JP2009055364A - Video transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の映像受信装置に対してディジタルの映像データを送信する映像送信装置に関するものである。 The present invention relates to a video transmission device that transmits digital video data to a plurality of video reception devices.
従来、複数の映像受信装置に対してアナログの映像信号を送信する映像送信装置として、インターホンシステムにおけるインターホン親機等が提供されている(例えば、特許文献1参照)。このようなインターホン親機(映像送信装置)は、宅外に設置されているドアホン子器から受け取った映像信号を自身の表示デバイス(液晶ディスプレイなど)に表示すると同時に伝送路を介して接続され、且つ宅内に設置されているインターホン副親機等に映像信号を送信する機能を有している。
ところで、映像送信装置が互いに伝送速度の異なる複数種類の伝送路を介して複数の映像受信装置に接続されている場合、従来では、最も伝送速度の遅い伝送路に合わせた低フレームレートの映像しか伝送することができず、伝送速度の速い伝送路に接続されている映像受信装置においても低画質の映像しか再生できないことになって伝送効率が著しく低下するという問題があった。 By the way, when the video transmitting apparatus is connected to a plurality of video receiving apparatuses via a plurality of types of transmission paths having different transmission speeds, conventionally, only a low frame rate video matched to the transmission path having the slowest transmission speed is used. Even in a video receiving apparatus that cannot be transmitted and is connected to a transmission path having a high transmission speed, only low-quality video can be reproduced, resulting in a problem that transmission efficiency is significantly reduced.
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、伝送速度が異なる複数種類の伝送路を介して映像データを伝送する場合の伝送効率を向上することができる映像送信装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a video transmission apparatus capable of improving the transmission efficiency when video data is transmitted through a plurality of types of transmission paths having different transmission speeds. It is to provide.
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、互いに伝送速度が異なる複数種類の伝送路を介して複数の映像受信装置に接続され、各映像受信装置に対して前記伝送路を介してディジタルの映像データを送信する映像送信装置であって、動画像の映像データを圧縮する映像圧縮手段と、映像圧縮手段で圧縮された映像データを前記伝送路に送出する送信手段と、送信手段から各伝送路への映像データの送出手順を制御する制御手段とを備え、映像圧縮手段は、単独で伸長可能な基準映像フレームと基準映像フレームからの差分を補償する補償映像フレームとを生成するとともに、基準映像フレーム並びに補償映像フレームを所定の時間間隔で複数のグループに振り分け、制御手段は、前記グループのうちから伝送路の伝送速度に応じた数のグループを選択するとともに選択した当該グループに属する基準映像フレーム及び補償映像フレームを送信手段より当該伝送路へ送出させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項1の発明によれば、映像圧縮手段が、単独で伸長可能な基準映像フレームと基準映像フレームからの差分を補償する補償映像フレームとを生成するとともに、基準映像フレーム並びに補償映像フレームを所定の時間間隔で複数のグループに振り分け、制御手段が、前記グループのうちから伝送路の伝送速度に応じた数のグループを選択するとともに選択した当該グループに属する基準映像フレーム及び補償映像フレームを送信手段より当該伝送路へ送出させるので、それぞれの伝送路の伝送速度に応じたデータ量の映像データを送信することができ、その結果、伝送速度が異なる複数種類の伝送路を介して映像データを伝送する場合の伝送効率を向上することができる。 According to the first aspect of the present invention, the video compression means generates the independently expandable reference video frame and the compensated video frame that compensates for the difference from the reference video frame, and the reference video frame and the compensated video frame are predetermined. And the control means selects the number of groups according to the transmission speed of the transmission path from the groups and transmits the reference video frame and the compensation video frame belonging to the selected group. Since the data is sent to the transmission line, video data with a data amount corresponding to the transmission speed of each transmission line can be transmitted. As a result, the video data is transmitted through a plurality of types of transmission lines having different transmission speeds. In this case, the transmission efficiency can be improved.
本発明によれば、伝送速度が異なる複数種類の伝送路を介して映像データを伝送する場合の伝送効率を向上することができるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to improve transmission efficiency when video data is transmitted through a plurality of types of transmission paths having different transmission speeds.
