(57)【要約】本発明は、被写体の動きに応じて各カメラの符号量を効率的に決定することができる監視システムを提供する。その監視システムを構成する各カメラ（１０１）は、センサ（１０６）で検出された被写体の位置、並びに、近隣カメラ情報記憶部（４０５）に記憶された近隣カメラの位置特定情報及び協調パラメータに基づいて、（１）複数のカメラが存在する空間における協調パラメータの値の分布を示す分布パターンが、被写体を起点とする同心円を形成し、かつ、（２）被写体を撮影するカメラの目標符号量が被写体を撮影していないカメラの目標符号量よりも大きくなるように、協調パラメータを更新する協調パラメータ更新部（４１３）と、更新された協調パラメータ、並びに、近隣カメラ情報記憶部（４０５）に記憶されている近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量に基づいて、自カメラに割り当てる目標符号量を決定する目標符号量決定部（４１０）とを備える。
2008035745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路で接続された複数のカメラから構成される監視システムであって、
前記複数のカメラのそれぞれは、
監視の対象となる動体である被写体を検出する被写体検出手段と、
前記被写体検出手段で検出された被写体を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段で得られた映像を符号化する映像符号化手段と、
前記複数のカメラのうち、自カメラの近くに位置するカメラとして予め定められたカメラである近隣カメラに割り当てられた、映像の符号化における目標値である目標符号量と、自カメラに割り当てられる目標符号量との相対量を示す協調パラメータを記憶する協調パラメータ記憶手段と、
前記近隣カメラと通信し合うことにより、自カメラの協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータ及び自カメラに割り当てられた目標符号量を交換し合う通信インターフェイス手段と、
前記近隣カメラの位置を特定する位置特定情報、並びに、前記通信インターフェイス手段により取得された前記近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量を記憶する近隣カメラ情報記憶手段と、
前記被写体検出手段で検出された被写体の位置、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶された前記近隣カメラの位置特定情報及び協調パラメータに基づいて、（１）前記複数のカメラが存在する空間における協調パラメータの値の分布を示す分布パターンが、前記被写体検出手段で検出された被写体を起点とする同心円を形成し、かつ、（２）前記被写体を撮影するカメラの目標符号量が前記被写体を撮影していないカメラの目標符号量よりも大きくなるように、前記協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータを更新する協調パラメータ更新手段と、
前記協調パラメータ更新手段で更新された協調パラメータ、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶されている近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量に基づいて、自カメラに割り当てる目標符号量を決定する目標符号量決定手段とを備え、
前記映像符号化手段は、符号化によって発生する符号量が前記目標符号量決定手段で決定された目標符号量となるように、前記映像を符号化する
ことを特徴とする監視システム。
【請求項２】
前記目標符号量決定手段は、前記協調パラメータ更新手段で更新された協調パラメータの分布パターンにおける、自カメラが位置する領域の円弧の曲率を特定し、特定した曲率が大きいほど大きな目標符号量となるように、前記目標符号量を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項３】
前記目標符号量決定手段は、前記分布パターンの円弧の複数の曲率のそれぞれに対応する、当該円弧から被写体までの距離を定義した情報であるテンプレートを保持し、前記テンプレートを参照することで、自カメラが位置する領域の円弧の曲率に応じた前記距離を特定し、特定した距離が小さいほど大きな目標符号量となるように、前記目標符号量を決定する
ことを特徴とする請求項２記載の監視システム。
【請求項４】
前記協調パラメータ更新手段は、前記被写体を起点に、同心円状に協調パラメータの大きい領域と小さい領域とが交互に連なる分布パターンが形成されるように、前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項５】
前記被写体検出手段はさらに、前記被写体の移動方向を検出し、
前記協調パラメータ更新手段は、前記被写体の移動方向に向けて、前記協調パラメータの大きい領域と小さい領域とが連なる間隔が大きくなっていく分布パターンが形成されるように、前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項４記載の監視システム。
【請求項６】
前記被写体検出手段はさらに、前記被写体の移動速度を検出し、
前記協調パラメータ更新手段はさらに、前記被写体の移動速度が大きいほど、前記協調パラメータの大きい領域と小さい領域とが連なる間隔が大きくなっていく分布パターンが形成されるように、前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項５記載の監視システム。
【請求項７】
前記協調パラメータ更新手段は、前記被写体の有無、移動速度及び移動方向の少なくとも一つを示すセンサ情報に依存して前記協調パラメータが増減する量が反応拡散方程式に従うように前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項８】
前記反応拡散方程式では、協調パラメータの増減が反応項と拡散項との和で表され、
前記協調パラメータ更新手段は、
前記反応項に従って前記協調パラメータが増減するように前記協調パラメータを更新する自律動作実行部と、
前記拡散項に従って前記協調パラメータが増減するように前記協調パラメータを更新する協調動作実行部とを有する
ことを特徴とする請求項７記載の監視システム。
【請求項９】
前記通信インターフェイス手段はさらに、前記伝送路を介して、前記映像符号化手段で符号化された映像を出力し、
前記目標符号量決定手段は、前記協調パラメータ更新手段で更新された協調パラメータ、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶されている近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量を予め定められた関数に代入することによって暫定的な目標符号量を決定し、決定した暫定的な目標符号量に対して、前記通信インターフェイス手段が前記映像を出力するのに使用できる前記伝送路の伝送帯域の空容量を示す値を乗じ、得られた値を、自カメラに割り当てる目標符号量として決定する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項１０】
前記通信インターフェイス手段さらは、前記分布パターンを変更する旨の指示を取得し、
前記協調パラメータ更新手段は、前記協調パラメータの分布パターンが、前記通信インターフェイス手段が取得した指示に従って変更した後の分布パターンとなるように、前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項１１】
前記監視システムはさらに、前記伝送路に接続され、映像を表示する監視モニタを備え、
前記通信インターフェイス手段はさらに、前記伝送路を介して、前記映像符号化手段で符号化された映像を前記監視モニタに出力し、
前記監視モニタは、前記複数のカメラから送られてくる符号化された映像を受信し、復号化し、復号化後の映像を前記複数のカメラの位置に応じて空間的に合成し、得られた合成映像を表示する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項１２】
前記監視モニタは、前記複数のカメラから送られてくる映像のうち、符号量の大きい映像が、より画質の高い画像、より大きいサイズの画像、又は、より諧調度の高い画像となるように、前記合成映像を表示する
ことを特徴とする請求項１１記載の監視システム。
【請求項１３】
前記監視モニタは、前記複数のカメラから送られてくる映像のうち、符号量の大きい映像に対して輪郭協調処理を施し、符号量の小さい映像に対してモザイク処理を施し、それぞれの処理後の合成映像を表示する
ことを特徴とする請求項１１記載の監視システム。
【請求項１４】
前記複数のカメラのそれぞれは、さらに、監視対象エリアのレイアウトに応じて、重点的に監視したい場所である重点監視エリアごとに近隣カメラとの協調内容を決定する協調方式を記載した重点監視エリア情報を記憶する重点監視エリア記憶部を備え、
前記協調パラメータ更新手段はさらに、自カメラの位置と前記重点監視エリア情報が示す重点監視エリアとを照合することで、自カメラの位置に対応する前記協調方式に従って、前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項１５】
前記被写体検出手段は、前記被写体として、監視対象物における異常箇所を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項１６】
請求項１記載の監視システムを構成する１台のカメラ。
【請求項１７】
伝送路で接続された複数のカメラから構成される監視システムにおける１台のカメラによる映像符号化方法であって、
前記複数のカメラのそれぞれは、
監視の対象となる動体である被写体を検出する被写体検出手段と、
前記被写体検出手段で検出された被写体を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段で得られた映像を符号化する映像符号化手段と、
前記複数のカメラのうち、自カメラの近くに位置するカメラとして予め定められたカメラである近隣カメラに割り当てられた、映像の符号化における目標値である目標符号量と、自カメラに割り当てられる目標符号量との相対量を示す協調パラメータを記憶する協調パラメータ記憶手段と、
前記近隣カメラと通信し合うことにより、自カメラの協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータ及び自カメラに割り当てられた目標符号量を交換し合う通信インターフェイス手段と、
前記近隣カメラの位置を特定する位置特定情報、並びに、前記通信インターフェイス手段により取得された前記近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量を記憶する近隣カメラ情報記憶手段とを備え、
前記映像符号化方法は、
前記被写体検出手段で検出された被写体の位置、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶された前記近隣カメラの位置特定情報及び協調パラメータに基づいて、（１）前記複数のカメラが存在する空間における協調パラメータの値の分布を示す分布パターンが、前記被写体検出手段で検出された被写体を起点とする同心円を形成し、かつ、（２）前記被写体を撮影するカメラの目標符号量が前記被写体を撮影していないカメラの目標符号量よりも大きくなるように、前記協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータを更新する協調パラメータ更新ステップと、
前記協調パラメータ更新ステップで更新された協調パラメータ、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶されている近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量に基づいて、自カメラに割り当てる目標符号量を決定する目標符号量決定ステップと、
前記映像符号化手段が、符号化によって発生する符号量が前記目標符号量決定ステップで決定された目標符号量となるように、前記映像を符号化する映像符号化ステップと
を含むことを特徴とする映像符号化方法。
【請求項１８】
伝送路で接続された複数のカメラから構成される監視システムにおける１台のカメラで実行されるプログラムであって、
請求項１７記載の映像符号化方法に含まれるステップを前記カメラが備えるコンピュータに実行させる
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は複数のカメラから構成される監視システムに関し、特にネットワークを介して複数のカメラから送信されるデータの符号量を、各カメラの監視状況（被写体や異常箇所の有無や動作）に基づいて自動的に調整する監視システム及びカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、複数の監視カメラの映像をインターネットやＬＡＮ等のネットワークを介して配信する機能やサービスの提供が行われている。【０００３】  従来、複数のカメラから配信される映像の符号量（符号化レート）を調整する装置として、符号量の割り当てを集中して一括に決定するものがある（特許文献１参照）。【０００４】  特許文献１では、複数のカメラの伝送帯域を一括して設定する操作卓処理装置からの指示に基づいて、固定ビットレートで映像配信を行う複数のカメラから配信されるデータの総和が、所定の伝送容量以下に収まるように、各カメラの帯域（符号量）を自動的に割り当てること、また、ネットワーク内のトラフィックが増加した場合には、自動的に各カメラの伝送帯域が小さくなるように帯域を割当て直すことでネットワークの有効利用をはかる技術が開示されている。【０００５】  また、カメラから配信される映像の符号量を、カメラ自身が自律的に判断して調整する従来技術がある。これらの従来技術では所定の被写体や異常をセンサや画像処理等により検出し、検出内容に基づいて配信映像の符号量の値を変更する（特許文献２、特許文献３参照）。【０００６】  特許文献２では、ＬＡＮやインターネット等のネットワーク上に映像を配信するネットワークカメラにおいて、被写体の存在をセンサで検出すると、通常の撮影を行う第１の撮影モードから、第１の撮影モードよりも高い解像度かつ低いフレームレートで撮影を行う第２の撮影モードへ切り替えることにより、被写体がいない場合に、不要に大容量の撮影画像をネットワークに配信することを回避する技術が開示されている。【０００７】  また、特許文献３では、交通状況を遠隔に監視する監視カメラにおいて、異常な交通状態であることを検出した場合には、監視映像の圧縮率を下げ、異常が発生している現場の様子を高画質な監視映像として自動的に配信する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３２６８０号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６２３５号公報
【特許文献３】特開平９−３０５８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかしながら、特許文献１において開示されている複数のカメラの符号量（帯域、伝送レート）を一括に集中して調整する技術では、各カメラの符号量（帯域、伝送レート）の再割り当てに必要となる処理時間がカメラの台数が多くなるにつれて増大するため、リアルタイムに符号量（帯域、伝送レート）を調整できるカメラの台数に制限があるという拡張性の面での課題がある。【０００９】  また、特許文献１のような集中型の符号量の調整では、符号量（帯域、伝送レート）を一括して調整する監視装置が故障すると、全てのカメラの符号量の調整が変更できなくなるという耐故障性においても課題がある。【００１０】  また、特許文献２及び特許文献３において開示されている技術では、被写体の検出や異常な交通状態の検出結果に基づいて符号量（画素数、フレームレート、圧縮率）の変更が行われているが、一般的に、ＬＡＮやインターネット等のネットワークを介して送信されるデータ量の変更は、送信されるデータの変化量によって引き起こされるトラフィックの混み具合を考慮しながら調整が行われるため、急激に送信データの符号量を変更することが難しい。【００１１】  このため、特許文献２及び特許文献３の技術では、ネットワークに配信する映像の符号量（画素数、フレームレート、圧縮率等）を被写体や異常を検出してから変える場合には、配信映像の符号量（画素数、フレームレート、圧縮率、量子化ステップ）が適切な値となるまでに時間がかかり、被写体や異常の振る舞いに対する追随性が低くなるという課題がある。【００１２】  また、特許文献２及び特許文献３の技術では、異常検出の結果に基づいて個々のカメラが自律して符号量を変更する場合には、同時に個々のカメラが被写体や異常を検出するとネットワークを流れるトラフィック量が一斉に多くなり、伝送路の利用効率が悪くなるといった課題もある。【００１３】  以下、特許文献２及び特許文献３の技術における問題点を、図面を用いて説明する。図１は、上記特許文献２及び特許文献３に開示されているような、自律的に符号量の値を調整する従来技術のカメラの課題を説明する図である。図１においてカメラ１０１Ａ、カメラ１０１Ｂは撮影領域内に被写体１０４が現れると、画像処理によって被写体１０４を検出し、配信映像の量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）やフレームレート等を大きくすることにより、符号量の値を自律的に大きくする機能を備えている。【００１４】  図１において時刻Ｔ０ではカメラ１０１Ａだけが被写体１０４を映しており、カメラ１０１Ａの符号量が大きくカメラ１０１Ｂの符号量が小さくなるように符号量の割り当てが調整される。しかし、時刻Ｔ１においてカメラ１０１Ａとカメラ１０１Ｂが同時に被写体を撮影する状態に移ると、双方のカメラが同じ被写体１０４の映像を大きな符号量で冗長に配信してしまうため、個々のカメラが自律して動作する場合には、通信ネットワーク１０２の伝送帯域の利用効率が悪くなってしまうことがある。【００１５】  このように、複数のカメラが自律的に符号量を変える場合には、通信ネットワーク１０２の利用効率を低下させてしまう状況が発生するという課題がある。【００１６】  また、インターネットやＬＡＮ等の通信ネットワークを使った映像配信では、一般的に、伝送路のトラフィックの状態を測定し、データの遅延や衝突の発生がないことを確認しながら、少しずつ送信量の値を調整する方式がとられている。このため、急激に伝送レートを変更するような映像配信を行うことができない。つまり、ネットワーク側では送信量を少しずつ調整するため、カメラの符号量の変化に対して、ネットワークの利用可能帯域の追随がおくれ、被写体の検出により符号量の値を適切な値に変更するまでに時間がかかり、被写体の動きに対する追随性が低くなってしまう。【００１７】  また、伝送路のトラフィックの状態を測定せず、カメラからの送信量を急激に増加させた場合には、ネットワーク側で負荷の変動に追随できず、輻輳が発生し、受信側での画質劣化の原因となる。【００１８】  本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数のカメラからの映像を共通のネットワークを介して配信する監視システムにおける、各カメラの符号量の自動調整において、監視システムを構成するカメラの台数や構成に依存することがない拡張性、耐故障性を備え、さらに、被写体の動きに対する追随性の高い撮影を可能とし、また、伝送路の全体の利用効率を向上させる符号量の割り当てを自動的に行うことのできる監視システム及びカメラ等を提供することを目的とする。つまり、被写体等の動きに応じて監視カメラを構成する各カメラの符号量を効率的に決定することができる監視システム及びカメラ等を提供することを目的とする。【００１９】  また、場所ごとに監視の重要度の異なる監視対象エリアにおいて、被写体が重要度の高い領域の方へ急に移動方向を変更しても、符号量の大きい映像の撮影を維持しつづけることのできる監視システム及びカメラ等を提供することをも目的とする。【００２０】  さらに、数多くのカメラの中から被写体や異常箇所を監視するカメラを探すユーザの手間を軽減し、映像を記録する場合にも、ハードディスク等の記録媒体の利用効率を高くすることのできる監視システム及びカメラ等を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】  上記課題を解決するために本発明に係る監視システムは、伝送路で接続された複数のカメラから構成される監視システムであって、前記複数のカメラのそれぞれは、監視の対象となる動体である被写体を検出する被写体検出手段と、前記被写体検出手段で検出された被写体を撮影する撮像手段と、前記撮像手段で得られた映像を符号化する映像符号化手段と、前記複数のカメラのうち、自カメラの近くに位置するカメラとして予め定められたカメラである近隣カメラに割り当てられた、映像の符号化における目標値である目標符号量と、自カメラに割り当てられる目標符号量との相対量を示す協調パラメータを記憶する協調パラメータ記憶手段と、前記近隣カメラと通信し合うことにより、自カメラの協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータ及び自カメラに割り当てられた目標符号量を交換し合う通信インターフェイス手段と、前記近隣カメラの位置を特定する位置特定情報、並びに、前記通信インターフェイス手段により取得された前記近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量を記憶する近隣カメラ情報記憶手段と、前記被写体検出手段で検出された被写体の位置、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶された前記近隣カメラの位置特定情報及び協調パラメータに基づいて、（１）前記複数のカメラが存在する空間における協調パラメータの値の分布を示す分布パターンが、前記被写体検出手段で検出された被写体を起点とする同心円を形成し、かつ、（２）前記被写体を撮影するカメラの目標符号量が前記被写体を撮影していないカメラの目標符号量よりも大きくなるように、前記協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータを更新する協調パラメータ更新手段と、前記協調パラメータ更新手段で更新された協調パラメータ、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶されている近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量に基づいて、自カメラに割り当てる目標符号量を決定する目標符号量決定手段とを備え、前記映像符号化手段は、符号化によって発生する符号量が前記目標符号量決定手段で決定された目標符号量となるように、前記映像を符号化することを特徴とする。【００２２】  なお、請求の範囲における被写体は、実施の形態における「被写体」と「異常箇所」とを含む概念である。【００２３】  ここで、本発明は、監視システムとして実現できるだけでなく、監視システムを構成する１台のカメラ、カメラにおける映像符号化方法、その映像符号化方法をコンピュータに実行させるプログラム、及び、そのプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現することもできる。
【発明の効果】
【００２４】  本発明における監視システム、及び監視システムにおけるカメラによれば、複数のカメラの配置と被写体の動作に基づいて、被写体の移動速度を加味しながら、被写体の移動する方向に配置されたカメラの符号量が予め大きくなるように緩やかに調整することができるため、急激なカメラからの送信量の増加よりネットワーク側での輻輳を発生させることなく低ロス、低遅延で、被写体の動きに追随して、被写体をその周辺領域よりも符号量の大きい高画質な映像として配信しつづけることができるという効果が得られる。【００２５】  また、被写体に近い領域を撮影しているカメラであっても、被写体の動作から推測して被写体を撮影する可能性が低いカメラに対しては、予め符号量が小さくなるように符号量を自動的に調整することができるため、伝送路の全体の利用効率を上げるという効果が得られる。【００２６】  さらに、各カメラに対して監視対象エリアにおいて特に監視の重要性が高いエリアに関する情報を与えた場合には、急に被写体が重要度の高い領域に近づこうとする行動を起こしても、周辺領域よりも符号量の大きい高画質な映像を配信しつづけることができるという効果が得られる。【００２７】  また、数多いカメラの中から被写体とその周囲を撮影しているカメラに対して自動的に高い符号量が割り当てられるため、符号量の高いカメラを指定するだけでモニタに表示すべき被写体とその周囲を撮影しているカメラを探すことが可能となり、カメラを探す負担を軽減できるという効果がある。【００２８】  また、被写体の映っている映像は符号量の大きい高画質映像として、それ以外の映像は符号量の小さい低画質映像として自動的にエンコードがなされているため、撮影された映像をハードディスク等の記録媒体に記録する場合には、被写体の映っていない重要度の低い映像データは自動的にサイズを小さく圧縮して保存されるため、記録媒体を効率良く利用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、従来技術における符号量の割り当ての一例を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の監視システムの構成の概要を説明する図である。
【図３】図３は、効率的な符号量の割り当ての一例を説明する図である。
【図４】図４（ａ）（ｂ）は、反応拡散現象によるパターン形成を説明する図である。
【図５】図５は、実施の形態１のカメラの構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、実施の形態１のカメラの動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、カメラ間で送受信されるデータの内容を示す図である。
【図８】図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は、実施の形態１のカメラの動作（協調パラメータの分布例）を説明する図である。
【図９】図９（ａ）（ｂ）は、実施の形態１のカメラの動作（協調パラメータ及び目標符号量の分布例）を説明する図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１のカメラの動作（協調パラメータの分布例）を説明する図である。
【図１１】図１１（ａ）（ｂ）は、実施の形態１のカメラの動作を説明する図である。
【図１２】図１２（ａ）（ｂ）は、カメラ間で送受信されるデータの内容を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１における通信シーケンス図である。
【図１４】図１４は、実施形態１のカメラ動作を説明する図である。
【図１５】図１５は、実施の形態１のカメラの動作を説明する図である。
【図１６】図１６（ａ）（ｂ）は、監視モニタから各カメラに送信されるデータの内容を示す図である。
【図１７】図１７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、監視モニタに表示される監視映像の例を説明する図である。
【図１８】図１８は、実施の形態１における実施例１−１（複数の車載カメラによる駐車場監視の例）を説明する図である。
【図１９】図１９は、実施の形態１における実施例１−２（ＬＩＶＥ映像配信サービス）を説明する図である。
【図２０】図２０は、実施の形態２のカメラの構成を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、重点監視エリア情報の内容の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態２のカメラの動作を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、実施の形態２における実施例２−１（近隣カメラとの協調内容を調整する例）を説明する図である。
【図２４】図２４（ａ）（ｂ）は、実施の形態２における実施例２−２（近隣カメラとの協調内容を調整する例）を説明する図である。
