JP5865709B2 - Image monitoring device - Google Patents
Image monitoring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5865709B2 JP5865709B2 JP2012003746A JP2012003746A JP5865709B2 JP 5865709 B2 JP5865709 B2 JP 5865709B2 JP 2012003746 A JP2012003746 A JP 2012003746A JP 2012003746 A JP2012003746 A JP 2012003746A JP 5865709 B2 JP5865709 B2 JP 5865709B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- background
- arrangement
- input
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 198
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 140
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 53
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 description 46
- 230000008569 process Effects 0.000 description 40
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 31
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- 240000004050 Pentaglottis sempervirens Species 0.000 description 1
- 235000004522 Pentaglottis sempervirens Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- 238000002945 steepest descent method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
本発明は、監視空間に置かれた配置物が人などにより動かされて生じる配置変化を検知する画像監視装置に関する。 The present invention relates to an image monitoring apparatus that detects a change in arrangement that occurs when an arrangement placed in a monitoring space is moved by a person or the like.
監視画像中の変化領域を追跡して行動認識等を行う画像センサーでは、追跡中の人物が配置物(椅子、台車等)を動かすと、人と配置物とが一体化した変化領域が検出される。そのため、人と配置物の画像特徴が混ざったり変化領域の大きさや形状が変異して追跡精度低下の原因となったり、プライバシー保護のためのマスク処理等の画像加工を人物領域のみに対して行うことが困難であった。 In an image sensor that performs action recognition by tracking a change area in a monitoring image, if the person being tracked moves an object (chair, trolley, etc.), a change area in which the person and the object are integrated is detected. The For this reason, image characteristics of people and arrangements are mixed, the size and shape of the change area are changed, causing tracking accuracy to be reduced, and image processing such as mask processing for privacy protection is performed only on the person area It was difficult.
従来の技術では、人が椅子から離れそれらの変化領域が分離するのを待って椅子の変化領域を判定する(特許文献1)、或いは、人が手を離して椅子が静止する一方、人がそのまま移動するというように、人と椅子の間に生じる動きの違いを利用して椅子の変化領域を人の変化領域から区別していた(特許文献2)。 In the conventional technology, a person changes his / her chair area by waiting for the person to leave the chair and the areas of change are separated (Patent Document 1). The change area of the chair is distinguished from the change area of the person by utilizing the difference in motion generated between the person and the chair so as to move as it is (Patent Document 2).
しかし、従来技術では人と配置物とが離れる、或いは人と配置物の動きの違いが生じるまで両者を区別できなかった。そのため、配置物が動き出してから人が手を離すまでの間、追跡精度が低下したり、人と配置物の領域に対して異なる処理を施すことができなかった。 However, in the prior art, it was impossible to distinguish between the person and the arrangement object until the person or the arrangement object moved away or until a difference in movement between the person and the arrangement object occurred. For this reason, until the person moves his hand after the placement object starts moving, the tracking accuracy is reduced, and different processing cannot be performed on the area of the person and the placement object.
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、配置変化が起きたことを配置物の動き出し時点から検知することを目的とする。また、本発明は配置物の移動により画像変化が生じた領域を配置物の動き出し時点から検出することを別の目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to detect that an arrangement change has occurred from the time when an arrangement object starts to move. Another object of the present invention is to detect a region in which an image change has occurred due to movement of an arrangement object from the time when the arrangement object starts to move.
本発明に係る画像監視装置は、監視空間内を順次撮像して入力される入力画像を用いて、当該監視空間に置かれた配置物の配置変化を検知するものであって、前記配置物を含む背景が撮像された前記監視空間の背景画像を記憶する記憶部と、前記背景画像と前記入力画像との間にて、互いに画像特徴が類似するとして対応付いた前記背景画像側の背景対応点及び前記入力画像側の入力対応点を検出し、当該背景対応点から当該入力対応点へのベクトルから背景フローを求める背景フロー検出部と、前記背景フローが所定値以上の移動量を示すことを以て前記配置変化の発生を検知する配置変化検知部と、を備える。 An image monitoring apparatus according to the present invention detects an arrangement change of an arrangement placed in the monitoring space using input images that are sequentially captured and input in the monitoring space. A storage unit that stores a background image of the monitoring space in which the background is captured, and a background corresponding point on the background image side corresponding to the background image and the input image as having similar image characteristics to each other And a background flow detection unit that detects an input corresponding point on the input image side and obtains a background flow from a vector from the background corresponding point to the input corresponding point, and the background flow indicates a movement amount equal to or greater than a predetermined value. An arrangement change detection unit that detects occurrence of the arrangement change.
他の本発明に係る画像監視装置においては、前記背景フロー検出部は、前記入力画像と当該入力画像の撮像時刻に近接する先行時刻に撮像された先行入力画像との間にて、互いに画像特徴が類似するとして対応付いた前記先行入力画像側の先行入力対応点を検出し、前記先行入力対応点と略同位置に所在する前記背景対応点を用いた前記ベクトルを前記背景フローとする。 In another image monitoring apparatus according to the present invention, the background flow detection unit is configured such that an image feature between the input image and a preceding input image captured at a preceding time close to a capturing time of the input image. Is detected as a preceding input corresponding point on the preceding input image side, and the vector using the background corresponding point located at substantially the same position as the preceding input corresponding point is defined as the background flow.
当該構成において、前記背景フロー検出部は、前記先行入力対応点の位置において前記先行入力画像の前記画像特徴と前記背景画像の前記画像特徴とが略一致した前記背景対応点を用いた前記ベクトルを前記背景フローとするものとすることができる。 In the configuration, the background flow detection unit calculates the vector using the background corresponding point where the image feature of the preceding input image and the image feature of the background image substantially coincide with each other at the position of the preceding input corresponding point. The background flow can be used.
さらに他の本発明に係る画像監視装置においては、前記背景フロー検出部は、前記ベクトルのうち互いに向きが略一致するものが所定数以上存在するものを前記背景フローとして検出する。 In still another image monitoring apparatus according to the present invention, the background flow detection unit detects, as the background flow, a vector having a predetermined number or more of the vectors whose directions substantially coincide with each other.
別の本発明に係る画像監視装置においては、前記背景フロー検出部は、前記入力画像が入力されるたびに前記背景対応点の候補又は前記入力対応点の候補を所定の画像範囲に低密度に設定して前記背景フローを求める疎背景フロー検出手段と、前記配置変化の発生が検知されたときに前記背景対応点の候補又は前記入力対応点の候補を前記疎背景フロー検出手段よりも前記画像範囲に高密度に設定して前記背景フローを求める密背景フロー検出手段と、を備え、前記配置変化検知部は、前記疎背景フロー検出手段が検出した背景フローを用いて前記配置変化の発生を検知し、前記密背景フロー検出手段が検出した背景フローを構成する入力対応点の集まりを前記配置物の移動先領域として検出する。 In another image monitoring apparatus according to the present invention, each time the input image is input, the background flow detection unit reduces the background corresponding point candidates or the input corresponding point candidates to a predetermined image range at a low density. Sparse background flow detection means for setting and obtaining the background flow; and when the occurrence of the arrangement change is detected, the background corresponding point candidate or the input corresponding point candidate is displayed in the image more than the sparse background flow detection means. Dense background flow detection means for obtaining the background flow by setting a high density in a range, and the arrangement change detection unit detects the occurrence of the arrangement change using the background flow detected by the sparse background flow detection means. And a set of input corresponding points constituting the background flow detected by the dense background flow detection means is detected as a movement destination area of the arrangement.
本発明によれば、配置物の動きによる画像変化をその動き出し時点から検出できる。また本発明によれば、配置物の動きにより画像変化が生じた領域をその動き出し時点から検出できる。 According to the present invention, it is possible to detect an image change due to the movement of an arrangement from the movement start time. Further, according to the present invention, it is possible to detect a region where an image change has occurred due to the movement of the arrangement object from the time when the movement starts.
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)である画像監視装置1について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an image monitoring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings.
画像監視装置1が監視する監視空間には、予め配置された物品(以下、配置物と称する)が存在し、また人が出入りする。例えば、監視空間は部屋であり、また配置物は監視空間の備品や設備、或いは一時置きされた物品であり、一例として椅子や台車などが配置物となる。 In the monitoring space monitored by the image monitoring apparatus 1, there are articles arranged in advance (hereinafter referred to as arrangement objects), and people enter and exit. For example, the monitoring space is a room, and the arrangement is equipment or facilities in the monitoring space, or temporarily placed items. As an example, a chair or a carriage is the arrangement.
