(57)【要約】【課題】通信回線の帯域を最大限活かした画像データの送信をしながら送信バッファに滞留する画像データ量を最小限に抑える。【解決手段】画像データの送信元装置では、画像バッファ３Ｃの画像データを分割して送信バッファ３Ａに転送し、この送信バッファに転送された画像データが該送信バッファからインタフェース６と通信カード８を経由して送信先装置に向けて送信処理されるまでの時間から該通信回線での送信速度を計測し、送信バッファへの転送データ量を増加させながら送信速度の計測を繰り返し、送信バッファへの転送データ量に対する送信速度が変化しなくなるまで転送データ量を増やす。【選択図】図１
2010171470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データの送信元装置と送信先装置の間を通信回線で接続し、送信元装置は画像データを送信バッファに転送し、この送信バッファに転送された画像データを送信先装置に送信する画像データの送信方法において、
前記送信元装置は、
画像データから分割した部分画像データを前記送信バッファに転送する処理と、
前記送信バッファに転送された部分画像データが該送信バッファから通信回線で接続された前記送信先装置に向けて送信処理されるまでの時間から該通信回線での送信速度を計測する処理と、
前記送信バッファに転送する部分画像データの転送データ量を増加させながら前記送信速度の計測を繰り返し、該送信バッファへの転送データ量に対する送信速度が変化しなくなるまで該転送データ量を増やす処理と、
によって画像データを送信することを特徴とする画像データの送信方法。
【請求項２】
前記送信元装置は、同じ転送データ量で前記送信速度の計測を複数回行い、その平均値を送信速度とすることを特徴とする請求項１に記載の画像データの送信方法。
【請求項３】
前記送信元装置は、前記転送データ量を最初は大まかに増加させ、通信速度が変化しなくなってから細かく増加させることを特徴とする請求項１に記載の画像データの送信方法。
【請求項４】
前記送信元装置は、前記転送データ量を増加させ、増加前の計測値と増加後の計測値の差が一定の値以上の場合にのみ転送データ量を増やすことを特徴とする請求項１に記載の画像データの送信方法。
【請求項５】
前記送信元装置は、前記送信バッファの現在のデータ量を監視し、このデータ量が一定量以下となったときに次の画像データを予め定めた量だけ送信バッファに転送することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像データの送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信端末間または通信端末とホストコンピュータ間で種々の回線を経由して画像データを送信する通信システムに係り、特に回線の通信速度に合わせて画像データを送信する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信端末とホストステーションの間の画像データ送信などには、種々の回線（例えば、ＰＨＳ，ＦＯＭＡ、衛星携帯電話、ＭＣＡ無線、シリアル、イーサネット（登録商標））を経由して伝送できる通信システムを構築し、伝送ルートの変更も可能としている。
【０００３】
基本的な送信処理は、その概念図を図３に示すように、送信側のＣＰＵが送信しようとする画像データ（ｎ−１〜ｎ−６）を順次作成し（Ｓ１）、これらを通信プロトコルの持つ送信バッファに順次転送し（Ｓ２）、通信プロトコルでは通信デバイスの持つバッファにデータを転送し（Ｓ３）、通信デバイスが回線上にデータを送り出し、このデータを相手装置側で受信する（Ｓ４）。
【０００４】
このような送受信処理で、例えば、静止画を連続的に送信する場合、画像データは一定の容量（バイト数）ではないものの、その画像サイズ（縦×横画素数）に依存して、ある範囲のデータ量となる。これを定期的に送ることにより、擬似的な動画とすることができる。この用途は、監視カメラのような使い方がされることが多く、リアルタイム性が求められる。
【０００５】
図３に示す送受信処理で画像データを連続的に送信する場合、送信する画像（ｎ−１〜ｎ−６）のうち、最初の画像（ｎ−６）から順番に送信バッファに送られ、送信バッファから通信機バッファに転送されて回線に送出される。この時、多くのの場合、回線の種類による通信速度の限界が画像更新のボトルネックとなる。
【０００６】
例えば、遠隔画像監視では、伝送される画像を見てカメラ制御を行う場合、画像監視者は伝送された画像によりカメラ制御を開始し終了する。しかし、実際の制御開始、終了は画像の遅延量分だけ遅れていることになり、遅延量が多くなればレスポンスが悪い感じとなり、短い時間のカメラ制御などは困難となる。データ欠損に関しても、画像データの一部が欠損すれば画像再生に乱れが生じ、長期に渡りデータ欠損が起きれば、オンラインの監視システムでは重大な問題となる。
【０００７】
