(57)【要約】【課題】従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく動きに追従した監視を行うことができる遠隔監視装置を提供することを目的とする。【解決手段】撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮されたデジタル画像データを送出する遠隔監視装置１００であって、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して縮小画像を生成する直流成分取り出し部１０９と、あらかじめ記録された基準縮小画像と生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部１１２と、生成した差異画像の重心を算出する重心算出部１１４と、重心の方向にカメラの撮影方向を移動する中央処理装置１０６とを有する。これにより、従来よりも少ない処理量で動く物体の動きの方向を認識することができ、従来の構成を大きく変えずに動きに追従した監視を行うことができる。【選択図】図１
2005333193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮された前記デジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、
前記圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成する直流成分取り出し部と、あらかじめ記録された基準縮小画像と生成した前記縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部と、生成した前記差異画像の重心を算出する重心算出部と、前記重心の方向にカメラの撮影方向を移動する中央処理装置とを有することを特徴とする遠隔監視装置。
【請求項２】
撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮された前記デジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、
前記圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成する直流成分取り出し部と、あらかじめ記録された基準縮小画像と生成した前記縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部と、生成した前記差異画像の重心を算出する重心算出部と、前記重心の付近の拡大したデジタル画像データを送出するか又は記録媒体に記録する中央処理装置とを有することを特徴とする遠隔監視装置。
【請求項３】
前記直流成分取り出し部は、前記基準縮小画像として、少なくとも１フレーム前に圧縮されたデジタル画像データから生成した縮小画像を使用することを特徴とする請求項１または２に記載の遠隔監視装置。
【請求項４】
撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮された前記デジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、
前記圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成する直流成分取り出し部と、少なくとも１フレーム前に圧縮されたデジタル画像データから生成した縮小画像である基準縮小画像と今回生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部と、前記差分量のばらつきがある閾値より小さいか否かを判定する分散算出部とを有し、
前記分散算出部は、前記ばらつきがある閾値より小さいと判定した場合には前記差分量の算出に使用した縮小画像を基準縮小画像として記憶することを特徴とする遠隔監視装置。
【請求項５】
撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮された前記デジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、
前記圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成する直流成分取り出し部と、少なくとも１フレーム前に圧縮されたデジタル画像データから生成した縮小画像である基準縮小画像と今回生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部と、前記差分量のばらつきがある閾値より小さい状態が所定時間以上連続したか否かを判定する分散算出部とを有し、
前記分散算出部は、前記ばらつきがある閾値より小さい状態が所定時間以上連続したと判定した場合には前記差分量の算出に使用した縮小画像を基準縮小画像として記憶することを特徴とする遠隔監視装置。
【請求項６】
撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮された前記デジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、
