JP2006050435A

JP2006050435A - 監視システム

Info

Publication number: JP2006050435A
Application number: JP2004231200A
Authority: JP
Inventors: Sadayuki Yamashita; 定之山下; Kenji Araki; 健治新木
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-08-06
Also published as: JP4438945B2

Abstract

【課題】遠隔監視システムにおいて、伝送帯域の占有を抑制しながら監視カメラの撮像データを閲覧用端末へ伝送する。
【解決手段】監視カメラは、フルフレームの画像データをリングバッファ方式で記録すると共に、コマ落しの画像データを伝送する（S1,S2）。また、アラーム時には、リングバッファ方式の記録データにおけるアラームの前後３００コマ分だけ保持し、その画像データファイルのインデックス情報を伝送する（S4〜S7）。閲覧用端末では、受信したコマ落し画像データを表示再生しながら、所定時間毎にファイル化してインデックス情報と共に格納し、受信したインデックス情報も登録しておく（S3,S8,S9）。閲覧用端末ではファイル指定を行って画像を閲覧し、アラーム時の画像は監視カメラから受信するが、このシステムではその受信時にのみ広い伝送帯域を要することになる。
【選択図】図４

Description

本発明は、監視カメラ側ユニットと閲覧用端末とがネットワークを介して接続されており、防犯や防災等のために監視エリアに配備された監視カメラの撮像画像を閲覧用端末側で収録・閲覧できるようにした監視システムに関する。

最近、通信インフラの拡充により、インターネットや構内ＬＡＮ(Local Area Network)等のネットワークを利用した監視システムが普及している。この種の監視システムは、監視カメラ側ユニットと閲覧用端末とがネットワークに接続されていると共に、監視カメラ側ユニットには異常検出用のセンサが設けられており、一般的に図７に示すような手順によって監視画像データの記録と登録・保存を行うようになっている。

先ず、監視カメラ側ユニットでは、監視エリアの撮像画像データをモーションＪＰＥＧ(Joint Picture Expert Group)等の方式で圧縮し、フルフレーム（３０コマ／秒）の圧縮画像データをネットワークを介して閲覧用端末へ伝送する（S51,S52）。一方、画像データを受信した閲覧用端末では、フルフレームのままリングバッファ方式でメモリ又はハードディスク等に記録すると共に、フルフレームの画像データからフレームを間引いて１コマ／秒の画像データを作成し、その画像データを所定時間毎にファイル化してデータベースに登録する（S53）。

通常は、前記手順によってフルフレームの画像データをリングバッファ方式で記録しながら１コマ／秒の画像データだけを時系列に保存してゆくが、センサが異常発生のアラーム信号を出力すると、監視カメラ側ユニットが閲覧用端末へアラームコードを伝送する（S54,S55）。その場合、アラームコードを受信した閲覧用端末では、リングバッファ方式で記録されている画像データについて、例えば、その受信直前の１０秒間の画像に相当する３００コマ分の既記録データについて消去禁止処理を行い、更にその受信直後の３００コマ分の記録データについても消去禁止処理を行う（S56〜S58）。そして、前記消去禁止処理の対象となった画像データを１ファイルとしてインデックス情報と共にデータベースに登録することにより、後で検索して閲覧できるようにしておく（S59）。尚、リングバッファを用いた異常発生前後の画像の取得方式は、下記特許文献１等に開示されている。

ところで、前記の監視システムの場合、ネットワークを通じて常にフルフレームの画像データが伝送されているため、通信回線に常に広い伝送帯域幅を確保しなければならず、限られた伝送路の帯域を有効に利用できなくなる。それに対して、下記特許文献２においては、監視カメラ側の記録再生装置でアラーム時の画像を記録しておき、外部機器（前記の閲覧用端末に相当）から要求することによりアラーム時の画像を外部機器側へ伝送する構成が開示されている。即ち、外部機器側から必要に応じて監視カメラ側の記録再生装置をアクセスしてアラーム時の画像データの伝送を受けるようにすれば、その時間帯だけ広い伝送帯域が必要になるだけであり、常に広い伝送帯域が必要になるという前記問題点が解消できることになる。
特開２００２−１１２２４６号公報特開２００２−３４４８８６号公報

しかし、特許文献２の発明では、伝送路に関する問題点を解消しているもののアラーム時の画像データだけを取り扱っており、図６に示した監視カメラ側ユニットと閲覧用端末の関係のように、外部機器側でリアルタイムな画像データ（図６では１コマ／秒の画像データ）を得ることができない。監視システムにおいては、アラーム時における監視エリアの状態を確認できることが最も重要であるが、たとえコマ落しの画像であってもリアルタイムな画像データを得て表示・記録することにより連続的な監視体制をとることが強く要望されている。

