JP4371795B2 - 撮像装置及び撮像システム - Google Patents

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Description

本発明は撮像装置に関し、特に物体の状態を監視する監視用の撮像装置及び撮像装置を備えた撮像システムに関する。
従来、監視用のカメラシステムは特許文献1に記載されているように、異常検出時には、撮影画像に基づき生成された通信データの圧縮比を変更する等の例があるが、解像度としては通常のビデオレベルまでしか上がらず解像度が高い画像データを得ることはできない。
また、雲台等を駆動して監視カメラを監視対象物に移動させ拡大して撮影する等の方法を提案されているが、最適な領域を撮像するには検出・判断時間が必要になるためにタイムラグが生じてしまっていた。
特開2001−33416号公報
しかしながら、撮像素子がビデオレベルの低解像度であるため、監視対象である被写体を正確に判断できない。また、注目被写体を判別し雲台やズームレンズ等で注目被写体をズームアップして撮像するには時間遅延が発生し注目被写体をすばやく撮像することが出来ないという問題が発生していた.
そこで、本発明は、問題が発生したときに瞬時に詳細な画像を撮像でき、しかも全体の画像を撮像可能な撮像装置及び撮像システムを提供することを目的とする。
本願発明の一側面としての監視カメラは、複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子の駆動を制御する制御手段と、前記撮像素子を用いて生成された映像信号に基づいて撮像エリア内での物体の動きを検出する検出手段と、前記撮像素子により得られた画像情報をネットワークに送信する送信手段と、を有し、前記制御手段は、前記検出手段により前記物体の動きが検出されないときは、第1の撮像エリア内において第1の解像度で撮像を行い、前記物体の動きが検出されたときは、前記第1の撮像エリアよりも狭い第2の撮像エリア内において前記第1の解像度よりも多い第2の解像度で撮像を行うよう前記撮像素子の駆動を制御しており、前記送信手段は、前記第2の解像度で撮像された前記第2の撮像エリアの画像情報及びその位置情報を前記ネットワークに送信することを特徴とする。
上述の監視カメラと、該監視カメラから送信された画像情報をネットワークを介して受信する受信装置とを設け監視カメラシステムを形成することもできる。
上述の本願発明の第1の構成によれば、撮像エリア内で動く物体を通常時(物体の動きが検出されない時)の第1の画素数よりも画素数が多い第2の画素数で撮像することができるため、解像度が高い鮮明な画像を得ることが出来る。
また、第2の画素数で撮像する第2の撮像エリアを、第1の画素数で撮像する第1の撮像エリアよりも狭くした場合には、監視対象である物体を拡大して撮像することができる。
さらに、撮像装置をネットワークを介して受信装置に接続した場合、例えば、受信装置に撮像装置で撮像された画像を表示させる表示装置を設けることにより、監視対象である物体の動きが視覚によって把握できるため、異常の発生を早期に発見して対処できるようになる。
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の実施例である撮像システムについて、図1、図2を用いて説明する。ここで、図1は、本実施例の撮像システムのブロック図であり、図2は監視カメラの機能ブロック図である。
これらの図において、10は監視カメラであり、後述するカメラコントローラ104からの出力信号に基づき撮像動作を行う。11は監視カメラ10から出力された撮像信号を処理する画像処理装置であるが詳細については後述する。
13は後述する監視端末装置2から送信された制御信号を復調する制御信号デコーダ部であり、14は後述する監視端末装置との通信を行なうI/Fであるカメラ側送受信装置である。
これらの監視カメラ10、画像処理装置11、制御信号デコーダ部13及びカメラ側送受信装置14により監視カメラ装置1は構成される。
20はカメラ側送受信装置14と通信を行なうホスト側送受信装置であり、21は監視カメラ装置1から送られてきた圧縮された画像信号を伸長する画像伸長部であり、22は監視カメラ装置1を制御する制御信号をホスト側送受信部20に送る制御信号エンコーダ部である。
