JP5405536B2 - 映像記録装置、映像記録システムおよび映像記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、条件によって、記録するフレームレート数を可変する映像記録装置、映像記録システムおよび映像記録方法の技術に関する。

防犯や、事件解決のため、監視カメラを有する監視システムを、銀行やコンビニエンスストアやマンションなどに設置するケースが一般的となってきており、広く普及してきている。このような監視システムでは、万一に備え、常に映像を記録したり、所定の場所にセンサを設置し、センサが検出したときに発生するアラーム信号をトリガとしてアラーム発生前後を高フレームレートで記録したりする方法が一般的である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１で開示されている映像記録装置はアラーム発生前の映像（プリフレーム）を数フレーム一時保存するためのリングバッファを具備しており、このリングバッファにより、非アラーム時（以下、通常時と称する）には通常録画モードとして低フレームレートで記録する。そして、アラーム発生時において、映像記録装置はアラーム録画モードに切り替え、リングバッファに蓄積していた映像（プリフレーム）、および、それ以降の映像（ポストフレーム）が、トリガ信号がタイムアウトするまで高フレームレートで記録され続けるというものである。

特開２００２−１１８８２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の映像記録装置では、どのような条件でも、最大フレームレート数でリングバッファに映像が格納されるため、リングバッファを効率的に活用していない。

このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、リングバッファを効率的に活用することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、カメラから送られるカメラ映像を、カメラ映像のフレームレート数より小さいフレームレート数に間引きした後、リングバッファに格納する第１間引処理部と、複数の条件毎に間引きするフレームレート数が設定されており、前記リングバッファに格納されている映像を、前記複数の条件のうちの１つの条件に応じたフレームレート数で、さらに間引きする第２間引処理部と、を有する映像記録装置であって、前記第１間引処理部は、前記各条件に対応する、それぞれのフレームレート数の最小公倍数のフレームレート数で前記カメラ映像をリングバッファに格納することを特徴とする。
その他の解決手段については、実施形態中にて適宜説明する。

本発明によれば、リングバッファを効率的に活用することができる。

第１実施形態に係る映像記録システムの構成例を示す機能ブロック図である。 第１実施形態に係る間引処理の具体例を示す図である。 第１実施形態に係る映像記録装置における処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る映像記録システムの構成例を示す機能ブロック図である。 第２実施形態に係る間引処理の具体例を示す図である。 第２実施形態に係る映像記録装置における処理手順を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１〜図３を参照して、本発明に係る第１実施形態について説明する。
（システム構成）
図１は、第１実施形態に係る映像記録システムの構成例を示す機能ブロック図である。
映像記録システムＺは、映像を撮影するカメラ２、カメラ２が撮影した映像（動画）であるカメラ映像を記録する映像記録装置１およびアラームの契機となるセンサ３を有する。ここで、アラームの契機とは、例えば、施錠されているドアが正規の鍵を用いることなく、開けられた場合などである。
映像記録装置１は、第１間引処理部１０１、リングバッファ１０２、第２間引処理部１０３、符号化部１０４、蓄積部１０５、制御部１０６を有している。

第１間引処理部１０１は、リングバッファ１０２へカメラ映像を記録する際のフレームレート数が、通常時に記録する際のフレームレート数と、アラーム時に記録する際のフレームレート数との最小公倍数のフレームレート数となるよう映像の間引処理を行い、リングバッファ１０２に間引きされた映像を格納する。第１間引処理部１０１による間引処理（第１間引処理）の詳細は後記する。

リングバッファ１０２は、プリフレームを蓄積部１０５に記録するために、一定数のフレーム画像を一時保存することができるバッファである。このバッファは先入れ先出し配列を持つメモリであり、所定フレーム数の画像を一時保存すると、一時保存した順に画像を読み出し、読み出し終えた画像から順に新規の画像を上書きしていくものである。つまり、リングバッファ１０２は、新しい画像が格納されると、古い画像が消去される、いわゆるトコロテン式に画像が格納されていくバッファである。なお、本実施形態では、映像の１フレームを画像と表現することとする。

