JP2000295600A

JP2000295600A - 監視装置

Info

Publication number: JP2000295600A
Application number: JP11101117A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Uehara; 堅助上原; Hirokazu Kawakatsu; 裕和川勝
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】複数チャネルのテレビカメラで撮像した映像
をモニタに見やすく表示することが可能な監視装置を提
供する。【解決手段】移動体検出部１６で、テレビカメラ１１
で撮像した映像から動きベクトルを検出することにより
移動体の動き領域を検出し、移動体を検出したチャネル
は動き領域を抱合する閉曲線内の符号化データを切り出
して、オブジェクト映像を生成し監視センタに送る。監
視センタでは復号化部１４で復号化した複数チャネルの
オブジェクト映像を映像合成部２３で重ならないように
配置して１台のモニタ１５に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、テレビカメラお
よびモニタを用い、映像データがディジタルデータとし
て符号化して伝送されるようにした監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セキュリティシステムとして、監視領域
内を撮像するように複数のテレビカメラを設置し、この
テレビカメラで撮像した映像を、所定の監視センタにお
いてモニタ画面により監視することは一般的に行われて
いる。図２２は、室内や屋外で使用される監視装置の一
例の構成を示した図である。この場合、その監視領域内
に多数のテレビカメラ１１（１１−１，１１−２，…，
１１−ｎ）を設置し、各テレビカメラ１１（１１−１，
１１−２，…，１１−ｎ）で撮像された映像は、それぞ
れ符号化部１２（１２−１，１２−２，…，１２−ｎ）
で圧縮符号化され、多重化部２１で多重化されて伝送路
１３を通って、受信部すなわち監視センタに伝送され
る。監視センタでは、伝送路１３から送られてきた映像
データは分離部２２で分離され、復号化部１４（１４−
１，１４−２，…，１４−ｎ）でそれぞれ伸長されて元
の映像が再現され、各テレビカメラ１１（１１−１，１
１−２，…，１１−ｎ）に対応したチャネルのモニタ１
５（１５−１，１５−２，…，１５−ｎ）に表示され
る。また同時に必要に応じて、モニタ１５（１５−１，
１５−２，…，１５−ｎ）に表示された映像は、ＶＴＲ
１７（１７−１，１７−２，…，１７−ｎ）に録画され
る。

【０００３】図２３は、このようなテレビカメラを用い
た監視装置における、画面情報を監視センタに伝送する
符号化処理装置の構成を示すもので、テレビカメラで撮
像された入力画面は、ブロック分割部５１で所定のブロ
ック単位に分割される。例えば、入力画面を“８画素×
８ライン”の小ブロック単位に分割するもので、このブ
ロック単位に変換された情報は直交変換部５２で直交変
換され、さらに量子化部５３で量子化されると共に、可
変長符号化部５４で符号化される。そして、この符号化
された情報は、符号化データとして出力され監視センタ
等に送られる。また、量子化された情報は、逆量子化部
５５および直交逆変換部５６で逆処理が行われ、フレー
ムメモリ５７に蓄積される。このフレームメモリ５７に
蓄積された画面情報はブロック分割部５１に時間的に異
なる映像が入力された時点でその現画面情報と共に動き
検出部５８に送られる。そして、動き検出部５８で時間
的に異なる画面相互を数ブロック（マクロブロックと呼
ばれ、例えば２ブロック×２ブロックの４ブロックに相
当する）単位で比較することにより、マクロブロック単
位の動きの大きさと向きを動きベクトルとして推測計算
する。この動きベクトルをフレームメモリ５７に蓄積さ
れている画面に適用することにより、予測画作成部５９
でブロック分割部５１から入力される下画面を予測して
予測画を作成し、符号化処理は原画とこの予測画の差分
に対して行なうことでさらなる圧縮が可能とされるよう
にしている。このような処理によって、符号化された差
分画素の情報と、そのパラメータ情報、さらにマクロブ
ロック単位での動きベクトルが伝送される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は、符号化された映像データは監視センタに伝送され、
復号化されて監視センタに設けられている各テレビカメ
ラに対応した多数のモニタに映像を表示させ、それぞれ
のモニタに表示される映像を人間の目によって常時監視
するため、監視員は目が疲れて重要な情報を見逃す虞が
出てくる。そこで、カメラが移動体を捕らえたときだ
け、サイレンなどで監視者に警告して移動体を撮影した
映像をモニタに表示することで、監視者はモニタを常時
監視する必要の無いシステムが考えられる。例えば、特
開平９−２５２４６７号の公知例によるシステムによる
と、図２４に示すように、監視用のテレビカメラ１１か
らの画像信号は、符号化部１２でディジタル画像圧縮符
号化データに変換される。この符号化部１２では、前画
面または後画面との画像の差分の画素情報と、その２画
面での動きの大きさと方向を複数ブロック単位で示す動
きベクトルの情報が符号化される。この符号化されたデ
ータは、監視センタ等の復号化部１４において復号化さ
れる。この復号化に際して、動きのある物体についての
動きベクトルが移動体検出・判定部１６Ａで抽出され
る。この移動体検出・判定部１６Ａにおいては動きベク
トルを抽出し、動き指標に基づき物体ブロックを抽出
し、その統計量を求め、基準値と比較して目標移動体を
判別して、テレビカメラ１１が移動体を捕らえたときの
みモニタ１５に対象物を表示するようにしている。しか
し、上記のシステムはテレビカメラ１１が１台で１チャ
ネルのシステムである。

