JP2007507764A - 画像監視システム及び画像監視方法 - Google Patents

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Abstract

画像監視システムは安全監視用画像を伝送するためにワイヤレス通信を使用する。本システムは中央コントローラ及びこの中央コントローラに作動的に接続される複数のデジタルスチルカメラユニットを含んでいる。カメラユニットの少なくとも１つは、イメージセンサで動きが検知される時、このイメージセンサに画像を受信させる動き検知器、マイクロコントローラ、及びこのマイクロコントローラに作動的に接続されるか又はそれに包含される第１不揮発性メモリを含んでいる。マイクロコントローラは受信された画像データが中央コントローラに伝送されるべきかどうかを判断し、そして前記中央コントローラが受信された画像データを監視ステーションに伝送するべきかどうかを判断する。カメラユニットは、さらに、既存の安全システム内の動き検知器の代替と同様な独立型のユニットとして使用できる。

Description

本発明は、デジタル画像の取得及び監視に関する。特に排他的ではないけれども、本発明は、パワー有効なカメラを使用する自動、シーケンシャルデジタルスチル画像を取得かつ異常事態が発生したかどうかを判断するのにそれらの画像を処理する改良された安全システム及び方法に関する。
安全システムの如きビデオ画像監視システムはカメラ及び画像処理及び通信技術のコストが減少するにつれて次第に一般的になってきている。しばしば、かかるシステムは警備員によって見張られるビデオモニタ列に接続される幾つかのカメラを含んでいる。これらのシステムは、しかしながら、カメラの数が増大するにつれて制限を受ける。第１に、各カメラへの電力及びデータケーブル双方の配線がコスト及び複雑さを著しく増大する。第２に、システムによって受信されかつ記録されるデータの量が頻繁に管理不能となる。第３に、すべてのカメラを同時に監視する能力が減少し、結果として安全侵害の如き異常事態が気付かれていないというより高い蓋然性を生じる。
さらに、現存するビデオセキュリティ（安全）システムの個々のカメラは、一般的に、主電源及びビデオレコーダの如き画像を受信及び記録するための装置双方への配線接続を必要とする。かかる現存のカメラはかくして法外に高価でかつかかる配線接続への容易なアクセスが利用できない多くの用途に実用的でない。
それゆえ、上述した制限を克服する改良された画像監視システム及び方法についての需要がある。
 発明の需要
それゆえ、本発明の目的は、上記の制限の１つ又はそれ以上を克服するか又は軽減することにある。
従って、それが唯一でない１つの形状又は実際に広範な形状において、本発明は、中央コントローラ及びこの中央コントローラに作動的に接続される複数のデジタルスチルカメラユニットとを含み、カメラユニットの少なくとも１つが、イメージセンサと動きが検知される時このイメージセンサに画像データを受信させるイメージセンサに作動的に接続される動き検知器と、イメージセンサ及び動き検知器に作動的に接続されるマイクロコントローラと、このマイクロコントローラに作動的に接続されるか又はそれに包含される第１不揮発性メモリと、受信された画像データが中央コントローラに伝送されるべきかどうかをマイクロコントローラに判断させるための第１不揮発性メモリに記憶されたコンピュータの読み取り可能なプログラムコードとを含んでおり、中央コントローラが次いで受信された画像データを監視ステーションに伝送させるべきかどうかを判断する。
複数のカメラユニットが、中央コントローラにワイヤレスで画像データを伝送することができる。
中央コントローラが、さらに、画像データを、間接的にかつワイヤレスで１つ又はそれ以上のカメラユニットを介して中央コントローラに送ることができるメッシュネットワークプロトコルを含むことができる。
少なくとも１つのカメラユニットが、さらに、マイクロフォンを含むことができる。
少なくとも１つのカメラユニットが、さらに、低光感度を改善するためにカラー及び白黒両方のイメージセンサを含むことができ、両イメージセンサが単一の高速ＤＭＡバスに作動的に接続される。
少なくとも１つのカメラユニットが、バッテリ作動にしかつイメージセンサと第２不揮発性メモリとの間の直接メモリアクセス回路を含むことができる。
少なくとも１つのカメラユニットが、動き検知器の動き検知に続いて、中央コントローラに、動き検知の前に捉えられた一連のバッファ画像を伝送するプレトリガ特徴を含むことができる。
監視ステーションが画像監視システムの構成要素を形成することができ、そして監視ステーションが、警報を権限取得者（オーソリティーズ）に送るべきかどうかを判断するために画像をさらに分析する要員を含むことができる。
他の形態によれば、本発明は、ワイヤレス通信を使用して互いにかつ中央コントローラに作動的に接続される複数のカメラユニットを使用する画像監視方法であり、少なくとも１つのカメラユニットに包含される動き検知器を使用して移動物体の動きを検知し、移動物体の動きの検知に続いて、移動物体の画像を受信するために少なくとも１つのカメラユニットに包含されるイメージセンサをトリガし、受信された画像が少なくとも１つのカメラユニットに包含されかつイメージセンサに作動的に接続されるマイクロコントローラを使用して画像を分析することによって中央コントローラにワイヤレスで伝送されるべきかどうかを判断し、少なくとも１つのカメラユニットから中央コントローラに受信されたあらゆる画像が監視ステーションに伝送されるべきかどうかを判断する。