配置物は、通常は静止して監視空間の背景の一部を成しているが、人により動かされることで一時的に移動物体として検出されることがあり、その移動の結果、配置物の配置が変化する。画像監視装置1はこの配置変化を検知する。なお、当該配置変化には、画像監視装置1の視野内に収まる変化もあれば、配置物が持ち去られて視野外に移動する変化もある。 An arrangement is normally stationary and forms part of the background of the surveillance space, but it may be temporarily detected as a moving object when it is moved by a person. The arrangement changes. The image monitoring apparatus 1 detects this change in arrangement. Note that the arrangement change includes a change that falls within the field of view of the image monitoring apparatus 1 and a change in which the arrangement object is taken away and moved out of the field of view.
[画像監視装置1の構成]
図1は、画像監視装置1の概略の構成を示すブロック図である。画像監視装置1は撮像部2、記憶部3、制御部4及び出力部5を含んで構成され、撮像部2、記憶部3及び出力部5は制御部4に接続される。
[Configuration of Image Monitoring Apparatus 1]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the image monitoring apparatus 1. The image monitoring apparatus 1 includes an imaging unit 2, a
撮像部2は監視カメラであり、監視空間を所定の時間間隔で撮影する。撮影された監視空間の監視画像(入力画像)は順次、制御部4に入力される。背景画像を用いて配置物や人の位置、移動を把握するため、撮像部2はこれらを俯瞰撮影可能な高さに視野を固定して設置される。例えば、本実施形態では撮像部2は部屋の天井部に固定設置される。監視画像が撮像される時間間隔は例えば1/5秒である。以下、この撮像の時間間隔で刻まれる時間の単位を時刻と称し、最新の撮像時刻を現時刻、現時刻の入力画像を現画像と呼ぶ。
The imaging unit 2 is a surveillance camera and photographs the surveillance space at predetermined time intervals. The captured surveillance images (input images) of the surveillance space are sequentially input to the
記憶部3はROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶装置である。記憶部3は各種プログラムや各種データを記憶し、制御部4との間でこれらの情報を入出力する。各種データには背景画像30、直前画像31、配置物情報32及び領域情報33が含まれる。
The
背景画像30は監視空間の背景の像のみが含まれ、人の像が含まれていない画像である。背景画像30は配置変化の検知処理や配置物の追跡処理に先立って生成され、記憶部3に格納される。具体的には人などの移動物体が監視空間内に存在しない状態で撮像された入力画像を背景画像30とすることができ、この背景画像30には監視空間内に予め配置された配置物の像が含まれ得る。また、背景画像30は配置変化の検知処理や配置物の追跡処理の途中にて適宜更新される。
The
直前画像31(先行入力画像)は現時刻から一時刻前(現画像の撮像時刻に近接する先行時刻)の入力画像であり、各時刻に入力される現画像が次時刻における直前画像31として記憶部3に書き込まれる。
The immediately preceding image 31 (preceding input image) is an input image one hour before the current time (preceding time close to the current image capturing time), and the current image input at each time is stored as the immediately preceding
なお、本実施形態では現画像と先行入力画像との間の時間差を一時刻としているが、配置物を移動させる人物が先行入力画像に含まれる数時刻程度の時間差とすることもできる。 In this embodiment, the time difference between the current image and the preceding input image is one time. However, the time difference of about several hours included in the preceding input image by the person who moves the placement object can also be used.
配置物情報32は各配置物の識別番号、配置物の状態(配置物状態)、監視画像における当該配置物の位置と領域、及び当該配置物の画像特徴を含む。配置物が動かされて当該配置物が検知されると、当該配置物の配置物情報32が作成される。配置物の移動中において画像監視装置1は当該配置物の位置を追跡し、配置物情報32として位置の履歴が記憶される。配置物状態を示す属性として追跡中と移動完了とが定義される。画像特徴には、配置物の像全体の特徴を表す色ヒストグラムなどの他、配置物の像の中で特徴的な一部を表す特徴点が含まれる。
The
領域情報33は各変化領域の識別番号、及び当該変化領域が配置物を含むか否かの別を示す情報を含む。
The
制御部4はCPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、MCU(Micro Control Unit)等の演算装置を用いて構成され、記憶部3からプログラムを読み出して実行し、変化領域抽出部40、背景フロー検出部41、配置変化検知部42、背景画像生成部43及びマスク画像生成部44等として機能する。
The
変化領域抽出部40は入力画像と背景画像とを比較してそれらの間での変化領域を抽出し、抽出された変化領域の情報を背景フロー検出部41及び配置変化検知部42へ出力する。変化領域の抽出は公知の背景差分処理又は背景相関処理により行うことができる。すなわち、入力画像と背景画像との間における同一座標の画素の値の相違度(差又は相関値)を算出し、相違度がしきい値を超える画素を変化画素として検出する。そして、互いに隣接する変化画素をまとめ、まとめた領域を変化領域として抽出する。検出のしきい値は事前実験等に基づいて予め設定される。なお、1〜数画素程度の領域はノイズであるとして抽出対象から除外する。
The change
抽出される変化領域には、配置物の配置変化により生じる変化領域、人の存在及び移動により生じる変化領域が含まれる。人による配置物の配置変化の進行中には、配置物と人とが一体化した変化領域が抽出される。また、配置物の移動に由来する変化領域として、現画像にて配置物が存在する領域(移動先領域)の他、背景画像30にて配置物が存在した領域(移動元領域)が抽出される。以下、この配置物由来の変化領域のうち配置物の像の痕跡である移動元領域をゴーストと称する。ここで、配置変化の初期には配置物と人とゴーストとが一体化した変化領域が抽出され得る。 The extracted change area includes a change area caused by an arrangement change of the arrangement object and a change area caused by the presence and movement of a person. While the arrangement change of the arrangement by the person is in progress, a change area in which the arrangement and the person are integrated is extracted. Further, as a change area derived from the movement of the arrangement object, an area where the arrangement object exists in the background image 30 (movement source area) is extracted in addition to an area where the arrangement object exists in the current image (movement destination area). The Hereinafter, the movement source region that is the trace of the image of the arrangement object among the change areas derived from the arrangement object is referred to as a ghost. Here, at the initial stage of the arrangement change, a change area in which the arrangement object, the person, and the ghost are integrated can be extracted.
背景フロー検出部41は背景画像30と現画像とで互いに画像特徴が類似する対応点を検出し、当該対応点間を結ぶ動きベクトルである背景フローを検出する。背景画像30及び現画像には共に配置物の像が含まれており、配置物が移動すると背景画像30と現画像の対応点間に配置物の移動に応じた移動量(動きベクトル)が算出される。このとき現画像には配置物を動かしている人物の像が含まれるが、背景画像30は当該人物の像を含んでいないため基本的に人の背景フローは検出されない。また撮像部2の視野は固定されているため配置物以外の背景からは0又は0とみなせる誤差程度の移動量しか算出されない。よって、背景フロー検出部41が求める移動量を用いれば高精度に配置変化の有無を判定できる。画像特徴としては注目点及び最類似点の候補を中心とする所定サイズ(例えば5×5画素)のブロックにおける色分布、輝度勾配又は濃淡分布を用いることができる。
The background
具体的には、背景フロー検出部41は、背景画像30及び現画像のうち一方の画像(基準画像)上に複数の注目点(背景対応点の候補、又は入力対応点の候補)を設定すると共に他方の画像(比較画像)において各注目点と画像特徴が最も類似する最類似点を検出し、注目点と最類似点とを結ぶベクトルを算出する。ちなみに、背景画像30側の対応点(背景対応点)が背景フローの始端、現画像側の対応点(入力対応点)が終端である。
Specifically, the background
背景フロー検出部41は撮像部2から現画像が入力されるたびに背景フローを算出して配置変化検知部42へ出力する。
The background
ここで、直前画像31と現画像との間で算出する動きベクトルは一般にオプティカルフローと呼ばれるが、背景フローは背景画像30と現画像との間で算出する点で一般的なオプティカルフローとは異なる。以下、背景フローと区別して、直前画像31と現画像との間で算出する一般的なオプティカルフローを入力フローと呼ぶ。
Here, the motion vector calculated between the immediately preceding
注目点の設定にはヘッシアン・ラプラス(Hessian-Laplace)・ディテクタを用いる。基準画像に当該ディテクタを適用してブロッブ(blob)を抽出し、抽出したブロッブを注目点に設定する。ブロッブは画像の特徴点(キーポイント)の一つであり、具体的には輝度の極大点及び極小点に対応して抽出することができ、当該ブロッブに対応する特徴量として特徴点の座標と当該座標を中心とする局所領域の輝度分布とが求められる。 A Hessian-Laplace detector is used to set the point of interest. A blob is extracted by applying the detector to the reference image, and the extracted blob is set as a point of interest. A blob is one of feature points (key points) of an image. Specifically, the blob can be extracted corresponding to the maximum point and the minimum point of luminance, and the feature point coordinates and the feature point corresponding to the blob can be extracted. The luminance distribution of the local area centered on the coordinates is obtained.
