画像処理： セキュリティカメラ

今後の映像監視システム

今日、World Wide Web　に代表されるIPネットワーク網の普及は、アナログ機器からデジタル機器への移行のみならず、同時に遠隔地からのリアルタイムな監視も可能にしています。撮像するカメラの高解像度化、高性能化ばかりでなく、IPネットワークを流れるデータの圧縮伸張、保存技術の発展は日進月歩の勢いで進んでいます。

2006年に世界で $735M だった市場も、2010年には $7.1B に膨れ上がると言われており、世界のいたるところで安全に対する意識が高まっています。日本では特に、ビル管理システムのひとつ、入退室管理システムが市場を牽引しています。

動体追尾、条件検知、顔認証などのインテリジェントビデオ機能の開発も活発で、アプリケーションソフトウェア技術および高速処理を可能にするハードウェア技術も重要です。映像監視システムは、今後 FA (Factory Automation) で使用されている高精細なマシンビジョンとも部分的に融合してゆくと思われます。

図1：WDR監視カメラの構成例



図2：NVRの構成例（Cyclone IV＋DSP/ASSP）

FPGA / CPLD の活用事例

従来より監視カメラやNVR （ネットワークビデオレコーダー） には多くのアルテラ製品が使われています。

たとえばCPLDは電圧変換、バスブリッジ、FPGAコンフィグレーション、I/O拡張などを目的に使用され、一方FPGAは、DSPの前段で複数のイメージプロセシング・チャネルを束ねたり、ネットワーク・インターフェースにより通信プロトコルを処理したり、あるいはデータの圧縮伸張を行いシステム負荷を分散させるなどの役割を担っています。

最近、特に注目されているのが、各社独自の画像処理アルゴリズムのFPGAへの追加です。

たとえば、監視カメラ用に WDR （Wide Dynamic Range） 対応の撮像センサーがありますが、そのままではビット数が多くなりすぎてDSPやASSPが受けることが困難です。また、センサーと ISP （Imaging Sensor Pipeline） は緊密に連携しているので、一旦FPGAで受けてシステムを構成する方が負荷が小さくなります。こうした用途で、FPGAにビット補正やセンサー・タイミングコントロールを実装する事例があります。（図1）

また、NVR（ネットワークビデオレコーダー）においても、動体追尾、条件検知、顔認証などのインテリジェントビデオ機能をハードウェア面から強化するために、その機能に最適化した画像処理アルゴリズムをFPGAを使って追加したり、MAX II CPLDによるコンフィグレーションでセキュリティをかける事例があります。（図２）

アルテラは、今後もパートナー企業とともに、市場価値の高いFPGAソリューションを提供してまいります。

画像処理関連 IP・パートナー

ネットワークカメラについて詳しくは「HDネットワークカメラ・システム」のページをご覧下さい。また、以下の7分のデモでも詳しく解説していますので、ぜひご覧下さい。

低コスト FPGA で実現する WDR CMOS 画像センサー向け 画像処理ソリューション 　（日本語版：7分） ネットワーク・カメラ用高精細 （HD） ワイド・ダイナミック・レンジ （WDR） CMOS画像センサーの複雑な画像処理を、FPGA搭載プラットフォームでいかに簡単に実効できるか解説します。

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