JP2009171256A - 動き検出装置、動き検出方法、および監視装置、 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の動きをその画像データに基づいて検出する動き検出装置において、１つの画面（フレーム）を区分するブロック領域毎に画像の動きを検出することにより、被写体の画像の動きを詳細に検出可能とする。
【解決手段】画像の動きを、その画像データを圧縮して得られる圧縮画像データに基づいて検出する動き検出装置１００ａにおいて、１つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮部２０と、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出する領域別動き検出部１２０とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、動き検出装置、動き検出方法および監視装置に関し、特に、人や物など被写体の動きを、該被写体の画像データを圧縮して得られる圧縮画像データに基づいて検出する動き検出装置および動き検出方法、並びにこのような動き検出装置を用いた、防犯カメラなどの監視装置に関するものである。

従来のこの種の監視装置には、被写体をカメラで撮影して得られるテレビジョン信号（アナログ映像信号）のデジタルデータ（画像データ）を例えばＪＰＥＧ方式で圧縮し、この圧縮により得られた圧縮画像データの、隣接するフレーム間でのデータサイズの差分に基づいて被写体の動きを判定するものがあり、特許文献１にはこのような監視装置の具体的な構成が開示されている。

図６は、該特許文献１に開示の監視装置を説明するブロック図である。

この監視装置１０は、被写体の撮影により被写体のテレビジョン信号（アナログ映像信号）Ｔｓを出力するカメラ１１と、該カメラ１１からのアナログ映像信号ＴｓをＡＤ変換して画像データＤｓに変換するＡ／Ｄ変換器１４と、該画像データＤｓを１フレーム分保持するフレームメモリ１６とを有している。また、該監視装置１０は、該フィールドメモリ１６に保持されている画像データＭｄに対してＪＰＥＧ方式の圧縮処理を施して、圧縮画像データＣｄを出力するＪＰＥＧ圧縮器２０と、該圧縮画像データＣｄを一時保持するバッファ２２と、該バッファ２２での圧縮画像データの更新の度に、更新前の該バッファ２２における圧縮画像データを記録するハードディスク（ＨＤＤ）２４と、上記ＪＰＥＧ圧縮器２０、バッファ２２およびＨＤＤ２４をそれぞれ制御信号（指示信号）Ｃｔ１〜Ｃｔ３により制御するとともに、該バッファ２２に格納されている一画面（フレーム）分の圧縮画像データのデータサイズを読み出すマイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）１８とを有している。ここで、該マイコン１８は、該読み出した一画面分の圧縮画像データのデータサイズを記録する内部メモリ１８ａを有している。なお、上記制御信号Ｃｔ１は、ＪＰＥＧ圧縮器２０に圧縮の開始を指示する信号であり、上記制御信号Ｃｔ２およびＣｔ３は、バッファ２２およびＨＤＤに対するアドレス信号である。また、ＪＰＥＧ圧縮器２０からの信号ＭＲは、ＪＰＥＧ圧縮器２０の動作状態をマイコンに通知する信号である。

このような監視装置１０では、カメラ１１により被写体の撮影が行われ、これにより得られたアナログ映像信号、つまり被写体に対応するテレビジョン信号ＴｓがＡ／Ｄ変換器１４に入力されると、該アナログ映像信号ＴｓはＡ／Ｄ変換器１４によってディジタルデータ（画像データ）Ｄｓに変換される。Ａ／Ｄ変換器１４から出力された画像データＤｓは、フレームメモリ１６に保持される。

さらに、マイコン１８からＪＰＥＧ圧縮部２０に制御信号Ｃｔ１により圧縮指示が与えられると、該フレームメモリ１６に保持される１フレーム（画面）分の画像データＭｓがＪＰＥＧ圧縮部２０によってＪＰＥＧ方式で圧縮され、これにより得られた圧縮画像データＣｄはバッファ２２に一旦保持される。

ここで、カメラ１１による被写体の撮影は連続して行なわれており、テレビジョン信号の圧縮はマイコン１８からの指示に従って所定期間ごとに実行され、バッファ２２に保持されている圧縮画像データＣｄは、順次ハードディスク（ＨＤＤ）２４に記録される。

なお、この圧縮画像データＣｄには、実際に画像データ（テレビジョン信号のディジタルデータ）を圧縮して得られる符号化データに加えて、ＳＯＩ（Ｓｔａｒｔ Ｏｆ Ｉｍａｇｅ：静止画像の開始）,ＥＯＩ（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｉｍａｇｅ：静止画像の終了）等を示すマーカー、さらに上記圧縮処理に使用した量子化テーブルのテーブル値などが含まれている。

そして、上記マイコン１８では、各画面に対応する圧縮画像データのデータサイズに基づいて、被写体の動きを検出する。

以下、上記マイコン１８での被写体の動き検出処理について説明する。

一般的に、各フレームに対応する圧縮画像データのデータサイズは、元の画像データに変化がなければ、圧縮方法が同一である限り一定であるが、元の画像データに変化があれば、圧縮画像データのデータサイズにもフレーム間で変化が生じる。

そこで、マイコン１８は、バッファ２２に保持されている圧縮画像データのデータサイズを読み出し、該読み出したデータサイズとマイコン１８の内部メモリ１８ａに記録されている、前回圧縮した圧縮画像データのデータサイズとの差分を検出し、検出した差分が所定値以上であれば、画像に動きがあることを検出する。

