JPH0564199A - 画像監視装置 - Google Patents

画像監視装置

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JPH0564199A
JPH0564199A JP3218311A JP21831191A JPH0564199A JP H0564199 A JPH0564199 A JP H0564199A JP 3218311 A JP3218311 A JP 3218311A JP 21831191 A JP21831191 A JP 21831191A JP H0564199 A JPH0564199 A JP H0564199A
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monitoring target
target area
circuit
terminal device
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Takeshi Watanabe
剛 渡辺
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Pioneer Electronic Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】画像監視装置に関し、複数の監視対象領域の画
像と各監視対象領域の画像変化の度合い示す相違度情報
とを通信路を介して遠隔の地へ効率よく伝送し、遠隔の
地において複数の監視対象領域の監視業務を正確かつ効
率よく行うことのできる画像監視装置を提供することを
目的とする。 【構成】通信路を介して接続された送信側端末装置１と
受信側端末装置２とを一組として構成し、送信側端末装
置１において撮影された監視対象領域の画像信号をデー
タ圧縮するともに、該監視対象領域の画像変化の度合い
を示す相違度情報とその時の監視対象領域を特定する識
別子とを生成し、これら圧縮画像データ、相違度情報お
よび識別子を通信路８を介して受信側端末装置２へ伝送
し、受信側端末装置２において、該受信した圧縮画像デ
ータ、相違度情報および識別子を用いて監視対象領域の
画像変化の検出や所望の監視制御を行うように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、監視対象領域の画像変
化を監視するための画像監視装置に関し、特に通信路を
通じて遠隔の地から監視業務を行うことのできる画像監
視装置に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の画像監視装置として防犯
カメラが知られている。防犯カメラは、図１４に示すよ
うに、監視対象領域に向けて設置したビデオカメラと、
これに接続されたＴＶモニタおよびビデオテープレコー
ダ（ＶＴＲ）から構成されており、ビデオカメラで撮影
した監視対象領域の画像をＴＶモニタに映しながらＶＴ
Ｒで録画するようにしたものである。ＴＶモニタの監視
と異常発生の判断作業は監視員が行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、従来
の防犯カメラなどでは画面の監視と異常発生の判断作業
はすべて人手に頼っていた。このため、監視員の疲労や
ストレスの増加、あるいは監視員の能力の個人差などに
より監視精度が大きく変化するという問題があった。ま
た、人手による場合、画面全体に及ぶ大きな画像変化に
対しては検出精度は高くとも、細かい部分の画像変化を
見落としがちであるという問題があった。さらに、監視
対象領域の数が増加するにつれて監視精度が大きく劣化
するという問題もあった。
【０００４】本発明は前記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、複数の監視対象領域の画
像と各監視対象領域の画像変化の割合を示す相違度情報
とを通信路を介して遠隔の地へ効率よく伝送し、遠隔の
地において監視業務を正確かつ効率よく行うことのでき
る画像監視装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】図１に本発明の画像監視
装置の原理を示す。本発明の画像監視装置は、通信路を
介して接続された送信側端末装置１と受信側端末装置２
とを一組として構成される。
【０００６】送信側端末装置１は、監視対象領域を撮影
する複数の撮像手段３1 〜３n と、該複数の撮像手段３
1 〜３n で撮影された監視対象領域の画像信号を選択す
る画像信号選択部４と、該画像信号選択部４において選
択された監視対象領域の画像信号をデータ圧縮する画像
データ圧縮部５と、前記画像信号選択部において選択さ
れた監視対象領域の画像信号から当該監視対象領域の画
像の変化を監視し、監視対象領域の画像変化の度合いを
示す相違度情報とその時の監視対象領域を特定する識別
子とを生成出力する画像変化検出部６と、該画像変化検
