JP2006174216A - 映像監視システム及びその校正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 設置条件に即した自己校正・調整が簡易にでき、機器の経年変化に対する特性劣化を自己校正することで系統的な誤差要因を改善し、信頼性を確保・維持し誤検出を防ぐことができる映像監視システム及びその校正方法を提供する。
【解決手段】 被監視域で発生した音を電気信号に変換するマイク装置１０１と、電気信号の強度と音圧レベルとの関係を予め規定した変換特性に基づいて、マイク装置１０１からの電気信号を音響信号に変換する信号増幅部１０２と、被監視域内における音源位置の方向を求める音源方向算出部１０４と、音源位置の方向に照準を合わせて撮像するカメラ装置１０７とを有し、スピーカ１０６と、予め定めた基準音圧レベルに相当する校正用音響信号による音をスピーカ１０６から発生させ、これをマイク装置１０１により測定した測定音圧レベルが基準音圧レベルと略一致するように変換特性を調整する校正処理部１１４とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクと監視カメラを用いて被監視域内で発生する特定の事象を検知する映像監視システムにおいて、測定する音圧の校正を可能にした映像監視システム及びその校正方法に関するものである。

従来の、集音手段を有して同集音手段からの音響情報を用いて監視を行う映像監視システムとしては、例えば図１１に示すものがある。映像監視システム１は、集音マイク装置２Ａ、２Ｂ、…と、音声送信部３Ａ、３Ｂ、…と、監視カメラ装置４Ａ、４Ｂ、…を被監視場所に配して構成される一方、システム監視制御局には中央制御装置５が備えられている。中央制御装置５には、監視カメラ装置４Ａ、４Ｂ、…からの被監視場所における映像情報に加え、該被監視場所内で発生する音響情報を集音マイク装置１Ａ、１Ｂ、…から集音する音響情報が入力されることにより、集音した音の音圧レベルの差から音響事象の発生位置（音源位置）を特定し、該位置方向への監視カメラ装置の旋回、ズーム制御等を行う、また、音響情報は映像情報の記録と共に記録され、あるいは映像情報の記録を開始するトリガとしても機能する。その結果、一つには被監視場所における事象の状況把握の遅れが改善され、一つには状況の見落としの改善が図れ、一つには監視者の負担軽減効果をもたらし、一つには長時間記録の無駄を改善する効果を得ることができる（例えば特許文献１参照）。

また、他の例として、図１２に示すような映像監視システムがある。この映像監視システム６は、監視カメラ装置７と集音手段である集音マイク装置８Ａ，８Ｂ、集音マイク装置８Ａ，８Ｂからの音響情報の音圧変動を算出する変動量算出手段９、集音マイク装置８Ａ，８Ｂへの音響情報の到達時間差を算出し、音響情報の到来方向を算出する方向算出手段１０、方向算出手段１０からの情報に基づき監視カメラ装置７の方向を制御する方向制御器１１から構成される。この変動量算出手段９が、第１の時間長における音響情報のレベルの平均と、該第１の時間長より長い第２の時間長における音響情報のレベルの平均との差分を算出することにより、周囲騒音に影響されずに音源方向に監視カメラ装置７の撮像方向を的確に合わせるようにできる。また特定周波数帯域毎に前記変動量を算出し、周波数帯域毎に変動量の大小を判定し、方向算出することで同様に誤検出を低減し周囲騒音から影響されずに音源方向にカメラの撮像方向を的確に合わせることを可能にしている（例えば特許文献２参照）。
特開２００２−８４５３０号公報（第２−４頁、第１図） 特開２００３−３２４７２２号公報（第２−３頁、第１図）

しかしながら、上記従来の映像監視システムにおいては、集音手段の校正、あるいは音響情報に関する校正手段に対して何ら考慮されていないため、システム自体に校正手段・校正機能を有していない。つまり、映像監視システム機器の経年変化に対する特性劣化に起因する信頼性の低下や、設置初期からの設置・動作環境の変更、例えばレイアウト変更やそれに類する変更に伴う音響環境（反射あるいは吸収特性環境）の変化から派生する信頼性の低下、さらには初期設置における個々の設置条件（場所）の違いによる音響環境の差異への対処等が何らとられていないという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、設置条件に即した自己校正・調整が簡易にでき、機器の経年変化に対する特性劣化を自己校正することで系統的な誤差要因を改善し、信頼性を確保・維持し誤検出を防ぐことができる映像監視システム及びその校正方法を提供することを目的とする。

上記目的は本発明に係る下記構成により達成される。
（１） 被監視域で発生した音を測定して電気信号に変換するマイクと、前記電気信号の強度と音圧レベルとの関係を予め規定した変換特性に基づいて、前記マイクから出力される電気信号を音圧レベルを表す音響信号に変換する信号処理手段と、前記音響信号に基づいて前記被監視域内における音源の位置を求める音源位置算出手段と、求めた音源位置の方向に照準を合わせて撮像する撮像手段とを有する映像監視システムであって、入力信号に基づく音を発生するスピーカと、予め定めた基準音圧レベルに相当する校正用音響信号による音を前記スピーカから発生させ、該スピーカからの音を前記マイクにより測定して得られる測定音圧レベルが前記基準音圧レベルと略一致するように前記変換特性を調整する音圧レベル校正手段と、を備えたことを特徴とする映像監視システム。

