JP3941370B2 - 映像記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視映像分野などで使われる映像記録方法および装置に関わり、複数のカメラから入力される監視映像を、外部または内部からのトリガに応じて適応的に録画間隔を変えつつ録画する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スーパーマーケットやコンビニエンスストア、エレベータなど、頻繁に人の出入りがありながら管理・維持する側のスタッフの目が届きにくい箇所には、防犯・検挙を目的とした監視カメラが設置されている。こうした監視システムでは、タイムラプス・レコーダを用い、映像を蓄積しておき、事後必要な場合（犯罪発生等）に閲覧検索をする形態が広く採用されている。
【０００３】
タイムラプス・レコーダとは、通常のビデオテープ・レコーダを基に、数百時間分の映像を蓄積できるよう、通常秒当たり３０回行うフレーム画像録画の間隔を１秒間に数フレーム程度に広げて、散発的に映像を記録できるように構成したものである。
【０００４】
この装置では、赤外線センサなどの外部アラームと接続し、トリガの有無により録画レートを切り替えることによって、イベント発生を効率的に録画したり、スイッチャと呼ばれる複数カメラ映像をフレームごとに切り替えて多重化する装置を用いて、一つの記録メディアに複数のカメラ映像を記録するといった使い方をする。
【０００５】
近年、このタイムラプス・レコーダのデジタル化製品が現れ、映像信号をデジタル化して、ＨＤＤやＤＶＤ−ＲＡＭなどのランダム・アクセス可能な記録メディアに、デジタルならではの柔軟な録画ができるようになりつつある。例えば、映像を一時的に記憶するリングバッファ（メモリ）を搭載し、外部トリガが入力された場合に時間を遡って過去の映像から記録するプリ・フレーム録画などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
カメラのストリーム管理あるいはプリ・フレーム録画、外部トリガによる録画レートの変更は、個々では便利な機能であるが、それらを組み合わせるためには複雑なリングバッファの管理と制御が必要となる。
【０００７】
本発明の目的は、上記リングバッファの高機能な管理・制御を実現する方法および装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明においては、一例として特許請求の範囲記載の構成を用いる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を用いたタイムラプス・レコーダの利用形態の一例である。複数のカメラ１００がスイッチャ２００に接続され、一つの映像信号として多重化される。多重化の例として、各カメラ１００から入力される映像をフレームに分解して、カメラ１のフレーム、カメラ２のフレーム、カメラ３のフレーム、…、カメラＮのフレーム、再びカメラ１のフレーム、といった順に並び替えたり、カメラ１のフレーム、カメラ２のフレーム、カメラ１のフレーム、カメラ３のフレーム、カメラ１のフレーム、…、カメラＮのフレーム、カメラ１のフレーム、というように特定のカメラのフレームに重み付けをして並び替えたりする。
【００１１】
タイムラプス・レコーダ３００は、こうして多重化された映像信号をあらかじめ設定された録画レートで、ハードディスクやＤＶＤ−ＲＡＭなどの光ディスク、ＤＡＴなどのテープといった記録メディア５００に録画する。
【００１２】
人感センサなどの外部トリガ４００からタイムラプス・レコーダ３００にトリガ信号が入力されると、録画レートを切り替えて高いレートでの録画を行ったり、数十秒分遡ってプリ・フレーム録画を行う。場合によっては外部トリガ４００からのトリガ信号がスイッチャ３００にも接続され、カメラごとのフレーム並び順を同時に切り替えたりすることもある。
【００１３】
図２は、本発明の方式を実現するタイムラプス・レコーダ３００の具体的構成例である。映像フレーム分離手段３０１はスイッチャ２００（図１）から入力された映像信号を個々のフレームに分離し、どのカメラのフレームであるか、どの時刻の何フレーム目であるか等の情報を分離する。分離された映像フレームは、次のリングバッファ書き込み手段３０３に送られる。
【００１４】
外部トリガ入力手段３０２は外部トリガ４００（図１）からのトリガ信号の有無を監視し、入力があった場合には直ちにこれをリングバッファ書き込み手段３０３に伝える。一般に外部トリガ４００は複数であることが多いため、システム構成によってはトリガ信号だけでなく入力外部トリガの種別情報についても同時に伝える。
【００１５】
また、場合によっては外部トリガ入力手段３０２自身をトリガ信号の発生源とすることがある。例えば、映像信号を画像認識する手段を内蔵することを想定した場合、認識結果によって内部的にトリガを発生させ、外部トリガが入力された場合と同じように動作させる。また、外部トリガに対するタイムアウトを想定する場合、トリガが入力されてから指定された時間が経過した後、内部的にトリガを発生させる。
【００１６】
リングバッファ書き込み手段３０３は、映像フレームとフレームを管理する情報をキュー３０５としてリングバッファ３０４に書き込む。リングバッファ３０４への書き込み頻度は、各モードで設定された録画レートの中で最大のレートとなる。リングバッファ書き込み手段３０３は、外部トリガ入力手段３０２からの録画モード切替指示に関らず、常にこのレートでキュー３０５を書き込む。
【００１７】
上記キュー３０５に書き込まれる情報は、映像フレームデータに加えて、カメラ番号、フレームの時刻（日時分秒＋何フレーム目か）、録画モード、録画モードの開始／終了、録画レートなどの管理情報である。
【００１８】
録画モードとは録画レート（例：通常録画／アラーム録画／プリフレーム録画など）ごとの種別で、現フレームが属する録画レートをフラグで表現したものである。このため、一つのフレームは複数の録画モードに属する場合もある。
【００１９】
例えば、１カメラの映像を通常録画モードで１０ＦＰＳ（フレーム／秒）、アラーム録画モードで３０ＦＰＳで録画するならば、全フレームはアラーム録画モードのフラグが立ち、３フレームに１つの間隔で通常録画モードのフラグが立つ。従って、３つに１つの割合で、キューの録画モードは、アラーム録画と通常録画のフラグの両方が立ったものとなる。
【００２０】
リングバッファ取り出し手段３０６は、取り出したキュー３０５に書かれている録画モードとモード開始／終了情報から、現在の録画モードを決定して動作する。現在の録画モードに一致するキューの映像フレームを次の映像フレーム記録手段３０７に送り、残りのキューを捨てることによって、録画レートの切り替えを実現する。
【００２１】
プリフレーム録画は、リングバッファに一定フレーム数を常にためておくことによって実現される。例えば、１８００フレーム分遡って録画できるようにするには、リングバッファ取り出し手段３０６が、１８００フレーム分がリングバッファ３０４に蓄積されるのを待ち、１８００フレーム蓄積されてから溢れた分を普通どおりに録画することによって実現する。
【００２２】
外部トリガ入力手段３０２から、プリフレーム録画の開始が指示された場合には、リングバッファ書き込み手段３０３が、リングバッファ３０４内を遡って指定された時間分前で、プリフレーム録画モードの映像フレームの管理情報に、開始を示すフラグを立てる。マークした直前のフレームには、以前の録画モードの終了を示すフラグを立てる。
【００２３】
プリフレーム録画の終了が指示された場合には、リングバッファ書き込み手段３０３が、現在のプリフレーム録画モードの映像フレームの管理情報に、終了を示すフラグが立てられる。マークした直後のフレームには、通常の録画モードの開始を示すフラグが立てられる。
【００２４】
図３はキュー３０５を説明するものである。先述のように、キューは管理情報と映像フレームデータ（あるいはそのデータに対するポインタ）から構成される。管理情報には、カメラ番号、フレームの時刻（日時分秒＋何フレーム目か）、録画モード、録画モードの開始／終了、録画レート、などが含まれる。
【００２５】
図に示されるとおり、録画モードフラグは、それぞれの録画モード（＝録画レートの種類）を表すＮ個の独立したフラグから構成されており、一つのキューが複数の録画モードに属することを表現できるようになっている。以下では具体的な２つの例で、本発明の記録方式の動作を詳しく説明する。
【００２６】
まず、録画レートの動的変更の動作例について説明する。以下のような仕様を想定する。３カメラの入力がカメラ１、カメラ２、カメラ３の順でフレームごとに切り替わって３０ＦＰＳでスイッチャ２００からタイムラプス・レコーダ３００に入力される。タイムラプス・レコーダ３００では、通常録画モードではカメラあたり１ＦＰＳ、外部トリガが入力されてアラーム録画モードになったときはカメラあたり１０ＦＰＳで記録する。また、リングバッファ３０４の大きさを１として、プリフレーム録画をしないものとする。
【００２７】
このとき、スイッチャ２００からの入力と全く同一のレート３０ＦＰＳで、リングバッファ３０４にキュー３０５が書き込まれる。ただし、個々のキュー３０５に書き込まれる録画モードは、上記の録画レートに従ったものとなる。まず、全てのキュー３０５には、アラーム録画モードのフラグが立つ。次に、各カメラごと３フレームに１つの割合で、通常録画モードのフラグが立つ。
【００２８】
通常録画モードで録画が開始されると、リングバッファ書き込み手段３０３が一番先頭のキュー３０５を通常録画モードでモード開始のフラグを立てて、以降、上記の順にキュー３０５をリングバッファ３０４に書き込みつづける。
【００２９】
リングバッファ３０４がいっぱい（今の場合１以上）になると、リングバッファ取り出し手段３０６は、キュー３０５を取り出し、録画モードとモード開始／終了フラグの内容をチェックする。先頭のキューには、通常録画モードでモード開始のフラグが立っているので、現在の録画モードを通常録画とする。そして、各キューについて通常録画モードのフラグが立っているものを映像フレーム記録手段３０７に送って記録メディア５００に書き込む。それ以外のキューは廃棄する。
【００３０】
外部トリガ入力手段３０２にトリガが入力されてアラーム録画モードになると、リングバッファ書き込み手段３０３は、キュー３０５の録画モードフラグと開始／終了フラグを変更する。まず、直前の通常録画モードのフラグの立ったキューを探し、終了フラグを立てる。つぎに、そのキューより新しい、アラーム録画モードのフラグの立ったキューを探し、開始フラグを立てる。以降、通常録画と同様にキューをリングバッファ３０４に書き込みつづける。
【００３１】
リングバッファ取り出し手段３０６がアラーム録画モード開始のフラグの立ったキューを取り出すと、現在の録画モードをアラーム録画モードとし、アラーム録画モードフラグの立つキュー（この場合全てのキュー）を書き込み対象として、映像フレーム記録手段３０７に送る。
【００３２】
アラーム録画のトリガ信号がタイムアウトすると、外部トリガ入力手段３０２は、リングバッファ書き込み手段３０３にアラーム録画モードの終了を指示する。リングバッファ書き込み手段３０３は、直前のアラーム録画モードのフラグの立ったキューを探し、終了フラグを立てる。つぎに、そのキューより新しい、通常録画モードのフラグの立ったキューを探し、開始フラグを立てる。以降、通常録画と同様にキューをリングバッファ３０４に書き込みつづける。
【００３３】
リングバッファ取り出し手段３０６が通常録画モード開始のフラグの立ったキューを取り出すと、現在の録画モードを通常録画モードに戻し、再び通常録画モードフラグの立つキューを書き込み対象として、映像フレーム記録手段３０７に送る。
【００３４】
次に、プリフレーム録画モードでの動作例を説明する。先の例と基本的に同じ仕様で、アラーム録画モードになったときは、１２０フレーム分を遡ってプリフレーム録画を行うものとする。当然、リングバッファ３０４の大きさは１２０とする。
【００３５】