ブロッブは閉領域内にて多く抽出されるので、配置物や人の領域内において配置変化の検知のために有効な数だけの注目点を設定できる。図2はブロッブを抽出して注目点を設定した画像の一例の模式図であり、監視空間に存在する人物及び椅子に対して設定された注目点を黒点で示している。 Since many blobs are extracted in the closed region, it is possible to set an effective number of attention points in order to detect a change in the arrangement in the arrangement object or the human area. FIG. 2 is a schematic diagram of an example of an image in which attention points are set by extracting a blob, and attention points set for a person and a chair existing in the monitoring space are indicated by black dots.
特徴の少ない箇所に注目点を設定すると誤った対応点を検出しやすくなるが、本実施形態のように特徴点を注目点に設定することにより対応点の誤検出が抑制され、対応点検出の処理量も削減できる。 Setting attention points at locations with few features makes it easier to detect erroneous corresponding points, but setting feature points as attention points as in this embodiment suppresses erroneous detection of corresponding points, and The amount of processing can also be reduced.
また、本実施形態では配置変化の検知が目的であることから、背景フロー検出部41は、画像全体ではなく画像変化が生じた部分、すなわち変化領域抽出部40によって得られる変化領域の内側にて注目点を設定し、変化領域の外側に注目点を設定しない構成とすることができる。これにより、配置物以外の背景フローを誤検出する誤りが減少し、処理量も削減できる。
In addition, since the purpose of this embodiment is to detect a change in arrangement, the background
背景フロー検出部41は、比較画像上での探索処理により最類似点を探索することができる。ブロッブを注目点に設定した本構成では、比較画像上で候補点を移動させつつ、注目点との輝度分布の類似度を算出して、類似度が最も高い候補点と注目点とのペアを対応点に決定する。この探索にはルーカス・カナデ(Lucas-Kanade)法など種々の最急降下法が適用可能である。すなわち、各注目点と同一座標を候補点の初期値とし、輝度の差が小さくなる方向に候補点を順次移動させて探索を行う。
The background
別の実施形態では注目点の座標を含む所定の探索範囲の各座標を候補点に設定して探索を行う。この場合、探索範囲は比較画像全体とすることもできるが、配置変化の検知が目的であることから、配置物が1時刻の間に移動し得る画像上の距離を予め見積もっておき、注目点の座標を中心として当該距離を半径とする円内を探索範囲とするのがよく、さらに変化領域抽出部40によって得られる変化領域の内側とするのがよい。すなわち上記円と変化領域との重複領域を探索範囲に設定する。こうすることにより対応点の誤検出を防げ、対応点検出の処理量も削減できる。
In another embodiment, the search is performed by setting each coordinate of a predetermined search range including the coordinates of the point of interest as a candidate point. In this case, the search range can be the entire comparison image, but since the purpose is to detect a change in arrangement, the distance on the image that the arrangement can move in one time is estimated in advance. The search range is preferably within a circle centered on the coordinates of the distance and the radius of the distance, and further inside the change region obtained by the change
ここで、前述したように配置物移動時の入力画像には人の像が含まれており、入力画像上の人の像が背景画像30の一部に類似した特徴を有していると、当該人に対して背景フローが誤検出され得る。このように誤検知された背景フローを配置変化の検知に用いると配置変化が無いときに配置変化があるとの誤検知を生じるおそれがある。
Here, as described above, the input image at the time of moving the arrangement includes a human image, and the human image on the input image has characteristics similar to a part of the
一方、配置物の移動開始時の現画像及びその直前の直前画像31は共に同一人物の像を含んでおり、同一人物の像同士は当該人物と背景よりも類似することが期待できる。そのため、背景フローと比較して入力フローでは人物と背景との間に動きベクトルが誤検出されにくい。
On the other hand, both the current image at the start of movement of the arrangement and the immediately preceding
この性質から、入力フローと一致する背景フローのみを配置変化(配置物移動開始)の検知に用いれば、上述した誤検出された背景フローによる配置変化の誤検知を防止することができる。本実施形態の画像監視装置1は当該構成としており、背景フロー検出部41には入力フローを検出する入力フロー検出部410と、入力フローと一致する背景フローを選定する背景フロー選定部411とが設けられている。以下、これらについて説明する。
Due to this property, if only the background flow that matches the input flow is used for detecting the change in arrangement (start of arrangement movement), the erroneous detection of the change in arrangement due to the erroneously detected background flow can be prevented. The image monitoring apparatus 1 according to the present embodiment has the above configuration, and the background
入力フロー検出部410は相前後する入力画像である直前画像31(先行入力画像)と現画像(後続入力画像)とで互いに画像特徴の類似する対応点を検出する。具体的には、現画像及び直前画像31のうち、一方の画像上に複数の注目点を設定すると共に他方の画像において各注目点に特徴が最も類似する最類似点を検出し、注目点と最類似点との間の動きベクトルを算出し入力フローとする。ちなみに、直前画像31側の対応点(先行入力対応点)が入力フローの始端、現画像側の対応点(第二入力対応点)が終端である。算出した入力フローは背景フロー選定部411へ出力される。
The input
なお、注目点の設定及び最類似点の検出は上述した背景フローの検出における処理と同様に行うことができる。すなわち、一方の画像にヘッシアン・ラプラス・ディテクタを適用してブロッブを抽出し、抽出したブロッブを注目点に設定する。また、ルーカス・カナデ法などを用いて他方の画像上で各注目点と特徴が最も類似する最類似点を探索する。探索範囲を決めて行う探索方法を採用した場合、探索範囲は配置物が1時刻の間に移動し得る画像上の距離を半径とする円内に設定することができる。 Note that the attention point setting and the most similar point detection can be performed in the same manner as in the background flow detection described above. That is, a blob is extracted by applying a Hessian Laplace detector to one of the images, and the extracted blob is set as a point of interest. Further, the most similar point having the most similar feature to each attention point is searched on the other image using the Lucas-Kanade method or the like. When a search method in which a search range is determined is adopted, the search range can be set within a circle whose radius is the distance on the image at which the object can move during one time.
背景フロー選定部411は入力フロー検出部410により検出された入力フローと一致する背景フローを選定する。
The background
ここで、入力フローの検出とは独立して背景フローの検出を別途行い、それにより得られた背景フローと入力フローとの一致判定を行なうこともできるが、その場合は背景フローを検出するために処理量の多い特徴点抽出処理及び最類似点探索処理を行わなくてはならない。 Here, it is possible to perform background flow detection separately from the input flow detection, and to determine whether the background flow obtained thereby matches the input flow. In that case, in order to detect the background flow In addition, a feature point extraction process and a most similar point search process with a large amount of processing must be performed.