この映像監視システムによれば、予め定めた基準音圧レベルに相当する校正用音響信号による音をスピーカから発生させて、このスピーカからの音をマイクにより測定して得た測定音圧レベルが基準音圧レベルと略一致するように、音圧レベル校正手段がマイクからの電気信号の強度と音圧レベルとの関係を表す変換特性を調整することにより、マイクにより測定する音圧レベルが校正される。これにより、映像監視システム機器の経年変化に対する特性劣化に起因する信頼性の低下や設置初期からの設置・動作環境の変更、例えばレイアウト変更やそれに類する変更に伴う音響環境（反射或いは吸収特性環境）の変化から派生する信頼性の低下、或いは初期設置における個々の設置条件（場所）の違いによる音響環境の差異を映像監視システム自身が校正することができ、セキュリティシステムとしての信頼性向上が図れる。

（２） （１）記載の映像監視システムであって、前記マイクからの電気信号を所定の利得で増幅する信号増幅部を有し、前記音圧レベル校正手段が、前記信号増幅部の利得を変更することで前記変換特性を調整することを特徴とする映像監視システム。

この映像監視システムによれば、信号増幅部の利得を変更することで、音圧レベルの調整が簡単に行える。

（３） （１）又は（２）記載の映像監視システムであって、前記マイクからの測定音圧レベルが所定の判定音圧レベルを超えた場合に前記音源位置算出手段へトリガ信号を出力する音響変動検出部を有し、前記音源位置算出手段が前記音響変動検出部からのトリガ信号を受けた場合に前記音源の位置情報を算出するものであり、前記音圧レベル校正手段が、前記音響変動検出部の判定音圧レベルを変更することを特徴とする映像監視システム。

この映像監視システムによれば、音圧レベル校正手段が、音響変動検出部の判定音圧レベルを変更することにより、マイクからの測定音圧レベルがこの変更された判定音圧レベルを超えた場合にだけ、音源位置算出手段が音源の位置情報を算出することになり、音響変動の有無を映像監視システムの設置条件に即して判断することができ、映像監視システムの信頼性が向上する。

（４） （１）〜（３）のいずれか１項記載の映像監視システムであって、前記音圧レベル校正手段により前記校正用音響信号を用いて音圧レベルの校正を行う校正モードと、通常の監視動作を行う通常監視モードとの切り替えを行うモード設定部を備えたことを特徴とする映像監視システム。

この映像監視システムによれば、モード設定部が、通常監視モードと校正モードとを選択的に設定することにより、各モードに対する処理を簡単に切り替えて実行することが可能となる。

（５） （４）記載の映像監視システムであって、前記モード設定部が、前記校正モードと前記通常監視モードとの切り替えを任意のタイミングで実行可能に構成されたことを特徴とする映像監視システム。

この映像監視システムによれば、校正モードと通常監視モードとの切り替えが任意のタイミングで実施可能であることから、映像監視システムの新設時や保守時等、種々のタイミング毎にフレキシブルな対処ができ、システムの使い勝手が向上する。

（６） （１）〜（５）のいずれか１項記載の映像監視システムであって、入力された音声信号を前記スピーカにより拡声させる音声信号拡声手段を備えたことを特徴とする映像監視システム。

この映像監視システムによれば、測定音圧の校正用としてではなく、安全保障のために被監視域に向けてオペレータが威嚇や注意喚起等をアナウンスすることができ、防災効果、誘導指示効果等を得ることができる。

（７） （１）〜（６）のいずれか１項記載の映像監視システムであって、前記スピーカから発生する音を前記マイクに向けて反射させる音響反射板を備えたことを特徴とする映像監視システム。

この映像監視システムによれば、スピーカからの音をマイクに向けて反射する音響反射板を備えたことにより、音響反射板の設置位置を一定にして校正処理を行うことで、音響特性の変化を抑えることができ、校正条件の規格化が図れ、自己校正機能の信頼性が向上する。

（８） （１）〜（６）のいずれか１項記載の映像監視システムであって、少なくとも前記スピーカを前記マイクに対峙させて配置し、前記スピーカからの音を前記マイクが測定することを特徴とする映像監視システム。

この映像監視システムによれば、少なくともスピーカをマイクに対峙させた状態で配置し、このスピーカからの音をマイクが測定することにより、音響反射板を利用することなく、スピーカからの音を直接的に測定して校正処理を行うことができる。

（９） （７）記載の映像監視システムであって、前記音響反射板を前記撮像手段により撮像した映像情報を表示するモニタを備えたことを特徴とする映像監視システム。

この映像監視システムによれば、音響反射板の撮影情報をモニタに表示することにより、音響反射板を簡単に所定位置に正しく設置でき、これにより、音響反射板の設置位置を一定にした校正処理が簡単に行えて、音響特性の変化を抑えることができ、校正条件の規格化が図られて自己校正機能の信頼性が向上する。

