JP4290821B2 - 映像信号出力装置及び映像信号切換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号が入力され、これを処理して出力する映像信号出力装置、及び複数の映像信号が入力され、それらのうち選択されたものを処理して、出力する映像信号切換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、映像信号切換装置は、上述したような複数の映像信号を様々な場所に設置した監視用のカメラから得て、これら映像信号のうち選択されたものを監視用のモニターに供給し、そのモニター画面を監視することによって、不審者を監視するのに使用されることがある。或いは、モニター画面での監視を行いつつ、選択された映像信号をビデオテープレコーダに録画することもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような監視を行う場合、監視カメラは固定式のものが多く、特定の箇所だけしか監視することができず、監視できる領域が狭くなる。監視カメラを機械的にパンしたり、チルトさせられるように、監視カメラにパン機構やチルト機構を設けると、この点は解決される。しかし、これでは、複数の監視カメラそれぞれにパン機構やチルト機構を設けなければならず、しかも、これらパンやチルトは、監視員が常に操作するのではなく、自動的にパンまたはチルトされることが監視効率の点からも望ましい。従って、監視カメラに自動的にパンやチルトする機構を設けると、非常にコストが高くなる。その上、実際にパンまたはチルトさせられるカメラは、これら複数のカメラのうち、特定の場所に設置されたものに限られることが多い。そのため、全てのカメラに自動的なパン機構やチルト機構を設けることは、非常に不経済である。
【０００４】
本発明は、映像信号を処理して、オートチルトまたはオートパンが可能な映像信号出力装置、及び監視用カメラからの映像信号が供給され、これにオートパンまたはオートチルト機構を設け、低コストで特定の場所の監視領域を広げることができる映像信号切換装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による映像信号切換装置は、選択手段を有し、選択手段は、それぞれが複数のフレーム信号を含む複数のカメラからの複数の映像信号のうち任意の１つの映像を選択して、出力する。この選択手段によって選択された映像信号の１フレーム信号が、記憶手段に順次記憶される。映像出力手段が、この記憶手段に記憶されたフレーム信号が表すフレームのうち水平及び垂直方向にそれぞれ所定の大きさを持つ表示領域に含まれるものを出力する。この映像出力手段は、前記表示領域を、前記画像の水平方向の一端及び垂直方向の一端に当たる位置から前記水平方向の他端及び垂直方向の他端に当たる位置まで、前記水平方向の両端間を往復させながら、前記水平方向の両端で前記垂直方向の他端側に所定量移動させることによって、移動させ、前記表示領域を、前記フレームの前記水平方向の他端及び垂直方向の他端に当たる位置から、前記水平方向の一端及び前記垂直方向の一端に当たる位置まで、前記水平方向の両端間を往復させながら、前記水平方向の両端で前記垂直方向の一端側に所定量移動させることによって、移動させる。前記表示領域は、移動後のものが移動前のものと一部で重複している。
【０００９】
この場合、表示領域は、自動的に往復移動するので、映像信号出力手段の出力信号をモニターによって監視する場合、画面に映る画像は自動的に往復移動するので、監視員は、広い監視領域を得るために、特別な作業を何らする必要はない。
【００１０】
前記各映像信号は、カメラからの映像信号とすることができる。例えば、各カメラに、映像信号を処理して、オートチルトやオートパンする処理装置を設けることも考えられるが、この場合、各カメラそれぞれに映像信号の処理装置を設けなければならず、各カメラのコストが高くなる。しかし、映像信号切換装置に、オートパンやオートチルトの機構を設けた場合、カメラには、全くオートパンやオートチルト機構を設ける必要がなく、大いにコストを低下させることができる。また、各カメラは、それぞれ異なる位置を連続的に撮像しているものとすることもできる。