Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4580189B2 - Sensing device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4580189B2 - Sensing device - Google Patents

Sensing device Download PDF

Info

Publication number
JP4580189B2
JP4580189B2 JP2004158909A JP2004158909A JP4580189B2 JP 4580189 B2 JP4580189 B2 JP 4580189B2 JP 2004158909 A JP2004158909 A JP 2004158909A JP 2004158909 A JP2004158909 A JP 2004158909A JP 4580189 B2 JP4580189 B2 JP 4580189B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
fluctuation
region
intruder
unit
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004158909A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005337954A (en
JP2005337954A5 (en
Inventor
清人 藤井
全史 大津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Secom Co Ltd
Original Assignee
Secom Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Secom Co Ltd filed Critical Secom Co Ltd
Priority to JP2004158909A priority Critical patent/JP4580189B2/en
Publication of JP2005337954A publication Critical patent/JP2005337954A/en
Publication of JP2005337954A5 publication Critical patent/JP2005337954A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4580189B2 publication Critical patent/JP4580189B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

本発明は、画像情報及び音響情報に基づいて侵入者の検出を行うセンシング装置、及び、音響情報に基づいて人間の身長を測定する身長測定装置に関する。   The present invention relates to a sensing device that detects an intruder based on image information and acoustic information, and a height measuring device that measures a human height based on acoustic information.

近年、監視空間に侵入した侵入者等を検出するセキュリティシステムが広く使用されている。このようなセキュリティシステムで使用されるセンシング装置としては、画像センサ等の撮像装置で取得された画像を用いて侵入者等を検出するものがある。このような画像を用いたセンシング装置には、基準となる背景画像を記録しておき、時々刻々と撮像される撮像画像と背景画像との差分画像に基づいて侵入者を検出する方法や、撮像画像間における差分画像に基づいて侵入者を検出する方法がある。   In recent years, security systems that detect intruders or the like that have entered a monitoring space have been widely used. As a sensing device used in such a security system, there is one that detects an intruder or the like using an image acquired by an imaging device such as an image sensor. In a sensing device using such an image, a reference background image is recorded, and a method for detecting an intruder based on a difference image between a captured image and a background image captured every moment, There is a method for detecting an intruder based on a difference image between images.

例えば、特開平3−97080号公報には、撮像画像と背景画像との輝度の差分画像を生成し、その差分値が所定の閾値以上である画素を変動画素として抽出し、連続する変動画素の個数が所定の判定値以上である場合に、変動画素で構成される変動領域を侵入者であると判定し、警報駆動信号を出力する技術が開示されている。さらに、複数の撮像画像間で変動領域を対応付けて、その移動状態を追跡(トラッキング)することによって、物体の移動距離や移動速度を算出し、これらの値に基づいて侵入者を検出する方法も用いられている。   For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-97080, a difference image of luminance between a captured image and a background image is generated, pixels whose difference values are equal to or greater than a predetermined threshold are extracted as variation pixels, and continuous variation pixels are extracted. A technique is disclosed in which, when the number is equal to or greater than a predetermined determination value, it is determined that a changing area constituted by changing pixels is an intruder and an alarm driving signal is output. Further, a method of calculating a moving distance and a moving speed of an object by associating a fluctuating region between a plurality of captured images and tracking (tracking) the moving state, and detecting an intruder based on these values Is also used.

また、画像センサとの複合センシング装置としては、特開2000−348265号公報に記載されているように、監視空間にマイクロ波を送出し、監視空間に存在する物体によって反射されたマイクロ波を受信することによって、その受信波の波形の変化に基づいて侵入者を検出する方式も知られている。このようにマイクロ波を用いた検出方法では、光や影のように監視空間における実体のない変化には影響されない性質がある。   As a composite sensing device with an image sensor, as described in JP 2000-348265 A, a microwave is transmitted to a monitoring space, and a microwave reflected by an object existing in the monitoring space is received. Thus, a method of detecting an intruder based on a change in the waveform of the received wave is also known. As described above, the detection method using microwaves has a property that it is not affected by intangible changes in the monitoring space such as light and shadow.

特開平3−97080号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-97080 特開2000−348265号公報JP 2000-348265 A

しかしながら、従来の画像センサを用いた侵入者検出では、侵入者が監視空間を走り抜けた場合でも確実に検出を行うために、トラッキングの検索範囲を非常に広範囲に設定する必要がある。そのため、ノイズ等の影響により誤追跡された変動領域を侵入者として誤検出したり、検出漏れが発生してしまう確率が高くなる。   However, in the intruder detection using the conventional image sensor, it is necessary to set a very wide tracking search range in order to surely detect even when the intruder runs through the monitoring space. Therefore, there is a high probability that a fluctuating region mistracked due to the influence of noise or the like is erroneously detected as an intruder, or a detection omission occurs.

また、変動領域が床面に接していることを仮定することによって、床からの撮像カメラの設置高さや監視空間に対する俯角に基づいて、実空間における物体までの距離及び物体の大きさを推定することができる。しかしながら、物体と背景色の区別ができない等、物体の領域を正確に抽出できない場合もあり、その時には物体の正確な大きさがわからないため、人間と他の小動物等との区別ができず、誤警報を出力することもある。   Also, by assuming that the fluctuating region is in contact with the floor surface, the distance to the object and the size of the object in the real space are estimated based on the installation height of the imaging camera from the floor and the depression angle with respect to the monitoring space. be able to. However, there are cases where the object region cannot be accurately extracted, for example, the object cannot be distinguished from the background color.At that time, the exact size of the object is not known, so it is impossible to distinguish humans from other small animals. An alarm may be output.

本発明は、上記従来技術の問題を鑑み、侵入者の検出確度を高めたセンシング装置を提供することを目的とする。また、本発明に関する技術を応用することによって人間の身長を測定することができる。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a sensing device with improved intruder detection accuracy. In addition, the height of a person can be measured by applying the technology related to the present invention.

本発明は、監視対象空間を撮像した撮像画像を取得する撮像部と、前記監視対象空間に音波を送出すると共に、前記監視対象空間から音波を音響信号として受信する送受信部と、を備え、前記撮像部で取得された撮像画像と前記送受信部において受信された音響信号とに基づいて前記監視対象空間内の移動体を検出するセンシング装置であって、撮像画像と基準となる背景画像との差分である差分画像に基づいて撮像画像から変動領域を抽出し、当該変動領域の移動方向を求める画像処理部と、前記変動領域の移動方向と、複数の音響信号の差分である差分波形に含まれる前記変動領域に対応するピークの数又はピーク間の間隔の時間変化とに基づいて、前記変動領域に対応する物体の姿勢を判定する音響処理部と、を備えることを特徴とする。   The present invention includes: an imaging unit that acquires a captured image obtained by imaging a monitoring target space; and a transmission / reception unit that transmits a sound wave to the monitoring target space and receives a sound wave from the monitoring target space as an acoustic signal, A sensing device that detects a moving body in the monitoring target space based on a captured image acquired by an imaging unit and an acoustic signal received by the transmission / reception unit, and a difference between the captured image and a reference background image The fluctuation region is extracted from the captured image based on the difference image, and the image processing unit for obtaining the movement direction of the fluctuation region is included in the movement waveform of the fluctuation region and the difference waveform that is the difference between the plurality of acoustic signals. An acoustic processing unit that determines an attitude of an object corresponding to the fluctuation region based on a number of peaks corresponding to the fluctuation region or a temporal change in an interval between peaks. .

ここで、前記音響処理部は、前記変動領域の移動方向が、前記送受信部との距離を略保った方向である場合に、前記変動領域に対応するピークの間隔が所定の閾値より大きいときは前記変動領域に対応する侵入者が立位であるとし、前記変動領域に対応するピークの数が1つ、又は、ピークの間隔が前記所定の閾値以下のときは前記変動領域に対応する侵入者が伏せ位であると判定する。また、前記音響処理部は、前記変動領域の移動方向が、前記送受信部から近づく又は遠ざかる方向である場合に、前記変動領域に対応するピーク間の間隔の時間変化が所定の閾値より大きいときは前記変動領域に対応する侵入者が立位であるとし、前記変動領域に対応するピーク間の間隔の時間変化が前記所定の閾値以下のときは前記変動領域に対応する侵入者が伏せ位であると判定する。
Here, the sound processing unit, the moving direction of the change area, when it is substantially maintained direction a distance between the transmitting and receiving unit, spacing of rupees click to respond to the changing area is below a predetermined threshold value When it is large, the intruder corresponding to the fluctuation area is standing, and when the number of peaks corresponding to the fluctuation area is one, or when the peak interval is equal to or less than the predetermined threshold, it corresponds to the fluctuation area. It is determined that the intruder is in a prone position. Further, when the moving direction of the fluctuation region is a direction approaching or moving away from the transmission / reception unit, the acoustic processing unit is configured such that the time change of the interval between peaks corresponding to the fluctuation region is larger than a predetermined threshold value. The intruder corresponding to the fluctuation area is assumed to be in a standing position, and the intruder corresponding to the fluctuation area is in the prone position when the time change of the interval between the peaks corresponding to the fluctuation area is equal to or less than the predetermined threshold. Is determined.

また、前記画像処理部は、前記変動領域の時間的な移動を追跡するトラッキング部を備え、前記トラッキング部では、前記音響処理部において判定された物体の姿勢に基づいてトラッキングの検索範囲を変更することが好適である。   The image processing unit includes a tracking unit that tracks temporal movement of the fluctuation region, and the tracking unit changes a tracking search range based on the posture of the object determined by the acoustic processing unit. Is preferred.

さらに、前記音響処理部は、前記変動領域に対応するピーク間の間隔から前記変動領域に対応する物体の大きさを算出する物体の大きさ算出部を備えることも好適である。   Furthermore, it is preferable that the acoustic processing unit further includes an object size calculation unit that calculates a size of an object corresponding to the variation region from an interval between peaks corresponding to the variation region.

また、本発明は、立位の人間の斜め上方から音波を等方的に放射し、前記人間で反射された音波を音響信号として受信する送受信部を備える身長測定装置であって、前記音響信号に含まれる前記人間に対応するピークの間隔に基づいて、前記人間の身長を測定することを特徴とする。ここで、前記人間に対応するピークは、前記人間の頭部で反射された反射波と、前記人間の足元で反射された反射波と、に対応するピークである。   Further, the present invention is a height measuring apparatus comprising a transmitting / receiving unit that radiates sound waves isotropically from an obliquely upward position of a standing human and receives the sound waves reflected by the human as an acoustic signal, the acoustic signal The height of the human being is measured based on a peak interval corresponding to the human being included in. Here, the peak corresponding to the human is a peak corresponding to a reflected wave reflected by the human head and a reflected wave reflected by the human foot.

