JP4753493B2

JP4753493B2 - 記録再生装置

Info

Publication number: JP4753493B2
Application number: JP2001184226A
Authority: JP
Inventors: 学佐々本; 良市大場; 博樹溝添; 宏安大坪
Original assignee: Secom Co Ltd
Current assignee: Secom Co Ltd
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2021-06-19
Also published as: JP2003009097A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に監視カメラシステムで使用される画像撮像装置、および記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ネットワークに接続されたカメラの情報をコントロールし、蓄積サーバ部に接続した蓄積メディアに撮影時の映像・音声を保管することを目的とする監視カメラシステムが、特開平７−２１２７４８号公報や特開２０００−８３２４１号公報に開示されている。一般に、監視カメラシステムでは保守を簡素化するために、蓄積メディアに映像音声データを長時間記録を行う必要がある。このため、ある一定時間ごとに記録を行うタイムラプスＶＴＲを用いることが多い。
【０００３】
監視カメラシステム作動中には、ディスプレイ、スピーカを通じて撮影中の映像、音声を監視者がモニタリングできるようなシステムが一般的である。監視員は、モニタリング情報を監視しながら監視領域に異常がないか確認する。また、カメラ部などに組み込まれたセンサなどにより自動的に異常を判別し、システムに知らせる方法もある。
【０００４】
このような方法により異常事態を検出した場合、蓄積メディアに記録された映像音声情報は、適宜再生することにより監視員によってその内容を確認、検証される。そのため、後の検証に有利なように、異常状態が発生した場合は記録映像音声のタイムラプス処理を止め、記録画像を通常の記録方式で蓄積メディアに記録することが望ましい。監視カメラシステムでは、以上のような機能をもつシステムを高い信頼性でしかも高品質な記録を行うことが要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べたように、監視システムでは一台もしくは複数台のカメラからの長時間データを蓄積サーバに記録する必要があり、大量のデータを処理する必要がある。このため、必要とされるネットワークの回線スピードが上がり、またシステム構成が複雑化することによりシステムコストが高くなる課題があった。また、記録時には長時間記録を実現し、非常事には記録画像情報量を重視するという２つの相反する動作を適応制御する必要があり、これもシステムコストを増大させる要因となっていた。本発明の目的は、これらの課題を解決し、録画再生映像音声の高い品質を維持しつつ、安価な監視カメラシステムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するために、本願発明にかかる映像信号および音声信号をディジタル圧縮符号化して出力する画像撮像装置は、
前記ディジタル圧縮符号化した映像信号および音声信号を、第一のパケット形式でパケット化し、
前記第一のパケット形式のパケットは、ヘッダ部と、データ部とで構成され、
前記ヘッダ部は、少なくとも、前記データ部の種類を示すデータ識別情報と、前記パケットの長さを示すパケット長情報とで構成され、
前記データ部は、ディジタル圧縮音声データと、ディジタル圧縮映像データのいずれか、あるいは両方とで構成され、
さらに前記第一のパケット形式のパケットを、第二のパケット形式でパケット化して出力することを特徴とする。
【０００７】
