JPH10126766A

JPH10126766A - 監視カメラ装置

Info

Publication number: JPH10126766A
Application number: JP8275736A
Authority: JP
Inventors: Kenji Suzuki; 健志鈴木
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1998-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】移動体を自動認識し自動追跡する。【解決手段】複数の撮像部１と、前記撮像部の１つを
選択する選択部２と、映像信号生成部３と、前記映像信
号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部６と、基準画
像となる背景画像を記憶させる背景画像メモリ部７と、
現在の画像を記憶させる参照画像メモリ部８と、前記背
景画像と、現在画像との相関を得る相関演算部９と、相
関値と、予め設定した所定値から移動体の有無を判定す
る判定部１０と、背景画像と、現在のフレーム画像とか
ら差分画像を得る差分演算部１１と、前記差分画像のエ
ッジ画像を得るエッジ画像生成部１２と、前記エッジ画
像を記憶しかつ外接枠を生成する枠生成部１３と、複数
フレームのエッジ画像から移動体の動きを判定する動き
判定部１４と、前記選択部２への制御信号を生成する選
択制御部１５と、時計部１７と、各部を制御する制御部
１６とでなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の撮像部を切替
えて移動体を追跡する監視カメラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の撮像部を切替えて移動体を
追跡する場合、監視人が手動で撮像部を切替えていた。
このような従来の監視カメラ装置を図４に示す。

【０００３】図４において、１は監視領域をｎ分割して
撮影すｎ個の撮像部である。２は、外部から供給された
切替え信号５に基づき、前記ｎ個の撮像部から１つを選
択しその撮影信号を出力する選択部である。３は前記選
択部２から得た信号を映像信号、例えば、ＮＴＳＣ（Na
tional Television System Committee）信号等に変換す
る映像信号生成部である。４は前記ＮＴＳＣ信号等の画
像を表示するモニタ部である。

【０００４】図５は４つの撮像部を備えた監視カメラ装
置を用いて室内を監視する状況を示す平面図である。こ
の図５を参照して、従来の監視カメラ装置の移動体を追
跡する動作について説明する。監視室（図示せず）等に
設置してあるモニタ部４を見ている監視人は切替え信号
５を送出して選択部２を切替え、監視領域を４分割して
撮影する４つの撮像部１（C1、C2、C3、C4）から相応の
撮像部１を選択する。映像信号生成部３は、前記選択部
２が出力した信号をＮＴＳＣ信号等に変換し、モニタ部
４に表示する。従って、撮像部１を適宜選択することに
より、画角を切替えて監視領域の全体を監視する。例え
ば、図５に示すように、現在、撮像部C2の画角内に移動
体Ａが写っている。この移動体Ａは、やがて、画角内を
左方向に動き左隅から外に出て見えなくなったとする。
監視人は左隣の画角を撮影する撮像部C1の画面を選択し
て、移動体Ａを追跡して再び監視を続ける。

【０００５】しかし、上述の人手による監視は、監視人
が常にモニタ画面を見て移動体を追跡する必要があり、
監視コストがかさむ上、自動化を図ることが困難である
問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、監視領域に侵入した移動体を自動
認識するとともに、同移動体を自動追跡するようにした
監視カメラ装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、複数の撮像部と、前記複数の撮像部の画像を選択出
力する選択部と、前記選択部が出力した画像と予め記憶
している基準画像とから移動体の有無を検出する移動体
検出部と、前記選択部が出力した複数フレームの画像か
ら移動体の動きを検出する動き検出部と、前記選択部へ
の制御信号を生成する選択制御部とを備え、前記動き検
出部が検出した移動体の動きに応じて撮像部の出力を選
択するように、前記選択部を制御する。

【０００８】また、移動体検出部を、基準画像となる背
景画像を記憶させる背景画像メモリ部と、選択部が供給
する現在の画像を記憶させる参照画像メモリ部と、前記
背景画像と現在の画像との相関を得る相関演算部と、前
記相関演算部が算出した相関値と予め設定した所定値と
の大小関係から移動体の有無を判定する判定部とで構成
した。

【０００９】また、動き検出部を、上記移動体検出部が
移動体有りと判定した場合に背景画像と現在のフレーム
画像とを差分演算し差分画像を得る差分演算部と、同差
分画像のエッジ画像を得るエッジ画像生成部と、同エッ
ジ画像を記憶するとともに外接枠を生成する枠生成部
と、複数フレームのエッジ画像から移動体の動きを判定
する動き判定部とで構成した。

