(57)【要約】【課題】  狭帯域のＩＰネットワークによって画像・音声データの双方を伝送するマルチメディア通信において、画像データに割り当てられた画像帯域を超過せずに適切な画像品質の保持を可能とし、音声の品質低下や遅延を抑止する。【解決手段】  画像入力ポート１１と、１０ＢＡＳＥ‐Ｔ／１００ＢＡＳＥ‐ＴＸ等のＬＡＮインタフェース制御部１５と、予め設定された画像圧縮符号化速度と画像パケット長で画像データを圧縮符号化する画像圧縮符号化制御部１２と、と、画像帯域制御部処理待ちキュー１３と、画像帯域およびパケット長を制御する画像帯域制御部１４と、画像パラメータを設定する保守制御部１６とを備えた画像符号化装置１．【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像入力ポートと、ＬＡＮインタフェースとを具備し、画像を圧縮符号化する画像圧縮符号化手段と、ＬＡＮ上でＩＰベースによる端末間接続を行う端末間接続手順および端末間でデータを伝送する端末間伝送手順と、画像圧縮符号化データの画像送信パケットサイズを制御する画像送信パケットサイズ制御手段と、画像帯域を制御する画像帯域制御手順を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
ＬＡＮインタフェースが１０ＢＡＳＥ−Ｔ／１００ＢＡＳＥ−ＴＸポートである請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項３】
狭帯域のＩＰネットワークにて画像データおよび音声データ通信中に独自手順等のプロトコルによる画像パケットの再送が発生した場合に、画像圧縮符号化データの画像送信パケットサイズおよび画像帯域を制御して、画像品質を維持し、音声の品質低下や遅延を抑止することを特徴とする画像符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像入力ポートとＬＡＮインタフェースとして１０ＢＡＳＥ−Ｔ／１００ＢＡＳＥ−ＴＸポートを有しデータ通信機能を有する画像符号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の画像信号の各々をディジタル化しさらに圧縮した画像データに変換する画像圧縮部と、画像データをセル化するためのセル組立部と、セル組立部からのセルをスイッチングするスイッチング部と、伝送路の帯域が該画像データの各々を同時に伝送するために必要な帯域の総和より低い値となるように、該セル組立部を制御する帯域制御部とを備えた画像伝送装置において、画像圧縮符号化データを伝送路の帯域より低い値にあるように画像圧縮率を制御する帯域制御方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００‐２０９５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の技術では、複数の画像データの各々を同時に伝送するために必要な帯域の総和より低い値に帯域制御されるが、画像送信パケットサイズの制限は配慮されておらず、狭帯域のＩＰネットワークによって音声データと画像データを伝送するマルチメディア通信では、画像データによって伝送帯域が占有されてしまい、音声の品質低下や遅延を生じるという問題があった。
【０００４】
