(57)【要約】【課題】複数の映像送信装置が存在する状況においても、映像送信装置の数、配置場所、映像受信再生装置からの伝送距離にかかわらず、映像信号の混信や輻輳による画像劣化を起こすことなく、ユーザの要求する時刻で正確に受信映像の切替を行うことが可能となる。【解決手段】タイムコード計測手段において、映像受信手段における映像ストリームを受信した時の映像ストリーム中の映像ラインカウンタＬとＴより映像受信装置の計測タイムコードを算出することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像受信装置が複数の映像送信装置のうち１つの映像送信装置から他の映像送信装置へ受信映像の切替を行う映像送受信システムであって、
前記映像送信装置は、
映像入力手段と、
映像信号を前記映像受信装置に送信する映像送信手段と、
タイムコードＴを生成するタイムコード生成手段と、
前記タイムコードＴを前記映像受信装置に送信するタイムコード送信手段と、
映像送信停止タイムコードＥＴを受信し、Ｔ＝ＥＴとなったときに映像送信を停止する映像送信停止手段、または、映像送信開始タイムコードＳＴを受信し、Ｔ＝ＳＴとなったときに映像送信を開始する映像送信開始手段と、
を備え、
前記映像受信装置は、
前記映像送信装置より伝送経路を介して前記映像信号を受信する映像受信手段と、
映像出力手段と、
前記映像信号の受信に応じて前記映像受信装置の内部で映像ライン単位の内部タイムコードをカウントし始め、前記タイムコードＴを受信し、前記タイムコードＴと前記タイムコードＴを受信した時の前記内部タイムコードとに基づき計測タイムコードを求めるタイムコード計測手段と、
現在の映像受信先の映像送信装置に対し、前記映像送信停止タイムコードＥＴを生成して送信する映像送信停止タイムコード生成手段、または、映像切替先の映像送信装置に対し、前記映像送信開始タイムコードＳＴを生成して送信する映像送信開始タイムコード生成手段と、
を備え、前記複数の映像送信装置からの受信映像の切替を行う、映像送受信システム。
【請求項２】
映像受信装置が複数の映像送信装置のうち１つの映像送信装置から他の映像送信装置へ受信映像の切替を行う映像送受信システムであって、
前記映像受信装置は、
前記映像信号の受信に応じて前記映像受信装置の内部で映像ライン単位の内部タイムコードをカウントし始め、前記タイムコードＴを受信し、前記タイムコードＴと前記タイムコードＴを受信した時の前記内部タイムコードとに基づき計測タイムコードを求めるタイムコード計測手段、を備え、
前記制御装置は、
現在の映像受信先の映像送信装置に対し、映像送信停止タイムコードＥＴを生成して送信する映像送信停止タイムコード生成手段、または、映像切替先の映像送信装置に対し、映像送信開始タイムコードＳＴを生成して送信する映像送信開始タイムコード生成手段と、を備える、ことを特徴とする映像送受信システム。
【請求項３】
前記制御装置の前記映像送信開始タイムコード生成手段は、
前記映像送信停止タイムコードＥＴに、前記映像受信装置から送信された映像切替先の計測タイムコードと、該映像受信装置から送信された現在の映像受信先の計測タイムコードの差分を加算することで、前記映像送信開始タイムコードＳＴを生成する手段を含む、
請求項２記載の映像送受信システム。
【請求項４】
前記複数の映像送信装置のうち、映像の切替元と切替先の２つの映像送信装置のみが、前記タイムコードＴを前記映像受信装置に送信する、
請求項１または２記載の映像送受信システム。
【請求項５】
前記映像受信装置は、
映像の切替元と切替先の映像送信装置との遅延時間を計測する手段を備え、
前記映像送信停止タイムコード生成手段は、
ユーザからの映像切替要求を受けた時点で計測された、切替元の映像送信装置からのタイムコードＴと、前記遅延時間のうち長い方の値を加算した値を、前記映像送信停止タイムコードＥＴとする手段を含む、
請求項１または２記載の映像送受信システム。
【請求項６】
前記映像受信装置は、
映像の切替先と切替元の映像送信装置の計測タイムコードの差分の計測を複数回行う手段を含み、
前記映像送信開始タイムコード生成手段は、
前記映像送信開始タイムコードＥＴにその平均値を加算して映像送信開始タイムコードＳＴを生成する手段を含む
請求項１、２、３、５のいずれか１項記載の映像送受信システム。
【請求項７】
前記映像送信手段、前記タイムコード送信手段、前記映像受信手段、前記タイムコード計測手段、前記映像送信停止タイムコード生成手段、前記映像送信開始タイムコード生成手段は、
パケット伝送ネットワークを介してパケット送受信を行う、
請求項１記載の映像送受信システム。
【請求項８】
前記計測タイムコード送信手段、前記映像送信停止タイムコード生成手段、前記映像送信開始タイムコード生成手段は、
パケット伝送ネットワークを介してパケット送受信を行う、
請求項２記載の映像送受信システム。
【請求項９】
映像受信装置が複数の映像送信装置のうち１つの映像送信装置から他の映像送信装置へ受信映像の切替を行う映像切替方法であって、
各映像送信装置において、
タイムコードを生成するステップと、
映像送信の有無にかかわらず映像伝送経路を介して映像受信装置にタイムコードを送信するステップと、を備え、
前記映像受信装置において、
前記映像送信装置より伝送経路を介して前記映像信号を受信するステップと、
前記映像信号の受信に応じて前記映像受信装置の内部で映像ライン単位の内部タイムコードをカウントし始め、前記タイムコードＴを受信し、前記タイムコードＴと前記タイムコードＴを受信した時の前記内部タイムコードとに基づき計測タイムコードを求めるステップと、
現在の映像受信先の映像送信装置に対し、前記映像送信停止タイムコードＥＴを生成して送信するステップ、または、映像切替先の映像送信装置に対し、前記映像送信開始タイムコードＳＴを生成して送信するステップと、を備える
映像切替方法。
【請求項１０】
映像受信装置が複数の映像送信装置のうち１つの映像送信装置から他の映像送信装置へ受信映像の切替を行う映像切替方法であって、
