JP2006254277A - 映像監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 監視対象領域内で発生した異常音の方向に撮像カメラの向きを設定して侵入者等のより確実な監視を行うことを課題とする。
【解決手段】 ドームカメラ１０１とマイク１０２ａ〜１０２ｃと制御装置１０３とディスクレコーダ１０４とからなり、制御装置１０３は、マイク１０２ａ〜１０２ｃから供給される音声信号のレベル値と予め設定された閾値とをそれぞれ比較して、いずれかの音声信号のレベル値が閾値よりも大きく検出された場合に異常音が発生したと判定し、それぞれの音声信号のレベル値に基づいて、異常音が発生した場所の２次元平面上の位置を特定すると共にこの特定された位置に基づいてドームカメラ１０１を特定位置に向けるための設定角度を算出し、これらの角度情報をドームカメラ１０１に送信する制御部２０３を有し、ドームカメラ１０１は、制御装置１０３から供給された角度情報に基づき、角度設定を行って撮像するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、映像監視システムに係り、特に異常音が発生した場所を特定してその方向に撮像カメラを向けるよう制御する映像監視システムに関する。

映像監視カメラによって撮像された映像をモニタに表示させて映像監視を行ったり、撮像映像をディスクレコーダ等に記録させたりする映像監視システムが広く用いられている。このような映像監視システムでは、監視対象物を複数の映像監視カメラで撮像するだけでなく、パン方向やチルト方向に回転可能な雲台を内蔵して方向の制御が可能なドーム型カメラが用いられることが多い。このようなドーム型カメラは、外部の制御装置による遠隔操作によって撮像方向の制御を行うことにより、カメラの向きを変えながら映像監視を行うことを可能にしたものもある。

映像監視システムにおいては、その目的により監視対象全体を視野に入れて撮像することが求められることが多いが、より確実に監視するために、異常が発生した場所をズームアップして詳細に監視することが求められる場合もある。このような用途においては、例えば室内の監視において、不審者の侵入口となり得る出入口付近や窓付近に異常を検出するセンサを設けておくと共に、このセンサと天井に設置したドーム型カメラとを接続しておき、いずれかのセンサが異常を検出すると当該センサから検出信号を出力してカメラで受信させ、カメラは受信した検出信号に基づいて当該センサの方向に向きを変更して、且つズームアップして異常発生場所を撮像することも行われている。これにおいて、異常を検出する手段及び方法としては、上記センサによる異常検出の他、撮像画像に基づき動き検出を行う手段及び方法等が知られている。

しかしながら、上述した映像監視システムが設置された監視環境において、巧妙な侵入者はセンサの検知を避けて室内に侵入する恐れがある。また、侵入に際してドーム型カメラの視野外でガラスを割ったり柵を壊す等の不審な行為を行う恐れがある。このような場合においては、従来の映像監視システムでは十分な映像監視ができないという問題があった。

そこで、複数の音響センサと画像センサとを用いて監視対象領域内で発生する音や主要な場所の画像を収録し、蓄積した音響データを解析して事象の検知及び移動体の追跡を行う監視システムが特許文献１に開示されている。
特開２００２−３１４９８７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の監視システムにおいては、音響センサで収録した音からオペレータが概略の方向を判断したり、最も大きい音を収録した音響センサの場所を異常が発生した場所と推測することしかできず、しかも、その後にオペレータが操作をしないと異常が発生した場所を監視することができない。このように、従来の監視システムにおいては、特許文献１に記載の発明を実施してもなお、巧妙な浸入や犯罪に対する映像監視を十分に行うことができないという問題があった。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、監視対象領域内にセンサが設置されていてこのセンサの検知を避けながら撮像カメラの視野外で不審な行為を行うといった巧妙な犯罪に対してもより的確な映像監視を行うことができる映像監視システムを提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、
監視対象領域が視界下方位置となるように設置された、パン動作及びチルト動作が可能な映像撮像装置と、前記監視対象領域内の任意の場所に設置された複数のマイクと、これら複数のマイクで集音されて得られたそれぞれの音声信号に基づき、前記映像撮像装置の撮像方向を制御する制御装置と、前記映像撮像装置で撮像された映像信号を記録する映像記録装置と、からなる映像監視システムであって、
前記制御装置は、
前記複数のマイクから供給されるそれぞれの音声信号のレベル値と予め設定されたレベル閾値とをそれぞれ比較して、前記いずれかの音声信号のレベル値が前記レベル閾値よりも大きい値として検出された場合に監視対象となる異常音が発生したと判定する異常音検出判定手段と、
この異常音検出判定手段で前記異常音が検出されたとき、前記複数のマイクから供給されたそれぞれの音声信号のレベル値に基づいて、前記異常音が発生した場所における所定の２次元平面上の位置を特定すると共に、この特定された位置に基づいて前記映像撮像装置を前記位置に向けるようパン角度及びチルト角度を算出する角度算出手段と、
この角度算出手段で算出された前記パン角度及び前記チルト角度からなる角度情報を前記映像撮像装置に送信する送信手段とを備え、
前記映像撮像装置は、前記制御装置から供給された前記角度情報に基づき、パン動作及びチルト動作を行って撮像する映像監視システム
を提供するものである。

