JPH11509996A - ビデオ監視と会議システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ビデオカメラ(252、254)からの代表的映像を監視そして記録するＰＣベースのシステム(220)は、警備用あるいは他の監視用途に役立つ。デジタルかアナログのソースからのカメラ入力は、一つめの設定の映像の大きさ、サンプル速度そしてフレーム速度で個々に、そして独立してデジタル化され、表示される。そして、二つめの設定の映像の大きさ、サンプル速度そしてフレーム速度で記録媒体上にデジタルの形で記録される。これらの設定の大きさ、そして速度は同じである必要はない。自動的に各々の入力ソースの映像の大きさ、サンプル速度そしてフレーム速度を変更するか、他の物理的応答を起動させる、感知あるいは警報システムを追加することができる用意も含まれる。警備システム監視に加えて、さらにこの発明の用途は、製造環境の中で、処理監視に役立ち、そしてビデオ会議の用途にも役立つ。

Description

【発明の詳細な説明】 ビデオ監視と会議システム 発明の分野 この発明は、一般的にビデオ監視の分野に関連するもので、とりわけ一つめの 映像の大きさ、サンプル速度、そしてフレーム速度(frame rate)で表示するカメ ラ映像をデジタル化する方法を働かせるシステムに関連し、そして二つめの映像 の大きさ、サンプル速度、そしてフレーム速度でデジタル記録する方法を働かせ るシステムに関連する。 発明の背景 現状において複数のソースからの映像信号を監視するシステムは、既に決まっ たパターンで各々のソースを一周して切り換える方法によるか、通常のビデオモ ニターに、例えば、四つのカメラの出力を表示スクリーンの各々の占有部分に表 示する四分割スクリーン上に表示する形をとるかによる。しばしば、この映像出 力は、カメラ出力のタイムラプス（低速度撮影）記録を備えた、単独フレーム記 録で使用されるＶＣＲのような信号記録手段に供給される。これらのタイプのシ ステムは、一般に使用され、良く知られた技術である。 ごく最近では、映像信号処理とデータ圧縮のデジタル技術の実用化が、映像監 視の新しい手段を紹介し始めている。例えば、マシセン（Mathisen）のUS特許4, 198,656は、タイムラプスフレームレコーダーの機能を持った信号記録手段によ り制御される、信号切り替え器を働かせるシステムを説明している。そして、デ ィスク記録手段を、切り替え器が次の信号ソースか、ある特定のソースから次の 記録された信号へ進んで一巡する間に、表示を継続することを備えたフレーム記 録タイプの機器として機能させている。各々の映像は、さらにデジタルコードを 備えていて、再生の時に映像のソースを示すことができる。 カッツ（Katz）(US特許 5,216,502)は、複数のレジ係の通路での、監視と記録 の処理のシステムを開示しています。この発明においては、四つのカメラからの 出力信号を、各々のカメラ映像を1/4 の大きさに縮小し、映像モニターの四分割 の一つに表示することができるフレーム記録を含む、四つに分割されるマルチプ レクサー に送り込む。その組み合わせられた出力信号は、より恒久的な処理の記録をする ＶＣＲに記録される。この画面縮小の方法については、何の説明もないが、この 種の表示は、水平のラインを、時間圧縮する機構で実現される。そして、映像フ レームの垂直次元から交互に走査線を間引きする。それぞれの現金レジスターか らのデータは、デジタルでエンコードされ、そしてそこで、垂直帰線期間の映像 のラインに記録されるか、またはＶＣＲの音声トラックに記録される。監視の設 備は、処理の情報が、同時にその出来事の映像と一緒に表示される映像重ね合わ せ発生器を含む。その設備は、個別のレジ係の通路での出来事の処理により起動 されて、映像の代表的フレームを選択して記録することを含む。これは、さらに フレームの記録数を減らすことで、ビデオカセットの記録継続期間を延長する。 これら二つの発明のどちらも、映像データ圧縮機構の使用を開示していないし 、デジタルの手法による画像の拡大・縮小（リサイズ）も開示していない。カッ ツ（Katz）は映像のフレームの記録の選択については開示しているが、それはア ナログの形だけで、ＶＣＲのような従来からある映像記録手段のみを使用してい る。 ブルーム（Blum）他(US特許5,237,408)は、複数のカメラからの映像を入力し てデジタル化することができる、複数のインターフェース回路基板を働かせるシ ステムを開示していて、それはインターフェース基板のそれぞれのＲＡＭのよう なアクティブバッファーメモリーによってそれぞれのカメラの映像のゆっくりと した切り換えの一巡を記録する。これらの映像の一巡の表示は、ディスク記録機 能を持つＰＣにより制御されることが好ましく、そして個々の映像は選択されて 、オペレータの制御のもとで、ハードディスクに記録される。けれども、記録容 量は限られ、何の映像データ圧縮も用意されていない為、大量または連続する映 像を記録することは、実用的ではない。自動映像記録の用意もなく、また表示フ ォーマットの映像の大きさとは異なるデータの形で、これらの映像を記録する用 意もない。 