そこで、配置変化検知のために検出すべき背景フローは入力フローに包含されること、並びに背景フロー及び入力フローの元データのうち現画像は共通であることに着目して、本実施形態の背景フロー選定部411では選定方法を工夫し処理負荷の軽減を図っている。具体的には、背景フロー選定部411は、各入力フローの始端の位置での直前画像31の画像特徴と、当該位置での背景画像30の画像特徴とが一致するか否かを判定し、一致すると判定された入力フローに相当する動きベクトルを背景フローと定める。すなわち、入力フローの始端・終端に基づいて背景フローの始端・終端を定義する。なお、直前画像31と背景画像30との間には照明変動やノイズによる微小変化が生じ得ることを考慮して始端の微小なずれ(例えば1画素分)は許容して一致判定を行なう。
Therefore, paying attention to the fact that the background flow to be detected for the detection of the arrangement change is included in the input flow, and that the current image is common among the background flow and the original data of the input flow, the background of this embodiment In the
図3は背景フロー検出部41の処理を説明する模式図であり、背景画像200、直前画像210及び現画像220の具体例に基づいて背景フローの検出処理を示している。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the processing of the background
背景画像200には配置物として椅子201(像201a)が存在し、また、当該背景画像200は誤検出の原因となり得る背景物202(像202a)を含んでいる。
The
直前画像210及び現画像220には、椅子201及び背景物202に加えて、人203が写っている。当該人203には背景物202に類似する色を有した部分が存在する。直前画像210では、まだ配置変化は生じておらず、椅子201(像201b)の位置は背景画像200と同一であり、人203(像203b)は椅子201にまだ接していない。一方、現画像220は人203(像203c)が椅子201に接した状態であり、椅子201(像201c)が配置変化を開始している。背景物202(像202c)は元の位置に留まっている。
In addition to the chair 201 and the background object 202, the person 203 is shown in the immediately preceding image 210 and the
模式的な画像230,240ではそれぞれ背景フロー、入力フローを矢印で示している。また、画像230,240には、変化領域を併せて示している。具体的には、変化領域として、現画像220から椅子201と人203とが一体化した変化領域231が抽出され、背景画像200から椅子201のゴースト232が抽出されている。また直前画像210からは人203の変化領域233が抽出されている。
In the
画像230に示される背景フローには、椅子201の動きによる背景フロー234の他に、椅子201と人203との間に誤った背景フロー235が検出され、背景物202と人203との間に誤った背景フロー236が検出されている。
In the background flow shown in the
画像240に示される入力フローでは、椅子201の動きによる入力フロー241と人203の動きによる入力フロー242とが検出される。ここで、椅子201と人203との類似度合いよりも人203同士の類似度合いの方が高いために、誤った背景フロー235に対応する入力フローは検出されない。また、背景物202と人203との類似度合いよりも人203同士の類似度合いの方が高いために、誤った背景フロー236に対応する入力フローも検出されない。
In the input flow shown in the
ちなみに、椅子201の入力フロー241と人203の入力フロー242とは、互いに近い位置でほぼ同じ向き及び大きさで検出される。そのため、配置物の入力フローを人の入力フローと識別するのは困難である。よって、入力フローのみから配置変化を検知するのは困難である。
Incidentally, the
模式的な画像250は、画像230に示す背景フローのうち画像240に示す入力フローと一致するものを示しており、当該背景フローが背景フロー検出部41により検出される。つまり、画像230に示す背景フローのうち椅子201の動きによる背景フロー234が、画像240に示す椅子201の動きによる入力フロー241と共通し、これが背景フロー251として選定される。一方、画像230に示す誤った背景フロー235,236は画像240の入力フローと共通しないので除外される。
A
なお、上述したように背景フローと入力フローとを別々に生成して、それらの共通するものを背景フローとして選ぶ構成とすることもできるが、本実施形態の背景フロー選定部411は入力フローのうち、始端が背景画像200の同一位置と同じ画像特徴を有するものを背景フローとして選定する構成として、背景フロー検出に伴う処理負荷の軽減を図っている。当該構成では背景フロー234を求める処理負荷が軽減されると共に、入力フローには生じない動きベクトルである誤った背景フロー235,236を検出する無駄が省かれる。
Note that, as described above, the background flow and the input flow can be generated separately, and the common flow of them can be selected as the background flow. However, the background
また、ここでは背景物202は位置や輝度を変えず変化領域を生じないとしているので、背景フローと入力フローとを別々に生成して共通するものを背景フローとする構成においても、注目点又は最類似点の探索範囲を変化領域に限定する上述の処理とすれば、誤った背景フロー236の検出は防止できる。
Here, since the background object 202 does not change the position and brightness and does not generate a change region, the background flow and the input flow are separately generated and the common flow is used as the background flow. If the above-described process is performed to limit the search range of the most similar point to the change region, erroneous detection of the
配置変化検知部42は、予め設定した基準以上の背景フローが背景フロー検出部41により検出されたときに配置物が移動開始した、つまり配置変化が生じたと判定する。この判定は疎背景フローを用いて各時刻において行われる。一方、基準以上の背景フローが検出されないときは配置変化が生じていないと判定する。
The arrangement
配置変化検知の判定基準として例えば、下記(1)〜(4)のいずれかを用いることができる。なお、これら基準は後のものほど信頼性が高くなる。
(1)移動量、すなわち動きベクトルの大きさが動き検出しきい値Ts以上の背景フローが検出されたこと。ここでTsは微小な照明変動により検出される誤差程度の背景フローを除外するための値であり、例えば2,3画素相当の大きさとすることができる。
(2)移動量がTs以上で同一方向の背景フローが複数検出されたこと。
(3)移動量がTs以上の背景フローが所定数Tn以上検出されたこと。ここでTnは理想的には配置物に設定される注目点の総数であるが、オクルージョン発生時でも配置変化を検知可能なように、当該総数の一定割合とすることができる。また、当該総数として実験結果等に基づいて予め見積もった想定値を用いることができる。また、一定割合は3割程度とすることができる。実験ではTnを10に設定して配置変化の精度よい検知が可能であった。
(4)同一変化領域から移動量がTs以上で同一方向の背景フローが所定数Tn以上検出されたこと。
For example, any one of the following (1) to (4) can be used as the determination criterion for the arrangement change detection. These criteria are more reliable the later.
(1) A background flow in which the movement amount, that is, the magnitude of the motion vector is equal to or greater than the motion detection threshold Ts is detected. Here, Ts is a value for excluding a background flow of an error level detected by a minute illumination variation, and can be set to a size corresponding to a few pixels, for example.
(2) A plurality of background flows in the same direction are detected when the movement amount is Ts or more.
(3) A background flow having a movement amount equal to or greater than Ts has been detected a predetermined number Tn or more. Here, Tn is ideally the total number of points of interest set in the arrangement, but it can be set to a constant ratio so that arrangement changes can be detected even when occlusion occurs. Moreover, the estimated value estimated beforehand based on an experimental result etc. can be used as the said total. Further, the fixed ratio can be about 30%. In the experiment, Tn was set to 10 and it was possible to detect the change in arrangement with high accuracy.
(4) A background flow in the same direction is detected by a predetermined number Tn or more when the movement amount is Ts or more from the same change region.
配置変化検知部42は、配置変化の発生を検知する機能以外の機能をも備えており、具体的には、人と配置物とが一体化している変化領域から配置物の領域を検出する機能を有する配置物領域検出部420、変化領域の中からゴーストを検出する機能を有するゴースト検出部421、及び検知した配置変化の経過を追跡する機能を有する配置物追跡部422が設けられている。
The arrangement
配置物領域検出部420は画素ごとの背景フロー又は入力フローに基づいて配置物の領域を特定する。画素ごとの背景フロー又は入力フローは背景フロー検出部41により検出され、配置変化検知部42での処理に供される。つまり、背景フロー検出部41は配置変化の検知のために、各時刻にて、上述した画像の特徴点を注目点とした入力フロー及び背景フローの検出処理を行う他、配置変化検知部42により配置物の移動開始が検知されると、各画素を注目点に設定した入力フロー及び背景フローの検出処理を行う。この画素ごとに検出される動きベクトルは特徴点ごとに検出されるものより空間的な密度が高い。そこで、配置変化検知部42での処理に供される背景フロー及び入力フローを密背景フロー、密入力フローと呼ぶことにする。これに対して配置変化の発生検知に供される背景フロー及び入力フローは相対的に低密度であり、疎背景フロー、疎入力フローと呼べる。このように配置変化が検知されたときだけ動きベクトルを密に求め、配置変化が検知されていない時刻においては動きベクトルを疎に求めるだけとすることにより、動きベクトル検出処理の負荷が軽減される。
