JP2012195850A - 通信システム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 スロット割当情報を有効化する情報を受信できなかったノードが受信できた他のノードの通信を阻害することを抑止する通信システム及び方法を提供する。
【解決手段】 親ノードからのスロット割当情報を受信し、確認応答を返した子ノードが、所定の時間が経過するまでにスロット割当情報を有効化するスロット割当有効化情報を受信できない場合に、親ノードへの送信を停止する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、動的にスロット割当情報を更新できるＴＤＭＡ通信システムのスロット割当情報切替え制御に関するものである。

一つのバスで接続された複数のノード間で通信する場合に有効な通信方式として、ＴＤＭＡ（時分割多重）通信方式が知られている。このＴＤＭＡ通信方式は、予め各ノードに送信可能な時間を重複無く割り当て、各ノードは自分に割り当てられた時間にだけデータを送信する通信方式である。割り当てが一巡する周期をフレーム、割り当てられる時間の区切りはスロットと呼ばれる。

上述のＴＤＭＡ通信方式は、遅延時間が保証されることに加え、バス型トポロジを採用できることから、従来の中央制御装置から個別にスター状に配線する方式に比べて省配線化も可能である。そのため、多視点カメラ制御システム等に好適である。ここで、多視点カメラ制御システムは、ネットワークに接続された複数のカメラで構成され、各カメラに通信ノードを配置する。そして、中央制御装置と各通信ノードとの間で通信を行いながら各カメラの撮像制御や映像データの合成を行ってユーザに提示するシステムである。

ところで、このようなＴＤＭＡ通信方式では、ネットワークに接続されるノードの個数が増減したり、あるノードにおいて送受信すべきデータが増減すると、スロットの割り当てを変更する必要がある。このとき、他のノードの通信は停止させないことが望ましい。例えば、多視点カメラ制御システムでは、あるカメラで精密な制御を行うため、一時的に通信するデータが増大する場合にも、他のカメラの制御や映像は止めないことが求められる。そのためには、全てのノードが従来のスロット割当で通信を継続している状態から、通信を停止することなく、あるタイミングにおいて一斉に新しいスロット割当情報に移行する必要がある。

そこで、スロット割当情報が親ノードから送信されたフレームの次のフレームの先頭で全ノードが一斉にスロット割当情報を変更する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、スロット割当情報の変更処理が完了する時間が各ノードによって多少ばらついても、一斉に新しいスロット割当に移行することができる。

また、新しいスロット割当を有効化するタイミングを親ノードから送信することにより、一斉にスロット割当を変更する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平８―２５１０９６号公報 特開２００１―１１１５８８号公報

複数のノードを結ぶバスの通信にノイズ等の影響で障害が発生すると、あるノードではスロット割当情報又はスロット割当を有効化する指示を受信でき、また別のあるノードではこれらを受信できない、ということが発生する。このとき、前者のノードは、あるタイミングで新しいスロット割当で通信を開始し、後者のノードはスロット割当が変更されたことを認識できずに、古いスロット割当で通信を継続する。ここで、新しいスロット割当情報と古いスロット割当情報の間に重複があると、複数のノードが同じスロットで送信してしまうことになる。即ち、従来の技術では、スロット割当情報を一斉に更新することはできていても、更新に失敗したノードがいた場合にスロット割当情報を受け取れなかったノードによって通信が阻害されてしまうことは解決できていない。これのみならず、更新に失敗したノードが新しいスロット割当でネットワークに自動復旧することについては、何ら考慮もされていない。

この問題は、例えば多視点カメラ制御システムでは、あるカメラの通信ノードにおいてスロット割当情報が受信できないと、正常に受信できたカメラの制御までできなくなってしまう。つまり、わずか１台のノードだけがスロット割当の更新に失敗した場合でも、システム全体が機能しなくなるという問題を有している。

本発明は、スロット割当情報を有効化する情報を受信できなかったノードが受信できた他のノードの通信を阻害することを抑止する通信システム及び方法を提供することを目的とする。

本発明は、１つの親ノードと複数の子ノードとで構成され、親ノードによって生成されるスロット割当情報に基づいてフレームを複数の通信スロットに割り当てて通信を行う通信システムであって、
前記親ノードは、前記スロット割当情報を生成する生成手段と、
前記スロット割当情報を送信した後、前記複数の子ノードから確認応答を受信すると、前記スロット割当情報を有効化するスロット割当有効化情報を前記複数の子ノードへ送信する送信手段とを有し、
前記複数の子ノードは、前記親ノードから送信された前記スロット割当情報を受信すると確認応答を返し、前記スロット割当有効化情報を受信する受信手段と、
前記受信手段で所定の時間が経過するまでに前記親ノードから前記スロット割当有効化情報を受信できない場合に、前記親ノードへの送信を停止する停止手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、スロット割当情報を受信できなかったノードが、スロット割当情報を正しく受信できた他のノードの通信を阻害することを抑止できる。従って、例えば多視点カメラ制御システムにおいて、中央制御装置とある一つのカメラの通信に障害が発生し、スロット割当の変更ができなくなった場合にも、障害を一つのカメラのみに抑えることができる。即ち、残りの他のカメラの映像を合成してユーザに合成映像を提示し続けることが可能となる。