本発明は、狭帯域のＩＰネットワークによって画像データおよび音声データの双方を伝送するマルチメディア通信において、予め画像データと音声データに帯域を割り当て、画像データに割り当てられた画像帯域を超過せずに適切な画像品質の保持を可能とするとともに、音声の品質低下や遅延を抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、画像符号化装置に、画像入力ポートと、１０ＢＡＳＥ‐Ｔ／１００ＢＡＳＥ‐ＴＸ等のＬＡＮインタフェース制御部と、予め設定された画像圧縮符号化速度と画像パケット長で画像データを圧縮符号化する画像圧縮符号化制御手段と、ＬＡＮ上でＩＰベースによる端末間接続を行う端末間接続手順および端末間でＩＰパケットの伝送を行う伝送手順と、画像圧縮符号化データの画像送信パケットサイズを制御する画像送信パケットサイズ制御手段と、画像符号化の速度を制御する画像帯域制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、狭帯域のＩＰネットワーク上で画像データおよび音声データを伝送するマルチメディア通信において、画像データに割り当てられた画像帯域を超過せずに適切な画像品質を保持した画像伝送を可能とし、さらに音声の品質低下や遅延を抑止した音声伝送を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の適用が想定される監視系などにおけるマルチメディア通信システムの最小の構成例を示す。本明細書では、対向して設けられた同様な装置においては、一方の装置にＡを対向する装置にＢを付している。
【０００８】
図１に示すマルチメディア通信システムは、画像入力装置５１および保守操作用装置３が接続された画像符号化装置１と、電話機５５Ａを収容したＶｏＩＰ（ｂｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ）装置２Ａ等とをＬＡＮ４Ａを介してルータ６Ａに接続し、画像出力装置８が接続されたデコーダ端末９と、対向側電話機５５Ｂを収容した対向側ＶｏＩＰ装置２Ｂ等とをＬＡＮ４Ｂを介して対向側ルータ６Ｂに接続し、ルータ６Ａと対向側ルータ６Ｂとを、ＩＰ網７を介して接続して構成される。
【０００９】
画像入力装置５１は、例えば、金融機関などの無人店舗内に配置されたビデオカメラ等の画像入力装置であり、撮像したアナログ画像データを画像符号化装置１へ送出する手段である。
【００１０】
画像符号化装置１は、画像入力ポートに接続されたカメラ等の画像入力装置５１からのアナログ画像データを、変更可能な画像圧縮速度で圧縮符号化し、圧縮符号化されたディジタル画像データを所定の画像パケット長以内の大きさとして、所定の周期でＬＡＮ４Ａ上に送出する手段である。
【００１１】
保守操作用装置３は、画像符号化装置１における画像圧縮速度や画像パケット長などの画像パラメータを外部から予め設定／変更する手段である。
【００１２】
ＶｏＩＰ装置２Ａは、電話機５５Ａからの音声信号をＩＰパケットに変換してＬＡＮ４Ａ上に送出するとともに、ＬＡＮ４Ａ上から受信したＩＰパケットを音声信号に変換して電話機５５Ａに出力する手段である。
【００１３】
電話機５５Ａは、アナログ電話機である。
【００１４】
ＬＡＮ４Ａは、画像符号化装置１、ＶｏＩＰ装置２Ａなどが接続されるＬＡＮであり、１０ＢＡＳＥ‐Ｔ／１００ＢＡＳＥ‐ＴＸなどで動作する。ＬＡＮ４Ａには、上記画像符号化装置１およびＶｏＩＰ装置２Ａなどの他に、図示を省略したＡＴＭ（自動現金支払機）装置などデータ端末が接続され、それぞれの装置のＩＰパケットに対して所定の帯域が割り振られている。
【００１５】
ルータ６Ａは、画像転送用の論理チャネルを生成し、ＬＡＮ４上の画像ＩＰパケットをＩＰ網７上へ送出する手段である。また、ルータ６Ａは、音声転送用やデータ転送用の論理チャネルを生成しＬＡＮ４Ａ上の音声転送用ＩＰパケットやデータ転送用ＩＰパケットをＩＰ網７上へ送出する手段である。
【００１６】
ＩＰ網７は、ルータ６Ａと対向側ルータ６Ｂとの間でＩＰパケットを伝送する通信網である。
【００１７】
デコーダ端末装置９は、ＩＰ網７からＬＡＮ４Ｂを介して受信した画像データを伸張し復号化して画像出力装置８へ出力する装置である。
【００１８】
