(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための情報源符号化手段と、１画面分の上記可変長符号の長さが予め定めた値を超えたときだけ当該画面対応の可変長符号を送信手段へ送出するための判定手段とを送信側に設け、
受信した可変長符号を記録するための記憶手段と、上記受信した可変長符号を元の動画像信号へ復元するための情報源復号化手段とを受信側に設けたことを特徴とするディジタル画像の通信・記録装置。
【請求項２】
カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための惰報源符号化手段を送信側に設け、
受信した１画面分の上記可変長符号の長さが予め定めた値を超えたときだけ当該画面対応の可変長符号を出力するための判定手段と、該手段から出力された可変長符号を記録するための記憶手段と、上記判定手段から出力された可変長符号を元の動画像信号へ復元するための情報源復号化手段とを受信側に設けたことを特徴とするディジタル画像の通信・記録装置。
【請求項３】
カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための情報源符号化手段と、周期的に同じ映像が繰り返される上記カメラの撮像対象においてその繰り返しに乱れが生じたことを検出するために、上記可変長符号が予め定めた符号パターンからはずれたか否かを判定し、はずれたときだけそのはずれた符号を含む画面の符号を送信手段へ送出するための判定手段とを送信側に設け、
受信した可変長符号を記録するための記憶手段と、上記受信した可変長符号を元の動画像信号へ復元するための情報源復号化手段とを受信側に設けたことを特徴とするディジタル画像の通信・記録装置。
【請求項４】
カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム問予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための情報源符号化手段を送信側に設け、周期的に同じ映像が繰り返される上記カメラの撮像対象においてその繰り返しに乱れが生じたことを検出するために、受信した可変長符号が予め定めた符号のパターンからはずれたか否かを判定し、はずれたときだけそのはずれた符号を出力するための判定手段と、該手段から出力された可変長符号を記録するための記憶手段と、上記判定手段から出力された可変長符号を元の動画像信号へ復元するための情報源復号化手段とを受信側に設けたことを特徴とするディジタル画像の通信・記録装置。
【請求項５】
カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための情報源符号化手段と、１画面分の上記可変長符号の長さが予め定めた値を超えたときだけ当該画面対応の可変長符号を送信手段へ送出するための判定手段とを備えることを特徴とする送信装置。
【請求項６】
カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化した可変長符号を受信するための受信手段と、受信した１画面分の上記可変長符号の長さが予め定めた値を超えたときだけ当該画面対応の可変長符号を出力するための判定手段とを備えることを特徴とする受信装置。
【請求項７】
カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための情報源符号化手段と、周期的に同じ映像が繰り返される上記カメラの撮像対象においてその繰り返しに乱れが生じたことを検出するために、上記可変長符号が予め定めた符号のパターンからはずれたか否かを判定し、はずれたときだけそのはずれた符号を含む画面の符号を送信手段へ送出するための判定手段とを備えることを特徴とする送信装置。
【請求項８】
カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号を受信するための受信手段と、周期的に同じ映像が繰り返される上記カメラの撮像対象においてその繰り返しに乱れが生じたことを検出するために、受信した可変長符号が予め定めた符号のパターンからはずれたか否かを判定し、はずれたときだけそのはずれた符号を出力するための判定手段とを備えることを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ディジタル画像の通信・記録装置、送信装置、受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カメラを用いた監視システムにおいては、撮像した映像を監視所へ送ってモニターで監視するとともに、記憶装置に記録をとっておき、後の分析に用いる。ところが、画像データの情報量は電話やデータ通信に比べてきわめて大きいから、画像データの伝送・蓄積を行うには、何らかの方法を用いたデータの圧縮が不可欠である。
【０００３】
画像データの圧縮方法については、例えばカラー静止画についてはＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group:CCITT,ISO などの共同機構）において、また動画像についてはＭＰＥＧ（Moving Picture Coding Experts Group:ISO のグループ）において、また小容量ディジタル回線を用いたテレビ会議、テレビ電話についてはＣＣＩＴＴ  ＷＰ１５／１（Working Party:符号化勧告 H.261）において、それぞれ標準化の作業が行われている。
