JPH09305882A

JPH09305882A - 監視装置

Info

Publication number: JPH09305882A
Application number: JP12547096A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Nemoto; 雅彦根本; Yukio Yamauchi; 幸雄山内
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像装置の映像信号から簡単に火災や物体移
動等の異常を検出でき、コスト的にも安価な監視装置を
提供する。【解決手段】撮像装置１で撮像した監視領域の映像信
号から異常を検出するため、積分部２で撮像装置１から
出力された映像信号を所定周期毎に積分し、異常判定部
７で積分された前回と今回の積分値を比較し、両者の差
から異常を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラ等で
撮像された映像信号に基づいて火災の発生または物体の
移動を検出する監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像情報を用いた監視装
置としては例えば図２２に示すものがある。図２２にお
いて、ビデオカメラ５０は監視区域に設置されており、
ビデオカメラ５０の撮像信号は監視センタ４０に設けた
画像処理用のコンピュータ４１に供給されている。コン
ピュータ４１は、映像メモリ４２，４３を備え、ビデオ
カメラ５０で撮像された画像を１画面単位に交互に記憶
する。即ち、アナログ映像信号をサンプリングした後に
ＡＤ変換し、例えばＲＧＢデータに変換して１画面辺り
縦５１２画素×横５１２画素の画素情報として記憶す
る。

【０００３】このため、映像メモリ４２，４３には、画
面単位に現時点の映像と所定時間前の映像が交互に記憶
されている。そこで、コンピュータ４１は、例えば映像
メモリ４２に記憶された現時点の映像とメモリ４３に記
憶された所定時間前の映像を比較し、火災の発生や物体
の移動により、対応する領域の画素の内容に変化がある
ことを認識し、火災や物体移動を判別している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の監視装置にあっては、１画面分の映像信号を
記憶しておくために比較的高価なフレームメモリが必要
となる。１画面当りの画素数が縦５１２画素×横５１２
画素の約２６万画素の場合、１回の画像処理で２６万回
の画素の比較処理を必要とし、処理に時間がかかり、監
視の時間間隔が長くなってしまうという問題があった。

【０００５】この比較処理を高速化するため、画素を間
引きして数点置きに画素の比較処理を行うなどの手法に
より画素の比較回数を減らしているが、比較する画素の
間隔が大きくなると、その間の画素による異常検出がで
きなくなる問題があった。更に、ビデオカメラによる火
災や物体移動の監視は、比較的規模の大きな施設で行わ
れており、このため複数台のビデオカメラを設置して集
中監視しなければならない。しかし、ビデオカメラの台
数が増加した場合には、これに伴ってコンピュータ４１
の処理負担も増加し、集中監視に必要な画像処理を実現
するためには、高速で高性能のコンピュータを必要と
し、システムコストの大幅な高騰が予想され、複数のビ
デオカメラを用いた火災や物体移動の集中監視は、実用
化できる域に達していない。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、ビデオカメラ等の撮像装置を使用し
て、その映像信号から簡単に火災や物体移動等の異常を
検出できコスト的にも安価な監視装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【問題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は次のように構成する。本発明は、ビデオカメラ
等の撮像装置で撮像した監視領域の映像信号から異常を
検出する監視装置であり、撮像装置から出力された映像
信号を所定周期毎に、例えば１画面単位に積分する積分
部と、積分部により積分された前回と今回の積分値を比
較し、両者の差から異常を検出する異常判定部とを備え
たことを特徴とする。

【０００８】即ち、本発明の監視装置は、基本的にビデ
オカメラから出力される１画面分のアナログの映像信号
をそのまま積分して画面全体の輝度に比例した積分値を
取り出し、この積分値を所定時間前の画面全体の輝度を
示す前回の積分値とし比較することで、両者の差から画
面内の火災の発生や物体の移動などの異常を検出する。

【０００９】このため映像処理は、ビデオカメラからの
映像信号を例えば１画面単位に積分リセットする積分回
路に入力してアナログ的に積分するだけでよく、回路そ
のものも極めて簡単であり、ビデオカメラ内蔵等が容易
にでき、映像信号をＡＤ変換により画素データに変換し
てメモリに格納したのちに処理する必要もないことか
ら、コスト的にも安価で直ちに実用化可能である。

【００１０】更に、画面内の所定の領域の映像信号を切
り出して前記積分部に供給する信号切出し部を設ける。
これは炎や物体移動で輝度の変化する画面内の領域が限
られていることから、画面全体の映像信号の積分では輝
度の変化が十分に得られないことから、監視する画面内
の領域を限定して信号を切出すことで、積分値の火災や
物体移動による変化を大きくできるようにする。

【００１１】また信号切出し部は、画面内を複数の切出
し領域に分割し、切出し領域を所定の時間毎に移動させ
て画面全体を監視する。これによって画面内の積分に使
用する映像信号の領域を切出しにより限定していても、
切出し領域を移動させることによって、画面全体の監視
ができる。この積分に使用する映像信号の切出し領域を
画面全体で移動させている場合、もし特定の領域につき
異常判別部で異常を判定した場合、切出し領域の移動を
止め、異常と判定した領域を集中して監視する。この場
合、異常と判定した領域を更に細分化した小さな切出し
領域に分割し、同様に所定時間毎に切出し移動させて監
視する。これによって、マクロ的な切出し領域の移動に
よる監視から、ミクロ的な切出し領域の監視に移行で
き、火災や物体移動の検出精度を向上できる。