前記圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成すると共に生成した前記縮小画像を少なくとも３枚記憶する直流成分取り出し部と、記憶した前記縮小画像間の画素毎の中央値で構成された画像を基準縮小画像として記憶する中央値算出部と、記憶された前記基準縮小画像と生成した前記縮小画像との画素毎の差分量から
差異画像を生成する差分抽出部と、生成した前記差異画像の重心を算出する重心算出部とを有することを特徴とする遠隔監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像による遠隔監視を行う遠隔監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像による遠隔監視装置においては、アナログ伝送方式から画像圧縮を伴うデジタル伝送方式に移行が進んでいる。特に、伝送網としてインターネット等のＩＰ網を用いるネットワークカメラが遠隔監視装置として注目され始めている。ネットワークカメラでは、専用の伝送回線が不要であり、画像を見る装置としてパーソナルコンピュータなどの汎用の端末が使用でき、安価に遠隔監視システムが構築できるという特徴がある。
【０００３】
図８は、従来のネットワークカメラを示すブロック図である。
【０００４】
図８において、１００Ａはネットワークカメラである。１０１はデジタル画像データを出力するカメラ、１０２はカメラ１０１からのデジタル画像データを取り込む画像取り込み部、１０３は画像メモリ、１０４はＪＰＥＧを用いてデータ量を圧縮するＪＰＥＧ符号化部、１０５はデータ量が圧縮されたデジタル画像データとしての符号化データを記憶する符号化データメモリ、１０６は全体を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）、１０７は符号化データをインターネット１１９等のネットワークへ送出するネットワーク送出部、１２０は画像表示端末である。
【０００５】
このように構成されたネットワークカメラ１００Ａでは、まずカメラ１０１から出力されるデジタル画像データを画像取り込み部１０２で取り込み画像メモリ１０３へ格納する。ＪＰＥＧ符号化部１０４では、取り込まれた画像データのデータ量をデジタル静止画像圧縮符号化規格であるＪＰＥＧを用いて圧縮し、メモリ１０５に格納する（以下、データ量が圧縮されたデジタル画像データを「符号化データ」と呼ぶ）。符号化データは、中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」と略称する）１０６でネットワーク伝送のためのアドレス付加などの処理が施され、ネットワーク送出部１０７からインターネット等のネットワーク１１９に送出される。遠隔地のユーザは画像表示端末１２０で符号化データを受信し、ＪＰＥＧ復号化した後、画像を再生することで遠隔監視を行う。ＣＰＵ１０６では、遠隔地のユーザからの要求等によりモータ１０８へ制御信号を発行し、カメラ１０１の向きを変えることができる。
【０００６】
図９はＪＰＥＧ符号化部１０４を示すブロック図であり、図１０はデータの変化の様子を示す説明図である。
【０００７】
ＪＰＥＧ符号化部１０４では、まず画像データ３００をブロック分割部２０１で８画素×８画素のブロック３０１に分割する。画像ブロックは、ＤＣＴ部２０２で８×８のＤＣＴ係数３０２に変換される。ここで、ＤＣＴは周波数変換の一種である離散余弦変換の略称である。量子化部２０３では、各ＤＣＴ係数が８×８の量子化テーブルで除算され（量子化後のデータ３０３）、ジグザグスキャン部２０４で１次元データ列３０４に変換される。最後にハフマン符号化部２０５で情報源符号化が施され、符号化データ３０５が生成される。
【０００８】
このようなネットワークカメラ１００Ａに対しては、画像を送出するという従来機能に加えて、異常を検出し、さらにはその異常に応じて自律的に動作するという機能が求められている。特に、異常として人などの動きを検出し、動きに追従した動作を行うことへの要求が防犯の観点から高まっている。
【０００９】
カメラからの入力画像を解析し、動きを検出する方法に関しては様々な方法があるが、特に周波数変換を用いたデータ量圧縮を行う遠隔監視装置と親和性の高い方法として、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１では、周波数変換としてＤＣＴの一種であるＡＤＣＴを用い、ＡＤＣＴ結果の直流成分もしくはＡＣ成分を以前の画像の同成分と比較することで差異検出を行っている。また差異を検出した場合のみ画像データを送出するという、動き検出結果に応じた動作を行う仕組みが設けられている。
【００１０】
一方、カメラからの入力データから指定された色を検出し、検出された色領域がある面積以上である場合、この領域にカメラを向けるという方法で、例えば人の肌色領域を検出し追従する遠隔監視装置が実現されている。
【００１１】
図１１は、色領域検出を行う従来のネットワークカメラを示すブロック図である。
【００１２】
図１１において、カメラ１０１、画像取り込み部１０２、画像メモリ１０３、ＪＰＥＧ符号化部１０４、メモリ１０５、ＣＰＵ１０６、ネットワーク送出部１０７、モータ１０８は図８と同様のものであり、同一符号を付し、説明は省略する。１２１は画像データ中にあらかじめ指定した色と似たデータがある領域を検出する色領域検出部である。
