JP6213094B2 - カメラシステム、マスターカメラ装置およびスレーブカメラ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば所望の被写体または複数の場所を複数のカメラ装置を用いて監視する監視カメラシステム等に適用して好適なカメラシステム、マスターカメラ装置およびスレーブカメラ装置に関する。

ネットワークを介した監視カメラ装置のライブ動画の閲覧に求められる条件は、動画投稿サイトの動画の閲覧に求められる条件と異なる。例えば、動画投稿サイトの動画の閲覧では、配信された映像ストリームをすぐには再生せず、一旦、メモリに記憶する。そして、ある程度の動画データがメモリに記憶された際に、メモリに記憶された動画データを読み出して再生を開始する。このため、動画投稿サイトの動画の閲覧は、ネットワークトラフィックの混雑度の影響を受けず、安定して再生することが可能である。

これに対し、例えば駐車場またはショッピングモール等の監視カメラシステムのライブ映像の閲覧では、撮像画像を迅速に表示する必要があるため（リアルタイム性が必要となるため）、動画投稿サイトの動画のように撮像画像をメモリに記憶させることは不向きとなる。このため、監視カメラシステムにおいて、ネットワークトラフィックが混雑すると、映像の不連続化による動画の滑らかさの喪失が発生し、最終的には撮像画像のパケットが破棄される不都合を生ずる。

特許文献１（国際公開第２０１２／０１１３０１号パンフレット）に、ネットワークの混雑状況を把握して、ネットワーク上の通信量を制御する技術が開示されている。この特許文献１の技術の場合、ネットワークスイッチからのパケット破棄情報に基づいて、送信側と受信側間の通信量の制御を行っている。

国際公開第２０１２／０１１３０１号パンフレット

しかし、パケットの破棄は、ネットワークトラフィックの混雑により、最終的に発生するワーストケースである。このため、特許文献１の技術は、パケット破棄というワーストケースの発生を待って通信量を制御する技術となる。従って、特許文献１の技術では、ネットワークトラフィックの初期の混雑時に現れるフレーム送信間隔の乱れによる動画の滑らかさの喪失等を改善することは困難となる。

また、特許文献１の技術の場合、スイッチ等の中継機器を介して各カメラを制御している。このため、マルチキャスト通信で各カメラを一斉に制御しようとしても、スイッチ等の中継機器により、マルチキャスト通信による制御信号が遮断されるおそれがある。従って、特許文献１の技術の場合、１台ずつカメラを指定して制御を行う必要があり、制御が非効率的となる問題がある。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、効率良い通信により、送信状態が乱れた初期の段階から送信状態を改善し、良好なリアルタイム画像を得ることが可能なカメラシステム、マスターカメラ装置およびスレーブカメラ装置の提供を目的とする。

上述した課題を解決するための手段として、本発明に係るカメラシステムは、一つまたは複数のマスターカメラ装置と、ネットワークを介してマスターカメラ装置と直接的に接続されることで、マスターカメラ装置と共に一つのネットワークセグメントを形成する一つまたは複数のスレーブカメラ装置とを有する。そして、マスターカメラ装置およびスレーブカメラ装置は、撮像画像に所定のエンコード処理を施しエンコードデータを形成して送信する、それぞれ優先度が付加された一つまたは複数のエンコーダと、エンコードデータの送信状態を検出して送信状態情報を形成する検出部とを有する。さらに、マスターカメラ装置は、各スレーブカメラ装置と通信を行うことで、各スレーブカメラ装置から送信状態情報を取得すると共に、自己が備える検出部で検出された送信状態情報を取得する送信状態取得部と、送信状態情報で送信状態の所定の基準に対する悪化が検出された際に、各スレーブカメラ装置と通信を行うこと、自己が備えるエンコーダも含め、優先度が低いエンコーダから順に、送信状態を良化させるように、エンコード処理の度合いを示すエンコードレベルを制御する制御部とを有する。

また、上述した課題を解決するための手段として、本発明に係るマスターカメラ装置は、一つのネットワークセグメントを形成するように、ネットワークを介して一つまたは複数のスレーブカメラ装置と直接的に接続される。そして、撮像画像に所定のエンコード処理を施しエンコードデータを形成して送信する、それぞれ優先度が付加された一つまたは複数のエンコーダと、エンコードデータの送信状態を検出して送信状態情報を形成する検出部と、各スレーブカメラ装置と通信を行うことで、各スレーブカメラ装置から送信状態情報を取得すると共に、自己が備える検出部で検出された送信状態情報を取得する送信状態取得部と、送信状態情報で送信状態の所定の基準に対する悪化が検出された際に、各スレーブカメラ装置と通信を行うことで、自己が備えるエンコーダも含め、優先度が低いエンコーダから順に、送信状態を良化させるように、エンコード処理の度合いを示すエンコードレベルを制御する制御部とを有する。

