JP2009055367A - Video transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、映像送信装置から映像受信装置へディジタルの映像データを伝送する映像伝送システムに関するものである。 The present invention relates to a video transmission system for transmitting digital video data from a video transmission device to a video reception device.
従来の映像伝送システムとして、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システムでは、映像送信装置たるインターホン親機が、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映像受信装置た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、上述のような映像伝送システムにおいて、映像送信装置と映像受信装置を接続している複数の伝送路の伝送速度は必ずしも同一ではなく、伝送路の種類(例えば、有線と無線)や距離などの要因によって異なっている場合が多い。従って、映像受信装置において確実に映像を受信して表示するため、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, in the video transmission system as described above, the transmission speeds of a plurality of transmission paths connecting the video transmission apparatus and the video reception apparatus are not necessarily the same, and the transmission path type (for example, wired and wireless), distance, etc. In many cases, it depends on the factors. Therefore, in order to reliably receive and display the video in the video receiver, conventionally, only a low frame rate video matched to the transmission path with the slowest transmission speed can be transmitted, and the transmission path with a high transmission speed can be used. There is also a problem in that the transmission efficiency is remarkably lowered because the connected video receiving apparatus can reproduce only low-quality video.
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伝送システム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 system capable of improving 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、動画像の映像データを伝送路を介して送信する1乃至複数の映像送信装置と、前記伝送路を介して伝送される映像データを受信する複数の映像受信装置とを有する映像伝送システムにおいて、映像送信装置は、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、映像受信装置は、前記伝送路を介して映像データを受信する受信手段と、受信した映像データを伸長する映像伸長手段と、伸長された映像データを表示する映像表示手段と、当該伝送路における伝送速度を計測するとともに計測した伝送速度を各映像送信装置に通知する制御手段とを備え、映像送信装置の制御手段は、映像受信装置から通知された伝送速度に応じて当該伝送路を介して送信する映像データのデータ量を増減することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, in order to achieve the above object, one or a plurality of video transmitting apparatuses that transmit video data of a moving image via a transmission line and the video data transmitted via the transmission line are received. In the video transmission system having a plurality of video receiving devices, the video transmitting device includes a video compressing unit that compresses video data of a moving image, and a transmitting unit that sends the video data compressed by the video compressing unit to the transmission path And a control means for controlling the transmission procedure of the video data from the transmission means to each transmission path, and the video reception device expands the received video data by receiving means for receiving the video data via the transmission path. Video decompressing means, video display means for displaying the decompressed video data, and control means for measuring the transmission speed on the transmission path and notifying each video transmission apparatus of the measured transmission speed Comprising a control means of the video transmission device is characterized by increasing or decreasing the amount of video data to be transmitted via the transmission path according to the transmission speed notified from the video receiving device.
請求項1の発明によれば、個々の伝送路における実際の伝送速度を各映像受信装置において計測するとともに計測した伝送速度を映像送信装置に通知し、映像送信装置の制御手段が、各映像受信装置から通知された伝送速度に応じて映像データのデータ量を増減するので、それぞれの伝送路における実際の伝送速度に応じたデータ量の映像データを映像送信装置から各映像受信装置へ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 actual transmission speed in each transmission path is measured in each video receiving apparatus, and the measured transmission speed is notified to the video transmitting apparatus. Since the data amount of the video data is increased or decreased according to the transmission speed notified from the device, the video data of the data amount corresponding to the actual transmission speed in each transmission path is transmitted from the video transmission device to each video reception device. As a result, it is possible to improve the transmission efficiency when video data is transmitted through a plurality of types of transmission paths having different transmission speeds.
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伝送システムはインターホンシステムに限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment in which the technical idea of the present invention is applied to an intercom system for a detached house will be described in detail with reference to the drawings. However, the video transmission system to which the technical idea of the present invention can be applied is not limited to the intercom system.
