JPH087837B2 - 監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、テレビカメラにより侵入者等を監視し、映
像内に変化が生じたときに警報等を発する監視装置に関
するものである。

［従来の技術］ 従来、テレビカメラを用いた監視装置では、テレビカ
メラと超音波センサ又は赤外線センサ等を併用して侵入
者を検出するものが多く、映像信号の変化により侵入者
等を検出するものとしては、テレビ画像の或るフレーム
における特定の水平走査線における映像信号を微分して
整流した波形のピーク値を記憶し、更に異なるフレーム
における前記水平走査線と同一の水平走査線における前
記と同様にして得られたピーク値をも記憶し、両ピーク
値に変化が生じたことを検出し、以て画像の変化即ち侵
入者等が有るとして警報を発するもの（例えば特開昭58
−179079号）が有る。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の監視装置は、超音波センサ又は赤外線センサを
併用するものではセンサのビームが遮断されることによ
り侵入者等を検出するのみであり、又、走査線のピーク
値を比較するものでは単にモニター画面に変化を生じた
ことを検出するのみである故、これら従来の監視装置で
はモニター画面を横切った物体の大きさを識別すること
ができず、被検出物が画面を通過してしまった場合、被
検出物が侵入者であるか、単なる塵芥等が横切ったもの
なのか判別できなかった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は３値レベル信号出力回路により映像信号から
３値レベル信号を形成し、更にこの３値レベル信号の黒
レベル及び白レベルを共にＨレベルとする２値化回路に
より２値のレベル信号に変換すると共に、モニターテレ
ビの画面上に検出範囲となるウインドウ部分を３値画像
により設定し、このウインドウ部分における２値レベル
の映像信号を１フィールドにつき積分する積分回路を２
個設け、この第１積分回路と第２積分回路とは一定数だ
け異なるフレームにおいて積分を行なわせる様にすると
共に、所定時間だけ積分値を保持させる様にし、比較増
幅回路により第１積分回路の積分値と第２積分回路の積
分値とを比較して積分値の差を増幅した検知信号を出力
させるものとし、この検知信号の大きさをレベル判定回
路により判定し、検知信号の大きさにより異なる報知信
号を報知回路に出力させ、報知回路では報知信号に応じ
た段階表示を行ない得る様にする。

［作用］ 本発明は映像信号を３値のレベル信号とすることによ
りウインドウ内の背景を中間値とし、閾値の設定を容易
とすると共に背景の輝度レベルよりも高い輝度及び低い
輝度の両者を検出可能とする。

そしてこの３値レベル信号を２値のレベル信号に変換
する故、背景よりも白い物及び黒い物を２値のレベル信
号で背景と区別することができ、画面上におけるウイン
ドウ部分の白面積及び黒面積の両者又は一方が変化して
中間値の面積が変化すると積分値が変化することとな
り、２個の積分回路により異なるフレームの映像信号を
積分して保持させ、この積分値を比較増幅回路で比較し
て積分値の差を増幅した検知信号を出力させる故、ウイ
ンドウ部分における白画面や黒画面の変化した面積に対
応した電圧の検知信号を得ることができる。

更に、レベル判定回路により検知信号の大きさによっ
て異なる報知信号を出力させ、この報知信号に応じて報
知回路は段階表示を行なう故、ウインドウ部分における
映像の変化した面積を報知回路で表示し、画面を横切っ
た物体の大きさを知ることができる。