図７は、上記マイコン１８による圧縮処理から動き検出までの動作をフローチャートにより示す図である。

上記マイコン１８は、カメラ１１による撮影が開始されると、処理を開始し、ステップＳ１では、ＪＰＥＧ圧縮部２０がマイコン１８からの指示信号Ｃｔ１により画像データに圧縮処理を施す。続いて、ステップＳ２では、マイコン１８は、バッファ２２に保持されている圧縮画像データのデータサイズを読み出し、続くステップＳ３では、前回の圧縮画像データのデータサイズと、今回の圧縮画像データのデータサイズとの差分を検出する。そして、マイコン１８は、ステップＳ４で、ステップＳ３で検出したデータサイズの差分が所定値以上であるかどうかを判断する。このステップＳ４での判定の結果が“ＹＥＳ”であれば、つまり動きを検出すると、続くステップＳ５では、動きを検出したことを警告して、ステップＳ６の処理に移行する。一方、ステップＳ７での判定の結果が“ＮＯ”であれば、そのままステップＳ６の処理に移行する。このステップＳ６では、上記マイコン１８は、今回読み出した圧縮画像データのデータサイズをメモリ１８ａに保存する。その後、マイコン１８は、ステップＳ７で、撮影が終了したか否かを判定し、撮影が終了していないときは、ステップＳ１の処理に戻り、撮影が終了しているときには、処理を停止する。
特開平１１−１８０７３号公報

しかしながら、上記従来の動き検出装置では、被写体をカメラで撮影し、被写体に対応するテレビジョン信号のディジタルデータを、一定の圧縮率で圧縮して圧縮画像データを出力する方式で、たとえばＪＰＥＧ方式で圧縮し、連続する２つのフレーム（画面）に対応する圧縮画像データのデータサイズの差分を検出し、その差分が所定値以上のとき、被写体が動いたと判断しているので、画面全体での動きしか検出できず、画面のいずれの部分で動きがあったのかを検出することができないという問題があった。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、画面のいずれの部分で動きがあったのかを検出することができ、これにより、被写体の画像の動きを詳細に検出できる動き検出装置および動き検出方法、並びにより高性能な監視装置を得ることを目的とする。

本発明に係る動き検出装置は、画像の動きを、その画像データを圧縮して得られる圧縮画像データに基づいて検出する動き検出装置であって、１つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮部と、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出する領域別動き検出部とを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記動き検出装置において、前記データ圧縮部は、前記１つのフレームの画像データを、複数の画素からなるユニット領域毎に圧縮するものであり、前記ブロック領域は、一定数のユニット領域からなることが好ましい。

本発明は、上記動き検出装置において、前記データ圧縮部は、前記画像データの圧縮の際、前記圧縮画像データが前記各ブロック領域毎に区分されたデータ構造となるよう、一定数のユニット領域に対応する圧縮画像データの直後にリスタートマーカーを付加するものであることが好ましい。

本発明は、上記動き検出装置において、前記領域別動き検出部は、前記データ圧縮部により圧縮された圧縮画像データの、前記各ブロック領域に対応するデータサイズを算出するデータサイズ算出部と、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分を算出する差分検出部と、該データサイズの差分に基づいて該画像の動きを検出する画像動き検出部とを有することが好ましい。

本発明は、上記動き検出装置において、前記データ圧縮部で圧縮された圧縮画像データを保持するバッファを有し、前記データサイズ算出部は、該バッファに保持されている１つのフレームの圧縮画像データの、前記ブロック領域に対応する部分のビットを計数して、該ブロック領域に対応する圧縮画像データのデータサイズを算出することが好ましい。

本発明は、上記動き検出装置において、前記領域別動き検出部は、前記１つのフレームより前の前フレームの各ブロック領域に対応する圧縮画像データのデータサイズを記憶する内部メモリを有し、前記差分検出部は、前記データサイズ算出部により算出された、該１つのフレームのブロック領域に対応する圧縮画像データのデータサイズと、該内部メモリに格納されている、該前フレームの対応するブロック領域のデータサイズとの差分を検出するものであることが好ましい。

本発明は、上記動き検出装置において、前記動き検出部は、該データサイズの差分に基づいて前記画像の動きを検出したとき、該画像の動きを検出したことを通知する警告信号を出力するものであることが好ましい。

本発明は、上記動き検出装置において、前記データ圧縮部は、前記画像データを前記ユニット領域に対応するよう分割してブロック化画像データを生成するブロック化器と、該ブロック化画像データを周波数成分に変換する周波数変換器と、該周波数成分を量子化して量子化成分を生成する量子化器と、該量子化成分を可変長符号化する符号化器とを有し、該画像データに対してＪＰＥＧ方式のデータ圧縮処理を施すものであることが好ましい。

本発明は、上記動き検出装置において、前記ブロック化器は、前記一定数のユニット領域に相当するブロック化画像データを生成する度にタイミング信号を前記符号化器に出力するものであり、前記符号化器は、前記タイミング信号の入力に応答して、前記圧縮画像データに対するリスタートマーカーの付加を行うものであることが好ましい。

本発明に係る動き検出方法は、画像の動きを、その画像データを圧縮して得られる圧縮画像データに基づいて検出する動き検出方法であって、１つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮ステップと、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出する領域別動き検出ステップとを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記動き検出方法において、前記領域別動き検出ステップは、前記データ圧縮ステップで圧縮された圧縮画像データの、前記各ブロック領域に対応するデータサイズを算出するデータサイズ算出ステップと、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分を算出する差分検出ステップと、該データサイズの差分に基づいて該画像の動きを検出する画像動き検出ステップとを含むことが好ましい。

本発明は、上記動き検出方法において、前記データ圧縮ステップは、前記１つのフレームの画像データを、複数の画素からなるユニット領域毎に圧縮するものであり、前記ブロック領域は、一定数のユニット領域からなることが好ましい。

本発明は、上記動き検出方法において、前記データ圧縮ステップは、前記画像データの圧縮の際、前記圧縮画像データが前記各ブロック領域毎に区分されたデータ構造となるよう、一定数のユニット領域に対応する圧縮画像データの直後にリスタートマーカーを付加するものであることが好ましい。

