(57)【要約】【課題】撮影した映像をネットワークを介して端末装置に表示する装置において、撮影装置側で撮影位置の設定やカメラの操作を行ったとき、操作終了後の映像を端末装置で迅速に表示できる撮影装置を提供する。【解決手段】撮影装置１において、カメラ状態検知部４でカメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検知している間、ネットワークインターフェイス部７から得られたネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、画像信号符号化部６で符号化した圧縮画像データの符号量に基づいて、符号化前処理部５または画像信号符号化部６を制御することにより、指定したフレームレートで転送できるように画像信号符号化部６で符号化した圧縮画像データの符号量を調整して端末装置２に送信する。【選択図】  図１
2006332914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラで撮影した映像から画像信号を生成する画像信号生成部と、
前記画像信号生成部により生成された画像信号に対して符号化の前処理を行う符号化前処理部と、
前記符号化前処理部により処理された画像信号に対して圧縮処理を行う画像信号符号化部と、
符号化した画像データをネットワーク上に送信しネットワークの転送レートを取得するネットワークインターフェイス部と、
カメラの撮影状態及びカメラの制御状態を検知するカメラ状態検知部と、
前記符号化前処理部及び前記画像信号符号化部を制御し、画像データの符号量を調整する符号量調整部を備え、
前記カメラ状態検知部によりカメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検知している間、前記ネットワークインターフェイス部からのネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、前記画像信号符号化部で符号化した圧縮画像データの符号量に基づいて、前記符号化前処理部及び前記画像信号符号化部を制御して圧縮画像データの符号量を調整し、符号量が調整された圧縮画像データを前記ネットワークインターフェイス部からネットワーク上に送信する、
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮影装置において、
前記カメラ状態検知部は、
カメラのパン／チルトまたは移動を検知したとき、カメラの撮影状態変化の情報を前記符号量調整部に通知する角速度センサーと、
カメラの制御が開始されたとき、カメラの制御状態変化の情報を前記符号量調整部に通知するカメラ制御手段とを有する、
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項３】
請求項１記載の撮影装置において、
前記画像信号符号化部は、
前記符号化前処理部により処理された画像信号に対して離散コサイン変換を行うＤＣＴ処理手段と、
量子化テーブルを用いて、前記ＤＣＴ処理手段により演算されたＤＣＴ係数を線形スカラー量子化する量子化手段と、
前記量子化手段で用いられる量子化テーブルの各係数を所定倍する乗算手段と、
前記量子化手段により演算された量子化データを符号化する符号化手段とを有し、
前記符号量調整部は、
前記カメラ状態検知部によりカメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検出している間、前記ネットワークインターフェイス部からのネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、前記画像信号符号化部で符号化した画像データの符号量に基づいて、前記量子化テーブルの各係数を所定倍して、前記画像信号符号化部で符号化する圧縮画像データの符号量を調整する、
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項４】
請求項１記載の撮影装置において、
前記符号化前処理部は、
前記画像信号生成部からの画像信号を離散化して標本化するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によって標本化されたデータから画像を構成する画像構成手段とを有し、
前記符号量調整部は、
前記カメラ状態検知部によりカメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検出している間、前記ネットワークインターフェイス部からのネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、前記画像信号符号化部により符号化した圧縮画像データの符号量に基づいて、前記符号化前処理部を制御して画像信号の画像サイズを変更し、圧縮画像データの符号量を調整する、
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項５】
請求項１記載の撮影装置において、
前記ネットワークインターフェイス部は、
符号化された圧縮画像データを送信する画像データ送信手段と、
接続されているネットワーク上でのデータ転送レートを取得するネットワーク転送レート取得手段とを有し、
前記ネットワーク転送レート検出手段は、前記カメラ状態検知部によりカメラの撮影状態及び制御状態の変化を検出している間、前記データ転送レートを前記符号量調整部に通知する、
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項６】
請求項３記載の撮影装置において、
前記画像信号符号化部は、前記符号化前処理部により処理された画像信号を一時的に記憶する一時記憶手段を有し、
前記符号化調整部は、
量子化テーブルの各係数を所定倍して前記画像信号符号化部により符号化した圧縮画像データの符号量と、ネットワークインターフェイス部から得られたネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートに基づいて、前記画像信号符号化部で符号化された画像信号を再符号化する、
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の撮影装置において、
前記画像信号符号化部により符号化した圧縮画像データの符号量が所定のデータ量を超える場合、前記符号化前処理部で生成する画像信号の画像サイズを変更する、
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項８】
カメラで撮影した映像を画像信号に変換し、前記画像信号に対して符号化による圧縮処理を行い、符号化した圧縮画像データをネットワーク上に送信する画像データ転送方法であって、
カメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検出している間、画像データを送信するネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、符号化した圧縮画像データの符号量に基づいて符号量を調整した圧縮画像データを転送する、
ことを特徴とする画像データ転送方法。
【請求項９】
請求項８記載の画像データ転送方法において、
カメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検出している間、ネットワークのデータ転送レートと画像データを送信するフレームレートに基づいて画像データを指定されたフレームレートで送信可能とする符号量上限値を算出して符号量を調整した圧縮画像データを転送する、
ことを特徴とする画像データ転送方法。
【請求項１０】
請求項８記載の画像データ転送方法において、
符号化した圧縮画像データの符号量が画像データを指定されたフレームレートで送信可能とする符号量上限値を超える場合、符号化される画像データのデータ量が小さくなるように量子化テーブルを設定して符号量を調整した圧縮画像データを転送し、
符号化した圧縮画像データの符号量が前記符号量上限値に基づく下限値に達しない場合、符号化される画像データのデータ量が大きくなるように量子化テーブルを設定して符号量を調整した圧縮画像データを転送する、
ことを特徴とする画像データ転送方法。
【請求項１１】
請求項８記載の画像データ転送方法において、
符号化した圧縮画像データの符号量が画像データを指定されたフレームレートで送信可能とする符号量上限値を超える場合、符号化する画像信号の画像サイズが小さくなるように画像信号を変換して符号量を調整した圧縮画像データを転送し、
符号化した圧縮画像データの符号量が前記符号量上限値に基づく下限値に達しない場合、符号化する画像信号の画像サイズが大きくなるように画像信号を変換して符号量を調整した圧縮画像データを転送する、
ことを特徴とする画像データ転送方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の画像データ転送方法において、
符号化した圧縮画像データの符号量が画像データを指定されたフレームレートで送信可能とする符号量上限値を超える場合、符号化される画像データのデータ量が小さくなるように量子化テーブルを再設定し画像信号を再符号化して符号量を調整した圧縮画像データを転送し、
符号化した圧縮画像データの符号量が前記符号量上限値に基づく下限値に達しない場合、符号化される画像データのデータ量が大きくなるように量子化テーブルを再設定し画像信号を再符号化して符号量を調整した圧縮画像データを転送する、
ことを特徴とする画像データ転送方法。
【請求項１３】
請求項８から１２のいずれかに記載の画像データ転送方法において、
符号化した圧縮画像データの符号量が所定のデータ量を超える場合、符号化する画像信号の画像サイズを変更して符号量を調整した圧縮画像データを転送する、
ことを特徴とする画像データ転送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターネット等のネットワークを介して接続されている端末装置に撮影した映像を送信する撮影装置、及び撮影した画像データを圧縮符号化してネットワーク上に送信する画像データ転送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、専用回線またはインターネット等の一般的なネットワークを用いて接続されている端末（受信装置）に、撮影した映像をリアルタイムに送信する装置として、テレビ会議システムやビデオチャットシステムが知られている。特に近年インターネット等のネットワークが急速に普及しているため、これらのシステムは、パーソナルコンピュータにＵＳＢカメラを接続しインターネットを使用することにより、誰もが容易に利用できるものである。また、撮影機能と通信機能を一緒に備えたテレビ会議専用システムにおいても、インターネット等のネットワークを使用するのが一般的である。
【０００３】
このようなシステムで撮影した映像をリアルタイムに送信することを考慮すると応答時間がきわめて問題になるが、特に遠隔地でテレビ会議システムやビデオチャットシステムに必要なデータを送受信する場合、通信経路の転送レートが問題になる。しかし、インターネットはトラフィック変動が大きく、同一のトラフィックに複数のアクセスが集中したり、各アクセスで転送するデータ量が多い場合は、それぞれに割り当てられる転送レートが低くなってリアルタイム性を維持することが難しくなり、転送レートが低くなるとカメラの動作によって撮影対象が変わった場合、リアルタイムにカメラ動作終了後の映像を受信側で表示できなくなる場合がある。
一方、このようなシステムでは映像データ、音声データ、その他会議等で使用するようなプレゼンテーション用の文章及び画像データをリアルタイムに転送することが要求されている。
【０００４】
また、撮影装置を遠隔操作し撮像角度やカメラのズーム機能を制御するシステムも知られているが、撮影装置を遠隔操作する場合も応答性が問題となり、トラフィックの状態によっては遠隔操作してから目的の位置の画像を得るまでに相当の時間がかかり、操作性が悪くなることがある。
【０００５】
そこで、応答性が高く撮影装置を快適に操作し、迅速に操作中の画像データを端末に送信する方法として、遠隔操作している端末装置からカメラ制御信号を受信すると、カメラの制御を行うとともに、データ量の低減処理を施し画像データをネットワークに送出する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００２−３５４４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、テレビ会議システムに使用されるカメラには音声等に反応して自動追従するようなカメラが普及しており、遠隔地のテレビ会議システムからカメラを遠隔操作するのではなく、撮影側のテレビ会議システムが自動でカメラの撮影位置を特定する使用方法が一般的になっている。
【０００７】
また、パーソナルコンピュータにＵＳＢカメラ等の家庭用カメラを接続し、ビデオチャットやテレビ電話のようなパーソナル環境のシステムを構築した場合、一般的な家庭用カメラには遠隔地からカメラを制御する機能が無く、被写体自らがカメラを手に取り撮影位置を決定する場合が多い。
【０００８】
よって、撮影装置側で撮影位置の設定やカメラの操作を行い撮影対象が変わった場合でも、ネットワークのトラフィック状態に関係無く、受信側でリアルタイムにカメラ動作終了後の映像を表示できることが期待されている。また、受信装置側で映像を視聴している人にとって、撮影装置側で撮影位置の設定やカメラの操作を行っている間の映像は重要でなく、むしろカメラの動作終了後の映像が迅速に表示されることが期待されている。
【０００９】
