JP2000048167A

JP2000048167A - 検出対象物抽出処理装置

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Publication number: JP2000048167A
Application number: JP10244342A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tokuyama; 隆徳山; Tomoo Nogi; 知生野木; Shinichi Koyanagi; 伸一小柳; Masayasu Nitta; 雅康新田
Original assignee: Daido Denki Kogyo KK
Current assignee: Daido Denki Kogyo KK
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2000-02-18
Anticipated expiration: 2018-07-27
Also published as: JP2967483B1

Abstract

(57)【要約】【目的】直射外光が入射する屋外環境において、照度
変動や影に影響されず、かつ、検出対象物の特徴を失う
ことなく正確に検出対象物を抽出し、誤検出のない検出
対象物抽出処理装置を提供する。【構成】オートアイリスレンズ１、２倍速ＣＣＤカラ
ーカメラ２、ＲＧＢ変換部３、Ａ／Ｄ変換部４１、４
２、４３、ＲＧＢ画像メモリ５１、５２、５３、色相演
算部６、参照画像メモリ７、サンプル画像メモリ８、差
分処理部９より構成し、２倍速ＣＣＤカラーカメラより
出力される映像の色相による差分処理を行うことによ
り、正確に検出対象物を抽出するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置を用いた異
常検出装置、駐車車両検出装置、人数検出装置等に於い
て、照度変動と、特に屋外等、直射外光の当たる部分と
影部の様に照度差の大きい一般環境に前記装置を用いる
場合の検出対象物抽出処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、屋外、或いは、窓や開孔部のある
屋内等、太陽光の変化により常時照度変動が生じる場所
に設置されたテレビカメラの映像を基にして画像処理を
行い、検出対象物を抽出するものとして、異常検出装
置、駐車車両検出装置、人数検出装置等がある。これら
の何れもが、照度変動による画像の変化を異常、自動
車、人等の検出対象物と誤検出しないために、太陽光が
変化する時間は、テレビカメラより送出される映像信号
周期に比べて長いことを利用して、連続する２画面間又
は、出来る限り短時間内の参照画像とサンプル画像間の
差分処理を行うか、或いは、対象物が無いことを検出し
た最新の画像を参照画像として更新し、参照画像とサン
プル画像間の差分処理を行う方法が用いられている。

【０００３】又、通常のオートアイリスレンズを用いて
画像全体の平均濃度を一定に保ち照度変動による影響を
緩和することも行われている。

【０００４】

【発明が開発しようとする課題】しかし、前記従来の方
法では、連続或いは、短時間内での２画面間の差分処理
では、検出対象物を含む画像全体の時間的変化を検出し
ているため、検出対象物の特徴が失われたり、静止して
いる検出対象物は抽出されないという問題が生じる。
又、検出対象物が処理画像上にある時に、照度変動が生
じた時は、背景更新ができず、検出対象物のみ抽出する
ことが困難になるという問題が生じる。又、通常のオー
トアイリスレンズを用いた場合、オートアイリスレンズ
が追従できない急激な照度変動が生じたり、検出視野内
に大きな検出対象物がある場合、オートアイリスレンズ
は画像全体の平均濃度、或いは最大又は最小濃度を一定
に保つ様に制御されるため、誤ったオートアイリスレン
ズ制御がなされるという問題が生じる。又、直射外光に
よる影部は背景にも拘らず検出対象物として誤って抽出
される。

【０００５】本発明は上記実状に鑑み、常時照度が変動
する一般的な環境に於いて、環境変動に影響されず、検
出対象物の特徴を失ったり、検出対象物の影を誤って抽
出したりすることなく正確に検出対象物を抽出すること
により、誤検出のない、又、対象物抽出後の詳細な特徴
分析が可能な検出対象物抽出処理装置を提供するもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、オートアイリ
スレンズを備えた２倍速ＣＣＤカラーカメラとＲＧＢ変
換部と、Ａ／Ｄ変換部とＲＧＢ画像メモリと、色相演算
部と参照画像メモリと、サンプル画像メモリと差分処理
部により構成され、色相画像データに基づいて差分処理
するようにしたものである。

