映像伝送システム
【課題】 高解像度の映像や３Ｄ映像を伝送、蓄積、再生することを可能にする。
【解決手段】 本発明は、映像送信側のシステムにおいて、映像信号源から入力された映像信号をエンコードした伝送対象のフレームデータを映像受信側のシステムに送信し、映像受信側のシステムは、受信したフレームデータをデコードし、同期信号発生源から入力された同期信号に基づいてデコードし、伝送対象のフレームデータを識別できる情報を該フレームデータに重畳させ、重畳された情報に基づいてタイミングを合わせてフレームデータを再生する。
【解決手段】 本発明は、映像送信側のシステムにおいて、映像信号源から入力された映像信号をエンコードした伝送対象のフレームデータを映像受信側のシステムに送信し、映像受信側のシステムは、受信したフレームデータをデコードし、同期信号発生源から入力された同期信号に基づいてデコードし、伝送対象のフレームデータを識別できる情報を該フレームデータに重畳させ、重畳された情報に基づいてタイミングを合わせてフレームデータを再生する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像伝送システムに係り、特に、複数の映像伝送装置を同期させ、複数の映像情報を同時にかつ同期して伝送する映像伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄ映像は、左右眼のステレオ映像を２つの独立した映像として扱い、これらの映像の処理を同期させることで録画保存、再生、伝送が可能になる。また、超高解像度の映像を扱う場合にも、その映像を領域分割し、複数の同期した映像として扱うことで、録画保存、再生、伝送が可能になる。
【０００３】
一つの映像伝送装置で伝送可能な映像よりも大きい解像度を持つ映像を伝送するには、一つの映像伝送装置で伝送可能な映像解像度になるように伝送対象の映像を領域分割し、複数の映像伝送装置を用いて並列に伝送することで対応可能になる。ただし、それぞれの映像伝送装置で映像処理を同時に行う必要があり、特に映像受信装置は伸張した映像をすべての装置で同期して出力することが必須である。
【０００４】
また、通信網としてIP網のような非同期伝送路を用いる場合には、各映像伝送装置間の伝送遅延時間が異なるため、映像送信装置の入力の段階での映像の同期状態を映像受信装置の出力で再現しなければならない。しかし、従来の映像伝送装置を複数台用意して伝送する場合、通信路上での伝送遅延の差や、それぞれの伝送装置内のクロック精度の差などから、出力映像は同期がずれてしまう。そのため、複数の映像受信装置の映像出力の時点で、こうした同期ずれを補正する必要がある。
【０００５】
このための方法として、複数装置間の同期をシステムクロック精度で同期をとる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、映像情報，すなわち映像フレームデータの中にフレーム番号などの同期情報を重畳して同期を図る技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７４６３２号広報
【特許文献２】特開２００３−２９９０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来のフレーム番号情報を映像信号に置き換える方法(特許文献１)は、画質が劣化したり、適用システムが制限されるなどの課題がある。
【０００９】
特許文献１の技術では、複数装置間の同期をシステムクロック精度で同期をとることを目的としている。このため、装置間は専用同期線で接続する必要があり、各スレーブ装置内にはクロック補正のためのPLL回路が必要である。
【００１０】
また、特許文献２の技術は、映像フレームデータの中にフレーム番号などの同期情報を重畳して同期を図るものであり、これは伝送する映像そのものが変化しており、純粋な映像伝送を行うことができない。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、高解像度の映像や３Ｄ映像を伝送、蓄積、再生することが可能な伝送システム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】
【００１２】
上記の問題を解決するため、本発明（請求項１）は、１つの映像を分割して、複数の映像伝送装置を用いて並列に伝送、蓄積、再生を行う映像伝送システムであって、
映像送信側のシステムは、
同期した映像信号を出力する複数の映像信号源と、
前記映像信号源から入力された前記映像信号について、エンコードし、伝送対象のフレームデータを識別できる情報を該フレームデータに重畳し、伝送対象のフレームデータを映像受信側のシステムに送信する複数の映像送信装置と、
を有し、
前記映像受信側のシステムは、
前記映像送信装置から前記フレームデータを受信してデコードし、伝送対象のフレームデータを識別できる情報を該フレームデータから検知する複数の映像受信装置と、
前記映像受信装置でデコードされた前記フレームデータに重畳された前記情報と外部から入力される同期信号に基づいて該フレームデータを再生する映像再生装置と、
を有する。
【００１３】
また、本発明（請求項２）は、前記映像送信側のシステムから前記映像受信側のシステムに同期リアルタイム映像伝送を行う際に、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストＡとなる映像送信装置は、
前記映像信号源から入力された前記映像信号のフレーム番号を、該マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に通知すると共に該映像信号をエンコードする手段と、を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから受信したフレーム番号と、自身が受信した映像信号のフレーム番号を比較し、同期がとれていることを確認し、該映像信号をエンコードする手段を含み、
前記複数の映像受信装置のうち、マスタホストＢとなる映像受信装置は、
前記映像送信装置から受信したデコード対象のフレームデータのフレーム番号を、当該マスタホストＢ以外の映像受信装置（スレーブホストＢ）に通知する手段と、
前記スレーブホストＢからフレームデータ受信完了の通知を取得すると、デコード開始要求を該フレーブホストＢに通知し、デコードを行う手段と、
を含み、
前記スレーブホストＢは、
前記マスタホストＢから通知されたデコード対象のフレームデータのフレーム番号と、現在受信しているフレームデータのフレーム番号を比較し、同期が取れているかを判定し、該フレームデータの受信が完了した場合には、該マスタホストＢに通知する手段と、
前記マスタホストＢから前記デコード開始要求を受信すると、デコードを開始し、前記外部からの同期信号に基づいてデコードされたフレームデータを出力する手段と、を含む。
【００１４】
また、本発明（請求項３）は、前記映像送信装置において、
前記映像受信装置に送信する前記映像信号のパケットに、
フレーム番号認識のためのタイムコード、現在のフレームを構成するパケットの総数、自身のパケット番号をヘッダに設定して送信する手段を含む。
【００１５】
また、本発明（請求項４）は、同期録画ファイルを保存する際に、
前記映像送信側のシステムは、
エンコードされた映像データを格納する映像蓄積サーバを更に有し、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストとなる映像送信装置は、
録画開始要求が入力されると、対象映像フレームを受信し、該マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に対してフレーム番号を通知する手段と、
対象映像フレームの受信が完了したらエンコードを行い、同期映像同士を識別するための映像識別番号を付与して前記映像蓄積サーバにファイルを書き出す手段と、
を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから前記フレーム番号を受信すると、自身が受信している映像信号のフレーム番号と比較して、通知された前記フレーム番号との同期を確認し、該映像信号のエンコードを行い、同期映像同士を識別するための映像識別番号を付与して、前記映像蓄積サーバにファイルを書き出す手段を含む。
【００１６】
また、本発明（請求項５）は、同期録画ファイルの配信及び再生を行う際に、
前記映像送信側のシステムは、
エンコードされた映像データを格納する映像蓄積サーバを更に有し、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストＡとなる映像送信装置は、
前記映像蓄積サーバに格納されている対象映像フレームの伝送指示が入力されると、指定された映像フレームの番号を、マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に対象フレーム番号を通知する手段と、