しかし、特開２００２−３５４４６１号公報では遠隔地からのカメラ制御信号を受信したとき送信するデータ量を低減する処理を施しているため、撮影装置側で撮影位置の設定やカメラの操作を行った場合、カメラの動作終了後の映像を受信装置で迅速に表示できるように送信するデータ量を調整することができないという問題がある。
また、トラフィックが混雑していない場合はデータ量を低減する必要は無く、ネットワーク間の転送レートに応じて低減率を変化させることが望ましい。
【００１０】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、撮影装置側で撮影位置の設定やカメラの操作を行い撮影対象が変わった場合でも、ネットワークのトラフィック状態に関係無く、受信側でリアルタイムにカメラ動作終了後の映像を表示し、撮影した画像データを送信する撮影装置、及び画像データ転送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１による撮影装置は、カメラで撮影した映像から画像信号を生成する画像信号生成部と、前記画像信号生成部により生成された画像信号に対して符号化の前処理を行う符号化前処理部と、前記符号化前処理部により処理された画像信号に対して圧縮処理を行う画像信号符号化部と、符号化した画像データをネットワーク上に送信しネットワークの転送レートを取得するネットワークインターフェイス部と、カメラの撮影状態及びカメラの制御状態を検知するカメラ状態検知部と、前記符号化前処理部及び前記画像信号符号化部を制御し、画像データの符号量を調整する符号量調整部を備え、前記カメラ状態検知部によりカメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検知している間、前記ネットワークインターフェイス部からのネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、前記画像信号符号化部で符号化した圧縮画像データの符号量に基づいて、前記符号化前処理部及び前記画像信号符号化部を制御して圧縮画像データの符号量を調整し、符号量が調整された圧縮画像データを前記ネットワークインターフェイス部からネットワーク上に送信することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項２による撮影装置は、請求項１記載の撮影装置において、前記カメラ状態検知部は、カメラのパン／チルトまたは移動を検知したとき、カメラの撮影状態変化の情報を前記符号量調整部に通知する角速度センサーと、カメラの制御が開始されたとき、カメラの制御状態変化の情報を前記符号量調整部に通知するカメラ制御手段とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項３による撮影装置は、請求項１記載の撮影装置において、前記画像信号符号化部は、前記符号化前処理部により処理された画像信号に対して離散コサイン変換を行うＤＣＴ処理手段と、量子化テーブルを用いて、前記ＤＣＴ処理手段により演算されたＤＣＴ係数を線形スカラー量子化する量子化手段と、前記量子化手段で用いられる量子化テーブルの各係数を所定倍する乗算手段と、前記量子化手段により演算された量子化データを符号化する符号化手段とを有し、前記符号量調整部は、前記カメラ状態検知部によりカメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検出している間、前記ネットワークインターフェイス部からのネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、前記画像信号符号化部で符号化した画像データの符号量に基づいて、前記量子化テーブルの各係数を所定倍して、前記画像信号符号化部で符号化する圧縮画像データの符号量を調整することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項４による撮影装置は、請求項１記載の撮影装置において、前記符号化前処理部は、前記画像信号生成部からの画像信号を離散化して標本化するサンプリング手段と、前記サンプリング手段によって標本化されたデータから画像を構成する画像構成手段とを有し、前記符号量調整部は、前記カメラ状態検知部によりカメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検出している間、前記ネットワークインターフェイス部からのネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、前記画像信号符号化部により符号化した圧縮画像データの符号量に基づいて、前記符号化前処理部を制御して画像信号の画像サイズを変更し、圧縮画像データの符号量を調整することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項５による撮影装置は、請求項１記載の撮影装置において、前記ネットワークインターフェイス部は、符号化された圧縮画像データを送信する画像データ送信手段と、接続されているネットワーク上でのデータ転送レートを取得するネットワーク転送レート取得手段とを有し、前記ネットワーク転送レート検出手段は、前記カメラ状態検知部によりカメラの撮影状態及び制御状態の変化を検出している間、前記データ転送レートを前記符号量調整部に通知することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項６による撮影装置は、請求項３記載の撮影装置において、前記画像信号符号化部は、前記符号化前処理部により処理された画像信号を一時的に記憶する一時記憶手段を有し、前記符号化調整部は、量子化テーブルの各係数を所定倍して前記画像信号符号化部により符号化した圧縮画像データの符号量と、ネットワークインターフェイス部から得られたネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートに基づいて、前記画像信号符号化部で符号化された画像信号を再符号化することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項７による撮影装置は、請求項１から６のいずれかに記載の撮影装置において、前記画像信号符号化部により符号化した圧縮画像データの符号量が所定のデータ量を超える場合、前記符号化前処理部で生成する画像信号の画像サイズを変更することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項８による画像データ転送方法は、カメラで撮影した映像を画像信号に変換し、前記画像信号に対して符号化による圧縮処理を行い、符号化した圧縮画像データをネットワーク上に送信する画像データ転送方法であって、カメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検