(57)【要約】【課題】伝送媒体を介してビデオドーム、スイッチ、記録装置、その他のビデオ監視システム装置に制御コマンドおよびデータをダウンロードする速度を向上させる方法を提供する。【解決手段】ビデオ信号の垂直ブランキング期間中に前記伝送媒体を介して前記制御可能なビデオ装置にコマンドデータを送信するステップ６０４と、制御可能なビデオ装置でコマンドを受信するステップ６０６と、コマンドデータに応答して垂直ブランキング期間中に伝送媒体を介して制御可能なビデオ装置から応答データを送信するステップ６０８とを含むよう構成されたビデオカメラを制御するシステムおよび方法。ＵＴＣプロトコルでビット幅の狭いデータを用いた符号化形式を使用すれば、干渉による誤りを生じさせずにより長い伝搬遅延を可能にでき、システムにおいて使用可能な伝送媒体の長さが延長される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送媒体上でビデオ信号を提供するように構成された制御可能なビデオ装置を制御する方法であって、
前記ビデオ信号の垂直ブランキング期間中に前記伝送媒体を介して前記制御可能なビデオ装置にコマンドデータを送信するステップと、
前記制御可能なビデオ装置で前記コマンドを受信するステップと、
前記コマンドデータに応答して前記垂直ブランキング期間中に前記伝送媒体を介して前記制御可能なビデオ装置から応答データを送信するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記コマンドデータが前記制御可能なビデオ装置の複数の動作特性の調整を行わせるように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記制御可能なビデオ装置はドーム型カメラであり、前記コマンドデータは前記カメラに対するすべての運動軸の制御を行わせるように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記コマンドデータは前記制御可能なビデオ装置の少なくとも１つの動作特性の調整を行わせるように構成され、前記制御可能なビデオ装置は、前記コマンドデータの受信から所定の時間量の経過に応答して、前記少なくとも１つの動作特性の前記調整を制止するように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記応答データは前記制御可能なビデオ装置の警報状況を示すように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コマンドデータは４バイトより大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記コマンドデータは別々の部分として伝送され、前記別々の部分のそれぞれが前記垂直ブランキング期間に複数の水平ラインの関連する１本で伝送される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記応答データは４バイトより大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記応答データは別々の部分として伝送され、前記別々の部分のそれぞれが前記垂直ブランキング期間に複数の水平ラインの関連する１本で伝送される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記コマンドデータおよび前記応答データはそれぞれ４バイトより大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記コマンドデータは別々の伝送データ部分として伝送され、前記別々の伝送データ部分のそれぞれが前記垂直ブランキング期間に第１の複数の水平ラインのうちの関連する１本で伝送され、
前記応答データが別々の応答データ部分として伝送され、前記別々の応答データ部分のそれぞれが前記垂直ブランキング期間に第２の複数の水平ラインのうちの関連する１本で伝送される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の複数の水平ラインは前記垂直ブランキング期間の第１の連続水平ライングループを含み、前記第２の複数の水平ラインは前記垂直ブランキング期間の第２の連続水平ライングループを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１および第２の連続水平ライングループは少なくとも１本の水平ラインで隔てられる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記コマンドデータは４つの前記別々の伝送データ部分で伝送され、前記応答データが４つの前記別々の応答データ部分で伝送される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記別々の伝送データ部分および前記応答データ部分のそれぞれが１６ビットを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ビットのそれぞれが１ビット期間に符号化され、前記ビットのそれぞれの第１の論理値が前記ビット期間中の遷移の存在によって表され、前記ビットのそれぞれの第２の論理値が前記ビット期間中の遷移の欠如によって表される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
伝送媒体上にビデオ信号を伝送するように構成された制御可能なビデオ装置と、
前記ビデオ信号を受信すると共に前記ビデオ信号の垂直ブランキング期間中に前記伝送媒体を介して前記制御可能なビデオ装置にコマンドデータを送信するように構成されたコマンドソースと、
を含み、
前記制御可能なビデオ装置は前記垂直ブランキング期間中に前記伝送媒体を介して前記コマンドソースに応答データを送信するように構成され、前記応答データは前記コマンドデータに応答する、
ビデオシステム。
【請求項１８】
前記制御可能なビデオ装置はドーム型カメラであり、前記コマンドデータは、前記カメラのパン条件、チルト条件、およびズーム条件の制御を行わせるように構成されている、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記コマンドデータは前記制御可能なビデオ装置の少なくとも１つの動作特性の調整を行わせるように構成され、前記制御可能なビデオ装置は、前記コマンドデータの受信から所定の時間量の経過に応答して前記少なくとも１つの動作特性の前記調整を制止するように構成されている、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記応答データは前記制御可能なビデオ装置の警報状況を示すように構成されている、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記コマンドデータおよび前記応答データがそれぞれ４バイトより大きい、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２２】
前記コマンドデータは別々の伝送データ部分として伝送され、前記別々の伝送データ部分のそれぞれが前記垂直ブランキング期間の第１の複数の水平ラインのうちの関連する１本で伝送され、かつ
前記応答データが別々の応答データ部分として伝送され、前記別々の応答データのそれぞれが前記垂直ブランキング期間の第２の複数の水平ラインのうちの関連する１本で伝送される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１の複数の水平ラインが前記垂直ブランキング期間の第１の連続水平ライングループを含み、前記第２の複数の水平ラインが前記垂直ブランキング期間の第２の連続水平ライングループを含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１および第２の連続水平ライングループが少なくとも１本の水平ラインによって隔てられる、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記コマンドデータは４つの前記別々の伝送データ部分で伝送され、前記応答データは４つの前記別々の応答データ部分で伝送される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記別々の伝送データ部分および前記応答データ部分は１６ビットを含む、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ビットのそれぞれが１ビット期間に符号化され、前記ビットのそれぞれの第１の論理値は前記ビット期間中の遷移の存在によって表され、前記ビットのそれぞれの第２の論理値は前記ビット期間中の遷移の欠如によって表される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
伝送媒体上にビデオ信号を提供するように構成された制御可能なビデオ装置を制御する方法であって、
