JP3690628B2 - パノラマ画像表示装置 - Google Patents
パノラマ画像表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3690628B2 JP3690628B2 JP31279197A JP31279197A JP3690628B2 JP 3690628 B2 JP3690628 B2 JP 3690628B2 JP 31279197 A JP31279197 A JP 31279197A JP 31279197 A JP31279197 A JP 31279197A JP 3690628 B2 JP3690628 B2 JP 3690628B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- video camera
- image
- horizontal scanning
- horizontal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Television Systems (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパノラマ画像表示装置に係り、ビデオカメラを用いた監視装置等に適用され、単一のビデオカメラを用いながら３６０°の視野画像をモニタ画面の水平方向に表示させることを可能にする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラを用いた監視装置が広く利用されるようになっているが、通常の監視装置では、画角が略９０°の標準撮像レンズを装備し、アスペクト比が３：４となる画像信号を出力する４台のビデオカメラを適所に配置し、各ビデオカメラから得られる画像信号のデコードデータを垂直方向及び水平方向にそれぞれ１／２の圧縮比で圧縮し、その圧縮データをエンコードしてアスペクト比が３：４のモニタに左右上下をそれぞれ半分に分割した４分割画面として表示することが行われている。
また、ビデオカメラの設置台数を４台以上とし、モニタ画面をその台数分に相当する数で分割して表示させたり、４台分のビデオカメラの画像信号を適宜選択して４分割画面に表示させるような方式も採用されている。
【０００３】
ところで、広いホールや工場内を常時全体的に監視する必要がある場合には、３６０°の視野範囲の画像を表示させねばならず、一箇所において複数台のビデオカメラを各撮像レンズの光軸が放射状になるように配置させ、各撮像レンズの画角で前記視野範囲をカバーできるようにして、各ビデオカメラから得られる画像を単一モニタに分割表示させる方式が採用される。
【０００４】
そして、そのような監視装置であって、４台のビデオカメラを用いた場合の実例として、図２に示されるようなシステム構成のものがある。
同図において、1はビデオカメラ設置部、2は画像信号処理部、3は監視用モニタを示す。
ここに、ビデオカメラ設置部1は、例えば、広いホール等の天井から吊り下げられており、画角が略９０°である標準撮像レンズを装備した４台のビデオカメラ1-1〜4をその各撮像レンズの光軸が平面的にみて略９０°の中心角をもって放射状になるように設置させてある。
また、各ビデオカメラ1-1〜4は、水平走査ラインが略４８５ラインで、アスペクト比が３：４に相当する画面を構成する画像信号を出力させるものである。
尚、各ビデオカメラ1-1〜4の撮像レンズの光軸は必ずしも同一平面上にある必要はなく、ビデオカメラ設置部の吊り下げ位置や監視対象エリア等によって下側へ傾斜していてもよい。
【０００５】
画像信号処理部2は、監視室等に設置されており、ビデオカメラ設置部1の各ビデオカメラ1-1〜4からケーブルを通じて個別に送られてくる４系統の画像信号から１系統の信号のみを一定周期で選択して入力させるスイッチ回路21と、スイッチ回路21で選択された画像信号(複合信号)を輝度信号と色信号に分離するＹ/Ｃ分離回路22と、その分離された輝度信号から書込み用の水平同期信号(ＷＨＤ)と垂直同期信号(ＷＶＤ)とフィールド同期信号(ＷＦＬＤ)を分離する同期信号分離回路23と、分離された輝度信号と色信号をデコードしてＲ,Ｇ,Ｂ信号を作成するデコーダ24と、デコードされたＲ,Ｇ,Ｂ信号を量子化してディジタルデータに変換するＡ/Ｄ変換器25と、Ａ/Ｄ変換後の画像データを後述の書込み制御部31で間引き圧縮した後の圧縮画像データを記憶する４個のメモリ26-1〜4と、基準発振器の信号からフリーラン状態で読出し用の水平同期信号(ＲＨＤ)と垂直同期信号(ＲＶＤ)とフィールド同期信号(ＲＦＬＤ)を作成する同期信号発生回路(ＳＳＧ)27と、前記基準発振器の信号から書込み／読出しタイミングを設定するための基準パルス(２１ＭＨz)を作成する基準クロック発生回路(ＣＬＫ-ＧＥＮ)28と、ＣＬＫ-ＧＥＮ28の基準パルスをＷＶＤと同期させながら１/２に分周することにより１０.５ＭＨzの書込み用サンプリングパルスを得る１/２分周器29と、ＣＬＫ-ＧＥＮ28の基準パルスをＲＶＤと同期させながら１/２に分周して１０.５ＭＨzの読出し用サンプリングパルスを得る１/２分周器30と、書込み用の同期信号:ＷＨＤ,ＷＦＬＤと１/２分周器29が分周出力するサンプリングパルスに基づいて、スイッチ回路21の切換えに対応して順次得られるＡ/Ｄ変換後の各画像データの水平走査ラインを１ラインおきに間引き、また各水平走査ラインの画素データを１画素おきに間引き、その垂直・水平方向に関してそれぞれ１/２の圧縮比で圧縮した各圧縮画像データをスイッチ回路21の切換え状態に対応したメモリ26-1〜4に書込む機能を有した書込み制御部31と、読出し用の同期信号:ＲＨＤ,ＲＶＤと１/２分周器30が分周出力するサンプリングパルスに基づいて、ビデオカメラ1とビデオカメラ2に係る各圧縮画像データが書込まれているメモリ26-1とメモリ26-2の共通する水平走査ラインのデータを順次連続的に読出し走査し、次にビデオカメラ3とビデオカメラ4に係る各圧縮画像データが書込まれているメモリ26-3とメモリ26-4の共通する水平走査ラインのデータを順次連続的に読出し走査することにより、全体として４画面からなる１フレーム分のデータを読出す機能を有した読出し制御部32と、各メモリ26-1〜4から読出された画像データをアナログ信号(Ｒ,Ｇ,Ｂ信号)に変換するＤ/Ａ変換器33と、読出し用同期信号:ＲＨＤ,ＲＦＬＤを用いてＤ/Ａ変換後の画像信号をエンコードすることにより表示用信号を得るエンコーダ34と、その表示用信号を増幅して監視用モニタ3へ出力させるアンプ35とからなる。尚、各メモリ26-1〜4から圧縮画像データが読出されている期間中は書込みを禁止する必要があるため、書込み制御部31にＲＦＬＤを入力させて割込みをかけるようになっている。
【０００６】
そして、この画像信号処理部2の全体的動作はマイコン回路36によって統括的に制御されるが、そのマイコン回路36には外部の押しボタンスイッチ37のＯＮ信号で割込みがかかり、押しボタンスイッチ37が押される度に分割表示モードと通常表示モード(スイッチ回路21が選択している画像信号の全画面表示モード)が切換わるようになっている。
一方、監視用モニタ3は、ＣＣＴＶ等において標準仕様とされているものであり、水平走査ラインが略４８５ラインで、アスペクト比が３：４に相当する表示画面を有している。
【０００７】
以上のシステム構成により、この監視装置は次のように動作する。
先ず、分割表示モードでスイッチ回路21が周期的に切換えられてゆくと、各ビデオカメラ1-1〜4がその撮像レンズの画角でカバーしている各監視エリアの画像信号がＹ/Ｃ分離回路22へ順次取り込まれる。
そして、各監視エリアの画像信号はデコーダ24でデコードされた後にＡ/Ｄ変換器25でディジタル化された画像データとなるが、書込み制御部31によって、垂直・水平方向に関してそれぞれ１/２の圧縮比で圧縮しながら、各ビデオカメラ1-1〜4に対応付けられている各メモリ26-1〜4に書込まれる。
ここで、水平走査ラインに係る１/２の圧縮は、１フレームの圧縮画像データの内の何れかのフィールドデータをそのまま採用すれば実現できるため、書込み制御部31の回路構成は簡単なもので足りる。
一方、読出し制御部32は、メモリ26-1とメモリ26-2をアクセス対象として書込まれている圧縮画像データの共通の水平走査ラインを順次読出し走査し、次にメモリ26-3とメモリ26-4をアクセス対象として同様の条件で読出し走査する動作を繰返して実行しており、その１回分の動作で４つの圧縮画像データからなる１フレーム分の画像データを構成する。
読出された各画像データは、Ｄ/Ａ変換器33でＲ,Ｇ,Ｂのアナログ信号に変換した後、エンコーダ34で表示用信号に変換されてアンプ35を介して監視用モニタ3へ出力される。
【０００８】
