KR20020094915A - 화상감시장치, 화상감시방법, 및 화상감시처리 프로그램 - Google Patents

화상감시장치, 화상감시방법, 및 화상감시처리 프로그램 Download PDF

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Abstract

화상감시장치는, 볼록 회전체 미러를 포함하고, 전방위 영역의 화상을 촬상하여 전방위 영역의 화상데이터를 생성하는 촬상수단; 촬상수단으로부터 얻어진 전방위 영역의 화상데이터에 감시 영역을 설정하는 감시영역 설정수단; 상기 감시 영역의 정상 상태를 나타내는 기준으로서 사용되는, 미리 촬상수단에 의해 촬상된 배경화상데이터와, 소정 시간 간격으로 촬상수단에 의해 촬상된 현재화상 데이터 사이의 비교/판정으로부터 얻어진 판정 정보에 따라 화상처리를 행하는 화상처리수단; 및 상기 판정 정보에 의해 감시정보를 출력하는 감시정보 출력수단을 포함한다.

Description

화상감시장치, 화상감시방법, 및 화상감시처리 프로그램{IMAGE SURVEILLANCE APPARATUS, IMAGE SURVEILLANCE METHOD, AND IMAGE SURVEILLANCE PROCESSING PROGRAM}
본 발명은 소정의 감시 영역을 촬상하기 위해 설치된 촬상 장치를 갖는 화상감시장치에 관한 것으로, 상기 촬상 장치에 의해 촬상된 화상은 감시 영역으로 침입하는 사람 또는 물체를 검지하도록 처리된다. 또한, 본 발명은 화상감시방법 및 이와 같은 화상 감시 장치에서 구현되는 화상 감시 처리 프로그램에 관한 것이다.
최근, 공업용 텔레비전 카메라(이하 "ITV 카메라") 등의 촬상장치가, 감시 장치들에서 사용되고 있다. 이러한 종류의 감시 장치들은 공장 건물의 적절한 위치에 설치된다. 감시 장치는 감시 장치의 촬상 장치에 의해 촬상된 화상을 모니터한다. 이러한 감시 장치는 이상 사건의 발생 및 공장 건물로의 범죄자의 침입을 검지함으로써 공장 건물의 안전을 증진시키기 위해 효과적으로 사용되고 있다.
이러한 용도로 사용되는 감시장치에 있어서는, 모니터되는 소정의 영역의 화상이 천장 등에 설치된 ITV 카메라에 의해 촬상되고, ITV 카메라에 의해 촬상된 화상이 감시 영역을 감시하기 위한 감시 화상으로서 사용된다. 감시 장치는, ITV 카메라에 의해 촬상되어 소정 시간마다 갱신되는 감시 영역의 감시 화상을, 감시 영역에 고정적으로 존재하는 배경으로서 감시 장치에 미리 기억되어 있는 감시 기준 화상(이하, "배경 화상"이라 함)과 비교한다. 현재 화상이 배경 화상과 상이하면, 감시 장치는 감시 영역에 침입자 등이 존재하는 것으로 판단한다.
감시장치가 현재 화상과 배경화상 사이의 비교 결과로서 침입자의 침입을 검지하면, 예컨대, 감시 장치는 침입자가 검지된 감시 장치를 통해 감시 영역을 모니터하고 있는 감시자 또는 조작자에게 통보한다. 상기 침입 통보를 받은 감시자는 침입이 검지된 감시 영역의 위치로 가거나 필요한 조치를 취한다.
그러나, 종래의 화상감지장치에서는, 촬상장치의 시야각이 좁아서, 하나의 촬상 장치에 의해 커버되는 감시 영역이 제한된다. 따라서, 넓은 감시 영역을 감시할 필요가 있으면, 전체 감시 영역이 촬상 장치들에 의해 커버될 수 있도록 복수의 활상 장치를 적절한 위치에 설치하여야 한다. 또한, 촬상 장치는 넓은 감시 영역을 하나의 촬상 장치로 커버할 수 있도록 이동가능하게 되어야 한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 화상감시장치는, 볼록 회전체 미러를 포함하고, 전방위 영역의 화상을 촬상하여 전방위 영역의 화상데이터를 생성하는 촬상수단; 촬상수단으로부터 얻어진 전방위 영역의 화상데이터에 감시 영역을 설정하는 감시영역 설정수단; 상기 감시 영역의 정상 상태를 나타내는 기준으로서 사용되는,미리 촬상수단에 의해 촬상된 배경화상데이터와, 소정 시간 간격으로 촬상수단에 의해 촬상된 현재화상 데이터 사이의 비교/판정으로부터 얻어진 판정 정보에 따라 화상처리를 행하는 화상처리수단; 및 상기 판정 정보에 의해 감시정보를 출력하는 감시정보 출력수단을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 감시정보 출력수단은 화상출력수단이다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 화상처리수단은, 배경화상데이터와 현재화상데이터를 비교하는 화상비교수단; 화상비교수단의 비교결과에 기초하여 검지대상의 유무를 판정하는 판정수단; 및 판정수단의 판정결과에 기초하여 소정의 화상변환처리를 행하는 화상변환수단을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 감시영역 설정수단은 복수의 감시 영역들을 설정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 화상처리수단은, 상기 촬상수단에 의해 촬상된 전방위 영역의 화상데이터를 파노라마 화상데이터 또는 투시변환 화상데이터로 변환한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 화상처리수단이 상기 현재화상데이터와 배경화상데이터가 상이하다고 판정하면, 경보 정보를 출력하는 경보정보 출력수단을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 화상비교수단은 상기 배경화상데이터와 상기 현재화상데이터 사이의 차에 기초하여 비교결과 화상데이터를 발생하며, 상기 판정수단은 각 감시영역에 대한 비교결과에 기초하여 프로젝션 처리를 행한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 배경화상데이터가 얻어진 시각을 나타내는 시각정보가, 배경화상데이터에 부가된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 촬상수단에 의해 촬상된 화상데이터는 원형 화상데이터이며; 상기 감시영역은 상기 원형 화상데이터의 중심이 좌표계의 원점인 극좌표계에 기초하여 설정된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 촬상수단에 의해 촬상된 화상데이터는 원형 화상데이터이며; 원형 화상데이터의 중심으로부터의 2개의 거리들을 지정함으로써 링 형상 영역이 감시 영역으로서 설정된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 촬상수단에 의해 촬상된 화상데이터는 원형 화상데이터이며; 1쌍의 대칭영역들은, 원형 화상데이터의 중심으로부터의 2개의 거리와 2개의 중심각들을 지정함으로써 감시 영역들로서 설정된다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 볼록 회전체 미러를 포함하고, 전방위 영역의 화상을 얻는 촬상수단을 사용하는 화상감시방법에 있어서, 촬상수단에 의해 촬상된 전방위 화상데이터에서 원하는 감시 영역을 설정하는 감시영역 설정단계; 촬상수단에 의해 촬상된 복수의 화상데이터를, 상기 감시영역의 정상 상태를 나타내는 기준으로 사용되는 배경화상데이터로서 설정하는 배경화상 설정단계; 및 상기 복수의 배경화상데이터와 소정 시간 간격으로 촬상수단에 의해 촬상된 현재 화상데이터 사이의 비교결과에 기초하여 감시영역의 이상 사건의 유무를 감시하는 감시단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 소정 경과 시간에 기초하여 배경화상데이터의 설정후 소정시간이 경과하면 배경화상데이터를 갱신하는 배경화상 갱신 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 감시단계는: 소정 시간 간격에서 촬상된 현재화상데이터를 취득하고, 현재화상데이터와 배경화상데이터 사이의 각 감시영역에 대해 행해진 비교에 기초하여 차분 2진화 화상 데이터를 생성하는 차분 2진화 화상생성단계; 각 감시영역에 대해 차분 2진화 화상데이터에 프로젝션 처리를 행하는 프로젝션 단계; 프로젝션 처리에 의해 얻어진 데이터를 가산하여 상기 가산 결과의 최대치를 산출하는 최대치 산출단계; 상기 산출된 최대치가 소정 문턱치보다 큰 지의 여부를 판정하는 판정단계; 및 상기 산출된 최대치가 소정 문턱치보다 크다고 판정되면 적어도 경보 또는 소정 영역에 있는 현재화상데이터로부터 생성된 변환화상데이터를 출력하는 경보단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 화상감시방법은, 상기 판정 단계에서 상기 산출된 최대치가 소정 문턱치보다 큰 것으로 판정되면, 기억수단의 배경화상후보로서 현재화상데이터를 보존하는 보존단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 상기 화상감시방법을 실행하기 위한 화상감시처리 프로그램이 제공된다.
