JP2002271776A

JP2002271776A - 映像監視システム

Info

Publication number: JP2002271776A
Application number: JP2001064485A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kawanami; 正史川浪
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2002-09-20

Abstract

(57)【要約】【課題】スペクトラム拡散通信方式を採用し、複数の
監視カメラの映像信号を符号分割多重化することで、１
つの周波数利用帯域を用いて送受信して、周波数利用効
率を向上し、監視カメラを増設しても新規拡散符号を追
加するだけで良いので、システムの拡張性を高め、ま
た、従来よりも干渉波に対する影響が少なく耐干渉性が
向上する。【解決手段】監視カメラ１からの映像を送信装置１０
１で、スペクトラム拡散通信方式で変調し、各変調した
信号を合成部１０で合成して送信アンテナ１１により送
信する。受信装置１０２は受信アンテナ１２で送信信号
を受信し、スペクトラム拡散通信方式で復調して出力
し、モニタ１９で監視する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は監視カメラで撮影
した映像を遠隔で監視する映像監視システムに関し、例
えば列車乗降監視システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の映像監視システムの一例として、
列車乗降監視システムを図６に示し、列車乗降口付近の
乗客を計４個の監視カメラで撮影する４チャンネル対応
システムの場合を示す。具体的な構成品は、監視カメラ
（１）、送信装置（１０１）、受信装置（１０２）、モ
ニタ（１９）から構成されている。更に、送信装置（１
０１）の内部はＦＭ変調部（３０）、高周波部（９）、
合成部（１０）、送信アンテナ部（１１）から構成さ
れ、受信装置（１０２）の内部は受信アンテナ（１
２）、バンドパスフィルタ（１３）、ミキサー部（１
４）、受信用ローカル信号発生部（１５）、ＦＭ復調部
（３４）で構成されている。

【０００３】次に、従来の列車乗降監視システムの動作
を説明する。［１］乗降口付近の監視映像を４台の監視カメラ（１）
で撮影し、列車の前方に設置された、送信装置（１０
１）まで同軸ケーブルで伝送する。［２］次に送信装置（１０１）の中では＃１〜＃４ＦＭ
変調部（３０）において入力された画像信号でＦＭ変調
を実施する。この時のＦＭ変調信号の出力周波数は４つ
の画像毎にそれぞれの別の周波数となる。［３］このＦＭ変調波は、＃１〜＃４高周波部（９）に
送られて、周波数変換（例えば、数逓倍）されて、各々
異なる周波数に変換される。［４］変換された各々の周波数は合成部（１０）で４つ
の信号に合成され、送信アンテナ（１１）から、列車側
に設置された受信装置（１０２）に対して無線電波とし
て出力される。

【０００４】［５］一方、列車側に設置された受信装置
（１０２）では、送られてきた電波を受信アンテナ（１
２）で受信して、バンドパスフィルタ（１３）に送り、
不要波（妨害波）を除去後、ミキサー部（１４）に送
る。［６］ミキサー部（１４）では、受信用ローカル信号発
生部（１５）で発生したローカル信号と掛け合わせるこ
とで周波数変換を行い、＃１〜＃４ＦＭ復調部（３４）
に送る。［７］＃１〜＃４ＦＭ復調部（３４）は送られてきた信
号を基にＦＭ復調を行い、各々の復調信号を＃１〜＃４
の各モニター（１９）に送ることで、各チャンネルの監
視画像を各モニタ（１９）上に表示して、運転手が乗降
口の乗客の安全を確認する。尚、上記の＃１〜＃４ＦＭ
復調部（３４）は各チャンネルに対応した４種類の周波
数毎に割り当てられたＦＭ復調回路を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の方式では、送信
装置から受信装置への無線伝送において、周波数１〜４
の合計４つの周波数を使用することになる。すなわち監
視カメラの数と同数の無線周波数の電波を必要とし、周
波数の利用形態を図で表現すると図７の様になる。この
ために、従来方式では下記に示す問題点があった。（課題１）各監視カメラ毎に対応した別々の無線周波数
を用いて通信する為に、カメラ数が多くなるほど、多く
の電波と周波数帯を使用する事になり、有限な周波数資
源の利用効率が低い。すなわち、カメラ数＝ｋ台１チャンネルにあたりの周波数帯域幅ｂｗ〔Ｈｚ〕システム全体での使用周波数帯幅Ｂとすると、Ｂ＝ｋ×ｂｗ〔Ｈｚ〕（式１）となり、Ｂの使用周波数帯が必要になる。（課題２）上記の理由によって列車の車両数が多くな
り、監視カメラの台数を増設する場合には、新たな周波
数を用いる必要があり拡張性という面で課題が多い。（課題３）従来方式では単純なＦＭ変復調方式を採用し
ている為に、また、単純な１次変調方式（ＦＳＫやＰＳ
Ｋ等）を採用している為に、変調帯域内に干渉波（妨害
波）が存在した場合には直接影響を受けてしまい、耐干
渉性能が低くなり、安全監視用システムとしては耐干渉
性能を高める課題が残されている。