【０００４】
図５は、これらの内ＭＰＥＧで検討されている方式の例を示しており、画像入力装置５０１からの画像データは、動き補償・フレーム間予測、ＤＣＴ（離散コサイン変換）、量子化、及び可変長符号化などを行う符号化器５０２で圧縮・符号化され、変調器５０３を介して伝送路５０４へ送出される。受信側では、復調器５０５で復調された後、可変長符号復号、逆量子化、逆ＤＣＴ、及び動き補償などを行う復号化器５０６で復号されて画像データが再生され、画像出力装置５０７へ出力される。あるいは復調器５０５から出力された符号化データがそのまま記憶装置５０８へ格納される。
【０００５】
図６は、図５の符号化器５０２の詳細な構成を示すブロック図で、入力画像信号の方式をその変換回路６０２で変換した後、圧縮制御回路６０１からの圧縮情報に応じてフィールド駒落とし回路６０３で駒落としを行う。これは例えば奇数番目のフィールドのみを残しかつ横方向の画素数を半分にすることにより行われる。次に、動き補償フレーム間予測回路６０８またはフレーム内予測符号化回路６０７から出力される参照画像データと、フィールド駒落とし回路６０３出力の差分がとられ、ＦＤＣＴ量子化回路６０４でＤＣＴ変換及び量子化が行われる。この量子化出力は可変長符号化回路６１０で符号化され、符号化された画像データとして送信バッファ６１１に格納される。量子化された差分データは、逆量子化ＩＤＣＴ回路６０５で逆量子化及び逆ＤＣＴ変換され、上記参照画像データと加算されて駒落としされた状態の画像データに復元され、フレームメモリ６０６へ格納される。フレーム内予測符号化回路６０７は、このフレームメモリの画像データから参照画像データを生成し、また動き補償フレーム間予測回路６０８は、フレームメモリ６０６のデータと、動き検出回路６０９で検出されたフレーム間の画像の動きを示す動きベクトル情報から参照データを生成する。動きベクトル情報は、可変長符号化回路６１０で差分データとともに符号化され送信される。
【０００６】
このように、フレーム間相関を利用することにより、差分データは一般に元の画像データよりも小さい情報量のデータとなるので、符号化した画像データは圧縮された画像データとなる。ここでフレーム内予測により符号化した画像データ（Ｉピクチャと呼ばれる）を送信するか、フレーム間予測により符号化した画像データ（Ｐピクチャと呼ばれる）を送信するかは、圧縮制御回路６０１により制御されるが、これらは、画像データをブロック化して、蓄積したときにどのブロックからでも再生などを行えるようにする為である。これらの詳細は、例えば「先端画像テクノロジー」、オプトロニクス社（平成５年２月２０日発行）に詳しく述べられている。
【０００７】
図７は、図５の復号化器５０６の詳細な構成を示すブロック図で、受信バッファ７０１に受信された符号化画像データは、まず可変長復号化回路７０２で復号され、逆量子化ＩＤＣＴ回路７０３で逆量子化及び逆ＤＣＴ変換される。また、可変長復号化回路７０２で取り出された動きベクトル情報は、動き補償画像演算回路７０４へ入力され、ここでフレームメモリ７０５の画像データと合わせて参照画像データが生成される。この参照画像データは、差分データである逆量子化ＩＤＣＴ回路７０３の出力と加算され、その加算出力または逆量子化ＩＤＣＴ回路７０３出力そのものが、駒落としされたフィールドを補間するためのフィールド補間回路７０６、および元の信号方式へ戻す信号変換回路７０７を経由して出力される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したＪＰＥＧやＭＰＥＧの方式によると、画像データの大幅な圧縮が可能であるが、監視用システムにおいては、例えば夜間中ずっとカメラで画像を取り込んでおり、これを圧縮したとしても常時画像データの伝送が必用であり、伝送路の効率的利用のためにはさらに別の改善策が必要である。また膨大な情報を記録する必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、監視用システムの画像データを効率よく伝送・記録できるディジタル画像の通信・記録装置、送信装置、受信装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための情報源符号化手段と、１画面分の上記可変長符号の長さが予め定めた値を超えたときだけ当該画面対応の可変長符号を送信手段へ送出するための判定手段とを送信側に設け、
受信した可変長符号を記録するための記憶手段と、上記受信した可変長符号を元の動画像信号へ復元するための情報源復号化手段とを受信側に設けたことを特徴とするディジタル画像の通信・記録装置を開示する。
更に本発明は、カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための惰報源符号化手段を送信側に設け、
受信した１画面分の上記可変長符号の長さが予め定めた値を超えたときだけ当該画面対応の可変長符号を出力するための判定手段と、該手段から出力された可変長符号を記録するための記憶手段と、上記判定手段から出力された可変長符号を元の動画像信号へ復元するための情報源復号化手段とを受信側に設けたことを特徴とするディジタル画像の通信・記録装置を開示する。
