監視装置
【課題】 監視対象箇所が遠隔地にある場合でも高画質映像によって監視を可能とする。
【解決手段】 監視カメラのプリセット位置毎に予め設定された画像符号化パラメータを保存しておくパラメータ記録部６０と、カメラ動作コマンドを解析して監視カメラが前記プリセット位置の監視を行うか否かを判定するコマンド解析部５０と、監視カメラがプリセット位置の監視を行うとコマンド解析部５０が判定したときパラメータ記録部６０に保存されているプリセット位置に対応する画像符号化パラメータを用いて監視カメラから送られてくる監視画像を符号化する符号化部２０とを備える。カメラプリセット位置毎に符号化部２０への設定パラメータが最適化され、遠隔地の監視でも高画質映像を得ることが可能となる。
【解決手段】 監視カメラのプリセット位置毎に予め設定された画像符号化パラメータを保存しておくパラメータ記録部６０と、カメラ動作コマンドを解析して監視カメラが前記プリセット位置の監視を行うか否かを判定するコマンド解析部５０と、監視カメラがプリセット位置の監視を行うとコマンド解析部５０が判定したときパラメータ記録部６０に保存されているプリセット位置に対応する画像符号化パラメータを用いて監視カメラから送られてくる監視画像を符号化する符号化部２０とを備える。カメラプリセット位置毎に符号化部２０への設定パラメータが最適化され、遠隔地の監視でも高画質映像を得ることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視映像をディジタルネットワークを利用して遠隔地で表示する監視装置に係り、特に、監視映像の撮影領域毎に最適な符号化パラメータを選択し高画質な監視映像を表示することが可能な監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば下記特許文献１に記載されている従来の映像監視システムでは、カメラプリセット位置毎にホワイトバランス、フォーカス情報、絞り情報等のパラメータ値を予め設定しておき、カメラでプリセット位置を撮影するよう操作が行われた場合、予め設定済みの前記パラメータ値をカメラ部へ設定し、瞬時に高画質映像を得ることができるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−５０２３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術を利用して、監視映像をＡ／Ｄ変換後に圧縮符号化しネットワーク１／Ｆへ出力するネットワークカメラを構成した場合、符号化部ヘパラメータ情報を設定することができないので、必ずしも高画質映像を得ることができない。また、ビットレートを減少させて伝送可能チャンネル数を増加させる場合、符号化部でのパラメータ設定が画質を決める要因の大部分を占めるので、従来技術では画質劣化を防止することができない。つまり、従来技術では、高画質映像による遠隔監視を行うことができないという問題もある。
【０００５】
本発明の目的は、監視対象箇所が遠隔地にある場合でも高画質映像によって監視が可能な監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の監視装置は、監視カメラのプリセット位置毎に予め設定された画像符号化パラメータを保存しておくパラメータ記録部と、カメラ動作コマンドを解析して前記監視カメラが前記プリセット位置の監視を行うか否かを判定するコマンド解析部と、前記監視カメラが前記プリセット位置の監視を行うと前記コマンド解析部が判定したとき前記パラメータ記録部に保存されている前記プリセット位置に対応する前記画像符号化パラメータを用いて前記監視カメラから送られてくる監視画像を符号化する符号化部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成により、監視カメラがプリセット位置の監視を行う場合には、プリセット位置に応じた最適な画像符号化パラメータにより符号化部が動作し、高画質映像を出力することが可能となる。
【０００８】
本発明の監視装置における前記画像符号化パラメータは、前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎の動ベクトル探索範囲であることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、動きの大きい分割領域では広範囲で動ベクトルを探索し動きの小さい分割領域では狭範囲で動ベクトルを探索するため、処理負荷が小さく、しかも高画質映像を得ることが可能となる。
【００１０】
本発明の監視装置における前記画像符号化パラメータは、前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎のノイズ除去フィルタ特性であることを特徴とする。
【００１１】
この構成により、ノイズが大きい分割領域では十分にノイズを除去することができ、ノイズが少ない分割領域では映像信号自体の周波数成分を除去することによる画質劣化を防止することができ、高画質な符号化画像を得ることができる。
【００１２】
本発明の監視装置では、前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎の最適な前記画像符号化パラメータは、パラメータ設定可能範囲でパラメータ値と符号化効率との関係を自動的に調べ前記パラメータ記録部に保存されることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、符号化パラメータの最適値の設定が自動化されるので、パラメータ調整作業が不要となり、カメラプリセット位置への移動後は最適なパラメータを使用して、高画質映像の符号化が可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プリセット位置の監視を行う場合には、最適な画像符号化パラメータを用いて監視映像を符号化するため、監視対象箇所が遠隔地であっても高画質映像による監視が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る監視装置に設ける動画像符号化装置全体の機能ブロック図である。動画像符号化装置は、監視映像を取り込んでアナログ／ディジタル変換後に所定信号フォーマットで出力する撮像部（本実施形態における監視カメラ。本実施形態では、監視カメラを、光学像を取り込んで電気信号に変換するカメラ部分と、この電気信号をアナログ／ディジタル変換等の信号処理する回路部分等と一体にして構成しているが、カメラ部分と回路部分とを分離した構成とすることでもよい。）１０と、撮像部１０から出力されるディジタル映像信号７０を圧縮符号化する符号化部２０と、符号化部２０で圧縮符号化処理されたビットストリーム９０をパケット化するパケット構成部３０と、パケット構成部３０から出力されるパケットをディジタルネットワーク（以下、ネットワークという。）が要求する信号仕様に従ってネットワークに映像ストリームとして出力するネットワークＩ／Ｆ部４０と、ネットワークＩ／Ｆ部４０を介してネットワークから入力されたカメラ制御コマンドをデコードして撮像部１０へ出力すると共にカメラ撮影位置の制御指令位置がプリセット位置か否かを判定するコマンド解析部５０と、コマンド解析部５０の解析結果を取り込みプリセット位置に応じた符号化パラメータ８０を符号化部２０に出力するパラメータ記録部６０とを備える。
【００１７】
撮像部１０は、図示しないレンズを通して取り込んだ映像をＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を利用して電気信号に変換し、更にこの映像信号をディジタル化すると共に、符号化部２０が要求する信号仕様にフォーマット化し、出力する。
【００１８】
