(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号をディジタル圧縮符号化したディジタル信号が入力される入力手段と、
入力された前記ディジタル信号を記録する第一のリングバッファと、
入力された前記ディジタル信号の一部を記録する第二のリングバッファと、
前記第一のリングバッファまたは前記第二のリングバッファに記録された前記ディジタル信号を記録する記録手段とを有し、
通常時は、前記第一のリングバッファの映像信号から間欠的に映像信号を前記記録手段に順次記録するとともに、第一のリングバッファから前記記録手段に記録させる映像信号より詳細な映像信号を第二のリングバッファに順次重ね書きして記録し、
異常状態の発生を示すアラーム信号が入力された場合には、前記第一のリングバッファに記録されている映像信号を全て前記記録手段に記録するとともに、前記第二のリングバッファへの映像信号の記録を停止させる記録制御手段を有し、
前記第一のリングバッファは、半導体メモリで構成され、
前記第二のリングバッファおよび前記記録手段は、単一のディスク装置上に構成されることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載の記録装置において、
前記ディスク装置の記録領域に、前記第二のリングバッファのための記録領域として、通常の記録領域とは別の領域を複数確保することを特徴とする記録装置。
【請求項３】
前記ディジタル信号のディジタル圧縮符号化方式は、１秒間にｐ枚の映像フレームを処理する映像フレーム内圧縮符号化方式であって、
通常時には、前記第二のリングバッファは、１秒間にｑ枚（ただしｑ≦ｐ）の映像フレームに相当する前記ディジタル信号を選択して格納し、前記記録手段は、前記第一のリングバッファから、１秒間にｒ枚（ただしｒ≦ｑ）の映像フレームに相当する前記ディジタル信号を選択して記録し、
異常状態の発生を示すアラーム信号が入力された場合には、前記記録手段は、前記第一のリングバッファから１秒間にｐ枚の映像フレームに相当するアラーム信号入力前後の前記ディジタル信号を全て記録することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項４】
前記ディジタル信号のディジタル圧縮符号化方式は、フレーム内圧縮符号化と、フレーム間相関圧縮符号化を１秒間にｓ枚のフレーム数の一定周期で行う方式であって、
通常時には、前記第二のリングバッファは、１秒間にｔ枚（ただしｔ≦ｓ）の前記フレーム内圧縮符号化された映像フレームに相当する前記ディジタル信号を選択して格納し、前記記録手段は、前記第一のリングバッファから、１秒間にｕ枚（ただしｕ≦ｔ）の前記フレーム内圧縮符号化された映像フレームに相当する前記ディジタル信号を選択して記録し、
異常状態の発生を示すアラーム信号が入力された場合には、前記記録手段は、前記第一のリングバッファから１秒間にｓ枚の映像フレームに相当するアラーム信号入力前後の前記ディジタル信号を全て記録することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視システム及び、これに使用される記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホテルや各種店舗の防犯監視システム、あるいは工場の生産ラインやダム等の建造物の異常監視システムでは、多数の監視カメラを配置し、各監視カメラから得られた映像信号を一括して記録する方式がある。また、監視センターへ転送し、集中的に監視する方法も採用されている。それらのシステムでは、一般に複数、例えば4台の監視用カメラを一組として、各監視カメラから入力される映像信号を1台の監視レコーダにより、磁気テープあるいはハードディスクへ記録、再生を行っている。例えば特開平７−２１２７４８号公報や特開２０００−８３２４１号公報に、ネットワークに接続されたカメラの情報をコントロールし、蓄積サーバ部に接続した蓄積メディアに撮影時の映像・音声を保管することを目的とするシステムが開示されている。
【０００３】
さらに、特開平１１−４４１０号公報に、各監視カメラの近傍に状況の変化を捉えるセンサを配置したシステムが記載されている。本システムでは、センサからの信号をアラーム信号として入力し、監視レコーダを制御して、アラーム信号入力時点から遡って、映像を記録している。
【０００４】
