JP2008211503A - 映像伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】映像を切り替えて受信した際に映像の乱れや途切れを発生させないようにする。
【解決手段】映像送信機１００Ｂにおいて、動画像エンコード部１２は映像データをもとに映像データストリームを生成し、静止画像エンコード部１３は、上記動画像エンコード部１２に同期して映像データをもとに静止画像データを生成する。映像送信機１００Ｂは、映像受信機２００から送信された映像切替要求を受信すると、上記生成された映像データストリーム及び静止画像データを要求元の映像受信機２００に送信する。映像受信機２００は、映像データストリーム及び静止画像データを受信し、映像切替部２５により映像切替要求後に受信した映像データストリームからフレーム内符号化された映像フレームが検出されるまでの期間は、静止画像デコード部２３により復号された静止画像データを選択して出力する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、複数の映像送信装置から送信された映像データストリームを映像受信装置で切り替えて受信して復号する映像伝送システムに関する。

近年、監視対象となる場所にそれぞれ撮像装置を設置し、これらの撮像装置により撮像された映像情報を監視装置等に伝送することにより監視対象の状況を遠隔監視できるようにしたシステムが種々開発されている。このようなシステムでは、一般的に伝送効率を考慮して、撮像された映像情報は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）−２，ＭＰＥＧ−４，Ｈ．２６４などの符号化方式により圧縮されて映像データストリームとして伝送される。

このような符号化方式で生成された映像データストリームは、フレーム相関が有るフレーム（フレーム間符号化されたフレーム）とフレーム相関が無いフレーム（フレーム内符号化されたフレーム）に大きく分けられる。フレーム間符号化されたフレームは、前後のフレームなどが無いと正しくデコードすることができず、ブロックノイズが入った画像となったり、デコード自体に失敗してしまう。よって、ＭＰＥＧ−２，ＭＰＥＧ−４，Ｈ．２６４などの映像データストリームは、フレーム内符号化された基準となるフレームを先頭にすることで、正しい映像として復号することができる。

しかし、複数の撮像装置から送信された映像データストリームを監視装置等で任意のタイミングで切り替えて受信する場合には、必ずしもフレーム内符号化されたフレームが先頭になるとは限らない。このため、切替後に受信された映像データストリームの先頭がフレーム間符号化されたフレームである場合には、映像がしばらく途切れてから正常な映像が表示される。

そこで、関連技術としてフレーム内符号化の行われるタイミングで映像を切り替えて受信する手法が提供されている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００６−１８６７０８公報

上述したように、複数の撮像装置から送信された映像データストリームを切り替えて受信する場合に、切り替えるタイミングによって映像が乱れたり、しばらく映像が途切れてしまう場合がある。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、複数の送信装置から送信される映像データストリームを切り替えて受信した際に、映像の乱れや途切れを発生させないようにすることができる映像伝送システムを提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明に係る映像伝送システムは、映像データストリームを送信する第１及び第２の映像送信装置と、前記第１及び第２の映像送信装置から送信された映像データストリームを切り替えて択一的に受信する映像受信装置とを具備する映像伝送システムであって、前記映像受信装置は、前記第１の映像送信装置から送信された映像データストリームを受信している状態で映像データストリームの切替指示が入力された場合に、前記第２の映像送信装置に対し映像切替要求を送信する手段を備え、前記第２の映像送信装置は、原映像データをフレーム内符号化とフレーム間符号化を用いて符号化して前記映像データストリームを生成する動画像符号化部と、前記原映像データを静止画符号化して静止画像データを生成する静止画像符号化部と、前記映像受信装置から送信される映像切替要求を受信した場合に、前記動画像符号化部により生成された映像データストリーム及び前記静止画像符号化部により生成された静止画像データを前記映像受信装置へ送信する手段とを備え、かつ前記映像受信装置は、前記映像切替要求の送信後、前記第２の映像送信装置から送信される映像データストリーム及び静止画像データを受信する受信部と、前記映像切替要求を送信した時点から前記受信された第１の映像データストリームからフレーム内符号化された映像フレームが検出されるまでの期間に前記受信された静止画像データを復号して出力し、前記フレーム内符号化された映像フレームが復号された後には前記第１の映像データストリームを復号して出力する手段と
を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、映像送信装置は、映像切替要求を受信すると、原映像データをもとに生成した映像データストリーム及び静止画像データを要求元の映像受信装置に送信する。映像受信装置は、映像切替要求後に受信した映像データストリームからフレーム内符号化された映像フレームが検出されるまでの期間は、映像送信装置により映像データストリームと共に送信される静止画像データを復号して出力するようにしている。このように構成することで、動画像が正しくデコードできない期間は静止画像が表示されるので、映像切替の際に乱れや途切れがない映像を表示することが可能となる。

