JP2612662B2 - Intruder identification system - Google Patents
Intruder identification systemInfo
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- JP2612662B2 JP2612662B2 JP4164634A JP16463492A JP2612662B2 JP 2612662 B2 JP2612662 B2 JP 2612662B2 JP 4164634 A JP4164634 A JP 4164634A JP 16463492 A JP16463492 A JP 16463492A JP 2612662 B2 JP2612662 B2 JP 2612662B2
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- image
- intruder
- identification system
- area
- predetermined
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- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、所定領域を監視して得
られた画像に基づき、当該監視領域への侵入者を識別す
る侵入者識別システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intruder identification system for identifying an intruder in a monitoring area based on an image obtained by monitoring a predetermined area.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来からCCDカメラ等を用いて屋内外
の領域を監視するシステムが知られている。例えば屋外
に配置・保存されている危険物に人間が接近するのは好
ましくなく、この場合に危険物周囲の領域を監視するシ
ステムがあると好ましい。このようなシステムは、CC
Dカメラ等により監視領域を撮影し、画像処理技術を用
い撮影により得られた画像を処理するシステムとして実
現可能である。この種のシステムにおいては、通常、監
視領域の2値化画像に含まれる例えば“1”値のデータ
の固まりを、侵入者を表す画像の候補と見なして取り扱
うようにしている。人物を識別できるシステムとして
は、例えば特公平2−37345号公報に記載されたも
のがある。2. Description of the Related Art Conventionally, a system for monitoring indoor and outdoor areas using a CCD camera or the like has been known. For example, it is not desirable for a human to approach a dangerous substance placed and stored outdoors, and in this case, it is preferable to have a system for monitoring an area around the dangerous substance. Such a system is called CC
The present invention can be realized as a system in which a monitoring area is photographed by a D camera or the like and an image obtained by photographing is processed using an image processing technique. In this type of system, usually, a block of data of, for example, “1” included in the binarized image of the monitoring area is treated as a candidate for an image representing an intruder. As a system capable of identifying a person, for example, there is a system described in Japanese Patent Publication No. 2-37345.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のシステ
ムを屋外監視システムとして構成した場合、天候や背景
の変化、あるいは小動物を人物と誤認してしまうことが
ある。すなわち、天候の急変による照度変化によって前
述した固まりが生じている場合や、背景にある草木の揺
れ、あるいは小動物の画像が、侵入者として認識されて
しまう可能性がある。However, when the conventional system is configured as an outdoor monitoring system, changes in the weather or background, or small animals may be mistaken for humans. That is, there is a possibility that the above-mentioned clumps are caused by a change in illuminance due to a sudden change in the weather, a sway of vegetation in the background, or an image of a small animal is recognized as an intruder.
【0004】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、雑音要因が多い屋
外においても天候・背景の変化や小動物等に影響される
ことなく、侵入者のみを好適に識別できるシステムを提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is not affected by changes in the weather, background, small animals, etc., even outdoors, where there are many noise factors. It is an object of the present invention to provide a system capable of suitably identifying the information.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の請求項1は、監視領域を撮影する手
段と、撮影により得られた画像と前時点の画像との差分
画像をデジタル化する手段と、得られるデジタル画像に
基づき監視領域への人物の侵入を認知する認知手段と、
を備え、認知手段が、デジタル画像に含まれ所定値を有
する画素の固まりを検出する手段と、検出される固まり
について面積が大きい順に当該固まりを含む所定形状の
領域を設定する手段と、設定された領域内に存在する固
まりの合計面積を求める手段と、求めた合計面積が所定
範囲内であるか否かを判定し、所定範囲内である場合に
設定された領域内に存在する固まりを侵入者の画像とし
て認知する手段と、を備えることを特徴とする。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide a means for photographing a monitoring area, and a difference image between an image obtained by the photographing and a previous image. Means for digitizing the information, and recognition means for recognizing the intrusion of a person into the monitoring area based on the obtained digital image,
Wherein the recognition means includes means for detecting a cluster of pixels having a predetermined value included in the digital image, and means for setting a region of a predetermined shape including the cluster in the order of the area of the detected cluster from the largest. Means for calculating the total area of the masses present in the set area, and determining whether or not the obtained total area is within a predetermined range, and when the total area is within the predetermined range, intruding the mass existing in the set area. And means for recognizing the image as a person's image.
【0006】請求項2は、監視領域を撮影する手段と、
撮影により得られた画像と前時点の画像との差分画像を
デジタル化する手段と、得られるデジタル画像から監視
領域への侵入者の候補画像を抽出する手段と、差分画像
における輝度の特徴を所定の指標値として抽出する手段
と、抽出された指標値が所定範囲内であるか否かを判定
し、所定範囲内である場合に候補画像を侵入者の画像と
して認知する手段と、を備えることを特徴とする。[0006] Claim 2 is means for photographing the monitoring area,
Means for digitizing a difference image between the image obtained by shooting and the image at the previous time; means for extracting a candidate image of an intruder into the monitoring area from the obtained digital image; Means for extracting as an index value of, and means for determining whether or not the extracted index value is within a predetermined range, and recognizing a candidate image as an intruder image when the extracted index value is within the predetermined range. It is characterized by.
【0007】請求項3は、監視領域を撮影する手段と、
撮影により得られた画像と前時点の画像との差分画像を
デジタル化する手段と、得られるデジタル画像から監視
領域への侵入者の候補画像を抽出する手段と、デジタル
画像における候補画像の有無を時系列的に判別する手段
と、判別の結果に基づきこの候補画像が所定回数連続し
て現れているか否かを判定し、現れている場合にこの候
補画像を侵入者の画像として認知する手段と、を備える
ことを特徴とする。[0007] Claim 3 is means for photographing the monitoring area,
Means for digitizing a difference image between the image obtained by shooting and the image at the previous time point, means for extracting a candidate image of an intruder into the monitoring area from the obtained digital image, and determining whether there is a candidate image in the digital image. Means for discriminating in chronological order, means for judging whether or not the candidate image has appeared a predetermined number of times in succession based on the result of the judgment, and, if so, means for recognizing the candidate image as an intruder image , Is provided.