【００１０】また、枠生成部は、記憶しているエッジ画
像の水平方向及び垂直方向に基づく四角形の外接枠を生
成し記憶する。

【００１１】また、動き判定部は、生成した枠を現フレ
ームの差分画像から生成したエッジ画像中を順次移動さ
せつつ同枠内の画像と、前記枠生成部に記憶している枠
画像との相関演算を行い、現フレームの移動体の外接枠
位置を検出し、前フレームの枠位置とこの枠位置とで決
まる距離及び方向から動きベクトルを検出するようにし
た。

【００１２】また、動き判定部は、現在の撮像部の画角
内に移動体の外接枠位置を検出出来ない場合、選択制御
部を介して隣接の画角を撮影する撮像部を選択するよう
にした。

【００１３】また、選択制御部は、同動きベクトルの終
点位置が指定領域にあるとき隣接の画角を撮影する撮像
部を選択するための制御信号を生成する。

【００１４】また、時計部を備え、上記移動体検出部が
移動体無しと判定した場合に、撮像部を所定時間で順に
選択するようにした。

【００１５】

【発明の実施の形態】以上のように構成したので、監視
領域を分割して複数の撮像部で撮影する場合、移動体検
出部は選択部が選択した１つの撮像部の画像と、その撮
像部の基準画像とから移動体の有無を検出し、動き検出
部は複数フレームの画像に基づき移動体の動きを検出す
る。選択制御部は、前記移動体の動きに応じて相応の撮
像部を選択するように、前記選択部を制御する。

【００１６】また、移動体検出部は、背景画像メモリ部
に記憶している基準画像となる背景画像と、参照画像メ
モリ部に記憶している選択部が供給する現在の画像とか
ら相関演算部が算出した相関が所定値より小であると
き、判定部において移動体の有りの判定を行う。

【００１７】また、動き検出部は、移動体検出部の移動
体有りの判定の結果に基づき、差分演算部が背景画像と
現在のフレーム画像とを差分演算し差分画像を得、エッ
ジ画像生成部が同差分画像のエッジ画像を得、さらに枠
生成部が前記エッジ画像を記憶するとともに外接枠を生
成し、動き判定部が複数フレームのエッジ画像から移動
体の動きを判定する。

【００１８】また、時計部を備えた構成では、移動体検
出部が移動体無しと判定した場合に、選択制御部は撮像
部を前記時計部が計測する所定時間で順に選択するよう
にした。

【００１９】

【実施例】以下、本発明による監視カメラ装置につい
て、図を用いて詳細に説明する。図１は本発明による監
視カメラ装置の実施例を示すブロック図である。尚、従
来例（図３）と同一箇所には同じ番号を付す。１は監視
領域を分割して撮影する複数の撮像部である。２は制御
信号に基づき、前記複数の撮像部の１つを選択しその撮
影部からの画像信号を出力する選択部である。３は前記
選択部２から得た画像信号を映像信号、例えば、ＮＴＳ
Ｃ（National Television System Committee）信号等に
変換する映像信号生成部である。６は、前記映像信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部である。７は基準
画像となる背景画像を記憶させる背景画像メモリ部であ
る。８は、前記選択部２が供給した現在の画像を記憶さ
せる参照画像メモリ部である。９は、前記背景画像と、
現在画像との相関を得る相関演算部である。１０は、前
記相関演算部９が算出した相関値と、予め設定した所定
値との大小関係から移動体の有無を判定する判定部であ
り、以上の７から１０の各部で移動体検出部を構成す
る。

【００２０】１１は上記移動体検出部（７から１０の各
部）が移動体有りと判定した場合に、背景画像と、現在
のフレーム画像とを差分演算し差分画像を得る差分演算
部である。１２は、前記差分画像のエッジ画像を得るエ
ッジ画像生成部である。１３は、前記エッジ画像を記憶
するとともに外接枠を生成する枠生成部である。１４は
複数フレームのエッジ画像から移動体の動きを判定する
動き判定部であり、以上の１１から１４の各部で動き検
出部を構成する。１５は、前記選択部２への制御信号を
生成する選択制御部である。１６は各部を制御する制御
部である。１７は時間を計測する時計部である。