【０００６】本発明では、前項で示した従来方式の課題
を下記の手段を用いて解決することを目的とする。（課題１に対して) 周波数利用効率の向上各監視カメラの変調信号を無線伝送するのに、従来方式
の様に別々の周波数を用いるのではなく、同一の周波数
電波上を用いて伝送し、周波数利用効率を向上する。そ
の為に、変復調方式を従来のＦＭ方式やＦＳＫ，ＰＳＫ
等の方式ではなく、スペクトラム拡散方式を採用すると
こで、同一周波数上に複数種類の拡散符号で変調した信
号を重畳して伝送する。（課題２に対して）拡張性向上上記に示した様に、本発明ではスペクトラム拡散通信方
式を用いる為に、監視カメラ数を増設する必要が発生し
た場合には、それまで使用している各監視カメラ対応の
拡散符号と異なる拡散符号を割り当てるだけで、通信が
可能であり、拡散性に優れたシステムが実現できる。（課題３に対して）耐干渉性能向上上記に示したように本発明ではスペクトラム拡散通信方
式を用いる為に、変調帯域内に干渉波（妨害波）が存在
しても、スペクトラムの拡散利得だけ干渉性を高める。

【０００７】

【課題を解決するための手段】［１］この発明の請求項
１によれば、複数の監視カメラと、上記監視カメラで撮
影した映像信号を、上記監視カメラ毎に異なる拡散符号
を用いてスペクトラム拡散通信方式で変調し送信する送
信装置と、上記送信装置からの受信信号を、上記拡散符
号を用いてスペクトラム拡散方式で復調し出力する受信
装置と、上記復調出力を入力して撮影映像を表示するモ
ニタとを備えたものである。

【０００８】［２］この発明の請求項２によれば、複数
の監視カメラと、上記監視カメラで撮影した映像信号
を、上記監視カメラ毎に異なる発信周波数を高速切り換
えして生成した信号を用いてスペクトラム拡散通信方式
で変調し送信する送信装置と、上記送信装置からの受信
信号を、上記監視カメラ毎に対応する上記発信周波数を
高速切り換えして生成した信号を用いてスペクトラム拡
散方式で復調し出力する受信装置と、上記復調出力を入
力して撮影映像を表示するモニタとを備えたことを特徴
とする映像監視システム。

【０００９】［３］この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２の映像監視システムにおいて、監視
カメラは車両の乗降者を撮影する監視カメラとし、モニ
タは車両の運転席に設置して、上記乗降者を監視するモ
ニタとしたものである。