【０００７】

【作用】照度変動があった場合にはオートアイリスレン
ズにより適切な絞り値に制御されると同時に、極端に明
るい部分と極端に暗い部分については２倍速ＣＣＤカラ
ーカメラにより、映像信号の飽和が回避されることによ
り、色相が失われることなく、常に安定して検出対象物
のみ抽出することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は、本発明の検出対象物抽出処理装置の構成を
示すブロック図で、図中１は２倍速ＣＣＤカラーカメラ
２のＣＣＤ素子への入射光量に応じて２倍速ＣＣＤカメ
ラ２からの制御指令２ｂによりレンズの絞りを制御する
オートアイリスレンズで、通常ＣＣＤ素子への全入射光
量の平均値が一定になる様に制御される。２倍速ＣＣＤ
カメラ２は露光量の異なる映像（例えば１／６０秒と１
／２０００秒）を通常（６０Ｈｚ）の２倍の周波数（１
２０Ｈｚ）で出力され、２画像を用いて画像処理ＬＳＩ
により明るい部分、暗い部分共画像の輝度階調が飽和し
ない最適画像に編集し、通常のＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎ
ａｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍＣｏｍｍｉ
ｔｔｅｅ）カラーコンポジット映像信号２ａとして出力
される（当該２倍速ＣＣＤカメラは、スーパーダイナミ
ック方式ＣＣＤカメラとして松下通信工業（株）より市
販されている）。

【０００９】３はＮＴＳＣカラーコンポジット映像信号
２ａをＲＧＢの各アナログ映像信号３ａ、３ｂ、３ｃに
変換するＲＧＢ変換部、４１、４２、４３はＲＧＢの各
アナログ映像信号３ａ、３ｂ、３ｃをｎビット濃淡階調
で黒レベルを０、白レベルを２^ｎで表現するデジタル画
像データ４１ａ、４２ａ、４３ａに変換するＡ／Ｄ変換
部、５１、５２、５３はＡ／Ｄ変換されたデジタル画像
データ４１ａ、４２ａ、４３ａを格納するＲＧＢ画像メ
モリ、６はＲＧＢ画像メモリ５１、５２、５３より転送
されるＲＧＢの各デジタル画像データ５１ａ、５２ａ、
５３ａより、次式に基づいてＲＧＢの各デジタル画像デ
ータ５１ａ、５２ａ、５３ａの各画素に対応して色相Ｈ°を演算する色相演算部、７は色相演算部
６より出力される色相画像データ６ａの内、連続する２
画面間の差分を取り、一定しきい値以上の差が生じる画
素の数である差分量を一定時間監視し、差分量が一定値
以下の状態を確認後、２倍速ＣＣＤカラーカメラ２の検
出視野内に検出対象物（例えば侵入者）がないと判断し
て最後に得られる色相画像データを参照画像データ６ｂ
として格納する参照画像メモリ、８は色相演算部６より
順次転送される色相画像データ８ａの内、参照画像の次
から得られる色相画像データをサンプル画像データ６Ｃ
として格納するサンプル画像メモリ、９は前記参照画像
メモリ７から転送される参照画像データ７ａとサンプル
画像メモリ８から転送されるサンプル画像データ８ａと
の差を演算し、演算の結果が一定値以上、つまり色相変
化のあるサンプル画像部分を検出対象物画像データ９ａ
として出力する差分処理部。

【００１０】以上の構成による本実施例の検出対象物抽
出処理装置の動作について、具体的に実際の処理画像を
用いて以下に説明する。

【００１１】図２に示す（ａ）から（ｆ）の画像は、図
１により説明した検出対象物抽出処理装置を異常検出装
置として、２倍速ＣＣＤカラーカメラ２を直接外光の入
射する出入口付近に設置して用いた時の装置内部の処理
画像と、一般的なオートアイリスレンズとＣＣＤカラー
カメラを用いた場合の処理画像を表示したもので、
（１）侵入者無し、間接外光入射、（２）侵入者無し、
直接外光入射、（３）侵入者有り、直接外光入射の各々
の場合について動作を説明する。

【００１２】（１）侵入者無し、間接外光入射の場合図２（ａ）は、２倍速ＣＣＤカラーカメラ２により撮像
されたカラー画像で、図２（ａ）中ａ１部は中間輝度の
床（中間明度の水色）、ａ２部は高輝度の壁（高明度の
黄色）、ａ３は低輝度の扉（低明度の茶色）、ａ４部は
中間輝度の植木（中間明度の緑色）である。間接外光の
変化によりオートアイリスレンズ１の絞り制御が働き、
２倍速ＣＣＤカラーカメラ２の視野内平均輝度が一定に
保たれる。