そこで、本発明は、通常は監視カメラ側ユニットから閲覧用端末へコマ落しにしたリアルタイムな画像データを狭い伝送帯域だけを使用して伝送し、必要に応じて閲覧用端末側から伝送要求を行うことによりアラーム時のフルフレームの画像データが得られるようにした監視システムを提供し、また広い伝送帯域を要しないでそれらのデータ伝送を行えるようにすることを目的として創作された。

本発明は、監視カメラ側ユニットと閲覧用端末とがネットワークを介して接続された監視システムにおいて、前記監視カメラ側ユニットは、撮像手段と、アラーム状態を検知してアラーム信号を出力するアラーム手段と、前記撮像手段から得られる画像データを圧縮するデータ圧縮手段と、前記圧縮された画像データをリングバッファ方式で記憶する記憶手段と、前記圧縮された画像データに対して画像フレームの間引き処理を施すフレーム間引き手段と、前記アラーム手段からアラーム信号を検出した時に、前記記憶手段におけるアラーム信号の検出時前後の各所定時間分の画像データについてそれぞれ消去禁止処理を施す記憶管理手段と、この記憶管理手段が前記消去禁止処理を施した際に、前記消去禁止処理が施された画像データのインデックス情報を生成するインデックス情報生成手段と、前記ネットワークを介して前記閲覧用端末との通信制御を行うネットワークインターフェイス手段とを備え、前記アラーム信号を検出しない状態では前記フレーム間引き手段で間引き処理が施された画像データを、前記アラーム信号を検出した時には前記インデックス情報生成手段で生成されたインデックス情報を、また前記閲覧用端末から前記インデックス情報に基づくデータ伝送要求があった場合には前記インデックス情報に対応した画像データを、それぞれ前記ネットワークを介して前記閲覧用端末へ伝送し、前記閲覧用端末は、前記監視カメラ側ユニットから前記ネットワークを介して供給された前記各画像データ及び前記インデックス情報をそれぞれ記録する記録手段と、前記各画像データを伸長するデータ伸長手段とを備え、前記供給されたインデックス情報に基づいて前記監視カメラ側ユニットの消去禁止処理が施された画像データの伝送要求を行うことを特徴とする監視システムに係る。

本発明では、監視カメラ側ユニットにおいて圧縮した画像データをリングバッファ方式で記憶させておくと共に、その画像データに対してフレームの間引き処理を施した画像データを閲覧用端末へ伝送している。その場合、閲覧用端末で記録及び／又は再生される画像はコマ落し状態となるが、リアルタイムな画像が得られており、画像データの情報量はフルフレームの伝送状態と比較して大幅に小さいために伝送帯域は狭くてもよい。また、本発明では、監視カメラ側ユニットでフルフレームの画像データをリングバッファ方式で記憶させるようにしており、アラーム時にその前後の所定時間分の画像データに対して消去禁止処理を施すことによりアラーム状態での画像データとして保持させると共に、その画像データのインデックス情報を閲覧用端末へ伝送し、後で閲覧用端末から監視カメラ側ユニットへ伝送要求を行ってアラーム状態での画像データの伝送を受けるようにしている。従って、その伝送時にのみフルフレームの画像データの情報量に対応した伝送帯域が必要になるだけであり、通常は前記の狭い伝送帯域で足りる。

もっとも、広い伝送帯域が必要になるのは、監視カメラ側ユニットからアラーム状態での画像データファイルを伝送しながら閲覧用端末側で再生するような場合だけである。もし、閲覧用端末において、画像データファイルを一旦記憶装置に格納した後に再生させるのであれば低い伝送速度でもよく、例えば、前記監視カメラ側ユニットのネットワークインターフェイス手段が、前記記憶手段の消去禁止処理が施されている画像データを伝送する際の伝送速度を、前記フレーム間引き手段で間引き処理を施した画像データを伝送する際の伝送速度と同一に設定するようにしてもよい。