符号化部２０は撮像部１０から取り込んだディジタル映像信号を圧縮符号化し、符号化結果であるストリームを出力する。映像圧縮方式の具体例としては、国際標準方式であるＭＰＥＧ２（ＩＳＯ／ＩＥＣ、１３８１８−２）、ＭＰＥＧ４（ＩＳＯ／ＩＥＣ、１４４９６−２）を挙げることができ、内部の詳細動作については後述する。
【００１９】
パケット構成部３０は、符号化部２０から出力されるストリームを取り込み、定められたフォーマットにパケット化する。
【００２０】
ネットワークＩ／Ｆ部４０は、入力されたパケットをネットワークＩ／Ｆ仕様に応じて映像ストリームとしてネットワークに送出すると共に、ネットワークから入力されるカメラ制御コマンドを受信した場合は、受信パケットを構成してコマンド解析部５０へ出力する。
【００２１】
コマンド解析部５０は、入力されたカメラ制御コマンドを解析し、撮像部１０とのＩ／Ｆ仕様に準拠したカメラ制御コマンド形式に変換して撮像部１０に出力すると共に、カメラ制御コマンドがプリセット位置への撮影範囲の変更コマンドであれば、プリセット位置への変更コマンドであることと、プリセット位置情報とをパラメータ記録部６０へ出力する。
【００２２】
パラメータ記録部６０は、プリセット位置へのカメラ制御時に、入力されたカメラプリセット位置に対応した符号化パラメータである符号化領域毎の動ベクトル探索範囲を符号化部２０へ出力する。
【００２３】
図２乃至図７は、カメラプリセット位置が２箇所ある場合のプリセット位置毎の動ベクトル探索範囲の設定例を説明する図である。図２の全体の矩形枠がプリセット位置Ａにおけるカメラの一画面における全撮影範囲であり、この全撮影範囲を、３×４の計１２領域（Ａ１、Ａ２、…、Ａ１２）に分割している。同様に、図５の全体の矩形枠がプリセット位置Ｂにおけるカメラの一画面における全撮影範囲であり、この全撮影範囲を３×４の計１２領域（Ｂ１、Ｂ２、…、Ｂ１２）に分割している。
【００２４】
例えば、監視カメラによって出入口を監視している場合、出入りする人がいるため出入口の映像の動き量は大きいが、出入口の上部の壁の部分が写っている領域では、動きはない。プリセット位置Ａにおける上記の１２領域Ａ１、Ａ２、…、Ａ１２に対応した領域における動き量の「大」「中」「小」の一例を図３に示す。同様に、プリセット位置Ｂにおける動き量の一例を図６に示す。
【００２５】
図３に示す例では、領域Ａ１、Ａ５、Ａ６、Ａ９が画面内で比較的大きな動きがある領域であり、Ａ２、Ａ１０、Ａ１１が画面内で中間的な大きさの動きがある領域であり、Ａ３、Ａ４、Ａ７、Ａ８、Ａ１２が画面内で動きが小さい領域である。
【００２６】
監視装置の設置者は、各分割領域毎の動き量を動ベクトル検出範囲として設定する。図４に、プリセット位置Ａにおける各領域毎の動ベクトル検出範囲の設定値を示す。動きが大きい分割領域は「±６０画素」、動きが中程度であれば「±３０画素」、動きが小さければ「±１５画素」と設定する。これらの動ベクトル検出範囲は、監視装置の設置者が動きの大きさを観察後に手動で設定する。
【００２７】
同様に、図６はプリセット位置Ｂにおける各分割領域の動き量の一例を示す図であり、図７は各領域における動ベクトル検出範囲の設定値を示す図である。領域Ｂ３、Ｂ４、Ｂ８、Ｂ１２が画面内で比較的大きな動きがある領域であり、領域Ｂ１、Ｂ２が画面内で中間的な大きさの動きがある領域であり、領域Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ９、Ｂ１０、Ｂ１１が画面内で動きが小さい領域である。このため、動きが大きい領域は「±６０画素」、動きが中程度の領域は「±３０画素」、動きが小さい領域は「±１５画素」と設定する。
【００２８】
パラメータ記録部６０は、プリセット位置ＡまたはＢへのカメラ制御コマンド受信時に、プリセット位置に応じた各符号化領域毎（分割領域毎）の動ベクトル検出範囲を符号化部２０へ出力し、符号化部２０は、各分割領域毎の動ベクトル検出範囲に応じて、後述の様に、符号化動作を行う。
【００２９】
図８は、符号化部２０の詳細ブロック構成図である。符号化部２０は、撮像部１０から符号化ブロック単位で出力されるディジタル入力信号７０と、パラメータ記録部６０から出力される動ベクトル検出範囲を示す符号化パラメータ信号８０とを取り込み、パケット構成部３０に圧縮ストリーム信号９０を出力する。
【００３０】
この符号化部２０は、入力ディジタル信号７０と後述の動き補償部１２０が出力した動き補償画像を入力してフレーム間予測符号化を行うか（ｉｎｔｅｒ）フレーム内符号化（ｉｎｔｒａ）を行うかを判定するｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００と、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００が出力した判定結果と動き補償部１２０が出力した動き補償画像と定数‘０’とを入力し動き補償画像または定数‘０’を減算器１０３に出力するスイッチ部（Ｎｏ．１）１０２と、入力ディジタル信号７０とスイッチ部（Ｎｏ．１）１０２の出力結果の減算結果を入力して直交変換係数を出力する直交変換部１０４と、直交変換部１０４が出力した直交変換係数と後述のバッファ部１１０が出力した量子化幅を入力して量子化直交変換係数を出力する量子化部１０６と、量子化部１０６が出力した量子化直交変換係数と量子化直交変換係数に多重されているブロック符号化モード情報を入力して可変長符号を出力するＶＬＣ部１０８と、ＶＬＣ部１０８が出力した可変長符号を一旦蓄積して一定レートで圧縮ストリーム信号９０として出力し且つ内部のバッファ残留量から量子化幅を求めて量子化部１０６へ出力するバッファ部１１０とを備える。
【００３１】
符号化部２０は、更に、量子化部１０６が出力した量子化直交変換係数を入力して逆量子化直交変換係数を出力する逆量子化部１１２と、逆量子化部１１２が出力した逆量子化直交変換係数を入力して逆直交変換係数を出力する逆直交変換部１１４と、逆直交変換部１１４が出力した逆直交変換係数と後述のスイッチ部（Ｎｏ．２）１１８が出力した画素値信号の加算器１１９による加算結果を入力して再生画像として蓄積するフレームメモリ部１１６と、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００が出力したブロック符号化モード情報と定数‘０’と動き補償部１２０が出力した動き補償画像とを入力し予測画素値信号を出力するスイッチ部（Ｎｏ．２）１１８と、フレームメモリ部１１６が出力した再生画像と入力ディジタル信号７０と動ベクトル検出範囲信号８０を入力して動きと動き補償画像を出力する動き補償部１２０とを備える。
【００３２】
次に、符号化部２０の動作を詳細に説明する。図８で説明した構成は、動画像符号化方式の国際標準であるＭＰＥＧ２またはＭＰＥＧ４を想定した構成である。同方式は、画面を一定の大きさの多数のブロックに分割し、ブロック毎に符号化するものであり、符号化効率を高めるため、参照画像を動き補償（参照画像と入力画像の相関が最も高くなるようなブロック毎の動きの検出と、その動きが示す位置から画像を構成する）して予測画像とする方法が用いられる。
【００３３】
ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００は、ブロック単位で入力される入力ディジタル信号７０と動き補償部１２０が出力した動き補償画像とを入力し、入力画像の分散値と動き補償画像／入力画像間の予測差分の分散値を比較し、入力分散値が大きい時はフレーム間予測符号化を選択し、逆に予測差分の分散値が大きければフレーム内符号化を選択し、選択結果を、スイッチ部（Ｎｏ．１）１０２とスイッチ部（Ｎｏ．２）１１８とＶＬＣ部１０８へ出力する。
【００３４】