ゴームレイ（Gormley）(US特許5,258,837)は、一つの映像表示スクリーンの中 で、複数のカメラ画像をはめ込む方法として、映像圧縮手段を開示している。け れども、Gormleyは、そのシステムがデジタル化された入力の映像信号を決めら れた映像の大きさに圧縮するだけであることを、はっきりと述べている。そして 、それは何の帯域圧縮も行っていない。またビデオレコーダーに映像を記録する 手段も含まれる が、他のシステムのように、これらの映像は、各々のカメラ出力の独立した構成 の代表映像を記録するよりは、むしろ全体としてスクリーン表示を取り扱い記録 される。 一般的に、これらの従来システムは、次に続く信号の処理にかまうことなく、 カメラソースからのアナログ映像信号を監視システムに入力として受け付ける。 それゆえ、これらの信号は、高周波妨害やグラウンドノイズ、そして長い距離の 同軸ケーブルによる高周波信号の損失などの影響を受けやすくなる。自動映像ス イチャー器は非常にゆっくりとした速度で、ソース信号を切り換えて一巡させる 。そして、一秒をそれぞれのソースの切り換えに設定して、16のソースがある場 合、ある特定のソースの継続した映像が一巡する間に16秒もの遅れが発生する。 またそのようなシステムがタイムラプス映像レコーダーを装備している時、その 記録機器は高価で、解像度が低く、そして記録容量に限度がある。 ビデオ会議設備のような他のシステムでは、電気的切り換え装置と映像表示装 置を通してまとめられた、複数のカメラ映像と音声ソースを使用する。そして、 それらは、離れた会議の部屋と部屋を、あるいは離れた場所と場所を、電話線か 他の通信リンクを経由して接続される。ファブリス（Fabris）他(US特許4,516,1 56)は、長距離通信、フルレンジのカメラリモート制御(レンズとパン・チルト台 を含む)、そしてカメラのシステム制御と信号切り換えのタッチスクリーンモニ ター設備等の為に、衛星リンクを働かせる複雑なシステムの実現を開示している 。けれども、このシステムは、何の映像記録も用意しておらず、表示手段や映像 記録手段と一緒にした映像圧縮手段の何の用途も持っていない。 発明の要約 この発明は、映像データ圧縮の機能を含む入力回路基板にインターフェースさ れた、カメラソースと一緒にウィンドウソフトの表示を働かせて、ＰＣベースの プラットフォームによる自動監視システムを実現する。320Ｘ240のピクセルの大 きさを基本とした映像を使用し、そしてオプションとしてＹ-Ｕ-Ｖ4:1:1か4:2:2 のサンプル技術を働かせたカラー処理を含み、広範な性能基準を確立している。 一般的な10インチのＶＧＡフォーマット(640Ｘ480ピクセル)上で、2Ｘ2 構成の 四つの ソースの経済的同時表示は、高解像度20インチ(1600Ｘ1200ピクセル)モニター上 で、5Ｘ5構成の、より精巧な24ソース(それぞれのカメラに制御命令を送るグラ フィカルベースの入力ソース機器として使用される、一つのユーティリティウィ ンドウをさらに加えて)表示に改良することができる。表示モニターのスクリー ンの大きさと、映像表示アダプター基板の機能により、640Ｘ480ピクセルか、ま たは800Ｘ600ピクセルの順列の映像の大きさを含む、他の組み合わせも可能であ る。付け加えて、全てのウィンドウの映像が同じ大きさである必要はなく、また 同じフレーム速度である必要もなく、むしろそれらは、特定の用途にあわせて混 合されたり、組み合わされたりすることができる。各々のカメラのリモート制御 は、ウィンドウソフト及び／又はモニターのタッチスクリーン装置により、行わ れる。特定の出来事(防犯警報、機器及び処理過程のトラブルあるいは、ビデオ 会議場で話をする人の変更などに代表される事)の自動検知には、映像の大きさ を拡大・縮小したり、表示スクリーンの各々のウィンドウのフレーム速度を変え たり、あるいは記録機器の記録映像のデータフォーマットを改造すること等の再 構成を必要とするようになる。 映像の記録は、テープバックアップ機器により行われ、それは960時間までの 監視映像の記録を可能にするＤＡＴか８ｍｍテープレコーダーなどが使われる。 また、それはハードディスク、特に光磁気ディスクかPCMCIA互換のディスクドラ イブ機器のような、可搬型ディスクドライブを含む。映像は、好ましくはデータ 圧縮されて、多様なフレーム速度で種々のウィンドウの大きさに対応した事柄の 継続として記録される。けれども、種々の映像を表示するビデオモニターに使用 される画面の大きさとフレーム速度は、同じである必要はない。その代わりの方 法として、カメラは、そのカメラの場所でデータ圧縮手段を用意でき、そして、 それはＰＣから制御信号を用意して双方向データリンクで、カメラからデータ圧 縮された映像を受け付ける。データ速度の選択により、これらの信号の送信は、 同軸線、ツイストペア線、あるいは光ファイバー線により送られる。これらの信 号は、代わりに、内部のＰＢＸ電話線を通して送られたり、あるいは離れた監視 設備やビデオ会議などの場合、衛星リンクを含む長距離通信によって、送られる 。デジタル映像の使用は、デジタルノイズリダクションとか、例えば警備警報を 始動させるモーションセンシングのよう な、種々の役に立つ技術の用途を開く。 