DE102013019604B4 - System consisting of a plurality of cameras and a central server, as well as procedures for operating the system - Google Patents

System consisting of a plurality of cameras and a central server, as well as procedures for operating the system Download PDF

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Abstract

System umfassend eine Mehrzahl an je ein Livevideosignal erfassenden Kameras und einen entfernt von den Kameras aufgestellten und über ein Netzwerk in bidirektionaler Kommunikation mit allen Kameras stehenden Zentralserver zum Empfang und zur Anzeige der von den Kameras erzeugten Videodaten,wobei jede Kamera wenigstens einen Encoder aufweist, wobei der wenigstens eine Encoder zur gleichzeitigen Umwandlung eines Livevideosignals in digitale Videodaten in einer ersten hohen Qualität und in einer zweiten geringen Qualität geeignet ist,wobei jede Kamera dazu eingerichtet ist, die das Livevideosignal betreffenden Videodaten entweder in der ersten hohen oder in der zweiten geringen Qualität über ein drahtloses Netzwerk an den Zentralserver zu übertragen, wobei die Videodaten in der ersten hohen Qualität auch auf einer lokalen, der jeweiligen Kamera zugeordneten Speichereinheit abgespeichert werden,dadurch gekennzeichnet,dass das drahtlose Netzwerk ein LTE-Netzwerk ist, dass das System wenigstens eine mobile Sende-/ Empfangseinheit zur Erzeugung des LTE-Netzwerks aufweist, wobei die Kommunikation zwischen der wenigstens einen mobilen Sende-/Empfangseinheit und dem Zentralserver nicht über das Internet, sondern über eine separate Verbindung erfolgt, und dass der Zentralserver dazu eingerichtet ist, die Gesamtheit der Kameras so zu steuern, dass jeweils maximal drei Kameras gleichzeitig Videodaten in der ersten hohen Qualität über das drahtlose Netzwerk an den Zentralserver senden, während alle anderen Kameras des Systems lediglich Videodaten in der zweiten geringen Qualität über das drahtlose Netzwerk an den Zentralserver übermitteln.A system comprising a plurality of cameras each detecting a live video signal and a central server remote from the cameras and communicating with all cameras via a network for receiving and displaying the video data generated by the cameras, each camera having at least one encoder the at least one encoder is adapted to simultaneously convert a live video signal into digital video data of a first high quality and a second low quality, each camera being adapted to transmit the video data relating to the live video signal in either the first high quality or the second low quality to transmit a wireless network to the central server, wherein the video data in the first high quality on a local, the respective camera associated storage unit are stored, characterized in that the wireless network is an LTE network that the system at least one mobile transmitting / receiving unit for generating the LTE network, wherein the communication between the at least one mobile transmitting / receiving unit and the central server is not via the Internet, but via a separate connection, and that the central server is adapted to controlling the totality of the cameras so that no more than three cameras at a time send video data of the first high quality over the wireless network to the central server, while all other cameras of the system only transmit low quality video data over the wireless network to the central server ,

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System umfassend eine Mehrzahl an je ein Livevideosignal erfassenden Kameras und einen entfernt von den Kameras aufgestellten und über ein Netzwerk in bidirektionaler Kommunikation mit allen Kameras stehenden Zentralserver zum Empfang und zur Anzeige der von den Kameras erzeugten Videodaten. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems.The present invention relates to a system comprising a plurality of cameras each detecting a live video signal and a central server set up remotely from the cameras and communicating over a network in bidirectional communication with all the cameras for receiving and displaying the video data generated by the cameras. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a system.

Bei einem solchen System und Verfahren ist es z.B. aus dem Stand der Technik gemäß US 2011 / 0 096 168 A1 oder gemäß US 2003 / 0 058 934 A1 bereits bekannt, dass jede Kamera einen Encoder zur wahlweisen oder gleichzeitigen Umwandlung des Livevideosignals in digitale Videodaten in einer ersten hohen Qualität oder in einer zweiten (im Vergleich zur hohen Qualität) geringen Qualität aufweisen kann. Des Weiteren offenbaren z.B. die US 2011 / 0 096 168 A1, und die US 2002 / 0 051 061 A1, dass Kameras eine ggfs. über das Netzwerk auslesbare Speichereinheit zur Abspeicherung der Videodaten in der ersten Qualität aufweisen können und dass die Videodaten in der zweiten Qualität über ein drahtloses Netzwerk an den Zentralserver übertragen werden können. Ferner ist es z.B. aus der JP 2010-068189 A bekannt, dass der mit den Kameras in bidirektionaler Kommunikation stehende Zentralserver die Kameras so ansteuern kann, dass jeweils nur eine Kamera, deren Videodaten auf einem Großbildschirm betrachtet werden sollen, die betreffenden Videodaten in der ersten hohen Qualität erzeugt und (unmittelbar nach ihrer Erzeugung) an den Zentralserver überträgt, während alle weiteren Kameras die Videodaten lediglich in der zweiten geringen Qualität erzeugen und über ein Netzwerk an den Zentralserver übertragen.In such a system and method it is already known eg from the state of the art according to US 2011/0 096 168 A1 or according to US 2003/0 058 934 A1 that each camera has an encoder for the selective or simultaneous conversion of the live video signal into digital video data a first high quality or a second (compared to the high quality) may have low quality. Furthermore, US Pat. Nos. 2011/0 096 168 A1 and US 2002/0 051 061 A1 disclose that cameras may have a memory unit which may be read out via the network for storing the video data in the first quality and that the video data in the second Quality can be transmitted over a wireless network to the central server. Furthermore, it is for example from the JP 2010-068189 A It is known that the central server, which is in bidirectional communication with the cameras, can control the cameras so that only one camera whose video data is to be viewed on a large screen generates the relevant high quality video data (immediately after its generation) transmits the central server, while all other cameras generate the video data only in the second low quality and transmitted over a network to the central server.

Systeme und Verfahren der gattungsgemäßen Art können beispielsweise im Rahmen von Sicherheitssystemen mit einer Mehrzahl an Überwachungskameras oder im Rahmen der Liveübertragung eines Events (z.B. eines Fußballspiels, eines Konzerts, etc.) verwendet werden, wobei für solche Anwendungen die Erzielung möglichst geringer Latenzzeiten erwünscht ist. Insbesondere in letztgenanntem Fall (Liveübertragung eines Events) soll dann mittels des in der Regel in einem Regieraum aufgestellten Zentralservers, an welchem wenigstens ein geeigneter Bildschirm zur Anzeige der Videodaten der verschiedenen Kameras angeschlossen ist, eine Auswahl der zur Liveübertragung vorgesehenen Videodaten einer bestimmten Kamera ermöglicht werden, wobei die Videodaten der betreffenden Kamera hierzu in der ersten hohen Qualität an den Zentralserver übermittelt werden müssen, um in dieser Qualität in ein Fernsehnetzwerk weitergeleitet werden zu können.Systems and methods of the generic type can be used, for example, in the context of security systems with a plurality of surveillance cameras or in the context of the live transmission of an event (for example a football match, a concert, etc.), for which the attainment of the lowest possible latency times is desirable. In particular, in the latter case (live transmission of an event), a selection of the video data of a specific camera intended for live transmission should then be made possible by means of the central server, which is usually installed in a control room, to which at least one suitable screen for displaying the video data of the various cameras is connected In this case, the video data of the relevant camera must be transmitted to the central server in the first high quality in order to be forwarded in this quality to a television network.

In beiden vorgenannten Anwendungsbeispielen für ein erfindungsgemäßes System und Verfahren besteht Bedarf zur möglichst flexiblen Verwendung bzw. Aufstellung der Kameras an verschiedenen und ggfs. wechselnden Orten, so dass die im Stand der Technik häufig erfolgende Verwendung eines kabelgebundenen Netzwerks nachteilig ist. Die Verwendung drahtloser (LTE-)Netzwerke zur Übertragung der Videodaten verschiedener Kameras wurde zwar bereits in Erwägung gezogen, hat sich jedoch - jedenfalls bisher - als kostenintensiv und/oder als nicht praxistauglich erwiesen, insbesondere wegen der bei Drahtlosnetzwerken häufig stark beschränkten Bandbreite für die Datenübertragung.In both of the aforementioned application examples for a system and method according to the invention, there is a need for the most flexible use or installation of the cameras at different and, if necessary, changing locations, so that the use of a wired network, which frequently takes place in the prior art, is disadvantageous. Although the use of wireless (LTE) networks for transmitting the video data of different cameras has already been considered, it has proven to be cost-intensive and / or impractical, in any case because of the bandwidth for data transmission, which is often very limited in wireless networks ,

Die aus dem Stand der Technik bekannten Varianten für eine qualitativ hochwertige und gleichzeitige Übertragung der Videodaten einer Mehrzahl an Kameras zu einem Zentralserver mittels eines drahtlosen Netzwerks betreffen insbesondere die Verwendung einer so genannten HD-Linkstrecke, die Verwendung von WLAN-Netzen (vgl. z.B. US 2009 / 0 219 411 A1), die Verwendung von adaptiven Codiertechniken („Adaptive Coding“) sowie die Verwendung stationärer LTE-Netzwerke (vgl. z.B. US 2011 / 0 169 950 A1) im Rahmen der hierbei jeweils gegebenen Bandbreite.The variants known from the prior art for a high-quality and simultaneous transmission of the video data of a plurality of cameras to a central server by means of a wireless network relate in particular to the use of a so-called HD link path, the use of WLAN networks (cf. 2009/0 219 411 A1), the use of adaptive coding techniques ("Adaptive Coding") as well as the use of stationary LTE networks (cf., for example, US 2011/0 169 950 A1) in the context of the respective given bandwidth.

