JP2013013086A - 映像モニタリングシステムの品質検査 - Google Patents

Abstract

【課題】モニタリングシステムにおける装置の適切な運用を保障する映像モニタリングシステム（１００）の性能制御の方法を提供する。
【解決手段】本システムは、少なくとも１台のカメラ（１１４）及び性能制御ステーション（１２０）を含むシステム装置を含む。方法は、性能制御ステーション（１２０）において、視覚出力信号を提供するステップを含む。第１カメラ（１１４）によって記録された画像データは、それから、獲得され、且つ、獲得された画像データは、視覚出力信号に関連して、解析される。解析により、システム（１００）のための性能指標が得られる。性能指標によって、システム（１００）に関連した性能制御動作が、性能制御ステーション（１２０）によって、そのとき実行される。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像モニタリングシステムの性能を制御することに関する。

映像モニタリングシステムの操作中にしばしば発生する問題は、例えばモニタリングの場面において疑いのある出来事の解析のために、特定の時間に記録された画像データが必要とされる場合、画像データが記録されていない、又は、データの品質が劣悪すぎて役に立たないことが判明することである。画像データの品質を低下させる原因は、光学構成部品が汚れている又は壊れていること、及び、モニタリングシステム機器がいたずらされたことに関する要因である可能性があり、結果として、記録されるはずのものがもはや記録されない。言うまでもなく、このような問題は、非常に重要性が高い場合がある。モニタリングシステムが機能している環境に依存して、高い経済的価値が、また、人命でさえ、完全に機能するシステムに依存している場合がある。従って、通常の問題は、モニタリングシステムにおける装置の適切な運用をいかに保障するかである。

画像、焦点、色の損失及び位置合わせ問題などのモニタリングカメラの機能不全を検出及び報告するための従来技術の通常の解決策は、カメラの設置及び設定中に記録した参照画像の使用を関与させることである。すなわち、参照画像は、モニタリングの実際の対象となる場面の記録である。例としての、そのような従来技術性能の監視ＣＣＴＶシステムは、国際公開第０１／５６２９４号パンフレット（特許文献１）に見出すことができる。

国際公開第０１／５６２９４号パンフレット

上記で論じた映像モニタリングシステムに関連して上記で論じた問題を考慮して、映像モニタリングシステムの性能を制御するための方法が提供される。

このシステムは、少なくとも１台のカメラを含むシステム装置と性能制御ステーションを含む。この方法は、性能制御ステーションに視覚出力信号を提供するステップを含む。それから、第１カメラによって記録された画像データは獲得され、且つ、獲得された画像データは、視覚出力信号に関連して解析される。この解析は、結果的にシステムのための性能指標になる。それから、この性能指標によって、システムに関連した性能制御動作が性能制御ステーションによって実行される。

このような方法は、モニタリングシステム内でカメラによって記録された画像の画質をモニタリングすることによって、不完全なシステム装置の検出を可能にする。例えば、ネットワークカメラの視野内に置かれたパターンといった形態の所定の視覚信号が、適正に記録されていることを検証する画像解析を用いることによって、これは行われる。カメラ、及び、もしカメラが記録画像を保持しない場合は、画像が記録される任意の記憶システムから独立した、性能制御ステーションの形態の別の装置によって、検証は行なわれる。

本開示における「映像」の概念は、静止画像と、「動画」などの画像ストリームとの両方を含むものとして解釈されるべきことに注意すべきである。更に、「視覚信号」の概念は、カメラの観点から解釈されるべきである。すなわち、視覚出力信号は、カメラの検出器が高感度である波長幅の電磁放射を含む。出力信号は、人間の裸眼に対して必ずしも可視である必要はない。これは、以下に続くであろう詳細な説明において更に論述される。

視覚出力信号の供給は、第１時点と第２時点の間で行なってよく、画像データの獲得は、第１時点の後で且つ第２時点の前の時点で記録された画像データを獲得するステップを含んでよい。

すなわち、ある程度受動的なサインであると同時に、性能制御ステーションは、特定の時点で視覚出力信号を切り替えることにより、より能動的であってよい。これにより、視覚信号をいつ提供すべきかに関して、柔軟性と多用性が提供される。