【０００５】そこで、上記のシステムを広い区域を監視
できる複数のテレビカメラを装備したシステムに適用し
た場合について考える。図２５は、図２４のシステムを
複数のチャネルに拡張したシステムである。すなわち、
複数のテレビカメラ１１（１１−１，１１−２，…，１
１−ｎ）で撮像された移動体の映像はそれぞれ符号化部
１２（１２−１，１２−２，…，１２−ｎ）で符号化さ
れ、符号化された映像データは多重化部２１で多重化さ
れ、伝送路１３を介して遠隔地の監視センタに送られ
る。監視センタでは、多重化された映像データは分離部
２２でチャネル毎に分離され、各チャネルの符号化デー
タは、図２４のシステムの動作と同様に、それぞれ復号
化部１４（１４−１，１４−２，…，１４−ｎ）で復号
化されて元の映像が再現される。そして、再現された映
像について、移動体検出・判定部１６Ａ（１６−１，１
６Ａ−２，…，１６Ａ−ｎ）でそれぞれ移動体が検出さ
れる。そして、モニタ１５（１５−１，１５−２，…，
１５−ｎ）で、移動体が検出されたチャネルのみ移動体
の映像が表示される。図２６はモニタ１５（１５−１，
１５−２，…，１５−ｎ）に表示された移動体の表示例
を示している。図２６はモニタ１５が１５台でモニタ番
号２，４，８，１２，および１５で同時に移動体が検出
されたことを示している。すなわち、本システムはテレ
ビカメラ１１の数だけ対応するモニタ１５を必要とし、
監視員は警告部１８からサイレン等で移動体の検出が知
らされたら、全部のモニタ１５（１５−１，１５−２，
…，１５−ｎ）を観察して、移動体を確認する必要があ
る。

【０００６】監視対象領域が広くなると、テレビカメラ
１１の設置台数も多くなり、テレビカメラ１１が多くな
るとそのテレビカメラ１１に応じてモニタ１５の数も多
くなる。そして、モニタ１５の設置のために設置面積を
必要とし、監視員は多くのモニタの映像を監視しなけれ
ばならず、監視のために多くの労力を必要とする。ま
た、元来このような監視装置では、テレビカメラ１１に
撮像されている範囲内に移動体が侵入した場合にのみ情
報が必要となるにも拘わらず、何も移動体がない場合も
映像が送られ続けるため伝送路１３の有効活用がなされ
ていないだけでなく、監視センタ側では多数のモニタ１
５に長時間何の変化もない映像が映し出され続ける為、
たまに侵入する移動体を認知できる可能性が減り、極め
て認知ミスの起こり易い状況が存在する。本発明は、従
来のこのような点に鑑み為されたもので、複数チャネル
のテレビカメラで撮像した映像をモニタに見やすく表示
することが可能な監視装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る監視装置は、複数チャネルのテレビカメラで撮像
した映像から、移動体を検出する移動体検出手段と、移
動体の存在するチャネルの映像から移動体の動き領域を
抽出する動き領域抽出手段と、この手段で検出された動
き領域を抱合する閉曲線を生成する手段と、移動体の存
在するチャネルの映像から閉曲線内の映像を抽出してオ
ブジェクト映像を生成する手段と、この手段により生成
されたオブジェクト映像を１台のモニタの表示画面に配
置して表示する手段とを具備することを特徴とする。こ
のような構成により、多数のモニタを監視する必要がな
く、１台のモニタを監視することで、同時に複数チャネ
ルのテレビカメラで撮像した移動体を認知することがで
きる。そして、移動体がテレビカメラで撮影されたとき
のみ、モニタに表示されるため、常時モニタを監視する
必要がなく、監視員の労力が軽減する。請求項２に記載
の本発明に係る監視装置は、複数チャネルのテレビカメ
ラのそれぞれから所定範囲内の物体の形状を抽出する手
段と、物体の形状が抽出されたチャネルの映像から、抽
出された形状内の映像を抽出してオブジェクト映像を生
成する手段と、この手段により生成されたオブジェクト
映像を１台のモニタの表示画面に配置して表示する手段
とを具備することを特徴とする。

【０００８】このような構成により、多数のモニタを監
視する必要がなく、１台のモニタを監視することで、同
時に複数チャネルのテレビカメラで撮像した所定範囲内
の物体を認知することができる。そして、物体がテレビ
カメラで撮影されたときのみ、モニタに表示されるた
め、常時モニタを監視する必要がなく、監視員の労力が
軽減する。請求項３に記載の本発明は、請求項１または
請求項２に記載の監視装置において、モニタの表示画面
に複数のオブジェクト映像を配置する際に、オブジェク
ト映像が重ならないように配置する手段を具備すること
を特徴とする。請求項４に記載の本発明は、請求項１ま
たは請求項２に記載の監視装置において、モニタの表示
画面に複数のオブジェクト映像を配置する際に、オブジ
ェクト映像のチャネルに応じて、オブジェクト映像の
色、輝度、及び色差の少なくとも１つを変化させる手段
を具備することを特徴とする。請求項５に記載の本発明
は、請求項１または請求項２に記載の監視装置におい
て、モニタの表示画面に複数のオブジェクト映像を配置
する際に、オブジェクト映像のチャネルに応じてモニタ
の表示画面の前面から順に配置する手段を具備すること
を特徴とする。

【０００９】請求項６に記載の本発明は、請求項１また
は請求項２に記載の監視装置において、モニタの表示画
面にオブジェクト映像を配置する際に、オブジェクト映
像を拡大あるいは縮小する手段を具備することを特徴と
する。請求項７に記載の本発明は、請求項１に記載の監
視装置において、前記閉曲線内の映像の揺れの少ない領
域の基準座標を検出する手段と、前記モニタに前記オブ
ジェクト映像を配置する際に、前記基準座標を固定して
配置する手段とを具備することを特徴とする。請求項８
に記載の本発明は、請求項１に記載の監視装置におい
て、移動体検出手段は、撮像した映像から時間的に異な
る画面相互の動きを複数ブロック単位で表わす動きベク
トルを抽出する動きベクトル抽出手段と、抽出された動
きベクトルに基づく動き指標から連続するブロックを抽
出する動きブロック抽出手段と、連続するブロックに含
まれる動きベクトルに基づく動き指標を蓄積演算し、そ
の統計量を求める統計量演算手段と、連続するブロック
の領域の大きさ、および統計量演算手段で得られた統計
量をそれぞれ基準データと比較し、移動体を判別する判
別手段とを具備し、動き領域抽出手段は、判別手段で移
動体が判別された後、連続するブロックの領域を集合し
て移動体の動き領域を抽出する手段であることを特徴と
する。