【符号の説明】
【００３０】  １０１    カメラ
１０１Ｎ，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｌ，１０１Ｒ    近隣カメラ
１０２    通信ネットワーク
１０３    監視モニタ
１０４    被写体
１０５    オペレータ
１０６，４０１    センサ
４０２    撮像部
４０３    通信インターフェイス
４０４    協調パラメータ記憶部
４０５    近隣カメラ情報記憶部
４０６    協調相手選択部
４０７    協調動作実行部
４０８    自律動作実行部
４０９    伝送帯域推定部
４１０    目標符号量決定部
４１１    映像符号化部
４１２    画像処理部
４１３    協調パラメータ更新部
４１４    重点監視エリア記憶部
７０１    送受信データの内容
１４０１    ＬＩＶＥ映像モニタ
１４０２    合成映像モニタ
１４０３    監視パターン選択パネル
１４０４    設定パネル
１４０５    合成範囲設定パネル
１５０１    車載カメラ
１５０２    送受信アンテナ
１５０３    監視カメラ
１６０１    携帯カメラ
１６０２    受信基地局
１６０３    コンテンツプロバイダ
１６０４    映像受信端末
１８０１    重点監視エリア
２００１    重点監視エリア
２００２    金庫
２００３    出入り口
２２０１，２２０２    監視モニタから各カメラに送られる情報
Ｔ０，Ｔ１    時刻
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】  以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。【００３２】  （実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１における監視システムの概要について説明する。【００３３】  図２は本発明の実施の形態１における監視システムの利用形態について説明する図である。【００３４】  図２は、タウンモニタリングやビル等の屋内監視、ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）等において、複数のカメラ１０１が撮影した映像を通信ネットワーク１０２を介して監視モニタ１０３へ配信する監視システムの構成を表している。この監視システムは、同一機能を備える複数のカメラ１０１の符号量を自動調整しながら被写体を監視するシステムであり、複数のカメラ１０１、複数のセンサ１０６、監視モニタ１０３及びそれらを接続する通信ネットワーク１０２から構成される。【００３５】  なお、カメラ１０１は、固定カメラだけではなく、携帯電話に搭載されたカメラや、車載カメラのように移動するカメラであってもよい。センサ１０６は、被写体１０４や異常箇所を検知する赤外線センサ等である。通信ネットワーク１０２は、伝送路の一例であり、有線（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、光ネットワーク等）であっても、無線（無線ＬＡＮ、携帯電話等）であっても良い。また、監視モニタ１０３は、複数のカメラ１０１から送られてくる符号化された映像を受信し、復号化し、復号化後の映像を複数のカメラ１０１の位置に応じて空間的に合成し、得られた合成映像を表示するディスプレイを有する端末装置であり、その数や接続方法、性能についての制限はなく、具体的にはＰＣ、ＴＶ、携帯電話、カーナビなどの映像を表示する機能を備えた端末であれば良い。カメラ１０１は、撮影した映像の画像処理又は外部センサ１０６により、被写体１０４や異常箇所を検出する機能を備えている。そして、カメラ１０１は、被写体や異常箇所を検出すると自カメラ１０１のフレームレートや量子化ステップサイズ等を変えることで、配信映像を任意の符号量（符号化レート）に調整して配信する機能を備えている。【００３６】  なお、タウンモニタリングやビル等の屋内監視、ＩＴＳ等において想定される「被写体」としては歩行者や車などの動体、「異常箇所」としては不審者の出現場所、体調を崩した被写体、火災の発生箇所や、窓ガラスの破損箇所、交通事故の発生現場など監視対象物で発生した異常箇所が挙げられる。【００３７】  本発明の実施の形態１では、通信ネットワーク１０２の伝送帯域の利用効率を考慮しながらも、被写体や異常箇所が発生した場所の映像は高い符号量で配信し、それ以外の場所の映像は小さい符号量で配信されるように、複数のカメラ１０１の符号量の割り当てを自動的に調整する監視システム、及び監視システムにおけるカメラの提供を行うものである。【００３８】  上述した従来技術における伝送路の利用効率と被写体の動きへの追随性の低下の問題に対して、実施の形態１の監視システムは、被写体の動きに応じて、複数のカメラの配置を考慮して個々のカメラの符号量を割り当てることで、上記の課題を解決する。その課題解決を実現する符号量の割り当て方法の一例を図３に示す。【００３９】  図３は平面状に配置された複数のカメラ配置（撮影領域の配置）と被写体１０４の位置に基づいて周囲のカメラ１０１に割り当てられた符号量の値を、それぞれの大きさ（大、中、小）に応じて３種類の模様で示した図である。【００４０】  図３に示すように、実施の形態１の監視システムは、被写体１０４が存在する領域に最も大きい値の符号量を割り当て、さらに被写体１０４が移動する方向とその周辺領域に対して、予めに大きな符号量を割り当てておくことで、被写体１０４が隣のカメラの撮影領域内に現れてもすぐに大きな符号量で映像を配信できる。【００４１】  また、被写体１０４の移動方向とは逆の方向に存在する領域に対しては、被写体１０４との距離が近くても被写体１０４が現れる確率が低いため、符号量の割り当てを低くすることで伝送帯域の利用効率を高くすることが可能となる。【００４２】  本実施の形態の監視システムは、複数カメラが配信する映像の符号量の割り当て問題を、図３に示したように、実空間に配置された複数のカメラ１０１に対して、符号量の値の分布パターン（空間パターン）を自動的に形成することで解決している。以下、複数カメラの符号量の割り当てを自動的に調整する方式について説明する。【００４３】  また、監視システムの規模に対する高い拡張性と耐故障性とを実現するために、本実施の形態の監視システムでは、集中的に複数のカメラを管理する装置を用いることなく、各カメラが協調して互いの符号量を調整することにより図３に示すような符号量の割り当てを自動的に調整するものである。図３に示されるように、本実施の形態の監視システムは、（１）被写体１０４を撮影している撮影領域に対して、被写体１０４を撮影していない撮影領域よりも大きい符号量を割り当て、かつ、（２）被写体１０４に近い撮影領域に対して、遠い撮影領域よりも大きい符号量を割り当て、かつ、（３）被写体１０４の進行方向に位置する撮影領域に対して、進行方向の逆に位置する撮影領域よりも大きい符号量を割り当てている。【００４４】  まず、本実施の形態の監視システムが利用しているメカニズムとして、集中管理装置を持たない一般的な分散システムにおいて、システムを構成する個々のサブシステムが局所的に相互作用することにより、システム全体に対して空間的な秩序（空間パターン）を自発的に形成するメカニズムについて説明する。ここでは、空間的な秩序（空間パターン）を形成するシステムの具体的な例として、熱帯魚等の皮膚細胞（サブシステム）が近隣の細胞と化学物質のやり取りにより、各自の色を決定することで全体として縞模様（空間パターン）を形成するメカニズムについて説明する。【００４５】  熱帯魚の縞模様のように複数の細胞が局所的な相互作用によって空間パターンが形成される現象は、細胞間でやり取りされる化学物質の化学反応と拡散現象により実現されることがチューリングによって数理的に示されている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】Ａ．Ｍ．ＴＵＲＩＮＧ，Ｔｈｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｂａｓｉｓ  ｏｆ  ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｓｉｓ，Ｐｈｉｌ．Ｔｒａｎｓ．Ｒ．Ｓｏｃ．Ｌｏｎｄ．Ｂ３２７，ＰＰ．３７−７２（１９５２．）
【００４６】  チューリングによって示された数理モデルは、以下の式１に示す２つの反応拡散方程式（連立微分方程式）によって示される。式１は各細胞内で行われる化学反応の正のフィードバックに関与する活性因子の濃度ｕと、負のフィードバックに関与する抑制因子の濃度ｖの増減量を表わす式である。式１の右辺において第１項は反応項と呼ばれ、細胞内の活性因子と抑制因子の濃度（ｕ，ｖ）の比率によって活性因子、抑制因子の生成・分解の量を決定する項である。また第２項は拡散項と呼ばれ、隣接する細胞間で拡散現象により移動していく活性因子、抑制因子の量を決定する項である。【００４７】
【数１】
2008035745.tif 000003
【００４８】  なお、Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）は細胞間での化学物質の拡散速度を決定する拡散係数である。またｆ（ｕ，ｖ）、ｇ（ｕ，ｖ）は変数ｕとｖの関数である。【００４９】  図４は、式１に基づいて細胞内で起こる化学物質の分布パターンの概要を示す図である。【００５０】  通常、細胞内に存在する化学物質は、図４（ａ）に示すように（時刻Ｔ０→Ｔ１）、化学物質の濃度の高い細胞から濃度の低い細胞へ拡散現象により移動し全ての細胞内で同じ濃度となる。【００５１】  しかし、化学反応を活性化させる活性因子と抑制させる抑制因子の拡散速度に違いがあり、活性因子よりも抑制因子が早い速度で近隣の細胞に拡散する場合には、化学反応を活性化させようとする活性因子が先に広い範囲に拡散し、後から拡散してきた活性因子の拡散を抑制してしまうため、図４（ｂ）に示すように（時刻Ｔ０→Ｔ１）、個々の細胞の活性因子、抑制因子の濃度（ｕ，ｖ）が不均一となる状態が形成される。【００５２】  このような活性因子と抑制因子との間で行われる化学反応と拡散のバランスを調整することによって、不均一な活性因子、抑制因子の濃度の分布パターンを熱帯魚に見られる縞模様やヒョウ等に見られる斑点模様など様々な形に調整できることが知られている。【００５３】  上記の例では細胞内の活性因子、抑制因子の濃度（ｕ，ｖ）を例に説明したが、複数のカメラから構成される監視システムにおいても、各カメラが活性因子、抑制因子に相当し、自身の符号量の割り当てを調整するパラメータを式１の反応拡散方程式により示される挙動に基づいて相互にやり取りすることにより、各カメラの配置に応じた符号量の割り当てを決定するパラメータの分布パターンを形成することができる。【００５４】  さらに、近隣のカメラ間とのパラメータのやり取り以外にも、被写体を検出した外部センサ１０６等からの情報に基づいて、一部のカメラのパラメータの量を増減させることで、監視システム全体の符号量の割り当てパターンを変えることができる。【００５５】  実施の形態１では、以上説明した式１の反応拡散方程式に基づくパラメータの分布パターンの形成モデルを、各カメラ１０１の符号量の割り当て調整に適用している。【００５６】  本実施の形態では、複数のカメラ１０１の符号量を調整のために、カメラ１０１間でやり取りされるパラメータとして、協調パラメータ（ｕ，ｖ）を用いる。なお、協調パラメータ（ｕ，ｖ）はそれぞれ細胞内での活性因子、抑制因子の濃度（ｕ，ｖ）に相当するパラメータである。【００５７】  次に、実施の形態１における監視システムを構成するカメラ１０１について詳細に説明する。【００５８】  図５は、実施の形態１における監視システムの構成を表わすブロック図である。ここでは、１台のカメラ１０１の詳細な構成が示されている。本図では、説明の便宜上、着目している１台のカメラ１０１と近隣の複数のカメラ１０１Ｎとは、異なる符号が付されているが、これら複数のカメラ１０１、１０１Ｎは、いずれも、同じ構成を備える。なお、図２と同じ構成については、同じ番号を付与し説明を省略する。【００５９】  図５に示すように、実施の形態１の個々のカメラ１０１は、被写体１０４の振る舞いや異常箇所の発生を検出するセンサ４０１、被写体や異常箇所を撮影する撮像部４０２を備えている。センサ４０１及び撮像部４０２は、監視対象エリア内に存在する被写体１０４や異常箇所を検出する被写体検出手段に対応する。【００６０】  センサ４０１を用いて被写体１０４の位置や移動方向、移動速度を検出する方法としては、監視対象エリアに磁気センサを敷き詰め、被写体１０４に取付けられた永久磁石のフットプリントから被写体１０４の識別、位置、方向を検出する技術（非特許文献２参照）や、携帯端末に搭載された加速度センサから得られた加速度の変化量から被写体の動作を推定する技術（非特許文献３参照）、人工衛星からの電波を利用して位置を測定するＧＰＳを始め、赤外線や電波強度、超音波などを用いた測位システム（非特許文献４参照）などにより被写体の位置や動作を検出が可能となる。
【非特許文献２】西沢  洋平，鞍掛  隆一，南  正輝，森川  博之，青山  友紀“磁気的手法を用いた位置・方向検出機能統合型面状通信システムの設計と実装”，情報処理学会研究報告，ＵＢＩ−９（９），Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ２００５．
【非特許文献３】倉沢  央，川原  圭博，森川  博之，青山  友紀“センサ装着場所を考慮した３軸加速度センサを用いた姿勢推定手法”，情報処理学会研究報告，ＵＢＩ−１１−３，Ｍａｙ  ２００６．
【非特許文献４】平澤  一樹，南  正輝，横山  成昭，水町  守志，森川  博之，青山  友紀“自律分散型屋内測位システムの実装と評価”，電子情報通信学会技術研究報告，ＭｏＭｕＣ２００４−３，Ｍａｙ  ２００４．
【００６１】  また、センサ４０１により異常箇所を検出する方法としては、例えば、高速道路等において、渋滞や交通事故が発生した場所を検出したり、対象が人であれば生体センサ（脈拍、呼吸など）により体調の変化を検出したり、建物や車であれば赤外線センサや圧力センサをドアや窓に設置することで侵入者を検出したりすることが可能である。【００６２】  異常箇所の検出方法として、渋滞や交通事故が発生した場所の検出の具体例を挙げる。まず、車両検出システム等を用いて、時間当たりの車両の通行台数を測定して、随時、車の交通量を観測しておく。そして、予め異常である車の交通量を定義しておき、定義した異常な車両の交通量を観測した車両検出システムの測定場所が異常箇所であると検出する。【００６３】  なお、図５ではセンサ４０１がカメラ１０１に内蔵されている場合を示しているが、図２に示したように監視対象エリアに設置された外部センサが検出した被写体１０４や異常箇所に関する情報を通信ネットワーク１０２を介して取得して、利用する構成をとっても良い。【００６４】  また、イーサーネット等の通信ネットワーク１０２を介して監視モニタ１０３に対して映像データを、また近隣のカメラ１０１Ｎとは互いの制御信号のやり取りをする通信インターフェイス４０３を備えている。【００６５】  さらに、カメラ１０１は協調パラメータ記憶部４０４、近隣カメラ情報記憶部４０５、協調相手選択部４０６、協調動作実行部４０７、自律動作実行部４０８、伝送帯域推定部４０９、目標符号量決定部４１０、映像符号化部４１１を備えている。【００６６】  協調パラメータ記憶部４０４は、複数のカメラのうち、自カメラの近くに位置するカメラとして予め定められたカメラである近隣カメラ１０１Ｎに割り当てられた、映像の符号化における目標値である目標符号量と、自カメラに割り当てられる目標符号量との相対量を示す協調パラメータを記憶する、つまり、自身の符号量と近隣のカメラ１０１Ｎの符号量との関係を調整する協調パラメータ（ｕ，ｖ）を記憶するメモリ等の記憶装置である。【００６７】  近隣カメラ情報記憶部４０５は、通信ネットワーク１０２経由で取得した他のカメラの識別情報（例えば、カメラのＩＤ情報）、位置特定情報、協調パラメータ（ｕｎ，ｖｎ）、目標符号量Ｑｎのうち、協調相手選択部４０６により選択されたカメラの識別情報、位置特定情報、協調パラメータ（ｕｎ，ｖｎ）、目標符号量Ｑｎを記憶するメモリ等の記憶装置である。【００６８】  カメラの設置位置の特定方法としては、ＧＰＳ等の装置を用いることで個々のカメラの位置座標を取得することが可能である。【００６９】  また、例えば上記非特許文献４に記載されているように、超音波センサ等を用いて個々のカメラが近隣カメラとの距離関係を測定することで、互いの相対的な位置情報を作成し、相対的な位置情報を利用してもよい。【００７０】  協調相手選択部４０６は、複数のカメラの中から近隣を撮影しているカメラ１０１Ｎを選択する処理部である。【００７１】  なお、協調相手選択部４０６が選ぶ近隣カメラ１０１Ｎは、予めカメラの配置に基づいて決められているものとする。【００７２】  また、各カメラ１０１の位置情報に基づいて自カメラ１０１から一定の距離範囲内にいる近隣カメラ１０１Ｎを協調相手に選択するなど、設置された環境やカメラの配置に応じて、カメラ１０１側で協調相手を決定するようにしても良い。【００７３】  これによりカメラの設置位置を変更する場合や新たにカメラを追加する場合であっても自動的に通信相手を決定することができる。【００７４】  協調動作実行部４０７は、カメラ１０１と近隣カメラ１０１Ｎとの協調動作にかかわる協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量を決定する処理部であり、カメラ１０１自身の協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値が近隣カメラ１０１Ｎの協調パラメータ（ｕｎ，ｖｎ）と同じ値になるように協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値を調整する。【００７５】  また、自律動作実行部４０８は、カメラ１０１の自律動作に基づく協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量を決定する処理装置であり、自身の協調パラメータ（ｕ，ｖ）に基づいて、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値を調整する。【００７６】  協調パラメータ更新部４１３は自律動作実行部４０８と協調動作実行部４０７から構成され、自カメラ１０１の協調パラメータの値を更新する。このとき、協調パラメータ更新部４１３は、センサ４０１等で検出された被写体の位置、並びに、近隣カメラ情報記憶部４０５に記憶された近隣カメラの位置特定情報及び協調パラメータに基づいて、（１）複数のカメラが存在する空間における協調パラメータの値の分布を示す分布パターンが、センサ４０１等で検出された被写体又は異常箇所を起点とする同心円を形成し、かつ、（２）被写体又は異常箇所を撮影するカメラの目標符号量が被写体及び異常箇所を撮影していないカメラの目標符号量よりも大きくなるように、協調パラメータ記憶部４０４に記憶された協調パラメータを更新する。【００７７】  また、協調パラメータ更新部４１３によって調整される協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量は、以下の式２に示す反応拡散方程式に基づいて決定される。【００７８】  なお、協調動作実行部４０７における協調動作は、式２の右辺の第２項に示した拡散項によって決定される。また、自律動作実行部４０８における自律動作は、式２の右辺の第１項に示した反応項によって決定される。【００７９】
【数２】
2008035745.tif 000004
【００８０】  式２において、ｓはセンサ４０１より送られてきたセンサ情報であり、被写体の存在の有無や移動速度、移動方向などに基づいて決定された値である。【００８１】  Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）は拡散係数の値を決定する関数であり、センサ情報ｓの値に基づいて、近隣のカメラ間でやり取りされる協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量を調整する関数である。【００８２】  ｆ（ｕ，ｖ，ｓ）、ｇ（ｕ，ｖ，ｓ）は反応項であり、協調パラメータ（ｕ，ｖ）とセンサ情報ｓによって協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量を調整する関数である。実施の形態１では反応項ｆ（ｕ，ｖ，ｓ）、ｇ（ｕ，ｖ，ｓ）として以下の式３が用いられる。【００８３】
【数３】
2008035745.tif 000005
【００８４】  式３において、Ｓｕ（ｓ）、Ｓｖ（ｓ）はセンサ情報ｓの値によって協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値の増減量を決定する関数である。ａからｇは係数である。【００８５】  伝送帯域推定部４０９は、通信ネットワーク１０２のトラフィック量を計測し、符号化した映像を監視モニタ１０３に伝送するのに利用可能な伝送帯域の空容量ｒを推定する処理装置である。【００８６】  伝送帯域を求める方法としては、ＴＴＬ（Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｌｉｖｅ）フィールドをｎに設定したパケットを送出することで、経路上のｎ番目のルータにＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットのＴＴＬ  Ｅｘｐｉｒｅｄメッセージを送信させることで各ルータとの往復伝播遅延時間（ＲＴＴ：Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）を計測し、ＲＴＴデータから統計処理によって帯域を推定するパスチャ方式（非特許文献５参照）や、帯域推定用パケットを連続して受信端末に送信し、帯域推定用パケットがボトルネックリンクを通過する際に生じるパケット間の送信間隔とパケットのサイズからボトルネックリンクの帯域を計算するペアパケット方式（非特許文献６参照）により伝送帯域の推定が行える。
【非特許文献５】Ａ．Ｂ．Ｄｏｗｎｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｕｓｉｎｇ  ｐａｔｈｃｈａｒ  ｅｓｔｉｍａｔｅ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｌｉｎｋ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ”，ＡＣＭ  ＳＩＧＣ  ＯＭＭ’９９．
【非特許文献６】Ｒ．Ｌ．Ｃａｒｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ  Ｌｉｎｋ  Ｓｐｅｅｄ  ｉｎ  Ｐａｃｋｅｔ−Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  ＢＵ−ＣＳ−９６−００６，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｂｏｓｔｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｍａｒｃｈ  １９９６．
【００８７】  目標符号量決定部４１０は、協調パラメータ記憶部４０４に記憶されている協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値と近隣カメラ情報記憶部４０５に記憶される近隣カメラ協調パラメータ（ｕｎ，ｖｎ）の値、及び伝送帯域推定部４０９により取得された利用可能な伝送帯域ｒの値に基づいて、自カメラに割り当てる目標符号量を設定し、さらに目標符号量Ｑが達成できるように符号化フレーム内の量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）やフレームレートを算出する処理装置である。【００８８】  なお、ＭＰＥＧなどの符号化方式においては、符号化マクロブロックごとの符号量制御方式が標準化されており、符号化フレームごとに目標符号量を設定することで、目標符号量を達成できるように、量子化ステップサイズを導出することが可能である（例えば非特許文献７を参照）。
【非特許文献７】Ｊ．Ｒ．Ｃｏｒｂｅｒａ，Ｓ．Ｌｅｉ“Ｒａｔｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  ＤＣＴ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｌｏｗ−Ｄｅｌａｙ”Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，“ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｖｉｄｅｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．９，Ｎｏ．１，ｐｐ．１７２−１８５．Ｆｅｂ  １９９９．”
【００８９】  また、目標符号量Ｑを達成するために、量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）とフレームレートのいずれを優先的に調整するかを状況に応じて変更できるようにしても良い。【００９０】  例えば、画質を優先させる場合はフレームレートによる符号量の調整を優先して行うことで各フレーム毎の画質を維持したまま符号量を調整することが可能である。また被写体の動きへの追随性を向上させる場合には、量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）による符号量の調整を優先させることにより、フレームレートを下げることなく符号量の調整が可能である。【００９１】  また、エンコーダの符号量を目標符号量Ｑに近づける方法として、量子化ステップ（ＱＳＴＥＰ）やフレームレート以外にも、配信映像の画像サイズや、カラー情報の削除、符号化方式の変更等によって符号量を調整してもよい。【００９２】  映像符号化部４１１は、符号化によって発生する符号量が目標符号量決定部４１０で決定された目標符号量となるように映像を符号化するエンコーダ、本実施の形態では、撮像部４０２で撮影された映像をＭｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧやＭＰＥＧ等の符号化方式で目標符号量決定部４１０において決定された量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）やフレームレートでエンコードし、映像を目標符号量Ｑで配信するエンコーダである。【００９３】  なお、実施の形態１では、通信ネットワーク１０２を介して映像を配信することを想定しているため、エンコーダは映像を固定ビットレート（ＣＢＲ）でエンコードするものとする。なお、撮影映像をハードディスクドライブ等のメディアに記録する際に、メディアの利用効率を上げることを目的として、映像を可変ビットレート（ＶＢＲ）でエンコードするようにしても良い。【００９４】  画像処理部４１２は、撮像部４０２が撮影した映像から被写体１０４の存在や、動きを検出する画像処理装置である。【００９５】  撮影映像から被写体１０４の存在を検出する方法としては、カメラ１０１が撮影した映像に対して背景差分法やフレーム間差分法（非特許文献８参照）等を用いることにより実現が可能である。また被写体１０４の動きについても撮影映像に対してオプティカルフロー（非特許文献６、非特許文献９参照）等をもとめることにより検出が可能である。
【非特許文献８】馬場  功淳，大橋  健，乃万  司，松尾  英明，江島  俊朗“ＨｅａｄＦｉｎｄｅｒ：フレーム間差分をベースにした人物追跡”画像センシングシンポジウム２０００，ｐｐ３２９−３３４，２０００．
【非特許文献９】Ｊ．Ｌ．Ｂａｒｒｏｎ，Ｄ．Ｊ．Ｆｌｅｅｔ，Ｓ．Ｓ．Ｂｅａｕｃｈｅｍｉｎ，ａｎｄ  Ｔ．Ａ．Ｂｕｒｋｉｔｔ．“Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｌｏｗ  ｔｈｃｈｎｉｑｕｅｓ．”ＣＶＰＲ，ｐｐ．２３６−２４２，１９９２．
【００９６】  次にカメラ１０１の動作について説明する。【００９７】  図６は図５のカメラ１０１の目標符号化レートを調整する動作を説明するフローチャートである。なお、フローチャートの説明においては、監視システムを構成するカメラ１０１が図３のように格子状に配置されている場合を例に説明を行う。【００９８】  （ステップＳ６０１：近隣カメラとの通信）
