JP2005217786A - 映像記録装置及び映像記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 動作がある状態の記録及び動作がない状態の確認用の記録を効率良く記録する映像記録装置及び映像記録方法を提供する。
【解決手段】 映像記録装置１０２は、動作検出部１０４、画像サイズ及び画像キャプチャ間隔を動作検出結果に応じて決定するキャプチャデバイス部１０５、キャプチャされた画像を圧縮する画像圧縮部１０６及び圧縮された画像を記憶する記録ユニット部１０７等より構成され、動作検出部１０４は、輝度信号を抜き出すＹ／Ｃ分離回路２０１、輝度信号より動作検出に用いるピクセルを抜き出すＡ／Ｄ変換部、ひとつの検出ピクセルについて、現在の輝度信号と、輝度信号記憶部２０３に記憶された過去の輝度信号との差分を計算する差分計算回路２０４、差分が閾値よりも大きければそのピクセルは動きありと判断しカウンタの加算を行うカウンタ部２０７及びカウンタ値を出力する出力回路２０８等より構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮影した映像を効率良く記憶する映像記録装置及び映像記録方法に関する。

映像を使った監視システムにおいては、撮像装置で撮像した監視映像を証拠として記録することが広く行われている。このような映像記録装置として従来はビデオテープレコーダが用いられていたが、圧縮技術やＰＣ関連技術の進歩に伴い、映像信号をデジタル圧縮してハードディスクに記録するビデオディスクレコーダ等の映像記録装置による映像記録手法が近年多く用いられている。このような映像記録装置の記録時間は、ハードディスクの容量と映像のデータ量によって定まる。映像記録装置では記録時間や映像の鮮明さのバランスを考えて、あらかじめ記録の際の画像サイズ、１秒間のコマ数、圧縮率などを設定する。又、動きがあった場合に記録モードを切り換えて連続した映像を記録する動作検出記録手法も用いられている。

映像信号による動作検出では、撮像装置で撮像した映像信号の所定の時間内での差分を求め、その差分と閾値とを比較することによって、監視対象に動きがあることを検出している（例えば、特許文献１参照。）。

このように差分にて動作検出を行う映像記録装置では、図９に示すように、撮像装置６０１で撮像された映像信号は映像記録装置６０２に入力され、動作検出部６０４と、キャプチャデバイス部６０５に送られる。動作検出部６０４は映像信号から動作検出を行い、キャプチャデバイス部６０５に動作検出信号を出力する。

キャプチャデバイス部６０５は動作検出信号がない場合は、設定されたコマ数、例えば１秒間に５コマでキャプチャを行うが、動作検出信号がある場合は１秒間に３０コマで連続映像のキャプチャを行う。キャプチャされた映像信号は画像圧縮部６０６で圧縮され、記録ユニット部６０７に記録される。映像記録装置からは撮像装置６０１で撮像している映像信号、または映像記録装置で再生している映像信号が出力され、表示部６０３の画面に表示される。
特願昭６３−３１９００２号公報

しかしながら、動作がない状態を監視している映像は不要であるということはない。例えば、画面に人間等による動作が映っていない場合は何らかの異常が発生することはほとんどないが、異常がなかったという確認のために記録しておきたいという要請は多い。しかし従来の動作検出を用いた映像記録装置では、動きがない場合と動きがある場合の２通りの設定で記録を行うので、映像の重要度にかかわらず一定の容量で記録を行い、記録容量の無駄が生じるという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、動作がある状態の記録及び動作がない状態の確認用の記録を効率良く記録する映像記録装置及び映像記録方法を提供するものである。

