CN102439965B - 相机系统、信号延迟量调整方法和程序 - Google Patents

Abstract

提供了具有多个相机对的相机系统。每一相机对可具有分别通过异步传输网络连接在一起的相机控制单元和相机头单元。相机系统还可以具有中央处理单元，配置为对于所述多个相机对中的每一相机对获得表示相应的相机控制单元及其相应的相机头单元之间的时间延迟的视频信号延迟量，并将至少一个所述相机控制单元及其相应的相机头单元之间的视频信号延迟量调整为等于另一所述相机控制单元及其相应的相机头单元的所选的视频信号延迟量。

Description

相机系统、信号延迟量调整方法和程序

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年3月31日向日本专利局提交的JP2010-08234号日本专利申请的优先权，特将其全部内容并入此处以作参考。

技术领域

本发明涉及相机系统、信号延迟量调整方法和程序。

背景技术

例如，以下的专利文献1公开了能够通过其一个单元来控制多个相机的相机控制设备。专利文献1公开了其中经由相机缆线一对一地连接CHU和CCU以发送基准信号和视频信号的配置。

另外，以下的专利文献2公开了使用异步交换网络(异步传输网络)以在CHU和CUU之间进行发送的方法。

引用列表

专利文献

专利文献1：09-238277号日本未审查专利申请公开

专利文献2：2004-304809号日本未审查专利申请公开

发明内容

在本发明的方面中，提供了具有多个相机对的相机系统。每一相机对可以具有分别通过异步传输网络的方式连接在一起的相机控制单元和相机头单元。该相机系统还可以具有中央处理单元，配置为对于多个相机对中的每一相机对获得表示相应的相机控制单元及其相应的相机头单元之间的时间延迟的视频信号延迟量，并且配置为将至少一个所述相机控制单元及其相应的相机头单元之间的视频信号延迟量调整为等于另一所述相机控制单元及其相应的相机头单元的所选的视频信号延迟量。

在本发明的另一方面中，提供了信号延迟量调整方法。这种方法可以包括：对于经由异步传输网络分别连接于多个相机头单元的多个相机控制单元中的每一相机控制单元获得视频信号延迟量，以使得将每一相机控制单元经由异步传输网络连接到相应的相机头单元，其中相应的视频信号时间延迟表示相应的相机控制单元及其相应的相机头单元之间的时间延迟。该方法还可以包括：将一个所述相机控制单元及其相应的相机头单元之间的视频信号延迟量调整为等于另一所述相机控制单元及其相应的相机头单元的所选的视频信号延迟量。

在本发明的再一方面中，提供了具有多个相机对的视频相机系统。每一相机对可以具有经由异步传输网络连接的相机控制单元和相机头单元，其中，每一所述相机头单元具有视频缓冲器。视频相机系统还可以具有中央处理单元，配置为：对于多个相机对中的每一相机对获得信号延迟时间，从而获得多个信号延迟时间；从该多个信号延迟时间中选择最大信号延迟时间；确定最大信号延迟时间是否超过预定可允许时间；当确定结果指示最大信号延迟量未超过预定可允许时间时，获得与最大信号延迟时间对应的视频缓冲器大小；以及将至少一个相机头单元的视频缓冲器的大小调整为所获得的视频缓冲器大小。

在本发明的又一方面中，提供了相机控制单元。相机控制单元可以具有使得能够经由异步传输网络与对应的相机头单元通信的网络接口，其中，相机控制单元和对应的相机头单元形成相机对，而且，其中，网络接口也使能经由异步传输网络与多个其它相机对的通信，该多个其它相机对中的每一相机对具有与其相机头单元通信的相应的相机控制单元。相机控制单元还可以具有中央处理单元，配置为获得表示相机对和多个其它相机对中的每一相机对的相应的时间延迟的视频信号延迟量，每一时间延迟指示相应的相机控制单元及其对应的相机头单元之间的时间延迟。中央处理单元还可配置为将多个其它相机对和相机对中的至少一对的视频信号延迟量调整为等于所获得的视频信号延迟量中所选的一个视频信号延迟量。

