JP2003523647A - 閉回路テレビジョン（ｃｃｔｖ）カメラおよびシステム - Google Patents

閉回路テレビジョン（ｃｃｔｖ）カメラおよびシステム

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JP2003523647A JP2000605400A JP2000605400A JP2003523647A JP 2003523647 A JP2003523647 A JP 2003523647A JP 2000605400 A JP2000605400 A JP 2000605400A JP 2000605400 A JP2000605400 A JP 2000605400A JP 2003523647 A JP2003523647 A JP 2003523647A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、CCTVカメラおよびシステムに関するものである。既存のCCTVシステムは、時に、オフィス、店または公共の場所を監視するカメラを多数備える。検出される出来事またはイベントがそのイベントが生じている時点で制御室において表示されないという危険がしばしばある。望ましい実施態様においては、本発明は、カメラの視野（FOV）内の物体の移動を指示する情報を得るための手段がカメラに配備されるCCTVシステムを提供する。処理手段は、前記情報が予め決められた閾値を超えるか否かを決定し、閾値を超える場合には、前記カメラから受信するためにモニタを切り替える。本発明の利点は、検出されるイベントがそれが発生する時点に自動的に表示される点である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、閉回路テレビジョン（CCTV）カメラおよびシステムに関するもので
あり、もっと明確に言うと、マルチ-カメラCCTVシステムに関するものである。
【０００２】 この種のマルチ-カメラCCTVシステムは、数十あるいは数百台ものカメラを含
むことができる。モニタはカメラから離れて設置され、通常、中央制御室または
監視センタにおいてオペレータがこれを監視する。
【０００３】 マルチ-カメラCCTVシステムは、オフィス、駐車場、ショッピング・モール、
高速道路、鉄道および空港を含めて無数の用途においてセキュリティおよび安全
性を改善するために日増しに利用を増大している。
【０００４】 カメラが捉えるアナログ画像は、各カメラに接続されるケーブルによって監視
センタに転送できる。ケーブルの敷設はコスト高であったり、例えば、移動カメ
ラしか使用できないような状況の場合実用的でない場合がある。このような状況
の場合、CCTVシステムは画像を無線周波リンク（RF）を通じて画像を送る。この
RFリンクの帯域幅は狭いので、1つのシステムに使用できるカメラの数を限定す
る。
【０００５】 デジタル・カメラからは大量のデータが生成される。そのため、無線（RF）CC
TVモニタリング・システムにおいてはデータ圧縮技術が使用される。しかし、デ
ータ圧縮技術でも、同時に全てのカメラがデータを伝送するようにはできなかっ
た。従って、オペレータは、地所を監視するためまたは特定の場所で何が起こっ
ているかチェックするために1台のカメラから次のカメラに順次切り替える必要
があった。
【０００６】 問題は、時には、あるイベントがそのイベントが生じているときに見られない
場所で生じることであった。 本発明は、この問題および関連する問題を克服するための試みから生まれた。
【０００７】 本発明の第一の態様によれば、その視野において検出される情報が移動する物
体を含むか否かを決定するための手段、前記の移動する物体が予め決められた閾
値を超えるか否かを決定するための処理手段、および前記の動画像の少なくとも
一部を遠隔ロケーションに伝送するための手段、を有するカメラが提供される。
【０００８】 情報を得るための手段は、電荷結合素子（CCD）と、1つの画像の静止ピクセル
と動ピクセルまたは動部分の間を区別するために配置されるマイクロプロセッサ
を含むことが望ましい。ある信号を他の信号に優先させるようにこの信号を修飾
するための手段を配備することができる。従って、カメラの視野で重要イベント
が生じているとき監視センタに画像データを送るために、1台またはそれ以上の
カメラが構成され、（かつ/または）自動的に切り替えられる。
【０００９】 本発明の別の態様によれば、複数のCCTVカメラおよび前記のカメラの各々から
少なくとも1台のモニタまでの通信チャネルを含み、カメラの視野において物体
の移動を指示する情報を入手するための手段がカメラに配備され、前記の情報が
予め決められた閾値を超えるか否かを決定するための処理手段が配備され、それ
により前記閾値を超える場合にはオーバーライド信号が発せられ、このオーバー
ライド信号が前記のカメラから受信するためにモニタを切り替えることを特徴と
する、閉回路テレビジョン（CCTV）システムが提供される。
