(57)【要約】【課題】複数のカメラの映像信号をまとめて画像受像機に送るシステムにおいて、メインとなるカメラの映像を高画質に伝送するとともに、メインとなるカメラが切り換わった場合に、違和感を生じさせることなく映像を切り換える。【解決手段】送信装置は、映像のパケット信号を生成するパケット信号生成部と、前記パケット信号を、他の送信装置と共通に使用される非同期伝送網を介して送信する送信部と、映像の圧縮レートを制御する圧縮レート制御部と、を備え、映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記映像信号とともに送信する。【選択図】図９
2013026787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像のパケット信号を生成するパケット信号生成部と、
前記パケット信号を、他の送信装置と共通に使用される非同期伝送網を介して送信する送信部と、
映像の圧縮レートを制御する圧縮レート制御部と、を備え、
映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記映像信号とともに送信する、送信装置。
【請求項２】
映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記パケット信号に挿入する切換タイミング情報挿入部を備える、請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記切換タイミング情報挿入部は、前記切換タイミング情報として、前記パケット信号のヘッダに専用のフラグを挿入する、請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記切換タイミング情報挿入部は、前記切換タイミング情報として、前記パケット信号のヘッダに記載される伝送レート情報を用いて、前記タイミング情報を挿入する、請求項２に記載の送信装置。
【請求項５】
前記切換タイミング情報挿入部は、前記切換タイミング情報として、前記パケット信号のヘッダに記載されるデータレングスを用いて、前記タイミング情報を挿入する、請求項２に記載の送信装置。
【請求項６】
前記パケット信号のパケットとしてＲＴＰパケットを用いる、請求項１に記載の送信装置。
【請求項７】
前記パケット信号のパケットとしてＲＴＣＰパケットを用いる、請求項１に記載の送信装置。
【請求項８】
非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信する受信部と、
前記パケット信号に含まれる、映像の圧縮レートの切換タイミング情報を取得する切換タイミング取得部と、
前記切換タイミング情報に応じて前記複数のカメラの映像を切り換える切換制御部と、
を備える、受信システム。
【請求項９】
前記切換タイミング情報は、前記パケット信号のヘッダに挿入された専用のフラグである、請求項８に記載の受信システム。
【請求項１０】
前記切換タイミング情報は、前記パケット信号のヘッダに記載される伝送レート情報である、請求項８に記載の受信システム。
【請求項１１】
前記切換タイミング情報は、前記パケット信号のヘッダに記載されるデータレングス情報である、請求項８に記載の受信システム。
【請求項１２】
映像のパケット信号を生成するパケット信号生成部と、
前記パケット信号を、他の送信装置と共通に使用される非同期伝送網を介して送信する送信部と、
映像の圧縮レートを制御する圧縮レート制御部と、を有し、
映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記映像信号とともに送信する、送信装置と、
前記非同期伝送網を介して複数の前記送信装置から映像のパケット信号を受信する受信部と、
前記パケット信号に含まれる前記切換タイミング情報を取得する切換タイミング取得部と、
前記切換タイミング情報に応じて前記複数のカメラの映像を切り換える切換制御部と、
を備える、受信システムと、
を備える、通信システム。
【請求項１３】
映像のパケット信号を生成することと、
前記パケット信号を、他の送信装置と共通に使用される非同期伝送網を介して送信すること、
映像の圧縮レートを制御することと、
映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記パケット信号に挿入することと、
を備える、送信方法。
【請求項１４】
映像のパケット信号を生成する手段、
前記パケット信号を、他の送信装置と共通に使用される非同期伝送網を介して送信する手段、
映像の圧縮レートを制御する手段、
映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記パケット信号に挿入する手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項１５】
非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信することと、
前記パケット信号に含まれる、映像の圧縮レートの切換タイミング情報を取得することと、
前記切換タイミング情報に応じて前記複数のカメラの映像を切り換えることと、
を備える、受信方法。
【請求項１６】
非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信する手段、
前記パケット信号に含まれる、映像の圧縮レートの切換タイミング情報を取得する手段、
前記切換タイミング情報に応じて前記複数のカメラの映像を切り換える手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項１７】
非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信する受信部と、
映像の圧縮レートの制御信号を送信する制御信号送信部と、
