JP6823540B2 - Video processing method, video processing system and video transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、映像を処理する技術に関し、特に超高解像度の映像を処理して伝送する技術に関する。 The present invention relates to a technique for processing an image, and more particularly to a technique for processing and transmitting an ultra-high resolution image.
新しいメディア伝送技術であるMMT(MPEG Media Transport)が国際標準化されている(非特許文献1)。 MMT (MPEG Media Transport), which is a new media transmission technology, has been internationally standardized (Non-Patent Document 1).
MMTでは、メディアの提示時刻をUTC(Coordinated Universal Time)で指定できる。そのため、映像と音声などのコンテンツが、放送と通信のように別々の伝送経路で配信された場合でも、端末側でコンテンツを同期して再生することが可能である。また、複数の端末間でコンテンツを同期して再生することが可能である。 In MMT, the presentation time of the media can be specified by UTC (Coordinated Universal Time). Therefore, even when contents such as video and audio are delivered by different transmission paths such as broadcasting and communication, the contents can be synchronized and played on the terminal side. In addition, it is possible to synchronize and play content between a plurality of terminals.
近年、超高解像度の4K映像が広まりつつある。さらに、4K映像よりも高解像度な8K映像の登場が見込まれている。 In recent years, ultra-high resolution 4K video has become widespread. Furthermore, it is expected that 8K video with higher resolution than 4K video will appear.
映像処理においては、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア支援を受けることにより、処理時間を低減することが可能である。しかしながら、超高解像度の映像処理は、より多くの処理時間や計算リソースが必要である。テレビ電話などのように双方向でインタラクティブに超高解像度の映像を送受信する場合は、映像処理による遅延をできるだけ無くすことが望まれる。また、4K,8K用のハードウェアは、2K用のハードウェアよりもコストが高い。 In video processing, it is possible to reduce the processing time by receiving hardware support such as GPU (Graphics Processing Unit). However, ultra-high resolution video processing requires more processing time and computational resources. When transmitting and receiving ultra-high resolution video interactively in both directions such as a videophone, it is desirable to eliminate the delay due to video processing as much as possible. Further, the hardware for 4K and 8K is more expensive than the hardware for 2K.
動画を構成するフレームにはIフレーム,Pフレーム,Bフレームがある。超高解像度の動画の送信においては、データ量が多いIフレームを送信する際にバーストトラフィックが発生する可能性がある。バーストトラフィックが発生した場合、ネットワーク上の機器で制御が行われ、想定しない遅延やパケットロスが発生し、配信する映像の品質に影響を及ぼす可能性がある。 There are I frame, P frame, and B frame as the frames constituting the moving image. In the transmission of ultra-high resolution moving images, burst traffic may occur when transmitting an I-frame with a large amount of data. When burst traffic occurs, it is controlled by devices on the network, causing unexpected delays and packet loss, which may affect the quality of the delivered video.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、超高解像度映像の処理時間の低減及び伝送時のバーストトラフィックの発生の抑止を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to reduce the processing time of ultra-high resolution video and suppress the generation of burst traffic during transmission.
第1の本発明に係る映像処理方法は、映像を符号化して送信する映像送信装置と符号化された映像を復号する映像受信装置による映像処理方法であって、前記映像送信装置による、映像を入力して1つのフレームを複数のフレームに分割するステップと、前記複数のフレームのそれぞれを符号化した後、同じタイムスタンプを付与したMMTPパケットを送出するステップと、を有し、前記映像受信装置による、前記MMTPパケットをそれぞれ復号して前記複数のフレームと前記タイムスタンプを取得するステップと、前記タイムスタンプが同じフレームを結合して前記1つのフレームを生成するステップと、を有し、前記MMTPパケットを送出するステップは、前記複数のフレームそれぞれの符号化を開始するタイミングをずらし、符号化後のデータ量が大きいMMTPパケットを複数の映像間でずらして送出することを特徴とする。 The first video processing method according to the present invention is a video processing method using a video transmitting device for encoding and transmitting a video and a video receiving device for decoding the encoded video, and the video is transmitted by the video transmitting device. The video reception includes a step of inputting and dividing one frame into a plurality of frames, and a step of encoding each of the plurality of frames and then transmitting an MMTP packet with the same time stamp. a damage, a step of acquiring the time stamp and the plurality of frames the MMTP packet decode respectively, the steps of the time stamp to generate the one frame by combining the same frame, the said The step of transmitting the MMTP packet is characterized in that the timing at which the coding of each of the plurality of frames is started is shifted, and the MMTP packet having a large amount of data after encoding is shifted between the plurality of images and transmitted .