出部６から出力される相違度情報と識別子および前記画
像データ圧縮部５から出力される監視対象領域の圧縮画
像データとを通信路８を介して受信側端末装置２へ送信
するとともに、通信路８を介して受信側端末装置２から
送られてくる画像監視の制御情報を受信する通信回路７
とを備えることにより構成されている。
【０００７】また、受信側端末装置２は、通信路８を介
して送信側端末装置１から送られてくる前記相違度情報
と識別子および圧縮画像データを受信するとともに、通
信路８を介して送信側端末装置１へ画像監視のための制
御情報を送信する通信回路９と、該通信回路９で受信さ
れた圧縮画像データを復号して元の画像を再生する圧縮
データ復号部１０と、前記通信回路で受信された相違度
情報と識別子に基づいて画像監視のための所定の制御情
報を生成出力する制御情報発生部１２と、該制御情報発
生部の制御情報に従って前記圧縮データ復号部復号され
た監視対象領域の画像を表示する画像表示部１１とを備
えることにより構成されている。
【０００８】
【作 用】各撮像手段３1 〜３n はそれぞれ予め定めら
れた監視対象領域に向けて設置されており、これら各撮
像手段３1 〜３n で撮影された画像信号は画像信号選択
部４により所定の時間間隔で順次選択されて出力され
る。
【０００９】画像データ圧縮部５は、画像信号選択部４
で選択された監視対象領域の画像信号を予め定めたデー
タ圧縮手法によりデータ圧縮する。また、画像変化検出
部６は、画像信号選択部から送られてくる現在の監視対
象領域の画像とそれ以前の同一監視対象領域の画像とを
比較することによって画像の変化を監視し、画像変化の
度合いを示す相違度情報を作成するとともに、その時の
監視対象領域を特定する識別子を出力する。
【００１０】前記相違度情報と識別子および圧縮画像デ
ータは通信回路７へ送られ、通信路８を通じて受信側端
末装置２へ送信される。
【００１１】受信側端末装置２の通信回路９は送信側端
末装置１から送られてくる相違度情報と識別子および圧
縮画像データを受信する。圧縮データ復号部１０は、圧
縮画像データを複合して元の画像信号に戻した後、画像
表示部１１へ送る。また、制御信号発生部１２は、相違
度情報と識別子に基づいて所定の制御情報を作成し、画
像表示部１１に送るとともに、必要なら通信路８を通じ
て送信側端末装置１へも送信し、所定の画像監視制御を
行う。
【００１２】例えば、画像表示部１１に対しては、前記
制御情報によってモニタスイッチのＯＮ／ＯＦＦ制御を
行い、画像変化が発生した時に画像表示部１１のモニタ
スイッチを自動的にＯＮして監視対象領域の画像を画面
上に表示し、また、送信側端末装置１に対しては、前記
制御情報によって画像変化の発生した監視対象領域の画
像のみを送るように指示するなどの制御を行う。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図２は本発明の画像監視装置における送信側
端末装置の一実施例のブロック図を示す。また、図３は
受信側端末装置の一実施例のブロック図を示す。
【００１４】まず最初に、図２の送信側端末装置につい
て説明する。図２において、撮像手段を構成する３個の
ビデオカメラ３1 〜３3 は予め定めた監視対象領域に向
けてそれぞれ固定配置され、それぞれの監視対象領域を
撮影するようになっている。
【００１５】画像信号選択部４は、３個のビデオカメラ
３1 〜３3 の出力するビデオ信号を一定周期でサイクリ
ックに選択出力するビデオ信号選択回路４０１、ビデオ
信号選択回路４０１から送られてくるビデオ信号（カラ
ーコンポジット信号）をＹ（輝度）信号とＣ（色差）信
号に分離するＹ−分離回路４０２、アナログ信号をディ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４０３，４０４から
構成されている。
【００１６】画像データ圧縮部５は、Ｙ信号とＣ信号の
それぞれを直交符号に変換する２次元ＤＣＴ（離散コサ
イン変換）回路５０１、量子化回路５０２、Ｙ成分用量
子化テーブル５０３、Ｃ成分用量子化テーブル５０４、
量子化された２次元ＤＣＴの変換係数をジグザグ・スキ
ャンして低周波成分から高周波成分に向かって並び変え
る係数順序変更回路５０５、２次元ＤＣＴの変換係数中
の直流（ＤＣ）成分をＤＰＣＭ符号に変換する差分ＰＣ
Ｍ回路５０６、変換係数中の係数０の項を圧縮して符号
化するゼロパック回路５０７、０以外の変換係数をハフ
マン符号に変換するハフマン符号化回路５０８、ハフマ
ン符号化テーブル５０９、変換後のＤＣ成分とＡＣ成分
を結合してブロック化する信号合成回路５１０から構成
されている。
【００１７】画像変化検出部６は、Ａ／Ｄ変換器４０３
から送られてくるＹ信号に所定のフィルタ処理を施して
所望の画像特徴部分を抽出するフィルタ回路６０１、特
徴抽出画像の画素濃度平均値を求める平均値算出回路６
０２、平均値算出回路６０２で算出された画素濃度平均
値をしきい値として特徴抽出画像を“１”“０”からな