第二のパケット形式のパケットを入力して、ディジタル圧縮符号化された映像データおよび音声データを格納する第一のパケット形式のパケットにパケット化して記録再生する記録再生装置において、前記第一のパケット形式のパケットは、ヘッダ部と、データ部とで構成され、前記ヘッダ部は、少なくとも、前記データ部の種類を示すデータ識別情報と、前記パケットの長さを示すパケット長情報とで構成され、前記データ部は、少なくとも、ディジタル圧縮音声データと、ディジタル圧縮映像データのいずれか、あるいは両方とで構成され、前記第一のパケット形式のパケットを、記録再生する記録再生装置であって、入力された前記第二のパケット形式のパケット中のデータ誤りを検出し、データ誤りを検出した場合は、再度、前記第二のパケット形式のパケットの入力を要求し、第一のパケット形式のパケットの前記ヘッダ部に、再入力したか否かを識別するための情報を付加することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態にかかる監視カメラシステムについて説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる監視カメラシステムのブロック構成図である。図１において、１から３はカメラ、４はＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、５はコントロール部、６はモニタリング用ディスプレイ、７はスピーカを示す。ＬＡＮ４に接続されたカメラ群１〜３では、各設置場所から撮影した映像と音声をディジタル符号化して、ＬＡＮ４を介してコントロール部５に情報を伝送する。
【０００９】
図２にカメラ１の詳細ブロック図を示す。図２において、１００はレンズ、１０１は映像信号アナログ／ディジタルコンバータ、１０２は映像圧縮回路、１０３はマイク、１０４は音声信号アナログ／ディジタルコンバータ、１０５は音声圧縮回路、１０６はシステムエンコーダ、１０７はＬＡＮインタフェース回路、１０８は制御回路である。
【００１０】
レンズ１００から入った映像信号は、映像信号アナログ／ディジタルコンバータ１０１においてディジタル信号に変換され、映像圧縮回路１０２入力される。映像圧縮回路１０２では、例えば、映像圧縮符号化方式としてＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２（通称ＭＰＥＧ２Ｖｉｄｅｏ）ＭＰ＠ＭＬ（ＭａｉｎＰｒｏｆｉｌｅ＠ＭａｉｎＬｅｖｅｌ）規格に準拠した圧縮符号化データを生成する。その他、映像圧縮符号化方式として、ＪＰＥＧ規格方式でもよい。また、双方を選択して切り換えてもよい。生成した圧縮符号化映像データは、システムエンコーダ１０６に入力される。
【００１１】
また、マイク１０３から入力された音声信号は、音声信号アナログ／ディジタルコンバータ１０４において、所定のサンプリングレートによりアナログ／ディジタル変換が行われる。ディジタル信号に変換された音声信号は、音声圧縮回路１０５に入力される。音声圧縮回路１０５では、例えば、音声圧縮符号化方式としてＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１（通称ＭＰＥＧ２Ａｕｄｉｏ）規格に準拠したビットストリームを生成する。生成した圧縮符号化音声データは、システムエンコーダ１０６に入力される。尚、音声圧縮符号化方式を上記方式に限定するものではなく、他の方式であってもよい。
システムエンコーダ１０６に入力された、圧縮符号化映像データおよび圧縮符号化音声データは、多重化された後、パケット化される。
【００１２】
図３は、システムエンコーダ１０６により生成されるパケットを示す図である。図３において、３０はパケット、３０１はパケットヘッダ、３０２は圧縮符号化音声データ領域、３０３は圧縮符号化映像データ領域である。ここで、システムエンコーダ１０６は、圧縮符号化映像データ領域３０３の長さが、後述する記録媒体の一記録単位で増減するようにパケット化を行う。例えば、記録媒体がハードディスクの場合、その記録単位である５１２バイト単位になるように圧縮符号化映像データ２０１を格納する長さを決定する。また、パケットヘッダ３０１と圧縮符号化音声データ領域３０２の長さの合計が、記録媒体の一記録単位で増減するように、圧縮符号化音声データ２０２を格納する長さを決定する。従って、パケット３０のパケット長は、記録媒体の一記録単位で増減することになる。
【００１３】
図４は、システムエンコーダ１０６に入力された圧縮符号化映像データおよび圧縮符号化音声データの多重化およびパケット化の説明図である。図４において、２０１は圧縮符号化映像データ、２０２は圧縮符号化音声データである。
【００１４】