前記映像受信装置において、
前記映像信号の受信に応じて前記映像受信装置の内部で映像ライン単位の内部タイムコードをカウントし始め、前記タイムコードＴを受信し、前記タイムコードＴと前記タイムコードＴを受信した時の前記内部タイムコードとに基づき計測タイムコードを求めるステップ、を備え、
前記制御装置において、
現在の映像受信先の映像送信装置に対し、映像送信停止タイムコードＥＴを生成して送信する映像送信停止タイムコード生成手段、または、映像切替先の映像送信装置に対し、映像送信開始タイムコードＳＴを生成して送信するステップと、を備える、
映像切替方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像送受信システム及び映像切替方法映像送受信システム及び映像切替方法及び映像送信装置及び映像受信装置及び制御装置に係り、特に、映像の中継・伝送において、複数の映像送信装置から一つを選んで、受信・再生を行う映像送受信システムに関し、受信映像を他の映像送信装置からの映像に切り替える際の映像信号の混信や一時的な欠落を防ぐ映像送受信システム及び映像切替方法映像送受信システム及び映像切替方法及び映像送信装置及び映像受信装置及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラやＶＴＲなどの映像ソースと接続された映像送信装置が複数存在し、その中から一つを選んで再生する従来の映像再生システムでは、各々の映像送信装置からは常に映像信号が出力されており、映像切替装置により電気的なスイッチングを行うなどの手法がとられる。例えば、映像信号のアナログ・ディジタル変換を行い、メモリを利用して映像データのバッファリングを行い、映像切替の際の同期を維持する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、映像切替装置を多段に接続し、多数の映像送信装置から１つの映像を選択して再生する手法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、映像送信装置と映像再生装置がネットワークで接続され、それぞれの映像が複数の符号化ストリームとして伝送されるシステムがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
さらに、ネットワーク上に存在する複数のサーバ上の映像を、ＶＯＤ（ビデオ・オン・デマンド）方式で順に伝送し、映像再生装置において映像の切れ目が発生しないように再生を行う手法がある（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平６−２５３２１３号公報
【特許文献２】特開２００３−１８６４６０号公報
【特許文献３】特開平１１−１１２９６４号公報
【特許文献４】特開平１１−４１５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１，２に示されるような従来のシステムでは、映像送信装置と映像切替装置がそれぞれ直接電気的に接続されている必要がある。映像送信装置が多数存在し、また離れた位置に分散して存在するような場合は、それぞれの映像送信装置と映像切替装置を電気的に直接接続させることは困難である。これに対し、特許文献２のような映像切替装置の多段接続を利用した場合、映像再生装置と映像切替装置の間に伝送遅延が存在すると、ユーザの希望する時刻で映像を切り替えることは困難である。
【０００７】
また、特許文献３に示されるように、映像の伝送経路をパケット交換式のネットワークにし、映像送信装置を利用することで、伝送距離が長距離であっても映像送信装置と映像再生装置の接続は容易になる。但し、この場合、符号化ストリームの合計のビットレートが伝送経路の帯域幅を超えると輻輳が発生し、正しく映像伝送ができなくなるため、接続可能な映像送信の数、もしくは映像品質に制限が生じる。
【０００８】
特許文献４では、映像送信装置となる複数のサーバのうち、選択した一つのサーバからの符号化ストリームのみが伝送されるが、映像切替の瞬間に２つの符号化ストリームが同時に伝送経路上に存在する可能性があるため、輻輳による映像品質の低下を避けるためには、２つの符号化ストリームの合計のビットレートが伝送経路の帯域幅よりも小さくなければならない。また、パケット交換式のネットワークにおいては、パケット到着の輻輳が起こらないように切替を制御するのは、それぞれの映像送信装置と輻輳発生地点の間の伝送遅延時間やパケット到達時間の揺らぎ（ジッタ）を考慮して、それぞれの映像送信装置の映像送信の開始／停止を制御しなければならない。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、複数の映像送信装置が存在する状況において、映像送信装置の数、配置場所、映像受信再生装置からの伝送距離に関わらず、映像信号の混信や輻輳による画質劣化を起こすことなく、ユーザの要求する時刻で正確に、受信映像の切り替えを行うことが可能な映像送受信システム及び映像切替方法映像送受信システム及び映像切替方法及び映像送信装置及び映像受信装置及び制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明では、１つの映像受信装置に対して複数の映像送信装置のうち１つのみが映像送信を行い、映像切替元の映像送信を停止させ、映像切替先の映像送信を開始させて映像受信装置における映像切替を行う。また、各映像送信装置は生成したタイムコードを、映像送信の有無に関わらず映像受信装置に送信し、映像受信装置は計測した各映像送信装置からタイムコードの差分を用いて、映像送信装置に対し、映像送信開始の時刻を指定することを特徴とする。ここでのタイムコードとは、映像信号における時刻を表す値のことであり、映像信号１フレームを最小単位とするＳＭＰＴＥタイムコードが代表的であるが、入力映像信号と同期した時刻情報であればどのようなものでもよい。
【００１１】