（１０） 被監視域で発生した音をマイクにより測定して電気信号に変換し、前記電気信号の強度と音圧レベルとの関係を予め規定した変換特性に基づいて、前記各マイクから出力される電気信号を音圧レベルを表す音響信号に変換し、この変換された音響信号に基づいて前記被監視域内における音源位置を算出し、得られた音源位置の方向に撮像手段の照準を合わせて撮像する映像監視システムの校正方法であって、予め定めた基準音圧レベルに相当する校正用音響信号を用いて音を発生させるステップと、この発生した音を前記マイクにより測定するステップと、前記測定して得られる測定音圧レベルが前記基準音圧レベルと略一致するように、前記所定の変換特性を調整するステップと、を含むことを特徴とする映像監視システムの校正方法。

この映像監視システムの校正方法によれば、予め定めた基準音圧レベルに相当する校正用音響信号を用いて音を発生させ、この発生した音をマイクにより測定し、測定して得られる測定音圧レベルが基準音圧レベルと略一致するように所定の変換特性を調整することにより、マイクにより測定する音圧レベルが校正される。これにより、映像監視システム機器の経年変化に対する特性劣化に起因する信頼性の低下や設置初期からの設置・動作環境の変更による音響環境の差異を映像監視システム自身が校正することができ、セキュリティシステムとしての信頼性向上が図れる。

（１１） （１０）記載の映像監視システムの校正方法であって、前記校正用音響信号による音を測定して得た測定音圧レベルを、前記各基準音圧レベルと同等の音圧レベルに設定された校正用判定レベルと比較して、前記変換特性を調整することを特徴とする映像監視システムの校正方法。

この映像監視システムの校正方法によれば、測定音圧レベルを校正用判定レベルと比較して、その大小関係に応じて変換特性を調整することで、マイクからの電気信号を適性な音圧レベルにすることができる。例えば、高い音圧レベルの校正用音響信号を出力して得た測定音圧レベルを高い音圧レベルの校正用判定レベルに合わせるように、高音圧域に対する変換特性を調整し、低い音圧レベルの校正用音響信号を出力して得た測定音圧レベルを低い音圧レベルの校正用判定レベルに合わせるように、低音圧域に対する変換特性を調整する。これにより、高低両方の音圧域に対する変換特性を適性にすることができる。

（１２） （１１）記載の映像監視システムの校正方法であって、前記基準音圧レベルと前記校正用判定レベルを複数の異なる音圧レベルで設定し、前記校正用音響信号による音を測定して得た測定音圧レベルをそれぞれ対応する校正用判定レベルと比較して前記変換特性を調整することを特徴とする映像監視システムの校正方法。

この映像監視システムの校正方法によれば、基準音圧レベルと校正用判定レベルを複数設定することで、変換特性の調整がより高精度化され、映像監視システムの設置環境の多様性に適応することができる。

（１３） （１０）〜（１２）のいずれか１項記載の映像監視システムの校正方法であって、前記測定音圧レベルと前記校正用判定レベルとを比較して、前記校正用判定レベルを前記測定音圧レベルに略一致させることを特徴とする映像監視システムの校正方法。

この映像監視システムの校正方法によれば、測定音圧レベルと校正用判定レベルとを比較して、校正用判定レベルを測定音圧レベルに略一致させることにより、マイクからの電気信号を適性な音圧レベルの信号にすることができる。例えば、ある音圧レベルの校正用音響信号を出力して得た測定音圧レベルに、この音圧レベルと同等の音圧レベルに対応させて設定した校正用音圧レベルを合わせることで、測定音圧レベルの適性化を図ることができる。

本発明に係る映像監視システム及びその校正方法によれば、設置条件に即した自己校正・調整が簡易にでき、機器の経年変化に対する特性劣化を自己校正することで系統的な誤差要因を改善し、信頼性を確保・維持し誤検出を防ぐことができる。

以下、本発明に係る映像監視システム及びその校正方法の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る映像監視システムのブロック構成図である。
図１に示す映像監視システム１００において、複数個（ｎ個：ｎは正整数）から成るマイク１０１ａ〜１０１ｎを有するマイク装置１０１は、監視目的に応じて予め定めた被監視領域内で発生する音を検出し、この音を電気信号に変換して出力する。マイク装置１０１から出力された電気信号は、信号処理手段としての信号増幅部１０２へ入力されて、所定の利得（ゲイン）による増幅を行って音響信号として出力される。

信号増幅部１０２から出力される音響信号は、音響変動検出部１０３に入力される。音響変動検出部１０３では、ｎ個から成るマイク１０１ａ〜１０１ｎのそれぞれから入力した音響信号の音圧レベルを個別に検出する。この音圧レベルの検出は、詳細を後述する校正処理部１１４から閾値情報が入力され、この閾値情報に基づいて行われる。

即ち、閾値情報のレベルに対して、信号増幅部１０２を介してマイク装置１０１から入力する音響信号の音圧レベルが小さい場合には、音響変動検出部１０３は検出情報を出力しない。一方、閾値情報のレベル以上の大きな音圧レベルの音響信号が入力された場合には、音響変動検出部１０３が検出情報を出力する。音響変動検出部１０３から出力される検出情報は、映像信号記録部１１２に対して起動のトリガ信号として作用し、これによって映像信号処理部１１０から出力される映像情報を記録開始する。また、検出情報が音響変動検出部１０３から出力された実時間情報も映像信号記録部１１２へ記録する。

また、音響変動検出部１０３からの検出情報は、音源位置算出手段としての音源方向算出部１０４に入力される。音源方向算出部１０４は、音響変動検出部１０３からの出力情報を起動のトリガ信号として動作する。即ち、音響変動検出部１０３からの出力情報があることを受けて、信号増幅部１０２を介して入力されるマイク１０１ａ〜１０１ｎのそれぞれの音響信号について、音圧レベルや、各マイク１０１ａ〜１０１ｎ間における音の到達時間差等を解析し、音源方向・位置等の音源位置情報を推定により算出する。音源方向算出部１０４の算出結果は、映像信号処理部１１０と方位・視角制御部１１３へ出力される。

映像信号処理部１１０は、撮像手段であるカメラ装置１０７から出力される映像情報に音源方向算出部１０４で算出した音源位置情報を、例えば音源位置を特定するサークル状のマークで表すとした場合、このマークをカメラ装置１０７からの映像情報に合成する。そして、その合成結果を映像信号処理部１１０に接続されたモニタ１１１に音源位置を示すマークとして映像情報とともに表示する。

カメラ装置１０７は、図示しないズームレンズの搭載されたカメラ本体１０７ａと、カメラ本体１０７ａをモータ駆動等によりパン／チルト動作可能に支持する方位・視角制御台１０７ｂを備えている。マイク装置１０１とカメラ装置１０７は一体構造でも、分離して配置した構造であってもよい。但し、分離配置の場合は、マイク取付け位置座標とカメラ取付け位置座標の配置座標関係を、予め音源方向算出部１０４へオフセット値として設定しておくことが必要となる。

方位・視角制御部１１３は、音源方向算出部１０４からの音源位置情報を受けてカメラ本体１０７ａの方位・視角制御を行うための方位・視角制御台１０７ｂを駆動制御する。マイク装置１０１で集音した音響信号の中に、音響変動検出部１０３が異常音（閾値以上の音響信号の入力）を検出した場合、音源方向算出部１０４でこの異常音を発する音源の位置（方向）が算出され、その位置が特定される。この特定した位置情報は、方位・視角制御部１１３に入力されて、カメラ座標系に変換した方位・視角情報に対応するモータ駆動力を方位・視角制御台１０７ｂへ出力し、異常音の音源を例えば、モニタ１１１の画面上における中央位置に表示する。このとき、異常音の音源位置がカメラ装置１０７の視野外にあった場合は、上記の制御に従って、カメラ装置１０７の撮像方向を異常音の音源に照準を合わせるように、音源を視野に捉えてモニタ１１１上の中央位置へ表示する。

なお、マイク装置１０１からの音響情報は、スピーカ１０５に送信することでスピーカ１０５から拡声することもできる。これにより、オペレータ（監視員）側へ発生した異常音を知らせることができ、迅速な対応を促すことができる。

以上の基本的な構成の映像監視システム１００において、本発明に係る映像監視システム１００の主な特徴点としては、マイク装置１０１により測定する際の音圧レベルの校正機能を備えたことにある。
音圧レベル校正手段１１５の一構成要素であるモード設定部１１７は、映像監視システム１００として人物、動物等の異常物体を検知する通常監視モードと、音響信号を中心にシステムの校正を行うための校正モードとを切り替える機能を有すると共に、校正処理部１１４と協働して、校正モードの内容を調整・設定する機能を有している。このように、校正モードと通常監視モードとの切り替えが任意のタイミングで実施可能であることから、映像監視システムの新設時や保守時等、種々のタイミング毎にフレキシブルな対処ができ、使い勝手が向上する。なお、校正モードについての詳細は後述することにする。

校正用音響信号発生部１１６は、モード設定部１１７が校正モードであるときに出力する指示に基づいて動作し、後述する校正用音響信号を生成し、スピーカ１０６を用いて校正用音響信号を拡声する。
校正処理部１１４は、音響信号に関する校正を行うための機能を主に有しており、モード設定部１１７から校正モードにあることの状態指示を受けて動作する。校正処理部１１４には、マイク装置１０１から出力され信号増幅部１０２により増幅された音響信号が入力され、信号増幅部１０２へ利得（ゲイン）設定情報と、音響変動検出部１０３へ音響変動が発生したか否かを判定するための閾値情報とを出力する。

以上のように構成された映像監視システムにおける校正処理について、更に詳細に説明する。
図２は本発明に係る一実施の形態としての校正処理を行う様子を示す説明図である。
図２において、ここでは図１に示すカメラ装置１０７、スピーカ１０６、マイク装置１０１を一体として検出部１２０を構成した例を示した。音響反射板１２１は、スピーカ１０６が発生する校正用音響信号に基づく音を反射させる目的で設置されることから、高効率な反響特性が得られる表面性状を有した軽量材料で構成する。音響反射板１２１は、所定位置に設置された検出部１２０から約１ｍ離れた位置に配置され、例えばカメラ装置１０７からの映像信号をモニタ１１１により表示する。なお、図２に示すスピーカ１０６やマイク装置１０１の配置場所は、概念的に示したものであり、実際の位置関係を示すものではない。このように音響反射板１２１の設置位置を一定にして校正処理を行うことで、他の設置条件のシステムに対しても、校正処理時の音響特性の変化を抑えることができる。もって、校正条件の規格化が図れ、自己校正機能の信頼性が向上する。

図３はモニタに音響表示板を表示した表示画面を示す説明図である。
図３に示すように、モニタ１１１の表示画面１２３のうち、音響反射板１２１が画面全体の２／３以上の画角を占めるように、カメラ装置１０７の方位・視角、或いは音響反射板１２１の向きや位置を調整する。例えばカメラ装置１０７側で調整する場合には、方位・視角制御台１０７ｂやカメラ本体１０７ａのズームレンズ等を適宜駆動して、撮像範囲を調整する。この調整により、校正処理を実施する際の実施環境条件の同一性（再現性）を容易に維持・確立することができる。

次に、本校正方法の概略的な原理と手順について簡単に説明する。
図４は校正用音響信号の発生用パルスとそれによる発生音、及び音響反射板からの反射音、並びに校正処理を行う校正処理パルスの各タイミングを示す説明図である。
監視カメラとして用いるカメラ装置１０７は、一般的には視界の開けた場所に設置し、広域にわたる映像を撮像することで監視効果がより大きくなるようにする。従って、スピーカ１０６による拡声を阻害する高反射効率の物体は、少なくとも０．５ｍ以内には存在しないと仮定する。また、常温、常圧下での音速は約３４０ｍ／秒であるから、校正用音響信号を拡声して、その反射音を集音するまでの時間は、少なくとも３ミリ秒以上必要となる。

例えば、上記のカメラ装置１０７と音響反射板１２１と間の距離Ｌが１ｍである場合には、拡声した音の反射音がマイク装置１０１により集音されるまで約６ミリ秒必要である。このことを鑑みて、図４に示す校正処理手順では、校正用音響信号を発生させる期間ｔ_sを３ミリ秒間と設定し、その後の校正期間として、拡声音響の反射を集音して校正のための処理を行う期間ｔ_proofを３００ミリ秒と設定し、これらｔ_sの期間とｔ_proofの期間とを交互に繰り返す手順としている。

つまり、校正用音響信号発生部１１６へ音響信号発生用パルスが入力されると、校正用音響信号発生部１１６は校正用音響信号をスピーカ１０６に出力する。そしてスピーカ１０６から発生した音が音響反射板１２１で反射してマイク装置１０１で集音される。一方、校正処理部１１４には音響信号発生用パルスのＯＦＦタイミングと同期して校正処理パルスがＯＮにされて校正処理が開始され、マイク装置１０１により集音された音響信号を受けて音圧レベルを測定する。この測定音圧レベルが、予め校正用の基準値として設定されている基準音圧レベルに相当する音圧レベルか否かを判断することで、測定音圧レベルの校正処理を行う。

次に、本発明に係る校正方法の実施手順を説明する。
図５は監視モードと校正モードとを切り替える実施手順を説明するフローチャートである。
映像監視システム１００の電源をＯＮとした（ステップ１１，以降はＳ１１と略記する）後、モード設定部１１７に校正モードの指示の有無を確認する（Ｓ１２）。ここで、校正モードの指示がなければ、映像監視システム１００は通常の監視モードに設定されているので（Ｓ１３）、監視モード動作が実施される（Ｓ１４）。一方、校正モードの指示があった場合には、映像監視システム１００は校正モードに設定されるので（Ｓ１３）、その場合には校正モード動作が実施される（Ｓ１５）。

そして、監視モード動作を終了させる時点まで校正モードの指示を確認して、この指示があった場合には校正モード動作を実施する（Ｓ１６）。つまり、校正モードの指示は任意のタイミングで入力可能であり、例えば校正モードスイッチ（不図示）がＯＮにされた場合に校正モード動作を実施させることができる。また、これに限らず、電源ＯＮ時に実施させたり、電源ＯＮ時に他の特定の操作スイッチがＯＮにされた場合、或いはソフトウェアによる指示等があった場合に実施させることも可能である。

次に、校正モード動作の具体的な内容について説明する。
図６は校正モード動作の手順を示すフローチャート、図７は校正モード動作における校正処理部１１４の信号処理を示す説明図で、（ａ）は校正用音響信号の音響発生レベル、（ｂ）は校正用音響の集音（反射音）レベルを示す図、図８は信号増幅部１０２における利得のカーブを示すグラフである。