スイッチ部（Ｎｏ．１）１０２は、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００がフレーム内符号化を選択した時は固定値‘０’を減算器１０３へ出力して直交変換部１０４が入力ディジタル信号７０を入力するようにし、フレーム間符号化を選択した時は動き補償画像を減算器１０３へ出力して直交変換部１０４が予測差分を入力するようにする。
【００３５】
直交変換部１０４は、入力ディジタル信号７０または予測差分を入力し、ＤＣＴ変換を実行して直交変換係数を出力する。量子化部１０６は、直交変換係数の情報量を削減するため、バッファ部１１０が出力した量子化幅で直交変換係数を量子化して量子化直交変換係数を出力する。逆量子化部１１２は、量子化直交変換係数を入力し、量子化時と同一の量子化幅で逆量子化し、逆量子化直交変換係数を出力する。
【００３６】
逆直交変換部１１４は、逆量子化直交変換係数を入力して逆直交変換し、逆直交変換係数を出力する。スイッチ部（Ｎｏ．２）１１８は、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定結果がフレーム内符号化を示している時は‘０’を加算器１１９へ出力し、フレーム間符号化を示している時は動き補償画像を加算器１１９へ出力し、フレームメモリ部１１６へ量子化誤差を含む再生画像を出力するようにする。
【００３７】
ＶＬＣ部１０８は、量子化直交変換係数とｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定結果と動き補償予測付随情報とを入力し、これらを可変長符号化してバッファ部１１０へ出力する。バッファ部１１０は、不定速度で入力される可変長符号を一旦蓄積し、一定速度の圧縮ストリーム信号９０として出力すると共に、内部蓄積符号量に比例させた量子化幅を算出して量子化部１０６へ出力する。
【００３８】
動き補償部１２０は、入力ディジタル信号７０とフレームメモリ部１１６からの再生画像とパラメータ記録部６０（図１参照）からの動ベクトル検出範囲信号８０を入力し、ブロックマッチング法で映像中の動きを検出し、動き補償画像とその付随情報（動き補償の有効／無効、動きベクトル）を出力する。ブロックマッチング法の具体例としては“画像の帯域圧縮と符号化技術”（日刊工業新聞社）Ｐ６１〜Ｐ６２記載を挙げることができる。
【００３９】
動き補償部１２０の、詳細動作は以下の通りである。第１ステップとして、ブロックマッチング法により動きベクトル、動き補償画像、動き補償予測付随情報を求める。この時、動きベクトル検出範囲は動ベクトル検出範囲信号８０で示された範囲に限定する。
【００４０】
即ち、図４、図７で示した各分割領域毎の動ベクトル検出範囲に限定する。映像に小さな動き（例えば水平右方向に５画素、垂直下方向に３画素）しか存在しない分割領域に対して、水平右と左に３０画素、垂直上と下に３０画素の範囲で動ベクトルを探索しても、結果として水平右方向に５画素、垂直下方向に３画素の動きが検出されるのみである。このように、映像の動き以上に不必要に探索（検出）範囲を拡張しても、いたずらに計算負荷を増加させるのみであり、画質は向上しない。
【００４１】
逆に映像に大きな動き（例えば水平右方向に５４画素、垂直下方向に４９画素）が存在する領域に対して、水平右と左に３０画素、垂直上と下に３０画素の範囲内でしか動ベクトルを探索しないと、探索範囲内のみで最も入力画像に近い動ベクトルを検出するだけとなり、結果として正しい動きである水平右方向に５４画素、垂直下方向に４９画素の動きが検出されず、予測効率が低下し、結果として画質劣化を発生させる。このように、動ベクトルの探索範囲を映像の動きの範囲に応じて適切に設定することで、本実施形態では、計算負荷と画質のバランスをとることが可能になる。
【００４２】
第２ステップとして、動き補償画像と動き補償前の（動き量を‘０’画素とした場合）画像のいずれが符号化効率が良好かを入力ディジタル信号７０との差分絶対値和によって判定する。
【００４３】
第３ステップとして、判定結果を反映した予測画像をスイッチ部（Ｎｏ．１）１０２、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００、スイッチ部（Ｎｏ．２）１１８へ出力し、動き補償の付随情報をＶＬＣ部１０８へ出力する。
【００４４】
本実施形態では、上述した様に、映像のプリセット位置毎に予め動ベクトル探索範囲を設定しておけば、プリセット位置の映像を監視する時は必要十分な動ベクトル探索範囲で動ベクトルが検出でき、計算負荷を抑えつつ高画質映像を得ることができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る符号化部の詳細ブロック図である。動画像符号化装置全体の構成は図１と同じであり、パラメータ記録部６０以外の動作は第１の実施形態と同じである。
【００４６】
本実施形態のパラメータ記録部６０は、プリセット位置へのカメラ制御時に、入力したカメラプリセット位置に対応した符号化パラメータである前置フィルタ特性を符号化部２０へ出力する。
【００４７】
本実施形態の符号化器２０は、図８に示す符号化器２０に比較して、入力ディジタル信号７０の入力段に前置フィルタ部１２２を設け、パラメータ記録部６０から信号８０の代わりに出力されるパラメータ設定値（前置フィルタ制御信号）８１が前置フィルタ部１２２に取り込まれる様にしている点が異なり、他の構成及び動作は第１の実施形態と同様である。
【００４８】
図１０は、プリセット位置Ａにおける各分割領域毎の入力映像に含まれるノイズ量の説明図である。１画面の映像を領域分割する仕方は、図２と同じである。領域Ａ６、Ａ７が画面内で比較的ノイズ量が大きい領域であり、領域Ａ２、Ａ３、Ａｌ０、Ａ１１が画面内でノイズ量が中程度の領域であり、領域Ａ１、Ａ４、Ａ５、Ａ８、Ａ９、Ａ１２が画面内でノイズ量が少ない領域であるとする。これらの各領域におけるノイズ量は、監視装置の設置者がプリセット位置Ａの映像観察により判定する。
【００４９】
図１１は、プリセット位置Ａにおける前置フィルタの特性設定値の一例を示す図である。同１１に示す様に、ノイズ量が大きい領域Ａ６、Ａ７は、強いフィルタ（カットオフ周波数が比較的低いフィルタ）を設定し、ノイズ量が中程度の領域Ａ２、Ａ３、Ａ１０、Ａ１１は弱いフィルタ（カットオフ周波数が比較的高いフィルタ）を設定し、それ以外の領域のノイズ量が少ない領域はフィルタ無しとする。
【００５０】
図１２は、プリセット位置Ｂにおける各分割領域毎の入力映像に含まれるノイズ量の説明図である。１画面の映像を領域分割する仕方は、図５と同じである。領域Ｂ１、Ｂ５、Ｂ９が画面内で比較的ノイズ量が大きい領域であり、領域Ｂ６が画面内でノイズ量が中程度の領域であり、領域Ｂ３、Ｂ４、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ１０、Ｂ１１、Ｂ１２が画面内でノイズ量が少ない領域であるとする。これらの各領域におけるノイズ量も、監視装置の設置者がプリセット位置Ｂの映像観察により判定する。
【００５１】
図１３は、プリセット位置Ｂにおける前置フィルタの特性設定値の一例を示す図である。図１１に示す様に、ノイズ量が大きい領域は強いフィルタ（カットオフ周波数が比較的低いフィルタ）を設定し、ノイズ量が中程度の領域は弱いフィルタ（カットオフ周波数が比較的高いフィルタ）を設定し、ノイズ量が少ない領域はフィルタ無しとする。
【００５２】
次に、図９を参照して、符号化部２０の動作を説明する。動き補償部１２０は、入力ディジタル信号７０とフレームメモリ部１１６からの再生画像とを入力し、ブロックマッチング法で動きを検出し、動き補償画像、付随情報（動き補償の有効／無効、動きベクトル）を出力するが、第１の実施形態とは異なり、動ベクトル探索範囲の設定は行わない。
【００５３】