第２間引処理部１０３は、制御部１０６から通常時である旨の信号を受けると、リングバッファ１０２に一時保存した画像を、予め設定されている通常時のフレームレート数（低解像度）になるよう間引きして符号化部１０４へ出力する（通常時における間引処理）。さらにデータ量を減らす場合、第２間引処理部１０３は、必要に応じてライン間引きを行い、さらに低解像度にして符号化部１０４へ出力するようにしてもよい。ここで、ライン間引とは、水平ライン画像あるいは垂直ライン画像をライン毎に間引くことである。
また、第２間引処理部１０３は、制御部１０６からアラーム時である旨の信号を受けると、リングバッファ１０２に一時保存した画像を、予め設定されているアラーム時のフレームレート数（通常時と比較して高解像度）になるよう間引きを行い、ライン間引きはせずに符号化部１０４へ出力する（アラーム時における間引処理）。ここでは、蓄積部１０５で映像のデータを保管する際のデータ容量を小さくするためアラーム時においても間引きを行うようにしている。
なお、通常時、アラーム時における各フレームレート数は、ユーザによって予め任意の値に設定されている。

符号化部１０４は、第２間引処理部１０３から入力された映像を圧縮し、蓄積部１０５へ出力する。
蓄積部１０５は、符号化部１０４で圧縮された映像を保管するものであり、長期間の映像を記録するため、ハードディスク、光ディスクなどの大容量記録媒体を使用するのが一般的である。
制御部１０６は、第１間引処理部１０１、第２間引処理部１０３、符号化部１０４などを統括制御するものであり、特に、センサ３からの信号を基に、第２間引処理部１０３に対し通常時の間引処理をするか、アラーム時の間引処理をするか、の制御を行う。

なお、各部１０１，１０３，１０４，１０６は、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）や、ＨＤ（Hard Disk）に格納されたプログラムが、ＲＡＭ（Random Access Memory）に展開され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行されることによって具現化する。

（間引処理の例）
図２は、第１実施形態に係る間引処理の具体例を示す図である。
ここでは、カメラ映像が３０ｆｐｓ（frame per second）、通常時における符号化部１０４へ送られる映像のフレームレート数が２ｆｐｓ、アラーム時における符号化部１０４へ送られる映像のフレームレート数が５ｆｐｓに設定されている場合を想定する。ちなみに、本実施形態の例において、リングバッファ１０２は１００フレーム分の容量があるものとする。
第１間引処理部１０１は、カメラ２からのカメラ映像を、通常時のフレームレート数と、アラーム時のフレームレート数との最小公倍数である１０ｆｐｓに間引きし、リングバッファ１０２に一時格納する（第１間引処理後）。
前記したように、リングバッファ１０２の容量は１００フレーム分であるため、リングバッファ１０２には１０秒間の映像（プリフレーム）を一時保存できる。

そして、センサ３を介して、制御部１０６からアラームが入力されていない間（通常時）、第２間引処理部１０３は、リングバッファ１０２に一時保存された映像を２ｆｐｓに間引きし、符号化部１０４へ出力する（通常時 第２間引処理後）。また、第２間引処理部１０３は、必要があれば、低解像度にするため、ライン間引きした後、符号化部１０４へ映像を出力してもよい。
一方、センサ３を介して、制御部１０６からアラームが入力された場合（アラーム時）、第２間引処理部１０３は、リングバッファ１０２に一時保存されている映像を、通常時より高解像度の５ｆｐｓに間引きし、ライン間引きはせずに符号化部１０４へ出力する（アラーム時 第２間引処理後）。
このように、アラーム時において、リングバッファ１０２に蓄積されている１０秒間の映像（プリフレーム）が高解像度（本実施形態では５ｆｐｓ）で蓄積部１０５に記録される。そして、アラーム信号がなくなるまで、これ以降、映像記録装置１に入力されるカメラ映像も高解像度（５ｆｐｓ）で蓄積部１０５に記録される。