従って、監視用モニタ3での表示態様は４分割表示となり、図２に示すように、上側半分にビデオカメラ1-1とビデオカメラ1-2がカバーしている監視エリアの撮影画像(ＣＨ1,ＣＨ2)が、下側半分にビデオカメラ1-3とビデオカメラ1-4がカバーしている監視エリアの撮影画像(ＣＨ3,ＣＨ4)が表示されることになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のように監視装置で３６０°の視野範囲の画像を監視モニタに表示させる場合、その視野範囲に係る全ての画像が水平方向に一列に連続した表示方式(パノラマ画像表示方式)の方が望ましい。
何故なら、不審な挙動を行なう人物の動きや異常事態の発生状況を確認するためには、人物の動きを連続的に捕捉したり、異常箇所と他のエリアとの関係を全体的に把握する必要があり、パノラマ画像表示方式によれば、それらを監視し続けることが視覚的に容易になるからである。
【００１０】
前記の監視装置のように上下左右に２分割した４分割表示方式を採用していると、ＣＨ1とＣＨ2の画像及びＣＨ3とＣＨ4の画像についてはそれぞれ視覚的に連続性を有しているが、ＣＨ2とＣＨ3の画像及びＣＨ4とＣＨ1の画像との関係についてみると上下に分断されているため、例えば、不審人物がそれら監視エリアの境界を通過した場合等に監視モニタ3上の注目する画像が上下に変わり、移動の連続性を視覚的に把握し難くなる。
【００１１】
その問題に対して、前記の監視装置において、書込み制御部31による画像データの圧縮機能を垂直方向及び水平方向にそれぞれ１／４の圧縮比によるものとし、読出し制御部32が各メモリ26-1〜4の圧縮画像データにおける共通した水平走査ラインを読出すようにして、図３に示すように、監視モニタ3の画面の水平方向にＣＨ1〜ＣＨ4の画像を連続的に表示させるパノラマ画像表示方式の採用が考えられる。
しかし、その場合には各画像ＣＨ1〜ＣＨ4の面積は監視モニタ3の画面面積の略１／１６になり、逆に各画像の表示内容が見ずらくなって監視能力の低下を招くことになる。
【００１２】
また、その欠点を解消すべく、ビデオカメラ設置部において、画角が略１２０°である広角撮像レンズを用いた３台のビデオカメラを略１２０°の開角をもって放射状に設置しておき、画像信号処理部で垂直方向及び水平方向にそれぞれ１／３の圧縮比で圧縮した圧縮画像データを作成し、図４に示すような３分割態様のパノラマ画像表示方式で監視モニタに表示させる方式の採用も考えられる
しかし、その場合には、書込み制御部におけるデータ圧縮機能として、水平走査ラインを垂直方向について前後のラインとの相関をとりながら２／３ライン分間引いて略１６１ラインにする必要があるため、一方のフィールドデータのみを採用すれば足りる圧縮比:１／２の場合と比較して書込み制御部の回路構成が複雑になると共に回路規模も大きくなり、ビデオカメラに広角撮像レンズを適用することと併せて製造コストが高くなることが避けられない。
【００１３】
一方、前記の書込み制御部のデータ圧縮機能を、垂直方向に関する圧縮比をそのまま１／２にすると、図５に示すように１／３の圧縮比で間引かれている水平方向の画素数に対して垂直方向のライン数が略２４２ラインとなって、各ビデオカメラに対応する画像が垂直方向に略１.５倍で表示され、縦長で違和感のある表示態様になってしまう。
【００１４】
換言すれば、アスペクト比が３：４に相当するビデオカメラと監視モニタを用いた監視装置において、従来から図２に示したような４分割表示方式が採用されているのは上記のような理由に基づいており、監視機能からみれば、可能な限り垂直方向のライン数を大きくとりながら、３：４のアスペクト比の各画像を水平方向に連続させたパノラマ画像表示方式で表示させることが望ましいことは明らかである。
【００１５】
また、前記の従来技術に関して、次のような問題点も重要な課題として指摘されている。
(1) ビデオカメラ設置部1側に４台のビデオカメラ1-1〜4を固定・設置し、また各ビデオカメラ1-1〜4から監視室側の画像信号処理部2まで信号ケーブルを独立に配線する必要があるため、システム全体の設置コストの低減化に限界がある。
(2) 各ビデオカメラ1-1〜4の間に、ホワイトバランス等の調整によるバラツキや、アイリス・ガンマ特性の設定条件によるバラツキが不可避的に存在し、監視モニタ3における各画像ＣＨ1〜ＣＨ4を均一な状態で表示させることができず、表示品質の悪化を招く。
(3) ビデオカメラ設置部1が大きくなるため、取付け箇所の条件によって制約を受ける場合がある。
【００１６】
そこで、本発明は、上記の各問題点に鑑みて、単一のビデオカメラを用いながらパノラマ画像表示方式で３６０°の視野範囲を表示させることを可能にし、またアスペクト比が９：１６であるワイドモニタを用いることにより、従来技術で敬遠されていた３分割態様での適正なパノラマ画像表示を実現することを目的として創作された。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画角が略１２０°である撮像レンズを装備し、アスペクト比が３：４の撮像画像を構成する撮像素子を搭載した１台のビデオカメラと、前記ビデオカメラの撮像レンズの光軸と垂直な軸又は一定の角度を有した軸を中心にそのビデオカメラを回転させるカメラ回転手段と、前記カメラ回転手段により前記ビデオカメラが略１２０°回転する度に検出信号を出力する検出手段と、前記ビデオカメラから得られる画像信号をデコードするデコード手段と、前記デコード手段によるデコードデータを、垂直方向に１／２の圧縮比で、水平方向に１／３の圧縮比で圧縮するデータ圧縮手段と、前記データ圧縮手段が圧縮した画像データを３画面分記憶することが可能な記憶手段と、前記記憶手段に対して前記ビデオカメラの１回転毎に前記検出手段から時系列的に得られる３つの検出信号に対応付けた各データ記憶領域を設定しておき、各検出信号が得られる度に、その時点で前記データ圧縮手段から得られる圧縮画像データを対応したデータ記憶領域に先の書込みデータを更新しながら書込むデータ書込み手段と、所定周期で前記記憶手段に書込まれた３画面分の圧縮画像データにおける共通する水平走査ラインのデータを順次連続的に走査して読出すデータ読出し手段と、前記データ読出し手段が読出した圧縮画像データをエンコードするエンコード手段と、前記エンコード手段がエンコードした３画面分の圧縮画像データにおける水平走査ラインのデータを４／３倍に伸長して表示する表示手段とを具備したパノラマ画像表示装置に係る。
【００１８】
また、本発明のデータ圧縮手段は必ずしも単一でその機能を有するものである必要はなく、データ圧縮手段とデータ書込み手段を共働機能手段として、次のように機能するものとしてもよい。
(1) デコード手段でデコードされたフレームデータを、垂直方向については１ライン毎に水平走査ラインを間引き、水平方向については各水平走査ラインの画素データを連続する３画素から２画素を間引きながら記憶手段に書込む。
(2) 垂直方向についてはデコード手段でデコードされたフレームデータの内の片方のフィールドデータのみを採用し、水平方向については各水平走査ラインの画素データを連続する３画素から２画素を間引きながら記憶手段に書込む。
(3) 垂直方向についてはデコード手段でデコードされたフレームデータにおける一方のフィールドデータの奇数番目に相当する水平走査ラインと他方のフィールドデータの偶数番目に相当する水平走査ラインを採用し、水平方向については各水平走査ラインの画素データを連続する３画素から２画素を間引きながら記憶手段に書込む。
【００１９】
本発明によれば、１台のビデオカメラを回転させながら、その撮像レンズの画角：略１２０°に相当する角度分回転する度に、その時点でビデオカメラから得られている画像信号をデコード・圧縮した画像データを記憶手段の対応するデータ記憶領域に書込むため、記憶手段には常に３６０°の視野範囲をカバーした３画像分の圧縮データが更新されながら格納されることになる。
そして、データ圧縮手段によって、デコード手段のデコードデータは垂直方向に１／２の圧縮比で、水平方向に１／３の圧縮比でそれぞれ圧縮されているため、圧縮画像データによる各画面のアスペクト比は略９：８(＝３／２：４／３)になっている。
次に、前記の３画像分の圧縮データはデータ読出し手段で記憶手段から読出されて表示手段へ出力されるが、表示手段では水平走査ラインのデータを４／３倍に伸長して表示するため、各画像のアスペクト比は略２７：３２(＝９：３２／３)となり、そのアスペクト比の３画像が水平方向に連続して表示される。
ここで、各画像のアスペクト比を元の撮像画像のアスペクト比である３：４(＝２４：３２)と比較すると、垂直方向に略１.１２５倍(＝２７／２４)だけ伸びているに過ぎない。
即ち、水平走査ライン数を元の撮像画像の１／２にしながら、アスペクト比の変化を僅かに抑制した３画像でのパノラマ画像表示が可能になり、アスペクト比が３：４の標準モニタを用いた場合に各画像が垂直方向へ略１.５倍も伸びた違和感のある表示(図５のパノラマ画像表示態様)であったのに対し、自然な表示が実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパノラマ画像表示装置の実施形態を、図１を用いて詳細に説明する。
この実施形態はパノラマ画像表示装置を監視装置に適用したものであり、同図において、41はビデオカメラ設置部、42は画像信号処理部、43は監視用モニタを示す。
そして、その画像信号処理部42の回路構成は、従来技術に係る監視装置(図２)の画像信号処理部2と比較すれば明らかなように、Ｙ/Ｃ分離回路22とデコーダ24とＡ/Ｄ変換器25からなるデコード側の信号処理系、Ｄ/Ａ変換器33とエンコーダ34とアンプ35からなるエンコード側の信号処理系、及び同期信号系の同期信号分離回路23とＳＳＧ27とＣＬＫ-ＧＥＮ28と１/２分周器30に関しては図２の回路構成と共通しており、ここではそれらの回路要素についての説明を省略する。
【００２１】
この実施形態に係る監視装置の特徴は次のような点にある。
(1) ビデオカメラ設置部41には、画角が略１２０°である広角撮像レンズ51を装備し、水平走査ライン数が略４８５ラインでアスペクト比が３：４の撮像画像を構成する撮像素子(CCD)を搭載した１台のビデオカメラ52が用いられている。
そして、そのビデオカメラ52には、撮像レンズ51の光軸に対して所定角度を有した回転軸が取り付けられており、その回転軸がモータ53を駆動源とした減速機構を介して定速回転せしめられるようになっている。
ここに、撮像レンズ51の光軸と回転軸のなす角度は、ビデオカメラ設置部41の位置と３６０°監視エリアの相対的位置関係により設定され、ビデオカメラ設置部41の位置からみて水平方向のエリアを監視する場合には９０°に、上下斜め方向のエリアを監視する場合にはそれに対応した傾斜角度に設定される。
また、ビデオカメラ52の回転速度(回転軸の回転速度)は要求されている監視用画面の更新周期に応じて決定されるが、例えば１(回転／sec)程度の速度に設定される。
(2) ビデオカメラ設置部41には、ビデオカメラ52が略１２０°分回転する度に検出信号を出力する検出手段が設けられている。
この実施形態では、回転軸と一体的に回転する円盤の周縁部に傾斜角度が緩やかな切欠き部を１個形成しておき、３個のリミットスイッチ54a,54b,54cを略１２０°の中心角θに相当する位置に配置して各リミットスイッチ54a,54b,54cから、検出信号を得るようにしている。
尚、検出手段としては、前記の方式に限らず、光センサを用いる方式やモータ53の回転角度を検出する方式等も適用できる。
【００２２】
(3) 画像信号処理部42のＹ/Ｃ分離回路22にはビデオカメラ52の撮像信号が直接入力されており、また各リミットスイッチ54a,54b,54cの検出信号が後述のマイコン回路65に入力されている。
(4) 画像信号処理部42は、図２の場合と同様に圧縮画像を格納するメモリを備えているが、この実施形態では３個のメモリ61-1〜3で構成されている。
各メモリ61-1〜3は、ビデオカメラ52から得られる画像信号をデコード・Ａ/Ｄ変換して後述の書込み制御部63で間引き圧縮した後の圧縮画像データを記憶することが可能な容量を有している。尚、ここでは３個のメモリ61-1〜3を用いているが、容量の大きなメモリを領域区分して用いるようにしてもよい。
(5) 図２の画像信号処理部2では、ＣＬＫ-ＧＥＮ28の基準パルス(２１ＭＨz)を１/２分周器29で分周した１０.５ＭＨzの書込み用サンプリングパルスが書込み制御部31に入力されているが、この実施形態では、１/３分周器62で分周した７ＭＨzの書込み用サンプリングパルスを書込み制御部63へ入力させている。
【００２３】
(6) 書込み制御部63は、後述のマイコン回路65から識別信号が得られる度に、その識別信号に対応するメモリ61-iをアクセス対象に設定し、書込み用の同期信号:ＷＨＤ,ＷＦＬＤと１/３分周器62が分周出力するサンプリングパルスに基づいて、Ａ/Ｄ変換後の画像データを垂直方向に１／２の圧縮比で圧縮すると共に水平方向に１／３の圧縮比で圧縮して設定されたメモリ61-iに書込む機能を有している。
(7) 読出し制御部64は、読出し用の同期信号:ＲＨＤ,ＲＶＤと１/２分周器30が分周出力するサンプリングパルスに基づいて、各メモリ61-1〜3に書込まれている共通した水平走査ラインのデータを順次連続的に走査して読出す機能を有している。
【００２４】
(8) マイコン回路65は、ビデオカメラ設置部41の各リミットスイッチ54a,54b,54cから得られる検出信号を受信し、それがどのリミットスイッチ54a,54b,54cの信号であるかを識別して書込み制御部63へ識別信号を出力する。
また、外部の押しボタンスイッチ37のＯＮ信号でマイコン回路65に割込みがかかり、マイコン回路65はその度にパノラマ画像表示モードと通常表示モード(検出信号の入力時点の画像信号による全画面表示モード)を切換える。
(9) 監視用モニタ43には、水平走査ライン数が略４８５ラインでアスペクト比が９：１６であるワイドモニタが用いられており、フルモードが設定されると水平走査ラインデータを４／３倍に伸長して表示させる機能を有している。
【００２５】
以上の特徴に基づいて、この実施形態の監視装置は次のように動作する。
先ず、ビデオカメラ52が定速回転せしめられると、マイコン回路65では各リミットスイッチ54a,54b,54cの検出信号を順次周期的に検出し、各検出信号が何れのリミットスイッチ54a,54b,54cに該当するものかを確認して書込み制御部63へ識別信号を出力する。
一方、ビデオカメラ52は回転しながら略１２０°の画角範囲にある監視エリアを撮像しており、その画像信号を画像信号処理部42のＹ/Ｃ分離回路22へ出力している。
【００２６】
従って、ビデオカメラ52の画像信号はＹ/Ｃ分離されてデコーダ24でデコードされた後にＡ/Ｄ変換器25でディジタル化された画像データとなるが、書込み制御部63は、マイコン回路65から識別信号を検出する度に、そのフィールド画像データの第１フィールドの奇数ラインと第２フィールドの偶数ラインをサンプリングし、サンプリングした各ラインにおける連続した３画素について１画素だけを採用して他の２画素を間引く方法で画像データの圧縮を実行する。
そして、書込み制御部63は、識別信号を検出した時点でその識別信号に対応したメモリ61-iをアクセス状態に設定しており、そのメモリ61-iに対して前記の圧縮画像データを先に書込まれている圧縮画像データを更新しながら書込む。
その結果、リミットスイッチ54a,54b,54cの検出信号が得られた各時点における各撮像信号の圧縮画像データが対応するメモリ61-1,61-2,61-3に書込まれ、全てのメモリ61-1〜3についてみると、３６０°の監視エリアの圧縮画像データがビデオカメラ52の回転周期で逐次更新されている状態で格納されることになる。
尚、書込み制御部63の垂直方向に係るデータ圧縮方式としては、フィールド画像データの水平走査ラインを１ラインおきに間引く方式や、単に何れかのフィールドデータを採用する方式も採用できるが、前記の方式を採用すれば最終的な表示画像に良好なリアルタイム感をもたせることができる。
【００２７】
一方、読出し制御部64は、全てのメモリ61-1〜3をアクセス対象として、書込まれている圧縮画像データの共通の水平走査ラインを順次読出し走査する。
そして、読出された各画像データは、Ｄ/Ａ変換器33でＲ,Ｇ,Ｂのアナログ信号に変換した後、エンコーダ34で表示用信号に変換されてアンプ35を介して監視用モニタ43へ出力される。
【００２８】
ところで、メモリ61-1〜3に格納されている各圧縮画像データは、書込み制御部63によって元の画像データ(アスペクト比は３：４)が垂直方向に１／２の圧縮比で、水平方向に１／３の圧縮比でそれぞれ圧縮されていることになるため、各画面のアスペクト比は略９：８（＝３／２：４／３）に変化しており、それらが３画面分水平方向に並んだ態様のデータ構成で監視用モニタ43へ伝送される。
【００２９】
監視用モニタ43は、上記のようにその水平走査ライン数がビデオカメラ52と同様の略４８５ラインで、アスペクト比が９：１６のワイドモニタであり、通常モードではその水平走査ライン数とアスペクト比に該当する画像信号で画像表示を行なうのであるが、フルモードが設定されると水平走査ラインの信号を水平方向に４／３倍に伸長して表示する。
従って、監視用モニタ43がフルモードになっていると、画像信号処理部42から伝送された画像信号が構成している各画像は水平方向に４／３倍だけ伸びてアスペクト比が略２７：３２（＝９：８＊４／３）となり、その画像信号による３画面分が水平方向に連続して表示される。
そして、各画面の画像は、画像信号処理部42での処理によって画角が略１２０°の撮像レンズを用いたビデオカメラ52が略１２０°回転する度に撮影した画像に相当しているため、図１に示すように、監視用モニタ43の画面には水平走査ライン数が略２４２ライン（＝４８５／２）でアスペクト比が略２７：３２の３画像分がパノラマ画像で表示されることになる。
また、読出し制御部64の読出し周期は書込み制御部63の書込み周期より大きく設定されているため、パノラマ画像を構成している３つの画像はそれぞれビデオカメラ52の回転周期で更新される。
【００３０】
ところで、監視用モニタ43に表示された各画像は、元の撮像画像のアスペクト比(３：４＝２４：３２)に対して垂直方向に伸びていることになるが、その伸び率は略１.１２５倍(＝２７／２４)であって、視覚的に殆ど違和感を生じない程度の歪に過ぎない。
一方、従来技術においてアスペクト比が３：４の標準モニタを対象とした３画像によるパノラマ画像表示態様(図５)を示したが、その場合には各画像が垂直方向へ略１.５倍も伸びた歪を生じて視覚的な違和感を招いた。
この実施形態の監視装置によれば、監視用モニタ43にアスペクト比が９：１６であるワイドモニタを適用し、且つ画像信号処理装置42でそれに適合した画像データの圧縮処理を行なったことにより、水平走査ライン数が略２４２ラインで図５の場合と同一であって実画像と殆ど変わらないパノラマ画像で監視を実行することが可能になる。
【００３１】
また、この実施形態の監視装置では、従来技術に係る監視装置(図２)が複数のビデオカメラ1-1〜4を用いているのに対して、単一のビデオカメラ52で監視エリアの画像を撮影している。
従って、従来技術の監視装置では各ビデオカメラ1-1〜4の特性の相違によってパノラマ画像を構成する各画像にバラツキを生じるために相関をみながらそれを均一に調整する必要があったが、この実施形態の監視装置ではその必要がなくなる。
また、この実施形態では、ビデオカメラ52の回転機構が必要になるが、高価なビデオカメラは１台で足りるため、従来技術と比較してシステムの設置コストを低減化できる。
【００３２】
尚、この実施形態では１組のビデオカメラ設置部41と画像信号処理部42によって３６０°監視エリアに係るパノラマ画像を表示させているが、異なる３６０°監視エリアを対象として２つのビデオカメラ設置部を設置し、それに対応して２つの画像信号処理部を設け、各画像信号処理部の出力信号を垂直方向に合成して略４８４ラインからなる１フレーム分の画像信号を構成する信号合成部を介して監視用モニタ43へ入力するようにすれば、監視用モニタ43の画面に各監視エリアのパノラマ画像を上下２段に表示させることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のパノラマ画像表示装置は、以上の構成を有していることにより、次のような効果を奏する。
請求項１の発明は、１台のビデオカメラ(撮像レンズの画角;略１２０°，撮像素子の撮像画像のアスペクト比;３：４)を用いて、表示手段(アスペクト比;９：１６，水平走査線数;ビデオカメラと略同一,水平走査機能;水平走査ラインを４／３倍に伸長)に３画像からなるパノラマ画像を各画像のアスペクト比が３：４に近い状態で表示させることを可能にし、３６０°の監視エリアを対象とする監視システムに最適な装置を提供する。
また、この発明によれば、パノラマ画像を構成する３画像の表示特性にバラツキがなく、監視システムのトータルコストの低減化が図れるという利点がある。
請求項２から請求項４の発明は、請求項１の発明における画像データの各種圧縮方式を与える。
特に、請求項３の発明によれば、何れか一方のフィールドデータを採用するだけで足りるためにデータ圧縮手段とデータ書込み手段の構成が簡素化でき、また請求項４の発明によれば、パノラマ画像を構成する３画像に他の方式よりもリアルタイム感をもたせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパノラマ画像表示装置の実施形態に係る監視装置のシステム回路図である。
【図２】４台のビデオカメラを用いて４分割表示を行なう従来の監視装置のシステム回路図である。
【図３】従来の監視装置でアスペクト比を維持した４画像をパノラマ画像表示させると仮定した場合における監視用モニタでの画面構成を示す図である。
【図４】従来の監視装置でアスペクト比を維持して３分割態様のパノラマ画像表示を行なわせると仮定した場合における監視用モニタでの画面構成を示す図である。
【図５】従来の監視装置で垂直方向の水平走査ライン数を２４８ラインとして水平方向を１／３に圧縮すると仮定した場合における監視用モニタでの画面構成を示す図である。
【符号の説明】
1,41…ビデオカメラ設置部、1-1〜4,52…ビデオカメラ、2,42…画像信号処理部、3,43…監視用モニタ、21…スイッチ回路、22…Ｙ/Ｃ分離回路、23…同期信号分離回路、24…デコーダ、25…Ａ/Ｄ変換器、26-1〜4,61-1〜3…メモリ、27…同期信号発生回路(ＳＳＧ)、28…基準クロック発生回路(ＣＬＫ-ＧＥＮ)、29,30…１/２分周器、31,63…書込み制御部、32,64…読出し制御部、33…Ｄ/Ａ変換器、34…エンコーダ、35…アンプ、36,65…マイコン回路、37…押しボタンスイッチ、51…広角撮像レンズ、53…モータ、54a,54b,54c…リミットスイッチ、62…１/３分周器。
【発明の属する技術分野】
本発明はパノラマ画像表示装置に係り、ビデオカメラを用いた監視装置等に適用され、単一のビデオカメラを用いながら３６０°の視野画像をモニタ画面の水平方向に表示させることを可能にする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラを用いた監視装置が広く利用されるようになっているが、通常の監視装置では、画角が略９０°の標準撮像レンズを装備し、アスペクト比が３：４となる画像信号を出力する４台のビデオカメラを適所に配置し、各ビデオカメラから得られる画像信号のデコードデータを垂直方向及び水平方向にそれぞれ１／２の圧縮比で圧縮し、その圧縮データをエンコードしてアスペクト比が３：４のモニタに左右上下をそれぞれ半分に分割した４分割画面として表示することが行われている。
また、ビデオカメラの設置台数を４台以上とし、モニタ画面をその台数分に相当する数で分割して表示させたり、４台分のビデオカメラの画像信号を適宜選択して４分割画面に表示させるような方式も採用されている。
【０００３】
ところで、広いホールや工場内を常時全体的に監視する必要がある場合には、３６０°の視野範囲の画像を表示させねばならず、一箇所において複数台のビデオカメラを各撮像レンズの光軸が放射状になるように配置させ、各撮像レンズの画角で前記視野範囲をカバーできるようにして、各ビデオカメラから得られる画像を単一モニタに分割表示させる方式が採用される。
【０００４】
そして、そのような監視装置であって、４台のビデオカメラを用いた場合の実例として、図２に示されるようなシステム構成のものがある。
同図において、1はビデオカメラ設置部、2は画像信号処理部、3は監視用モニタを示す。
ここに、ビデオカメラ設置部1は、例えば、広いホール等の天井から吊り下げられており、画角が略９０°である標準撮像レンズを装備した４台のビデオカメラ1-1〜4をその各撮像レンズの光軸が平面的にみて略９０°の中心角をもって放射状になるように設置させてある。
また、各ビデオカメラ1-1〜4は、水平走査ラインが略４８５ラインで、アスペクト比が３：４に相当する画面を構成する画像信号を出力させるものである。
尚、各ビデオカメラ1-1〜4の撮像レンズの光軸は必ずしも同一平面上にある必要はなく、ビデオカメラ設置部の吊り下げ位置や監視対象エリア等によって下側へ傾斜していてもよい。
【０００５】
画像信号処理部2は、監視室等に設置されており、ビデオカメラ設置部1の各ビデオカメラ1-1〜4からケーブルを通じて個別に送られてくる４系統の画像信号から１系統の信号のみを一定周期で選択して入力させるスイッチ回路21と、スイッチ回路21で選択された画像信号(複合信号)を輝度信号と色信号に分離するＹ/Ｃ分離回路22と、その分離された輝度信号から書込み用の水平同期信号(ＷＨＤ)と垂直同期信号(ＷＶＤ)とフィールド同期信号(ＷＦＬＤ)を分離する同期信号分離回路23と、分離された輝度信号と色信号をデコードしてＲ,Ｇ,Ｂ信号を作成するデコーダ24と、デコードされたＲ,Ｇ,Ｂ信号を量子化してディジタルデータに変換するＡ/Ｄ変換器25と、Ａ/Ｄ変換後の画像データを後述の書込み制御部31で間引き圧縮した後の圧縮画像データを記憶する４個のメモリ26-1〜4と、基準発振器の信号からフリーラン状態で読出し用の水平同期信号(ＲＨＤ)と垂直同期信号(ＲＶＤ)とフィールド同期信号(ＲＦＬＤ)を作成する同期信号発生回路(ＳＳＧ)27と、前記基準発振器の信号から書込み／読出しタイミングを設定するための基準パルス(２１ＭＨz)を作成する基準クロック発生回路(ＣＬＫ-ＧＥＮ)28と、ＣＬＫ-ＧＥＮ28の基準パルスをＷＶＤと同期させながら１/２に分周することにより１０.