JP2023177691A - 中継装置、監視カメラシステム、データ中継方法および中継制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】映像送信装置と映像送信装置が接続される中継装置との間で障害が発生した場合、および、映像送信装置が故障した場合でも、映像データの伝送を継続可能な中継装置を得ること。【解決手段】中継装置３は、撮像装置１にそれぞれ接続される複数の外部インタフェース部１３と、通信ネットワーク５に接続される通信部１２と、複数の外部インタフェース部が同一のマルチキャストデータを受信している場合は、１つのマルチキャストデータを通信ネットワークへ中継する中継制御部１１と、を備え、中継制御部は、一の外部インタフェース部において中継中のマルチキャストデータの受信が停止し、かつ停止したマルチキャストデータとマルチキャストアドレスが同一である他のマルチキャストデータを他の外部インタフェース部が受信している場合は、他のマルチキャストデータを通信ネットワークへ中継するよう、他の外部インタフェース部および通信部を制御する。【選択図】図２

Description

本開示は、データパケットを中継する中継装置、監視カメラシステム、データ中継方法および中継制御プログラムに関する。

遠隔地の監視用途に用いられるネットワークカメラは、多くの場合１つ以上のネットワークスイッチを経由して映像監視端末へ映像パケットの伝送を行っている。

そのため、ネットワーク上において伝送障害が発生したときには、映像監視端末への映像パケットの伝送が行えなくなるという問題がある。

このような問題に対し、特許文献１に記載の映像中継装置は、途中の経路を二重化し、一方の経路で障害が発生した場合に映像データの伝送が途切れてしまうのを防止している。

特開２００３－１８８９２０号公報

特許文献１に記載の技術では、途中の経路で障害が発生した場合には対応できるが、映像データを送信する装置とこの装置が接続される中継装置との間で障害が発生した場合、および、映像データを送信する装置が故障した場合には対応できず、映像データの伝送が途切れるという問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、映像データを送信する装置と映像データを送信する装置が接続される中継装置との間で障害が発生した場合、および、映像データを送信する装置が故障した場合であっても、映像データの伝送を継続することが可能な中継装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる中継装置は、撮像装置にそれぞれ接続される複数の外部インタフェース部と、通信ネットワークに接続される通信部と、複数の外部インタフェース部が同一のマルチキャストアドレスをもつマルチキャストデータを受信している場合は、いずれか１つのマルチキャストデータを通信ネットワークへ中継する中継制御部と、を備える。中継制御部は、一の外部インタフェース部において中継中の一のマルチキャストデータの受信が停止し、かつ停止した一のマルチキャストデータとマルチキャストアドレスが同一である他のマルチキャストデータを他の外部インタフェース部が受信している場合は、他のマルチキャストデータを通信ネットワークへ中継するよう、他の外部インタフェース部および通信部を制御する。

本開示にかかる中継装置によれば、映像データを送信する装置と映像データを送信する装置が接続される中継装置との間で障害が発生した場合、および、映像データを送信する装置が故障した場合であっても、映像データの伝送を継続することができる、という効果を奏する。

実施の形態にかかる中継装置を適用して実現される監視カメラシステムの構成例を示す図 実施の形態にかかる中継装置のハードウェア構成および機能ブロック構成の一例を示す図 中継装置によるデータ中継制御の処理手順の一例を示すフローチャート

以下に、本開示の実施の形態にかかる中継装置、監視カメラシステム、データ中継方法および中継制御プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態．
図１は、実施の形態にかかる中継装置を適用して実現される監視カメラシステム１００の構成例を示す図である。

監視カメラシステム１００は、ネットワークカメラである２台の撮像装置１と、映像表示端末２と、中継装置３とを備え、映像表示端末２および中継装置３は通信ネットワーク５に接続される。

２台の撮像装置１は、中継装置３に接続される。２台の撮像装置１は同じ場所に設けられ、同じ範囲を撮影して映像データを中継装置３に送信する。すなわち、監視カメラシステム１００は、中継装置３に映像データを送信する撮像装置１が二重化された構成である。

映像表示端末２は、撮像装置１が撮像を行い得られる映像データを中継装置３および通信ネットワーク５を介して受信し、映像として表示するための端末である。例えば、映像表示端末２は、映像の配信開始操作をユーザから受け付けた場合、映像の配信開始要求を撮像装置１へ送信し、撮像装置１から映像データの配信を受ける。また、映像表示端末２は、映像の配信停止操作をユーザから受け付けた場合、映像の配信停止要求を撮像装置１へ送信する。

中継装置３は、例えばネットワークスイッチである。中継装置３は、２台の撮像装置１の双方から映像データを受信した場合、受信した映像データの一方を中継対象データに設定して通信ネットワーク５に中継し、他方を中継停止データに設定して破棄する。また、中継装置３は、中継対象データに設定した映像データが受信できない状態となった場合、中継停止データに設定していた映像データの中継を開始する。なお、中継装置３には、撮像装置１に加えて、撮像装置１とは異なる装置、例えば、映像表示端末２と同様の装置が接続されてもよい。

