JP3731712B2 - ドアホン装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、来訪者との通話が可能であると共に、来訪者の姿を画像によっても視認し得る構成とされたモニタ機能付きインターホン装置であるドアホン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ドアホン装置にあっては、その利便性を高める必要上から各種の技術が提案されており、特開平９−９３１７９号公報には、ドアホン親機（以下、親機という）が複数のドアホン子機（以下、子機という）のうちから所望の子機を選択し、選択された子機から圧縮して送信されてくる画像データを親機でもって受信して復調したうえ、モニタによって監視する構成とされたワイヤレス監視システム、つまり、子機におけるデータ圧縮状態の制御と監視カメラの制御とを親機によって行う構成とされたシステムが開示されている。
【０００３】
また、特開平５−２３６４７８号公報では、子機から親機へと送信される画像データを画像処理によって加工したうえで表示画面上に映し出すための機能拡張回路を、モニタテレビの共通部分に対して付加的に接続することが可能な構成とされたカメラ付きインターホン用モニタテレビが提案されている。さらにまた、特開平９−１３５４３９号公報には、子機の呼出信号（チャイム）が入力された時の画像データを記憶する記憶手段が親機に設けられており、通常時は子機から送信されてきた画像データに基づく画像を表示している親機のモニタを切り替えることによって子機からの画像データ入力を停止し、記憶手段が記憶している画像データに基づく画像をモニタ表示する構成とされたモニタ機能付きインターホン装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記公報のそれぞれで開示された技術にあっては、子機の画像圧縮率や画素数を親機から制御することが行われるが、具体的な数値や手法などが開示されていないため、画像圧縮に関する専門知識を有していなければ実現することが困難であり、また、画像圧縮率の制御に関する入力が複雑となって容易には設定できない可能性があるため、一般家庭で使用されるドアホン装置に適用することは難しいのが現状である。そして、カメラ制御によるズームアップやパン、つまり、画像の一部分を拡大表示したり画像の任意部分を選択表示したりする処理を実行する際には機械的な駆動機構が必要であることになり、このような機能を持たせた場合にはコスト高を招くことになってしまう。
【０００５】
また、子機から親機へと画像データを無線伝送した後、親機内において画像処理するシステムを採用したのでは、フルサイズの画像データが伝送されることになり、表示不要な部分の画像データまでもが伝送されるため、伝送時間が長くなる結果、フレームレートが低下することも起こる。さらには、子機の有する呼出手段が操作された、例えば、呼出スイッチが来訪者によって押されたときに撮影された画像の画像データを記憶するための画像記憶回路を親機に設けておくことも考えられるが、このような構成である場合には、子機から親機へと画像データが伝送され続けることにもなりかねず、エネルギを浪費する恐れがある。さらにまた、画像記憶回路を設けておくのに際し、画像データをそのまま記憶する構成であれば大きな記憶容量を必要とする不都合が生じることになっていた。
【０００６】
本発明はこれらの不都合に鑑みて創案されたものであって、画像圧縮に関する専門知識を有していなくても最適なフレームレート及び画質を容易に確保し得る構成とされたドアホン装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のドアホン装置は、来訪者を撮影するカメラが配備されたドアホン子機と、撮影された画像を表示する画像表示器が配備されたドアホン親機とからなり、ドアホン子機及びドアホン親機間では画像データ及び音声データを双方向に無線伝送する構成とされたものであって、ドアホン子機には画像圧縮回路が設けられている一方、ドアホン親機には画像伸長回路と画像調整用の入力部とが設けられており、この入力部はフレームレートを増加させる入力手段と、フレームレートを低下させる入力手段からなり、使用者が前記画像表示器を視認しながらフレームレートを任意の値に連続的に上下させる機能を有し、ドアホン子機は前記画像調整用の入力部から入力されたフレームレートの値を基にドアホン子機での画像圧縮率を制御し、ドアホン子機からドアホン親機へと伝送される画像データ量を一定量以下とする機能を有していることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係るドアホン装置の全体構成を模式化して示す説明図、図２は子機の基本的な機能構成を示す回路ブロック図、図３は親機の基本的な機能構成を示す回路ブロック図であり、これらの図における符号１は子機、２は親機をそれぞれ示している。また、図４はフレームレート制御時の処理手順を示すフローチャート、図５は画像圧縮率自動制御時の処理手順を示すフローチャートであり、図６は画像ズーム時や画像位置移動時における画像の状態を例示する説明図である。