本発明の監視システムは次のような効果を奏する。閲覧用端末側において、撮像部から得られる監視画像データに対してフレームの間引き処理を施したコマ落し画像データがネットワークを介して連続的に取得でき、また予め監視カメラ側ユニットから伝送されているインデックス情報を用いてアラーム状態の画像データファイルを検索して取得できるようにすると共に、広い伝送帯域が必要になる状態を後者の画像データの伝送時間だけにして伝送路の利用効率を向上させる。また、後者の画像データの伝送に際して、閲覧用端末側がその画像データを一旦記憶させた後に再生するような場合には、後者の画像データの伝送速度を前者の画像データの伝送速度と同一にしてもよく、常に狭い伝送帯域での画像データの伝送を可能にする。

以下、本発明の監視システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。先ず、図１は監視システムのネットワーク構成図であり、ネットワーク１を介して監視カメラ側ユニット２-１〜ｎと閲覧用端末５が接続されている。ここで、各監視カメラ側ユニット２-１〜ｎはそれぞれ監視カメラ３-１〜ｎとセンサ４-１〜ｎとからなり、各監視エリアに配備されているものである。但し、この実施形態の監視システムは事業所の各室について閲覧用端末５側から遠隔監視を行うシステムであり、センサ４-１〜ｎは各室の出入口にある扉の開放を検知するものである。尚、各監視カメラ側ユニット２-１〜ｎの基本的構成は同様であるため、以下においては、代表的に「監視用カメラ側ユニット２」、「監視カメラ３」、「センサ４」とした符号の用い方によって説明する。

監視カメラ３は図２に示す構成を有している。同図において、３１は対物レンズ等の光学系、３２はＣＣＤ等の素子を含む撮像部、３３は撮像画像データをモーションＪＰＥＧ方式で圧縮する圧縮処理部、３４はネットワーク１を介して閲覧用端末５側との通信を実行するネットワークＩ/Ｆ、３５はセンサ４の信号を取り込むセンサＩ/Ｆ、３６はこの監視カメラ３自体の制御プログラムが格納されていると共に一部をリングバッファ方式でのデータ記録用に利用されるメモリ［コンパクトフラッシュ（登録商標）等の不揮発性メモリ］、３７はＣＰＵ、３８はバスラインであり、この監視カメラ３のシステム全体はＣＰＵ３７がメモリ３６に格納されている制御プログラムを実行することにより制御される。

一方、閲覧用端末５は、図１に示すようにパーソナルコンピュータで構成されているが、この実施形態に関連した部分の基本的構成は図３に示される。同図において、５１はネットワーク１を介して監視カメラ３側との通信を実行するネットワークＩ/Ｆ、５２は受信した圧縮画像データを復号する伸長処理部、５３は制御プログラムを格納していると共に画像データが記録されるハードディスク装置（ＨＤＤ）、５４はメモリ、５５はキーボード・マウス５５aからの入力信号を取り込む入力Ｉ/Ｆ、５６は画像信号をモニタ５６aに再生表示させる表示Ｉ/Ｆ、５７はＣＰＵ、５８はバスラインであり、この閲覧用端末５のシステム全体はＣＰＵ５７がＨＤＤ５３に格納されている制御プログラムをメモリ５４へ読み出して実行することにより制御される。

以上のような構成を有した監視カメラ３と閲覧用端末５は、監視状態において図４のフローチャートに示す手順で動作する。先ず、監視カメラ３では撮像部３２から得られる画像データを圧縮処理部３３で圧縮しているが、その圧縮画像データはフルフレーム（３０コマ／秒）のままリングバッファ方式でメモリ３６のデータ記録領域に記録される（S1,S2）。また、その画像データからフレームを間引いて１コマ／秒とした圧縮画像データをネットワークＩ/Ｆ３４からネットワーク１を通じて閲覧用端末５へ伝送する（S2）。

閲覧用端末５では、ネットワークＩ/Ｆ５１で受信した圧縮画像データを伸長処理部５２で復号して表示Ｉ/Ｆ５６へ転送することによりモニタ５６aで表示再生させると共に、受信した圧縮画像データを所定時間毎（例えば、３０分毎）にファイル化し、そのファイルにインデックス情報（監視カメラ番号、記録開始時刻、記録終了時刻等）を対応付けてＨＤＤ５３に連続的に記録してゆく（S3）。その場合、前記のように受信した画像データはフレームの間引きによって１コマ／秒になっているが、監視エリアの状態をリアルタイムにコマ落し画像で確認できる。また、１コマ／秒の画像のデータ量は常時伝送されることになるが、その伝送情報量はフルフレームの場合の１／３０であるために狭い伝送帯域しか使用しない。

一方、監視カメラ３において、センサＩ/Ｆ３５がセンサ４からのアラーム信号を検出すると、メモリ３６にリングバッファ方式で記録されている画像データの内、アラーム信号の検出直前の３００コマ（１０秒間の画像）分について消去禁止処理を行い、またアラーム信号の検出直後の３００コマ分についても消去禁止処理を行う（S4〜S6）。ここで、メモリ３６に対するリングバッファ方式での記録は圧縮画像データを巡回的に方式で順次上書きすることによって実行されているが、メモリ３６のデータ記録用に利用されている領域は６４Ｍbyteあり、例えばＪＰＥＧ方式で圧縮した１フレーム分の画像は通常３０ｋbyte程度であるため、約７０秒間の記録を可能にしている。従って、メモリ３６には３回分のアラーム時の画像データを保持させることができるようになっている。

このようにして、メモリ３６の画像データに対して消去禁止処理が施されると、その処理によって保持された画像データ（６００コマ分＝２０秒間の画像データ）をファイル化し、そのファイルにインデックス情報を対応付けておくと共に、そのインデックス情報だけをネットワークＩ/Ｆ３４からネットワーク１を通じて閲覧用端末５へ伝送する（S7）。一方、そのインデックス情報を受信した閲覧用端末５は、それをネットワークＩ/Ｆ５１からＨＤＤ５３へ転送してデータベースに登録しておく（S8,S9）。尚、この場合のインデックス情報には、アラーム状態の画像データであることを示す識別情報、監視カメラ番号、記録開始時刻、記録終了時刻等が含まれる。

次に、閲覧用端末５において監視画像を閲覧する場合の手順を図５のフローチャートを参照しながら説明する。先ず、キーボード・マウス５５aの操作によって閲覧モードを設定すると、モニタ５６aにインデックスリストによる指定閲覧画面が表示される（S21）。その場合、閲覧用端末５では、ＨＤＤ５３に格納した受信画像データに係るファイルのインデックス情報だけでなく、ＨＤＤ５３のデータベースには監視カメラ３側のメモリ３６に保持されている画像データのインデックス情報も登録されているため、監視カメラ３側のメモリ３６の画像データもローカルファイルとして掲載される。

そして、キーボード・マウス５５aの操作によってインデックスリストに掲載されている受信画像データ（連続記録画像）のファイルの閲覧要求を行うと、ＨＤＤ５３から要求されたファイルの画像データが読み出され、１コマ／秒のコマ落し画像が表示再生される（S23〜S25）。

また、キーボード・マウス５５aの操作によってインデックスリストに掲載されているアラーム時の画像のファイルに対する閲覧要求がなされると、閲覧用端末５は直ちに監視カメラ３へインデックス情報を伴ったファイル伝送要求を行う（S26,S27）。そのファイル伝送要求を受信した監視カメラ３側では、消去禁止処理によってメモリ３６に保持されているアラーム時の画像データの内のインデックス情報に対応した画像データを読出し、閲覧用端末５側へ伝送する（S29）。そして、閲覧用端末５ではその画像データ（６００コマ分＝２０秒間の画像データ）を表示再生させることになるが（S30,S31）、この実施形態の監視システムでは、この伝送時間帯においてのみフルフレームの画像データをそのまま表示させるための伝送帯域が必要とされる。即ち、広い伝送帯域をとって画像データを伝送させる時間は最長でも６０秒間（アラーム３回分）だけであり、その他の時間帯では１コマ／秒の画像データを伝送しているため、フルフレームの画像データを伝送する際の１／３０の帯域で足りることになる。

ところで、前記ステップS29における画像データの伝送は閲覧用端末５で表示再生させることを前提としているために広い伝送帯域が必要とされているが、閲覧用端末５でＨＤＤ５３に格納した後に表示再生するのであれば伝送速度を低くしてもよい。即ち、この実施形態の監視システムの場合、アラーム時の画像データをリアルタイムに閲覧用端末５へ伝送しているわけではなく、高々６０秒間程度の画像データであることも考慮すると、よほど緊急な表示再生が求められていない限り、ＨＤＤ５３に一旦格納させた後に表示再生させても大差はない。

そして、その場合におけるアラーム時の画像の閲覧手順は図６に示される。先ず、閲覧用端末５のＨＤＤ５３に格納されている１コマ／秒のコマ落し画像の閲覧手順に関しては図５のステップS21〜S25で説明したとおりであり、この場合は図５のステップS29〜S31が図６のステップS41〜S46に置き換わるだけである。閲覧用端末５から監視カメラ３側へファイル伝送要求がなされると、それを確認した監視カメラ３はメモリ３６の消去禁止処理されている画像データを読み出して閲覧用端末５へ伝送する（S26〜S28,S41）。