この発明の目的は、コンピュータープラットフォーム上で実現されるマルチウ ィンドウ表示システムの手段によって、カメラ出力の監視のより効率の良い方法 を提供することである。 この発明のもう一つの目的は、イベント日誌とか警備用途の改善された記録シ ステムを提供することで、それは、典型的なアナログのタイムラプス記録よりも っと代表的なイベントである情報の確認を含み、データ圧縮されたデジタル映像 を記録する手段による。そして、さらにコンピュータープラットフォームでこの システムを実現させることである。 この発明のさらなる目的は、テープベースかディスクベースのみによるか、あ るいはテープベースとディスクベースの両方の記録方法により、イベント日誌か 警備用途の記録時間を延長することである。 この発明のその上のもう一つ目的は、通信リンクを通して、データ圧縮された デジタル映像を送信する手段により、カメラのリモート監視のシステムを提供す ることである。 この発明のその上のさらなる目的は、ＰＣベースのプラットフォームの手段に より、ビデオ会議の設備を実現させる便利な方法を提供することである。 図面の簡単な説明 図１−６は、この発明による種々の可能なスクリーン表示の組み合わせを示す 。 図７は、アナログ入力信号のデジタル処理を実現するＰＣベースのシステムに 差し込むプラグインプリント回路基板の機能図である。 図８は、図７の関連で紹介されたプラグインプリント回路基板の機能図である 。 図９は、デジタル出力信号を持つユニバーサルカメラアダプターの機能図であ る。 図１０は、まとめた一体のカメラのシステムの図である。 図１１は、複数の離れた場所での、ビデオ会議に適応させたＰＣベースの監視 システムの機能図である。 図１２は、図１１のシステムの物理的な配置の全体的な図である。 図１３Ａと１３Ｂは、ビデオ会議で使用する複数カメラ監視ユニットの図であ る。 図１４は、ビデオ会議で実現される拡張された複数カメラ監視ユニットの側面 図である。。 図１５は、この発明の監視用あるいはビデオ会議用のどちらでも、コンピュー ターモニター表示機能により、種々の可能な操作モードのリストの表である。 発明の詳細な説明 本発明は、カメラソースが映像データ圧縮を含む入力回路基板にインターフェ ースして、ウィンドウソフトを表示させた、ＰＣベースのプラットフォームによ り自動映像監視システムを実現する。それぞれのカメラソースから320Ｘ240ピク セルの、基本の映像ウィンドウの大きさが、システムの複雑さにより、多くのフ ォーマットで、種々の映像モニターに表示される。この記録媒体は、一般的にデ ジタル音声テープ（ＤＡＴ）として使用されている４ｍｍのヘリカルスキャンの データカートリッジである。各々のテープカートリッジには10ＧＢのデータを記 録する容量がある。下記に説明される全ての記録時間は、4:2:2Ｙ/Ｕ/Ｖサンプ ル方法のカラー処理を使用して、100:1のデータ圧縮比による。長い記録時間が 必要とされる時は、20ＧＢのデータ記録容量を持つ８ｍｍテープのような他の高 容量媒体を働かせる。 図１５は、ＰＣベースの監視システムの特定の具体例により、種々の可能な操 作モードを示す。これらの六つの代表的モードは、この発明が示されている特定 の例に限られるのではなく、多くの代わりの方法が可能であるということが、詳 細に説明されている。また、示されたある特定の具体例では、全体のスクリーン を種々のウィンドウで全てを占有することなく、上下、サイドの使用されていな いあらゆる場所は、警告メッセージ、制御ボタン、あるいはそのような他の機能 を表示するように使用される。 図１は、図１５でリストされたモードＩによるシステム構成のコンピューター モニターのディスプレイを示す。640Ｘ480ピクセルの大きさの、一般的に実用な １４インチのＶＧＡフォーマットのコンピューターモニターを使用して、320Ｘ2 40のピクセルの大きさを持つ四つのウィンドウを同時に表示する。10ＧＢのＤＡ Ｔテープ上に100:1のデータ圧縮で、白黒で、毎秒一フレームの速度のこのデー タの記録は、テープごとにだいたい960時間に及ぶ。あるいは、代わりにカラー 映像では480時 間以上になる。二つめのモニターを、オプションとして、例えばカメラのパン、 チルト、ズーム、フォーカス、そしてその他のような、種々の操作制御を含むユ ーティリティウィンドウを表示するのに使用する。 図２は、図１５にリストされているモードIIによる構成のシステムのコンピュ ーターモニターのディスプレイを示す。1024Ｘ768のピクセルの大きさの15から1 7インチのSVGAフォーマットのコンピューターモニターを使用して、それぞれが3 20Ｘ240のピクセルの大きさを持つ九つのウィンドウが同時に表示する。八つの ウィンドウはカメラ表示に使用され、そして九つめのウィンドウは、上記に説明 されたユーティリティウィンドウの継続表示に使用できる。毎秒１フレームの速 度で八つのウィンドウの記録が、10ＧＢのＤＡＴテープごとに、この構成で480 時間の白黒映像で可能になり、あるいは代わりにカラー映像の240時間を可能に する。 図３は、図１５にリストされたモードIIIにより構成されたシステムのコンピ ューターモニターのディスプレイを示す。1240Ｘ1024のピクセルの大きさで17か ら20インチの高解像度コンピューターモニターを使用して、320Ｘ240のピクセル の大きさを持つ八つのウィンドウを、さらに640Ｘ480のピクセルの大きさを持つ 二つのウィンドウを追加して表示する。これらの大きいウィンドウの一つは、ユ ーティリティウィンドウに使用でき、そして他の大きいウィンドウは640X480の ピクセルの大きさを持つカメラのフル解像度で八つのカメラ入力を一巡して切り 換えの表示を可能にする。八つのカメラ映像ウィンドウおよび、入力を一巡した ウィンドウを毎秒１フレームでの記録を、10ＧＢのＤＡＴテープごとに、この構 成で白黒映像を360時間可能にする。また、代わりにカラー映像では180時間以上 可能になる。 図４は、図１５にリストしてあるモードIVによる構成のシステムのコンピュー ターモニター表示を示している。1600X1200のピクセルの大きさの20インチの高 解像度コンピューターモニターを使用して、320X240のピクセルの大きさの25の ウィンドウが同時に表示される。24のウィンドウはカメラ表示として使用され、 そして一つのウィンドウはユーティリティの表示に使用される。24の全てのウィ ンドウおよびユーティリティウィンドウを毎秒１フレームでの記録を、10ＧＢの ＤＡＴテープごとに、この構成で白黒映像を180時間可能にする。もしカラー映 像が必要とされるならば、20ＧＢの８ｍｍのデータカートリッジが180時間のカ ラー映像を 可能にする。 図５は、図１５にリストしてあるモードＶによる構成のシステムのコンピュー タモニターディスプレイを示している。1600X1200のピクセルの大きさを持つ20 インチの高解像度コンピューターモニターを使用して、400Ｘ300のピクセルの大 きさを持つ12のより大きいウィンドウを表示でき、同時に800Ｘ600のピクセルの 大きさを持つ一つの大きい高解像度のウィンドウは、カメラ映像の出力を一巡し て切り換えの表示をする。このフォーマットで毎秒１フレームでの記録は、10Ｇ ＢのＤＡＴのテープごとに、この構成の白黒映像を180時間できる。もしカラー 記録が必要ならば、20ＧＢの８ｍｍデータカートリッジが180時間のカラー映像 を可能にする。 図６は、図１５にリストしてあるモードVIによる構成のシステムのコンピュー ターモニターディスプレイを示す。1240X1024のピクセルの大きさで14から17イ ンチのSVGAコンピューターモニターを使用して、240X180のピクセルの大きさの 、より小さいウィンドウを実現させて、カメラ映像表示として八つのウィンドウ が実用になり、そして480X360のピクセルの大きさの二つの大きいウィンドウが 、一巡したカメラ映像を表示する。毎秒１フレームでこのスクリーンのフォーマ ットでの記録は、20ＧＢの８ｍｍデータカートリッジによってこの構成で白黒映 像を480時間可能にする。そして、カラー映像では、240時間可能になる。 今まで述べたどの表示でも、カメラ映像の上にユーティリティ制御をスーパー インポーズして表示する、映像を重ね合わせる技術を使用することができる。ど の表示でも、またどのフォーマットが使用されたとしても、ＰＣベース監視シス テムは、これからさらに詳細に説明される種々の設備と機能を含む。 操作に際して、使用者は、同時に多くのモニターに集中する必要がなく、一つ のモニタースクリーン上の、種々の表示ウィンドウを観察するのみで済む。それ 故、重要な出来事を見失う危険を減らすことができる。何の映像切り換え器も記 録には使用されていないので、全てのソースからの映像は、それぞれのソースの 選択されたフレーム速度で継続して記録される。従って入力映像の一巡の切り換 えにより失われていた、今までのアナログシステムよりより多くの情報が記録さ れる。デジタルフォーマットはまた画質を改善し、S/N比はアナログシステムよ り高くなる。さ らに、記録か再生中に画質の劣化はなく、そして、記録技術がデジタルであるの で、音声、時間、日付、場所等のような他のタイプの情報を、オプションとして カメラデータと共に記録できる。 追加の機能として、二重記録媒体のオプションを実現することができる。この 設備は、テープ(高容量、長期間記録用)上と、そしてまた可搬型ハードディスク (PCMCIAのような)か、光磁気ディスク(24時間までの映像の短期記録の為)のよう な可搬型媒体上に、同時に両方に記録できるようにしてある。これらのディスク はテープを中断させることなく記録情報の高速サーチを可能にして、同時にテー プの記録のバックアップを用意する。付言すると、このシステムはテープ記録機 器上に映像を継続して記録している間に、ディスク記録機器上に記録された映像 を同時にサーチできる。 ビデオ表示に使用されている映像の大きさまたはフレーム速度が、記録媒体に 使用されているものと一緒である必要はないことに言及すべきである。実際、こ れらの二つのスペックは一緒にはならず、オペレーターが処理して表示された映 像の大きさか、警報の状態の検出から出てくる変更などのような、他の要因によ り決定される。 