前置フィルタ部１２２は、入力ディジタル信号７０の他に、パラメータ記録部６０（図１参照）から領域毎の前置フィルタ特性設定値を取り込み、指定された特性設定値の前置フィルタ処理を施す。これにより、ノイズ成分が高域から低域まで広く分布しノイズが多く知覚される領域（図１０の領域Ａ６、Ａ７、図１２のＢ１、Ｂ２、Ｂ５、Ｂ９）は、カットオフ周波数が低いフィルタを用いることでノイズ成分を除去する。逆にノイズが知覚されにくい領域では、カットオフ周波数が高いフィルタを用いることで、高域にわずかに残るノイズを除去しつつ、映像信号を通過させる。
【００５４】
このように、本実施形態では、分割領域毎のノイズ量に応じて、最適な特性の前置フィルタをかけることにより、画面内の全領域で同一特性の前置フィルタ処理を実施した場合に生じる問題、即ち、ノイズが大きい部分はノイズを除去しきれず、逆にノイズが少ない部分は映像信号自体の周波数成分を除去することによる画質劣化を防止することができ、高画質な符号化画像を得ることができる。
【００５５】
（第３の実施形態）
図１４は、本発明の第３の実施形態に係る動画像符号化装置全体の機能ブロック図であり、図１５は、図１４に示す符号化部の詳細ブロック図であり、図１６は、本実施形態に係るパラメータ設定自動化方法の説明図である。
【００５６】
図１４に示す本実施形態の動画像符号化装置は、コマンド解析部５０とパラメータ記録部６０以外は図１に示す第１の実施形態と同じである。本実施形態のコマンド解析部５０は、入力したカメラ制御コマンドを解析し、撮像部１０とのＩ／Ｆ仕様に準拠したカメラ制御コマンド形式に変換して出力すると共に、カメラ制御コマンドがプリセット位置への撮影範囲の変更コマンドであれば、プリセット位置への変更コマンドであることと、プリセット位置情報をパラメータ記録部６０へ出力する。また、カメラ制御コマンドがパラメータ自動設定コマンドであれば、当該コマンドをパラメータ記録部６０へ出力する。パラメータ記録部６０は、プリセット位置へのカメラ制御時に、入力したカメラプリセット位置に対応した符号化パラメータである符号化領域毎の動ベクトル探索範囲を符号化部２０へ出力する。
【００５７】
次に、図１６を参照し、パラメータ自動設定コマンドを入力した場合のパラメータ記録部６０の動作を説明する。図１６の横軸は動ベクトル探索範囲、縦軸は発生符号量であり、動ベクトル探索範囲を増加させるに従って、発生符号量が単調に減少することを示している。パラメータ記録部６０は、画面内の各分割領域毎に動ベクトル探索範囲をｒ１からｒ１２まで順次広げながら、当該範囲を符号化部２０へ設定して符号化部２０を動作させ、符号化部２０より入力した発生符号量の変動を記録する。図示する例では、発生符号量の減少効果が無くなるｒ４が最適な動ベクトル探索範囲となる。
【００５８】
図１５に示す本実施形態に係る符号化部２０は、図８の第１の実施形態と比較して、ＶＬＣ部１０８が、１映像フレームを符号化した結果、発生した符号量を符号化効率信号９５としてパラメータ記録部６０（図１４参照）に出力する点が異なるだけである。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、プリセット位置の各分割領域毎に、符号化パラメータの最適値の設定が自動化されるので、パラメータ調整作業が不要となり、カメラプリセット位置への移動後は最適なパラメータを使用して、高画質映像の符号化が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、高画質映像による遠隔監視が可能になるという効果を奏するため、監視装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る監視装置に用いる動画像符号化装置の全体概略ブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る監視カメラのプリセット位置Ａにおける撮影範囲の領域分割図
【図３】本発明の第１の実施形態に係るプリセット位置Ａの分割領域毎の動き量を示す図
【図４】本発明の第１の実施形態に係るプリセット位置Ａの分割領域毎に予め設定保存された動ベクトル探索範囲を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る監視カメラのプリセット位置Ｂにおける撮影範囲の領域分割図
【図６】本発明の第１の実施形態に係るプリセット位置Ｂの分割領域毎の動き量を示す図
【図７】本発明の第１の実施形態に係るプリセット位置Ｂの分割領域毎に予め設定保存された動ベクトル探索範囲を示す図
【図８】本発明の第１の実施形態に係る符号化部の詳細ブロック図
【図９】本発明の第２の実施形態に係る符号化部の詳細ブロック図
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るプリセット位置Ａの分割領域毎のノイズ量を示す図
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るプリセット位置Ａの分割領域毎に予め設定保存されたノイズ除去フィルタ特性を示す図
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るプリセット位置Ｂの分割領域毎のノイズ量を示す図
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るプリセット位置Ｂの分割領域毎に予め設定保存されたノイズ除去フィルタ特性を示す図
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る監視装置に用いる動画像符号化装置の全体概略ブロック図
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る符号化部の詳細ブロック図
【図１６】本発明の第３の実施形態における動ベクトル探索範囲の自動設定方法の説明図
【符号の説明】
【００６２】
１０ 撮像部
２０ 符号化部
３０ パケット構成部
４０ ネットワークＩ／Ｆ部
５０ コマンド解析部
６０ パラメータ記録部
７０ 入力ディジタル信号
８０ 動ベクトル探索範囲信号
８１ 前置フィルタ制御信号
９０ 圧縮ストリーム信号
９５ 符号化効率信号
１００ ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部
１０２ スイッチ部（Ｎｏ．１）
１０４ 直交変換部
１０６ 量子化部
１０８ ＶＬＣ部
１１０ バッファ部
１１２ 逆量子化部
１１４ 逆直交変換部
１１６ フレームメモリ部
１１８ スイッチ部（Ｎｏ．２）
１２０ 動き補償部
１２２ 前置フィルタ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視映像をディジタルネットワークを利用して遠隔地で表示する監視装置に係り、特に、監視映像の撮影領域毎に最適な符号化パラメータを選択し高画質な監視映像を表示することが可能な監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば下記特許文献１に記載されている従来の映像監視システムでは、カメラプリセット位置毎にホワイトバランス、フォーカス情報、絞り情報等のパラメータ値を予め設定しておき、カメラでプリセット位置を撮影するよう操作が行われた場合、予め設定済みの前記パラメータ値をカメラ部へ設定し、瞬時に高画質映像を得ることができるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−５０２３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術を利用して、監視映像をＡ／Ｄ変換後に圧縮符号化しネットワーク１／Ｆへ出力するネットワークカメラを構成した場合、符号化部ヘパラメータ情報を設定することができないので、必ずしも高画質映像を得ることができない。また、ビットレートを減少させて伝送可能チャンネル数を増加させる場合、符号化部でのパラメータ設定が画質を決める要因の大部分を占めるので、従来技術では画質劣化を防止することができない。つまり、従来技術では、高画質映像による遠隔監視を行うことができないという問題もある。