前記対象映像フレームを前記映像蓄積サーバから読み出して前記映像受信装置に送信する手段と、
を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから通知された前記対象フレーム番号に基づいて、前記映像蓄積サーバから対象映像フレームを読み出して前記映像受信装置に送信する手段を含み、
前記映像受信装置のうち、マスタホストＢとなる映像受信装置は、
受信したデコード対象のフレームデータのフレーム番号をマスタホストＢ以外の映像受信装置に通知する手段と、
前記マスタホストＢ以外の映像受信装置（スレーブホストＢ）からフレームデータ受信完了の通知を取得すると、デコード開始要求を該フレーブホストＢに通知し、デコードを行う手段と、
を含み、
前記スレーブホストＢは、
前記マスタホストＢから通知されたデコード対象のフレームデータのフレーム番号と、現在受信しているフレームデータのフレーム番号を比較し、同期が取れているかを判定し、該フレームデータの受信が完了した場合には、該マスタホストＢに通知する手段と、
前記マスタホストＢから前記でコード開始要求を受信すると、デコードを開始し、前記外部からの同期信号に基づいてデコードされたフレームデータを出力する手段と、を含む。
【００１７】
また、本発明（請求項６）は、前記映像送信装置において、
前記映像受信装置に送信する前記対象映像フレームに、
録画対象の映像の解像度やフレームレートの情報を含む映像プロパティヘッダ、同期する映像同士を識別するための映像識別番号を先頭に設定して送信する手段を含む。
【００１８】
また、本発明（請求項７）は、同期リアルタイム映像伝送及び録画ファイル保存を行う際に、前記映像送信装置及び前記映像受信装置は、請求項２及び請求項３の手段を含む。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように、本発明によれば、画素の置き換えを行わないため、従来の映像伝送装置にも適用でき、また、１台の映像伝送装置（マスタ）にタイミングを合わせることで、複数の映像伝送装置において高解像度の映像や３Ｄ映像を伝送、蓄積、再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態における同期リアルタイム伝送時のシステム構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態における同期リアルタイム映像伝送時の像送信装置の動作シーケンスである。
【図４】本発明の一実施の形態における伝送パケットのペイロード構成である。
【図５】本発明の一実施の形態における映像伝送装置の同期リアルタイム映像伝送時の動作シーケンスである。
【図６】本発明の一実施の形態における同期録画ファイル保存時のシステム構成図である。
【図７】本発明の一実施の形態における映像送信装置の同期録画ファイル保存時のシーケンスである。
【図８】本発明の一実施の形態におけるファイル書き出しのファイルフォーマットである。
【図９】本発明の一実施の形態における同期映像識別番号の例である。
【図１０】本発明の一実施の形態における同期録画ファイル配信再生時のシステム構成図である。
【図１１】本発明の一実施の形態における同期録画ファイル配信再生時の映像送信装置の動作シーケンスである。
【図１２】本発明の一実施の形態における同期録画ファイルローカル再生時のシステム構成図である。
【図１３】本発明の一実施の形態における同期録画ファイルローカル再生時の映像受信装置のシーケンスである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態におけるシステム構成を示す。
【００２３】
同図に示すシステムは、ＩＰ通信網(イーサネット(登録商標))３００を介して映像送信側１００と映像受信側２００のシステムが接続されている。
【００２４】
映像送信側のシステム１００には、カメラ１１０などの複数の映像信号源、複数の映像蓄積サーバ１２０、複数の映像送信装置１３０があり、映像送信装置１３０はハブスイッチ１４０を介してイーサネット(登録商標)で接続されている。ここで、複数の映像信号源は外部のGenlock発生装置１５０からのGenlock信号等を用いて映像送信装置１３０の入力段階で同期が取れているものとする。複数の映像送信装置１３０は、1台のマスタホスト１３０１と、それ以外のスレーブホスト１３０２〜１３０Nに分かれて動作する。なお、Genlock信号とは、２つ以上の映像機器が互いに同期を取るための基準とする信号である。
【００２５】
一方の映像受信側２００には、複数のディスプレイ２３０、複数の映像蓄積サーバ２２０、複数の映像受信装置２１０、があり、映像受信装置２１０はハブスイッチ２４０を介してイーサネット(登録商標)で接続されている。また、映像受信装置２１０は、外部からGenlock信号等を用いて出力タイミングの同期が取れるようになっている。複数の映像受信装置２１０は、1台のマスタホスト２２０１と、それ以外のスレーブホスト２２０２〜２２０Nに分かれて動作する。
【００２６】
これら映像送信装置１３０および映像受信装置は２１０ハブスイッチおよびルータ等を介してIP通信網３００で接続されている。複数の映像は、対応する映像送信装置１３０と映像受信装置２１０の組み合わせで伝送される。
【００２７】
本発明では、利用場面として、
1. 同期リアルタイム映像伝送
2. 同期録画ファイル保存
3. 同期録画ファイル配信再生
4. 同期録画ファイルローカル再生
5. 同期リアルタイム映像伝送および録画ファイル保存
の５種類が考えられる。以下、これら利用場面毎の動作について説明する。
【００２８】
［１. 同期リアルタイム映像伝送］
同期リアルタイム映像伝送では、複数の映像送信装置１３０で、それぞれの入力信号を逐次的にエンコードした後、IP通信網３００を介して映像受信装置２１０に伝送し、即時に映像受信装置２１０でデコードしてディスプレイ２３０等に映像信号を出力する。ここで、映像受信装置２１０の出力映像は同期が取れている必要がある。
【００２９】
図２に、同期リアルタイム映像伝送時のシステム構成を示す。
【００３０】
映像送信側のシステムでは、複数の映像信号源(カメラ)１１０からそれに対応する複数の映像送信装置１３０へ入力される。なお、ここでは、複数の映像信号は同期しているものとする。
【００３１】
一方の受信側では、複数の映像送信装置１３０に対応した映像受信装置２１０が、対応する数のディスプレイ２３０１〜２３０N等の映像出力装置に接続されている。また、それぞれの映像受信装置２１０１〜２１０Nは、Genlock発生装置２５０等の外部同期信号源からの入力を受け、これによって同期した映像出力のタイミングを認識する。
【００３２】
図３に、同期リアルタイム映像伝送時の映像送信装置の動作シーケンスを示す。
【００３３】
送信側１００では、複数の映像送信装置１３０１〜１３０Nがそれぞれカメラ１１０１〜１１０N等の映像信号源からの入力を得る（ステップ１０１）。この時、タイムコード等のフレーム番号が認識できる情報が映像信号にない場合、映像送信装置１３０のマスタホスト１３０１は、自身で決めたフレーム番号を適切に割り当て、そのフレーム番号をすべてのスレーブホスト１３０２〜１３０Nに通知する（ステップ１０２）。もし、タイムコード等のフレーム番号が認識できる情報が映像信号にある場合には、マスタホスト１３０１はそのフレーム番号情報をすべてのスレーブホスト１３０２〜１３０Nに通知する。スレーブホスト１３０２〜１３０Nは、マスタホスト１３０１からのフレーム番号情報を受信した後、自身が受信した映像信号のフレーム番号と比較して、フレーム番号の同期が取れているかを確認する。本実施の形態では、これらの通知処理をイーサネット（登録商標）を用いたUDP(User Datagram Protocol)ユニキャストで通信を行う。
【００３４】
それぞれの映像送信装置で対象映像フレームの入力が終了した後、エンコードを行い、対象映像フレームデータのフレーム番号が認識できる情報を重畳する(ステップ１０３)。本実施の形態では、入力映像をフレーム単位でJPEG2000方式を用いて圧縮するものとする。エンコード処理および重畳処理が完了した後、対応する映像受信装置２１０へIP伝送を行う(ステップ１０４)。このIP伝送は、UDPを用いて伝送を行いる。
【００３５】
図４にUDPペイロード構成を示す。同図に示すように、映像受信装置２１０に送信される各パケットにはフレーム番号認識のためにタイムコード、現在のフレームを構成するパケットの総数、自身のパケット番号をヘッダとして付加して、断片化されたJPEG2000圧縮の断片データを伝送する。ここで、タイムコードには、SMPTEタイムコードを用いる。
【００３６】
図５に映像受信装置の同期リアルタイム映像伝送時の動作シーケンスを示す。
【００３７】