この場合、様々な位置を撮像している各カメラのうち、所望のものが撮像している位置を連続的にオートパンやオートチルトしながら、監視することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の映像信号切換装置は、図１に示すように、選択手段、例えば切換スイッチ２を有している。この切換スイッチ２は、Ｎ個の入力端子を有し、これら入力端子には、映像信号発生手段、例えばＮ台のカメラ（ビデオカメラ）から、アナログ映像信号がそれぞれ供給されている。各カメラは、監視を行おうとするそれぞれ異なった場所に配置されている。また、外部入力端子４を介してビデオテープレコーダ（図示せず）からも、アナログ映像信号が切換スイッチ２に供給されている。
【００１２】
切換スイッチ２は、これらＮ＋１個のアナログ映像信号のうち任意の１つを、ＣＰＵ６からの選択信号に応動して選択し、出力する。ＣＰＵ６は、これに付属する操作部８の操作に関連して、選択信号を発生する。
【００１３】
ビデオカメラやビデオテープレコーダが発生するアナログ映像信号は、例えばモニター装置に再生されたとき、１画面に相当するフレーム信号を次々に発生している。無論、各フレーム信号の間には、垂直同期信号が挿入されている。また、各フレーム信号は、複数の走査線信号を含み、各走査線信号の間に水平同期信号が挿入されている。
【００１４】
切換スイッチ２から出力されたアナログ映像信号は、サンプリング手段、例えばＡ／Ｄ変換器１０に供給され、ここでサンプリングされ、かつディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１０でのサンプリング周波数は、フレーム信号の最高周波数の２倍以上の周波数であり、１フレーム信号を例えば水平７２０、垂直４６４の各画素にサンプリング可能なものである。サンプリングされた各画素は、所定ビット数のディジタル信号にＡ／Ｄ変換器１０によって変換される。
【００１５】
これらディジタル信号は、記憶手段、例えばバッファメモリ１２に１フレーム分が記憶される。なお、バッファメモリ１２の内容は、Ａ／Ｄ変換器１０がディジタル信号を発生するごとに書き換えられる。
【００１６】
このようなバッファメモリ１２の記憶内容は、映像出力手段として機能するＣＰＵ６によって、後述する処理が行われる。この処理は、記憶手段、例えばメモリ１４と共同して行われる。処理されたディジタル信号がメモリ１４に記憶され、メモリ１４のディジタル信号は、順次読み出され、Ｄ／Ａ変換器１６によってアナログ映像信号に変換され、外部出力端子１８を介して出力手段、例えばモニターに供給される。なお、モニターに代えてビデオテープレコーダに供給することもできる。或いは、モニター及びビデオテープレコーダ双方にアナログ映像信号を供給することもできる。
【００１７】
ＣＰＵ６は、これに付属するシステムメモリ２０に記憶されているプログラムに従って作動し、上述したような切換スイッチ２の切換操作や後述するディジタル信号の処理を行う。また、ＣＰＵ６は、表示部２２を有し、現在、どのような処理を行っているかを表示する。
【００１８】
ＣＰＵ６は、図２に示すように、バッファメモリ１２に記憶されている各画素のディジタル信号のうち、水平方向及び垂直方向に所定の大きさ、例えば所定数の画素を持つ表示領域ａに含まれるものを読み出す。この表示領域ａの画素数は、無論１フレームの水平及び垂直画素数よりも小さい数である。この表示領域ａに含まれる画素を、モニター画面全域に表示されるように補間し、即ちズームした状態に、メモリ１４に書き込む。これは、例えば同一画素のディジタル信号を複数回にわたってメモリ１４に書き込むことによって行われる。ズームが行われているので、監視領域を拡大して監視することができる。
【００１９】
しかも、表示領域ａは、固定ではなく、図２に矢印ｂ、ｃで示すように、水平方向に自動的に往復移動する。従って、外部出力端子１８に接続されたモニター画面では、オートパンが行われ、監視領域を自動的に水平方向に変更することができる。この表示領域ａの移動は、移動前の表示領域と移動後の表示領域とが一部で重なるように行われており、バッファメモリ１２から読み出す画素の位置を、毎回、水平方向に所定画素数だけずらせることによって行える。
【００２０】