本発明によれば、集音した音から予め設定されたレベル値よりも大きなレベルの音を検出すると、その音を異常音と判定して全てのマイクから得られた音のレベル値に基づいて異常音の発生場所を算出し、その方向に撮像カメラを向けて撮像するようにしたので、監視対象領域内にセンサが設置されていてこのセンサの検知を避けながら撮像カメラの視野外で不審な行為を行うといった巧妙な犯罪に対してもより的確な映像監視を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、図１は、本発明の一実施形態である映像監視システムについてのシステム構成を示した図である。同図において、映像監視システム１は、ドーム型映像監視カメラ（以下、ドームカメラと記す。）１０１と、マイク１０２ａ，１０２ｂ，及び１０２ｃと、制御装置１０３と、ディスクレコーダ１０４と、モニタ１０５と、を備えている。

次に、映像監視システム１を構成する各装置について説明する。ドームカメラ１０１は、制御装置１０３から供給される制御信号に基づき、パン及びチルト動作を行って撮像レンズ（不図示）の方向を変更して撮像することが可能であり、撮像した映像を映像信号に変換してディスクレコーダ１０４に出力する機能を有する。

そして、マイク１０２ａ，１０２ｂ，及び１０２ｃは、映像監視システム１による監視対象領域内の所望の場所に設置され、発生する音を集音して音声信号に変換し、制御装置１０３に出力するものである。

制御装置１０３は、マイク１０２ａ，１０２ｂ，及び１０２ｃからそれぞれ供給された音声信号をレベル解析し、所定レベルよりも大きな音を検出した場合はその検出された音を異常音と判断して各音声信号から得られたレベル値に基づき異常音が発生した場所を算出する機能を有する。そして、算出した異常音の発生場所の方向にドームカメラ１０１の撮像方向を設定するために、パン角度及びチルト角度を算出してこれらの角度情報と角度設定要求情報とを制御信号としてドームカメラ１０１に出力すると共に、異常音が検出された音声信号と異常音を検出したことを示すアラーム信号とをディスクレコーダ１０４に出力する機能を有する。

ディスクレコーダ１０４は、ドームカメラ１０１から供給された映像信号と制御装置１０３から供給された音声信号とを同期をとりながらデジタルデータとして内蔵するＨＤＤ（ハードディスクドライブ）に記録する機能を有する。この記録動作においては、ディスクレコーダ１０４は、制御装置１０３から供給されるアラーム信号に基づいて、アラーム信号がイネーブル（アラーム状態を意味する。）であるときは映像信号に基づくデジタル映像データを全て記録し、アラーム信号がディスエーブル（非アラーム状態を意味する。）であるときはデジタル映像データからフレームを間引く等してデータ量を少なくして記録する。

これにより、ディスクレコーダ１０４は、異常音が発生したときにはその場所が撮像された映像を高品質に記録し、それ以外のときは映像品質は落とすもののデータ量を少なくして記録するため、重要な映像を詳細に確認でき、且つＨＤＤを効率的に使用することができる。

また、ディスクレコーダ１０４は、ＨＤＤに既に記録されたデジタル映像データを読み出してモニタ１０５で表示可能な映像信号に変換する機能を有し、操作者によるディスクレコーダ１０４に搭載された操作パネルの操作若しくは外部からの遠隔操作に基づいて、ドームカメラ１０１から供給されている映像信号又はＨＤＤから読み出されたデジタル映像データに基づく映像信号を選択的にモニタ１０５に出力する機能を有する。

モニタ１０５は、ディスクレコーダ１０４から供給された映像信号を映像表示するものである。

なお、本実施形態においては、映像監視システム１を構成するドームカメラ１０１は１台であり、マイク１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは３本として説明するが、本発明の技術思想はカメラの台数やマイクの本数において限定されるものではなく、映像監視を行う場所の規模やシステム構築にかけるコスト等に応じて適宜拡張又は縮小して実施することが可能である。

また、本実施形態においては、ディスクレコーダ１０４はＨＤＤを記録媒体としたＨＤＤレコーダをその具体例として説明するが、他の実施形態例として、ＶＴＲやＤＶＤレコーダといった映像及び音声の記録再生装置を用いてもよい。

さらに、ディスクレコーダ１０４は、映像監視システムの用途や目的に応じて、音声信号を記録せずに専らデジタル映像データのみを記録させるようにしてもよい。

次に、映像監視システム１の構成要素である制御装置１０３の概略構成について図２を併せ用いて説明する。同図は、制御装置１０３の概略の内部構成を示したブロック図である。同図において、制御装置１０３は、マイク入力端子２０１ａ，２０１ｂ，及び２０１ｃをそれぞれ介して接続されたマイク１０２ａ，１０２ｂ，及び１０２ｃからそれぞれ供給された音声信号をＡＤ（アナログ−デジタル）変換してデジタル音声データを出力するためのＡＤ変換部２０２を備えている。

そして、制御装置１０３は、ＡＤ変換部２０２から供給されたそれぞれのデジタル音声データについて、予め設定されて且つ操作者によって変更可能な音声レベルの閾値に基づいて各デジタル音声データをレベル解析し、閾値を超えるデータを検出した場合にそれを異常音として判定し、各デジタル音声データのレベル値に基づき後述する所定の演算を実行して異常音の発生場所を算出して、それに基づきドームカメラ１０１の設定角度であるパン角度及びチルト角度を演算によって算出し、これらの角度情報とドームカメラ１０１のパン及びチルト駆動を開始させるための角度設定要求情報とドームカメラ１０１を指定する識別情報とを制御情報として構成し、これを制御信号としてカメラ制御端子２０５に出力すると共に、異常音として検出されたデータに係るデジタル音声データを音声出力端子２０６に出力してアラーム信号をアラーム出力端子２０７に出力する制御部２０３を備えている。

なお、この制御部２０３においては、特に演算処理部分をＣＰＵ２０３ａによって実行する。

さらに制御装置１０３は、制御部２０３の処理において処理データやＣＰＵ２０３ａで実行するプログラムを一時記憶するためのメモリ部２０４を備えている。

次に、制御装置１０３からディスクレコーダ１０４に出力されるアラーム信号の例を図３に示す。同図に示したように、アラーム信号はハイレベル及びロウレベルの２値によるステータス信号であって常時制御装置１０３から出力されている。制御装置１０３は、異常音を検出したときにアラーム信号をハイレベルに設定し、異常音を検出していないときはロウレベルとして出力している。

なお、異常音は一瞬の音として発生する場合が多いので、制御装置１０３は、一旦異常音を検出すると所定の時間だけ継続してアラーム信号をハイレベルに設定するように制御するのが好ましい。例えば、最初に異常音を検出してから３０秒間連続してハイレベルのアラーム信号を出力するようにすれば、この期間中ディスクレコーダ１０４はドームカメラ１０１から入来する映像信号を高品質に記録することができるため、映像監視としては信頼性が高くなる。

次に、制御装置１０３からドームカメラ１０１に出力される制御信号をなす制御情報のデータ構成例を図４に示す。同図に示すように、制御情報はドームカメラ１０１のカメラ識別子４０１と、パン角度情報４０２と、チルト角度情報４０３と、角度設定要求情報４０４と、を有している。カメラ識別子４０１は、ドームカメラが複数設置される場合にカメラを特定するために用いられる。パン角度情報４０２及びチルト角度情報４０３は、送信先のドームカメラ１０１との関係により、角度情報や設定コマンド等が適用し得る。角度設定要求情報４０４は、カメラ識別子４０１で指定されるドームカメラ１０１にパン角度情報４０２及びチルト角度情報４０３で指定されるパン角度及びチルト角度を設定するよう要求するためのコマンド情報である。

なお、上記制御情報には、図４に示した情報以外にも、例えばズーム設定情報やスタンバイ設定情報等、様々なドームカメラ１０１の設定情報を含めてもよい。

次に、映像監視システム１の動作を説明するための監視環境の例を模式図として図５に示す。同図は、出入口５０１と窓５０２とレジ５０３とを備えた店舗内に映像監視システム１が設置された状態を模式的に示したものである。より具体的には、ドームカメラ１０１が店舗内を見渡せる天井に設置され、そしてドア５０１の付近にマイク１０２ａが、レジ５０３の付近にマイク１０２ｂが、窓５０２の付近にマイク１０２ｃがそれぞれ設置されている。

そして、異常音が発生した場所を音源５０４とし、音源５０４から天井の面に対して鉛直方向に投影した点を投影点５０５とする。さらに、床面からドームカメラ１０１が設置された天井までの高さをＨ、ドームカメラ１０１から投影点５０５までの直線距離をＬ、ドームカメラ１０１の特定の基準位置Ａから音源５０４に対するパン角度をＰ、そしてドームカメラ１０１から音源５０４への見下ろすチルト角度をＴとする。

次に、映像監視システム１の処理の例を図６のフローチャートを参照して説明する。図５に示す店舗内において映像監視システム１は稼動しており、初期状態として、制御装置１０３はロウレベルのアラーム信号をディスクレコーダ１０４に供給して、ディスクレコーダ１０４はドームカメラ１０１から供給された映像信号をデジタル映像データに変換してフレーム間引きを行ってＨＤＤに記録しているものとする。この状態において、マイク１０２ｂ付近の音源５０４で大きな物音が発生したとする。この場合、物音はマイク１０２ｂで一番感度良く集音されることになるが、マイク１０２ａ，１０２ｂ，及び１０２ｃは、集音した音を音声信号に変換してそれぞれ制御装置１０３に供給する。

制御装置１０３のマイク入力端子２０１ａ，２０１ｂ，及び２０１ｃをそれぞれ介して入力された各音声信号は、ＡＤ変換部２０２でそれぞれがデジタル音声データに変換された後制御部２０３に供給され、内部のＣＰＵ２０３ａでいずれかのデジタル音声データに予めＣＰＵ２０３ａに設定されたレベル閾値よりも大きなレベルのデータが存在するか否かを判定する（ステップＳ６０１）。そして、いずれかのデジタル音声データにレベル閾値よりも大きなレベルのデータがあると判定された場合（ステップＳ６０１ Ｙｅｓ）、全てのデジタル音声データのレベル値を検出する。ここで、マイク１０２ａに係るデジタル音声データのレベル値をＶａとし、同様にマイク１０２ｂに係るレベル値をＶｂ、マイク１０２ｃに係るレベル値をＶｃとする（ステップＳ６０２）。

次に、制御装置１０３のＣＰＵ２０３ａは、レベル値Ｖａ，Ｖｂ，及びＶｃに基づいて音源５０４の場所を座標値として計算する（ステップＳ６０３）。

具体的には次のようにして音源５０４の座標を求める。天井面において、ドームカメラ１０１が設置された場所の水平座標を（０，０）、マイク１０２ａの水平座標を（Ｘａ，Ｙａ）、マイク１０２ｂの水平座標を（Ｘｂ，Ｙｂ）、そしてマイク１０２ｃの水平座標を（Ｘｃ，Ｙｃ）とすると、２次元的に考えた場合、マイク１０２ａのレベルＶａとマイク１０２ｂのレベルＶｂとの比がＶａ：Ｖｂ＝１：Ｍ（Ｍは定数）の関係にあるとき、音のレベル値は音源との距離に反比例するので、ドームカメラ１０１の設置高Ｈを無視した場合、音源５０４の水平座標を（Ｘ，Ｙ）とすると式１の関係が成り立つ。

＜式１＞
（（Ｘ−Ｘa）²＋（Ｙ−Ｙa）²）^1/2：（（Ｘ−Ｘb）²＋（Ｙ−Ｙb）²）^1/2＝Ｍ：１

式１は「アポロニウスの円」として知られる式であり、その軌跡は図７に示した軸７０１上に中心がある円７０４になり、音源５０４は円７０４の円周上に存在し得る。

上記と同様に、マイク１０２ｂのレベルＶｂとマイク１０２ｃのレベルＶｃとの比がＶｂ：Ｖｃ＝Ｍ：Ｎ（Ｎは定数）の関係にあるとき、式２の関係が成り立つ。

＜式２＞
（（Ｘ−Ｘｂ）²＋（Ｙ−Ｙｂ）²）^1/2：（（Ｘ−Ｘｃ）²＋（Ｙ−Ｙｃ）²）^1/2＝Ｎ：Ｍ

よって、その軌跡は図７に示した軸７０２上に中心がある円７０５になり、音源５０４は円７０５の円周上に存在し得る。

さらに、マイク１０２ｃのレベルＶｃとマイク１０２ａのレベルＶａとの比がＶｃ：Ｖａ＝Ｎ：１の関係にあるとき、式３の関係が成り立つ。

＜式３＞
（（Ｘ−Ｘｃ）²＋（Ｙ−Ｙｃ）²）^1/2：（（Ｘ−Ｘａ）²＋（Ｙ−Ｙａ）²）^1/2＝１：Ｎ

よって、その軌跡は図７に示した軸７０３上に中心がある円７０６になり、音源５０４は円７０５の円周上に存在し得る。

よって、ＣＰＵ２０３ａは、式１〜式３を演算することにより、音源５０４が存在する水平座標（Ｘ，Ｙ）を求める。図７においては、３つの円の交点Ｂがその解となる。

一方、ドームカメラ１０１は天井に設置されているが、このように天井に設置されたドームカメラ１０１が平面状に広がる監視対象を見下ろす格好である場合、音源５０４の床平面上の２次元座標に基づいてドームカメラ１０１と音源５０４とのパン角度Ｐとチルト角度Ｔとを求めることができる。

すなわち、
Ｌ＝（Ｘ²＋Ｙ²）^1/2
Ｐ＝ｔａｎ―¹（Ｙ／Ｘ）
であり、監視対象が床の平面に分布していると仮定するため、チルト角度Ｔは、
Ｔ＝ｔａｎ―¹（Ｈ／Ｌ）
として算出することができる。

このように、一般に映像監視システムにおいては、監視カメラを事務所内や店舗内等の高所に設置し、室内の監視対象を見下ろすようにして監視することが一般的である。また、屋外に映像監視システムを設置する場合でも、ポール等を用いて監視カメラを高所に設置し、街角を見下ろすようにして監視する形態が一般的である。したがって、監視対象が床の平面に分布しているとみなすことができ、上述したような算出例によって監視カメラから任意の監視対象地点に対するパン角度及びチルト角度を求めることが可能である。

以上のようにして、ＣＰＵ２０３ａは音源５０４に対するドームカメラ１０１のパン角度Ｐとチルト角度Ｔとをそれぞれ算出した後、制御部２０３は、パン角度Ｐ及びチルト角度Ｔに係るパン角度情報４０２及びチルト角度情報４０３と、ドームカメラ１０１のカメラ識別子４０１と、角度設定要求情報４０４とを制御情報として構成してカメラ制御端子２０５から制御信号を出力する。そして、この制御信号を受信したドームカメラ１０１は、角度設定要求情報４０４に基づいてドームカメラ１０１内のパン／チルト駆動モータを駆動し、パン角度情報４０２とチルト角度情報４０３とに基づいて撮像レンズを音源５０４の方向に向ける（ステップＳ６０４）。

