(57)【要約】【課題】データの伝送量を低減し、且つ伝送時に必要な伝送帯域を小さくすることのできる送信装置及びそれを用いた動画伝送システムを提供する。【解決手段】撮像した動画データを送信する撮像装置１を備え、撮像装置１は、基準ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータを一度送信した後は差分ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータを表示装置２に対して送信し、且つ基準ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータの送信時間を差分ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータの送信時間よりも長くした。【選択図】図１
2012156654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画データを送信するものであって、基準ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータを一度送信した後は差分ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータを送信し、且つ前記基準ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータの送信時間を前記差分ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータの送信時間よりも長くすることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記送信装置は、動画データを得るための入力部と、前記入力部で得られた動画データに含まれる時系列順の複数のフレームデータそれぞれを圧縮することで動画データの圧縮を行う圧縮部と、前記圧縮部で圧縮された前記圧縮フレームデータを時系列順に送信する送信部とを有し、前記圧縮部は、前記複数のフレームデータのうち最初のフレームデータを、他のフレームデータとの依存関係がなく単独で伸長可能な前記基準ピクチャに圧縮するとともに、前記複数のフレームデータのうち残りのフレームデータを、他のフレームデータとの差分よりなる前記差分ピクチャに圧縮する圧縮処理を実行し、前記送信装置は、前記基準ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータの送信時間を前記差分ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータの送信時間よりも長くすることを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の前記送信装置と、動画データを受信する受信装置とを備えたことを特徴とする動画伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置、特にリアルタイムで動画を伝送する送信装置及びそれを用いた動画伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ドアホン子器、インターホン親機、インターホン副親機などで構成されたインターホンシステムに映像伝送システムを適用したものが知られており、例えば特許文献１に開示されている。この従来例では、映像送信装置たるインターホン親機に映像の圧縮処理を行わせ、圧縮された映像データを含むパケットを映像受信装置たる各インターホン副親機に個別に送信する。ここで、インターホン親機の映像圧縮処理部では、ＭＰＥＧ規格（例えば、ＭＰＥＧ−４）に準拠した圧縮方式で映像データを圧縮している。映像圧縮処理部は、第１の圧縮処理部と第２の圧縮処理部とを有し、それぞれ単独で伸長可能なＩフレーム（Ｉピクチャ）と、Ｉフレームとペアでのみ伸長可能なＰフレーム（Ｐピクチャ）とに映像データを圧縮している。そして、インターホン親機は、一定の時間間隔で並ぶ複数のＩフレームの間に所定数のＰフレームを挿入して伝送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５５３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、データサイズの大きいＩピクチャを定期的に送信することから、比較的大きなデータが定期的に伝送されることになる。このため、上記従来例では、全体として必要なデータの伝送量が大きくなるという問題があった。また、ＩピクチャもＰピクチャも何れも同一周期で送信しなければならないが、Ｉピクチャのデータサイズが大きいために、Ｉピクチャの伝送時には、単位時間当たりの伝送帯域が多めに必要であり、瞬間的に必要な伝送帯域が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、データの伝送量を低減し、且つ伝送時に必要な伝送帯域を小さくすることのできる送信装置及びそれを用いた動画伝送システム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】
【０００６】
本発明の送信装置は、動画データを送信するものであって、基準ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータを一度送信した後は差分ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータを送信し、且つ前記基準ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータの送信時間を前記差分ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータの送信時間よりも長くすることを特徴とする。
【０００７】