このようにズーム及びオートパンが行われる。しかも、このズームとオートパンは、複数のカメラまたはビデオテープレコーダからの映像信号のうち、任意に選択したものに対して行われるので、この映像切換装置を操作している監視員が、監視する必要があると考えた任意の位置を、オートパン及びズームした状態で監視でき、また切換スイッチを切り換えることによって、監視場所を容易に変更できる。
【００２１】
例えば、オートパン及びズームを行わずに、カメラからの映像信号をモニターによって監視した場合、監視員は比較的広い監視範囲を注視し続けなければならず、疲労し、見落としを行う可能性がある。しかし、オートパン及びズームが行われていると、比較的狭い範囲が拡大された状態で、しかも、表示される領域が移動するので、疲労しにくく、かつ見落としすることがない。
【００２２】
このような機能は、例えば各カメラに電気的または機械的にオートパンまたはズームを行うための装置を設けることによっても可能である。しかし、オートパン及びズームで監視する場所を任意に選択したり、途中で他の場所に変更したりすることを考えると、全てのカメラにオートパン機構とズーム機構とを設けなければならず、高コストとなる。これに対し、任意に選択し、かつ変更される映像信号に対して、映像信号切換装置においてズーム及びオートパンを行っているので、各カメラにオートパン機構及びズーム機構を設ける必要がなく、低コストとすることができる。
【００２３】
図３は、オートパン及びズームを行う際のＣＰＵ６の処理をフローチャートで示したものである。この処理は、操作部８に設けられたオートパン及びズーム開始指示キーを操作することによって開始される。この処理では、まず、パンを当初、右側に行うことが予め決定される（ステップＳ２）。なお、操作部８の操作によって、右パンから開始するか左パンから開始するかを監視員が決定する可能とすることもできる。
【００２４】
次に、パンを開始する領域を予め定めた位置、例えば左に決定する（ステップＳ４）。即ち、当初の表示領域ａの位置を図２に示すように画面の左端位置に決定する。なお、このパン開始領域の決定も、監視員が操作部８を操作することによって変更可能とすることもできる。また、表示領域ａの大きさも、監視員が設定できるようにすることも可能である。この表示領域の変更によってズーム率を変更することができる。
【００２５】
次に、電子ズーム処理が行われる（ステップＳ６）。即ち、バッファメモリ１２から表示領域ａに含まれる画素のディジタル信号が読み出され、水平方向及び垂直方向に補間処理が行われ、メモリ１４に書き込まれる。
【００２６】
次に、オートパン及びズーム処理終了の指示が操作部８から与えられているか判断し（ステップＳ８）、与えられていると、この処理を終了する。終了指示が与えられていないと、右パンを行うのかの判断が行われる（ステップＳ１０）。ここでは、ステップＳ２において右パンが行われると決定されているので、所定量だけ右パンが行われる（ステップＳ１２）。この右パンは、例えば図２に点線で示すように所定画素数だけ水平方向に表示領域ａを右側に移動させることによって行う。
【００２７】
この後、右パンが終了か判断される（ステップＳ１４）。パンする場合に、表示領域を何画素分移動させるかと、水平方向の画素数と表示領域ａの大きさとは予め定められているので、何回パンを行うと表示領域ａが右端に到達するかは判明している。従って、右パンを行った回数をカウントし、そのカウント値が判明している回数を超えたとき、右パンが終了したと判断できる。右パンが終了していないと、ステップＳ６が再び実行される。
【００２８】
以下、同様に、右パンが終了したと判断されるまで、ステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４のループが実行され、ズームと右パンが行われる。無論、この間に、操作部８からズーム及びオートパン終了の指示が与えられると、この処理は終了する。
【００２９】
ステップＳ１４において、右パンが終了したと判断されると、所定量だけ左パンが行われる（ステップＳ１６）。これは、表示領域ａを所定画素数だけ水平方向左側に移動させることによって行う。そして、左パン終了か判断する（ステップＳ１８）。左パン終了かの判断も右パン終了かの判断と同様に、予め定めた回数だけ左パンを行ったか判断することによって行える。左パンが終了していなければ、ステップＳ６が実行される。以下、同様に、ステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１６、Ｓ１８のループが実行される。従って、図２に矢印ｃで示すように左パンが行われる。無論、この間に、操作部８からズーム及びオートパン終了の指示が与えられると、この処理は終了する。