視覚出力信号に関連して獲得された画像データの解析は、少なくとも獲得された画像データの一部と視覚出力信号を比較するステップと、結果的に獲得された画像データと視覚出力信号との間の差異を表す値になるステップと、を含んでよい。性能指標は、そのとき、差異を表す値に依存する値に設定してよい。

言い換えると、いくつかの実施形態は、獲得された画像の一部、例えば画像フレーム内の特定の位置における矩形が視覚信号と比較される手順に関係する。実際の比較アルゴリズムは、ある程度高度化した画像解析ステップを含んでよく、この詳細は、本開示の範囲外である。この比較により、画像がどのように視覚信号と相関しているかという指標である値が得られるであろうし、且つ、画像を獲得したカメラに欠陥があるかどうかを示す。このような手順は、単純であり、且つ、効果的である。

性能制御動作の実行は、警報を提供するステップと、第１のカメラにおいて作動状態を調整するためのカメラ調整信号を提供するステップと、を含んでよい。

このような実施形態は、異なったレベルの監視モニタリングシステムを提供するために、柔軟性を提供する。例えば、任意の欠陥を訂正するための適切な動作をそのときに行うことが可能な、システムのユーザ又はオペレータに伝達される警報信号が提供可能である。警報信号の代わりに又は加えて、調整信号を送信することによって、任意の訂正動作を自動化することも可能である。

視覚出力信号の提供は、時間的に変化する空間パターン表示すること、及び既定の空間パターン表示することを含んでもよい。

すなわち、移動しないパターン及び移動するパターンの双方が、視覚出力信号として使用可能である。これは、どのタイプの欠陥が特定されるべきかに関して、多用性を提供する。それは、例えば、検討中のカメラの画像解像度と色の解析を可能にする。更に、視覚出力信号が時間的に変化する空間パターンであり、且つ、画像データが画像フレームシークエンスである場合に、視覚出力信号に関連して受信された画像データの解析は、カメラのために画像フレーム速度の解析を含んでもよい。

画像データの獲得ステップと視覚出力信号に関連して獲得された画像データの解析は、性能制御ステーションにおいて、行ってもよい。すなわち、本手順の全てのステップは、性能制御ステーションによって行ってもよい。

しかしながら、いくつかの実施形態は、性能制御ステーションと共に作動するシステム制御ステーションに関与する。このような実施形態は、性能制御ステーションからシステム制御ステーションへ、システム制御ステーションが、視覚出力信号に関連して、画像データの獲得及び獲得された画像データの解析を実行させるための制御信号を送信するステップと、性能制御ステーションにおいて性能指標を受信するステップと、を含む。

これらの実施形態において、画像データを解析する処理集中タスクは、システム制御ステーション内で実行され、これは、一般に、性能制御ステーションより多くの処理リソースを具備する。その結果として、これは性能制御ステーションを実行するとき、ハードウェアとソフトウェアの要求事項を最小化することを可能とし、結果的にコストの最小化になる。

別の態様において、映像モニタリングシステムのための性能制御ステーションが提供され、このシステムは、少なくとも１台のカメラを含むシステム装置と性能制御ステーションを含む。性能制御ステーションは、視覚出力信号を提供し、第１カメラによって記録された画像データを獲得し、結果的にシステムのための性能指標になる視覚出力信号に関連した受信画像データを解析し、性能指標によってシステムに関連した性能制御動作を実行するために構成された、処理回路、通信回路、及び表示回路を含む。

さらに別の態様では、上記で概要を述べた性能制御ステーションと複数の映像カメラを含む映像モニタリングシステムが提供される。本システムは、少なくとも処理回路の一部を含むシステム制御ステーション、性能制御ステーションの通信回路と表示回路を有してよい。

さらに別の態様では、処理装置で実行されたとき、上記で概要を述べた方法を実行するソフトウェア命令を含むコンピュータプログラム製品が提供される。

これらの更なる態様は効果と利点を提供し、上記で概要を述べた方法のそれらに対応する。

実施形態は、これより添付図面を参照して説明される。

映像モニタリングシステムを概略的に示したものである。 図１のシステムのような映像モニタリングシステムの性能を制御する方法のフローチャートである。 映像モニタリングシステムを概略的に示したものである。

