JP2002262273A - ディジタル監視システムおよび監視カメラ - Google Patents
ディジタル監視システムおよび監視カメラInfo
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Abstract
送されることを防止し、画質を損なうことなく長時間の
録画を実現可能なデジタル監視システムを提供する。 【解決手段】 侵入者などを検知する検出手段と、ディ
ジタル映像信号の圧縮時のフレームレートおよびMPEGの
GOP(Group of Picture)構成などを変更可能な可変圧
縮手段と、前記検出手段の信号に応じ前記可変圧縮手段
と解像度変換手段を制御する制御手段を設ける構成とす
る。
Description
ディジタル記録装置を使用したディジタル監視システム
に関する。特に、複数の監視カメラをネットワークに接
続して構成されるデジタル監視システム及び本システム
に好適な監視カメラに関する。
ードディスクの大容量及びインターフェイスの高速化、
LANの高速化により、カメラからディジタルの映像/
音声データをディジタルのLANを介してハードディス
ク等を使用したディジタル記録装置に転送するディジタ
ル監視システムが実現可能になった。例えば、特開平7
−212748号公報及び特開2000−83241号
公報、特開2000−13744号公報にディジタル監
視システムが記載されている。
装置において、ディジタル映像/音声データの記録に使
用するハードディスク等のメディアは、大容量化が年々
行われているが、MPEG等の圧縮技術を使用しても、
依然として記録時間が短いという問題がある。
20画素、垂直480画素であり、1秒あたり30フレ
ームの動画像をMPEGで圧縮した場合、圧縮率にも依
存するが、監視画面として人物等が確認可能な画質を求
めると、データレートは4Mbps(0.5MB/s)程度にな
る。記録メディアとして40GB程度のハードディスクを
使用した場合、記録時間は、40GB÷0.5MB=800
00(Second)=22(hour)である。これは、動画像
1chのみの場合である。監視システムでは複数のカメ
ラの映像を記録する必要があり、さらに記録時間が短く
なる。
げようとすると、画質が劣化してしまい、侵入者を識別
するという監視システム本来の目的を達成できなくな
る。更に、複数の監視カメラをネットワークに接続して
用いる場合には、これら複数の監視カメラから出力され
たデータがネットワークのデータ伝送能力を越えるとカ
メラからのデータを全く伝送できなくなるという問題が
ある。
複数台の監視カメラからの出力信号のうち、異常検知手
段の検知出力に応じた監視用カメラの出力信号を信号記
録再生手段に送ることにより、監視作業の効率化を図っ
た監視カメラシステムが記載されている。しかし、この
方法では、異常検知手段により異常が検知されていない
カメラからの出力信号は記録されず、異常検知手段の誤
動作が生じた場合には後で映像を確かめることができな
い。
には、平常時には例えばIピクチャの時の可変長符号を
記録再生装置に出力するように、フレーム間引き制御情
報を可変長符号化回路に出力するタイムラプスレコーダ
が記載されている。しかし、複数の監視カメラからの映
像を記録する方法および複数の監視カメラをネットワー
クに接続して使用する場合の伝送方法について記載され
ていない。
は、ネットワークのトラヒックを監視してアパーチャを
制御することにより、画像データの転送量をコントロー
ルするネットワークカメラ監視システムが記載されてい
る。しかし、アパーチャを制御する方法では画質が劣化
し、モニター等に表示される画面が見難くなる。さら
に、アラーム情報が転送された際に、ネットワークのト
ラヒックが混雑している場合には、通信の混雑具合を見
ながら必要最低限の画像データを送ることが記載されて
いるが、その具体的方法については記載されていない。
るデータが伝送されることを防止し、画質を損なうこと
なく長時間の録画を実現可能なディジタル監視システム
を提供することを目的とする。
に、本発明にかかる監視システムは、ネットワークを通