【００１２】一方、火災時の炎の輝度には、１５Ｈｚ以
下となる炎固有の輝度のゆらぎがあることが知られてい
る。そこで、積分部により積分された積分値の時間的な
変化から、炎固有のゆらぎを判定するゆらぎ判定部を設
ける。ゆらぎ判定部は、異常判定部による異常判定時
に、異常の種類を判別するために使用する。また別の形
態として、異常判定部を設けず、積分部とゆらぎ判定部
のみで構成し、火災監視専用の監視装置としてもよい。

【００１３】物体移動の監視については、画面内を複数
の切出し領域に分割して市松模様等のように監視切出し
領域と非監視切出し領域を離散的に配置し、監視切出し
領域の映像信号を切出して積分部に供給する信号切出し
部と、積分部により積分された積分値の時間的な変化か
ら監視領域を通過する移動体の速度を判定する速度判定
部とを設ける。

【００１４】また別の物体移動を監視するための装置形
態としては、画面内を複数の切出し領域に分割して切出
し領域を所定の時間毎に移動させながら映像信号を切出
して積分部に供給する第１信号切出し部と、異常判定部
で前記切出し領域の異常が判定された際に、切出し領域
の移動を止めて異常と判定した領域を更に細分化した小
さな切出し領域に分割して市松模様等のように監視切出
し領域と非監視切出し領域を離散的に配置し、監視切出
し領域の映像信号を切出して前記積分部に供給する第２
信号切出し部と、第２信号切出し部の映像信号について
積分部により積分された積分値の時間的な輝度変化から
監視領域を通過する移動体の速度を判定する速度判定部
とを設ける。

【００１５】この物体移動の監視についても、異常判定
部を設けず、積分部と速度判定部のみで構成し、物体移
動を監視する専用の監視装置としてもよい。また複数の
テレビカメラ等の撮像装置を設置した監視装置の場合、
少なくとも積分部と異常判定部を設けた撮像装置を複数
設置し、複数の撮像装置のいずれかに設けた異常判定部
から異常判定信号が送出された際に、異常判定信号を送
出した撮像装置からの映像信号に切替えて監視現場の画
像を表示させることを特徴とする。

【００１６】これによって、映像信号を積分して異常を
判定する機能を備えたビデオカメラが安価に提供される
こととなり、ビデオカメラからの異常判定信号を、監視
センタに設けたビデオカメラ切換装置の切換制御信号に
使用することで、センタのモニタ画面には、異常判定信
号を送出したビデオカメラに自動的に切替わって異常と
判定された映像が写し出され、監視区域に別途異常セン
サを設置したり、センタ側に高価で複雑な画像処理用コ
ンピュータシステムを設置することなく、複数のビデオ
カメラを用いた集中監視装置が、通常のビデオカメラの
みの監視装置と同等のコストで容易に実現できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態のブ
ロック図である。図１において、１は撮像装置としての
ビデオカメラであり、ビデオカメラ１は監視領域に設置
され、監視領域を撮像して映像信号Ｅ１を積分部２に出
力する。積分部２はビデオカメラ１から出力された映像
信号Ｅ１を所定周期毎に、この実施形態では一画面毎に
積分して積分信号Ｅ２をサンプリング部３に出力する。

【００１８】サンプリング部３は積分部２で積分した積
分信号Ｅ２を一画面ごとにサンプリングして第一輝度記
憶部４および第二輝度記憶部５にそれぞれ出力する。第
一輝度記憶部４はサンプリング部３でサンプリングした
現在の画面全体の輝度に比例した積分値を記憶し、差分
演算部６に出力する。第二輝度記憶部５はサンプリング
部３でサンプリングした所定時間前の過去の画面全体の
輝度に比例した積分値を記憶し、差分演算部６に出力す
る。

【００１９】差分演算部６は第二輝度記憶部５に記憶さ
れた所定時間前の積分値と第一輝度記憶部４に記憶され
た現在の積分値の差分を演算して異常判定部７に出力す
る。異常判定部７は画面全体の輝度を示す所定時間前と
現在の積分値の差分が所定値を超えるときは、火災の発
生や物体の移動が生じたと判定して、報知部８に異常を
出力する。報知部８は異常判定部７からの異常の通知に
より音声やランプの点滅などにより異常の発生を報知す
る。

【００２０】図２は図１の映像信号Ｅ１による画面の説
明図である。図２において、ビデオカメラ１から出力さ
れる画像信号Ｅ１は、２次元の画像情報を走査線３１に
分解して送信する信号であり、その電圧値は画面３０の
ある場所の明るさ（輝度）を示している。ＮＴＣＴ方式
では水平走査線３１が５２５本で一つの画面３０を送
る。またＮＴＳＣ方式では画面３０のちらつきの低減を
図るため、飛越し走査を行っている。飛越し走査は２回
の垂直走査によってはじめて画面全体の走査を完了す
る。この２回の垂直走査は、奇数フィールドと偶数フィ
ールドを交互に走査してそれぞれ秒間に３０画面の合計
６０画面を走査する。