【０００５】
本発明の目的は、監視対象箇所が遠隔地にある場合でも高画質映像によって監視が可能な監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の監視装置は、監視カメラのプリセット位置毎に予め設定された画像符号化パラメータを保存しておくパラメータ記録部と、カメラ動作コマンドを解析して前記監視カメラが前記プリセット位置の監視を行うか否かを判定するコマンド解析部と、前記監視カメラが前記プリセット位置の監視を行うと前記コマンド解析部が判定したとき前記パラメータ記録部に保存されている前記プリセット位置に対応する前記画像符号化パラメータを用いて前記監視カメラから送られてくる監視画像を符号化する符号化部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成により、監視カメラがプリセット位置の監視を行う場合には、プリセット位置に応じた最適な画像符号化パラメータにより符号化部が動作し、高画質映像を出力することが可能となる。
【０００８】
本発明の監視装置における前記画像符号化パラメータは、前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎の動ベクトル探索範囲であることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、動きの大きい分割領域では広範囲で動ベクトルを探索し動きの小さい分割領域では狭範囲で動ベクトルを探索するため、処理負荷が小さく、しかも高画質映像を得ることが可能となる。
【００１０】
本発明の監視装置における前記画像符号化パラメータは、前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎のノイズ除去フィルタ特性であることを特徴とする。
【００１１】
この構成により、ノイズが大きい分割領域では十分にノイズを除去することができ、ノイズが少ない分割領域では映像信号自体の周波数成分を除去することによる画質劣化を防止することができ、高画質な符号化画像を得ることができる。
【００１２】
本発明の監視装置では、前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎の最適な前記画像符号化パラメータは、パラメータ設定可能範囲でパラメータ値と符号化効率との関係を自動的に調べ前記パラメータ記録部に保存されることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、符号化パラメータの最適値の設定が自動化されるので、パラメータ調整作業が不要となり、カメラプリセット位置への移動後は最適なパラメータを使用して、高画質映像の符号化が可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プリセット位置の監視を行う場合には、最適な画像符号化パラメータを用いて監視映像を符号化するため、監視対象箇所が遠隔地であっても高画質映像による監視が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る監視装置に設ける動画像符号化装置全体の機能ブロック図である。動画像符号化装置は、監視映像を取り込んでアナログ／ディジタル変換後に所定信号フォーマットで出力する撮像部（本実施形態における監視カメラ。本実施形態では、監視カメラを、光学像を取り込んで電気信号に変換するカメラ部分と、この電気信号をアナログ／ディジタル変換等の信号処理する回路部分等と一体にして構成しているが、カメラ部分と回路部分とを分離した構成とすることでもよい。）１０と、撮像部１０から出力されるディジタル映像信号７０を圧縮符号化する符号化部２０と、符号化部２０で圧縮符号化処理されたビットストリーム９０をパケット化するパケット構成部３０と、パケット構成部３０から出力されるパケットをディジタルネットワーク（以下、ネットワークという。）が要求する信号仕様に従ってネットワークに映像ストリームとして出力するネットワークＩ／Ｆ部４０と、ネットワークＩ／Ｆ部４０を介してネットワークから入力されたカメラ制御コマンドをデコードして撮像部１０へ出力すると共にカメラ撮影位置の制御指令位置がプリセット位置か否かを判定するコマンド解析部５０と、コマンド解析部５０の解析結果を取り込みプリセット位置に応じた符号化パラメータ８０を符号化部２０に出力するパラメータ記録部６０とを備える。
【００１７】
撮像部１０は、図示しないレンズを通して取り込んだ映像をＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を利用して電気信号に変換し、更にこの映像信号をディジタル化すると共に、符号化部２０が要求する信号仕様にフォーマット化し、出力する。
【００１８】
符号化部２０は撮像部１０から取り込んだディジタル映像信号を圧縮符号化し、符号化結果であるストリームを出力する。映像圧縮方式の具体例としては、国際標準方式であるＭＰＥＧ２（ＩＳＯ／ＩＥＣ、１３８１８−２）、ＭＰＥＧ４（ＩＳＯ／ＩＥＣ、１４４９６−２）を挙げることができ、内部の詳細動作については後述する。
【００１９】
パケット構成部３０は、符号化部２０から出力されるストリームを取り込み、定められたフォーマットにパケット化する。
【００２０】
ネットワークＩ／Ｆ部４０は、入力されたパケットをネットワークＩ／Ｆ仕様に応じて映像ストリームとしてネットワークに送出すると共に、ネットワークから入力されるカメラ制御コマンドを受信した場合は、受信パケットを構成してコマンド解析部５０へ出力する。
【００２１】
コマンド解析部５０は、入力されたカメラ制御コマンドを解析し、撮像部１０とのＩ／Ｆ仕様に準拠したカメラ制御コマンド形式に変換して撮像部１０に出力すると共に、カメラ制御コマンドがプリセット位置への撮影範囲の変更コマンドであれば、プリセット位置への変更コマンドであることと、プリセット位置情報とをパラメータ記録部６０へ出力する。
【００２２】
パラメータ記録部６０は、プリセット位置へのカメラ制御時に、入力されたカメラプリセット位置に対応した符号化パラメータである符号化領域毎の動ベクトル探索範囲を符号化部２０へ出力する。
【００２３】
図２乃至図７は、カメラプリセット位置が２箇所ある場合のプリセット位置毎の動ベクトル探索範囲の設定例を説明する図である。図２の全体の矩形枠がプリセット位置Ａにおけるカメラの一画面における全撮影範囲であり、この全撮影範囲を、３×４の計１２領域（Ａ１、Ａ２、…、Ａ１２）に分割している。同様に、図５の全体の矩形枠がプリセット位置Ｂにおけるカメラの一画面における全撮影範囲であり、この全撮影範囲を３×４の計１２領域（Ｂ１、Ｂ２、…、Ｂ１２）に分割している。
【００２４】
例えば、監視カメラによって出入口を監視している場合、出入りする人がいるため出入口の映像の動き量は大きいが、出入口の上部の壁の部分が写っている領域では、動きはない。プリセット位置Ａにおける上記の１２領域Ａ１、Ａ２、…、Ａ１２に対応した領域における動き量の「大」「中」「小」の一例を図３に示す。同様に、プリセット位置Ｂにおける動き量の一例を図６に示す。
【００２５】
図３に示す例では、領域Ａ１、Ａ５、Ａ６、Ａ９が画面内で比較的大きな動きがある領域であり、Ａ２、Ａ１０、Ａ１１が画面内で中間的な大きさの動きがある領域であり、Ａ３、Ａ４、Ａ７、Ａ８、Ａ１２が画面内で動きが小さい領域である。
【００２６】