５ＭＨzの書込み用サンプリングパルスを得る１/２分周器29と、ＣＬＫ-ＧＥＮ28の基準パルスをＲＶＤと同期させながら１/２に分周して１０.５ＭＨzの読出し用サンプリングパルスを得る１/２分周器30と、書込み用の同期信号:ＷＨＤ,ＷＦＬＤと１/２分周器29が分周出力するサンプリングパルスに基づいて、スイッチ回路21の切換えに対応して順次得られるＡ/Ｄ変換後の各画像データの水平走査ラインを１ラインおきに間引き、また各水平走査ラインの画素データを１画素おきに間引き、その垂直・水平方向に関してそれぞれ１/２の圧縮比で圧縮した各圧縮画像データをスイッチ回路21の切換え状態に対応したメモリ26-1〜4に書込む機能を有した書込み制御部31と、読出し用の同期信号:ＲＨＤ,ＲＶＤと１/２分周器30が分周出力するサンプリングパルスに基づいて、ビデオカメラ1とビデオカメラ2に係る各圧縮画像データが書込まれているメモリ26-1とメモリ26-2の共通する水平走査ラインのデータを順次連続的に読出し走査し、次にビデオカメラ3とビデオカメラ4に係る各圧縮画像データが書込まれているメモリ26-3とメモリ26-4の共通する水平走査ラインのデータを順次連続的に読出し走査することにより、全体として４画面からなる１フレーム分のデータを読出す機能を有した読出し制御部32と、各メモリ26-1〜4から読出された画像データをアナログ信号(Ｒ,Ｇ,Ｂ信号)に変換するＤ/Ａ変換器33と、読出し用同期信号:ＲＨＤ,ＲＦＬＤを用いてＤ/Ａ変換後の画像信号をエンコードすることにより表示用信号を得るエンコーダ34と、その表示用信号を増幅して監視用モニタ3へ出力させるアンプ35とからなる。尚、各メモリ26-1〜4から圧縮画像データが読出されている期間中は書込みを禁止する必要があるため、書込み制御部31にＲＦＬＤを入力させて割込みをかけるようになっている。
【０００６】
そして、この画像信号処理部2の全体的動作はマイコン回路36によって統括的に制御されるが、そのマイコン回路36には外部の押しボタンスイッチ37のＯＮ信号で割込みがかかり、押しボタンスイッチ37が押される度に分割表示モードと通常表示モード(スイッチ回路21が選択している画像信号の全画面表示モード)が切換わるようになっている。
一方、監視用モニタ3は、ＣＣＴＶ等において標準仕様とされているものであり、水平走査ラインが略４８５ラインで、アスペクト比が３：４に相当する表示画面を有している。
【０００７】
以上のシステム構成により、この監視装置は次のように動作する。
先ず、分割表示モードでスイッチ回路21が周期的に切換えられてゆくと、各ビデオカメラ1-1〜4がその撮像レンズの画角でカバーしている各監視エリアの画像信号がＹ/Ｃ分離回路22へ順次取り込まれる。
そして、各監視エリアの画像信号はデコーダ24でデコードされた後にＡ/Ｄ変換器25でディジタル化された画像データとなるが、書込み制御部31によって、垂直・水平方向に関してそれぞれ１/２の圧縮比で圧縮しながら、各ビデオカメラ1-1〜4に対応付けられている各メモリ26-1〜4に書込まれる。
ここで、水平走査ラインに係る１/２の圧縮は、１フレームの圧縮画像データの内の何れかのフィールドデータをそのまま採用すれば実現できるため、書込み制御部31の回路構成は簡単なもので足りる。
一方、読出し制御部32は、メモリ26-1とメモリ26-2をアクセス対象として書込まれている圧縮画像データの共通の水平走査ラインを順次読出し走査し、次にメモリ26-3とメモリ26-4をアクセス対象として同様の条件で読出し走査する動作を繰返して実行しており、その１回分の動作で４つの圧縮画像データからなる１フレーム分の画像データを構成する。
読出された各画像データは、Ｄ/Ａ変換器33でＲ,Ｇ,Ｂのアナログ信号に変換した後、エンコーダ34で表示用信号に変換されてアンプ35を介して監視用モニタ3へ出力される。
【０００８】
従って、監視用モニタ3での表示態様は４分割表示となり、図２に示すように、上側半分にビデオカメラ1-1とビデオカメラ1-2がカバーしている監視エリアの撮影画像(ＣＨ1,ＣＨ2)が、下側半分にビデオカメラ1-3とビデオカメラ1-4がカバーしている監視エリアの撮影画像(ＣＨ3,ＣＨ4)が表示されることになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のように監視装置で３６０°の視野範囲の画像を監視モニタに表示させる場合、その視野範囲に係る全ての画像が水平方向に一列に連続した表示方式(パノラマ画像表示方式)の方が望ましい。
何故なら、不審な挙動を行なう人物の動きや異常事態の発生状況を確認するためには、人物の動きを連続的に捕捉したり、異常箇所と他のエリアとの関係を全体的に把握する必要があり、パノラマ画像表示方式によれば、それらを監視し続けることが視覚的に容易になるからである。
【００１０】
前記の監視装置のように上下左右に２分割した４分割表示方式を採用していると、ＣＨ1とＣＨ2の画像及びＣＨ3とＣＨ4の画像についてはそれぞれ視覚的に連続性を有しているが、ＣＨ2とＣＨ3の画像及びＣＨ4とＣＨ1の画像との関係についてみると上下に分断されているため、例えば、不審人物がそれら監視エリアの境界を通過した場合等に監視モニタ3上の注目する画像が上下に変わり、移動の連続性を視覚的に把握し難くなる。
【００１１】
その問題に対して、前記の監視装置において、書込み制御部31による画像データの圧縮機能を垂直方向及び水平方向にそれぞれ１／４の圧縮比によるものとし、読出し制御部32が各メモリ26-1〜4の圧縮画像データにおける共通した水平走査ラインを読出すようにして、図３に示すように、監視モニタ3の画面の水平方向にＣＨ1〜ＣＨ4の画像を連続的に表示させるパノラマ画像表示方式の採用が考えられる。
しかし、その場合には各画像ＣＨ1〜ＣＨ4の面積は監視モニタ3の画面面積の略１／１６になり、逆に各画像の表示内容が見ずらくなって監視能力の低下を招くことになる。
【００１２】
また、その欠点を解消すべく、ビデオカメラ設置部において、画角が略１２０°である広角撮像レンズを用いた３台のビデオカメラを略１２０°の開角をもって放射状に設置しておき、画像信号処理部で垂直方向及び水平方向にそれぞれ１／３の圧縮比で圧縮した圧縮画像データを作成し、図４に示すような３分割態様のパノラマ画像表示方式で監視モニタに表示させる方式の採用も考えられる
しかし、その場合には、書込み制御部におけるデータ圧縮機能として、水平走査ラインを垂直方向について前後のラインとの相関をとりながら２／３ライン分間引いて略１６１ラインにする必要があるため、一方のフィールドデータのみを採用すれば足りる圧縮比:１／２の場合と比較して書込み制御部の回路構成が複雑になると共に回路規模も大きくなり、ビデオカメラに広角撮像レンズを適用することと併せて製造コストが高くなることが避けられない。
【００１３】
一方、前記の書込み制御部のデータ圧縮機能を、垂直方向に関する圧縮比をそのまま１／２にすると、図５に示すように１／３の圧縮比で間引かれている水平方向の画素数に対して垂直方向のライン数が略２４２ラインとなって、各ビデオカメラに対応する画像が垂直方向に略１.５倍で表示され、縦長で違和感のある表示態様になってしまう。
【００１４】
換言すれば、アスペクト比が３：４に相当するビデオカメラと監視モニタを用いた監視装置において、従来から図２に示したような４分割表示方式が採用されているのは上記のような理由に基づいており、監視機能からみれば、可能な限り垂直方向のライン数を大きくとりながら、３：４のアスペクト比の各画像を水平方向に連続させたパノラマ画像表示方式で表示させることが望ましいことは明らかである。
【００１５】
また、前記の従来技術に関して、次のような問題点も重要な課題として指摘されている。
(1) ビデオカメラ設置部1側に４台のビデオカメラ1-1〜4を固定・設置し、また各ビデオカメラ1-1〜4から監視室側の画像信号処理部2まで信号ケーブルを独立に配線する必要があるため、システム全体の設置コストの低減化に限界がある。
(2) 各ビデオカメラ1-1〜4の間に、ホワイトバランス等の調整によるバラツキや、アイリス・ガンマ特性の設定条件によるバラツキが不可避的に存在し、監視モニタ3における各画像ＣＨ1〜ＣＨ4を均一な状態で表示させることができず、表示品質の悪化を招く。
(3) ビデオカメラ設置部1が大きくなるため、取付け箇所の条件によって制約を受ける場合がある。
【００１６】
そこで、本発明は、上記の各問題点に鑑みて、単一のビデオカメラを用いながらパノラマ画像表示方式で３６０°の視野範囲を表示させることを可能にし、またアスペクト比が９：１６であるワイドモニタを用いることにより、従来技術で敬遠されていた３分割態様での適正なパノラマ画像表示を実現することを目的として創作された。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画角が略１２０°である撮像レンズを装備し、アスペクト比が３：４の撮像画像を構成する撮像素子を搭載した１台のビデオカメラと、前記ビデオカメラの撮像レンズの光軸と垂直な軸又は一定の角度を有した軸を中心にそのビデオカメラを回転させるカメラ回転手段と、前記カメラ回転手段により前記ビデオカメラが略１２０°回転する度に検出信号を出力する検出手段と、前記ビデオカメラから得られる画像信号をデコードするデコード手段と、前記デコード手段によるデコードデータを、垂直方向に１／２の圧縮比で、水平方向に１／３の圧縮比で圧縮するデータ圧縮手段と、前記データ圧縮手段が圧縮した画像データを３画面分記憶することが可能な記憶手段と、前記記憶手段に対して前記ビデオカメラの１回転毎に前記検出手段から時系列的に得られる３つの検出信号に対応付けた各データ記憶領域を設定しておき、各検出信号が得られる度に、その時点で前記データ圧縮手段から得られる圧縮画像データを対応したデータ記憶領域に先の書込みデータを更新しながら書込むデータ書込み手段と、所定周期で前記記憶手段に書込まれた３画面分の圧縮画像データにおける共通する水平走査ラインのデータを順次連続的に走査して読出すデータ読出し手段と、前記データ読出し手段が読出した圧縮画像データをエンコードするエンコード手段と、前記エンコード手段がエンコードした３画面分の圧縮画像データにおける水平走査ラインのデータを４／３倍に伸長して表示する表示手段とを具備したパノラマ画像表示装置に係る。
【００１８】
また、本発明のデータ圧縮手段は必ずしも単一でその機能を有するものである必要はなく、データ圧縮手段とデータ書込み手段を共働機能手段として、次のように機能するものとしてもよい。
(1) デコード手段でデコードされたフレームデータを、垂直方向については１ライン毎に水平走査ラインを間引き、水平方向については各水平走査ラインの画素データを連続する３画素から２画素を間引きながら記憶手段に書込む。
(2) 垂直方向についてはデコード手段でデコードされたフレームデータの内の片方のフィールドデータのみを採用し、水平方向については各水平走査ラインの画素データを連続する３画素から２画素を間引きながら記憶手段に書込む。
(3) 垂直方向についてはデコード手段でデコードされたフレームデータにおける一方のフィールドデータの奇数番目に相当する水平走査ラインと他方のフィールドデータの偶数番目に相当する水平走査ラインを採用し、水平方向については各水平走査ラインの画素データを連続する３画素から２画素を間引きながら記憶手段に書込む。
【００１９】
本発明によれば、１台のビデオカメラを回転させながら、その撮像レンズの画角：略１２０°に相当する角度分回転する度に、その時点でビデオカメラから得られている画像信号をデコード・圧縮した画像データを記憶手段の対応するデータ記憶領域に書込むため、記憶手段には常に３６０°の視野範囲をカバーした３画像分の圧縮データが更新されながら格納されることになる。
そして、データ圧縮手段によって、デコード手段のデコードデータは垂直方向に１／２の圧縮比で、水平方向に１／３の圧縮比でそれぞれ圧縮されているため、圧縮画像データによる各画面のアスペクト比は略９：８(＝３／２：４／３)になっている。
次に、前記の３画像分の圧縮データはデータ読出し手段で記憶手段から読出されて表示手段へ出力されるが、表示手段では水平走査ラインのデータを４／３倍に伸長して表示するため、各画像のアスペクト比は略２７：３２(＝９：３２／３)となり、そのアスペクト比の３画像が水平方向に連続して表示される。
ここで、各画像のアスペクト比を元の撮像画像のアスペクト比である３：４(＝２４：３２)と比較すると、垂直方向に略１.１２５倍(＝２７／２４)だけ伸びているに過ぎない。
即ち、水平走査ライン数を元の撮像画像の１／２にしながら、アスペクト比の変化を僅かに抑制した３画像でのパノラマ画像表示が可能になり、アスペクト比が３：４の標準モニタを用いた場合に各画像が垂直方向へ略１.５倍も伸びた違和感のある表示(図５のパノラマ画像表示態様)であったのに対し、自然な表示が実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパノラマ画像表示装置の実施形態を、図１を用いて詳細に説明する。
この実施形態はパノラマ画像表示装置を監視装置に適用したものであり、同図において、41はビデオカメラ設置部、42は画像信号処理部、43は監視用モニタを示す。
そして、その画像信号処理部42の回路構成は、従来技術に係る監視装置(図２)の画像信号処理部2と比較すれば明らかなように、Ｙ/Ｃ分離回路22とデコーダ24とＡ/Ｄ変換器25からなるデコード側の信号処理系、Ｄ/Ａ変換器33とエンコーダ34とアンプ35からなるエンコード側の信号処理系、及び同期信号系の同期信号分離回路23とＳＳＧ27とＣＬＫ-ＧＥＮ28と１/２分周器30に関しては図２の回路構成と共通しており、ここではそれらの回路要素についての説明を省略する。
【００２１】
この実施形態に係る監視装置の特徴は次のような点にある。
(1) ビデオカメラ設置部41には、画角が略１２０°である広角撮像レンズ51を装備し、水平走査ライン数が略４８５ラインでアスペクト比が３：４の撮像画像を構成する撮像素子(CCD)を搭載した１台のビデオカメラ52が用いられている。
そして、そのビデオカメラ52には、撮像レンズ51の光軸に対して所定角度を有した回転軸が取り付けられており、その回転軸がモータ53を駆動源とした減速機構を介して定速回転せしめられるようになっている。
ここに、撮像レンズ51の光軸と回転軸のなす角度は、ビデオカメラ設置部41の位置と３６０°監視エリアの相対的位置関係により設定され、ビデオカメラ設置部41の位置からみて水平方向のエリアを監視する場合には９０°に、上下斜め方向のエリアを監視する場合にはそれに対応した傾斜角度に設定される。
また、ビデオカメラ52の回転速度(回転軸の回転速度)は要求されている監視用画面の更新周期に応じて決定されるが、例えば１(回転／sec)程度の速度に設定される。
(2) ビデオカメラ設置部41には、ビデオカメラ52が略１２０°分回転する度に検出信号を出力する検出手段が設けられている。
この実施形態では、回転軸と一体的に回転する円盤の周縁部に傾斜角度が緩やかな切欠き部を１個形成しておき、３個のリミットスイッチ54a,54b,54cを略１２０°の中心角θに相当する位置に配置して各リミットスイッチ54a,54b,54cから、検出信号を得るようにしている。
尚、検出手段としては、前記の方式に限らず、光センサを用いる方式やモータ53の回転角度を検出する方式等も適用できる。
【００２２】
(3) 画像信号処理部42のＹ/Ｃ分離回路22にはビデオカメラ52の撮像信号が直接入力されており、また各リミットスイッチ54a,54b,54cの検出信号が後述のマイコン回路65に入力されている。
(4) 画像信号処理部42は、図２の場合と同様に圧縮画像を格納するメモリを備えているが、この実施形態では３個のメモリ61-1〜3で構成されている。
各メモリ61-1〜3は、ビデオカメラ52から得られる画像信号をデコード・Ａ/Ｄ変換して後述の書込み制御部63で間引き圧縮した後の圧縮画像データを記憶することが可能な容量を有している。尚、ここでは３個のメモリ61-1〜3を用いているが、容量の大きなメモリを領域区分して用いるようにしてもよい。
(5) 図２の画像信号処理部2では、ＣＬＫ-ＧＥＮ28の基準パルス(２１ＭＨz)を１/２分周器29で分周した１０.５ＭＨzの書込み用サンプリングパルスが書込み制御部31に入力されているが、この実施形態では、１/３分周器62で分周した７ＭＨzの書込み用サンプリングパルスを書込み制御部63へ入力させている。
【００２３】
(6) 書込み制御部63は、後述のマイコン回路65から識別信号が得られる度に、その識別信号に対応するメモリ61-iをアクセス対象に設定し、書込み用の同期信号:ＷＨＤ,ＷＦＬＤと１/３分周器62が分周出力するサンプリングパルスに基づいて、Ａ/Ｄ変換後の画像データを垂直方向に１／２の圧縮比で圧縮すると共に水平方向に１／３の圧縮比で圧縮して設定されたメモリ61-iに書込む機能を有している。
(7) 読出し制御部64は、読出し用の同期信号:ＲＨＤ,ＲＶＤと１/２分周器30が分周出力するサンプリングパルスに基づいて、各メモリ61-1〜3に書込まれている共通した水平走査ラインのデータを順次連続的に走査して読出す機能を有している。
【００２４】
(8) マイコン回路65は、ビデオカメラ設置部41の各リミットスイッチ54a,54b,54cから得られる検出信号を受信し、それがどのリミットスイッチ54a,54b,54cの信号であるかを識別して書込み制御部63へ識別信号を出力する。
また、外部の押しボタンスイッチ37のＯＮ信号でマイコン回路65に割込みがかかり、マイコン回路65はその度にパノラマ画像表示モードと通常表示モード(検出信号の入力時点の画像信号による全画面表示モード)を切換える。
(9) 監視用モニタ43には、水平走査ライン数が略４８５ラインでアスペクト比が９：１６であるワイドモニタが用いられており、フルモードが設定されると水平走査ラインデータを４／３倍に伸長して表示させる機能を有している。
【００２５】
以上の特徴に基づいて、この実施形態の監視装置は次のように動作する。
先ず、ビデオカメラ52が定速回転せしめられると、マイコン回路65では各リミットスイッチ54a,54b,54cの検出信号を順次周期的に検出し、各検出信号が何れのリミットスイッチ54a,54b,54cに該当するものかを確認して書込み制御部63へ識別信号を出力する。
一方、ビデオカメラ52は回転しながら略１２０°の画角範囲にある監視エリアを撮像しており、その画像信号を画像信号処理部42のＹ/Ｃ分離回路22へ出力している。
【００２６】
従って、ビデオカメラ52の画像信号はＹ/Ｃ分離されてデコーダ24でデコードされた後にＡ/Ｄ変換器25でディジタル化された画像データとなるが、書込み制御部63は、マイコン回路65から識別信号を検出する度に、そのフィールド画像データの第１フィールドの奇数ラインと第２フィールドの偶数ラインをサンプリングし、サンプリングした各ラインにおける連続した３画素について１画素だけを採用して他の２画素を間引く方法で画像データの圧縮を実行する。
そして、書込み制御部63は、識別信号を検出した時点でその識別信号に対応したメモリ61-iをアクセス状態に設定しており、そのメモリ61-iに対して前記の圧縮画像データを先に書込まれている圧縮画像データを更新しながら書込む。
その結果、リミットスイッチ54a,54b,54cの検出信号が得られた各時点における各撮像信号の圧縮画像データが対応するメモリ61-1,61-2,61-3に書込まれ、全てのメモリ61-1〜3についてみると、３６０°の監視エリアの圧縮画像データがビデオカメラ52の回転周期で逐次更新されている状態で格納されることになる。
尚、書込み制御部63の垂直方向に係るデータ圧縮方式としては、フィールド画像データの水平走査ラインを１ラインおきに間引く方式や、単に何れかのフィールドデータを採用する方式も採用できるが、前記の方式を採用すれば最終的な表示画像に良好なリアルタイム感をもたせることができる。
【００２７】
一方、読出し制御部64は、全てのメモリ61-1〜3をアクセス対象として、書込まれている圧縮画像データの共通の水平走査ラインを順次読出し走査する。
そして、読出された各画像データは、Ｄ/Ａ変換器33でＲ,Ｇ,Ｂのアナログ信号に変換した後、エンコーダ34で表示用信号に変換されてアンプ35を介して監視用モニタ43へ出力される。
【００２８】
ところで、メモリ61-1〜3に格納されている各圧縮画像データは、書込み制御部63によって元の画像データ(アスペクト比は３：４)が垂直方向に１／２の圧縮比で、水平方向に１／３の圧縮比でそれぞれ圧縮されていることになるため、各画面のアスペクト比は略９：８（＝３／２：４／３）に変化しており、それらが３画面分水平方向に並んだ態様のデータ構成で監視用モニタ43へ伝送される。
【００２９】
監視用モニタ43は、上記のようにその水平走査ライン数がビデオカメラ52と同様の略４８５ラインで、アスペクト比が９：１６のワイドモニタであり、通常モードではその水平走査ライン数とアスペクト比に該当する画像信号で画像表示を行なうのであるが、フルモードが設定されると水平走査ラインの信号を水平方向に４／３倍に伸長して表示する。
従って、監視用モニタ43がフルモードになっていると、画像信号処理部42から伝送された画像信号が構成している各画像は水平方向に４／３倍だけ伸びてアスペクト比が略２７：３２（＝９：８＊４／３）となり、その画像信号による３画面分が水平方向に連続して表示される。
そして、各画面の画像は、画像信号処理部42での処理によって画角が略１２０°の撮像レンズを用いたビデオカメラ52が略１２０°回転する度に撮影した画像に相当しているため、図１に示すように、監視用モニタ43の画面には水平走査ライン数が略２４２ライン（＝４８５／２）でアスペクト比が略２７：３２の３画像分がパノラマ画像で表示されることになる。
また、読出し制御部64の読出し周期は書込み制御部63の書込み周期より大きく設定されているため、パノラマ画像を構成している３つの画像はそれぞれビデオカメラ52の回転周期で更新される。
【００３０】
ところで、監視用モニタ43に表示された各画像は、元の撮像画像のアスペクト比(３：４＝２４：３２)に対して垂直方向に伸びていることになるが、その伸び率は略１.１２５倍(＝２７／２４)であって、視覚的に殆ど違和感を生じない程度の歪に過ぎない。
一方、従来技術においてアスペクト比が３：４の標準モニタを対象とした３画像によるパノラマ画像表示態様(図５)を示したが、その場合には各画像が垂直方向へ略１.５倍も伸びた歪を生じて視覚的な違和感を招いた。
この実施形態の監視装置によれば、監視用モニタ43にアスペクト比が９：１６であるワイドモニタを適用し、且つ画像信号処理装置42でそれに適合した画像データの圧縮処理を行なったことにより、水平走査ライン数が略２４２ラインで図５の場合と同一であって実画像と殆ど変わらないパノラマ画像で監視を実行することが可能になる。
【００３１】
また、この実施形態の監視装置では、従来技術に係る監視装置(図２)が複数のビデオカメラ1-1〜4を用いているのに対して、単一のビデオカメラ52で監視エリアの画像を撮影している。
従って、従来技術の監視装置では各ビデオカメラ1-1〜4の特性の相違によってパノラマ画像を構成する各画像にバラツキを生じるために相関をみながらそれを均一に調整する必要があったが、この実施形態の監視装置ではその必要がなくなる。
また、この実施形態では、ビデオカメラ52の回転機構が必要になるが、高価なビデオカメラは１台で足りるため、従来技術と比較してシステムの設置コストを低減化できる。
【００３２】
尚、この実施形態では１組のビデオカメラ設置部41と画像信号処理部42によって３６０°監視エリアに係るパノラマ画像を表示させているが、異なる３６０°監視エリアを対象として２つのビデオカメラ設置部を設置し、それに対応して２つの画像信号処理部を設け、各画像信号処理部の出力信号を垂直方向に合成して略４８４ラインからなる１フレーム分の画像信号を構成する信号合成部を介して監視用モニタ43へ入力するようにすれば、監視用モニタ43の画面に各監視エリアのパノラマ画像を上下２段に表示させることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のパノラマ画像表示装置は、以上の構成を有していることにより、次のような効果を奏する。
請求項１の発明は、１台のビデオカメラ(撮像レンズの画角;略１２０°，撮像素子の撮像画像のアスペクト比;３：４)を用いて、表示手段(アスペクト比;９：１６，水平走査線数;ビデオカメラと略同一,水平走査機能;水平走査ラインを４／３倍に伸長)に３画像からなるパノラマ画像を各画像のアスペクト比が３：４に近い状態で表示させることを可能にし、３６０°の監視エリアを対象とする監視システムに最適な装置を提供する。
また、この発明によれば、パノラマ画像を構成する３画像の表示特性にバラツキがなく、監視システムのトータルコストの低減化が図れるという利点がある。
請求項２から請求項４の発明は、請求項１の発明における画像データの各種圧縮方式を与える。
特に、請求項３の発明によれば、何れか一方のフィールドデータを採用するだけで足りるためにデータ圧縮手段とデータ書込み手段の構成が簡素化でき、また請求項４の発明によれば、パノラマ画像を構成する３画像に他の方式よりもリアルタイム感をもたせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパノラマ画像表示装置の実施形態に係る監視装置のシステム回路図である。
【図２】４台のビデオカメラを用いて４分割表示を行なう従来の監視装置のシステム回路図である。
【図３】従来の監視装置でアスペクト比を維持した４画像をパノラマ画像表示させると仮定した場合における監視用モニタでの画面構成を示す図である。
【図４】従来の監視装置でアスペクト比を維持して３分割態様のパノラマ画像表示を行なわせると仮定した場合における監視用モニタでの画面構成を示す図である。
【図５】従来の監視装置で垂直方向の水平走査ライン数を２４８ラインとして水平方向を１／３に圧縮すると仮定した場合における監視用モニタでの画面構成を示す図である。
【符号の説明】
1,41…ビデオカメラ設置部、1-1〜4,52…ビデオカメラ、2,42…画像信号処理部、3,43…監視用モニタ、21…スイッチ回路、22…Ｙ/Ｃ分離回路、23…同期信号分離回路、24…デコーダ、25…Ａ/Ｄ変換器、26-1〜4,61-1〜3…メモリ、27…同期信号発生回路(ＳＳＧ)、28…基準クロック発生回路(ＣＬＫ-ＧＥＮ)、29,30…１/２分周器、31,63…書込み制御部、32,64…読出し制御部、33…Ｄ/Ａ変換器、34…エンコーダ、35…アンプ、36,65…マイコン回路、37…押しボタンスイッチ、51…広角撮像レンズ、53…モータ、54a,54b,54c…リミットスイッチ、62…１/３分周器。