第１間引処理部１０１で、通常時のフレームレート数と、アラーム時のフレームレート数との最小公倍数になるよう間引きを行うことで、通常時、アラーム時ともに均一にフレームを間引くことができる。
また、このようにすることで、リングバッファ１０２に格納するフレーム数を減らすことができ、リングバッファ１０２に格納できる映像時間数を延ばすことができるので、リングバッファ１０２を効率的に使用することができる。
また、第１間引処理部１０１が、通常時のフレームレート数と、アラーム時のフレームレート数の最小公倍数のフレームレート数でリングバッファ１０２に映像を格納することで、どのタイミングでアラームが映像記録装置１に入力されても、すぐにアラーム時のフレームレート数での出力が可能となる。つまり、図２の第１間引処理後で画像が蓄積されている時刻（「○」が記載されている時刻）のどこでアラームが発生しても、第２間引処理部１０３は、瞬時にアラーム時のフレームレート数による映像の間引きを行うことができる。
逆に、図２の第１間引処理後の画像が蓄積されている時刻（「○」が記載されている時刻）のどこでアラームが終了しても、第２間引処理部１０３は、瞬時に通常時のフレームレート数による映像の間引きに戻すことができる。

（フローチャート）
次に、図１を参照しつつ、図３に沿って第１実施形態に係る映像記録方法を説明する。
図３は、第１実施形態に係る映像記録装置における処理手順を示すフローチャートである。
まず、第１間引処理部１０１が、カメラ２からカメラ映像を取得する（Ｓ１０１）。
カメラ映像を取得した第１間引処理部１０１は、通常時のフレームレート数と、アラーム時のフレームレート数との最小公倍数のフレームレート数であり、かつ、カメラ映像より小さいフレームレート数にカメラ映像を間引きする第１間引処理を行う（Ｓ１０２）。

そして、第１間引処理部１０１は、第１間引処理を行った映像をリングバッファ１０２に格納する（Ｓ１０３）。
次に、制御部１０６はセンサ３からアラーム信号を受けつけたか否かを判定する（Ｓ１０４）。
ステップＳ１０４の結果、センサ３からアラーム信号を受けつけていない場合（Ｓ１０４→Ｎｏ）、制御部１０６は、第２間引処理部１０３に、アラーム信号を受け付けていない旨の通知を行い、第２間引処理部１０３は、通常時のフレームレート数でリングバッファ１０２から映像を抽出して、映像を間引く第２間引処理を行う（Ｓ１０５）。その後、第２間引処理部１０３は第２間引処理した映像を符号化部１０４へ出力する。このとき、第２間引処理部１０３は、設定に応じてライン間引を行い、さらに低解像度の映像としてもよい。

ステップＳ１０４の結果、センサ３からアラーム信号を受けつけた場合（Ｓ１０４→Ｙｅｓ）、制御部１０６は、第２間引処理部１０３に、アラーム信号を受け付けた旨の通知を行い、第２間引処理部１０３は、アラーム時のフレームレート数でリングバッファ１０２から映像を抽出して、映像を間引く第２間引処理を行う（Ｓ１０６）。その後、第２間引処理部１０３は第２間引処理した映像を符号化部１０４へ出力する。

ステップＳ１０５またはステップＳ１０６の後、符号化部１０４は、第２間引処理された映像を圧縮する符号化処理（Ｓ１０７）を行い、蓄積部１０５に圧縮した映像を格納する（Ｓ１０８）。

なお、第１実施形態では、第２間引処理部１０３が通常時およびアラーム時といった２つの条件におけるフレームレート数を変えているが、これに限らず、３以上の条件で出力するフレームレート数を変えるようにしてもよい。この場合、第１間引処理部１０１は、各条件におけるフレームレート数の最小公倍数のフレームレート数で第１間引き処理を行い、リングバッファ１０２に格納する。

