(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングするデジタル監視システム。
【請求項２】
複数のＭＰＥＧカメラから送出されるＭＰＥＧ画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、単一のチャネルを複数のＭＰＥＧカメラから送出されるＩフレームのみで時分割シェアリングするデジタル監視システム。
【請求項３】
相互に同期可能なカメラおよびスイッチャとを有するデジタル監視システムであって、前記カメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、前記カメラからの画像信号から抽出されたＩフレームを時分割多重することにより、前記Ｉフレームで時分割多重してスイッチングすることが可能なスイッチャを具備し、複数カメラ間のＩフレーム送出タイミングをずらすことを特徴とするデジタル監視システム。
【請求項４】
相互に同期可能なカメラおよびスイッチャとを有するデジタル監視システムであって、前記カメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、前記カメラからの画像信号から抽出されたＩフレームを時分割多重することにより、前記Ｉフレームで時分割多重してスイッチングすることが可能なスイッチャを具備し、複数カメラ間のＩフレーム送出タイミングをずらし、Ｉフレームのみを送信し、単一のチャネルを複数のカメラで時分割シェアリングすることを特徴とするデジタル監視システム。
【請求項５】
複数のカメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングするようにしたことを特徴とする画像信号切替方法。
【請求項６】
複数のＭＰＥＧカメラから送出されるＭＰＥＧ画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、単一のチャネルを複数のＭＰＥＧカメラから送出されるＩフレームのみで時分割シェアリングするようにしたことを特徴とする画像信号切替方法。
【請求項７】
デジタル画像信号を出力し同期可能な複数の撮像カメラと、これらの複数の撮像カメラから出力された画像信号を切り替え送付するスイッチャとを備え、前記複数の撮像カメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、複数カメラ間で時分割シェアリングしてＩフレームを送出するようにしたことを特徴とする画像信号切替方法。
【請求項８】
デジタル画像信号を出力し同期可能な複数の撮像カメラと、これらの複数の撮像カメラから出力された画像信号を切り替え送付するスイッチャとを備え、前記複数の撮像カメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、複数カメラ間で時分割シェアリングしてＩフレームのみを送信し、単一のチャネルを複数のカメラで時分割シェアリングすることを特徴とする画像信号切替方法。
【請求項９】
複数のデジタル撮像カメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングするデジタル監視システムにおいて、
前記カメラは、画像を撮影する撮像手段と、撮像により得られた画像信号をデジタル信号に変換するデジタル化手段と、画像信号の中のＩフレームの送出タイミングを制御するタイミング制御手段と、タイミング制御手段のタイミングおよびＩフレーム送出サイクルを設定する設定手段と、画像信号を送出する送信手段とを備え、所定のタイミングで画像信号のＩフレームを送出することを特徴とするデジタル撮像カメラ。
【請求項１０】
複数のデジタル撮像カメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングするデジタル監視システムにおいて、
前記カメラは、画像を撮影する撮像手段と、撮像により得られた画像信号をデジタル信号に変換するデジタル化手段と、画像信号の中から必要なＩフレームを抽出するＩフレーム抽出手段と、Ｉフレームの送出タイミングを制御するタイミング制御手段と、タイミング制御手段のタイミングおよびＩフレーム送出サイクルを設定する設定手段と、画像信号を送出する送信手段とを備え、所定のタイミングで画像信号のＩフレームを送出することを特徴とするデジタル撮像カメラ。
【請求項１１】
複数のデジタル撮像カメラに対して、Ｉフレーム送出タイミングが同時になるように同期設定するとともに、Ｉフレームの送出サイクルが同じになるよう設定する設定手段を備えた請求項９または１０記載のデジタル撮像カメラ。
【請求項１２】
複数のデジタル撮像カメラに対して、Ｉフレーム送出タイミングがそれぞれ異なるように同期設定するとともに、Ｉフレームの送出サイクルが同じになるよう設定する設定手段を備えた請求項９または１０記載のデジタル撮像カメラ。
【請求項１３】
複数のカメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングして受信する受信手段と、複数の撮像カメラから受信した画像信号を１サイクル分格納するバッファ手段と、バッファ手段に格納された画像信号の中から必要なＩフレームだけを抽出するＩフレーム抽出手段と、Ｉフレーム抽出手段の動作タイミングを制御するタイミング制御手段と、タイミング制御手段のタイミングを設定する設定手段と、画像信号を送出する送信手段とを備え、所定のタイミングで画像信号のＩフレームをバッファ手段から抽出し送出することを特徴とする画像信号切替装置。
【請求項１４】
複数の撮像カメラに対して、Ｉフレーム送出タイミングが同時になるように同期設定するとともに、Ｉフレームの送出サイクルが同じになるよう設定する設定手段を備えた請求項１３記載の画像信号切替装置。
【請求項１５】
