JP2002101408A

JP2002101408A - 監視カメラシステム

Info

Publication number: JP2002101408A
Application number: JP2000288284A
Authority: JP
Inventors: Hideto Machii; 英人町井
Original assignee: Asahi Seimitsu KK
Current assignee: Pentax Precision Co Ltd
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】監視カメラシステムにおいて、監視対象物を
簡単に監視カメラで捕捉する。【解決手段】魚眼レンズを備えた測定用カメラ１１
ａ、１１ｂにより監視区域Ｒを撮影し２台の測定用モニ
タに表示する。表示された２つの画像においてマウスを
用いて監視対象物Ｓを指定する。システムコントロール
回路においてステレオ視法により監視対象物Ｓの位置を
算出する。算出された監視対象物Ｓの位置に基づいて監
視用カメラ２１ａ〜２１ｄの方向を監視対象物Ｓの方向
へ向ける。監視対象物Ｓを監視用カメラ２１ａ〜２１ｄ
をコントロールすることにより追尾し、または自動で追
尾し、記録装置にその映像を記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＴＶカメラ等
を用いた監視システムに関し、特に監視対象物の特定を
行うシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラを用いた監視システムとして、近
年様々なシステムが提唱または実用化されている。例え
ば、予め指定された方向を一定の時間毎に向きを変えな
がら撮影監視するシステム、画像上に輝度変化が生じる
とその方向へ画像中心を移動しズームアップするシステ
ム、また一度捉えた被写体を自動追尾するシステムなど
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、質の高い監視
画像を得るには、監視対象の選択や、監視対象をどの程
度倍率で撮影するかなどに関し適切な判断を行う必要が
ある。これらの判断には監視者による判断が必要不可欠
となる。したがって、例えば被写体を自動追尾可能なシ
ステムを用いていても、質の高い監視画像を得るには、
始め監視員が監視対象にカメラを向け目的とする被写体
を捉える必要がある。しかし、通常監視カメラと監視員
がモニタを行うコントロールルームとは離れているた
め、監視員はモニタに表示される画像をたよりにカメラ
を遠隔操作しなければならないが、このようなの遠隔操
作には熟練を必要とし、質の高い監視画像を得ることは
難しかった。また、複数の監視カメラで監視対象物を撮
影する場合には、複数の監視カメラに対しこのような遠
隔操作が必要となるため、更に多くの熟練した監視員を
必要とし、効率的で質の高い監視画像を得ることは困難
であった。

【０００４】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、監視対象物を簡単に監視カメラで捕捉できる監視
カメラシステムを得ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の監視カメラシス
テムは、ステレオ視法を用いた測定を行うための２台以
上の測定用カメラと、測定用カメラで撮影された映像を
表示するための測定用モニタと、監視区域内の監視を行
うための監視用カメラと、測定用モニタに表示された画
像の中から特定の監視対象物を指定するための入力手段
と、この入力手段により指定された監視対象物の位置を
測定用カメラの画像から算出する位置測定手段と、位置
測定手段により算出された監視対象物の位置に基づいて
監視用カメラの撮影方向を制御する監視用カメラ駆動制
御手段とを備えたことを特徴としている。

【０００６】監視カメラシステムは好ましくは、監視用
カメラで撮影された映像を記録するための画像記録装置
を備える。これにより、映像を再生し事後調査・検証ま
たは証拠として監視映像を用いることができる。

【０００７】また、監視カメラシステムは、監視用カメ
ラで撮影された映像を表示する監視用モニタを備えるこ
とが好ましい。これにより、監視員は質の高い監視活動
が行えるとともに、監視カメラで適切な撮影が行われて
いるかも確認することができる。

【０００８】更に、監視用カメラはズーム機能を備える
ことが好ましく、監視用カメラ駆動制御手段は位置測定
手段により算出された監視対象物の位置に基づいて監視
用カメラのズーミングを制御できることが好ましい。ま
た、監視カメラシステムは、監視用カメラを用いて監視
対象物を自動追尾する自動追尾手段と組み合わせてもよ
い。これにより、より質の高い監視映像が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態であ
る監視カメラシステムの概略を示すブロック図である。

