JP2006109130A - Method for storing image data - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像データの記憶方法に関し、特に監視システム等、比較的長時間継続して記憶する、画像データの記憶方法に関する。 The present invention relates to a method for storing image data, and more particularly to a method for storing image data that is stored continuously for a relatively long time, such as a monitoring system.
近年、監視カメラを複数設置した監視装置を用いて、店舗あるいは住宅等で複数の場所を同時に監視して防犯等に役立てたり、工場等で複数の設備の運転状態を同時に監視して異常状態の発見等に役立てたりしている。監視者は、各監視カメラから送られてくる画像データを、モニタに分割出力等させることで、複数の場所を同時に監視できる。
しかし、監視者が24時間ずっとモニタを見ながら監視することは現実的ではない。そこで、複数の監視カメラが撮影した画像データを記憶装置に記憶しておき、記憶されている画像データを再生してモニタに分割表示等させることで、監視者が不在時の監視結果等を確認している。
このような監視装置では、比較的長時間継続して監視カメラからの画像データを記憶する必要があるため、大容量の記憶装置が必要となる。なお、近年では、記憶装置の大容量化とともに、MPEG等の画像データの圧縮技術も進み、長時間の画像データを記憶できるようになってきている。
In recent years, using surveillance devices with multiple surveillance cameras, it is possible to monitor multiple locations at the same time in stores or homes for crime prevention, etc. It is useful for discovery. The monitor can simultaneously monitor a plurality of places by causing the monitor to divide and output the image data sent from each monitoring camera.
However, it is not realistic for the supervisor to monitor while watching the monitor for 24 hours. Therefore, image data taken by multiple surveillance cameras is stored in a storage device, and the stored image data is reproduced and displayed on the monitor in a divided manner, thereby confirming the monitoring results when the supervisor is absent. is doing.
In such a monitoring device, it is necessary to store image data from the monitoring camera continuously for a relatively long time, and thus a large-capacity storage device is required. In recent years, along with the increase in capacity of storage devices, image data compression techniques such as MPEG have advanced, and it has become possible to store long-time image data.
特許文献1に記載の従来技術では、撮像カメラとして同期可能なMPEGカメラを用い、Iフレーム(フレーム内圧縮した画像データ)の送出タイミングと送出サイクルを設定できるようにして、各撮像カメラから同期させて画像データを出力させ、複数の撮像カメラからの画像データをフレーム切り替えしながら効率良く記憶、再生できる画像信号切り替え方法が提案されている。
なお、カメラが出力する画像データの単位はフレーム単位であってもフィールド単位であってもよいが、以下では「フレーム」を画像データの単位(フレーム=画像データ)として説明する。
The unit of the image data output from the camera may be a frame unit or a field unit. In the following description, “frame” will be described as a unit of image data (frame = image data).
特許文献1に記載した従来技術では、撮像装置は互いに同期させて画像データを出力させることができるとともに、撮像装置は得られた画像データをフレーム内圧縮して出力する。従って、特許文献1に使用する撮像装置は、同期出力手段(同期回路等)を備えていなければならない。また、特許文献1に使用する撮像装置は、画像データを圧縮して出力する圧縮手段(圧縮回路等)を備えていなければならない。
In the prior art described in
なお、同期出力手段や圧縮手段を備えていない一般的な撮像装置を複数用いて、画像データを圧縮させながら記憶する場合、最初は各撮像装置から同じタイミングで画像データが出力されていても、数時間あるいは数十時間と記憶を継続させていくと、撮像装置間の出力タイミングの「ずれ」が累積されていく。
一般的に動画の圧縮では、所定周期毎(所定数の画像データ毎)にフレーム内圧縮(対象の画像データ(フレーム)をそのまま圧縮)を行って記憶し、その他の画像データはフレーム間圧縮(対象の画像データ(フレーム)と、1つ前の画像データ(フレーム)との差分を求めて差分を圧縮)して記憶することで、記憶容量を大幅に小さくしている。
例えば撮像装置から1秒間に30フレームの画像データ(フレーム)を出力させ、30フレーム毎(1秒毎)にフレーム内圧縮して記憶し、その他の画像データをフレーム間圧縮して記憶している。
In addition, when storing image data while compressing using a plurality of general imaging devices that do not include a synchronization output unit or compression unit, even if image data is output at the same timing from each imaging device at first, When the storage is continued for several hours or several tens of hours, the “deviation” of the output timing between the imaging devices is accumulated.