【００１３】ここで、オートアイリスレンズ１の制御
と、図２（ａ）内の各部の輝度の関係を明確にするた
め、図３（ａ）により説明する。図３に示す（ａ）から
（ｅ）の図は縦軸に図２に示す画像各部の輝度階調（８
ビット）、横軸に各部の面積を表したグラフで、オート
アイリスレンズ１は、図２（ａ）の平均輝度階調、つま
り、図３（ａ）の各部の面積と輝度階調を掛け合わせ、
加算平均した輝度階調値（図３（ａ）中破線で示す）を
一定に保つ様に制御される。図３（ａ）では、ａ１から
ａ４の各部の輝度階調は飽和（０又は２５５）していな
い。

【００１４】図２（ａ）のカラー画像が２倍速ＣＣＤカ
ラーカメラ２よりＮＴＳＣカラーコンポジット映像信号
２ａとして出力され、ＲＧＢ変換部３、Ａ／Ｄ変換部４
１、４２、４３、ＲＧＢ画像メモリ５１、５２、５３を
介して色相演算部６にて色相が演算され、順次色相画像
データ６ａとして出力される。色相画像データ６ａの内
容は、図２（ａ）のａ１部は水色のＨ＝２５７°、ａ２
部は黄色のＨ＝９９°、ａ３部は茶色のＨ＝５５°、ａ
４部は緑色のＨ＝１６７°である。

【００１５】順次出力される色相画像データを一定時間
監視後得られる色相画像を参照画像として参照画像メモ
リ７へ格納される。サンプル画像メモリ８には色相演算
部６より参照画像データ６ａが転送された後、次に出力
される色相画像をサンプル画像としてサンプル画像メモ
リ８に格納する動作を順次行う。この状態で間接外光の
入射光量が変化した場合、前述のオートアイリスレンズ
１の絞り制御により、画像各部ａ１〜ａ４の輝度階調が
飽和しないことより、色相演算部６に於いて演算される
色相画像は変化することなく、サンプル画像メモリ８に
は間接外光変化前と同じ色相データが格納される。差分
処理部９では、参照画像メモリ７に格納された参照画像
とサンプル画像メモリ８に格納されたサンプル画像の色
相の差を求めるが、この場合、同一の色相の画像である
ので、一定しきい値以上の差分画像は生じず、検出対象
物画像データ９ａは検出対象物のない画像が出力され
る。通常のオートアイリスレンズとＣＣＤカラーカメラ
を用いた場合にも、この場合は同様の動作となる。

【００１６】（２）侵入者無し、直接外光入射の場合図２（ａ）のカラー画像より得られる色相画像を参照画
像データとして参照画像メモリ７に格納された状態で図
２（ｃ）に示す様に、床部の一部ｃ５に直接外光が入射
した場合、２倍速ＣＣＤカラーカメラでは、図３（ｂ）
に示す１／６０秒の露光による画像各部の輝度階調と、
図３（ｃ）に示す１／２０００秒の露光による画像各部
の輝度階調の２画像を用いて、画像各部の輝度階調が飽
和しない画像に編集する。この場合、図３（ｂ）のｂ５
部分と図３（ｃ）のｂ１、ｂ２、ｂ４、ｂ３部分の輝度
階調が飽和していることより、ｂ５部は図３（ｃ）、そ
の他の部分は図３（ｂ）を用いた最適画像として、図３
（ｄ）に示す画像が２倍速ＣＣＤカラーカメラ２よりＮ
ＴＳＣカラーコンポジット映像信号２ａとして出力さ
れ、ＲＧＢ変換部３、Ａ／Ｄ変換部４１、４２、４３、
ＲＧＢ画像メモリ５１、５２、５３を介して、色相演算
部６にて色相が演算され、順次色相画像データ６ａとし
て出力されサンプル画像メモリ８に転送されるが、図２
（ｃ）の各部ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５は輝度階調
が飽和してないゆえ、色相は、参照画像である図２
（ａ）と同一となり差分処理部９で一定しきい値以上の
差分画像は生じず、検出対象物画像データ９ａは検出対
象物のない画像が出力される。ここで、本発明の動作を
より明確にするため通常のＣＣＤカラーカメラを本発明
の構成として用いた場合について説明する。

【００１７】図２（ｂ）はオートアイリスレンズ１と通
常のＣＣＤカラーカメラを用いたカラー画像で、図２
（ｃ）と同様、図２（ｂ）中ｂ５で示す様に床の一部に
直接外光が入射した場合を示す。