監視装置の設置者は、各分割領域毎の動き量を動ベクトル検出範囲として設定する。図４に、プリセット位置Ａにおける各領域毎の動ベクトル検出範囲の設定値を示す。動きが大きい分割領域は「±６０画素」、動きが中程度であれば「±３０画素」、動きが小さければ「±１５画素」と設定する。これらの動ベクトル検出範囲は、監視装置の設置者が動きの大きさを観察後に手動で設定する。
【００２７】
同様に、図６はプリセット位置Ｂにおける各分割領域の動き量の一例を示す図であり、図７は各領域における動ベクトル検出範囲の設定値を示す図である。領域Ｂ３、Ｂ４、Ｂ８、Ｂ１２が画面内で比較的大きな動きがある領域であり、領域Ｂ１、Ｂ２が画面内で中間的な大きさの動きがある領域であり、領域Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ９、Ｂ１０、Ｂ１１が画面内で動きが小さい領域である。このため、動きが大きい領域は「±６０画素」、動きが中程度の領域は「±３０画素」、動きが小さい領域は「±１５画素」と設定する。
【００２８】
パラメータ記録部６０は、プリセット位置ＡまたはＢへのカメラ制御コマンド受信時に、プリセット位置に応じた各符号化領域毎（分割領域毎）の動ベクトル検出範囲を符号化部２０へ出力し、符号化部２０は、各分割領域毎の動ベクトル検出範囲に応じて、後述の様に、符号化動作を行う。
【００２９】
図８は、符号化部２０の詳細ブロック構成図である。符号化部２０は、撮像部１０から符号化ブロック単位で出力されるディジタル入力信号７０と、パラメータ記録部６０から出力される動ベクトル検出範囲を示す符号化パラメータ信号８０とを取り込み、パケット構成部３０に圧縮ストリーム信号９０を出力する。
【００３０】
この符号化部２０は、入力ディジタル信号７０と後述の動き補償部１２０が出力した動き補償画像を入力してフレーム間予測符号化を行うか（ｉｎｔｅｒ）フレーム内符号化（ｉｎｔｒａ）を行うかを判定するｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００と、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００が出力した判定結果と動き補償部１２０が出力した動き補償画像と定数‘０’とを入力し動き補償画像または定数‘０’を減算器１０３に出力するスイッチ部（Ｎｏ．１）１０２と、入力ディジタル信号７０とスイッチ部（Ｎｏ．１）１０２の出力結果の減算結果を入力して直交変換係数を出力する直交変換部１０４と、直交変換部１０４が出力した直交変換係数と後述のバッファ部１１０が出力した量子化幅を入力して量子化直交変換係数を出力する量子化部１０６と、量子化部１０６が出力した量子化直交変換係数と量子化直交変換係数に多重されているブロック符号化モード情報を入力して可変長符号を出力するＶＬＣ部１０８と、ＶＬＣ部１０８が出力した可変長符号を一旦蓄積して一定レートで圧縮ストリーム信号９０として出力し且つ内部のバッファ残留量から量子化幅を求めて量子化部１０６へ出力するバッファ部１１０とを備える。
【００３１】
符号化部２０は、更に、量子化部１０６が出力した量子化直交変換係数を入力して逆量子化直交変換係数を出力する逆量子化部１１２と、逆量子化部１１２が出力した逆量子化直交変換係数を入力して逆直交変換係数を出力する逆直交変換部１１４と、逆直交変換部１１４が出力した逆直交変換係数と後述のスイッチ部（Ｎｏ．２）１１８が出力した画素値信号の加算器１１９による加算結果を入力して再生画像として蓄積するフレームメモリ部１１６と、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００が出力したブロック符号化モード情報と定数‘０’と動き補償部１２０が出力した動き補償画像とを入力し予測画素値信号を出力するスイッチ部（Ｎｏ．２）１１８と、フレームメモリ部１１６が出力した再生画像と入力ディジタル信号７０と動ベクトル検出範囲信号８０を入力して動きと動き補償画像を出力する動き補償部１２０とを備える。
【００３２】
次に、符号化部２０の動作を詳細に説明する。図８で説明した構成は、動画像符号化方式の国際標準であるＭＰＥＧ２またはＭＰＥＧ４を想定した構成である。同方式は、画面を一定の大きさの多数のブロックに分割し、ブロック毎に符号化するものであり、符号化効率を高めるため、参照画像を動き補償（参照画像と入力画像の相関が最も高くなるようなブロック毎の動きの検出と、その動きが示す位置から画像を構成する）して予測画像とする方法が用いられる。
【００３３】
ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００は、ブロック単位で入力される入力ディジタル信号７０と動き補償部１２０が出力した動き補償画像とを入力し、入力画像の分散値と動き補償画像／入力画像間の予測差分の分散値を比較し、入力分散値が大きい時はフレーム間予測符号化を選択し、逆に予測差分の分散値が大きければフレーム内符号化を選択し、選択結果を、スイッチ部（Ｎｏ．１）１０２とスイッチ部（Ｎｏ．２）１１８とＶＬＣ部１０８へ出力する。
【００３４】
スイッチ部（Ｎｏ．１）１０２は、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００がフレーム内符号化を選択した時は固定値‘０’を減算器１０３へ出力して直交変換部１０４が入力ディジタル信号７０を入力するようにし、フレーム間符号化を選択した時は動き補償画像を減算器１０３へ出力して直交変換部１０４が予測差分を入力するようにする。
【００３５】
直交変換部１０４は、入力ディジタル信号７０または予測差分を入力し、ＤＣＴ変換を実行して直交変換係数を出力する。量子化部１０６は、直交変換係数の情報量を削減するため、バッファ部１１０が出力した量子化幅で直交変換係数を量子化して量子化直交変換係数を出力する。逆量子化部１１２は、量子化直交変換係数を入力し、量子化時と同一の量子化幅で逆量子化し、逆量子化直交変換係数を出力する。
【００３６】
逆直交変換部１１４は、逆量子化直交変換係数を入力して逆直交変換し、逆直交変換係数を出力する。スイッチ部（Ｎｏ．２）１１８は、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定結果がフレーム内符号化を示している時は‘０’を加算器１１９へ出力し、フレーム間符号化を示している時は動き補償画像を加算器１１９へ出力し、フレームメモリ部１１６へ量子化誤差を含む再生画像を出力するようにする。
【００３７】
ＶＬＣ部１０８は、量子化直交変換係数とｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定結果と動き補償予測付随情報とを入力し、これらを可変長符号化してバッファ部１１０へ出力する。バッファ部１１０は、不定速度で入力される可変長符号を一旦蓄積し、一定速度の圧縮ストリーム信号９０として出力すると共に、内部蓄積符号量に比例させた量子化幅を算出して量子化部１０６へ出力する。
【００３８】
動き補償部１２０は、入力ディジタル信号７０とフレームメモリ部１１６からの再生画像とパラメータ記録部６０（図１参照）からの動ベクトル検出範囲信号８０を入力し、ブロックマッチング法で映像中の動きを検出し、動き補償画像とその付随情報（動き補償の有効／無効、動きベクトル）を出力する。ブロックマッチング法の具体例としては“画像の帯域圧縮と符号化技術”（日刊工業新聞社）Ｐ６１〜Ｐ６２記載を挙げることができる。
【００３９】
動き補償部１２０の、詳細動作は以下の通りである。第１ステップとして、ブロックマッチング法により動きベクトル、動き補償画像、動き補償予測付随情報を求める。この時、動きベクトル検出範囲は動ベクトル検出範囲信号８０で示された範囲に限定する。
【００４０】