中央コントローラが、さらに、画像データを、間接的にかつワイヤレスで１つ又はそれ以上のカメラユニットを介して中央コントローラに送ることができるメッシュネットワークプロトコルを含むことができる。
前記方法は、さらに、直接メモリアクセスを使用してカメラユニットのメモリユニットにイメージセンサによって受信された画像を記憶することができる。
イメージセンサをトリガする工程が、低光状態において白黒イメージセンサをトリガし、かつ他の方法では、カラーイメージセンサをトリガすることを含むことができ、少なくとも１つのカメラユニットが単一の高速ＤＭＡバスに作動的に接続されるカラーイメージセンサ及び白黒イメージセンサの両方を含んでいる。
前記方法は、さらに、イメージセンサからの画像を連続的に受信し、受信された画像を少なくとも１つのカメラユニットのメモリバッファに記憶し、そして動き検知器による動きの検知に続いて、動きの検知前に受信された一連の記憶された画像を伝送する工程を包含しているプレトリガ特徴を含むことができる。
さらに他の形態によれば、本発明は、イメージセンサと、動きが検知される時このイメージセンサに画像データを受信させるイメージセンサに作動的に接続される動き検知器と、イメージセンサ及び前記動き検知器の両方に作動的に接続されるマイクロコントローラと、このマイクロコントローラに作動的に接続される第１及び第２不揮発性メモリと、マイクロコントローラにかつ高速ＤＭＡバスを介して、イメージセンサに作動的に接続されるランダムアクセスメモリと、マイクロコントローラが受信された画像データをイメージセンサから直接高速ＤＭＡバスを介して前記第２不揮発性メモリに伝送するために前記第１不揮発性メモリに記憶されたコンピュータ読み取り可能なプログラムコードとを含んでいる画像監視用カメラである。
第２不揮発性メモリが、取り外し可能なフラッシュメモリカードにすることができる。である
カメラユニットは、さらに、このユニットへ電力を供給するためのバッテリを含むことができる。
カメラユニットは、さらに、動き検知器に作動的に接続される電気的インターフェースを含むことができ、インターフェースが安全警報システムから受動ＰＩＲ動き検知器コネクタを受容するようになされ、カメラユニットが安全警報システムの受動ＰＩＲ動き検知器を交換する。
前記第２不揮発性メモリがセッティングスファイルを含み、第２不揮発性メモリがカメラユニットから除去されかつコンピュータに接続されたリーダに挿入される時、コンピュータ上のセットアップソフトウエアプログラムがカメラユニット特徴の形状を可能にし、第２不揮発性メモリが再びカメラユニットに挿入される時、その特徴はカメラユニットに負荷される。
少なくとも１つのカメラユニット特徴が、日時刻印、画像データ消去、画像配列決定、画像解像度、時間経過モード、プレトリガモード、スケジューラ、暗号化／復号化、アーム／ディスアーム上の画像捕捉、テキストオーバーレイ、イネーブルＬＥＤ、イネーブル動きセンサ、及びリレイ出力極性からなっているグループから選択されることができる。
本発明のさらに他の特徴は以下の詳細な説明から明らかになる。
本発明の理解を助けるためにかつ本発明を当該技術に熟練した者に実施させ得るために、本発明の好適な実施の形態が添付図面を参照して例としてのみ記載され、図面において同様な参照符号は種々の図を通して同様な要素に言及している。
図１を参照すると、本発明の実施の形態による画像監視システム１００の概略ブロック図が示されている。このシステム１００は複数のカメラユニット１１０とのワイヤレス通信において中央コントローラ１０５を含んでいる。中央コントローラ１０５は有線又はワイヤレスネットワーク１２０を介して監視ステーション１１５にて接続されている。監視ステーション１１５は順次警官の如き権限取得者（オーソリティーズ）１２５に接続され得る。
システム１００は、かくして、カメラユニット１１０からの画像が中央コントローラ１０５にワイヤレスで通信されるのを可能にし、中央コントローラ１０５では画像が分析されかつ正当化されるならば、画像の幾つか又はすべて又は画像に関連付けられるデータが監視ステーション１１５に伝送される。有人又は無人であってもよい監視ステーション１１５は、その場合に、画像又はデータのさらに他の分析を行いかつ警報が権限取得者１２５に送られるべきかどうかを判断する。
図２を参照すると、ワイヤレスカメラユニット１１０の概略ブロック図が示されている。カメラユニット１１０は電源に接続されたマイクロコントローラ２０５を含んでいる。理想的には、電源はカメラユニット１１０に電源配線を接続する必要がないバッテリであるが、主電力出口がカメラユニット１１０の近傍に便宜的に配置されるならば、主電源はまた電源として使用され得る。取り外し可能なメモリカードがマイクロコントローラ２０５に接続される。さらに、ＳＲＡＭメモリ１７０の如きメモリ及び白黒イメージセンサ２４５の如きイメージセンサが、より詳細に後述されるように、高速直後メモリアクセス（ＤＭＡ）を介してマイクロコントローラ２０５に接続される。パイロ電気赤外線検知器の如き動き検知器２２０がまたマイクロコントローラ２０５に接続され得る。さらに、マイクロコントローラ２０５のＩ／Ｏポートは、中央コントローラ１０５又は他のカメラユニット１１０と通信するためのアンテナ２３０又はさらに以下で議論されるような、遠隔制御装置を含んでいるＲＦトランシーバ２２５に接続される。有線ネットワークがカメラユニット１１０近傍に配置されるならば、マイクロコントローラ２０５は、また、有線ネットワーク２３５に接続されることができる。マイクロコントローラ２０５は、また、画像が中央コントローラ１０５に伝送される前に画像を圧縮するように作用することもできる。
