(57)【要約】【課題】映像伝送システムにおいて、映像切替えの際の静止画状態を短くして、映像切替えにかかる時間を短縮する。【解決手段】映像を切り替える場合、まず、復号化部１８で、第１の映像符号器からの映像を静止画にする。映像復号器１６は、第１の映像符号器に映像符号化データの送信停止を指示し、復号化部１８の初期化を行い、第２の映像符号器に映像符号化データの送信を開始させる。同期検出部１７で同期確立を検出した後、映像復号器１６から第２の映像符号器に命令して、強制的に映像符号化データにシーケンスヘッダを付加させ、先頭フレームから符号化を行わせる。復号化部１８では、シーケンスヘッダを検知し、映像が安定するまで待って静止画像を停止し、第２の映像符号器からの通常映像出力を行う。このようにして、第１の映像符号器の映像符号化データを、第２の映像符号器の映像符号化データに、短時間で切り替えることができる。【選択図】      図１
2004193961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像情報を入力して映像符号化データを生成して送信する複数の映像符号器と、前記映像符号化データを受信して復号する映像復号器とを具備する映像伝送システムにおいて、前記映像符号器に、前記映像復号器からの映像切替え指示に応じて、前記映像符号化データの生成を開始して送信する手段を備え、前記映像復号器に、前記複数の映像符号器に映像切替え指示を送信する手段と、前記映像切替え指示に応じて、前記複数の映像符号器のうちの指定された少なくとも１つの映像符号化器から送信される映像符号化データを復号した映像が安定したことを検出してから前記復号した映像を映像出力部へ出力する手段とを備えたことを特徴とする映像伝送システム。
【請求項２】
原画像情報を入力して映像符号化データを生成して送信する複数の映像符号器と、前記映像符号化データを受信して復号する映像復号器とを具備する映像伝送システムにおいて、前記映像符号器に、前記映像復号器からの符号化シーケンス初期化要求に応じて、前記映像符号化データを生成する符号化シーケンスを開始し、送信する映像符号化データに符号化の形態を示す符号化制御情報を付加する手段を備え、前記映像復号器に、外部からの映像切替え指示に応じて、切替え直前の映像を静止画像として出力する手段と、前記複数の映像符号器のうちの少なくとも１つに映像切替え指示を送信する手段と、切り替えられた映像符号化データの同期確立に応じて、前記複数の映像符号器のうちの指定された少なくとも１つの映像符号器に前記符号化シーケンス初期化要求を送出する手段と、前記符号化制御情報を検出して映像符号化データの復号を開始する手段と、前記映像符号化データを復号した映像が安定したことを検出して前記静止画像の出力を停止するとともに前記復号した映像を出力する手段とを備えたことを特徴とする映像伝送システム。
【請求項３】
前記映像復号器に、前記復号した映像が完全な映像として得られるまでのフレーム数を前記符号化制御情報に基づいて計数した結果に基づいて、前記復号した映像が安定したことを検出する手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の映像伝送システム。
【請求項４】
前記映像符号器に、前記原画像情報に基づいて符号化してＩフレームを生成する手段と、フレーム内データと過去のフレームデータから動きベクトルを予測して符号化してＰフレームを生成する手段とを設けたことを特徴とする請求項２記載の映像伝送システム。
【請求項５】
前記映像符号器に、フレーム内データと過去のフレームデータとから動きベクトルを予測して符号化したＰブロックでＰフレームを構成する手段と、前記フレーム内データと過去のフレームデータとから動きベクトルを予測して符号化したＰブロックと原画像情報とに基づいて符号化したＩブロックとから混合フレームを構成する手段とを設けたことを特徴とする請求項２記載の映像伝送システム。
【請求項６】
前記映像符号器に、ＰブロックとＩブロックとからなる混合フレームごとに画面の異なる位置にＩブロックを挿入して、複数フレームでＩブロックが画面全部を覆うように映像符号化データを生成する手段を設けたことを特徴とする請求項５記載の映像伝送システム。
【請求項７】
前記映像符号器に、前記符号化シーケンスの先頭フレームを前記混合フレームとする手段を設けたことを特徴とする請求項６記載の映像伝送システム。
【請求項８】
前記映像復号器に、多重化の際決定された映像のＩＤ番号を指定して多重化データの中から映像のパケットのみを抽出して復号化を開始する手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の映像伝送システム。
【請求項９】
