JP3540113B2 - 災害状況管理システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防災、救急等の分野における画像や音声情報の取得、画像処理、情報解析、情報伝達の技術に係り、より詳しくは、多面的に取得した目標物の映像から静止画像を取得してその静止画像の特徴を解析し、解析結果に基づいて所用の災害対応措置等をとるための支援情報の生成技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震、台風、津波等、我が国は他の国よりも天災の発生度合いが比較的多い。特に、都市震災時には、地震そのものによる被害のほかに、二次災害としての広域火災や津波による被害も予想される。そのため、防災、救急等の分野では、災害発生時に適切な応急対策を講じ、被害を最小限に止めるためのシステム作りが重要視されている。
【０００３】
この種の分野では、現在、複数の関係行政機関同士を有線及び無線による通信網で結んで連絡手段を確保し、災害発生時に迅速に必要な措置をとれるようになっている。また、各都道府県や市町村には、防災行政無線網や市町村無線網が設けられ、さらに市町村には、街角に建てられた拡声設備等によって住民へ通報できるようになっている。しかし、これらの通信連絡手段は、まだ人手による電話連絡が中心であり、迅速性や正確性に欠ける。
【０００４】
また、実際に災害が発生したときに、その被害を最小限に止めることができるかどうかは、災害の状況をいかに正確且つ迅速に把握し、当該災害発生地域の事情を考慮した適切な措置を講じれるかどうかにかかる。従来、大規模な災害が発生すると、ビデオカメラのような撮影装置を搭載したヘリコプターで災害発生地域の上空の映像を撮影し、撮影した映像を無線通信手段を用いて地上基地局に伝送すること等が行われている。この場合、地上基地局では、撮影装置の操作者と無線連絡をとりながら撮影範囲等を指示するとともに、伝送された当該範囲の映像から災害の状況を視覚的に把握し、必要に応じて、防災機関への連絡や消防車両や救急車両等の手配等を行っている。撮影装置で撮影された映像の地上基地局への伝送には、動画像用アナログ無線チャネルが用いられ、音声連絡には音声信号伝送用無線チャネルが用いられている。音声信号伝送用無線チャネルにはＶＨＦ帯の専用周波数が割り当てられ、動画像用アナログ無線チャネルにはＳＨＦ帯の４波が割り当てられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ヘリコプターが撮影した映像及び音声信号による連絡だけでは、災害の状況を一面的にしか把握することができないので、担当者にとって、災害時の対応策を講じるための適切な判断を行うことは一般的には困難である。また、災害の種別、例えば火災発生の際には、延焼防止を優先させるのか、あるいは人命を最優先させるのかの判断は、当該災害の現在の状況を正しく把握し、且つ地域の事情をも十分考慮してなされなければならない。周知の「火の見やぐら」を各地域に設け、常時監視員を配備しておけば、当該地域の事情ないし地域で災害が発生したときの適切な対応策を講じることは可能であろう。しかし、監視員を常時配備しておくことは現実的でなく、また、実際に災害が発生した場合の関係機関への正しい情報の伝達や迅速な連絡設定については、それをシステム化しておかない限り、著しく困難となる。
【０００６】
また、静止画像その他のデジタル情報とコンピュータシステム技術とを活用して災害状況を定量化し、対策の判断をできるだけ客観化することも期待されるが、そのためには既存の通信チャネルのほかに、デジタル情報伝送用の通信チャネルを別途確保しなければならない。
しかし、例えば無線チャネルの場合は、周波数割当が制約されている現状では、それを新規に確保することは著しく困難である。
【０００７】
そこで本発明の課題は、災害の「火の見やぐら」的な機能を、既存の通信チャネルと互いに有機的に結合されたコンピュータや通信手段等とを用いて電子的に実現し、災害発生時の正確な情報を迅速且つ的確に関係機関に伝達することができる災害状況管理システム、及びその構成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明が提供する災害状況管理システムは、災害発生地域の動画像を撮影する少なくとも一つの撮影装置と、コンピュータから成る情報管理装置とを含んで構成される。前記撮影装置は、前記撮影した動画像の一部の画像領域を静止画像として指定するとともに指定した画像領域の動画像上の相対位置情報をコンピュータ読取可能な形態で前記動画像と共に前記情報管理装置へ出力するように構成されており、前記情報管理装置は、前記撮影装置より取得した前記動画像のうち前記相対位置情報で特定し得る画像領域を静止画像として抽出する静止画像抽出手段と、抽出された静止画像を画像処理可能な形態のデジタル情報に変換する手段と、を備え、変換されたデジタル情報に基づいて前記災害発生地域についての画像処理を行なうことを特徴とする。
【０００９】
前記撮影装置は、前記指定に代えて、あるいは前記指定と共に、撮影した動画像の一部の画像領域を別途用意した静止画像と置換するとともに置換した静止画像の前記動画像上の相対位置情報をコンピュータ読取可能な形態で前記動画像と共に前記情報管理装置へ出力するものであってもよい。
【００１０】
前記撮影装置の少なくとも一つは、所定のＰＢ信号を解読して当該ＰＢ信号に対応する情報を再生する手段と、再生した情報に基づいて自装置の撮影機構及び撮影動作を制御する制御手段とを備えた通信機能付き撮影装置とする。この場合、前記情報管理装置は、前記通信機能付き撮影装置に所要の画像を撮影させるための制御指示情報を前記ＰＢ信号に変換する手段と、変換されたＰＢ信号を音声信号伝送用の通信チャネルを通じて伝達する通信設定手段とを備えるようにする。情報管理装置は、また、通信回線に接続された一または複数の他の防災関連情報処理システムとの間で、少なくとも自システムが処理し得る形態のデジタル情報、音声信号、及び前記ＰＢ信号の少なくともいずれかの相互伝送を行うための通信チャネルを確立する通信制御手段を備えるようにする。
【００１１】
本発明は、また、所定のＰＢ（ｐｕｓｈ ｂｕｔｔｏｎ）信号を解読して当該ＰＢ信号に対応する情報を再生する手段、及び再生した情報に基づいて自装置の撮影機構を制御し得る撮影制御手段を備えた撮影装置との間で少なくとも音声伝送用の通信チャネルを確立する通信設定手段と、前記撮影装置に所要の画像を撮影させるための制御指示情報を前記ＰＢ信号に変換して前記通信設定手段へ送出する手段とを有し、前記ＰＢ信号に基づいて前記撮影装置の動作を遠隔制御するように構成された情報管理装置（第１情報管理装置）をも提供する。
【００１２】
本発明は、また、その一部の画像領域に静止画像の領域を含む災害発生地域の少なくとも一つの動画像を、前記静止画像の動画像上の相対位置情報と共に取得する情報取得手段と、取得した前記動画像のうち前記相対位置情報で特定し得る画像領域を静止画像として抽出する静止画像抽出手段と、抽出された静止画像を画像処理可能な形態のデジタル情報に変換する手段と、前記デジタル情報に基づいて前記災害発生地域についての災害関連情報を生成する災害関連情報生成手段と、生成された前記災害関連情報を可視化する可視化手段と、を有する第２情報管理装置をも提供する。
【００１３】
さらに、地域毎の地理画像を蓄積した地理画像蓄積手段と、その一部の画像領域に静止画像の領域が含まれる災害発生地域の動画像を、前記静止画像の動画像上の相対位置情報、及び少なくとも当該静止画像の撮影位置及び撮影方向を含む撮影条件データと共に取得する情報取得手段と、取得した前記動画像のうち前記相対位置情報で特定される画像領域を静止画像として抽出する静止画像抽出手段と、抽出された静止画像を画像処理可能な形態のデジタル情報に変換する手段と、変換された前記デジタル情報が表す画像特徴と予め規定した地域特徴とを照合して災害発生地域を特定する地域特定手段と、特定された災害発生地域を鍵として前記地理画像蓄積手段から該当する地理画像を索出する第１検索手段と、索出された地理画像を前記撮影条件データを考慮した形態で可視化する可視化手段と、を有する第３情報管理装置をも提供する。
【００１４】
第３の情報管理装置においては、情報の付加価値をより高めることが可能である。すなわち、地域毎の建造物・自然物・地盤・交通・河川・港湾の配置、住民数等の地域固有情報を蓄積して成る地域情報蓄積手段と、地域毎に定量化された防災能力を蓄積して成る防災能力蓄積手段と、地域毎の気象情報を更新自在に蓄積して成る気象情報蓄積手段と、前記第１検索手段による該当する地理画像の索出時に該当する防災能力、気象情報、及び地理画像の少なくともいずれかをも索出する第２検索手段と、前記デジタル情報が表す画像特徴と予め規定した災害別画像特徴とを照合して当該災害の種別を特定する災害種別特定手段と、前記特定された災害の種別と前記第２検索手段で索出された情報とを予測パラメータとして当該災害に伴う被害の拡がり予測状況を定量化する災害状況予測手段と、をさらに備え、前記可視化手段が、前記定量化された被害の拡がり予測状況を前記地理画像上にマッピングするように構成する。定量化された被害の拡がり予測状況は、新たな予測パラメータの取得に伴って随時更新されるようにする。
【００１５】
なお、前記デジタル情報、前記災害発生地域、前記災害種別、前記予測パラメータ、及び、随時更新された前記被害の拡がり予測状況を時系列にコンピュータ読取可能な記憶媒体に蓄積する災害履歴取得手段をさらに備えることにより、災害の客観的な分析を事後的に行えるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による災害状況管理システムの構成図である。
この災害状況管理システム１は、情報センサ系として、無線通信機能付き撮影装置２から、ＳＨＦ帯（１５ＧＨｚ）のアンテナ４を介して映像例えばＮＴＳＣ信号を受信し、これを復調及び再生する映像受信装置５と、上記撮影装置２との間でＶＨＦ帯（４００ＭＨｚ帯）のアンテナ６を介して音声信号とＰＢ信号の一例であるＤＴＭＦ信号（dual tone multi-frequency信号、以下同じ）の相互伝送を行う無線通信装置７とを有している。
【００１７】
また、有線回線のみ、あるいは有線回線と無線回線とから成るネットワークＬとの間に、防災無線チャネル、専用回線、公衆回線、あるいは通信衛星と通信チャネルを確立するための回線制御装置８を設けている。そして、この回線制御装置８を通じて、固定型、あるいは携帯型の有線通信機能付き撮影装置３や、複数の関連システム、例えば消防機関や自治体等に設置される防災関連情報処理システムから、音声信号、ＤＴＭＦ信号、動画像等のアナログ情報、静止画像等のデジタル情報が情報管理装置１０及びメディア変換装置９に入力されるようになっている。
【００１８】
本実施形態で用いるＤＴＭＦ信号は、情報管理装置１０から撮影装置２，３に向けて生成される制御指示情報、撮影装置２，３から情報管理装置１０に向けて伝送される応答情報、情報管理装置１０と関連システムとの間で音声信号と共に伝送される情報を複数のＰＢ信号の組み合わせに変換した信号であり、連絡設定用の音声号の存在とは無関係に、音声信号伝送用の通信チャネルに向けて送出される。なお、ＤＴＭＦ信号については、電子情報通信ハンドブック（昭和６３年３月発行、ｐ２６７８等）の記載を参考にすることができる。
【００１９】
メディア変換装置９は、回線制御装置８を通じて関連システムや撮影装置３から複数の形態で伝送されてくる動画像や静止画像、制御情報等を自システムで扱うことができる情報形態に変換するとともに、静止画像の分離、動画像フレームの編集等を行なうものである。回線制御装置８やメディア変換装置９の動作状態は、入力画像の形態に応じて選択された静止画像復号化装置１１及び動画像復号化装置１２で復号化された情報を分配装置１３を介してモニタ１４で視覚的に把握することにより確認することができる。分配装置１３の出力は、ＶＴＲ１５にも記録し、事後的に記録内容を再生することができるようになっている。
【００２０】
次に、無線通信機能付き撮影装置２の実施の形態を説明する。
この撮影装置２は、通常、ヘリコプターのように、災害発生時に当該災害発生地域の上空に移動自在に位置することができる飛行体に搭載されて使用される。本実施形態の撮影装置２は、図２に示すように、無線通信装置１０１に接続されたＶＨＦ帯アンテナ２１、映像送信装置１１３に接続されたＳＨＦ帯アンテナ２２、目標物の動画像を撮影するための可視光線カメラＣ１、目標物の赤外線写真（静止画像）を撮影するための赤外線カメラＣ２を有している。無線通信装置１０１は、地上側に設置される上記ＶＨＦ帯アンテナ６との間で音声信号伝送用の無線チャネル（第１無線チャネル）を確立するものであり、映像送信装置１１３は、地上側に設置される上記ＳＨＦ帯アンテナ４との間で映像伝送用の無線チャネル（第２無線チャネル）を確立するものである。
【００２１】
ＶＨＦ帯アンテナ２１より受信された音声信号及びＤＴＭＦ信号は、無線通信装置１０１で復調される。復調された各信号は、オンライン（ＯＬ）接続装置１０２を介してオンライン（ＯＬ）制御装置１０３に入力される。また、Ｎ−ＢＯＸ１０４を介してモニタ装置１０５にも入力される。さらに、画像・音声分配装置１０９にも入力される。ＯＬ接続装置１０２は、双方向接続された無線通信装置１０１とＯＬ制御装置１０３との間のプロトコルの整合をとる装置である。具体的には、無線通信装置１０１が採用する通信手順と、ＯＬ制御装置１０３が採用するＤＴＭＦ信号を用いたプロトコルとの相互変換を行う。
【００２２】
ＯＬ制御装置１０３には、ＯＬ接続装置１０２のほか、ジンバル制御装置１０６が双方向接続されている。このジンバル制御装置１０６は、可視光線カメラＣ１と赤外線カメラＣ２を駆動するための公知のジンバルユニット１０７を制御するものである。また、入力側に位置・姿勢検出装置１１１が接続され、出力側に画像編集装置１１０とミクサ１１２とが接続されている。位置・姿勢検出装置１１１は、ヘリコプターの計器から撮影時のヘリコプター高度、姿勢、方向、速度の情報を取得するとともに、上記計器に付属されるＧＰＳ受信装置から撮影時のヘリコプターの位置情報を取得するものである。
【００２３】
ＯＬ制御装置１０３の内部構成は図３に示す通りであり、コマンド等検出部２０１において、ＯＬ接続装置１０２より導かれるＤＴＭＦ信号を解析して制御指示情報、具体的には各種カメラＣ１，Ｃ２の制御コマンド、撮影経度・緯度・高度・移動速度等の指示情報その他の付加情報を検出する。検出されたコマンドの内容をコマンドリスト２０３を参照してコマンド解析部２０２で特定し、特定したコマンドの内容をコマンド実行部２０４で具体化させる。コマンドリスト２０３は、例えば図４に示すように、ＤＴＭＦ信号で表されるコマンドとその内容とを対応付けて蓄積したリストの内容例を示す図である。図４によれば、赤外線カメラＣ２をＯＮ駆動する場合のコマンドは、「０１」として認識されるＤＴＭＦ信号に対応している。他のコマンドの内容についても同様の見方をすることができる。コマンド実行部２０４の実行結果は、撮影対象領域特定部２０５に通知される。
【００２４】
撮影対象領域特定部２０５は、具体化されたコマンドの内容と位置・姿勢検出装置１１１より取得したヘリコプターの現在高度や姿勢等のデータとから撮影対象領域を三次元的に特定するとともに、伝送対象となる静止画像の置換位置または指定位置を表すフレーム位置（動画像に対する静止画像の相対位置）の情報を作成する。なお、ヘリコプターのような飛行体からの撮影対象領域の特定に際しては、例えば特開平８−２８５５９０号公報に開示されている「位置特定方法及び装置」の技術を利用することができる。作成されたフレーム位置の情報は、画像編集装置１１０に送出される。また、位置・姿勢検出装置１１１より取得した撮影高度等の情報は、ミクサ１１２に送出される。さらに、特定された撮影対象領域の情報はジンバル制御量算出部２０６に通知され、ここで必要なジンバル制御量が算出されてジンバル制御装置１０６に送出される。ジンバル制御装置１０６からは、制御結果情報、すなわちコマンドレスポンス、コマンド正常実行／異常実行等の情報が入力される。
【００２５】
制御結果取得部２０７は、この制御結果情報を取得してＤＴＭＦ信号生成部２０８に通知する。ＤＴＭＦ信号生成部２０８は、コマンド解析部２０２に保持されているもとのコマンドを取得し、取得したコマンドとその制御結果情報とを組にしてＤＴＭＦ信号に変換し、ＯＬ接続装置１０２に向けて送出する。変換されたＤＴＭＦ信号は、ＯＬ接続装置１０２でプロトコル変換された後、Ｎ−ＢＯＸ１０４、無線通信装置１０１、アンテナ２２を通じて送信される。
【００２６】
もとのコマンドとその制御結果情報との関係を図５に示す。
図５（ａ）は、受信したコマンド等、図５（ｂ）は情報管理装置１０側から送られる制御結果情報である。図５（ａ）において、付加情報とは、例えば、「右方向に移動して所定倍率で目標物をズーミング撮影し、一定時間経過後に縮小撮影させる・・・」というように、連続した撮影制御を行わせるような情報である。制御結果情報は、その個々の制御内容が正常に行われたかどうかの結果情報である。
【００２７】
図２に戻り、各カメラＣ１，Ｃ２で撮影された映像は、ジンバルユニット１０７を介して画像処理装置１０８に入力され、ここでガンマ補正や帯域修正がなされ、さらに同期信号が加算されて、外部に伝送可能な形態のＮＴＳＣ信号に変換される。変換されたＮＴＳＣ信号は、画像分配装置１０９に入力され、パイロット用のモニタ装置１０５や、図示しないＶＴＲ、及び画像編集装置１１０に分配される。
【００２８】
画像編集装置１１０は、動画像フレーム、すなわちＮＴＳＣフレームに含まれる個々の画像領域（コマ）の位置等を編集する装置である。具体的には、画像分配装置１０９より分配されたＮＴＳＣ信号のうち、ＯＬ制御装置１０３より送られたフレーム位置の画像領域に静止画フラグを挿入する。静止画フラグは、ＮＴＳＣ信号が再生されるときに、当該静止画フラグが挿入された画像領域を静止画像として処理させるための指定情報である。別途用意した静止画像、あるいは赤外線カメラＣ２で撮影した一または複数の赤外線写真（静止画像）の取得が要求された場合は、これらの静止画像を赤外線カメラＣ２により撮影してキャプチャリングするとともに、これをＮＴＳＣフレームの任意の静止画像と置換する。必要に応じて、音声信号もＮＴＳＣフレームの垂直同期成分に重畳する。この音声信号は、単方向の音声信号である。
【００２９】
画像編集装置１１０で編集されたＮＴＳＣフレームの例を図６に示す。図６は、３０ＨｚのＮＴＳＣ信号の２９コマ目の画像領域に静止画フラグを挿入するとともに、３０コマ目の画像領域を静止画像と置換した場合の例を示すものである。なお、静止画フラグや置換対象となる静止画像は複数であってもよく、また、挿入位置や置換位置も任意であってよい。この画像編集装置１１０の出力は、ミクサ１１２に送出される。
【００３０】
ミクサ１１２は画像編集装置１１０で編集されたＮＴＳＣフレームに位置・姿勢検出装置１１１からの撮影位置情報、ＯＬ制御装置１０３からの撮影高度、撮影姿勢、撮影方向、撮影移動速度の撮影条件データを重畳して映像送信装置１１３に出力する装置である。撮影位置情報や撮影高度情報等はデジタル情報なので、図７に示すように、これらを映像信号変換部３０１でアナログの映像信号に変換した後にミキシング処理部３０２へ送る。ミキシング処理部３０２は少なくともＮＴＳＣ信号の１フレーム分を一時的に保持し得る容量のフレームメモリを含んで構成され、映像信号同士を重畳させる。ミクサ１１２から出力されたＮＴＳＣ信号は、映像送信装置１１３で増幅された後、ＳＨＦ帯アンテナ２２から送信される。
【００３１】
Ｎ−ＢＯＸ１０４は、送信対象となるＤＴＭＦ信号と連絡用音声信号とを重畳させる機能と、ＤＴＭＦ信号と共に受信した音声信号を可聴音に変換する際にＤＴＭＦ信号の信号強度を抑圧して音声信号の信号強度を相対的に高める機能を備えた装置である。これによって、ＤＴＭＦ信号が混入することにより、可聴音が聞き取りにくなることを防止することができる。
【００３２】
モニタ装置１０５はインターフォンやレシーバ等の音声入出力手段と画像表示手段とを備えており、画像・音声分配装置１１１から分配された画像は画像表示手段で表示され、Ｎ−ＢＯＸ１０４から送られた音声信号（ＤＴＭＦ信号が抑圧された音声信号）はレシーバで可聴音に変換される。インターフォンは連絡用音声信号を入力するものであり、入力された連絡用音声信号は、Ｎ−ＢＯＸ１０４及び無線通信装置１０１を介してＶＨＦ帯アンテナ２１より送信される。
【００３３】
次に、簡易設置型ないし携帯型の通信機能付き撮影装置３について説明する。この撮影装置３は、災害発生時に、上記撮影装置２に代えて、あるいは上記撮影装置２と共に、後述する監視卓５０３及び情報管理装置１０により遠隔制御されて使用される。通常は、災害発生地域の近傍、あるいは一定の高台から災害発生地域の状況を撮影することになる。
【００３４】
図８は、この撮影装置３の基本構成図であり、少なくとも可視光線カメラと赤外線カメラとを一体化した撮影機本体Ｃ３を有し、さらに、防災無線、専用回線、公衆回線（ＩＳＤＮ、携帯無線網）との間の接続制御を行う回線制御装置ＬＣと、この回線制御装置ＬＣに対して双方向通信可能に接続されたＯＬ制御装置４０１と、ＯＬ制御装置４０１から出力される制御指示情報に基づいて撮影機本体Ｃ３の動作制御を行う制御装置４０２と、撮影機本体Ｃ３が撮影した映像を入力して画像編集を行う画像編集装置４０３と、画像編集結果を回線制御装置ＬＣに送信する映像送信装置４０４とを有している。ＯＬ制御装置４０１及び画像編集装置４０３は、それぞれ前述のＯＬ制御装置１０３及び画像編集装置１１０と同一の機能を有する装置である。
【００３５】
なお、図８は、基本構成を示したものであり、図示の構成のほか、撮影機本体Ｃ３で撮影された映像を監視するモニタ、当該撮影装置の撮影位置や撮影方向等の撮影条件データを取得するためのＧＰＳ受信装置及び方位センサ、撮影条件データを画像編集装置４０３の出力に重畳するためのミクサ（前述のミクサ１１２と同一機能のもの）を含んで構成してもよい。また、音声信号を用いて本システムの監視卓との間で音声信号による連絡設定を行う場合は、回線制御装置ＬＣとＯＬ制御装置４０１との間に前述のＮ−ＢＯＸ１０４を設け、音声信号を可聴音に変換する際に、ＤＴＭＦ信号の信号強度を抑圧するようにしてもよい。
【００３６】
次に、情報管理装置１０について説明する。
本実施形態の情報管理装置１０は、各種撮影装置２，３や、関連他システムとの間で通信設定を行ない、災害関連の情報の取得、ないし情報取得のための制御を行うとともに、取得した情報をデジタル情報に変換して所要の処理を行う装置である。この情報管理装置１０のうち、データ入力手段、表示手段、回線制御機構以外の部分は、スタンドアロン型のコンピュータに所定のプログラムを読み込ませ、それを実行させることによって実現することができるが、本実施形態では、複数のコンピュータにそれぞれ所要のコンピュータプログラムを読み込ませて分散実行させる場合の例を示す。なお、便宜上、このようなシステム型のものも総称して「情報管理装置」として説明する。
【００３７】
本実施形態による情報管理装置１０の基本構成例を図９に示す。
この情報管理装置１０には、上記撮影装置２からＳＨＦ帯アンテナ４と映像受信装置５とを介して取得した映像信号、すなわち、動画像、静止画像（置換されたもの）、動画像フレーム上の静止画像（指定されたもの／置換されたもの）の相対位置を表すフレーム位置情報、撮影位置等の撮影条件データが重畳されたＮＴＳＣ信号と、ＶＨＦ帯アンテナと無線通信装置とを介して受信したＤＴＭＦ信号／音声信号と、撮影装置３や関連システムより受信した同種情報とが入力される。
【００３８】
静止画像抽出手段として機能する画像分離装置５０１は、主として、入力されたＮＴＳＣ信号を動画像と静止画像とに分離するとともに、撮影位置等の撮影条件データを抽出するための装置である。静止画像の分離は、ＮＴＳＣ信号に重畳されているフレーム位置情報を抽出して動画像上の静止画像の相対位置を解析し、その相対位置に存する静止画像を帰線消去時間内に抽出することによって実現する。動画像についてはそのまま構内ネットワークＬＬへ送出する。静止画像や撮影条件データについては、通信サーバ５０２で自装置で処理可能な形態にプロトコル変換されて構内ネットワークＬＬに送られる。
【００３９】
一方、撮影装置２，３及び関連システムより取得したＤＴＭＦ信号／音声信号は、Ｎ−ＢＯＸ５０４及び応答情報解析部５０５にそれぞれ入力される。
Ｎ−ＢＯＸ５０４は、前述の撮影装置２に備えられるＮ−ＢＯＸ１０４と同一部品であり、相手先へのＤＴＭＦ信号と連絡用音声信号とを重畳させるとともに、相手先からＤＴＭＦ信号と共に受信した音声信号を可聴音に変換する際にＤＴＭＦ信号の信号強度を抑圧して音声信号の信号強度を相対的に高めるための装置である。応答情報解析部５０５は、ＤＴＭＦ信号が表す応答情報、例えば撮影装置２からの制御結果情報の内容を図示しないリスト格納部を参照して特定するものである。リスト格納部に格納されているリストは、例えば図４に示したコマンドリストと同種のものであり、ＤＴＭＦ信号で表される応答情報に対応する制御結果情報を特定できるようになっている。制御結果情報は、監視卓５０３に通知される。
【００４０】
監視卓５０３は、インターフォンやレシーバ等の音声入出力手段、キーボードやポインティングデバイスを含んで成るデータ入力手段、モニタ用のディスプレイ装置を含んで成る画像表示手段、電話やデジタル通信装置等から成る関係諸機関との連絡設定手段を備えている。各手段自体は公知のものなので、詳細説明は避ける。監視卓５０３はまた、例えば撮影装置２，３を遠隔制御するための制御指示情報をＤＴＭＦ信号に変換するＤＴＭＦ信号生成部を有している。
【００４１】
画像分離装置５０１からの動画像、通信サーバ５０２からの静止画像等、後述する災害処理サーバ５０８及びＭＭＤＢサーバ５０９の処理結果情報は、画像表示手段に表示される。また、Ｎ−ＢＯＸ５０４から送られた音声信号（ＤＴＭＦ信号が抑圧された音声信号）は、レシーバで可聴音に変換される。インターフォンは、撮影装置２の操作者への連絡用音声信号を直接Ｎ−ＢＯＸ５０４に入力する。
【００４２】
コマンド入力手段は、制御指示情報の入力を受け付け、該当するコマンドを作成するものである。本実施形態では、撮影装置２，３宛の制御指示情報の入力を、例えば図１０（ａ）〜（ｊ）や、図１１（ａ）〜（ｅ）のようなシンボルをディスプレイ装置上に表示することにより視覚的に行う。図１０（ａ）は撮影基本サイズを表すアイコン、（ｂ）は２倍拡大アイコン、（ｃ）は３倍拡大アイコン、（ｄ）は４倍拡大アイコン、（ｅ）はＮ倍拡大アイコン、（ｆ）はズームアイコンである。また、（ｇ）〜（ｊ）は撮影範囲の移動指示アイコンであり、（ｇ）は右方向、（ｈ）は左方向、（ｉ）は上方向、（ｊ）は下方向を表している。また、図１２（ａ）は３６０度方向メータ、（ｂ）は傾斜角度、（ｃ）はプリセット撮影、（ｄ）は方面撮影、（ｅ）は現在の撮影地点を中心とした撮影範囲の任意拡大を表している。操作者がこのようなアイコンをポインティングデバイスによる選択、あるいはジョイスティックの操作等によって選択するだけで該当するコマンドが作成されるようになっている。
作成されたコマンドは、ＤＴＭＦ信号生成部で所定のＤＴＭＦ信号、例えば図４に示したようなＤＴＭＦ信号に変換され、Ｎ−ＢＯＸ５０４を介して無線通信装置７やメディア変換装置９に導かれる。無線通信装置７はＮ−ＢＯＸ５０４の出力信号を変調し、ＶＨＦ帯アンテナ６を介して撮影装置２へ送信する。一方、メディア変換装置９に導かれた情報は、相手先への情報伝送形態に応じた信号に変換され、回線制御装置８を通じて当該相手先へ送信される。
【００４３】
可視化手段の一例である表示制御装置５０６は、構内ネットワークＬＬを通じて入力された画像情報や文字情報等を表示装置５０７に表示させる装置である。表示装置５０７には、多くの者が災害発生ないし拡がり状況を視覚的に把握できるようにするため、プラズマディスプレイや大型パネル画面が用いられる。
【００４４】
災害関連情報生成手段及び画像処理手段は、災害処理用ＤＢ（データベース）Ｄ１を管理する災害処理サーバ５０８の各種機能と、ＭＭＤＢ（マルチメディアデータベース）Ｄ２を管理するＭＭＤＢサーバ５０９の各種機能と、連絡先データベースＤ３を管理するネットワークサーバ（ＮＣサーバ）５１０の各種機能の組み合わせによって実現する。ＭＭＤＢサーバ５０９は、主として災害処理サーバ５０８に対して、要求に応じた該当情報を提供するものである。また、ＮＣサーバ５１０は、災害処理サーバ５０８の処理結果及び操作者の判断結果等に基づいて連絡先または報告先、緊急メール／電話／画像伝送／ファクシミリ等の連絡方法または報告方法、連絡または報告の内容等を決定するとともに、監視卓５０３に制御されて、連絡または報告の到達確認処理を行うものである。ここにいう各データベースＤ１〜Ｄ３は、それぞれ情報蓄積、更新、検索の機能を有するものであるが、各機能は、それぞれ自己に接続されているサーバ５０８〜５１０側に存在してもよいことはいうまでもない。
【００４５】
本実施形態の災害処理サーバ５０８の機能ブロックと各データベースＤ１，Ｄ２の内容の一例を図１２に示す。
災害処理用データベースＤ１には、構内ネットワークＬＬを通じて取得した静止画像を随時読出可能に格納する静止画像格納部Ｄ１１、例えば地域特徴である画素パターンと地域とを対応付けて格納した地域特徴格納部Ｄ１２、例えば災害別画像特徴である画素パターンまたは赤外線画像による画素色等と火災、水害、地震等とを対応付けて格納した災害特徴格納部Ｄ１３、災害処理サーバ５０８の処理履歴を災害別に格納する履歴情報格納部Ｄ１４、その他の情報格納部が形成されている。赤外線画像を用いるのは、火災の発生の際に火力に応じた色のパターンの画像が得られることによる。
災害処理用データベースＤ１は、また、履歴情報格納部Ｄ１４の格納情報を、例えばフレキシブルディスクや光磁器ディスクのようなコンピュータ読取可能な記憶媒体に蓄積するためのデータ書込機構（災害履歴取得手段）をも有している。これによって、履歴情報を他装置ないしシステム側でも、任意の時期に分析等ができるようになっている。
【００４６】
また、ＭＭデータベースＤ２には、地域毎の建造物・自然物・地盤・交通・河川・港湾の配置、住民数等の地域固有情報を格納した地域情報格納部Ｄ２１、地域毎に例えば数値データによって定量化された防災能力、具体的には当該地域の消防隊のリソース（消防隊員数＋消防車両数、レスキュー隊員数、他地域への応援の可否、応援容易性、応援容易な地域のリソース・・・）を格納した防災能力格納部Ｄ２２、例えば気象衛星から取得した地域毎の気象情報を数値データによって定量化した気象情報を格納する気象情報格納部Ｄ２３、地域毎の地理画像、例えば画面表示用の地図データを格納した地理画像格納部Ｄ２４、及びその他の情報格納部が形成されている。気象情報格納部Ｄ２３は、ＭＭＤＢサーバ５０９によって随時更新され、常時最新のものが格納されるようになっている。さらに、連絡先データベースＤ３には、国や都道府県の通報先、協定消防機関の通知先、緊急メールアドレス等が格納されている。
【００４７】
災害処理サーバ５０８は、画像特徴抽出部６０１、災害地域特定部６０２、災害種別特定部６０３、予測演算部６０４、及びマッピング処理部６０５の機能を有する。画像特徴抽出部６０１は、入力された静止画像の画素濃淡パターンや画素色、あるいはこれらの組み合わせパターン等を抽出して災害地域特定部６０２及び災害種別特定部６０３へ送出する機能である。必要に応じて静止画像を二値化し、二値化後の画素パターンによって画像特徴を表すようにし、処理を簡略化してもよい。
【００４８】
災害地域特定部６０２は、図１３に示す手順で災害発生地域の特定処理を行う。すなわち、画像特徴抽出部６０１からの画像特徴の入力を契機に、地域特徴格納部Ｄ１２内に、該当する画素パターンをもつ地域地域が存在するかどうかを検索する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。該当する画素パターンが存在するかどうかは、例えば入力された画素パターンとの類似度が所定のしきい値以上かどうかを基準にすることができる。そして、該当するパターンが存在するときは、そのパターンに対応する地域を災害地域として特定する（ステップＳ１４）。該当する地域特徴が存在しない場合はマニュアル処理を行う（ステップＳ１５）。マニュアル処理とは、監視卓５０３のデータ入力手段から該当する地域を入力することをいう。画像特徴抽出を要さずとも該当する地域が判明している場合は、地域特徴の検索処理（ステップＳ１１、Ｓ１２）に代えて、当初よりマニュアル処理を選択することができる。
このようにして災害発生地域が特定されると、災害地域特定部６０２は、災害発生地域の情報を予測演算部６０４、マッピング処理部６０５、及び監視卓５０３へ送出するとともに（ステップＳ１６）、災害処理データベースＤ１の履歴情報格納部Ｄ１４に蓄積させる。処理すべき次の画像特徴がある場合はステップＳ１１に戻り、ない場合は処理を終える（ステップ１８）。
【００４９】
災害種別特定部６０３は、図１４に示す手順で災害種別特定処理（ステップＳ２１〜Ｓ２８）を行う。この手順は、災害発生地域の特定処理（ステップＳ１１〜Ｓ１８）と基本的には同じであり、災害別特徴の検索処理（ステップＳ２２〜Ｓ２５）の部分のみが異なる。
【００５０】
予測演算部６０４は、上記災害特定処理部６０２及び災害種別特定部６０３で特定された災害発生地域、及び災害種別を予測パラメータ検索の鍵情報として当該災害に伴う被害の拡がり予測状況を定量化する。被害の拡がり予測状況とは、被害規模予測とその災害の拡がりそれ自体の予測の双方を含む。この予測状況の定量化の手順を示したのが図１５である。
【００５１】
図１５を参照すると、上述のようにして特定された災害地域及び災害種別をそれぞれ入力し（ステップＳ３１，Ｓ３２）、これらの情報の少なくとも一方を鍵として当該地域の地域固有情報、気象情報、防災能力をそれぞれＭＭデータベースＤ２の地域情報格納部Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３より取得する（ステップＳ３３〜Ｓ３５）。その後、災害規模や被害予測を定量化した値の一例である対策評価値を演算し（ステップＳ３６）、応援リソースが必要な場合は（ステップＳ３７：Yes）、応援容易な地域のリソースを防災能力格納部Ｄ２３より取得してステップＳ３６に戻る。すなわち、取得した応援リソースを加味して上記対策評価値を再演算する。他の予測パラメータがある場合は、その予測パラメータを取得し（ステップＳ４０）、ステップＳ３６に戻る。他の予測パラメータがない場合は（ステップＳ３９：No）、予測演算結果をマッピング処理部６０５及び監視卓５０３へ出力するとともに（ステップＳ４０）、履歴情報格納部Ｄ１４へ蓄積させて処理を終える（ステップＳ４１）。
【００５２】
災害処理サーバ５０８の処理結果は、各ステップ毎に監視卓５０３のモニタ画面や表示装置５０６に表示されるようになっている。例えばマッピング処理部６０５において、災害発生地域が特定された時点でＭＭデータベースＤ２の地理画像格納部Ｄ２４から該当する地理画像を索出し、これを画像表示データに変換して表示制御装置５０５に向けて送出する。そして、災害種別の特定、及び対策評価値の演算が行われる度にこれらをオブジェクト化して地理画像上の該当位置にマッピングし、随時画像表示データに変換して表示制御装置５０５に向けて送出する。従って、上記一連の処理を災害処理サーバ５０８に自動的に実行させるほか、操作者のマニュアル操作による実行も可能となる。この場合は、例えば監視卓５０３のモニタ画面上で処理を順次切り換えていくことになる。い
ずれにしても、上述のような画像処理を行うことにより、監視卓５０３のモニタ画面や表示装置５０６に、災害発生地域の地理画像と、その地理画像の該当箇所で発生した災害と、その災害種別に起因する被害規模予測と、災害の拡がり予測状況とが表示されるので、担当者は、視覚的に災害状況を把握することができるようになる。
【００５３】
図１６（ａ）は上述のようにして災害発生地域が地理画像上にマッピングされた状態を示す図、同（ｂ）は被害規模予測と災害の拡がり予測状況とがマッピングされた状態を示す図である。なお、図示を省略したが、撮影装置２より取得した撮影条件データを活用することにより、図１６（ａ），（ｂ）の地理画像上に撮影装置２の撮影方向をシンボル化してマッピングすることができ、動画像を同時にモニタする場合には、災害状況をより客観的に把握できるようになる。
【００５４】
以上のように、本実施形態の災害状況管理システムでは、新たな通信チャネルを増やすことなく、災害の「火の見やぐら」的な機能を電子的に実現することができる。すなわち、撮影装置２，３が、それぞれ撮影した動画像の一部の画像領域を静止画像として指定、あるいは別途用意した静止画像と置換し、指定ないし置換した画像領域の動画像上の相対位置情報と撮影条件データとを動画像と共に映像伝送用の通信チャネルを用いて送信するとともに、情報管理装置１０側では、受信した映像信号から動画像、静止画像、撮影条件データをそれぞれ分離抽出し、分離抽出した情報に基づいて災害発生地域についての画像処理を行なうようにしたので、静止画像や撮影条件データを既存の通信チャネルを用いて伝送することができる。
【００５５】
また、撮影装置２，３と情報管理装置１０との間で伝送しあう制御指示情報やその応答情報を、それぞれＤＴＭＦ信号に変換して音声信号伝送用の通信チャネルを用いて送信し、音声信号を可聴音に変換する際に当該ＤＴＭＦ信号の信号強度を抑圧するようにしたので、情報管理装置１０から撮影装置２，３を遠隔制御するための制御指示情報を既存の通信チャネルを用いて伝送することができる。
【００５６】
さらに、地域毎の建造物・自然物・地盤・交通・河川・港湾の配置、住民数等の地域固有情報、地域毎に定量化された防災能力、更新自在の地域毎の気象情報、及び地理画像を蓄積しておき、静止画像の画像特徴と上記蓄積情報とに基づいて該当する災害発生地域の特定、災害種別の特定、当該災害に起因する被害の拡がり状況予測の定量化を自動的に行えるようにしたので、担当者による災害発生時の対策の判断が従来よりも格段に容易になり、しかも、上記特定された災害発生地域や被害の拡がり状況を可視化し、表示装置等の表示によって視覚的に把握することができるので、上記判断をより的確にすることができる。このような機能は、人命、財産、資源の保全を図る上で絶大な効果が期待できるものである。
【００５７】
なお、本実施形態では、２種類の撮影装置を挙げて説明したが、撮影装置の種類や数は任意である。また、情報管理装置１０における各データベースＤ１〜Ｄ３の蓄積内容も本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変えることができる。さらに、撮影条件データを画像処理の際のパラメータとして使用しない場合には、撮影装置からの伝送を省略することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、災害の「火の見やぐら」的な機能を、既存の通信チャネルと互いに有機的に結合されたコンピュータや通信手段等とを用いて電子的に実現し、災害発生時の正確な情報を迅速且つ的確に関係機関に伝達することが容易になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の災害状況管理システムの一実施形態を示す構成図。
【図２】本実施形態の無線通信機能付き撮影装置の具体的な構成図。
【図３】上記撮影装置が備えるオンライン制御装置（ＯＬ制御装置）の詳細構成図。
【図４】撮影装置側に蓄積されているコマンドリストの内容例を示す説明図。
【図５】コマンド体系の説明図であり、（ａ）は情報管理装置側から撮影装置側へ伝送されるコマンド等、（ｂ）は撮影装側置から情報管理装置側へ返送される応答情報の例を示す。
【図６】上記撮影装置が備える画像編集装置で編集されるＮＴＳＣフレーム構造の一例を示す説明図。
【図７】上記撮影装置が備えるミクサの詳細構成図。
【図８】本実施形態によるミクサから出力されるＮＴＳＣ信号の部分拡大図。
【図９】本実施形態の有線通信機能付き撮影装置の基本構成図。
【図１０】（ａ）〜（ｊ）は本実施形態によりコマンド作成を行う場合の監視卓のモニタ画面に表示される撮影アイコンの例を示す説明図。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）は本実施形態によりコマンド作成を行う場合の監視卓のモニタ画面に表示される撮影アイコンの他の例を示す説明図。
【図１２】本実施形態の災害処理サーバの機能ブロック図。
【図１３】上記災害処理サーバによる災害地域特定処理の手順説明図。
【図１４】上記災害処理サーバによる災害種別特定部の手順説明図。
【図１５】上記災害処理サーバによる被害の拡がり状況予測処理の手順説明図。
【図１６】（ａ）は災害処理サーバにより災害発生地域が特定された場合に、表示装置等に表示される画面の例を示す説明図，（ｂ）は被害の拡がり状況予測処理がなされた場合の同画面の変化例を示す説明図。
【符号の説明】
１ 災害状況管理システム
２ 無線通信機能付き撮影装置
３ 有線通信機能付き撮影装置
４ 地上側ＳＨＦ帯アンテナ
５ 映像受信装置
６ 地上側ＶＨＦ帯アンテナ
７ 地上側無線通信装置
８ 回線通信装置
９ メディア変換装置
１０ 情報管理装置
１１ 静止画像復号化装置
１２ 動画像復号化装置
２１ ＶＨＦ帯アンテナ（機上設置用）
２２ ＳＨＦ帯アンテナ（機上設置用）
１０３，４０１ オンライン制御装置
１０４ 撮影装置用Ｎ−ＢＯＸ
１０６ ジンバル制御装置
１０８ 画像処理装置
１１０、４０３ 画像編集装置
１１１ 位置・姿勢検出装置
１１２ ミクサ
１１３，４０３ 映像送信装置
Ｃ１ 可視光線カメラ
Ｃ２ 赤外線カメラ
Ｃ３ 撮影機本体
４０２ 制御装置
５０１ 画像分離装置
５０３ 監視卓
５０４ システム側Ｎ−ＢＯＸ
５０５ 応答情報解析部
５０６ 表示制御装置
５０７ 表示装置
５０８ 災害処理サーバ
５０９ マルチメディア・データベースサーバ
５１０ ネットワークサーバ
Ｄ１ 災害処理用データベース
Ｄ２ マルチメディア・データベース
Ｄ３ 連絡先データベース

Claims (7)

1. 災害発生地域の動画像を撮影する少なくとも一つの撮影装置と、コンピュータから成る情報管理装置とを含み、
   前記撮影装置が、前記撮影した動画像におけるフレーム位置を指定して、指定されたフレーム位置の画像領域を静止画像として指定するとともに指定した画像領域の動画像上の相対位置情報をコンピュータ読取可能な形態で前記動画像と共に前記情報管理装置へ出力するように構成され、
   前記情報管理装置は、前記撮影装置より取得した前記動画像のうち前記相対位置情報で特定し得る画像領域を静止画像として抽出する静止画像抽出手段と、抽出された静止画像を画像処理可能な形態のデジタル情報に変換する手段と、を備え、変換されたデジタル情報に基づいて前記災害発生地域についての画像処理を行なうことを特徴とする災害状況管理システム。
2. 前記撮影装置が、撮影した動画像の一部の画像領域を別途用意した静止画像と置換するとともに置換した静止画像の前記動画像上の相対位置情報をコンピュータ読取可能な形態で前記動画像と共に前記情報管理装置へ出力するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の災害状況管理システム。
3. 前記情報管理装置は、さらに、
   前記デジタル情報に基づいて前記災害発生地域についての災害関連情報を生成する災害関連情報生成手段と、
   生成された前記災害関連情報を可視化する可視化手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の災害状況管理システム。
4. 前記情報管理装置は、
   地域毎の地理画像を蓄積した地理画像蓄積手段と、
   変換された前記デジタル情報が表す画像特徴と予め規定した地域特徴とを照合して災害発生地域を特定する地域特定手段と、
   特定された災害発生地域を鍵として前記地理画像蓄積手段から該当する地理画像を索出する第１検索手段と、
   索出された地理画像を前記撮影条件データを考慮した形態で可視化する可視化手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の災害状況管理システム。
5. 前記情報管理装置は、
   地域毎の建造物・自然物・地盤・交通・河川・港湾の配置、住民数等の地域固有情報を蓄積して成る地域情報蓄積手段と、
   地域毎に定量化された防災能力を蓄積して成る防災能力蓄積手段と、
   地域毎の気象情報を更新自在に蓄積して成る気象情報蓄積手段と、
   前記第１検索手段による該当する地理画像の索出時に該当する防災能力、気象情報、及び地域固有情報の少なくともいずれかをも索出する第２検索手段と、
   前記デジタル情報が表す画像特徴と予め規定した災害別画像特徴とを照合して当該災害の種別を特定する災害種別特定手段と、
   前記特定された災害の種別と前記第２検索手段で索出された情報とを予測パラメータとして当該災害に伴う被害の拡がり予測状況を定量化する災害状況予測手段と、をさらに有し、
   前記可視化手段が、前記定量化された被害の拡がり予測状況を前記地理画像上にマッピングするように構成されていることを特徴とする請求項４記載の災害状況管理システム。
6. 前記情報管理装置は、前記定量化された被害の拡がり予測状況が新たな予測パラメータの取得に伴って随時更新されることを特徴とする請求項５記載の災害状況管理システム。
7. 前記情報管理装置は、
   前記デジタル情報、前記災害発生地域、前記災害種別、前記予測パラメータ、及び、随時更新された前記被害の拡がり予測状況を時系列にコンピュータ読取可能な記憶媒体に蓄積する災害履歴取得手段をさらに有することを特徴とする請求項６記載の災害状況管理システム。

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