本発明の請求項１によると、映像受信装置が複数の映像送信装置のうち１つの映像送信装置から他の映像送信装置へ受信映像の切替を行う映像送受信システムであって、
前記映像送信装置は、
映像入力手段と、
映像信号を前記映像受信装置に送信する映像送信手段と、
タイムコードＴを生成するタイムコード生成手段と、
前記タイムコードＴを前記映像受信装置に送信するタイムコード送信手段と、
映像送信停止タイムコードＥＴを受信し、Ｔ＝ＥＴとなったときに映像送信を停止する映像送信停止手段、または、映像送信開始タイムコードＳＴを受信し、Ｔ＝ＳＴとなったときに映像送信を開始する映像送信開始手段と、
を備え、
前記映像受信装置は、
前記映像送信装置より伝送経路を介して前記映像信号を受信する映像受信手段と、
映像出力手段と、
前記映像信号の受信に応じて前記映像受信装置の内部で映像ライン単位の内部タイムコードをカウントし始め、前記タイムコードＴを受信し、前記タイムコードＴと前記タイムコードＴを受信した時の前記内部タイムコードとに基づき計測タイムコードを求めるタイムコード計測手段と、
現在の映像受信先の映像送信装置に対し、前記映像送信停止タイムコードＥＴを生成して送信する映像送信停止タイムコード生成手段、または、映像切替先の映像送信装置に対し、前記映像送信開始タイムコードＳＴを生成して送信する映像送信開始タイムコード生成手段と、
を備え、前記複数の映像送信装置からの受信映像の切替を行う。
【００１２】
本発明の請求項２によると、映像受信装置が複数の映像送信装置のうち１つの映像送信装置から他の映像送信装置へ受信映像の切替を行う映像送受信システムであって、
前記映像受信装置は、
前記映像信号の受信に応じて前記映像受信装置の内部で映像ライン単位の内部タイムコードをカウントし始め、前記タイムコードＴを受信し、前記タイムコードＴと前記タイムコードＴを受信した時の前記内部タイムコードとに基づき計測タイムコードを求めるタイムコード計測手段、を備え、
前記制御装置は、
現在の映像受信先の映像送信装置に対し、映像送信停止タイムコードＥＴを生成して送信する映像送信停止タイムコード生成手段、または、映像切替先の映像送信装置に対し、映像送信開始タイムコードＳＴを生成して送信する映像送信開始タイムコード生成手段と、を備える。
【００１３】
本発明の請求項３によると、前記制御装置の前記映像送信開始タイムコード生成手段は、
前記映像送信停止タイムコードＥＴに、前記映像受信装置から送信された映像切替先の計測タイムコードと、該映像受信装置から送信された現在の映像受信先の計測タイムコードの差分を加算することで、前記映像送信開始タイムコードＳＴを生成する手段を含む。
【００１４】
本発明の請求項４によると、前記複数の映像送信装置のうち、映像の切替元と切替先の２つの映像送信装置のみが、前記タイムコードＴを前記映像受信装置に送信する、
請求項１または２記載の映像送受信システム。
【００１５】
本発明の請求項５によると、前記映像受信装置は、
映像の切替元と切替先の映像送信装置との遅延時間を計測する手段を備え、
前記映像送信停止タイムコード生成手段は、
ユーザからの映像切替要求を受けた時点で計測された、切替元の映像送信装置からのタイムコードＴと、前記遅延時間のうち長い方の値を加算した値を、前記映像送信停止タイムコードＥＴとする手段を含む、
請求項１または２記載の映像送受信システム。
【００１６】
本発明の請求項６によると、前記映像受信装置は、
映像の切替先と切替元の映像送信装置の計測タイムコードの差分の計測を複数回行う手段を含み、
前記映像送信開始タイムコード生成手段は、
前記映像送信開始タイムコードＥＴにその平均値を加算して映像送信開始タイムコードＳＴを生成する手段を含む。
【００１７】
本発明の請求項７によると、前記映像送信手段、前記タイムコード送信手段、前記映像受信手段、前記タイムコード計測手段、前記映像送信停止タイムコード生成手段、前記映像送信開始タイムコード生成手段は、
パケット伝送ネットワークを介してパケット送受信を行う。
【００１８】
本発明の請求項８によると、前記計測タイムコード送信手段、前記映像送信停止タイムコード生成手段、前記映像送信開始タイムコード生成手段は、
パケット伝送ネットワークを介してパケット送受信を行う。
【００１９】
本発明の請求項９によると、映像受信装置が複数の映像送信装置のうち１つの映像送信装置から他の映像送信装置へ受信映像の切替を行う映像切替方法であって、
各映像送信装置において、
タイムコードを生成するステップと、
映像送信の有無にかかわらず映像伝送経路を介して映像受信装置にタイムコードを送信するステップと、を備え、
前記映像受信装置において、
前記映像送信装置より伝送経路を介して前記映像信号を受信するステップと、
前記映像信号の受信に応じて前記映像受信装置の内部で映像ライン単位の内部タイムコードをカウントし始め、前記タイムコードＴを受信し、前記タイムコードＴと前記タイムコードＴを受信した時の前記内部タイムコードとに基づき計測タイムコードを求めるステップと、
現在の映像受信先の映像送信装置に対し、前記映像送信停止タイムコードＥＴを生成して送信するステップ、または、映像切替先の映像送信装置に対し、前記映像送信開始タイムコードＳＴを生成して送信するステップと、を備える。
【００２０】
本発明の請求項１０によると、映像受信装置が複数の映像送信装置のうち１つの映像送信装置から他の映像送信装置へ受信映像の切替を行う映像切替方法であって、
前記映像受信装置において、
前記映像信号の受信に応じて前記映像受信装置の内部で映像ライン単位の内部タイムコードをカウントし始め、前記タイムコードＴを受信し、前記タイムコードＴと前記タイムコードＴを受信した時の前記内部タイムコードとに基づき計測タイムコードを求めるステップ、を備え、
前記制御装置において、