即ち、図４、図７で示した各分割領域毎の動ベクトル検出範囲に限定する。映像に小さな動き（例えば水平右方向に５画素、垂直下方向に３画素）しか存在しない分割領域に対して、水平右と左に３０画素、垂直上と下に３０画素の範囲で動ベクトルを探索しても、結果として水平右方向に５画素、垂直下方向に３画素の動きが検出されるのみである。このように、映像の動き以上に不必要に探索（検出）範囲を拡張しても、いたずらに計算負荷を増加させるのみであり、画質は向上しない。
【００４１】
逆に映像に大きな動き（例えば水平右方向に５４画素、垂直下方向に４９画素）が存在する領域に対して、水平右と左に３０画素、垂直上と下に３０画素の範囲内でしか動ベクトルを探索しないと、探索範囲内のみで最も入力画像に近い動ベクトルを検出するだけとなり、結果として正しい動きである水平右方向に５４画素、垂直下方向に４９画素の動きが検出されず、予測効率が低下し、結果として画質劣化を発生させる。このように、動ベクトルの探索範囲を映像の動きの範囲に応じて適切に設定することで、本実施形態では、計算負荷と画質のバランスをとることが可能になる。
【００４２】
第２ステップとして、動き補償画像と動き補償前の（動き量を‘０’画素とした場合）画像のいずれが符号化効率が良好かを入力ディジタル信号７０との差分絶対値和によって判定する。
【００４３】
第３ステップとして、判定結果を反映した予測画像をスイッチ部（Ｎｏ．１）１０２、ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部１００、スイッチ部（Ｎｏ．２）１１８へ出力し、動き補償の付随情報をＶＬＣ部１０８へ出力する。
【００４４】
本実施形態では、上述した様に、映像のプリセット位置毎に予め動ベクトル探索範囲を設定しておけば、プリセット位置の映像を監視する時は必要十分な動ベクトル探索範囲で動ベクトルが検出でき、計算負荷を抑えつつ高画質映像を得ることができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る符号化部の詳細ブロック図である。動画像符号化装置全体の構成は図１と同じであり、パラメータ記録部６０以外の動作は第１の実施形態と同じである。
【００４６】
本実施形態のパラメータ記録部６０は、プリセット位置へのカメラ制御時に、入力したカメラプリセット位置に対応した符号化パラメータである前置フィルタ特性を符号化部２０へ出力する。
【００４７】
本実施形態の符号化器２０は、図８に示す符号化器２０に比較して、入力ディジタル信号７０の入力段に前置フィルタ部１２２を設け、パラメータ記録部６０から信号８０の代わりに出力されるパラメータ設定値（前置フィルタ制御信号）８１が前置フィルタ部１２２に取り込まれる様にしている点が異なり、他の構成及び動作は第１の実施形態と同様である。
【００４８】
図１０は、プリセット位置Ａにおける各分割領域毎の入力映像に含まれるノイズ量の説明図である。１画面の映像を領域分割する仕方は、図２と同じである。領域Ａ６、Ａ７が画面内で比較的ノイズ量が大きい領域であり、領域Ａ２、Ａ３、Ａｌ０、Ａ１１が画面内でノイズ量が中程度の領域であり、領域Ａ１、Ａ４、Ａ５、Ａ８、Ａ９、Ａ１２が画面内でノイズ量が少ない領域であるとする。これらの各領域におけるノイズ量は、監視装置の設置者がプリセット位置Ａの映像観察により判定する。
【００４９】
図１１は、プリセット位置Ａにおける前置フィルタの特性設定値の一例を示す図である。同１１に示す様に、ノイズ量が大きい領域Ａ６、Ａ７は、強いフィルタ（カットオフ周波数が比較的低いフィルタ）を設定し、ノイズ量が中程度の領域Ａ２、Ａ３、Ａ１０、Ａ１１は弱いフィルタ（カットオフ周波数が比較的高いフィルタ）を設定し、それ以外の領域のノイズ量が少ない領域はフィルタ無しとする。
【００５０】
図１２は、プリセット位置Ｂにおける各分割領域毎の入力映像に含まれるノイズ量の説明図である。１画面の映像を領域分割する仕方は、図５と同じである。領域Ｂ１、Ｂ５、Ｂ９が画面内で比較的ノイズ量が大きい領域であり、領域Ｂ６が画面内でノイズ量が中程度の領域であり、領域Ｂ３、Ｂ４、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ１０、Ｂ１１、Ｂ１２が画面内でノイズ量が少ない領域であるとする。これらの各領域におけるノイズ量も、監視装置の設置者がプリセット位置Ｂの映像観察により判定する。
【００５１】
図１３は、プリセット位置Ｂにおける前置フィルタの特性設定値の一例を示す図である。図１１に示す様に、ノイズ量が大きい領域は強いフィルタ（カットオフ周波数が比較的低いフィルタ）を設定し、ノイズ量が中程度の領域は弱いフィルタ（カットオフ周波数が比較的高いフィルタ）を設定し、ノイズ量が少ない領域はフィルタ無しとする。
【００５２】
次に、図９を参照して、符号化部２０の動作を説明する。動き補償部１２０は、入力ディジタル信号７０とフレームメモリ部１１６からの再生画像とを入力し、ブロックマッチング法で動きを検出し、動き補償画像、付随情報（動き補償の有効／無効、動きベクトル）を出力するが、第１の実施形態とは異なり、動ベクトル探索範囲の設定は行わない。
【００５３】
前置フィルタ部１２２は、入力ディジタル信号７０の他に、パラメータ記録部６０（図１参照）から領域毎の前置フィルタ特性設定値を取り込み、指定された特性設定値の前置フィルタ処理を施す。これにより、ノイズ成分が高域から低域まで広く分布しノイズが多く知覚される領域（図１０の領域Ａ６、Ａ７、図１２のＢ１、Ｂ２、Ｂ５、Ｂ９）は、カットオフ周波数が低いフィルタを用いることでノイズ成分を除去する。逆にノイズが知覚されにくい領域では、カットオフ周波数が高いフィルタを用いることで、高域にわずかに残るノイズを除去しつつ、映像信号を通過させる。
【００５４】
このように、本実施形態では、分割領域毎のノイズ量に応じて、最適な特性の前置フィルタをかけることにより、画面内の全領域で同一特性の前置フィルタ処理を実施した場合に生じる問題、即ち、ノイズが大きい部分はノイズを除去しきれず、逆にノイズが少ない部分は映像信号自体の周波数成分を除去することによる画質劣化を防止することができ、高画質な符号化画像を得ることができる。
【００５５】
（第３の実施形態）
図１４は、本発明の第３の実施形態に係る動画像符号化装置全体の機能ブロック図であり、図１５は、図１４に示す符号化部の詳細ブロック図であり、図１６は、本実施形態に係るパラメータ設定自動化方法の説明図である。
【００５６】
図１４に示す本実施形態の動画像符号化装置は、コマンド解析部５０とパラメータ記録部６０以外は図１に示す第１の実施形態と同じである。本実施形態のコマンド解析部５０は、入力したカメラ制御コマンドを解析し、撮像部１０とのＩ／Ｆ仕様に準拠したカメラ制御コマンド形式に変換して出力すると共に、カメラ制御コマンドがプリセット位置への撮影範囲の変更コマンドであれば、プリセット位置への変更コマンドであることと、プリセット位置情報をパラメータ記録部６０へ出力する。また、カメラ制御コマンドがパラメータ自動設定コマンドであれば、当該コマンドをパラメータ記録部６０へ出力する。パラメータ記録部６０は、プリセット位置へのカメラ制御時に、入力したカメラプリセット位置に対応した符号化パラメータである符号化領域毎の動ベクトル探索範囲を符号化部２０へ出力する。
【００５７】
次に、図１６を参照し、パラメータ自動設定コマンドを入力した場合のパラメータ記録部６０の動作を説明する。図１６の横軸は動ベクトル探索範囲、縦軸は発生符号量であり、動ベクトル探索範囲を増加させるに従って、発生符号量が単調に減少することを示している。パラメータ記録部６０は、画面内の各分割領域毎に動ベクトル探索範囲をｒ１からｒ１２まで順次広げながら、当該範囲を符号化部２０へ設定して符号化部２０を動作させ、符号化部２０より入力した発生符号量の変動を記録する。図示する例では、発生符号量の減少効果が無くなるｒ４が最適な動ベクトル探索範囲となる。