The arrangement object
配置物領域検出部420は、配置物の移動開始が検知されたとき、背景フローの現画像側の対応点、つまり終端の位置に基づいて、配置物の移動先領域である配置物領域を検出する。本実施形態ではこの処理に上述の密な背景フローを用いるので、その終端の画素の集合が配置物領域に相当する。つまり配置物領域検出部420は現画像と背景画像との間での変化領域内にて検出される密背景フローの終端の集まりを現時刻の配置物領域として検出する。そして、検出した配置物領域に新しい識別番号と、配置物状態として「追跡中」の属性とを付与して配置物情報32に登録する。
When the movement start of the arrangement is detected, the arrangement
また、配置物領域検出部420は配置物を追跡中のとき、背景フロー検出部41から得られる密入力フローのうち直前画像にて検出されている配置物領域内に始端があるものを抽出し、この抽出した入力フローについて現画像における変化領域内にて検出される終端の集合を現時刻の配置物領域として検出する。なお、その際、停止中の配置物の領域も検出するためにゼロベクトルの入力フローも検出に用いる。
Further, when the arrangement object is being tracked, the arrangement
ゴースト検出部421は現画像と背景画像との間における変化領域のうち、背景フローの背景画像側の対応点を含む部分をゴースト領域と定める。つまり、背景フローの始端が検出された変化領域をゴーストとして検出する。このとき、ゴースト検出部421は背景フロー検出部41にて検出された背景フローの始端と終端とが単一の変化領域内にあるか否かを調べて処理を分けることで、ゴーストの領域を効率よく検出する。
The
背景フローの始端及び終端が同一変化領域にある場合は、配置物領域或いは人物領域とゴーストとが一体化している状態である。この場合、ゴースト検出部421は背景フロー検出部41から当該変化領域中の各画素を始端に設定した密な背景フローを得て、その終端が当該変化領域内に検出された背景フローの始端の集まりをゴーストとして検出する。
When the start and end of the background flow are in the same change area, the arrangement object area or the person area and the ghost are integrated. In this case, the
一方、背景フローの始端及び終端が異なる変化領域に分離して存在する場合は、配置物領域或いは人物領域とゴーストとが分離している状態である。この場合、ゴースト検出部421は背景フロー検出部41にて検出された背景フローの始端が検出された変化領域をゴーストとして検出する。なお、この場合には、背景フローは複数の変化領域のいずれがゴースト領域であるかを特定するために用いられ、ゴースト領域の形状を特定できる密背景フローである必要はなく、疎背景フローで足りる。
On the other hand, when the start end and the end of the background flow are separated in different change areas, the arrangement object area or the person area and the ghost are separated. In this case, the
配置物追跡部422は直前画像から検出された配置物領域と現画像から検出された配置物領域とが入力フローで結ばれていれば同一配置物として対応付ける。両画像の一方又は双方にて配置物領域が複数検出されている場合には、両画像間での配置物領域の組み合わせごとに対応付けを判定する。なお、停止中の配置物についても対応付けるためにゼロベクトルの入力フローも対応付けに用いる。
The
また、配置物追跡部422は、同一配置物を含む変化領域同士で位置・形状を比較し、ほぼ同一の位置・形状のときに当該配置物が視野内にて移動完了したと判定する。この場合には、配置物情報32の配置物状態として「視野内にて移動完了」の属性が付与され、その配置物は追跡対象から外れる。同一の位置・形状か否かは例えば、両変化領域の重複度に基づいて判定でき、当該重複度をしきい値処理し、重複度が高い場合を同一位置・形状とすることができる。
Also, the
一方、直前画像から検出された配置物領域と対応付く配置物領域が現画像から検出されない場合は、配置物追跡部422は当該配置物が視野外へ移動完了したと判定する。この場合には、配置物状態として「視野外に移動完了」の属性が付与され、追跡対象から外れる。なお、この場合には、持ち出しの旨を表す異常信号を出力部5に出力してもよい。
On the other hand, when the arrangement area corresponding to the arrangement area detected from the immediately preceding image is not detected from the current image, the
背景画像生成部43は、画像監視装置1の起動時等の初期化処理として、無人時の入力画像を背景画像30として登録する。また背景画像生成部43は画像監視装置1の動作中にて、入力画像を用いて適宜、背景画像30を更新する背景画像更新部として機能する。具体的には、現画像と背景画像30との間の変化領域以外の領域について、背景画像30を現画像で置換したり、背景画像30と現画像とを加重平均して更新したりすることができる。
The background
さらに、背景画像更新部として背景画像生成部43は、背景画像30における配置物領域のうち現画像では配置物が不在となっているゴースト領域を現画像により更新する。具体的には、配置物の移動完了が検知されたときに、背景画像30における配置物領域を現画像で置換して更新する。これにより移動完了した後、当該配置物領域を変化領域として抽出されなくすることができる。また、ゴースト領域が現画像における配置物領域及び人物領域から分離したことが検知された時点で、背景画像30におけるゴースト領域を現画像で置換して更新し、それ以降、当該領域が変化領域として抽出されないようにできる。
Further, the background
なお、上述の配置物領域に関する背景画像30の更新処理では、背景画像30に配置物の像が含まれなくなり得るが、一旦、配置変化が検知されれば配置物の像は背景から弁別され、その位置・形状が把握されるので、その情報を用いて以降の配置変化の検知や配置物領域の検出等の処理を続行することができる。一方、移動先の配置物の像を背景画像30に含める更新を行ってもよく、この場合には初期化処理後と同様にして配置変化の検知や配置物領域の検出等の処理が継続される。
In addition, in the update process of the
マスク画像生成部44は入力画像に写る人のプライバシー保護を目的として、現画像のうち配置物領域及びゴーストを除いた変化領域(加工対象領域)をマスク処理(フィルタ処理を含む)する加工を施した画像(マスク画像)を生成して出力部5へ出力する。
For the purpose of protecting the privacy of the person shown in the input image, the mask
マスク画像生成部44は配置物領域及びゴーストを除いた変化領域を加工対象領域とするので、監視員は加工後の画像にて人の形状を視認でき、また配置物の様子も視認できる。よって、当該加工画像のみで状況を把握でき、プライバシー保護と監視性とを両立できる。
Since the mask
出力部5は異常信号に応じて警告音を出力するスピーカー又はブザー等の音響出力手段、プライバシー加工された合成画像を表示する液晶ディスプレイ又はCRT等の表示手段などを含んでなる。
The
[画像監視装置1の動作]
図4は画像監視装置1の概略の動作を示すフロー図である。
[Operation of the image monitoring apparatus 1]
FIG. 4 is a flowchart showing a schematic operation of the image monitoring apparatus 1.
画像監視装置1は監視空間に人がいない状態にて起動され、撮像部2が所定時間おきに監視空間を撮像する動作を開始する。背景画像生成部43は予め設定した初期化期間に撮像される入力画像から人が写っていない画像を取得又は生成して、当該画像で記憶部3の背景画像30を初期化する(S1)。例えば、背景画像生成部43は、初期化期間の複数時刻の入力画像を平均処理して背景画像30を生成する。
The image monitoring apparatus 1 is activated in a state where there is no person in the monitoring space, and the imaging unit 2 starts an operation of imaging the monitoring space every predetermined time. The background
初期化期間経過後、制御部4は撮像部2から取得する入力画像を用いた監視動作を開始する。制御部4は入力画像(以下、現画像)を順次入力され(S2)、当該画像を入力されるたびにステップS2〜S16の処理を繰り返す。
After the initialization period, the
変化領域抽出部40は現画像を背景画像30と比較して変化領域を抽出する(S3)。制御部4は変化領域が抽出されたか否かを判定し(S4)、変化領域が抽出されなければ(S4にて「NO」の場合)、制御部4はステップS5〜S14を省略してステップS15,S16の処理を行う。この場合、背景画像生成部43は背景画像30全体を現画像と加重平均することにより更新し、制御部4は現画像そのままを出力部5へ出力し、出力部5は現画像そのままを表示する。
The change
一方、変化領域が抽出された場合(S4にて「YES」の場合)、制御部4は処理をステップS5へ進め、背景フロー検出部41が背景フローを検出する処理を行う(S5)。
On the other hand, when the change area is extracted (in the case of “YES” in S4), the
以下、図5のフローチャートに基づいて背景フロー検出処理を説明する。背景フロー検出部41の入力フロー検出部410は直前画像31からブロッブを抽出する(S100)。そして、抽出したブロッブの座標を、領域情報33として記憶されている直前時刻の変化領域及びステップS3で抽出された現時刻の変化領域と比較し、いずれかの変化領域内であるブロッブの座標を注目点に設定する(S101)。
The background flow detection process will be described below based on the flowchart of FIG. The input
入力フロー検出部410は現画像において注目点の最類似点を探索し(S103)、注目点を始端とし最類似点を終端とするベクトルを入力フローとして検出する(S104)。なお、入力フローとしてゼロベクトルも検出しておく。また、ステップS103にて類似度が閾値以下の最類似点しか見つからない場合は、当該注目点に対応する入力フローは検出されないとすることができる。
The input
背景フロー選定部411は入力フローと一致する背景フローを選定する。具体的には、ステップS104にて検出された各入力フローの始端座標を中心に所定のずれ許容範囲を設定し(S105)、当該ずれ許容範囲にて背景画像30にて直前画像31の注目点との一致点の検出を試みる(S106)。ずれ許容範囲は例えば、3×3画素に設定することができ、これにより1画素内のずれが許容されることになる。
The background
背景フロー選定部411はステップS106にて背景画像に一致点が検出された場合、当該一致点を始端とし対応する最類似点を終端とするベクトルを背景フローとして検出する(S107)。一方、注目点がずれ許容範囲内の背景画像に一致しない場合は、当該注目点を始点とする入力フローに対応する背景フローは選定されない。
When a matching point is detected in the background image in step S106, the background
上述の背景フロー検出処理S5により背景フローが検出されると、制御部4は配置変化検知部42により図4の配置変化検知処理S6を行う。図6は配置変化検知処理S6の概略のフロー図であり、以下、図6に基づいて配置変化検知処理を説明する。ここでは上述した配置変化検知の判定基準(4)を用いた処理を説明する。
When the background flow is detected by the background flow detection process S5 described above, the