本発明に係る監視装置は、被写体をその撮影により得られる画像データに基づいて監視する監視装置であって、該被写体を撮影してアナログ映像信号を出力する撮影装置と、該アナログ映像信号をＡＤ変換して画像データを生成するＡＤ変換器と、該画像データをフレーム毎に格納するメモリ部と、該メモリ部に保持されている１つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮部と、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出する領域別動き検出部とを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記監視装置において、前記データ圧縮部は、前記画像データをフレーム毎に圧縮するＪＰＥＧ圧縮器であり、前記領域別動き検出器は、該画像データの圧縮により得られた圧縮画像データを保持するバッファと、該バッファに保持されている圧縮画像データに基づいて、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分を検出し、該差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出するマイクロコンピュータとを有することが好ましい。

本発明は、上記監視装置において、前記マイクロコンピュータは、前記バッファに保持されている１つのフレームの圧縮画像データの、前記各ブロック領域に対応するデータサイズを算出するデータサイズ算出部と、該１つのフレームの以前の前フレームにおける、対応するブロック領域のデータサイズを記憶している内部メモリと、該１つのフレームにおける、算出した該ブロック領域に対応する圧縮画像データのデータサイズと、該内部メモリに記憶されている前フレームにおける、対応するブロック領域の圧縮画像データのデータサイズとの差分を算出する差分検出部と、該データサイズの差分に基づいて該画像の動きを検出する画像動き検出部とを有することが好ましい。

本発明は、上記監視装置において、前記メモリ部は、前記アナログテレビ信号がＡＤ変換される度に、ＡＤ変換された１つのフレーム分の画像データを格納するものであり、前記マイクロコンピュータは、前記データ圧縮部を、該メモリ部の画像データが更新される度に該メモリ部に保持されている１つのフレームの画像データを圧縮するよう制御することが好ましい。

本発明は、上記監視装置において、前記メモリ部は、前記アナログテレビ信号がＡＤ変換される度に、ＡＤ変換された１つのフレーム分の画像データを格納するものであり、前記マイクロコンピュータは、前記データ圧縮部を、該メモリ部での画像データの更新に拘わらず、前記マイクロコンピュータからの圧縮指令信号に基づいて、該圧縮指令信号を受けるたびに、該フレームメモリに格納されている画像データを圧縮するものであることが好ましい。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明においては、動き検出装置において、１つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮部を備え、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出するようにしたので、画面上のいずれの領域で画像の動きがあったのか検出することが可能となる。これにより、被写体をその圧縮画像データに基づいて監視する監視装置では、画面上での被写体の動きをより詳細に検知することができ、その高性能化を図ることができる。

また、本発明においては、上記動き検出装置において、１つのフレームの画像データを、複数の画素からなるユニット領域毎に圧縮し、しかもこの際、得られる圧縮画像データが、一定数のユニット領域からなるブロック領域毎に区分されたデータ構造となるよう、一定数のユニット領域に対応する圧縮画像データの直後にリスタートマーカーを付加するので、隣接するリスタートマーカーの検出により、個々のブロック領域の圧縮画像データを簡単に検出することができる。しかも、上記ブロック領域が一定数のユニット領域から構成されているので、画面上での動き検出の対象となるブロック領域の大きさを、これを構成するユニット領域の個数によって任意に設定することが可能である。

また、リスタートマーカーの挿入は通常のＪＰＥＧ圧縮処理で行われるものであるので、データ圧縮部としてのＪＰＥＧ圧縮器の構成変更は不要である。

さらに、上記動き検出装置を監視装置で用いる場合には、被写体の撮影により得られる各フレームの画像データをメモリ部に格納し、該メモリ部に格納された画像データに圧縮処理を施すようにしているので、画像データの圧縮処理を１フレーム毎に行うことも、数フレーム毎に間隔を空けて画像データの圧縮処理を行うこともできる。

例えば、画像データの圧縮処理を１フレーム毎に行う場合は、被写体の速い動きを検出し易くでき、また数フレーム毎に間隔を空けて画像データの圧縮処理を行う場合は、被写体の遅い動きを検出し易くすることができる。

以上のように、本発明に係る動き検出装置によれば、１つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮部と、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出する領域別動き検出部とを備えたので、１つのフレームを区分するブロック領域毎に画像の動きが検出されることとなり、これにより画面上のいずれの領域で画像の動きがあったのか検出することができる。

本発明に係る動き検出方法によれば、１つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮ステップと、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出する領域別動き検出ステップとを含むので、１つのフレームを区分するブロック領域毎に画像の動きが検出されることとなり、これにより画面上のいずれの領域で画像の動きがあったのか検出することができる。

本発明に係る監視装置によれば、被写体の撮像により得られた画像データを格納するメモリ部と、該メモリ部に格納された１つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮部と、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出する領域別動き検出部とを備えたので、上記と同様に、画面上のいずれの領域で被写体の画像の動きがあったのか検出することができる。この結果、被写体をカメラからの画像データに基づいて監視する監視装置を、画面上での被写体の動きをより詳細に検知できるより高性能なものとできる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による監視装置を説明するブロック図である。

この実施形態１の監視装置１００は、従来の監視装置と同様、被写体の動きをその画像データ（テレビジョン信号のディジタルデータ）から得られた圧縮画像データに基づいて監視するものであるが、この実施形態１００は、従来の監視装置のように、画面（フレーム）全体で画像の動きを検出するのではなく、画面を複数に分割して得られる分割領域（ブロック領域）毎に画像の動きを検出するものである。

すなわち、本実施形態１の監視装置１００は、従来の監視装置１０と同様、被写体の撮影を行うカメラ１１と、該カメラ１１からのテレビジョン信号ＴｓをＡＤ変換するＡ／Ｄ変換器１４と、該Ａ／Ｄ変換器からの画像データＤｓを保持するフィールドメモリ１６と、該フレームメモリ（メモリ部）１６に保持されている画像データＤｓを圧縮するＪＰＥＧ圧縮器２０と、圧縮された画像データ（圧縮画像データ）Ｃｄを保持するバッファ２２とを有している。

また、この実施形態１の監視装置１００は、従来の監視装置１０のマイコン１８に代えて、画面全体の圧縮画像データから、該画面における分割領域（ブロック領域）に対応する圧縮画像データのデータサイズＢＣｄを求め、各フレームの分割領域とこれに対応する前フレームの分割領域との間でのデータサイズの差分に基づいて画像の動きを検出するマイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）１１８を備えている。

なお、ここで、上記バッファ２２およびマイコン１１８は、領域別動き検出部１２０を構成し、該領域別動き検出部１２０およびＪＰＥＧ圧縮部２０は、動き検出装置１００ａを構成している。

上記マイコン１１８は、ＪＰＥＧ方式の圧縮処理により得られた圧縮画像データのデータ構造を用いるものであり、以下ＪＰＥＧ方式の圧縮処理について簡単に説明する。

ＪＰＥＧ方式では、ＲＧＢあるいはＹＣｂＣｒなどの画素の各成分について、その画素レベル（該成分の大きさ）をそのまま符号化する圧縮処理ではなく、該画素レベル（画像データ）を８ｘ８画素からなる画素ブロックなどの小さな領域（ユニット領域）、つまりＭＣＵ（最小符号化単位：Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｃｏｄｅｄ Ｕｎｉｔ）ブロック毎に周波数成分に変換し、各ＭＣＵブロックに対応する周波数成分を量子化し、該量子化により得られた量子化成分を符号化する圧縮処理が行われる。

上記画素レベルから周波数成分への変換には、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を用い、該量子化成分の符号化にはランレングス符号とハフマン符号を組み合わせて用いる。

ここで、上記各画素ブロック（つまりＭＣＵブロック）に対する符号化は、該各画素ブロックに対応する量子化成分のＤＣ成分からＡＣ成分の順に行うが、ＤＣ成分は、直前のＭＣＵブロック（画素ブロック）のものとの相関が強いので、各画素ブロックのＤＣ成分の符号化処理では、その直前の画素ブロックのＤＣ成分との差分を符号化する。

従って、１つのフレーム（画面）における１つの画素ブロックの符号化データにビット誤りが生じると、誤差が蓄積されて、１つのフレーム（画面）における末尾の画素ブロックの符号化データまで影響を与えてしまう。また、ハフマン符号は、符号語によって長さが違うので、符号化されたデータにビット誤りが生じると、復号時に符号化データにおける符号語の区切り位置を間違える原因となり、該符号化データにおけるビット誤り箇所以降の後続データにその影響が及ぶ。

このように、各画素ブロックの符号化データにおける一部のデータ誤りが画面全体に波及するのを防ぐために、リスタートインターバル処理を行う場合がある。

このリスタートインターバル処理は、各ＭＣＵブロック毎に量子化成分を符号化して各画面の圧縮画像データを生成する際に、一定数のＭＣＵブロック毎に、リスタートマーカ（以下、ＲＳＭとも記す。）を、隣接するＭＣＵブロックに対応する符号化データの間に挿入するものである。このとき、リスタートマーカ直後のＭＣＵブロックの符号化データは、その直前のＭＣＵブロックとの量子化成分の差分を符号化して得られたデータではなく、先頭のＭＣＵブロックの符号化データと同じように、ＭＣＵブロックの量子化成分をそのまま符号化して得られたものである。

したがって、リスタートマーカを挿入した各画面の圧縮画像データは、その途中で部分的に破損しても、リスタートマーカ以降のＭＣＵブロックの符号化データに影響を及ぼさないという効果がある。

また、各画面の圧縮画像データの中から、隣り合った２個のリスタートマーカを検出することで、隣接したリスタートマーカに挟まれた複数のＭＣＵブロックからなるブロック領域（以降、ＲＳＭブロックという。）毎に、圧縮画像データを抽出し、それぞれのＲＳＭブロック毎に、これに対応する圧縮画像データのデータサイズを容易に得ることが可能である。

図２は、１フレーム（画面）に対応する圧縮画像データのデータ構造を説明する図であり、図２（ａ）は、画像データにリスタートインターバル処理を伴わないＪＰＥＧ圧縮処理を施して得られた圧縮画像データ（ＪＰＥＧ圧縮データ）のデータ構造を示し、図２（ｂ）は、画像データにリスタートインターバル処理を伴うＪＰＥＧ圧縮処理を施して得られた圧縮画像データ（ＪＰＥＧ圧縮データ）のデータ構造を示している。

図２（ａ）に示すように、リスタートインターバル処理を施していない、１フレームＦのＪＰＥＧ圧縮データＦｄ１は、ＭＣＵブロックなどを単位として分割するのは困難なデータ構造となっている。なお、該ＪＰＥＧ圧縮データＦｄ１の最後に位置するＥＯＩマーカＡは静止画像終了位置を示すものである。

一方、リスタートインターバル処理を施した、１フレームＦのＪＰＥＧ圧縮データＦｄ２は、所定数のＭＣＵブロック毎にＲＳＭマーカ（リスタートマーカ）Ｂｄ１〜Ｂｄｎを含んでいる。つまり、該ＪＰＥＧ圧縮データＦｄ２は、隣接したリスタートマーカに挟まれた複数のＭＣＵブロックからなるＲＳＴブロックＢｄ１〜Ｂｄｎ毎に区分されており、各ＲＳＴブロック毎に符号化データサイズを抽出可能となっている。

次に、上記ＪＰＥＧ方式の圧縮処理を行うＪＰＥＧ圧縮器２０の具体的構成について説明する。

図３（ａ）は、該ＪＰＥＧ圧縮器２０の具体的な構成を示すブロック図である。

このＪＰＥＧ圧縮器２０は、フレームメモリ１６に保持された一画面（一フレーム）の画像データＭｓを、８ｘ８画素からなるブロック（ＭＣＵブロック）毎に対応するよう分割するブロック化器２０ａと、該ＭＣＵブロックに対応する画像データＢｄにＤＣＴ処理を施して周波数成分Ｆｄに変換するＤＣＴ器２０ｂと、該周波数成分Ｆｄを量子化して量子化成分Ｑｄを出力する量子化器２０ｃと、該量子化成分Ｑｄを可変長符号化する符号化器２０ｄとを有している。

ここで、上記ブロック化器２０ａは、上記フィールドメモリ１６からの画像データＭｓのブロック化の際に、所定数のＭＣＵブロック毎にカウント信号Ｓｃを上記符号化器２０ｄに出力するものである。また、上記符号化器２０ｄでは、該ブロック化器２０ａからのカウント信号Ｓｃに基づいて、該所定数のＭＣＵブロックの量子化成分の符号化が完了する度に、その符号化データの後ろにリスタートマーカを付加し、該リスタートマーカを含む圧縮画像データＣｄを生成するものである。

また、図３（ｂ）は、上記マイコン１１８の具体的な構成を示すブロック図である。

このマイコン１１８は、上記バッファ２２に保持されている１画面の圧縮画像データＣｄにおけるリスタートマーカを検知して、所定数のＭＣＵブロックからなるＲＳＭブロック毎に、対応する圧縮画像データのビットを計数してデータサイズを算出するデータサイズ算出部１１８ｂと、該算出されたデータサイズを記憶する内部メモリ１１８ａと、一画面（１つのフレーム）のＮ番目のＲＳＭブロックに対応するデータサイズと前画面（前のフレーム）のＮ番目のＲＳＭブロックに対応するデータサイズとの差分である差分サイズを検出する差分検出部１１８ｃと、該差分サイズＳｄｆに基づいて、一画面のＮ番目のＲＳＭブロックでの動きを検出する動き検出部１１８ｄとを有している。なお、マイコン部１１８は、上記内部メモリ１１８ａおよび各部１１８ｂ〜１１８ｄに加えて、上記ＪＰＥＧ圧縮器２０およびバッファ２２に指令信号Ｃｔ１およびＣｔ２により制御するとともに、上記各部１１８ｂ〜１１８ｄを制御する制御部１１８ｅを有している。

また、図３（ｃ）は、上記内部メモリ１１８ａのメモリ領域の構成を示している。

図３（ｃ）に示すように、該内部メモリ１１８ａは、一画面内に含まれるＮ個のＲＳＭブロックに対応するメモリ領域Ｒ１〜Ｒｎを有しており、各メモリ領域には、対応するＲＳＭブロックの圧縮画像データのデータサイズが格納されるようになっている。

次に動作について説明する。

本実施形態１の監視装置１００は、電源スイッチの投入などによりその動作を開始すると、該監視装置１００では、カメラ１１により被写体の撮影が行われ、カメラ１１から出力された被写体に対応するテレビジョン信号ＴｓがＡ／Ｄ変換器１４に入力される。すると、該Ａ／Ｄ変換器１４では、テレビジョン信号Ｔｓがディジタルデータである画像データＤｓに変換され、このＡ／Ｄ変換器１４から出力された画像データＤｓは、フィールドメモリ１６に保持される。このとき、マイコン１１８からＪＰＥＧ圧縮部２０に圧縮の指示Ｃｔ１が与えられると、１フレーム（１画面）分の画像データがＪＰＥＧ圧縮部２０によってＪＰＥＧ方式で圧縮され、この画像データの圧縮により得られた圧縮画像データＣｄはバッファ２２に一旦保持される。

なお、上記マイコン１１８の内部メモリ１１８ａは、バッファ２２に圧縮画像データが保持されたフレームより１つ前のフレームにおける各ＲＳＭブロックのデータサイズをそれぞれ記憶するものであるが、撮影開始時の先頭フレームの圧縮画像データが該バッファ２２に保持されている状態では、上記マイコンの内部メモリ１１８ａには、データサイズは格納されていない。従って、この実施形態では、上記動き検出装置１００ａは、画像の動き検出を上記先頭フレームの次のフレームから行うものとしている。

またここで、ＪＰＥＧ圧縮部２０は、フィールドメモリ１６から読み出された１フレーム分の画像データＤｓをＪＰＥＧフォーマットにしたがって圧縮する。

つまり、該画像データＤｓはブロック化器２０ａにより、１フレームにおける各ＭＣＵブロックに対応するようブロック化され、該ブロック化された画像データＢｄがＤＣＴ器２０ｂに出力される。すると、該ＤＣＴ器２０ｂでは、該ブロック化された画像データＢｄはＤＣＴ処理が施されてＤＣＴ係数（周波数成分）Ｆｄに変換される。さらに、このＤＣＴ係数Ｆｄは量子化器２０ｃでの量子化により量子化データＱｄに変換される。そして、この量子化データＱｄが符号化器２０ｄに入力されると、該量子化データＱｄのハフマン符号化（可変長符号化）が行われて符号化データが生成され、この際、ブロック化器２０ａからのＭＣＵカウント信号Ｓｃに基づいて、所定数のＭＣＵブロックの符号化データ毎にリスタートマーカＡ１〜Ａｎが付加されて圧縮画像データＣｄとして出力される。なお、１フレームにおける最後のＲＳＭブロックの符号化データの後には静止画像の終了を示すＥＯＩマーカＡｎが付加され、それ以外のＲＳＭブロックの圧縮画像データの後にはリスタートマーカＡ１〜Ａ（ｎ−１）が付加される。

またこのようにして生成された１フレームの圧縮画像データＣｄは、バッファ２２に書き込まれる。

そして、上記バッファ２２に保持されている圧縮画像データのデータサイズに基づいて動き検出が上記マイコン１１８にて行われる。なお、この際の圧縮画像データのデータサイズの読み出し、量子化テーブルの変更、およびＪＰＥＧ圧縮または伸張などの指示はマイコン１１８によって与えられる。

図４および図５は、上記ＪＰＥＧ圧縮処理および動き検出処理をフローチャートで説明する図であり、これらの図を用いて、上記処理をより具体的に説明する。

ただし、撮影開始時の画像データの先頭フレームについては、上述のとおり、上記マイコンの内部メモリ１１８ａにはデータサイズは格納されていないので、動き検出処理は行わず、該内部メモリ１１８ａへのデータサイズの格納のみ行い、動き検出処理は、上記先頭フレームの次のフレームから行うこととなる。従って、以下では、ＪＰＥＧ圧縮処理および動き検出処理は、上記先頭フレームの次のフレームに対するものとして説明する。

図４に示すように、カメラの撮影動作が開始すると、各フレーム毎にＪＰＥＧ圧縮処理が行われる（ステップＳ１０）。

ここで、まずこのＪＰＥＧ圧縮処理について図５を用いて説明する。

ＪＰＥＧ圧縮器２０は、ＲＳＭブロックの個数のカウント値Ｎと、ＭＣＵブロックの個数のカウント値Ｋとの２つのカウント値を設定する第１および第２のレジスタ（図示せず）を有しており、まず、これらのカウント値ＮおよびＫをそれぞれステップＳ１１およびＳ１２で１に設定する。

続いて、ブロック化器２０ａが、フィールドメモリ１６に保持されている１フレーム分の画像データから、第１番目（Ｋ＝１）のＭＣＵブロックに対応する画像データを分離してブロック化し、ＤＣＴ器２０ｂが、該ＭＣＵブロックの画像データを周波数成分に変換し、さらに量子化器２０ｃが、該周波数成分を量子化して量子化データＱｄを生成する。そして、符号化器２０ｄが、このＭＣＵブロックの量子化データＱｄを可変長符号化する（ステップＳ１３）。その後、上記第２のカウント値Ｋを１つインクリメントし（ステップＳ１４）、インクリメント後のカウント値Ｋが所定値と等しいか否かの判断を行う（ステップＳ１５）。このステップＳ１３〜Ｓ１５の処理は、上記カウント値Ｋが所定値と等しいとステップＳ１５にて判定されるまで繰り返し行われる。

そして、ステップＳ１５にて、上記カウント値Ｋが所定値と等しいと判定されると、所定数のＭＣＵブロックからなるＲＳＭブロックに対応する圧縮画像データの後に、第１番目のリスタートマーカＡ１を付加して（ステップＳ１６）、第１のＲＳＭブロックの圧縮画像データＢｄ１（図２（ｂ）参照）を生成する。

その後、上記第１のカウント値Ｎを１つインクリメントし（ステップＳ１７）、インクリメント後のカウント値Ｎが最後のＲＳＭブロックに対応する値であるか否かの判断を行う（ステップＳ１８）。この判定の結果、最後でなければ、ステップＳ１２〜ステップＳ１７までの処理を行い、上記ステップＳ１８での判定の結果、カウント値Ｎが最後のＲＳＭブロックに対応する値であれば、１つのフレームのＪＰＥＧ圧縮処理を終了して、図４に示す、マイコン１１８によるステップＳ２１〜Ｓ２８の動き検出処理を行う。

すなわち、マイコン１１８では、ＲＳＭブロックのカウント値を設定するレジスタ（図示せず）を有しており、まず、このカウント値ＮをステップＳ２１で１に設定する。

続いて、マイコン１１８のデータサイズ算出部１１８ｂが第１番目のＲＳＭブロックの圧縮画像データのデータサイズを算出し、ＪＰＥＧ圧縮部２０の内部メモリのＮ番目のレジスタ（メモリ領域）Ｒｎにそのデータサイズを格納する（ステップＳ２２）。続いて、マイコン１１８のデータサイズ差分検出部１１８ｃが、該算出したデータサイズと、内部メモリ１１８ａに格納されているデータサイズ（前フレームのＮ番目のＲＳＭブロックの圧縮画像データ）との差分値を検出する（ステップＳ２３）。

その後、マイコン１１８の動き検出部１１８ｄが、上記差分値が所定値以上であるか否かの判定行う（ステップＳ２４）。この判定の結果、上記差分値が所定値以上である場合は、該第１番目のＲＳＭブロックの動きを検出して、警告などを発し（ステップＳ２５）、その後、上記カウント値Ｎをインクリメントする（ステップＳ２６）。一方、ステップＳ２４での判定の結果、上記差分値が所定値以上でない場合は、直ちに、上記カウント値Ｎをインクリメントする（ステップＳ２６）。

そして、インクリメント後のカウント値Ｎが最後のＲＳＭブロックに対応する値であるか否かの判断を行う（ステップＳ２７）。この判定の結果、最後でなければ、ステップＳ２２〜ステップＳ２７までの処理を行い、上記ステップＳ２７での判定の結果、カウント値Ｎが最後のＲＳＭブロックに対応する値であれば、マイコン１１８は、撮影が終了したか否かの判定を行う（ステップＳ２８）。

このステップＳ２８での判定の結果、撮影が終了していない場合は、監視装置１００は、上記ステップＳ１０、ステップＳ２１〜Ｓ２８の処理を行う。

一方、このステップＳ２８での判定の結果、撮影が終了している場合は、処理を終了する。

このような被写体画像の動き検出では、ＲＳＭブロック毎に、前後のフレームの圧縮データサイズを比較することによって、どのＲＳＭブロックに動きがあったかを検出することができる。

このように、本実施形態１では、隣接したＲＳＭに挟まれた複数のＭＣＵからなるＲＳＭブロック毎に、前後のフレームの圧縮データサイズを比較して動きを検出するので、画面のどのブロックで動きがあったのか検出でき、この結果、より高性能な監視装置を実現できる。

このように本実施形態では、動き検出装置１００ａにおいて、１つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域（ＲＳＭブロック）に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮部２０を備え、前後のフレーム間での、対応するＲＳＭブロックのデータサイズの差分に基づいて、該ＲＳＭブロック毎に画像の動きを検出するようにしたので、画面上のいずれの領域で画像の動きがあったのか検出することが可能となる。これにより、被写体をその圧縮画像データに基づいて監視する監視装置では、画面上での被写体の動きをより詳細に検知することができ、このような監視装置の高性能化を図ることができる。

また、本実施形態では、上記動き検出装置１００ａにおいて、１つのフレームの画像データを、複数の画素からなるユニット領域（ＭＣＵブロック）毎に圧縮し、しかもこの際、得られる圧縮画像データが、一定数のＭＣＵブロックからなるＲＳＭブロック毎に区分されたデータ構造となるよう、一定数のＭＣＵブロックに対応する圧縮画像データの直後にリスタートマーカーを付加するので、隣接するリスタートマーカーの検出により、個々のＲＳＭブロックの圧縮画像データを簡単に検出することができる。しかも、上記ＲＳＭブロックが一定数のＭＣＵブロックから構成されているので、画面上での動き検出の対象となるＲＳＭブロックの大きさを、これを構成するＭＣＵブロックの個数によって任意に設定することが可能である。

また、リスタートマーカーの挿入は通常のＪＰＥＧ圧縮処理で行われるものであるので、データ圧縮部の構成変更は不要である。

さらに、上記動き検出装置を用いる監視装置１００では、被写体の撮影により得られる各フレームの画像データをフレームメモリ（メモリ部）１６に格納し、該フレームメモリ１６に格納された画像データに圧縮処理を施すようにしているので、画像データの圧縮処理を１フレーム毎に行うことも、数フレーム毎に間隔を空けて画像データの圧縮処理を行うこともできる。

例えば、画像データの圧縮処理を１フレーム毎に行う場合は、被写体の速い動きを検出し易くでき、また数フレーム毎に間隔を空けて画像データの圧縮処理を行う場合は、被写体の遅い動きを検出し易くすることができる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、動き検出装置、動き検出方法、監視装置の分野において、撮像画像を示す画面上のどの部分で動きがあったのかを検出することができ、この結果、監視カメラなどの監視装置をより高性能なものとすることができる。

本発明の実施形態１による監視装置を説明するブロック図である。 上記実施形態１の監視装置で用いるＪＰＥＧ圧縮方式を説明する図であり、リスタートインターバル処理を伴わないもの（図（ａ））と、リスタートインターバル処理を伴うもの（図（ｂ））とを対比して示している。 図３は、上記実施形態１の監視装置を構成するＪＰＥＧ圧縮器およびマイコンの具体的な構成を説明するブロック図であり、図（ａ）はＪＰＥＧ圧縮器の構成を、図（ｂ）はマイコンの構成を、図（ｃ）は該マイコンの内部メモリの構成を示している。 図４は、上記実施形態１の監視装置の動作をフローチャートで説明する図である。 図５は、上記実施形態１の監視装置におけるＪＰＥＧ圧縮器の動作をフローチャートで説明する図である。 図６は、従来の監視装置（特許文献１に開示のもの）を説明するブロック図である。 図７は、上記従来の監視装置の動作をフローチャートで説明する図である。

符号の説明

１１ カメラ
１４ Ａ／Ｄ変換器
１６ フレームメモリ
２０ ＪＰＥＧ圧縮器
２０ａ ブロック化器
２０ｂ ＤＣＴ器
２０ｃ 量子化器
２０ｄ 符号化器
２２ バッファ
１００ 監視装置
１００ａ 動き検出装置
１１８ マイコン（マイクロコンピュータ）
１１８ａ 内部メモリ
１１８ｂ データサイズ算出部
１１８ｃ データサイズ差分検出器
１１８ｄ 動き検出部
１１８ｅ 制御部

Claims (18)