【００５８】
図１５に示す本実施形態に係る符号化部２０は、図８の第１の実施形態と比較して、ＶＬＣ部１０８が、１映像フレームを符号化した結果、発生した符号量を符号化効率信号９５としてパラメータ記録部６０（図１４参照）に出力する点が異なるだけである。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、プリセット位置の各分割領域毎に、符号化パラメータの最適値の設定が自動化されるので、パラメータ調整作業が不要となり、カメラプリセット位置への移動後は最適なパラメータを使用して、高画質映像の符号化が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、高画質映像による遠隔監視が可能になるという効果を奏するため、監視装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る監視装置に用いる動画像符号化装置の全体概略ブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る監視カメラのプリセット位置Ａにおける撮影範囲の領域分割図
【図３】本発明の第１の実施形態に係るプリセット位置Ａの分割領域毎の動き量を示す図
【図４】本発明の第１の実施形態に係るプリセット位置Ａの分割領域毎に予め設定保存された動ベクトル探索範囲を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る監視カメラのプリセット位置Ｂにおける撮影範囲の領域分割図
【図６】本発明の第１の実施形態に係るプリセット位置Ｂの分割領域毎の動き量を示す図
【図７】本発明の第１の実施形態に係るプリセット位置Ｂの分割領域毎に予め設定保存された動ベクトル探索範囲を示す図
【図８】本発明の第１の実施形態に係る符号化部の詳細ブロック図
【図９】本発明の第２の実施形態に係る符号化部の詳細ブロック図
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るプリセット位置Ａの分割領域毎のノイズ量を示す図
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るプリセット位置Ａの分割領域毎に予め設定保存されたノイズ除去フィルタ特性を示す図
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るプリセット位置Ｂの分割領域毎のノイズ量を示す図
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るプリセット位置Ｂの分割領域毎に予め設定保存されたノイズ除去フィルタ特性を示す図
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る監視装置に用いる動画像符号化装置の全体概略ブロック図
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る符号化部の詳細ブロック図
【図１６】本発明の第３の実施形態における動ベクトル探索範囲の自動設定方法の説明図
【符号の説明】
【００６２】
１０ 撮像部
２０ 符号化部
３０ パケット構成部
４０ ネットワークＩ／Ｆ部
５０ コマンド解析部
６０ パラメータ記録部
７０ 入力ディジタル信号
８０ 動ベクトル探索範囲信号
８１ 前置フィルタ制御信号
９０ 圧縮ストリーム信号
９５ 符号化効率信号
１００ ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ判定部
１０２ スイッチ部（Ｎｏ．１）
１０４ 直交変換部
１０６ 量子化部
１０８ ＶＬＣ部
１１０ バッファ部
１１２ 逆量子化部
１１４ 逆直交変換部
１１６ フレームメモリ部
１１８ スイッチ部（Ｎｏ．２）
１２０ 動き補償部
１２２ 前置フィルタ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視カメラのプリセット位置毎に予め設定された画像符号化パラメータを保存しておくパラメータ記録部と、カメラ動作コマンドを解析して前記監視カメラが前記プリセット位置の監視を行うか否かを判定するコマンド解析部と、前記監視カメラが前記プリセット位置の監視を行うと前記コマンド解析部が判定したとき前記パラメータ記録部に保存されている前記プリセット位置に対応する前記画像符号化パラメータを用いて前記監視カメラから送られてくる監視画像を符号化する符号化部とを備えることを特徴とする監視装置。
【請求項２】
前記画像符号化パラメータは、前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎の動ベクトル探索範囲であることを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記画像符号化パラメータは、前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎のノイズ除去フィルタ特性であることを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
【請求項４】
前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎の最適な前記画像符号化パラメータは、パラメータ設定可能範囲でパラメータ値と符号化効率との関係を自動的に調べ前記パラメータ記録部に保存されることを特徴とする請求項１記載の監視装置。
【請求項１】
監視カメラのプリセット位置毎に予め設定された画像符号化パラメータを保存しておくパラメータ記録部と、カメラ動作コマンドを解析して前記監視カメラが前記プリセット位置の監視を行うか否かを判定するコマンド解析部と、前記監視カメラが前記プリセット位置の監視を行うと前記コマンド解析部が判定したとき前記パラメータ記録部に保存されている前記プリセット位置に対応する前記画像符号化パラメータを用いて前記監視カメラから送られてくる監視画像を符号化する符号化部とを備えることを特徴とする監視装置。
【請求項２】
前記画像符号化パラメータは、前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎の動ベクトル探索範囲であることを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記画像符号化パラメータは、前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎のノイズ除去フィルタ特性であることを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
【請求項４】
前記監視カメラの撮影範囲を領域分割した分割領域毎の最適な前記画像符号化パラメータは、パラメータ設定可能範囲でパラメータ値と符号化効率との関係を自動的に調べ前記パラメータ記録部に保存されることを特徴とする請求項１記載の監視装置。
【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】
【図１６】
【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】
【図１６】
【公開番号】特開２００６−１８０２００（Ｐ２００６−１８０２００Ａ）
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７１１３８（Ｐ２００４−３７１１３８）
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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