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Description

この発明は、インターネットをはじめとする外部ネットワークに接続された受信装置が内部ネットワークに接続されたカメラの映像データを受信する際に、命令や映像データの中継を行うインターネットゲートウェイに関するものである。
従来のインターネットゲートウェイは、主として複数の独自プロトコルで通信している内部ネットワーク同士をインターネット経由で接続する場合に使用され、例えば特許文献1に示された広域監視制御システムでは、中間のインターネット区間において、独自プロトコルを汎用のHTTP(Hyper Text Transfer Protocol)に変換することにより双方のネットワークを接続している。
接続する内部ネットワークの規模が同規模で相互に通信を行う場合は、上記特許文献1に示すように、双方にインターネットゲートウェイを設置することにより通信が可能であるが、例えば、内部ネットワークに多数の監視カメラを設置し、インターネット等の外部ネットワークを経由して、この監視カメラの映像を受信する場合には、外部ネットワーク側にインターネットゲートウェイを設置することは難しいために前記方法をとることはできない。
また、監視カメラの映像のインターネット経由での配信を考えた場合に、外部ネットワーク側のネットワーク構成は単一のものとならないことが予想されるため、インターネットゲートウェイには外部ネットワークの構成にあわせて最適な映像の配信プロトコルを選択する必要がある。
特開2003−229880号公報(段落0045、段落0048、図1)
従来のインターネットゲートウェイは、以上のように構成され、同規模の複数の内部ネットワーク同士をインターネットを経由して相互接続することを目的としているので、接続するネットワークの数だけインターネットゲートウェイが必要となるという課題があった。例えば、内部ネットワークに接続された監視カメラの映像をインターネット等の外部ネットワークに接続した受信装置に配信する場合は、内部ネットワークは大規模で固定的な構成、外部ネットワークは小規模で様々なネットワーク構成が要件となるが、内部ネットワーク及び外部ネットワークの双方にインターネットゲートウェイを設置し固定的な構成で運用をする必要があるという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、接続するネットワークの数だけ必要としないインターネットゲートウェイを得ることを目的とする。
この発明に係るインターネットゲートウェイは、カメラの映像データをカメラ側IPネットワークを介して受信し、受信した映像データを、ファイアウォールを経由したネットワーク構成の端末側IPネットワークを介して映像データを要求した受信装置に配信するインターネットゲートウェイにおいて、上記受信装置からの要求を解釈するメディア制御部と、上記カメラの配信プロトコル等のカメラ情報を保持するカメラ情報テーブルと、上記受信装置からの要求を解釈した上記メディア制御部の指示に基づき、上記カメラ情報テーブルに保持されたカメラ情報を検索して上記カメラの配信プロトコルを入手し、入手した上記カメラの配信プロトコルがRTP(Real-Time Protocol)の場合に、UDP(User Datagram Protocol)でデータ部分のないパケットによりテスト用ストリームを作成して上記端末側IPネットワークを介して上記受信装置に配信し、上記受信装置からのHTTPの正常応答又は上記端末側IPネットワークからのエラー通知により、上記端末側IPネットワークのネットワーク構成が上記RTPを利用できるか否かを検出するネットワーク構成検出部と、上記カメラからカメラ側IPネットワークを介して配信された映像データを受信し、上記ネットワーク構成検出部により上記端末側IPネットワークのネットワーク構成が上記RTPを利用できると検出された場合には上記RTPを変更せずに上記映像データを上記端末側IPネットワークを介して上記受信装置に配信し、上記ネットワーク構成検出部により上記端末側IPネットワークのネットワーク構成が上記RTPを利用できないと検出された場合には上記RTPをHTTP(Hyper Text Transfer Protocol)に変更して上記映像データを上記端末側IPネットワークを介して上記受信装置に配信するメディア中継部とを備えたものである。