図１を参照すると、映像モニタリングシステム１００は、デジタル通信ネットワーク１１２内で相互に接続された、制御ステーション１０２、性能制御ステーション１２０、画像記憶装置１１８、及び、多数のデジタル映像カメラ１１４を含む。

制御ステーション１０２は、ハードウェアの観点から、処理装置１０４、メモリ１０６、及び、入力／出力回路１０８を含む。メモリ１０６に格納されているソフトウェア命令は、ステーション１０２、及び、システム１００とのその対話を制御し、且つ、ハードウェア装置と組み合わせてプロセッサによって実行されるときユーザインターフェース１１０を実行する、ように構成されている。ユーザインターフェースは、オペレータに対して、映像データ及び他の情報を表示するディスプレーを含む。当業者は、ユーザインターフェース１１０が、制御装置１０２のオペレータがモニタリングシステム１００と対話することを可能にする、キーパッド、キーボード、スピーカなどを含む他の入力／出力装置を含んでよいことに気付くであろう。

ネットワーク１１２は、制御ステーション１０２とカメラ１１４との間で、デジタル映像データ及び信号伝送情報を通信するために適したタイプのネットワークである。例えば、ネットワーク１１２は、インターネットプロトコル（ＩＰ）群、及び、３ＧＰＰフレームワーク内で確立された任意の通信プロトコルを含む、他の電気通信プロトコルなどの、当該技術分野において公知の任意の適切なネットワークプロトコルに従って、デジタルデータを伝達するように構成されている、ローカルエリアネットワーク及びワイドエリアネットワーク、無線のみならず有線、の任意の組み合わせであってよい。従って、通信装置１０２、１２０、１１４、及び、１１８の何れかは、イーサネット（登録商標）有線通信手段、及び／又は、任意のＩＥＥＥ８０２．１１標準一式及び／又は３ＧＰＰ標準の何れかのもとで通信が可能な無線手段、のような有線及び無線通信手段を介して接続可能である。

カメラ１１４は、静止画及び動映像シークエンスを含む映像データを生成すること、及び、映像データ又は画像及び映像メタデータのような他のタイプの画像データを、ネットワーク１１２上を制御ステーション１０２へ、通信すること、が可能な任意の適切なデジタルカメラであってよい。カメラ１１４は、複数の画像を格納するための画像記憶メモリ１１６を有してよい。カメラ１１４は、入射光を集めるためのレンズシステム、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ＣＭＯＳセンサ、あるいは、可視及び／又は赤外の波長幅の入射光を記録するための、例えば、同様なセンサ形態の画像センサ、並びに、当該技術で公知の回路を含む（そして、それゆえ、図１では詳しく示していない）。例えば、この回路は、通常、（ハードウェア、ソフトウェア、又はその任意の組み合わせ内で実行される）画像処理モジュール、画像／映像符号器、例えば映像解析を制御する処理装置、メモリ、及び、ネットワーク１１２との接続のためのネットワークインターフェースを含む。画像／映像符号器は、取り込まれたデジタル画像データを、連続した映像シークエンスのための、制限された映像シークエンスのための、静止画のための、又は、画像／映像ストリームのための、複数の既知のフォーマットの任意の１つに符号化するように構成される。例えば、画像情報は、ＭＰＥＧ１，ＭＰＥＧ２，ＭＰＥＧ４，Ｈ．２６４，ＪＰＥＧ，Ｍ−ＪＰＥＧ，ビットマップなどに符号化されてよい。

画像記憶装置１１８は、映像シークエンス、又は、画像及び映像メタデータなどの他のタイプの画像データを、制御ステーション１０２及びカメラ１１４とのネットワーク１１２上で通信することも可能である。画像記憶装置１１８は、制御ステーション１０２の基本的部分を形成していてもよく、且つまた、制御ステーション１０２内で完全に統合されていてもよい。

