JP2007325188A

JP2007325188A - 画像記録方法および画像記録装置

Info

Publication number: JP2007325188A
Application number: JP2006156078A
Authority: JP
Inventors: Minoru Wani; 稔和仁; Hisahiro Kamezaki; 寿浩亀崎; Masaki Fujisawa; 正樹藤澤
Original assignee: SKY Co Ltd
Current assignee: SKY Co Ltd
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】監視上重要な画像を間引き或いは高圧縮処理してしまうことなく保存するとともに、重要度の低い画像については、動きが大きな画像も含めて、間引き或いは圧縮等して効率化を図ることができる画像記録方法および画像記録装置を提供せんとする。
【解決手段】基準平均レベルとの差が「３．０」を超える場合は非日常的であり、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの高画質のままの状態で保存する。超えない場合は、日常的と判断できる範囲内の画像に対して、間引き処理または圧縮処理を行なう。この日常的な範囲内の画像については、さらに画像の変化レベルについて、第１の基準値「レベル２」に満たない場合は、まったく保存不要として間引き処理し、第１の基準値以上でかつ第２の基準値「レベル３」に満たない画像は、動きが小さく重要度が低いが保存する必要はある画像として、高圧縮処理する。
【選択図】図５

Description

本発明は、取得画像を効率良く記録して長時間録画を可能とし、監視カメラシステムに好適な画像記録方法および画像記録装置に関する。

この種の画像記録方法としては、監視カメラから入力された画像データを所定のフレームレートで記録した後、所定時間経過した画像のうち動きの少ない冗長部分を画像差分判定手段により判定し、冗長画像は消去して、削除された画像部分の再生に対して時間的な違和感を感じることがなく、且つ見かけ上の記録時間を長くした監視カメラ信号記録再生装置を実現するための監視画像の記録方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、記録部に記録済みのストリームデータに対して、より新しいデータほどフレーム間引き率が低く、より古いデータほどフレーム間引き率が高くなるように間引き処理が行い、映像を録画する際のフレームレートを低下させることなく、記録装置の限られた容量を有効に活用して長時間録画を可能とすることが提案されている（例えば、特許文献2参照。）。

しかし、これら従来技術のように、動きの少ないものや古いデータを一律に間引き或いは圧縮することとすると、動きが小さいが注目すべき映像や古い映像であるが重要なものまでも間引き或いは圧縮してしまい、本来監視すべき映像が把握できない、或いは品質が低下してしまうといった不都合が生じる。また、朝／夕方の通勤・通学時のように動きが大きくても重要度の低い日常的な映像も多くある。

特開２００５−１０１９０４号公報特開２００４−２０８００５号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、監視上重要な画像を間引き或いは高圧縮処理してしまうことなく保存するとともに、重要度の低い画像については、動きが大きな画像も含めて、間引き或いは圧縮等して効率化を図ることができる画像記録方法および画像記録装置を提供する点にある。

本発明は、前述の課題解決のために、撮像手段により取得される画像の動きについて、日常的と判断できる変化量の範囲を日時または時間帯に応じて設定し、前記撮像手段により取得された録画画像のうち、変化量が前記日常的なものとして設定された範囲内の画像に対して、間引き処理または圧縮処理を行ない、変化量が前記範囲の上限を越える画像を、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存してなることを特徴とする画像記録方法を提供する。尚、変化量の算出については、従来からと同様の画像差分判定技術を用いることができる。

また、本発明は、撮像手段により取得される画像を記憶する画像記憶手段と、取得画像の動きについて、日常的と判断できる変化量の範囲を日時または時間帯に応じて設定する範囲設定手段と、前記記憶手段に記憶されている録画画像を取り出し、前記日常的なものとして設定された範囲内の画像に対して、間引き処理または圧縮処理を行ない、変化量が前記範囲の上限を越える画像を、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存する画像処理手段と、より構成してなることを特徴とする画像記録装置をも提供する。

ここで、前記撮像手段により取得された録画画像のうち、変化量が所定の基準値以上で、かつ前記範囲の下限に満たない画像を、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存することが好ましい。

また、前記範囲内の日時または時間帯に応じた平均的基準値を設定し、該範囲内の画像について、その変化量と前記平均的基準値との差が大きいものほど圧縮率を小さく設定することが好ましい。

さらに、前記所定の基準値として、動きがあると判断される第１の基準値と、動きが小さいと判断される前記第１の基準値よりも大きい第２の基準値とよりなり、第１の基準値に満たない画像を間引き処理し、第１の基準値以上でかつ第２の基準値に満たない画像を高圧縮することが好ましい。

とくに、第１の基準値以上でかつ第２の基準値に満たない画像について、その変化量が小さいものほど圧縮率を大きく設定することが好ましい。

また、撮像手段により取得される画像を録画するときに、同時に各画像の変化量を日時または時間の情報とともに記録し、該記録に基づき前記日常的と判断できる変化量の範囲を設定または更新することが好ましい。

また、撮像手段により取得される画像の動きについて、日常的と判断できる変化方向を更に設定し、変化量が前記範囲内の画像であって、変化方向が前記設定された方向と略一致しない画像を低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存することが好ましい。

また、撮像手段により取得される画像の動きについて、日常的と判断できる変化物体の大きさを更に設定し、変化量が前記範囲内の画像であって、変化する物体の大きさが前記設定された大きさと略一致しない画像を低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存することが好ましい。

以上にしてなる本願発明に係る画像記録方法および画像記録装置は、日常的と判断できる変化量の範囲を日時または時間帯に応じて設定しておき、変化量が範囲内に収まる日常的な画像に対しては間引き処理または圧縮処理を行ない、変化量が前記範囲の上限を越える画像を、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存するので、動きが小さくなくても日常的な重要度の低い画像、たとえば朝や夕方の人通りの多い特定の時間帯などにおいて、日常どおり変化量が大きな画像については、間引き又は圧縮処理することにより効率化を図ることができ、その結果として長時間録画が可能となる。また、日常的範囲を越えるものについては高品質で保存するので、監視の観点から重要となる「人通りが少ない時間帯」において、変化がある画像については、精度の高い状態で確実に保存できることとなる。

また、変化量が所定の基準値以上で、かつ前記範囲の下限に満たない画像を、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存するので、動きが比較的小さくても非日常的な重要度の高い画像については高品質で保存でき、変化量の絶対値から一律に削除されてしまうといった問題を回避できる。

また、前記範囲内の日時または時間帯に応じた平均的基準値を設定し、該範囲内の画像について、その変化量と前記平均的基準値との差が大きいものほど圧縮率を小さく設定するので、日常的な画像であっても重要度に応じて圧縮率を変化させ、重要なものはより品質良く保存でき、重要度の低いものは効率化できるといった合理的な処理が可能となる。

また、所定の基準値として、動きがあると判断される第１の基準値と、動きが小さいと判断される前記第１の基準値よりも大きい第２の基準値とよりなり、第１の基準値に満たない画像を間引き処理するとともに、第１の基準値以上でかつ第２の基準値に満たない画像を高圧縮し、とくに、第１の基準値以上でかつ第２の基準値に満たない画像について、その変化量が小さいものほど圧縮率を大きく設定するので、重要度に応じて合理的な処理が可能となる。

また、撮像手段により取得される画像を録画するときに、同時に各画像の変化量を日時または時間の情報とともに記録し、該記録に基づき前記日常的と判断できる変化量の範囲を設定または更新するので、各画像を取り出して前記情報を取り出すことにより、効率よく前記変化量範囲を設定することができる。

また、撮像手段により取得される画像の動きについて、日常的と判断できる変化方向を更に設定し、変化量が前記範囲内の画像であって、変化方向が前記設定された方向と略一致しない画像を低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存するので、変化レベルが同じ程度であっても、通常と異なる方向に動きがあった場合にその画像を高画質で保存でき、重要な画像を間引いたり高圧縮してしまうことがより確実に防止できる。たとえば、出社／退社時刻のように人の移動が一定方向である場合に、逆方向に向かって動作する場合は異常行動として監視の必要性が高く、このような画像を間引き等することなく高画質で保存できる。

また、撮像手段により取得される画像の動きについて、日常的と判断できる変化物体の大きさを更に設定し、変化量が前記範囲内の画像であって、変化する物体の大きさが前記設定された大きさと略一致しない画像を低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存するので、変化レベルが同じ程度であっても、通常と異なる大きな物体の移動があった場合などに高画質で保存でき、重要な画像を間引いたり高圧縮してしまうことがより確実に防止できる。たとえば、普段人が通る場所を大きな荷物を運んでいたりするような場合は、異常行動として監視の必要性が高く、このような画像を間引き等することなく高画質で保存できる。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明に係る画像記憶装置の構成を示す説明図であり、図１〜５は代表的実施形態を示し、図中符号１は画像記録装置、２は監視カメラをそれぞれ示している。

