カメラ切換制御方法およびその装置

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【発明の名称】	カメラ切換制御方法およびその装置
【発明者】	【氏名】堀場勇夫【氏名】山田宗男【氏名】浅井律雄【氏名】中村香織【氏名】相原靖師【氏名】上田浩次
【要約】	【課題】複数台のカメラにより撮影した画像を順次切換えて移動体を検出する場合に、撮影した原画像との差分処理によって更新される背景画像が安定状態になるまでの待ち時間は切換えるシーンによって異なるため、最大時間を見積もって待ち時間を設定しなければならない。そのため、不必要に１台のカメラ当たりの処理サイクルが長くなってしまい、切換方式の画像センシングシステムにおける時間方向の処理分解能の向上を図ることができないといった問題があった。【解決手段】複数のカメラにより撮影した画像を順次切換えて移動体を検出するカメラ切換制御方法において、撮影した原画像と更新される背景画像との差分を行い原画像と背景画像との輝度差が少なくなって安定状態に達したことを検出することによって移動体のセンシングを開始することで、シーン毎に異なるセンシングの待ち時間を最短にできるようにしたことを特徴とするカメラ切換制御方法である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】複数のカメラにより撮影した画像を順次切換えて移動体を検出するカメラ切換制御方法において、撮影した原画像と更新される背景画像との差分を行い原画像と背景画像との輝度差が少なくなって安定状態に達したことを検出することによって移動体のセンシングを開始することで、シーン毎に異なるセンシングの待ち時間を最短にできるようにしたことを特徴とするカメラ切換制御方法。
【請求項２】請求項１における背景画像を更新する時間を、ホストコンピュータのセンシング結果を導き出す時間に割り当てたことを特徴とするカメラ切換制御方法。
【請求項３】複数台のテレビカメラ等のカメラと、該カメラの切換えを行う映像切換装置と、該映像切換装置によって得られた画像のフィルタリング、認識、追跡処理および背景画像の更新などを行う画像処理プロセッサと、該画像処理プロセッサにより、前記映像切換装置によって切換えられた時点から撮影した原画像と更新される背景画像との輝度差が一定値レベル以下に達したことを検出すると移動体のセンシングを行うホストコンピュータと、を具備してなるカメラ切換制御装置。
【請求項４】請求項３におけるホストコンピュータが前に撮影したセンシング結果を導き出す処理を行っている間に、背景画像の更新を画像処理プロセッサで行うようにしたことを特徴とするカメラ切換制御装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は１台の画像処理装置に対して撮影する個所が異なる複数のテレビカメラ（以下、単にカメラと呼ぶ）の映像を切換えて入力し移動体の監視、例えば、道路に沿って設置されたカメラによって交通流を監視するためのカメラ切換制御方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１はカメラ切換制御方法の一例を示す回路ブロックであり、複数のカメラによる画像を映像切換装置によって画像処理装置に入力し、サイクリックにセンシング（移動体の量、速度等を計測）を行う場合について説明する。
【０００３】図１において、１₁，１₂，１₃，・・・・１_nはカメラ、２は該各カメラよりの取り込み画像を順次切換えるための映像切換装置、３は前記映像切換装置２によって切換えられ選択された画像が入力されると画像処理を行うための画像処理装置である。
【０００４】前記画像処理装置３は画像処理プロセッサ３１とホストコンピュータ３２により構成され、画像処理プロセッサ３１は環境変動や外乱の影響を除去するためのフィルタリングや背景画像との差分により移動体を認識し追跡する処理を繰返し実行し、その処理画像をホストコンピュータ３２に送信する（図６参照）。次に、ホストコンピュータ３２は、受信した処理画像を基にセンシング（移動体の量、速度等の計測）を開始しセンシング結果を導き出す。
【０００５】なお、図６のタイムチャートにおいて、「フィルタリング・認識・追跡処理など」の時間に撮影した原画像と背景画像との差分が繰返し実行され図示しない背景画像メモリに記憶された背景画像データの更新が実行される。（特許第２０８０１８１号参照）
【０００６】ホストコンピュータ３２は、カメラを切換える毎に背景画像が更新されるための最大安定化時間を想定した待ち時間の後に画像処理プロセッサ３１からの処理画像を受信し移動体のセンシング処理を開始する。
