JP2006121320A

JP2006121320A - 全方位監視カメラ装置

Info

Publication number: JP2006121320A
Application number: JP2004305929A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ebato; 尚江波戸
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】全方位の画像を記録として残しながら重要度の高い動体画像のみを高画質で記録する監視カメラ装置を提供する。
【解決手段】第１撮影装置１２で撮影された広角画像（画像データ）は時系列で連続した静止画像の集まりとしてＪＰＥＧ圧縮などの処理を行い、第１記録装置１４で記録される。通常監視時においては、第１撮影装置１２から送られる監視画像、すなわち広角撮影画像を第１記録装置１４で記録しながら、同時に画像変換装置１６において広角撮影画像の一部を範囲指定し、目視可能な通常画角の再生画像２４に変換する。変換され、通常画像となった再生画像は表示装置１８に表示され、例えば監視者によって侵入者の有無や異常の発生などが監視者によりモニターされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、全方位監視カメラ装置に関する。

従来より一般的なビデオカメラ画像を記録する通常の監視システムと広角レンズまたは凸面ミラーを使用して１８０°／３６０°の全方位を監視する全方位カメラシステムが存在する。

全方位カメラ装置の画像は撮影光学系に広角レンズ（あるいは魚眼レンズ）や凸面ミラーなどを使用しているため歪曲が大きく、そのままでは撮影された画像に写っている被写体が何であるかを判別するのが困難である。通常はこの撮影画像を画像変換により一般のカメラで撮影したと同様の歪みのない投射画像に変換して監視・記録を行う必要がある。全方位カメラの画像に電子的な補正を行い、画像の一部のみをひずみのない正常の遠近像に変換し、選択した視野全体のパン・傾斜・回転・ズーム等を電子的に行ったり、パノラマ画像や透視画像へ変換を行う全視野カメラが提案されている（例えば特許文献１、２参照）。あるいは前記画像変換をソフトウェアではなく専用のハードウェアで処理を行うシステムも提案されている（例えば特許文献３参照）。

しかし、これらの画像変換・記録の際、通常は着目する監視領域以外の画像は記録手段を持たないため廃棄され、監視結果として残されることはない。例えば無人で自動監視を行う場合などには着目領域外での動きは事実上監視されないことになり、情報として残らないため後になって参照したい事態が発生しても画像として再生することができない。

すなわち図５に示すように撮影装置１１０で撮影された広角画像は画像変換装置１１２にて投射画像（通常画像）に変換され、ビデオ信号として記録装置１１４に記録される。広角画像が投射画像に変換される際は画像全体のうちの着目する監視領域のみが選択され、それ以外は使用されない（廃棄される）。記録された投射画像は表示装置１１６で目視可能な投射画像として表示される。当然、後に再生可能な画像は記録装置１１４にて記録された投射画像（通常画像）のみとなる。

つまり、図３の元画像１００を撮影した広角撮影画像１０２は、そのままでは判別しにくいので一部分を選択して歪みのない画像に変換し、記録画像１０４として切り出しながら監視を行うので、画像を再生すると注視した監視領域である記録画像１０４（＝監視画像）のみが再生され、その領域外はそもそも記録されていないので後になって確認することは不可能となる。

また、着目する監視領域以外の画像をも含む全方位画像をそのまま記録すれば記録データ量が膨大なものとなってしまう。

上記の問題を考慮し、全方位の画像を記録しながら記録データ量を抑えた構成の監視カメラ装置が発明者らによって考案されている。すなわち、図４、図５に示すように天井や壁面に固定された撮影装置１１２によって、元画像１２０を含む全方位の画像を広角撮影画像１２２として撮影する。撮影装置１１２で撮影された広角画像（画像データ）は時系列で連続した静止画像の集まりとしてＪＰＥＧ圧縮などの処理を行い、記録装置１１４で記録される。記録される画像は撮影装置１１２で撮影された広角撮影画像１２２そのままであり、周辺部に至るまで撮影領域に含まれる範囲は全て記録される。

通常監視時においては、広角撮影画像１２２を記録装置１１４で記録しながら、同時に画像変換装置１１６において広角撮影画像１２２の一部を範囲指定し、目視可能な通常画角の再生画像１２４に変換する。変換され、通常画像となった再生画像１２４は表示装置１１８に表示され、例えば監視者によって侵入者の有無や異常の発生などがモニターされ、特に注視すべき監視領域を重点的に監視することができる。このとき変換される画像は元の広角撮影画像１２２の一部であるが、記録装置１１４では広角撮影画像１２２の全部を記録しているので、後に画像を再生する際には記録時に注視した監視領域以外の箇所の画像であっても再生可能であり、データが廃棄されて再生不可能になる箇所はない。

しかしながら、元の監視映像を広角カメラで撮影した場合、上記のように広角撮影画像１２２を通常の再生画像１２４への画像変換が必要であり、且つ広角撮影画像１２２の一部だけを選択して表示するために画像拡大処理を伴うため、実質的な解像度の低下が生じ画像が劣化してしまう。
特開２０００−８３２４２号公報特開２００１−３３１７８９号公報特開２００１−３３３３０３号公報

本発明は上記事実を考慮し、全方位の画像を記録として残しながら重要度の高い動体画像のみを高画質で記録する監視カメラ装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の監視カメラ装置は、全方位の画像を撮影可能な広角レンズまたは凸面ミラーを使用した第１撮像手段と、通常画角の画像を撮影可能な第２撮像手段と、前記第１撮像手段で撮影した全方位画像を時系列に連続する静止画像として圧縮データを記録する第１記録手段と、前記全方位画像を解像度変換処理により通常画角の画像に変換する画像変換手段と、前記全方位画像内の動作物を検出する動体検出手段と、前記動体検出手段により動体が検出された際に前記第２撮像手段を前記動作物に向ける方向制御手段と、前記第２撮像手段で撮影された画像を記録する第２記録手段と、を備えたことを特徴とする。

上記構成の発明では、第１撮像手段で監視する全方位画像内にて検出された動体を第２撮像手段で通常画像として記録することで、全方位を監視・記録しながら重要度の高い動体画像のみを別途高画質で記録できる。

請求項２に記載の監視カメラ装置は、前記動体検出手段により動体が検出された時のみ前記第２撮像手段による撮影および前記第２記録手段による記録を行うことを特徴とする。

上記構成の発明では、動体検出手段により動体が検出された時のみ第２撮像手段で撮影、第２記録手段に記録することで、動体監視に使用する記録領域を削減できる。

以上説明したように、本発明によれば、全方位の画像を記録として残しながら重要度の高い動体画像のみを高画質で記録する監視カメラ装置とできる。

図１には本発明の第１実施形態に係る監視カメラ装置のブロック図が示されている。

図１に示すように、監視カメラ装置１０は全方位を監視する全方位監視部１１と、動体が検出された部位のみを注視する局部監視部１３との２つのブロックからなる。

すなわち、全方位監視部１１は広角レンズ（あるいは魚眼レンズ）または凸面鏡を備え水平３６０°／垂直１８０°程度の画角をもつ第１撮影装置１２と、第１撮影装置１２から送られる広角画像データをＪＰＥＧなどの圧縮した静止画像データとして記録する第１記録装置１４、前記圧縮静止画像データまたは圧縮しない広角画像データを目視可能な通常画角の画像に変換する画像変換装置１６と、画像変換装置１６で通常画角に変換された画像を表示する表示装置１８から構成される。

局部監視部１３は前記第１撮影装置１２と併設され通常画角（あるいはズームレンズで望遠〜標準をカバーする）をもつ第２撮影装置２６と、第２撮影装置２６をアクチュエータ等で撮影方向制御可能に保持する架台２４と、第１撮影装置１２から送られる広角画像データから動体を検出する動体検出装置２０と、架台２４を制御して検出された動体の方向に第２撮影装置２６を向ける方向制御装置２２と、第２撮影装置２６で撮影された画像を記録する第２記録装置２８から構成される。

本実施例における画像記録・再生の手順は以下の通りである。

図１および図２のように、まず天井や壁面に固定された第１撮影装置１２によって、全方位（例えば水平方向３６０°、垂直方向１８０°）の状況、すなわち元画像５０を含む全方位の画像（監視画像１）を広角撮影画像５２として撮影する。

第１撮影装置１２で撮影された広角画像（画像データ）は時系列で連続した静止画像の集まりとしてＪＰＥＧ圧縮などの処理を行い、第１記録装置１４で記録される。記録される画像は第１撮影装置１２で撮影された広角撮影画像５２そのままであり、周辺部に至るまで撮影領域に含まれる範囲は全て記録されるので、記録された画像を再生する際にデータが廃棄されているために再生不可能になることはない。

通常監視時においては、第１撮影装置１２から送られる監視画像１、すなわち広角撮影画像５２を第１記録装置１４で記録しながら、同時に画像変換装置１６において広角撮影画像５２の一部を範囲指定し、目視可能な通常画角の再生画像２４に変換する。変換され、通常画像となった再生画像５６は表示装置１８に表示され、例えば監視者によって侵入者の有無や異常の発生などが監視者によりモニターされる。

このとき変換される画像は元の広角撮影画像５２の一部であるが、第１記録装置１４では広角撮影画像５２の全部を記録しているので、後に画像を再生する際には再生時に注視した領域以外の箇所の画像であっても再生可能であり、データが廃棄されて再生不可能になる箇所はない。

また本実施例では、第１記録装置１４において元画像の画素数をそのまま、静止画像として約２００万画素程度の高解像画像の圧縮データ形式で保存している。これはＶＧＡ（３５万画素）の約９倍の画素数であり、これにより従来のビデオ信号変換して記録する方式に比較して削除される領域が生じず、且つビデオ信号の解像度に制限された詳細情報の消失もない。このため再生画像５６の画質を改善できる。

しかしながら再生画像５６は広角撮影画像５２から通常の再生画像５６へ画像変換が必要であり、かつ広角撮影画像５２の一部のみを選択して表示するための拡大処理を伴うので、画像解像度の低下は不可避である。

また広角撮影画像５２を画像変換し、再生画像５６とする際に範囲指定される画像の位置によって元となる広角撮影画像５２の歪み具合が変わるため、再生画像５６内における解像度も均一にならない。よって本来重視すべき、注視した領域の画質が劣化するという問題が発生する。

そこで本発明では上記の問題を解決するため、動体の検出などで要監視領域とされた範囲の画像を別途設けた専用の撮影装置にて撮影し、画像記録することによって、最も重要な領域の画像を高画質で記録できる局部監視部を備えたことを特徴とする。

前述のように通常監視が行われている際に、監視領域（監視画像１）内に動体Aを検出した場合、侵入者や異常の発生などの可能性が考えられる。

そのため第１撮影装置１２から送られる広角撮影画像５２から時系列で得られる画像の差分演算により動体検出装置２０にて動体検出を行い、広角撮影画像５２中の動体Ａの検出位置を計算により求める。

動体検出装置２０にて得られた動体Ａの位置をもとに方向制御装置２２が架台２４を制御し、第２撮影装置２６を動体Ａの方向に向ける。このとき動体検出装置２０が動体Ａの検出と共に第２記録装置２８に記録開始の指示を行うようにすれば、必要な画像情報、すなわち動体Ａが検出された時の画像のみを記録できるので画像記録情報量を効果的に削減できる。

架台２４が第２撮影装置２６を動体Ａの方向に向けて撮影を行うことにより、検出された動体Ａを中心とする撮影画像５４（監視画像２）が得られる。この撮影画像５４は第２撮影装置２６で撮影された画像そのままであり、再生画像５６のような画像変換を行っていない。このため撮影画像５４は解像度の低下・不均一などの問題が発生せず、良好な画質で撮影画像５４を記録することができる。

また第１記録装置１４では圧縮した静止画像の連続として広角撮影画像５２を記録するが、静止画像の代わりに動画として記録するようにしてもよい。逆に第２記録装置２８では動画としてビデオ信号での記録を行うが、圧縮した静止画像の連続として撮影画像５４を記録してもよい。

第１記録装置１４で記録された広角撮影画像５２を後で確認する場合もまた通常監視時と同様、圧縮静止画像として記録された広角撮影画像５２に対して表示領域（表示範囲）を任意に設定し、画像変換装置１６で目視可能な通常画角の再生画像５６に変換する。このとき、記録された広角撮影画像５２は撮影範囲の全部が記録されているので、表示領域や表示倍率を任意に設定できる。

さらに、第２撮影装置２６にズームレンズを使用して撮影倍率を可変とすることで、動体Ａが小さい場合や逆に広範囲にわたって存在する場合などに対応可能で、かつ高画質な撮影画像・記録画像とすることができる。

上記の構成により、本実施形態では広角撮影による全方位監視機能と、注視領域のみを高画質で記録する通常撮影による高画質監視機能とを両立させることができる

図１は、実施形態１に係る監視カメラ装置の構成を示すブロック図である。図２は、実施形態１に係る監視カメラ装置の画像変換を示す図である。図３は、従来の監視カメラ装置の画像変換を示す図である。図４は、従来の監視カメラ装置の画像変換を示す図である。図５は、従来の監視カメラ装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０監視カメラ装置
１１全方位監視部
１２第１撮影装置
１３局部監視部
１４第１記録装置
１６画像変換装置
１８表示装置
２０動体検出装置
２２方向制御装置
２４架台
２６第２撮影装置
２８第２記録装置

Claims

全方位の画像を撮影可能な広角レンズまたは凸面ミラーを使用した第１撮像手段と、
通常画角の画像を撮影可能な第２撮像手段と、
前記第１撮像手段で撮影した全方位画像を時系列に連続する静止画像として圧縮データで記録する第１記録手段と、
前記全方位画像を解像度変換処理により通常画角の画像に変換する画像変換手段と、
前記全方位画像内の動作物を検出する動体検出手段と、
前記動体検出手段により動体が検出された際に前記第２撮像手段を前記動作物に向ける方向制御手段と、
前記第２撮像手段で撮影された画像を記録する第２記録手段と、を備えたことを特徴とする全方位監視カメラ装置。
前記動体検出手段により動体が検出された時のみ前記第２撮像手段による撮影および前記第２記録手段による記録を行うことを特徴とする請求項１に記載の全方位監視カメラ装置。