상기 명세서에서는, "전방위"가 360°시야영역을 나타낸다.
이와 같이, 상기 발명은 (1) 감시영역에 침입한 침입자 등이 용이하게 검지될 수 있도록 하나의 촬상장치로 넓은 감시영역을 감시할 수 있는 화상감시장치를제공하고; (2) 화상감시방법 및 이러한 화상감시장치에 구현된 화상처리 프로그램을 제공하는 이점을 가능하게 한다.
본 발명의 상기 및 다른 이점은 첨부도면을 참조한 다음의 상세한 설명을 이해한다면 당업자들에게 명백하게 될 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화상감시장치의 일반적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도2는 본 발명의 화상감시장치에 있어서 화상처리수단의 구성을 나타낸 블록도이다.
도3은 본 발명의 화상감시장치에 있어서 기억수단의 구성을 나타낸 블록도이다.
도4a는 본 발명의 전방위 카메라의 일반적인 구조, 및 전방위 카메라의 시야에 있는 물체를 도시하고, 도4b 내지 도4d는 본 발명의 전방위 카메라에 의해 촬상된 화상데이터, 및 전방위 카메라에 의해 얻어진 화상데이터로부터 생성된 변환화상을 도시한다.
도5는 본 발명의 화상감시장치를 사용한 감시 동작의 일반적 절차를 설명하는 플로우챠트이다.
도6은 감시영역 설정처리의 일반적인 절차를 설명하는 플로우챠트이다.
도7은 감시영역 설정처리의 제1 예를 나타낸다.
도8은 감시영역 설정처리의 제2 예를 나타낸다.
도9은 감시영역 설정처리의 제3 예를 나타낸다.
도10은 감시영역 설정처리의 제4 예를 나타낸다.
도11은 배경화상 설정처리의 일반적인 절차를 설명하는 플로우챠트이다.
도12는 감시처리의 일반적인 절차를 설명하는 플로우챠트이다.
도13은 배경화상 갱신처리의 일반적인 절차를 설명하는 플로우챠트이다.
도14는 사영처리의 예를 나타낸다.
이하, 본 발명의 화상감시장치를 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 화상감시장치는 넓은 범위의 영역의 화상을 얻을 수 있는 촬상수단을 포함한다.
촬상수단은 예컨대 침입자의 침입을 방지해야 하는 공장 건물내의 개소에 설치되어, 이러한 개소내의 임의의 감시영역을 커버한다. 침입자의 침입이 촬상수단에 의해 검지되면, 촬상수단에 의해 얻어진 화상에 임의의 처리가 실시되어, 상기 처리된 화상이 모니터 등에 표시된다. 한편, 경보, 경보 신호 등의 발생과 같이, 경비를 위해 필요한 일부 출력 처리가 상기 감시장치에 의해 실행된다.
화상감시장치의 동작 모드는 경비모드 및 해제모드를 포함한다. 통상의 상태에서, 화상감시장치는 경비모드로 설정된다. 경비모드에서는, 촬상수단에 의해 얻어진 화상에 침입물 또는 침입자가 있는지 없는지를 체크한다. (이하, 이러한 경비 상태를 "감시 상태"라고 한다.) 경비모드에서, 침입자가 검지되면("이상(abnormal) 상태"), 경보의 발생과 같은 필요한 동작이 실행된다. (침입자가 검지되지 않은 상태는 "정상(normal) 상태"라고 한다.) 해제모드는 예컨대 감시해야 할 영역에 감시자가 있어 경보를 생성할 필요가 없을 때 또는 공장의 유지 등을 위해 감시 시스템이 정지되어야 할 때 선택된다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상감시장치를 도시하는 블록도이다.
화상감시장치는: 임의의 감시영역의 화상을 촬상하여 상기 촬상된 화상으로부터 화상 데이터를 얻는 촬상수단(1); 화상감시장치의 전체 동작을 제어하는 제어수단(2); 제어 프로그램, 화상 데이터 등을 기억하는 기억수단(3); 감시영역을 설정하거나 또는 감시영역을 설정하기 위해 이용되는 설정 조건을 변경하는 조작수단(4); 감시 장치가 촬상수단(1)에 의해 얻어진 화상 데이터에 이상한 일이 발생된 것을 검지하였을 때, 이상 검지 대상물을 포함하는 감시영역의 최신 화상 데이터에 기초하여 전체 감시영역의 파노라마 화상, 투시 변환 화상 등을 생성하는 화상처리수단(6); 화상처리수단(6)에 의해 생성되는 변환 화상 등을 출력하는 화상출력수단(5); 및 감시 장치가 촬상수단(1)에 의해 얻어진 화상 데이터에 기초하여 이상한 일이 발생된 것을 검지하였을 때 상기 감시영역과 관련하여 발생되는 경보, 통보 등의 경보 정보를 출력하는 경보출력수단(7)을 포함한다.
제어수단(2)은 예컨대 촬상수단(1), 기억수단(3), 조작수단(4), 화상출력수단(5), 화상처리수단(6) 및 경보출력수단(7)이 접속되어 있는 중앙 처리 유닛(CPU)이다.
제어수단(2)은 기억수단(3)에 기억된 제어 프로그램을 얻어, 촬상수단(1), 화상출력수단(5), 화상처리수단(6) 및 경보출력수단(7)을 제어한다.
촬상수단(1)은 제어수단(2)의 제어하에서 임의의 감시영역의 화상을 얻는다. 특히, 촬상수단(1)은 감시단계 동안 소정의 시각마다 화상 데이터로서 얻어지는 복수의 현재 화상을 얻는다. 한편, 촬상수단(1)은 감시단계가 개시되기 전 소정의 상이한 시각마다, 현재 화상과 비교하기 위해 복수의 배경 화상을 얻는다. 상기 얻어진 배경 화상의 화상 데이터와 현재 화상의 화상 데이터는 이러한 화상 데이터가 얻어질 때마다 제어수단(2)과 화상처리수단(6)을 통해 기억수단(3)으로 전송되고, 도3과 관련하여 후술되는 배경 화상 기억영역(15) 및 현재 화상 기억영역(16)에 각각 기억된다.
촬상수단(1)은 넓은 범위의 시야 화상을 얻을 수 있는 촬상장치에 의해 형성된다. 예컨대, 회전체 형상(즉, 회전체로 형성된 형상)을 갖는 볼록 미러 및 상기 볼록 미러에서 반사된 화상을 촬상하는 촬상 카메라에 의해 형성되는 전방위 카메라가 촬상수단(1)의 촬상장치로서 사용될 수 있다. 전방위 카메라에서, 볼록 미러는 미러의 볼록면이 촬상 카메라를 향하도록 촬상 카메라의 전방에 배치되고, 원추형 미러 및 촬상 카메라는 원추형 미러의 회전축이 촬상 카메라의 렌즈의 광축과 일치하도록 고정된다.
공업용 카메라에 대개 사용되는 CCD 촬상소자는 전방위 카메라의 카메라부에 사용될 수 있다. 이와 달리, 감시 목적의 타입에 따라 적외선 카메라, 가시광 카메라 등이 사용되어도 좋다. 회전체 형상을 갖는 볼록 미러로서, 원추형 미러, 구면 미러, 포물선 미러, 쌍곡면 미러, 회전 타원체 미러 등이 사용되어도 좋다. 왜냐하면 이러한 형상을 갖는 미러는 미러에서 반사된 화상을 미러의 초점으로부터 본 투시 변환 화상으로 용이하게 변환할 수 있기 때문이다.
