JP2013247455A - 映像記録装置、及び映像処理装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】映像記録装置のコストを増大させることなく、映像の記録と並行して、映像記録装置の故障を検出する。
【解決手段】映像記録装置は、映像を圧縮する処理及び圧縮されたデータを伸張する処理を、指示に応じて行うことができる映像処理部と、映像処理部を制御する制御部とを備える。制御部は、映像処理部に対し、映像から圧縮データを生成して記憶装置へ書き込む圧縮処理を指示し、映像処理部の処理能力と、映像の特徴とに基づいて、映像処理部に圧縮処理の負荷を低下させることを指示し、映像処理部に対し、記憶装置から圧縮データを読み出して伸張して再生映像を生成する伸張処理を指示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、映像記録装置の故障を検出する技術に関する。

記録媒体としてハードディスク（Hard Disk Drive）などを使用して監視映像を記録する監視映像記録装置は、長時間記録が可能となっており、予測できない事象にも対応するため２４時間連続して記録する事がある。また、監視映像記録装置の運用方法として、監視カメラにより撮影された監視映像のうち、監視映像から動きを検出した時の監視映像のみを記録する動き検知記録や、出入り口等の所定の場所に設置したセンサが対象を検出した時に監視映像の記録を開始するアラーム記録等が知られている。また、監視映像記録装置が連続的に監視映像を記録媒体へ蓄積し、記録媒体の残容量が無くなると、最も古い時刻に記録された監視映像から順に上書きすることにより、継続的に監視映像を記録していく方法が知られている。

また、例えば店舗等において万引き等の犯罪やトラブル等の事象が発生した際に、監視映像記録装置は、映像再生機能により、記録媒体に蓄積された監視映像をモニター等に出力する。このような事象が発生しない限り、ユーザは長期間に亘って監視映像記録装置を操作しない。従って、監視映像記録装置の記録機能に不具合が発生し監視映像の記録が正常に継続されていない場合であって、ユーザがその不具合に気付かず、長期間にわたり監視映像が欠落する可能性がある。

これに関し、カラーバー信号を圧縮したデータをあらかじめ格納しておき、テストデータ発生部にてカラーバー信号を生成し、格納された信号と生成された信号とを比較して正常か異常であるかを判断し、異常があった場合にユーザに通知する装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−１４８４３０号公報

しかしながら、映像記録装置における映像の圧縮の処理能力には、制限がある。定期的にテストデータを圧縮する場合、テストデータの圧縮のための処理能力を確保しておく必要がある。この場合、映像記録装置のコストは増大する。

上記課題を解決するために、本発明の一態様である映像記録装置は、映像を圧縮する処理及び圧縮されたデータを伸張する処理を、指示に応じて行うことができる映像処理部と、映像処理部を制御する制御部とを備える。制御部は、映像処理部に対し、映像から圧縮データを生成して記憶装置へ書き込む圧縮処理を指示し、映像処理部の処理能力と、映像の特徴とに基づいて、映像処理部に圧縮処理の負荷を低下させることを指示し、映像処理部に対し、記憶装置から圧縮データを読み出して伸張して再生映像を生成する伸張処理を指示する。

本発明によれば、映像記録装置のコストを増大させることなく、映像の記録と並行して、映像記録装置の故障を検出することができる。

図１は、監視映像記録装置の構成を示す。 図２は、第１状態における負荷情報を示す。 図３は、故障検出処理を示す。 図４は、第２状態における負荷情報を示す。

以下、本発明の映像記録装置の実施例である監視映像記録装置について説明する。

まず、監視映像記録装置の構成について説明する。

図１は、監視映像記録装置の構成を示す。本実施例の監視映像記録装置１００は、画像入力部１１０、有意性算出部１２０、バッファ１３０、コーデック処理部１４０、メモリ１５０、記録媒体１６０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７０、表示処理部１８０を有する。

画像入力部１１０は、複数の監視カメラ２００に接続されている。これにより、画像入力部１１０は、複数の監視カメラ２００に夫々対応する複数のカメラチャネルへ入力された監視映像（動画像）を受信する。また、画像入力部１１０は、各カメラチャネルへ入力されるフレームを、一つのストリームに並べ替える。なお、監視カメラ２００は、一つであっても良い。

コーデック処理部１４０は、エラー検出部１４１、圧縮伸張処理部１４２を有する。コーデック処理部１４０は例えば、コーデックＩＣ（Integrated Circuit）である。圧縮伸張処理部１４２は、ＣＰＵ１７０からの指示に応じて、画像入力部１１０からの監視映像を圧縮することにより圧縮データを生成して記録媒体１６０へ書き込む圧縮符号化処理、記録媒体１６０から圧縮データを読み出して伸張することにより再生映像を生成する伸張復号化処理を行う。エラー検出部１４１は、伸張復号化処理において、記録媒体１６０から読み出された圧縮データのフォーマットが正常であるか否かを判定し、異常である場合にエラー信号を出力する。

有意性算出部１２０は、各カメラチャネルの監視映像の有意性を判定する有意性算出処理を行う。なお、コーデック処理部１４０が有意性算出部１２０を有していても良いし、メモリ１５０内のプログラムがＣＰＵ１７０を有意性算出部１２０として機能させても良い。

バッファ１３０は、圧縮伸張処理部１４２の圧縮符号化処理及び伸張復号化処理に用いるデータを一時的に格納する。

メモリ１５０は、ＣＰＵ１７０のためのプログラムを格納する。また、メモリ１５０は、圧縮伸張処理部１４２の圧縮符号化処理及び伸張復号化処理の処理能力を示す情報を格納する。また、メモリ１５０は、各カメラチャネルの圧縮符号化処理及び伸張復号化処理の負荷を示す負荷情報を格納する。

ＣＰＵ１７０は、メモリ１５０内のプログラムに従って、負荷調整部１７１として機能とし、監視映像記録装置１００の各部の制御を行う。負荷調整部１７１は、圧縮伸張処理部１４２に対し、圧縮符号化処理及び伸張復号化処理を指示する。また、負荷調整部１７１は、有意性算出部１２０による有意性算出結果に基づいて圧縮伸張処理部１４２の負荷を調整する。

記録媒体１６０は例えば、ＨＤＤである。記録媒体１６０は、コーデック処理部１４０により圧縮符号化された圧縮データを記録する。記録媒体１６０は、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の半導体メモリであっても良い。

表示処理部１８０は、エラー検出部１４１がエラーを検出した場合、ＣＰＵ１７０からの指示に応じて表示装置３００により異常を表示することにより、ユーザへ異常を通知する。また、表示処理部１８０は、表示装置３００に再生映像を表示させても良い。この場合、表示処理部１８０は、各カメラチャネルの再生映像の合成、拡大、縮小、切り替え等を行う。

ここでは、有意性算出部１２０による有意性算出処理について説明する。

圧縮伸張処理部１４２は、各カメラチャネルの監視映像の圧縮符号化処理により得られる監視映像の特徴情報を、メモリ１５０に書き込む。特徴情報は例えば、動きベクトルや、輝度分布等である。圧縮伸張処理部１４２は、連続する二つのフレームから動きベクトルを算出する。

有意性算出処理において有意性算出部１２０は、各カメラチャネルに対し、特徴情報に基づいて監視映像内の動きの頻度や輝度分布の変化を算出し、算出結果からその監視映像の有意性を算出する。有意性算出処理は、例えば、監視画像の輝度分布の急激な変化、動き量の急激な増減、不規則な動きを検出した場合、有意性を高くする。このような場合、監視カメラ２００を手で覆う行為や、エレベータ内での暴漢によるトラブル等の事象が発生していると考えることができる。一方で、有意性算出処理は、監視画像の輝度分布の変化が一様であったり、動き量の変化が小さかったりする場合は、有意性を低くする。このような場合、トラブル等の事象が発生していないと考えることができる。即ち、有意性は、二つのフレームの輝度分布の差の大きさ、二つのフレームの動き量の大きさ、平常時（定常状態）の動き量の周波数と判定時の動きの周波数との差の大きさ、等である。従って、有意性は、監視映像における異常の大きさであるとも言える。動き量は例えば、動きベクトルにより表され、連続する二つのフレームから算出される。

有意性算出部１２０は、有意性算出処理の結果を管理データとし、コーデック処理部１４０で生成された圧縮データと紐付けて記録媒体１６０へ記録する。なお、有意性算出部１２０は、有意性算出処理の結果をメモリ１５０へ保存しても良い。

ここでは、圧縮伸張処理部１４２の処理能力及び負荷について説明する。

負荷調整部１７１は、圧縮伸張処理部１４２に対し、圧縮符号化処理及び伸張復号化処理を指示するとともに、その負荷を負荷情報としてメモリ１５０へ保存する。

図２は、第１状態における負荷情報を示す。第１状態は、後述する負荷軽減処理前の状態である。負荷情報は、圧縮伸張処理部１４２による処理毎のエントリを有する。各エントリは、処理種別、カメラチャネル番号、フレームレート、解像度、負荷を有する。処理種別は、負荷調整部１７１により指示された処理が圧縮符号化処理（圧縮）であるか伸張復号化処理（伸張）であるかを示す。カメラチャネル番号は、当該処理の対象のカメラチャネルを示す番号である。フレームレートは、当該処理による監視映像のフレームレートの高さを示す。なお、フレームレートは、単位時間当たりのフレーム数で表されても良い。解像度は、当該処理による監視映像の解像度の高さを示す。なお、解像度は、ピクセル数で表されても良い。負荷は、当該処理の負荷の大きさを示し、フレームレートと解像度により決定される。負荷は例えば、フレームレートと解像度の積である。なお、負荷は処理能力の使用率で表されても良い。負荷情報は、圧縮符号化処理の圧縮率を示す圧縮率を含んでも良い。この場合、負荷は、フレームレートと解像度と圧縮率により決定される。

メモリ１５０は、予め処理能力を格納する。処理能力は、圧縮伸張処理部１４２の圧縮符号化処理及び伸張復号化処理の処理能力を示す。圧縮符号化処理及び伸張復号化処理の負荷の合計は、圧縮伸張処理部１４２の処理能力以下である。即ち、負荷情報における負荷の合計は、処理能力以下である。前述した第１状態の負荷情報において、処理能力は８であり、負荷の合計に等しい。

ここでは、監視映像記録装置１００の記録機能に不具合が発生した場合について説明する。記録機能の不具合は例えば、コーデック処理部１４０の圧縮伸張処理部１４２に故障が発生した場合や、コーデック処理部１４０と記録媒体１６０との間の経路に故障が発生した場合である。エラー検出部１４１は、伸張復号化処理におけるエラーを検出する。

コーデック処理部１４０における圧縮符号化方式は例えば、ＪＰＥＧ、ＪＰＥＧ２０００、ＭＰＥＧ２、Ｈ．２６４などである。圧縮符号化処理により、圧縮符号化方式に準拠する圧縮符号データが生成される。例えばＪＰＥＧ２０００の場合、圧縮符号データは、画像サイズや分解レベルといったストリーム全体の情報を示すヘッダと、パケットとして符号化されたデータが格納されたタイルパートとを有する。ヘッダは、符号ストリーム内の次のデータを識別するマーカとマーカセグメントとを有する。マーカには、予め定められたマーカコードが格納される。マーカセグメントの中には圧縮符号化されたデータがどのように伸張復号化されるべきかを含む情報を含んでいるものや、出現位置と順番が厳密に決められたものがある。記録機能の不具合が発生すると、記録媒体１６０から読み出される圧縮データが異常な値になる。