【００２１】図３は図１の積分部２の回路ブロック図で
ある。図３において、ビデオカメラ１からの映像信号Ｅ
１はオペアンプＯＰ１は入力して増幅される。オペアン
プＯＰ１の出力側には抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１からな
るＲＣ積分回路が接続され、ＲＣ積分回路はオペアンプ
ＯＰ１で増幅された映像信号Ｅ１を積分する。ＲＣ積分
回路に続いてアナログスイッチＡＳ２が接続される。ア
ナログスイッチＡＳ２は垂直同期リセット信号Ｅ３によ
り開閉され、１画面単位に積分信号を取出すためにコン
デンサＣ１を放電リセットする。アナログスイッチＡＳ
２に続いてオペアンプＯＰ２が接続され、ＲＣ積分回路
で積分された画像信号はオペアンプＯＰ２でさらに増幅
され、積分信号Ｅ２としてサンプリング部３に出力され
る。

【００２２】図４は図１の積分部２による映像信号Ｅ１
の積分動作のタイミングチャートである。図４（ａ）は
ビデオカメラ１から出力される映像信号Ｅ１を示し、Ｅ
１ａは映像信号Ｅ１のうちの走査線一本分の映像信号を
示す。この映像信号が走査線５２５本分で一画面を構成
する。水平帰線期間となる各映像信号の間には水平同期
水平同期信号が設けられる。水平走査周期Ｔｈは、水平
同期信号の周波数１５．７３４２６ＫＨｚ（約１５．７
５ＫＨｚ）で決まる。１画面分の水平走査が終了した後
の垂直帰線期間には、垂直同期信号が設けられる。垂直
走査同期Ｔｖは垂直同期信号の周波数５９．９４Ｈｚ
（約６０Ｈｚ）で決まる。

【００２３】映像信号Ｅ１をオペアンプＯＰ１で増幅し
て、ＲＣ積分回路で積分し、さらに、オペアンプＯＰ２
で増幅すると、図４（ｂ）のような右上りに増加する積
分信号Ｅ２が得られる。図４（ｃ）は垂直同期リセット
信号Ｅ３を示し、１画面分の水平走査が完了して積分信
号のサンプリングが終了した直後のタイミングでアナロ
グスイッチＡＳ２をオンしてコンデンサＣ１を放電リセ
ットし、一画面単位で積分した信号を得る。

【００２４】図５は図１の動作を説明する説明図であ
る。ビデオカメラ１で撮像した映像信号Ｅ１は、積分部
２で一画面単位で積分され、積分信号Ｅ２はサンプリン
グ部３でサンプリングされ、第一輝度記憶部４に現在の
画面３０の輝度を示す積分値として記憶され、第二輝度
記憶部４には所定時間前の画面３０の輝度を示す積分値
として記憶される。

【００２５】図５（ａ）の画面９ａが画面が所定時間経
過しても画面１０ａのように変化がなければ、画面の輝
度を示す積分値１１ａには変化はない。したがって、差
分演算部６で演算した差分はゼロであるため、異常判定
部７は異常を判定しない。図５（ｂ）に示すように、画
面９ｂには変化がなく、所定時間後に画面１０ｂのよう
に火災の炎が発生すると、輝度を示す積分値１１ｂはそ
のとき増加する。また、火災時には、白い煙が出ると輝
度が増加する。このとき差分演算部６で演算した差分が
所定値を超えると、異常判定部７は、火災の発生を判定
し、報知部８は火災の発生を報知する。

【００２６】また、図５（ｃ）に示すように、画面９ｃ
には変化がなく、所定時間後の画面１０ｃで暗い色の服
を着た侵入者が現われると、輝度を示す積分値１１ｃは
小さくなる。尚、輝度が小さくなる他の例として火災時
に黒い煙が生じる場合などがある。差分演算部６で演算
した差分が所定値を超えると、異常判定部７は侵入者の
移動を判別し、報知部８は侵入者がいることを報知す
る。

【００２７】このように、本実施形態においては、ビデ
オカメラ１からの映像信号Ｅ１をＲＣ積分回路に入力し
て画面単位にアナログ的に積分するだけで、火災の発生
や物体の移動などの異常を検出することができ、回路そ
のものも極めて簡単であり、ビデオカメラ１に内蔵が容
易にでき、映像信号をＡＤ変換して画像データとしてメ
モリに格納した後にデータを処理する必要もなく、コス
トが安価で実用化可能である。

【００２８】次に、図６は本発明の第２実施形態のブロ
ック図である。第２実施形態は、監視する画面内の領域
を限定して映像信号を切り出すことにより、火災の発生
や物体の移動による積分後の変化を大きくするようにし
たことを特徴とする。図６において、信号切出し部１３
は画面３０内の所定の切出し領域の映像信号を切り出し
て積分部２に出力する。タイミングパルス発生部１２は
映像信号Ｅ１に含まれている同期信号に基づいて切出し
領域を設定するためのタイミングパルスを発生して信号
切出し部１３に出力する。

【００２９】このように、信号切出し部１３とタイミン
グパルス発生部１２を設けたのは、炎や物体の移動で輝
度が変化する画面３０内の領域が限られているため、画
面全体の映像信号の積分では輝度の変化が十分得られな
いので、監視する画面３０内の領域を所定の切出し領域
に限定して信号を切り出すことで積分値の変化を大きく
するようにした。その他の構成は、図１と同様になって
いる。

