JP4464719B2 - Image data transmission system - Google Patents
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Images
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Description
本発明は監視カメラシステムなどの画像データ送信システムに係り、特に、複数の映像データを圧縮符号化し通信ネットワークを介して伝送する画像データ送信システムに関する。 The present invention relates to an image data transmission system such as a surveillance camera system, and more particularly to an image data transmission system that compresses and encodes a plurality of video data and transmits them through a communication network.
近年、画像データを圧縮符号化し、通信ネットワーク等を経由して遠隔地にある再生端末でモニタリングする監視カメラシステムが実用化されている。このようなシステムでは、MPEG(Moving Picture Experts Group)等の圧縮符号化方式を用いることで、少ない伝送帯域で画質の良い画像データの伝送を可能としている。 In recent years, surveillance camera systems in which image data is compressed and encoded and monitored by a playback terminal located remotely via a communication network or the like have been put into practical use. In such a system, by using a compression coding method such as MPEG (Moving Picture Experts Group), it is possible to transmit image data with good image quality with a small transmission band.
一方、複数のカメラの画像を用いて、平面投影ステレオ法による変化部分の画像を検出して、監視を行うシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、ステレオカメラで撮影された2つの画像間で、点や線の対応付けを行い、実際のシーン空間(三次元空間)における点や線の位置を推定する物体認識機能技術を用いて、物体の奥行きを認識することで、監視を行うシステムも提案されている(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, a system has been proposed in which images from a plurality of cameras are used to detect and monitor an image of a changed portion by the planar projection stereo method (see, for example, Patent Document 1). Also, by using the object recognition function technology that associates points and lines between two images taken with a stereo camera and estimates the positions of the points and lines in the actual scene space (three-dimensional space), A system for monitoring by recognizing the depth of the image has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
上記のように、ステレオカメラを用いて精度よく物体を認識する場合、高い演算処理能力が必要となる。カメラと物体認識機能などの画像処理を対で構成すると、処理能力の高いCPU(Central Processing Unit)の使用もしくはASIC(Application Specific Integrated Circuit)の開発が必要となり、コスト的な問題が発生する。 As described above, when an object is recognized with high accuracy using a stereo camera, high calculation processing capability is required. If image processing such as a camera and an object recognition function is configured as a pair, it is necessary to use a CPU (Central Processing Unit) having high processing capability or to develop an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), which causes a cost problem.
そこで、カメラの画像を通信ネットワークを介して、パソコン、ワークステーション等の演算処理能力の高い機器に送信し物体認識機能などの画像処理を行うことで、コストを低減でき、物体認識機能などの画像処理部の変更も容易に可能となる。 Therefore, it is possible to reduce the cost by sending the camera image to a device with high processing capability such as a personal computer or workstation via a communication network, and to perform image processing such as object recognition function. The processing unit can be easily changed.
一方、通信ネットワークで画像を送信する場合、複数のピクチャを一つのGOP(Group of Picture)とするMPEG等の圧縮符号化方法を用いているため、同一時間に撮像された画像でも片方がIピクチャ(フレーム内符号化画像)で片方がBピクチャ(双方向予測符号化画像)であるというように画像情報量が異なる。そのため、画像情報量の異なる符号化画像を復調して平面投影ステレオ法や点や線の対応付けなどを行う場合、精度良く物体認識機能などの画像処理を行うことができない。 On the other hand, when an image is transmitted through a communication network, a compression coding method such as MPEG using a plurality of pictures as one GOP (Group of Picture) is used. Therefore, one of the images captured at the same time is an I picture. The amount of image information differs such that one is a B picture (bidirectional predictive coded image) in (intra-frame coded image). Therefore, when the encoded images having different image information amounts are demodulated to perform the planar projection stereo method or the association of points and lines, image processing such as an object recognition function cannot be performed with high accuracy.
本発明の目的は、複数の映像データを圧縮符号化し通信ネットワークを介して伝送する画像データ送信システムであって、精度よく物体認識機能などの画像処理を行うことができる画像データ送信システムを提供することにある。 An object of the present invention is an image data transmission system that compresses and encodes a plurality of video data and transmits the data via a communication network, and provides an image data transmission system that can accurately perform image processing such as an object recognition function. There is.
