してその間に影（破線で示す
）が発生しており、人間（Ｅｌがその影より明るい輝度
を持っている時、すなわち第６図のＰＰ断面の輝度分布
が第７図のようになっている時には、閾値（Ｔｈ）　（
イ）で二値化すると人間（Ｅｌがカウントできず、閾値
（Ｔｈ）　（、口）で二値化すると第を図に示したよう
に人間図と人間（Ｂｌが連結されてしまい、どちらの閾
値で二値化しても誤差が発生するという問題点があった
。また、閾値（Ｔｈ）が固定されているために、照明等
の変化に起因する画像の全体的な輝度変化に弱いという
問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、第６図もしくは第７図のような画像でも正確
に人間（Ａｌ　、　（Ｂｌ　、　（Ｅｌの画像の分離・
抽出ができるとともに、全体的な輝度変化にも対応でき
る人数計測装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る人数計測装置は、二値化のだめの最初の
閾値を自動的に決定する閾値決定部、閾値を段階的に変
化させながら計測対象画像の二値化を繰り返して人間の
頭部画像を抽出する抽出部及び抽出部で二値化された結
果を記憶する二値メモリを設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、抽出部が二値化の結果から連結成
分の特徴成分を求め、それがある条件を満足するまで閾
値を変化させなから二値化を繰り返すことにより、＠７
図もしくは第３図のような画像からも正確に人間の分離
・抽出を行なう。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図であって、図において、（１）〜（り、（ｇｌ〜（／
ｌ）は第４図の従来装置と全く同一のものである。（６
）は閾値決定部であって、その入力側が背景メモリ（り
）及び画像メモリ（３）の出力側に接続されかつその出
力側が画像メモリ（５）及び後述する抽出部の入力側に
接続されており、二値化のための閾値を上記に基づいて
自動的に決定する。（７Ａ）は第ダ図中の抽出部（７）
とは違った抽出部であって、その入力側が背景メモリ（
り）、画像メモ＋７　（ｊｌ及び閾値決定部（６）に接
続されており、閾値を段階的に変化させながら計測対象
画像の二値化を繰り返して人間の頭部画像を抽出する。

（ｌコ）は二値メモリで゛　あって、抽出部（７）と相
互に接続され、抽出部（７）で二値化された結果を記憶
する。第一図はこの発明の一実施例における抽出部（７
Ａ）の処理シーケンスを示すフローチャート図であって
、図において、ステップ（１０／）及び（／θ２）は第
５図の処理ステップと全く同一の処理ステップであるが
、ステップ（１０３）〜（１０り）は二値化を複数回繰
り返すための処理ステップである。第３図はこの発明の
一実施例による抽出結果を示す図である。

上記のように構成された人数計測装置においては、背景
のみの画像、計測対象になる画像がそれぞれ背景メモＩ
Ｊ　（４’）、画像メモリ（５）に記憶されるまでは従
来装置の動作と全く同じであるｎ閾値決定部（６）では
画像メモ１　（ｔｌの各計測対象画像について背景メモ
リ（４’）の背景画像との輝度変化率を上記（／１式か
ら算出し、その算出結果のヒストグラムを作成し、作成
されたヒストグラムを用い、判別分析法によって最初の
閾値（Ｔｈ）を決定す〔例えば、第７図の（ロ）〕。こ
の時、この閾値（Ｔｈ）は従来装置と同様に百分基（例
えば、３０％）で表現される、次に抽出部（７Ａ）では
上記閾値（Ｔｈ）を用いて第１回目の二値化を実行する
。二値化の方法は従来装置と同様に画像メモｌ　（ｊ）
と背景メモｌ　Ｉｔｆｉ）の各画素の輝度変化率を（１
）式で算出し、その４に変化率と閾値（Ｔｈ）を比較す
ることによって行なわれる〔第２図のステップ（１０／
）〕、二値化結果は一時的に二値メモＩＪ（／ｘ）へ記
憶される。二値メモリ（１２）に記憶されている画像に
対してノイズ除去を行なう〔第一図のステップ（＃７２
）］。次Ｋ、第２図のステップ（１０３）において、二
値メモリ（／２）内にある各連結成分の面積を求める（
この処理は例えば画像処理の一般的手法であるラベリン
グ処理を施すことによって行なわれる）。二値メモリ（
／２）内の全連結成分の面積が求まった後、各連結成分
の面積をあらかじめ入力されている値（α）（この値は
平均的な人間の頭部の面積によって決定されるが、カメ
ラ（１）に付けたレンズの種類やカメラ（ハの設置高さ
などによってその値が異なる）と比較し、この値（α）
より小さい場合はこの連結成分そのものを結果メモＩＪ
　（ｆｆ）へ複写する。比較した結果、この値（α）よ
り大きな連結成分に関しては結果メモＩＪ　（ｆｆ）へ
の複写は行なわない〔第２図のステップ（１０ｑ）、（
ＩＯり〕。全ての連結成分についてこの比較処理が終わ
れば、第２図のステップ（１Ｏｂ）で全ての連結成分の
面積が値（α）であったかどうかを判断し、７個でも値
（α）以上の連結成分が存在した場合はステップ（１０
７）で閾値（Ｔｈ）を変化させ、ステップ（１０／）へ
戻り、この変化された閾値（Ｔｈ）を使って第２回目の
二値化を実行する。この時、閾値の変化のさせ方として
は、人間の頭部画像の輝度変化率が閾値より大きい時は
閾値を大きな方へ（例えば＋）する）変化させ。