도2는 본 발명의 화상감시장치의 화상처리수단(6)의 일반적인 구조를 도시한다. 도2에 도시된 바와 같이, 화상처리수단(6)은 표시된 화상 위에 복수의 바람직한 감시영역을 설정할 수 있는 감시영역 설정수단(8), 및 촬상수단(1)에 의해 얻어진 화상 데이터에 화상 데이터가 얻어진 시각을 나타내는 시각 정보를 부가하여 이와 같은 화상 데이터를 기억수단(3)에 전송하는 배경화상 등록수단(9)을 포함한다. 화상처리수단(6)은 소정의 시각마다 촬상수단(1)에 의해 얻어지는 현재 화상 데이터를 기억수단(3)으로부터 얻어지는 배경 화상 데이터와 비교하기 위한 화상비교수단(10)을 더 포함한다. 화상비교수단(10)에서의 현재 화상 데이터와 배경 화상 데이터 사이의 차이에 기초하여, 판정수단(11)은 감시영역의 현재 화상 데이터가 정상인지 아닌지를 판단한다. 판정수단(11)에서의 판정 결과가 정상이지 않으면, 표시될 투시 변환 화상 등이 검지 대상을 포함하도록 화상변환수단(12)에 의해 생성된다.
도4a는 촬상수단(1)의 전방위 카메라의 일반적인 구조 및 전방위 카메라의 시야내에 존재하는 물체 (A) 및 (B)를 도시한다. 도4b 내지 도4d는 촬상수단(1)의 전방위 카메라에 의해 얻어진 화상 데이터, 및 전방위 카메라에 의해 얻어진 화상 데이터로부터 화상변환수단(12)에 의해 생성된 변환 화상을 도시한다.
도4a를 참조하면, 촬상수단(1)은 그 볼록면이 아래를 향해 연장되도록 설치된 쌍곡면 미러(1a) 및 쌍곡면 미러(1a)의 바로 아래에 위치된 CCD 카메라(1b)를 포함하는 전방위 카메라에 의해 형성된다. 도4a에 도시된 예에서, 물체 (A) 및 (B)는 촬상수단(1)의 시야(감시영역)내에 존재한다.
도4b는 도4a의 물체 (A) 및 (B)의 화상을 포함하는 촬상수단(1)의 전방위 카메라에 의해 얻어진 화상을 도시한다. 전방위 카메라에 의해 얻어진 화상은 도4b에 도시된 바와 같이 원형 화상이다.
도4c는 도4b의 원형 화상을 파노라마 변환함으로써 얻어지는 파노라마 화상을 도시한다. 도4d는 도4b의 원형 화상을 투시 변환함으로써 얻어지는 투시 변환 화상을 도시한다.
도3은 기억수단(3)의 구조를 도시하는 블록도이다. 제어수단(2)(도1 참조)에 접속된 기억수단(3)은 하드디스크 등의 자기 기록 장치에 의해 형성되어도 좋다. 이와 달리, 기억수단(3)은 고속 처리를 실현할 수 있는 RAM(Random Access Memory) 등의 반도체 메모리에 의해 형성되어도 좋다.
기억수단(3)은: 제어수단(2), 화상처리수단(6) 등에 대한 동작 프로그램을 기억하는 프로그램 기억영역(13); 감시영역에 관한 정보, 배경 화상과 현재 화상 사이의 비교를 위한 기준으로서 사용되는 2진화 문턱치(후술됨), 이상 사건의 발생을 판단하기 위해 사용되는 이상 판정 기준치 등의 다양한 파라미터들을 기억하는 파라미터 기억영역(14); 촬상수단(1)에 의해 미리 얻어지고 현재 화상과 비교될 기준 화상인 복수의 배경 화상 데이터를 기억하는 배경화상 기억영역(15); 촬상수단(1)에 의해 얻어진 현재 화상 데이터를 기억하는 현재 화상 기억 영역(16); 촬상수단(1)에 의해 얻어진 현재 화상에 기초하여 화상처리수단(6)에 의해 생성되는 변환 화상을 기억하는 변환화상 기억영역(17); 배경화상후보를 기억하는 배경화상후보 기억영역(22)(후술됨); 감시상태(정상 또는 이상)를 기억하는 감시상태 기억영역(18); 화상감시장치의 감시 모드(경비모드, 해제모드 등)를 기억하는 감시 모드 기억영역(19); 비교 대상 화상간의 차이를 나타내는 2진화 차분 화상을 기억하는 차분 화상 기억수단(20)(후술됨); 및 차분 화상의 이상 부분에 관한 히스토그램 데이터를 기억하는 히스토그램 기억영역(21)(후술됨)을 포함한다.
다시 도1을 참조하여, 화상감시장치를 설명한다.
경보출력수단(7)은 유선 또는 무선 수단을 통해 외부 콘트롤러(도시 안됨)에 접속되고, 이상 사건 발생시 외부 콘트롤러에 경보를 출력한다.
화상출력수단(5)은 모니터 등의 표시 스크린을 갖는다. 화상출력수단(5)은 유선 또는 무선 수단을 통해 화상감시장치의 외부에 제공되는 감시용 외부 기기의 콘트롤러, 즉 감시자가 주재하고 있는 방에 설치된 통신기기, 감시자가 항상 휴대하는 통신기기 등의 통신기기의 콘트롤러(도시 안됨)에 접속된다. 이상 사건이 발생하면, 검지 대상을 포함하는 감시영역의 변환 화상 데이터, 감시영역의 변환되지 않은 화상 데이터 등이 통신기기의 콘트롤러에 출력된다.
조작수단(4)은 화상출력수단(5)의 표시 스크린에 키 조작 입력을 가능케 하는 키 스위치를 갖는다. 예컨대, 키 스위치는 화상출력수단(5)의 모니터와 함께 제공되는 키보드이다. 이와 달리, 키 스위치는 콘트롤러와 함께 제공되는 모니터 스크린 위에 형성된 터치 패널이어도 좋다. 조작수단(4)은 감시자의 조작에 따라 발생되는 지시신호를 통신회선(도시 안됨)을 통해 제어수단(2)으로 출력한다.
다음, 본 발명의 화상감시장치를 사용하여 감시영역을 감시하는 감시 동작의 일반적인 순서를 설명한다.
도5는 본 발명의 화상감시장치를 사용하는 감시동작의 일반적인 순서를 나타내는 플로우챠트이다.
본 발명의 화상감시장치의 일반적인 처리 플로우를 도5를 참조하여 설명한다.
이 실시예의 화상감시장치의 처리 플로우는 일반적으로 감시영역 설정단계, 배경화상 설정단계, 감시단계 및 배경화상 갱신단계를 포함하는 4개의 처리단계로 구성된다.
제1 단계, 즉 감시영역 설정단계에서는, 감시자가 조작수단(4)을 조작함으로써 화상출력수단(4)의 표시 스크린에 표시되는 화상에 감시영역으로서 영역을 설정한다(단계 S01). 이 단계에서는, 감시영역으로서 복수의 영역을 설정함으로써 복수의 영역이 감시될 수 있다.
임의의 감시영역을 설정한 후, 배경화상 설정단계에서 배경화상에 대한 설정처리가 행해진다(단계 S02).
단계 S02의 배경화상 설정처리에서, 예컨대 감시영역을 감시하는 감시자는 촬상수단(1)에 의해 얻어진 화상 데이터가 프레임 수 N을 갖는 화상 데이터 세그먼트의 유닛(1개의 배경 화상 유닛)에 의해 기억수단(3)의 배경화상 기억영역(15) (도3)에 기억되도록 조작수단(4)을 조작한다. 그 후, 상기 처리가 감시단계로 이행될 때까지 배경화상유닛의 갱신이 계속된다.
배경화상 설정처리(단계 S02)가 종료된 후, 경비모드 판정단계(단계 S03)에서는, 화상감시장치의 경비모드가 ON인지 OFF인지를 판단한다. 경비모드가 ON이면, 상기 처리는 배경화상 설정단계로부터 감시단계로 이행된다. 경비모드가 OFF이면,상기 처리는 단계 S02의 배경화상 설정처리로 되돌아가고, 배경화상유닛의 갱신이 계속된다. 여기서 설명된 이 예에서, 프레임 수 N은 복수이다. 그러나, 기본적인 화상 비교 동작은 프레임 수 N이 1일 때에도 행해질 수 있다.
배경화상 설정단계로부터 감시단계로의 이행은 감시영역 설정단계로부터 배경화상 설정단계로의 이행에서 실행된 것과 마찬가지 방법으로 감시영역을 감시하는 감시자에 의한 조작수단(4)의 조작에 의해 실현된다. 조작수단(4)은 화상감시장치의 경비모드의 ON/OFF를 절환하는 입력 스위치를 갖는다. 이 입력 스위치는 감시자에 의해 조작된다. 경비모드를 ON으로 하는 감시에 의한 스위치 조작이 없으면, 감시단계로의 이행 지시는 발행되지 않고, 상기 처리는 배경화상유닛을 갱신하기 위한 배경화상 설정단계로 되돌아간다.
감시단계(단계 S04)에서는, 감시처리가 실행된다. 특히, 감시처리 중에, 1 프레임의 현재 화상 데이터와 배경화상유닛을 비교함으로써, 침입자의 침입 등의 이상 사건의 발생이 감시된다. 감시처리는 후술된다.
감시처리가 1회 종료된 후, 상기 처리는 제어수단(2)이 화상감시장치의 경비모드가 ON인지 또는 OFF인지를 판단하는 경비모드 판정단계로 이행된다(단계 S05). 경비모드가 OFF이면, 상기 처리는 제어수단(2)이 정지 신호가 화상감시장치의 동작을 정지시키기 위해 발행되는지 아닌지를 판단하는 정지처리 판정단계로 이행된다(단계 S08). 이 정지신호는 예컨대 감시영역을 감시하는 감시자에 의한 스위치 조작에 의해 제어수단(2)에 출력된다. 정지신호가 제어수단(2)에 출력되면, 화상감시장치로의 전원이 OFF됨으로써, 상기 처리는 종료된다. 정지신호가 제어수단(2)에 출력되지 않으면, 상기 처리는 감시영역을 변경시키기 위한 지시가 발행되는지 아닌지를 제어수단(2)이 판단하는 감시영역 변경지시 판정단계로 이행된다(단계 S09). 감시영역을 변경시키기 위한 이와 같은 지시는 예컨대 감시영역을 감시하는 감시자에 의한 스위치 조작에 의해 발행된다. 감시영역 변경지시가 발행되지 않으면, 상기 처리는 단계 S02의 배경화상 설정처리단계로 되돌아간다. 감시영역 변경지시가 발행되면, 상기 처리는 단계 S01의 감시영역 설정처리단계로 되돌아간다.
경비모드 판정단계(단계 S05)에서, 경비모드가 ON이면, 상기 처리는 제어수단(2)이 배경화상유닛의 갱신타이밍이 적절한지 아닌지를 판단하는 배경화상 갱신타이밍 판정단계로 이행된다(단계 S06). 제어수단(2)이 배경화상유닛을 갱신하기에 적절한 타이밍이 아니라고 판단하면, 상기 처리는 단계 S04의 감시단계로 되돌아간다. 제어수단(2)이 배경화상유닛을 갱신하기에 적절한 타이밍이라고 판단하면, 상기 처리는 단계 S07의 배경화상 갱신단계로 이행된다.
배경화상 갱신단계에서는, 배경화상 갱신처리가 실행된다(단계 S07). 배경화상 갱신처리단계에서는, 기억수단(3)의 배경화상 기억영역(15)에 기억되어 있고 프레임 수가 N인 배경화상 중, 제어수단(2)은 배경화상이 얻어진 시각을 나타내는 각 배경화상의 시각 정보를 참조하여, 가장 오래된 배경 화상을 선택한다. 선택된 배경화상은 새로운 배경화상으로 갱신된다. 상기 갱신처리가 종료된 후, 상기 처리는 단계 S04의 감시단계로 되돌아간다.
배경화상 갱신처리단계로부터 감시단계로의 이행은 예컨대 조작수단(4)의 조작에 의해 실현된다. 조작수단(4)의 조작에 의해 발생되는 지시신호는 제어수단(2)에 출력된다. 제어수단(2)은 지시신호의 지시에 따라 처리를 행한다.
다음, 상기 각 단계에 대해 설명한다.
도6은 단계 S01의 감시영역 설정처리의 일반적인 순서를 나타내는 플로우챠트이다.
단계 S01의 감시영역 설정처리에서, 화상 취득 단계에서는, 촬상수단(1)에 의해 촬상된 임의의 감시영역을 포함하는 화상의 화상 데이터(촬상된 데이터)가 제어수단(2)을 통해 기억수단(3)의 현재 화상 기억영역(16)에 기억된다(단계 S11). 이하, 이 처리를 간단히 "현재 화상이 촬상수단(1)으로부터 취득된다"라고 기재한다. 이 처리에서, 촬상된 데이터가 얻어진 시각을 나타내는 시각 정보는 상기 촬상된 데이터와 함께 기억수단(3)의 현재 화상 기억영역(16)에 기억된다.
상기 얻어진 현재 화상 데이터는 그 시각 정보와 함께 제어수단(2)으로부터 화상출력수단(5)을 통해, 외부 기기의 콘트롤러와 함께 제공되는 모니터(도시 안됨)에 출력된다.
그 후, 단계 S12에서, 모니터를 관찰하는 감시자는 감시영역 설정방법(후술됨)에 따라 모니터에 표시된 화상에 감시영역을 설정하고, 상기 설정된 감시영역 정보는 기억수단(3)의 파라미터 기억영역(14)에 기억된다.
단계 S12의 감시영역 설정처리가 종료된 후, 상기 처리는 다른 감시영역을 추가하거나 감시영역을 변경하기 위한 지시를 발행하기를 원하는지 아닌지를 감시자에게 요청하기 위한 메시지가 표시되는 단계 S13으로 이행된다. 감시자가 다른 감시영역을 추가하거나 또는 감시영역을 변경하기 위한 지시를 발행하기를 원하면,상기 감시자는 조작수단(4)을 통해 이러한 지시를 입력한다. 감시자에 의해 입력되는 지시는 제어수단(2)에 전송된다.
다른 감시영역을 추가하거나 또는 감시영역을 변경하기 위한 지시가 발행되면, 상기 처리는 감시영역 설정수단(8)에 의해 감시영역 설정처리가 계속되는 단계 S11의 현재 화상 취득 단계로 되돌아간다. 다른 감시영역을 추가하거나 또는 감시영역을 변경하기 위한 지시가 발행되지 않으면, 도6의 처리는 도5의 메인 플로우내의 단계 S2의 배경화상 설정처리로 이행된다.
이제, 상기 감시영역 설정방법의 구체예를 설명한다.
도7은 촬상수단(1)으로서 사용되는 전방위 카메라에 의해 얻어지는 원형 촬상 화상을 개략적으로 도시한다. 감시영역을 설정하는 제1 및 제2 방법을 도7을 참조하여 이하 설명한다.
제1 방법에 의하면, 원형 촬상 화상에 감시영역을 설정하는 처리에서, 감시영역의 중심 좌표(예컨대, A0(r0,θ0))는 조작수단(4)을 통한 키 조작 입력에 의해 지정된다. 이 방법에 있어서, 소정의 영역 범위가 감시영역으로서 지정된 좌표 주위에 설정된다. 도7에 도시된 예에서, 감시영역의 중심으로서 좌표 A0(r0,θ0)를 지정함으로써, (r0±△r0, θ0±△θ0)에 의해 나타낸 해칭된 영역이 감시영역으로서 지정된다.