Bei Verwendung einer HD-Linkstrecke wird zum Aufbau einer - zumeist unidirektionalen - Verbindung zwischen den verschiedenen Kameras und einem Zentralserver ein bestimmtes Frequenzband verwendet, wobei pro Kanal in der Regel ein Frequenzspektrum von 10 - 20 MHz benötigt wird. Dabei übertragen in der Regel alle Kameras die von Ihnen erzeugten Videodaten als SDI-Signal in HD (High Definition) Qualität, wobei ein solches System wegen der gegebenen Bandbreitenbeschränkung in der Regel auf maximal 10 Kanäle beschränkt ist und einen hohen, insbesondere teuren apparativen Aufwand benötigt. Ein auf einfacher und kostengünstiger IP-Technik basierender Rückkanal, welcher z.B. zum Zwecke der Steuerung bestimmter Eigenschaften der verschiedenen Kameras oder zur Übermittlung von Regieanweisungen genutzt werden könnte, ist dabei in der Regel ebenfalls nicht gegeben. Ferner muss zum Zwecke der Übertragung von Videodaten über den HD-Link eine zusätzliche Codierung (Encoding und Decoding) des Datensignals erfolgen, was sich im Hinblick auf die damit erzielbaren Latenzzeiten als nachteilig erweist.When using an HD link, a specific frequency band is used to establish a connection - usually unidirectional - between the various cameras and a central server, whereby a frequency spectrum of 10 - 20 MHz is usually required per channel. As a rule, all cameras transmit the video data you have generated as an SDI signal in HD (High Definition) quality, whereby such a system is usually limited to a maximum of 10 channels because of the given bandwidth limitation and requires a high, particularly expensive equipment expense , A back channel based on simple and inexpensive IP technology, which e.g. For the purpose of controlling certain characteristics of the various cameras or for transmitting directional instructions, this is generally not the case either. Furthermore, for the purpose of transmitting video data via the HD link, additional coding (encoding and decoding) of the data signal must take place, which proves disadvantageous in view of the latencies that can be achieved with it.

Eine gleichzeitige und qualitativ hochwertige Übertragung der Videodaten verschiedener Kameras über ein - ggfs. eigens hierfür errichtetes - WLAN erweist sich in der Praxis häufig ebenfalls als nachteilig, da das stark eingeschränkte Frequenzspektrum von WLAN- bzw. WIFI-Netzen, welche auch von vielen privaten (Mobil-) Geräten genutzt werden, keine ausreichende Bandbreite zur gleichzeitigen Übertragung einer Mehrzahl an qualitativ hochwertigen Videodaten (insbesondere im HD-Format) ermöglicht. Die - insbesondere auch durch vielfältige anderweitige Nutzung des gleichen Frequenzbereichs gegebene - Bandbreitenbeschränkung bzw. Fragilität von WLAN-Verbindungen setzt der Anwendbarkeit von WLAN-Netzen im vorliegend relevanten Sinn enge Grenzen. Ferner erweist sich die vergleichsweise geringe Reichweite von WLAN-Verbindungen als nachteilig, da diese eine aufwändige Funkfeldplanung erfordert, wenn hierüber eine Mehrzahl an Videodaten aussendende Kameras mit einem Zentralserver verbindbar sein sollen. Und schließlich erweisen sich auch die bei WLAN-Verbindungen gegebenen Latenzzeiten und deren Schwankung („Jitter“) als wenig praxistauglich, insbesondere wenn hierüber gleichzeitig eine Mehrzahl an für eine Live-Fernsehübertragung vorgesehenen Videodaten übermittelt werden sollen.A simultaneous and high-quality transmission of the video data of different cameras via a - possibly specially built for this purpose - WLAN proves in practice also often as a disadvantage, since the severely limited frequency spectrum of WLAN or WIFI networks, which also by many private ( Mobile) devices are used, not sufficient bandwidth for simultaneous Transmission of a plurality of high quality video data (especially in HD format) allows. The bandwidth limitation or fragility of WLAN connections, given in particular also by various other uses of the same frequency range, places narrow limits on the applicability of WLAN networks in the presently relevant sense. Furthermore, the comparatively short range of WLAN connections proves to be disadvantageous since this requires complex radio field planning if a plurality of cameras emitting video data is to be connectable to a central server. Finally, the latency times and their fluctuations ("jitter") given in the case of WLAN connections also prove to be of little practical use, in particular if a plurality of video data intended for live television transmission is to be transmitted at the same time.

Zur Verbesserung der Ausfallsicherheit bei Übertragung von Videodaten über ein bandbreitenbeschränktes Netzwerk sind ferner bereits adaptive Codiertechniken bekannt. Dabei wird der Grad der Videokompression unter Auswertung der momentan zur Verfügung stehenden Bandbreite (bzw. der aus vorherigen Datenübertragungen bekannten tatsächlichen Übertragungsrate) adaptiv angepasst, wobei die permanente Anpassung und Synchronisierung von kameraseitigem Encoder und zentralserverseitigem Decoder mit erheblichen zeitlichen Verzögerungen, also einer massiven Erhöhung der durch die Übertragungstechnik realisierbaren Latenzzeit verbunden ist. Selbst bei Verwendungen von Übertragungswegen, die für sich die Einhaltung einer nur geringen Latenzzeit ermöglichen würden, ergeben sich aufgrund des „Adaptive Coding“ zeitliche Verzögerungen von häufig mehr als 2 Sekunden, was insbesondere für die Live-Übertragung von Events und ggfs. auch für zeitkritische Sicherheitssysteme nicht mehr tolerabel ist. Ferner ist die durch das „Adaptive Coding“ gegebene Reduzierung der Videodatenqualität mit dem Ziel einer qualitativ hochwertigen Übertragung von Videodaten in der Regel nicht in Einklang zu bringen, da sich hierdurch nicht mehr tolerable Qualitätseinbußen ergeben können. Bei Erzeugung und Übertragung von zu stark komprimierten Videodaten ist dann in der Regel auch zu einem späteren Zeitpunkt kein Zugriff mehr auf das ursprüngliche bessere Videobild gegeben. Eine Garantie zur Einhaltung einer bestimmten Mindestqualität der von den verschiedenen Kameras an den Zentralserver gesendeten Daten lässt sich bei Verwendung solch adaptiver Codiertechniken ebenfalls nicht geben, jedenfalls nicht ohne dass besonders große Bandbreitenreserven zur Verfügung gestellt werden, was wiederum mit hohen Kosten verbunden ist.In order to improve the reliability of transmission of video data over a bandwidth-limited network, adaptive coding techniques are also already known. In this case, the degree of video compression is evaluated by evaluating the currently available bandwidth (or the known from previous data transfers actual transmission rate) adaptively, the permanent adaptation and synchronization of camera-side encoder and zentralserverseitigem decoder with significant time delays, ie a massive increase in connected by the transmission technology feasible latency. Even with uses of transmission paths that would allow for keeping only a small latency, resulting due to the "Adaptive Coding" time delays of often more than 2 seconds, which in particular for the live transmission of events and, if necessary, for time-critical Security systems is no longer tolerable. Furthermore, the reduction of the video data quality given by the "adaptive coding" with the aim of a high-quality transmission of video data is usually not reconcilable, since this can result in no longer tolerable quality losses. When generating and transmitting excessively compressed video data, access to the original, better video image is generally no longer possible at a later point in time. A guarantee to maintain a certain minimum quality of the data sent by the various cameras to the central server data can also not be given using such adaptive coding techniques, at least not without particularly large bandwidth reserves are provided, which in turn is associated with high costs.

Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein gattungsgemäßes System und Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sich hiermit auf vergleichsweise einfache Art und Weise eine möglichst ausfallsichere und gleichzeitige Übertragung der von einer Mehrzahl an Kameras bereitgestellten Videodaten in der für typische Anwendungen benötigten Qualität über eine drahtloses Netzwerk realisieren lässt, wobei unter Einhaltung geeignet geringer Latenzzeiten insbesondere auch eine regiegesteuerte Fernsehübertragung eines Live-Events in hoher Qualität ermöglicht werden soll.Based on the above-described prior art, the object of the present invention is a generic system and method of the type mentioned in such a way that hereby in a relatively simple manner the most reliable and simultaneous transmission of the video data provided by a plurality of cameras in the quality required for typical applications can be implemented via a wireless network, with particularly suitable low-latency periods, a direct-controlled television transmission of a live event in high quality is to be made possible.