このシステムは、半導体メモリを用いたリングバッファに映像を格納しておき、アラーム信号が入力された時点で、その半導体メモリに格納されている過去の映像信号をハードディスクに記録するいわゆるプリアラーム記録を実現するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、監視システムでは一台もしくは複数台のカメラからの長時間データを蓄積サーバに記録する必要があり、大量のデータを処理する必要がある。このため、プリアラーム記録時間が長くとれないという問題がある。また、記録時には長時間記録を実現し、非常時には記録画像情報量を重視するという２つの相反する動作を適応制御する必要があり、システムコストを増大させる要因となっていた。本発明の目的は、これらの課題を解決し、録画再生映像の高い品質を維持しつつ、安価な監視カメラシステムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するために、本発明にかかる監視システムは、映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力された映像信号を受信する受信手段と、受信された前記映像信号を記憶する第１の記憶手段と、受信された前記映像信号の一部を記憶する第２の記憶手段と、前記第1の記憶手段あるいは第２の記憶手段に記憶された映像信号を記録する記録手段と、異常状態の発生を示す異常信号を生成する信号生成手段と、前記異常信号の生成に基づき前記記録手段による記録を制御する制御手段と、を備えている構成とする。
【０００７】
また、本発明にかかる記録装置は、映像信号をディジタル圧縮符号化したディジタル信号が入力される入力手段と、入力された前記ディジタル信号を格納する第一のリングバッファと、入力された前記ディジタル信号の一部を格納する第二のリングバッファと、前記第一のリングバッファまたは前記第二のリングバッファに格納された前記ディジタル信号を記録する記録手段と、を備えている構成とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による監視カメラシステムについて説明する。
図１は、本発明による監視カメラシステムのブロック構成図である。図１において、１から３はカメラ、４はＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、５は記録再生装置、６はモニタリング用ディスプレイ、７はスピーカを示す。ＬＡＮ４に接続されたカメラ群１〜３は、各設置場所から撮影した映像と音声をディジタル符号化し、ＬＡＮ４を介して記録再生装置５に情報を伝送する。
【０００９】
図２にカメラ１の詳細ブロック図を示す。図２において、１００はレンズ、１０１は映像信号アナログ／ディジタルコンバータ、１０２は映像圧縮回路、１０３はマイク、１０４は音声信号アナログ／ディジタルコンバータ、１０５は音声圧縮回路、１０６はシステムエンコーダ、１０７はＬＡＮインタフェース回路、１０８は制御回路である。
【００１０】
レンズ１００から入った映像信号は、映像信号アナログ／ディジタルコンバータ１０１においてディジタル信号に変換され、映像圧縮回路１０２に入力される。映像圧縮回路１０２では、例えば、映像圧縮符号化方式としてＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２（通称ＭＰＥＧ２Ｖｉｄｅｏ）ＭＰ＠ＭＬ（Ｍａｉｎ  Ｐｒｏｆｉｌｅ＠Ｍａｉｎ  Ｌｅｖｅｌ）規格に準拠した圧縮符号化データを生成する。その他、映像圧縮符号化方式としては、ＪＰＥＧ規格方式でもよい。また、異なる映像圧縮符号化方式のカメラが混在してもよいし、一つのカメラが映像圧縮符号化方式を選択して切り換えてもよい。生成した圧縮符号化映像データは、システムエンコーダ１０６に入力される。
【００１１】
また、マイク１０３から入力された音声信号は、音声信号アナログ／ディジタルコンバータ１０４において所定のサンプリングレートによりアナログ／ディジタル変換が行われる。ディジタル信号に変換された音声信号は、音声圧縮回路１０５に入力される。音声圧縮回路１０５では、例えば、音声圧縮符号化方式としてＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１（通称ＭＰＥＧ２Ａｕｄｉｏ）規格に準拠したビットストリームを生成する。生成した圧縮符号化音声データは、システムエンコーダ１０６に入力される。音声圧縮符号化方式についてもＭＰＥＧ２Ａｕｄｉｏに限定するものではなく、他の符号化方式であっても良い。
システムエンコーダ１０６に入力された圧縮符号化映像データおよび圧縮符号化音声データは、多重化された後、パケット化される。
【００１２】
