JP4268650B2 - 画像データ伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、画像データ伝送システムに関し、特に、複数の送信フレームバッファを有する画像データ送信装置からネットワークを介して複数の画像受信装置に画像データを送信する画像データ伝送システムに関するものである。

図７は、従来の画像伝送システムを示すブロック図である。図８は、図７に示される画像伝送システムにおいて、カメラで撮影された画像信号を画像フレーム単位に画像データに変換されたフレーム画像データの送受信の動作フローを示す図である。図７ において、１０１ａ，１０１ｂ，・・・・・・，１０１ｓは、画像送信装置であって、特に区別する必要がないときは、画像送信装置１０１と総称する。画像送信装置１０１は、カメラ１０３ａ，１０３ｂ，・・・・・・，１０３ｓ（特に区別する必要がないときは、カメラ１０３と総称する）から得られる画像信号を画像データ変換部１１６で画像フレーム単位にデジタル画像データ１２１に変換し、フレーム画像データバッファ１１４に記憶する。そして画像送信装置１０１は、外部からの画像信号の送信要求により、フレーム画像データバッファ１１４のフレーム画像データをネットワーク１００（以下、特に断らない限りリンク１００ａ，１００ｂ，・・・・・・，１００ｘを含む）へ送出する機能を有する。１０２ａ，１０２ｂ，・・・・・・，１０２ｎは、画像受信装置であって、送信要求をネットワーク１００に送出し、画像送信装置１０１からのフレーム画像データを受信して画像信号に変換し、モニタ３５０ａ，３５０ｂ，・・・・・・，３５０ｎに出力する機能を有する。なお、ここでも、画像受信装置およびモニタは、特に区別する必要がないときは、画像受信装置１０２およびモニタ３５０と総称する。

画像送信装置１０１の構成及び動作を画像送信装置１０１ａにより説明する。画像送信装置１０１ａは、画像データ変換部１１６、制御部１１７、フレーム画像データバッファ１１４、受信部１１１および複数の送信部１１２−１，１１２−２，・・・・・・，１１２−ｐから構成されている。カメラ１０３ａからの画像信号１０３ａａは、画像データ変換部１１６で、デジタル画像データ１２１に変換される。なお、デジタル画像データ１２１としては、非圧縮の画像データとすることもできるが、圧縮機能がある場合には画像圧縮したデジタル画像データ１２１とすることもできる。画像圧縮した場合には、画像信号を記憶する場合のメモリ容量を削減できるし、それを伝送する場合は、伝送帯域を狭くできる利点がある。画像圧縮するためには、例えば、国際標準符号化方式のＩＳＯ／ＩＥＣ ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）、ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｈ．２６１／Ｈ．２６３などの方式が使用できる。

デジタル画像データ１２１は、例えば、３０フレーム／秒、あるいは２４フレーム／秒のデジタルフレーム画像データであり、この場合には、このデジタル画像データ１２１をフレーム画像データ１２１とも称する。デジタル画像データ１２１は、制御部１１７を介してフレーム画像データバッファ１１４へ逐次記録される。なお、フレーム画像データバッファ１１４は、カメラ１０３で撮影された最新の画像データが常に上書きされ、画像データが常に更新されるタイプのバッファメモリで構成されている。

また、制御部１１７は、画像受信装置１０２のどれか１つ、例えば、画像受信装置１０２ａからの送信要求情報１１１ａを受信部１１１を介して受信すると、先に記録されたデジタル画像データ１２１をフレーム画像データバッファ１１４から読み出し、データバス１１５を介して、送信部１１２−１に出力する。また、制御部１１７は、送信部１１２−１を制御し、送信部１１２−１から所定の通信プロトコルとタイミングで先に送信要求のあった画像受信装置１０２ａにデジタル画像データ１２１を配信する。なお、制御部１１７は、複数の画像受信装置１０２からのデジタル画像データ１２１の送信要求がある場合には、複数の送信部１１２−１〜１１２−ｐの中から空いている送信部を選択し、送信要求情報１１１ａを受信した順序に配信する機能を有する。

上述した画像伝送システムについて、更に、詳細に説明する。フレーム画像データの送受信を担う通信プロトコルとしては、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）あるいはＵＤＰ／ＩＰ（User Datagram Protocol/Internet Protocol）などが良く用いられている。

画像受信装置１０２ａが画像送信装置１０１ａから受信するデジタル画像データ１２１をモニタ３５０ａで表示する場合について説明する。画像受信装置１０２ａは、ネットワーク１００を介して送信要求情報１１１ａを画像送信装置１０１ａに送信する。画像送信装置１０１ａの制御部１１７は、ネットワーク１００、受信部１１１を介して送信要求情報１１１ａを受信すると、フレーム画像データバッファ１１４に記憶されたデジタル画像データ（フレーム画像データ）１２１を読み出してデータバス１１５を介して送信部１１２−１へ転送する。同時に、制御部１１７は、カメラ１０３ａから画像フレーム単位の次のフレーム画像データをフレーム画像データバッファ１１４に記録し、フレーム画像データバッファ１１４の記録内容を更新する。そして、送信部１１２−１は、デジタル画像データ１２１をネットワーク１００介して画像受信装置１０２ａへ送信する。

画像受信装置１０２ａは、ネットワーク１００を介してフレーム画像データを受信すると、フレーム画像データを画像受信装置１０２ａの画像データ変換部（図示せず）で、画像送信装置１０１ａの画像データ変換部１１６でのデータ変換とは逆のデータ変換処理をし、画像信号として伝送路１０２ａａを介してモニタ３５０ａに出力する。

