JP2012023556A - 車載映像記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】特性が異なる複数種類の車載カメラを接続可能にすると共に、接続されたカメラの種類を自動的に認識し接続されたカメラの特性に適した圧縮率等のパラメータを用い.ることを可能にする。
【解決手段】車載カメラにより連続的にもしくは周期的に撮影される映像の情報を逐次入力しデータ圧縮処理を施して所定の記録媒体に記録する車載映像記録装置であって、少なくとも、接続される車載カメラの種類の違いに応じた画像のデータ量の変化を検出し、車載カメラの種類に応じて少なくともデータ圧縮処理における圧縮率を切り替えるデータ記録制御部を備える。更に、車載カメラの種類の違いと記録媒体の空き領域の残量に応じてフレームレートを自動的に切り替える。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両に搭載される所定の車載カメラにより連続的にもしくは周期的に撮影される映像の情報を逐次入力し、データ圧縮処理を施して所定の記録媒体に記録する車載映像記録装置に関する。
車載映像記録装置の具体例としては、ドライブレコーダと呼ばれる装置が知られている。一般的なドライブレコーダは、車両上に固定した所定の車載カメラにより車両の進行方向前方の被写体である道路や対向車等を撮影し、事故等の異常が発生したタイミングを含む時間帯の画像データを自動的に記録するものである。
また、画像データは情報量が非常に多いので、記録容量が限られる記録媒体上に画像データを保存する際には、長時間のデータ記録を可能にするためにデータ圧縮処理が行われるのが一般的である。また、データ圧縮処理を行う際には、大きい圧縮率を採用すると圧縮処理後の画像の品質が大幅に低下する可能性があるし、小さい圧縮率を採用すると圧縮処理後の画像データ量があまり減らず長時間の画像記録ができなくなるので、適切な圧縮率を採用する必要がある。
例えば、特許文献1に開示されたドライブレコーダにおいては、車両の速度に応じて撮影されるシーン間の動きの大きさや情報の時間軸方向の冗長性が変動することに着目し、動画像をデータ圧縮処理する際の圧縮率を、車両の速度に応じて自動的に調整することを提案している。
また、撮影した画像データをネットワークへ送出するネットワークカメラの技術が特許文献2に開示されている。特許文献2においては、圧縮処理後の画像データのサイズを目標サイズに近づけるために、1フレームあたりの画像データサイズと目標値とを比較し、その比較結果に応じて量子化テーブルを制御することを提案している。
特開2007−124155号公報 特開2007−150490号公報
上述のような一般的なドライブレコーダは、車外の風景等を被写体として撮影し記録する。一方、例えばタクシーのような業務用車両の場合には、車内の状況を車載カメラで撮影し記録する必要が生じる場合もある。
例えば、タクシー会社の管理部門においては、タクシー乗務員が安全運転を行っているかどうか、あるいは乗客に対して適切な応対を行っているかどうかを確認したり、タクシー乗務員や乗客が暴力などの犯罪行為に巻き込まれていないかどうかを確認するために、車内の状況を撮影した画像データが必要になる場合がある。
タクシー等の車両の車室内の状況を撮影する場合には、車載カメラとして、カラーカメラを用いる場合と、赤外線カメラを用いる場合とが考えられる。例えば、日中などの明るい時間帯だけ撮影を行う場合には、カラーカメラを用いれば良い。しかし、夜間等の時間帯にも撮影を行う場合には、夜間の車室内は非常に暗いので、一般的なカラーカメラでは明瞭な画像の撮影は不可能であり、赤外線カメラを用いる必要がある。
ところが、カラーカメラで撮影された画像のデータと赤外線カメラで撮影された画像のデータとは特性が大きく異なるので、カメラの種類に応じて撮影条件等を適切に調整する必要がある。例えば、カラーカメラで撮影された画像はカラーのデータであるし、赤外線カメラで撮影された画像のデータはモノクロであるので、1フレームの画像を構成する画素の数が同一であっても、1フレームあたりの画像データの情報量はカラーカメラの場合と赤外線カメラの場合とで大きく異なる。また、被写体の明るさと各カメラから出力される映像信号のレベルとの関係もカラーカメラの場合と赤外線カメラの場合とで大きく変化する。
従って、例えばデータ圧縮処理における圧縮率が一定の場合には、記録媒体上に記録するデータの情報量は、カラーカメラの場合は大きく、赤外線カメラの場合は小さくなる。そのため、画像データを記録する記録媒体上の領域の1フレームあたりの容量が一定である場合、圧縮処理後の情報量が大きいカラーカメラの画像データが前記容量以内になるように前記圧縮率を決定する必要があり、赤外線カメラを接続した場合には前記容量よりも記録する画像データの情報量が大幅に小さくなるので、前記容量の大部分が使用されず無駄になってしまう。
従って、上述のような車載映像記録装置を構成する場合には、撮影条件や記録条件を最適化できるように、接続する車載カメラの種類を予め限定せざるを得なかった。すなわち、カラーカメラが接続可能な車載映像記録装置の場合には、カラーカメラの特性に合わせて最適化された圧縮率等のパラメータを採用していた。また、赤外線カメラが接続可能な車載映像記録装置の場合には、赤外線カメラの特性に合わせて最適化された圧縮率等のパラメータを採用していた。
圧縮率等のパラメータについては、それを保持する読み出し専用メモリ(ROM)を取り替えたり、人間のスイッチ操作により切り替えることが可能である。しかしながら、接続されるカメラの種類を正しく認識したりスイッチ等を操作する際には間違いが生じやすいのでこのような切り替えを自動化することが望まれる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特性が異なる複数種類の車載カメラを接続可能にすると共に、接続されたカメラの種類を自動的に認識し、接続されたカメラの特性に適した圧縮率等のパラメータを用いて動作することが可能な車載映像記録装置を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係る車載映像記録装置は、下記(1)〜(4)を特徴としている。
(1) 車両に搭載される所定の車載カメラにより連続的にもしくは周期的に撮影される映像の情報を逐次入力し、データ圧縮処理を施して所定の記録媒体に記録する車載映像記録装置であって、
少なくとも、接続される車載カメラの種類の違いに応じた画像のデータ量の変化を検出し、車載カメラの種類に応じて少なくともデータ圧縮処理における圧縮率を切り替えるデータ記録制御部
を備える。
(2) 前記(1)に記載の車載映像記録装置であって、
前記データ記録制御部は、圧縮処理後の画像データについて1フレーム毎のデータサイズを検出すると共に、1フレーム以上前のタイミングで得られた複数フレームのデータサイズの平均値を算出し、前記平均値と閾値とを比較した結果に応じて圧縮率を制御する。
(3) 前記(1)に記載の車載映像記録装置であって、
前記データ記録制御部は、検出された車載カメラの種類に応じて、少なくとも前記記録媒体に記録する画像データのフレームレートを自動的に切り替える。
(4) 前記(1)に記載の車載映像記録装置であって、
前記データ記録制御部は、接続される車載カメラの種類について、少なくともカラーカメラと赤外線カメラとを自動的に区別する。
上記(1)の構成の車載映像記録装置によれば、必要に応じて種類の異なる車載カメラを接続して撮影を行うことができる。しかも、車載カメラの種類が変化した場合に、ユーザが特別なスイッチ等の操作を行わなくても、接続された車載カメラの種類に適した圧縮率でデータ圧縮処理を行うことができる。従って、車載カメラの種類が切り替わった際に、記録媒体上の記録に利用されない領域が増えるのを防止して記録領域を有効に活用できる。また、例えば赤外線カメラを接続した場合には、圧縮処理前の情報量がカラーカメラと比べて少ないので、小さい圧縮率に切り替えることにより、高画質の画像を記録することができる。
上記(2)の構成の車載映像記録装置によれば、接続される車載カメラの種類の変化に伴うデータ量の変化を高精度で検出し、圧縮率に反映することができる。
上記(3)の構成の車載映像記録装置によれば、記録媒体の容量の制約により定まる記録時間の長さを車載カメラの種類に応じて自動的に調整することができる。フレームレート(フレーム数/秒)を小さくすれば単位時間あたりの記録フレーム数は少なくなるが長時間の画像記録が可能になり、フレームレートを大きくすれば単位時間あたりの記録フレーム数が増えるので高品質の画像記録が可能になる。