【００１３】
色領域検出部１２１は、画像データ中にあらかじめ指定した色と似たデータがある領域を検出した場合には、その位置をＣＰＵ１０６に通知する。ＣＰＵ１０６では、通知された位置にカメラの向きを変えるようにモータ１０８に指示を出す。色の比較としては、例えば画像データの各画素におけるＲＧＢ各色の３次元ベクトルとあらかじめ指定した基準ベクトルとの距離が閾値内であれば似た色と判定する。
【特許文献１】特許第３４３５７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の遠隔監視装置では、どの方向に動きがあるのか、カメラをどの方向に動かすべきか知ることができないという問題点を有していた。また、色領域を検出してカメラを追従させる方法は、カメラからの入力画像データそのものに対する処理が必要であり演算量が膨大となるが、このような膨大な演算を行うには専用の演算回路が必要となり、従来装置にくらべて構成が複雑となるという問題点を有していた。
【００１５】
この遠隔監視装置では、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく、動きのある方向にカメラを向けるというように動きに追従した監視を可能にすることが要求されている。
【００１６】
本発明は、この要求を満たすため、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく動きに追従した監視を行うことができる遠隔監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の遠隔監視装置は、撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮されたデジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して縮小画像を生成する直流成分取り出し部と、あらかじめ記録された基準縮小画像と生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部と、生成した差異画像の重心を算出する重心算出部と、重心の方向にカメラの撮影方向を移動する中央処理装置とを有する構成を備えている。
【００１８】
これにより、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく動きに追従した監視を行うことができる遠隔監視装置が得られる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の遠隔監視装置は、撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮されたデジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して縮小画像を生成する直流成分取り出し部と、あらかじめ記録された基準縮小画像と生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部と、生成した差異画像の重心を算出する重心算出部とを有することにより、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して縮小画像を生成し、背景画像と比較して動く物体の重心位置を認識することができ、カメラから入力されたデジタル画像データそのものを使って動く物体（動物体）の動きの方向の認識を行うよりも少ない処理量（例えば１ブロックを８×８画素として１ブロック毎にＤＣＴ変換をする場合には処理対象画像のデータ量は原画像の１／６４となる）で動く物体の動きの方向を認識することができるので、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく物体の動きを認識することができるという有利な効果が得られる。
【００２０】
さらに、重心の方向にカメラの撮影方向を移動する中央処理装置を有することにより、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく、動く物体の重心の方向にカメラの撮影方向を移動することができ、動きに追従した監視を行うことができるという有利な効果が得られる。
【００２１】
さらに、重心の付近の拡大したデジタル画像データを送出するか又は記録媒体に記録する中央処理装置を有することにより、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく、動きのある物体を詳細に撮影し、録画することができるという有利な効果が得られる。
【００２２】
さらに、直流成分取り出し部は、基準縮小画像として、少なくとも１フレーム前に圧縮されたデジタル画像データから生成した縮小画像を使用することにより、基準縮小画像を自動的に生成することができ、被写体やその背景に関する知識がなくても動く物体の動きの方向を認識することができるので、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく、動きに追従した監視を行うことができ、動きのある物体を詳細に撮影し、録画することができるという有利な効果が得られる。
【００２３】