第2の本発明に係る映像処理システムは、映像を符号化して送信する映像送信装置と符号化された映像を復号する映像受信装置を備えた映像処理システムであって、前記映像送信装置は、映像を入力して1つのフレームを複数のフレームに分割する分割手段と、前記複数のフレームのそれぞれを符号化した後、同じタイムスタンプを付与したMMTPパケットを送出する複数のエンコード手段と、を有し、前記映像受信装置による、前記MMTPパケットをそれぞれ復号して前記複数のフレームと前記タイムスタンプを取得する複数のデコード手段と、前記タイムスタンプが同じフレームを結合して前記1つのフレームを生成する結合手段と、を有し、前記複数のエンコード手段は、前記複数のエンコード手段間で前記複数のフレームそれぞれの符号化を開始するタイミングをずらし、符号化後のデータ量が大きいMMTPパケットを前記複数のエンコード手段間でずらして送出することを特徴とする。 The second video processing system according to the present invention is a video processing system including a video transmitting device that encodes and transmits a video and a video receiving device that decodes the encoded video. A dividing means for inputting video and dividing one frame into a plurality of frames, and a plurality of encoding means for transmitting an MMTP packet with the same time stamp after encoding each of the plurality of frames. A plurality of decoding means having the video receiving device for decoding the MMTP packet to obtain the plurality of frames and the time stamp, and a frame having the same time stamp are combined to generate the one frame. The plurality of encoding means stagger the timing of starting encoding of each of the plurality of frames among the plurality of encoding means, and the MMTP packet having a large amount of data after encoding is described. It is characterized in that it is transmitted by shifting it between a plurality of encoding means .
第3の本発明に係る映像送信装置は、映像を符号化して送信する映像送信装置であって、映像を入力して1つのフレームを複数のフレームに分割する分割手段と、前記複数のフレームのそれぞれを符号化した後、同じタイムスタンプを付与したMMTPパケットを送出する複数のエンコード手段と、を有し、前記複数のエンコード手段は、前記複数のエンコード手段間で前記複数のフレームそれぞれの符号化を開始するタイミングをずらし、符号化後のデータ量が大きいMMTPパケットを前記複数のエンコード手段間でずらして送出することを特徴とする。 The third video transmission device according to the present invention is a video transmission device that encodes and transmits video, and includes a dividing means for inputting video and dividing one frame into a plurality of frames, and the plurality of frames. Each of the encoding means has a plurality of encoding means for transmitting an MMTP packet with the same time stamp, and the plurality of encoding means have a code for each of the plurality of frames among the plurality of encoding means. It is characterized in that the timing at which the encoding is started is shifted, and the MMTP packet having a large amount of encoded data is transmitted by shifting between the plurality of encoding means .
本発明によれば、超高解像度映像の処理時間の低減及び伝送時のバーストトラフィック発生の抑止を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the processing time of ultra-high resolution video and suppress the generation of burst traffic during transmission.
以下、本発明実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態のメディア同期伝送システムの構成を示す全体構成図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram showing the configuration of the media synchronous transmission system of the present embodiment.
本メディア同期伝送システムは、MMT送信器1とクライアント端末3を備える。MMT送信器1とクライアント端末3は、ネットワーク100を介して接続されている。
The media synchronous transmission system includes an
MMT送信器1は、カメラやマイク等の集信系機器から入力した映像・音声信号をエンコードし、MMTP(MPEG Media Transport Protocol)パケットに変換して送出する。MMT送信器1は、4K映像のフレームを2K映像の4つのフレームに分割したうえで、各2K映像のエンコード処理及びMMTPストリーム変換処理を並列に行う。
The
クライアント端末3は、MMTPパケットを受信し、映像・音声信号をデコードし、映像・音声を出力する。クライアント端末3は、各2K映像のMMTPパケットを個別にデコードし、デコードした各2K映像を結合して4K映像を表示する。各2K映像はMMTPパケット化して送出されるので、MMTにより同期が担保される。そのため、結合後の4K映像内のある領域だけ他の領域と時間が前後するようなズレや映像の乱れが発生することはない。
The
次に、MMT送信器1について説明する。
Next, the
図2は、本実施形態のMMT送信器1の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すMMT送信器1は、分割部11と複数のエンコード部12A〜12Dを備える。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the
分割部11は、超高解像度の映像非圧縮データを入力し、複数の映像非圧縮データに分割する。例えば、外部の集信系機器からシリアルデジタルインタフェース(SDI)を介して4K(3840×2160)の映像非圧縮データを入力し、4つの2K(1920×1080)の映像非圧縮データに分割する。なお、超高解像度の映像を任意の大きさに分割してもよい。 The dividing unit 11 inputs ultra-high resolution video uncompressed data and divides it into a plurality of video uncompressed data. For example, 4K (3840 × 2160) video uncompressed data is input from an external concentrator system device via a serial digital interface (SDI), and the data is divided into four 2K (1920 × 1080) video uncompressed data. The ultra-high resolution video may be divided into arbitrary sizes.
