JP2006005686A - 架台駆動映像撮影装置、およびカメラ監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 １台のカメラで立体画像を監視できる映像撮影装置、および監視カメラシステムを提供する。
【解決手段】 基準位置で撮影した映像情報を映像処理した映像処理部３が異常を検出した場合、その基準位置の映像情報を静止画にして内部メモリに記憶するとともに警報を出力する。そして、警報を検知した制御部４が駆動架台２の姿勢を変えて駆動架台上に取り付けられたカメラ１の位置を移動して参照位置で撮影した映像情報から新たに静止画を生成し、基準位置で撮影して記録した静止画を内部メモリから読み出して照合して立体視するための制御を行い、１台のカメラで立体画像を監視することを可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、立体画像を撮影する架台駆動映像撮影装置、およびカメラ監視システムに関する。

監視カメラを用いて、目標を監視するカメラ監視システムは、撮影映像を単眼カメラで撮影するため、監視映像が平面的になり所望の異常や変化を検出し難い事がある。そのため、２台のカメラを用いて立体画像を撮影して目標を多角的に監視することにより監視目標の変化を検出する方法がある（例えば、特許文献１。）。しかし、この方法ではカメラを２台使用するので常時立体視する監視以外には使用しないカメラを常時備える為に不要のコスト増になる問題があり、また２台のカメラの立体視の条件は自由に設定できないため調整不十分な立体視画像になる問題があった。
特開平９−２１４９４３号公開特許公報（第６頁、第１図）

従来の２台の監視カメラを用いて立体視を行うカメラ監視システムでは、常時立体視する監視以外は、常時使用しないカメラを備える為に不要のコスト増になる問題があり、また２台のカメラの立体視の条件は自由に設定できないため調整不十分な立体視画像になる問題があった。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、１台のカメラで立体画像を調整して監視できる架台駆動映像撮影装置、および監視カメラシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の架台駆動映像撮影装置は、駆動架台に取り付けられた監視カメラと、前記監視カメラが撮影する監視対象の映像情報を処理する映像処理手段と、前記駆動架台と前記監視カメラを制御する制御手段とを備える架台駆動映像撮影装置において、前記映像処理手段は、前記カメラが撮影した映像情報から移動体の侵入、又は監視対象の変化の異常を検出した場合、その映像情報を記録すると共に警報を出力する映像処理を行い、前記制御手段は、前記出力された警報を検知した場合、前記駆動架台を現在の第１の姿勢から第２の姿勢の設定位置に変更し、前記記録された第１の映像情報と照合して立体視するための第２の映像情報を撮影する制御を行うことを特徴とする。

また本発明のカメラ監視システムは、駆動架台に取り付けられた監視カメラと、前記監視カメラが撮影する映像情報を表示するモニタと、前記監視カメラが撮影した監視対象の映像情報を処理する映像処理手段、および前記駆動架台と前記監視カメラを制御する制御手段を備える架台駆動映像撮影装置とを具備するカメラ監視システムにおいて、前記映像処理手段は、前記カメラが撮影した映像情報から移動体の侵入、又は監視対象の変化の異常を検出した場合、その映像情報を記録すると共に警報を出力する映像処理を行い、前記制御手段は、前記出力された警報を検知した場合、前記駆動架台を現在の第１の姿勢から第２の姿勢の設定位置に変更し、前記記録された第１の映像情報と照合して立体視するための第２の映像情報を撮影する制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、映像処理装置が異常を検出して警報を発生すると、駆動架台上に取り付けられたカメラを移動して、基準位置と参照位置の２箇所で映像を撮影することにより１台のカメラで立体画像を撮影する架台駆動映像撮影装置、およびカメラ監視システムを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明の実施例に係る監視カメラシステムの構成を示すブロック図である。以下、図１を用いて監視カメラシステムの構成とその動作処理の概要を説明する。

図１においてカメラ監視システムは、架台駆動映像撮影装置１０に接続され、映像情報を受信して表示するモニタ５を備えている。架台駆動映像撮影装置１０は、カメラ１とそれを取り付けた駆動架台２、モニタ５、およびカメラ１に接続され、カメラ１が撮影した映像情報を映像処理する映像処理部３、および映像処理部３と駆動架台２に接続され、それらを制御する制御部４とから構成される。