以下、本発明の技術思想を戸建て住戸用のインターホンシステムに用いられるインターホン親機に適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明の技術思想が適用可能な映像送信装置はインターホン親機に限定されるものではない。また、以下の説明ではインターホンシステムの通話(音声伝送)に関する構成については図示並びに説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which the technical idea of the present invention is applied to an intercom master used in an intercom system for a detached house will be described in detail with reference to the drawings. However, the video transmission apparatus to which the technical idea of the present invention can be applied is not limited to the interphone master unit. Also, in the following description, illustration and description of the configuration related to the telephone call (voice transmission) of the intercom system are omitted.
まず、本実施形態におけるインターホンシステム(映像伝送システム)について説明する。このインターホンシステムは、図2に示すように住戸Hの外玄関に設置されたドアホン子器100と、住戸Hの屋内に設置されたインターホン親機(映像送信装置)1と、伝送路(LANケーブル)Lsを介してインターホン親機1と接続されたルータ3と、宅内に設置されるとともに伝送路Lsを介してルータ3と接続されたインターホン副親機2Aと、宅内に設置されるとともに伝送路Lsを介してルータ3と接続された中継装置4と、宅内に設置されるとともに伝送路Lsを介して中継装置4に接続されたインターホン副親機2B並びに無線アダプタ5と、宅内に設置されて無線アダプタ5と通信する無線インターホン副親機2Cと、伝送路Lsを介してルータ3と接続されルータ3を含む宅内ネットワークを広域ネットワーク(インターネット)に接続するためのインターネット接続装置6とで構成される。
First, the intercom system (video transmission system) in this embodiment will be described. As shown in FIG. 2, this intercom system includes a
ルータ3は、イーサネット(登録商標)と呼ばれるLAN規格(IEEE 802.3)に準拠した従来周知のものであって、通信速度が最大10Mbpsの10BASE-Tと通信速度が最大100Mbpsの100BASE-TXの両方式に対応している。ルータ3には複数のポート(図示せず)が設けられており、それぞれのポートにLANケーブル(伝送路Ls)が接続されている。インターネット接続装置6は、DSLモデム若しくはケーブルモデム、ONU(Optical Network Unit)からなり、ルータ3を介してインターホン親機1やインターホン副親機2A,2B,2Cをインターネットに接続する機能を有している。但し、この種のルータ3やインターネット接続装置6については従来周知であるから詳細な説明を省略する。
The
ドアホン子器100は、通話用のマイクロホン及びスピーカ、来訪者を撮像するCCDカメラのような撮像装置、来訪者に操作される呼出釦、呼出釦が操作された時に信号線Ldを介して呼出信号を送出する呼出信号送出回路などを具備した従来周知のものであって、撮像装置で撮像した映像(アナログの映像信号)を信号線Ldを介してインターホン親機1に送信するとともに、インターホン親機1との間で信号線Ldを介してアナログの音声信号を双方向で送受信する。但し、音声伝送に関しては本発明の要旨ではないので説明を省略する。
The
映像送信装置たるインターホン親機1は、図1に示すようにドアホン子器100から信号線Ldを介して伝送されるアナログの映像信号を取り込む映像入力部10と、映像入力部10で取り込んだアナログの映像信号をA/D変換するA/D変換部11と、A/D変換部11で変換されたディジタルの映像信号に対して後述する圧縮処理を行う映像圧縮処理部12と、マイクロコンピュータを主構成要素とする制御部13と、制御部13と伝送路Lsとの間をインタフェースしてパケットを送受信するネットワークインタフェース部14とを備えるとともに、図示は省略しているが、通話用のマイクロホン及びスピーカ、映像を表示するための表示デバイス(例えば、液晶ディスプレイ)、呼出音に応答する際に操作される応答釦、応答釦が操作された時にドアホン子器100との間に形成される通話路を介して音声信号を授受する通話回路なども備えている。なお、ネットワークインタフェース部14は10BASE-Tと100BASE-TXの両方式に対応している。
