(57)【要約】【課題】水中で可視光を用いて映像データを伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を実現する。【解決手段】送信装置３Ａの送信部３４が映像データを高レートでエンコードして送信しているときに、受信部３３は、受信断を判定すると、最後に受信した受信済シーケンス番号の次のシーケンス番号に対応するＧＯＰを特定する。エンコーダ３２は、特定されたＧＯＰの先頭フレームから最終フレームの映像データを低レートでエンコードし、送信部３４は、その映像データを送信する。このときは受信断であるから、映像データは送信されない。受信部３３は、受信回復を判定すると、送信部３４からＧＯＰの先頭フレームから低レートでエンコードされた映像データが送信され、その最終フレームの映像データの送信が完了すると、エンコードレートを元の高レートに戻す。【選択図】図２
2015170962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中で可視光を用いて映像データを受信装置へ送信する送信装置において、
前記映像データを格納するバッファと、
前記バッファに格納された映像データを所定の高レートまたは低レートでエンコードし、圧縮データを生成するエンコーダと、
前記エンコーダにより生成された圧縮データをパケット毎に分割し、分割圧縮データとしてパケットに格納すると共に、前記分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、
前記所定の高レートまたは低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記シーケンス番号を前記送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する受信部と、を備え、
前記受信部は、
前記送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記低レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、
前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、前記低レートでエンコードされた所定サイズの映像データにおける前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記送信部が送信した後、高レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記高レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させる、ことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の送信装置において、
前記送信部は、
前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信した後、さらに、同一の前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を繰り返し継続して送信する、ことを特徴とする送信装置。
【請求項３】
水中で可視光を用いて映像データを受信装置へ送信する送信装置において、
前記映像データを所定の高レートでエンコードし、高レート圧縮データを生成する第１のエンコーダと、
前記映像データを所定の低レートでエンコードし、低レート圧縮データを生成する第２のエンコーダと、
前記第２のエンコーダにより生成された低レート圧縮データを格納するバッファと、
高レートの指示を入力した場合、前記第１のエンコーダにより生成された高レート圧縮データをパケット毎に分割し、分割した高レート圧縮データをパケットに格納すると共に、前記分割した高レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信し、
または、低レートの指示を入力した場合、前記バッファに格納された低レート圧縮データをパケット毎に分割し、分割した低レート圧縮データをパケットに格納すると共に、前記分割した低レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、
前記高レートまたは低レートの指示及び前記シーケンス番号を前記送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する受信部と、を備え、
前記受信部は、
前記送信部に、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、前記低レートの指示、及び前記分割した低レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、
前記分割した低レート圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、所定サイズの映像データにおける前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記送信部が送信した後、前記高レートの指示、及び前記分割した高レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させる、ことを特徴とする送信装置。
【請求項４】
水中で可視光を用いて映像データを受信する受信装置であって、請求項１または請求項３の送信装置から送信された変調信号を受信する受信装置において、
前記変調信号を受信し、前記可視光の搬送波を用いて前記変調信号を復調することでパケットを生成し、前記パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出し、前記分割圧縮データを結合して圧縮データを生成する受信部と、
前記受信部により抽出されたシーケンス番号を受信済シーケンス番号とし、前記受信済シーケンス番号を含むパケットを、前記可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、
前記受信部により生成された圧縮データを格納するバッファと、
所定の再生遅延時間後に、前記圧縮データを前記バッファから順次読み出してデコードし、元の映像データに復元するデコーダと、を備え、
前記受信部は、
同一の圧縮データを重複して生成した場合、前記重複した圧縮データを前記バッファから削除し、新たに生成した前記圧縮データを前記バッファに格納する、ことを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の受信装置において、
請求項１または請求項３の送信装置から送信された変調信号を受信する代わりに、請求項２または請求項３の送信装置から送信された変調信号を受信し、
前記送信部は、
前記受信済シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信した後、さらに、同一の前記受信済シーケンス番号を含むパケットの変調信号を繰り返し継続して送信する、ことを特徴とする送信装置。
【請求項６】
水中で可視光を用いて映像データを送信する送信装置と、前記送信装置から映像データを受信する受信装置とを備えて構成される水中伝送システムにおいて、
前記送信装置は、
前記映像データを格納する第１のバッファと、
前記第１のバッファに格納された映像データを所定の高レートまたは低レートでエンコードし、圧縮データを生成するエンコーダと、
前記エンコーダにより生成された圧縮データをパケット毎に分割し、分割圧縮データとしてパケットに格納すると共に、前記分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する第１の送信部と、
前記所定の高レートまたは低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記シーケンス番号を前記第１の送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する第１の受信部と、を備え、
前記第１の受信部は、
前記第１の送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記低レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記第１の送信部に出力し、前記第１の送信部に、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、
前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、前記低レートでエンコードされた所定サイズの映像データにおける前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記第１の送信部が送信した後、高レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記高レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記第１の送信部に出力し、前記第１の送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、
前記受信装置は、
前記変調信号を受信し、前記可視光の搬送波を用いて前記変調信号を復調することでパケットを生成し、前記パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出し、前記分割圧縮データを結合して圧縮データを生成する第２の受信部と、
前記第２の受信部により抽出されたシーケンス番号を受信済シーケンス番号とし、前記受信済シーケンス番号を含むパケットを、前記可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する第２の送信部と、
前記第２の受信部により生成された圧縮データを格納する第２のバッファと、
所定の再生遅延時間後に、前記圧縮データを前記第２のバッファから順次読み出してデコードし、元の映像データに復元するデコーダと、を備え、
前記第２の受信部は、
同一の圧縮データを重複して生成した場合、前記重複した圧縮データを前記第２のバッファから削除し、新たに生成した前記圧縮データを前記第２のバッファに格納する、ことを特徴とする水中伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中において映像データを無線伝送する送信装置、受信装置及び水中伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水中にてカメラで撮影した映像をリアルタイムに伝送する手法として、防水機能を持つハウジング内にカメラを設置し、カメラからの出力映像を電気信号としてケーブルを介して外部へ伝送する技術が知られている（特許文献１を参照）。この手法では、潜水者がカメラを操作する際に、その操作が妨げられないようにケーブルを引き回す必要がある。
【０００３】
しかしながら、水中でケーブルを引き回すことは困難である。このため、潜水者の意図どおりにケーブルを取り扱うことができないことから、カメラ操作に影響を与えてしまうことがあった。