更に、画像受信装置１０２ａは、このフレーム画像データの受信期間の所定のタイミングで次のフレーム画像データの送信要求情報１１１ａを画像送信装置１０１ａへ送信する。また、他の画像受信装置１０２ｂ，・・・・・・，１０２ｎのいずれかの画像受信装置からも画像送信装置１０１ａにデジタル画像データ１２１の送信要求があり、画像送信装置１０１ａと画像受信装置１０２との間で、フレーム画像データの送受信の動作が行われる。

これらフレーム画像データの送受信の動作について図８を用いて説明する。図８において、画像フレーム期間Ｔ１でカメラ１０３ａからの映像信号１０３ａａが画像データ変換部１１６でデジタルフレーム画像データに変換され、図８（ａ）に示すようにフレーム画像データ１２１（記号Ａで示す）となる。このフレーム画像データＡが図８（ｂ）のようにフレーム画像データバッファ１１４に記憶される。また、この画像フレーム期間Ｔ１のタイムスロットｔ１、ｔ４のタイミングで、画像受信装置１０２ｄ、１０２ｃから図８（ｃ）に示す送信要求情報１１１ａが制御部１１７に入力される。送信要求情報１１１ａは、制御部１１７のメモリ部（図示せず）に保持され、デジタル画像データ１２１が送信されるまで、その送信要求情報１１１ａは、メモリに保持され、リセットされない。図８（ｃ）は、その状態を示している。即ち、図８において、四角の箱の中の数字（網かけの部分）、例えば１〜５は、画像受信装置１０２に割当てられたＩＤ（IDentifier）番号である。例えば、画像受信装置が５台の場合、画像受信装置１０２ａは、ＩＤ−１、画像受信装置１０２ｂは、ＩＤ−２、・・・・・・、画像受信装置１０２ｅは、ＩＤ−５となる。従って、画像フレーム期間Ｔ１では、タイムスロットｔ１で画像受信装置１０２ｄからフレーム画像データＡの送信要求があり、タイムスロットｔ４で画像受信装置１０２ｃからフレーム画像データＡの送信要求があったことを示している。また、白の箱の部分は、制御部１１７のメモリ部に送信要求情報１１１ａが保持されていることを示している。なお、本説明では、説明を簡単にするために、画像フレーム期間をｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の４組のタイムスロットに分けて説明しているが、これは、模式的に表現したものであり、実際のシステムでは、このようなタイムスロットを設けているわけではない。これについては、後述する。

次の画像フレーム期間Ｔ２の期間に、制御部１１７は、フレーム画像データバッファ１１４からデジタル画像データＡを読み出し、ＩＤ−４の画像受信装置１０２ｄおよびＩＤ−３の画像受信装置１０２ｃに送信部１１２−１を介して、図８（ｄ）に示すように伝送時間Ｔｘでデジタル画像データＡを送信する。この画像フレーム期間Ｔ２では、制御部１１７は、デジタル画像データＡの送信が行われているために、カメラ１０３ａからの最新のフレーム画像データＢが入力されるが、フレーム画像データバッファ１１４は、フレーム画像データＡの記憶が保持され、フレーム画像データＢには更新されない。一方、画像フレーム期間Ｔ２において、新たに画像受信装置１０２ｄ（ＩＤ−４）、画像受信装置１０２ａ（ＩＤ−１）、画像受信装置１０２ｃ（ＩＤ−３）から画像データの送信要求があったことを示している。また、画像フレーム期間Ｔ２において、画像受信装置１０２ｄ、１０２ｃへフレーム画像データＡ の送信が終了したので、画像フレーム期間Ｔ３でフレーム画像データバッファ１１４の内容がフレーム画像データＡからフレーム画像データＣ に書き換えられる。この間（画像フレーム期間Ｔ３）、画像データの送信は行われない。

制御部１１７は、画像フレーム期間Ｔ２、Ｔ３で画像データの配信要求のあった画像受信装置１０２ｄ、１０２ａ、１０２ｃ、１０２ｅに、デジタル画像データ１２１のフレーム画像データＣを、次の画像フレーム期間Ｔ４でそれぞれ伝送時間Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｘ、Ｔｚで送信する。ここで、伝送時間Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚは、例えば、Ｔｘ：１０．３ｍｓｅｃ、Ｔｙ：４２ｍｓｅｃ（伝送速度３Ｍｂｐｓ）、Ｔｚ：６３ｍｓｅｃ（伝送速度２Ｍｂｐｓ）のような値である。このように伝送速度が異なる理由は、ネットワーク１００には、伝送速度の異なるさまざまな伝送路が接続されているためである。例えば、高速の伝送路としては、伝送速度が約１００Ｍｂｐｓの１００Ｂａｓｅ−Ｔ、伝送速度が１Ｇｂｐｓの光ファイバーケーブルや伝送速度が８Ｍｂｐｓまたは１．５ＭｂｐｓのＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）があり、また低速の伝送路としては、６４ＫｂｐｓのＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）や５６Ｋｂｐｓのアナログ伝送路等がネットワークに混在する。従って、画像送信装置１０１ａから画像受信装置１０２へフレーム画像データＣを送信する場合、通信速度に応じた画像データを配信する必要がある。即ち、図７の画像フレーム期間Ｔ４では、伝送時間Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚでフレーム画像データＣを配信する必要があるため、送信部１１２−１（伝送時間Ｔｘに対応）、送信部１１２−２（伝送時間Ｔｙに対応）、送信部１１２−３（伝送時間Ｔｚに対応）を介して、それぞれの画像受信装置１０２に配信している。この様子を図７（ｄ）および図７（ｅｄ）、（ｅａ）、（ｅｃ）、（ｅｅ）に示す。

