2019年 秋期 応用情報技術者試験 問4

ホームセキュリティシステムの実証実験

C社は、関東地区に事業を展開する住宅メーカーである。C社の住宅は、最新の住宅機器を採用していることが人気を呼び、販売数を伸ばしている。C社は、近年増大している顧客のセキュリティニーズに応えるために、ホームセキュリティシステム(以下、新システムという)の商品化を検討することにした。この商品化の検討は、C社商品企画部のE君が担当することになった。

【新システムの要件】 E君は、住宅展示場の来場者向けアンケートによって、住居におけるセキュリティニーズの収集を行った。このアンケート結果から、新システムの要件を次のように定義した。

・玄関上部の開壁に監視カメラを設置し、玄関付近及び敷地内を監視する。 ・監視カメラで撮影した動画データは、後で確認できるように7日間保持する。 ・敷地内に人が侵入した場合には、居住者のスマートフォンに通知する。

【実証実験場所の確認】 E君は、新システムの商品化に向けて、新システムの実証実験をD地区にある住宅展示場で行うことにし、住宅展示場内に設置する監視カメラの設置現場を調査した。

図1に、監視カメラの設置予定場所から撮影した画像サンプルを示す。

図1 監視カメラの画像サンプル

E君は、実証実験で、図1と同じ画像を撮影できるように監視カメラを設置し、道路を除く玄関、庭、道路で動く物体(以下、動体という)を検知したら通知することにした。通知に当たって、実証実験では、スマートフォン向けアプリケーションソフトウェアの開発は行わず、C社メールサーバが管理する展示場スタッフの電子メール(以下、メールという)アドレス宛てにメールを送信することにした。

【新システムの実現方法の検討】 E君は、新システムには、撮影した動画データを保存する記録機能と動体を検知してメールを送信する動体検知機能が必要であると考えた。また、この二つの機能の設置場所の候補として、監視カメラ、監視サーバ、インターネット上のクラウドサービスの三つを挙げ、表1に示す三つの新システムの方式案を検討した。

表1 E君が検討した新システムの方式案

【動画データのサイズ確認】 E君は、監視カメラが撮影した動画データのサイズを確認するために、利用予定の監視カメラを調査した。監視カメラの調査結果(抜粋)を表2に示す。

表2 利用予定の監視カメラの調査結果(抜粋)
項目説明
カメラ性能 ・解像度:1280×720
・フレームレート:30フレーム/秒
・1ピクセルの表現に必要なビット数:24ビット
マイク性能※マイクなし
動画データの圧縮符号化方式a
インタフェース ・IEEE 802.3ab(1000BASE-T)
・IEEE 802.11ac
動画記録メディア・メモリカード(最大128Gバイトまで)

この監視カメラで撮影した動画データを監視カメラ以外の機器へ伝送する場合、動画データを圧縮することで、狭いネットワーク帯域でも伝送できる。動画データの圧縮符号化方式の一つであるaでは、フレーム間の差分を効率よく圧縮する方法などを用いて、高い圧縮率を実現している。

E君は、①新システムが撮影する動画の特徴から、動画データの圧縮率は高くなると予想し、無圧縮時と比較して1%に圧縮できると想定した。この結果、必要なネットワーク帯域はbMビット/秒となり、7日分の圧縮された動画データはcGバイトとなる。

【クラウドサービスと監視サーバの調査】 E君は、クラウドサービスと監視サーバの調査を行った。E君が調査したクラウドサービスと監視サーバの調査結果(抜粋)を表3に示す。

表3 クラウドサービスと監視サーバの調査結果(抜粋)
比較項目説明クラウドサービス監視サーバ
動体検知の速度監視カメラが撮影した動画から動体を検知する速度速い遅い
検知画像範囲の設定機能動体検知を行う画像範囲を設定する機能なしあり
検知時間帯の設定機能動体検知を行う時間帯を設定する機能
例:画像の右上部分は動体検知しない
ありあり
検知精度の設定機能動体を検知する精度を設定する機能
例:7:00〜18:00は検知する
なしあり
動画記録容量動画データを記録するストレージの容量800Gバイト600Gバイト

E君は、表2と表3の調査結果から、②新システムの実現方式を選定し、新システムの構築とテストを行った。

【実証実験で検出された不具合】 住宅展示場で新システムの実証実験が開始され、1か月が経過したとき、展示場スタッフのF氏から"自分だけメールが受信できなくなった。"との連絡があった。E君が新システムのログを確認したところ、③"容量不足によってメールが受信できない"というメールがC社メールサーバから新システム宛てに返信されていた。

その後E君は、メールの問題の原因を突き止めた後、実証実験を完了させ、商品化に向けた次のステップに進んだ。

出典:令和元年度 秋期 応用情報技術者試験 午後 問4