【０００４】
そこで、水中におけるカメラ操作の作業の自由度を飛躍的に高めるため、ケーブルを用いることなく映像を伝送することが所望されていた。
【０００５】
一般に、屋外で用いられている電波の周波数帯による伝送を水中で適用した場合には、減衰が大きくなってしまい、大容量伝送は期待できない。また、水中では、音波による伝送は可能であるが、音波は低周波であるため、映像のような大容量データを多重することができない。このため、水中において映像データを無線伝送する手法として、可視光を用いた伝送技術が提案されている。
【０００６】
水中では、可視光波長内の電磁波により数１０ｍ程度の映像伝送が可能である。一方、可視光は直進性が強いため、送信装置の発光素子と受信装置の受光素子とが常に正対している必要がある。しかしながら、水中では、送信装置と受信装置との間の位置及び向きが揺らぐことが多く、これにより正対関係がずれてしまう。そこで、このような正対関係のずれを自動的に検出する手法が提案されている（非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２０４４８８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】前田幹夫、「映像信号の水中光伝送の研究」、電波技術協会報ＦＯＲＮ、2013.7、No.293、p.34-37
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に、海中等の実環境では、水の揺らぎにより、送信装置と受信装置との間の正対関係を一定に維持することができないことが多い。また、水中に存在する様々な浮遊物等が送信装置と受信装置との間を通過するため、可視光通信が完全に遮断されてしまうことが多い。このため、従来の可視光を用いた伝送技術では、カメラで撮影した映像が途切れてしまうという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、水中で可視光を用いて映像データを伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を実現可能な送信装置、受信装置及び水中伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１の送信装置は、水中で可視光を用いて映像データを受信装置へ送信する送信装置において、前記映像データを格納するバッファと、前記バッファに格納された映像データを所定の高レートまたは低レートでエンコードし、圧縮データを生成するエンコーダと、前記エンコーダにより生成された圧縮データをパケット毎に分割し、分割圧縮データとしてパケットに格納すると共に、前記分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、前記所定の高レートまたは低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記シーケンス番号を前記送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する受信部と、を備え、前記受信部が、前記送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記低レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、前記低レートでエンコードされた所定サイズの映像データにおける前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記送信部が送信した後、高レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記高レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させる、ことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２の送信装置は、請求項１に記載の送信装置において、前記送信部が、前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信した後、さらに、同一の前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を繰り返し継続して送信する、ことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３の送信装置は、水中で可視光を用いて映像データを受信装置へ送信する送信装置において、前記映像データを所定の高レートでエンコードし、高レート圧縮データを生成する第１のエンコーダと、前記映像データを所定の低レートでエンコードし、低レート圧縮データを生成する第２のエンコーダと、前記第２のエンコーダにより生成された低レート圧縮データを格納するバッファと、高レートの指示を入力した場合、前記第１のエンコーダにより生成された高レート圧縮データをパケット毎に分割し、分割した高レート圧縮データをパケットに格納すると共に、前記分割した高レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信し、または、低レートの指示を入力した場合、前記バッファに格納された低レート圧縮データをパケット毎に分割し、分割した低レート圧縮データをパケットに格納すると共に、前記分割した低レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、前記高レートまたは低レートの指示及び前記シーケンス番号を前記送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する受信部と、を備え、前記受信部が、前記送信部に、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、前記低レートの指示、及び前記分割した低レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、前記分割した低レート圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、所定サイズの映像データにおける前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記送信部が送信した後、前記高レートの指示、及び前記分割した高レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させる、ことを特徴とする。
【００１４】
さらに、請求項４の受信装置は、水中で可視光を用いて映像データを受信する受信装置であって、請求項１または請求項３の送信装置から送信された変調信号を受信する受信装置において、前記変調信号を受信し、前記可視光の搬送波を用いて前記変調信号を復調することでパケットを生成し、前記パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出し、前記分割圧縮データを結合して圧縮データを生成する受信部と、前記受信部により抽出されたシーケンス番号を受信済シーケンス番号とし、前記受信済シーケンス番号を含むパケットを、前記可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、前記受信部により生成された圧縮データを格納するバッファと、所定の再生遅延時間後に、前記圧縮データを前記バッファから順次読み出してデコードし、元の映像データに復元するデコーダと、を備え、前記受信部が、同一の圧縮データを重複して生成した場合、前記重複した圧縮データを前記バッファから削除し、新たに生成した前記圧縮データを前記バッファに格納する、ことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５の受信装置は、請求項４に記載の受信装置において、請求項１または請求項３の送信装置から送信された変調信号を受信する代わりに、請求項２または請求項３の送信装置から送信された変調信号を受信し、前記送信部が、前記受信済シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信した後、さらに、同一の前記受信済シーケンス番号を含むパケットの変調信号を繰り返し継続して送信する、ことを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項６の水中伝送システムは、水中で可視光を用いて映像データを送信する送信装置と、前記送信装置から映像データを受信する受信装置とを備えて構成される水中伝送システムにおいて、前記送信装置が、前記映像データを格納する第１のバッファと、前記第１のバッファに格納された映像データを所定の高レートまたは低レートでエンコードし、圧縮データを生成するエンコーダと、前記エンコーダにより生成された圧縮データをパケット毎に分割し、分割圧縮データとしてパケットに格納すると共に、前記分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する第１の送信部と、前記所定の高レートまたは低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記シーケンス番号を前記第１の送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する第１の受信部と、を備え、前記第１の受信部が、前記第１の送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記低レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記第１の送信部に出力し、前記第１の送信部に、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、前記低レートでエンコードされた所定サイズの映像データにおける前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記第１の送信部が送信した後、高レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記高レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記第１の送信部に出力し、前記第１の送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、前記受信装置が、前記変調信号を受信し、前記可視光の搬送波を用いて前記変調信号を復調することでパケットを生成し、前記パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出し、前記分割圧縮データを結合して圧縮データを生成する第２の受信部と、前記第２の受信部により抽出されたシーケンス番号を受信済シーケンス番号とし、前記受信済シーケンス番号を含むパケットを、前記可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する第２の送信部と、前記第２の受信部により生成された圧縮データを格納する第２のバッファと、所定の再生遅延時間後に、前記圧縮データを前記第２のバッファから順次読み出してデコードし、元の映像データに復元するデコーダと、を備え、前記第２の受信部が、同一の圧縮データを重複して生成した場合、前記重複した圧縮データを前記第２のバッファから削除し、新たに生成した前記圧縮データを前記第２のバッファに格納する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による送信装置及び受信装置を含む水中伝送システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態（実施例１）による送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】映像データにおけるＧＯＰ（Group Of Pictures）及びフレーム、並びにパケットの関係を説明する図である。