る２値画像に変換する２値化回路６０３、２値画像中か
ら雑音（ノイズ）成分を除去する雑音成分抑圧回路６０
４、過去の画像の画素濃度平均値に対する現在の画像の
画素濃度平均値の変化量を算出する変化量算出回路６０
５、監視対象領域の画像変化の度合いを示す相違度情報
とその時の監視対象領域を特定する識別子を出力する相
違度算出回路６０６、画像変化検出用のしきい値を設定
するしきい値設定回路６０７、従前のフレームの２値画
像を格納記憶しておくための画像記憶回路６０８から構
成されている。
【００１８】７は信号の送受信を行う通信回路、８は送
信側端末装置１と受信側端末装置２間を結ぶ通信路であ
る。この通信路８は有線あるいは無線式のいずれであっ
てもよい。
【００１９】次に、前記構成になる送信側端末装置の動
作を説明する。各ビデオカメラ３1 〜３3 で撮影された
各監視対象領域のビデオ信号は、ビデオ信号択回路４０
１により順次選択され、Ｙ−Ｃ分離回路４０２に入力さ
れる。
【００２０】Ｙ−Ｃ分離回路４０２で分離されたＹ（輝
度）成分とＣ（色差）成分は、Ａ／Ｄ変換器４０３，４
０４でディジタル信号に変換された後、２次元ＤＣＴ回
路５０１に送られ、それぞれ８×８画素サイズのブロッ
ク毎に分割され、このブロックを単位として２次元ＤＣ
Ｔを行う。
【００２１】すなわち、２次元ＤＣＴ回路５０１は、Ｙ
−Ｃ分離回路４０２から送られてくるＹ成分とＣ成分の
それぞれを一旦フレームメモリに格納し、それぞれの信
号成分毎に画面を８×８画素サイズのブロックで分割
し、Ｙ成分およびＣ成分のそれぞれについて、各ブロッ
ク毎に、そのブロックの画像信号をｆ(i,j) （u,v ＝0,
1,…,7) とするとき、次式の２次元ＤＣＴを行い、１ブ
ロック８×８＝６４個の変換係数Ｆ(u,v) を算出する。
【００２２】
【数１】
【００２３】得られた１ブロック８×８＝６４個の変換
係数Ｆ(u,v) は量子化回路５０２に送られ、図４のＹ成
分用量子化テーブル５０３および図５のＣ成分用量子化
テーブル５０４の対応する位置の量子化係数でそれぞれ
割られ、少数点以下を四捨五入することにより量子化さ
れる。これにより、信号の冗長性が除去される。
【００２４】量子化された変換係数は、係数順序変更回
路５０５において、図６に示すようにジグザグ・スキャ
ンされ、ＤＣ成分を始点として周波数の低い方から高い
方へ変換係数が順に並べ換えて読み出される。なお、図
６中、左上隅のハッチングした位置がＤＣ成分である。
【００２５】ジグザグ・スキャンによって読み出された
ＤＣ成分は差分ＰＣＭ回路５０６に送られ、１つ前のブ
ロックのＤＣ成分との差分がとられ、その差分値がＤＰ
ＣＭ符号に変換される。また、ＤＣ成分に引き続いて読
み出されるＡＣ成分はゼロパック回路５０７に送られ、
係数０の部分が後述するようにしてゼロパック処理され
た後、ハフマン符号化回路５０８においてハフマン符号
化される。
【００２６】図８に、前記画像データ圧縮部５における
データ圧縮処理の具体例を示す。なお、この図８の例
は、説明を簡単とするため、４×４画素サイズのブロッ
クの場合を示すものである。
【００２７】図８（ａ）は、量子化回路５０２から出力
された量子化処理後の１ブロック４×４＝１６個の変換
係数である。この１６個の変換係数は、係数順序変更回
路５０５において図８（ｂ）に示すようにジグザグ・ス
キャンされ、図８（ｃ）に示すような順序に並んだ係数
列として出力される。
【００２８】ジグザグ・スキャンによって読み出された
図８（ｃ）の係数列中、最初のＤＣ成分の係数値４（
位置）は、差分ＰＣＭ回路５０６において１つ前のブロ
ックのＤＣ成分との差分がとられ、この差分値が符号化
されてＤＰＣＭ値として出力される。なお、当該処理ブ
ロックが最初のブロックである場合には、１つ前のブロ
ックが存在しないので、この係数値自体が符号化されて
ＤＰＣＭ値として出力される。図８はこの最初のブロッ
クの場合を示しており、係数値４はそのまま符号化さ
れ、図８（ｄ）の位置に示すようにＤＰＣＭ値（４）
として出力されている。
【００２９】一方、ＤＣ成分に引き続いて読み出される
ＡＣ成分については、まずゼロパック回路５０７におい
て係数０の連続個数がコード“ＲＵＮ”で符号化され、
次いで、ハフマン符号化回路５０８においてゼロ以外の
係数についてハフマン符号化され、符号ビット長“ＳＩ
ＺＥ”と、変換後のハフマン符号“Ｉｎｄｅｘ”でそれ
ぞれ置き換えられる。
【００３０】例えば、図８（ｃ）において、ＡＣ成分に
ついての最初の係数値５（位置）の場合を例に採る
と、その値は０でないので、ＲＵＮコードは０でないこ
とを示す“ＲＵＮ０”となる。次いで、この係数値５を
Index Value として図７のハフマン符号化テーブルを参
照すると、そのCode欄から係数値５はハフマン符号“１
０１”に変換され、またその符号ビット長はCode Lengt
欄から３ビットであることがわかる。この結果、係数値
５は、図８（ｄ）の位置に示すように「ＲＵＮ０ Ｓ
ＩＺＥ３ Ｉｎｄｅｘ５（＝“１０１”）」のように符