上記の問題点に鑑みて、本発明の第１の特徴は、入力される画像の動きを検出する動作検出手段(１０４）と； 入力される画像を、前記動作検出手段の検出結果に基づいて決定される圧縮率によって圧縮する画像圧縮手段(１０６）とを備える映像記録装置であることを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、入力される映像より輝度信号を抜き出す分離手段（２０１）と； 輝度信号の内、動作検出に必要な第１の検出ピクセルを格納する輝度信号記憶手段（２０３）と； 分離手段（２０１）より新たに抜き出された輝度信号内の第２の検出ピクセルと、輝度信号記憶手段（２０３）内の第１の検出ピクセルとの差分を計算する差分計算手段（２０４）と； 差分と予め設定された閾値を比較する比較手段（２０６）と； 比較の結果、差分が閾値よりも大きければ第１の検出ピクセルに動作が発生したと判断し検出点の値を算出するカウンタ手段（２０７）と； 検出点の値を基に、入力される映像を記録する際の画像サイズ及び画像取り込みの時間間隔を決定するキャプチャデバイス手段（１０５）と； 検出点の値を基に、入力される映像の圧縮率を決定し、圧縮率により圧縮処理を行う画像圧縮手段（１０６）と； 圧縮処理がなされた映像を格納する記録ユニット手段（１０７）とを備える映像記録装置であることを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、入力される映像より輝度信号を抜き出し； 輝度信号の内、動作検出に必要な第１の検出ピクセルを輝度信号記憶手段（２０３）に格納し； 新たに抜き出された輝度信号内の第２の検出ピクセルと、輝度信号記憶手段（２０３）内の第１の検出ピクセルとの差分を計算し； 差分と予め設定された閾値を比較し； 比較の結果、差分が閾値よりも大きければ第１の検出ピクセルに動作が発生したと判断し検出点の値を算出し； 検出点の値を基に、入力される映像を記憶する際の画像サイズ及び画像取り込みの時間間隔を決定し； 検出点の値を基に、入力される映像の圧縮率を決定し、圧縮率により圧縮処理を行い； 圧縮処理がなされた映像を記録ユニット手段（１０７）に格納する映像記録方法であることを要旨とする。

本発明の映像記録装置及び映像記録方法によると、映像の動きを検出し、動きに応じて記録容量を自動的に設定することにより無駄な記録を防ぐ。これにより確認用の映像も記録可能な為、長時間の記録及び監視を行う際に精密な記録を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態に係る映像記録装置及び映像記録方法について説明する。尚、本発明の実施の形態において使用される機器及び手法等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものでないことは勿論である。

（映像記録装置を用いたシステム）
映像記録装置を備える映像記録システムは、図１に示すように、監視撮像装置等の撮像装置１０１、映像記録装置１０２、表示部１０３等より構成され、映像記録装置１０２は、動作検出手段である動作検出部１０４、キャプチャデバイス手段であるキャプチャデバイス部１０５、画像圧縮手段である画像圧縮部１０６、記録ユニット手段である記録ユニット部１０７、画像情報記憶部１０８及び圧縮情報記憶部１０９等より構成される。

撮像装置１０１で撮像された映像信号は映像記録装置１０２の動作検出部１０４とキャプチャデバイス部１０５に送信される。動作検出部１０４は映像信号から動作検出を行い、キャプチャデバイス部１０５及び画像圧縮部１０６に動作検出信号を出力する。

キャプチャデバイス部１０５は、図４及び５に示すような画像情報記憶部１０８の情報を基に画像サイズ及び画像取り込みの時間間隔を決定し、画像の取り込み（キャプチャ）を行う。画像圧縮部１０６は決定された画像サイズに応じ、圧縮情報記憶部１０９内の情報を基に画像の圧縮処理を行う。記録ユニット部１０７は、この圧縮画像を記録する。

映像記録装置１０２の出力は表示部１０３に接続されており、映像による監視に使用される。この他、映像記録装置１０２の種々の設定を画面上でメニューを表示しながら行わせたりすることができる。

（動作検出部）
映像記録装置１０２内の動作検出部１０４は、図２に示すように、入力回路２００、分離手段であるＹ／Ｃ分離回路２０１、変換回路であるＡ／Ｄ変換回路２０２、輝度信号記憶手段である輝度信号記憶部２０３、差分計算手段である差分計算回路２０４、閾値記憶部２０５、比較手段である比較回路２０６、カウンタ手段であるカウンタ部２０７、出力回路２０８、バスライン２０９、中央演算装置（以下、「ＣＰＵ」と記載）２１０等より構成される。各部はそれぞれバスライン２０９を介して接続されている。