【００１０】請求項９に記載の本発明は、請求項１に記
載の監視装置において、オブジェクト映像を生成する手
段は、チャネルの映像から動き領域を抱合する矩形内の
映像を抽出してオブジェクト映像を生成するものである
ことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。なお、以下の図におい
て、同符号は同一部分または対応部分を示す。

【００１２】（第１の実施形態）図１に、本発明の第１
の実施形態に係る監視装置の構成を示す。同図におい
て、複数チャネルで構成されたテレビカメラ１１（１１
−１，１１−２，…，１１−ｎ）で撮像された映像デー
タ２６（２６−１，２６−２，…，２６−ｎ）は、それ
ぞれ符号化部１２（１２−１，１２−２，…，１２−
ｎ）で符号化データ（２８−１，２８−２，…，２８−
ｎ）に変換される。この符号化部１２（１２−１，１２
−２，…，１２−ｎ）では、前画面または後画面との映
像の差分の画素情報と、その２画面での動きの大きさと
方向を複数ブロック単位で示す動きベクトルの情報が符
号化され、出力される。符号化部（１２−１，１２−
２，…，１２−ｎ）で符号化された符号化データ（２８
−１，２８−２，…，２８−ｎ）は、後述の移動体検出
部１６（１６−１，１６−２，…，１６−ｎ）におい
て、テレビカメラ１１（１１−１，１１−２，…，１１
−ｎ）で撮影した映像のうち移動体が検出されたチャネ
ルの映像について、該当するチャネルの符号化部１２に
おいて、符号化データ２８から該当移動体部分を抱合す
る閉曲線で切り抜き、オブジェクト映像符号化データ２
９（２９−１，２９−２，…，２９−ｎ）を生成する。

【００１３】そして、移動体が検出された複数チャネル
について、それらチャネルのオブジェクト映像符号化デ
ータ２９、基準座標／縦横長さ４９（４９−１，４９−
２，…，４９−ｎ）（後述する）および判定結果４３
（４３−１，４３−２，…，４３−ｎ）が多重化部２１
で多重化され、伝送路１３を介して監視センタに伝送さ
れる。監視センタで、伝送されたオブジェクト映像符号
化データ２９は対応するチャネルの復号化部１４（１４
−１，１４−２，…，１４−ｎ）で復号化されて元のオ
ブジェクト映像３０（３０−１，３０−２，…，３０−
ｎ）が再現される。また、判定結果４３により警告部１
８を起動してサイレン等を鳴動する。そして、前記複数
のオブジェクト映像３０および基準座標／縦横長さ４９
は映像合成部２３に印加される。映像合成部２３でオブ
ジェクト映像３０および基準座標／縦横長さ４９を用い
て、重ならないように配置されてから合成され、合成映
像データ５０が生成される。合成映像データ５０はモニ
タ１５に送られ、モニタ１５で表示される。一方、移動
体検出部１６で移動体が検出されたチャネルは、移動体
検出部１６からＶＴＲ制御信号２７（２７−１，２７−
２，…，２７−ｎ）が出力され、ＶＴＲ１７（１７−
１，１７−２，…，１７−ｎ）を起動して、カメラ１１
で撮影した映像データ２６の記録を開始し、該当チャネ
ルにおける移動体が映像データ２６から喪失するまで録
画する。

【００１４】図２は、移動体検出部１６の構成を詳細に
示したもので、符号化部１２からの符号化データ２８が
動きベクトル抽出部１６１に印加される。この動きベク
トル抽出部１６１では、符号化データ２８の中から動き
ベクトルを抽出し、動き指標計算・連続ブロック抽出部
１６２で、特定されるしきい値内の動きを持つ連続する
ブロック数を調べる。図３で示すように、画面内に存在
する例えば人間に相当する物体３００に含有されるよう
になるブロックは、当然この物体３００の動きと大きさ
と向きがほぼ同じ動きベクトルを持っている。例えば、
ＭＰＥＧ処理においては、伝送シーケンス中において動
きベクトルは水平成分と垂直成分を持ち、各々の成分を
さらに“ＭｏｔｉｏｎＣｏｄｅ”と“Ｍｏｔｉｏｎ
ｒ”の二つに分けて記述されている。そして符号化側に
あっては、この２つの成分から動きベクトルを計算によ
って求めている。従って、例えば図４の（Ａ）で示すよ
うに、ベクトルのｘ方向およびｙ方向の２次元のデータ
から、ベクトルの大きさを“ｒ”、方向を回転座標で
“θ（０〜１８０°）”とし、動きの指標を“ｒ×ｃｏ
ｓ（θ）”として計算して取り出すものとすると、大き
さと方向がある程度同じものは、“ｒ×ｃｏｓ（θ）”
の値があるしきい値内に含まれる。このしきい値内に含
まれる動きベクトルを持つ連続するブロック数を調べる
ことによって、物体３００の大きさが推定でき、移動物
体の領域を抽出できるものであり、さらにこの領域全体
に含有される動きベクトルを平均化すると、物体３００
全体の動きが判別でき、これを統計量演算部１６３にお
いて数画面分蓄積し、その統計量を取る。

【００１５】図４の（Ｂ）はその処理の流れを示すもの
で、まずステップ１０１で各ブロックの動きベクトルに
対して“ｒ×θ”を演算し、ステップ１０２で縦または
横で“ｒ×θ”の値の差が所定のしきい値内の連続した
ブロックであるか否かを調べる。そして、ステップ１０
３では物体全体の動き、ベクトルの大きさ、さらに物体
の大きさを計算し、ステップ１０４で数画面分の統計量
を計算し、これを蓄積する。そして、ステップ１０５で
連続ブロックが発生した領域を囲む閉曲線を生成して、
前記閉曲線内の符号化データを切り出して、オブジェク
ト映像符号化データ２９として出力する。ここで、横軸
に時間を取ると共に、縦軸に大きさｒと方向の回転角θ
の写像であるｃｏｓ（θ）の積“ｒ×ｃｏｓ（θ）”を
取るようにすると、図５の（Ａ）のように一定の動きを
続けるものは、だいたい同じ向きと同じ大きさのベクト
ルが時間的に継続するものであり、また同図の（Ｂ）の
ように例えば木の葉のように小さくて且つ素早い動きの
ものであれば、頻繁に動きの向きや大きさが変化する。
この様にして得られる値“ｒ×ｃｏｓ（θ）”が、動き
の指標として数画面分蓄積されるもので、これらのデー
タと共に例えばベクトル量の正負の入れ替り回数や分散
等を求め、ブロック群の動きに関する統計とする。