それぞれの映像受信装置２１０１〜２１０Nは、デコード対象の映像フレームデータを受信する（ステップ２０１）。このとき、マスタホスト２１０１では、受信開始直後に現在受信しているフレームデータのフレーム番号を取得し、これを次のデコード対象フレームとし、このフレーム番号をすべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nに通知する（ステップ２０２）。各スレーブホスト２１０２〜２１０Nは、マスタホスト２１０１から通知された次のデコード対象のフレーム番号と、現在受信しているフレームデータのフレーム番号を比較し、フレーム番号の同期がとれているかを判断する。各スレーブホストで、フレームデータの受信が完了した後、これをマスタホストに通知する(ステップ２０３)。マスタホストは、すべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nでデコード対象のフレームの受信完了通知を受けた後、デコード開始要求をすべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nに通知する(ステップ２０４)。すべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nはこれにしたがって、デコード処理を開始する(ステップ２０５)。本実施の形態では、これらの通知処理をイーサネット(登録商標)を用いたUDPユニキャストで通信を行う。その後、すべての映像受信装置２１０２〜２１０NはGenlock等の外部同期信号により、HD-SDI出力のタイミングを認識し、映像出力を行う。また、ユーザーの指定により、HD-SDIに出力する映像信号のタイムコードをアンシラリーデータとして重畳する(ステップ２０６)。
【００３８】
［２．同期録画ファイル保存］
同期録画ファイル保存では、複数の映像伝送装置のそれぞれの入力信号をタイムコード等のフレーム番号を保持しながら映像蓄積サーバ２２０にファイルとして保存する。ここでは、映像送信装置１３０のエンコード機能を使い、JPEG2000圧縮された映像データを映像蓄積サーバ１２０に保存する。
【００３９】
同期録画ファイル保存時のシステム構成を図６に示す。複数の映像送信装置１３０と、それに対応するカメラ１１０等の映像信号源と、映像蓄積サーバ１２０で構成される。すべての映像送信装置１３０は、ハブスイッチ１４０を介してイーサネット(登録商標)で接続されている。映像蓄積サーバ１２０と映像送信装置１３０はシリアルATA、または、イーサネット（登録商標）で接続されている。カメラ１１０等の映像信号源は、Genlock発生装置１５０からのGenlock等の同期信号源によって、それぞれ同期しているものとする。
【００４０】
図７に、同期録画ファイル保存時の映像送信装置の動作シーケンスを示す。
【００４１】
それぞれの映像送信装置１３０はユーザから録画開始要求を受け(ステップ３０１)、対象映像フレームの受信を開始する。この時、タイムコード等のフレーム番号が認識できる情報が映像信号にない場合、映像送信装置のマスタホスト１３０１は、自身で決めたフレーム番号を適切に割り当て、そのフレーム番号をすべてのスレーブホスト１３０２〜１３０Nに通知する。もし、タイムコード等のフレーム番号が認識できる情報が映像信号にある場合には、マスタホスト１３０１はそのフレーム番号情報をすべてのスレーブホスト１３０２〜１３０Nに通知する(ステップ３０２)。スレーブホスト１３０１〜１３０Nはマスタホスト１３０１からのフレーム番号情報を受信した後、自身が受信した映像信号のフレーム番号と比較して、フレーム番号の同期が取れているかを確認する。本実施の形態では、これらの通知処理をイーサネット(登録商標)を用いたUDPユニキャストで通信を行う。
【００４２】
それぞれの映像送信装置１３０１〜１３０Nにおいて、対象映像フレームの受信を完了した後、エンコード処理を開始しJPEG2000圧縮を行う(ステップ３０３)。そして、エンコード処理が完了した後、映像蓄積サーバ１２０へファイルの書出しを行う(ステップ３０４）。
【００４３】
この時のファイルフォーマットを図８に示す。ファイルフォーマットは、録画対象の映像の解像度やフレームレートなどの情報を含む映像プロパティヘッダ、および、同期映像同士を識別するための映像識別番号を先頭に配置する。例えば、同期映像識別番号は、図９に示すような解像度3840画素x2160画素の映像(4K映像)を4分割して、解像度1920画素x1080画素の映像(HD映像)として同期録画保存する場合に、それぞれの分割映像の位置を識別する目的として使用される。この場合、それぞれの同期録画ファイルの同期識別番号として、図９に示される配置関係の番号が割り当てられる。
【００４４】
同期録画のファイルフォーマットでは、先頭の映像プロパティヘッダ、映像識別番号に続いて、入力映像のJPEG2000圧縮データがフレーム単位で配置される。このとき、それぞれのフレームデータの先頭にタイムコードを付加する。この時のタイムコードはSMPTEタイムコードを用いる。
【００４５】
［３．同期録画ファイル配信再生]
同期録画ファイル配信再生では、映像送信装置側にある複数の映像蓄積サーバ１２０に保存された同期映像ファイルをIP通信網３００を介して複数の映像受信装置２１０に伝送し、映像受信装置２１０でデコードしてディスプレイ２３０等に映像信号を出力する。ここで、映像受信装置２１０の出力映像は保存ファイルのタイムコード情報に基づいた同期が取れている必要がある。
【００４６】
図１０に、同期録画ファイル配信再生時のシステム構成を示す。送信側には、複数の映像送信装置１３０とそれに対応する映像蓄積サーバ１２０が配置されている。それぞれの映像送信装置１３０はハブスイッチ１４０を介してイーサネット（登録商標）で接続されている。複数の映像送信装置１３０と、それに対応する映像蓄積サーバ１２０はシリアルATAまたはイーサネット（登録商標）で接続されている。一方の受信側の構成は、同期リアルタイム映像伝送時の構成と同様である。
【００４７】
図１１に、同期録画ファイル配信再生時の映像送信装置の動作シーケンスを示す。
【００４８】
はじめに、ユーザーの指示により、すべての映像送信装置１３０１〜１３０Nに対象映像フレームの伝送指示が通知される(ステップ５０１)。各映像送信装置１３０１〜１３０Nは、指定された映像フレームを映像蓄積サーバ１２０１〜１２０Ｎから読み出し、および、対応するそれぞれの映像受信装置２１０１〜２１０NへのIP伝送を行う(ステップ５０２)。この時の伝送はUDP通信で行われ、そのパケット構造は図４に示す同期リアルタイム映像伝送の場合と同様のものを使う。
【００４９】
一方、複数の映像受信装置２１０では、対応する映像送信装置からのIP伝送データを受信するが、その場合の処理方法は図５に示す同期リアルタイム映像伝送の場合と同様である。
【００５０】
［４．同期録画ファイルローカル再生］
同期録画ファイルローカル再生では、映像受信装置２１０のデコーダ機能を用いて、複数の映像受信装置２１０に接続された映像蓄積サーバ２２０にある同期録画ファイルを同期再生する。
【００５１】
図１２に、同期録画ファイルローカル再生時のシステム構成を示す。
【００５２】
複数の映像受信装置２１０とそれに対応する映像蓄積サーバ２２０がシリアルATA、または、イーサネット（登録商標）で接続されている。映像受信装置２１０では、Genlock等の外部同期信号源を用いて映像出力同期を取る。
【００５３】
図１３に映像受信装置の動作シーケンスを示す。
【００５４】
ユーザー指定により、映像受信装置２１０のマスタホスト２１０１は再生対象の映像フレームの通知を受ける（ステップ６０１）。その後、マスタホスト２１０１はすべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nに対象映像フレーム番号を通知する(ステップ６０２)。この通知により、すべての映像受信装置２１０は対応する映像蓄積サーバ２２０から対象フレームの映像データを読み込む(ステップ６０３)。この時、スレーブホスト２１０２〜２１０Nは自身の読み込み処理が完了した段階でマスタホスト２１０１に読み込み完了の通知を行う（ステップ６０４）。マスタホスト２１０１では、すべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nからの読み込み完了の通知を確認した後に、デコード開始要求をすべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nに要求する(ステップ６０５)。すべての映像受信装置２１０がデコード処理を行い(ステップ６０６)、Genlock等の外部同期信号のタイミングで映像をHD-SDI信号で出力する。また、ユーザーの指定により、HD-SDIに出力する映像信号のタイムコードをアンシラリーデータとして重畳する(ステップ６０７)。
【００５５】
[５．同期リアルタイム映像伝送および録画ファイル保存]
同期リアルタイム映像伝送および録画ファイル保存では、同期リアルタイム伝送の機能と同期録画ファイル保存の機能を同時に行う。この場合のシステム構成は図1と同じであり、それぞれの機能を並列動作させることで実現される。
【００５６】
以下に、本発明の具体的な効果を示す。
【００５７】
（１）正確な映像画素の伝送：