図３を参照すると、中央コントローラ１０５の概略ブロック図が示されている。この中央コントローラ１０５はハードドライブ３１５及び取り外し可能なメモリカード３４０に接続されるマイクロコントローラ２０５を含んでいる。また、マイクロコントローラ２０５はカメラユニット１１０のＲＦトランシーバ２２５からのワイヤレス信号を受信するためのＲＦトランシーバ３２５に接続される。マイクロコントローラ２０５は、また、監視ステーション１１５と通信するために有線リンク３０５又はワイヤレス（無線）リンク３１０に接続される。
本発明は、それゆえ、一連のろ過事象を使用することによって権限取得者１２５に報告される擬似警報の数を最小にすることができる。第１に、カメラユニット１１０は、もしもカメラユニット１１０が動きを最初に検知しなかったならば、一般的には中央コントローラ１０５に画像を報告しない。動きは、動き検知器２２０によって又はマイクロコントローラ２０５によって導かれる一連のスチル画像の分析を介してカメラユニット１１０によって検知され得る。後者の場合において、当該技術において良く知られている画像分析ソフトウエアを使用して、一定のカメラユニット１１０からの連続する画像間の特徴が変化するかどうかを検知することによって、マイクロコントローラ２０５は動きがその連係したイメージセンサ２１５によって検知されたかどうかを判断することができる。
第２に、中央コントローラ１０５と連係されるソフトウエアは、カメラユニット１１０によって記録された動きの予備分析を実施することができる。例えば、中央コントローラ１０５は、システム１００によって期待されかつ警報の放出を結果として生じるべきではない一定の型の動きを無視するようにプログラムされ得る。かかる期待された動きは、例えば、機械の作動又は規則的に予定された警備員のパトロールを含むことができる。かくして、中央コントローラ１０５は幾つかのカメラユニット１１０によって捕捉された連続する動き検知を分析するようにプログラムされ得る。例えば、パトロール中の警備員は予め定義された時間周期の間中連続して第１、第２及び第３カメラをトリガすることを期待されるかもしれない。システム１００はかかる期待されるトリガリング事象を無視するようにプログラムされ得る。例えば、かかる期待される事象は中央コントローラ１０５にかかる事象を報告しないようにプログラムされ得る個々のカメラでろ過され得るか、又は中央コントローラ１０５はかかる事象をろ過しかつそれらを監視ステーション１１５に報告しないようにプログラムされ得る。しかしながら、トリガされたカメラユニット１１０の上述の期待されたシーケンスが変化したならば、又は、例えば、かかるシーケンスのタイミングが変化したならば、中央コントローラ１０５は監視ステーション１１５に異常状態を報告するようにプログラムされ得る。
第３に、監視ステーション１１５は権限取得者１２５に警報を発する前に記録された動きの最終ろ過を適用することができる。例えば、警備員は監視ステーション１１５を監視することができる。警備員は、それゆえ、中央コントローラ１０５によって報告された異常状態が権限取得者１２５に警報を発したのが正当であったかどうかに関して判断することができる。代替的に、監視ステーション１１５は無人にすることができ、その場合に、監視ステーション１１５は中央コントローラ１０５によって報告された異常状態を解釈するための追加の処理アルゴリズムを含むことができる。処理アルゴリズムの出力に依存して、監視ステーション１１５は権限取得者１２５に自動化された警報を発することができる。
異常状態に関する上述した多重積み重ねろ過工程（プロセス）は、また、システム１００に関連付けられるコストを低減するように作用する。コストは最も高価な分析工程（プロセス）及びハードウエアが高度に集中化されるため低減され、ところが、高価でない分析工程（プロセス）及びハードウエアが広く分布されているかもしれない。例えば、警備員の如き人間アナリストを必要とする高価な分析プロセス又は高価な分析設備は単一の監視ステーション１１５に集中化されることができる。単一の監視ステーション１１５は数十又は同様に数千の家庭又は会社を監視するのに使用され得る。各家庭又は会社は、その場合に、多数のカメラユニット１１０からの入力を監視する１つの中央コントローラ１０５を含むことができる。中央コントローラ１０５の分析の能力は、監視ステーション１１５の能力と同じように高性能ではないけれども、順次個々のカメラユニット１１０より高性能にする。
さらに、中央コントローラ１０５と監視ステーション１１５との間のリンクは、システムの使用者が現存する通信基盤を利用することができなくなるようなインターネット又は他のワイヤレスインターネットへのアクセスを含むことができる。かくして、システム１００の使用者はインターネット可能なパーソナルコンピュータ（パソコン）を介して又は携帯電話又は個人デジタルアシスタント（ＰＤＡｓ）の如きワイヤレス装置を介して中央コントローラ１０５又は監視ステーション１１５の出力を監視することができる。
それゆえ、システム１００に接続された家庭又は会社は権限取得者１２５に報告される擬似警報を最小にし、かつまた異常状態を分析するコストを他の家庭及び会社と分担する高性能のろ過プロセスを利用することができる。かくして、各個の家庭又は会社に対するシステムのコストは著しく低減される。
システム１００のコストは、また、個々のカメラユニット１１０の電力消費を低減することによって、減少され、かつシステム１００の便宜は増加され得る。カメラユニット１１０をワイヤレスにすることによって、かつそれらを長寿命のバッテリで電力供給することによって、カメラユニット１１０は屋外フェンス周辺の如き遠隔区域に容易に設置されることができる。
本発明によれば、カメラユニット１１０の電力消費はビデオよりむしろスチル画像を最初に記録することによって劇的に減少され得る。スチル画像カメラはビデオカメラより非常に少ない電力を使用する。しかしながら、本発明は、スチル画像をかなり近接してタイミングを合わせかつ連続して記録されたスチル画像間の変化を検知するための画像解析ソフトウエアを使用することによって多くの実況の（生の）ビデオの安全の利益を達成することができる。上述したように、かかる画像分析ソフトウエアは簡単な動きを検知するのに使用され得るか、又はフェンスライン近くの如き画像の特定の部分における人間の存在の如き予め定義された異常事態を検知するのに使用されることができる。
画像が一定のカメラユニット１１０によって捕捉される割り合いは、カメラの位置及びカメラが検知しようとする異常事態の性質に依存するかもしれない。例えば、遠い視野を有するカメラユニット１１０はカメラユニットの視野を横切って通過するような物体に関して比較的長い時間を必要とするため低い画像捕捉周波数で設定され得る。他方で、近い視野を有するカメラユニット１１０、又は迅速な動きの物体を検知しようとするカメラユニットは、より高い画像捕捉周波数で設定される。
カメラユニット１１０の電力消費は、また、マイクロコントローラ２０５及びＳＲＡＭ１７０及びカラーイメージセンサ２１５、白黒イメージセンサ２４５の如き他の構成要素を接続する高速の直接メモリアクセス（ＤＭＡ）バス１７５の使用によって減少され得る。図４を参照すると、かかる高速のＤＭＡバス１７５を示しているカメラユニット１１０の構成要素の概略ブロック図が示されている。（高速のＤＭＡは一般的に２４Ｍｂｐｓより大きいデータ伝送率を含んでいるＤＭＡに言及している。）多くの標準のデジタルスチルカメラにおいて、画像データはイメージセンサからコントロールバスを通って画像処理ＡＳＩＣに伝送しなければならない。画像処理ＡＳＩＣは、その場合に、単に画像データをメモリに書き込むことができる。かかる画像処理ＡＳＩＣはイメージセンサからメモリに画像データを伝送する配線によって接続されかつ電力の高い（パワーインテンシブな）手段である。しかしながら、画像処理ＡＳＩＣを通過するように取り外し可能なメモリカード２４０への、かつそれらのすべてＩ／Ｏを強制するよりむしろ、ＤＭＡを使用する本発明において、イメージセンサ２１５、イメージセンサ２４５は高速のＤＭＡバス１７５を横切ってＳＲＡＭメモリ１７０に直接かつ次いで取り外し可能なメモリカード２４０に画像データを書き込むことができる。ＤＭＡは、かくして、画像処理ＡＳＩＣの必要を除去し、かつそれゆえ、カメラユニット１１０の電力消費及びコストを低減する。
カメラユニット１１０の代替の実施例は中央コントローラ１０５へのワイヤレス接続なしで作動するように設計され得る。かかる独立型のカメラの実施の形態において、ＲＦトランシーバ２２５及びアンテナ２３０は必要なくかつ除去されることができ、さらにカメラユニット１１０を簡単化しかつコストを低減する。独立型の操作に設計されたカメラユニット１１０は非常にコスト的に有効なビデオ監視の代替物である。例えば、所望の視野を有する位置に独立型のカメラユニット１１０を簡単に固定することによって、車輌、格納庫、フェンスライン又は他の遠隔区域の如き離れた施設を容易に監視することができる。待機モードにおいて、独立型のカメラユニット１１０は、一度に数週間又は数ヶ月に亘って単一のバッテリ２１０で作動され得るように非常に僅かな動力を引き出す。カメラユニット１１０は動き検知器２２０の活動後予め定めた時間周期に亘ってあらゆる周波数で一連のスチル画像を捕捉するようにプログラムされ得る。画像はその場合に取り外し可能なメモリカード２４０に局部的に記憶される。使用者はその場合に彼又は彼女の都合で取り外し可能なメモリカード２４０を簡単に検索することができ、かつコンピュータ又は他の目視手段を使用して画像をダウンロード及び閲覧することができる。
ワイヤレス通信能力なしの独立型のカメラユニット１１０は、また、現存する安全システムに取り付けられる基本的な従来技術の動き検知器を向上させるのが好都合である。殆どの設置された家庭安全システム（ホームセキュリティシステム）はビデオ又は画像捕捉能力を包含せず、むしろそれらは動き検知器又は警報をトリガするような電気回路ブレークポイントに依存している。しかしながら、現存する動き検知器は、本発明の独立型のカメラユニット１１０によって容易にかつ安価に交換されることができる。現存する動き検知器及び警報をトリガする特徴はカメラユニット１１０によって完全に可能にされたままでるが、旧型の安全システムは、警報がトリガされる時画像を捕捉しかつ記憶するような追加の能力を有している。警報がトリガされた後、住宅所有者は、例えば、カメラユニット１１０から取り外し可能なメモリカード２４０を簡単に検索しかつ警報をトリガしている状態の画像をダウンロードすることができる。
本発明の実施例の他の特徴は、メッシュネットワークプロトコル、プレトリガバッファリング、フルデュプレックスリモートコントロール、及び改良された低光撮像の使用を含んで以下で説明される。
図５を参照すると、悪いワイヤレス受信がカメラユニット１１０の１つと中央コントローラ１０５の間に存在する中央コントローラ１０５と４つのカメラユニット１１０の概略ブロック図が示されている。本発明は、メッシュネットワークプロトコルを使用することができ、それによって画像又は制御データはカメラユニット１１０と中央コントローラ１０５との間に直接送られることができるか、又はかかるデータは１つ又はそれ以上のカメラユニット１１０を介して間接的に中央コントローラ１０５へ送られることができる。当該技術において良く知られた詳細において報告される必要がないネットワーク技術によれば、本発明のメッシュネットワークプロトコルは受信品質に依存して種々の代替の通路で自動的に切り替わるようにプログラムされることができる。カメラユニット１１０は、また、ＲＦトランシーバ２２５の動力を増大することなく、システム１００の能動範囲を延長するように遠隔カメラユニット１１０からのデータに依存するようにプログラムすることができる。
図６を参照すると、本発明のメッシュネットワークを作動する方法６００のフローチャートが示されている。本方法６００はルートがネットワーク中の２点間に存在するかどうかを判断するためのルートキャッシュ（ルート貯蔵庫）をチェックするステップ６０５で始まる。ステップ６１０で、ルートが知られているならば、方法６００は、データがその指定地に送られるステップ６１５に進む。しかしながら、ステップ６１０で、２点間のルートがルートキャッシュに存在しないならば、方法６００は、ルート発見アルゴリズムが実施されるステップ６２０に進む。ルートが発見された後、方法６００は、データがその指定地に送られるステップ６１５に進む。
図７を参照すると、本発明のプレトリガ特徴を示すタイミング図が示されている。プレトリガ特徴によれば、カメラユニット１１０は、異常事態が動き検知器２２０によって検知される時、関連のマイクロコントローラ２０５が現在の画像をイメージセンサ２１５から中央コントローラ１０５へ送信し、かつまた以前にバッファされた画像の選択数を中央コントローラ１０５へ送信するようにＲＡＭバッファに間歇的な画像を記憶する。この方法において、本発明の方法はトリガ事後に先行する一連の事象を捕捉することができ、状況のより広範囲に亘る一時的な分析を可能にする。
図８を参照すると、プレトリガバッファを維持するためのかつトリガ事象に続いて取り外し可能なメモリカード２４０への画像を書き込むための方法８００のフローチャートが示されている。本方法８００はプレトリガ画像が記録されるステップ８０５で始まる。ステップ８１０で、ｎがバッファの大きさ及びバッファされた画像の解像度によって決定される。ｎ個の画像のプリセット数が取り外し可能なメモリカード２４０のプレトリガバッファに捕捉されたかどうかが判断される。ｎ個の画像がバッファ内に捕捉されていないならば、現在の画像がステップ８１５でバッファに追加されるが、しかし、ｎ個の画像がバッファ内に捕捉されているならば、方法８００はバッファ内の最も古い画像が現在の画像にステップ８１５でバッファに追加される前に削除されるステップ８２０に進む。次に、遅延ステップ８２５は、方法８００が次の画像を捕捉するためにステップ８０５に戻る前に、画像捕捉周波数に関連して上述されたように、プリセット時間間隔によって画像を区切るように導かれる。トリガ事象がステップ８３０で発生するならば、バッファ内のすべてのプレトリガ画像がステップ８３５で取り外し可能なメモリカード２４０から中央コントローラ１０５に複写される。最後に、ステップ８４０での他のポストトリガタスクが音響データの如き他のデータを中央コントローラ１０５に伝送し、かつトリガをリセットするように実施される。
図９を参照すると、システム１００を作動状態及び非作動状態にするための両方向（フルデュプレックス）のリモートコントロール９０５の概略ブロック図が示されている。上述したメッシュネットワークプロトコルを使用して、システム１００中の各カメラユニット１１０はフルデュプレックスのリモートコントロール９０５用の受信機として作用することができ、それによって作動状態、非作動状態及び他のコマンドがネットワークを経由して中央コントローラ１０５に転送され得る。ネットワークからリモートコントロール９０５へのリンクは、また、リモートコントロール９０５のグラフィカルユーザーインターフェース上に警報システムの状態を表示するのに使用され得る。
本発明の実施例のさらに他の特徴は、カメラユニット１１０の低光感度を改善することに関する。図１０を参照すると、白黒イメージセンサ２４５とカラーイメージセンサ２１５を組み込んでいるカメラユニット１１０の概略ブロック図が示されている。通常、低光状態において、カラーイメージセンサは良好に応答せず、かつ劣った品質の画像を発生する。白黒イメージセンサは、一般に、より感度が良くかつ低光状態において良好な品質の画像を発生する。さらに、かかる白黒イメージセンサの品質は、シーンの補完のＩＲ照明を備える赤外線（ＩＲ）光アレイ２５０の使用により高められることができる。
周囲の光が予め定めた値以下に落ちると、マイクロコントローラ２０５はカラーイメージセンサ２１５から白黒イメージセンサ２４５に切り換え、かつ同時にＩＲ光アレイ２５０を作動する。カメラユニット１１０は、さらに、低光環境における活動を監視するためのマイクロフォン２５５を含むことができる。図１０に示されるように、カメラユニット１１０の低光感度は、かくして、赤ん坊が眠っている場所の如き暗い部屋を監視するのに理想的であるかもしれない。低光カメラユニット１１０の出力は、リモートコントロール９０５上のグラフィカルユーザーインターフェースの如きポータブルビデオディスプレイに送られる。