なお、本発明の装置は、コンピュータを、上記処理を行うセンシング装置又は身長測定装置として機能させる制御プログラムにより実現することができる。   The device of the present invention can be realized by a control program that causes a computer to function as a sensing device or a height measuring device that performs the above processing.

本発明によれば、トラッキングの誤りによる侵入者の誤検出を低減することができる。また、侵入物体の大きさの推定精度が不十分であることによる侵入者の誤検出を低減することができる。さらに、音響信号のピークに基づいて侵入者(人間)の身長を測定することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce false detection of an intruder due to tracking errors. In addition, false detection of an intruder due to insufficient estimation accuracy of the size of the intruding object can be reduced. Furthermore, the height of the intruder (human) can be measured based on the peak of the acoustic signal.

本発明の実施の形態におけるセンシング装置100は、図1に示すように、撮像部10、画像処理部12、送受信部14、音響処理部16、記憶部18及び情報処理部20を含んで構成される。センシング装置100は、画像センサやカメラなどの撮像装置及び音波の送受信装置等を備えたコンピュータによって構成することができる。   As shown in FIG. 1, the sensing device 100 according to the embodiment of the present invention includes an imaging unit 10, an image processing unit 12, a transmission / reception unit 14, an acoustic processing unit 16, a storage unit 18, and an information processing unit 20. The The sensing device 100 can be configured by a computer including an imaging device such as an image sensor and a camera, a sound wave transmission / reception device, and the like.

撮像部10は、画像センサやカメラなどの撮像装置を含んで構成される。撮像部10は、監視空間の光学的な映像を電気的な画像信号に変換して画像処理部12へ出力する。撮像部10は、画像信号に対して増幅、フィルタ処理、デジタル化処理等の前段処理を行った後に画像処理部12に受け渡す機能を有することも好ましい。本実施の形態では、撮像画像は離散的な画素群からなるデジタル化された画像に変換され、各画素が輝度値で表現された撮像画像Iとして画像処理部12に入力及び記憶部18に格納及び保持される。以下、繰り返し撮像される撮像画像Iのうち第n回目の測定で得られたものを撮像画像I(n)と示す。 The imaging unit 10 includes an imaging device such as an image sensor or a camera. The imaging unit 10 converts an optical image of the monitoring space into an electrical image signal and outputs the electrical image signal to the image processing unit 12. It is also preferable that the imaging unit 10 has a function of delivering the image signal to the image processing unit 12 after performing pre-processing such as amplification, filter processing, and digitization processing on the image signal. In the present embodiment, the captured image is converted into a digitized image including discrete pixel groups, and each pixel is input to the image processing unit 12 and stored in the storage unit 18 as a captured image I expressed by a luminance value. And retained. Hereinafter, a captured image I (n) obtained by the n-th measurement among the captured images I that are repeatedly captured is shown.

送受信部14は、超音波パルス送信器及び超音波センサを含んで構成される。送受信部14は、超音波パルス送信器を用いて所定時間間隔で監視空間に超音波パルスを等方的に送信すると共に、監視空間から超音波を音響信号として受信する。このとき、監視空間に存在する物体や壁等によって反射された超音波パルスが時間変動する音響信号S(t)として受信される。監視距離が十分に短い場合、超音波の送信から受信までの時間は無視でき、超音波の送信タイミングと撮像部10での撮像タイミングとを一致させることによって略同時刻における同一状況の監視空間の状況をセンシングすることができる。以下、繰り返し測定される音響信号S(t)のうち第n回目の撮像と同期して得られたものを信号S(n)(t)と示す。 The transmission / reception unit 14 includes an ultrasonic pulse transmitter and an ultrasonic sensor. The transmitter / receiver 14 isotropically transmits ultrasonic pulses to the monitoring space at predetermined time intervals using an ultrasonic pulse transmitter, and receives ultrasonic waves from the monitoring space as an acoustic signal. At this time, an ultrasonic pulse reflected by an object or wall existing in the monitoring space is received as an acoustic signal S (t) that varies with time. When the monitoring distance is sufficiently short, the time from transmission of ultrasonic waves to reception is negligible, and by matching the transmission timing of ultrasonic waves with the imaging timing of the imaging unit 10, the monitoring space of the same situation at substantially the same time The situation can be sensed. Hereinafter, the acoustic signal S (t) repeatedly measured and obtained in synchronization with the n-th imaging is indicated as a signal S (n) (t).

受信された音響信号S(t)は音響処理部16に送信及び記憶部18に格納及び保持される。また、送受信部14は、音響信号S(t)に対して増幅、フィルタ処理、デジタル化処理等の前段処理を行った後に音響処理部16に受け渡す機能を有することも好ましい。   The received acoustic signal S (t) is transmitted to the acoustic processing unit 16 and stored and held in the storage unit 18. Moreover, it is also preferable that the transmission / reception unit 14 has a function of passing the acoustic signal S (t) to the acoustic processing unit 16 after performing pre-stage processing such as amplification, filter processing, and digitization processing.

なお、本実施の形態では、超音波を用いた場合を例として説明するが、これに限定されるものでなく、可聴範囲の音波を用いても良い。但し、超音波は人間に聞こえないという利点を有する。また、音響信号S(t)の観測時間は監視したい距離に応じて変更することが好ましい。例えば、監視したい距離をL(m)、音速をC(m/s)とすると、監視に必要な音響信号S(t)の観測時間t(秒)はt=2L/Cで算出することができる。   In this embodiment, the case where ultrasonic waves are used will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and sound waves in an audible range may be used. However, ultrasonic waves have the advantage that they cannot be heard by humans. Moreover, it is preferable to change the observation time of the acoustic signal S (t) according to the distance to be monitored. For example, if the distance to be monitored is L (m) and the sound speed is C (m / s), the observation time t (second) of the acoustic signal S (t) necessary for monitoring can be calculated by t = 2L / C. it can.

以下、撮像部10において取得された撮像画像Iと送受信部14において取得された超音波の音響信号S(t)とを用いて、監視空間から侵入者を検出する処理ついて説明を行う。センシング装置100の各部の機能は、図2に示すフローチャートの各工程をコンピュータで実行可能な制御プログラムとすることによって、コンピュータの処理装置によって実行させることができる。   Hereinafter, a process of detecting an intruder from the monitoring space using the captured image I acquired by the imaging unit 10 and the ultrasonic acoustic signal S (t) acquired by the transmission / reception unit 14 will be described. The function of each part of the sensing device 100 can be executed by a processing device of a computer by making each step of the flowchart shown in FIG. 2 a control program that can be executed by the computer.

ステップS10では、監視空間の画像が取得される。撮像部10により所定の時間間隔で1フレームの撮像画像Iが取得される。ここでは、n回目の撮像タイミングで撮像画像I(n)が取得されたものとする。撮像画像I(n)は画像処理部12へ転送される。 In step S10, an image of the monitoring space is acquired. The imaging unit 10 acquires a captured image I of one frame at a predetermined time interval. Here, it is assumed that the captured image I (n) is acquired at the n-th imaging timing. The captured image I (n) is transferred to the image processing unit 12.

ステップS12では、画像処理部12において、撮像画像I(n)に変動領域が含まれるか否かが判断される。画像処理部12は、図1に示すように、変動領域抽出部22、トラッキング部24及び画像特徴量算出部26を含んで構成される。画像処理部12は、デジタル化された撮像画像を受けて、背景差分処理、2値化処理、トラッキング処理及び画像特徴量算出処理を行う。 In step S12, the image processing unit 12 determines whether or not the captured image I (n) includes a variable region. As shown in FIG. 1, the image processing unit 12 includes a variable region extraction unit 22, a tracking unit 24, and an image feature amount calculation unit 26. The image processing unit 12 receives the digitized captured image and performs background difference processing, binarization processing, tracking processing, and image feature amount calculation processing.

変動領域抽出部22では、撮像画像I(n)と基準となる背景画像Bとにおける互いに対応する画素同士の差分値をとって差分画像D(n)が生成される。背景画像Bは、監視空間に侵入者等が存在しない状態で撮像された画像であり、侵入者の検出処理を開始する前に予め取得され、記憶部18に格納及び保持されているものとする。次に、得られた差分画像D(n)に含まれる各画素の輝度(特性値)と所定の閾値との大小関係に基づいて差分画像を2値化する。すなわち、撮像画像I(n)に含まれる各画像をI(n)(i,j)で表し、背景画像Bに含まれる各画素をB(i,j)で表し、閾値がThvであるとすると、差分画像D(n)に含まれる各画素D(n)(i,j)の値を数式(1)で決定することができる。 In the fluctuation region extraction unit 22, a difference image D (n) is generated by taking a difference value between pixels corresponding to each other in the captured image I (n) and the reference background image B. The background image B is an image captured in a state where no intruder or the like exists in the monitoring space, and is acquired in advance before starting the intruder detection process, and is stored and held in the storage unit 18. . Next, the difference image is binarized based on the magnitude relationship between the luminance (characteristic value) of each pixel included in the obtained difference image D (n ) and a predetermined threshold value. That represents each image included in the captured image I (n) by I (n) (i, j ), represents each pixel contained in the background image B by B (i, j), the threshold is a T hv Then, the value of each pixel D (n) (i, j) included in the difference image D (n) can be determined by Equation (1).

Figure 0004580189
これによって、図3に示すように、特性値の変動が閾値Thv以上の変動であった変動画素(1)と閾値Thvより小さい変動であった非変動画素(0)とに2値化された差分画像D(n)として表現される。算出された差分画像D(n)は、次回の撮像画像に対するトラッキング処理の基準とするために記憶部18に格納及び保持される。
Figure 0004580189
As a result, as shown in FIG. 3, binarization is performed on the fluctuation pixel (1) whose characteristic value fluctuates more than the threshold value Thv and the non-fluctuation pixel (0) whose fluctuation is smaller than the threshold value Thv. Is represented as a difference image D (n) . The calculated difference image D (n) is stored and held in the storage unit 18 to be used as a reference for tracking processing for the next captured image.

なお、本実施の形態では、背景画像Bは侵入者がいない状況において監視空間を予め撮像した画像としたが、所定時間毎に撮像された画像で更新することも好適である。また、前回取得された撮像画像を背景画像Bとして用いることにより、連続するフレーム間における差分画像D(n)を求めて処理に供しても良い。 In the present embodiment, the background image B is an image obtained by capturing the surveillance space in advance in a situation where there is no intruder, but it is also preferable to update the background image B with an image captured every predetermined time. Further, by using the captured image acquired last time as the background image B, a difference image D (n) between consecutive frames may be obtained and used for processing.

