JPH1127654A

JPH1127654A - 監視カメラ及び監視システム

Info

Publication number: JPH1127654A
Application number: JP9182047A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Kuwano; 幸徳桑野; Yukio Mori; 幸夫森
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】静止画像撮影手段を用いて画像を撮影し、必
要な画像の必要な領域のみを選択して記録できる監視カ
メラおよび監視システムを提供する。【解決手段】本発明の監視カメラは、ＭＯＳ型撮像素
子５を静止画像撮影手段における撮像素子として使用
し、所定のタイミングで撮影された画像信号から、物体
の動きを検出する動き検出部３を具え、一部の画像領域
を撮影対象として特定し、特定した領域の画像信号を記
録媒体に記録する制御手段を具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、監視カメラおよび
監視システムに関するものである。具体的には、本発明
は、デジタルスチルカメラなどの静止画像撮影手段を用
いた監視カメラと、該監視カメラを用いた監視システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建物の出入口や通路、車庫、銀行の現金
自動支払機コーナーなどにおいて、所定の監視範囲を、
防犯、管理などの目的で監視するシステムが知られてい
る。その種監視システムは、一般的に、所定の監視範囲
をビデオカメラを用いて連続的に又は所定時間毎に撮影
し、モニターに出力して監視員が監視したり、必要に応
じて撮影した映像を、すべて又は所定時間毎にテープな
どの記録媒体に記録している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】撮影された映像を記録
媒体に記録する従来の監視システムにおいては、侵入者
などの撮影対象の有無に関係なく、自動的に映像の書き
込みを行なうため、撮影対象の写っていない映像まで記
録されてしまう。この結果、高容量の記録媒体が必要と
なり、また、記録媒体の頻繁な交換作業も必要であっ
た。さらに、撮影された映像中に、侵入者などの撮影対
象が写っているかどうかを確認するには、撮影対象の写
っていない映像を含めた全ての映像を再生する必要があ
り、多大な時間が必要であった。また、確認作業が長時
間に亘るため、撮影対象が写っていても見落とされる可
能性もあった。

【０００４】本発明の目的は、静止画像撮影手段を用い
て画像を撮影し、必要な画像の必要な領域のみを選択し
て記録できる監視カメラおよび監視システムを提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の監視カメラは、
ＭＯＳ型撮像素子を静止画像撮影手段における撮像素子
として使用し、所定のタイミングで撮影された画像信号
から、物体の動きを検出する動き検出部を具え、一部の
画像領域を撮影対象として特定し、特定した領域の画像
信号を記録媒体に記録する制御手段を有する。

【０００６】

【作用及び効果】本発明の監視カメラは、制御手段にて
撮影対象として特定した画像信号のみを選択して記録す
るから、記録媒体の容量を小さくでき、また、監視シス
テムにおける撮影対象の確認作業が短時間となる。ま
た、本発明の監視カメラは、撮像素子としてＭＯＳ型撮
像素子を使用しており、ＭＯＳ型撮像素子は、任意の画
素を選択して信号を取り出すことができるから、特定し
た画像のさらに特定した画素のみを撮影対象として選択
して記録することができると共に、記録媒体の容量をさ
らに小さくできる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。本実施形態における監視カメラ(１)は、図１
に示すように、薄型かつ小型のカード型デジタルスチル
カメラである。監視カメラ(１)は、監視対象(９)を撮影
できる位置に、目立たないように配備される。監視対象
(９)からの光は、レンズ(10)にて収束され、後記するＭ
ＯＳ型固体撮像素子(５)に入射する。

【０００８】監視カメラ(１)は、図２に示すように、回
路部(２)と、該回路部(２)を駆動するための電池(11)を
具える。回路部(２)は、マイクロプロセッサ（以下、
「ＭＰＵ」と呼ぶ）(４)により動作が制御される。回路
部(２)には、デジタルスチルカメラなどの静止画像撮影
手段と同様の回路素子が配備される。即ち、回路部(２)
には、監視対象(９)からの光を電気信号に変換して転送
する撮像素子と、該撮像素子からの電気信号を所望のデ
ジタル画像データに変換して転送するＡ／Ｄ変換部(20)
およびカメラ信号処理部(21)と、該デジタル画像データ
を所望のアナログ画像信号に変換して外部に出力する画
像出力部(27)とが配備され、さらに、前記デジタル画像
データを圧縮する画像圧縮部(22)と、圧縮された圧縮画
像データを記憶するメモリ(24)と、該メモリ(24)に対し
て圧縮画像データの書込みおよび読出しを行なう書込み
制御部(23)および読出し制御部(25)と、読出し制御部(2
5)からの圧縮画像データを元のデジタル画像データに展
開して前記画像出力部(27)に転送する画像展開部(26)と
が配備される。

【０００９】本発明では、撮像素子としてＭＯＳ型固体
撮像素子(５)が使用される。ＭＯＳ型固体撮像素子(５)
は、図３に示すように、光電変換を行なうフォトダイオ
ード(50)と、ＦＥＴ型トランジスタ(51)とからなる画素
Ｂが、縦横に配列されており、垂直方向選択回路(52)に
て行を選択し、水平方向選択回路(53)にて列を選択する
ことによって、１画素ずつ信号が読み出されて出力端子
(54)に出力される。垂直方向選択回路(52)および水平方
向選択回路(53)に、それぞれ行および列を選択させるた
めに、回路部(２)にはアドレス駆動部(28)が配備され
る。なお、図３には、パッシブ方式のＭＯＳ型固体撮像
素子の構成を記載しているが、アクティブ方式など他の
方式のＭＯＳ型固体撮像素子を使用してもよい。

【００１０】回路部(２)には、物体が動いている画像領
域を撮影対象とするため、カメラ信号処理部(21)から転
送されるデジタル画像データから、物体の動きを検出す
る動き検出部(３)を具える。本実施形態では、動き検出
部(３)は、動きベクトル化により物体の動きを検出する
ものである。具体的には、動き検出部(３)は、図４〜図
６に示すように、画面(６)を、例えば４×５の20個に区
画した領域(61)を想定し、領域(61)毎に、現フィールド
または現フレームの画像と、１フィールドまたは１フレ
ーム（以下「フィールド」で代表させる）前の同じ領域
の画像とを比較し、動きを領域毎にベクトル表示するも
のである。また、物体の動きを検出するためにデジタル
画像データ中の任意のデータを使用できるが、本実施形
態では輝度データを使用することにする。画素毎の輝度
は、物体の動きの前後を通じて変動が少ないから有利で
ある。

【００１１】図６に示すように、領域(61)を、例えば４
つのエリア(62)に区画し、各エリア(62)中の任意の点、
例えば中央点を代表点とする。代表点は、各エリア(62)
に固定した点である。

【００１２】動き検出部(３)は、図４のように、カメラ
信号処理部(21)から１フィールドの輝度データを受信す
る。このとき、各代表点の輝度データは、次のフィール
ドを受信するまで、代表点記憶部(32)に記憶される。

【００１３】相関演算部(33)は、カメラ信号処理部(21)
から１フィールドの輝度データを画素毎に受信し、受信
中の画素の領域(61)およびエリア(62)を判別し、該当す
るエリア(62)の代表点における前フィールドの輝度デー
タを代表点記憶部(32)から読み出して、受信中の画素の
前記輝度データと、記憶されていた前フィールドの代表
点の前記輝度データとの差分の絶対値を演算する。図６
において、第０検出領域の左上エリア(62)の場合、代表
点Ａ₀₁と各画素Ｂ₀₁の差分の絶対値は、｜Ｙ（Ａ₀₁）−
Ｙ（Ｂ₀₁）｜＝Ｃ₀である。この演算を左上エリア(62)
における１ライン目の全ての画素Ｂ₀₁について行ない、
それぞれの演算値を、相関累積部(34)にある記憶領域(6
3)の該当位置に入力し、これを差分データＣ₀とする。

【００１４】１ライン目の受信が右上のエリア(62)に移
ると、上記と同様に、該エリア(62)の１ライン目の画素
Ｂ₀₂の輝度データと、該エリア(62)の代表点Ａ₀₂におけ
る、記憶されていた前フィールドの輝度データとの差分
の絶対値が演算される。この演算値は、相関累積部(34)
における記憶領域(63)の該当位置に、既に記憶されてい
る差分データＣ₀に加算し、この加算値が新たな差分デ
ータＣ₀として記憶される。同様な演算処理が２ライン
目以下の受信においても行なわれ、４つのエリア(62)に
ついて、差分の絶対値が相関演算部(33)において演算さ
れると同時に、相関累積部(34)は、４つのエリア(62)に
関して、対応する位置における差分の絶対値を累積加算
した値が、記憶領域(63)の同じ対応位置に記憶される。
第０〜第４検出領域についての上記演算が終了すると、
記憶していた代表点の輝度データの記憶はリセットさ
れ、現受信時の代表点の輝度データが新たに記憶され
る。