【００１６】目標とする物体と他の物体とでは、大きさ
や動きに相違がある。そこで、例えば画面内において人
間のようなある程度大きな物体を検出することを目的と
するような場合には、ほぼ同じ動きベクトルを有する連
続ブロックから抽出される移動物体の領域は、ある程度
大きくなる。同時に動きベクトルの大きさも激しく変化
することがない。従って、予め目標とする物体の動きに
関して、この連続ブロック数による物体の大きさの基準
値を大きさ変化基準データ部１６４に、またある時間内
の動きの指標値の推移の統計情報の基準値を動き指標統
計量基準計量データ部１６５にそれぞれ入力しておき、
比較部１６６および比較部１６７それぞれにおいて、入
力された基準値と、動き指標計算・連続ブロック抽出部
１６２および統計量演算部１６３のそれぞれ出力との比
較を行う。そして、これら比較部１６６および比較部１
６７におけるそれぞれの比較結果を判定部１６８に供給
し、ある規定値を満たしている場合には目標移動物体
（人間）を検出していると判定し、ＶＴＲ１７にＶＴＲ
制御信号２７を与えてその時点の高精細映像を記録させ
る。ここで示した実施形態では、物体の動きの指標とし
て“ｒ×ｃｏｓ（θ）”を用いるようにしたが、これ以
外の量、例えばｆ（ｒ、θ）やｆ（ｘ、ｙ）を用いるよ
うにしてもよいことは勿論である。

【００１７】また、動き指標計算・連続ブロック抽出部
１６２において抽出された連続ブロックは動き領域抽出
部１６９に印加されている。そして、判定部１６８で移
動体を検出したら、動き領域抽出部１６９で移動体を形
成している前記連続ブロックを集合することで移動体の
動き領域を生成する。そして、前記動き領域を抱合する
閉曲線により元の符号化データから動き領域を切り出し
ている。図６は、動き領域抽出部１６９の構成を示して
いる。連続ブロック４２は常時連続ブロック集合部４４
に印加されている。そして、判定結果４３が移動体を検
出した状態になったら、連続ブロック集合部４４では連
続ブロックを集合して一塊のブロックの集合体を生成す
る。連続ブロックを生成する過程で移動体の動きが大き
く、方向がそろっているブロックを抽出するために、全
体を集合すると内部に移動していないブロックすなわち
空きが出てくることがある。そこで、連続ブロック集合
部４４はこれら、空きブロックが存在しても、これら空
きブロックを連続ブロックとみなして、全て連続ブロッ
クで占めた集合体を生成する。図７（Ａ）は連続ブロッ
ク集合部４４で生成されたブロック３３の集合体を示し
ている。そして、閉曲線生成部４５でブロックの集合体
を抱合する矩形３１を生成する。そして、動き領域符号
化部４６では画面全体の符号化データ２８から前記閉曲
線生成部４５で生成した閉曲線で切り抜いて、切り抜い
たデータを符号化してオブジェクト映像符号化データ２
９を生成している。

【００１８】ここで、縦横が任意の大きさによる矩形の
符号化方法としてＭＰＥＧ４の符号化方式が採用され
る。すなわち、ＩＳＯ−ＩＥＣＭＰＥＧ４符号化方式
による映像符号化は任意形状のオブジェクトを符号化す
ることを目的としていて、上記のケースは任意の矩形で
囲まれた符号化データを生成することに相当する。すな
わち、移動体が検出された時点で、移動体として動きの
ある領域の符号化データのみを符号化したオブジェクト
映像符号化データ２９が生成されたことになる。また、
ブロック３３を矩形でなく、図８（Ａ）のように外郭の
連続ブロックに近接した閉曲線３４で抱合してもよい。
前記ＭＰＥＧ４によるオブジェクト符号化は、図８
（Ａ）で示す閉曲線３４で囲まれた符号化データを生成
することも可能である。ここで、図６の基準座標検出部
４７の動作について説明する。図９は、連続ブロック集
合部４４において集合されたブロックを閉曲線３４で囲
んだ例を示している。また、これらのブロックを矩形４
１で囲ってもよい。移動体が一定方向に移動する場合、
移動する方向のベクトルを除いて、移動体自身の体の動
きを観察すると、腕部３７，３８および脚部４０，３９
は大きく揺れる。しかし、頭部３６の揺れは少ない。そ
こで、モニタ１５に動き映像を配置する場合、比較的揺
れの少ない頭部３６を固定して配置すると、頭部の映像
が鮮明に表示されて移動体の人相を識別することが可能
になる。すなわち、基準座標検出部４７は移動体の外形
を近似した閉曲線３４から頭部の座標Ａを検出すること
を目的としている。

【００１９】まず、移動体の身長を推定する。すなわ
ち、頭部の頂上から脚部の先端までの距離ａを計る。ま
た、閉曲線３４の左端から右端まで距離ｂも計る。そし
てａとｂは縦横長さとして閉曲線の大きさの基準とな
る。また、上部からすなわち頭部３６に近い区域から頭
部の閉曲線の幅ｃを計る。そして、ｃ／２のＸ座標を決
める。すなわち、矩形４１の左端からｅを頭部の中心
（Ｘ座標）とする。次に、移動体の身長ａから統計的に
頭部の中心ｄ（Ｙ座標）を推定する。以上の計算により
頭部の中心座標Ａすなわち基準座標（ｅ、ｄ）が決まっ
たことになる。そして、オブジェクト映像符号化データ
２９と、前記基準座標／縦横長さ４９および判定部１６
８から出力される判定結果４３は多重化部２１に送られ
る。多重化部２１で、他のチャネルにおける移動体が検
出されたチャネルでのオブジェクト映像符号化データ２
９、前記基準座標／縦横長さ４９および判定部１６８か
ら出力される判定結果４３と一緒に多重化される。尚、
上述の説明では移動体の基準座標として頭部の座標を算
出する例を示したが、移動体の胴体など他の部分で揺れ
の少ない部分を基準座標としてもかまわない。