23は監視端末装置2全体をコントロールするコントローラであり、24は画像伸長部21で伸長された画像信号を表示可能な信号に変換する画像処理部であり、25は画像処理部24から出力された映像信号を記録する記録装置である。
26はコントローラ23を外部から操作するためのオペレーションパネルであり、27は画像処理部24で変換された画像信号を撮影画像として表示するモニタであり、30は監視カメラ装置1と監視端末装置2を結ぶネットワーク回線である。
ホスト側送受信装置20、画像伸長部21、制御信号エンコーダ部22、コントローラ23、画像処理部24、記録装置25、オペレーションパネル26及びモニタ27により監視端末装置2は構成されている。
次に、監視カメラ10の構成について詳細に説明する。
101は、後述するレンズユニットで集光された光信号を電気信号に変換する撮像素子である。本実施例では、撮像素子としてCCDを使用しているが、例えばCMOSイメージセンサを使用してもよい。
102はCCD101で光電変換された撮像信号を画像信号に変換するCCD信号処理部、103は、CCD101を駆動するタイミングジェネレータ/垂直ドライバーとしてのTG/VDである。104は監視カメラ10全体の制御を司るカメラコントローラであり(制御手段)、105は被写体からの反射光をCCD101の撮像面に集光させるレンズユニットである。
画像処理装置11の構成について説明する。
111は、画像エリアを選択して出力するセレクタ部であり、112はセレクタ部111から出力された画像信号を圧縮する画像圧縮部である。
113は、画像圧縮部112にて圧縮された画像信号を通信に適した信号に変換する画像コーディング部であり、114は信号処理部102からの画像信号をメモリ115に記憶させるとともにこのメモリ115に記憶された画像信号と新たに入力された画像信号との差分を検出して被写体の動きを検出する動き検出部である。
115は動き検出部114から送信された画像信号を記憶するメモリであり、116は動き検出部114からの信号を元に画像圧縮する画像信号のエリアを特定するエリア特定部である。
本実施例では、監視カメラ10と画像処理装置11が別になっているが、監視カメラ10をCCD101、カメラコントローラ104及び画像処理装置11により構成してもよい。
次に、図1を参照して撮像システムの動作について説明する。本実施例の撮像システムは、通常時監視モード(モード1)と異常時監視モード(モード2)との間で切り替え可能に構成されており、各モードに応じてCCD101から読み出す画素数を変化させている。
まず、通常時における撮像システムの動作について説明する。
CCD101で光電変換された信号は信号処理部102で映像信号に変換される。ここで、モード1では、CCD101が高速ドラフトモードで駆動され、この高速ドラフトモードでは、TG/VD103のTGによりCCD101の撮像画素のうち垂直方向に所定間隔をおいて撮像画素を選択して、この選択された撮像画素から出力された色信号(R,G/B,G)に基づき映像信号が生成される。
信号処理部102で生成された映像信号は、セレクタ部111により水平方向の画素について間引き選択されるとともにエリアについては選択されることなく、画像圧縮部112に送られる。すなわち、CCD101の撮像画素のうち、垂直方向についてはCCD読み出し時に間引きされ、水平方向については画像処理装置11に映像信号が送信された後セレクト部111により間引きされる。
画像圧縮部112では、エリア特定がされていない通常時の監視画像のデータが、圧縮画像の先頭に添付されて画像圧縮された後、画像コーディング部113にて圧縮データを予め定められたデータ量にブロック分割し、カメラ側送受信装置14に出力する。
ブロック分割された圧縮データは、カメラ側送受信部14からネットワーク回線30を介してホスト側送受信装置20に送信され、ひとつの圧縮画像データとして再統合される。再統合された圧縮画像データは、画像伸長部21に送られ伸長されて表示可能な映像信号に復調される。
復調された映像信号はモニタ27に送信されて表示されるとともに、記録装置25に記録される。
次に、異常時における撮像システムの動作について説明する。