実施形態における多視点カメラ制御システムの概要を示す図。 親ノードの内部構成の一例を示すブロック図。 子ノードの内部構成の一例を示すブロック図。 スロット割当更新の一例を表す図。 スロット割当を行う通信シーケンスの一例を表す図。 第１の実施形態における子ノードの処理を示すフローチャート。 第１の実施形態における親ノードの処理を示すフローチャート。 送信を停止した子ノードを通信に復帰させる際のスロット割当の様子の一例を示す図。 通信を復帰させる親ノードの処理を示すフローチャート。 第２の実施形態における親ノードの内部構成の一例を示す図。 ＩＤが付加されたスロット割当情報の構成を示す図。 第２の実施形態における子ノードの処理を表すフローチャート。 第３の実施形態における親ノードの内部構成の一例を示す図。 第３の実施形態における子ノードの内部構成の一例を示す図。 第３の実施形態におけるスロット割当情報の構成例を示す図。 送信を停止した子ノードが通信に復帰するまでのシーケンスを示す図。 第３の実施形態における親ノードの処理を表すフローチャート。 第３の実施形態におけるこノードの処理を表すフローチャート。

以下、図面を参照しながら発明を実施するための形態について詳細に説明する。以下に説明する実施形態では、通信システムとして多視点カメラ制御システムを例に挙げて説明する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態における多視点カメラ制御システムの概要を示す図である。本システムでは、１つの親ノード１００と複数の子ノード１〜４が一本のバスで接続されたネットワークによって構成される。子ノード１〜４は、カメラ１１１〜１１４、不図示の雲台のモータ１２１〜１２４にそれぞれ接続されている。ここでヴィジョンノード１０１〜１０４はカメラ１１１〜１１４、不図示の雲台のモータ１２１〜１２４にそれぞれ接続されている子ノードで構成されるネットワーク接続可能なビデオカメラである。

カメラ１１１〜１１４は、被写体１０７の映像を撮影し、映像データを親ノード１００に出力する。モータ１２１〜１２４は、不図示の雲台を動かす動力である。また、不図示の雲台の上にはカメラ１１１〜１１４が搭載され、モータ１２１〜１２４によってカメラ１１１〜１１４が向いている角度が変わるように構成されている。また、角度は不図示の角度センサによって検出するものとする。更に、親ノード１００と子ノード１〜４とは、何れもバス１０８で相互接続されている。

図１に示す多視点カメラ制御システムは、親ノード１００が子ノード１〜４からの映像を合成し、自由視点映像の作成やカメラ１１１〜１１４４のパン、チルト、ズームなどの同期動作を行うことで特定の被写体１０７の自動追尾を実現している。また、合成される自由視点映像は、カメラの台数が多い程、より視点移動の自由度が高い映像の提供が可能となる。また、子ノード１〜４の中で、被写体１０７への距離が遠いノードのカメラが、より高解像度で撮影を行う。これにより、被写体１０７へ近づくような合成映像のズームを伴うような自由視点の移動についても一定水準の画像の提供が可能となる。

また、被写体１０７が移動体であったとしてもカメラ１１１〜１４１の解像度を被写体１０７の距離に応じて動的に変更していくことで対応することが可能となる。また、通信を一本のバス１０８で行うため、通信方式としては、時分割多重通信（ＴＤＭＡ通信）を用いる。各ノードの送受信スロットの割り当ては親ノード１００で行い、子ノード１〜４はそれに従う。また、被写体１０７への距離が遠い子ノードほど、高解像度で撮影しているためデータ量が多くなり、通信スロット数を多く割り当てる必要がある。スロット割当情報は、被写体１０７が移動し、カメラ１１１〜１４１の解像度が変更されるたびに更新され、親ノード１００から子ノード１〜４に送信され、共有されるものとする。

尚、バス１０８上ではカメラ１１１〜１１４が撮影した映像データのほかに、不図示の雲台を動かすモータ１２１〜１２４を制御するモータ制御情報が通信される。

親ノード１００は、子ノード１に対してモータ制御情報を送信する。モータ制御情報には、例えばモータ１２１に加えられる電圧値が含まれる。また親ノード１００は、カメラ１１１〜１１４から受信する映像データを合成し、自由視点映像を作成してユーザに提示する。一方、子ノード１が親ノード１００からモータ制御情報を受信すると、モータ制御情報に基づいてモータ１２１を動作させる。更に、カメラ１１１から映像を取得し、映像データとして親ノード１００に送信する。