さらに、通常のデジタルカメラにおいて、イメージセンサは、画像データを記憶されかつ表示され得る形状に処理する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に直接接続される。かかるＡＳＩＣハードウエア処理は非常に電力が強く（マイクロコントローラの電力の８倍）そしてＡＳＩＣはかなり高価（イメージセンサのコストの３倍）である。かくして、従来技術によれば、２つのイメージセンサが単一のカメラに使用されるならば、上述したようなカラーイメージセンサ２１５及び白黒イメージセンサ２４５の如く、データを処理するのに２つのＡＳＩＣを必要とし、かつコスト及び電力消費が二倍になる。しかしながら、本発明は、マイクロコントローラ２０５及びＳＲＡＭメモリ１７０に順次接続する。高速のＤＭＡバス１７５に直接カラーイメージセンサ２１５及び白黒イメージセンサ２４５を接続することによってコスト及び電力消費の両方を低減する。マイクロコントローラソフトウエアは、カラーイメージセンサ２１５及び白黒イメージセンサ２４５が個々に選択される時、データが、どのようなバス論点もなしにＳＲＡＭメモリ１７０又はマイクロコントローラ２０５に自由に流れるような方法において高速のＤＭＡバス１７５のタイミングを制御する。データは、かくして、最初にＳＲＡＭメモリ１７０に記憶され、かつその後画像のソフトウエア処理のために同一の高速のＤＭＡバス１７５を経由してマイクロコントローラ２０５に伝送される。カラーイメージセンサ２１５、白黒イメージセンサ２４５を高速のＤＭＡバス１７５に直接接続し、かつＤＭＡ機能を経由して制御する本技術は、低電力、低コスト及び高速画像処理を生じる。
図１１を参照すると、本発明のさらに他の実施例による単一のカメラユニット１１０の構成要素の概略図が示されている。図１１において、カメラユニット１１０は既存の警報システムへの有線接続を介して、又は独立型のシステムとして作動するように設計されている。図１１に描かれたカメラユニット１１０は図２に示されたＲＦトランシーバ２２５及びアンテナ２３０を含まず、むしろカラーイメージセンサ２１５によって捕捉されたすべての画像データはメモリカードソケット１３０を介して取り外し可能なメモリカード２４０にのみ伝送される。独立型のカメラユニット１１０の他の特徴は、ステータスＬＥＤ１３５、オン／オフスイッチ１４０、短波スイッチ１４５、ＤＣ電力ソケット１５０、及びリモートコントロール用の赤外線受信機１６５を含んでいる。独立型のカメラユニット１１０は、かくして、より大きなシステムへのいずれのワイヤレス又は有線の接続の必要なしに、あらゆる場所に容易に設置されることができる。例えば、複数の独立型のカメラユニット１１０は現存する安全システムを有していない家庭の種々の部屋に設置されることができる。また、独立型のカメラユニット１１０は、主電源及び他のシステムへの有線又はワイヤレスの接続が不便又は法外に高価である格納庫又は戸外区域の如き遠隔位置にも設置することができる。かかる状況において、独立型のカメラユニット１１０は上述したように作動するように進行するが、しかし画像データの伝送は独立型のカメラユニット１１０から行われない。代わりに、使用者が独立型のカメラユニット１１０から捕捉された画像を検索しようとする時、画像は取り外し可能なメモリカード２４０を手で取り外し、かつコンピュータ又はパーソナルデジタルアシスタント（携帯情報端末）の如きビューアへすべての捕捉された画像をダウンロードすることによって検索され得る。
独立型のカメラユニット１１０の幾つかの実施例の他の利点は、独立型のカメラユニット１１０が通常の安全システムの一部を形成する既存の動き検知器と、簡単にかつ安価に交換することができるリレイ１５５及び端末ブロック１６０であることである。それは、ビデオ又は写真撮影能力なしに、動きセンサのみを含んでいる通常の安全システムに独立型のカメラユニット１１０を含むように、しかもそれらのシステム全体を交換する必要なしに容易に性能を高めることができることを意味する。
例えば、多くの住宅所有者は、幾つかの動き検知器及び公共電話ネットワークを介してセキュリティ会社の中枢に配線接続される制御箱を含んでいる安価な警報システムを所有している。本発明の独立型のカメラユニット１１０を使用すると、かかるシステムは、既存の安全システムの各個の動き検知器を独立型のカメラユニット１１０と簡単に置き換えることによって性能が高められることができる。端末ブロック１６０は独立型のカメラユニット１１０に直接接続されるような既存の動き検知器への配線を可能にする。安全システムはその性能向上前と同様に正確に作動するが、動き検知器２２０がトリガされる時はいつも画像を捕捉するカラーイメージセンサ２１５を有する追加された特徴を有している。カラーイメージセンサ２１５をトリガすることに加えて、動き検知器２２０は、さらに、セキュリティ会社に通信され得る制御箱中の警報をトリガする。当該技術の熟練者は、それゆえ、独立型のカメラユニット１１０の価値ある特徴が、既存の動き検知器が便利でかつ経済的である時のみ独立型のカメラユニット１１０と置き換えられる。モジュラー方法において既存のシステムの向上させる能力がある。
図１２を参照すると、カメラユニット１１０の回線レイアウトの要素の概略図が示されており、これらの要素は高速のＤＭＡバス１７５を介してカラーイメージセンサ２１５に接続されるＳＲＡＭメモリ１７０を含んでいる。
最後に、図１３を参照すると、互いにワイヤレス通信を使用して中央コントローラ１０５に作動的に接続される複数のカメラユニット１１０を使用する画像監視方法１８０のフローチャートが示されている。本方法１８０はプレトリガ画像がカラーイメージセンサ２１５から連続して受信されるステップＳ１００で始まる。光の状態に依存して、プレトリガ画像は白黒イメージセンサ２４５及びカラーイメージセンサ２１５から受信される。プレトリガ画像は次いでステップＳ１０５でメモリバッファに記憶される。次に、ステップＳ１１０で移動物体の動きがカメラユニット１１０の少なくとも１つに含まれる動き検知器２２０を使用して検知される。システム１００が低光の白黒イメージセンサ２４５を含むならば、ステップＳ１１５で低光状態が白黒イメージセンサ２４５の使用を要求する存在であるかどうか判断される。そうならば、次いでステップＳ１２０で白黒イメージセンサ２４５がトリガされ、他の方法ではステップＳ１２５でカラーイメージセンサ２１５がトリガされる。受信された画像は次いで、電力を温存するようにＤＭＡを適宜使用して、ステップＳ１３０で記憶される。
本方法１８０は、次いで、記憶された画像が中央コントローラ１０５に伝送されるべきかどうかが判断されるステップＳ１３５で継続する。そうならば、画像はステップＳ１４０で中央コントローラ１０５に伝送される。そうでないならば、方法１８０は、新たなプレトリガ画像が適切なカラーイメージセンサ２１５、白黒イメージセンサ２４５によって受信され続けるステップＳ１００に戻る。画像が中央コントローラ１０５に伝送されるならば、ステップＳ１４５で中央コントローラ１０５は画像が監視ステーション１１５に伝送されるべきかどうかを判断する。そうであるならば、ステップＳ１５０で画像は、さらに他の決定が警察官の如き権限取得者１２５に接触するかどうかを判断する監視ステーション１１５に伝送される。他の方法では、システム１００は再びステップＳ１００でプレトリガ画像を受信し続ける。
本発明は、それゆえ、改良された安全システム１００として使用され得る画像監視システム及び画像監視方法である。本システム１００は、安全侵害の如き、異常事態が発生したかどうかを判断するための自動の連続するデジタルスチル画像を得る。本システム１００は、さらに以下のａ）及びｂ）の両方、すなわち、ａ）権限取得者１２５に報告される擬似警報を最小にし、かつｂ）より高価な分析ハードウエア及び手段を集中化し、かつより安価な分析ハードウエア及び手段を分配することによってコストを低減する複雑なろ過プロセスを含むことができる。最後に、カメラユニット１１０は遠隔区域を監視するための独立型の画像監視装置として又は既存の安全システムに設置される従来技術の動き検知器の便利で低コストでの性能向上として使用することができる。
上記の詳細な説明は、好適な例としての実施例のみを提供し、かつ本発明の範囲、用途、又は形状を制限するようには意図されていない。むしろ、好適な例としての実施例の詳細な説明は、本発明の好適な例としての実施例を実行するための可能な説明を当該技術の熟練者に提供する。理解されるべきことは、種々の変化が添付の請求項に記載されたような本発明の精神及び範囲を逸脱することなく要素及びステップの機能及び配置されるということである。
本発明の実施例による画像監視システムを示す概略ブロック図である。 本発明のワイヤレスカメラユニットを示す概略ブロック図である。 本発明の中央コントローラを示す概略ブロック図である。 本発明の高速のＤＭＡバスを示しているカメラユニットの構成要素を示す概略ブロック図である。 本発明の悪いワイヤレス受信がカメラユニットの１つと中央コントローラの間に存在する中央コントローラと４つのカメラユニットを示す概略ブロック図である。 本発明のメッシュネットワークを作動する方法を示すフローチャートである。 本発明のプレトリガ特徴を示すタイミング図である。 本発明のプレトリガバッファを維持するためのトリガ事象に続いて取り外し可能なメモリカードへ画像を書き込むための方法を示すフローチャートである。 本発明のシステムを作動状態及び非作動状態にするための両方向（フルデュプレックス）のリモートコントロールを示す概略ブロック図である。 本発明の白黒イメージセンサとカラーイメージセンサを組み込んでいるカメラユニットを示す概略ブロック図である。 本発明のさらに他の実施例による単一のカメラユニットの構成要素を示す概略図である。 本発明のカメラユニットの回線レイアウトの要素を示す概略図である。 本発明の互いにワイヤレス通信を使用して中央コントローラに作動的に接続される複数のカメラユニットを使用する画像監視方法を示すフローチャートである。
符号の説明
１００ 画像監視システム
１０５ 中央コントローラ
１１０ カメラユニット
２０５ マイクロコントローラ
２２０ 動き検知器
２２５ トランシーバ
２４０ 取り外し可能なメモリカード
２４５ 白黒イメージセンサ

Claims (19)

  1. 中央コントローラと、この中央コントローラに作動的に接続される複数のデジタルスチルカメラユニットとを含み、カメラユニットの少なくとも１つが、イメージセンサと、動きが検知される時このイメージセンサに画像データを受信させる前記イメージセンサに作動的に接続される動き検知器と、前記イメージセンサ及び動き検知器に作動的に接続されるマイクロコントローラと、このマイクロコントローラに作動的に接続されるか又はそれに包含される第１不揮発性メモリと、受信された画像データが中央コントローラに伝送されるべきかどうかをマイクロコントローラに判断させるための前記第１不揮発性メモリに記憶されたコンピュータの読み取り可能なプログラムコードとを含んでおり、前記中央コントローラが次いで受信された画像データを監視ステーションに伝送させるべきかどうかを判断することを特徴とする画像監視システム。
  2. 複数のカメラユニットが、前記中央コントローラにワイヤレスで画像データを伝送することを特徴とする請求項１に記載の画像監視システム。
  3. 前記中央コントローラが、さらに、画像データを、間接的にかつワイヤレスで１つ又はそれ以上のカメラユニットを介して前記中央コントローラに送ることができるメッシュネットワークプロトコルを含むことを特徴とする請求項２に記載の画像監視システム。
  4. 少なくとも１つのカメラユニットが、さらに、マイクロフォンを含むことを特徴とする請求項１に記載の画像監視システム。