ここで、撮像画像I(n)に変動領域が含まれていればステップS14に処理を移行させる。一方、撮像画像I(n)に変動領域が含まれていなければステップS18に処理を移行させる。以下では、撮像画像I(n)に変動領域が含まれていた場合について説明を行う。 Here, if the captured image I (n) includes a variable region, the process proceeds to step S14. On the other hand, if the fluctuation area is not included in the captured image I (n) , the process proceeds to step S18. Below, the case where the fluctuation area is included in the captured image I (n) will be described.

ステップS14では、今回の撮像で取得された差分画像D(n)と過去に取得された差分画像との比較により変動領域のトラッキング処理が行われる。トラッキング部24では、2値化された差分画像D(n)に含まれる略連続した変動画素群が1つの変動領域としてグループ化され、各変動領域が固有のラベルでラベリングされる。続いて、記憶部18に保持されている過去の差分画像が読み出され、差分画像D(n-1)に含まれる各変動領域の周囲に設定されたトラッキングの検索範囲に対応する現在の差分画像における領域に変動領域が存在すれば、その領域のサイズ、形状等の特徴量の類似度に基づいて互いに同一の被写体を撮像した領域であると推定される変動領域同士が対応付けられる。なお、トラッキングの検索範囲の設定方法ついては後述する。差分画像D(n)及びラベリングの情報は画像特徴量算出部26へ送られる。 In step S14, the tracking process of the fluctuation region is performed by comparing the difference image D (n) acquired by the current imaging with the difference image acquired in the past. In the tracking unit 24, substantially continuous variable pixel groups included in the binarized difference image D (n) are grouped as one variable region, and each variable region is labeled with a unique label. Subsequently, the past difference image held in the storage unit 18 is read, and the current difference corresponding to the tracking search range set around each variable region included in the difference image D (n−1). If there are fluctuating areas in the area in the image, the fluctuating areas that are estimated to be areas in which the same subject is imaged are associated with each other based on the similarity of the feature quantities such as the size and shape of the areas. The tracking search range setting method will be described later. The difference image D (n) and the labeling information are sent to the image feature quantity calculation unit 26.

ステップS16では、差分画像D(n)及びラベリングの情報に基づいて画像に関する各種の特徴量が算出される。画像特徴量算出部26は、例えば、画像距離算出部、領域サイズ算出部及び移動ベクトル算出部を含んで構成される。 In step S16, various feature amounts relating to the image are calculated based on the difference image D (n) and the labeling information. The image feature amount calculation unit 26 includes, for example, an image distance calculation unit, a region size calculation unit, and a movement vector calculation unit.

画像距離算出部では、差分画像D(n)に基づいて、撮像部10に含まれる撮像装置から各変動領域に撮像された物体までの距離が算出される。監視空間の床面が平坦であり、変動領域に写し込まれた物体が床面に接地しているものと仮定することによって、撮像部10の撮像装置の俯角、設置高及び変動領域の画像内位置に基づいて撮像装置から変動領域に写し込まれた物体までの直線距離を推定することができる。 In the image distance calculation unit, the distance from the imaging device included in the imaging unit 10 to the object imaged in each variable region is calculated based on the difference image D (n) . By assuming that the floor surface of the monitoring space is flat and the object imaged in the fluctuation region is in contact with the floor surface, the depression angle, the installation height, and the fluctuation region of the image pickup unit 10 in the image of the fluctuation region Based on the position, it is possible to estimate a linear distance from the imaging device to the object imaged in the fluctuation region.

簡単の為、図4に示すように、撮像部10の正面に変動領域が抽出された場合を説明する。差分画像Dの垂直方向のサイズがY、画像における変動領域の上端までの長さがyh、画像における変動領域の下端まで長さがyf、1画素間の距離がpであり、図5に示すように、撮像装置の俯角がθ、設置高がH、焦点距離がFとすると、数式(2)を用いて撮像装置から変動領域に写し込まれた物体の上端までの実空間における画像距離Rhを算出することができ、数式(3)を用いて撮像装置から変動領域に写し込まれた物体の下端までの実空間における画像距離Rfを算出することができる。より精度が必要とされる場合には、撮像部10の特性(レンズ、CCD)を考慮した補正を行っても良い。 For simplicity, a case will be described in which a variable region is extracted in front of the imaging unit 10 as shown in FIG. The vertical size of the difference image D is Y, the length to the upper end of the fluctuation area in the image is y h , the length to the lower end of the fluctuation area in the image is y f , and the distance between the pixels is p. As shown in FIG. 5, when the depression angle of the imaging device is θ, the installation height is H, and the focal length is F, an image in real space from the imaging device to the upper end of the object imaged in the fluctuation region using Equation (2) The distance R h can be calculated, and the image distance R f in the real space from the imaging device to the lower end of the object imaged in the fluctuation region can be calculated using Equation (3). When higher accuracy is required, correction may be performed in consideration of the characteristics (lens, CCD) of the imaging unit 10.

Figure 0004580189
以下では、n回目の測定の差分画像D(n)に含まれる各変動領域に対して求められた画像距離Rfを代表値として画像距離RVi (n)と表す。iは、変動領域のラベリング番号である。また、実空間における撮像装置から各変動領域に対応する位置までの位置ベクトルPVi (n)も算出する。
Figure 0004580189
Hereinafter, the image distance R f obtained for each variable region included in the difference image D (n) of the n-th measurement is represented as an image distance R Vi (n) as a representative value. i is the labeling number of the variable region. Further, a position vector P Vi (n) from the imaging device in the real space to the position corresponding to each fluctuation region is also calculated.

領域サイズ算出部では、差分画像D(n)に含まれる各変動領域の画像のサイズが算出される。例えば、各変動領域に外接する矩形領域を求め、その矩形領域の大きさを各変動領域のサイズとする。 The area size calculation unit calculates the size of the image of each variable area included in the difference image D (n) . For example, a rectangular area circumscribing each variable area is obtained, and the size of the rectangular area is set as the size of each variable area.

移動ベクトル算出部では、トラッキング部24で同一の被写体の画像であるとラベリングされた変動領域の移動ベクトルが算出される。移動ベクトルは、実空間における物体の移動の速さ及び方向であり、異なる時刻に撮影された撮像画像から得られた複数の差分画像間において、画像距離算出部において推定された位置ベクトルPVi (n)の変動から算出することができる。 In the movement vector calculation unit, the movement vector of the fluctuation region labeled as the same subject image by the tracking unit 24 is calculated. The movement vector is the speed and direction of movement of the object in real space, and the position vector P Vi ( estimated by the image distance calculation unit between a plurality of difference images obtained from captured images taken at different times. It can be calculated from the fluctuation of n) .

なお、上記画像距離算出部、領域サイズ算出部及び移動ベクトル算出部における処理は一例であり、同様の特徴量を算出できる方法であれば本実施の形態の処理方法に限定されるものではない。   Note that the processing in the image distance calculation unit, region size calculation unit, and movement vector calculation unit is an example, and the method is not limited to the processing method of the present embodiment as long as the same feature amount can be calculated.

ステップS18では、受信波変動抽出部28において、音響信号S(n)(t)から差分波形が求められる。音響信号S(n)(t)には、図6(a)に示すように、監視空間に存在する物体によって反射されたパルス信号が重畳されている。そこで、受信波変動抽出部28では、前回の測定時に取得された音響信号S(n-1)(t)(図6(b))を記憶部18から読み出し、前回の測定時に取得された音響信号S(n-1)(t)と今回取得された音響信号S(n)(t)の包絡信号を各々求める。包絡信号は既存の処理によって求めることができる。これらの差分を、数式(4)を用いて算出することによって差分波形d(n)(t)(図6(c))を求める。監視空間に新たに現れた物体がある場合や物体が移動した場合には差分波形d(n)(t)にピークが現れる。 In step S18, the received wave fluctuation extraction unit 28 obtains a differential waveform from the acoustic signal S (n) (t). On the acoustic signal S (n) (t), as shown in FIG. 6A, a pulse signal reflected by an object existing in the monitoring space is superimposed. Therefore, the received wave fluctuation extraction unit 28 reads out the acoustic signal S (n-1) (t) (FIG. 6B) acquired at the previous measurement from the storage unit 18 and acquires the acoustic signal acquired at the previous measurement. Envelope signals of the signal S (n-1) (t) and the acoustic signal S (n) (t) acquired this time are respectively obtained. The envelope signal can be obtained by existing processing. The difference waveform d (n) (t) (FIG. 6 (c)) is obtained by calculating these differences using Equation (4). A peak appears in the differential waveform d (n) (t) when there is an object that has newly appeared in the monitoring space or when the object has moved.

Figure 0004580189
ステップS20では、差分波形d(n)(t)に含まれているピークが抽出され、ピークが含まれている場合にはピークに対応する位置までの距離が算出される。このステップS20はサブルーチン化されており、受信波変動抽出部28及び音響特徴量算出部30において、図7に示すフローチャートに沿って実行される。
Figure 0004580189
In step S20, the peak included in the differential waveform d (n) (t) is extracted, and when the peak is included, the distance to the position corresponding to the peak is calculated. This step S20 is made into a subroutine, and is executed by the received wave fluctuation extracting unit 28 and the acoustic feature quantity calculating unit 30 according to the flowchart shown in FIG.

ステップS20−1では、差分波形d(n)(t)のうち閾値Thを超える領域をピークとして抽出する。ここで、送受信部14からの超音波を反射してからの時間tの関数として表される閾値Th(t)を用いてピークの検出を行うことも好適である。閾値Th(t)は、音波の距離減衰に基づいて遠くの距離にある物体の反射波ほど、すなわち時間tが大きくなるほど小さな値に設定することが好ましい。さらには、閾値Th(t)は、ステップS16で求めた画像特徴量(例えば、移動速度)に基づいて設定することもできる。 In step S20-1, it extracts a region exceeding the threshold T h of the difference waveform d (n) (t) as a peak. Here, it is also preferable to detect a peak using a threshold value T h (t) expressed as a function of time t after reflection of the ultrasonic wave from the transmission / reception unit 14. The threshold value T h (t) is preferably set to a smaller value as the reflected wave of an object at a farther distance is based on the attenuation of the sound wave distance, that is, as the time t increases. Furthermore, the threshold value T h (t) can also be set based on the image feature amount (for example, movement speed) obtained in step S16.