Diese Aufgabe wird mit einem System nach Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 6 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved with a system according to claim 1 and a method according to claim 6. Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description.

Das erfindungsgemäße System zeichnet sich neben den eingangs bereits genannten Merkmalen insbesondere dadurch aus, dass jede Kamera wenigstens einen Encoder aufweist, wobei der wenigstens eine Encoder zur gleichzeitigen Umwandlung eines Livevideosignals in digitale Videodaten in einer ersten hohen Qualität und in einer zweiten geringen Qualität geeignet ist. Soweit hierbei davon gesprochen ist, dass jede Kamera wenigstens einen Encoder aufweist, müssen der bzw. die betreffenden Encoder ersichtlich nicht unmittelbar in den jeweiligen Kameras verbaut sein, sondern können ggfs. in einer der jeweiligen Kamera zugeordneten und mit dieser auf geeignete Weise verbundenen Datenverarbeitungseinrichtung verbaut sein, wobei der betreffende Encoder jedoch stets lokal der Kamera zugeordnet ist.In addition to the features already mentioned, the system according to the invention is characterized in particular in that each camera has at least one encoder, wherein the at least one encoder is suitable for the simultaneous conversion of a live video signal into digital video data in a first high quality and in a second low quality. As far as this is spoken of, that each camera has at least one encoder, the or the respective encoder must obviously not be installed directly in the respective cameras, but may possibly. In one of the respective camera associated and installed with this appropriately connected data processing device However, the encoder in question is always assigned locally to the camera.

Ferner ist jede Kamera eines erfindungsgemäßen Systems dazu eingerichtet, die das Livevideosignal betreffenden Videodaten entweder in der ersten hohen oder in der zweiten geringen Qualität über ein drahtloses Netzwerk an den Zentralserver zu übertragen, wobei die Videodaten in der ersten hohen Qualität auch auf einer lokalen, der jeweiligen Kamera zugeordneten Speichereinheit abgespeichert werden. Dabei ist selbstverständlich dafür Sorge zu tragen, dass den Kameras ein zur Datenübertragung über das drahtlose Netzwerk geeignetes Datenübertragungsmodul zugeordnet ist und dass die jeweiligen Speichereinheiten der verschiedenen Kameras eine ausreichende Speicherkapazität haben, um stets ein hinreichend langes Videosignal (in der ersten hohen Qualität) mit einer Dauer von z.B. wenigstens einer, zwei, drei oder mehr Stunden aufzeichnen zu können.Furthermore, each camera of a system according to the invention is adapted to transmit the video data relating to the live video signal to the central server in either the first high quality or the second low quality via a wireless network, wherein the video data in the first high quality is also on a local, Memory unit associated with each camera are stored. Of course, care must be taken to ensure that the cameras are assigned a data transmission module suitable for data transmission via the wireless network and that the respective memory units of the various cameras have sufficient memory capacity to always provide a sufficiently long video signal (in the first high quality) Duration of eg to be able to record at least one, two, three or more hours.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das drahtlose Netzwerk ein LTE-Netzwerk ist und dass das System wenigstens eine mobile Sende-/Empfangseinheit zur Erzeugung des LTE-Netzwerks aufweist, wobei die Kommunikation zwischen der wenigstens einen Sende-/ Empfangseinheit und dem Zentralserver nicht über das Internet, sondern über eine separate Verbindung erfolgt.Furthermore, it is provided according to the invention that the wireless network is an LTE network and that the system has at least one mobile transceiver unit for generating the LTE network. Network, wherein the communication between the at least one transmitting / receiving unit and the central server is not via the Internet, but via a separate connection.

Und schließlich ist der Zentralserver eines erfindungsgemäßen Systems dazu eingerichtet, die Gesamtheit der Kameras so zu steuern, dass jeweils maximal drei Kameras gleichzeitig Videodaten in der ersten hohen Qualität über das drahtlose Netzwerk an den Zentralserver senden, während alle anderen Kameras des Systems lediglich Videodaten in der zweiten geringen Qualität über das drahtlose Netzwerk an den Zentralserver übermitteln. Ersichtlich kann im Rahmen der Erfindung z.B. auch vorgesehen sind, dass lediglich zwei Kameras gleichzeitig das von ihnen erfasste Videosignal in hoher Qualität senden, was - wie sich dies aus der nachfolgenden Beschreibung noch ergibt - noch eine hinreichende Grundfunktionalität für die im Rahmen einer Liveübertragung üblichen Regietätigkeiten ausreichend ist.Finally, the central server of a system according to the invention is set up to control the entirety of the cameras in such a way that in each case a maximum of three cameras simultaneously transmit video data in the first high quality via the wireless network to the central server, while all other cameras of the system only video data in the second low quality over the wireless network to the central server. As can be seen in the context of the invention, e.g. It is also provided that only two cameras at the same time send the video signal captured by them in high quality, which - as is clear from the following description - is still sufficient basic functionality for the usual in a live broadcast directing activities is sufficient.

Dadurch dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle Kameras die von ihnen erfassten Livevideobilder als Videodaten in der ersten hohen Qualität aufzeichnen, auch wenn die betreffenden Kameras die Videodaten lediglich in der zweiten geringen Qualität an den Zentralserver übermitteln, ergibt sich bei einem erfindungsgemäßen System - selbst bei vorübergehenden Bandbreitenengpässen oder sonstigen Störfällen - keinerlei Verlust an Videodaten, da diese zumindest lokal auf der der jeweiligen Kamera zugeordneten Speichereinheit in der hohen Qualität abgespeichert sind. Ferner ist im Rahmen der Erfindung zur Reduzierung der insgesamt benötigten Bandbreite sichergestellt, dass jeweils maximal drei Kameras gleichzeitig Videodaten in hoher Qualität über das drahtlose Netzwerk senden dürfen, während alle anderen Kameras die von Ihnen erfassten Livevideobilder lediglich in geringerer Qualität übertragen. Dabei ist selbstverständlich auf geeignete Weise dafür Sorge zu tragen, dass von einem Bediener des Zentralservers (z.B. dem Regisseur) ausgewählt werden kann, welche der Mehrzahl an Kameras zu einem bestimmten Zeitpunkt die von ihr erfassten Videodaten in der ersten hohen Qualität an den Zentralserver übermitteln sollen.The fact that in the context of the present invention all cameras record the live video images recorded by them as video data in the first high quality, even if the respective cameras transmit the video data only in the second low quality to the central server, results in a system according to the invention - even at temporary bandwidth bottlenecks or other incidents - no loss of video data, since they are stored at least locally on the respective camera associated memory unit in high quality. Furthermore, it is ensured in the context of the invention to reduce the total bandwidth required that in each case a maximum of three cameras may simultaneously transmit video data in high quality over the wireless network, while all other cameras transmit the captured live video images you only inferior quality. It is of course to ensure in a suitable manner that can be selected by an operator of the central server (eg the director), which of the plurality of cameras at a given time to transmit the captured her video data in the first high quality to the central server ,

Soweit im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Videodaten in einer ersten hohen Qualität gesprochen wird handelt es sich dabei vorteilhaft um ein nicht adaptiv codiertes HD-Format. Dies betrifft typischerweise Videodaten mit einer Auflösung von (wenigstens) 720p (1280 x 720 Pixel Vollbild), 1080i (1920 x 1080 Pixel interlaced), 1080p (1920 x 1080 Pixel Vollbild) oder einer noch besseren Auflösung, jeweils mit entweder 24, 25, 30 oder gar 50 bzw. 60 Vollbildern bzw. 50 oder 60 Halbbildern pro Sekunde. Eine für professionelle Videoübertragung geeignete Videokompression durch den Encoder kann dabei derzeit z.B. mittels des H.264-Standards (Standardspezifikation: Mpeg4, Teil 10) erfolgen, mit welchem ein sendefähiges HD-Signal mit einer Datenrate von kleiner gleich 10 Mbit/s (in der Praxis ca. 8 Mbit/s) erzeugbar ist. Es versteht sich von selbst, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch auch andere Auflösungen und/oder Videokompressionsstandards (Video-Codecs; z.B. H.265 oder UltraHD) Verwendung finden können.As far as spoken in the context of the present invention of video data in a first high quality is advantageously a non-adaptively encoded HD format. This typically applies to video data with a resolution of (at least) 720p (1280 x 720 pixels full screen), 1080i (1920 x 1080 pixels interlaced), 1080p (1920 x 1080 pixels full screen), or even better resolution, either with 24, 25, 30 or even 50 or 60 frames or 50 or 60 fields per second. A video compression by the encoder suitable for professional video transmission may currently be e.g. using the H.264 standard (standard specification: Mpeg4, Part 10), with which a broadcast-capable HD signal with a data rate of less than or equal to 10 Mbit / s (in practice about 8 Mbit / s) can be generated. It will be understood, however, that within the scope of the present invention, other resolutions and / or video compression standards (video codecs, e.g., H.265 or UltraHD) may be used.