回線の種類による通信速度の制限に対し、リアルタイム性を確保しようとする通信方式として、ループ状に構成した伝送路に複数のノード装置を設置し、この伝送路には予め設定したタイムスロットで区切られたデータフレーム構造を有し、単位タイムスロットにはノード装置の情報を割り当て、データフレームを順次ノード装置が受信及び送信するデータ通信伝送システムとし、単位タイムスロットを必要に応じて一つの端末に対し複数割り当てるシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００1−１８６５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の通信方式では送信データを分割して別のデータフレームで伝送するもので、個々のデータフレームの伝送については図３と同じ処理になり、回線の種類による通信速度の限界が画像更新のボトルネックとなる。
【００１０】
回線効率の最も良くなる状態は常にデータを送り続ける状態であるから、通信速度より多くのデータを常に送り続けることにより、最大の更新速度が得られるようになる。
【００１１】
しかしながら、この状態は、常に「送信バッファへの送信量＞回線への送信量」となるため、送信バッファや通信バッファが一杯の状態となるために、受信側ではこのバッファ量分の遅延がいつでも生じてしまうことになる。つまり、図３では画像ｎ−４〜ｎ−６の分が遅延してしまうことになる。
【００１２】
よって、回線の違いにより、遅延が大きくなったり小さくなったりし、リアルタイム性の失われた画像が受信されることになるといった問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、通信回線の帯域を最大限活かした画像データの送信をしながら送信バッファに滞留する画像データ量を最小限に抑えることができる画像データの送信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、前記の課題を解決するため、画像データの送信元装置では画像データを分割して送信バッファに転送し、この送信バッファに転送された画像データが該送信バッファから通信回線で接続された送信先装置に向けて送信処理されるまでの時間から該通信回線での送信速度を計測し、送信バッファへの転送データ量を増加させながら送信速度の計測を繰り返し、送信バッファへの転送データ量に対する送信速度が変化しなくなるまで転送データ量を増やすようにしたもので、以下の方法を特徴とする。
【００１５】
（１）画像データの送信元装置と送信先装置の間を通信回線で接続し、送信元装置は画像データを送信バッファに転送し、この送信バッファに転送された画像データを送信先装置に送信する画像データの送信方法において、
前記送信元装置は、
画像データから分割した部分画像データを前記送信バッファに転送する処理と、
前記送信バッファに転送された部分画像データが該送信バッファから通信回線で接続された前記送信先装置に向けて送信処理されるまでの時間から該通信回線での送信速度を計測する処理と、
前記送信バッファに転送する部分画像データの転送データ量を増加させながら前記送信速度の計測を繰り返し、該送信バッファへの転送データ量に対する送信速度が変化しなくなるまで該転送データ量を増やす処理と、
によって画像データを送信することを特徴とする。
【００１６】
（２）前記送信元装置は、同じ転送データ量で前記送信速度の計測を複数回行い、その平均値を送信速度とすることを特徴とする。
【００１７】
（３）前記送信元装置は、前記転送データ量を最初は大まかに増加させ、通信速度が変化しなくなってから細かく増加させることを特徴とする。
【００１８】
（４）前記送信元装置は、前記転送データ量を増加させ、増加前の計測値と増加後の計測値の差が一定の値以上の場合にのみ転送データ量を増やすことを特徴とする。
【００１９】
（５）前記送信元装置は、前記送信バッファの現在のデータ量を監視し、このデータ量が一定量以下となったときに次の画像データを予め定めた量だけ送信バッファに転送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上のとおり、本発明によれば、画像データの送信元装置では画像データを分割して送信バッファに転送し、この送信バッファに転送された画像データが該送信バッファから通信回線で接続された送信先装置に向けて送信処理されるまでの時間から該通信回線での送信速度を計測し、送信バッファへの転送データ量を増加させながら送信速度の計測を繰り返し、送信バッファへの転送データ量に対する送信速度が変化しなくなるまで転送データ量を増やすようにしたため、通信回線の帯域を最大限活かした画像データの送信をしながら送信バッファに滞留する画像データ量を最小限に抑えることができる。
【００２１】
具体的には、
（１）通信帯域を最大限活かしながら、バッファに滞留することによる遅延を最小限に抑えることができるため、最大の画像更新速度と、最小の遅延量を両立することができる。
【００２２】
（２）通信回線の種類が変化して通信帯域が変化しても最適な通信状態を得ることができる。
【００２３】