【００３０】
左パンが終了と判断されると、ステップＳ１２が実行され、再び右パンが開始される。以下、同様にして、右パン及び左パンが交互に行われる。
【００３１】
本発明の第２の実施の形態の映像信号切換装置は、オートパンに代えて、図４に矢印ｄで示すように、表示領域ａを垂直方向に往復移動させて、オートチルトを行うものである。このようにオートチルトを行うと、監視領域を垂直方向に変更することができる。
【００３２】
この場合、ＣＰＵ６が行う処理は、次のように変更される。即ち、図３に示したフローチャートにおけるステップＳ２における「右パンに決定」を例えば「下チルトに決定」に変更し、ステップＳ４の「パン開始領域決定」を「チルト開始領域決定」に変更し、ステップＳ１０の「右パンか」を「下チルトか」に変更し、ステップＳ１２の「所定量だけ右パン」を「所定量だけ下チルト」に変更し、ステップＳ１４の「右パン終了か」を「下チルト終了か」に変更し、ステップＳ１６の「所定量だけ左パン」を「所定量だけ上チルト」に変更し、ステップＳ１８の「左パン終了か」を「上チルト終了か」に変更すればよい。他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００３３】
本発明の第３の実施の形態の映像信号切換装置は、図５に矢印ｅで示すようにオートパンとオートチルトを行うものである。この場合、上記第１、第２の実施の形態と比較して表示領域を大きく変更することができるので、広い範囲について監視を行うことができる。ＣＰＵ６が行う処理をフローチャートで表すと、図６のようになる。
【００３４】
即ち、まず、右パン、下チルトに決定する（ステップＳ３０）。即ち、当初には、右方向にパンし、かつ下方向にチルトすることが決定される。次に、表示領域ａの位置を決定する（ステップＳ３２）。例えば図５に示すように左上端に決定する。
【００３５】
そして、表示領域ａについてズームを行う（ステップＳ３４）。ここで言うズームは、第１の実施の形態のステップＳ６のズーム処理と同一である（以下のズームも同じ）。次に、下チルトが終了か判断する（ステップＳ３６）。下チルトが終了でないと判断されると、右パンを行うのか判断する（ステップＳ３８）。ステップＳ３０において右パンと決定されているので、右パンを行う（ステップＳ４０）。次に右パンが終了したか判断する（ステップＳ４２）。右パンが終了したと判断されないと、ズームが行われる（ステップＳ４４）。次に、操作部８から終了指示が与えられているか判断し（ステップＳ４６）、この指示が与えられていると、この処理を終了する。この指示が与えられていないと、ステップＳ３８を実行する。以下、右パンが終了したとステップＳ４２において判断されるまで、ステップＳ３８、Ｓ４０、Ｓ４２、Ｓ４４、Ｓ４６のループが実行され、右パン及びズームが順次実行される。
【００３６】
右パン終了が終了したとステップＳ４２において判断されると、所定量だけ下チルトが実行され（ステップＳ４８）、ステップＳ３６が再び実行される。しかし、下チルトはまだ終了していないので、ステップＳ３８が実行される。前回は右パンが実行されていたので、ステップＳ３８では今回は右パンではないと判断され、左パンが実行される（ステップＳ５０）。そして、左パンが終了したか判断される（ステップＳ５２）。左パンが終了していないと判断されると、ステップＳ４４が実行され、以下、左パンが終了と判断されるまで、ステップＳ４４、Ｓ４６、Ｓ３８、Ｓ５０、Ｓ５２のループが実行され、左パン及びズームが順次実行される。ステップＳ５２において、左パンが終了したと判断されると、ステップＳ４８において下チルトが実行され、ステップＳ３６において下チルトが終了したか判断される。以下、下チルトが終了したと判断されるまで、上述したように下チルトを行いながら、左パン、右パンが交互に行われる。
【００３７】
