JP6685793B2 - Ｆｉｆｏメモリを用いたインターホンシステム - Google Patents

Description

本発明は、インターホン子機のカメラが撮影した映像をインターホン親機のモニタに表示するインターホンシステムに関し、特に、インターホン子機のＦＩＦＯメモリに格納される映像データの圧縮技術に関する。

この種のインターホンシステムにおいて、従来、子機カメラが撮影した映像データを圧縮し、圧縮された映像データをインターホン子機のＦＩＦＯメモリに格納する技術が知られている。例えば、特許文献１のインターホンシステムでは、玄関子機に、カメラの映像データを圧縮するＪＰＥＧエンコーダと、圧縮された映像データを一時的に格納するＦＩＦＯメモリと、ＦＩＦＯメモリへの圧縮映像データの読み書きを制御するＦＩＦＯコントローラとが設けられている。

ここで、ＦＩＦＯコントローラは、ＦＩＦＯメモリの状態を監視し、映像データ量の増加に伴ってＦＩＦＯメモリの使用量が伝送路の容量を上回るような場合に、メモリフルを検出し、ＦＩＦＯメモリへの圧縮映像データの書き込みを停止するとともに、ＪＰＥＧエンコーダから受け取った圧縮映像データを破棄し、ＦＩＦＯメモリがエンプティになった後に、ＦＩＦＯメモリへの圧縮映像データの書き込みを再開するようになっている。

特開２０１２−１１４７３１号公報

ところが、従来のインターホンシステムによると、メモリフルを検出したときに圧縮映像データを破棄しているため、映像データ量の増加が長時間続いてメモリフルが断続的に発生すると、居室親機における映像データの更新が滞り、モニタに表示される映像のフレームレートが低下することがあった。そして、フレームレートが著しく低下した場合に、親機モニタに表示される動画にカクつきが発生し、来訪者の映像が不鮮明になるという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、子機カメラからの映像データ量が長時間継続的に増加するような場合でも、高いフレームレートを維持して、親機モニタに滑らかで鮮明な映像を表示させることができるインターホンシステムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本願発明のインターホンシステムは、来訪者を撮影するカメラを備えたインターホン子機と、カメラが撮影した映像を表示するモニタを備えたインターホン親機とを含み、インターホン子機は、カメラが撮影した映像データを圧縮するエンコーダと、圧縮された映像データを格納するＦＩＦＯメモリと、ＦＩＦＯメモリへの映像データの書き込みおよび読み出しを制御するＦＩＦＯコントローラとを備え、ＦＩＦＯコントローラは、ＦＩＦＯメモリの使用量が予め設定された範囲内に収まるように、メモリ使用量の多寡に応じて、エンコーダによる映像データの圧縮率を変更する制御を行うことを特徴とする。

また、本発明のインターホンシステムは、メモリ容量を最大限有効に活用できるように、ＦＩＦＯコントローラは、ＦＩＦＯメモリの使用量が予め設定された範囲の上側閾値を継続的に上回った時間が第１の設定時間を超過した時点で、エンコーダに映像データの圧縮率を上げるように指令し、ＦＩＦＯメモリの使用量が予め設定された範囲の下側閾値を継続的に下回った時間が第２の設定時間を超過した時点で、エンコーダに映像データの圧縮率を下げるように指令することを特徴とする。

本発明のインターホンシステムによれば、ＦＩＦＯメモリの使用量に応じて映像データの圧縮率を変更するので、子機カメラからの映像データ量が長時間継続的に増加するような場合でも、メモリフルによる映像データの破棄を未然に回避し、または最小限に抑え、比較的高いフレームレートを維持して、親機モニタに滑らかで鮮明な映像を表示させることができるという効果がある。

本発明の一実施形態を示すインターホンシステムの外観図である。 インターホン子機および親機の映像処理装置の構成を示すブロック図である。 映像データの圧縮処理手順を示すフローチャートである。 映像データの圧縮率を変更するタイミングを示すタイムチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に例示するインターホンシステム１は、戸建住宅の玄関に設置される玄関子機１１（インターホン子機）、居室に設置される居室親機（インターホン親機）２１、両者１１，２１を接続する双方向の伝送線３１で構成されている。ただし、本発明は、戸建住宅に限定されず、集合住宅のインターホンシステムとして実施することもでき、病院や介護施設のナースコールシステムに応用することも可能である。

玄関子機１１には、玄関周辺を撮影するカメラ１２、来訪者が居住者を呼び出すための呼出ボタン１３、来訪者が居住者と通話するためのマイク１４およびスピーカ１５が配設されている。また、居室親機２１には、カメラ１２が撮影した映像を表示するモニタ２２、居住者が来訪者と通話するためのマイク２３およびスピーカ２４、通話を開始する通話ボタン２５、通話を終了する終話ボタン２６が配設されている。