【図４】実施例１による送信装置の処理を示すフローチャートである。
【図５】実施例１による受信断の判定処理を示すフローチャートである。
【図６】実施例１による送信装置の処理を説明する図である。
【図７】受信断時のレート切り替えに伴う伝送レートの変化を示す図である。
【図８】実施例１の送信装置における受信部の処理を示すフローチャートである。
【図９】実施例１の送信装置における送信部の処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施例１による受信装置の処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態（実施例２）による受信断の判定処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施例２の送信装置における送信部の処理を示すフローチャートである。
【図１３】実施例２による受信装置の処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第３の実施形態（実施例３）による送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】実施例３による送信装置の処理を示すフローチャートである。
【図１６】実施例３の送信装置における送信部の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔水中伝送システム〕
まず、本発明の実施形態による送信装置及び受信装置を含む水中伝送システムについて説明する。図１は、水中伝送システムの概略構成を示す図である。この水中伝送システム１は、カメラ２、送信装置３及び受信装置４を備え、水中内（例えば海中内）でカメラ２により撮影された映像を、送信装置３を介して受信装置４へ伝送し、水中外に設けられた映像モニタ５にその映像をリアルタイムに表示する。カメラ２、送信装置３及び受信装置４は、水中において移動可能に設けられている。映像モニタ５は、水中外に設けられている。
【００２０】
カメラ２と送信装置３とは、有線のケーブル６により接続され、送信装置３と受信装置４とは、可視光通信が行われる水中無線により接続される。受信装置４と映像モニタ５とは、有線のケーブル７により接続される。
【００２１】
送信装置３は、水中でカメラ２により撮影された映像のベースバンド映像信号をカメラ２から入力し、ベースバンド映像信号の映像データをエンコード（符号化）して圧縮し、圧縮データを生成する。そして、送信装置３は、可視光の搬送波を用いて圧縮データを変調（圧縮データを可視光変調）し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置４へ送信する。
【００２２】
映像データは、高レートまたは低レートにてエンコードされ、高レートのレート値及び低レートのレート値は、予め設定されているものとする。また、伝送開始時は、高レートにてエンコードされた高画質の映像データが伝送されるものとする。
【００２３】
受信装置４は、送信装置３から変調信号を受信し、可視光の搬送波を用いて変調信号を復調（可視光復調）して圧縮データを生成し、圧縮データをバッファに格納する。そして、受信装置４は、所定の再生遅延時間後に圧縮データをバッファから読み出してデコード（復号）し、元のベースバンド映像信号の映像データに復元する。そして、受信装置４は、ベースバンド映像信号を映像モニタ５へ出力する。
【００２４】
これにより、水中でカメラ２により撮影された映像が映像モニタ５にリアルタイムに表示されるから、映像モニタ５を見ているオペレータは、水中の映像をリアルタイムに観測することができる。
【００２５】
本発明の実施形態では、送信装置３は、映像データを高レートでエンコードして送信しているときに、受信装置４との間の可視光通信が切断されたと判定すると、エンコードレートを高レートから低レートに切り替える。そして、送信装置３は、低レートでエンコードした映像データを蓄積し、可視光通信が回復したときに、蓄積した映像データを伝送帯域の上限レートにて送信する。この場合、送信装置３は、送信の途中であったＧＯＰを特定し、その先頭フレームから低レートでエンコードした映像データを送信し、その最終フレームの映像データの送信が完了すると、エンコードレートを元の高レートに戻す。
【００２６】
また、本発明の実施形態では、受信装置４は、送信装置３から映像データを受信すると、可視光通信が切断されているか否かを送信装置３に判定させるために、そのシーケンス番号を送信装置３へ送信する。そして、受信装置４は、ＧＯＰの先頭フレームから重複して映像データを受信した場合、重複した映像データを削除する。
【００２７】
このように、送信装置３において低レートでエンコードした圧縮データは、可視光通信が切断されていたときにメモリに蓄積され、可視光通信が回復したときに、伝送帯域の上限レートにて受信装置４へ高速伝送される。この場合、受信装置４において、可視光通信が切断されている間、既にバッファに格納されていた映像データが読み出されて再生される。そして、可視光通信が回復したときに、低レートでエンコードされた映像データは、高速伝送されてバッファに格納されるから、所定の再生遅延時間内に映像データがバッファから読み出される場合には、映像データは途切れることがなく、リアルタイムの映像の観測が実現される。
【００２８】
〔実施例１〕
まず、本発明の第１の実施形態（実施例１）について説明する。実施例１は、送信側において、高レートでエンコードした映像データを送信しているときに通信断を判定すると、エンコードレートを低レートに切り替え、そして、通信の回復を判定すると、低レートでエンコードした映像データを送信し、送信の途中であったＧＯＰの開始フレームから最終フレームまでの送信が完了した後、エンコードレートを高レートに戻し、高レートでエンコードした映像データを送信する。
【００２９】
図２は、実施例１による送信装置３及び受信装置４の構成を示すブロック図である。実施例１の水中伝送システム１は、送信装置３Ａ及び受信装置４を備えて構成される。可視光により映像データを伝送する場合、アナログ変調技術を利用することが可能であるが、ここでは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）パケットをデジタル変調し、双方向通信が可能な水中伝送システム１であることを想定する。以下、実施例２，３についても同様である。
【００３０】
（送信装置３Ａの構成／実施例１）
まず、実施例１による送信装置３Ａの構成について詳細に説明する。この送信装置３Ａは、バッファ３１、エンコーダ３２、受信部３３及び送信部３４を備え、エンコーダ３２の前段にバッファ３１が設けられており、可視光通信が切断されたときに、エンコーダ３２のエンコードレートを高レートから低レートに切り替える構成になっている。
【００３１】
バッファ３１は、カメラ２からベースバンド映像信号の映像データをフレーム毎に格納し、格納した映像データを即座にエンコーダ３２に出力する。バッファ３１は、格納した映像データを所定時間保持し、所定時間経過した後、映像データを削除する。また、バッファ３１は、受信部３３からフレーム番号を入力すると、そのフレーム番号の映像データをエンコーダ３２に出力する。
【００３２】
エンコーダ３２は、受信部３３から高レートまたは低レートのレート切替指示を入力すると共に、バッファ３１から映像データを入力し、レート切替指示のレートにて映像データをエンコードして圧縮データを生成し、圧縮データを送信部３４に出力する。
【００３３】
受信部３３は、受信装置４から後述する受信済シーケンス番号を含むパケットを受信し、当該パケットを所定の一定時間受信しない場合、受信断を判定する。この場合、送信装置３Ａから受信装置４へ送信されたパケットも、受信装置４へ到着していないと判定され、送信装置３Ａと受信装置４との間の可視光通信が切断されたものと判定される。これは、双方向の可視光通信を行った場合、送信及び受信は、同時に切断されるからである。
【００３４】
また、受信部３３は、受信断の後、受信装置４から後述する受信済シーケンス番号を含むパケットを受信した場合、受信回復を判定する。この場合、送信装置３Ａから受信装置４へ送信されたパケットも、受信装置４へ到着していると判定され、送信装置３Ａと受信装置４との間の可視光通信が回復したものと判定される。
【００３５】
受信部３３は、エンコードレートを高レートから低レートに切り替える場合、低レートにてエンコードさせ、かつ送信させる映像データのフレーム番号をバッファ３１に出力する。これにより、バッファ３１からそのフレーム番号の映像データがエンコーダ３２に出力され、エンコーダ３２により、そのフレーム番号の映像データが低レートにてエンコードされる。
【００３６】
受信部３３は、高レートまたは低レートのレート切替指示をエンコーダ３２に出力する。これにより、エンコーダ３２において、レート切替指示のレートにて映像データがエンコードされる。
【００３７】
本発明の実施形態では、受信部３３は、受信断を判定すると、低レートのレート切替指示をエンコーダ３２に出力すると共に、送信途中であった映像データのＧＯＰについて、バッファ３１に格納されているそのＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまでの映像データをバッファ３１から順次出力させるために、そのフレーム番号をバッファ３１に順次出力する。また、受信部３３は、そのＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまで低レートにてエンコードされた映像データのパケットを順次送信させるために、シーケンス番号を送信部３４に出力する。
【００３８】
そして、受信部３３は、受信回復を判定すると、低レートにてエンコードされた映像データのパケットの送信がＧＯＰの最終フレームまで完了した後、高レートのレート切替指示をエンコーダ３２に出力する。バッファ３１は、受信部３３から最終フレームのフレーム番号を入力してその最終フレームの映像データを出力した後、次のＧＯＰの先頭フレームから映像データを順次出力する。エンコーダ３２により、そのＧＯＰの先頭フレームから映像データが高レートにてエンコードされる。また、受信部３３は、そのＧＯＰの先頭フレームから高レートにてエンコードされた映像データのパケットを順次送信させるために、シーケンス番号を送信部３４に順次出力する。