【００３０】図７は図６による画面３０の切出し領域の
説明図である。図７において、３２は画面３０内におい
て輝度を取り出したい切出し領域であり、切出し領域３
２に含まれる映像信号は、タイミングパルス発生部１２
で発生させたタイミングパルスにより信号切出し部１３
により切り出される。切出し領域３２は垂直走査期間の
途中のある垂直スタート位置３３から垂直エンド位置３
４までと、水平走査期間の途中の水平スタート位置３５
から水平エンド位置３６まで長方形状に領域に含まれる
映像信号を切り出す。この切出し領域３２は画面３０内
の輝度を取り出したい任意の領域を必要に応じて設定す
ることができる。

【００３１】図８は図６の信号切出し部１３と積分部２
の回路図である。図８に示すように、第２実施形態にお
いては、図３の積分部２の入力段に信号切出し部１３と
してアナログスイッチＡＳ１を追加している。アナログ
スイッチＡＳ１はオペアンプＯＰ１の前段に設けられ、
タイミングパルス発生部１２からのタイミングパルスで
ある水平同期ゲート信号Ｅ４によって開閉され、切出し
領域３２の映像信号Ｅ１を切り出す。

【００３２】アナログスイッチＡＳ１により切り出され
た信号は、オペアンプＯＰ１で増幅された後に抵抗Ｒ１
とコンデンサＣ１よりなるＣＲ積分回路で積分され、垂
直同期リセット信号Ｅ３が入力するアナログスイッチＡ
Ｓ２により一画面単位で取り出すための放電リセットを
受け、さらにオペアンプＯＰ２で増幅された後に、積分
信号Ｅ２として出力される。

【００３３】図９は図６の切出しに使用するタイミング
パルス発生部１２による水平同期ゲート信号の生成を示
すタイミングチャートである。図９（ａ）は垂直同期信
号を示し、垂直同期信号は１フィールドの水平走査が終
って次のフィールド走査に移る垂直帰線期間に得られ、
垂直同期周期Ｔｖをもつ。図９（ｂ）は垂直同期ゲート
信号を示し、垂直同期ゲート信号は垂直同期信号の垂直
抽出区間ＨＧ中オンになる信号であり、垂直スタート位
置３３でオンし、垂直エンド位置３４でオフになる。図
９（ｃ）は水平同期信号を示し、水平同期周期Ｔｈをも
つ。図９（ｄ）は水平同期ゲート信号を示し、垂直同期
ゲート信号の垂直抽出期間ＨＧにおいて、水平同期信号
と水平同期信号の間にそれぞれ生成される。

【００３４】図１０は図９の水平同期ゲート信号による
図７の切出し領域３２に相当する映像信号の切出しのタ
イミングチャートである。図１０（ａ）は映像信号Ｅ１
を示し、一水平走査期間の映像信号をＥ１ａとしいる。
図１０（ｂ）は図９で生成された水平同期ゲート信号Ｅ
４を示し、水平同期ゲート信号Ｅ４は水平走査毎に生成
される。タイミングパルス発生部１２から水平同期ゲー
ト信号Ｅ４を発生させて、アナログスイッチＡＳ１に供
給すると、映像信号Ｅ１はアナログスイッチＡＳ１のオ
ン期間に亘り切り出されて図１０（ｃ）に示す切出し信
号になる。切出し信号はＣＲ積分回路で積分され、図１
０（ｄ）に示すような積分信号になる。この積分信号
は、切出し領域３２における画面３０の輝度を示す。

【００３５】第１実施形態のように、画面全体の明るさ
を見ている場合、元の明るさを１００としたとき、面積
の小さい明るさの変化が起きて、明るさが１だけ増加し
ても、「１００」から「１０１」に変化しただけであ
り、異常の判断がしにくい。輝度を取り出す領域を切出
し領域３２に限定すると、元の明るさを「１０」とすれ
ば、「１」の変化が起きれば、全体が「１０」に対して
「１１」に変化することになり、異常の判断がしやすく
なる。したがって、本実施形態においては、積分値で示
される火災や物体の移動による変化を大きくすることが
でき、異常の判断が容易になる。

【００３６】図１１は本発明の第３実施形態のブロック
図である。本実施形態は、画面内の映像信号の切出し領
域を限定した場合、切出し領域を移動させることで画面
全体を監視することを特徴とする。図１１において、１
５は時間計側部であり、時間計側部１５は時間を計測し
て時間を領域指定部１４に知らせる。領域指定部１４は
時間計測部１５から知らされた所定の時間毎に輝度を取
り出す切出し領域を移動させるように、タイミングパル
ス発生部１２を制御する。また、領域指定部１４は第二
輝度記憶部５に対して、現在の切り出し領域つき、同じ
切出し領域の過去のある時間に計測した積分値を差分演
算部６に出力するように制御する。

【００３７】したがって、信号切出し部１３は、画面を
複数の切出し領域に分割し、分割した切出し領域を所定
の時間毎に移動して画面全体を監視するための映像信号
の切り出しを行う。図６の実施形態においては、切出し
領域は固定して設けられるため、画面内に監視していな
い領域があり、画面全体を監視することができないが、
本実施形態においては、切出し領域を画面内で移動する
ため、監視できない領域をなくして、画面全体を監視す
る。なお、その他の構成は、図６と同様になっている。

【００３８】図１２は図１１による切出し領域と切出し
領域の移動順番の説明図である。図１２（ｂ）の画面１
７ａ，１７ｂ，１７ｃに示すように、画面を１５分割
し、切出し領域を１番，２番，３番・・・１５番の順に
計測した後に再び切出し領域の１番に戻るように監視を
続ける。画面１７ａでは、画面の左から右に切出し領域
を移動させる。すなわち、図１２（ａ）の画面１６ａ、
画面１６ｂ、画面１６ｃのように、切出し領域が１番、
２番，３番・・・と右から左に移動する。