校正モード動作では、まず、図２に示すように、カメラ装置１０７から１ｍの距離に音響反射板１２１を設置する（Ｓ２１）。このとき、撮像手段により撮像した音響反射板１２１を、図３に示すように映像情報をモニタ１１１の表示画面１２３に表示して、音響反射板１２１の位置を確認しながら所定の位置に設置する。これにより、音響反射板を簡単な作業により所定の一定位置に常に正しく設置することができ、設置位置のずれを無くして校正処理が行え、音響特性の変化を抑えることができる。また、これにより、校正条件の規格化が図られて自己校正機能の信頼性が向上する。

そして、校正用音響信号発生部１１６が、図７（ａ）に示すように、音圧レベルを３段階に設定した校正用音響信号のうち、最大のレベル３の校正用音響信号を発生し、スピーカ１０６から第１回目の校正用音響を出力させる（Ｓ２２）。

この発生させた校正用音響が音響反射板１２１に反射した反射音をマイク装置１０１により集音し、校正処理部１１４がその音響信号を受けて音圧レベルの判定を行う（Ｓ２３）。校正処理部１１４が行う音圧レベルの判定は、図７（ｂ）に示すように、校正用音響信号発生部１１６が発生する校正用音響信号の音圧レベルに対応して、３段階の校正用判定レベルが予め用意され、これら校正用判定レベルと測定音圧レベルとを比較して校正処理を行う。

つまり、Ｓ２２における第１回目の校正用音響は、測定音響信号１３１ａの最大振幅値である測定音圧レベル１３５ａが校正用判定レベル３に同じあるいは大きいか否かを判断し（Ｓ２４）、測定音圧レベルが校正用判定レベル３未満である場合には、図８に示す信号増幅部１０２に対する信号増幅のための高音圧域の利得（ゲイン１）を調整する（Ｓ２５）。このゲイン１の調整により測定音圧レベル１３５ａが校正用判定レベル３に同じか、あるいは大きく設定される。この調整後はＳ２２の処理に戻る。

次に、Ｓ２４において、測定音圧レベル１３５ａが校正用判定レベル３に同じか、あるいは大きい場合には、校正用音響信号発生部１１６が、前述の校正用音響信号のうち、最小のレベル１の校正用音響信号１３３ｂを発生させて、スピーカ１０６から第２回目の校正用音響を出力させる（Ｓ２６）。

この発生させた校正用音響の反射音を、前述同様にマイク装置１０１により集音し、校正処理部１１４が音圧レベルの判定を行う（Ｓ２７）。校正処理部１１４は、最小のレベル１の音圧に相当する校正用判定レベル１と比較する。ここでは、測定音響信号１３１ｂの最大振幅値である測定音圧レベル１３５ｂが校正用判定レベル１より大きいか否かを判断し（Ｓ２８）、測定音圧レベルが校正用判定レベル１より大きい場合には、図８に示す信号増幅部１０２に対する信号増幅のための低音圧域の利得（ゲイン２）を調整する（Ｓ２９）。このゲイン２の調整により測定音圧レベル１３５ｂが校正用判定レベル１に同じか、あるいはそれ以下に設定される。この調整後はＳ２２の処理に戻る。

次に、Ｓ２８において、測定音圧レベル１３５ｂが校正用判定レベル１以下である場合には、校正用音響信号発生部１１６が、前述の校正用音響信号のうち、中間のレベル２の校正用音響信号１３３ｃを発生させて、スピーカ１０６から第３回目の校正用音響を出力させる（Ｓ３０）。

この発生させた校正用音響の反射音を、前述同様にマイク装置１０１により集音し、校正処理部１１４が音圧レベルの判定を行う（Ｓ３１）。校正処理部１１４は、レベル２の音圧に相当する校正用判定レベル２と比較する。ここでは、測定音響信号１３１ｃの最大振幅値である測定音圧レベル１３５ｃと校正用判定レベル２と差ΔＳが所定範囲内か否かを判断し（Ｓ３２）、差ΔＳが所定範囲、例えば、校正用判定レベル２±１０％の範囲を超えた場合には、校正用判定レベル２の音圧値を変更する（Ｓ３３）。この校正用判定レベル２の変更により測定音圧レベル１３５ｃが校正用判定レベル２と一致するように設定される。つまり、図８に示すように中間音圧域における利得のカーブが変更される。この調整後はＳ２２の処理に戻る。

Ｓ３２において、差ΔＳが所定範囲内であった場合には、校正モードを解除し（Ｓ３４）、校正モード動作を終了する。

以上の本実施形態に係る校正モード動作の説明では、カメラ装置１０７と音響反射板１２１との距離を１ｍとして実施した例を述べたが、本校正モード動作は、上記距離を１ｍとすることに限るものではなく、例えば３ｍ、或いはそれ以下又はそれ以上であってもよい。距離を１ｍ以外に設定する場合、校正のためのパラメータ（拡声レベル、集音レベル、判定基準等）を変更すれば、距離を１ｍに設定した場合と同様に実施可能である。

このような本発明の第１の実施の形態の映像監視システム１００によれば、図１に示す信号増幅部１０２、校正処理部１１４、校正用音響信号発生部１１６、モード設定部１１７を設けることにより、映像監視システム機器の経年変化に対する特性劣化に起因する信頼性の低下や設置初期からの設置・動作環境の変更、例えばレイアウト変更やそれに類する変更に伴う音響環境（反射或いは吸収特性環境）の変化から派生する信頼性の低下、或いは初期設置における個々の設置条件（場所）の違いによる音響環境の差異を映像監視システム自身が校正することができ、系統的な誤差要因を改善し、信頼性を確保・維持し、誤検出を防ぐことができる。また、セキュリティシステムとしての信頼性向上が図れる。また、信号増幅部１０２の利得を変更するという簡単な調整により、音圧レベルの校正が簡便にして行える。

なお、上記の映像監視システム１００においては、校正モードである場合、カメラ装置１０７に対面させて音響反射板１２１を配置して、スピーカ１０６からの音をマイク装置１０１に向けて反射させていたが、音響反射板１２１を用いなくても校正モード動作を実施することもできる。
図９に音響反射板を用いずに校正モード動作を行う様子の説明図を示した。
この場合には、少なくともスピーカ１０６をマイク装置１０１に対峙する位置に配置する。スピーカ１０６がカメラ装置１０７やマイク装置１０１とは別体に配置されることで、スピーカ１０６から出力される校正用音響信号による音が直接的にマイク装置１０１で測定される。

この構成によれば、映像監視システム１００が校正モードに移行した後、所定の音響レベルで音響を発生することにより、音響反射板を要することなく映像監視システム１００の測定音圧の校正が行え、システムの構成をより簡略化することができる。

次に、本発明に係る映像監視システムの第２の実施の形態を説明する。
図１０は本発明の第２の実施の形態に係る映像監視システムのブロック構成図である。なお、図１と共通する構成要素に対しては、同一の符号を付与することでその説明は省略するものとする。
図１０に示す映像監視システム２００は、スイッチ２１１、オペレータマイク２１２、操作卓２１３を備えた以外は図１に示す構成内容と同じである。即ち、音圧レベル校正手段２１５は、校正処理部１１４、モード設定部１１７、校正用音響信号発生部１１６を有し、校正用音響信号による校正が可能な映像監視システム２００であって、スイッチ２１１を操作卓２１３により切り替え操作し、スピーカ１０６からオペレータマイク２１２を通してオペレータの声を直接拡声する音声信号拡声手段を備えた校正としている。

つまり、通常は校正処理を含む動作を可能にするため、スイッチ２１１を図１０に示す状態にして校正用音響信号発生部１１６からの校正用音響信号をスピーカ１０６に出力する回路を形成する。そして、任意のタイミングで、操作卓２１３からスイッチ２１１を操作することで、音声信号拡声手段を機能させる。即ち、オペレータマイク２１２からの音声信号をスピーカ１０６に出力する回路を形成し、オペレータの声をスピーカ１０６から出力可能な状態にする。この構成により、被監視域に向けてオペレータが威嚇や注意喚起等をアナウンスすることができ、防災効果、誘導指示効果等得ることができる。

設置条件に即した自己校正・調整が簡易にでき、機器の経年変化に対する特性劣化を自己校正することで系統的な誤差要因を改善し、信頼性を確保・維持し誤検出を防ぐことができる映像監視システム及びその校正方法であって、監視カメラを用いて人物、動物等異常物体を検知する監視システム、映像情報とともに異常音等音響情報を基に監視カメラの制御を行うようにした映像監視システム等に利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る映像監視システムのブロック構成図である。 本発明に係る一実施の形態としての校正処理を行う様子を示す説明図である。 モニタに音響表示板を表示した表示画面を示す説明図である。 校正用音響信号の発生用パルスとそれによる発生音、及び音響反射板からの反射音、並びに校正処理を行う校正処理パルスの各タイミングを示す説明図である。 監視モードと校正モードとを切り替える実施手順を説明するフローチャートである。 校正モード動作の手順を示すフローチャートである。 校正モード動作における校正処理部の信号処理を示す説明図で、（ａ）は校正用音響信号の音響発生レベル、（ｂ）は校正用音響の集音（反射音）レベルを示す図である。 信号増幅部における利得のカーブを示すグラフである。 音響反射板を用いずに校正モード動作を行う様子の説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る映像監視システムのブロック構成図である。 従来の監視システムのブロック構成図である。 従来の監視装置のブロック構成図である。