【００１６】
本実施の形態に係るドアホン装置は、図１で示すように、玄関先などに設置された子機１と、室内に設置された親機２とから構成されており、子機１及び親機２のそれぞれ同士間では、画像データ及び音声データが双方向に無線伝送されることになっている。そして、子機１には、来訪者の姿を撮影するカメラ３と、音声のやり取りに使用されるマイク及びスピーカー４と、在宅者を呼び出すための呼出手段として使用される呼出スイッチ５と、無線伝送のためのアンテナ６とが配備されている一方、親機２には、子機１のカメラ３によって撮影された画像を表示する画像表示器であるＬＣＤ（液晶ディスプレイ）７と、音声のやり取りに使用されるマイク及びスピーカー８と、子機１の呼出スイッチ５が押されたことに伴って入力する呼出信号に対する応答時や画像調整などの設定時に使用される入力スイッチ９と、無線電波を送受信するためのアンテナ１０とが配備されている。なお、子機１に配備されているカメラ３は、広い範囲を撮影可能であって使用状況に対応し易い広角カメラであることが好ましい。
【００１７】
さらに、子機１の内部には、図２で示すように、アンテナ６を介して無線電波を送受信する無線送受信部１１と、無線送受信時のデータを一時的に保管するバッファメモリ１２と、カメラ３によって撮影された画像を処理する映像処理回路１３及び画像データを圧縮する画像圧縮回路１４からなる画像処理部１５と、音声データを圧縮及び伸長する音声圧縮／伸長回路１６を具備し、マイク及びスピーカー４を介したうえで外部へ音声を入出力するための音声処理部１７と、呼出スイッチ５が押されたことに伴う呼出信号の入力を検知する入力検知回路１８を具備してなる入力部１９と、無線送受信部１１を制御する無線通信制御回路２０と子機１の全体システムを制御するシステム制御回路２１とを具備したマイクロコンピュータである制御部２２と、各回路に対して電源を供給する電源部２３とが設けられている。そして、本実施の形態に係るドアホン装置での画像圧縮は、１フレーム単位での圧縮及び伸長、伝送、画像加工が可能なＪＰＥＧ圧縮方式を採用して行われることになっている。なお、画像圧縮がＪＰＥＧ圧縮方式に限定されることはなく、他の圧縮方式であってもよいことは勿論である。
【００１８】
さらにまた、親機２の内部には、図３で示すように、アンテナ１０を介して無線電波を送受信する無線送受信部２４と、無線送受信時のデータを一時的に保管するバッファメモリ２５と、子機１から圧縮したうえで送信されてきた画像データを伸長する画像伸長回路２６を具備すると共に、画像データに基づく画像をＬＣＤ７で表示するための処理を実行する映像処理回路２７を具備している画像処理部２８と、音声データを圧縮及び伸長する音声圧縮／伸長回路２９を具備しており、マイク及びスピーカー８を介したうえで外部へ音声を入出力するための音声処理部３０と、応答スイッチや画像調整スイッチとして機能する入力スイッチ９からの入力を検知する入力検知回路３１を具備してなる画像調整用の入力部３２と、無線送受信部２４を制御する無線通信制御回路３３と親機２の全体システムを制御するシステム制御回路３４とを具備したマイクロコンピュータである制御部３５と、各回路に対して電源を供給する電源部３６とが設けられている。
【００１９】
そして、親機２に設けられた画像調整用の入力部３２は、まず第１に、画像圧縮率を任意に変更して設定する機能を有するものであり、入力検知回路３１でもって入力スイッチ９が押されたことを検知した際における入力部３２からの指示を受けた制御部３５のシステム制御回路３４と、入力部３２の指示を無線伝送によって受けた子機１の制御部２２が具備するシステム制御回路２１とでは、画像圧縮率を変更して設定する制御が実行されることになる。すなわち、ドアホン装置の画像圧縮率と、子機１から親機２へと伝送される画像データ量とは、一般的に、画像圧縮率が上がると画像データ量は減り、画像圧縮率が下がると画像データ量は増える関係にある。また、画像圧縮率と画質（視認性）とは、画像圧縮率が上がると画質が低下する結果として画像がきれいでなくなり、画像圧縮率が下がると原画に近づくために画質が向上する関係を有している。
【００２０】
一方、無線伝送時におけるフレームレートは、画像データ量と伝送量とに基づいて決定されるため、伝送量が一定であれば１枚当たりの画像データ量が多いほどフレームレートが下がり、画像データ量が少ないほどフレームレートが上がると考えられる。そして、画像圧縮がＪＰＥＧ圧縮方式である際における画像圧縮率の変更はＱテーブルを変更することによって実行されるが、多くのＱテーブルを設けるのではなくて一つのＱテーブルの各値を同倍率で増減するのが通常であることから、伝送量が一定であれば画像圧縮率の変更によって上記した法則、つまり、フレームレートを上げると画質が劣り、画質を上げるとフレームレートが下がるという法則が成立することになる。
【００２１】
そこで、画像調整用の入力部３２が画像圧縮率を任意に変更して設定する機能を有している際には、図４のフローチャートで示す処理手順に従ったフレームレート制御が実行されることになる。なお、ここでは、入力部３２が画像圧縮率を任意に変更して設定する機能を有するものであるとしたうえ、相反関係にあるフレームレートと画質のうち、使用者が最も好むであろうと考えられる画像状態を容易に設定するための処理手順を説明する。ところで、この入力部３２が有する機能は画像圧縮率を任意に変更して設定する機能に限定されず、第２には子機１から親機２へと伝送される画像データ量を一定量以下とする機能を有し、第３には広角カメラ３で撮影された画像の一部分を拡大表示させる機能を有しており、第４には広角カメラ３で撮影された画像の任意部分を選択表示させる機能を有するものであってもよいが、これら第２ないし第４の機能については後述する。
【００２２】
まず、ステップ１（Ｓ１）では現在の設定下における画像データを子機１から親機２へと送信することが行われており、ステップ２（Ｓ２）では送信されてきた画像データに基づく画像が親機２のＬＣＤ７で表示されている。そこで、表示を視認した使用者がもっときれいな画像を見たいと思ったならば、「画質ＵＰ」スイッチでもある入力スイッチ９をステップ３（Ｓ３）で押すことになり、この入力スイッチ９が押されると、ステップ４（Ｓ４）で親機２から子機１へと画像圧縮率を下げる指示が送信されることになり、画像圧縮率が下げられる結果としてＬＣＤ７で表示される画像がきれいになる。しかしながら、この際には、送信されてくる画像データ量が増えることになり、フレームレートが低下することになる。
【００２３】
また、ＬＣＤ７での表示を視認した使用者がもっと動画的な画像を見たいと思った場合には、「スピードＵＰ」スイッチでもある入力スイッチ９をステップ５（Ｓ５）で押すことになり、入力スイッチ９が押されると、ステップ６（Ｓ６）で親機２から子機１へと画像圧縮率を上げる指示が送信される。すると、画像圧縮率が上がるために画像データ量は減るもののフレームレートは上がることとなる結果、ＬＣＤ７で表示される画像はより動画的となるにも拘わらず画質は劣化することになる。つまり、入力部３２が画像圧縮率を任意に変更して設定するものである場合には、画像調整用の入力部３２が具備している入力スイッチ９を使用者が押すだけのことによって実現可能な限りのフレームレートと画質とを持った好みの画像状態が確保される。
【００２４】
なお、ステップ７（Ｓ７）は画像調整が終了したか否かを確認するものであるが、本実施の形態に係るドアホン装置の使い勝手を良好とするには、特別なスイッチを新たに設けるのではなくて従来から設けられている他のスイッチ類を利用したり、一定の時間経過などを代用したりすることが考えられる。また、以上説明した「画質ＵＰ」スイッチや「スピードＵＰ」スイッチとして使用される入力スイッチ９が必ずしも独立したスイッチである必然性はないのであり、例えば、ＬＣＤ７上に設けられたタッチパネルスイッチなどであってもよいことは勿論である。
【００２５】
ところで、以上の説明においては、親機２に設けられた画像調整用の入力部３２が第１には画像圧縮率を任意に変更して設定する機能を有するものであるとしているが、このようなものには限定されず、第２には、子機１から親機２へと伝送される画像データ量を一定量以下とする機能を有するものであってもよい。そこで、図５のフローチャートに基づき、入力部３２が第２の機能を有するものである場合の処理手順を説明する。すなわち、図５は画像圧縮率自動制御時の処理手順を示しており、この処理手順は、例えば、圧縮された画像データ量が可変長であるにも拘わらずパケット通信などで最大データ量が限られる場合に、伝送可能な画像データ量でありながらもできるだけ鮮明な画像を得る必要上、画像データ量を自動制御する際に採用される処理手順である。
【００２６】