すなわちこの発明によれば、複数の送信装置から送信される映像データストリームを切り替えて受信した際に、映像の乱れや途切れを発生させないようにすることができる映像伝送システムを提供することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、この発明に係る映像伝送システムの第１の実施形態を示す概略構成図である。このシステムは、２つの映像送信機１００Ａ，１００Ｂと、１つの映像受信機２００とを備え、これらがＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークＮＷを介してそれぞれ接続される。なお、映像送信機及び映像受信機の台数は任意に選択できる。映像受信機２００は、映像送信機１００Ａ，１００Ｂから送信される映像データストリームをネットワークＮＷを介して切り替えて受信し、受信された映像データストリームを復号し映像データを出力する。映像受信機２００には表示装置３００が接続される。表示装置３００は、映像受信機２００から出力され映像データをもとに画面上に映像を表示する。

図２は、図１に示す映像受信機２００の構成を示す機能ブロック図である。図３は、第１の実施形態に係る映像伝送システムの動作を示す図である。
図２において、映像受信機２００は、通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）２１と、動画像デコード部２２，静止画像デコード部２３と、選択部２４と、映像切替部２５と、出力インタフェース（出力Ｉ／Ｆ）２６とを備える。

通信Ｉ／Ｆ２１は、上記ネットワークＮＷで規定される通信プロトコルに従い、映像送信機１００Ａ，１００Ｂとの間でデータの送受信を行う。動画像デコード部２２は、映像送信機１００Ａ，１００Ｂから送信される映像データストリームをその動画符号化方式に応じて動画像データに復号する。静止画像デコード部２３は、映像送信機１００Ａ，１００Ｂから送信される静止画像データをその静止画符号化方式に応じて静止画像データに復号する。選択部２４は、動画像デコード部２２により復号された動画像データと、静止画像デコード部２３により復号された静止画像データとを映像切替部２５からの制御信号に基づいて選択的に切り替えていずれか一方を出力する。出力Ｉ／Ｆ２６は、選択部２４から選択された動画像データまたは静止画像データを表示装置３００に出力する。

また図３において、映像送信機１００Ａ，１００Ｂは、例えばネットワークカメラからなる。なお、映像送信機１００Ａ，１００Ｂの構成は同一であるため、ここでは、映像送信機１００Ｂを例にとって説明を行う。
映像送信機１００Ａは、通信Ｉ／Ｆ１１と、動画像エンコード部１２と、静止画像エンコード部１３とを備える。

通信Ｉ／Ｆ１１は、上記ネットワークＮＷを介して映像受信機２００との間でデータの送受信を行う。動画像エンコード部１２は、撮像により得られた映像データを所定の動画像符号化方式により動画像映像データストリームを生成する。ここでは、動画像符号化方式として、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）−４を適用し、他にも、例えば、ＭＰＥＧ−２やＨ．２６４を用いてもよい。静止画像エンコード部１３は、上記動画像エンコード部１２の符号化処理に同期して、上記得られた映像データをＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）等の静止画符号化方式により符号化して静止画像データを生成する。

次に、このように構成される映像伝送システムの動作について説明する。
図３において、映像受信機２００は、映像送信機１００Ａから送信される動画像ストリーム（ストリームＡ）を通信Ｉ／Ｆ２１により受信している。受信されたストリームＡは、動画像デコード部２２において動画像データに復号され、選択部２４でこの動画像データが選択されて出力Ｉ／Ｆ２６により表示装置３００に出力される。表示装置３００の画面上には、この動画像データをもとに映像送信機１００Ａから送信された映像が表示されている。

この状態で、映像受信機２００は映像送信機１００Ｂに映像切替要求を送信したものとする。映像送信機１００Ｂは、この映像切替要求を受信すると、撮像により得られた映像データを動画像エンコード部１２において動画符号化して動画像ストリーム（ストリームＢ）を生成する。また、静止画像エンコード部は、動画像エンコード部１２の符号化処理に同期して上記映像データを静止画符号化して静止画像データ（静止画像データｂ）を生成する。そして、映像送信機１００Ｂは、動画像エンコード部１２により生成されたストリームＢ及び静止画像エンコード部１３により生成された静止画像データｂを通信Ｉ／Ｆ１１により映像受信機２００に向け送信する。