映像圧縮符号化方式として例えばＭＰＥＧ２Ｖｉｄｅｏの場合、圧縮符号化映像データ２０１は、Ｉフレーム（ＩｎｔｒａＣｏｄｅｄ）、Ｐフレーム（ＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｏｄｅｄ）、Ｂフレーム（ＢｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｏｄｅｄ）の３種類に分類される。ここで、Ｉフレームとは、他のフレームの情報を用いずにフレーム内情報のみを基にして符号化することができるフレームである。Ｐフレームは、該当するフレームより以前のＩもしくはＰフレームのうち、最新の情報を参照用データとして用い、フレーム情報を符号化するフレームである。また、Ｂフレームは、該当するフレームより以前と、以後の直近のＩフレームもしくはＰフレームの情報を参照用データとして用い、フレーム情報を符号化するものである。
【００１５】
図４において、圧縮符号化映像データ２０１の各矩形は、ビデオ信号のフレームを表し、Ｉ、Ｐ、ＢはそれぞれＩフレーム、Ｐフレーム、およびＢフレームのフレーム種別を表す。Ｉフレームから、次のＩフレームの前のフレームまでを一つのＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐｏｆｐｉｃｔｕｒｅ）単位とし、それが繰り返される。また、この例では、ＧＯＰの先頭にＩフレームが符号化される。
【００１６】
システムエンコーダ１０６は、ＧＯＰの先頭、すなわちＩフレームの先頭が、パケット３０の圧縮符号化映像データ領域３０３の先頭となるよう格納していく。この際、圧縮符号化映像データ３０３領域の長さが、記録媒体の一記録単位の整数倍となるようにパケット化を行う。ＧＯＰの最後にあるＢフレームを格納するパケット３０の圧縮符号化映像データ３０３１領域が記録媒体の一記録単位の整数倍にならない場合、例えばすべて“０”のパディングデータ３０３２を追加して記録媒体の一記録単位の整数倍になるよう調整する。
【００１７】
同様に、パケットヘッダ３０１と圧縮符号化音声データ領域３０２の長さの合計が記録媒体の一記録単位の整数倍となるように、圧縮符号化音声データ２０２を格納する長さを決定する。格納する圧縮符号化音声データ２０２が無い場合は、例えばすべて“０”のパディングデータ３０３３を追加して記録媒体の一記録単位の整数倍になるよう調整する。
【００１８】
図５は、パケットヘッダ３０１の構成例を示す図である。図５の例では、パケットヘッダ３０１の長さを８バイトとしている。３０１１はデータ識別情報、３０１２はパケット長情報、３０１３はカメラ識別番号情報、３０１４は、ＧＯＰ先頭フラグ、３０１５はＩフレーム格納フラグ、３０１６は日付情報、３０１７は時間情報、３０１８はフレーム番号、３０１９はパケット番号、３０２２は画質／画素数情報、３０２３はアラーム情報である。
【００１９】
データ識別情報３０１１には、圧縮符号化音声データ２０２の有無、圧縮符号化映像データ２０１の有無、圧縮符号化音声データ２０２あるいは圧縮符号化映像データ２０１の圧縮符号化方式の種類を示す情報が格納される。パケット長情報３０１２には、パケット３０全体の長さが、例えば記録媒体の一記録単位の倍数を値として格納される。カメラ識別番号情報３０１３には、図１で示したように複数のカメラがＬＡＮに接続される場合の各カメラを識別するための識別番号が格納される。ＧＯＰ先頭フラグ３０１４は、そのパケットに格納されている圧縮符号化映像データ２０１が、ＧＯＰの先頭である場合にセットされる。
【００２０】
Ｉフレーム格納フラグ３０１５は、そのパケットに格納されている圧縮符号化映像データ２０１が、Ｉフレームを含む場合セットされる。日付情報３０１６、時間情報３０１７には、圧縮符号化した日付および時間が格納されるとともに、日付設定や時刻設定が変更されたことを示す情報も格納される。フレーム番号３０１８には、圧縮符号化したフレームの連続番号が、パケット番号３０１９には、生成したパケットの連続番号が格納される。また、画質／画素数情報３０２２には、画質および画素数設定と、その設定が変更されたことを示す情報が格納される。アラーム情報３０２３には、異常状態を示すアラーム等があったか否かを示す情報が格納される。
【００２１】
以上説明したように、図２のシステムエンコーダ１０６によって、圧縮符号化映像データおよび圧縮符号化音声データは、多重化された後にパケット化される。システムエンコーダ１０６によって生成されたパケット列は、ＬＡＮインタフェース回路１０７に入力される。ＬＡＮインタフェース回路１０７では、入力されたパケット列を、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠したＬＡＮパケットにパケット化して出力する。
【００２２】
図６は、システムエンコーダ１０６によって生成されたパケット列のＬＡＮパケット化の説明図である。システムエンコーダ１０６によって生成されたパケット３０は、ＬＡＮパケットデータ４０２に細分化され、ＬＡＮパケットヘッダ４０１、およびデータ誤り検出符号が付加されてＬＡＮパケット４０としてＬＡＮに出力される。