上記課題を解決するため、本発明は、光学系によって結像された光信号を電気信号に変換し画像信号として出力する撮像手段と、該撮像手段を駆動する駆動手段と、前記撮像手段から出力される前記画像信号に画像処理を施し画像データとして出力する画像信号処理手段と、該画像信号処理手段から出力される前記画像データを圧縮符号化し圧縮符号化画像データとして出力する画像信号圧縮手段と、該画像信号圧縮手段から出力される前記圧縮符号化画像データを通信ネットワークを介して他の装置へ送信する通信手段とで、各々が構成される複数の画像データ送信装置と、所望のタイミングで同期信号を発生する同期信号発生手段とを有する画像データ送信システムであって、前記複数の画像データ送信装置のそれぞれの前記画像信号圧縮手段は、前記同期信号発生手段からの前記同期信号に合わせて同一の時刻で同一のGOP構造を有するように圧縮符号化を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an imaging unit that converts an optical signal imaged by an optical system into an electrical signal and outputs the electrical signal, a driving unit that drives the imaging unit, and an output from the imaging unit. Image signal processing means for subjecting the image signal to image processing and outputting the image data as image data; and image signal compression means for compressing and encoding the image data output from the image signal processing means and outputting the image data as compression encoded image data; A plurality of image data transmission apparatuses each configured by a communication means for transmitting the compressed encoded image data output from the image signal compression means to another apparatus via a communication network, and at a desired timing An image data transmission system having synchronization signal generating means for generating a synchronization signal, wherein the image signal pressure of each of the plurality of image data transmission devices It means, and performing compression coding to have the same GOP structure at the same time in accordance with the said synchronization signal from said synchronization signal generating means.
また本発明は、光学系によって結像された光信号を電気信号に変換し画像信号として出力する撮像手段と、該撮像素子を駆動する駆動手段と、前記撮像素子から出力される前記画像信号に画像処理を施し画像データとして出力する画像信号処理手段と、該画像信号処理手段から出力される前記画像データを圧縮符号化し圧縮符号化画像データとして出力する画像信号圧縮手段と、該画像信号圧縮手段から出力される前記圧縮符号化画像データを通信ネットワークを介して他の装置へ送信する通信手段とで、各々が構成される複数の画像データ送信装置と、所望のタイミングで同期信号を発生する同期信号発生手段とを有する画像データ送信システムであって、前記複数の画像データ送信装置のそれぞれの前記画像信号圧縮手段は、GOPのピクチャ数がn(正の整数)の公倍数となるGOP構造で且つ前記同期信号発生手段からの前記同期信号に合わせて同一の時刻でIピクチャの圧縮符号化を行うことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided an imaging unit that converts an optical signal imaged by an optical system into an electrical signal and outputs the electrical signal, a driving unit that drives the imaging element, and the image signal output from the imaging element. Image signal processing means for performing image processing and outputting as image data, image signal compression means for compressing and encoding the image data output from the image signal processing means and outputting the compressed encoded image data, and the image signal compression means And a communication means for transmitting the compressed and encoded image data output from the communication device to another device via a communication network, and a plurality of image data transmitting devices each configured, and synchronization for generating a synchronization signal at a desired timing An image data transmission system including a signal generation unit, wherein the image signal compression unit of each of the plurality of image data transmission devices is a GOP pin. And performing compression coding of the I picture at the same time in accordance with the said synchronization signal from and the synchronizing signal generating means in the GOP structure as a common multiple of the number of tea is n (a positive integer).
本発明によれば、複数の映像データを圧縮符号化し通信ネットワークを介して伝送する画像データ送信システムであって、精度よく物体認識機能などの画像処理を行うことができる画像データ送信システムを得ることができる。 According to the present invention, an image data transmission system that compresses and encodes a plurality of video data and transmits the data via a communication network, and obtains an image data transmission system capable of performing image processing such as an object recognition function with high accuracy. Can do.