図７は、ＰＣベース監視システムでの、現存のアナログカメラとケーブルの使 用を可能にする、ＰＣに挿入されたアナログ入力デジタル処理カードの機能図を 示す。このカードはノヴァ（Nova）という製造会社から購入することができ、モ デル番号V-SWで2aから2dの四つの映像入力を持つ。このカードは、ノイズの除去 に良い平衡か差動入力回路(あるいは光ファイバーケーブルの光学結合入力)、四 つの映像増幅器4aから4d、四つの映像入力からどれか一つでも信号ソースとして 選択できる４Ｘ１の映像スイッチャー６、そしてアナログからデジタルへのA/D 変換器８等をもっている。カメラ入力のこの記録はデジタルであるが、パン、チ ルト、ズーム等のようなカメラ機能のリモート制御は用意されていない。追加の 入力が必要であるならば、複数のカードをＰＣに挿入することができる。A/D変 換器８は、グラフィック処理器と映像データ圧縮エンジン10に供給される。この カードは、機器のオペレーターによって特定される映像の大きさとフレーム速度 を構成するのに必要な種々の機能を実行する。このシステムの全体のデータ記録 帯域は、各々の画の データ比の選択の要因なので、コンピューターソフトで、種々の映像ソースに配 分するデータ帯域を管理するメニュー操作を可能にしている。この構成により、 信号は映像切り換え器４に供給され、必要とされる特定の映像ソースの選択を行 う。データ圧縮された映像は、マイクロプロセッサーデータバス12にデジタルの 形で供給される。マイクロプロセッサーユニット(この図には表されていない)は 代わりに、映像データ配分構成の選択により、このデータバスを通してグラフィ ックプロセッサー10に制御信号を供給する。 図８は、カメラ・アダプター機器からまたそれに向けて双方向のデジタル通信 を一本の送信線を通して実現する入出力デジタル処理カードの機能図である。そ れにより、ケーブルと設置の費用が大きく減らされ、現存の配線が使用できるよ うになる。選択されたネットワーク接続メディアのタイプにより、種々のプリン ト回路基板の施行が必要になる。さらに、システムの性能は、ネットワーク接続 メディアのタイプによる。例えば、光ファイバーネットワークは、電話のネット ワークより早い送信速度と、より良い信号品質を持つ。これらの通信手段のイン ターフェース技術は、一般的にその分野で良く知られ、使用されている。このプ リント回路基板(カード)は、また入力52aから52dを通して、四つのカメラに使用 され、そして必要ならば、追加のカードが供給される。双方向のデジタル映像と カメラ制御データの切り換え器54は、図７に関連して説明した各々の映像ソース の選択に使用される。これらのソース信号は、それでグラフィックプロセッサー と映像データ圧縮エンジン56に供給される。それらは、図７に関連して話したグ ラフィックプロセッサー10により用意された同様の機能を供給する。この処理さ れたデータ圧縮された映像は、そこでマイクロプロセッサデータバス60に、供給 される。けれども、このシステムで、このデータ切り換え器54の双方向の性質は 、双方向制御58を通して、カメラ設備のフル機能制御を用意することに役立つ。 これらの機能制御は、カメラ自身の制御(レンズと露出制御)とカメラの物理的台 の制御(パンとチルト)を含む。これらの機能の種々の制御信号は、既にこれらの 種類の機器に用意されていて、そしてこれらの概念はその分野においては良く知 られているものである。他に具体化できるものとして、各々のカメラが、モーシ ョンJ-PEGかMPEG圧縮のような技術を使用して、別々の映像データ圧縮機能を備 えることができる。この場合、これらの追 加の機能の制御信号は、双方向制御器58とデータ切り換え器54を通してマイクロ プロセッサーバス60から供給される。 図９は、デジタル出力ユニバーサルカメラアダプターの機能図である。これは 、ＰＣベースビデオ制作システムという主題で、共に申請中のUS特許申請シリア ル番号08/050,861に説明されている、カメラアダプターの完全なデジタル版であ る。A/D変換器、デジタル映像データ圧縮、そして双方向インターフェースカメ ラアダプター100は、カメラ102からアナログ音声と映像信号を受け取り、そして 相互接続のネットワーク104を通して、これらの信号を送信の為にデジタル信号 に変換する。カメラアダプターはまた、相互接続のネットワークによりＰＣから カメラ制御命令を受け取り、カメラレンズ106とパン・チルト台108を含む、特定 のカメラ機器の適切なパン、チルト、ズーム、焦点、そして露出制御信号にそれ らを変換する。 さらに、カメラアダプターは、例えば、動き検出器、フォトセル検出器、ある いは簡単なスイッチのような幾つかの警報システムタイプのセンサー110の入力 を持つ。これらの警報信号は、デジタル化され、エンコードされ、そして相互接 続のネットワークによりメインＰＣに送信される。電源は、それぞれの場所のソ ース112からこの機器に供給する。このカメラアダプターは、全ての実存するタ イプのカメラと制御機器に接続でき、全ての機能を備えたシステムを実現する。 けれどもアダプター、カメラ、パン・チルトそしてセンサー間の多くの相互接続 が必要となるので、この設置は非常に複雑なものとなる。 