而して、図８から明らかなように伝送時間Ｔｙ、Ｔｚは、画像フレーム期間Ｔ４、Ｔ５にまたがっているので、フレーム画像データバッファ１１４は、フレーム画像データＣを保持し続けるため、カメラ１０３ａからのフレーム画像データＤ、Ｅは、記録されず、削除される。以後同様の動作が繰り返されてフレーム画像データの送受信が一定の周期で画像送信装置１０１と画像受信装置１０２との間で行われる。

以上説明した従来の画像伝送システムは、複数の送信要求元の画像受信装置への画像データの送信は可能となるが、先に画像データの送信要求を行った送信要求元の画像受信装置への画像送信が終了するまでは次の送信要求元の画像受信装置への送信ができない。また、カメラでは、最新の画像データが得られているにもかかわらず画像データバッファは、内容を更新されないという問題がある。更に、動きのある画像では、動きに対応するに十分な画像データが得られないため、不自然な画像とならざるを得ない。また、画像送信装置から画像受信装置までのネットワークにおいて、伝送速度の遅い伝送路が接続されている場合、伝送速度の遅い伝送路に影響され、高速度の配信を要求するユーザへのサービスが低下する等の問題がある。

本発明の目的は、複数のユーザからの画像データの送信要求に十分対応できる画像データ変換送信装置を提供することである。本発明の他の目的は、ネットワークの伝送速度に関係なく複数の画像受信装置に画像データを送信できる画像データ変換送信装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の撮像手段から得られる画像信号を画像データに変換し、画像データをネットワークを介して伝送する画像データ伝送システムは、画像データをネットワークに送出する少なくとも１個の画像送信装置と、画像送信装置に結合され、画像データを伝送するネットワークと、ネットワークに結合され、画像データを受信する複数の映像信号受信装置とからなり、画像送信装置は、画像データを蓄積する第１の記憶部と、画像データを蓄積する第２の記憶部と、第１および第２の記憶部に蓄積された画像データをネットワークに送出する複数の送信部と、映像信号受信装置からの画像データの送信要求に応じて、第１および第２の記憶部の画像データの書き込みおよび読み出し、および複数の送信部の送信動作を制御する制御部とを有し、第１の記憶部は、フレーム単位で最新の画像データに更新し、第２の記憶部は、伝送帯域の異なるネットワークに接続された映像信号受信装置の伝送路の伝送帯域に応じて最新の画像データをフレーム単位又はフィールド単位でそれぞれに記憶し、複数の送信部は、映像信号受信装置から送信要求があった場合に要求のあった映像信号受信装置に結合されたネットワークにあった所定の通信プロトコルとタイミングで送信要求のあった映像信号受信装置に画像データを伝送し、制御部は、映像信号受信装置から送信要求があった場合に、送信要求情報を受け付けと、映像信号受信装置に識別番号を割り当てと、第１の記憶部に記憶した画像データを複数の第２の記憶部のいずれか空きの記憶部に記録と、映像信号受信装置に画像データを送信し終えるまで第２の記憶部に記憶した最新の画像データを保持し続けるための制御と、送信要求を行った映像信号受信装置に画像データの送信が開始されると送信要求情報をリセットすることを特徴とする。

本発明によれば、画像データ変換送信装置から画像受信装置までの伝送路の伝送帯域に応じて、画像受信装置に画像フレーム期間毎に最新のフレーム画像データが受信されるようになるので最適な動きのある自然な画像の再生ができるようになる。また本発明によれば、伝送帯域が十分に確保されていると、１画像フレーム期間の周期で画像受信装置はフレーム画像データを受信できる。また、例えば、本発明によればカメラが最新のフレーム画像データを供給している場合、カメラがパン、チルトなどの動作をして、最新の画像を取り込むと、その最新画像が画像受信装置に配信される。従って、画像受信装置は、１画像フレーム期間の周期で最新のフレーム画像データを受信して再生できるので、動きのある自然な画像となる。

本発明の第１の実施例を図１、２，３および４を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例の画像伝送システムのブロック構成図である。図１において、２００ａ，２００ｂ，・・・・・・，２００ｓは、画像送信装置であり、特に区別する必要のないときは、画像送信装置２００と総称する。なお、図７と同じものには、同じ符号が付されている。

図１において、カメラ１０３で撮影された画像信号は、画像送信装置２００でデジタル化され、フレーム画像データ（デジタル画像データ）として蓄積されると共に、このフレーム画像データは、順次最新のフレーム画像データ（カメラ１０３で撮影された一番新しい画像信号に基づくデジタル画像データ）に更新される。一方、複数の画像受信装置１０２のいくつかの画像受信装置からフレーム画像データの送信要求が画像送信装置２００へ送られてくると、この送信要求に応じて画像送信装置２００に蓄積されている最新のフレーム画像データがそれぞれ配信要求のあった画像受信装置１０２に配信される。以下その詳細について図２および図３を用いて説明する。

