(57)【要約】      （修正有）【課題】現用系の映像信号と予備系の映像信号の切替機能と、２つの異なる映像の切替機能との双方の機能を有する映像受信装置及び映像信号切替方法を提供する。【解決手段】映像伝送システム１００は、映像送信装置１２１、１２２と、ネットワーク１３０と、映像送信装置１２１、１２２からの映像コンテンツがＩＰパケット化された２つの映像ストリームを受信する映像受信装置１１０から構成される。映像受信装置１１０は、継続的に受信している映像ストリームを受信できなくなった場合に、出力する映像ストリームを、同一の映像コンテンツがＩＰパケット化された他の映像ストリームに切替える機能と、２つの映像ストリームのうちの一方の受信を停止し、異なる映像コンテンツを有する他の映像ストリームを受信し、出力する映像ストリームを、受信した他の映像ストリームに切替える機能とを有する。【選択図】図１
2017055273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像コンテンツをＩＰパケット化した映像ストリームを送信する送信装置であって、単独で、もしくは複数の送信装置により１つの映像コンテンツから２つの映像ストリームを作成し送信する機能を有する、映像送信装置と、
前記映像ストリームを受信する映像受信装置と、
前記送信装置と前記受信装置とを接続するネットワークであって、前記２つの映像ストリームを前記映像受信装置に送信する機能と各々の送信装置が送信する複数のコンテンツの映像ストリームの中から選択した映像ストリームを前記受信装置に送信する機能とを有する、ネットワークと
を備える映像伝送システムであって、
前記映像受信装置が継続的に受信している前記２つの映像ストリームのうち、前記映像受信装置が出力している映像ストリームの受信障害を検出した場合に、前記映像受信装置に前記２つの映像ストリームの前記映像受信装置が出力していない映像ストリームに映像コンテンツのデータ欠落なく切替える第１の切替機能と、受信している映像ストリームを、前記映像ストリームの映像コンテンツと異なる映像コンテンツがＩＰパケット化された映像ストリームに映像の瞬断を起こさずに、前記受信装置において切替える第２の切替機能を有し、
前記ネットワークは、前記システムが前記第１の機能により動作している場合は、前記２つのＩＰストリームを前記映像受信装置に送信し、前記システムが前記第２の機能により動作している場合には、切替え元の１つの映像ストリームの送信を止め、切替え先の映像コンテンツの映像ストリームを送信することを特徴とする映像伝送システム。
【請求項２】
映像コンテンツがＩＰパケット化された第１及び第２の映像ストリームを受信し、前記第１及び第２の映像ストリームのうちの一方を選択し出力する映像受信装置であって、
第１の映像コンテンツを有する前記第１及び第２の映像ストリームを継続的に受信し、前記第１の映像ストリームを選択して出力している場合に、前記第１の映像ストリームが受信できなくなった場合、前記第１の映像ストリームから、前記第２の映像ストリームに瞬断なく切替えて出力する第１の切替え機能と、第１の映像コンテンツを有する第１の映像ストリームと第２の映像コンテンツを有する第２の映像ストリームを受信し、前記第１の映像ストリームから、前記第２の映像コンテンツを有する第２の映像ストリームに瞬断なく切替える第２の切替え機能を有することを特徴とする映像受信装置。
【請求項３】
前記第１の切り替え機能時の前記第２の映像ストリームの入力帯域を前記第２の切り替え機能時には、前記第２のコンテンツを有する第２の映像ストリームの入力帯域として使用する機能を有し、前記第２の切替え機能を行う場合にも、入力帯域を増やすことなく切り替えることを特徴とする請求項２に記載の映像受信装置。
【請求項４】
前記映像切替点は、映像ストリームのフレームの境界から選択されることを特徴とする請求項３に記載の映像受信装置。
【請求項５】
前記第２の切り替え機能は、前記第１の映像ストリームから、前記第２の映像コンテンツを有する第２の映像ストリームに切り替える時の前記第１の映像ストリームの映像切替点と、前記第２の映像コンテンツを有する第２の映像ストリームの映像切替点とは、前記映像受信装置のバッファに蓄えられたパケットの量と映像フレームの境界を示すパケットのバッファ内での状態とを基に決定される機能を含むことを特徴とする請求項４に記載の映像受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアルタイム映像コンテンツの伝送システムと切替え方法に関し、より詳細には、ＩＰネットワークで配信される複数の映像ストリームを選択的に切替えて出力する受信装置と、伝送に用いるネットワークから受信装置への映像ストリームの提供方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放送局は、複数の施設、例えば、スタジアム、他の放送局、中継車等から多くの映像コンテンツを受信する。また、放送局内においても、複数の映像コンテンツを独自に生成している。これらの多くの映像コンテンツを配信するために、リアルタイムで映像の切替を行う必要がある。
【０００３】
映像コンテンツの切替の方式は、大きく分けて２つの種類がある。まず第１の映像コンテンツの切替方式は、現在配信している映像コンテンツを、内容の異なる別の映像コンテンツに切替える方式である。これは、例えば、カメラａにおいて撮影された映像コンテンツを、カメラｂにおいて撮影された映像コンテンツに切替えるものである。
【０００４】
