(57)【要約】【課題】映像データを格納するデータ記録装置に於いて、撮像及び格納された映像データが偽造されるのを防ぎ得るデータ記録装置を提供する。【解決手段】撮像部１１によって撮像された映像データをデータ変換部１４によってウェーブレット変換し、重畳部１５によって撮像部１１のＩＤ番号等の映像データの識別情報３１を重畳した後に、データ変換部１４によって圧縮符号化する。【選択図】図２
2007013840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像データを格納するデータ記録装置であって、
撮像部と、
前記撮像部による映像データの識別情報を格納する第１の記憶部と、
前記映像データを圧縮するデータ変換部と、
前記データ変換部によって圧縮される映像データに前記第１の記憶部に格納された前記識別情報を重畳する重畳部と、
前記映像データを前記重畳部によって重畳された前記識別情報と共に前記データ変換部により圧縮して成る圧縮データを格納する第２の記憶部と
を備えることを特徴とするデータ記録装置。
【請求項２】
請求項１記載のデータ記録装置であって、
前記重畳部は、前記データ変換部によって圧縮される映像データのうち予め定められた帯域成分に前記第１の記憶部に格納された前記識別情報を重畳することを特徴とするデータ記録装置。
【請求項３】
請求項１記載のデータ記録装置であって、
前記データ変換部は、前記映像データをウェーブレット変換した後に圧縮し、
前記重畳部は、前記データ変換部によってウェーブレット変換された映像データのうち予め定められた周波数以上の高周波成分に前記第１の記憶部に格納された前記識別情報を重畳することを特徴とするデータ記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像データを格納するデータ記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、車両が事故に遭遇する等の不測の事態に備えて、車両に広視野角を撮像可能な撮像装置を搭載して該撮像装置の映像データを予め定められた一定量だけ記録装置に逐次更新格納するドライブレコーダが提案されている。
【０００３】
このドライブレコーダに於いては、撮像装置が広視野角を撮像しているために、撮像視野全体に亘って厳密に焦点を合わせることは困難であり、撮像視野の一部または全体に亘ってアウトフォーカスされる。
【０００４】
また、撮像装置のレンズ系は一般にプラスチック等を金型成形によって形成するために、ドライブレコーダや車両周辺視認装置として用いるには十分であるもののやはり厳密に焦点を合わせることは困難であり、撮像視野の一部または全体に亘ってアウトフォーカスされる。
【０００５】
従って、当該撮像装置によって得られる映像データを圧縮する際に、例えば、撮像画像をウェーブレット変換した後に符号化して圧縮画像を作成すると、映像の特徴（被写体やその背景）は低周波領域に分布し、高周波領域にはアウトフォーカスによる雑音等のノイズ成分が多く含まれることになる。
【０００６】
そこで、提案されているドライブレコーダに於いては、圧縮した後に、映像への実質的な影響の少ない高周波領域を削除して記録装置に逐次更新格納するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の提案例に於いては、撮像及び格納された映像データを撮像後に修正或いは捏造することが可能であり、事故等の不測の事態に対して格納された映像データを証拠として用いるには信憑性が低いという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、映像データを格納するデータ記録装置に於いて、撮像及び格納された映像データが偽造されるのを防ぎ得るデータ記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、映像データを格納するデータ記録装置であって、撮像部と、前記撮像部による映像データの識別情報を格納する第１の記憶部と、前記映像データを圧縮するデータ変換部と、前記データ変換部によって圧縮される映像データに前記第１の記憶部に格納された前記識別情報を重畳する重畳部と、前記映像データを前記重畳部によって重畳された前記識別情報と共に前記データ変換部により圧縮して成る圧縮データを格納する第２の記憶部とを備えるものである。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のデータ記録装置であって、前記重畳部は、前記データ変換部によって圧縮される映像データのうち予め定められた帯域成分に前記第１の記憶部に格納された前記識別情報を重畳するものである。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のデータ記録装置であって、前記データ変換部は、前記映像データをウェーブレット変換した後に圧縮し、前記重畳部は、前記データ変換部によってウェーブレット変換された映像データのうち予め定められた周波数以上の高周波成分に前記第１の記憶部に格納された前記識別情報を重畳するものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明に依れば、映像データに識別情報を重畳した後に圧縮して記憶部に格納するので、識別情報を用いて撮像映像の真偽を確認でき、映像データが偽造されるのを防ぐことが可能となる。