カメラ１０１は、通信ネットワーク１０２を介して、近隣のカメラ１０１Ｎと互いの協調パラメータ（ｕ，ｖ）を通信しあう。【００９９】  図７は、カメラ１０１が近隣のカメラ１０１Ｎと互いに通信しあうデータの内容の一例を示す図である。図７に示すようにカメラ間で通信されるデータには、各カメラを識別するためのカメラＩＤ、カメラが設置されている場所（または撮影している場所）の位置情報（「位置特定情報」）、協調パラメータ（ｕ，ｖ）及び後述する処理によって決定される当該カメラの目標符号量Ｑの値が含まれている。【０１００】  そして、協調相手選択部４０６において送られてきたデータに記載されているカメラＩＤや位置情報を基に協調相手となるカメラを選択し、近隣カメラ情報記憶部４０５に格納する。【０１０１】  （ステップＳ６０２：被写体の検出）
センサ４０１、または画像処理部４１２は、被写体１０４の存在を検出する。【０１０２】  なお、被写体１０４が離れた場所に複数存在する場合には、それぞれの被写体１０４の位置を起点に後述する方法によって協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成し、各被写体１０４の位置に合わせたカメラの目標符号量Ｑの割り当てを行っても良い。【０１０３】  また、被写体１０４同士の距離が一定の距離以内に密集して存在する場合などに、密集している被写体１０４の位置の重心座標などを起点として後述する方法によって協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成してもよい。これにより密集して存在する個々の被写体１０４を一つの集団として扱うことができる。【０１０４】  （ステップＳ６０３）
被写体の存在が検出された場合には（ステップＳ６０２でＹｅｓ）、センサ情報ｓは自律動作実行部４０８に送られ、式３におけるＳｕ（ｓ）、Ｓｖ（ｓ）の値が変更される。【０１０５】  ここでは、Ｓｕ（ｓ）、Ｓｖ（ｓ）から、被写体を検出しているカメラの協調パラメータｕの値が、所定の量だけ増加されるものとする。【０１０６】  （ステップＳ６０４：被写体の動作の検出）
センサ４０１や画像処理部４１２は、被写体１０４の移動方向、移動速度を検出する。【０１０７】  被写体１０４の移動方向や移動速度が検出された場合は（ステップＳ６０４でＹｅｓ）、センサ４０１又は画像処理部４１２は、その情報を協調動作実行部４０７に通知する。【０１０８】  次に、被写体の動きが検出されなかった場合（ステップＳ６０２でＮｏ）の動作フローについて先に説明する。【０１０９】  （ステップＳ６０５：分布パターンの形成）
協調動作実行部４０７と自律動作実行部４０８からなる協調パラメータ更新部４１３は、カメラ１０１の協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値を式２、式３に基づいて調整することにより、個々のカメラの配置に応じた協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値を決定し、その結果、複数のカメラ１０１に対して協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成する。【０１１０】  図８は、式２、式３により作られる協調パラメータｕの値の空間的な分布パターンの一例を示す図である。【０１１１】  図３（ｂ）では、１次元に細胞を並べた場合を例に挙げ、活性因子及び抑制因子のそれぞれの濃度（ｕ，ｖ）が不均一な分布パターンの形成が示されたが、図８（ａ）〜図８（ｃ）では、２次元平面上に無数のカメラを配置した場合に、個々のカメラが保持している協調パラメータｕが相対的に大きくなる領域と小さくなる領域をそれぞれ白と黒の２色で示されている。【０１１２】  例えば、図８（ａ）に示されるように、式２、式３の係数の値をａ＝０．１、ｂ＝−０．０６、ｃ＝０．０、ｄ＝０．０５、ｅ＝０．０５、ｆ＝０．１、ｇ＝−０．１、Ｄｕ（ｓ）＝０．０１、Ｄｖ（ｓ）＝０．０１と設定することにより、被写体１０４が存在する近辺にいるカメラの協調パラメータｕの値は大きくなり、それ以外の場所は小さくなる「双安定」と呼ぶ分布パターンが形成される。【０１１３】  また、図８（ｂ）に示されるにように、式２、式３の係数の値をａ＝０．０８、ｂ＝−０．０８、ｃ＝０．０２、ｄ＝０．０３、ｅ＝０．０１、ｆ＝０．０６、ｇ＝−０．１５、Ｄｕ（ｓ）＝０．０２、Ｄｖ（ｓ）＝０．５と設定することにより、被写体１０４の位置を起点に協調パラメータｕの大きい領域と、小さい領域が等心円上に連なる「スポット」と呼ぶ分布パターンが形成される。【０１１４】  さらに、図８（ｃ）に示されるように、式２、式３の係数の値をａ＝０．０８、ｂ＝−０．０８、ｃ＝０．０４、ｄ＝０．０３、ｅ＝０．０６、ｆ＝０．０３、ｇ＝−０．１５、Ｄｕ（ｓ）＝０．０１、Ｄｖ（ｓ）＝０．２５と設定することにより、被写体１０４の位置を起点に協調パラメータｕの大きい領域と、小さい領域が等心円上に連なる模様が、起点から動的に移動していく「パルストレイン」と呼ぶ分布パターンが形成される。【０１１５】  （ステップＳ６０６）
伝送帯域推定部４０９は、通信ネットワーク１０２において利用可能な伝送帯域の空容量ｒを求める。【０１１６】  （ステップＳ６０７）
目標符号量決定部４１０は、協調パラメータ記憶部４０４に記憶されている協調パラメータと、近隣カメラ情報記憶部４０５に記憶されている近隣カメラの協調パラメータ（ｕｎ，ｖｎ）、近隣カメラの目標符号量決定部４１０に記憶されている近隣カメラ１０１Ｎの目標符号量Ｑｎ、及び、伝送帯域推定部４０９により取得された利用可能な伝送帯域ｒの値を用いて、以下の式４より目標符号量Ｑを算出する。ただしｕｎ、ｖｎ、は近隣カメラ１０１Ｎの協調パラメータの集合ｕｎ＝（ｕ１，ｕ２，ｕ３，…，ｕＮ）、ｖｎ＝（ｖ１，ｖ２，ｖ３，…，ｖＮ）である。またＱｎは近隣カメラ１０１Ｎの目標符号量の集合Ｑｎ＝（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，…，ＱＮ）である。【０１１７】
【数４】
2008035745.tif 000006
【０１１８】  なお、式４において、ｈ（ｕ，ｖ，ｕｎ，ｖｎ，Ｑｎ）は自身の協調パラメータ（ｕ，ｖ）と近隣カメラ１０１Ｎの協調パラメータ（ｕｎ，ｖｎ）、及び近隣カメラ１０１Ｎの目標符号量Ｑｎの値から近隣カメラ１０１Ｎに対する自カメラ１０１の目標符号量Ｑを決定する関数である。【０１１９】  また、Ｉ（ｒ）は伝送帯域の空容量ｒの値に基づいて、通信ネットワークが混み合っている場合は目標符号量Ｑを小さくし、通信ネットワーク１０２が空いている場合には目標符号量Ｑを大きくすることで目標符号量Ｑの絶対量を調整する関数である。Ｉ（ｒ）の例として例えば、以下の式５を用いる。【０１２０】
【数５】
2008035745.tif 000007
【０１２１】  なお、式５において、Ｉ０は、Ｉ（ｒ）の初期値である。またｒｔは伝送帯域の空き容量の目標値、ｒ（ｔ）は時刻ｔでの伝送帯域の空容量である。αは係数である。式５では、時刻ｔにおいて測定された伝送帯域の空容量ｒと空容量の目標値ｒｔの差分小さくなるようにＩの値を調整する関数Ｉ（ｒ）が示されている。つまり、関数Ｉ（ｒ）は伝送帯域の空容量の目標値ｒｔよりも実際の空容量ｒが小さい時はＩの値を大きくし、また逆に、伝送帯域の空容量の目標値ｒｔよりも実際の空容量が少ない場合にはＩの値を小さくするように働く。【０１２２】  例えば、伝送帯域の空容量の目標値ｒｔを伝送帯域の総量の２０％と設定すると、式５により、伝送帯域の空容量ｒが伝送帯域の総量の２０％に近づくようにＩ（ｒ）の値が調整される。【０１２３】  次に、関数ｈ（ｕ，ｖ，ｕｎ，ｖｎ，Ｑｎ）の一例を以下の式６に示す。【０１２４】
【数６】
2008035745.tif 000008
【０１２５】  式６において、Ｎは個々のカメラが協調パラメータ（ｕ，ｖ）をやり取りする近隣カメラ１０１Ｎの台数である。【０１２６】  各カメラ１０１は、式６により、近隣の各カメラ１０１Ｎの目標符号量Ｑｎに対して自カメラ１０１の目標符号量Ｑの値が、自カメラ１０１の協調パラメータｕの値と近隣カメラ１０１Ｎの協調パラメータｕｎの比率の平均に等しくなるように目標符号量Ｑを調整する。【０１２７】  図９（ａ）及び図９（ｂ）は、各カメラ１０１の協調パラメータｕの分布パターンが「双安定」型の状態にある場合に、式６により各カメラ１０１の目標符号量Ｑの分布パターンを「双安定」型の分布パターンと同じ形状に近づける様子を説明する図である。【０１２８】  図９（ａ）は、個々のカメラ１０１が協調パラメータｕの分布パターンが双安定型の状態にある時に（図８（ａ）参照）、協調パラメータｕの値が高い領域における分布パターンを協調パラメータｕの値の大きさ（大、中、小）に応じて３種類の模様で示した図である。また図９（ｂ）は、図９（ａ）と同じ場所にある個々のカメラ１０１の目標符号量Ｑの値の変化を目標符号量Ｑの大きさ（大、中、小）に応じて３種類の模様で示した図である。【０１２９】  近隣カメラの相互作用によって協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンが図９（ａ）に示す分布パターンにあり、目標符号量Ｑの分布パターンが図９（ｂ−１）に示す状態にある時、各カメラ１０１は式６に基づいて近隣カメラの目標符号量Ｑｎに対して自身の目標符号量Ｑの値が互いの協調パラメータの比率（ｕ：ｕｎ）と同じ比率になるように目標符号量Ｑを自動的に調整する。【０１３０】  このように個々のカメラ１０１において目標符号量Ｑと目標符号量Ｑｎの比率が（ｕ：ｕｎ）の比率に近づけられるため、図９（ｂ−２）に示すように目標符号量Ｑの分布パターンを図９（ａ）の分布パターンと同じ形に近づけることができる。【０１３１】  また、協調パラメータｕの分布パターンが図８（ｂ）に示したように被写体の位置を起点に「スポット」型の分布パターンを描いた場合には、近隣カメラの協調パラメータｕの分布が、図１０に示すように被写体の位置を起点とした円状の縞模様となり、符号量の大きいカメラと小さいカメラを一定の距離間隔ごとに割り当てることが可能となる。また、図８（ｂ）の縞模様の間隔や幅は式２、式３における各係数の値を調整することにより変更が可能である。このため縞の間隔や幅を調整することによって、大きな符号量を割当てるカメラの台数や密度を自動的に調整することができる。【０１３２】  また、図８（ｃ）に示した「パルストレイン」型のように動的に分布が変動する分布パターンを利用する場合では、協調パラメータｕの高い領域が被写体の位置を起点に監視対象エリア全体に広がるように伝播していくため、全ての監視対象エリアに対して周期的に高い目標符号量Ｑが動的に割り当てられる。【０１３３】  このため一定の時間内において全ての監視対象エリアを高い目標符号量Ｑで撮影されるように個々のカメラの符号量の割り当てを自動的に行うことができる。【０１３４】  また、符号量Ｑを決定する別の方法として、カメラの目標符号量Ｑは、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値だけでなく���分布パターンの幾何学的な特徴に基づいてカメラの目標符号量Ｑを決定しても良い。【０１３５】  例えば、図１０に示されるように、縞模様は常に被写体の方向に向かってカーブ（弧）を描き、また被写体の位置から遠くなるほどカーブ（弧）の大きさが大きくなるため、縞模様のカーブ（弧）の大きさに基づいて被写体との距離や方向を推定することが可能である。つまり、目標符号量決定部４１０は、協調パラメータ更新部４１３で更新された協調パラメータの分布パターンにおける、自カメラが位置する領域の円弧の曲率を特定し、特定した曲率が大きいほど大きな目標符号量となるように、自カメラの目標符号量を決定してもよい。【０１３６】  ここで、縞模様のカーブ（弧）の大きさに基づいた被写体との距離や方向の具体的な推定方法としては、例えばテンプレートマッチングを利用する方法が挙げられる。テンプレートマッチングでは予め被写体を起点に形成される協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを、被写体を起点とした一定の方向ｋと距離ｌごとにテンプレート情報として被写体からの方向ｋと距離ｌと一緒に記憶しておく。そして、実際にカメラの周囲に形成された分布パターンと最も形状の近いテンプレート情報をテンプレートマッチングにより選択する。そして選択されたテンプレート情報に記載されている内容から被写体の方向ｋと距離ｌを特定することができる。【０１３７】  被写体までの方向ｋと距離ｌが特定できれば、例えば以下の式７に示すような関数を用いることにより目標符号量Ｑを決定することができる。【０１３８】
【数７】
2008035745.tif 000009
【０１３９】  式７において、Ｉ（ｒ）は式５で説明した関数である。また、Ｊ（ｋ，ｌ）は、被写体への方向ｋと距離ｌを変数とする関数であり、例えば以下の式８に示すような関数を用いることにより、被写体の位置を起点に被写体からの距離が遠くなるほど目標符号量Ｑの値が小さくなるようにすることができる。【０１４０】
【数８】
2008035745.tif 000010
【０１４１】  なお、式８は被写体の位置を起点とするガウス分布を描く関数であり、δは係数である。【０１４２】  このように協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンが持つ幾何学的な特徴に基づいて推定された被写体の方向ｋと距離ｌを基に目標符号量Ｑを割当てることが可能である。【０１４３】  また、図８（ｃ）に示した「パルストレイン」型の分布パターンのように、動的に変動する分布ターンの幾何学的な特徴に基づいて、被写体の位置を特定し、目標符号量Ｑを調整しても良い。【０１４４】  たとえば、「パルストレイン」型の分布パターンでは、パラメータ（ｕ，ｖ）の変動する差分情報から縞模様の移動方向を求め、自カメラ１０１から被写体のいる方向を推定することが可能である。【０１４５】  また、カメラの台数が少なく監視対象となる領域全体を撮影しきれない場合や監視の重要度に応じて場所ごとにカメラの設置密度が異なる場合などには、個々のカメラの協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンの空間的な分解能が低くなってしまい、目標符号量Ｑの割り当てに適さなくなる。【０１４６】  そこで、近隣カメラ１０１Ｎの台数や密度が小さいカメラに対して、自身の回りに仮想的なカメラが配置されているものとして仮想カメラの協調パラメータ（ｕｎ，ｖｎ）の増減と目標符号量Ｑｎを自身の協調パラメータ（ｕ，ｖ）、目標符号量Ｑと同様に計算し、これらの値を目標符号量Ｑの割り当てに利用する。これにより仮想的に協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンの空間分解能を高くすることが可能となる。【０１４７】  また、近隣カメラ１０１Ｎと仮想カメラの協調パラメータ（ｕｎ，ｖｎ）と目標符号量Ｑｎを相互に通信し利用しても良い。これにより自身の目標符号量Ｑを決定する際に他のカメラ１０１が計算した仮想カメラの協調パラメータ（ｕｎ，ｖｎ）や目標符号量Ｑｎも利用できるため、近隣カメラの台数や密度の不足をより効率的に補うことができる。【０１４８】  また、広角カメラを用いることでカメラ１台あたりの撮影領域の面積が広く、カメラの設置密度が小さくなる場合にはカメラ１０１の撮影領域を複数の領域に分割し、分割された領域ごとに仮想カメラを配置することで、カメラ１０１の撮影領域内の各場所に異なる協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値を割り当てるようにしても良い。これによりカメラ１０１の撮影領域が広く、カメラ１０１の設置密度が低くなる場合においても、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンの空間分解能を高くすることができる。【０１４９】  また、仮想カメラの状態を決定するデータとしては、図７に記載されているデータと同じ内容のデータが用いられる。この仮想カメラのデータは、近隣カメラ情報記憶部４０５に記憶しておく。【０１５０】  なお、実施の形態１では協調パラメータｕのみの分布パターンを用いて目標符号量Ｑを決定する方法を中心に説明を行ったが、協調パラメータｖの分布パターンや、協調パラメータ（ｕ，ｖ）双方を組み合わせた値の分布パターンが、「双安定」や「スポット」等の形となるように反応項ｆ（ｕ，ｖ，ｓ）、ｇ（ｕ，ｖ，ｓ）や拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を設計し、ｖや（ｕ，ｖ）の組合せを利用して目標符号量Ｑを決定しても良い。【０１５１】  （ステップＳ６０８：量子化パラメータの決定）
目標符号量決定部４１０は、前述のとおり目標符号量Ｑが決定されると映像の符号量が目標符号量Ｑに近づくようにエンコーダの量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）やフレームレートの値を決定し、エンコーダの量子化パラメータを調整する。【０１５２】  映像符号化部４１１は、目標符号量決定部４１０で決定されたパラメータに従って、撮像部４０２から送られてくる映像を符号化し、符号化した映像を、通信インターフェイス４０３及び通信ネットワーク１０２を介して監視モニタ１０３に送る。【０１５３】  次に被写体の動きを検出した場合（ステップＳ６０４でＹｅｓ）について説明する。【０１５４】  （ステップＳ６０９）
センサ４０１等によって被写体の移動方向、移動速度が検出されると（ステップＳ６０４でＹｅｓ）、検出された被写体の振る舞いに関する情報が協調動作実行部４０７に送られ式２の拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値が変更される。【０１５５】  図１１は、被写体の振る舞いに対する拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）変更、及び拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更により形成される協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンの変化の様子を示す図である。【０１５６】  図１１（ａ）に示すように協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンは拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の大きさによって分布パターンのサイズを調整することができる。たとえば、センサ１０６は、被写体の移動速度を検出し、協調パラメータ更新部４１３は、被写体の移動速度が大きいほど、協調パラメータの大きい領域と小さい領域とが連なる間隔が大きくなっていく分布パターンが形成されるように、協調パラメータを更新する。【０１５７】  そのために、被写体がゆっくり移動している場合には拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を小さくし、被写体が速い速度で移動する場合は拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を大きくすることにより、被写体の移動速度に応じて協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンのサイズを調整することができるため、符号量の値を大きくカメラの範囲や台数を被写体１０４の移動速度に自動的に調整することができる。【０１５８】  また、図１１（ｂ）に示すように自カメラから見て被写体１０４の移動方向と同じ方向に存在する近隣カメラ１０１Ｎとの拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を大きくし、それ以外の方向に存在する近隣カメラ１０１Ｎとの拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を小さくすることで協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを被写体１０４の進行方向と同じ方向に対して偏りを持たせることができる。つまり、センサ１０６は、被写体の移動方向を検出し、協調パラメータ更新部４１３は、被写体の移動方向に向けて、協調パラメータの大きい領域と小さい領域とが連なる間隔が大きくなっていく分布パターンが形成されるように、協調パラメータを更新する。【０１５９】  このように被写体１０４の動きにあわせて拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を調整することにより、被写体１０４の移動方向に対して、その移動速度に応じた範囲にまで協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値が高くなる分布パターンを形成することが可能となる。【０１６０】  図１２は、被写体１０４の動きに応じて拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）を調整する場合のカメラ１０１間で相互に通信されるデータの一例を示す図である。【０１６１】  図１２（ａ）に示すようなデータを通信しあうことで、被写体を検出したカメラは、検出した内容に基づいて自身の拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を調整するとともに、調整した拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）を近隣カメラ１０１Ｎに通知することで近隣カメラの拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値も変更することができる。【０１６２】  また、複数の被写体の動きに基づく拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更を全てのカメラに対して行う場合には、それぞれの被写体の動きに基づく拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更が互��に干渉しあい、どちらの被写体にも適さない拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値に調整されてしまう場合がある。また、被写体がいなくなった後も拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値が同じ値を維持し続けると、前にいた被写体と逆方向に移動する新たな被写体が現れた時に、符号量の割り当てにかかる時間が余計長くかかってしまう。このため、図１２（ｂ）に示すように拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の調整を行う適応範囲や適応時間を指定する情報も同時に通知することにより、拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）が変更される範囲や時間に制限を与えてもよい。【０１６３】  図１２（ｂ）に示した例では、拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更範囲（「適用範囲」）としては、被写体の周囲半径５ｍ以内のカメラに指定されており、また拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）が変更されてから、元の初期値に戻るまでの時間（「適用時間」）としては、拡散係数が変更されてから１２０秒後が指定されている場合の送受信データの一例を示している。これにより、必要のないカメラに対する拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更や、不必要になった拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の調整を自動的に元の値に戻すことができる。【０１６４】  図１３は、被写体１０４を検出したカメラ１０１が近隣カメラに対して拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更を通知するタイミングを説明する図である。【０１６５】  図１３に示すように拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更は、カメラ１０１が被写体１０４を検出すると（ステップ１）、自身の拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を変更し（ステップ２）、さらに、近隣カメラＡに対して拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更値を通知する（ステップ３）。同様に近隣カメラＡは拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更値を受け取ると自身の拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を受け取った値に変更し（ステップ４）、さらに近隣カメラＢに対して変更後の拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を通知する（ステップ５）。さらに拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更が適用される範囲まで同様処理を繰り返し近隣カメラの拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を変更していく（ステップ６，７）。【０１６６】  図１４は、被写体の動きにあわせて拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を変えた場合の協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンと、カメラの目標符号量Ｑの割り当て例を示す図である。【０１６７】  図１４では被写体１０４の移動方向に設置されている近隣カメラ１０１Ｒに対して拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を大きくし、被写体１０４の移動方向とは逆方向に設置されているカメラ１０１Ｌに対しては拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を小さくすることにより、被写体の移動方向に対して大きく偏った協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンが形成される様子を示している。そして、各カメラは被写体の動きを反映した協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、例えば近隣の協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンが縞模様を形成しているカメラ１０１、カメラ１０１Ｒの目標符号量Ｑの値が高く調整され、それ以外のカメラ１０１Ｌは低く調整される。【０１６８】  このように実施の形態１による監視シ��テムでは、被写体の動作に対する追随性が高く、伝送帯域の利用効率の高い目標符号量Ｑの割り当てを、複数のカメラ１０１の局所的な協調動作によって自動的に調整することができる。【０１６９】  また、複数カメラが形成する空間パターンは、式２、式３に示したような数式の種類や係数の値によって異なるが、これらの数式や係数等の値を目的やカメラの構成に応じて監視システムのオペレータ１０５が各カメラに対して指示するようにしても良い。【０１７０】  図１５は、各カメラ１０１に対してオペレータ１０５が指示を出すＧＵＩの一例を示す図である。合成映像モニタ１４０２及びＬＩＶＥ映像モニタ１４０１は、それぞれ、複数のカメラの映像を合成した合成映像及びその拡大映像（ＬＩＶＥ映像）の表示部である。監視パターン選択パネル１４０３は、複数のカメラに対して符号量の分布パターンを選択するスイッチが表示された操作パネルである。オペレータ１０５が監視パターン選択パネル１４０３の中から目的の符号量の割り当て空間パターンを選択すると、所定の符号量の割り当ての分布パターンを形成するために必要な協調方式（数式と係数など）に関するデータが各カメラ１０１に対して送られる。