JP2009044475A

JP2009044475A - 監視カメラ装置

Info

Publication number: JP2009044475A
Application number: JP2007207459A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Kobashi; 敏也小橋
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2009-02-26

Abstract

【課題】従来の監視カメラ装置では不審な動きがどこで起きているかという情報を２つの画面で確認するために、確認作業が煩雑になる。また、異常が検出された部分を高精細で撮影し、広域監視の撮像画像とは別に扱う装置では、画像を表示装置側で一つにすることも考えられるが、ネットワーク上には不要となるエリアの画像データも流れてしまう。
【解決手段】モノクロ撮像部１１は広域視野の撮像部である。撮像部１２は、撮像部１１の撮像領域を巡回しながら部分撮影を行い、カラー撮影可能で撮像部１１と撮像素子サイズが同じ、若しくは大きくて解像度が低い撮像素子を有し、撮像部１１のズームレンズよりも焦点距離が長く設定されている。モノクロ撮像部１１で異常を検出した撮像領域を撮像部１２で撮像し、それらを合成して一つの画像データとして出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は監視カメラ装置に係り、特に広視野での監視対象の撮影画像を一つの画像として送出する監視カメラ装置に関する。

従来、駐車場、河川、港湾等の屋外での広視野での監視撮影を行うために、ＩＰ(Internet Protocol)ネットワークでの監視が普及してきている。このＩＰネットワークでは画像データのデジタル化が必要となるために、ＶＧＡ(Video Graphics Array)サイズ（水平方向６４０画素、垂直方向４８０画素；以下、６４０×４８０と記す）のネットワーク型の監視カメラが一般的に使われている。更に、近年では、より広い範囲を監視するために、ＳＸＧＡ（水平方向１２８０画素、垂直方向１０２４画素；以下、１２８０×１０２４と記す）や、ＵＸＧＡ（水平方向１６００画素、垂直方向１２００画素；以下、１６００×１２００と記す）の高解像度の撮像素子を用いたネットワーク型の監視カメラも普及しつつある。

このような高解像度の傾向にある撮像素子の画素密度を変えずに解像度に応じて素子サイズを広げてしまうと、これまで使用してきた光学系などの機構部品が使えなくなってしまうために、画素密度を狭めることで素子サイズを低く抑え、これまで使用してきた光学系などの機構部品が使えるようにすることが一般的に行われている。しかし、素子サイズが同じであれば、各画素の受光感度が画素密度を狭めるほど受光感度が落ちることになる。受光感度が落ちると、撮像信号のＳ／Ｎ（信号対雑音比）が低下するために、輝度、色差レベルの分解能が低下することになる。

輝度、色差レベルの分解能が低下しても監視したい対象物の情報を希望通りに捉えるために、複数の監視カメラを用いる監視システムが従来から存在している（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１には一台の広い視野の監視カメラと、その視野を複数の視野に分けて撮像するための複数台の監視カメラとを用いて車のナンバープレートを自動認識する監視システムが開示されている。すなわち、この特許文献１記載の監視システムでは、一台の広い視野の監視カメラで道路全体を監視し、その監視カメラの出力撮像信号に基づき、車のナンバープレートの位置を判定し、車のナンバープレートの位置がわかった後に、他の複数台の監視カメラでナンバープレートにある文字情報を得ている。この特許文献１記載の監視システムでは、道路全体を監視する監視カメラにはナンバープレートの文字がわかるほどの分解能は必要なく、他の複数台の監視カメラでは広範囲の監視を不要とすることで、輝度、色差レベルの分解能を抑えるための工夫がなされている。

また、特許文献２には低解像度の撮像素子で広い領域を監視し、高解像度の撮像素子で監視するための技術が開示されている。

特開昭６２−１１９６８６号公報特表２００６−５２０１４４号公報

しかしながら、特許文献１記載の監視カメラシステムにおいて、道路上の車のナンバープレートの位置を判定するための一台の広視野の監視カメラは、ナンバープレートの文字情報のみを抽出するという目的を実現するためには有効であるが、駐車場、河川、港湾等の屋外での広い範囲を監視している場合に、不審な動きがあった部分の画像を確認するという目的を考えた場合には、不審な動きがどこで起きているかという情報を２つの画面で確認するために、確認作業が煩雑になるという課題がある。

また、特許文献２記載の監視カメラでは、異常が検出された部分が高精細で撮影されているが、広域監視を行っている撮像部からの画像とは別に扱うことになるので、画像を表示装置側で一つにすることも考えられるが、ネットワーク上には不要となるエリアの画像データも流れることになるために、ネットワークの負荷が重くなるという課題がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、解像度の異なる２つの撮像部からの撮像信号を合成して出力することにより、異常を検出したエリアでの輝度、色差分解能を落とすことなく、広視野の監視対象の撮影画像を一つの画像として送出することを実現するための監視カメラ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、モノクロ撮影を行う第１の撮像部と、第１の撮像部の撮像領域内の一部分の領域を撮像領域として撮像を行う第２の撮像部と、第１の撮像部から得られた第１の撮像画像データと第２の撮像部から得られた第２の撮像画像データとを合成して一つの画像データを出力する合成手段と、合成手段から出力された一つの画像データに対して圧縮処理を行って符号化画像データを生成する符号化手段と、第１の撮像画像データのフレーム毎の輝度の変化に基づいて、第１の撮像部の撮像領域内の異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段により異常が検出されないときは、第２の撮像部の撮像領域を第１の撮像部の撮像領域内で巡回移動させ、異常検出手段により異常が検出されたときは、巡回移動を停止させた後第２の撮像部の撮像領域を異常が検出された位置まで移動させるように制御する撮像領域移動制御手段とを備えたことを特徴とする。

この発明では、第１の撮像部により広視野監視を行い、その第１の撮像部の撮像領域内の一部分の領域を撮像領域として撮像する第２の撮像部の当該撮像領域を、第１の撮像領域内を巡回移動させ、第１の撮像部により撮像して得られた撮像画像データに基づいて撮像領域内の異常を検出したときは、第２の撮像部の撮像領域を異常が検出された位置まで移動させて撮像を行うようにしたため、異常検出位置の被写体を第２の撮像部により撮像することができ、その第２の撮像部により撮像した第２の撮像画像データと第１の撮像部により撮像した第１の撮像画像データとを一つの画像データとして生成することができる。

本発明によれば、異常を検出した撮像領域での輝度、色差分解能を落とすことなく、広視野での監視画像を一つの画像として生成することができる。

次に、本発明の監視カメラ装置の一実施の形態について図１から図４を用いて詳細に説明する。図１は本発明になる監視カメラ装置の一実施の形態のブロック図を示す。図１に示すように、本実施の形態の監視カメラ装置は、広視野監視用で例えばＳＸＧＡサイズの高解像度のモノクロ撮像信号を得るモノクロ撮像部１１と、モノクロ撮像部１１の撮像領域内をその撮像領域よりも狭い範囲で部分的に巡回スキャンして、例えばＶＧＡサイズの解像度の撮像信号を得る撮像部１２と、モノクロ撮像部１１及び撮像部１２各々に対応するカメラＤＳＰ（Digital Signal Processor;デジタル信号処理）部２１及び２２と、後述する制御装置３０と、一つの画像符号化部４０と、メモリ５０と、中央処理装置（ＣＰＵ）６０と、ＬＡＮ(Local Aria Network)処理部７０と、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）８０と、モータ制御部９０と、ズームレンズ調整機構１１０及び１２０とで構成されている。図１において、矢印は実線が画像データの流れ、破線が制御信号の流れを示している。

撮像部１２は、撮像部１１の撮像領域を巡回しながら部分撮影を行い、カラー撮影可能で撮像部１１と撮像素子サイズが同じ、若しくは大きくて解像度が低い撮像素子を有し、撮像部１１のズームレンズよりも焦点距離が長く設定されている。

モータ制御部９０は、モノクロ撮像部１１の撮像領域の全域に渡って、撮像部１２が巡回移動（スキャン）しながら撮影できるようにパン、チルトモータ（図示せず）を駆動する。モノクロ撮像部１１と撮像部１２で得られた各撮像信号はカメラＤＳＰ部２１，２２により所定の信号処理が施されて画像データとされた後、制御装置３０へ入力される。

制御装置３０は、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)により構成されており、２つの撮像部１１、１２からの画像データを画角補正し、一つの画像データに合成する処理と、フレーム内輝度平均の算出と、画像データのメモリ５０への読み書き制御とを行う。なお、撮像部１２はモノクロ画像を出力する構成でもよいし、カラー画像を出力する構成でもよい。

モノクロ撮像部１１の撮像領域内にある監視対象の一部分の画像が撮像部１２から得られた撮像信号に含まれているので、撮像部１１と撮像部１２の各撮像素子サイズが同じであったら、撮像部１２のズームレンズの焦点距離がモノクロ撮像部１１のそれの２倍の場合には、モノクロ撮像部１１の撮像画像中で撮像部１２の撮像領域内を撮像部１２の画像データと取り替えたものを合成画像データとすればよい。

また、ズームレンズ調整機構１１０でモノクロ撮像部１１の焦点距離が短くなった場合には、撮像部１２の焦点距離は１画素あたりの縦横の視野がモノクロ撮像部１１よりも狭くならないように変更される。

モノクロ撮像部１１と撮像部１２で、撮像素子サイズや、ズームレンズの焦点距離が異なっている場合は、制御装置３０は撮像部１２の画角をモノクロ撮像部１１に合わせて画像処理にて補正した後に合成する。すなわち、ズームレンズの焦点距離に応じて撮像エリアが変化するので、制御装置３０は例えばモノクロ撮像部１１のＳＸＧＡの表示サイズに合わせて撮像部１２の画角（例えばＶＧＡサイズの画像）を、補間したり間引いたりする画像処理を行ってから合成する。合成後の画像は画像符号化部４０で例えば、ＪＰＥＧ圧縮された後に、制御装置３０及び内部バス１００を介してメモリ５０に供給されて一時蓄積された後読み出され、内部バス１００及びＣＰＵ６０を経てＬＡＮ処理部７０からネットワーク配信される。

次に、監視対象に異常が検出された時の処理を図２のフローチャートを併せ参照して説明する。まず、監視動作が開始されると（ステップＳ１）、モノクロ撮像部１１が監視対象の撮像を行い、その撮像信号がカメラＤＳＰ部２１で所定の信号処理された後制御装置（ＦＰＧＡ）３０に供給され、ここでモノクロ撮像部１１からの画像データのフレーム内輝度平均を求めた後に、フレーム毎の輝度平均の変化を判定して動きの発生を検出し、動きが無いときには異常検出されていないと判定して、ＣＰＵ６０からマイコン８０及びモータ制御部９０を介して撮像部１２がモノクロ撮像部１１の撮像領域内にある監視対象を巡回的に撮像するように制御する（ステップＳ２、Ｓ３）。

ここで、撮像部１２による撮像部１１内の撮像領域内の巡回動作について図３と共に説明する。図３（ａ）はモノクロ撮像部１１がＳＸＧＡ（１２８０×１０２４）で、撮像部１２がＶＧＡ（６４０×５１２）の場合を示しており、撮像部１２は破線矢印で示すように反時計回りにモノクロ撮像部１１の全撮像領域（エリア）を巡回している。

図３（ｂ）はモノクロ撮像部１１がＳＸＧＡ（１２８０×１０２４）で、撮像部１２がＱＶＧＡ（３２０×２５６）の場合を示しており、図３（ａ）と同様な巡回ができないために、撮像部１２は破線矢印で示すように反時計回りにモノクロ撮像部１１の全撮像領域（エリア）を巡回している。なお、折り返し点に到着した後は逆向きに戻っていけば、連続的にモノクロ撮像部１１の撮像領域全体を巡回することができる。

図３（ａ）、（ｂ）のようにモノクロ撮像部１１の撮像領域全体を撮像部１２の撮像領域を巡回させながら、モノクロ撮像部１１の撮像信号と撮像部１２の撮像信号とを合成しながら出力することにより、撮像部１２の画像部分に限定されてはいるがカラー画像、若しくはモノクロであっても広いダイナミックレンジを持つ画像を含んだ監視画像を提供することができる。

再び図１及び図２に戻って説明する。制御装置３０はモノクロ撮像部１１からの撮像画像データのフレーム内輝度平均を求めた後に、フレーム毎の輝度平均の変化が所定値以上ある場合は、ステップＳ３で異常と検出し、その検出結果をＣＰＵ６０からマイコン８０へ通知させる。すると、マイコン８０がモータ制御部９０による撮像部１２の巡回動作を停止させた後に、現在の撮像部１２の撮影停止位置をマイコン８０で把握する（ステップＳ４）。

続いて、制御装置３０が検出したフレーム毎の輝度平均の変化が所定値以上あったフレーム情報、すなわち異常発生個所の位置情報は制御装置３０から内部バス１００及びＣＰＵ６０を経由してマイコン８０へ供給される（ステップＳ５）。続いて、マイコン８０は、ステップＳ４、Ｓ５で得られた位置の値から、制御装置３０が検出した異常発生箇所の位置から撮像部１２が行き過ぎた撮像部１２の移動量をマイコン８０にて決める（ステップＳ６）。

そして、マイコン８０は決定した移動量だけパン、チルトモータを、モータ制御部９０を介して駆動させて撮像部１２を移動させることで、撮像部１２は制御装置３０が検出した異常発生箇所の位置にまで戻され、異常発生箇所を撮影することができる。

次に、駐車場監視において本実施の形態により異常検出した時の画像について図４と共に説明する。図４（ａ）は異常を示した瞬間を示しており、図示されているように、モノクロ撮像部１１の撮像領域（エリア）１１００内には異常発生箇所１３０が存在するが、このときたまたま撮像部１２の撮像領域（エリア）１２００には異常発生個所１３０が存在しなかったものとする。

しかしながら、図２及び図３と共に説明したように、本実施の形態では、図２のステップＳ３で図４（ａ）の撮像エリア１１００内の画像のモノクロ撮像部１１の撮像信号に基づいて異常検出がなされ、ステップＳ４〜Ｓ７により撮像部１２の巡回移動を停止した後、撮像部１２を図４（ｂ）に示すように撮像領域１２０１が異常発生箇所１３０１を撮像する位置まで移動させて撮像を行わせる。従って、図４（ｂ）に示すように撮像部１２からの撮像信号に基づいて、カラー監視ができる照度がある場合には異常発生個所１３１を鮮明に判別でき、異常発生箇所１３１が不審人物であれば、その不審人物の服装までも分かる。

以上説明したように、本実施の形態で示した監視カメラ装置によれば、解像度の異なる２つの撮像部１１、１２からの撮像画像を合成して出力すると共に、異常を検出した撮像領域は撮像部１２からの撮像画像を用いることで、異常検出画像の輝度、色差分解能を落とすことなく、広視野での監視画像を一つの画像として生成してネットワーク送出することができる。

なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、図１において、制御装置３０により撮像部１１からの画像データのフレーム内輝度平均を求めた後に、フレーム毎の輝度平均の変化を判定して動きの発生を検出することを想定しているが、フレーム毎の輝度平均を求めない方法でもよく、合成後の画像フレーム内での異常発生個所がわかるようであれば他の異常検出手段を用いても構わない。また、動き検出の場合には動きのあった部分の中心、若しくは重心の位置を異常発生個所とする。また、上記の実施の形態の説明では、マイコン８０が主な処理を行っているが、制御装置３０やＣＰＵ６０に処理を分散してもよい。

本発明になる監視カメラ装置の一実施の形態のブロック図である。本発明になる監視カメラ装置の一実施の形態の異常検出時の処理手順を示すフローチャートである。図１の実施の形態における、撮像部の巡回方法の各例を示す図である。図１の実施形態における、異常検出前と異常検出後の撮像部１１と撮像部１２の各撮像領域（エリア）の関係を示す図である。

符号の説明

１１、１２撮像部
２１、２２カメラＤＳＰ部
３０ＦＰＧＡによる制御装置
４０画像符号化部
５０メモリ
６０中央処理装置（ＣＰＵ）
７０ＬＡＮ処理部
８０マイクロコンピュータ（マイコン）
９０モータ制御部
１００内部バス
１１０、１２０ズームレンズ調整機構
１３０、１３１異常発生個所
１１００モノクロ撮像部１１の撮像領域（エリア）
１２００、１２０１撮像部１２の撮像領域（エリア）

Claims

モノクロ撮影を行う第１の撮像部と、
前記第１の撮像部の撮像領域内の一部分の領域を撮像領域として撮像を行う第２の撮像部と、
前記第１の撮像部から得られた第１の撮像画像データと前記第２の撮像部から得られた第２の撮像画像データとを合成して一つの画像データを出力する合成手段と、
前記合成手段から出力された一つの画像データに対して圧縮処理を行って符号化画像データを生成する符号化手段と、
前記第１の撮像画像データのフレーム毎の輝度の変化に基づいて、前記第１の撮像部の撮像領域内の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により異常が検出されないときは、前記第２の撮像部の撮像領域を前記第１の撮像部の撮像領域内で巡回移動させ、前記異常検出手段により異常が検出されたときは、前記巡回移動を停止させた後、前記第２の撮像部の撮像領域を前記異常が検出された位置まで移動させるように制御する撮像領域移動制御手段と、
を備えたことを特徴とする監視カメラ装置。