Bei den Videodaten in der zweiten geringen Qualität, welche gewissermaßen ein Vorschaubild für die von der jeweiligen Kamera in HD-Qualität lokal abgespeicherten Videodaten bilden sollen, handelt es sich vorteilhaft um ein nicht adaptiv codiertes SD-Format (z.B. mit einer typischen PAL- oder NTSC-Auflösung), wobei hier unter Verwendung des H.264-Standards Datenraten von kleiner gleich 1 Mbit/s (in der Praxis ca. 800 kbit/s) erzielbar sind. Auch hier können prinzipiell auch andere Auflösungen bzw. Videokompressionsstandards Verwendung finden.The video data in the second low quality, which is to some extent a preview image for the video data locally stored by the respective camera in HD quality, is advantageously a non-adaptively encoded SD format (eg with a typical PAL or NTSC) Resolution), in which case data rates of less than or equal to 1 Mbit / s (in practice approx. 800 kbit / s) can be achieved using the H.264 standard. In principle, other resolutions or video compression standards can also be used here.

Wenn man nun im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein System aus insgesamt 10 Kameras betrachtet, von denen maximal drei in HD-Qualität (mit je ca. 8 Mbit/s) und sieben in SD-Qualität (mit je ca. 800 kbit/s) senden, so kann mit einem erfindungsgemäßen System die insgesamt zum Zwecke der Videoübertragung über das drahtlose Netzwerke benötigte Bandbreite auf knapp unter 30 Mbit/s beschränkt werden, was mit verschiedenen Typen von Drahtlosnetzwerken - ggfs. unter exklusiver Reservierung gewisser Frequenzbereiche bzw. Bandbreiten - weitestgehend ausfallsicher realisierbar ist.If, for example, within the scope of the present invention, a system comprising a total of 10 cameras is considered, of which a maximum of three in HD quality (each with approx. 8 Mbit / s) and seven in SD quality (with approx. 800 kbit / s each ), so with a system according to the invention the total required for the purpose of video transmission over the wireless networks bandwidth can be limited to just under 30 Mbit / s, which with various types of wireless networks - if necessary, under exclusive reservation certain frequency ranges or bandwidths - as far as possible fail-safe is realized.

Dadurch dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Videodaten ausschließlich in einer ersten (vordefinierten) hohen und/oder einer zweiten (vordefinierten) geringen Qualität codiert werden, lassen sich im Rahmen der notwendigen Codierung und Decodierung - insbesondere im Vergleich zu adaptiven Codiertechniken (siehe oben) - auch sehr kurze Latenzzeiten realisieren.The fact that in the context of the present invention the video data are coded exclusively in a first (predefined) high and / or a second (predefined) low quality can be achieved in the context of the necessary coding and decoding - in particular in comparison to adaptive coding techniques (see above). - realize even very short latencies.

Mit einem erfindungsgemäßen System lässt sich insbesondere auch eine Live-Fernsehübertragung realisieren, bei der in einem - z.B. mobilen oder stationären - Regieraum die Videodaten aller Kameras von einem Zentralserver empfangen und - ggfs. auf verschiedenen an den Zentralserver mittelbar oder unmittelbar angeschlossenen Bildschirmen - angezeigt werden. Wesentlich für die Ermöglichung einer stets in hoher Qualität erfolgenden Fernsehübertragung ist dabei, dass der Regisseur z.B. mittels einer geeigneten Regiesoftware jeweils zunächst eine erste Kamera auswählen kann, deren Signal in das Fernsehnetzwerk als live auszustrahlendes Signal eingespeist werden soll. Dabei wird dann die betreffende Kamera - durch den Zentralservers, welcher (vorteilhaft über das Drahtlosnetzwerk) in bidirektionaler Kommunikation mit den Steuereinheiten der einzelnen Kameras steht - angewiesen, das von ihr erfasste Livevideosignal bzw. die hierzu korrespondierenden Videodaten in der ersten hohen (HD-)Qualität auszusenden.With a system according to the invention, in particular, a live television transmission can also be realized in which the video data of all the cameras are received by a central server in a control room, for example mobile or stationary, and displayed on different screens indirectly or directly connected to the central server , Essential for enabling a high-quality television transmission is that the director can first select a first camera, for example, by means of suitable directing software, the signal of which is to be fed into the television network as a signal to be broadcast live. It is then the camera in question - by the central server, which (advantageously via the wireless network) is in bidirectional communication with the control units of the individual cameras - instructed to emit the captured her live video signal or the corresponding video data in the first high (HD) quality.

Ferner kann von dem Regisseur vorteilhaft eine zweite (und ggfs. eine dritte) Kamera ausgewählt werden, die sodann das von ihr erfasste Livevideosignal ebenfalls in hoher (HD-)Qualität an den Zentralserver übermittelt, damit der Regisseur - z.B. unter typischer Verwendung eines „Crossfaders“ - zu einem späteren Zeitpunkt und nach Prüfung des betreffenden Videobilds in der hohen Qualität die Aussendung der von der zweiten (oder dritten) Kamera übertragenen Videodaten als „Liveübertragung“ in das Fernsehnetzwerk veranlassen kann.Furthermore, the director may advantageously select a second (and possibly a third) camera which then also transmits the live video signal captured by it to the central server in high (HD) quality so that the director - e.g. with the typical use of a "crossfader" - at a later time and after examining the relevant video image in high quality, the transmission of the video data transmitted by the second (or third) camera as a "live broadcast" on the television network.

Da die Videodaten der betreffenden Kamera bereits zuvor in der ersten hohen Qualität an den Zentralserver übermittelt wurden, kann bei einem erfindungsgemäßen System - trotz insgesamt bandbreitenreduzierter Übertragung - eine Umschaltung zwischen den von verschiedenen Kameras übertragenen Videodaten instantan und ohne Qualitätsverlust erfolgen.Since the video data of the camera in question have already been transmitted to the central server in the first high quality, a switching between the video data transmitted by different cameras can take place instantaneously and without loss of quality in a system according to the invention despite a total bandwidth-reduced transmission.

Alle anderen Kameras werden dabei durch den Zentralserver stets so gesteuert, dass die von Ihnen erfassten Videosignale über das drahtlose Netzwerk lediglich in der zweiten geringen (SD-)Qualität übermittelt werden, wodurch das drahtlose Netzwerk nur mit dem nötigsten Datenverkehr belastet wird.All other cameras are always controlled by the central server in such a way that the video signals you record are only transmitted via the wireless network in the second low (SD) quality, whereby the wireless network is only burdened with the most necessary data traffic.

Sofern das erfindungsgemäße System im Rahmen eines Sicherheits(überwachungs)systems Einsatz finden soll, so hat auch hier das die Videobilder der verschiedenen Videokameras überwachende Sicherheitspersonal stets die Möglichkeit gleichzeitig zwei (oder gar drei) Videosignale in hoher Qualität zu empfangen und angezeigt zu bekommen, während die Signale aller anderen Kameras in einer zumindest für Vorschau-/Überwachungszwecke noch immer geeigneten (geringen) (SD-)Qualität vorliegen.If the system according to the invention is to be used in the context of a security (surveillance) system, then the security personnel monitoring the video images of the various video cameras always has the option of simultaneously receiving and displaying two (or even three) video signals in high quality while the signals of all other cameras are present in a (at least for preview / monitoring purposes) still suitable (low) quality (SD).

Die bidirektionale Kommunikation zwischen Zentralserver und den einzelnen Kameras kann ggfs. für Zusatzfunktionen Verwendung finden, z.B. zur Fernsteuerung weiterer Funktionen der einzelnen Kameras und/oder zur Übertragung von Anweisungen an einen die jeweilige Kamera bedienenden Kameramann.The bidirectional communication between the central server and the individual cameras can optionally be used for additional functions, e.g. for the remote control of further functions of the individual cameras and / or for the transmission of instructions to a camera operator operating the respective camera.

Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Zentralserver dazu eingerichtet ist, die in den lokalen Speichereinheiten der verschiedenen Kameras (in der ersten hohen (HD-) Qualität) abgespeicherten Videodaten mittels Fernzugriff über das drahtlose Netzwerk abzurufen. Hierdurch können mit einem erfindungsgemäßen System auch zeitlich versetzte Wiederholungen von Videodaten verschiedener Kameras in hoher Qualität ausgestrahlt werden, die von solchen Kameras aufgenommen wurden, die das Livevideosignal zu dem betreffenden Zeitpunkt lediglich in der zweiten geringen (SD-)Qualität übertragen hatten. Selbstverständlich ist dabei während eines solchen Datenabrufs mittels eines Fernzugriff auf die einer bestimmten Kamera zugeordnete Speichereinheit dafür Sorge zu tragen, dass während des (vorteilhaft in Echtzeit erfolgenden) Datenabrufs der lokal gespeicherten Videodaten jeweils maximal zwei weitere Kameras Videodaten in der ersten hohen Qualität über das drahtlose Netzwerk an den Zentralserver übertragen. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass selbst bei einem im „Replay“-Fall notwendigen Datenabruf maximal drei Kameras das drahtlose Netzwerk mit Videodaten in der ersten hohen Qualität belasten, selbst wenn man die dem Regisseur am „Crossfader“ als Vorschaubild in hoher Qualität vorliegenden Videodaten und die zum gegebenen Zeitpunkt ebenfalls in hoher Qualität ausgesendeten Videodaten berücksichtigt.Within the scope of a preferred embodiment of the present invention, it can be provided that the central server is set up to retrieve the video data stored in the local memory units of the various cameras (in the first high (HD) quality) by remote access via the wireless network. As a result, with a system according to the invention, it is also possible to transmit time-shifted repetitions of video data of different cameras in high quality, which were recorded by those cameras which had transmitted the live video signal only in the second low (SD) quality at that time. Of course, during such data retrieval by means of remote access to the memory unit assigned to a specific camera, care must be taken that during the (advantageously real-time) data retrieval of the locally stored video data, in each case a maximum of two further cameras video data in the first high quality via the wireless Transfer network to the central server. In this way, even with a data retrieval required in the "replay" case, a maximum of three cameras load the wireless network with video data in the first high quality, even if the director present the "crossfader" as a preview image in high quality Video data and the time given also in high quality video data taken into account.

Als besonderer Vorteil erweist es sich, dass mit der vorliegenden Erfindung die typischen Abläufe in einem Regieraum im Rahmen der Live-Übertragung von Fernsehbildern nicht grundlegend geändert werden müssen und dass sich der - mit dem Zentralserver ausgestattete bzw. mit diesem z.B. über eine Glasfaserleitung verbundene - Regieraum prinzipiell sogar weit entfernt vom Aufstellort der verschiedenen Kameras befinden kann. As a particular advantage it turns out that with the present invention, the typical processes in a control room in the context of the live transmission of television images need not be fundamentally changed and that the - equipped with the central server or with this example. In principle, the control room connected via an optical fiber line can even be located far away from the installation location of the various cameras.

Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem drahtlosen Netzwerk um ein LTE-Netzwerk. LTE-Netzwerke bieten - neben geringen Latenzzeiten für die Übertragung und einer besonders großen Reichweite - eine ausreichende Bandbreite um bei einem erfindungsgemäßen System eine vernünftige Anzahl an (z.B. wenigstens zehn) Kameras gleichzeitig betreiben zu können. Ersichtlich ist dabei unter einem LTE-Netzwerk auch ein solches auf Basis des „LTE-advanced“-Standards zu verstehen, womit ggfs. für die weiter oben genannten Datenraten für Videodaten in der ersten hohen (HD-)Qualität und der zweiten geringen (SD-)Qualität ggfs. auch größere Werte gewählt werden können.According to the invention, the wireless network is an LTE network. LTE networks offer, in addition to low latency for transmission and a particularly long range, sufficient bandwidth to simultaneously operate a reasonable number of (e.g., at least ten) cameras in a system according to the invention. Obviously, an LTE network is also to be understood as being based on the "LTE advanced" standard, whereby, if necessary, for the above-mentioned data rates for video data in the first high (HD) quality and the second low (SD -) If necessary, even larger values can be selected.

Ferner ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das System wenigstens eine eigene, d.h. ausschließlich von dem System genutzte (z.B. in einem mobilen Übertragungswagen installierte oder anderweitig mobil an einen bestimmten Einsatzort transportable) Sende-/ Empfangseinheit zur Erzeugung des (wenigstens einen) LTE-Netzwerks aufweist.Furthermore, it is provided in the context of the present invention that the system has at least one own, i. comprising only a transmission / reception unit used by the system (e.g., installed in a mobile broadcasting vehicle or otherwise portable to a particular location) for generating the (at least one) LTE network.

In besonders zweckmäßiger Weise kann ferner vorgesehen sein, dass in einem erfindungsgemäßen System - falls die durch ein drahtloses (LTE-)Netzwerk bereitstellbare Bandbreite z.B. aufgrund einer besonders hohen Zahl an für den konkreten Einsatzzweck benötigten Kameras nicht ausreichend wäre - zwei oder mehr drahtlose (LTE-) Netzwerke vorgesehen sind. Dabei können dann die Kameras durch den Zentralserver vorteilhaft derart gesteuert werden, dass bestimmte Kameras zum Zwecke der Videodatenübertragung gezielt jeweils eines der zur Verfügung stehenden (mobilen) (LTE-)Netzwerke nutzen. Dies hat den Vorteil, dass dann pro Netzwerk jeweils maximal drei Kameras gleichzeitig Videodaten in der ersten hohen Qualität übermitteln können, womit die Gesamtzahl an Kameras, die ihre Videodaten stets in hoher Qualität senden dürfen, vergrößert werden kann und das System insgesamt skalierbar ist. Wenn nun also z.B. mittels zweier mobiler Sende-/ Empfangseinheiten zwei LTE-Netzwerke (LTE-Funkzellen) erzeugt werden, so kann durch gezielte Steuerung der jeweiligen Datenübertragungsmodule der verschiedenen Kameras im Hinblick auf deren Einwahl in ein spezifisches der zwei zur Verfügung stehenden Drahtlosnetzwerke sichergestellt werden, dass nunmehr pro Funkzelle bzw. Netzwerk jeweils (maximal) drei Kameras ihre Videodaten in hoher Qualität übertragen können. In a particularly expedient manner it can further be provided that in a system according to the invention - if the bandwidth which can be provided by a wireless (LTE) network would not be sufficient, for example due to a particularly high number of cameras required for the specific application - two or more wireless (LTE -) networks are provided. In this case, the cameras can then be advantageously controlled by the central server in such a way that specific cameras specifically use one of the available (mobile) (LTE) networks for the purpose of video data transmission. This has the advantage that in each case a maximum of three cameras can simultaneously transmit video data in the first high quality per network, whereby the total number of cameras that are always allowed to send their video data in high quality can be increased and the system as a whole is scalable. If, for example, two LTE networks (LTE radio cells) are generated by means of two mobile transceiver units, for example, it is possible to ensure the specific selection of the two available wireless networks by targeted control of the respective data transmission modules of the various cameras in that now (maximum) three cameras per radio cell or network can transmit their video data in high quality.

Da in einem erfindungsgemäßen System die verwendeten Kameras ggfs. auch ihren Standort wechseln können sollen, kann einer Kamera (abhängig von der an verschiedenen Standorten gegebenen Empfangsqualität bezüglich der verschiedenen Netzwerke) ggfs. zu verschiedenen Zeiten ein verschiedenes Netzwerk zugeordnet werden. Hierfür kann der Zentralserver in einer nochmals bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dazu eingerichtet sein, unter Auswertung der Netzinformation der verschiedenen Netzwerke die Zuweisung der einzelnen Kameras zu den verschiedenen Netzwerken dynamisch zu verwalten. Bei den hierfür vom Zentralserver ausgewerteten Netzinformationen kann es sich beispielsweise um Informationen zur aktuell gegebenen Bandbreitenausnutzung in den verschiedenen Netzwerken, zur Identität und Anzahl der im Empfangsbereich der verschiedenen Netze befindlichen Kameras und sonstige Eigenschaften der jeweiligen Netzwerkinfrastruktur handeln.Since, in a system according to the invention, the cameras used should, if necessary, also be able to change their location, a camera (depending on the reception quality given with regard to the different networks at different locations) may be assigned a different network at different times. For this purpose, in a further preferred development of the invention, the central server can be set up to dynamically manage the allocation of the individual cameras to the various networks while evaluating the network information of the various networks. The network information evaluated for this purpose by the central server can be, for example, information about the currently available bandwidth utilization in the various networks, the identity and number of cameras located in the reception area of the various networks, and other properties of the respective network infrastructure.