【０１７１】  なお、予め各カメラに複数の協調方式（数式と係数）がプリセットされており、オペレータ１０５が各カメラに対してどの協調方式（数式と係数）を用いるかを指示するようにしてもよい。【０１７２】  図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、監視パターン選択パネル１４０３から各カメラに対して通知される協調方式（数式や係数）の内容を記載したデータの一例を示す図である。【０１７３】  図１６（ａ）は、監視モニタ１０３から各カメラ１０１に対して協調方式の内容を数式と係数の値として通知するデータの内容を表わす図である。モニタＩＤは複数のカメラ１０１に対して情報を発信するモニタを識別するため与えられた各モニタに固有のＩＤである。【０１７４】  複数の監視モニタ１０３から協調方式を変更するように指示があった場合には、予め各モニタに対して優先順位を決めておき、送られてきたデータに含まれるモニタＩＤのうち、最も優先順位の高いカメラ１０１の指示に従うようにしても良い。これにより、複数モニタから同時に指示が送られた場合にも、全てのカメラで同じ協調方式に従って動作することが可能となる。また監視モニタ１０３の優先順位の変わりにオペレータ１０５の優先順位を決めておき、監視パターン選択パネル１４０３から送られるモニタＩＤの代わりにオペレータ１０５に固有なオペレータＩＤを利用しても良い。【０１７５】  さらに、図１６（ａ）では協調方式を決定する情報として、各カメラ１０１において協調パラメータの調整方法（ｕ，ｖ）を記述した反応拡散方程式とその係数の値が付与されている。また、図１６（ｂ）は、各カメラに予め協調方式がプリセットされている場合において、監視パターン選択パネル１４０３から各カメラに送られるデータの内容を示した図である。図１６（ｂ）に示したプリセット番号は、各カメラにプリセットされている協調方式の中からオペレータが選択したプリセット番号である。【０１７６】  設定パネル１４０４は、被写体１０４の移動速度、及び移動方向に応じて符号���の割り当て範囲の調整を行うかどうかの選択をする操作パネルである。また、移動速度と移動方向を加味して符号量の割り当てを調整する場合に、被写体の検出位置から移動速度、及び移動方向を加味した調整を行う適応範囲、及び被写体を発見した時刻から調整を維持する適応時間を指定できるようにしても良い。【０１７７】  合成範囲設定パネル１４０５は、複数のカメラ１０１の映像を合成して表示する場合に、映像を合成するカメラを選択するスイッチが表示された操作パネルである。【０１７８】  監視映像を合成する際に、被写体の動きに合わせて割り当てられた、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、被写体の周辺領域を特定し映像を合成してもよい。これにより被写体の移動にあわせて高い符号量が割り当てられているカメラの映像のみを合成して表示することができる。【０１７９】  合成範囲設定パネル１４０５は、複数のカメラ１０１の映像を１つの映像に合成して表示する場合に、映像を合成する方法を選択するスイッチである。複数のカメラの監視映像を１つの映像として合成する際に、各カメラの協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて映像合成に用いるカメラの範囲や映像の処理内容を調整しても良い。【０１８０】  図１７は、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、ＧＵＩに表示される複数のカメラの合成映像の一例を示す図である。なお、個々のカメラの配置と符号量は図１７（ａ）のように被写体及びその周辺領域のカメラの符号量が大きくなるように割り当てられている場合を想定している。このとき、監視モニタ１０３は、複数のカメラから送られてくる映像のうち、符号量の大きい映像が、より画質の高い画像、より大きいサイズの画像、又は、より諧調度の高い画像となるように、前記合成映像を表示する。あるいは、監視モニタ１０３は、複数のカメラから送られてくる映像のうち、符号量の大きい映像に対して輪郭協調処理を施し、符号量の小さい映像に対してモザイク処理を施し、それぞれの処理後の合成映像を表示する。以下、図１７（ｂ）〜図１７（ｄ）に合成映像の表示例を示す。【０１８１】  図１７（ｂ）は協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、被写体の周辺領域を拡大表示し、その他領域を縮小して１つの映像に合成した表示画面を表わしたものである。【０１８２】  これにより、監視において特に注目したい被写体の様子を大きく表示できるため、被写体の表情やしぐさ等をより詳細に監視することができる。【０１８３】  なお、縮小して表示される映像は、符号量が小さくなるように予め画像サイズの小さい映像として調整して配信することが望ましい。これにより伝送路の利用効率を向上させることが可能となる。【０１８４】  また、映像の拡大縮小以外にも、被写体のいる周辺領域を図１７（ｂ）に示すように立体的に浮かんでいるように表示することで被写体の位置をオペレータに対して強調して表示しても良い。【０１８５】  図１７（ｃ）は、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、被写体の周辺領域はカラー映像（つまり、諧調度の高い画像）として表示し、その他の領域は白黒映像（つまり、諧調度の低い画像）として合成した表示画面を表したものである。���０１８６】  これにより、被写体の周りがその他の領域よりも目立つように映像が表示されるため、画面内において被写体の位置を特定しやすいという効果がある。【０１８７】  なお、白黒映像として表示される映像は、符号量が小さくなるように予めカラー情報を取り除いた映像を配信することが望ましい。これにより伝送路の利用効率を向上させることが可能となる。【０１８８】  また、カラー映像と白黒映像の選択以外にも、例えば、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて被写体からの距離が遠い領域は寒色系、近くの領域は暖色系の映像となるように色相や彩度、明度等を変えて複数カメラの映像を合成する場合や、領域ごとに映像の階調レベルを変えて合成するなど、被写体の位置や様子が特定しやすくなるように映像を合成しても良い。【０１８９】  図１７（ｄ）は、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、被写体及びその周辺領域はハイパスフィルターなどを通して映像の輪郭を強調して表示し、その他の領域はモザイク処理を施した映像として合成した表示画面を表したものである。【０１９０】  これにより、被写体だけをくっきりと協調し、それ以外の場所についてはプライバシー等に配慮したモザイク映像となるように各映像に対してフィルタ処理を自動的に実行し合成することができる。【０１９１】  なお、画像処理を行うフィルタとしては、「輪郭強調」や「モザイク処理」以外にも、目的に応じて「ぼかし」や「テクスチャ」貼り付けなどのフィルタを用いてもよい。【０１９２】  なお、実施の形態１で予め設置位置が固定されているカメラを想定して説明をしたが、撮影位置を変更できる移動カメラを用いた構成であってもよい。図１８は、移動カメラを使った複数の車載カメラによる駐車場監視の例（実施例１−１）を示す図である。【０１９３】  図１８では、駐車場において複数の車載カメラ１５０１が協調して被写体の様子を撮影し、監視モニタに映像配信する監視システムの構成を表している。【０１９４】  図１８の例において、個々の車両に搭載された車載カメラ１５０１は、図５に示したカメラ１０１と同じ構成からなるカメラが使用されているものとする。【０１９５】  また、車載カメラ１５０１では撮影した映像を配信する手段として、通信インターフェイス４０３として無線ＬＡＮカードを用い、無線通信により映像配信を行う。【０１９６】  また、車載カメラの位置情報は車両が駐車される場所によって異なるため、車載カメラ１５０１は各車両が駐車場内に駐車されると自分自身の位置の特定処理を行う。【０１９７】  駐車場内において車載カメラ１５０１が自身の位置を検出する方法としては、屋外の駐車場であればカーナビ等に搭載されたＧＰＳを利用することにより位置を特定することが可能である。【０１９８】  また、ＧＰＳの電波が届かない屋内や地下の駐車場の場合は、例えば各駐車スペースごとに位置座標を記憶したタグを埋め込んでおき、各車両がタグリーダー等により駐車スペースに埋め込まれた位置情報を読み込むことで位置情報を特定することができる。【０１９９】  位置情報を取得した車載カメラ１５０１は、無線通信により近隣の車載カメラの位置情報を取得し、協調相手となる車載カメラを選択する。車載カメラにおける協調相手の決定方法としては、例えば自身の車両から半径５ｍ以内に駐車されている車両の車載カメラを協調相手に選ぶなど、車載カメラ間の距離によって協調相手の選択を行う。【０２００】  さらに、各車両はセンサや画像処理装置を備えており、被写体１０４の位置や移動速度、移動方向を検出する機能を備えている。なお、被写体１０４の位置や動きを検出するセンサとしては防犯用に利用されている振動センサや赤外線センサなどを利用することで実現が可能である。【０２０１】  送受信アンテナ１５０２は、車載カメラ１５０１が撮影した映像を受信するために駐車場内に設置されたアンテナであり、駐車場の広さや形状に応じて複数台設置されていてもよい。【０２０２】  各車載カメラ１５０１は、センサで検出した被写体１０４の位置や移動速度、移動方向に基づいて、近隣の車両と互いの協調パラメータ（ｕ，ｖ）及び目標符号量Ｑを相互に通信し、図１８に示すような、被写体１０４を起点とする協調パラメータの分布パターンを形成する。そして、形成された分布パターンに基づいて各車載カメラ１５０１の符号量の割り当ての調整が行われる。これより、被写体を撮影している車載カメラ１５０１の符号量が他の車載カメラ１５０１より符号量が大きくなるように、個々の車載カメラ１５０１の目標符号量Ｑの割り当てが調整される。【０２０３】  監視カメラ１５０３は、駐車場に予め設置されている監視カメラである。【０２０４】  監視カメラ１５０３は、図５に示したカメラ１０１と同じ構成を持ち、有線、または無線によって他の監視カメラ１５０３及び、車載カメラ１５０１と通信が行える。【０２０５】  駐車場内における監視では、車載カメラ１５０１だけでなく駐車場に予め設置されている監視カメラ１５０３とも協調して撮影を行うことで、車載カメラ１５０１と監視カメラ１５０３の両方を含めた符号量の割り当てを自動的に調整することができる。【０２０６】  これにより、駐車場内に駐車されている車両の台数が少ない場合でも、監視カメラ１５０３によって車載カメラ１５０１による撮影をフォローすることができる。【０２０７】  また、駐車場内にパン、チルト、ズーム制御可能なＰａｎ−Ｔｉｌｔ−Ｚｏｏｍカメラが設置されている場合、車載カメラ間の相互の通信によって形成された協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布のうち、符号量が高く割り当てられるべき場所にもかかわらず、車載カメラがない状況において、車載カメラがない領域に対してＰａｎ−Ｔｉｌｔ−Ｚｏｏｍカメラの視野を移動させて監視させるようにしても良い。【０２０８】  このように、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンをカメラの符号量の割り当てだけでなく、Ｐａｎ−Ｔｉｌｔ−Ｚｏｏｍカメラの撮影領域の割り当てに用いても良い。【０２０９】  また、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを、駐車場内における車載カメラ１５０１の電力制御に利用することも可能である。例えば協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値が一定の値以上に達していない車載カメラ１５０１を待機モードとし、近隣の車載カメラ１５０１と協調動作によって協調パラメータ（ｕ，ｖ）が一定の値を超えた場合に撮影を実行するようにすることで、不必要なバッテリーの消費を���えることができる。【０２１０】  このため本発明の監視システムは数多くのカメラの中から、被写体の撮影に必要なカメラだけを自動的に選択し、その選択された情報を各カメラの電力制御に利用することが可能である。【０２１１】  以上のように、実施例１−１で説明したように、本発明の映像調整装置、及び監視システムをカメラ構成が常に変化する状況で適用しても、監視システムの構成や配置に変更があった際に、位置の変更のあったカメラの位置情報が新たに更新されるため、固定カメラで構成された監視システムと同様に被写体１０４の動きに合わせて個々のカメラの符号量の割り当てを自動的に調整することが可能である。【０２１２】  図１９は、携帯電話に搭載されたカメラなどの携帯カメラ１６０１を持った複数のユーザが、携帯カメラ１６０１で撮影したＬＩＶＥ映像を配信するサービスの例（実施例１−２）を示す図である。【０２１３】  携帯カメラ１６０１を利用したＬＩＶＥ映像の配信サービスとしては、偶然遭遇した交通事故や事件の様子のリアルタイム中継や子供や老人などの行動の見守り、旅行先などで体験した風景やイベントのレポートなど、様々な用途が挙げられる。【０２１４】  また、各ユーザが携帯カメラ１６０１で撮影したＬＩＶＥ映像は、近くの受信基地局１６０２を介してコンテンツプロバイダ１６０３などのサービス事業者に送られ、さらにコンテンツプロバイダ１６０３より、ＬＩＶＥ映像の視聴を希望する視聴者のＰＣやテレビに対してリアルタイムで配信される。【０２１５】  図１９の携帯カメラ１６０１は、図５に示したカメラと同じ構成を持つカメラであり、映像を配信する通信ネットワークとしては携帯電話の回線が利用される。【０２１６】  また、各携帯カメラ１６０１は、携帯電話に内蔵されたＧＰＳや、携帯電話がアクセスしている受信基地局１６０２の位置などにより自身の位置情報を取得することが可能である。【０２１７】  また、携帯カメラ１６０１はユーザが一定時間の同じ位置にとどまっていることを検出すると、近隣で同様に同じ位置にとどまっている携帯カメラ１６０１と互いの位置情報を通知し協調相手を決定する。協調相手を決定する方法としては、車載カメラ１５０１の場合と同様に携帯カメラ１６０１間の距離が一定の範囲内にあるものを協調相手に選ぶ方法が挙げられる。【０２１８】  図１９に示した映像配信サービスでは、同じ受信基地局１６０２において利用できる伝送帯域には制限があるため、同じ受信基地局１６０２を利用する個々の携帯カメラ１６０１に対して、各ユーザが撮影している内容に応じて効率的に伝送帯域を割り当てる必要がある。【０２１９】  このため、複数のユーザがＬＩＶＥ映像を配信している環境において、例えば交通事故などのアクシデントを撮影している携帯カメラ１６０１に対してセンサ４０１が被写体１０４を検出した時に相当する入力信号ｓを与え、事故のあった現場を起点とする協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成することにより、事故のあった付近に近いユーザの携帯カメラ１６０１に対して自動的に高い符号量を割り当てるように自動的に制御することが可能となる。【０２２０】  なお、優先的に符号量を割り当てる場所や携帯カメラ１６０１を決定する入力信号ｓは、ライブ映像を配信しているユーザ自身が撮影しているＬＩＶＥ映像の内容に基づいて自発的に入力しても良い。【０２２１】  また、コンテンツプロバイダ１６０３側で、多くの視聴者の興味を引きそうな映像を配信している場所や携帯カメラ１６０１を選択し、その位置や携帯カメラ１６０１に対してセンサ情報に相当する入力信号を与えるようにしてもよい。【０２２２】  さらに、多くの視聴者からの希望に基づいてセンサ情報に相当する入力信号を与える場所や携帯カメラ１６０１を決定してもよい。【０２２３】  このように、本発明の実施の形態１における監視システム、及び監視システムにおけるカメラを携帯カメラ１６０１等を用いたＬＩＶＥ映像の配信サービスに適用することにより、数多い携帯カメラ１６０１の中から、撮影映像の内容や視聴者の希望に基づいて優先的にＬＩＶＥ映像の配信を行ないたい携帯カメラ１６０１を自動的に選択し、さらに受信基地局１６０２で収容できる伝送帯域を加味して、各携帯カメラ１６０１に対して符号量の割り当てを自動的に調整することができる。【０２２４】  （実施の形態２）
次に、本発明における実施の形態２について説明する。【０２２５】  本発明の実施の形態１では、被写体の移動速度や移動方向に応じてカメラ間で相互に調整される協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量に差を設けることで、被写体の動きを加味した符号量の割り当てを自動的に調整するものである。【０２２６】  これに対して実施の形態２は、監視対象エリアのレイアウトに基づいて、監視する場所ごとにカメラ間で相互に調整する協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値に差を設けることにより、重点的に監視したい領域を撮影しているカメラに対して優先的に符号量を割り当てるものである。【０２２７】  図２０は、実施の形態２におけるカメラ１０１の構成を示すブロック図である。図２０において図５と同じ構成要素については同じ番号を付与し説明を省略する。【０２２８】  重点監視エリア記憶部４１４は、監視対象エリアのレイアウトに応じて、重点的に監視したい場所ごとに近隣のカメラとの協調内容を決定する協調方式（反応拡散方程式と係数）を記載した重点監視エリア情報を記憶するメモリ等である。【０２２９】  図２１は、重点監視エリア情報の一例を示す図である。重点監視エリア情報には各エリアの範囲とその場所でのカメラ間の動作ルールが反応拡散方程式とその係数の値の形で定義されている。【０２３０】  図２１では、緯度経度による座標系を用いて各エリアの範囲を定義しているが、これ以外にもカメラの番号を指定するなど、一意に場所やカメラを指定できる表現方法を利用しても良い。【０２３１】  また、図２１の例では各エリアでのカメラ間の協調方式を反応拡散方程式とその係数の値を直接指定する例を示したが、これ以外も予めいくつかの協調方式が用意されておりその方式を選択する番号を指定するなど、所定の各エリア内に存在するカメラに対して協調方式を指定できる表現を利用しても良い。また、協調方式は通信ネットワークや光ディスクや半導体メモリ等の記録媒体を介して与えても良い。【０２３２】  カメラ１０１は、カメラの設置時やシステムの起動時等に、カメラ１０１自身の設置位置と重点監視エリア記憶部４１４に記憶された重点監視エリア情報と比較し、近隣カメラとの協調方式を調整する。具体的には、協調パラメータ更新部４１３は、自カメラの位置と重点監視エリア情報が示す重点監視エリアとを照合することで、自カメラの位置に対応する協調方式に従って、協調パラメータを更新する。【０２３３】  図２２は、カメラ１０１が近隣カメラ１０１Ｎとの協調方式を重点監視エリア１８０１に基づいて変更する手順を示す図である。【０２３４】  （ステップＳ１９０１）
カメラ１０１は、重点監視エリア記憶部４１４から重点監視エリア１８０１を取得する。【０２３５】  （ステップＳ１９０２）
カメラ１０１は、取得した重点監視エリア１８０１と自身の位置情報とを比較して、重点監視エリア１８０１より近隣カメラとの協調方式を決定する。【０２３６】  （ステップＳ１９０３）
カメラ１０１は、近隣カメラとの協調方式として協調動作実行部４０７、自律動作実行部４０８で用いる協調方式（反応拡散方程式、及び係数の値）を変更する。【０２３７】  図２３は、監視対象エリア内における重点監視エリア２００１の位置に対して、各カメラ１０１と近隣カメラとの協調内容を調整する実施例２−１を示す図である。【０２３８】  図２３は、監視対象エリア内に金庫などの高いセキュリティが必要な場所の近辺を重点監視エリア２００１として、監視対象エリア内の各位置から重点監視エリア２００１の方向への拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）をその他の方向よりも大きくなるように各カメラの協調方式を調整した場合を表している。これにより協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンは、被写体１０４の移動方向だけではなく、被写体１０４のいる位置から重点監視エリア２００１へ向かう方向に対しても協調パラメータｕの値も高くなるように調整される。【０２３９】  このように重点監視エリア２００１に向かう方向に対しても拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を大きくしておくことにより被写体１０４の動きから予想される経路上にあるカメラ１０１の符号量だけを大きくするだけでなく、被写体が急に重点監視エリア２００１に近づこうとする動きに対しても予め備えてカメラの符号量が大きくなるように自動的に割り当てを行うことができる。【０２４０】  また、重点監視エリア１８０１はオペレータ１０５によって監視モニタ１０３から各カメラ１０１に対して配信され、配信された情報を基に各カメラ１０１が協調内容を自動的に更新するようにしても良い。これにより監視対象エリア内のレイアウト変更などにより重点監視エリアの位置が変更した場合に、新たな重点監視エリア情報を各カメラに対して通知するだけで自動的に各カメラ間の協調内容が移動した重点監視エリア２００１の位置に対応できるように調整される。【０２４１】  次に、図２４は、監視対象エリアのレイアウトの形に基づいて、各カメラ１０１と近隣カメラとの協調内容を調整する実施例２−２を示す図である。【０２４２】  図２４は廊下の曲がり角などのように、監視対象エリアのレイアウトの形状によって被写体の移動方向（移動経路）が制限されてしまう場合を示した図である。【０２４３】  図２４（ａ）のように、被写体１０４の進行方向のみを考慮して協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成すると、廊下の曲がり角などの先のように被写体１０４が実際には進むことのできない場所に対しても大きい符号量が割り当てられる協調パラメータの分布が形成されてしまう。【０２４４】  このため、例えば図２４（ｂ）のように、廊下の曲がり角では廊下に沿った方向に配置されているカメラ間での拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値が大きくなるように調整することにより、監視対象エリアのレイアウトによって制限さる被写体の移動方向も加味して符号量の割り当てを自動的に行うことができる。これにより、廊下の曲がり角の手前まで被写体が接近して来たときに、曲がり角の先のカメラの符号量が大きくなるように自動的に調整することができる。【０２４５】  なお、実施の形態２では重点監視エリア情報として、各重点監視エリア２００１ごとにカメラの協調方式や係数の値を変える場合を例に説明を行ったが、場所だけでなく、時間帯や曜日、月日などの条件によって協調方式、及び係数の値を変えるようにしても良い。【０２４６】  これにより、例えば会社のオフィス等を想定した図２３において、金庫２００２の近辺を人が通る就業時間帯は金庫２００２の周囲を重点監視エリア２００１とし、オフィスから人がいなくなる深夜や休日の時間帯は、オフィスへの出入り口２００３の近辺を重点監視エリア２００１とすることで、深夜や休日などオフィスに人が存在せず、金庫２００２に近づく人物がいないことが予め分かっている場合には、オフィスに侵入しようとする人物を高画質に撮影するように重点監視エリア２００１の位置を変えることで、時間帯にあわせてより実用的な符号量の割り当てを自動的に行うことができる。【０２４７】  以上、本発明に係る監視システム及びカメラについて、実施の形態１及び２に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。これらの実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態や、本発明の主旨を逸脱しない範囲で実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施したものも、本発明に含まれる。【０２４８】  たとえば、上記実施の形態では、本発明の監視システムとして、カメラにおける映像の符号量の調整を例に説明したが、本発明のカメラは、カメラ以外の装置であっても映像データの符号量を調整して配信可能なＰＣやビデオレーダなどの映像符号化器を含む構成であってもよく、カメラの場合と同様に複数の映像符号化器の符号量の割り当てを自動的に調整することが可能である。【０２４９】  また、実施の形態１及び実施の形態２ではカメラが撮影した映像をリアルタイムに配信するためのエンコード処理における符号量の調整を例に説明を行ったが、蓄積された映像データをトランスコード処理を行って配信する差異の符号量調整に用いてもよい。【０２５０】  例えば、家庭においてハードディスクレコーダ等の複数の記録媒体に蓄積されている映像データを複数のＴＶや携帯端末等の受信端末に送信する際に、各トランスコーダの符号量を各記録媒体と受信端末を結ぶネットワークのトポロジー（伝送経路と利用可能な帯域）と受信端末の性能や台数に基づいて、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成することで、各受信端末側で映像の遅延や劣化を起こさず、さらに性能の高い受信端末に高い符号量が割当てる監視システム及びカメラを実現できる。【０２５１】  また、本発明の実施の形態１、及び実施の形態２では各カメラ１０１が自分自身の協調パラメータ（ｕ，ｖ）と目標符号量Ｑの値を計算する場合を例に説明したが、カメラ１０１が他のカメラ１０１Ｎの協調パラメータ（ｕ，ｖ）、及び目標符号量Ｑｎを計算し、得られた結果カメラ１０１Ｎに通知するようにしても実施の形態１、及び実施の形態２で説明した監視システム、及び監視システムにおけるカメラと同様の効果が得られる。【０２５２】  また、カメラ１０１の協調パラメータ（ｕ，ｖ）、目標符号量Ｑの値を通信ネットワーク１０２で接続された外部装置において計算し、その結果をカメラ１０１に通知する構成をとっても実施の形態１、及び実施の形態２で説明した���視システム、及び監視システムにおけるカメラと同じ効果を得ることができる。【０２５３】  また、実施の形態１、実施の形態２では、式２で用いる変数として、（ｕ，ｖ）の２変数を用いたが、空間的な分布パターンを形成できる方式であれば変数が２種類以上であっても良い。また、協調パラメータの空間的な分布パターンを形成する例として式２、式３を用いて説明を行ったが、これ以外の数式や係数を用いることで空間的な分布パターンを形成するものであってもよい。例えば、式３において、（ｕ，ｖ）を変数とした１次線形を非線形に拡張することによって、より詳細な空間的分布パターンを形成することができる。【０２５４】  また、固定ビットレート（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）でのエンコードを想定して説明を行ったが、各カメラなどに備えられたＨＤＤ等への記録を目的とする場合などにおいては、可変ビットレート（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）でエンコードしても良い。【０２５５】  また、可変ビットレートによる撮影時においては、被写体の動作などによって映像の符号量が大きく変化するが、一定値以上の符号量の変化の検出を利用して被写体の動作を検出に用いる構成をとっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２５６】  本発明にかかる監視システム、及び監視システムにおけるカメラは、利用するカメラ台数の規模やカメラの種類によらず、被写体の動きに対する追随性が高く、伝送の利用効率の高い符号量を複数カメラに対して自動的に割り当てることが可能であるため、複数のカメラにより侵入者や歩行者等の監視を行うタウンモニタリングや、ビル監視システム、公共施設の監視システムなどの防犯・セキュリティ分野において有用である。【０２５７】  さらに、携帯カメラを利用して外出先でのアクシデントや風景などをＬＩＶＥ映像で配信する等の映像配信サービスの分野や、車載カメラを使った駐車場監視などのＩＴＳ等の分野における映像配信システムや車載カメラ制御システムとしての適用も可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年11月12日(2007.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路で接続された複数のカメラから構成される監視システムであって、