映像符号器から送信される映像符号化データを受信して復号する映像復号器において、前記映像符号器に映像切替え指示を送信する手段と、前記映像切替え指示に応じて前記映像符号化器から送信される映像符号化データを復号した映像が安定したことを検出してから前記復号した映像を映像出力部へ出力する手段とを備えた映像復号器。
【請求項１０】
複数の映像符号器で、原画像情報を入力して映像符号化データを生成して送信し、前記複数の映像符号器のうちの指定された１つの映像符号器から、前記映像符号化データを通信ネットワークに送信し、受信側の映像復号器で、前記映像符号化データを受信して復号する映像伝送方法において、前記映像復号器は、外部からの映像切替え指示に応じて、切替え直前の映像を静止画像として出力し、前記複数の映像符号器に映像切替え指示を送信し、前記複数の映像符号器は、前記映像切替え指示に応じて、前記映像符号化データの送信を停止または開始し、前記映像復号器は、切り替えられた映像符号化データの同期確立に応じて、前記映像符号器に符号化シーケンス初期化要求を送出し、前記映像符号器は、前記映像復号器からの前記符号化シーケンス初期化要求に応じて、前記映像符号化データを生成する符号化シーケンスを開始し、送信する映像符号化データに符号化の形態を示す符号化制御情報を付加し、前記映像復号器は、前記符号化制御情報を検出して前記映像符号化データの復号を開始し、復号した映像が安定したことを検出して前記静止画像の出力を停止し、前記復号した映像を出力することを特徴とする映像伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像伝送システムに関し、特に、高速な映像切替えを必要とする映像伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の通信ネットワークの高速大容量化と、情報量を大幅に圧縮できるデジタル情報圧縮技術の発達に伴い、ネットワークを利用した映像伝送が、監視やＴＶ会議などの各分野で広く利用されるようになってきた。監視システムでは、複数の監視対象の動画像を、複数のアナログカメラまたはデジタルカメラで撮影する。撮影した複数の映像信号を順次切り替えて、デジタル信号で圧縮符号化して、ネットワークを利用して監視センターに伝送し、画像記録再生装置によりデータ処理して蓄積再生している。
【０００３】
監視用やＴＶ会議用の映像伝送システムなどにおいては、遅延の生じないリアルタイムな映像伝送や、高速高品質な映像切替えが要求されている。しかし、映像信号を圧縮符号化しているので、アナログＴＶの場合のように、任意の場面で即座に画面を切り替えるということができない。すなわち、画像信号の情報圧縮技術では、画面内相関を利用した圧縮と、画面間相関を利用した圧縮と、可変長符号化の３つを組み合わせて、圧縮を行っているので、画面間相関を利用した圧縮の部分では、単独画面の伸張処理ができない。
【０００４】
圧縮符号化した画像の伝送における従来の画面切替えの方法を説明する。まず、圧縮符号の例として、ＭＰＥＧについて簡単に説明する。ＭＰＥＧでは、もとの動画データに比べ、データ量が約１／５０〜１／１５０に圧縮される。ＭＰＥＧ１またはＭＰＥＧ２方式では、何枚かの画面データを一まとまりにしたＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）を単位として、圧縮処理を行っている。１つのＧＯＰは、制御コードと、Ｉ（Ｉｎｔｒａ  ｃｏｄｅｄ）ピクチャと、Ｐ（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  ｃｏｄｅｄ）ピクチャと、Ｂ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  ｃｏｄｅｄ）ピクチャから構成されている。制御コードは、ＧＯＰの最初に付されるスタートコード（Ｇｒｏｕｐ  Ｓｔａｒｔ  Ｃｏｄｅ）である。１つのＧＯＰ内の画像枚数と、Ｂピクチャの枚数と、各ピクチャの最初に付されるピクチャタイプ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  ＣｏｄｉｎｇＴｙｐｅ）がある。
【０００５】
１ＧＯＰの中には、最低１枚のＩピクチャがある。Ｉピクチャは、ＧＯＰの独立性を保つために、Ｉピクチャの情報だけから符号化された画面である。画面間相関関係に基づく予測を使わずに生成されている。その他には、ＰピクチャとＢピクチャがある。Ｐピクチャは、Ｉピクチャを基準にして、フレーム間順方向へ予測符号化した画像情報である。Ｂピクチャは、ＩピクチャとＰピクチャとを基準にして、その間に挿入される画像を、双方向で予測符号化した画像情報である。１ＧＯＰ単位に対する画像信号の数は、０．４秒（１２画面）から数秒に相当する値が使われる。放送用としては、０．５秒（１５画面）が一般的である。符号化データは、ＧＯＰデータが一まとまりとなっており、各ＧＯＰデータを識別するシーケンスヘッダが先頭に付加され、一連の連続した画像が組み立てられている。このように圧縮されて一連の連続した画像に組み立てられた信号は、ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｔｒｅａｍ）信号と呼ばれる。
【０００６】
ＭＰＥＧデータは、このような構造をしているので、ＧＯＰデータの途中で映像信号を切り替えると、ＭＰＥＧデコーダ側では、連続信号の処理が不可能となる。ＭＰＥＧデコーダでは、途中からのＧＯＰデータの画像は再生されず、画像が途中で固まって動かなくなるフリーズ状態となる。これを避けるために、カメラを同期させて撮影し、同期した映像信号を切り替える方法がある。すなわち、各カメラに映像同期信号を供給する。この同期信号を基準に映像信号が出力される。したがって、これらのカメラから出力される映像信号の位相は一致している。映像信号の切替えスイッチにも映像同期信号が供給される。切替えを実施する場合、映像同期信号を基準に、映像信号の垂直帰線期間内で映像を切り替えるようにする。このようにすることによって、切り替わり目が画面内にでないため、切り替わり目を感じることなく切り替えることができる。
【０００７】
また、ダミーデータを利用して切り替える方法もある。エンコーダに、ＧＯＰデータの区切りを示す同期信号を供給し、出力されるＴＳ信号を同期化させる。エンコーダは、このＧＯＰ同期信号を基準にして、符号化処理を区切ることによって、ダミーデータをＧＯＰデータの後ろに偏らせることができる。符号化信号の切替え器である同期切替器にも、エンコーダと同様に、ＧＯＰ同期信号を供給する。このＧＯＰ同期信号を基準に、ＧＯＰデータと次のＧＯＰデータとが出力される期間に合わせたタイミングで切り替える。ダミーデータは復号処理では無視されるため、ダミーデータの間に切り替わった場合、切り替わり目でＴＳ信号が大きく変化することにより復号処理量が急激に増大することのショックは、ＭＰＥＧデコーダ側では無視することができる。このように、ＧＯＰ同期信号を基準にして、符号化と切替えの同期化とを図ることによって、ＴＳ信号に乱れを発生させないで切り替えることができ、ＭＰＥＧデコーダからモニタに出力される画面は、乱れた画面とはならない。次に、このような切替え方法に関する従来技術の例をあげる。
【０００８】
特許文献１に開示された「ビットストリーム切替システム」は、映像再生時に２系統のビットストリームの切替えを行う場合に、画面ショックが生じることなく、スムーズに切り替えられるものである。系統切替時に、ＡＰＣから事前に提供される制御情報に基づいて、切替元ＥＮＣ及び切替先ＥＮＣに同期トリガをかけて、符号化処理を初期化する。切替元ＥＮＣのＴＳ出力のＧＯＰ位相と、切替先ＥＮＣのＴＳ出力のＧＯＰ位相とを揃える。その上で、ＧＯＰ構造のＩピクチャーで切替えを行う。
【０００９】
しかし、複数のカメラを同期させる切替え方法では、同期させることができないカメラの場合に適用できない。従来の同期していないカメラを用いる映像符号化・復号化システムでは、復号する対象の映像を別の映像に切り替える場合、通常、切り替える前の映像を静止画にしておき、新しい映像に切り替えて復号を開始し、出力映像が乱れずに安定するまでの一定時間経過した後に、静止画の出力を停止する方法が用いられている。図６に、従来の映像伝送システムのブロック図を示す。図７に、従来の映像伝送システムの映像切替えの手順を示す。図６と図７を参照しながら、従来の映像伝送システムの構成と動作を説明する。
【００１０】
図６に示す従来の映像伝送システムにおいて、第１の映像符号器６１は、図示していない監視カメラなどからの映像データを符号化する手段である。第１の符号化部６２は、映像データをＭＰＥＧ２などにより圧縮符号化する手段である。第２の映像符号器６３は、図示していない監視カメラなどからの映像データを符号化する手段である。第２の符号化部６４は、映像データをＭＰＥＧ２などにより圧縮符号化する手段である。ネットワーク部６５は、光ファイバーネットワークや通信衛星経由で、映像符号化データを受信側に伝送する通信ネットワークである。映像復号器６６は、映像符号化データを復号して映像信号にする手段である。同期検出部６７は、映像符号化データの同期信号を検出する手段である。復号化部６８は、ＭＰＥＧ２などの映像符号化データを復号する手段である。出力映像構成部６９は、復号した映像信号をＮＴＳＣ信号やＲＧＢ信号にして出力する手段である。
【００１１】
図６に示す従来の映像伝送システムにおいて、図示していない監視カメラなどから第１の映像符号器６１に入力された映像データは、第１の符号化部６２に送られる。第１の符号化部６２では、映像データを圧縮符号化処理して、ネットワーク部６５で伝送できる容量にする。ネットワーク部６５で伝送された映像符号化データは、受信側の映像復号器６６に入力され、同期検出部６７に送られる。同期検出部６７では、映像符号化データ内の同期バイトを検出して、復号化部６８に知らせる。同期バイト検出信号を受けた復号化部６８では、内部初期化を行う。初期化後に、新たに復号化処理を開始し、復号した映像データを出力する。出力映像構成部６９では、復号化部６８から入力された映像データを、表示装置などに出力する。
【００１２】
映像切替えが指示されると、第２の映像符号器６３に入力される映像データを、第２の符号化部６４で圧縮符号化処理を行う。出力映像構成部６９では、映像切替え直前に復号化部６８から入力された映像データを静止画にする。第２の映像符号器６３に入力される映像データの映像符号化データを受信して、映像復号器６６で復号する。出力映像構成部６９では、一定時間待ってから静止画の出力を停止し、復号化部６８から入力された映像データを、表示装置などに出力する。
【００１３】
図７に示す従来の映像伝送システムの映像切替えシーケンス図において、第１の映像符号器６１は、切り替える前の映像データを符号化する映像符号器である。第２の映像符号器６３は、切り替えた後の映像データを符号化する映像符号器である。映像復号器６６は、映像符号化データを復号する手段である。
【００１４】
図７に示す従来の映像伝送システムの映像切替えシーケンスの最初の段階（Ｓ２１）では、映像復号器６６は、第１の映像符号器６１で生成された映像符号化データを復号している。この状態で、第２の映像符号器６３で生成された映像符号化データに切り替えて復号するように、オペレータから切替え指示を受けた映像復号器６６は、それまで出力していた第１の映像符号器６１からの出力映像を、出力映像構成部により、静止画に設定する（Ｓ２２）。その後、第１の映像符号器６１からの映像符号化データのネットワーク部６５への入力を停止するように、第１の映像符号器６１に指示する（Ｓ２３）。
【００１５】
そして、復号化部で内部初期化を行う（Ｓ２４）。第２の映像符号器６３に、映像符号化データのネットワーク部６５への入力の開始を指示し（Ｓ２５）、新たに第２の映像符号器６３からの映像符号化データの入力を開始する（Ｓ２６）。第２の映像符号器６３からの映像符号化データを受信した映像復号器６６は、同期検出部で新たな映像符号化データの同期が確立するまで待つ（Ｓ２７）。映像復号器６６は、同期確立を判定すると（Ｓ２８）、不定数フレーム間にわたる映像の乱れを避けるため、出力映像が確実に安定するある一定の時間だけ待って（Ｓ２９）、静止画の出力を停止し（Ｓ３０）、第２の映像符号器６３からの映像符号化データを復号した映像を出力する。
【００１６】
このように、従来の映像伝送システムでは、切り替える前の映像を静止画にしておき、一定時間待つ。その間に、新しい映像符号化データに対する初期化設定を行い、映像の乱れのない新しい映像データを生成し、静止画の出力を停止する。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−１４５０２２号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の映像伝送システムでは、映像切替えに時間がかかるという問題がある。すなわち、出力映像構成部が、切替え後の映像の安定を判断できないため、出力映像が確実に安定するまでの一定の時間だけ待つ必要がある。出力映像が確実に安定するまで、静止画の状態が続いてしまい、映像切替えに時間がかかる。
【００１９】
本発明の目的は、上記従来の問題を解決して、映像伝送システムでの映像切替え時に静止画を出力しておく時間を短縮して、高速な映像切替えを実現するシステムを提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の映像伝送システムでは、原画像情報を入力して映像符号化データを生成して送信する複数の映像符号器と、映像符号化データを受信して復号する映像復号器とを具備する映像伝送システムの映像符号器に、映像復号器からの映像切替え指示に応じて、映像符号化データの生成を開始して送信する手段を備え、映像復号器に、複数の映像符号器に映像切替え指示を送信する手段と、映像切替え指示に応じて、複数の映像符号器のうちの指定された少なくとも１つの映像符号化器から送信される映像符号化データを復号した映像が安定したことを検出してから、復号した映像を映像出力部へ出力する手段とを備えた構成とした。
【００２１】
このように構成したことにより、映像復号器で映像の安定したことを検出して静止画出力を停止することができ、無駄な静止画時間を無くして、高速な映像切替えが実現できる。
【００２２】
また、原画像情報を入力して映像符号化データを生成して送信する複数の映像符号器と、映像符号化データを受信して復号する映像復号器とを具備する映像伝送システムの映像符号器に、映像復号器からの符号化シーケンス初期化要求に応じて、映像符号化データを生成する符号化シーケンスを開始し、送信する映像符号化データに符号化の形態を示す符号化制御情報を付加する手段を備え、映像復号器に、外部からの映像切替え指示に応じて、切替え直前の映像を静止画像として出力する手段と、複数の映像符号器のうちの少なくとも１つに映像切替え指示を送信する手段と、切り替えられた映像符号化データの同期確立に応じて、複数の映像符号器のうちの指定された少なくとも１つの映像符号器に符号化シーケンス初期化要求を送出する手段と、符号化制御情報を検出して映像符号化データの復号を開始する手段と、映像符号化データを復号した映像が安定したことを検出して静止画像の出力を停止するとともに、復号した映像を出力する手段とを備えた構成とした。
【００２３】
このように構成したことにより、同期確立してから符号化シーケンスを初期化ことができ、無駄な静止画時間を無くして、高速な映像切替えが実現できる。
【００２４】
また、映像復号器に、復号した映像が完全な映像として得られるまでのフレーム数を符号化制御情報に基づいて計数した結果に基づいて、復号した映像が安定したことを検出する手段を備えた。このように構成したことにより、最短時間で映像切替えができる。
【００２５】
また、映像符号器に、原画像情報に基づいて符号化してＩフレームを生成する手段と、フレーム内データと過去のフレームデータから動きベクトルを予測して符号化してＰフレームを生成する手段とを設けた。このように構成したことにより、未来のフレームも考慮して符号化を行うＢフレームが存在しないため、遅延時間が少ない映像伝送が実現できる。
【００２６】
また、映像符号器に、フレーム内データと過去のフレームデータとから動きベクトルを予測して符号化したＰブロックでＰフレームを構成する手段と、フレーム内データと過去のフレームデータとから動きベクトルを予測して符号化したＰブロックと原画像情報とに基づいて符号化したＩブロックとから混合フレームを構成する手段とを設けた。このように構成したことにより、原画像情報のみから符号化を行う発生符号量の多いＩフレームが存在しないため、映像符号化バッファ容量を削減でき、さらに遅延時間の少ない映像伝送が実現できる。
【００２７】
また、映像符号器に、ＰブロックとＩブロックとからなる混合フレームごとに画面の異なる位置にＩブロックを挿入して、複数フレームでＩブロックが画面全部を覆うように映像符号化データを生成する手段を設けた。このように構成したことにより、Ｉブロックが画面全部に行きわたるフレーム数を調整することによって、映像伝送の遅延時間短縮を重視するか、映像切替え時間の短縮を重視するかの選択が可能となる。すなわち、混合フレーム数を少なくした場合は、映像安定までの時間が短縮されるため、映像切替え時間が短縮される。混合フレーム数を多くした場合は、一画面における発生符号量が少なくなるため、映像伝送の遅延時間短縮が実現できる。
【００２８】
また、映像符号器に、符号化シーケンスの先頭フレームを混合フレームとする手段を設けた。このように構成したことにより、シーケンスの先頭から最短フレーム数で、Ｉブロックが画面全部に行きわたるので、映像切替え時間が短縮できる。
【００２９】
また、映像復号器に、多重化の際決定された映像のＩＤ番号を指定して多重化データの中から映像のパケットのみを抽出して復号化を開始する手段を設けた。このように構成したことにより、映像切替え時の復号化部初期化の際、新しい映像符号化データの抽出時間が短縮できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
（実施の形態）
本発明の実施の形態は、切替え直前の映像を静止画像として出力し、映像符号器で強制的に符号化シーケンスの先頭フレームの符号化を開始し、先頭フレームの映像符号化データにシーケンスヘッダを付加し、映像復号器でシーケンスヘッダを検出してから映像符号化データの復号を改めて開始し、復号した映像が安定したことを検出して静止画像の出力を停止して、復号した映像を出力する映像伝送システムである。
【００３２】
図１は、本発明の実施の形態における映像伝送システムの全体構成を示す概略的な機能ブロック図である。図１において、第１の映像符号器１１は、図示していない監視カメラなどからの映像データを圧縮符号化する手段である。第１の符号化部１２は、映像データをＭＰＥＧ２などにより圧縮符号化する手段である。第２の映像符号器１３は、図示していない監視カメラなどからの映像データを圧縮符号化する手段である。第２の符号化部１４は、映像データをＭＰＥＧ２などにより圧縮符号化する手段である。ネットワーク部１５は、光ファイバーネットワークや通信衛星経由で、映像符号化データを受信側に伝送する通信ネットワークである。映像復号器１６は、映像符号化データを復号して映像信号にする手段である。同期検出部１７は、映像符号化データの同期信号を検出する手段である。復号化部１８は、ＭＰＥＧ２などの映像符号化データを復号する手段である。
【００３３】
図２は、本発明の実施の形態における映像伝送システムの映像切替えシーケンス図である。図２において、第１の映像符号器１１は、切り替える前の映像データを圧縮符号化する映像符号器である。第２の映像符号器１３は、切り替えた後の映像データを圧縮符号化する映像符号器である。映像復号器１６は、映像符号化データを復号して映像信号にする手段である。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態における映像伝送システムの符号器で生成される映像符号化データのフレーム構成を示す図である。図３において、Ｉフレーム３１は、原画像情報のみから圧縮符号化したフレームである。Ｐフレーム３２は、フレーム内データと過去のフレームデータとから予測して圧縮符号化したＰブロックで構成されたフレームである。
【００３５】
図４は、本発明の実施の形態における映像伝送システムの符号器で生成される映像符号化データの別のフレーム構成を示す図である。図４において、混合フレーム４１は、フレーム内データと過去のフレームデータとから予測して圧縮符号化したＰブロックと、原画像情報のみから圧縮符号化したＩブロックとを含んだフレームである。Ｉブロック群４２は、フレーム内の原画像情報のみから圧縮符号化したＩブロックの束である。Ｐブロック群４３は、フレーム内データと過去のフレームデータとから予測して圧縮符号化したＰブロックの束である。Ｐフレーム４４は、フレーム内データと過去のフレームデータとから予測して圧縮符号化したＰブロックの束で構成されたフレームである。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態における映像伝送システムの符号器で生成される多重化データの構成を示す図である。図５において、多重化データ５１は、映像パケットとデータパケットと各種テーブルを多重化したデータである。番組情報テーブル５２は、番組の内容に関するデータを収載したテーブルである。要素情報テーブル５３，５４は、多重化したデータの種類などに関するデータを収載したテーブルである。映像パケット５５，５７は、映像符号化データを所定のサイズに分割したパケットである。データパケット５６，５８は、映像に付随する各種データを所定のサイズに分割したパケットである。
【００３７】
上記のように構成された本発明の実施の形態における映像伝送システムの動作を説明する。最初に、図１を参照しながら、映像伝送システムの機能の概略を説明する。図示していない監視カメラなどからの映像データが、第１の映像符号器１１に入力される。図示していないもう１つの監視カメラなどからの映像データが、第２の映像符号器１３に入力される。第１の映像符号器１１に入力された映像データは、第１の映像符号器１１内の第１の符号化部１２で圧縮符号化される。第２の映像符号器１３に入力された映像データは、第２の映像符号器１３内の第２の符号化部１４で圧縮符号化される。第１の符号化部１２と第２の符号化部１４では、ＭＰＥＧ２などにより映像データの圧縮符号化処理を行う。第１の符号化部１２と第２の符号化部１４は、映像切替え指示に応じて、いずれか一方のみが映像符号化データをネットワーク部１５に出力する。
【００３８】
第１の符号化部１２または第２の符号化部１４で圧縮符号化された結果の映像符号化データは、ネットワーク部１５に送られる。ネットワーク部１５では、光ファイバーネットワークや通信衛星経由で、映像符号化データを受信側に伝送する。伝送された映像符号化データは、受信側の映像復号器１６に入力される。映像復号器１６内の同期検出部１７で同期信号が検出されて、送信側と同期が取られる。映像符号化データは、同期検出部１７を経由して、復号化部１８に送られる。映像符号化データは、復号化部１８で復号化され、映像データとして出力される。
【００３９】
次に、図２に示す映像伝送システムの映像切替えシーケンス図を参照しながら、映像切替え手順を説明する。図２に示す最初の段階（Ｓ１）では、映像復号器１６は、第１の映像符号器１１で生成された映像符号化データを復号している。この状態で、第１の映像符号器１１で生成された映像符号化データの復号を中止して、第２の映像符号器１３で生成された映像符号化データに切り替えて復号するために、オペレータ（ユーザー）は、切替え指示を映像復号器１６に出す。切替え指示を受けた映像復号器１６は、それまで出力していた第１の映像符号器１１からの映像を、映像復号器１６内で静止画に設定し（Ｓ２）、第１の映像符号器１１からの映像符号化データの入力を停止する（Ｓ３）。すなわち、映像復号器１６から第１の映像符号器１１に指示を出して、第１の映像符号器１１からネットワーク部１５への映像符号化データの出力を止める。
【００４０】