複数のカメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングして受信する受信手段と、画像信号を受信するチャネルを、Ｉフレームを送出する撮像カメラのチャネルに切り替えるチャネル切替手段と、チャネル切替手段の切替タイミングを制御するタイミング制御手段と、タイミング制御手段のタイミングを設定する設定手段と、画像信号を送出する送信手段とを備え、所定のタイミングで画像信号のＩフレームを受信し送出することを特徴とする画像信号切替装置。
【請求項１６】
複数の撮像カメラから受信した画像信号のうちＩフレームデータの一部を格納するバッファ手段を設けたことを特徴とする請求項１５記載の画像信号切替装置。
【請求項１７】
複数のデジタル撮像カメラに対して、Ｉフレーム送出タイミングがそれぞれ異なるように同期設定するとともに、Ｉフレームの送出サイクルが同じになるよう設定する設定手段を備えた請求項１３、１５または１６のいずれかに記載の画像信号切替装置。
【請求項１８】
複数のカメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングするデジタル監視システムにおいて、
第１の同期タイマを有しＩフレーム送出タイミングおよび送出サイクルを設定することが可能なカメラと、
第２の同期タイマおよび同期マスタークロックを有しカメラからの画像信号を１サイクル分バッファリングし、Ｉフレームを選択し抽出することが可能なスイッチャとを有し、
前記スイッチャは、同期制御データと前記送出サイクルを前記カメラに送出し、前記第１の同期タイマと、前記第２の同期タイマとは、前記同期マスタークロックから出力されるクロック信号によって同期を取るデジタル監視システム。
【請求項１９】
前記スイッチャは、Ｉフレームを送出するサイクル時間を送出し、
前記カメラは、前記サイクル時間毎にＩフレームを送出する請求項１８記載のデジタル監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像信号切替方法及び装置、例えば監視システムの複数の撮像カメラの撮像画像をフレーム切り替えしながら効率良く記録、再生できるようにした画像信号切替方法及び装置並びにこれを用いたデジタル撮像カメラ及び監視システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、動画像、静止画像を撮像カメラで撮像し、画像記録再生装置などのデータ処理、記録、再生装置によりデータ処理して蓄積したり、また再生したりする監視システムが広く用いられるようになってきている。このような監視システムにおいて、複数の撮像カメラで撮像された画像信号を画像記録再生装置へ送信するための従来技術には、例えば図８および図９に示すようなものがある。
【０００３】
図８に示す監視システムは、アナログカメラを使用した監視システムであり、複数の撮像カメラＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを設置し、これらの撮像カメラＡ〜Ｄからの画像信号を監視装置１に取り込むとともに、この監視装置１内のスイッチ２により所定時間間隔で順次切り替えて入力し、記録手段へ格納する構成をとっている。
【０００４】
図９に撮像カメラＡ〜Ｄから監視装置１への画像信号の入力動作を示す。撮像カメラにはアナログ方式のカメラが使用されているから、各撮像カメラＡ〜Ｄからは常に画像信号がフレーム単位で所定時間（例えば１／３０秒）毎に出力されている。したがって、スイッチ２は、図９においてこの時間間隔で撮像カメラＡ〜ＤＮＯ間を切り替え接続すればフレーム毎に異なった撮像カメラからの画像信号を取り込むことができ、全カメラの撮像記録を作成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した撮像カメラからの画像信号の記録を行なうのに、撮像カメラとしてＭＰＥＧ出力を有するデジタル方式のカメラを使用する場合は、ＭＰＥＧはＰフレーム、Ｂフレームという他のフレームとの依存関係を有するフレームが存在するため、フレーム切り替えを自由に行なうことができないという不具合があった。
【０００６】
本発明は、上記した問題に鑑みなされたもので、その目的は、デジタル監視システムにおいて、ＭＰＥＧでフレーム切り替え記録ができる画像信号切替方法及び装置並びにこれを用いたデジタル撮像カメラ及び監視システムを提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、複数の撮像カメラの撮像画像をフレーム切り替えしながら効率良く記録、再生できるようにした画像信号切替方法及び装置並びにこれを用いたデジタル撮像カメラ及び監視システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、デジタル監視システムにおいて、複数のカメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングするようにしたことを要旨とする。
【０００９】
また前記態様の変形態様として、複数の撮像カメラからの画像信号を１サイクル分バッファリングし、その後必要なＩフレームだけ抽出する画像信号切替方法の実行に際して、複数カメラ間のＩフレーム送出タイミングをずらすようにしたことを要旨とする。
【００１０】
また、前記２つの態様におけるバッファリング動作を行なう代わりに、複数カメラ間でＩフレーム送出タイミングをずらしながらＩフレームを送出し、スイッチャ側においてカメラからの画像信号をＩフレーム送出タイミングに合わせてスイッチングするようにしたことを要旨とする。またこの場合において、複数カメラ間のＩフレーム送出タイミングをずらすとともに、Ｉフレームのみを送信し、単一のチャネルを複数のカメラで時分割シェアリングするようにすることもできる。
【００１１】