（第１実施形態のまとめ）
第１実施形態によれば、リングバッファ１０２に格納するフレームレート数を減らすことができ、リングバッファ１０２に格納できる映像時間数を延ばすことができるので、リングバッファ１０２を効率的に使用することができる。
また、第１間引処理部１０１が、通常時のフレームレート数と、アラーム時のフレームレート数の最小公倍数のフレームレート数でリングバッファ１０２に映像を格納することで、どのタイミングでアラームが映像記録装置１に入力されても、すぐにアラーム時のフレームレート数での出力が可能となる。また、第１間引処理後の画像が蓄積されている時刻（「○」が記載されている時刻）のどこでアラームが終了しても、第２間引処理部１０３は、瞬時に通常時のフレームレート数による映像の間引きに戻すことができる。

［第２実施形態］
次に、図４〜図６を参照して、本発明に係る第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態の各図において、第１実施形態と同様の構成に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
（システム構成）
図４は、第２実施形態に係る映像記録システムの構成例を示す機能ブロック図である。
図４の映像記録システムＺａにおいて、図１の映像記録システムＺと異なる点は、複数のカメラ２（図４の例ではカメラＡ２ａ〜カメラＣ２ｃ）が接続されている点である。
また、第１間引処理部１０１ａは、各カメラから送られたカメラ映像について、カメラ毎に第１間引処理を行う。
そして、第２間引処理部１０３ａは、リングバッファ１０２に保存されている第１間引処理後の映像に対して、カメラ毎に第２間引処理を行う。
なお、各部１０１ａ，１０３ａ，１０４，１０６は、第１実施形態と同様、図示しないＲＯＭや、ＨＤに格納されたプログラムが、ＲＡＭに展開され、ＣＰＵによって実行されることによって具現化する。

（間引処理の例）
図５は、第２実施形態に係る間引処理の具体例を示す図である。
図４における各カメラ２（カメラＡ２ａ〜カメラＣ２ｃ）それぞれについての、符号化部１０４へ出力されるフレームレート数の設定として、以下のような設定を行うとする。なお、本実施形態において、各カメラ２から送られるカメラ映像のフレームレート数は３０ｆｐｓである。
カメラＡ２ａ：通常時２ｆｐｓ、アラーム時５ｆｐｓ
カメラＢ２ｂ：通常時１ｆｐｓ、アラーム時２ｆｐｓ
カメラＣ２ｃ：通常時１ｆｐｓ、アラーム時５ｆｐｓ

以上の設定より、カメラＡ２ａにおける第１間引処理後のフレームレート数は、通常時のフレームレート数２ｆｐｓ、アラーム時のフレームレート数５ｆｐｓの最小公倍数である１０ｆｐｓとなる。
また、カメラＢ２ｂにおける第１間引処理後のフレームレート数は、通常時のフレームレート数１ｆｐｓ、アラーム時のフレームレート数２ｆｐｓの最小公倍数である２ｆｐｓとなる。
同様に、カメラＣ２ｃにおける第１間引処理後のフレームレート数は、通常時のフレームレート数１ｆｐｓ、アラーム時のフレームレート数５ｆｐｓの最小公倍数である５ｆｐｓとなる。
また、リングバッファ１０２は１００フレーム分の容量があるものとする。

ここで、映像記録装置１ａの第１間引処理部１０１ａは、図５に示すように、各カメラ２毎にフレームレート数１０ｆｐｓ、２ｆｐｓ、５ｆｐｓで第１間引処理を行い、リングバッファ１０２に入力する（第１間引処理後）。このとき、各カメラ２の画像が重複しないよう、ユーザが予めフレームレート数を調節しておくことが望ましい。
リングバッファ１０２は１００フレーム分の容量があるから残りの８３（１００−（１０＋２＋５））フレーム分はリングバッファ１０２に保存する映像の時間を長く保存するように使用しても良いし、新たにカメラ２を追加して、そのカメラ映像の格納に使用してもよい。
ちなみに、リングバッファ１０２は１つである。

センサ３を介して、制御部１０６からアラームが入力されていない時（通常時）、第２間引処理部１０３ａは、リングバッファ１０２に一時保存されている映像を図５に示すようにカメラＡ２ａによるカメラ映像を２ｆｐｓ、カメラＢ２ｂによるカメラ映像を１ｆｐｓ、カメラＣ２ｃによるカメラ映像を１ｆｐｓに間引きする（通常時 第２間引処理後）。また、第２間引処理部１０３ａは、さらに低解像度にするため、必要に応じてライン間引きして符号化部１０４へ出力してもよい。