図３は、システムエンコーダ１０６により生成されるパケットを示す図である。図３において、３０はパケット、３０１はパケットヘッダ、３０２は圧縮符号化音声データ領域、３０３は圧縮符号化映像データ領域である。ここで、システムエンコーダ１０６は、圧縮符号化映像データ領域３０３の長さが、後述する記録媒体の一記録単位で増減するように、パケット化を行う。例えば、記録媒体がハードディスクの場合、その記録単位である５１２バイト単位になるように圧縮符号化映像データ２０１を格納する長さを決定する。また、パケットヘッダ３０１と圧縮符号化音声データ領域３０２の長さの合計が記録媒体の一記録単位で増減するように、圧縮符号化音声データ２０２を格納する長さを決定する。従って、パケット３０のパケット長は、記録媒体の一記録単位で増減することになる。
【００１３】
図４は、システムエンコーダ１０６に入力された圧縮符号化映像データおよび圧縮符号化音声データの多重化およびパケット化の説明図である。図４において、２０１は圧縮符号化映像データ、２０２は圧縮符号化音声データである。
圧縮符号化映像データ２０１は、例えばＭＰＥＧ２Ｖｉｄｅｏの場合、Ｉフレーム（Ｉｎｔｒａ  Ｃｏｄｅｄ）、Ｐフレーム（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｄｅｄ）、Ｂフレーム（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｏｄｅｄ）の３種類に分類される。
【００１４】
Ｉフレームは、他のフレームの情報を用いずにフレーム内情報のみを基にして符号化するフレームである。Ｐフレームは、該当するフレームより表示順で前のＩもしくはＰフレームのうち最新の情報を参照用データとして用い、フレーム情報を符号化するフレームである。Ｂフレームは、該当するフレームより以前と、以後の直近のＩフレームもしくはＰフレームの情報を参照用データとして用い、フレーム情報を符号化するフレームである。圧縮符号化映像データ２０１の各矩形はビデオ信号のフレームを表し、Ｉ、Ｐ、ＢはそれぞれＩフレーム、Ｐフレーム、およびＢフレームのフレーム種別を表す。Ｉフレームから次のＩフレームの前のフレームまでを一つのＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  ｐｉｃｔｕｒｅ）単位とし、それが繰り返される。また、この例では、ＧＯＰの先頭にＩフレームが符号化される。
【００１５】
システムエンコーダ１０６は、ＧＯＰの先頭すなわちＩフレームの先頭がパケット３０の圧縮符号化映像データ領域３０３の先頭となるよう格納していく。この際、圧縮符号化映像データ３０３領域の長さが、記録媒体の一記録単位で増減するようにパケット化を行う。ＧＯＰの最後のＢフレームを格納するパケット３０の圧縮符号化映像データ３０３１領域が記録媒体の一記録単位の整数倍にならない場合、例えばすべて“０”のパディングデータ３０３２を追加して記録媒体の一記録単位の整数倍になるよう調整する。
また、パケットヘッダ３０１と圧縮符号化音声データ領域３０２の長さの合計が記録媒体の一記録単位で増減するように圧縮符号化音声データ２０２を格納する長さを決定する。格納する圧縮符号化音声データ２０２が無い場合、例えばすべて“０”のパディングデータ３０３３を追加して、記録媒体の一記録単位の整数倍になるよう調整する。
【００１６】
図５は、パケットヘッダ３０１の構成例を示す図である。図５の例では、パケットヘッダ３０１の長さを８バイトとしている。３０１１はデータ識別情報、３０１２はパケット長情報、３０１３はカメラ識別番号情報、３０１４は、ＧＯＰ先頭フラグ、３０１５はＩフレーム格納フラグ、３０１６は日付情報、３０１７は時間情報、３０１８はフレーム番号、３０１９はパケット番号である。
【００１７】
データ識別情報３０１１には、圧縮符号化音声データ３０２の有無、圧縮符号化映像データ３０３の有無、圧縮符号化音声データ３０２あるいは圧縮符号化映像データ３０３の圧縮符号化方式の種類を示す情報が格納される。パケット長情報３０１２には、パケット３０全体の長さが、例えば記録媒体の一記録単位の倍数を値として格納される。カメラ識別番号情報３０１３には、図１で示したように複数のカメラがＬＡＮに接続される場合の各カメラを識別するための識別番号が格納される。ＧＯＰ先頭フラグ３０１４は、そのパケットに格納されている圧縮符号化映像データ２０１がＧＯＰの先頭の場合、セットされる。Ｉフレーム格納フラグ３０１５は、そのパケットに格納されている圧縮符号化映像データ２０１がIフレームを含む場合、セットされる。そのほか、日付情報３０１６、時間情報３０１７には、圧縮符号化した日付、時間が格納される。フレーム番号３０１８には圧縮符号化したフレームの連続番号が、パケット番号３０１９には生成したパケットの連続番号が格納される。
【００１８】
以上により、図２のシステムエンコーダ１０６によって、圧縮符号化映像データおよび圧縮符号化音声データは、多重化された後、パケット化される。システムエンコーダ１０６によって生成されたパケット列は、ＬＡＮインタフェース回路１０７に入力される。ＬＡＮインタフェース回路１０７では、入力されたパケット列を、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠したＬＡＮパケットにパケット化して出力する。
