(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
一意のカメラIDと撮影の開始日時と撮影終了日時と位置情報の属性が付与された画像を撮影するカメラと接続され、該カメラにより撮影した複数画像から日時及び位置を指定した画像を検索する画像検索システムであって、
地図情報及び位置情報を含む地図データ及び前記カメラが撮影した画像データを格納する記憶装置と、
前記画像データの撮影開始日時と撮影終了日時と画像の被写領域を二次元の地図上において多角形で近似したときの多角形座標の頂点の数及び頂点座標列を含む属性を管理する画像インデクスデータを格納し、画像の被写領域を管理する被写領域管理装置と、
該被写領域管理装置に格納した画像インデクスデータを用いて記憶装置に格納した地図データ及び画像データから所望の場所及び日時を指定した画像を検索する検索装置と、
前記画像インデクスデータの頂点座標列の入力と、前記検索装置を用いた所望の日時及び位置を指定する画像検索条件を入力するための入力装置と、
該検索装置が検索した結果を表示出力する出力装置を備え、
前記検索装置が、入力装置から入力した日時に含まれ且つ頂点座標列に囲まれる位置の画像を前記記憶装置から画像インデクスデータを用いて検索する画像検索システム。
前記被写領域管理装置が、前記記憶装置から位置情報を含む被写領域を表す二次元の地図データ及び前記カメラが撮影した画像を出力装置に表示出力し、該二次元の地図データの被写領域を指定する前記多角形座標の頂点座標列を入力装置から入力し、前記画像インデクスデータに格納する請求項1から3の何れかに記載の画像検索システム。
一意のカメラIDと撮影の開始日時と撮影終了日時と位置情報と方位情報の属性が付与された画像を撮影するカメラと接続され、該カメラが移動及び又は回転しながら撮影した複数画像から日時及び位置を指定した画像を検索する画像検索システムであって、
地図情報及び位置情報を含む地図データ及び前記カメラが撮影した画像データを格納する記憶装置と、
前記画像データの撮影開始日時と撮影終了日時と画像の被写領域を二次元の地図上において多角形で近似したときの多角形座標の頂点の数及び頂点座標列を含む属性を管理する第1及び第2画像インデクスデータを格納し、画像の被写領域を管理する被写領域管理装置と、
該被写領域管理装置に格納した第1画像インデクスデータを用いて記憶装置に格納した地図データ及び画像データから所望の場所及び日時を指定した画像を検索する検索装置と、
前記第1画像インデクスデータの頂点座標列の入力と、前記検索装置を用いた所望の日時及び位置を指定する画像検索条件を入力するための入力装置と、
該検索装置が検索した結果を表示出力する出力装置を備え、
前記被写領域管理装置が、
前記記憶装置から前記方位情報に基づいてカメラの向きが常に地図の北側になるように回転し、カメラが平行移動したときには移動量だけ移動させた被写領域を表す二次元の地図データ及び前記カメラが撮影した画像を出力装置に表示出力する工程と、
撮影のズーム処理をしていない時間区間における頂点座標からカメラ位置座標を引き算した差の値であるカメラ位置に対する相対座標形式の頂点座標を第1画像インデクスデータに格納する工程と、
前記第1画像インデクスデータに格納した相対座標形式の頂点座標を絶対座標に変換し且つ開始日時と終了日時を該絶対座標が有効であるような微小時間区間で分割し直し、画像データIDを振り直し処理を行った第2画像インデクスデータに格納する工程と、
前記検索装置が、入力装置から入力した日時に含まれ且つ頂点座標列に囲まれる位置の画像を前記記憶装置から第2画像インデクスデータを用いて検索する画像検索システム。
一意のカメラIDと撮影の開始日時と撮影終了日時と位置情報の属性が付与された画像を撮影するカメラと接続され、該カメラにより撮影した複数画像から日時及び位置を指定した画像を検索するコンピュータシステムにおける画像検索方法であって、
前記コンピュータシステムに、
地図情報及び位置情報を含む地図データ及び前記カメラが撮影した画像を格納する記憶機能と、
画像データの撮影開始日時と撮影終了日時と画像の被写領域を二次元の地図上において多角形で近似したときの多角形座標の頂点の数及び頂点座標列を含む属性を管理する画像インデクスデータを格納し、画像の被写領域を管理する被写領域管理機能と、
該被写領域管理機能により格納した画像インデクスデータを用いて記憶装置に格納した地図データ及び画像データから所望の場所及び日時を指定した画像を検索する検索機能と、
前記画像インデクスデータの頂点座標列の入力と、前記検索機能を用いた所望の日時及び位置を指定する画像検索条件を入力するための入力機能と、
前記検索機能が検索した結果を表示出力する出力機能を設け、
前記検索機能に、入力機能により入力した日時に含まれ且つ頂点座標列に囲まれる位置の画像を前記記憶機能により記憶した画像インデクスデータから検索させる画像検索方法。
前記被写領域管理機能に、前記位置情報を含む被写領域を表す二次元の地図データ及び前記カメラが撮影した画像を出力機能により表示出力し、該二次元の地図データの被写領域を指定する前記多角形座標の頂点座標列を入力機能により入力し、前記画像インデクスデータに格納する請求項10から12の何れかに記載の画像検索方法。
一意のカメラIDと撮影の開始日時と撮影終了日時と位置情報と方位情報の属性が付与された画像を撮影するカメラと接続され、該カメラが移動及び又は回転しながら撮影した複数画像から日時及び位置を指定した画像を検索するコンピュータシステムにおける画像検索方法であって、
前記コンピュータシステムに、
地図情報及び位置情報を含む地図データ及び前記カメラが撮影した画像データを格納する記憶機能と、
前記画像データの撮影開始日時と撮影終了日時と画像の被写領域を二次元の地図上において多角形で近似したときの多角形座標の頂点の数及び頂点座標列を含む属性を管理する第1及び第2画像インデクスデータを格納し、画像の被写領域を管理する被写領域管理機能と、
該被写領域管理機能に格納した第1画像インデクスデータを用いて記憶機能により格納した地図データ及び画像データから所望の場所及び日時を指定した画像を検索する検索機能と、
前記第1画像インデクスデータの頂点座標列の入力と、前記検索装置を用いた所望の日時及び位置を指定する画像検索条件を入力するための入力機能と、
該検索装置が検索した結果を表示出力する出力機能を設け、
前記被写領域管理機能に、
前記記憶機能により格納した方位情報に基づいてカメラの向きが常に地図の北側になるように回転し、カメラが平行移動したときには移動量だけ移動させた被写領域を表す二次元の地図データ及び前記カメラが撮影した画像を出力装置に表示出力する工程と、
撮影のズーム処理をしていない時間区間における頂点座標からカメラ位置座標を引き算した差の値であるカメラ位置に対する相対座標形式の頂点座標を第1画像インデクスデータに格納する工程と、
前記第1画像インデクスデータに格納した相対座標形式の頂点座標を絶対座標に変換し且つ開始日時と終了日時を該絶対座標が有効であるような微小時間区間で分割し直し、画像データIDを振り直し処理を行った第2画像インデクスデータに格納する工程を実行させ、
前記検索機能に、
入力装置から入力した日時に含まれ且つ頂点座標列に囲まれる位置の画像を前記記憶装置から第2画像インデクスデータを用いて検索させる画像検索方法。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明による画像検索システム及び画像検索方法の実施例を説明する。
【実施例1】
【0014】
[構成]
本発明の第1実施例による画像検索システムは、
図1に示す如く、次の機器によって構成される。
(1)商店街等の路上などに設置される複数の監視カメラ108と有線あるいは無線等の任意の手段で接続される伝送装置101。
(2)地図データ109及び複数の監視カメラ108が撮影した画像データ111を格納する記憶装置104。
前記地図データ109は、地図情報そのものの他に、少なくとも地図上の任意の点の緯度経度が算出できるような位置情報を含み、例えば長方形の形状の地図の四隅の緯度経度を参照し、後述する内分点の計算により任意位置における緯度経度の算出が可能に構成されている。
【0015】
(3)前記画像データ111の属性を管理するデータである画像インデクスデータ110を格納し、画像データ111に含まれる被写領域を管理するための被写領域管理装置102。
この画像インデクスデータ110の属性は、画像データ111が時系列の画像(静止画)列のため、撮影開始日時と撮影終了日時とを含む。本実施例においては、一つの画像データに対しては、一つの監視カメラが対応し、一つの画像データの中では監視カメラのフレームが静止している(固定された監視カメラがズームやパン[固定したカメラの向きを「振る」こと]を行わないこと)と仮定する。
【0016】
このため本実施例における画像データは、フレームが変化した時点で別の画像データとして取り扱う。また、画像データはいわゆるコンピュータ上の1ファイルとしての動画像であっても良いし、ある1ファイルの動画像のある時間区間の画像列であっても良い。
【0017】
前記画像インデクスデータ110は、
図2に示す如く、複数の画像データをレコード毎に格納し、画像データを特定するための一意の画像データIDと、撮影カメラを特定するための一意のカメラIDと、撮影の開始日時と、同終了日時と、頂点数と、頂点座標列との各項目情報とから成る。
【0018】
前記頂点数と頂点座標列は、画像の被写領域(画像に写っている領域)を二次元の地図上において多角形で近似したときの多角形の座標であり、前述したように一つの画像データ内ではフレームは動かないため、一つの画像データに対して一意に定まる。頂点数は多角形の頂点数であり、例えば四角形であれば4である。頂点座標列はその多角形頂点の複数座標である。
具体的には、前記頂点数は、
図3(a)に示す監視カメラ108により撮影した撮影画像に対して
図3(b)に示す二次元の地図上において多角形で近似したときの多角形の座標ABCDである。前記頂点座標列は、前記多角形座標ABCDの緯度及び経度である。
【0019】
(4)前記被写領域管理装置102に格納した画像インデクスデータ110を用いて記憶装置104に格納した地図データ109及び画像データ111から所望の場所及び日時を指定した画像を検索する検索装置103。
(5)前記画像インデクスデータ110の頂点座標列の入力並びに該検索装置103を用いて所望の場所及び日時を指定した画像検索条件を入力する入力装置105。
【0020】
(6)前記検索装置103が検索した結果を表示する表示部や検索結果を印刷するためのプリンタ等の出力装置106(本明細書では出力装置106を用いて印字又は表示することを表示出力と呼ぶ)。
(7)前記伝送装置101と被写領域管理装置102と検索装置103と記憶装置104と入力装置105と出力装置106を接続するバス107。
【0021】
なお、本実施例においては画像検索システムを複数の電子機器として説明したが、一般のCPUとメモリと基本ソフトウェア・各種ソフトウェア・データを記憶する磁気ディスク装置等のデータ記憶手段と表示部とキーボード等の入出力機器と各種インターフェース機器を含むコンピュータによって構成しても良い。
【0022】
[動作]
次いで本実施例による画像検索システムは、
図4に示すステップを実行することによって日時での位置情報を含む画像データを抽出するように動作する。
【0023】
ステップS401:入力装置105から、検索したい位置情報と日時を入力するステップ。
このステップS401において、入力装置105を用いた位置情報及び日時の入力する際、地図データ109を出力装置106に表示し、この表示した地図上で位置情報をポインティングデバイスの入力装置105によって入力しても良く、位置座標を緯度経度の座標情報として入力装置105から数値入力しても良い。
【0024】
ステップS402:検索装置103が画像データ111の中で前記ステップS401により入力された日時での位置情報を含む画像データを抽出するステップ。
ステップS403:該ステップS402によって抽出した画像データを出力装置に出力して処理を終了するステップ。
【0025】
前記ステップS401による出力装置106への出力画面601は、
図6に示す如く、画面上に二次元の地図データを表示する地図領域602と、日時と経度と緯度を入力するための入力領域603とを表示する。この入力領域603からは、入力装置105を介して得たい画像の日時と位置情報を入力できる。緯度、経度については、入力領域603に入力する代わりに、マウスカーソル604を地図領域602に重畳表示させ、目的とする位置座標605を指定することで入力することもできる。
【0026】
[画像データ抽出処理]
前記ステップS402による入力された日時での位置情報を含む画像データを抽出する処理は、
図5に示す次のステップによって実行される。
【0027】
ステップS501:ステップS402の出力となる候補リストを初期化するステップ。この候補リストは、所望の画像の画像データIDのレコードを図示しないメモリエリアに格納するデータである。
ステップS502:全ての画像データ処理が終了したか否かを判定し、全ての画像データ処理が終了したと判定したときに処理を終了するステップ。
【0028】
ステップS503:該ステップS502において全ての画像データ処理が終了していないと判定したとき、前記メモリエリアに格納した画像データIDの1つを選択するステップ。
ステップS504:該ステップS503において選択した画像データIDの画像データが、
図4のステップS401で入力された日時を含む否かを判定し、該日時を含まないと判定したときに前記ステップS502に戻るステップ。このステップS504における入力された日時を含む否かの判定は、ステップS503で選択された画像データの画像データIDに対応する行(レコード)の開始日時と終了日時を抽出し、ステップS401により入力された日時が開始日時と終了日時の間に含まれているか否かを判定することによって行う。
【0029】
ステップS505:該ステップS504において日時を含むと判定したとき、ステップS503で選ばれた画像データがステップS401で入力された位置を撮影しているか否かを判定し、含まれていないと判定したときに前記ステップS502に戻るステップ。
このステップS505におけるステップS401で入力された位置を撮影しているか否かの判定は、ステップS503で選択された画像データの画像データIDに対応する行(レコード)の頂点数と頂点座標列に着目し、頂点座標は緯度と経度で記述されているため、これらの情報を用いて緯度と経度の二次元空間上での多角形を確定し、これら複数座標内に撮影位置が含まれるか否かを判定することによって行う。
【0030】
この処理を
図7を参照して説明する。
図7では、例として凸六角形の図を示すが、六角形に限らず何角形でも良い。ここで、与えられた点703(座標)が凸六角形701の内部にあるかどうかを判定する。凸六角形701の全頂点の座標の平均を座標とする点を点702とする。凸六角形701のうち一つの辺を選び、その直線704を想定する。この直線704に対して点703と点702が同じ側にあればよい。これをすべての辺で六回繰り返すことによって、すべて同じ側であれば点703は凸六角形701の内部と判定する。
【0031】
前記ある二点が直線に対して同じ側であるか否かの判定方法を
図8を用いて説明する。
図8に示すように、点Xと点Yを通る直線に対して、点Aと点Bが同じ側にあるかどうかを判定することを考える。点Xを始点として点Yを終点とするベクトル、点Xを始点として点Aを終点とするベクトル、点Xを始点として点Bを終点とするベクトルを考え、それぞれ、ベクトルXY、ベクトルXA、ベクトルXBと呼ぶ。ベクトルXYからベクトルXAに対して回転した角度をθA、ベクトルXYからベクトルXBに対して回転した角度をθBとする。角度の正弦(Sin)は、0度から180度で正、180度から360度で負となるので、SinθAとSinθBが同じ符号(正又は負を表す記号)かどうかを確かめれば良い。SinθAは、二次元空間のベクトルの正弦なので、ベクトルXYとベクトルXAの外積(ベクトル積)から下記の[数1]のように求められる。SinθBについても同様である。これによってSinθAとSinθBが同じ符号かどうかは判定できるため、直線の同じ側にあるか否かを判定することができる。
【0032】
【数1】
【0033】
すなわち、ステップS505による平均座標である点702と入力座標である点703の点二点が多角形座標の頂点が形成する辺の直線に対して同じ側であるか否かの判定は、前記多角形座標の頂点が形成する点Xと点Yを結ぶ辺の基ベクトル(XY)と、該基ベクトルの一端の座標の点Xから平均座標の点Aに延びる平均ベクトル(XA)と、前記基ベクトルの一端の座標の点Xから前記入力された位置座標の点703に延びる入力ベクトル(XB)とを想定し、前記基ベクトルに対して該平均ベクトルが成す回転角度と該入力ベクトルが成す回転角度の正負記号が同一か否かにより判定する工程によって行う。
【0034】
ステップS506:前記ステップS505においてステップS401で入力された位置を撮影していると判定したとき、前記ステップS401により指定された日時及び位置が画像に含まれていた画像データの画像データIDを候補リストに追加し、前記ステップS502に戻るステップ。
【0035】
[画像データ出力処理]
この検索された画像データは、
図9に示す如く、前記ステップS403により、出力装置106にサマリ画面901として表示される。このサマリ画面901の出力は、検索を行った日時及び場所を表示する条件表示領域902と、ヒットした該当の画像データの縮小画面(静止画)及びカメラIDを一覧表示する一覧表示領域903と、選択された画像データを撮影したカメラ位置及び撮影範囲を表す二次元の地図データを表示する地図表示領域904とからなる。
【0036】
前記地図表示領域904は、地図データ109に重畳して前記ステップS401で入力された検索条件の点905と、ステップS402で出力された候補リストの画像データIDの数だけ、カメラIDと被写領域の多角形906を重畳表示する。
【0037】
また、検索された画像データは、一覧表示領域903のカメラID又は縮小画像又は地図表示領域904のカメラID又は被写領域の多角形906のいずれかをマウスカーソル907によって指示することによって、
図10に示す如く該当カメラIDの該当する日時の画像を再生画面908として表示することができる。
【0038】
この再生画面908は、撮影日時とカメラIDを表示する再生情報表示領域909と、撮影した画像(静止画又は動画)を表示する画像表示領域910と、動画画像の巻き戻し・逆再生・停止・再生・早送りの操作ボタンを表示する画像操作領域911とからなる。
【0039】
このように本実施例による画像検索システムは、一つの監視カメラが対応し、一つの画像データの中では監視カメラのフレームが静止している条件において、検索位置(座標)が撮影されているか否かを判定するとき、全ての画像データから日時が含まれている画像データを検索する工程と、該工程において日時が含まれる画像データの中から入力位置が画像データ中の多角形に含まれている画像データを検索する工程を実行することによって、入力した日時及び位置を撮影した画像データを容易に抽出することができる。
【実施例2】
【0040】
前述の第1実施例は、画像データに対応した画像インデクスデータが既に存在することを前提として画像を検索するシステムについて述べたが、本発明による画像検索システムは、画像データと対応した画像インデクスデータを生成する機能を、先の実施例に追加することもでき、この第2実施例を次に説明する。
【0041】
この第2実施例によるハードウェア構成は前述の第1実施例と同様であり、画像データと対応した画像インデクスデータを生成する機能は、
図12に示す画像インデクスデータ生成画面を参照して
図11に示す次のステップによって実行される。
【0042】
図12に示す画像インデクスデータ生成画面は、
図12に示す如く、カメラIDと撮影開始終了を表示する画像インデクスデータ生成条件表示領域1102と、撮影画像を表示する画像表示領域1103と、該画像表示領域1103に表示した画像の再生・停止等を操作するための操作ボタンを表示する画像操作領域1104と、画像を撮影したカメラ位置及び撮影範囲を表す二次元の地図データを表示する地図領域1105とからなる。
【0043】
本実施例による画像データと対応した画像インデクスデータを生成する機能は、被写領域管理装置102が、
図11に示す次のステップを実行することによって達成される。
【0044】
ステップS1001:入力装置105から操作者によるカメラIDの入力を受け付け、入力されたカメラIDを画像インデクスデータ生成条件表示領域1102に表示するステップ。
ステップS1002:入力装置105から開始日時の操作者による入力を受け付け、入力された開始日時を画像インデクスデータ生成条件表示領域1102に表示すると共に画像表示領域1103に当該カメラIDの当該時刻の静止画を表示するステップ。
【0045】
このステップS1002において、操作者が画像操作領域1104の再生や早送りのボタンをマウスカーソル1106で操作することにより、画像表示領域1103に表示される画像の日時を変えることができる。ここで、画像表示領域1103に画像が表示されているときに、開始日時ボタン1108を押す操作により当該画像の日時が開始日時として上書き入力される。
【0046】
ステップS1003:入力装置105から終了日時の操作者による入力を受け付け、入力された終了日時を画像インデクスデータ生成条件表示領域1102に表示するステップ。
このステップS1003において、操作者が開始日時から終了日時までの間、画像の写すフレームが固定で変わらないことを確認し、その条件を満たすように終了日時を選んで入力する操作をすれば、その効果として、このカメラIDのこの開始日時と終了日時の間の画像が被写領域の同一な画像であることになる。従って、この機能によって同じフレームである画像の時間区間を手作業で指定することができる。また、画像表示領域に画像が表示されているときに、終了日時ボタン1109を押せば、その画像の日時が終了日時として入力される。終了日時の入力がなされれば、画像表示領域1103の画像は開始日時の静止画像で止める。
【0047】
ステップS1004:地図領域1105において操作者からのマウスカーソル907による地図上での頂点1107の指定を受け付けるステップ。このステップS1004は、操作者が画像表示領域1103の画像を見ながら、被写領域の境界を地図上で指定するという操作をすれば、その効果として、二次元空間である地図上において被写領域の境界を記録できることになる。従って、この機能を提供することによって被写領域の境界を手作業で指定することができる。ここでは、被写領域を多角形で記述するとしたときの頂点を一つ入力する。
【0048】
ステップS1005:頂点の入力が終了したか否かを判定し、終了していないと判定したときに該ステップS1004に戻るステップ。この頂点の入力が終了したか否かの判定は、例えば、図示の例では、入力が4個目以上であり且つ最初に入力された点と予め定められた距離以下の点が入力されたか否かを判定し、予め定められた距離以下と判定したときには入力終了と判定し、予め定められた距離より遠い点が入力されたと判定したときに頂点入力が終了していないと判定することや、操作者によるマウスカーソル移動で所定時間以上停止している等の操作者による操作時間を監視することによって判定することが考えられる。
【0049】
ステップS1006:入力された情報を被写領域管理装置102に画像インデクスデータ110として出力し、処理を終了するステップ。この画像データは、
図2に示すデータ形式で有り、画像データIDは、未使用のIDを一つ生成し、カメラIDと開始日時と終了日時は、それぞれステップS1001〜ステップS1003で入力された値とする。頂点数は、ステップS1004で入力された頂点のうち、最後のステップS1005の終了判定で入力した頂点を除いた数をここに登録する。頂点座標列は、ステップS1004で入力された頂点の位置座標を順に、緯度・経度で登録するが、これも同様に、ステップS1004で入力された頂点のうち、最後のステップS1005の終了判定で入力した頂点を除いて登録する。
【0050】
このように本実施例による画像検索システムは、画像データと対応した画像インデクスデータを容易に生成することができる。また、本実施例による画像は、一意のカメラIDと撮影の開始日時と撮影終了日時と位置情報を含む属性が付与された静止画像を連続して撮影した動画であっても良い。
【実施例3】
【0051】
前述の2つの実施例においては被写領域が固定された画像に対して画像インデクスデータを生成し、複数の固定カメラが撮影した複数の画像から所望の場所及び日時を指定した画像を検索する例を説明したが、本発明による画像検索システム及び方法は、カメラ自体が移動し、向きも変わり得る状況で撮影された画像に対して画像インデクスデータを生成し、画像を検索することもでき、この実施例を次に説明する。
【0052】
この第3の実施例による画像検索システム及び方法において使用する画像データ111は、位置情報(緯度、経度)及び方位情報が付加されているものとする。この画像データ111は静止画の並びの動画であるが、それぞれの静止画に画像データ撮影の際に撮影時の日時情報と位置情報と方位センサによる方位情報が記録され、ある日時において画像が抽出できると同様にその日時のカメラの位置情報と方位情報が抽出できるように管理されているものとする。例えば、画像データに対するメタデータとして、日時をインデクスとして位置情報と方位情報を格納した別ファイルとして記憶装置104に別途管理する方法や、画像データ111そのものに位置情報と方位情報を書き込むことができる。
【0053】
さらに、本実施例による画像検索システム及び方法は、
図2で示した画像インデクスデータの頂点座標例にある頂点の座標を、実空間の絶対座標としてみなさずに、カメラ位置からの相対座標とみなして扱う。この画像インデクスデータを生成する処理と画像を検索する処理について説明する。
【0054】
[画像インデクスデータ生成処理]
この第3実施例による画像インデクスデータを生成する処理は、前述の第2実施例における画像インデクスデータを生成する
図11に示した各ステップを実行する際に、次のステップを修正することによって生成される。
【0055】
ステップS1003:入力された終了日時を画像インデクスデータ生成条件表示領域1102に表示するステップ。
このステップS1003において、第2実施例では、画像の写すフレームが固定で変わらないことを確認して、その条件を満たすように終了日時を選んで入力する操作を想定したが、第3実施例では操作者がズーム処理をしていない時間区間であることを確認して終了日時を選ぶ操作を行う。これにより当該カメラIDのこの開始日時と終了日時の間のすべての画像の被写領域はカメラの位置や向きによらずカメラが正対する方向に対して相対的な被写領域は同じとなり、地図上での被写領域がカメラの向きが変わった分だけ向きを相対的に回転させ、カメラ位置が移動した分だけ相対的に移動すれば、全ての画像において被写領域が推定できることになる。
【0056】
従って、カメラ自体が移動し、向きが変わるような状況で撮影されていたとしても、ズームをしていない時間領域を選択することにより、被写領域のカメラからの相対座標が分かっていれば、被写領域の絶対座標を推定することが可能となる。画像表示領域に画像が表示されているときに、終了日時ボタン1109を押せば、その画像の日時が終了日時として入力される。終了日時の入力により、画像表示領域1103の画像は終了日時の静止画像で止める。
【0057】
ステップS1004:地図領域1105において操作者からのマウスカーソル1106による地図上での頂点1107の指定を受け付けるステップ。
このステップS1004においては頂点入力の参考になるようにまず地図領域1105を表示するが、その表示の際に、第3実施例ではカメラの向きが常に地図の上側になるように地図を回転し、カメラが平行移動した場合にはその分だけ地図を移動させる。
【0058】
これを説明すると、
図13に示すようにカメラ方位がθ回転した場合には、地図画像を逆に−θ回転させる。また、
図14に示すようにカメラがベクトルxだけ移動した場合には、地図画像をベクトル−xだけ移動させて表示する。
【0059】
ステップS1006:入力された情報を被写領域管理装置102に画像インデクスデータ(
図2)として出力する際、第3実施例においては、頂点座標からカメラ位置座標を引き算した差の値を求め、カメラ位置に対する相対座標として画像インデクスデータの頂点座標を出力する。方位情報は、ステップS1004で述べたように、カメラの向きが常に地図の上側になるように地図が回転された上で頂点座標が入力されているので、既に相対座標となっているため、第3実施例において画像インデクスデータは相対座標の意味を持たせる。
【0060】
これら動作によって第3実施例による画像インデクスデータ生成処理は、向きや場所が移動し得るカメラで撮影した画像であっても、ズーム処理がなされない範囲において、カメラからの相対的な被写領域を画像インデクスデータの頂点座標列に格納する。
【0061】
[画像データ検索処理]
次に、第3実施例による画像インデクスデータ2を用いて、画像を検索する処理について説明する。この検索処理自体は、第1実施例の検索処理を実施することが必要であるが、この第3実施例では、第1実施例に加えて、その前に以下に示す前処理を行ってから第1実施例の検索処理を実施することにより、日時及び位置を指定した画像データを検索することができる。
【0062】
この第3実施例における画像インデクスデータ生成処理は、まず、前述の処理によって
図15に示す画像インデクスデータ2を生成する。この画像インデクスデータ2は、形式自体は
図2で説明した画像インデクスデータと同一であるが、第3実施例においては、画像インデクスデータの中の頂点座標列は前述したとおり相対座標であるため、これを絶対座標に変換し且つ開始日時と終了日時をその絶対座標が有効であるような微小時間区間で分割し直し、画像データIDを振り直す処理を行う。なお、
図15に示す開始日時2及び終了日時2はカメラ位置座標とカメラ向きがほぼ同一とみなせる微小時間区間であり、画像データID2はその時間区間に対応する画像データのインデクスである。
【0063】
この相対座標の画像インデクスデータから絶対座標の画像インデクスデータ2を生成する処理を
図16を参照して次のステップを実行することによって達成される。
【0064】
ステップS1601:被写領域管理装置102が、頂点座標列の頂点座標がカメラ位置座標からの相対座標である画像インデクスデータ110を読み出して図示しないメモリエリアに入力するステップ。
ステップS1602:全ての画像データIDを画像インデクスデータ110から読み出した否かを判定し、読み出したと判定したときに処理を終了するステップ。
【0065】
ステップS1603:該ステップS1602により全ての画像データIDを読み出していないと判定したとき、画像データIDの中の画像において、開始日時2及び終了日時2の初期設定を行うステップ。
【0066】
このステップS1603において、開始日時2には、画像データIDの元の開始日時をそのまま入れ、終了日時2には、開始日時2にΔtを加えた日時を入れる。ここでΔtとは、予め定められた微小な時間(例えば、0.001秒〜0.1秒)である。このΔtが十分小さければ、その開始時間2と終了時間2との間の時間では、カメラの位置座標とカメラの方位がそれぞれ同一であるとみなすことができる。以降、この時間区間で相対座標を絶対座標に変換する。
【0067】
ステップS1604:前記ステップS1602で選ばれた画像データIDの中の画像の開始日時2が終了日時より前か否かを判定し、開始日時2が終了日時より前であれば、さらに、終了日時2が終了日時より大きいか判定し、終了日時2が終了日時より大きければ終了日時2を終了日時と同じ値に修正し、終了日時2が終了日時以前であればそのままの終了日時2の値として次のステップS1605に移るステップ。
【0068】
ステップS1605:頂点座標列内の頂点座標を相対座標から絶対座標に変換するステップ。
このステップS1605は、被写領域管理装置102が開始日時2のカメラ位置座標情報及び方位情報を画像データ111又は関連するメタデータから入力し、開始日時2のカメラの座標情報と方位情報が終了日時2まで続いたと仮定しても誤差が小さいと考えられる為、開始日時2の方位を半時計回りでθと仮定し、相対座標での位置座標をθだけ回転させる。これは、二次元の座標の回転変換で可能である。また、開始日時2でのカメラ位置座標が絶対座標で(S、t)で表されるとき、相対座標での位置座標に(S,t)だけ加えて平行移動させる。
【0069】
図17に、カメラが移動、向きを変更する場合を説明図する。
図17において、カメラが点Aにあり、向きが北から半時計回りにα度であったとし、その後にカメラが点B(絶対座標(Bx、By))に移動し、さらに向きが北から反時計回りにβ度回転したと仮定する。
【0070】
このとき、頂点座標の相対座標が(Bx、By)で、点Bの絶対座標をX、Yとしたときに、X,Yは数2で表される。
【0071】
【数2】
【0072】
ステップS1606:上記で得られた値を、
図15で示した画像インデクスデータ2に出力するステップ。画像データID2には、使われていない新しい番号を付与する。開始日時2及び終了日時2には上記ステップで得られた値をそれぞれ出力する。頂点座標列2には、前述のステップS1605で計算された絶対座標に変換された座標を頂点座標列2として出力する。
【0073】
ステップS1607:開始日時2及び終了日時2をΔtだけインクリメント(増加)し、ステップS1604に戻るステップ。
【0074】
このように第3実施例によれば、カメラが移動し、向きを変える場合であっても、位置と方位がほぼ同じとみなせる微小時間区間で画像インデクスデータを分割し、その区間内で被写領域となる頂点座標列を生成し、第1実施例の画像検索を実行することによって、見たい地点の位置座標とその日時を指定すれば複数のカメラの画像の中から、その日時のその地点が写っているカメラを検索して所望の画像を抽出することができる。また、本実施例による画像は、一意のカメラIDと撮影の開始日時と撮影終了日時と位置情報と方位情報を含む属性が付与された静止画像を連続して撮影した動画であっても良い。
【実施例4】
【0075】
前述の実施例においては街中等に設置された複数の監視カメラが撮影した画像から日時及び位置を指定した画像を検索する例を説明したが、本発明による画像検索システム及び方法は、例えば走行する車両から撮影した画像から日時及び位置を指定した画像を検索することもでき、この第4実施例を次に説明する。
【0076】
第4実施例による画像検索システム及び方法は、走行する車両から撮影した道路・橋梁・トンネル等の公物の点検台帳及び初期台帳の作成利用に用いるものであって、例えば、道路等を上空から見た鳥瞰図である
図18に示す如く、道路1801の周辺に建物1802や歩道橋1803があり、測定車1804に監視カメラ1908及び本実施例による画像検索システムを構成する携帯端末1904を搭載して動画を撮影する例を説明する。
【0077】
本実施例による画像検索システムは、
図19に示す如く、測定車1804の監視カメラ1908に接続され、ダッシュボード1903に取り付けられた端末ホルダ1905に保持された画像検索システムを構成する携帯端末1904であって、該携帯端末1904には
図1に示した構成の他にGPS機能と方位センサ機能と通信機能付きの携帯端末1904が端末ホルダ1905により据え付けられている。
【0078】
前記監視カメラ1908は、フロントガラス1902を通して前方を撮影できるような位置と向きに固定される。なお、前記携帯端末1904は、カメラ機能付きスマートフォンであっても良く、使い方によっては監視カメラ1908又は携帯端末が前方を写すように固定することや側方を写すように固定して道路側方を撮影することや下斜め方向を撮影するようにして道路舗装面を集中的に撮影するように変更しても良い。
【0079】
この実施例においては
図1に示した伝送装置・被写領域管理装置・検査機装置・記憶装置・入力装置・出力装置の各機能を携帯端末1904がインストールされ、実行される。この携帯端末1904は、被写体である橋梁等の公物名称・属する自治体名称・築年・種類・工法・公物位置情報(経度緯度)・建設時及び前回撮影時の撮影画像その他を格納した公物資産データベースと接続される。
【0080】
このように構成された第4実施例による画像検索システムは、走行する測定車1804から監視カメラ1908により撮影した画像データ111をGPS機能による位置情報と方位センサによる方位情報と日時情報と共に携帯端末1904が記憶装置に記録する。この場合の監視カメラに対する被写領域の相対座標は、測定車1804が位置や向きを変えたとしても、監視カメラ1908が測定車1804に固定されているため、前述の第3実施例と同様に不変であり、携帯端末1904の時々刻々の位置座標と方位情報と日時情報が記憶される。
【0081】
次いで、本実施例による画像検索システムは、被写領域管理装置102が前述の第1実施例と同様に画像インデクスデータを
図12に示した画像インデクスデータ生成画面1101を用いて生成する。
【0082】
ここで、本実施例による画像検索システムは、被写領域管理装置102が、第1実施例にて説明した
図5を参照した画像データ抽出処理のステップS504の判定を「ステップS503において選択した画像データIDの画像データが、
図4のステップS401で入力された日時以前か否かを判定し、該日時以前でないと判定したときにステップS502に戻るステップ」に修正し、
図4を参照した画像データ出力処理のステップS403を「候補リストの中で最近の時刻の画像データを出力するステップ」に修正した処理を実行する。
【0083】
この修正ステップの実行により第4実施例による画像データ検索システムは、ステップS401により入力された日時より以前且つ最近の該当地点の写った画像を抽出することができる。この実施例において、日時に「現在」を入力すれば、最近のその地点の画像が得られ、ある特定の日時を入力すれば、その日時以前の最近のその地点の画像が得られる。
【0084】
本実施例による画像検索システムを用いて走行する車両から撮影した道路等の公物の紙の初期台帳2101は、例えば、橋梁の台帳であれば、
図21に示す如く、その橋梁の名称や、属する自治体名称、築年や橋の種類や工法の他、その橋梁を前回撮影した画像2102が掲載される。この初期台帳を出力するために、画像2102を抽出する際に、本実施例による画像データ抽出処理を採用し、公物の位置情報に基づいて最近の公物画像データを抽出することができる。
【0085】
また、上記の台帳は、紙に出力することを想定したが、これを変更し、電子的なシステムの出力画面として実施することもできる。この電子システムの出力画面例2201は、
図22に示す如く、橋梁を指定すると、出力装置106に公物資産データベースに格納した該当橋梁の名称・属する自治体名称・築年や橋の種類や工法の他・その橋梁の建設時に撮影した画像2202が表示出力される。
【0086】
加えて、
図22の右下の画像2203に示すように、操作者が入力した日時且つ位置情報の画像データを検索して表示する。この検索条件は、条件入力領域2204に位置情報及び日時を入力することによって、検索装置103が当該公物を撮影している入力日時以前の最近の画像を表示出力することができる。
【0087】
このように本実施例による画像検索システムは、これにより、最近の画像2202とある時点以前の最近の画像2203を比較表示することができる。本実施例によれば、紙ではなくインタラクティブに位置や年度の異なる画像を抽出できるため、初期台帳としてだけではなく、任意の過去の点検データを表示する点検台帳として利用することができる。
【0088】
また、本実施例によれば、道路・橋梁・トンネル等の公物の点検台帳及び初期台帳を作成する際、作業員がその場に徒歩で赴いて写真を撮影する必要が無く、カメラを測定車1804が撮影する道路走行しながら動画を撮影することで、低コストで簡易に高頻度に画像を検索することができる。
この様に第4実施例による画像検索システムは、橋梁・道路・設備等の公物の維持管理等や、補修工事・作業・保全・点検などの分野の業務に適用できる。