【００３９】
送信部３４は、エンコーダ３２から圧縮データを入力すると共に、受信部３３からシーケンス番号を入力し、圧縮データをパケット毎に分割する。そして、送信部３４は、分割した圧縮データ（分割圧縮データ）をパケットに格納すると共にシーケンス番号を順番に付加することでパケットを生成し、可視光の搬送波を用いてパケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置４へ送信する。
【００４０】
この場合、送信部３４により生成されるパケット（シーケンス番号及び分割圧縮データが含まれるパケット）について、受信部３３は、シーケンス番号と、分割圧縮データと、当該分割圧縮データのフレームが属するＧＯＰとの対応付けを行う。これにより、受信部３３は、受信装置４から受信した受信済シーケンス番号が、どの分割圧縮データに対応し、どのフレームに対応し、また、どのＧＯＰに対応しているかを認識することができる。
【００４１】
図３は、映像データにおけるＧＯＰ及びフレーム、並びにパケットの関係を説明する図である。図３に示すように、ＧＯＰは、複数のフレームにより構成される。各フレームの圧縮データは分割され、分割圧縮データが格納された複数のパケットにより、シーケンス番号と共に送信される。
【００４２】
（送信装置３Ａの処理／実施例１）
次に、図２に示した送信装置３Ａの処理について詳細に説明する。図４は、送信装置３Ａの処理を示すフローチャートであり、図６は、送信装置３Ａの処理を説明する図であり、図７は、受信断時のレート切り替えに伴う伝送レートの変化を示す図である。
【００４３】
図４を参照して、まず、送信装置３Ａは、伝送開始時に、映像データを高レートにてエンコードして圧縮データ（以下、高レート圧縮データという。）を生成し（ステップＳ４０１）、高レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットを送信する（ステップＳ４０２）。これにより、高レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。
【００４４】
送信装置３Ａは、受信装置４から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することにより、受信断であるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。送信装置３Ａは、ステップＳ４０３において、受信断でないと判定した場合（ステップＳ４０３：Ｎ）、ステップＳ４０１による高レートエンコード処理及びステップＳ４０２によるパケット送信処理を行う。これにより、受信断でない限り、高レートにてエンコードされた映像データの送信が継続する。
【００４５】
図６は、第１のＧＯＰがフレーム１−１（フレーム番号１−１のフレーム）からフレーム１−Ｎ（フレーム番号１−Ｎのフレーム）により構成され、第２のＧＯＰがフレーム２−１からフレーム２−Ｎにより構成され、第３のＧＯＰがフレーム３−１からフレーム３−Ｎにより構成された例を示している。この例では、フレーム１−１からフレーム２−ｎの途中までのパケットにおいて、高レートにてエンコードされた映像データの送信が行われ、フレーム２−ｎの途中のパケットにおいて、受信断が判定される。
【００４６】
図７は、横軸が時間を示し、縦軸が送信装置３Ａから送信されるパケットの伝送速度を示している。可視光通信による伝送帯域は、エンコードレートに対し十分余裕があるものとする。図７に示すように、高レートにてエンコードされた映像データの送信が行われているときは、エンコードのレートに応じた実時間の伝送が実現される。
【００４７】
図４に戻って、一方、送信装置３Ａは、ステップＳ４０３において、受信断であると判定した場合（ステップＳ４０３：Ｙ）、ステップＳ４０４へ移行し、低レートにてエンコードした映像データの送信を行う。
【００４８】
図５は、実施例１による受信断の判定処理を示すフローチャートであり、図４に示したステップＳ４０３の処理を示している。送信装置３Ａの受信部３３は、所定のタイミングにて、受信装置４から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したか否かを確認する（ステップＳ５０１）。所定のタイミングとは、例えば、受信部３３がシーケンス番号を送信部３４に出力したタイミング、または所定周期のタイミングである。
【００４９】
受信部３３は、ステップＳ５０１において、当該パケットの受信を確認できなかった場合（ステップＳ５０１：Ｎ）、一定時間待機し（ステップＳ５０２）、再度、受信装置４から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したか否かを確認する（ステップＳ５０３）。
【００５０】
受信部３３は、ステップＳ５０３において、当該パケットの受信を確認できなかった場合（ステップＳ５０３：Ｎ）、当該パケットを一定時間受信しなかったとして、受信断を判定する（ステップＳ５０４）。この場合、送信装置３Ａから受信装置４へ送信されたパケットも受信装置４へ到着していないと判定され、送信装置３Ａと受信装置４との間の可視光通信が切断されたものと判定される。
【００５１】
一方、受信部３３は、ステップＳ５０１またはステップＳ５０３において、当該パケットの受信を確認した場合（ステップＳ５０１：Ｙ，ステップＳ５０３：Ｙ）、処理を終了して図５の処理を繰り返す。
【００５２】
図４に戻って、送信装置３Ａは、ステップＳ４０３において、受信断であると判定すると（ステップＳ４０３：Ｙ）、最後に受信したパケットに含まれる受信済シーケンス番号の次のシーケンス番号に対応するＧＯＰを特定し、そのＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまでの映像データを低レートにてエンコードする（ステップＳ４０４）。そして、送信装置３Ａは、低レートにてエンコードした圧縮データ（以下、低レート圧縮データという。）及びシーケンス番号を含むパケットを送信する（ステップＳ４０５）。このパケットは、送信装置３Ａと受信装置４との間の可視光通信が切断されていることから、受信装置４へ到着せず、送信装置３Ａは、当該シーケンス番号である受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することができない。
【００５３】
この場合、そのＧＯＰの先頭フレームにおける最初の映像データは送信されないが、ステップＳ４０４，ステップＳ４０５及び後述するステップＳ４０６の処理を繰り返すことで、先頭フレームにおける最初の映像データから低レートにて順次エンコードされるから、そのＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまでの全ての映像データに対応して低レート圧縮データが生成され、メモリに蓄積されることになる。
【００５４】
送信装置３Ａは、ステップＳ４０３の処理と同様に、受信装置４から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することにより、受信断であるか否かを判定する（ステップＳ４０６）。送信装置３Ａは、ステップＳ４０６において、受信断であると判定した場合（ステップＳ４０６：Ｙ）、ステップＳ４０４へ移行し、ステップＳ４０４による低レートエンコード処理及びステップＳ４０５によるパケット送信処理を行う。
【００５５】
送信装置３Ａは、ステップＳ４０５において、同一シーケンス番号を付加した既送信のパケット（そのＧＯＰの先頭フレームにおける最初の低レート圧縮データを格納し、シーケンス番号を付加した同一パケット）を送信する。送信装置３Ａは、新しい受信済シーケンス番号（前記同一シーケンス番号）を含むパケットを受信装置４から受信するまでの間、送信装置３Ａからのパケット送信も切断されていると判断できるから、受信断である限り、同一シーケンス番号を付加したパケットを送信し続ける。
【００５６】
図６の例では、フレーム２−ｎの途中のパケットにおいて受信断が判定されると、送信中の映像データのＧＯＰが第２のＧＯＰであると特定され、その先頭フレーム２−１について最初のパケットの送信が繰り返される。また、図７に示すように、受信断が判定されると、それが続く限り伝送は行われない。
【００５７】
送信装置３Ａは、ステップＳ４０６において、受信装置４から受信済シーケンス番号を受信して受信断でないと判定すると（ステップＳ４０６：Ｎ）、受信が回復した（可視光通信が回復した）と判断する。そして、送信装置３Ａは、低レート圧縮データについて最終フレームまで送信完了し、受信確認済みであるか否かを判定し（ステップＳ４０７）、すなわち、受信装置４から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号（最終フレームの最後のパケットに付加されたシーケンス番号）であるか否かを判定する。
【００５８】
送信装置３Ａは、ステップＳ４０７において、最終フレームまで送信完了しておらず、最終フレームまで受信確認済みでない（受信装置４から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号でない）と判定した場合（ステップＳ４０７：Ｎ）、ステップＳ４０４へ移行し、低レート圧縮データの送信を継続する。
【００５９】
一方、送信装置３Ａは、ステップＳ４０７において、最終フレームまで送信完了して受信確認済みである（受信装置４から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号である）と判定した場合（ステップＳ４０７：Ｙ）、ステップＳ４０１へ移行し、ステップＳ４０１による高レートエンコード処理及びステップＳ４０２によるパケット送信処理を行う。この場合、送信装置３Ａは、ステップＳ４０１及びステップＳ４０２において、低レートにてエンコードして送信したＧＯＰの次のＧＯＰから、高レートエンコード処理及びパケット送信を行う。これにより、１ＧＯＰの低レート圧縮データの送信が全て完了した後、高レート圧縮データの送信が再開する。
【００６０】
図６の例では、受信が回復すると、第２のＧＯＰの先頭フレーム２−１から最終フレーム２−Ｎまでのパケットにおいて、低レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。そして、第３のＧＯＰの先頭フレーム３−１以降のパケットについては、高レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。
【００６１】
また、図７に示すように、受信が回復すると（受信断時間が経過すると）、低レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。低レートにてエンコードされた映像データは、受信断時間の間送信されずに送信開始を待ってメモリに蓄積された状態であるから、受信が回復するとメモリから即座に読み出され、伝送帯域の上限レートにて送信される。つまり、低レートにてエンコードされた映像データの送信は、高レートにてエンコードされた映像データの送信よりも、少量かつ高速の伝送となる。