この送信装置において、前記送信装置は、動画データを得るための入力部と、前記入力部で得られた動画データに含まれる時系列順の複数のフレームデータそれぞれを圧縮することで動画データの圧縮を行う圧縮部と、前記圧縮部で圧縮された前記圧縮フレームデータを時系列順に送信する送信部とを有し、前記圧縮部は、前記複数のフレームデータのうち最初のフレームデータを、他のフレームデータとの依存関係がなく単独で伸長可能な前記基準ピクチャに圧縮するとともに、前記複数のフレームデータのうち残りのフレームデータを、他のフレームデータとの差分よりなる前記差分ピクチャに圧縮する圧縮処理を実行し、前記送信装置は、前記基準ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータの送信時間を前記差分ピクチャに圧縮した圧縮フレームデータの送信時間よりも長くすることが望ましい。
【０００８】
本発明の動画伝送システムは、前記何れかの送信装置と、動画データを受信する受信装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、データの伝送量を低減し、且つ伝送時に必要な伝送帯域を小さくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る送信装置及び動画伝送システムの実施形態を適用したインターホンシステムの動作説明図である。
【図２】同上のインターホンシステムのブロック図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は従来の圧縮方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る送信装置及び動画伝送システムの実施形態を、セキュリティインターホンシステム（以下、単に「インターホンシステム」と呼ぶ）に適用した例に基づいて説明する。
【００１２】
このインターホンシステムは、図２に示すように、住宅の軒先に設置される撮像装置１と、住宅内（屋内）に設置される親機（インターホン親機）より成る表示装置２と、住宅外（屋外）に設置される不図示の子器（インターホン子器）とで構成されている。なお、撮像装置１及び子器は表示装置２に伝送線により接続されている。また、子器は従来周知のものを採用することが可能であるから、子器の詳細な説明は省略する。
【００１３】
撮像装置１は、動画データを送信する送信装置であって、入力部１０と、記憶部１１と、圧縮部１２と、送信部１３と、処理部１４とを主な構成要素として備えている。
【００１４】
入力部１０は、例えば所定の撮像領域を撮像する機能を有する撮像部であり、ＣＣＤイメージ・センサやＣＭＯＳイメージ・センサ等の固体撮像素子より成る撮像素子（図示せず）を備える。また、入力部１０は、上記撮像素子とともにカメラとしての機能を発揮するＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の制御装置（図示せず）を主な構成要素として備えている。なお、撮像素子としてＣＭＯＳイメージ・センサを用いる場合、入力部１０としては、システム・オン・チップ（ＳｏＣ）技術等を利用して撮像素子と制御装置とを一体に構成したワンチップカメラを用いることもできる。
【００１５】
入力部１０の制御装置は、撮像素子の出力（電荷）を所定のフレームレート（例えば、３０ｆｐｓ）で取り込む。そして、制御装置は、取り込んだ撮像素子の出力に基づいて所定の形式（例えば、ＹＵＶ形式）のディジタル・データ、例えばＲＡＷデータ等の静止画データを作成して出力する。このようにして、制御装置からは、撮像領域の画像を表す静止画データが順次出力される。そのため、入力部１０によって、撮像領域の動画（動画像）を表す動画データを得ることができる。入力部１０より得られる動画データは、時系列順の複数の静止画データにより構成されており、以下の説明では、動画データを構成する時系列順の静止画データ（すなわち、動画データの１フレーム当たりのデータ）をフレームデータと呼ぶ。
【００１６】
記憶部１１は、フラッシュメモリやＳＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の書き換え可能な記憶装置（ストレージ・デバイス）であり、主として入力部１０で得た動画データの記憶（貯蔵）に使用される。
【００１７】
圧縮部１２は、入力部１０で得られた動画データを表示装置２に伝送するために、例えばＨ．２６４やＭＰＥＧ−４等の規格に準拠した圧縮方式で動画データの圧縮を行う。圧縮部１２は、例えばマイコンから成り、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより下記の圧縮処理を実行する。なお、圧縮部１２には、マイコンの他に専用のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や、ＦＰＧＡ（Field ProgrammableGate Array）、ＤＳＰ等も用いることができる。動画データの圧縮は、動画データを構成する時系列順の複数のフレームデータそれぞれを圧縮することにより行う。圧縮部１２は、以下の圧縮処理をフレームデータに対して実行することで、圧縮フレームデータを作成する。
【００１８】
先ず、圧縮部１２は、複数のフレームデータのうち最初のフレームデータを、例えばＩピクチャ（フレーム内符号化画像）のような基準ピクチャに画像圧縮（符号化）する圧縮処理を実行する。基準ピクチャは、他のフレームデータとの依存関係がなく単独で伸長可能な静止画圧縮画像である。なお、基準ピクチャへの圧縮方法としては、従来周知の方法（例えば、ＪＰＥＧやＩピクチャ等を得るための静止画圧縮方法）を採用することができるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１９】
