(57)【要約】  【課題】  従来より価格を削減することができる監視システムを提供すること。  【解決手段】  監視システムは、カメラと、カメラから入力される映像信号を符号化する符号化装置３０とを備え、符号化装置３０は、カメラから入力される映像信号を動画像情報として符号化するとともに映像信号を符号化するときの符号化パラメータに基づいて映像内の異常を検出する動画像符号化装置３１と、カメラから入力される映像信号を静止画像情報として符号化する静止画像符号化装置３３と、動画像符号化装置３１によって符号化された動画像情報及び静止画像符号化装置３３によって符号化された静止画像情報を符号化装置３０の外部に出力する多重伝送装置３５とを有し、静止画像符号化装置３３によって符号化された静止画像情報は、動画像符号化装置３１によって映像内の異常が検出されたときに多重伝送装置３５によって出力されるようにする。【選択図】  図２
2005184070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置と、前記撮像装置から入力される映像信号を符号化する符号化装置とを備え、
前記符号化装置は、前記映像信号を動画像情報として符号化する動画像符号化手段と、前記映像信号を静止画像情報として符号化する静止画像符号化手段と、前記動画像符号化手段が前記映像信号を符号化するときの符号化パラメータに基づいて映像内の異常を検出する異常検出手段と、前記動画像情報及び前記静止画像情報を外部に出力する画像情報出力手段とを有し、
前記静止画像情報は、前記異常検出手段によって前記映像内の異常が検出されたときに前記画像情報出力手段によって出力されることを特徴とする監視システム。
【請求項２】
外部から入力される映像信号を動画像情報として符号化する動画像符号化手段と、前記映像信号を静止画像情報として符号化する静止画像符号化手段と、前記動画像符号化手段が前記映像信号を符号化するときの符号化パラメータに基づいて映像内の異常を検出する異常検出手段と、前記動画像情報及び前記静止画像情報を外部に出力する画像情報出力手段とを備え、
前記静止画像情報は、前記異常検出手段によって前記映像内の異常が検出されたときに前記画像情報出力手段によって出力されることを特徴とする符号化装置。
【請求項３】
前記符号化パラメータは、量子化幅の変化量であることを特徴とする請求項２に記載の符号化装置。
【請求項４】
外部から入力される映像信号を動画像情報及び静止画像情報として符号化して前記動画像情報及び前記静止画像情報を外部に出力する符号化装置の符号化方法であって、
前記映像信号を前記動画像情報として符号化する動画像符号化ステップと、前記映像信号を前記静止画像情報として符号化する静止画像符号化ステップと、前記動画像符号化ステップが前記映像信号を符号化するときの符号化パラメータに基づいて映像内の異常を検出する異常検出ステップと、前記静止画像符号化ステップによって符号化された前記静止画像情報を前記異常検出ステップによって前記映像内の異常が検出されたときに出力する画像情報出力ステップとを備えたことを特徴とする符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置を備えた監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置を備えた監視システムとして、通常は動画によるモニタリングを可能とし、画像中になんらかの変化が生じた場合には記録のために高画質の静止画像を得るものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１８４３６７号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の監視システムにおいては、電子カメラが動画制御部及び静止画制御部を有していなければならないので、電子カメラが高価になり、システム全体として高価になるという問題が有った。
【０００４】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、従来より価格を削減することができる監視システム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】
【０００５】
本発明の監視システムは、撮像装置と、前記撮像装置から入力される映像信号を符号化する符号化装置とを備え、前記符号化装置は、前記映像信号を動画像情報として符号化する動画像符号化手段と、前記映像信号を静止画像情報として符号化する静止画像符号化手段と、前記動画像符号化手段が前記映像信号を符号化するときの符号化パラメータに基づいて映像内の異常を検出する異常検出手段と、前記動画像情報及び前記静止画像情報を外部に出力する画像情報出力手段とを有し、前記静止画像情報は、前記異常検出手段によって前記映像内の異常が検出されたときに前記画像情報出力手段によって出力される構成を有している。
【０００６】
この構成により、本発明の監視システムは、動画像符号化手段及び静止画像符号化手段を撮像装置とは別の符号化装置が備えるので、従来より安価な撮像装置を利用することができ、システム全体として従来より価格を削減することができる。
【０００７】
また、本発明の符号化装置は、外部から入力される映像信号を動画像情報として符号化する動画像符号化手段と、前記映像信号を静止画像情報として符号化する静止画像符号化手段と、前記動画像符号化手段が前記映像信号を符号化するときの符号化パラメータに基づいて映像内の異常を検出する異常検出手段と、前記動画像情報及び前記静止画像情報を外部に出力する画像情報出力手段とを備え、前記静止画像情報は、前記異常検出手段によって前記映像内の異常が検出されたときに前記画像情報出力手段によって出力される構成を有している。
【０００８】
この構成により、本発明の符号化装置は、動画像符号化手段及び静止画像符号化手段を備えるので、撮像装置とともに監視システムを構成するときに、従来より安価な撮像装置とともに監視システムを構成することができ、監視システムの価格を従来より削減することができる。
【０００９】
また、本発明の符号化装置は、前記符号化パラメータは、量子化幅の変化量である構成を有している。
【００１０】
この構成により、本発明の符号化装置は、量子化幅の変化量に基づいて映像内の異常を検出するので、量子化幅を急激に変化させる不審者の侵入や事故の発生などの異常が発生したときに、異常を適切に検出して静止画像情報を外部に出力することができる。
【００１１】
また、本発明の符号化方法は、外部から入力される映像信号を動画像情報及び静止画像情報として符号化して前記動画像情報及び前記静止画像情報を外部に出力する符号化装置の符号化方法であって、前記映像信号を前記動画像情報として符号化する動画像符号化ステップと、前記映像信号を前記静止画像情報として符号化する静止画像符号化ステップと、前記動画像符号化ステップが前記映像信号を符号化するときの符号化パラメータに基づいて映像内の異常を検出する異常検出ステップと、前記静止画像符号化ステップによって符号化された前記静止画像情報を前記異常検出ステップによって前記映像内の異常が検出されたときに出力する画像情報出力ステップとを備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明の符号化方法は、符号化装置が動画像符号化ステップ及び静止画像符号化ステップを行うので、符号化装置が撮像装置とともに監視システムを構成するときに、従来より安価な撮像装置とともに監視システムを構成することができ、監視システムの価格を従来より削減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明によれば、従来より価格を削減することができる監視システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１５】
まず、本実施の形態に係る監視システムの構成について説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態に係る監視システム１０は、撮像装置としての監視用のカメラ２０と、カメラ２０から入力されるディジタルの映像信号（以下「入力映像信号」という。）を符号化する符号化装置３０と、ネットワーク１１を介して符号化装置３０から入力される画像情報に基づいて画像を表示するモニタ６０とを備えている。
【００１７】
符号化装置３０は、図２に示すように、入力映像信号を動画像情報として符号化する動画像符号化手段としての動画像符号化装置３１と、動画像符号化装置３１が出力した動画像情報を一旦蓄積する動画像用バッファ３２と、入力映像信号を静止画像情報として符号化する静止画像符号化手段としての静止画像符号化装置３３と、静止画像符号化装置３３が出力した静止画像情報を一旦蓄積する静止画像用バッファ３４と、動画像用バッファ３２が出力した動画像情報及び静止画像用バッファ３４が出力した静止画像情報を一旦蓄積して外部ネットワークインターフェース部（図示していない。）の仕様に応じてパケットを構築してネットワーク１１を介してモニタ６０に出力する多重伝送装置３５とを備えている。即ち、多重伝送装置３５は、動画像符号化装置３１によって符号化された動画像情報及び静止画像符号化装置３３によって符号化された静止画像情報を符号化装置３０の外部に出力する画像情報出力手段を構成している。
【００１８】
ここで、動画像符号化装置３１は、入力映像信号を動画像情報として符号化するときの量子化幅の変化量に基づいて映像内の異常を検出し、異常検出信号を静止画像符号化装置３３に出力するようになっている。また、静止画像符号化装置３３は、動画像符号化装置３１から異常検出信号が入力されたときに静止画像情報を生成するようになっている。即ち、静止画像符号化装置３３によって符号化された静止画像情報は、動画像符号化装置３１によって映像内の異常が検出されたときに多重伝送装置３５によって出力されるようになっている。
【００１９】
なお、動画像符号化装置３１は、動画像符号化の国際標準方式であるＭＰＥＧ４（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６）方式で入力映像信号を動画像情報として符号化するようになっている。ＭＰＥＧ４方式は、画面を一定の大きさの多数のブロックに分割し、ブロック毎に符号化する方式である。符号化効率を高めるため、参照画像を動き補償（参照画像と入力映像との相関が最も高くなるようなブロック毎の動きの検出と、その動きが示す位置とから画像を構成する）して予測画像とする方法が用いられる。
【００２０】
また、静止画像符号化装置３３は、静止画像符号化の国際標準方式であるＪＰＥＧ（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １０９１８）方式で入力映像信号を静止画像情報として符号化するようになっている。
【００２１】
また、動画像符号化装置３１は、図３に示すように、入力映像信号及び動き補償部５３（後で詳述する。）が出力した動き補償画像を入力してフレーム間予測符号化（ｉｎｔｅｒ）及びフレーム内符号化（ｉｎｔｒａ）の何れを行うかを判定するｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部４１と、固定値“０”、動き補償部５３が出力した動き補償画像及びｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部４１が出力した判定結果を入力して動き補償画像及び固定値“０”の何れかを出力する第１スイッチ部４２と、入力映像信号から第１スイッチ部４２の出力を減算した結果を出力する減算器４３と、減算器４３の出力を入力して直交変換係数を出力する直交変換部４４と、直交変換部４４が出力した直交変換係数及び量子化幅制御部４７（後で詳述する。）が出力した量子化幅を入力して量子化直交変換係数を出力する量子化部４５と、量子化部４５が出力した量子化直交変換係数、動き補償部５３が出力した動き補償予測付随情報（動き補償の有効又は無効や、動きベクトルを含む情報）及びｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部４１が出力した判定結果を入力して可変長符号を出力するＶＬＣ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｃｏｄｅ）部４６と、ＶＬＣ部４６が出力した可変長符号をカウントし目標の符号量との差分を算出して量子化幅を算出する前述した量子化幅制御部４７と、量子化部４５が出力した量子化直交変換係数を入力して逆量子化直交変換係数を出力する逆量子化部４８と、逆量子化部４８が出力した逆量子化直交変換係数を入力して逆直交変換係数を出力する逆直交変換部４９と、固定値“０”、動き補償部５３が出力した動き補償画像及びｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部４１が出力した判定結果を入力して動き補償画像及び固定値“０”の何れかを出力する第２スイッチ部５０と、逆直交変換部４９が出力した逆直交変換係数及び第２スイッチ部５０の出力を加算した結果を出力する加算器５１と、加算器５１の出力を入力して再生画像として蓄積するフレームメモリ部５２と、入力映像信号及びフレームメモリ部５２が蓄積する再生画像を入力して動き補償画像及び動き補償予測付随情報を出力する前述した動き補償部５３と、量子化幅制御部４７が出力した量子化幅を一定期間分（例えば、過去１フレーム時間分）蓄積して異常を検出する異常検出手段としての異常検出部５４とを有している。
【００２２】
次に、監視システム１０の動作について説明する。
【００２３】
図１に示すように、カメラ２０は、周囲を撮像すると、映像信号を符号化装置３０に出力する。次いで、符号化装置３０は、通常時、即ち、カメラ２０が出力した映像内に異常を検出しないときに動画像情報をネットワーク１１を介してモニタ６０に出力し、カメラ２０が出力した映像内に異常を検出したときに静止画像情報をネットワーク１１を介してモニタ６０に出力する。そして、モニタ６０は、符号化装置３０が動画像情報を出力したときに符号化装置３０が出力した動画像情報に基づいて動画像を表示し、符号化装置３０が静止画像情報を出力したときに符号化装置３０が出力した静止画像情報に基づいて静止画像を表示する。
【００２４】
次に、符号化装置３０の動作についてより詳細に説明する。
【００２５】
図２に示すように、入力映像信号が動画像符号化装置３１及び静止画像符号化装置３３に入力されると、動画像符号化装置３１は、入力映像をＭＰＥＧ４方式に準拠して空間相関や時間相関を利用して高圧縮符号化して動画像情報を生成し（動画像符号化ステップ）、生成した動画像情報を動画像用バッファ３２へ出力すると同時に、符号化に用いた量子化幅の変動を記憶し、急激な変化が発生した場合は、入力映像に異常が発生したと判断し（異常検出ステップ）、異常検出信号を静止画像符号化装置３３へ出力する。また、静止画像符号化装置３３は、通常時は符号化動作をせず待機状態にあり、動画像符号化装置３１から異常検出信号が入力された時のみ符号化動作を行って静止画像情報を生成し（静止画像符号化ステップ）、生成した静止画像情報を静止画像用バッファ３４へ出力する。
【００２６】
次いで、動画像用バッファ３２は、動画像符号化装置３１から出力された動画像情報を一旦蓄積する。また、静止画像用バッファ３４は、静止画像符号化装置３３から出力された静止画像情報を一旦蓄積する。
【００２７】
そして、多重伝送装置３５は、ネットワーク１１（図１参照。）へ出力可能な状態であれば、動画像用バッファ３２及び静止画像用バッファ３４へ入力要求信号を出力する。
【００２８】
次いで、動画像用バッファ３２は、蓄積した動画像情報を多重伝送装置３５からの入力要求信号に応じて出力する。また、静止画像用バッファ３４は、蓄積した静止画像情報を多重伝送装置３５からの入力要求信号に応じて出力する。
【００２９】
そして、多重伝送装置３５は、動画像用バッファ３２又は静止画像用バッファ３４から画像情報を入力すると、入力した画像情報に基づいてパケットを構築した後、構築したパケットをネットワーク１１を介してモニタ６０（図１参照。）に出力する（画像情報出力ステップ）。
【００３０】
次に、動画像符号化装置３１の動作についてより詳細に説明する。
【００３１】
図３に示すように、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部４１は、ブロック単位で入力される入力映像信号と、動き補償部５３が出力した動き補償画像とを入力し、入力映像の分散値と、動き補償画像及び入力映像間の予測差分の分散値とを比較する。そして、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部４１は、入力映像の分散値が予測差分の分散値より大きいときはフレーム間予測符号化を行うと判定し、逆に予測差分の分散値が入力映像の分散値より大きいときはフレーム内符号化を行うと判定し、判定結果を第１スイッチ部４２、第２スイッチ部５０及びＶＬＣ部４６に出力する。
【００３２】
そして、第１スイッチ部４２は、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部４１がフレーム内符号化を行うと判定したときは固定値“０”を減算器４３に出力し、フレーム間符号化を行うと判定したときは動き補償部５３が出力した動き補償画像を減算器４３に出力する。
【００３３】
次いで、減算器４３は、入力映像信号から第１スイッチ部４２の出力を減算した結果を直交変換部４４に出力する。即ち、減算器４３は、第１スイッチ部４２が固定値“０”を出力したときは入力映像信号を直交変換部４４に出力し、第１スイッチ部４２が動き補償画像を出力したときは入力映像信号から動き補償画像を減算した結果である予測差分を直交変換部４４に出力する。
【００３４】
次いで、直交変換部４４は、減算器４３が出力した入力映像信号又は予測差分を入力し、入力した入力映像信号又は予測差分にＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を実行して直交変換係数を求め、求めた直交変換係数を量子化部４５に出力する。
【００３５】
次いで、量子化部４５は、直交変換部４４が出力した直交変換係数の情報量を削減するため、量子化幅制御部４７が出力した量子化幅で直交変換係数を量子化して量子化直交変換係数を求め、求めた量子化直交変換係数をＶＬＣ部４６及び逆量子化部４８に出力する。
【００３６】
そして、ＶＬＣ部４６は、量子化部４５が出力した量子化直交変換係数、動き補償部５３が出力した動き補償予測付随情報及びｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部４１が出力した判定結果を入力し、これらを可変長符号化して可変長符号を量子化幅制御部４７に出力する。
【００３７】
次いで、量子化幅制御部４７は、ＶＬＣ部４６が出力した可変長符号をカウントし、カウントした符号量が目標の符号量よりも大きい場合は、発生する符号量を削減する必要があるので量子化幅を大きく設定し、カウントした符号量が目標の符号量よりも小さい場合は、発生する符号量を大きくする必要があるので量子化幅を小さく設定し、設定した量子化幅を量子化部４５及び異常検出部５４に出力するとともに、ＶＬＣ部４６が出力した可変長符号（動画像情報）を外部の動画像用バッファ３２（図２参照。）に出力する。
【００３８】
また、逆量子化部４８は、量子化部４５が出力した量子化直交変換係数を入力し、入力した量子化直交変換係数を量子化時と同一の量子化幅で逆量子化して逆量子化直交変換係数を求め、求めた逆量子化直交変換係数を逆直交変換部４９に出力する。
【００３９】
次いで、逆直交変換部４９は、逆量子化部４８が出力した逆量子化直交変換係数を入力し、入力した逆量子化直交変換係数を逆直交変換して逆直交変換係数を求め、求めた逆直交変換係数を加算器５１に出力する。
【００４０】
また、第２スイッチ部５０は、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部４１がフレーム内符号化を行うと判定したときは固定値“０”を加算器５１に出力し、フレーム間符号化を行うと判定したときは動き補償部５３が出力した動き補償画像を加算器５１に出力する。
【００４１】
そして、加算器５１は、逆直交変換部４９が出力した逆直交変換係数及び第２スイッチ部５０の出力を加算した結果をフレームメモリ部５２に出力する。即ち、加算器５１は、量子化誤差を含む再生画像をフレームメモリ部５２に出力する。
【００４２】
次いで、フレームメモリ部５２は、加算器５１から出力された再生画像を一旦蓄積する。
【００４３】
そして、動き補償部５３は、フレームメモリ部５２から再生画像を入力し、入力した再生画像と、入力映像信号とに基づいてブロックマッチング法で動きを検出して動きベクトル、動き補償画像及び動き補償予測付随情報を求める。次いで、動き補償部５３は、求めた動き補償画像と、動き量を“０”とした場合の動き補償前の画像との何れが符号化効率が良好かを、入力映像信号との差分絶対値和によって判定する。次いで、動き補償部５３は、符号化効率が良好と判定した画像をｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部４１、第１スイッチ部４２及び第２スイッチ部５０に出力し、求めた動き補償予測付随情報をＶＬＣ部４６に出力する。なお、ブロックマッチング法の具体例としては、“画像の帯域圧縮と符号化技術”（日刊工業新聞社）Ｐ６１〜Ｐ６２に記載された例を挙げることができる。
【００４４】
また、異常検出部５４は、量子化幅制御部４７が出力した量子化幅を、一定期間分、例えば、図４に示すように過去１フレーム（Ｔ０〜Ｔ６）時間分蓄積するとともに、蓄積した一定期間分の量子化幅の最大値Ｑｍａｘを保持する。そして、異常検出部５４は、量子化幅制御部４７が出力した最新の量子化幅がＱｍａｘを超えた場合に、異常が発生したとして外部の静止画像符号化装置３３に異常検出信号を出力する。
【００４５】
以上に説明したように、監視システム１０は、動画像符号化装置３１及び静止画像符号化装置３３をカメラ２０とは別の符号化装置３０が備えるので、従来より安価なカメラを利用することができ、システム全体として従来より価格を削減することができる。
【００４６】
また、監視システム１０は、一般的なカメラを備えた既設の監視システムを改良して構築する場合、既設の監視システムに新たに符号化装置３０を追加するだけでカメラを交換しなくても構築することができるので、構築するための費用や労力を削減することができる。
【００４７】
また、符号化装置３０は、量子化幅の変化量に基づいて映像内の異常を検出するので、量子化幅を急激に変化させる不審者の侵入や事故の発生などの異常が発生したときに、異常を適切に検出して静止画像情報を外部に出力することができる。
【００４８】
また、符号化装置３０は、通常時、動画像符号化装置３１によるＭＰＥＧ４方式を利用した高効率圧縮符号化によって、比較的低解像度で符号量の少ない動画像情報を生成するので、生成した動画像情報をネットワーク１１を介してモニタ６０まで比較的低ビットレートで伝送することができる。また、符号化装置３０は、カメラ２０が出力した映像内に動画像符号化装置３１が異常を検出したときのみ、静止画像符号化装置３３によるＪＰＥＧ方式を利用した低効率圧縮符号化によって、動画像符号化装置３１による動画像情報より高解像度の静止画像情報を生成し、生成した静止画像情報をネットワーク１１を介してモニタ６０まで伝送することができる。したがって、監視システム１０は、通常時には、ネットワーク帯域を有効に活用することができる状態で低解像度の動画像をモニタ６０に表示することができるとともに、カメラ２０が出力した映像内に動画像符号化装置３１が異常を検出したときには、高画質の静止画像をモニタ６０に表示することができる。
【００４９】
なお、不審者の侵入や事故による急激な輝度変化時では量子化幅が急激に変化する性質があるので、動画像符号化装置３１は、入力映像信号を動画像情報として符号化するときの量子化幅の変化量に基づいて映像内の異常を検出するようになっているが、量子化幅の変化量以外の符号化パラメータに基づいて映像内の異常を検出するようになっていても良い。
【００５０】
また、符号化装置３０は、動画像符号化装置３１から静止画像符号化装置３３に異常検出信号が入力されたときのみ静止画像符号化装置３３に静止画像情報を生成させる方法によって、動画像符号化装置３１によって映像内の異常が検出されたときに静止画像情報が多重伝送装置３５によって符号化装置３０の外部に出力されることを実現しているが、他の方法によって実現しても良い。例えば、符号化装置３０は、静止画像符号化装置３３が常に静止画像情報を生成し続けるとともに、動画像符号化装置３１から多重伝送装置３５に異常検出信号が入力されるようにし、動画像符号化装置３１から多重伝送装置３５に異常検出信号が入力されたときのみ多重伝送装置３５から静止画像情報を符号化装置３０の外部に出力するようにすることによって実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明に係る監視システムは、従来より価格を削減することができるという効果を有し、大規模な監視システムなどとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る監視システムのブロック図
【図２】図１に示す監視システムの符号化装置のブロック図
【図３】図２に示す符号化装置の動画像符号化装置のブロック図
【図４】図３に示す動画像符号化装置の異常検出部が蓄積した過去１フレーム時間分の量子化幅を示す図
【符号の説明】
【００５３】
１０  監視システム
２０  カメラ（撮像装置）
３０  符号化装置
３１  動画像符号化装置（動画像符号化手段）
３３  静止画像符号化装置（静止画像符号化手段）
３５  多重伝送装置（画像情報出力手段）
５４  異常検出部（異常検出手段）
【図１】
2005184070.tif 000003
【図２】
2005184070.tif 000004
【図３】
2005184070.tif 000005
【図４】
2005184070.tif 000006