本発明の画像記録装置１は、図１に示すように、処理装置１０を中心に、記憶装置１１、単または複数の監視カメラ２，・・・からの毎秒所定数フレームの撮影画像信号入力を受け付ける入力インタフェース１２、および再生画像を表示する画像表示装置１３が接続されたコンピュータであり、前記処理装置１０は、マイクロプロセッサを主体に構成され、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭからなる記憶部を有して各種処理動作の手順を規定するプログラムや処理データが記憶される。

処理装置１０は、機能的には、監視カメラ２から入力された画像を、その変化量を解析して日時の情報とともに記憶装置１１に記録する画像記憶処理部１０ａと、取得画像の変化量についての基準平均レベルを算出する平均レベル算出部１０ｂと、取得画像を取り出し、間引き処理や圧縮処理を行う画像処理部１０ｃと、画像記憶部１１ａから読み出した画像を伸長等して再生する画像再生処理部１０ｄとを少なくとも備えており、これら各機能は上記プログラムにより実現される。

記憶装置１１は、監視カメラ２から入力された画像を前記変化量や日時、時間の情報とともに記憶する画像記憶部１１ａと、算出された基準平均レベルを記憶する基準平均レベル記憶部１１ｂとを少なくとも備えたハードディスク等から構成される。図２は基準平均レベル記憶部１１ｂの内容を示し、これらは各カメラごとに設定される。

画像記憶処理部１０ａは、必要に応じて入力画像をＪＰＥＧ等の方式で圧縮し、上記解析をした上で記憶装置１１の画像記憶部１１ａに記録する。

平均レベル算出部１０ｂは、画像処理部１０ｃによりピクセル単位の変化量から２０分の１に換算された変化レベルを用いて、基準平均レベルを算出する。本例では、各時間帯の複数日の変化レベルを用いて下記（式１）、（式２）の計算式より求められる。Ｆ_nはｎ日目の変化レベルＬ_nを反映させた基準平均レベルとする。

Ｆ₁＝Ｌ₁ （式１）
Ｆ_n＝Ｆ_n-1＋（Ｌ_n−Ｆ_n-1）×ｋ（式２）
ｎ＝２、３、４・・・
ｋは適宜な所定パーセントの反映比率であり、一定パーセントとしてもよいし、日時や時間帯に応じて異なる値に設定してもよい。図４はｎ日目の変化レベルを用いて計算した新基準平均レベルＦ_nを示している。ここでは単純化するため１時間あたりの基準平均レベルを設定することとし、画像も一時間あたり１枚として計算しているが、１時間あたり複数の画像が取得される場合はこれらの平均値をＬｎとして計算すればよい。

そして、日常的な変化量の範囲として、この日時または時間帯に応じて変動する平均的な各基準平均レベルから上下所定の幅を日常的な変化レベルとみなす範囲として設定される。この上下幅は、日時または時間帯にかかわらず一定値としてもよいが、絶対的な変化量が少ない日時や時間帯で小さな値とし、僅かな変化を非日常として捕らえることができるように設定することが好ましく、また、変化量が大きい日時や時間帯では逆に大きな値として多少の変動を日常的であると許容して効率化を図ることが好ましい。たとえば基準平均レベルの所定割合の値としても良い。

図３に示すように、ｎ日目の変化レベルと基準平均レベルＦ_n-1との差を算出し、この差が予め設定された変動幅の範囲内に入るか否かで日常的か非日常的かが判断されることとなる。本例では基準平均レベルからの上下の変動幅がレベル単位で「３．０」と設定されている。したがって、たとえば３日目の８時の画像は、８時の基準平均レベル「１２．０」に対して変化レベル「１」であり、その差「１１．０」が「３．０」を超えていることから「非日常」として処理され、同じく３日目の９時の画像についても、９時の基準平均レベル「８．０」に対して変化レベルが「１」であり、その差「７．０」が「３．０」を超えているため「非日常」として処理される。なお、本例のように変化レベルに換算することなく、変化量に基づいて判断してもよいことは勿論である。また、１時間あたり複数の画像を取得する場合は、各画像ごとに同じく時間帯の基準平均レベルを用いてそれぞれ差を計算して処理すればよい。

本実施形態では、日時や時間帯ごとに設定される基準平均レベル以外に、第１の基準値として変化レベル「２」、第２の基準値として変化レベル「３」が設定されており、画像処理部１０ｃは、画像記憶部１１ａにおける記憶容量を効率よく使用し、録画できる時間を延長するために、該画像記憶部１１ａに記憶された取得画像を取り出し、その変化量を変化レベルに換算した上で、その日時又は時間帯における前記の基準平均レベルや第１、第２の基準値と比較した結果に応じて変動レベルを用いて圧縮や間引き処理を行う。

具体的には、図５に示すように、まず基準平均レベルとの差が「３．０」を超えるか否か判定し（Ｓ１０１）、超える場合は非日常的であり、保存の必要性が高い画像であることから、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの高画質のままの状態で保存する（Ｓ１０２）。この場合、差が大きいものほど圧縮率を小さく設定し、より高画質のまま保存することが好ましい。本例のｎ日目の画像では、図３に示すように、８時と９時の画像が「３．０」を超えており、非日常的として低圧縮または圧縮せずに高画質のまま保存されることとなる。

差が「３．０」を超えない場合は、日常的と判断できる範囲内の画像に対して、間引き処理または圧縮処理を行なう。この場合の圧縮処理も、差が大きいものほど圧縮率を小さく設定することが好ましい。

この日常的な範囲内の画像については、さらに画像の変化レベルについて、Ｓ１０３において第１の基準値「レベル２」に満たない場合は、まったく保存不要として間引き処理し（Ｓ１０４）、第１の基準値「レベル２」以上でかつＳ１０５において第２の基準値「レベル３」に満たない画像は、動きが小さく重要度が低いが保存する必要はある画像として、高圧縮、とくに変化レベルが小さいものほど大きな圧縮率で処理する（Ｓ１０６）。本例のｎ日目の画像においては、図３に示すように、０時、２時〜５時、２１時〜２４時がレベル２に満たない日常画像として間引き処理され、６時、１３時、１９時、２０時がレベル３に満たない日常画像として高圧縮で処理される。第２の基準を超える場合は、通常の圧縮処理を行い保存する（Ｓ１０７）。

なお、本例では日常的な範囲内の画像についてのみ、上記第１の基準値、第２の基準値を用いた判定を行ったが、これになんら限定されず、非日常の画像についても一方又は双方の判定が行われるようにしてもよい。たとえば、第１の基準値、第２の基準値の判定を先に行い、第２の基準値を超える画像についてのみ、日常的範囲内か否かの判定を行うようにしてもよい。また、これら第１の基準値、第２の基準値についても変化レベルに換算することなく変化量そのものを基準値としてもよい。

次に、取得画像の動きについて、日常的と判断できる変化方向を設定する方向設定手段を更に設けた変形例を説明する。

監視カメラ２から入力された画像について、画像記憶処理部１０ａが、その変化量とともに変化方向を加味したベクトルを解析して日時の情報とともに記憶装置１１に記録する。

平均レベル算出部１０ｂは、日時または時間帯ごとの変化方向に関する基準となる平均的な方向を算出し、画像処理部１０ｃは、取り出した画像の変化量が差が「３．０」を超えないとき、さらにその変化方向が、その日時における平均的な方向と略一致しない場合は、非日常的であり、保存の必要性が高い画像であることから、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの高画質のままの状態で保存する。

そして、略一致する場合は、日常的な範囲として、上記実施形態と同様の処理が行われる。このように変化の方向を加味することで、変化レベルが同じ程度であっても通常と異なる動きがあった場合に高画質で保存でき、重要な画像を間引いたり高圧縮してしまうことが防止できる。

次に、取得画像の動きについて、日常的と判断できる変化物体の大きさを設定する大きさ設定手段を設けた変形例を説明する。

平均レベル算出部１０ｂは、日時または時間帯ごとの変化物体の大きさに関する基準となる平均的な移動体面積を算出し、画像処理部１０ｃは、取り出した画像の変化量が差が「３．０」を超えないとき、さらにその移動体の面積が、その日時における平均的な移動体面積と略一致しない場合は、非日常的であり、保存の必要性が高い画像であることから、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの高画質のままの状態で保存する。

そして、略一致する場合は、日常的な範囲として、上記実施形態と同様の処理が行われる。このように移動体の大きさを加味することで、変化レベルが同じ程度であっても通常と異なる大きな物体の移動があった場合などに高画質で保存でき、重要な画像を間引いたり高圧縮してしまうことが防止できる。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の代表的実施形態に係る画像記録装置を示す構成図。基準平均レベル記憶部の内容を示す説明図。画像の変化レベルと基準平均レベルとの差が算出された様子を示す説明図。新基準平均レベルが算出された様子を示す説明図。画像処理部の処理手順を示すフロー図。

符号の説明

１画像記録装置
２監視カメラ
１０処理装置
１０ａ画像記憶処理部
１０ｂ平均レベル算出部
１０ｃ画像処理部
１０ｄ画像再生処理部
１１記憶装置
１１ａ画像記憶部
１１ｂ基準平均レベル記憶部
１２入力インタフェース
１３画像表示装置