In general, in compression of a moving image, intraframe compression (compressing target image data (frame) as it is) is stored every predetermined cycle (every predetermined number of image data), and other image data is compressed between frames ( By obtaining the difference between the target image data (frame) and the previous image data (frame) and compressing and storing the difference, the storage capacity is greatly reduced.
For example, 30 frames of image data (frames) are output from the imaging device per second, and the frames are compressed and stored every 30 frames (every second), and the other image data is compressed and stored between frames. .
撮像装置を同期出力で使用すれば、複数の撮像装置から出力される複数の画像データを同一のタイミングでフレーム内圧縮またはフレーム間圧縮することが可能である。しかし、撮像装置を非同期出力で使用した場合では、出力タイミングの「ずれ」が累積し、あるタイミングでは一部の画像データはフレーム内圧縮する必要があり、他の画像データはフレーム間圧縮する必要がある、という場合が発生し、制御手段の負荷が増加する。
また、記憶された画像データを再生する際、「ずれ」が発生していた場合では、あるタイミングでは圧縮された画像データを再生する場合、一部の画像データはフレーム内圧縮に対応する解凍処理を行う必要があり、他の画像データはフレーム間圧縮に対応する解凍処理を行う必要がある、という場合が発生し、処理負荷が大きくなり、好ましくない。
If the imaging device is used for synchronous output, it is possible to compress a plurality of image data output from a plurality of imaging devices at the same timing, or to perform intra-frame compression or inter-frame compression. However, when the imaging device is used with asynchronous output, the output timing “deviation” accumulates, and some image data needs to be compressed within a frame, and other image data needs to be compressed between frames. Occurs, and the load on the control means increases.
In addition, when the stored image data is reproduced, if a “deviation” has occurred, if the compressed image data is reproduced at a certain timing, a part of the image data is decompressed corresponding to the intra-frame compression. It is necessary to perform the decompression process, and other image data needs to be decompressed corresponding to the inter-frame compression, which increases the processing load, which is not preferable.
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、複数の撮像装置を互いに非同期で用いて画像データをフレーム内圧縮またはフレーム間圧縮で圧縮して記憶する場合において、フレーム内圧縮する画像データを適切に選定することができる画像データの記憶方法を提供することを課題とする。 The present invention has been devised in view of such points, and in the case where a plurality of imaging devices are used asynchronously with each other, the image data is compressed and stored by intraframe compression or interframe compression. It is an object of the present invention to provide an image data storage method capable of appropriately selecting image data to be processed.
上記課題を解決するための手段として、本発明の第1発明は、請求項1に記載されたとおりの画像データの記憶方法である。
請求項1に記載の画像データの記憶方法では、各々のタイマを基準として所定時間間隔で画像データを出力する複数の撮像装置を用い、各撮像装置から次々と出力される画像データを、それぞれフレーム内圧縮またはフレーム間圧縮のいずれかに選択して圧縮した圧縮画像データを作成して記憶する画像データの記憶方法であって、いずれか1つの撮像装置からの画像データが所定数に達する毎に、各撮像装置からの画像データを、撮像装置毎に1つフレーム内圧縮して記憶する。
また、他の画像データについては、撮像装置毎にフレーム間圧縮して記憶する。
As means for solving the above-mentioned problems, a first invention of the present invention is a method for storing image data as set forth in
The image data storage method according to
Further, other image data is stored after being compressed between frames for each image pickup apparatus.
請求項1に記載の画像データの記憶方法を用いれば、複数の撮像装置を互いに非同期で使用した場合において、長時間の記憶の継続による累積された「出力タイミングのずれ(フレーム内圧縮する画像データの間の時間差)」を、ほぼ出力周期の1周期以内に収めることができる(図3及び図4参照)。
このように、複数の非同期の撮像装置から出力される各画像データに対して、フレーム内圧縮を行うタイミングをほぼ同じタイミング(出力周期の1周期以内)にすることで、処理負荷のばらつきを抑制することができる。
According to the image data storage method of
In this way, variations in processing load are suppressed by making the intra-frame compression timing almost the same timing (within one cycle of the output cycle) for each image data output from a plurality of asynchronous imaging devices. can do.
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図1は、本発明の画像データに記憶方法を適用した画像データ記憶装置1の構成及び動作を示している。
●[画像データ記憶装置の構成及び動作(図1)]
画像データ記憶装置1は、複数の撮像装置10a及び10b(例えばCCDカメラであり、以下カメラ10a、カメラ10bと記載する)と、撮像装置毎に設けられた圧縮手段20a及び20b(例えば圧縮用のIC)と、制御手段30(以下、CPU30と記載する)と、記憶手段40(例えばHard Disk Drive)とで構成されている。なお、図1に示す例は、2台の撮像装置で構成した例を示しているが、3台以上の撮像装置で構成してもよい。以下の説明では、2台の撮像装置(カメラ10a、カメラ10b)を用いた例を説明する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration and operation of an image
● [Configuration and operation of image data storage device (Fig. 1)]
The image
カメラ10a及び20bは、所定時間間隔(例えば1/30秒)で、次々と画像データを出力する。なお、本実施の形態では、画像データの単位をフレーム(コマ)として説明する。
なお、本実施の形態では、カメラ10aとカメラ10bは互いに非同期、すなわち各々が互いに非同期であり、カメラ10aはカメラ10aの内部タイマを基準にして所定時間間隔で画像データ(Da[i]、Da[i+1]、Da[i+2]・・)を圧縮手段20aに出力し、カメラ10bはカメラ10bの内部タイマを基準にして所定時間間隔で画像データ(Db[i]、Db[i+1]、Db[i+2]・・)を圧縮手段20bに出力する。
圧縮手段20a(20b)には、CPU30から圧縮法切替信号22a(22b)と圧縮画像データ出力信号24a(24b)とが入力されている。CPU30は、圧縮法切替信号22a(22b)にて圧縮手段20a(20b)に入力された画像データを、フレーム内圧縮にて圧縮するか、フレーム間圧縮にて圧縮するかを選択することができる。
The
In the present embodiment, the
The compression means switching signal 22a (22b) and the compressed image
またCPU30は、圧縮画像データ出力信号24a(24b)にて、圧縮手段20a(20b)にて作成された圧縮画像データの出力の許可または禁止を制御することができる。許可にした場合は圧縮画像データが圧縮手段20a(20b)からCPU30に入力され、禁止にした場合は圧縮画像データは圧縮手段20a(20b)からCPU30に入力されない。
CPU30は、圧縮手段20a及び20bに、圧縮法切替信号22a及び22bを適切に切り替えて出力するとともに、圧縮画像データ出力信号24a及び24bを許可状態で出力し、圧縮画像データ(Pa[i]、Pa[i+1]、Pa[i+2]・・、及びPb[i]、Pb[i+1]、Pb[i+2]・・)を取り込むとともに記憶手段40に記憶する。
Further, the
The
●[理想状態における画像データの記憶方法(図2)]
次に図2を用いて、理想状態における画像データの記憶方法について説明する。なお、「理想状態」とは、カメラ10aとカメラ10bの内部タイマが完全に同じ間隔で時を刻んでいる場合(カメラ10aからの画像データの出力周期Ta=カメラ10bからの画像データの出力周期Tb)を示しており、2台のカメラから出力される画像データの時間差(図2中のDLY)は、常時同一の時間差である場合をいう。また、以下では「画像データ」を「フレーム」という。
● [Image data storage method in ideal condition (Fig. 2)]
Next, a method for storing image data in an ideal state will be described with reference to FIG. The “ideal state” means that the internal timers of the
図2〜図4に示す例は、フレーム内圧縮を行う周期T[i+n]が例えば1秒である。また図2では、カメラ10aとカメラ10bが理想状態において1/30秒毎にフレームを出力している状態を示している。また各フレームの上に記載した数字(1〜30)は、周期T[i+n]が始まってからm番目のフレームであることを示している。
この例では、周期T[i+n]の先頭のフレーム(図2中のフレーム「1」)をフレーム内圧縮で圧縮し、他のフレーム(図2中のフレーム「2」〜「30」)を、カメラ毎に直前のフレームとの差分を圧縮するフレーム間圧縮で圧縮し、記憶手段40に記憶している。
また、カメラから出力されるフレームの周期をフレーム周期Ta(フレーム周期Tb)と記載し、フレーム内圧縮する周期(フレームが30個毎の周期)を圧縮周期T[i+n]と記載する。
In the example shown in FIGS. 2 to 4, the period T [i + n] for performing the intra-frame compression is, for example, 1 second. FIG. 2 shows a state in which the
In this example, the first frame of the period T [i + n] (frame “1” in FIG. 2) is compressed by intraframe compression, and the other frames (frames “2” to “30” in FIG. 2) are For each camera, the difference from the immediately preceding frame is compressed by inter-frame compression and stored in the storage means 40.
In addition, the period of the frame output from the camera is described as a frame period Ta (frame period Tb), and the period for compression within the frame (period for every 30 frames) is described as a compression period T [i + n].
理想状態(フレーム周期Ta=フレーム周期Tb)においては、2台のカメラから出力されるフレームの相対的な時間差(図2中のDLY)は一定である。このため、データの記憶時、及び記憶されたデータの再生時において、記憶時ではほぼ同じタイミングでフレーム内圧縮された圧縮画像データを記憶するとともに、再生時ではほぼ同じタイミングでフレーム内圧縮された圧縮画像データを解凍することができる。同じタイミングで同一形式の圧縮画像データの処理を行うことで、同じタイミングで異なる形式の圧縮画像データの処理を行うよりも、処理負荷を低減することができる。
しかし、複数のカメラを非同期で使用して、フレーム周期を同一出力周期に設定しても、各々のカメラの内部タイマは実際には微妙に「ずれ」を有している場合が多い。数時間及び数十時間もの長時間、画像データの記憶を継続すると、その「ずれ」が累積される。そこで、以下に説明する方法にて、その累積された「ずれ」を補正する。
In an ideal state (frame cycle Ta = frame cycle Tb), the relative time difference (DLY in FIG. 2) between frames output from the two cameras is constant. For this reason, at the time of data storage and at the time of reproduction of the stored data, the compressed image data compressed in the frame at the same timing is stored at the time of storage, and the image is compressed at the same timing at the time of reproduction. The compressed image data can be decompressed. By processing compressed image data of the same format at the same timing, the processing load can be reduced compared to processing of compressed image data of a different format at the same timing.
However, even when a plurality of cameras are used asynchronously and the frame period is set to the same output period, the internal timer of each camera often has a subtle “deviation” in practice. When the image data is continuously stored for a long time of several hours or several tens of hours, the “deviation” is accumulated. Therefore, the accumulated “deviation” is corrected by the method described below.