여기서, 좌표 (r,θ)에 대해, "r"은 원형 화상의 중심 O로부터 좌표 (r,θ)까지의 거리를 나타내고, "θ"는 원형 화상의 중심 O에 대한 좌표 (r,θ)의 중심각을 나타낸다. 이 파라미터 r 및 θ를 이용함으로써, 원형 화상 위의 어떤 위치의좌표도 지정될 수 있다.
제2 방법에 의하면, 임의의 영역의 4개의 코너에 대응하는 좌표(예컨대, A1(r1,θ1), A2(r2,θ2), A3(r3,θ3) 및 A4(r4,θ4))는 조작수단(4)을 통한 키 조작 입력에 의해 지정된다. 이 경우, 4개의 점에 의해 정의되는 영역이 감시영역으로서 설정된다. 이 방법에서, 감시영역은 임의의 넓이의 영역을 갖도록 설정될 수 있다.
본 발명에 의하면, 1개의 감시영역뿐만 아니라 복수의 감시영역도 상기한 제1 방법 및/또는 제2 방법을 이용하여 설정될 수 있다.
도8은 촬상수단(1)으로서 사용되는 CCD 카메라에 의해 얻어진 촬상 화상을 개략적으로 도시한다. 감시영역을 설정하는 제3 방법을 도8을 참조하여 이하 설명한다.
제3 방법에 의하면, 모니터에 표시된 원형 촬상 화상에 있어서, 한 쌍의 감시영역이 원형 좌표계의 중심 O에 대해 대칭관계에 있도록 설정된다. 도8에 도시된 예에서, 원형 좌표계의 중심 O로부터 거리 r1을 지정하고, 원형 화상의 기준 위치로부터 2개의 중심각 θ1 및 θ2를 지정함으로써, 4개의 점 A1(r1,θ1), A2(r1,θ2), A3(r1,180°+θ1), A4(r1,180°+θ2)가 선택될 수 있다. 따라서, 점 A1(r1,θ1), B1(r2,θ5), B4(r2,θ8) 및 A4(r1,180°+θ2)에 의해 정의된 제1 감시영역, 및 점 A2(r1,θ2), B2(r2,θ6), B3(r2,θ7) 및 A3(r1,180°+θ1)에 의해 정의된 제2 감시영역도 마찬가지로 설정될 수 있다.
여기서, 4개의 점 A2, B2, B1 및 A1은 모두 일직선상에 있다. 또한, 4개의점 A3, B3, B4 및 A4도 다른 직선상에 있다.
도9는 촬상수단(1)에 의해 얻어진 원형 촬상 화상을 개략적으로 도시한다. 감시영역을 설정하는 제4 방법을 도9를 참조하여 이하 설명한다.
제4 방법에 의하면, 원형 촬상 화상에 있어서, 원형 화상의 중심 좌표 O로부터 2개의 상이한 거리 r1 및 r2를 지정함으로써, 반경 r1을 갖는 원 및 반경 r2를 갖는 원에 의해 정의되는 링 형상의 감시영역이 설정될 수 있다.
이제, 감시되는 영역이 방의 중앙 영역이고, 본 발명의 화상감시장치가 감시될 영역 상방에 설치되어 있는 경우를 고려한다. 이러한 경우, 제4 방법을 이용하여 링 형태의 감시영역을 설정하고 상기 설정된 감시영역을 관찰함으로써, 침입자가 감시영역으로 접근하거나 또는 침입하는 방향에 관계없이 감시영역으로의 모든 가능한 접근 및 침입이 검지될 수 있다. 또한, 제4 방법에 의하면, 단순히 2개의 상이한 거리를 지정함으로써 감시영역이 설정될 수 있다. 즉, 제4 방법은 감시영역이 매우 간단한 방법으로 설정될 수 있다는 점에서 유리하다.
제1 내지 제4 방법 중 어느 것에 있어서, 좌표(들)는 통신회선을 통해 제어수단(2)에 접속되어 있는 조작수단(4)을 통한 키 조작 입력에 의해 지정된다. 예컨대, 외부 기기의 콘트롤러와 함께 제공되는 모니터 스크린 위에, 커서 키가 바람직한 위치까지 슬라이드됨으로써, 감시영역을 정의하는 좌표가 지정될 수 있다. 이와 달리, 키 조작 입력 동작에 의해 좌표 파라미터를 입력함으로써 좌표가 지정될 수 있다. 이와 달리, 모니터 스크린 위에 형성된 터치 패널이 조작수단(4)으로서 사용되어도 좋다. 이러한 구성에 있어서, 모니터 스크린 위의 터치 패널을 직접 터치함으로써, 좌표가 지정될 수 있다.
촬상수단(1)에 의해 얻어진 현재 화상은 감시영역 설정처리 중에 조작수단(4)에 키 조작 입력 동작을 실행함으로써 파노라마 화상 또는 투시 화상으로 변환될 수 있다. 이 경우, 특히, 화상 변환에 대한 지시가 조작수단(4)을 통해 입력되고, 제어수단(2)에 전송된다. 제어수단(2)은 상기 지시를 식별하고, 화상처리수단(6)의 화상변환수단(12)에 화상변환 지시정보를 전송한다. 화상변환수단(12)은 화상변환 지시정보에 기초하여 현재 원형 화상을 파노라마 화상, 투시 변환 화상 등으로 변환한다.
예컨대, 감시자가 촬상된 원형 화상을 관찰하는데 익숙하지 않아 원형 화상내의 상대적 방향을 파악하기 어려우면, 예컨대 원형 화상은 우선 파노라마 화상으로 변환된다. 파노라마 화상에서, 감시자는 상대적인 방향을 보다 쉽게 파악할 수 있어, 바람직한 감시영역을 용이하게 설정할 수 있다. 이와 달리, 감시자가 감시 모니터 스크린을 반복적으로 활용하여, 이제 원형 화상을 관찰하는데 익숙해져 있다고 하면, 원형 화상내의 상대적 위치를 잘 파악할 수 있을 것이다. 이러한 경우, 감시자는 원형 화상내에 바람직한 감시영역을 용이하게 설정할 수 있어, 상기 화상 변환이 실행된 경우보다 감시영역 설정동작의 효율성이 높게 된다.
도10은 복수의 감시 영역들을 포함하는 파노라마 화상을 개략적으로 도시한다. 도10을 참조하여 복수의 감시 영역들을 설정하는 방법들을 이하에 설명한다.
이하, 감시 영역을 설정하는 소정의 위치를 선택하는 2가지의 예시적인 방법에 대해 설명한다.
제1 방법에 의하면, 감시 영역의 중심 좌표를 지정함으로써, 영역의 소정 면적을 감시 영역으로서 설정한다.
제2 방법에 의하면, 원형 화상을 변환함으로써 얻어진 파노라마 화상에서는, 파노라마화상의 기준점으로부터의 거리가, 감시 영역을 설정하도록, 원형 화상의 기준점으로부터의 각도에 기초하여 지정된다. 도10에서는, 감시 역역들은 각각 각도의 범위 (θ1,θ2)와 (θ3,θ4)에 의해 설정된다. 이 경우에는 또한, 원형 화상의 감시 영역을 설정하는 데 사용되는 것과 동일한 방식으로, 커서 키, 터치 패드 등의 조작수단(4)을 사용함으로써 원하는 위치를 지정할 수 있다.
상기 방법에서 감시 영역에 대한 위치 정보 세트는 기억수단(3)의 파라미터 기억영역(14)에 기억된다.
촬상수단(1)에 의해 촬상된 것과 같은 원형 화상을 파노라마 화상 또는 투시변환화상으로 변환하는 방법은, 예컨대, 일본 공개특허공보 제2000-152208호에 상세하게 기재되어 있다.
다음, 단계 S02에서 행해지는 배경 화상 설정 처리에 대해 도11의 플로우챠트를 참조하여 상세히 설명한다.