【００２０】上述のように、移動体検出部１６で検出さ
れたチャネルのオブジェクト映像符号化データ２９、基
準座標／縦横長さ４９および判定結果４３のみが多重化
部２１で多重化される。一般的にテレビカメラ１１で、
移動体を検出するケースはそれほど多くない。そして複
数チャネルのカメラ１１が同時に移動体を撮影する確率
は更に少なくなる。そして、この実施形態では移動体検
出部１６で移動体を検出すると移動体が動いている領域
のみの符号化データをオブジェクト映像符号化データ２
９として多重化部２１に印加するため、多重化部２１で
多重化されて伝送路１３を通過するデータ量は従来の図
２２のような監視システムより少ない利点がある。伝送
路１３を介して監視センタに伝送されたオブジェクト映
像符号化データ２９、基準座標／縦横長さ４９、および
判定結果４３は、監視センタの分離部２２で分離され
る。移動体が検出された該当チャネルのオブジェクト映
像符号化データ２９は復号化部１４に印加される。そし
て、該当チャネルの復号化部１４で復号化されてオブジ
ェクト映像３０として、映像合成部２３に印加される。
ここで、復号化部１４はＭＰＥＧ４による復号化処理を
行う。

【００２１】一方、分離部２２で分離された基準座標／
縦横長さ４９も映像合成部２３に印加される。また、分
離部２２で分離された判定結果４３は警告部１８に印加
される。警告部１８では判定結果４３（４３−１，４３
−２，…，４３−ｎ）のどれか一つでも移動体が検出さ
れた状態になったら、警告部１８でサイレン等の鳴動処
理を行い、監視区域において移動体（侵入者）が発生し
たことを監視者に知らせる。図１０は、映像合成部２３
の構成を示している。移動体が検出されたチャネルのオ
ブジェクト映像３０（３０−１，３０−２，…，３０−
ｎ）は、それぞれ対応するチャネルの映像拡大／縮小部
２５（２５−１，２５−２…２５−ｎ）に印加される。
映像拡大／縮小部２５は、入力した複数のオブジェクト
映像３０をモニタ１５で重ならないように縮小したり、
移動体が検出されたチャネル数が少ない場合、オブジェ
クト映像３０を拡大する処理を行う。即ち、映像配置部
６１で、図７（Ａ）で示したオブジェクト映像３０と同
図（Ｂ）で示した他チャネルのオブジェクト映像４８
を、同図（Ｃ）のように重ならないように配置する。ま
た、図８（Ａ）と同図（Ｂ）のようにブロック３３に近
接した閉曲線３４で切り抜いたオブジェクト映像３０お
よびオブジェクト映像４８を同図（Ｃ）のように配置し
てもよい。

【００２２】制御部Ａ６０では、移動体が検出されたチ
ャネルのオブジェクト映像３０をモニタ１５で重ならな
いように配置するため、移動体が検出されたチャネルか
ら基準座標／縦横長さ４９を受け、各オブジェクト映像
３０の大きさを調べて、映像拡大／縮小部２５を制御し
て、オブジェクト映像３０を拡大または縮小する。そし
て、移動体が検出されたチャネルのオブジェクト映像３
０を適当な大きさにして、映像配置部６１でオブジェク
ト映像３０を配置し、一画面の映像として合成映像デー
タ５０としてモニタ１５に印加する。モニタ１５は前記
合成映像データ５０を表示する。そして、配置されたオ
ブジェクト映像３０について、チャネル番号３２を一緒
に表示すると、どのカメラ１１が移動体を捕らえたか分
かる。そして、図１１のようにオブジェクト映像３０の
基準座標Ａ（動き領域映像４８では基準座標Ｂ）は、オ
ブジェクト映像３０を配置するとき基準座標Ａ（動き領
域映像４８を配置するとき基準座標Ｂ）で固定され、頭
部では大きな動きが無いため、移動体の人相が判別しや
すくなる。以上述べたように、この実施形態において
は、同時刻に検出された移動体の動き領域のみをカメラ
１１で撮影した映像から切り出して１台のモニタ１５に
表示することができる。そして、移動体が検出された時
のみモニタ１５に移動体が表示されるため、常時、モニ
タ１５を監視する必要がない。

【００２３】ここで、映像配置部６１は同時刻に発生し
た複数の移動体の数により、モニタ１５の画面を分割し
てオブジェクト映像３０を配置すればよい。図１２は、
同時に６個所のカメラ１１で移動体が撮影されて６個の
オブジェクト映像３０が映像合成部２３に入力した状態
における映像合成部２３の動作を説明するための図であ
る。まず表示画面３５を６等分して等分された各領域に
オブジェクト映像３０（３０−１，３０−２，…，３０
−６）をそれぞれ配置する。そして、オブジェクト映像
３０（３０−１，３０−２，…，３０−６）のうち、大
きさが前記分割した領域より大きい場合、該当するチャ
ネルでのオブジェクト映像３０を映像拡大／縮小部２５
で拡大する。また、前記領域よりオブジェクト映像が大
きい場合、該当するチャネルでのオブジェクト映像３０
を映像拡大／縮小部２５で縮小する。そして、前記６個
のオブジェクト映像３０を一画面に配置する場合、前述
の基準座標を固定しておくと、頭部の映像が安定して移
動体の顔が判別しやすくなる。また、上述したように、
動き領域抽出部１６９では移動体の動き領域を連続した
動きベクトルを抱合する任意の閉曲線で切り出し、でき
るだけ背景が残らないような閉曲線で切り出すと、映像
合成部２３で合成してモニタ１５の表示画面に配置した
複数のオブジェクト映像３０は背景がないため、注目し
ている動き領域のみはっきり表示される利点がある。