まず、ステップ８（Ｓ８）では、最大データ量と初期圧縮率とが設定される。なお、最大データ量はシステム毎に決まっていることが多いので予め設定されていてもよいが、使用状況に応じて変化することもあるため、ここでは設定している。また、図５では初期圧縮率を１、つまり、最も画像圧縮率が低い状態に設定しているが、以前の来訪者と対応した時点の画像圧縮率を記憶しておいたうえ、その画像圧縮率から動作を開始するようにしてもよい。引き続き、親機２に設けられた入力スイッチ９を押すと、入力部３２からの指示を受けた制御部３５のシステム制御回路３４と、入力部３２の指示を無線伝送によって受けた子機１の制御部２２が具備するシステム制御回路２１とでは、子機１から親機２へと伝送される画像データ量を一定量以下とする制御が実行される。
【００２７】
すなわち、ステップ９（Ｓ９）では子機１でもって画像圧縮が実行されることになり、ステップ１０（Ｓ１０）で最大データ量Ａと実際の画像データ量Ｍとを互いに比較し、実際の画像データ量Ｍの方が最大データ量Ａよりも大きいと判断された場合（Ｎの場合）には、ステップ１１（Ｓ１１）で画像圧縮率を１ランクＵＰし、再びステップ９へと戻ることが繰り返される。そして、ステップ１０（Ｓ１０）で実際の画像データ量Ｍが最大データ量Ａよりも小さくなったと判断された場合（Ｙの場合）には、ステップ１２（Ｓ１２）で子機１から親機２ヘと画像データを送信することが実行される。
【００２８】
さらにまた、親機２に設けられた画像調整用の入力部３２は、第３に広角カメラ３で撮影された画像の一部分を拡大表示させる機能を有するものであったり、また、第４には広角カメラ３で撮影された画像の任意部分を選択表示させる機能を有するものであってもよく、このような機能を有している入力部３２の動作を図６に基づいて説明する。なお、図６は画像ズーム時や画像位置移動時における画像の状態を例示する説明図であり、図６−ａは玄関先に訪れた一群の訪問者を示しており、図６−ｂはこれら訪問者の姿を広角カメラ３でもって撮影した最大画像を示している。
【００２９】
ところで、ドアホン装置の子機１に配備された広角カメラ３によっては、来訪者がある程度離れていても、その存在を確認し得るよう広い範囲にわたる撮影が行われるのであるが、図６−ｂのような画像のままでは、撮影された来訪者の顔が小さ過ぎて見分けられない可能性が大きいことになる。そこで、広角カメラ３で撮影された画像のうちの一部分、例えば、その中央部分のみを図６−ｃで示すようにして切り出したうえで表示することが実行されるが、それでも来訪者の立っている位置によっては小さくて人相を見分けることが困難であり、広角カメラ３自体にズームアップなどの機械的な駆動機構が備えられていない限りは、来訪者を視認できないのが実情である。
【００３０】
しかしながら、入力部３２が第３の機能、つまり、広角カメラ３で撮影された画像の一部分を拡大表示させる機能を有するものである際には、入力スイッチ９が押されたことを検知した入力部３２からの指示を受けた制御部３５のシステム制御回路３４でもって画像の一部分を拡大表示させる制御が実行されるため、図６−ｄで示すように、広角カメラ３で撮影された画像のうちの中央部分のみを切り出したうえ、親機２のＬＣＤ７でもって拡大表示させることが実行される。その結果、来訪者の人相までを見分けたうえで対応することが、極めて容易に行えることとなる。
【００３１】
また、来訪者が小さな子供などである場合、撮影された画像（図６−ｂ参照）中には存在しているにも拘わらずＬＣＤ７でもって画像の中央部分のみ（図６−ｃ参照）を表示したのでは存在を確認できないこともある。そこで、入力部３２が第４の機能、つまり、広角カメラ３で撮影された画像の任意部分を選択表示させる機能を有している際には、入力スイッチ９が押されたことを検知した入力部３２からの指示を受けた制御部３５のシステム制御回路３４でもって画像の任意部分を切り出して選択表示させることが実行される。つまり、ここでは、「画面移動スイッチ」でもある入力スイッチ９によって画面を下方へと移動させると、現時点で表示中の部分よりも下側へとずれた位置にある部分が切り出し表示されることになり、次いで画面を左方へと移動させると、左側にずれた部分が切り出し表示される結果、子供の姿が含まれた図６−ｅのような画像がＬＣＤ７でもって表示される。
【００３２】
したがって、親機２に設けられた入力部３２が第３の機能や第４の機能を有している場合には、カメラ制御によるズームアップやパンと同様の動作が実行されているのと同じであることになり、表示が必要な部分を構成するための画像データのみが子機１から親機２へと送信されるため、伝送時間が短縮されてフレームレートが向上する結果、スムーズな動画像が得られることになる。
【００３３】
（実施の形態２）