立体画像により目標監視を行うカメラ監視システムでは、従来、監視者が立体視をするための映像情報を離れて取り付けられた２台のカメラで撮影するが、実施例では、制御部４が設定する駆動制御信号により駆動架台２の姿勢が制御され、１台のカメラ１の設置位置が移動し、それぞれの位置で映像情報を撮影する。ここでは、駆動架台２は、カメラ１が左右、又は上下に直線上を移動するスライド架台を例に、架台駆動映像撮影装置１０の動作を説明するが、後に述べる様に架台（雲台）が回転する回転架台であっても良い。以下の説明では、スライド架台がスライドした位置、または、雲台の回転角度を含めて姿勢と総称する。

図２は、立体視の撮影原理図である。
図２において、立体視を行うカメラ１は、カメラ１と監視対象Ｔの間の距離Ｄに応じた間隔Ｌ（一般に、距離Ｄの１００分の１以上）離して２つの映像を撮影する。カメラ１は、通常基準位置ｐ１から参照位置ｐ２へ移動して映像情報を撮影する。そして撮影された２つの映像情報は、映像処理部３を介して１対の静止画に変換されてモニタ５に並べて表示されることにより操作者（監視者）に立体視される。

映像処理部３は、通常、基準位置ｐ１でカメラ１が撮影する映像情報を監視して移動体侵入、又は監視対象の異常を検出する映像処理を行う。そして、異常を検出した場合、警報を制御部４に出力し、制御部４は受信した警報から駆動架台２の制御信号を生成して駆動架台２へ送信する。駆動架台２は、受信した制御信号により姿勢を変え、言い換えればカメラ１が参照位置ｐ２へスライドして監視対象の映像を撮影する。

また、映像処理部３は、異常を検出した場合にはそのモニタ５の画面上での位置情報、および所定の映像処理プログラムにより監視対象の特定部位の位置情報を制御部４に出力する。この映像処理プログラムは、例えば、監視対象の輪郭線を抽出して、その輪郭線上の各ポイントをモニタ５の画面上の位置座標として位置情報を制御部４へ出力する。また特定部位の位置情報は、制御部４が備えているマウス等のポインタ（図示せず）により操作員に画面上で指定されることもある。

制御部４は、駆動架台２の姿勢を制御するが、この姿勢を設定する制御データは初期設定され、内部メモリ３１（図示せず）に記憶されている。そして、映像処理部３から入力された監視対象の特定部位の位置情報、例えば、モニタ５の画面上で異常が検出された位置の位置情報から姿勢制御を行う制御信号を生成して駆動架台２へ出力する。また、制御部４は、操作員のマウス等（図示せず）のポインタ操作によりモニタ５の画面上で特定部位を指定して駆動架台２の姿勢を変えるコマンドが入力された場合にも姿勢制御を同様に行う。

図３は、カメラ監視システムが立体画像で監視を行う手順を示すフローチャートである。以下、図１〜図３を参照してカメラ監視システムの各構成の動作と処理フローを説明する。

駆動架台２は、初期設定、又は操作員により制御部３のキーボード等（図示せず）の入力装置によって基準の姿勢が設定される（ステップｓ１）。駆動架台の基準姿勢は、カメラ１が監視対象を撮影する基準位置ｐ１に対応して設定される。そして、カメラ１は、基準位置ｐ１で撮影した映像情報を映像処理部３へ出力する（ステップｓ２）。映像処理部３は、入力された映像情報を更にモニタ５へ出力すると共に、例えば、入力された映像情報のフレーム間比較を所定のアルゴリズムで行い、監視映像に移動体等が侵入してきたか、又は、監視対象に変化が生じたか等の異常を検出する映像処理を行う（ステップｓ３）。

そして、映像処理部３は、異常を検出した場合（ステップｓ４がＹｅｓ）、警報を内部バス等で接続された制御部４に出力する（ステップｓ５）と同時に、その異常を検出した時に基準位置ｐ１で撮影した映像情報を静止画（ここでは＃１とする。）にして、映像処理部３の内部メモリ３１（図示せず）に記録する（ステップｓ６）。この警報は、制御部３によりブザー等の音響、又は、モニタ５の画面上に異常検出表示、もしくはランプ点灯等がなされて操作員にも通知される。