号化される。位置の係数値３についても同様にして
「ＲＵＮ０ ＳＩＺＥ２ Ｉｎｄｅｘ３（＝“１
１”）」と符号化される。
【００３１】また、図８（ｃ）の位置のように、係数
値０が２つ続いた後に係数値−１が読み出された場合、
係数値０の連続個数は２であるから０の連続個数を示す
ＲＵＮコードは“ＲＵＮ２”となる。さらに、係数値−
１をIndexValue として図７のハフマン符号化テーブル
を参照すると、そのCode欄から係数値−１はハフマン符
号“０”に変換され、またその符号ビット長はCode Len
gt欄から１ビットであることがわかる。この結果、図
（ｃ）の位置の係数列（０，０，−１）は、図８
（ｄ）の位置に示すように「ＲＵＮ２ ＳＩＺＥ１
Ｉｎｄｅｘ−１（＝“０”）」のように符号化される。
【００３２】さらに、図８（ｃ）の位置のように、ブ
ロックの終わりまで係数値０が続く場合には、図８
（ｄ）の位置に示すように、ブロックの終わりまで連
続して０であることを示す特別の符号ＥＯＢ（End Of B
lock）を付加する。
【００３３】前記のようにして符号化されたＤＣ成分と
ＡＣ成分は、信号合成回路５１０において図８（ｄ）に
示したような所定のフォーマット形式にブロック化さ
れ、通信回路７へ送られる。通信回路７は、信号合成回
路５１０から送られてくる圧縮画像データと、後述する
相違度算出回路６０６から送られてくる画像変化の度合
いを示す相違度情報およびその時の監視対象領域を特定
する識別子（例えばビデオカメラ番号）とを通信路７を
介して受信側端末装置２へ送信する。
【００３４】一方、前記画像データ圧縮部５における画
像データの圧縮処理と並行して、画像変化検出部６にお
いて以下に示すような監視対象領域の画像の変化の度合
いを示す相違度情報の算出処理が実行される。
【００３５】すなわち、フィルタ回路６０１は、Ｙ−Ｃ
分離回路４０２から送られてきたＹ信号をフレームメモ
リ（図示なし）に一旦格納する。そして、この格納した
１フレーム分の画像データに対して、図９あるいは図１
０に示すような差分演算処理を施し、当該監視対象領域
の画像の差分画像（エッジ画像）を作成する。
【００３６】図９の差分演算処理は、縦方向ｉ番目、横
方向ｊ番目の位置の画素を差分演算の処理対象画素ｙ
(i,j) とするとき、この処理対象画素ｙ(i,j) について
の差分値Δｙ(i,j) を次式により求めるものである。 Δｙ(i,j) ＝ｙ(i,j＋1)＋ｙ(i＋1,j)−２ｙ(i,j)
【００３７】また、図１０の差分演算処理は、ラプラシ
アンと呼ばれる処理であって、処理対象画素ｙ(i,j) に
ついての差分値Δｙ(i,j) を次式により求めるものであ
る。 Δｙ(i,j) ＝ｙ(i−1,j)＋ｙ(i,j−1)＋ｙ(i,j＋1)＋ｙ(i＋1,j) −４ｙ(i,j) なお、これらの算出式で得られた差分値Δｙ(i,j) の値
が負の場合には、その値を０に置き換える。
【００３８】前記した図９または図１０の差分演算処理
によって得られた監視対象領域の差分画像は、元の画像
中からエッジ（輪郭）部分のみを画像特徴として抽出し
たエッジ画像となる。このようにして得られた監視対象
領域の差分画像は、２値化回路６０３と平均値算出回路
６０２へ送られる。
【００３９】平均値算出回路６０２は、監視対象領域の
差分画像の各画素の差分値Δｙ(i,j) を画面全体につい
て加算｛ΣΔｙ(i,j) ｝し、次式により当該差分画像の
画素濃度平均値Δｙm を算出する。 Δｙm ＝｛ΣΔｙ(i,j) ｝／｛加算した画素の全数｝
【００４０】このようにして得られた画素濃度平均値Δ
ｙm は、その時の監視対象領域の抽出したい画像成分の
度合いを表している。画素濃度平均値平均値Δｙm の値
が大きい場合には監視対象領域の抽出したい画像成分が
全体的に多いこと示し、また、画素濃度平均値Δｙm の
値が小さい場合には監視対象領域の抽出したい画像成分
が全体的に少ないことを示している。
【００４１】２値化回路６０３は、前記平均値算出回路
６０２で得られた画素濃度平均値Δｙm を２値化のしき
い値として、フィルタ回路６０１から送られてくる差分
画像を“１”“０”からなる２値画像に変換し、雑音成
分抑圧回路６０４に送る。
【００４２】また、変化量算出回路６０５は、格納して
おいた１つ前のフレームの画素濃度平均値あるいは過去
数フレーム分についての画素濃度平均値と、平均値算出
回路６０２から送られてくる現在の画素濃度平均値とを
用いて、過去の画素濃度平均値に対する現在の画素濃度
平均値の変化量ｍを次式により算出する。 ｍ＝｛現在の画素濃度平均値｝／｛従前の画素濃度平均
値の平均｝ この変化量ｍは、監視対象領域の抽出したい特徴成分の
量が一定不変のときｍ＝１、増加したときｍ＞１、減少
したときｍ＜１となる。
【００４３】雑音成分抑圧回路６０４は、２値画像中の
ノイズ成分を除去する。このノイズ除去処理は、原理的
には、所定のサイズからなるマスク、例えば図１１〜図
１２に示すような３×３画素サイズのマスクを用意し、