出している間、画像データを送信するネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、符号化した圧縮画像データの符号量に基づいて符号量を調整した圧縮画像データを転送することを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項９による画像データ転送方法は、請求項８記載の画像データ転送方法において、カメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検出している間、ネットワークのデータ転送レートと画像データを送信するフレームレートに基づいて画像データを指定されたフレームレートで送信可能とする符号量上限値を算出して符号量を調整した圧縮画像データを転送することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の請求項１０による画像データ転送方法は、請求項８記載の画像データ転送方法において、符号化した圧縮画像データの符号量が画像データを指定されたフレームレートで送信可能とする符号量上限値を超える場合、符号化される画像データのデータ量が小さくなるように量子化テーブルを設定して符号量を調整した圧縮画像データを転送し、符号化した圧縮画像データの符号量が前記符号量上限値に基づく下限値に達しない場合、符号化される画像データのデータ量が大きくなるように量子化テーブルを設定して符号量を調整した圧縮画像データを転送することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の請求項１１による画像データ転送方法は、請求項８記載の画像データ転送方法において、符号化した圧縮画像データの符号量が画像データを指定されたフレームレートで送信可能とする符号量上限値を超える場合、符号化する画像信号の画像サイズが小さくなるように画像信号を変換して符号量を調整した圧縮画像データを転送し、符号化した圧縮画像データの符号量が前記符号量上限値に基づく下限値に達しない場合、符号化する画像信号の画像サイズが大きくなるように画像信号を変換して符号量を調整した圧縮画像データを転送することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の請求項１２による画像データ転送方法は、請求項１０記載の画像データ転送方法において、符号化した圧縮画像データの符号量が画像データを指定されたフレームレートで送信可能とする符号量上限値を超える場合、符号化される画像データのデータ量が小さくなるように量子化テーブルを再設定し画像信号を再符号化して符号量を調整した圧縮画像データを転送し、符号化した圧縮画像データの符号量が前記符号量上限値に基づく下限値に達しない場合、符号化される画像データのデータ量が大きくなるように量子化テーブルを再設定し画像信号を再符号化して符号量を調整した圧縮画像データを転送することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求項１３による画像データ転送方法は、請求項８から１２のいずれかに記載の画像データ転送方法において、符号化した圧縮画像データの符号量が所定のデータ量を超える場合、符号化する画像信号の画像サイズを変更して符号量を調整した圧縮画像データを転送することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、撮影装置側によるカメラのパン／チルト等のカメラ制御中や、撮影者のカメラの操作中というような高画質の映像データを必要としないシーンのときは、転送レートに応じてデータ量を低減することで、パン／チルトの動作後やカメラ操作後の映像データの遅延を減らし、可能な限りリアルタイムな映像を送信することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の撮影装置、及び画像データ転送方法の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における撮影装置と、撮影装置から画像データを受信して表示する端末装置の構成図を示す。
【００２６】
図１において、１は被写体を撮影した画像データを送信する撮影装置であり、２は撮影装置１から送信された画像データを受信して表示する端末装置であり、３はインターネット等のネットワークであり、撮影装置１と端末装置２間の接続を行い、データの転送を可能にするものである。
【００２７】
４は撮影装置１に設けられ、被写体を撮影し、画像信号に変換して出力する撮像装置である。４ａは被写体を光電変換するＣＣＤあるいはＣＭＯＳ撮像素子等で構成されているカメラであり、４ｂはカメラ４ａで光電変換された画像信号を各種信号処理を施して画像データの輝度（Ｙ）と色差信号（Ｃｂ，Ｃｒ）に変換する画像処理機能を備えた画像信号生成部である。４ｃは、角速度センサー４ｄを備え、撮像装置４のパン／チルト動作の検出、及び撮影装置１の移動／操作を検出するカメラ状態検知部である。なお、パンは撮像装置４の撮影方向を左右方向に変更することであり、チルトは撮像装置４の撮影方向を上下方向に変更することである。また、カメラ状態検知部４ｃはカメラ制御手段４ｅを有することにより、カメラのズーム制御、フォーカス制御、ホワイトバランス制御等のカメラ制御動作状態の検出が可能である。なお、カメラ制御手段４ｅの代わりに、カメラ制御情報を取得するカメラ制御情報取得手段を有するようにしてもよい。
【００２８】
符号化前処理部５は、画像信号生成部４ｂから入力された画像信号を、符号化する前に符号化に適した形態に前処理する。例えば、画像サイズの変更、画像信号のフィルタリング、信号レベルの補正、ノイズの低減などを行う。なお、画像サイズについては後述する。
【００２９】
画像信号符号化部６は、符号化前処理部５で生成された画像信号を圧縮符号化し、ネットワークに送出できるような圧縮画像データにする。６ａは画像信号を周波数成分（以下、ＤＣＴ係数）で表現するために８×８単位で離散コサイン変換するＤＣＴ処理手段である。６ｂはＤＣＴ処理手段６ａで演算したＤＣＴ処理係数を線形スカラ量子化する量子化手段であり、６ｃはＤＣＴ係数を線形スカラ量子化するときに使用する量子化テーブルである。量子化手段６ｂは、量子化テーブル６ｃの係数をステップサイズとして係数単位に線形スカラ量子化される。これは、例えば各ＤＣＴ係数を量子化テーブル６ｃの要素である各係数で割り算することで実現できる。６ｄは、量子化テーブル６ｃによる量子化手段６ｂでの線形スカラ量子化において、転送するデータ量を低減するために量子化テーブル６ｃの係数を所定倍するための乗算手段である。６ｅは量子化手段６ｂの線形スカラ量子化によって演算された量子化係数を符号化するための符号化手段である。
【００３０】