一方、センサ３を介して、制御部１０６からアラームが入力された場合（アラーム時）、第２間引処理部１０３ａは、リングバッファ１０２に一時保存されている映像を図５に示すようによりカメラＡ２ａによるカメラ映像を５ｆｐｓに間引きし、ライン間引きはせず高解像度で符号化部１０４へ出力する（アラーム時 第２間引処理後）。なお、カメラＢ２ｂによるカメラ映像、カメラＣ２ｃによるカメラ映像に関しては、リングバッファ１０２に格納されているフレームレート数が、すでにアラーム時のフレームレート数となっているため、カメラＢ２ｂ、カメラＣ２ｃによる映像に関しては、間引きをせず、なおかつライン間引きもせず高解像度で符号化部１０４へ出力する。

（フローチャート）
次に、図４を参照しつつ、図６に沿って第２実施形態に係る映像記録方法を説明する。
図６は、第２実施形態に係る映像記録装置における処理手順を示すフローチャートである。
まず、第１間引処理部１０１ａが、各カメラ２からカメラ映像を取得する（Ｓ２０１）。
各カメラ２からカメラ映像を取得した第１間引処理部１０１ａは、通常時のフレームレート数と、アラーム時のフレームレート数との最小公倍数のフレームレート数であり、かつ、カメラ映像より小さいフレームレート数にカメラ映像を、カメラ２毎に間引きする第１間引処理を行う（Ｓ２０２）。

そして、第１間引処理部１０１ａは、カメラ毎に第１間引処理を行った映像をリングバッファ１０２に格納する（Ｓ２０３）。
次に、制御部１０６はセンサ３からアラーム信号を受け付けたか否かを判定する（Ｓ２０４）。
ステップＳ２０４の結果、センサ３からアラーム信号を受けつけていない場合（Ｓ２０４→Ｎｏ）、制御部１０６は、第２間引処理部１０３ａに、アラーム信号を受け付けていない旨の通知を行う。そして、第２間引処理部１０３ａは、リングバッファ１０２から、各カメラ２における通常時のフレームレート数で、各カメラ２に対応する映像を抽出する第２間引処理を行う（Ｓ２０５）。その後、第２間引処理部１０３ａは第２間引処理した映像を符号化部１０４へ出力する。このとき、第２間引処理部１０３ａは、設定に応じてライン間引をさらに行うことによって、さらに低解像度の映像を符号化部１０４へ出力してもよい。

ステップＳ２０４の結果、センサ３からアラーム信号を受けつけた場合（Ｓ２０４→Ｙｅｓ）、制御部１０６は、第２間引処理部１０３ａに、アラーム信号を受け付けた旨の通知を行う。そして、第２間引処理部１０３ａは、リングバッファ１０２から、各カメラ２におけるアラーム時のフレームレート数で、各カメラ２に対応する映像を抽出する第２間引処理を行う（Ｓ２０６）。その後、第２間引処理部１０３ａは第２間引処理した映像を符号化部１０４へ出力する。

ステップＳ２０５またはステップＳ２０６の後、符号化部１０４は、第２間引処理された映像を圧縮する符号化処理（Ｓ２０７）を行い、蓄積部１０５に圧縮した映像を格納する（Ｓ２０８）。

なお、第１実施形態では、第２間引処理部１０３ａが通常時およびアラーム時といった２つの条件におけるフレームレート数を変えているが、これに限らず、３以上の条件で出力するフレームレートを変えるようにしてもよい。この場合、第１間引処理部１０１ａは、各カメラ２における各条件のフレームレート数の最小公倍数のフレームレート数で間引きを行い、各カメラ２に対応する映像をリングバッファ１０２に格納する。