マスクの中心位置の画素がノイズであるか否かをその周
囲の画素の“１”“０”の分布状態に応じて判定するこ
とにより実現される。この判定処理を２値画像の画面最
上端の左端から右端までマスクを１画素づつずらしなが
ら行い、右端まで達したらマスクを縦方向に１画素ずら
し、再び左端から右端まで同様の処理を画面最下端まで
繰り返せばよい。
【００４４】図１１〜図１２を参照してノイズ除去処理
の具体例を示す。なお、このノイズ除去処理はマスクの
中心画素が“１”である場合にのみ行われる。
【００４５】 中心画素のみが“１”で、周囲の８つ
の画素のすべてが“０”の場合中心画素はノイズとみな
し、“０”に置き換える。これは中心画素のみが“１”
の場合は、ノイズなどの孤立点と考えられる。
【００４６】 中心画素の周囲に“１”の画素が３つ
以上ある場合中心画素は、ノイズなどの孤立点ではない
と考えられるので、そのまま“１”として保存する。
【００４７】 中心画素の周囲に“１”の画素が１つ
だけある場合図１１（ａ）または図４（ｂ）に示すよう
に、○位置の画素うちの１つが“１”のときには当該中
心画素をそのまま保存し、そうでないときにはノイズと
みなして“０”に置き換える。
【００４８】図１１（ａ）の場合、ノイズ判定処理を２
値画像の左上から右下に向かって処理していく関係上、
○位置の画素は既にノイズであるか否かを判定された確
定画素である。したがって、○位置の画素が“１”であ
る場合には、中心画素はこれにつながる“１”画素であ
る可能性が高いからである。
【００４９】また、図１１（ｂ）の場合、○位置の画素
はこれからノイズであるか否かが判定される画素である
が、○位置の画素が“１”である場合には、中心画素は
この○位置の画素に連なるエッジの端点画素である可能
性が高いからである。
【００５０】 中心画素の周囲に“１”の画素が２つ
ある場合図１２（ａ）に示すように、○位置の画素のう
ちのいずれか２つだけが“１”のときには当該中心画素
をそのまま保存し、そうでないときにはノイズとみなし
て“０”に置き換える。この図１２（ａ）の場合の判定
原理は、図１１（ａ）の場合と同様である。
【００５１】さらに、図１２（ｂ）〜（ｄ）に示すよう
に、○位置の画素の２つが“１”のときには当該中心画
素をそのまま保存し、そうでないときにはノイズとみな
して“０”に置き換える。これは、画像処理上ノイズと
みなし得る衣服などのしわは「く」の字形のエッジ線と
なって現れることが多いので、このようなエッジ線はノ
イズとして除去し、物体の輪郭に多く存在する「Ｌ」字
形のエッジ線のみを有為の画素として抽出しようとする
ものである。
【００５２】上記のようにしてノイズを除去された２値
画像は、相違度算出回路６０６に送られ、以下に述べる
ようにして監視対象領域の画像変化の度合いを示す相違
度が算出される。
【００５３】図１３に、相違度算出回路６０６における
画像変化の相違度算出のアルゴリズムを示す。なお、こ
の図１３は、説明を簡単とするため、２値画像の画面サ
イズが４×４画素サイズになり、また、画像記憶回路６
０８には、当該監視対象領域についての１フレーム前の
２値画像と２フレーム前の２値画像の２つの画像を記憶
するようになっている場合を例に採る。
【００５４】まず、相違度算出回路６０６は、画像記憶
回路６０８から１フレーム前の２値画像と２フレーム前
の２値画像を読み出し、この２つの画像の論理的ＯＲを
とった後、得られた論理的ＯＲ画像を反転処理（１の補
数をとる）し、その反転画像を求める。
【００５５】次に、前記得られた反転画像と、雑音成分
抑圧回路６０４から送られてきた現在の２値画像との論
理的ＡＮＤをとり、論理的ＡＮＤ画像を求める。このよ
うにして得られた論理的ＡＮＤ画像は、過去の２値画像
では“０”であったが現在の２値画像において“０”か
ら“１”に画素濃度が変わった画素のみからなる２値画
像となる。
【００５６】相違度算出回路６０６は、前記のようにし
て得られた論理的ＡＮＤ画像中の“１”の画素数を計数
し、これをＰとする。この画素数Ｐは、現在の監視対象
領域の２値画像中において“０”から“１”に変わった
画素の全数を表している。また、相違度算出回路６０６
は、現在の２値画像中の“１”の画素数を計数し、これ
をＱとする。この画素数Ｑは、現在の監視対象領域の２
値画像中の“１”画素の全数を表している。
【００５７】相違度算出回路６０６は、前記のようにし
て得られた“０”から“１”に変わった画素数Ｐ、現在
の監視領域の２値画像中の“１”画素の全数Ｑ、しきい
値設定回路１２に予め設定しておいた画像変化判定用の
しきい値Ｓ、および変化量算出回路６０５から送られて
くる画素濃度平均値の変化量ｍを用いて次式により相違
度を算出する。 相違度＝（Ｐ／ｍ）／（Ｓ×Ｑ）
【００５８】なお、上式において、しきい値Ｓは“０”
から“１”に変わった画素の割合を指定するもので、Ｓ
＝０〜1.0 （０％〜１００％）の範囲の値である。ま
た、変化量ｍは、前述したように、監視対象領域の抽出