【００６２】
図７において、例えば、伝送帯域の上限レート（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ワイヤーレート）を５０Ｍｂｐｓとし、１０Ｍｂｐｓの高レートにてエンコードされた映像データが送信されていたときに（この状態では、エンコードレートに対応した１０Ｍｂｐｓの伝送レートにて映像データが送信される。）、受信断が判定され、エンコードレートが１Ｍｂｐｓの低レートに切り替えられ、受信断時間が２秒であるとする。受信が回復すると、受信断時間の２秒分（２Ｍビット）の映像データ（低レートにてエンコードされた圧縮データ）が、５０Ｍｂｐｓの伝送レートで０．０４秒間送信される。その後、エンコードレートは、再び１０Ｍｂｐｓの高レートに切り替えられる。後述する受信装置４において、デコード開始時の再生遅延時間が２．０４秒以上である場合には、映像データは途切れることなくデコードされる。
【００６３】
尚、受信装置４において、再生遅延時間は、水中の環境、送信装置３Ａ及び受信装置４の移動に伴う正対関係のずれ状況等を考慮し、受信断が発生した場合の受信断時間を想定して予め設定される。
【００６４】
（送信装置３Ａにおける受信部３３の処理／実施例１）
次に、図２に示した送信装置３Ａにおける受信部３３の処理について詳細に説明する。図８は、受信部３３の処理を示すフローチャートである。まず、受信部３３は、高レートエンコード送信を指示するために、高レートのレート切替指示をエンコーダ３２に出力すると共に、シーケンス番号を送信部３４に出力する（ステップＳ８０１）。これにより、エンコーダ３２は、バッファ３１から入力した映像データを高レートにてエンコードし、送信部３４は、高レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットを送信する。
【００６５】
受信部３３は、図４のステップＳ４０３の処理及び図５の処理と同様に、受信装置４から、送信部３４により送信されたパケットに含まれるシーケンス番号である受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したか否かを判定する（ステップＳ８０２）。受信部３３は、ステップＳ８０２において、受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したと判定した場合（ステップＳ８０２：Ｙ）、すなわち、受信断でないと判定した場合、ステップＳ８０１へ移行し、次の高レート圧縮データを格納したパケットを、次のシーケンス番号を付加して送信するために、高レートエンコード送信の指示を継続する。これにより、受信断でない限り、高レートにてエンコードされた映像データのパケットが送信される。
【００６６】
受信部３３は、ステップＳ８０２において、受信済シーケンス番号を含むパケットを受信していないと判定した場合（ステップＳ８０２：Ｎ）、すなわち、受信断であると判定した場合、最後に受信した受信済シーケンス番号の次のシーケンス番号に対応するＧＯＰを特定する（ステップＳ８０３）。
【００６７】
受信部３３は、低レートエンコード送信を指示するために、低レートのレート切替指示をエンコーダ３２に出力すると共に、ステップＳ８０３にて特定したＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまでのフレーム番号をバッファ３１に順次出力し、低レート圧縮データを送信するためのシーケンス番号を送信部３４に出力する（ステップＳ８０４）。これにより、エンコーダ３２は、バッファ３１から入力した先頭フレームから最終フレームまでの映像データを低レートにてエンコードし、送信部３４は、低レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットを送信する。このパケットは、送信装置３Ａと受信装置４との間の可視光通信が切断されていることから、受信装置４へ到着しない。
【００６８】
受信部３３は、ステップＳ８０２の処理と同様に、送信部３４により送信されたパケット（ステップＳ８０３にて特定したＧＯＰの先頭フレームにおける最初の低レート圧縮データが格納されたパケット）に含まれるシーケンス番号である受信済シーケンス番号を含むパケットを受信装置４から受信したか否かを判定する（ステップＳ８０５）。受信部３３は、ステップＳ８０５において、受信済シーケンス番号を含むパケットを受信していないと判定した場合（ステップＳ８０２：Ｎ）、すなわち、受信断であると判定した場合、ステップＳ８０４へ移行し、低レートエンコード送信の指示を継続する。これにより、受信が回復しない限り、低レート圧縮データが生成され、同一パケット（同一シーケンス番号が付加された既送信のパケット（ステップＳ８０３にて特定したＧＯＰの先頭フレームにおける最初の低レート圧縮データが格納され、シーケンス番号が付加された同一パケット）の送信が継続される。
【００６９】
受信部３３は、ステップＳ８０５において、受信装置４から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したと判定した場合（ステップＳ８０５：Ｙ）、受信が回復した（可視光通信が回復した）と判断する。そして、送信部３４により低レート圧縮データが連続して高速で送信され、受信部３３は、ステップＳ８０５にて判定した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の受信済シーケンス番号（最終フレームの最後のパケットに付加されたシーケンス番号）であるか否かを判定する（ステップＳ８０６）。
【００７０】
受信部３３は、ステップＳ８０６において、受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の受信済シーケンス番号でないと判定した場合（ステップＳ８０６：Ｎ）、ステップＳ８０４へ移行し、低レートエンコード送信の指示を継続する。
【００７１】
一方、受信部３３は、ステップＳ８０６において、受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の受信済シーケンス番号であると判定した場合（ステップＳ８０６：Ｙ）、低レート圧縮データの送信が最終フレームまで完了し、その受信も確認済みであると判断し、ステップＳ８０１へ移行し、高レートエンコード送信の指示を再開する。
【００７２】
この場合、受信部３３は、ステップＳ８０１において、高レートのレート切替指示をエンコーダ３２に出力すると共に、シーケンス番号を送信部３４に出力する。また、バッファ３１は、最終フレームの映像データの出力が完了しているから、その次のＧＯＰについて、先頭フレームから映像データをエンコーダ３２に順次出力する。これにより、エンコーダ３２において、次のＧＯＰの先頭フレームから映像データが高レートにてエンコードされ、送信部３４において、次のＧＯＰの先頭フレームから高レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットが送信される。
【００７３】
（送信装置３Ａにおける送信部３４の処理／実施例１）
次に、図２に示した送信装置３Ａにおける送信部３４の処理について詳細に説明する。図９は、送信部３４の処理を示すフローチャートである。まず、送信部３４は、エンコーダ３２から圧縮データを入力する（ステップＳ９０１）。そして、送信部３４は、圧縮データを所定サイズに分割してメモリに格納する。
【００７４】
送信部３４は、受信部３３からシーケンス番号を入力する（ステップＳ９０２）。そして、送信部３４は、送信対象の圧縮データがメモリに格納されており、送信対象のシーケンス番号も入力されている場合、メモリから分割した圧縮データを読み出し、この圧縮データをパケットに格納すると共にシーケンス番号を順番に付加することでパケットを生成し（ステップＳ９０３）、可視光の搬送波を用いてパケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置４へ送信する（ステップＳ９０４）。そして、図９の処理を繰り返す。尚、送信対象の圧縮データがメモリに格納されておらず、または、送信対象のシーケンス番号が入力されていない場合、送信部３４は処理を行わない。
【００７５】
ここで、図７に示したとおり、送信部３４は、高レート圧縮データのパケットを送信している間、高レートのエンコードに対応して実時間の伝送が行われる。そして、送信部３４は、受信部３３により受信断であると判定されている間、前述のとおり、低レート圧縮データのパケットを送信するが、パケットは受信装置４へ到着せず、前記パケットの送信を継続する。送信部３４は、受信が回復すると、低レート圧縮データのパケットが受信装置４へ到着し、この送信を行っている間、伝送帯域の上限レートにて、少量伝送かつ高速伝送が実現される。
【００７６】
以上のように、実施例１の送信装置３Ａによれば、映像データを高レートでエンコードして送信している状態において、受信装置４から受信済シーケンス番号を一定時間受信しないことで受信断を判定すると、最後に受信した受信済シーケンス番号の次のシーケンス番号に対応するＧＯＰを特定し、エンコードレートを高レートから低レートに切り替え、特定したＧＯＰの先頭フレームから最終フレームの映像データを低レートでエンコードして送信するようにした。この場合、受信断であるから、映像データは送信されない。そして、送信装置３は、受信装置４から受信済シーケンス番号を受信して受信回復を判定すると、ＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまでの低レートでエンコードした映像データを送信し、その最終フレームの映像データの送信が完了すると（最終フレームの最後の受信済シーケンス番号を受信すると）、エンコードレートを元の高レートに戻し、次のＧＯＰの先頭フレームから映像データを高レートでエンコードして送信するようにした。
【００７７】
これにより、受信回復が判定された後、低レートでエンコードされた映像データは、高レートでエンコードされた映像データよりも少量かつ高速に、伝送帯域の上限内で送信されることになる。
【００７８】
受信装置４は、低レートでエンコードされた映像データを、所定の再生遅延時間内に受信すると、映像モニタ５に表示される映像の画質は劣化するが、表示される映像は途切れることがない。つまり、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を継続することができる。したがって、映像データが途切れ難いから、例えば、受信装置４から送信装置３Ａへ音声で指示を出したり、送信装置３Ａを遠隔制御したりする場合であっても、その作業を円滑に行うことが可能となる。
【００７９】
（受信装置４の構成／実施例１）
次に、実施例１による受信装置４の構成について詳細に説明する。図２を参照して、この受信装置４は、受信部４１、送信部４２、バッファ４３及びデコーダ４４を備えている。
【００８０】