【００１８】前述にて説明したように、オートアイリス
レンズ１は視野内平均輝度を一定に保つ様に絞り制御が
なされるため、図３（ｅ）に示す様に直接外光が入射す
る床部ｂ５が白側に飽和し（輝度階調２５５）、扉部分
ｂ３は黒側に飽和（輝度階調０）してしまう。ゆえに、
図２（ｂ）に示す画像の各部の色相を色相演算部６にて
演算すると、直接外光の入射しない床部ｂ１、壁部ｂ
２、植木ｂ４は直接外光入射前と同一の色相が得られる
が、直接外光が入射する床部ｂ５は無彩色の白（色相な
し）、扉部ｂ３は無彩色の黒（色相なし）となり、差分
処理部９より一定しきい値以上の差分画像として図２
（ｂ）のｂ５部およびｂ３部が出力されてしまう。

【００１９】（３）侵入者あり、直接外光入射の場合図２（ａ）のカラー映像より得られる色相画像を参照画
像データとして参照画像メモリ７に格納された状態で図
２（ｅ）に示す様に床の一部ｅ５に直接外光が入射し、
かつ、侵入者ｅ６がいる場合、侵入者ｅ６と侵入者の影
ｅ７以外前述の（２）侵入者なし、直接外光入射の場合
と同一動作に付説明を省くが、侵入者の影ｅ７部は、扉
部分ｅ３同様２倍速ＣＣＤカラーカメラからの出力では
飽和しないため、色相が演算でき、床部ｅ５と同一の色
相となり、結果、検出対象物画像は図２（ｆ）に示す様
に侵入者のみが得られる。又、通常のＣＣＤカラーカメ
ラを用いた場合の画像を図２（ｄ）に示すが、扉部分ｄ
３、床部ｄ５、侵入者の影部ｄ７は、輝度階調が飽和す
ることにより、色相が演算できず、誤った差分画像が出
力されてしまう。

【００２０】以上本発明の検出対象物抽出処理装置の一
実施例として、異常検出装置に用いた場合について説明
したが、本発明は２倍速ＣＣＤカラーカメラと対象物の
色相により検出対象物を抽出するものであり、直接外光
が入射する屋外にカメラを設置する人数検出装置、駐車
車両検出装置等へも応用可能なものである。

【００２１】

【発明の効果】以上述べた様に、通常のオートアイリス
レンズでは輝度階調が飽和する様な屋外設置の異常検出
装置等に於いて、２倍速ＣＣＤカラーカメラを用いて色
相にて検出対象物を抽出するようにしたため、低明度色
或いは高明度色の物体や影により誤検出することがなく
なり、信頼性の高い検出対象物抽出処理装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検出対象物抽出処理装置の構成を示す
ブロック図である。

【図２】実施例の動作を説明するための処理画像であ
る。

【図３】実施例の動作を説明するための輝度階調グラフ

【符号の説明】

１．オートアイリスレンズ２．２倍速ＣＣＤカラーカメラ３．ＲＧＢ変換部４１．４２．４３．Ａ／Ｄ変換部５１．５２．５３．ＲＧＢ画像メモリ６．色相演算部７．参照画像メモリ８．サンプル画像メモリ９．差分処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新田雅康東京都千代田区岩本町３丁目11番５号大同電機工業株式会社内Ｆターム(参考） 5B057 BA11 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CE09 CE16 CH08 DA07 DB02 DB06 DB09 DC32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＣＤ素子への入射光量に応じてレンズの
絞り量を制御するオートアイリスレンズを備え、２倍速
ＣＣＤ素子により露光量の異なる２つの画像を出力し、
当該２画像を用いて画像処理ＬＳＩにより、明るい部
分、暗い部分共画像の輝度階調が飽和しない最適画像が
得られる２倍速ＣＣＤカラーカメラと、当該２倍速ＣＣ
Ｄカラーカメラから出力されるＮＴＳＣカラーコンポジ
ット映像信号をＲＧＢの各アナログ映像信号に変換する
ＲＧＢ変換手段と、ＲＧＢの各アナログ映像信号をＡ／
Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段により得
られるＲＧＢの各デジタル画像を記憶するＲＧＢ画像メ
モリと、ＲＧＢ画像メモリに記憶されたＲＧＢの各デジ
タル画像より各画素の色相を演算する色相演算手段と、
色相演算手段により得られる色相画像を一定時間監視
後、得られる色相画像を参照画像として記憶する参照画
像メモリと、参照画像の次から連続して得られる色相画
像をサンプル画像として記憶するサンプル画像メモリ
と、前記参照画像メモリに記憶された参照画像とサンプ
ル画像メモリに記憶されたサンプル画像との差を求める
差分手段により構成されることを特徴とする検出対象物
抽出装置。