Ferner kann der Zentralserver eines erfindungsgemäßen Systems vorteilhaft, insbesondere wenn dabei im vorstehend genannten Sinn eine dynamische und ggfs. wechselnde Zuweisung der verschiedenen Kameras zu verschiedenen drahtlosen Netzwerken erfolgt, zur Priorisierung der von wenigstens einer bestimmten Kamera über das betreffende Netzwerk in der ersten hohen Qualität übermittelten Videodaten eingerichtet sein. Eine solche Priorisierung kann z.B. darin bestehen, dass im Falle von Bandbreitenengpässen eine oder mehrere Kameras, die zu einem bestimmt Zeitpunkt ihre Videodaten ohnehin nur in der geringen Qualität übermitteln, zu einer weiteren Reduktion der Übertragungsqualität und/oder zu einer Abschaltung der Videoübertragung und/oder zu einem Wechsel in ein anderes Netzwerks veranlasst werden, so dass für die von der zu priorisierenden Kamera in hoher Qualität zu übertragenden Videodaten eine ausreichende Bandbreite zur Verfügung steht. Auch ein in dem betreffenden Netzwerk ggfs. erfolgender Fernzugriff auf die Speichereinheit einer der Kameras kann zu Prioritätszwecken ggfs. unterbrochen werden. Eine solche Priorisierung ist insbesondere dann von Relevanz, wenn eine Kamera, die ihre Videodaten zu einem bestimmten Zeitpunkt gemäß entsprechender Auswahl in hoher Qualität sendet und die deshalb zum gegebenen Zeitpunkt eine besondere Relevanz hat, (z.B. aufgrund einer Bewegung der Kamera in den Empfangsbereich eines anderen Drahtlosnetzwerks) plötzlich ein ohnehin schon vergleichsweise stark ausgelastetes anderes Netzwerk zum Zwecke der Datenübertragung zugewiesen bekommt. Im Rahmen einer Live-Übertragung der Videodaten in ein Fernsehnetz kann eine solche Priorisierung insbesondere für diejenige Kamera vorgesehen sein, deren Signal momentan als „Livesignal“ in das Fernsehnetzwerk eingespeist wird. Ferner kann eine Priorisierung vorteilhaft auch für die Videodaten der wenigstens einen weiteren Kamera vorgesehen sein, deren Signal in hoher Qualität am „Crossfader“ zur zeitnahen Live-Ausstrahlung angezeigt wird.Furthermore, the central server of a system according to the invention can be advantageous, in particular if a dynamic and optionally changing assignment of the different cameras to different wireless networks takes place in the above-mentioned sense, for prioritizing the first high quality transmitted by at least one particular camera via the relevant network Be set up video data. Such prioritization may e.g. be that in the case of bandwidth bottlenecks one or more cameras that transmit their video data at a given time anyway only in poor quality, to further reduce the transmission quality and / or to shutdown the video transmission and / or to a switch to other network so that sufficient bandwidth is available for the video data to be transmitted from the high-quality camera to be prioritized. A remote access to the memory unit of one of the cameras, if necessary in the relevant network, may also be interrupted for priority purposes. Such a prioritization is of particular relevance when a camera which transmits its video data at a certain time according to appropriate selection in high quality and therefore at the given time has a particular relevance (eg due to a movement of the camera in the reception area of another Wireless network) suddenly gets assigned an already comparatively heavily loaded other network for the purpose of data transmission. As part of a live transmission of the video data in a television network, such prioritization can be provided in particular for that camera whose signal is currently fed as a "live signal" in the television network. Furthermore, a prioritization can advantageously also be provided for the video data of the at least one further camera whose signal is displayed in high quality on the "crossfader" for timely live broadcasting.

Wie bereits einleitend erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung nicht nur ein System der vorstehend erläuterten Art, sondern auch ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  1. (A) Gleichzeitiges Erfassen von Livevideosignalen durch die Mehrzahl an Kameras
  2. (B) Bestimmen von maximal drei Kameras, die die von ihnen erfassten Livevideosignale gleichzeitig als Videodaten in der ersten hohen Qualität über ein drahtlose Netzwerk übertragen dürfen, wobei alle anderen Kameras lediglich Videodaten in der zweiten geringen Qualität über das drahtlose Netzwerk übertragen dürfen, und entsprechende Ansteuerung der Gesamtheit an Kameras durch den Zentralserver, wobei das drahtolse Netzwerk ein LTE-Netzwerk ist, wobei das System wenigstens eine mobile Sende-/Empfangseinheit zur Erzeugung des LTE-Netzwerks aufweist, und wobei die Kommunikation zwischen der wenigstens einen Sende-/ Empfangseinheit und dem Zentralserver nicht über das Internet, sondern über eine separate Verbindung erfolgt.
  3. (C) Codieren der von den verschiedenen Kameras erfassten Livevideosignale durch den wenigstens einen der jeweiligen Kamera zugeordneten Encoder in Videodaten in einer ersten hohen Qualität und, sofern die betreffende Kamera zur Übertragung der Videodaten in der zweiten geringen Qualität bestimmt ist, gleichzeitiges Codieren des von der jeweiligen Kamera erfassten Livevideosignals in Videodaten in der zweiten geringen Qualität
  4. (D) Kontinuierliches Abspeichern der in der ersten hohen Qualität erzeugten Videodaten auf der lokalen Speichereinheit der verschiedenen Kameras
  5. (E) Gleichzeitiges Senden der Videodaten durch die Kameras über das drahtlose Netzwerk in der gemäß der diesbezüglichen Ansteuerung aus Schritt (B) vorgegebenen Qualität
  6. (F) Empfangen der verschiedenen Videodaten durch den Zentralserver und gleichzeitige Anzeige der verschiedenen Videodaten in der jeweils gegebenen Qualität
As already mentioned in the introduction, the present invention relates not only to a system of the type described above, but also to a method of operating such a system. The method according to the invention comprises the following steps:
  1. (A) Simultaneously capturing live video signals by the plurality of cameras
  2. (B) determining a maximum of three cameras that are allowed to simultaneously transmit the live video signals they capture as first high quality video over a wireless network, all other cameras being allowed to transmit only second low quality video over the wireless network, and the like Controlling the entirety of cameras by the central server, wherein the wireless network is an LTE network, the system comprising at least one mobile transceiver for generating the LTE network, and wherein the communication between the at least one transceiver and the central server is not over the Internet but via a separate connection.
  3. (C) coding the live video signals captured by the various cameras by the at least one of the respective camera associated encoder in video data in a first high quality and, if the camera in question for transmitting the video data in the second low quality, simultaneously encoding the captured by the respective camera live video signal in video data in the second low quality
  4. (D) Continuously storing the video data generated in the first high quality on the local storage unit of the various cameras
  5. (E) Simultaneously transmitting the video data by the cameras via the wireless network in the quality specified in accordance with the related control of step (B)
  6. (F) receiving the various video data by the central server and simultaneous display of the various video data in the given quality

Es versteht sich von selbst, dass alle bereits vorstehend in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System genannten Vorteile und dessen vorteilhafte Weiterbildungen in gleicher Weise auf das erfindungsgemäße Verfahren zutreffen und anwendbar sind, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen hierauf verwiesen werden darf.It goes without saying that all the advantages already mentioned above in connection with the system according to the invention and its advantageous developments apply equally to the method according to the invention and are applicable, so that reference may be made to avoid repetition.

Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren, wie bereits mehrfach erwähnt, im Rahmen der Übertragung eines Live-Events Anwendung finden, womit es bevorzugt noch die folgenden, zueinander alternativen Verfahrensschritte umfasst:

  • (G1) Versenden eines Livestreams aus den maximal drei in hoher Qualität vorliegenden Videodaten in ein Fernsehnetzwerk und/oder
  • (G2) Versenden von Videodaten in der ersten hohen Qualität in ein Fernsehnetzwerk, wobei die Videodaten zuvor durch den Zentralserver mittels Fernzugriff von einer Speichereinheit einer der Kameras abgerufen wurden
In particular, as already mentioned several times, the method according to the invention can be used in the context of the transmission of a live event, whereby it preferably also comprises the following, mutually alternative method steps:
  • (G1) sending a live stream from the maximum of three high quality video data to a television network and / or
  • (G2) sending video data of the first high quality to a television network, the video data being previously retrieved by the central server remotely from a storage unit of one of the cameras

Im Übrigen versteht sich von selbst, dass im Rahmen der Erfindung die Verfahrensschritte (C) - (F) bzw. (C) - (G1) kontinuierlich ausgeführt werden, bis durch eine das System bedienende Bedienperson in Schritt (B) die gemäß Schritt (B) zur Videodatenübertragung in hoher Qualität bestimmten Kameras geändert werden, was z.B. durch eine geeignete Regiesoftware ermöglicht werden kann.Incidentally, it goes without saying that, in the context of the invention, the method steps (C) - (F) or (C) - (G1) are carried out continuously until, by a system operator in step (B), B) for video data transmission in high quality certain cameras are changed, for example be made possible by a suitable directing software.

Mittels einer solchen Regiesoftware, die zur Steuerung des erfindungsgemäßen Systems vorgesehen ist, kann vorteilhaft die Anzeige der verschiedenen von den einzelnen Kameras übertragenen Videodaten erfolgen. Ferner kann ggfs. den verschiedenen Videobildern der richtige Ton zugeordnet werden und ggfs. einer der (in hoher Qualität vorliegenden) Videostreams zur Ausstrahlung an die Fernsehzuschauer bzw. in das Fernsehnetzwerk ausgewählt werden. Weitere mögliche Funktionen einer solchen Regiesoftware kann die Erstellung von Zeitlupen und/oder Wiederholungen sein.By means of such a control software, which is provided for controlling the system according to the invention, the display of the various video data transmitted by the individual cameras can advantageously take place. Furthermore, if necessary, the correct tone can be assigned to the various video images and, if appropriate, one of the (high quality) video streams can be selected for transmission to the television viewer or to the television network. Other possible functions of such a directing software can be the creation of slow-motion and / or repetitions.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in schematischer Ansicht ein System 1 aus einer Mehrzahl an Kameras K1 , K2 , K3 , K4 , K5 , K6 , K7 , ..., Kn und einem Zentralserver 2, an welchem in dem vorliegenden Beispiel zwei Bildschirme 3, 4 zur Anzeige der von den verschiedenen Kameras K1 , K2 , K3, K4 , K5 , K6, K7 , ..., Kn in verschiedenen Qualitätsstufen an den Zentralserver 1 übermittelten Videodaten B1 , B2 , B3 , B4 , B5 , B6 , B7 , B8 , etc. angeschlossen sind.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the single drawing. This shows a schematic view of a system 1 of a plurality of cameras K 1 . K 2 . K 3 . K 4 . K 5 . K 6 . K 7 , ..., K n and a central server 2 in which in the present example two screens 3 . 4 to display the from the different cameras K 1 . K 2 , K 3 , K 4 . K 5 , K 6 , K 7 , ..., K n in different quality levels to the central server 1 transmitted video data B 1 . B 2 . B 3 . B 4 . B 5 . B 6 . B 7 . B 8 , etc. are connected.

Jede Kamera K1 , K2 , K3, K4 , K5 , K6, K7 , ..., Kn weist eine ihr zugeordnete Datenverarbeitungseinrichtung 5 auf, in welcher (wenigstens) ein Encoder 6, eine lokale Speichereinheit 7 und ein (Funk-)Datenübertragungsmodul 8 angeordnet ist. Mittels des wenigstens einen Encoders 6 kann jede Kamera K1 , K2 , K3, K4 , K5 , K6, K7 , ..., Kn das von ihr erfasste Livevideosignal gleichzeitig in Videodaten in einer ersten hohen HD-Qualität und in einer zweiten geringen SD-Qualität umwandeln, wobei jeweils die Videodaten in hoher HD-Qualität auch lokal auf der Speichereinheit 7 der jeweiligen Kamera K1 , K2 , K3, K4 , K5 , K6 , K7 , ..., Kn abgespeichert werden.Every camera K 1 . K 2 , K 3 , K 4 . K 5 , K 6 , K 7 , ..., K n has a data processing device assigned to it 5 on, in which (at least) an encoder 6 , a local storage device 7 and a (radio) data transmission module 8 is arranged. By means of the at least one encoder 6 can any camera K 1 . K 2 , K 3 , K 4 . K 5 , K 6 , K 7 , ..., K n convert the captured live video signal from her simultaneously into video data in a first high quality HD and a second low SD quality, in each case the video data in high quality HD also locally on the storage unit 7 the respective camera K 1 . K 2 , K 3 , K 4 . K 5 . K 6 . K 7 , ..., K n be stored.

Mittels des Datenübertragungsmoduls 8 ist die jeweilige Kamera K1 , K2 , K3, K4 , K5 , K6 , K7 , ..., Kn dazu befähigt, die von ihr erzeugten Videodaten B1 , B2 , B3 , B4 , B5 , B6 , B7 , B8 - entweder in der ersten hohen HD-Qualität oder in der zweiten niedrigen SD-Qualität - über wenigstens ein drahtloses Netzwerk 10, 11 an den Zentralserver 2 zu senden, wie dies durch die Funkantennen 9 angedeutet ist. Vorliegend werden durch zwei dem System 1 zugeordnete, mobil am benötigten Einsatzort aufstellbare und ausschließlich von dem System 1 genutzte Sende-/Empfangseinheiten 10, 11 zwei LTE-Netzwerke (bzw. genauer: zwei unabhängig voneinander nutzbare LTE-Funkzellen) gebildet. Die Kommunikation zwischen den LTE-Sende-/ Empfangseinheiten 10, 11 und dem Zentralserver 2 erfolgt erfindungsgemäß nicht wie in der Zeichnung dargestellt über das Internet 12, sondern über eine separate Verbindung zwischen den LTE-Sende-/Empfangseinheiten 10, 11 und dem Zentralserver 2. Dabei steht der Zentralserver 2 in bidirektionaler Kommunikation mit den durch die Datenverarbeitungseinrichtungen 5 gebildeten Steuereinheiten der jeweiligen Kameras K1 , K2 , K3, K4 , K5 , K6 , K7 , ..., Kn .By means of the data transfer module 8th is the respective camera K 1 . K 2 , K 3 , K 4 . K 5 . K 6 . K 7 , ..., K n capable of producing the video data generated by it B 1 . B 2 . B 3 . B 4 . B 5 . B 6 . B 7 . B 8 - in either the first high-definition quality or the second-low SD quality - via at least one wireless network 10 . 11 to the central server 2 to send, as by the radio antennas 9 is indicated. In the present case, two transmitter / receiver units assigned to the system 1, which can be set up at the required location and which are used exclusively by the system 1, are used 10 . 11 two LTE networks (or more precisely: two independently usable LTE radio cells) formed. The communication between the LTE transceivers 10 . 11 and the central server 2 not according to the invention as shown in the drawing via the Internet 12 but via a separate connection between the LTE transceiver units 10 . 11 and the central server 2 , Here is the central server 2 in bidirectional communication with those through the data processing equipment 5 formed control units of the respective cameras K 1 . K 2 , K 3 , K 4 . K 5 . K 6 . K 7 , ..., K n ,

Vorliegend ist - durch geeignete Bedienung einer auf dem Zentralserver 2 laufenden Regiesoftware - ausgewählt, dass die Kameras K2 und K7 die von ihnen erfassten Videosignale als Videodaten B2 und B7 in hoher Qualität an den Server 2 senden sollen, die sodann auf dem in der Zeichnung rechts dargestellten Bildschirm 4 in der gegebenen Qualität in großer Darstellung dargestellt werden. Alle anderen Videokameras K1 , K3, K4 , K5 , K6 , ..., Kn übermitteln das von ihnen erfasste Videosignal lediglich als Videodaten B1 , B3 , B4 , B5 , B6 , B8 , etc. in geringer SD-Qualität, wobei diese Videodaten auf dem in der Zeichnung links dargestellten Bildschirm 3 in kleinerer Größe dargestellt werden.In the present case - by suitable operation one on the central server 2 current directories software - selected that the cameras K2 and K7 the video signals they capture as video data B2 and B7 in high quality to the server 2 then on the screen shown on the right in the drawing 4 presented in great detail in the given quality. All other video cameras K 1 , K 3 , K 4 . K 5 . K 6 , ..., K n transmit the captured video signal only as video data B 1 . B 3 . B 4 . B 5 . B 6 . B 8 , etc. in low SD quality, this video data on the screen shown on the left in the drawing 3 be presented in smaller size.

Mittels der auf dem Zentralserver 2 laufenden Regiesoftware kann der das System 1 bedienende Regisseur stets wechselnde (und/oder zusätzliche) Kameras K1 , K2 , K3, K4 , K5 , K6 , K7 , ..., Kn auswählen, die die von ihr erzeugten Videodaten in hoher Qualität über eines der beiden Drahtlosnetzwerke 10, 11 an den Zentralserver 2 übermitteln sollen. Ferner kann über die Regiesoftware des Zentralservers 2 Fernzugriff auf die lokalen Speichereinheiten 7 der einzelnen Kameras K1 , K2 , K3, K4 , K5 , K6 , K7 , ..., Kn genommen werden, um zumindest einen Teil der darauf gespeicherten Videodaten in hoher Qualität abrufen zu können.By means of the on the central server 2 running director software, the director 1 serving director can always changing (and / or additional) cameras K 1 . K 2 , K 3 , K 4 . K 5 . K 6 . K 7 , ..., K n select the high-quality video data it generates over one of the two wireless networks 10 . 11 to the central server 2 to transmit. Furthermore, via the control software of the central server 2 Remote access to the local storage units 7 the individual cameras K 1 . K 2 , K 3 , K 4 . K 5 . K 6 . K 7 , ..., K n be taken in order to retrieve at least a portion of the stored video data in high quality.

Durch die erfindungsgemäß erfolgende Steuerung der Gesamtheit an Kameras K1 , K2 , K3, K4 , K5 , K6 , K7 , ..., Kn durch den Zentralserver 2 ist gewährleistet, dass pro Drahtlosnetzwerk 10, 11 jeweils maximal zwei oder maximal drei Kameras gleichzeitig Videodaten in der ersten hohen Qualität über das betreffende Drahtlosnetzwerk 10, 11 übermitteln. Dabei erfolgt durch geeignete Ansteuerung der Datenübertragungsmodule 8 der verschiedenen Kameras K1 , K2 , K3, K4 , K5; K6 , K7 , ..., Kn ggfs. eine dynamische Verwaltung der Zuweisung der einzelnen Kameras K1 , K2 , K3, K4 , K5; K6 , K7 , ..., Kn zu den verschiedenen Drahtlosnetzwerken bzw. Funkzellen 10, 11.By the invention taking place controlling the entirety of cameras K 1 . K 2 , K 3 , K 4 . K 5 . K 6 . K 7 , ..., K n through the central server 2 is guaranteed that per wireless network 10 . 11 a maximum of two or a maximum of three cameras simultaneously video data in the first high quality over the relevant wireless network 10 . 11 to transfer. This is done by suitable control of the data transmission modules 8th the different cameras K 1 . K 2 , K 3 , K 4 , K 5; K 6 . K 7 , ..., K n if necessary, a dynamic administration of the assignment of the individual cameras K 1 . K 2 , K 3 , K 4 , K 5; K 6 . K 7 , ..., K n to the various wireless networks or radio cells 10 . 11 ,

Zu sonstigen Aspekten der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Systems und des hiermit realisierbaren erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die weiter oben hierzu bereits gegebene ausführliche Beschreibung verweisen.For other aspects of the operation of the system according to the invention and the method according to the invention which can be implemented therewith, reference should be made to the detailed description already given above.

Claims (8)

System umfassend eine Mehrzahl an je ein Livevideosignal erfassenden Kameras und einen entfernt von den Kameras aufgestellten und über ein Netzwerk in bidirektionaler Kommunikation mit allen Kameras stehenden Zentralserver zum Empfang und zur Anzeige der von den Kameras erzeugten Videodaten, wobei jede Kamera wenigstens einen Encoder aufweist, wobei der wenigstens eine Encoder zur gleichzeitigen Umwandlung eines Livevideosignals in digitale Videodaten in einer ersten hohen Qualität und in einer zweiten geringen Qualität geeignet ist, wobei jede Kamera dazu eingerichtet ist, die das Livevideosignal betreffenden Videodaten entweder in der ersten hohen oder in der zweiten geringen Qualität über ein drahtloses Netzwerk an den Zentralserver zu übertragen, wobei die Videodaten in der ersten hohen Qualität auch auf einer lokalen, der jeweiligen Kamera zugeordneten Speichereinheit abgespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Netzwerk ein LTE-Netzwerk ist, dass das System wenigstens eine mobile Sende-/ Empfangseinheit zur Erzeugung des LTE-Netzwerks aufweist, wobei die Kommunikation zwischen der wenigstens einen mobilen Sende-/Empfangseinheit und dem Zentralserver nicht über das Internet, sondern über eine separate Verbindung erfolgt, und dass der Zentralserver dazu eingerichtet ist, die Gesamtheit der Kameras so zu steuern, dass jeweils maximal drei Kameras gleichzeitig Videodaten in der ersten hohen Qualität über das drahtlose Netzwerk an den Zentralserver senden, während alle anderen Kameras des Systems lediglich Videodaten in der zweiten geringen Qualität über das drahtlose Netzwerk an den Zentralserver übermitteln.A system comprising a plurality of cameras each detecting a live video signal and a central server remote from the cameras and communicating with all cameras via a network for receiving and displaying the video data generated by the cameras, each camera having at least one encoder the at least one encoder is adapted to simultaneously convert a live video signal into digital video data of a first high quality and a second low quality, each camera being adapted to transmit the video data relating to the live video signal in either the first high quality or the second low quality to transmit a wireless network to the central server, wherein the video data in the first high quality are also stored on a local storage unit associated with the respective camera, characterized in that the wireless network is an LTE network that the S ystem at least one mobile transmitting / receiving unit for generating the LTE network, wherein the communication between the at least one mobile transmitting / receiving unit and the central server is not via the Internet, but via a separate connection, and that the central server is set up to control the totality of the cameras so that no more than three cameras at a time send video data of the first high quality over the wireless network to the central server, while all other cameras of the system only send video data of the second low quality over the wireless network to the central server to transfer. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralserver dazu eingerichtet ist, die in den lokalen Speichereinheiten der verschiedenen Kameras abgespeicherten Videodaten mittels Fernzugriff über das drahtlose Netzwerk abzurufen, wobei während eines solchen Datenabrufs jeweils maximal zwei weitere Kameras Videodaten in der ersten hohen Qualität über das drahtlose Netzwerk an den Zentralserver übertragen.System after Claim 1 , characterized in that the central server is adapted to retrieve the video data stored in the local memory units of the various cameras by remote access via the wireless network, wherein during such data retrieval each a maximum of two further cameras video data in the first high quality on the wireless network transfer the central server. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei drahtlose Netzwerke vorgesehen sind, so dass pro drahtlosem Netzwerk jeweils maximal drei Kameras Videodaten in hoher Qualität über das betreffende Netzwerk senden.System according to one of the preceding claims, characterized in that at least two wireless networks are provided, so that send per wireless network each have a maximum of three cameras video data in high quality on the relevant network. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralserver unter Auswertung der Netzinformation der verschiedenen Netzwerke zur dynamischen Verwaltung der Zuweisung der einzelnen Kameras zu den verschiedenen Netzwerken und eingerichtet ist.System after Claim 3 , characterized in that the central server is under evaluation of the network information of the various networks for the dynamic management of the assignment of the individual cameras to the different networks and set up. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralserver zur Priorisierung der von wenigstens einer bestimmten Kamera über das betreffende Netzwerk in der ersten hohen Qualität übermittelten Videodaten eingerichtet ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the central server is set up for prioritizing the video data transmitted by at least one particular camera via the relevant network in the first high quality. Verfahren zum Betrieb eines Systems nach einem der vorangehenden Patentansprüche mit den folgenden Schritten: (A) Gleichzeitiges Erfassen von Livevideosignalen durch die Mehrzahl an Kameras (B) Bestimmen von maximal drei Kameras, die die von ihnen erfassten Livevideosignale gleichzeitig als Videodaten in der ersten hohen Qualität über ein drahtloses Netzwerk übertragen dürfen, wobei alle anderen Kameras lediglich Videodaten in der zweiten geringen Qualität über das drahtlose Netzwerk übertragen dürfen, und entsprechende Ansteuerung der Gesamtheit an Kameras durch den Zentralserver, wobei das drahtlose Netzwerk ein LTE-Netzwerk ist, wobei das System wenigstens eine mobile Sende-/ Empfangseinheit zur Erzeugung des LTE-Netzwerks aufweist, und wobei die Kommunikation zwischen der wenigstens einen mobilen Sende-/Empfangseinheit und dem Zentralserver nicht über das Internet, sondern über eine separate Verbindung erfolgt, (C) Codieren der von den verschiedenen Kameras erfassten Livevideosignale durch den wenigstens einen der jeweiligen Kamera zugeordneten Encoder in Videodaten in einer ersten hohen Qualität und, sofern die betreffende Kamera zur Übertragung der Videodaten in der zweiten geringen Qualität bestimmt ist, gleichzeitiges Codieren des von der jeweiligen Kamera erfassten Livevideosignals in Videodaten in der zweiten geringen Qualität (D) Kontinuierliches Abspeichern der in der ersten hohen Qualität erzeugten Videodaten auf der lokalen Speichereinheit der verschiedenen Kameras (E) Gleichzeitiges Senden der Videodaten durch die Kameras über das drahtlose Netzwerk in der gemäß der diesbezüglichen Ansteuerung aus Schritt (B) vorgegebenen Qualität (F) Empfangen der verschiedenen Videodaten durch den Zentralserver und gleichzeitige Anzeige der verschiedenen Videodaten in der jeweils gegebenen Qualität A method of operating a system according to any one of the preceding claims comprising the steps of: (A) simultaneously acquiring live video signals by the plurality of cameras (B) determining a maximum of three cameras which simultaneously receive the live video signals they capture as video data of the first high quality be transmitted over a wireless network, all other cameras may only transmit low-quality video data over the wireless network, and corresponding control of the totality of cameras by the central server, wherein the wireless network is an LTE network, the system at least a mobile transmitting / receiving unit for generating the LTE network, and wherein the communication between the at least one mobile transmitting / receiving unit and the central server is not via the Internet, but via a separate connection, (C) coding of the various Cameras captured Liv evideo signals by the at least one encoder associated with the respective camera in video data in a first high quality and, if the camera in question for transmitting the video data in the second low quality, simultaneously encoding the captured by the respective camera live video signal in video data in the second small Quality (D) Continuously storing the video data generated in the first high quality on the local memory unit of the various cameras (E) Simultaneously transmitting the video data by the cameras via the wireless network in the quality specified in step (B) according to the related control (F Receiving the various video data by the central server and simultaneous display of the various video data in the given quality Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt: (G1) Versenden eines Livestreams aus den maximal drei in hoher Qualität vorliegenden Videodaten in ein FernsehnetzwerkMethod according to Claim 6 characterized by the additional step of: (G1) sending a live stream of the maximum three high quality video data to a television network Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt: (G2) Versenden von Videodaten in der ersten hohen Qualität in ein Fernsehnetzwerk, wobei die Videodaten zuvor durch den Zentralserver mittels Fernzugriff von einer Speichereinheit einer der Kameras abgerufen wurdenMethod according to Claim 7 characterized by the additional step of: (G2) transmitting first high quality video data to a television network, the video data being previously retrieved remotely by the central server from a storage unit of one of the cameras
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