親ノード１００は、子ノード１から受信した映像データに基づいて次のモータ制御情報を生成する。また、親ノード１００と子ノード２〜４との間でも、上述の親ノード１００と子ノード１と同様の通信及び制御が行われる。このように、親ノード１００と子ノード１〜４とが通信を繰り返すことで、多視点カメラ制御システムとしての動作を行う。

図２は、親ノード１００の内部構成の一例を示すブロック図である。図２に示すモータ制御情報生成部２０２は、映像データ解析部２０１による解析結果に基づいて子ノード１〜４のモータ制御情報を生成し、送信データとして通信部２００に出力する。映像データ解析部２０１は、自動追尾する被写体１０７の情報（被写体の形状、色など）、子ノード１〜４から受信した映像データに基づき解析を行い、モータ制御情報生成部２０２に出力する。解析した結果には、映像内にいる物体の移動方向、速度、被写体１０７への距離といった情報が含まれる。また、映像データ解析部２０１は、被写体１０７とカメラ１１１〜１１４への距離を算出し、一番距離が遠い子ノードの使用通信スロットを増やすように、スロット割当情報生成部２０４を制御する。例えば、被写体１０７に距離が一番遠い子ノードが、子ノード４から子ノード３へ変わった時に、スロット割当情報生成部２０４に対して、子ノード３の使用通信スロット数を増加させ、子ノード４の使用通信スロット数を減少させるように制御する。

一方、スロット割当情報生成部２０４は、接続されている子ノード１〜４からの要求や映像データ解析部２０１での解析結果などから、適切なスロット割当を動的に生成する。また、スロット割当情報生成部２０４は生成するスロット割当情報に、有効化期限を付加して子ノード１〜４に同報送信する。

尚、有効化期限はスロット割当情報に付加して送信しているが、予め子ノード１〜４に所定の有効化期限を設定しておいても、別々に送信しても何ら問題はない。

ここで、親ノード１００はスロット割当情報を子ノード１〜４へ同報送信し、有効化期限の時間が経過した後に、同報送信したスロット割当有効化情報で通信を開始する。タイミング制御部２０３は、スロット割当情報生成部２０４によって生成されたスロット割当情報を記憶し、その情報に基づいて通信部２００を制御する。例えば、スロット割当情報の先頭から３スロット目が、親ノード１００が送信に使用する通信スロットだった場合、通信部２００はスロット割当情報の先頭から３スロット目でデータを送信する。

スロット割当有効化生成部２０５は子ノード１〜４の全てからスロット割当情報の送信に対する確認応答（ＡＣＫ）を受け取ったときに、その有効化期限を生成して送信する。送信停止検出部２０６は、子ノード１〜４の内、所定の時間以上映像データを送信しない子ノードを検出した場合に、スロット割当情報生成部２０４に対してスロット割当有効化情報を検出された子ノードに送信するように制御する。

図３は、子ノード１の内部構成の一例を示すブロック図である。尚、子ノード２〜４についても同様の構成である。映像データ生成部３０１は、カメラ１１１から映像データを取得し、親ノード１００への送信データとして通信部３００に出力する。

モータ制御部３０２は、親ノード１００から受信するモータ制御情報に基づいてモータ１２１を制御する。通信制御部３０３は、親ノード１００のスロット割当情報生成部２０４がスロット割当情報に設定した有効化期限をスロット割当情報受信時に記憶する。通信制御部３０３は、記憶した有効化期限内にスロット割当有効化情報を受け取ることができれば、更新後のスロット割当情報で通信を開始するように通信部３００を制御する。

一方、この有効化期限内にスロット割当有効化情報を受け取ることができない場合には、送信を停止するように通信部３００を制御する。タイミング制御部３０４は、スロット割当情報記憶部３０５によって設定されたスロット割当情報に基づいて、通信部３００の制御を行う。例えば、スロット割当情報の先頭から３スロット目が、子ノード１が送信に使用する通信スロットだった場合、通信部３００はスロット割当情報の先頭から３スロット目でデータを送信する。

スロット割当情報記憶部３０５は、親ノード１００のスロット割当情報生成部２０４によって生成され、同報送信されたスロット割当情報を記憶し、その情報をタイミング制御部３０４に設定する。通信部３００は、親ノード１００から受信したスロット割当情報に基づいて、他ノードとの送受信を行う。親ノード１００と子ノード１のデータの送受信は全て通信部３００を介して行われる。

図４は、スロット割当更新の一例を表す図である。図４の左端４０３から右端４０４までのスロット割当を一周期として繰り返し通信を行い、この周期をフレームと定義する。また、一つのブロックが一つの通信スロットを表す。

図４の（Ａ）及び（Ｂ）に、スロット割り当ての様子を表す。図中の、親と記載されたスロットでは親ノード１００が送信を行い、子１と記載されたスロットでは子ノード１が送信を行うことを意味する。