1. 画像の動きを、その画像データを圧縮して得られる圧縮画像データに基づいて検出する動き検出装置であって、
   １つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮部と、
   前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出する領域別動き検出部とを備えた動き検出装置。
2. 請求項１に記載の動き検出装置において、
   前記データ圧縮部は、前記１つのフレームの画像データを、複数の画素からなるユニット領域毎に圧縮するものであり、
   前記ブロック領域は、一定数のユニット領域からなる動き検出装置。
3. 請求項２に記載の動き検出装置において、
   前記データ圧縮部は、前記画像データの圧縮の際、前記圧縮画像データが前記各ブロック領域毎に区分されたデータ構造となるよう、一定数のユニット領域に対応する圧縮画像データの直後にリスタートマーカーを付加するものである動き検出装置。
4. 請求項１に記載の動き検出装置において、
   前記領域別動き検出部は、
   前記データ圧縮部により圧縮された圧縮画像データの、前記各ブロック領域に対応するデータサイズを算出するデータサイズ算出部と、
   前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分を算出する差分検出部と、
   該データサイズの差分に基づいて該画像の動きを検出する画像動き検出部とを有する動き検出装置。
5. 請求項４に記載の動き検出装置において、
   前記データ圧縮部で圧縮された圧縮画像データを保持するバッファを有し、
   前記データサイズ算出部は、該バッファに保持されている１つのフレームの圧縮画像データの、前記ブロック領域に対応する部分のビットを計数して、該ブロック領域に対応する圧縮画像データのデータサイズを算出する動き検出装置。
6. 請求項５に記載の動き検出装置において、
   前記領域別動き検出部は、
   前記１つのフレームより前の前フレームの各ブロック領域に対応する圧縮画像データのデータサイズを記憶する内部メモリを有し、
   前記差分検出部は、前記データサイズ算出部により算出された、該１つのフレームのブロック領域に対応する圧縮画像データのデータサイズと、該内部メモリに格納されている、該前フレームの対応するブロック領域のデータサイズとの差分を検出するものである動き検出装置。
7. 請求項６に記載の動き検出装置において、
   前記動き検出部は、該データサイズの差分に基づいて前記画像の動きを検出したとき、該画像の動きを検出したことを通知する警告信号を出力するものである動き検出装置。
8. 請求項４に記載の動き検出装置において、
   前記データ圧縮部は、
   前記画像データを前記ユニット領域に対応するよう分割してブロック化画像データを生成するブロック化器と、
   該ブロック化画像データを周波数成分に変換する周波数変換器と、
   該周波数成分を量子化して量子化成分を生成する量子化器と、
   該量子化成分を可変長符号化する符号化器とを有し、
   該画像データに対してＪＰＥＧ方式のデータ圧縮処理を施すものである動き検出装置。
9. 請求項８に記載の動き検出装置において、
   前記ブロック化器は、前記一定数のユニット領域に相当するブロック化画像データを生成する度にタイミング信号を前記符号化器に出力するものであり、
   前記符号化器は、前記タイミング信号の入力に応答して、前記圧縮画像データに対するリスタートマーカーの付加を行うものである動き検出装置。
10. 画像の動きを、その画像データを圧縮して得られる圧縮画像データに基づいて検出する動き検出方法であって、
    １つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮ステップと、
    前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出する領域別動き検出ステップとを含む動き検出方法。
11. 請求項１０に記載の動き検出方法において、
    前記領域別動き検出ステップは、
    前記データ圧縮ステップで圧縮された圧縮画像データの、前記各ブロック領域に対応するデータサイズを算出するデータサイズ算出ステップと、
    前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分を算出する差分検出ステップと、
    該データサイズの差分に基づいて該画像の動きを検出する画像動き検出ステップとを含む動き検出方法。
12. 請求項１０に記載の動き検出方法において、
    前記データ圧縮ステップは、前記１つのフレームの画像データを、複数の画素からなるユニット領域毎に圧縮するものであり、
    前記ブロック領域は、一定数のユニット領域からなる動き検出方法。
13. 請求項１２に記載の動き検出方法において、
    前記データ圧縮ステップは、前記画像データの圧縮の際、前記圧縮画像データが前記各ブロック領域毎に区分されたデータ構造となるよう、一定数のユニット領域に対応する圧縮画像データの直後にリスタートマーカーを付加するものである動き検出方法。
14. 被写体をその撮影により得られる画像データに基づいて監視する監視装置であって、
    該被写体を撮影してアナログ映像信号を出力する撮影装置と、
    該アナログ映像信号をＡＤ変換して画像データを生成するＡＤ変換器と、
    該画像データをフレーム毎に格納するメモリ部と、
    該メモリ部に保持されている１つのフレームの画像データを、該フレームを分割する複数のブロック領域に対応するよう区分して圧縮するデータ圧縮部と、
    前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分に基づいて、該ブロック領域毎に画像の動きを検出する領域別動き検出部とを備えた監視装置。
15. 請求項１４に記載の監視装置において、
    前記データ圧縮部は、
    前記画像データをフレーム毎に圧縮するＪＰＥＧ圧縮器であり、
    前記領域別動き検出器は、
    該画像データの圧縮により得られた圧縮画像データを保持するバッファと、
    該バッファに保持されている圧縮画像データに基づいて、前後のフレーム間での、対応するブロック領域のデータサイズの差分を検出し、該差分に基づいて該ブロック領域毎に画像の動きを検出するマイクロコンピュータとを有する監視装置。
16. 請求項１５に記載の監視装置において、
    前記マイクロコンピュータは、
    前記バッファに保持されている１つのフレームの圧縮画像データの、前記各ブロック領域に対応するデータサイズを算出するデータサイズ算出部と、
    該１つのフレームの以前の前フレームにおける、対応するブロック領域のデータサイズを記憶している内部メモリと、
    該１つのフレームにおける、算出した該ブロック領域に対応する圧縮画像データのデータサイズと、該内部メモリに記憶されている前フレームにおける、対応するブロック領域の圧縮画像データのデータサイズとの差分を算出する差分検出部と、
    該データサイズの差分に基づいて該画像の動きを検出する画像動き検出部とを有する監視装置。
17. 請求項１６に記載の監視装置において、
    前記メモリ部は、前記アナログテレビ信号がＡＤ変換される度に、ＡＤ変換された１つのフレーム分の画像データを格納するものであり、
    前記マイクロコンピュータは、
    前記データ圧縮部を、該メモリ部の画像データが更新される度に該メモリ部に保持されている１つのフレームの画像データを圧縮するよう制御する監視装置。
18. 請求項１６に記載の監視装置において、
    前記メモリ部は、前記アナログテレビ信号がＡＤ変換される度に、ＡＤ変換された１つのフレーム分の画像データを格納するものであり、
    前記マイクロコンピュータは、
    前記データ圧縮部を、該メモリ部での画像データの更新に拘わらず、該マイクロコンピュータからの圧縮指令信号によって、該メモリ部に格納されている画像データの圧縮が行われるよう制御するものである監視装置。

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