第２の映像コンテンツの切替方式は、映像コンテンツの伝送経路が冗長化されている場合に現用系の映像コンテンツから、予備系の映像コンテンツに切りえる方式である。これは、映像コンテンツを伝送している経路において障害が発生したとき、受信する映像コンテンツの経路を別の経路に変更して、映像の配信が中断されることを防止するものである。
【０００５】
ここで、近年のＩＴ技術の進歩に伴い、放送システムがＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ベースへと移行してきている。そのため、放送局内外における映像コンテンツの送信も、ＩＰネットワークを使用することが多くなってきている。その動向は、例えば非特許文献１に記されている。これらのＩＰベースの放送システムでは映像信号をＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いてＩＰパケット化して転送する。したがって、放送システムをＩＰベースとするために、ＩＰネットワーク内において用いられることを前提とした映像伝送システムが必要となってくる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】須藤直宏、石田秀徳、堀田朗、深澤知巳、甲斐創、柳澤斉「映像情報メディア学会誌  ＶＯＬ．６７，ＮＯ．５（２０１３）「放送現業の研究開発動向」」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の第１の映像の切替方式において、ＩＰパケット化された映像コンテンツのストリームの出力を切替える方式として、シームレス切替と呼ばれる方式が一般的になりつつある。シームレス切替は、ＩＰストリームの受信装置で受信する映像コンテンツの切替えを行う時に、切替前の映像ストリームの映像フレームの境界と切替後の映像ストリームとの映像フレームの境界とのタイミングを合わせて、映像フレームの境界で映像コンテンツの切替えを行う方式である。映像フレームの境界のタイミングを合わせるためには、切替後の映像ストリームを事前に受信装置に入力しておき、受信装置に備えられたバッファによりバッファリングを行う。
【０００８】
この方式を用いれば、映像信号の瞬断を起こすことなく別の映像コンテンツに切替えができるが、受信装置では、一時的に２つの映像ストリームを受信するため、受信する映像の帯域が倍に増えてしまう。
【０００９】
また、前述の第２の映像コンテンツの切替方式において、ＩＰパケット化された映像コンテンツのストリームの出力を切替える方式として、ＳＭＰＴＥ２０２２−７「Ｓｅａｍｌｅｓｓ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｏｆ  ＳＭＰＴＥ  ２０２２  ＩＰ  Ｄａｔａｇｒａｍｓ」において規定されるシームレスプロテクションという方法がある。この方法は、同じ映像コンテンツから作成された現用系及び予備系のＩＰストリームをそれぞれ異なる経路から受信し、現用系のＩＰストリームの経路に障害が発生した場合に、予備系のＩＰストリームに切替える方式で有り、ヒットレスプロテクションと呼ばれる事もある。以後、説明の簡素化のためにシームレスプロテクションをヒットレスプロテクションと呼ぶ。出力する画像を乱さず映像ストリームを切り替えるためには、現用系及び予備系のＩＰストリームを、受信装置内のバッファでバッファリングを行うことにより両系の遅延が同じになる様に調整して、映像切替時に同じペイロードを持つイーサネットパケットのタイミングを合わせる。ヒットレスプロテクションを用いた場合には受信装置は、継続的に２本の映像ストリームを受信する必要があるため、受信する映像の帯域が倍に増える。
【００１０】
ここで、第１の映像の切替方式及び第２の映像の切替方式の両方の切替を行うことができるように構成する受信装置を考える。この場合、第１の切替方式は切替えの時に一時的に切替前と切替後の２つの映像ストリームを受信する必要があり、第２の切替方式は継続的に２本の映像ストリームを受信する必要があるため、一時的には４本のストリームを流すことができる大きな帯域が受信装置の入力で必要であるという問題が生じる。
【００１１】
また、この場合、第１の映像の切替方式のために切替前のＩＰストリームと切替後のＩＰストリームのタイミングを合わせるバッファが必要であり、さらにその両方ストリームに対して第２の切替方式で現用系・予備系の遅延を合わせるためのバッファが必要となり、受信装置の規模が大きくなり、受信装置が高価になるという問題も生じる。
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、シームレス切替えとヒットレスプロテクションの両方の切り替えを可能としながら、受信装置入力での必要帯域を削減できる映像伝送システムと安価な受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために、本発明の第１の態様は、映像コンテンツをＩＰパケット化した映像ストリームを送信する送信装置であって、単独で、もしくは複数の送信装置により１つの映像コンテンツから２つの映像ストリームを作成し送信する機能を有する、映像送信装置と、前記映像ストリームを受信する映像受信装置と、前記送信装置と前記受信装置とを接続するネットワークであって、前記２つの映像ストリームを前記映像受信装置に送信する機能と各々の送信装置が送信する複数のコンテンツの映像ストリームの中から選択した映像ストリームを前記受信装置に送信する機能とを有する、ネットワークとを備える映像伝送システムであって、前記映像受信装置が継続的に受信している前記２つの映像ストリームのうち、前記映像受信装置が出力している映像ストリームの受信障害を検出した場合に、前記映像受信装置に前記２つの映像