動き検出部114がメモリ115に記録された画像データと新たに入力された画像データとの差分に基づき、被写体の動きを検出すると、動き検出部114からカメラコントローラ104に検出信号が出力される。
カメラコントローラ104は、動き検出部114から出力された検出信号に基づき、TG/VD103の駆動モードをモード1からモード2に切り替える。モード2に切り替えることにより、撮影モードがいわゆる全画素読み出しモードとなり、CCD101からの撮像信号がすべて読み出されて信号処理回路102に出力される。
モード2において読み出される画素の色配列は、モード1の読み出し配列と同様であり、信号処理部102での処理についてもモード1の場合と同様に行なわれる。
信号処理部102から出力された映像信号は、セレクタ部111に入力される。セレクタ部111では、エリア特定部116からの信号に基づき信号をエリア選択して画像圧縮回路に出力する。
ここで、特定するエリアの決定方法について説明する。動き検出部114によって撮像エリア内で検出された動きの場所をTGからの同期信号に基づき特定して、その垂直ライン番号、水平画素番号をカメラコントローラ104に出力する。カメラコントローラ104は、動き検出部114から送られてきた位置情報に基づきセレクタ部111で選択するエリアの左上端の画素の垂直ライン番号と水平画素番号をエリア特定部116に出力する。エリア特定部116は、カメラコントローラ104からの位置情報とTGからの垂直同期信号、水平同期信号及びクロック信号に基づき、セレクタ部111で画像圧縮部112に出力する画像信号の選択を行なう。
画像圧縮部112では、画像データの先頭部分に画像の開始端のデータ(上記のエリアの左上端の画素の垂直ライン番号と水平画素番号)を添付して圧縮データを生成する。その後の処理については、モード1と同様である。
監視端末装置2では、画像伸長部21にて圧縮された画像データの伸長が行なわれ、圧縮画像データの先頭部分に添付された開始端のデータは、画像処理部24で映像信号に変換された後、モニタ27に拡大表示される。
また、撮像エリア内の複数の位置で動きが検出された場合、その検出対象に応じて各画像の開始端のデータを生成し、これを圧縮データに添付する。
また、第2のモードにおける高精細画像を通常のモニタではなく、高精細モニタへ合成して出力するようにしてもよい。
撮像システムの機能ブロック図 監視カメラと画像処理装置の機能ブロック図
符号の説明
10 監視カメラ
11 画像処理装置
13 制御信号デコーダ装置
14 カメラ側送受信装置
20 ホスト側送受信装置
21 画像伸長部
22 制御信号エンコーダ部
23 コントローラ
24 画像処理部
25 記録装置
26 オペレーションパネル
27 モニタ
30 ネットワーク回線
101 CCD
102 CCD信号処置部
103 TG/VD部
104 カメラコントローラ
121 セレクタ部
122 画像圧縮部
123 画像コーディング部
124 動き検出部
125 メモリ
126 エリア特定部

Claims (2)

  1. 複数の画素を有する撮像素子と、
    前記撮像素子の駆動を制御する制御手段と、
    前記撮像素子を用いて生成された映像信号に基づいて撮像エリア内での物体の動きを検出する検出手段と、
    前記撮像素子により得られた画像情報をネットワークに送信する送信手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記検出手段により前記物体の動きが検出されないときは、第1の撮像エリア内において第1の解像度で撮像を行い、前記物体の動きが検出されたときは、前記第1の撮像エリアよりも狭い第2の撮像エリア内において前記第1の解像度よりも多い第2の解像度で撮像を行うよう前記撮像素子の駆動を制御しており、
    前記送信手段は、前記第2の解像度で撮像された前記第2の撮像エリアの画像情報及びその位置情報を前記ネットワークに送信することを特徴とする監視カメラ
  2. 請求項1に記載の監視カメラと、
    前記監視カメラから送信された画像情報を、前記ネットワークを介して受信する受信装置とを有することを特徴とする監視カメラシステム。
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