단계 S02의 배경화상 설정 처리에서는, 제1 단계에서, 현재 화상이 촬상수단(1)에 의해 취득된다(단계 S21). 상기 취득된 현재 화상은 기억수단(3)의 현재화상 기억영역(16)에 기억된다. 상기한 바와 같이, 촬상수단(1)에 의해 얻어진 현재 화상데이터는 현재 화상 데이터가 촬상수단(1)에 의해 취득된 시각을 나타내는 시각 정보와 함께 기억수단(3)의 현재화상 기억영역(16)에 기억된다.
다음, 처리는 단계 S22로 진행한다. 단계 S22에서, 제어수단(2)은 기억수단(3)의 배경화상 기억영역(15)에 기억된 배경화면(배경화상이 촬상수단(1)에 의해 촬상되는 시각을 나타내는 시각 정보를 갖는 각 배경화면)의 수가 소정수의 프레임(N 프레임) 이상인 지의 여부를 판단한다. 기억수단(3)의 배경화상 기억영역(15)에 기억된 배경화상의 수가 N 프레임보다 작으면, 단계 S21에서 촬상수단(1)에 의해 얻어진 현재화상 데이터는 기억수단(3)의 배경화상 기억영역(15)의 배경화상 데이터로서 기억된다(단계 S27). 그 후, 처리는는 단계 S21로 복귀한다. 이 때, 기억수단(3)의 배경화상 기억영역(15)에 기억된 배경화상의 수가 N 프레임에 달하면, 촬상수단(1)에 의해 얻어진 화상 데이터는 화상처리수단(6)의 배경화상 등록수단(9)에 의해 배경화상 기억영역(15)의 배경화상데이터로서 순차 기억된다.
이하, 배경화상의 복수의 프레임(N 프레임)을 1유닛으로서 처리함으로써, 단시간내에 발생할 수 있는 화상의 배경에 있어서의 변동에 의해 이상 사건이 발생하는 오검지를 방지할 수 있다. 예컨대, 촬상수단(1)의 시야에서 특정 주파수로 섬광하는 점멸광원이 있고, 상기 점멸광원이 OFF 기간인 촬상수단(1)에 의해 얻어진 화상이 배경 화상으로서 설정되는 경우를 고려해보자. 플래시광이 ON 기간인 촬상수단(1)에 의해 얻어진 화상이 현재 화상으로서 선택되면, 이상 사건으로 인식되어서는 안되는 점멸광원의 ON/OFF 기간 사이의 차가 비정상적인 사건으로서 제어수단(2)에 의해 오검지된다. 이러한 경우, 이상 신호가 제어수단(2)에 송신된다.
상기 언급된 환경하에서는, 배경 화상의 복수의 프레임(N 프레임)이 하나의 유닛으로서 처리되면, 점멸광원이 ON 기간인 촬상수단(1)에 의해 얻어진 화상은 배경화상들중 하나로서 등록된다. 배경화상들 사이의 차는 현재화상과의 비교를 위해 합계된다. 즉 배경화상에서의 중요하지 않은 변동들이 평균된다. 이에 의해, 비정상적인 사건의 발생이 배경에서의 중요하지 않은 변동에 의해 오검지되는 가능성을 감소시킬 수 있다. 또한, 날씨의 변화, 조명 조건들 변화 등의, 장시간에 걸쳐 발생될 수 있는 변화에 의한 오검지를 방지하기 위해, 배경화상유닛(N 프레임의 배경 화상을 포함)을 후술과 같이 소정 시간 간격마다 갱신한다. 감시장치의 기억수단의 기억 용량이 작거나, 이상 사건의 발생에 대한 오검지가 작은 경우에는, 하나의 배경화면유닛의 프레임수가 1이 될 수 있다는 것을 명심해야 한다.
배경화상 기억영역(15)에 기억된 배경화상의 수가 하나의 배경화상유닛을 구성하는 소정수의 프레임(N 프레임) 이상이면, 프로세스는 단계 S23으로 진행한다.
단계 S23에서, 화상처리수단(6)의 배경화상 등록수단(9)에 의한 지시에 따라, 현재화상데이터(1프레임의 화상데이터)와, 기억수단(3)의 배경화상 기억영역(15)에 미리 기억된 배경화상유닛에 포함된 각각의 배경화상데이터 사이의 차에 기초하여 화상비교수단(10)에 의해 화상의 차분 데이터를 계산한다. 그 후, 화상비교수단(10)에서, 2진화된 화상의 차분 데이터를 얻도록 기억수단(3)의 파라미터 기억영역(14)에 기억된 소정의 문턱치를 사용하여 상기 계산된 차분 화상 데이터를 2진화한다. 2진화된 화상의 차분 데이터는 기억수단(3)의 차분데이터 기억수단(20)에 일시적으로 기억된다.
2진화된 화상의 차분 데이터는, 계산 처리의 양을 감소시켜, 고속 처리 속도를 실현하기 위해, 촬상수단(1)에 의해 얻어진 화상의 전체 시야 범위에 대해서가 아니라, 미리 설정된 감시 영역에 대해서만 얻어진다. 또한, 2진화에서 사용된 문턱치는 조작수단(4)을 통한 키 엔트리에 의해 감시자에 의해 파라미터로서 설정되고, 기억수단(3)의 파라미터 기억영역(14)에 기억된다.
다음, 단계 S24에서, 기억수단(3)의 차분 화상 기억수단(20)에 일시적으로 기억된 2진화된 화상의 차분 데이터에 기초하여, 화상처리수단(6)의 판정수단(11)에 의해, X-Y 매트릭스의 각 행과 열에 있는 X-Y 매트릭스의 각 좌표위에 2진화된 화상의 차분 데이터의 화상데이터치를 가산함으로써, 2진화된 화상의 차분데이터상에 포맷된 X-Y 매트릭스의 각 X 및 Y 방향에 대한 히스토그램 데이터가 생성된다(이하, 이 처리를 "프로젝션 처리"라 함). 상기 생성된 히스토그램 데이터는 기억수단(3)의 히스토그램 기억영역(21)에 기억된다.
다음, 프로젝션 처리의 일반적인 절차에 대해 상세히 설명한다.
도14는 화소 배열이 5 ×5인 2진화된 화상의 차분 데이터에 기초하여 생성된 히스토그램 데이터를 개략적으로 나타낸다.
도14에서 설명된 예에서는, 2진화된 화상(23)의 5 ×5 차분 데이터에 있는 각 화상치(24)가 0 또는 1이다. 도14에 도시된 화소 (X,Y) 중에서, 각 좌표 (3,4), (1,3) 내지 (4,3) 및 (2,2) 내지 (2,3)의 화소치는 1인 반면, 다른 좌표의 각각에 대한 화소치는 0이다.
상기 예에서, X 방향의 히스토그램(26)은 좌측에서 우측으로 [1, 2, 3, 1,0]이고, Y 방향의 히스토그램(25)은 상측으로 [0, 2, 4, 1, 0]이다. 이에 의해, 프로젝션 처리가 행해진다.
단계 S24에서의 프로젝션 처리가 종료한 후, 처리는 도11의 단계 S25로 진행한다. 단계 S25에서는, 단계 S24에서의 프로젝션 처리에 의해 생성된 히스토그램 데이터 중에서, 각 히스토그램 데이터의 최대치들이 비교되고, 가장 작은 최대치를 갖는 히스토그램에 대응하는 배경화상이 선택된다.
그 후, 상기 선택된 배경 화상은 배경화상 등록수단(9)으로 전송되고, 배경화상 등록수단(9)은 가장 작은 최대치를 갖는 히스토그램 데이터에 대응하는 선택된 배경화상을 현재화상 데이터로 대체시키고, 상기 대체된 현재화상데이터를 배경화상데이터로서 등록한다(단계 S26).