図２は、画像送信装置２００のうちの１つ、例えば、画像送信装置２００ａの一実施例の構成を示すブロック図である。図２において、２１１は、送信フレーム画像データバッファであり、この送信フレーム画像データバッファ２１１は、２１１−１，２１１−２，・・・・・・，２１１−ｍで示されるｍ個の記憶部を備えている。また、１１２−１，１１２−２，・・・・・・，１１２−ｒは、ｒ個の送信部を示している。ここに、ｍとｒは、同じ数であっても良いが、ネットワーク１００の構成によっては異なる数を設定することもできる。また、画像受信装置１０２の数ｎと記憶部の数ｍとは、ｎ＞ｍ＞１を満たす整数である。２１５は、データバスで、制御部２１７、送信フレーム画像データバッファ２１１、送信部１１２の間の制御信号、画像データ等の信号の授受に使用される。なお、図７と同じものには、同じ符号が付されている。

図３は、画像受信装置１０２の１つ、例えば、画像受信装置１０２ａの一実施例のブロック構成を示す図である。図３において、３０１は、受信部、３０２は、制御部、３０３は、受信データ記憶部、３０４は、画像データ変換部、３０５は、入力部、３０６は、送信部である。

本発明の動作を説明すると、カメラ１０３ａで撮影された画像信号１０３ａａは、画像データ変換部１１６で画像フレーム単位のデジタル画像データ１２１に変換され、制御部２１７を介してフレーム画像データバッファ１１４へ記録される。一方、画像受信装置１０２（例えば、画像受信装置１０２ａ）から送信要求情報１１１ａが画像送信装置２００ａへ入力されるとフレーム画像データバッファ１１４からデジタル画像データ１２１を読み出してデータバス２１５を介して複数の記憶部２１１−１，２１１−２，・・・・・・， ２１１−ｍから成る送信フレーム画像データバッファ２１１の内、空き記憶部へデジタル画像データ１２１が記録される。そして、制御部２１７は、所定のタイミングで送信要求情報１１１ａの送信元の画像受信装置１０２（例えば、画像受信装置１０２ａ）へデジタル画像データ１２１を出力するように送信部１１２−１を制御する。データバス２１５は、送信されるデジタル画像データ１２１の他に、制御部２１７からの送信フレーム画像データバッファ２１１へのフレーム単位のデジタル画像データとともに書き込みと読み出しの制御情報も送信される。また送信部１１２への送信フレーム画像データバッファ２１１からのフレーム画像データの転送およびフレーム画像データの送信を所定の通信プロトコルとタイミングで行うための送信部１１２への制御情報の送信を行なう。送信フレーム画像データバッファ２１１は複数の記憶部２１１−１，２１１−２，・・・・・・，２１１−ｍから成り、各記憶部に対して制御部２１７の制御に基づいてデータバス２１５を介して所定のタイミングでフレーム画像データの書き込みと読み出しを行う。画像データの送受信を担う通信プロトコルとして、前述と同様に、ＴＣＰ／ＩＰあるいはＵＤ／ＩＰなどが挙げられる。

次に、画像受信装置１０２（例えば、ここでは、画像受信装置１０２ａ）が画像送信装置２００ａに画像データの送信を要求し、画像送信装置２００ａからの画像データを受信し、モニタ３５０ａに表示する場合について説明をする。まず、画像受信装置１０２ａの入力部３０５から画像データの送信を要求する送信要求情報を制御部３０２、送信部３０６、ネットワーク１００（ 以下、特に断らない限りリンク１００ａ，１００ｂ，・・・・・・，１００ｘを含む）を介して送信する。

画像送信装置２００ａは、ネットワーク１００、受信部１１１を介して送信要求情報１１１ａを受信する。画像送信装置２００ａの制御部２１７は、画像受信装置１０２ａからの送信要求情報１１１ａを受け取ると、フレーム画像データバッファ１１４に記憶したデジタル画像データ１２１を読み出してデータバス２１５を介して送信フレーム画像データバッファ２１１の記憶部２１１−１，２１１−２，・・・・・・，２１１−ｍのいずれかの空き記憶部に記録する。

さらに、制御部２１７は、送信フレーム画像データバッファ２１１に記憶されたデジタル画像データ１２１を所定のタイミングで読み出してデータバス２１５を介して送信部１１２１−１に転送する。送信部１１２−１は、デジタル画像データ１２１と制御情報を受けてデジタル画像データ１２１をネットワーク１００を介して送信要求情報１１１ａの送信元の画像受信装置１０２ａへ送信する。

画像受信装置１０２ａは、ネットワーク１００を介してデジタル画像データ（フレーム画像データ）を受信部３０１で受信すると、一旦受信データ記憶部３０３に記録し、制御部３０２の制御のもとに、デジタル画像データを受信データ記憶部３０３から読み出し、画像データ変換部３０４で画像信号に変換してモニタ３５０ａに出力する。また、画像受信装置１０２ａは、このデジタル画像データの受信期間の所定のタイミングと通信プロトコルで次の画像データの送信要求情報を画像送信装置２００ａへ送信する。

以上、画像受信装置１０２ａの送信要求について説明したが、他の画像受信装置１０２ｂ，・・・・・・・，１０２ｎのいずれかの画像受信装置からの送信要求にも対応して動作し、画像送信装置１０１ａは、複数の画像受信装置１０２との間で、画像データの送受信の動作を行う。

次に、画像データの送受信の動作について図４により詳細に説明する。図４において、画像送信装置２００ａが、５個の画像受信装置１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅ（即ち、ｎ＝５とする）とのデジタル画像データの送受信を行っているものとする。また、送信フレーム画像データバッファ２１１は３個の記憶部２１１−１，２１１−２，２１１−３（即ち、ｍ＝３とする）を有している。また、以下の説明を容易とするために、画像受信装置１０２ａ，１０２ｂ，・・・・・・，１０２ｅからの送信要求情報１１１ａの送信要求を示すために、図（ｃ）のように、ＩＤ番号１，２，・・・・・・，５を付与している。従って、画像受信装置１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅには、それぞれＩＤ−１、ＩＤ−２、ＩＤ−３、ＩＤ−４、ＩＤ−５の番号が割当てられる。画像受信装置１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅの送信要求情報の送信は、説明の簡略化のために、画像フレーム期間Ｔｊ（ｊ＝１，２，・・・・・・）を便宜的に４分割したタイムスロットｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４の所定のタイミングで行われ、このタイミングで画像送信装置２００ａは、フレーム画像データを送信するものとして説明する。但し、実際のシステムでは、タイムスリットに分かれているわけではなく、単に模式的に例示したにすぎない。これについては、後述する。

フレーム画像データを記憶する記憶部は、記憶部２１１−１，２１１−２，２１１−３の３つである。図４（ｆａ）、（ｆｂ）、（ｆｃ）がそれに相当する。画像受信装置１０２ａ，１０２ｂ，・・・・・・，１０２ｅからの送信要求情報に応じて、制御部２１７の制御の下に送信すべきフレーム単位のデジタル画像データが記憶部２１１−１，２１１−２，２１１−３ のいずれかの空きの記憶部に記録される。これに伴い、図４（ｆａ）、（ｆｂ）、（ｆｃ）には記憶部２１１−１，２１１−２，２１１−３のフレーム画像データの記憶状態が示されている。また、画像受信装置１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄへの伝送路の伝送帯域は十分に確保されて伝送時間Ｔｘ（１映像フレーム期間＞伝送時間Ｔｘ＞０）、例えば、１０．５ｍｓｅｃを要して送信される。画像受信装置１０２ａ、１０２ｅへは、伝送帯域が不充分なため、伝送時間ＴｙあるいはＴｚ（２画像フレーム期間＞伝送時間Ｔｚ＞伝送時間Ｔｙ＞１画像フレーム期間）を要し、２画像フレーム期間の周期で送受信される。例えば、Ｔｙ：４２ｍｓｅｃ、Ｔｚ：６３ｍｓｅｃである。

図４において、画像フレーム期間Ｔ１でカメラ１０３ａからの画像信号１０３ａａがデジタル画像データＡ（図４（ａ）で示す）としてフレーム画像データバッファ１１４へ記録される（図４（ｂ）で示す）。また、この画像フレーム期間Ｔ１のタイムスロットｔ１、ｔ４で、図４（ｃ）で示すようにそれぞれ画像受信装置１０２ｄ（ＩＤ−４）、１０２ｃ（ＩＤ−３）からの送信要求情報１１１ａが制御部２１７で受け付けられる。

次の画像フレーム期間Ｔ２では、制御部２１７は、フレーム画像データバッファ１１４からのフレーム画像データＡを転送時間Ｔｋ（転送時間Ｔｋ＞０）を要してデータバス２１５を介して送信フレーム画像データバッファ２１１の空きの記憶部２１１−１に記憶する（ 図４の（ｆａ）で示す）。同時に、制御部２１７は記憶部２１１−１に記憶されたフレーム画像データＡを読み出してデータバス２１５を介して送信部１１２−１へ転送する。送信部１１２−１は、フレーム画像データＡと制御部２１７の制御情報を受けて所定の通信プロトコルとタイミングで、先の画像フレーム期間Ｔ１で入力された画像受信装置１０２ｄ、１０２ｃに図４（ｄ）に示すように、伝送時間Ｔｘを要してフレーム画像データＡを送信する。図４（ｅｄ）、（ｅｃ）は、画像受信装置１０２ｄ、１０２ｃがフレーム画像データＡを受信したことを示している。また、この画像フレーム期間Ｔ２では、制御部２１７の制御によりカメラ１０３ａからの最新のフレーム画像データＢがフレーム画像データバッファ１１４に書き込まれ、フレーム画像データバッファ１１４の内容が更新される。さらに、この制御部２１７は、画像フレーム期間Ｔ２の開始とともに画像受信装置１０２ｄ、１０２ｃへのデータ送信が開始されるので、ＩＤ−４、ＩＤ−３の送信要求情報は、リセットされる。

一方、画像受信装置１０２ｄ、１０２ｃは、フレーム画像データＡを受信すると、画像受信装置１０２ｄ、１０２ｃは、それぞれ画像フレーム期間Ｔ２の所定のタイムスロットｔ１、ｔ４で、次のフレーム画像データの送信要求情報の送信を行なう。さらに、タイムスロットｔ２では新たにＩＤ−１の画像受信装置１０２ａからの送信要求情報が受け付けられる。したがって、画像フレーム期間Ｔ２では、制御部２１７は画像受信装置１０２ｄ、１０２ａ、１０２ｃからの送信要求情報１１１ａを受け付ける。