ストリームの前記映像受信装置が出力していない映像ストリームに映像コンテンツのデータ欠落なく切替える第１の切替機能と、受信している映像ストリームを、前記映像ストリームの映像コンテンツと異なる映像コンテンツがＩＰパケット化された映像ストリームに映像の瞬断を起こさずに、前記受信装置において切替える第２の切替機能を有し、前記ネットワークは、前記システムが前記第１の機能により動作している場合は、前記２つのＩＰストリームを前記映像受信装置に送信し、前記システムが前記第２の機能により動作している場合には、切替え元の１つの映像ストリームの送信を止め、切替え先の映像コンテンツの映像ストリームを送信することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の第２の態様は、映像コンテンツがＩＰパケット化された第１及び第２の映像ストリームを受信し、前記第１及び第２の映像ストリームのうちの一方を選択し出力する映像受信装置であって、第１の映像コンテンツを有する前記第１及び第２の映像ストリームを継続的に受信し、前記第１の映像ストリームを選択して出力している場合に、前記第１の映像ストリームが受信できなくなった場合、前記第１の映像ストリームから、前記第２の映像ストリームに瞬断なく切替えて出力する第１の切替え機能と、第１の映像コンテンツを有する第１の映像ストリームと第２の映像コンテンツを有する第２の映像ストリームを受信し、前記第１の映像ストリームから、前記第２の映像コンテンツを有する第２の映像ストリームに瞬断なく切替える第２の切替え機能を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の第３の態様は、第２の態様の映像受信装置であって、前記第１の切り替え機能時の前記第２の映像ストリームの入力帯域を前記第２の切り替え機能時には、前記第２のコンテンツを有する第２の映像ストリームの入力帯域として使用する機能を有し、前記第２の切替え機能を行う場合にも、入力帯域を増やすことなく切り替えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の第４の態様は、第３の態様の映像受信装置であって、前記映像切替点は、映像ストリームのフレームの境界から選択されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の第５の態様は、第４の態様の映像受信装置であって、前記第２の切り替え機能は、前記第１の映像ストリームから、前記第２の映像コンテンツを有する第２の映像ストリームに切り替える時の前記第１の映像ストリームの映像切替点と、前記第２の映像コンテンツを有する第２の映像ストリームの映像切替点とは、前記映像受信装置のバッファに蓄えられたパケットの量と映像フレームの境界を示すパケットのバッファ内での状態とを基に決定される機能を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、映像伝送システムにおいて、シームレス切替えとヒットレスプロテクションの両方の切り替えを可能としながら、受信装置入力での必要帯域を削減し、安価な受信装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる映像伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の映像伝送システムのヒットレス切替フェーズにおける映像信号切替の様子を示す図である
【図３】図１の映像伝送システムのシームレス切替フェーズにおける映像信号切替の様子を示す図である。
【図４】シームレス切替フェーズにおける映像ストリームの受信と映像信号切替の様子を示す図である。
【図５】図１の映像受信装置における、受信中の映像ストリームと、切替点の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
（システム構成）
図１は、本発明の一実施形態にかかる映像伝送システム１００の構成を示すブロック図である。映像伝送システム１００は、映像コンテンツＡを送信する映像送信装置Ａ  １２１と、映像コンテンツＢを送信する映像送信装置Ｂ  １２２と、映像送信装置Ａ  １２１及び映像送信装置Ｂ  １２２に接続されたネットワーク１３０と、ネットワーク１３０に接続された映像受信装置１１０と、映像伝送システム１００全体を制御するマネージャ装置１７０を備える。映像受信装置１１０は、ネットワーク１３０に接続された入力インターフェースＡ  １１１と、入力インターフェースＡ  １１１に接続されたバッファＡ  １１３を備える。また、映像受信装置１１０は、ネットワーク１３０に接続された入力インターフェースＢ  １１２と、入力インターフェースＢ  １１２に接続されたバッファＢ  １１４とを備える。また、映像受信装置１１０は、バッファＡ  １１３及びバッファＢ  １１４に接続されたセレクタ１１５と、セレクタ１１５に接続された出力インターフェース１１６とを備える。入力インターフェースＡ  １１１、入力インターフェースＢ  １１２、バッファＡ  １１３、バッファＢ  １１４、セレクタ１１５、及び出力インターフェース１１６は制御部１１７に接続されている。なお、本実施形態において、映像送信装置Ａ  １２１及び映像送信装置Ｂ  １２２、マネージャ装置１７０は、ネットワーク１３０に接続されているが、それぞれ異なるネットワークに接続されていてもよく、また、映像受信装置１１０にも、複数のネットワークが接続されていてもよい。
【００２２】
図１に記載の映像送信装置Ａ  １２１は、ＳＭＰＴＥ２０２２−６に準拠したパケットフォーマットで、非圧縮映像の映像コンテンツをＩＰパケット化し、ＩＰパケット化した映像ストリームを、例えば１０Ｇｂｐｓのイーサネット１３０１、１３０２、及びネットワーク１３０を介して映像受信装置１１０に送信する。また、映像送信装置Ｂ  １２２は、ＳＭＰＴＥ２０２２−６に準拠したパケットフォーマットで、非圧縮映像の映像コンテンツをＩＰパケット化し、ＩＰパケット化した映像ストリームを、例えば１０Ｇｂｐｓのイーサネット１３０３、１３０４、及びネットワーク１３０を介して映像受信装置１１０に送信する。ＳＭＰＴＥ２０２２−６に準拠したパケットフォーマットにおいて、非圧縮映像の映像コンテンツはＩＰパケットのＭｅｄｉａ  Ｐａｙｌｏａｄのフィールドに乗せられ伝送される。Ｍｅｄｉａ  Ｐａｙｌｏａｄは１３７６オクテットの固定長である。なお、映像送信装置Ａ  １２１及び映像送信装置Ｂ  １２２から送信する映像ストリームは、ＳＭＰＴＥ２０２２−６に準拠したものに限られず、非圧縮映像の他の（例えばＲＦＣ４１７５に準拠した）映像ストリームでも良く、またＳＭＰＴＥ２０２２−２に準拠した圧縮映像の映像ストリームであってもよい。
【００２３】
映像送信装置Ａ  １２１は、非圧縮映像の映像コンテンツＡをＩＰパケット化して映像ストリームＡ  １５１を生成する。また、同じ映像コンテンツＡをＩＰパケット化して映像ストリームＡ´  １５２を生成する。映像ストリームＡ  １５１は、マネージャ装置１７０により、例えばオープンフローによりネットワーク１３０中の第１の経路が指定され、入力インターフェースＡ  １１１に送信される。また、映像ストリームＡ´  １５２は、マネージャ装置１７０により、例えばオープンフローによりネットワーク１３０中の第１の経路と異なる第２の経路が指定され、入力インターフェースＢ  １１２に送信される。なお、映像ストリームＡ  １５１及び映像ストリームＡ´  １５２は、本実施形態におけるように同一の映像送信装置Ａ  １２１において生成してもよいし、異なる映像送信装置（例えば映像送信装置Ａ及び映像送信装置Ａ´）により生成してもよい。
【００２４】
また、映像送信装置Ｂ  １２２は、映像コンテンツＡと異なる非圧縮映像の映像コンテンツＢをＩＰパケット化して映像ストリームＢ  １６１を生成する。また、同じ映像コンテンツＢをＩＰパケット化して映像ストリームＢ´  １６２を生成する。映像ストリームＢ  １６１は、マネージャ装置１７０により、例えばオープンフローによりネットワーク１３０中の第３の経路が指定され、入力インターフェースＢ  １１２に送信する。また、映像ストリームＢ´  １６２は、マネージャ装置１７０により、例えばオープンフローによりネットワーク１３０中の第３の経路と異なる第４の経路が指定され、入力インターフェースＡ  １１１に送信される。なお、映像ストリームＢ  １６１及び映像ストリームＢ´  １６２も、本実施形態におけるように同一の映像送信装置Ｂ  １２２において生成してもよいし、異なる映像送信装置（例えば映像送信装置Ｂ及び映像送信装置Ｂ´）により生成してもよい。
【００２５】
マネージャ装置１７０は、制御インターフェース１７１を介して映像受信装置１１０の制御部１７７と通信可能に接続され、制御インターフェース１７２を介してネットワーク１３０と通信可能に接続され、制御インターフェース１７３を介して映像送信装置１２１、１２２と通信可能に接続されており、制御インターフェース１７１、１７２及び１７３を通して、例えばＳＮＭＰ、オープンフロー等のプロトコルにより、映像伝送システム１００内の各装置、ネットワークの制御を行う。制御インターフェース１７１、１７２、１７３は例えば１Ｇｂｐｓのイーサネットネットワークである。
【００２６】
ここで、映像ストリームの経路の指定は、例えばマネージャ装置１７０によりオープンフロー等を使用して、ネットワーク管理者が一括してスタティックに決定する場合もあれば、ＩＧＭＰ等により映像受信装置より要求しダイナミックに決定される場合もある。ネットワークにおける映像ストリームの経路設定は、マネージャ装置１７０がオープンフローにより行う意外にも、映像受信装置１１０がＩＧＭＰ等を用いてネットワーク１３０に映像ストリームＢ  １６１を要求しても良い。またＤｉｒｅｃｔ  Ｆｌｏｗ等の別のプロトコルを用いて設定しても良い。
【００２７】
なお、ネットワーク１３０については、１つのネットワークに限られず、複数のネットワークから構成されていてもよい。例えば、送信装置ごとに異なるネットワークに接続されていてもよい。
【００２８】
映像受信装置１１０は、受信中の現用系の映像コンテンツの映像ストリームを送信している経路にネットワーク障害が発生した場合に、現用系の映像ストリームから予備系の映像ストリームに切替える機能、及び受信中の映像ストリームＡから、映像コンテンツＡと異なる映像コンテンツＢへの切替を行う機能とを併せ持っている。ここで、本実施形態においては、映像ストリームＡ  １５１を現用系の映像ストリームとし、映像ストリームＡ´  １５２を予備系の映像ストリームとしているが、逆であってもかまわない。また、同様に、映像ストリームＢ  １６１を現用系の映像ストリームとし、映像ストリームＢ´  １６２を予備系の映像ストリームとしているが、逆であってもかまわない。また、映像ストリームＡ  １５１、Ａ´  １５２と、映像ストリームＢ  １６１、Ｂ´  １６２とは、異なるコンテンツの映像ストリームである。
【００２９】