配置変化検知部42はステップS5にて検出された背景フローそれぞれの大きさを動き検出しきい値Tsと比較し、大きさがTs以上の背景フローを選出する(S200)。そして、選出した各背景フローの始端座標をステップS3にて抽出された変化領域と比較し当該始端座標を含む変化領域を特定することで、変化領域ごとに背景フローをグルーピングする(S201)。さらに、各グループにおいて各背景フローの方向(傾き)を算出し、傾きが同一方向と見なせる背景フローの数を計数する(S202)。方向が同一であることは例えば、背景フローの傾きの差が所定のしきい値Tk未満であることに基づいて判定できる。また、変化領域ごとの背景フローのグループについて傾きの分布を統計処理して統計学上有意な分散値以下のものを同一方向の背景フローとしてもよい。
The arrangement
配置変化検知部42はステップS202にて求めた計数値をしきい値Tnと比較する(S203)。計数値がTn以上のグループがあれば(S203にて「YES」の場合)、当該グループを構成する背景フローの始端側に抽出された変化領域を移動開始した配置物の移動元に設定し(S204)、終端側に抽出された変化領域を移動開始した配置物の移動先に設定する(S205)。なお、該当するグループがなければ(S203にて「NO」の場合)、配置物の移動開始により生じた変化領域はないと判定する。
The arrangement
制御部4は上述の配置変化検知処理S6の後、図4に示す処理をステップS7から継続する。配置変化検知部42はステップS6にて新たな配置物の移動が検知された、又は追跡中の配置物(前時刻までに移動が検知されて追跡終了していない配置物)がある場合は配置変化中であると判定する(S7にて「YES」の場合)。
After the arrangement change detection process S6 described above, the
ここで、配置変化中であれば(S7にて「NO」の場合)、制御部4はステップS8〜S13を省略してステップS14〜S16の処理を行う。この場合、全ての変化領域は人物領域として処理される。すなわち、マスク画像生成部44は全ての変化領域をマスク処理し、背景画像生成部43は変化領域以外の背景画像30を現画像と加重平均することにより更新し、制御部4はマスク処理された画像を出力部5へ出力し、出力部5はマスク処理された画像を表示する。
Here, if the arrangement is changing (in the case of “NO” in S7), the
ステップS7にて配置変化中と判定された場合は、配置物追跡部422が追跡中の配置物があるか否かを調べ(S8)、追跡中の配置物がある場合は(S8にて「YES」の場合)、当該配置物を追跡して現在位置に対応する変化領域を検出する(S9)。一方、追跡中の配置物がない場合は(S8にて「NO」の場合)、ステップS9の処理は省略される。なお、ステップS6にて移動開始が検知された配置物は次時刻以降に追跡中となり、現時刻においては追跡処理S9の対象とはされない。
If it is determined in step S7 that the arrangement is being changed, the
背景フロー検出部41は、現時刻において移動開始が検知された配置物については、ステップS204にて当該配置物の移動元に設定された変化領域における背景画像30の各画素を注目点に設定する。そして、当該注目点の最類似点を、ステップS205にて移動先に設定された変化領域における現画像から検出し(密背景フローの検出)、配置物領域検出部420は検出した最類似点の集まりを現時刻の配置物領域として検出する(S10)。一方、背景フロー検出部41は追跡中の配置物については、当該配置物の配置物情報32から直前時刻の配置物領域を読み出し、当該領域における直前画像31の各画素を注目点に設定する。そして、当該注目点の最類似点を、ステップS9にて当該配置物として対応付けられた変化領域における現画像から検出し(密入力フローの検出)、配置物領域検出部420は検出した最類似点の集まりを現時刻の配置物領域として検出する(S10)。
The background
配置変化検知部42は現画像における配置物の変化領域について人の変化領域やゴーストとの分離・混合を判定する(S11)。現時刻において移動開始が検知された配置物について、配置変化検知部42はステップS204で設定した移動元の変化領域とステップS205で設定した移動先の変化領域とが同一か異なるかを確認し、その結果に基づいて分離・混合判定を行う。
The arrangement
図7は移動元の変化領域と移動先の変化領域とが同一の場合及び異なる場合の例を示す模式的な画像である。図7(a)は移動元領域500と移動先領域501aとが同一変化領域の場合を示しており、移動開始が検知された配置物の移動量が小さく現画像における人及び配置物(移動先領域501a)とゴースト(移動元領域500)とが一体化した変化領域が抽出されている。配置変化検知部42は、この場合の配置物の変化領域を「人との混合領域」かつ「ゴーストとの混合領域」と判定する。
FIG. 7 is a schematic image showing an example in which the movement source change area and the movement destination change area are the same or different. FIG. 7A shows a case where the
一方、図7(b)は移動元領域500と移動先領域501bとが異なる変化領域である場合を示しており、現画像における人及び配置物(移動先領域501b)とゴースト(移動元領域500)とが分離した変化領域として抽出されている。配置変化検知部42はこの場合の配置物の変化領域を「人との混合領域」かつ「ゴーストとの分離領域」と判定する。
On the other hand, FIG. 7B shows a case where the
また、追跡中の配置物については、配置変化検知部42はステップS9で対応付けられた直前時刻の変化領域と現時刻の変化領域との形状が一致するか否かを確認し、その結果に基づいて分離・混合判定を行う。
For the arrangement being tracked, the arrangement
図8は配置物の追跡中に撮像された連続3時刻の入力画像、及び当該画像から抽出された変化領域の例の模式図であり、同図(a)〜(c)の順に時刻が進み、また同図(a)〜(c)それぞれにおいて左側が入力画像、右側が変化領域を示す画像である。配置物に対応付けられた変化領域の形状が直前時刻と現時刻とで一致しない場合は、例えば、図8(a)に示す人と配置物とが一体の状態から図8(b)に示す人と配置物とが分離した状態に移行した直後である。この場合、配置変化検知部42は即座に分離を判定せず、当該配置物の変化領域についての判定を「人との混合領域」のまま維持する。一方、配置物に対応付けられた変化領域の形状が直前時刻と現時刻とで一致する場合は、例えば、図8(b)に示す状態から図8(c)に示す状態に移行した場合のように直前時刻及び現時刻のいずれにおいても人と配置物とが分離した状態であり、安定的な分離状態といえる。この場合は、配置変化検知部42は当該配置物に対応付けられた変化領域について「人との分離領域」と判定する。
FIG. 8 is a schematic diagram of an example of an input image at three consecutive times captured during tracking of an arrangement and an example of a change area extracted from the image, and the time advances in the order of FIGS. In each of FIGS. 4A to 4C, the left side is an input image, and the right side is an image showing a change area. When the shape of the change area associated with the arrangement does not match between the previous time and the current time, for example, the person and the arrangement shown in FIG. Immediately after the person and the arrangement are separated. In this case, the arrangement
ゴースト検出部421は、現時刻において移動開始が検知された配置物、及び追跡中であってゴーストの分離が判定されていない配置物を対象にして、上述したゴースト領域を検出する処理を行う(S12)。ゴースト検出部421は、現時刻において配置物の移動開始が検知されたのであれば、ステップS10で検出した密背景フローを参照してその注目点の集まりをゴーストとして検出する。
The
配置変化検知部42は、ステップS7にて配置変化中と判定された場合に上述のステップS8〜S12の処理を行い、その結果に基づいて配置物情報32及び領域情報33を更新する(S13)。具体的には、ステップS10にて、現時刻において新たに検出した配置物領域を、新しい識別番号及び追跡中の属性と共に配置物情報32に登録する。また、追跡中の配置物の配置物情報32における配置物領域の情報を、現時刻において検出した当該配置物の配置物領域で更新する。S9において視野外への移動完了が検出された配置物については配置物情報32の配置物状態を「視野外に移動完了」という属性に変更する。また、該当する配置物の配置物情報32の分離・混合情報をステップS12の分離・混合判定結果で更新すると共に、ステップS12にて「人との分離領域」が判定された配置物の属性を「視野内にて移動完了」に変更する。
If it is determined in step S7 that the arrangement is changing, the arrangement
以上の処理により変化領域における配置物領域及びゴーストが検出されると、マスク画像生成部44は変化領域から配置物領域及びゴーストを除外して加工対象領域を生成する。続いて加工対象領域と同形状である単色画像と、加工対象領域の背景画像30とを透過合成して合成画像を生成し、現画像における加工対象領域を当該合成画像で置換してマスク画像を生成する(S14)。なお、配置物領域が検出されていない場合は配置物領域を除外する処理は省略される。また、ゴーストが検出されていない場合はゴーストを除外する処理は省略される。
When the arrangement area and the ghost in the change area are detected by the above processing, the mask
変化領域が抽出された現画像についてマスク画像の生成まで完了すると、背景画像生成部43は変化領域から、分離が判定されたゴースト及び移動完了が検知された配置物の配置物領域を除外して更新対象領域を算出し、背景画像30の更新対象領域の部分を当該更新対象領域における現画像で置換する(S15)。なお、移動完了が検知された配置物がない場合は配置物領域を除外する処理は省略される。また、分離が判定されたゴーストがない場合はゴーストを除外する処理は省略される。
When the generation of the mask image is completed for the current image from which the change area is extracted, the background
また、背景画像生成部43は変化領域以外の背景画像30を現画像と加重平均することにより更新する。
Further, the background
制御部4はマスク画像生成部44にてマスク画像が生成されたときは、マスク画像を出力部5へ出力し、マスク画像が生成されなかったときは現画像を出力部5へ出力する。出力部5は制御部4から入力された画像をモニタに表示する(S16)。
The
現画像について以上の処理S2〜S16を終えると、制御部4は、現画像で直前画像31を置換するとともに、ステップS3で抽出された変化領域の情報で領域情報33を置換して、処理をステップS2に戻す。
When the above processes S2 to S16 are completed for the current image, the
[変形例]
以上、本願発明の実施形態を説明したが、当該実施形態を改変して本願発明の他の実施形態とすることもできる。以下、その例について説明する。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said embodiment can be changed and it can also be set as other embodiment of this invention. Examples thereof will be described below.