前記画像信号符号化部６で行う、ＤＣＴ処理手段６ａで演算したＤＣＴ処理係数を、量子化テーブル６ｃの各係数を所定倍して量子化することにより、量子化手段６ｂで演算される量子化係数を調整し、符号化部６ｅで符号化した圧縮画像データの符号量を調整する技術については既知の技術であり、特開２００２−３５４４６１号公報に記載されているので、本発明の実施の形態１における画像信号符号化部６で行う符号量の調整の詳細な方法については省略する。
【００３１】
ネットワークインターフェイス部７は、画像データ送信手段７ａと、ネットワーク転送レート取得手段７ｂを有する。ネットワークインターフェイス部７は、画像信号符号化部６で符号化したデータに対して、画像データの送信に必要であるならば、ヘッダを付加したりフォーマット変換を行ったりして、画像データ送信手段７ａにより符号化された圧縮画像データを送信する。また、ネットワークインターフェイス部７は、ネットワーク転送レート取得手段７ｂにより、接続されているネットワーク上のデータ転送レートを取得する。ここで、本発明の実施の形態１では、ネットワーク転送レート取得手段７ｂにより、端末装置２にデータを送信するときのデータ転送レートを取得する。ネットワーク転送レート取得手段７ｂは、接続されている他のネットワークインターフェイス間のデータ転送レートを取得し、カメラ状態検知部４ｃでカメラの撮影状態及び制御状態の変化を検出している間、前記データ転送レートを符号量調整部８に通知する。
【００３２】
このデータ転送レートは、撮影装置１が画像信号符号化部６で符号化した圧縮画像データを例えばＨＴＭＬファイルのようなファイルに変換して一時的に蓄積し、端末装置２がそのファイルを取得する場合、すでに送信したファイルのサイズと、端末装置２からのそのファイルに対する送信要求から次のファイルに対する送信要求を受信するまでの時間を計測することで取得可能である。
【００３３】
また、端末装置２のネットワークアドレスに対して撮影装置１が符号化した圧縮画像データを送信し続ける場合、端末装置２は画像データを受信すると、撮影装置１に対して画像データの受信完了を示すＡＣＫ信号を返信する。これにより、ネットワークインターフェイス部７は送信した圧縮画像データのデータ量と、圧縮画像データを送信してからＡＣＫ信号を受信するまでの時間を計測することでデータ転送レートを取得可能である。
【００３４】
符号量調整部８は、カメラ状態検知部４ｃで撮像装置４のパン／チルトの検出、及び撮影装置１の移動／操作を検出している間、ネットワークインターフェイス部７から得られたネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、画像信号符号化部６で符号化した圧縮画像データの符号量に基づいて、符号化前処理部５または画像信号符号化部６を制御する。これにより、画像信号符号化部６で符号化した圧縮画像データの符号量を調整し、符号量が調整された圧縮画像データをネットワークインターフェイス部７からネットワーク３上に送信することができる。
【００３５】
また、符号量調整部８は、カメラ状態検知部４ｃでカメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検出している間、ネットワークインターフェイス部７から得られたネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、画像信号符号化部６で符号化した画像データの符号量に基づいて、量子化テーブル６ｃの各係数を所定倍して、画像信号符号化部６で符号化する圧縮画像データの符号量を調整する。
なお、画像データを転送するフレームレートは撮影装置１で決定するようにしてもよいし、端末装置２で決定するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図２に符号量調整部８の詳細な制御手順を示す。
図２において、ステップＳ１０１では、符号量調整部８は基本量子化テーブルの各係数を所定倍する量子化テーブル乗算値の初期値と、画像データを転送するフレームレートを決定する。ここで、画像データを転送するフレームレートを、例えば（Ｆｎ／Ｓ）レートとする。量子化テーブル乗算値の初期値は、基本量子化テーブルからカメラのパン／チルト動作、及び移動／操作が行われていない通常状態で使用する量子化テーブルが生成されるように設定する。例えば、基本量子化テーブルを通常状態で使用する場合、量子化テーブル乗算値の初期値には「１」を設定する。
【００３７】
また、通常状態で使用する量子化テーブルを使用して量子化した場合、所望するフレームレートで転送できない場合があるが、カメラが既に被写体を最適な撮影位置とカメラ制御で撮影を行っているときはカメラの操作や制御による動きはないので、視聴者側では高いフレームレートを必要としない。
【００３８】
次に、ステップＳ１０２では、符号量調整部８はカメラ状態検知部４ｃから送られるカメラ状態信号を受信して、撮像装置４のパン／チルト動作の検出、及び撮影装置１の移動／操作を検出すると（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、ステップＳ１０３でネットワークインターフェイス部７により画像データ送信先の端末装置２にデータを転送するときのデータ転送レートを取得する。
【００３９】
また、ステップＳ１０３では、取得したデータ転送レート、例えば（Ｄｍ／Ｓ）と、ステップＳ１０１で設定したフレームレート（Ｆｎ／Ｓ）から、符号量上限値（Ｊｍａｘ）を（Ｊｍａｘ）＝（Ｄｍ／Ｓ）／（Ｆｎ／Ｓ）−αと求める。αはデータ転送レートの低下に対応するために符号量上限値の値を調整するためのデータ量である。符号量下限値（Ｊｍｉｎ）は、過度の劣化を防ぎ、所望する画像品質を確保できる符号量を満たすように設定するのが望ましく、例えば、Ｊｍａｘの９０％のデータ量を（Ｊｍｉｎ）とし、（Ｊｍｉｎ）＝０．９０×（Ｊｍａｘ）とする。また、符号量上限値と符号量下限値を、同じ値（Ｊｍｉｎ）＝（Ｊｍａｘ）としてもよい。
【００４０】
次に、ステップＳ１０４で、符号化手段６ｅで生成された圧縮画像データの符号量（Ｊ）を取得し、ステップＳ１０５で圧縮画像データの符号量（Ｊ）と、符号量上限値（Ｊｍａｘ）及び符号量下限値（Ｊｍｉｎ）と比較して、（Ｊ）＞（Ｊｍａｘ）、または（Ｊ）＜（Ｊｍｉｎ）のとき、すなわち圧縮画像データの符号量が符号量上限値と符号量下限値の範囲外であるときは、ステップＳ１０６で量子化テーブルの乗算値を変更する。
【００４１】
ステップＳ１０６で量子化テーブルの乗算値を変更するとき（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、（Ｊ）＞（Ｊｍａｘ）のときは符号量が減少するように量子化テーブルの乗算値を増加させ、（Ｊ）＜（Ｊｍｉｎ）のときは符号量が増加するように量子化テーブルの乗算値を減少させるように加減算する。
【００４２】