【００１３】
請求項２記載の発明に依れば、変換された映像データのうち予め定められた帯域成分に映像データの識別情報を重畳するので、映像データを著しく損なうことなく識別情報を重畳することが可能となる。
【００１４】
請求項３記載の発明に依れば、映像データをウェーブレット変換するので、重畳する識別情報を画像として重畳することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜構成＞
図１は、車両に搭載されてドライブレコーダとして利用される本発明の実施の形態に係るデータ記録装置を示すブロック図である。図１に示す如く、データ記録装置１０は、例えば、撮像部１１と、記憶部（第１及び第２の記憶部）１２と、時計ＩＣ１３と、データ変換部１４と重畳部１５を有する画像処理部１６を備えている。
【００１６】
撮像部１１は、例えば、車両周辺の映像を撮像するために車両の所定位置に搭載され、予め定められた範囲からの光線を複数のレンズ系（図示省略）によってＣＣＤ（Charge Coupled Device；電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor；相補型金属酸化膜半導体）等の撮像素子上に結像させ映像データをデータ変換部１４に伝送するようになっている。
【００１７】
記憶部１２は、例えば、フラッシュＲＯＭやＨＤＤ等の書換可能な不揮発性記憶装置であり、その格納領域のアドレスを異ならせることにより、映像データを識別可能な情報、例えば、撮像部１１のＩＤ番号等を格納すると共に、後述する画像処理部１６によって画像処理がなされた後の圧縮データを格納することが可能なようになっている。
【００１８】
時計ＩＣ１３は、例えば、現在年月日及び時刻を後述する重畳部１５に伝送するものである。
【００１９】
データ変換部１４は、例えば、撮像部１１から伝送される映像データをウェーブレット変換を利用して圧縮符号化する機能を有しており、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を利用して専用のハードウェア及びソフトウェアによって実現する。
【００２０】
重畳部１５は、例えば、データ変換部１４によって圧縮符号化する過程に於いて、高周波成分に記憶部１２内に格納された撮像部１１のＩＤ番号や時計ＩＣ１３から伝送される現在年月日及び時刻を重畳するようになっている。
【００２１】
尚、本実施の形態に於いては、１つの撮像部１１のみとしているが、２つ以上の撮像部１１を利用する態様であっても構わない。その場合には、記憶部１２には撮像部１１の数に応じてＩＤ番号を格納する必要がある。
【００２２】
＜動作＞
上記構成を有するデータ記録装置は、ウェーブレット変換を利用することを特徴とする。具体的には、データ変換部１４が、ウェーブレット変換を利用するＪＰＥＧ２０００（Joint Photographic Experts Group 2000）方式に基づいて映像データの処理を行う。
【００２３】
ＪＰＥＧ２０００方式は、ＭＰＥＧ方式がＤＣＴ（Discrete Cosine Transform；離散コサイン変換）を利用するのに対して、ＤＷＴ（Discrete Wavelet Transform；離散ウェーブレット変換）を利用する点に特徴がある。また、エントロピ符号化には、ビットプレーン符号化を行うＥＢＣＯＴ（Embedded Block Coding with Optimal Truncation）を利用する。以下、データ変換部１４が行う映像データの圧縮符号化処理の詳細について説明する。
【００２４】
図２は、データ変換部１４の概略構成を示す機能ブロック図である。データ変換部１４は、図２に示すような機能ブロックを専用のハードウェアやソフトウェアにより実現し、圧縮符号化を行う。以下、図２を参照しつつ、その手順について説明する。
【００２５】
撮像部１１からデータ変換部１４に伝送される映像データは、ＤＣレベルシフト部２０に於いて必要に応じＤＣレベル変換を施された後に、色空間変換部２１に伝送される。次に、色空間変換部２１は、ＤＣレベルシフト部２０から伝送されるデータの色空間を変換する。具体的には、例えば、ＲＧＢ（Red Green Blue）信号を、ＹＣｂＣｒ（輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｃｂ、Ｃｒ）信号に変換する。