  5. 少なくとも１つのカメラユニットが、さらに、低光感度を改善するためにカラー及び白黒両方のイメージセンサを含み、両イメージセンサが単一の高速ＤＭＡバスに作動的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の画像監視システム。
  6. 少なくとも１つのカメラユニットが、バッテリ作動にされかつイメージセンサと第２不揮発性メモリとの間の直接メモリアクセス回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像監視システム。
  7. 少なくとも１つのカメラユニットが、動き検知器の動き検知に続いて、前記中央コントローラに、動き検知の前に捉えられた一連のバッファ画像を伝送するプレトリガ特徴を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像監視システム。
  8. 監視ステーションが画像監視システムの構成要素を形成し、そして前記監視ステーションが、警報を権限取得者に送るべきかどうかを判断するために画像をさらに分析する要員を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像監視システム。
  9. ワイヤレス通信を使用して互いにかつ中央コントローラに作動的に接続される複数のデジタルスチルカメラユニットを使用する画像監視方法において、少なくとも１つのカメラユニットに包含される動き検知器を使用して移動物体の動きを検知し、前記移動物体の動きの検知に続いて、前記移動物体の画像を受信するために少なくとも１つのカメラユニットに包含されるイメージセンサをトリガし、受信された画像が少なくとも１つのカメラユニットに包含されかつ前記イメージセンサに作動的に接続されるマイクロコントローラを使用して画像を分析することによって前記中央コントローラにワイヤレスで伝送されるべきかどうかを判断し、少なくとも１つのカメラユニットから前記中央コントローラに受信されたあらゆる画像が監視ステーションに伝送されるべきかどうかを判断することを特徴とする画像監視方法。
  10. 前記中央コントローラが、さらに、画像データを、間接的にかつワイヤレスで１つ又はそれ以上のカメラユニットを介して前記中央コントローラに送ることができるメッシュネットワークプロトコルを含むことを特徴とする請求項９に記載の画像監視方法。
  11. さらに、直接メモリアクセスを使用してカメラユニットのメモリユニットにイメージセンサによって受信された画像を記憶することを特徴とする請求項９に記載の画像監視方法。
  12. イメージセンサをトリガする工程が、低光状態において白黒イメージセンサをトリガし、かつ他の方法では、カラーイメージセンサをトリガすることを含み、少なくとも１つのカメラユニットが単一の高速ＤＭＡバスに作動的に接続されるカラーイメージセンサ及び白黒イメージセンサの両方を含んでいることを特徴とする請求項９に記載の画像監視方法。
  13. さらに、イメージセンサからの画像を連続的に受信し、受信された画像を少なくとも１つのカメラユニットのメモリバッファに記憶し、そして動きの検知前に受信された一連の記憶された画像を前記中央コントローラに伝送する工程を包含しているプレトリガ特徴を含むことを特徴とする請求項９に記載の画像監視方法。
  14. イメージセンサと、動きが検知される時前記イメージセンサに画像データを受信させる前記イメージセンサに作動的に接続される動き検知器と、前記イメージセンサ及び前記動き検知器の両方に作動的に接続されるマイクロコントローラと、このマイクロコントローラに作動的に接続される第１及び第２不揮発性メモリと、前記マイクロコントローラにかつ高速ＤＭＡバスを介して、前記イメージセンサに作動的に接続されるランダムアクセスメモリと、前記マイクロコントローラが受信された画像データを前記イメージセンサから直接高速ＤＭＡバスを介して前記第２不揮発性メモリに伝送するために前記第１不揮発性メモリに記憶されたコンピュータ読み取り可能なプログラムコードとを含んでいることを特徴とする画像監視用カメラ。
  15. 前記第２不揮発性メモリが取り外し可能なフラッシュメモリであることを特徴とする請求項１４に記載の画像監視用カメラ。
  16. さらに、前記カメラユニットへ電力を供給するためのバッテリを含むことを特徴とする請求項１４に記載の画像監視用カメラ。
  17. さらに、前記動き検知器に作動的に接続される電気的インターフェースを含み、前記インターフェースが安全警報システムから受動ＰＩＲ動き検知器コネクタを受容するようになされ、カメラユニットが安全警報システムの受動ＰＩＲ動き検知器を交換することを特徴とする請求項１４に記載の画像監視用カメラ。
  18. 前記第２不揮発性メモリがセッティングスファイルを含み、前記第２不揮発性メモリがカメラユニットから除去されかつコンピュータに接続されたリーダに挿入される時、コンピュータ上のセットアップソフトウエアプログラムがカメラユニット特徴の形状を可能にし、前記第２不揮発性メモリが再び前記カメラユニットに挿入される時、その特徴はカメラユニットに負荷されることを特徴とする請求項１４に記載の画像監視用カメラ。
  19. 少なくとも１つのカメラユニット特徴が、日時刻印、画像データ消去、画像配列決定、画像解像度、時間経過モード、プレトリガモード、スケジューラ、暗号化／復号化、アーム／ディスアーム上の画像捕捉、テキストオーバーレイ、イネーブルＬＥＤ、イネーブル動きセンサ、及びリレイ出力極性からなっているグループから選択されることを特徴とする請求項１８に記載の画像監視用カメラ。
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