JP2015050609A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線コントローラにおける表示画像の欠損を極力防止しつつ、無線通信できないブランク時間の発生を抑制する無線通信システムを提供する。【解決手段】警備システム１は、カメラユニット２０及び画像表示装置１０を含む。カメラユニット２０は、画像データを取得する画像取得部と、画像表示装置１０の画質調整指示に応じて画像データの画質を調整する画質調整部と、画質が調整された画像データを画像表示装置１０に送信する無線子機通信部とを備える。画像表示装置１０は、第１の時間内に受信された画像フレーム数と画質調整閾値との比較結果に応じた画質調整指示をカメラユニット２０に出力する画質調整判定部と、第１の時間より長い第２の時間内に受信された信号の品質に基づき通信チャネルを変更するか否かを判定するチャネル変更判定部と、その判定結果に従って通信チャネルを変更するチャネル変更処理部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、互いに無線通信可能な無線送信機及び無線コントローラを含む無線通信システムに関する。

従来、住宅などの監視区域内で発生した侵入異常又は火災異常などの異常を検知する警備システムが広く利用されている。このような警備システムには、監視区域内に配置されるセンサ及びカメラと、中央制御機となる警備コントローラとが含まれ、それらの間の通信には、施工性と美観を考慮して無線通信が用いられることがある。こうした警備システムにおいてカメラの画像などを伝送する場合には、監視区域内の電波の影響により送受信機間の伝送帯域幅が狭くなって、受信側の警備コントローラでの表示画像に欠損が生じ得る。

こうした課題に対し、特許文献１には、ビデオ信号を送信する送信装置とビデオ信号を受信して映像を表示する受信装置とを備え、受信装置はビデオ信号の受信状態を表す受信伝送レートを送信装置に送信し、送信手段は受信伝送レートに基づいてビデオ信号の送信伝送レート及び映像の解像度を制御する送受信システムが開示されている。

特許文献２には、画像データを無線送信する画像送信装置と、画像送信装置から無線送信された画像データを受信する画像受信装置とを備え、画像受信装置は受信信号のエラー情報を画像送信装置へ送信し、画像送信装置は受信されたエラー情報に基づいて画像受信装置へ送信する画像データの画サイズ又はフレームレートなどを設定する画像送信システムが開示されている。

また、特許文献３には、画像送信装置と画像受信装置とを有し、画像送信装置は、無線通信に使用している通信チャネルのビジー状態に関する情報に基づき通信チャネルの状態を判定し、判定の結果に応じて通信チャネルの変更を通知する通知情報を無線通信により送信し、画像受信装置は、通知情報が受信された場合に無線通信に使用する通信チャネルを変更する画像通信システムが開示されている。

特開２００５−１９１９３３号公報 特開２００４−０６４３００号公報 特開２０１１−０９１６０８号公報

特許文献１〜３のような無線通信システムでは、例えば、無線伝送される画像の画質又は通信チャネルを無線伝送環境に応じて動的に制御することで、受信側の装置における表示画像の欠損を極力防止するように画像伝送を行うことができる。しかしながら、例えば、無線通信手段として無線ＬＡＮを使用する場合、無線通信システムが通信チャネルを変更しようとすると、アクセスポイントの再起動などにより、一定時間通信できないブランク時間が発生する。また、使用される周波数帯域によっては、無線通信システムは通信チャネルの変更時にＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）機能により気象レーダなどへの干渉の有無を検知するため、１分間程度通信できないブランク時間が発生する。警備システムのような無線通信システムでは、そうしたブランク時間が頻繁に発生すると、画像を監視したい場合に画像を確認することができず、利用者の使い勝手が著しく低下してしまう。

そこで、本発明は、無線送信機から画像データを受信する無線コントローラにおける表示画像の欠損を極力防止しつつ、無線通信できないブランク時間の発生を抑制する無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明の一つの形態として、互いに無線通信可能な無線送信機及び無線コントローラを含む無線通信システムが提供される。この無線通信システムにおいて、無線送信機は、画像データを取得する画像取得部と、無線コントローラからの画質調整指示に応じて画像データの画質を調整する画質調整部と、画質調整部にて画質が調整された画像データを無線コントローラに送信する無線通信処理部とを備え、無線コントローラは、第１の時間内に無線送信機から受信された画像データのデータ量と画質調整閾値との比較結果に応じた画質調整指示を無線送信機に出力する画質調整判定部と、第１の時間より長い第２の時間内に受信された信号の品質に基づき、無線送信機と無線コントローラの間の通信チャネルを変更するか否かを判定するチャネル変更判定部と、チャネル変更判定部の判定結果に従って通信チャネルを変更するチャネル変更処理部とを備えることを特徴とする。

また、本発明の別の形態として、互いに無線通信可能な無線送信機及び無線コントローラを含む無線通信システムが提供される。この無線通信システムにおいて、無線送信機は、画像データを取得する画像取得部と、画像データの画質を調整する画質調整部と、画質調整部にて画質が調整された画像データを無線コントローラに送信する無線通信処理部と、第１の時間内に無線コントローラに送信された画像データのデータ量と画質調整閾値との比較結果に応じた画質調整指示を画質調整部に出力する画質調整判定部とを備え、無線コントローラは、第１の時間より長い第２の時間内に受信された信号の品質に基づき、無線送信機と無線コントローラの間の通信チャネルを変更するか否かを判定するチャネル変更判定部と、チャネル変更判定部の判定結果に従って通信チャネルを変更するチャネル変更処理部とを備えることを特徴とする。

画質調整判定部は、画質調整閾値として、少なくとも、第１の画質調整閾値と、第１の画質調整閾値より小さい第２の画質調整閾値とを使用し、第１の時間内における画像データのデータ量が第１の画質調整閾値以上であれば画質を向上させる画質調整指示を出力し、データ量が第２の画質調整閾値以下であれば画質を低下させる画質調整指示を出力することが好ましい。

チャネル変更判定部は、第２の時間内に無線送信機から受信された画像データのデータ量がチャネル変更を判定するためのチャネル変更閾値以下であれば通信チャネル変更の予備状態と判定し、予備状態と判定した回数が予め定められた回数を超えると、通信チャネルを変更すると判定することが好ましい。