現在の映像受信先の映像送信装置に対し、映像送信停止タイムコードＥＴを生成して送信する映像送信停止タイムコード生成手段、または、映像切替先の映像送信装置に対し、映像送信開始タイムコードＳＴを生成して送信するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように本発明によれば、複数の映像送信装置が存在する状況においても、映像送信装置の数、配置場所、映像受信再生装置からの伝送距離にかかわらず、映像信号の混信や輻輳による画像劣化を起こすことなく、ユーザの要求する時刻で正確に受信映像の切替を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
最初に本発明の動作原理を説明する。
【００２３】
図１は本発明の原理構成図である。
【００２４】
図１のシステムは、映像受信装置と、複数の映像送信装置で構成され、複数の映像送信装置から１つを選択して映像を受信し、この間、他の映像送信装置は映像送信を停止する映像送受信システムであって、
映像送信装置は、
映像入力手段と、
映像信号を映像受信装置に送信する映像送信手段と、
タイムコードＴを生成するタイムコード生成手段と、
タイムコードＴを映像受信装置に送信するタイムコード送信手段と、
映像送信停止タイムコードＥＴを受信し、Ｔ＝ＥＴとなったときに映像送信を停止する映像送信停止手段、または、映像送信開始タイムコードＳＴを受信し、Ｔ＝ＳＴとなったときに映像送信を開始する映像送信開始手段と、
を備え、
映像受信装置は、
映像送信装置より伝送経路を介して映像信号を受信する映像受信手段と、
映像出力手段と、
映像送信装置で生成されたタイムコードを求めるタイムコード計測手段と、
現在の映像受信先の映像送信装置に対し、映像送信停止タイムコードＥＴを生成して送信する映像送信停止タイムコード生成手段、または、映像切替先の映像送信装置に対し、映像送信開始タイムコードＳＴを生成して送信する映像送信開始タイムコード生成手段と、を備え、複数の映像送信装置からの受信映像の切替を行う。
【００２５】
映像送信装置及び映像受信装置は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、専用コンピュータ、又は上述の機能を実行可能な如何なるコンピュータにより実施されてもよい。
【００２６】
図２は本発明の原理を説明するための図である。
【００２７】
図２の方法は、映像受信装置が複数の映像送信装置のうち１つの映像を受信している状態から、該映像送信装置へ映像送信停止の要求を送信し、他の映像送信装置へ映像送信開始の要求を送信して受信映像の切替を行う映像切替方法であって、
各映像送信装置において、
タイムコードを生成するステップ（ステップＳ１）と、
映像送信の有無にかかわらず映像伝送経路を介して映像受信装置にタイムコードを送信するステップ（ステップＳ２）と、を行い、
映像受信装置において、
映像送信停止タイムコードＥＴＡを生成するステップ（ステップＳ３）と、
映像の切替元となる映像送信装置Ａに対し、ＥＴＡを送信するステップ（ステップＳ４）と、
映像受信装置で計測された映像送信装置ＢからのタイムコードＯＴＢと映像送信装置ＡからのタイムコードＯＴＡの差分ＤＴＢにＥＴＡを加算して映像送信開始タイムコードＳＴＢを生成するステップ（ステップＳ５）と、
映像の切替先となる映像送信装置Ｂに対し、ＳＴＢを送信するステップ（ステップＳ６）と、
映像送信装置Ａにおいて、ＥＴＡを受信するステップ（ステップＳ７）と、
自身が生成するタイムコードＴＡがＥＴＡになると同時に映像送信を停止するステップ（ステップＳ８）と、を行い、
映像送信装置Ｂにおいて、
ＳＴＢを受信するステップ（ステップＳ９）と、
自身が生成するタイムコードＴＢがＳＴＢになると同時に映像送信を開始するステップ（ステップＳ１０）と、
を行い、映像送信装置Ａの映像から、映像送信装置Ｂの映像へと受信映像の切替を行う。
【００２８】
図３は、本発明の映像送信開始タイムコード生成処理の動作原理を説明する図である。
【００２９】
２つの映像送信装置Ａ，Ｂと２つの映像受信装置の伝送経路は途中の伝送経路結合装置１０で１つに纏められる。伝送経路結合装置１０は、パケット伝送ネットワークにおけるパケット交換装置や、２つの経路の信号を電気的に加算する装置等を示し、それぞれの映像送信装置Ａ，Ｂから同時に映像送信が行われた場合は、ここで輻輳または映像信号の混信が発生する箇所となる。映像送信装置Ａ、Ｂで生成されたタイムコードをそれぞれＴＡ，ＴＢ、映像受信装置２０で計測された映像送信装置Ａ，ＢからのタイムコードをそれぞれＯＴＡ，ＯＴＢとし、映像送信装置Ａ，Ｂから伝送経路結合装置１０までの伝送遅延時間をＤＡ，ＤＢ、伝送経路結合装置１０から映像受信装置２０までの伝送遅延時間をＤＣとすると、
ＴＡ＝ＯＴＡ＋ＤＣ＋ＤＡ              （１）
ＴＢ＝ＯＴＢ＋ＤＣ＋ＤＢ              （２）
という関係が成り立つ。映像送信装置Ａにおいて、ＴＡ＝ＥＴＡとなったときに映像送信を停止し、映像送信装置Ｂにおいて、ＴＢ＝ＳＴＢとなったときに映像送信を開始するように制御を行うとき、伝送経路結合装置１０において輻輳または混信が発生しないための条件は、
ＥＴＡ＋ＤＡ−ＴＡ'＝ＳＴＢ＋ＤＢ−ＴＢ'        （３）
となる。ここで、ＴＡ'及びＴＢ'は、ある時刻におけるＴＡとＴＢの値を示す。この時刻において映像受信装置２０で計測されたタイムコードをＯＴＡ'及びＯＴＢ'とすると、式（１）、式（２）、及び式（３）により、
ＳＴＢ＝ＥＴＡ＋ＯＴＢ'−ＯＴＡ'              （４）
が成り立つ。
【００３０】
伝送経路結合装置１０において、
ＥＴＡ'＝ＥＴＡ＋ＤＡ−ＴＡ'、ＳＴＢ'＝ＳＴＢ＋ＤＢ−ＴＢ'
とすると、映像送信装置Ａにおける後述する映像送信フェードアウト部により、映像信号Ａのビットレートは、図４の時刻ＥＴＡ'から時刻ＥＴＡ'＋ＦＴまでのように推移し、映像送信装置Ｂにおける後述する映像送信フェードイン部により、映像信号Ｂのビットレートは、図４の時刻ＳＴＢから時刻ＳＴＢ＋ＦＴまでのように推移する。なお、このクロスフェード処理は、映像送信フェードアウト時に映像受信装置２０のバッファを消費することで可能となるものであり、このときの映像送信装置Ａ，Ｂと映像受信装置２０におけるバッファ量の推移は、図５に示す通りとなる。