このとき、圧縮画像データの符号量（Ｊ）と、符号量上限値（Ｊｍａｘ）及び符号量下限値（Ｊｍｉｎ）の相関に応じて、現在の量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）から加減算する値を決定して、次の量子化テーブルの乗算値を求める。
【００４３】
図３は、本発明の実施の形態１による撮影装置における量子化テーブルの乗算値算出テーブルである。
図３を用いて、現在の量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）から新しい量子化テーブルの乗算値を決定する方法を説明する。ここでは、圧縮画像データの符号量（Ｊ）と、符号量上限値（Ｊｍａｘ）及び符号量下限値（Ｊｍｉｎ）の相関に応じて６段階に分けて、現在の量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）を加減算することにより、新しい量子化テーブルの乗算値を決定している。
【００４４】
図３のテーブルの１段目〜３段目に示すように、生成された符号量（Ｊ）が符号量上限値（Ｊｍａｘ）の１．５倍以上、または１．２倍から１．５倍、または１．０倍から１．２倍のときは、現在の量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）に対し定数を加算している。これにより各ＤＣＴ係数をこの量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）で所定倍された量子化テーブルで量子化すると、量子化テーブルの各係数は大きくなり、量子化後の各ＤＣＴ係数は小さく、また「０」と評価されるものが増え、符号化されたデータ量は小さくなる。逆に、図３のテーブルの４段目〜６段目に示すように、生成された符号量（Ｊ）が、符号量下限値（Ｊｍｉｎ）の０．５倍以下、または０．８倍から０．５倍、または０．８倍から１．０倍のときは、現在の量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）に対し定数を減算している。これにより、各ＤＣＴ係数をこの量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）で所定倍された量子化テーブルで量子化すると、量子化テーブルの各係数は小さくなり、量子化後の各ＤＣＴ係数は大きくなり、また「０」と評価されるものが減り、符号化されたデータ量は大きくなる。
【００４５】
また、（Ｊｍｉｎ）≦（Ｊ）≦（Ｊｍａｘ）のときは、符号化手段６ｅで生成された圧縮画像データの符号量（Ｊ）は、現在のトラフィック状態において指定したフレームレートで転送する上で適切な符号量になっているため、現在の量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）は特に変更しない。
【００４６】
そして、図２のステップＳ１０２で撮像装置４のパン／チルト動作の検出、及び撮影装置１の移動／操作の検出がなく、撮影位置及びカメラ制御が決定されると（ステップＳ１０２でＮｏ）、量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）を初期値に戻す（ステップＳ１０７）。これにより、撮影位置及びカメラ制御が決定され、高品質な画像を送出するようになる。
【００４７】
このように、圧縮画像データの符号量が符号量上限値より大きい場合、もしくは圧縮画像データの符号量が符号量下限値より小さい場合に量子化テーブルの乗算値を変更することにより、圧縮画像データのデータ量を低減し、所望のフレームで転送できるようになる。また、圧縮画像データの符号量と、符号量上限値及び符号量下限値の相関に応じて量子化テーブルの乗算値を決定することにより、過度の画質劣化を防ぐことができ、即時に所望の転送レートで転送できるようになる。
【００４８】
なお、量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）を求めるとき、量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）の各係数に対して定数を加減算するだけでなく、量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）の各係数に対して重み付けした値を加減算することにより、画像観察上の劣化が少なく、量子化データのデータ量を効率的に小さくすることも可能である。また、輝度信号用量子化テーブルと色差信号用量子化テーブルに対する量子化テーブルの乗算値（Ｑｘ）を別々に設定することにより、画質劣化の少ない状態で量子化データの減少が可能である。
【００４９】
次に端末装置２について説明する。ネットワークインターフェイス部９は、ネットワーク３を経由して撮影装置１のネットワークインターフェイス部７から送られてくる圧縮画像データを受信することが可能であり、撮影装置１からの画像データを受信すると、撮影装置１のネットワークインターフェイス部７に対して受信完了を示すＡＣＫ信号を送信することが可能である。また、ネットワークインターフェイス部９は、ネットワーク３に接続されている他の撮影装置からのデータも受信可能である。
【００５０】
１０は受信した圧縮画像データを伸長できる画像伸長部で、１１は画像伸長部１０で表示可能になった画像データを表示する画像表示部である。画像表示部１１は、例えばＨＴＭＬファイル内の画像データを表示することができるブラウザである。
【００５１】
また、端末装置２は圧縮画像データ以外の一般データも受信可能であり、撮影装置１から送られてくる画像データを受信・表示しながら、ネットワーク３に接続されているパーソナルコンピュータから文章データを受信することも可能である。
【００５２】
以上により撮影装置１は、カメラ状態検知部４ｃで撮像装置４のパン／チルト動作、及び撮影装置１の移動／操作を検出すると、ネットワークインターフェイス部７から端末装置２に対するデータ転送レートを取得し、データ転送レートと指定したフレームレートに基づき、指定したフレームレートで過度の画質劣化が生じないデータ量である符号量上限値と符号量下限値を求める。そして、符号化手段６ｅで符号化された圧縮画像データのデータ量と、符号量上限値及び符号量下限値を比較し、量子化テーブル６ｃの各係数を所定倍する量子化テーブルの乗算値を決定し、次に符号化する画像信号の量子化テーブルを更新する。
【００５３】
これにより、符号化手段６ｅで符号化された圧縮画像データのデータ量が符号量上限値より大きい場合は、現在の量子化テーブルの乗算値に対し定数を加算した量子化テーブルを用いることにより、現在の量子化テーブルで符号化されたデータ量より小さい圧縮画像データを生成し、符号量下限値より小さい場合は、現在の量子化テーブルの乗算値に対し定数を減算した量子化テーブルを用いることにより、現在の量子化テーブルで符号化されたデータ量より大きい圧縮画像データを生成することができる。また、撮像装置４のパン／チルト動作の検出、及び撮影装置１の移動／操作の検出をしているときに量子化テーブル６ｃの各係数を所定倍した量子化テーブルで符号化した圧縮画像データは、撮像装置４のパン／チルト動作の検出、及び撮影装置１の移動／操作の検出をしていないときに量子化テーブル６ｃで符号化した場合より小さいデータ量になる。