【００１５】図７に示すように、記憶領域(63)の各点に
おける累積加算値は、その点と代表点との繋がりの強
さ、即ち相関関係を表している。最小値位置検出部(35)
は、前記累積加算値が最小である点Ｖ₀の座標（ａ，
ｂ）を検出する。これは、画像が、代表点に相当する点
Ａ₀から、１フィールドの走査時間に点Ｖ₀に移動してい
ることを表している。従って、第０検出領域における動
きベクトルは、記憶領域(63)上の点Ａ₀と点Ｖ₀の座標に
基づき、ベクトルＡ₀Ｖ₀によって表示される。また、点
Ａ₀の座標を（０，０）とすると、点Ｖ₀のＸ座標が動き
ベクトルのＸ軸方向成分（ＸＶＣ）となり、点Ｖ₀のＹ
座標が動きベクトルのＹ軸方向成分（ＹＶＣ）となる。
前記最小位置検出部(35)は、記憶領域(63)における累積
加算値の最小値、すなわち点Ｖ₀の累積加算値（ＭＩ
Ｎ）と、動きベクトルＡ₀Ｖ₀のＸ軸方向成分およびＹ軸
方向成分、すなわち、点Ｖ₀の座標（ＸＶＣ，ＹＶＣ）
とをＭＰＵ(４)に転送する。また、平均値積算部(36)
は、記憶領域(63)上にある各点の累積加算値を全て積算
し、これを画素の数で割り算することにより、検出領域
における平均動き量（ＡＶＥ）を算出して、これをＭＰ
Ｕ(４)に転送する。

【００１６】ＭＰＵ(４)は、上記データＭＩＮ、ＸＶ
Ｃ、ＹＶＣ及びＡＶＥから、物体が動いているか否かを
判定し、動いている領域の画像データをメモリ(24)に記
録するように制御する。この一連の制御動作を図８に沿
って説明する。まず、第０領域から第19領域までの、検
出領域毎の動きベクトル成分（ＸＶＣ(i)，ＹＶＣ(i)）
と、差分分析値に関するデータ（ＭＩＮ(i)，ＡＶＥ
(i)）とを、動き検出部(３)から読み出して記憶する
（Ｓ１）。

【００１７】次に、記憶された動きベクトルが、物体の
動きに正しく対応しているか否かを確認する（Ｓ２）。
例えば物体が、輝度の略一様な大きな壁である場合、差
分の絶対値Ｃ₀が小さすぎて、物体の動きが判別し難い
場合がある。これを判定するため、検出領域毎に上記平
均動き量（ＡＶＥ(i)）が所定のＡＶＥ閾値より大きい
ことを条件とする。また、動きベクトルがエリア(62)に
収まりきらないほど物体が非常に素早い動きをしている
場合や、物体の輝度が変化する場合では、動き検出部
(３)から得た動きベクトルＡ₀Ｖ₀は、もはや物体の動き
に対応していない。これを判定するため、上記累積加算
値の最小値（ＭＩＮ）の閾値（ＭＩＮ閾値）を定め、検
出領域毎に累積加算値の最小値（ＭＩＮ(i)）がＭＩＮ
閾値より小さいことを条件とする。また、物体が動いて
いるか否かを判断する条件には、測定の誤差を考慮に入
れて、検出領域毎に動きベクトルのＸおよびＹ方向成分
（ＸＹＣ(i)，ＹＶＣ(i)）の絶対値が、それぞれ所定の
閾値（ＸＹＣ閾値，ＹＶＣ閾値）よりも大きいことを条
件とする。

【００１８】上記条件を満たす検出領域が存在しないと
きは、動いている物体は存在しないと判断して、終了指
示がなければ（Ｓ０）、ステップＳ１に進む。上記条件
を満たす検出領域が存在するときには、動いている物体
の画像が該検出領域に存在すると判断して、以下の動作
を実行する（Ｓ３）。ＭＰＵ(４)は、上記条件を満たす
検出領域を包含する領域を記録領域と決定し、該記録領
域をアドレス駆動部(28)に転送する（Ｓ４）。このと
き、アドレス駆動部(28)は、ＭＯＳ型固体撮像素子(５)
を、記録領域のみの電気信号をＡ／Ｄ変換部(20)に転送
するように制御する。これにより、記録領域のみの電気
信号が、Ａ／Ｄ変換部(20)およびカメラ信号処理部(21)
によってデジタル画像データに変換され、画像圧縮部(2
2)によって画像圧縮データに変換される。次に、ＭＰＵ
(４)は、書込み制御部に指示して、記録領域のみの画像
圧縮データをメモリ(24)に書き込む（Ｓ５）。そして、
所定時間が経過するまで待機して（Ｓ６）、終了指示が
なければ（Ｓ０）、ステップＳ１に進む。

【００１９】上記のように構成された本実施形態の監視
カメラの動作を図９に沿って説明する。図９において、
（ａ）〜（ｇ）は、監視カメラのＭＯＳ型固体撮像素子
(５)に入射する映像を示し、（ｈ）〜（ｊ）は、ＭＰＵ
(４)にて判断した各検出領域の動きベクトルを示し、
（ｋ）および（ｌ）は、メモリ(24)に記憶される画像を
示している。なお、（ｈ）〜（ｊ）において、動きベク
トルは、各検出領域毎に記載されており、図８のステッ
プＳ２に記載した条件を満たさないときには、黒点で示
され、該条件を満たすときには、動きの方向および大き
さに基づいて矢印にて示される。