例えば、図8に示すように、差分波形d(n)(t)及び閾値Th(t)が表される場合、閾値Th(t)以上の領域tS0 (n)<t<tE0 (n),tS1 (n)<t<tE1 (n),・・・がピークの領域として抽出される。 For example, as shown in FIG. 8, when a differential waveform d (n) (t) and a threshold value T h (t) are represented, a region t S0 (n) <t <t E0 that is equal to or greater than the threshold value Th (t). (n) , t S1 (n) <t <t E1 (n) ,... are extracted as peak regions.

ステップS20−2では、各ピークの領域における最大値であるピーク位置が抽出される。例えば、tS0 (n)<t<tE0 (n)に対してはt0 (n)、tS1 (n)<t<tE1 (n)に対してはt1 (n)、・・・と各々のピーク領域からピーク位置が決定される。 In step S20-2, the peak position which is the maximum value in each peak region is extracted. For example, t S0 (n) <t <t E0 (n) t for 0 (n), t S1 ( n) <t <t E1 (n) t 1 (n) for, ... The peak position is determined from each peak area.

ステップS20−3では、各ピーク位置に対応する物体までの距離が算出される。以下、画像信号に基づいて算出された画像距離RVi (n)と区別するために、ピーク位置ti (n)に対応する距離を音響距離RAi (n)と示す。音響距離RAi (n)は数式(5)を用いて算出することができる。ここで、C(m/s)は音速である。 In step S20-3, the distance to the object corresponding to each peak position is calculated. Hereinafter, in order to distinguish from the image distance R Vi (n) calculated based on the image signal, the distance corresponding to the peak position t i (n) is referred to as an acoustic distance R Ai (n) . The acoustic distance R Ai (n) can be calculated using Equation (5). Here, C (m / s) is the speed of sound.

Figure 0004580189
ステップS22では、音響特徴量算出部30の体勢検出部において、差分波形d(n)(t)から抽出されたピーク位置に基づいて、監視空間に侵入者が存在するとした場合の侵入者の姿勢(形状)を求める。監視空間の天井に送受信部14を設置して超音波を天井から斜め下方の監視空間に等方的に放射し、監視空間に在る物体からの反射波を受信すると、監視空間に侵入者が存在した場合、侵入者の姿勢によって異なる態様の反射パルスが受信されることとなる。
Figure 0004580189
In step S < b > 22, the posture detection unit of the acoustic feature quantity calculation unit 30 assumes the intruder's posture when the intruder exists in the monitoring space based on the peak position extracted from the differential waveform d (n) (t). Find (shape). When the transmitter / receiver 14 is installed on the ceiling of the monitoring space to radiate ultrasonic waves isotropically to the monitoring space obliquely below the ceiling and receive a reflected wave from an object in the monitoring space, an intruder enters the monitoring space. When it exists, the reflected pulse of a different aspect will be received with the attitude | position of an intruder.

図9及び図10は、身長1.7mの侵入者が監視空間に立って、速度0.5m/sで移動したときのピークの到来時刻の推移を示したものである。図9及び図10に示すように、差分波形には異なる時刻twfと時刻twhに2つのピークが現れる。侵入者の頭部は球体状であるので、図11に示すように、監視空間に等方的に放射された超音波は、送受信部14に正対する頭部の一部で反射されて送受信部14へ戻ってくる。この反射波が時刻twhに対応するピークとして検出される。一方、侵入者の背中、胸部、腹部、脚部で反射された超音波は、送受信部14とは異なる方向へ向かうので差分波形にピークとして検出されない。また、侵入者の足元で反射された超音波は、侵入者の足元と床面とによる90°を成す2つの面での反射により送受信部14の方向へ向かう。この反射波が時刻twfに対応するピークとして検出される。 FIGS. 9 and 10 show the transition of the peak arrival time when an intruder having a height of 1.7 m stands in the monitoring space and moves at a speed of 0.5 m / s. As shown in FIGS. 9 and 10, two peaks appear at different times t wf and t wh in the differential waveform. Since the intruder's head has a spherical shape, as shown in FIG. 11, the ultrasonic waves radiated isotropically to the monitoring space are reflected by a part of the head facing the transmission / reception unit 14 and are transmitted / received. Come back to 14. This reflected wave is detected as a peak corresponding to time twh . On the other hand, the ultrasonic waves reflected from the back, chest, abdomen, and legs of the intruder are not detected as peaks in the differential waveform because they are directed in a different direction from the transmitter / receiver 14. Further, the ultrasonic wave reflected by the intruder's feet is directed toward the transmitting / receiving unit 14 by reflection on two surfaces forming 90 ° by the intruder's feet and the floor surface. This reflected wave is detected as a peak corresponding to the time t wf .

また、侵入者が送受信部14から遠ざかったり、近づいたりする場合と送受信部14からの距離がほぼ一定となるように横切る場合とによって差分波形から検出されるピークの時間間隔の変化は異なるものとなる。すなわち、侵入者が送受信部14から遠ざかったり、近づいたりした場合、図9のように、差分波形から検出される2つのピークの間隔が測定時刻により変化する。侵入者が送受信部14からの距離がほぼ一定となるように横切った場合、図10のように、測定時間により差分波形から検出される2つのピークは測定時刻によらず略一定となる。   In addition, the change in the time interval of the peak detected from the differential waveform differs depending on whether the intruder moves away from or approaches the transmitter / receiver 14 and crosses so that the distance from the transmitter / receiver 14 is substantially constant. Become. That is, when an intruder moves away from or approaches the transmitter / receiver 14, the interval between two peaks detected from the differential waveform varies depending on the measurement time, as shown in FIG. When the intruder crosses so that the distance from the transmission / reception unit 14 is substantially constant, as shown in FIG. 10, the two peaks detected from the differential waveform depending on the measurement time are substantially constant regardless of the measurement time.

一方、図12及び図13は、侵入者が監視空間の床に横たわって、速度0.5m/sで移動したときのピークの到来時刻の推移の様子を示したものである。図12又は13に示すように、差分波形には異なる時刻tcfと時刻tchに2つのピークが現れるパターンと時刻tcbに1つのピークのみが現れるパターンとがある。すなわち、図14に示すように、侵入者が送受信部14からの超音波の放射方向に対して平行に横たわっている場合には、侵入者の頭部で反射された反射波に対応するピークが時刻tchに現れ、侵入者の足元で反射された反射波に対応するピークが時刻tcfに現れる。このとき、侵入者の背中、胸部、腹部、脚部で反射された超音波は、送受信部14とは異なる方向へ向かうので差分波形にピークとして検出されない。図15に示すように、侵入者が送受信部14からの超音波の放射方向に対して直交して横たわっている場合には、侵入者と床面とによる90°を成す2つの面での反射により送受信部14の方向へ向かう。 On the other hand, FIGS. 12 and 13 show the transition of the peak arrival time when an intruder lies on the floor of the monitoring space and moves at a speed of 0.5 m / s. As shown in FIG. 12 or 13, the differential waveform includes a pattern in which two peaks appear at different times t cf and t ch and a pattern in which only one peak appears at time t cb . That is, as shown in FIG. 14, when the intruder lies in parallel with the direction of the ultrasonic wave emitted from the transmitting / receiving unit 14, a peak corresponding to the reflected wave reflected by the intruder's head appears. A peak corresponding to the reflected wave reflected at the intruder's foot at time t ch appears at time t cf. At this time, the ultrasonic waves reflected from the back, chest, abdomen, and legs of the intruder are not detected as peaks in the differential waveform because they are directed in a different direction from the transmitter / receiver 14. As shown in FIG. 15, when the intruder lies orthogonal to the direction of the ultrasonic wave from the transmission / reception unit 14, reflection by two surfaces forming 90 ° by the intruder and the floor surface. The direction goes to the transmitter / receiver 14.

また、侵入者が横たわって匍匐している場合、送受信部14から遠ざかったり、近づいたりする場合と送受信部14からの距離がほぼ一定となるように横切る場合とによって差分波形から検出されるピークの時間間隔の変化は異なるものとなる。すなわち、侵入者が送受信部14から遠ざかったり、近づいたりした場合、図12のように、差分波形から検出される2つのピークの間隔は測定時刻によらずほぼ一定の間隔となる。侵入者が送受信部14からの距離がほぼ一定となるように横切った場合、図13のように、測定時間によらず1つのピークが測定される。   In addition, when an intruder is lying down and lying, the peak detected from the differential waveform depending on whether the distance from the transmitter / receiver 14 is closer or closer and that the distance from the transmitter / receiver 14 is almost constant The change in time interval will be different. That is, when an intruder moves away from or approaches the transmitter / receiver 14, the interval between the two peaks detected from the differential waveform is substantially constant regardless of the measurement time, as shown in FIG. When the intruder crosses so that the distance from the transmission / reception unit 14 is substantially constant, one peak is measured regardless of the measurement time as shown in FIG.

これらのパターンを纏めたものが表1である。このように、差分波形に含まれるピークの数及びピークの間隔の時間的な変化、並びに、画像上の変動領域の移動ベクトルに基づいて、以下の4つのパターンに分類される。(パターンA)立位で前後移動:移動ベクトルが前後方向であり、差分波形に含まれる2つのピークの間隔が時間的に変化する、(パターンB)立位で横移動:移動ベクトルが平行方向であり、差分波形に含まれる2つのピークの間隔が時間的に変化しない、(パターンC)匍匐で前後移動:移動ベクトルが前後方向であり、差分波形に含まれる2つのピークの間隔が時間的に変化しない、(パターンD)匍匐で横移動:移動ベクトルが平行方向であり、差分波形に含まれるピークが1つである。   Table 1 summarizes these patterns. As described above, the following four patterns are classified based on the temporal change in the number of peaks and the peak interval included in the differential waveform, and the movement vector of the fluctuation region on the image. (Pattern A) Moving back and forth in the standing position: The moving vector is in the front-rear direction, and the interval between the two peaks included in the differential waveform changes with time. (Pattern B) Moving horizontally in the standing position: The moving vector is in the parallel direction The interval between two peaks included in the difference waveform does not change in time, (Pattern C) 匍匐 moves back and forth: the movement vector is in the front-rear direction, and the interval between the two peaks included in the difference waveform is temporal (Pattern D) Horizontal movement: The movement vector is in the parallel direction, and there is one peak included in the differential waveform.

Figure 0004580189
ステップS22は、具体的にはサブルーチン化されており、図16に示すフローチャートに沿って処理される。
Figure 0004580189
Step S22 is specifically a subroutine, and is processed according to the flowchart shown in FIG.