［実施例］ 本発明の実施例は、第１図に示す様に、カメラ部であ
るモニターカメラ10からの映像信号を直接映像合成回路
22に送ると共に、該映像信号を３値レベル信号出力回路
30を介して映像合成回路22に送ることにより通常の映像
信号と３値レベル信号とを合成してモニターテレビ26に
映し、カメラ10の視界をモニターするものであり、又、
３値レベル信号を更に２値化回路50により２値レベル信
号として第１積分回路55及び第２積分回路60に送り、第
１積分回路55及び第２積分回路60で積分された積分値を
比較増幅回路65で比較して２つの積分値の差を増幅した
検知信号を作り、この検知信号をレベル判定回路70に送
り、検知信号の大きさに応じた報知信号を報知回路90に
送るものである。そして、前記映像合成回路22から出力
される垂直同期信号をタイミング信号発生回路80に入力
し、この垂直同期信号に基づいて出力される複数のタイ
ミング信号により前記第１積分回路55及び第２積分回路
60における積分のタイミングを、又、比較増幅回路65に
おける比較のタイミング等を制御し、更に、積分する範
囲を決定すると共に検知範囲であるウインドウを設定す
るウインドウ設定回路40に映像合成回路22から出力され
る垂直同期信号及び水平同期信号を入力し、通常の映像
信号と３値レベル信号とを合成させる為の制御信号を該
ウインドウ設定回路40から映像合成回路22に出力させる
こととしている。

即ち、カメラ部であるモニターカメラ10から出力され
る同期信号を含む映像信号を、先ず映像合成回路22に入
力すると共に、バッファ回路12にて信号処理に適する電
圧に増幅して３値レベル信号出力回路30に入力する。
尚、バッファ回路12にて映像信号を増幅するに際して
は、ペデスタルレベル調整回路14からの調整信号を利用
して映像信号のペデスタルレベルを揺らさない様にす
る。

この映像信号が入力される３値レベル信号出力回路30
としては、第２図に示す如く、２個の比較器31,32によ
り２種類の閾値V1,V2を設定し、第１比較器31の出力を
ダイオードを介した後第１抵抗器35と第３抵抗器37とで
分圧し、第２比較器32の出力をダイオードを介して第２
抵抗器36と第３抵抗器37とで分圧するものであり、第１
比較器31の基準電圧を第２比較器32の基準電圧よりも高
く設定し、第１抵抗器35の抵抗値を第２抵抗器36の抵抗
値よりも充分小さく設定しておく。

従って３値レベル信号発生回路30では、第３図の
（ａ）（ｂ）に示す様に、映像信号の電圧が低い閾値V1
よりも低い場合には第３抵抗器37による分圧出力が０と
なり、映像信号の電圧が閾値V1を越えると第２比較器32
の出力がＨレベルとなって第２抵抗器36と第３抵抗器37
とによる分圧出力は中間電位となり、映像信号の電圧が
高い閾値V2を越えると第１比較器31及び第２比較器32の
出力がＨレベルとなって第３抵抗器37と抵抗値の小さい
第１抵抗器35との分圧比により分圧出力もＨレベルとな
る。

即ち３値レベル信号発生回路30は、第３図の（ａ）
（ｂ）に示す様に、通常の映像信号を白黒灰色の３階調
信号に変換して出力するものである。

この３値レベル信号を電圧調整回路16を介して同期合
成回路18に送り、３値レベル信号に映像合成回路22から
の垂直同期信号と水平同期信号とを含む同期信号（以下
単にコンポジット信号という）を合成した後、輝度調整
回路20を介して映像合成回路22に送る。

この映像合成回路22は映像信号加算用IC（例えば新日
本無線製NJM2207）とコンデンサ及び抵抗器により構成
し、映像信号加算用ICは入力される複数の映像信号の重
畳切り変えを行なって合成映像信号とするものであり、
又、同期分離回路及び垂直同期再生回路を内蔵してコン
ポジット信号及び垂直同期信号を映像信号から分離して
出力し得るものである。

従って映像合成回路22は、後述のウインドウ設定回路
40からの制御信号により、テレビカメラ10からの映像信
号と３値レベル信号とを合成し、テレビ画面の一部を３
階調の画像として映し出す合成映像信号を出力するもの
であり、この合成映像信号を出力増幅回路24を介してモ
ニターテレビ26に送る。