【００３１】
これにより、図３に示した伝送遅延ＤＡ，ＤＢがネットワークのジッタなどにより変動することで、映像切替の瞬間における映像信号Ａと映像信号Ｂの合計ビットレートが変動する場合において、変動の割合を抑え、図６のような瞬間的な輻輳の発生を防ぐことができる。
【００３２】
図１乃至図６を参照して説明した本発明の原理によると、切替制御の時間的粒度がタイムコードの粒度及び映像送受信装置における処理単位の粒度に依存する。例えばタイムコードの粒度が映像１フレーム単位であり、映像送受信装置においてタイムコードの送信／計測、映像送信の開始／停止の処理が映像１フレーム単位で行われる場合、映像１フレーム時間未満の精度で切替制御を行うことができない。これはすなわち、ストリームが切り替わる時刻が最大で映像１フレーム時間だけ前後することになり、切替時のオーバーラップが避けられないことを意味する。このオーバーラップによるネットワークの輻輳を防ぐために、上述の原理ではクロスフェード処理を行っている。
【００３３】
本発明は、更に、ストリームのオーバーラップそのものを防ぐために、映像１フレーム以下、すなわち映像ライン単位での切替制御を行う。但し、映像送信装置から送られるタイムコードの粒度をライン単位にしたり、映像送受信装置の処理の粒度をライン単位にしたりすると、ネットワーク負荷及び処理負荷が増加し、システムのコストを増大させてしまう。従って、本発明は、システムのコストの増大を防ぎ、且つライン単位で切替制御を行う。
【００３４】
ライン単位の切替制御を実現するため、本発明では、映像の時間軸方向の位置を示すタイムコードは映像１画面を単位とするフレーム番号と、更に細かい単位として走査線１本を単位とするライン番号を含む。タイムコードをＴ、フレーム番号をＦ、ライン番号をＬとすると、Ｔ＝Ｆ．Ｌと表される。映像１フレームを構成する映像ライン数をＬＭＡＸとすると、０≦Ｌ≦ＬＭＡＸ−１であり、Ｌ＝ＬＭＡＸ−１のときＬを１増加すると、Ｆが１増加しＬが０になる。Ｔａ＝Ｆａ．Ｌａ、Ｔｂ＝Ｆｂ．Ｌｂのとき、加算及び減算は次のように行われる：
Ｔａ＋Ｔｂ
＝（Ｆａ＋Ｆｂ）．（Ｌａ＋Ｌｂ）
・・・Ｌａ＋Ｌｂ＜ＬＭＡＸのとき
＝（Ｆａ＋Ｆｂ＋１）．（Ｌａ＋Ｌｂ−ＬＭＡＸ）
・・・Ｌａ＋Ｌｂ≧ＬＭＡＸのとき      （５）
Ｔａ−Ｔｂ
＝（Ｆａ−Ｆｂ）．（Ｌａ−Ｌｂ）
・・・Ｌａ≧Ｌｂのとき
＝（Ｆａ−Ｆｂ−１）．（Ｌａ−Ｌｂ＋ＬＭＡＸ）
・・・Ｌａ＜Ｌｂのとき              （６）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
［第１の実施の形態］
図７は、本発明の第１の実施の形態における映像送受信システムの構成図を示す。
【００３６】
同図に示す映像送受信システムは、映像送信装置１００Ａ、１００Ｂ、映像受信装置３００から構成される。
【００３７】
映像送信装置１００Ａは、それぞれ映像入力部１１０Ａ、映像送信部１２０Ａ、タイムコード生成部１３０Ａ、タイムコード送信部１４０Ａ、映像送信停止部１５０Ａ、映像送信開始部１６０Ａから構成される。映像送信装置１００Ｂも同様に構成され各要素の添え字をＢとして示す。
【００３８】
映像受信装置３００は、映像受信部３１０、映像出力部３２０、タイムコード計測部３３０、映像送信停止タイムコード生成部３４０、映像送信開始タイムコード生成部３５０から構成される。
【００３９】
複数の映像送信装置１００Ａ、１００Ｂと映像受信装置３００との伝送経路は、図３に示すように、途中の経路結合装置１０で一つに纏められる。伝送経路は、回線占有型もしくはパケット伝送型の経路となり、伝送経路が回線占有型の経路の場合は、経路結合装置１０は回線交換部もしくは信号加算部となる。伝送経路がパケット伝送型の経路の場合は、経路結合部はパケット交換部となる。
【００４０】
図８は、本発明の第１の実施の形態における動作のシーケンスチャートである。
【００４１】
ステップＳ１０１で、映像の切替元となる映像送信装置１００Ａ及び映像の切替先となる映像送信装置１００Ｂにおいて、映像入力部１１０Ａ，１１０Ｂに映像信号が入力される。同時に、タイムコード生成部１３０Ａ，１３０Ｂにおいて、入力された映像信号と対応付けられたタイムコードＴＡ及びＴＢがそれぞれ生成される。タイムコードの生成については、入力映像信号のクロックを基準として生成するか、入力映像信号にタイムコードが付与されている場合は、そのタイムコードをそのまま生成タイムコードとして利用してもよい。映像装置１００Ａ及び映像送信装置１００Ｂはそれぞれ一定ライン毎にタイムコードを生成し、タイムコード送信部１４０Ａ，１４０ＢよりタイムコードＴＡ及びＴＢを映像受信装置３００に送信する。なお、一般に用いられるＳＭＰＴＥタイムコード等では、時刻情報の最小単位が映像１フレームとなるが、映像の水平同期信号を利用し、より細かい単位でのタイムコードを生成してもよい。つまり、タイムコードは映像１画面を単位とするフレーム番号と、更に細かい単位として走査線１本を単位とするライン番号を含んでよい。
【００４２】
ステップＳ１０２で、次に、映像送信装置１００Ａでは、入力映像信号を映像信号送信部１２０Ａより伝送経路を介して送信する。映像伝送の帯域幅を狭めるために、ここで映像の符号化を行ってもよい。同時に、映像送信装置１００Ａ及び映像送信装置１００Ｂにおいて、タイムコード送信部１４０Ａ，１４０ＢよりタイムコードＴＡ及びＴＢを映像受信装置３００に送信する。タイムコードの伝送経路は、映像伝送経路と同じでなくてはならない。また、タイムコードの送信間隔は映像送信装置１００Ａと映像送信装置１００Ｂで同じでなくてはならない。
【００４３】
ステップＳ１０３で、映像受信装置３００において、映像送信装置１００Ａから送信された映像を映像受信部３１０で受信し、映像出力部３２０から映像出力を行う。映像が符号化されている場合は、復号処理も行う。同時に、映像受信装置３００のタイムコード計測部３３０において、映像ストリームの受信状況に応じて内部タイムコードＲＴ（ｎ）のカウントが開始される。具体的には、映像１ライン分のデータ受信を完了したときに内部ライン番号を１増加させ、映像１フレーム分のデータ受信を完了したときに内部フレーム番号を１増加させ、内部ライン番号を０にリセットする。