ステップS22−1では、差分画像D(n)の各変動領域について、それぞれの画像距離から所定の距離範囲に存在する音響距離がグループ化される。すなわち、差分画像D(n)から抽出された第g番目の変動領域では、画像距離RVg (n)に対してRVg (n)±Δの範囲にある総ての音響距離RAi (n)を検索し、それらの音響距離RAi (n)をグループgとする。ここで、Δは一般的な人間の身長に対応する音響距離とすることが好ましい。 In step S22-1, acoustic distances that exist within a predetermined distance range from each image distance are grouped for each variation region of the difference image D (n) . That is, in the g-th fluctuation region extracted from the difference image D (n) , all acoustic distances R Ai (n within the range of R Vg (n) ± Δ with respect to the image distance R Vg (n) . ) And their acoustic distance R Ai (n) is group g. Here, Δ is preferably an acoustic distance corresponding to general human height.

ステップS22−2では、カウンタmが1に初期化される。カウンタmは、各変動領域を特定するためのラベルとして用いられ、以下の処理において、各グループに属する音響距離RAi (n)が侵入者の頭部と足元から反射されたピークに対応するものであるのか否かを判定するために用いられる。 In step S22-2, the counter m is initialized to 1. The counter m is used as a label for specifying each fluctuation region, and in the following processing, the acoustic distance R Ai (n) belonging to each group corresponds to a peak reflected from the intruder's head and feet. It is used to determine whether or not.

ステップS22−3では、第m番目の変動領域のグループについて、グループに属する音響距離RAi (n)のうち互いに最も離れている音響距離RAi (n)を求め、それが閾値Thdlよりも大きいか否かを判定する。例えば、グループmに音響距離RAi (n),RAi+1 (n),RAi+2 (n),・・・RAi+j (n)が属しているとした場合、最も大きい音響距離RAi+j (n)と最も小さい音響距離RAi (n)との間の距離RAi+j (n)−RAi (n)が閾値Thdlより大きいか否かを判定する。閾値Thdlよりも大きい場合にはそれぞれの音響距離RAi+j (n),RAi (n)を同一物体からの反射波に起因する2つのピークであると判断してステップS22−4に処理を移行させ、閾値Thdl以下の場合には同一物体に起因する反射波が1つであると判断してステップS22−10に処理を移行させる。 In step S22-3, the group of the m-th variable domain determines the acoustic distance R Ai (n) farthest from each other among the acoustic distance R Ai (n) belonging to the group, than the threshold T hdl Determine whether it is larger. For example, if the acoustic distances R Ai (n) , R Ai + 1 (n) , R Ai + 2 (n) ,... R Ai + j (n) belong to the group m, the largest acoustics It is determined whether or not the distance R Ai + j (n) −R Ai (n) between the distance R Ai + j (n) and the smallest acoustic distance R Ai (n) is larger than the threshold T hdl . If it is larger than the threshold value T hdl , the respective acoustic distances R Ai + j (n) and R Ai (n) are determined to be two peaks caused by the reflected wave from the same object, and the process proceeds to step S22-4. If the threshold value T hdl or less, it is determined that there is one reflected wave due to the same object, and the process proceeds to step S22-10.

ステップS22−4では、差分画像D(n)に含まれる第m番目の変動領域の移動の大きさ及び移動方向が求められる。変動領域の移動を適切に求めるために、n回目の撮像で得られた差分画像D(n)に含まれる第m番目の変動領域の位置ベクトルPVm (n)と、過去のn−k回目の撮像で得られた差分画像D(n-k)に含まれる第m番目の変動領域の位置ベクトルPVm (n-k)との差分ベクトルの絶対値が閾値Thd2よりも大きくなる差分画像D(n-k)を検索する。 In step S22-4, the magnitude and direction of movement of the mth fluctuation region included in the difference image D (n) are obtained. In order to appropriately determine the movement of the fluctuation area, the position vector P Vm (n) of the m-th fluctuation area included in the difference image D (n) obtained by the n-th imaging and the past n−k times difference image D obtained by the imaging of the position vector P Vm of m-th variable domain included in the (nk) (nk) difference image D absolute value of the difference vector is greater than the threshold value T hd2 the (nk) Search for.

具体的な例として、図17に示すように、差分画像D(n)に2つの変動領域g1及びg2が含まれていた場合について説明する。mが1である場合、変動領域g1について、過去の差分画像D(n-1),D(n-2),D(n-3)・・・D(n-k)と順次遡り、差分画像D(n)での位置ベクトルPVg1 (n)と過去の差分画像D(n-1),D(n-2),D(n-3)・・・D(n-k)での位置ベクトルPVg1 (n-1),PVg1 (n-2),PVg1 (n-3)・・・PVg1 (n-k)のそれぞれとの差分ベクトルPVg1 (n)−PVg1 (n-1),PVg1 (n)−PVg1 (n-2),PVg1 (n)−PVg1 (n-3)・・・PVg1 (n)−PVg1 (n-k),を求め、その絶対値が閾値Thd2よりも大きくなるkを検索する。図17に示した例では、閾値Thd2が3であれば、変動領域g1についてはk=2となる。また、そのときの差分ベクトルPVg1 (n)−PVg1 (n-k)をPVg1 (n)−PVg1 (n-k)=aVg1 (n)x+bVg1 (n)yと表した場合の係数aVg1 (n),bVg1 (n)を求める。ただし、xは画像の横方向(撮像部10及び送受信部14から距離を保って移動する方向)に対応する単位ベクトルであり、yは画像の縦方向(撮像部10及び送受信部14に近づく又は遠ざかる方向)に対応する単位ベクトルである。 As a specific example, as shown in FIG. 17, a case will be described in which the difference image D (n) includes two fluctuation regions g1 and g2. when m is 1, the variation region g1, past the difference image D (n-1), D (n-2), successively goes back and D (n-3) ··· D (nk), a difference image D position vector P Vg1 at (n) (n) and the previous difference image D (n-1), D (n-2), the position vector P Vg1 at D (n-3) ··· D (nk) (n-1), P Vg1 (n-2), P Vg1 (n-3) ··· P Vg1 difference vector P Vg1 (n) -P Vg1 with each of (nk) (n-1) , P Vg1 (n) -PVg1 (n-2) , PVg1 (n) -PVg1 (n-3) ... PVg1 (n) -PVg1 (nk) Search for k that is greater than hd2 . In the example shown in FIG. 17, if the threshold value T hd2 is 3, k = 2 for the fluctuation region g1. Further, the coefficient a Vg1 when the difference vector P Vg1 (n) −P Vg1 (nk) at that time is expressed as P Vg1 (n) −P Vg1 (nk) = a Vg1 (n) x + b Vg1 (n) y (n) , b Vg1 (n) is obtained. Where x is a unit vector corresponding to the horizontal direction of the image (the direction of movement while maintaining a distance from the imaging unit 10 and the transmission / reception unit 14), and y is the vertical direction of the image (approaching the imaging unit 10 and the transmission / reception unit 14) This is a unit vector corresponding to the direction of moving away.

mが2となった場合も同様に、変動領域g2について、過去の差分画像D(n-1),D(n-2),D(n-3)・・・D(n-k)と順次遡り、差分画像D(n)での位置ベクトルPVg2 (n)と過去の差分画像D(n-1),D(n-2),D(n-3)・・・D(n-k)での位置ベクトルPVg2 (n-1),PVg2 (n-2),PVg2 (n-3)・・・PVg2 (n-k)のそれぞれとの差分ベクトルPVg2 (n)−PVg2 (n-1),PVg2 (n)−PVg2 (n-2),PVg2 (n)−PVg2 (n-3)・・・PVg2 (n)−PVg2 (n-k),を求め、その絶対値が閾値Thd2よりも大きくなるkを検索する。変動領域g2についてはk=3となる。また、そのときの差分ベクトルPVg2 (n)−PVg2 (n-k)をPVg2 (n)−PVg2 (n-k)=aVg2 (n)x+bVg2 (n)yと表した場合の係数aVg2 (n),bVg2 (n)を求める。 Similarly, when m is 2, the past difference images D (n-1) , D (n-2) , D (n-3) ... D (nk) are sequentially traced with respect to the fluctuation region g2. , the position vector P Vg2 (n) and the previous difference image D (n-1) for the difference image D (n), D (n -2), in the D (n-3) ··· D (nk) Position vectors P Vg2 (n-1) , P Vg2 (n-2) , P Vg2 (n-3) ... P Vg2 (nk) and the difference vector P Vg2 (n) −P Vg2 (n− 1) , P Vg2 (n) -P Vg2 (n-2) , P Vg2 (n) -P Vg2 (n-3) ... P Vg2 (n) -P Vg2 (nk) Search for k whose value is greater than the threshold T hd2 . For the fluctuation region g2, k = 3. Further, the coefficient a Vg2 when the difference vector P Vg2 (n) −P Vg2 (nk) at this time is expressed as P Vg2 (n) −P Vg2 (nk) = a Vg2 (n) x + b Vg2 (n) y (n) , b Vg2 (n) is obtained.

ステップS22−5では、差分画像D(n)に含まれる第m番目の変動領域の移動方向が判定される。ステップS22−4で求められた係数aVgm (n)がbVgm (n)よりも大きければ変動領域に対応する物体は横方向に移動しているものとしてステップS22−9に処理を移行させ、係数aVgm (n)がbVgm (n)以下であれば変動領域に対応する物体は縦方向に移動しているものとしてステップS22−6に処理を移行させる。 In step S22-5, the moving direction of the mth fluctuation region included in the difference image D (n) is determined. If the coefficient a Vgm (n) obtained in step S22-4 is larger than b Vgm (n), it is assumed that the object corresponding to the fluctuation region is moving in the lateral direction, and the process proceeds to step S22-9. If the coefficient a Vgm (n) is equal to or less than b Vgm (n), it is assumed that the object corresponding to the fluctuation region is moving in the vertical direction, and the process proceeds to step S22-6.