【００１０】［４］この発明の請求項４によれば、請求
項１〜３のいずれか１項の映像監視システムにおいて、
監視カメラは車両の乗降者を撮影する監視カメラとし、
モニタは車両の運転席に設置して、上記乗降者を監視す
るモニタとしたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１について説明する。図１は映像監視システムの一
例で、列車の乗降口付近の映像を監視カメラ４台を用い
て撮影する４チャネル対応のシステムを示すブロック図
である。列車の前方に設置された送信装置は監視カメラ
から送られてきた各映像信号をスペクトラム拡散方式に
より変調を施し、列車内に設置された受信装置に対して
無線伝送する。この場合、送信装置内部では下記の様な
処理が行われる。

【００１２】［１］まず、＃１〜＃４監視カメラ（１）
から送られてきた各映像信号は＃１〜＃４画像符号化処
理部（２）によりデジタル信号に変換される。［２］次にこのデジタル信号は＃１〜＃４一次変調部
（３）に送られ通常のデジタル変調処理が施される。こ
の一次変調方式はＦＳＫ方式やＰＳＫ方式など、スペク
トラム拡散通信に対応できる方式であればよく、本発明
では必ずしも特定の方式を指定するものではない。

【００１３】［３］ここでは発明の原理をより具体的に
示す為、一次変調方式をＰＳＫ方式と仮定して数式によ
る説明を付加することにする。＃１〜＃４画像符号化処
理部（２）の出力信号を、Ｓ_k（ｔ）（ｋ＝１〜４）と
表現し、送信用ローカル信号発生部（２０）の出力信号
をｃｏｓ（２πｆｔ＋Φ）とすると一次変調部１〜４で
変調を施された各信号は次の様になる。Ｓ_k（ｔ）・cos （２πｆｔ＋Φ）：ｋ＝１〜４

【００１４】［４］次にこの一次変調波は＃１〜＃４二
次変調部（４）に送られ各監視カメラ１（各チャンネ
ル）に対応した拡散信号を用いて、二次変調が施され
る。この二次変調では、拡散符号により周波数帯域が拡
大される。具体的には、一次的変調における帯域幅ｂｗ
からスペクトラム拡散帯域幅ＢＷに拡大することにな
る。数式で表現すると、拡散符号をＰＮ_k（ｔ）（ｋ＝
１〜４）とすると二次変調を施した信号は各々次のよう
になる。ＰＮ_k（ｔ）・Ｓ_k（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆ_cｔ＋
Φ）：ｋ＝１〜４この信号は、ｋ＝１〜４の４つのチャンネルにおいて無
線周波数は同一のｆ_c〔Ｈｚ〕信号であり、スペクトラ
ム拡散用の拡散符号系列ＰＮ_k（ｔ）がそれぞれ異な
る信号である。［５］これらの信号は合成部（１０）で合成されて送信
アンテナ（１１）から列車の受信装置に対して無線電波
として出力される。

【００１５】［６］一方、車両に搭載されている受信装
置では受信アンテナ（１２）で送信側から送られてきた
上記の電波を受信してバンドパスフィルタ（１３）に送
り、不要波（妨害波）を除去した後、ミキサー部（１
４）に送る。［７］このミキサー部（１４）では受信用ローカル信号
発生部（１５）から出力されたローカル信号ｃｏｓ（２
πｆ_lｔ）と受信した信号を掛け合わせ周波数変換を行
い、＃１〜＃４一次変調部（１６）に送る。この時のミ
キサー部での出力される信号は式で表現すると下記の様
になる。ＰＮ_k（ｔ）．Ｓ_k（ｔ）．ｃｏｓ( ２πｆ_IFｔ＋Φ)
：ｋ＝１〜４ここで周波数ｆ_IFｔは無線電波の周波数ｆ_cと受信用ロ
ーカル信号周波数ｆ_lとの間で、下記の関係となる周波
数である。ｆ_IFｔ＝｜ｆ_c−ｆ_l｜