少なくとも前記非同期伝送網の遅延時間を含む所定のパラメータに基づいて、映像の圧縮レートの切換タイミングを演算する切換タイミング演算部と、
前記切換タイミングに基づいて前記複数のカメラの映像を切り換える切換制御部と、
を備える、受信システム。
【請求項１８】
前記切換タイミング演算部は、前記遅延時間と送信側の装置における映像のエンコード時間とに基づいて、前記切換タイミングを演算する、請求項１７に記載の受信システム。
【請求項１９】
非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信することと、
映像の圧縮レートの制御信号を送信することと、
少なくとも前記非同期伝送網の遅延時間を含む所定のパラメータに基づいて、映像の圧縮レートの切換タイミングを演算することと、
前記切換タイミングに基づいて前記複数のカメラの映像を切り換えることと、
を備える、受信方法。
【請求項２０】
非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信する手段、
映像の圧縮レートの制御信号を送信する手段、
少なくとも前記非同期伝送網の遅延時間を含む所定のパラメータに基づいて、映像の圧縮レートの切換タイミングを演算する手段、
前記切換タイミングに基づいて前記複数のカメラの映像を切り換える手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、送信装置、受信システム、通信システム、送信方法、受信方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば下記の特許文献１に記載されているように、複数のカメラとカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）を備えるシステムが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−２３８２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、イーサネット（登録商標）などのパケット伝送網を経由して、複数のカメラの映像から送られた映像信号を伝送する場合に、複数のカメラの映像信号をネットワークスイッチと称されるスイッチを介して１本のケーブルにまとめて画像受像機に送信することで、システムをより簡素に構成することができる。
【０００５】
しかしながら、イーサネットケーブル１本で伝送できる伝送容量は限られているため、多数のカメラからの映像を伝送する場合、全てのカメラの映像を高画質にすると、全ての映像を伝送できなくなる事態が生じる。
【０００６】
このため、メインとなるカメラだけを他のカメラよりも高画質とし、全体としての伝送量を抑えることが考えられる。しかし、この場合、メインとなるカメラを他のカメラに切り換えた際に、画質の変化が生じ、視聴者に違和感を与えてしまう。
【０００７】
上記事情に鑑みれば、複数のカメラの映像信号をまとめて画像受像機に送るシステムにおいて、メインとなるカメラの映像を高画質に伝送するとともに、メインとなるカメラが切り換わった場合に、違和感を生じさせることなく映像を切り換えることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、映像のパケット信号を生成するパケット信号生成部と、前記パケット信号を、他の送信装置と共通に使用される非同期伝送網を介して送信する送信部と、映像の圧縮レートを制御する圧縮レート制御部と、を備え、映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記映像信号とともに送信する、送信装置が提供される。
【０００９】
また、本開示によれば、非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信する受信部と、前記パケット信号に含まれる、映像の圧縮レートの切換タイミング情報を取得する切換タイミング取得部と、前記切換タイミング情報に応じて前記複数のカメラの映像を切り換える切換部と、を備える、受信システムが提供される。
【００１０】
また、本開示によれば、映像のパケット信号を生成するパケット信号生成部と、前記パケット信号を、他の送信装置と共通に使用される非同期伝送網を介して送信する送信部と、映像の圧縮レートを制御する圧縮レート制御部と、を有し、映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記映像信号とともに送信する、送信装置と、前記非同期伝送網を介して複数の前記送信装置から映像のパケット信号を受信する受信部と、前記パケット信号に含まれる前記切換タイミング情報を取得する切換タイミング取得部と、前記切換タイミング情報に応じて前記複数のカメラの映像を切り換える切換部と、を備える、受信システムと、を備える、通信システムが提供される。
【００１１】
また、本開示によれば、非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信する受信部と、映像の圧縮レートの制御信号を送信する制御信号送信部と、少なくとも前記非同期伝送網の遅延時間を含む所定のパラメータに基づいて、映像の圧縮レートの切換タイミングを演算する切換タイミング演算部と、前記切換タイミングに基づいて前記複数のカメラの映像を切り換える切換制御部と、を備える、受信システムが提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、複数のカメラの映像信号をまとめて画像受像機に送るシステムにおいて、メインとなるカメラの映像を高画質に伝送するとともに、メインとなるカメラが切り換わった場合に、違和感を生じさせることなく映像を切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】カメラ制御装置を用いたカメラ制御システムのブロック図である。
【図２】ビデオスイッチャーでのカメラの映像の切り換えのシーケンスを示す模式図である。