As shown in FIG. 1, the
映像受信装置たるインターホン副親機2A,2Bは、映像入力部10,A/D変換部11,映像圧縮処理部12を除く基本的な構成がインターホン親機1と共通であって、インターホン親機1との間でディジタルの音声データ並びに映像データをパケットにより送受信することでドアホン子器100と通話するとともにドアホン子器100の撮像装置で撮像された映像(動画像)を表示デバイスに表示することができる。
The
同じく映像受信装置たる無線インターホン副親機2Cは、映像入力部10,A/D変換部11,映像圧縮処理部12を除く基本的な構成がインターホン親機1と共通であって、無線アダプタ5との間でディジタルの音声データ並びに映像データを無線信号により送受信することでドアホン子器100と通話するとともにドアホン子器100の撮像装置で撮像された映像(動画像)を表示デバイスに表示することができる。尚、無線アダプタ5は無線LANの規格(IEEE 802.11a/b/g等)に対応した従来周知のものであるから詳細な説明は省略する。
Similarly, the wireless interphone sub-master 2C, which is also a video receiver, has the same basic configuration as the
中継装置4は、ルータ3と同様に複数のポート(図示せず)を具備し何れかのポートに受信したパケットを他のポートに中継するものであって、例えば、ルータ3から受けたパケットをインターホン副親機2B及び無線アダプタ5の両方若しくは一方に送出するとともに、インターホン副親機2B及び無線アダプタ5から受け取ったパケットをルータ3へ送出している。ここで、宅内ネットワークを構成する全ての機器、すなわち、インターホン親機1、インターホン副親機2A,2B,2C、ルータ3、中継装置4、無線アダプタ5には固有のアドレス(プライベートIPアドレス)が割り当てられ、各機器同士は当該アドレスによって互いを識別してパケットを送受信することができる。
The relay device 4 has a plurality of ports (not shown) like the
而して、来訪者がドアホン子器100の呼出釦を操作すると信号線Ldを介してドアホン子器100からインターホン親機1へ呼出信号が送信されるとともに、ドアホン子器100では撮像装置が起動して来訪者を撮像した映像信号が信号線Ldを介してインターホン親機1へ送信される。インターホン親機1では、呼出信号を受信すると制御部13がスピーカから呼出音を鳴動させるとともに映像入力部10で受け取ったアナログの映像信号によって表示デバイスに来訪者の映像を表示させる。そして、住戸Hの住人がインターホン親機1の応答釦を操作すれば、制御部13がドアホン子器100との間に通話路を形成して通話回路を起動することにより、インターホン親機1とドアホン子器100との間で通話が可能となる。また、インターホン親機1の制御部13は、呼出信号を受け取ると呼出音鳴動のコマンドを含むパケットをネットワークインタフェース部14より全ての映像受信装置(インターホン副親機2A,2B,2C)に向けて送信(マルチキャスト)するとともに、後述するように映像圧縮処理部12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各インターホン副親機2A,2B,2Cに個別に送信(ユニキャスト)する。インターホン副親機2A,2B,2Cでは、呼出信号のパケットを受信するとスピーカから呼出音を鳴動させ、さらに映像データのパケットを受信すると当該映像データを伸長して表示デバイスに来訪者の映像を表示させる。そして、住戸Hの住人が何れかのインターホン副親機2A,2B,2Cの応答釦を操作すれば、当該インターホン副親機2A,2B,2Cとインターホン親機1との間で音声データを含むパケットが送受信され、インターホン親機1を介して何れかのインターホン副親機2A,2B,2Cとドアホン子器100との間で通話が可能となる。
Thus, when a visitor operates the call button of the door
ところで、映像受信装置たるインターホン副親機2A,2B,2Cのうち、インターホン副親機2Aのみが100BASE-TXに対応し、インターホン副親機2Bは10BASE-Tにしか対応していないため、これら2つのインターホン副親機2A,2Bにパケットを伝送する伝送路Lsでは伝送速度が互いに異なっている。また、無線インターホン副親機2Cについても、無線アダプタ5との間の通信速度がIEEE 802.11b規格における最大速度(約11Mbps)以下に制限されるために他の2つのインターホン副親機2A,2Bにパケットを伝送する伝送路Lsと伝送速度が互いに異なっている。このように映像送信装置たるインターホン親機1から映像受信装置たる各インターホン副親機2A,2B,2Cへ映像データを送信する伝送路Lsの伝送速度(通信速度)が互いに異なっているため、映像データのデータ量を固定してしまうと最も通信速度の遅い伝送路Ls、例えば、無線インターホン副親機2C(無線アダプタ5)と接続された伝送路Lsがボトルネックとなって伝送効率が低下してしまうことになる。具体的には、通信速度の速い伝送路Lsに合わせて映像データのデータ量を多くすると通信速度の遅い伝送路Lsに接続された映像受信装置(例えば、無線インターホン副親機2C)では映像を再生することができず、反対に、通信速度の遅い伝送路Lsに合わせて映像データのデータ量を少なくすると通信速度の速い伝送路Lsに接続された映像受信装置(例えば、インターホン副親機2A)では本来再生可能な画質よりも低い画質で映像を再生しなければならず、その結果、映像データの伝送効率が低下してしまうことになる。