さて、警報が入力された制御部４は、自動的に、又は、操作員が立体画像表示のコマンドを指定した場合、駆動架台２に、カメラ１が参照位置ｐ２へ移動するように姿勢を設定する駆動制御信号を送信する（ステップｓ７）。この新たな姿勢を設定するデータは、予め、初期設定され制御部４の内部メモリ４１（図示せず。）に記憶されている。駆動制御信号を受信した駆動架台２は、その設定に従い姿勢を変えると共にその姿勢監視信号を制御部４に送り返す。制御部４は、姿勢監視信号を受信して所定の姿勢になったと判断すると、画像撮影コマンドを映像処理部３に出力する。

このコマンドを受信した映像処理部３は、カメラ１が参照位置ｐ２で撮影した映像情報を静止画＃２にして映像処理部３の内部メモリ３１（図示せず）に記録する（ステップｓ８）。そして、映像処理部３は、これらの静止画＃１と＃２とをモニタ５の画面に表示する（ステップｓ９）。操作員は、このモニタ５の画面を立体視して監視対象にどのような異常が発生したかを監視する（ステップｓ１０）。

ところで、操作員は２つの静止画＃１、＃２を立体視することにより立体画像で目標監視を行うが、警報が発生した場合と正常な場合との立体画像を比較したい場合がある。

図５は、正常時の静止画を撮影する手順を説明するフローチャートである。即ち、制御部４は、正常時に図３におけるステップ２の手順の実施後に映像処理部に静止画の記録コマンドを送信して基準位置ｐ１での静止画＃１−０を記録し（ステップｓ２−１）、続いて、姿勢変更のコマンドと続いて静止画の記録コマンドを駆動架台へ送信して参照位置ｐ２での映像を撮影して静止画＃２−０を映像処理部３の内部メモリ３１に記録しておく（ステップｓ２−２）。そして操作員は静止画＃１−０と＃２−０による立体視と、静止画＃１と＃２による立体視とを行いそれらの立体視（立体画像）の間での差異を調べる様にしても良い。

以上が、１台のカメラにより立体映像で監視する方法であるが、その監視能率や、監視精度を向上するために更に以下の方法が取り入れられることもある。

（監視画面の区分化）
監視カメラシステムでは、カメラ１が撮影した映像情報をモニタ５の監視画面で監視すると共に、映像処理部３が異常検出する映像処理をするが画面全体では映像の変化が数多く発生する。監視目標以外での画像変化を異常と誤判断することを防ぎ、監視対象Ｔの特定部位を重要箇所として監視するために、モニタ５の監視画面を区分することにより、映像処理をする区域を設定するようにしても良い。この監視画面の区分は、映像処理部３が行い、画像処理して異常を検出した場合、どの区域で異常が発生したかの位置情報を制御部４に出力する。

図４は、監視画面の区分の例を示す図である。図４において、区域ａ〜区域ｉの３行×３列の９区分に分けられている。前述のフレーム間比較をこの区域毎に行い、例えば、監視の中心部分区域ｅを重要監視区域に指定して、重要監視区域での異常検知のみ警報を発生するようにしてもよい。

一方、監視画面を区分して画面全体を監視している場合に、異常が検出された区域により駆動架台２の姿勢の変化の方向を制御する方法もある。即ち、区域ｅは、画面中央であり、カメラ１を基準位置から左右どちらに移動した参照位置ｐ２で撮影しても立体視の状態は大きく異ならない。しかし、例えば、画面左上の区域ａで異常が検出された場合、カメラ１を移動させる方向を右方向に移動する場合、言い換えれば、参照位置ｐ２を監視対象に向かって右にすると、監視対象Ｔの左側が見えにくい方向での立体視になる。そこで、画面左側にカメラ１を移動するようにすれば、監視対象Ｔの左側が見易い立体視画像にすることが出来る。即ち、立体視を行う映像を撮影する為の駆動架台２の姿勢（言い換えれば、カメラ１の参照位置）は、予め初期設定された姿勢のデータによって設定されるが、立体視をするのに最適な姿勢、即ちカメラ１の参照位置を選ぶようにすることもできる。例えば、区域ｃ、ｆ、ｉで異常が検出された場合は、監視対象Ｔの右側寄りから監視し、ａ、ｄ、ｇでは左側寄りから撮影するようにする。