図４の（Ａ）において、スロット群４０５は、親ノード１００が、スロット割当情報、スロット割当有効化情報、モータ制御情報を送信するためのスロット群である。スロット群４０６は、子ノード４が映像データを送信するスロット群である。この例では、被写体１０７への距離が、子ノード４が一番遠い状態であるため、他の子ノード１〜３に対して子ノード４に多くの通信スロットが割り当てられている。

一方、図４の（Ｂ）の例では、被写体１０７が移動した後、子ノード３が被写体１０７への距離が最も遠くなり、高解像度で撮影を行っているので、他の子ノード１、２、４に対して子ノード３に多くの通信スロットが割り当てられている。

図４の（Ｃ）に、図４の（Ｂ）のようにスロット割り当てを行う際に、親ノード１００が送信するスロット割当情報の内容を表す。この例では、図４の（Ｃ）の通信スロットに設定された１バイトのデータ列の値が送信を行うノードを表現している。「０ｘ０３」の場合は、子ノード３のデータの送信を表し、「０ｘ０１」の場合は子ノード１のデータの送信を表す。

尚、親ノード１００のデータの送信に関しては「０ｘ００」で表現している。また、「０ｘ１１」は無送信期間を表し、バス１０８上にデータを送信するノードは存在しない。また、親ノード１００から子ノード１〜４にスロット割当情報を送信する際に、先頭の１バイトにスロット割当情報の有効化期限４０１が付加される。

この有効化期限４０１には、親ノード１００のスロット割当情報生成部２０４が所定の値を設定する。所定の値として設定する値は、例えば子ノードのスロット割当情報記憶部３０５、タイミング制御部３０４及び、通信制御部３０３が、更新後のスロット割当情報での通信開始の準備を行うために十分な時間である。

有効化期限４０１が図４の（Ｃ）のように設定された場合、親ノード１００はスロット割当情報を送信してから４フレーム経過した時に、スロット割当情報で通信を開始する。子ノード１〜４は、スロット割当情報を受信してから４フレーム経過時に、スロット割当有効化情報を受け取ることができていれば、スロット割当情報で通信を行う。

尚、有効化期限４０１とスロット群４０２の値とで重複するものが存在するが、有効化期限４０１は必ずスロット割当情報の先頭１バイトに配置され、判別ができるため、値が重複しても問題ない。

親ノード１００において、例えば被写体１０７が子ノード３から子ノード４の前へ移動したことを検出した場合、図４の（Ｃ）を子ノード１〜４に送信し、受信した子ノードでは、図４の（Ｃ）のデータ列内の自ノードに対応するタイミングで送信を行う。スロット割当情報は、スロット割当情報生成部２０４によって生成され、親ノード１００ではタイミング制御部２０３に設定される。そして、子ノード１〜４ではスロット割当情報記憶部３０５に記憶され、タイミング制御部３０４に設定される。

尚、初期化処理の中で必要な通信を行うためのスロット割当情報は、親ノード１００のタイミング制御部２０３と子ノード１〜４のタイミング制御部３０４に初期値として予め設定されているものとする。

次に、親ノード１００と子ノード１〜４の動作を、図５〜図９を用いて説明する。図６、図７は、第１の実施形態における子ノード１〜４と親ノード１００の処理を表すフローチャートである。図５は、図６及び図７に示すフローチャートに基づいて親ノード１００と子ノード１〜４がスロット割当を行う場合の通信シーケンスの一例を表す図である。

以下、図５の通信シーケンスの順に親ノード１００と子ノード１〜４の動作を説明する。尚、図５に示すスロット割当の通信シーケンスを行っている間も、親ノード１００と子ノード１〜４はモータ制御情報、映像データの通信を継続しているものとする。

まず、親ノード１００は、子ノード１〜４に対してスロット割当情報５０１に有効化期限４０１を付加した上で同報送信し、子ノード１〜４の全てからＡＣＫ５０２が返るのを待つ。図５のシーケンスでは、子ノード１〜４の全てからＡＣＫ５０２が返っているが、そうでない場合は、子ノード１〜４の全てからＡＣＫ５０２が返るまでスロット割当情報５０１の送信を所定の周期で繰り返すものとする。

次に、子ノード１〜４がスロット割当情報５０１を受信すると、親ノード１００にＡＣＫ５０２を返した上で、スロット割当有効化情報５０４が送信されてくるのを待つ。一方、親ノード１００では子ノード１〜４の全てからＡＣＫ５０２が返ってくると、スロット割当有効化情報５０４を同報送信する。

ここで、子ノード１〜３ではスロット割当有効化情報５０４を正しく受信できたが、子ノード４では受信できなかったとする。この場合、子ノード１〜３はスロット割当有効化情報５０４を受信しているので、スロット割当情報５０１を受信した後、有効化期限５０３として設定された時間が経過すると、新しいスロット割当情報５０１に基づいて通信を行う。