この発明により、映像データの配信途中で配信が途切れにくく、有効に映像データをリアルタイム配信するインターネットゲートウェイを得ることができるという効果が得られる。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるインターネットゲートウェイの構成を示すブロック図である。図1において、インターネットゲートウェイ1は、ネットワークインタフェース部11、カメラ情報テーブル12、メディア制御部13、ネットワーク構成検出部14及びメディア中継部15を備えている。
ネットワークインタフェース部11は、カメラ側IPネットワーク100に接続されたカメラ3と端末側IPネットワーク200に接続された受信装置4との間で通信を行う。カメラ情報テーブル12はカメラ3のカメラID、カメラ名、映像形式、IPアドレス、配信プロトコル、ポート番号等のカメラ情報を保持している。
メディア制御部13は、端末側IPネットワーク200に接続された受信装置4からの要求をネットワークインタフェース部11を介して受信し、受信した要求の内容を解釈し、カメラ情報テーブル12に保持されたカメラ情報を検索して、ネットワーク構成検出部14及びメディア中継部15に、受信した要求の内容に応じて指示を与える。
ネットワーク構成検出部14は、受信装置4からの要求を解釈したメディア制御部13の指示に基づき、カメラ情報テーブル12に保持されたカメラ情報を検索してカメラの配信プロトコルを入手し、テスト用ストリームを作成して端末側IPネットワーク200を介して受信装置4に配信し、受信装置4又は端末側IPネットワーク200からの応答により、端末側IPネットワーク200のネットワーク構成がカメラの配信プロトコルを利用できるか否かを検出する。
メディア中継部15は、受信装置4からの要求を解釈したメディア制御部13からの指示に基づき、カメラ情報テーブル12を検索し、カメラ3からカメラ側IPネットワーク100を介して配信された映像データを受信し、ネットワーク構成検出部14の検出結果に基づき配信プロトコルを決定して、受信した映像データを端末側IPネットワーク200を介して受信装置4に配信する。
図2はインターネットゲートウェイ1を利用した監視映像配信システムにおける典型的なネットワーク構成例を示す図である。図2の例では、受信装置4とインターネットゲートウェイ1を接続する端末側IPネットワーク200はファイアウォール2を経由したネットワーク構成となっている。したがって、通常の場合には、受信装置4からインターネットゲートウェイ1への要求はHTTP(Hyper Text Transfer Protocol)を利用することにより、ファイアウォール2の設定を変更せずに通信を行うことができる。
図3はインターネットゲートウェイ1が受信装置4から受信する要求と応答の例を示す図である。図3に示すように、要求はコマンドとそのコマンドに付与された引数により構成されている。インターネットゲートウェイ1のメディア制御部13は受信した要求の内容を解釈し、その処理結果を応答として受信装置4に送信する。
次に、図3における各コマンドの概要について説明する。
「open」コマンドは受信装置4からインターネットゲートウェイ1に対して最初に接続を行う際に送信する命令で、この応答として、受信装置4はインターネットゲートウェイ1からセッションIDを受け取る。受信装置4は、一旦、セッションIDを受け取ると、「close」コマンドを実行するまでは、要求に受け取ったセッションIDを引数として付与する。受信装置4側でカメラ3のカメラIDが未知の場合は、受信装置4はカメラ名からカメラIDの検索を行う「lookup」コマンドをインターネットゲートウェイ1に送信してカメラIDを得る。
インターネットゲートウェイ1は、「setup」コマンドで指定されたカメラIDのカメラ3の配信準備を行い、その応答として受信装置4の受信ポート番号を指定し、「play」コマンドにより指定されたカメラIDのカメラ3によるカメラ映像の配信処理を受け付ける。また、インターネットゲートウェイ1は、「pause」コマンドにより指定されたカメラIDのカメラ3によるカメラ映像の配信静止を行い、「stop」コマンドにより指定されたカメラIDのカメラ3によるカメラ映像の配信停止を行う。
図4はカメラ情報テーブル12の例を示す図である。このカメラ情報テーブル12は、カメラ3のカメラID、カメラ名、映像形式、IPアドレス、配信プロトコル、ポート番号等のカメラ情報を保持している。メディア制御部13は、受信装置4より「setup」コマンド、「play」コマンド、「pause」コマンド、「stop」コマンド、「lookup」コマンドの要求を受信した場合には、カメラ情報テーブル12を検索して該当するカメラIDやカメラ名が存在するかどうか確認し、存在する場合には、受信した要求を実行する正常処理を行い、存在しない場合には、受信した要求を実行せずに異常処理を行う。