映像伝送システム１００において、ネットワーク１３０から入力インターフェースＡ  １１１、バッファＡ  １１３を介してセレクタ１１５までの経路をラインＡとする。一方で、ネットワーク１３０から入力インターフェースＢ  １１２、バッファＢ  １１４を介してセレクタ１１５までの経路をラインＢとする。セレクタ１１５は、制御部１１７からの信号によりラインＡとラインＢとの切替を行う。また、バッファＡ  １１３及びバッファＢ  １１４は、入力された映像ストリームを一時的にバッファリングし、映像ストリームＡ  １５１、Ｂ  １６１及び映像ストリームＡ´  １５２、Ｂ´  １６２に関して、切替前の映像ストリームと切替後の映像ストリームのタイミングを合わせ、およびヒットレスプロテクションでの現用系・予備系の遅延を合わせ、およびパケットの到着ジッタの吸収を行う、ＦＩＦＯ型のバッファであり、読み出しポインタの設定が可能なものである。出力インターフェースはセレクタ１１５が出力する映像ストリーム等の信号を外部に出力する機能を有し、ＩＰパケット化された映像ストリームのまま出力する機能と、ＳＭＰＴＥ２０２２−６準拠の非圧縮映像のＩＰパケット化された映像ストリームを映像信号に変換して出力する機能、ＳＭＰＴＥ２０２２−２準拠の圧縮映像のＩＰパケット化された映像ストリームを映像信号に変換して出力する機能を持つ。また、他の（例えばＲＦＣ４１７５に準拠した）非圧縮映像の映像ストリームを映像信号に変換して出力する機能を備えても良い。
【００３０】
（映像切替方法）
次に、映像伝送システム１００における映像切替方法について説明する。映像伝送システム１００は、現用系の映像ストリームを送信している経路にネットワーク障害が生じた場合に、現用系の映像ストリームから予備系の映像ストリームに瞬断なしで切替えることができる（ヒットレスプロテクション）。また、配信中の映像コンテンツＡから、映像コンテンツＡと異なる映像コンテンツＢへの切替を行うときに、シームレスに映像を切替えることができる（シームレス切替）。ここで、現用系、予備系に同じ映像コンテンツを伝送している状態をヒットレス切替フェーズとし、現用の映像コンテンツを別の映像コンテンツに切替える段階をシームレス切替フェーズとする。
【００３１】
（ヒットレス切替フェーズ）
ここで、まず、ヒットレス切替フェーズについて説明する。ヒットレス切替フェーズにおいては、ＳＭＰＴＥ２０２２−７において規定されているヒットレスプロテクションを用いた映像の切替を行う。映像の切替は、例えば、以下のように行う。現用系の映像ストリームを送信している第１の経路にネットワーク障害が生じる。そうすると、制御部１１７が、セレクタ１１５により、第１の経路に接続されたラインＡから、映像ストリームを受信する経路を予備系の映像ストリームを送信している第２の経路に接続されたラインＢに切替える。この、ラインＡからラインＢへの切替により、ネットワーク障害時の保護を行うことができる。図２は、映像伝送システム１００のヒットレス切替フェーズにおける映像信号切替の様子を示す図である。
【００３２】
ヒットレス切替フェーズにおいては、映像送信装置Ａ  １２１から、ネットワーク１３０中の第１の経路を介して、現用系のＩＰパケット化された映像ストリームＡ  １５１が映像受信装置１１０の入力インターフェースＡ  １１１に送信されている。また、ネットワーク１３０中の第２の経路を介して、予備系のＩＰパケット化された映像ストリームＡ´  １５２が映像受信装置１１０の入力インターフェースＢ  １１２に送信されている。映像コンテンツは、現用系及び予備系ともに映像コンテンツＡである。映像ストリームＡ´  １５２のＲＴＰヘッダ及びＲＴＰペイロードは、映像ストリームＡ  １５１と同一である。ＲＴＰヘッダ及びＲＴＰペイロード以外の部分、例えばＵＤＰヘッダ、ＩＰアドレス、ポート番号、ＶＬＡＮまたはＭＡＣアドレス、受信する物理ポート等により差別化して、映像ストリームＡ  １５１と映像ストリームＡ´  １５２との識別を可能にする。
【００３３】
図２において、映像ストリームＡ  １５１が、ネットワーク１３０内の第１の経路から入力インターフェースＡ  １１１（ラインＡ）に入力され、入力インターフェースＡ  １１１からバッファＡ  １１３に書き込まれる。また、映像ストリームＡ´  １５２が、ネットワーク１３０内の第２の経路から入力インターフェースＢ  １１２（ラインＢ）に入力され、入力インターフェースＢ  １１２からバッファＢ  １１４に書き込まれる。
【００３４】
ここで、映像ストリームＡ  １５１と映像ストリームＡ´  １５２とは、互いに異なる経路を使用しているため、映像受信装置１１０への到達に時間差が生じることがある。この場合、映像受信装置１１０において、映像ストリームＡ  １５１から映像ストリームＡ´  １５２にヒットレス切替を行うためには、映像ストリームＡ  １５１と映像ストリームＡ´  １５２との同期が必要となる。
【００３５】
同期は、双方のストリームで同一のペイロードを持つイーサネットパケットが、バッファＡ  １１３及びバッファＢ  １１４から同時に出力されるようにする。ここで、映像ストリームＡ  １５１のＲＴＰシーケンス番号及びタイムスタンプと、映像ストリームＡ´  １５２のＲＴＰシーケンス番号及びタイムスタンプとを識別し、映像受信装置１１０のバッファ（バッファＡ  １１３又はバッファＢ  １１４）により遅延させる必要がある映像ストリームの送出を遅らせる。なお、ＲＴＰ  ＳＳＲＣフィールドは、可能であれば、二つの適合する映像ストリームの検証に使用できる。映像ストリームＡ  １５１及び映像ストリームＡ´  １５２は、到着ジッタ吸収のため、バッファＡ  １１３又はバッファＢ  １１４それぞれにおいてさらに一定時間遅延させた後、同期された状態で（イーサネットパケットの先頭の出力タイミングがそろった状態で）映像受信装置１１０のセレクタ１１５に送信される。
【００３６】