前記ビデオ信号の垂直ブランキング期間の少なくとも１水平ラインの間に前記伝送媒体を介して前記制御可能なビデオ装置にコマンドデータを送信するステップを含み、前記データは複数の符号化ビットを含み、前記ビットのそれぞれは、第１の論理値がビット期間中の遷移の存在によって表され且つ第２の論理値は前記ビット期間中の遷移の欠如によって表される符号化形式を有する、
方法。
【請求項２９】
前記制御可能なビデオ装置で前記コマンドデータを受信するステップと、
前記コマンドデータに応答して前記垂直ブランキング期間中に前記制御可能なビデオ装置から前記伝送媒体を介して応答データを送信するステップと
をさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記応答データは複数の符号化応答データビットを含み、前記応答データビットのそれぞれは、第１の論理値がビット期間中の遷移の存在によって表され且つ第２の論理値が前記ビット期間中の遷移の欠如によって表される符号化形式を有する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記コマンドデータは前記制御可能なビデオ装置の複数の動作特性の調整を行わせるように構成されている、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記コマンドデータは４バイトより大きい、請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
前記コマンドデータは別々の部分として伝送され、前記別々の部分のそれぞれが、前記垂直ブランキング期間に複数の水平ラインの関連する１本で伝送される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３４】
前記コマンドデータは４つの前記別々の伝送データ部分で伝送され、前記別々の部分のそれぞれが１６ビットを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３５】
伝送媒体上にビデオ信号を伝送するように構成された制御可能なビデオ装置と、
前記ビデオ信号を受信すると共に前記ビデオ信号の垂直ブランキング期間中に前記伝送媒体を介して前記制御可能なビデオ装置にコマンドデータを送信するように構成されたコマンドソースと、を備え、
前記データは複数の符号化ビットを含み、前記ビットのそれぞれが、第１の論理値がビット期間中の遷移の存在によって表され且つ第２の論理値が前記ビット期間中の遷移の欠如によって表される符号化形式を有する、
ビデオシステム。
【請求項３６】
前記制御可能なビデオ装置は前記垂直ブランキング期間に前記伝送媒体を介して前記コマンドソースに応答データを送信するように構成され、前記応答データは前記コマンドデータに応答する、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記応答データは複数の符号化応答データビットを含み、前記応答データビットのそれぞれが、第１の論理値が応答データビット期間中の遷移の存在によって表され且つ第２の論理値が前記応答データビット期間中の遷移の欠如によって表される符号化形式を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記コマンドデータは前記制御可能なビデオ装置の複数の動作特性の調整を行わせるように構成されている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３９】
前記コマンドデータは４バイトより大きい、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４０】
前記コマンドデータが別々の部分として伝送され、前記別々の部分のそれぞれが前記垂直ブランキング期間に複数の水平ラインの関連する１本で伝送される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４１】
前記コマンドデータは４つの前記別々の伝送データ部分で伝送され、前記別々の部分のそれぞれが１６ビットを含む、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
伝送媒体上にビデオ信号を提供するように構成された制御可能なビデオ装置にデータをダウンロードする方法であって、
前記ビデオ信号の前記少なくとも１つの垂直フィールド中に前記ビデオ信号の少なくとも１つのアクティブ部分を使用不能にするステップと、
前記ビデオ信号の前記アクティブ部分が使用不能にされている間に前記伝送媒体を介して前記制御可能なビデオ装置に前記データを送信するステップと
を含む方法。
【請求項４３】
前記ビデオ信号は前記少なくとも１つの垂直フィールド中に完全に使用不能にされる、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記データは、前記ビデオ信号の前記少なくとも１つの全垂直フィールド中に前記制御可能なビデオ装置に送信される、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記データは別々の部分として伝送され、前記別々の部分のそれぞれが前記垂直フィールドにおいて複数の水平ラインの関連する１本で伝送される、請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記別々の部分のそれぞれは１６ビットを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記１６ビットのそれぞれは１ビット期間に符号化され、前記ビットのそれぞれの第１の論理値が前記ビット期間中の遷移の存在によって表され且つ前記ビットのそれぞれの第２の論理値が前記ビット期間中の遷移の欠如によって表される、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
伝送媒体上にビデオ信号を送信すると共に、前記ビデオ信号の前記少なくとも１つの垂直フィールド中に前記ビデオ信号の少なくとも１つのアクティブ部分を使用不能にするように構成された制御可能なビデオ装置と、
前記制御可能なビデオ装置によって前記ビデオ信号の前記アクティブ部分が使用不能にされている間に前記伝送媒体を介して前記制御可能なビデオ装置にデータを送信するように構成されたコマンドソースと、
を含むビデオシステム。
【請求項４９】
前記制御可能なビデオ装置は前記ビデオ信号の前記少なくとも１つの垂直フィールド中に前記ビデオ信号を完全に使用不能にするように構成されている、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記コマンドソースは、前記ビデオ信号の前記少なくとも１つの垂直フィールド全体の間に前記制御可能なビデオ装置に前記データを送信するように構成されている、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記コマンドソースは前記データを別々の部分として送信するように構成され、前記別々の部分のそれぞれは前記垂直フィールドの複数の水平ラインの関連する１本の上にある、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５２】
前記別々の部分のそれぞれは１６ビットを含む、請求項５１に記載のシステム。
【請求項５３】
前記１６ビットのそれぞれは１ビット期間に符号化され、前記ビットのそれぞれの第１の論理値が前記ビット期間中の遷移の存在によって表され且つ前記ビットのそれぞれの第２の論理値が前記ビット期間中の遷移の欠如によって表される、請求項５２に記載のシステム。
【請求項５４】
伝送媒体上でビデオ信号を提供するように構成された制御可能なビデオ装置を制御する方法であって、
コマンドソースから前記伝送媒体を介して前記制御可能なビデオ装置に機能コマンドを送信するステップと、
前記コマンドソースに、前記機能コマンドに応答して、前記制御可能なビデオ装置における複数の使用可能な機能の表示を行わせるように構成された応答データを送信するステップと、
前記応答データに応答し、前記制御可能なビデオ装置に前記複数の使用可能な機能のうちの少なくとも１つを実行させるように構成された機能開始コマンドを前記制御可能なビデオ装置に送信するステップと、
を含む方法。
【請求項５５】
前記機能コマンドは、前記コマンドソース上の少なくとも１つのユーザインターフェイス制御のアクティブ化に応答して前記制御可能なビデオ装置に送信される、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記ユーザインターフェイス制御は、前記コマンドソースのユーザインターフェイス上のボタンを含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記応答コマンドは、前記制御可能なビデオ装置における前記使用可能な機能のそれぞれに関連する数値を前記コマンドソースに表示させるように構成されている、請求項５４に記載の方法。
【請求項５８】
前記機能開始コマンドは、前記複数の使用可能な機能の前記少なくとも１つに関連する前記数値の１つを表すデータを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