図２に示すように、玄関子機１１の映像処理装置１００には、カメラ１２が撮影した映像を処理するカメラモジュール１０１と、カメラモジュール１０１によって生成された映像データを圧縮するＪＰＥＧエンコーダ１０２と、圧縮された映像データを一時的に格納するＦＩＦＯメモリ１０４と、ＦＩＦＯメモリ１０４への圧縮映像データの書き込みおよび読み出しを制御するＦＩＦＯコントローラ１０３と、居室親機２１に伝送する圧縮映像フレームに付されるヘッダを生成するためのヘッダ生成部１０５と、圧縮映像フレームを居室親機２１に送信する子機伝送部１０６とが設けられている。

居室親機２１の映像処理装置２００には、玄関子機１１から伝送線３１を介して圧縮映像フレームを受信する親機伝送部２０１と、受信フレームに付されたヘッダの内容を解析するためのヘッダ解析部２０２と、有効なヘッダが付されたフレームの圧縮映像データを格納するバッファメモリ２０４と、バッファメモリ２０４へのデータの読み書きを制御するメモリコントローラ２０３と、バッファメモリ２０４から読み出した圧縮映像データを展張するＪＰＥＧデコーダ２０５と、展張された映像データをモニタ２２に表示させるためのデータ処理を行うモニタモジュール２０６とが設けられている。

上記のように構成されたインターホンシステム１において、来訪者が玄関子機１１の呼出ボタン１３を押すと、居室親機２１が呼出状態になるとともに、玄関子機１１のカメラ１２が撮影を開始する。カメラ１２が撮影した映像データは、カメラモジュール１０１からＪＰＥＧエンコーダ１０２に送られ、所定の圧縮率で圧縮されたのち、圧縮映像データがＦＩＦＯコントローラ１０３によりＦＩＦＯメモリ１０４に順次書き込まれる。ＦＩＦＯコントローラ１０３は、ＦＩＦＯメモリ１０４の状態を監視し、メモリフルを判断したときに、圧縮映像データの書き込みを停止し、メモリエンプティを判断したときに、先頭ヘッダ（ＳＯＩ：Start Of Image）を検出して圧縮映像データの書き込みを再開する。

ヘッダ生成部１０５は、ＦＩＦＯメモリ１０４の状態に応じて圧縮映像データの有効または無効を示すヘッダを生成し、これを居室親機２１への伝送フレームに付加する。ヘッダ付きの映像フレームは、子機伝送部１０６から伝送路３１を介して親機伝送部２０１に送信され、ヘッダの内容がヘッダ解析部２０２によって解析され、映像データの取り込み可否が判断される。そして、ヘッダの内容が有効であると判断されたときに、その圧縮映像データがメモリコントローラ２０３によりバッファメモリ２０４に格納され、バッファメモリ２０４から読み出された圧縮映像データがＪＰＥＧデコーダ２０５により展張され、展張された映像データがモニタモジュール２０６によって親機モニタ２２に表示される。

この実施形態のインターホンシステム１では、玄関子機のＦＩＦＯメモリ１０４および居室親機２１のバッファメモリ２０４に書き込まれている圧縮映像データの破棄を未然に回避するために、玄関子機１１のＦＩＦＯコントローラ１０３は、ＦＩＦＯメモリ１０４の使用量が予め設定された範囲内に収まるように、メモリ使用量の多寡に応じて、ＪＰＥＧエンコーダ１０２による映像データの圧縮率を変更する制御を行うように構成されている。この特徴的な制御について、図３に示すフローチャートならびに図４に示すタイムチャートを参照し、以下に説明する。

図３に示すように、ＦＩＦＯコントローラ１０３は、まず、ＪＰＥＧエンコーダ１０２により圧縮された映像データをＦＩＦＯメモリ１０４に格納し（ステップＳ３０１）、データの格納によってＦＩＦＯメモリ１０４の現在の使用量が予め設定された範囲の上側閾値（以下、閾値Ａと呼ぶ）を上回ったかどうかを判断する（ステップＳ３０２）。そして、メモリ使用量が閾値Ａを上回っていない場合は、圧縮映像データをＦＩＦＯメモリ１０４に順次格納し、上回った場合に、メモリ使用量が閾値Ａを継続的に上回った時間が第１の設定時間ＴＡを超過したか否かを判断する（ステップＳ３０３）。

メモリ使用量が閾値Ａを上回ったが、継続的に上回った時間が第１の設定時間ＴＡを超過していない場合は、ＦＩＦＯコントローラ１０３が映像データの格納を継続する。一方、図４に示すように、圧縮映像データのサイズが増加し続け、ＦＩＦＯメモリ１０４の使用量が閾値Ａを継続的に上回った時間が第１の設定時間ＴＡを超過すると、超過したタイミングｔ１において、ＦＩＦＯコントローラ１０３はＪＰＥＧエンコーダ１０２に映像データの圧縮率をこれまでよりも上げるように指令する（ステップＳ３０４）。

ＦＩＦＯコントローラ１０３からの指令に応答し、ＪＰＥＧエンコーダ１０２が圧縮率を上げると、圧縮映像データのサイズが減少し、ＦＩＦＯメモリ１０４の使用量が次第に低下する。このとき、ＦＩＦＯコントローラ１０３は、圧縮率の上昇に伴ってＦＩＦＯメモリ１０４の現在の使用量が予め設定された範囲の下側閾値（以下、閾値Ｂと呼ぶ）を下回ったかどうかを判断する（ステップＳ３０５）。そして、メモリ使用量が閾値Ｂを下回っていない場合は、圧縮映像データをＦＩＦＯメモリ１０４に格納し、下回った場合に、メモリ使用量が閾値Ｂを継続的に下回った時間が第２の設定時間ＴＢを超過したか否かを判断する（ステップＳ３０６）。