性能制御ステーション１２０は、処理装置１２４、メモリ１２２、及び、ネットワーク１１２を介して通信するための入力／出力回路１２８を含む。メモリ１２２に格納されたソフトウェア命令１３０は、性能制御ステーション１２０、及び、システム１００とのその対話を制御し、且つ、ハードウェア装置と組み合わせてプロセッサ１２４によって実行されるとき、上記で概略を示され以下で更に詳しく説明される方法を実行する、ように構成される。視覚出力信号装置１２６は、プロセッサ１２４及び性能制御ステーション１２０内の他のハードウェアに接続される。このような視覚出力信号装置１２６は、２次元ディスプレーの形態で、又は、他の実施形態ではＬＥＤなどのような１以上の光源の形態であってよい。光源の発光波長は、スペクトルの赤外部分と同様にスペクトルの可視部分であってよい。いくつかの実施形態では、視覚出力信号装置１２６は、単純に既定の空間的パターンが存在する、性能制御ステーション１２０の任意の回路と切り離された受動的な非電子装置であってもよい。画像記憶装置１１８及び性能制御ステーション１２０は、通常、制御ステーション１０２の制御のもとで構成されている。しかしながら、システムの他の実施形態は、制御ステーション１０２を除外してもよい。このようなシステムは、単なるカメラ、１以上の画像記憶装置、及び少なくとも１つの性能制御ステーションを含む。

システムの更に他の実施形態は、制御ステーション１０２及び画像記憶装置１１８を除外してもよい。このようなシステムは、画像記憶機能を具備する単なるカメラお及び少なくとも１つの性能制御ステーションを含む。

更に、実施形態は、システム制御ステーション１０２が、性能制御ステーション１２０のいくつかの機能１１１が制御ステーション１０２に位置するような方法で、性能制御ステーション１２０と相互に作用するように構成されている実施形態を含む。このような実施形態では、ステーション１０２、１２０は、相互に作用するように構成された回路、また特に、性能制御ステーション１２０からシステム制御ステーション１０２へ、システム制御ステーション１０２が上記で概要を述べたような方法のステップのいくつかを実行させるための制御信号を送信するように構成された回路を具備する。

これから図２を参照し、システムの方法、例えば図１のシステム１００は、ある程度詳細に説明されるだろう。方法は、上記で概要を述べたような方法を実行し、且つ、方法の開始における状況において、システムのユーザは画像データが正常に記録されることを保障する方法の導入を所望する。記録された画像データが、品質劣化により、入手不可能又は使用不可能のどちらかである状態を避けるため、ユーザは、ユーザが検査を望むカメラの視野において、図１の性能制御ステーション１２０のような性能制御ステーションを配置した。カメラは作動中であり、且つ、図１の制御ステーション１０２のような制御ステーションによって制御されているように、適切なスケジュールに従って、モニタリングしている画像を記録及び格納する。ユーザは、直接的に、又は間接的に制御ステーションを介して、性能制御ステーションと対話する。ユーザが検査を所望するカメラは、視覚出力信号、例えば性能制御ステーション上のディスプレー、に焦点を合わせるように操作される。

この実施形態において、記録された画像は、カメラ内の画像記憶メモリ１１６のような画像記憶メモリ内に格納される。ユーザは、性能制御ステーション１２０が以下のような方法を実行するトリガーを引いた。

方法は、視覚出力信号が性能制御ステーション１２０によって提供される視覚出力ステップ２０２で開始する。すでに概要を述べたように、視覚出力信号は、任意の適切な固定又は移動パターンであろう。実際に、視覚出力は、商業用広告フィルムのようなフィルムを作りあげている画像フレームシークエンスの形態でさえありうる。このようなシークエンスは、正常なフレーム速度でシークエンスの記録が実行されることを保障するために、次に続く解析の間、使用されてもよい。更に、このような手順内の付加的安全は、画像シークエンス内で符号化された安全パターンを具備することによって獲得してもよい。

獲得ステップ２０４において、カメラによって記録された画像データが、獲得される。ここで、画像データはカメラ内の画像記憶メモリからフェッチされる。カメラが、図１の記憶装置１１８のような画像記憶装置内に画像を格納する他の実施形態では、フェッチは記憶装置から行なわれてもよい。カメラからの画像データの獲得は、画像が視覚出力信号が提供された時点に関連するように、カメラと情報の信号伝送及び交換を関係させる。実際の信号伝送シークエンスと内容は、本開示の範囲外である。