●[フレーム周期Ta<フレーム周期Tbの場合(図3)]
次に図3を用いて、カメラ10aのフレーム周期Taの方が、カメラ10bのフレーム周期Tbよりも短い場合について説明する。
例えば基準となるカメラをカメラ10aに設定する。この場合、フレーム周期Taの方がフレーム周期Tbよりも短いため、各々30フレーム毎にフレーム内圧縮して記憶する処理(その他のフレームをフレーム間圧縮して記憶する処理)を長時間継続していると、図3中の「ずれ(実際)」に示すように、徐々に「ずれ(実際)」が大きくなる(カメラ10aからのフレーム出力タイミングに対して、カメラ10bからのフレーム出力タイミングが徐々に遅れていく)。
そこで、基準に設定したカメラ(この場合、カメラ10a)から出力されるフレームを30個毎(30フレーム毎)のタイミングでフレーム内圧縮して記憶するとともに、基準でないカメラ(この場合、カメラ10b)から出力されるフレームについては、当該タイミングの次に出力されたフレームをフレーム内圧縮して記憶するように補正する。
● [When frame period Ta <frame period Tb (FIG. 3)]
Next, the case where the frame period Ta of the
For example, the reference camera is set to the
Therefore, the frame output from the camera set as the reference (in this case, the
図3では、カメラ10aを基準に設定したので、カメラ10aのフレーム「1」〜フレーム「30」が圧縮周期T[i+n]となる。
例えば図3において、圧縮周期T[i+1]では、カメラ10aのフレーム「1」をフレーム内圧縮して記憶し、カメラ10bのフレームについては、カメラ10aのフレーム「1」の開始のタイミングから最初に入力されたフレーム(この場合、補正前におけるカメラ10bのフレーム「30」)をフレーム「1」(補正後)としてフレーム内圧縮して記憶する。
従って、この場合、圧縮周期T[i]では、カメラ10bから出力されて記憶されたフレーム数は、30個でなく29個となるが、1秒間に30フレームで再生している際、ある1秒期間では29フレームになったとしても、ほとんど気付くことはない。従って、1秒間のフレーム数が時々29個となっても特に実質的な問題はない。
In FIG. 3, since the
For example, in FIG. 3, in the compression cycle T [i + 1], the frame “1” of the
Therefore, in this case, in the compression cycle T [i], the number of frames output and stored from the
●[フレーム周期Ta>フレーム周期Tbの場合(図4)]
次に図4を用いて、カメラ10aのフレーム周期Taの方が、カメラ10bのフレーム周期Tbよりも長い場合について説明する。
例えば基準となるカメラをカメラ10aに設定する。この場合、フレーム周期Taの方がフレーム周期Tbよりも長いため、各々30フレーム毎にフレーム内圧縮して記憶する処理(その他のフレームをフレーム間圧縮して記憶する処理)を長時間継続していると、図4中の「ずれ(実際)」に示すように、徐々に「ずれ(実際)」が大きくなる(カメラ10aからのフレーム出力タイミングに対して、カメラ10bからのフレーム出力タイミングが徐々に進んでいく)。
そこで、上記と同様に、基準に設定したカメラ(この場合、カメラ10a)から出力されるフレームを30個毎(30フレーム毎)のタイミングでフレーム内圧縮して記憶するとともに、基準でないカメラ(この場合、カメラ10b)から出力されるフレームについては、当該タイミングの次に出力されたフレームをフレーム内圧縮して記憶するように補正する。
[When frame period Ta> frame period Tb (FIG. 4)]
Next, the case where the frame period Ta of the
For example, the reference camera is set to the
Therefore, in the same manner as described above, the frames output from the camera set as the reference (in this case, the
図4では、カメラ10aを基準に設定したので、カメラ10aのフレーム「1」〜フレーム「30」が圧縮周期T[i+n]となる。
例えば図4において、圧縮周期T[i+1]では、カメラ10aのフレーム「1」をフレーム内圧縮して記憶し、カメラ10bのフレームについては、カメラ10aのフレーム「1」の開始のタイミングから最初に入力されたフレーム(この場合、補正前におけるカメラ10bのフレーム「2」)をフレーム「1」(補正後)としてフレーム内圧縮して記憶する。なお、直前に位置するカメラ10bのフレーム「1」(補正前)はフレーム「31」(補正後)としてフレーム間圧縮する。
従って、この場合、圧縮周期T[i]では、カメラ10bから出力されて記憶されたフレーム数は、30個でなく31個となるが、1秒間に30フレームで再生している際、ある1秒期間では31フレームになったとしても、ほとんど気付くことはない。従って、1秒間のフレーム数が時々31個となっても特に実質的な問題はない。
In FIG. 4, since the
For example, in FIG. 4, in the compression cycle T [i + 1], the frame “1” of the
Therefore, in this case, in the compression cycle T [i], the number of frames output and stored from the
以上、本実施の形態にて説明した画像データの記憶方法を用いれば、フレーム周期Ta<フレーム周期Tbの場合であっても、フレーム周期Ta>フレーム周期Tbの場合であっても、いずれか1つのカメラからのフレームが所定数に達する毎に、各カメラからのフレームを、カメラ毎に1つフレーム内圧縮して記憶し、他のフレームについては、カメラ毎にフレーム内圧縮して記憶する。
また、互いに非同期である複数のカメラを用いても、各々のカメラによるフレームの出力タイミングにおける累積された「ずれ」を適切に補正することができる。これにより、各カメラに対するフレーム内圧縮するフレームの間の時間差を、ほぼフレーム出力周期の1周期以内に収めることができる(図3及び図4)。
これにより、画像データを記憶する場合、及び記憶された画像データを再生する場合において、制御手段の処理負荷のばらつきを抑制することができる。