【００２１】本発明による監視カメラ装置の移動体検出
動作について説明する。撮像部１の内、選択部２で選択
された画像信号を映像信号生成部３で、例えば、ＮＴＳ
Ｃ方式の映像信号に変換し、Ａ／Ｄ変換部６でデジタル
信号に変換する。以上は、監視カメラ装置の撮像・デジ
タル信号生成過程である。先ず、監視モードに入る前
に、予め、上記撮像・デジタル信号生成過程を経由し
て、背景画像メモリ部７に基準画像となる、前記撮像部
１毎に撮影した背景画像を記憶させておく。次に、監視
モードでは、前記選択部２が供給する１つの撮像部１の
現在画像を参照画像メモリ部８に記憶させるとともに、
相関演算部９が、前記背景画像と、前記現在画像との相
関を演算し、判定部１０が、前記相関演算部９が算出し
た相関値と、予め設定した所定値とを比較し、同相関値
が所定値よりも小の場合、移動体が有ると判定し、移動
体を検出する。

【００２２】続いて、本発明による監視カメラ装置の移
動体の動きを検出する動作を図１と、図２と、図３とを
参照して説明する。尚、図２は本発明による監視カメラ
装置の移動体の動きを表す概念図である。図２におい
て、２１は撮像部１の現在選択している画角であり、２
８は撮像部１の現在画像と、背景画像とから得た差分画
像を、例えば、微分演算することにより生成したエッジ
画像（実線部分）である。２４は、前記エッジ画像の水
平方向及び垂直方向に基づく四角形の外接枠であり、中
心は０点である。２２は、前記現在選択している画角２
１の左隣接画角であり、２３は、同右隣接画角である。
２７は、前記現在選択している画角２１と、左隣接画角
２２との重なり合う領域（指定領域）である。２５は、
例えば、現在から１フレーム後の画像の四角形の外接枠
であり、２６は現在画像の中心０点を始点とし、１フレ
ーム後の画像の中心０点を終点とする動きベクトルであ
る。尚、現在のフレームと、１フレーム後とのそれぞれ
の画像の重心位置から動きベクトルを求めるようにして
も良い。

【００２３】前記移動体検出部（７から１０の各部）が
移動体有りと判定した場合に、差分演算部１１が背景画
像と、現在画像（フレーム）とを差分演算することによ
り差分画像を得る。エッジ画像生成部１２は、図２に示
したように、前記差分画像のエッジ画像２８を得る。枠
生成部１３は、前記エッジ画像２８を記憶するととも
に、エッジ画像２８の一番外側に接するように水平線及
び垂直線を引く方法で四角形の外接枠を生成する。

【００２４】本発明による監視カメラ装置の自動追跡動
作を図１、図２、図３に従い説明する。尚、図３は本発
明による監視カメラ装置の移動体の追跡動作を表す図で
ある。図３において、動き判定部１４は現在画像の１フ
レーム後の画像と、背景画像とから差分画像を経由して
得たエッジ画像のフレーム全領域を、前記外接枠を例え
ば左上方隅部ａから所定画素毎に移動して、ｂ、・・
・、ｍ、・・のように、順次移動させつつ同枠内の画像
と、前記枠生成部に記憶している枠画像との相関演算を
行い、最も相関の高い枠位置を検出し、この枠位置に移
動体が存在することを検知する。上述の方法で移動体の
枠位置及び、前フレームの枠位置とこの枠位置とで決ま
る距離及び方向から動きベクトルを検出するようにし
た。選択制御部１５は動きベクトルの始点が現在選択し
ている画角２１にあり、先端位置が重なり合う領域（指
定領域）２７にある場合、左隣接画角２２を撮影する撮
像部１を選択する制御信号を選択部２へ供給する。ま
た、選択制御部１５は、同動きベクトルの大きさが所定
値以上のとき先端位置が現在選択している画角２１内に
存在しても同動きベクトル方向の隣接画像を撮影する撮
像部を選択するような制御信号を生成するようにしても
良い。また、前記移動体検出部が移動体無しと判定した
場合に、撮像部１を時計部１７が計時する所定時間で順
に選択するようにしても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は監視領域
に侵入した移動体を自動認識するとともに、同移動体を
自動追跡するようにした監視カメラ装置を提供する。従
って、従来の人手による監視の問題、具体的には監視
人が常にモニタ画面を見て移動体を追跡するために、移
動体の動きに応じて適切に切替え信号を選択部へ送出す
る必要があり、監視人は熟練を要するので監視コストが
かさむ。さらに、人手による監視のため自動化を図る
ことが困難である等を解決できるメリットがある。本発
明の特徴としては動きを枠を用いて判定しているのでノ
イズによる誤判定を低減できる。また、自動認識はデジ
タル画像処理で、特に、移動体の外接枠を使って移動体
を追跡する方法により実施するので、高い精度で追跡が
可能である。さらに、人の目で追跡し難い高速の追跡も
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による監視カメラ装置の実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明による監視カメラ装置の移動体の動きを
表す概念図である。

