(57)【要約】【課題】ＬＡＮの伝送帯域を効率よく利用できる画像伝送自動帯域制御システムを得る。【解決手段】画像伝送装置１１にアナログ画像が画像入力手段２９で入力され、画像Ｄ／Ａコンバート３０でデジタル画像として画像データ増減手段２８に取り込まれる。この段階ではまだＬＡＮの衝突検出は行われておらず、デジタル画像データがＬＡＮ１３の全体伝送帯域Ｘを超えていなければ画像は特に処理されることはないが、予め指定された画像圧縮率で画像圧縮手段２４による圧縮、又は予め指定されたフレームレートでフレーム削減手段２５によるフレーム削減、又は予め指定された画像サイズで画像サイズ変更手段２６による画像サイズ変更、又は予め指定されている色階調で色階調変更手段２７によって色階調変更が行われ、画像圧縮をする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像をアナログ／デジタル変換し、ネットワークへ送出する少なくとも１台の画像伝送装置と、当該画像伝送装置が送出する画像を受信し、再生し、または蓄積する画像受信装置と、前記画像伝送装置と前記画像受信装置とを接続する所定の伝送帯域（Ｘ）を有するＣＳＭＡ／ＣＤ方式のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）とにより構成され、前記画像伝送装置によりＬＡＮ衝突を検出して画像伝送の制御を行うことを特徴とする画像伝送自動帯域制御システム。
【請求項２】
画像伝送装置は、
予め指定した時間間隔ＴをＬＡＮ衝突検出サンプリング時間Ｐとし、該Ｐ内でのその衝突回数Ｎから衝突検出率ＣＲ（＝Ｎ／Ｐ）を記憶する衝突検出記憶手段と、
予め指定した衝突検出率閾値ＣＲｔと、前記衝突検出率ＣＲと比較して、
（ａ）  状態がＣＲ＜ＣＲｔからＣＲ≧ＣＲｔに変化した場合
（ｂ）  状態がＣＲ≧ＣＲｔからＣＲ＜ＣＲｔに変化した場合
を判別する状態判別手段と、
画像データを、ＣＲ＝０の時、伝送帯域Ｘを使ってＬＡＮに送出する際に、前記状態（ａ）の場合、予め指定した伝送帯域間隔Ｙだけ減少させて、伝送帯域間隔Ｘ−Ｙで送信し、次のサンプリング時間Ｐでも前記状態（ａ）であった場合に、さらにＹ減少させて送信し、一方、前記状態（ｂ）の場合、伝送帯域をＹだけ増加させて送信し、次のサンプリング時間Ｐでも前記状態（ｂ）であった場合には、さらにＹ増加させて送信する画像ＬＡＮ送出手段と、
画像ＬＡＮ送出手段と、
前記状態判別手段による判別結果を前記画像ＬＡＮ送出手段へ伝達する衝突状態変化通知手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の画像伝送自動帯域制御システム。
【請求項３】
画像伝送装置は、伝送帯域が増減した時に、画像圧縮率を増減させて画像圧縮する画像圧縮手段を備えること
を特徴とする請求項２記載の画像伝送自動帯域制御システム。
【請求項４】
画像伝送装置は、伝送帯域が増減した時に、フレームレートを増減させて画像フレームを削除するフレーム削除手段を備えること
を特徴とする請求項２および請求項３記載の画像伝送自動帯域制御システム。
【請求項５】
画像伝送装置は、伝送帯域が増減した時に、画像の縦横のラスターを増減させて画像サイズを変更する画像サイズ変更手段を備えること
を特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載の画像伝送自動帯域制御システム。
【請求項６】
画像伝送装置は、伝送帯域が増減した時に、画像の色階調を増減させて色階調を変更する色階調変更手段を備えること
を特徴とする請求項２から請求項５のうちのいずれか１項記載の画像伝送自動帯域制御システム。
【請求項７】
画像伝送装置は、画像圧縮手段による最大圧縮率と、フレーム削除手段による最少フレーム数と、画像サイズ変更手段による最小画像サイズに基づき、画像データを増減させる方法を選択する画像データ増減手段を備えること
を特徴とする請求項２から請求項６のうちのいずれか１項記載の画像伝送自動帯域制御システム。
【請求項８】
画像伝送装置は、動画像をパケット化して送出し、一定時間間隔でそのパケットを送出する定レートの画像伝送装置に対し、ＬＡＮに画像伝送装置を増加させた場合に、画像伝送帯域を変えることなく、前記一定時間間隔を一時的に長くし、かつ、一時的に長くした時間内の最初に寄せて前記パケットを送出し、他の画像伝送装置に衝突検出させて伝送帯域を低くさせる画像ＬＡＮ送出手段を備えること