このタイミングの見方は、どのように方法ステップを計画するかと混同されるべきでないことに注意すべきである。すなわち、２０４を獲得する実際のステップのタイミングは、カメラの画像データの記録のタイミングと必ずしも関連しない。例えば、スケジュールを組むことは、性能制御ステーションが不規則的、あるいは、毎日１回又は毎週１回などの規則的な時点においてカメラから画像データを獲得するようなものであろう。

解析ステップ２０６において、獲得された画像データは、視覚出力信号に関連して解析され、システムの性能指標が得られる。この解析は、多くの準手順に関係し、且つ、ある程度高度画像解析アルゴリズムに関係させてもよい。例えば、視覚出力信号を定義するデータは、獲得ステップ２０４で獲得された画像データと比較可能なフォーマットに変換され、且つ、変換された視覚出力信号は性能制御ステーション内で利用できる。この実際の変換アルゴリズムは、しかしながら、本開示の範囲外である。

変換された視覚出力信号と獲得された画像データとの比較により、出力信号とカメラを介しての記録との差異を表す値が得られるであろう。それから、差異がどれくらい大きいかを示す性能指標が計算される。単純な計算は、指標を２値に設定することを必要とし、ここで、０は満足できる性能を表わすことができ、１はシステム内に問題がある状況を表わすことができ、例えば、カメラ又は記憶装置にメンテナンスが必要である、記録装置が満杯である又は他の理由により記憶不可能である、システム装置にいたずらされた又は調整が必要であるなど。更に複雑な解析ステップは、詳細な画像解析に関係し、且つ、結果の性能指標は、カメラの性能に関して更に詳細な情報を含む。例えば、視覚出力信号に関連した画像データの品質の尺度は確立することが可能である。品質の尺度は、不完全な焦点合わせ又は他の光学的欠陥を示す画像データ内の色に関する情報を示す画像データの解像度に着目してよく、且つ、画像ストリームが解析される場合、記録された画像のフレーム速度が品質尺度であってよい。

解析ステップ２０６で獲得された性能指標によると、動作が動作ステップ２０８で行われる。動作は、性能指標が不完全なカメラのような不満足な性能を示す場合に、警報信号又は通報をユーザへ提供することであるだろう。いくつかの実施形態では、動作は、より複雑な手順である場合があり、且つ、調整信号をカメラへ送信することと関係する。例えば、低解像度を示す指標により不完全な焦点合わせが疑われたならば、焦点設定コマンドがカメラに送信されてよい。不完全なカメラソフトウェアが疑われた場合、単純な再スタートコマンドがカメラに送信されてよい。性能指標が満足した性能を示す場合、動作は、ある程度ダミー動作であってよい。

これから図３を参照し、映像モニタリングシステム３００は、制御ステーション３０２、性能制御ステーション３２０、画像記憶装置３１８、及び、多くの映像カメラ３１４を含む。図１に関連して上記で説明されたシステム１００と対照的に、カメラ３１４はアナログカメラであり、且つ、制御ステーション３０２に直接接続されている。カメラ３１４は、静止画像と動映像シークエンスを含む映像データを生成すること、及び、制御ステーション３０２とデータを通信することが可能な任意の適切なアナログカメラであってよい。

図１のシステム１００の制御ステーションと同様に、制御ステーション３０２は、処理装置（図３には示していないが）、メモリ、及び、入力／出力回路を含む。メモリに格納されたソフトウェア命令は、ステーション３０２、及び、システム３００とのその対話を制御し、且つ、ハードウェア装置と組み合わせてプロセッサによって実行されるとき、ユーザインターフェースを実行する、ように構成される。ユーザインターフェースは、映像データ及び他の情報をオペレータに表示するためのディスプレーを含む。制御ステーション３０２は、また、カメラ３１４からのアナログデータを、図１及び図２に関連して上記で説明した手順に従った格納及び処理に適するデジタル形態に変換可能である。