例えば、カメラ情報テーブル12の内容が図3の場合に、コマンドが「play」、引数が「SID1,CAM_001」の要求を受信した場合に、メディア制御部13がカメラ情報テーブル12を検索すると、カメラIDが「CAM_001」のカメラAは存在するので、カメラ映像の配信処理を受け付けて正常処理を実行する。同じコマンドが「play」でも、引数が「SID1,CAM_100」の要求を受信した場合には、メディア制御部13がカメラ情報テーブル12を検索すると、カメラIDが「CAM_100」のカメラは存在しないため、カメラ映像の配信処理を受け付けずに異常処理を実行し、メディア制御部13は応答としてNGメッセージを返す。
図1において、メディア制御部13が解釈した要求が「setup」コマンドの場合には、ネットワーク構成検出部14は、メディア制御部13の指示に基づき、端末側IPネットワーク200のネットワーク構成の検出処理を行う。この目的は、端末側IPネットワーク200のネットワーク構成に応じてカメラ映像の最適な配信プロトコルを選択することである。
IPネットワークの配信プロトコルとしては、コネクション型のTCP(Transmission Control Protocol)とコネクションレス型のUDP(User Datagram Protocol)があるが、通常は、信頼性を必要とする制御データにはTCPを使用し、映像データ等の性能を優先したデータにはUDPを使用することが多い。
したがって、カメラ側IPネットワーク100では、カメラ3からの映像データの配信プロトコルはUDPが使用されることが多い。また、映像データ等のリアルタイムデータを配信する場合は、UDPのデータ部分を映像データの配信を目的として再定義したRTP(Real-Time Protocol)が利用されている。一方、端末側IPネットワーク200は、例えば図2に示すように、中間にファイアウォール2を経由するネットワーク構成を取ることがほとんどであり、通過する配信プロトコルが制限されている場合が多い。そのため、カメラ3から配信された映像データの配信プロトコルをそのまま中継しても、端末側IPネットワーク200の構成により受信装置4に届くかどうかは不明である。
一般に、HTTPの配信プロトコルは、映像データの配信のようなリアルタイムの配信に適しておらず、配信途中で配信が途切れてしまうことがある。その点ではRTPの配信プロトコルの方が有利である。そこで、この実施の形態1では、端末側IPネットワーク200のネットワーク構成がRTPの配信プロトコルを利用できる場合には、カメラ3の映像データを配信プロトコルを変更せずに受信装置4に送信し、端末側IPネットワーク200のネットワーク構成がRTPの配信プロトコルを利用できない場合には、カメラ3の映像データを配信プロトコルをHTTPに変更して受信装置4に送信する。
ネットワーク構成検出部14は、カメラ3の映像データの配信プロトコルに基づきテスト用ストリームを作成し、端末側IPネットワーク200を介して受信装置4に向けて作成したテスト用ストリームを配信する。そのテスト用ストリームを受信装置4が正常に受信でき、受信装置4から正常応答を受信した場合は、端末側IPネットワーク200のネットワーク構成がカメラの配信プロトコルを利用できると判断し、メディア中継部15は、ネットワーク構成検出部14の検出結果に基づき、カメラ3の映像データの配信プロトコルを変更せずに、パケットの宛先(IPアドレスとポート番号)のみを変更して配信する。テスト用ストリームが受信装置4に届かず、受信装置4から正常応答を受信しない場合には、メディア中継部15はカメラ3の映像データの配信プロトコルを別の配信プロトコルに変更し、パケットの宛先を変更して配信する。
図5はネットワーク構成検出部4のネットワーク構成の検出処理の流れを示すフローチャートである。ステップST11において、ネットワーク構成検出部14は、メディア制御部13からカメラIDと受信装置4のIPアドレスを入手する。
ステップST12において、ネットワーク構成検出部14は、カメラ情報テーブル12をカメラIDに基づき検索し、対応するカメラ3の配信プロトコルを入手する。例えば、図4の例では、カメラID「CAM_001」のカメラAの配信プロトコルが「RTP」で、カメラID「CAM_002」のカメラBの配信プロトコルが「RTP」である。