また、上述した課題を解決するための手段として、本発明に係るスレーブカメラ装置は、一つのネットワークセグメントを形成するように、ネットワークを介して一つまたは複数のマスターカメラ装置と直接的に接続される。そして、撮像画像に所定のエンコード処理を施しエンコードデータを形成して送信する、それぞれ優先度が付加された一つまたは複数のエンコーダと、エンコードデータの送信状態を検出して送信状態情報を形成する検出部と、マスターカメラ装置との通信により、送信状態情報の取得要求を受信した際に、検出部で検出された送信状態情報を、マスターカメラ装置に送信する状態送信部と、送信状態が所定の基準よりも悪化した際に、マスターカメラ装置との通信により指定された優先度が低いエンコーダから順に、送信状態を良化させるように、エンコーダのエンコード処理の度合いを示すエンコードレベルを制御する制御部とを有する。

本発明によれば、効率良い通信により、送信状態が乱れた初期の段階から送信状態を改善し、良好なリアルタイム画像を得ることができる。

図１は、本発明を適用した実施の形態となる監視カメラシステムの構成図である。 図２は、実施の形態の監視カメラシステムのパーソナルコンピュータ装置のハードウェア構成図である。 図３は、実施の形態の監視カメラシステムのマスターカメラ装置およびスレーブカメラ装置のブロック図である。 図４は、実施の形態の監視カメラシステムの各カメラ装置に設けられている各エンコーダの優先度等の設定画面の模式図である。 図５は、実施の形態の監視カメラシステムのマスターカメラ装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図６は、実施の形態の監視カメラシステムのスレーブカメラ装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図７は、実施の形態の監視カメラシステムに設けられているスレーブカメラ装置の１０秒間におけるフレーム送信間隔の変動を示す図である。 図８は、実施の形態の監視カメラシステムに設けられているマスターカメラ装置が保持する制御履歴の一例を示す図である。 図９は、実施の形態の監視カメラシステムに設けられているマスターカメラ装置が保持する制御履歴の他の例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るカメラシステム、マスターカメラ装置およびスレーブカメラ装置を適用した監視カメラシステムの実施の形態を詳細に説明する。

（概要）
一般的に監視カメラシステムの配信制御は、各カメラ装置が個別に自身の制御を行うか、または監視用のパーソナルコンピュータ装置またはやレコーダ装置等の集中管理装置でシステム的に行われる。各カメラ装置が個別に自身の制御を行う場合、システムとしては管理されない。また、集中管理装置でシステム的に各カメラ装置を制御する場合、全映像信号が集中するため常時過負荷状態となるおそれがある。

この実施の形態の監視カメラシステムでは、マスタ登録された一つあるいは複数のマスターカメラ装置、および、一つあるいは複数のスレーブカメラ装置を、所定のネットワークを介して相互に接続し、一つの制御単位となるセグメントを形成する。

また、マスターカメラ装置およびスレーブカメラ装置が、それぞれ自己がマスターカメラ装置であるか否かを示す情報、各エンコーダの優先度の情報、また、エンコードレベルを制御する際に、圧縮率および送信レートのうち、どちらを制御するかを示す情報を記憶する機能を有する。または、マスターカメラ装置およびスレーブカメラ装置は、これらの情報を、例えばＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）のＧＥＴコマンドを用いたカメラ制御コマンド（ＡＰＩ（Application Programming Interface）コマンド）またはユーザインタフェース等により設定可能とする機能を有する。

各セグメントのマスターカメラ装置は、自己の送信状態を監視すると共に、例えばマルチキャスト通信等の通信により、セグメント内の各スレーブカメラ装置の送信状態を監視する。そして、マスターカメラ装置は、送信状態の悪化を検出した際に、自己が有するエンコーダも含め、優先度が低いエンコーダから順に、送信状態を良化させるように、エンコード処理の度合いを示すエンコードレベルを制御する（段階的制御）。これにより、ネットワークトラフィックとカメラ用途の実体（監視カメラシステムは撮像画像のリアルタイム性が重要）に即し、且つシステム的に管理された制御を可能とすることができる。

（実施の形態の構成）
図１に、本発明の実施の一形態となる監視カメラシステムのシステム構成図を示す。この監視カメラシステムは、複数の監視ユニット１，２を、ルータ装置３等の中継機器を介して相互に接続して構成されている。各監視ユニット１，２は、それぞれ同じ構成を有している。以下、監視ユニット１の構成を説明する。監視ユニット２の構成は、以下の監視ユニット１の説明を参照されたい。

監視ユニット１は、カメラユニット１１、記録装置１２、モニタ装置１３、パーソナルコンピュータ装置１４、およびルータ装置１５を有している。記録装置１２は、ハードディスクまたは半導体メモリ等に、カメラユニット１１から送信される撮像画像を記録する。ルータ装置１５は、所定のネットワークを介して各監視ユニット１，２を接続するルータ装置３に接続されている。

図２は、パーソナルコンピュータ装置１４のハードウェア構成図である。この図２に示すように、パーソナルコンピュータ装置１４は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１７、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１８、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２４、および通信Ｉ／Ｆ１９を有する。ＣＰＵは、「Central Processing Unit」の略記である。ＲＯＭは、「Read Only Memory」の略記である。ＲＡＭは、「Random Access Memory」の略記である。ＣＰＵ２０、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１７、ＨＤＤ１８、入出力Ｉ／Ｆ２４および通信Ｉ／Ｆ１９は、バスライン２６を介して相互に通信可能となるように接続されている。