当使用专利文献2中描述的异步传输网络进行视频传输时，对于每一CHU和CCU的每一组合，传输路径不同，且因此延迟量也不同。于是，需要通过调整定时来对准每一CCU中视频信号的到达定时。特别地，由于在异步传输网络上路由路径不固定，且路由路径随具体情况而变，所以难以调整视频信号的定时。

而且，由于在异步传输网络的情况下相机系统的开发增加了灵活性，所以优选地可以灵活接受切换诸如LAN线缆之类的异步传输线或者诸如交换集线器、路由器等的设备。在这样的情况下，调整视频信号的定时将很困难。

另外，通过使用异步传输网络，在当前正在使用的路由路径上出现故障时，开发出通过改变到不同的路由路径中而针对传输装置上的故障的冗余配置是有利的，然而，这也必须根据路由路径的改变灵活地调整视频信号的定时。

而且，由于异步传输网络的带宽限制，假设可以在CHU中的视频压缩(编码)之后进行传输以在CCU中压缩(解码)所压缩的图像。在这一情况下，必须考虑由于编码和解码所造成的延迟，伴随着调整定时的复杂处理。

鉴于以上所述，希望提供新颖的与改进的相机系统、视频信号延迟量调整方法和程序，其能够在经由异步传输网络连接多个相机时容易地调整视频信号的定时。

附图说明

图1为用于说明其中一对一地连接相机(CHU)和CCU的相机控制系统的框图。

图2为用于说明根据本发明实施例的使用异步传输网络的相机系统的示例的示意图。

图3为用于更详细地说明图2中所示的系统的示意图。

图4为详细说明用于调整延迟量的配置的示意图。

图5为详细说明用于调整延迟量的配置的示意图。

图6为用于说明根据本实施例的系统的过程的流程图。

具体实施方式

以下，将基准附图详细描述本发明的优选实施例。注意到，在本说明书和附图中，以相同的附图标记表示具有基本上相同功能与结构的结构要素，并且省略对这些结构要素的重复的解释。

将按下列次序进行解释。

1.技术基础

2.根据本实施例的相机系统的配置示例

3.根据本实施例的系统的过程

1.技术基础

图1为用于说明其中一对一地连接相机和CCU从而排列或者形成相机对的相机控制系统的框图。该相机系统为用于电视台的工作室等中的相机系统，其中，经由相机线缆1100一对一地连接CHU1200和CCU1300，并且发送基准信号和视频信号。相机系统在作为相机控制设备的多个CCU(相机控制单元)1300、经由相机线缆1100连接到每一CCU1300以排列或者形成多个相机对的多个CHU(相机主单元)1200、以及CCU1300当中发送/接收诸如视频信号或者返回视频信号之类的信号，并且由视频交换器1400和标准信号生成器1500构成，其中，视频交换器1400用于输出与已选择的CHU1200和CCU1300对应的视频信号，而标准信号生成器1500用于输出标准信号，该标准信号是用于在每一CHU1200和CCU1300之间建立视频同步的基准。

视频交换器1400根据选择切换从每一CCU1300接收的视频信号以输出。为了在视频交换时不使视频信号失真，必须同步每一视频信号，且每一CCU1300从CHU1200接收已经与来自标准信号生成器1500的基准信号同步的视频信号。CCU1300将来自标准信号生成器1500的基准信号发送到CHU120，同时CHU1200将与基准信号同步的视频信号发送到CCU1300。

然而，尽管将视频信号与基准信号同步，然而由于比如连接CHU1200和CCU1300的相机线缆的传输延迟、CCU1300中的处理延迟等的因素，到达视频交换器1400的实际视频信号中会出现定时误差。因此，在视频交换器1400的输入阶段，对于CHU1200中视频信号的发送定时进行精密调整，以使得可以匹配来自每一CCU1300的每一视频信号的定时。这确保了视频交换器1400中从CHU1200发送的视频信号的输入定时的相同。

