JP2008042695A - 監視カメラ装置、監視カメラシステム、監視カメラ画像記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビデオカメラと静止画カメラを組み合わせることにより、必要な部分のみを高画質で記録することができる監視カメラシステムを提供すること。
【解決手段】監視カメラユニット１０は、ハーフミラーによって分割された一方の光を受ける動画用カメラ、他方の光を受ける高画質の連続静止画撮影用カメラ、画像信号を個別に送信する送信回路を備える。記録装置１５は、監視カメラからの信号を受信し、動画データおよび静止画データをそれぞれリングバッファに記録する。そして、動き検出情報と連動して動き検出の前後の所定時間範囲の画像データを保存する。ネットワークを介して予め定められたサーバに送信してもよい。高画質の静止画を例えば動き検出の前後の必要な部分のみ記録することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は監視カメラ装置、監視カメラシステム、監視カメラ画像記録方法に関するものであり、特にビデオカメラと高画質の静止画カメラを組み合わせることにより、必要な部分のみを高画質で記録し、送信することができる監視カメラ装置、監視カメラシステム、監視カメラ画像記録方法に関するものである。

下記の特許文献１には、異常発生前後の画像を保持する監視カメラ装置が開示されている。このシステムにおいては、カメラ部で撮像された画像が順次エンドレスに書き込まれる一次バッファと、異常発生を判定する異常発生判定部とを具備し、一次バッファは、リングバッファとして順次新しい画像がエンドレスに更新記録され、異常発生により書き込み位置が所定の数だけ連続して変化した後に特定の領域に固定される技術が開示されている。
特開２００２−１１２２４６号公報

上記したような従来の監視カメラ装置においては、ＮＴＳＣ相当の画質の動画が記録されていたが、解像度が低く、細部が不鮮明で人の顔やナンバープレートの文字などを正確に認識することが困難であるという問題点があった。
本発明の目的は、前記したような従来技術の問題点を解決し、ビデオカメラと高画質の静止画カメラを組み合わせることにより、必要な部分のみを高画質で記録し、送信することができる監視カメラ装置、監視カメラシステム、監視カメラ画像記録方法を提供することにある。

本発明の監視カメラ装置は、光の一部を反射することにより分割するハーフミラー手段と、前記ハーフミラー手段によって分割された一方の光を受けて動画を撮影する動画像撮影手段と、前記ハーフミラー手段によって分割された他方の光を受けて所定の周期で静止画を連続撮影する静止画像撮影手段と、前記動画像撮影手段および前記静止画像撮影手段の出力信号を個別に送信する送信手段とを備えたことを主要な特徴とする。

また、前記した監視カメラ装置において、更に、前記動画撮影手段の出力信号を入力して輝度情報に基づき昼夜を判定する昼夜判定手段と、前記昼夜判定手段の出力に基づき、前記動画撮影手段の可視光フィルタと赤外光フィルタとを切り替えるフィルタ切替手段と、前記動画撮影手段の出力信号を入力して画像内の動きを検出して動き検出信号を出力する動き検出手段とを備えた点にも特徴がある。

本発明の監視カメラシステムは、上記した監視カメラと、前記監視カメラと記録手段とを接続する通信網あるいは通信回線と、前記通信網あるいは通信回線を介して監視カメラからの信号を受信し、動画データおよび静止画データをそれぞれ記録する記録装置とを備えたことを主要な特徴とする。

また、前記した監視カメラシステムにおいて、前記記録装置はコンピュータ装置からなり、前記コンピュータ装置は、前記監視カメラと対応して設けられた動画用および静止画用の２つのリングバッファ手段と、前記動き検出情報と連動して動き検出の前後の所定時間範囲の画像データを保存する保存手段とを備えた点にも特徴がある。

また、前記した監視カメラシステムにおいて、更に、前記記録装置に保存された画像データをネットワークを介して予め定められたサーバに送信するネットワーク送信手段を備えた点にも特徴がある。

本発明の監視カメラ画像記録方法は、監視カメラにおいて、ハーフミラーによって分割された一方の光を受けて動画を撮影すると共に、ハーフミラーによって分割された他方の光を受けて所定の周期で静止画を連続撮影するステップ、通信網あるいは通信回線を介して、監視カメラにおいて撮影された動画および静止画データを個別に記録装置に送信するステップ、記録装置において、監視カメラからの信号を受信し、動画および静止画データをそれぞれリングバッファに記録するステップ、動画データから動きを検出するステップ、前記動き検出の前後の所定時間範囲の動画および静止画データをそれぞれ保存するステップを含むことを主要な特徴とする。

本発明の監視カメラ装置、監視カメラシステム、監視カメラ画像記録方法においては以下のような効果がある。
（１）ビデオカメラと高画質の静止画カメラを組み合わせたハイブリッドカメラユニットを使用することにより、高画質の静止画を記録することができ、人の顔やナンバープレートの文字などを鮮明に記録できる。

（２）静止画カメラの画像もリングバッファに常時記録しておき、動き検出と連動して必要な部分を保存するので、静止画について動き検出の前後の画像のみを抽出して保存可能であり、保存容量が少なくで済む。
（３）夜間でも赤外光によって動き検出が可能であるので、高画質の静止画を記録することができる。
（４）ハーフミラーを使用することにより動画と静止画の視野が同一となる。
（５）記録した画像をネットワークを介してサーバに送信可能であるので、遠隔監視、遠隔保守が可能である。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

以下、本発明の第１実施例について説明する。図１は、本発明の監視カメラシステム全体のハードウェア構成を示すブロック図である。複数のカメラユニット１０は無線ＬＡＮによって無線ＬＡＮ親機１２と接続されており、更に周知のＨＵＢ（集線装置）１６を介してＰＣ（パソコン）１５と接続されている。なお、有線のＬＡＮ機能を有するカメラユニット１１を直接ＨＵＢ１６に接続してもよい。

ＰＣ１５は、例えばＬＡＮ端子を備えた周知のパソコンに後述する処理を実行するプログラムをインストールすることにより実現可能である。ＰＣ１５は各カメラユニット１０、１１から送信された動画あるいは連続静止画データを全て受信し、一時的に記憶すると共に必要な部分を保存する。また、ＰＣ１５は図示しない周知のルータやモデムを介してインターネット１７に接続されており、予め設定されたデータをサーバ１８に送信することができる。

図２は、本発明の監視カメラ装置１０の構成例を示すブロック図である。本発明の監視カメラ１０には、動画を撮影する動画カメラユニット２０、および静止画を連続して周期的に撮影し、例えば周知のJPEG方式で符号化された画像データを周期的に出力する静止画カメラ２２の２台のカメラが内蔵されている。公知のハーフミラー２５は入力光を透過光と反射光に分割してそれぞれのカメラのレンズ２１、２３に入光させる。

動画カメラユニット２０は、細部は後述するが、例えば周知のMPEG方式で符号化された画像データを出力するＬＡＮポートを備えている。また、静止画カメラ２２は、公知のＣＣＤ撮像素子を使用したカメラユニットであり、例えばJPEG方式で符号化された画像データを出力する。静止画カメラ２２はなるべく高画素数で高画質の方が好ましく、静止画の撮影周期は例えば数百ミリ秒〜数秒程度であってもよいが、なるべく短い方が好ましい。

ＬＡＮインターフェイス回路２４は静止画カメラ２２から出力された静止画データをＬＡＮへ出力するインターフェイス回路である。動画カメラユニット２０のＬＡＮポートおよびＬＡＮインターフェイス回路２４のＬＡＮポートはＨＵＢ２７を介して無線ＬＡＮ子機２８と接続されている。なお、ＨＵＢ２７からＬＡＮケーブルを使用して直接ＨＵＢ１６に接続してもよい。

図３は、本発明の監視カメラで使用する動画カメラユニット２０の構成を示すブロック図である。動画カメラユニット２０には、レンズ２１を備えたＣＣＤビデオカメラ４０が内蔵されている。フィルタ切替機構４７は、昼夜判定回路４６から出力される昼夜切替信号に基づき、可視光のみを透過する可視光フィルタ４８あるいは赤外光のみを透過する赤外光フィルタ４９のどちらかをレンズ２１の前面に配置する。

Ａ／Ｄ変換器４１はＣＣＤビデオカメラ４０から出力される映像信号をＡ／Ｄ変換し、符号器４２は例えば周知のMPEG方式で符号化する。ＬＡＮインターフェイス回路４３は符号化された動画データをＬＡＮへ出力するインターフェイス回路である。

動き検出回路４４は例えば１フレーム分の画像データを記憶し、フレーム間差分を取ることにより、画像に動き（時間的変化）があったか否かを判定して出力する。判定結果は動画データとは別のチャネルでＬＡＮインターフェイス回路４３を介して出力される。

明るさ検出回路４５は例えばフレーム毎に輝度信号の平均値を算出することによって明度を検出する。昼夜判定回路４６は、明るさ検出回路４５から出力される明度を所定の閾値と比較し、可視光フィルタで明度が所定値以下となった場合に夜と判定し、赤外光で明度が所定値以上となった場合に昼と判定する。なお、このような動画カメラユニットとしては、例えばＢＯＳＣＨ（登録商標）社のカメラ、型番ＮＷＣ−０４９５を採用可能である。

図４は、本発明の監視カメラシステムにおける画像データの保存方式を示す説明図である。本発明監視カメラシステムにおいては、各カメラユニット１０の動画データおよび連続静止画データはそれぞれ別チャネルでＰＣ１５に伝送され、受信される。ＰＣ１５においては、受信した画像データを各カメラユニットおよび動画、静止画別のリングバッファに一時的に記憶する。リングバッファの容量はカメラユニットの数、画像の解像度（圧縮率）、ＰＣのメモリあるいはハードディスク容量、画像の保存期間等にもよるが、大きい方が好ましい。

ＰＣ１５においては、通常は受信した画像データをそれぞれ対応するリングバッファに上書き保存している。従って、全リングバッファには、全てのカメラユニットの動画および連続静止画データが直近の所定期間分記憶されていることになる。

ある時点で任意の１つのカメラユニットで「動き」が検出された場合には、動き検出情報がＰＣ１５に送信される。ＰＣ１５においては、動き検出情報を受信した場合には当該カメラユニットと対応する録画タイマ（計測時間＝ｔａ）を起動させる。また、すでに録画タイマが動作中であった場合（ｔｍ＜ｔａ）には録画タイマをリセットして再起動させる。

ＰＣ１５において起動から時間ｔａが経過して録画タイマがタイムアップした場合には、録画タイマを最初に起動した時刻よりも所定の時間ｔｂだけ前の時刻から現在までの画像データを切り出して記憶装置の別の保存領域に保存する。このような保存方式とすることにより、動き検出情報が所定の間隔以下で連続して出力されている間は画像も連続して保存される。時間ｔａ、ｔｂは監視する用途に応じて任意に設定可能である。

図５は、ＰＣ１５における画像記録処理の内容を示すフローチャートである。Ｓ１０においては、いずれかのカメラユニットから動画データを受信したか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１２に移行するが、肯定の場合にはＳ１１に移行する。Ｓ１１においては、カメラユニットと対応する動画用リングバッファに受信データを追加保存する。受信データはリングバッファ内の最も古い画像データの上に上書きされるので、リングバッファには常に直近のリングバッファの容量分の画像データが記憶されている。

Ｓ１２においては、いずれかのカメラユニットから静止画データを受信したか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１４に移行するが、肯定の場合にはＳ１３に移行する。Ｓ１３においては、カメラユニットと対応する静止画用リングバッファに受信データを追加保存する。受信データはリングバッファ内の最も古い画像データの上に上書きされるので、リングバッファには常に直近のリングバッファの容量分の画像データが記憶されている。

Ｓ１４においては、動画像から動きが検出されたか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１８に移行するが、肯定の場合にはＳ１５に移行する。動きの検出は、カメラユニット２０に内蔵されている動き検出回路４４から出力される動き検出信号が受信されたか否かによって判定してもよいし、受信した動画像データからフレーム差分データを生成して判定してもよい。

Ｓ１５においては、動きを検出したカメラユニットが現在録画中であるか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１７に移行するが、肯定の場合にはＳ１６に移行する。Ｓ１６においては、カメラユニットの番号と共に録画開始時刻を記録する。Ｓ１７においては、カメラユニットの番号と対応する、所定の時間ｔａを計測する録画タイマを起動する。当該録画タイマが計測中である場合には録画タイマをリセットして再起動する。

Ｓ１８においては、いずれかの録画タイマがタイムアップしたか否かによって録画終了か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１０に戻るが、肯定の場合にはＳ１９に移行する。Ｓ１９においては、タイムアップしたタイマと対応する動画および静止画のリングバッファから、現在から録画開始時刻より所定期間ｔｂ前までの録画データをそれぞれ切り出して、例えばハードディスクの別の保存領域に保存する。なお、連続する静止画データはモーションＪＰＥＧのような１つのファイルとして保存する。

Ｓ２０においては、保存された画像データと対応して、上記した録画開始時刻あるいは録画開始時刻から更に時間ｔｂを減算した時刻をカメラユニット番号、ＰＣ識別情報と共に保存する。保存方法としては以下の方法の内の１つあるいは複数を採用可能である。
（１）保存ファイルと対応する別ファイルで保存する。
（２）保存したファイル名に埋め込む。例えば周知のWindows（登録商標）XPではファイル名の文字数の上限は２５６文字であり、各種パラメータを埋め込み可能である。

（３）録画時刻やカメラユニット番号の情報、ＰＣ識別情報を画像化して、保存される動画データあるいは静止画データの前あるいは後ろに追加合成して保存する。前または後に付加すれば画像の一部欠落や劣化がなく、保存された画像データをＰＣ等にて表示した時に時刻やカメラユニット番号を読み取ることができる。更に、録画時刻を付与する場合に画像を復号する必要がない。

（４）保存される画像データ内に時刻等の文字画像を合成する。時刻情報等を画像内に可視的に合成すれば、保存された画像データをＰＣ等にて表示した時に時刻やカメラユニット番号を読み取ることができる。但し文字部分の元画像が欠落あるいは劣化し、また録画時刻を付与する場合に画像を復号する必要がある。

（５）JPEG、MPEGファイルの画像データ以外の部分にパラメータとして付与する。
（６）時刻情報やカメラユニット、ＰＣ情報を画像の一部欠落や画質の大幅な劣化をさせない方法あるいは元の画像に復元可能な方法で画像データ内に埋め込む。埋め込む方法としては、例えば公知の電子透かし技術を採用可能である。

Ｓ２１においては、予め設定されている要送信情報に基づき、当該カメラユニットのデータを送信するか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１０に戻るが、肯定の場合にはＳ２２に移行する。Ｓ２２においては、Ｓ１９において保存された動画、静止画データの一方または双方を予め定められたサーバ１８に送信する。サーバ１８においては、受信したデータを保存、表示する。

図６は、本発明の監視カメラ１０の第２実施例の構成を示すブロック図である。第１実施例においては、動画カメラユニット２０は赤外光による撮影も可能なものであるが静止画カメラ２２は可視光でのみ撮影可能なものを使用している。従って、非常に暗い環境においては光量不足で撮影ができないという課題があった。実施例２は上記課題を解決するものであり、静止画も赤外光で撮影可能な実施例である。

実施例１の図２の構成と異なる点は、ダイクロイックミラー３０、赤外光用の静止画カメラ３１、信号切替スイッチを追加した点である。ハーフミラー２５によって反射された光は、可視光を透過し、赤外光のみを反射する公知のダイクロイックミラー３０に入力され、可視光は静止画カメラ２２に入力される。また赤外光は静止画カメラ２２と同一構成の静止画カメラ３１に入力される。

動画カメラユニット２０から出力される昼夜切替信号によって制御される信号切替スイッチによって、２つの静止画カメラ２２、３１の出力信号の一方が選択されて出力される。以上のような構成によって夜間、照明が暗い場合であっても赤外光による静止画を撮影することができる。

図７は、本発明の監視カメラ１０の第３実施例の構成を示すブロック図である。第１、第２実施例においては、動画カメラユニット２０としてフィルタを機械的に移動させて可視光と赤外光とを切り替える例を示したが、このような構成では装置が小型化できず、故障の原因にもなり易いという課題があった。実施例３は上記課題を解決するものであり、可動部分が無く、小型化が可能な実施例である。

実施例２の図６の構成と異なる点は、動画用のダイクロイックミラー３０、赤外光用のビデオカメラ３３、信号切替スイッチを追加した点である。ハーフミラー２５を透過した光は、ダイクロイックミラー３０に入力され、可視光はビデオカメラ３２に入力される。また赤外光はビデオカメラ３２と同一構成のビデオカメラ３３に入力される。昼夜判定回路４６から出力される昼夜切替信号によって制御される信号切替スイッチによって、２つのビデオカメラ３２、３３の出力信号の一方が選択されて出力される。