少なくとも前記機能コマンドおよび前記応答データは前記ビデオ信号の１垂直ブランキング期間中に伝送される、請求項５４に記載の方法。
【請求項６０】
前記機能コマンドおよび前記応答データがそれぞれ別々の部分として伝送され、前記別々の部分のそれぞれが前記垂直ブランキング期間の複数の水平ラインの関連する１本に伝送される、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記別々の部分のそれぞれが１６ビットを含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記１６ビットのそれぞれは１ビット期間に符号化され、前記ビットのそれぞれの第１の論理値が前記ビット期間中の遷移の存在によって表され且つ前記ビットのそれぞれの第２の論理値が前記ビット期間中の遷移の欠如によって表される、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
伝送媒体上にビデオ信号を伝送するように構成された制御可能なビデオ装置と、
前記伝送媒体を介して前記制御可能なビデオ装置に機能コマンドデータを送信させるためのユーザインターフェイス制御を含むコマンドソースと
を含み、
前記制御可能なビデオ装置が前記機能コマンドに応答して前記コマンドソースに応答データを送信するように構成され、前記応答データが前記制御可能なビデオ装置における複数の使用可能な機能の表示を行わせるように構成されている、ビデオシステム。
【請求項６４】
前記コマンドソースは前記応答データに応答して前記制御可能なビデオ装置に機能開始コマンドを送信するように構成され、前記機能開始コマンドが前記制御可能なビデオ装置に前記複数の使用可能な機能の少なくとも１つを実行させるように構成されている、請求項６３に記載のシステム。
【請求項６５】
前記ユーザインターフェイス制御は前記コマンドソースのユーザインターフェイス上のボタンを含む、請求項６３に記載のシステム。
【請求項６６】
前記応答コマンドは前記コマンドソースに、前記制御可能なビデオ装置における前記使用可能な機能のそれぞれに関連する数値を表示させるように構成されている、請求項６３に記載のシステム。
【請求項６７】
前記機能開始コマンドは、前記複数の使用可能な機能の前記少なくとも１つに関連する前記数値の１つを表すデータを含む、請求項６３に記載のシステム。
【請求項６８】
前記コマンドソースおよび前記制御可能なビデオ装置は、前記ビデオ信号の１垂直ブランキング期間中に、前記機能コマンドおよび前記応答データをそれぞれ送信するように構成されている、請求項６３に記載のシステム。
【請求項６９】
前記コマンドソースおよび前記制御可能なビデオ装置が前記機能コマンドおよび前記応答データを別々の部分として伝送するように構成され、前記別々の部分のそれぞれが前記垂直ブランキング期間の複数の水平ラインの関連する１本で伝送される、請求項６８に記載のシステム。
【請求項７０】
前記別々の部分のそれぞれは１６ビットを含む、請求項６９に記載のシステム。
【請求項７１】
前記１６ビットのそれぞれは１ビット期間に符号化され、前記ビットのそれぞれの第１の論理値が前記ビット期間中の遷移の存在によって表され且つ前記ビットのそれぞれの第２の論理値が前記ビット期間中の遷移の欠如によって表される、請求項７０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔制御可能なビデオカメラを用いたビデオ監視システムに関し、より詳細には、ビデオカメラとビデオカメラ制御機器の間の双方向通信を容易にするシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオ監視システムは、従来の方式では、１台または複数のカメラが選択された対象領域を制御可能な方式で監視する閉回路システムとして構成される。ビデオカメラはケーブルを介して制御卓にビデオ信号を送信することができ、そこで信号の切り換え、モニタの監視などが行われる。ビデオ信号を伝送するためのケーブルは、制御卓からカメラ、ビデオマルチプレクサまたはビデオスイッチに情報を伝送するために使用することもできる。例えば、制御卓またはビデオスイッチから、ビデオドーム型カメラのパン／チルト／ズーム（ＰＴＺ）機能、ビデオスイッチ内のビデオソース選択を制御し、カメラ、マルチプレクサまたはビデオスイッチソフトウェアの更新などをダウンロードするためのコマンドを送信することができる。
【０００３】
カメラから制御卓にアナログビデオ信号を伝送するには、同軸ケーブルが通常の媒体として選択されてきた。ビデオ信号と逆方向に制御データを駆動することによってビデオ伝送媒体を介して制御データを伝送するプロセスは、一般に、「同軸上り」（ＵＴＣ）プロトコルと呼ばれている。システムが伝送誤りを含むコマンドに基づいて動作することを防ぐために、従来のＵＴＣ解決方法では、伝送されたコマンドを複数回反復して冗長伝送を提供し、あるいはカメラが受信したコマンドに応答して肯定応答ハンドシェーク信号を提供するための双方向通信を使用する。
【０００４】
不正なコマンドのフィルタ除去は、通常、そのコマンドを受信してその伝送信号のチェックサム、パリティ、またはＣＲＣを検証する装置を必要とする。冗長伝送方法では、連続した同一のコマンドがある場合に限りそれに基づいて動作することができる。しかし、これらの技法を使用した検証は、複数のメッセージが破壊されたときには不可能なこともある。現在の双方向方式は、ビデオ信号の１つの垂直帰線期間中に、例えばカメラなどに、コマンドを送信し、次の垂直帰線期間中にコントローラに肯定（ＡＣＫ）応答メッセージを返信することによってこの問題に対処する。その応答メッセージが否定応答（ＮＡＫ）を示した場合は、コントローラは次の垂直帰線期間でそのコマンドを再送信することになる。この手順は２垂直帰線期間分の待ち時間を生じる。
【０００５】
冗長ＵＴＣプロトコルも双方向ＵＴＣプロトコルも、通常は、ビデオ信号の１垂直帰線期間当たり４バイトのデータ送信／受信だけに限られている。このコマンドサイズ制限によって、ビデオドームカメラのすべての軸での可変速度コマンドデータを単一の伝送にパックすることが不可能になっている。この限られたバイト数を用いると、ビデオドームカメラでの同時パニングおよびチルティングには複数のコマンドが必要になる。
【０００６】
ＵＴＣプロトコルの中には、ビデオ信号の２本の水平ライン期間ごとに１６ビットワードを伝送するものがある。これらの方式は、より短いパルス幅を使用してコマンドワードが２つの水平パルス間に収まるようにする。ＵＴＣコマンドが長距離を伝送されるときは、そのパルスは立上り／立下り時間が遅くなり、受信端で生成されるビデオに対して遅れる。この遅い立上り／立下り時間のために、低コスト検出回路による検出を容易にするためにパルス幅をどれほど狭くできるかが実際上制限される。
【０００７】
１水平ラインにおいて１６ビットワードを送信するときに従来から使用されているパルス幅では、それらのワードが１水平期間の大部分を占める必要がある。１つのＵＴＣコマンドの最後のパルスがカメラからの次の水平同期パルスを妨げないようにするためには、伝送ケーブルの長さを制限する必要がある。例えば、ＲＧ５９同軸ケーブルを用いた場合は、その長さを７６２ｍ（２５００フィート）未満にする必要がある。より幅広いパルスは、それほど容易に立上り／立下り時間が原因で使用可能な限界を超えるほど劣化することはないが、より幅広いパルスでは、コマンドワードのエンドと次の水平同期パルスとの間のマージンが狭くなるので、使用可能なケーブル長が短くなる。
【０００８】
この有用な長さは、カラーバースト信号の前に伝送を開始することによって引き伸ばすことができる。垂直ブランキング中にカラーバースト信号を破壊すると、システム構成によっては、イメージに目立った影響を及ぼすことがある。コマンドをカラーバーストとオーバーラップさせると、カメラ側で弱いコマンドパルスを区別するためのより精巧な検出回路を必要とすることがある。カメラ装置によって送信された応答データは、ビデオ信号と同じケーブル関連の遅延の影響を受ける。
【０００９】
また、公知のシステムは、次の垂直帰線期間でコントローラからＵＴＣデータを取り込み、バッファし、再挿入すると同時に、ビデオドームから埋め込み応答データと共にビデオ信号を再駆動するための複雑な中継器構成も必要としている。単にＵＴＣコマンドの干渉を回避するだけのためには、高価な中継器を必要とせずに伝送媒体路をより長くできることが望ましい。非常に長い伝送媒体および妥当な信号損失を有するシステム、例えば光ファイバケーブルなどでは、ビデオ信号を供給する装置が、逆方向に伝送される水平同期パルスまたはカラーバーストとオーバーラップするコマンドパルスを正確に分離することのできる受信機を備えることが望ましい。ＵＴＣプロトコルの中には、１水平ライン当たり１バイトのデータしか伝送しないものもある。このより小さいデータパケットは、水平同期と干渉することなくより長い伝送遅延を可能にする。１バイトパケットは、より幅広いパルス幅を用いて符号化し、減衰や、長い、または低コストの、低品質電路に伴うより長い立上り／立下り時間に耐え得るようにすることもできる。しかし、１回の垂直ブランキング期間中に双方向通信に使用可能な水平ラインの数が限られているため、１バイトの手法では、全体のコマンドサイズが、１水平ライン当たり１６ビットの方式で使用可能なサイズの半分に限定される。