映像記録装置１０２は、初期設定を行ってから実際の使用を開始する。映像記録装置１０２の入力部にケーブルをつなぎ、撮像装置１０１と接続する。

撮像装置１０１から入力された映像信号は、Ｙ／Ｃ分離回路２０１で輝度信号が抜き出される。輝度信号はＡ／Ｄ変換回路２０２でデジタル化され、この輝度信号のうち動作検出に用いるピクセルを抜き出す。輝度信号記憶部２０３は、前回動作検出を行ったときの各検出ピクセルの輝度信号を格納する。差分計算回路２０４ではひとつの検出ピクセルについて、Ａ／Ｄ変換回路から出力された現在の輝度信号と、輝度信号記憶部に記憶された過去の輝度信号との差分を計算する。閾値記憶部２０５は、予め設定された閾値を格納する。

比較回路２０６は、差分と閾値記憶部から出力された閾値とを比較する。カウンタ部２０７は、差分が閾値よりも大きければそのピクセルは動きありとして、例えば値「１」を加える。差分が閾値よりも小さければ動きなしとする。出力回路２０８は、カウンタ部２０７の値を出力する。

ＣＰＵ２１０は、図３に示すように、信号分離手段２１、信号変換手段２２、動作検出手段２３、差分検出手段２４、閾値比較手段２５、カウンタ手段２６及び出力手段２７等を備えており、ＣＰＵ２１０は適宜これらの手段を呼び出して演算実行することにより各機能は実現される。

信号分離手段２１は、Ｙ／Ｃ分離回路２０１に、入力回路２００より取得した監視撮像装置等の映像を輝度信号と色信号に分離させるモジュールである。信号変換手段２２は、Ａ／Ｄ変換回路２０２に、分離した各信号をデジタル信号に変換させ、動作検出に用いる輝度信号を必要量（ピクセル）抜き出させるモジュールである。動作検出手段２３は、輝度信号記憶部２０３より前回の動作検出量を取得させるモジュールである。差分検出手段２４は、差分計算回路２０４に、前回の動作検出量と現在の動作検出量の差分を計算させるモジュールである。閾値比較手段２５は、閾値記憶部２０５より閾値を取得し、差分と比較させるモジュールである。カウンタ手段２６は、差分が閾値より大きければある数値、例えば１をカウンタに加え、小さければ動作無しとするモジュールである。出力手段２７は、出力回路２０８にカウンタの値を出力させ、この出力後リセットさせるモジュールである。

（映像記録方法）
次に、本発明の実施の形態に係る映像記録装置１０２の動作について図７のフローチャートを用いて説明する。

（ａ）先ず、ステップＳ１１において、撮像装置１０１で撮像した映像信号が、映像記録装置１０２の動作検出部１０４及びキャプチャデバイス部１０５に送信される。ステップＳ１２においては、動作検出部１０４がこの映像信号を基に動作を検出し、検出点を算出する。この動作検出についての詳細は後述する。

（ｂ）ステップＳ１３においては、キャプチャデバイス部１０５は動作検出部１０４により送信される検出点の数と図４の画像情報記憶部１０８内の表を参照して画像サイズ及び画像取り込みの時間間隔を決定し、キャプチャ処理を行う。

例えば、動きが検出された点がなかった場合、最小画像サイズの１６０×１２０にしてキャプチャを行う。動きが検出された点が３００個であった場合、標準画像サイズの３２０×２４０でキャプチャを行う。動きが検出された点が９００個であった場合は、最大画像サイズの６４０×４８０でキャプチャを行う。

また、キャプチャデバイス部１０５は図５の画像情報記憶部１０８内の表を基に、動きが検出された点の数に応じた時間間隔でキャプチャを行う。例えば、動きが検出された点がなかった場合、１秒間に１回のキャプチャを行う。動きが検出された点が３００個であった場合、１秒間に５回のキャプチャを行う。動きが検出された点が９００個であった場合は、１秒間に６０回のキャプチャを行う。

キャプチャデバイス部１０５でキャプチャされた映像信号は、画像圧縮部１０６に送られる。

（ｃ）ステップＳ１４において、画像圧縮部１０６は図６の圧縮情報記憶部１０９内の表を基に、動作の検出点の数に応じた圧縮率で画像圧縮を行う。実際には圧縮の程度に応じてＨｉ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗの３つのＱテーブルを持ち、その中から動きが検出された点の数に応じてひとつを選択する。

