JP4779091B2

JP4779091B2 - 動画像監視装置

Info

Publication number: JP4779091B2
Application number: JP2001166783A
Authority: JP
Inventors: 裕修堀; 正司島田; 政弘清水
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: JP2002359847A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動画像監視装置に関し、特に動画像の静止、無画像の検出等の画像の異常を検出できる動画像監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動画像の静止（フリーズ）障害の検出は、時間的に前後する画像の全画素をフレームメモリに蓄積し、フレーム間画素値の差分を求め、該差分が全て０であれば、動画像が静止障害を起こしたと判定していた。
【０００３】
また、動画像の無画像（ブラック・アウト）障害の検出は、１枚の画像の全画素について電力値のヒストグラムを求め、フレーム間の分散分析で無画像障害を判定する方法が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の動画像の静止障害の検出方法は、フレーム間の画素単位で差分を求める演算を行っているため、同期信号にジッタが含まれると、画素のずれが発生し、検出精度が劣化するという問題があった。
【０００５】
また、前記した動画像の無画像障害の検出方法は、演算量が多く、処理装置の負荷が大きいという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、前記した従来技術の課題を解消し、動画像の無画像障害または画像静止障害を、信頼性が高くかつ処理負荷を軽減して検出できる動画像監視装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、本発明は、ブロック分割された動画像を直交変換する手段と、該直交変換係数から該ブロックの特徴を表す（０，０）成分の係数を抽出する手段と、該（０，０）成分の係数の値から無画像および画像静止の少なくとも一方を検出する手段と、無画像警報信号および画像静止警報信号の少なくとも一方を出力する手段とを具備し、前記無画像は前記ブロックの（０，０）成分の係数のフレーム平均値が予め定められた無画像の閾値以下であることにより、また前記画像静止は前記ブロックの（０，０）成分の係数のフレーム間差分値が所定値以下のブロック数が、予め決められた１フレーム当たりの個数を超えることより検出されるようにした点に特徴がある。
【０００８】
この特徴によれば、動画像から少量の特徴データを抽出するだけで、画像の無画像および画像静止障害の検出を高精度に行うことができるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００１０】
図において、入力処理部１は、被監視画像信号である複合映像信号（ＣＶＢＳ：Composite Video Baseband Signal）を受信し、そのディジタル化、同期信号の再生と計測、色副搬送波の標本化と計測、および輝度成分と色差成分の分離等を行う。また、受信フォーマットの判別で、アスペクト比・画素数を得る。該入力処理部１からは、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃ、および同期信号ＳＹＮＣが出力される。
【００１１】
なお、本実施形態では、入力処理部１は、複合映像信号を受信するとして以下に説明するが、本発明はこれに限定されず、高能率動画像符号化の標準方式ＩＳＯ／ＩＥＣ１３１８（−１，−２）、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２（−１，−２）を受信するとしてもよい。また、輝度と色差の成分の受信フォーマットは、ＩＴＵ−ＲＢＴ．６０１のＣＩＦＹＵＶ（４：２：２）としているが、これに限定されるものではない。
【００１２】
次に、画像変換部２は、ラスタアドレスｍをフレームメモリ３に出力して、入力処理部１で得られたディジタル画像をフレームメモリ３に蓄積する。また、画像変換部２は、同期信号情報ｎを、アドレス変換部４とアドレス発生部６に出力する。アドレス変換部４は、該同期情報信号ｎを基にブロック変換アドレスｐを生成し、フレームメモリ３に出力する。この結果、フレームメモリ３に、８×８画素単位のブロックが生成される。
