JPH0767098A - 動画像監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １系統の圧縮／伸長部を用いるだけで、複数
台のカメラからの画像を遠方にて監視し得るようにす
る。 【構成】 図は圧縮部の構成を示すもので、１系統の画
像圧縮ユニット１５，伝送制御部１６に対し、複数台の
カメラ１１，Ａ／Ｄ変換器１２，フレームメモリ１３お
よび減算器１４を設け、フレームメモリ１３からの各出
力を順次切り替える映像切替器１７と、これを制御する
制御部１８を設けることにより、複数台のカメラからの
画像を時分割多重化して伝送できるようにし、これを図
示されない伸長部により同様にして再生可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数のテレビカメラ
を含む撮像装置からの画像を用いて監視を行なう動画像
監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４は従来例を示す概要図である。す
なわち、この種の装置は、大きくは圧縮部１と伸長部２
とから構成される。また、圧縮部１には撮像装置として
のカメラ１１が設けられ、このカメラ１１から入力され
た画像はＡ／Ｄコンバータ１２を通してフレームメモリ
１３に入力される。減算器１４ではＡ／Ｄコンバータ１
２から直接与えられる現画面と、フレームメモリ１３を
介して与えられる前画面との差で表わされるフレーム間
差画像が得られる。画像圧縮ユニット１５ではこのフレ
ーム間差画像を圧縮し、伝送制御部１６を経て送信す
る。

【０００３】伸長部２では圧縮部１からの圧縮画像を伝
送制御部２１を介して受信し、画像伸長ユニット２２に
より伸長する。加算器２３では伸長されたフレーム間差
画像を、フレームメモリ２４を介して与えられる前画像
に加算することにより、現画像を生成する。この現画像
はフレームメモリ２４に格納され、前画像となる。ま
た、現画像はＤ／Ａコンバータ２５を通してモニタ２６
上に動画（３０フレーム／秒）または準動画（３０フレ
ーム／秒以下）として表示される。なお、動画および準
動画は圧縮・伸長の処理時間または伝送レートにより決
定される。

【０００４】図１５にフレーム間差の算出概念を示す。
同図において、処理時間１，２，３──は圧縮または伸
長の１フレームを処理する時間を示す。そして、この処
理時間を単位としてフレーム間差を算出し、時間的な変
化分のみを、画像圧縮ユニットにより圧縮して伝送す
る。圧縮ユニットにおける圧縮処理については省略する
が、直交変換方式であるＤＣＴ（離散コサイン変換）が
良く用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、カメラ
からの画像をフレーム間差により圧縮処理して伝送する
ものでは、カメラからの入力は１入力のみとなり、ま
た、複数台のカメラを接続する場合は複数の圧縮処理部
が必要となり、さらに、カメラの台数に比例するため、
伝送データ量が増えメモリ容量も増えるという問題があ
る。したがって、この発明の課題はハード的に大きい圧
縮／伸長部を１系統のみとして伝送データ量やメモリ容
量を増やすことなく、複数台のカメラからの画像を多重
伝送可能とすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、第１の発明では、複数の撮像装置からの画像を
アナログ／ディジタル変換器によりディジタル化し、こ
れを所定のサンプリングクロックにより順次フレームメ
モリに取り込み、その１クロック前に取り込まれた画像
と現在取り込まれた画像とのフレーム間差を求め、一定
時間間隔毎にフレーム間差を切り替えて共通の画像圧縮
手段に送出して順次圧縮し、この圧縮された符号データ
に映像番号と符号量を付加し画像圧縮データとして時分
割多重化して送信する圧縮部と、受信データから前記画
像圧縮データを取り出し、共通の伸長手段によりフレー
ム間差を伸長するとともに、その画像圧縮データに付加
されている映像番号によりフレーム間差の切り換えを行
ない、前記伸長手段を介して各フレームメモリに書き込
まれた前画像とフレーム間差とを加算して現画像を生成
し、符号データに付加されている映像番号に応じてフレ
ームメモリを選択するためのサンプリングクロックを生
成し、このサンプリングクロックにより現画像を各フレ
ームメモリに書き込み、その出力をディジタル／アナロ
グ変換器を通してモニタに表示する伸長部とを備えたこ
とを特徴としている。