ステップS22−6では、第m番目の変動領域に対応する2つのピークに対応する音響距離RAi+j (n),RAi (n)の間隔に変化があるか否かが判定される。図18に示すように、ステップS22−4で求められたkを用いて、|(RAi+j (n)−RAi (n))−(RAi+j (n-k)−RAi (n-k))|が所定の閾値Thd3よりも大きいか否かを判定する。例えば、変動領域g1ではk=2となったので、|(RA2 (n)−RA1 (n))−(RA2 (n-2)−RA1 (n-2))|(但し、i=1,j=1であったとする)が閾値Thd3よりも大きいか否かを判定する。閾値Thd3よりも大きければピークの間隔に変化があるものとしてステップS22−7に処理を移行させ、閾値Thd3以下であればピークの間隔に変化がないものとしてステップS22−8に処理を移行させる。 In step S22-6, it is determined whether or not there is a change in the interval between the acoustic distances R Ai + j (n) and R Ai (n) corresponding to the two peaks corresponding to the mth fluctuation region. As shown in FIG. 18, | (R Ai + j (n) −R Ai (n) ) − (R Ai + j (nk) −R Ai (nk ) is obtained using k obtained in step S22-4. )) | Is determined whether or not | is larger than a predetermined threshold value T hd3 . For example, since k = 2 in the fluctuation region g1, | (R A2 (n) −R A1 (n) ) − (R A2 (n−2) −R A1 (n−2 )) | It is determined whether i = 1 and j = 1) is larger than the threshold T hd3 . Threshold T hd3 greater if it moves the process to step S22-7 as there is a change in the spacing of the peak than, the process proceeds to step S22-8 that there is no change in the distance between the peaks if the threshold value T hd3 less Let

ステップS22−7では、差分画像D(n)に含まれる第m番目の変動領域に対応する物体が侵入者であった場合、その侵入者は立った姿勢で撮像装置10及び送受信部14に対して近づく又は遠ざかる方向に歩いている状態であると判断する。ステップS22−8では、差分画像D(n)に含まれる第m番目の変動領域に対応する物体が侵入者であった場合、その侵入者は横たわった姿勢で撮像装置10及び送受信部14に対して近づく又は遠ざかる方向に匍匐している状態であると判断する。ステップS22−9では、差分画像D(n)に含まれる第m番目の変動領域に対応する物体が侵入者であった場合、その侵入者は立った姿勢で撮像装置10及び送受信部14からの距離を略一定に保って歩いている状態であると判断する。ステップS22−10では、差分画像D(n)に含まれる第m番目の変動領域に対応する物体が侵入者であった場合、その侵入者は横たわった姿勢で撮像装置10及び送受信部14からの距離を略一定に保って匍匐している状態であると判断する。これらの判定結果は、各変動領域を特定する識別子と対応付けられて記憶部18に格納及び保持される。 In step S22-7, when the object corresponding to the m-th fluctuation region included in the difference image D (n) is an intruder, the intruder stands in a standing posture with respect to the imaging device 10 and the transmission / reception unit 14. It is determined that the person is walking in a direction approaching or moving away. In step S22-8, when the object corresponding to the m-th fluctuation region included in the difference image D (n) is an intruder, the intruder lies on the imaging device 10 and the transmission / reception unit 14 in a lying posture. It is determined that the person is leaning in the direction of approaching or moving away. In step S22-9, when the object corresponding to the m-th fluctuation region included in the difference image D (n) is an intruder, the intruder stands from the imaging device 10 and the transmission / reception unit 14 in a standing posture. It is determined that the user is walking with the distance kept substantially constant. In step S22-10, when the object corresponding to the m-th fluctuation region included in the difference image D (n) is an intruder, the intruder lies down from the imaging device 10 and the transmission / reception unit 14. It is determined that the user is hesitating while keeping the distance substantially constant. These determination results are stored and held in the storage unit 18 in association with an identifier for specifying each variable region.

ステップS22−11では、差分画像D(n)に未だ姿勢と移動方向を判定していない変動領域が残っているか否かが判断される。さらに処理を繰り返す必要があればステップS22−12でmを1だけ増加させて、ステップS22−3以降の処理を繰り返す。総ての変動領域について姿勢と移動方向が判定されていればメインルーチンに処理を戻す。 In step S22-11, it is determined whether or not there remains a variation area in which the posture and the moving direction are not yet determined in the difference image D (n) . If it is necessary to repeat the process, m is incremented by 1 in step S22-12, and the processes after step S22-3 are repeated. If the posture and the moving direction are determined for all the fluctuation regions, the process is returned to the main routine.

ステップS24では、差分画像D(n)に含まれる各変動領域に対応する物体の大きさが算出される。ステップS24はサブルーチン化されており、音響特徴量算出部30の大きさ検出部において、図19に示すフローチャートに沿って処理される。 In step S24, the size of the object corresponding to each variable region included in the difference image D (n) is calculated. Step S24 is converted into a subroutine, and is processed by the size detection unit of the acoustic feature quantity calculation unit 30 according to the flowchart shown in FIG.

ステップS24−1では、カウンタmが1に初期化される。カウンタmは、変動領域のラベルを特定するものであり、以下の処理において、対応する物体の大きさを算出する変動領域を特定するために用いられる。   In step S24-1, the counter m is initialized to 1. The counter m specifies a label of the fluctuation area, and is used to specify the fluctuation area for calculating the size of the corresponding object in the following processing.

ステップS24−2では、第m番目の変動画像が侵入者であると仮定して、その侵入者が立った姿勢であると判定されたか、横たわった姿勢であると判定されたかが調べられる。ステップS22において、第m番目の変動画像が立った姿勢であると判定された場合にはステップS24−6に処理を移行させ、横たわった姿勢であると判定された場合にはステップS24−3に処理を移行させる。   In step S24-2, assuming that the mth fluctuation image is an intruder, it is checked whether the intruder is determined to be in a standing posture or a lying posture. If it is determined in step S22 that the mth variation image is in the standing posture, the process proceeds to step S24-6, and if it is determined that the posture is lying, the process proceeds to step S24-3. Shift processing.

ステップS24−3では、第m番目の変動画像が侵入者であった場合、その侵入者が前後に移動していると判定されたか、横に移動していると判定されたかが調べられる。ステップS22において、第m番目の変動画像が撮像装置10及び送受信部14に対して近づく又は遠ざかる方向に移動していると判定された場合にはステップS24−5に処理を移行させ、撮像装置10及び送受信部14からの距離を略一定に保って移動していると判定された場合にはステップS24−4に処理を移行させる。   In step S24-3, if the mth fluctuation image is an intruder, it is checked whether it is determined that the intruder has moved back and forth or has moved sideways. In step S22, when it is determined that the mth fluctuation image is moving in a direction approaching or moving away from the imaging device 10 and the transmission / reception unit 14, the process proceeds to step S24-5, and the imaging device 10 is moved. If it is determined that the distance from the transmission / reception unit 14 is approximately constant, the process proceeds to step S24-4.

ステップS24−4では、物体までの音響距離RAm (n)、差分画像D(n)の横方向の画素数PW、及び差分画像D(n)上での第m番目の変動領域の横方向の画素数Pwm (n)、カメラの横方向の画角δを用いて数式(6)から物体の大きさh(侵入者の身長)が算出される。また、ステップS24−5では、第m番目の変動領域に対応付けられた2つのピークの到達時刻tch及びtcf、床から送受信部14までの高さH及び音波の速度Cを用いて数式(7)から物体の大きさh(侵入者の身長)が算出される。また、ステップS24−6では、第m番目の変動領域に対応付けられた2つのピークの到達時刻twh及びtwf、床から送受信部14までの高さH及び音波の速度Cを用いて数式(7)から物体の大きさh(侵入者の身長)が算出される。 In step S24-4, the acoustic distance R Am to the object (n), the lateral pixel number P W, and next to the m-th variable domain of on the difference image D (n) of the difference image D (n) The object size h (the height of the intruder) is calculated from Equation (6) using the number of pixels in the direction P wm (n) and the angle of view δ in the horizontal direction of the camera. In step S24-5, mathematical expressions are used by using the arrival times t ch and t cf of the two peaks associated with the m-th fluctuation region, the height H from the floor to the transmission / reception unit 14, and the velocity C of the sound wave. From (7), the size h of the object (height of the intruder) is calculated. In step S24-6, the m-th two peaks associated with the variable domain of the arrival time t wh and t wf, using the velocity C of the height H and the sound wave from the floor to transceiver 14 formula From (7), the size h of the object (height of the intruder) is calculated.

Figure 0004580189
ステップS24−7では、差分画像D(n)に未だ大きさ算出していない変動領域が残っているか否かが判断される。さらに処理を繰り返す必要があればステップS24−8でmを1だけ増加させて、ステップS24−2以降の処理を繰り返す。総ての変動領域について姿勢と移動方向が判定されていればメインルーチンに処理を戻す。
Figure 0004580189
In step S24-7, it is determined whether or not there is a fluctuation region whose size has not yet been calculated in the difference image D (n) . If it is necessary to repeat the process, m is incremented by 1 in step S24-8, and the processes after step S24-2 are repeated. If the posture and the moving direction are determined for all the fluctuation regions, the process is returned to the main routine.

ステップS26では、トラッキングを行う範囲が設定される。差分画像D(n)に含まれる各変動領域に対応する物体が侵入者であったとした場合に、横たわっていると判定されたときにはその変動領域の周囲に領域rの検索範囲を設定する。一方、差分画像D(n)に含まれる各変動領域に対応する物体が侵入者であったとした場合に、立っていると判定されたときにはその変動領域の周囲に領域Rの検索範囲を設定する。このとき、領域Rは領域rよりも大きく設定することが好ましい。 In step S26, a tracking range is set. If it is determined that the object corresponding to each fluctuation area included in the difference image D (n) is an intruder, and if it is determined that the object is lying, the search range of the area r is set around the fluctuation area. On the other hand, if it is determined that the object corresponding to each fluctuation area included in the difference image D (n) is an intruder, the search range of the area R is set around the fluctuation area when it is determined that the object is standing. . At this time, the region R is preferably set larger than the region r.

このように、物体が侵入者であると仮定した場合に侵入者の姿勢によってトラッキングの検索範囲を変化させることによって、侵入者の移動可能な速度に対応した適切な検索範囲においてトラッキング処理を行うことが可能となる。   In this way, when the object is assumed to be an intruder, the tracking search range is changed depending on the intruder's posture, so that the tracking process is performed in an appropriate search range corresponding to the movable speed of the intruder. Is possible.

ステップS28では、変動領域の瞬時属性度が算出される。まず、情報処理部20の対応付け処理部32において画像距離と音響距離とのマッチングが行われる。対応付け処理部32では、差分画像D(n)に含まれる各変動領域の画像距離RVi (n)に対応する音響距離RAj (n)が存在するか否かが判定される。 In step S28, the instantaneous attribute degree of the fluctuation region is calculated. First, the matching processing unit 32 of the information processing unit 20 performs matching between the image distance and the acoustic distance. The association processing unit 32 determines whether there is an acoustic distance R Aj (n) corresponding to the image distance R Vi (n) of each variable region included in the difference image D (n) .