現用系の映像ストリームＡ  １５１のネットワーク内に障害がない状態では、映像受信装置１１０の制御部１１７は、現用系の映像ストリームＡ  １５１を配信するため、セレクタ１１５に、ラインＡの映像ストリームを送出させるよう制御する。
【００３７】
ここで、現用系の映像ストリームＡ  １５１のネットワーク内の経路の障害が発生した場合、映像受信装置１１０において、現用系の映像ストリームから、予備系の映像ストリームへの切替を行う。ネットワーク障害の監視は、制御部１１７が入力インターフェースＡ  １１１及び入力インターフェースＢ  １１２を介して、映像ストリームＡ  １５１と映像ストリームＡ´  １５２とを監視することにより行う。例えば、制御部１１７は、入力インターフェースＡ  １１１を介して、映像ストリームＡ  １５１のパケットが到達しない、パケットロスが生じている等を感知したとき、ラインＡの映像ストリームＡ  １５１から、ラインＢの映像ストリームＡ´  １５２への切替を行う。具体的には、制御部１１７は現用系の映像ストリームＡ  １５１のネットワーク内の経路の障害を検出した時、直ちにセレクタ１１５に制御信号を送信し、予備系として稼働しているラインＢへの切替を行う。セレクタ１１５が制御部１１７よりの指令に基づきイーサネットパケット単位でラインをＡからＢへと切替えることにより、映像受信装置１１０から映像ストリームＡ´  １５２が出力される。
【００３８】
その後、ネットワーク障害が復旧した場合には、第２の経路及び第２の経路に接続されたラインＢを現用系の映像ストリームの経路として継続使用してもよいし、第１の経路及び第１の経路に接続されたラインＡを現用系の映像ストリームとして用いるためにラインＢからラインＡに再び切替えてもよい。
【００３９】
（シームレス切替フェーズ）
次に、シームレス切替フェーズについて説明する。シームレス切替は、配信中の映像コンテンツＡから、映像コンテンツＡと異なる映像コンテンツＢへの切替を行うときに、映像に画像乱れを起こさず切替を行う方法である。シームレス切替は、切替後の映像ストリームを事前に映像受信装置１１０に入力しておき、切替後の映像ストリームの映像フレームの境界を切替え前の映像ストリームの映像フレームの境界とタイミングを合わせて、映像フレームの境界で映像の切替を行う。図３は、映像伝送システム１００のシームレス切替フェーズにおける映像ストリーム切替の様子を示す図である。また、図４は、シームレス切替フェーズにおける映像ストリームの受信と映像ストリーム切替の様子を示す図である。
【００４０】
映像ストリームの切替えはマネージャ装置１７０の指示で行う。マネージャ装置１７０は、ヒットレス切替フェーズ中に現在配信している映像コンテンツを別の映像コンテンツに切替えると決定したとき、つまり、本実施例では配信中の映像コンテンツＡから、映像コンテンツＡと異なる映像コンテンツＢへの切替を行うと決定したとき、制御インターフェース１７１を介して映像受信装置１１０の制御部１１７にシームレス切替フェーズへ移行するように指示するとともに、入力インターフェースＢ  １１２での映像ストリームＡ´  １５２の受信の停止をする指示を行う。また、制御インターフェース１７２を介して例えばオープンフローを使用して、ネットワーク１３０の第２の経路を閉塞し、さらに必要であれば制御インターフェース１７３を介して映像送信装置Ａ  １２１に対して映像ストリームＡ´  １５２の送信を停止するように指示する。
【００４１】
その後、マネージャ装置１７０は、制御インーフェース１７２を介して例えばオープンフローを使用して、ネットワーク１３０の第３の経路を設定し、制御インターフェース１７１を介して映像受信装置１１０の制御部１１７にＩＰパケット化された映像ストリームＢ  １６１を入力インターフェースＢ  １１２において受信するように指示する。
【００４２】
上記の、ネットワーク１３０での第２の経路の閉塞と第３の経路の設定は、マネージャ装置１７０がオープンフローを使用して行うだけでなく、映像受信装置１１０がＩＧＭＰ等を用いてネットワーク１３０に対して映像ストリームＢ  １６１を要求するように行っても良い。またＤｉｒｅｃｔ  Ｆｌｏｗ等の別のプロトコルを用いて設定しても良い。
【００４３】
ヒットレス切替フェーズにおいては、映像送信装置Ａ  １２１から、ネットワーク１３０内の第１の経路を介して、ＩＰパケット化された映像ストリームＡ  １５１が映像受信装置１１０の入力インターフェースＡ  １１１に送信されている。また、ネットワーク１３０内の第２の経路を介して、ＩＰパケット化された映像ストリームＡ´  １５２が映像受信装置１１０の入力インターフェースＢ  １１２に送信されている。ここで、シームレス切替フェーズに移行すると、前述したように、マネージャ装置１７０は、まず、予備系として使用しているネットワーク１３０内の第２の経路を閉塞する。また、制御インターフェース１７１を介して、映像受信装置１１０の制御部１１７に対して入力インターフェースＢ  １１１での映像ストリームＡ´  １５２の受信を停止する指示を出す。次にネットワーク１３０内の第３の経路を設定して、映像受信装置１１０の入力インターフェースＢ  １１２に、映像送信装置Ｂ  １２２からのＩＰパケット化された映像ストリームＢ  １６１の受信を行うようにさせる。映像送信装置Ｂ  １２２から送信される映像ストリームＢ  １６１の映像コンテンツＢは、映像送信装置Ａ  １２１から送信される映像ストリームＡ  １５１の映像コンテンツＡとは異なるコンテンツである。
【００４４】
映像受信装置１１０においては、予備系の映像ストリームの経路として使用しているラインＢにおいて、映像ストリームＡ´  １５２の受信が停止され、その後、映像送信装置Ｂ  １２２から送信された映像ストリームＢ  １６１が受信される。この時点においてラインＡには映像ストリームＡ  １５１が、ラインＢには映像ストリームＢ  １６１が流れている。