【０００７】次に、図７のフローチャートに基づいて動作を説明するに、映像切換装置２によって何れかのカメラから他のカメラに切換えられるとホストコンピュータ３２は該切換えた時間から所定の時間が経過したか否を判断し（ステップＳ１）、該時間が経過したと判断するとセンシング処理を行って（ステップＳ２）、再び、映像切換装置２によって次のカメラに切換える（ステップＳ３）といった動作を繰返し行うものである。
【０００８】ところで、背景差分処理は、本件特許出願人の特許第２０８０１８１号によって開示されているように画像輝度の時間変化に基づいて、シーン（撮影した場面）中の通過車両や通行人などの移動体と背景などの静止体とを弁別する手法であるが、背景差分処理を連続で行っている際にカメラ切換えが発生した場合の背景差分の処理結果は図８のような画像となる。
【０００９】すなわち、カメラを切換えた場合、背景画像においては直ぐにはシーンは切り換わらず徐々に更新される。一方、差分画像においては切換えによって突如としてシーンが変化するため、その変化成分が大きく抽出されてしまい、再度、背景画像が安定になるまでに暫く時間を要する。
【００１０】このように、背景画像および差分画像の何れを検出対象としても、カメラを切換えてから暫くの間は、待ち時間をとる必要がある。さらに、この待ち時間は、切換えるシーン毎に異なるため、背景画像あるいは差分画像が安定するまでの最大時間を想定して設定する必要が生じる【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように、前記安定状態になるまでの待ち時間は切換えるシーンによって異なるため、最大時間を見積もって待ち時間を設定しなければならない。そのため、不必要に１台のカメラ当たりの処理サイクルが長くなってしまい、切換方式の画像センシングシステムにおける時間方向の処理分解能の向上を図ることができないといった問題があった。
【００１２】本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、カメラ毎の切換えを最短の待ち時間で実現可能として、カメラ１台当たりの処理サイクルを短くすることで、切換方式の画像処理装置における処理時間の短縮を図ったテレビカメラにおけるカメラ切換制御方法を提供せんとするにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のテレビカメラにおけるカメラ切換制御方法は前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、複数のカメラにより撮影した画像を順次切換えて移動体を検出するカメラ切換制御方法において、撮影した原画像と更新される背景画像との差分を行い原画像と背景画像との輝度差が少なくなって安定状態に達したことを検出することによって移動体のセンシングを開始することで、シーン毎に異なるセンシングの待ち時間を最短にできるようにしたことを特徴とし、また、請求項２の手段は、請求項１における背景画像を更新する時間を、ホストコンピュータのセンシング結果を導き出す時間に割り当てたことを特徴とする。
【００１４】また、請求項３の手段は、複数台のテレビカメラ等のカメラと、該カメラの切換えを行う映像切換装置と、該映像切換装置によって得られた画像のフィルタリング、認識、追跡処理および背景画像の更新などを行う画像処理プロセッサと、該画像処理プロセッサにより、前記映像切換装置によって切換えられた時点から撮影した原画像と更新される背景画像との輝度差が一定値レベル以下に達したこと検出すると移動体のセンシングを行うホストコンピュータとを具備したものであり、また、請求項４の手段は、ホストコンピュータが前に撮影したセンシング結果を導き出す処理を行っている間に、背景画像の更新を画像処理プロセッサで行うようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るテレビカメラにおけるカメラ切換制御方法を図面と共に説明する。なお、カメラ１₁，１₂，１₃，・・・・１_n、映像切換装置２および画像処理プロセッサ３１については前記したと同じ構成なので説明は省略する。
【００１６】ところで、差分画像において、カメラ切換え直後は切換え前の映像シーンとの変化成分が大きく抽出され、その後は、背景画像が切換え後のシーンに徐々に更新されるに伴って変化成分は漸減する。従って、切換え後のシーンが安定状態に達したか否かは、差分画像の輝度レベルによって判定可能となる（図２参照）。