【００５４】
端末装置２では、撮影装置１のカメラがパン／チルト動作を行っていたり、ズームの制御を行っている場合、指定したフレームレートで圧縮画像データを受信し、画像表示部１１に表示することができる。このときに端末装置２が指定したフレームレートで画像データを受信できるように、撮影装置１からデータ量を低減して圧縮画像データが送られてくるが、撮影装置１のカメラがパン／チルト動作を行っていたり、ズームの制御を行っている場合は、端末装置２では高画質の画像データを必要としていない。そして、撮影装置１からの圧縮画像データは指定したフレームレートで送信されている状態なので、撮影装置１でカメラの動作や制御が決定されると、決定後の画像データを過度に遅延することなく受信することができる。
【００５５】
また、圧縮画像データの符号量と、符号量上限値及び符号量下限値の相関に応じて、量子化テーブルの乗算値を決定することにより、撮像装置４のパン／チルト動作の検出、及び撮影装置１の移動／操作の検出をしたとき、即時に指定した転送レートで転送できる圧縮画像データを生成することができ、撮像装置４のパン／チルト動作、及び撮影装置１の移動／操作が短時間であった場合でも、決定後の画像データを遅延することなく受信することができる。
【００５６】
このように本実施の形態１によれば、カメラで撮影した映像から画像信号を生成する画像信号生成部４ｂと、前記画像信号生成部４ｂにより生成された画像信号に対して符号化の前処理を行う符号化前処理部５と、前記符号化前処理部５により処理された画像信号に対して圧縮処理を行う画像信号符号化部６と、符号化した画像データをネットワーク上に送信しネットワークの転送レートを取得するネットワークインターフェイス部７と、カメラの撮影状態及びカメラの制御状態を検知するカメラ状態検知部４ｃと、前記符号化前処理部５及び前記画像信号符号化部６を制御し、画像データの符号量を調整する符号量調整部８を備えるようにしたので、画像信号符号化部で符号化した圧縮画像データの符号量を調整してデータ量を低減し、データの遅延を減らすことができるという効果がある。
【００５７】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における撮影装置の構成図で、実施の形態１における撮影装置の画像信号符号化部６のＤＣＴ処理手段６ａの前段に、一時記憶手段６ｆを設けたものである。
【００５８】
一時記憶手段６ｆは符号化前処理部５で処理された画像信号データを一時的に記憶し、符号量調整部８は一時記憶手段６ｆに記憶している画像信号データを再度符号化させることができる。また、符号量調整部８は一度符号化した画像信号データに対して量子化テーブルを更新して符号化することができる。このとき、符号量調整部８は、量子化テーブル６ｃの各係数を所定倍して画像信号符号化部６で符号化した圧縮画像データの符号量と、ネットワークインターフェイス部７から得られたネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートに基づいて、量子化テーブル６ｃの各係数を所定倍し、画像信号符号化部６で符号化された画像データの画像信号を再符号化する。
【００５９】
次に、図５に実施の形態２における符号量調整部８の詳細な制御手順を示す。ステップＳ１０１〜Ｓ１０７までの処理は実施の形態１と同様である。そして、ステップＳ１０５で（Ｊ）＞（Ｊｍａｘ）、または（Ｊ）＜（Ｊｍｉｎ）のとき、すなわち圧縮画像データの符号量が符号量上限値と符号量下限値の範囲外であるとき（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、ステップＳ１０６で符号量調整部８は量子化テーブルの乗算値を変更し、ステップＳ１０８で符号量調整部８は画像信号符号化部６に対してステップＳ１０６で変更された乗算値で更新された量子化テーブルを用いて再び画像信号を符号化する。そして、画像信号符号化部６は一時記憶手段６ｆに記憶されている画像信号を更新された量子化テーブルを用いて再符号化し、ステップＳ１０９で再符号化された圧縮画像データの符号量（Ｊ）と、符号量上限値（Ｊｍａｘ）及び符号量下限値（Ｊｍｉｎ）とを比較する。このときステップＳ１０５と同様に、（Ｊ）＞（Ｊｍａｘ）、または（Ｊ）＜（Ｊｍｉｎ）のとき、すなわち再符号化された圧縮画像データの符号量が符号量上限値と符号量下限値の範囲外であるとき（ステップＳ１０９でＮｏ）は、ステップＳ１０６で符号量調整部８は量子化テーブルの乗算値を変更し、画像信号の再符号化を行う。
【００６０】
このようにして、符号化した圧縮画像データの符号量が、画像データを指定されたフレームレートで送信可能とする符号量上限値を超える場合、符号化される画像データのデータ量が小さくなるように量子化テーブルを再設定し、また、符号化した圧縮画像データの符号量が、符号量上限値に基づく下限値に達しない場合、符号化される画像データのデータ量が大きくなるように量子化テーブルを再設定し、符号化された画像データの画像信号を再符号化する。
【００６１】
実施の形態１では、カメラのパン／チルト動作、及び移動／操作中に、変更された乗算値に基づいて更新した量子化テーブルで次の画像信号に対して符号化を行っており、徐々に指定されたフレームレートで且つ過度の画質劣化が無い圧縮画像データを生成し転送を行っていたが、実施の形態２では変更された乗算値に基づいて画像信号の再符号化を行うことにより、常に指定されたフレームレートで過度の画質劣化が無い圧縮画像データを転送できるようになる。
【００６２】
また、実施の形態１では次の画像信号に対して更新された量子化テーブルで符号化を行っているため、次に入力される画像信号によっては更新された量子化テーブルでは期待するデータ量の符号化を行うことができない場合がある。しかし、実施の形態２では更新された量子化テーブルで再符号化を行うため、確実に期待するデータ量の符号化を行うことができる。
【００６３】
このように本実施の形態２によれば、画像信号符号化部６０に、符号化前処理部５により処理された画像信号を一時的に記憶する一時記憶手段６ｆを有するようにしたので、一度符号化した画像信号データに対して量子化テーブルを更新して、画像信号を再符号化することにより、確実に期待するデータ量の符号化を行うことができるという効果がある。
【００６４】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における撮影装置の構成図で、実施の形態２における符号化前処理部にサンプリング手段５ａ及び画像構成手段５ｂを備えている。
【００６５】