可以通过CHU1200(相机)的PLL(锁相环路)中的相位调节进行发送定时的调整。在相机侧通过PPL相位调节进行延迟调整实现了以低开销和低能耗的视频信号的输入定时的调整，而不创建用于视频数据或者音频数据的定时调整的缓冲器。然而，在这一方法中，将允许从标准信号形式延迟的范围限制在视频信号的一个场内。当进行CCU1300侧的延迟调整时，或者在一个场上进行延迟调整时，需要使用用于视频数据和音频数据的缓冲器的延迟调整。

如以上所述的，图1示出了其中经由相机线缆一对一地连接CHU1200和CCU1300并发送基准信号和视频信号的配置。在该配置中，由于解决诸如相机线缆的传输延迟、CCU1300中的处理延迟之类的因素，必须进行定时调整。另一方面，如先前所述的，存在使用异步传输网络用于CHU1200和CCU1300之间的传输的方法。在异步传输网络中，CHU1200和CCU1300中的每一在同一传输网络上发送基准信号或者视频信号。在这一情况下，如先前所述的，由于路由路径不固定，而且路由路径随具体情况而变，所以不能唯一地确定信号的定时调整量。因此，视频信号和音频信号的定时调整存在困难。鉴于以上所述，本实施例旨在使用异步传输网络来最优地调整相机系统中的信号定时。

2.根据本实施例的相机系统的配置示例

图2为用于说明了根据实施例的使用异步传输网络的相机系统的示例的示意图。如图2所示，相机系统100由多个CHU(相机单元)200、CCU(相机控制单元)300、视频交换器400以及标准信号生成器500构成。经由异步传输网络600连接相机和CCU。注意到，本实施例将Ethernet(注册商标)作为异步传输网络600的范例，然而异步传输网络600并不局限于该示例。

当使用异步传输网络进行视频传输时，由于对于每一CHU200和CCU300的每一组合，传输路径不同，所以延迟量也不同。在这一情况下，与其中一对一地连接CHU200和CCU300的图1中的配置类似，也可以通过调整定时来对准每一CCU300中的视频信号的到达定时。然而，路由路径在异步传输网络600上不固定，且路由路径可能随具体情况而变。

另外，考虑相机系统100的开发的增加的灵活性，所以需要可以灵活地接受切换诸如LAN线缆之类的异步传输线或者诸如交换集线器、路由器等装置。在这样的情况下，图1中所描述的单独调整定时将难以处理。

而且，通过使用异步传输网络600，在当前正在使用的路由路径上出现故障时，开发通过改变到不同的路由路径中而针对传输设备上的故障的冗余配置是有利的。在这样的情况下，也难以处理如图1中所解释的单独调整定时。

另外，由于异步传输网络的带宽限制，所以假设可以在CHU200中的视频压缩(编码)之后进行传输，并在CCU300中解压缩(解码)所压缩的图像。在这一情况下，必须考虑由于编码和解码所造成的延迟，毕竟，处理单独调整定时是困难的。

出于上述原因，希望在异步传输网络600上配置的CHU-CCU相机系统中提供能够灵活地应对相机系统100的配置改变的CHU-CCU的定时调整系统。

图3为更详细地说明图2中所示的系统的示意图。图2将Ethernet(注册商标)作为异步传输网络的范例，然而异步传输网络并不局限于Ethernet(注册商标)。异步传输网络600包括多个交换集线器610。例如，通过适当地设置IP地址来配置多个CHU200和多个CCU300从而一对一地互相对应。而且，使用以上专利文献2中所述的方法或者IEEE1588的方法等将来自标准信号生成器500的基准信号从CCU300发送到CHU200。这使能CHU200和CCU300之间的传输延迟量的测量。

图3中所示的配置包括调整信号延迟量的CNU(相机命令网络单元)700。CNU700具有调整信号延迟量的功能。如以下所述的，可以不具有CNU700，而将某一CCU300设置为主设备，以使得主设备的CCU300调整延迟量。