Claims (4)
- 画角が略１２０°である撮像レンズを装備し、アスペクト比が３：４の撮像画像を構成する撮像素子を搭載した１台のビデオカメラと、前記ビデオカメラの撮像レンズの光軸と垂直な軸又は一定の角度を有した軸を中心にそのビデオカメラを回転させるカメラ回転手段と、前記カメラ回転手段により前記ビデオカメラが略１２０°回転する度に検出信号を出力する検出手段と、前記ビデオカメラから得られる画像信号をデコードするデコード手段と、前記デコード手段によるデコードデータを、垂直方向に１／２の圧縮比で、水平方向に１／３の圧縮比で圧縮するデータ圧縮手段と、前記データ圧縮手段が圧縮した画像データを３画面分記憶することが可能な記憶手段と、前記記憶手段に対して前記ビデオカメラの１回転毎に前記検出手段から時系列的に得られる３つの検出信号に対応付けた各データ記憶領域を設定しておき、各検出信号が得られる度に、その時点で前記データ圧縮手段から得られる圧縮画像データを対応したデータ記憶領域に先の書込みデータを更新しながら書込むデータ書込み手段と、所定周期で前記記憶手段に書込まれた３画面分の圧縮画像データにおける共通する水平走査ラインのデータを順次連続的に走査して読出すデータ読出し手段と、前記データ読出し手段が読出した圧縮画像データをエンコードするエンコード手段と、画面のアスペクト比が９：１６で、水平走査線数が前記ビデオカメラの水平走査線数と略同一であり、前記エンコード手段がエンコードした３画面分の圧縮画像データにおける水平走査ラインのデータを４／３倍に伸長して表示する表示手段とを具備したパノラマ画像表示装置。
- 前記のデータ圧縮手段とデータ書込み手段が共働する機能手段であり、前記デコード手段でデコードされたフレームデータを、垂直方向については１ライン毎に水平走査ラインを間引き、水平方向については各水平走査ラインの画素データを連続する３画素から２画素を間引きながら前記記憶手段に書込むこととした請求項１のパノラマ画像表示装置。
- 前記のデータ圧縮手段とデータ書込み手段が共働する機能手段であり、垂直方向については前記デコード手段でデコードされたフレームデータの内の片方のフィールドデータのみを採用し、水平方向については各水平走査ラインの画素データを連続する３画素から２画素を間引きながら前記記憶手段に書込むこととした請求項１のパノラマ画像表示装置。
- 前記のデータ圧縮手段とデータ書込み手段が共働する機能手段であり、垂直方向については前記デコード手段でデコードされたフレームデータにおける一方のフィールドデータの奇数番目に相当する水平走査ラインと他方のフィールドデータの偶数番目に相当する水平走査ラインを採用し、水平方向については各水平走査ラインの画素データを連続する３画素から２画素を間引きながら前記記憶手段に書込むこととした請求項１のパノラマ画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31279197A JP3690628B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | パノラマ画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31279197A JP3690628B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | パノラマ画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11136667A JPH11136667A (ja) | 1999-05-21 |
| JP3690628B2 true JP3690628B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=18033457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31279197A Expired - Fee Related JP3690628B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | パノラマ画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3690628B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100545903B1 (ko) * | 2003-11-12 | 2006-01-31 | 김배훈 | 360° 파노라마 촬영용 카메라장치 및 그 운영방법 |
-
1997
- 1997-10-29 JP JP31279197A patent/JP3690628B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11136667A (ja) | 1999-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100986228B1 (ko) | 카메라 장치 및 화상 기록 재생 방법 | |
| CA2195158C (en) | Moving image judging apparatus | |
| EP1566781A1 (en) | Motion targeting system and method | |
| EP1552681A2 (en) | Multiple camera image multiplexer | |
| US20170026573A1 (en) | High-resolution cctv panoramic camera device | |
| JP2001045364A (ja) | ディジタル・カメラおよびその動作制御方法 | |
| JP3690628B2 (ja) | パノラマ画像表示装置 | |
| JPH0636020A (ja) | 撮像監視装置 | |
| JPS62289083A (ja) | 広視野ビデオカメラ装置 | |
| JP3459513B2 (ja) | カメラシステム及び遊技機器用カメラシステム | |
| JP2640030B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| KR100588934B1 (ko) | 다채널 입력의 화면 분할 장치 | |
| KR20020037640A (ko) | 복수의 영상을 처리하는 카메라 | |
| KR100188440B1 (ko) | 감시용 카메라시스템의 다분할화면 디스플레이 방법 및 그에 적합한 장치 | |
| JP2971229B2 (ja) | テレビモニタ装置 | |
| JP3436610B2 (ja) | カメラ装置 | |
| KR20030040808A (ko) | 360도를 동시 촬상 가능한 촬상 장치 | |
| JP3221004B2 (ja) | ビデオカメラ | |
| KR100199877B1 (ko) | 텔레비전의 파노라마화면 제어장치 | |
| JPS61114682A (ja) | 画像処理回路 | |
| JP3515281B2 (ja) | カメラシステムおよび遊技場用カメラシステム | |
| JPH08205030A (ja) | マルチ画面表示装置 | |
| JP3400649B2 (ja) | モニタ装置における画像合成方法及び監視カメラ装置 | |
| JP2004186792A (ja) | 撮像素子 | |
| JPH09266571A (ja) | 画像伝送装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050527 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050609 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090624 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090624 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100624 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110624 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120624 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |