(57)【要約】【課題】映像フレームの区切りにて、映像信号を円滑に切り替える。【解決手段】映像パケット切替装置２−１のヘッダ情報取得部２０は、映像パケットα，βのそれぞれについて、タイムスタンプの差分値を算出し、切替指示を入力する前に、切替元のパケットにつきタイムスタンプの差分値を出力し、切替指示を入力した後に、切替先のパケットにつきタイムスタンプの差分値を出力する。ヘッダ情報書換部２１は、切替元または切替先のパケットを入力する毎に、書換用シーケンス番号に１を加算し、タイムスタンプの差分値を入力する毎に、書換用タイムスタンプに、タイムスタンプの差分値を加算する。ヘッダ情報書換部２１は、切替元のパケットまたは切替先のパケットについてシーケンス番号及びタイムスタンプを、加算後の書換用シーケンス番号及び書換用タイムスタンプに書き換え、新たな映像パケットα’，β’を生成する。【選択図】図５
2018029236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる系統の映像信号にそれぞれ対応した映像パケットを、複数系統の映像パケットとして入力し、前記複数系統の映像パケットのうち切替元の映像パケットから切替先の映像パケットへ切り替えて出力する映像パケット切替装置において、
前記複数系統の映像パケットを格納するパケットバッファと、
ユーザにより設定された切替制御指示に従い、前記切替先の映像パケットへ切り替える前まで、前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替元の映像パケットを順次読み出し、前記同一の映像フレームにおける前記切替元の映像パケットの読み出しが全て完了し、前記切替先の映像パケットに切り替えるとき、前記切替制御指示に対応した切替指示を出力し、前記切替先の映像パケットに切り替えた後、前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替先の映像パケットを順次読み出す制御部と、
前記複数系統の映像パケットのそれぞれについて、前記パケットバッファから前記映像パケットのヘッダ情報に含まれるシーケンス番号及びタイムスタンプを読み出し、連続する２つの前記シーケンス番号に対応する前記タイムスタンプの差分値を算出し、
前記制御部により出力された切替指示を入力する前まで、前記切替元の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を順次出力し、前記切替指示を入力した後、前記切替先の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を順次出力するヘッダ情報取得部と、
前記制御部により読み出された前記映像パケットを入力する毎に、連続する新たなシーケンス番号を求め、前記ヘッダ情報取得部により出力された前記タイムスタンプの差分値を入力する毎に、当該タイムスタンプの差分値に基づいて新たなタイムスタンプを求め、
前記制御部により読み出された前記切替元の映像パケットまたは前記切替先の映像パケットのヘッダ情報に含まれる前記シーケンス番号及び前記タイムスタンプを、前記新たなシーケンス番号及び前記新たなタイムスタンプに書き換え、
前記切替元の新たな映像パケットを生成して出力し、その後、前記切替先の新たな映像パケットを生成して出力するヘッダ情報書換部と、
を備えたことを特徴とする映像パケット切替装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像パケット切替装置において、
前記ヘッダ情報書換部は、
前記制御部により読み出された前記切替元の映像パケットを入力する毎に、書換用シーケンス番号に１を加算し、加算結果を第１の書換用シーケンス番号として求め、その後、前記制御部により読み出された前記切替先の映像パケットを入力する毎に、前記書換用シーケンス番号に１を加算し、加算結果を第２の書換用シーケンス番号として求め、
前記ヘッダ情報取得部により出力された前記切替元の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を入力する毎に、書換用タイムスタンプに前記タイムスタンプの差分値を加算し、加算結果を第１の書換用タイムスタンプとして求め、その後、前記ヘッダ情報取得部により出力された前記切替先の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を入力する毎に、前記書換用タイムスタンプに前記タイムスタンプの差分値を加算し、加算結果を第２の書換用タイムスタンプとして求め、
前記制御部により読み出された前記切替元の映像パケットのヘッダ情報に含まれる前記シーケンス番号及び前記タイムスタンプを、前記第１の書換用シーケンス番号及び前記第１の書換用タイムスタンプに書き換え、前記切替元の新たな映像パケットを生成して出力し、
その後、前記制御部により読み出された前記切替先の映像パケットのヘッダ情報に含まれる前記シーケンス番号及び前記タイムスタンプを、前記第２の書換用シーケンス番号及び前記第２の書換用タイムスタンプに書き換え、前記切替先の新たな映像パケットを生成して出力する、ことを特徴とする映像パケット切替装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の映像パケット切替装置において、
前記映像パケットには、前記映像フレームの切り替わりを示す区切り情報が含まれており、
前記制御部は、
前記区切り情報に基づいて、前記同一の映像フレームの映像パケットを判断する、ことを特徴とする映像パケット切替装置。
【請求項４】
複数の異なる系統の映像信号にそれぞれ対応した映像パケットを、複数系統の映像パケットとして入力し、前記複数系統の映像パケットのうち切替元の映像パケットを出力し、その後、切替先の映像パケットへ切り替えて出力する映像パケット切替方法において、
前記複数系統の映像パケットをパケットバッファに格納するステップと、
前記複数系統の映像パケットのそれぞれについて、前記パケットバッファから前記映像パケットのヘッダ情報に含まれるシーケンス番号及びタイムスタンプを読み出し、連続する２つの前記シーケンス番号に対応する前記タイムスタンプの差分値を算出するステップと、
前記切替元の映像パケットから前記切替先の映像パケットへ切り替えることを示す切替制御指示を入力するステップと、
前記切替先の映像パケットへ切り替える前まで、前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替元の映像パケットを順次読み出すと共に、前記切替元の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を順次出力するステップと、
前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替元の映像パケットを読み出す毎に、連続する新たなシーケンス番号を求めるステップと、
前記切替元の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を出力する毎に、当該タイムスタンプの差分値に基づいて新たなタイムスタンプを求めるステップと、
前記パケットバッファから読み出した前記切替元の映像パケットのヘッダ情報に含まれる前記シーケンス番号及び前記タイムスタンプを、前記新たなシーケンス番号及び前記新たなタイムスタンプに書き換え、前記切替元の新たな映像パケットを生成して出力するステップと、
前記切替先の映像パケットへ切り替えた後、前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替先の映像パケットを順次読み出すと共に、前記切替先の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を順次出力するステップと、
前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替先の映像パケットを読み出す毎に、連続する新たなシーケンス番号を求めるステップと、
前記切替先の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を出力する毎に、当該タイムスタンプの差分値に基づいて新たなタイムスタンプを求めるステップと、
前記パケットバッファから読み出した前記切替先の映像パケットのヘッダ情報に含まれる前記シーケンス番号及び前記タイムスタンプを、前記新たなシーケンス番号及び前記新たなタイムスタンプに書き換え、前記切替先の新たな映像パケットを生成して出力するステップと、
を有することを特徴とする映像パケット切替方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号のパケット化により生成された映像パケットを切り替える映像パケット切替装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像信号のパケット化により生成された映像パケットを、ＩＰネットワーク上で共有する技術が知られており、そのシステムの開発及び規格化が進められている。映像信号は、映像フレームのライン番号に従って、その順番にシリアルの信号に変換される。映像信号の規格としては、伝送レートが約１．５ＧＢＰＳのＨＤ−ＳＤＩ、及び、伝送レートが約３ＧＢＰＳの３Ｇ−ＳＤＩが規定されている。
【０００３】
このような映像信号を映像パケットに変換するためのフレームフォーマットについては、非特許文献１に規定されている。映像パケットは、映像信号のデータ（映像データ）を格納するペイロード部分、及び、ヘッダ情報を格納するヘッダ部分から構成される。ヘッダ部分には、当該映像パケットのシーケンス番号、タイムスタンプ、マーカービット（Ｍａｒｋｅｒ  Ｂｉｔ：Ｍビット）等が記載される。Ｍビットは、映像フレームの切り替わりの区切りを示す情報ビットであり、その長さは１ビットである。
【０００４】
図１１は、映像パケットのヘッダ部に記載されるＭビットを説明する図である。映像フレームの切り替わり直前の映像信号を含む映像パケットの場合、そのヘッダ部分のＭビットには「１」が記載され、それ以外の映像バケットの場合、「０」が記載される。
【０００５】
図１１に示すように、第ｎ番目の映像フレームにおいて、最初の映像パケットから最後の１つ手前の映像パケットまでの間、そのヘッダ部分のＭビットには「０」が記載される。そして、第ｎ番目の映像フレームにおける最後の映像パケットについて、そのヘッダ部分のＭビットには「１」が記載される。第ｎ＋１番目の映像フレームについても同様である。
【０００６】
つまり、映像フレームが切り替わる場合、切り替わる前の映像フレームにおける最後の映像パケットのＭビットには、「１」が記載される。また、映像フレームが切り替わった場合、切り替わった後の映像フレームにおける最初の映像パケットのＭビットには、「０」が記載され、それ以降の映像パケットのうち、最後の１つ手前までの映像パケットのＭビットにも、「０」が記載される。そして、最後の映像パケットのＭビットには、「１」が記載される。
【０００７】
ここで、映像パケットを受信している装置（映像パケット切替装置）が、受信中の映像信号を他の異なる映像信号に切り替える場合を想定する。映像パケット切替装置は、映像パケットのヘッダ部に記載されたＭビットに基づいて、映像フレームの区切りを判断し、映像フレームの区切りにて映像信号の切り替えを行う。
【０００８】
図９は、従来の映像パケット切替装置の構成例を示すブロック図である。この映像パケット切替装置１００は、映像信号＃１，＃２の各系統に対応した映像パケットα，βを受信し、いずれか一方の系統を選択しているときに、切替制御指示に従って、映像フレームの区切りにて他方の系統へ切り替える装置である。映像パケットαは、映像信号＃１のパケット化により生成されたパケットであり、映像パケットβは、映像信号＃２のパケット化により生成されたパケットである。映像パケット切替装置１００は、パケットバッファ１０１−１，１０１−２、バッファ・スイッチ制御部１０２及び切替スイッチ１０３を備えている。
【０００９】
映像パケット切替装置１００が映像信号＃１，＃２の各系統に対応した映像パケットα，βを受信する。バッファ・スイッチ制御部１０２は、第１の系統の映像パケットαをパケットバッファ１０１−１に順次格納すると共に、第２の系統の映像パケットβをパケットバッファ１０１−２に順次格納する。このとき、バッファ・スイッチ制御部１０２は、映像パケットαの格納量が一定になるように、パケットバッファ１０１−１に格納した映像パケットαを、格納した順に破棄する。また、バッファ・スイッチ制御部１０２は、映像パケットβの格納量が一定になるように、パケットバッファ１０１−２に格納した映像パケットβを、格納した順に破棄する。
【００１０】
これにより、パケットバッファ１０１−１には、一定量の映像パケットαが格納され、パケットバッファ１０１−２には、一定量の映像パケットβが格納される。例えば一定量は、１映像フレームのパケット量である。
【００１１】
バッファ・スイッチ制御部１０２は、既に入力済みの切替制御指示に従い、パケットバッファ１０１−１から映像パケットαを順次読み出すか、またはパケットバッファ１０１−２から映像パケットβを順次読み出し、切替スイッチ１０３に出力する。また、バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−１から映像パケットαを読み出す場合、パケットバッファ１０１−１からの映像パケットαを選択して切り替えるように、切替指示を切替スイッチ１０３に出力する。一方、バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−２から映像パケットβを読み出す場合、パケットバッファ１０１−２からの映像パケットβを選択して切り替えるように、切替指示を切替スイッチ１０３に出力する。
【００１２】
バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−１，１０１−２に格納された映像パケットα，βのＭビットを監視しており、新たな切替制御指示を入力すると、Ｍビットに基づいて、映像フレームの区切り（同一映像フレームの映像パケットα、及び同一映像フレームの映像パケットβ）を判断する。切替制御指示は、映像パケットαから映像パケットβへ切り替える指示、または、映像パケットβから映像パケットαへ切り替える指示である。そして、バッファ・スイッチ制御部１０２は、映像フレームの区切りにて映像パケットα，βを切り替え、映像パケットα，βのいずれか一方を、パケットバッファ１０１−１，１０１−２から順次読み出して切替スイッチ１０３を介して出力する。
【００１３】
切替スイッチ１０３は、バッファ・スイッチ制御部１０２から切替指示を入力し、切替指示に従い、パケットバッファ１０１−１から映像パケットαを入力して出力するか、または、パケットバッファ１０１−２から映像パケットβを入力して出力する。
【００１４】
例えば、映像パケット切替装置１００から映像パケットαが選択され出力されているときに、映像パケットαから映像パケットβへ切り替える切替制御指示が入力された場合を想定する。
【００１５】
この場合、バッファ・スイッチ制御部１０２は、切替制御指示が映像パケットαから映像パケットβへ切り替える指示に変化したことを判断すると、映像パケットα，βのＭビットに基づいて、映像フレームの区切りをそれぞれ判断する。バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−１から映像フレームの最後の映像パケットαを読み出して切替スイッチ１０３に出力した後、パケットバッファ１０１−２から映像フレームの最初の映像パケットβを読み出して切替スイッチ１０３に出力する。このとき、バッファ・スイッチ制御部１０２は、映像パケットαから映像パケットβへ切り替えるための切替指示を切替スイッチ１０３に出力する。
【００１６】
図１０は、従来の映像パケット切替装置１００による映像パケット切替処理の具体例を説明する図である。図１０に示すように、パケットバッファ１０１−１には、映像パケットαとして、シーケンス番号３５、タイムスタンプ９９０５４、Ｍビット「０」及び映像データＡを含む映像パケット（シーケンス番号３５の映像パケット）、シーケンス番号３６、タイムスタンプ１００１５４、Ｍビット「１」及び映像データＢを含む映像パケット（シーケンス番号３６の映像パケット）等が格納されている。
【００１７】
前述のとおり、Ｍビットは、映像フレームの切り替わりの区切りを示す情報ビットであるため、Ｍビットに基づいて、映像フレームの区切りを判断することができる。シーケンス番号３５，３６の映像パケットαにおける映像フレームの番号はｎであり、シーケンス番号３６の映像パケットαが、映像フレームｎの最後のパケットである。また、シーケンス番号３７，３８，３９の映像パケットαにおける映像フレームの番号はｎ＋１であり、シーケンス番号３７の映像パケットαが、映像フレームｎ＋１の最初のパケットである。
【００１８】
パケットバッファ１０１−２には、映像パケットβとして、シーケンス番号７１４、タイムスタンプ７６６７７３６、Ｍビット「０」及び映像データａを含む映像パケット（シーケンス番号７１４の映像パケット）、シーケンス番号７１５、タイムスタンプ７６６８８３６、Ｍビット「０」及び映像データｂを含む映像パケット（シーケンス番号７１５の映像パケット）等が格納されている。
【００１９】
シーケンス番号７１４，７１５，７１６の映像パケットβにおける映像フレームの番号はｍであり、シーケンス番号７１６の映像パケットβが、映像フレームｍの最後のパケットである。また、シーケンス番号７１７，７１８の映像パケットβにおける映像フレームの番号はｍ＋１であり、シーケンス番号７１７の映像パケットβが、映像フレームｍ＋１の最初のパケットである。
【００２０】
映像パケットα，βは、映像信号＃１，＃２のパケット化によりそれぞれ生成されたパケットであり、映像信号＃１，＃２は、非同期のクロックで動作しているものとする。このため、図１０に示すように、同じタイミングの映像パケットα，βには、同一でないシーケンス番号及びタイムスタンプが記載されている。
【００２１】
ここで、映像パケット切替装置１００から映像パケットαが出力されているときに、映像パケットαから映像パケットβへ切り替える切替制御指示が入力された場合を想定する。パケットバッファ１０１−１，１０１−２には、図１０に示した映像パケットα，βが格納されているものとする。
【００２２】
映像パケット切替装置１００のバッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−１に格納された映像パケットαのＭビットに基づいて、映像フレームの区切りを判断する。この場合、バッファ・スイッチ制御部１０２は、シーケンス番号３６，３７の映像パケットαが映像フレームの区切りであると判断する。
【００２３】
また、バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−２に格納された映像パケットβのＭビットに基づいて、映像フレームの区切りを判断する。この場合、バッファ・スイッチ制御部１０２は、シーケンス番号７１６，７１７の映像パケットβが映像フレームの区切りであると判断する。
【００２４】
バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−１から映像フレームｎのシーケンス番号３５，３６の映像パケットαを順次読み出し、切替スイッチ１０３を介して出力する。その後、バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−２から映像フレームｍ＋１のシーケンス番号７１７，７１８の映像パケットβを順次読み出し、切替スイッチ１０３を介して出力する。
【００２５】
これにより、映像パケット切替装置１００において、映像パケットαから映像パケットβへ切り替える切替制御指示が入力された場合、映像フレームの区切りにて、切替元の映像パケットαの出力から切替先の映像パケットβの出力へ切り替わる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２６】
【非特許文献１】ＳＭＰＴＥ  ＳＴ  ２０２２−６：２０１２，“Transport of high bit rate media signals over IP networks”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
映像信号＃１，＃２が共通クロックで動作し、両信号が同期している場合には、映像パケットα，βのヘッダ部に記載されたシーケンス番号、タイムスタンプ及びＭビットは、映像信号＃１，＃２間で基本的に同一である。このため、映像パケット切替装置１００により出力される映像パケットα，βのシーケンス番号及びタイムスタンプは、映像信号＃１，＃２が切り替わる映像フレームの区切りのタイミングで大きく変化することがない。
【００２８】
しかしながら、図１０に示したように、非同期のクロックで動作する映像信号＃１，＃２においては、シーケンス番号、タイムスタンプ及びＭビットは、両信号間で同一ではない。
【００２９】
このため、映像パケット切替装置１００により出力される映像パケットα，βのシーケンス番号及びタイムスタンプは、映像信号＃１，＃２が切り替わる映像フレームの区切りのタイミングで大きく変化してしまう。図１０の例では、映像フレームの区切りのタイミングにおいて、シーケンス番号は３６から７１７に大きく変化し、タイムスタンプは１００１５４から７６７１０３８に大きく変化する。
【００３０】
映像パケット切替装置１００の後段に設けられた受信機は、映像パケットαまたは映像パケットβを受信し、映像クロックを再生し、再生した映像クロックを用いて映像信号＃１，＃２を再生する。しかし、映像パケットα，βの切り替わりのタイミングでシーケンス番号及びタイムスタンプが大きく変化すると、受信機は、映像クロックを再生するのが困難となる。映像クロックは、連続するシーケンス番号に対応するタイムスタンプの差分値に基づいて再生されるからである。受信機は、再生した映像信号＃１，＃２を安定して出力することができない。
【００３１】
このため、従来の映像パケット切替装置１００を用いた場合には、映像信号の切り替えの際に、映像パケットのシーケンス番号及びタイムスタンプが不連続となることから、映像信号を円滑に切り替えることが困難となるという問題があった。
【００３２】
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、映像フレームの区切りにて、映像信号を円滑に切り替え可能な映像パケット切替装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
前記課題を解決するために、請求項１の映像パケット切替装置は、複数の異なる系統の映像信号にそれぞれ対応した映像パケットを、複数系統の映像パケットとして入力し、前記複数系統の映像パケットのうち切替元の映像パケットから切替先の映像パケットへ切り替えて出力する映像パケット切替装置において、前記複数系統の映像パケットを格納するパケットバッファと、ユーザにより設定された切替制御指示に従い、前記切替先の映像パケットへ切り替える前まで、前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替元の映像パケットを順次読み出し、前記同一の映像フレームにおける前記切替元の映像パケットの読み出しが全て完了し、前記切替先の映像パケットに切り替えるとき、前記切替制御指示に対応した切替指示を出力し、前記切替先の映像パケットに切り替えた後、前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替先の映像パケットを順次読み出す制御部と、前記複数系統の映像パケットのそれぞれについて、前記パケットバッファから前記映像パケットのヘッダ情報に含まれるシーケンス番号及びタイムスタンプを読み出し、連続する２つの前記シーケンス番号に対応する前記タイムスタンプの差分値を算出し、前記制御部により出力された切替指示を入力する前まで、前記切替元の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を順次出力し、前記切替指示を入力した後、前記切替先の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を順次出力するヘッダ情報取得部と、前記制御部により読み出された前記映像パケットを入力する毎に、連続する新たなシーケンス番号を求め、前記ヘッダ情報取得部により出力された前記タイムスタンプの差分値を入力する毎に、当該タイムスタンプの差分値に基づいて新たなタイムスタンプを求め、前記制御部により読み出された前記切替元の映像パケットまたは前記切替先の映像パケットのヘッダ情報に含まれる前記シーケンス番号及び前記タイムスタンプを、前記新たなシーケンス番号及び前記新たなタイムスタンプに書き換え、前記切替元の新たな映像パケットを生成して出力し、その後、前記切替先の新たな映像パケットを生成して出力するヘッダ情報書換部と、を備えたことを特徴とする。
【００３４】
また、請求項２の映像パケット切替装置は、請求項１に記載の映像パケット切替装置において、前記ヘッダ情報書換部が、前記制御部により読み出された前記切替元の映像パケットを入力する毎に、書換用シーケンス番号に１を加算し、加算結果を第１の書換用シーケンス番号として求め、その後、前記制御部により読み出された前記切替先の映像パケットを入力する毎に、前記書換用シーケンス番号に１を加算し、加算結果を第２の書換用シーケンス番号として求め、前記ヘッダ情報取得部により出力された前記切替元の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を入力する毎に、書換用タイムスタンプに前記タイムスタンプの差分値を加算し、加算結果を第１の書換用タイムスタンプとして求め、その後、前記ヘッダ情報取得部により出力された前記切替先の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を入力する毎に、前記書換用タイムスタンプに前記タイムスタンプの差分値を加算し、加算結果を第２の書換用タイムスタンプとして求め、前記制御部により読み出された前記切替元の映像パケットのヘッダ情報に含まれる前記シーケンス番号及び前記タイムスタンプを、前記第１の書換用シーケンス番号及び前記第１の書換用タイムスタンプに書き換え、前記切替元の新たな映像パケットを生成して出力し、その後、前記制御部により読み出された前記切替先の映像パケットのヘッダ情報に含まれる前記シーケンス番号及び前記タイムスタンプを、前記第２の書換用シーケンス番号及び前記第２の書換用タイムスタンプに書き換え、前記切替先の新たな映像パケットを生成して出力する、ことを特徴とする。
【００３５】
また、請求項３の映像パケット切替装置は、請求項１または２に記載の映像パケット切替装置において、前記映像パケットには、前記映像フレームの切り替わりを示す区切り情報が含まれており、前記制御部が、前記区切り情報に基づいて、前記同一の映像フレームの映像パケットを判断する、ことを特徴とする。
【００３６】
さらに、請求項４の映像パケット切替方法は、複数の異なる系統の映像信号にそれぞれ対応した映像パケットを、複数系統の映像パケットとして入力し、前記複数系統の映像パケットのうち切替元の映像パケットを出力し、その後、切替先の映像パケットへ切り替えて出力する映像パケット切替方法において、前記複数系統の映像パケットをパケットバッファに格納するステップと、前記複数系統の映像パケットのそれぞれについて、前記パケットバッファから前記映像パケットのヘッダ情報に含まれるシーケンス番号及びタイムスタンプを読み出し、連続する２つの前記シーケンス番号に対応する前記タイムスタンプの差分値を算出するステップと、前記切替元の映像パケットから前記切替先の映像パケットへ切り替えることを示す切替制御指示を入力するステップと、前記切替先の映像パケットへ切り替える前まで、前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替元の映像パケットを順次読み出すと共に、前記切替元の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を順次出力するステップと、前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替元の映像パケットを読み出す毎に、連続する新たなシーケンス番号を求めるステップと、前記切替元の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を出力する毎に、当該タイムスタンプの差分値に基づいて新たなタイムスタンプを求めるステップと、前記パケットバッファから読み出した前記切替元の映像パケットのヘッダ情報に含まれる前記シーケンス番号及び前記タイムスタンプを、前記新たなシーケンス番号及び前記新たなタイムスタンプに書き換え、前記切替元の新たな映像パケットを生成して出力するステップと、前記切替先の映像パケットへ切り替えた後、前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替先の映像パケットを順次読み出すと共に、前記切替先の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を順次出力するステップと、前記パケットバッファから、同一の映像フレームにおける前記切替先の映像パケットを読み出す毎に、連続する新たなシーケンス番号を求めるステップと、前記切替先の映像パケットについてのタイムスタンプの差分値を出力する毎に、当該タイムスタンプの差分値に基づいて新たなタイムスタンプを求めるステップと、前記パケットバッファから読み出した前記切替先の映像パケットのヘッダ情報に含まれる前記シーケンス番号及び前記タイムスタンプを、前記新たなシーケンス番号及び前記新たなタイムスタンプに書き換え、前記切替先の新たな映像パケットを生成して出力するステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明によれば、映像フレームの区切りにて、映像信号を円滑に切り替えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態による映像パケット切替装置を含む全体システムの構成例を示す概略図である。
【図２】送信機の構成例を示すブロック図である。
【図３】受信機の構成例を示すブロック図である。
【図４】映像クロック再生部の構成例を示すブロック図である。
【図５】映像パケット切替装置における第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図６】映像パケット切替装置における第１の実施形態の処理例を示すフローチャートである。
【図７】映像パケット切替処理の具体例を説明する図である。
【図８】映像パケット切替装置における第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図９】従来の映像パケット切替装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】従来の映像パケット切替処理の具体例を説明する図である。
【図１１】映像パケットのヘッダ部に記載されるＭビットを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明は、映像信号を映像フレームの区切りにて切り替える際に、映像パケットのヘッダ情報に含まれるシーケンス番号及びタイムスタンプが不連続とならないように、これらのシーケンス番号及びタイムスタンプを書き換えることを特徴とする。
【００４０】
以下の説明において、切り替え対象の映像信号は、非同期のクロックで動作する映像信号＃１，＃２であるものとし、映像信号＃１，＃２は、ＳＤＩの規格に従うシリアルの非圧縮信号であるものとする。
【００４１】
〔全体システム〕
まず、本発明の実施形態による映像パケット切替装置を含む全体システムについて説明する。図１は、本発明の実施形態による映像パケット切替装置を含む全体システムの構成例を示す概略図である。このシステムは、非同期のクロックで動作する映像信号＃１，＃２のうちのいずれか一方から他方へ切り替えるシステムであり、送信機１−１，１−２、映像パケット切替装置２及び受信機３を備えて構成される。
【００４２】
送信機１−１，１−２及び映像パケット切替装置２はＩＰネットワークを介して接続され、映像パケット切替装置２及び受信機３もＩＰネットワークを介して接続される。尚、これらは、ＩＰネットワークの代わりに、専用線等のネットワークを用いて接続されるようにしてもよい。
【００４３】
送信機１−１は、ＳＤＩの規格に従う非圧縮の映像信号＃１を入力し、例えば前述の非特許文献１に記載された変換フォーマットに従い、映像信号＃１を映像パケットαに変換する。例えば、送信機１−１は、伝送レートが約１．５ＧＢＰＳのＨＤ−ＳＤＩの規格または約３ＧＢＰＳの３Ｇ−ＳＤＩの規格に従う映像信号＃１を入力する。そして、送信機１−１は、映像パケットαを、ＩＰネットワークを介して映像パケット切替装置２へ送信する。
【００４４】
映像パケットαは、映像信号＃１のデータが格納されるペイロード部と、シーケンス番号、タイムスタンプ及びＭビット等のヘッダ情報が格納されるヘッダ部とから構成される。後述する映像パケットβについても同様である。送信機１−１の詳細については後述する。
【００４５】
送信機１−２は、映像信号＃２を入力し、送信機１−１と同様に、例えば前述の非特許文献１に記載された変換フォーマットに従い、映像信号＃２を映像パケットβに変換し、映像パケットβを、ＩＰネットワークを介して映像パケット切替装置２へ送信する。
【００４６】
映像パケットβは、映像信号＃２のデータが格納されるペイロード部と、シーケンス番号、タイムスタンプ及びＭビット等のヘッダ情報が格納されるヘッダ部とから構成される。映像パケット切替装置２の詳細については後述する。
【００４７】
映像パケット切替装置２は、送信機１−１からＩＰネットワークを介して第１の系統の映像パケットαを受信すると共に、送信機１−２からＩＰネットワークを介して第２の系統の映像パケットβを受信し、ユーザにより設定された切替制御指示を入力する。
【００４８】
映像パケット切替装置２は、切替制御指示に従って、映像フレームの区切りにて、切替元の映像パケットα，βのうちの一方から切替先の映像パケットα，βのうちの他方に切り替える。また、映像パケット切替装置２は、切り替えの際に、映像パケットα，βのヘッダ情報に含まれるシーケンス番号及びタイムスタンプが不連続とならないように、これらのシーケンス番号及びタイムスタンプを書き換える。そして、映像パケット切替装置２は、書き換え後の映像パケットα’または映像パケットβ’を、ＩＰネットワークを介して受信機３へ送信する。
【００４９】
これにより、映像パケット切替装置２にて、映像フレームを単位として、映像信号＃１の映像パケットαから映像信号＃２の映像パケットβへ切り替わり、または、映像信号＃２の映像パケットβから映像信号＃１の映像パケットαへ切り替わる。
【００５０】
受信機３は、映像パケット切替装置２からＩＰネットワークを介して、映像パケットα’または映像パケットβ’を受信し、映像パケットα’または映像パケットβ’から映像信号＃１または映像信号＃２のクロック周波数の映像クロックを再生する。そして、受信機３は、再生した映像クロックを用いて映像信号＃１または映像信号＃２を再生し、再生した映像信号＃１または映像信号＃２を出力する。映像クロックを再生するのは、映像信号＃１，＃２が非同期のクロックで動作するからである。
【００５１】
〔送信機１−１，１−２〕
次に、図１に示した送信機１−１，１−２について詳細に説明する。図２は、送信機１−１の構成例を示すブロック図である。この送信機１−１は、映像クロック発振部１０、タイムスタンプ生成部１１及びパケット化部１２を備えている。
【００５２】
映像クロック発振部１０は、予め設定されたサンプリング周波数で動作するクロック信号（映像クロック）を発振し、タイムスタンプ生成部１１に出力する。このサンプリング周波数は、送信機１−１が入力するＳＤＩの規格に従う非圧縮の映像信号＃１に応じて、予め設定されている。映像クロックは、例えば映像信号＃１がＨＤ−ＳＤＩ信号の場合、７４．２５ＭＨｚのサンプリング周波数で発振する信号であり、映像信号＃１が３Ｇ−ＳＤＩ信号の場合、１４８．５ＭＨｚのサンプリング周波数で発振する信号である。
【００５３】
タイムスタンプ生成部１１は、映像クロック発振部１０から映像クロックを入力し、映像クロックを所定の時間間隔でカウントし、タイムスタンプを生成する。そして、タイムスタンプ生成部１１は、タイムスタンプをパケット化部１２に出力する。
【００５４】
パケット化部１２は、ＳＤＩの規格に従う非圧縮の映像信号＃１を入力すると共に、タイムスタンプ生成部１１からタイムスタンプを入力する。そして、パケット化部１２は、映像信号＃１のデータをペイロード部に格納し、シーケンス番号、タイムスタンプ及びＭビット等のヘッダ情報をヘッダ部に格納することで、映像信号＃１をパケット化し、映像パケットαを生成する。パケット化部１２は、映像パケットαを映像パケット切替装置２へ送信する。
【００５５】
ここで、パケット化部１２は、ペイロード部に格納する映像信号＃１のデータが映像フレームの最後のデータである場合、Ｍビットに「１」を設定し、当該映像信号＃１のデータが映像フレームの最後のデータでない場合、Ｍビットに「０」を設定する。そして、パケット化部１２は、Ｍビットをヘッダ部に格納する。
【００５６】
また、パケット化部１２は、映像パケットαを生成する毎に、シーケンス番号に１を加算し、加算後のシーケンス番号をヘッダ部に格納する。これにより、シーケンス番号が増加する毎に、タイムスタンプも増加する映像パケットαが生成される。尚、シーケンス番号は、所定の最大値に到達した後、１にリセットされる。
【００５７】
送信機１−２は、図２に示した送信機１−１と同じ構成部を備えている。送信機１−２は、ＳＤＩの規格に従う非圧縮の映像信号＃２を入力し、映像信号＃２をペイロード部に格納し、シーケンス番号、タイムスタンプ及びＭビット等のヘッダ情報をヘッダ部に格納することで、映像信号＃２をパケット化し、映像パケットβを生成する。そして、送信機１−２は、映像パケットβを映像パケット切替装置２へ送信する。
【００５８】
〔受信機３〕
次に、図１に示した受信機３について詳細に説明する。図３は、受信機３の構成例を示すブロック図である。この受信機３は、映像クロック再生部３０及び映像信号再生部３１を備えている。受信機３は、映像パケット切替装置２から映像パケットα’または映像パケットβ’を受信する。
【００５９】
映像クロック再生部３０は、映像パケットα’または映像パケットβ’を入力し、映像パケットα’または映像パケットβ’に基づいて、送信機１−１が入力する映像信号＃１または送信機１−２が入力する映像信号＃２の映像クロックを再生する。そして、映像クロック再生部３０は、再生した映像クロックを再生映像クロックとして映像信号再生部３１に出力する。映像クロック再生部３０の詳細については後述する。
【００６０】
映像信号再生部３１は、映像パケットα’または映像パケットβ’を入力すると共に、映像クロック再生部３０から再生映像クロックを入力し、再生映像クロックを用いて映像信号＃１または映像信号＃２を再生する。そして、映像信号再生部３１は、再生した映像信号＃１または映像信号＃２を出力する。
【００６１】
図４は、映像クロック再生部３０の構成例を示すブロック図である。この映像クロック再生部３０は、タイムスタンプ取得部３２、制御電圧演算部３３及び電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ：Voltage Control Xtal Oscillator）３４を備えている。
【００６２】
タイムスタンプ取得部３２は、映像パケットα’または映像パケットβ’を入力し、映像パケットα’または映像パケットβ’に含まれるシーケンス番号及びタイムスタンプを取得する。
【００６３】
タイムスタンプ取得部３２は、映像パケットα’または映像パケットβ’から取得したシーケンス番号におけるタイムスタンプと、その直前のシーケンス番号におけるタイムスタンプとの間の差分値を求める。そして、タイムスタンプ取得部３２は、タイムスタンプの差分値ΔＴを制御電圧演算部３３に出力する。また、タイムスタンプ取得部３２は、連続するシーケンス番号の映像パケットα’または映像パケットβ’について、その入力タイミングの差を求め、パケットの間隔相当の時間ΔＲとして制御電圧演算部３３に出力する。
【００６４】
制御電圧演算部３３は、タイムスタンプ取得部３２からタイムスタンプの差分値ΔＴ及びパケットの間隔相当の時間ΔＲを入力すると共に、後段の電圧制御水晶発振器３４から再生映像クロックを入力する。そして、制御電圧演算部３３は、再生映像クロック信号を、パケットの間隔相当の時間ΔＲ分カウントし、ＶＣＸＯカウント値を求める。
【００６５】
これにより、以下の式に示すように、タイムスタンプの差分値ΔＴを、パケットの間隔相当の時間ΔＲで除算した結果が、送信側における映像信号＃１または映像信号＃２のクロック周波数ｆとなる。
〔数１〕
ΔＴ／ΔＲ＝ｆ      ・・・（１）
【００６６】
制御電圧演算部３３は、タイムスタンプの差分値とＶＣＸＯカウント値とを比較し、その差分に対応する制御電圧を求める。そして、制御電圧演算部３３は、制御電圧を電圧制御水晶発振器３４に出力する。
【００６７】
電圧制御水晶発振器３４は、制御電圧演算部３３から制御電圧を入力し、制御電圧に基づいて、再生映像クロックのサンプリング周波数を変化させる。そして、電圧制御水晶発振器３４は、サンプリング周波数を変化させた後の再生映像クロックを制御電圧演算部３３に出力すると共に、映像信号再生部３１に出力する。
【００６８】
ここで、図９に示した従来の映像パケット切替装置１００では、映像フレームの区切りのタイミングでタイムスタンプが大きく変化するため、タイムスタンプの差分値ΔＴとＶＣＸＯカウント値との間の差が大きくなり、制御電圧が大きく変化してしまう。これにより、再生映像クロックのサンプリング周波数は急激に変動し、円滑な映像の切り替えを実現することができない。
【００６９】
これに対し、本発明の実施形態では、映像フレームの区切りのタイミングにおいて、タイムスタンプが大きく変化することがないから、タイムスタンプの差分値ΔＴとＶＣＸＯカウント値との間の差も大きくならず、制御電圧も大きく変化しない。これにより、再生映像クロックのサンプリング周波数は急激に変動しないから、円滑な映像の切り替えを実現することができる。
【００７０】
〔映像パケット切替装置２／第１の実施形態〕
次に、図１に示した映像パケット切替装置２について詳細に説明する。図５は、映像パケット切替装置２における第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。この映像パケット切替装置２−１は、パケットバッファ１０１−１，１０１−２、バッファ・スイッチ制御部１０２、切替スイッチ１０３、ヘッダ情報取得部２０及びヘッダ情報書換部２１を備えている。
