JP2011259365A - カメラシステム、映像選択装置及び映像選択方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のカメラ装置からの映像の中から所望の映像を選択することができ、且つシステム構成を簡素にすること。
【解決手段】本発明に係るカメラシステムは、撮像による映像信号をパケット化して出力する複数のカメラ装置２００と、複数のカメラ装置２００と接続され、複数のカメラ装置２００から伝送される前記映像信号を中継する中継装置５００と、を有し、中継装置５００は、同期信号に基づいて複数のカメラ装置２００間で同期されたそれぞれの映像信号を受信する受信部５０２と、映像を選択するための制御信号に基づいて、複数のカメラ装置から出力された映像信号を選択して出力するためのスイッチ部５０４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、カメラシステム、映像選択装置及び映像選択方法に関する。

放送局などで用いるカメラシステムでは、映像信号を出力するカメラヘッドユニット（ＣＨＵ）と、映像信号が入力されるカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）とが、トライアックスケーブルまたは光ファイバケーブルにより接続されている（特許文献１、２）。

特開２００５−０５７４９９号公報 特開２００５−０６４８１６号公報

しかしながら、このようにＣＨＵとＣＣＵとをトライアックスケーブルまたは光ファイバケーブルにより１対１対応で接続した場合、ＣＨＵが撮影した映像信号は、ＣＣＵから取り出す必要がある。また、ＣＨＵに対するＧＥＮ−ＬＯＣＫ信号、コントロール信号、リターン映像信号などは、ＣＣＵから入力する必要がある。

その結果、放送局などで用いるカメラシステムでは、ＣＣＵに多数のケーブルが接続されることがあり、その接続やケーブルの設置に手間がかかる。

また、１個のカメラシステムとして構築した後にＣＨＵなどを追加、交換、組み替えようとした場合、ＣＣＵのケーブル接続を変更する作業などに大変な手間がかかっている。

このようにカメラシステムでは、ＣＣＵに対するケーブル接続数を減らし、システム変
更などを容易にすることが求められている。

以上の観点から、複数のカメラに対して、同数のＣＣＵを設けるシステムが考えられる。しかしながら、この場合、Ｎ台のＣＣＵすべてが復号処理機能を有する必要があり、システムとしてのコスト上昇を避けることができない。また、各ＣＣＵとビデオライブスイッチャー間はカメラ台数分のケーブルで配線する必要があるが、実際に放送に使われる映像ソースは、例えばビデオライブスイッチャーで２つの画面をミックス処理するのであれば、２個の入力ソースが入力されればよく、カメラ全数分のケーブル入力の必要はない。このため、複数のカメラに対して同数のＣＣＵを設けたシステムにおいてもシステム構成の中に冗長な部分が生じてしまう。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複数のカメラ装置からの映像の中から所望の映像を選択することができ、且つシステム構成を簡素にすることが可能な、新規かつ改良されたカメラシステム、映像選択装置及び映像選択方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、撮像による映像信号をパケット化して出力する複数のカメラ装置と、前記複数のカメラ装置と接続され、前記複数のカメラ装置から伝送される前記映像信号を中継する中継装置と、を有し、前記中継装置は、同期信号に基づいて前記複数のカメラ装置間で同期されたそれぞれの前記映像信号を受信する受信部と、映像を選択するための制御信号に基づいて、前記複数のカメラ装置から出力された前記映像信号を選択して出力するためのスイッチ部と、を備える、カメラシステムが提供される。

また、前記スイッチ部で選択された前記映像信号が入力され、前記映像信号を復号化して伝送するカメラ制御装置を更に備えるものであってもよい。

また、前記中継装置は、複数の前記カメラ装置から伝送された前記映像信号に含まれるＩＰパケットを解析するＩＰパケット解析部を備え、前記スイッチ部は、外部入力に基づいて生成された制御信号と、前記ＩＰパケットの解析結果とに基づいて前記制御信号に対応するＩＰパケットを選択するものであってもよい。

また、前記スイッチ部は、映像フレームが切り替わる直前で前記映像信号を切替えることにより前記映像信号をフレーム単位で切替えるものであってもよい。

また、前記スイッチ部は、前記制御信号に基づく前記映像信号の選択に伴う遅延量を考慮して前記映像信号の選択を行うものであってもよい。

また、前記中継装置は、前記映像信号の選択による映像切り替え前後の映像信号の出力タイミングの遅延量を合わせる遅延制御部を備えるものであってもよい。

また、前記中継装置は、前記映像信号の選択による映像切り替え前後の映像信号を復号する復号部と、前記映像信号の選択による映像切り替え前後の映像を同時に表示するためのエフェクト部と、を更に備えるものであってもよい。

また、前記中継装置は、前記複数のカメラ装置から伝送された映像信号のそれぞれを復号する復号部と、前記復号部で復号された映像信号を合成して表示するための画像合成部と、を更に備えるものであってもよい。

また、前記スイッチ部は、同時出力が可能な映像の最大数を考慮して、選択する映像信号を決定して制御するものであってもよい。

また、前記カメラ装置は、映像符号化方法として、非圧縮の映像信号または圧縮した映像信号をパケット化するものであってもよい。

また、前記カメラ装置は、映像符号化方法として、可逆圧縮した映像信号をパケット化するものであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、同期信号に基づいて複数のカメラ装置間で同期されたそれぞれの映像信号を受信する受信部と、映像を選択するための制御信号に基づいて、前記複数のカメラ装置から出力された前記映像信号を選択して出力するためのスイッチ部と、を備える、映像選択装置が提供される。