例えば、動きが検出された点がなかった場合、ＨｉのＱテーブルを用いて圧縮を行う。動きが検出された点が３００個であった場合、ＭｉｄのＱテーブルを用いて圧縮を行う。動きが検出された点が９００個であった場合は、ＬｏｗのＷテーブルを用いて圧縮を行う。

（ｄ）最後に、ステップＳ１５において、記録ユニット部１０７は、各々の画像を記録する。

上記によると、キャプチャデバイス部１０５において、異常がない証拠となる記録をしながら記憶するデータ量は約１／１６に削減することができる。動きが検出された点が３００個で標準画像サイズの３２０×２４０でキャプチャする場合、データ量を約１／８に削減することができる。動きが検出された点が９００個で画面で多くの動きがあったときのみ、最大画像サイズの６４０×４８０でキャプチャし、十分な記録を行うことができる。

動作の検出点がない場合は１秒間に１回キャプチャすることで、異常がない証拠となる記録をしながらデータ量を約１／６０に削減することができる。動作の検出点が３００個で１秒間に５回のキャプチャを行う場合、記録するデータ量を約１／１２に削減することができる。動作の検出点が９００個で画面で多くの動きがあったときのみ１秒間に６０回キャプチャを行い、十分な記録を行うことができる。

更に、画像圧縮部１０６においても、検出される動作に応じて圧縮処理を行うデータ量、圧縮に要する時間等を、効率よく削減することができる。

（動作検出方法）
次にステップＳ１２の動作検出の処理動作について図８のフローチャートを用いて説明する。尚、輝度信号記憶部２０３には、前回に取得された輝度信号が格納されているものとする。

（ａ）先ずステップＳ２１において、映像記録装置１０２が撮像装置１０１から映像信号を受信すると、図３のＣＰＵ２１０の信号分離手段２１は、Ｙ／Ｃ分離回路２０１に輝度信号と色信号を分離させ、輝度信号を抜き出させる。

（ｂ）ステップＳ２２において、信号変換手段２２は、Ａ／Ｄ変換回路２０２に輝度信号をデジタル化させ、この輝度信号のうち動作検出に用いるピクセルを抜き出させる。このピクセル数は多ければ輝度のよい動作検出ができるが、多くの計算が必要で高速・大容量の処理能力が必要となる。少ないと動きを検出できない場合があるので、適度な数値、例えば縦６０個、横９０個、全部で５４００個のピクセルを検出ピクセルとする。

（ｃ）ステップＳ２３において、動作検出手段２３は、輝度信号記憶部２０３より前回の動作検出量を取得する。次に、ステップＳ２４において、差分検出手段２４は、ひとつの検出ピクセルについて、Ａ／Ｄ変換回路２０２から出力された現在の輝度信号と、輝度信号記憶部２０３より取得した前回の輝度信号との差分を取得し、差分計算回路２０４に計算させる。

（ｄ）ステップＳ２５においては、閾値比較手段２５は、閾値記憶部２０５より予め設定されている閾値を取得する。ステップＳ２６においては、閾値比較手段２５は、差分計算回路２０４で計算された差分と、閾値記憶部２０５から出力させた閾値とを比較回路２０６に比較させる。

（ｅ）ステップＳ２７において、差分が閾値よりも大きければそのピクセルは動きありとし、カウンタ手段２６はカウンタ部２０７のカウンタ値に、例えば１を加える。差分が閾値よりも小さければ動きなしとして次の検出ピクセルの処理へ進む。最後にステップＳ２８において、出力手段２７は、出力回路２０８に、カウンタ部２０７の値を出力させる。

動作検出は上記のようなサイクルを常に繰り返す。サイクルの周期が短いと多くの計算が必要で高速・大容量の処理能力が必要となるが、長いと間隔があいてしまい動きを検出できない場合があるので、適度な数値、例えば３０ミリ秒とする。