【００１６】［８］＃１〜＃４一次変調部（１６）では
入力された上記の信号に対して各チャンネル毎に割り当
てられた拡散符号を＃１〜＃４拡散符号発生部（６）で
発生させて両者を掛け合わせる。数式的には下記の様に
なる。｛ＰＮ_k（ｔ）｝² ・Ｓ_k（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆ_IF
ｔ＋Φ）：ｋ＝１〜４ここで、同期のとれた拡散符号同士の積である｛ＰＮ_k
（ｔ）｝² の成分はＰＮ_k（ｔ）が（１，−１）の符
号系列である為、（１）² ＝１，（−１）²＝１の関
係から、｛ＰＮ_k（ｔ）｝²＝１（ｋ＝１〜４）となり上式は結局下記の様な式となる。Ｓ_k（ｔ）・cos （２πｆ_IFｔ＋Φ）：ｋ＝１〜４この式から言えることは、この段階でスペクトラム拡散
された信号が、逆拡散によって再び通常の変調帯域にも
どっている状態ということである。

【００１７】［９］この逆拡散処理が施されたｋ＝１〜
４の計４つの信号を＃１〜＃４二次復調部（１７）に送
り、ここで最終的な復調処理が行われて、Ｓ_k（ｔ）
（ｋ＝１〜４）が再生される。［１０］その後は＃１〜＃４画像複合処理部（１８）に
おいて監視画像信号が復元されて各モニタ（１９）にお
いて表示されることになり、この再生画像によって運転
手が乗降口付近の乗客の安全確認を行う。

【００１８】この方式を採用することで、周波数的には
各チャンネル共に同一周波数の利用形態が可能となり、
その様子が図２の様になる。これによって、従来方式よ
りも周波数利用効率が向上し、監視カメラ増設の場合に
は拡散符号を新規に追加することで、容易に伝送チャン
ネル数を増やすことが可能となり、拡張性向上につなが
る。更にスペクトラム拡散通信を採用している為、通信
帯域内の干渉波（妨害波）に対する耐干渉性能は干渉利
得Ｇ＝（ＢＷ／ｂｗ）だけ増加することになる。

【００１９】実施の形態２．実施の形態１においては、
送信装置（１０１）は、スペクトラム拡散された４つの
信号を合成部（１０）で合成した後、一個の送信アンテ
ナ（１１）を用いて束ねた形で無線電波として出力した
が、この実施の形態２では図３に示すように、送信装置
（１０１）は、合成部（１０）を用いずに各々の信号を
別々の送信アンテナ（１１ａ）〜（１１ｄ）を用いて出
力する。受信装置については図示しないが、図１の受信
装置（１０２）と同じである。このようにしても実施の
形態１と同様のシステム動作を行うことができる。

【００２０】実施の形態３．実施の形態１においては、
送信装置（１０１）は、スペクトラム拡散通信の具体的
方式として拡散符号を各チャンネル毎に発生させ、一次
変調を掛けた信号と直接掛け合わせることで二次変調を
行い、スペクトラムを拡散した。

【００２１】この実施の形態３では図４に示すように、
送信装置（１０１）は上記の拡散符号の代わりに＃１〜
＃４電圧制御発振器（ｖｃｏ：ボルテージ・コントロー
ル・オッシレータ）（２１）が発振したそれぞれ異なる
発振周波数を＃１〜＃４ホッピング抑制部（２２）によ
って高速で切り替え（ホッピング）、その信号を＃１〜
＃４二次変調部（４）において一次変調された信号と掛
け合わせる事で、周波数を高速に切り替えてスペクトラ
ムを拡散する方式を用いている。受信装置（１０２）に
おいても、電圧制御発振器（ｖｃｏ）（２１）が発振す
る送信装置に対応する同じの発振周波数を高速で切り替
え（ホッピング）、復調するようにしている。この方式
によっても実施の形態１と同様のシステム動作を行うこ
とができる。