記録媒体１６０から読み出された圧縮データ内のビットが異常な値を示す事により、マーカコードが不正な値になる等、伸張復号化処理の際に必要な情報が破壊される。また、不具合発生以降、記録媒体１６０内でこの状態が継続する可能性がある。これらのフォーマット不整合なデータを伸張復号化処理すると、特定時間内に伸張復号化処理が完了しなかったり、コーデック処理部１４０内のレジスタに格納されるステータスが異常を示したりする。フォーマット不整合に至る場合とは、例えば圧縮データのヘッダ内の所定位置において、予め定められた値であるべきデータが、不正なデータになっている場合である。エラー検出部１４１は、このような異常を検出すると、エラー信号を出力することにより負荷調整部１７１にエラーを知らせる。

ここでは、記録機能の不具合を検出する故障検出処理について説明する。

故障検出処理において、コーデック処理部１４０は、定期的に記録媒体１６０から圧縮データを読み出し、伸張復号化処理により圧縮データを復号して再生映像を生成してメモリ１５０へ書き込む。コーデック処理部１４０は、処理能力に余裕がある限り、この伸張復号化処理を繰り返し、メモリ１５０に格納されたデータを上書きして更新していく。

図３は、故障検出処理を示す。

まずＳ１において負荷調整部１７１は、メモリ１５０から、圧縮伸張処理部１４２の処理能力と、現在の圧縮伸張処理部１４２の負荷を示す負荷情報とを取得し、新たな伸張復号化処理を実行するために十分な空き能力があるか否かを判定する。ここで、負荷調整部１７１は、負荷情報内の負荷の合計を算出し、処理能力から負荷の合計を減算することにより空き能力を算出する。

伸張復号化処理のための空き能力がある場合（Ｓ１、Ｎ）、負荷調整部１７１は、処理をＳ４へ移行させる。

伸張復号化処理のための空き能力がない場合（Ｓ１、Ｎ）、Ｓ２において負荷調整部１７１は、メモリ１５０に格納されている有意性を参照し、複数のカメラチャネルの中から選択条件（所定条件）を満たすカメラチャネルを選択する。選択条件は例えば、有意性が所定の閾値より小さいことである。また、選択条件は例えば、複数のカメラチャネルの有意性の中で最も有意性が低いことである。

次にＳ３において、負荷調整部１７１は、選択されたカメラチャネルの負荷を軽減する負荷軽減処理を行う。

Ｓ４において負荷調整部１７１は、圧縮伸張処理部１４２に伸張復号化処理を指示する。次にＳ５において、指示を受けた圧縮伸張処理部１４２は、伸張復号化処理を実行することにより、記録媒体１６０から圧縮データを読み出し、その圧縮データから監視画像を算出する。

次にＳ６において負荷調整部１７１は、エラーが検出されたか否かを判定する。ここで、負荷調整部１７１は、エラー検出部１４１からエラー信号を受けた場合、エラーが検出されたと判定する。なお、負荷調整部１７１が、コーデック処理部１４０のステータスを参照することによりエラーを検出しても良い。

エラー検出部１４１からエラー信号を受けていない場合（Ｓ６、Ｎ）、負荷調整部１７１は、処理をＳ１へ移行させる。

エラー検出部１４１からエラー信号を受けた場合（Ｓ６、Ｙ）、Ｓ７において負荷調整部１７１は、表示処理部１８０に異常の表示を指示し、このフローを終了する。指示を受けた表示処理部１８０は、監視映像記録装置１００で異常が発生している事を表示装置３００に表示させる。これによりユーザは監視映像記録装置１００の異常を知ることができる。

以上が故障検出処理のフローである。

ここでは、負荷軽減処理について説明する。

負荷軽減処理において、負荷調整部１７１は、選択されたカメラチャネルの圧縮符号化処理のフレームレート及び解像度の少なくとも何れかを低下させる指示を圧縮伸張処理部１４２に対して行う。

図４は、第２状態における負荷情報を示す。第２状態は、第１状態において負荷軽減処理が行われた後の状態である。この場合の負荷軽減処理は、カメラチャネル番号０の圧縮符号化処理のフレームレートを低下させる指示を行うことにより負荷を低下させ、故障検出のためにカメラチャネル番号０の伸張復号化処理を新たに指示する。圧縮符号化処理の負荷の低下分は、新たな伸張復号化処理の負荷の増加分以上である。即ち、負荷軽減処理後においても、不可能合計は、処理能力以下である。この例において、カメラチャネル番号０の圧縮符号化処理の負荷の低下分は２であり、新たな伸張復号化処理の負荷の増加分は２である。また、第２状態における負荷の合計は、第１状態と同じく８である。

選択されたカメラチャネルの監視映像は、負荷軽減処理にて画質が劣化してしまうが、映像内に動体が全く無い映像等、有意性の低い映像である為、画質が劣化することによる影響は小さい。

コーデック処理部１４０が圧縮符号化処理と伸張復号化処理の機能を有していても、伸張復号化処理を行わない場合がある。例えば、ネットワークを介して監視映像記録装置１００に接続されたコンピュータのアプリケーションが監視映像の再生を行う場合がある。このような運用方法においては、監視映像の画質を向上させる目的で、各カメラチャネルの解像度およびフレームレートを高め、コーデック処理部１４０の処理能力を全て圧縮符号化処理に使用する事が想定される。本実施例の監視映像記録装置１００は、監視映像の有意性を判定し、有意性の高い監視映像については高品位な監視画像を記録し、有意性の低い監視映像については圧縮符号化処理の負荷を軽減する為、故障検出処理のための空き能力を確保することができる。この空き能力により、監視映像記録装置１００内部の異常を検出することができ、監視映像記録装置１００の信頼性を高める事ができる。

なお、負荷調整部１７１は、或るカメラチャネルの有意性が所定条件を満たす場合に、コーデック処理部１４０に負荷軽減処理と伸張復号化処理を指示しても良い。この場合、所定条件は、有意性が所定の閾値より小さい場合である。このような構成によれば、有意性が低い時に、監視映像記録装置１００の故障の検出を行うことができる。

上記実施例では、圧縮データ内の不正データの検出の為に、ハードウェアの処理能力を増大させる必要がない。コーデック処理部１４０において、故障検出処理のための伸張復号化処理のための空き処理能力が不足する場合であっても、圧縮符号化処理に使用されている処理能力の一部を伸張復号化処理に使用することができる。従って、ハードウェアのコストを増大させることなく、故障検出処理を行うことができる。

（表現１）
映像を圧縮する処理及び圧縮されたデータを伸張する処理を、指示に応じて行うことができる映像処理部と、
前記映像処理部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記映像処理部に対し、前記映像から圧縮データを生成して記憶装置へ書き込む圧縮処理を指示し、
前記映像処理部の処理能力と、前記映像の特徴とに基づいて、前記映像処理部に前記圧縮処理の負荷を低下させることを指示し、前記映像処理部に対し、前記記憶装置から前記圧縮データを読み出して伸張して再生映像を生成する伸張処理を指示する、
映像記録装置。

（表現２）
映像を圧縮する処理及び圧縮されたデータを伸張する処理を、指示に応じて行うことができる映像処理装置の制御方法であって、
前記映像処理装置に対し、前記映像から圧縮データを生成して記憶装置へ書き込む圧縮処理を指示し、
前記映像処理装置の処理能力と、前記映像の特徴とに基づいて、前記映像処理装置に前記圧縮処理の負荷を低下させることを指示し、前記映像処理装置に対し、前記記憶装置から前記圧縮データを読み出して伸張して再生映像を生成する伸張処理を指示する、
制御方法。

このような表現における用語について説明する。映像処理部及び映像処理装置は例えば、コーデック処理部１４０に対応する。受信部は例えば、画像入力部１１０に対応する。制御部は例えば、ＣＰＵ１７０に対応する。特徴算出部は例えば、有意性算出部１２０に対応する。記憶装置は例えば、記録媒体１６０に対応する。特徴は例えば、有意性に対応する。映像は例えば、監視映像に対応する。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１００：監視映像記録装置、１１０：画像入力部、１２０：有意性算出部、１３０：バッファ、１４０：コーデック処理部、１４１：エラー検出部、１４２：圧縮伸張処理部、１５０：メモリ、１６０：記録媒体、１７０：ＣＰＵ、１７１：負荷調整部、１８０：表示処理部、２００：監視カメラ、３００：表示装置

Claims (10)

1. 映像を圧縮する処理及び圧縮されたデータを伸張する処理を、指示に応じて行うことができる映像処理部と、
   前記映像処理部を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記映像処理部に対し、前記映像から圧縮データを生成して記憶装置へ書き込む圧縮処理を指示し、
   前記映像処理部の処理能力と、前記映像の特徴とに基づいて、前記映像処理部に前記圧縮処理の負荷を低下させることを指示し、前記映像処理部に対し、前記記憶装置から前記圧縮データを読み出して伸張して再生映像を生成する伸張処理を指示する、
   映像記録装置。
2. 前記制御部は、前記圧縮処理の負荷の低下分は、前記伸張処理の負荷以上である、
   請求項１に記載の映像記録装置。
3. 前記制御部は、前記特徴が所定条件を満たす場合、前記映像処理部に前記圧縮処理の負荷を低下させることを指示する、
   請求項２に記載の映像記録装置。
4. 前記映像における輝度分布の差と、前記映像における動き量との何れかに基づいて、前記特徴を算出する特徴算出部を更に備える、
   請求項３に記載の映像記録装置。
5. 前記受信部は、複数のカメラにより夫々撮影された複数の映像を受信し、
   前記制御部は、前記映像処理部に対し、前記複数の映像の夫々の圧縮処理を指示し、
   前記映像処理部は、前記複数の映像の夫々の特徴を算出し、
   前記制御部は、前記複数の映像の中から、前記特徴が所定条件を満たす映像を選択し、前記映像処理部に前記選択された映像の圧縮処理の負荷を低下させることを指示する、
   請求項２に記載の映像記録装置。
6. 前記制御部は、前記映像処理部の処理能力の空き能力が前記伸張処理に十分であるか否かを判定し、前記空き能力が前記伸張処理に十分でないと判定された場合、前記特徴に基づいて、前記映像処理部に前記圧縮処理の負荷を低下させることを指示する、
   請求項１乃至５の何れか一項に記載の映像記録装置。
7. 前記制御部は、前記伸張処理によるエラーが検出された場合、前記エラーを出力する、
   請求項１乃至６の何れか一項に記載の映像記録装置。
8. 前記映像処理部は、前記伸張処理において、前記読み出された圧縮データの所定位置のデータが不正である場合、前記エラーを検出する、
   請求項７に記載の映像記録装置。
9. 前記圧縮処理の負荷を低下させる指示は、前記圧縮処理のフレームレート及び解像度の少なくとも何れかを低下させる指示である、
   請求項１乃至８の何れか一項に記載の映像記録装置。
10. 映像を圧縮する処理及び圧縮されたデータを伸張する処理を、指示に応じて行うことができる映像処理装置の制御方法であって、
    前記映像処理装置に対し、前記映像から圧縮データを生成して記憶装置へ書き込む圧縮処理を指示し、
    前記映像処理装置の処理能力と、前記映像の特徴とに基づいて、前記映像処理装置に前記圧縮処理の負荷を低下させることを指示し、前記映像処理装置に対し、前記記憶装置から前記圧縮データを読み出して伸張して再生映像を生成する伸張処理を指示する、
    制御方法。

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