逆の場合は小さな方へ変化させる（例えば、第７図の（
ｏ）から（イ）へ変化させるフ。なお、人間の頭部画像
の輝度変化率が閾値より大きいか小さいかはあらかじめ
わかっている（背景が明るく頭部が暗いなら、この変化
率は人間の頭部が大きな変化率をもっために、閾値（Ｔ
ｈ）を大きな方へ変化させ、逆に背景が暗く頭部が明る
いなら、この変化率は背景が大きな変化率をもつために
、閾値（Ｔｈ）を小さな方へ変化させる。ここで、背景
が明るいか暗いか、また頭部が暗いか明るいかけあらか
じめわかっている）。

以上のステップ（１０／）〜（１０７）を全ての連結成
分が値（α）以下になるまで繰り返すことによって第３
図のように入国と人（Ｂｌの画像が分離される〔第３図
の（に）および（Ｂつけ人（Ａ）、人（Ｂ）の抽出結果
の連結成分であり、結果メモＩＪ　（１１に記憶されて
いる〕、全ての連結成分が値（α）以下になって抽出部
（７Ａ）の処理を終了したらカウント部（ワ）が結果メ
モリ（ｆｆｌ内の連結成分をカウントし、このカウント
数を人数として出力部（１０）から伝送ライン（／／）
へ送出する、結果メモ＋）　ｌｒ）では、−度複写され
た連結成分は次の計測対象画像の処理が始まるまで消去
されることがないので、第７図の閾値（Ｔｈ）（ロ）で
二値化された人（Ｅ）の連結成分（Ｅつは閾値（Ｔｈ）
が（イ）に変化しても残っている。

なお、上記実施例では、抽出部（７Ａ）の終了条件とし
て連結成分の面積を用いたが、これが連結成分の周囲長
であってもよい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、計測対象画像の二値化
を複数の閾値によって複数回行なうように構成した抽出
部を用いたので、人間同士が極端に近づき、その間に影
が発生して頭部同士がつながっている場合でも正確に二
値化でき、゛また、閾値を入力画像から自動的に算出し
ているために照明変化等による極端な輝度レベル変化に
も正確なカウント動作ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第７図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図はこの発明の一実施例における抽出部の処理
シーケンスのフローチャート図、第３図はこの発明の一
実施例による抽出結果を示す図、第７図は従来の人数計
測装置の全体構成を示すブロック図、第５図は従来装曾
における抽出部の処理シーケンスのフローチャート図、
第６図は計測対象画像の一例を示す図、第７図は第６図
に示したｌ水平ラインｐｐでの輝度分布を示す図、第を
図は従来の抽出結果を示す図である。 図において、（１）・の赤外用ＴＶ右カメラ（２）・・
近赤外照明、（３）・・Ａ　／　Ｄ変換部、（り）・・
背景メモＩＪ　、（ｊｌ・拳画像メモ＋）　、（６）・
・閾値決定部、（７）Φ・抽出部、＜ｒ）・・結果メモ
リ、（ワ）・・カウント部、（１０）＋１・出力部、（
／／）・・伝送ライン、（／２）・・二値メモリである
。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 ち１図 氾２図 氾４図 氾５図 市６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）計測対象となる領域を撮像する赤外用ＴＶカメラ
   と、この赤外用ＴＶカメラから得られるアナログ映像信
   号をディジタル画像情報に変換するＡ／Ｄ変換部と、前
   記ディジタル画像情報から最初の閾値を決定する閾値決
   定部と、前記閾値を段階的に変化させながら前記ディジ
   タル画像情報中の計測対象画像の二値化を繰り返して人
   間の頭部画像を抽出する抽出部と、抽出結果から人間の
   頭数をカウントするカウント部と、カウントした結果を
   出力する出力部とを備えていることを特徴とする人数計
   測装置。
2. （２）抽出部は、二値化の各段階で二値化結果から画像
   の連結成分の面積を求め、この面積をパラメータとした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の人数計測
   装置。
3. （３）抽出部は、二値化の各段階で二値化結果から画像
   の連結成分の周囲長を求め、この周囲長をパラメータと
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の人数
   計測装置。
4. （４）閾値決定部は、あらかじめ記憶されている背景の
   みの画像と計測対画像の輝度変化率を用い、判別分析法
   によつて最初の閾値を自動的に決定することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の人数計測装置。