又、映像合成回路22での映像信号と３値レベル信号と
の合成を制御するウインドウ設定回路40は、４個のワン
ショットマルチバイブレータを主として構成し、各マル
チバイブレータは外部抵抗器により出力パルス幅を可変
するものであり、この４個のマルチバイブレータの内の
２個の直列として第１段マルチバイブレータのクロック
入力にコンポジット信号を入力し、残る２個のマルチバ
イブレータも直列として第１段マルチバイブレータのク
ロック入力に垂直同期信号を入力する。

従ってコンポジット信号が入力される第１段マルチバ
イブレータは水平同期信号の入力時から一定時間幅t₁の
Ｈパルス信号を出力し、このＨパルスをダウンエッジト
リガ式の第２段マルチバイブレータに入力すると、第２
段マルチバイブレータは水平同期信号からt₁時間遅れで
一定時間幅t₂のＨパルス信号を出力する。この第２段マ
ルチバイブレータのＨパルスを水平制御信号とするもの
であり、第１段マルチバイブレータの出力パルス幅t₁は
第１抵抗器42で可変とし、第２段マルチバイブレータの
出力パルス幅t₂は第２抵抗器44で可変としておく。又、
残る垂直同期信号が第１段マルチバイブレータに入力さ
れる２個のマルチバイブレータも、水平制御信号の形成
と同様に、第１段マルチバイブレータのパルス幅t₃だけ
垂直同期信号から時間遅れを有するパルス幅t₄のＨパル
スを第２段マルチバイブレータから垂直制御信号として
出力する。この垂直制御信号と前記水平制御信号とをア
ンド回路で重畳すれば、第４図に示す様に、テレビ画面
において電子ビームが画面の上端からt₃時間走った位置
からt₄時間内にして、画面の左端からt₁時間走った位置
からt₂時間幅だけＨレベルの制御信号を映像合成回路22
に出力することとなり、映像合成回路22はＨレベルの制
御信号が入力されたときは３値レベル信号を、制御信号
がＬレベルのときは通常の映像信号を出力する故、モニ
ターテレビ26の画面上にt₁乃至t₄で定められる区画のみ
を３値レベル信号による映像とすることができる。

即ち、ウインドウ設定回路40は第１抵抗器42乃至第４
抵抗器48の調整によりt₁乃至t₄を調整して侵入物を検出
するウインドウ部分の位置及び大きさを設定調整可能と
するものである。

又、２値化回路50は前記３値レベル信号を更に２値の
レベル信号として積分及び比較の後処理を容易とするも
のであり、第２図に示す様に、３値レベル信号発生回路
30における第１比較器31の出力と、第２比較器32の出力
を反転させた第２出力と、をダイオードを介して出力用
抵抗器51により重畳し、第３図（ｃ）に示す様に、画面
の黒レベル及び白レベルの信号を共にＨレベルに変換す
るものであり、この２値レベル信号を増幅回路52により
増幅すると共に、直流バイアス成分を適宜調整して第１
積分回路55及び第２積分回路60に入力する。

この第１積分回路55及び第２積分回路60は各々ミラー
積分回路で構成するものとし、第５図に示す様に、第１
積分回路55の演算増幅器57及び第２積分回路60の演算増
幅器62の一入力には1/2電源電圧を入力し、第１積分回
路55は、後述のタイミング信号発生回路80からのタイミ
ング信号S₁によりスイッチ回路56を導通させて特定のフ
ィールドにおける２値レベル信号を演算増幅器57に入力
して積分し、スイッチ回路56が開状態とされた後、タイ
ミング信号R₁が入力されてスイッチ回路58が導通状態と
されるまで該積分値を保持するものであり、第２積分回
路60は、タイミング信号S₂により第１積分回路55と異な
るフィールドにおける２値レベル信号を第１積分回路55
と同様に演算増幅器62に入力して積分し、タイミング信
号R₂が入力される迄この積分値を保持する。