As described above, when the image data storage method described in the present embodiment is used, either the case of frame period Ta <frame period Tb or the case of frame period Ta> frame period Tb, either 1 Each time the number of frames from one camera reaches a predetermined number, one frame from each camera is compressed and stored for each camera, and the other frames are stored and compressed for each camera.
Further, even when a plurality of cameras that are asynchronous with each other are used, the accumulated “deviation” in the output timing of the frames by each camera can be appropriately corrected. As a result, the time difference between the frames to be compressed in each frame for each camera can be kept within approximately one cycle of the frame output cycle (FIGS. 3 and 4).
Thereby, in the case of storing the image data and in the case of reproducing the stored image data, it is possible to suppress variations in the processing load of the control means.
本発明の画像データの記憶方法は、本実施の形態で説明した構成、処理方法等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
本実施の形態では、2台のカメラ(互いに非同期のカメラ10a及びカメラ10b)を用いた例にて説明したが、3台以上のカメラ(互いに非同期)を用いた場合にも適用することができる。
また、本実施の形態の説明に用いた数値等は一例であり、この数値等に限定されるものではない。
The image data storage method of the present invention is not limited to the configuration and processing method described in the present embodiment, and various modifications, additions, and deletions can be made without changing the gist of the present invention.
In this embodiment, the example using two cameras (
In addition, the numerical values and the like used in the description of the present embodiment are examples, and are not limited to these numerical values and the like.
本発明の画像データの記録方法は、監視装置等、複数の撮像装置からの画像データを記憶する種々の記録装置に適用することができる。 The image data recording method of the present invention can be applied to various recording devices that store image data from a plurality of imaging devices such as a monitoring device.
1 画像データ記憶装置
10a、10b カメラ(撮像装置)
20a、20b 圧縮手段
30 CPU(制御手段)
40 記憶手段
1 Image
20a, 20b Compression means 30 CPU (control means)
40 storage means
Claims (1)
いずれか1つの撮像装置からの画像データが所定数に達する毎に、各撮像装置からの画像データを、撮像装置毎に1つフレーム内圧縮して記憶し、
他の画像データについては、撮像装置毎にフレーム間圧縮して記憶する、
ことを特徴とする画像データの記憶方法。
Using a plurality of imaging devices that output image data at predetermined time intervals with each timer as a reference, the image data output one after another from each imaging device is selected as either intra-frame compression or inter-frame compression, respectively. A method of storing image data for creating and storing compressed compressed image data,
Each time image data from any one of the imaging devices reaches a predetermined number, the image data from each imaging device is compressed and stored in one frame for each imaging device,
For other image data, each frame is compressed and stored for each imaging device.
An image data storage method characterized by the above.
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