【００１０】測定用カメラ１１ａ、１１ｂは、監視区域
に固定設置されたカメラであり、映像信号処理回路１４
を介してシステムコントロール回路１０に接続されてい
る。測定用カメラ１１ａ、１１ｂにおいて撮影された映
像は、映像信号処理回路１４において所定の映像処理が
施された後、デジタルの画像信号としてシステムコント
ロール回路１０に入力される。その後、これらの画像信
号はシステムコントロール回路１０を介して、測定用モ
ニタ１２ａ、１２ｂへそれぞれ出力され動画像として表
示される。またシステムコントロール回路１０にはキー
ボード、マウス、ライトペン等の入力装置１３が接続さ
ている。

【００１１】監視用カメラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２
１ｄは、カメラ本体を上下左右に回動することができる
カメラであり、撮影された映像は映像信号処理回路２２
を介して監視用モニタ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ
にそれぞれ表示される。監視用カメラ２１ａ、２１ｂ、
２１ｃ、２１ｄの回動動作、ズーミング、フォーカシン
グなどは監視用カメラ駆動回路２０によって制御され、
監視用カメラ駆動回路２０はシステムコントロール回路
１０からの信号指令に基づいて制御される。映像信号処
理回路２２には、ビデオテープレコーダ等の画像記録装
置が接続されており、映像信号処理回路２２に入力され
た監視用カメラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの映像
は、画像記録装置２４においてビデオテープ等の記録媒
体Ｍに記録可能である。

【００１２】図２は、図１に示された測定用カメラ１１
ａ、１１ｂと監視用カメラ２１ａ〜２１ｄの配置を示す
図である。

【００１３】図において、測定用カメラ１１ａ、１１ｂ
は、監視区域Ｒの左壁面に並列して固定的に配置されて
いる。半直線Ｌ１、Ｌ２は測定用カメラ１１ａ、１１ｂ
の光軸をそれぞれ表わしている。一方、監視用カメラ２
１ａ〜２１ｄは監視区域Ｒの四隅に配置されている。監
視用カメラ２１ａ〜２１ｄは、鉛直軸回り及び鉛直軸と
カメラの光軸に垂直な軸の回りに回動自在な可動式のカ
メラである。これらの回動運動は、監視用カメラ駆動回
路２０により遠隔制御される。また、監視用カメラ２１
ａ〜２１ｄのズーミング動作やフォーカシング動作、パ
ン・ティルト動作等も監視用カメラ駆動回路２０により
遠隔操作される。

【００１４】測定用カメラ１１ａ、１１ｂのレンズに
は、例えば魚眼レンズのような超広角なレンズが用いら
れており、各カメラともに監視区域Ｒの略全体を撮影す
ることができる。測定用カメラ１１ａ、１１ｂにより撮
影された映像は、コントロールルームに設置された測定
用モニタ１２ａ、１２ｂに表示され、監視員によりモニ
タされる。監視用カメラ２１ａ〜２１ｄには、通常の画
角のレンズが用いられ、撮影された映像は、測定用カメ
ラにおいて撮影された映像と同様にコントロールルーム
に設置された監視用モニタ２３ａ〜２３ｄに表示され
る。

【００１５】次に図２及び図３を参照して、本実施形態
の監視カメラシステムについて説明する。図３は、本実
施形態の監視カメラシステムにおいて実行される監視対
象捕捉処理の手順を概略示すフローチャートである。