チャネル変更閾値は、画質調整閾値よりも小さい画像フレーム数に対応する閾値であることが好ましい。

本発明の無線通信システムによれば、無線送信機から画像を受信する無線コントローラにおける表示画像の欠損を極力防止しつつ、無線通信できないブランク時間の発生を抑制することができる。

警備システムの概略構成図である。 画像表示装置の概略構成図である。 画像表示装置の制御部の機能ブロック図である。 カメラユニットの概略構成図である。 画像受信処理の動作例を示したフローチャートである。 画質調整処理の動作例を示したフローチャートである。 通信品質判定処理の動作例を示したフローチャートである。

以下、本発明に係る無線通信システムの実施形態について、図面を用いて説明する。

例えば警備システムなどの無線通信システムでは、無線伝送される画像の画質及び通信チャネルを無線伝送環境に応じて動的に制御するときは、受信側で画像を参照する利用者がどのような使い方をするかということを考慮することが好ましい。例えば住宅などで利用される警備システムで画像の監視をする場合は、警備室又は監視センタで監視員が監視画像を監視するための警備システムとは異なり、監視区域となる住宅の屋外などに設置されたカメラ周辺の状況が気になる場合に利用者が極短時間だけそのカメラからの画像を確認するような使い方が主となる。したがって、住宅などで利用される警備システムでは、時間コストをかけて高精細な画像を伝送するより、多少低い画質であってもすぐに伝送できる方が好まれる傾向にある。このため、警備システムのような無線通信システムでは、無線伝送環境に応じて通信チャネルを変更する処理を頻繁に行うと、無線通信できないブランク時間が頻繁に発生し、利用者の使い勝手が著しく低下することになる。

そこで、本実施形態の無線通信システムは、第１の時間内における無線送信機から無線コントローラへの伝送量に応じて画像データの画質を調整し、第１の時間より長い第２の時間内に無線コントローラで受信された信号の品質に応じて通信チャネルを変更する。すなわち、無線通信システムでは、通信チャネルの変更を判定するときの無線伝送環境の監視時間を、画質の調整を判定するときの無線伝送環境の監視時間より長くする。これにより、無線通信システムでは、無線送信機と無線コントローラの間の通信効率が低下している場合であっても、画質の調整を優先的に行って、極力通信チャネルを変更せずに無線通信を継続させることを図る。

図１は、警備システム１の概略構成図である。警備システム１は、監視区域２となる住宅などに設置され、監視区域２内の異常の有無を監視する。警備システム１は、画像表示装置１０と、複数のカメラユニット２０とを有する。警備システム１は無線通信システムの一例であり、画像表示装置１０及び複数のカメラユニット２０は、無線ＬＡＮなどの無線ネットワークを介して互いに無線通信可能である。以下では、警備システム１による監視区域２が住宅である場合を例として説明するが、監視区域２は、店舗又は事業所などの住宅以外の場所でもよい。

画像表示装置１０は、無線コントローラの一例であり、住宅内の壁面などに設置される。画像表示装置１０は、カメラユニット２０から画像データを受信して表示する。また、画像表示装置１０は、インターネットなどの通信回線網５０を介して監視センタ４０内のセンタ装置４１に接続されている。画像表示装置１０は、例えば、監視区域２に設置された図示しない防犯センサから侵入者などの異常を検知したことを示す検知信号を受信すると遠隔のセンタ装置４１に異常信号を送信する警備装置である。あるいは、画像表示装置１０は、インターホン又は画像監視モニタなどであってもよい。

カメラユニット２０は、無線送信機の一例であり、監視区域２である住宅の外周などの各所に設置される。カメラユニット２０は、撮影した画像データを画像表示装置１０に送信する。

監視センタ４０は、警備会社などが運営するセンタ装置４１を備えた施設であり、管制員が監視区域２を常時監視している。センタ装置４１は、一つ又は複数のコンピュータで構成されている。監視センタ４０では、画像表示装置１０からセンタ装置４１が受信した異常信号に基づいて、対処すべき監視区域２の情報が表示部４２に表示され、利用者に対する確認処理又は監視区域２への警備員の対処指示などの必要な措置がとられる。

図２は、画像表示装置１０の概略構成図である。画像表示装置１０は、無線通信部１１と、センタ通信部１２と、表示部１３と、操作部１４と、記憶部１５と、制御部１６とを有する。

無線通信部１１は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１諸規格のいずれかに準拠したいわゆる無線ＬＡＮのアクセスポイントとして構成される。無線通信部１１は、ＩＥＥＥ８０２．１１諸規格のいずれかに従って、カメラユニット２０と無線通信を行う。

センタ通信部１２は、通信回線網５０に接続され、通信回線網５０を介してセンタ装置４１に非常通報などを行う。センタ通信部１２によるセンタ装置４１との通信には、予め画像表示装置１０に固有に設定された識別情報が付加される。

表示部１３は、液晶ディスプレイにて構成される表示デバイスである。表示部１３は、例えば操作部１４と一体化された液晶タッチパネルディスプレイにより構成される。表示部１３は、カメラユニット２０から受信された画像データ、及び操作設定用の画面などを表示する。

操作部１４は、例えば表示部１３と一体化された液晶タッチパネルディスプレイにより構成され、液晶タッチパネルディスプレイ上に操作シンボルとして表示される各種の入力用のアイコンを有する。操作部１４は、画像を確認する対象のカメラユニット２０の選択又は非常通報の操作などに際し、利用者により操作される。利用者によりアイコンが選択されると、操作部１４は、対応する信号を制御部１６に入力する。

例えば、利用者が操作部１４を操作してある特定のカメラユニット２０を選択することで、そのカメラユニット２０から無線通信部１１を介して画像データが取得され、現在の撮影画像が液晶タッチパネルディスプレイに表示される。また、操作部１４は録画／停止のアイコンを有し、画像データが表示されている間に利用者がこれを操作すると、表示されている画像データの記録又は記録停止が行われる。また、操作部１４は非常通報のアイコンを有し、利用者がこれを操作するとセンタ装置４１に非常通報が行われる。