また、本発明では、デジタル撮像カメラとして、画像を撮影する撮像手段と、撮像により得られた画像信号をデジタル信号に変換するデジタル化手段と、画像信号の中のＩフレームの送出タイミングを制御するタイミング制御手段と、タイミング制御手段のタイミングおよびＩフレーム送出サイクルを設定する設定手段と、画像信号を送出する送信手段とを備えたことを要旨とする。この撮像カメラにおいて、さらに、画像信号の中から必要なＩフレームを抽出するＩフレーム抽出手段を備え、所定のタイミングで画像信号のＩフレームを抽出し送出することも可能である。
【００１２】
また、本発明では、画像信号切替装置として、デジタル画像信号を出力し同期可能な複数の撮像カメラからの画像信号を受信する受信手段と、複数の撮像カメラから受信した画像信号を１サイクル分格納するバッファ手段と、バッファ手段に格納された画像信号の中から必要なＩフレームだけを抽出するＩフレーム抽出手段と、Ｉフレーム抽出手段の動作タイミングを制御するタイミング制御手段と、タイミング制御手段のタイミングを設定する設定手段と、画像信号を送出する送信手段とを備え、所定のタイミングで画像信号のＩフレームをバッファ手段から抽出し送出するようにしたことを要旨とする。この画像信号切替装置において、複数の撮像カメラに対して、Ｉフレーム送出タイミングが同時になるように同期設定するとともに、Ｉフレームの送出サイクルが同じになるよう設定する設定手段を備えることも可能である。
【００１３】
また、別の方式の画像信号切替装置として、デジタル画像信号を出力し同期可能な複数の撮像カメラからの画像信号を受信する受信手段と、画像信号を受信するチャネルを、Ｉフレームを送出する撮像カメラのチャネルに切り替えるチャネル切替手段と、チャネル切替手段の切替タイミングを制御するタイミング制御手段と、タイミング制御手段のタイミングを設定する設定手段と、画像信号を送出する送信手段とを備え、所定のタイミングで画像信号のＩフレームを受信し送出するようにするこもできる。このような画像信号切替装置において、複数の撮像カメラから受信した画像信号のうちＩフレームデータの一部を格納するバッファ手段を設けることも可能である。さらに、複数のデジタル撮像カメラに対して、Ｉフレーム送出タイミングがそれぞれ異なるように同期設定するとともに、Ｉフレームの送出サイクルが同じになるよう設定する設定手段を備えることも可能である。
【００１４】
かかる構成により、デジタル方式の撮像カメラを使用した場合であっても、複数の撮像カメラで撮像された画像をフレーム切り替えしながら効率良くスイッチングすることができ、記録、再生装置へ転送することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、デジタル監視システムにおいて、複数のカメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングするようにしたものであり、Ｐフレーム、Ｂフレームというように他のフレームとの依存関係を有するフレームが混在するデジタル画像信号であっても、Ｉフレームで時分割シェアリングによりフレーム切り替えを行ないながら受信するという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、複数のＭＰＥＧカメラから送出されるＭＰＥＧ画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、単一のチャネルを複数のＭＰＥＧカメラから送出されるＩフレームのみで時分割シェアリングするようにしたものであり、デジタル画像信号を、Ｉフレームのみで時分割シェアリングによりフレーム切り替えを行ないながら受信するという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、デジタル監視システムを、相互に同期可能なカメラおよびスイッチャから構築し、前記カメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、前記カメラからの画像信号から抽出されたＩフレームを時分割多重することにより、前記Ｉフレームで時分割多重してスイッチングすることが可能なスイッチャを具備し、複数カメラ間のＩフレーム送出タイミングをずらすようにしたものであり、少ないバッファで高速で確実な画像信号の受信ができるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は、デジタル監視システムを、相互に同期可能なカメラおよびスイッチャにより構築し、前記カメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、前記カメラからの画像信号から抽出されたＩフレームを時分割多重することにより、前記Ｉフレームで時分割多重してスイッチングすることが可能なスイッチャを具備し、複数カメラ間のＩフレーム送出タイミングをずらし、Ｉフレームのみを送信し、単一のチャネルを複数のカメラで時分割シェアリングするようにしたものであり、カメラとスイッチャとの間のネットワーク帯域の有効利用ができるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項５に記載の発明は、画像信号切替方法として、複数のカメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングするようにしたものであり、Ｐフレーム、Ｂフレームというように他のフレームとの依存関係を有するフレームが混在するデジタル画像信号であっても、Ｉフレームで時分割シェアリングによりフレーム切り替えを行ないながら受信するという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項６に記載の発明は、画像信号切替方法として、複数のＭＰＥＧカメラから送出されるＭＰＥＧ画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、単一のチャネルを複数のＭＰＥＧカメラから送出されるＩフレームのみで時分割シェアリングするようにしたものであり、デジタル画像信号を、Ｉフレームのみで時分割シェアリングによりフレーム切り替えを行ないながら受信するという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の発明は、画像信号切替方法として、デジタル画像信号を出力し同期可能な複数の撮像カメラと、これらの複数の撮像カメラから出力された画像信号を切り替え送付するスイッチャとを備え、前記複数の撮像カメラから送出される画像信号からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、複数カメラ間で時分割シェアリングしてＩフレームを送出するようにしたものであり、少ないバッファで高速で確実な画像信号の受信ができるという作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項８に記載の発明は、画像信号切替方法として、デジタル画像信号を出力し同期可能な複数の撮像カメラと、これらの複数の撮像カメラから出力された画像信号を切り替え送付するスイッチャとを備え、前記複数の撮像カメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、複数カメラ間で時分割シェアリングしてＩフレームのみを送信し、単一のチャネルを複数のカメラで時分割シェアリングするようにしたものであり、カメラとスイッチャとの間のネットワーク帯域の有効利用ができるという作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項９に記載の発明は、複数のデジタル撮像カメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングするデジタル監視システムにおいて、前記カメラは、画像を撮影する撮像手段と、撮像により得られた画像信号をデジタル信号に変換するデジタル化手段と、画像信号の中のＩフレームの送出タイミングを制御するタイミング制御手段と、タイミング制御手段のタイミングおよびＩフレーム送出サイクルを設定する設定手段と、画像信号を送出する送信手段とを備えたものであり、所定のタイミングで画像信号のＩフレームを送出し、且つシステムの設定内容に応じてＩフレームの送出を可変できるという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項１０に記載の発明は、複数のデジタル撮像カメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングするデジタル監視システムにおいて、前記カメラは、画像を撮影する撮像手段と、撮像により得られた画像信号をデジタル信号に変換するデジタル化手段と、画像信号の中から必要なＩフレームを抽出するＩフレーム抽出手段と、Ｉフレームの送出タイミングを制御するタイミング制御手段と、タイミング制御手段のタイミングおよびＩフレーム送出サイクルを設定する設定手段と、画像信号を送出する送信手段とを備えたものであり、所定のタイミングで画像信号のＩフレームを送出することによりスイッチャ側における構成および処理の負担を軽くし、画像信号のデータ送信量を軽減するという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０記載のデジタル撮像カメラにおいて、複数のデジタル撮像カメラに対して、Ｉフレーム送出タイミングが同時になるように同期設定するとともに、Ｉフレームの送出サイクルが同じになるよう設定する設定手段を備えたものであり、Ｐフレーム、Ｂフレームというように他のフレームとの依存関係を有するフレームが混在するデジタル画像信号であっても、画像信号を受信したスイッチャ側において、フレーム切り替えを行ないながらＩフレームを受信し易くするという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項９または１０記載のデジタル撮像カメラにおいて、複数のデジタル撮像カメラに対して、Ｉフレーム送出タイミングがそれぞれ異なるように同期設定するとともに、Ｉフレームの送出サイクルが同じになるよう設定する設定手段を備えたものであり、デジタル画像信号を、画像信号を受信したスイッチャ側において少ないバッファで遅延の少ないフレーム切り替えを行なうことができるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項１３記に記載の発明は、画像信号切替装置として、複数のカメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングして受信する受信手段と、複数の撮像カメラから受信した画像信号を１サイクル分格納するバッファ手段と、バッファ手段に格納された画像信号の中から必要なＩフレームだけを抽出するＩフレーム抽出手段と、Ｉフレーム抽出手段の動作タイミングを制御するタイミング制御手段と、タイミング制御手段のタイミングを設定する設定手段と、画像信号を送出する送信手段とを備えたものであり、所定のタイミングで画像信号のＩフレームをバッファ手段から抽出し送出することによりＰフレーム、Ｂフレームというように他のフレームとの依存関係を有するフレームが混在するデジタル画像信号であっても、Ｉフレームで時分割シェアリングによりフレーム切り替えを行ないながら受信するという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１３記載の画像信号切替装置において、複数の撮像カメラに対して、Ｉフレーム送出タイミングが同時になるように同期設定するとともに、Ｉフレームの送出サイクルが同じになるよう設定する設定手段を備えたものであり、Ｐフレーム、Ｂフレームというように他のフレームとの依存関係を有するフレームが混在するデジタル画像信号であっても、画像信号を受信した場合に、フレーム