【００１６】ステップ１０１において、監視員は測定用
モニタ１２ａ、１２ｂに表示される測定用カメラ１１
ａ、１１ｂの映像をモニタし、監視区域Ｒ内に例えば侵
入者等の不審な対象物Ｓが存在しないかを監視する。ス
テップ１０２では、監視員が例えば侵入者を発見し、２
台の測定用モニタ１２ａ、１２ｂに表示された画像の中
から入力装置１３（例えばマウス）を用いて、監視対象
物Ｓを指定したか否かが判定される。監視員による監視
対象物Ｓの指定がないときには、ステップ１０１，１０
２の処理が監視対象物Ｓの指定が行われるまで繰り返さ
れる。監視員が監視対象物Ｓを２台の測定用モニタ１２
ａ、１２ｂにおいて指定すると、ステップ１０３におい
て、システムコントロール回路１０が、測定用モニタ１
２ａ、１２ｂで指定された監視対象物Ｓの画面上の位置
から、ステレオ視法を用いて監視区域内における監視対
象物Ｓの位置を算出する。ステップ１０４では、監視用
カメラ駆動回路２０が、システムコントロール回路１０
において算出された監視対象物Ｓの位置に基づいて、各
監視用カメラ２１ａ〜２１ｄの適正な撮影方向、および
おおよそのフォーカシング、ズーミング量を割り出し、
これに基づいて各監視用カメラ２１ａ〜２１ｄを駆動制
御する。すなわち、監視用カメラ２１ａ〜２１ｄは監視
対象物Ｓに向けられ、適正なフォーカシング及びズーミ
ングのもと監視対象物Ｓの撮影が行われる。ステップ１
０５では、監視用カメラ２１ａ〜２１ｄ、または測定用
カメラ１１ａ、１１ｂで撮影された映像に従来公知の画
像認識処理を施し、監視用カメラ２１ａ〜２１ｄをコン
トロールして対象物Ｓの追尾又は自動追尾を行う。この
とき監視用カメラ２１ａ〜２１ｄにおいて撮影された映
像はコントロールルームに設置された監視用モニタ２２
ａ〜２２ｄに表示されるとともに記録装置２３におい
て、ビデオテープ等の記録媒体Ｍに記録される。なお、
監視対象物Ｓを自動追尾している間、監視員は入力装置
１３を用いて、各監視用カメラのズーミング等を個別に
操作可能である。

【００１７】次に図４、図５を参照して、図３のステッ
プ１０３において実行される監視対象物Ｓの位置測定の
原理について説明する。図４は、測定用カメラ１１ａ、
１１ｂと監視対象物Ｓとの間の３次元的な位置関係を模
式的に表した図であり、図５は測定用モニタ１２ａ、１
２ｂに表示された画像における監視対象物Ｓの位置をそ
れぞれ表している。

【００１８】図４において、点Ａは測定用カメラ１１ａ
の視点に対応し、点Ｂは測定用カメラ１１ｂの視点に対
応する。Ｙ軸は点Ａを通る鉛直軸に対応し、Ｙ’軸は点
Ｂを通る鉛直軸に対応する。Ｚ軸、Ｚ’軸は、それぞれ
測定用カメラ１１ａ、１１ｂの光軸に対応し、Ｘ軸は、
点Ａを通りＹＺ平面に垂直な軸であり、Ｘ’軸は点Ｂを
通りＹ’Ｚ’平面に垂直な軸である。なお、本実施形態
において、光軸Ｚ、Ｚ’は平行にとられており、Ｘ軸と
Ｘ’軸とは一致する。

【００１９】ｄは、測定用カメラ１１ａ、１１ｂ間の距
離、すなわち光軸Ｚと光軸Ｚ’との距離であり既知の値
である。点Ｐは監視対象物Ｓの位置を表しており、点
Ｐ’は点ＰのＸＹ（Ｘ’Ｙ’）平面への垂直投影点であ
る。点ＰのＸＺ（Ｘ’Ｚ’）平面からの高さは、点Ｐ’
の高さｈに等しく、点Ｐ’の高さｈは、測定用カメラ１
１ａ、１１ｂとの距離ｄ、線分ＡＰ’がＸ軸となす角
σ、線分ＢＰ’がＸ’軸となす角ρを用いて次式により
求められる。ｈ＝ｄ（ｓｉｎσ・ｓｉｎρ）／ｓｉｎ（σ＋ρ）・・・（１）このとき線分ＢＰ’の長さｂは、ｂ＝ｄ・ｓｉｎσ／ｓｉｎ（σ＋ρ）・・・（２）により求められる。また、点ＰのＸＹ（ＸＹ’）平面か
らの距離Ｌは線分ＢＰ’と線分ＢＰとがなす角θにより
次式で表される。Ｌ＝ｂ・ｔａｎθ ・・・（３）

【００２０】上記（１）、（２）、（３）式に用いられ
る角σ、ρ、θは、図５に示された撮影画像上の監視対
象物Ｓに対応する点Ｓｐ、Ｓｐ’の位置から求められ
る。すなわち、角σ、ρは次式で表される。 σ＝ｔａｎ^-1（ｙ／ｘ）・・・（４） ρ＝ｔａｎ^-1（ｙ’／ｘ’）・・・（５）ただし、（ｘ、ｙ）、（ｙ’、ｘ’）は各画像における
点Ｓｐ、Ｓｐ’のＸＹ座標及びＸ’Ｙ’座標であり、点
Ｓｐ、Ｓｐ’に対応する画素の位置から算出される。