メモリ使用量が閾値Ｂを下回ったが、継続的に下回った時間が第２の設定時間ＴＢを超過していない間は、ＦＩＦＯコントローラ１０３がメモリ使用量を監視し続ける。一方、圧縮映像データのサイズが減少し続け、ＦＩＦＯメモリ１０４の使用量が閾値Ｂを継続的に下回った時間が第２の設定時間ＴＢを超過すると、超過したタイミングｔ２（図４参照）において、ＦＩＦＯコントローラ１０３はＪＰＥＧエンコーダ１０２に映像データの圧縮率をこれまでよりも下げるように指令する（ステップＳ３０７）。そして、ＪＰＥＧエンコーダ１０２が圧縮率を下げると、圧縮映像データのサイズが増加し、ＦＩＦＯメモリ１０４の使用量が閾値Ｂを越えて適正範囲内に戻る。

したがって、この実施形態のインターホンシステム１によれば、ＦＩＦＯメモリ１０４の使用量に応じて映像データの圧縮率を変更しているため、子機カメラ１２からの映像データ量が長時間継続的に増加するような場合でも、メモリフルによる映像データの破棄を未然に回避し、カメラ１２の撮影期間中、比較的高いフレームレートを維持して、親機モニタ２２に滑らかで鮮明な映像を表示させることができる。特に、ＦＩＦＯコントローラ１０３は、映像データの圧縮率を、メモリ使用量が閾値Ａを設定時間（ＴＡ）継続的に上回った時点で上げ、メモリ使用量が閾値Ｂを設定時間（ＴＢ）継続的に下回った時点で下げるように制御しているので、ＦＩＦＯメモリ１０４の容量を最大限有効に活用できるという利点もある。

なお、上記実施形態では、メモリフルによる映像データの破棄を未然に回避できるように、ＦＩＦＯコントローラ１０３が圧縮率を変更する制御を行っているが、一部の映像データの破棄が許容されるような制御を行うこともできる。例えば、表示フレームレートが十分（例えば、毎秒３０フレーム程度）に確保されているインターホンシステムであれば、数フレーム程度の映像データが破棄されたとしても人の目には知覚しにくい。そこで、ＦＩＦＯメモリ１０４の使用量が閾値Ａを上回り、ＪＰＥＧ圧縮率を上げる指示を出すまでの時間ＴＡ（図４参照）を長く設定することにより、圧縮映像データの増加が短時間で収束する場合は、メモリフルによる圧縮映像データの破棄を実行し、圧縮映像データの増加が長時間続く場合に、ＪＰＥＧ圧縮率を上げ、高いフレームレートを維持して、親機モニタ２２の表示を滑らかにするという構成を採用することができる。

また、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、次に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の構成や制御を適宜変更して実施することも可能である。
（１） メモリ使用量の適正範囲を定める閾値Ａ、閾値Ｂは、ＦＩＦＯメモリ１０４の容量に応じて任意に変更することができる。
（２） 圧縮率の変更指令を出すまでの時間ＴＡ，ＴＢについても、任意に設定可能である。
（３） 圧縮率を上げた状態で、メモリ使用量が閾値Ａを上回る場合は、さらに圧縮率上げる制御を行うこともできる。
（４） 圧縮率を下げた状態で、メモリ使用量が閾値Ｂを下回る場合に、さらに圧縮率下げる制御も可能である。

１ インターホンシステム
１１ 玄関子機
１２ カメラ
２１ 居室親機
２２ モニタ
１００ 子機映像処理装置
１０２ ＪＰＥＧエンコーダ
１０３ ＦＩＦＯコントローラ
１０４ ＦＩＦＯメモリ
２００ 親機映像処理装置
２０２ ヘッダ解析部
２０３ メモリコントローラ
２０４ バッファメモリ

Claims (1)

1. 来訪者を撮影するカメラを備えたインターホン子機と、前記カメラが撮影した映像を表示するモニタを備えたインターホン親機とを含み、
   前記インターホン子機は、前記カメラが撮影した映像データを圧縮するエンコーダと、該圧縮された映像データを格納するＦＩＦＯメモリと、該ＦＩＦＯメモリへの前記映像データの書き込みおよび読み出しを制御するＦＩＦＯコントローラとを備え、
   前記ＦＩＦＯコントローラは、前記ＦＩＦＯメモリの使用量が前記範囲の上側閾値を継続的に上回った時間が第１の設定時間を超過した時点で、前記エンコーダに映像データの圧縮率を上げるように指令し、前記ＦＩＦＯメモリの使用量が前記範囲の下側閾値を継続的に下回った時間が第２の設定時間を超過した時点で、エンコーダに映像データの圧縮率を下げるように指令する制御を行うことを特徴とするインターホンシステム。

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