【０００７】第１の発明に対しては、前記圧縮部に、前
記フレームメモリに取り込む画像データのサンプリング
パターンを設定するパターン設定手段と、その設定パタ
ーンに応じて各フレームメモリに対し画像データをサン
プリングするためのクロックを生成するクロック生成手
段とを設け、前記伸長部のモニタへ関心のある監視画像
は密に表示し、そうでない監視画像は粗に表示すること
ができ、または、前記圧縮部により圧縮された符号デー
タの符号量を所定しきい値と比較して判定する符号量判
定手段と、その判定結果にもとづき予め設定されたサン
プリングパターンとするか、または前回取り込んだ画像
データを再度取り込むかどうかを選択する選択手段とを
設け、或る画像データの符号量が所定しきい値を越えた
ときは粗にサンプリングしていた画像を密にサンプリン
グすることができる。

【０００８】また、第１の発明に対しては、複数台のカ
メラからの画像をマルチ表示するマルチ表示手段と、符
号データの符号量を所定しきい値と比較して判定する符
号量判定手段と、その判定結果に応じてマルチ表示画面
から詳細情報を表示するための標準画面に切り替える切
替手段とを設け、伝送される画像の符号量が或るしきい
値を越えたら異常画像と判断し、マルチ表示画面から異
常画像のみの画面に切り替えることができる。

【０００９】

【作用】複数台のカメラからの画像を切り替えて取り込
み，時分割化して出力することにより、１系統のみの圧
縮／伸長部を用いて複数台のカメラからの画像を監視で
きるようにする。

【００１０】

【実施例】図１はこの発明の実施例を示す部分概要図で
ある。これは、圧縮部の構成を示すもので、ここでは複
数台のカメラ１１に対処するため、Ａ／Ｄ変換器１２，
フレームメモリ１３および減算器１４をその数に対応し
てそれぞれ複数個設けるとともに、減算器１４を介して
与えられるフレーム間差画像を順次選択して画像圧縮ユ
ニット１５に与える映像切替器１７と、その制御を行な
う映像切替制御部１８とから構成される。

【００１１】すなわち、複数台のカメラ１１からの画像
はＡ／Ｄ変換器１２にてディジタル化され、或る一定時
間間隔をもって出力される映像切替制御部１８からのサ
ンプリングクロックに応じ、フレームメモリ１，２，
３，４から或るパターンをもって読み出される。各フレ
ームメモリは入出力セパレートとなっており、フレーム
バッファとして働く。このとき、Ａ／Ｄ変換器１２の出
力である現画像は、フレームメモリ１３からの出力であ
る前画像とともに減算器１４に入力され、ここでフレー
ム間差が算出されるとともに、再び現画像としてフレー
ムメモリ１３に取り込まれ、次のフレーム間差算出のた
めの前画像となる。

【００１２】図２はフレーム間差算出の具体例を説明す
るための説明図である。処理時間の経過に対する画像フ
レームの取り込みは、フレームメモリ１，２，３，４、
１，２，３，４、──となる。例えば、処理時間「５」
では、処理時間「１」のフレームＦ１−１とＦ１−２と
からフレーム間差Ｄ１−１を算出する。また、処理時間
「６」では、処理時間「１」のフレームＦ２−１とＦ２
−２とからフレーム間差Ｄ２−１を算出する。以下、同
様の処理を行ない、得られたフレーム間差Ｄ１−１，Ｄ
２−１──を映像切替器１７により順次選択し、画像圧
縮ユニット１５に与える。

【００１３】画像圧縮ユニット１５では、映像切替器１
７からの出力であるフレーム間差を順次圧縮処理し、そ
のヘッダ部に映像番号と符号量を付加して伝送制御部１
６へ渡し、ここから伝送路へと送出する。なお、以上で
はフレームメモリの取り込みを１，２，３，４、１，
２，３，４、──と順次取り込むようにしたが、その順
序は適宜変更することができる。つまり、複数台のカメ
ラを設置した場合、その設置場所に応じて常に監視する
場合と、画像上に急激な変化がなくそれほど厳密な監視
をする必要がない場所とがあるので、かかる場合にはカ
メラの設置場所に応じて、フレームメモリの取り込みパ
ターンを可変にし、関心のある画像は密に、またそうで
ない画像は粗にして取り込むようにすることができる。