図６において、サンプリング手段５ａは画像信号を所定のサンプリングレートでサンプリングし、画像構成手段５ｂはサンプリング手段５ａでサンプリングしたデータに基づいて画像信号を再構成する。例えば、サンプリング手段５ａにより、画像信号生成部４ｂから入力された画像信号を縦方向と横方向それぞれに対して１／２のサンプリングレートでサンプリングし、その画像信号を画像構成手段５ｂにより再構成すると、入力された画像信号の１／４の画像サイズの画像信号を生成することができる。これにより、画像信号生成部４ｂで生成された画像信号のデータ量を縮小し、結果的にネットワーク上に送信する圧縮画像データのデータ量は低減される。
【００６６】
符号量調整部８は、カメラ状態検知部４ｃでカメラの撮影状態及びカメラの制御状態の変化を検出している間、ネットワークインターフェイス部７から得られたネットワークのデータ転送レートと、画像データを転送するフレームレートと、画像信号符号化部６０で符号化した圧縮画像データの符号量に基づいて、サンプリング手段５ａにより画像データをサンプリングし、画像構成手段５ｂにより画像サイズを縮小し、画像信号符号化部６０により符号化する圧縮画像データの符号量を調整する。
【００６７】
次に、図７に実施の形態３における符号量調整部８の詳細な制御手順を示す。ステップＳ１０１〜Ｓ１０８までの処理は実施の形態２と同様である。また、ステップＳ１１０で（Ｊ）＜（Ｊｍｉｎ）のとき、すなわち圧縮画像データの符号量が符号量下限値より小さいときは（ステップＳ１１０でＹｅｓ）、実施の形態２におけるステップＳ１０９と同様に、ステップＳ１０６で変更された乗算値で更新された量子化テーブルを用いて画像信号を再符号化する。次に、ステップＳ１１０で（Ｊ）＞（Ｊｍａｘ）のとき、すなわち圧縮画像データの符号量が符号量上限値より大きいときは（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、ステップＳ１１２で符号量調整部８は符号化前処理部５に対して画像サイズを縮小する。このときのサンプリングレートは、例えば（Ｊｍａｘ）／（Ｊ）とすればよい。
【００６８】
このようにして、画像信号符号化部６０で符号化した圧縮画像データの符号量が、所定のデータ量を超える場合、符号化前処理部５０で生成する画像信号の画像サイズを変更することができる。
【００６９】
この画像サイズの変更は、圧縮画像データの符号量（Ｊ）と符号量上限値（Ｊｍａｘ）の値が大きく乖離して、量子化テーブルを更新して再符号化しても、所定の転送レートで送信できるデータ量の圧縮画像データを生成できないときに有効である。また、量子化テーブルの乗算値を変更することにより極端な画質劣化を引き起こす場合は、圧縮符号化する画像の画像サイズを小さくして画像信号のデータ量を小さくことにより極端な画質劣化を防ぎ、一定以上の画質を保持できる。
【００７０】
これにより、例えば撮影装置１が端末装置２にネットワークを介して画像データを送信していて、ネットワーク３に接続されている別の撮影装置から画像データや文章データが送られてくることにより、撮影装置１から端末装置２へのデータ転送レートが極端に低下した場合でも、撮影装置１のカメラがパン／チルト動作を行ったり、ズームの制御を行った場合に、画像サイズを縮小することにより一定以上の画質を保持した画像データを所定のフレームレートで転送でき、カメラの動作や制御を決定した後、画像データを過度に遅延することなく受信することができる。
【００７１】
なお、実施の形態３ではステップＳ１１１で一回目に符号化した圧縮画像データの符号量（Ｊ）と符号量上限値（Ｊｍａｘ）の比較を行っているが、量子化テーブルを更新して再符号化した圧縮画像データの符号量（Ｊ）と符号量上限値（Ｊｍａｘ）を比較して、画像サイズを変更するか決定してもよい。また、符号化された符号量に対して画像サイズを変更するかどうか閾値を定めて、画像サイズの変更を行うか否かを決定するようにしてもよい。
なお、それぞれの実施の形態において画像信号符号化部６、６０はＪＰＥＧで符号化することで説明したが、他の画像圧縮のための符号化の方法でも同様である。
【００７２】
このように本実施の形態３によれば、符号化前処理部５０に、画像信号生成部４ｂからの画像信号を離散化して標本化するサンプリング手段５ａと、前記サンプリング手段５ａによって標本化されたデータから画像を構成する画像構成手段５ｂとを有するようにしたので、画像信号の画像サイズを変更して、ネットワーク上に送信する圧縮画像データのデータ量を低減することができるという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明にかかる撮影装置、及び画像データ転送方法は、カメラがパン／チルト動作を行っていたり、ズームの制御を行っている場合、端末に画像データを送信するデータ転送レートに基づき、圧縮画像データを生成し送信する機能を有し、カメラの動作や制御が決定されると、決定後の画像データを過度に遅延することなく端末に送信することが求められるＴＶ会議システムやビデオチャットシステムなどの画像データを送受信するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態１における撮影装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における撮影装置の符号量制御部の処理手順を示したフローチャート
【図３】本発明の実施の形態１における撮影装置の量子化テーブルの乗算値算出テーブル
【図４】本発明の実施の形態２における撮影装置の構成図
【図５】本発明の実施の形態２における撮影装置の符号量制御部の処理手順を示したフローチャート
【図６】本発明の実施の形態３における撮影装置の構成図
【図７】本発明の実施の形態３における撮影装置の符号量制御部の処理手順を示したフローチャート
【符号の説明】
【００７５】
１    撮影装置
２    端末装置
３    ネットワーク
４    撮像装置
４ａ    カメラ
４ｂ    画像信号生成部
４ｃ    カメラ状態検知部
４ｄ    角速度センサー
４ｅ    カメラ制御手段
５、５０    符号化前処理部
５ａ    サンプリング手段
５ｂ    画像構成手段
６、６０    画像信号符号化部
６ａ    ＤＣＴ処理手段
６ｂ    量子化手段
６ｃ    量子化テーブル
６ｄ    乗算手段
６ｅ    符号化手段
７    ネットワークインターフェイス部
７ａ    画像データ送信手段
７ｂ    ネットワーク転送レート取得手段
８    符号量調整部
９    ネットワークインターフェイス部
１０    画像伸長部
１１    画像表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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