【００４５】
次に、映像受信装置１１０の入力インターフェースＡ  １１１及び入力インターフェースＢ  １１２において、受信中の映像ストリームＡ  １５１と映像ストリームＢ  １６１のそれぞれの映像フレームの先頭を検出する。映像フレームの先頭の検出は、制御部１１７が、入力インターフェースＡ  １１１を介して映像ストリームＡ  １５１のイーサネットパケットを観察し、また入力インターフェースＢ  １１２を介して映像ストリームＢ  １６１のイーサネットパケットを観察することにより行う。具体的にはＳＭＰＴＥ２０２２−６に準拠したイーサネットパケットの場合には、ＲＴＰヘッダのＭ（マーカー）ビットが映像フレーム内での最終パケットを示しているので、次のイーサネットパケットが映像フレームの先頭との検出を行う事ができる。ＳＭＰＴＥ２０２２−２に準拠したイーサネットパケットの場合にはＴＳヘッダ内のペイロードユニット開始インジケータ（ｐａｙｌｏａｄ  ｕｎｉｔ  ｓｔａｒｔ  ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）等を用いて、映像フレームの先頭を認識する。
【００４６】
映像フレームの先頭を検出した後、制御部１１７は、受信中の映像ストリームＡ  １５１と映像ストリームＢ  １６１のそれぞれのフレーム境界を比較して、映像切替点として用いるフレーム境界を選択する。
【００４７】
図５は、映像受信装置１１０における、受信中の映像ストリームの映像切替点を示す図である。
【００４８】
本実施形態においては、切替元である映像ストリームＡ  １５１においては図５のフレームｍ＋１とフレームｍ＋２との境界点５０１、またはフレームｍ＋２とフレームｍ＋３との境界点５０４が映像切替点の候補となる。また、切替先である映像ストリームＢ  １６１においては、図５のフレームｎとフレームｎ＋１との境界点５０３、またはフレームｎ＋１とフレームｎ＋２との境界点５０２が映像切替点の候補となる。映像切替点の選択は、切替先のラインのバッファ（本実施形態の場合はラインＢのバッファＢ  １１４）のバッファリング量に基づき行う。ここで、バッファリング量の計算のために下記の時間値Ｘを用いる。
Ｘ＝所定のヒットレス切替用最大遅延時間＋パケット到着ジッタ
【００４９】
また、バッファ内のパケットの量を時間で換算するために、下記の式を用いる。
時間＝パケットの個数×（ストリームの１パケットの時間＋ストリームの平均パケットインターバル）
【００５０】
所定のヒットレス切替用最大遅延時間とはこのネットワークにおいて想定できるヒットレスプロテクションでの現用系と予備系の遅延差の最大値であり、本実施例の映像伝送システム１００の構築時に設定される値である。すなわち、時間換算にしてＸより大きいパケット量をバッファに持っていれば、シームレス切替フェーズ解除後のヒットレス切替フェーズでのヒットレスプロテクションにおいて、バッファでの遅延を調整してタイミングを合わせる事により現用系、予備系の同期を取ることが可能である。なお、本実施例でのＸの値は１映像フレーム時間より短いものとする。
【００５１】
以下、バッファリングの量に応じてケースを分けて説明する。
【００５２】
１．ケース１
バッファＡの出力が境界点５０１に到達した時に、バッファＢが境界点５０２（すなわり映像フレームｎ＋２の先頭）のパケットを含み、かつバッファＢ内の境界線５０２以後のパケットの量が時間で換算してＸより大きいときは、制御部１１７は、バッファＢ  １１４からの読み出しポイントを映像フレーム境界点５０２に設定し、セレクタ１１５の出力元選択をバッファＢ  １１４の出力に切り替え、バッファＢ  １１４からの読み出しを開始する。
【００５３】
２．ケース２
バッファＡの出力が境界点５０１に到達した時に、バッファＢが境界点５０２（すなわり映像フレームｎ＋２の先頭）のパケットを含み、かつバッファＢ内の境界線５０２以後のパケットの量が時間で換算してＸ以下であり、バッファＢが境界点５０３（すなわり映像フレームｎ＋１の先頭）のパケットを含むときは、制御部１１７は、バッファＢ  １１４からの読み出しポイントを映像フレーム境界５０３に設定し、セレクタ１１５の出力元選択をバッファＢ  １１４の出力に切り替え、バッファＢ  １１４からの読み出しを開始する。
【００５４】
３．ケース３
バッファＡの出力が境界点５０１に到達した時に、バッファＢが境界点５０２（すなわり映像フレームｎ＋２の先頭）のパケットを含み、かつバッファＢ内の境界線５０２以後のパケットの量が時間で換算してＸ以下であり、バッファＢが境界点５０３（すなわり映像フレームｎ＋１の先頭）のパケットを含まないときは、制御部１１７は、境界点５０１での切り替えを行わず、境界点５０４において、再度切り替えを試みる。
【００５５】
４．ケース４
バッファＡの出力が境界点５０１に到達した時に、バッファＢが境界点５０２（すなわり映像フレームｎ＋２の先頭）のパケットを含まず、境界点５０３（すなわり映像フレームｎ＋１の先頭）のパケットを含み、かつバッファＢ内の境界線５０３以後のパケットの量が時間で換算してＸより大きいときは、制御部１１７は、バッファＢ  １１４からの読み出しポイントを映像フレーム境界点５０３に設定し、セレクタ１１５の出力元選択をバッファＢ  １１４の出力に切り替え、バッファＢ  １１４からの読み出しを開始する。
【００５６】
５．ケース５