さらに、差分量のばらつきがある閾値より小さいか否かを判定する分散算出部を有し、分散算出部は、ばらつきがある閾値より小さいと判定した場合には差分量の算出に使用した縮小画像を基準縮小画像として記憶することにより、背景画像として適正な縮小画像を自動的に選択することができ、背景画像としての基準縮小画像を最新の背景画像である縮小画像を用いて自動更新することができるので、動く物体の動きの方向を更に正確に認識することができるという有利な効果が得られる。
【００２４】
さらに、差分量のばらつきがある閾値より小さい状態が所定時間以上連続したか否かを判定する分散算出部を有し、分散算出部は、ばらつきがある閾値より小さい状態が所定時間以上連続したと判定した場合には差分量の算出に使用した縮小画像を基準縮小画像として記憶することにより、背景画像として更に適正な縮小画像を自動的に選択することができるという有利な効果が得られる。
【００２５】
さらに、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して縮小画像を生成すると共に生成した縮小画像を少なくとも３枚記憶する直流成分取り出し部と、記憶した縮小画像間の画素毎の中央値で構成された画像を基準縮小画像として記憶する中央値算出
部とを有することにより、中央値で構成された画像すなわち自動的に生成された適正な背景画像を基準縮小画像とすることができ、基準縮小画像を適正な画像に自動更新することができるので、動く物体の動きの方向を更に正確に認識することができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく動きに追従した監視を行うという目的を、圧縮デジタル画像データの直流成分を使って生成した縮小画像と前もって記録した基準縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成し、生成した差異画像の重心を算出し、その重心の方向にカメラの撮影方向を移動することにより実現した。
【００２７】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮されたデジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成する直流成分取り出し部と、あらかじめ記録された基準縮小画像と生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部と、生成した差異画像の重心を算出する重心算出部と、重心の方向にカメラの撮影方向を移動する中央処理装置とを有することとしたものであり、圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成し、背景画像と比較して動く物体の重心位置を認識することができ、カメラから入力されたデジタル画像データそのものを使って動く物体（動物体）の動きの方向の認識を行うよりも少ない処理量（例えば１ブロックを８×８画素として１ブロック毎にＤＣＴ変換をする場合には処理対象画像のデータ量は原画像の１／６４となる）で動く物体の動きの方向を認識することができるので、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく動きに追従した監視を行うことができるという作用・効果を有する。
【００２８】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮されたデジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成する直流成分取り出し部と、あらかじめ記録された基準縮小画像と生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部と、生成した差異画像の重心を算出する重心算出部と、重心の付近の拡大したデジタル画像データを送出するか又は記録媒体に記録する中央処理装置とを有することとしたものであり、圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成し、背景画像と比較して動く物体の重心位置を認識することができ、カメラから入力されたデジタル画像データそのものを使って動く物体の動きの方向の認識を行うよりも少ない処理量で動く物体の動きの方向を認識することができるので、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく、動きのある物体を詳細に撮影し、録画することができるという作用・効果を有する。
【００２９】
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、直流成分取り出し部は、基準縮小画像として、少なくとも１フレーム前に圧縮されたデジタル画像データから生成した縮小画像を使用することとしたものであり、基準縮小画像を自動的に生成することができ、被写体やその背景に関する知識がなくても動く物体の動きの方向を認識することができるので、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく、動きに追従した監視を行うことができ、動きのある物体を詳細に撮影し、録画することができるという作用・効果を有する。
【００３０】
上記課題を解決するためになされた第４の発明は、撮影方向が可変であるカメラから出
力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮されたデジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成する直流成分取り出し部と、少なくとも１フレーム前に圧縮されたデジタル画像データから生成した縮小画像である基準縮小画像と今回生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部と、差分量のばらつきがある閾値より小さいか否かを判定する分散算出部とを有し、分散算出部は、ばらつきがある閾値より小さいと判定した場合には差分量の算出に使用した縮小画像を基準縮小画像として記憶することとしたものであり、背景画像として適正な縮小画像を自動的に選択することができ、背景画像としての基準縮小画像を最新の背景画像である縮小画像を用いて自動更新することができるので、動く物体の動きの方向を更に正確に認識することができるという作用・効果を有する。
【００３１】
上記課題を解決するためになされた第５の発明は、撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮されたデジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成する直流成分取り出し部と、少なくとも１フレーム前に圧縮されたデジタル画像データから生成した縮小画像である基準縮小画像と今回生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部と、差分量のばらつきがある閾値より小さい状態が所定時間以上連続したか否かを判定する分散算出部とを有し、分散算出部は、ばらつきがある閾値より小さい状態が所定時間以上連続したと判定した場合には差分量の算出に使用した縮小画像を基準縮小画像として記憶することとしたものであり、背景画像として更に適正な縮小画像を自動的に選択することができるという作用・効果を有する。
【００３２】
上記課題を解決するためになされた第６の発明は、撮影方向が可変であるカメラから出力されたデジタル画像データを周波数変換により圧縮し、圧縮されたデジタル画像データを送出する遠隔監視装置であって、圧縮されたデジタル画像データの直流成分を使って縮小画像を生成すると共に生成した縮小画像を少なくとも３枚記憶する直流成分取り出し部と、記憶した縮小画像間の画素毎の中央値で構成された画像を基準縮小画像として記憶する中央値算出部と、記憶された基準縮小画像と生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部と、生成した差異画像の重心を算出する重心算出部とを有することとしたものであり、中央値で構成された画像すなわち自動的に生成された適正な背景画像を基準縮小画像とすることができ、基準縮小画像を適正な画像に自動更新することができるので、動く物体の動きの方向を更に正確に認識することができるという作用・効果を有する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による遠隔監視装置を示すブロック図である。
【００３４】
図１において、カメラ１０１、画像取り込み部１０２、画像メモリ１０３、ＪＰＥＧ符号化部１０４、メモリ１０５、ＣＰＵ１０６、ネットワーク送出部１０７、モータ１０８は図８と同様のものなので、同一符号を付し、説明は省略する。１００は遠隔監視装置、１０９は符号化データから直流成分を取り出す直流成分取り出し部、１１０は取り出された直流成分から生成された縮小画像を蓄える縮小画像メモリ、１１１は基準縮小画像を蓄える基準縮小画像メモリ、１１２は縮小画像と基準縮小画像との差分量を計算する差分抽出部、１１３は得られた差分画像を蓄える差異画像メモリ、１１４は差異画像の重心演算を行う重心算出部、１１５は符号化データを保存するメモリカードである。
【００３５】
このように構成された遠隔監視装置１００について、動きのある物体にカメラを向ける、または動きのある物体を拡大して撮影・録画する動作を図２を用いて説明する。図２は
本実施の形態１における遠隔監視動作を説明するための説明図である。
【００３６】
カメラ１０１から出力されたデジタル画像データは、画像取り込み部１０２によって画像メモリ１０３に格納される。格納された画像６００（以下、「原画像」と呼ぶ）は、ＪＰＥＧ符号化部１０４によって符号化データ６０１に変換され、メモリ１０５に格納される。符号化データ６０１は、ＣＰＵ１０６でネットワーク送出用の処理が施され、ネットワーク送出部１０７から外部のネットワークに送出される。符号化データ６０１からは直流成分取り出し部１０９によって直流成分だけが抽出され、縮小画像６０２が生成される。ＪＰＥＧ符号化では８×８画素のブロック毎にＤＣＴ変換が施されるため、得られる直流成分は８×８画素ブロック毎に１つであり、直流成分で構成される縮小画像は縦横それぞれ原画像の１／８の大きさである。基準縮小画像メモリ１１１には、例えば動物体（動く物体）のない状態のカメラの映像（以下、「背景画像」と呼ぶ）６０３をあらかじめ基準縮小画像として格納しておく。なお、基準縮小画像メモリ１１１にカメラ１０１の向きに応じた背景画像を複数枚格納しておき、現在のカメラ１０１の向きに対応する背景画像を基準縮小画像として選択してもよい。また、カメラ１０１の可動範囲内で撮影される背景を網羅するような広い範囲を撮影した画像を格納しておき、現在のカメラ１０１の向きに対応する部分を切り出して基準縮小画像としてもよい。このようにあらかじめ準備された基準縮小画像６０３と縮小画像６０２とを差分抽出部１１２で比較し、差異画像６０４を生成する。差分抽出の方法としては、画素毎の差分に応じた値を差異画像に割り当てる。ここでは、画素毎の差の絶対値から差異画像を生成することとする。得られた差異画像に対して重心算出部５１４で重心座標が計算される（重心座標６０５参照）。座標（ｉ，ｊ）で画素値ｄ（ｉ，ｊ）を持つサイズｎ×ｍの画像における重心座標（Ｇｉ，Ｇｊ）の計算式を（数１）に示す。