更に本発明は、カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための情報源符号化手段と、周期的に同じ映像が繰り返される上記カメラの撮像対象においてその繰り返しに乱れが生じたことを検出するために、上記可変長符号が予め定めた符号パターンからはずれたか否かを判定し、はずれたときだけそのはずれた符号を含む画面の符号を送信手段へ送出するための判定手段とを送信側に設け、
受信した可変長符号を記録するための記憶手段と、上記受信した可変長符号を元の動画像信号へ復元するための情報源復号化手段とを受信側に設けたことを特徴とするディジタル画像の通信・記録装置を開示する。
更に本発明は、カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム問予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための情報源符号化手段を送信側に設け、
周期的に同じ映像が繰り返される上記カメラの撮像対象においてその繰り返しに乱れが生じたことを検出するために、受信した可変長符号が予め定めた符号のパターンからはずれたか否かを判定し、はずれたときだけそのはずれた符号を出力するための判定手段と、該手段から出力された可変長符号を記録するための記憶手段と、上記判定手段から出力された可変長符号を元の動画像信号へ復元するための情報源復号化手段とを受信側に設けたことを特徴とするディジタル画像の通信・記録装置を開示する。
更に本発明は、カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための情報源符号化手段と、１画面分の上記可変長符号の長さが予め定めた値を超えたときだけ当該画面対応の可変長符号を送信手段へ送出するための判定手段とを備えることを特徴とする送信装置を開示する。
更に本発明は、カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化した可変長符号を受信するための受信手段と、受信した１画面分の上記可変長符号の長さが予め定めた値を超えたときだけ当該画面対応の可変長符号を出力するための判定手段とを備えることを特徴とする受信装置を開示する。
更に本発明は、カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号とするための情報源符号化手段と、周期的に同じ映像が繰り返される上記カメラの撮像対象においてその繰り返しに乱れが生じたことを検出するために、上記可変長符号が予め定めた符号のパターンからはずれたか否かを判定し、はずれたときだけそのはずれた符号を含む画面の符号を送信手段へ送出するための判定手段とを備えることを特徴とする送信装置を開示する。
更に本発明は、カメラからの動画像信号をディジタル化した後フレーム間予測により圧縮し、その出力を符号化して可変長符号を受信するための受信手段と、周期的に同じ映像が繰り返される上記カメラの撮像対象においてその繰り返しに乱れが生じたことを検出するために、受信した可変長符号が予め定めた符号のパターンからはずれたか否かを判定し、はずれたときだけそのはずれた符号を出力するための判定手段とを備えることを特徴とする受信装置を開示する。
【００１１】
【作用】
夜間のビル、倉庫などでは、通常はカメラの映像は静止画のように変化しないか、あるいは変化しても何かの物体が回転しているときの映像のように、周期的に同じ映像が繰り返されることが多い。従って、フレーム間の差分をとって可変長符号化したとき、静止画状態の時は１画面分の符号長がきわめて小さくなり、異常が発生すると符号長が大きくなる。また通常サイクリックな動きをしている監視対象の時は、異常が発生するとその符号パターンがサイクリックな変化からずれて乱れる。従って、符号長の大きいとき、あるいは符号パターンの乱れを検出し、そのときだけ符号化画像データの伝送・記録を行うようにすれば、監視に必用なデータのみの伝送・記録が行え、効率のよい運用が可能になる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。図１は本発明の方法を適用したディジタル画像の通信・記録装置の一実施例を示すブロック図で、符号１０１〜１０８で示される装置は、従来例で説明した図５の符号５０１〜５０８で示される装置と同一構成である。符号長検査器１０９が本発明の特徴とするもので、情報源符号化器１０２により出力された可変長符号の内、前記のフレーム間予測符号化により生成された画像データ（Ｐピクチャ）の符号長を調べ、送信するか否かの判定を行う。
【００１３】
図２は、符号長検査器１０９の上記動作を示すフローチャートである。この処理では、まず入力された１画面分の画像データがＰピクチャでない（Ｉピクチャの時）か、あるいはＰピクチャであってその符号長が所定の域値以上の時は（ステップ２０１、２０２）、その１画面分の画像データを送信する（ステップ２０５〜２０７）。しかしＰピクチャでかつその符号長が域値以下の時は（ステップ２０１、２０２）、その１画面分の画像データの伝送を行わない（ステップ２０３、２０４）。こうして１画面づつ処理を行い、すべての画像データの処理終了を確認したとき（ステップ２０８）、終了する。なおここで、ＰピクチャかＩピクチャかの判定は、符号化の時の制御信号からわかるので、その区別を示すコードも符号の中に含めて伝送されるものとする。