エンコード部12A〜12Dは、分割部11によって分割された映像非圧縮データを入力して符号化し、分割後のフレームのそれぞれに同じタイムスタンプを付与したMMTPパケットを送出する。エンコード部12A〜12Dは、分割後の映像を結合する際に必要な表示位置の情報を含む制御情報も送出する。
The
エンコード部12A〜12Dのそれぞれを個別のハードウェアで構成し、並列処理することにより処理時間の短縮を図ることができる。また、エンコード部12A〜12Dを構成するハードウェアとして、より安価な2K映像用のハードウェアを用いることで、コストの低減を図ることができる。
The processing time can be shortened by configuring each of the
次に、クライアント端末3について説明する。
Next, the
図3は、本実施形態のクライアント端末3の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すクライアント端末3は、複数のデコード部31A〜31Dと結合部32を備える。
FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the
デコード部31A〜31Dは、分割後の映像のMMTPパケットを受信して復号し、分割後の映像のフレーム及びタイムスタンプを取得する。
The
結合部32は、同じタイムスタンプの分割後の映像のフレームを結合し、超高解像度の映像を出力する。
The joining
デコード部31A〜31Dのそれぞれを個別のハードウェアで構成し、並列処理することにより処理時間の短縮を図ることができる。また、デコード部31A〜31Dを構成するハードウェアとして、より安価な2K映像用のハードウェアを用いることで、コストの低減を図ることができる。
The processing time can be shortened by configuring each of the
MMT送信器1及びクライアント端末3が備える各部は、演算処理装置、記憶装置等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムはMMT送信器1及びクライアント端末3が備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
Each part of the
次に、分割後の映像のIフレームの送出タイミングについて説明する。 Next, the transmission timing of the I frame of the divided video will be described.
図4は、分割後の映像を伝送するのに必要な帯域の変化を示す図である。図中の実線は、Iフレームの送出タイミングをずらした場合に映像の伝送に必要な帯域の変化を示し、破線は、Iフレームの送出タイミングをずらさない場合に映像の伝送に必要な帯域の変化を示す。 FIG. 4 is a diagram showing a change in the band required for transmitting the divided video. The solid line in the figure shows the change in the band required for video transmission when the I-frame transmission timing is shifted, and the broken line indicates the change in the band required for video transmission when the I-frame transmission timing is not shifted. Is shown.
Iフレームは、フレーム内だけで独立して符号化することによって得られるので、フレーム間予測を用いて符号化されたPフレームやBフレームよりも符号化後のデータのサイズが大きくなる。図4の実線で示すように、分割後の2K映像のIフレームの送出タイミングをずらすことにより、バーストトラフィックの発生を抑止し、ネットワーク100における遅延を軽減できる。例えば、エンコード部12A〜12Dがエンコードを開始するタイミングをずらすことで、各エンコード部12A〜12DがIフレームを送出するタイミングをずらすことができる。
Since the I-frame is obtained by encoding independently only within the frame, the size of the encoded data is larger than that of the P-frame or B-frame encoded by the inter-frame prediction. As shown by the solid line in FIG. 4, the generation of burst traffic can be suppressed and the delay in the
以上説明したように、本実施の形態によれば、分割部11が超高解像度の映像非圧縮データを入力して複数の映像非圧縮データに分割し、エンコード部12A〜12Dのそれぞれが分割された映像非圧縮データを入力して符号化し、分割後の映像のそれぞれに同じタイムスタンプを付与したMMTPパケットを送出し、デコード部31A〜31Dのそれぞれが分割後の映像のMMTPパケットを受信して復号し、結合部32が同じタイムスタンプの分割後の映像のフレームを結合して超高解像度の映像を出力することにより、超高解像度映像の処理時間の低減を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the dividing unit 11 inputs ultra-high resolution video uncompressed data and divides the data into a plurality of video uncompressed data, and each of the
本実施の形態によれば、エンコード部12A〜12DのそれぞれがIフレームの送出タイミングをずらすことにより、バーストトラフィック発生の抑止を図ることができる。
According to the present embodiment, burst traffic generation can be suppressed by shifting the transmission timing of each of the
1…MMT送信器
11…分割部
12A〜12D…エンコード部
3…クライアント端末
31A〜31D…デコード部
32…結合部
1 ... MMT transmitter 11 ... Dividing
Claims (3)
前記映像送信装置による、
映像を入力して1つのフレームを複数のフレームに分割するステップと、
前記複数のフレームのそれぞれを符号化した後、同じタイムスタンプを付与したMMTPパケットおよび前記複数のフレームを結合する際に必要な表示位置の情報を含む制御情報を送出するステップと、を有し、
前記映像受信装置による、
前記MMTPパケットをそれぞれ復号して前記複数のフレームと前記タイムスタンプを取得するステップと、
前記タイムスタンプが同じフレームを結合して前記1つのフレームを生成するステップと、を有し、
前記MMTPパケットを送出するステップは、Iフレームに対応する前記複数のフレームそれぞれの符号化を開始するタイミングをずらし、符号化後のMMTPパケットを前記複数のフレーム間でずらして送出することを特徴とする映像処理方法。 It is a video processing method using a video transmitting device that encodes and transmits video and a video receiving device that decodes the encoded video.