【図３】イーサネットを利用した場合のシステム構成を示す模式図である。
【図４】図３に示すシステムにおいて、例えば伝送遅延が１０ｍｓのシステムの場合のシーケンスを示す模式図である。
【図５】一例として、カメラ側でのエンコードに６ｍｓの時間を要する場合を示す模式図である。
【図６】映像フレームのデータ（パケット信号）を示す模式図である。
【図７】ＲＴＰヘッダ（ＲＴＰ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ  Ｈｅａｄｅｒ）にメインカメラである旨のフラグが付加されている場合に、ビデオスイッチャー側で行われる処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】画像受像機の構成を示す模式図である。
【図９】カメラの構成を示す模式図である。
【図１０】第２の実施形態において、映像が切り換わるタイミングを算出する手法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
１−１．前提となる技術
１−２．本実施形態の概要
１−３．本実施形態の処理フロー
２．第２の実施形態
【００１６】
１．第１の実施形態
１−１．前提となる技術
最初に、本開示の前提となる技術について説明する。図１は、カメラ制御装置を用いたカメラ制御システムのブロック図である。このカメラシステムは、一例としてテレビ局のスタジオなどで用いられるもので、カメラ制御装置として複数のＣＣＵ（カメラ・コントロール・ユニット）１００と、各ＣＣＵ１００にカメラケーブルを介して接続された複数のカメラ（ＣＨＵ（カメラ・ヘッド・ユニット））２００と、ＣＣＵ１００との間でビデオ信号やリターンビデオ信号などの信号の送受信を行うビデオスイッチャー３００と、各ＣＨＵ２００とＣＣＵ１００の映像同期を取るために基準となる標準信号を出力する標準信号発生器４００から構成されている。各カメラ２００は、撮像光学系や撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサーなど）を含むカメラ部２００Ａと、撮像素子で取得した映像データを送信する送信機２００Ｂとから構成されている。
【００１７】
図１において、各ＣＣＵ１００は、標準信号発生器４００からの基準信号に同期した映像信号をカメラ（ＣＨＵ）２００から受信する必要がある。そこで、ＣＣＵ１００は標準信号発生器４００からの基準信号をカメラ２００に伝送し、カメラ２００ではこの基準信号に同期した映像信号をＣＣＵ１００に伝送する。しかしながら、実際にはカメラ２００とＣＣＵ１００間のカメラケーブルの伝送遅延、ＣＣＵ１００の処理遅延などにより、ビデオスイッチャー３００に到達する映像信号にタイミングの誤差が生じることになる。そこで、各ＣＣＵ１００からの映像信号がビデオスイッチャー３００へ入力される段階でそれぞれタイミングが一致するように、カメラ２００では、映像信号の送出タイミングの微調整を行っている。これにより、ビデオスイッチャー３００でのＣＨＵ２００からの映像信号の入力タイミングの同一性を保証することができる。
【００１８】
ビデオスイッチャー３００の役割は、複数のカメラ１００からの入力を切り換えボタンなどの操作により切り換えることで、映像を瞬時に切り換えることである。また、映像を切り換える際に、ワイプ処理やストライプ処理を行ったり、或いは二画面合成処理等を行うこともビデオスイッチャー３００の役割である。
【００１９】
上述のように、各カメラ２００では、映像信号の送出タイミングの微調整を行っている。このため、ビデオスイッチャー３００での各カメラ２００からの映像信号の入力タイミング、すなわちフレーム位相タイミングは、完全に揃った状態となるように調整が行われている。このように調整を施しておくことにより、ビデオスイッチャー３００でカメラを切り換えたときに、フレームの切れ目で映像が乱れることが無く、綺麗にカメラ２００の映像を切り換えることが可能になる。
【００２０】
図２は、ビデオスイッチャー３００でのカメラ２００の映像の切り換えのシーケンスを示す模式図である。一般的に、カメラ２００からビデオスイッチャー３００までの伝送距離は、比較的長距離にはならず、また、画像の圧縮／伸張にかかる時間も生じない。このため、図２に示すように、カメラ１００から出力された映像のフレームの先頭がビデオスイッチャー３００に到達した時点における遅延時間は１ｍｓ未満と見込まれる。ここで、映像のフレーム間隔は、約３３ｍｓ、すなわち６０ｆｐｓ（フレーム／秒）とする。ビデオスイッチャー３００上のスイッチ操作により、時刻ｔ０でカメラ２００の切り換え操作が行われると、実際の映像は、その操作が行われた後に受信した最初のフレームの先頭で切り換わることになる（時刻ｔ１）。フレームの先頭がビデオスイッチャー３００に到達した直後に切り換えを行った場合を考慮すると、切り換わりに要する最大の遅延時間は３３ｍｓとなる。
【００２１】
ところで、図１のようなライブ映像のカメラシステム（ライブプロダクションのカメラシステム）においても、画像を圧縮して、安価で汎用的なイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））を利用して、映像を同期伝送することが想定される。イーサネットを利用することにより、伝送距離を数１０ｋｍから２００ｋｍ程度にすることが可能であり、また、それ以上の伝送距離にすることも可能になる。仮に伝送距離を２００ｋｍとすると、伝送遅延は１０ｍｓ程度となる。
【００２２】
図３は、イーサネットを利用した場合のシステム構成を示す模式図である。イーサネットを利用する場合、複数のカメラ２００Ａ、カメラ２００Ｂ、カメラ２００Ｃを、ネットワークスイッチ５００を介して１つの画像受像機（カメラ受像機）６００に接続することができる。各カメラ２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃには、映像信号をイーサネットへ送出するための送信機２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃが設けられている。
【００２３】
このように、図３に示すシステムでは、図１のような１対１（ポイントｔｏポイント）の接続とは異なり、イーサネットなどを用いたスター接続、すなわちネットワークスイッチ５００（図３中ではスイッチングハブ（Ｓｗ  Ｈｕｂ）と記載）による接続を用いている。これにより、複数のカメラ２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃの映像を１本のイーサケーブルに纏めて１つの画像受像機６００に伝送することが可能となる。
【００２４】
ここで、ネットワークとして、ギガビットイーサネット（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を利用するものとし、イーサネットケーブル１本で伝送できる伝送容量は最大で１Ｇｂｐｓとする。ネットワークスイッチ５００と画像受像機６００の間の伝送容量は１Ｇｂｐｓとなるので、各カメラ２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃの伝送レート（Ｒａｔｅ）を４４０Ｍｂｐｓとすると、ネットワークスイッチ５００と画像受像機６００の間では３本分の伝送となり、４４０Ｍｂｐｓ×３＝１３２０Ｍｂｐｓとなり、全てを伝送することが困難になる。
【００２５】
そこで、ビデオスイッチャー３００で選択されているメインのカメラ２００の伝送レート（Ｒａｔｅ）は４４０Ｍｂｐｓとして、それ以外のカメラの伝送レートは１１０Ｍｂｐｓに低下させることを想定する。これにより、４４０Ｍｂｐｓ＋１１０Ｍｂｐｓ×２＝６６０Ｍｂｐｓとなり、余裕をもって１Ｇｂｐｓの伝送路に３本分のカメラ映像を伝送することが可能となる。なお、一例として、４４０Ｍｂｐｓのメインのカメラ２００の映像が実際の放送用の映像等として使用され、他の１１０Ｍｂｐｓのカメラ２００の映像はモニタリング用として使用される。
【００２６】
図４は、図３に示すシステムにおいて、例えば伝送遅延が１０ｍｓのシステムの場合のシーケンスを示す模式図である。ビデオスイッチャー３００でカメラ２００の切り換え操作が行われると、図１のシステムであればビデオスイッチャー３００だけで映像信号の切換を行っていれば良かったが、図３のシステムでは、カメラの切り換えに合わせて伝送レート（Ｒａｔｅ）の変更を行うため、伝送レートの制御信号をカメラ２００側に伝送する。
【００２７】
図４の例では、ビデオスイッチャー３００で映像の切り換えを指示してから、その制御信号がカメラ２００側に到達するまでに、１０ｍｓの伝送遅延が生じている。このため、図４の例では、ビデオスイッチャー３００における映像の切り換えタイミング（時刻ｔ１０）の後、次の最初のフレーム先頭位置（時刻ｔ１１）では、制御信号がカメラ２００側に到達していないため、伝送レートを更新することができない。このため、更に１フレーム後の次のフレーム先頭位置（時刻ｔ１２）で伝送レートが更新され、時刻ｔ１３にて伝送レートが更新された映像がビデオスイッチャー３００に到達することになる。従って、ビデオスイッチャー３００では、制御信号に基づいて実際に伝送レートが更新された映像を時刻ｔ１３で受け取った際に、映像を切り換えることが可能となる。
【００２８】
このように、ビデオスイッチャー３００は、実際に伝送レート（Ｒａｔｅ）が切り換わるタイミングで画像を切り換える必要があるが、ビデオスイッチャー３００に接続されているカメラ２００の遅延は一律ではない。このため、カメラ２００によって、実際に伝送レート（Ｒａｔｅ）が切り換わるタイミングがビデオスイッチャー３００による切り換え指示の１フレーム後であったり、２フレーム後であったりするなど、切り換わるタイミングがまちまちになりバラツキが生じる。
【００２９】
更に、カメラ側では、映像のエンコードが所定時間かけて行われるため、映像の切り換えの際には、エンコード時間を考慮する必要がある。詳細に説明すると、カメラ２００側では、撮像素子（イメージャー）で撮像した画像をエンコード（Ｅｎｃｏｄｅ）処理するために、数ｍｓ〜数十ｍｓの時間を要する。図５は、一例として、カメラ２００側でのエンコードに６ｍｓの時間を要する場合を示している。カメラ２００では、実際のフレームの先頭が送出されるタイミング（時刻ｔ２０）よりも６ｍｓだけ前倒しした時刻ｔ２１において、映像のイメージャー入力に対してエンコード処理を行って、６ｍｓ後のエンコード処理終了後（時刻ｔ２０）にフレーム先頭として映像信号を出力し始めている。従って、伝送レートを切り換えるためには、フレームのエンコードを開始するタイミング（時刻ｔ２１）以前に制御信号がカメラ２００に到達することが必要となる。時刻ｔ２１以前に制御信号がカメラ２００に到達することにより、カメラ２００は、時刻ｔ２０において、フレームの先頭から更新された伝送レートで送信することが可能である。
【００３０】
従って、伝送レートの制御信号がカメラ２００へ到着するタイミングが、フレームの先頭を送出するタイミング（時刻ｔ２０）以前であったとしても、エンコードに必要な時間（ここでは６ｍｓとする）よりも以前に到達していなければ、そのフレームの先頭から伝送レートを更新することはできない。このため、図５の例では、更新された伝送レートでカメラ２００から送信できるのは、１フレーム後の時刻ｔ２２になる。そして、ビデオスイッチャー３００では、更新された伝送レートのフレームがに到達する時刻ｔ２３において、実際に映像を切り換えることが可能となる。
【００３１】
また、映像フレーム間予測を用いたエンコード方式によっては、伝送レートの変更に１フレームまで待つ必要がある。以上のように、ビデオスイッチャー３００に接続される各カメラ２００の伝送遅延、エンコード時間、エンコード方式等によって、ビデオスイッチャー３００が実際に伝送レートが更新された映像信号を受信するタイミングはまちまちとなり、ビデオスイッチャー３００が実際に伝送レートを更新するタイミングにバラツキが生じる。
【００３２】
また、仮に、ビデオスイッチャー３００の切り換え操作のタイミング（図４及び図５のｔ１０）から、無条件に次のフレームの先頭で映像を切り替えることにすると、制御信号の到達の遅れやエンコード時間等の要因により、伝送レートの切り換えタイミングが遅いカメラ２００が出現することが考えられる。そして、このようなカメラ２００から送信された最初の数フレームの映像は、伝送レートの更新前であるため、低解像度の映像になるという問題が生じる。
【００３３】
一方、最初から余裕をもって，ビデオスイッチャー３００の切り換え操作のタイミングから、無条件に数フレーム（例えば５フレームなど）後に映像を切り換えることも考えられる。しかしながら、この場合、カメラ２００側で伝送レートを更新した後も、ビデオスイッチャー３００側ではメインとなるカメラ２００の切り換えを行わない状況が生じるため、今度は、切り替え直前の数フレームの映像が低解像度になってしまうことが想定される。
【００３４】
そこで、本実施形態は、上述のような伝送レートの制御を行うシステムにおいて、所望のタイミングで、且つ映像に劣化を生じさせることなく、映像を切り換えることを可能にするビデオスイッチャー制御方式を実現する。
【００３５】
１−２．本実施形態の概要
本実施形態では、映像フレームの先頭にメインのカメラ２００（メインの映像として選択されたカメラ）であることのフラグ（メインカメラフラグ）を付加して、このフラグを検出した場合に映像を切り換える。図６は、映像フレームのデータ（ＲＴＰパケット）を示す模式図である。メインのカメラ２００であることを示すフラグは、図６に示すＲＴＰヘッダ（ＲＴＰ  Ｈｅａｄｅｒ）、ピクチャヘッダ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｈｅａｄｅｒ）などのヘッダに情報として付加することができる。なお、図６では省略しているが、ＵＤＰ／ＩＰネットワークの場合には、図６のデータの先頭にＩＰヘッダ（ＩＰ  Ｈｅａｄｅｒ）が付加される。フラグはＩＰヘッダに付加しても良い。なお、ピクチャヘッダ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｈｅａｄｅｒ）は、映像フレームの先頭に付加されるヘッダであり、映像のコーデック（Ｃｏｄｅｃ）により様々な呼称がある。
【００３６】
１−３．本実施形態の処理フロー
図７は、ＲＴＰヘッダ（ＲＴＰ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ  Ｈｅａｄｅｒ）にメインカメラである旨のフラグが付加されている場合に、ビデオスイッチャー３００（画像受像機６００）側で行われる処理の流れを示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１０では、ビデオスイッチャー３００がカメラ２００から送られた映像のパケットを受信する。次のステップＳ１２では、ＲＴＰ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ  Ｈｅａｄｅｒを抽出し、ＲＴＰ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ  Ｈｅａｄｅｒの所定位置に書き込まれているメインカメラフラグを読み込む。
【００３７】
次のステップＳ１４では、メインカメラフラグが“１”であるか否かを判定し、メインカメラフラグが“１”の場合はステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６に進んだ場合、メインカメラフラグが“１”であるため、フレームの切り換えの先頭パケットであると判断して、このパケットのデコード結果の映像出力から、ビデオスイッチャー３００の映像を切り換える処理を行う。
【００３８】
一方、ステップＳ１４でメインカメラフラグが“１”でない場合は、ステップＳ１８へ進む。ステップＳ１８では、このパケットではフレームの切り換えが無いと判断して、ステップＳ１０へ戻り、次のパケットの受信を行う。
【００３９】
なお、上述した例では、パケットのＨｅａｄｅｒのフラグに基づいて、切り換えの先頭位置を検出したが、専用のフラグを用いずに、その映像パケットの伝送レートやデータレングスを示すフィールドをビデオスイッチャー３００（画像受像器３１０）で常に監視しておき，この値の変化点（伝送レートが高くなった時点、データレングスが長くなった時点）で画像を切り換えることも可能である。この場合、専用のフラグを用いることなく、画像を切り換えることができる。
【００４０】
また、映像用のパケットで切り換えの先頭位置を判断するのではなく、映像用とは別の制御パケット（ＲＴＣＰパケット）を用い、ビデオスイッチャー３００が制御パケットを受信した場合に映像を切り換える構成にすることも可能である。
【００４１】
なお、上述の処理は、ビデオスイッチャー３００にて行うことができるが、ネットワークスイッチ５００からパケットを直接受信する画像受像機３１０にて行うこともできる。
【００４２】
１−４．画像受像機の構成例
図８は、上述した処理を実現するための画像受像機６００の構成を示す模式図である。なお、画像受像機６００とビデオスイッチャー３００とは、一体に構成されていても良いし、別体に構成されていても良い。画像受像機６００は、ネットワークスイッチ５００から入力された各カメラ２００の映像データ等をデコードする。図８に示すように、画像受像機６００は、イーサＰＨＹ６１０、イーサＭＡＣ６２０、バッファ６３０、デコーダ６４０、信号解析部６５０、タイミング発生部６６０を有して構成される。
【００４３】
ビデオスイッチャーは、切換タイミング演算部３１０、切換制御部３２０を備える。また、ビデオスイッチャーは、ユーザによるカメラ２００の切換操作が入力される入力部（不図示）を備える。ユーザによるカメラ２００の切換操作に基づいて、伝送レートの制御信号がイーサＰＨＹ６１０からカメラ２００に送信される。