上記(4)の構成の車載映像記録装置によれば、カラーカメラと赤外線カメラとを区別するので、カラーカメラが接続された時にはカラーカメラの特性に適した条件を適用し、赤外線カメラが接続された時には赤外線カメラの特性に適した条件を適用して撮影及び記録を行うことができる。
本発明の車載映像記録装置によれば、カラーカメラと赤外線カメラのように特性が異なる複数種類の車載カメラを接続可能であり、接続されたカメラの種類を自動的に認識するので、接続されたカメラの特性に適した圧縮率等のパラメータに切り替えるために特別な入力操作や部品の交換などを行う必要がない。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
実施形態の車載映像記録装置の構成例を示すブロック図である。 図1に示した車載映像記録装置の画像記録処理を示すフローチャートである。 図1に示した車載映像記録装置のフレームレート制御の内容を示すフローチャートである。
本発明の車載映像記録装置に関する具体的な実施の形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
本実施形態の車載映像記録装置10の構成例が図1に示されている。図1に示した車載映像記録装置10は、例えばタクシー車両のような業務用の車両に搭載され、車室内の状況を撮影して得られた映像をデータとして自動的に記録するために用いられる。
図1に示すように、この車載映像記録装置10は増幅器11、信号処理部12、マイクロコンピュータ15、フラッシュメモリ(FROM)16、記録媒体17を備えている。また、信号処理部12は可変ゲイン増幅器13及びA/D(アナログ/デジタル)変換器14を備えている。
この車載映像記録装置10の入力には、車載カメラ20が接続される。本実施形態では、車載カメラ20として、状況に応じてカラーカメラと赤外線カメラのいずれか一方が選択的に接続される場合を想定している。例えば、日中のように明るい状況でのみ撮影を行う場合にはカラーカメラが接続され、夜間のように暗い状況でも撮影を行う場合には赤外線カメラが接続される。
この車載カメラ20は、車両上に固定され、車室内の状況、すなわちタクシー乗務員や乗客の様子を撮影できるような位置及び向きに配置される。車載カメラ20は一定のフレームレート、例えば30フレーム/秒で繰り返し撮影を行い、得られた映像をアナログ映像信号として車載映像記録装置10に出力する。なお、車載カメラ20がカラーカメラの場合には、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)等の色情報が映像信号に含まれている。赤外線カメラの場合にはモノクロなので色情報は含まれない。
増幅器11は、車載カメラ20から入力されるアナログ映像信号を一定のゲインで増幅する。信号処理部12内の可変ゲイン増幅器13は、増幅器11から出力されるアナログ映像信号を入力して所望のレベルの信号が得られるように増幅すると共に、マイクロコンピュータ15により指定されるAGC(自動ゲイン制御)値に応じてゲインを調整する。可変ゲイン増幅器13により増幅されたアナログ映像信号はA/D変換器14に入力される。
A/D変換器14は、各フレームの映像について、フレーム内の各画素のタイミングで信号レベルをサンプリングして量子化を行い、デジタル映像信号を生成する。カラー映像の場合には、色の情報も生成される。
マイクロコンピュータ15は、内部メモリ上に保持されている所定のプログラムを実行することにより、車載映像記録装置10の制御を行う。マイクロコンピュータ15が行う処理には、A/D変換器14から入力されるデジタル映像信号をデータ圧縮して画像データファイルを生成する処理や、画像データファイルを記録媒体17に記録する処理などが含まれる。具体的な制御の内容については後で説明する。
フラッシュメモリ16は、マイクロコンピュータ15が使用する制御用の各種パラメータのデータを予め保持している。フラッシュメモリ16が保持しているデータには、例えば圧縮率を決めるパラメータやカメラの種類毎に予め割り当てられたフレームレートの値が含まれている。
記録媒体17は、不揮発性の半導体メモリなどで構成される記憶装置であり、メモリカードのように車載映像記録装置10に対して着脱自在に構成されている。マイクロコンピュータ15は、記録媒体17に対してデータを書き込んだりデータを読み出したりすることができる。
図1に示した車載映像記録装置10の主要な動作(画像記録処理)が図2に示されている。この動作は、図1に示したマイクロコンピュータ15の制御により実現する。図2に示す動作について以下に説明する。
ステップS11では、マイクロコンピュータ15は現時点の前に撮影した各フレームの画像データを圧縮処理して生成された画像ファイルのサイズ(情報量)を表す情報をフラッシュメモリ16から入力する。FS11は1フレーム前の画像のファイルサイズ、FS12は2フレーム前の画像のファイルサイズ、FS13は3フレーム前の画像のファイルサイズである。
ステップS12では、マイクロコンピュータ15はステップS11で入力した情報FS11、FS12、FS13に基づき、前の3フレームの画像ファイルサイズの平均値FSyを算出する。
ステップS13では、マイクロコンピュータ15はステップS12で算出した画像ファイルサイズの平均値FSyと予め定めた閾値Th1とを比較する。「FSy≧Th1」の条件を満たす場合はステップS14に進み、満たさない場合はステップS16に進む。
本実施形態では、記録媒体17上の記憶領域に記録可能な1ファイルあたりの容量(ファイルサイズ制限値)が一定の場合を想定している。前記閾値Th1は、前記ファイルサイズ制限値と予想されるファイルサイズの変動範囲とに基づき予め決定される制限値である。
ステップS14では、マイクロコンピュータ15は、フラッシュメモリ16上に保持されている圧縮パラメータP1の現在の値に定数Δpを加算してP1を更新する。この圧縮パラメータP1は、1フレームの画像データを圧縮してJPEG形式の画像ファイルを生成する際の圧縮率を調整するために用いられる。本実施形態では、圧縮パラメータP1を大きくすると圧縮率が大きくなってファイルサイズは小さくなり、圧縮パラメータP1を小さくすると圧縮率が小さくなってファイルサイズは大きくなる。
ステップS15では、マイクロコンピュータ15は、フラッシュメモリ16上に保持されている圧縮パラメータP1の現在の値から定数Δpを減算してP1を更新する。つまり、圧縮率を下げる。
例えば、車載映像記録装置10の入力に接続された車載カメラ20が「カラーカメラ」の場合には、入力される映像信号にカラー情報が含まれているので、圧縮前の画像データのサイズは、モノクロの映像信号を出力する「赤外線カメラ」の場合と比べて大きい。
従って、例えば車載カメラ20を「赤外線カメラ」から「カラーカメラ」に付け替えると、圧縮後のファイルサイズFSyが閾値Th1より大きくなり、ステップS14で圧縮パラメータP1が更新されて圧縮率が大きくなる。その結果、その後で処理される圧縮後のファイルのサイズは、前記ファイルサイズ制限値以下に維持される。
逆に、車載カメラ20を「カラーカメラ」から「赤外線カメラ」に付け替えると、圧縮後のファイルサイズFSyが閾値Th1より小さくなり、ステップS15で圧縮パラメータP1が更新されて圧縮率が小さくなる。その結果、その後で処理される圧縮後のファイルのサイズは、前記ファイルサイズ制限値に近づく。
ステップS16では、マイクロコンピュータ15は、フレームレートFRの値により定まるタイミングで、1フレーム分の画像データを信号処理部12から入力する。フレームレートFRは1秒あたり取得する画像フレームの数を表し、この値はフラッシュメモリ16上に保持されている。
なお、画像データを取得する際には、適切な信号レベルの映像信号に増幅するために、マイクロコンピュータ15は適切なAGC値を可変ゲイン増幅器13に与える。このAGC値は、1フレーム前に得られた画像フレームのデータを解析することにより、画像の明るさ等に基づきマイクロコンピュータ15が自動的に決定する。
ステップS17では、マイクロコンピュータ15は、ステップS16で入力した最新の1フレームの画像データを、前記圧縮パラメータP1を用いてデータ圧縮処理する。具体的には、一般的に用いられる「JPEG」形式の画像ファイルを生成する。