同様に、性能制御ステーション３２０は、処理装置、メモリ、及び、制御ステーション３０２と通信するための入力／出力回路を含む。メモリに格納されたソフトウェア命令は、性能制御ステーション３２０、及び、システム３００とのその対話を制御し、且つ、ハードウェア装置と組み合わせてプロセッサによって実行されるとき、上記で説明される方法を実行する、ように構成される。図１のシステム１００の性能制御ステーション１２０に関しては、視覚出力信号装置３２６は、性能制御ステーションに含まれる。

Claims (14)

1. 少なくとも１台のカメラ（１１４、３１４）、及び、性能制御ステーション（１２０、３２０）を含むシステム装置を含む映像モニタリングシステム（１００、３００）の性能を制御する方法であって、
   性能制御ステーションで、視覚出力信号を提供するステップであって、前記視覚出力信号の提供は、第１時点と第２時点との間で実行されるステップと、
   第１カメラによって記録された画像データを獲得するステップであって、前記第１時点の後であり前記第２時点の前である時点で、記録された画像データを獲得するステップと、
   獲得された画像データを、前記システムのための性能指標が得られる視覚出力信号に関連して、解析するステップと、及び、
   性能制御ステーションにより、及び、前記性能指標によって、システムに関連した性能制御動作を実行するステップと、
   を含む方法。
2. 前記視覚出力信号に関連して前記獲得された画像データの前記解析ステップが、
   前記獲得された画像データの少なくとも部分と前記視覚出力信号を比較し、前期獲得された画像データと前記視覚出力信号との間の差異を表す値に結果的になるステップと、及び、
   前記差異を示している前記値によって、前記性能指標に値を設定するステップと、
   を含む請求項１記載の方法。
3. 前記性能制御動作の前記実行ステップが、警報信号を提供するステップを含む請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記性能制御動作の前記実行ステップが、前記第１カメラで操作状態を調整するためのカメラ調整信号を提供するステップを含む請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 視覚出力信号の前記提供ステップが、固定された空間パターンを表示するステップを含む請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 視覚出力信号の前記提供ステップが、時間的に変化する空間パターンを表示するステップを含む請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 前記視覚出力信号に関連して、前記受信した画像データの前記解析ステップが、画像解像度と色のいずれかを解析するステップを含む請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. 前記画像データは、連続した画像フレームであり、
   前記視覚出力信号に関連して、前記受信した画像データの前記解析ステップが、画像フレーム速度を解析するステップを含む請求項６に記載の方法。
9. 画像データを獲得するステップと、前記視覚出力信号に関連して、前記獲得した画像データの前記解析ステップが、前記性能制御ステーションで実行される請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. 前記システム制御ステーションが、画像データの前記獲得ステップと、前記視覚出力信号に関連して、前記獲得した画像データの前記解析ステップと、を実行させるための制御信号を、前記性能制御ステーションからシステム制御ステーションへ、送信するステップと、及び、
    前記性能制御ステーションで、前記性能指標を受信するステップと、
    を含む請求項１から８のいずれかに記載の方法。
11. 少なくとも１台のカメラ（１１４、３１４）及び性能制御ステーションを含むシステム装置を含む映像モニタリングシステム（１００、３００）のための前記性能制御ステーション（１２０、３２０）であって、
    視覚出力信号を提供し、前記視覚出力信号の提供は、第１時点と第２時点との間で行なわれ、
    第１カメラによって記録された画像データを獲得し、前記第１時点の後であり前記第２時点の前である時点で、記録された画像データを獲得するステップを有し、
    受信された画像データを、前記システムのための性能指標が得られる前記視覚出力信号に関連して、解析し、及び、
    前記性能指標によって、システムに関連した性能制御動作を実行する、
    ように構成された処理回路、通信回路、及びディスプレー回路を含む性能制御ステーション。
12. 請求項１１および複数の映像カメラ（１１４、３１４）に従って、性能制御ステーション（１２０、３２０）を含む映像モニタリングシステム（１００、３００）。
13. 前記性能制御ステーションの、処理回路の少なくとも部分、通信回路、及びディスプレー回路を含むシステム制御ステーション（１０６、３０６）を含む請求項１２に記載のシステム。
14. 処理装置で実行されたとき、請求項１から１０の何れかに記載の方法を実行するソフトウェア命令を含むコンピュータプログラム製品（１３０）。

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