JP2001103465A

JP2001103465A - 画像圧縮装置

Info

Publication number: JP2001103465A
Application number: JP27692299A
Authority: JP
Inventors: Nagayoshi Obara; 永喜小原; Hiroaki Unno; 裕明海野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】画像圧縮率の高い画像圧縮装置を提供するこ
と。【解決手段】複数チャンネルのデジタル画像を巡回的
にフレーム毎に記憶する画像バッファメモリと、この画
像バッファメモリに記憶された複数チャンネルの画像を
各チャンネル毎に選択的にフレーム相関を取り圧縮する
圧縮手段と、この圧縮手段により圧縮された画像及びフ
レーム内圧縮された画像を一連のグループとしてまとめ
る手段とから成る。

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、デジタル画像の
圧縮装置に係わり、特に複数チャンネルの画像を圧縮す
る画像圧縮装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラなどを用いて監視する用途に使わ
れる画像記録の場合、通常、長時間に亘って記録する必
要があり、そのまま記録すると記録容量の大きな記録媒
体が必要となる反面、画像は連続して記録される必要は
必ずしもないので記録容量を減らす必要もあって、間欠
記録されることが多く、このような録画はしばしばタイ
ムラプス録画と呼ばれている。監視などの用途では、監
視個所が複数ある場合も多く、このような場合には、複
数の監視個所の画像を順次間欠的に撮像し、マルチチャ
ンネルの間欠画像を伝送あるいは記録することが行われ
ている。

【０００３】一方、近年デジタル技術の発達に伴い、画
像もデジタル化するようになってきた。しかし画像をデ
ジタル化する、特にデジタル画像を得るには膨大な情報
量を記憶する必要があり、何とか情報量を減らすため
に、それら画像の相関を取ることによって画像を圧縮す
る、例えばＪＰＥＧやＭＰＥＧのような画像圧縮技術が
急速に普及してきている。

【０００４】ところで、このようにディジタル技術を用
いて上記複数個所のタイムラプス録画を行えば画像の相
関性を利用して画像圧縮できる。画像圧縮手段としてＪ
ＰＥＧを用いたタイムラプス録画システムが知られてい
る。しかし、ＪＰＥＧはフレーム内圧縮であり、必ずし
も圧縮率は高くない。

【０００５】ＭＰＥＧ技術を用いればフレーム相関をと
ることができるが、タイムラプス録画を行うことを考え
ると、マルチチャンネルの場合には、切り換えられるチ
ャンネルの前後の画像に着目すると監視個所の画像に相
関がないことが普通であるから、そのままフレーム間の
相関をとっても効率的な画像圧縮が行われない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、複数チ
ャンネルのタイムラプス（間欠）録画においてデジィタ
ル圧縮を適用とした場合必ずしも効率的な圧縮ができな
いという問題点があった。

【０００７】本発明はこのようなデジィタル技術を用い
た複数チャンネルの間欠録画の問題点に鑑みてなされた
もので、画像圧縮率の高い画像圧縮装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明の基本的な特徴によれば、複数チャンネル
のデジタル画像を巡回的にフレーム毎に記憶する画像バ
ッファメモリと、この画像バッファメモリに記憶された
複数チャンネルの画像を各チャンネル毎に選択的にフレ
ーム相関を取り圧縮するフレーム間圧縮手段と、このフ
レーム間圧縮手段により圧縮された画像及びフレーム内
圧縮された画像を一連のグループとしてまとめる手段と
から成る画像圧縮装置を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】まず、本発明の第１の実施形態を
図面を用いて説明する。図１にこの実施形態による画像
圧縮装置の全体構成を、また図２にその動作説明を示
す。この実施形態では、４台のカメラを用い４箇所で監
視のための画像が撮られている。

【００１０】この画像圧縮装置１０は、監視のためのカ
メラ１２ａ，１２ｂ，１２c,１２ｄと、これらのカメラ
により撮像されディジタル信号に変換された各々のフレ
ーム画像を一時記憶するメモリ１４ａ，１４ｂ，１４
ｃ，１４ｄと、これらのメモリに一時記憶されたフレー
ム画像をＭＰＥＧ符号化し各ピクチャを作成するＭＰＥ
Ｇエンコーダシステム１５と、ＭＰＥＧ符号化された圧
縮画像を記録する符号化画像記録装置１６と、カメラ１
２ａ，１２ｂ，１２c,１２ｄとメモリ１４ａ，１４ｂ，
１４ｃ，１４ｄの切換えを行うスイッチ１７と、メモリ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとＭＰＥＧエンコーダ
システム１５との切換えを行うスイッチ１８と、これら
のスイッチ１７，１８とメモリ１４ａ，１４ｂ，１４
ｃ，１４ｄの書き込み・読み出しとＭＰＥＧエンコーダ
システム１５及び符号化画像記録装置１６の制御を行う
制御回路１９とから成る。