上述したように、本発明の実施の形態によると、動作検出結果によって画像の重要度を判定し、重要度によって画像サイズ及び画像キャプチャ間隔を決定する為、記憶資源を効率よく使用して、記録時間の長時間化がはかれる。また、記録時間はそのままにして、画像サイズ、記録のコマ数、圧縮率などの設定をより高画質になるようにして、動きが大きいときは従来よりも精密に記録を行うこともできる。

尚、本実施の形態においては、動きに応じて画像サイズ、記録のコマ数、圧縮率を設定する例を示したが、その中のひとつを行うものであってもよい。また画像サイズ、記録のコマ数、圧縮率でなくとも記録するデータ量を変化させるものであれば動作検出に応じて設定してもよいことはいうまでもない。

本発明の実施の形態に係る映像記録装置を用いたシステムの構成図である。 動作検出部の内部構成図である。 動作検出部ＣＰＵの内部構成図である。 画像サイズの設定テーブルである。 コマ数の設定テーブルである。 圧縮率の設定テーブルである。 映像記録装置の動作を示すフローチャートである。 動作検出部の動作を示すフローチャートである。 従来の映像記録装置の内部構成図である。

符号の説明

２１…信号分離手段
２２…信号変換手段
２３…動作検出手段
２４…差分検出手段
２５…閾値比較手段
２６…カウンタ手段
２７…出力手段
１０１…撮像装置
１０２…映像記録装置
１０３…表示部
１０４…動作検出部
１０５…キャプチャデバイス部
１０６…画像圧縮部
１０７…記録ユニット部
１０８…画像情報記憶部
１０９…圧縮情報記憶部
２００…入力回路
２０１…分離回路
２０２…変換回路
２０３…輝度信号記憶部
２０４…差分計算回路
２０５…閾値記憶部
２０６…比較回路
２０７…カウンタ部
２０８…出力回路
２０９…バスライン
２１０…ＣＰＵ
６０１…撮像装置
６０２…映像記録装置
６０３…表示部
６０４…動作検出部
６０５…キャプチャデバイス部
６０６…画像圧縮部
６０７…記録ユニット部

Claims (3)

1. 入力される画像の動きを検出する動作検出手段と、
   前記入力される画像を、前記動作検出手段の検出結果に基づいて決定される圧縮率によって圧縮する画像圧縮手段
   とを備えることを特徴とする映像記録装置。
2. 入力される映像より輝度信号を抜き出す分離手段と、
   前記輝度信号の内、動作検出に必要な第１の検出ピクセルを格納する輝度信号記憶手段と、
   前記分離手段より新たに抜き出された輝度信号内の第２の検出ピクセルと、前記輝度信号記憶手段内の第１の検出ピクセルとの差分を計算する差分計算手段と、
   前記差分と予め設定された閾値を比較する比較手段と、
   比較の結果、前記差分が前記閾値よりも大きければ前記第１の検出ピクセルに動作が発生したと判断し検出点の値を算出するカウンタ手段と、
   前記検出点の値を基に、前記入力される映像を記録する際の画像サイズ及び画像取り込みの時間間隔を決定するキャプチャデバイス手段と、
   前記検出点の値を基に、前記入力される映像の圧縮率を決定し、該圧縮率により圧縮処理を行う画像圧縮手段と、
   前記圧縮処理がなされた映像を格納する記録ユニット手段
   とを備えることを特徴とする映像記録装置。
3. 入力される映像より輝度信号を抜き出し、
   前記輝度信号の内、動作検出に必要な第１の検出ピクセルを輝度信号記憶手段に格納し、
   新たに抜き出された輝度信号内の第２の検出ピクセルと、前記輝度信号記憶手段内の第１の検出ピクセルとの差分を計算し、
   前記差分と予め設定された閾値を比較し、
   比較の結果、前記差分が前記閾値よりも大きければ前記第１の検出ピクセルに動作が発生したと判断し検出点の値を算出し、
   前記検出点の値を基に、前記入力される映像を記憶する際の画像サイズ及び画像取り込みの時間間隔を決定し、
   前記検出点の値を基に、前記入力される映像の圧縮率を決定し、該圧縮率により圧縮処理を行い、
   前記圧縮処理がなされた映像を記録ユニット手段に格納すること
   を有することを特徴とする映像記録方法。
   

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