映像フレーム期間Ｔ３では、この期間Ｔ３の開始とともに、制御部２１７は、フレーム画像データバッファ１１４からのデジタル画像データ１２１（フレーム画像データＢ）を転送時間Ｔｋを要してデータバス２１５を介して送信フレーム画像データバッファ２１１の空きの記憶部２１１−２に図４（ｆｂ）で示すように記憶する。同時に、データバス２１５を介して送信部１１２−２へ転送する。送信部１１２−２は、フレーム画像データＢと制御部２１７の制御情報を受けて所定の通信プロトコルとタイミングで、先の画像フレーム期間Ｔ２で送信要求のあった画像受信装置１０２ｄ、１０２ａ、１０２ｃに伝送時間ＴｘまたはＴｙを要してフレーム画像データＢを送信する（図４（ｄ）に示す）。ところで、画像受信装置１０２ａへの伝送時間Ｔｙが２画像フレーム期間＞伝送時間Ｔｙ＞１画像フレーム期間であるために、図４（ｅａ）に示すように、画像受信装置１０２ａへのフレーム画像データＢの送信終了は、次の画像フレーム期間Ｔ４に及ぶこととなる。従って、記憶部２１１−２の内容は、図４（ｆｂ）のように、更新されず、フレーム画像データＢのまま保持される。また、この画像フレーム期間Ｔ３では、制御部２１７は最新のフレーム画像データＣをフレーム画像データバッファ１１４に書き込み、その内容を更新する。さらに、制御部２１７は、画像フレーム期間Ｔ３の開始とともに画像受信装置１０２ｄ、１０２ａ、１０２ｃへのデータ伝送が開始されたので、送信要求情報ＩＤ−４、ＩＤ−１、ＩＤ−３は、リセットされる。しかし、画像受信装置１０２ｄ、１０２ｃは、フレーム画像データＢを受信すると、画像受信装置１０２ｄ、１０２ｃは、それぞれ画像フレーム期間Ｔ３の所定のタイムスロットｔ１、ｔ４で、次のフレーム画像データの送信要求情報の送信を行い、さらにはタイムスロットｔ３では新たに画像受信装置１０２ｅからの送信要求情報が受け付けられる。したがって、画像フレーム期間Ｔ３では、制御部２１７は、再度画像受信装置１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｃからの送信要求情報１１１ａを受け付ける。

画像フレーム期間Ｔ４では、前述と同様な動作により、空きの記憶部２１１−３に記憶されたフレーム画像データＣが、先の映像フレーム期間Ｔ３で送信要求された画像受信装置１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｃに伝送時間ＴＸまたはＴｚで送信される。ところで、画像受信装置１０２ｅへの伝送時間Ｔｚが２画像フレーム期間＞伝送時間Ｔｚ＞１画像フレーム期間であるために、画像受信装置１０２ｅへのフレーム画像データＣの送信終了は、次の画像フレーム期間Ｔ５に及ぶこととなる（図４（ｄ）、（ｃｃ）に示される）。画像受信装置１０２ａは、この画像フレーム期間Ｔ４のタイムスロットｔ２近傍で受信終了と判定すると、次の画像データの送信要求情報の送信を画像送信装置２００ａに対して行う。

以後、同様な動作が繰り返されることで、画像受信装置１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄには１画像フレーム期間毎に、最新のフレーム画像データが送信される。画像受信装置１０２ａ、１０２ｅには、２画像フレーム期間毎にフレーム画像データ１２１が送信され、それぞれのモニタ３５０に再生映像が表示される。

以上、本発明の第一の実施例によれば、送信フレーム画像データバッファ２１１として複数の記憶部を有することで、画像送信装置から画像受信装置までの伝送路の伝送速度に応じて１画像フレーム期間内あるいは１画像フレーム期間以上の伝送時間を有する画像受信装置１０２へのフレーム画像データの伝送が可能になる。また、１画像フレーム期間以上の伝送時間が必要な場合には、送信終了までフレーム画像データを記憶部に保持し、最新のフレーム画像データは、他の空きの記憶部へ記憶して、次のフレーム画像データの伝送の処理に対応できるようになる。従って、画像送信装置から画像受信装置までの伝送路の伝送帯域に応じて、画像受信装置は、画像フレーム期間毎に最新のフレーム画像データを受信することができて、最適な動きの自然な映像の再生が可能となる。

なお、先にも述べたように、図４および図８に示す送信要求情報やフレーム画像データの送受信は、模式的に説明したものである。実際の通信システムにおける送信要求情報やフレーム画像データの送受信について、図５を用いて説明する。なお、ここで説明する例では、通信速度１００Ｍｂｐｓ、画像データ約１６Ｋｂｙｔｅ、伝送プロトコルは、ＨＴＴＰ、ＴＣＰ／ＩＰを用いたものであるが、画像の内容によっては、これらは変化するものであり、必ずしもこれに限定されるものではない。

図５（ａ）、１画像フレーム期間（例えば、３３ｍｓｅｃ） Ｔｊ（ｊ＝１，２，・・・・・・）を表し、図５（ｂ）は、データ送受信期間Ｔｒｓ（例えば、１１ｍｓｅｃ）を表している。図５（ｃ）は、フレーム画像データバッファ１１４から送信フレーム画像データバッファ２１１へフレーム画像データを転送する転送時間Ｔｋ（例えば、０．５ｍｓｅｃ）およびフレーム画像データを画像受信装置１０２へ送信する画像送信期間Ｔｘ（例えば、１０．５ｍｓｅｃ）を表している。しかしながら、実際の送信要求情報やフレーム画像データは、伝送パケットにより送受信されている。即ち、図５（ｄ）に示すように、送信要求情報１１１ａは、１個の画像要求パケットＰＳ（例えば、送信時間１２μｓｅｃ）で送られ、また、フレーム画像データ１２１は、１２個の画像データパケットＤＰ（１個のＤＰの送信時間１１０μｓｅｃ）で送られる。したがって、３３ｍｓｅｃの１画像フレーム期間Ｔｊでは、複数のパケットによる送受信が可能であるため、複数の送信要求情報や複数のフレーム画像データを多重化して送ることができる。

なお、図２および図４に示す第１の実施例では、カメラ１０３ａからのデジタル画像データ１２１は、一旦、フレーム画像データバッファ１１４に記録され、画像受信装置１０２からの送信要求情報１１１ａが制御部２１７に入力されると、フレーム画像データバッファ１１４からデジタル画像データ１２１を読み出し、送信フレーム画像データバッファ２１１の空いている記憶部に記憶する方法で動作を説明した。しかし、これに限られることはなく、制御部２１７の制御により、画像データ変換部１１６からのデジタル画像データ１２１をフレーム画像データバッファ１１４に記録すると同時に、送信フレーム画像データバッファ２１１の空いている記憶部にも記憶することができることは、言うまでもない。また、後者の方が、デジタル画像データを配信する場合、フレーム画像データバッファ１１４から一旦読み出し、送信フレーム画像データバッファ２１１の空いている記憶部に書き込み、デジタル画像データを送信するよりは、送信の時間を短縮できる。

次に、本発明の第２の実施例を図６により説明する。図６に示す実施例は、図１および２に示す画像伝送システムにおいて、ｍ＝ｎの場合である。即ち、画像送信装置２００の送信フレーム画像データバッファ２１１のｍ 個の記憶部と画像受信装置１０２の個数ｎ（１０２ａ，１０２ｂ，・・・・・・，１０２ｎ）が同一の場合である。従って、図６に示す実施例のシステム構成は、図１、２および３に示す構成と同様であるので、詳細説明は、省略し、第２の実施例を図１、図２、図３および図６を用いて説明する。

図１において、画像送信装置２００ａが、画像受信装置１０２ａ，１０２ｂ，・・・・・・，１０２ｅとのフレーム画像データの送受信を行っているものとする。また、同様に図６の説明を容易とするために、画像受信装置１０２ａ，１０２ｂ，・・・・・・，１０２ｅからの送信要求情報１１１ａは、図６（ｃ）のようにＩＤ−１，ＩＤ−２，・・・・・・，ＩＤ−５で示される。同様に画像受信装置１０２ａ，１０２ｂ，・・・・・・，１０２ｅの送信要求情報の送信は、図６（ｃ）に示すように、画像フレーム期間Ｔｊを４分割したタイムスロットｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の所定のタイミングで行われ、画像送信装置２００ａには送信要求情報１１１ａの複数の配信要求が行われるものとする。

而して、図４に示す動作説明と、図６に示す動作説明との間の相違点は、画像受信装置１０２ａ，１０２ｂ，・・・・・・，１０２ｅ（ この実施例では５台を示す）からの送信要求情報に対応して制御部２１７の制御の下に送信すべき画像データが記憶部２１１−１，２１１−２，・・・・・・，２１１−５にそれぞれに記憶されるということである。従って、図６の（ｆａ）、（ｆｂ）、・・・・・・、（ｆｅ）には、記憶部２１１−１，２１１−２，・・・・・・・，２１１−５の画像データの記憶状態が示されている。また、送信要求情報１１１ａにより、画像送信装置２００から送信要求元の画像受信装置１０２までの伝送路の伝送帯域に応じて伝送時間が図６（ｄ）に示されている。すなわち、画像受信装置１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄへの伝送路の伝送帯域は、十分に確保されて伝送時間Ｔｘで伝送される。一方、画像受信装置１０２ａ、１０２ｅへの伝送帯域は、十分なものではなく、伝送時間ＴｙあるいはＴｚで伝送されることを示している。なお、これらの相違点を除く動作は、前述の図１の本発明の第１の実施例で説明したものと同じであるので、詳細な説明は省略する。

以上、本発明の第２の実施例によれば、送信フレーム画像データバッファ２１１として画像受信装置１０２の個数と同数の記憶部を有して、送信要求元の画像受信装置１０２に対応して送信すべき画像データをそれぞれの記憶部に記憶することで、画像送信装置から画像受信装置までの伝送路の伝送帯域に応じて１映像フレーム期間以上の伝送時間を有する画像受信装置１０２への伝送が発生した場合でも送信終了までフレーム画像データが保持され、また送信終了し次の送信要求情報に応じて最新のフレーム画像データが送信要求元の画像受信装置１０２に対応した記憶部にそれぞれに記憶されて、次のフレーム画像データの伝送の処理に対応できるようになるので、前述の本発明の第１の実施例と同様に、画像送信装置から画像受信装置までの伝送路の伝送帯域に応じて、画像受信装置には画像フレーム期間毎に最新のフレーム画像データが受信されるようになるので最適な動きの自然な画像の再生が可能となる。以上の説明では、画像信号の発生源をカメラとして説明したが、たとえばＶＴＲ（Video Tape Recorder）などの他の画像信号あるいは画像データを発生するものであればこれに限定されるものではない。

本発明によれば、画像送信装置から画像受信装置までの伝送路の伝送帯域に応じて、画像受信装置に画像フレーム期間毎に最新のフレーム画像データが受信されるようになるので最適な動きのある自然な画像の再生ができるようになる。