ステップＳ３６において、下チルトが終了したと判断されると、所定量だけ上チルトが実行され（ステップＳ５４）、上チルトが終了したか判断される（ステップＳ５６）。上チルトが終了していないと判断されると、左パンであるか判断される（ステップＳ５８）。左パンであると判断されると、左パンが実行され（ステップＳ６０）、左パンが終了か判断される（ステップＳ６２）。左パンが終了していないと判断されると、ズームが実行される（ステップＳ６４）。そして、ＣＰＵ６から終了指令が与えられているか判断され、終了指示が与えられていると、この処理が終了する。与えられていないと、ステップＳ５８を実行する。以下、ステップＳ６２において左パンが終了したと判断されるまで、ステップＳ５８、Ｓ６０、Ｓ６２、Ｓ６４、Ｓ６６のループが実行される。従って、順次左パン及びズームが実行される。
【００３８】
ステップＳ６２において左パンが終了したと判断されると、ステップＳ５４において上チルトが実行される。更に、ステップＳ５６において上チルトが終了したか判断される。上チルトが終了していないと判断されると、ステップＳ５８において左パンであるか判断される。しかし、前回左パンが実行されているので、今回、ステップＳ５８では左パンではないと判断され、右パンが実行される（ステップＳ６８）。次に、右パンが終了したか判断される（ステップＳ７０）。右パンが終了していないと判断されると、ステップＳ６４が実行され、以下、ステップＳ７０において、右パンが終了したと判断されるまで、ステップＳ６４、Ｓ６６、Ｓ５８、６８、Ｓ７０のループが実行され、右パン及びズームが実行される。
【００３９】
右パン終了したとステップＳ７０において判断されると、ステップＳ５４において上チルトが実行され、ステップＳ５６において上チルトが終了していないと判断されると、上述したように上チルトを実行しながら、左パン、右パンが交互に実行される。そして、上チルトが終了したとステップＳ５６において判断されると、ステップＳ４８が実行され、上述したように下チルトしながら、左パン及び右パンが交互に繰り返される。
【００４０】
上記の各実施の形態では、本発明による映像信号出力装置を映像信号切換装置に実施したが、映像出力装置のみを単独で使用することもできる。また、上記の各実施の形態では、オートパンやオートチルトと共に、ズームも行ったが、広大なＣＣＤを使用するならズームを使用しなくても同様の機能を実現できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、低コストで監視領域を広げることができる映像信号切換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の映像信号切換装置のブロック図である。
【図２】図１の切換装置におけるオートパンを説明する図である。
【図３】図１の切換装置のフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態の映像信号切換装置におけるオートチルトを説明する図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の映像信号切換装置におけるオートチルト及びオートパンの説明図である。
【図６】図５の映像信号切換装置のフローチャートである。
【符号の説明】
２ 切換スイッチ（選択手段）
６ ＣＰＵ（映像出力手段）
１２ バッファメモリ（記憶手段）

Claims (1)

1. 順次発生する複数のフレーム信号を含む、複数のカメラからの複数の映像信号のうち、任意の１つの映像信号を選択して出力する選択手段と、
   この選択手段によって選択された映像信号の１フレーム信号を順次記憶する記憶手段と、
   この記憶手段に記憶されたフレーム信号が表すフレームのうち水平及び垂直方向にそれぞれ所定の大きさを持つ表示領域に含まれるものを出力し、前記表示領域を、前記画像の水平方向の一端及び垂直方向の一端に当たる位置から前記水平方向の他端及び垂直方向の他端に当たる位置まで、前記水平方向の両端間を往復させながら、前記水平方向の両端で前記垂直方向の他端側に所定量移動させることによって、移動させ、前記表示領域を、前記フレームの前記水平方向の他端及び垂直方向の他端に当たる位置から、前記水平方向の一端及び前記垂直方向の一端に当たる位置まで、前記水平方向の両端の間を往復させながら、前記水平方向の両端で前記垂直方向の一端側に所定量移動させることによって、移動させる映像出力手段とを、
   具備し、前記表示領域は、移動後のものが移動前のものと一部で重複している映像信号切換装置。

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