じて複数の監視カメラが接続され、前記監視カメラは映
像信号のデータ圧縮率を変更可能な可変圧縮手段を備
え、前記ネットワークの転送能力を越えないように前記
可変圧縮手段を制御する制御手段とを備えてなる構成と
する。また、本発明にかかる監視システムは侵入者など
を検知する検知手段と、映像信号を圧縮するときのフレ
ームレートやピクチャ構成を変更可能な可変圧縮手段
と、前記検知手段による検知結果により前記可変圧縮手
段を制御する制御手段とを備えてなる構成とする。
により説明する。第1図は、本発明の実施形態に係る監
視システムを示したものである。第1図において、1は
光学レンズ、2は撮像素子、3はカメラディジタル信号
処理回路、4は解像度変換回路、5は可変圧縮回路、6
は制御回路、7はLANインターフェイス、8は検出
器、9はカメラ、10はディジタルネットワーク、11
はレコーダである。
素子2において電気信号に変換される。カメラディジタ
ル信号処理回路3は、撮像素子から出力される信号を処
理して輝度信号/色信号などディジタル映像信号を生成
する。カメラディジタル信号処理回路3から出力された
ディジタル信号は、解像度変換回路4に供給される。検
出器8は、侵入者や侵入物の有無等の異常事態が発生し
ているか否かを検出して、検出結果を制御手段6に供給
する。この検出器8は、例えば赤外センサーなどにより
構成することができる。
される制御信号に応じてディジタル信号の解像度を変換
して、解像度変換後のディジタル映像信号は、画像信号
のデータ圧縮方式が可変な可変圧縮回路5に供給する。
可変データ圧縮回路5では、制御手段の制御信号により
指示された圧縮方式にて供給されたディジタル信号をデ
ータ圧縮する。即ち、可変データ圧縮回路5は、圧縮時
のフレームレートおよびMPEGのGOP(Group of Pictur
e)構成を変更する。データ圧縮後のディジタル映像信
号は、LANインターフェイス7に供給される。そして、L
ANインターフェイス7は、ネットワーク10を介して、
データ圧縮後のディジタル映像信号をレコーダ11に供
給する。
検出した場合は、解像度変換回路4を通常の解像度に設
定し、可変データ圧縮回路5を通常のフレームレートお
よびデータ圧縮方式に設定する。また、検出器8におい
て侵入者を検出しない場合は、ディジタル映像信号の解
像度(画素数)を減らすように解像度変換回路4の設定
をおこなう。そして、可変データ圧縮回路5では、エン
コードするフレームレートを下げ、このフレームレート
に応じたデータ圧縮方式でデータ圧縮するように設定す
る。エンコード方式がMPEGであれば、このフレームレー
トにあわせ、最適なGOP構造となるように設定する。こ
れにより、可変圧縮手段から出力されるビット量を減ら
すことができる。
え、画素サイズを小さくすることにより、さらにビット
量を減らすことができる。例えば、画素サイズを水平及
び垂直ともに1/2とし、データ圧縮率を通常の1/9
とした場合、(1/2)×(1/2)×(1/9)=1
/36に低減される。
画像変化がない状態は、画像情報の重要性は低く、きめ
細かな画像を記録する必要はない。一方、侵入者があり
画像変化がある場合は、画像情報の重要性は高く、きめ
細かい画像情報を記録する必要がある。本発明は、監視
システムに要求される特性を利用することにより、重要
な映像情報は損失することなく、長時間の録画を実現す
ることができる。
変換回路4及び可変データ圧縮回路5を有しているが、
可変データ圧縮回路5のみであっても良い。この場合に
は、時間軸方向にのみ圧縮されるため、解像度を変化さ
せた場合のように画質が劣化せず、モニター等の画面で
監視者が確認しやすくなる。また、侵入者がない場合に
可変データ圧縮回路5でエンコードするフレーム数を減
らすことにより、カメラ自体の消費電力も低減できる。
力には上限があり、侵入者を検出したカメラ9がフレー
ムレートを挙げた場合は、ネットワーク10のデータ転
送能力を越える場合がある。特に、複数のカメラ9が同
時に侵入者の検出し、フレームレートを上げた場合、ネ
ットワーク10のデータ転送能力を越えない様に各カメ
ラが発生するデータ量を調整する必要がある。本実施形