【００１４】
夜間のビル、倉庫、工場などでは、監視カメラからの映像は通常ほとんど変化しない。しかし、不審者の侵入などの異常時には人やものが動いたり、ドアがあいたり、明るさが変化するなどにより映像が変化する。Ｐピクチャは、この映像の前画面との変化分を取り出して可変長符号化回路により符号化したものであるから、通常時はその情報量が少なく符号長も短いが、異常時には情報量が増え、符号長も大きくなる。従って、図２のステップ２０２の域値を適切に設定しておけば、何らかの異常の可能性があるときだけＰピクチャが送信され、正常時には何も送信されない。監視システムで必用なのは異常時の映像のみであるので、上記実施例によれば、必用な情報のみが送信・記録され、効率のよい運用ができる。
【００１５】
図１５は、本発明の別の実施例を示すブロック図で、符号３０１〜３０８で示される装置は、従来例で説明した図５の符号５０１〜５０８で示される装置と同一の構成である。ここまでは図１の実施例と同じであるが、本発明の特徴とする符号長検出器３０９は、受信側の復調器３０５から出力される符号化画像データを入力として動作する点が図１とは異なっている。
【００１６】
図４は、符号長検査器３０９の動作を示すフローチャートで、回線を接続して受信を開始すると（ステップ４０１、４０２）、まず１画面分の符号化画像データを受信バッファへ読み込む（ステップ４０３）。そしてその画像データがＰピクチャでかつその符号長が所定の域値以下の時は（ステップ４０４、４０５）、何もしないで次の画面の符号化画像データを受信バッファへ読み込むが、Ｐピクチャでかつその符号長が所定の域値以上か、あるいはＩピクチャの時は（ステップ４０４、４０５）、その受信バッファの画像データを情報源復号化器３０６およびデータ記憶装置３０８へ出力し、復号処理と記録処理の一方または双方を行う。そしてすべての画面の処理が終了すれば（ステップ４０７）、回線を切断して終了する（ステップ４０８）。なお、この場合も、送られてきた画像データがＰピクチャかＩピクチャかの判定は、送信符号の中に含まれている制御情報によって行うものとする。
【００１７】
本実施例によれば、倉庫などの監視に際して、画像データの伝送はすべての画面について行われるが、Ｐピクチャの記録は異常の発生時のみに行われるので、記録容量の節約が行え、後のリプレイ時の作業も効率化できる。
【００１８】
なお、監視対象の画像が正常時に同一の変化を周期的に繰り返しているような場合もある。この場合には、Ｐピクチャは正常時に規則的なパターンを繰り返すことになる。従って、このような場合には、図１または図３の符号長検査器に代わって、Ｐピクチャのパターンを監視し、そのパターンの規則的変化からの乱れを検出し、そのときのみ伝送・記録を行う為の手段を設置すれば、効率のよい監視画像の伝送・記録が行える。
【００１９】
さらに上記いずれの実施例の場合であっても、監視対象場所が複数ある場合には、それらから送られてきた異常時のみのＰピクチャ、またはすべての画面のＰピクチャをＩピクチャとともに１カ所の監視センタで受信し、すべてのＰピクチャを送信したときは異常時のみの画像データを取り出し、それから記録・監視を行う集中監視システムを構成すれば、効率のよい監視が行える。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、映像による監視システムの画像データの通信・記録を効率よく行うことができ、記憶装置の小型化、監視作業の効率化をはかれる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる監視システム用ディジタル画像の通信・記録装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の符号長検査器の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明になる監視システム用ディジタル画像の通信・記録装置の別の実施例を示すブロック図である。
【図４】図３の符号長検査器の動作を示すフローチャートである。
【図５】従来の符号化器・復号化器の構成を示すブロック図である。
【図６】図５の情報源符号化器の詳細を示すブロック図である。
【図７】図５の情報源復号化器の詳細を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０２  情報源符号化器
１０６  情報源復号化器
１０８  データ記憶装置
１０９  符号長検査器
３０２  情報源符号化器
３０６  情報源復号化器
３０８  データ記憶装置
３０９  符号長検査器
【図１】
0003658016.tif 000002
【図２】
0003658016.tif 000003
【図３】
0003658016.tif 000004
【図４】
0003658016.tif 000005
【図５】
0003658016.tif 000006
【図６】
0003658016.tif 000007
【図７】
0003658016.tif 000008