【００１１】制御回路１９によるスイッチ１７の切換え
及び書き込みパルス（ｗ）により、カメラ１２ａにて撮
像された画像はメモリ１４ａに、書き込まれる。同様に
カメラ１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにて撮像された画像は、
順次メモリ１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに書き込まれる。各
フレーム画像を番号で表すと、図２に示すように、カメ
ラ１２ａで撮像されメモリ１４ａに記憶されるフレーム
画像は順次１、５、９、・・・、５７、６１、・・・と
なる。

【００１２】まとめて符号化する画像の数、即ちＧＯＰ
のピクチャ数ｎ＝１５とすると、制御回路１９により制
御されるスイッチ１８がメモリ１４ａに接続されたと
き、メモリ１４ａに順次記憶された第１、第５、第９、
・・・第５７の１５フレーム画像が一度にＭＰＥＧエン
コーダシステム１５に入力され、ＭＰＥＧ符号化され
る。図示していないが、ＭＰＥＧエンコーダシステム１
５には複数のフレームメモリを内蔵しており、まずＩピ
クチャを作成し、次にＰピクチャを作成し、Ｂピクチャ
を作成する．このようにして符号化された第１チャンネ
ルの１ＧＯＰの計１５枚のＩ，Ｐ，Ｂ画像は、例えばＤ
ＶＤに記録を行う符号化画像記録装置１６に記録され
る。

【００１３】同様にカメラ１２ｂにより撮像されデジタ
ル信号に変換されメモリ１４ｂに一時記憶された第２、
第６、第１０、・・・第５８の１５枚のフレーム画像が
一度にＭＰＥＧエンコーダシステム１５に入力され、Ｍ
ＰＥＧ符号化され、符号化された第２チャンネルの１Ｇ
ＯＰの計１５枚のＩ，Ｐ，Ｂ画像は、符号化画像記録装
置１６に記録される。

【００１４】同様にして、カメラ１２ｂにより撮像され
デジタル信号に変換されメモリ１４ｂに一時記憶された
第２、第６、第１０、・・・第５８の１５枚のフレーム
画像が一度にＭＰＥＧエンコーダシステム１５に入力さ
れ、ＭＰＥＧ符号化され、符号化された第２チャンネル
の１ＧＯＰの計１５枚のＩ，Ｐ，Ｂ画像は、符号化画像
記録装置１６に記録される。

【００１５】同様に、カメラ１２ｃにより撮像されメモ
リ１４ｃに一時記憶された第３、第７、第１１、・・・
第５９の１５枚のフレーム画像が一度にＭＰＥＧエンコ
ーダシステム１５に入力され、ＭＰＥＧ符号化され、符
号化された第３チャンネルの１ＧＯＰの計１５枚のＩ，
Ｐ，Ｂ画像は、符号化画像記録装置１６に記録される。

【００１６】同様に、カメラ１２ｄにより撮像されメモ
リ１４ｄに一時記憶された第４、第８、・・・第６０の
１５枚のフレーム画像が一度にＭＰＥＧエンコーダシス
テム１５に入力され、ＭＰＥＧ符号化され、符号化され
た第４チャンネルの１ＧＯＰの計１５枚のＩ，Ｐ，Ｂ画
像は、符号化画像記録装置１６に記録される。このよう
なＭＰＥＧ符号化及び符号化画像の記録とは別にカメラ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにて撮像された画像が
順次メモリ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに記憶さ
れ、各チャンネル毎の画像が１５枚になると再びＭＰＥ
Ｇ符号化がなされる。

【００１７】符号化画像記録装置１６に記録されたＭＰ
ＥＧ符号化画像は再生が必要なときには、図示しない再
生装置により各チャンネル毎に読み出されて再生され
る。

【００１８】このように、この実施形態では各チャンネ
ル毎にフレーム画像が取り出される、即ちチャンネル１
では第１フレームの後、第２、第３、第４のフレームの
画像を取らず次の第５フレームの画像を取るというよう
に、４フレーム毎に１フレームとっている。間欠記録な
ので連続するフレーム画像を取っているわけではない
が、チャンネル毎にＭＰＥＧ符号化されているので、各
チャンネルの間の画像よりも画像の相関は強く、高い圧
縮率で画像が記録される。