尚、演算増幅器57及び演算増幅器62等に入力する1/2
電源電圧は、第１積分回路55の演算増幅器57、第２積分
回路60の演算増幅器62及び比較増幅回路65の演算増幅器
67が単一極性の電源により駆動されている為に、仮想グ
ランドレベルとして入力するものである。

この第１積分回路55及び第２積分回路60の出力を比較
増幅回路65に入力し、比較増幅回路65はタイミング信号
発生回路80からのタイミング信号C₁により、第１積分回
路55の積分値及び第２積分回路60の積分値を演算増幅器
67に入力し、両積分値の差を増幅して検知信号とし、こ
の検知信号をレベル判定回路70に送る。

この検知信号が入力されるレベル判定回路70は、第６
図に示す様に、閾値のみを変化させた複数の比較回路7
1,73,75で構成し、この比較回路71,73,75の出力を各比
較回路に対応したアンド回路76,77,78を介して報知信号
とするものであり、各比較回路は２個の比較器とオア回
路とで構成し、比較器を並列に配して前記比較増幅回路
65からの検知信号が基準値から正又は負の方向に所定値
以上変動したときに比較器の出力が入力されるオア回路
からＨレベル信号を出力させ、このオア回路の出力とタ
イミング信号発生回路80からのタイミング信号C₂とを各
々比較回路71,73,75に対応したアンド回路76,77,78に入
力するものである。

従ってレベル判定回路70では、第１積分回路55及び第
２積分回路60の積分値を比較増幅回路65が比較した検知
信号の変化に基づきながらタイミング信号C₂により適正
なタイミングで各アンド回路76,77,78から報知信号とし
てのＨレベル信号を出力させることができ、このレベル
判定回路70は、閾値が順次異なる比較回路を複数有して
いる故、検知信号が小さく変動した場合は第１比較回路
71の出力により第１アンド回路76のみから報知信号を出
力し、検知信号が多少大きく変動した場合は第１比較回
路71と第２比較回路73とがＨレベル信号を出力する故、
第１アンド回路76及び第２アンド回路77から報知信号を
出力し、検知信号が更に大きく変動すると第１比較回路
71乃至第３比較回路75の各出力を受ける第１アンド回路
76、第２アンド回路77、及び第３アンド回路78から報知
信号を出力する様にして検知信号の変動量に応じた報知
信号を出力する。

上記第１積分回路55及び第２積分回路60や比較増幅回
路65、更にレベル判定回路70へタイミング信号を送りタ
イミング信号発生回路80は、第７図に示す様に、垂直同
期信号が入力される双安定マルチバイブレータ81と12段
のリングカウンタ82、及び論理ゲートで構成し、マルチ
バイブレータ81には垂直同期信号を入力することにより
マルチバイブレータ81のＱ出力を垂直同期信号に従って
反転させ、このＱ出力信号をリングカウンタ82のφ入力
信号としてリングカウンタ82のQ₁出力乃至Q₁₂出力に垂
直同期信号V_Sの２パルス毎、即ち映像の１フレーム毎に
順次Ｈレベル信号を出力させる（第８図参照）。

そして、第１アンド回路85にはマルチバイブレータ81
のＱ出力信号とウインドウ設定回路40からの制御信号を
入力し、各フレームにおける第１フィールドの内、制御
信号がＨレベルのとき、即ち、モニターテレビ26の電子
ビームがウインドウ部分を通過するタイミグのみ第１ア
ンド回路85の出力をＨレベルとする。この第１アンド回
路85の出力信号をリングカウタのQ₈出力信号と共に第２
アンド回路86に入力し、第２アンド回路86の出力信号を
タイミング信号S₁とする故、タイミング信号S₁は第８フ
レームの第１フィールドにおけるウインドウ部分を電子
ビームが通過するタイミングに同期して12フレーム毎に
Ｈレベルとされる。又、第３アンド回路87には前記第１
アンド回路85の出力信号とリングカウンタ82のQ₂出力信
号とを入力する故、第３アンド回路87の出力信号である
タイミング信号S₂は第２フレームの第１フィールドにお
けるウインドウ部分を電子ビームが通過するタイミング
に同期して12フレーム毎にＨレベルとされる。そして、
リングカウンタ82のQ₆出力信号をタイミング信号R₁とし
て前記タイミング信号S₁と共に第１積分回路55に、又、
Q₁₂出力信号をタイミング信号R₂として前記タイミング
信号S₂と共に第２積分回路60に送る。更に、第１オア回
路88にはリングカウンタ82のQ₄出力信号、Q₅出力信号及
びQ₁₀出力信号、Q₁₁出力信号を入力し、第１オア回路88
の出力をタイミング信号C₂としてレベル判定回路70に送
り、第１オア回路88の出力信号とリングカウンタ82のQ₃
出力及びQ₉出力とを第２オア回路89の入力とし、この第
２オア回路89の出力をタイミング信号C₁として比較増幅
回路65に送る。