また、例えば、複数のカメラ２毎にセンサ３が設置されている場合などにおいて、第２間引処理部１０３ａは、カメラ毎のアラームに対応してもよい。例えば、カメラＡ２ａに対し、アラームが発生し、カメラＢ２ｂ、カメラＣ２ｃに対しては、アラームが発生していない場合、第２間引処理部１０３ａは、カメラＡ２ａに対応する映像のみをアラーム時のフレームレート数で第２間引処理を行い、カメラＢ２ｂ、カメラＣ２ｃに対応する映像は、通常時のフレームレート数で第２間引処理を行うようにしてもよい。

（第２実施形態のまとめ）
特許文献１に記載の映像記録装置は、カメラが複数設置されている場合、スイッチャで各カメラから入力されるカメラ映像を切り替えている。そして、特許文献１に記載の映像記録装置は、リングバッファを各カメラで等分に分けて、カメラ映像をリングバッファに格納している。例えば、３台のカメラで３０フレームのリングバッファを使用する場合、特許文献１に記載の映像記録装置は、リングバッファを１０フレームずつにわけて、その１０フレームに各カメラからのカメラ映像を格納している。つまり、Ｎ台のカメラが設置されている場合、リングバッファのフレーム数がＦだとすると、リングバッファに格納される各カメラのカメラ映像はＦ／Ｎフレームに固定されてしまう。

これに対し、第２実施形態によれば、図５で説明したようにリングバッファ１０２に格納する各カメラ２のカメラ映像のフレームレート数を、必要に応じてそれぞれ異なったフレームレート数にすることができる。

１，１ａ 映像記録装置
２，２ａ，２ｂ，２ｃ カメラ
３ センサ
１０１，１０１ａ 第１間引処理部
１０２ リングバッファ
１０３，１０３ａ 第２間引処理部
１０４ 符号化部
１０５ 蓄積部
１０６ 制御部
Ｚ，Ｚａ 映像記録システム

Claims (6)

1. カメラから送られるカメラ映像を、カメラ映像のフレームレート数より小さいフレームレート数に間引きした後、リングバッファに格納する第１間引処理部と、
   複数の条件毎に間引きするフレームレート数が設定されており、前記リングバッファに格納されている映像を、前記複数の条件のうちの１つの条件に応じたフレームレート数で、さらに間引きする第２間引処理部と、
   を有する映像記録装置であって、
   前記第１間引処理部は、前記各条件に対応する、それぞれのフレームレート数の最小公倍数のフレームレート数で前記カメラ映像をリングバッファに格納する
   ことを特徴とする映像記録装置。
2. 前記カメラは複数存在し、
   各カメラに対し、個別に前記複数の条件に応じたフレームレート数が設定されており、
   前記第１間引処理部は、前記カメラ毎における前記各条件に対応するフレームレート数の最小公倍数のフレームレート数で、前記カメラ映像を、前記カメラ毎に前記リングバッファに格納する
   ことを特徴とする請求項１に記載の映像記録装置。
3. 前記各条件は、アラーム信号が前記映像記録装置に入力されるか否かにより区別される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映像記録装置。
4. カメラと、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の映像記録装置と、
   を有する映像記録システム。
5. カメラから送られるカメラ映像を、カメラ映像のフレームレート数より小さいフレームレート数に間引きした後、リングバッファに格納する第１間引処理部と、
   複数の条件毎に間引きするフレームレート数が設定されており、前記リングバッファに格納されている映像を、前記複数の条件のうちの１つの条件に対応するフレームレート数で、さらに間引きする第２間引処理部と、
   を有する映像記録装置による映像記録方法であって、
   前記第１間引処理部が、
   前記各条件に対応する、それぞれのフレームレート数の最小公倍数のフレームレート数で前記カメラ映像をリングバッファに格納する
   ことを特徴とする映像記録方法。
6. 複数の各カメラに対し、個別に前記複数の条件に応じたフレームレート数が設定されており、
   前記第１間引処理部が、
   前記カメラ毎における前記各条件に対応するフレームレート数の最小公倍数のフレームレート数で、前記カメラ映像を、前記カメラ毎に前記リングバッファに格納する
   ことを特徴とする請求項５に記載の映像記録方法。

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