〈注目点の設定〉
疎背景フローを検出するための注目点は基準画像上に一定間隔おきに設定してもよい。例えば、格子状に注目点を設定することができる。この場合、設定間隔は想定される配置物の幅・高さよりも十分に短く設定して配置物の領域に確実に複数の注目点が設定されるようにする。当該設定方法は、特徴点を用いる場合と比較して最類似点の誤検出は増加するものの処理量が少ない点で優れる。なお、この場合、入力フロー検出も共通の注目点を設定して行なう。
<Setting attention point>
The attention points for detecting the sparse background flow may be set at regular intervals on the reference image. For example, the attention points can be set in a lattice shape. In this case, the set interval is set to be sufficiently shorter than the assumed width / height of the arranged object so that a plurality of attention points are surely set in the area of the arranged object. This setting method is excellent in that the amount of processing is small, although erroneous detection of the most similar points increases compared to the case of using feature points. In this case, the input flow detection is also performed by setting a common attention point.
〈背景フロー選定〉
既に述べたように、背景フロー検出部41において、背景フローと入力フローとをそれぞれ別個に検出してもよい。この場合、背景フロー選定部411は、各背景フローと各入力フローの組み合わせに対して一致度を算出し、一致度が一致判定しきい値以下の背景フローを選出する。一致度は始端同士の距離及び終端同士の距離とすることができ、これらの距離がともに照明変動やノイズによる微小変化とみなせる距離(例えば1画素分)であれば一致と判定される。
<Background flow selection>
As described above, the background
また、背景フローを入力フローと別個に検出する場合、基準画像を背景画像30とし比較画像を現画像とすることもできる。すなわち、背景画像30上に注目点を設定して現画像上で最類似点を探索することで背景フローを検出する。この場合、背景画像30には人が含まれないため、人によるオクルージョンの影響を受けずに配置物に注目点が設定できる。よって、人の出入りが多い監視空間で有効である。
When the background flow is detected separately from the input flow, the reference image can be the
また、背景フロー検出部41は上記実施形態における入力フローとの一致により背景フローを選定する構成に変えて、背景画像30と現画像との間の特徴点の対応付けで検出した一群の動きベクトルのうち互いに向きが一致するものが所定数以上存在するもの(つまり、前記動きベクトルのうち互いに同一と見なせる方向のものからなるグループであってそれに属するベクトルの数が所定数以上であるもの)を配置物に対応した背景フローとして検出する構成とすることもできる。これによっても図3の背景フロー235,236のような誤検出は排除できる。また入力フロー検出部410を省略できる。また、この方法においても、基準画像を現画像とし比較画像を背景画像30としてもよいし、基準画像を背景画像30とし比較画像を現画像としてもよい。
In addition, the background
〈特徴点〉
特徴点として、ブロッブに代えて、像の輪郭のコーナー(corner)またはサブピクセルコーナー(subpixel corner)を抽出することもできる。
<Feature point>
As feature points, corners or subpixel corners of the contour of the image can be extracted instead of the blob.
〈追跡特徴量〉
配置変化検知部42は現画像の配置物領域(移動先領域)または背景画像のゴースト部分(移動元領域)を配置物のテンプレートとして配置物情報32に記録し、配置物追跡部422にて当該テンプレートを用いたマッチング処理により入力画像における配置物の移動先領域を検出し、配置物の追跡を行うようにすることができる。
<Tracking features>
The arrangement
さらに、移動完了となった配置物情報32を登録抹消せずにテンプレートを保持しておき、次回の配置変化検知時の追跡に利用することもできる。
Furthermore, the
〈追跡対象〉
人物追跡に配置変化の検知結果を利用することが可能である。例えば、配置物領域以外の変化領域を人物領域として追跡することができる。また、配置物を含むことが判定された変化領域を人と配置物との分離が検出されるまでの間、当該変化領域の特徴量(人と配置物が混在した特徴量)により追跡し、この間、人物単独の特徴量は退避しておき、分離が検出されれば人物単独の特徴量による追跡に切り換えるという手法もある。
<Tracking target>
It is possible to use the detection result of arrangement change for person tracking. For example, a change area other than the arrangement object area can be tracked as a person area. In addition, until a change area determined to contain an arrangement is detected until a separation between the person and the arrangement is detected, the change area is characterized by a feature quantity (a feature quantity in which the person and the arrangement are mixed), During this time, there is a method in which the feature amount of the person alone is saved and switching to tracking by the feature amount of the person alone is detected if separation is detected.
1 画像監視装置、2 撮像部、3 記憶部、4 制御部、5 出力部、30 背景画像、31 直前画像、32 配置物情報、33 領域情報、40 変化領域抽出部、41 背景フロー検出部、42 配置変化検知部、43 背景画像生成部、44 マスク画像生成部、410 入力フロー検出部、411 背景フロー選定部、420 配置物領域検出部、421 ゴースト検出部、422 配置物追跡部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image monitoring apparatus, 2 Image pick-up part, 3 Storage part, 4 Control part, 5 Output part, 30 Background image, 31 Immediately preceding image, 32 Arrangement information, 33 Area information, 40 Change area extraction part, 41 Background flow detection part, 42 arrangement change detection unit, 43 background image generation unit, 44 mask image generation unit, 410 input flow detection unit, 411 background flow selection unit, 420 arrangement object region detection unit, 421 ghost detection unit, 422 arrangement object tracking unit.
Claims (5)
前記配置物を含む背景が撮像された前記監視空間の背景画像を記憶する記憶部と、
前記背景画像と前記入力画像との間にて、互いに画像特徴が類似するとして対応付いた前記背景画像側の背景対応点及び前記入力画像側の入力対応点を検出し、当該背景対応点から当該入力対応点へのベクトルから背景フローを求める背景フロー検出部と、
前記背景フローが所定値以上の移動量を示すことを以て前記配置変化の発生を検知する配置変化検知部と、
を備え、
前記背景フロー検出部は、前記入力画像と当該入力画像の撮像時刻に近接する先行時刻に撮像された先行入力画像との間にて、互いに画像特徴が類似するとして対応付いた前記先行入力画像側の先行入力対応点を検出し、前記先行入力対応点と略同位置に所在する前記背景対応点を用いた前記ベクトルを前記背景フローとすること、を特徴とする画像監視装置。 An image monitoring device that detects an arrangement change of an object placed in the monitoring space using an input image that is sequentially captured and input in the monitoring space,
A storage unit that stores a background image of the monitoring space in which a background including the arrangement is captured;
A background corresponding point on the background image side and an input corresponding point on the input image side that correspond to each other as having similar image characteristics between the background image and the input image are detected, and the input corresponding point on the input image side is detected from the background corresponding point. A background flow detection unit for obtaining a background flow from a vector to an input corresponding point;
An arrangement change detector that detects the occurrence of the arrangement change by indicating the movement amount of the background flow greater than or equal to a predetermined value;
Equipped with a,
The background flow detection unit is configured so that the preceding input image side corresponding to the input image and the preceding input image captured at the preceding time close to the capturing time of the input image as having similar image characteristics to each other. The preceding input corresponding point is detected, and the vector using the background corresponding point located at substantially the same position as the preceding input corresponding point is used as the background flow .