【００４４】
図８に示す各構成要素は、回路（ハードウェア）、またはＣＰＵ（中央演算処理装置）とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）によって構成されることができる。この場合において、そのプログラムは、カメラ受像器４００が備えるメモリなどの記憶媒体、または外部から接続される記憶媒体に格納されることができる。
【００４５】
ネットワークから受信したＡ／Ｖパケットや制御パケットは、イーサＰＨＹ６１０、イーサＭＡＣ６２０を経由して、ジッタ吸収のためのバッファ６３０に入力される。信号解析部６５０は、映像フレームの先頭に挿入されたメインカメラフラグを抽出し、解析する。信号解析部６５０は、映像フレームの先頭に挿入されたメインカメラフラグを抽出した場合は、切換制御信号をビデオスイッチャー３００へ送る。切換制御信号には、メインカメラとなるカメラを特定する情報を含む。
【００４６】
デコーダ６４０は、バッファ６３０から送られたＡ／Ｖパケットや制御パケットなどのパケットをデコードする。デコーダ６４０の出力は、ビデオスイッチャー３００へ送られる。
【００４７】
ビデオスイッチャー３００は、信号解析部６５０から切換制御信号を受信すると、メインカメラフラグが“１”である映像信号を送信したカメラ２００がメインカメラとなるように映像信号を切り換える。これにより、メインカメラフラグが“１”の場合は、フレームの切り換えの先頭パケットであると判断して、このパケットのデコード結果の映像出力から、ビデオスイッチャー３００の映像を切り換えることが可能となる。
【００４８】
また、信号解析部６５０は、映像パケットの伝送レートやデータレングスを示すフィールドを常に監視し、この値の変化点（伝送レートが高くなった時点、データレングスが長くなった時点）を検出すると、切換制御信号をビデオスイッチャー３００へ送る。これにより、専用のフラグを用いることなく、画像を切り換えることができる。
【００４９】
更に、信号解析部６５０は、映像用とは別の制御パケット（ＲＴＣＰパケット）を用いて映像を切り換える場合は、制御パケットを受信した時点で切換タイミング信号をビデオスイッチャー３００へ送る。これにより、制御パケットに基づいて画像を切り換えることが可能となる。
【００５０】
１−５．カメラの構成例
図９は、カメラ２００の構成例を示す模式図である。図９に示すように、カメラ２００は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像センサ２１０、画像ＬＳＩ２２０、エンコーダ２３０、バッファ２４０、イーサＭＡＣ２５０、イーサＰＨＹ２６０、切換タイミング情報挿入部２７０、タイミング発生部２８０、伝送レート制御情報取得部２９０を有して構成される。図９に示す各構成要素は、回路（ハードウェア）、またはＣＰＵ（中央演算処理装置）とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）によって構成されることができる。この場合において、そのプログラムは、カメラ（１）２００が備えるメモリなどの記憶媒体、または外部から接続される記憶媒体に格納されることができる。
【００５１】
撮像センサ２１０から取り込まれた映像データーは、画像ＬＳＩ２２０で処理され、ネットワーク伝送に適したフォーマットにするためにエンコーダ２３０でエンコードされ、パケット化される。
【００５２】
ここで、撮像センサ２１０、画像ＬＳＩ２２０、エンコーダ２３０は、リファレンス信号から生成されたフレーム同期信号（Ｆｒａｍｅ  Ｓｙｎｃ．）とクロック（Ｃｌｏｃｋ）により動作タイミングが決定される。この動作タイミングは、タイミング発生部２８０で生成される。各カメラ２００，３００におけるフレーム同期信号のタイミングは、伝送路の遅延やエンコーダ２３０の遅延に応じて前倒しされ、画像受像機６００におけるフレーム同期信号よりも早いタイミングに設定されることができる。これにより、画像受像機６００では、伝送路の遅延やエンコーダ２３０の遅延による影響を受けることなく、カメラ受像器４００におけるフレーム同期信号に同期したデコード映像を得ることができる。なお、カメラ２００と画像受像機６００とは、同一のリファレンス信号によって同期して動作することが可能である。
【００５３】
伝送レート制御情報取得部２９０は、ビデオスイッチャー３００側での映像の切換に応じて送信された伝送レートの制御情報を受信する。エンコーダ２３０は、伝送レートの制御情報に基づいて、映像データの圧縮率を制御する。伝送レートの制御情報には、メインカメラであることを示す情報が含まれることができる。
【００５４】
また、切換タイミング情報挿入部２７０は、伝送レートの制御情報に基づいて、映像のパケット信号のヘッダに、メインカメラであることを示す情報を挿入する。上述の例では、切換タイミング情報挿入部２７０は、パケットのヘッダーにメインカメラフラグ“１”を設定する。また、その映像パケットの伝送レートやデータレングスを示すフィールドの変化点によりメインカメラであることの情報をパケットに挿入する場合は、切換タイミング情報挿入部２７０は、伝送レートの制御情報に基づいて、各フィールドに変化点を示す情報を挿入する。更に、映像用とは別の制御パケット（ＲＴＣＰパケット）を用いる場合は、切換タイミング情報挿入部２７０は、制御パケットを映像用のパケットとは別に挿入する。
【００５５】
エンコーダ２３０からパケットが出力された後、イーサＭＡＣ２５０に入力されるまでの時間を吸収（調整）するためにバッファ２４０が設けられている。パケット信号は、イーサＭＡＣ２５０で所定の手続きが行われた後、イーサＰＨＹ２６０で処理されてネットワークに送出される。イーサＭＡＣ２５０では、パケットに対して送信先のアドレスなどの制御情報を付加し、ＭＡＣフレーム単位でデータの送信を行う。イーサＰＨＹ２６０では、ネットワークの物理的な接続・伝送方式に応じて、データが伝送網５００に送信される。
【００５６】