そして、映像復号器１６で内部初期化を行い（Ｓ４）、映像復号器１６から第２の映像符号器１３に指示を出して、第２の映像符号器１３からネットワーク部１５への映像符号化データの出力を開始させる（Ｓ５）。第２の映像符号器１３からの映像符号化データの送信が新たに開始されると（Ｓ６）、映像復号器１６は、同期検出部で新たな映像符号化データの同期が確立されるまで待つ（Ｓ７）。映像復号器１６は、同期確立を判定した時点（Ｓ８）で、第２の映像符号器１３に対し、シーケンスヘッダを付加した映像符号化データを送信することを要求する。すなわち、符号化シーケンス初期化要求を送出する（Ｓ９）。それを受けた第２の映像符号器１３は、符号化の形態を示す符号化制御情報であるシーケンスヘッダを付加した映像符号化データを出力する（Ｓ１０）。このシーケンスヘッダを検知した映像復号器１６は、映像符号化データの復号を改めて開始し、映像が安定するまで待つ（Ｓ１１）。復号した映像が完全な映像として得られるまでのフレーム数を、シーケンスヘッダに基づいて計数して、復号した映像が安定したことを検出する。復号した映像が安定したことを、数フレーム後に検出すると、映像復号器１６内で静止画像の出力を停止して（Ｓ１２）、第２の映像符号器１３からの映像データの出力を開始する。
【００４１】
図３に示す映像伝送システムの映像符号器で生成される映像符号化データのフレーム構成を参照しながら、映像切替え方法を説明する。映像符号化データのフレームには、Ｉフレーム３１とＰフレーム３２がある。Ｉフレーム３１は、原画像情報のみから圧縮符号化したフレームである。すなわち、原画像フレーム内のデータのみから圧縮符号化されたＩブロックからなるフレームである。他の網掛けのフレームも同様である。Ｐフレーム３２は、前のフレームのデータから予測符号化されたフレームである。すなわち、フレーム内のデータと過去のフレームのデータから予測したデータを圧縮符号化したＰブロックで構成されたフレームである。他の白抜きのフレームも同様である。１つのＩフレーム３１の後に、複数のＰフレーム３２が続いている。Ｐフレーム３２は、前のフレームがないと復号できないが、Ｉフレーム３１は単独で復号できる。したがって、シーンチェンジなどで、画面が切り替わるときは、Ｉフレーム３１から始まるシーケンスが開始される。
【００４２】
映像切替え時に、映像復号器は、第１の映像符号器からのそれまでの映像を静止画に設定し、映像符号化データの送信停止を指示する。復号化部を初期化し、別の第２の映像符号器に新たに映像符号化データの送信を開始させる。映像符号化データの同期が確立されると、第２の映像符号器に、映像符号化データへのシーケンスヘッダの付加を要求する。第２の映像符号器は、映像復号器からシーケンスヘッダ要求を受信すると、その時点で、フレームに強制的にシーケンスヘッダを付加する。すなわち、予測符号化を中断して、原画像情報のみから圧縮符号化してＩフレームを生成し、映像符号化データとして出力する。したがって、シーケンスヘッダ要求によって、新しいフレームシーケンスが開始される。図３に示す６番目のフレームから、新しいフレームシーケンスが開始される。復号化部１８では、シーケンスヘッダを検知し、映像が安定するまで待って静止画像の出力を停止し、第２の映像符号器からの通常映像出力を行う。
【００４３】
図４に示す映像伝送システムの映像符号器で生成される映像符号化データの別のフレーム構成を参照しながら、他の映像切替え方法を説明する。図４に示す映像符号化データは、混合フレーム４１とＰフレーム４４とで構成されている。混合フレーム４１は、Ｉブロック群４２とＰブロック群４３からなるフレームである。Ｐフレーム４４は、Ｐブロック群４３からなるフレームである。Ｉブロック群４２は、混合フレーム４１に対応する原画像情報のみから圧縮符号化したＩブロックの束である。Ｐブロック群４３は、フレーム内データと過去のフレームデータとから予測して圧縮符号化したＰブロックの束である。
【００４４】
混合フレーム４１では、各フレームで画面の異なる位置に、原画像情報から圧縮符号化したＩブロック群４２を挿入させ、数フレームかけて、この原画像情報から圧縮符号化したＩブロック群４２が画面の全部分にいきわたるようになっている。Ｉブロック群４２が画面全部に行きわたるフレーム数を調整することができる。映像伝送の遅延時間短縮を重視する場合は、混合フレーム数を多くする。一画面における発生符号量が少なくなり、映像伝送の遅延時間が短縮できる。映像切替え時間の短縮を重視する場合は、混合フレーム数を少なくする。映像安定までの時間が短縮され、映像切替え時間が短縮される。
【００４５】
映像符号化データのシーケンスの先頭フレームを、原画像情報から圧縮符号化したＩブロック群４２を必ず含む混合フレーム４１とする。シーケンスヘッダ要求受信時には、Ｉブロック群４２を含んだ混合フレーム４１に、シーケンスヘッダを付加して出力する。
【００４６】