本実施形態のインターホンシステム(映像伝送システム)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(映像受信装置)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(映像受信装置)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(映像受信装置)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。但し、本発明は映像データの伝送に係るものであるから、本実施形態では音声伝送に関する構成についての図示並びに説明を省略する。
As shown in FIG. 2, the intercom system (video transmission system) of the present embodiment 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を介して映像送信装置たるインターホン親機1や映像受信装置たる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。
The
映像送信装置たるインターホン親機1は、図1(a)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。
As shown in FIG. 1A, the
映像受信装置たるインターホン副親機2A,2Bは、図1(b)に示すようにマイクロコンピュータを主構成要素とする制御部20と、制御部20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21と、受信した映像データを伸長する映像伸長処理部22と、伸長された映像データをD/A変換するD/A変換部23と、液晶ディスプレイのような表示デバイスとD/A変換されたアナログの映像信号に応じて表示デバイスを駆動する駆動回路を有し映像送信装置たるインターホン親機1から受け取った映像を表示する映像表示部24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、呼出音に応答する際に操作される応答釦、伝送路Lsを介して音声データを授受することによりドアホン子器100やインターホン親機1などと通話するための通話回路なども備えている。
As shown in FIG. 1B, 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、ネットワークインタフェース部21が無線アダプタ5との間で電波を媒体とする無線信号を送受信する点を除いて他のインターホン副親機2A,2Bと基本的な構成が共通しているので、図示並びに詳細な説明は省略する。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 secondary master 2C, which is a video receiver, is basically the same as the other interphone
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制御部21が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映像伸長部22で伸長し映像表示部24の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では伝送速度の最大値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と伝送速度の最大値が互いに異なっている。さらに各伝送路Lsにおける実際の伝送速度は、通常、上述のような方式(有線と無線、あるいは100BASE-TXと10BASE-T)の違いだけではなく伝送路Lsの距離などの要因によって理論上の最大値よりも低くなり、例えば、インターホン副親機2Bにパケットを伝送する伝送路Lsの伝送速度(最大値:10Mbps)が無線インターホン副親機2Cにパケットを伝送する伝送路Lsの伝送速度(最大値:11Mbps)よりも速くなる場合がある。
Of the
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。
Since the transmission speeds (communication speeds) of the transmission lines Ls for transmitting the video data to the
そこで本実施形態においては、各伝送路Lsにおける実際の伝送速度を映像受信装置たるインターホン副親機2A,2B,2Cで計測するとともに当該計測結果(実際の伝送速度)を映像送信装置たるインターホン親機1に通知し、インターホン副親機2A,2B,2Cから通知された各伝送路Lsの伝送速度に応じて、インターホン親機1が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, the actual transmission speed in each transmission line Ls is measured by the interphone
而して、映像受信装置たるインターホン副親機2A,2B,2Cにおいては、制御部20がネットワークインタフェース部21でパケットを受信する際に要した時間と当該パケットのサイズ(データ量)とから伝送路Lsにおける実際の伝送速度を計測し、その計測結果(実際の伝送速度)をパケットに格納して映像送信装置たるインターホン親機1へ送信させる。インターホン親機1の制御部13は、各インターホン副親機2A,2B,2Cから通知された実際の伝送速度を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、各インターホン副親機2A,2B,2Cへ映像データを送信する際、メモリに記憶した伝送速度を参照して映像データのデータ量を増減する。
Thus, in the
次に、映像データのデータ量を増減するために、インターホン親機1の映像圧縮処理部12が行う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。なお、第1及び第2の圧縮処理部で圧縮して生成されたIフレーム及びPフレームは図示しないメモリに順次格納される。
Next, the compression processing performed by the video
ここで、本来であれば、図3(a)に示すように一定の時間間隔T0で並ぶ複数のIフレームFI1,FI2,…の間に所定数(図示例では5つ)のPフレームFP11〜FP15,FP21〜FP25,…を挿入して伝送するのであるが、図3(b),(c)に示すようにIフレームFI2,FI4,…及びPフレームFPを間引いて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、図3(a)に示すパターン(以下、「標準パターン」と呼ぶ。)のデータ量が最も多く且つ高画質となり、図3(b)に示すパターン(以下、「第1の間引きパターン」と呼ぶ。)のデータ量が2番目に多く且つ中程度の画質となり、図3(c)に示すパターン(以下、「第2の間引きパターン」と呼ぶ。)のデータ量が最も少なく且つ低画質となる。なお、第1の間引きパターンは、一つおきにIフレームFI2,FI4,…を間引くとともに間引いたIフレームFI2,FI4,…とその直前のIフレームFI1,FI3,…との間に挿入されていたPフレームFP11〜FP15,FP31〜FP35,…を、残ったIフレームFI1,FI3,FI5,…の間に等間隔で再配置したものである。また、第2の間引きパターンは、4つおきにIフレームFI2〜FI5を間引くとともに全てのPフレームFP11,…を間引いたものである。 Here, normally, as shown in FIG. 3A, a predetermined number (five in the illustrated example) of P frames FP11˜ between a plurality of I frames FI1, FI2,... Arranged at a constant time interval T0. FP15, FP21 to FP25,... Are inserted and transmitted. However, as shown in FIGS. 3B and 3C, video data is obtained by thinning out I frames FI2, FI4,. The amount of data can be reduced. That is, the pattern shown in FIG. 3A (hereinafter referred to as “standard pattern”) has the largest amount of data and high image quality, and the pattern shown in FIG. 3B (hereinafter referred to as “first thinning pattern”). 3) has the second largest amount of data and medium image quality, and the pattern shown in FIG. 3C (hereinafter referred to as “second thinning pattern”) has the smallest data amount and low image quality. It becomes. The first thinning pattern is inserted between every other I frame FI2, FI4,..., Which is thinned and thinned out, and the immediately preceding I frame FI1, FI3,. P frames FP11 to FP15, FP31 to FP35,... Are rearranged at equal intervals between the remaining I frames FI1, FI3, FI5,. Further, the second thinning pattern is obtained by thinning out every four I frames FI2 to FI5 and all P frames FP11,.
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、インターホン親機1の制御部13は、メモリに記憶している各伝送路Lsの実際の伝送速度を参照し、例えば、実際の伝送速度が第1のしきい値よりも速い伝送路Lsに接続されている映像受信装置(例えば、インターホン副親機2A)に対しては、図3(a)に示す標準パターンで映像データを送信し、実際の伝送速度が第1のしきい値よりも遅く且つ第2のしきい値(<第1のしきい値)よりも速い伝送路Lsに接続されている映像受信装置(例えば、インターホン副親機2B)に対しては、図3(b)に示す第1の間引きパターンで映像データを送信し、実際の伝送速度が第2のしきい値よりも遅い伝送路Lsに接続されている映像受信装置(例えば、無線インターホン副親機2C)に対しては、図3(c)に示す第2の間引きパターンで映像データを送信する。このようにすれば、それぞれの伝送路Lsの実際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、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。
Thus, when the video data is transmitted from the
なお、各伝送路Lsにおける実際の伝送速度は時間的に変動する場合があるので、映像受信装置(インターホン副親機2A,2B,2C)においては定期的に伝送速度を計測して映像送信装置(インターホン親機1)に通知することが望ましい。また、データ量を増減するための間引きパターンは上述のものに限定する必要はない。
Since the actual transmission speed in each transmission line Ls may fluctuate with time, the video receiving apparatus (interphone
ここで、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)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 interphone system (video transmission system) in 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)
2A,2B,2C 映像受信装置(インターホン副親機)
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
20 制御部
21 ネットワークインタフェース部
22 映像伸長処理部
23 D/A変換部
24 映像表示部
1 Video transmission device (interphone master unit)
2A, 2B, 2C Video receiver (interphone secondary master unit)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
映像送信装置は、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、
映像受信装置は、前記伝送路を介して映像データを受信する受信手段と、受信した映像データを伸長する映像伸長手段と、伸長された映像データを表示する映像表示手段と、当該伝送路における伝送速度を計測するとともに計測した伝送速度を各映像送信装置に通知する制御手段とを備え、
映像送信装置の制御手段は、映像受信装置から通知された伝送速度に応じて当該伝送路を介して送信する映像データのデータ量を増減することを特徴とする映像伝送システム。 In a video transmission system having one or more video transmission devices that transmit video data of a moving image via a transmission path and a plurality of video reception devices that receive video data transmitted via the transmission path,
The video transmission apparatus includes a video compression unit that compresses video data of a moving image, a transmission unit that transmits the video data compressed by the video compression unit to the transmission path, and transmission of video data from the transmission unit to each transmission path. Control means for controlling the procedure,
The video receiver includes a receiving unit that receives video data via the transmission path, a video expansion unit that expands the received video data, a video display unit that displays the expanded video data, and a transmission on the transmission path. Control means for measuring the transmission speed and notifying each video transmission device of the measured transmission speed,
The video transmission system characterized in that the control means of the video transmission device increases or decreases the amount of video data to be transmitted through the transmission path according to the transmission rate notified from the video reception device.
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