図１に示す構成の監視カメラシステム１００は、例えば、河川、道路、駅などの監視に利用される。例えば、２台の撮像装置１を河川付近に設置し、映像表示端末２を監視所に設置し、２台の撮像装置１が出力する映像データの一方が中継装置３により通信ネットワーク５に中継される。通信ネットワーク５に中継された映像データを映像表示端末２が受信して映像として表示することで、監視所の監視員が河川の状態を確認できるようにする。

図２は、実施の形態にかかる中継装置３のハードウェア構成および機能ブロック構成の一例を示す図である。

図２に示すように、中継装置３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、第１のインタフェース回路１０４および複数の第２のインタフェース回路１０５を含むハードウェアで構成される。第１のインタフェース回路１０４は中継装置３と通信ネットワーク５とを接続するための電子回路であり、第２のインタフェース回路１０５は中継装置３と撮像装置１とを接続するための電子回路である。なお、図２では第２のインタフェース回路１０５を２つ備える構成例を示したが、第２のインタフェース回路１０５を３つ以上備えてもよい。撮像装置１が接続されない第２のインタフェース回路１０５には、他の装置、例えば、通信ネットワーク５を介してデータ通信を行うための通信モジュールが接続されてもよい。第１のインタフェース回路１０４は第２のインタフェース回路１０５と同じ構成の電子回路であってもよいし、異なる構成の電子回路であってもよい。また、第１のインタフェース回路１０４を２つ以上としてもよい。

ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２およびＲＯＭ１０３は中継制御部１１を構成する。ＲＯＭ１０３には中継制御部１１が実行する各処理が記述されたプログラムである中継制御プログラムが書き込まれる。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に書き込まれた中継制御プログラムを読み出して実行することにより中継制御部１１として動作する。なお、図２に示す例ではＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２およびＲＯＭ１０３で中継制御部１１を構成することとしたが、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせた処理回路で中継制御部１１を構成してもよい。

第１のインタフェース回路１０４は通信部１２を構成する。第２のインタフェース回路１０５は外部インタフェース部１３を構成する。

中継制御部１１は、外部インタフェース部１３および通信部１２による映像データの中継動作を制御する。詳細には、中継制御部１１は、複数の外部インタフェース部１３のそれぞれが撮像装置１から受信したパケットを解析し、同じ映像データが格納されたパケットを２つの第２のインタフェース回路１０５が受信している状態であるかを判断する。同じ映像データが格納されたパケットを２つの第２のインタフェース回路１０５が受信している状態の場合、中継制御部１１は、同じ映像データが格納されたパケットの一方を通信部１２が通信ネットワーク５へ送信し、他方を破棄するように制御する。

通信部１２は、通信ネットワーク５に接続され、通信ネットワーク５を介して他の装置との間で信号を送受信する。

外部インタフェース部１３は、撮像装置１が出力する映像データを取得する。

次に、図３を用いて、中継装置３の動作例、具体的には、撮像装置１から受信した映像データを映像表示端末２に中継する動作の例について説明する。図３は、中継装置３によるデータ中継制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下で説明する処理手順に含まれる各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換および追加が可能である。

中継装置３は、まず、マルチキャストデータの受信を開始したか否かを確認する（ステップＳ１）。具体的には、中継制御部１１が、撮像装置１から送信される映像パケットの受信を外部インタフェース部１３が開始したかを確認する。なお、映像パケットは映像データが格納されたパケットであり、宛先にマルチキャストアドレスが設定される。

マルチキャストデータの受信を開始していない場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、中継装置３は、ステップＳ１の確認動作を繰り返す。

マルチキャストデータの受信を開始した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、中継装置３は、同一マルチキャストデータを受信中か否かを確認する（ステップＳ２）。具体的には、中継制御部１１が、受信を開始したマルチキャストデータと同じマルチキャストデータを他の外部インタフェース部１３が受信中か否かを確認する。「他の外部インタフェース部１３」とは、マルチキャストデータの受信を開始した外部インタフェース部１３以外の外部インタフェース部１３である。別の表現を用いると、ステップＳ２において、中継制御部１１は、複数の外部インタフェース部１３で同じマルチキャストデータを受信する状態か否かを確認する。同じマルチキャストデータとは、同じマルチキャストアドレスが設定された映像パケットである。すなわち、中継制御部１１は、外部インタフェース部１３が受信を開始した映像パケットを解析し、受信を開始した映像パケットと同じマルチキャストアドレスが設定された映像パケットを他の外部インタフェース部１３が受信中であるか否かを確認する。なお、図１および図２に示す２台の撮像装置１は、中継装置３に出力する映像パケットの宛先アドレスが同じマルチキャストアドレスとなるように予め設定されているものとする。