【００２０】監視カメラが映像（ａ）を撮影し、次に映
像（ｂ）を撮影したとき、映像（ａ）と映像（ｂ）から
各検出領域の動きベクトル（ｈ）が生成される。このと
き、ステップＳ２の条件を満たす検出領域が存在しない
から、動いている物体は存在しないとして、画像を記録
することなく、引き続き次の映像（ｃ）を撮影する。次
に映像（ｂ）と映像（ｃ）から動きベクトル（ｉ）が生
成される。このとき、第12、第13、第17および第18検出
領域がステップＳ２の条件を満たすから、該領域に動く
物体が存在すると判断して、該領域を包含する領域を記
録領域とし、引き続き撮影された映像（ｄ）から、上述
のように、記録領域のみの画像（ｋ）を取り出して、メ
モリ(24)に記憶する。このとき、画像（ｋ）の圧縮デー
タと共に、時刻および記録領域をメモリ(24)に記憶して
おくことが望ましい。画像（ｋ）をメモリ(24)に記憶し
てから、所定期間待機する。これは、前回動いていると
判断した物体がしばらくは動きつづけると考えられるか
ら、記憶容量を減らす目的で待機する。前記待機後に再
び撮影を開始し、映像（ｅ）を撮影し、次に映像（ｆ）
を撮影したとき、映像（ｅ）と映像（ｆ）から動きベク
トル（ｊ）が生成される。このとき、前述のように、第
12及び第17検出領域に動く物体が存在すると判断して、
該領域を包含する領域を記録領域とし、引き続き撮影さ
れた映像（ｇ）から、記録領域のみの画像（ｌ）を取り
出して、メモリ(24)に記憶し、以上の動作を終了指示が
あるまで続けられる。

【００２１】記憶された圧縮画像データは、外部からの
指示により、読出し制御部(25)によってメモリ(24)から
読み出され、画像展開部(27)にて展開され、画像出力部
(27)にて所望の画像信号に変換されて外部へ出力され、
外部のモニタ等にて記憶画像の確認が行なわれる。

【００２２】従って、本実施形態の監視カメラは、動き
検出部(３)およびＭＰＵ(４)にて動きを検出した領域の
みをメモリ(24)に記録するから、メモリ(24)の容量を大
きくする必要はなく、小型化を損なわない。また、撮影
対象の確認作業が短時間となる。また、監視カメラの撮
像素子としてＭＯＳ型固体撮像素子(５)を使用している
から、所望の画素の電気信号のみを取り出すことがで
き、撮影した映像から動きを検出した領域のみを抽出す
る回路が不要であるから、小型化を損なわない。さら
に、回路部(２)の回路素子は、ＭＯＳ型固体撮像素子
(５)を含めて、全てＣＭＯＳプロセスにより形成できる
から、回路部(２)を１チップ化でき、さらなる小型化が
可能である。

【００２３】上記実施形態の説明は、本発明を説明する
ためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限
定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請
求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であ
ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施状況を示す概略図である。

【図２】本実施形態における監視カメラの回路構成を示
すブロック図である。

【図３】ＭＯＳ型固体撮像素子の回路構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】動き検出部の回路構成を示すブロック図であ
る。

【図５】画像を検出領域に細分化することを説明する図
である。

【図６】検出領域、エリア、記憶領域の概念図である。

【図７】記憶エリア上の差分累積値である。

【図８】マイクロプロセッサにおける制御動作をしめす
フローチャートである。

【図９】本実施形態における監視動作を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

(１) 監視カメラ (３) 動き検出部 (４) マイクロプロセッサ (５) ＭＯＳ型固体撮像素子 (24) メモリ (61) 検出領域 (62) エリア (63) 記憶領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＭＯＳ型撮像素子(５)を具える静止画像
撮影手段と、撮影された画像から物体の動きを検出する
動き検出部(３)を具え、静止画像撮影手段によって所定
のタイミングで撮影された画像信号から、一部の画像領
域を撮影対象として特定し、特定した領域の画像信号を
記録媒体に記録する制御手段とを具える監視カメラ。
【請求項２】動き検出部(３)は、撮影された画像を複
数の検出エリア(62)に分割し、時刻ｔ₀における検出エ
リア中の少なくとも１つの代表点の画像データと、時刻
ｔ₀＋Δｔにおける前記検出エリア(62)の画像データと
に基づいて、時間Δｔの間に代表点が移動した距離及び
方向を演算し、代表点の動きを動きベクトル化する動き
ベクトル化手段である、請求項１に記載の監視カメラ。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の監視カメ
ラを用いて、監視範囲を監視し、侵入者などの撮影対象
を確認する監視システム。