画像距離RVi (n)と音響距離RAj (n)とのマッチングが成功した場合、マッチングが成功した画像距離RVi (n)に対応する変動領域に対してステップS24で求められた物体の大きさが一般的に人間として最も小さいと考えられる人物のサイズよりも大きければ、瞬時属性度設定部34においてその変動画像は人間に相当するものであるとして、瞬時人属性度が増加される。瞬時人属性度とは、1回の測定毎の撮像画像に人間が撮像されている確からしさを示すパラメータであり、パラメータ値が高いほど撮像画像に人間が撮像されている確からしさが高いことを示すものである。一方、変動領域のサイズが最小人物のサイズよりも小さければ撮像された物体が小動物(犬、猫、ねずみ等)であると判定されて、瞬時小動物属性度が増加される。瞬時小動物属性度とは、1回の測定毎の撮像画像に小動物が撮像されている確からしさを示すパラメータであり、パラメータ値が高いほど撮像画像に小動物が撮像されている確からしさが高いことを示すものである。 When the matching between the image distance R Vi (n) and the acoustic distance R Aj (n) is successful, the object obtained in step S24 with respect to the fluctuation region corresponding to the image distance R Vi (n) for which the matching is successful. If the size is larger than the size of the person who is generally considered to be the smallest person, the instantaneous attribute level setting unit 34 increases the instantaneous human attribute level, assuming that the variation image corresponds to a human. The instantaneous human attribute is a parameter indicating the probability that a person is captured in a captured image for each measurement, and the higher the parameter value, the higher the probability that a person is captured in the captured image. It is shown. On the other hand, if the size of the fluctuation region is smaller than the size of the minimum person, it is determined that the imaged object is a small animal (dog, cat, mouse, etc.), and the instantaneous small animal attribute is increased. The instantaneous small animal attribute is a parameter indicating the probability that a small animal is captured in a captured image for each measurement, and the higher the parameter value, the higher the probability that a small animal is captured in the captured image. It is shown.

一方、画像距離RVi (n)と音響距離RAj (n)とのマッチングが失敗した場合、画像距離RVi (n)よりも近い距離に対応する音響距離RAj (n)が存在するか否かが判断される。図20に示すように、画像距離RVi (n)の距離範囲よりも近い距離に音響距離RAj (n)が存在する場合、図21に示すように、画像センサの近傍にいる小鳥や虫などの小動物が撮像され、見かけ上は差分画像Dの画像距離RVi (n)に物体が撮像されているように見えているに過ぎない可能性が高い。 On the other hand, if matching between the image distance R Vi (n) and the acoustic distance R Aj (n) fails, does the acoustic distance R Aj (n) corresponding to a distance closer to the image distance R Vi (n) exist? It is determined whether or not. As shown in FIG. 20, when the acoustic distance R Aj (n) is present at a distance shorter than the distance range of the image distance R Vi (n) , as shown in FIG. There is a high possibility that the small animal such as is imaged and the object appears to be imaged at the image distance R Vi (n) of the difference image D in appearance.

そこで、変動領域のサイズに基づいて、鳥や虫などの小動物を撮像したものであるか否かが調査される。音響距離RAj (n)に小動物として考えられる最大の大きさの小動物が存在する場合に差分画像D(n)に現れるべき変動画像のサイズを求め、実際に差分画像Dに含まれる変動画像のサイズと比較することにより被写体が小動物であるか人間であるかを判定する。最大の小動物の画像上のサイズと変動領域のサイズとを比較し、変動領域のサイズが最大の小動物のサイズ以下であれば、瞬時属性度設定部34において、瞬時小動物属性度が増加される。一方、変動領域のサイズが最大の小動物のサイズよりも大きければ、撮像された物体が人間であると判定して、瞬時属性度設定部34において、瞬時人属性度が増加される。 Therefore, based on the size of the fluctuation region, it is investigated whether or not a small animal such as a bird or an insect has been imaged. The size of the variation image that should appear in the difference image D (n) when a small animal of the maximum size that can be considered as a small animal exists at the acoustic distance R Aj (n) is obtained, and the variation image actually included in the difference image D is obtained. It is determined whether the subject is a small animal or a human by comparing with the size. The size on the image of the largest small animal is compared with the size of the fluctuation region. If the size of the fluctuation region is equal to or smaller than the size of the largest small animal, the instantaneous attribute setting unit 34 increases the instantaneous small animal attribute. On the other hand, if the size of the fluctuation region is larger than the size of the largest small animal, it is determined that the imaged object is a human, and the instantaneous attribute level setting unit 34 increases the instantaneous attribute level.

画像距離RVi (n)の距離範囲よりも近い距離に音響距離RAj (n)が存在しない場合、画像距離RVi (n)に対応する変動領域の輝度が調査される。変動領域の輝度(平均輝度)が所定の閾値以上である場合には実体のない光に起因する変動領域であるものとして、瞬時属性度設定部34において、瞬時光属性度が増加される。瞬時光属性度とは、1回の測定毎の撮像画像に実体のない光が撮像されている確からしさを示すパラメータであり、パラメータ値が高いほど撮像画像に実体のない光が撮像されている確からしさが高いことを示すものである。一方、変動領域の輝度(平均輝度)が所定の閾値より小さい場合には実体のない影に起因する変動領域であるものとして、瞬時属性度設定部34において、瞬時影属性度が増加される。瞬時影属性度とは、1回の測定毎の撮像画像に実体のない影が撮像されている確からしさを示すパラメータであり、パラメータ値が高いほど撮像画像に実体のない影が撮像されている確からしさが高いことを示すものである。 If the acoustic distance R Aj closer than the distance range of the image distance R Vi (n) (n) does not exist, the luminance variation area corresponding to the image distance R Vi (n) is examined. When the luminance (average luminance) of the variable region is equal to or greater than a predetermined threshold, the instantaneous light attribute level is increased in the instantaneous attribute level setting unit 34 as a variable region caused by intangible light. The instantaneous light attribute is a parameter indicating the probability that intangible light is captured in the captured image for each measurement, and the higher the parameter value, the more invisible light is captured in the captured image. This indicates that the probability is high. On the other hand, when the luminance (average luminance) of the fluctuation region is smaller than the predetermined threshold, the instantaneous shadow attribute level is increased in the instantaneous attribute level setting unit 34 as a fluctuation region caused by an intangible shadow. The instantaneous shadow attribute is a parameter indicating the probability that an intangible shadow is captured in a captured image for each measurement. The higher the parameter value, the more invisible shadow is captured in the captured image. This indicates that the probability is high.

ステップS30では、蓄積属性度算出部36において、蓄積属性度が算出される。蓄積属性度とは、複数回の測定で求められた瞬時属性度及び音響特徴量に基づいて算出されるパラメータであり、変動領域が人物、小動物、光又は影であるか否かを示すものである。例えば、ステップS28で求められた瞬時人属性度を所定の測定回数だけ足し合わせて蓄積人属性度として算出することができる。このように、瞬時人属性度を複数回分積算して求めた蓄積人属性度を用いることによって変動領域が人であるか否かをより正確に判定することができる。同様に、他の瞬時属性度を所定の測定回数分だけ積算することによって各瞬時属性度に対応する蓄積属性度を算出することもできる。   In step S30, the storage attribute level calculation unit 36 calculates the storage attribute level. The accumulated attribute level is a parameter calculated based on the instantaneous attribute level and the acoustic feature amount obtained by a plurality of measurements, and indicates whether the fluctuation region is a person, a small animal, light, or a shadow. is there. For example, the accumulated person attribute level can be calculated by adding the instantaneous person attribute level obtained in step S28 a predetermined number of times. In this way, it is possible to more accurately determine whether or not the fluctuation region is a person by using the accumulated person attribute degree obtained by integrating the instantaneous person attribute degree a plurality of times. Similarly, the accumulated attribute level corresponding to each instantaneous attribute level can be calculated by integrating the other instantaneous attribute levels for a predetermined number of times of measurement.

ステップS32では、総合判定部38において、瞬時属性度及び蓄積属性度の少なくとも1つを用いて監視空間に侵入者がいるか否かが判定される。例えば、蓄積人属性度が所定の閾値以上の値を有する場合に監視空間に侵入者がいるものと判断する。また、他の蓄積属性度、画像特徴量及び音響特徴量を組み合わせ判定を行うことも好ましい。侵入者が存在すると判断された場合にはステップS34に処理を移行させて警報の発報等の処理を行い、侵入者が存在しないと判断された場合には処理を終了する。また、ステップS10から処理を繰り返しても良い。   In step S32, the comprehensive determination unit 38 determines whether there is an intruder in the monitoring space using at least one of the instantaneous attribute level and the accumulated attribute level. For example, it is determined that there is an intruder in the monitoring space when the accumulated person attribute level has a value equal to or greater than a predetermined threshold. In addition, it is also preferable to perform a combination determination with other accumulation attribute levels, image feature amounts, and acoustic feature amounts. If it is determined that there is an intruder, the process proceeds to step S34 to perform processing such as issuing an alarm, and if it is determined that there is no intruder, the process ends. Further, the processing may be repeated from step S10.

以上のように、本実施の形態によれば、監視空間に存在する物体を確実に検出できると共に、その物体が侵入者であるか否かを特定することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to reliably detect an object existing in the monitoring space and to specify whether or not the object is an intruder.