態では、侵入者を検出したカメラ9は、レコーダ11に
これを通知する。レコーダ11は、ネットワーク10の
データ転送能力を越えない様に、ネットワーク10に接
続されている各カメラ9にエンコードの条件(フレーム
レート、GOP構成、ビットレート)等を、ネットワーク
10を介して指示する。例えば、侵入者を検出していな
いカメラ9に対しては、更にフレームレートを下げるよ
うに、あるいはデータ転送を停止するように指示を与え
る。そして、侵入者等の異常事態の検出が終了すると、
エンコードの条件を元に戻すように、あるいはデータ伝
送を再開するように指示を行うようにする。
レートも上限があり、この上限がネットワークのデータ
転送レートより低い場合もある。この場合は、同様に、
レコーダ11は、レコーダ11の最大データ記録レート
を超えないように、各カメラのエンコードの条件(フレ
ームレート、GOP構成、ビットレート)を、ネットワー
ク10を介して指示する。
のエンコード方法自体を変化させることにより、カメラ
の台数が増加した場合であっても、ネットワークの伝送
能力を越えることなく適切に作動させることができる。
尚、本実施形態では、カメラを2つ有しているシステム
について説明したが、3以上のカメラを有している場合
であっても同様の効果を得ることができる。
外にPC(パーソナルコンピュータ)等の他の装置が接
続されている場合には、PC等からのデータ伝送量に応
じてカメラ9のエンコード条件を変化させるようにして
も良い。この場合、PC等からデータ伝送量を直接カメ
ラ9に通知し、各カメラ9のエンコード条件を制御する
ようにしても良い。このように制御することにより、ネ
ットワークの伝送能力を越えたために、カメラからのデ
ータを全く伝送できないという事態を回避することがで
きる。
した場合の可変データ圧縮回路5のフレームレートおよ
びエンコード方式の変更の例を示したものである。図5
において、(a)は侵入者がいる場合の圧縮方式を示
し、1GOPをI(フレーム内圧縮)ピクチャ、B(双方向
予測)ピクチャ、P(全方向予測)ピクチャによる15ピ
クチャで構成している。この場合のフレームレートは、
30fpsとなる。(b)および(C)は、侵入者がいない場
合の圧縮方式を示している。(b)は、I(フレーム内圧
縮)ピクチャとB(双方向予測)ピクチャで構成してお
り、フレームレートは、(a)の1/3の10fpsとなる。
(c)は、1枚のI(フレーム内圧縮)ピクチャ(c)
のみとしており、フレームレートは、2fpsとなる。(I
ピクチャ)、(Pピクチャ)、(Bピクチャ)の符号量の
割り当てを、6:3:1とした場合は、(a)、(b)、
(c)の符号量は、14:9:3となる。
ャを除く構成として(b)、(c)の例をあげている。
しかし、図5の(a)の構成に基づいてGOPを構成す
ることに限定されるものではない。例えば、IPピクチ
ャの各フレームの間隔を(a)の場合より大きく、15
フレーム(0.5秒)間隔にして、1つのIピクチャ及
び3つのPピクチャによりGOPを構成しても良い。I
Pピクチャの各フレームの間隔を15フレーム間隔とし
て、1つのIピクチャ及び3つのPピクチャによりGO
Pを構成する場合は、(c)の例に対して、さらに15
/24に符号量を低減できる。このように、本発明で
は、GOP構成を変更することにより、符号量を自在に
変更できる。
モードの関係の一例を示したものである。本例では、圧
縮方式として図5の(a)および(c)を使用してい
る。図6中の‘IBP’および‘Ionly’がそれぞれ図5の
(a)、(c)の圧縮方式であることを示している。ま
た、図6の(a)はエンコードモードの遷移を、また、
(b)は検出回路の出力信号を示したものである。検出
回路の出力信号において、‘High’期間は、侵入者
がいる場合のアラーム期間を示す。
加えて、映像信号の解像度を変えた場合のエンコードモ
ードと検出信号との関係を示したものである。図6と同
様に、図7の(a)はエンコードモードの遷移を、ま
た、図7の(b)は検出回路の出力信号を示したもので
ある。カメラ信号処理の出力は、REC601の解像度
(NTSC方式では、水平:720画素×垂直:480
画素)であり、侵入者がいる場合は、解像度変換回路で
の縮小処理は行わずそのままREC601の状態でI、
B、Pピクチャを使用した30fpsのモードでエンコード
している。また侵入者がいる場合は、解像度変換回路に
て、SIF(水平:352画素×垂直:240画素)に縮
小処理をすると共に、データ圧縮をIピクチャによる2fp
sエンコードしている。
ば赤外線センサーなどにより構成された検出器8により
侵害者を検出しているが、図2に示すようにカメラディ
ジタル信号処理から出力されるディジタル映像信号から
侵害者を検出するようにしても良い。検出の方法として
は、1)映像信号の平均レベルの差を検出、2)時間的
に近接する他のフレームとの差分値の絶対値和による検
出、3)信号レベル分布の差による検出、などにより行
う。この検出回路8によれば、純粋にディジタル信号処
理で構成することができ、検出回路のICの内蔵が可能に
なるという利点がある。
得られる情報により侵害者の検出を行っても良い。デー
タ圧縮としてMPEGを採用した場合、圧縮時に、動き補償
のための動きベクトルやMB毎のIntra/Inter判定など、
侵入者の検出に有効なデータが得られる。これらのデー
タより、検出回路8では侵入者の検出を行う。侵入者の
判定方法としては、1)動きベクトルの分布により、あ
るエリアで一定方向のベクトルがあらかじめ設定した個
数以上になった場合に侵入者ありと判定する、2)Intr
aのマクロブロックの個数があらかじめ設定した値以上
になった場合に侵入者ありと判定する、3)前記1)及
び2)の判定結果の組み合わせにより判定する、などで
ある。また、可変データ圧縮回路からこれらの情報が取
り出せない構成の場合は、MPEGの圧縮データには上記の
動きベクトルやMB毎のIntra/Inter判定などの結果がデ
コードのために含まれているため、出力の圧縮後のデー
タをある程度復号して情報を得る構成でもよい。
に置かれたカメラ9に内蔵されない検出装置14により
侵入者の検出を行う構成であっても良い。検出装置14
は、検出回路8とLANインターフェイス12、制御回路
13により構成され、制御回路13が、LANインターフ
ェイス12を介して、検出回路8の検出信号をネットワ
ーク10に出力する。レコーダ11が、ネットワークに出
力された検出信号を受け取り、この情報に応じてカメラ
9に制御信号を送ることにより、カメラ9の解像度変換
回路4および可変データ圧縮回路の設定を変える構成に
なっている。尚、図3及び図4では、カメラ9を1つの
みに省略して記載しているが、1つのカメラを有したシ
ステムに限定されるものではない。
や検出器は、レコーダ11やネットワークに接続された
PC等の装置にあっても良い。また、カメラに検出装置
を接続するようにしてあっても良い。また、以上の実施
形態では、レコーダ11によりエンコード条件が制御さ
れる場合について説明したが、レコーダ11の外部に設
けられた制御装置、例えば検出装置14やPC等により
制御される構成であっても良い。
力を越えるデータが伝送されることを防止し、画質を損
なうことなく長時間の録画を実現可能なディジタル監視
システムを提供することができる。
た図である。
る異常事態検出方法の一例を示したものである。
る異常事態検出方法の一例を示したものである。
る異常事態検出方法の一例を示したものである。
示した図である。
の一例を示した図である。
ードと検出信号との関係を示した図である。
Claims (9)
- 【請求項1】映像信号を圧縮し映像データを出力する圧
縮手段を有する複数の撮像手段と、 前記複数の撮像手段が接続され、前記映像データを伝送
する伝送手段と、 前記伝送手段の伝送能力を越えないように、前記映像デ
ータのフレームレート又はピクチャ構成を変更するよう
に前記圧縮手段のデータ圧縮率を制御する制御手段と、 を備えていることを特徴とするディジタル監視システ
ム。 - 【請求項2】前記複数の撮像手段は侵入者を検知する検
知手段を備え 前記制御手段は、前記検知手段により侵害者が検知され
た撮像手段の圧縮手段のデータ圧縮率を下げるように制
御することを特徴とする請求項1に記載のディジタル監
視システム。 - 【請求項3】映像信号をMPEG圧縮して映像データと
するMPEG圧縮手段と、前記映像データのピクチャ構
成を変更可能な可変データ圧縮手段と、前記映像データ
を出力する出力手段と、を有してなるカメラと、 前記映像データを記録媒体に記録する記録手段と、 前記カメラからの出力を前記記録手段に伝送する伝送手
段と、 前記伝送手段における伝送量に応じて前記可変データ圧
縮手段を制御する制御手段と、 を備えてなることを特徴とするディジタル監視システ
ム。 - 【請求項4】映像信号のデータ圧縮時のピクチャ構成を
変更できる可変データ圧縮手段と、 侵入者又は侵入物が検出された場合に前記可変データ圧
縮手段のデータ圧縮のフレームレートを上げ、このフレ
ームレートに対応するピクチャ構成によりデータ圧縮を
行うように制御する制御手段と、 を備えていることを特徴とする監視カメラ。 - 【請求項5】ディジタルデータ圧縮を使用したディジタ
ル監視システムにおいて、 映像信号をデータ圧縮するデータ圧縮部に、侵入者また
は侵入物を検知する検出手段と、映像信号のデータ圧縮
時のフレームレートおよびピクチャ構成を変更できる可
変データ圧縮手段と、前記検出手段の信号に応じて前記
可変データ圧縮手段のエンコード形式を変更する制御手
段と、を設け、 前記検出手段により侵入者又は侵入物が検出されない場
合に、前記可変データ圧縮手段のデータ圧縮のフレーム
レートを下げ、このフレームレートに最適なピクチャ構
成によりデータ圧縮を行うように制御し、前記可変デー
タ圧縮手段により出力されるデータ圧縮後の映像データ
を記録手段に供給して、記録するように構成したことを
特徴とするディジタル監視システム。 - 【請求項6】前記検出手段は、ディジタル映像信号を入
力として、映像の輝度レベルのフレーム間差分、また
は、輝度レベルの分布情報のフレーム間差分が、一定の
値を超えたときに検出信号を出力するように構成したこ
とを特徴とする請求項5に記載のディジタル監視システ
ム。 - 【請求項7】前記検出手段は、前記可変データ圧縮手段
のデータ圧縮時に生成される動きベクトル情報あるいは
フレーム内又はフレーム間の符号化判定情報が入力され
る入力手段を有し、前記入力された情報から侵入者又は
侵入物の検出を行うように構成したことを特徴とする請
求項5に記載のディジタル監視システム。 - 【請求項8】前記検出手段は、前記データ圧縮後のディ
ジタル映像信号より、動きベクトル情報あるいはフレー
ム内又はフレーム間の符号化判定情報を抽出する抽出手
段を備え、前記抽出された情報から侵入者又は侵入物の
検出を行うように構成したことを特徴とする請求項5に
記載のディジタル監視システム。 - 【請求項9】前記可変データ圧縮手段は画像解像度を変
化させる解像度変換手段を有し、 前記検出手段より侵入者又は侵入物が検出されない場
合、前記制御手段は画像解像度を下げるように前記解像
度変換手段を制御することを特徴とする請求項5ないし
8のいずれかに記載のディジタル監視システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001053463A JP4416341B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | ディジタル監視システムおよび監視カメラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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JP4416341B2 JP4416341B2 (ja) | 2010-02-17 |
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ID=18913926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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