前記背景フロー検出部は、前記先行入力対応点の位置において前記先行入力画像の前記画像特徴と前記背景画像の前記画像特徴とが略一致した前記背景対応点を用いた前記ベクトルを前記背景フローとすること、を特徴とする画像監視装置。 The image monitoring apparatus according to claim 1 ,
The background flow detection unit determines the vector using the background corresponding point where the image feature of the preceding input image and the image feature of the background image substantially match at the position of the preceding input corresponding point as the background flow. An image monitoring apparatus characterized by that.
前記背景フロー検出部は、前記ベクトルのうち互いに向きが略一致するものが所定数以上存在するものを前記背景フローとして検出すること、を特徴とする画像監視装置。 The image monitoring apparatus according to claim 1 , wherein:
The background flow detection unit detects, as the background flow, a vector having a predetermined number or more of the vectors whose directions substantially coincide with each other.
前記背景フロー検出部は、前記入力画像が入力されるたびに前記背景対応点の候補又は前記入力対応点の候補を所定の画像範囲に低密度に設定して前記背景フローを求める疎背景フロー検出手段と、前記配置変化の発生が検知されたときに前記背景対応点の候補又は前記入力対応点の候補を前記疎背景フロー検出手段よりも前記画像範囲に高密度に設定して前記背景フローを求める密背景フロー検出手段と、を備え、
前記配置変化検知部は、前記疎背景フロー検出手段が検出した背景フローを用いて前記配置変化の発生を検知し、前記密背景フロー検出手段が検出した背景フローを構成する入力対応点の集まりを前記配置物の移動先領域として検出すること、
を特徴とする画像監視装置。 The image monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The background flow detection unit detects the background flow by setting the background corresponding point candidate or the input corresponding point candidate at a low density within a predetermined image range each time the input image is input. And setting the background corresponding point candidate or the input corresponding point candidate at a higher density in the image range than the sparse background flow detecting means when occurrence of the arrangement change is detected. A dense background flow detection means to be obtained,
The arrangement change detection unit detects the occurrence of the arrangement change using the background flow detected by the sparse background flow detection means, and collects a set of input corresponding points constituting the background flow detected by the dense background flow detection means. Detecting as a movement destination area of the arrangement,
An image monitoring apparatus characterized by the above.
前記配置物を含む背景が撮像された前記監視空間の背景画像を記憶する記憶部と、
前記背景画像と前記入力画像との間にて、互いに画像特徴が類似するとして対応付いた前記背景画像側の背景対応点及び前記入力画像側の入力対応点を検出し、当該背景対応点から当該入力対応点へのベクトルから背景フローを求める背景フロー検出部と、
前記背景フローが所定値以上の移動量を示すことを以て前記配置変化の発生を検知する配置変化検知部と、
を備え、
前記背景フロー検出部は、前記入力画像が入力されるたびに前記背景対応点の候補又は前記入力対応点の候補を所定の画像範囲に低密度に設定して前記背景フローを求める疎背景フロー検出手段と、前記配置変化の発生が検知されたときに前記背景対応点の候補又は前記入力対応点の候補を前記疎背景フロー検出手段よりも前記画像範囲に高密度に設定して前記背景フローを求める密背景フロー検出手段と、を備え、
前記配置変化検知部は、前記疎背景フロー検出手段が検出した背景フローを用いて前記配置変化の発生を検知し、前記密背景フロー検出手段が検出した背景フローを構成する入力対応点の集まりを前記配置物の移動先領域として検出すること、
を特徴とする画像監視装置。 An image monitoring device that detects an arrangement change of an object placed in the monitoring space using an input image that is sequentially captured and input in the monitoring space,
A storage unit that stores a background image of the monitoring space in which a background including the arrangement is captured;
A background corresponding point on the background image side and an input corresponding point on the input image side that correspond to each other as having similar image characteristics between the background image and the input image are detected, and the input corresponding point on the input image side is detected from the background corresponding point. A background flow detection unit for obtaining a background flow from a vector to an input corresponding point;
An arrangement change detector that detects the occurrence of the arrangement change by indicating the movement amount of the background flow greater than or equal to a predetermined value;
With
The background flow detection unit detects the background flow by setting the background corresponding point candidate or the input corresponding point candidate at a low density within a predetermined image range each time the input image is input. And setting the background corresponding point candidate or the input corresponding point candidate at a higher density in the image range than the sparse background flow detecting means when occurrence of the arrangement change is detected. A dense background flow detection means to be obtained,
The arrangement change detection unit detects the occurrence of the arrangement change using the background flow detected by the sparse background flow detection means, and collects a set of input corresponding points constituting the background flow detected by the dense background flow detection means. Detecting as a movement destination area of the arrangement,
An image monitoring apparatus characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012003746A JP5865709B2 (en) | 2012-01-12 | 2012-01-12 | Image monitoring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012003746A JP5865709B2 (en) | 2012-01-12 | 2012-01-12 | Image monitoring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013143068A JP2013143068A (en) | 2013-07-22 |
JP5865709B2 true JP5865709B2 (en) | 2016-02-17 |
Family
ID=49039592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012003746A Active JP5865709B2 (en) | 2012-01-12 | 2012-01-12 | Image monitoring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5865709B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6933178B2 (en) * | 2018-03-29 | 2021-09-08 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Control device, surveillance system, surveillance camera control method and surveillance program |
JP7237499B2 (en) * | 2018-09-19 | 2023-03-13 | 株式会社東芝 | Image sensor, sensing method, control system and program |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10126766A (en) * | 1996-10-18 | 1998-05-15 | Fujitsu General Ltd | Monitoring camera equipment |
JP4416341B2 (en) * | 2001-02-28 | 2010-02-17 | 株式会社日立製作所 | Digital surveillance system and surveillance camera |
JP2004241945A (en) * | 2003-02-05 | 2004-08-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Device, method, and program for image monitoring, and recording medium where same program is recorded |
JP4618058B2 (en) * | 2005-09-01 | 2011-01-26 | 株式会社日立製作所 | Background image generation method and apparatus, and image monitoring system |
JP4634920B2 (en) * | 2005-12-02 | 2011-02-16 | セコム株式会社 | Monitoring device |
JP5405366B2 (en) * | 2010-03-18 | 2014-02-05 | セコム株式会社 | Image monitoring apparatus and monitoring system |
-
2012
- 2012-01-12 JP JP2012003746A patent/JP5865709B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013143068A (en) | 2013-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8588466B2 (en) | Object area detection system, device, method, and program for detecting an object | |
JP5203319B2 (en) | Abandonment monitoring device | |
CN105938622B (en) | Method and apparatus for detecting object in moving image | |
KR100936108B1 (en) | Object detection device, and object detection device for elevator | |
KR101492180B1 (en) | Video analysis | |
JP5394952B2 (en) | Moving object tracking device | |
JP5865710B2 (en) | Image processing device | |
JP5106356B2 (en) | Image monitoring device | |
JP2009048428A (en) | Moving object tracking device | |
KR101541272B1 (en) | Apparatus and method for detecting terrorism using irregular motion of peoples | |
JP2009027393A (en) | Image searching system and personal searching method | |
US10762372B2 (en) | Image processing apparatus and control method therefor | |
JP4613230B2 (en) | Moving object monitoring device | |
JP2007300531A (en) | Object detector | |
JP5063567B2 (en) | Moving object tracking device | |
JP5496566B2 (en) | Suspicious behavior detection method and suspicious behavior detection device | |
JP5253102B2 (en) | Object discrimination method and object discrimination device | |
JP5236607B2 (en) | Anomaly detection device | |
JP2007219603A (en) | Person tracking device, person tracking method and person tracking program | |
JP5865709B2 (en) | Image monitoring device | |
JP4707019B2 (en) | Video surveillance apparatus and method | |
KR101827113B1 (en) | Apparatus and method for detecting proximal entity in pen | |
JP5752977B2 (en) | Image monitoring device | |
JP2007180933A (en) | Image sensor | |
JP2012212238A (en) | Article detection device and stationary-person detection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141205 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150910 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150929 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151119 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151215 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151228 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5865709 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |