JP4075748B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力された画像信号から被写体の動きを検出する動き検出回路を備えた画像記録装置に関するものである。

従来の画像記録装置は、例えば、特許文献１のように、長時間記録した画像の中から見たい画像を再生するとき、動き検出回路を設けることにより、記録媒体に記録されている異なる時間の２枚の画像データを比較し、動きのある画像のみを抽出して、再生するようにしていた。
特開２００２−１７１４８３号公報

しかしながら、従来の画像記録装置では、動きを検出する際に、記録媒体から異なる時間の２枚の画像データを比較しているため、動きのあった画像を高速に検索する処理を行えないという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するために、動きのあった画像を高速に検索することができる画像記録装置を提供することを目的とする。

本発明の画像記録装置は、カメラから入力される異なる２枚の画像データの映像信号を記録するメモリ、メモリに記憶された異なる２枚の画像データの映像信号を所定の画素単位毎に比較する比較部、および比較部が比較した第１の所定の画素単位毎の差分を保持する基本検出部を有し、動きを検出する動き検出部と、カメラから入力される画像データを
記録する記録媒体と、記録媒体を制御する制御部とを備え、動き検出部は、基本検出部が第１の所定の画素単位毎の差分を複数保持し、基本検出部が保持している複数の第１の所定の画素単位毎の差分のうち、隣接する第１の所定の画素単位毎の差分を基に、第２の所定の画素単位毎の差分を検出する第２検出部を備え、制御部は、第２検出部で算出した第２の所定の画素単位毎の差分を、記録媒体に前記画像とともに記録し、差分値を用いて動きの有無を検索することを備えたものである。

この構成により、動きを検出する際に、高速に検索することができるという作用を有する。

本発明の画像記録装置は、動きを検出する範囲を設定する操作部を備え、動き検出部は第２検出部が保持している複数の第２の所定の画素単位毎の差分を基に、操作部が設定した範囲の第３の所定の画素単位毎の差分を検出する第３検出部を備え、第３検出部で算出した第３の所定の画素単位毎の差分が、所定の閾値以上である場合、記録媒体に対し前記画像を記録するモードを変更することを備えたものである。

この構成により、ユーザーが設定したエリアで動きがあった場合に効率的に録画することができるという作用を有する。

本発明の画像記録装置によれば、動きのあった画像を高速に検索することができる画像記録装置を提供できるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態の構成を示す画像記録装置のブロック図である。
画像記録装置１は、入力カメラ切り替え部１１、画像データ入力部１２、画像データ圧縮伸張部１３、動き検出部１４、制御部１５、操作部１６、データフロー制御部１７、ハードディスク（以降、ＨＤとする）１８、データＩ／Ｆ部１９、通信部２０、表示制御部２１、および時刻管理部２４を備えたものである。

入力カメラ切り替え部１１は、複数のカメラ１０からの映像信号が入力され、入力された複数のカメラ１０の映像信号の中から一つのカメラ１０の映像信号を画像データ入力部１２に出力するものである。例えば、複数のカメラ１０からの映像信号を１／６０秒や１／３０秒の間隔で切り替えを行い、その映像信号を画像データ入力部１２および動き検出部１４に出力する。

画像データ入力部１２は、入力カメラ切り替え部１１から出力された映像信号を画像データ圧縮伸張部１３へ出力するためのＡ／Ｄ変換等の信号処理を行うものである。

画像データ圧縮伸張部１３は、画像データ入力部１２からの映像信号を圧縮し、
画像データとしてデータフロー制御部１７へ出力するものである。また、ＨＤ１８で記録されている画像データを再生する際には、データフロー制御部１７を介してＨＤ１８で記録されて、圧縮されている画像データを伸張し、表示制御部２１へ出力するものである。

動き検出部１４は、Ｙ／Ｃ分離部２５、Ａ／Ｄ変換部２６、サンプリング部２７、メモリ２８、比較部２９、および保持部３０を備えている。Ｙ／Ｃ分離部２５は、入力カメラ切り替え部１１から入力された映像信号を輝度信号と色信号とに分離する。Ａ／Ｄ変換部２６は、Ｙ／Ｃ分離部２５で分離した輝度信号、または色信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。サンプリング部２７は、Ａ／Ｄ変換部２６で変換されたディジタル信号を特定の周波数でサンプリングを行う。メモリ２８は、サンプリング部２７から出力された画像データを一時的に蓄積する。比較部２９は、メモリ２８に蓄積された異なる時間の２枚の画像データを所定の画素単位毎の基本検出単位で比較するものである。保持部３０は、比較部２９が比較した異なる時間の２枚の画像データの基本検出単位毎の差分を検出する基本検出部３１、近接する基本検出単位のエリアをまとめて基本検出単位よりも大きい所定の画素単位事の差分を検出する第２検出部３２、およびユーザが複数の検出範囲を設定することができる第ｎ検出部３３を備え、基本検出部３１、第２検出部３２、および第ｎ検出部が検出した差分の数値を保存する。

制御部（ＣＰＵ）１５は、画像記録装置１全体を制御するものであり、入力カメラ切り替え部１１の切り替えタイミングや、データフロー制御部１７のＨＤ１８への書き込み、読み出しのタイミングなどの制御を行っている。

操作部１６は、録画モードと再生モードの切り替えや、動き検出を行う検出エリア（範
囲）の設定等を行うものである。また、再生モード時には、動き検出を行う検出エリア（範囲）の設定以外にも、動き検出を行う対象物の大きさ等の設定も行うことができる。

データフロー制御部１７は、画像データ圧縮伸張部１３で圧縮された画像データと、画像データに関する情報とを関連づけて、ＨＤ１８へ出力するものである。画像データに関する情報とは、例えば、時刻管理部２２で管理されている時刻や動き検出部１４で検出した差分の数値等である。

ＨＤ１８は、データフロー制御部１７を介して画像データと数値とを関連させて記録する。

データＩ／Ｆ部１９は、画像記録装置１の外部に接続された別のＨＤ２４へ記録するためのインターフェース部である。

通信部２０は、画像データ圧縮伸張部１３で圧縮した画像データをネットワーク（図示せず）を通じて伝送するものである。表示制御部２１は、ＨＤ１８に記録したカメラ１０の映像を画像記録装置１に接続されるモニタテレビへ出力するものである。時刻管理部２４は、ＨＤ１８に画像データを記録する際に、時刻を画像データと関連させて記録するものである。

次に、本発明の画像記録装置の動作について、図３ないし図５を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態における画像記録装置の録画モードにおけるフローチャート、図４は、本発明の実施の形態における画像記録装置の動き検出部の処理を示す説明図、図５は、本発明の実施の形態における画像記録装置の再生モードにおけるフローチャートである。

まず、カメラ１０からの映像を画像記録装置１に録画する場合の動作について説明する。

操作部１６により画像記録装置１を録画モードに設定すると、制御部（ＣＰＵ）１５は、所定の間隔で切り替えるように、入力カメラ切り替え部１１を制御する（Ｓ１０）。なお、切り替えるタイミングは、特に決まりはなく、例えば、１／６０秒間隔でも１秒間隔でも構わない。入力カメラ切り替え部１１から出力された映像信号は、画像データ入力部１２へ入力され、Ａ／Ｄ変換等の信号処理が行われる。画像データ入力部１２で信号処理が行われた映像信号は、画像データ圧縮伸張部１３でＪＰＥＧ等の画像データに圧縮される。画像データ圧縮伸張部１３で圧縮された画像データは、データフロー制御部１７を介してＨＤ１８に記録される。

一方、入力カメラ切り替え部１１から出力された映像信号は、動き検出部１４に入力される。動き検出部１４に入力された映像信号は、Ｙ／Ｃ分離部２５で輝度信号と色信号とに分離される。Ｙ／Ｃ分離部２５で分離された輝度信号は、Ａ／Ｄ変換部２６へ入力され、ディジタル信号の画像データに変換される。Ａ／Ｄ変換部２６から出力された画像データは、サンプリング部２７で特定の周波数でサンプリング処理が行われる（Ｓ１１）。サンプリング部２７でサンプリング処理が行われた画像データは、メモリ２８の各カメラ毎のメモリエリアに蓄積される（Ｓ１２）。なお、この実施の形態では、輝度信号をＡ／Ｄ変換し、メモリ２８に蓄積しているが、色信号を用いても構わない。

そして、比較部２９において、前回のタイミングでメモリ２８に書き込みをした同じカメラの画像データと、今回のタイミングでメモリ２８に書き込みをした画像データとを基本検出単位毎に比較し（Ｓ１３）、基本検出単位毎の比較結果（差分値）を基本検出部３
１に一時的に保持する（Ｓ１４）。基本検出部３１で保持された基本検出単位毎の比較結果（差分値）は、画像データの付帯情報としてデータフロー制御部１７を介してＨＤ１８へ記録される（Ｓ１５）。
ここで、再生する際、ある範囲を指定し、動きがあった時点の映像を検索したい場合には、この差分値を用いて動きの有無を調べ、動きのあった時点の画像データをＨＤ１８から読み出せばよいので、従来の画像データ同士を比べる方法に対して、処理するデータ量が少なく、検索を高速に行うことができる。

また、基本検出部３１で保持された基本検出単位毎の比較結果（差分値）と、近接するエリアの基本検出部３１で保持された基本検出単位毎の比較結果（差分値）との平均値を算出する等して束ねて、基本検出単位よりも大きな所定の画素単位（第二の所定の画素単位）の比較結果（差分値）を算出し（Ｓ１６）、算出した結果を第二検出部３２に保持する（Ｓ１７）。第二検出部３２で保持された第二の所定の画素単位毎の比較結果（差分値）は、画像データの付帯情報としてＨＤＤ１８へ記録される（Ｓ１８）。さらに、同様なことを繰り返し、異なる所定の画素単位毎の比較結果（差分値）を画像データの付帯情報としてＨＤ１８へ記録することもできる。

さらに、ユーザーは操作部１６を介して、動きを検出する範囲を指定し、前回の画像データと今回の画像データとを比較する範囲を設定することもできる（Ｓ１９）。そして、設定した範囲の基本検出部３１で保持された基本検出単位毎の比較結果（差分値）を算出し、算出した結果を第ｎ検出部３３へ保持する（Ｓ２０）。算出した結果が所定の閾値以上かどうかを判定し（Ｓ２１）、所定の閾値以上であれば「動き検出有り」と判断して、ＨＤ１８の録画モードを変更する（Ｓ２２）。具体的には、通常、入力カメラ切り替え部でカメラの切り替えをカメラＡ、カメラＢ、カメラＣと順番に行っているが、カメラＡが「動き検出有り」と判断された場合に、カメラＡ、カメラＢ、カメラＡ、カメラＣ、カメラＡというように、「動き検出有り」と判断したカメラを優先的に切り替える制御を行う。今まで、動きを検出する範囲は１箇所として説明したが、複数の箇所を指定することも可能である。例えば、カメラＡとカメラＢとで同時に動きを検出した場合に、録画モードを変更する等である。この同時かどうかについては、時刻管理部２２が時刻の管理をしており、この時刻情報を基に制御部１５が判断している。さらに、カメラＡで動きを検出した数秒後に、カメラＢで動きを検出した場合に、録画モードを変更する等の設定も可能である。これは、入り口から入ってくる人を優先的に録画し、入り口から出て行く人は、映さなくてもよい場合などに有効に活用できる。

次に、動き検出部１４の処理である比較結果（差分値）の求め方について、図４を用いて説明する。

図４（ａ）、図４（ｂ）は、同じカメラの画像データがメモリ２８に書き込まれており、メモリ２８に書き込まれたタイミングが早い方が前回画像５１であり、遅い方が今回画像５２である。

前回画像５１の基本検出単位５１ａは、例えば、前回画像５１の３画素×３画素で構成される。同様に、今回画像５２の基本検出単位５２ａは、例えば、前回画像５２の３画素×３画素で構成される。

そして、前回画像５１の基本検出単位５１ａの輝度レベルと今回画像５２の基本検出単位５２ａの輝度レベルとの差を算出し、比較結果５３の基本検出単位５３ａを基本検出部３１に保持する。前回画像５１の基本検出単位５１ａの輝度レベルが５．６とし、今回画像５２の基本検出単位５２aの輝度レベルが６．８とした場合、その差分が１．２であり、四捨五入した値「１」が、比較結果５３の基本検出単位５３ａを基本検出部３１に保持
する。この値は、２値の値ではなく、数値（多値）を用いることによって、動き検出の精度を高めることができる。

同様に、基本検出単位５３ａに近接する基本検出単位５３ｂ、５３ｃ、５３ｄを算出し、これらの平均値を求めて、検出結果５４aとして、第二検出部３２に保持する。

また、ユーザーが動きの有無を検出するとして設定した範囲については、基本検出単位を算出し、これらの平均値を求める等して、まとめて比較結果５５として、第ｎ検出部に保持する。そして、第ｎ検出部で保持された比較結果（差分値）が閾値以上であれば、動きがあったとして録画のモードを変更するなどの処理を行う。