従って、タイミング信号発生回路80は各タイミング信
号を第９図に示す様に出力することとなり、第１積分回
路55はタイミング信号R₁により第６フレームで積分値を
０とした後タイミング信号S₁により第８フレームの第１
フィールドでウインドウ部分の映像信号を積分すること
を12フレーム毎に繰り返し、第２積分回路60はタイミン
グ信号R₂により第12フレームで積分値を０とした後タイ
ミング信号S₂により第２フレームにおける第１フィール
ドのウインドウ部分の映像信号を積分することを12フレ
ーム毎に繰り返す。そしてタイミング信号C₁により比較
増幅回路は第３乃至第５フレームの３フレーム区間で第
１積分回路55の積分値と第２積分回路60の積分値とを比
較することを６フレーム毎に繰り返し、レベル判定回路
70は検知信号の立ち上り時の不安定領域を除く第４フレ
ーム及び第５フレームの２フレーム区間で検知信号のレ
ベル判定をすることを６フレーム毎に繰り返す。

又、報知回路90は、第10図に示す様に、報知信号の数
に応じたラッチ回路91,92,93と表示素子99、及び１個の
タイマー回路95と発音回路97とで構成し、検知信号の最
も小さな変動で出力された報知信号をタイマー回路95と
第１のラッチ回路91に入力する他、各報知信号も各々他
のラッチ回路92,93に入力する。

このタイマー回路95は報知信号の入力をトリガとして
数十秒等の所定時間だけＨレベルのタイマー信号T1を出
力し、且つ、タイマー信号T1の出力中に1Hz等の点滅信
号T3を出力し、又、タイマー信号T1の出力停止時にリセ
ットパルス信号T2を出力するものである。

そして、各ラッチ回路91,92,93は報知信号が入力され
るとＨレベル信号を出力し、タイマー回路95からリセッ
トパルス信号T2が入力される迄出力信号をＨレベルとす
るものであり、各ラッチ回路91,92,93の各出力信号はタ
イマー回路95からの点滅信号T3と夫々アンド回路により
重畳されて各表示素子99に送られ、報知信号の出力時か
ら一定時間だけ各々対応する表示素子99を点滅させるも
のであり、この間、タイマー信号T1の出力により発音回
路97が警報音を発音する。

従って報知回路90は、検知信号の大きさに応じてレベ
ル判定回路70から出力される報知信号の数に対応した個
数の表示素子99を点滅させつつ警報音を一定時間だけ発
音させることになる。

尚、表示素子99を点滅させる点滅信号T3をアンド回路
100により制御信号と重畳して映像合成回路22に入力す
る様にしておけば、報知回路90が警報を発する迄はモニ
ターテレビ26の画面は通常画面とされ、警報が発せられ
たときにのみ画面のウインドウ部分を３値画像とし、点
滅信号T3に従って通常画像と３値画像とに切り換えさせ
ることができる。

そして本実施例は、ウインドウ設定回路40、タイミン
グ信号発生回路80、及び報知回路90には初期リセット回
路105からリセット信号を入力するものとし、該監視装
置に電源電圧を投入する時の各信号の立上りに際して生
じるノイズにより、報知回路90から誤報を発しない様に
している。