【0008】[0008]
【作用】本発明の請求項1においては、まず、監視領域
が撮影されさらにこの画像と前時点の画像との差分画像
がデジタル化される。次に、得られるデジタル画像に基
づき、監視領域への人物の侵入が認知される。その際、
本請求項においては、デジタル画像に含まれ所定値を有
する画素の固まりが検出され、検出される固まりについ
て面積が大きい順に当該固まりを含む所定形状の領域が
設定される。さらに、設定された領域内に存在する固ま
りの合計面積が求められ、求めた合計面積が所定範囲内
である場合に設定された領域内に存在する固まりが侵入
者の画像として認知される。したがって、デジタル画像
に含まれる画像がそれ単体で侵入者認知の対象となるの
ではなく、相近接して存在する固まりが一体のものとし
て侵入者認知の対象となる。この結果、人物を示す画像
がデジタル画像において複数個の固まりに分かれて現れ
た場合にも、これら複数個の固まりを正しく侵入者の画
像として認知できる。また、天候・背景の変化により発
生した固まりや小動物によって生じた固まりを排除でき
る。According to the first aspect of the present invention, first, a monitoring area is photographed, and a difference image between this image and the previous image is digitized. Next, based on the obtained digital image, intrusion of a person into the monitoring area is recognized. that time,
In the present invention, a cluster of pixels having a predetermined value included in the digital image is detected, and a region of a predetermined shape including the cluster is set in ascending order of the detected cluster. Further, the total area of the clusters existing in the set area is calculated, and when the calculated total area is within the predetermined range, the cluster existing in the set area is recognized as the image of the intruder. Therefore, the image included in the digital image is not subject to intruder recognition by itself, but is a target of intruder recognition as a unit that exists in close proximity to each other. As a result, even when an image representing a person appears in a digital image as being divided into a plurality of blocks, the plurality of blocks can be correctly recognized as an intruder image. In addition, it is possible to eliminate clumps caused by changes in weather and background and clumps caused by small animals.
【0009】請求項2においても、同様に差分画像のデ
ジタル化が行われる。その後、例えば請求項1の手法に
より監視領域への侵入者の候補画像が抽出される。本請
求項においては、さらに、差分画像における輝度の特徴
が所定の指標値(例えば判別分析法により得られる数
値)として抽出され、抽出された指標値が所定範囲内で
ある場合、候補画像が侵入者の画像として認知される。
したがって、天候・背景の変化によりデジタル画像中に
侵入者の候補画像が現れている場合であっても、このこ
とが差分画像における輝度の特徴として検出されるか
ら、天候・背景の変化にかかわらずより正しく侵入者認
知を行うことができる。In the present invention, the difference image is similarly digitized. Then, a candidate image of the intruder into the monitoring area is extracted by, for example, the method of claim 1. In the present invention, the feature of the luminance in the difference image is extracted as a predetermined index value (for example, a numerical value obtained by a discriminant analysis method), and if the extracted index value is within a predetermined range, the candidate image is Is recognized as an image of a person.
Therefore, even when a candidate image of an intruder appears in the digital image due to a change in weather or background, this is detected as a feature of the luminance in the difference image. Intruder recognition can be performed more correctly.
【0010】請求項3においても、差分画像のデジタル
化及び侵入者の候補画像の抽出が行われる。本請求項に
おいては、さらに、デジタル画像に時系列的に連続して
所定回数以上候補画像が現れているかどうかが判定さ
れ、現れている場合にこの候補画像が侵入者の画像とし
て認知される。したがって、連続して発生しない雑音の
影響が排除される。[0010] Also in claim 3, digitization of the difference image and extraction of the candidate image of the intruder are performed. In the present invention, it is further determined whether or not a candidate image appears more than a predetermined number of times consecutively in the digital image in a chronological order. If the candidate image appears, the candidate image is recognized as an intruder image. Therefore, the effect of noise that does not occur continuously is eliminated.
【0011】なお、デジタル化に用いるしきい値を差分
画像の輝度の特徴に応じて算出するようにする構成にお
いては、算出したしきい値が所定の限界値を下回る場合
にデジタル化に用いるしきい値を限界値に設定するとよ
い。このようにすると、しきい値を低くした場合に現れ
やすい雑音の画像を排除できる。In a configuration in which the threshold value used for digitization is calculated according to the characteristic of the luminance of the difference image, the threshold value used for digitization is used when the calculated threshold value falls below a predetermined limit value. The threshold value should be set to the limit value. By doing so, it is possible to eliminate an image of noise that tends to appear when the threshold value is lowered.
【0012】また、撮影により得られた画像のうち所定
の関心領域を対象として差分画像を生成すると、処理対
象を限定できるため、処理対象外の領域に現れている雑
音の画像を排除できる。Further, when a difference image is generated for a predetermined region of interest in an image obtained by photographing, the processing target can be limited, so that a noise image appearing in a region outside the processing target can be eliminated.
【0013】さらに、認知の結果得られる侵入者の画像
の移動速度を検出し、検出される移動速度が所定範囲内
にない画像を侵入者の画像でないものとして取り扱うよ
うにすれば、移動速度から見て人物らしい画像のみを侵
入者画像とすることができる。Further, if the moving speed of the image of the intruder obtained as a result of the recognition is detected, and the detected moving speed is not within the predetermined range, the image is treated as not the image of the intruder. Only an image that looks like a person can be an intruder image.
【0014】そして、判定に係る範囲や回数を学習によ
り設定可能とすることにより、手動等により設定を行っ
た場合に比べ、設定の自動化、適応化が実現される。[0014] By making it possible to set the range and the number of determinations by learning, automation and adaptation of the setting can be realized as compared with a case where the setting is performed manually or the like.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0016】図1には、本発明の一実施例に係るシステ
ムの構成が示されている。このシステムは、ハードウエ
ア構成としてCCDカメラ10、認知装置12、警報装
置14、拡声器16、中央システムインタフェース18
等を備えている。FIG. 1 shows the configuration of a system according to an embodiment of the present invention. The system includes a CCD camera 10, a recognition device 12, an alarm device 14, a loudspeaker 16, a central system interface 18 as hardware components.
Etc. are provided.
【0017】CCDカメラ10は、屋外に配置されてい
る危険物20周囲の領域(監視領域)100を撮影する
よう配置されている。監視領域100は、例えば10m
×15m程度の面積を有しており、通常は、この領域内
には河川、草木等が含まれる。CCDカメラ10からの
画像信号出力は、認知装置12に与えられる。The CCD camera 10 is arranged so as to photograph an area (monitoring area) 100 around a dangerous substance 20 which is arranged outdoors. The monitoring area 100 is, for example, 10 m
It has an area of about × 15 m, and usually includes rivers, plants and the like in this area. The image signal output from the CCD camera 10 is provided to the recognition device 12.
【0018】認知装置12は、CCDカメラ10から監
視領域100のフレーム画像を所定時間間隔で信号入力
する。認知装置12は、入力した画像について後述する
処理を逐次施し、監視領域100への侵入者200を識
別・検出する。すなわち、認知装置12は、撮影によっ
て得られたフレーム画像についての画像処理部として機
能する。認知装置12による識別処理は、異常天候等に
より侵入者200の識別が困難となった場合には休止す
る。異常天候から回復した場合には、処理を再開する。The recognition device 12 inputs a frame image of the monitoring area 100 from the CCD camera 10 at predetermined time intervals. The recognition device 12 sequentially performs the processing described below on the input image, and identifies and detects the intruder 200 in the monitoring area 100. That is, the recognition device 12 functions as an image processing unit for a frame image obtained by shooting. The identification processing by the recognition device 12 is stopped when it becomes difficult to identify the intruder 200 due to abnormal weather or the like. When the weather recovers from the abnormal weather, the processing is restarted.
【0019】侵入者200を検出した場合、認知装置1
2は警報装置14に信号を与えて拡声器16により所定
の警戒音声等を発生させ、あるいは中央システムインタ
フェース18を介して図示しない中央システムに状況を
通知する。すなわち、認知装置12はシステム各部の動
作を制御する機器制御部としても機能する。When the intruder 200 is detected, the recognition device 1
Reference numeral 2 gives a signal to the alarm device 14 to generate a predetermined warning sound or the like by the loudspeaker 16 or to notify the central system (not shown) via the central system interface 18 of the situation. That is, the recognition device 12 also functions as a device control unit that controls the operation of each unit of the system.
【0020】図2には、この実施例における認知装置1
2の動作、特にその画像処理部としての機能が示されて
いる。FIG. 2 shows a cognitive device 1 in this embodiment.
2 shows the operation, particularly, its function as an image processing unit.
【0021】認知装置12は、CCDカメラ10からフ
レーム画像を所定時間間隔で入力する(a)。認知装置
12は、入力したフレーム画像について、連続差分法に
よる処理を施す。例えば(t+1)の時点のフレーム画
像が入力されたときには、このフレーム画像からその前
の時点(t)のフレーム画像を絶対値減算し、差分画像
を生成する。監視領域100内に存在する物体が時点
(t)から(t+1)の間に移動している場合には、差
分画像において、この移動物体を示す画像が他と輝度の
異なる画素の固まりとして現れる。連続差分法において
は、このような処理を、時系列的に入力される画像につ
いて連続して行う。The recognition device 12 inputs frame images from the CCD camera 10 at predetermined time intervals (a). The cognitive device 12 performs a process based on the continuous difference method on the input frame image. For example, when a frame image at the time (t + 1) is input, an absolute value of the previous frame image at the time (t) is subtracted from the frame image to generate a difference image. When the object existing in the monitoring area 100 is moving between the time (t) and the time (t + 1), the image showing the moving object appears as a cluster of pixels having different luminances from the others in the difference image. In the continuous difference method, such processing is continuously performed on images input in time series.
【0022】なお、CCDカメラ10から認知装置12
にフレーム画像を入力する間隔が長すぎると、天候の変
化に伴う照度変化等が差分画像上において移動物体の如
く現れてしまう。逆に、CCDカメラ10から認知装置
12にフレーム画像を入力する間隔が短すぎると、実際
には移動物体が存在していてもこれを検出できない場合
が生じてしまう。したがって、フレーム画像の入力間隔
は適切な値に設定する必要がある。It should be noted that the CCD camera 10 transmits the recognition device 12
If the interval at which the frame images are input is too long, a change in illuminance due to a change in weather or the like appears on the difference image as a moving object. Conversely, if the interval at which frame images are input from the CCD camera 10 to the recognition device 12 is too short, even if a moving object actually exists, it may not be detected. Therefore, it is necessary to set the input interval of the frame image to an appropriate value.
【0023】認知装置12は、次に、デジタル化処理を
行う(b)。すなわち、図3に示されるように判別分析
法(300)により算出した数値を2値化(302)に
用いるしきい値に設定する(304)。判別分析法は、
例えば「コンピュータ画像処理入門」(田村秀行監修、
日本工業技術センター、総研出版、1990.6.1、
p68(4)項)等に示されており、判別分析法による
算出値は、画像輝度の発生頻度を指標として定められる
値であることが知られている。したがって、判別分析法
による算出値を2値化しきい値に設定することにより、
輝度の特徴に応じて画像を2値化することができる。な
お、2値化ビット数には限定されない。すなわち、1画
素を1ビットで2値化して“1”“0”の2階調で表現
しても、例えば8ビットで2値化して256階調で表現
しても構わない。Next, the cognitive device 12 performs a digitizing process (b). That is, as shown in FIG. 3, the numerical value calculated by the discriminant analysis method (300) is set as a threshold value used for binarization (302) (304). Discriminant analysis is
For example, "Introduction to Computer Image Processing" (supervised by Hideyuki Tamura,
Japan Industrial Technology Center, Soken Publishing, 1996.1.1,
p68 (4)) and the like, and it is known that the value calculated by the discriminant analysis method is a value determined using the frequency of occurrence of image luminance as an index. Therefore, by setting the value calculated by the discriminant analysis method to the binarization threshold,
The image can be binarized according to the characteristics of the luminance. The number of binarized bits is not limited. That is, one pixel may be binarized by one bit and expressed by two gradations of “1” and “0”, or may be binarized by eight bits and expressed by 256 gradations.
【0024】また、本実施例のデジタル化処理(b)に
おいては、2値化しきい値の設定に先立ち、判別分析法
による算出値と、予め設定されている限界値との比較が
行われる(306)。この比較の結果、前者が後者より
小さい場合には、前者に代え後者が2値化しきい値に設
定される(308)。Further, in the digitizing process (b) of the present embodiment, a value calculated by the discriminant analysis is compared with a preset limit value before setting the binarization threshold value (see FIG. 4). 306). As a result of this comparison, if the former is smaller than the latter, the latter is set to the binarization threshold instead of the former (308).
【0025】このように2値化しきい値の低下を制限す
るのは、図4(a)に示されるように、2値化しきい値
が小さいとデジタル画像上に雑音が多く現れてしまうか
らである。すなわち、ステップ306及び308におい
て限界値により2値化しきい値を制限することにより、
雑音を抑制できる。また、判別分析法による算出値が限
界値より大きい場合には上述のように判別分析法による
算出値が2値化しきい値として用いられるため、図4
(b)に示されるように必要な画素データが欠けるよう
な状況も防止される。したがって、本実施例において
は、2値化しきい値を最適設定して図4(c)に示され
るような良好なデジタル画像を得ることができる。な
お、ステップ306及び308において用いる限界値
は、本実施例のシステムの調整時に設定する。The reason why the lowering of the binarization threshold is limited in this way is that, as shown in FIG. 4A, if the binarization threshold is small, more noise appears on the digital image. is there. That is, by limiting the binarization threshold by the limit value in steps 306 and 308,
Noise can be suppressed. When the value calculated by the discriminant analysis is larger than the limit value, the value calculated by the discriminant analysis is used as the binarization threshold as described above.
As shown in (b), a situation in which necessary pixel data is missing is also prevented. Therefore, in this embodiment, a good digital image as shown in FIG. 4C can be obtained by optimally setting the binarization threshold. The limit values used in steps 306 and 308 are set at the time of adjusting the system according to the present embodiment.
【0026】認知装置12は、このような処理(b)に
よって得られたデジタル画像について、雑音除去処理を
施す(c)。この処理(c)は、図5に示されるように
所定回数(m回)の縮小処理(400)及び所定回数
(n回)の膨脹処理(402)として行う。すなわち、
処理(b)によって得られたデジタル画像について縮小
処理を施すことにより、雑音に係る画像のうち比較的小
さいものが除去され、縮小処理後の画像に膨脹処理を施
すことにより、デジタル化直後の画像において雑音によ
り複数個に分かれて現れていた画像(画素の固まり)の
うち比較的近接しているものが単一の固まりとなる。こ
のようにして、デジタル画像から雑音が除去される。The recognition device 12 performs a noise removal process on the digital image obtained by the process (b) (c). This processing (c) is performed as a predetermined number (m times) of reduction processing (400) and a predetermined number of times (n times) of expansion processing (402) as shown in FIG. That is,
By performing a reduction process on the digital image obtained by the process (b), a relatively small one of the noise-related images is removed, and by performing an expansion process on the image after the reduction process, the image immediately after digitization is obtained. In (2), among the images (clusters of pixels) that have appeared in a plurality of groups due to noise, those relatively close to each other form a single cluster. In this way, noise is removed from the digital image.
【0027】雑音が除去されたデジタル画像は、人物判
定処理に供される。この実施例では、人物判定処理はそ
の1(d)〜その3(f)による一連の処理である。The digital image from which noise has been removed is subjected to a person determination process. In this embodiment, the person determination process is a series of processes from 1 (d) to 3 (f).
【0028】図6には、人物判定処理その1(d)の流
れが示されている。この図に示されるように、認知装置
12はまずラベル付与を行う(500)。すなわち、雑
音除去デジタル画像において所定値を有する画素の固ま
りに番号(ラベル)を付与する。例えば1ビットで2値
化されている場合には“1”値の画素の固まりに、8ビ
ットで2値化されている場合には“255”値の画素の
固まりにラベルを付与する。FIG. 6 shows the flow of the person determination process 1 (d). As shown in this figure, the recognition device 12 first performs labeling (500). That is, a number (label) is assigned to a group of pixels having a predetermined value in the noise-removed digital image. For example, a label is assigned to a group of pixels of “1” value when binarized by one bit, and to a group of pixels of “255” when binarized by eight bits.
【0029】このようにラベル付与を行った後、認知装
置12は、ラベルが付与された固まりから大きい順に所
定個数(N個)を選択する(502)。次に、選択した
固まりそれぞれについて重心を算出する(504)。さ
らに、算出した重心を中心とする矩形領域を設定する
(506)。After labeling is performed as described above, the recognition device 12 selects a predetermined number (N) from the block to which the label has been allocated in descending order (502). Next, the center of gravity is calculated for each of the selected masses (504). Further, a rectangular area centered on the calculated center of gravity is set (506).
【0030】矩形領域の設定(506)は、面積が大き
な固まりから順に行う。設定される矩形領域は、CCD
カメラ10からの距離に応じて補正された矩形である。
矩形領域の大きさは、少なくとも、人物を捉えられるよ
うな大きさとする。ただし、本発明は、矩形領域の大き
さに限定されるものではなく、また矩形を他の形状に代
えても構わない。重要な点は、設定される領域(本実施
例では距離補正された矩形領域)により人物を捉えるこ
とが可能である点である。なお、ある固まりについて設
定された矩形領域内に重心が存在する他の固まりについ
ては、矩形領域は設定しない。The setting of the rectangular area (506) is performed in order from a block having a large area. The rectangular area to be set is CCD
The rectangle is corrected according to the distance from the camera 10.
The size of the rectangular area is at least a size that can capture a person. However, the present invention is not limited to the size of the rectangular area, and the rectangle may be replaced with another shape. The important point is that a person can be captured by the set area (in the present embodiment, a rectangular area whose distance has been corrected). It should be noted that no rectangular area is set for other clusters having a center of gravity within the rectangular area set for a certain cluster.
【0031】認知装置12は、設定した矩形領域(設定
矩形)内に重心が存在する固まりの合計面積を求める
(508)。例えば図7に示されるようにラベル2(面
積S2)の固まりの重心を中心として設定した矩形領域
内に、ラベル1(面積S1)、ラベル3(面積S3)の
固まりの重心が存在している場合、これらの合計面積S
=S1+S2+S3を算出する。なお、合計面積の算出
対象は、ラベルが付与された比較的大きな固まりのみと
する。The recognizing device 12 obtains the total area of the block having the center of gravity in the set rectangular area (set rectangle) (508). For example, as shown in FIG. 7, the center of gravity of the label 1 (area S1) and the center of the label 3 (area S3) exist in a rectangular area set around the center of gravity of the label 2 (area S2). The total area S
= S1 + S2 + S3. The total area is calculated only for a relatively large block to which a label is attached.
【0032】認知装置12は、算出した合計面積(矩形
内面積)が予め設定されている範囲内に存在するか否か
を判定する(510)。すなわち、予め設定されている
下限値と上限値によって定まる範囲内に、算出した合計
面積が属するかどうか、判定される。下限値及び上限値
は、これらによって定まる範囲内の合計面積であれば人
物の可能性があると見なせるような値に設定する。した
がって、いずれかの矩形内面積が上記範囲に属すると判
定された場合には続く人物判定処理その2(e)へ移行
し、いずれの矩形内面積も上記範囲に属さないと判定さ
れた場合には侵入者無し処理(h)へ移行する。The recognition device 12 determines whether or not the calculated total area (area within the rectangle) is within a preset range (510). That is, it is determined whether or not the calculated total area belongs to a range determined by a preset lower limit value and upper limit value. The lower limit and the upper limit are set to values that can be considered to be a person if the total area is within the range determined by these. Therefore, when it is determined that any of the rectangular areas belongs to the above range, the process proceeds to the subsequent person determination process 2 (e), and when it is determined that any of the rectangular areas does not belong to the above range, Shifts to intruderless processing (h).
【0033】いずれかの矩形領域について矩形内面積が
人物と見なせる範囲の値であると判定されたとき実行さ
れる人物判定処理その2(e)の流れは、例えば図8に
示されるような流れとなる。この例では、先に差分画像
について判別分析法により算出した値が予め設定されて
いる特徴値と比較される(600)。この比較の結果、
後者が大きい場合には侵入者無し処理(h)へ移行し、
大きくない場合には人物判定処理その3(f)へ移行す
る。The flow of the person determination process 2 (e) executed when it is determined that the area within the rectangle is a value in a range that can be regarded as a person for any of the rectangular regions is, for example, a flow as shown in FIG. Becomes In this example, the value previously calculated by the discriminant analysis method for the difference image is compared with a preset feature value (600). As a result of this comparison,
If the latter is large, the process shifts to intruder-less processing (h),
If not, the process proceeds to person determination processing 3 (f).
【0034】人物判定処理その2(e)の目的は、草木
の揺れ、照度の急激な変化等を排除するところにある。
すなわち、人物判定処理その1(d)において、矩形内
面積からみて人物の可能性があるとされた画像であって
も、草木の揺れ等による画像である可能性を排除できな
い。そこで、差分画像の輝度の特徴に注目し、この特徴
から見て人物の可能性が高い画像を選別するよう、人物
判定処理その2(e)を行っている。なお、この実施例
では人物判定処理その2(e)を判別分析法による算出
値を用いて行っているが、これは他の数値を用いて他の
ルールで行っても良い。The purpose of the person determination process 2 (e) is to eliminate shaking of plants, sudden changes in illuminance, and the like.
In other words, in the person determination process 1 (d), even if it is determined that there is a possibility of a person in view of the area inside the rectangle, it is not possible to exclude the possibility that the image is due to shaking vegetation. Therefore, attention is paid to the luminance feature of the difference image, and the person determination process 2 (e) is performed so as to select an image having a high possibility of a person in view of the feature. In this embodiment, the person determination process 2 (e) is performed by using a value calculated by the discriminant analysis method, but this may be performed by another rule using another numerical value.
【0035】図9には、人物判定処理その3(f)の流
れが示されている。人物判定処理その3(f)において
は、人物判定処理その1(d)における矩形内面積によ
る判別及び人物判定処理その2(e)における輝度の特
徴による判別によって人物の可能性があるとされた画像
について、時系列的な判別が施される。FIG. 9 shows the flow of the person determination process 3 (f). In the person determination process 3 (f), it is determined that there is a possibility of a person by the determination based on the area inside the rectangle in the person determination process 1 (d) and the luminance characteristic in the person determination process 2 (e). Time-sequential determination is performed on the image.
【0036】すなわち、人物の可能性があるとされた画
像(“侵入者あり”)が所定回数(基準連続数)を越え
て連続して現れているかどうかを判定する(700)。
この判定の必要から、人物判定処理その1(d)及びそ
の2(e)の結果は、データとして認知装置12内部に
格納される。また、人物判定処理その1(d)において
“侵入者あり”に準ずるとされた画像の連続数について
も基準連続数による判定が行われる(702)。これら
の判定の結果、基準連続数を越えるとされた場合には侵
入者有り処理(g)へ、越えないとされた場合には侵入
者無し処理(h)へ、それぞれ移行する。侵入者無し処
理(h)においては、人物判定処理その1(d)及びそ
の2(e)の結果の格納や、その旨を中央システムに報
知する等の処理が実行される。また、侵入者有り処理
(g)においては、人物判定処理その1(d)及びその
2(e)の結果の格納、中央システムへの報知、警報装
置14の起動等が実行される。That is, it is determined whether or not the image ("there is an intruder") which is considered to be a person appears continuously exceeding a predetermined number of times (reference continuous number) (700).
Due to the necessity of this determination, the results of the person determination processes 1 (d) and 2 (e) are stored in the cognitive device 12 as data. In addition, the continuous number of images determined to conform to “the presence of an intruder” in the person determination process 1 (d) is also determined based on the reference continuous number (702). As a result of these determinations, if it is determined that the number exceeds the reference continuous number, the process proceeds to an intruder presence process (g), and if not, the process proceeds to an intruder absence process (h). In the non-intruder process (h), processes such as storing the results of the person determination processes 1 (d) and 2 (e) and notifying the central system of the result are performed. In the intruder presence process (g), the results of the person determination processes 1 (d) and 2 (e) are stored, a notification is sent to the central system, and the alarm device 14 is activated.
【0037】このように、本実施例によれば、背景・天
候の変化や小動物を侵入者として認知してしまう可能性
が著しく低減し、より正確かつ信頼性の高いシステムが
実現される。また、本実施例の処理は高速に実行でき
る。As described above, according to this embodiment, the possibility of recognizing a small animal as an intruder due to changes in the background and the weather is significantly reduced, and a more accurate and reliable system is realized. Further, the processing of this embodiment can be executed at high speed.
【0038】また、上記人物判定処理その1(d)〜そ
の3(f)においては、各種のパラメータを用いてい
る。例えば人物判定処理その1(d)では矩形内面積の
判定に係る上限値及び下限値、その2(e)では判別分
析法の算出値の判定に係る特徴値、その3(f)では連
続数判定に係る基準連続数等が必要である。本実施例で
は、この種のパラメータ、すなわちシステム・パラメー
タをシステム・パラメータ知識データベース設定手段
(i)により設定している。Further, in the above-described person determination processing 1 (d) to 3 (f), various parameters are used. For example, in the person determination process 1 (d), the upper limit value and the lower limit value for determining the area inside the rectangle, in 2 (e), the feature value for determining the calculated value of the discriminant analysis method, and in 3 (f), the number of consecutive The number of reference continuations for the judgment is required. In this embodiment, it is set by the type of parameter, namely a system parameter knowledge database setting means system parameters (i).
【0039】すなわち、システム・パラメータを設定す
る場合、使用者は、システム・パラメータ知識データベ
ース設定手段(i)の操作等により手動設定を行うこと
が可能である他、システム・パラメータ知識データベー
ス設定手段(i)によって知識データベースを構築し、
学習によって自動的にシステム・パラメータを設定する
ことも可能である。このように、本実施例は自動化の進
んだシステムとして構築できる。That is, when setting the system parameters, the user can manually set the parameters by operating the system parameter knowledge database setting means (i) and the like, and can set the system parameter knowledge database setting means ( build a knowledge database according to i),
It is also possible to set system parameters automatically by learning. As described above, this embodiment can be constructed as a system with advanced automation.
【0040】さらに、本実施例においては、CCDカメ
ラ10によって撮影されるフレーム画像を全て処理対象
としているが、フレーム画像のうち関心領域(ROI)
のみを処理対象とすることができる。関心領域は、フレ
ーム画像中に侵入の発生が考えられない領域等や監視領
域100外の領域が含まれている場合に、これらの領域
をマスクして処理を行うよう設定する。これにより、関
心領域外の雑音の影響を排除できる。Further, in the present embodiment, all the frame images photographed by the CCD camera 10 are processed, but the region of interest (ROI) of the frame images is processed.
Only the target can be processed. When the region of interest includes a region where occurrence of intrusion is not considered in the frame image, or a region outside the monitoring region 100, the region of interest is set to be masked for processing. Thereby, the influence of noise outside the region of interest can be eliminated.
