JPH1042221A - 画像通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送容量の増加を招くことなく背景画像を送
り続けたままで受信側での画像の部分拡大表示を可能に
した新規な画像通信装置を提供する。 【解決手段】 特定視界内の背景画像を撮影し画像信号
に変換して出力するカメラ、特定視界内の任意の領域を
座標指定する領域指定手段、少なくとも画像信号を伝送
する伝送路、領域指定手段によって領域が指定されてい
る場合に画像信号から領域の画像を抽出する抽出手段、
抽出手段によって抽出された画像を拡大処理する画像拡
大手段、伝送路によって伝送された画像信号と画像拡大
手段によって拡大処理された画像とを表示する表示手段
を備える。伝送路は最大でも画像信号に加えて任意の領
域の座標情報を伝送するだけでよく座標情報は画像情報
に比してはるかに少ない容量であるから伝送容量の大幅
な増加を招くことはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般の放送メディ
アをはじめ、テレビ会議システム、交通監視システム、
防犯システム、医用システムなど様々な分野に適用でき
る画像通信装置に関し、詳しくは、伝送容量の増加を招
かずに、受信側での画像の部分拡大表示を可能にした新
規な画像通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像通信系の伝送帯域は、文字や音声に
よる伝送系に比べてはるかに広く、例えば、背景画像の
他にその背景画像の一部拡大画像を並行して送るように
すると、必要な伝送容量が倍増し、伝送コストの大幅な
アップを免れない。そこで、例えば、防犯システムで
は、定点カメラをズームアップカメラにも兼用できるよ
うにしておき、定点カメラの画像に不審な人物が映し出
されると、その人物の人相・着衣を調べるために、定点
カメラの視野を移動して人物に合わせ、ズームアップし
て拡大画像を得るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の方法にあっては、大きな伝送容量を必要としない
点で有利なものの、ズームアップしている間は、背景画
像の代わりに視界の狭い拡大画像が送られるため、視界
外の他の侵入者を見逃すことがあり、防犯システムとし
ての信頼性を損なうという問題点がある。

【０００４】そこで、本発明は、伝送容量の増加を招く
ことなく、背景画像を送り続けたままで受信側での画像
の部分拡大表示を可能にした新規な画像通信装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の画像通信
装置は、上記目的を達成するためその原理図を図１に示
すように、特定視界内の背景画像１を撮影し画像信号２
に変換して出力するカメラ３と、前記特定視界内の任意
の領域４を座標指定する領域指定手段５と、少なくとも
前記画像信号２を伝送する伝送路７と、前記領域指定手
段５によって領域が指定されている場合に前記画像信号
２から該領域の画像を抽出する抽出手段１０と、該抽出
手段１０によって抽出された画像を拡大処理する画像拡
大手段１１と、前記伝送路７によって伝送された画像信
号２と前記画像拡大手段１１によって拡大処理された画
像とを表示する表示手段１２と、を備えたことを特徴と
する。

【０００６】請求項２記載の画像通信装置は、請求項１
記載の画像通信装置において、前記領域指定手段５が、
前記画像信号２から動き部分を検出し、該動き部分を含
む領域の座標を指定することを特徴とする。請求項３記
載の送信装置は、請求項１記載の画像通信装置のカメラ
および領域指定手段を備えたことを特徴とする。

【０００７】請求項４記載の受信装置は、請求項１記載
の画像通信装置の領域指定手段、抽出手段、画像拡大手
段および表示手段を備えたことを特徴とする。このよう
な構成において、前記画像通信装置の伝送路７（又は、
前記送信装置と受信装置との間を接続する伝送路）は、
最大でも、画像信号２に加えて任意の領域４の座標情報
を伝送するだけでよく、座標情報は、画像情報に比して
はるかに少ない容量であるから、伝送容量の大幅な増加
を招くことはない。したがって、背景画像１の画像信号
２を送り続けたまま、必要に応じて任意の領域４の拡大
画像を再生表示することができ、拡大画像を必要とする
各種画像通信装置に適用して有益な技術を提供できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図２は本発明に係る画像通信装置の一
実施例を示す図であり、防犯システムへの適用例であ
る。まず、図２を参照しながら本実施例の基本的な構成
を説明する。図２において、２０は特定視界内の背景画
像を撮影し画像信号Ｖに変換して出力するカメラ、２１
は画像信号Ｖを伝送するケーブル、２２は画像信号Ｖを
分配する画像分配部であり、２３は第一分配画像信号Ｖ
１を伝送するケーブル、２４は第二分配画像信号Ｖ２を
伝送するケーブル、２５は第三分配画像信号を伝送する
ケーブルである。２６は第一分配画像信号Ｖ１を表示す
る主モニタ、２７は第三分配画像信号Ｖ３から動き部分
を検出する動き検出部、２８は動き部分の検出結果に基
づいて第二分配画像信号Ｖ２の相当部分の画像を拡大す
る画像拡大部、２９は拡大画像を表示するための副モニ
タである。

【０００９】このような基本構成を有する本実施例は、
特定視界内の背景画像を撮影して主モニタ２６に表示す
るとともに、背景画像中に動き部分（例えば、侵入者）
がある場合には、その部分の拡大画像を副モニタ２９に
表示するというものであり、背景画像と拡大画像の同時
表示が可能であるから、複数の侵入者に対しても防犯シ
ステムの信頼性を損なうことがないという格別有利な作
用効果を得ることができるものである。

【００１０】以下、上記基本構成のうち、特に「動き検
出」と「拡大画像の生成」について、その好ましい構成
例を説明する。動き検出の手法は様々なものが知られて
いるが、本実施例ではフレーム間相関によるものを採用
する。図３は動き検出部２７の概略ブロック図である。
この動き検出部２７は、第三分配画像信号Ｖ３をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２７ａと、ディジタル
信号に変換された１フレーム分のＶ３をフレームごとに
交互に記憶する二つのフレームメモリ（第一フレームメ
モリ２７ｃ及び第二フレームメモリ２７ｄ）と、二つの
フレームメモリの書き込み動作を制御するメモリ制御回
路２７ｂと、二つのフレームメモリの同一アドレスの内
容を減算してフレーム間相関を行うことにより動き部分
を検出する演算回路２７ｅと、動き部分の領域を座標変
換した符号化情報Ｃを出力する符号化回路２７ｆとを含
んで構成されている。

【００１１】図４は二つのフレームメモリ（第一フレー
ムメモリ２７ｃ及び第二フレームメモリ２７ｄ）のアド
レス座標を模式的に示す図である。この図ではｘ軸を列
アドレスに、ｙ軸を行アドレスに対応させている。升目
のそれぞれが１画素分の記憶領域に相当する。例えば、
ハッチングで示す一つの記憶領域のアドレスは、ｘ＝
２、ｙ＝１であるから、座標（２，１）で表わされる。
升目は細かい方が望ましいが、メモリコストと必要な画
質との兼ね合いで決めればよい。

【００１２】図５はメモリ制御回路２７ｂの動作フロー
図である。この図において、メモリ制御回路２７ｂは、
まず、フラグに「１」をセット（ステップ３０）して初
期化した後、Ａ／Ｄ変換器２７ａからの第三分配画像信
号Ｖ３の入力を待ち（ステップ３１）、Ｖ３が入力され
ると、フラグを検査（ステップ３２）して、その値が
「１」であれば入力されたＶ３を第一フレームメモリ２
７ｃに書き込み（ステップ３３）、「２」であれば入力
されたＶ３を第二フレームメモリ２７ｃに書き込む（ス
テップ３４）。そして、第一フレームメモリ２７ｃへの
書き込みが完了すると、フラグに「２」をセット（ステ
ップ３５）し、又は、第二フレームメモリ２７ｄへの書
き込みが完了すると、フラグに「１」をセット（ステッ
プ３６）した後、演算回路２７ｅに対してフレーム間相
関の開始を指令（ステップ３７）し、再びＡ／Ｄ変換器
２７ａからの第三分配画像信号Ｖ３の入力を待つという
動作を繰返す。この動作フローによれば、１フレーム分
の第三分配画像信号Ｖ３がフレームごとに交互に二つの
フレームメモリに書き込まれ、常に、新旧二つのフレー
ムデータが保持される。

【００１３】図６は演算回路２７ｅにおけるフレーム間
相関の結果を示す一例模式図である。この図において、
ハッチング部分は、新旧二つのフレームデータの間で差
分がゼロでなかった画素、すなわち動きがあった画素の
集合を表わしている。破線で示す矩形領域３８、３９は
それぞれの動き部分を内包する最小の大きさを有してお
り、矩形の位置と大きさは、対向する二つの角の座標値
で表わすことができるから、左側の矩形領域３８は、
「座標（３，３）と座標（５，６）」で表わされ、ま
た、右側の矩形領域３９は、「座標（１１，５）と座標
（１５，９）」で表わされる。

【００１４】したがって、図示の場合の符号化情報Ｃ
（動き部分の領域を座標変換したもの）は、「座標
（３，３）と座標（５，６）」及び「座標（１１，５）
と座標（１５，９）」になる。なお、ここでは、左上と
右下の二つの角の座標値を組み合わせているが、これに
限らない。左下と右上の二つの角であってもよい。次
に、拡大画像の生成について説明する。

【００１５】図７は画像拡大部２８の概略ブロック図で
ある。この画像拡大部２８は、第二分配画像信号Ｖ２を
ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２８ａと、ディ
ジタル信号に変換された１フレーム分のＶ２を記憶する
フレームメモリ２８ｂと、動き検出部２７からの符号化
情報Ｃを復号して動き部分の位置と大きさの情報を再生
する復号回路２８ｃと、動き情報が一つの場合はそのま
ま出力し複数の場合はそれらを例えば時分割に選択して
出力する選択回路２８ｄと、選択回路２８ｄからの動き
情報で示された領域（図６の領域３８、３９参照）の画
像を拡大処理し拡大画像を生成して出力する拡大処理回
路２８ｅと、拡大画像をアナログ信号に変換して副モニ
タ２９へ出力するＤ／Ａ変換器２８ｆとを含んで構成さ
れている。

【００１６】図８は拡大処理の模式図であり、図６の左
上の領域３８を対象としたものである。この図におい
て、領域３８の大きさは縦＝４画素、横＝３画素であ
り、副モニタ２９のアスペクト比（縦横比）に合わな
い。このため、まず、アスペクト比を合わせるための前
処理を行う。３８ａは前処理後の領域であり、この例で
は、副モニタ２９のアスペクト比を「１対１．７５」と
仮定し、領域３８の横サイズを３画素から７画素へと拡
大している。領域３８ａの縦横比が４対７となり、モニ
タ２９のアスペクト比と一致するから、後は、領域３８
ａ内の各画素の情報を参照しながら、フレームメモリ２
８ｂの各画素に情報を書き込んでいけば、最大で、副モ
ニタ２９の画面サイズ一杯の拡大画像が得られる。

【００１７】以上、説明したとおり、本実施例による防
犯システムは、１台のカメラ２０からの画像信号Ｖだけ
で、特定視界内の背景画像とその背景画像中の動き部分
の拡大画像とを同時に表示することができる。したがっ
て、送信側と受信側の間の信号伝送路が１本のケーブル
２１で済み、伝送容量の増大を抑えつつ、防犯システム
の信頼性を向上できるという従来技術にない格別有利な
効果が得られる。

【００１８】なお、拡大画像は背景画像の一部を拡大し
た画像であり、画質の劣化を否めないが、カメラ２０に
高精細なもの（例えばハイビジョンカメラ）を使用すれ
ば実用上充分な画質が得られる。図９は図２の変形構成
例であり、画像分配部２２からの第一分配画像信号Ｖ１
と画像拡大部２８からの拡大画像を切り替えるための画
像切換部４０を備えた例である。なお、図２と共通する
構成要素には同一の符号を付してある。この変形例によ
れば、モニタを１台（例えば主モニタ２６）にすること
ができ、装置コストを削減できる。映像の切り替えは、
動き部分の検出に応答して時分割に行ってもよいが、切
り替えに伴う非監視期間を完全になくすには、モニタを
マルチウィンドウ表示にしておくのが望ましい。