상기 예에서는, 판정수단(11)에서, 현재화상데이터로 대체될 배경화상데이터를 선택하기 위해 추출된 각 히스토그램의 최대치들을 비교한다. 그러나, 본 발명에 의하면, 각 히스토그램 데이터의 화소치들의 총합을 비교하고, 최소 총합치를 갖는 배경화상데이터를 현재화상데이터로 대체할 수 있다.
배경화상 설정처리는 단계 S26의 처리 말단에서 종료하고, 처리 플로우는 도5에 도시된 메인 처리 플로우로 복귀한다.
다음, 단계 S04에서 행해진 감시처리는 도12에 도시된 플로우 챠트를 참조하여 상세하게 기재되어 있다.
단계 S04에서 행해진 감시처리에서는, 제1 단계에서, 현재화상(1프레임의 화상데이터)이 촬상수단(1)에 의해 취득된다(단계 S31).
그 후, 화상처리수단(6)의 화상비교수단(10)에서는, 차분 2진화 화상 데이터를 얻도록, 촬상수단(1)에 의해 취득된 현재화상이 각 감시영역에 대해, 배경화상유닛에 포함되고, 기억수단(3)의 배경화상 기억영역(15)에 미리 기억된 각 배경화상과 비교된다(단계 S32). 상기 차분 2진화 화상 데이터는 기억수단(3)의 차분 화상 기억수단(20)에 기억된다. 상기 처리에서는, 계산 처리량을 감소시켜 고속 처리속도를 실현하기 위해, 촬상수단(1)에 의해 촬상된 화상의 전체 시야 범위에 대해서가 아니라, 미리 설정된 감시 영역에 대해서만 2진화 계산이 행해진다.
그 후, 각 배경화상에 대해 얻어진 차분 2진화 화상 데이터에, 상기한 바와 같이 화상처리수단(6)의 판정수단(11)이 각 감시 영역에 대해 프로젝션 처리를 행한다(단계 S33).
그 후, 판정수단(11)에서는, 각 배경화상에 대한 히스토그램 데이터가 가산되고, 상기 가산된 결과가 기억수단(3)의 히스토그램 기억영역(21)에 기억된다(단계 S34).
그 후, 판정수단(11)에서는, 기억수단(3)의 히스토그램 기억영역(21)에 기억되어 있는 가산 결과의 최대치를 계산하고(단계 S35), 계산된 최대치가 문턱치보다 큰 지의 여부를 판단한다(단계 S36). 상기 처리에 사용되는 문턱치는 조작수단(4)을 통해 입력되고 기억수단(3)의 파라미터 기억영역(14)에 기억된다.
단계 S36에서 상기 최대치가 문턱(기준)치보다 크면, 이상 사건이 발생한 것으로 판단된다. 처리는 단계 S37로 진행한다. 단계 S37에서, 이상 신호 및 이상 신호가 발생한 관련 감시 영역에 대한 정보가 제어수단(2)으로 전송된다.제어수단(2)은 상기 관련 감시 영역에 대한 정보와 함께 경보 지시를 경보출력수단(7)에 출력한다. 경보출력수단(7)은 거기에 접속된 외부 장치에 상기 관련 감시 영역에 대한 정보와 함께 경보 또는 통보를 출력한다.
한편, 제어수단(2)으로부터 화상처리수단(6)의 화상변환수단(12)까지 화상변환지시가 송신된다. 상기 화상변환지시에 따라, 화상변환수단(12)은 상기 가산된 히스토그램 데이터의 최대치를 갖는 현재화상데이터의 부분이 X-Y 좌표계의 중심에 배치되도록, 투시변환 화상데이터를 생성한다. 생성된 투시변환 화상데이터는 기억수단(3)의 변환화상 기억영역(17)에 기억된다. 그 후, 단계 S38에서, 기억수단(3)의 변환화상 기억영역(17)에 기억된 투시변환 화상데이터는 제어수단(2)을 통해 화상출력수단(5)에 출력된다. 화상출력수단(5)은 예컨대, 감시자에 의해 조정되는 콘트롤러(도시 안함)에 투시변환 화상데이터를 송신한다. 상기 투시변환 화상데이터는 콘트롤러와 함께 제공된 모니터(도시 안함)에 표시된다. 그 후, 처리는 도5에 도시된 메인 처리 플로우로 복귀한다.
단계 S36에서 히스토그램의 가산데이터의 최대치가 문턱치보다 크지 않으면, 판정수단(11)은 검사대상이 없다, 즉 이상 사건이 발생하지 않았다, 즉 감시 영역이 모두 정상인 것으로 판단한다. 이러한 경우에는, 경보와 투시변환화상을 출력하는 처리가 행해지지 않고, 현재화상데이터가 기억수단(3)의 배경화상후보 기억영역(22)의 배경화상후보로서 기억된다. 그 후, 처리 플로우는 도5에 도시된 주 처리 플로우로 복귀한다.
다음, 도13에 도시된 플로우챠트를 참조하여 단계 S07에서 행해진 배경화상갱신 처리에 대해 상세히 설명한다.
도5에 나타낸 메인 처리 플로우의 단계 S06에서 제어수단(2)이 배경화상유닛을 갱신할 적절한 시각이라고 판단하면, 단계 S07의 배경화상 갱신 처리가 개시된다. 상기 갱신 타이밍은 배경화상이 취득된 시각 후에 일정 시간 주기가 경과한 시각에 발생한다. 본 발명에 의하면, 상기 일정 시간 주기는 배경화상의 변화 정도에 의해 영향을 받지만, 약 30분에서 1시간으로 설정된다. 예컨대, 본 발명의 화상감시장치가 상점에 설치되어 있는 경우를 가정한다. 폐점 후에 상점 내부를 감시하기 위해 화상감시장치가 사용되는 경우에는, 폐점 시간으로부터 다음 개점 시간까지의 시간 주기동안 배경화면이 갱신되지 않는다. 개점 후에, 배경화면은 소정의 시간 간격으로 갱신된다.
도5의 단계 S06에서 제어수단(2)이 배경화면을 갱신할 소정 시각이라고 판단하면, 단계 S07의 배경화상 갱신 처리가 개시된 후, 도13에 도시된 플로우에 따라 행해진다. 제1 단계에서는, 단계 S04에서 이상 사건이 발생되지 않았다고 판단하면 기억수단(3)의 배경화상후보 기억영역(22)에 기억되어 있는 배경화상후보가, 화상처리수단(6)의 배경화상 등록수단(9)으로 호출된다(단계 S41).
다음, 단계 S42에서, 기억수단(3)의 배경화상 기억영역(15)에 기억된 각 화상 데이터에 부가된 시각 정보에 기초하여, 배경화상 등록수단(9)에서 소정의 시간 주기 이상 경과한 오래된 배경화상 데이터가 있는 지가 판단된다.
소정 시간 주기 이상 경과된 오래된 배경화상데이터가 있으면(단계 S42에서 "Y"), 처리는 단계 S47로 진행한다.
단계 S47에서, 소정의 시간 주기 이상 경과한 오래된 배경화상 데이터는 삭제되고, 단계 S41에서 판독된 배경화상후보가 새로운 배경화상 데이터로서 설정된다. 소정의 시간 주기 이상 경과한 오래된 복수의 배경화상 데이터가 발견되면, 그들중 가장 오래된 것을 선택하여 배경화상후보와 대체한다.
배경화상이 이러한 기준을 만족시키지 않으면(단계 S42에서 "N"), 처리는 단계 S43으로 진행한다.
단계 S43에서, 화상처리수단(6)의 화상비교수단(10)이 배경화상후보와 각각의 배경화상데이터 사이의 차에 기초하여 차분 2진화 화상데이터를 생성한다. 상기 생성된 차분 2진화 화상 데이터는 기억수단(3)의 차분 화상기억수단(20)에 기억된다.
단계 S44에서 프로젝션 처리가 종료된 후, 처리는 단계 S45로 진행한다. 단계 S45에서는, 단계 S44에서 프로젝션 처리에 의해 생성된 히스토그램 데이터 중에서, 각 히스토그램 데이터의 최대치들이 비교된다.