【００１０】
従来のＵＴＣプロトコルに伴う別の問題は、それらが、一連の４バイトＵＴＣコマンドによって大きなファームウェア更新をダウンロードすることを実際上不可能にすることである。現在のドーム制御システムに新規機能を付加するためには、操作者は事前に番号登録した機能キーまたは複数キーの組み合わせを使用して、その新規機能を制御するコマンドを送信する。大部分のコントローラは、将来の機能のために十分な予約の機能キーを備えていない。複数キーのみ合わせを使用することは、その組み合わせを覚えるのが難しいため使いにくい。さらに、一般的で最も頻繁に使用されるコマンドは、通常、専用のはっきりとマークされたキーを含む。新規の特殊機能はまれにしか使用されない傾向があり、したがって、ラベルやヘルプ画面が最も有益となるはずである。
【００１１】
機能キーまたはキー順によって実施される必要のある機能は、コントローラの製造時には知られておらず、したがって、コントローラ上には表示されていない。コントローラの中には、機能キー用のラベルやヘルプの表示に使用できる画面を備えるものもあるが、それらの機能は製造時に知られている必要があり、あるいは新規機能を付加するときにコントローラ用の更新をインストールする必要がある。新規コマンドを必要とする新規機能を備える新規ビデオドームが開発されると、現場のコントローラをアップグレードする必要があり、あるいは操作者がその新規機能を使用するためのキーまたはキー順を暗記しなければならなくなる。
【００１２】
したがって、従来のＵＴＣ技法は、伝送媒体を介してビデオドーム、スイッチ、記録装置などに制御コマンドおよびデータを伝送する際の効率が悪い。事実、ビデオドーム型装置の単純な動作制御でさえも著しい待ち時間を要する。また、新規ソフトウェア更新の伝送は、非実用的とみなされるほど時間がかかり、既存のシステムに制御機能を付加するのが困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、伝送媒体を介してビデオドーム、スイッチ、記録装置、その他のビデオ監視システム装置に制御コマンドおよびデータをダウンロードする速度を向上させることが求められている。また、ビデオシステムコントローラで新規機能を実現する手軽で効率の良い方法も求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によるシステムは様々な態様を含む。本発明の一態様によれば、伝送媒体上でビデオ信号を提供するように構成された制御可能なビデオ装置、例えば、ビデオカメラを制御する方法が提供される。この方法は、ビデオ信号の垂直ブランキング期間中に伝送媒体を介して制御可能なビデオ装置にコマンドデータを送信するステップ、制御可能なビデオ装置でそのコマンドデータを受信するステップ、およびそのコマンドデータに応答して、同じ垂直ブランキング期間中に制御可能なビデオ装置から伝送媒体を介して応答データを送信するステップを含む。この態様による方法を実施するように構成された、制御可能なビデオ装置およびコマンドソース、例えばコントローラなどを含むビデオシステムも提供される。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、伝送媒体上においてビデオ信号を提供するように構成された制御可能なビデオ装置を制御する方法が提供され、この方法は、ビデオ信号の１垂直ブランキング期間の少なくとも１本の水平ラインの間に伝送媒体を介して制御可能なビデオ装置にコマンドデータを送信するステップを含み、このデータは複数の符号化ビットを含み、このビットはそれぞれ、第１の論理値が１ビット期間中の遷移の存在によって表され、第２の論理値が前記ビット期間中の遷移の欠如によって表される符号化形式を有する。有利には、そうしたデータ形式を使用すると、同じ最小パルス幅を維持しながらビット期間および全体のパケット長をパルス幅符号化技法の３分の２まで短縮することができ、より長い伝送媒体を介して伝送する手段を提供することができる。この別の態様による方法を実施するように構成されたコマンドソースを含むビデオ信号も提供される。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、伝送媒体上でビデオ信号を提供するように構成された制御可能なビデオ装置にデータをダウンロードする方法が提供される。この方法は、ビデオ信号の少なくとも１つの垂直フィールド中にビデオ信号の少なくとも１つのアクティブ部分を使用不能にするステップ、およびそのビデオ信号のアクティブ部分が使用不能である間に伝送媒体を介して制御可能なビデオ装置にデータを伝送するステップを含む。この別の態様による方法を実施するように構成された制御可能なビデオ装置およびコマンドソースを含むビデオシステムも提供される。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、伝送媒体上でビデオ信号を提供するように構成された制御可能なビデオ装置を制御する方法が提供される。この方法は、伝送媒体を介してコマンドソースから制御可能なビデオ装置に機能コマンドを送信するステップ、その機能コマンドに応答するものであり、例えばコントローラその他の装置においてその制御可能なビデオ装置で使用可能な複数の機能を表示させるように構成された応答データをコマンドソースに伝送するステップ、その応答データに応答して、制御可能なビデオ装置に複数の使用可能な機能の少なくとも１つを実施させるように構成された機能開始コマンドを制御可能なビデオ装置に伝送するステップを含む。この態様による方法を実施するように構成された、制御可能なビデオ装置およびコマンドソースを含むビデオシステムも提供される。
【００１８】
本発明を、他の目的、特徴および利点と共によりよく理解するために、以下の詳細な説明を添付の図と併せて参照されたい。図中、類似番号は類似部分を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本明細書では、本発明をその様々な例示的実施形態との関連で説明する。本明細書で説明する実施形態は例示のためのものであり、限定のためのものではないことを理解すべきである。本発明は、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、伝送ケーブルを介した双方向通信を必要とする多種多様なシステムに組み込むことができる。さらに、アナログビデオ信号を送信する際には、同軸ケーブルが通常の媒体として選択されているが、ツイストペア線、光ファイバケーブルなど他の媒体も一般な選択となっていることを、当分野の技術者は理解するであろう。本発明は、どんな具体的な伝送媒体にも限定されるものではない。したがって、本発明によるプロトコルは、それが任意のタイプの伝送媒体と共に用いられることを示すために、より適切には「軸上り」プロトコルと呼ぶことができる。
【００２０】
次に図１を見ると、簡略化した構成図の形で、本発明による閉回路ビデオ監視システム１０の一例が示されている。システム１０は、１台または複数のビデオカメラのオペレーションを制御するシステム制御装置またはコントローラ１２を含む。様々な制御可能ビデオ装置、例えばビデオマトリックススイッチ、ビデオマルチプレクサ、ビデオ記録装置などを他の装置によって制御できること、およびそれらの制御可能な装置が、同じビデオ接続または別の接続を介して他の制御可能な装置を制御するようにも構成できることを、当分野の技術者であれば理解するであろう。本明細書に示す例示的実施形態を簡単にするために、ビデオコマンドソースとビデオ制御可能装置の間の通信に言及する際は、ビデオコントローラを総称的なコマンドソースとして、ビデオカメラまたはビデオドームを総称的な制御可能ビデオ装置として使用する。
【００２１】
続けて図１を参照すると、説明を単純かつ容易にするために、１台のビデオカメラ１４だけが明示的に示されている。システム１０は、図示されない複数のビデオモニタ、および制御装置１２を介して選択されたカメラからのビデオ信号を経路指定するためのマトリックススイッチ１６も含み、それによって選択されたカメラからのビデオ信号が、やはり制御装置１２を介して選択されたモニタ上に表示される。
【００２２】
カメラ１４を含むカメラはそれぞれ、伝送媒体によってマトリックススイッチ１６に接続される。やはり単純化のために、図１の伝送媒体は、カメラ１４に関連付けられたケーブル１８とする。ただしこの伝送媒体は、同軸ケーブル、ツイストペア線、光ファイバケーブル、空気など、カメラからのビデオ信号およびカメラへのコマンド信号を伝送可能な任意の媒体とすることができる。
【００２３】
カメラ１４は、視界方向、ズーム条件、焦点などを含むカメラ運動特性を遠隔操作で変更できるビデオドーム型カメラとすることができる。具体的には、カメラ１４に制御信号が伝送される。カメラ側で受信した制御信号に応答して、モニタがカメラの操作特性を変更するように制御される。