映像切替え時に、映像復号器は、切替え直前の第１の映像符号器からの映像を静止画像として出力し、第１の映像符号器に映像符号化データの送信停止を指示する。復号化部を初期化し、別の第２の映像符号器に新たに映像符号化データの送信を開始させる。新しい映像符号化データの同期が確立されると、第２の映像符号器に、映像符号化データへのシーケンスヘッダ付加を要求する。第２の映像符号器は、映像復号器からシーケンスヘッダ要求を受信すると、その時点で、フレームに強制的にシーケンスヘッダを付加する。すなわち、予測符号化のシーケンスを中断して、混合フレーム４１の先頭のフレームを生成し、映像符号化データとして出力する。したがって、シーケンスヘッダ要求によって、図４に示す６番目のフレームから、新しいフレームシーケンスが開始される。映像復号器は、シーケンスヘッダを検出して映像符号化データの復号を改めて開始する。復号した映像が安定したことを検出すると、静止画像の出力を停止し、復号した映像を出力する。
【００４７】
図５に示す映像伝送システムの映像符号器で生成される多重化データの構成図を参照しながら、多重化データの切替え方法を説明する。従来の方法では、映像符号化データを、それ以外のデータとともに多重化して伝送した場合、多重化データ５１に含まれる番組情報テーブル５２より、要素情報テーブル５３および要素情報テーブル５４のＩＤを取得する。これらの要素情報テーブルを参照して、映像パケット５５、データパケット５６、映像パケット５７、データパケット５８のＩＤを取得し、多重化データから要素情報パケットを取り出す。
【００４８】
しかし、本実施の形態における映像伝送システムの映像復号器では、多重化データの中から、符号化の際決定された映像のＩＤ番号を直接指定し、映像のパケットのみを抽出して、復号化を開始する。このようにすることにより、映像切替え時の復号化部初期化の際、新しい映像符号化データの抽出時間が短縮できる。
【００４９】
上記のように、本発明の実施の形態では、映像伝送システムを、切替え直前の映像を静止画像として出力し、映像符号器で強制的に符号化シーケンスの先頭フレームの符号化を開始し、先頭フレームの映像符号化データにシーケンスヘッダを付加し、映像復号器でシーケンスヘッダを検出して映像符号化データの復号を改めて開始し、復号した映像が安定したことを検出して静止画像の出力を停止して、復号した映像を出力する構成としたので、映像切替え時に静止画にしておく時間を短縮して、高速な映像切替えを実現できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、映像伝送システムの映像符号器に、映像復号器からの映像切替え指示に応じて、映像符号化データの生成を開始して送信する手段を備え、映像復号器に、複数の映像符号器に映像切替え指示を送信する手段と、映像切替え指示に応じて、複数の映像符号器のうちの指定された１つの映像符号化器から送信される映像符号化データを復号した映像が安定したことを検出してから、復号した映像を映像出力部へ出力する手段とを備えた構成としたので、無駄な静止画時間が存在せず、高速な映像切替えが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における映像伝送システムの機能ブロック図、
【図２】本発明の実施の形態における映像伝送システムの映像切替えシーケンス図、
【図３】本発明の実施の形態における映像伝送システムの符号器で生成される映像符号化データのフレーム構成図、
【図４】本発明の実施の形態における映像伝送システムの符号器で生成される映像符号化データの別のフレーム構成図、
【図５】本発明の実施の形態における映像伝送システムの符号器で生成される多重化データの構成図、
【図６】従来の映像伝送システムの機能ブロック図、
【図７】従来の映像伝送システムの映像切替えシーケンス図である。
【符号の説明】
１１  第１の映像符号器
１２  第１の符号化部
１３  第２の映像符号器
１４  第２の符号化部
１５  ネットワーク部
１６  映像復号器
１７  同期検出部
１８  復号化部
３１  Ｉフレーム
３２  Ｐフレーム
４１  混合フレーム
４２  Ｉブロック群
４３  Ｐブロック群
４４  Ｐフレーム
５１  多重化データ
５２  番組情報テーブル
５３  第１の要素情報テーブル
５４  第２の要素情報テーブル
５５  第１の映像パケット
５６  第１のデータパケット
５７  第２の映像パケット
５８  第２のデータパケット
６１  第１の映像符号器
６２  第１の符号化部
６３  第２の映像符号器
６４  第２の符号化部
６５  ネットワーク部
６６  映像復号器
６７  同期検出部
６８  復号化部
６９  出力映像構成部
【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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