前記複数のカメラのそれぞれは、
監視の対象となる動体である被写体を検出する被写体検出手段と、
前記被写体検出手段で検出された被写体を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段で得られた映像を符号化する映像符号化手段と、
前記複数のカメラのうち、自カメラの近くに位置するカメラとして予め定められたカメラである近隣カメラに割り当てられた、映像の符号化における目標値である目標符号量と、自カメラに割り当てられる目標符号量との相対量を示す協調パラメータを記憶する協調パラメータ記憶手段と、
前記近隣カメラと通信し合うことにより、自カメラの協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータ及び自カメラに割り当てられた目標符号量を交換し合う通信インターフェイス手段と、
前記近隣カメラの位置を特定する位置特定情報、並びに、前記通信インターフェイス手段により取得された前記近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量を記憶する近隣カメラ情報記憶手段と、
前記被写体検出手段で検出された被写体の位置、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶された前記近隣カメラの位置特定情報及び協調パラメータに基づいて、（１）前記複数のカメラが存在する空間における協調パラメータの値の分布を示す分布パターンが、前記被写体検出手段で検出された被写体を起点とする同心円を形成し、かつ、（２）前記被写体を撮影するカメラの目標符号量が前記被写体を撮影していないカメラの目標符号量よりも大きくなるように、前記協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータを更新する協調パラメータ更新手段と、
前記協調パラメータ更新手段で更新された協調パラメータ、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶されている近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量に基づいて、自カメラに割り当てる目標符号量を決定する目標符号量決定手段とを備え、
前記映像符号化手段は、符号化によって発生する符号量が前記目標符号量決定手段で決定された目標符号量となるように、前記映像を符号化する
ことを特徴とする監視システム。
【請求項２】
前記目標符号量決定手段は、前記協調パラメータ更新手段で更新された協調パラメータの分布パターンにおける、自カメラが位置する領域の円弧の曲率を特定し、特定した曲率が大きいほど大きな目標符号量となるように、前記目標符号量を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項３】
前記目標符号量決定手段は、前記分布パターンの円弧の複数の曲率のそれぞれに対応する、当該円弧から被写体までの距離を定義した情報であるテンプレートを保持し、前記テンプレートを参照することで、自カメラが位置する領域の円弧の曲率に応じた前記距離を特定し、特定した距離が小さいほど大きな目標符号量となるように、前記目標符号量を決定する
ことを特徴とする請求項２記載の監視システム。
【請求項４】
前記協調パラメータ更新手段は、前記被写体を起点に、同心円状に協調パラメータの大きい領域と小さい領域とが交互に連なる分布パターンが形成されるように、前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項５】
前記被写体検出手段はさらに、前記被写体の移動方向を検出し、
前記協調パラメータ更新手段は、前記被写体の移動方向に向けて、前記協調パラメータの大きい領域と小さい領域とが連なる間隔が大きくなっていく分布パターンが形成されるように、前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項４記載の監視システム。
【請求項６】
前記被写体検出手段はさらに、前記被写体の移動速度を検出し、
前記協調パラメータ更新手段はさらに、前記被写体の移動速度が大きいほど、前記協調パラメータの大きい領域と小さい領域とが連なる間隔が大きくなっていく分布パターンが形成されるように、前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項５記載の監視システム。
【請求項７】
前記協調パラメータ更新手段は、前記被写体の有無、移動速度及び移動方向の少なくとも一つを示すセンサ情報に依存して前記協調パラメータが増減する量が反応拡散方程式に従うように前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項８】
前記反応拡散方程式では、協調パラメータの増減が反応項と拡散項との和で表され、
前記協調パラメータ更新手段は、
前記反応項に従って前記協調パラメータが増減するように前記協調パラメータを更新する自律動作実行部と、
前記拡散項に従って前記協調パラメータが増減するように前記協調パラメータを更新する協調動作実行部とを有する
ことを特徴とする請求項７記載の監視システム。
【請求項９】
前記通信インターフェイス手段はさらに、前記伝送路を介して、前記映像符号化手段で符号化された映像を出力し、
前記目標符号量決定手段は、前記協調パラメータ更新手段で更新された協調パラメータ、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶されている近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量を予め定められた関数に代入することによって暫定的な目標符号量を決定し、決定した暫定的な目標符号量に対して、前記通信インターフェイス手段が前記映像を出力するのに使用できる前記伝送路の伝送帯域の空容量を示す値を乗じ、得られた値を、自カメラに割り当てる目標符号量として決定する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項１０】
前記通信インターフェイス手段さらは、前記分布パターンを変更する旨の指示を取得し、
前記協調パラメータ更新手段は、前記協調パラメータの分布パターンが、前記通信インターフェイス手段が取得した指示に従って変更した後の分布パターンとなるように、前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項１１】
前記監視システムはさらに、前記伝送路に接続され、映像を表示する監視モニタを備え、
前記通信インターフェイス手段はさらに、前記伝送路を介して、前記映像符号化手段で符号化された映像を前記監視モニタに出力し、
前記監視モニタは、前記複数のカメラから送られてくる符号化された映像を受信し、復号化し、復号化後の映像を前記複数のカメラの位置に応じて空間的に合成し、得られた合成映像を表示する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項１２】
前記監視モニタは、前記複数のカメラから送られてくる映像のうち、符号量の大きい映像が、より画質の高い画像、より大きいサイズの画像、又は、より諧調度の高い画像となるように、前記合成映像を表示する
ことを特徴とする請求項１１記載の監視システム。
【請求項１３】
前記監視モニタは、前記複数のカメラから送られてくる映像のうち、符号量の大きい映像に対して輪郭協調処理を施し、符号量の小さい映像に対してモザイク処理を施し、それぞれの処理後の合成映像を表示する
ことを特徴とする請求項１１記載の監視システム。
【請求項１４】
前記複数のカメラのそれぞれは、さらに、監視対象エリアのレイアウトに応じて、重点的に監視したい場所である重点監視エリアごとに近隣カメラとの協調内容を決定する協調方式を記載した重点監視エリア情報を記憶する重点監視エリア記憶部を備え、
前記協調パラメータ更新手段はさらに、自カメラの位置と前記重点監視エリア情報が示す重点監視エリアとを照合することで、自カメラの位置に対応する前記協調方式に従って、前記協調パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項１５】
前記被写体検出手段は、前記被写体として、監視対象物における異常箇所を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
【請求項１６】
請求項１記載の監視システムを構成する１台のカメラ。
【請求項１７】
伝送路で接続された複数のカメラから構成される監視システムにおける１台のカメラによる映像符号化方法であって、
前記複数のカメラのそれぞれは、
監視の対象となる動体である被写体を検出する被写体検出手段と、
前記被写体検出手段で検出された被写体を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段で得られた映像を符号化する映像符号化手段と、
前記複数のカメラのうち、自カメラの近くに位置するカメラとして予め定められたカメラである近隣カメラに割り当てられた、映像の符号化における目標値である目標符号量と、自カメラに割り当てられる目標符号量との相対量を示す協調パラメータを記憶する協調パラメータ記憶手段と、
前記近隣カメラと通信し合うことにより、自カメラの協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータ及び自カメラに割り当てられた目標符号量を交換し合う通信インターフェイス手段と、
前記近隣カメラの位置を特定する位置特定情報、並びに、前記通信インターフェイス手段により取得された前記近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量を記憶する近隣カメラ情報記憶手段とを備え、
前記映像符号化方法は、
前記被写体検出手段で検出された被写体の位置、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶された前記近隣カメラの位置特定情報及び協調パラメータに基づいて、（１）前記複数のカメラが存在する空間における協調パラメータの値の分布を示す分布パターンが、前記被写体検出手段で検出された被写体を起点とする同心円を形成し、かつ、（２）前記被写体を撮影するカメラの目標符号量が前記被写体を撮影していないカメラの目標符号量よりも大きくなるように、前記協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータを更新する協調パラメータ更新ステップと、
前記協調パラメータ更新ステップで更新された協調パラメータ、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶されている近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量に基づいて、自カメラに割り当てる目標符号量を決定する目標符号量決定ステップと、
前記映像符号化手段が、符号化によって発生する符号量が前記目標符号量決定ステップで決定された目標符号量となるように、前記映像を符号化する映像符号化ステップと
を含むことを特徴とする映像符号化方法。
【請求項１８】
伝送路で接続された複数のカメラから構成される監視システムにおける１台のカメラで実行されるプログラムであって、
請求項１７記載の映像符号化方法に含まれるステップを前記カメラが備えるコンピュータに実行させる
ことを特徴とするプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のカメラから構成される監視システムに関し、特にネットワークを介して複数のカメラから送信されるデータの符号量を、各カメラの監視状況（被写体や異常箇所の有無や動作）に基づいて自動的に調整する監視システム及びカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の監視カメラの映像をインターネットやＬＡＮ等のネットワークを介して配信する機能やサービスの提供が行われている。
【０００３】
従来、複数のカメラから配信される映像の符号量（符号化レート）を調整する装置として、符号量の割り当てを集中して一括に決定するものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１では、複数のカメラの伝送帯域を一括して設定する操作卓処理装置からの指示に基づいて、固定ビットレートで映像配信を行う複数のカメラから配信されるデータの総和が、所定の伝送容量以下に収まるように、各カメラの帯域（符号量）を自動的に割り当てること、また、ネットワーク内のトラフィックが増加した場合には、自動的に各カメラの伝送帯域が小さくなるように帯域を割当て直すことでネットワークの有効利用をはかる技術が開示されている。
【０００５】
また、カメラから配信される映像の符号量を、カメラ自身が自律的に判断して調整する従来技術がある。これらの従来技術では所定の被写体や異常をセンサや画像処理等により検出し、検出内容に基づいて配信映像の符号量の値を変更する（特許文献２、特許文献３参照）。
【０００６】
特許文献２では、ＬＡＮやインターネット等のネットワーク上に映像を配信するネットワークカメラにおいて、被写体の存在をセンサで検出すると、通常の撮影を行う第１の撮影モードから、第１の撮影モードよりも高い解像度かつ低いフレームレートで撮影を行う第２の撮影モードへ切り替えることにより、被写体がいない場合に、不要に大容量の撮影画像をネットワークに配信することを回避する技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３では、交通状況を遠隔に監視する監視カメラにおいて、異常な交通状態であることを検出した場合には、監視映像の圧縮率を下げ、異常が発生している現場の様子を高画質な監視映像として自動的に配信する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３２６８０号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６２３５号公報
【特許文献３】特開平９−３０５８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１において開示されている複数のカメラの符号量（帯域、伝送レート）を一括に集中して調整する技術では、各カメラの符号量（帯域、伝送レート）の再割り当てに必要となる処理時間がカメラの台数が多くなるにつれて増大するため、リアルタイムに符号量（帯域、伝送レート）を調整できるカメラの台数に制限があるという拡張性の面での課題がある。
【０００９】
また、特許文献１のような集中型の符号量の調整では、符号量（帯域、伝送レート）を一括して調整する監視装置が故障すると、全てのカメラの符号量の調整が変更できなくなるという耐故障性においても課題がある。
【００１０】
また、特許文献２及び特許文献３において開示されている技術では、被写体の検出や異常な交通状態の検出結果に基づいて符号量（画素数、フレームレート、圧縮率）の変更が行われているが、一般的に、ＬＡＮやインターネット等のネットワークを介して送信されるデータ量の変更は、送信されるデータの変化量によって引き起こされるトラフィックの混み具合を考慮しながら調整が行われるため、急激に送信データの符号量を変更することが難しい。
【００１１】
このため、特許文献２及び特許文献３の技術では、ネットワークに配信する映像の符号量（画素数、フレームレート、圧縮率等）を被写体や異常を検出してから変える場合には、配信映像の符号量（画素数、フレームレート、圧縮率、量子化ステップ）が適切な値となるまでに時間がかかり、被写体や異常の振る舞いに対する追随性が低くなるという課題がある。
【００１２】
また、特許文献２及び特許文献３の技術では、異常検出の結果に基づいて個々のカメラが自律して符号量を変更する場合には、同時に個々のカメラが被写体や異常を検出するとネットワークを流れるトラフィック量が一斉に多くなり、伝送路の利用効率が悪くなるといった課題もある。
【００１３】
以下、特許文献２及び特許文献３の技術における問題点を、図面を用いて説明する。図１は、上記特許文献２及び特許文献３に開示されているような、自律的に符号量の値を調整する従来技術のカメラの課題を説明する図である。図１においてカメラ１０１Ａ、カメラ１０１Ｂは撮影領域内に被写体１０４が現れると、画像処理によって被写体１０４を検出し、配信映像の量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）やフレームレート等を大きくすることにより、符号量の値を自律的に大きくする機能を備えている。
【００１４】
図１において時刻Ｔ0ではカメラ１０１Ａだけが被写体１０４を映しており、カメラ１０１Ａの符号量が大きくカメラ１０１Ｂの符号量が小さくなるように符号量の割り当てが調整される。しかし、時刻Ｔ1においてカメラ１０１Ａとカメラ１０１Ｂが同時に被写体を撮影する状態に移ると、双方のカメラが同じ被写体１０４の映像を大きな符号量で冗長に配信してしまうため、個々のカメラが自律して動作する場合には、通信ネットワーク１０２の伝送帯域の利用効率が悪くなってしまうことがある。
【００１５】
このように、複数のカメラが自律的に符号量を変える場合には、通信ネットワーク１０２の利用効率を低下させてしまう状況が発生するという課題がある。
【００１６】
また、インターネットやＬＡＮ等の通信ネットワークを使った映像配信では、一般的に、伝送路のトラフィックの状態を測定し、データの遅延や衝突の発生がないことを確認しながら、少しずつ送信量の値を調整する方式がとられている。このため、急激に伝送レートを変更するような映像配信を行うことができない。つまり、ネットワーク側では送信量を少しずつ調整するため、カメラの符号量の変化に対して、ネットワークの利用可能帯域の追随がおくれ、被写体の検出により符号量の値を適切な値に変更するまでに時間がかかり、被写体の動きに対する追随性が低くなってしまう。
【００１７】
また、伝送路のトラフィックの状態を測定せず、カメラからの送信量を急激に増加させた場合には、ネットワーク側で負荷の変動に追随できず、輻輳が発生し、受信側での画質劣化の原因となる。
【００１８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数のカメラからの映像を共通のネットワークを介して配信する監視システムにおける、各カメラの符号量の自動調整において、監視システムを構成するカメラの台数や構成に依存することがない拡張性、耐故障性を備え、さらに、被写体の動きに対する追随性の高い撮影を可能とし、また、伝送路の全体の利用効率を向上させる符号量の割り当てを自動的に行うことのできる監視システム及びカメラ等を提供することを目的とする。つまり、被写体等の動きに応じて監視カメラを構成する各カメラの符号量を効率的に決定することができる監視システム及びカメラ等を提供することを目的とする。
【００１９】
また、場所ごとに監視の重要度の異なる監視対象エリアにおいて、被写体が重要度の高い領域の方へ急に移動方向を変更しても、符号量の大きい映像の撮影を維持しつづけることのできる監視システム及びカメラ等を提供することをも目的とする。
【００２０】
さらに、数多くのカメラの中から被写体や異常箇所を監視するカメラを探すユーザの手間を軽減し、映像を記録する場合にも、ハードディスク等の記録媒体の利用効率を高くすることのできる監視システム及びカメラ等を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために本発明に係る監視システムは、伝送路で接続された複数のカメラから構成される監視システムであって、前記複数のカメラのそれぞれは、監視の対象となる動体である被写体を検出する被写体検出手段と、前記被写体検出手段で検出された被写体を撮影する撮像手段と、前記撮像手段で得られた映像を符号化する映像符号化手段と、前記複数のカメラのうち、自カメラの近くに位置するカメラとして予め定められたカメラである近隣カメラに割り当てられた、映像の符号化における目標値である目標符号量と、自カメラに割り当てられる目標符号量との相対量を示す協調パラメータを記憶する協調パラメータ記憶手段と、前記近隣カメラと通信し合うことにより、自カメラの協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータ及び自カメラに割り当てられた目標符号量を交換し合う通信インターフェイス手段と、前記近隣カメラの位置を特定する位置特定情報、並びに、前記通信インターフェイス手段により取得された前記近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量を記憶する近隣カメラ情報記憶手段と、前記被写体検出手段で検出された被写体の位置、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶された前記近隣カメラの位置特定情報及び協調パラメータに基づいて、（１）前記複数のカメラが存在する空間における協調パラメータの値の分布を示す分布パターンが、前記被写体検出手段で検出された被写体を起点とする同心円を形成し、かつ、（２）前記被写体を撮影するカメラの目標符号量が前記被写体を撮影していないカメラの目標符号量よりも大きくなるように、前記協調パラメータ記憶手段に記憶された協調パラメータを更新する協調パラメータ更新手段と、前記協調パラメータ更新手段で更新された協調パラメータ、並びに、前記近隣カメラ情報記憶手段に記憶されている近隣カメラの協調パラメータ及び目標符号量に基づいて、自カメラに割り当てる目標符号量を決定する目標符号量決定手段とを備え、前記映像符号化手段は、符号化によって発生する符号量が前記目標符号量決定手段で決定された目標符号量となるように、前記映像を符号化することを特徴とする。
【００２２】
なお、請求の範囲における被写体は、実施の形態における「被写体」と「異常箇所」とを含む概念である。
【００２３】
ここで、本発明は、監視システムとして実現できるだけでなく、監視システムを構成する１台のカメラ、カメラにおける映像符号化方法、その映像符号化方法をコンピュータに実行させるプログラム、及び、そのプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現することもできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明における監視システム、及び監視システムにおけるカメラによれば、複数のカメラの配置と被写体の動作に基づいて、被写体の移動速度を加味しながら、被写体の移動する方向に配置されたカメラの符号量が予め大きくなるように緩やかに調整することができるため、急激なカメラからの送信量の増加よりネットワーク側での輻輳を発生させることなく低ロス、低遅延で、被写体の動きに追随して、被写体をその周辺領域よりも符号量の大きい高画質な映像として配信しつづけることができるという効果が得られる。
【００２５】
また、被写体に近い領域を撮影しているカメラであっても、被写体の動作から推測して被写体を撮影する可能性が低いカメラに対しては、予め符号量が小さくなるように符号量を自動的に調整することができるため、伝送路の全体の利用効率を上げるという効果が得られる。
【００２６】
さらに、各カメラに対して監視対象エリアにおいて特に監視の重要性が高いエリアに関する情報を与えた場合には、急に被写体が重要度の高い領域に近づこうとする行動を起こしても、周辺領域よりも符号量の大きい高画質な映像を配信しつづけることができるという効果が得られる。
【００２７】
また、数多いカメラの中から被写体とその周囲を撮影しているカメラに対して自動的に高い符号量が割り当てられるため、符号量の高いカメラを指定するだけでモニタに表示すべき被写体とその周囲を撮影しているカメラを探すことが可能となり、カメラを探す負担を軽減できるという効果がある。
【００２８】
また、被写体の映っている映像は符号量の大きい高画質映像として、それ以外の映像は符号量の小さい低画質映像として自動的にエンコードがなされているため、撮影された映像をハードディスク等の記録媒体に記録する場合には、被写体の映っていない重要度の低い映像データは自動的にサイズを小さく圧縮して保存されるため、記録媒体を効率良く利用できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１における監視システムの概要について説明する。
【００３１】
図２は本発明の実施の形態１における監視システムの利用形態について説明する図である。
【００３２】
図２は、タウンモニタリングやビル等の屋内監視、ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）等において、複数のカメラ１０１が撮影した映像を通信ネットワーク１０２を介して監視モニタ１０３へ配信する監視システムの構成を表している。この監視システムは、同一機能を備える複数のカメラ１０１の符号量を自動調整しながら被写体を監視するシステムであり、複数のカメラ１０１、複数のセンサ１０６、監視モニタ１０３及びそれらを接続する通信ネットワーク１０２から構成される。
【００３３】
なお、カメラ１０１は、固定カメラだけではなく、携帯電話に搭載されたカメラや、車載カメラのように移動するカメラであってもよい。センサ１０６は、被写体１０４や異常箇所を検知する赤外線センサ等である。通信ネットワーク１０２は、伝送路の一例であり、有線（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、光ネットワーク等）であっても、無線（無線ＬＡＮ、携帯電話等）であっても良い。また、監視モニタ１０３は、複数のカメラ１０１から送られてくる符号化された映像を受信し、復号化し、復号化後の映像を複数のカメラ１０１の位置に応じて空間的に合成し、得られた合成映像を表示するディスプレイを有する端末装置であり、その数や接続方法、性能についての制限はなく、具体的にはＰＣ、ＴＶ、携帯電話、カーナビなどの映像を表示する機能を備えた端末であれば良い。カメラ１０１は、撮影した映像の画像処理又は外部センサ１０６により、被写体１０４や異常箇所を検出する機能を備えている。そして、カメラ１０１は、被写体や異常箇所を検出すると自カメラ１０１のフレームレートや量子化ステップサイズ等を変えることで、配信映像を任意の符号量（符号化レート）に調整して配信する機能を備えている。
【００３４】
なお、タウンモニタリングやビル等の屋内監視、ＩＴＳ等において想定される「被写体」としては歩行者や車などの動体、「異常箇所」としては不審者の出現場所、体調を崩した被写体、火災の発生箇所や、窓ガラスの破損箇所、交通事故の発生現場など監視対象物で発生した異常箇所が挙げられる。
【００３５】
本発明の実施の形態１では、通信ネットワーク１０２の伝送帯域の利用効率を考慮しながらも、被写体や異常箇所が発生した場所の映像は高い符号量で配信し、それ以外の場所の映像は小さい符号量で配信されるように、複数のカメラ１０１の符号量の割り当てを自動的に調整する監視システム、及び監視システムにおけるカメラの提供を行うものである。
【００３６】
上述した従来技術における伝送路の利用効率と被写体の動きへの追随性の低下の問題に対して、実施の形態１の監視システムは、被写体の動きに応じて、複数のカメラの配置を考慮して個々のカメラの符号量を割り当てることで、上記の課題を解決する。その課題解決を実現する符号量の割り当て方法の一例を図３に示す。
【００３７】
図３は平面状に配置された複数のカメラ配置（撮影領域の配置）と被写体１０４の位置に基づいて周囲のカメラ１０１に割り当てられた符号量の値を、それぞれの大きさ（大、中、小）に応じて３種類の模様で示した図である。
【００３８】
図３に示すように、実施の形態１の監視システムは、被写体１０４が存在する領域に最も大きい値の符号量を割り当て、さらに被写体１０４が移動する方向とその周辺領域に対して、予めに大きな符号量を割り当てておくことで、被写体１０４が隣のカメラの撮影領域内に現れてもすぐに大きな符号量で映像を配信できる。
【００３９】
また、被写体１０４の移動方向とは逆の方向に存在する領域に対しては、被写体１０４との距離が近くても被写体１０４が現れる確率が低いため、符号量の割り当てを低くすることで伝送帯域の利用効率を高くすることが可能となる。
【００４０】