入出力Ｉ／Ｆ２４には、操作メニュー、印刷設定画面、承認ルート設定画面、および画像等を表示する表示部２７（＝上述のモニタ装置１３）が接続されている。また、入出力Ｉ／Ｆ２４には、ユーザ入力を受け付けるキーボードやマウス装置等の操作部２８が接続されている。また、入出力Ｉ／Ｆ２４には、他機器との間でデータ入出力を行うＵＳＢ等のデータインターフェイスを接続することも可能である。ＵＳＢは、「Universal Serial Bus」の略記である。また、入出力Ｉ／Ｆ２４には、ＣＤ、ＤＶＤ等の記録媒体からデータを読み出すドライブ装置を接続することも可能である。ＣＤは、「Compact Disc（登録商標）」の略記である。ＤＶＤは、「Digital Versatile Disc」の略記である。

ＨＤＤ１８には、カメラユニット１１を制御するための監視制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ２０は、この監視制御プログラムに従って、カメラユニット１１の各エンコーダのレベル設定制御等を行う。なお、監視制御プログラムは、ＨＤＤ１８以外であっても、例えばＲＯＭ１６またはＲＡＭ１７に格納してもよい。また、監視制御プログラムは、所定のネットワークのコンピュータ装置上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードして取得してもよい。これに限らず、プリンタドライバは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されたものを取得してもよい。

カメラユニット１１は、１台(または複数台)のマスターカメラ装置２１と、複数台(または１台)のスレーブカメラ装置２２を、所定のネットワーク２３を介して、中継機器等を介すことなく直接的に接続して構成されている。１台のマスターカメラ装置２１および複数台のスレーブカメラ装置２２で、一つの制御単位となるネットワークセグメント２５を形成している。マスターカメラ装置２１と各スレーブカメラ装置２２は、中継機器等を介すことなく直接的に接続されているため、マスターカメラ装置２１から各スレーブカメラ装置２２に対するマルチキャスト通信が可能となる。マスターカメラ装置２１は、ネットワークセグメント２５内の各スレーブカメラ装置２２とマルチキャスト通信を行いながら通信状態を監視し、各カメラ装置２１、２２の各エンコーダのエンコードレベルを制御して、良好な通信状態を維持する。

図３に、マスターカメラ装置２１およびスレーブカメラ装置２２のハードウェア構成図を示す。この図３に示すように、マスターカメラ装置２１およびスレーブカメラ装置２２は、撮像部３０、第１〜第３のエンコーダ３１〜３３、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３５、タイマ３６、制御部３７、および通信部３８を有している。

撮像部３０は、例えばＣＣＤイメージセンサ、またはＣＭＯＳイメージセンサを有している。撮像部３０は、監視カメラシステムで監視している監視対象を撮像し、撮像信号（撮像画像）を形成する。ＣＣＤは、「Charge Coupled Device」の略記である。また、ＣＭＯＳは、「Complementary Metal-Oxide Semiconductor」の略記である。

第１エンコーダ３１〜第３エンコーダ３３は、撮像部３０からの撮像信号に所定の圧縮符号化処理を施し、所定の転送レートで出力するエンコード処理を行う。各エンコーダ３１〜３３には、優先度が設定されている。各エンコーダ３１〜３３は、設定された優先度に対応する圧縮率および転送レートで撮像信号をエンコード処理して出力する。

ＲＡＭ３５には、各エンコーダ３１〜３３に設定されている優先度、および制御対象等を示す設定情報が記憶されている。なお、制御対象を示す設定情報とは、エンコーダで度合いを変化させる圧縮率および転送レートのうち、選択されている方のエンコード処理を示す情報である。

ＲＯＭ３４には、監視制御プログラムが記憶されている。マスターカメラ装置２１の場合、制御部３７は、ＲＯＭ３４に記憶されている監視制御プログラムに従って動作することで、タイマ３６で計時される所定時間毎に、各スレーブカメラ装置２２とマルチキャスト通信を行い、各スレーブカメラ装置２２の送信状態を検出する。また、マスターカメラ装置２１の制御部３７は、自己の送信状態も検出する。そして、マスターカメラ装置２１の制御部３７は、検出した送信状態を良化させるように、自己のエンコーダ３１〜３３のうち、優先度が低いエンコーダから順に制御して送信状態の改善を図る。

また、スレーブカメラ装置２２の場合、制御部３７は、ＲＯＭ３４に記憶されている監視制御プログラムに従って動作することで、タイマ３６で計時される所定時間内における送信タイミングのずれの平均値を算出する。そして、スレーブカメラ装置２２の場合、制御部３７は、マスターカメラ装置２１からの送信状態の取得要求に応じて、算出した平均値をマスターカメラ装置２１に送信する。また、スレーブカメラ装置２２の場合、制御部３７は、マルチキャスト通信により、マスターカメラ装置２１から指定された優先度のエンコーダ３１〜３３から順に、エンコード処理を制御して送信状態の改善を図る。