次に、圧縮部１２は、複数のフレームデータのうち残りのフレームデータを、例えばＰピクチャ（順方向予測符号化画像）のような差分ピクチャに画像圧縮する圧縮処理を実行する。差分ピクチャは、他のフレームデータとの差分より得られる動画圧縮画像である。なお、差分ピクチャへの圧縮方法としては、従来周知の方法（例えば、Ｐピクチャを得るための動画圧縮方法）を採用することができるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２０】
送信部１３は、圧縮部１２で圧縮された動画データ（圧縮動画データ）を表示装置２に送信するための通信部であり、圧縮動画データを符号化（伝送路符号化）して表示装置２に出力する。このような送信部１３は、圧縮部１２で作成された圧縮フレームデータを時系列順に送信することで圧縮動画データをリアルタイムで伝送する。
【００２１】
処理部１４は、例えば、入力部１０が順次出力する動画データのフレームデータに管理用の識別符号（例えばフレーム番号等）を付して記憶部１１に記憶させる記憶処理を実行する。また、処理部１４は、所定の時間間隔で、入力部１０のフレームデータによるフレームに対象物（本実施形態では人）が写っているか否か（すなわち、入力部１０の撮像範囲内に人が存在しているか否か）を判定する検出処理を実行する。このような検出処理は、例えば入力部１０より得たフレームデータに対して画像処理を行うことで実現可能であり、従来から種々の方法が提供されているため詳細な説明は省略する。処理部１４は、検出処理において対象物を検出すると、対象物の検出時刻を含む所定期間内に入力部１０より得られる動画データを表示装置２に送信する送信処理を実行する。当該送信処理では、圧縮部１２に動画データの圧縮を開始させるとともに、送信部１３に動画データの送信を開始させる。なお、処理部１４には、例えばマイコンが用いられる。
【００２２】
表示装置２は、撮像装置１が送信した動画データを受信して表示する機能を有した受信装置である。このような表示装置２は、受信部２０と、記憶部２１と、伸長部２２と、表示部２３と、処理部２４とを主な構成要素として備えている。
【００２３】
受信部２０は、撮像装置１より送信されてくる動画データを受信するための通信部であり、送信部１３より送信された圧縮動画データを含む信号を復号化（伝送路復号化）して順次出力する処理を実行する。
【００２４】
記憶部２１は、記憶部１１と同様に、フラッシュメモリやＳＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の書き換え可能な記憶装置である。
【００２５】
伸長部２２は、受信部２０で受信した圧縮動画データを伸長するためのものであり、圧縮フレームデータそれぞれを伸長することにより圧縮動画データの伸長を行う。なお、伸長部２２は、圧縮部１２と同様に、マイコンや、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ等を主な構成要素とすることができる。
【００２６】
表示部２３は、液晶表示装置（ＬＣＤ）やＣＲＴ等の表示装置（図示せず）より成る。表示部２３は、伸長部２２で伸長された圧縮フレームデータ、すなわちフレームデータによるフレームを時系列順に表示することによって、動画データを表示する（動画を再生する）。
【００２７】
処理部２４は、例えば受信部２０で受信した圧縮動画データを記憶部２１に録画する録画処理を実行する。また、処理部２４は、受信部２０で圧縮動画データを受信すると、当該圧縮動画データを表示部２３に表示させる表示処理を実行する。この表示処理では、伸長部２２に圧縮動画データの伸長を開始させるとともに、表示部２３に動画データの表示を開始させる。このような処理部２４は、処理部１４と同様にマイコンが用いられる。
【００２８】
以下、本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明では、基準ピクチャとしてＩピクチャ、差分ピクチャとしてＰピクチャを用いている。
【００２９】
撮像装置１は、起動している間は常時、入力部１０により所定の撮像領域を所定のフレームレートで撮像する。入力部１０で撮像されたフレームデータは、処理部１４によって記憶部１１に順次記憶される。処理部１４は、入力部１０より得たフレームデータに基づいて上述の検出処理を行う。当該検出処理の結果、対象物が写っていると判定されると、処理部１４は、圧縮部１２に動画データの圧縮を開始させるとともに、送信部１３に動画データの送信を開始させる。
【００３０】
ここで、圧縮部１２は、最初に送信するフレームデータをＩピクチャに画像圧縮し、以降に送信するフレームデータをＰピクチャに画像圧縮する処理を実行する。したがって、Ｉピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータＩ１が先ず表示装置２に対して送信され、その後Ｐピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータＰ１〜Ｐ７が時系列順に表示装置２に対して送信される（図１（ａ）参照）。
【００３１】
表示装置２では、受信部２０により圧縮動画データが受信される。すると、処理部２４によって圧縮動画データが記憶部２１に録画される。また、処理部２４は、伸長部２２に圧縮動画データの伸長を開始させるとともに、表示部２３に伸長された圧縮動画データ、すなわち動画データの表示を開始させる。伸長部２２は、先ず圧縮フレームデータＩ１を単独で伸長し、伸長されたフレームデータＡ１を表示部２３に表示させる。そして、処理部２４は、後続の圧縮フレームデータＰ１〜Ｐ７を直前のフレームデータＡ１〜Ａ７を参照してフレームデータＡ２〜Ａ８に伸長し、伸長されたフレームデータＡ２〜Ａ８を時系列順に表示部２３に表示させる（図１（ｂ）参照）。
【００３２】
このように、最初に送信するフレームデータのみデータサイズの大きいＩピクチャに画像圧縮し、以降に送信するフレームデータはデータサイズの小さいＰピクチャに画像圧縮するので、全体としてデータの伝送量を低減することができる。すなわち、フレームデータを定期的にＩピクチャに圧縮して送信する場合（図３（ａ）〜（ｃ）参照）と比較して、送信される圧縮フレームデータのデータサイズの総計を小さくすることができる。また、最初に送信するフレームデータはＩピクチャに圧縮されるが、他の圧縮フレームデータはＰピクチャにされるため、データサイズの平均値を小さくすることができる。