【００１９】ところで上記実施形態では、各チャンネル
のフレーム画像を順次取っている。しかし、どのチャン
ネルの画像もとっていないフレームがあっても良い。実
際には、間欠記録ではこのような態様で使われることが
多い。このような本発明の実施形態について以下に説明
する。図３はこの実施形態の回路的構成図であり、図４
（ａ），（ｂ）は、この実施形態の監視記録再生装置の
正面図及び背面図であり、図５〜図７はこの実施形態の
動作を説明するための図である。

【００２０】この実施形態は、監視カメラの入力数を１
〜４チャンネル（ＣＨ）、１〜８チャンネル、１〜１６
チャンネルの３種類に変更できるようになっている。

【００２１】図４において、監視記録再生装置３０は、
４つのカメラで撮像されたディジタル画像４チャンネル
を入力とする入力回路３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ
と、これらの入力回路を介して入力された各チャンネル
の信号を各チャンネル毎に記憶する記憶装置３２と、こ
の記憶装置３２に記憶された各チャンネルのフレーム画
像をＭＰＥＧ符号化し後で復号化するＭＰＥＧ２符号化
復号化システム３３と、符号化された画像を記録するＤ
ＶＤドライブ装置３４と、このＤＶＤドライブ装置３４
とＭＰＥＧ２符号化復号化システム３３との間に挿入さ
れるＳＣＳＩインターフェース３５と、このＳＣＳＩイ
ンターフェース３５と記憶装置３２とＭＰＥＧ２符号化
復号化システム３３を制御するマイコン３６と、ＭＰＥ
Ｇ２符号化復号化システム３３にて復号化され記憶装置
３２に一旦記憶された画像をモニタ１とモニタ２に出力
する出力回路３７と、記憶装置３２などの全体の制御を
行う制御回路３８とから成る。

【００２２】尚、ＤＶＤドライブ装置３４とのインター
フェースをＳＣＳＩとして説明したが、ドライブ装置の
仕様によって種々のインターフェースがあり得る。

【００２３】この監視記録再生装置３０の背面には、図
４（ｂ）に示すように、電源コネクタ４１のほか、１６
台の監視カメラに接続され各チャンネルのフレーム画像
が入力される１６個の入力端子と、２台のモニタに接続
される２つの出力端子が設けられている。この監視記録
再生装置３０の正面には、電源スイッチ４２及びＤＶＤ
挿入口４３のほか、記録・再生チャンネルの指定などを
行うためのテンキーとか、記録画像の再生・検索などの
ための各種のボタンが設けられている。これらのボタン
を押すことによる記録・再生などの指示は図３の制御回
路３８に伝えられる。

【００２４】ＤＶＤディスクはこの監視装置による記録
がなされる前に、ＤＶＤ挿入口４３から挿入される。
まず、４チャンネル入力の場合について説明する。この
場合には図４（ａ）の前面パネルに示すテンキーの４を
押し、次に＊キーを押すことにより、入力をＣＨ１から
ＣＨ４に限定する。この例では３５２Ｘ２４０画素のフ
レーム画像を２４時間記録し転送レート０．４３Ｍｂｓ
で転送する場合である。この場合、同じチャンネルの次
の画像を得るまでには、０．５３秒かかる。記録を開始
するには、記録開始ボタン４４を押す。これにより、Ｃ
Ｈ１〜ＣＨ４に接続された４台のカメラからの画像が符
号化され、ＤＶＤドライブ装置３４に記録される。

【００２５】第１フレーム画像はＣＨ１にて撮像された
画像であり、第２、第３、第４のフレーム画像は撮られ
ず第５フレーム画像はＣＨ２の画像である。このように
して３フレームづつ省いていくことにより、各チャンネ
ルとフレーム画像は図５に示すようになる。これらの画
像は記憶装置３２に記憶される。ＣＨ１では第１、第１
７、第３３、第４９、第６５、第７５、第９５、第１１
１、第１２７、第１４１、第１５７、第１７３、第１８
９、第２０５、第２２１画像の１５枚のフレーム画像を
得てから、ＭＰＥＧ符号化復号化システム３３にてこれ
らをＭＰＥＧ２の符号化を行い、Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャを
得る。この場合１５枚の１ＧＯＰ画像を得るために７．
４秒かかる。

【００２６】これらの符号化された画像は、ＳＣＳＩイ
ンターフェース３５を介してＤＶＤドライブ装置３４に
記録される。ＣＨ２〜ＣＨ４の画像についても同様に、
１５枚のフレーム画像が得られたらＭＰＥＧ符号化復号
化システム３３にて符号化されＤＶＤドライブ装置３４
に記録される。