【００１４】図３はこのような場合の例を説明するため
の説明図である。ここでは、フレーム１を密にサンプリ
ングしてフレーム間差を求め、フレーム３，４は粗にサ
ンプリングする例を示している。なお、これはほんの１
例に過ぎず、場合によってはフレーム１のみフレーム間
差を求めて伝送し、他のフレームは伝送しないようにす
るなど、種々の変形が考えられる。

【００１５】図４は映像切替制御部の詳細を示すブロッ
ク図、図５はラインメモリの内容例を説明するための説
明図、図６は図４による映像切り替え動作を説明するた
めのタイムチャートである。なお、図４において、１７
１はラインメモリ、１７２はフレームサンプリングクロ
ック生成回路、１７３は符号量判定回路、１７４はリー
ド制御部、１７５はライト制御部である。

【００１６】すなわち、各フレームをどのようにサンプ
リングするかを示すサンプリングパターンを、ラインメ
モリ１７１を用いて設定するようにしたもので、ここで
は、図１の伝送制御部１６により伝送路から受信したサ
ンプリングパターンを、ライト制御部１７５との協働動
作により書き込むことができるようになっている。例え
ば、図３のようなサンプリングパターンの場合の、ライ
ンメモリ１７１の内容は図５のようになる。なお、サン
プリングの１周期の数は予め定めておくか、または適宜
に設定可能とし、後者の場合は１周期のサンプリングが
終了したら、また先頭に戻る動作を繰り返すものとす
る。

【００１７】ラインメモリ１７１に書き込まれたサンプ
リングパターンは、リード制御部１７４が、画像圧縮ユ
ニット１５から与えられるフレーム終了（圧縮処理終
了）信号をトリガとして受けてリード動作を１回行なう
ことによって読み出され、次のフレームメモリが選択さ
れるようになっている。このラインメモリ１７１の出力
は、映像切り替え番号として映像切替器１７に入力され
るとともに、フレームサンプリングクロック生成回路１
７２から各フレームメモリ対応のサンプリングクロック
が生成される。

【００１８】図６はラインメモリへのサンプリングパタ
ーンのライト動作およびリード動作のタイミングを示す
タイミングチャートである。ここでは、伝送制御部から
の指示を受けてサンプリングパターンをライトするとき
は、まず同図（イ）のようにライトリセットを行ない、
同図（ロ）のようにラインメモリ内のライトアドレスポ
インタを先頭に戻した後、同図（ハ）のように順次パタ
ーンライト、つまりサンプリングすべきフレームメモリ
の番号を書き込む。なお、同図（ニ）はライトクロック
を示している。

【００１９】画像圧縮ユニットからのフレーム終了（圧
縮処理終了）をトリガとして、リード動作が１度ずつ行
なわれる。すなわち、図６（ホ）のようにリードリセッ
トを行ない、次いで同図（ヘ）のようなリードクロック
にてリード動作を行なう。同図（ト）はラインメモリ内
のリードアドレスポインタを示し、１サンプリングパタ
ーン周期毎にリセットされる。また、同図（チ）はサン
プリングパターンのリード動作（映像切替器への入力）
を示す。

【００２０】図４では、符号量判定回路１７３におい
て、画像圧縮部からセットされる符号量データを判定す
るが、これが或るしきい値以下の場合はフレーム終了
（圧縮処理終了）をトリガとして、次にサンプリングす
べきフレーム番号のリード動作を行なう一方、或るしき
い値以上の場合はリード動作は行なわず、前回ラインメ
モリから出力されたフレーム番号で再びサンプリングを
行なう。そして、或るしきい値以下になるまでこのよう
な動作を繰り返すことにより、異常発生した画像の詳細
を圧縮して伝送し得るようにしている。図３ではこのよ
うな例として、処理時間１６〜２１において符号量が増
大し、数回（ここでは６回）同一フレームのフレーム間
差を算出している様子を示している。