特許文献１の技術のフレーム番号抽出回路では、フレーム情報を埋め込む位置（特定の走査ライン）を「無効画像領域」または、「走査ラインの有向画像領域の上端か下端」としている。しかし、走査ラインの無効画像領域まで含めたフレームを処理して伝送する装置が多数である。また、「走査ラインの有向画像領域の上端か下端」にフレーム情報を埋め込む場合、有効走査領域の端の画素が失われる（フレーム情報で置き換わってしまう）。
【００５８】
特許文献１の技術では、４分割画像を取り上げてその４つ端に目立たないように配置する例を示しているが、この使い方では９分割などで適用する場合、合成映像の中央の分割点に埋め込みフレーム情報が現れるので、画質の劣化が顕著となる。
【００５９】
これに対し、本発明によれば、画素の置き換えを一切行わないため、上記のような問題は発生しない。
【００６０】
（２）映像伝送システムへの適用性：
特許文献１の技術では、映像信号を忠実に再現できないため、非圧縮やロスレス映像の処理を伴う映像伝送システムには適用できない。また、受信者が受信解像度を選択できるスケーラブルビデオコーディック(SVC)では、埋め込みのビット自体が潰れるので、適用できない。
【００６１】
これに対し、本発明では、伝送する映像画素に対して、信号の置き換えをしないため、上記のような伝送システムでも適用可能である。
【００６２】
（３）伝送可能なフレームの情報サイズ：
特許文献１の技術では、１ビットにつき、４ビットの冗長表現を用いるので、これだけの情報を埋め込むことは難しい(多くの情報を埋め込むと、映像がより侵食される)。
【００６３】
これに対し、業界標準であるSMPTEタイムコードをフレーム情報として利用する。これによって、受信側でSMPTEタイムコードを含む映像情報が利用可能になる。この情報には８バイト＝６４ビットの情報量が必要である。
【００６４】
（４）システムの拡張性：
特許文献１の技術では、映像送信装置の前段に「映像分割回路」、映像受信装置後段に「映像再生回路」が必要になる。この回路は映像の全信号を入力するだけの可用性が求められるため、１６分割映像の場合には１６入力処理するだけの回路を用意する必要があり、システム拡張のためのコストがかかる（システムの拡張性が高くない）。
【００６５】
本発明では、LANで接続された伝送装置とそれに対応する数の外部同期信号を用意すれば、何台でも同期が可能である。同期信号は簡単に分岐生成できるので、システム拡張のためのコストがかからない。
【００６６】
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。
【符号の説明】
【００６７】
１００ 映像送信側
１１０ カメラ
１２０ 映像蓄積サーバ
１３０ 映像送信装置
１４０ ハブスイッチ
１５０ Genlock発生装置
２００ 映像受信側
２１０ 映像受信装置
２２０ 映像蓄積サーバ
２３０ ディスプレイ
２４０ ハブスイッチ
２５０ Genlock発生装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像伝送システムに係り、特に、複数の映像伝送装置を同期させ、複数の映像情報を同時にかつ同期して伝送する映像伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄ映像は、左右眼のステレオ映像を２つの独立した映像として扱い、これらの映像の処理を同期させることで録画保存、再生、伝送が可能になる。また、超高解像度の映像を扱う場合にも、その映像を領域分割し、複数の同期した映像として扱うことで、録画保存、再生、伝送が可能になる。
【０００３】
一つの映像伝送装置で伝送可能な映像よりも大きい解像度を持つ映像を伝送するには、一つの映像伝送装置で伝送可能な映像解像度になるように伝送対象の映像を領域分割し、複数の映像伝送装置を用いて並列に伝送することで対応可能になる。ただし、それぞれの映像伝送装置で映像処理を同時に行う必要があり、特に映像受信装置は伸張した映像をすべての装置で同期して出力することが必須である。
【０００４】
また、通信網としてIP網のような非同期伝送路を用いる場合には、各映像伝送装置間の伝送遅延時間が異なるため、映像送信装置の入力の段階での映像の同期状態を映像受信装置の出力で再現しなければならない。しかし、従来の映像伝送装置を複数台用意して伝送する場合、通信路上での伝送遅延の差や、それぞれの伝送装置内のクロック精度の差などから、出力映像は同期がずれてしまう。そのため、複数の映像受信装置の映像出力の時点で、こうした同期ずれを補正する必要がある。
【０００５】
このための方法として、複数装置間の同期をシステムクロック精度で同期をとる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、映像情報，すなわち映像フレームデータの中にフレーム番号などの同期情報を重畳して同期を図る技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７４６３２号広報
【特許文献２】特開２００３−２９９０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来のフレーム番号情報を映像信号に置き換える方法(特許文献１)は、画質が劣化したり、適用システムが制限されるなどの課題がある。
【０００９】
特許文献１の技術では、複数装置間の同期をシステムクロック精度で同期をとることを目的としている。このため、装置間は専用同期線で接続する必要があり、各スレーブ装置内にはクロック補正のためのPLL回路が必要である。
【００１０】
また、特許文献２の技術は、映像フレームデータの中にフレーム番号などの同期情報を重畳して同期を図るものであり、これは伝送する映像そのものが変化しており、純粋な映像伝送を行うことができない。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、高解像度の映像や３Ｄ映像を伝送、蓄積、再生することが可能な伝送システム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】
【００１２】
上記の問題を解決するため、本発明（請求項１）は、１つの映像を分割して、複数の映像伝送装置を用いて並列に伝送、蓄積、再生を行う映像伝送システムであって、
映像送信側のシステムは、
同期した映像信号を出力する複数の映像信号源と、
前記映像信号源から入力された前記映像信号について、エンコードし、伝送対象のフレームデータを識別できる情報を該フレームデータに重畳し、伝送対象のフレームデータを映像受信側のシステムに送信する複数の映像送信装置と、
を有し、
前記映像受信側のシステムは、
前記映像送信装置から前記フレームデータを受信してデコードし、伝送対象のフレームデータを識別できる情報を該フレームデータから検知する複数の映像受信装置と、
前記映像受信装置でデコードされた前記フレームデータに重畳された前記情報と外部から入力される同期信号に基づいて該フレームデータを再生する映像再生装置と、
を有する。
【００１３】
また、本発明（請求項２）は、前記映像送信側のシステムから前記映像受信側のシステムに同期リアルタイム映像伝送を行う際に、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストＡとなる映像送信装置は、
前記映像信号源から入力された前記映像信号のフレーム番号を、該マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に通知すると共に該映像信号をエンコードする手段と、を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから受信したフレーム番号と、自身が受信した映像信号のフレーム番号を比較し、同期がとれていることを確認し、該映像信号をエンコードする手段を含み、
前記複数の映像受信装置のうち、マスタホストＢとなる映像受信装置は、
前記映像送信装置から受信したデコード対象のフレームデータのフレーム番号を、当該マスタホストＢ以外の映像受信装置（スレーブホストＢ）に通知する手段と、
前記スレーブホストＢからフレームデータ受信完了の通知を取得すると、デコード開始要求を該フレーブホストＢに通知し、デコードを行う手段と、
を含み、
前記スレーブホストＢは、
前記マスタホストＢから通知されたデコード対象のフレームデータのフレーム番号と、現在受信しているフレームデータのフレーム番号を比較し、同期が取れているかを判定し、該フレームデータの受信が完了した場合には、該マスタホストＢに通知する手段と、
前記マスタホストＢから前記デコード開始要求を受信すると、デコードを開始し、前記外部からの同期信号に基づいてデコードされたフレームデータを出力する手段と、を含む。
【００１４】
また、本発明（請求項３）は、前記映像送信装置において、
前記映像受信装置に送信する前記映像信号のパケットに、
フレーム番号認識のためのタイムコード、現在のフレームを構成するパケットの総数、自身のパケット番号をヘッダに設定して送信する手段を含む。