を特徴とする請求項２から請求項７のうちのいずれか１項記載の画像伝送自動帯域制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などのＣＳＭＡ／ＣＤ方式のネットワークによって動画像など連続するストリームを伝送する画像伝送自動帯域制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のローカルエリアネットワークにおける呼衝突制御方式では、マスターレピータは一定周期で特定の期間、通信路上のキャリアを監視し、キャリアの検出度合いによって、その通信路の使用状況を特定して、ＬＡＮ使用状況をレベルとして示すＬＡＮ使用テーブルと、発呼するスレーブレピータ名と発呼レベル値からなるスレーブレピータ管理テーブルによって、その通信路に対する使用可否を変化させなければならないスレーブレピータを抽出して、そのスレーブレピータに発呼制御信号を送出し、該当するスレーブレピータはそれを受信して、自己の発呼可否フラグを更新し、端末からの発呼要求を制御することで、マスターレピータによる一括管理を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−６９４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のローカルエリアネットワークにおける呼衝突制御方式は、マスターレピータによる一括管理である為、発呼要求手順が必要で、その手順期間中の通信路の帯域は無駄に消費される可能性があるという問題点があった。
【０００５】
また、従来のローカルエリアネットワークにおける呼衝突制御方式は、マスターレピータによる一括管理である為、マスターレピータ故障時には全ての送出が停止してしまうという問題点があった。
【０００６】
また、従来のローカルエリアネットワークにおける呼衝突制御方式は、マスターレピータが予めスレーブレピータ管理テーブルを持っていることから通信路上に通信機器を自由に増減させて接続できないという問題点があった。
【０００７】
さらに、従来のローカルエリアネットワークにおける呼衝突制御方式は、通信路の帯域という概念はなく、キャリアの検出度合いだけでマスターレピータがスレーブレピータの発呼可否判断を行っている為、通信路の全送信帯域を有効に利用できないという問題点があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、ＬＡＮに自由に接続される映像伝送装置がＬＡＮの衝突検出をすることによりネットワーク全体を管理する装置を不要とし、また、ＬＡＮに接続される映像伝送装置がＬＡＮの衝突検出により送信する伝送帯域を増減させ、ＬＡＮの伝送帯域を効率よく利用でき、さらにＬＡＮ全体を管理する装置は備えず、従ってその管理装置との送信許可手順をなくして、その間に生成される画像を伝送する機会を増加させる画像伝送自動帯域制御システムを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る画像伝送自動帯域制御システムは、動画像をアナログ／デジタル変換し、ネットワークへ送出する少なくとも１台の画像伝送装置と、画像伝送装置が送出する画像を受信し、再生し、または蓄積する画像受信装置と、画像伝送装置と前記画像受信装置とを接続する所定の伝送帯域を有するＣＳＭＡ／ＣＤ方式のローカルエリアネットワークとにより構成され、画像伝送装置によりＬＡＮ衝突を検出して画像伝送の制御を行うものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の一形態について説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る画像伝送自動帯域制御システムについて、図１〜図４を参照して説明する。なお、図１はこの発明の実施の形態１に係る画像伝送自動帯域制御システムの構成を示す図であり、図２はこの画像伝送自動帯域制御システムを構成する画像伝送装置の構成を示す図である。また、図３および図４はこの画像伝送自動帯域制御システムを構成する画像伝送装置の帯域制御について説明するための図である。
【００１１】