ステップST13において、ネットワーク構成検出部14は、入手したカメラ3の配信プロトコルがRTPベースの場合、UDP形式でデータ部分のないパケットによりテスト用ストリームを作成する。ここで、UDP形式を使用するのは、パケットを容易に作成できることと、UDP形式のパケットが端末側IPネットワーク200を通過できれば、RTP形式のパケットが端末側IPネットワーク200を通過できることがわかっているからである。
ステップST14において、ネットワーク構成検出部14は、作成したテスト用ストリームを、受信装置4のIPアドレスとポート番号を指定して配信し、内部のタイマーをリセットする。
ステップST15において、ネットワーク構成検出部14は、作成したテスト用ストリームを連続的に配信すると共に、タイマーの時間を進めながら、受信装置4からの応答を待ち、タイマーの設定時間内に、受信装置4からテスト用ストリームの正常応答を受信するか否かを判定する。正常応答を受信した場合には、ネットワーク構成検出部14は、端末側IPネットワーク200のネットワーク構成が、カメラ3の映像データの配信プロトコルを利用できることを検出する。受信装置4からの正常応答の通信プロトコルとしては、要求と同様にHTTPを利用することにより、通常の場合、ファイアウォール2の設定を変更せずに通信を行うことができる。
一方、上記ステップST15で正常応答を受信せずに、ステップST16において、ネットワーク構成検出部14は、中間のファイアウォール2等のネットワーク装置から、設定によりテスト用ストリームを通過させることができないない内容のエラー通知を受信した場合には、端末側IPネットワーク200のネットワーク構成がカメラ3の映像データの配信プロトコルを利用できないことを検出する。中間のネットワーク機器からのエラー通知として通常使用される通知プロトコルの例としては、ICMP(Internet Control Message Protocol)メッセージが利用される。
図6はICMPメッセージの構成を示す図である。ネットワーク構成検出部14は、端末側IPネットワーク200の中間のネットワーク機器から受信したICMPメッセージのヘッダ部分が「Type:3」(Destination Unreachable)で、「Code:3」(Port Unreachable)の場合は、指定したポートが閉じられているために、テスト用ストリームの到達が不能と判断し、端末側IPネットワーク200のネットワーク構成がカメラ3の映像データの配信プロトコルを利用できないことを検出する。
また、端末側IPネットワーク200の中間のネットワーク機器の設定によっては、ポートが閉じられているためにテスト用ストリームの中継をせず、ネットワークセキュリティ対策としてICMPメッセージの返送も行わない機器が存在する場合には、図5のステップST17において、ネットワーク構成検出部14は、受信端末4からの正常応答も中間のネットワークからのICMPメッセージも受け取らないままタイマーが設定時間を経過した場合は、中間のネットワーク機器の設定によりテスト用ストリームの到達が不能と判断し、端末側IPネットワーク200のネットワーク構成がカメラ3の映像データの配信プロトコルを利用できないものであることを検出する。
タイマーが設定時間まで経過していない場合には、ステップST18において、ネットワーク構成検出部14はタイマーの時間を進めて、上記ステップ15の処理に戻り上記の処理を繰り返す。
一方、受信装置4においては、インターネットゲートウェイ1からの「setup」コマンドの応答を受信してからタイマーの設定時間内にテスト用ストリームを受信できるかどうかにより端末側IPネットワーク200のネットワーク構成を検出する。
図7は受信端末4の端末側IPネットワーク200のネットワーク構成の検出処理の流れを示すフローチャートである。ステップST21において、受信装置4は、インターネットゲートウェイ1からの「setup」コマンドの応答を受信し、指定されたポート番号を空けて内部のタイマーをリセットする。ステップST22において、受信装置4は、インターネットゲートウェイ1からのテスト用ストリームを正常に受信したか否かを判断し、正常に受信した場合には、テストOKである旨の正常応答をインターネットゲートウェイ1に送信し処理を終了する。
テスト用ストリームを正常に受信しない場合に、ステップST23において、受信装置4は、タイマーが設定時間を経過しているか否かを判断し、経過した場合には、テストNGとして処理を終了する。タイマーが設定時間を経過していない場合には、ステップST24において、受信装置4は、タイマーの時間を進めて、上記ステップST22の処理に戻り上記の処理を繰り返す。