【００１９】
図６は、システムエンコーダ１０６によって生成されたパケット列のＬＡＮパケット化の説明図である。システムエンコーダ１０６によって生成されたパケット３０は、ＬＡＮパケットデータ４０２に細分化され、ＬＡＮパケットヘッダ４０１、およびデータ誤り検出符号が付加されてＬＡＮパケット４０としてＬＡＮに出力される。
【００２０】
図７は、記録再生装置５の内部ブロック構成を示す図である。５０１はＬＡＮインタフェース回路、５０２は第一の制御回路、５０３は操作ボタン等の制御インタフェースである。５０４は、例えば半導体メモリ等のバッファであり、５０５はバッファ制御回路、５０６は蓄積媒体である。５０７はシステムデコーダ、５０８は第二の制御回路、５０９は映像伸張回路、５１０は音声伸張回路、５１１はＯＳＤ回路、５１２は映像信号ディジタル／アナログコンバータ、５１３は、音声信号ディジタル／アナログコンバータである。５１４は、非常時であることを入力するアラームスイッチである。
【００２１】
カメラ１〜３で生成されたＬＡＮパケット４０は、ＬＡＮ４を経由しＬＡＮインタフェース回路５０１へ入力される。入力されたＬＡＮパケット４０は、ＬＡＮインタフェース回路５０１において、ＬＡＮパケットヘッダ４０１が取り除かれ、ＬＡＮパケットデータ４０２が結合され、パケット３０が生成される。生成されたパケット３０は、バッファ制御回路５０５に入力され、バッファ５０４に一旦格納される。バッファ５０４はリング状のメモリ回路で構成され、格納されるパケットがいっぱいになったら、最初に格納したパケットから、順次重ね書きしていく。
【００２２】
記録の際には、バッファ制御回路５０５は、バッファ５０４に格納されているパケット３０を蓄積媒体５０６に記録する。蓄積媒体５０６は、例えばハードディスクやＤＶＤで構成される。長時間にわたっての記録を可能とするため、パケット３０列の内、Ｉフレームのみを選択して蓄積媒体５０６に間欠記録する。この場合は、パケットヘッダ３０１のＧＯＰ先頭フラグが設定されているパケット３０から、Ｉフレーム格納フラグの設定されているパケットを記録していけばよい。通常の記録時間を延ばすため、このＩフレームをさらに間引いて間欠記録する、いわゆるタイムラプス記録もこのバッファ制御回路５０５で行われる。
【００２３】
また、アラームスイッチ５１４により入力されたアラーム信号を受け、そのアラーム信号入力時点から過去に遡って、通常の間欠記録より詳細に映像を保存する、いわゆるプリアラーム記録を、このバッファ５０４、およびバッファ制御回路５０５で実現する。バッファ５０４に、例えば数秒分のパケット列全てを格納しておく。通常状態の場合、そのパケット列からＩフレームを抜き出して記録する。これにより、長時間記録を実現することができる。一方、アラーム信号が入力された場合、バッファ５０４に格納されているパケット列を全て記録する。これにより、アラーム信号入力時点から数秒遡った時間から、映像を詳細に記録することが可能となる。
【００２４】
さらにこのプリアラーム記録の記録時間を長くするために、バッファ５０４とは別に蓄積媒体５０６上に、通常の記録領域５２０とは別にリングバッファ領域５２１を設ける。このリングバッファ領域５２１に、蓄積媒体５０６上の通常の記録領域５２０への記録より詳細な映像となるように、例えば数分間分のパケットを記録し、通常状態の場合には順次書き換える。一方、アラーム信号が入力された場合には、リングバッファ領域５２０への新たな書き込みを停止し、異常状態発生前数分間の詳細な映像を保存する。
【００２５】
図８は、このプリアラーム記録処理の例を示したものである。ここでは、カメラ１からのパケット列のみが到来している場合を示す。なお、複数のカメラからのパケット列が到来している場合についても同様の処理で実現できる。
同図（１）は、バッファ５０４に格納されているパケット３０列を時系列に示した図である。Ｉ１は、Ｉフレームが格納された1番目のパケット、ＢＰ１はＢとＰのフレームが一つに格納された1番目のパケットであることを示している。同図（２）は、バッファ５０４から蓄積媒体５０６上の記録領域５２０に記録したパケット列を示している。通常状態の場合、バッファ制御回路５０５は、Ｉフレームの格納されているパケットの内、Ｉ１、Ｉ４、Ｉ７、のようにＩフレーム３枚につき１フレーム分のパケットを間欠的に記録する。
同図（３）は、蓄積媒体５０６上のリングバッファ領域５２１に記録しているパケット列を示す。バッファ制御回路５０５は、Ｉフレームが格納されているパケットの内、Ｉ２、Ｉ４、Ｉ６、Ｉ８、のようにＩフレーム４枚につき２フレーム分のパケットを蓄積媒体５０６上に記録していく。