各々のカメラ入力にデジタルフレーム記録機能を装備することにより、通常状 態の映像シーンからの逸脱による警報状態を検出することができる。例えば、カ メラが夜の時間に使用されていない、ドア出口か倉庫の通路の場所を監視してい るならば、映像のどのような変化も警報状態として表わす。カメラを動かすには 、このセンサーを働かないようにして、パン、スキャン、チルト、ズームそして 他のカメラの位置制御をし、そしてセンシングはカメラの位置制御終了後、ある いは手動のオペレーター制御により再び働くようにすることができる。 図１０は、物理的に別れたカメラ、パン・チルト台そしてアダプター器を持つ ことによる問題を解決する為の、本発明による一体型のカメラシステムの機能図 である。一体型システムは、パン・チルト制御、A/D変換器、デジタルデータ圧 縮回路 そして必要なインターフェース回路を持つカメラ150を含む。このような装備は 、カメラベースの構造152の中に含まれることが望まれ、設置を簡単にし、何の 相互接続のケーブルも必要ない。一体型カメラシステムは、オプションとしてネ ットワークの同軸線から電気的操作電源を供給する装備を含むことができる。そ れによって一本の相互接続ケーブルのみで全ての動作が可能になる。このタイプ の一体型カメラシステムは、カメラ自身と同じくらいの小ささの物理的大きさに することができる。何故ならば、電子回路の殆どが、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＤＳＰ そして混合信号処理を含む専用ＩＣを開発することにより、高度に小型化できる からである。警報かセンサー信号が、例えば、警報信号状態を始めにセットした センサーに感知した、映像ソースのフレーム速度を早めるとか映像の大きさを大 きくするなどの、システムの操作モードを、自動的に再構成するように働くこと を可能にしたどのような機能も喜ばれる。上記に説明したように、表示されたウ ィンドウと映像の大きさは、デジタル記録モードの再構成によって、異なった操 作モードに再構成することができる。もし望むなら、オペレーターは、警報信号 状態に相応して、システムが特定のウィンドウに使用している圧縮比を自動的に 調整することができるように選択できる。代わりに圧縮比は、映像ウィンドウを より大きいピクセルの大きさを持つように切り換える等の、オペレーターがより 詳細な監視をする為にある特定のウィンドウを選択することに応答して調整され る。ある種の用途には、Iterated Systems，IncのFractal圧縮の手法のような、 解像度より独立したデータ圧縮方式の使用が好まれる。何故ならば、この手法に より圧縮された映像を、はっきりとした解像度を失うことなくより大きいあるい は小さいウィンドウに合うように拡大・縮小できるからである。さらに、警報信 号状態に対応した、特定のウィンドウに関係した音声信号を自動的に切り換える ことにより、オペレーターがその出来事をより細かく調査することができる。そ して、その音声信号はその出来事にオペレーターの注意を向けさせるのに役立つ 。オプションのこのような切り換えは、監視用の目的と同様に、オペレーターが 選択することもでき、そしてこれらのオプションの両方とも、大量記録媒体上に 、どの関連した音声信号でも共にあるいは伴わずに、これまでに説明した映像を 記録するシステムの中に組み入れることができる。 図１１は、複数の離れた場所でのビデオ会議を実現するＰＣベースの監視シス テ ムを描いている。この発明の用途では、一般的に200に示されている、主制御セ ンターは、１からＮまでに表わされ、一般的に204から210までに示された、離れ た場所をネットワークにより相互接続されている。ネットワーク202は、電話線( 遅い速度)か、ＩＳＤＮ線(中間速度)あるいは代わりとして、同軸線か光ファイ バー線(高速度)により実現される。高速で実現される場合は、高いフレーム速度 そして、高い解像度での送信が可能になる。また代わりに、無線ネットワークあ るいはマイクロウェーブリンクが、オプションとして使用できる。メインと離れ た場所間のネットワーク通信は双方向で、メインコンピューターは、それぞれの 離れた場所から音声、映像そしてセンサー信号を受け取り、そしてカメラのパン 、チルト、ズーム、フォーカス等の制御信号を送る。システムオペレーターの音 声・映像通信も、それぞれの場所に追加のカメラとヘッドセットを用意すること により可能である。 これらのＰＣベースの監視技術の適用はまた、中心の監視場所がリモートの場 所から距離のある所にあっても良いように実現できる。この場合、物理的ハード とネットワークの設備は、場所１からＮまでは、別々の保安用途の監視か他の監 視目的に関連することを考慮して、図１１に示した参考例として表わす。 主制御センターの目的は、複数の場所で、複数のカメラを管理することである 。中心的場所220から離れた場所を監視したり制御することにより、システムは それぞれの場所で、オペレーターを必要とせずに機能させる事ができる。オプシ ョンとして、中心的場所で、222と224の例により示された追加のコンピューター は、離れた場所の監視と制御を簡単にすることができる。