記憶部１５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はＨＤＤにて構成され、自己を特定するための識別情報と各種プログラムなどを記憶しており、さらに、画像表示装置１０を動作させるための各種情報を記憶する。例えば、記憶部１５は、操作部１４から記録指示のあった画像データと、予め設定された無線通信部１１のネットワーク名（ＥＳＳＩＤ）及び認証情報などの設定情報と、無線通信部１１による通信で使用される通信情報とを記憶する。

通信情報は、例えば、カメラユニット２０ごとに前回までの通信時における画像パラメータと通信した時間を示す時間情報とを対応付けた画像パラメータ履歴、及び警備システム１が使用可能な無線ＬＡＮの通信チャネル（無線周波数の帯域）を記録したチャネルテーブルなどの情報である。画像パラメータは、例えば、空間的な画質調整である精細度（画像サイズと圧縮率）、及び時間的な画質調整であるフレームレート（カメラユニット２０による撮影間隔）などの設定情報である。例えば、精細度とフレームレートは、それぞれ、警備システム１において使用可能な値の範囲内で離散的に定められたいずれかの値に設定される。本実施形態では、精細度とフレームレートのことを合わせて「画質」と呼ぶ。

制御部１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータ並びにその周辺回路で構成され、上述した各部を制御する。

図３は、画像表示装置１０の制御部１６の機能ブロック図である。制御部１６は、上記のマイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で実行されるコンピュータプログラムによって実現される機能モジュールとして、画像受信処理部１６１と、受信監視部１６２と、画質調整判定部１６３と、チャネル変更判定部１６４と、チャネル変更処理部１６５とを有する。

画像受信処理部１６１は、操作部１４によりカメラユニット２０が指定されると、そのカメラユニット２０に画像要求信号を送信して、カメラユニット２０との間の画像受信処理を開始する。このとき、画像受信処理部１６１は、記憶部１５に記憶されている画像パラメータ履歴を参照して、そのカメラユニット２０について例えば直前回の画像受信処理で使用された画像パラメータのうち画質が最も低い画像パラメータを抽出する。そして、画像受信処理部１６１は、対象のカメラユニット２０がその画像パラメータを使用するように指示するための画質調整指示を、そのカメラユニット２０に送信する。また、画像受信処理部１６１は、操作部１４により画像受信処理の終了が指示されると、画像伝送中のカメラユニット２０に画像停止信号を送信して、カメラユニット２０との間の画像受信処理を終了する。

受信監視部１６２は、画像受信処理の実行中にカメラユニット２０から受信された画像データのデータ量をカウントする。そして、受信監視部１６２は、後述する画質調整処理と通信品質判定処理をそれぞれ画質調整判定部１６３とチャネル変更判定部１６４に実行させることにより、画像表示装置１０が適切に画像データを受信できているか否かを監視する。

受信監視部１６２は、図示しないタイマーにより経過時間をカウントし、例えば、現在指定されている画像データのフレームレートから、単位時間Ｔ１（例えば５秒）内に画像表示装置１０が受信すべき画像フレーム数（すなわち、フレームレート×Ｔ１）に対する単位時間Ｔ１内に実際に受信された画像フレーム数の比率を求める。この比率のことを、以下では「フレーム受信率」という。そして、受信監視部１６２は、単位時間Ｔ１ごとにそのフレーム受信率を画質調整判定部１６３に出力し、カメラユニット２０の画像パラメータを変更するための画質調整処理を画質調整判定部１６３に実行させる。このように、受信監視部１６２は、単位時間Ｔ１内に画像データを受信できた相対的な度合いに応じて、画質調整判定部１６３に画像パラメータを変更させる。

また、受信監視部１６２は、単位時間Ｔ２（例えば１５秒）内にカメラユニット２０から実際に受信された画像フレーム数をカウントする。単位時間Ｔ２は、画質調整処理についての単位時間Ｔ１より長い時間に設定される。そして、受信監視部１６２は、単位時間Ｔ２ごとにその画像フレーム数をチャネル変更判定部１６４に出力し、チャネル変更判定部１６４に通信品質判定処理を実行させる。このように、受信監視部１６２は、単位時間Ｔ２内に実際に画像データを受信した量に応じて、チャネル変更判定部１６４にチャネル変更の要否を判定させる。

なお、受信監視部１６２は、無線通信のビットレートから、単位時間Ｔ１内に画像表示装置１０が受信すべき総データ量（すなわち、ビットレート×Ｔ１）に対する単位時間Ｔ１内に実際に受信された画像データのデータ量の比率を求め、フレーム受信率に代えてこの比率を画質調整判定部１６３に出力してもよい。また、受信監視部１６２は、単位時間Ｔ２内にカメラユニット２０から実際に受信された画像データのデータ量（バイト数）の値をチャネル変更判定部１６４に出力してもよい。

画質調整判定部１６３は、単位時間Ｔ１（例えば５秒）ごとに画質調整処理を実行する。単位時間Ｔ１は、第１の時間の一例である。画質調整処理では、画質調整判定部１６３は、単位時間Ｔ１内にカメラユニット２０から受信された画像データのデータ量と画質調整閾値との比較結果に応じた画質調整指示を、カメラユニット２０に出力する。そのために、画質調整判定部１６３は、まず、受信監視部１６２から取得した上記のフレーム受信率（すなわち、単位時間Ｔ１内に画像表示装置１０が受信すべき画像フレーム数に対する実際に受信された画像フレーム数の比率）を画質調整閾値と比較して、画質調整の要否を判定する。