受信部４１は、送信装置３から変調信号を受信し、変調信号を可視光復調してパケットを生成し、パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出する。そして、受信部４１は、分割圧縮データを結合して圧縮データを生成し、圧縮データをフレーム毎にバッファ４３に格納し、シーケンス番号を受信済シーケンス番号として送信部４２に出力する。
【００８１】
本発明の実施形態では、受信部４１は、ＧＯＰの先頭フレームから重複して圧縮データを受信した場合、重複した圧縮データを削除する。具体的には、受信部４１は、あるＧＯＰにおける低レート圧縮データを生成し、かつ同じＧＯＰの高レート圧縮データがバッファ４３に格納されている場合、バッファ４３からその高レート圧縮データを削除し、新たな低レート圧縮データをバッファ４３に格納する。
【００８２】
これにより、受信部４１は、高レート圧縮データを受信している状態において、ＧＯＰの途中で受信が切断され、その後に、同じＧＯＰの先頭フレームから低レート圧縮データを受信した場合、ＧＯＰの途中まで受信した高レート圧縮データが削除される。
【００８３】
尚、受信部４１は、シーケンス番号と、分割圧縮データと、当該分割圧縮データのフレームが属するＧＯＰとの対応付けの情報を、予め送信装置３Ａから受信して取得しており、これらのデータが格納された対応テーブルを保持しているものとする。
【００８４】
送信部４２は、受信部４１から受信済シーケンス番号を入力し、受信済シーケンス番号を格納してパケットを生成し、パケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて送信装置３Ａへ送信する。
【００８５】
バッファ４３は圧縮データを格納し、格納された圧縮データは、所定のタイミングにてデコーダ４４により読み出される。
【００８６】
デコーダ４４は、所定の再生遅延時間後に圧縮データをバッファ４３から順次読み出してデコード（復号）し、元のベースバンド映像信号の映像データに復元する。そして、デコーダ４４は、ベースバンド映像信号を映像モニタ５へ出力する。
【００８７】
ここで、デコーダ４４は、バッファ４３から高レート圧縮データを読み出した場合、その高レートに対応したレートにて高レート圧縮データをデコードする。また、デコーダ４４は、バッファ４３から低レート圧縮データを読み出した場合、その低レートに対応したレートにて低レート圧縮データをデコードする。
【００８８】
（受信装置４の処理／実施例１）
次に、図２に示した受信装置４の処理について詳細に説明する。図１０は、受信装置４の処理を示すフローチャートである。まず、受信装置４は、送信装置３Ａからパケットを受信し（ステップＳ１００１）、パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出する（ステップＳ１００２）。
【００８９】
受信装置４は、ステップＳ１００２にて抽出したシーケンス番号を受信済シーケンス番号として送信装置３Ａへ送信し（ステップＳ１００３）、ステップＳ１００２にて抽出した分割圧縮データを結合して圧縮データを生成し、圧縮データをフレーム毎にバッファ４３に格納し、所定の再生遅延時間後にデコードして映像モニタ５へ出力する（ステップＳ１００４）。
【００９０】
受信装置４は、シーケンス番号と分割圧縮データとＧＯＰとの間の対応付けの情報が格納された対応テーブルを参照して、ステップＳ１００２にて抽出したシーケンス番号に基づき、ステップＳ１００２にて抽出した分割圧縮データがＧＯＰの先頭フレームの最初の分割圧縮データであるか否かを判定する（ステップＳ１００５）。
【００９１】
受信装置４は、ステップＳ１００５において、抽出した分割圧縮データがＧＯＰの先頭フレームの最初の分割圧縮データであると判定した場合（ステップＳ１００５：Ｙ）、対応テーブルを参照して、既に格納済みの同一ＧＯＰにおける圧縮データをバッファ４３から削除する（ステップＳ１００６）。そして、受信装置４は、ステップＳ１００５において分割圧縮データがＧＯＰの先頭フレームの最初の分割圧縮データでないと判定した場合（ステップＳ１００５：Ｎ）またはステップＳ１００６から移行して、図１０の処理を繰り返す。
【００９２】
以上のように、実施例１の受信装置４によれば、送信装置３Ａから映像データ及びシーケンス番号を受信し、通信が切断されているか否かを送信装置３Ａに判定させるために、受信した映像データに対応するシーケンス番号を受信済シーケンス番号として送信装置３Ａへ送信するようにした。また、受信した映像データをバッファ４３に格納し、所定の再生遅延時間後に映像データをバッファ４３から読み出してデコードし、映像モニタ５に映像を表示する際に、送信装置３Ａから受信した映像データのうち、ＧＯＰの先頭フレームから重複して映像データを受信した場合（低レートでエンコードされた映像データを受信した場合）、既に受信して格納済みの重複した映像データ（高レートでエンコードされた映像データ）をバッファ４３から削除するようにした。
【００９３】
これにより、通信が切断されている間、バッファ４３に既に格納された映像データ（高レートでエンコードされた映像データ）が読み出されてデコードされ、映像モニタ５に映像が表示される。そして、通信が回復したときに、低レートでエンコードされた映像データが少量伝送かつ高速伝送されてバッファ４３に格納される。この場合、所定の再生遅延時間内に映像データがバッファ４３から読み出されてデコードされると、映像モニタ５に表示される映像の画質は劣化するが、表示される映像は途切れることがない。つまり、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を継続することができる。したがって、映像データが途切れ難いから、例えば、受信装置４から送信装置３Ａへ音声で指示を出したり、送信装置３Ａを遠隔制御したりする場合であっても、その作業を円滑に行うことが可能となる。
【００９４】
〔実施例２〕
次に、本発明の第２の実施形態（実施例２）について説明する。実施例２は、実施例１を拡張したものであり、送信側と受信側との間で、互いに送信を繰り返して継続することを特徴とする。これにより、伝送帯域の上限レートにおける伝送が可能となるから、受信断の判定を簡易に行うことができる。
【００９５】
実施例２の構成は、図２に示した実施例１の構成と同じであり、実施例２における送信装置３Ａ及び受信装置４の処理は、基本的には実施例１と同様であるが、実施例２における送信装置３Ａの受信部３３及び送信部３４並びに受信装置４の受信部４１及び送信部４２の一部が、実施例１と異なる処理を行う。
【００９６】
（送信装置３Ａの受信部３３／実施例２）
具体的には、実施例２における送信装置３Ａの受信部３３は、図８に示した処理のうち実施例１とは異なるステップＳ８０２及びステップＳ８０５の処理（受信断の判定処理、図４に示したステップＳ４０３の処理及び図５の処理）を行う。
【００９７】
図１１は、実施例２による受信断の判定処理を示すフローチャートであり、図５に示した実施例１の処理に対応している。送信装置３Ａの受信部３３は、受信装置４から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したか否かを確認する（ステップＳ１１０１）。
【００９８】
受信部３３は、ステップＳ１１０１において、当該パケットの受信を確認できなかった場合（ステップＳ１１０１：Ｎ）、受信断を判定する（ステップＳ１１０２）。この場合、送信装置３Ａから受信装置４へ送信されたパケットも受信装置４へ到着していないと判定され、送信装置３Ａと受信装置４との間の可視光通信が切断されたものと判定される。
【００９９】
一方、受信部３３は、ステップＳ１１０１において、当該パケットの受信を確認した場合（ステップＳ１１０１：Ｙ）、処理を終了して図１１の処理を繰り返す。
【０１００】
これにより、受信部３３は、受信済シーケンス番号を含むパケットを受信していない場合、一定時間待機することなく、即座に受信断を判定することができる。
【０１０１】
（送信装置３Ａの送信部３４／実施例２）
また、前述のとおり、実施例２における送信装置３Ａの送信部３４は、図９に示した実施例１とは異なる処理（図４に示した処理のうち実施例１とは異なるステップＳ４０２及びステップＳ４０５におけるパケット送信処理）を行う。
【０１０２】
図１２は、実施例２による送信部３４の処理を示すフローチャートである。送信部３４は、図９に示した実施例１のステップＳ９０１及びステップＳ９０２と同じ処理を行い（ステップＳ１２０１，ステップＳ１２０２）、ステップＳ１２０１にて新たな圧縮データをエンコーダ３２から入力済みであるか否かを判定する（ステップＳ１２０３）。
【０１０３】
送信部３４は、ステップＳ１２０３において、新たな圧縮データを入力済みであると判定した場合（ステップＳ１２０３：Ｙ）、図９に示した実施例１のステップＳ９０３及びステップＳ９０４と同じ処理を行う（ステップＳ１２０４，ステップＳ１２０５）。
【０１０４】
一方、送信部３４は、ステップＳ１２０３において、新たな圧縮データを入力済みでないと判定した場合（ステップＳ１２０３：Ｎ）、パケット送信が可視光通信の伝送帯域の上限レートに達しているか否かを判定する（ステップＳ１２０６）。
【０１０５】
送信部３４は、ステップＳ１２０６において、パケット送信が可視光通信の伝送帯域の上限レートに達していないと判定した場合（ステップＳ１２０６：Ｎ）、現在送信している同一ＧＯＰのパケット（送信済みのパケット）を繰り返し継続して送信する（ステップＳ１２０７）。これにより、パケットは、伝送帯域の上限レートで送信される。
【０１０６】
送信部３４は、ステップＳ１２０５、ステップＳ１２０６においてパケット送信が可視光通信の伝送帯域の上限レートに達している場合（ステップＳ１２０６：Ｙ）またはステップＳ１２０７から移行して、図１２に示す処理を繰り返す。
【０１０７】
（受信装置４の受信部４１及び送信部４２／実施例２）
また、前述のとおり、実施例２における受信装置４の受信部４１及び送信部４２は、実施例１と異なる処理を行う。
【０１０８】
図１３は、実施例２による受信装置４の処理を示すフローチャートである。受信装置４の受信部４１は、図１０に示した実施例１のステップＳ１００１及びステップＳ１００２と同じ処理を行う（ステップＳ１３０１，ステップＳ１３０２）。
【０１０９】
送信部４２は、ステップＳ１３０２にて受信部４１が抽出したシーケンス番号を受信済シーケンス番号として、受信済シーケンス番号を含むパケットを送信装置３Ａへ繰り返し継続して送信する（ステップＳ１３０３）。これにより、最新の受信済シーケンス番号を含む同一パケットが常に送信され、送信装置３Ａから送信されるパケットと同様に、受信装置４から送信されるパケットも、伝送帯域の上限レートで送信される。
【０１１０】
受信部４１は、ステップＳ１３０２にて抽出したシーケンス番号が前回受信したシーケンス番号とは異なり新たなシーケンス番号であるか否かを判定する（ステップＳ１３０４）。受信部４１は、ステップＳ１３０４において、新たなシーケンス番号であると判定した場合（ステップＳ１３０４：Ｙ）、ステップＳ１３０２にて抽出した分割圧縮データを結合して圧縮データを生成し、圧縮データをフレーム毎にバッファ４３に格納し、そして、デコーダ４４は、所定の再生遅延時間後にバッファ４３から圧縮データを読み出してデコードし、映像モニタ５へ出力する（ステップＳ１３０５）。
【０１１１】
一方、受信部４１は、ステップＳ１３０４において、新たなシーケンス番号でないと判定した場合（ステップＳ１３０４：Ｎ）、ステップＳ１３０２にて抽出した分割圧縮データを削除する（ステップＳ１３０６）。
【０１１２】
受信部４１は、ステップＳ１３０５から移行して、シーケンス番号と分割圧縮データとＧＯＰとの間の対応付けの情報が格納された対応テーブルを参照して、ステップＳ１３０２にて抽出したシーケンス番号に基づき、ステップＳ１３０２にて抽出した分割圧縮データがＧＯＰの先頭フレームの最初の分割圧縮データであるか否かを判定する（ステップＳ１３０７）。
【０１１３】
受信部４１は、ステップＳ１３０７において、抽出した分割圧縮データがＧＯＰの先頭フレームの最初の分割圧縮データであると判定した場合（ステップＳ１３０７：Ｙ）、対応テーブルを参照して、既に格納済みの同一ＧＯＰにおける圧縮データをバッファ４３から削除する（ステップＳ１３０８）。そして、ステップＳ１３０６、ステップＳ１３０７において分割圧縮データがＧＯＰの先頭フレームの最初の分割圧縮データでないと判定された場合（ステップＳ１３０７：Ｎ）またはステップＳ１３０８から移行して、図１３の処理が繰り返される。
【０１１４】
以上のように、実施例２の送信装置３Ａによれば、実施例１の送信装置３Ａと同じ処理を行うことに加え、映像データを高レートでエンコードして送信する際に、送信部３４は、新たな映像データを入力しておらず、パケット送信が可視光通信の伝送帯域の上限レートに達していない場合、現在送信している同一ＧＯＰのパケット（送信済みのパケット）を繰り返し継続して送信し、伝送帯域の上限レートで送信するようにした。
【０１１５】
これにより、受信装置４は、伝送帯域の上限レートでパケットを受信し、受信済シーケンス番号を含むパケットを伝送帯域の上限レートで送信することができる。例えば、数パケット程度の期間の短い通信断が発生した場合であっても、受信装置４が通信回復後に通信断時のシーケンス番号を含むパケットを受信する場合には、送信装置３Ａは、実施例１のようにレートを切り替える必要がなく、受信装置４は、映像データの受信を継続することができ、映像は途切れない。
【０１１６】
また、送信装置３Ａの受信部３３は、受信装置４から伝送帯域の上限レートで送信されるべき受信済シーケンス番号を受信しないときに、一定時間待機することなく受信断を判定するようにした。これにより、受信断の判定を即座に行うことができる。つまり、一定時間待機することで受信断を判定する実施例１、及び例えば受信側から直接受信断の情報を取得する例と比較して、受信断を判断する処理構成を簡素化することができ、かつ、受信断の判定を高速化することができる。
【０１１７】
また、実施例２の送信装置３Ａによれば、実施例１と同様の効果を奏する。つまり、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を継続することができる。
【０１１８】
さらに、実施例２の受信装置４によれば、実施例１の受信装置４と同じ処理を行うことに加え、送信部４２は、受信部４１が受信したシーケンス番号を受信済シーケンス番号として、送信装置３Ａへ継続して常に送信するようにした。これにより、受信済シーケンス番号は、伝送帯域の上限レートで送信装置３Ａへ送信されるから、送信装置３Ａに、受信断の判定を、一定時間待機することなく即座に行わせることができる。
【０１１９】
また、実施例２の受信装置４によれば、実施例１と同様の効果を奏する。つまり、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を継続することができる。
【０１２０】
〔実施例３〕
次に、本発明の第３の実施形態（実施例３）について説明する。実施例３は、実施例１を変形したものであり、送信側において、高レートでエンコードした映像データを送信し、かつ低レートでエンコードした映像データをバッファに格納しているときに通信断を判定すると、バッファから映像データを読み出すことで、低レートでエンコードした映像データの送信に切り替え、そして、通信の回復を判定すると、低レートでエンコードした映像データの送信がＧＯＰの開始フレームから最終フレームまで完了した後、高レートでエンコードした映像データの送信に戻す。これにより、低レートでエンコードした映像データ（圧縮データ）のみを格納するバッファを備えればよいから、ベースバンド映像信号を格納するバッファを備える場合に比べ、バッファ容量を減らすことができる。
【０１２１】
図１４は、実施例３による送信装置３及び受信装置４の構成を示すブロック図である。実施例３の水中伝送システム１は、送信装置３Ｂ及び受信装置４を備えて構成される。図２に示した実施例１の構成と図１４に示す実施例３の構成とを比較すると、実施例１，３共に、同じ受信装置４を備えている点で同一であるが、実施例３は、実施例１の送信装置３Ａとは異なる送信装置３Ｂを備えている点で相違する。
【０１２２】
（送信装置３Ｂの構成／実施例３）
まず、実施例３による送信装置３Ｂの構成について詳細に説明する。この送信装置３Ｂは、エンコーダ５１，５２、バッファ５３、受信部５４及び送信部５５を備え、エンコーダ５２の後段にバッファ５３が設けられており、可視光通信が切断されたときに、高レート圧縮データの送信から低レート圧縮データの送信に切り替える構成になっている。
【０１２３】
エンコーダ５１は、高レート用のエンコーダであり、カメラ２からベースバンド映像信号を入力し、所定のレート（高レート）にてベースバンド映像信号の映像データをエンコードして高レート圧縮データを生成し、高レート圧縮データを送信部５５に出力する。
【０１２４】
エンコーダ５２は、低レート用のエンコーダであり、カメラ２からベースバンド映像信号を入力し、所定のレート（低レート、エンコーダ５１における高レートよりも低いレート）にてベースバンド映像信号の映像データをエンコードして低レート圧縮データを生成し、低レート圧縮データをバッファ５３に格納する。
【０１２５】
バッファ５３は、エンコーダ５２から低レート圧縮データを入力し、低レート圧縮データをフレーム毎に格納する。バッファ５３は、格納した低レート圧縮データを所定時間保持し、所定時間経過した後、低レート圧縮データを削除する。また、バッファ５３は、受信部５４からフレーム番号を入力すると、そのフレーム番号の低レート圧縮データを送信部５５に出力する。
【０１２６】
受信部５４は、図２に示した受信部３３と同様の処理を行う。また、受信部５４は、受信断を判定すると、低レートのレート切替指示を送信部５５に出力すると共に、送信途中であった映像データのＧＯＰについて、そのＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまでの低レート圧縮データをバッファ５３から順次出力させるために、そのフレーム番号をバッファ５３に順次出力する。また、受信部５４は、そのＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまで低レート圧縮データのパケットを順次送信させるために、シーケンス番号を送信部５５に出力する。
【０１２７】
そして、受信部５４は、受信回復を判定すると、低レート圧縮データのパケットの送信がＧＯＰの最終フレームまで完了した後、高レートのレート切替指示を送信部５５に出力すると共に、高レート圧縮データを送信するためのシーケンス番号を送信部５５に出力する。これにより、送信部５５にて、エンコーダ５１から入力した高レート圧縮データであって、次のＧＯＰの先頭フレームからの高レート圧縮データが順次送信される。
【０１２８】
送信部５５は、エンコーダ５１から高レート圧縮データを入力し、バッファ５３から低レート圧縮データを入力し、さらに、受信部５４からシーケンス番号及びレート切替指示を入力する。送信部５５は、高レートのレート切替指示を入力した場合、高レート圧縮データをパケット毎に分割し、低レートのレート切替指示を入力した場合、低レート圧縮データをパケット毎に分割する。
【０１２９】
送信部５５は、分割した高レート圧縮データまたは低レート圧縮データをパケットに格納すると共に、シーケンス番号を順番にパケットに付加する。そして、送信部５５は、パケットを生成し、可視光の搬送波を用いてパケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置４へ送信する。
【０１３０】
この場合、送信部５５により生成されるパケット（シーケンス番号及び分割圧縮データが含まれるパケット）について、受信部５４は、シーケンス番号と、分割圧縮データと、当該分割圧縮データのフレームが属するＧＯＰとの対応付けを行う。これにより、受信部５４は、受信装置４から受信した受信済シーケンス番号が、どの分割圧縮データに対応し、どのフレームに対応し、また、どのＧＯＰに対応しているかを認識することができる。
【０１３１】
（送信装置３Ｂの処理／実施例３）
次に、図１４に示した送信装置３Ｂの処理について詳細に説明する。図１５は、送信装置３Ｂの処理を示すフローチャートである。まず、送信装置３Ｂのエンコーダ５１は、カメラ２から入力したベースバンド映像信号の映像データを高レートにてエンコードし（ステップＳ１５０１）、送信部５５は、伝送開始時に、高レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットを送信する（ステップＳ１５０２）。これにより、高レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。
【０１３２】
また、ステップＳ１５０１及びステップＳ１５０２の処理と同時に、エンコーダ５２は、カメラ２から入力したベースバンド映像信号の映像データを低レートにてエンコードし（ステップＳ１５０３）、低レート圧縮データをバッファ５３に格納する（ステップＳ１５０４）。
【０１３３】
受信部５４は、受信装置４から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することにより、図５に示した同様の処理にて、受信断であるか否かを判定する（ステップＳ１５０５）。受信部５４は、ステップＳ１５０５において、受信断でないと判定した場合（ステップＳ１５０５：Ｎ）、ステップＳ１５０１による高レートエンコード処理及びステップＳ１５０２によるパケット送信処理、並びにステップＳ１５０３による低レートエンコード処理及びステップＳ１５０４による低レート圧縮データ格納処理が行われる。これにより、常に低レートにてエンコードされた映像データが格納され、受信断でない限り、高レートにてエンコードされた映像データの送信が継続する。
【０１３４】
一方、受信部５４は、ステップＳ１５０５において、受信断であると判定した場合（ステップＳ１５０５：Ｙ）、ステップＳ１５０６へ移行し、低レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。
【０１３５】
