JP2006042224A

JP2006042224A - 映像信号記録表示装置、これに用いるカメラ、そのシステム、及び映像信号処理方法

Info

Publication number: JP2006042224A
Application number: JP2004222739A
Authority: JP
Inventors: Sunao Horiuchi; 直堀内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】
本発明の課題は、使用者が、時間分解能の高い表示を行うか、圧縮率の高い記録を行うかを選択することができる映像信号記録および表示システムを提供することにある。
【解決手段】
映像信号をフレーム内符号化とフレーム間予測符号化を用いて圧縮する第１圧縮手段と、第２の圧縮手段と、圧縮された信号を復号化して伸張する伸張手段と、伸張された信号を表示可能な映像信号に変換して出力する表示処理手段と、第１の圧縮手段あるいは第２の圧縮手段からの信号を選択して出力する信号選択手段と、信号選択手段からの出力を入力としフレーム内符号化されたフレームのみを出力する間引き手段と、間引き手段からの出力を記録媒体に記録する記録手段と、第１および第２のモードを選択するモード選択手段とを有し、第１のモードでは、間引き手段はフレーム間引き動作を行い、第２のモードでは間引き手段はフレーム間引き動作を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像信号を表示するとともに圧縮して記録する映像信号記録表示装置、これに用いるカメラ及びそのシステムに関する。

より長時間の映像信号を記録媒体に記録するため、あるいは映像信号を伝送して離れた場所で表示するために、映像信号を符号化して圧縮することが知られている。監視装置のように記録と表示を同時に行う場合には、記録と表示とで異なるフレームレートや圧縮率が要求される。

特許文献１には、圧縮率の異なる２つの圧縮モードで映像信号を圧縮し、低圧縮映像を記録し、高圧縮映像を送信して遠隔地で表示する装置が開示されている。

特開２０００−５９７５８号公報

装置の使用者が記録あるいは表示したいフレームレートや圧縮率は目的によって異なる。しかし、従来技術ではそれぞれの圧縮率を選択する手段がなく、使い勝手が好ましいものではなかった。本発明の課題は、使用者が、時間分解能の高い表示を行うか、圧縮率の高い記録を行うかを選択することができる映像信号記録表示装置、これに用いるカメラ及びそのシステムを提供することにある。

映像信号をフレーム内符号化とフレーム間予測符号化を用いて圧縮する第１圧縮手段と、第２の圧縮手段と、圧縮された信号を復号化して伸張する伸張手段と、伸張された信号を表示可能な映像信号に変換して出力する表示処理手段と、第１の圧縮手段あるいは第２の圧縮手段からの信号を選択して出力する信号選択手段と、信号選択手段からの出力を入力としフレーム内符号化されたフレームのみを出力する間引き手段と、間引き手段からの出力を記録媒体に記録する記録手段と、第１および第２のモードを選択するモード選択手段とを有し、第１のモードでは、間引き手段はフレーム間引き動作を行い、第２のモードでは間引き手段はフレーム間引き動作を停止する。

使用者の使い勝手が向上する。

本発明の第１の実施形態を、図１を用いて説明する。

図１において、１０１はカメラ部、１０２は第１の圧縮手段、１０３は第２の圧縮手段、１１６はカメラ装置、１０４は伸張手段、１０５は表示処理手段、１０６は出力端子、１０７はモニタ、１０８は信号選択手段、１０９はフレーム間引き手段、１１０は記録処理手段、１１１は記録媒体、１１２および１１４は入力端子、１１３はモード選択手段、１１５は記録フレームレート選択手段である。

まず、各構成要素の基本的な動作を説明する。カメラ部１０１により撮影された映像信号は、圧縮手段１０２に導かれる。圧縮手段１０２は、記録フレームレート選択手段によって指定されるフレームレートでカメラ部１０１からの映像信号を取り込み、フレーム内符号化およびフレーム間予測符号化を行い、圧縮した信号を出力する。この信号が、カメラ装置１１６より出力される。伸張手段１０４は、圧縮手段１０２からの信号を復号化して伸張し出力する。表示処理手段１０５は、伸張手段１０４からの信号をモニタに表示可能な形式の映像信号に変換し、出力端子１０６に出力する。出力端子１０６からの出力信号は、モニタ１０７に表示される。