【００４４】
ステップＳ１０４で、映像受信装置３００のタイムコード計測部３３０において、両方の映像送信装置１００Ａ，１００ＢからのタイムコードＴＡ、ＴＢを受信し記録する。同時に、タイムコード計測部３３０において、タイムコードＴＡ、ＴＢを受信した時の内部タイムコードＲＴＡ、ＲＴＢを記録する。
【００４５】
ステップＳ１０５で、映像受信装置３００のタイムコード計測部３３０において、計測タイムコードＯＴＡ、ＯＴＢが計測される。具体的には、映像受信装置において計測タイムコードを算出するときの内部タイムコードをＲＴ（ｎ）とし、一定時間ｄＲＴ毎に算出するとものとすると、以下の式が成り立つ：
ＲＴ（ｎ）＝ＲＴ（ｎ−１）＋ｄＲＴ    （７）
従って、内部タイムコードをＲＴ（ｎ）における計測タイムコードＯＴＡ、ＯＴＢは次のように求められる：
ＯＴＡ＝ＴＡ＋（ＲＴ（ｎ）−ＲＴＡ）    （８）
ＯＴＢ＝ＴＢ＋（ＲＴ（ｎ）−ＲＴＢ）    （９）
これにより、映像送信装置１００Ａ、１００Ｂからのタイムコード送信間隔及びタイムコードの精度によらず、ライン数の精度でタイムコードを測定可能である。
【００４６】
なお、ＲＴ（ｎ−１）からＲＴ（ｎ）の間に複数回タイムコードパケットを受信した場合は、最後に受信したタイムコードパケットの値ＴＡ、ＴＢ及び受信時のＲＴＡ、ＲＴＢを用いて計測タイムコードＯＴＡ、ＯＴＢを求めてよい。また、タイムコードを受信しなかった場合は、前回の計測タイムコードにｄＲＴを加算した値を計測タイムコードとしてよい。
【００４７】
これにより、タイムコードを受信するタイミングが受信装置における映像フレームの境界の前後である場合にも、タイムコードの計測を継続できる。
【００４８】
また、タイムコードパケットをある回数連続して受信しなかった場合に、タイムコード計測を停止してもよい。
【００４９】
ステップＳ１０６で、映像送信停止タイムコード生成部３４０において、映像送信停止タイムコードＥＴＡを生成し、映像送信装置１００Ａに伝送経路を介して送信する。ＥＴＡはユーザにより予め指定された値であってもよいし、ユーザから映像切替の要求を受けた時点でのＯＴＡを基に生成してもよい。但し、この場合は、ＥＴＡと映像送信開始タイムコードＳＴＢが映像送信装置１００Ａ及び映像送信装置１００Ｂに到達したときに、既にその時刻が過ぎていないようにＥＴＡを生成しなくてはならない。このため、予め伝送遅延時間に比べ充分長い時間を設定し、その値をＯＴＡに加算しＥＴＡを生成するか、映像受信装置３００から両方の映像送信装置１００Ａ，１００Ｂへの伝送遅延時間を計測し、長い方の伝送遅延時間をＯＴＡに加算し、ＥＴＡを生成するのが望ましい。伝送遅延時間の計測は、ＩＣＭＰ(Internet  Control  Message  Protocol)のEcho  Message及びEcho  Reply  Message等を用いて計測する。
【００５０】
ステップＳ１０７で、ＥＴＡの生成後は、映像送信開始タイムコード生成部３５０において、
ＤＴＢ＝ＯＴＢ−ＯＴＡ
ＳＴＢ＝ＥＴＡ＋ＤＴＢ
によりＳＴＢを生成し、映像送信装置１００Ｂに伝送経路を介して送信する。ＤＴＢはある時刻のＯＴＢとＯＴＡの差分であるが、予め異なる時刻で複数回ＯＴＢとＯＴＡを計測して求め、その差分の平均値を利用してもよい。
【００５１】
なお、ＥＴＡとＳＴＢの伝送経路は、必ずしも映像伝送経路を同一でなくともよい。また、伝送経路がパケット伝送型の場合は、ＥＴＡとＳＴＢの送信はＵＤＰ／ＩＰ(User  Datagram  Protocol/Internet  Protocol)等のパケット形式を用いてパケット伝送を行うが、経路上のパケット交換部（図示せず）にアドレス解決テーブルが存在せず、最初のパケットが映像送信装置まで到達しない恐れがあるため、予めアドレス解決用パケットを両方の映像送信装置１００Ａ，１００Ｂに向かって送信し、パケット交換部上にアドレス解決テーブルが存在する状態にしておくことが望ましい。アドレス解決用パケットはＩＣＭＰのEcho  Message等を利用して送信する。
【００５２】
ステップＳ１０８で、映像送信装置１００Ａの映像送信停止部１５０Ａにおいて、ＥＴＡを受信し、ＴＡ＝ＥＴＡとなると同時に映像送信を停止させる。また、平行して、映像送信装置１００Ｂの映像送信開始部１６０Ｂにおいて、ＳＴＢを受信し、ＴＢ＝ＳＴＢとなると同時に映像送信を開始させる。
【００５３】
ステップＳ１０９で、映像受信装置３００では、映像送信装置１００Ａから映像のタイムコードがＥＴＡとなると同時に、映像送信装置１００Ｂからの映像へと受信映像が切り替わる。
【００５４】
［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態における映像送受信システムの構成を示す。
【００５５】
同図に示す映像送受信システムは、映像送信装置１００Ａ、１００Ｂ、映像受信装置４００、制御装置５００から構成される。制御装置５００は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、専用コンピュータ、又は上述の機能を実行可能な如何なるコンピュータにより実施されてもよい。
本実施の形態では、第１の実施の形態における映像受信装置３００のうち、映像送信停止タイムコード生成部３４０と映像送信開始タイムコード生成部３５０を制御装置５００に移し、新たに、計測タイムコードを制御装置５００に送信する計測タイムコード送信部を備える構成をとる。
【００５６】
映像受信装置４００は、映像受信部４１０、映像出力部４２０、タイムコード計測部４３０、計測タイムコード送信部４４０から構成される。
【００５７】
制御装置５００は、映像送信停止タイムコード５１０、映像送信開始タイムコード生成部５２０から構成される。これらの構成は、第１の実施の形態の映像受信装置３００の映像送信停止タイムコード生成部３４０と映像送信開始タイムコード生成部３５０と同様の機能を有する。
【００５８】
図１０は、本発明の第２の実施の形態における動作のシーケンスチャートである。
【００５９】
ステップＳ２０１〜ステップＳ２０２は、前述の第１の実施の形態のステップＳ１０１、１０２の動作と同様であるのでその説明を省略する。
【００６０】
ステップＳ２０３〜ステップＳ２０５は、前述の第１の実施の形態のステップＳ１０３〜１０５の動作と同様であり、映像受信装置３００を映像受信装置４００に置き換えればよいのでその説明を省略する。
【００６１】
ステップＳ２０６で、算出された計測タイムコードＯＴＡ，ＯＴＢを計測タイムコード送信部４４０より制御装置５００に送信する。
【００６２】
ステップＳ２０７で、制御装置５００において、映像送信停止タイムコード生成部５１０において、ＯＴＡを受信し、映像送信開始タイムコード生成部５２０においてＯＴＢを受信する。
【００６３】
ステップＳ２０８で、映像送信停止タイムコード生成部５１０は、図８のステップＳ１０４と同様の方法により、映像送信停止タイムコードＥＴＡを生成し、映像送信装置１００Ａに送信する。
【００６４】
ステップＳ２０９で、映像送信開始タイムコード生成部５２０は、図８のステップＳ１０５と同様の方法により、映像送信開始タイムコードＳＴＢを生成し、映像送信装置１００Ｂに送信する。
【００６５】
ステップＳ２１０で、映像送信装置１００Ａの映像送信停止部１５０Ａにおいて、制御装置５００からＥＴＡを受信し、ＴＡ＝ＥＴＡとなると同時に映像送信を停止させる。
【００６６】
ステップＳ２１０で、並行して、映像送信装置１００Ｂの映像送信開始部１６０Ｂにおいて、制御装置５００からＳＴＢを受信し、ＴＢ＝ＳＴＢとなると同時に映像送信を開始させる。
【００６７】
ステップＳ２１１で、映像受信装置４００では、映像送信装置１００Ａから映像のタイムコードがＥＴＡとなると同時に、映像送信装置１００Ｂからの映像へと受信映像が切り替わる。
【実施例】
【００６８】
図１１乃至図１３を参照し、画像１フレームを構成するライン数ＬＭＡＸ＝１１２５であり、ライン番号Ｌが０≦Ｌ≦１１２４を満たし、映像受信装置における計測タイムコード算出期間ｄＲＴが１フレームである場合を説明する。
【００６９】
切替タイミング制御に必要な情報は、送信中の映像送信装置Ａと切替先の映像送信装置Ｂから送られるタイムコードの差分である。従って、この差分の値が映像ライン数の精度で計測されることで、正確な切替タイミングの算出が可能となる。例えば映像送信装置Ａ又はＢから送信されるタイムコードの精度が映像１フレーム単位であっても、映像受信装置でタイムコードパケットを受信した時間を正確に記録し、その受信時間の差分を利用することで、映像１フレーム未満の精度で差分を計測することが可能になる。
【００７０】
映像受信装置におけるシステムプロセスの特性として、映像ストリームの受信ルーチンではストリームのパケットを１つ受け取るごとに、パケットヘッダの解釈と、受信バッファ中の適切なメモリ位置へのデータコピーを行っている。ここで、受信したパケットがどの映像フレームのどの映像ラインのデータであるかという判定も行っていることに着目し、ストリーム受信ルーチン中にタイムコードパケットを受信し、更にタイムコードパケットを受信した時の映像ストリームの映像ラインカウンタの値を記録する。各映像送信装置から送信されるタイムコードの精度が映像１フレーム単位である場合、映像受信装置において１フレームに１回ずつ各サーバからタイムコードパケットを受信すればよい。このタイムコードパケットの受信処理に、受信時の映像ラインカウンタの値を記録する処理を追加するだけでよいため、処理負荷を抑え、且つ映像ライン数の精度でタイムコードを測定し、それらの差分を算出することが可能である。
【００７１】
図１１は、映像送信装置Ａにおける送信ストリームＡのタイムコードと値がＴＡのタイムコードパケットの関係を示す。図１１は、送信バッファ量が１フレーム＋１０２５ラインである場合を示す。図１１から、タイムコードが１０１．１００のストリームＡが送信されるときに、タイムコードＴＡが１０３．０のタイムコードパケットが送出されることが分かる。
【００７２】
図１２は、映像受信装置におけるライン数の精度のタイムコードを測定する例を示す。映像受信装置内部タイムコードは、映像受信装置が内部に保持するフレーム番号である映像受信装置内部フレーム番号と、映像受信装置が内部に保持するライン番号である映像受信装置内部ライン番号を含む。映像受信装置内部タイムコードは受信中のストリームＡのタイムコードと等価である。タイムコードパケットの値ＴＡは映像送信装置ＡにおけるＨＤ−ＳＤＩ入力に準じた値であり、ストリームＡのタイムコードの値に映像送信装置Ａ内部の送信バッファ量を加算した値となる。
【００７３】
図１２では、値ＴＡが１０３．０であるタイムコードパケットを映像受信装置内部タイムコードが１０１．１００の時に受信し、値ＴＢが８６．０であるタイムコードパケットを映像受信装置内部タイムコードが１０１．９５０の時に受信している。従って、
ＴＡ＝１０３．０、ＲＴＡ＝１０１．１００
ＴＢ＝８６．０、ＲＴＢ＝１０１．９５０
である。映像受信装置内部タイムコードが１０２．０の時、計測タイムコードＯＴＡ、ＯＴＢは上述の数値を用い次の通り算出される：
ＯＴＡ＝ＴＡ＋（ＲＴ（ｎ）−ＲＴＡ）
＝１０３．０＋（１０２．０−１０１．１００）
＝１０３．１０２５
ＯＴＢ＝ＴＢ＋（ＲＴ（ｎ）−ＲＴＢ）
＝８６．０＋（１０２．０−１０１．９５０）
＝８６．１７５
すなわち、計測タイムコードＯＴＡ、ＯＴＢは、ＴＡに算出タイミングに対する受信タイミングからの差分である１０２５ラインを加算し、ＴＢに算出タイミングに対する受信タイミングからの差分である１７５ラインを加算することにより得られる。映像送信装置の数が３以上の場合でも、同様の方法で全ての計測タイムコードを求めることができる。図９、１０を参照して記載された［第２の実施の形態］の場合には、求められた計測タイムコードドＯＴＡ、ＯＴＢを制御装置５００に通知する。
【００７４】
図１３は、映像受信装置が映像１フレーム期間内にタイムコードパケットを複数回受信した場合又は受信しなかった場合の処理を示す。映像受信装置内部フレーム番号が１０１の時にタイムコードパケットＴＡを２回受信している。複数回受信した場合には、最後に受信したタイムコードパケットの値を用いて計測タイムコードＯＴＡを算出する。映像受信装置内部ライン番号が１０１５の時の２回目に受信したタイムコードパケットＴＡを用いると、計測タイムコードＯＴＡ＝１０４．１１０を得る。また、映像受信装置内部フレーム番号が１０２の時にタイムコードパケットＴＢを受信していない。タイムコードパケットを受信しなかった場合には、１つ前のフレームで求められた計測タイムコードにｄＲＴ＝１フレームを加算する。つまりＯＴＢ＝８６．１７５＋１．０＝８７．１７５を得る。更に、連続してタイムコードパケットを受信しなかった場合には、映像送信装置Ｂは停止したと見なされ、計測タイムコードＯＴＢの算出を止めても良い。
【００７５】
なお、映像送信装置からのタイムコードパケットの送信間隔が１フレームである場合には、タイムコードパケット中のライン番号情報を省略し、ライン番号は常に一定の値であると見なしてもよい。また、タイムコードパケットの送信間隔及び映像受信装置の計測タイムコードの算出間隔（ｄＲＴ）を小さくすることにより、更に精度の高いタイムコード計測を実現できる。
【００７６】
なお、上記の映像送信装置及び映像受信装置の機能をプログラムとして構築し、これらの装置として利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。
【００７７】
また、構築されたプログラムをハードディスクや、フレキシブルディスク・ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納し、コンピュータにインストールする、または、配布することが可能である。
【００７８】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。
【００７９】
上述のように、本発明によると、タイムコード計測手段において、映像受信手段における映像ストリーム受信処理と並行して映像送信装置からのタイムコードを受信し、当該タイムコードと、当該タイムコードを受信した時の映像受信装置内部でカウントされたタイムコードとに基づき、計測タイムコードを算出することができる。これにより、タイムコードの時間的粒度を映像ライン単位まで短縮することが可能となり、結果として映像切替時間を短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、映像を中継・伝送する映像送受信システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の原理を説明するための図である。
【図３】本発明の映像送信開始タイムコード生成処理の動作原理を説明するための図である。
【図４】本発明の映像送信装置の映像信号のビットレートを示す図である。
【図５】本発明の映像送信装置・映像受信装置のバッファ量の推移を示す図である。
【図６】本発明の合計ビットレートの変動を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における映像送受信システムの構成図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における動作のシーケンスチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態における映像送受信システムの構成図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における動作のシーケンスチャートである。
【図１１】映像送信装置Ａにおける送信ストリームＡのタイムコードとタイムコードパケットＴＡの関係を示す。
【図１２】映像受信装置におけるライン数の精度のタイムコードを測定する例を示す。
【図１３】映像受信装置が映像１フレーム期間内にタイムコードパケットを複数回受信した場合又は受信しなかった場合の処理を示す。
【符号の説明】
【００８２】
１００  映像送信装置
１１０  映像入力手段、映像入力部
１２０  映像送信手段、映像送信部
１３０  タイムコード生成手段、タイムコード生成部
１４０  タイムコード送信手段、タイムコード送信部
１５０  映像送信停止手段、映像送信停止部
１６０  映像送信開始手段、映像送信開始部
３００  映像受信装置
３１０  映像受信手段、映像受信部
３２０  映像出力手段、映像出力部
３３０  タイムコード計測手段、タイムコード計測部
３４０  映像送信停止タイムコード生成手段、映像送信停止タイムコード生成部
３５０  映像送信開始タイムコード生成手段、映像送信開始タイムコード生成部
４００  映像受信装置
４１０  映像受信部
４２０  映像出力部
４３０  タイムコード計測部
４４０  計測タイムコード送信部
５００  制御装置
５１０  映像送信停止タイムコード生成部
５２０  映像送信開始タイムコード生成部
【図１】
2010011197.tif 000003
【図２】
2010011197.tif 000004
【図３】
2010011197.tif 000005
【図４】
2010011197.tif 000006
【図５】
2010011197.tif 000007
【図６】
2010011197.tif 000008
【図７】
2010011197.tif 000009
【図８】
2010011197.tif 000010
【図９】
2010011197.tif 000011
【図１０】
2010011197.tif 000012
【図１１】
2010011197.tif 000013
【図１２】
2010011197.tif 000014
【図１３】
2010011197.tif 000015