切り替えを行ないながらＩフレームを受信し易くするという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項１５に記載の発明は、画像信号切替装置として、複数のカメラから送出される画像信号（ＩフレームとＰフレームを含む）からＩフレームをそれぞれ抽出し、抽出したＩフレームを時分割多重することにより、チャネルを複数のカメラから送出されるＩフレームで時分割シェアリングして受信する受信手段と、画像信号を受信するチャネルを、Ｉフレームを送出する撮像カメラのチャネルに切り替えるチャネル切替手段と、チャネル切替手段の切替タイミングを制御するタイミング制御手段と、タイミング制御手段のタイミングを設定する設定手段と、画像信号を送出する送信手段とを備えたものであり、所定のタイミングで画像信号のＩフレームを受信し送出することにより、高速で確実な画像信号の受信ができるという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項１６に記載の発明は、請求項１５記載の画像信号切替装置において、複数の撮像カメラから受信した画像信号のうちＩフレームデータの一部を格納するバッファ手段を設けたものでありチャネル切替手段による切り替え動作において複数の撮像カメラ間のＩフレーム受信が重なっても順序よく受信できるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項１７に記載の発明は、請求項１３、１５または１６記載の画像信号切替装置において、複数のデジタル撮像カメラに対して、Ｉフレーム送出タイミングがそれぞれ異なるように同期設定するとともに、Ｉフレームの送出サイクルが同じになるよう設定する設定手段を備えたものであり、少ないバッファで高速で確実な画像信号の受信ができるという作用を有する。
【００３２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照してさらに詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る監視システムにおいて用いられる撮像カメラの構成を示すブロック図、図２はこの実施の形態において上記複数の撮像カメラに接続され、これら複数の撮像カメラから受信した画像信号のＩフレームの出力の切り替えを行なう画像信号切替装置としてのスイッチャの構成を示すブロック図である。
【００３３】
図１において、符号１０は撮像カメラで、この実施の形態ではＭＰＥＧ出力を持ち、且つ同期可能なデジタルカメラが用いられる。１１は撮像動作を行ない画像信号を生成するＣＣＤイメージセンサー、１２はイメージセンサー１１により生成された画像信号をサンプリングするサンプリング部、１３は画像信号を圧縮符号化するコーディング部、１４はこの撮像カメラから出力される画像信号を一時的に保持する送出バッファ、１６は画像信号をネットワーク１５へ送出する送信部、１７はネットワークを通して送付されてきたコマンドなどのデータを受信する受信部、１８はこの撮像カメラ１０における各機能部の動作に同期をもたせるための同期タイマー、１９はこの撮像カメラ１０内における撮像および送信動作の設定を行なう設定部、２０は撮像装置１０内のイメージセンサー１１の駆動タイミングなど各機能部における動作タイミングをコントロールするタイミング制御部である。
【００３４】
次に図２において、符号２５はスイッチャ、２６はネットワーク１５に接続され、複数の撮像カメラ１０（カメラＡ、カメラＢ、カメラＣ、カメラＤが接続されている）からのＭＰＥＧ画像信号を受信する受信部、２７は受信した画像信号を一時的に格納するバッファ、２８はバッファ２７に格納された画像信号の中からＭＰＥＧ画像信号のＩフレームを抽出するＩフレーム抽出部、２９はＩフレーム抽出部２７において抽出されたＩフレームのデータがこのスイッチャ２５から送信相手となるＩ／Ｏへ出力されるに当たってＩフレームの画像信号を一時的に保持する送信バッファ、３０はＩフレームの画像信号をネットワーク３６へ送出する送信部、３１はこのスイッチャ２５およびこれに接続されて画像信号の送受信を行なう各種機器を含めたシステム（監視システム）全体における動作の同期をとるためのクロック信号を発生する同期マスタークロック、３２はこのスイッチャ２５における各機能部の動作に同期をもたせるための同期タイマー、３３は撮像カメラ１０における撮像、送信動作およびこのスイッチャ２５内における送受信、データ処理動作の設定を行なう設定部、３４はスイッチャ２５内の受信部２６や送信部３０などの駆動タイミングなど各機能部における動作タイミングをコントロールするタイミング制御部、３５は設定部３３によって設定された内容にしたがって撮像カメラ１０の制御データを出力するカメラ制御部である。スイッチャ２５は当該スイッチャ２５に接続されたすべての撮像カメラ１０からの画像信号を１サイクル分と抽出に必要な時間分格納し得る記録容量を有している。
【００３５】
かかる構成により同期マスタークロック３１、設定部３３およびカメラ制御部３５は監視システム全体の制御を行なうシステム制御部としての機能を有しており、スイッチャ２５は各種コマンドを発信するマスター装置としての役割を果たすようになっている。
【００３６】
また、３６はスイッチャ２５の送信部３０から出力された画像信号を他のＩ／Ｏ機器へ伝送するためのネットワーク、３７はネットワーク３６に接続された記録装置である。そして、上記撮像カメラ１０、スイッチャ２５および記録装置３７がネットワーク１５、３６により接続されることにより、監視システムが構築されている。ネットワーク１５、３６は別々のネットワークである必要はなく、同一のネットワークでも良い。
【００３７】