ステップS18では、マイクロコンピュータ15は、ステップS17で生成した最新の画像ファイルに関するサイズ(圧縮処理後の情報量)の情報と、この圧縮処理で使用した前記圧縮パラメータP1の情報とをフラッシュメモリ16上に保存する。この時に保存したファイルサイズの情報は、前記ステップS11で参照される。本実施形態では、最新の3フレーム分のファイルサイズの情報と圧縮パラメータP1の情報とが保存される。
ステップS19では、マイクロコンピュータ15は、ステップS17で生成した最新の画像ファイルのデータを記録媒体17上に書き込んで保存する。
図1に示した車載映像記録装置のフレームレート制御の内容が図3に示されている。このフレームレート制御は一定の時間間隔で繰り返し実行されるか、あるいは特定のイベントが発生した時に実行される。図3に示す制御について以下に説明する。
ステップS21では、マイクロコンピュータ15は前述の圧縮パラメータP1の値をフラッシュメモリ16から取得する。
ステップS22では、マイクロコンピュータ15は圧縮パラメータP1の値を閾値Th2と比較する。「P1≧Th2」の条件を満たす場合は次にステップS23に進み、条件を満たさない場合はステップS25に進む。
ステップS23では、マイクロコンピュータ15は車載カメラ20として車載映像記録装置10に接続されているカメラの種別を「カラーカメラ」として識別する。すなわち、カラーカメラが出力する映像信号にはカラー情報が含まれるため、モノクロの映像信号を出力する赤外線カメラの場合と比べて情報量が大幅に増えることになる。従って、「カラーカメラ」の場合には、図2に示したステップS13、S14、S15の処理で画像ファイルサイズの平均値FSyを閾値Th1に近づけるために、圧縮パラメータP1は比較的大きな値(閾値Th2以上)になりステップS23が実行される。
ステップS24では、マイクロコンピュータ15は、フラッシュメモリ16からパラメータP21の値を取得する。このパラメータP21は、「カラーカメラ」の特性に合わせて予め決定された定数であり、フレームレートを表す。従って、パラメータP21の値を最新のフレームレートFRに割り当てる。
ステップS25では、マイクロコンピュータ15は車載カメラ20として車載映像記録装置10に接続されているカメラの種別を「赤外線カメラ」として識別する。すなわち、モノクロの映像信号を出力する「赤外線カメラ」が接続されている場合には映像信号の情報量が「カラーカメラ」と比べて大幅に減る。従って、「赤外線カメラ」の場合には、図2に示したステップS13、S14、S15の処理で画像ファイルサイズの平均値FSyを閾値Th1に近づけるために、圧縮パラメータP1は比較的小さな値(閾値Th2未満)になりステップS25が実行される。
ステップS26では、マイクロコンピュータ15は、フラッシュメモリ16からパラメータP22の値を取得する。このパラメータP22は、「赤外線カメラ」の特性に合わせて予め決定された定数であり、フレームレートを表す。従って、パラメータP22の値を最新のフレームレートFRに割り当てる。
ステップS27では、マイクロコンピュータ15は、記録媒体17上の空き領域の容量MSを検出する。例えば、空き領域に記録可能な所定サイズの画像ファイルの数やバイト数を検出する。
ステップS28では、マイクロコンピュータ15は、ステップS27で検出した空き容量MSを予め定めた閾値Th3と比較する。「MS>Th3」の条件を満たす場合はそのままこの処理を終了し、条件を満たさない場合はステップS29に進む。閾値Th3については、例えば、記録媒体17の全体の記憶容量に対して1/2、1/3、1/4のような値に定められる。つまり、記録媒体17の空き容量が所定以上減少した時にステップS29が実行される。
ステップS29では、マイクロコンピュータ15は、フレームレートFRの値を定数「2」で割った結果を、新たなフレームレートFRの値に決定する。つまり、フレームレートFRの値をそれまでの値の半分に減らす。なお、ステップS29ではフレームレートFRの値を半分に減らす場合を想定しているが、1/3、1/4、あるいはそれ以下に減らすように変更しても良い。
図3に示したフレームレート制御によって変化するフレームレートFRの影響は、図2に示した画像記録処理のステップS16に現れる。すなわち、ステップS16における1フレームの画像データの入力は、フレームレートFRと一致する時間間隔で繰り返し行われる。また、ステップS16で1フレームの画像データを取り込む毎にステップS17、S18、S19が実行されるので、記録媒体17に対して画像ファイルを記録する動作もフレームレートFRと一致する時間間隔で繰り返し行われることになる。
フレームレートFRが大きい時には、短い時間間隔で画像データを取り込み記録するので、ある時間帯についてみると記録される画像のフレーム数が増え、より多くの画像情報が得られるが、記録媒体17の記録容量は限られるので、記録可能な時間の長さは比較的短くなる。フレームレートFRを小さくすると、ある時間帯の中で記録される画像のフレーム数は減るが、記録媒体17に記録可能な時間がより長くなる。
つまり、図3に示したフレームレート制御を実施することにより、車載カメラ20の種別に適したフレームレートで画像データの取り込み及び記録媒体17への記録を行うことができる。また、記録媒体17の記録領域の残量(空き領域)が減少した時には、自動的にフレームレートを小さな値に変更するので、より長時間の画像の記録が可能になる。
また、図2に示した画像記録処理を行うことにより、車載カメラ20として「カラーカメラ」と「赤外線カメラ」とのいずれを接続した場合であっても、圧縮処理されて記録媒体17に記録される画像ファイルのサイズの変動を小さくすることができる。従って、記録媒体17に記録可能な1ファイルあたりのサイズ(情報量)が一定値に制限されている場合であっても、記録媒体17上の多くの記録領域を有効に活用でき、記録に利用されない無駄な領域を減らすことができる。
なお、圧縮処理後の画像ファイルサイズは、一般的には撮影するシーンの内容に応じて大きく変動する可能性がある。しかし、タクシー車両の車室内を固定されたカメラで撮影するような場合には、シーンの変化に伴うファイルサイズの変動は比較的小さく、車載映像記録装置10に接続する車載カメラ20のカメラ種別の影響が最も大きい。この影響については、圧縮パラメータP1を自動的に調整することにより抑制しているので、「カラーカメラ」と「赤外線カメラ」のいずれも車載カメラ20として接続することができる。
以上のように、本発明の車載映像記録装置は、例えばタクシー車両のような業務用車両の車室内を撮影して画像データを自動的に記録する場合に利用することが想定できる。特に、「カラーカメラ」と「赤外線カメラ」のように種類の異なる複数の車載カメラを用途等に応じて使い分ける必要がある場合に、特別なスイッチ操作等を行わなくても、実際に接続されたカメラの種類に応じて適切な制御を自動的に行うことができる。
10 車載映像記録装置
11 増幅器
12 信号処理部
13 可変ゲイン増幅器
14 A/D変換器
15 マイクロコンピュータ
16 フラッシュメモリ
17 記録媒体
20 車載カメラ

Claims (4)

  1. 車両に搭載される所定の車載カメラにより連続的にもしくは周期的に撮影される映像の情報を逐次入力し、データ圧縮処理を施して所定の記録媒体に記録する車載映像記録装置であって、
    少なくとも、接続される車載カメラの種類の違いに応じた画像のデータ量の変化を検出し、車載カメラの種類に応じて少なくともデータ圧縮処理における圧縮率を切り替えるデータ記録制御部
    を備えることを特徴とする車載映像記録装置。
  2. 前記データ記録制御部は、圧縮処理後の画像データについて1フレーム毎のデータサイズを検出すると共に、1フレーム以上前のタイミングで得られた複数フレームのデータサイズの平均値を算出し、前記平均値と閾値とを比較した結果に応じて圧縮率を制御する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車載映像記録装置。
  3. 前記データ記録制御部は、検出された車載カメラの種類に応じて、少なくとも前記記録媒体に記録する画像データのフレームレートを自動的に切り替える
    ことを特徴とする請求項1に記載の車載映像記録装置。
  4. 前記データ記録制御部は、接続される車載カメラの種類について、少なくともカラーカメラと赤外線カメラとを自動的に区別する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車載映像記録装置。
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