JP2011151607A

JP2011151607A - 画像伝送システム

Info

Publication number: JP2011151607A
Application number: JP2010011170A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Omae; 健大前
Original assignee: Tomy Co Ltd
Current assignee: Tomy Co Ltd
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-08-04
Also published as: EP2348728A2; EP2348728A3; CA2727338A1; US20110176054A1

Abstract

【課題】受信機自体の表示スペックよりも高解像度の表示環境を備える外部機器の接続に応じて、高解像度の画像表示を可能にする。
【解決手段】エンコーダ５は、ＱＶＧＡモードおよびＶＧＡモードのいずれかで、カメラ４から出力された撮像画像を圧縮する。デコーダ９は、送受信回路６，８を介して入力された圧縮画像を伸張し、ＱＶＧＡモードの圧縮画像からＱＶＧＡ伸張画像を生成するとともに、ＶＧＡモードの圧縮画像からＶＧＡ伸張画像を生成する。ＱＶＧＡ表示部１１ａは、ＱＶＧＡ伸張画像を表示する。ＵＳＢインターフェイス１２は、ＶＧＡ伸張画像を外部に出力する。外部装置１３の非接続時には、ＱＶＧＡモードで撮像画像が圧縮され、ＱＶＧＡ伸張画像がＱＶＧＡ表示部１１ａに表示される。また、外部装置１３の接続時には、ＶＧＡモードで撮像画像が圧縮され、ＶＧＡ伸張画像がＵＳＢインターフェイス１２を介してＶＧＡ表示部１３ａに表示される。
【選択図】図１

Description

本発明は、送信機側で撮像された画像をリアルタイムで受信機側に表示させる画像伝送システムに関する。

従来より、ベビーモニタやインターフォンのように、送信機側で撮像された画像を受信機側に表示させる画像伝送システムが提案されている。例えば、特許文献１には、無線で相互に通信可能な携帯端末および異常通報装置によって構成されたシステムが開示されている。このシステムにおいて、異常通報装置は、幼児の周辺環境の変化または体調の変化を検出し、異常を検知した場合には異常通報信号を携帯端末に無線で送信する。また、特許文献２には、幼児を撮像するカメラと、幼児の状態を検出する各種センサとを備え、カメラにより得られた画像情報と、センサにより得られたセンサ情報とを管理サーバに定期的に送信するシステムが開示されている。このシステムにおいて、管理サーバは、受信した画像情報とセンサ情報とを蓄積していくとともに、幼児の成長過程が閲覧できるようにホームページに育児日記を掲載するとともに、異常検出時には予め指定された端末に異常を通知する。

また、特許文献３〜５には、転送すべき画像のデータ量を低減すべく、画像に応じてフレームレートを変更する画像伝送システムが開示されている。具体的には、特許文献３には、転送すべき画像の動き量を検出し、これに応じてコマ落とし画や間引き画を転送する点が開示されている。また、特許文献４には、１フレームの画像における注目部分のみを高画質で伝送し、それ以外の部分を低画質で伝送する点が開示されている。さらに、特許文献５には、カメラのピントが合っていない場合には、撮像画像を高圧縮率で圧縮して低フレームレートでデータ転送する一方、カメラのピントが合っている場合には、撮像画像を低圧縮率で圧縮して高フレームレートでデータ転送する点が開示されている。

特開平１０−１１６７４号公報特開２００２−１４９９０９号公報特開平１０−６６０７４号公報特開２０００−２１７１０８号公報特開２００６−３３１６０号公報

上述した従来の画像伝送システムにおいて、送信機から受信機に送られる画像の解像度は、受信機自体の表示スペックに依存して常に一定であることが多い。例えば、送信機側のカメラの解像度が30万画素であっても、携帯性を重んじる受信機側の表示サイズが2.4インチ程度であれば、送信機側でＱＶＧＡ（320×240＝76800画素）に圧縮して画像が転送されるといった如くである。そのため、より解像度の高い表示環境を備えるパーソナルコンピュータ等を接続しても、画質を劣化させることなく、画像をより高い解像度で表示することは困難であった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、受信機自体の表示スペックよりも高解像度の表示環境を備える外部機器の接続に応じて、高解像度の画像表示を可能にすることである。

かかる課題を解決すべく、本発明は、カメラと、エンコーダと、送信回路と、受信回路と、デコーダと、第１の表示部と、出力インターフェイスとを有する画像伝送システムを提供する。カメラは、撮像画像を時系列的な順序で出力する。エンコーダは、第１の圧縮モード、および、第１の圧縮モードよりも解像度の高い第２の圧縮モードのいずれかで、カメラから出力された撮像画像を圧縮する。送信回路は、エンコーダによって圧縮された圧縮画像を送信する。受信回路は、送信回路から送信された圧縮画像を受信する。デコーダは、受信回路によって受信された圧縮画像を伸張し、第１の圧縮モードの圧縮画像から第１の伸張画像を生成するとともに、第２の圧縮モードの圧縮画像から第１の伸張画像よりも解像度の高い第２の伸張画像を生成する。第１の表示部は、第１の伸張画像を表示する。出力インターフェイスは、第２の伸張画像を外部に出力する。モード切換回路は、第１の表示部とは異なる第２の表示部を有する外部装置が出力インターフェイスに接続されていない非接続時には、第１の圧縮モードで撮像画像を圧縮すべき旨をエンコーダに指示するとともに、デコーダによって生成された第１の伸張画像を第１の表示部に供給する。また、モード切換回路は、この外部装置が出力インターフェイスに接続されている接続時には、第２の圧縮モードで撮像画像を圧縮すべき旨をエンコーダに指示するとともに、デコーダによって生成された第２の伸張画像を出力インターフェイスを介して第１の表示部に供給する。

ここで、本発明において、送信回路は、第２の圧縮モードの圧縮画像を送信する場合には、第１の圧縮モードの圧縮画像を送信する場合よりも低いフレームレートで送信することが好ましい。また、第１の表示部は、第１の圧縮モードの解像度相当の表示サイズを有することが好ましい。この場合、第２の表示部は、第１の表示部よりも高解像度の表示が可能な表示サイズを有することが好ましい。

本発明によれば、出力インターフェイスに外部装置が接続されているか否かを受信機側で検出し、これに応じて、送信機側における撮像画像の圧縮モードを切り換える。すなわち、外部装置の非接続時には、受信機自体の表示スペックに合致した低解像度の圧縮・転送が行われ、外部装置の接続時には、外部装置の表示スペックで表示可能な高解像度の圧縮・転送が行われる。これにより、受信機自身の表示スペックに制約されることなく、かつ、高解像度時における表示のリアルタイム性を損なうことなく、解像度の高い表示環境に合致した画像表示が可能となる。それとともに、受信機側ではなく送信機側で圧縮モードを切り換えることで、伝送帯域幅の不足を抑制できる。

画像伝送システムのブロック構成図ＱＶＧＡモードの概略的な動作説明図ＶＧＡモードの概略的な動作説明図

図１は、本実施形態に係る画像伝送システムのブロック構成図である。この画像伝送システム１は、双方向の無線通信を行う送信機２と受信機３とによって構成されている。画像転送システム１としては、例えば、送信機２側のカメラ４で撮像した幼児の画像を受信機３側の表示装置１１等にリアルタイムで表示し、離れた場所に居ても幼児を管理できるベビーモニタが挙げられる。また、送信機２と受信機３との間のデータ通信手法としては、例えば、2.4ＧＨｚ近辺のＩＳＭバンドを用いたIEEE802.11bに準拠したデジタル通信を用いることができる。なお、本実施形態の特徴は画像の圧縮・伝送にあるので省略するが、マイクロフォンや体温センサといった各種センサが送信機２側に併設されていてもよく、この場合には、これらのセンサ情報も受信機３側に伝送される。

送信機２は、カメラ４と、エンコーダ５と、送信回路６と、モード指示回路７とを主体に構成されている。カメラ４は、例えば３０万画素程度の画素数を有し、監視対象となる幼児を撮像した画像（ＶＧＡ相当）を時系列的な順序で出力する。エンコーダ５は、カメラ４から出力された時系列的な撮像画像、すなわち動画を順次圧縮する。動画の圧縮手法としては、任意のものを用いることができるが、例えば、少ないデータ量で効率よく動画を伝送するための動画圧縮規格であるH.264を用いることができる。エンコーダ５は、圧縮モードとして、カメラ４の本来のスペックよりも低いＱＶＧＡモード、および、カメラ４の本来のスペックに相当するＶＧＡモードのいずれかで画像を圧縮する。ＱＶＧＡモードでは、カメラ４からの画像がＱＶＧＡサイズ（320×240＝76800画素）に圧縮される。また、ＶＧＡモードでは、カメラ４からの画像がＱＶＧＡサイズよりも解像度の高いＶＧＡサイズ（640×480＝307200画素）に圧縮される。エンコーダ５における圧縮モードの選択は、モード指示回路７からの指示に基づいて行われるが、通常はＱＶＧＡモードが選択されている。送信回路６は、エンコーダ５によって圧縮された圧縮画像を時系列的に順次送信する。圧縮画像の伝送は、伝送すべき圧縮画像に適用された圧縮モードに応じて、フレームレートを可変にすることによって行われる。