かかる構成を有する監視システムについて、以下動作を説明する。上述のように各設置場所に据え付けられた複数の撮像カメラ１０にはＭＰＥＧカメラが用いられているから、これらの撮像カメラ１０からはデジタル信号からなる画像信号が出力される。この画像信号にはＭＰＥＧデータであるＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームのフレームデータが含まれる。これらのフレームのうち、Ｉフレームはそれ単独で画像の内容を表示することができるが、ＰフレームおよびＢフレームは他のフレームとの依存関係を持ちそれぞれ単独では画像の内容を表示することができない。したがって、撮像カメラ１０のうち各カメラＡ〜Ｄから送付された画像信号から図９に示すようにフレームを各カメラＡ〜Ｄごとに取り出すには、Ｉフレームを選択して取り出す必要がある。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、予め複数のカメラＡ〜Ｄに対して、Ｉフレーム送出タイミングが同時になるように同期設定するとともに、Ｉフレームの送出サイクルが同じになるよう設定しておく。同期設定は、スイッチャ２５側からの指令（コマンド発信）によって行なう。すなわち、スイッチャ２５の設定部３３においてカメラＡ〜Ｄの同期をとる制御データを生成し、ＩフレームがカメラＡ〜Ｄの間で同時に送出されるようにするとともにこの同期設定制御データをコマンドとしてカメラ制御部３５を介してネットワーク１５に送出する。撮像カメラ１０側では上記制御データを受信部１７において受信し、それぞれのカメラＡ〜Ｄの設定部１９にデータ登録する。送出サイクルの設定もまた、スイッチャ２５側からの指令（コマンド発信）によって行なう。すなわち、スイッチャ２５の設定部３３においてカメラＡ〜Ｄの送出サイクルを決定して送出サイクルデータを生成し、所定のサイクル時間でＩフレームがカメラＡ〜Ｄから送出されるようにするとともにこの送出サイクルデータをコマンドとしてカメラ制御部３５を介してネットワーク１５に送出する。撮像カメラ１０側では上記送出サイクルデータを受信部１７において受信し、それぞれのカメラＡ〜Ｄの設定部１９に送出サイクルデータを登録する。なお、送出サイクルはカメラＡ〜Ｄについて同じサイクル時間に設定される。
【００３９】
またスイッチャ２５側においては、フレーム抽出部２８のバッファ読み出し時間について、１サイクルの間にすべてのカメラＡ〜Ｄに対応するＩフレームがバッファから読み出し得るようにタイミング制御部３４の設定が行なわれる。
【００４０】
そして、スイッチャ２５側の同期マスタークロック３１のクロックに同期したコントロール信号によって撮像カメラ１０およびスイッチャ２５が撮像、および送受信動作を行なう。この動作においては、複数の撮像カメラ１０からは上記同期設定によりＩフレームが一定のサイクルで同時に送信されるようにして画像信号が送信される。スイッチャ２５側では、この画像信号を１サイクル分バッファ２７に格納（バッファリング）する。図３（ａ）はこのときの撮像カメラ１０からの画像信号の送出状況、およびバッファ２７への格納状況を概略的に示す図である。Ｉフレーム抽出部２８は、バッファリングした画像信号の中から必要なＩフレームだけを抽出する。このＩフレーム抽出動作において、Ｉフレーム抽出部２８はタイミング制御部３４により動作タイミングをコントロールされ、スイッチング動作によりバッファリングした画像信号の中から各カメラＡ〜Ｄに対応するＩフレームを順次抽出する。これにより１サイクル内にカメラＡからカメラＤまでのＩフレームが時系列で並べられる。図３（ｂ）は抽出されたＩフレームを表す図である。抽出されたＩフレームは送信バッファ２９に一時格納された後、送信部３０に転送され送信部３０からネットワーク３６へ送出されるとともに、このネットワーク３６を介して記録装置３７へ送付されてこの記録装置３７に記録される。
【００４１】
また、本実施の形態の変形態様として、同期設定において、スイッチャ２５の設定部３３においてカメラＡ〜Ｄの同期をとる制御データを生成するに際し、カメラＡ〜Ｄの間でＩフレームの送出タイミングをずらすようにするとともに、この同期設定制御データをコマンドとしてカメラ制御部３５を介してネットワーク１５に送出する。撮像カメラ１０側では上記制御データを受信部１７において受信し、それぞれのカメラＡ〜Ｄの設定部１９にデータ登録する。送出サイクルの設定については本実施の形態における上記の動作例と同様にして行なう。またチャネル２５側におけるバッファ読み出しタイミングの設定についても本実施の形態における上記の動作例と同様にして行なう。なお、Ｉフレーム送出のタイミングをずらした同期設定とＩフレーム送出サイクル設定との間においては、１サイクルの間に全てのカメラＡ〜ＤからＩフレームが１回送出されるように設定される。
【００４２】
このような設定状態の下で、スイッチャ２５側の同期マスタークロック３１のクロックに同期したコントロール信号によって撮像カメラ１０およびスイッチャ２５が撮像、および送受信動作を行なう。この動作においては、複数の撮像カメラ１０からは上記同期設定によりＩフレームが一定のサイクルでタイミングをずらされて送信されるようにして画像信号が送信される。スイッチャ２５側では、この画像信号を１サイクル分バッファ２７に格納（バッファリング）する。図４（ａ）はこのときの撮像カメラ１０からの画像信号の送出状況、およびバッファ２７への格納状況を概略的に示す図である。Ｉフレーム抽出部２８は、バッファリングした画像信号の中から必要なＩフレームだけを抽出する。このＩフレーム抽出動作において、Ｉフレーム抽出部２８は、上述の動作の場合と同様に、タイミング制御部３４により動作タイミングをコントロールされ、スイッチング動作によりバッファリングした画像信号の中から各カメラＡ〜Ｄに対応するＩフレームを順次抽出する。これにより１サイクル内にカメラＡからカメラＤまでのＩフレームが時系列で並べられる。図４（ｂ）は抽出されたＩフレームを表す図である。抽出されたＩフレームは送信バッファ２９に一時格納された後、送信部３０に転送され送信部３０からネットワーク３６へ送出されるとともに、このネットワーク３６を介して記録装置３７へ送付されてこの記録装置３７に記録される。