【００２４】なお、複数のオブジェクト映像３０をテレ
ビカメラ１１のモニタ１５の表示画面に配置する場合、
撮像場所（チャネル）の重要度に応じてランク分けし、
ランクに応じて各オブジェクトの色、輝度、または色差
を変えるようにすることもできる。また、撮像場所（チ
ャネル）の重要度に応じて予めランクを設け、重要度の
高いランク順に前面から順に重ねて表示することもでき
る。

【００２５】（第２の実施形態）次に、上記実施形態に
おける動きベクトルの基準統計量データを、監視状況に
応じて最初に学習させる第２の実施形態について以下に
説明する。図１３（Ａ）に示すように、室内等の予め監
視現場内が固定された範囲内にある場合には、１つのブ
ロックに含まれている範囲は自ずと決まってくる。従っ
て、例えばこの室内へ侵入する移動体である人間の有無
の検出等を目標とする場合には、初期の段階において人
間をこの室内に入れ、カメラの撮像画面内を通過させ、
これにより人間が存在する場合の、そのしきい値内の大
きさの動きベクトルを持つ連続ブロックから抽出される
移動体の大きさとその統計量を学習させる。そして、こ
の学習された値に基づき、比較決定のための基準値の設
定を行うもので、これにより高い認識率が得られるよう
にすることが容易となる。図１４はこの様な学習動作を
行わせる第２の実施形態の主要部（移動体検出部１６）
の構成を示すもので、動き指標計算・連続ブロック抽出
部１６２および統計量演算部１６３において、初期状態
において所定の監視範囲内に例えば人間を侵入させ、そ
のときに得られた値をそれぞれ学習メモリ１７０および
１７１に学習させ記憶させる。そして、これら学習メモ
リ１７０および１７１に記憶されたデータをそれぞれ基
準値として、大きさ変化基準データ部１６４を介して比
較部１６６に、または比較部１６７に供給されるように
する。

【００２６】（第３の実施形態）次に、第３の実施形態
について説明する。図１３（Ｂ）は例えば玄関における
移動体の検出を行う場合の映像情報を示すもので、この
様な場合には玄関という固定された狭いスペースが監視
対象であり、移動体（侵入者）の存在場所が確定されて
いる。このため、特に移動体の大きさは、ブロック数に
基づいてかなり正確に判断可能である。また、移動体は
徐々に玄関に近付く動作をするため、ブロックの大きさ
はだんだん広がるように変化しながら、全体としては侵
入方向へ進んで行く。図１５はこのような例に対応する
第３の実施形態の主要部（移動体検出部１６）の構成を
説明するもので、動き指標計算・連続ブロック抽出部１
６２および統計量演算部１６３それぞれからの出力を、
それぞれ時系列分析部１７２および時系列分析部１７３
に入力して、時間的な変化の状態を検知し、また初期状
態において玄関に移動体が入ってきた場合の基準データ
を求めて、第２の実施形態と同様に学習メモリ１７０お
よび１７１のそれぞれに基準データとして学習記憶させ
ておく。そして、これらの基準データと得られた統計デ
ータ等と比較することにより、玄関等への移動体（侵入
者）の認識精度が確実に向上され、例えば玄関先におい
て物が倒れたりした場合との認識比較が高精度に行われ
て、誤認識の発生が防止される。

【００２７】（第４の実施形態）次に、第４の実施形態
について説明する。図１６は、第４の実施形態における
主要部の構成を示したもので、移動体検出部１６におい
て、決定された移動するブロック群による抽出物体が常
に画面の中央に来るように、テレビカメラ１１の視野方
向の追尾を行わせる追尾機能を有する構成としたもので
ある。即ち、移動体検出部１６において撮像映像から目
標と決定された移動体体が判定されると、その連続ブロ
ック群から抽出された移動体の位置情報をアドレス計算
部１９に入力し、移動体の位置を計算する。そして、こ
のアドレス計算部１９の計算値に基づいて制御部２０に
よりテレビカメラ１１の撮像方向を制御して、その撮像
方向が目標物に向けられるようにする。このようにして
テレビカメラ１１の視野方向の追尾を行わせることがで
きる。

【００２８】（第５の実施形態）次に、第５の実施形態
について説明する。上述の第１乃至第４の実施形態にお
いは、動きベクトルを抽出することにより各監視領域に
侵入する移動体を検出したが、この第５の実施形態にお
いてはテレビカメラからある距離までの間にある物体に
対してその形状を映し出すことによりある範囲より内側
に侵入してくる物体のオブジェクト映像を生成するよう
にしたものである。図１７は、この第５の実施形態の構
成を示すもので、各監視領域にはテレビカメラ１１（１
１−１，１１−２，…，１１−ｎ）、距離測定部７１
（７１−１，７１−２，…，７１−ｎ）、オブジェクト
抽出部７２（７２−１，７２−２，…，７２−ｎ）、符
号化部７３（７３−１，７３−２，…，７３−ｎ）が設
けられている。各符号化部７３からの符号化データは多
重化部２１で多重化され、伝送路１３を介して監視セン
タに伝送される。監視センタには、分離部２２、復号化
部７４（７４−１，７４−２，…，７４−ｎ）、映像合
成部２３、及びモニタ１５が設けられている。距離測定
部７１およびオブジェクト抽出部７２は、テレビカメラ
１１からある距離までの間にある物体に対してその形状
を映し出す特徴をもっている。例えば赤外線等の電波を
放ち、その反射波から物体の距離を測定することによ
り、各画素に対してテレビカメラ１１からの距離の違い
がわかり、それに応じてある範囲内にある物体の形状を
抽出し、テレビカメラ１１で撮像された映像からその形
状内の映像を抽出してオブジェクト映像を生成するもの
である。例えば図１８のようにある入口等から侵入して
くる物体（侵入者）を監視することを目的とする場合、
テレビカメラ１１から入口までの距離の範囲より内側に
侵入してくる物体のみを映し出すように測定距離を設定
する。入口から何者かが侵入してきた場合、内部に入り
こんだ部分のみの形状が図１９のように映し出される。
図１９では、本当は点線部分も人の体の映像が存在する
が、測定距離外にあるため形状が抽出されていない。