図７は実施の形態２に係るドアホン装置が備える子機の基本的な機能構成を示す回路ブロック図であり、この図７において図１及び図２と互いに同一または相当する部品、部分については同一符号を付し、ここでの詳しい説明は省略する。すなわち、この実施の形態２に係るドアホン装置は、実施の形態１と同様、来訪者を撮影するカメラ３が配備された子機１と、撮影された画像を表示するＬＣＤ７が配備された親機２とからなるものであり、子機１及び親機２間では画像データ及び音声データを双方向に無線伝送することが行われる。
【００３４】
そして、ここでの子機１には、図７で示すように、画像圧縮回路１４と、呼出手段が操作された時、つまり、呼出スイッチ５が押された時に撮影された画像の画像データを記憶する呼出時画像記憶回路４０とが設けられている一方、親機２には、画像伸長回路２６と、入力スイッチ９からの入力を検知する入力検知回路３１を具備してなる入力部３２とが設けられており、この入力部３２は子機１の画像記憶回路４０に記憶されている画像データに基づく画像をＬＣＤ７でもって表示させる機能を有している。つまり、この際における子機１の呼出時画像記憶回路４０は呼出スイッチ５が押された瞬間のカメラ画像を記憶しておくものであり、親機２の入力部３２が画像記憶回路４０に記憶された画像データに基づく画像を表示させる機能を有している際には、例えば、悪戯によって子機１の呼出スイッチ５が押された場合や直ぐには対応できなかった場合などにも、後の時点における親機２のＬＣＤ７でもって訪問者を確認し得るという利点が確保される。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るドアホン装置によれば、画像圧縮に関する専門知識を有していなくても最適なフレームレート及び画質を容易に確保し得ることとなるばかりか、画像圧縮がＪＰＥＧ圧縮方式を採用して行われるのであればフレーム単位での処理が可能となる結果、画像を加工し易くなるという効果が得られる。そして、伝送される画像データ量に拘わらず最大のフレームレートと好みの画質とで送受信することが可能であるため、伝送系を有効に使用し得ると同時に、機械的なカメラ制御が不要となる結果としてコストの低減を図ることができるという利点も確保される。
【００３９】
さらにまた、不在時に来訪者があった場合や悪戯が行われた場合、あるいは、来訪者に対する対応が遅れた場合であっても、後の時点で来訪者を確認したうえで対応することが可能となるのみならず、子機または親機において数多くの画像を記憶・保持することができるという効果も得られる。そして、本発明の構成にあっては、無駄な伝送による時間と電力が抑えられることは勿論のこと、各画像において表示が必要となる部分のみを効率的にモニタし得るという利点が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１に係るドアホン装置の全体構成を模式化して示す説明図である。
【図２】 実施の形態１に係る子機の基本的な機能構成を示す回路ブロック図である。
【図３】 実施の形態１に係る親機の基本的な機能構成を示す回路ブロック図である。
【図４】 フレームレート制御時の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】 画像圧縮率自動制御時の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】 画像ズーム時や画像位置移動時における画像の状態を例示する説明図である。
【図７】 実施の形態２に係る子機の基本的な機能構成を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１ 子機
２ 親機
３ カメラ
７ ＬＣＤ（画像表示器）
１４ 画像圧縮回路
２６ 画像伸長回路
３２ 入力部

Claims (1)

1. 来訪者を撮影するカメラが配備されたドアホン子機と、撮影された画像を表示する画像表示器が配備されたドアホン親機とからなり、ドアホン子機及びドアホン親機間では画像データ及び音声データを双方向に無線伝送する構成とされたドアホン装置であって、
   ドアホン子機には画像圧縮回路が設けられている一方、ドアホン親機には画像伸長回路と画像調整用の入力部とが設けられており、この入力部はフレームレートを増加させる入力手段と、フレームレートを低下させる入力手段からなり、使用者が前記画像表示器を視認しながらフレームレートを任意の値に連続的に上下させる機能を有し、
   ドアホン子機は前記画像調整用の入力部から入力されたフレームレートの値を基にドアホン子機での画像圧縮率を制御し、ドアホン子機からドアホン親機へと伝送される画像データ量を一定量以下とする機能を有していることを特徴とするドアホン装置。

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