一方、カメラ部１０１により撮影された映像信号は、圧縮手段１０３にも導かれ得る。圧縮手段１０３は、記録フレームレート選択手段によって指定されるフレームレートでカメラ部１０１からの映像信号を取り込み、フレーム内符号化およびフレーム間予測符号化を行い、圧縮した信号を出力する。この信号も、カメラ装置１０２より出力される。信号選択手段１０８には、圧縮手段１０２および圧縮手段１０３からの信号が入力され、モード選択手段１１３からの信号に基づいて両者のうち一方を選択して出力する。フレーム間引き手段１０９は、モード選択手段１１３からの信号に基づいて、フレーム間予測符号化されたフレームの信号を間引き、あるいは間引かずに出力する。記録処理手段１１０は、フレーム間引き手段１０９からの信号を記録媒体１１１に記録可能な形式の信号に変換し、記録媒体１１１に記録する。

次に、表示のフレームレートを優先する第１のモードと記録の圧縮率を優先する第２のモードについて動作を説明する。

一般に、映像信号の圧縮手段には処理能力の制約がある。ここでは、カメラ装置１１６に内蔵されているカメラ部１０１は３０フレーム／秒のフレームレートで映像信号を出力し、２つの圧縮手段１０２および１０３は合計で３０フレーム／秒のフレームレートで圧縮処理を行う能力があるものとする。使用者がモードを選択する指示信号は、入力端子１１２からモード選択手段１１３へ入力される。

使用者が第１のモードを選択すると、信号選択手段１０８は図中ａ側からの信号を選択する。圧縮手段１０２はカメラ１０１からの映像信号を３０フレーム／秒のフレームレートで取り込み、フレーム内符号化とフレーム間予想符号化を行う。両符号化の割合と構成については後述する。圧縮手段１０２の出力信号は、伸長回路１０４で復符号化されて伸長された後、表示処理手段１０５により映像信号に変換され、出力端子１０６を介してモニタ１０７に出力され表示される。表示のフレームレートは３０フレーム／秒である。一方、圧縮手段１０２の出力信号は、信号選択手段１０８を介してフレーム間引き手段１０９にも送られる。フレーム間引き手段１０９は、第１のモードでは、入力される圧縮手段１０２からの信号のうちフレーム間予想符号化されたフレームの信号を間引き、フレーム内符号化されたフレームの信号だけを記録処理手段１１０に出力する。記録処理手段１１０はフレーム間引き手段１０９からの信号を記録媒体１１１に記録可能な形式の信号に変換し、記録媒体１１１に記録する。

さらに使用者は記録のフレームレートを設定することができる。使用者が設定した記録のフレームレートの設定指示信号は、入力端子１１４から記録レート選択手段１１５へ入力される。圧縮手段１０２は、記録レートに従って、圧縮処理におけるフレーム内符号化とフレーム間予想符号化の割合と構成を決定する。記録のフレームレートがＮフレーム／秒（Ｎは３０を自然数で割った値）の場合には、（３０÷Ｎ）フレームごとにフレーム内符号化を行い、その間の（（３０÷Ｎ）−１）フレームはフレーム間予想符号化を行う。例えば、記録のフレームレートが１０フレーム／秒の場合には、（３０÷１０）＝３フレームごとにフレーム内符号化を行い、その間の（（３０÷１０）−１）＝２フレームはフレーム間予想符号化を行う。フレーム間引き手段１０９は、フレーム内符号化を行ったフレームの信号だけを抽出するので、第１のモードでは使用者が設定したフレームレートで記録が行われる。

使用者が第２のモードを選択すると、信号選択手段１０８は図中ｂ側からの信号を選択する。圧縮手段１０２はカメラ１０１からの映像信号を１５フレーム／秒のフレームレートで取り込み、フレーム内符号化とフレーム間予想符号化を行う。両符号化の割合と構成は任意である。一方、圧縮手段１０３は、カメラ１０１からの映像信号を最大１５フレーム／秒のフレームレートまでの範囲内で記録レート選択手段１１４によって指定されるフレームレートで取り込み、フレーム内符号化とフレーム間予想符号化を行う。両符号化の割合と構成は任意である。圧縮手段１０３の出力信号は、第２モードでは信号選択手段１０８を介してフレーム間引き手段１０９に出力される。フレーム間引き手段１０９は、第２のモードではフレームの間引き動作を行わず、入力されたすべてのフレームの信号を記録処理手段１１０に出力する。したがって、第２のモードでも使用者が設定したフレームレートで記録が行われる。なお、使用者は、３０を自然数で割った値の中からフレームレートを設定する。