【００２９】例えば、ＩＳＯ−ＩＥＣＭＰＥＧ４符号
化方式を用いることにより、符号化部７３で、この物体
の形状情報と共に、形状内部の映像情報であるオブジェ
クト映像情報を符号化し、符号化データとして多重化部
２１で多重化した後、監視センタに伝送する。監視セン
タ側では、受信した符号化データを分離部２２で各チャ
ネル毎に分離した後、復号化部７４で復号化し形状情報
およびオブジェクト映像を得る。オブジェクト映像は図
１９のように背景がなく物体そのものの画像情報であ
る。従ってモニタ内のどこに映し出すかは監視センタの
復号化部７４で自由に決定できる。そこで復号化された
各チャネルのオブジェクト映像を個々に別々のモニタに
表示するのではなく、映像合成部２３により合成映像デ
ータ５０を生成し、１つのモニタ１５上にまとめて表示
する。図２０は各オブジェクト映像の表示方法の一例で
ある。各テレビカメラ１１の設置場所即ちチャネルに応
じて表示位置を決め、図のように各チャネルのオブジェ
クト映像が重ならないようにモニタ１５の画面上の決め
られた位置に表示している。また各チャネルのオブジェ
クトが重ならないように、復号化されたオブジェクト映
像を拡大縮小して示すことも可能である。各オブジェク
ト自身は動きを持つが、背景情報は伝送されずオブジェ
クト自身のみの情報が復号化されるだけなので、モニタ
１５の画面上の固定位置で表示が可能となる。

【００３０】さらに各テレビカメラ１１の設置場所（チ
ャネル）に対応する色分けを決めておき、各オブジェク
ト映像にその色を加えて表示することも可能である。ま
たこの図２０のようにオブジェクト映像が重ならないよ
うに並べて表示する際に、重要度に応じてオブジェクト
映像に色を加えて表示することも可能である。例えば、
テレビカメラ１１の設置場所の重要度に応じてランク分
けし、ランクに応じて各オブジェクト映像の色、輝度、
または色差を変えるようにすることもできる。例えば、
重要度の高いオブジェクト映像は赤、重要度の低いオブ
ジェクト映像は青で表示したり、重要度の高いオブジェ
クト映像は濃く、重要度の低いオブジェクト映像は薄く
表示したりすることができる。次に、各テレビカメラ１
１の設置場所の重要度に応じて予めランクを設け、重要
度の高い順に前面から順に重ねて表示する場合を図２１
に示す。この場合も重要度に応じてオブジェクト映像を
拡大縮小することが可能である。更に、重要度の高い前
面のオブジェクト映像を濃くし、重要度の低い後面のオ
ブジェクト映像を薄く表示してもよい。また、このよう
に重ねて表示する場合、前面のオブジェクト映像の後面
のオブジェクト映像と重なる部分を半透明に表示して後
面のオブジェクト映像もある程度見えるように表示する
ことも可能である。

【００３１】符号化側のオブジェクト抽出部７２におい
て、所望の範囲内でオブジェクトの撮像が無かった場合
には符号化すべき情報がまったく発生しないことにな
る。従来の符号化では背景も符号化を行い伝送されるた
め光のあたり方の変動など少々の変動に対しても符号化
データが発生し、若干ではあるがデータを伝送し続ける
必要があったが、オブジェクト単位の符号化の場合には
オブジェクトが抽出されない場合にはデータを伝送する
必要がない。従って、オブジェクトの抽出が行われた場
合のみ符号化を行い伝送をすることにより、所望範囲内
にオブジェクトが存在する場合だけオブジェクト映像情
報の伝送を行うことができ、伝送路１３の有効活用が可
能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明に係る監視装置によ
れば、多数のモニタを監視する必要がなく、１台のモニ
タを監視することで、同時に複数チャネルのテレビカメ
ラで撮像した監視対象物を認知することができる。そし
て、監視対象物がテレビカメラで撮影されたときのみ、
モニタに表示されるため、常時モニタを監視する必要が
なく、監視員の労力が軽減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る監視装置の構
成を示すブロック図。