【００２２】実施の形態４．実施形態３においては送信
装置において、スペクトラム拡散された４つの信号を合
成部（１０）で合成した後、一個の送信アンテナ（１
１）を用いて束ねた形で無線電波として出力したが、こ
の実施の形態４は図５に、合成部（１０）を用いずに各
々の送信アンテナ（１１ａ）〜（１１ｄ）を用いて出力
する。受信装置については図示しないが、図４の受信装
置（１０２）と同じである。このようにしても実施の形
態３と同様のシステム動作を行うことができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によって下記の効果を得ることが
できる。映像監視システムにスペクトラム拡散方式を採
用したので、従来のように周波数利用帯域幅を広くする
必要がなく、周波数の利用効率が向上する。また、監視
カメラを増設してシステムを拡張する場合、従来のよう
に新たに周波数を割り当てる必要がないので、システム
の拡張性を向上することができる。また、スペクトラム
拡散方式を採用したことにより、従来のようにカメラの
数に応じて周波数帯域を拡大する必要がないので、干渉
波に対する影響が少なく、耐干渉性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による映像監視シス
テムの構成図である。

【図２】この発明の実施の形態１における周波数利用
帯域を示す図である。

【図３】この発明の実施の形態２における送信装置の
構成図である。

【図４】この発明の実施の形態３における映像監視シ
ステムの構成図である。

【図５】この発明の実施の形態４における送信装置の
構成図である。

【図６】従来の映像監視システムの構成図である。

【図７】従来の周波数利用帯域を示す図である。

【符号の説明】

１監視カメラ（＃１〜＃４）２画像符号化処
理部（＃１〜＃４）３一次変調部（＃１〜＃４）４二次変調部
（＃１〜＃４）５，６拡散符号発生部１（＃１〜＃４）９高周波
部（＃１〜＃４）１０合成部１１，１１ａ〜
１１ｄ送信アンテナ１２受信アンテナ１３バンドパ
スフィルタ１４ミキサー部１５受信ロー
カル信号発生部１６一次復調部（＃１〜＃４）１７二次復調
部（＃１〜＃４）１８画像復号化処理部（＃１〜＃４）１９モニタ
（＃１〜＃４）２０送信用ローカル信号発生部２１電圧制御発振器（ＶＣＯ）（＃１〜＃４）２２ホッピング制御部（＃１〜＃４）１０１送信装置１０２受信装
置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の監視カメラと、上記監視カメラで
撮影した映像信号を、上記監視カメラ毎に異なる拡散符
号を用いてスペクトラム拡散通信方式で変調し送信する
送信装置と、上記送信装置からの受信信号を、上記拡散
符号を用いてスペクトラム拡散方式で復調し出力する受
信装置と、上記復調出力を入力して撮影映像を表示する
モニタとを備えたことを特徴とする映像監視システム。
【請求項２】複数の監視カメラと、上記監視カメラで
撮影した映像信号を、上記監視カメラ毎に異なる発信周
波数を高速切り換えして生成した信号を用いてスペクト
ラム拡散通信方式で変調し送信する送信装置と、上記送
信装置からの受信信号を、上記監視カメラ毎に対応する
上記発信周波数を高速切り換えして生成した信号を用い
てスペクトラム拡散方式で復調し出力する受信装置と、
上記復調出力を入力して撮影映像を表示するモニタとを
備えたことを特徴とする映像監視システム。
【請求項３】請求項１または請求項２の映像監視シス
テムにおいて、送信装置は変調信号を送信する際、監視
カメラ毎に変調した信号を合成して一つのアンテナを用
いて送信し、または、上記監視カメラ毎に変調した信号
をそれぞれ別のアンテナを用いて送信することを特徴と
する映像監視システム。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項の映像監視
システムにおいて、監視カメラは車両の乗降者を撮影す
る監視カメラとし、モニタは車両の運転席に設置して、
上記乗降者を監視するモニタとしたことを特徴とする映
像監視システム。