画質調整判定部１６３は、画質調整閾値として、例えば、以下で説明する上調整閾値、下調整閾値及び最低閾値を使用する。上調整閾値は、画質を向上させる画質調整指示を出力するか否かを判定するためのフレーム受信率についての閾値である。上調整閾値は、第１の画質調整閾値の一例であり、カメラユニット２０から送信された画像データのほとんどを画像表示装置１０が受信できている状態に対応する例えば０．９などの高い値に設定される。下調整閾値は、第２の画質調整閾値の一例であり、画質を低下させる画質調整指示を出力するか否かを判定するためのフレーム受信率についての閾値である。下調整閾値は、上調整閾値より小さく、送信された画像データをあまり受信できていない状態に対応する例えば０．５などの値に設定される。また、最低閾値は、画質を設定可能な最低のものに低下させる画質調整指示を出力するか否かを判定するためのフレーム受信率についての閾値である。最低閾値は、下調整閾値より小さく、送信された画像データをほとんど受信できていないことに対応する例えば０．２５などの値に設定される。

例えば、画質調整判定部１６３は、上記のフレーム受信率が上調整閾値以上（例えば０．９以上）であれば、画質を向上させる調整を行うと判定する。このとき、画質調整判定部１６３は、現在設定されている精細度又はフレームレートを１段階上げたものを、新たな画像パラメータとして決定する。

画質調整判定部１６３は、画質を向上させるときの新たな画像パラメータを、例えば次のような手順で決定する。まず、フレームレートが設定可能な範囲内で最大でないならば、精細度は変化させず、フレームレートを１段階上げる。フレームレートは最大であるが精細度は設定可能な範囲内で最大でないならば、フレームレートは変化させず、精細度を１段階上げる。フレームレートと精細度の両方が最大であるならば、画質はこれ以上上げられないので、フレームレートと精細度は両方とも変化させない。上記の手順では、精細度よりフレームレートを優先的に大きくしているが、逆に、フレームレートより精細度を優先的に大きくしてもよい。

また、画質調整判定部１６３は、上記のフレーム受信率が最低閾値より大きくかつ下調整閾値以下（例えば０．２５より大きく０．５以下）であれば、画質を低下させる調整を行うと判定する。このとき、画質調整判定部１６３は、現在設定されている精細度又はフレームレートを１段階下げたものを、新たな画像パラメータとして決定する。

画質調整判定部１６３は、画質を低下させるときの新たな画像パラメータを、例えば次のような手順で決定する。まず、精細度が設定可能な範囲内で最小でないならば、フレームレートは変化させず、精細度を１段階下げる。精細度は最小であるがフレームレートは設定可能な範囲内で最小でないならば、精細度は変化させず、フレームレートを１段階下げる。フレームレートと精細度の両方が最小であるならば、画質はこれ以上下げられないので、フレームレートと精細度は両方とも変化させない。上記の手順では、フレームレートより精細度を優先的に小さくしているが、逆に、精細度よりフレームレートを優先的に小さくしてもよい。

また、画質調整判定部１６３は、上記のフレーム受信率が最低閾値以下（例えば０．２５以下）であれば、画質を設定可能な最低のものに低下させる調整を行うと判定する。このとき、画質調整判定部１６３は、設定可能な範囲内で最低の精細度及びフレームレートを、新たな画像パラメータとして決定する。

そして、画質調整判定部１６３は、新たな画像パラメータをカメラユニット２０が使用するように指示するための画質調整指示をカメラユニット２０に送信するとともに、新たな画像パラメータを記憶部１５の画像パラメータ履歴に記憶する。

一方、画質調整判定部１６３は、上記のフレーム受信率が下調整閾値より大きくかつ上調整閾値未満（例えば０．５より大きく０．９未満）であれば、画質を調整しないと判定し、そのまま画質調整処理を終了する。

チャネル変更判定部１６４は、単位時間Ｔ２（例えば１５秒）ごとに通信品質判定処理を実行する。単位時間Ｔ２は、第１の時間より長い第２の時間の一例である。通信品質判定処理では、チャネル変更判定部１６４は、単位時間Ｔ１より長い単位時間Ｔ２内に画像表示装置１０で受信された信号の品質に基づき、カメラユニット２０と画像表示装置１０の間の通信チャネルを変更するか否かを判定する。例えば、チャネル変更判定部１６４は、単位時間Ｔ２内にカメラユニット２０から受信された画像データのデータ量とチャネル変更閾値との比較結果に基づき、通信チャネルを変更するか否かを判定する。そのために、チャネル変更判定部１６４は、まず、受信監視部１６２から取得した単位時間Ｔ２内の画像フレーム数をチャネル変更閾値と比較して、通信チャネル変更の要否を判定する。

チャネル変更閾値は、画像表示装置１０が画像データを全く受信できていないに等しい状態にあるか否かをチャネル変更判定部１６４が判定するための画像フレーム数についての閾値であり、例えば０に設定される。チャネル変更閾値は、上記の３つの画質調整閾値のうちで最小である最低閾値よりも小さい画像フレーム数に対応する閾値である。

例えば、チャネル変更判定部１６４は、単位時間Ｔ２内に受信された画像フレーム数がチャネル変更閾値（例えば０）以下であれば、通信チャネル変更の予備状態と判定する。チャネル変更判定部１６４は、画像表示装置１０が画像データを全く受信できていない状態であっても、直ちに通信チャネルを変更すると判定するのではなく、一旦その状態を通信チャネル変更の予備状態と判定する。そして、チャネル変更判定部１６４は、予備状態との判定回数が予め定められた回数を超えたとき（すなわち、長期的に見ても画像データを受信できていない状態が改善していないとき）に初めて、通信チャネルを変更すると判定する。

単位時間Ｔ２内に受信された画像フレーム数がチャネル変更閾値以下であれば、チャネル変更判定部１６４は、例えば表示部１３に「接続中」などと表示させて、カメラユニット２０からのフレーム受信率が低下している現在の伝送状況を利用者に報知する。このとき、チャネル変更判定部１６４は、現在の画像パラメータが最低画質になっていなければ、最低画質に低下させる画質調整指示をカメラユニット２０に送信するとともに、最低画質の画像パラメータを記憶部１５の画像パラメータ履歴に記憶する。また、チャネル変更判定部１６４は、現在実行中の画像受信処理が開始されてから通算で予備状態と判定した回数をカウントする。あるいは、チャネル変更判定部１６４は、警備システム１が起動してから通算で予備状態と判定した回数をカウントしてもよい。

そして、チャネル変更判定部１６４は、予備状態との判定回数が予め定められた回数で割り切れるか否か、すなわち、予備状態との判定が予め定められた回数だけなされているか否かを判定する。現在の画像受信処理が開始されてからの予備状態の判定回数をチャネル変更判定部１６４がカウントする場合は、上記の予め定められた回数は、例えば２０回に設定される。警備システム１が起動してからの予備状態の判定回数をチャネル変更判定部１６４がカウントする場合は、上記の予め定められた回数は、より大きな例えば１００回に設定される。そして、予備状態との判定回数が予め定められた回数で割り切れる場合に、チャネル変更判定部１６４は、通信チャネルを変更すると判定する。なお、このとき、チャネル変更判定部１６４は、予備状態と判定した回数のカウントをリセットしてもよい。

一方、チャネル変更判定部１６４は、単位時間Ｔ２内に受信された画像フレーム数がチャネル変更閾値より大きければ（例えば１回以上であれば）、通信チャネルを変更しないと判定し、そのまま通信品質判定処理を終了する。

なお、チャネル変更判定部１６４は、例えば、画像表示装置１０が受信する信号についてのＳＩＮＲ（Single to Interference and Noise Ratio：信号対干渉雑音比）の値を基準に、通信チャネルを変更するか否かを判定してもよい。ＳＩＮＲは、カメラユニット２０から画像表示装置１０への信号が受ける干渉及び雑音の影響の度合いを示す情報であり、ＳＩＮＲの値が大きいほど画像表示装置１０が受信する信号の品質は良いことを示す。そこで、チャネル変更判定部１６４は、通信品質判定処理において、予備状態と判定された回数に基づきチャネル変更の判定を行うことに代えて、単位時間Ｔ２ごとに受信信号のＳＩＮＲを算出し、その値が予め定められた閾値を下回ったときに通信チャネル変更の予備状態と判定してもよい。

チャネル変更処理部１６５は、チャネル変更判定部１６４が通信チャネルを変更すると判定すると、その判定結果に従って通信チャネルを変更する。チャネル変更処理部１６５は、画像表示装置１０の電源投入時又は一定時間ごとに、各チャネル（無線周波数の各帯域）を走査して受信される電波強度を測定するキャリアセンスを実行し、使用可能な（すなわち、干渉レベルの低い）通信チャネルを記憶部１５のチャネルテーブルに記憶している。あるいは、チャネル変更処理部１６５は、チャネル変更判定部１６４が通信チャネルを変更すると判定したときにキャリアセンスを行ってもよい。チャネル変更処理部１６５は、記憶部１５のチャネルテーブルを参照して、無線通信部１１が使用する通信チャネルを、現在使用中の通信チャネル以外で使用可能なものに変更する。

図４は、カメラユニット２０の概略構成図である。カメラユニット２０は、設定情報記憶部２１と、無線子機通信部２２と、画像取得部２３と、画質調整部２４と、画像記憶部２５と、制御部２６とを有する。

設定情報記憶部２１は、自己を識別するための機器ＩＤと各種プログラムなどを記憶しており、さらに、カメラユニット２０を動作させるための各種情報を記憶する。例えば、設定情報記憶部２１は、無線ＬＡＮアクセスポイントである画像表示装置１０の無線通信部１１が設定するネットワーク名（ＥＳＳＩＤ）と認証情報を予め記憶している。また、設定情報記憶部２１は、画像表示装置１０から受信された画質調整指示に含まれるフレームレート及び精細度などの画像パラメータを記憶する。

無線子機通信部２２は、無線通信処理部の一例であり、無線ＬＡＮクライアント機能を有する。無線子機通信部２２は、起動すると無線周波数の各帯域を走査して、無線ＬＡＮアクセスポイントである画像表示装置１０の無線通信部１１を探索する。無線子機通信部２２は、画像表示装置１０の無線通信部１１が出している制御信号（ビーコン）から、使用する通信チャネルを判別する。そして、無線子機通信部２２は、設定情報記憶部２１に記憶されているネットワーク名（ＥＳＳＩＤ）と認証情報を用いて画像表示装置１０に接続する。無線子機通信部２２は、画像表示装置１０から画像要求信号を受信すると、画像取得部２３にて取得され画質調整部２４にて画質が調整された画像データを画像表示装置１０に順次送信する。また、無線子機通信部２２は、画像表示装置１０から画像停止信号を受信すると、画像データの送信を終了する。

画像取得部２３は、カメラユニット２０が設置された住宅の外周などにおける監視区域２の画像データを取得する。画像取得部２３は、撮像素子２３１と、光学系２３２とを有する。

撮像素子２３１は、ＣＣＤ素子又はＣ−ＭＯＳ素子など、近赤外光又は可視光に感度を有する光電変換器で構成された２次元検出器である。撮像素子２３１は、制御部２６が生成するタイミング信号に応じた撮影間隔で、監視区域２の画像信号を取得する。この撮影間隔は、画像表示装置１０からの画質調整指示によって指示されたフレームレートに応じて、制御部２６により設定される。

光学系２３２は、監視区域２の像を撮像素子２３１に結像するレンズなどの結像光学系である。

画質調整部２４は、画像表示装置１０からの画質調整指示に応じて、画像取得部２３が取得する画像データの画質を調整する。画質調整部２４は、Ａ／Ｄ変換器２４１と、画像圧縮回路２４２とを有する。

Ａ／Ｄ変換器２４１は、一定の撮影間隔で撮像素子２３１から入力されるアナログの画像信号を、アナログ／デジタル変換してデジタルの画像信号（画像データ）に変換する。

画像圧縮回路２４２は、画像表示装置１０からの画質調整指示により指定された精細度（画像サイズと圧縮率）の画像パラメータに応じて、例えば画像圧縮符号化方式としてＨ．２６４／ＭＰＥＧ−４ＡＶＣ規格に従って、Ａ／Ｄ変換器２４１から入力される画像データを圧縮する。そのために、画像圧縮回路２４２は、画像表示装置１０からの画質調整指示によって設定された精細度が低いほど、撮像素子２３１により得られた画像を縮小して、より少ない画素数の画像データを出力する。