【００１５】
また、本発明（請求項４）は、同期録画ファイルを保存する際に、
前記映像送信側のシステムは、
エンコードされた映像データを格納する映像蓄積サーバを更に有し、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストとなる映像送信装置は、
録画開始要求が入力されると、対象映像フレームを受信し、該マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に対してフレーム番号を通知する手段と、
対象映像フレームの受信が完了したらエンコードを行い、同期映像同士を識別するための映像識別番号を付与して前記映像蓄積サーバにファイルを書き出す手段と、
を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから前記フレーム番号を受信すると、自身が受信している映像信号のフレーム番号と比較して、通知された前記フレーム番号との同期を確認し、該映像信号のエンコードを行い、同期映像同士を識別するための映像識別番号を付与して、前記映像蓄積サーバにファイルを書き出す手段を含む。
【００１６】
また、本発明（請求項５）は、同期録画ファイルの配信及び再生を行う際に、
前記映像送信側のシステムは、
エンコードされた映像データを格納する映像蓄積サーバを更に有し、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストＡとなる映像送信装置は、
前記映像蓄積サーバに格納されている対象映像フレームの伝送指示が入力されると、指定された映像フレームの番号を、マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に対象フレーム番号を通知する手段と、
前記対象映像フレームを前記映像蓄積サーバから読み出して前記映像受信装置に送信する手段と、
を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから通知された前記対象フレーム番号に基づいて、前記映像蓄積サーバから対象映像フレームを読み出して前記映像受信装置に送信する手段を含み、
前記映像受信装置のうち、マスタホストＢとなる映像受信装置は、
受信したデコード対象のフレームデータのフレーム番号をマスタホストＢ以外の映像受信装置に通知する手段と、
前記マスタホストＢ以外の映像受信装置（スレーブホストＢ）からフレームデータ受信完了の通知を取得すると、デコード開始要求を該フレーブホストＢに通知し、デコードを行う手段と、
を含み、
前記スレーブホストＢは、
前記マスタホストＢから通知されたデコード対象のフレームデータのフレーム番号と、現在受信しているフレームデータのフレーム番号を比較し、同期が取れているかを判定し、該フレームデータの受信が完了した場合には、該マスタホストＢに通知する手段と、
前記マスタホストＢから前記でコード開始要求を受信すると、デコードを開始し、前記外部からの同期信号に基づいてデコードされたフレームデータを出力する手段と、を含む。
【００１７】
また、本発明（請求項６）は、前記映像送信装置において、
前記映像受信装置に送信する前記対象映像フレームに、
録画対象の映像の解像度やフレームレートの情報を含む映像プロパティヘッダ、同期する映像同士を識別するための映像識別番号を先頭に設定して送信する手段を含む。
【００１８】
また、本発明（請求項７）は、同期リアルタイム映像伝送及び録画ファイル保存を行う際に、前記映像送信装置及び前記映像受信装置は、請求項２及び請求項３の手段を含む。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように、本発明によれば、画素の置き換えを行わないため、従来の映像伝送装置にも適用でき、また、１台の映像伝送装置（マスタ）にタイミングを合わせることで、複数の映像伝送装置において高解像度の映像や３Ｄ映像を伝送、蓄積、再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態における同期リアルタイム伝送時のシステム構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態における同期リアルタイム映像伝送時の像送信装置の動作シーケンスである。
【図４】本発明の一実施の形態における伝送パケットのペイロード構成である。
【図５】本発明の一実施の形態における映像伝送装置の同期リアルタイム映像伝送時の動作シーケンスである。
【図６】本発明の一実施の形態における同期録画ファイル保存時のシステム構成図である。
【図７】本発明の一実施の形態における映像送信装置の同期録画ファイル保存時のシーケンスである。
【図８】本発明の一実施の形態におけるファイル書き出しのファイルフォーマットである。
【図９】本発明の一実施の形態における同期映像識別番号の例である。
【図１０】本発明の一実施の形態における同期録画ファイル配信再生時のシステム構成図である。
【図１１】本発明の一実施の形態における同期録画ファイル配信再生時の映像送信装置の動作シーケンスである。
【図１２】本発明の一実施の形態における同期録画ファイルローカル再生時のシステム構成図である。
【図１３】本発明の一実施の形態における同期録画ファイルローカル再生時の映像受信装置のシーケンスである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態におけるシステム構成を示す。
【００２３】
同図に示すシステムは、ＩＰ通信網(イーサネット(登録商標))３００を介して映像送信側１００と映像受信側２００のシステムが接続されている。
【００２４】
映像送信側のシステム１００には、カメラ１１０などの複数の映像信号源、複数の映像蓄積サーバ１２０、複数の映像送信装置１３０があり、映像送信装置１３０はハブスイッチ１４０を介してイーサネット(登録商標)で接続されている。ここで、複数の映像信号源は外部のGenlock発生装置１５０からのGenlock信号等を用いて映像送信装置１３０の入力段階で同期が取れているものとする。複数の映像送信装置１３０は、1台のマスタホスト１３０１と、それ以外のスレーブホスト１３０２〜１３０Nに分かれて動作する。なお、Genlock信号とは、２つ以上の映像機器が互いに同期を取るための基準とする信号である。
【００２５】
一方の映像受信側２００には、複数のディスプレイ２３０、複数の映像蓄積サーバ２２０、複数の映像受信装置２１０、があり、映像受信装置２１０はハブスイッチ２４０を介してイーサネット(登録商標)で接続されている。また、映像受信装置２１０は、外部からGenlock信号等を用いて出力タイミングの同期が取れるようになっている。複数の映像受信装置２１０は、1台のマスタホスト２２０１と、それ以外のスレーブホスト２２０２〜２２０Nに分かれて動作する。
【００２６】
これら映像送信装置１３０および映像受信装置は２１０ハブスイッチおよびルータ等を介してIP通信網３００で接続されている。複数の映像は、対応する映像送信装置１３０と映像受信装置２１０の組み合わせで伝送される。
【００２７】
本発明では、利用場面として、
1. 同期リアルタイム映像伝送
2. 同期録画ファイル保存
3. 同期録画ファイル配信再生
4. 同期録画ファイルローカル再生
5. 同期リアルタイム映像伝送および録画ファイル保存
の５種類が考えられる。以下、これら利用場面毎の動作について説明する。
【００２８】
［１. 同期リアルタイム映像伝送］
同期リアルタイム映像伝送では、複数の映像送信装置１３０で、それぞれの入力信号を逐次的にエンコードした後、IP通信網３００を介して映像受信装置２１０に伝送し、即時に映像受信装置２１０でデコードしてディスプレイ２３０等に映像信号を出力する。ここで、映像受信装置２１０の出力映像は同期が取れている必要がある。
【００２９】
図２に、同期リアルタイム映像伝送時のシステム構成を示す。
【００３０】
映像送信側のシステムでは、複数の映像信号源(カメラ)１１０からそれに対応する複数の映像送信装置１３０へ入力される。なお、ここでは、複数の映像信号は同期しているものとする。
【００３１】
一方の受信側では、複数の映像送信装置１３０に対応した映像受信装置２１０が、対応する数のディスプレイ２３０１〜２３０N等の映像出力装置に接続されている。また、それぞれの映像受信装置２１０１〜２１０Nは、Genlock発生装置２５０等の外部同期信号源からの入力を受け、これによって同期した映像出力のタイミングを認識する。
【００３２】
図３に、同期リアルタイム映像伝送時の映像送信装置の動作シーケンスを示す。
【００３３】