又、報知回路90の表示素子99は報知信号の出力数、即
ち検知信号の大きさに比例した個数を点滅させる場合に
限ることなく、報知信号を組み合せ、順次異なる表示素
子を点灯して検知信号の大きさを区別することも可能で
ある。

［発明の効果］ 本発明に係る監視装置は、カメラの視界内に特定のウ
インドウ部分を設け、映像信号を２値レベル信号として
前記ウインドウ部分の映像信号を積分する故、ウインド
ウ部分における黒画面又は白画面の面積に応じた積分値
を容易に得ることができ、フレームの異なる画面の積分
値を比較して積分値の差即ち変化面積の大きさに比例し
た検知信号を得ることができ、この検知信号の大きさに
応じて異なる表示を行なう故、警報発音時にモニター画
面で侵入物を視認するのみでなく、侵入物がモニター画
面を通過した後であっても、表示の種類により画面上に
おける変化の大きさを識別することができ、侵入物の大
きさを推察することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る監視装置のブロック図、 第２図は３値レベル信号出力回路及び２値化回路の例を
示す図、 第３図は３値レベル信号及び２値レベル信号を示す図、 第４図はモニター画面のウインドウを示す図、 第５図は第１及び第２積分回路と比較増幅回路との例を
示す図、 第６図はレベル判定回路の例を示す図、 第７図はタイミング信号発生回路の例を示す図にして、 第８図及び第９図はタイミング信号発生回路の信号を示
すタイムチャート図、 第10図は報知回路の例を示す図である。 10＝モニターカメラ、12＝バッファ回路、 22＝映像合成回路、26＝モニターテレビ、 30＝３値レベル信号出力回路、 40＝ウインドウ設定回路、 50＝２値化回路、55＝第１積分回路、 60＝第２積分回路、65＝比較増幅回路、 70＝レベル判定回路、80＝タイミング信号発生回路、 90＝報知回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同期信号を含む映像信号を出力するカメラ
   部と、 映像信号を３値のレベル信号に変換し、映像の背景画を
   中間レベル値に調整する３値レベル信号出力回路と、 ３値レベル信号出力回路の出力信号における黒レベル及
   び白レベルを共にＨレベルとして２値のレベル信号に変
   換する２値化回路と、 前記映像信号と３値レベル信号とを合成してモニターテ
   レビに出力すると共に、映像信号から同期信号を分離し
   て出力し得る映像合成回路と、 映像合成回路からの同期信号が入力され、画面内の検出
   位置及び検出面積を決定する制御信号を前記映像合成回
   路及びタイミング信号発生回路に出力するウインドウ設
   定回路と、 映像合成回路からの垂直同期信号が入力され、垂直同期
   信号に基づいて複数のタイミング信号を出力するタイミ
   ング信号発生回路と、 前記２値化回路からの２値レベル信号が入力され、前記
   タイミング信号により、映像の内のウインドウ部分の２
   値レベル信号を１フィールド分だけ積分して保持するこ
   とを一定周期で繰り返す第１積分回路と、 前記２値化回路からの２値レベル信号が入力され、前記
   タイミング信号発生回路からのタイミング信号により、
   第１積分回路と異なるフレームにおいて、映像の内のウ
   インドウ部分の２値レベル信号を１フィールド分だけ積
   分して保持することを一定周期で繰り返す第２積分回路
   と、 前記タイミング信号発生回路からのタイミング信号によ
   り、一定周期で第１積分回路の積分値と第２積分回路の
   積分値を比較し、両積分値の差に比例した検知信号を出
   力する比較増幅回路と、 検知信号が入力され、検知信号の大きさに応じて異なる
   報知信号を報知回路に出力するレベル判定回路と、 報知信号が入力されると報知信号の種類に応じて異なる
   表示を行なう報知回路と、 を有することを特徴とする監視装置。