本発明の実施の形態を図面により説明する。図1は本発明による画像データ送信システムの実施の形態の構成を示すブロック図である。図1において、101はCCD(Charge Coupled Devices)などの撮像素子、102は駆動部、103は画像信号処理部、104は画像信号圧縮部、105は通信部である。101,102,103,104,105で構成される点線で囲まれた106は、カメラである。107はカメラ106と同様の構成を有するカメラ、108は同期信号発生部、109は通信ネットワーク、110は物体認識処理部である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an image data transmission system according to the present invention. In FIG. 1, 101 is an image sensor such as a charge coupled device (CCD), 102 is a drive unit, 103 is an image signal processing unit, 104 is an image signal compression unit, and 105 is a communication unit.
撮像素子101は、被写体画像が光学系によって結像された光信号を電気信号に変換し、画像信号として出力する。ここで、撮像素子101の各フォトダイオードに蓄積する時間は駆動部102で生成するパルスによって制御され、同様に駆動部102で生成するパルスによって所望のタイミングで画像信号が読み出されて出力する。画像信号処理部103は、撮像素子101から出力された画像信号に、色信号、輝度信号を生成するなどの画像処理を施し、画像データとして出力する。
The
画像信号圧縮部104は、画像信号処理部103から出力される画像データをMPEG等の圧縮符号化方法を用いて圧縮符号化を行い、圧縮符号化画像データとして出力する。画像信号圧縮部104から出力される圧縮符号化画像データは、通信部105に入力され、通信ネットワーク109を経由して遠隔地の物体認識処理部110に送信される。ここで、カメラ107は、カメラ106と同様に構成され、同様の動作を行う。通信ネットワーク109に接続されるカメラは、図示の2台に限らず3台以上の複数台でもよい。
The image
物体認識処理部110は、所望の送信された圧縮符号化画像データを復調し、平面投影ステレオ法による変化部分の画像を検出したり、ステレオカメラで撮影された2つの画像間で、点や線の対応付けを行い、実際のシーン空間(三次元空間)における点や線の位置を推定する技術を用いて、物体の奥行きを算出したりすることで、物体認識を行う。
The object
図1において、同期信号発生部108は、カメラ106、107のそれぞれの画像信号圧縮部の動作を制御するための同期信号であるGOP同期合わせ基準信号を発生する発生部である。
In FIG. 1, a synchronization
図1において、この同期信号発生部108は、通信ネットワーク109に対してカメラ106、107側に配置されているが、物体認識処理部110側に配置して、同期信号を通信ネットワーク109を介してカメラ106、107のそれぞれの画像信号圧縮部に送信するようにしても良い。
In FIG. 1, the synchronization
次に、カメラ106、カメラ107、同期信号発生部108の動作について、GOPの切換りを同期させる第一の方法を図2より説明する。図2において、201はカメラ106で圧縮符号化された画像データ、202はカメラ107で圧縮符号化された画像データ、203は同期信号発生部108から出力されるGOP同期合わせ基準信号である。ここでは、各カメラ106,107とも一つのGOPはI、B、B、P、B、B、P、B、B、P、B、B、P、B、Bからなる15個のピクチャで構成されたGOP構造を有しているものとする。また図2に示すように、画像データ202と画像データ203のGOPの同期はずれているものとする。
Next, the first method for synchronizing the switching of the GOP with respect to the operations of the
画像データ201において、時刻t0のGOP切換時刻から時間T1経過後の時刻t2において、同期信号発生部108からGOP同期合わせ基準信号203が出力されたとする。時刻t2において時間T1の間に圧縮符号化されたピクチャ数をP1とすると、カメラ106の画像信号圧縮部104は、GOP同期合わせ基準信号203が入力された次のGOPのピクチャ数がP1個となるように圧縮符号化を行う。その後時刻t3において、カメラ106の画像信号圧縮部104は、その次のGOPのピクチャ数が15個となるように圧縮符号化を行う。
In the
画像データ202において、時刻t1のGOP切換時刻から時間T2経過後の時刻t2において、同期信号発生部108からGOP同期合わせ基準信号203が出力されたとする。時刻t2において時間T2の間に圧縮符号化されたピクチャ数をP2とすると、カメラ107の画像信号圧縮部は、GOP同期合わせ基準信号203が入力された次のGOPのピクチャ数がP2個となるように圧縮符号化を行う。その後時刻t3において、カメラ107の画像信号圧縮部は、その次のGOPのピクチャ数が15個となるように圧縮符号化を行う。
In the
上記動作によって、画像データ201と画像データ202は、同一の時刻t3以降において同一のGOP構造を有するようになり、同期してGOPが切換るようになる。このとき、GOP同期合わせ基準信号203が入力された直後の1つのGOPは、カメラ106、107それぞれの画像信号圧縮部において、P1、P2個のIピクチャのみを符号化してもよい。
By the above operation, the
この動作により、複数のカメラで同一時刻に撮像された画像データは、同等の画像符号量で圧縮符号化することができる。 With this operation, image data captured at the same time by a plurality of cameras can be compression-encoded with an equivalent image code amount.