【００３３】
ここで、撮像装置１から最初に送信する圧縮フレームデータはＩピクチャに画像圧縮されているため、以降に送信するＰピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータよりもデータサイズが大きい。また、Ｉピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータとＰピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータとは、何れも同一周期で送信する必要がある。このため、従来例と同様に圧縮フレームデータを送信する場合、最初に送信するＩピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータの伝送時には、単位時間当たりの伝送帯域が多めに必要であり、瞬間的に必要な伝送帯域が大きくなってしまう（図１（ｃ）参照）。そこで、本実施形態では、映像の入力から出力までの遅延時間を許容することにより、Ｉピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータを送信する際の送信時間を、Ｐピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータを送信する際の送信時間よりも長くしている。
【００３４】
例えば、図１（ｄ）に示すように、Ｉピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータＩ１のデータサイズがＰピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータＰ１〜Ｐ７のデータサイズの約２倍であったものとする。この場合、Ｉピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータＩ１の送信時間を、Ｐピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータＰ１〜Ｐ７の送信時間の約２倍にする。すなわち、１つの圧縮フレームデータＩ１を２回に分けて送信することで、単位時間当たりの伝送量を低減することができる。したがって、Ｉピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータＩ１を送信する際に必要な伝送帯域を小さくすることができる。
【００３５】
上述のように、最初に送信するフレームデータのみＩピクチャ（基準ピクチャ）に画像圧縮し、他のフレームデータはＰピクチャ（差分ピクチャ）に画像圧縮するため、データサイズの平均値を小さくし、且つデータの伝送量を低減することができる。また、Ｉピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータを送信する際の送信時間を、Ｐピクチャに画像圧縮した圧縮フレームデータを送信する際の送信時間よりも長くすることで、伝送時に必要な伝送帯域を小さくすることができる。このため、動画データ以外のデータ通信を行う場合の伝送帯域の管理を容易に行うことができる。更に、送信する圧縮フレームデータのデータサイズが平均化されることから、伝送タイミングによってデータ通信の性能が劣化するのを防止することができる。
【００３６】
なお、上述した本実施形態の送信装置及び動画伝送システムの構成は、あくまでも本発明の一実施形態であって、本発明の技術的範囲を上記の例に限定する趣旨ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない程度に変更することができる。例えば、上記の例では、差分ピクチャとしてＰピクチャを採用しているが、Ｐピクチャに代えて、或いはＰピクチャとともに、Ｂピクチャ（双方向予測符号化画像）を用いてもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、撮像装置１の処理部１４が検出処理を実行しており、当該検出処理で対象物が検出された際に、動画データの伝送を開始するようになっている。しかしながら、対象物の有無に関係なく、撮像装置１から動画データが得られた際に動画データの伝送を開始するようにしてもよい。すなわち、動画データの伝送を開始するタイミングは、動画伝送システムの使用目的等に応じて適宜設定することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、撮像装置１と表示装置２とが本発明の動画伝送システムを構成している。ここで、インターホンシステムでは、上記子器としてカメラ付きのものが使用されることが多いため、このようなカメラ付き子器と表示装置２とで本発明の動画伝送システムを構成してもよい。この場合、子器が送信装置、表示装置２が受信装置となる。
【００３９】
また、本実施形態は、本発明の動画伝送システムをインターホンシステムに適用したものであるが、本発明の動画伝送システムは、監視システム等のシステムにも適用することができる。すなわち、動画データをリアルタイムで伝送するものであれば、本発明の動画伝送システムを適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  撮像装置（送信装置）
１０  入力部
１２  圧縮部
１３  送信部
２  表示装置（受信装置）
２０  受信部
２２  伸長部
２３  表示部
Ｉ１  Ｉピクチャ（基準ピクチャ）
Ｐ１〜Ｐ７  Ｐピクチャ（差分ピクチャ）
【図１】
2012156654.tif 000003
【図２】
2012156654.tif 000004
【図３】
2012156654.tif 000005