【図２】図１に示す監視装置の移動体検出部の詳細な
構成を示すブロック図。

【図３】第１の実施形態における動きベクトルを説明
するための示す図。

【図４】第１の実施形態における動きベクトルの動き
方向をグラフ化した図、および移動体検出部の処理シー
ケンスを示す図。

【図５】第１の実施形態における動きベクトルの時間
的経過の例を示す図。

【図６】図２に示す移動体検出部の動き領域抽出部の
詳細な構成を示すブロック図。

【図７】第１の実施形態における矩形で切り抜いた２
個のオブジェクト映像をモニタに配置する例を説明する
ための図。

【図８】第１の実施形態における動き領域の連続する
ブロックに近接した閉曲線で切り抜いた２個のオブジェ
クト映像をモニタに配置する例を説明するための図。

【図９】第１の実施形態におけるオブジェクト映像の
基準座標を算出する方法を説明するための図。

【図１０】第１の実施形態における映像合成部の詳細な
構成を示すブロック図。

【図１１】第１の実施形態において、基準座標を固定し
て２個のオブジェクト映像をモニタに配置した例を示す
図。

【図１２】第２の実施形態における６個のオブジェクト
映像をモニタに配置した例を示す図。

【図１３】本発明の第２および第３の実施形態におけ
る初期学習の動作を説明するための図。

【図１４】本発明の第２の実施形態に係る監視装置の主
要部の構成を示すブロック図。

【図１５】本発明の第３の実施形態に係る監視装置の主
要部の構成を示すブロック図。

【図１６】本発明の第４の実施形態に係る監視装置の主
要部の構成を示すブロック図。

【図１７】本発明の第５の実施形態に係る監視装置の構
成を示すブロック図。

【図１８】第５の実施形態におけるテレビカメラの撮像
範囲と侵入してくる物体の状態を説明するための図。

【図１９】第５の実施形態において撮像した形状を示す
図。

【図２０】第５の実施形態において、複数のオブジェク
ト映像を重ならないようにモニタに配置した例を示す
図。

【図２１】第５の実施形態において、複数のオブジェク
ト映像を重ねてモニタに配置した例を示す図。

【図２２】従来例の構成を示す図。

【図２３】従来例における符号化処理装置の構成を示す
図。

【図２４】他の従来例の構成を示す図。

【図２５】更に他の従来例の構成を示す図。

【図２６】図２５に示す従来例におけるモニタでの表示
例を示す図。

【符号の説明】

１１（１１−１，１１−２，…，１１−ｎ）…テレビカ
メラ１２（１２−１，１２−２，…，１２−ｎ）…符号化部１３…伝送路１４（１４−１，１４−２，…，１４−ｎ）…復号化部１５…モニタ１６（１６−１，１６−２，…，１６−ｎ）…移動体検
出部１７…ＶＴＲ１８…警告部１９…アドレス計算部２０…制御部２１…多重化部２２…分離部２３…映像合成部２５（２５−１，２５−２，…，２５−ｎ）…映像拡大
／縮小部２６（２６−１，２６−２，…，２６−ｎ）…映像デー
タ２７（２７−１，２７−２，…，２７−ｎ）…ＶＴＲ制
御信号２８（２８−１，２８−２，…，２８−ｎ）…符号化デ
ータ２９（２９−１，２９−２，…，２９−ｎ）…オブジェ
クト映像符号化データ３０（３０−１，３０−２，…，３０−ｎ），４８…オ
ブジェクト映像３００…物体３１…矩形３２…チャネル番号３３…ブロック３４…閉曲線３５…表示画面３６…頭部３７，３８…腕部３９，４０…脚部４１…矩形４２…連続ブロック４３（４３−１，４３−２，…，４３−ｎ）…判定結果４９（４９−１，４９−２，…，４９−ｎ）…基準座標
／縦横長さ５０…合成映像データ６０…制御部Ａ６１…映像配置部７１（７１−１，７１−２，…，７１−ｎ）…距離測定
部７２（７２−１，７２−２，…，７２−ｎ）…オブジェ
クト抽出部７３（７３−１，７３−２，…，７３−ｎ）…符号化部７４（７４−１，７４−２，…，７４−ｎ）…復号化部１６１…動きベクトル抽出部１６２…動き指標計算・連続ブロック抽出部１６３…統計量演算部１６４…大きさ変化基準データ部１６５…動き指標統計量基準計量データ部１６６，１６７…比較部１６８…判定部１６９…動き領域抽出部１７０，１７１…学習メモリ１７２，１７３…時系列分析部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数チャネルのテレビカメラで撮像した映
像から、移動体を検出する移動体検出手段と、移動体の
存在するチャネルの映像から前記移動体の動き領域を抽
出する動き領域抽出手段と、この手段で検出された前記
動き領域を抱合する閉曲線を生成する手段と、前記移動
体の存在するチャネルの映像から、前記閉曲線内の映像
を抽出してオブジェクト映像を生成する手段と、この手
段により生成された前記オブジェクト映像を１台のモニ
タの表示画面に配置して表示する手段とを具備すること
を特徴とする監視装置。
【請求項２】複数チャネルのテレビカメラのそれぞれか
ら所定範囲内の物体の形状を抽出する手段と、物体の形
状が抽出されたチャネルの映像から、抽出された形状内
の映像を抽出してオブジェクト映像を生成する手段と、
この手段により生成された前記オブジェクト映像を１台
のモニタの表示画面に配置して表示する手段とを具備す
ることを特徴とする監視装置。
【請求項３】前記モニタの表示画面に複数のオブジェク
ト映像を配置する際に、前記オブジェクト映像が重なら
ないように配置する手段を具備することを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】前記モニタの表示画面に複数のオブジェク
ト映像を配置する際に、前記オブジェクト映像チャネル
に応じて、前記オブジェクト映像の色、輝度、及び色差
の少なくとも１つを変化させる手段を具備することを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の監視装置。
【請求項５】前記モニタの表示画面に複数のオブジェク
ト映像を配置する際に、前記オブジェクト映像のチャネ
ルに応じて前記モニタの表示画面の前面から順に配置す
る手段を具備することを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の監視装置。
【請求項６】前記モニタの表示画面にオブジェクト映像
を配置する際に、前記オブジェクト映像を拡大あるいは
縮小する手段を具備することを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載の監視装置。
【請求項７】前記閉曲線内の映像の揺れの少ない領域の
基準座標を検出する手段と、前記モニタに前記オブジェ
クト映像を配置する際に、前記基準座標を固定して配置
する手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載
の監視装置。
【請求項８】前記移動体検出手段は、前記撮像した映像
から時間的に異なる画面相互の動きを複数ブロック単位
で表わす動きベクトルを抽出する動きベクトル抽出手段
と、前記抽出された動きベクトルに基づく動き指標から
連続するブロックを抽出する動きブロック抽出手段と、
前記連続するブロックに含まれる動きベクトルに基づく
動き指標を蓄積演算し、その統計量を求める統計量演算
手段と、前記連続するブロックの領域の大きさ、および
前記統計量演算手段で得られた統計量をそれぞれ基準デ
ータと比較し、移動体を判別する判別手段とを具備し、
前記動き領域抽出手段は、前記判別手段で移動体が判別
された後、前記連続するブロックの領域を集合して移動
体の動き領域を抽出する手段であることを特徴とする請
求項１に記載の監視装置。
【請求項９】前記オブジェクト映像を生成する手段は、
前記移動体の存在するチャネルの映像から前記動き領域
を抱合する矩形内の映像を抽出してオブジェクト映像を
生成するものであることを特徴とする請求項１に記載の
監視装置。