一方、受信機３は、受信回路８と、デコーダ９と、モード切換回路１０と、表示装置１１と、出力インターフェイスであるＵＳＢインターフェイス１２とを主体に構成されている。受信回路８は、送信回路６から送信された圧縮画像を時系列に順次受信する。デコーダ９は、受信回路８によって受信された圧縮画像を伸張する。圧縮画像がＱＶＧＡモードで圧縮されている場合、圧縮画像からＱＶＧＡサイズの伸張画像（以下、「ＱＶＧＡ伸張画像」という）が生成される。一方、圧縮画像がＶＧＡモードで圧縮されている場合、圧縮画像からＶＧＡサイズの伸張画像（以下、「ＶＧＡ伸張画像」という）が生成される。モード切換回路１０は、デコーダ９からの伸張画像を表示装置１１およびＵＳＢインターフェイス１２のいずれかに選択的に出力する。すなわち、ＱＶＧＡ伸張画像は表示装置１１に出力され、ＶＧＡ伸張画像はＵＳＢインターフェイス１２に出力される。また、モード切換回路１０は、ＵＳＢインターフェイス１２に外部装置１３が接続されているか否かを検出し、その検出結果に応じて、ＱＶＧＡモードおよびＶＧＡモードのいずれかの圧縮モードを送受信回路６，８を介してモード指示回路７に指示する。この指示を受けたモード指示回路７は、指定された圧縮モードでの圧縮をエンコーダ５に指示する。

図２は、ＱＶＧＡモードの概略的な動作説明図である。外部装置１３がＵＳＢインターフェイス１２に接続されていないＵＳＢ非接続時には、受信機３自体の表示スペックに合致した低解像度の圧縮・伝送が行われ、ＱＶＧＡ表示部１１ａにリアルタイムで画像が表示される。この場合、モード切換回路１０は、圧縮モードとしてＱＶＧＡモードを選択するとともに、その旨を送受信回路６，８を介してモード指示回路７に指示する。この指示を受けたモード指示回路７は、ＱＶＧＡモードで撮像画像を圧縮すべき旨をエンコーダ５に指示する。これにより、カメラ４からの画像がＱＶＧＡモードで圧縮されるとともに、フレームレートが例えば最大25fpsで送信回路６より送信される。そして、受信回路８およびデコーダ９を経て生成されたＱＶＧＡ伸張画像がモード切換回路１０に入力される。デコーダ９からの入力がＱＶＧＡ伸張画像の場合、モード切換回路１０は、受信機３自身が備える表示装置１１を出力先として選択し、これにＱＶＧＡ伸張画像を供給する。これによって、表示装置１１のＱＶＧＡ表示部１１ａにＱＶＧＡ伸張画像が表示される。ＱＶＧＡ表示部１１ａは、ＱＶＧＡモードの解像度に相当する比較的小さな表示サイズ（例えば2.4インチ程度）を有する。

図３は、ＶＧＡモードの概略的な動作説明図である。外部装置１３がＵＳＢインターフェイス１２に接続されているＵＳＢ接続時には、外部装置１３の表示スペックに合致した高解像度の圧縮・伝送が行われ、ＱＶＧＡ表示部１１ａとは異なるＶＧＡ表示部１３ａにリアルタイムで画像が表示される。この外部装置１３としては、典型的には、画像伝送システム１と連携させる画像表示アプリケーションがインストールされ、かつ、ＱＶＧＡ表示部１１ａよりも高解像度の表示が可能なＶＧＡ表示部１３ａを備えたパーソナルコンピュータを用いることができる。なお、ＶＧＡ表示部１３ａの表示サイズは、ＶＧＡそのものの解像度である必要はなく、それ以上であればよい。この場合、モード切換回路１０は、圧縮モードとしてＶＧＡモードを選択するとともに、その旨を送受信回路６，８を介してモード指示回路７に指示する。この指示を受けたモード指示回路７は、ＶＧＡモードで撮像画像を圧縮すべき旨をエンコーダ５に指示する。これにより、カメラ４からの画像がＶＧＡモードで圧縮されるとともに、ＱＶＧＡモードの圧縮画像を送信する場合よりも低いフレームレートで送信される。フレームレートを低くする理由は、圧縮画像のデータサイズの増大に伴う伝送帯域幅の不足を抑制するためであり、この場合のフレームレートとしては、例えば最大18fpsとすることができる。そして、受信回路８およびデコーダ９を経て生成されたＶＧＡ伸張画像がモード切換回路１０に入力される。デコーダ９からの入力がＶＧＡ伸張画像の場合、モード切換回路１０は、外部装置１３が接続されたＵＳＢインターフェイス１２を出力先として選択し、これにＶＧＡ伸張画像を供給する。これによって、ＵＳＢインターフェイス１２より外部にＶＧＡ画像が出力され、外部装置１３のＶＧＡ表示部１３ａにＶＧＡ伸張画像が表示される。ＶＧＡ表示部１３ａに表示される画像は、画質を損なうことなく、ＱＶＧＡ表示部１１ａに表示される画像の４倍の大きさを有する。

このように、本実施形態によれば、ＵＳＢインターフェイス１２に外部装置１３が接続されているか否かを受信機３側で検出し、この検出結果に応じて、ＱＶＧＡ表示部１１ａおよびＶＧＡ表示部１３ａのいずれかに表示先を切り換える。外部装置１３のＵＳＢ非接続時には、受信機３自体の表示スペックに合致した低解像度の圧縮・伝送が行われ、外部装置１３のＵＳＢ接続時には、外部装置１３の表示スペックで表示可能な高解像度の圧縮・伝送が行われる。その結果、携帯性を重視するがゆえに小型な受信機３の表示スペックの制約を受けることなく、かつ、高解像度時における表示のリアルタイム性を損なうことなく、解像度の高い表示環境での画像表示が可能となる。それとともに、受信機３側ではなく送信機２側で圧縮モードを切り換えることで、伝送帯域幅の不足を抑制できる。

また、本実施形態によれば、圧縮モードに応じて圧縮画像を伝送する際のフレームレートを切り換え、高解像度の圧縮画像の伝送時にはフレームレートを低くすることで、伝送帯域幅の不足を一層有効に抑制できる。

なお、上述した実施形態では、圧縮モードとしてＱＶＧＡモードおよびＶＧＡモードを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、解像度の異なる任意の複数のモードに対して広く適用可能である。

以上のように、本発明は、ベビーモニタやインターフォンのように、送信機側で撮像された画像をリアルタイムで受信機側に表示する画像伝送システムに対して、広く適用できる。

１画像伝送システム
２送信機
３受信機
４カメラ
５エンコーダ
６送信回路
７モード指示回路
８受信回路
９デコーダ
１０モード切換回路
１１表示装置
１１ａＱＶＧＡ表示部
１２ＵＳＢインターフェイス
１３外部装置
１３ａＶＧＡ表示部

Claims

画像伝送システムにおいて、
撮像画像を時系列的な順序で出力するカメラと、
第１の圧縮モード、および、前記第１の圧縮モードよりも解像度の高い第２の圧縮モードのいずれかで、前記カメラから出力された前記撮像画像を圧縮するエンコーダと、
前記エンコーダによって圧縮された前記圧縮画像を送信する送信回路と、
前記送信回路から送信された前記圧縮画像を受信する受信回路と、
前記受信回路によって受信された前記圧縮画像を伸張し、前記第１の圧縮モードの前記圧縮画像から第１の伸張画像を生成するとともに、前記第２の圧縮モードの前記圧縮画像から前記第１の伸張画像よりも解像度の高い第２の伸張画像を生成するデコーダと、
前記第１の伸張画像を表示する第１の表示部と、
前記第２の伸張画像を外部に出力する出力インターフェイスと、
前記第１の表示部とは異なる第２の表示部を有する外部装置が前記出力インターフェイスに接続されていない非接続時には、前記第１の圧縮モードで前記撮像画像を圧縮すべき旨を前記エンコーダに指示するとともに、前記デコーダによって生成された前記第１の伸張画像を前記第１の表示部に供給し、前記外部装置が前記出力インターフェイスに接続されている接続時には、前記第２の圧縮モードで前記撮像画像を圧縮すべき旨を前記エンコーダに指示するとともに、前記デコーダによって生成された前記第２の伸張画像を前記出力インターフェイスを介して前記第２の表示部に供給するモード切換回路と
を有することを特徴とする画像伝送システム。
前記送信回路は、前記第２の圧縮モードの前記圧縮画像を送信する場合には、前記第１の圧縮モードの前記圧縮画像を送信する場合よりも低いフレームレートで送信することを特徴とする請求項１に記載された画像伝送システム。
前記第１の表示部は、前記第１の圧縮モードの解像度相当の表示サイズを有することを特徴とする請求項１または２に記載された画像伝送システム。
前記第２の表示部は、前記第１の表示部よりも高解像度の表示が可能な表示サイズを有することを特徴とする請求項３に記載された画像伝送システム。