動作で先の例と異なるのは、外部トリガ入力手段３０２にトリガが入力された際である。プリフレーム録画モードになると、リングバッファ書き込み手段３０３は、リングバッファ３０４を１２０フレーム分遡って、通常録画モードのフラグの立ったキューを探し、終了フラグを立てる。つぎに、そのキューより新しい、プリフレーム録画モードのフラグの立ったキューを探し、開始フラグを立てるという動作となる。以降の動作は先の例と同じとなる。
【００３６】
なお、以上の例では、リングバッファ取り出し手段３０６がシステム全体の録画モードを切り替えるものであったが、カメラ番号ごとに独立して録画モードを切り替えることも可能である。そのためには、リングバッファ書き込み手段３０３がカメラ番号ごとに独立に開始終了フラグを設定／更新し、リングバッファ取り出し手段３０６がカメラ番号ごとに独立した録画モードを保持すればよい。
【００３７】
以上の方式により、通常録画モードやアラーム録画モードの間にプリフレーム録画モードが混在することになっても、記録メディア上には時間順に逆行のない記録を行うことができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、複数カメラの映像がスイッチャ経由で入力される場合でも、外部トリガによりカメラごとに録画レートをダイナミックに変更したり、プリフレーム録画を行うことができる。また、通常録画モードやアラーム録画モードの間にプリフレーム録画モードが混在することになっても、記録メディア上には時間順に逆行のない記録を行うことができ、検索などで記録映像データをたどる際にも簡単な照合ですむ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイムラプス・レコーダを用いた映像記録装置のブロック図。
【図２】本発明の一実施例のタイムラプス・レコーダの構成を示すブロック図。
【図３】キュー３０５の説明図。
【符号の説明】
１００…カメラ、２００…スイッチャ、３００…タイムラプスレコーダ、４００…外部トリガ、５００…記録メディア、３０１…映像フレーム分離手段、３０２…外部トリガ入力手段、３０３…リングバッファ書き込み手段、３０４…リングバッファ、３０５…キュー（映像フレーム＋管理情報）、３０６…リングバッファ取り出し手段、３０７…映像フレーム記録手段。

Claims (2)

1. 記録メディアに情報を記録する映像記録装置であって、
   入力カメラ映像をフレームに分離する分離手段と、
   外部または内部のトリガを入力するトリガ入力手段と
   前記記録メディアに情報を記録する情報記録手段と、
   前記フレームと、前記フレームの録画モードとその開始・終了を示すフラグを含み前記フレーム毎に付加される管理情報と、を有するキューを記録するリングバッファと、
   前記分離手段がフレームを分離する度に前記キューを前記リングバッファに記録し、前記トリガ入力手段から入力があった場合には前記録画モードを変更して記録するリングバッファ書込手段と、
   前記リングバッファから前記キューを取り出し、前記録画モードの開始を示すフラグが立ったキューを取り出した後前記録画モードの終了を示すフラグが立ったキューを取り出すまでの期間に取り出したキューのうち当該開始を示すフラグが立った録画モードと対応したキューは前記情報記録手段に送り、その他のキューは廃棄するリングバッファ取り出し手段と、
   を有し、
   前記トリガ入力手段から、所定のフレーム数遡ったときからの過去の映像を録画するプリフレーム録画モードを示すトリガが入力された場合、
   前記リングバッファ書込手段は、前記リングバッファに記録した前記キューのうち前記所定のフレーム数遡ったフレームに対応するキューの録画モードを、プリフレーム録画モードに変更することを特徴とする映像記録装置。
2. 請求項１記載の映像記録装置であって、
   前記管理情報には、前記フレームに対応する前記入力カメラを示すカメラ番号が含まれており、
   前記入力カメラ毎に録画モードをプリフレーム録画に変更可能であることを特徴とする映像記録装置。

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