しかし、子ノード４はスロット割当有効化情報５０４を受信していないので、スロット割当情報５０１を受信してから有効化期限５０３として設定された時間が経過した後に、送信を停止する。

ここで、上述したシーケンスの処理に沿って動作する子ノード１〜４の処理を、図６を用いて説明する。スロット割当有効化情報５０４を正しく受信できた子ノード１〜３での処理を説明する。

まず、Ｓ６０１において、新しいスロット割当情報の受信を行う。Ｓ６０２において、新しいスロット割当情報を正常に受信できたため、Ｓ６０３へ進む。このＳ６０３では、スロット割当情報に設定されている有効化期限を自ノードに設定する。そして、Ｓ６０４において、親ノード１００に対してＡＣＫを送信する。次に、Ｓ６０５において、Ｓ６０３で設定した有効化期限が経過するまでに、スロット割当有効化情報を受信できたため、Ｓ６０６へ進む。このＳ６０６では、Ｓ６０１で受信した新しいスロット割当情報に基づいて通信を行う。

次に、スロット割当有効化情報５０４を正しく受信できなかった子ノード４での処理を説明する。尚、Ｓ６０１〜Ｓ６０３での処理は、子ノード１〜３と同様である。Ｓ６０５において、Ｓ６０３で設定した有効化期限が経過するまでに、スロット割当有効化情報を受信できなかったため、Ｓ６０７へ進む。そして、Ｓ６０７において、送信を停止する。

ここで、上述したシーケンスの処理に沿って動作する親ノード１００の処理を、図７を用いて説明する。まず、Ｓ７０１において、新しいスロット割当情報を子ノード１〜４の全てに同報送信する。Ｓ７０２、Ｓ７０３において、一定時間経過するまでに、子ノード１〜４の全てからＡＣＫを受信できたのでＳ７０５へ進む。このＳ７０５では、スロット割当有効化情報を子ノード１〜４に同報送信する。そして、Ｓ７０６において、Ｓ７０１で送信したスロット割当情報に設定した有効化期限の時間が経過後、新しいスロット割当情報で通信を行う。

尚、親ノード１００がスロット割当情報５０１の送信を行ってから、スロット割当情報の有効化期限５０３が経過し更新後、スロット割当情報５０１に変更して通信を行うまでの間も、更新前のスロット割当情報に基づいて通信は継続されている。

上述のように、スロット割当有効化情報５０４を受信できなかった子ノード４が送信を停止することにより、親ノード１００とスロット割当有効化情報５０４の受信に成功した子ノード１〜３の通信を阻害することを抑止することができる。

特に、多視点カメラ制御システムにおいて、ロスするデータがスロット割当情報の有効化期限５０３内に受信できなかった子ノード４の映像データだけですむ。そのため、有効化期限５０３内に受信できた子ノード１〜３のデータをロスすることなく通信でき、視点移動の自由度を必要以上に下げることなく、システムの稼動を続けることができる。

第１の実施形態によれば、通信を継続したままスロット割当を変更する通信システムにおいて、スロット割当有効化情報５０４を受信できなかった子ノードがスロット割当有効化情報５０４を正しく受信できた子ノードの通信を阻害することを抑止できる。

また、第１の実施形態では、スロット割当情報の有効化期限はスロット割当情報に含めて送信するものとしたが、有効化期限をスロット割当情報とは別々に送信するようにしても同様の効果が得られることは言うまでもない。有効化期限をスロット割当情報とは別々に送信すると、スロット割当情報の送信に関して、柔軟な対応が可能となる。例えば、親ノード１００で非常に負荷が高い処理が行われており、有効化期限の生成時間が一定でなく、スロット割当情報の送信スロットに間に合わなくても、後から有効化期限のみで送信できる。

次に、スロット割当情報更新の有効化処理の後、送信を停止した子ノードを通信に復帰させる処理を、図８及び図９を用いて説明する。図８は、送信を停止した子ノードを通信に復帰させる際のスロット割当の様子の一例を示す図である。ここで、スロット割当情報送信用スロット８０１は、スロット割当情報生成部２０４によりスロット割当情報の所定の位置に割り当てられる。このスロット割当情報送信用スロット８０１は、スロット割当情報が更新されても位置は変わらない。こうすることで、現在のスロット割当情報を保持していない子ノードでもスロット割当情報送信用スロット８０１は常に同じ所定の位置にあるため、新しいスロット割当情報を受信することが可能となる。

次に、図８のスロット割当情報に基づいて送信を停止した子ノードを通信に復帰させる親ノード１００の処理を、図９を用いて説明する。まず、Ｓ９０１において、継続しているはずの映像データ送信が停止したといったことから、通信を停止した子ノード４を検出する。Ｓ９０２において、送信を停止した子ノード４に対して現在使われているスロット割当情報を送信する。Ｓ９０３において、子ノード４からＡＣＫを受信できていたので、Ｓ９０６へ進む。このＳ９０６では、子ノード４に対してスロット割当有効化情報を送信する。