マスターカメラ装置２１およびスレーブカメラ装置２２の通信部３８は、ネットワーク（ＮＷ）２３を介して記録装置１２、パーソナルコンピュータ装置１４、およびルータ装置１５に接続されており、例えば低圧縮率で圧縮符号化処理された高転送レートの記録用の画像信号を、記録装置１２に転送する。また、マスターカメラ装置２１の通信部３８は、パーソナルコンピュータ装置１４等から取得要求があった際に、送信状態の制御履歴を転送する。

マスターカメラ装置２１およびスレーブカメラ装置２２の各エンコーダ３１〜３３の優先度等の設定は、パーソナルコンピュータ装置１４で行うようになっている。この設定時となると、図２に示すＣＰＵ２０は、ＨＤＤ１８に記憶されている監視制御プログラムに従って、例えば図４に示すような設定画面を表示部２７（モニタ装置１３）に表示制御する。

この図４に示すように、設定画面は、マスターカメラ装置２１およびスレーブカメラ装置２２のローカルＩＰアドレス等を設定するためのネットワーク設定欄、および各エンコーダの優先度等を設定するためのネットワーク配信制御設定欄を有している。ネットワーク配信制御設定欄は、そのカメラ装置をマスターカメラ装置２１として機能させるか否かを設定するためのマスターカメラ設定欄（ＯＮ／ＯＦＦ）と、各エンコーダの優先度を設定するための優先度設定欄と、エンコード処理の制御対象を選択するための制御対象選択欄とを有している。

マスターカメラ設定欄で「ＯＮ」が選択された場合、制御部３７は、そのカメラ装置をマスターカメラ装置２１として機能させる。また、マスターカメラ設定欄で「ＯＦＦ」が選択された場合、制御部３７は、そのカメラ装置をスレーブカメラ装置２２として機能させる。

この実施の形態の監視カメラシステムの場合、優先度は例えばレベル１（低）〜レベル５（最高）の間で設定可能となっている。レベル５の優先度は、低圧縮率で最高転送レートのエンコード処理を希望する場合に設定する優先度となっている。また、レベル５の優先度は、制御部３７によるエンコード処理の変更を禁止する優先度となっている。このレベル５の優先度は、例えば記録装置１２で記録するための撮像画像を生成するエンコーダ等に設定される。

これに対して、レベル１（低）〜レベル４（高）の優先度は、後述するように制御部３７が送信状態に応じて変更可能な優先度となっている。監視者は、そのエンコーダで生成される撮像画像の用途の重要度等に応じて、優先度の所望のレベルを設定する。図４に示す例では、第１エンコーダ３１に対してレベル５の優先度が設定され、第２エンコーダ３２に対してレベル３の優先度が設定され、第３エンコーダ３３に対してレベル１の優先度が設定されている。

また、この実施の形態の監視カメラシステムの場合、「画質制御」および「フレームレート制御」のうち、いずれか一方を、送信状態に応じて制御する制御対象として設定するようになっている。「画質制御」は、圧縮率の制御を意味している。この「画質制御」が選択されている場合、制御部３７は、優先度のレベルに対応する圧縮率となるように撮像画像をエンコード処理する。また、「フレームレート制御」は、転送レートの制御を意味している。この「フレームレート制御」が選択されている場合、制御部３７は、優先度のレベルに対応する転送レートで、エンコード処理された撮像画像を出力制御する。

監視者は、マスターカメラ装置２１およびスレーブカメラ装置２２毎に、優先度および制御対象等の設定を行う。マスターカメラ装置２１およびスレーブカメラ装置２２の設定情報は、図３に示すＲＡＭ３５等に記憶される。マスターカメラ装置２１およびスレーブカメラ装置２２の制御部３７は、設定情報の優先度が低いエンコーダから順に、設定情報の制御対象情報で示される圧縮率、または転送レートのエンコード処理を制御して、安定的な送信状態の維持を図る。

次に、実施の形態の監視カメラシステムの動作説明をする。まず、図５は、マスターカメラ装置２１の動作の流れを示すフローチャートである。マスターカメラ装置２１の制御部３７は、ＲＯＭ３４に記憶されている監視制御プログラムに従って、タイマ３６で例えば１０秒がカウントされる毎に図５のフローチャートのステップＳ１から処理を開始する（＝１０秒置きに図５のフローチャートの処理が実行される）。

ステップＳ１では、制御部３７が、ＲＡＭ３５に記憶されている設定情報を読み込むことで、自機器がマスターカメラ装置２１として設定されているか否かを判別する（マスターカメラ装置２１の設定がＯＮか、ＯＦＦか）。自機器がマスターカメラ装置２１として設定されていないものと判別した場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、そのカメラ装置はスレーブカメラ装置２２であることを意味するため、制御部３７は、図５のフローチャートを終了して、図６のフローチャートのステップＳ１１に処理を進める。