以上説明したように第１の実施形態によれば、受信した信号に基づいてメインカメラへの切り換えを行うことにより、ビデオスイッチャー３００でカメラを切り換えたときに、切り換えの前後で伝送レートの低下による画像の劣化が生じてしまうことを確実に抑止できる。
【００５７】
２．第２の実施形態
次に、本開示の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、伝送遅延を測定して、この伝送遅延量とカメラ２００側でエンコードに必要な時間を鑑みて、ビデオスイッチャー３００側で映像が切り換わるタイミングを算出する。そして、ビデオスイッチャー３００では、算出したタイミングで映像を切り換える。
【００５８】
図１０は、映像が切り換わるタイミングを算出する手法を示す模式図である。図１０に示すように、カメラ２００でのフレーム先頭パケットの送信時刻をＴ０，Ｔ１，Ｔ２・・・とする。また、ビデオスイッチャー３００でのフレーム毎の反映時刻（フレーム毎の受信時刻）をＴ’０，Ｔ’１，Ｔ’２・・・とする。また、伝送レートの制御信号の伝送遅延時間をＤとし、カメラ２００でのエンコード時間をＥとする。
【００５９】
図１０に示すように、フレームの周期を３３ｍｓとすると、時刻Ｔ１はＴ０＋３３［ｍｓ］となる。時刻Ｔ１から伝送遅延時間Ｄとエンコード時間Ｅを減算した時刻
（Ｔ０  ＋  ３３）−Ｅ−Ｄよりも後に、ビデオスイッチャー３００の切替え動作が行われた場合は、時刻 （Ｔ０  ＋  ３３）−Ｅ−Ｄよりも後に伝送レートの制御信号がビデオスイッチャー３００から送信される。この場合、時刻Ｔ’１でビデオスイッチャー３００に到着するパケットは、制御信号がカメラ２００に到達する以前にエンコードされたものであるため、時刻Ｔ’１での実際の映像の切り換えは行なわず、時刻Ｔ’２で実際の映像を切り換えるように制御する。
【００６０】
一方、時刻 （Ｔ０  ＋  ３３）−Ｅ−Ｄよりも以前にビデオスイッチャー３００の切り換え動作が行われた場合には、時刻Ｔ’１で実際の映像を切り換えるように制御する。時刻Ｔ’１で到着するパケットは、制御信号がカメラ２００に到達した後にエンコードされたものであるため、カメラ２００側では伝送レートの変更等の処理が行われている。従って、この場合は、時刻Ｔ’１で実際の映像を切り換えるように制御する。
【００６１】
このため、図８に示すように、ビデオスイッチャー３００は、切換タイミング演算部３１０、及び切換制御部３２０を備えている。切換タイミング演算部３１０は、映像切り換えの動作が入力された時刻と、伝送遅延時間Ｄ、エンコード時間Ｅ等に基づいて、映像を実際に切り換えるタイミングを演算する。切換制御部３２０は、切換タイミング演算部３１０が演算したタイミングに基づいて、実際の映像の切り換えを行う。
【００６２】
より詳細には、ビデオスイッチャー３００の切り換え操作のタイミングの時刻Ｔが、以下の式（１）を満たす場合は、実際の映像の切り替えタイミングは時刻Ｔ’１となる。
（Ｔ０＋３３）−Ｅ−Ｄ ≦Ｔ＜（Ｔ１＋３３）−Ｅ−Ｄ    ・・・（１）
【００６３】
同様に、ビデオスイッチャー３００の切り換え操作のタイミングの時刻が、以下の式（２）を満たす場合は、実際の映像の切り替えタイミングは時刻Ｔ’２となる。
（Ｔ１＋３３）−Ｅ−Ｄ ≦Ｔ＜（Ｔ２＋３３）−Ｅ−Ｄ
【００６４】
なお、上記の例は、１フレームの周期を３３ｍｓとした場合であり、エンコード処理を必要とした場合の例である。また、前提条件として，カメラ２００とビデオスイッチャー３００は時刻同期して動作しており、ビデオスイッチャー３００側では、フレームパケットの送信時刻Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２・・・を知ることが可能であるものとする。
【００６５】
以上説明したように第２の実施形態によれば、伝送レートの制御信号の伝送遅延時間Ｄ、エンコード時間Ｅ等に応じて、ビデオスイッチャー３００側で映像の切り換えタイミングを制御することができる。従って、最適なタイミングで映像を切り換えることができ、所望の伝送レートで映像を視認することが可能となる。
【００６６】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６７】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）映像のパケット信号を生成するパケット信号生成部と、
前記パケット信号を、他の送信装置と共通に使用される非同期伝送網を介して送信する送信部と、
映像の圧縮レートを制御する圧縮レート制御部と、を備え、
映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記映像信号とともに送信する、送信装置。
【００６８】
（２）映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記パケット信号に挿入する切換タイミング情報挿入部を備える、前記（１）に記載の送信装置。
【００６９】
（３）前記切換タイミング情報挿入部は、前記切換タイミング情報として、前記パケット信号のヘッダに専用のフラグを挿入する、前記（２）に記載の送信装置。
【００７０】
（４）前記切換タイミング情報挿入部は、前記切換タイミング情報として、前記パケット信号のヘッダに記載される伝送レート情報を用いて、前記タイミング情報を挿入する、前記（２）に記載の送信装置。
【００７１】
（５）前記切換タイミング情報挿入部は、前記切換タイミング情報として、前記パケット信号のヘッダに記載されるデータレングスを用いて、前記タイミング情報を挿入する、前記（２）に記載の送信装置。
【００７２】
（６）前記パケット信号のパケットとしてＲＴＰパケットを用いる、前記（１）に記載の送信装置。
【００７３】
（７）前記パケット信号のパケットとしてＲＴＣＰパケットを用いる、前記（１）に記載の送信装置。
【００７４】