次に、カメラ106、カメラ107、同期信号発生部108の動作について、GOPの切換りを同期させる第二の方法を図3より説明する。図3において、301はカメラ106で圧縮符号化された画像データ、302はカメラ107で圧縮符号化された画像データ、303は同期信号発生部108から出力されるGOP同期合わせ基準信号である。ここでは、カメラ106のGOPは15個のピクチャで構成されており、カメラ107のGOPは30個のピクチャで構成されているものとする。また図3に示すように、画像データ202と画像データ203のGOPの同期はずれているものとする。
Next, the second method of synchronizing the switching of GOPs with respect to the operations of the
画像データ301において、時刻t0のGOP切換時刻から時間T1経過後の時刻t2において、同期信号発生部108からGOP同期合わせ基準信号303が出力されたとする。時刻t2において時間T1の間に圧縮符号化されたピクチャ数をP1とすると、カメラ106の画像信号圧縮部104は、GOP同期合わせ基準信号303が入力された次のGOPのピクチャ数がP1個となるように圧縮符号化を行う。その後時刻t3において、カメラ106の画像信号圧縮部104は、その次のGOPのピクチャ数が15個となるように圧縮符号化を行う。
In the
画像データ302において、時刻t1のGOP切換時刻から時間T2経過後の時刻t2において、同期信号発生部108からGOP同期合わせ基準信号303が出力されたとする。時刻t2において時間T2の間に圧縮符号化されたピクチャ数をP2とすると、カメラ107の画像信号圧縮部は、GOP同期合わせ基準信号303が入力された次のGOPのピクチャ数がP2個となるように圧縮符号化を行う。その後時刻t3において、カメラ107の画像信号圧縮部は、その次のピクチャ数が30個となるように圧縮符号化を行う。
In the
上記動作によって、画像データ201と画像データ202は、同一の時刻t3以降において、同期してGOPが切換るようになる。このとき、GOP同期合わせ基準信号303が入力された直後の1つのGOPは、カメラ106、107それぞれの画像信号圧縮部において、P1、P2個のIピクチャのみを符号化してもよい。
By the above operation, the GOP is switched in synchronization between the
このような動作を行うことで、複数のカメラ106、107において、GOPのピクチャ数はある数n(正の整数)の公倍数となるGOP構造となるように符号化を行うことで、GOPピクチャ数の最大数の周期で全てのカメラで同一時刻にIピクチャの符号化を行うことになる。すなわち、複数のカメラにおいて、GOPピクチャ数の最大数の周期で同一時刻に撮像された画像データを、同等の画像符号量で圧縮符号化を行うことができる。
By performing such an operation, in the plurality of
次に、カメラ106、カメラ107、同期信号発生部108の動作について、GOPの切換りを同期させる第三の方法を図4より説明する。図4において、401はカメラ106で圧縮符号化された画像データ、402はカメラ107で圧縮符号化された静止画像データ、403は同期信号発生部108から出力されるGOP同期合わせ基準信号、404はカメラ107でカウントされるフレームカウント数である。ここでは、カメラ106のGOPは15個のピクチャで構成されているものとする。また、カメラ107は15フレームずつカウントを繰り返し、カウント数1で静止画を撮像するものとする。また図4において、カウント数15から1への切換とカメラ106のGOPの切換はずれているものとする。
Next, a third method for synchronizing the switching of GOPs with respect to the operations of the
画像データ401において、時刻t0のGOP切換時刻から時間T1経過後の時刻t2において、同期信号発生部108からGOP同期合わせ基準信号403が出力されたとする。時刻t2において時間T1の間に圧縮符号化されたピクチャ数をP1とすると、カメラ106は、GOP同期合わせ基準信号403が入力された次のGOPのピクチャ数がP1個となるように圧縮符号化を行う。その後時刻t3において、カメラ106は、その次のGOPのピクチャ数が15個となるように圧縮符号化を行う。
In the
画像データ402において、時刻t1のカウント数切換時刻から時間T2経過後の時刻t2において、同期信号発生部108からGOP同期合わせ基準信号403が出力されたとする。時刻t2において時間T2の間にカウントされたカウント数をP2とすると、カメラ107は、GOP同期合わせ基準信号403が入力された次のカウント数がP2までとなるようにカウントを行う。その後時刻t3以降において、カメラ107は、カウント数15を繰り返す。
In the
上記動作によって、画像データ401のIピクチャ生成時に、画像データ402の静止画が生成されるようになる。このとき、画像データ401においてGOP同期合わせ基準信号403が入力された直後の1つのGOPは、P1個のIピクチャのみを符号化してもよい。すなわち、動画像と静止画像の混在する複数のカメラにおいて、動画像のGOPピクチャ数の最大数の周期で同一時刻に撮像された画像データを、同等の画像符号量で圧縮符号化を行うことができる。