次に、制御装置１０３の制御部２０３は、アラーム出力端子２０７から出力されているロウレベルのアラーム信号をハイレベルに変更し、そして、アラーム信号を受信しているディスクレコーダ１０４は、ハイレベルを検知するとドームカメラ１０１から供給されている映像信号をフレーム落としをせずにＨＤＤに記録する（ステップＳ６０５）。

以上詳述したように、映像監視システム１によれば、制御装置１０３が監視対象領域内で発生した異常音を検出した場合、その発生場所を特定してその方向にドームカメラ１０１の撮像レンズを向けて映像を撮像することができ、撮像された映像は制御装置１０３からディスクレコーダ１０４に供給されているアラーム信号に基づき、異常音を検出したときは高品位に、また通常状態のときはデータ容量を少なくしてデジタル映像データをディスクレコーダ１０４のＨＤＤに記録することができる。

したがって、本実施形態によれば、集音した音から予め設定されたレベル値よりも大きなレベルの音を検出すると、その音を異常音と判定して全てのマイクから得られた音のレベル値に基づいて異常音の発生場所を算出し、その方向に撮像カメラを向けて撮像するようにしたので、監視対象領域内にセンサが設置されていてこのセンサの検知を避けながら撮像カメラの視野外で不審な行為を行うといった巧妙な犯罪に対してもより的確な映像監視を行うことができる。

本発明は、不審者等が侵入に際して発する音に反応して監視カメラの撮像方向を設定して撮像することにより、不審者等の侵入のいち早い発見を目的とした映像監視システムに有用である。

本発明の実施形態に係る映像監視システムのシステム構成を示した図である。 本発明の実施形態に係る制御装置１０３の概略構成を示したブロック図である。 アラーム信号の波形の例を示した図である。 制御信号のデータ構成の例を示した図である。 本発明の実施形態に係る映像監視システム１が設置された監視環境を模式的に表した図である。 本発明の実施形態に係る映像監視システム１の処理の例を示したフローチャートである。 平面上の音源５０４の座標を表した図である。

符号の説明

１ 映像監視システム
１０１ ドームカメラ
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ マイク
１０３ 制御装置
１０４ ディスクレコーダ
１０５ モニタ
２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ マイク入力端子
２０２ ＡＤ変換部
２０３ 制御部
２０３ａ ＣＰＵ
２０４ メモリ部
２０５ カメラ制御端子
２０６ 音声出力端子
２０７ アラーム出力端子

Claims (1)

1. 監視対象領域が視界下方位置となるように設置された、パン動作及びチルト動作が可能な映像撮像装置と、前記監視対象領域内の任意の場所に設置された複数のマイクと、これら複数のマイクで集音されて得られたそれぞれの音声信号に基づき、前記映像撮像装置の撮像方向を制御する制御装置と、前記映像撮像装置で撮像された映像信号を記録する映像記録装置と、からなる映像監視システムであって、
   前記制御装置は、
   前記複数のマイクから供給されるそれぞれの音声信号のレベル値と予め設定されたレベル閾値とをそれぞれ比較して、前記いずれかの音声信号のレベル値が前記レベル閾値よりも大きい値として検出された場合に監視対象となる異常音が発生したと判定する異常音検出判定手段と、
   この異常音検出判定手段で前記異常音が検出されたとき、前記複数のマイクから供給されたそれぞれの音声信号のレベル値に基づいて、前記異常音が発生した場所における所定の２次元平面上の位置を特定すると共に、この特定された位置に基づいて前記映像撮像装置を前記位置に向けるようパン角度及びチルト角度を算出する角度算出手段と、
   この角度算出手段で算出された前記パン角度及び前記チルト角度からなる角度情報を前記映像撮像装置に送信する送信手段とを備え、
   前記映像撮像装置は、前記制御装置から供給された前記角度情報に基づき、パン動作及びチルト動作を行って撮像する映像監視システム。
   
   

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