【００１３】
直交変換部５は、例えば、８×８画素を単位とする２次元離散コサイン変換（２Ｄ−ＤＣＴ）を行い、２次元空間での周波数スペクトラム係数（ＤＣＴ係数）ｑに変換する。フレームメモリ７は、アドレス発生部６から出力されたブロック（ｘ，ｙ）のＤＣＴ（０，０）アドレスｒに従って、直交変換部５で得られた係数データｑから、８×８画素ブロックの平均電力値を示す直流成分（ＤＣＴ（０，０）成分）を選択し、蓄積する。したがって、フレームメモリ７には、１画面分の各ブロックのＤＣＴ（０，０）成分が蓄積されたことになり、このデータ量は、該ＤＣＴ（０，０）成分は８×８画素を１係数で代表するため、フレームメモリ３のデータ量の１／６４になる。
【００１４】
フレームメモリ７の係数データは、マイクロプロセッサを用いた演算処理部８で、最初のフレームから累積的に平均を演算され、該演算によって得られた係数平均は平均フレームメモリ９に蓄積される。また、前画像フレームと現フレームの係数データ間の差分が求められ、差分フレームメモリ１０に蓄積される。
【００１５】
差分フレームメモリ１０に蓄積された係数差分は、平均フレームメモリ９の平均値と比較され、該係数差分の変動が該平均値を基に形成された閾値窓以内の場合には、画像が静止していると判定し、ブロック計数値を加算（１加算）し、前記閾値窓外の場合には、ブロック計数値を減算（１減算）する。
【００１６】
１画面分のブロック計数値が得られた時点で、該ブロック計数値は予め定められた変化閾値と比較される。この比較により、ブロック計数値≧変化閾値の場合には、画像静止フレーム計数値を加算し、ブロック計数値＜変化閾値の場合には、画像静止フレーム計数値をリセット（０を代入）する。
【００１７】
画像静止フレーム計数値が、設定された過去の数フレーム（例えば、３００フレーム）の内の数フレーム（例えば、２５０フレーム）を超えた場合には、動画像が静止したと判定して、画像静止警報出力スイッチ１１を閉じ、画像静止障害が起きた旨を外部装置に報知・警報する。
【００１８】
一方、フレームメモリ７の係数平均が、予め定められた無画像の閾値以下になる状態が、設定したフレーム数（例えば、３００フレーム）を超えた場合には、無画像と判定して、無画像警報出力スイッチ１２を閉じ、無画像障害が起きた旨を外部装置に報知・警報する。
【００１９】
次に、前記した演算処理部８の動作を、図２、図３のフローチャートを参照して、詳細に説明する。
【００２０】
まず、ステップＳ１では、フレームメモリ７にＤＣＴ（０，０）の係数を取り込む。ステップＳ２では、１フレーム分のブロックのＤＣＴ（０，０）係数が取り込めたか否かの判断がなされ、この判断が肯定になると、ステップＳ３に進んで、ブロック計数値がリセットされる。
【００２１】
ステップＳ４では、フレームメモリ７のＤＣＴ（０，０）係数と、既に蓄積されているフレームメモリ９の係数値とを平均する演算がなされ、ステップＳ５では、該演算により得られた平均値がフレームメモリ９に蓄積される。次のステップＳ６では、フレームメモリ７のＤＣＴ（０，０）係数の全平均値が演算される。ステップＳ７では、該全平均値の大きさにより当該フレームが無画像であるか否かの判断がなされる。この判断が肯定の時には、ステップＳ８に進んで、無画像フレーム計数値に１を加算する。ステップＳ９では、該無画像フレーム計数値＝無画像監視フレーム数（例えば、３００フレーム）が成立したか否かの判断がなされ、この判断が否定の時にはステップＳ１に戻り、肯定の時には、図３のステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、無画像警報出力スイッチ１２を閉じて、無画像警報信号を出力する。
【００２２】
一方、前記ステップＳ７の判断が否定の時、すなわち当該フレームが無画像ではないと判断されると、図３のステップＳ１１に進んで、無画像警報出力スイッチ１２を開としたままとし、無画像警報信号を出力しないようにする。続いて、ステップＳ１２に進んで、前記無画像フレーム計数値をリセットして０にする。
【００２３】
次に、動画像の静止を検出する処理を説明する。図２のステップＳ２０では、フレームメモリ７のＤＣＴ（０，０）係数と、１フレーム前のフレームメモリ７のＤＣＴ（０，０）係数との差分値を演算する。ステップＳ２２では、該演算により得られたブロック毎のフレーム間差分値をフレームメモリ１０に蓄積する。ステップＳ２３では、フレームメモリ９の値（平均値）を基に、閾値窓（例えば、平均値±α；αは正の整数）を求める。ステップＳ２４では、フレームメモリ１０に蓄積されているフレーム間差分値と前記閾値窓とをブロック毎に比較する。ステップＳ２５では、あるブロックのフレーム間差分値が該閾値窓の外であるか否かの判断がなされる。