【００２６】
ここで、同図に示すタイミングでアラーム信号が入力されると、同図（２）に示すように、時間を遡って、Ｉ８、ＩＢＰ８、ＩＰＢ８、Ｉ９、ＩＢＰ９、のようにバッファ５０４に格納されているパケットを蓄積媒体５０６上の記録領域５２０に記録していく。同図（３）に示すように、蓄積媒体５０６上のリングバッファ領域５２１への記録を停止する。このリングバッファ領域５２１には、アラーム信号入力の直前までのパケットが通常記録よりも詳細に保存されているため、アラーム前の状態確認を容易にすることができる。
【００２７】
半導体メモリ等で構成されたバッファ５０４の記録容量は限られているため、蓄積媒体５０６上にリングバッファ領域５２１を確保することで、長時間のプリアラーム記録を実現することができる。
なお、このリングバッファ領域を複数個用意しておき、アラーム信号が入力された時点で記録を停止し、次のリングバッファ領域へのパケットの格納を開始するようにしても良い。この場合、異常状態が数回発生した場合であっても、異常発生直前の状態をそれぞれ保存することができる。
【００２８】
以上の実施形態では、リングバッファ領域を蓄積媒体５０６上に設けたが、蓄積媒体５０６のほかの、例えば半導体メモリやメモリ回路等による別のリングバッファを設けても良い。この場合、図８（３）の動作が別のリングバッファに対して行われ、アラーム信号が入力されると、このリングバッファから蓄積媒体５０６への記録を行うことで同様のプリアラーム記録が実現できる。
【００２９】
以上は、圧縮符号化方式として、ＭＰＥＧ２ＶｉｄｅｏのＩＢＰフレームによる例を示したが、Ｉフレームのみの圧縮符号化でもよく、その他の方式、例えばＪＰＥＧ圧縮符号化方式でもよい。また、それぞれが混在していても良い。
【００３０】
以上の実施形態では、記録再生装置５にアラームスイッチ５１４を設ける構成としたが、映像データの変化等により自動的に異常状態を検出する異常状態検出器を接続する構成としても良いし、カメラ１〜３内に異常状態検出器を備える構成としても良い。また、本実施形態では、記録再生装置５は、記録部およびコントロール部を備えた構成となっているが、これに限定するものではなく、それぞれ記録再生装置に制御装置を接続する構成であっても良い。
【００３１】
なお、再生する際には、バッファ制御回路により、パケット３０を蓄積媒体５０６からシステムデコーダ５０７に供給する。システムデコーダ５０７は、パケット３０を圧縮符号化映像データ２０１と圧縮符号化音声データ２０２に分離し、それぞれ映像伸張回路５０９、音声伸張回路５１０に供給する。伸張処理が施された後、映像信号は、ＯＳＤ回路５１１にて文字情報等と重ね合わされ、映像信号ディジタル／アナログコンバータ５１２に供給され、アナログ映像信号として外部へ出力される。また、音声信号は、音声信号ディジタル／アナログコンバータ５１３供給され、アナログ音声信号が出力される。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、録画再生映像音声の高い品質を維持しつつ、安価な監視システムおよび、これに用いる記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる監視カメラシステムのブロック構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態におけるカメラの内部ブロック構成を示す図である。
【図３】システムエンコーダ１０６により生成されるパケットを示す図である。
【図４】システムエンコーダ１０６に入力された圧縮符号化映像データおよび圧縮符号化音声データの多重化およびパケット化の説明図である。
【図５】パケットヘッダ３０１の構成例を示す図である。
【図６】システムエンコーダ１０６によって生成されたパケット列のＬＡＮパケット化の説明図である。
【図７】記録再生装置５の内部ブロック構成を示す図である。
【図８】記録再生装置５におけるプリアラーム記録処理を示す図である。
【符号の説明】
１〜３…カメラ、４…ＬＡＮ、５…記録再生装置、６…ディスプレイ、７…スピーカ、１０２…映像圧縮回路、１０５…音声圧縮回路、１０６…システムエンコーダ、３０…パケット、３０１…パケットヘッダ、５０４…バッファ、５０５…バッファ制御回路、５０６…蓄積媒体、５０７…システムデコーダ、５０９…映像伸張回路、５１０…音声伸張回路、５２１…リングバッファ領域
【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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