中心的制御センターは 、例えばPCMCIAベースの可搬型媒体か光磁気(ＭＯ)ディスクを含む可搬型媒体そ してデジタルテープを使用した238、240 そして242の例により示された主制御記 録設備に、離れた場所からのデータを記録する。これらの映像は、記録される映 像の使用目的のいかんにより、種々のフレーム速度と解像度で記録できる。230, 232と234に示されたインターカムの装備は、主制御センターと種々の離れた場所 の間の業務をまとめるのに用いられる。そして、ビデオカメラ機器は、244、246 そして248の例のように、示されたそれぞれのコンピューターに装備されている 。 それぞれの離れた場所には、デジタルテープと他の可搬型媒体を使用した映像 とデータの装備256を含む、252と254のような例により示された、複数のビデオ カ メラと共にＰＣモニター250を含む。この離れた場所は、中心の場所(上記で説明 した)から、あるいはその場所のオペレーターからでも制御されるように操作さ れる。あるいは、それらは、自動制御用に設計された特別のソフトにより制御さ れる。ソフト制御の操作の場合では、必要ならば、中心の制御センターにより行 われる制御を含むように装備できる。中心制御のコンピューターの場合と同じよ うに、それぞれの離れたコンピューターは、258のようなインターカム設備と260 のようなビデオカメラと一緒に装備されている。 今までの一般的なビデオ会議の状態では、ただ一つのカメラとモニターが使用 されてきた。残念ながら、これは、使用者に一つの視野の角度からのみ供給され る不自然な画を結果として表示してきた。テーブルの回りに座る多くの人々を写 すのに必要な広角カメラレンズの使用は、カメラから最も遠くに座る人々を、歪 んだ画面で表示する。図１２は、会議テーブル300、カメラとモニター302そして 304のように回りを囲んで示された会議参加者を含む、典型的ビデオ会議の設定 の全体の眺めを示す。 ＰＣベース監視システムを使用して、もっとより自然な眺めの画面を現すビデ オ会議を設けることが可能である。図１３Ａに示されているように、マルチカメ ラ、マルチ表示機器310はたいてい、会議テーブル312の上に直接に置かれる。こ れは、会議メンバー314がより気持ち良くそして便利な位置に座ることができる ので、上記で直前に説明したカメラ視角歪みの影響を減らす。ビデオ映像の結果 はまた、より自然になる。それぞれの制御器の離れた場所のコンピューター表示 部分322(これから下記に説明)は、ＰＣベース監視システムオペレーターからの 制御のもとで、それぞれの参加者に配分された各々のビデオウィンドウと共に、 離れた会議に参加している全てのメンバーを同時に表示する。実際には、離れた 場所の機器オペレーターは、図１５に説明された表示操作モードの一つを選択す る。そして、それは、対象(カメラの視野)の数と離れた場所のコンピューター機 器の能力による。オプションとして、追加の広角レンズを装備したカメラ316は 、より伝統的なシステムによる会議室の全体的な視野を提供する。 各々のカメラが参加者に向けれるようにする為に、(典型的にネオン光管のＩ とＯで飛行機のゲートへの着陸に使用される)飛行機の着陸を助ける飛行場のゲ ートで 実施されるような設定もオプションとして、含まれる。この場合、二つの表示器 が、カメラレンズシステムの光軸に沿って直接見える時のみに重なるように据え 付けられている。このようにして、カメラの位置の調整は、表示器が重なるよう にだけ行われ、そこでカメラが正しく目標に向けられていることを確実にする。 多くのマイクロフォン318は、参加者のスピーチの音声を適切に拾うことができ るような場所の会議テーブルの回りに置かれる。 図１３Ｂは、マルチカメラ、マルチ表示機器310の四つの側面のそれぞれの側 面図を現した物理的配置を示している。上の機器 320は各々のカメラ(２から８ 台)と関連した電子機器を収納して、オプシションとして、上記で説明した方向 を合わせる機能を含む。ＬＣＤの表示スクリーン 322 は、会議参加者の種々の カメラ映像を映す。324の位置にあるスピーカーは、離れた場所から音声を供給 する。 図１４に示したように、図１３Ｂのマルチカメラ・表示機器は、それぞれの部 分の機器が４人の会議参加者に使用できて、どのような大きさあるいは形の会議 テーブルにも対応できるように水平方向に沿って拡張できるように、側面のパネ ルを取り除けるように作られことが望まれる。この発明において、全体の機器は 、離れた会議参加者の障害になるのを最少限にする為に、傾斜したＬＣＤ表示パ ネル330を使用することにより、低い概観になるように作られることが望まれる 。もし低い概観が必要ないならば、表示パネルはオプションとして大きくそして 縦に設置されてもかまわない。カラー表示パネルが経済的に十分に効果があるよ うになるまで、表示器は現在用いられている小さいＬＣＤプロジェクターシステ ムのどれかで作ることができる。それぞれの会議場所は、専用のオペレーターを 持つ事も出来るが、ネットワークの実現により、離れた場所からシステムを制御 できる。 ＰＣベース監視システムの実現例は、警備システムあるいはビデオ会議のこれ らの例に限られないことを注釈しておく。