【００２７】再生のときには、操作者は見たいカメラに
対応したチャンネルのテンキーを押し、再生ボタン４６
を押す。再生のときには、制御回路３８の制御の下でＤ
ＶＤドライブ装置３４に記録された圧縮符号化画像が読
み出され、ＳＣＳＩインターフェース３５を通ってＭＰ
ＥＧ２符号化復号化システムに入力され、この中で図示
しないフレームメモリを用いてＭＰＥＧ２の復号化がな
され、記憶装置３２に一旦記憶された後、モニタ１ある
いはモニタ２に出力される。そのチャンネルの画像を検
索するときには、検索ボタン４７を押す。前方向にスキ
ップするときにはスキップボタン４７ｆを押し、後方向
にスキップするときにはスキップボタン４７ｂを押す。

【００２８】次に、８チャンネル入力の場合、即ち８台
のカメラで監視しそれらの画像を間欠記録する場合につ
いて述べる。この場合には図４（ａ）に示した監視装置
の前面パネルの８キー及び＊キーを押して、ＣＨ１〜Ｃ
Ｈ８の入力を可とする。この場合には、図６に示すよう
に８チャンネルのフレーム画像がチャンネル毎に取られ
て、上記４チャンネルの場合と同様に、ＭＰＥＧ符号化
復号化システム３３において１５枚毎にＭＰＥＧ２符号
化されＤＶＤドライブ装置３４に記録される。再生は上
記４チャンネルの場合と同様に行われる。この場合、次
のフレーム画像を得るまでの時間は１．１秒であり、１
ＧＯＰを得るには１５秒かかる。

【００２９】また、１６チャンネル入力の場合にはこの
監視記録再生装置の前面のテンキーの１キーと６キーを
押した後、＊キーを押す。この場合に各チャンネルに取
られるフレーム画像は図７に示すようになる。この場合
も３フレームづつ空けて各チャンネルの画像が順次とら
れ、１５枚になるとＭＰＥＧ２符号化される。この例で
は３５２Ｘ２４０画素のフレーム画像を２４時間記録し
転送レート０．４３Ｍｂｓで転送する場合であり、次の
フレーム画像を得るまでの時間は２．１秒であり、１Ｇ
ＯＰを得るには２９．９秒かかる。

【００３０】上述の実施形態では、４チャンネルの画
像、あるいは４、８、１６チャンネルの画像を取る場合
について説明したが、勿論複数チャンネルであれば、何
チャンネルであってもよい。

【００３１】またチャンネル間で移動するとき省くフレ
ームは０、３であったが、これ以外であってもよい。上
記実施形態では、ＭＰＥＧ符号化により圧縮符号化する
場合について説明したが、これに限られず、フレーム相
関をとる方式であればこれ以外の圧縮符号化を行う場合
でも本発明は適用できる。また、圧縮符号化した画像
を記録する媒体はＤＶＤに限られず、ディジタル信号を
記録できる媒体であればよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明においては、各チャンネル毎にフ
レーム相関を取っているので、十分圧縮効率のよい画像
圧縮装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像圧縮装置の１実施形態の構成
を示す図。

【図２】図１に示した実施形態の動作を説明するための
図。

【図３】本発明による他の実施形態の構成を示す図。

【図４】図３に示した監視記録再生装置の前面及び背面
を示す図。

【図５】図３に示した監視記録再生装置の４チャンネル
入力の場合の動作を説明するための図。

【図６】図３に示した監視記録再生装置の８チャンネル
入力の場合の動作を説明するための図。

【図７】図３に示した監視記録再生装置の１６チャンネ
ル入力の場合の動作を説明するための図。

【符号の説明】

１０・・・画像記録装置、１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ・・
・カメラ、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ・・・メモ
リ、１５・・・ＭＰＥＧエンコーダシステム、１６・・
・符号化画像記録装置、１７，１８・・・スイッチ、１
９，３８・・・制御回路３０・・・監視記録再生装置、
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ・・・入力回路、３２
・・・記憶装置、３３・・・ＭＰＥＧ２符号化復号化シ
ステム、３４・・・ＤＶＤドライブ装置、３６・・・マ
イコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C053 FA11 FA24 GB38 JA21 KA04 KA08 KA24 LA01 5C054 CH08 EA07 EG04 EG06 GA01 GA04 GB01 HA18 5C059 KK07 MA00 MA05 RB01 RB10 RB15 SS06 SS13 UA34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数チャンネルのデジタル画像を巡回的
にフレーム毎に記憶する画像バッファメモリと、この画像バッファメモリに記憶された複数チャンネルの
画像を各チャンネル毎に選択的にフレーム相関を取り圧
縮する圧縮手段と、この圧縮手段により圧縮された画像及びフレーム内圧縮
された画像を一連のグループとしてまとめる手段とから
成ることを特徴とする画像圧縮装置。