したい特徴成分の量が一定不変のときｍ＝１、増加した
ときｍ＞１、減少したときｍ＜１となる。
【００５９】上記相違度の算出式は次のような意味を持
つ。まず、基本原理について述べると、２値画像中の
“１”画素の全数Ｑに所定のしきい値Ｓをかけた値（Ｓ
×Ｑ）を画像変化の判定境界値とし、この境界値（Ｓ×
Ｑ）に対する“０”から“１”に変わった画素数Ｐの比
率＝Ｐ／（Ｓ×Ｑ）を画像変化の相違度として採用した
ものである。
【００６０】したがって、画像に全く変化のない場合に
はＰ＝０であるからＰ／（Ｓ×Ｑ）＝０となり、相違度
０のとき画像の変化まったくないことを示している。ま
た、Ｐ＝（Ｓ×Ｑ）、すなわち“０”から“１”に変わ
った画素数Ｐが境界値（Ｓ×Ｑ）と等しくなった場合に
相違度は１となり、監視対象領域に画像変化ありとみな
し得る。画素数Ｐが大きくなればなるほど、相違度は１
より大きくなる。したがって、この相違度の値によって
監視対象領域にどれ位の画像変化があったか否かを識別
することができる。
【００６１】そして、本発明の場合、前記相違度の算出
に際し、前記“０”から“１”に変わった画素数Ｐを、
監視対象領域の抽出したい特徴成分の増減割合を示す画
素濃度平均値の変化量ｍで割ることにより、監視対象領
域の抽出したい特徴成分の変化に応じた補正を行うよう
にしたものである。これは次のような理由による。
【００６２】例えば、監視対象領域の抽出したい特徴成
分の量がそれ以前よりも増加すると、現在の監視対象領
域の２値画像中の“１”画素の数がそれに比例して増え
る。したがって、図１３中の論理的ＡＮＤ処理において
は、特徴成分の量が増加することで“１”の数が増えた
現在の監視対象領域の２値画像と、それ以前の暗いまま
の監視領域の反転画像との論理的ＡＮＤがとられること
なる。
【００６３】このため、得られた論理的ＡＮＤ画像は、
監視領域の特徴成分が増加した分だけ画素数Ｐが本来の
数よりも増えることになる。この増えた分を減らしてや
らなければ正しい判定結果を得ることができない。そこ
で、本発明では、現在の２値画像の画素濃度平均値の変
化量ｍによって画素数Ｐを割ることにより、Ｐを本来の
画素数に戻すようにしたものである。これにより、監視
対象領域の特徴成分の量が変化しても正確な画像変化の
相違度を求めることが可能となる。
【００６４】図１３の例の場合における相違度を求める
と、論理的ＡＮＤ画像の“１”の画素数Ｐは８個、現在
の２値画像中の“１”の画素数Ｑは１１個である。い
ま、しきい値Ｓ＝0.6 （６０％）に設定されており、ま
た画素濃度平均値の変化量ｍ＝１、すなわち監視対象領
域の特徴成分の量がまったく変化していない場合には、
（Ｐ／ｍ）＝８／１＝８、（Ｓ×Ｑ）＝（0.6 ×１１）
＝6.6 となり、相違度は８／6.6 ≒1.2 となり、１より
も大きいから監視対象領域に画像変化ありと認めること
ができる。
【００６５】一方、上記において、監視対象領域がそれ
以前よりも５割程度特徴成分が増加し、画素濃度平均値
の変化量ｍ＝1.5 となった場合、（Ｐ／ｍ）＝８／1.5
≒5.3 となり、相違度は 5.3／6.6 ≒0.8 となり、１よ
りも小さいから監視対象領域に画像変化なしと認めるこ
とができる。
【００６６】相違度算出回路６０６は、前記のようにし
て得られた監視対象領域の画像変化の度合いを示す相違
度情報と、そのときの監視対象領域を特定するための識
別子（例えばビデオカメラ番号）とを通信回路７へ送
る。
【００６７】通信回路７は、画像データ圧縮回路５から
送られてくる一連の圧縮画像データと、画像変化検出部
６からの相違度情報および識別子が揃った時点で、これ
らを通信路８を通じて受信側端末装置２へ送信する。
【００６８】また、この通信回路７は、後述のようにし
て、受信側端末装置２から送られてくる所定の制御情報
を受信し、この制御情報に基づいて、例えばビデオ信号
選択回路４０１の選択信号を画像変化のあった監視対象
領域を撮影しているビデオカメラに固定し、異常の発生
した監視対象領域の画像のみを送るようにしたり、ある
いは、画像変化が発生した後は相違度算出回路６０６に
おける相違度の算出処理を停止し、監視対象領域の画像
のみを伝送するなどの所定の画像監視制御を行う。
【００６９】なお、前記一連の相違度算出処理が終了す
ると、変化量算出回路６０５に格納されている過去の画
素濃度平均値および画像記憶回路６０８に記憶されてい
る過去の２値画像などが更新され、次の処理に備えられ
る。
【００７０】次に、図３の受信側端末装置について説明
する。図３において、９は通信回路、１０は圧縮データ
復号部、１１は画像表示部を構成するＴＶモニタ、１２
は制御信号発生部、１３は信号弁別回路、１４は画像記
録用のビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）である。
【００７１】信号弁別回路１３は、受信データを圧縮画
像データとそれ以外のデータとに分け、圧縮画像データ
については圧縮データ復号部１０へ送り、相違度情報お