【００２３】
図７は、コントロール部５の内部ブロック構成を示す図である。５０１はＬＡＮインタフェース回路、５０２は第一の制御回路、５０３は操作ボタン等の制御インタフェース、５０４はバッファ、５０５はバッファ制御回路、５０６は蓄積媒体、５０７はシステムデコーダ、５０８は第二の制御回路、５０９は映像伸張回路、５１０は音声伸張回路、５１１はＯＳＤ回路、５１２は映像信号ディジタル／アナログコンバータ、５１３は、音声信号ディジタル／アナログコンバータである。
【００２４】
カメラ１〜３で生成されたＬＡＮパケット４０は、ＬＡＮ４を経由し、ＬＡＮインタフェース回路５０１へ入力される。入力されたＬＡＮパケット４０は、ＬＡＮインタフェース回路５０１において、ＬＡＮパケットヘッダ４０１が取り除かれ、ＬＡＮパケットデータ４０２が結合され、パケット３０が生成される。生成されたパケット３０は、バッファ制御回路５０５に入力され、バッファ５０４に一旦格納される。
【００２５】
なお、ＬＡＮインタフェース回路５０１がＬＡＮ４上でのデータ誤りを検出した場合、ＬＡＮインタフェース回路５０１は、データ誤りを含みながら生成したパケット３０をバッファ制御回路５０５を介してバッファ５０４に格納するとともに、パケットの送信側であるカメラに対し、データ誤りがあったＬＡＮパケット４０の再送信を要求する。その際、バッファ制御回路５０５に出力するパケット３０のパケットヘッダに、データ誤りがあることを示す情報を付加する。また、ＬＡＮインタフェース回路５０１では、パケット３０を構成するすべてのＬＡＮパケット４０を保存しておく。
【００２６】
再送信の要求を受け、再び入力されたＬＡＮパケット４０にデータ誤りがない場合、ＬＡＮインタフェース回路５０１は、先だって受信し保存していたパケット３０のデータ誤り部分を正しいデータに入れ換え、再度バッファ制御回路５０５を介してバッファ５０４に格納する。その際、バッファ制御回路５０５に出力するパケット３０のパケットヘッダに再受信しデータを入れ換えたことを示す情報を付加する。図８は、データ誤り識別フラグ３０２０、再入力識別フラグ３０２１が付加されたパケットヘッダ３０１の構成例を示している。
【００２７】
図７に示した実施形態では、バッファ制御回路５０５は、バッファ５０４に格納されているパケット３０を蓄積媒体５０６に記録する。その際、パケット３０のパケットヘッダ３０１のデータ誤り識別フラグが設定されている場合は、そのパケット３０は記録せず、再入力識別フラグ３０２１が設定されているパケット３０の方を選択して記録する。これにより、蓄積媒体５０６の記憶容量を無駄に消費することなく、再生時のパケット３０のデータ信頼性を向上させることが可能になる。
なお、記録時にはデータ誤りの有無に関わらずパケット３０を蓄積媒体５０６に記録し、再生の際に、再入力識別フラグ３０２１が設定されているパケット３０の方を選択して再生するようにしても良い。この場合には、記録時のパケット選択処理が不要となる。データ誤りの有無にかかわらずパケット３０を蓄積媒体５０６に記録することにより、データの再入力が失敗した場合であっても、誤りを含んでいても最低限のデータを保持することができる。選択に際しては、カメラ識別番号情報３０１３、日付情報３０１６、時間情報３０１７、フレーム番号３０１８、パケット番号３０１９を参照することにより、どのパケットとの交換を行うかを検出できる。
【００２８】
尚、本実施形態では、カメラで生成されるパケット３０の長さを、蓄積媒体５０６の記録単位の長さの整数倍としているため、蓄積媒体６０６の記憶容量を無駄に消費することがない。蓄積媒体５０６を例えばハードディスクとした場合、通常ハードディスクの記録単位の長さは５１２バイトであるため、カメラで生成されるパケット３０の長さは５１２バイトの整数倍とする。
【００２９】
さらに、長時間にわたっての記録を可能とするため、パケット３０列の内、Ｉフレームのみを選択して蓄積媒体５０６に記録する場合がある。この場合は、パケット３０のパケットヘッダ３０１のＧＯＰ先頭フラグの設定されているパケット３０から、Ｉフレーム格納フラグの設定されているパケットを記録していけばよい。ただし、圧縮符号化音声データ３０２は間引くことができないので、Ｉフレーム格納フラグの設定されていないパケット３０については、パケットヘッダ３０１から圧縮符号化音声データ３０２までを蓄積媒体５０６に記録する。この場合にも、パケットヘッダ３０１から圧縮符号化音声データ３０２までの長さを５１２バイトの整数倍としているため、蓄積媒体５０６の記憶容量を無駄に消費することがない。この際、データ識別情報３０１１には、圧縮符号化音声データ３０２無しの情報に書き換えておくことで、再生時のパケット３０の実体とパケットヘッダ３０１の整合性をとることが可能になる。