図1において、メディア制御部13にて解釈した要求が「setup」コマンドの場合には、ネットワーク構成検出部14は端末側IPネットワーク200のネットワーク構成の検出処理を実行する。次に受信端末4から「play」コマンドを受信した際に、メディア中継部15は、カメラ3から受信した映像データを、ネットワーク構成検出部14のネットワーク構成の検出結果にあわせて最適な配信プロトコルを選択し、端末側IPネットワーク200を介して配信を行う。
ネットワーク構成検出部14の検出結果により、テスト用ストリームの配信プロトコルが利用可能なネットワークにおいて、メディア制御部13が「play」コマンドを受けると、メディア中継部15は、カメラ3の映像データの配信プロトコルを変更せずに、IPパケットの宛先のIPアドレスとポート番号を受信装置4のIPアドレスとポート番号に指定するだけで映像データの中継、配信が可能となる。
図8はメディア中継部15の配信プロトコルを変更しない場合のストリームの中継処理の流れを示すフローチャートである。ステップST31において、メディア中継部15は、ネットワーク構成検出部14からカメラID、受信装置4のIPアドレス、宛先ポート番号を入手する。ステップST32において、メディア中継部15は、入手したカメラIDを元にカメラ情報テーブル12を検索して、対応するカメラ3のIPアドレス、ポート番号、配信プロトコルを入手する。
ステップST33において、メディア中継部15は、入手したカメラ3のIPアドレス、ポート番号、配信プロトコルに基づき、カメラ3からの映像データを受信する。ステップST34において、メディア中継部15は、カメラ3から受信した映像データのデータ部分の内容を変更せずに、IPパケットの宛先のIPアドレスとポート番号を入手した受信装置4のIPアドレスとポート番号に変更する。
ステップST35において、メディア中継部15は、端末側IPネットワーク200を介して、宛先を変更したパケットを受信装置4に配信する。ステップST36において、メディア中継部15は、受信装置4から「stop」、「pause」コマンドを受信したか否かを判断し、受信した場合には処理を終了し、受信しない場合には、上記ステップST33の処理に戻り上記の処理を繰り返す。
ネットワーク構成検出部14の検出結果により、テスト用ストリームの配信プロトコルが利用不可能なネットワークにおいて、受信装置4から「play」コマンドを受けると、メディア中継部15にてカメラ3の映像データの配信プロトコルを変更して配信する必要が出てくる。
図9はメディア中継部15の配信プロトコルを変更する場合のストリームの中継処理の流れを示すフローチャートである。図9のステップST31〜ST33,ST36の処理は、図8のステップST31〜ST33,ST36の処理と同じである。
図9のステップST33で、メディア中継部15は、カメラ3からの映像データを受信すると、ステップST41において、メディア中継部15は、カメラ3の映像データの配信プロトコルをそのまま中継することができないので、受信した映像データのパケットから映像データ部分を取り出して、別の配信プロトコルに変更し、IPパケットの宛先のIPアドレスとポート番号を入手した受信装置4のIPアドレスとポート番号に変更する。ステップST42において、メディア中継部15は、配信プロトコルを変更した映像データを受信装置4に配信する。
図10はRTPのパケットの構成を示す図である。メディア中継部15は受信したRTPパケットを解析してRTPペイロード部分から映像データを取り出す必要があるが、通常の場合、RTPヘッダを取り出して「payload type」からRTPペイロードの内容を判断する。また、「sequence num」を解析して、その順にRTPペイロード部分を組み立てることによって、カメラ映像の映像データを順次取り出していく。メディア中継部15は取り出した映像データの配信プロトコルを変更して受信装置4に配信する。この場合の映像データの配信プロトコルはHTTPを用いることにより、端末側IPネットワークのファイアウォール2等の設定を変更することなく、映像データの配信が可能となる。
以上のように、この実施の形態1によれば、ネットワーク構成検出部14は端末側IPネットワーク200のネットワーク構成がカメラの配信プロトコルを利用できるか否かを検出し、メディア中継部15は、ネットワーク構成検出部14の検出結果に基づき配信プロトコルを決定して、カメラ3からの映像データを端末側IPネットワーク200を介して受信装置4に配信することにより、接続するネットワークの数だけ必要としないインターネットゲートウェイを得ることができるという効果が得られる。