代わりの多くの実現例として、働く場 所、工場、生産ラインそして処理監視は、このシステムの恩恵を受け、そしてこ れらの代わりの実現例はこの発明の領域の中にあることが考慮されるべきである 。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１１月６日 【補正内容】 【図１】 【図２】 【図３】 【図４】 【図５】 【図６】 【図７】 【図８】 【図９】 【図１０】 【図１１】 【図１２】 【図１３】 【図１４】 【図１５】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 映像記録と表示システムであって、その構成は、 ビデオ映像を表示する信号をそれぞれ出力する複数のビデオカメラと、 それぞれのカメラからの信号を受け取り、デジタルで映像を圧縮する手段と、 表示スクリーンと、オペレーター入力を受け取る手段と、高容量記録媒体とにイ ンターフェースされたコンピュータを備え、 前記コンピュータは、 それぞれがピクセルの大きさに関連すると共に、表示スクリーン上の異なった ウィンドウに、カメラからのデジタル圧縮された映像を表示する機能、 外部から得られたコマンド入力により、そのウィンドウの中である特定の映像 が更新される大きさと速度を変更する機能、 高容量記録媒体の中にデジタル圧縮された映像を記録し、そして入力により得ら れた外部コマンドにしたがってある特定の映像が記録される大きさと速度を変更 する機能を実行するようにプログラムされていることを特徴とする映像記録と表 示システム。 ２． ビデオカメラの少なくとも一つに関連した映像のアスペクトを検出するた めの手段を更に備え、 そのウィンドウにおいてある特定の映像が更新される大きさと速度に応答して外 部から得られたコマンドを発生させることを特徴とする請求項１に記載の映像記 録と表示システム。 ３． 一つあるいはそれ以上のビデオカメラの映像収集能力を制御するコンピュ ーターに関連する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の映像記 録と表示システム。 ４． ある特定のカメラからの映像をデジタル圧縮する手段は、カメラが置かれ る 場所に配置されることを特徴とする請求項１に記載の映像記録と表示システム。 ５． ある特定のカメラからの映像をデジタル圧縮する手段は、コンピュータが 置かれる場所に配置されることを特徴とする請求項１に記載の映像記録と表示シ ステム。 ６． それぞれのカメラに関連する別々のコンピューターをさらに備え、それら のコンピューターは、共通の通信バスを通して一緒にネットワークされ、ある特 定のコンピューターに位置しているオペレーターが、そのオペレーターの表示ス クリーン上の別々のウィンドウの中に、他のカメラによって集められた映像を表 示することを可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の映像記録と表示シス テム。 ７． 高容量記録媒体として磁気テープを備えたことを特徴とする請求項１に記 載の映像記録と表示システム。 ８． 高容量記録媒体として磁気ディスクを備えたことを特徴とする請求項１に 記載の映像記録と表示システム。 ９． 二つの形式の高容量記録媒体を備え、一つはランダムに検索ができ、もう 一つは記録を継続できることを特徴とする請求項１に記載の映像記録と表示シス テム。 １０．同時に複数のビデオ映像を表示してそして記録する方法であって、 複数のソースからビデオ映像を受け取り、 もしまだデジタルの形でなければ、画像の一つあるいはそれ以上をデジタル化 して、 それぞれのウィンドウに関連した一つめの前もって決められたフレーム速度と 解像度を使用して、表示機器上の別々のウィンドウに、少なくとも幾つかのデジ タル化した映像を表示し、 同時に、それぞれの映像に関連した二つめの前もって決められたフレーム速度 と 解像度を使用して、表示映像を記録するステップとを備えたことを特徴とする方 法。 １１．ある特定の映像の表示に関連したフレーム速度と解像度を決定するコマン ドを受け取るステップを更に備えたことを特徴とする請求項１０に記載の方法。 １２．前記コマンドはオペレーターの入力によることを特徴とする請求項１１に 記載の方法。 １３．前記コマンドは外部の刺激によるものであることを特徴とする請求項１１ に記載の方法。 １４．複数のビデオ映像を同時に表示して記録する方法であって、 複数のソースからのビデオ映像を受け取り、 もしまだデジタルの形でなければ、画像の一つあるいはそれ以上をデジタル化 し、 それぞれのウィンドウのそれぞれの映像に関連する時間的そして空間的パラメ ーターの一つめの設定を使用して、表示機器上の別々のウィンドウに少なくとも 幾つかのデジタルの映像を表示し、 同時にそれぞれの映像に関連した時間的そして空間的パラメーターの二つめの 設定を使用して、記録して表示するステップを備えたことを特徴とする方法。 １５．時間的パラメーターはフレーム速度を含むことを特徴とする請求項１４に 記載の方法。 １６．空間的パラメーターはピクセルでの映像の大きさを含むことを特徴とする 請求項１４に記載の方法。