【0041】また、人物判定処理として、さらに、移動
速度の判定を付加しても良い。すなわち、人物判定処理
その1(d)において求めた重心の移動速度が、人物と
見なせる範囲内の値であるかを判定することにより、人
物判定をより正確に実行できる。Further, as the person determination processing, determination of the moving speed may be further added. That is, by determining whether or not the moving speed of the center of gravity obtained in the person determination process 1 (d) is a value within a range that can be regarded as a person, the person determination can be performed more accurately.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
によれば、デジタル画像に含まれ所定値を有する画素の
固まりについて面積が大きい順に当該固まりを含む所定
形状の領域を設定し、この領域内に存在する固まりの合
計面積が所定範囲内である場合にこれらの固まりを侵入
者の画像として認知するようにしたため、人物を示す画
像がデジタル画像において複数個の固まりに分かれて現
れた場合にも、これら複数個の固まりを正しく侵入者の
画像として認知できる。また、天候・背景の変化により
発生した固まりや小動物によって生じた固まりを排除で
きる。As described above, according to the first aspect of the present invention,
According to the above, a region of a predetermined shape including a group of pixels included in a digital image and having a predetermined value is set in the order of increasing area, and the total area of the clusters present in this region is within a predetermined range. Are recognized as an intruder's image, and even when an image showing a person appears in a digital image as being divided into a plurality of masses, these masses are correctly recognized as an intruder's image. it can. In addition, it is possible to eliminate clumps caused by changes in weather and background and clumps caused by small animals.
【0043】請求項2によれば、差分画像における輝度
の特徴を所定の指標値として抽出し、この指標値が所定
範囲内である場合に候補画像を侵入者の画像として認知
するようにしたため、天候・背景の変化によりデジタル
画像中に侵入者の候補画像が現れている場合等において
も、正しく侵入者認知を行うことができる。According to the second aspect, the feature of the luminance in the difference image is extracted as a predetermined index value, and when the index value is within a predetermined range, the candidate image is recognized as an intruder image. Even when a candidate image of an intruder appears in a digital image due to a change in weather or background, the intruder can be correctly recognized.
【0044】請求項3によれば、デジタル画像に時系列
的に連続して所定回数以上候補画像が現れている場合に
この候補画像を侵入者の画像として認知するようにした
ため、連続して発生しない雑音の影響を排除できる。According to the third aspect, when a candidate image appears more than a predetermined number of times consecutively in a digital image in a time series manner, the candidate image is recognized as an intruder image. The effect of noise that does not occur can be eliminated.
【0045】請求項4によれば、差分画像の輝度の特徴
に応じて算出したしきい値が所定の限界値を下回る場合
に、デジタル化に用いるしきい値に限界値を設定するよ
うにしたため、しきい値を低くした場合に現れやすい雑
音の画像を排除できる。According to the fourth aspect, when the threshold value calculated according to the luminance characteristic of the difference image falls below a predetermined limit value, the limit value is set to the threshold value used for digitization. In addition, noise images that tend to appear when the threshold value is lowered can be eliminated.
【0046】請求項5によれば、撮影により得られた画
像のうち所定の関心領域を対象として差分画像を生成す
るようにしたため、処理対象を限定でき、処理対象外の
領域に現れている雑音の画像を排除できる。According to the fifth aspect, since a difference image is generated for a predetermined region of interest in an image obtained by photographing, the processing target can be limited, and noise appearing in a region other than the processing target can be obtained. Images can be excluded.
【0047】請求項6によれば、移動速度を検出しこの
移動速度に基づき侵入者の画像か否かを判定するように
したため、移動速度から見て人物らしい画像のみを侵入
者画像とすることができる。According to the sixth aspect, the moving speed is detected, and whether or not the image is an intruder image is determined based on the moving speed. Can be.
【0048】そして、請求項7によれば、判定に係る範
囲や回数を学習により設定するようにしたため、設定を
自動化、適応化できる。According to the seventh aspect, the range and the number of determinations are set by learning, so that the setting can be automated and adapted.
【図1】本発明の一実施例に係るシステムの構成を示す
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a system according to an embodiment of the present invention.
【図2】この実施例における認知装置の処理の流れを示
す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a processing flow of a cognitive device in the embodiment.
【図3】差分画像をデジタル化する処理の流れを示すフ
ローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of processing for digitizing a difference image.
【図4】2値化しきい値とデジタル画像の関係を示す図
であり、(a)は2値化しきい値が小さすぎる場合の、
(b)は大きすぎる場合の、(c)は最適な場合の、デ
ジタル画像を示す図である。4A and 4B are diagrams illustrating a relationship between a binarization threshold and a digital image. FIG. 4A illustrates a case where the binarization threshold is too small.
(B) is a diagram showing a digital image when it is too large, and (c) is a diagram showing a digital image when it is optimal.
【図5】デジタル画像から雑音を除去する処理の流れを
示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing for removing noise from a digital image.
【図6】人物判定処理その1の流れを示すフローチャー
トである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a flow of a person determination process 1;
【図7】人物判定処理その1の内容を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the contents of a first person determination process;
【図8】人物判定処理その2の流れを示すフローチャー
トである。FIG. 8 is a flowchart showing the flow of a person determination process 2;
【図9】人物判定処理その3の流れを示すフローチャー
トである。FIG. 9 is a flowchart showing a flow of a person determination process 3;
10 CCDカメラ 12 認知装置 14 警報装置 16 拡声器 18 中央システムインタフェース 20 危険物 100 監視領域 200 侵入者 t,t+1,… フレーム画像の入力時点 (a) 連続差分処理 (b) 2値化レベルへのデジタル化処理 (c) 雑音(ノイズ)除去処理 (d) 人物判定処理その1 (e) 人物判定処理その2 (f) 人物判定処理その3 (g) 侵入者有り処理 (h) 侵入者無し処理 (i) システム・パラメータ知識データベース設定手
段 S1,S2,S3 面積 S 矩形内面積DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 CCD camera 12 Recognition device 14 Alarm device 16 Loudspeaker 18 Central system interface 20 Dangerous goods 100 Monitoring area 200 Intruder t, t + 1, ... Input time of frame image (a) Continuous difference processing (b) Binary level Digitization processing (c) Noise (noise) removal processing (d) Person determination processing 1 (e) Person determination processing 2 (f) Person determination processing 3 (g) Intruder presence processing (h) Intruder absence processing (I) System parameter knowledge database setting means S1, S2, S3 Area S Area within rectangle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 輝年 東京都三鷹市下連雀五丁目1番1号 日 本無線株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−59976(JP,A) 特開 平3−35399(JP,A) 特開 昭63−163681(JP,A) 特開 昭63−268093(JP,A) 特開 昭59−119989(JP,A) 特開 平4−10099(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Teruhito Hayashi 5-1-1 Shimorenjaku, Mitaka-shi, Tokyo Japan Radio Co., Ltd. (56) References JP-A-2-59976 (JP, A) JP-A JP-A-3-35399 (JP, A) JP-A-63-163681 (JP, A) JP-A-63-168093 (JP, A) JP-A-59-119989 (JP, A) JP-A-4-10099 (JP, A) , A)
Claims (7)
得られた画像と前時点の画像との差分画像をデジタル化
する手段と、得られるデジタル画像に基づき監視領域へ
の人物の侵入を認知する認知手段と、を備える侵入者識
別システムにおいて、 認知手段が、 前記デジタル画像に含まれ所定値を有する画素の固まり
を検出する手段と、 検出される固まりについて面積が大きい順に当該固まり
を含む所定形状の領域を設定する手段と、 設定された領域内に存在する固まりの合計面積を求める
手段と、 求めた合計面積が所定範囲内であるか否かを判定し、所
定範囲内である場合に前記設定された領域内に存在する
固まりを侵入者の画像として認知する手段と、 を備えることを特徴とする侵入者識別システム。1. A means for photographing a monitoring area, a means for digitizing a difference image between an image obtained by photographing and a previous image, and recognizing intrusion of a person into the monitoring area based on the obtained digital image. An intruder identification system comprising: an intruder identification system comprising: a recognition unit configured to detect a cluster of pixels included in the digital image and having a predetermined value; Means for setting the shape area; means for calculating the total area of the lump present in the set area; and determining whether the calculated total area is within a predetermined range. Means for recognizing a lump existing in the set area as an image of the intruder.
得られた画像と前時点の画像との差分画像をデジタル化
する手段と、得られるデジタル画像から監視領域への侵
入者の候補画像を抽出する手段と、を備える侵入者識別
システムにおいて、 前記差分画像における輝度の特徴を所定の指標値として
抽出する手段と、 抽出された指標値が所定範囲内であるか否かを判定し、
所定範囲内である場合に前記候補画像を侵入者の画像と
して認知する手段と、 を備えることを特徴とする侵入者識別システム。2. A means for photographing a monitoring area, a means for digitizing a difference image between an image obtained by imaging and an image at a previous time, and a candidate image of an intruder entering the monitoring area from the obtained digital image. An intruder identification system comprising: a means for extracting a characteristic of luminance in the difference image as a predetermined index value; determining whether the extracted index value is within a predetermined range;
Means for recognizing the candidate image as an intruder image when the candidate image is within a predetermined range.
得られた画像と前時点の画像との差分画像をデジタル化
する手段と、得られるデジタル画像から監視領域への侵
入者の候補画像を抽出する手段と、を備える侵入者識別
システムにおいて、 前記デジタル画像における候補画像の有無を時系列的に
判別する手段と、 判別の結果に基づき前記候補画像が所定回数連続して現
れているか否かを判定し、現れている場合に前記候補画
像を侵入者の画像として認知する手段と、 を備えることを特徴とする侵入者識別システム。3. A means for photographing a monitoring area, means for digitizing a difference image between an image obtained by the photographing and an image at a previous time, and a candidate image of an intruder entering the monitoring area from the obtained digital image. An intruder identification system comprising: an intruder identification system comprising: a means for chronologically determining the presence or absence of a candidate image in the digital image; and whether or not the candidate image continuously appears a predetermined number of times based on a result of the determination. A means for determining the candidate image as an image of the intruder when the candidate image appears, and an intruder identification system.
ムにおいて、 差分画像をデジタル化する際、当該デジタル化に用いる
しきい値を差分画像の輝度の特徴に応じて算出すると共
に、算出したしきい値が所定の限界値を下回る場合にデ
ジタル化に用いるしきい値を限界値に設定することを特
徴とする侵入者識別システム。4. The intruder identification system according to claim 1, wherein, when digitizing the difference image, a threshold value used for the digitization is calculated in accordance with a feature of luminance of the difference image. An intruder identification system, wherein a threshold used for digitization is set to a limit value when the threshold value falls below a predetermined limit value.
ムにおいて、 撮影により得られた画像のうち所定の関心領域を対象と
して差分画像を生成することを特徴とする侵入者識別シ
ステム。5. The intruder identification system according to claim 1, wherein a difference image is generated for a predetermined region of interest in an image obtained by photographing.
ムにおいて、 認知の結果得られる侵入者の画像の移動速度を検出する
手段と、 検出される移動速度が所定範囲内にない画像を侵入者の
画像でないものとする手段と、 を備えることを特徴とする侵入者識別システム。6. The intruder identification system according to claim 1, wherein a means for detecting a moving speed of the image of the intruder obtained as a result of the recognition, and an image in which the detected moving speed is not within a predetermined range. Means for not being an image of an intruder.
ムにおいて、 前記所定範囲又は所定回数を含むパラメータを学習によ
り設定する手段を備えることを特徴とする侵入者識別シ
ステム。7. The intruder identification system according to claim 1, further comprising means for setting a parameter including the predetermined range or the predetermined number by learning.
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