以上の動作により、表示のフレームレートを優先させる第１のモードでは、第１の圧縮手段１０２により圧縮され伸張手段１０４で伸張された映像信号が高いフレームレートで表示できる一方で、同じく第１の圧縮手段１０２により圧縮された映像信号からフレーム内符号化されたフレーム信号のみをフレーム間引き手段１０９により抜き出して記録媒体に記録する。フレーム内符号化されたフレームは、フレーム間予測符号化された信号に対して圧縮率は低い。これに対して、記録の圧縮率を優先させる第２のモードでは、表示とは独立した第２の圧縮手段１０３により圧縮された信号を、間引かずに記録媒体１１１に記録する。フレーム内符号化およびフレーム間予測符号化された信号であるので記録信号の圧縮率は高い。以上により、第１の実施形態によれば、使用者は時間分解能の高い表示を行う第１のモードと、圧縮率の高い記録を行う第２のモードを選択することが可能となる。また、第１のモードでは第１の圧縮手段１０２は、フレーム内符号化されたフレームのレートが記録フレームレート決定手段で決定されるフレームレートに合致するべく映像信号を符号化して圧縮する。従って、使用者は第１のモードの記録フレームレートを選択することができる。

さらに、第２のモードでは第２の圧縮手段１０３は、フレーム内符号化されたフレームとフレーム間予測符号化されたフレームの合計のフレームレートが記録フレームレート決定手段で決定されるフレームレートに合致するべく映像信号を符号化して圧縮する従って、使用者は第２のモードの記録フレームレートを選択することができる。

なお、第１の実施形態において、カメラ装置１１６から２つの圧縮信号を出力するものとしたが、カメラ装置１１６内にネットワーク接続機能を持たせ、それぞれの圧縮信号内に識別情報を付加し、同一のネットワークに出力するものとしてもよい。また、カメラ装置１１６から２つの圧縮信号は、それぞれ伸長手段１０４と信号選択手段１０８に出力されるものとしたが、圧縮手段１０２と１０３がそれぞれの出力信号内に付加する識別情報を用いて出力先を振り分けるものとしてもよい。

次に、本発明の第２の実施形態を、図２を用いて説明する。

図２において、１１７および１１８はカメラ装置、１１９および１２０は通信インタフェース手段、１２１はネットワークである。その他の構成要素で図１と同一の部分には同じ符号を付している。第２の実施形態は複数のカメラ装置からの映像信号を記録および表示するシステムであり、モード選択手段１１３および記録レート選択手段１１５はカメラ装置ごとにモードおよび記録のフレームレートを設定できる。カメラ装置１１７および１１８にはそれぞれに通信インタフェース手段１１９を持たせ、圧縮手段１０２および１０３からの出力信号にカメラ装置を識別するための識別情報を付加して通信可能な形式の信号に変換し、ネットワーク１２０に送信する。通信インタフェース手段１２０はネットワーク１２０からカメラ装置１１７および１１８からの圧縮された信号を受信し、伸長手段１０４およびフレーム間引き手段１０９に出力する。伸長手段１０４およびフレーム間引き手段１０９は、送信元のカメラ装置を特定するために信号に付加されている識別情報を読み取り、モード選択手段１１３がカメラ装置ごとに設定したモードに従って動作する。通信インタフェース手段１２０は該当するカメラ装置にモードおよび記録のフレームレート信号を送信するべく、信号内に識別情報を付加すし、信号を通信可能な形式の信号に変換してネットワーク１２０に送信する。カメラ装置１１７および１１８のそれぞれの通信インタフェース手段１１９はネットワーク１２０からモードおよび記録のフレームレート設定の信号を受信してカメラ装置を特定する識別情報を読み取り、該当するカメラ装置であれば、これらの信号を圧縮手段１０２および１０３に出力する。また、表示処理手段１０５は特定のカメラ装置からの映像信号のみを選択的に表示したり、表示画面を分割して複数のカメラ装置からの映像信号を表示する機能をもつ。それ以外の構成要素の動作は図１の動作と同じであるので、説明は省略する。

以上により、第２の実施形態によれば、使用者は時間分解能の高い表示を行う第１のモードと、圧縮率の高い記録を行う第２のモードをカメラ装置ごとに選択することが可能となる。また、使用者は第１のモードの記録フレームレートをカメラ装置ごとに設定することができる。さらに、使用者は第２のモードの記録フレームレートをカメラ装置ごと選択することができる。

なお、第２の実施形態においてカメラ装置の台数を２台としたが、３台以上でもよい。また、図１において信号選択手段１０８をフレーム間引き手段１０９の前に配置した構成を紹介したが、係る選択手段１０８をフレーム間引き手段１０９の後に配置することで圧縮手段１０３の出力信号はフレーム間引き手段１０９を介さず、上記効果を奏する構成とすることもできる。