同一マルチキャストデータを受信中ではない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、中継制御部１１は、受信を開始したマルチキャストデータを、映像表示端末２への中継対象データに設定する（ステップＳ６）。例えば、中継制御部１１は、マルチキャストデータの受信を開始した外部インタフェース部１３に対し、マルチキャストデータを通信部１２へ出力するよう指示する。この指示を受けた外部インタフェース部１３は、受信したマルチキャストデータを通信部１２に受け渡す処理を開始する。通信部１２は、外部インタフェース部１３から受け取ったマルチキャストデータを通信ネットワーク５へ送信する。なお、映像の配信を要求している映像表示端末２が存在しない場合、通信部１２は、外部インタフェース部１３から受け取ったマルチキャストデータを通信ネットワーク５へ送信しない。すなわち、映像の配信を要求している映像表示端末２が存在しない場合、中継対象データに設定されたマルチキャストデータが外部インタフェース部１３から通信部１２に受け渡されるが、通信部１２で破棄されるよう、中継制御部１１は外部インタフェース部１３および通信部１２を制御する。映像の配信を要求している映像表示端末２が存在しない場合、中継対象データに設定されたマルチキャストデータを通信部１２に受け渡すことなく破棄するよう、中継制御部１１が外部インタフェース部１３を制御してもよい。ステップＳ６を実行後はステップＳ１に戻る。

また、同一マルチキャストデータを受信中の場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、中継制御部１１は、受信を開始したマルチキャストデータを、映像表示端末２への中継を行わないデータである中継停止データに設定する（ステップＳ３）。例えば、中継制御部１１は、マルチキャストデータの受信を開始した外部インタフェース部１３に対し、マルチキャストデータを通信部１２へ出力しないよう指示する。この指示を受けた外部インタフェース部１３は、受信したマルチキャストデータを通信部１２に受け渡さずに破棄する処理を開始する。

ステップＳ３を実行した後の中継装置３は、２台の撮像装置１から同一マルチキャストデータを受信し、一方のマルチキャストデータを通信ネットワーク５に中継する状態となる。その後、中継装置３は、中継中のマルチキャストデータの受信が停止したか否かを確認する（ステップＳ４）。中継中のマルチキャストデータの受信が停止していない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、中継装置３は、ステップＳ４の確認動作を繰り返す。

一方、中継中のマルチキャストデータの受信が停止した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、中継装置３は、中継停止中のデータを中継対象データに設定変更する（ステップＳ５）。具体的には、中継制御部１１が、それまで中継停止データに設定していたマルチキャストデータを中継対象データに設定する。例えば、中継制御部１１は、受信したマルチキャストデータを通信部１２に受け渡さずに破棄する処理を実行している外部インタフェース部１３に対し、受信したマルチキャストデータを通信部１２へ出力するよう指示する。この指示を受けた外部インタフェース部１３は、受信したマルチキャストデータを通信部１２に受け渡す処理を開始する。ステップＳ５を実行後はステップＳ１に戻る。

なお、本実施の形態では、同一のマルチキャストデータか否かをマルチキャストアドレスに基づいて判定することとしたが、他の方法で判定するようにしてもよい。例えば、各撮像装置１が、同じデータであることを示す情報（同じ情報）を映像パケットの定められた位置に挿入して送信し、この情報に基づいて中継制御部１１が同一マルチキャストデータか否かを判定するようにしてもよい。他の判定方法として、中継装置３は、外部インタフェース部１３のそれぞれに接続された撮像装置１の設定情報を予め取得して保持しておき、保持している設定情報に基づいて、同一のマルチキャストデータを受信したか否かを判定するようにしてもよい。撮像装置１の設定情報には、映像パケットに設定するマルチキャストアドレスなど、同一のマルチキャストデータか否かを判別可能な情報が含まれるものとする。撮像装置１の設定情報は、ユーザが手作業で中継装置３に登録してもよいし、撮像装置１が接続されたことを検出した場合に、外部インタフェース部１３が撮像装置１から取得するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態にかかる監視カメラシステム１００は通信ネットワーク５に接続される映像表示端末２および中継装置３と、中継装置３に接続され、同じ範囲を撮影して同一のマルチキャストデータを出力する複数の撮像装置１と、を備える。中継装置３は、複数の撮像装置１から同一のマルチキャストデータを受信する状態の場合、受信したマルチキャストデータの１つを通信ネットワーク５経由で映像表示端末２へ中継し、残りのマルチキャストデータは中継せずに破棄する。また、中継装置３は、中継中のマルチキャストデータの受信が停止した場合、中継せずに破棄しているマルチキャストデータの中継を開始するよう設定変更し、映像表示端末２への中継処理を開始する。監視カメラシステム１００によれば、映像表示端末２が表示する映像のマルチキャストデータを送信する撮像装置１と撮像装置１が接続される中継装置３との間で障害が発生した場合、および、マルチキャストデータを送信する撮像装置１が故障した場合においても、映像表示端末２へのマルチキャストデータの伝送を継続することが可能となり、システムの信頼性を向上できる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 撮像装置、２ 映像表示端末、３ 中継装置、５ 通信ネットワーク、１１ 中継制御部、１２ 通信部、１３ 外部インタフェース部、１００ 監視カメラシステム、１０１ ＣＰＵ、１０２ ＲＡＭ、１０３ ＲＯＭ、１０４ 第１のインタフェース回路、１０５ 第２のインタフェース回路。