但し、その際のデータの伝送速度は、前記のように１コマ／秒のコマ落し画像データを伝送した際の伝送速度と同一とされる。閲覧用端末５では受信した画像データをＨＤＤ５３に格納し、全ての画像データが格納された後、キーボード・マウス５５aの操作によって再生指示がなされると、ＨＤＤ５３から表示Ｉ/Ｆ５６へ画像データが読み出されてアラーム時の画像がモニタ５６aに表示再生される（S42〜S46）。この場合、監視カメラ３と閲覧用端末５の間でのデータ伝送速度を常に前記コマ落し画像データの伝送速度に設定することができ、結果的に常に狭い伝送帯域しか使用しないために、ネットワークの効率的な利用が図れる。

本発明は監視カメラ側ユニットと閲覧用端末とがネットワークを介して接続された監視システムであって、監視カメラの撮像画像を通常はコマ落し画像データとして収録し、アラーム時にはフルフレームの画像データとして収録する方式の監視システムに適用できる。

本発明の実施形態に係る監視システムのネットワーク構成図である。監視カメラのシステム回路図である。閲覧用端末のシステム回路図である。監視状態における監視カメラと閲覧用端末の動作手順を示すフローチャートである。監視画像の閲覧を行う場合における監視カメラと閲覧用端末の動作手順を示すフローチャートである。監視画像の閲覧を行う場合（図５の場合の変形例）における監視カメラと閲覧用端末の動作手順を示すフローチャートである。従来技術に係る監視システムの監視状態における監視カメラと閲覧用端末の動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…ネットワーク、２-１〜ｎ…監視カメラ側ユニット、３-１〜ｎ…監視カメラ、４-１〜ｎ…センサ、５…閲覧用端末、３１…光学系、３２…撮像部、３３…圧縮処理部、３４，５１…ネットワークＩ/Ｆ、３５…センサＩ/Ｆ、３６，５４…メモリ、３７，５７…ＣＰＵ、３８，５８…バスライン、５２…伸長処理部、５３…ハードディスク装置（ＨＤＤ）、５５…入力Ｉ/Ｆ、５５a…キーボード・マウス、５６…表示Ｉ/Ｆ、５６a…モニタ。

Claims

監視カメラ側ユニットと閲覧用端末とがネットワークを介して接続された監視システムにおいて、
前記監視カメラ側ユニットは、撮像手段と、アラーム状態を検知してアラーム信号を出力するアラーム手段と、前記撮像手段から得られる画像データを圧縮するデータ圧縮手段と、前記圧縮された画像データをリングバッファ方式で記憶する記憶手段と、前記圧縮された画像データに対して画像フレームの間引き処理を施すフレーム間引き手段と、前記アラーム手段からアラーム信号を検出した時に、前記記憶手段におけるアラーム信号の検出時前後の各所定時間分の画像データについてそれぞれ消去禁止処理を施す記憶管理手段と、この記憶管理手段が前記消去禁止処理を施した際に、前記消去禁止処理が施された画像データのインデックス情報を生成するインデックス情報生成手段と、前記ネットワークを介して前記閲覧用端末との通信制御を行うネットワークインターフェイス手段とを備え、
前記アラーム信号を検出しない状態では前記フレーム間引き手段で間引き処理が施された画像データを、前記アラーム信号を検出した時には前記インデックス情報生成手段で生成されたインデックス情報を、また前記閲覧用端末から前記インデックス情報に基づくデータ伝送要求があった場合には前記インデックス情報に対応した画像データを、それぞれ前記ネットワークを介して前記閲覧用端末へ伝送し、
前記閲覧用端末は、前記監視カメラ側ユニットから前記ネットワークを介して供給された前記各画像データ及び前記インデックス情報をそれぞれ記録する記録手段と、前記各画像データを伸長するデータ伸長手段とを備え、
前記供給されたインデックス情報に基づいて前記監視カメラ側ユニットの消去禁止処理が施された画像データの伝送要求を行う
ことを特徴とする監視システム。
前記監視カメラ側ユニットのネットワークインターフェイス手段は、前記記憶手段の消去禁止処理が施された画像データを伝送する際の伝送速度を、前記フレーム間引き手段で間引き処理を施した画像データを伝送する際の伝送速度と同一に設定することとした請求項１に記載の監視システム。