よび識別子については制御情報発生部１２へ送る回路で
ある。
【００７２】圧縮データ復号部１０は、受信した圧縮画
像データ中のＤＣ成分とＡＣ成分を分離する変換係数分
離回路１０１、ＤＣ成分を元の値に戻す逆差分ＰＣＭ回
路１０２、ＡＣ成分を元に戻すハフマン復号化回路１０
３、ハフマン復号化テーブル１０４、係数０の連続を元
に戻すゼロアンパック回路１０５、係数順序変更回路１
０６、逆量子化回路１０７、Ｙ成分用逆量子化テーブル
１０８、Ｃ成分用逆量子化テーブル１０９、２次元逆コ
サイン変換を行う２次元ＩＤＣＴ回路１１０、復号され
たＹ成分とＣ成分を合成して元のビデオ信号（カラーコ
ンポジット信号）を再生するＹ−Ｃ合成回路１１１とか
ら構成されている。
【００７３】前記構成になる受信側端末装置２の動作を
説明する。通信路８を通じて送信側端末装置１から送ら
れてくる監視対象領域の圧縮画像データと相違度情報お
よび識別子は通信回路９で受信され、信号弁別回路１３
に送られる。信号弁別回路１３は、受信データ中の圧縮
画像データについては圧縮データ復号部１０へ送り、相
違度情報および識別子については制御情報発生部１２へ
送る。
【００７４】圧縮データを送られた圧縮データ復号部１
０は、以下のようにして圧縮画像データの復号処理を行
う。すなわち、変換係数分離回路１０１は圧縮データ
（図８（ｄ）参照）のＤＣ成分とＡＣ成分を分離し、Ｄ
Ｃ成分について逆差分ＰＣＭ回路１０２に、またＡＣ成
分についてはハフマン復号化回路１０３に送る。
【００７５】逆差分ＰＣＭ回路１０２は、変換係数分離
回路１０１から送られてくるＤＣ成分のＤＰＣＭ値を直
前のブロックのＤＣ成分のＤＰＣＭ値に加えることによ
り、元のＤＣ成分の変換係数を求める。また、ハフマン
復号化回路１０３は、ハフマン復号化テーブル１０４を
参照し、ＡＣ成分を元の変換係数に復号し、さらに、ゼ
ロアンパック回路１０５は変換係数０の部分を元の係数
列に復号する。
【００７６】上記のようして元の値に復号されたＤＣ成
分とＡＣ成分の変換係数は、それぞれ係数順序変更回路
１０６に送られ、ジグザグ・スキャンによってその順序
が並び換えられて再び図６に示す８×８＝６４個の元の
変換係数ブロックに復元される。
【００７７】元の変換係数ブロックに戻されたＹ成分と
Ｃ成分それぞれの６４個の変換係数は、逆量子化回路１
０６に送られ、Ｙ成分用逆量子化テーブル１０７とＣ成
分用逆量子化テーブルの対応する位置の値をかけること
により、量子化前の元の８×８＝６４個の変換係数Ｆ
(u,v) に戻される。
【００７８】そして、この変換係数Ｆ(u,v) は、２次元
ＩＤＣＴ回路１１０においてＹ成分とＣ成分毎に次式の
２次元逆コサイン変換が施され、元の信号ｆ(i,j) に復
元される。
【００７９】
【数２】
【００８０】このようにして元の時間軸上の信号ｆ(i,
j) に復元されたＹ信号とＣ信号は、Ｙ−Ｃ合成回路１
１１で合成されて元のビデオ信号（カラーコンポジット
信号）となり、画像表示部たるＴＶモニタ１１１とＶＴ
Ｒ１４へ送られる。以上の処理を圧縮画像データがなく
なるまで繰り返す。
【００８１】一方、制御情報発生部１２は、信号弁別回
路１３から送られてくる相違度情報と識別子に基づいて
所定の制御情報を生成出力し、画像表示部たるＴＶモニ
タ１１とＶＴＲ１３の所定の制御を行うとともに、制御
情報を送信側端末装置１へ送り、所定の制御を行う。
【００８２】例えば、ＴＶモニタ１１とＶＴＲ１４に対
しては、スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御し、監視対象領
域に何らかの画像変化が発生したときに当該監視対象領
域の画像をＴＶモニタ１１に自動的に映し出すととも
に、当該画像をＶＴＲ１４で録画するように制御する。
【００８３】また、送信側端末装置１に対しては、例え
ば、画像変化の発生した監視対象領域のビデオ信号のみ
を送信するようにビデオ信号選択回路４０１を制御し、
さらに、画像変化が発生した時点で相違度算出回路６０
６の相違度算出動作を停止し、以後は画像データのみを
受信端末装置２側へ送るように指示するなどの制御を行
う。
【００８４】なお、前記実施例は、画像信号としてカラ
ーコンポジット信号を用いた場合について示したが、モ
ノクロ信号の場合も同様に実現できることは勿論であ
る。この場合、図２および図３中のＣ（色差）成分に関
係する回路は不要となる。
【００８５】また、前記実施例では、画像データの圧縮
に２次元ＤＣＴを採用したが、本発明はこの２次元ＤＣ
Ｔに限定されるものではなく、他の画像圧縮手法を採用
してもよい。
【００８６】また、図２のフィルタ回路６０１は、高域
成分を抽出する差分演算を採用したが、低域成分抽出あ
るいは帯域成分抽出など、画像監視の目的に応じて最適
なフィルタ処理を採用すればよい。
【００８７】また、変化量算出回路６０５における画素
濃度平均値の変化量ｍを、それ以前の複数フレームの画
素濃度平均値の平均に対する比として求めたが、処理を
簡単にするため、それ以前の複数数フレームの画素濃度