これに対して、自機器がマスターカメラ装置２１として設定されているものと判別した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御部３７は、処理をステップＳ２に進める。制御部３７は、ステップＳ２において、マルチキャスト通信を行うことで、同じネットワークセグメント２５内の各スレーブカメラ装置２２に対して一斉に、エンコードデータの送信誤差の平均値の取得要求を行う。各スレーブカメラ装置２２の制御部３７およびマスターカメラ装置２１の制御部３７は、後述するように１０秒間におけるエンコードデータの送信誤差の平均値を算出している。そして、各スレーブカメラ装置２２は、上述のように送信誤差の平均値の取得要求を受信すると、算出した平均値をマスターカメラ装置２１に送信する。

マスターカメラ装置２１の制御部３７は、各スレーブカメラ装置２２から平均値を取得すると、処理をステップＳ３に進める。そして、マスターカメラ装置２１の制御部３７は、ステップＳ３において、各スレーブカメラ装置２２から取得した平均値およびマスターカメラ装置２１の送信誤差の平均値から、ネットワークセグメント２５全体の送信誤差の平均値（全体平均値）を算出する。

次に、マスターカメラ装置２１の制御部３７は、ステップＳ４において、全体平均値と、各エンコーダ３１〜３３のエンコード処理の制御を行うか否かを判別するための制御実行閾値とを比較する。全体平均値が制御実行閾値以上であるということは、ネットワークトラフィックが混雑し、エンコードデータの送信状態が悪化してきていることを意味している（ステップＳ４：Ｙｅｓ）。この場合、制御部３７は、処理をステップＳ５に進める。

ステップＳ５では、マスターカメラ装置２１の制御部３７が、制御対象となるエンコーダの優先度、および一つ上の制御レベルを指定する制御実行命令を、マルチキャスト通信により、各スレーブカメラ装置２２に対して一斉送信して、図５のフローチャートの処理を終了する。各スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、後述するように制御実行命令に従って、対象となるエンコーダの制御レベルを制御する。なお、マスターカメラ装置２１の制御部３７も、各スレーブカメラ装置２２に送信した制御実行命令に基づいて、自機の対象となるエンコーダの制御レベルを制御する。

これに対して、全体平均値と制御実行閾値とを比較した結果、全体平均値が制御実行閾値よりも低い値であるということは、ネットワークトラフィックが混雑していない状態であり、エンコードデータの送信状態も良好であることを意味している。この場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御部３７は、処理をステップＳ６に進め、全体平均値と、各エンコーダ３１〜３３の制御レベルを一つ戻すか否かを判別するための制御解除閾値とを比較する。

全体平均値が制御解除閾値よりも値が大きいということは、ネットワークトラフィックが空いていて、エンコードデータの送信状態も安定していることを意味している。この場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、各エンコーダ３１〜３３の制御レベルの制御は不用であるため、制御部３７は、そのまま図５のフローチャートの処理を終了する。

これに対して、全体平均値が制御解除閾値以下であるということは、ネットワークトラフィックが極度に空いていて、各エンコーダ３１〜３３の制御レベルが高すぎることが懸念される。この場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、制御部３７は、処理をステップＳ７に進め、制御対象となるエンコーダの優先度、および一つ下の制御レベルを指定する制御解除命令を、マルチキャスト通信により、各スレーブカメラ装置２２に対して一斉送信して、図５のフローチャートの処理を終了する。各スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、後述するように制御解除命令に従って、対象となるエンコーダの制御レベルを制御する。なお、マスターカメラ装置２１の制御部３７も、各スレーブカメラ装置２２に送信した制御解除命令に基づいて、自機の対象となるエンコーダの制御レベルを制御する。

次に、図６のフローチャートに、スレーブカメラ装置２２の動作の流れを示す。スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、ＲＯＭ３４に記憶されている監視制御プログラムに従って、図６のフローチャートのステップＳ１１から処理を開始する。

ステップＳ１１では、スレーブカメラ装置２２の制御部３７が、タイマ３６でカウントされる例えば１０秒間における各エンコーダ３１〜３３の送信誤差の平均値を算出し、ＲＡＭ３５に一時的に保存する。

具体的に説明すると、設定されたフレームレートから計算される理想フレーム間隔に対する、撮像画像の各フレームの送信間隔の時間的なずれを、各エンコーダ３１〜３３の送信誤差として検出する。スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、常時、自身が配信中の撮像画像のフレーム間隔を、１０秒間に渡りＲＡＭ３５に記憶する。そして、制御部３７は、理想フレーム間隔より遅れた分の平均値と、理想フレーム間隔より早かった分の平均値の絶対値の平均を１０秒毎に計算し、自身の送信状態を示す情報としてＲＡＭ３５に記憶する。

例えば、図７に示す例は、理想フレーム間隔が１／１５ｆｐｓ（６６ｍｓｅｃ）の例であり、１０秒間内における各エンコーダ３１〜３３のフレーム間隔のずれを示している。理想フレーム間隔を示すラインよりも上に表示されている点は、時間的に遅れたフレーム間隔を示している。理想フレーム間隔を示すラインよりも下に表示されている点は、時間的に早くなったフレーム間隔を示している。