【００２１】一方角θは、画像中心Ｂから点Ｓｐまでの
距離ｒを像高に換算したときの画角に相当する。測定用
カメラの魚眼レンズの射影が等角射影法に従うとき、角
θはレンズの焦点距離ｆとの間にｙ’＝ｆ・θ ・・・（６）の関係があり、これを解くことにより求められる。

【００２２】以上のように、測定用カメラ１１ａ、１１
ｂで撮影され、２台の測定用モニタ１２ａ、１２ｂに表
示された画像において、監視員がマウス等の入力装置を
用いて、監視対象物Ｓに対応する画面上の点Ｓｐ、Ｓ
ｐ’を指定することにより、距離ｈ、Ｌ、ｂが求めら
れ、これらの値から対象物Ｓの監視区域内での位置が特
定される。なお、本実施形態では、レンズの歪曲収差を
等角射影と仮定したが、その他の歪曲収差をもつレンズ
のときには、それぞれの歪曲収差に対応する従来公知の
ディストーション補正を施せばよい。

【００２３】本実施形態では、測定用カメラのレンズと
して魚眼レンズを用いたが、魚眼レンズに限定されるも
のではない。また、測定用カメラの数は２台に限定され
るものではなく、目的や、監視区域の条件により更に多
くのカメラを用いてもよい。

【００２４】ステレオ視法を用いた位置測定には、少な
くともその位置及び姿勢が知られた２台のカメラによる
画像が必要であるが、監視対象物をその位置及び姿勢が
知られた３台以上の測定用カメラで撮影し、その中の任
意の２台のカメラによる画像を用いて監視対象物の位置
を特定してもよい。また３台以上のカメラにおいて複数
の対の画像を用いて監視対象物の位置を求め、その平均
を求めることで監視対象物の位置を特定してもよい。

【００２５】本実施形態では、監視員は、２つの画像に
おいて監視対象物をそれぞれ指定したが、１つの画像で
のみ監視対象物を指定し、もう１つの画像での対応点は
従来公知のパターマッチグ等を用いた画像処理により確
定してもよい。

【００２６】また、本実施形態において、測定用カメラ
はその光軸が平行となるように固定配置されていたが、
カメラの光軸は平行でなくてもよく、カメラ間の相対的
な位置及び姿勢が特定されるならば、固定されていなく
ともよい。

【００２７】本実施形態において、監視用カメラの数は
４台であったが、目的や監視区域の条件に応じて、その
数は変更可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、監視対
象物を簡単に監視カメラで捕捉できる監視カメラシステ
ムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における一実施形態である監視カメラシ
ステムの構成を概略示すブロック図である。

【図２】測定用カメラ及び監視用カメラの監視区域にお
ける配置を示す図である。

【図３】本実施形態の監視カメラシステムにおいて実行
される監視対象を捕捉するための処理の手順を概略示す
フローチャートである。

【図４】監視対象物と測定用カメラの３次元的な配置を
模式的に表す図である。

【図５】２台の測定用カメラにより撮影された画像中の
監視対象物の位置と角σ、ρとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１０システムコントロール回路１１ａ、１１ｂ測定用カメラ１２ａ、１２ｂ測定用モニタ１３入力装置２０監視用カメラ駆動回路２１ａ〜２１ｄ監視用カメラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステレオ視法を用いた測定を行うための
２台以上の測定用カメラと、前記測定用カメラで撮影された映像を表示するための測
定用モニタと、監視区域内の監視を行うための監視用カメラと、前記測定用モニタに表示された画像の中から特定の監視
対象物を指定するための入力手段と、前記入力手段により指定された前記監視対象物の位置を
前記測定用カメラの画像から算出する位置測定手段と、前記位置測定手段により算出された前記監視対象物の位
置に基づいて前記監視用カメラの撮影方向を制御する監
視用カメラ駆動制御手段とを備えることを特徴とする監
視カメラシステム。
【請求項２】前記監視用カメラがズーム機能を備え、
前記監視用カメラ駆動制御手段が前記位置測定手段によ
り算出された前記監視対象物の位置に基づいて前記監視
用カメラのズーミングを制御可能であることを特徴とし
た請求項１に記載の監視カメラシステム。