一方、映像受信機２００は、上記映像送信機１００Ｂから送信されたストリームＢ及び静止画像データｂをネットワークＮＷを介して通信Ｉ／Ｆ２１により受信する。受信されたストリームＢは動画像デコード部２２で復号され、静止画像データｂは静止画像デコード部２３で復号される。

さて、映像切替部２５は、上記映像切替要求を送信した時点から受信されたストリームＢを監視し、フレーム内符号化された映像フレーム（Ｉフレーム）が検出されるまでの期間は、静止画像デコード部２３により復号された静止画像データを出力するよう選択部２４に指示する。さらに、ストリームＢの監視を続け、フレーム内符号化された映像フレームが復号された後には、動画像デコード部２２により復号された動画像データを出力するよう選択部２４に指示する。

以上述べたように上記第１の実施形態によれば、映像送信機１００Ｂは、映像切替要求を受信すると、映像データをもとに生成した映像データストリーム及び静止画像データを要求元の映像受信機２００に送信する。映像受信機２００は、映像切替要求後に受信した映像データストリームからフレーム内符号化された映像フレームが検出されるまでの期間は、映像送信機１００Ｂにより映像データストリームと共に送信される静止画像データを復号して出力するようにしている。

このように構成することで、動画像が正しくデコードできない期間は静止画像が表示されるので、映像切替の際に乱れや途切れがない映像を表示することが可能となる。したがって、複数の送信装置から送信される映像データストリームを切り替えて受信した際に、映像の乱れや途切れを発生させないようにすることができる。

（第１の変形例）
図３は、この発明に係る映像伝送システムの第１の変形例を示す図である。
このシステムは、映像送信機１０１Ａ，１０１Ｂと映像受信機２０１とを備え、映像送信機１０１Ａ，１０１Ｂと映像受信機２０１との間がネットワークを介してそれぞれ接続されている。映像送信機１０１Ａ，１０１Ｂは、それぞれ通信Ｉ／Ｆ１１と動画像エンコード部１２とを備える。映像受信機２０１は、通信Ｉ／Ｆ２１と、動画像デコード部２２Ａ，２２Ｂと、選択部２４と、映像切替部２５と、出力Ｉ／Ｆ２６とを備える。動画像デコード部２２Ａは、映像送信機１０１Ａから送信される映像データストリームを復号するデコーダである。動画像デコード部２２Ｂは、映像送信機１０１Ｂから送信される映像データストリームを復号するデコーダである。なお、上記図２と同一部分には同一符号を付し詳しい説明は省略する。

このように構成される映像伝送システムの動作について説明する。

図３において、映像受信機２０１は、映像送信機１０１Ａから送信される動画像ストリーム（ストリームＡ）を通信Ｉ／Ｆ２１により受信している。受信されたストリームＡは、動画像デコード部２２Ａにおいて動画像データに復号される。選択部２４は、映像切替部２５の制御に基づき、この動画像データを出力Ｉ／Ｆ２６から選択出力している。

この状態で、映像受信機２０１は、予め決められたタイミングで映像送信機１０１Ｂの映像に切り替えるものとする。映像受信機２０１は、予め切替タイミングがスケジューリングされているため、その一定時間前に映像送信機１０１Ｂに映像切替要求を送信する。映像送信機１０１Ｂは映像切替要求を受信すると、動画像エンコード部１２により動画像符号化された映像データストリームを通信Ｉ／Ｆ１１から送信する。

このとき、映像受信機２０１は、映像送信機１０１Ａから送信されるストリームＡと映像送信機１０１Ｂから送信されるストリームＢとを一定期間同時に受信し、動画像デコード部２２Ａ，２２Ｂでそれぞれ復号する。また、上記一定期間とは、ストリームＢに少なくとも１つのフレーム内符号化されたフレーム（Ｉフレーム）が含まれる期間とする。そして、映像受信機２０１の映像切替部２５は、上記切替タイミングが到来すると、動画像デコード部２２Ｂで復号された動画像データを出力するように選択部２４を切替制御する。

すなわち、切替タイミングが予め決められている場合には、映像受信機２０１は、切替タイミング前から映像送信機１０１Ｂから送信されるストリームＢを引き込んでおくようにする。このようにしても、映像切替の際に乱れや途切れがない映像を表示する映像伝送システムを提供することができる。

（第２の変形例）
図４は、この発明に係る映像伝送システムの第２の変形例を示す図である。
このシステムは、映像送信機１０２Ａ，１０２Ｂと映像受信機２０２とを備え、映像送信機１０２Ａ，１０２Ｂと映像受信機２０２との間がネットワークを介してそれぞれ接続されている。映像送信機１０２Ａ，１０２Ｂは、それぞれ通信Ｉ／Ｆ１１と動画像エンコード部１２とを備える。映像受信機２０２は、通信Ｉ／Ｆ２１と、動画像デコード部２２Ａ，２２Ｂと、選択部２４と、映像切替部２５と、出力Ｉ／Ｆ２６とを備える。動画像デコード部２２Ａは、映像送信機１０２Ａから送信される映像データストリームを復号するデコーダである。動画像デコード部２２Ｂは、映像送信機１０２Ｂから送信される映像データストリームを復号するデコーダである。なお、上記図３と同一部分には同一符号を付し詳しい説明は省略する。

このように構成される映像伝送システムの動作について説明する。

図４において、映像受信機２０２は、映像送信機１０２Ａから送信される動画像ストリーム（ストリームＡ）を通信Ｉ／Ｆ２１により受信している。受信されたストリームＡは、動画像デコード部２２Ａにおいて動画像データに復号される。選択部２４は、映像切替部２５の制御に基づき、この動画像データを出力Ｉ／Ｆ２６から選択出力している。

この状態で、映像受信機２０２は、任意のタイミングで映像切替要求を通信Ｉ／Ｆ２１により映像送信機１０２Ｂに送信する。そうすると、映像送信機１０２Ｂは、上記送信された映像切替要求を受信した時点で、動画像エンコード部１１により映像データの符号化を開始する。そして、動画像エンコード部１１において符号化された映像データストリームを映像受信機２０２に送信する。

映像受信機２０２では、通信Ｉ／Ｆ２１により受信されたストリームＢを動画像デコード部２２Ｂで順次復号する。このとき、映像受信機２０２で受信されるストリームＢは常にフレーム内符号化されたフレーム（Ｉフレーム）が先頭になるため、動画像デコード部２２Ｂにおける復号処理において映像が乱れることがない。また、映像切替部２５は、映像切替要求後、ストリームＢが到達するまで数１０ｍｓ程度の時間差をもって選択部２４に動画像デコード部２２Ｂで復号された動画像データを出力させるようにする。

このようにすることにより、僅かな映像切替時間が必要ではあるが、映像切替の際に乱れや途切れがない映像を表示する映像伝送システムを提供することが可能となる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

この発明に係る映像伝送システムの一実施形態を示す概略構成図。 図１に示す映像伝送システムの構成及び動作を示す図。 この発明に係る映像伝送システムの第１の変形例を示す図。 この発明に係る映像伝送システムの第２の変形例を示す図。

符号の説明

１００Ａ，１００Ｂ…映像送信機、ＮＷ…ネットワーク、２００…映像受信機、３００…表示装置、１１…通信インタフェース、１２…動画像エンコード部、１３…静止画像エンコード部、２１…通信インタフェース、２２…動画像デコード部、２３…静止画像デコード部、２４…選択部、２５…映像切替部、２６…出力インタフェース。

Claims (1)

1. 映像データストリームを送信する第１及び第２の映像送信装置と、前記第１及び第２の映像送信装置から送信された映像データストリームを切り替えて択一的に受信する映像受信装置とを具備する映像伝送システムであって、
   前記映像受信装置は、前記第１の映像送信装置から送信された映像データストリームを受信している状態で映像データストリームの切替指示が入力された場合に、前記第２の映像送信装置に対し映像切替要求を送信する手段を備え、
   前記第２の映像送信装置は、
   原映像データをフレーム内符号化とフレーム間符号化を用いて符号化して前記映像データストリームを生成する動画像符号化部と、
   前記原映像データを静止画符号化して静止画像データを生成する静止画像符号化部と、
   前記映像受信装置から送信される映像切替要求を受信した場合に、前記動画像符号化部により生成された映像データストリーム及び前記静止画像符号化部により生成された静止画像データを前記映像受信装置へ送信する手段と
   を備え、
   かつ前記映像受信装置は、
   前記映像切替要求の送信後、前記第２の映像送信装置から送信される映像データストリーム及び静止画像データを受信する受信部と、
   前記映像切替要求を送信した時点から前記受信された第１の映像データストリームからフレーム内符号化された映像フレームが検出されるまでの期間に前記受信された静止画像データを復号して出力し、前記フレーム内符号化された映像フレームが復号された後には前記第１の映像データストリームを復号して出力する手段と
   を備えることを特徴とする映像伝送システム。

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