（３）閾値の設定により簡易な方法で送信データ量の増減ができ、より最適なデータ転送レートを得ることができる。
【００２４】
（４）回線の状態に応じてリアルタイムに通信効率と遅延を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態を示す通信端末の構成図。
【図２】画像データの連続的な送信処理の例。
【図３】画像データの基本的な送信処理手順。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態を示す通信端末の構成図である。コンピュータ構成にされる通信端末の演算装置（ＣＰＵ）１は、主にプログラムを格納するＲＯＭ２と、プログラムの実行領域およびプログラムがデータ処理用バッファとして使用するＲＡＭ３と、ＶＩＤＥＯ入力回路４と、Ｉ／Ｏインタフェース５と、通信カードとのＩ／ＦとなるＰＣＭＣＩＡインタフェース６がバス接続される。ＶＩＤＥＯ入力装置４にはビデオカメラ７が接続される。また、ＰＣＭＣＩＡインタフェース６には通信カード８が接続され、通信カード８によって公衆回線網などを経由して相手側との間で画像データを送信または受信する。
【００２７】
例えば、ビデオカメラ７で撮影した画像情報は、ＶＩＤＥＯ入力回路４を経由してＲＡＭ３に取り込まれ、ＰＣＭＣＩＡインタフェース６を経由してＦＯＭＡ、ＰＨＳ、またはシリアル通信カード８によって、公衆回線網または各種通信装置に送られる構成を取る。
【００２８】
各通信処理において使用される画像データのバッファは、ＣＰＵ１がＲＯＭ２に内蔵されたプログラムによってＲＡＭ上３に領域を割り当て、図中に示すように、送信バッファ３Ａ、受信バッファ３Ｂ、画像バッファ３Ｃ等として使用される。また、通信カード８には伝送路を介して送受信する画像データの送信バッファ８Ａと受信バッファ８Ｂを内蔵する。
【００２９】
ＣＰＵ１は、画像データを連続的に送信するとき、図２に示す以下の処理を実行する。
【００３０】
（Ｓ１１）ビデオカメラ７で撮影した画像データをＶＩＤＥＯ入力回路４を経由して取り込む。
【００３１】
（Ｓ１２）取り込んだ画像データをＲＡＭ３上の画像バッファ３Ｃに保存する。
【００３２】
（Ｓ１３）画像バッファ３Ｃから一定量のデータ（部分画像データ）を取り出し、ＴＣＰ／ＩＰ等の通信プロトコルが管理する送信バッファ３Ａに転送する。
【００３３】
（Ｓ１４）通信プロトコルは、送信バッファ３Ａの部分画像データを送信バッファ８Ａに転送する。この送信バッファ８Ａの部分画像データは、公衆回線網等を通して送信先の通信機内の受信バッファへ伝送される。
【００３４】
以上までの画像データの送信処理（Ｓ１１〜Ｓ１４）は、画像データを一定のサイズに分割して送信バッファに送信する。すなわち、ＣＰＵ１により取り込まれた画像データはＲＡＭ３内の画像バッファ３Ｃに一旦格納される。この格納された画像データは、例えば送信ブロックサイズ毎に分割され、時系列的に古いものから順番に送信バッファ３Ａに転送される。この時、送信処理は、例えばＴＣＰ／ＩＰ等のプログラムで構成された通信プロトコルをＣＰＵが実行することで実現する。その際、通信プロトコルは、プロトコル用の送信バッファ３ＡをＲＡＭ３上に確保し、その中に送られてきたデータを順番に通信カード８（送信装置）の送信バッファ８Ａに転送する処理を行ってデータを送信する。
【００３５】
ここで、画像データを一定のサイズに分割して送信バッファに転送する際のサイズについて説明する。
【００３６】
例えば、送信装置には、ＦＯＭＡ，ＰＨＳ、衛星電話等の通信機を用いて送信する場合、図２中に示すように、送信ブロックサイズが大きければ、送信バッファ３Ａに大きなデータが格納されるため、通信処理や伝送帯域の変動やゆらぎがあっても、その変動時間に対し送信時間が長いため通信速度が平均化され、変動の影響を受けにくく効率の良い送信（通信帯域を最大限に使って送信）することができる。
【００３７】
このため、送信バッファを画像データのサイズに対して十分大きくとれば、送信処理はデータを送信する処理に専念することができ、送信帯域を有効に活かすことができるため、通信効率が増加し、画像更新速度を高めることができる。しかし、送信バッファサイズに依存する大きなデータ量を常時持つことになるため、過去の画像をより多くバッファに保有することになり、最終的にはバッファサイズ分の遅延が生じ、リアルタイム性が失われていく。
【００３８】
逆に、送信バッファサイズを画像データのサイズに対して十分小さくすれば遅延は小さくなっていくので、リアルタイム性は確保されるが、送信処理回数が増えることによるオーバヘッド処理量が増え、帯域を有効に使うことができず、結果として画像更新速度が低下することになる。
【００３９】
このように、使用する通信媒体によって変化する通信速度（帯域）によってバッファに送り込むデータ量を適切に調整することができないと、画像更新速度または遅延によるリアルタイム性の喪失の問題が生じる。
【００４０】