【００２６】
次に、タイリング部２２は、色空間変換部２１から伝送される映像データを、複数の矩形状の「タイル」と称する領域成分に分割してＤＷＴ部２３に伝送する。ＤＷＴ部２３は、タイリング部２２から伝送される映像データに対してタイル単位で整数型又は実数型のＤＷＴを施し、変換係数を算出する。
【００２７】
ＤＷＴでは、高域成分（高周波領域）と低域成分（低周波領域）とに分割する１次元フィルタが、２次元映像信号に対して垂直方向と水平方向の順で適用される。そして、垂直方向及び水平方向の双方で低周波領域に分割した帯域成分のみを、更に再帰的に帯域分割（オクターブ分割）する。このとき、再帰的に帯域分割した回数は、分解レベル（decomposition level）と呼ばれる。
【００２８】
図３は、オクターブ分割に従って、分解レベル３のＤＷＴを施した２次元映像３０を示す模式図である。分解レベル１では、２次元映像３０は、前述の１次元フィルタを垂直方向と水平方向とに順次適用することで、ＨＨ１、ＨＬ１、ＬＨ１及びＬＬ１（図示省略）の４つの帯域成分に分割される。ここで、「Ｈ」は高域成分を、「Ｌ」は低域成分を各々示している。例えば、ＨＬ１は、分解レベル１に於ける水平方向の高域成分Ｈと垂直方向の低域成分Ｌからなる帯域成分である。即ち、「ＸＹｎ」（Ｘ、ＹはＨ、Ｌの何れか、ｎは自然数）は、分解レベルｎに於ける水平方向の帯域成分Ｘと垂直方向の帯域成分Ｙからなる帯域成分を指す。
【００２９】
分解レベル２では、低域成分ＬＬ１は、ＨＨ２、ＨＬ２、ＬＨ２及びＬＬ２（図示省略）に帯域分割される。更に、分解レベル３では、低域成分ＬＬ２は、ＨＨ３、ＨＬ３、ＬＨ３及びＬＬ３に帯域分割される。こうして生成された帯域成分ＨＨ１〜ＬＬ３を図３に示す。尚、図３に於いては簡単のため、３次の分解レベルを例示しているが、本実施の形態に於いては分解レベルが３以上であっても構わない。
【００３０】
データ記録装置１０を車両に搭載する場合、車両の周辺情報としては、高画質の画像によって細部を細かく描写せずとも、乗員が車両の周辺状況を十分認識し得る程度で十分である。映像データは低周波領域に於いて大凡の内容を再現することが可能であり、高周波領域に於いてはその細部を再現すると同時に雑音等のノイズも多く含まれる。特に、車載カメラに於いては前述の如く、撮像視野の一部又は全体に亘ってアウトフォーカスされているので、殆ど有用な情報は含まれていない。
【００３１】
そこで、重畳部１５は、例えば、図３に示す如く、ＤＷＴ部２３から伝送された帯域分割画像の高域成分ＨＨ１上に、記憶部１２に格納された撮像部１１のＩＤ番号や時計ＩＣ１３から伝送される現在年月日及び時刻等の識別情報３１を重畳し、ＤＷＴ部２３によって算出された映像部分の変換係数と共に量子化部２４に伝送する。
【００３２】
次に、量子化部２４は、必要に応じ重畳部１５から伝送されたＩＤ番号や現在年月日、時刻等の識別情報３１を映像部分の変換係数と共に量子化する。また量子化部２４は、ＲＯＩ部２５によるＲＯＩ（Region Of Interest；興味領域）の画質を優先させるビットシフト処理を行う機能を有している。
【００３３】
次に、量子化部２４から伝送された変換係数は、上述のＥＢＣＯＴに従って、係数ビットモデリング部２６及び算術符号化部２７とで、順次ブロックベースのエントロピ符号化を施され、符号量制御部２８でレートを制御される。具体的には、係数ビットモデリング部２６は、伝送される変換係数の帯域成分を１６×１６、３２×３２や６４×６４程度の「コードブロック」と称する領域に分割し、更に、各コードブロックを、各ビットの２次元配列で構成される複数のビットプレーンに分割する。
【００３４】
図４は、複数のビットブロック４０に分割された２次元映像３０を示す模式図である。また、図５は、このコードブロック４０を構成するｎ枚のビットプレーン５０0〜５０n-1（ｎ：自然数）を示す模式図である。コードブロック４０中の１点の変換係数の２進値５１が、図５に示す如く、”０１１…０”である場合、この２進値５１を構成するビットは、それぞれ、ビットプレーン５０n-1、５０n-2、５０n-3、…、５０0に属するように分解される。図中のビットプレーン５０n-1は、変換係数の最上位ビット（MSB; Most Significant Bit）のみからなる最上位ビットプレーンを表し、ビットプレーン５０0は、その最下位ビット（LSB; Least Significant Bit）のみからなる最下位ビットプレーンを表している。
【００３５】