【００３９】画面１７ａでは、左から右に移動する物体
を検出する際にもっともその物体の移動を検出しやす
い。また、画面１７ｂでは切出し領域を１つ飛ばして左
から右に計測しており、一画面の上から下まで迅速に計
測することができる。また、画面１７ｃでは下から上に
切出し領域が移動しており、炎のように下から上へ輝度
変化が移動する場合にもっとも検出しやすい。

【００４０】本実施形態においては、画面内を複数の切
出し領域に分割し、分割した切出し領域を所定の時間毎
に利動させるため、画面全体を監視することができ、異
常の見落としがなくなる。図１３は本発明の第３実施形
態のブロック図である。本実施形態は、映像信号の切出
し領域を画面全体で移動しているとき、特定の切出し領
域で異常を判定した場合にはその切出し領域に集中して
監視し、その切出し領域を元に細分化した小さな切出し
領域に分割して所定時間毎に移動して監視することを特
徴とする。

【００４１】図１３において、異常判定部７は異常を判
定した場合には、領域指定部１４に対して切出し領域の
移動を停止させるように領域指定部１４を制御する。領
域指定部１４は、異常判定部７の制御により切出し領域
の移動を停止する。この場合、領域指定部１４は、異常
と判定された切出し領域をさらに細分化した小さな領域
に分割して所定時間毎に分割した領域を移動させるよう
にタイミングパルス発生部１２を制御する。異常判定計
測部１８は異常判定部７から出力される細分化された小
さな領域の移動を監視して、異常を判定した場合は異常
判定を報知部８に出力する。

【００４２】図１４は切出し領域の移動を停止し、さら
に細分化した切出し領域を移動して異常を監視する説明
図である。図１４において、画面３０は１５個の切出し
領域１〜１５に分割されている。分割された切出し領域
１〜１５を所定の時間毎に切出し領域１から切出し領域
１５まで移動させて画面全体を監視する。この画面全体
を監視しているときに、例えば切出し領域８で異常判定
部７が異常を判定したときは、領域指定部１４は異常と
判定されて切出し領域８をさらに１５個に細分化した小
さな切出し領域３０−８に分割し、同様に所定時間毎に
細分化した切出し領域３０−８を移動させて監視し、細
分化した切出し領域３０−８の３番で異常判定計測部１
８が異常を判定する。

【００４３】このように、図１４の実施形態において
は、マクロ的な切出し領域の移動による監視からマクロ
的な切出し領域の監視に移行でき、火災や物体の移動な
どの異常の検出精度を向上させることができる。すなわ
ち、本実施形態においては、画面３０内の監視漏れがな
い上に正確に異常を判定することができる。図１５は本
発明の第５実施形態のブロック図である。本実施形態
は、積分部により積分された積分値の時間的変化から炎
固有のゆらぎを判定して異常を検出することを特徴とす
る。図１５において、ゆらぎ判定部１９は、サンプリン
グ部３でサンプリングした積分値を受信し、画面３０の
輝度に比例した積分値の時間的な変化から輝度のゆらぎ
を解析し、炎固有のゆらぎと同一と判定した場合には、
異常種類判定部２０に火災の判定を出力する。

【００４４】異常種類判定部２０は異常判定部７からの
出力とゆらぎ判定部１９からの出力を受けて異常が火災
かまたはそれ以外の異常かを判定して、判定信号を報知
部８に出力する。なお、その他の構成は図１と同様にな
っている。図１６は燃焼皿の直径に対するゆらぎの周波
数の特性図である。液体燃料の燃焼状況を分析すると、
火炎の形状は周期的に変動を繰り返していることが知ら
れている。ＢyramとＮelson は、エタノール火炎の放射
振動を測定している。また、Ｈertzherg et alはメタノ
ール火炎の放射振動を測定し、測定振動の強度および周
波数を拡散炎の構造に基づく理論的な予測値と比較して
いる。このように火炎の放射強度は特徴的な繰り返し周
波数をもつため、赤外線式スポット型炎感知器の判断基
準になっている。

【００４５】図１６の特性ａは、Ｂyramなどが赤外線セ
ンサを用いてエタノールについて測定した燃焼皿直径と
ゆらぎの周波数との関係を示し、特性ｂは同じくＨertz
hergなどが赤外線センサを用いてメタノールについて測
定した燃焼皿直径とゆらぎの周波数の関係を示し、さら
に、特性ｃとしてＮ−ヘプタンの火炎の輝度を示す積分
値の周波数解析結果を付け加えた。

【００４６】特性ｃは、特性ａと特性ｂのデータ系列の
間に位置していることと、燃焼皿の直径が大きくなるに
したがって周波数が低くなる傾向が示していることか
ら、火災の映像信号から炎のゆらぎを検出することがで
きる。このように本実施形態においては、炎に固有のゆ
らぎを検出することで火災をより正確に判断することが
できる。

【００４７】ここで、図１６から通常火災と呼べる規模
の火炎の持つゆらぎ周波数は１５Ｈｚ以下であることが
わかるが、日本で使われている標準の映像信号であるＮ
ＴＳＣ信号が１秒間に３０枚の画像を送るものであるた
め、本実施形態のサンプリング間隔は１／３０秒間隔と
なり、サンプリング定理より、ちょうど１５Ｈｚまでの
ゆらぎ周波数が検出可能である。