画像出力装置８は、モニタ／テレビなどの表示装置で、伸張復号化された画像信号を表示する手段である。
【００１９】
対向側ＶｏＩＰ装置２Ｂは、ＬＡＮ４Ｂ上のＩＰパケットを音声データに変換して対向側電話機５５Ｂへ送出するとともに、対向側電話機５５Ｂからの音声信号をＩＰパケットに変換してＬＡＮ４Ｂ上へ送出手段である。
【００２０】
対向側電話機５５Ｂは、アナログ電話機である。
【００２１】
ＬＡＮ４Ｂは、デコーダ端末９、ＶｏＩＰ装置２Ｂなどが接続されるＬＡＮであり、１０ＢＡＳＥ‐Ｔ／１００ＢＡＳＥ‐ＴＸなどで動作する。ＬＡＮ４Ｂには、上記デコーダ端末９およびＶｏＩＰ装置２Ｂなどの他に、ＡＴＭ（自動現金支払機）装置などからのデータを受信する図示を省略した端末装置が接続され、それぞれの装置のＩＰパケットが所定の帯域に割り振られている。
【００２２】
音声通信は、ＶｏＩＰ装置２Ａと、ルータ６Ａを介してＩＰ網７を経由し通信対向の対向側ルータ６Ｂに接続された対向側ＶｏＩＰ装置２Ｂと、音声転送用のチャネルを生成し、ＶｏＩＰ装置２Ａに接続された電話機５５Ａと、対向側ＶｏＩＰ装置２Ｂに接続された対向側電話機２Ｂにて行われる。
【００２３】
図２を用いて、本発明にかかる画像符号化装置１の機能構成を説明する。画像符号化装置１は、画像入力ポート１１と、画像圧縮符号化制御部１２と、画像帯域制御部送信処理待ちキュー１３と、画像帯域制御部１４と、ＬＡＮインタフェース制御部１５と、保守制御部１６とを有して構成される。
【００２４】
画像入力ポート１１は、画像入力装置５１からの画像データが入力される入力ポートである。
【００２５】
画像圧縮符号化制御部１２は、カメラ等の画像入力装置５１と接続され、画像帯域に合わせた、すなわち保守用操作装置３から設定された帯域に対応する画像圧縮速度で画像を圧縮し符号化する画像圧縮符号化処理と、画像圧縮符号化データを保守操作用装置３から指定されたパケット長以下に分割する処理を行う手段である。
【００２６】
画像帯域制御部送信処理待ちキュー１３は、画像圧縮符号化制御部１２で生成した所定のパケット長以下の圧縮符号化送信画像パケットを順次格納する働きを有する手段である。
【００２７】
画像帯域制御部１４は、画像帯域制御部送信処理待ちキュー１３から取り出した圧縮符号化送信画像パケットを、保守操作用装置３から保守制御部１６を介して設定された画像パラメータに基づいて画像帯域制御処理と画像圧縮符号化データの画像送信パケットサイズ制御処理を行う手段である。画像帯域制御部１４は、圧縮符号化送信画像パケットにＲＴＰプロトコルのヘッダを付加する。
【００２８】
ＬＡＮインタフェース制御部１５は、端末間による画像転送用の論理チャネル生成処理と、画像パケットの伝送プロトコルカプセル化処理と、画像パケットの再送処理等の独自手順処理等を行う手段である。ＬＡＮインタフェース制御部１５は、ＲＴＰプロトコルヘッダが付加された圧縮符号化送信画像パケットにＵＤＰ／ＩＰヘッダを付してＬＡＮ４Ａ上に送出する。
【００２９】
保守制御部１６は、保守操作用装置３と接続され、画像１パケット分の最大長（画像パケット超）および画像帯域（画像圧縮速度）等の構成情報を設定する手段である。
【００３０】
次に、本発明にかかる画像符号化装置１が実行する画像パケット転送シーケンスの１形態を、図３を用いて説明する。画像符号化装置１は、装置の立ち上がり時、画像帯域制御部１４から画像圧縮符号化制御部１２に対し画像パラメータ設定Ｐ１を通知し（Ｓ１）、画像圧縮符号化制御部１２に、画像帯域すなわち画像圧縮速度および画像１パケット分の最大長（画像パケット長）を設定する（Ｓ２）。なお、画像パラメータ情報は、構成情報にて保守操作装置３により設定される。また、画像１パケット分の最大長は、ユーザによる手動設定と画像帯域制御部１４による自動設定のいずれかを選択できる。
【００３１】
画像圧縮符号化制御部１２は、画像入力装置５１から画像伝送が開始されると（Ｓ３）、画像パラメータで設定された画像帯域（画像圧縮速度）にあわせた画像圧縮符号化処理を開始する（Ｓ４）。
【００３２】
ＬＡＮインタフェース制御部１５は、画像入力装置５１からの画像伝送が開始されると、対向ルータ６Ｂに対し画像転送用の論理チャネルを生成する（Ｓ５）。論理チャネルが生成されると、ＬＡＮインタフェース制御部１５から画像帯域制御部１４に対し画像チャネルオープンＰ２を通知する（ステップＳ６）。
【００３３】
画像帯域制御部１４は、画像圧縮符号化制御部１２に対し画像チャネルオープンＰ３を通知し（Ｓ７）、画像帯域制御処理待ちキュー１３から周期的（例えば、１０ｍｓ）に画像パケットの取り込み処理を開始する。
【００３４】
ステップＳ７で画像チャネルオープンＰ３を通知された画像圧縮符号化制御部１２は、ステップＳ１の画像パラメータ設定で取得した画像１パケット分の最大長に合わせ画像圧縮符号化データを分割して画像パケットを生成し（Ｓ８）、画像帯域制御部処理待ちキュー１３に対し画像パケットのキューイングＰ４を行う（Ｓ９）。
【００３５】
周期的に画像パケットの取り込み処理を行っている画像帯域制御部１４は、画像帯域制御部処理待ちキュー１３に画像パケットがキューイングされている場合、キューイングチェックＰ５を行い（Ｓ１０）、周期時間と画像パケット長により帯域を算出し画像帯域より低い場合、画像パケットを取り込みＰ６（Ｓ１１）、ＬＡＮインタフェース制御部１５に対し画像パケットＰ７を送信する（Ｓ１２）。
【００３６】
画像パケットＰ７を受信したＬＡＮインタフェース制御部１５は、画像転送用の論理チャネルに伝送プロトコルをカプセル化した画像パケット（ＩＰデータ）Ｐ８をルータ６Ａ側へ送信する（Ｓ１３）。
【００３７】
画像帯域制御部１４は、画像圧縮符号化制御部１２からの画像パケットＰ９のキューイング（Ｓ１４）に対しキューイングチェックＰ１０を行い（Ｓ１５）、周期時間と画像パケット長により帯域を算出し、算出した帯域が画像帯域より大きくなる場合、画像パケットの取り込みを行わない（Ｓ１６）。
【００３８】
画像帯域制御部１４の次周期にて、キューイングチェックＰ１１を行い（Ｓ１７）、周期時間と画像パケット長により帯域を算出し画像帯域より低い場合、画像パケットを取り込みＰ１２（Ｓ１８）を行い、ＬＡＮインタフェース制御部１５に対して画像パケットｐ１３を送信する（Ｓ１９）。
【００３９】
ＬＡＮインタフェース制御部１５は、画像転送用の論理チャネルに伝送プロトコルをカプセル化し画像パケットデータＰ１４をルータ６Ａへ送信する（Ｓ２０）。
【００４０】
以上の処理により、画像圧縮符号化データの画像送信パケットサイズ制御と画像帯域制御が可能となり、画像帯域を超過せず伝送を行うことができる。
【００４１】
次に、本発明の他の実施の態様について、図４および図５を用いて説明する。図４は、独自手順による再送要求発生時の画像帯域制御動作シーケンスを表わしたものであり、図５は、再送要求（独自手順データ）の独自手順パケットフォーマットを表わしたものである。
【００４２】
画像通信中（Ｓ３１）に対向側ルータ６Ｂに対して画像パケットが届かない場合、端末間の独自手順により再送要求（ＩＰデータ）が対向側から送信される。ルータ６Ａが、再送要求（ＩＰデータ）を受信すると、ＬＡＮインタフェース制御部１５へ再送要求（ＩＰデータ）Ｐ２１を転送する（Ｓ３２）。ＬＡＮインタフェース制御部１５は、ＩＰデータから独自手順データに変換し、画像帯域制御部１４に対し再送要求（独自手順データ）Ｐ２２すなわち再送要求独自手順パケットを送信する（Ｓ３３）。
【００４３】
図５に示すように、再送要求（独自手順データ）の独自手順パケットフォーマットを示す。再送要求独自手順パケットは、ＩＰヘッダ７１、ＵＤＰヘッダ７２、再送要求やフレーム番号などを記述した独自ヘッダ７３、データ部７４にて構成され、独自ヘッダより再送要求等のメッセージを識別できる。
【００４４】
再送要求独自手順パケットＰ１２を受信した画像帯域制御部１４は、再送画像パケットを送信するため画像帯域が超過しないよう画像圧縮符号化制御部１２に対し画像帯域縮小要求Ｐ２３を通知し（Ｓ３４）、画像圧縮符号化処理における帯域縮小（圧縮符号化速度を低下させる）を行い（Ｓ３５）、ＬＡＮインタフェース制御部１５に対し再送画像パケットＰ２４を送信する（Ｓ３６）。
【００４５】
再送画像パケットＰ２４を受信したＬＡＮインタフェース制御部１５は、画像転送用の論理チャネルに伝送プロトコルをカプセル化し、再送画像パケット（ＩＰデータ）Ｐ２５をルータ６Ａ側へ送信する（Ｓ３７）。
【００４６】
画像圧縮符号化制御部１２は、帯域圧縮された圧縮符号化速度で画像圧縮処理を行い、画像帯域制御部待ちキュー１３へ画像パケットをキューイングＰ２６する（Ｓ３７）。
【００４７】
画像帯域制御部１４は、周期動作により画像パケットのキューイングに対してキューイングチェックＰ２７を行い（Ｓ３９）、画像帯域制限状態すなわち周期時間と画像パケットより帯域を算出し、算出された帯域が縮小された画像帯域より大きくなる場合、画像パケットの取り込みを行わない（Ｓ４０）。
【００４８】
画像帯域制御部１４にて周期時間、送信画像パケット長による画像帯域チェックを行い，画像帯域制限による帯域縮小を解除することが可能となったことを検出した場合（Ｓ４１）、画像圧縮符号化制御部１２に対し画像帯域縮小解除要求Ｐ２８を通知し（Ｓ４２）、画像圧縮符号化処理の帯域を通常に切り替える。
【００４９】
画像帯域制御部１４は、次周期にてキューイングチェックＰ２９を行い（Ｓ４３）、周期時間と送信画像パケット長により帯域を算出し、通常に切り替えられた画像帯域より低い場合には、画像パケットの取り込みＰ３０を行い（Ｓ４４）、画像パケットＰ３１を生成してＬＡＮインタフェース制御部１５へ送信する（Ｓ４５）。
【００５０】
ＬＡＮインタフェース制御部１５は、画像転送用の論理チャネルに伝送プロトコルをカプセル化し、画像パケット（ＩＰデータ）Ｐ３２ータ６Ａ側へ送信する（Ｓ４６）。
【００５１】
以上の処理により、独自手順による画像パケットの再送処理が行われた場合でも画像帯域を超過せずに適切な画像品質の保持を可能とする。また、狭帯域のＩＰネットワークにて画像、音声通話が行われている場合に、画像帯域制御と画像送信パケットサイズ制御することにより、音声の品質の低下や遅延を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態の適用が想定される監視系などにおけるマルチメディア通信システムの最小構成例
【図２】本発明にかかる画像符号化装置の機能構成を説明する図。
【図３】本発明にかかる画像符号化装置１が実行する画像パケット転送シーケンスを説明する図
【図４】独自手順による再送要求発生時の画像帯域制御動作シーケンスを説明する図
【図５】再送要求（独自手順データ）の独自手順パケットフォーマットを説明する図
【符号の説明】
【００５３】
１  画像符号化装置
１１  画像入力ポート
１２  画像圧縮符号化部
１３  画像帯域制御部処理待ちキュー
１４  画像帯域制御部
１５  ＬＡＮインタフェース制御部
１６  保守制御部
２  ＶｏＩＰ装置
３  保守操作用装置
４  ＬＡＮ
５１  画像入力装置
５５  電話機
６  ルータ
７  ＩＰ網
８  画像出力装置
９  デコーダ端末
【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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