本発明の第１の実施形態における装置のブロック構成図本発明の第２の実施形態における装置のブロック構成図

符号の説明

１０１カメラ部
１０２第１の圧縮手段
１０３第２の圧縮手段
１０４伸張手段
１０５表示処理手段
１０６出力端子
１０７モニタ
１０８信号選択手段
１０９フレーム間引き手段
１１０記録処理手段
１１１記録媒体
１１２、１１４入力端子
１１３モード選択手段
１１５記録フレームレート選択手段
１１６、１１７、１１８カメラ装置
１１９、１２０通信インタフェース
１２１ネットワーク

Claims

フレーム内符号化とフレーム間予測符号化を用いて圧縮された第１の信号を復号化して伸張する伸張手段と、
前記伸張手段により伸張された信号を表示可能な映像信号に変換して出力する表示処理手段と、
前記第１の信号、あるいは、フレーム内符号化とフレーム間予測符号化を用いて圧縮された第２の信号を選択する信号選択手段と、
前記信号選択手段により選択された信号のフレーム内符号化されたフレームのみ出力する間引き手段と、
前記間引き手段からの出力を記録媒体に記録する記録手段と、
第1及び第２のモードを選択するモード選択手段と、を有し、
前記第1のモードでは、前記信号選択手段は前記第１の信号を選択するとともに、前記間引き手段はフレーム間引き動作を行い、
前記第２のモードでは、前記信号選択手段は前記第２の信号を選択するとともに、前記間引き手段はフレーム間引き動作を行わないことを特徴とする映像信号記録表示装置。
映像信号をフレーム内符号化とフレーム間予測符号化を用いて圧縮する第１圧縮手段と、
前記映像信号をフレーム内符号化とフレーム間予測符号化を用いて圧縮する第２の圧縮手段と、
前記第１の圧縮手段により圧縮された信号を復号化して伸張する伸張手段と、
前記伸張手段により伸張された信号を表示可能な映像信号に変換して出力する表示処理手段と、
前記第１の圧縮手段あるいは第２の圧縮手段からの信号を選択して出力する信号選択手段と、
前記信号選択手段からの出力を入力としフレーム内符号化されたフレームのみを出力する間引き手段と、
前記間引き手段からの出力を記録媒体に記録する記録手段と、
第１および第２のモードを選択するモード選択手段と、を有し、
前記第１のモードでは、前記信号選択手段は第１の圧縮手段からの信号を出力するとともに、前記間引き手段はフレーム間引き動作を行い、
前記第２のモードでは前記信号選択手段は第２の圧縮手段からの信号を出力するとともに、前記間引き手段はフレーム間引き動作を停止することを特徴とする映像信号記録表示システム。
請求項２に記載の映像信号記録表示システムであって、
前記記録手段が前記記録媒体に信号を記録するフレームレートを決定する記録フレームレート決定手段を有し、
前記第１のモードでは前記第１の圧縮手段は、フレーム内符号化するフレームのレートを前記決定手段より入力された記録フレームレートに基づいて決定することを特徴とする映像信号記録表示システム。
請求項２に記載の映像信号記録表示システムであって、
前記記録手段が前記記録媒体に信号を記録するフレームレートを決定する記録フレームレート決定手段を有し、
前記第２のモードでは前記第２の圧縮手段は、フレーム内符号化するフレームのレートと、フレーム間予測符号化するフレームのレートを前記決定手段より入力された記録フレームレートに基づいて決定することを特徴とする映像信号記録表示システム。
映像を映像信号として出力するカメラ手段と、
前記カメラ手段より出力される映像信号をフレーム内符号化とフレーム間予測符号化を用い圧縮する第１の圧縮手段と、
前記カメラ手段より出力される映像信号をフレーム内符号化とフレーム間予測符号化を用い圧縮する第２の圧縮手段と、
記録のフレームレートに関する情報を入力する入力端子と、を有し、
前記第１及び第２の圧縮手段は前記入力端子より入力される情報に基づきフレーム内符号化するフレームのレートと、フレーム間予測符号化するフレームのレートを決定することを特徴とするカメラ。
フレーム内符号化とフレーム間予測符号化を用いて圧縮された信号を復号化して伸張する伸張手段と、
前記伸張手段により伸張された信号を表示可能な映像信号に変換して出力する表示処理手段と、
前記フレーム内符号化とフレーム間予測符号化を用いて圧縮された信号をフレーム内符号化されたフレームのみ出力する間引き手段と、
前記間引き手段からの出力を記録媒体に記録する記録手段と、
を有することを特徴とする映像信号記録表示装置。
フレーム内符号化とフレーム間予測符号化を用いて圧縮された第１の信号及び第２の信号を処理する方法であって、
前記第１の信号を表示可能な信号として出力し、
モード入力に基づいて、
前記第１の信号のフレーム内符号化のみ間引いた信号と、
前記第２の信号と、
を選択して出力することを特徴とする映像信号処理方法。