【００１０】 移動が検出される場合に限り画像が伝送されるように、各カメラにモーション
・センサまたは赤外線センサを組み込むことができる。カメラは、移動する物体
を追跡するように改変することができる。カメラの視野内の物体の存在を検出す
るために赤外線モーション・ディテクタが使用される場合、ディテクタを、特定
のカメラの視野内でアクティビティが生じているという初期警告または警報とし
て作用するよう構成することができる。この情報は、送信される信号の初期優先
化として使用でき、これに従ってモニタが切り替えられる。さらに、処理手段お
よび予め決められた閾値を超えるか否かを決定するための手段によってより高い
優先順位を与えることができる。なぜならこのより高い優先順位はこれを量的要
素と対応付けているからである。例えば、前者の実施態様は、鳥または猫などの
動物によって起動される可能性がある。後者の実施態様と組み合わせれば、この
種のイベントが区別される。
【００１１】 重要エリアを検出するためおよび（または）画像における特徴を指示する情報
を得るための手段を配備することもできる。前記の情報が観測および監視のため
に重要イベントを指示するデータを含むか否かを決定するための手段が配備され
ることが望ましい。前記のデータが得られ（または）前記のデータが予め決めら
れた閾値を超える場合、オーバーライド信号が生成され、このオーバーライド信
号は、前記のカメラの画像データをモニタに伝送するためにトランスミッタを切
り替える。本発明は、例えば、重要エリアが重要イベントを含みチャネルがその
容量に達する危険がある場合、画像フレームの1つまたはそれ以上の部分が伝送
されるようにすることができる。従って、複数のカメラが同時にデータを伝送す
るというあまり可能性のない場合においては、例えば、スクリーンを2つ以上の
セクションに再構成することによって、モニタを、複数のカメラから同時に画像
を受け取るよう改変することができる。その代わりに、バッファなど画像記憶装
置を配備することができる。画像記憶装置は、検索されると、1回に1つ画像を見
ることができるようにする。
【００１２】 データのどの部分が有益であるか、また静止物体などデータのどの部分が不要
であるかを決定するための手段も配備されることが望ましい。伝送されるデータ
の量を減少するように、伝送されるデータを例えばMPEG 4フォーマットなどに符
号化するための手段が配備されると有利である。
【００１３】 情報を得るための手段は、電荷結合素子（CCD）と、画素特性を区別するため
のマイクロプロセッサ、フレーム記憶装置および(または)ASICなど専用回路を含
むことが望ましい。前記のマイクロプロセッサおよびASICは、構成可能でプログ
ラム可能とすることができ、1つまたはそれ以上の通信チャネルを通じて他のカ
メラと通信可能とすることができる。
【００１４】 カメラの視野を移動するためのアクチュエータ手段を配備することができる。
アクチュエータ手段は、重要物体が常に視野内に居続けるように、カメラを移動
するために配置されるマイクロプロセッサの制御の下で操作できる。 例えばニューラル・ネットワークの形の人工知能をシステムに含めることがで
きる。
【００１５】 チャネル搬送容量を増大するために、画像の動部分およびある物体が占める画
像の部分を区別するための手段を配備することができる。画像の動部分の区別は
、連続画像を使ってモーション・ディテクタによって実現できる。ある物体で占
められる画像の部分の区別は、背景画像情報のみを含むように採取された基準画
像を使ってオブジェクト・ディテクタによって実現できる。
【００１６】 移動方向またはカメラの視野に複数の方向がある場合には主要な移動方向を検
出するための手段を配備して、カメラを移動する物体（1つまたは複数）を追跡
するように改変することもできる。 次に、単なる例として下記の図を参照しながら本発明の実施態様について説明
する。
【００１７】 図1は、処理ユニット10およびMPEGエンコーダ4を含むカメラ2のブロック図を
示している。例えばティルト、パンまたはズームによって、制御された方法でカ
メラ2を動かすためにアクチュエータが配備される。処理ユニット10については
図2にさらに詳しく示されている。
【００１８】 図1を参照すると、カメラ2は、レンズ6、および電荷結合素子（CCD）であるこ
とが望ましい画像ディテクタを備える。カメラ2の出力は、イベントが検出され
たときにはデータを伝送するようトランスミッタに要求する送信要求信号、およ
びイベントの移動を追跡するためにアクチュエータ8を制御するための追跡制御
信号である。画像全体は、通常のカメラから得られるのと同じ画像である。重要
エリア（AOI）画像は、重要エリアの画像を出力する。MPEG4画像は、AOI画像のM
PED4コード化画像を出力する。
【００１９】 次に、図2を参照しながらカメラの動作について説明する。図2を参照すると、
連続ビデオ画像11の3つのフレームがフレーム記憶装置FS1 21、FS2 22およびFS3