【００３７】
【数１】
2005333193.tif 000003
【００３８】
重心座標は、縮小画像と基準縮小画像との差異の中心を表し、基準縮小画像と縮小画像の違いが動物体だけであれば、動物体の中心を示すことになる。ＣＰＵ１０６では、得られた重心が現在のカメラ１０１の向きと異なっていれば、重心方向にカメラ１０１の向きを移動するようにモータ１０８を制御する（画像６０６参照）。また、動物体付近の映像を詳細に撮影したいという要求があった場合、重心付近の画像をアップサンプルしながら取り込むように画像取り込み部１０２に指示を出す（拡大画像６０７参照）。また、このように動物体を追従し、拡大した画像は、メモリカード１１５に録画することも可能である。
【００３９】
なお、縮小画像から重心を求めるまでのステップは、原画像の１／６４（縦横それぞれ１／８）に縮小された画像上で行うため処理量が少なく、ＣＰＵ１０６のソフトウェア処理でも実行が可能である。そのため、ネットワークカメラ（遠隔監視装置）１００を従来どおり図８のように構成し、直流成分取り出し部１０９から重心算出部１１４までをＣＰＵ１０６のソフトウェア上で行うことも可能である。また、これは、従来のネットワーク
カメラに対しソフトウェアのアップデートを行うだけでよい。このように本実施の形態１による遠隔監視装置１００を用いた場合、従来の色領域検出を行う場合に比べ、これまでの構成を大きく変えることなく、動物体に追従した監視を可能とするネットワークカメラを実現することができる。
【００４０】
以上のように本実施の形態１によれば、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して縮小画像を生成する直流成分取り出し部１０９と、あらかじめ記録された基準縮小画像と生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部１１２と、生成した差異画像の重心を算出する重心算出部１１４と、重心の方向にカメラの撮影方向を移動する中央処理装置１０６とを有することにより、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して背景画像としての縮小画像を生成して動く物体（動物体）の重心位置を認識することができ、カメラから入力されたデジタル画像データそのものを使って動く物体の動きの方向の認識を行うよりも少ない処理量（例えば１ブロックを８×８画素として１ブロック毎にＤＣＴ変換をする場合には処理対象画像のデータ量は原画像の１／６４となる）で動く物体の動きの方向を認識することができるので、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく動きに追従した監視を行うことができる。
【００４１】
また、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して縮小画像を生成する直流成分取り出し部１０９と、あらかじめ記録された基準縮小画像と生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部１１２と、生成した差異画像の重心を算出する重心算出部１１４と、重心の付近の拡大したデジタル画像データを送出するか又は記録媒体に記録する中央処理装置１０６とを有することにより、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して背景画像としての縮小画像を生成して動く物体の重心位置を認識することができ、カメラから入力されたデジタル画像データそのものを使って動く物体の動きの方向の認識を行うよりも少ない処理量で動く物体の動きの方向を認識することができるので、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく、動きのある物体を詳細に撮影し、録画することができる。
【００４２】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２による遠隔監視装置を示すブロック図である。
【００４３】
図３において、遠隔監視装置１００、カメラ１０１、画像取り込み部１０２、画像メモリ１０３、ＪＰＥＧ符号化部１０４、メモリ１０５、ＣＰＵ１０６、ネットワーク送出部１０７、モータ１０８、直流成分取り出し部１０９、縮小画像メモリ１１０、基準縮小画像メモリ１１１、差分抽出部１１２、差異画像メモリ１１３、重心算出部１１４、メモリカード１１５は図１と同様のものなので、同一符号を付し、説明は省略する。１１６は差分抽出部１１２で求めた差分量のばらつきがある閾値より小さいか否かを判定する分散算出部、１１７は分散算出部１１６によりオン・オフを制御されるスイッチである。実施の形態１では基準縮小画像をあらかじめ格納しておくこととしたが、本実施の形態では基準縮小画像を自動的に生成し、更新する方法について説明する。
【００４４】
まず、図３において、縮小画像メモリ１１０から基準縮小画像メモリ１１１へのスイッチ１１７が常にオンとなり、基準縮小画像として１フレーム前の縮小画像が使われる場合の動作を図４を用いて説明する。図４は本実施の形態２における遠隔監視動作を説明するための説明図である。
【００４５】
図４において、差異画像８０４としては前フレーム（画像８０３）から消失した部分と現フレーム（画像８０２）で出現した部分とが重畳された画像となり、その重心は動物体の動きの中心を示す（重心画像８０５参照）。得られた重心を実施の形態１の場合と同様
に用いることで、動きの中心にカメラ１０１の向きを変えたり、動きの中心付近を拡大して撮影するなどの動きに追従した監視が可能となる。
【００４６】
次に、差分抽出部１１２で現縮小画像と１フレーム前の縮小画像の差異画像を生成し、差分算出部１１６でその差異画像８０４の分散を算出し、その結果によって基準縮小画像の更新を選択する方法について図５を用いて説明する。図５は動きのない場合と動きのある場合の差異画像上の画素値の分布の様子を示す説明図である。横軸は差異画像の画素値、縦軸はその画素値を有する画素の数である。
【００４７】
図５において、動きのない縮小画像１０００と１００１間の差異画像１００４に対する差異の分布１００７はゼロ近傍に差異が集まり分散が小さい。これに対し、動きのある場合の差異画像１００５、１００６に対する差異の分布１００８、１００９は、ばらつき、つまり分散が大きくなる。分散がある閾値より小さい場合のみ縮小画像メモリ１１０から基準縮小画像メモリ１１１へのスイッチ１１７をオンすることで、動きのない画像、つまり背景のみが撮影された縮小画像を基準縮小画像に選択することが可能となる。また、分散が小さい状態が所定時間以上続いた場合にスイッチ１１７をオンすることで、動物体が一時的に静止した場合でも、縮小画像の選択が動物体の一時的静止状態に影響されないようにすることができるので、確実に背景を基準縮小画像に選択することが可能となる。なお、ここではばらつきの指標として差異分布の分散を使用したが、標準偏差等の分布のばらつきを示す指標であれば、基準縮小画像の選択基準として使用可能である。このように得られた基準縮小画像を用いて実施の形態１の場合と同様に重心を求め用いることで、背景画像をあらかじめ与えることなく、動物体の中心にカメラ１０１の向きを変えたり、動物体付近を拡大して撮影するなどの監視が可能となる。
【００４８】
以上のように本実施の形態２によれば、直流成分取り出し部１０９は、基準縮小画像として、少なくとも１フレーム前に圧縮されたデジタル画像データから生成した縮小画像を使用することにより、基準縮小画像を自動的に生成することができ、被写体やその背景に関する知識がなくても動く物体の動きの方向を認識することができるので、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく、動きに追従した監視を行うことができ、動きのある物体を詳細に撮影し、録画することができる。
【００４９】
また、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して縮小画像を生成する直流成分取り出し部１０９と、少なくとも１フレーム前に圧縮されたデジタル画像データから生成した縮小画像である基準縮小画像と今回生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部１１２と、差分量のばらつきがある閾値より小さいか否かを判定する分散算出部１１６とを有し、分散算出部１１６は、ばらつきがある閾値より小さいと判定した場合には差分量の算出に使用した縮小画像を基準縮小画像として記憶することにより、背景画像として適正な縮小画像を自動的に選択することができ、背景画像としての基準縮小画像を最新の背景画像である縮小画像を用いて自動更新することができるので、動く物体の動きの方向を更に正確に認識することができる。
【００５０】
さらに、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して縮小画像を生成する直流成分取り出し部１０９と、少なくとも１フレーム前に圧縮されたデジタル画像データから生成した縮小画像である基準縮小画像と今回生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部１１２と、差分量のばらつきがある閾値より小さい状態が所定時間以上連続したか否かを判定する分散算出部１１６とを有し、分散算出部１１６は、ばらつきがある閾値より小さい状態が所定時間以上連続したと判定した場合には差分量の算出に使用した縮小画像を基準縮小画像として記憶することにより、背景画像として更に適正な縮小画像を自動的に選択することができる。
【００５１】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３による遠隔監視装置を示すブロック図である。
【００５２】
図６において、遠隔監視装置１００、カメラ１０１、画像取り込み部１０２、画像メモリ１０３、ＪＰＥＧ符号化部１０４、メモリ１０５、ＣＰＵ１０６、ネットワーク送出部１０７、モータ１０８、直流成分取り出し部１０９、縮小画像メモリ１１０、基準縮小画像メモリ１１１、差分抽出部１１２、差異画像メモリ１１３、重心算出部１１４、メモリカード１１５は図１と同様のものなので、同一符号を付し、説明は省略する。１１８は中央値を算出する中央値算出部である。
【００５３】
このように構成された遠隔監視装置について、複数の縮小画像から背景画像を合成し、基準縮小画像として利用する動作について図７を用いて説明する。図７は３フレームの動きのある画像から中央値画像を生成する様子を示す説明図である。
【００５４】
中央値算出部１１８では、縮小画像メモリ１１０に格納された少なくとも３フレームの画像の各画素位置での中央値（３フレームの画素値の中央の値）を算出し、算出された中央値から構成された画像を基準縮小画像メモリ１１１に格納する。３フレームの各フレームの時間間隔が十分開いていれば、動物体の出現箇所はフレーム毎に異なり、或る画素位置においては少なくとも２フレームで背景が撮影されている。このため、中央値（３フレームの場合は２番目に大きい値）として背景部分が選択され、中央値画像は動物体の映っていない背景画像となる。なお、本実施の形態では３フレームから中央値画像を生成したが、縮小画像のフレーム数をさらに増やすことで、さらに正確な背景画像生成が可能となる。このようにして得られた基準縮小画像を用いて実施の形態１の場合と同様に重心を求め用いることで、背景画像をあらかじめ与えることなく、動物体の中心にカメラの向きを変えたり、動物体付近を拡大して撮影するなどの監視が可能となる。
【００５５】
以上のように本実施の形態によれば、圧縮されたデジタル画像データから直流成分のみを取り出して縮小画像を生成すると共に生成した縮小画像を少なくとも３枚記憶する直流成分取り出し部１０９と、記憶した縮小画像間の画素毎の中央値で構成された画像を基準縮小画像として記憶する中央値算出部１１８と、記憶された基準縮小画像と生成した縮小画像との画素毎の差分量から差異画像を生成する差分抽出部１１２と、生成した差異画像の重心を算出する重心算出部１１４とを有することにより、中央値で構成された画像すなわち自動的に生成された適正な背景画像を基準縮小画像とすることができ、基準縮小画像を適正な画像に自動更新することができるので、動く物体の動きの方向を更に正確に認識することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、映像による遠隔監視を行う遠隔監視装置に関し、従来の遠隔監視装置から構成を大きく変えることなく動きに追従した監視を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態１による遠隔監視装置を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における遠隔監視動作を説明するための説明図
【図３】本発明の実施の形態２による遠隔監視装置を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態２における遠隔監視動作を説明するための説明図
【図５】動きのない場合と動きのある場合の差異画像上の画素値の分布の様子を示す説明図
【図６】本発明の実施の形態３による遠隔監視装置を示すブロック図
【図７】３フレームの動きのある画像から中央値画像を生成する様子を示す説明図
【図８】従来の遠隔監視装置としての従来のネットワークカメラを示すブロック図
【図９】ＪＰＥＧ符号化部を示すブロック図
【図１０】データの変化の様子を示す説明図
【図１１】色領域検出を行う従来のネットワークカメラを示すブロック図
【符号の説明】
【００５８】
１００    遠隔監視装置
１０１    カメラ
１０２    画像取り込み部
１０３    画像メモリ
１０４    ＪＰＥＧ符号化部
１０５    メモリ
１０６    中央処理装置（ＣＰＵ）
１０７    ネットワーク送出部
１０８    カメラ制御用モータ
１０９    直流成分取り出し部
１１０    縮小画像メモリ
１１１    基準縮小画像メモリ
１１２    差分抽出部
１１３    差異画像メモリ
１１４    重心算出部
１１５    メモリカード
１１６    分散算出部
１１７    スイッチ
１１８    中央値算出部
６００、８００    原画像
６０１、８０１    符号化データ
６０２、８０２、１０００、１００１、１００２、１００３、１２００、１２０１、１２０２    縮小画像
６０３、８０３    基準縮小画像
６０４、８０４、１００４、１００５、１００６    差異画像
６０５、８０５    差異画像上の重心座標
６０６    カメラの向きの移動方向を示す画像
６０７    重心付近の拡大画像
１００７、１００８、１００９    差異の分布
１２０３    中央値画像
【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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