在图3中所示的系统中，可以由诸如电路(硬件)的中央处理单元或CPU等以及用作中央处理单元的程序(软件)来配置具有CCU300和CNU700的功能的结构元件800。在这一情况下，可以将程序存储在记录介质中，例如，该记录介质是包括有诸如CCU300等的结构元件的存储器，或者外部插入的存储器，等等。

图4和图5为详细说明用于调整延迟量的配置的示意图。图4中所示的配置对应于图3中所示的配置，并且独立安装了用于调整延迟量的CNU(相机命令网络单元)700。从CCU300向CNU700通知对应的CHU200和CCU300之间的延迟量。CNU700对延迟量进行鉴定以确定最佳延迟量。通过CCU300向CHU200通知所确定的延迟量，且CHU200相应地设置有视频缓冲器，以对准到达每一CCU300的视频信号的定时。

作为确定延迟量的具体方法，存在以下方法，其用于调整视频缓冲器，以使得关于其延迟最大的一对CHU200和CCU300，另一对CHU200和CCU300的延迟量相同。以下将根据图6详细解释确定延迟量的具体方法。注意，此处，CNU700用于鉴定，然而，也可以代替CNU700将另一结构元件用作用于鉴定的装置。

图5描述了其中任意CCU300用作鉴定延迟量的主设备而不具有CNU700的配置。如以上所述的，可以将某一CCU300配置为执行鉴定功能，而不新安装额外的鉴定装置。

3.根据本实施例的系统的过程

图6为说明根据本实施例的系统的过程的流程图。以下，将解释从激活系统电压或者重新设置系统到确定视频缓冲器的处理流程。此处，如图3和图4中所示，将解释其中CNU700设置为鉴定的情况。

首先，在步骤S10中，进行系统的激活或者重新设置系统。当对异步传输网络600的配置(例如，交换集线器610的数目等)进行改变时、当对CHU200的数目加以改变时，等等，通过系统的重新设置针对整个系统进行校准。在接下来的步骤S12中，在每一CHU200和CCU300之间建立同步。在接下来的步骤S14中，对于每对对应的CHU200和CCU300测量延迟时间。可以使用上述专利文献2中所描述的方法、IEEE1588的方法等，与步骤S12中的建立同步一起测量延迟时间。具体地讲，通过将每一CCU300中所获得的视频信号的定时与标准信号生成器500中所生成的基准脉冲进行比较，来测量延迟时间。在接下来的步骤S16中，CCU300将延迟时间通知CNU700。在接下来的步骤S18中，在CNU700中进行其延迟时间最大的一对CHU200和CCU300的延迟时间的选择。

在接下来的步骤S20中，在所选的延迟时间与预定可允许时间之间进行比较，并且进行延迟时间是否等于或者大于可允许时间的确定。如果延迟时间等于或者大于可允许时间，则前进至步骤S22，并且在CNU700中进行其延迟时间为次最大的一对CHU200和CCU300的延迟时间的选择。在接下来的步骤S24中，关于其延迟时间超过可允许时间的一对CHU200和CCU300，向CCU300或者CHU200通知延迟时间大于可允许时间。已经收到以上通知的一对CHU200和CCU300显示：在对应的CCU300、CHU200或者视频交换器400中正在异步操作，以向用户通知异步操作。如果在CHU200中显示，则可以在CHU200包括的取景器中显示，也可以在CHU200的外表面上显示。如果在视频交换器400中显示，则可以与邻近视频交换器400所包括的每一CHU200的选择按钮的每一CHU200对应地显示。这使用户能够立即识别在所选的CHU200中已经成像的实况视频图像是否同步。

在步骤S24之后，返回至步骤S20，对于步骤S22中已经选择的一对CHU200和CCU300进行同样的处理。关于步骤S22中所选择的一对CHU200和CCU300重复从步骤S24至步骤S20的循环，直至延迟时间变得小于可允许时间。因此，当关于相继选择的另一对CHU200和CCU300，延迟时间大于可允许时间时，将在CCU300、CHU200或者视频交换器400之一中显示延迟时间大于可允许时间的事实，从而使用户能够认识到已经成像的实况视频图像为异步的。