【００４３】
すなわち、スイッチャ２５は当該スイッチャ２５に接続されたすべての撮像カメラ１０からの画像信号を１サイクル分と抽出に必要な時間分格納し得る記録容量を有しているから、複数の撮像カメラ１０から送出されるＩフレームは同時に送出されてもよいし、タイミングをずらして送出してもよい。
【００４４】
（実施の形態２）
図５は本発明の第２の実施の形態に係る監視システムにおいて用いられるスイッチャの構成を示すブロック図である。この図において、上記第１の実施の形態におけるスイッチャと同じ構成要素については同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。
【００４５】
図５に示すスイッチャ４０には、受信部２６に接続されたバッファ４１が設けられ、このバッファ４１にバッファ読み出しのスイッチング動作を行なうチャネルスイッチ４２を接続し、このチャネルスイッチ４２に送信バッファ２９を接続して成る。チャネルスイッチ４２はタイミング制御部３４に接続され、スイッチング動作のタイミングが制御されるようになっている。スイッチャ４０は、上記第１の実施の形態におけるスイッチャ２５とは異なって、当該スイッチャ４０に接続されたすべての撮像カメラ１０からの画像信号を１サイクル分格納し得る必要はなく、スイッチャ２５よりも少ない記録容量のものが使用される。
【００４６】
かかる構成を有する監視システムについて、以下動作を説明する。先ずＩフレームの送出タイミングおよび送出サイクルに関しての設定動作が行なわれる。同期設定において、スイッチャ４０の設定部３３においてカメラＡ〜Ｄの同期をとる制御データを生成するに際し、カメラＡ〜Ｄの間でＩフレームの送出タイミングをずらすようにするとともに、この同期設定制御データをコマンドとしてカメラ制御部３５を介してネットワーク１５に送出する。撮像カメラ１０側では上記制御データを受信部１７において受信し、それぞれのカメラＡ〜Ｄの設定部１９にデータ登録する。送出サイクルの設定については上記第１の実施の形態における動作例と同様にして行なう。なお、Ｉフレーム送出のタイミングをずらした同期設定とＩフレーム送出サイクル設定との間においては、１サイクルの間に全てのカメラＡ〜ＤからＩフレームが１回送出されるように設定される。
【００４７】
またスイッチャ４０側においては、チャネルスイッチ４２のスイッチング動作について、撮像カメラ１０側におけるそれぞれのカメラＡ〜Ｄに対して設定されたＩフレームの送出タイミング（互いにずらして設定されている）に合わせてスイッチングしＩフレームを受信するようにタイミング制御部３４の設定が行なわれる。
【００４８】
このような設定状態の下で、スイッチャ４０側の同期マスタークロック３１のクロックに同期したコントロール信号によって撮像カメラ１０およびスイッチャ４０が撮像、および送受信動作を行なう。この動作においては、複数の撮像カメラ１０からは上記同期設定によりＩフレームが一定のサイクルでタイミングをずらされて送信されるようにして画像信号が送信される。図６（ａ）はこのときの撮像カメラ１０からの画像信号の送出状況を概略的に示す図である。スイッチャ４０側では、この受信した画像信号をバッファリングするのではなく、チャネルスイッチ４２がタイミング制御部３４によりコントロールされ、撮像カメラ１０側におけるそれぞれのカメラＡ〜Ｄに対して設定されたＩフレームの送出タイミングに合わせてスイッチング動作し、各カメラＡ〜ＤからのＩフレームを順次受信する。これにより１サイクル内にカメラＡからカメラＤまでのＩフレームが時系列で並べられる。図６（ｂ）はスイッチング動作により受信されたＩフレームを表す図である。受信されたＩフレームは送信バッファ２９に一時格納された後、送信部３０に転送され送信部３０からネットワーク３６へ送出されるとともに、このネットワーク３６を介して記録装置３７へ送付されてこの記録装置３７に記録される。
【００４９】
この第２の実施の形態において、チャネルスイッチ４２の動作により、複数の撮像カメラ１０から画像信号が送信されているのに対して、或るタイミングにおいては、１つのカメラからの画像信号の受信に限定されているから、複数カメラ間のＩフレーム送出タイミングをずらすとともに、単一のチャネルを複数の撮像カメラで時分割シェアリングするようにすることもできる。また、この場合において、複数の撮像カメラ１０間でタイミングをずらしながらＩフレームのみを送信し、単一のチャネルを複数のカメラで時分割シェアリングするようにすることもできる。
【００５０】
（実施の形態３）
なお、上記第１の実施の形態において、スイッチャ２５がシステムを制御する制御部としての機能を備えているが、このようなシステム制御機能は、スイッチャ２５とは別にコントローラとしてネットワーク上に存在していてもよい。図７はこのようなコントローラをスイッチャとは別体に設けた本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図７において、符号１０はＭＰＥＧ出力を持つ撮像カメラ、４４は複数の撮像カメラから受信した画像信号のＩフレームの出力の切り替えを行なうスイッチャ、４５はシステム制御を行なうコントローラ、３７は画像データを記録する記録装置、１５および３６は上記撮像カメラ１０、スイッチャ４４、コントローラ４５、記録装置３７を接続してデータの送受信を行なわせるネットワークである。
【００５１】
スイッチャ４４は、基本的には情報機第１の実施の形態において用いられたスイッチャ２５と同様の構成を有するが、システム制御を行なうための同期マスタークロック３１と、カメラ制御部３５を備えていない。そして、コントローラ４５は同期マスタークロック３１と、撮像カメラ１０とスイッチャ４４に動作指令を送出するカメラ・スイッチャ制御部４６と、システム全体の機能部の動作設定を行なう設定部４７とを備えている。この場合において、スイッチャ４４は、コントローラ４５から設定指令を受信するために、ネットワークからの信号で設定を変更することができる構成になっている。