バッファＡの出力が境界点５０１に到達した時に、バッファＢが境界点５０２（すなわり映像フレームｎ＋２の先頭）のパケットを含まず、境界点５０３（すなわり映像フレームｎ＋１の先頭）のパケットを含み、かつバッファＢ内の境界線５０３以後のパケットの量が時間で換算してＸ以下のときは、制御部１１７は、境界点５０１での切り替えを行わず、境界点５０４において、再度切り替えを試みる。
【００５７】
映像ストリームＡ  １５１から映像ストリームＢ  １６１への切替が完了すると、マネージャ装置１７０は、例えばオープンフローを使用して、制御インターフェース１７２を介して、ネットワーク１３０内の第１の経路を閉塞する。また、制御インターフェース１７１を介して、映像受信装置１１０の制御部１１７に対して入力インターフェースＡ  １１１での映像ストリームＡ  １５１の受信を停止する指示を出す。さらに、制御インターフェース１７３を介して、映像送信装置Ａ  １２１に映像ストリームＡ  １５１の送信を停止するように指示を行う。次に、ネットワーク１３０の第４の経路を設定して、映像送信装置Ｂ  １２２に、第４の経路を介して、映像受信装置１１０の入力インターフェースＡ  １１１へ、映像ストリームＢ´  １６２の送信を開始する指示を行う。また、映像受信装置１１０の入力インターフェースＡ  １１１に、映像送信装置Ｂ  １２２からのＩＰパケット化された映像ストリームＢ´  １６２の受信を行うように指示する。この第１の経路の閉塞と第４の経路の設定は、マネージャ装置１７０がオープンフローを使用して行うだけでなく、映像受信装置１１０がＩＧＭＰ等を用いてネットワーク１３０に映像ストリームＢ´  １６２を要求する方法を用いて行っても良い。またＤｉｒｅｃｔ  Ｆｌｏｗ等の別のプロトコルを用いて設定しても良い。
【００５８】
これらの指示に従い、映像送信装置Ａ  １２１は映像ストリームＡ  １５１の送信を停止し、映像送信装置Ｂ  １２２は映像ストリームＢ´  １６２の送信を開始する。映像ストリームＢ´  １６２のＲＴＰヘッダ及びＲＴＰペイロードは、映像ストリームＢ  １６１と同一である。ＲＴＰヘッダ及びＲＴＰペイロード以外の部分、例えばＵＤＰヘッダ、ＩＰアドレス、ポート番号、個々の物理ポート、ＶＬＡＮまたはＭＡＣアドレス、受信する物理ポート等により差別化して、映像ストリームＢ  １６１と映像ストリームＢ´  １６２との識別を可能にする。
【００５９】
映像受信装置１１０においては、映像切替前の映像ストリームＡ  １５１の経路として使用しているラインＡにおいて、映像ストリームＡ  １５１の受信を停止し、映像送信装置Ｂ  １２２から送信された映像ストリームＢ´  １６２を受信可能とする。
【００６０】
ネットワーク１３０が第１の経路を閉塞するか、映像送信装置Ａ  １２１が映像ストリームＡ  １５１の送信を停止した時点において映像受信装置１１０の入力インターフェースＡ  １１１およびラインＡには何のストリームも流れていない。ネットワーク１３０が第４の経路を設定し、映像送信装置Ｂ  １２２が映像ストリームＢ‘  １６２の送信を開始した後は、映像受信装置１１０の入力インターフェースＡ  １１１およびラインＡには映像ストリームＢ´  １６２が、入力インターフェースＡ  １１１ラインＢには映像ストリームＢ  １６１が流れており、ヒットレスプロテクションを行う事が可能な状況となる。
【００６１】
マネージャ装置１７０は映像受信装置１１０が映像ストリームＢ´  １６２の受信を開始すると、制御インターフェース１７１を介して受信装置１１０の制御部１１７にシームレス切替フェーズを終了し、再びヒットレス切替フェーズに移行する指示を出し、受信装置１１０の制御部１１７はその指示を実行する。
【００６２】
映像受信装置１１０がヒットレス切替フェーズに移行した段階においては、ラインＢを現用系、ラインＡを予備系として使用しているが、再びラインＡを現用系としラインＢを予備系とすべく、セレクタ１１５によって、映像ストリームの経路をラインＢからラインＡへ切替てもよい。また、ネットワーク障害が発生した場合には、映像ストリームの経路を、現用系として使用しているラインから予備系として使用しているラインへ切替える。
【００６３】
以上説明したように、本実施例では、シームレス切替えとヒットレスプロテクションの両方の切り替えを可能としながら、映像受信装置では一時に２つのストリームのみを入力とし、映像受信装置のバッファをシームレス切替えとヒットレスプロテクションで共用化することにより、映像伝送システム全体の帯域・コストを低減することができる。
【００６４】
なお、本実施例においてはラインＡ、ラインＢに対応した２つのバッファを用いているが、物理的には一つのバッファを用いて、論理的に２つのバッファがあるのと同等の動作をさせることは容易なのは明らかである。また、本実施例におけるマネージャ装置についても、標準的なサーバー、ＯＳを用いて構築できる事は自明である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  映像伝送システム
１１０  映像受信装置
１１１、１１２  入力インターフェース
１１３、１１４  バッファ
１１５  セレクタ
１１６  出力インターフェース
１１７  制御部
１２１、１２２  映像送信装置
１３０、１３０１〜１３０４  ネットワーク
１４０  映像受信装置
１５１、１５２、１６１、１６２  映像ストリーム
５０１〜５０４  映像切替点
１７０  マネージャ装置
１７１〜１７３  制御インターフェース
【図１】
2017055273.tif 000003
【図２】
2017055273.tif 000004
【図３】
2017055273.tif 000005
【図４】
2017055273.tif 000006
【図５】
2017055273.tif 000007