以上説明したように、従来技術では、伝送帯域の確保状態や画像送信装置における送信要求受付の順番に影響され、十分な画像の伝送ができない。例えば、２画像フレーム期間以上の周期でもってフレーム画像データを受信する画像受信装置がネットワークの中に存在すると、この画像受信装置に影響され、伝送帯域が十分に確保されている他の画像受信装置も最新のフレーム画像データを受信できず、動きがぎこちない不自然なものとなる。

しかしながら、本発明では伝送帯域が十分に確保されていると、１画像フレーム期間の周期で画像受信装置はフレーム画像データ（デジタル画像データ）を受信できる。また、例えば、本発明によればカメラが最新のフレーム画像データを供給している場合、カメラがパン、チルトなどの動作をして、最新の画像を取り込むと、その最新画像が画像受信装置に配信される。従って、画像受信装置は、１画像フレーム期間の周期で最新のフレーム画像データを受信して再生できるので、動きのある自然な画像となる。

上記実施例では、カメラで撮影された画像信号をフレーム単位で画像データ（デジタル画像データ）に変換し、変換されたデジタル画像データごと処理を行っている。しかし、デジタル画像データは、フレーム単位である必要は無く、所定のサイズ、例えば、１フィールド単位でデジタル画像データに変換し、変換された１フィールド単位のデジタル画像データによって処理をしても良い。

本発明の一実施例の画像伝送システムの構成を示すブロック図。 本発明に用いる画像送信装置の一実施例の構成を示すブロック図。 本発明に用いる画像受信装置の一実施例を示すブロック図。 本発明の一実施例の動作を説明するためのタイムチャートを示す図。 本発明の一実施例の詳細な動作を説明するためのタイムチャートを示す図。 本発明の他の一実施例の動作を説明するためのタイムチャートを示す図。 従来の画像伝送システムの一例を示すブロック図。 従来の画像伝送システムの一例の動作を説明するためのタイムチャートを示す図。

符号の説明

１００：フレーム画像データをネットワーク、１００ａ，１００ｂ，・・・・・・，１００ｘ：リンク、１０１，１０１ａ，１０１ｂ，・・・・・・，１０１ｓ：画像送信装置、１０２，０２ａ，１０２ｂ，・・・・・・，１０２ｎ：画像受信装置、１０２ａａ：伝送路、１０３，１０３ａ，１０３ｂ，・・・・・・，１０３ｓ：カメラ、１０３ａａ：画像信号、１１１：受信部、１１１ａ：送信要求情報、１１２−１，１１２−２，・・・・・・，１１２−ｐ，１１２−ｒ：送信部、１１４：フレーム画像データバッファ、１１５：データバス、１１６：画像データ変換部、１１７：制御部、１２１：デジタル画像データ、２００，２００ａ，２００ｂ，・・・・・・，２００ｓ：画像送信装置、２１１：送信フレーム画像データバッファ、２１１−１，２１１−２，・・・・・・，２１１−ｍ：記憶部、２１５：データバス、２１７：制御部、３０１：受信部、３０２：制御部、３０３：受信データ記憶部、３ ０ ４ ： 画像データ変換部、３０５：入力部、３０６：送信部、３５０，３５０ａ，３５０ｂ，・・・・・・，３５０ｎ：モニタ。

Claims (1)

1. 撮像手段から得られる画像信号を画像データに変換し、該画像データをネットワークを介して伝送する画像データ伝送システムにおいて、
   前記画像データを前記ネットワークに送出する少なくとも１個の画像送信装置と、
   前記画像送信装置に結合され、前記画像データを伝送するネットワークと、
   前記ネットワークに結合され、前記画像データを受信する複数の映像信号受信装置とからなり、
   前記画像送信装置は、前記画像データを蓄積する第１の記憶部と、前記画像データを蓄積する複数の記憶領域からなる第２の記憶部と、前記第２の記憶部に蓄積された前記画像データを前記ネットワークに送出する複数の送信部と、前記映像信号受信装置からの前記画像データの送信要求に応じて、前記第１および第２の記憶部の画像データの書き込みおよび読み出し、および前記複数の送信部の送信動作を制御する制御部とを有し、
   前記第１の記憶部は、フレーム単位又はフィールド単位で最新の画像データに更新し、
   前記第２の記憶部は、伝送帯域の異なるネットワークに接続された前記複数の映像信号受信装置からの送信要求に応じて、前記第１の記憶部から送信すべき最新の画像データをフレーム単位又はフィールド単位で読み出していずれかの空きの記憶領域に記憶し、
   前記複数の送信部は、前記映像信号受信装置から送信要求があった場合に、送信要求のあった前記映像信号受信装置に結合されたネットワークの伝送帯域に応じて所定の通信プロトコルとタイミングで画像データを伝送し、
   前記制御部は、前記映像信号受信装置から送信要求があった場合に、送信要求情報の受け付けと、前記映像信号受信装置への識別番号の割り当てと、第１の記憶部に記憶した画像データの前記第２の記憶部のいずれか空きの記憶領域への記録と、前記映像信号受信装置に前記画像データを送信し終えるまで前記第２の記憶部に記憶した最新の画像データを保持し続ける制御と、送信要求のあった前記映像信号受信装置に画像データの送信が開始されると前記送信要求情報のリセットと、を行う
   ことを特徴とする画像データ伝送システム。
   
   

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