【００２１】図７は伸長部の詳細を示すブロック図であ
る。伸長部でも複数の画像に対処するため、複数の加算
器２３およびフレームメモリ２４を設けるとともに、画
像切替器２７Ａ，２７Ｂ、サンプリングクロック生成回
路２８、フレームメモリ２９、制御部２００およびスー
パインポーズ回路２０１などを付加して構成される。な
お、その他は図１４と同じである。

【００２２】すなわち、伝送制御部２１により伝送路よ
り受信したデータのうち、圧縮されたデータだけが画像
伸長ユニット２２に与えられる。画像伸長ユニット２２
では圧縮された画像を伸長するとともに、画像圧縮デー
タのヘッダ部に付加された入力映像番号により、画像切
替器２７Ａの出力を切り替えるようにする。この画像切
替器２７Ａの出力であるフレーム間差は、加算器２３に
おいてフレームメモリ２４からの出力である前画像に加
算され、これを現画像として再びフレームメモリ２４に
格納する。

【００２３】フレームメモリ１，２，３，４からの出力
は、制御部２００に与えられる外部インタフェースモー
ドに応じ、画像切替器２７Ｂにより切り替えられて出力
される。画像切替器２７Ｂでは、図示されないタイマに
より或る一定時間毎に画像を切り替えたり、外部からの
入力により直接見たい画面を選択したりすることができ
る。また、フレームメモリ２９はフレームメモリ１，
２，３，４からの画像をマルチ表示するか、あるいはピ
クチャーインピクチャーの画面制御を行なうために設け
られている。

【００２４】図８はこの発明による表示態様を説明する
ための説明図である。すなわち、同図（イ）はフレーム
１，２，３，４と１画面に４つフレームの画像をマルチ
表示した画像から、例えばフレーム４の画像圧縮データ
の符号量がしきい値を越えたため、そのフレーム４の画
像を詳細表示した例を示す。また、同図（ロ）はテレビ
等の外部入力画面に、縮小された監視用画面を重ね合わ
せてピクチャーインピクチャー表示（重ね合わせ表示）
されているときに、監視用画面の符号量がしきい値を越
えたため、その監視用画面を詳細表示した例を示してい
る。

【００２５】図９は図７に示す制御部の詳細を示す構成
図である。これは、表示選択制御部２００Ａ，符号量し
きい値判定部２００Ｂ，フレームメモリライト・リード
部２００Ｃ，切り替え制御部２００Ｄおよびタイマ２０
０Ｅなどから構成され、外部インタフェース部からのモ
ード指示によって画面制御を行なうものである。なお、
は画像圧縮データを示し、映像番号，符号量などから
なるヘッダ部と、符号データ部とから成っている。ま
た、モードとしては、タイマによる標準画面切替モー
ド、外部インタフェースによる画面切替モード、マルチ
画面表示から異常画面表示モード、およびテレビ等の入
力画面に監視画面の縮小画面をスーパーインポーズする
モードなどがある。

【００２６】フレームメモリライト・リード部２００Ｃ
は、画像データ圧縮部の映像番号とフレーム終了（伸長
処理終了）とにより、フレーム間差データと前画像とを
加算した現画像を、フレームメモリ１，２，３，４のい
ずれかを選択して１フレーム分書き込むためのクロック
を生成する。表示選択制御部２００Ａは、各画像の符号
量を符号量しきい値判定部２００Ｂにて判定された信号
と、外部インタフェース部からのモード指示信号とによ
って標準表示，マルチ表示または縮小表示のいずれにす
るかを示す制御信号としての、システムクロックとゲー
トパルスとを生成する。

【００２７】図１０は標準表示の場合を説明するための
タイムチャートである。すなわち、フレームメモリ１，
２，３，４のいずれかの出力が後段のフレームメモリ２
９の入力となる。この場合は１フレーム分すべてが、同
図（ヘ）に示すクロックゲートがイネーブルのときに、
同図（ホ）のシステムクロック（単にクロックともい
う）を用いて書き込まれることになる。なお、同図
（イ）は垂直同期信号、（ロ）は水平直同期信号、
（ハ）はアドレス設定信号、（ニ）はメモリ２９の入力
データをそれぞれ示している。また、（ト）はフレーム
メモリ２９の部分イメージ、（チ）は１フレームのイメ
ージを示す。