次に、ＨＤ１８へ記録した画像データの中から、ユーザーが設定したエリアで動きがあった場面を検索し再生する場合について、図５を用いて説明する。

操作部１６により検索エリアと検出対象物を設定する（Ｓ３０、Ｓ３１）。ここで制御部１５は、検出対象物の大きさに応じて、複数ある検出部のデータから最適な検出部（第Ｋ検出部）を選択する（Ｓ３２）。ＨＤ１８に記録されている第Ｋ検出部の比較結果（差分値）から検索エリアに検出対象物の動きの有無を検索し（Ｓ３３）、動きの有無を判断し（Ｓ３４）、動きがあった場合には、ＨＤＤ１８から対応する画像データを読み出し、モニタテレビへ出力する（Ｓ３５）。

なお、動きが検出できなかった場合には、第Ｋ検出部よりも小さい所定の画素単位毎のデータとして記憶されている第（Ｋ−１）検出部を選択し、同様の検索を行うことも可能である（Ｓ３７〜Ｓ４２）。

検索するエリアは、複数設定されていてもよく、動きの検出された順番を指定することも可能である。これは、録画する際に、時刻管理部２２で管理されている時刻の情報を画像データの付帯情報としてＨＤ１８に記録させる。そうすれば、例えば、銀行のＡＴＭに設置された監視カメラで入り口から入ってくる人を撮影している場合には、入ってきた人は顔が撮影されているが、出て行く人は後ろ姿だけなので、人物を特定することができないような場合でも、入り口付近で最初に動きを検出した後に、ＡＴＭ付近で動きを検出した場合のみ再生するようにすれば、効率的な検索を行うことができる。また、複数のカメラで録画する場合でも、ＨＤ１８に記録する際に、制御部１５でカメラ番号を画像データの付帯情報として記録させておけば、カメラＡで動きが検出した後、カメラＢで動きが検出した場合の映像を検索することができる。このような複雑な検索を行う場合において、ＨＤ１８へ記録されている画像データの付帯情報のみを利用して検索することができるので、高速に検索することができ、再生する場合にのみ画像データを出力すればよい。このような処理を行うことにより、大事な画像データのアクセスする回数を減らすことができ、万が一、検索中にエラーが発生したときの画像データの紛失する可能性も減らすことができる。

以上のように、本発明の画像記録装置は、カメラからの画像データを記録媒体に記録し、記録媒体に記録した画像データからユーザーが見たい場面を高速に検索するのに適している。

本発明の実施の形態における画像記録装置のブロック図 本発明の実施の形態における動き検出部のブロック図 本発明の実施の形態における画像記録装置の録画モードにおけるフローチャート 本発明の実施の形態における画像記録装置の動き検出部の処理を示す説明図 本発明の実施の形態における画像記録装置の再生モードにおけるフローチャート

符号の説明

１０ カメラ
１１ 入力カメラ切り替え部
１２ 画像データ入力部
１３ 画像データ圧縮伸張部
１４ 動き検出部
１５ 制御部（ＣＰＵ）
１６ 操作部
１７ データフロー制御部
１８、２４ ハードディスク（ＨＤ）
１９ データＩ／Ｆ部
２０ 通信部
２１ 表示制御部
２２ 時刻制御部
２３ モニタテレビ
２５ Ｙ／Ｃ分離部
２６ Ａ／Ｄ変換部
２７ サンプリング部
２８ メモリ
２９ 比較部
３０ 保持部
３１ 基本検出部
３２ 第２検出部
３３ 第ｎ検出部

Claims (2)

1. カメラから入力される異なる２枚の画像データの映像信号を記録するメモリ、前記メモリに記憶された異なる２枚の画像データの映像信号を所定の画素単位毎に比較する比較部、および前記比較部が比較した第１の所定の画素単位毎の差分を保持する基本検出部を有し、動きを検出する動き検出部と、前記カメラから入力される画像データを記録する記録媒体と、前記記録媒体を制御する制御部とを備え、
   前記動き検出部は、前記基本検出部が第１の所定の画素単位毎の差分を複数保持し、前記基本検出部が保持している複数の第１の所定の画素単位毎の差分のうち、隣接する第１の所定の画素単位毎の差分を基に、第２の所定の画素単位毎の差分を検出する第２検出部を備え、
   前記制御部は、前記第２検出部で算出した第２の所定の画素単位毎の差分を、前記記録媒体に前記画像とともに記録し、前記差分値を用いて動きの有無を検索することを特徴とする画像記録装置。
2. 動きを検出する範囲を設定する操作部を備え、前記動き検出部は前記第２検出部が保持している複数の第２の所定の画素単位毎の差分を基に、前記操作部が設定した範囲の第３の所定の画素単位毎の差分を検出する第３検出部を備え、
   前記第３検出部で算出した第３の所定の画素単位毎の差分が、所定の閾値以上である場合、前記記録媒体に対し前記画像を記録するモードを変更することを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。