Claims (6)

1. 撮像装置にそれぞれ接続される複数の外部インタフェース部と、
   通信ネットワークに接続される通信部と、
   前記複数の外部インタフェース部が同一のマルチキャストアドレスをもつマルチキャストデータを受信している場合は、いずれか１つの前記マルチキャストデータを前記通信ネットワークへ中継する中継制御部と、
   を備え、
   前記中継制御部は、
   一の外部インタフェース部において中継中の一のマルチキャストデータの受信が停止し、かつ停止した一のマルチキャストデータとマルチキャストアドレスが同一である他のマルチキャストデータを他の外部インタフェース部が受信している場合は、前記他のマルチキャストデータを前記通信ネットワークへ中継するよう、前記他の外部インタフェース部および前記通信部を制御する
   ことを特徴とする中継装置。
2. 前記中継制御部は、
   前記外部インタフェース部がマルチキャストデータの受信を開始し、かつ、受信を開始したマルチキャストデータとマルチキャストアドレスが同一のマルチキャストデータを前記通信ネットワークに中継中の場合、受信を開始した前記マルチキャストデータを前記通信ネットワークに中継しないよう、前記外部インタフェース部および前記通信部を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 前記中継制御部は、
   前記外部インタフェース部がマルチキャストデータの受信を開始し、かつ、受信を開始したマルチキャストデータとマルチキャストアドレスが同一のマルチキャストデータを前記通信ネットワークに中継中ではない場合、受信を開始した前記マルチキャストデータを前記通信ネットワークに中継するよう、前記外部インタフェース部および前記通信部を制御する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の中継装置。
4. 撮像装置と、
   前記撮像装置から映像データが含まれたマルチキャストデータを受信して通信ネットワークに中継する中継装置と、
   前記通信ネットワークに接続され、前記マルチキャストデータを受信して前記映像データを表示する映像表示端末と、
   を備え、
   前記撮像装置は、同じ範囲を対象として撮影して前記映像データを出力し、
   前記中継装置は、
   前記撮像装置にそれぞれ接続される複数の外部インタフェース部と、
   前記通信ネットワークに接続される通信部と、
   前記複数の外部インタフェース部が同一のマルチキャストアドレスをもつマルチキャストデータを受信している場合は、いずれか１つの前記マルチキャストデータを前記通信ネットワークへ中継する中継制御部と、
   を備え、
   前記中継制御部は、
   一の外部インタフェース部において中継中の一のマルチキャストデータの受信が停止し、かつ停止した一のマルチキャストデータとマルチキャストアドレスが同一である他のマルチキャストデータを他の外部インタフェース部が受信している場合は、前記他のマルチキャストデータを前記通信ネットワークへ中継するよう、前記他の外部インタフェース部および前記通信部を制御する
   ことを特徴とする監視カメラシステム。
5. 撮像装置にそれぞれ接続された複数の外部インタフェース部が、同一のマルチキャストアドレスを持つマルチキャストデータを受信している場合は、いずれか１つの前記マルチキャストデータを通信ネットワークへ中継するステップと、
   一の外部インタフェース部において中継中の一のマルチキャストデータの受信が停止し、かつ停止した一のマルチキャストデータとマルチキャストアドレスが同一である他のマルチキャストデータを他の外部インタフェース部が受信している場合は、前記他のマルチキャストデータを前記通信ネットワークへ中継するステップと、
   を含むことを特徴とするデータ中継方法。
6. 撮像装置にそれぞれ接続された複数の外部インタフェース部が、同一のマルチキャストアドレスを持つマルチキャストデータを受信している場合は、いずれか１つの前記マルチキャストデータを通信ネットワークへ中継するステップと、
   一の外部インタフェース部において中継中の一のマルチキャストデータの受信が停止し、かつ停止した一のマルチキャストデータとマルチキャストアドレスが同一である他のマルチキャストデータを他の外部インタフェース部が受信している場合は、前記他のマルチキャストデータを前記通信ネットワークへ中継するステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする中継制御プログラム。

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