また、駆動架台２の姿勢の変化の量を制御する、即ち、カメラ１の移動距離を異常検出区域によって変えるものであっても良い。例えば、異常が区域ｅで検出された場合、監視を重点的にしたい部位は、カメラ１の撮影方向の中心近くに在るため、立体感を強調して監視したい場合がある。その様な場合、図２の間隔Ｌ（カメラの移動距離）を、他の区域ａ、ｃなどの画面端寄りの区域で異常が検出された場合よりも大きくするように姿勢のデータを設定しても良い。

（参照位置での撮影開始タイミング）
以上の説明では、映像処理して異常が検出されると駆動架台２の姿勢を変更する。ところが、監視対象Ｔ（図４では、移動体Ｍである。）が画面に侵入してきた場合、参照位置で撮影される映像情報も時々刻々変化する。従って、侵入物が移動体で在る場合には、移動体Ｍが画面に入った後、静止してから監視した方が良い場合もある。即ち、警報を受信した場合、フレーム間の映像情報を比較して、最初に異常が検出されてからフレーム間の差が一定の差以下になった場合に侵入物（移動体Ｍ）が静止したと判断し、その判断後、駆動架台２へ駆動制御信号を出力する様にしても良い。

（第２の実施の形態）
本実施例では、駆動架台２にスライド架台の代わりに回転架台を使用する第２実施の形態がある。

図６は、本発明の実施例における第２の実施の形態を示す駆動架台とカメラの取り付け概念図である。
図６において、カメラ１は、カメラ１の撮像面１１が駆動架台２である回転架台の回転方向に移動距離を生み出すように図６（ｂ）、（ｃ）の様に回転架台の回転の中心軸からオフセットして取り付けられる。そして、カメラ位置（撮像面１１の位置）は、中心の基準位置ｃ０から、左右の参照位置ｃ１、ｃ２へ移動する。

カメラの取り付け方向は、カメラの光軸の撮影方向が、回転架台の外側方向（図６（ｂ）参照。）か、又は、内側方向（図６（ｃ）参照。）に向く２つがある。スライド架台の場合と異なりカメラは正確に平行に移動しないが、誤差は小さい。また、撮影方向（角度）が変わるので立体画像は歪むものの立体感が強調されるので監視にはその強調を利用しても良い。いずれの取り付け方向を採用するかは、監視対象、および監視目的に応じて適宜選択すればよい。なお、通常の架台とカメラの取り付け位置関係と同様にカメラ１の撮像面１１の中心が回転架台の回転軸上になるように（図６（ａ）参照。）設置することもあるが立体視の監視には、撮影方向の変化に比べて移動距離が小さく立体画像の歪みが大きくなるので通常は、図６（ｂ）、（ｃ）に示される取付け方法が用いられる。

以上の説明の如く、本発明の実施例では、立体視による監視が必要な場合に、警報によりカメラを移動して１つのカメラで２つの姿勢、又は位置での映像情報を撮影して照合する立体視を行うことにより、立体視の調整が可能な監視カメラシステムを低コストで提供することが出来る。

本発明の実施例に係る監視カメラシステムの構成を示すブロック図。 立体視の撮影原理図。 カメラ監視システムが立体画像で監視を行う手順を示すフローチャート。 監視画面の区分を示す図。 正常時の静止画を撮影する手順を説明するフローチャート。 本発明の実施例における第２の実施の形態を示す駆動架台とカメラの取り付け概念図。

符号の説明

１ カメラ
１０ 架台駆動映像撮影装置
１１ 撮像面
２ 駆動架台
３ 映像処理部
４ 制御部
５ モニタ
ａ〜ｉ 区域
Ｄ 距離
Ｌ 間隔
ｐ１、ｃ０ 基準位置
ｐ２、ｃ１、ｃ２ 参照位置
Ｔ 監視対象

Claims (16)