【００２４】
制御コード受信／モータ駆動回路２０は、カメラの一部分として、または別の構成要素として提供することができる。カメラ１４によって生成されるビデオ信号は、カメラ１４から回路２０に出力することができ、次にそこで、マトリックススイッチ１６に伝送するためにそのビデオ信号をケーブル１８に結合する。カメラとの間でのデータまたは信号の伝送への言及は、回路２０がカメラの一部であるかそれともカメラから物理的に分離されているかに関わらず、ビデオ信号が提供されるケーブル１８を介した回路２０との間の伝送を示すものであることを理解すべきである。
【００２５】
制御装置１２で生成されたカメラ制御信号は、カメラ１４に伝送するためにマトリックススイッチ１６によって同軸ケーブル１８に結合される。より詳細には、マトリックススイッチ１６からケーブル１８を介して伝送された制御信号は、受信回路２０で受信、検出され、適当な調整後に、カメラ１４に関連するモニタ（別に図示せず）を制御するために受信回路２０から伝送される。やはり図に見られるように、この受信回路２０は、同軸ケーブル１８を介したビデオおよび制御信号の伝送から生じる損失および周波数依存の影響を補償するための適当な回路を含むこともできる。
【００２６】
当分野の技術者であれば理解するように、ビデオ信号は、ビデオ画面またはモニタ上に１度に１水平ラインとしてイメージを表示させる情報を提供する。このイメージはビデオ画面の左上から始まり、ビデオ信号に応答して水平ラインが左から右に書き込まれる。１本のラインが終わると、次の水平ラインが前のラインの直下に書き込まれる。一手法では、ビデオ信号に応答して水平ラインを書き込むこのプロセスは、第１のビデオフレーム、例えば５２５本の水平ラインが完了するまで繰り返される。次いでビデオ信号は、次のビデオフレームの書込みを開始するために、ビデオ画面の最上部からイメージを再開させる。
【００２７】
より一般的なインターレース法では、各フレームは、それぞれがその画像情報の半分を含む別々のフィールドに分割される。第１のフィールドは奇数番号の水平ラインすべてを含むことができ、第２のフィールドは偶数番号の水平ラインすべてを含むことができる。１つのフィールド、例えば全奇数番号ラインが画面の上から下まで走査された後で、第２のフィールド、例えば全偶数番号ラインが画面の上から下まで走査される。このプロセスは、例えば１秒当たり３０フレームで繰り返されてビデオイメージを生成する。
【００２８】
水平ラインを走査するたびに、走査は画面上にイメージを生成せずに画面左側に戻る。これは、水平ブランキング期間にビデオ信号をブランキングレベルにすることによってなされる。同様に、１フレームおよび／または１フィールドのすべての水平ラインを走査した後で、走査はイメージを生成せずに画面最下部から画面最上部に戻る。これは、垂直ブランキング期間にビデオ信号をブランキングレベルにすることによってなされる。垂直ブランキング期間中には、ビデオ画面上部にある視野の外側で何本かの水平ラインがイメージを生成せずに走査される。例えば、ＮＴＳＣ（米国テレビジョン方式委員会）によって設定された標準によるビデオは５２５本の走査線を含むが、画面上部の４２本、すなわち垂直フィールドごとに２１本ずつの水平ラインは、普通、垂直ブランキング期間中は空白とされる。
【００２９】
有利には、本発明によるシステムおよび方法は、ビデオ信号の任意の垂直ブランキング期間中に、カメラへとカメラからの両方向に最大８バイトのデータを伝送することによってケーブル１８上で双方向通信を実現する。コントローラからのコマンド信号に８データバイトを使用すると、カメラからの８バイトの肯定応答を同じ垂直ブランキング期間中にコマンド信号の直後に続けて伝送することが可能になる。これは、現在のＵＴＣハンドシェークプロトコルに起因するコマンド待ち時間を５０％短縮し、それによってビデオドーム型装置などのビデオカメラのリアルタイム制御性を著しく向上させる。
【００３０】
また、８バイトのコマンド信号は、コマンドヘッダバイト、ＣＲＣチェックやチェックサムバイト、可変ＰＴＺを含むビデオドーム型装置のすべての軸での同時コマンドに十分なスペースを提供する。これは、従来の解決方法と比べると待ち時間を大幅に減少させる。事実、同じ垂直ブランキング期間中に１つのコマンド信号で３軸を同時に制御すると共に肯定応答を送信すると、待ち時間は従来のプロトコルの約６分の１に減少する。
【００３１】
次に図２を見ると、本発明によるコマンド信号形式２００の一例が示されている。図示のように、このコマンド信号は、その垂直ブランキング期間中に水平ライン１１〜１４のそれぞれで２バイトずつ伝送される８バイトのデータを含む。図２で示す各水平ライン番号２０２はＮＴＳＣ方式の一般のライン番号に対応し、奇数フィールド上のライン番号３のエンド、または偶数フィールド上のライン番号３の中央は、垂直ブランキングパルスの開始に対応する。ただし、本発明はＮＴＳＣ／ＥＩＡおよびＰＡＬ／ＣＣＩＴ形式を含めて、どんなビデオ信号形式にも適用可能であることを理解すべきである。
【００３２】
例えば、ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ  Ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｌｉｎｅ（ラインによる位相交替））方式での水平ラインは、普通、１〜６２５までの番号がつけられ、その垂直ブランキングパルスは偶数フィールドでのライン１の先頭または奇数フィールドでのライン３１３の中央である。図示のデータフレームをＰＡＬビデオ標準で使用するために変換するには、偶数フィールドでは識別されたＮＴＳＣ水平ラインから３を引いた番号のラインに、奇数フィールドでは３１０を足した番号のラインにコマンドを出力することができるであろう。このプロトコルの最初の実現として選択され本発明を例示するために使用されるライン番号１１〜１４上で伝送されるデータは、１０〜１３、１２〜１５、あるいは伝送されるビデオ品質を妨げないように選択された他の任意のグループ化など、他のラインの組み合わせに出力することもできることを理解すべきである。
【００３３】
図示のフレーム構造２００は、ビット１５〜８を含む第１のバイト２０４、および水平ライン１１上において伝送される第２のコマンドバイト２０６を含む。ライン１２は第３のコマンドバイト２０８および第４のコマンドバイト２１０を含み、ライン１３は第５のコマンドバイト２１２および第６のコマンドバイト２１４を含む。第７のコマンドバイト２１６は、チェックサムバイト２１８と共にライン１４上で伝送される。
【００３４】
ライン１１上の第１のバイト２０４は、４バイトのメッセージタイプ・インディケータ２２０および４ビットの残りパケット・インディケータ２２２を含むことができる。メッセージタイプ・インディケータ２２０は、ビデオカメラ／ドームに伝送されるコマンドのタイプを示す情報を伝送するために使用することができる。以下の表１に、メッセージタイプコマンドの例を、メッセージタイプ部２２０のビット、すなわちビット１５〜１２の関連する２進値の例と共に示す。
【００３５】
【表１】
2004289843.tif 000003
【００３６】
コントローラおよびビデオカメラ／ドームは、システムの機能に応じて、様々なメッセージタイプを通信するように構成できることを、当分野の技術者は理解するであろう。この４ビットのメッセージタイプ・セクションには、追加のメッセージタイプを個々のビットパターンに関連付ける空間が残されている。
【００３７】
残りパケットインディケータ２２２、すなわち第１のバイト２０４のビット１１〜８は、現在のコマンドまたは応答での後続の８バイトパケットの数を示す２進数を含むことができる。この情報は、カメラ／ドームが受信するパケット数を決定するのに使用することができる。コマンドにおける第２のバイト２０６から第７のバイト２１６までは、カメラ／ドームに特定のコマンドを実現させるコマンドデータ、あるいは、応答の場合には、そのコマンドが完全に受信されたこと、アラーム状況、および／またはカメラ／ドーム構成情報を示す特定のデータを含むことができる。チェックサムバイト２１８は、例えばＣＲＣなど当分野の技術者に知られている様々な方法で、あるいは単に最初の７バイトに対する２進加算を実施することによって形成することができる。
【００３８】
図３に、図２に示した方式においてフォーマットされたカメラ運動コマンド３００の一例を示す。図示のカメラ運動コマンドは、ドーム型カメラのすべての運動軸における制御など、完全なカメラ制御を提供するために、１つの８バイトパケットで伝送することができる。パンおよびチルトの比例制御は、ズームの単一速度または傾斜速度制御、焦点および絞り、操作者によって選択された他の任意の特殊カメラ機能と共に埋め込まれる。
【００３９】
図３に示すコマンドのライン１１上では、００１０を含むメッセージタイプインディケータ２２０ａはこのコマンドがカメラ運動コマンドであることを示し、残りパケットビットは、このコマンドが残りパケットを含まないことを示す。ライン１１上のビット０〜５は、それぞれ、フォーカスイン、フォーカスアウト、ズームイン、ズームアウト、絞り開、および絞り閉のカメラ機能を制御する。これらのビットのいずれかを１に設定すると、関連する機能のカメラ運動を開始することができる。ライン１１のビット６および７は、拡張用に残しておくことができる。