【００３０】
再生の際には、バッファ制御回路５０５により、パケット３０が蓄積媒体５０６からシステムデコーダ５０７に供給される。システムデコーダ５０７は、圧縮符号化映像データ２０１と圧縮符号化音声データ２０２に分離し、それぞれ映像伸張回路５０９、音声伸張回路５１０に供給する。伸張処理が施された後、映像信号は、ＯＳＤ回路５１１にて、文字情報等と重ね合わされ、映像信号ディジタル／アナログコンバータ５１２に供給され、アナログ映像信号として外部へ出力される。また、音声信号は、音声信号ディジタル／アナログコンバータ５１３供給され、アナログ音声信号が出力される。
【００３１】
その他、第一の制御回路５０２と第二の制御回路５０８が、コントロール部５の制御のための通信、例えば記録、再生、停止等のコマンド発行と返信をパケット３０のパケット形式にすることで、ＬＡＮインタフェース回路５０１、バッファ制御回路５０５を経由して行うことが可能となり、回路が共通化できる。
【００３２】
以上のように、本発明の実施形態によれば、複数のカメラからの複数種類の映像信号や音声信号を記録した場合であっても、データ識別情報や画質／画素数情報などの様々な情報をパケットヘッダに記録することにより、記録された信号の種類を容易に判別することができる。これにより、それぞれの信号に適した方法で、再生することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、録画再生映像音声の高い品質を維持しつつ、安価な監視カメラシステムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる監視カメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるカメラの内部構成を示すブロック図である。
【図３】システムエンコーダ１０６により生成されるパケットを示す図である。
【図４】システムエンコーダ１０６に入力された圧縮符号化映像データおよび圧縮符号化音声データの多重化およびパケット化の説明図である。
【図５】パケットヘッダ３０１の構成例を示す図である。
【図６】システムエンコーダ１０６によって生成されたパケット列のＬＡＮパケット化の説明図である。
【図７】コントロール部５の内部構成を示すブロック図である。
【図８】パケットヘッダ３０１の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１〜３…カメラ、４…ＬＡＮ、５…コントロール部、６…ディスプレイ、７…スピーカ、１０…蓄積メディア、１０２…映像圧縮回路、１０５…音声圧縮回路、１０６…システムエンコーダ、３０…パケット、３０１…パケットヘッダ、５０４…バッファ、５０５…バッファ制御回路、５０６…蓄積媒体、５０７…システムデコーダ、５０９…映像伸張回路、５１０…音声伸張回路

Claims

第二のパケット形式のパケットを入力して、ディジタル圧縮符号化された映像データおよび音声データを格納する第一のパケット形式のパケットにパケット化して記録再生する記録再生装置において、
前記第一のパケット形式のパケットは、ヘッダ部と、データ部とで構成され、前記ヘッダ部は、少なくとも、前記データ部の種類を示すデータ識別情報と、前記パケットの長さを示すパケット長情報とで構成され、前記データ部は、少なくとも、ディジタル圧縮音声データと、ディジタル圧縮映像データのいずれか、あるいは両方とで構成され、前記第一のパケット形式のパケットを、記録再生する記録再生装置であって、
入力された前記第二のパケット形式のパケット中のデータ誤りを検出し、データ誤りを検出した場合は、再度、前記第二のパケット形式のパケットの入力を要求し、第一のパケット形式のパケットの前記ヘッダ部に、再入力したか否かを識別するための情報を付加することを特徴とする記録再生装置。
請求項１に記載の記録再生装置において、前記記録再生装置は、第一の制御回路と、第二の制御回路により制御され、前記データ部は、前記第一の制御回路と前記第二の制御回路との間の制御データで構成され、前記第一のパケット形式のパケットで、前記第一の制御回路と、前記第二の制御回路とが、互いに前記記録再生装置の制御のための通信を行うことを特徴とする記録再生装置。