【００５２】
また、コントローラ４５は、機器として独立必要はなく、上記第１の実施の形態においてコントローラ機能がスイッチャ２５の内部に設置されていたように、撮像カメラ１０の１つや記録装置３７、或いはその他のネットワーク機器内に設けられていてもよい。また、上記第２の実施の形態についても同様の変形を加えることができる。
【００５３】
また、他方において、撮像カメラ１０は上記実施の形態のとおりスレーブ側装置としておき、その代わりに撮像カメラ１０に画像信号を一時格納するバッファと、このバッファに格納された画像信号の中からＩフレームを抽出するＩフレーム抽出部とを設けておき、撮像カメラ１０からスイッチャ２５または４０へは、撮像カメラ１０においてすでに抽出されたＩフレームのみを送出するようにしてもよい。この場合は、図１における撮像カメラ１０の構成において、コーディング部１３と送信バッファ１４との間に上記バッファと、Ｉフレーム抽出部とを設け、Ｉフレーム抽出部の出力データを送信バッファ１４へ転送するようにすればよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像カメラとして同期可能なデジタルカメラを用い、この撮像カメラを複数個スイッチャに接続して画像信号を切り替え入力できるようにしたデジタル監視システムを構築し、画像信号切替方法として、前記デジタルカメラのＩフレームの送出タイミングと送出サイクルを設定できるようにし、カメラからの画像信号を１サイクル分バッファリングし、必要なＩフレームだけ抽出するようにしたため、Ｐフレーム、Ｂフレームというように他のフレームとの依存関係を有するフレームが混在するデジタル画像信号であっても、フレーム切り替えを行ないながら受信することができる。
【００５５】
また複数の撮像カメラからの画像信号を１サイクル分バッファリングし、その後必要なＩフレームだけ抽出する画像信号切替方法の実行に際して、複数カメラ間においてＩフレームの送出タイミングをずらすようにしてもフレーム切り替えを行ないながら受信することができる。
【００５６】
また、前記２つの態様におけるバッファリング動作を行なう代わりに、複数カメラ間でＩフレーム送出タイミングをずらしながらＩフレームを送出し、スイッチャ側においてカメラからの画像信号をＩフレーム送出タイミングに合わせてスイッチングするようにしたため、デジタル方式の撮像カメラを使用した場合であっても、複数の撮像カメラで撮像された画像をフレーム切り替えしながら効率良くスイッチングすることができ、少ないバッファで遅延の少ないフレーム切り替えを行なって記録、再生装置へ転送することが可能となる。
【００５７】
またこの場合において、複数カメラ間のＩフレーム送出タイミングをずらすとともに、Ｉフレームのみを送信し、単一のチャネルを複数のカメラで時分割シェアリングするようにすることもでき、これにより撮像カメラとスイッチャとの間のチャンネル数を減らすことができシステムおよび装置の構成を簡単にすることができるなど、種々の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る監視システムにおいて用いられる撮像カメラの構成を示すブロック図
【図２】前記実施の形態において上記撮像カメラに接続されて、画像信号の切り替えを行なう画像信号切替装置としてのスイッチャの構成を示すブロック図
【図３】（ａ）  前記実施の形態における画像信号のバッファリング動作における撮像カメラからの画像信号の送出状況、およびバッファへの格納状況を概略的に示す図
（ｂ）  前記実施の形態におけるスイッチング動作によりバッファリングした画像信号の中から抽出されたＩフレームを表す図
【図４】（ａ）  前記実施の形態の変形態様における画像信号のバッファリング動作における撮像カメラからの画像信号の送出状況、およびバッファへの格納状況を概略的に示す図
（ｂ）  前記実施の形態の変形態様におけるスイッチング動作によりバッファリングした画像信号の中から抽出されたＩフレームを表す図
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る監視システムにおいて用いられるスイッチャの構成を示すブロック図
【図６】（ａ）  前記実施の形態における撮像カメラからタイミングをずらされて送信される画像信号の送出状況を概略的に示す図
（ｂ）  前記実施の形態においてスイッチャにおけるスイッチング動作により受信されたＩフレームを表す図
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る監視システムの構成、及びこのシステムにおいて用いられるスイッチャの構成を示すブロック図
【図８】従来例におけるアナログ監視システムの構成を示すシステム構成図
【図９】従来のアナログ監視システムにおける撮像カメラから監視装置への画像信号の入力動作を示す図
【符号の説明】
１０  撮像カメラ
１１  ＣＣＤイメージセンサー
１２  サンプリング部
１３  コーディング部
１４  送出バッファ
１５  ネットワーク
１６  送信部
１７  受信部
１８  同期タイマー
１９、４７  設定部
２０  タイミング制御部
２５、４０、４４  スイッチャ
２６  受信部
２７、４１  バッファ
２８  Ｉフレーム抽出部
２９  送信バッファ
３０  送信部
３１  同期マスタークロック
３２  同期タイマー
３３  設定部
３４  タイミング制御部
３５  カメラ制御部
４２  チャネルスイッチ
４５  コントローラ
４６  カメラ・スイッチャ制御部
【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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