本実施の形態の監視システムは、複数のカメラが配信する映像の符号量の割り当て問題を、図３に示したように、実空間に配置された複数のカメラ１０１に対して、符号量の値の分布パターン（空間パターン）を自動的に形成することで解決している。以下、複数のカメラの符号量の割り当てを自動的に調整する方式について説明する。
【００４１】
また、監視システムの規模に対する高い拡張性と耐故障性とを実現するために、本実施の形態の監視システムでは、集中的に複数のカメラを管理する装置を用いることなく、各カメラが協調して互いの符号量を調整することにより図３に示すような符号量の割り当てを自動的に調整するものである。図３に示されるように、本実施の形態の監視システムは、（１）被写体１０４を撮影している撮影領域に対して、被写体１０４を撮影していない撮影領域よりも大きい符号量を割り当て、かつ、（２）被写体１０４に近い撮影領域に対して、遠い撮影領域よりも大きい符号量を割り当て、かつ、（３）被写体１０４の進行方向に位置する撮影領域に対して、進行方向の逆に位置する撮影領域よりも大きい符号量を割り当てている。
【００４２】
まず、本実施の形態の監視システムが利用しているメカニズムとして、集中管理装置を持たない一般的な分散システムにおいて、システムを構成する個々のサブシステムが局所的に相互作用することにより、システム全体に対して空間的な秩序（空間パターン）を自発的に形成するメカニズムについて説明する。ここでは、空間的な秩序（空間パターン）を形成するシステムの具体的な例として、熱帯魚等の皮膚細胞（サブシステム）が近隣の細胞と化学物質のやり取りにより、各自の色を決定することで全体として縞模様（空間パターン）を形成するメカニズムについて説明する。
【００４３】
熱帯魚の縞模様のように複数の細胞が局所的な相互作用によって空間パターンが形成される現象は、細胞間でやり取りされる化学物質の化学反応と拡散現象により実現されることがチューリングによって数理的に示されている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】Ａ．Ｍ．ＴＵＲＩＮＧ，Ｔｈｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｂａｓｉｓ  ｏｆ  ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｓｉｓ，Ｐｈｉｌ．Ｔｒａｎｓ．Ｒ．Ｓｏｃ．Ｌｏｎｄ．Ｂ３２７，ＰＰ．３７−７２（１９５２．）
【００４４】
チューリングによって示された数理モデルは、以下の式１に示す２つの反応拡散方程式（連立微分方程式）によって示される。式１は各細胞内で行われる化学反応の正のフィードバックに関与する活性因子の濃度ｕと、負のフィードバックに関与する抑制因子の濃度ｖの増減量を表わす式である。式１の右辺において第１項は反応項と呼ばれ、細胞内の活性因子と抑制因子の濃度（ｕ，ｖ）の比率によって活性因子、抑制因子の生成・分解の量を決定する項である。また第２項は拡散項と呼ばれ、隣接する細胞間で拡散現象により移動していく活性因子、抑制因子の量を決定する項である。
【００４５】
【数１】
2008035745.tif 000035
【００４６】
なお、Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）は細胞間での化学物質の拡散速度を決定する拡散係数である。またｆ（ｕ，ｖ）、ｇ（ｕ，ｖ）は変数ｕとｖの関数である。
【００４７】
図４は、式１に基づいて細胞内で起こる化学物質の分布パターンの概要を示す図である。
【００４８】
通常、細胞内に存在する化学物質は、図４（ａ）に示すように（時刻Ｔ0→Ｔ1）、化学物質の濃度の高い細胞から濃度の低い細胞へ拡散現象により移動し全ての細胞内で同じ濃度となる。
【００４９】
しかし、化学反応を活性化させる活性因子と抑制させる抑制因子の拡散速度に違いがあり、活性因子よりも抑制因子が早い速度で近隣の細胞に拡散する場合には、化学反応を活性化させようとする活性因子が先に広い範囲に拡散し、後から拡散してきた活性因子の拡散を抑制してしまうため、図４（ｂ）に示すように（時刻Ｔ0→Ｔ1）、個々の細胞の活性因子、抑制因子の濃度（ｕ，ｖ）が不均一となる状態が形成される。
【００５０】
このような活性因子と抑制因子との間で行われる化学反応と拡散のバランスを調整することによって、不均一な活性因子、抑制因子の濃度の分布パターンを熱帯魚に見られる縞模様やヒョウ等に見られる斑点模様など様々な形に調整できることが知られている。
【００５１】
上記の例では細胞内の活性因子、抑制因子の濃度（ｕ，ｖ）を例に説明したが、複数のカメラから構成される監視システムにおいても、各カメラが活性因子、抑制因子に相当し、自身の符号量の割り当てを調整するパラメータを式１の反応拡散方程式により示される挙動に基づいて相互にやり取りすることにより、各カメラの配置に応じた符号量の割り当てを決定するパラメータの分布パターンを形成することができる。
【００５２】
さらに、近隣のカメラ間とのパラメータのやり取り以外にも、被写体を検出した外部センサ１０６等からの情報に基づいて、一部のカメラのパラメータの量を増減させることで、監視システム全体の符号量の割り当てパターンを変えることができる。
【００５３】
実施の形態１では、以上説明した式１の反応拡散方程式に基づくパラメータの分布パターンの形成モデルを、各カメラ１０１の符号量の割り当て調整に適用している。
【００５４】
本実施の形態では、複数のカメラ１０１の符号量を調整のために、カメラ１０１間でやり取りされるパラメータとして、協調パラメータ（ｕ，ｖ）を用いる。なお、協調パラメータ（ｕ，ｖ）はそれぞれ細胞内での活性因子、抑制因子の濃度（ｕ，ｖ）に相当するパラメータである。
【００５５】
次に、実施の形態１における監視システムを構成するカメラ１０１について詳細に説明する。
【００５６】
図５は、実施の形態１における監視システムの構成を表わすブロック図である。ここでは、１台のカメラ１０１の詳細な構成が示されている。本図では、説明の便宜上、着目している１台のカメラ１０１と近隣の複数のカメラ１０１Ｎとは、異なる符号が付されているが、これら複数のカメラ１０１、１０１Ｎは、いずれも、同じ構成を備える。なお、図２と同じ構成については、同じ番号を付与し説明を省略する。
【００５７】
図５に示すように、実施の形態１の個々のカメラ１０１は、被写体１０４の振る舞いや異常箇所の発生を検出するセンサ４０１、被写体や異常箇所を撮影する撮像部４０２を備えている。センサ４０１及び撮像部４０２は、監視対象エリア内に存在する被写体１０４や異常箇所を検出する被写体検出手段に対応する。
【００５８】
センサ４０１を用いて被写体１０４の位置や移動方向、移動速度を検出する方法としては、監視対象エリアに磁気センサを敷き詰め、被写体１０４に取付けられた永久磁石のフットプリントから被写体１０４の識別、位置、方向を検出する技術（非特許文献２参照）や、携帯端末に搭載された加速度センサから得られた加速度の変化量から被写体の動作を推定する技術（非特許文献３参照）、人工衛星からの電波を利用して位置を測定するＧＰＳを始め、赤外線や電波強度、超音波などを用いた測位システム（非特許文献４参照）などにより被写体の位置や動作の検出が可能となる。
【非特許文献２】西沢  洋平，鞍掛  隆一，南  正輝，森川  博之，青山  友紀“磁気的手法を用いた位置・方向検出機能統合型面状通信システムの設計と実装”，情報処理学会研究報告，ＵＢＩ−９（９），Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ２００５．
【非特許文献３】倉沢  央，川原  圭博，森川  博之，青山  友紀“センサ装着場所を考慮した３軸加速度センサを用いた姿勢推定手法”，情報処理学会研究報告，ＵＢＩ−１１−３，Ｍａｙ  ２００６．
【非特許文献４】平澤  一樹，南  正輝，横山  成昭，水町  守志，森川  博之，青山  友紀“自律分散型屋内測位システムの実装と評価”，電子情報通信学会技術研究報告，ＭｏＭｕＣ２００４−３，Ｍａｙ  ２００４．
【００５９】
また、センサ４０１により異常箇所を検出する方法としては、例えば、高速道路等において、渋滞や交通事故が発生した場所を検出したり、対象が人であれば生体センサ（脈拍、呼吸など）により体調の変化を検出したり、建物や車であれば赤外線センサや圧力センサをドアや窓に設置することで侵入者を検出したりすることが可能である。
【００６０】
異常箇所の検出方法として、渋滞や交通事故が発生した場所の検出の具体例を挙げる。まず、車両検出システム等を用いて、時間当たりの車両の通行台数を測定して、随時、車の交通量を観測しておく。そして、予め異常である車の交通量を定義しておき、定義した異常な車両の交通量を観測した車両検出システムの測定場所が異常箇所であると検出する。
【００６１】
なお、図５ではセンサ４０１がカメラ１０１に内蔵されている場合を示しているが、図２に示したように監視対象エリアに設置された外部センサが検出した被写体１０４や異常箇所に関する情報を通信ネットワーク１０２を介して取得して、利用する構成をとっても良い。
【００６２】
また、イーサーネット等の通信ネットワーク１０２を介して監視モニタ１０３に対して映像データを、また近隣のカメラ１０１Ｎとは互いの制御信号のやり取りをする通信インターフェイス４０３を備えている。
【００６３】
さらに、カメラ１０１は協調パラメータ記憶部４０４、近隣カメラ情報記憶部４０５、協調相手選択部４０６、協調動作実行部４０７、自律動作実行部４０８、伝送帯域推定部４０９、目標符号量決定部４１０、映像符号化部４１１を備えている。
【００６４】
協調パラメータ記憶部４０４は、複数のカメラのうち、自カメラの近くに位置するカメラとして予め定められたカメラである近隣カメラ１０１Ｎに割り当てられた、映像の符号化における目標値である目標符号量と、自カメラに割り当てられる目標符号量との相対量を示す協調パラメータを記憶する、つまり、自身の符号量と近隣のカメラ１０１Ｎの符号量との関係を調整する協調パラメータ（ｕ，ｖ）を記憶するメモリ等の記憶装置である。
【００６５】
近隣カメラ情報記憶部４０５は、通信ネットワーク１０２経由で取得した他のカメラの識別情報（例えば、カメラのＩＤ情報）、位置特定情報、協調パラメータ（ｕn，ｖn）、目標符号量Ｑnのうち、協調相手選択部４０６により選択されたカメラの識別情報、位置特定情報、協調パラメータ（ｕn，ｖn）、目標符号量Ｑnを記憶するメモリ等の記憶装置である。
【００６６】
カメラの設置位置の特定方法としては、ＧＰＳ等の装置を用いることで個々のカメラの位置座標を取得することが可能である。
【００６７】
また、例えば上記非特許文献４に記載されているように、超音波センサ等を用いて個々のカメラが近隣カメラとの距離関係を測定することで、互いの相対的な位置情報を作成し、相対的な位置情報を利用してもよい。
【００６８】
協調相手選択部４０６は、複数のカメラの中から近隣を撮影しているカメラ１０１Ｎを選択する処理部である。
【００６９】
なお、協調相手選択部４０６が選ぶ近隣カメラ１０１Ｎは、予めカメラの配置に基づいて決められているものとする。
【００７０】
また、各カメラ１０１の位置情報に基づいて自カメラ１０１から一定の距離範囲内にいる近隣カメラ１０１Ｎを協調相手に選択するなど、設置された環境やカメラの配置に応じて、カメラ１０１側で協調相手を決定するようにしても良い。
【００７１】
これによりカメラの設置位置を変更する場合や新たにカメラを追加する場合であっても自動的に通信相手を決定することができる。
【００７２】
協調動作実行部４０７は、カメラ１０１と近隣カメラ１０１Ｎとの協調動作にかかわる協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量を決定する処理部であり、カメラ１０１自身の協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値が近隣カメラ１０１Ｎの協調パラメータ（ｕn，ｖn）と同じ値になるように協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値を調整する。
【００７３】
また、自律動作実行部４０８は、カメラ１０１の自律動作に基づく協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量を決定する処理装置であり、自身の協調パラメータ（ｕ，ｖ）に基づいて、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値を調整する。
【００７４】
協調パラメータ更新部４１３は自律動作実行部４０８と協調動作実行部４０７から構成され、自カメラ１０１の協調パラメータの値を更新する。このとき、協調パラメータ更新部４１３は、センサ４０１等で検出された被写体の位置、並びに、近隣カメラ情報記憶部４０５に記憶された近隣カメラの位置特定情報及び協調パラメータに基づいて、（１）複数のカメラが存在する空間における協調パラメータの値の分布を示す分布パターンが、センサ４０１等で検出された被写体又は異常箇所を起点とする同心円を形成し、かつ、（２）被写体又は異常箇所を撮影するカメラの目標符号量が被写体及び異常箇所を撮影していないカメラの目標符号量よりも大きくなるように、協調パラメータ記憶部４０４に記憶された協調パラメータを更新する。
【００７５】
また、協調パラメータ更新部４１３によって調整される協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量は、以下の式２に示す反応拡散方程式に基づいて決定される。
【００７６】
なお、協調動作実行部４０７における協調動作は、式２の右辺の第２項に示した拡散項によって決定される。また、自律動作実行部４０８における自律動作は、式２の右辺の第１項に示した反応項によって決定される。
【００７７】
【数２】
2008035745.tif 000036
【００７８】
式２において、ｓはセンサ４０１より送られてきたセンサ情報であり、被写体の存在の有無や移動速度、移動方向などに基づいて決定された値である。
【００７９】
Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）は拡散係数の値を決定する関数であり、センサ情報ｓの値に基づいて、近隣のカメラ間でやり取りされる協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量を調整する関数である。
【００８０】
ｆ（ｕ，ｖ，ｓ）、ｇ（ｕ，ｖ，ｓ）は反応項であり、協調パラメータ（ｕ，ｖ）とセンサ情報ｓによって協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量を調整する関数である。実施の形態１では反応項ｆ（ｕ，ｖ，ｓ）、ｇ（ｕ，ｖ，ｓ）として以下の式３が用いられる。
【００８１】
【数３】
2008035745.tif 000037
【００８２】
式３において、Ｓｕ（ｓ）、Ｓｖ（ｓ）はセンサ情報ｓの値によって協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値の増減量を決定する関数である。ａからｇは係数である。
【００８３】
伝送帯域推定部４０９は、通信ネットワーク１０２のトラフィック量を計測し、符号化した映像を監視モニタ１０３に伝送するのに利用可能な伝送帯域の空容量ｒを推定する処理装置である。
【００８４】
伝送帯域を求める方法としては、ＴＴＬ（Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｌｉｖｅ）フィールドをｎに設定したパケットを送出することで、経路上のｎ番目のルータにＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットのＴＴＬ  Ｅｘｐｉｒｅｄメッセージを送信させることで各ルータとの往復伝播遅延時間（ＲＴＴ：Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）を計測し、ＲＴＴデータから統計処理によって帯域を推定するパスチャ方式（非特許文献５参照）や、帯域推定用パケットを連続して受信端末に送信し、帯域推定用パケットがボトルネックリンクを通過する際に生じるパケット間の送信間隔とパケットのサイズからボトルネックリンクの帯域を計算するペアパケット方式（非特許文献６参照）により伝送帯域の推定が行える。
【非特許文献５】Ａ．Ｂ．Ｄｏｗｎｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｕｓｉｎｇ  ｐａｔｈｃｈａｒ  ｅｓｔｉｍａｔｅ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｌｉｎｋ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ”，ＡＣＭ  ＳＩＧＣ  ＯＭＭ’９９．
【非特許文献６】Ｒ．Ｌ．Ｃａｒｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ  Ｌｉｎｋ  Ｓｐｅｅｄ  ｉｎ  Ｐａｃｋｅｔ−Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  ＢＵ−ＣＳ−９６−００６，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｂｏｓｔｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｍａｒｃｈ  １９９６．
【００８５】
目標符号量決定部４１０は、協調パラメータ記憶部４０４に記憶されている協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値と近隣カメラ情報記憶部４０５に記憶される近隣カメラ協調パラメータ（ｕn，ｖn）の値、及び伝送帯域推定部４０９により取得された利用可能な伝送帯域ｒの値に基づいて、自カメラに割り当てる目標符号量を設定し、さらに目標符号量Ｑが達成できるように符号化フレーム内の量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）やフレームレートを算出する処理装置である。
【００８６】
なお、ＭＰＥＧなどの符号化方式においては、符号化マクロブロックごとの符号量制御方式が標準化されており、符号化フレームごとに目標符号量を設定することで、目標符号量を達成できるように、量子化ステップサイズを導出することが可能である（例えば非特許文献７を参照）。
【非特許文献７】Ｊ．Ｒ．Ｃｏｒｂｅｒａ，Ｓ．Ｌｅｉ“Ｒａｔｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  ＤＣＴ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｌｏｗ−Ｄｅｌａｙ”Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，“ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｖｉｄｅｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．９，  Ｎｏ．１，ｐｐ．１７２−１８５．Ｆｅｂ  １９９９．”
【００８７】
また、目標符号量Ｑを達成するために、量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）とフレームレートのいずれを優先的に調整するかを状況に応じて変更できるようにしても良い。
【００８８】
例えば、画質を優先させる場合はフレームレートによる符号量の調整を優先して行うことで各フレーム毎の画質を維持したまま符号量を調整することが可能である。また被写体の動きへの追随性を向上させる場合には、量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）による符号量の調整を優先させることにより、フレームレートを下げることなく符号量の調整が可能である。
【００８９】
また、エンコーダの符号量を目標符号量Ｑに近づける方法として、量子化ステップ（ＱＳＴＥＰ）やフレームレート以外にも、配信映像の画像サイズや、カラー情報の削除、符号化方式の変更等によって符号量を調整してもよい。
【００９０】
映像符号化部４１１は、符号化によって発生する符号量が目標符号量決定部４１０で決定された目標符号量となるように映像を符号化するエンコーダ、本実施の形態では、撮像部４０２で撮影された映像をＭｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧやＭＰＥＧ等の符号化方式で目標符号量決定部４１０において決定された量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）やフレームレートでエンコードし、映像を目標符号量Ｑで配信するエンコーダである。
【００９１】
なお、実施の形態１では、通信ネットワーク１０２を介して映像を配信することを想定しているため、エンコーダは映像を固定ビットレート（ＣＢＲ）でエンコードするものとする。なお、撮影映像をハードディスクドライブ等のメディアに記録する際に、メディアの利用効率を上げることを目的として、映像を可変ビットレート（ＶＢＲ）でエンコードするようにしても良い。
【００９２】
画像処理部４１２は、撮像部４０２が撮影した映像から被写体１０４の存在や、動きを検出する画像処理装置である。
【００９３】
撮影映像から被写体１０４の存在を検出する方法としては、カメラ１０１が撮影した映像に対して背景差分法やフレーム間差分法（非特許文献８参照）等を用いることにより実現が可能である。また被写体１０４の動きについても撮影映像に対してオプティカルフロー（非特許文献６、非特許文献９参照）等をもとめることにより検出が可能である。
【非特許文献８】馬場  功淳，大橋  健，乃万  司，松尾  英明，江島  俊朗“ＨｅａｄＦｉｎｄｅｒ：フレーム間差分をベースにした人物追跡”画像センシングシンポジウム２０００，ｐｐ３２９−３３４，２０００．
【非特許文献９】Ｊ．Ｌ．Ｂａｒｒｏｎ，Ｄ．Ｊ．Ｆｌｅｅｔ，Ｓ．Ｓ．Ｂｅａｕｃｈｅｍｉｎ，ａｎｄ  Ｔ．Ａ．Ｂｕｒｋｉｔｔ．“Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｌｏｗ  ｔｈｃｈｎｉｑｕｅｓ．”ＣＶＰＲ，ｐｐ．２３６−２４２，１９９２．
【００９４】
次にカメラ１０１の動作について説明する。
【００９５】
図６は図５のカメラ１０１の目標符号化レートを調整する動作を説明するフローチャートである。なお、フローチャートの説明においては、監視システムを構成するカメラ１０１が図３のように格子状に配置されている場合を例に説明を行う。
【００９６】
（ステップＳ６０１：近隣カメラとの通信）
カメラ１０１は、通信ネットワーク１０２を介して、近隣のカメラ１０１Ｎと互いの協調パラメータ（ｕ，ｖ）を通信しあう。
【００９７】
図７は、カメラ１０１が近隣のカメラ１０１Ｎと互いに通信しあうデータの内容の一例を示す図である。図７に示すようにカメラ間で通信されるデータには、各カメラを識別するためのカメラＩＤ、カメラが設置されている場所（または撮影している場所）の位置情報（「位置特定情報」）、協調パラメータ（ｕ，ｖ）及び後述する処理によって決定される当該カメラの目標符号量Ｑの値が含まれている。
【００９８】
そして、協調相手選択部４０６において送られてきたデータに記載されているカメラＩＤや位置情報を基に協調相手となるカメラを選択し、近隣カメラ情報記憶部４０５に格納する。
【００９９】
（ステップＳ６０２：被写体の検出）
センサ４０１、または画像処理部４１２は、被写体１０４の存在を検出する。
【０１００】
なお、被写体１０４が離れた場所に複数存在する場合には、それぞれの被写体１０４の位置を起点に後述する方法によって協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成し、各被写体１０４の位置に合わせたカメラの目標符号量Ｑの割り当てを行っても良い。
【０１０１】
また、被写体１０４同士の距離が一定の距離以内に密集して存在する場合などに、密集している被写体１０４の位置の重心座標などを起点として後述する方法によって協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成してもよい。これにより密集して存在する個々の被写体１０４を一つの集団として扱うことができる。
【０１０２】
（ステップＳ６０３）
被写体の存在が検出された場合には（ステップＳ６０２でＹｅｓ）、センサ情報ｓは自律動作実行部４０８に送られ、式３におけるＳｕ（ｓ）、Ｓｖ（ｓ）の値が変更される。
【０１０３】
ここでは、Ｓｕ（ｓ）、Ｓｖ（ｓ）から、被写体を検出しているカメラの協調パラメータｕの値が、所定の量だけ増加されるものとする。
【０１０４】
（ステップＳ６０４：被写体の動作の検出）
センサ４０１や画像処理部４１２は、被写体１０４の移動方向、移動速度を検出する。
【０１０５】
被写体１０４の移動方向や移動速度が検出された場合は（ステップＳ６０４でＹｅｓ）、センサ４０１又は画像処理部４１２は、その情報を協調動作実行部４０７に通知する。
【０１０６】
次に、被写体の動きが検出されなかった場合（ステップＳ６０２でＮｏ）の動作フローについて先に説明する。
【０１０７】
（ステップＳ６０５：分布パターンの形成）
協調動作実行部４０７と自律動作実行部４０８からなる協調パラメータ更新部４１３は、カメラ１０１の協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値を式２、式３に基づいて調整することにより、個々のカメラの配置に応じた協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値を決定し、その結果、複数のカメラ１０１に対して協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成する。
【０１０８】
図８は、式２、式３により作られる協調パラメータｕの値の空間的な分布パターンの一例を示す図である。
【０１０９】
図３（ｂ）では、１次元に細胞を並べた場合を例に挙げ、活性因子及び抑制因子のそれぞれの濃度（ｕ，ｖ）が不均一な分布パターンの形成が示されたが、図８（ａ）〜図８（ｃ）では、２次元平面上に無数のカメラを配置した場合に、個々のカメラが保持している協調パラメータｕが相対的に大きくなる領域と小さくなる領域をそれぞれ白と黒の２色で示されている。
【０１１０】
例えば、図８（ａ）に示されるように、式２、式３の係数の値をａ＝０．１、ｂ＝−０．０６、ｃ＝０．０、ｄ＝０．０５、ｅ＝０．０５、ｆ＝０．１、ｇ＝−０．１、Ｄｕ（ｓ）＝０．０１、Ｄｖ（ｓ）＝０．０１と設定することにより、被写体１０４が存在する近辺にいるカメラの協調パラメータｕの値は大きくなり、それ以外の場所は小さくなる「双安定」と呼ぶ分布パターンが形成される。
【０１１１】
また、図８（ｂ）に示されるにように、式２、式３の係数の値をａ＝０．０８、ｂ＝−０．０８、ｃ＝０．０２、ｄ＝０．０３、ｅ＝０．０１、ｆ＝０．０６、ｇ＝−０．１５、Ｄｕ（ｓ）＝０．０２、Ｄｖ（ｓ）＝０．５と設定することにより、被写体１０４の位置を起点に協調パラメータｕの大きい領域と、小さい領域が等心円上に連なる「スポット」と呼ぶ分布パターンが形成される。
【０１１２】
さらに、図８（ｃ）に示されるように、式２、式３の係数の値をａ＝０．０８、ｂ＝−０．０８、ｃ＝０．０４、ｄ＝０．０３、ｅ＝０．０６、ｆ＝０．０３、ｇ＝−０．１５、Ｄｕ（ｓ）＝０．０１、Ｄｖ（ｓ）＝０．２５と設定することにより、被写体１０４の位置を起点に協調パラメータｕの大きい領域と、小さい領域が等心円上に連なる模様が、起点から動的に移動していく「パルストレイン」と呼ぶ分布パターンが形成される。
【０１１３】
（ステップＳ６０６）
伝送帯域推定部４０９は、通信ネットワーク１０２において利用可能な伝送帯域の空容量ｒを求める。
【０１１４】
（ステップＳ６０７）
目標符号量決定部４１０は、協調パラメータ記憶部４０４に記憶されている協調パラメータと、近隣カメラ情報記憶部４０５に記憶されている近隣カメラの協調パラメータ（ｕn，ｖn）、近隣カメラの目標符号量決定部４１０に記憶されている近隣カメラ１０１Ｎの目標符号量Ｑn、及び、伝送帯域推定部４０９により取得された利用可能な伝送帯域ｒの値を用いて、以下の式４より目標符号量Ｑを算出する。ただしｕn、ｖnは近隣カメラ１０１Ｎの協調パラメータの集合ｕn＝（ｕ１，ｕ２，ｕ３，…，ｕＮ）、ｖn＝（ｖ１，ｖ２，ｖ３，…，ｖＮ）である。またＱnは近隣カメラ１０１Ｎの目標符号量の集合Ｑn＝（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，…，ＱＮ）である。