送信側１００では、複数の映像送信装置１３０１〜１３０Nがそれぞれカメラ１１０１〜１１０N等の映像信号源からの入力を得る（ステップ１０１）。この時、タイムコード等のフレーム番号が認識できる情報が映像信号にない場合、映像送信装置１３０のマスタホスト１３０１は、自身で決めたフレーム番号を適切に割り当て、そのフレーム番号をすべてのスレーブホスト１３０２〜１３０Nに通知する（ステップ１０２）。もし、タイムコード等のフレーム番号が認識できる情報が映像信号にある場合には、マスタホスト１３０１はそのフレーム番号情報をすべてのスレーブホスト１３０２〜１３０Nに通知する。スレーブホスト１３０２〜１３０Nは、マスタホスト１３０１からのフレーム番号情報を受信した後、自身が受信した映像信号のフレーム番号と比較して、フレーム番号の同期が取れているかを確認する。本実施の形態では、これらの通知処理をイーサネット（登録商標）を用いたUDP(User Datagram Protocol)ユニキャストで通信を行う。
【００３４】
それぞれの映像送信装置で対象映像フレームの入力が終了した後、エンコードを行い、対象映像フレームデータのフレーム番号が認識できる情報を重畳する(ステップ１０３)。本実施の形態では、入力映像をフレーム単位でJPEG2000方式を用いて圧縮するものとする。エンコード処理および重畳処理が完了した後、対応する映像受信装置２１０へIP伝送を行う(ステップ１０４)。このIP伝送は、UDPを用いて伝送を行いる。
【００３５】
図４にUDPペイロード構成を示す。同図に示すように、映像受信装置２１０に送信される各パケットにはフレーム番号認識のためにタイムコード、現在のフレームを構成するパケットの総数、自身のパケット番号をヘッダとして付加して、断片化されたJPEG2000圧縮の断片データを伝送する。ここで、タイムコードには、SMPTEタイムコードを用いる。
【００３６】
図５に映像受信装置の同期リアルタイム映像伝送時の動作シーケンスを示す。
【００３７】
それぞれの映像受信装置２１０１〜２１０Nは、デコード対象の映像フレームデータを受信する（ステップ２０１）。このとき、マスタホスト２１０１では、受信開始直後に現在受信しているフレームデータのフレーム番号を取得し、これを次のデコード対象フレームとし、このフレーム番号をすべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nに通知する（ステップ２０２）。各スレーブホスト２１０２〜２１０Nは、マスタホスト２１０１から通知された次のデコード対象のフレーム番号と、現在受信しているフレームデータのフレーム番号を比較し、フレーム番号の同期がとれているかを判断する。各スレーブホストで、フレームデータの受信が完了した後、これをマスタホストに通知する(ステップ２０３)。マスタホストは、すべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nでデコード対象のフレームの受信完了通知を受けた後、デコード開始要求をすべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nに通知する(ステップ２０４)。すべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nはこれにしたがって、デコード処理を開始する(ステップ２０５)。本実施の形態では、これらの通知処理をイーサネット(登録商標)を用いたUDPユニキャストで通信を行う。その後、すべての映像受信装置２１０２〜２１０NはGenlock等の外部同期信号により、HD-SDI出力のタイミングを認識し、映像出力を行う。また、ユーザーの指定により、HD-SDIに出力する映像信号のタイムコードをアンシラリーデータとして重畳する(ステップ２０６)。
【００３８】
［２．同期録画ファイル保存］
同期録画ファイル保存では、複数の映像伝送装置のそれぞれの入力信号をタイムコード等のフレーム番号を保持しながら映像蓄積サーバ２２０にファイルとして保存する。ここでは、映像送信装置１３０のエンコード機能を使い、JPEG2000圧縮された映像データを映像蓄積サーバ１２０に保存する。
【００３９】
同期録画ファイル保存時のシステム構成を図６に示す。複数の映像送信装置１３０と、それに対応するカメラ１１０等の映像信号源と、映像蓄積サーバ１２０で構成される。すべての映像送信装置１３０は、ハブスイッチ１４０を介してイーサネット(登録商標)で接続されている。映像蓄積サーバ１２０と映像送信装置１３０はシリアルATA、または、イーサネット（登録商標）で接続されている。カメラ１１０等の映像信号源は、Genlock発生装置１５０からのGenlock等の同期信号源によって、それぞれ同期しているものとする。
【００４０】
図７に、同期録画ファイル保存時の映像送信装置の動作シーケンスを示す。
【００４１】
それぞれの映像送信装置１３０はユーザから録画開始要求を受け(ステップ３０１)、対象映像フレームの受信を開始する。この時、タイムコード等のフレーム番号が認識できる情報が映像信号にない場合、映像送信装置のマスタホスト１３０１は、自身で決めたフレーム番号を適切に割り当て、そのフレーム番号をすべてのスレーブホスト１３０２〜１３０Nに通知する。もし、タイムコード等のフレーム番号が認識できる情報が映像信号にある場合には、マスタホスト１３０１はそのフレーム番号情報をすべてのスレーブホスト１３０２〜１３０Nに通知する(ステップ３０２)。スレーブホスト１３０１〜１３０Nはマスタホスト１３０１からのフレーム番号情報を受信した後、自身が受信した映像信号のフレーム番号と比較して、フレーム番号の同期が取れているかを確認する。本実施の形態では、これらの通知処理をイーサネット(登録商標)を用いたUDPユニキャストで通信を行う。
【００４２】
それぞれの映像送信装置１３０１〜１３０Nにおいて、対象映像フレームの受信を完了した後、エンコード処理を開始しJPEG2000圧縮を行う(ステップ３０３)。そして、エンコード処理が完了した後、映像蓄積サーバ１２０へファイルの書出しを行う(ステップ３０４）。
【００４３】
この時のファイルフォーマットを図８に示す。ファイルフォーマットは、録画対象の映像の解像度やフレームレートなどの情報を含む映像プロパティヘッダ、および、同期映像同士を識別するための映像識別番号を先頭に配置する。例えば、同期映像識別番号は、図９に示すような解像度3840画素x2160画素の映像(4K映像)を4分割して、解像度1920画素x1080画素の映像(HD映像)として同期録画保存する場合に、それぞれの分割映像の位置を識別する目的として使用される。この場合、それぞれの同期録画ファイルの同期識別番号として、図９に示される配置関係の番号が割り当てられる。
【００４４】
同期録画のファイルフォーマットでは、先頭の映像プロパティヘッダ、映像識別番号に続いて、入力映像のJPEG2000圧縮データがフレーム単位で配置される。このとき、それぞれのフレームデータの先頭にタイムコードを付加する。この時のタイムコードはSMPTEタイムコードを用いる。
【００４５】
［３．同期録画ファイル配信再生]
同期録画ファイル配信再生では、映像送信装置側にある複数の映像蓄積サーバ１２０に保存された同期映像ファイルをIP通信網３００を介して複数の映像受信装置２１０に伝送し、映像受信装置２１０でデコードしてディスプレイ２３０等に映像信号を出力する。ここで、映像受信装置２１０の出力映像は保存ファイルのタイムコード情報に基づいた同期が取れている必要がある。
【００４６】
図１０に、同期録画ファイル配信再生時のシステム構成を示す。送信側には、複数の映像送信装置１３０とそれに対応する映像蓄積サーバ１２０が配置されている。それぞれの映像送信装置１３０はハブスイッチ１４０を介してイーサネット（登録商標）で接続されている。複数の映像送信装置１３０と、それに対応する映像蓄積サーバ１２０はシリアルATAまたはイーサネット（登録商標）で接続されている。一方の受信側の構成は、同期リアルタイム映像伝送時の構成と同様である。
【００４７】
図１１に、同期録画ファイル配信再生時の映像送信装置の動作シーケンスを示す。
【００４８】
はじめに、ユーザーの指示により、すべての映像送信装置１３０１〜１３０Nに対象映像フレームの伝送指示が通知される(ステップ５０１)。各映像送信装置１３０１〜１３０Nは、指定された映像フレームを映像蓄積サーバ１２０１〜１２０Ｎから読み出し、および、対応するそれぞれの映像受信装置２１０１〜２１０NへのIP伝送を行う(ステップ５０２)。この時の伝送はUDP通信で行われ、そのパケット構造は図４に示す同期リアルタイム映像伝送の場合と同様のものを使う。
【００４９】
一方、複数の映像受信装置２１０では、対応する映像送信装置からのIP伝送データを受信するが、その場合の処理方法は図５に示す同期リアルタイム映像伝送の場合と同様である。
【００５０】
［４．同期録画ファイルローカル再生］
同期録画ファイルローカル再生では、映像受信装置２１０のデコーダ機能を用いて、複数の映像受信装置２１０に接続された映像蓄積サーバ２２０にある同期録画ファイルを同期再生する。
【００５１】
図１２に、同期録画ファイルローカル再生時のシステム構成を示す。
【００５２】
複数の映像受信装置２１０とそれに対応する映像蓄積サーバ２２０がシリアルATA、または、イーサネット（登録商標）で接続されている。映像受信装置２１０では、Genlock等の外部同期信号源を用いて映像出力同期を取る。