以上のような構成によって可動部分が無くなり、小型化が可能となる。なお、実施例３において、実施例１と同様に静止画は可視光のみを撮影する構成としてもよい。また、ハーフミラー２５とダイクロイックミラー３０とを入れ替え、静止画カメラ３１とビデオカメラ３３の位置を入れ替えても同様に動作する。

以上実施例を説明したが、本発明には以下のような変形例も考えられる。夜間は常時点灯するか、あるいは動き検出と連動して点灯する可視光あるいは赤外線の照明あるいはフラッシュライトを使用してもよい。
カメラユニット１０をＰＣ１５に接続するのではなく、ルータ、インターネット１７を介して直接サーバ１８と接続するようにしてもよい。この場合には送信データの暗号化を行う。

ハーフミラーやダイクロイックミラーを使用せず、可視光あるいは赤外光フィルタを付けたカメラをそれぞれ被写体方向に向けて設置してもよい。
実施例では動き検出したカメラユニットの動画および静止画データを保存する例を開示したが、例えば静止画のみを保存、送信するようにしてもよい。また、いずれかのカメラユニットにて動きを検出した場合に、全部あるいは予め定められた複数のカメラユニットの画像を保存することも可能である。

本発明の監視カメラシステム全体のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の監視カメラ装置１０の構成例を示すブロック図である。 本発明の監視カメラで使用する動画カメラユニット２０の構成を示すブロック図である。 本発明の監視カメラシステムにおける画像データの保存方式を示す説明図である。 ＰＣ１５における画像記録処理の内容を示すフローチャートである。 本発明の監視カメラ１０の第２実施例の構成を示すブロック図である。 本発明の監視カメラ１０の第３実施例の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０、１１…カメラユニット
１２…無線ＬＡＮ親機
１５…ＰＣ
１６…ＨＵＢ
１７…インターネット
１８…サーバ

Claims (6)

1. 光の一部を反射することにより分割するハーフミラー手段と、
   前記ハーフミラー手段によって分割された一方の光を受けて動画を撮影する動画像撮影手段と、
   前記ハーフミラー手段によって分割された他方の光を受けて所定の周期で静止画を連続撮影する静止画像撮影手段と、
   前記動画像撮影手段および前記静止画像撮影手段の出力信号を個別に送信する送信手段と
   を備えたことを特徴とする監視カメラ。
2. 更に、
   前記動画撮影手段の出力信号を入力して輝度情報に基づき昼夜を判定する昼夜判定手段と、
   前記昼夜判定手段の出力に基づき、前記動画撮影手段の可視光フィルタと赤外光フィルタとを切り替えるフィルタ切替手段と、
   前記動画撮影手段の出力信号を入力して画像内の動きを検出して動き検出信号を出力する動き検出手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の監視カメラ。
3. 請求項１に記載した監視カメラと、
   前記監視カメラと記録手段とを接続する通信網あるいは通信回線と、
   前記通信網あるいは通信回線を介して監視カメラからの信号を受信し、動画データおよび静止画データをそれぞれ記録する記録装置と
   を備えたことを特徴とする監視カメラシステム。
4. 前記記録装置はコンピュータ装置からなり、
   前記コンピュータ装置は、
   前記監視カメラと対応して設けられた動画用および静止画用の２つのリングバッファ手段と、
   前記動き検出情報と連動して動き検出の前後の所定時間範囲の画像データを保存する保存手段と
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載の監視カメラシステム。
5. 更に、前記記録装置に保存された画像データをネットワークを介して予め定められたサーバに送信するネットワーク送信手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の監視カメラシステム。
6. 監視カメラにおいて、ハーフミラーによって分割された一方の光を受けて動画を撮影すると共に、ハーフミラーによって分割された他方の光を受けて所定の周期で静止画を連続撮影するステップ、
   通信網あるいは通信回線を介して、監視カメラにおいて撮影された動画および静止画データを個別に記録装置に送信するステップ、
   記録装置において、監視カメラからの信号を受信し、動画および静止画データをそれぞれリングバッファに記録するステップ、
   動画データから動きを検出するステップ、
   前記動き検出の前後の所定時間範囲の動画および静止画データをそれぞれ保存するステップ
   を含むことを特徴とする監視カメラ画像記録方法。
   
   

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