あるいは、画像圧縮回路２４２は、Ａ／Ｄ変換器２４１から入力される画像データを圧縮して、最終的に画質が調整された画像データを出力する。画像圧縮回路２４２が画像データを圧縮するときの圧縮率は、画像表示装置１０からの画質調整指示によって指示された精細度に応じて、制御部２６により設定されてもよい。画像圧縮回路２４２は、設定された精細度が高いほど、相対的に大きなデータ量になるように、低い圧縮率でＡ／Ｄ変換器２４１からの画像データを圧縮する。

なお、画像圧縮回路２４２は、画像圧縮符号化方式として、ＭＰＥＧ２Ｖｉｄｅｏ規格などの他の規格に従ってもよい。あるいは、画像圧縮回路２４２は、ＪＰＥＧ規格などに従って、静止画の画像データを生成してもよい。また、警備システム１では、カメラユニット２０ごとに異なる画像圧縮符号化方式を採用して、互いに異なる画像圧縮符号化方式を使用する複数のカメラユニット２０を無線ＬＡＮ上に混在させてもよい。あるいは、一つのカメラユニット２０が複数の画像圧縮符号化方式を切り替えて使用してもよい。

画像記憶部２５は、画像取得部２３にて取得された画像データを予め定められた画像フレーム数だけ保持するバッファである。画像記憶部２５に保持された画像データは、予め定められたバッファ期間を経過すると順次消去される。

制御部２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータ並びにその周辺回路で構成され、上述した各部を制御してカメラユニット２０として動作させる。

制御部２６は、撮像素子２３１を駆動して、画像表示装置１０からの画質調整指示により指定されたフレームレートに対応する撮影間隔で、監視区域２の画像信号を取得させる。フレームレートを変化させる画質調整指示をカメラユニット２０が画像表示装置１０から受信すると、制御部２６は、その画質調整指示に応じて撮像素子２３１の撮影間隔を変化させることにより、カメラユニット２０で取得される画像データのフレームレートを変化させる。

また、制御部２６は、画像圧縮回路２４２が出力する画像データの画像サイズを、画像表示装置１０からの画質調整指示により指定された精細度に応じて設定してもよい。この場合、精細度を変化させる画質調整指示をカメラユニット２０が受信すると、制御部２６は、画像圧縮回路２４２に設定されている画像サイズを、その画質調整指示に応じて変化させる。例えば、制御部２６は、複数の段階に分けられた精細度が１段階ずつ低くなるにつれて、画像圧縮回路２４２が出力する画像データの画素数を所定量だけ減少させてもよい。

また、制御部２６は、画像圧縮回路２４２による画像データの圧縮率を、画像表示装置１０からの画質調整指示により指定された精細度に応じて設定してもよい。この場合、精細度を変化させる画質調整指示をカメラユニット２０が受信すると、制御部２６は、画像圧縮回路２４２に設定されている圧縮率を、その画質調整指示に応じて変化させる。例えば、制御部２６は、複数の段階に分けられた精細度が１段階ずつ高くなるにつれて、画像圧縮回路２４２による圧縮率を所定量だけ減少させてもよい（圧縮後のデータ量が大きくなるようにする）。

制御部２６は、精細度を上下させる画質調整指示が受信された場合に、画像サイズと圧縮率のどちらを優先して変化させてもよい。例えば、制御部２６は、圧縮率を一定に保ったまま、精細度の上下に応じて画像サイズを増減させてもよいし、画像サイズを一定に保ったまま、精細度の上下に応じて圧縮率を増減させてもよい。あるいは、制御部２６は、精細度の上下に応じて画像サイズと圧縮率の両方を１段階ずつ増減させてもよい。

なお、上記では、画質を向上又は低下させるときの新たなフレームレートと精細度（画像パラメータ）は画質調整判定部１６３が決定すると説明したが、この新たなフレームレートと精細度は制御部２６が決定してもよい。この場合、画質を向上させる画質調整指示をカメラユニット２０が受信すると、制御部２６は、例えば精細度を一定に保ったまま、フレームレートが設定可能な範囲内で最大になるまで、フレームレートを優先的に大きくしてもよい。逆に、画質を低下させる画質調整指示をカメラユニット２０が受信すると、制御部２６は、例えばフレームレートを一定に保ったまま、精細度が設定可能な範囲内で最小になるまで、精細度を優先的に小さくしてもよい。

図５は、画像受信処理の動作例を示したフローチャートである。操作部１４によりカメラユニット２０が指定されると、画像受信処理部１６１は、そのカメラユニット２０との間で、図５に示した画像受信処理を開始する。

まず、画像受信処理部１６１は、記憶部１５に記憶されている画像パラメータ履歴を参照して、対象のカメラユニット２０について直前回の画像受信処理で使用された画像パラメータのうち、画質が最も低い画像パラメータを抽出する（ステップＳ１）。そして、画像受信処理部１６１は、対象のカメラユニット２０に画像データを要求するための画像要求信号と、ステップＳ１で抽出された画像パラメータをカメラユニット２０が使用するように指示するための画質調整指示を、対象のカメラユニット２０に送信する（ステップＳ２）。指示した画像パラメータは、記憶部１５の画像パラメータ履歴に現在時間とともに記憶される。

画像受信処理が開始されると、受信監視部１６２は、図示しないタイマーにより経過時間をカウントし、単位時間Ｔ１（例えば５秒）ごとの画質調整タイミングになったか否かを判定する（ステップＳ３）。現在の経過時間が画質調整タイミングであるとき（ステップＳ３でＹｅｓ）は、受信監視部１６２は、画質調整判定部１６３に画質調整処理を実行させる（ステップＳ４）。