本発明の実施の形態におけるセンシング装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the sensing apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における侵入者検出のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of intruder detection in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における差分画像の生成方法を説明する図である。It is a figure explaining the production | generation method of the difference image in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における画像距離を算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to calculate the image distance in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における画像距離を算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to calculate the image distance in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における音響信号の差分波形の生成方法を説明する図である。It is a figure explaining the production | generation method of the differential waveform of the acoustic signal in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるステップS20のサブルーチンのフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the subroutine of step S20 in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるピーク検出の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of peak detection in an embodiment of the invention. 侵入者が立位かつ前後方向に移動した場合のピークの態様を示すグラフである。It is a graph which shows the mode of the peak when an intruder stands up and moves in the front-rear direction. 侵入者が立位かつ横方向に移動した場合のピークの態様を示すグラフである。It is a graph which shows the aspect of the peak when an intruder moves to a standing position and a horizontal direction. 侵入者が立位である場合の音波の反射の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of reflection of a sound wave when an intruder is standing. 侵入者が伏せ位かつ前後方向に移動した場合のピークの態様を示すグラフである。It is a graph which shows the mode of a peak when an intruder moves in a prone position and the front-back direction. 侵入者が伏せ位かつ横方向に移動した場合のピークの態様を示すグラフである。It is a graph which shows the aspect of a peak when an intruder moves in a prone position and a horizontal direction. 侵入者が伏せ位かつ前後方向に移動している場合の音波の反射の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of reflection of the sound wave in case an intruder is lying down and moving in the front-back direction. 侵入者が伏せ位かつ横方向に移動している場合の音波の反射の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of reflection of the sound wave in case an intruder is lying down and moving in the horizontal direction. 本発明の実施の形態におけるステップS22のサブルーチンのフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the subroutine of step S22 in embodiment of this invention. 各変動領域に対応する物体の移動量及び移動方向を求める方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating | requiring the moving amount and moving direction of the object corresponding to each fluctuation | variation area | region. 各変動領域に対応するピークの間隔の変化を算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the change of the space | interval of the peak corresponding to each fluctuation | variation area | region. 本発明の実施の形態におけるステップS24のサブルーチンのフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the subroutine of step S24 in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において画像距離と音響距離とのマッチングがとれなかった場合を示す図である。It is a figure which shows the case where matching with image distance and acoustic distance was not able to be taken in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において画像距離と音響距離とのマッチングがとれなかった状況を示す図である。It is a figure which shows the condition where the image distance and the acoustic distance were not able to be taken in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 撮像部、12 画像処理部、14 送受信部、16 音響処理部、18 記憶部、20 情報処理部、22 変動領域抽出部、24 トラッキング部、26 画像特徴量算出部、28 受信波変動抽出部、30 音響特徴量算出部、32 対応付け処理部、34 瞬時属性度設定部、36 蓄積属性度算出部、38 総合判定部、100 センシング装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Imaging part, 12 Image processing part, 14 Transmission / reception part, 16 Sound processing part, 18 Storage part, 20 Information processing part, 22 Fluctuation area extraction part, 24 Tracking part, 26 Image feature-value calculation part, 28 Received wave fluctuation extraction part , 30 acoustic feature amount calculation unit, 32 association processing unit, 34 instantaneous attribute level setting unit, 36 accumulated attribute level calculation unit, 38 comprehensive determination unit, 100 sensing device.

Claims (5)

監視対象空間を撮像した撮像画像を取得する撮像部と、
前記監視対象空間に音波を送出すると共に、前記監視対象空間から音波を音響信号として受信する送受信部と、を備え、
前記撮像部で取得された撮像画像と前記送受信部において受信された音響信号とに基づいて前記監視対象空間内の移動体を検出するセンシング装置であって、
撮像画像と基準となる背景画像との差分である差分画像に基づいて撮像画像から変動領域を抽出し、当該変動領域の移動方向を求める画像処理部と、
前記変動領域の移動方向と、複数の音響信号の差分である差分波形に含まれる前記変動領域に対応するピークの数又はピーク間の間隔の時間変化とに基づいて、前記変動領域に対応する物体の姿勢を判定する音響処理部と、
を備えることを特徴とするセンシング装置。
An imaging unit that acquires a captured image obtained by imaging the monitoring target space;
A transmission / reception unit for transmitting sound waves to the monitoring target space and receiving sound waves as acoustic signals from the monitoring target space;
A sensing device that detects a moving body in the monitoring target space based on a captured image acquired by the imaging unit and an acoustic signal received by the transmission / reception unit,
An image processing unit that extracts a variation area from the captured image based on a difference image that is a difference between the captured image and a reference background image, and obtains a moving direction of the variation area;
An object corresponding to the variation region based on the moving direction of the variation region and the number of peaks corresponding to the variation region included in a differential waveform that is a difference between a plurality of acoustic signals or a temporal change in the interval between peaks. An acoustic processing unit for determining the posture of
A sensing device comprising:
請求項1に記載のセンシング装置において、
前記音響処理部は、
前記変動領域の主な移動方向が、前記送受信部との距離を略保った方向である場合に、
前記変動領域に対応するピークの間隔が所定の閾値より大きいときは前記変動領域に対応する侵入者が立位であるとし、
前記変動領域に対応するピークの数が1つ又はピークの間隔が前記所定の閾値以下のときは前記変動領域に対応する侵入者が伏せ位である
と判定することを特徴とするセンシング装置。
The sensing device according to claim 1,
The acoustic processing unit
When the main movement direction of the variable region is a direction that substantially maintains the distance from the transmission / reception unit,
When the peak interval corresponding to the fluctuation area is larger than a predetermined threshold, the intruder corresponding to the fluctuation area is standing,
The sensing device according to claim 1, wherein when the number of peaks corresponding to the fluctuation region is one or the peak interval is equal to or less than the predetermined threshold, it is determined that the intruder corresponding to the fluctuation region is in a prone position.
請求項1に記載のセンシング装置において、
前記音響処理部は、
前記変動領域の主な移動方向が、前記送受信部から近づく又は遠ざかる方向である場合に、
前記変動領域に対応するピーク間の間隔の時間変化が所定の閾値より大きいときは前記変動領域に対応する侵入者が立位であるとし、
前記変動領域に対応するピーク間の間隔の時間変化が前記所定の閾値以下のときは前記変動領域に対応する侵入者が伏せ位である
と判定することを特徴とするセンシング装置。
The sensing device according to claim 1,
The acoustic processing unit
When the main moving direction of the fluctuation region is a direction approaching or moving away from the transmission / reception unit,
When the time change of the interval between the peaks corresponding to the fluctuation area is larger than a predetermined threshold, the intruder corresponding to the fluctuation area is standing,
The sensing device, wherein when the time change of the interval between the peaks corresponding to the fluctuation region is equal to or less than the predetermined threshold, it is determined that the intruder corresponding to the fluctuation region is in the prone position.
請求項1〜3のいずれか1つに記載のセンシング装置において、
前記画像処理部は、前記変動領域の時間的な移動を追跡するトラッキング部を備え、
前記トラッキング部では、前記音響処理部において判定された物体の姿勢に基づいてトラッキングの検索範囲を変更することを特徴とするセンシング装置。
In the sensing device according to any one of claims 1 to 3,
The image processing unit includes a tracking unit that tracks temporal movement of the variable region,
In the tracking unit, the tracking search range is changed based on the posture of the object determined in the acoustic processing unit.
請求項1〜4のいずれか1つに記載のセンシング装置において、
前記音響処理部は、前記変動領域に対応するピーク間の間隔から前記変動領域に対応する物体の大きさを算出する物体大きさ算出部を備えることを特徴とするセンシング装置。
In the sensing device according to any one of claims 1 to 4,
The acoustic processing unit includes an object size calculation unit that calculates a size of an object corresponding to the variation region from an interval between peaks corresponding to the variation region.
JP2004158909A 2004-05-28 2004-05-28 Sensing device Expired - Fee Related JP4580189B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004158909A JP4580189B2 (en) 2004-05-28 2004-05-28 Sensing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004158909A JP4580189B2 (en) 2004-05-28 2004-05-28 Sensing device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005337954A JP2005337954A (en) 2005-12-08
JP2005337954A5 JP2005337954A5 (en) 2007-07-05
JP4580189B2 true JP4580189B2 (en) 2010-11-10

Family

ID=35491692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004158909A Expired - Fee Related JP4580189B2 (en) 2004-05-28 2004-05-28 Sensing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4580189B2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5169548B2 (en) * 2008-07-03 2013-03-27 トヨタ自動車株式会社 Weld penetration depth evaluation method
JP5399755B2 (en) * 2009-03-31 2014-01-29 セコム株式会社 Combined monitoring device
JP5399756B2 (en) * 2009-03-31 2014-01-29 セコム株式会社 Combined monitoring device
CN102813516B (en) * 2012-08-24 2014-08-27 武汉世纪金桥安全技术有限公司 Non-contact type human body height measuring method based on optical imaging
JP6598064B2 (en) * 2015-09-30 2019-10-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 Object detection apparatus, object detection system, and object detection method
WO2018168182A1 (en) * 2017-03-17 2018-09-20 日本電気株式会社 Mobiile body detection device, mobile body detection method, and mobile body detection program
CN111539991B (en) * 2020-04-28 2023-10-20 北京市商汤科技开发有限公司 Target tracking method and device and storage medium
JPWO2022239470A1 (en) * 2021-05-13 2022-11-17
JPWO2023032474A1 (en) * 2021-09-06 2023-03-09
JP7694910B2 (en) * 2022-01-17 2025-06-18 日本電信電話株式会社 Posture estimation method, posture estimation device, and program
CN120510699B (en) * 2025-07-22 2025-09-26 四川省中车铁投轨道交通有限公司 Unmanned platform monitoring and alarm system and method based on Internet platform

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63186626A (en) * 1987-01-28 1988-08-02 中興化成工業株式会社 Ultrasonic automatic stature measuring device
US5910767A (en) * 1997-07-11 1999-06-08 Laser Guard Intruder detector system
JP4460782B2 (en) * 2001-01-10 2010-05-12 セコム株式会社 Intrusion monitoring device
JP4776807B2 (en) * 2001-03-02 2011-09-21 住友大阪セメント株式会社 Monitoring system
JP4493395B2 (en) * 2004-04-28 2010-06-30 セコム株式会社 Sensing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005337954A (en) 2005-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4580189B2 (en) Sensing device
GB2585800A (en) People counting and tracking systems and methods
JP4727388B2 (en) Intrusion detection device
CN113099120B (en) Depth information acquisition method and device, readable storage medium and depth camera
CN113988228A (en) Indoor monitoring method and system based on RFID and visual fusion
JP2007122508A (en) Intrusion detection device
JP2003057007A (en) Human body detection method using distance image
CN110275042B (en) A high-altitude parabolic detection method based on computer vision and radio signal analysis
JP7733403B2 (en) Passive human body detection method, device, equipment and medium
CN114549820B (en) Motion detection method, detection device, electronic device and medium for transmission belt
JP2001338302A (en) Monitoring device
US8880376B2 (en) Apparatus and method for distinguishing between human being and animal using selective stimuli
JP4832894B2 (en) Image sensor
US20060139164A1 (en) Composite intrusion detection sensor
JP4815190B2 (en) Intrusion detection device
CN118312854A (en) Mouse identification method based on multi-mode data fusion
CA2920823C (en) Object detection apparatus, object detection method, and object detection system
JP4509654B2 (en) Sensing device
CN113379772B (en) Mobile temperature measurement method based on background elimination and tracking algorithm in complex environment
JP3729933B2 (en) Automatic monitoring device
JP4493395B2 (en) Sensing device
JPH03242592A (en) Monitoring device for image
JP7243372B2 (en) Object tracking device and object tracking method
JP4628860B2 (en) Image sensor
CN220019916U (en) Human body detection system

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070522

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070522

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100527

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100730

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: 20100817

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100827

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130903

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4580189

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees