(57)【要約】【課題】長時間の記録が可能であるとともに、システム構成を簡単化することができる映像記録装置を提供する。【解決手段】映像記録装置は、読み出し部２、記憶部３、再符号化部４、選択部５、出力部６を備えて構成される。読み出し部２で１フレームずつ読み出した映像データをフレーム間予測を用いないイントラ符号化フレームデータと、フレーム間予測を用いたノンイントラ符号化フレームデータに分離して記憶部３に記憶し、再符号化部４でイントラ符号化フレームのみを再符号化し、選択部５で再符号化処理時に取得した画像特徴量を用いて選択したフレームデータを出力部６により記録メディアに記録する。【選択図】図１１
2007336138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム画像を、フレーム内で符号化する第１の符号化方法と、フレーム間の相関に基づいて符号化する第２の符号化方法と、のいずれかの方法を選択して符号化し、フレーム単位で順に記録する映像記録装置であって、
前記符号化したフレーム画像をフレーム単位で順に読み出す読み出し部と、
前記第１の符号化方法で符号化したフレーム画像を一時的に記憶する第１の記憶部と、
ｉ番目（ｉは自然数）と（ｉ＋１）番目に、前記第１の符号化方法で符号化したフレーム画像の間にあるＬ枚（Ｌ≧１）の前記第２の符号化方法で符号化したフレーム画像を、ｉ組目のフレーム画像群として一時的に記憶する第２の記憶部と、
前記第２の記憶部に記憶したフレーム画像群のうち、所定の条件を満たすｊ組目（ｊは自然数）と前後各Ｍ組（Ｍは自然数）の前記フレーム画像群を選択する第１の選択部と、
前記第１の記憶部に記憶した全てのフレーム画像と、前記第１の選択部によって選択したフレーム画像群を用いて再符号化する第１の再符号化部と、
前記第１の再符号化部によって再符号化した前記フレーム画像を記録する記録部と、
を備える映像記録装置。
【請求項２】
請求項１記載の映像記録装置であって、
前記第１の再符号化部は、
前記第１の記憶部に記憶したフレーム画像を復号化する復号化部と、
前記復号化部によって復号化したフレーム画像を前記第２の符号化方法で再符号化する第２の再符号化部と、
前記第２の再符号化部によって再符号化したフレーム画像と、前記第１の記憶部に記憶したフレーム画像の一方を選択する第２の選択部と、
前記第２の選択部によって選択したフレーム画像と、前記第１の選択部によって選択したフレーム画像群を時間順に並び替える並び替え部と、
を備える映像記録装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の映像記録装置であって、
前記所定の条件は、再符号化の際に取得する符号化情報に基づいて算出した特徴量と、再符号化する当該フレーム画像の直前に再符号化したフレーム画像から算出した前記特徴量との差が、所定の範囲以上である映像記録装置。
【請求項４】
フレーム画像を、フレーム内で符号化する第１の符号化方法と、フレーム間の相関に基づいて符号化する第２の符号化方法と、のいずれかの方法を選択して符号化し、フレーム単位で順に記録する機能をコンピュータに実行させる映像記録プログラムであって、
前記符号化したフレーム画像をフレーム単位で順に読み出す機能と、
前記第１の符号化方法で符号化したフレーム画像を第１の記憶部に一時的に記憶する機能と、
ｉ番目（ｉは自然数）と（ｉ＋１）番目に、前記第１の符号化方法で符号化したフレーム画像の間にあるＬ枚（Ｌ≧１）の前記第２の符号化方法で符号化したフレーム画像を、ｉ組目のフレーム画像群として第２の記憶部に一時的に記憶する機能と、
前記第２の記憶部に記憶したフレーム画像群のうち、所定の条件を満たすｊ組目（ｊは自然数）と前後各Ｍ組（Ｍは自然数）の前記フレーム画像群を選択する機能と、
前記第１の記憶部に記憶した全てのフレーム画像と、前記選択したフレーム画像群を用いて再符号化する機能と、
前記再符号化した前記フレーム画像を記録する機能と、
をコンピュータに実行させる映像記録プログラム。
【請求項５】
請求項４記載の映像記録プログラムであって、
前記再符号化する機能は、
前記第１の記憶部に記憶したフレーム画像を復号化する機能と、
前記復号化したフレーム画像を前記第２の符号化方法で再符号化する機能と、
前記第２の符号化方法によって再符号化したフレーム画像と、前記第１の記憶部に記憶したフレーム画像の一方を選択する機能と、
前記選択したフレーム画像と、前記選択したフレーム画像群を時間順に並び替える機能と、
を含む映像記録プログラム。
【請求項６】
請求項４又は５記載の映像記録プログラムであって、
前記所定の条件は、再符号化の際に取得する符号化情報に基づいて算出した特徴量と、再符号化する当該フレーム画像の直前に再符号化したフレーム画像から算出した前記特徴量との差が、所定の範囲以上である映像記録プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像の符号化方式により符号化した映像データを、再符号化して記録する映像記録装置、映像記録プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、防犯、事故や災害等の監視を目的とした監視カメラシステムでは、監視対象がある遠隔地に監視カメラを設置し、撮影した映像をアナログ専用回線により監視センターに伝送して長時間にわたりディスプレイ上に再生したり、或いは、必要に応じてタイムラプス（間欠）ＶＴＲと呼ばれる長時間記録用ＶＴＲでアナログ信号のまま記録することが多かった。しかし、近年、ＩＰネットワークのインフラ整備、ハードディスクやＤＶＤ等のディジタル記録メディアの大容量化及び低価格化、さらに監視カメラのディジタル化が進んだ結果、監視カメラシステムにおいても撮影した映像のディジタル記録への置き換えが急速に進んでいる。
【０００３】
一般的に、監視カメラで撮影した映像をディジタル記録するには、撮影された映像のアナログ信号を監視カメラの内部、叉は監視カメラに接続された機器により、ディジタル信号に変換して符号化し、この符号化したディジタル映像信号をネットワークを介して記録装置に伝送して、ハードディスクやＤＶＤ等のディジタル記録メディアに記録する。映像信号の符号化方式としては、各フレームを１枚の静止画として独立に符号化する方式と、連続するフレームの相関を利用することによりフレーム間予測を行って符号化する方式がある。このうち、各フレームを独立に符号化する方式は、ディジタル信号の映像データをタイムラプス記録するシステムで多く用いられ、代表的なものとしてＪＰＥＧ方式が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、各フレームを独立に符号化する方式は、フレーム間予測を行って符号化する方式に比べて映像データの圧縮率が低く、ネットワークを介して伝送するためには、より広帯域の回線を必要とするという問題がある。
【０００５】
一方、フレーム間予測を用いて符号化する方式の代表的なものとしては、ＭＰＥＧ−２やＭＰＥＧ−４等の符号化方式があり、これらの方式によって符号化された映像データは、ディジタル記録メディアに連続してすべて記録されることが多い。フレーム間予測を用いて符号化する方式は圧縮率が高いので、ネットワーク回線を用いて伝送する際に必要な周波数帯域は相対的に狭くてもよいが、符号化された映像データのすべてを記録すると、結果的に、タイムラプス記録したＪＰＥＧ方式の映像よりも大容量の記録装置が必要になり、システムコストが高くなるという問題がある。このため、監視カメラの映像に不審な人物や物体、異常な現象が含まれているか否か検出し、異常が検出された際の映像のみを記録する方法が用いられてきた。しかしながら、この方法は、例えば、人の出入が少ない休日や夜間に防犯カメラで侵入者を検出する場合等には効果があるものの、河川や道路など、災害や事故など常時監視を必要とする場合には困難を伴う。
【０００６】
この問題を解決する方法として、ＭＰＥＧ方式で符号化された映像データからピクチャスタートコードを検出してピクチャヘッダの位置を特定し、ピクチャヘッダからピクチャタイプを取得することにより、フレーム間予測を用いないＩフレームのみを記録するという例がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献２に記載されたＩフレームのみを抽出して記録する方法では、記録される映像データの符号量が、映像データの種類や、映像データをＭＰＥＧ符号化する機器に依存するという問題がある。また、ＭＰＥＧ符号化する際は、一般に固定ビットレートで符号化する場合が多く、複雑な絵柄で、かつ動きがほとんどない映像の場合は、相対的にＩフレームに割り当てられる符号量が大きくなり、記録装置への長時間記録ができなくなるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載された方法では、監視カメラで異常な映像が撮影された際に、タイムラプス記録を停止して通常の記録に切り替えるためには、別途、監視対象領域に異常が発生したか否か検出するためのセンサ等の機器が必要となり、異常を検出したことを映像記録装置に通知して記録処理の手順を切り替えなければならず、システム構成が複雑になるという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−１１１９５９号公報
【特許文献２】特開２００３−１０１９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたもので、映像データの種類や、映像データを符号化する機器に依存することなく、長時間の記録が可能であるとともに、監視対象領域の異常を検出するためのセンサ等の機器を必要とせず、システム構成を簡単化することのできる映像記録装置、映像記録プログラ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】
【００１０】
本発明の映像記録装置は、フレーム画像を、フレーム内で符号化する第１の符号化方法と、フレーム間の相関に基づいて符号化する第２の符号化方法と、のいずれかの方法を選択して符号化し、フレーム単位で順に記録する映像記録装置であって、前記符号化したフレーム画像をフレーム単位で順に読み出す読み出し部と、前記第１の符号化方法で符号化したフレーム画像を一時的に記憶する第１の記憶部と、ｉ番目（ｉは自然数）と（ｉ＋１）番目に、前記第１の符号化方法で符号化したフレーム画像の間にあるＬ枚（Ｌ≧１）の前記第２の符号化方法で符号化したフレーム画像を、ｉ組目のフレーム画像群として一時的に記憶する第２の記憶部と、前記第２の記憶部に記憶したフレーム画像群のうち、所定の条件を満たすｊ組目（ｊは自然数）と前後各Ｍ組（Ｍは自然数）の前記フレーム画像群を選択する第１の選択部と、前記第１の記憶部に記憶した全てのフレーム画像と、前記第１の選択部によって選択したフレーム画像群を用いて再符号化する第１の再符号化部と、前記第１の再符号化部によって再符号化した前記フレーム画像を記録する記録部と、を備えるものである。
【００１１】
この構成により、フレーム内で符号化した画像フレームと、フレーム間の相関に基づいて符号化した画像フレームを分離して、フレーム内で符号化した画像フレームを再符号化することで、タイムラプス記録が可能となり、長時間の映像データを記録することができる。また、フレーム間の相関に基づいて符号化したフレーム画像を一時的に記憶することにより、監視カメラで異常な映像が撮影された際に、通常のフレームレートに切り替えて全てのフレームを連続して記録することができる。
【００１２】
また、本発明の一態様として、上記の映像記録装置において、前記第１の再符号化部は、前記第１の記憶部に記憶したフレーム画像を復号化する復号化部と、前記復号化部によって復号化したフレーム画像を前記第２の符号化方法で再符号化する第２の再符号化部と、前記第２の再符号化部によって再符号化したフレーム画像と、前記第１の記憶部に記憶したフレーム画像の一方を選択する第２の選択部と、前記第２の選択部によって選択したフレーム画像と、前記第１の選択部によって選択したフレーム画像群を時間順に並び替える並び替え部と、を備えるものも含まれる。
【００１３】
この構成により、フレーム内で符号化した画像フレームと、フレーム間の相関に基づいて符号化した画像フレームを分離して、フレーム内で符号化した画像フレームを再符号化することで、タイムラプス記録が可能となり、長時間の映像データを記録することができる。また、フレーム間の相関に基づいて符号化したフレーム画像を一時的に記憶することにより、監視カメラで異常な映像が撮影された際に、通常のフレームレートに切り替えて全てのフレームを連続して記録することができる。
【００１４】
さらに、本発明の一態様として、上記の映像記録装置において、前記所定の条件は、再符号化の際に取得する符号化情報に基づいて算出した特徴量と、再符号化する当該フレーム画像の直前に再符号化したフレーム画像から算出した前記特徴量との差が、所定の範囲以上であるものも含まれる。
【００１５】
この構成により、上記の効果に加え、更に、再符号化の際の符号化情報に基づく特徴量を用いることにより、全フレーム記録とタイプラプス記録とを切り替えることができるので、監視対象領域に異常が発生したか否か検出するためのセンサ等の機器が不要となり、記録モードを切り替えることが可能な映像記録システムの構成を簡単化できる。
【００１６】
本発明の映像記録プログラムは、フレーム画像を、フレーム内で符号化する第１の符号化方法と、フレーム間の相関に基づいて符号化する第２の符号化方法と、のいずれかの方法を選択して符号化し、フレーム単位で順に記録する機能をコンピュータに実行させる映像記録プログラムであって、前記符号化したフレーム画像をフレーム単位で順に読み出す機能と、前記第１の符号化方法で符号化したフレーム画像を第１の記憶部に一時的に記憶する機能と、ｉ番目（ｉは自然数）と（ｉ＋１）番目に、前記第１の符号化方法で符号化したフレーム画像の間にあるＬ枚（Ｌ≧１）の前記第２の符号化方法で符号化したフレーム画像を、ｉ組目のフレーム画像群として第２の記憶部に一時的に記憶する機能と、前記第２の記憶部に記憶したフレーム画像群のうち、所定の条件を満たすｊ組目（ｊは自然数）と前後各Ｍ組（Ｍは自然数）の前記フレーム画像群を選択する機能と、前記第１の記憶部に記憶した全てのフレーム画像と、前記選択したフレーム画像群を用いて再符号化する機能と、前記再符号化した前記フレーム画像を記録する機能と、をコンピュータに実行させるものである。
【００１７】
このプログラムにより、フレーム内で符号化した画像フレームと、フレーム間の相関に基づいて符号化した画像フレームを分離して、フレーム内で符号化した画像フレームを再符号化することで、タイムラプス記録が可能となり、長時間の映像データを記録することができる。また、フレーム間の相関に基づいて符号化したフレーム画像を一時的に記憶することにより、監視カメラで異常な映像が撮影された際に、通常のフレームレートに切り替えて全てのフレームを連続して記録することができる。
【００１８】
さらに、本発明の一態様として、上記の映像記録プログラムにおいて、前記再符号化する機能は、前記第１の記憶部に記憶したフレーム画像を復号化する機能と、前記復号化したフレーム画像を前記第２の符号化方法で再符号化する機能と、前記第２の符号化方法によって再符号化したフレーム画像と、前記第１の記憶部に記憶したフレーム画像の一方を選択する機能と、前記選択したフレーム画像と、前記選択したフレーム画像群を時間順に並び替える機能と、を含むものである。
【００１９】
このプログラムにより、フレーム内で符号化した画像フレームと、フレーム間の相関に基づいて符号化した画像フレームを分離して、フレーム内で符号化した画像フレームを再符号化することで、タイムラプス記録が可能となり、長時間の映像データを記録することができる。また、フレーム間の相関に基づいて符号化したフレーム画像を一時的に記憶することにより、監視カメラで異常な映像が撮影された際に、通常のフレームレートに切り替えて全てのフレームを連続して記録することができる。
【００２０】
さらに、本発明の一態様として、上記の映像プログラムにおいて、前記所定の条件は、再符号化の際に取得する符号化情報に基づいて算出した特徴量と、再符号化する当該フレーム画像の直前に再符号化したフレーム画像から算出した前記特徴量との差が、所定の範囲以上であるものも含まれる。
【００２１】
このプログラムにより、上記の効果に加え、更に、再符号化の際の符号化情報に基づく特徴量を用いることにより、全フレーム記録とタイプラプス記録とを切り替えることができるので、監視対象領域に異常が発生したか否か検出するためのセンサ等の機器が不要となり、記録モードを切り替えることが可能な映像記録システムの構成を簡単化できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、映像データの種類や、映像データを符号化する機器に依存することなく、長時間の記録が可能であるとともに、監視対象領域の異常を検出するためのセンサ等の機器を必要とせず、システム構成を簡単化することのできる映像記録装置、映像記録プログラムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る実施形態の映像記録装置では、監視カメラで撮影した映像の符号化方式として、ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化方式を用いる。ＭＰＥＧ−４符号化方式では、様々なアプリケーションを想定し、各アプリケーションを実現するための符号化ツールを組み合わせたプロファイルが定義されている。ここでは、ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌに準拠するデコーダが必ず復号しなければならないことが規定されている最も基本的なプロファイルであるシンプル・プロファイルの符号化処理について説明する。
【００２４】
以下、ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化方式の処理概要について説明する。図１は、ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置の概略構成を示す図である。なお、ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化方式では、ＶＯＰ（Ｖｉｄｅｏ  Ｏｂｊｅｃｔ  Ｐｌａｎｅ）と呼ばれる単位で符号化を行う。最も単純なＶＯＰはフレームに相当し、本実施形態ではこの場合について説明する。
【００２５】
図１において、ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置１は、入力部１０、動き検出・符号化部１１、予測部１２、変換部１３、ＤＣＴ符号化部１４、参照用画像生成部１５、参照用画像記憶部１６、パラメータ設定部１７、出力部１８を備えて構成される。
【００２６】
入力部１０は、符号化する映像データをＶＯＰ単位で入力し、各ＶＯＰを１６×１６画素を単位とするマクロブロックに分割する。
【００２７】
動き検出・符号化部１１は、図２に示すように、動き検出部１１１、マクロブロックタイプ設定部１１２、動きベクトル符号化部１１３から構成されている。図２において、動き検出部１１１は、入力部１０から入力されるマクロブロックデータと、参照用画像記憶部１６に記憶されている参照用画像データとを用いて動きベクトルを算出し、マクロブロックタイプ設定部１１２は、算出した動きベクトルに基づいてマクロブロックタイプを設定する。また、動きベクトル符号化部１１３は、設定したマクロブロックタイプのノンイントラマクロブロックのみについて可変長符号化を行う。
【００２８】
予測部１２は、動き検出・符号化部１１で算出した動きベクトルと、参照用画像記憶部１６に記憶されている参照用画像データを用いて、予測画像を生成する。
【００２９】
変換部１３は、図３に示すように、予測誤差生成部１３１、ＤＣＴ部１３２、量子化部１３３から構成されている。図３において、予測誤差生成部１３１は、ノンイントラマクロブロックの場合のみについて、入力部１０から入力されるマクロブロックデータと、予測部１２で生成された予測画像から誤差画像マクロブロックデータを生成して出力し、イントラマクロブロックの場合には、入力部１０から入力されるマクロブロックデータをそのまま出力する。また、ＤＣＴ部１３２は、予測誤差生成部１３１から出力されるマクロブロックデータについて、８×８画素のブロック毎に２次元離散コサイン変換（ＤＣＴ）を行い、量子化部１３３は、ＤＣＴ部１３２から出力される２次元ＤＣＴ係数を量子化する。
【００３０】
ＤＣＴ符号化部１４は、図４に示すように、ＤＣ／ＡＣ予測部１４１、スキャン部１４２、可変長符号化部１４３から構成されている。図４において、ＤＣ／ＡＣ予測部１４１は、変換部１３から出力される２次元量子化ＤＣＴ係数と、隣接するマクロブロックの２次元ＤＣＴ係数を基にして予測される値から２次元量子化ＤＣＴ係数の誤差成分を算出する。また、スキャン部１４２は、ＤＣ／ＡＣ予測部１４１で算出された２次元量子化ＤＣＴ係数の誤差成分を符号化する順番に並び替え、可変長符号化部１４３は、並び替えた２次元量子化ＤＣＴ係数誤差成分を符号化する。
【００３１】
参照用画像生成部１５は、図５に示すように、逆量子化部１５１、逆ＤＣＴ部１５２、画像再構成部１５３から構成されている。図５において、逆量子化部１５１は、変換部１３から出力される２次元量子化ＤＣＴ係数を逆量子化し、逆ＤＣＴ部１５２は、逆量子化された２次元ＤＣＴ係数について逆ＤＣＴを行う。また、画像再構成部１５３は、逆ＤＣＴ部１５２から出力される画素値により画像を再構成する。このとき、ノンイントラマクロブロックの場合には、予測部１２で生成された予測画像の画素値を加算して画像を再構成する。
【００３２】
参照用画像記憶部１６は、参照用画像生成部１５で再構成された画像を記憶する。
【００３３】
パラメータ設定部１７は、動き検出・符号化部１１とＤＣＴ符号化部１４から出力される符号量を基にして、次のマクロブロックを符号化する際に用いる量子化パラメータを設定する。
【００３４】
出力部１８は、動き検出・符号化部１１とＤＣＴ符号化部１４から出力される符号をＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化データとして出力する。
【００３５】
次に、以上のように構成された本実施形態のＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置１の動作について説明する。図６は、ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置１の動作手順を説明するためのフローチャートである。
【００３６】
まず、ステップＳ１０において、入力部１０に符号化処理を行う映像データを入力する。
【００３７】
ステップＳ２０では、パラメータ設定部１７においてＭＰＥＧ−４符号化パラメータの初期化を行い、続くステップＳ３０では、動き検出・符号化部１１において動画データをＶＯＰ単位でマクロブロックに分割し、マクロブロック毎に後述する動き検出・符号化処理のサブルーチンを実行する。
【００３８】
ここで、上述の説明における動き検出・符号化部１１の動き検出・符号化処理サブルーチンについて説明する。図７は、動き検出・符号化サブルーチンの処理手順を説明するためのフローチャートである。
【００３９】
始めに、図２に示した動き検出部１１１において、参照用画像記憶部１６に記憶されている参照用画像を用いて動き検出を行い、動きベクトルを算出する（ステップＳ３１）。
【００４０】
次いで、マクロブロックタイプ設定部１１２において、動き検出の結果を用いてマクロブロックタイプを設定し（ステップＳ３２）、ノンイントラマクロブロックであるか否かを判定する（ステップＳ３３）。
【００４１】
判定の結果、設定したマクロブロックタイプがノンイントラマクロブロックである場合は、動きベクトル符号化部１１３で動きベクトルを可変長符号化し（ステップＳ３４）、出力部１８に出力してサブルーチンの処理を終了する（ステップＳ３４）。
【００４２】
一方、ステップＳ３３の処理手順で、マクロブロックタイプがノンイントラマクロブロックでないと判定された場合は、符号化を行うことなく入力部１０から入力されるマクロブロックデータをそのまま出力部１８に出力してサブルーチンの処理を終了する。
【００４３】
図６に示すフローチャートに戻り、ステップＳ４０では、予測部１２において、参照用画像記憶部１６に記憶されている参照用画像と動き検出部１１１によって算出された動きベクトルを用いて予測画像を生成する。
【００４４】
続くステップＳ５０では、変換部１３において、以下に説明する変換処理のサブルーチンを実行する。図８は、変換部１３における変換処理サブルーチンの手順を説明するためのフローチャートである。
【００４５】
まず、図３に示した予測誤差生成部１３１において、入力部１０から入力されたマクロブロックデータと予測部１２で生成された予測画像データを用いて予測誤差を生成する（ステップＳ５１）。このとき、入力したマクロブロックデータがイントラマクロブロックである場合は、マクロブロックデータをそのまま予測誤差データとする。
【００４６】
次いで、ＤＣＴ部１３２において、予測誤差データを８×８画素のブロック毎に２次元離散コサイン変換（ＤＣＴ）し（ステップＳ５２）、量子化部１３３でパラメータ設定部１７から入力された量子化スケールを用いて２次元ＤＣＴ係数を量子化する（ステップＳ５３）。
【００４７】
再び図６に示すフローチャートに戻り、ステップＳ６０において、ＤＣＴ符号化部１４によりＤＣＴ符号化処理のサブルーチンを実行する。
【００４８】
ここで、ＤＣＴ符号化部１４におけるＤＣＴ符号化処理のサブルーチンについて説明する。図９は、ＤＣＴ符号化処理サブルーチンの手順を説明するためのフローチャートである。
【００４９】
まず、図４に示したＤＣ／ＡＣ予測部１４１において、変換部１３から出力される２次元量子化ＤＣＴ係数と隣接するマクロブロックの２次元ＤＣＴ係数からＤＣ／ＡＣ予測を行い、２次元量子化ＤＣＴ係数の誤差成分を算出する（ステップＳ６１）。
【００５０】
次いで、スキャン部１４２において、２次元量子化ＤＣＴ係数の誤差成分を符号化する順番に並び替え（ステップＳ６２）、可変長符号化部１４３において、並び替えられた２次元量子化ＤＣＴ係数誤差成分を可変長符号化して出力部１８に出力する（ステップＳ６３）。
【００５１】
図６に示すフローチャートに戻って、ステップＳ７０では、参照用画像生成部１５において参照用画像生成処理のサブルーチンを実行する。
【００５２】
ここで、上述の参照用画像生成部１５における参照用画像生成処理サブルーチンについて説明する。図１０は、参照用画像生成処理サブルーチンの手順を説明するためのフローチャートである。
【００５３】
まず、図５に示した逆量子化部１５１において、変換部１３から出力される２次元量子化ＤＣＴ係数を逆量子化し（ステップＳ７１）、逆ＤＣＴ部１５２において、逆量子化した２次元ＤＣＴ係数に逆ＤＣＴを施し、参照用画像の予測誤差を生成する（ステップＳ７２）。
【００５４】
次いで、画像再構成部１５３において、予測画像と参照用画像の予測誤差とを加算して参照用画像を生成し（ステップＳ７３）、参照用画像記憶部１６に記憶する。このとき、マクロブロックデータがイントラマクロブロックの場合には、参照用画像の予測誤差をそのまま参照用画像として参照用画像記憶部１６に記憶する。
【００５５】
図６に示すフローチャートに戻り、ステップＳ８０では、パラメータ設定部１７において、動き検出・符号化部１１とＤＣＴ符号化部１４から出力した符号量を基にし、次のマクロブロックを符号化する際に用いる量子化パラメータを設定する。
【００５６】
以上のようなステップＳ１０からステップＳ８０に至る一連の処理をマクロブロック毎に繰り返して行い、一つのＶＯＰについて処理が終了すると、ステップＳ９０で次のＶＯＰのタイプを設定する。
【００５７】
そして、ステップＳ１０からステップＳ９０までの処理をＶＯＰ毎に繰り返して行い、全てのＶＯＰについてその処理が終了し、入力した映像データを全て符号化した時点で処理を終了する。
【００５８】
次に、以上説明したＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化方式を用いる本発明の実施形態の映像記録装置について説明する。
【００５９】
図１１は、本発明に係る実施形態の映像記録装置の概略構成を示す図である。同図において、本実施形態の映像記録装置は、読み出し部２、記憶部３、再符号化部４、選択部５及び出力部６を備える構成であり、ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌストリームから一部のＶＯＰ（以下、フレームと記述する）を選択し、再符号化した後に記録するものである。以下の説明では、ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌストリームのプロファイルをシンプル・プロファイルの例で説明し、Ｉ−ＶＯＰをイントラフレーム、Ｐ−ＶＯＰをノンイントラフレームと記述する。
【００６０】
読み出し部２は、映像データを１組のフレームずつ読み出して記憶部３に送る。
【００６１】
記憶部３は、符号化タイプ判定部３１、イントラフレーム記憶部３２、ノンイントラフレーム記憶部３３から構成されている。符号化タイプ判定部３１は、読み出し部２から読み出されたフレームの符号化タイプを判定し、イントラフレームである場合は、フレームデータをイントラフレーム記憶部３２に送り、ノンイントラフレームの場合は、フレームデータをノンイントラフレーム記憶部３３に送る。
【００６２】
イントラフレーム記憶部３２及びノンイントラフレーム記憶部３３は、符号化タイプ判定部３１から送られたフレームデータを一時的に記憶する。なお、イントラフレーム記憶部３２及びノンイントラフレーム記憶部３３には、それぞれ所定の組数のフレームを記憶することが可能な領域が確保されており、領域の全てにフレームが記憶されると、新しいフレームを記憶するために古いデータが順次削除されていく。
【００６３】
再符号化部４は、図１２に示すように、イントラフレーム復号部４１、間欠映像再符号化部４２、特徴量取得部４３、映像再構成部４４から構成されている。また、イントラフレーム復号部４１は、図１３に示すように、可変長復号部４１１、逆量子化部４１２、逆ＤＣＴ部４１３、画像再構成部４１４から構成されている。
【００６４】
図１３において、可変長復号部４１１は、イントラフレーム記憶部３２又はノンイントラフレーム記憶部３３から記録しようとするフレームデータを読み出して可変長復号化し、逆量子化部４１２は、可変長復号化されたデータを逆量子化する。また、逆ＤＣＴ部４１３は、逆量子化されたデータを逆ＤＣＴし、画像再構成部４１４は、逆ＤＣＴされたデータを画像データの正しい位置に配置して画像を再構成する。
【００６５】
図１２において、間欠映像再符号化部４２は、イントラフレーム復号部４１で復号化された画像データを再符号化し、符号化情報を特徴量取得部４３に送るとともに、再符号化した画像データを映像再構成部４４に送る。
【００６６】
特徴量取得部４３は、間欠映像再符号化部４２から送られた符号化情報から画像特徴量を算出する。
【００６７】
映像再構成部４４は、間欠映像再符号化部４２から送られた映像データ、イントラフレーム記憶部３２に記憶されたフレームデータ、及びノンイントラフレーム記憶部３３に記憶されたフレームデータのうち、選択されたフレームデータから符号化データを取得して映像データを再構成し、出力部６に送る。
【００６８】
選択部５は、再符号化部４から取得した画像特徴量をもとにして、ノンイントラフレーム記憶部３３に記憶してあるフレームデータのうち、どのノンイントラフレーム群を記録するかを選択する。
【００６９】
出力部６は、再符号化部４で再符号化された映像データを、不図示の記録メディアに記録するために出力する。
【００７０】
次に、以上のように構成された本実施形態の映像記録装置の動作について説明する。図１４は、本実施形態の映像記録装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。
【００７１】
まず、ステップＳ１００において、読み出し部２は、記録を行う映像データのＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌストリームから１組のフレームずつ順番にフレームデータを読み出す。
【００７２】
次いで、読み出したフレームデータから符号化タイプの情報を取得し（ステップＳ２００）、符号化タイプ判定部３１において、イントラフレームであるか否かを判定する（ステップＳ３００）。
【００７３】
ステップＳ３００における判定の結果、読み出したフレームがイントラフレームである場合は、そのフレームデータをイントラフレーム記憶部３２に記憶し（ステップＳ４００）、ノンイントラフレームである場合は、ノンイントラフレーム記憶部３３に記憶する（ステップＳ５００）。
【００７４】
このようにして、フレーム毎にステップＳ１００からステップＳ５００までの処理手順を繰り返し、イントラフレーム記憶部３２及びノンイントラフレーム記憶部３３のそれぞれの記憶領域に符号化に必要な数のフレームが記憶されると、再符号化部４は、イントラフレーム記憶部３２又はノンイントラフレーム記憶部３３から、記録しようとするフレームを取得して再符号化を行う（ステップＳ６００）。
【００７５】
ここで、上述の説明における再符号化部４の再符号化処理サブルーチンについて説明する。図１５は、再符号化部４における再符号化処理サブルーチンの手順を説明するためのフローチャートである。
【００７６】
まず、ステップＳ６１０において、イントラフレーム記憶部３２に記憶されたイントラフレームを復号化する。このステップＳ６１０の手順は、さらに、図１６にフローチャートで示すようなサブルーチンを構成し、可変長復号部４１１で可変長復号して量子化ＤＣＴ係数を取得し（ステップＳ６１１）、逆量子化部４１２により逆量子化してＤＣＴ係数を取得する（ステップＳ６１２）。
【００７７】
次いで、逆ＤＣＴ部４１３により逆ＤＣＴを実施し（ステップＳ６１３）、画像再構成部４１４によって得られた画素データを該当する座標の画素データとして再構成画像を生成する（ステップＳ６１４）。
【００７８】
図１５に示すステップＳ６２０では、上記の手順で復号化して得られた画像データを再符号化する。この再符号化は、図１に示した構成のＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置を用い、図６に示したフローチャートの手順に従って行われるので、ここではその説明を省略する。但し、出力先は一時記憶用のメモリであり、所定組数の再符号化されたフレームデータが保持されているものとする。
【００７９】
ステップＳ６３０では、ステップＳ６２０の手順でフレームデータを再符号化した際のパラメータを取得して、画像特徴量を算出する。ここで、画像特徴量とは、フレーム間予測を行う際に取得される動きベクトルの空間分布、フレーム間の差分の二乗和、符号量および量子化パラメータ等を用いて算出されるものであり、監視カメラで撮影した映像データに異常なものが写っている際に、直前のフレームとの差異を検出できるものであれば、上記した以外のものでもよい。
【００８０】
続くステップＳ６４０では、取得した画像特徴量、及び直前のフレームの再符号化時までに取得した画像特徴量を用いて、再符号化したフレームのＭ組前（Ｍは、自然数）のノンイントラフレーム群を記録するか否かを判定する。そして、記録すると判定した場合は、イントラフレーム記憶部３２から記録しようとするノンイントラフレーム群の直前のイントラフレームデータを取得する（ステップＳ６５０）。
【００８１】
次いで、ノンイントラフレーム記憶部３３から、現在対象としているノンイントラフレームデータ群を取得する（ステップＳ６６０）。
【００８２】
一方、ステップＳ６４０の処理手順でノンイントラフレーム群を記録しないと判定した場合は、再符号化したＭ組前のフレームデータをイントラフレーム記憶部３２から取得する（ステップＳ６７０）。
【００８３】
このような手順によって取得されたフレームデータは、記録する映像データの末尾に追加され（ステップＳ６８０）、再符号化処理サブルーチンを終了する。
【００８４】
図１４に示すフローチャートに戻り、ステップＳ７００では、選択部５により、再符号化時に取得した画像特徴量を基にして、どのノンイントラフレーム群を記録するかを選択する。
【００８５】
ステップＳ８００では、再符号化部４で再符号化された映像データを、出力部６により不図示の記録メディアに記録するために出力し、処理を終了する。
【００８６】
以上説明したように、このような本発明の実施形態に係る映像記録装置によれば、ＭＰＥＧ−４符号化データからイントラフレームのみを抽出して再符号化することにより、計算量を小さく抑えたままで、データ量を大きく削減させることができるため、低コストで映像データの長時間記録が可能となる。また、再符号化情報を用いて映像データに異常なものが含まれるか否かを判定することにより、システム構成を複雑にすることなく、タイムラプス記録と、通常記録を容易に切り替えることができる。
【００８７】
なお、本発明の実施形態では、ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化ストリームのプロファイルとして、シンプル・プロファイルを例にして説明したが、他のプロファイルでも同様の処理構成で記録することができる。
【００８８】
また、本発明は、ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、Ｈ．２６４などのＭＰＥＧ−４以外の符号化技術であっても、フレーム間予測を用いて符号化された映像データであれば、本質的に処理構成は同じであり、同様の処理で記録することができる。
【００８９】
また、再符号化処理として、例えば動き検出を行わず、動きベクトルをすべてゼロと仮定して処理を行うことにより、計算量を更に少なくすることができる。
【００９０】
本発明の映像記録プログラムは、上述した動作を、映像記録装置を制御する図示せぬプロセッサ等の如きコンピュータに実行させるものであり、映像記録装置内外の所定の記憶装置に保持される。また、ネットワークを介して他のサーバ装置等から取得することも可能である。
【００９１】
本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の映像記録装置、映像記録プログラムは、映像データの種類や、映像データを符号化する機器に依存することなく、長時間の記録が可能であるとともに、監視対象領域の異常を検出するためのセンサ等の機器を必要とせず、システム構成を簡単化することができる効果を有し、監視カメラシステム等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置の概略構成を示す図
【図２】ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置の動き検出・符号化部の概略構成を示す図
【図３】ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置の変換部の概略構成を示す図
【図４】ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置のＤＣＴ符号化部の概略構成を示す図
【図５】ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置の参照用画像生成部の概略構成を示す図
【図６】ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置の動作手順を説明するためのフローチャート
【図７】ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置における動き検出・符号化部の処理手順を説明するためのフローチャート
【図８】ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置における変換部の手順を説明するためのフローチャート
【図９】ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置におけるＤＣＴ符号化部の処理手順を説明するためのフローチャート
【図１０】ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置における参照用画像生成部の処理手順を説明するためのフローチャート
【図１１】本発明に係る実施形態の映像記録装置の概略構成を示す図
【図１２】実施形態に係る映像記録装置の再符号化部の概略構成を示す図
【図１３】実施形態に係る映像記録装置のイントラフレーム復号部の概略構成を示す図
【図１４】本発明に係る実施形態の映像記録装置の動作手順を説明するためのフローチャート
【図１５】実施形態に係る映像記録装置の再符号化部の処理手順を説明するためのフローチャート
【図１６】本実施形態に係る映像記録装置におけるイントラフレーム復号化部の処理手順を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
【００９４】
１  ＭＰＥＧ−４Ｖｉｓｕａｌ符号化装置
１１  入力部
１２  動き検出・符号化部
１３  予測部
１４  変換部
１５  ＤＣＴ符号化部
１６  参照用画像生成部
１７  参照用画像記憶部
１８  パラメータ設定部
１９  出力部
２  読み出し部
３  記憶部
３１  符号化タイプ判定部 
３２  イントラフレーム記憶部
３３  ノンイントラフレーム記憶部
４  再符号化部
４１  イントラフレーム復号部
４２  間欠映像再構成部
４３  特徴量取得部
４４  映像再構成部
５  選択部
６  出力部
【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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