【００１７】そこで、本発明におけるホストコンピュータ３２としては図２に示す如く、映像切換装置２によってカメラを切換えた後、原画像と背景画像との差分画像の輝度レベルが予め設定したレベル以下に安定するまで待機し、その後にセンシングを行うようにした。すなわち、図２におけるカメラの切換えが行われてから再び安定状態になったことを検出するためのレベルに達したことを検出すると、その後、センシング処理を行うものである。
【００１８】次に、図４のフローチャートと共に動作を説明するに、映像切換装置２によるカメラの切換えが行われると、画像処理プロセッサ３１は撮影した原画像と記憶している背景画像との差分によって抽出した差分画像の全ての画素に対する輝度平均値を求め、その輝度平均値が予め設定した閾値に達したか否かの監視を繰返し行い（ステップＳ１１）、前記閾値に達したことを検出するとセンシング処理を開始する信号をホストコンピュータ３２に出力しホストコンピュータ３２でセンシングを行いその結果を導き出す（ステップＳ１２）。次いで、前記画像切換装置２に対してカメラの切換えを行わせるための信号を出力し（ステップＳ１３）、以下、前記動作を繰り返し行うものである。
【００１９】従って、本発明にあっては、差分画像の輝度平均値が設定した一定レベル以下に達したと判定されたなら次の工程であるセンシング処理を行うようにしたので、切換えるシーン毎に待ち時間が異なることによって最大安定時間を想定した待ち時間に設定した従来の場合に対して、カメラ１台当たりの処理サイクルを短くすることができる。
【００２０】次に、他の実施の形態について説明するに、前記した実施の形態においては、１台のカメラのセンシングが終了したら、次のカメラに切換えて再びセンシング処理を行うといったサイクルが繰り返し行われているが、ホストコンピュータ３２は画像処理プロセッサ３１からセンシングを行うための処理画像を受け取った後は、センシング結果を導出するための演算処理に専念するため、この期間は画像処理プロセッサ３１の処理動作を必要としないものである。
【００２１】そこで、この実施の形態にあっては、ホストコンピュータ３２がセンシング結果を導出するための演算処理に専念している時間を、カメラ切換えによる背景画像を安定化する時間に割り当てることで、ホストコンピュータ３２がセンシング結果導出に要した時間分だけ待ち時間を短縮することができる。勿論、ホストコンピュータ３２がセンシング結果導出に要した時間内で安定した場合には待ち時間は０となる。
【００２２】具体的には図５に示すように、単純にカメラを切換えてから切換えた画像の処理を行うのではなく、画像処理プロセッサ３１から前のカメラの処理画像をホストコンピュータ３２が受け取ったら直ちにカメラを切換えることによって、ホストコンピュータ３２がセンシング結果導出の演算を行う間に画像処理プロセッサ３１によって切換えたカメラの背景画像の更新を行うと共に移動体の認識、追跡までを並行処理することにより、前記実施例で説明したカメラの切換え後の待ち時間を解消することができるものである。
【００２３】なお、実施例で述べたカメラ切換後に画像を安定にする処理は、差分画像および背景画像の何れをセンシング対象としても必要とされるものであり、本件発明はセンシング対象が差分画像と背景画像の何れの場合にも当てはまるものである。
【００２４】
【発明の効果】本発明は前記したように、複数のカメラよりの画像を順次切換えて背景画像との差分により移動体を検出するようにしたカメラ切換制御方法において、切換える前の背景画像の影響がなくなって安定状態に達したことをホストコンピュータによって検出し直ぐにセンシング処理を開始することで、撮影される原画像毎に異なる安定状態に達するまでの待ち時間を最短にできるようにしたので、カメラ１台当たりの処理サイクルを短くすることができ、切換方式の画像センシングシステムにおける時間方向の処理分解能の向上を図ることができる。
【００２５】また、前記背景画像を安定にするために画像処理プロセッサで費やされる原画像と背景画像との差分処理をホストコンピュータのセンシングの処理シーケンスに割り当てることにより、処理サイクルの時間短縮を一層図ることができるという効果を有するものである。

【出願人】	【識別番号】０００２４３８８１【氏名又は名称】名古屋電機工業株式会社
【出願日】	平成１３年１２月７日（２００１．１２．７）
【代理人】	【識別番号】１０００８２６６９【弁理士】【氏名又は名称】福田賢三（外２名）
【公開番号】	特開２００３－１７４６４１（Ｐ２００３－１７４６４１Ａ）
【公開日】	平成１５年６月２０日（２００３．６．２０）
【出願番号】	特願２００１－３７４０１０（Ｐ２００１－３７４０１０）