【図３】本発明による監視カメラ装置の移動体の追跡動
作を表す図である。

【図４】従来の監視カメラ装置を示すずである。

【図５】４つの撮像部を備えた監視カメラ装置を用いて
室内を監視する状況を示す平面図である。

【符号の説明】

１撮像部２選択部３映像信号生成部４モニタ部５切替え信号６Ａ／Ｄ変換部７背景画像メモリ部８参照画像メモリ部９相関演算部１０判定部１１差分演算部１２エッジ画像生成部１３枠生成部１４動き判定部１５選択制御部１６制御部１７時計部２１現在選択している画角２２左隣接画角２３右隣接画角２４四角形の外接枠２５現在から１フレーム後の画像の四角形の外接枠２６動きベクトル２７重なり合う領域（指定領域）２８エッジ画像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の撮像部と、前記複数の撮像部の画
像を選択出力する選択部と、前記選択部が出力した画像
と予め記憶している基準画像とから移動体の有無を検出
する移動体検出部と、前記選択部が出力した複数フレー
ムの画像から移動体の動きを検出する動き検出部と、前
記選択部への制御信号を生成する選択制御部とを備え、前記動き検出部が検出した移動体の動きに応じて撮像部
の出力を選択するように、前記選択部を制御する監視カ
メラ装置。
【請求項２】上記移動体検出部を、基準画像となる背
景画像を記憶させる背景画像メモリ部と、選択部が供給
する現在の画像を記憶させる参照画像メモリ部と、前記
背景画像と現在の画像との相関を得る相関演算部と、前
記相関演算部が算出した相関値と予め設定した所定値と
の大小関係から移動体の有無を判定する判定部とで構成
した請求項１記載の監視カメラ装置。
【請求項３】上記動き検出部を、上記移動体検出部が
移動体有りと判定した場合に背景画像と現在のフレーム
画像とを差分演算し差分画像を得る差分演算部と、同差
分画像のエッジ画像を得るエッジ画像生成部と、同エッ
ジ画像に基づき外接枠を生成する枠生成部と、複数の同
エッジ画像を比較し移動体の動きを判定する動き判定部
とで構成した請求項１記載の監視カメラ装置。
【請求項４】上記枠生成部を、エッジ画像の水平方向
及び垂直方向に基づく四角形の外接枠を生成することを
特徴とした請求項３記載の監視カメラ装置。
【請求項５】上記動き判定部は、現フレームの差分画
像から生成したエッジ画像中で枠を順次移動させつつ同
枠内の画像と、前記枠生成部に記憶している枠画像との
相関演算を行い、現フレームの移動体の外接枠位置を検
出し、前フレームの枠位置とこの枠位置とで決まる距離
及び方向から動きベクトルを検出するようにした請求項
３記載の監視カメラ装置。
【請求項６】上記動き判定部は、現在の撮像部の画角
内に移動体の外接枠位置を検出できない場合、選択制御
部を介して隣接の画角を撮影する撮像部を選択するよう
にした請求項３記載の監視カメラ装置。
【請求項７】上記追跡演算部は、２つのフレームのエ
ッジ画像の外接枠の中心の位置に基づき移動体の動きベ
クトルを算出するようにした請求項３記載の監視カメラ
装置。
【請求項８】上記追跡演算部は、２つのフレームのエ
ッジ画像の重心位置に基づき移動体の動きベクトルを算
出するようにした請求項３記載の監視カメラ装置。
【請求項９】上記選択制御部は、同動きベクトルの終
点位置が指定領域にあるとき隣接の画角を撮影する撮像
部を選択するための制御信号を生成する請求項１記載の
監視カメラ装置。
【請求項１０】上記選択制御部は、同動きベクトルの
大きさが所定値以上のとき同動きベクトル方向の隣接画
像を撮影する撮像部を選択するような制御信号を生成す
る請求項１記載の監視カメラ装置。
【請求項１１】時計部を備え、上記移動体検出部が移
動体無しと判定した場合に、撮像部を所定時間で順に選
択するようにした請求項１記載の監視カメラ装置。