【００７１】
図９に示した従来の映像パケット切替装置１００と図５に示す映像パケット切替装置２−１とを比較すると、両映像パケット切替装置１００，２−１は、パケットバッファ１０１−１，１０１−２、バッファ・スイッチ制御部１０２及び切替スイッチ１０３を備えている点で共通する。一方、映像パケット切替装置２−１は、映像パケット切替装置１００の構成に加え、さらに、ヘッダ情報取得部２０及びヘッダ情報書換部２１を備えている点で、映像パケット切替装置１００と相違する。尚、図５において、図９と共通する部分には図９と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。
【００７２】
バッファ・スイッチ制御部１０２は、ユーザにより設定された切替制御指示を入力すると、映像パケットα，βのヘッダ情報に含まれるＭビットに基づいて、映像パケットα，βの映像フレームの区切りをそれぞれ判断する。
【００７３】
バッファ・スイッチ制御部１０２は、切替先の映像パケットへ切り替える前において、パケットバッファ１０１−１またはパケットバッファ１０１−２から、同一の映像フレームにおける切替元の映像パケットαまたは映像パケットβを順次読み出す。そして、バッファ・スイッチ制御部１０２は、同一の映像フレームにおける切替元の映像パケットαまたは映像パケットβの読み出しが全て完了し、切替先の映像パケットに切り替えるとき、切替制御指示に対応した切替指示を切替スイッチ１０３及びヘッダ情報取得部２０に出力する。
【００７４】
バッファ・スイッチ制御部１０２は、切替先の映像パケットに切り替えた後において、パケットバッファ１０１−１またはパケットバッファ１０１−２から、同一の映像フレームにおける切替先の映像パケットαまたは映像パケットβを順次読み出す。
【００７５】
ヘッダ情報取得部２０は、パケットバッファ１０１−１から映像パケットαのヘッダ情報を順次読み出して取得すると共に、パケットバッファ１０１−２から映像パケットβのヘッダ情報を順次読み出して取得する。また、ヘッダ情報取得部２０は、バッファ・スイッチ制御部１０２から切替指示を入力する。
【００７６】
ヘッダ情報取得部２０は、映像パケットαのヘッダ情報からシーケンス番号及びタイムスタンプを抽出し、連続する２つのシーケンス番号に対応する２つのタイムスタンプの差分値を常に算出する。同様に、ヘッダ情報取得部２０は、映像パケットβのヘッダ情報からシーケンス番号及びタイムスタンプを抽出し、連続する２つのシーケンス番号に対応する２つのタイムスタンプの差分値を常に算出する。シーケンス番号ｓの映像パケットα，βにおけるタイムスタンプの差分値は、シーケンス番号ｓのタイムスタンプから、これよりも１つ手前のシーケンス番号ｓ−１のタイムスタンプを減算した値とする。これにより、映像パケットα，βにおけるタイムスタンプの差分値がそれぞれ得られる。
【００７７】
ここで、ヘッダ情報取得部２０は、既に入力済みの切替指示に従って、当該映像パケット切替装置２−１が出力している映像パケットα’または映像パケットβ’である切替元のパケットの系統を認識している。
【００７８】
ヘッダ情報取得部２０は、当該映像パケット切替装置２−１が現在出力している切替元のパケットの系統において、パケットのタイムスタンプと、当該パケットよりも１つ手前のシーケンス番号を有するパケットのタイムスタンプとの間の差分値を、タイムスタンプの差分値（切替元差分値）としてヘッダ情報書換部２１に順次出力する。
【００７９】
そして、ヘッダ情報取得部２０は、バッファ・スイッチ制御部１０２から、切替先のパケットに切り替えることを示す切替指示を入力する。そうすると、ヘッダ情報取得部２０は、当該映像パケット切替装置２−１がこれから出力しようとする切替先のパケットの系統において、パケットのタイムスタンプと、当該パケットよりも１つ手前のシーケンス番号を有するパケットのタイムスタンプとの間の差分値を、タイムスタンプの差分値（切替先差分値）としてヘッダ情報書換部２１に順次出力する。
【００８０】
つまり、切替指示が入力される前において、ヘッダ情報取得部２０は、バッファ・スイッチ制御部１０２によりパケットバッファ１０１−１，１０１−２から切替元のパケットが読み出される毎に、そのタイミングにて、当該パケットとこれよりも１つ手前のシーケンス番号を有するパケットとの間のタイムスタンプの差分値（切替元差分値）をヘッダ情報書換部２１に出力する。そして、切替指示が入力された後において、ヘッダ情報取得部２０は、バッファ・スイッチ制御部１０２によりパケットバッファ１０１−１，１０１−２から切替先のパケットが読み出される毎に、そのタイミングにて、当該パケットとこれよりも１つ手前のシーケンス番号を有するパケットとの間のタイムスタンプの差分値（切替先差分値）をヘッダ情報書換部２１に出力する。
【００８１】
ヘッダ情報書換部２１は、切替スイッチ１０３から映像パケットαまたは映像パケットβを入力すると共に、ヘッダ情報取得部２０からタイムスタンプの差分値を入力する。切替スイッチ１０３が切替指示を入力する前において、ヘッダ情報書換部２１は、切替スイッチ１０３から切替前のパケットを入力すると共に、ヘッダ情報書換部２１から切替前差分値を入力する。また、切替スイッチ１０３が切替指示を入力した後前において、ヘッダ情報書換部２１は、切替スイッチ１０３から切替後のパケットを入力すると共に、ヘッダ情報書換部２１から切替後差分値を入力する。
【００８２】
ヘッダ情報書換部２１は、タイムスタンプの差分値を入力する毎に、当該ヘッダ情報書換部２１にて用いる書換用タイムスタンプに対し、入力したタイムスタンプの差分値を加算し、新たな書換用タイムスタンプを求める。また、ヘッダ情報書換部２１は、映像パケットαまたは映像パケットβを入力する毎に、当該ヘッダ情報書換部２１にて用いる書換用シーケンス番号に対して１を加算し、新たなシーケンス番号を求める。ヘッダ情報書換部２１は、新たなシーケンス番号が所定の最大値に到達した場合、その次の加算の結果求めた新たなシーケンス番号を、１にリセットする。
【００８３】
ヘッダ情報書換部２１は、映像パケットαまたは映像パケットβのタイムスタンプを新たな書換用タイムスタンプに書き換えると共に、シーケンス番号を新たな書換用シーケンス番号に書き換えることで、ヘッダ情報を書き換える。そして、ヘッダ情報書換部２１は、新たな映像パケットα’または映像パケットβ’を生成し、これを出力する。
【００８４】
このように、タイムスタンプの差分値がヘッダ情報書換部２１から入力される毎に、書換用タイムスタンプが更新され、また、映像パケットαまたは映像パケットβが切替スイッチ１０３から入力される毎に、書換用シーケンス番号が更新される。そして、書換用タイムスタンプ及び書換用シーケンス番号を新たなタイムスタンプ及びシーケンス番号とした新たな映像パケットα’または映像パケットβ’が生成される。
【００８５】
ここで、バッファ・スイッチ制御部１０２、切替スイッチ１０３、ヘッダ情報取得部２０及びヘッダ情報書換部２１による処理は、パケットバッファ１０１−１，１０１−２から映像パケットαまたは映像パケットβを読み出すタイミングを基準として行われる。このため、ヘッダ情報書換部２１において、ヘッダ情報が書き換えられる映像パケットαまたは映像パケットβと、ヘッダ情報取得部２０から入力されるタイムスタンプの差分値とは、対応している。
【００８６】
図６は、映像パケット切替装置２−１の処理例を示すフローチャートである。映像パケット切替装置２−１は、映像パケットα，βを受信し、映像パケットα，βをパケットバッファ１０１−１，１０１−２にそれぞれ格納する（ステップＳ６０１）。
【００８７】
ヘッダ情報取得部２０は、パケットバッファ１０１−１，１０１−２から映像パケットα，βのヘッダ情報をそれぞれ取得する。そして、ヘッダ情報取得部２０は、ヘッダ情報に含まれるタイムスタンプと、１つ手間のシーケンス番号を有する映像パケットα，βにおけるヘッダ情報に含まれるタイムスタンプとの間の差分値をそれぞれ算出する（ステップＳ６０２）。
【００８８】
バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−１，１０１−２から映像パケットαまたは映像パケットβを順次読み出し、切替スイッチ１０３を介してヘッダ情報書換部２１に出力する（ステップＳ６０３）。
【００８９】