（８）非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信する受信部と、
前記パケット信号に含まれる、映像の圧縮レートの切換タイミング情報を取得する切換タイミング取得部と、
前記切換タイミング情報に応じて前記複数のカメラの映像を切り換える切換部と、
を備える、受信システム。
【００７５】
（９）前記切換タイミング情報は、前記パケット信号のヘッダに挿入された専用のフラグである、前記（８）に記載の受信システム。
【００７６】
（１０）前記切換タイミング情報は、前記パケット信号のヘッダに記載される伝送レート情報である、前記（８）に記載の受信システム。
【００７７】
（１１）前記切換タイミング情報は、前記パケット信号のヘッダに記載されるデータレングス情報である、前記（８）に記載の受信装置。
【００７８】
（１２）映像のパケット信号を生成するパケット信号生成部と、
前記パケット信号を、他の送信装置と共通に使用される非同期伝送網を介して送信する送信部と、
映像の圧縮レートを制御する圧縮レート制御部と、を有し、
映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記映像信号とともに送信する、送信装置と、
前記非同期伝送網を介して複数の前記送信装置から映像のパケット信号を受信する受信部と、
前記パケット信号に含まれる前記切換タイミング情報を取得する切換タイミング取得部と、
前記切換タイミング情報に応じて前記複数のカメラの映像を切り換える切換部と、
を備える、受信システムと、
を備える、通信システム。
【００７９】
（１３）映像のパケット信号を生成することと、
前記パケット信号を、他の送信装置と共通に使用される非同期伝送網を介して送信すること、
映像の圧縮レートを制御することと、
映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記パケット信号に挿入することと、
を備える、送信方法。
【００８０】
（１４）映像のパケット信号を生成する手段、
前記パケット信号を、他の送信装置と共通に使用される非同期伝送網を介して送信する手段、
映像の圧縮レートを制御する手段、
映像の圧縮レートの切り換わりのタイミングを示す切換タイミング情報を前記パケット信号に挿入する手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【００８１】
（１５）非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信することと、
前記パケット信号に含まれる、映像の圧縮レートの切換タイミング情報を取得することと、
前記切換タイミング情報に応じて前記複数のカメラの映像を切り換えることと、
を備える、受信方法。
【００８２】
（１６）非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信する手段、
前記パケット信号に含まれる、映像の圧縮レートの切換タイミング情報を取得する手段、
前記切換タイミング情報に応じて前記複数のカメラの映像を切り換える手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【００８３】
（１７）非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信する受信部と、
映像の圧縮レートの制御信号を送信する制御信号送信部と、
少なくとも前記非同期伝送網の遅延時間を含む所定のパラメータに基づいて、映像の圧縮レートの切換タイミングを演算する切換タイミング演算部と、
前記切換タイミングに基づいて前記複数のカメラの映像を切り換える切換制御部と、
を備える、受信システム。
【００８４】
（１８）前記切換タイミング演算部は、前記遅延時間と送信側の装置における映像のエンコード時間とに基づいて、前記切換タイミングを演算する、請求項１７に記載の受信システム。
【００８５】
（１９）非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信することと、
映像の圧縮レートの制御信号を送信することと、
少なくとも前記非同期伝送網の遅延時間を含む所定のパラメータに基づいて、映像の圧縮レートの切換タイミングを演算することと、
前記切換タイミングに基づいて前記複数のカメラの映像を切り換えることと、
を備える、受信方法。
【００８６】
（２０）非同期伝送網を介して複数のカメラから映像のパケット信号を受信する手段、
映像の圧縮レートの制御信号を送信する手段、
少なくとも前記非同期伝送網の遅延時間を含む所定のパラメータに基づいて、映像の圧縮レートの切換タイミングを演算する手段、
前記切換タイミングに基づいて前記複数のカメラの映像を切り換える手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【符号の説明】
【００８７】
２００    カメラ
２３０    エンコーダ
２５０    イーサＭＡＣ
２６０    イーサＰＨＹ
２７０    切換タイミング情報挿入部
２８０    タイミング発生部
３００    ビデオスイッチャー
３１０    切換タイミング演算部
３２０    切換制御部
６００    画像受像機
６１０    イーサＰＨＹ
６２０    イーサＭＡＣ
６５０    信号解析部
【図１】
2013026787.tif 000003
【図２】
2013026787.tif 000004
【図３】
2013026787.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2013026787.tif 000008
【図７】
2013026787.tif 000009
【図８】
2013026787.tif 000010
【図９】
2013026787.tif 000011
【図１０】
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