Claims

撮像手段により取得される画像の動きについて、日常的と判断できる変化量の範囲を日時または時間帯に応じて設定し、
前記撮像手段により取得された録画画像のうち、
変化量が前記日常的なものとして設定された範囲内の画像に対して、間引き処理または圧縮処理を行ない、
変化量が前記範囲の上限を越える画像を、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存してなることを特徴とする画像記録方法。
前記撮像手段により取得された録画画像のうち、変化量が所定の基準値以上で、かつ前記範囲の下限に満たない画像を、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存してなる請求項１記載の画像記録方法。
前記範囲内の日時または時間帯に応じた平均的基準値を設定し、該範囲内の画像について、その変化量と前記平均的基準値との差が大きいものほど圧縮率を小さく設定してなる請求項１又は２記載の画像記録方法。
前記所定の基準値として、動きがあると判断される第１の基準値と、動きが小さいと判断される前記第１の基準値よりも大きい第２の基準値とよりなり、第１の基準値に満たない画像を間引き処理し、第１の基準値以上でかつ第２の基準値に満たない画像を高圧縮してなる請求項２又は３記載の画像記録方法。
第１の基準値以上でかつ第２の基準値に満たない画像について、その変化量が小さいものほど圧縮率を大きく設定してなる請求項４記載の画像記録方法。
撮像手段により取得される画像を録画するときに、同時に各画像の変化量を日時または時間の情報とともに記録し、該記録に基づき前記日常的と判断できる変化量の範囲を設定または更新してなる請求項１〜５の何れか１項に記載の画像記録方法。
撮像手段により取得される画像の動きについて、日常的と判断できる変化方向を更に設定し、変化量が前記範囲内の画像であって、変化方向が前記設定された方向と略一致しない画像を低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存してなる請求項１〜６の何れか１項に記載の画像記録方法。
撮像手段により取得される画像の動きについて、日常的と判断できる変化物体の大きさを更に設定し、変化量が前記範囲内の画像であって、変化する物体の大きさが前記設定された大きさと略一致しない画像を低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存してなる請求項１〜７の何れか１項に記載の画像記録方法。
撮像手段により取得される画像を記憶する画像記憶手段と、
取得画像の動きについて、日常的と判断できる変化量の範囲を日時または時間帯に応じて設定する範囲設定手段と、
前記記憶手段に記憶されている録画画像を取り出し、前記日常的なものとして設定された範囲内の画像に対して、間引き処理または圧縮処理を行ない、変化量が前記範囲の上限を越える画像を、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存する画像処理手段と、
より構成してなることを特徴とする画像記録装置。
前記画像処理手段が、取り出した録画画像のうち、変化量が所定の基準値以上で、かつ前記範囲の下限に満たない画像を、低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存する請求項９記載の画像記録装置。
前記範囲設定手段が、前記範囲内の日時または時間帯に応じた平均的基準値を設定してなり、前記画像処理手段が、該範囲内の画像について、その変化量と前記平均的基準値との差が大きいものほど圧縮率を小さく設定する請求項９又は１０記載の画像記録装置。
前記所定の基準値として、動きがあると判断される第１の基準値と、動きが小さいと判断される前記第１の基準値よりも大きい第２の基準値とよりなり、前記画像処理手段が、第１の基準値に満たない画像を間引き処理し、第１の基準値以上でかつ第２の基準値に満たない画像を高圧縮してなる請求項１０又は１１記載の画像記録装置。
前記画像処理手段が、第１の基準値以上でかつ第２の基準値に満たない画像について、その変化量が小さいものほど圧縮率を大きく設定してなる請求項１２記載の画像記録装置。
前記範囲設定手段が、撮像手段により取得される画像を録画するときに、同時に各画像の変化量を日時または時間の情報とともに記録し、該記録に基づき前記日常的と判断できる変化量の範囲を設定または更新してなる請求項９〜１３の何れか１項に記載の画像記録装置。
取得画像の動きについて、日常的と判断できる変化方向を設定する方向設定手段を更に設け、前記画像処理手段が、取り出した録画画像のうち、変化量が前記範囲内の画像であって、変化方向が前記設定された方向と略一致しない画像を低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存してなる請求項９〜１４の何れか１項に記載の画像記録装置。
取得画像の動きについて、日常的と判断できる変化物体の大きさを設定する大きさ設定手段を更に設け、前記画像処理手段が、取り出した録画画像のうち、変化量が前記範囲内の画像であって、変化する物体の大きさが前記設定された大きさと略一致しない画像を低圧縮で又は圧縮せずにそのままの状態で保存してなる請求項９〜１５の何れか１項に記載の画像記録装置。