1. 駆動架台に取り付けられた監視カメラと、
   前記監視カメラが撮影する監視対象の映像情報を処理する映像処理手段と、
   前記駆動架台と前記監視カメラを制御する制御手段と
   を備える架台駆動映像撮影装置において、
   前記映像処理手段は、前記カメラが撮影した映像情報から移動体の侵入、又は監視対象の変化の異常を検出した場合、その映像情報を記録すると共に警報を出力する映像処理を行い、
   前記制御手段は、
   前記出力された警報を検知した場合、前記駆動架台を現在の第１の姿勢から第２の姿勢の設定位置に変更し、前記記録された第１の映像情報と照合して立体視するための第２の映像情報を撮影する制御を行う
   ことを特徴とする架台駆動映像撮影装置。
2. 前記制御手段は、
   前記カメラが撮影する前記映像情報が正常時に、前記警報が検知された時に行う立体視の画像と比較するための前記第１、および前記第２の姿勢の設定位置で映像情報を撮影して記録する
   ことを特徴とする請求項１に記載の架台駆動映像撮影装置。
3. 前記映像処理手段は、
   前記映像情報から前記監視対象が表示されるモニタ画面上での位置情報を検出して出力する位置検出機能を有し、
   前記映像処理により前記異常を検出した場合、前記異常が検出された前記位置情報を出力し、
   前記制御手段は、
   前記出力された前記位置情報を受信した場合、前記位置情報から前記駆動架台の前記第２の姿勢の設定位置を調整する制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の架台駆動映像撮影装置。
4. 前記位置情報は、前記モニタ画面を複数に区分した区域に対応して出力され、
   前記第２の姿勢の設定位置は、前記受信された位置情報の前記区域に基づき、前記第１の姿勢の設定位置から方向、および移動量の少なくとも１つが
   調整されることを特徴とする請求項３に記載の架台駆動映像撮影装置。
5. 前記駆動架台は、前記取り付けられたカメラが直線上を移動するスライド架台で有ることを特徴とする請求項１に記載の架台駆動映像撮影装置。
6. 前記駆動架台は、
   回転架台であって、前記取り付けられたカメラは前記回転架台の回転軸とオフセットして取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の架台駆動映像撮影装置。
7. 前記カメラは、前記回転架台の外方向へ向けて取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の架台駆動映像撮影装置。
8. 前記カメラは、前記回転架台の内方向へ向けて取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の架台駆動映像撮影装置。
9. 駆動架台に取り付けられた監視カメラと、
   前記監視カメラが撮影する映像情報を表示するモニタと、
   前記監視カメラが撮影した監視対象の映像情報を処理する映像処理手段、および前記駆動架台と前記監視カメラを制御する制御手段を備える架台駆動映像撮影装置と
   を具備するカメラ監視システムにおいて、
   前記映像処理手段は、前記カメラが撮影した映像情報から移動体の侵入、又は監視対象の変化の異常を検出した場合、その映像情報を記録すると共に警報を出力する映像処理を行い、
   前記制御手段は、前記出力された警報を検知した場合、前記駆動架台を現在の第１の姿勢から第２の姿勢の設定位置に変更し、前記記録された第１の映像情報と照合して立体視するための第２の映像情報を撮影する制御を行う
   ことを特徴とするカメラ監視システム。
10. 前記制御手段は、
    前記カメラが撮影する前記映像情報が正常時に、前記警報が検知された時に行う立体視の画像と比較するための前記第１、および前記第２の姿勢の設定位置で映像情報を撮影して記録する
    ことを特徴とすることを特徴とする請求項９に記載のカメラ監視システム。
11. 前記映像処理手段は、
    前記映像情報から前記監視対象が表示されるモニタ画面上での位置情報を検出して出力する位置検出機能を有し、前記映像処理により前記異常を検出した場合、前記異常が検出された前記位置情報を出力し、
    前記制御手段は、
    前記出力された前記位置情報を受信した場合、前記位置情報から前記駆動架台の前記第２の姿勢の設定位置を調整する制御を行う
    ことを特徴とする請求項９に記載のカメラ監視システム。
12. 前記位置情報は、前記モニタ画面を複数に区分した区域に対応して出力され、
    前記第２の姿勢の設定位置は、前記受信された位置情報の前記区域に基づき、前記第１の姿勢の設定位置から方向、および移動量の少なくとも１つが
    調整されることを特徴とする請求項１１に記載のカメラ監視システム。
13. 前記駆動架台は、前記取り付けられたカメラが直線上を移動するスライド架台で有ることを特徴とする請求項９に記載のカメラ監視システム。
14. 前記駆動架台は、
    回転架台であって、前記取り付けられたカメラは前記回転架台の回転軸とオフセットして取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のカメラ監視システム。
15. 前記カメラは、前記回転架台の外方向へ向けて取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のカメラ監視システム。
16. 前記カメラは、前記回転架台の内方向へ向けて取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のカメラ監視システム。

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