【００４０】
ライン１２では、第３および第４のコマンドバイトはチルトおよびパン制御データを含む。ライン１２上のビット１５はチルト方向を示し、この位置が１である場合はチルト上げ、０である場合はチルト下げを示す。チルト速度は第３のバイトのビット１４〜８で示される。ライン１２上のビット７はパン方向を示し、この位置が１である場合はパン左、０である場合はパン右を示す。パン速度は第４のバイトのビット６〜０で示される。
【００４１】
ライン１３は第５バイト２１２ａのレール制御データ、および第６バイト２１４ａの特殊ドーム機能データを含む。第６のバイトの特殊ドーム機能データは、伝送されたコマンドに関連する特殊ドーム機能を開始させることができる。ビデオカメラ／ドームは、ドームのリセット、ドームメニューの終了および実行、反転（１８０度パン）、自動絞りおよび自動焦点の再開、自己インスタンシエーション機能（後述）の実行、アップルピールパターン（ａｐｐｌｅ  ｐｅｅｌ  ｐａｔｔｅｒｎ）の開始、事前定義パターンの実行などを含めて、様々な特殊ドーム機能を実施するように構成できることを、当分野の技術者は理解するであろう。
【００４２】
ライン１４は第７のバイト２１６ａの補助データ、およびチェックサム２１８ａを含む。補助データは、第６バイトに示す特殊ドーム機能に関連するオペランドを含むことができる。例えば、第６バイトに示すドームのリセットコマンドは、このリセットコマンドの不慮の発生を防ぐために、補助データフィールドに特定のビットシーケンスを必要とすることができる。
【００４３】
図４にカメラ運動コマンド応答の一例を示す。図示のカメラ運動コマンド応答は、例えば図３に示したカメラ運動コマンドに応答してカメラから伝送することができる。一般に、応答信号はコマンド信号と同じ形式であるが、この例示的実施形態では、コマンドと同じ垂直ブランキング期間中に水平ライン１６〜１９上で伝送される。図示の例示的実施形態では、例えばファイバリンク上などで最大２５．７ｋｍ（１６マイル）まで伝送するときに伝送遅延に対応するために、ライン１５上ではコマンドも応答データも伝送されない。しかし、システム伝送遅延があまり大きくない場合は、飛び越しラインなしでデータを伝送することもできることを、当業者は理解するであろう。
【００４４】
コマンド信号形式と同様に、応答信号形式４００は各ライン上で送信される２バイトずつを含み、第１のバイト（応答ではライン１６）にメッセージタイプ２２０ｂおよび残りパケット２２２ｂデータ、第８バイト（ライン１９）にチェックサム２１８ｂを含む。第２から第７までのバイトは、その伝送応答に特有のデータを含むと共に、現在の警報入力およびカメラ／ドーム状況情報を指示するために使用して、警報またはドーム状況情報のための周期的な専用ポーリングコマンドの送信を不要にすることができる。現在のドーム状況の維持に通常必要とされる別のポーリングコマンドを不要にすることによって、さらに制御コマンド待ち時間が短縮され、システムの制御性が改善される。
【００４５】
図示の例示的応答では、ライン１６は、この応答が運動コマンド応答であることを示す００１１を含むメッセージタイプ２２０ｂを含み、残りパケットビット２２２ｂはこの応答が残りパケットを含まないことを示す。ライン１６のビット７〜４は、最後のコマンドからの残りパケット数を示し、ビット３は予約とする。ビット２はパターン実行があるときにそれを示すＰＲビットである。ＰＲビットは、パターンコマンドを処理し、実行しているときは１とし、そのパターンが終了したときは０とすることができる。ビット１は、現在の垂直帰線期間中にパケットが正確なチェックサムと共に受け取られたことを示すＡＣＫビットであり、ビット０は、現在の垂直帰線期間中にパケットが不正確なチェックサムと共に受け取られたことを示すＮＡＫビットとすることができる。
【００４６】
ライン１７はビット１５〜１２に警報入力状態データを含み、ビット１１〜８に、誤警報を防ぐために警報の冗長性を提供する警報入力状態の補数を含む。ライン１７の第４バイト２１０ｂと、ライン１８の第５バイト２１２ｂおよび第６バイト２１４ｂは予約とする。ライン１９の第７バイト２１６ｂは、最後に受け取ったコマンドのチェックサムを含み、第８バイトはこの応答パケットのチェックサム２１８ｂである。
【００４７】
すべての動作制御コマンドが単一のカメラ運動コマンドとして提供されるので、事前定義された期間内にカメラがコマンドを受信しなかった場合は、そのカメラがすべての運動を停止するようにプログラムすることができる。例えば、一実施形態では、約３００ｍｓ以内にコマンドを受信しなかった場合は、カメラがすべての運動を停止するように構成することができる。これは、通信が混乱したときにカメラが受信コマンドを実行し続ける可能性をなくすると共に、カメラの動作を停止させるためにコントローラから別の停止コマンドを送信する必要をなくする。
【００４８】
コマンド信号および応答信号は、個々のシステムで使用可能な、あるいは求められるコマンドおよび応答を通信するために、様々な方式でフォーマットすることができることを当分野の技術者は理解するであろう。一般に、同じ垂直フィールドで１コマンドに８バイトのデータと１応答に８バイトのデータとを提供すると、有利には、ＮＴＳＣ方式（６０Ｈｚ）では３８４０ｂｐｓ（４×１６×６０）、ＰＡＬ方式（５０ｈｚ）では３２００ｂｐｓ（４×１６×５０）の、両方向の有効ビット伝送速度をもたらす。これは、従来のＵＴＣ解決法と比べるとコマンド応答時間および待ち時間の著しい改善を実現し、ビデオ装置のリアルタイム制御性の大幅な改善をもたらすものである。
【００４９】
本発明によるシステムおよび方法は、ビデオ信号に応答してコマンドおよび応答信号を送受信するように、コントローラおよびカメラを適切にプログラミングすることによって実現することができることを、当分野の技術者は理解するであろう。データは、カメラおよび受信機によって様々な形式で符号化することができる。図５Ａに、パルス幅変調符号化形式、ならびにバイフェーズマーク（Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ−Ｍａｒｋ）符号化方式、バイフェーズスペース（Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ−Ｓｐａｃｅ）符号化方式、およびマンチェスタ符号化方式を示す。図５Ａの符号化データは、例えば、０１００１１１００１０１１０ビットシーケンスに対応する。図示のように、パルス幅変調データは、パルス幅Ｐによって表される値を持つビットを含む。これに対して、マンチェスタ符号化方式、バイフェーズマーク符号化方式、バイフェーズスペース符号化方式は、１ビット期間中遷移、例えばＴ１，Ｔ２，Ｔ３などの有無によってビット値を符号化する。
【００５０】
有利には、バイフェーズスペース（ＦＭ０）、バイフェーズマーク（ＦＭ１）、マンチェスタあるいは類似の符号化を用いたデータ符号化は、単純なパルス幅符号化方式と比べてビット幅を３分の２まで狭めることができ、しかも同じ最小の上下パルス幅を持つことができる。これらのデータ符号化形式を使用してビット幅を短縮すれば、１つの１６ビット符号化ワードの期間が４８μｓから３２μｓに短縮される。これで、ケーブル１８長さを著しく延長することができるようになる。例えば、選択された媒体での伝搬速度が５．０９ｎｓ／ｍ（１．５５ｎｓ毎フィート）である場合は、ＦＭ０符号化を使用すれば、次の水平同期パルスとの干渉を引き起こさずに、３１４６．１５ｍ（１０，３２２フィート）ケーブルを延長することができるはずである。ＦＭ０やバイフェーズなどのプロトコルは、最初のパルスの前縁を最初のビットセルの先行する境界であると定義することができると共に最初のビットがどちらの極性でもよいという点で、マンチェスタ符号化方式に優る利点を有することに留意されたい。
【００５１】
コントローラは、ビデオ信号の１垂直ブランキング期間中に、例えばケーブル１８上で１つのコマンド信号を伝送するように構成することができる。このコマンド信号は、前述のように、ライン１１〜１４上で水平同期パルスの後に４つの１６ビットワードを含むことができる。カメラは、コマンドと同じ垂直ブランキング期間中に、ライン１６〜１９上で水平同期パルスの後に４つの１６ビットワードでコマンド信号への応答を送信するように構成することができる。
【００５２】
例示的一実施形態では図５Ｂに示すように、このデータは、２μｓ／ビットの期間Ｐで、最初のビット５０２の前縁５００を、水平同期パルス５０６の前縁５０４から９．７μｓ±５０ｎｓ後に発生する立上りエッジとして符号化された、ＦＭ０／バイフェーズスペースとすることができる。このＦＭ０またはバイフェーズスペース符号化方式では、データビットの極性は、そのビット時間中での遷移の有無によって符号化することができ、遷移の欠如は「１」を示し、ビット時間の中央での遷移は「０」を示す。図５ＢのＦＭ０データは、例えば、１１００１１シーケンスで始まるコマンドパターンに対応する。コマンドまたは応答では、ＦＭ０のハイ状態がブランキングレベルよりも０．７１４Ｖ高いとすることができる。応答で使用される具体的な電圧は、共通モニタのＡＧＣ回路に悪影響を与えないように、ホワイトビデオレベルよりも十分低くする必要がある。コマンド信号または応答信号は、ブランキングレベルのままとすることも、各水平ライン上の最後のビットのエンドでブランキングレベルに戻ることもできる。
【００５３】
そうした実施形態では、カメラまたはコントローラからの伝送データをビットタイミングのプラスマイナス５０ｎｓ以内として、各ビットを同期に使用できるようにすることができる。この許容差では、１つの１６ビットワード長全体の累積許容差は、最初のパルス５０２から最後のパルスの後端までで最大８００ｎｓになるはずである。例えば、１ビットセルの前縁での遷移から測定された０．５μｓから１．５μｓまでのウインドウの内側で検出される遷移は０であると解釈することができる。１ビット時間の中央にあるこのウインドウの外側では、遷移は次のビットの開始時の遷移であると解釈することができる。カメラ側とコントローラ側両方にある検出機構は、水平同期パルスの前縁（５０４など）の約８．５μｓ後に、最初のパルスの前縁を探し始め、その前縁の約３１．５μｓ後までその最初の前縁を探し続けることができる。これによって、最後のパルスを次の水平同期パルスで破壊することなく、ライン長による最大の伝搬遅延が許容される。
【００５４】
図６は本発明の例示的一実施形態による方法６００を示すブロックフロー図である。本明細書で様々な実施形態を示すために使用するブロックフロー図は、個々のステップシーケンスを含む。ただし、このステップシーケンスは、単に、本明細書で述べる一般的な機能をどのように実現できるかの一例を示すにすぎないことが理解できよう。さらに、各ステップシーケンスは、特に示さない限り提示された順序で実行する必要はない。
【００５５】
図示の実施形態では、ビデオシステムにおける双方向データ通信は、例えば垂直同期パルスで示されるような、伝送媒体上を伝送されるビデオ信号の垂直ブランキング期間を待つこと６０２によって本発明による方式で実現することができる。垂直ブランキング期間中には、伝送媒体上でカメラ／ドームにコマンドを伝送する６０４ことができる。このコマンドがカメラ／ドームで受け取られ６０６、カメラは、そのコマンドが伝送された垂直ブランキング期間中にその伝送媒体上で応答を伝送する６０８ことができる。垂直ブランキング期間中には、例えば各水平ライン１１〜１４上での４つの１６ビットワードとして、コントローラからカメラに８バイトのコマンド信号を伝送することができる。このコマンド信号に応答して、カメラからコントローラに８バイトの応答信号を伝送することができる。ライン遅延に対応するために、この応答を１本または複数の水平ライン分だけ遅らせることができる。例えば、この応答を各水平ライン１６〜１９上の４つの１６ビットワードとして伝送することもできる。
【００５６】
本発明によるシステム、例えばシステム１００は、コントローラからビデオカメラに高いデータ転送速度で大量のデータブロックを容易にダウンロードするように構成することもできる。ビデオシステムでは、例えば新規機能を容易にするためのビデオカメラ／ドーム・ファームウエアの更新などのファームウェア更新に対応するためにビデオカメラ／ドームへのデータのダウンロードがしばしば必要とされる。そうしたデータをダウンロードする従来の解決方法は、コマンドおよび／または応答データを伝送する通常の手法に従っている。すなわち、データは、そのサイズや目的に関わりなくＵＴＣコマンド信号プロトコルを使用して伝送されている。しかし、大量のデータブロックをダウンロードするには、例えば各垂直ブランキング期間に４バイトのＵＴＣコマンドを使用する従来のＵＴＣプロトコルは、高いデータ転送速度を実現できない。
【００５７】
もちろん、個々のシステムでデータ転送速度が重大な関心事ではない場合は、本発明によるコマンド信号および／または応答信号をデータで置き換えることによってデータを伝送することもできるであろう。これにより、少なくとも従来の方法を上回るデータ転送速度の向上が可能になるはずである。しかし、本発明によれば、ビデオ信号の少なくとも一部をゲートオフして連続的にデータを伝送することによって非常に高いデータ転送速度を達成することができる。
【００５８】
図７は、本発明による、ビデオカメラ／ドームにデータをダウンロードする方法７００の例示的一実現形態を示すブロックフロー図である。図示のように、その双方向通信が完了するまで少なくとも１つの垂直フィールド中に、ビデオカメラからのビデオ信号の少なくとも一部を使用不能にすること７０２によって、コントローラからビデオカメラ／ドームに大量のデータブロックをダウンロードすることができる。その場合、使用不能とされたビデオ信号は、通常はビデオ信号に使用される同じ伝送媒体上をコントローラからカメラにダウンロードされるデータ７０４で置き換えることができる。ダウンロードが完了すると、カメラからのビデオ信号を復元すること７０６ができる。
【００５９】
一実施形態では、ダウンロード中のビデオ同期を維持するために、その垂直フィールド中に、アクティブなビデオ信号だけ、すなわち水平および垂直同期パルスを除くビデオ信号全体を使用不能にすることができる。アクティブなビデオを使用不能にするために、カメラは、データがダウンロードされることを示すコントローラからのコマンドに応答して、アクティブなビデオを一定の黒レベルで置き換えることができる。次いでコントローラは、そのアクティブビデオ信号を、そのフィールドのアクティブなビデオラインのそれぞれで伝送される、例えば１６ビットワードなどのデータで置き換えることができる。ＮＴＳＣ飛び越し走査方式では、これによって、各垂直フィールド中の２４７本の各アクティブビデオライン上でデータを伝送することが可能になるはずである。ＮＴＳＣ方式またはＰＡＬ方式で結果として生じるデータ転送速度は、約２３７Ｋｂｐｓになる（ＮＴＳＣ：２４７ライン／フィールド×１６ビット／ライン×６０フィールド／秒またはＰＡＬ：２９７×１６×５０）。この手法は、現在のＵＴＣ環境でのダウンロードの方法と比べて著しい改善を実現するが、アクティブなビデオ全体に通信パルスが挿入されると、そのビデオを通常の動作に使用できなくなることがある。したがって、ダウンロード中には完全にビデオ信号を使用不能にすることが望ましいと考えられる。
【００６０】
通常のビデオ同期が必要とされない場合、あるいは別の代用同期方法が実現される場合は、ビデオ信号を完全に使用不能にすることができる。ビデオ信号を完全に使用不能するときには、例えば、コントローラおよびカメラでの標準のＵＡＲＴ、ＳＣＣコントローラなどの適切な構成によって、カメラがそのビデオ伝送媒体を、専用の２ポイントツーポイント、双方向データ通信媒体として使用するように構成することができるであろう。この手法は、使用するデータ通信技術による制限だけしか受けない、大量のデータパケットの極めて高いデータ速度転送を可能にする。
【００６１】
本発明によるビデオシステムは、システムコントローラを更新せずに将来のカメラ／ドーム機能の制御およびオンラインヘルプを付加するための特殊なカメラ／ドーム機能コマンドの自己インスタンシエーションを提供するように構成することもできる。本明細書で述べる自己インスタンシエーションは、制御機器とカメラ機器の間の通信方法とは無関係に実現できることを理解すべきである。自己インスタンシエーション方法は、別個の制御およびビデオケーブルを備えるシステム、および／または無線周波数または赤外線通信に基づくシステムで実現することができる。
【００６２】
図８は、本発明による特殊ドーム機能の自己インスタンシエーションを実施する方法８００の例示的一実施形態を示すブロックフロー図である。図示のように、自己インスタンシエーションは、例えば、図３に示したコマンド信号形式３００の第６のバイト２１４ａに適当なビットシーケンスを含むことによって、コントローラからカメラに特殊ドーム機能コマンドを送信すること８０２によって実現することができる。カメラは、その特殊ドーム機能コマンドを受信し８０４、コントローラにカメラ機能のメニューを表示させる応答を送信することによってそのコマンドに応答する８０６ように構成することができる。操作者は、コントローラに表示される機能の１つを選択し、カメラに送信して対応する特殊機能を実施させるコマンドをトリガする８０８ことができる。本発明による自己インスタンシエーションをサポートするようにプログラムされたカメラは、必要に応じてコントローラに新規の特殊機能ヘルプ情報をダウンロードすることができ、それによって、新規カメラ／ドームシステム上で新規機能が使用可能になったときにコントローラを更新する必要が完全になくなる。
【００６３】
例示的一実施形態では、本発明によるコントローラ１２ａは、例えば図９に示すように、ドーム機能ボタン９０４など、ユーザインターフェイス制御を備えるインターフェイス、および数字キーパッド９０２を含むことができる。キーパッド９０２における事前の数字入力なしで、例えばドーム機能ボタンを押し下げるなど、ユーザインターフェイス制御をアクティブにすると、自己インスタンシエーション・コマンドをカメラ／ドームに送信させ、ドームに現在使用可能な特殊ドーム制御機能（フリップ、カットフィルタイン／アウト切替え、自動焦点／絞りリセット、ドームセットアップモード入力、広ダイナミックレンジモード切替えなど）の番号付きメニューリストを表示させることができる。これは、ヘルプ表示画面を備えていないコントローラによる特殊機能コマンドを容易にすることができる。コントローラ側でディスプレイが使用可能な場合であっても、大部分のドームや一部のカメラで使用可能なより大きな画面上のテキストオーバーレイ能力があれば、それは特殊機能ヘルプ情報を表示するためのより使いやすい方法であると考えられる。コントローラ側でディスプレイが使用できない場合は、使用可能なコマンドの一覧を別の装置で、例えばシステムに接続された印刷装置からの印字出力によって表示することもできる。
【００６４】
メニューリスト上の各項目は、関連する数値、例えば１２５５などで表示させることができる。特別にリストされた機能に関連する数値をキーパッド９０２で入力して、ドーム機能ボタン９０４を押すと、コントローラから、その特殊機能コマンドおよび入力番号をドームに送信させることができる。ドームは、有効な番号と共にその特殊ドーム機能コマンドを受信すると、そのメニューが以前に表示されたかどうかに関わらず、その選択された機能を実施する。そのメニューが以前に表示された場合は、ドームは、そのコマンドに応答してコントローラ画面からそのメニューを消去することもできる。その機能が完了すると、ドームは通常の動作を再開することができる。メニューが表示されている間に、数値入力せずにドーム機能ボタン９０４を押すと、画面からメニューを消去し、通常の動作を再開することができる。
【００６５】
ドーム機能ボタン９０４などのユーザインターフェイス制御は、どんなタイプのコントローラインターフェイスとでも操作できるように、例えばグラフィカルユーザインターフェイスでの画面ボタンや、従来のキーボードコントローラ上のハードキーなど、様々な形をとることができることを、当分野の技術者は理解するであろう。ユーザインターフェイス上にローカルテキストディスプレイ９０６を備えるコントローラでは、二方向データ通信を使用してドームからコントローラ上のローカルディスプレイのために番号付きメニューを取り出すことができる。その場合、コントローラ１２ａでは、改訂されたドーム機能ボタンラベルを連続して表示することができ、ビデオディスプレイ上で特殊機能メニューを引き出す必要がなくなる。
【００６６】
画面上のドームメニューは、使用可能な特殊機能に関連するデフォルトの数値を割り振りし直せるように構成することもできる。これによって、新規の必要な制御コードを得るためにわかりにくい機能キーや複数キーの組み合わせを使用することを必要とせずに、新規の機能を実現することができる。各機能は最初に機能のメニューを表示させずに選択することができるので、ユーザは、該当する番号を知った後では、機能をより速く選択できるようになる。
【００６７】
本発明の各実施形態で説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、あるいはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせ、および公知の信号処理技法を使用したビデオカメラ／ドーム、コントローラまたは他のビデオシステムコンポーネントとして実現できることが理解されるであろう。ソフトウェアとして実現される場合は、プロセッサおよび機械可読媒体が必要とされる。このプロセッサは、本発明の各実施形態で必要とされる速度および機能の提供が可能な任意のタイプのプロセッサとすることができる。例えば、このプロセッサは、インテル社製造のペンティアム（登録商標）プロセッサファミリ、あるいはモトローラ製造のプロセッサファミリからのプロセスとすることができる。機械可読媒体は、プロセッサによって実行されるように適合された命令を記憶できる任意の媒体を含む。そうした媒体の例には、それだけに限らないが、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去およびプログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去およびプログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードドライブなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭなど）、およびディジタル情報を記憶できる他の任意の装置が含まれる。一実施形態では、命令は圧縮および／または暗号化された形式で媒体上に記憶される。
【００６８】
本明細書で使用する際、「プロセッサによって実行されるように適合された」という句は、圧縮および／または暗号化形式で記憶された命令、ならびに、プロセッサによって実行される前にインストール者がコンパイルまたはインストールする必要のある命令を包含するものである。さらに、これらのプロセッサおよび機械可読媒体は、そのプロセッサからアクセス可能であり、コンピュータプログラム命令およびデータの組み合わせを記憶することの可能な、様々な入出力コントローラを介した機械可読記憶装置の様々な組み合わせを含むことのできるより大規模なシステムの一部とすることもできる。
【００６９】
したがって、ビデオ信号の垂直ブランキング期間中にビデオ信号伝送媒体を介してビデオカメラ／ドームに完全なカメラ制御を提供するビデオカメラコマンドを提供するためのシステムおよび方法が提供される。コマンドが伝送されたのと同じ垂直ブランキング期間中にカメラ／ドームによって応答が提供される。これによって、従来のＵＴＣ解決方法と比べるとコマンド応答時間が著しく向上し、警報待ち時間が短縮され、かつシステム通信オーバーヘッドが低減して、ビデオカメラ／ドーム装置のリアルタイム制御性が大幅に向上する。本発明によるシステムおよび方法は、従来の手法と比べてパルス幅の狭い符号化方式も実現することができ、それによって双方向制御とビデオ信号の伝送の両方に使用される伝送媒体の有用な長さの大幅な延長を容易にする。
【００７０】
本発明の別の態様によれば、ビデオ信号の少なくとも一部を使用不能にし、データを連続して伝送することによって、非常に高いデータ転送速度での大量のデータブロックのダウンロードを可能にするようにビデオシステムを構成することができる。これによって、ビデオカメラ／ドームへの大きなファームウェア更新のダウンロードの効率が大幅に向上する。また、本発明によるシステムは、自己インスタンシエーション機能を提供するように構成することもでき、それによって、新規の必要な制御コードを得るためにわかりにくい機能キーや複数キーの組み合わせを使用することを必要とせずに、新規のビデオカメラ／ドーム機能を実現することができる。
【００７１】
本明細書で説明した各実施形態は、本発明を利用する複数の実施形態の一部にすぎず、本明細書では限定としてではなく例示として言及されている。例えば本明細書では、８バイトコマンドおよび８バイト応答を含む例示的コマンドおよび応答形式を論じている。しかし、本発明による方式で１つの垂直ブランキング期間中に、異なるバイト数や異なる形式を含むコマンドおよび／または応答を伝送することもできる。さらに、本明細書で述べた様々な特徴および利点は、組み合せることも別々に使用することもできる。当分野の技術者には容易に明らかとなる他の多くの実施形態を、本発明の精神および範囲から実質的に逸脱することなく実施できることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明による方法が適用される閉回路ビデオ監視システムの例示的一実施形態を示す概略的構成図である。
【図２】本発明によるコマンドおよび応答データ形式の一例を示す図である。
【図３】本発明によるカメラ運動コマンドデータ形式の一例を示す図である。
【図４】本発明によるカメラ運動応答データ形式の一例を示す図である。
【図５Ａ】本発明によるシステムで有用な例示的符号化方式を示す電圧対時間図である。
【図５Ｂ】水平同期パルスに対する、本発明によるシステムでのコマンドおよび応答データ例示的タイミングを示す電圧対時間図である。
【図６】本発明による、ビデオカメラを制御する方法の一例を示すブロックフロー図である。
【図７】本発明による、ビデオカメラにデータをダウンロードする方法の一例を示すブロック流れ図である。
【図８】本発明による、自己インスタンシエーション方法の一例を示すブロックフロー図である。
【図９】本発明によるコントローラの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  閉回路ビデオ監視システム
１２  コントローラ
１４  カメラ
１６  マトリックススイッチ
１８  ケーブル
２０  制御コード受信／モニタ駆動回路
９００、１２ａ  コントローラ
９０２  キーパッド
９０４  ドーム機能ボタン
９０６  ローカルテキストディスプレイ
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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