受信部５４は、ステップＳ１５０５において、受信断であると判定すると（ステップＳ１５０５：Ｙ）、最後に受信したパケットに含まれる受信済シーケンス番号の次のシーケンス番号に対応するＧＯＰを特定し、そのＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまでの低レート圧縮データをバッファ５３に出力させるためのフレーム番号をバッファ５３に順次出力し、バッファ５３は、受信部５４からフレーム番号を入力すると、そのＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまでの低レート圧縮データを送信部５５に順次出力する（ステップＳ１５０６）。
【０１３６】
送信部５５は、低レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットを送信する（ステップＳ１５０７）。このパケットは、送信装置３Ｂと受信装置４との間の可視光通信が切断されていることから、受信装置４へ到着せず、送信装置３Ｂは、受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することができない。
【０１３７】
ここで、図１５のフローチャートには明示していないが、ステップＳ１５０６による低レート圧縮データ出力処理及びステップＳ１５０７によるパケット送信処理において、ステップＳ１５０３による低レートエンコード処理及びステップＳ１５０４による低レート圧縮データ格納処理が常に行われている。
【０１３８】
受信部５４は、ステップＳ１５０５の処理と同様に、受信装置４から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することにより、受信断であるか否かを判定する（ステップＳ１５０８）。受信部５４は、ステップＳ１５０８において、受信断であると判定した場合（ステップＳ１５０８：Ｙ）、ステップＳ１５０６へ移行し、ステップＳ１５０６による低レート圧縮データ出力処理及びステップＳ１５０７によるパケット送信処理が行われる。
【０１３９】
この場合、送信部５５は、ステップＳ１５０７において、同一シーケンス番号を付加した既送信のパケット（送信していたＧＯＰの先頭フレームにおける最初の低レート圧縮データを格納し、シーケンス番号を付加した同一パケット）を送信する。送信部５５は、受信部５４が新しい受信済シーケンス番号を含むパケットを受信装置４から受信するまでの間、送信装置３Ｂからのパケット送信も切断されていると判断できるから、受信断である限り、同一シーケンス番号を付加したパケットを送信し続ける。
【０１４０】
受信部５４は、ステップＳ１５０８において、受信装置４から受信済シーケンス番号を受信して受信断でないと判定すると（ステップＳ１５０８：Ｎ）、受信が回復した（可視光通信が回復した）と判断する。そして、受信部５４は、低レート圧縮データについて最終フレームまで送信完了し、受信確認済みであるか否かを判定し（ステップＳ１５０９）、すなわち、受信装置４から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号（最終フレームの最後の低レート圧縮データが送信されたパケットに付加されたシーケンス番号）であるか否かを判定する。
【０１４１】
受信部５４は、ステップＳ１５０９において、最終フレームまで送信完了しておらず、最終フレームまで受信確認済みでない（受信装置４から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号でない）と判定した場合（ステップＳ１５０９：Ｎ）、ステップＳ１５０６による低レート圧縮データ出力処理及びステップＳ１５０７によるパケット送信処理が継続する。
【０１４２】
一方、受信部５４は、ステップＳ１５０９において、最終フレームまで送信完了して受信確認済みである（受信装置４から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号である）と判定した場合（ステップＳ１５０９：Ｙ）、ステップＳ１５０１及びステップＳ１５０３へ移行する。この場合、送信部５５は、ステップＳ１５０２において、低レート圧縮データのパケットを送信したＧＯＰの次のＧＯＰから、高レート圧縮データのパケットを送信する。これにより、低レートにてエンコードしたＧＯＰの映像データの送信が完了した後、高レートにてエンコードした映像データの送信が再開する。
【０１４３】
（送信装置３Ｂにおける送信部５５の処理／実施例３）
次に、図１４に示した送信装置３Ｂにおける送信部５５の処理について詳細に説明する。図１６は、送信部５５の処理を示すフローチャートである。まず、送信部５５は、エンコーダ５１から高レート圧縮データを入力する（ステップＳ１６０１）。そして、送信部５５は、高レート圧縮データを所定サイズに分割してメモリに格納する。
【０１４４】
送信部５５は、受信部５４からシーケンス番号及びレート切替指示を入力する（ステップＳ１６０２）。そして、送信部５５は、レート切替指示が高レートを示しているか、または低レートを示しているかを判定する（ステップＳ１６０３）。
【０１４５】
送信部５５は、ステップＳ１６０３において、レート切替指示が高レートを示していると判定した場合（ステップＳ１６０３：レート切替指示＝高レート）、送信対象の高レート圧縮データがメモリに格納されており、送信対象のシーケンス番号が入力されている場合、メモリから分割した高レート圧縮データを読み出し、この高レート圧縮データを格納すると共にシーケンス番号を順番に付加することでパケットを生成し（ステップＳ１６０４）、可視光の搬送波を用いてパケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置４へ送信する（ステップＳ１６０７）。そして、図１６の処理を繰り返す。尚、送信対象の高レート圧縮データがメモリに格納されておらず、または、送信対象のシーケンス番号が入力されていない場合、送信部５５は処理を行わない。
【０１４６】
一方、送信部５５は、ステップＳ１６０３において、レート切替指示が低レートを示していると判定した場合（ステップＳ１６０３：レート切替指示＝低レート）、バッファ５３が低レート圧縮データを出力するのを受けて、バッファ５３から低レート圧縮データを読み出す（ステップＳ１６０５）。送信部５５は、低レート圧縮データを所定サイズに分割してメモリに格納する。
【０１４７】
送信部５５は、送信対象の低レート圧縮データがメモリに格納されており、送信対象のシーケンス番号が入力されている場合、メモリから分割した低レート圧縮データを読み出し、この低レート圧縮データを格納すると共にシーケンス番号を順番に付加することでパケットを生成し（ステップＳ１６０６）、可視光の搬送波を用いてパケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置４へ送信する（ステップＳ１６０７）。そして、図１６の処理を繰り返す。尚、送信対象の低レート圧縮データがメモリに格納されておらず、または、送信対象のシーケンス番号が入力されていない場合、送信部５５は処理を行わない。
【０１４８】
以上のように、実施例３の送信装置３Ｂによれば、映像データを高レートでエンコードし高レート圧縮データを送信し、映像データを低レートでエンコードして低レート圧縮データをバッファ５３に格納している状態において、受信装置４から受信済シーケンス番号を一定時間受信しないことで受信断を判定すると、最後に受信した受信済シーケンス番号の次のシーケンス番号に対応するＧＯＰを特定し、特定したＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまでの低レート圧縮データをバッファ５３から読み出して送信するようにした。この場合、受信断であるから、映像データは送信されない。そして、送信装置３Ｂは、受信装置４から受信済シーケンス番号を受信して受信回復を判定すると、ＧＯＰの先頭フレームから最終フレームまでの低レート圧縮データを送信し、その最終フレームの低レート圧縮データの送信が完了すると（最終フレームの最後の受信済シーケンス番号を受信すると）、高レート圧縮データの送信に戻し、次のＧＯＰの先頭フレームから高レート圧縮データを送信するようにした。
【０１４９】
これにより、実施例１と同様の効果を奏する。つまり、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を継続することができる。
【０１５０】
また、送信装置３Ｂは、高レート用のエンコーダ５１及び低レート用のエンコーダ５２を２つ備え、低レート用のエンコーダ５２の後段にのみバッファ５３を備えるようにした。高レート圧縮データは、高レート用のエンコーダ５１から送信部５５へ直接出力され、低レート圧縮データは、低レート用のエンコーダ５２から出力されてバッファ５３に一旦格納され、そして、低レート圧縮データを送信する際に、バッファ５３から送信部５５へ出力される。
【０１５１】
これにより、低レート圧縮データのみがバッファ５３に格納されるから、ベースバンド映像信号をバッファ３１に格納する実施例１，２に比べ、必要とするバッファ容量を減らすことができる。
【０１５２】
また、実施例３の受信装置４は、実施例１と同じ構成であるから、実施例１と同様の効果を奏する。
【０１５３】
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、実施例３は、実施例１を変形した例としたが、実施例２を変形した例としてもよい。この場合の実施例３の変形例は、送信側において、高レート圧縮データを送信する際に、送信部５５は、新たな高レート圧縮データを入力しておらず、パケット送信が伝送帯域の上限レートに達していない場合、現在送信している同一ＧＯＰのパケット（送信済みのパケット）を繰り返し継続して送信する。そして、送信部５５は、新たな高レート圧縮データを入力しない限り、伝送帯域の上限レートにて、同一ＧＯＰのパケットを繰り返し継続して送信する。一方、送信部５５は、新たな高レート圧縮データを入力した場合、同一ＧＯＰのパケットを繰り返し継続して送信する処理を停止し、入力した高レート圧縮データのパケットを送信する。
【符号の説明】
【０１５４】
１  水中伝送システム
２  カメラ
３  送信装置
４  受信装置
５  映像モニタ
６，７  ケーブル
３１，４３，５３  バッファ
３２，５１，５２  エンコーダ
３３，４１，５４  受信部
３４，４２，５５  送信部
４４  デコーダ
【図１】
2015170962.tif 000003
【図２】
2015170962.tif 000004
【図３】
2015170962.tif 000005
【図４】
2015170962.tif 000006
【図５】
2015170962.tif 000007
【図６】
2015170962.tif 000008
【図７】
2015170962.tif 000009
【図８】
2015170962.tif 000010
【図９】
2015170962.tif 000011
【図１０】
2015170962.tif 000012
【図１１】
2015170962.tif 000013
【図１２】
2015170962.tif 000014
【図１３】
2015170962.tif 000015
【図１４】
2015170962.tif 000016
【図１５】
2015170962.tif 000017
【図１６】
2015170962.tif 000018