画像伝送自動帯域制御システムは図１に示すように、動画像をアナログ／デジタル変換しネットワークへ送出する画像伝送装置１１、画像伝送装置１１からの送出画像を受信し、再生又は蓄積する画像受信装置１２、画像伝送装置１１および画像受信装置１２を接続するＬＡＮ１３を備えて構成され、画像伝送装置１１と同じ構成の画像伝送装置１４がこのシステムに追加される。この新しく追加される画像伝送装置１４により発生する、ＬＡＮ１３における衝突を画像伝送装置１１、１４によって回避制御することをこの発明の特徴とするところである。なお、画像伝送装置１１および画像受信装置１２は複数台がＬＡＮ１３に接続されているものである。
【００１２】
画像伝送装置は図２に示すように、衝突検出記憶手段２１、衝突状態変化通知手段２２、画像ＬＡＮ送出手段２３、画像圧縮手段２４、フレーム削除手段２５、画像サイズ変更手段２６、色階調変更手段２７、画像データ増減手段２８、画像入力手段２９、画像Ａ／Ｄコンバータ３０を備えて構成される。
【００１３】
衝突検出記憶手段２１は、予め指定した時間間隔をＬＡＮ衝突検出サンプリング時間Ｐとし、Ｐ内で画像ＬＡＮ送出手段２３が送信する際に検出するその衝突回数Ｎから衝突検出率ＣＲ＝Ｎ／Ｐで算出した値を記憶保持する。
【００１４】
衝突状態変化通知手段２２は、予め指定した衝突検出率閾値ＣＲｔと衝突検出記憶手段２１で保持するＣＲを比較し、状態がＣＲ＜ＣＲｔからＣＲ≧ＣＲｔに変化した場合、またはＣＲ≧ＣＲｔからＣＲ＜ＣＲｔに変化した場合を検出し、画像ＬＡＮ送出手段２３へ通知する。
【００１５】
画像ＬＡＮ送出手段２３は、画像データ増減手段２８から送られてくる画像データを衝突状態変化通知手段２２から通知されるＣＲ値及び衝突状態変化通知手段２２から通知される状態変化からＬＡＮ１３へ送信する画像伝送帯域を決定し、画像データ増減手段２８に通知すると共に、ＬＡＮ１３へ送信する。
【００１６】
画像圧縮手段２４は、画像Ｄ／Ａコンバート３０から送られてくる画像データを画像ＬＡＮ送出手段２３から通知される画像伝送帯域からＭｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧやＭＰＥＧ等による画像圧縮手法によって画像圧縮率を変更し、画像データ量を増減する。
【００１７】
フレーム削除手段２５は、画像Ｄ／Ａコンバート３０から送られてくる画像データを画像ＬＡＮ送出手段２３から通知される画像伝送帯域からフレームを増減させて画像データ量を増減する。
【００１８】
画像サイズ変更手段２６は、画像Ｄ／Ａコンバート３０から送られてくる画像データを画像ＬＡＮ送出手段２３から通知される画像伝送帯域から画像サイズを増減させて画像データ量を増減する。
【００１９】
色階調変更手段２７は、画像Ｄ／Ａコンバート３０から送られてくる画像データを画像ＬＡＮ送出手段２３から通知される画像伝送帯域から色階調を増減させて画像データ量を増減する。
【００２０】
画像データ増減手段２８は、画像圧縮手段２４、フレーム削除手段２５、画像サイズ変更手段２６、色階調変更手段２７で構成され、これらの手段によって画像Ｄ／Ａコンバート３０から送られてくる画像データの画像データ量を増減させるかを決定する。
【００２１】
画像入力手段２９は、動画像を画像伝送装置１１及び１４に入力する。
画像Ｄ／Ａコンバート３０は、画像入力手段２９から入力されたアナログ画像をデジタル／アナログ変換し、画像データ増減手段２８へ送信する。
【００２２】
次に動作について説明する。
まず画像伝送装置１１にアナログ画像が画像入力手段２９で入力され、画像Ｄ／Ａコンバート３０でデジタル画像として画像データ増減手段２８に取り込まれる。この段階ではまだＬＡＮの衝突検出は行われておらず、デジタル画像データがＬＡＮ１３の全体伝送帯域Ｘを超えていなければ画像は特に処理されることはないが、予め指定された画像圧縮率で画像圧縮手段２４による圧縮、又は予め指定されたフレームレートでフレーム削減手段２５によるフレーム削減、又は予め指定された画像サイズで画像サイズ変更手段２６による画像サイズ変更、又は予め指定されている色階調で色階調変更手段２７によって色階調変更が行われる。
【００２３】
また、デジタル画像データがＬＡＮ１３の全体伝送帯域Ｘを超えている場合は、画像圧縮手段２４によって全体伝送帯域Ｘにあわせて、指定された圧縮率以上に画像圧縮され、画像ＬＡＮ送出手段２３へ伝達され、ＬＡＮ１３へ送出される。この時、画像ＬＡＮ送出手段２３は一定の画像伝送レートを生成する為に、図３上図の様にレート生成の為の基準時間内にその伝送帯域Ｘを送信する。この段階ではまだＬＡＮ１３の衝突は検出されないので、デジタル画像データは、そのままの状態で画像受信装置１２へ到達する。これを繰り返し、定常的に画像が定レートで画像伝送装置１１から送信される。