By the video transmission device
The step of inputting video and dividing one frame into multiple frames,
After encoding each of the plurality of frames, the MMTP packet with the same time stamp and a step of transmitting control information including display position information necessary for combining the plurality of frames are included.
According to the video receiving device
A step of decoding each of the MMTP packets to acquire the plurality of frames and the time stamp,
It has a step of combining frames having the same time stamp to generate the one frame.
The step of transmitting the MMTP packet is characterized in that the timing of starting the coding of each of the plurality of frames corresponding to the I frame is shifted, and the encoded MMTP packet is transmitted by shifting between the plurality of frames. Video processing method to be performed.
前記映像送信装置は、
映像を入力して1つのフレームを複数のフレームに分割する分割手段と、
前記複数のフレームのそれぞれを符号化した後、同じタイムスタンプを付与したMMTPパケットおよび前記複数のフレームを結合する際に必要な表示位置の情報を含む制御情報を送出する複数のエンコード手段と、を有し、
前記映像受信装置による、
前記MMTPパケットをそれぞれ復号して前記複数のフレームと前記タイムスタンプを取得する複数のデコード手段と、
前記タイムスタンプが同じフレームを結合して前記1つのフレームを生成する結合手段と、を有し、
前記複数のエンコード手段は、前記複数のエンコード手段間でIフレームに対応する前記複数のフレームそれぞれの符号化を開始するタイミングをずらし、符号化後のMMTPパケットを前記複数のエンコード手段間でずらして送出することを特徴とする映像処理システム。 A video processing system equipped with a video transmitting device that encodes and transmits video and a video receiving device that decodes the encoded video.
The video transmission device
A dividing means that inputs video and divides one frame into multiple frames,
After encoding each of the plurality of frames, an MMTP packet with the same time stamp and a plurality of encoding means for transmitting control information including display position information necessary for combining the plurality of frames. Have and
According to the video receiving device
A plurality of decoding means for decoding the MMTP packet to obtain the plurality of frames and the time stamp, respectively.
It has a combining means that combines frames having the same time stamp to generate the one frame.
The plurality of encoding means shift the timing of starting coding of each of the plurality of frames corresponding to the I frame among the plurality of encoding means, and shift the encoded MMTP packet between the plurality of encoding means. A video processing system characterized by sending.
映像を入力して1つのフレームを複数のフレームに分割する分割手段と、
前記複数のフレームのそれぞれを符号化した後、同じタイムスタンプを付与したMMTPパケットおよび前記複数のフレームを結合する際に必要な表示位置の情報を含む制御情報を送出する複数のエンコード手段と、を有し、
前記複数のエンコード手段は、前記複数のエンコード手段間でIフレームに対応する前記複数のフレームそれぞれの符号化を開始するタイミングをずらし、符号化後のMMTPパケットを前記複数のエンコード手段間でずらして送出することを特徴とする映像送信装置。 A video transmission device that encodes and transmits video.
A dividing means that inputs video and divides one frame into multiple frames,
After encoding each of the plurality of frames, an MMTP packet with the same time stamp and a plurality of encoding means for transmitting control information including display position information necessary for combining the plurality of frames. Have and
The plurality of encoding means shift the timing of starting coding of each of the plurality of frames corresponding to the I frame among the plurality of encoding means, and shift the encoded MMTP packet between the plurality of encoding means. A video transmission device characterized by transmitting.
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