符号の説明

１００，２００ 映像監視システム
１０１ マイク装置
１０１ａ〜１０１ｎ、２１２ マイク
１０２ 信号増幅部（信号処理手段）
１０３ 音響変動検出部
１０４ 音源方向算出部（音源位置算出手段）
１０５、１０６ スピーカ
１０７ カメラ装置（撮像装置）
１０７ａ カメラ本体
１０７ｂ カメラ方位・視角制御台
１１０ 映像信号処理部
１１１ モニタ
１１２ 映像信号記録部
１１３ 方位・視角制御部
１１４ 校正処理部（音圧レベル校正手段）
１１６ 校正用音響信号発生部（音圧レベル校正手段）
１１７ モード設定部
１２０ 検出部
１２１ 音響反射板
２１１ スイッチ部
２１２ オペレータマイク
２１３ 操作卓

Claims (13)

1. 被監視域で発生した音を測定して電気信号に変換するマイクと、前記電気信号の強度と音圧レベルとの関係を予め規定した変換特性に基づいて、前記マイクから出力される電気信号を音圧レベルを表す音響信号に変換する信号処理手段と、前記音響信号に基づいて前記被監視域内における音源の位置を求める音源位置算出手段と、求めた音源位置の方向に照準を合わせて撮像する撮像手段とを有する映像監視システムであって、
   入力信号に基づく音を発生するスピーカと、
   予め定めた基準音圧レベルに相当する校正用音響信号による音を前記スピーカから発生させ、該スピーカからの音を前記マイクにより測定して得られる測定音圧レベルが前記基準音圧レベルと略一致するように前記変換特性を調整する音圧レベル校正手段と、を備えたことを特徴とする映像監視システム。
2. 請求項１記載の映像監視システムであって、
   前記マイクからの電気信号を所定の利得で増幅する信号増幅部を有し、
   前記音圧レベル校正手段が、前記信号増幅部の利得を変更することで前記変換特性を調整することを特徴とする映像監視システム。
3. 請求項１又は請求項２記載の映像監視システムであって、
   前記マイクからの測定音圧レベルが所定の判定音圧レベルを超えた場合に前記音源位置算出手段へトリガ信号を出力する音響変動検出部を有し、
   前記音源位置算出手段が前記音響変動検出部からのトリガ信号を受けた場合に前記音源の位置情報を算出するものであり、
   前記音圧レベル校正手段が、前記音響変動検出部の判定音圧レベルを変更することを特徴とする映像監視システム。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の映像監視システムであって、
   前記音圧レベル校正手段により前記校正用音響信号を用いて音圧レベルの校正を行う校正モードと、通常の監視動作を行う通常監視モードとの切り替えを行うモード設定部を備えたことを特徴とする映像監視システム。
5. 請求項４記載の映像監視システムであって、
   前記モード設定部が、前記校正モードと前記通常監視モードとの切り替えを任意のタイミングで実行可能に構成されたことを特徴とする映像監視システム。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の映像監視システムであって、
   入力された音声信号を前記スピーカにより拡声させる音声信号拡声手段を備えたことを特徴とする映像監視システム。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の映像監視システムであって、
   前記スピーカから発生する音を前記マイクに向けて反射させる音響反射板を備えたことを特徴とする映像監視システム。
8. 請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の映像監視システムであって、
   少なくとも前記スピーカを前記マイクに対峙させて配置し、前記スピーカからの音を前記マイクが測定することを特徴とする映像監視システム。
9. 請求項７記載の映像監視システムであって、
   前記音響反射板を前記撮像手段により撮像した映像情報を表示するモニタを備えたことを特徴とする映像監視システム。
10. 被監視域で発生した音をマイクにより測定して電気信号に変換し、前記電気信号の強度と音圧レベルとの関係を予め規定した変換特性に基づいて、前記各マイクから出力される電気信号を音圧レベルを表す音響信号に変換し、この変換された音響信号に基づいて前記被監視域内における音源位置を算出し、得られた音源位置の方向に撮像手段の照準を合わせて撮像する映像監視システムの校正方法であって、
    予め定めた基準音圧レベルに相当する校正用音響信号を用いて音を発生させるステップと、
    この発生した音を前記マイクにより測定するステップと、
    前記測定して得られる測定音圧レベルが前記基準音圧レベルと略一致するように、前記所定の変換特性を調整するステップと、
    を含むことを特徴とする映像監視システムの校正方法。
11. 請求項１０記載の映像監視システムの校正方法であって、
    前記校正用音響信号による音を測定して得た測定音圧レベルを、前記各基準音圧レベルと同等の音圧レベルに設定された校正用判定レベルと比較して、前記変換特性を調整することを特徴とする映像監視システムの校正方法。
12. 請求項１１記載の映像監視システムの校正方法であって、
    前記基準音圧レベルと前記校正用判定レベルを複数の異なる音圧レベルで設定し、前記校正用音響信号による音を測定して得た測定音圧レベルをそれぞれ対応する校正用判定レベルと比較して前記変換特性を調整することを特徴とする映像監視システムの校正方法。
13. 請求項１０〜請求項１２のいずれか１項記載の映像監視システムの校正方法であって、
    前記測定音圧レベルと前記校正用判定レベルとを比較して、前記校正用判定レベルを前記測定音圧レベルに略一致させることを特徴とする映像監視システムの校正方法。

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