【００４８】また、別の形態として、異常判定部７を設
けず、映像信号を所定周期毎に積分する積分部と、積分
部により積分された積分値の時間的な輝度変化から炎固
有のゆらぎを判定する検出するゆらぎ判定部のみで構成
し、火災監視専用の監視装置としても良い。図１７は本
発明の第６実施形態のブロック図である。本実施形態
は、画面を市松模様などの監視切出し領域と非監視領域
に離散的に分割し、監視切出し領域の映像信号を切り出
し、積分値の時間的変化から監視領域を通過する移動体
の速度を判定することを特徴とする。

【００４９】図１７において、図６のタイミングパルス
発生部１２の代りに模様パルス発生部２１を設け、模様
パルス発生部２１は、画面内を複数の切出し領域に分割
し、市松模様のように、監視切出し領域と非監視切出し
領域を離散的に配置するパルスを作り出し、信号切出し
部１３で監視切出し領域の映像信号を切り出す。２２は
異常判定用時間計測部であり、異常判定用時間計側部２
２は異常判定用の時間を異常時間間隔測定部２３に出力
する。

【００５０】異常時間間隔測定部２３は、異常判定用時
間計側部２２からの時間と異常判定部７からの異常出力
に基づいて異常の時間間隔を測定し、異常種類判定部２
４に出力する。異常種類判定部２４は、異常時間間隔測
定部２３で測定した異常時間間隔と監視切出し領域の距
離から移動体の移動速度を求め、異常の種類を判定して
報知部８に出力する。異常判定用時間計側部２２、異常
時間間隔測定部２３および異常種類判定部２４は、積分
値の時間的変化から移動体の速度を判定する速度判定部
を構成している。

【００５１】速度判定部は、画面の監視切出し領域の距
離をＬ、異常時間間隔をｔｂ−ｔａ、移動速度をＶとす
ると、Ｖ＝Ｌ／（ｔｂ−ｔａ）により移動速度を求め
る。本実施形態においては、物体の移動速度を判定する
ことができるため、移動体の種類をより正確に判断する
ことができる。なお、その他の構成は、図６と同様にな
っている。

【００５２】図１８は図１７の物体の移動に用いる市松
模様の切出し領域の分割と人の移動に伴なう積分値の時
間的変化の説明図である。図１８（ａ）に示すように、
画面３０は、市松模様のように黒の監視切出し領域と白
の非監視切出し領域に離散的に分割される。ここで切出
し領域の横方向の距離をＬとする。画面３０内を右から
左に人３７が横切るとき、監視切出し領域の映像信号を
信号切出し部１３で切り出し、積分部２で積分してサン
プリング部３でサンプリングした輝度を示す積分値は、
図１８（ｂ）に示すような波形になる。

【００５３】人３７が監視切出し領域ａを横切ったとき
の異常判定の時刻をｔａ、監視切出し領域ｂを横切った
ときの異常判定の時刻をｔｂ、監視切出し領域ｃを横切
ったときの異常判定の時刻をｔｃとすると、切出し領域
の距離Ｌと各時刻の時間間隔、例えば（ｔｂ−ｔａ）か
ら人３７の移動速度ＶをＶ＝Ｌ／（ｔｂ−ｔａ）として算出できる。人間の移動速度がわかれば、人間だ
けを検出することができる。図１８では人３７に合わせ
て模様の大きさを決めているが、車両に合わせて模様の
大きさを調節し、移動速度も車両に合わせれば、車両だ
けを検出することができる。

【００５４】図１９は本発明の第７実施形態のブロック
図である。本実施形態は、画面内を複数の切出し領域に
分割し、所定の時間毎に移動させて監視し、異常を判定
した切出し領域をさらに市松模様のように細分化して監
視領域を通過する移動体の速度を判定することを特徴と
する。図１９において、図１７にパルス切替え部２５
と、図１１，図１３に示したような時間計側部１５、領
域指定部１４およびタイミングパルス発生部１２が追加
して設けられている。信号切出し部１３は、画面内を複
数の切出し領域に分割し、分割した切出し領域を所定の
時間毎に移動させて画面全体を監視するための映像信号
の切出しを行う。異常判定部７は異常を判定すると、領
域指定部１４およびパルス切替え部２５に制御信号をそ
れぞれ出力する。

【００５５】領域指定部１４は異常判定部７からの制御
信号を受けると、所定の切出し領域で移動を停止し、パ
ルス切替え部２５は異常と判定された切出し領域を市松
模様などの監視切出し領域と非監視切出し領域を離散的
に配置したさらに細分化した小さな切出し領域に分割す
るタイミングパルスを発生する模様パルス発生部２１に
切り替え、信号切出し部１３に出力する。したがって、
本実施形態においては、画面内の監視の漏れがない上移
動体の移動速度により移動体の種類を判断することがで
きる。なお、その他の構成は図１７と同様になってい
る。

【００５６】図２０は図１９による切出し領域の移動と
異常判定時に細分化した切出し領域により物体移動を判
定する説明図である。図２０において、画面３０は１５
個の切出し領域に分割され、分割した切出し領域を所定
の時間毎に左から右に１番，２番，３番・・・の順で移
動させる。このとき例えば、切出し領域が８番のところ
で異常判定部７が異常を判定した場合、領域指定部１４
は異常が判定された切出し領域の移動を止めて、異常を
判定した８番の切出し領域を市松模様３９−８のように
監視切出し領域と非監視切出し領域を離散的に配置し、
さらに細分化した小さな切出し領域に分割して監視切出
し領域の映像信号を切り出すようにパルス切替え部２５
で切替えを行う。