【００２８】図１１はマルチ表示の場合を説明するため
のタイムチャートである。これは、４分割表示の例を示
すもので、同図（ニ）に示すフレームメモリ２９の入力
が、（ホ），（ヘ）に示すシステムクロック，クロック
ゲートにより、１画素飛ばしに書き込まれ、（チ）のよ
うに４分の１のサイズで書き込まれる。４分の１のサイ
ズをフレーム内のどの位置に表示するかは、（ハ）のア
ドレス設定信号によって決定される。

【００２９】図１２は縮小表示の場合を説明するための
タイムチャートである。これは、１／８に縮小する例を
示し、（ヘ）に示すクロックゲートを８クロックに１度
イネーブルにすることで、１／８サイズとなる。なお、
この場合も８分の１のサイズをフレーム内のどの位置に
表示するかは、（ハ）のアドレス設定信号によって決定
される。また、マルチ表示や縮小表示の画面の縦方向の
制御は、縮小サイズに応じて書き込みラインを飛び越す
ことにより、実行する。そして、これらの制御を図９の
表示選択制御部２００Ａで行ない、その選択は符号量し
きい値判定部２００Ｂからの信号により行なう。

【００３０】図１３はスーパーインポーズ回路の具体例
を示すブロック図で、制御部２０１Ａ，ゲートパルス回
路２０１Ｂ，スーパーインポーズ部２０１Ｃ，ビデオア
ンプ２０１Ｄおよび切替器２０１Ｅから構成される。す
なわち、外部インタフェースからのモード信号と、符号
量しきい値判定部からの出力とが制御部２０１Ａに入力
され、ゲートパルス回路２０１Ｂによってスーパーイン
ポーズのオン／オフ制御を行なう。ゲートパルス回路２
０１Ｂによって、インポーズする画面の位置と大きさが
決定される。また、スーパーインポーズ部２０１Ｃの出
力はビデオアンプ２０１Ｄによって増幅され、切替器２
０１Ｅを介して出力される。切替器２０１Ｅは外部入力
画面と監視画面との切り替えを行なう。

【００３１】

【発明の効果】この発明によれば、以下のような効果を
期待することができる。 （１）ハードウエア的に大きい圧縮部／復元部を１系統
だけにしたので、伝送データ量を増やすことなく複数台
のカメラからの画像を多重に伝送可能となる。 （２）関心度の高いカメラからの画像は密に、そうでな
い画像は粗に伝送することができる。 （３）符号量判定手段を設けることにより、関心がなく
粗に伝送していた画像について、侵入者等によって異常
が生じた場合に符号量を判断し、粗に伝送していた画像
においても詳細情報の伝送が可能となる。 （４）伝送符号量により、マルチ表示または標準表示の
切り替え、異常時のみ詳細画面への切り替えなどを行な
うことができる。 （５）通常は外部から入力されたＴＶ等の画面を表示
し、異常時のみ監視画面に切り替え、異常時のみ詳細画
面の観察を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による圧縮部の詳細を示すブロック図
である。