【００５３】
図１３に映像受信装置の動作シーケンスを示す。
【００５４】
ユーザー指定により、映像受信装置２１０のマスタホスト２１０１は再生対象の映像フレームの通知を受ける（ステップ６０１）。その後、マスタホスト２１０１はすべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nに対象映像フレーム番号を通知する(ステップ６０２)。この通知により、すべての映像受信装置２１０は対応する映像蓄積サーバ２２０から対象フレームの映像データを読み込む(ステップ６０３)。この時、スレーブホスト２１０２〜２１０Nは自身の読み込み処理が完了した段階でマスタホスト２１０１に読み込み完了の通知を行う（ステップ６０４）。マスタホスト２１０１では、すべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nからの読み込み完了の通知を確認した後に、デコード開始要求をすべてのスレーブホスト２１０２〜２１０Nに要求する(ステップ６０５)。すべての映像受信装置２１０がデコード処理を行い(ステップ６０６)、Genlock等の外部同期信号のタイミングで映像をHD-SDI信号で出力する。また、ユーザーの指定により、HD-SDIに出力する映像信号のタイムコードをアンシラリーデータとして重畳する(ステップ６０７)。
【００５５】
[５．同期リアルタイム映像伝送および録画ファイル保存]
同期リアルタイム映像伝送および録画ファイル保存では、同期リアルタイム伝送の機能と同期録画ファイル保存の機能を同時に行う。この場合のシステム構成は図1と同じであり、それぞれの機能を並列動作させることで実現される。
【００５６】
以下に、本発明の具体的な効果を示す。
【００５７】
（１）正確な映像画素の伝送：
特許文献１の技術のフレーム番号抽出回路では、フレーム情報を埋め込む位置（特定の走査ライン）を「無効画像領域」または、「走査ラインの有向画像領域の上端か下端」としている。しかし、走査ラインの無効画像領域まで含めたフレームを処理して伝送する装置が多数である。また、「走査ラインの有向画像領域の上端か下端」にフレーム情報を埋め込む場合、有効走査領域の端の画素が失われる（フレーム情報で置き換わってしまう）。
【００５８】
特許文献１の技術では、４分割画像を取り上げてその４つ端に目立たないように配置する例を示しているが、この使い方では９分割などで適用する場合、合成映像の中央の分割点に埋め込みフレーム情報が現れるので、画質の劣化が顕著となる。
【００５９】
これに対し、本発明によれば、画素の置き換えを一切行わないため、上記のような問題は発生しない。
【００６０】
（２）映像伝送システムへの適用性：
特許文献１の技術では、映像信号を忠実に再現できないため、非圧縮やロスレス映像の処理を伴う映像伝送システムには適用できない。また、受信者が受信解像度を選択できるスケーラブルビデオコーディック(SVC)では、埋め込みのビット自体が潰れるので、適用できない。
【００６１】
これに対し、本発明では、伝送する映像画素に対して、信号の置き換えをしないため、上記のような伝送システムでも適用可能である。
【００６２】
（３）伝送可能なフレームの情報サイズ：
特許文献１の技術では、１ビットにつき、４ビットの冗長表現を用いるので、これだけの情報を埋め込むことは難しい(多くの情報を埋め込むと、映像がより侵食される)。
【００６３】
これに対し、業界標準であるSMPTEタイムコードをフレーム情報として利用する。これによって、受信側でSMPTEタイムコードを含む映像情報が利用可能になる。この情報には８バイト＝６４ビットの情報量が必要である。
【００６４】
（４）システムの拡張性：
特許文献１の技術では、映像送信装置の前段に「映像分割回路」、映像受信装置後段に「映像再生回路」が必要になる。この回路は映像の全信号を入力するだけの可用性が求められるため、１６分割映像の場合には１６入力処理するだけの回路を用意する必要があり、システム拡張のためのコストがかかる（システムの拡張性が高くない）。
【００６５】
本発明では、LANで接続された伝送装置とそれに対応する数の外部同期信号を用意すれば、何台でも同期が可能である。同期信号は簡単に分岐生成できるので、システム拡張のためのコストがかからない。
【００６６】
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。
【符号の説明】
【００６７】
１００ 映像送信側
１１０ カメラ
１２０ 映像蓄積サーバ
１３０ 映像送信装置
１４０ ハブスイッチ
１５０ Genlock発生装置
２００ 映像受信側
２１０ 映像受信装置
２２０ 映像蓄積サーバ
２３０ ディスプレイ
２４０ ハブスイッチ
２５０ Genlock発生装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの映像を分割して、複数の映像伝送装置を用いて並列に伝送、蓄積、再生を行う映像伝送システムであって、
映像送信側のシステムは、
同期した映像信号を出力する複数の映像信号源と、
前記映像信号源から入力された前記映像信号について、エンコードし、伝送対象のフレームデータを識別できる情報を該フレームデータに重畳し、伝送対象のフレームデータを映像受信側のシステムに送信する複数の映像送信装置と、
を有し、
前記映像受信側のシステムは、
前記映像送信装置から前記フレームデータを受信してデコードし、伝送対象のフレームデータを識別できる情報を該フレームデータから検知する複数の映像受信装置と、
前記映像受信装置でデコードされた前記フレームデータに重畳された前記情報と外部から入力される同期信号に基づいて該フレームデータを再生する映像再生装置と、
を有することを特徴とする映像伝送システム。
【請求項２】
前記映像送信側のシステムから前記映像受信側のシステムに同期リアルタイム映像伝送を行う際に、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストＡとなる映像送信装置は、
前記映像信号源から入力された前記映像信号のフレーム番号を、該マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に通知すると共に該映像信号をエンコードする手段と、を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから受信したフレーム番号と、自身が受信した映像信号のフレーム番号を比較し、同期がとれていることを確認し、該映像信号をエンコードする手段を含み、
前記複数の映像受信装置のうち、マスタホストＢとなる映像受信装置は、
前記映像送信装置から受信したデコード対象のフレームデータのフレーム番号を、当該マスタホストＢ以外の映像受信装置（スレーブホストＢ）に通知する手段と、
前記スレーブホストＢからフレームデータ受信完了の通知を取得すると、デコード開始要求を該フレーブホストＢに通知し、デコードを行う手段と、
を含み、
前記スレーブホストＢは、
前記マスタホストＢから通知されたデコード対象のフレームデータのフレーム番号と、現在受信しているフレームデータのフレーム番号を比較し、同期が取れているかを判定し、該フレームデータの受信が完了した場合には、該マスタホストＢに通知する手段と、
前記マスタホストＢから前記デコード開始要求を受信すると、デコードを開始し、前記外部からの同期信号に基づいてデコードされたフレームデータを出力する手段と、
を含む請求項１記載の伝送システム。
【請求項３】
前記映像送信装置は、
前記映像受信装置に送信する前記映像信号のパケットに、
フレーム番号認識のためのタイムコード、現在のフレームを構成するパケットの総数、自身のパケット番号をヘッダに設定して送信する手段を含む
請求項２記載の伝送システム。
【請求項４】
同期録画ファイルを保存する際に、
前記映像送信側のシステムは、
エンコードされた映像データを格納する映像蓄積サーバを更に有し、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストとなる映像送信装置は、
録画開始要求が入力されると、対象映像フレームを受信し、該マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に対してフレーム番号を通知する手段と、
対象映像フレームの受信が完了したらエンコードを行い、同期映像同士を識別するための映像識別番号を付与して前記映像蓄積サーバにファイルを書き出す手段と、
を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから前記フレーム番号を受信すると、自身が受信している映像信号のフレーム番号と比較して、通知された前記フレーム番号との同期を確認し、該映像信号のエンコードを行い、同期映像同士を識別するための映像識別番号を付与して、前記映像蓄積サーバにファイルを書き出す手段を含む
請求項１記載の伝送システム。
【請求項５】
同期録画ファイルの配信及び再生を行う際に、
前記映像送信側のシステムは、
エンコードされた映像データを格納する映像蓄積サーバを更に有し、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストＡとなる映像送信装置は、
前記映像蓄積サーバに格納されている対象映像フレームの伝送指示が入力されると、指定された映像フレームの番号を、マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に対象フレーム番号を通知する手段と、
前記対象映像フレームを前記映像蓄積サーバから読み出して前記映像受信装置に送信する手段と、
を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから通知された前記対象フレーム番号に基づいて、前記映像蓄積サーバから対象映像フレームを読み出して前記映像受信装置に送信する手段を含み、
前記映像受信装置のうち、マスタホストＢとなる映像受信装置は、
受信したデコード対象のフレームデータのフレーム番号をマスタホストＢ以外の映像受信装置に通知する手段と、
前記マスタホストＢ以外の映像受信装置（スレーブホストＢ）からフレームデータ受信完了の通知を取得すると、デコード開始要求を該フレーブホストＢに通知し、デコードを行う手段と、
を含み、
前記スレーブホストＢは、
前記マスタホストＢから通知されたデコード対象のフレームデータのフレーム番号と、現在受信しているフレームデータのフレーム番号を比較し、同期が取れているかを判定し、該フレームデータの受信が完了した場合には、該マスタホストＢに通知する手段と、
前記マスタホストＢから前記でコード開始要求を受信すると、デコードを開始し、前記外部からの同期信号に基づいてデコードされたフレームデータを出力する手段と、
を含む請求項１記載の伝送システム。
【請求項６】
前記映像送信装置は、
前記映像受信装置に送信する前記対象映像フレームに、
録画対象の映像の解像度やフレームレートの情報を含む映像プロパティヘッダ、同期する映像同士を識別するための映像識別番号を先頭に設定して送信する手段を含む
請求項５記載の伝送システム。
【請求項７】
同期リアルタイム映像伝送及び録画ファイル保存を行う際に、
前記映像送信装置及び前記映像受信装置は、
請求項２及び請求項３の手段を含む
請求項１記載の伝送システム。
【請求項１】
１つの映像を分割して、複数の映像伝送装置を用いて並列に伝送、蓄積、再生を行う映像伝送システムであって、
映像送信側のシステムは、
同期した映像信号を出力する複数の映像信号源と、
前記映像信号源から入力された前記映像信号について、エンコードし、伝送対象のフレームデータを識別できる情報を該フレームデータに重畳し、伝送対象のフレームデータを映像受信側のシステムに送信する複数の映像送信装置と、
を有し、
前記映像受信側のシステムは、
前記映像送信装置から前記フレームデータを受信してデコードし、伝送対象のフレームデータを識別できる情報を該フレームデータから検知する複数の映像受信装置と、
前記映像受信装置でデコードされた前記フレームデータに重畳された前記情報と外部から入力される同期信号に基づいて該フレームデータを再生する映像再生装置と、
を有することを特徴とする映像伝送システム。
【請求項２】
前記映像送信側のシステムから前記映像受信側のシステムに同期リアルタイム映像伝送を行う際に、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストＡとなる映像送信装置は、
前記映像信号源から入力された前記映像信号のフレーム番号を、該マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に通知すると共に該映像信号をエンコードする手段と、を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから受信したフレーム番号と、自身が受信した映像信号のフレーム番号を比較し、同期がとれていることを確認し、該映像信号をエンコードする手段を含み、
前記複数の映像受信装置のうち、マスタホストＢとなる映像受信装置は、
前記映像送信装置から受信したデコード対象のフレームデータのフレーム番号を、当該マスタホストＢ以外の映像受信装置（スレーブホストＢ）に通知する手段と、
前記スレーブホストＢからフレームデータ受信完了の通知を取得すると、デコード開始要求を該フレーブホストＢに通知し、デコードを行う手段と、
を含み、
前記スレーブホストＢは、
前記マスタホストＢから通知されたデコード対象のフレームデータのフレーム番号と、現在受信しているフレームデータのフレーム番号を比較し、同期が取れているかを判定し、該フレームデータの受信が完了した場合には、該マスタホストＢに通知する手段と、
前記マスタホストＢから前記デコード開始要求を受信すると、デコードを開始し、前記外部からの同期信号に基づいてデコードされたフレームデータを出力する手段と、
を含む請求項１記載の伝送システム。
【請求項３】
前記映像送信装置は、
前記映像受信装置に送信する前記映像信号のパケットに、
フレーム番号認識のためのタイムコード、現在のフレームを構成するパケットの総数、自身のパケット番号をヘッダに設定して送信する手段を含む
請求項２記載の伝送システム。
【請求項４】
同期録画ファイルを保存する際に、
前記映像送信側のシステムは、
エンコードされた映像データを格納する映像蓄積サーバを更に有し、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストとなる映像送信装置は、
録画開始要求が入力されると、対象映像フレームを受信し、該マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に対してフレーム番号を通知する手段と、
対象映像フレームの受信が完了したらエンコードを行い、同期映像同士を識別するための映像識別番号を付与して前記映像蓄積サーバにファイルを書き出す手段と、
を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから前記フレーム番号を受信すると、自身が受信している映像信号のフレーム番号と比較して、通知された前記フレーム番号との同期を確認し、該映像信号のエンコードを行い、同期映像同士を識別するための映像識別番号を付与して、前記映像蓄積サーバにファイルを書き出す手段を含む
請求項１記載の伝送システム。
【請求項５】
同期録画ファイルの配信及び再生を行う際に、
前記映像送信側のシステムは、
エンコードされた映像データを格納する映像蓄積サーバを更に有し、
前記複数の映像送信装置のうち、マスタホストＡとなる映像送信装置は、
前記映像蓄積サーバに格納されている対象映像フレームの伝送指示が入力されると、指定された映像フレームの番号を、マスタホストＡ以外の映像送信装置（スレーブホストＡ）に対象フレーム番号を通知する手段と、
前記対象映像フレームを前記映像蓄積サーバから読み出して前記映像受信装置に送信する手段と、
を含み、
前記スレーブホストＡは、
前記マスタホストＡから通知された前記対象フレーム番号に基づいて、前記映像蓄積サーバから対象映像フレームを読み出して前記映像受信装置に送信する手段を含み、
前記映像受信装置のうち、マスタホストＢとなる映像受信装置は、
受信したデコード対象のフレームデータのフレーム番号をマスタホストＢ以外の映像受信装置に通知する手段と、
前記マスタホストＢ以外の映像受信装置（スレーブホストＢ）からフレームデータ受信完了の通知を取得すると、デコード開始要求を該フレーブホストＢに通知し、デコードを行う手段と、
を含み、
前記スレーブホストＢは、
前記マスタホストＢから通知されたデコード対象のフレームデータのフレーム番号と、現在受信しているフレームデータのフレーム番号を比較し、同期が取れているかを判定し、該フレームデータの受信が完了した場合には、該マスタホストＢに通知する手段と、
前記マスタホストＢから前記でコード開始要求を受信すると、デコードを開始し、前記外部からの同期信号に基づいてデコードされたフレームデータを出力する手段と、
を含む請求項１記載の伝送システム。
【請求項６】
前記映像送信装置は、
前記映像受信装置に送信する前記対象映像フレームに、
録画対象の映像の解像度やフレームレートの情報を含む映像プロパティヘッダ、同期する映像同士を識別するための映像識別番号を先頭に設定して送信する手段を含む
請求項５記載の伝送システム。
【請求項７】
同期リアルタイム映像伝送及び録画ファイル保存を行う際に、
前記映像送信装置及び前記映像受信装置は、
請求項２及び請求項３の手段を含む
請求項１記載の伝送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−２６８０４（Ｐ２０１３−２６８０４Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９３５８（Ｐ２０１１−１５９３５８）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]