【００５７】そして、異常判定用時間計側部２２、異常
時間間隔測定部２３および異常種類判定部２４よりなる
速度判定部で、積分値の時間的輝度変化から監視領域を
通過する移動体の移動速度を判定する。したがって、画
面３０の監視の漏れがなく、さらに移動速度により移動
体が人なのか車両なのかなどを判断することができる。

【００５８】なお、別の形態として、異常判定部７など
を設けず、映像信号を所定周期毎に積分する積分部と、
画面内を複数領域に分割して市松模様等の監視分割領域
と非監視分割領域を離散的に配置し、監視分割領域に対
応する映像信号を切出して積分部に供給する信号切出し
部と、積分値の時間的な輝度変化から監視領域を通過す
る移動体の移動速度を判定する速度判定部のみで構成
し、物体移動を監視する専用の監視装置としても良い。

【００５９】図２１は本発明の第８実施形態のブロック
図である。本実施形態は複数の撮像装置のいずれかに設
けた異常判定部から異常判定信号が送出された際に、異
常判定信号を送出した撮像装置からの映像信号に切替え
て監視現場の画像を表示させることを特徴とする。図２
１において、１ａ〜１ｎは監視領域に配置された複数の
ビデオカメラであり、ビデオカメラ１ａ〜１ｎで撮像し
た映像信号は各ビデオカメラ１ａ〜１ｎにそれぞれ接続
された各簡易画像監視装置２６ａ〜２６ｎおよび一個の
映像信号切替え器２７にそれぞれ出力される。各簡易画
像監視装置２６ａ〜２６ｎは、本発明の第１〜第７実施
形態で示した構成を有し、少なくとも積分部と異常判定
部を有する。

【００６０】これらのビデオカメラ１ａ〜１ｎと簡易画
像監視装置２６ａ〜２６ｎが全体として撮像装置を構成
している。簡易画像監視装置２６ａ〜２６ｎをビデオカ
メラ１ａ〜１ｎ内に内蔵させるようにしても良い。映像
信号切替え器２７は簡易画像監視装置２６ａ〜２６ｎの
異常判定部からの異常判定信号を受信すると、異常判定
信号を送出した簡易画像監視装置２６ａ〜２６ｎが接続
されたビデオカメラ１ａ〜１ｎからの映像信号に切り替
えて汎用画像監視装置２８に出力する。汎用画像監視装
置２８は監視現場の画像を表示する。

【００６１】いま、簡易画像監視装置２６ｂの異常判定
部が異常判定信号を映像信号切替え器２７に出力したと
する。映像信号切替え器２７は簡易画像監視装置２６ｂ
からの異常判定信号により簡易画像監視装置２６ｂが接
続されているビデオカメラ１ｂの映像信号に切り替え
る。汎用画像監視装置２８のモニタ画面には、ビデオカ
メラ１ｂで撮像した異常と判定された映像が表示され
る。

【００６２】したがって、監視区域に別途異常センサを
設置したり、センタ側に高価で複雑な画像処理用コンピ
ュータシステムを設置することなく、複数のビデオカメ
ラ１ａ〜１ｎを用いた集中監視装置が、通常のビデオカ
メラのみの監視装置と同等のコストで容易に実現でき
る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、撮像装置から出力される映像信号を積分して輝度に
比例した積分値を取り出し、この積分値を所定時間前の
輝度を示す前回の積分値とし比較することで、両者の差
から画面内の火災の発生や物体の移動などの異常を検出
するため、回路そのものも極めて簡単であり、ビデオカ
メラ内蔵などが容易にでき、映像信号をＡＤ変換により
画素データに変換してメモリに格納したのちに処理する
必要もないことから、コスト的にも安価で直ちに実用化
可能である。

【００６４】また、火炎や物体移動の検出精度を向上す
ることができ、移動体の種類を正確に判断することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のブロック図