【００１９】図１０は図２の他の変形構成例であり、動
き検出を独立して行うようにした例である。すなわち、
この実施例の動き検出部４１は、動き情報入力手段４１
ａと、動き入力手段４１ａからの情報を符号化しケーブ
ル４２を介して画像拡大部２８に出力する符号化回路４
１ｂとを有している。動き情報入力手段４１ａは、移動
物体の位置を特定できるものであればよく、例えば、カ
メラ２０の視界内に適当な間隔で配置した赤外線センサ
であってもよい。異常を検知したセンサの番号からその
センサの位置を割り出し、符号化回路４１ｂで、その位
置を中心とした所定領域の座標情報に変換すればよい。
又は、図３の動き検出部２７とカメラを組み合わせても
よい（この場合、符号化回路４１ｂは不要）。センサを
張り巡らせない場所に適用できる。いずれも、カメラ２
０の画像信号Ｖに加えて、動き部分の座標情報を送るだ
けでよいから、伝送容量の大幅な増大を招くことはな
い。

【００２０】以上、防犯システムへの適用例を説明した
が、本発明の利用分野はこれに限らない。例えば、野球
やサッカーなどのスポーツ中継にも応用できる。これら
のスポーツ中継ではフィールド全体を見通した背景画像
に加えて、特定部分の拡大画像（例えば、打球を追った
画像）を必要とするからである。従来技術ではこれら二
つの画像情報を同時に伝送しなければならず、大きな伝
送容量を必要としていたが、本発明の思想によれば、一
つの画像情報と特定部分の座標情報だけを伝送すればよ
く、座標情報は画像情報に比して大幅に情報量が少ない
から、こうした不都合はない。

【００２１】但し、スポーツ中継の場合、上述の動き検
出の手法は使えない。選手や打球など、動き要素がきわ
めて多いからである。この解決策としては、例えば、ダ
ミーのカメラを用意し、そのカメラの向いている方向と
上下角を検出して符号化回路４１ｂに入力したり、ある
いは、あらかじめボールや特定の選手に発振器を取り付
けておき、その信号を指向性アンテナで追跡したりして
もよい。ダミーのカメラや指向性アンテナは動き情報入
力手段４１ａに相当する。

【００２２】なお、上記各実施例（図２、図９及び図１
０）では、送信側と受信側との間をケーブルで接続して
いるが、ケーブル以外の他の通信メディアであってもよ
い。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、伝送容量の大幅な増加
を招くことなく、背景画像の画像信号を送り続けたま
ま、必要に応じて任意の領域の拡大画像を再生表示する
ことができ、拡大画像を必要とする各種画像通信装置に
適用して有益な技術を提供できるという従来技術にない
格別有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】一実施例の全体構成図である。

【図３】一実施例の動き検出部の構成図である。

【図４】フレームメモリのアドレス概念図である。

【図５】フレームメモリの書き込み制御フロー図であ
る。

【図６】動き検出の一例模式図である。

【図７】画像拡大部の構成図である。

【図８】拡大画像の一例模式図である。

【図９】他の実施例の全体構成図である。

【図１０】さらに他の実施例の全体構成図である。

【符号の説明】

１：背景画像 ２：画像信号 ３：カメラ ４：領域 ５：領域指定手段 ７：伝送路 １０：抽出手段 １１：画像拡大手段 １２：表示手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｄ Ｕ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】特定視界内の背景画像を撮影し画像信号に
   変換して出力するカメラと、 前記特定視界内の任意の領域を座標指定する領域指定手
   段と、 少なくとも前記画像信号を伝送する伝送路と、 前記領域指定手段によって領域が指定されている場合に
   前記画像信号から該領域の画像を抽出する抽出手段と、 該抽出手段によって抽出された画像を拡大処理する画像
   拡大手段と、 前記伝送路によって伝送された画像信号と前記画像拡大
   手段によって拡大処理された画像とを表示する表示手段
   と、を備えたことを特徴とする画像通信装置。
2. 【請求項２】前記領域指定手段が、前記画像信号から動
   き部分を検出し、該動き部分を含む領域の座標を指定す
   ることを特徴とする請求項１記載の画像通信装置。
3. 【請求項３】請求項１記載のカメラおよび領域指定手段
   を備えたことを特徴とする送信装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の領域指定手段、抽出手段、
   画像拡大手段および表示手段を備えたことを特徴とする
   受信装置。