【図２】この発明によるフレーム間差算出の具体例を説
明するための説明図である。

【図３】この発明によるサンプリングの例を説明するた
めの説明図である。

【図４】図１に示す映像切替制御部の詳細を示すブロッ
ク図である。

【図５】ラインメモリの構成を示す概要図である。

【図６】ラインメモリへのサンプリングパターンのライ
ト動作およびリード動作のタイミングを示すタイミング
チャートである。

【図７】この発明による伸長部の詳細を示すブロック図
である。

【図８】マルチ表示から詳細表示への切り替え動作、お
よび重ね合わせ表示から詳細表示への切り替え動作を説
明するための説明図である。

【図９】図７に示す制御部の詳細を示すブロック図であ
る。

【図１０】標準表示する場合のフレームメモリ制御方法
を示す説明図である。

【図１１】マルチ表示する場合のフレームメモリ制御方
法を示す説明図である。

【図１２】縮小表示する場合のフレームメモリ制御方法
を示す説明図である。

【図１３】スーパーインポーズ回路の具体例を示すブロ
ック図である。

【図１４】画像監視装置の従来例を示すブロック図であ
る。

【図１５】図１４におけるフレーム間差の生成方法を説
明するための説明図である。

【符号の説明】

１…圧縮部、２…伸長部、１１…カメラ、１２…Ａ／Ｄ
（アナログ／ディジタル）変換器、１３，２４，２９…
フレームメモリ、１４，１４Ａ〜１４Ｋ…減算器、１５
…画像圧縮ユニット、１６，２１…伝送制御部、１７…
映像切替器、１８…映像切替制御部、２２…画像伸長ユ
ニット、２３…加算器、２５…Ｄ／Ａ（ディジタル／ア
ナログ）変換器、２６…モニタ、２７Ａ，２７Ｂ…画像
切替器、１７１…ラインメモリ、１７２…フレームサン
プリングクロック生成回路、１７３…符号量判定回路、
１７４…リード制御部、１７５…ライト制御部、２０
０，２０１Ａ…制御部、２０１…スーパーインポーズ回
路、２００Ａ…表示選択制御部、２００Ｂ…符号量しき
い値判定部、２００Ｃ…フレームメモリライト・リード
部、２００Ｄ…切り替え制御部、２００Ｅ…タイマ、２
０１Ｂ…ゲートパルス回路、２０１Ｃ…スーパーインポ
ーズ部、２０１Ｄ…ビデオアンプ、２０１Ｅ…切替器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の撮像装置からの画像をアナログ／
   ディジタル変換器によりディジタル化し、これを所定の
   サンプリングクロックにより順次フレームメモリに取り
   込み、その１クロック前に取り込まれた画像と現在取り
   込まれた画像とのフレーム間差を求め、一定時間間隔毎
   にフレーム間差を切り替えて共通の画像圧縮手段に送出
   して順次圧縮し、この圧縮された符号データに映像番号
   と符号量を付加し画像圧縮データとして時分割多重化し
   て送信する圧縮部と、 受信データから前記画像圧縮データを取り出し、共通の
   伸長手段によりフレーム間差を伸長するとともに、その
   画像圧縮データに付加されている映像番号によりフレー
   ム間差の切り換えを行ない、前記伸長手段を介して各フ
   レームメモリに書き込まれた前画像とフレーム間差とを
   加算して現画像を生成し、符号データに付加されている
   映像番号に応じてフレームメモリを選択するためのサン
   プリングクロックを生成し、このサンプリングクロック
   により現画像を各フレームメモリに書き込み、その出力
   をディジタル／アナログ変換器を通してモニタに表示す
   る伸長部とを備えたことを特徴とする動画像監視装置。
2. 【請求項２】 前記圧縮部に、前記フレームメモリに取
   り込む画像データのサンプリングパターンを設定するパ
   ターン設定手段と、その設定パターンに応じて各フレー
   ムメモリに対し画像データをサンプリングするためのク
   ロックを生成するクロック生成手段とを設け、前記伸長
   部のモニタへ関心のある監視画像は密に表示し、そうで
   ない監視画像は粗に表示することを特徴とする請求項１
   に記載の動画像監視装置。
3. 【請求項３】 前記圧縮部により圧縮された符号データ
   の符号量を所定しきい値と比較して判定する符号量判定
   手段と、その判定結果にもとづき予め設定されたサンプ
   リングパターンとするか、または前回取り込んだ画像デ
   ータを再度取り込むかどうかを選択する選択手段とを設
   け、或る画像データの符号量が所定しきい値を越えたと
   きは粗にサンプリングしていた画像を密にサンプリング
   することを特徴とする請求項１に記載の動画像監視装
   置。
4. 【請求項４】 複数台のカメラからの画像をマルチ表示
   するマルチ表示手段と、符号データの符号量を所定しき
   い値と比較して判定する符号量判定手段と、その判定結
   果に応じてマルチ表示画面から詳細情報を表示するため
   の標準画面に切り替える切替手段とを設け、伝送される
   画像の符号量が或るしきい値を越えたら異常画像と判断
   し、マルチ表示画面から異常画像のみの画面に切り替え
   ることを特徴とする請求項１に記載の動画像監視装置。