【０１１５】
【数４】
2008035745.tif 000038
【０１１６】
なお、式４において、ｈ（ｕ，ｖ，ｕn，ｖn，Ｑn）は自身の協調パラメータ（ｕ，ｖ）と近隣カメラ１０１Ｎの協調パラメータ（ｕn，ｖn）、及び近隣カメラ１０１Ｎの目標符号量Ｑnの値から近隣カメラ１０１Ｎに対する自カメラ１０１の目標符号量Ｑを決定する関数である。
【０１１７】
また、Ｉ（ｒ）は伝送帯域の空容量ｒの値に基づいて、通信ネットワークが混み合っている場合は目標符号量Ｑを小さくし、通信ネットワーク１０２が空いている場合には目標符号量Ｑを大きくすることで目標符号量Ｑの絶対量を調整する関数である。Ｉ（ｒ）の例として例えば、以下の式５を用いる。
【０１１８】
【数５】
2008035745.tif 000039
【０１１９】
なお、式５において、Ｉ0は、Ｉ（ｒ）の初期値である。またｒtは伝送帯域の空き容量の目標値、ｒ（ｔ）は時刻ｔでの伝送帯域の空容量である。αは係数である。式５では、時刻ｔにおいて測定された伝送帯域の空容量ｒと空容量の目標値ｒtの差分が小さくなるようにＩの値を調整する関数Ｉ（ｒ）が示されている。つまり、関数Ｉ（ｒ）は伝送帯域の空容量の目標値ｒtよりも実際の空容量ｒが小さい時はＩの値を大きくし、また逆に、伝送帯域の空容量の目標値ｒtよりも実際の空容量が少ない場合にはＩの値を小さくするように働く。
【０１２０】
例えば、伝送帯域の空容量の目標値ｒtを伝送帯域の総量の２０％と設定すると、式５により、伝送帯域の空容量ｒが伝送帯域の総量の２０％に近づくようにＩ（ｒ）の値が調整される。
【０１２１】
次に、関数ｈ（ｕ，ｖ，ｕn，ｖn，Ｑn）の一例を以下の式６に示す。
【０１２２】
【数６】
2008035745.tif 000040
【０１２３】
式６において、Ｎは個々のカメラが協調パラメータ（ｕ，ｖ）をやり取りする近隣カメラ１０１Ｎの台数である。
【０１２４】
各カメラ１０１は、式６により、近隣の各カメラ１０１Ｎの目標符号量Ｑnに対して自カメラ１０１の目標符号量Ｑの値が、自カメラ１０１の協調パラメータｕの値と近隣カメラ１０１Ｎの協調パラメータｕnの比率の平均に等しくなるように目標符号量Ｑを調整する。
【０１２５】
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、各カメラ１０１の協調パラメータｕの分布パターンが「双安定」型の状態にある場合に、式６により各カメラ１０１の目標符号量Ｑの分布パターンを「双安定」型の分布パターンと同じ形状に近づける様子を説明する図である。
【０１２６】
図９（ａ）は、個々のカメラ１０１が協調パラメータｕの分布パターンが双安定型の状態にある時に（図８（ａ）参照）、協調パラメータｕの値が高い領域における分布パターンを協調パラメータｕの値の大きさ（大、中、小）に応じて３種類の模様で示した図である。また図９（ｂ）は、図９（ａ）と同じ場所にある個々のカメラ１０１の目標符号量Ｑの値の変化を目標符号量Ｑの大きさ（大、中、小）に応じて３種類の模様で示した図である。
【０１２７】
近隣カメラの相互作用によって協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンが図９（ａ）に示す分布パターンにあり、目標符号量Ｑの分布パターンが図９（ｂ−１）に示す状態にある時、各カメラ１０１は式６に基づいて近隣カメラの目標符号量Ｑnに対して自身の目標符号量Ｑの値が互いの協調パラメータの比率（ｕ：ｕn）と同じ比率になるように目標符号量Ｑを自動的に調整する。
【０１２８】
このように個々のカメラ１０１において目標符号量Ｑと目標符号量Ｑnの比率が（ｕ：ｕn）の比率に近づけられるため、図９（ｂ−２）に示すように目標符号量Ｑの分布パターンを図９（ａ）の分布パターンと同じ形に近づけることができる。
【０１２９】
また、協調パラメータｕの分布パターンが図８（ｂ）に示したように被写体の位置を起点に「スポット」型の分布パターンを描いた場合には、近隣カメラの協調パラメータｕの分布が、図１０に示すように被写体の位置を起点とした円状の縞模様となり、符号量の大きいカメラと小さいカメラを一定の距離間隔ごとに割り当てることが可能となる。また、図８（ｂ）の縞模様の間隔や幅は式２、式３における各係数の値を調整することにより変更が可能である。このため縞の間隔や幅を調整することによって、大きな符号量を割当てるカメラの台数や密度を自動的に調整することができる。
【０１３０】
また、図８（ｃ）に示した「パルストレイン」型のように動的に分布が変動する分布パターンを利用する場合では、協調パラメータｕの高い領域が被写体の位置を起点に監視対象エリア全体に広がるように伝播していくため、全ての監視対象エリアに対して周期的に高い目標符号量Ｑが動的に割り当てられる。
【０１３１】
このため一定の時間内において全ての監視対象エリアを高い目標符号量Ｑで撮影されるように個々のカメラの符号量の割り当てを自動的に行うことができる。
【０１３２】
また、符号量Ｑを決定する別の方法として、カメラの目標符号量Ｑは、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値だけでなく、分布パターンの幾何学的な特徴に基づいてカメラの目標符号量Ｑを決定しても良い。
【０１３３】
例えば、図１０に示されるように、縞模様は常に被写体の方向に向かってカーブ（弧）を描き、また被写体の位置から遠くなるほどカーブ（弧）の大きさが大きくなるため、縞模様のカーブ（弧）の大きさに基づいて被写体との距離や方向を推定することが可能である。つまり、目標符号量決定部４１０は、協調パラメータ更新部４１３で更新された協調パラメータの分布パターンにおける、自カメラが位置する領域の円弧の曲率を特定し、特定した曲率が大きいほど大きな目標符号量となるように、自カメラの目標符号量を決定してもよい。
【０１３４】
ここで、縞模様のカーブ（弧）の大きさに基づいた被写体との距離や方向の具体的な推定方法としては、例えばテンプレートマッチングを利用する方法が挙げられる。テンプレートマッチングでは予め被写体を起点に形成される協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを、被写体を起点とした一定の方向ｋと距離ｌごとにテンプレート情報として被写体からの方向ｋと距離ｌと一緒に記憶しておく。そして、実際にカメラの周囲に形成された分布パターンと最も形状の近いテンプレート情報をテンプレートマッチングにより選択する。そして選択されたテンプレート情報に記載されている内容から被写体の方向ｋと距離ｌを特定することができる。
【０１３５】
被写体までの方向ｋと距離ｌが特定できれば、例えば以下の式７に示すような関数を用いることにより目標符号量Ｑを決定することができる。
【０１３６】
【数７】
2008035745.tif 000041
【０１３７】
式７において、Ｉ（ｒ）は式５で説明した関数である。また、Ｊ（ｋ，ｌ）は、被写体への方向ｋと距離ｌを変数とする関数であり、例えば以下の式８に示すような関数を用いることにより、被写体の位置を起点に被写体からの距離が遠くなるほど目標符号量Ｑの値が小さくなるようにすることができる。
【０１３８】
【数８】
2008035745.tif 000042
【０１３９】
なお、式８は被写体の位置を起点とするガウス分布を描く関数であり、δは係数である。
【０１４０】
このように協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンが持つ幾何学的な特徴に基づいて推定された被写体の方向ｋと距離ｌを基に目標符号量Ｑを割当てることが可能である。
【０１４１】
また、図８（ｃ）に示した「パルストレイン」型の分布パターンのように、動的に変動する分布ターンの幾何学的な特徴に基づいて、被写体の位置を特定し、目標符号量Ｑを調整しても良い。
【０１４２】
たとえば、「パルストレイン」型の分布パターンでは、パラメータ（ｕ，ｖ）の変動する差分情報から縞模様の移動方向を求め、自カメラ１０１から被写体のいる方向を推定することが可能である。
【０１４３】
また、カメラの台数が少なく監視対象となる領域全体を撮影しきれない場合や監視の重要度に応じて場所ごとにカメラの設置密度が異なる場合などには、個々のカメラの協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンの空間的な分解能が低くなってしまい、目標符号量Ｑの割り当てに適さなくなる。
【０１４４】
そこで、近隣カメラ１０１Ｎの台数や密度が小さいカメラに対して、自身の回りに仮想的なカメラが配置されているものとして仮想カメラの協調パラメータ（ｕn，ｖn）の増減と目標符号量Ｑnを自身の協調パラメータ（ｕ，ｖ）、目標符号量Ｑと同様に計算し、これらの値を目標符号量Ｑの割り当てに利用する。これにより仮想的に協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンの空間分解能を高くすることが可能となる。
【０１４５】
また、近隣カメラ１０１Ｎと仮想カメラの協調パラメータ（ｕn，ｖn）と目標符号量Ｑnを相互に通信し利用しても良い。これにより自身の目標符号量Ｑを決定する際に他のカメラ１０１が計算した仮想カメラの協調パラメータ（ｕn，ｖn）や目標符号量Ｑnも利用できるため、近隣カメラの台数や密度の不足をより効率的に補うことができる。
【０１４６】
また、広角カメラを用いることでカメラ１台あたりの撮影領域の面積が広く、カメラの設置密度が小さくなる場合にはカメラ１０１の撮影領域を複数の領域に分割し、分割された領域ごとに仮想カメラを配置することで、カメラ１０１の撮影領域内の各場所に異なる協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値を割り当てるようにしても良い。これによりカメラ１０１の撮影領域が広く、カメラ１０１の設置密度が低くなる場合においても、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンの空間分解能を高くすることができる。
【０１４７】
また、仮想カメラの状態を決定するデータとしては、図７に記載されているデータと同じ内容のデータが用いられる。この仮想カメラのデータは、近隣カメラ情報記憶部４０５に記憶しておく。
【０１４８】
なお、実施の形態１では協調パラメータｕのみの分布パターンを用いて目標符号量Ｑを決定する方法を中心に説明を行ったが、協調パラメータｖの分布パターンや、協調パラメータ（ｕ，ｖ）双方を組み合わせた値の分布パターンが、「双安定」や「スポット」等の形となるように反応項ｆ（ｕ，ｖ，ｓ）、ｇ（ｕ，ｖ，ｓ）や拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を設計し、ｖや（ｕ，ｖ）の組合せを利用して目標符号量Ｑを決定しても良い。
【０１４９】
（ステップＳ６０８：量子化パラメータの決定）
目標符号量決定部４１０は、前述のとおり目標符号量Ｑが決定されると映像の符号量が目標符号量Ｑに近づくようにエンコーダの量子化ステップサイズ（ＱＳＴＥＰ）やフレームレートの値を決定し、エンコーダの量子化パラメータを調整する。
【０１５０】
映像符号化部４１１は、目標符号量決定部４１０で決定されたパラメータに従って、撮像部４０２から送られてくる映像を符号化し、符号化した映像を、通信インターフェイス４０３及び通信ネットワーク１０２を介して監視モニタ１０３に送る。
【０１５１】
次に被写体の動きを検出した場合（ステップＳ６０４でＹｅｓ）について説明する。
【０１５２】
（ステップＳ６０９）
センサ４０１等によって被写体の移動方向、移動速度が検出されると（ステップＳ６０４でＹｅｓ）、検出された被写体の振る舞いに関する情報が協調動作実行部４０７に送られ式２の拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値が変更される。
【０１５３】
図１１は、被写体の振る舞いに対する拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更、及び拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更により形成される協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンの変化の様子を示す図である。
【０１５４】
図１１（ａ）に示すように協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンは拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の大きさによって分布パターンのサイズを調整することができる。たとえば、センサ１０６は、被写体の移動速度を検出し、協調パラメータ更新部４１３は、被写体の移動速度が大きいほど、協調パラメータの大きい領域と小さい領域とが連なる間隔が大きくなっていく分布パターンが形成されるように、協調パラメータを更新する。
【０１５５】
そのために、被写体がゆっくり移動している場合には拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を小さくし、被写体が速い速度で移動する場合は拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を大きくすることにより、被写体の移動速度に応じて協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンのサイズを調整することができるため、符号量の値を大きくカメラの範囲や台数を被写体１０４の移動速度に自動的に調整することができる。
【０１５６】
また、図１１（ｂ）に示すように自カメラから見て被写体１０４の移動方向と同じ方向に存在する近隣カメラ１０１Ｎとの拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を大きくし、それ以外の方向に存在する近隣カメラ１０１Ｎとの拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を小さくすることで協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを被写体１０４の進行方向と同じ方向に対して偏りを持たせることができる。つまり、センサ１０６は、被写体の移動方向を検出し、協調パラメータ更新部４１３は、被写体の移動方向に向けて、協調パラメータの大きい領域と小さい領域とが連なる間隔が大きくなっていく分布パターンが形成されるように、協調パラメータを更新する。
【０１５７】
このように被写体１０４の動きにあわせて拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を調整することにより、被写体１０４の移動方向に対して、その移動速度に応じた範囲にまで協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値が高くなる分布パターンを形成することが可能となる。
【０１５８】
図１２は、被写体１０４の動きに応じて拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）を調整する場合のカメラ１０１間で相互に通信されるデータの一例を示す図である。
【０１５９】
図１２（ａ）に示すようなデータを通信しあうことで、被写体を検出したカメラは、検出した内容に基づいて自身の拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を調整するとともに、調整した拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）を近隣カメラ１０１Ｎに通知することで近隣カメラの拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値も変更することができる。
【０１６０】
また、複数の被写体の動きに基づく拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更を全てのカメラに対して行う場合には、それぞれの被写体の動きに基づく拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更が互いに干渉しあい、どちらの被写体にも適さない拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値に調整されてしまう場合がある。また、被写体がいなくなった後も拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値が同じ値を維持し続けると、前にいた被写体と逆方向に移動する新たな被写体が現れた時に、符号量の割り当てにかかる時間が余計長くかかってしまう。このため、図１２（ｂ）に示すように拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の調整を行う適応範囲や適応時間を指定する情報も同時に通知することにより、拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）が変更される範囲や時間に制限を与えてもよい。
【０１６１】
図１２（ｂ）に示した例では、拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更範囲（「適用範囲」）としては、被写体の周囲半径５ｍ以内のカメラに指定されており、また拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）が変更されてから、元の初期値に戻るまでの時間（「適用時間」）としては、拡散係数が変更されてから１２０秒後が指定されている場合の送受信データの一例を示している。これにより、必要のないカメラに対する拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更や、不必要になった拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の調整を自動的に元の値に戻すことができる。
【０１６２】
図１３は、被写体１０４を検出したカメラ１０１が近隣カメラに対して拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更を通知するタイミングを説明する図である。
【０１６３】
図１３に示すように拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更は、カメラ１０１が被写体１０４を検出すると（ステップ１）、自身の拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を変更し（ステップ２）、さらに、近隣カメラＡに対して拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更値を通知する（ステップ３）。同様に近隣カメラＡは拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更値を受け取ると自身の拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を受け取った値に変更し（ステップ４）、さらに近隣カメラＢに対して変更後の拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を通知する（ステップ５）。さらに拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の変更が適用される範囲まで同様処理を繰り返し近隣カメラの拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を変更していく（ステップ６，７）。
【０１６４】
図１４は、被写体の動きにあわせて拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を変えた場合の協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンと、カメラの目標符号量Ｑの割り当て例を示す図である。
【０１６５】
図１４では被写体１０４の移動方向に設置されている近隣カメラ１０１Ｒに対して拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を大きくし、被写体１０４の移動方向とは逆方向に設置されているカメラ１０１Ｌに対しては拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を小さくすることにより、被写体の移動方向に対して大きく偏った協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンが形成される様子を示している。そして、各カメラは被写体の動きを反映した協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、例えば近隣の協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンが縞模様を形成しているカメラ１０１、カメラ１０１Ｒの目標符号量Ｑの値が高く調整され、それ以外のカメラ１０１Ｌは低く調整される。
【０１６６】
このように実施の形態１による監視システムでは、被写体の動作に対する追随性が高く、伝送帯域の利用効率の高い目標符号量Ｑの割り当てを、複数のカメラ１０１の局所的な協調動作によって自動的に調整することができる。
【０１６７】
また、複数のカメラが形成する空間パターンは、式２、式３に示したような数式の種類や係数の値によって異なるが、これらの数式や係数等の値を目的やカメラの構成に応じて監視システムのオペレータ１０５が各カメラに対して指示するようにしても良い。
【０１６８】
図１５は、各カメラ１０１に対してオペレータ１０５が指示を出すＧＵＩの一例を示す図である。合成映像モニタ１４０２及びＬＩＶＥ映像モニタ１４０１は、それぞれ、複数のカメラの映像を合成した合成映像及びその拡大映像（ＬＩＶＥ映像）の表示部である。監視パターン選択パネル１４０３は、複数のカメラに対して符号量の分布パターンを選択するスイッチが表示された操作パネルである。オペレータ１０５が監視パターン選択パネル１４０３の中から目的の符号量の割り当て空間パターンを選択すると、所定の符号量の割り当ての分布パターンを形成するために必要な協調方式（数式と係数など）に関するデータが各カメラ１０１に対して送られる。
【０１６９】
なお、予め各カメラに複数の協調方式（数式と係数）がプリセットされており、オペレータ１０５が各カメラに対してどの協調方式（数式と係数）を用いるかを指示するようにしてもよい。
【０１７０】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、監視パターン選択パネル１４０３から各カメラに対して通知される協調方式（数式や係数）の内容を記載したデータの一例を示す図である。
【０１７１】
図１６（ａ）は、監視モニタ１０３から各カメラ１０１に対して協調方式の内容を数式と係数の値として通知するデータの内容を表わす図である。モニタＩＤは複数のカメラ１０１に対して情報を発信するモニタを識別するため与えられた各モニタに固有のＩＤである。
【０１７２】
複数の監視モニタ１０３から協調方式を変更するように指示があった場合には、予め各モニタに対して優先順位を決めておき、送られてきたデータに含まれるモニタＩＤのうち、最も優先順位の高いカメラ１０１の指示に従うようにしても良い。これにより、複数モニタから同時に指示が送られた場合にも、全てのカメラで同じ協調方式に従って動作することが可能となる。また監視モニタ１０３の優先順位の変わりにオペレータ１０５の優先順位を決めておき、監視パターン選択パネル１４０３から送られるモニタＩＤの代わりにオペレータ１０５に固有なオペレータＩＤを利用しても良い。
【０１７３】
さらに、図１６（ａ）では協調方式を決定する情報として、各カメラ１０１において協調パラメータの調整方法（ｕ，ｖ）を記述した反応拡散方程式とその係数の値が付与されている。また、図１６（ｂ）は、各カメラに予め協調方式がプリセットされている場合において、監視パターン選択パネル１４０３から各カメラに送られるデータの内容を示した図である。図１６（ｂ）に示したプリセット番号は、各カメラにプリセットされている協調方式の中からオペレータが選択したプリセット番号である。
【０１７４】
設定パネル１４０４は、被写体１０４の移動速度、及び移動方向に応じて符号量の割り当て範囲の調整を行うかどうかの選択をする操作パネルである。また、移動速度と移動方向を加味して符号量の割り当てを調整する場合に、被写体の検出位置から移動速度、及び移動方向を加味した調整を行う適応範囲、及び被写体を発見した時刻から調整を維持する適応時間を指定できるようにしても良い。
【０１７５】
合成範囲設定パネル１４０５は、複数のカメラ１０１の映像を合成して表示する場合に、映像を合成するカメラを選択するスイッチが表示された操作パネルである。
【０１７６】
監視映像を合成する際に、被写体の動きに合わせて割り当てられた、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、被写体の周辺領域を特定し映像を合成してもよい。これにより被写体の移動にあわせて高い符号量が割り当てられているカメラの映像のみを合成して表示することができる。
【０１７７】
合成範囲設定パネル１４０５は、複数のカメラ１０１の映像を１つの映像に合成して表示する場合に、映像を合成する方法を選択するスイッチである。複数のカメラの監視映像を１つの映像として合成する際に、各カメラの協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて映像合成に用いるカメラの範囲や映像の処理内容を調整しても良い。
【０１７８】
図１７は、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、ＧＵＩに表示される複数のカメラの合成映像の一例を示す図である。なお、個々のカメラの配置と符号量は図１７（ａ）のように被写体及びその周辺領域のカメラの符号量が大きくなるように割り当てられている場合を想定している。このとき、監視モニタ１０３は、複数のカメラから送られてくる映像のうち、符号量の大きい映像が、より画質の高い画像、より大きいサイズの画像、又は、より諧調度の高い画像となるように、前記合成映像を表示する。あるいは、監視モニタ１０３は、複数のカメラから送られてくる映像のうち、符号量の大きい映像に対して輪郭協調処理を施し、符号量の小さい映像に対してモザイク処理を施し、それぞれの処理後の合成映像を表示する。以下、図１７（ｂ）〜図１７（ｄ）に合成映像の表示例を示す。
【０１７９】
図１７（ｂ）は協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、被写体の周辺領域を拡大表示し、その他領域を縮小して１つの映像に合成した表示画面を表わしたものである。
【０１８０】
これにより、監視において特に注目したい被写体の様子を大きく表示できるため、被写体の表情やしぐさ等をより詳細に監視することができる。
【０１８１】
なお、縮小して表示される映像は、符号量が小さくなるように予め画像サイズの小さい映像として調整して配信することが望ましい。これにより伝送路の利用効率を向上させることが可能となる。
【０１８２】
また、映像の拡大縮小以外にも、被写体のいる周辺領域を図１７（ｂ）に示すように立体的に浮かんでいるように表示することで被写体の位置をオペレータに対して強調して表示しても良い。
【０１８３】
図１７（ｃ）は、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、被写体の周辺領域はカラー映像（つまり、諧調度の高い画像）として表示し、その他の領域は白黒映像（つまり、諧調度の低い画像）として合成した表示画面を表したものである。
【０１８４】
これにより、被写体の周りがその他の領域よりも目立つように映像が表示されるため、画面内において被写体の位置を特定しやすいという効果がある。
【０１８５】
なお、白黒映像として表示される映像は、符号量が小さくなるように予めカラー情報を取り除いた映像を配信することが望ましい。これにより伝送路の利用効率を向上させることが可能となる。
【０１８６】