【００２４】
この判断が肯定の時には、図３のステップＳ２６に進んで、ブロック計数値から１を減じる。一方、該判断が否定の場合にはステップＳ２７に進み、ブロック計数値に１を加算する。ステップＳ２８では、１フレーム分のブロックの比較が終わったか否かの判断がなされ、この判断が否定の時には前記ステップＳ２４に戻って、前記ステップＳ２４〜Ｓ２８の処理が繰り返される。この処理の結果、ステップＳ２８の判断が肯定になると、ステップＳ２９に進んで、該ブロック計数値と予め設定されたしきいブロック数とが比較される。ステップＳ３０では、ブロック数計数値が前記しきいブロック数より小さい場合には画像静止フレームではないと判断され、ステップＳ３１に進んで、画像静止フレーム計数値をリセットして０にする。一方、該しきいブロック数以上の時には画像静止フレームであると判断されてステップＳ３２に進み、画像静止フレーム計数値に１を加算する。
【００２５】
ステップＳ３３では、過去３００枚の画像静止フレーム計数値が予め定められた閾値（例えば、２５０フレーム）以上であるかの比較がなされ、ステップＳ３４で該閾値以上であると判断されると、ステップＳ３５に進んで画像静止警報スイッチ１１を閉じて、画像静止警報信号が出力される。ステップＳ３４の判断が否定の時には、ステップＳ３６に進んで、画像静止警報スイッチ１１を開にしたままとして、画像静止警報信号を出力しないようにする。
【００２６】
なお、前記実施例では、説明を分かりやすくするために、ステップＳ４以下の無画像障害検出処理と、ステップＳ２０以下の画像静止障害検出処理とが並列処理されるとして説明したが、実際の処理は、該無画像障害検出処理と画像静止障害検出処理とは、時間的な流れに従って一方から他方へ、および他方から一方へと、行ったり来たりして直列処理されるものである。
【００２７】
また、本実施形態によれば、画像の静止、無画像の検出手段のほか、同期信号レベルの検出手段、基準色搬送波レベルの検出手段、画像フォーマットの検出手段、および４回線の音声異常検出手段を搭載したにも拘わらず、ＥＩＡ−１ＵＨの筐体への収容が可能であった。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、動画像から少量の特徴データを抽出するだけで、画像の無画像、画像静止障害の検出が高精度に可能になる。また、演算処理量を大幅に低減でき、処理装置の負荷を軽減できる。
【００２９】
また、同期信号にジッタが含まれて画素ずれが発生しても、無画像および画像静止障害の検出精度が劣化することはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図２の続きのフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・入力処理部、２・・・画像変換部、３，７・・・フレームメモリ、４・・・アドレス変換部、５・・・直交変換部、６・・・アドレス発生部、８・・・演算処理部、９・・・平均フレームメモリ、１０・・・差分フレームメモリ、１１・・・画像静止警報出力スイッチ、１２・・・無画像警報出力スイッチ。

Claims

ブロック分割された動画像を直交変換する手段と、
該直交変換係数から該ブロックの特徴を表す（０，０）成分の係数を抽出する手段と、
該（０，０）成分の係数の値から無画像および画像静止の少なくとも一方を検出する手段と、
無画像警報信号および画像静止警報信号の少なくとも一方を出力する手段とを具備し、
前記無画像は前記ブロックの（０，０）成分の係数のフレーム平均値が予め定められた無画像の閾値以下であることにより、また前記画像静止は前記ブロックの（０，０）成分の係数のフレーム間差分値が所定値以下のブロック数が、予め決められた１フレーム当たりの個数を超えることより検出されることを特徴とする動画像監視装置。
前記無画像警報信号は、前記無画像と判定された無画像フレームが連続的に予め決められた枚数に達した時に出力されることを特徴とする請求項１に記載の動画像監視装置。
前記画像静止警報信号は、前記画像静止と判定された画像静止フレームが連続的に予め決められた枚数に達した時に出力されることを特徴とする請求項１に記載の動画像監視装置。