時間的に遅れたフレーム間隔の平均値が５．４ｍｓｅｃ、時間的に早くなったフレーム間隔の平均値が６．８ｍｓｅｃであった場合、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、「（５．４ｍｓｅｃ＋６．８ｍｓｅｃ）／２＝６．１ｍｓｅｃ」の演算を行う。スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、このように演算した、理想フレーム間隔より遅れた分の平均値と、理想フレーム間隔より早かった分の平均値の絶対値の平均値（送信間隔平均値）をＲＡＭ３５に記憶する。スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、１０秒間毎に上述の演算を行い、１０秒間毎の送信間隔平均値をＲＡＭ３５に記憶する。

次に、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、ステップＳ１２において、マスターカメラ装置２１から上述のマルチキャスト通信による、送信状態を示す平均値の取得要求を受信したか否かを判別する。送信状態を示す平均値の取得要求を受信しないものと判別した場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、ステップＳ１３に処理を進める。これに対して、送信状態を示す平均値の取得要求を受信したものと判別した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、ステップＳ１５に処理を進め、ＲＡＭ３５に記憶されている送信間隔平均値をマスターカメラ装置２１に送信する。マスターカメラ装置２１の制御部３７は、各スレーブカメラ装置２２から取得した送信間隔平均値から、エンコードデータの現在の送信状態を判断し、以下に説明するように各エンコーダ３１〜３３の制御レベルの制御を行う。

次に、ステップＳ１３において、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、マスターカメラ装置２１から制御実行命令を受信したか否かを判別する。スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、マスターカメラ装置２１から制御実行命令を受信していないものと判別した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１４に処理を進める。これに対して、マスターカメラ装置２１から制御実行命令を受信したものと判別した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、ステップＳ１６に処理を進める。制御実行命令は、送信状態が悪化しているものとマスターカメラ装置２１が判別した際に、制御を行うエンコーダの優先度を指定してマスターカメラ装置２１から送信される。このため、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、制御実行命令で指定されている優先度と、自機の各エンコーダ３１〜３３に設定されている優先度を比較して、制御実行命令で指定されている優先度以下の優先度のエンコーダが存在するか否かを判別する。

具体的には、制御実行命令でレベル３の優先度が指定された場合、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、レベル３、レベル２、レベル１の優先度の、制御対象となるエンコーダが存在するか否かを判別する。制御対象となるエンコーダが存在しない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、処理はステップＳ１４に進む。制御対象となるエンコーダが存在する場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、処理をステップＳ１７に進め、制御対象となるエンコーダの優先度のレベルを一つ上げ、上げたレベルの優先度に対応する度合いのエンコード処理を行うように、制御対象のエンコーダを制御する。

例えば、制御対象となるエンコーダの優先度がレベル１であった場合、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、制御対象となるエンコーダの優先度をレベル２に変更し、変更したレベル２の度合いのエンコード処理を行うように、制御対象のエンコーダを制御する。なお、制御部３７は、圧縮率および転送レートのうち、選択されている方のエンコード処理のレベルの度合いを変更して制御する。これにより、例えば優先度がレベル３以下のエンコーダの圧縮率を上げ、または、転送レートを下げて、エンコードデータの送信を行うことができる。このため、送信状態を改善することができる。

次に、ステップＳ１４において、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、マスターカメラ装置２１から制御解除命令を受信したか否かを判別する。スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、制御解除命令を受信していないものと判別した場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、そのまま図６のフローチャートに示す全処理を終了する。これに対して、制御解除命令を受信したものと判別した場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、ステップＳ１８に処理を進める。制御解除命令は、送信状態に大きな余裕があるものとマスターカメラ装置２１が判別した際に、制御を行うエンコーダの優先度を指定してマスターカメラ装置２１から送信される。このため、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、制御解除命令で指定されている優先度と、自機の各エンコーダ３１〜３３に設定されている優先度を比較して、制御解除命令で指定されている優先度以下の優先度のエンコーダが存在するか否かを判別する。

具体的には、制御解除命令でレベル２の優先度が指定された場合、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、レベル２およびレベル１の優先度の、制御対象となるエンコーダが存在するか否かを判別する。制御対象となるエンコーダが存在しない場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、図６のフローチャートに示す処理を終了する。制御対象となるエンコーダが存在する場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、処理をステップＳ１９に進め、制御対象となるエンコーダの優先度のレベルを一つ下げ、下げたレベルの優先度に対応する度合いのエンコード処理を行うように、制御対象のエンコーダを制御する。

例えば、制御対象となるエンコーダの優先度がレベル２であった場合、スレーブカメラ装置２２の制御部３７は、制御対象となるエンコーダの優先度をレベル１に変更し、変更したレベル１の度合いのエンコード処理を行うように、制御対象のエンコーダを制御する。なお、制御部３７は、圧縮率および転送レートのうち、選択されている方のエンコード処理のレベルの度合いを変更して制御する。これにより、例えば優先度がレベル２以下のエンコーダの圧縮率を下げ、または、転送レートを上げて、エンコードデータの送信を行うことができる。このため、ネットワークの通信帯域を有効に利用してエンコードデータの送信を行うことができる。