この発明の実施の形態1によるインターネットゲートウェイの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態1によるインターネットゲートウェイを利用した監視映像配信システムにおける典型的なネットワーク構成例を示す図である。 この発明の実施の形態1によるインターネットゲートウェイが受信装置から受信する要求と応答の例を示す図である。 この発明の実施の形態1によるインターネットゲートウェイのカメラ情報テーブルの例を示す図である。 この発明の実施の形態1によるインターネットゲートウェイのネットワーク構成検出部のネットワーク構成の検出処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態1によるインターネットゲートウェイが受信するICMPメッセージの構成を示す図である。 この発明の実施の形態1において受信端末の端末側IPネットワークのネットワーク構成の検出処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態1によるインターネットゲートウェイのメディア中継部の配信プロトコルを変更しない場合のストリームの中継処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態1によるインターネットゲートウェイのメディア中継部の配信プロトコルを変更する場合のストリームの中継処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態1によるインターネットゲートウェイが中継するRTPのパケットの構成を示す図である。
符号の説明
1 インターネットゲートウェイ、2 ファイアウォール、3 カメラ、4 受信装置、11 ネットワークインタフェース部、12 カメラ情報テーブル、13 メディア制御部、14 ネットワーク構成検出部、15 メディア中継部、100 カメラ側IPネットワーク、200 端末側IPネットワーク。

Claims (2)

  1. カメラの映像データをカメラ側IPネットワークを介して受信し、受信した映像データを、ファイアウォールを経由したネットワーク構成の端末側IPネットワークを介して映像データを要求した受信装置に配信するインターネットゲートウェイにおいて、
    上記受信装置からの要求を解釈するメディア制御部と、
    上記カメラの配信プロトコル等のカメラ情報を保持するカメラ情報テーブルと、
    上記受信装置からの要求を解釈した上記メディア制御部の指示に基づき、上記カメラ情報テーブルに保持されたカメラ情報を検索して上記カメラの配信プロトコルを入手し、入手した上記カメラの配信プロトコルがRTP(Real-Time Protocol)の場合に、UDP(User Datagram Protocol)でデータ部分のないパケットによりテスト用ストリームを作成して上記端末側IPネットワークを介して上記受信装置に配信し、上記受信装置からのHTTPの正常応答又は上記端末側IPネットワークからのエラー通知により、上記端末側IPネットワークのネットワーク構成が上記RTPを利用できるか否かを検出するネットワーク構成検出部と、
    上記カメラからカメラ側IPネットワークを介して配信された映像データを受信し、上記ネットワーク構成検出部により上記端末側IPネットワークのネットワーク構成が上記RTPを利用できると検出された場合には上記RTPを変更せずに上記映像データを上記端末側IPネットワークを介して上記受信装置に配信し、上記ネットワーク構成検出部により上記端末側IPネットワークのネットワーク構成が上記RTPを利用できないと検出された場合には上記RTPをHTTP(Hyper Text Transfer Protocol)に変更して上記映像データを上記端末側IPネットワークを介して上記受信装置に配信するメディア中継部とを備えたことを特徴とするインターネットゲートウェイ。
  2. 上記ネットワーク構成検出部は、予め設定された設定時間内に上記受信装置からの上記正常応答又は上記端末側IPネットワークからの上記エラー通知がない場合に、上記端末側IPネットワークのネットワーク構成が上記RTPを利用できないことを検出することを特徴とする請求項1記載のインターネットゲートウェイ。
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