ヘッダ情報取得部２０は、バッファ・スイッチ制御部１０２により映像パケットαまたは映像パケットβが読み出されたタイミングにて、切替指示を入力したか否かを判定する（ステップＳ６０４）。ヘッダ情報取得部２０は、切替指示を入力していないと判定した場合（ステップＳ６０４：Ｎ）、切替前の映像パケットαまたは映像パケットβにおけるタイムスタンプの差分値を切替前差分値としてヘッダ情報書換部２１に出力する。そして、ヘッダ情報書換部２１は、書換用タイムスタンプに切替前差分値を加算して新たな書換用タイムスタンプを求める（ステップＳ６０５）。
【００９０】
一方、ヘッダ情報取得部２０は、ステップＳ６０４において、切替指示を入力したと判定した場合（ステップＳ６０４：Ｙ）、切替後の映像パケットαまたは映像パケットβにおけるタイムスタンプの差分値を切替後差分値としてヘッダ情報書換部２１に出力する。そして、ヘッダ情報書換部２１は、書換用タイムスタンプに切替後差分値を加算して新たな書換用タイムスタンプを求める（ステップＳ６０６）。
【００９１】
ヘッダ情報書換部２１は、ステップＳ６０５またはステップＳ６０６から移行して、切替スイッチ１０３から映像パケットαまたは映像パケットβを入力したタイミングで、書換用シーケンス番号に１を加算し、新たな書換用シーケンス番号を求める（ステップＳ６０７）。
【００９２】
ヘッダ情報書換部２１は、映像パケットαまたは映像パケットβのヘッダ情報を、新たな書換用タイムスタンプ及び新たな書換用シーケンス場番号を含むヘッダ情報に書き換える（ステップＳ６０８）。そして、ヘッダ情報書換部２１は、映像パケットα’または映像パケットβ’を生成し、これを出力する（ステップＳ６０９）。
【００９３】
図７は、映像パケット切替装置２−１による映像パケット切替処理の具体例を説明する図である。図７に示すように、パケットバッファ１０１−１に格納されている映像パケットα、及びパケットバッファ１０１−２に格納されている映像パケットβは、図１０と同一である。
【００９４】
ここで、映像パケット切替装置２−１から映像パケットαが出力されているときに、映像パケットαから映像パケットβへ切り替える切替制御指示が入力された場合を想定する。パケットバッファ１０１−１，１０１−２には、図１０に示す映像パケットα，βが格納されているものとする。
【００９５】
映像パケット切替装置２−１のバッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−１，１０１−２に格納された映像パケットα，βのＭビットに基づいて、映像フレームの区切りをそれぞれ判断する。この場合、バッファ・スイッチ制御部１０２は、シーケンス番号３６，３７の映像パケットα、及びシーケンス番号７１６，７１７の映像パケットβが映像フレームの区切りであるとそれぞれ判断する。
【００９６】
バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−１から映像フレームｎのシーケンス番号３５の映像パケットαを読み出し、切替スイッチ１０３を介して出力する。そして、バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−１から映像フレームｎのシーケンス番号３６の映像パケットαを読み出し、切替スイッチ１０３を介して出力する。
【００９７】
このとき、ヘッダ情報取得部２０は、シーケンス番号３６の映像パケットαが読み出されたタイミングにて、シーケンス番号３６の映像パケットαのタイムスタンプ１００１５４と、シーケンス番号３５の映像パケットαのタイムスタンプ９９０５４との間の差分値１１００を算出し、これをタイムスタンプの差分値（切替前差分値）としてヘッダ情報書換部２１に出力する。
【００９８】
バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−１から映像フレームｎのシーケンス番号３６の映像パケットαを読み出した後、切替指示をヘッダ情報取得部２０に出力する。また、バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−２から映像フレームｍ＋１のシーケンス番号７１７の映像パケットβを読み出し、切替スイッチ１０３を介して出力する。そして、バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−２から映像フレームｍ＋１のシーケンス番号７１８の映像パケットβを読み出し、切替スイッチ１０３を介して出力する。
【００９９】
ヘッダ情報取得部２０は、切替指示を入力し、シーケンス番号７１７の映像パケットαが読み出されたタイミングにて、シーケンス番号７１７の映像パケットβのタイムスタンプ７６７１０３８と、シーケンス番号７１６の映像パケットβのタイムスタンプ７６６９９３６との間の差分値１１０２を算出し、これをタイムスタンプの差分値（切替後差分値）としてヘッダ情報書換部２１に出力する。
【０１００】
ヘッダ情報書換部２１は、切替スイッチ１０３から映像フレームｎのシーケンス番号３６の映像パケットαを入力すると共に、ヘッダ情報取得部２０から、シーケンス番号３６の映像パケットαに対応するタイムスタンプの差分値１１００を入力する。そして、ヘッダ情報書換部２１は、タイムスタンプ（書換用タイムスタンプ）２０００００に差分値１１００を加算して、新たなタイムスタンプ２０１１００を求めると共に、シーケンス番号（書換用シーケンス番号）１１０５に１を加算して、新たなシーケンス番号１１０６を求める。ヘッダ情報書換部２１は、映像フレームｎのシーケンス番号３６の映像パケットαにおけるシーケンス番号及びタイムスタンプを、新たなシーケンス番号１１０６及び新たなタイムスタンプ２０１１００に書き換える。
【０１０１】
これにより、図７の右側に示すように、映像フレームｎのシーケンス番号１１０６及びタイムスタンプ２０１１００、並びに映像データＢを含む映像パケットα’が生成される。
【０１０２】
そして、ヘッダ情報書換部２１は、切替スイッチ１０３から映像フレームｍ＋１のシーケンス番号７１７の映像パケットβを入力すると共に、ヘッダ情報取得部２０から、シーケンス番号７１７の映像パケットβに対応するタイムスタンプの差分値１１０２を入力する。そして、ヘッダ情報書換部２１は、タイムスタンプ（書換用タイムスタンプ）２０１１００に差分値１１０２を加算して、新たなタイムスタンプ２０２２０２を求めると共に、シーケンス番号（書換用シーケンス番号）１１０６に１を加算して、新たなシーケンス番号１１０７を求める。ヘッダ情報書換部２１は、映像フレームｍ＋１のシーケンス番号７１７の映像パケットβにおけるシーケンス番号及びタイムスタンプを、新たなシーケンス番号１１０７及び新たなタイムスタンプ２０２２０２に書き換える。
【０１０３】
これにより、図７の右側に示すように、映像フレームｍ＋１のシーケンス番号１１０７及びタイムスタンプ２０２２０２、並びに映像データｄを含む映像パケットβ’が生成される。
【０１０４】
このように、映像パケット切替装置２−１において、映像パケットαから映像パケットβへ切り替える切替制御指示が入力された場合、映像フレームの区切りにて、切替元の映像パケットαの出力から切替先の映像パケットβの出力へ切り替わる。
【０１０５】
この場合、映像パケット切替装置２−１により出力される映像パケットα’，β’のシーケンス番号は、図９及び図１０に示した従来技術と異なり、切り替え前後で不連続とならないように、書き換えられる。
【０１０６】
また、映像パケット切替装置２−１により出力される映像パケットα’，β’のタイムスタンプは、図９及び図１０に示した従来技術と異なり、切り替えのタイミングにて、大きく変化しない。つまり、このタイムスタンプは、映像パケット＃１，＃２間の非同期の動作を吸収し統一のとれた連続したデータとなるように、書き換えられる。
【０１０７】
以上のように、本発明の第１の実施形態における映像パケット切替装置２−１によれば、ヘッダ情報取得部２０は、映像パケットα，βのそれぞれについて、連続する２つのシーケンス番号に対応する２つのタイムスタンプの差分値を常に算出する。そして、ヘッダ情報取得部２０は、切替指示を入力する前において、当該映像パケット切替装置２−１が現在出力している切替元のパケットにつき、タイムスタンプの差分値をヘッダ情報書換部２１に出力する。また、ヘッダ情報取得部２０は、切替指示を入力した後において、切替先のパケットにつきタイムスタンプの差分値をヘッダ情報書換部２１に出力する。
【０１０８】
ヘッダ情報書換部２１は、切替元のパケットまたは切替先のパケットを入力する毎に、書換用シーケンス番号に１を加算し、新たな書換用シーケンス番号を求める。また、ヘッダ情報書換部２１は、切替元のパケットまたは切替先のパケットについて、書換用タイムスタンプに、ヘッダ情報取得部２０から入力したタイムスタンプの差分値を加算し、新たな書換用タイムスタンプを求める。