23に記憶される。この3つの画像を使って、ムービング・エッジ・ディテクタ31
は、1つの画像の中のムービング・エッジを検出し、ムービング・エッジ画像を
生成する。カメラの視野に物体が存在するか否か検出するために、背景画像デー
タのみを含む基準画像32を使って順次画像と比較する。基準画像は、周囲の照明
条件の変化の問題を克服するために、物体が検出されないときに必ず自動的に採
取される。基準画像32をFS2 22からの画像と比較することによって、オブジェク
ト・ディテクタ33は画像に重要イベントが存在するか否かを検出する。 ムービング・エッジ画像に内在する情報および検出される物体の情報を使って
、3つの特徴、すなわち重要イベント、移動する物体の方向および重要エリアを
検出することができる。検出は、ハイレベルの解析により行われる。重要度アナ
ライザ43は、視野内に重要イベントがあるか否かを推定する。このイベントは存
在する物体または人物の場合もあるし単なる静止背景の場合もある。検出される
重要イベントから、判定手段50は、いつどの画像が伝送されるかを決定する。重
要エリア（AOI）アナライザ42は、画像において重要イベントが検出される重要
エリアを測定する。このようにして、AOIのデータのみが伝送される。画像の他
の部分は比較的静止しているので無視され、廃棄される。このようにして帯域幅
が節約される。ブロック・マッチング技法を使用することにより、方向アナライ
ザ41は、イベントの全体的移動方向を検出する。この情報を使って、アクチュエ
ータがある場合には重要イベントを追跡するためにアクチュエータ15がカメラ2
を制御するようにアクチュエータを制御することができる。
【００２０】 3つの変数、すなわち重要イベント、移動する物体の方向および重要エリアか
ら、判定手段50は、3つの信号、A、BおよびCを発する。信号Aは、画像バッファ
に、画像を送る準備ができていることおよび画像のどの部分が送られるかを知ら
せる。信号Bは、既存のチャネルをオーバーライドすることにより画像を転送す
るようトランスミッタに要求する。信号Cは、必要な場合ティルト、パンまたは
ズームによりカメラ10が重要イベントを追跡するように、図1のカメラ10を制御
する。画像は、次にMPEG4エンコーダによってコード化され、ハードワイヤ（光
ファイバ）接続によりまたはrf、VHFまたはUHF信号として送信される。
【００２１】 ムービング・エッジ・ディテクタが、図3において図式的に示されている。連
続ビデオ画像11の3つの連続画像は3つのフレーム記憶装置FS1 21、FS2 22および
FS3 23に記憶され、ムービング・エッジ検出のために使用される。I1(x,y)、I2(
x,y)およびI3(x,y)は、それぞれ3つの連続画像を示している。エッジ検出32の入
力はI2(x,y)であり、その出力E2(x,y)は画像I2(x,y)からのエッジ画像である。
時間的差分（1）31の入力はI1(x,y)およびI2(x,y)であり、出力は以下の式とし
て定義される差分画像D12(x,y)である： D12(x,y)＝│I1(x,y)−I2(x,y)│ 式（1） 時間的差分（2）33の入力はI2(x,y)およびI3(x,y)であり、その出力は下記の
通り式2において定義される差分画像D23(x,y)である： D23(x,y)＝│I2(x,y)−I3(x,y)│ 式（2） 乗算41の入力はD12(x,y)、E2(x,y)およびD23(x,y)であり、その出力M(x,y)は
、下記の通りに計算される： M(x,y)＝D12(x,y) ・E2(x,y)・ D23(x,y) 式（3） 閾値デバイス42の出力はムービング・エッジ画像ME(x,y)12であり、下記の通
りに定義される：
【数１】
【００２２】 ここで、Tmは、ムービング・エッジ検出の閾値である。 オブジェクト・ディテクタの例が図4に示されている。フレーム記憶装置FS2 2
1は、カメラ2の連続画像の1つであり物体を含む可能性のある入力画像11を含ん
でいる。基準画像22は、背景画像のみを含む基準画像を格納するフレーム記憶装
置である。基準画像は画像において物体が検出されないとき必ず入力画像11から
自動的に採取できる。従って、光の強度の変化の問題を克服できる。I2(x,y)お
よびR(x,y)が、それぞれFS2の中の画像および基準画像を示しているとする。I2(
x,y)とR(x,y)を比較することによって、強度減算23は、下記の通りに計算される
差分画像D (x,y)を生成する。 D12(x,y)＝│I2(x,y)−R(x,y)│ 式（5） 次に、2値化の手法を使って、2値化手段31の出力Ｏ(x,y)が下記の通りに定ま
る：
【数２】
【００２３】 ここで、1はそのピクセルがオブジェクト・ピクセルであることを示し、0は、
そのピクセルがバックグラウンド・ピクセルであることを示し、T0は物体検出の
閾値を示す。 アナライザ32を通じて、出力信号12は、物体（1つまたは複数）が検出された
か否かを示す。
【００２４】 図5は、4台のカメラ100A、B、CおよびDを含むシステム100の図式的全体図であ
る。カメラ100AおよびBは、ハードワイヤ接続を通じて監視ステーションに接続
される。カメラCおよびDは、rfトランスミッタ106Cおよび106Dを通じてまたrfレ
シーバ108を通じて監視ステーションに接続される。
【００２５】 監視ステーション104は、複数のモニタ110に接続されるが、そのうち1台だけ
が示されている。モニタのスクリーン112は4つの部分に分割でき、1台またはそ
れ以上のカメラからの画像が各セクションに表示される。 本発明は例としてのみ説明されており、本発明の範囲から逸脱することなく上
に説明される実施態様に変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従ったカメラの一例のブロック図を示している。
【図２】 カメラ処理ユニットの機能ブロック図を示している。
【図３】 移動する物体を検出するためのカメラに組み込まれるムービング・エッジ・デ
ィテクタのブロック図を示している。
【図４】 オブジェクト・ディテクタのブロック図を示している。
【図５】 4台のカメラを含むシステムの全体図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カメラの視野において検出された情報が移動する物体を含む
    か否かを決定する手段と、前記移動する物体が予め決められた閾値を超えるか否
    かを決定する処理手段と、前記移動画像の少なくとも一部を遠隔ロケーションに
    伝送するための手段と、を有するカメラ。
  2. 【請求項２】 前記移動画像の少なくとも一部を転送するための前記手段が
    無線周波（rf）トランスミッタである、請求項1に記載のカメラ。
  3. 【請求項３】 ティルト、パンまたはズームを行うためにアクチュエータを
    有する、請求項1または2に記載のカメラ。
  4. 【請求項４】 移動が検出された場合に限り画像が伝送されるようにモーシ
    ョン・センサが少なくとも1つ含まれる、請求項1、2または3に記載のカメラ。
  5. 【請求項５】 複数のCCTVカメラおよび前記カメラの各々から少なくとも1
    台のモニタまでの通信チャネルを含む閉回路テレビジョン（CCTV）カメラおよび
    システムにおいて、カメラの視野において物体の移動を示す情報を得るための手
    段がカメラに設けられ、前記情報が予め決められた閾値を超えるか否かを決定す
    るための処理手段が設けられ、これにより前記閾値を超える場合にはオーバーラ
    イド信号が発せられ、前記オーバーライド信号が前記カメラから受信するために
    モニタを切り替えることを特徴とする、システム。
  6. 【請求項６】 前記情報を得るための手段が、電荷結合素子（CCD）と、1つ
    の画像の静止ピクセルと動ピクセルまたは動部分の間を区別するために設けられ
    たマイクロプロセッサを含む、請求項5に記載のシステム。
  7. 【請求項７】 例えばニューラル・ネットワークの形の人工知能を含む、請
    求項5に記載のシステム。
  8. 【請求項８】 カメラによって得られる画像データを遠隔ロケーションに伝
    送する方法であって、カメラの視野内の物体が移動しているか否か、またこれが
    移動している場合にはそれが予め決められた閾値を超えるか否かを決定するステ
    ップと、前記閾値を超える場合にはオーバーライド信号を発するステップと、オ
    ーバーライド信号とともに画像データの少なくとも一部を遠隔ロケーションに伝
    送するステップと、を含み、前記オーバーライド信号が画像の前記部分を表示す
    るために遠隔ロケーションのモニタを切り替えるように構成される、方法。
JP2000605400A 1999-03-16 2000-03-16 閉回路テレビジョン（ｃｃｔｖ）カメラおよびシステム Pending JP2003523647A (ja)

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GBGB9906040.2A GB9906040D0 (en) 1999-03-16 1999-03-16 A close circuit television (CCTV) system
GBGB9907857.8A GB9907857D0 (en) 1999-04-07 1999-04-07 Closed circuit television (CCTV) camera system
GB9907857.8 1999-04-07
PCT/GB2000/000989 WO2000056074A1 (en) 1999-03-16 2000-03-16 Closed circuit television (cctv) camera and system

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