平均値の中からほぼ中央の値あるいは最頻値を用いてそ
の比を求めるようにしてもよい。
【００８８】また、相違度算出回路６０６では、画素濃
度平均値の変化量ｍをそのまま直接相違度の算出処理に
用いたが、変化量を階段状に増減させ、あるいは或る値
を越えた時には一定値に固定するなど、変化量ｍを変数
とする関数により数値変換することにより、よりこまや
かな算出処理を行うこともできる。
【００８９】また、図３の制御情報発生部１２における
の制御情報は、相違度情報を一旦ディスプレイなどに表
示して監視員に知らせた後、監視員の指示に従って生成
出力するようにしてもよいし、あるいは、監視員の手を
わずらわせることなく、すべての動作を制御情報発生部
１２が自動的に行うようにしてもよい。自動的に行う場
合には、前述したように送信側端末装置１から送られて
くる相違度が１を越えているか否かによって監視対象領
域の画像に変化があったか否かをを検出するようにすれ
ばよい。さらに、この制御情報を利用し、音響的あるい
は光学的警報手段によって監視員に異常発生を知らせる
ようにすることもできる。
【００９０】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明の画像監視装置によるときは、複数の監視対象領
域の画像と各監視対象領域の画像変化の割合を示す相違
度情報とを通信路を介して遠隔の地へ効率よく伝送で
き、遠隔の地において監視業務を正確かつ効率よく行い
得るという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明の画像監視装置の送信側端末装置の一実
施例を示すブロック図である。
【図３】本発明の画像監視装置の受信側端末装置の一実
施例を示すブロック図である。
【図４】Ｙ成分用量子化テーブルの例を示す図である。
【図５】Ｃ成分用量子化テーブルの例を示す図である。
【図６】ジグザグ・スキャンの方法を示す図である。
【図７】ハフマン符号化テーブルの例を示す図である。
【図８】画像信号のデータ圧縮処理の具体例を示す図で
ある。
【図９】差分演算処理の第一の例を示す図である。
【図１０】差分演算処理の第二の例を示す図である。
【図１１】ノイズ除去処理の第一の例を示す図である。
【図１２】ノイズ除去処理の第二の例を示す図である。
【図１３】画像変化検出部における相違度算出処理のア
ルゴリズムを示す図である。
【図１４】従来の防犯カメラの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ 送信側端末装置 ２ 受信側端末装置 ３ 撮像手段（ビデオカメラ） ４ 画像信号選択部 ５ 画像データ圧縮部 ６ 画像変化検出部 ７ 通信回路 ８ 通信路 ９ 通信回路 １０ 圧縮データ復号部 １１ 画像表示部（ＴＶモニタ） １２ 制御信号発生部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ａ 8626−5Ｃ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通信路を介して接続された送信側端末装
    置と受信側端末装置とからなり、 送信側端末装置は、 監視対象領域を撮影する複数の撮像手段と、 該複数の撮像手段で撮影された監視対象領域の画像信号
    を選択する画像信号選択部と、 該画像信号選択部において選択された監視対象領域の画
    像信号をデータ圧縮する画像データ圧縮部と、 前記画像信号選択部において選択された監視対象領域の
    画像信号から当該監視対象領域の画像の変化を監視し、
    監視対象領域の画像変化の度合いを示す相違度情報とそ
    の時の監視対象領域を特定する識別子とを生成出力する
    画像変化検出部と、 該画像変化検出部から出力される相違度情報と識別子お
    よび前記画像データ圧縮部から出力される監視対象領域
    の圧縮画像データとを通信路を介して受信側端末装置へ
    送信するとともに、通信路を介して受信側端末装置から
    送られてくる画像監視の制御情報を受信する通信回路と
    を備え、 受信側端末装置は、 通信路を介して送信側端末装置から送られてくる前記相
    違度情報と識別子および監視対象領域の圧縮画像データ
    を受信するとともに、通信路を介して送信側端末装置へ
    画像監視のための制御情報を送信する通信回路と、 該通信回路で受信された圧縮画像データを復号して元の
    画像を再生する圧縮データ復号部と、 前記通信回路で受信された相違度情報と識別子に基づい
    て画像監視のための所定の制御情報を生成出力する制御
    情報発生部と、 該制御情報発生部の出力する制御情報に従って前記圧縮
    データ復号部で復号された監視対象領域の画像を表示す
    る画像表示部とを備えたことを特徴とする画像監視装
    置。
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