現在の経過時間が画質調整タイミングでない（ステップＳ３でＮｏ）か、又はステップＳ４の画質調整処理が終了したときは、受信監視部１６２は、単位時間Ｔ２（例えば１５秒）ごとの通信品質判定タイミングになったか否かを判定する（ステップＳ５）。現在の経過時間が通信品質判定タイミングであるとき（ステップＳ５でＹｅｓ）は、受信監視部１６２は、チャネル変更判定部１６４に通信品質判定処理を実行させる（ステップＳ６）。

現在の経過時間が通信品質判定タイミングでない（ステップＳ５でＮｏ）か、又はステップＳ６の通信品質判定処理が終了したときは、画像受信処理部１６１は、操作部１４により画像受信処理の終了が指示されたか否かを判定する（ステップＳ７）。画像受信処理の終了が指示されていないとき（ステップＳ７でＮｏ）は、処理はステップＳ３に戻る。一方、画像受信処理の終了が指示されたとき（ステップＳ７でＹｅｓ）は、画像受信処理部１６１は、画像受信中のカメラユニット２０に画像停止信号を送信する（ステップＳ８）。これにより、画像受信処理部１６１は、カメラユニット２０との間における画像受信処理を終了する。画像受信処理が終了すると、画像受信処理部１６１は、記憶部１５の画像パラメータ履歴に、画像受信処理を行っていたときの時間情報を記憶する。

図６は、画質調整処理の動作例を示したフローチャートである。図５のステップＳ３で現在の経過時間が画質調整タイミングであると判定されると、図５のステップＳ４において、画質調整判定部１６３は、図６に示した画質調整処理を開始する。

まず、画質調整判定部１６３は、単位時間Ｔ１内のフレーム受信率を受信監視部１６２から取得する（ステップＳ２１）。そして、画質調整判定部１６３は、取得された単位時間Ｔ１内のフレーム受信率を画質調整閾値と比較する（ステップＳ２２）。

ステップＳ２１で取得されたフレーム受信率が上調整閾値以上であれば、画質調整判定部１６３は、画質を向上させる調整を行うと判定する（ステップＳ２３）。このとき、画質調整判定部１６３は、現在設定されている精細度又はフレームレートを１段階上げたものを、新たな画像パラメータとして決定する（ステップＳ２４）。

また、ステップＳ２１で取得されたフレーム受信率が最低閾値より大きくかつ下調整閾値以下であれば、画質調整判定部１６３は、画質を低下させる調整を行うと判定する（ステップＳ２５）。このとき、画質調整判定部１６３は、現在設定されている精細度又はフレームレートを１段階下げたものを、新たな画像パラメータとして決定する（ステップＳ２６）。

また、ステップＳ２１で取得されたフレーム受信率が最低閾値以下であれば、画質調整判定部１６３は、画質を設定可能な最低のものに低下させる調整を行うと判定する（ステップＳ２７）。このとき、画質調整判定部１６３は、設定可能な範囲内で最低の精細度及びフレームレートを、新たな画像パラメータとして決定する（ステップＳ２８）。

そして、画質調整判定部１６３は、新たな画像パラメータをカメラユニット２０が使用するように指示するための画質調整指示をカメラユニット２０に送信する（ステップＳ２９）。それとともに、画質調整判定部１６３は、新たな画像パラメータと現在時間を記憶部１５の画像パラメータ履歴に記憶する（ステップＳ３０）。以上で、画質調整判定部１６３は画質調整処理を終了する。

一方、ステップＳ２１で取得されたフレーム受信率が下調整閾値より大きくかつ上調整閾値未満であれば、画質調整判定部１６３は、画質を調整する判定をせずにそのまま画質調整処理を終了する。

図７は、通信品質判定処理の動作例を示したフローチャートである。図５のステップＳ５で現在の経過時間が通信品質判定タイミングであると判定されると、図５のステップＳ６において、チャネル変更判定部１６４は、図７に示した通信品質判定処理を開始する。

まず、チャネル変更判定部１６４は、単位時間Ｔ２内に受信された画像フレーム数を受信監視部１６２から取得する（ステップＳ４１）。そして、チャネル変更判定部１６４は、取得された単位時間Ｔ２内の画像フレーム数をチャネル変更閾値と比較する（ステップＳ４２）。

単位時間Ｔ２内の画像フレーム数がチャネル変更閾値以下であれば（ステップＳ４２でＹｅｓ）、チャネル変更判定部１６４は、例えば表示部１３に「接続中」などと表示させて、カメラユニット２０からのフレーム受信率が低下している現在の伝送状況を利用者に報知する（ステップＳ４３）。

このとき、チャネル変更判定部１６４は、現在の画像パラメータが最低画質になっているか否かを判定する（ステップＳ４４）。現在の画像パラメータが最低画質になっていなければ（ステップＳ４４でＮｏ）、最低画質への画質調整指示をカメラユニット２０に送信するとともに、最低画質の画像パラメータと現在時間を記憶部１５の画像パラメータ履歴に記憶する（ステップＳ４５）。一方、現在の画像パラメータが最低画質になっていれば（ステップＳ４４でＹｅｓ）、チャネル変更判定部１６４はステップＳ４５を実行せずに、次のステップＳ４６に進む。

また、チャネル変更判定部１６４は、現在の状態を通信チャネル変更の予備状態と判定し、現在の画像受信処理が開始されてから予備状態と判定した回数のカウントを１増やす（ステップＳ４６）。そして、チャネル変更判定部１６４は、予備状態との判定回数が予め定められた回数で割り切れるか否か、すなわち、予備状態との判定が予め定められた回数だけなされているか否かを判定する（ステップＳ４７）。予備状態との判定回数が予め定められた回数で割り切れないならば（ステップＳ４７でＮｏ）、チャネル変更判定部１６４は通信チャネルを変更しないと判定し、そのまま通信品質判定処理を終了する。

一方、予備状態との判定回数が予め定められた回数で割り切れるならば（ステップＳ４７でＹｅｓ）、チャネル変更判定部１６４は通信チャネルを変更すると判定し、チャネル変更処理部１６５に通信チャネルを変更させる（ステップＳ４８）。このとき、チャネル変更判定部１６４は、予備状態との判定回数のカウントをリセットした上で（ステップＳ４９）、通信品質判定処理を終了する。