次に、マスターカメラ装置２１の制御部３７は、各スレーブカメラ装置２２から取得した送信間隔平均値および自機器の送信間隔平均値をＲＡＭ３５に記憶する。これにより、マスターカメラ装置２１のＲＡＭ３５には、図８または図９に示すような送信間隔平均値の履歴が形成される。この履歴としては、制御日時と優先度のレベルが記録され、レベル制御が完全に解除された状態はレベル０として記録される。

マスターカメラ装置２１の制御部３７は、例えばパーソナルコンピュータ装置１４等の他の機器から履歴の送信要求を受信した場合、図８または図９に示すような送信間隔平均値の履歴をＲＡＭ３５から読み出して転送する。この履歴を解析することで、各エンコーダ３１〜３３の送信状態が悪化する時間帯等を認識することができる。例えば、図９に示す履歴においては、午前９時前後にネットワークトラフィックが混雑し、各フレームの配信間隔が乱れていることを認識することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施の形態となる監視カメラシステムは、ネットワークを介してマスターカメラ装置２１と複数のスレーブカメラ装置２２とを直接的に接続して、一つのネットワークセグメント２５を形成する。マスターカメラ装置２１およびスレーブカメラ装置２２は、エンコードデータの送信状態を検出する。マスターカメラ装置２１は、各スレーブカメラ装置２２とマルチキャスト通信を行うことで、各スレーブカメラ装置２２から送信状態を示す情報を取得する。マスターカメラ装置２１は、各スレーブカメラ装置２２の送信状態および自機器の送信状態から、送信状態の悪化を検出した際に、各スレーブカメラ装置２２とマルチキャスト通信を行うことで、自己が備えるエンコーダも含め、優先度が低いエンコーダから順に、送信状態を良化させるように、エンコード処理の度合いを示すエンコードレベルを制御する。

マスターカメラ装置２１は、送信状態の悪化を検出したタイミングで、優先度が低いエンコーダから順に、送信状態を良化させるように、エンコード処理の度合いを制御している。このため、送信状態が乱れた比較的初期の段階で送信状態を改善することができ、表示される動画像の被写体が、ぎこちない動きとなる不都合を防止することができる。また、送信状態が大きく悪化し、最終的にパケットが破棄される不都合を、強力に防止することができる。

監視カメラシステムは、監視対象を監視するために、表示する動画像のリアルタイム性および連続性を必要とする。本発明の実施の形態となる監視カメラシステムは、動画像のリアルタイム性および連続性を共に満足させる理想的な監視カメラシステムを提供することができる。

また、例えば保存を目的とした高画質画像を記録している記録装置１２に接続されるエンコーダは重要度が高く、圧縮率または転送レート等のエンコード処理の設定を変更することは好ましいことではない。本発明の実施の形態となる監視カメラシステムは、優先度が低いエンコーダから制御を行うため、優先度が高いエンコーダの設定の変更を極力防止したうえで、送信状態の悪化を改善することができる。

また、エンコード処理の制御レベルを変更制御する場合、１レベルずつ制御している。このため、制御レベルに必要な変更制御信号のビット数を１ビットとすることができる。このため、各スレーブカメラ装置２２に変更制御信号をマルチキャスト送信する際に、ネットワークを圧迫することなく、制御レベルの変更制御を可能とすることができる。

また、パーソナルコンピュータ装置１４と各カメラ装置２１，２２は、ルータ装置１５を介して相互に接続されている。例えば、パーソナルコンピュータ装置１４がマルチキャスト通信で各カメラ装置２１，２２を一斉に制御しようとしても、パーソナルコンピュータ装置１４からの制御信号がルータ装置１５により遮断され、各カメラ装置２１，２２の制御が困難となる。このため、パーソナルコンピュータ装置１４で各カメラ装置２１，２２を制御する場合、１台ずつカメラ装置を指定して、制御を行う必要がある。これは、大変、非効率的である。

これに対して、この実施の形態の監視カメラシステムは、ルータ装置１５のような他の中継機器が存在せず、マスターカメラ装置２１が各スレーブカメラ装置２２と直接通信できる。このため、マスターカメラ装置２１が各スレーブカメラ装置２２と一斉に通信して上述の通信状態の制御を行うことができ、効率的な制御を可能とすることができる。

上述の実施の形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。実施の形態および実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 監視ユニット
２ 監視ユニット
３ ルータ装置
１１ カメラユニット
１２ 記録装置
１３ モニタ装置
１４ パーソナルコンピュータ装置
１５ ルータ装置
１６ ＲＯＭ
１７ ＲＡＭ
１８ ＨＤＤ
１９ 通信Ｉ／Ｆ
２０ ＣＰＵ
２１ マスターカメラ装置
２２ スレーブカメラ装置
２４ 入出力Ｉ／Ｆ
２６ バスライン
２７ 表示部
２８ 操作部
３０ 撮像部
３１ 第１エンコーダ
３２ 第２エンコーダ
３３ 第３エンコーダ
３４ ＲＯＭ
３５ ＲＡＭ
３６ タイマ
３７ 制御部
３８ 通信部