そこで、本実施形態では、部分画像データが送信バッファ３Ａから送信バッファ８Ａに転送されてから相手側装置に送信されるまでの時間を計測する機能を設け、送信バッファ８Ａへの送信データ量を１倍、２倍、３倍と変化させることにより、そのデータ量に対する通信時間から送信速度を求め、その送信速度が変化しなくなるまで送信データ量を増やしていくことにより、通信回線の帯域を最大限活かしながら送信バッファ８Ａに滞留するデータ量を最小限に抑える送信方法とする。
【００４１】
上記の通信速度の計測手順を具体的に説明する。
【００４２】
（１）送信バッファに転送するデータ量を一定量αに調整する、最初はこの値αは任意に定めた値とする。
【００４３】
（２）まず、タイマＡをスタートして、通信プロトコルが持っている送信バッファにαを送信する。タイマＡはクリアしたカウンターを一定時間毎にカウントアップすることで容易に実現できる。
【００４４】
（３）通信プロトコルは送信バッファからデータを取り出し、通信機バッファに送信する。
【００４５】
（４）送信データは通信機の通信帯域に応じて順次送信され、送信バッファのデータ量はその分減少していく。この時、送信バッファのデータ量はレジスタにて管理される。
【００４６】
（５）プログラムは、送信バッファのデータ量をレジスタを読み出すことにより監視し、全て送信し終わったら、タイマＡの値を読み込む。この値をｔ１とする。
【００４７】
（６）これを繰り返すことにより次の式により、送信速度ｋを算出することができる。ｋ（１）＝α／ｔ１
（７）次に例えば送信バッファヘの送信データ量を２倍の２αだけ送った時のタイマＡの値がｔ２と計測されたときの送信速度は、ｋ（２）＝２×α／ｔ２で計算される。
【００４８】
（８）ここで、ｋ（２）＜ｋ（１）であればデータ通信帯域に余裕があることを示す。
【００４９】
（９）これを繰り返し、データ量を増やしても送信速度が増加しなくなったところが回線の送信速度の上限になる。
【００５０】
こうすることによって、常に通信バッファにはデータが入っており通信回線の帯域を最大限活かした画像データの送信ができ、しかも送信バッファに滞留する画像データ量を最小限に抑えて遅延を最小に抑えることができる。
【００５１】
（実施形態２）
本実施形態では、同じ転送データ量で上記の送信速度ｋを求める回数を複数回行い、その平均値を送信速度とすることにより、通信速度の変化によるバラツキに対応する。
【００５２】
例えば同じ送信データ量での計算を３回繰り返すことにより、通信速度の経時的変化による影響の小さい送信速度を得ることができるようになる。
【００５３】
（実施形態３）
本実施形態では、上記の送信速度ｋを求める際の送信データ量の変化を整数倍（２倍など）とするのではなく、１．２倍等の少数部分を持つ変化量にすることにより調整範囲を細かくすることができ、より精度の高い通信速度を求めることができる。これにより、最短の遅延と更新時間を得ることのできる送信データ量を設定することができる。
【００５４】
（実施形態４）
実施形態３ではきめ細かい調整が可能となるが、調整完了までにデータ量の変更回数が多くなるため調整時間が長くなる。
【００５５】
この不都合を解消するため、本実施形態では、最初は実施形態１のような大きな変化量で調整し、変化がなくなったところで、その１回前のデータ量を基準に、実施形態３のように小さい増加量とするように細かい調整を行う。これにより短い調整時間を得ることができる。
【００５６】
（実施形態５）
本実施形態では、上記の送信速度ｋの比ｋ（ｎ）／ｋ（ｎ−１）が一定の値以上の場合にのみ転送データ量を増やすようにし、調整のために費やす演算量を少なくする。
【００５７】
例えば、｛ｋ（２）／ｋ（１）｝＞１．２とし、閾値以下の変化は無視することによりバラツキによる調整回数を少なくすることができる。
【００５８】
（実施形態６）
本実施形態では、送信バッファの現在のデータ量を読み出すことにより監視し、一定量（例えばαの２０％）以下となったら、次の画像データを予め定めた量（例えばα）だけ送信バッファに転送するようにする。これを繰り返すことにより、送信バッファは常にデータが存在するためデータの無い時間帯が存在せず、帯域を有効に使うことができる。
【００５９】
例えば、送信データ量αが２０％を切る度にタイマＡの値をｔとし、タイマＡをリスタートする。これを通信中常時繰り返し、タイマの前回値ｔａと今回値ｔｂを比較し、ｔａ＞ｔｂの時は帯域が広くなったと判断しαの値を大きくし、ｔａ＜ｔｂの時は帯域が狭くなったと判断しαの値を小さくすることにより、回線の帯域の変化に合わせて常に最適な送信データ量を選択することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  ＣＰＵ
２  ＲＯＭ
３  ＲＡＭ
４  ＶＩＤＥＯ入力回路
５  ＩＯインタフェース
６  ＰＣＭＣＩＡインタフェース
７  ビデオカメラ
８  通信カード
【図１】
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【図２】
2010171470.tif 000004
【図３】
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