また、チャネル変更判定部１６４は、ステップＳ４１で取得された単位時間Ｔ２内の画像フレーム数がチャネル変更閾値より大きければ（ステップＳ４２でＮｏ）、通信チャネルを変更しないと判定し、そのまま通信品質判定処理を終了する。

なお、画質調整判定部１６３の機能は、カメラユニット２０の制御部２６で実現してもよい。この場合、受信監視部１６２が単位時間Ｔ１内における画像表示装置１０でのフレーム受信率を求めて画質調整判定部１６３に画質調整処理を実行させる代わりに、カメラユニット２０の制御部２６が、単位時間Ｔ１内に画像表示装置１０に送信された画像データのデータ量と上記の画質調整閾値との比較結果に応じた画質調整指示を、画質調整部２４に出力する。

そのために、受信監視部１６２が単位時間Ｔ１内における画像表示装置１０でのフレーム受信率を求めることに代えて、制御部２６は、例えば、単位時間Ｔ１内にカメラユニット２０が送信すべき画像フレーム数に対する単位時間Ｔ１内に実際に画像表示装置１０に送達された画像フレーム数の比率（「フレーム送信率」という）を求める。そして、画質調整判定部１６３が単位時間Ｔ１内ごとに図６の画質調整処理を実行することに代えて、制御部２６は、フレーム送信率を用いて図６と同様の画質調整処理を行う。これにより、制御部２６は、新たな画像パラメータを決定し、画質調整部２４がその画像パラメータを使用するように指示するための画質調整指示を画質調整部２４に出力する。そして、画質調整部２４が、制御部２６から出力された画質調整指示に従い、画像取得部２３で取得された画像データの画質を調整する。

画質調整処理がカメラユニット２０で行われる場合、図５のステップＳ１、Ｓ３及びＳ４は、画像表示装置１０における画像受信処理ではなく、カメラユニット２０における制御部２６の処理として実行される。ただし、画質調整処理がカメラユニット２０で行われる場合であっても、通信チャネルを変更するか否かは画像表示装置１０の側で判定されるため、図７の通信品質判定処理は、上記と同じくチャネル変更判定部１６４により実行される。

以上説明したように、警備システム１は、単位時間Ｔ１内におけるカメラユニット２０から画像表示装置１０への伝送量に応じて画像データの画質を調整し、単位時間Ｔ１より長い単位時間Ｔ２内に画像表示装置１０で受信された信号の品質に応じて通信チャネルを変更する。特に、警備システム１は、画像表示装置１０が画像データを全く受信できていない状態であっても、通信チャネル変更の予備状態と判定された回数が予め定められた回数を超えるまでは、画質調整処理によって画像パラメータを調整することで画像データを受信できる状態に復元することを試みて、通信チャネルを頻繁に変更しないようにする。これにより、警備システム１では、カメラユニット２０と画像表示装置１０の間の通信効率が低下している場合であっても、画像表示装置１０における表示画像の欠損を極力防止しつつ、無線通信できないブランク時間の発生を抑制することができる。

１ 警備システム
１０ 画像表示装置
１１ 無線通信部
１２ センタ通信部
１５ 記憶部
１６ 制御部
１６１ 画像受信処理部
１６２ 受信監視部
１６３ 画質調整判定部
１６４ チャネル変更判定部
１６５ チャネル変更処理部
２０ カメラユニット
２３ 画像取得部
２４ 画質調整部

Claims (5)

1. 互いに無線通信可能な無線送信機及び無線コントローラを含む無線通信システムであって、
   前記無線送信機は、
   画像データを取得する画像取得部と、
   前記無線コントローラからの画質調整指示に応じて前記画像データの画質を調整する画質調整部と、
   前記画質調整部にて画質が調整された画像データを前記無線コントローラに送信する無線通信処理部と、
   を備え、
   前記無線コントローラは、
   第１の時間内に前記無線送信機から受信された画像データのデータ量と画質調整閾値との比較結果に応じた画質調整指示を前記無線送信機に出力する画質調整判定部と、
   前記第１の時間より長い第２の時間内に受信された信号の品質に基づき、前記無線送信機と前記無線コントローラの間の通信チャネルを変更するか否かを判定するチャネル変更判定部と、
   前記チャネル変更判定部の判定結果に従って前記通信チャネルを変更するチャネル変更処理部と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 互いに無線通信可能な無線送信機及び無線コントローラを含む無線通信システムであって、
   前記無線送信機は、
   画像データを取得する画像取得部と、
   前記画像データの画質を調整する画質調整部と、
   前記画質調整部にて画質が調整された画像データを前記無線コントローラに送信する無線通信処理部と、
   第１の時間内に前記無線コントローラに送信された画像データのデータ量と画質調整閾値との比較結果に応じた画質調整指示を前記画質調整部に出力する画質調整判定部と、
   を備え、
   前記無線コントローラは、
   前記第１の時間より長い第２の時間内に受信された信号の品質に基づき、前記無線送信機と前記無線コントローラの間の通信チャネルを変更するか否かを判定するチャネル変更判定部と、
   前記チャネル変更判定部の判定結果に従って前記通信チャネルを変更するチャネル変更処理部と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
3. 前記画質調整判定部は、
   前記画質調整閾値として、少なくとも、第１の画質調整閾値と、前記第１の画質調整閾値より小さい第２の画質調整閾値とを使用し、
   前記第１の時間内における画像データのデータ量が前記第１の画質調整閾値以上であれば画質を向上させる画質調整指示を出力し、当該データ量が前記第２の画質調整閾値以下であれば画質を低下させる画質調整指示を出力する、請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 前記チャネル変更判定部は、前記第２の時間内に前記無線送信機から受信された画像データのデータ量がチャネル変更を判定するためのチャネル変更閾値以下であれば通信チャネル変更の予備状態と判定し、当該予備状態と判定した回数が予め定められた回数を超えると、通信チャネルを変更すると判定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
5. 前記チャネル変更閾値は、前記画質調整閾値よりも小さい画像フレーム数に対応する閾値である、請求項４に記載の無線通信システム。

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