【０１０９】
ヘッダ情報書換部２１は、切替元のパケットまたは切替先のパケットについて、ヘッダ情報に含まれるシーケンス番号及びタイムスタンプを新たな書換用シーケンス番号及び新たな書換用タイムスタンプに書き換え、新たな映像パケットα’または映像パケットβ’を生成し、受信機３へ送信する。
【０１１０】
これにより、映像パケットα’，β’のシーケンス番号及びタイムスタンプが不連続となることがなく、シーケンス番号は連続となり、タイムスタンプは映像信号＃１，＃２間で同期した時刻となる。したがって、映像フレームの区切りにて、映像信号＃１，＃２を円滑に切り替えることができ、無瞬断な切り替えを実現することができる。
【０１１１】
〔映像パケット切替装置２／第２の実施形態〕
次に、図１に示した映像パケット切替装置２について、第２の実施形態を詳細に説明する。図８は、映像パケット切替装置２における第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。この映像パケット切替装置２−２は、パケットバッファ１０１−１，１０１−２、バッファ・スイッチ制御部１０２、切替スイッチ１０３、ヘッダ情報取得部２０及びヘッダ情報書換部２１−１，２１−２を備えている。
【０１１２】
図５に示した映像パケット切替装置２−１と図８に示す映像パケット切替装置２−２とを比較すると、両映像パケット切替装置２−１，２−２は、パケットバッファ１０１−１，１０１−２、バッファ・スイッチ制御部１０２、切替スイッチ１０３及びヘッダ情報取得部２０を備えている点で共通する。一方、映像パケット切替装置２−２は、映像パケット切替装置２−１に備えたヘッダ情報書換部２１の代わりに、ヘッダ情報書換部２１−１，２１−２を備えている点で相違する。また、映像パケット切替装置２−１では、ヘッダ情報書換部２１が切替スイッチ１０３の後段に設けられているのに対し、映像パケット切替装置２−２では、ヘッダ情報書換部２１−１，２１−２が切替スイッチ１０３の前段に設けられている点で相違する。
【０１１３】
パケットバッファ１０１−１，１０１−２及びバッファ・スイッチ制御部１０２は、図５に示したそれぞれの構成部と同じであるから、ここでは説明を省略する。バッファ・スイッチ制御部１０２は、パケットバッファ１０１−１から映像パケットαを順次読み出してヘッダ情報書換部２１−１に出力し、または、パケットバッファ１０１−２から映像パケットβを順次読み出してヘッダ情報書換部２１−２に出力する。
【０１１４】
ヘッダ情報取得部２０は、図５に示した構成部と同様に、パケットバッファ１０１−１，１０１−２から映像パケットα，βのヘッダ情報をそれぞれ読み出して取得し、タイムスタンプの差分値をそれぞれ算出する。そして、ヘッダ情報取得部２０は、既に入力済みの切替指示に従い、映像パケットαのタイムスタンプの差分値をヘッダ情報書換部２１−１に出力するか、または、映像パケットβのタイムスタンプの差分値をヘッダ情報書換部２１−２に出力する。
【０１１５】
ヘッダ情報書換部２１−１は、パケットバッファ１０１−１から映像パケットαを入力すると共に、ヘッダ情報取得部２０から映像パケットαのタイムスタンプの差分値を入力する。そして、ヘッダ情報書換部２１−１は、図５に示したヘッダ情報書換部２１と同様に、映像パケットαを入力する毎に、書換用シーケンス番号に１を加算し、新たな書換用シーケンス番号を求める。また、ヘッダ情報書換部２１−１は、映像パケットαについて、書換用タイムスタンプに、ヘッダ情報取得部２０から入力した映像パケットαのタイムスタンプの差分値を加算し、新たな書換用タイムスタンプを求める。
【０１１６】
ヘッダ情報書換部２１−１は、映像パケットαについて、ヘッダ情報に含まれるシーケンス番号及びタイムスタンプを新たな書換用シーケンス番号及び新たな書換用タイムスタンプに書き換え、新たな映像パケットα’を生成し、切替スイッチ１０３に出力する。ヘッダ情報書換部２１−１は、映像パケットαが切替元のパケット及び切替先のパケットのいずれの場合であっても、同じ処理を行う。
【０１１７】
ヘッダ情報書換部２１−２は、パケットバッファ１０１−２から映像パケットβを入力すると共に、ヘッダ情報取得部２０から映像パケットβのタイムスタンプの差分値を入力する。そして、ヘッダ情報書換部２１−２は、図５に示したヘッダ情報書換部２１及び前述のヘッダ情報書換部２１−１と同様に、映像パケットβについて、ヘッダ情報に含まれるシーケンス番号及びタイムスタンプを新たな書換用シーケンス番号及び新たな書換用タイムスタンプに書き換え、新たな映像パケットβ’を生成し、切替スイッチ１０３に出力する。ヘッダ情報書換部２１−２は、映像パケットβが切替元のパケット及び切替先のパケットのいずれの場合であっても、同じ処理を行う。
【０１１８】
切替スイッチ１０３は、バッファ・スイッチ制御部１０２から切替指示を入力し、切替指示に従い、ヘッダ情報書換部２１−１から映像パケットα’を入力して出力するか、または、ヘッダ情報書換部２１−２から映像パケットβ’を入力して出力する。切替スイッチ１０３により出力された映像パケットα’，β’は、受信機３へ送信される。
【０１１９】
以上のように、本発明の第２の実施形態における映像パケット切替装置２−２によれば、ヘッダ情報書換部２１−１，２１−２を切替スイッチ１０３の前段に設けるようにした。ヘッダ情報書換部２１−１，２１−２は、映像パケットα，βについて、ヘッダ情報に含まれるシーケンス番号及びタイムスタンプを新たな書換用シーケンス番号及び新たな書換用タイムスタンプに書き換え、新たな映像パケットα’，β’をそれぞれ生成し、切替スイッチ１０３を介して出力する。そして、映像パケットα’，β’は、受信機３へ送信される。
【０１２０】
これにより、第１の実施形態と同様に、映像パケットα’，β’のシーケンス番号及びタイムスタンプが不連続となることがなく、シーケンス番号は連続となり、タイムスタンプは映像信号＃１，＃２間で同期した時刻となる。したがって、映像フレームの区切りにて、映像信号＃１，＃２を円滑に切り替えることができ、無瞬断な切り替えを実現することができる。
【０１２１】
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば前記実施形態では、バッファ・スイッチ制御部１０２は、映像パケットα，βのヘッダ情報に含まれるＭビットに基づいて、映像フレームの区切りを判断するようにした。これに対し、バッファ・スイッチ制御部１０２は、Ｍビット以外の他の情報（ヘッダ情報に含まれるＭビット以外の情報、またはペイロード部に格納された情報）に基づいて、映像フレームの区切りを判断するようにしてもよい。この情報は、映像フレームの切り替わりを示す区切りに関するデータであればよい。
【０１２２】
また、前記実施形態では、映像パケット切替装置２−１，２−２は、２つの映像信号＃１，＃２を切り替え対象とし、映像パケットα，βのいずれかに切り替える処理を行うようにした。これに対し、映像パケット切替装置２−１，２−２は、３以上の映像信号を切り替え対象とし、３以上の映像パケットのいずれかに切り替える処理を行うようにしてもよい。この場合、映像パケット切替装置２−１，２−２は、切り替え対象である映像信号の数に相当するパケットバッファ１０１を備える。また、映像パケット切替装置２−２は、切り替え対象である映像信号の数に相当するヘッダ情報書換部２１を備える。
【０１２３】
また、前記実施形態では、切り替え対象の映像信号＃１，＃２は、ＳＤＩの規格に従う非圧縮信号であるとして説明した。これに対し、切り替え対象の映像信号＃１，＃２は、圧縮信号であってもよい。この場合、映像パケットα，βには、映像フレームの切り替わりを示す区切りに関する情報が付加されているものとする。
【符号の説明】
【０１２４】
１−１，１−２  送信機
２，１００  映像パケット切替装置
３  受信機
１０  映像クロック発振部
１１  タイムスタンプ生成部
１２  パケット化部
２０  ヘッダ情報取得部
２１，２１−１，２１−２  ヘッダ情報書換部
３０  映像クロック再生部
３１  映像信号再生部
３２  タイムスタンプ取得部
３３  制御電圧演算部
３４  電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）
１０１−１，１０１−２  パケットバッファ
１０２  バッファ・スイッチ制御部
１０３  切替スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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