【００２４】
一方、この定常状態に対し、画像伝送装置１４がＬＡＮ１３に接続された場合、画像伝送装置１４は画像伝送装置１１と同様に画像を取り込み、画像ＬＡＮ送出手段２３によって送信を開始しようとするが、画像伝送装置１１による伝送帯域が使われてしまっているため、本来、図３上図のように送るべきところを図３下図に示すようにレート生成の為の基準時間を長くする代わりに、その時間内の最初に偏った短時間内で生成データの全データを送出しようとさせて、短時間に衝突を発生させ、画像伝送装置１１に衝突検出させる。
【００２５】
画像伝送装置１１は、画像ＬＡＮ送出手段２３で衝突発生による画像送信ができない回数Ｎが増え、それが衝突検出記憶手段２１によってサンプリング時間ｐから衝突検出率ＣＲ＝Ｎ／Ｐを算出する。その算出結果を衝突状態変化通知手段２２に通知し、その衝突状態変化通知手段２２では予め指定された衝突検出率閾値ＣＲｔと比較し、この閾値ＣＲｔを超えた場合に、画像ＬＡＮ送出手段２３へ通知、その画像ＬＡＮ送出手段２３では予め指定された帯域Ｙにより現在の送出レートＸからＹを減少させて再度送信させる。
【００２６】
この時、画像ＬＡＮ送出手段２３は画像データ増減手段２８にも画像伝送帯域がＸ−Ｙになったことを通知し、画像圧縮手段２４で圧縮率を上げてデータ量を減少させる。画像伝送装置１１ではこれを繰り返すことで、衝突検出が回避し、安定状態で送出する。一方、これによって空いた帯域は画像伝送装置１４では画像伝送装置１１とは逆の手順で画像伝送帯域を増加させて、衝突検出が回避されて安定状態で送出され、ＬＡＮ１３は安定状態になる。例えばこれを３回繰り返した場合、図４に示すグラフになる。画像伝送装置１１の帯域は３回繰り返すことで、Ｘ−３Ｙの伝送帯域になり、一方、画像伝送装置１４では３Ｙの帯域で伝送される。
【００２７】
上述したように、画像データ増減を画像圧縮手段２４で行うことに加えて、画像品質に従って、予め決められた圧縮率以上になった場合は、画像圧縮手段２４でのデータ量減少は停止し、フレーム削減手段２５でフレーム削減を行い、さらに予め決められたフレーム数以下になった場合は、画像サイズ変更手段２６で画像サイズを縮小化、さらに予め決められた画像サイズ以下になった場合は色階調変更手段２７で色階調数を減少させることで、４段階の画像データ量削減手段を設ける。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、画像伝送装置で衝突検出し、送出レートを変更するようにしているので、ＬＡＮ帯域を効率よく利用することが可能となる。
【００２９】
また、画像伝送装置で送出レートを徐々に変更することで最適な帯域を決定し、かつ画像データ増減手段を設けて画像伝送量を増減させているので、最適な送出レートに伝送量を合わせることが可能となる。
【００３０】
さらに、画像伝送装置で衝突検出し、送出レートを変更するようにしているので、システム内に画像伝送装置が増加しても自動的に送信帯域を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る画像伝送自動帯域制御システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る画像伝送自動帯域制御システムを構成する画像伝送装置の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る画像伝送自動帯域制御システムを構成する画像伝送装置の帯域制御について示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る画像伝送自動帯域制御システムを構成する画像伝送装置の帯域制御について示す図である。
【符号の説明】
１１，１４  画像伝送装置、１２  画像受信装置、１３  ＬＡＮ、２１  衝突検出記憶手段、２２  衝突状態変化通知手段、２３  画像ＬＡＮ送出手段、２４画像圧縮手段、２５  フレーム削除手段、２６  画像サイズ変更手段、２７  色階調変更手段、２８  画像データ増減手段、２９  画像入力手段、３０  画像Ｄ／Ａコンバート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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