また、カラー映像と白黒映像の選択以外にも、例えば、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて被写体からの距離が遠い領域は寒色系、近くの領域は暖色系の映像となるように色相や彩度、明度等を変えて複数のカメラの映像を合成する場合や、領域ごとに映像の階調レベルを変えて合成するなど、被写体の位置や様子が特定しやすくなるように映像を合成しても良い。
【０１８７】
図１７（ｄ）は、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンに基づいて、被写体及びその周辺領域はハイパスフィルターなどを通して映像の輪郭を強調して表示し、その他の領域はモザイク処理を施した映像として合成した表示画面を表したものである。
【０１８８】
これにより、被写体だけをくっきりと協調し、それ以外の場所についてはプライバシー等に配慮したモザイク映像となるように各映像に対してフィルタ処理を自動的に実行し合成することができる。
【０１８９】
なお、画像処理を行うフィルタとしては、「輪郭強調」や「モザイク処理」以外にも、目的に応じて「ぼかし」や「テクスチャ」貼り付けなどのフィルタを用いてもよい。
【０１９０】
なお、実施の形態１で予め設置位置が固定されているカメラを想定して説明をしたが、撮影位置を変更できる移動カメラを用いた構成であってもよい。図１８は、移動カメラを使った複数の車載カメラによる駐車場監視の例（実施例１−１）を示す図である。
【０１９１】
図１８では、駐車場において複数の車載カメラ１５０１が協調して被写体の様子を撮影し、監視モニタに映像配信する監視システムの構成を表している。
【０１９２】
図１８の例において、個々の車両に搭載された車載カメラ１５０１は、図５に示したカメラ１０１と同じ構成からなるカメラが使用されているものとする。
【０１９３】
また、車載カメラ１５０１では撮影した映像を配信する手段として、通信インターフェイス４０３として無線ＬＡＮカードを用い、無線通信により映像配信を行う。
【０１９４】
また、車載カメラの位置情報は車両が駐車される場所によって異なるため、車載カメラ１５０１は各車両が駐車場内に駐車されると自分自身の位置の特定処理を行う。
【０１９５】
駐車場内において車載カメラ１５０１が自身の位置を検出する方法としては、屋外の駐車場であればカーナビ等に搭載されたＧＰＳを利用することにより位置を特定することが可能である。
【０１９６】
また、ＧＰＳの電波が届かない屋内や地下の駐車場の場合は、例えば各駐車スペースごとに位置座標を記憶したタグを埋め込んでおき、各車両がタグリーダー等により駐車スペースに埋め込まれた位置情報を読み込むことで位置情報を特定することができる。
【０１９７】
位置情報を取得した車載カメラ１５０１は、無線通信により近隣の車載カメラの位置情報を取得し、協調相手となる車載カメラを選択する。車載カメラにおける協調相手の決定方法としては、例えば自身の車両から半径５ｍ以内に駐車されている車両の車載カメラを協調相手に選ぶなど、車載カメラ間の距離によって協調相手の選択を行う。
【０１９８】
さらに、各車両はセンサや画像処理装置を備えており、被写体１０４の位置や移動速度、移動方向を検出する機能を備えている。なお、被写体１０４の位置や動きを検出するセンサとしては防犯用に利用されている振動センサや赤外線センサなどを利用することで実現が可能である。
【０１９９】
送受信アンテナ１５０２は、車載カメラ１５０１が撮影した映像を受信するために駐車場内に設置されたアンテナであり、駐車場の広さや形状に応じて複数台設置されていてもよい。
【０２００】
各車載カメラ１５０１は、センサで検出した被写体１０４の位置や移動速度、移動方向に基づいて、近隣の車両と互いの協調パラメータ（ｕ，ｖ）及び目標符号量Ｑを相互に通信し、図１８に示すような、被写体１０４を起点とする協調パラメータの分布パターンを形成する。そして、形成された分布パターンに基づいて各車載カメラ１５０１の符号量の割り当ての調整が行われる。これより、被写体を撮影している車載カメラ１５０１の符号量が他の車載カメラ１５０１より符号量が大きくなるように、個々の車載カメラ１５０１の目標符号量Ｑの割り当てが調整される。
【０２０１】
監視カメラ１５０３は、駐車場に予め設置されている監視カメラである。
【０２０２】
監視カメラ１５０３は、図５に示したカメラ１０１と同じ構成を持ち、有線、または無線によって他の監視カメラ１５０３及び、車載カメラ１５０１と通信が行える。
【０２０３】
駐車場内における監視では、車載カメラ１５０１だけでなく駐車場に予め設置されている監視カメラ１５０３とも協調して撮影を行うことで、車載カメラ１５０１と監視カメラ１５０３の両方を含めた符号量の割り当てを自動的に調整することができる。
【０２０４】
これにより、駐車場内に駐車されている車両の台数が少ない場合でも、監視カメラ１５０３によって車載カメラ１５０１による撮影をフォローすることができる。
【０２０５】
また、駐車場内にパン、チルト、ズーム制御可能なＰａｎ−Ｔｉｌｔ−Ｚｏｏｍカメラが設置されている場合、車載カメラ間の相互の通信によって形成された協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布のうち、符号量が高く割り当てられるべき場所にもかかわらず、車載カメラがない状況において、車載カメラがない領域に対してＰａｎ−Ｔｉｌｔ−Ｚｏｏｍカメラの視野を移動させて監視させるようにしても良い。
【０２０６】
このように、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンをカメラの符号量の割り当てだけでなく、Ｐａｎ−Ｔｉｌｔ−Ｚｏｏｍカメラの撮影領域の割り当てに用いても良い。
【０２０７】
また、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを、駐車場内における車載カメラ１５０１の電力制御に利用することも可能である。例えば協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値が一定の値以上に達していない車載カメラ１５０１を待機モードとし、近隣の車載カメラ１５０１と協調動作によって協調パラメータ（ｕ，ｖ）が一定の値を超えた場合に撮影を実行するようにすることで、不必要なバッテリーの消費を抑えることができる。
【０２０８】
このため本発明の監視システムは数多くのカメラの中から、被写体の撮影に必要なカメラだけを自動的に選択し、その選択された情報を各カメラの電力制御に利用することが可能である。
【０２０９】
以上のように、実施例１−１で説明したように、本発明の映像調整装置、及び監視システムをカメラ構成が常に変化する状況で適用しても、監視システムの構成や配置に変更があった際に、位置の変更のあったカメラの位置情報が新たに更新されるため、固定カメラで構成された監視システムと同様に被写体１０４の動きに合わせて個々のカメラの符号量の割り当てを自動的に調整することが可能である。
【０２１０】
図１９は、携帯電話に搭載されたカメラなどの携帯カメラ１６０１を持った複数のユーザが、携帯カメラ１６０１で撮影したＬＩＶＥ映像を配信するサービスの例（実施例１−２）を示す図である。
【０２１１】
携帯カメラ１６０１を利用したＬＩＶＥ映像の配信サービスとしては、偶然遭遇した交通事故や事件の様子のリアルタイム中継や子供や老人などの行動の見守り、旅行先などで体験した風景やイベントのレポートなど、様々な用途が挙げられる。
【０２１２】
また、各ユーザが携帯カメラ１６０１で撮影したＬＩＶＥ映像は、近くの受信基地局１６０２を介してコンテンツプロバイダ１６０３などのサービス事業者に送られ、さらにコンテンツプロバイダ１６０３より、ＬＩＶＥ映像の視聴を希望する視聴者のＰＣやテレビに対してリアルタイムで配信される。
【０２１３】
図１９の携帯カメラ１６０１は、図５に示したカメラと同じ構成を持つカメラであり、映像を配信する通信ネットワークとしては携帯電話の回線が利用される。
【０２１４】
また、各携帯カメラ１６０１は、携帯電話に内蔵されたＧＰＳや、携帯電話がアクセスしている受信基地局１６０２の位置などにより自身の位置情報を取得することが可能である。
【０２１５】
また、携帯カメラ１６０１はユーザが一定時間同じ位置にとどまっていることを検出すると、近隣で同様に同じ位置にとどまっている携帯カメラ１６０１と互いの位置情報を通知し協調相手を決定する。協調相手を決定する方法としては、車載カメラ１５０１の場合と同様に携帯カメラ１６０１間の距離が一定の範囲内にあるものを協調相手に選ぶ方法が挙げられる。
【０２１６】
図１９に示した映像配信サービスでは、同じ受信基地局１６０２において利用できる伝送帯域には制限があるため、同じ受信基地局１６０２を利用する個々の携帯カメラ１６０１に対して、各ユーザが撮影している内容に応じて効率的に伝送帯域を割り当てる必要がある。
【０２１７】
このため、複数のユーザがＬＩＶＥ映像を配信している環境において、例えば交通事故などのアクシデントを撮影している携帯カメラ１６０１に対してセンサ４０１が被写体１０４を検出した時に相当する入力信号ｓを与え、事故のあった現場を起点とする協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成することにより、事故のあった付近に近いユーザの携帯カメラ１６０１に対して自動的に高い符号量を割り当てるように自動的に制御することが可能となる。
【０２１８】
なお、優先的に符号量を割り当てる場所や携帯カメラ１６０１を決定する入力信号ｓは、ライブ映像を配信しているユーザ自身が撮影しているＬＩＶＥ映像の内容に基づいて自発的に入力しても良い。
【０２１９】
また、コンテンツプロバイダ１６０３側で、多くの視聴者の興味を引きそうな映像を配信している場所や携帯カメラ１６０１を選択し、その位置や携帯カメラ１６０１に対してセンサ情報に相当する入力信号を与えるようにしてもよい。
【０２２０】
さらに、多くの視聴者からの希望に基づいてセンサ情報に相当する入力信号を与える場所や携帯カメラ１６０１を決定してもよい。
【０２２１】
このように、本発明の実施の形態１における監視システム、及び監視システムにおけるカメラを携帯カメラ１６０１等を用いたＬＩＶＥ映像の配信サービスに適用することにより、数多い携帯カメラ１６０１の中から、撮影映像の内容や視聴者の希望に基づいて優先的にＬＩＶＥ映像の配信を行ないたい携帯カメラ１６０１を自動的に選択し、さらに受信基地局１６０２で収容できる伝送帯域を加味して、各携帯カメラ１６０１に対して符号量の割り当てを自動的に調整することができる。
【０２２２】
（実施の形態２）
次に、本発明における実施の形態２について説明する。
【０２２３】
本発明の実施の形態１では、被写体の移動速度や移動方向に応じてカメラ間で相互に調整される協調パラメータ（ｕ，ｖ）の増減量に差を設けることで、被写体の動きを加味した符号量の割り当てを自動的に調整するものである。
【０２２４】
これに対して実施の形態２は、監視対象エリアのレイアウトに基づいて、監視する場所ごとにカメラ間で相互に調整する協調パラメータ（ｕ，ｖ）の値に差を設けることにより、重点的に監視したい領域を撮影しているカメラに対して優先的に符号量を割り当てるものである。
【０２２５】
図２０は、実施の形態２におけるカメラ１０１の構成を示すブロック図である。図２０において図５と同じ構成要素については同じ番号を付与し説明を省略する。
【０２２６】
重点監視エリア記憶部４１４は、監視対象エリアのレイアウトに応じて、重点的に監視したい場所ごとに近隣のカメラとの協調内容を決定する協調方式（反応拡散方程式と係数）を記載した重点監視エリア情報を記憶するメモリ等である。
【０２２７】
図２１は、重点監視エリア情報の一例を示す図である。重点監視エリア情報には各エリアの範囲とその場所でのカメラ間の動作ルールが反応拡散方程式とその係数の値の形で定義されている。
【０２２８】
図２１では、緯度経度による座標系を用いて各エリアの範囲を定義しているが、これ以外にもカメラの番号を指定するなど、一意に場所やカメラを指定できる表現方法を利用しても良い。
【０２２９】
また、図２１の例では各エリアでのカメラ間の協調方式を反応拡散方程式とその係数の値を直接指定する例を示したが、これ以外も予めいくつかの協調方式が用意されておりその方式を選択する番号を指定するなど、所定の各エリア内に存在するカメラに対して協調方式を指定できる表現を利用しても良い。また、協調方式は通信ネットワークや光ディスクや半導体メモリ等の記録媒体を介して与えても良い。
【０２３０】
カメラ１０１は、カメラの設置時やシステムの起動時等に、カメラ１０１自身の設置位置と重点監視エリア記憶部４１４に記憶された重点監視エリア情報と比較し、近隣カメラとの協調方式を調整する。具体的には、協調パラメータ更新部４１３は、自カメラの位置と重点監視エリア情報が示す重点監視エリアとを照合することで、自カメラの位置に対応する協調方式に従って、協調パラメータを更新する。
【０２３１】
図２２は、カメラ１０１が近隣カメラ１０１Ｎとの協調方式を重点監視エリア１８０１に基づいて変更する手順を示す図である。
【０２３２】
（ステップＳ１９０１）
カメラ１０１は、重点監視エリア記憶部４１４から重点監視エリア１８０１を取得する。
【０２３３】
（ステップＳ１９０２）
カメラ１０１は、取得した重点監視エリア１８０１と自身の位置情報とを比較して、重点監視エリア１８０１より近隣カメラとの協調方式を決定する。
【０２３４】
（ステップＳ１９０３）
カメラ１０１は、近隣カメラとの協調方式として協調動作実行部４０７、自律動作実行部４０８で用いる協調方式（反応拡散方程式、及び係数の値）を変更する。
【０２３５】
図２３は、監視対象エリア内における重点監視エリア２００１の位置に対して、各カメラ１０１と近隣カメラとの協調内容を調整する実施例２−１を示す図である。
【０２３６】
図２３は、監視対象エリア内に金庫などの高いセキュリティが必要な場所の近辺を重点監視エリア２００１として、監視対象エリア内の各位置から重点監視エリア２００１の方向への拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）をその他の方向よりも大きくなるように各カメラの協調方式を調整した場合を表している。これにより協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンは、被写体１０４の移動方向だけではなく、被写体１０４のいる位置から重点監視エリア２００１へ向かう方向に対しても協調パラメータｕの値も高くなるように調整される。
【０２３７】
このように重点監視エリア２００１に向かう方向に対しても拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値を大きくしておくことにより被写体１０４の動きから予想される経路上にあるカメラ１０１の符号量だけを大きくするだけでなく、被写体が急に重点監視エリア２００１に近づこうとする動きに対しても予め備えてカメラの符号量が大きくなるように自動的に割り当てを行うことができる。
【０２３８】
また、重点監視エリア１８０１はオペレータ１０５によって監視モニタ１０３から各カメラ１０１に対して配信され、配信された情報を基に各カメラ１０１が協調内容を自動的に更新するようにしても良い。これにより監視対象エリア内のレイアウト変更などにより重点監視エリアの位置が変更した場合に、新たな重点監視エリア情報を各カメラに対して通知するだけで自動的に各カメラ間の協調内容が移動した重点監視エリア２００１の位置に対応できるように調整される。
【０２３９】
次に、図２４は、監視対象エリアのレイアウトの形に基づいて、各カメラ１０１と近隣カメラとの協調内容を調整する実施例２−２を示す図である。
【０２４０】
図２４は廊下の曲がり角などのように、監視対象エリアのレイアウトの形状によって被写体の移動方向（移動経路）が制限されてしまう場合を示した図である。
【０２４１】
図２４（ａ）のように、被写体１０４の進行方向のみを考慮して協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成すると、廊下の曲がり角などの先のように被写体１０４が実際には進むことのできない場所に対しても大きい符号量が割り当てられる協調パラメータの分布が形成されてしまう。
【０２４２】
このため、例えば図２４（ｂ）のように、廊下の曲がり角では廊下に沿った方向に配置されているカメラ間での拡散係数Ｄｕ（ｓ）、Ｄｖ（ｓ）の値が大きくなるように調整することにより、監視対象エリアのレイアウトによって制限さる被写体の移動方向も加味して符号量の割り当てを自動的に行うことができる。これにより、廊下の曲がり角の手前まで被写体が接近して来たときに、曲がり角の先のカメラの符号量が大きくなるように自動的に調整することができる。
【０２４３】
なお、実施の形態２では重点監視エリア情報として、各重点監視エリア２００１ごとにカメラの協調方式や係数の値を変える場合を例に説明を行ったが、場所だけでなく、時間帯や曜日、月日などの条件によって協調方式、及び係数の値を変えるようにしても良い。
【０２４４】
これにより、例えば会社のオフィス等を想定した図２３において、金庫２００２の近辺を人が通る就業時間帯は金庫２００２の周囲を重点監視エリア２００１とし、オフィスから人がいなくなる深夜や休日の時間帯は、オフィスへの出入り口２００３の近辺を重点監視エリア２００１とすることで、深夜や休日などオフィスに人が存在せず、金庫２００２に近づく人物がいないことが予め分かっている場合には、オフィスに侵入しようとする人物を高画質に撮影するように重点監視エリア２００１の位置を変えることで、時間帯にあわせてより実用的な符号量の割り当てを自動的に行うことができる。
【０２４５】
以上、本発明に係る監視システム及びカメラについて、実施の形態１及び２に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。これらの実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態や、本発明の主旨を逸脱しない範囲で実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施したものも、本発明に含まれる。
【０２４６】
たとえば、上記実施の形態では、本発明の監視システムとして、カメラにおける映像の符号量の調整を例に説明したが、本発明のカメラは、カメラ以外の装置であっても映像データの符号量を調整して配信可能なＰＣやビデオレーダなどの映像符号化器を含む構成であってもよく、カメラの場合と同様に複数の映像符号化器の符号量の割り当てを自動的に調整することが可能である。
【０２４７】
また、実施の形態１及び実施の形態２ではカメラが撮影した映像をリアルタイムに配信するためのエンコード処理における符号量の調整を例に説明を行ったが、蓄積された映像データをトランスコード処理を行って配信する差異の符号量調整に用いてもよい。
【０２４８】
例えば、家庭においてハードディスクレコーダ等の複数の記録媒体に蓄積されている映像データを複数のＴＶや携帯端末等の受信端末に送信する際に、各トランスコーダの符号量を各記録媒体と受信端末を結ぶネットワークのトポロジー（伝送経路と利用可能な帯域）と受信端末の性能や台数に基づいて、協調パラメータ（ｕ，ｖ）の分布パターンを形成することで、各受信端末側で映像の遅延や劣化を起こさず、さらに性能の高い受信端末に高い符号量が割当てる監視システム及びカメラを実現できる。
【０２４９】
また、本発明の実施の形態１、及び実施の形態２では各カメラ１０１が自分自身の協調パラメータ（ｕ，ｖ）と目標符号量Ｑの値を計算する場合を例に説明したが、カメラ１０１が他のカメラ１０１Ｎの協調パラメータ（ｕ，ｖ）、及び目標符号量Ｑnを計算し、得られた結果カメラ１０１Ｎに通知するようにしても実施の形態１、及び実施の形態２で説明した監視システム、及び監視システムにおけるカメラと同様の効果が得られる。
【０２５０】
また、カメラ１０１の協調パラメータ（ｕ，ｖ）、目標符号量Ｑの値を通信ネットワーク１０２で接続された外部装置において計算し、その結果をカメラ１０１に通知する構成をとっても実施の形態１、及び実施の形態２で説明した監視システム、及び監視システムにおけるカメラと同じ効果を得ることができる。
【０２５１】
また、実施の形態１、実施の形態２では、式２で用いる変数として、（ｕ，ｖ）の２変数を用いたが、空間的な分布パターンを形成できる方式であれば変数が２種類以上であっても良い。また、協調パラメータの空間的な分布パターンを形成する例として式２、式３を用いて説明を行ったが、これ以外の数式や係数を用いることで空間的な分布パターンを形成するものであってもよい。例えば、式３において、（ｕ，ｖ）を変数とした１次線形を非線形に拡張することによって、より詳細な空間的分布パターンを形成することができる。
【０２５２】
また、固定ビットレート（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）でのエンコードを想定して説明を行ったが、各カメラなどに備えられたＨＤＤ等への記録を目的とする場合などにおいては、可変ビットレート（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）でエンコードしても良い。
【０２５３】
また、可変ビットレートによる撮影時においては、被写体の動作などによって映像の符号量が大きく変化するが、一定値以上の符号量の変化の検出を利用して被写体の動作を検出に用いる構成をとっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２５４】
本発明にかかる監視システム、及び監視システムにおけるカメラは、利用するカメラ台数の規模やカメラの種類によらず、被写体の動きに対する追随性が高く、伝送の利用効率の高い符号量を複数のカメラに対して自動的に割り当てることが可能であるため、複数のカメラにより侵入者や歩行者等の監視を行うタウンモニタリングや、ビル監視システム、公共施設の監視システムなどの防犯・セキュリティ分野において有用である。
【０２５５】
さらに、携帯カメラを利用して外出先でのアクシデントや風景などをＬＩＶＥ映像で配信する等の映像配信サービスの分野や、車載カメラを使った駐車場監視などのＩＴＳ等の分野における映像配信システムや車載カメラ制御システムとしての適用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２５６】
【図１】図１は、従来技術における符号量の割り当ての一例を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の監視システムの構成の概要を説明する図である。
【図３】図３は、効率的な符号量の割り当ての一例を説明する図である。
【図４】図４（ａ）（ｂ）は、反応拡散現象によるパターン形成を説明する図である。
【図５】図５は、実施の形態１のカメラの構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、実施の形態１のカメラの動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、カメラ間で送受信されるデータの内容を示す図である。
【図８】図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は、実施の形態１のカメラの動作（協調パラメータの分布例）を説明する図である。
【図９】図９（ａ）（ｂ）は、実施の形態１のカメラの動作（協調パラメータ及び目標符号量の分布例）を説明する図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１のカメラの動作（協調パラメータの分布例）を説明する図である。
【図１１】図１１（ａ）（ｂ）は、実施の形態１のカメラの動作を説明する図である。
【図１２】図１２（ａ）（ｂ）は、カメラ間で送受信されるデータの内容を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１における通信シーケンス図である。
【図１４】図１４は、実施形態１のカメラ動作を説明する図である。
【図１５】図１５は、実施の形態１のカメラの動作を説明する図である。
【図１６】図１６（ａ）（ｂ）は、監視モニタから各カメラに送信されるデータの内容を示す図である。
【図１７】図１７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、監視モニタに表示される監視映像の例を説明する図である。
【図１８】図１８は、実施の形態１における実施例１−１（複数の車載カメラによる駐車場監視の例）を説明する図である。
【図１９】図１９は、実施の形態１における実施例１−２（ＬＩＶＥ映像配信サービス）を説明する図である。
【図２０】図２０は、実施の形態２のカメラの構成を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、重点監視エリア情報の内容の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態２のカメラの動作を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、実施の形態２における実施例２−１（近隣カメラとの協調内容を調整する例）を説明する図である。
【図２４】図２４（ａ）（ｂ）は、実施の形態２における実施例２−２（近隣カメラとの協調内容を調整する例）を説明する図である。
【符号の説明】
【０２５７】
１０１    カメラ
１０１Ｎ，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｌ，１０１Ｒ    近隣カメラ
１０２    通信ネットワーク
１０３    監視モニタ
１０４    被写体
１０５    オペレータ
１０６，４０１    センサ
４０２    撮像部
４０３    通信インターフェイス
４０４    協調パラメータ記憶部
４０５    近隣カメラ情報記憶部
４０６    協調相手選択部
４０７    協調動作実行部
４０８    自律動作実行部
４０９    伝送帯域推定部
４１０    目標符号量決定部
４１１    映像符号化部
４１２    画像処理部
４１３    協調パラメータ更新部
４１４    重点監視エリア記憶部
７０１    送受信データの内容
１４０１    ＬＩＶＥ映像モニタ
１４０２    合成映像モニタ
１４０３    監視パターン選択パネル
１４０４    設定パネル
１４０５    合成範囲設定パネル
１５０１    車載カメラ
１５０２    送受信アンテナ
１５０３    監視カメラ
１６０１    携帯カメラ
１６０２    受信基地局
１６０３    コンテンツプロバイダ
１６０４    映像受信端末
１８０１    重点監視エリア
２００１    重点監視エリア
２００２    金庫
２００３    出入り口
２２０１，２２０２    監視モニタから各カメラに送られる情報
Ｔ0，Ｔ1    時刻
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008035745.tif 000043
【図２】
2008035745.tif 000044
【図３】
2008035745.tif 000045
【図４】
2008035745.tif 000046
【図５】
2008035745.tif 000047
【図６】
2008035745.tif 000048
【図７】
2008035745.tif 000049
【図８】
2008035745.tif 000050
【図９】
2008035745.tif 000051
【図１０】
2008035745.tif 000052
【図１１】
2008035745.tif 000053
【図１２】
2008035745.tif 000054
【図１３】
2008035745.tif 000055
【図１４】
2008035745.tif 000056
【図１５】
2008035745.tif 000057
【図１６】
2008035745.tif 000058
【図１７】
2008035745.tif 000059
【図１８】
2008035745.tif 000060
【図１９】
2008035745.tif 000061
【図２０】
2008035745.tif 000062
【図２１】
2008035745.tif 000063
【図２２】
2008035745.tif 000064
【図２３】
2008035745.tif 000065
【図２４】
2008035745.tif 000066
【国際調査報告】
2008035745.tif 000067
2008035745.tif 000068
2008035745.tif 000069
2008035745.tif 000070