与此同时，在步骤S20中，如果关于当前所选择的一对CHU200和CCU300延迟时间小于可允许时间，则前进至步骤S26。在步骤S26中，向每一CCU300通知当前所选择的一对CHU200和CCU300的延迟时间。即，向延迟时间小于可允许时间的所有对CHU200和CCU300通知当前所选择的一对CHU200和CCU300之一的延迟时间。注意，如果所有对CHU200和CCU300的延迟量均小于可允许延迟量，则当前所选择的一对CHU200和CCU300的延迟时间变为最大延迟时间，并且将所有其它对的延迟时间视为与最大延迟时间相同。在接下来的步骤S28中，在每一CCU300中，计算与通知的延迟时间对应的视频缓冲量。此处，通过计算当前延迟时间和可允许延迟时间之间的差，计算使延迟时间与可允许延迟时间相同的缓冲量。

在接下来的步骤S30中，每一CCU300向对应的CHU200指示所计算的视频缓冲量。这使得CHU200基于所指示的视频缓冲量创建用于在其中累积视频信号的存储器，并调整信号的定时。如图4中所示，在CHU200中，在用于存储在图像拾取元件202中所获得的视频信号的数据的存储器中创建缓冲器204。这使得CHU200设立开始发送视频图像的缓冲器，因此，可以依据缓冲量调整视频信号的定时。这使得关于其延迟时间小于可允许时间的所有对CHU200和CCU300将延迟时间设置为相同。因此，由于当在视频交换器400中切换每一CHU200的视频图像时每一视频图像的延迟量相同，所以可以完全避免视频信号的失真。

另外，不仅可以通过创建缓冲器调整信号的定时，也可以通过CHU200中的PLL相位调节来调整信号的定时。在这一情况下，可以通过调整其中图像拾取元件202咬合断路器的定时，使信号的延迟时间与可允许延迟时间相同。而且，还可以通过在CCU300中创建缓冲器来调整信号的定时。

通过执行以上所述的处理，可以使从每一CCU300向视频交换器400发送的信号同步。然后，在步骤S30之后，将结束(END)处理。注意，其延迟时间等于或者大于可允许时间的CHU200和CCU300对为异步的，然而，由于已经显示为异步的，所以用户可以在认识到视频图像为异步之后对其进行处理。

注意，在上述解释中，在CHU200中创建调整延迟量的视频缓冲器，然而，也可以在CCU300中创建视频缓冲器。另外，当在CHU200中调整延迟时，也可以不通过缓冲器，而通过PLL相位调节来配置延迟量。而且，也可以既通过创建缓冲器，也通过PLL相位调节来是实现调整延迟。

如以上所述，根据本实施例，可以通过使用异步传输网络，确保来自系统中每一CHU200的信号同步，从而能够使传输路径简单、成本降低、以及开发出具有较少布线的复杂相机系统。因此，当切换已经在每一CHU200中成像的视频图像时，可以完全避免视频信号或者音频信号的失真。另外，使用异步传输网络增加了改变相机网络的灵活性，且采用总线布线提高了布线的灵活性，从而增强了切换相机和CCU的灵活性。而且，通过改变目的地地址(IP地址)，可以容易地切换相机(CHU200)和CCU300。

以上已经参考附图详细地解释了本发明的优选实施例，然而本发明并不局限于这一示例。本领域技术人员将理解可以依据设计要求和其它因素，进行多方面的修改、组合、部分组合以及变更，只要这些修改、组合、部分组合以及变更处于所附权利要求或者其等效物的范围内即可。

Claims (8)

1.一种相机系统，包括：

多个相机对，每一相机对分别具有通过异步传输网络的方式连接在一起的相机控制单元和相机头单元；以及

中央处理单元，配置为对于所述多个相机对中的每一相机对获得表示相应的相机控制单元及其相应的相机头单元之间的时间延迟的视频信号延迟量，并将至少一个所述相机控制单元及其相应的相机头单元之间的视频信号延迟量调整为等于另一所述相机控制单元及其相应的相机主单元的所选的视频信号延迟量，

其中，每一所述相机头单元具有视频缓冲器，并且通过调整所述至少一个相机头单元中的视频缓冲器从而对应于所选的视频信号延迟量来实现视频信号延迟量的调整，

其中，所选的视频信号延迟量是所述多个相机对的视频信号延迟量中的最大视频信号延迟量，以及

所选的视频信号延迟量不超过预定可允许时间。

2.根据权利要求1所述的相机系统，还包含主设备，设置为与多个相机对通信，且其中在主设备中设置所述中央处理单元。

3.根据权利要求1所述的相机系统，其中，在所述相机控制单元之一中设置所述中央处理单元。

4.根据权利要求1所述的相机系统，其中，当最大视频信号延迟量超过预定可允许时间时，所选的视频信号延迟量为所述多个相机对的视频信号延迟量中不超过预定可允许时间的次最大视频信号延迟量。

5.根据权利要求1所述的相机系统，其中，所述中央处理单元调整与相机对相关的视频信号延迟量，以使得每一相机对的视频信号延迟量等于所选的视频信号延迟量。

6.一种信号延迟量调整方法，包括：

对于经由异步传输网络分别连接到多个相机头单元的多个相机控制单元中的每一相机控制单元获得视频信号延迟量，以使得经由异步传输网络将每一相机控制单元连接到相应的相机头单元，其中，相应的视频信号时间延迟表示一个相机控制单元及其相应的相机头单元之间的时间延迟；以及

将所述相机控制单元及其相应的相机头单元之间的视频信号延迟量调整为等于另一所述相机控制单元及其相应的相机头单元的所选的视频信号延迟量，

其中，每一所述相机头单元具有视频缓冲器，并且通过调整所述相机头单元中的视频缓冲器从而对应于所选的视频信号延迟量来实现视频信号延迟量的调整，

其中，所选的视频信号延迟量是多个相机对的视频信号延迟量中的最大视频信号延迟量，以及

所选的视频信号延迟量不超过预定可允许时间。

7.一种视频相机系统，包括：

多个相机对，每一相机对具有经由异步传输网络连接的相机控制单元和相机头单元，其中，每一所述相机头单元具有视频缓冲器；以及

中央处理单元，配置为：

对于所述多个相机对中的每一相机对获得信号延迟时间，以获得多个信号延迟时间；

从所述多个信号延迟时间中选择最大信号延迟时间；

确定最大信号延迟时间是否超过预定可允许时间；

当确定结果指示最大信号延迟量未超过预定可允许时间时，获得与最大信号延迟时间对应的视频缓冲器大小；以及

将至少一个相机头单元的视频缓冲器的大小调整为所获得的视频缓冲器大小。

8.一种相机控制单元，包括：

使能经由异步传输网络与对应的相机头单元的通信的网络接口，其中，相机控制单元和对应的相机头单元形成相机对，且其中，网络接口也使能经由异步传输网络与多个其它相机对的通信，所述多个其它相机对中的每一相机对具有与其相机头单元通信的相应的相机控制单元；以及

中央处理单元，配置为：

获得表示相机对和所述多个其它相机对中的每一相机对的相应的时间延迟的视频信号延迟量，每一时间延迟指示相应的相机控制单元及其对应的相机头单元之间的时间延迟；以及将所述多个其它相机对和所述相机对中的至少一对的视频信号延迟量调整为等于所获得的视频信号延迟量中所选的一个视频信号延迟量，

其中，每一所述相机头单元具有视频缓冲器，并且通过调整所述相机头单元中的视频缓冲器从而对应于所选的视频信号延迟量来实现视频信号延迟量的调整，

其中，所选的视频信号延迟量是多个相机对的视频信号延迟量中的最大视频信号延迟量，以及

所选的视频信号延迟量不超过预定可允许时间。