Claims (7)

1. 一つまたは複数のマスターカメラ装置と、
   ネットワークを介して前記マスターカメラ装置と直接的に接続されることで、前記マスターカメラ装置と共に一つのネットワークセグメントを形成する一つまたは複数のスレーブカメラ装置とを有し、
   前記マスターカメラ装置および前記スレーブカメラ装置は、
   撮像画像に所定のエンコード処理を施しエンコードデータを形成して送信する、それぞれ優先度が付加された一つまたは複数のエンコーダと、
   前記エンコードデータの送信状態を検出して送信状態情報を形成する検出部とを有し、
   前記マスターカメラ装置は、
   前記各スレーブカメラ装置と通信を行うことで、前記各スレーブカメラ装置から前記送信状態情報を取得すると共に、自己が備える検出部で検出された前記送信状態情報を取得する送信状態取得部と、
   前記送信状態情報で送信状態の所定の基準に対する悪化が検出された際に、前記各スレーブカメラ装置と通信を行うことで、自己が備えるエンコーダも含め、優先度が低いエンコーダから順に、前記送信状態を良化させるように、前記エンコード処理の度合いを示すエンコードレベルを制御する制御部とを有すること
   を特徴とするカメラシステム。
2. 前記マスターカメラ装置の制御部は、前記エンコードレベルを制御することで前記送信状態が良化した場合、前記各スレーブカメラ装置と通信を行うことで、自己が備えるエンコーダも含め、制御した前記エンコードレベルを元のエンコードレベルに戻すこと
   を特徴とする請求項１に記載のカメラシステム。
3. 前記マスターカメラ装置は、
   自己が備える前記検出部で検出された前記送信状態情報および前記各スレーブカメラ装置から取得した前記送信状態情報の履歴を記憶する記憶部を有し、
   前記制御部は、転送要求を受信した際に、前記送信状態情報の履歴を転送するように前記記憶部を制御すること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のカメラシステム。
4. 前記マスターカメラ装置および前記スレーブカメラ装置の前記エンコーダは、前記撮像画像に所定の圧縮符号化処理を施し所定の転送レートの前記エンコードデータを形成するエンコード処理を行い、
   前記マスターカメラ装置の制御部は、制御する前記エンコードレベルに対応する圧縮符号化率、または、転送レートとなるように、前記エンコーダを制御すること
   を特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか一項に記載のカメラシステム。
5. 前記マスターカメラ装置および前記スレーブカメラ装置の前記検出部は、所定時間内における、設定されたフレームレートから計算される理想フレーム間隔に対する、撮像画像の各フレームの送信間隔の時間的なずれの平均値を検出し、前記平均値を前記送信状態情報として出力すること
   を特徴とする請求項１から請求項４のうち、いずれか一項に記載のカメラシステム。
6. 一つのネットワークセグメントを形成するように、ネットワークを介して一つまたは複数のスレーブカメラ装置と直接的に接続されるマスターカメラ装置であって、
   撮像画像に所定のエンコード処理を施しエンコードデータを形成して送信する、それぞれ優先度が付加された一つまたは複数のエンコーダと、
   前記エンコードデータの送信状態を検出して送信状態情報を形成する検出部と、
   前記各スレーブカメラ装置と通信を行うことで、前記各スレーブカメラ装置から前記送信状態情報を取得すると共に、自己が備える前記検出部で検出された前記送信状態情報を取得する送信状態取得部と、
   前記送信状態情報で送信状態の所定の基準に対する悪化が検出された際に、前記各スレーブカメラ装置と通信を行うことで、自己が備えるエンコーダも含め、優先度が低いエンコーダから順に、前記送信状態を良化させるように、前記エンコード処理の度合いを示すエンコードレベルを制御する制御部とを有すること
   を特徴とするマスターカメラ装置。
7. 一つのネットワークセグメントを形成するように、ネットワークを介して一つまたは複数のマスターカメラ装置と直接的に接続されるスレーブカメラ装置であって、
   撮像画像に所定のエンコード処理を施しエンコードデータを形成して送信する、それぞれ優先度が付加された一つまたは複数のエンコーダと、
   前記エンコードデータの送信状態を検出して送信状態情報を形成する検出部と、
   前記マスターカメラ装置との通信により、前記送信状態情報の取得要求を受信した際に、前記検出部で検出された前記送信状態情報を、前記マスターカメラ装置に送信する状態送信部と、
   前記送信状態が所定の基準よりも悪化した際に、前記マスターカメラ装置との通信により指定された優先度が低いエンコーダから順に、前記送信状態を良化させるように、前記エンコーダのエンコード処理の度合いを示すエンコードレベルを制御する制御部とを有すること
   を特徴とするスレーブカメラ装置。

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