그 후, 가장 작은 최대치를 갖는 히스토그램 데이터에 대응하는 배경화상이 선택되고, 이 선택된 배경화상이 배경화상후보로 대체된다(단계 S46).
배경화상데이터 갱신 처리의 모든 처리가 종료한 후, 도5에 나타낸 단계 S04에서 감시처리단계로 처리 플로우가 진행한다.
상기한 동작들에 의해, 하나의 화상감시장치에 의해, 화상감시장치의 전방위 카메라에 의해 얻어진 전방위 시야 화상에 있는 원하는 영역을 감시 영역으로서 설정할 수 있다. 감자대상이 감시영역에 검지되는 경우에는, 투시변환화상 등이 스무스하게 얻어지도록 화상변환이 행해질 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 비교를 위한 복수의 배경화상이 현재 화상에 제공된다. 이에 의해, 화상의 배경의 변화에 의해 발생되는 바람직하지 않은 영향이 감소하고, 이에 따라, 검지대상의 식별 정확도가 증가한다.
본 발명의 화상감시장치는 볼록 회전체 미러를 갖고, 360°(전방위) 시야 영역으로부터의 화상을 얻을 수 있는 촬상수단을 포함한다. 이러한 구조를 갖는 하나의 촬상수단에 의해, 각각이 상기 촬상수단으로부터 보이는 임의의 방향에 존재하고, 경계선의 임의의 형상에 의해 정의되는 복수의 영역들은 감시 영역들로서 설정될 수 있다. 따라서, 임의의 원하는 방향으로부터의 화상을 얻기 위해 복수의 감시장치를 제공하거나, 또는 촬상수단을 이동시키는 구동 메카니즘을 제공할 필요가 없다. 이러한 부가적인 구성 없이, 본 발명의 감시장치는 광범위한 감시 영역(들)을 모니터할 수 있다.
또한, 검지대상이 검지되는 경우에는, 화상처리수단이 검지대상을 포함하는 투시변환화상을 발생시키도록 화상변환을 행한다. 이러한 투시화상에 의해, 상기 물체는 용이하고 순조롭게 검사될 수 있다. 또한, 복수의 배경화상과 현재 화상 사이의 비교에 기초하여 이상 사건의 검지가 행해지기 때문에, 화상의 배경의 변화에 의해 발생되는 바람직하지 않은 영향이 감소하고, 이에 의해 검지대상의 식별 정확도가 증가한다.
본 발명의 기술적 사상의 범주를 벗어나지 않으면서 당해 분야의 기술자에게다양한 다른 변형은 명백하고 용이하게 만들어 질 수 있다. 따라서, 청구범위는 상기에 나타난 것과 같은 상세한 설명에 의해서 제한되지 않고 보다 넓게 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 볼록 회전체 미러를 포함하고, 전방위 영역의 화상을 촬상하여 전방위 영역의 화상데이터를 생성하는 촬상수단;
    촬상수단으로부터 얻어진 전방위 영역의 화상데이터에 감시 영역을 설정하는 감시영역 설정수단;
    상기 감시 영역의 정상 상태를 나타내는 기준으로서 사용되는, 미리 촬상수단에 의해 촬상된 배경화상데이터와, 소정 시간 간격으로 촬상수단에 의해 촬상된 현재화상 데이터 사이의 비교/판정으로부터 얻어진 판정 정보에 따라 화상처리를 행하는 화상처리수단; 및
    상기 판정 정보에 의해 감시정보를 출력하는 감시정보 출력수단을 포함하는 화상감시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감시정보 출력수단은 화상출력수단인, 화상감시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화상처리수단은:
    배경화상데이터와 현재화상데이터를 비교하는 화상비교수단;
    화상비교수단의 비교결과에 기초하여 검지대상의 유무를 판정하는 판정수단; 및
    판정수단의 판정결과에 기초하여 소정의 화상변환처리를 행하는 화상변환수단을 포함하는, 화상감시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 감시영역 설정수단은 복수의 감시 영역들을 설정하는, 화상감시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화상처리수단은, 상기 촬상수단에 의해 촬상된 전방위 영역의 화상데이터를 파노라마 화상데이터 또는 투시변환 화상데이터로 변환하는, 화상감시영역.
  6. 제1항에 있어서, 상기 화상처리수단이 상기 현재화상데이터와 배경화상데이터가 상이하다고 판정하면, 경보 정보를 출력하는 경보정보 출력수단을 더 포함하는 화상감시장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 화상비교수단은 상기 배경화상데이터와 상기 현재화상데이터 사이의 차에 기초하여 비교결과 화상데이터를 발생하며,
    상기 판정수단은 각 감시영역에 대한 비교결과에 기초하여 프로젝션 처리를 행하는, 화상감시장치.
  8. 제1항에 있어서, 배경화상데이터가 얻어진 시각을 나타내는 시각정보가, 배경화상데이터에 부가되는, 화상감시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    촬상수단에 의해 촬상된 화상데이터는 원형 화상데이터이며;
    상기 감시영역은 상기 원형 화상데이터의 중심이 좌표계의 원점인 극좌표계에 기초하여 설정되는, 화상감시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    촬상수단에 의해 촬상된 화상데이터는 원형 화상데이터이며;
    원형 화상데이터의 중심으로부터의 2개의 거리들을 지정함으로써 링 형상 영역이 감시 영역으로서 설정되는, 화상감시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    촬상수단에 의해 촬상된 화상데이터는 원형 화상데이터이며;
    1쌍의 대칭영역들은, 원형 화상데이터의 중심으로부터의 2개의 거리와 2개의 중심각들을 지정함으로써 감시 영역들로서 설정되는, 화상감시영역.
  12. 볼록 회전체 미러를 포함하고, 전방위 영역의 화상을 얻는 촬상수단을 사용하는 화상감시방법에 있어서,
    촬상수단에 의해 촬상된 전방위 화상데이터에서 원하는 감시 영역을 설정하는 감시영역 설정단계;
    촬상수단에 의해 촬상된 복수의 화상데이터를, 상기 감시영역의 정상 상태를 나타내는 기준으로 사용되는 배경화상데이터로서 설정하는 배경화상 설정단계; 및
    상기 복수의 배경화상데이터와 소정 시간 간격으로 촬상수단에 의해 촬상된 현재 화상데이터 사이의 비교결과에 기초하여 감시영역의 이상 사건의 유무를 감시하는 감시단계를 포함하는 화상감시방법.
  13. 제12항에 있어서, 소정 경과 시간에 기초하여 배경화상데이터의 설정후 소정시간이 경과하면 배경화상데이터를 갱신하는 배경화상 갱신 단계를 더 포함하는, 화상감시방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 감시단계는:
    소정 시간 간격에서 촬상된 현재화상데이터를 취득하고, 현재화상데이터와 배경화상데이터 사이의 각 감시영역에 대해 행해진 비교에 기초하여 차분 2진화 화상 데이터를 생성하는 차분 2진화 화상생성단계;
    각 감시영역에 대해 차분 2진화 화상데이터에 프로젝션 처리를 행하는 프로젝션 단계;
    프로젝션 처리에 의해 얻어진 데이터를 가산하여 상기 가산 결과의 최대치를 산출하는 최대치 산출단계;
    상기 산출된 최대치가 소정 문턱치보다 큰 지의 여부를 판정하는 판정단계;및
    상기 산출된 최대치가 소정 문턱치보다 크다고 판정되면 적어도 경보 또는 소정 영역에 있는 현재화상데이터로부터 생성된 변환화상데이터를 출력하는 경보단계를 포함하는, 화상감시방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 판정 단계에서 상기 산출된 최대치가 소정 문턱치보다 큰 것으로 판정되면, 기억수단의 배경화상후보로서 현재화상데이터를 보존하는 보존단계를 더 포함하는, 화상감시방법.
  16. 제12항에 기재된 화상감시방법을 실행하기 위한 화상감시처리 프로그램.
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