更に、係数ビットモデリング部２６は、各ビットプレーン５０k（ｋ＝０〜ｎ−１）内の各ビットのコンテクスト（context）判定を行い、図６に示すように、各ビットの有意性（判定結果）に応じて、ビットプレーン５０kを３種類の符号化パス、すなわち、ＣＬパス（CLeanup pass）、ＭＲパス（Magnitude Refinement pass）、ＳＩＧパス（SIGnificance propagation pass）に分解する。各符号化パスに関するコンテクスト判定のアルゴリズムは、ＥＢＣＯＴで定められている。それによれば、「有意である」とは、これまでの符号化処理において注目係数がゼロでないとわかっている状態のことを意味し、「有意で無い」とは、係数値がゼロであるか、或いはゼロである可能性がある状態のことを意味する。
【００３６】
係数ビットモデリング部２６は、ＳＩＧパス（有意な係数が周囲にある有意でない係数の符号化パス）、ＭＲパス（有意な係数の符号化パス）およびＣＬパス（ＳＩＧパス、ＭＲパスに該当しない残りの係数情報の符号化パス）の３種類の符号化パスでビットプレーン符号化を実行する。ビットプレーン符号化は、最上位ビットプレーンから最下位ビットプレーンにかけて、各ビットプレーンのビットを４ビット単位で走査し、有意な係数が存在するか否かを判定することで行われる。有意で無い係数（０ビット）のみで構成されるビットプレーンの数はパケットヘッダに記録され、有意な係数が最初に出現したビットプレーンから実際の符号化が開始される。その符号化開始のビットプレーンはＣＬパスのみで符号化され、当該ビットプレーンよりも下位のビットプレーンは、上記３種類の符号化パスで順次符号化される。
【００３７】
次に、算術符号化部２７は、ＭＱコーダを用いて、係数ビットモデリング部２６からの係数列に対して、コンテクストの判定結果に基づいて符号化パス単位で算術符号化を実行する。尚、この算術符号化部２７で、係数ビットモデリング部２６から入力される係数列の一部を算術符号化させないバイパス処理を行うモードもある。
【００３８】
次に、符号量制御部２８は、算術符号化部２７が出力した符号列の下位ビットプレーンを切り捨てるポスト量子化を行うことで、最終符号量を制御する。そして、ビットストリーム生成部２９は、符号量制御部２８が出力した符号列と付加情報（ヘッダ情報、レイヤー構成、スケーラビリティ情報、量子化テーブルなど）とを多重化したビットストリームを生成し、圧縮データとして出力する。
【００３９】
尚、本実施の形態では、ＲＯＩ部２５やＥＢＣＯＴによるエントロピー符号化を実現する処理部２６〜２８を示したが、本実施の形態はこれに限らず、ＲＯＩ部２５を有さずＲＯＩを利用しない態様であってもよいし、ＥＢＣＯＴ以外のエントロピー符号化を利用する態様であっても構わない。
【００４０】
このように、映像データをデータ変換部１４で変換及び圧縮する過程に於いて、重畳部１５で識別情報３１を重畳した後に圧縮するので、識別情報３１を用いて撮像映像の真偽を確認でき映像データを偽造されるのを防ぐことが可能となる。
【００４１】
また、データ変換部１４によって変換された映像データのうち予め定められた帯域成分に映像データの識別情報３１を重畳するので、映像データを著しく損なうことなく識別情報３１を重畳することが可能となる。
【００４２】
更に、データ変換部１４が映像データをウェーブレット変換するので、重畳部１５が重畳する識別情報３１を画像として重畳することが可能となる。
【００４３】
しかも、識別情報３１を高周波領域に重畳するため、画像再生した際の映像への実質的な影響も回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一の実施の形態に係るデータ記録装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係るデータ変換部の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係るＤＷＴを施した２次元映像を示す模式図である。
【図４】本発明の一の実施の形態に係る複数のコードブロックに分割された２次元映像を示す模式図である。
【図５】本発明の一の実施の形態に係るコードブロックを構成する複数枚のビットプレーンを示す模式図である。
【図６】本発明の一の実施の形態に係る３種類の符号化パスを示す模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  データ記録装置
１１  撮像部
１２  データ変換部
１３  時計ＩＣ
１４  データ変換部
１５  重畳部
１６  画像処理部
２０  ＤＣレベルシフト部
２１  色空間変換部
２２  タイリング部
２３  ＤＷＴ部
２４  量子化部
２５  ＲＯＩ部
２６  係数ビットモデリング部
２７  算術符号化部
２８  符号量制御部
２９  ビットストリーム生成部
【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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