【図２】図１の映像信号による画面の説明図

【図３】図１の積分部の回路図

【図４】図１の積分部による映像信号の積分動作のタイ
ミングチャート

【図５】図１で変化なし、火災、物体移動の各々につき
前回画面、現在画面及び積分値の時間変化を示した説明
図

【図６】画面の一部の領域の映像信号を切出して積分す
る本発明の第２実施形態のブロック図

【図７】図６による画面の切出し領域の説明図

【図８】図６の信号切出し部及び積分部の回路図

【図９】図６の切出しに使用するタイミングパルス発生
部による水平同期ゲート信号の生成を示すタイミングチ
ャート

【図１０】図９の水平同期ゲート信号による図７の切出
し領域に相当する映像信号の切出しのタイミングチャー
ト

【図１１】画面を分割して切出し領域を移動させる本発
明の第３実施形態のブロック図

【図１２】図１１による切出し領域の移動と切出し領域
の移動順番の説明図

【図１３】異常判定で切出し領域の移動を停止させる本
発明の第４実施形態のブロック図

【図１４】図１３で切出し領域の移動を停止し更に細分
化した切出し領域を移動して異常を監視する説明図

【図１５】炎固有のゆらぎを判定する本発明の第５実施
形態のブロック図

【図１６】燃焼皿の直径に対するゆらぎ周波数の特性図

【図１７】物体移動を判定する本発明の第６実施形態の
ブロック図

【図１８】図１７の物体移動に用いる市松模様の切出し
領域の分割と人の移動に伴なう積分値の時間変化の説明
図

【図１９】異常の判定と物体移動の判定を組合わせた本
発明の第７実施形態のブロック図

【図２０】図１９による切出し領域の移動と異常判定時
に細分化した市松領域により物体移動を判定する処理の
説明図

【図２１】第１乃至第６実施形態の装置を内蔵した複数
のビデオカメラのみによる集中型の監視装置のブロック
図

【図２２】従来の映像信号を用いた監視装置のブロック
図

【符号の説明】

１，１ａ〜１ｎ：ビデオカメラ（撮像装置）２：積分部７：異常判定部１２：タイミングパルス発生部１３：信号切出し部１４：領域指定部１５：時間計測部１８：異常判定計測部１９：ゆらぎ判定部２０：異常種類判定部２１：模様パルス発生部２２：異常判定用時間計側部２３：異常時間間隔測定部２５ａ〜２５ｎ：簡易画像監視装置２７：映像信号切替え器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像装置で撮像した監視領域の映像信号か
ら異常を検出する監視装置に於いて、前記撮像装置から出力された映像信号を所定周期毎に積
分する積分部と、前記積分部により積分された前回と今回の積分値を比較
し、両者の差から異常を検出する異常判定部と、を備え
たことを特徴とする監視装置。
【請求項２】請求項１記載の監視装置に於いて、前記積
分部は、少なくとも１画面単位に前記映像信号を積分す
ることを特徴とする監視装置。
【請求項３】請求項１記載の監視装置に於いて、更に、
画面内の所定の領域の映像信号を切り出して前記積分部
に供給する信号切出し部を設けたことを特徴とする監視
装置。
【請求項４】請求項３記載の監視装置に於いて、前記信
号切出し部は、画面内を複数の切出し領域に分割し、前
記切出し領域を所定の時間毎に移動させて画面全体を監
視することを特徴とする監視装置。
【請求項５】請求項４記載の監視装置に於いて、前記信
号切出し部は、前記異常判別部で異常を判定した場合、
前記切出し領域の移動を止めて異常と判定した領域を監
視することを特徴とする監視装置。
【請求項６】請求項５記載の監視装置において、前記信
号切出し部は、前記切出し領域の移動を止めて異常と判
定した領域を監視する際に、該異常判定領域を更に細分
化した小さな領域に分割して所定の時間毎に移動させて
監視することを特徴とする監視装置。
【請求項７】請求項１記載の監視装置に於いて、更に、
前記積分部により積分された積分値の時間的な変化から
炎固有のゆらぎを判定するゆらぎ判定部を設けたことを
特徴とする監視装置。
【請求項８】請求項１記載の監視装置に於いて、更に、画面内を複数の切出し領域に分割して市松模様等のよう
に監視切出し領域と非監視切出し領域を離散的に配置
し、前記監視切出し領域の映像信号を切出して前記積分
部に供給する信号切出し部と、前記積分部により積分された積分値の時間的な変化から
監視領域を通過する移動体の速度を判定する速度判定部
と、を設けたことを特徴とする監視装置。
【請求項９】請求項８記載の監視装置に於いて、更に、画面内を複数の切出し領域に分割して切出し領域を所定
の時間毎に移動させながら映像信号を切出して前記積分
部に供給する第１信号切出し部と、前記異常判定部で前記切出し領域の異常が判定された際
に、前記切出し領域の移動を止めて異常と判定した領域
を更に細分化した小さな切出し領域に分割して市松模様
等のように監視切出し領域と非監視切出し領域を離散的
に配置し、前記監視切出し領域の映像信号を切出して前
記積分部に供給する第２信号切出し部と、前記第２信号切出し部の映像信号について前記積分部に
より積分された積分値の時間的な輝度変化から監視領域
を通過する移動体の速度を判定する速度判定部と、を設
けたことを特徴とする監視装置。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかに記載の監視
装置に於いて、少なくとも前記積分部と異常判定部を設
けた前記撮像装置を複数設置し、前記複数の撮像装置の
いずれかに設けた異常判定部から異常判定信号が送出さ
れた際に、異常判定信号を送出した撮像装置からの映像
信号に切替えて監視現場の画像を表示させることを特徴
とする監視装置。
【請求項１１】撮像装置で撮像した監視領域の映像信号
から異常を検出する監視装置に於いて、前記撮像手段から出力された映像信号を所定周期毎に積
分する積分部と、前記積分部により積分された積分値の時間的な輝度変化
から炎固有のゆらぎを判定するゆらぎ判定部と、を設け
たことを特徴とする監視装置。
【請求項１２】撮像装置で撮像した監視領域の映像信号
から異常を検出する監視装置に於いて、前記撮像手段から出力された映像信号を所定周期毎に積
分する積分部と、画面内を複数領域に分割して市松模様等のように監視分
割領域と非監視分割領域を離散的に配置し、前記監視分
割領域に対応する映像信号を切出して前記積分部に供給
する信号切出し部と、前記積分部により積分された積分値の時間的な輝度変化
から監視領域を通過する移動体の移動速度を判定する速
度判定部と、を設けたことを特徴とする監視装置。