With the above operation, a still image of the
次に、カメラ106、カメラ107、同期信号発生部108の動作について図5より説明する。501はカメラ106における撮像素子101からの画像信号垂直読出しタイミング信号、502はカメラ107における撮像素子からの画像信号垂直読出しタイミング信号、503は同期信号発生部108から出力される垂直同期合わせ基準信号である。図5に示すように、画像信号垂直読出しタイミング信号501と画像信号垂直読出しタイミング信号502では、画像信号垂直読出しタイミングとフレーム単位でずれているものとする。
Next, operations of the
図5に示すように、垂直同期合わせ基準信号503に合わせて、カメラ106とカメラ107はそれぞれの駆動部により、それぞれの画像信号垂直読出しタイミング信号がフレーム単位で同期するように動作する。
As shown in FIG. 5, according to the vertical synchronization
このような動作を行うことで、複数のカメラ106、107において、それぞれのカメラから同期した画像信号を出力させることができる。
By performing such an operation, the plurality of
このように、本発明の実施の形態によれば、複数のカメラで撮像され圧縮された画像データは、同一撮像時刻において同等の画像情報量を持つことができるので、物体認識処理部などで圧縮画像データを復調して平面投影ステレオ法や点や線の対応付けなどの処理をしても、精度良く物体認識機能などの画像処理を行うことができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, image data captured and compressed by a plurality of cameras can have an equivalent amount of image information at the same imaging time, and therefore compressed by an object recognition processing unit or the like. Even if the image data is demodulated and subjected to processing such as planar projection stereo method and correspondence of points and lines, image processing such as an object recognition function can be performed with high accuracy.
101…撮像素子、102…駆動部、103…画像信号処理部、104…画像信号圧縮部、105…通信部、106,107…カメラ、108…同期信号発生部、109…通信ネットワーク、110…物体認識処理部、201…カメラ106で圧縮符号化された画像データ、202…カメラ107で圧縮符号化された画像データ、203…同期信号発生部108から出力されるGOP同期合わせ基準信号、301…カメラ106で圧縮符号化された画像データ、302…カメラ107で圧縮符号化された画像データ、303…同期信号発生部108から出力されるGOP同期合わせ基準信号、401…カメラ106で圧縮符号化された画像データ、402…カメラ107で圧縮符号化された静止画像データ、403…同期信号発生部108から出力されるGOP同期合わせ基準信号、404…カメラ107でカウントされるフレームカウント数、501…カメラ106における撮像素子からの画像信号垂直読出しタイミング信号、502…カメラ107における撮像素子からの画像信号垂直読出しタイミング信号、503…同期信号発生部108から出力される垂直同期合わせ基準信号。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
7. The image data transmission system according to claim 1, wherein at least one of the plurality of image data transmission devices is compressed at the same time in accordance with a signal from the synchronization signal generating means. An image data transmission system characterized in that the means performs compression coding of still images, and the other image data transmission device performs compression coding of I pictures.
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