By the way, among the interphone
そのために本実施形態では、以下で説明するように伝送路Lsの通信速度に応じて映像データのデータ量を増減することによって伝送効率の向上を図っている。 Therefore, in the present embodiment, as described below, transmission efficiency is improved by increasing or decreasing the amount of video data according to the communication speed of the transmission line Ls.
まず、インターホン親機1の映像圧縮処理部12における圧縮処理について詳細に説明する。映像圧縮処理部12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。具体的には、同一フレーム内の周辺画素のみを用いて対象画素を予測するフレーム内予測符号化方式で映像データを圧縮する第1の圧縮処理部(図示せず)と、時間的に隣接するフレームのうち過去のフレームの画素を用いて対象画素の差分を予測する片方向フレーム間予測符号化方式で映像データを圧縮する第2の圧縮処理部(図示せず)とを有し、それぞれの圧縮処理部が同時且つ並行して映像データを圧縮している。ここで、第1の圧縮処理部で圧縮されたフレームは単独で伸長可能なフレーム(基準映像フレーム)であって通常I(Intra coded)フレームと呼ばれ、第2の圧縮処理部で圧縮されたフレームはIフレームとペアでのみ伸長可能なフレーム(補償映像フレーム)であって通常P(Predictive coded)フレームと呼ばれる。
First, the compression processing in the video
さらに、映像圧縮処理部12においては、図3に示すように圧縮前のフレーム(以下、「原フレーム」と呼ぶ。)FO1,FO2,…,FO2n-1,FO2n,…のうち、奇数番目の原フレームFO1,FO3,…,FO2n-1,…を圧縮処理して生成するIフレームFI2n-1及びPフレームFP2n-1を第1のメモリに格納し、偶数番目の原フレームFO2,FO4,…,FO2n,…を圧縮処理して生成するIフレームFI2n及びPフレームFP2nを第2のメモリに格納することによって、全てのIフレームFInとPフレームFPnを複数(図示例では2つ)のグループに振り分けている。
Further, in the video
ここで、本来であれば、図3の最下段に示すように第1のグループに属する奇数番目のIフレームFI2n-1及びPフレームFP2n-1と、第2のグループに属する偶数番目のIフレームFI2n及びPフレームFP2nとを交互に元の順序と一致するように並べて伝送するのであるが、何れか一方のグループに属するIフレームFIn及びPフレームFPnのみを伝送することで映像データのデータ量を減らすことができる。つまり、原フレームFOnのフレームレートが30fpsであるとすれば、何れか一方のグループに属するIフレームFIn及びPフレームFPnのみを伝送する場合のフレームレートは半分の15fpsとなり、画質は低下するもののデータ量を大きく減らすことができる。 Here, originally, as shown in the lowermost stage of FIG. 3, odd-numbered I frames FI2n-1 and P-frame FP2n-1 belonging to the first group and even-numbered I frames belonging to the second group. FI2n and P frame FP2n are alternately arranged and transmitted so as to match the original order, but only the I frame FIn and P frame FPn belonging to one of the groups is transmitted to reduce the amount of video data. Can be reduced. In other words, if the frame rate of the original frame FOn is 30 fps, the frame rate when only the I frame FIn and P frame FPn belonging to one of the groups is transmitted is 15 fps, which is half, and the image quality is reduced. The amount can be greatly reduced.
而して、映像送信装置たるインターホン親機1から映像受信装置たるインターホン副親機2A,2B,2Cに映像データを送信するに当たり、制御部13は、例えば、伝送速度が相対的に速い伝送路(インターホン副親機2Aに接続された伝送路)Lsに対しては、第1及び第2のグループに属する全てのIフレームFIn,PフレームFPnを送信し、伝送速度が相対的に遅い伝送路(インターホン副親機2Bに接続された伝送路並びに無線アダプタ5<無線インターホン副親機2C>に接続された伝送路)Lsに対しては、第1のグループに属する奇数番目のIフレームFI2n-1及びPフレームFP2n-1、若しくは第2のグループに属する偶数番目のIフレームFI2n及びPフレームFP2nの何れか一方のみを送信すれば、それぞれの伝送路Lsに応じた適切なデータ量の映像データを送信することができ、映像データのデータ量を固定した場合と比較して伝送効率を向上することができる。なお、各伝送路Ls毎の伝送速度(通信速度)については、予め各インターホン副親機2A,2B,2Cからインターホン親機1にパケットで通知するか、あるいは手動で設定し、各インターホン副親機2A,2B,2Cのアドレスと対応付けてメモリに記憶しておけばよい。
Thus, when transmitting video data from the
ここで、本実施形態におけるインターホンシステムはルータ3並びにインターネット接続装置6を介してインターネットに接続されているから、インターホン親機1からインターネットを介して宅外の映像受信装置に映像データを送信することも可能である。そして、このように宅外の映像受信装置に映像データを送信する際にも、上述した宅内の映像受信装置(インターホン副親機2A,2B,2C)に映像データを送信する場合と同じ手順で送信することにより、映像送信装置たるインターホン親機1からインターネットを介して宅外の映像受信装置に至る伝送路の伝送速度に応じた適切なデータ量の映像データを送信することができる。
Here, since the intercom system according to the present embodiment is connected to the Internet via the
1 映像送信装置(インターホン親機)
10 映像入力部
11 A/D変換部
12 映像圧縮処理部
13 制御部
14 ネットワークインタフェース部
1 Video transmission device (interphone master unit)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
動画像の映像データを圧縮する映像圧縮手段と、映像圧縮手段で圧縮された映像データを前記伝送路に送出する送信手段と、送信手段から各伝送路への映像データの送出手順を制御する制御手段とを備え、
映像圧縮手段は、単独で伸長可能な基準映像フレームと基準映像フレームからの差分を補償する補償映像フレームとを生成するとともに、基準映像フレーム並びに補償映像フレームを所定の時間間隔で複数のグループに振り分け、
制御手段は、前記グループのうちから伝送路の伝送速度に応じた数のグループを選択するとともに選択した当該グループに属する基準映像フレーム及び補償映像フレームを送信手段より当該伝送路へ送出させることを特徴とする映像送信装置。 A video transmission device that is connected to a plurality of video reception devices via a plurality of types of transmission paths having different transmission speeds and transmits digital video data to each video reception device via the transmission channels,
Video compression means for compressing video data of a moving image, transmission means for sending the video data compressed by the video compression means to the transmission path, and control for controlling a video data transmission procedure from the transmission means to each transmission path Means and
The video compression means generates a reference video frame that can be decompressed independently and a compensated video frame that compensates for a difference from the reference video frame, and distributes the reference video frame and the compensated video frame into a plurality of groups at predetermined time intervals. ,
The control means selects a number of groups according to the transmission speed of the transmission path from the groups, and causes the transmission means to send the reference video frame and the compensation video frame belonging to the selected group to the transmission path. A video transmission device.
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