ここで、子ノード４は、図６のフローチャートと同様な処理を行うことで通信への復帰が可能となる。従って、送信を停止した子ノード４の映像データも再送信が可能となり、システムを稼動したまま被写体１０７を撮影するカメラ台数の減少に伴う、自由視点映像における視点移動の自由度の低下を解消することが可能となる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、スロット割当情報送信用スロット８０１を用いたが、第２の実施形態ではスロット割当情報の更新毎に変化する識別子（ＩＤ）をスロット割当情報に付加することで送信を停止したノードを復帰させるものである。尚、第２の実施形態におけるシステム構成は、図１に示す第１の実施形態と同様であり、その説明は省略する。

図１１は、ＩＤ１１０１が付加されたスロット割当情報の構成を示す図である。ここでＩＤ１１０１は、第１の実施形態のスロット割当情報送信用スロットと同様に、スロット割当情報の所定の位置に付加される。従って、現在使われているスロット割当情報の判別がつかない子ノードでも、ＩＤ１１０１を取得することが可能である。

次に、第２の実施形態における親ノード１００と子ノード１〜４の内部構成について、順に説明する。図１０は、親ノード１００の内部構成の一例を示す図である。図２に示す第１の実施形態とは、スロット割当情報ＩＤ生成部１００１が追加され、スロット割当情報生成部２０４がスロット割当情報の一部にスロット割当情報のＩＤ１１０１を付加して生成する点が異なる。

スロット割当情報ＩＤ生成部１００１は、送信を停止した子ノード１〜４が復帰する際に、親ノード１００が送信を停止した子ノード１〜４を検知せずとも、子ノード１〜４が通信に復帰することを目的として追加したものである。このスロット割当情報ＩＤ生成部１００１はスロット割当情報にＩＤ１１０１を付加する。また、ＩＤ１１０１はスロット割当情報が更新される際に変更される。例えば、初期のスロット割当情報のＩＤ１１０１は「０ｘ０１」、次に更新されたスロット割当情報のＩＤ１１０１は「０ｘ０２」というようになる。

ここで、子ノード１〜４の内部構成は、図３に示す第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と異なる点は、通信制御部３０３によってスロット割当情報のＩＤ１１０１の比較を行い、その出力によって通信部４００は通信を再開することができるようになったことである。この通信制御部３０３がスロット割当情報のＩＤ１１０１を比較することにより、送信を停止した子ノード１〜４が復帰する際に、親ノード１００が送信を停止した子ノード１〜４を検知しなくても、子ノード１〜４が通信に復帰できる。

即ち、通信制御部３０３は、自ノードが送信を停止した時に、現在の通信のやり取りで使われているスロット割当情報のＩＤ１１０１をバス１０８上から取得し、通信中断直前に親ノード１００から受信したスロット割当情報のＩＤ１１０１を比較する。比較の結果、ＩＤ１１０１が同一であれば、現在の通信で使われているスロット割当情報と同じものを自ノードが保持していると判断し、自ノードの通信部４００に対して、送信を再開するように制御する。

以下の説明では、送信を再開することを通信への復帰と記述する。例えば、自ノードが保持しているスロット割当情報のＩＤ１１０１が「０ｘ０３」で、現在の通信で使われているスロット割当情報のＩＤ１１０１が「０ｘ０５」の場合、ＩＤ１１０１が異なるので通信には復帰しない。

一方、自ノードが保持しているスロット割当情報のＩＤ１１０１が「０ｘ０３」で、現在の通信で使われているスロット割当情報のＩＤ１１０１が「０ｘ０３」の場合は、ＩＤ１１０１が一致するので通信に復帰する。

図１２は、第２の実施形態における子ノードの処理を表すフローチャートである。まず、Ｓ１２０１において、所定の時間内にスロット割当有効化を受信できなければ、送信を停止する。ここでは、自ノードがスロット割当有効化情報を受け取れなかったことを認識する。

次に、Ｓ１２０２において、現在の通信のやり取りで使われているスロット割当情報のＩＤをバス１０８上から取得する。Ｓ１２０３において、バス１０８から取得した現在の通信で使われているスロット割当情報のＩＤ１１０１と通信中断直前に親ノード１００から受信したスロット割当情報のＩＤ１１０１とを比較する。比較した結果、ＩＤ１１０１が同一であれば、現在の通信で使われているスロット割当情報と同様のものを自ノードが保持していると判断し、Ｓ１２０４からＳ１２０５へ進む。Ｓ１２０５において、通信に復帰する。尚、送信を停止した子ノード４が通信に復帰する際の親ノード１００の処理は第２の実施形態では行われない。

第２の実施形態によれば、子ノード１〜４は、自立的に判断し通信に復帰できるようになる。そのため、親ノード１００では送信を停止した子ノードの検出や通信復帰の処理といった余分な処理（オーバヘッド）がなくなり、子ノード４だけの処理で通信に復帰することができる。従って、送信を停止した子ノード４がオーバヘッドなく、送信を再開することで、被写体１０７を撮影するカメラの減少に伴う、自由視点映像の視点移動における自由度の低下をすばやく解消することが可能となる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態では、子ノードが送信の停止を検出すると、親ノード１００に通知し、親ノード１００は子ノードからの通知を受けて復帰させるための処理を行うものである。第３の実施形態におけるシステム構成は、図１に示す第１の実施形態と同様であり、その説明は省略する。

まず、第２の実施形態における親ノード１００と子ノード１〜４の内部構成について、順に説明する。図１５は、第３の実施形態におけるスロット割当情報の構成例を示す図である。スロット割当情報の特定の位置に親ノード１００と子ノード１〜４が共通に使用できる共有スロット１５０１を設けている。また、共有スロット１５０１は、スロット割当情報が更新されても位置が変わらないものとする。そのため、現在使われているスロット割当情報が判別できないノードでも、共有スロット１５０１を用いて送受信を行える。

次に、第３の実施形態における親ノード１００の内部構成を、図１３を用いて説明する。図１３において、第１の実施形態と異なる点は共有スロット挿入部１３０１とスロット割当有効化要求判定部１３０２が追加され、送信停止検出部が削除されたことである。

つまり、送信を停止した子ノード１〜４が通信の復帰を要求し、親ノード１００がその要求を許可することで子ノード４が通信に復帰できるように共有スロット挿入部１３０１とスロット割当有効化要求判定部１３０２が追加されている。

共有スロット挿入部１３０１は、スロット割当情報の所定の位置に親ノード１００と子ノード１〜４が共通で送受信することができる共有スロット１５０１を設けるようにスロット割当情報生成部２０４を制御する。スロット割当有効化要求判定部１３０２は、共用スロット１５０１において受信したデータを判定し、スロット割当有効化要求だった場合には、スロット割当有効化生成部２０５に通知する。そして、スロット割当有効化生成部２０５がスロット割当有効化要求判定部１３０２の通知を受けてスロット割当有効化情報を生成し、子ノード１〜４に送信する。

次に、子ノード１の内部構成の一例を、図１４を用いて説明する。尚、子ノード２〜４についても同様の構成である。図１４において、第１の実施形態と異なる点は、スロット割当有効化要求部１４０１が追加されたことである。

このスロット割当有効化要求部１４０１は、子ノード１〜４が送信を停止した際に、スロット割当有効化要求を共有スロット１５０１を用いて親ノード１００に送信する。また、スロット割当有効化要求部１４０１は、送信を停止した子ノード１〜４が通信復帰を要求し、それを親ノード１００が許可することで子ノード１〜４が通信に復帰できるようにすることを目的に追加されたものである。

スロット割当有効化要求部１４０１は、自ノードが送信を停止した時に、スロット割当情報に設けられた共有スロット１５０１を用いて、親ノード１００に対してスロット割当有効化送信要求を送信する。また、スロット割当有効化要求を送信した後、親ノード１００からスロット割当有効化情報を受信すると、通信制御部３０３が自ノードを通信に復帰するように通信部４００を制御する。

ここで、送信を停止した子ノードが通信に復帰するまでの流れを、図１６を用いて説明する。図１６は、送信を停止した子ノード４が通信に復帰するまでのシーケンスを示す図である。尚、子ノード４が通信を停止するまでのシーケンスは、第一の実施形態の図５と同様である。

送信を停止した子ノード４は、自ノードが送信を停止したことを認識してから親ノード１００に対してスロット割当有効化要求１６０１を送信する。そして、親ノード１００がその要求を受け取ると、子ノード４に対してスロット割当有効化情報１６０２を送信し、それを受け取ることをきっかけにし、子ノード４は通信に復帰する。

ここで、第３の実施形態における親ノード１００の処理を、図１７を用いて説明する。まず、Ｓ１７０１において、子ノード４からスロット割当有効化要求１６０１を受信すると、Ｓ１７０２へ進み、スロット割当有効化情報１６０２を子ノード４へ送信し、通信への復帰を許可するか否かを判断する。そして、Ｓ１７０３において、通信への復帰を許可すると判断すると、Ｓ１７０４へ進み、スロット割当有効化情報１６０２を子ノード４へ送信する。一方、通信への復帰を許可しないと判断すると、Ｓ１７０５へ進み、スロット割当有効化情報１６０２は送信しない。

次に、第３の実施形態における子ノード４の処理を、図１８を用いて説明する。まず、Ｓ１８０１において、自ノードが送信を停止したことを認識する。そして、Ｓ１８０２において、スロット割当有効化要求１６０１を親ノード１００に対して送信する。次に、Ｓ１８０３において、スロット割当有効化情報１６０２を受信するのを待ち、受信するとＳ１８０４へ進む。このＳ１８０４では、親ノード１００に通信への復帰を許可されたと判定し、通信に復帰する。一方、親ノード１００からスロット割当有効化情報１６０２を受信しなければ、通信への復帰を許可されていないと判定し、Ｓ１８０５へ進み、通信の中断を継続する。

第３の実施形態によれば、送信を停止したノードの検出を子ノード１〜４が行うので、すばやく送信を停止したノードを検出することが可能となる。更に、通信復帰への許可は親ノード１００が行うため、通信管理は親ノード１００に集中させることができる。

従って、送信を停止した子ノード４がすばやく送信を停止したノードを検出できることで、被写体１０７を撮影するカメラ台数の減少に伴う、自由視点映像における視点移動の自由度の低下をすばやく解消することが可能となる。これと同時に、通信管理を親ノードで集中して行うことができるため、システムの設定や管理が容易になる。例えば、送信を２回停止した子ノードに関しては、通信に復帰させないという管理をする際に、子ノード１〜４を変更せずに、親ノード１００に２回目以降のスロット割当有効化要求を無視するように設定し、実現することが可能となる。

［他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (8)

1. １つの親ノードと複数の子ノードとで構成され、親ノードによって生成されるスロット割当情報に基づいてフレームを複数の通信スロットに割り当てて通信を行う通信システムであって、
   前記親ノードは、前記スロット割当情報を生成する生成手段と、
   前記スロット割当情報を送信した後、前記複数の子ノードから確認応答を受信すると、前記スロット割当情報を有効化するスロット割当有効化情報を前記複数の子ノードへ送信する送信手段とを有し、
   前記複数の子ノードは、前記親ノードから送信された前記スロット割当情報を受信すると確認応答を返し、前記スロット割当有効化情報を受信する受信手段と、
   前記受信手段で所定の時間が経過するまでに前記親ノードから前記スロット割当有効化情報を受信できない場合に、前記親ノードへの送信を停止する停止手段とを有することを特徴とする通信システム。
2. 前記所定の時間は、前記複数の子ノードに予め設定されているか又は前記親ノードから送信された前記スロット割当情報に含まれていることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記親ノードは、前記スロット割当情報を有効化する有効化期限を生成する有効化生成手段を更に有し、
   前記有効化生成手段は、前記スロット割当情報が更新される毎に当該スロット割当情報の有効化期限を生成して前記複数の子ノードに送信し、
   前記複数の子ノードは、前記送信された有効化期限に基づき前記所定の時間を設定することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
4. 前記親ノードは、前記送信を停止した子ノードを検出する検出手段を更に有し、
   前記検出手段により前記送信を停止した子ノードを検出した場合に、前記スロット割当有効化情報を当該子ノードに送信し、
   前記送信を停止した子ノードは、前記親ノードから前記スロット割当有効化情報を受信すると、送信を再開することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
5. 前記子ノードは、前記スロット割当有効化情報の再送信を要求するスロット割当有効化要求手段を更に有し、
   前記スロット割当有効化要求手段は、自ノードが送信を停止した後、親ノードに対してスロット割当有効化要求を送信し、
   前記親ノードは、当該子ノードからの前記スロット割当有効化要求により前記スロット割当有効化情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
6. 前記親ノードは、前記スロット割当情報の識別子を生成する手段を更に有し、
   前記識別子を生成する手段は、前記スロット割当情報が更新されるたびに、異なる前記スロット割当情報の識別子を生成した上で前記スロット割当情報に付加し、
   前記複数の子ノードは、前記停止した送信を再開する再開手段を更に有し、
   前記再開手段は、自ノードが送信を停止する前に受信した前記スロット割当情報の識別子と、前記送信を停止した後に受信した前記スロット割当情報の識別子が一致する場合に、当該子ノードの送信を再開させることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
7. 前記生成手段は、所定の位置に再送信のためのスロットを割り当てた前記スロット割当情報を生成し、
   前記親ノード及び前記複数の子ノードは、前記再送信のためのスロットを用いて通信を行うことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の通信システム。
8. １つの親ノードと複数の子ノードとで構成され、親ノードによって生成されるスロット割当情報に基づいてフレームを複数の通信スロットに割り当てて通信を行う通信システムの制御方法であって、
   前記親ノードは、前記スロット割当情報を生成する生成工程と、
   前記スロット割当情報を送信した後、前記複数の子ノードから確認応答を受信すると、前記スロット割当情報を有効化するスロット割当有効化情報を前記複数の子ノードへ送信する送信工程とを実行し、
   前記複数の子ノードは、前記親ノードから送信された前記スロット割当情報を受信すると確認応答を返し、前記スロット割当有効化情報を受信する受信工程と、
   前記受信工程において所定の時間が経過するまでに前記親ノードから前記スロット割当有効化情報を受信できない場合に、前記親ノードへの送信を停止する停止工程とを実行することを特徴とする通信システムの制御方法。

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