また、複数の前記カメラ装置から伝送された前記映像信号に含まれるＩＰパケットを解析するＩＰパケット解析部を備え、前記スイッチ部は、外部入力に基づいて生成された制御信号と、前記ＩＰパケットの解析結果とに基づいて前記制御信号に対応するＩＰパケットを選択するものであってもよい。

また、前記スイッチ部は、映像フレームが切り替わる直前で前記映像信号を切替えることにより前記映像信号をフレーム単位で切替えるものであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、同期信号に基づいて複数のカメラ装置間で同期されたそれぞれの映像信号を受信するステップと、複数の前記カメラ装置から伝送された前記映像信号に含まれるＩＰパケットを解析するステップと、映像を選択するための制御信号と、前記ＩＰパケットの情報に基づいて、前記複数のカメラ装置から出力された前記映像信号を選択するステップと、を備える、映像選択方法が提供される。

本発明によれば、複数のカメラ装置からの映像の中から所望の映像を選択することができ、且つシステム構成を簡素にすることが可能となる。

本発明の各実施形態に係るカメラシステムの概略構成図である。 第１の実施形態に係るシステムの構成を示す模式図である。 第１の実施形態の構成を詳細に示すブロック図である。 映像を符号化したデータを伝送する際に用いられる、ＲＴＰフォーマットのヘッダの構成を示す模式図である。 図４のＲＴＰフォーマットのパラメータ情報を示す模式図である。 ＩＰスイッチ部にて映像切り替えを行うスイッチ制御の処理フローを示すフローチャートである。 図６の制御における信号切り換えを説明するための模式図である。 ビデオフレーム単位で復号化処理を行う場合を示す模式図である。 第２の実施形態に係るシステムの構成を示す模式図である。 第２の実施形態の中継装置の構成を示す模式図である。 第３の実施形態に係る中継装置の構成を示す模式図である。 第３の実施形態の中継装置の詳細な構成を示す模式図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
（１）前提となる技術
（２）システム構成例
（３）スイッチ制御の処理手順
２．第２の実施形態
（１）システム構成例
３．第３の実施形態
（１）システム構成例

１．第１の実施形態
（１）概要
本実施形態に係るカメラ制御システムは、カメラ映像信号をパケット化し、イーサネット（登録商標）等のケーブルを用いてＩＰ伝送し、ＣＣＵ受信ユニットでＩＰパケット受信して復号し、映像信号を出力するものである。このシステムにおいて、本実施形態では、複数のカメラの映像の中から所望の映像を選択するＩＰスイッチ機能と、カメラ映像の選択・制御・エフェクト機能を統合している。既存のシステムでは、複数のカメラと同数のＣＣＵが必要であり、かつＣＣＵとビデオスイッチャー間との配線が多かったが、本実施形態のシステムでは、ビデオスイッチャーの出力に必要な最大数のＣＣＵだけを構成すればよい。また、ＩＰスイッチと制御・選択機能、さらにはエフェクト機能の統合により、ＣＣＵの後段のビデオライブスイッチャーと同等の機能を汎用的なスイッチデバイスやイーサネット（登録商標）インタフェースを用いて実現することが可能となる。また、ＩＰによって配線の簡素化や、システムの拡張等の変更や他のＩＰ機器との統合が容易となる。

図１は、本発明の各実施形態に係るカメラシステム１００の概略構成図である。図１のカメラシステム１００は、例えば放送局などで使用されるものであり、カメラヘッドユニット（ＣＨＵ）２００、カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）３００を有する。ＣＨＵ２００およびＣＣＵ３００は、ツイストペアケーブル４００により中継装置５００に接続されている。なお、ツイストペアケーブル４００は、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．３などに準拠したものを用いることができる。

ＩＥＥＥ８０２．３は、パケットを用いたデータ通信システムの規格の一種であり、通信データを所定のデータ量ずつパケット化して通信する。このため、図１のカメラシステム１００において、ＣＨＵ２００およびＣＣＵ３００は、ビデオ信号、オーディオ信号、コントロール信号、ＧＥＮ−ＬＯＣＫ信号などをパケット化し、非同期伝送路を通して伝送する。そして、図１のカメラシステム１００では、ＣＨＵ２００とＣＣＵ３００の途中の中継装置５００から、撮像した本線ビデオ信号を含むビデオ信号、オーディオ信号、コントロール信号、ＧＥＮ−ＬＯＣＫ信号などを取り出したり、または挿入したりすることができる。

また、中継装置５００は、ＣＨＵ２００が送信したビデオ信号、ＣＣＵ３００が送信したリターンビデオ信号を外部へ出力する。これらの映像は、たとえば各ＣＨＵ２００に接続されたモニタ機器、中継装置５００に接続されたモニタ機器（図１において不図示）などで確認することができる。このように図１のカメラシステム１００では、ＣＨＵ２００を用いた映像中継システムの構成、設置、運用を低コストで簡単に行うことができる。

中継装置５００は、複数のポートを備えたスイッチングハブの構成を含む。スイッチングハブは、各ポートから入力されたパケットの宛先に基づいて出力先のポートを選択し、当該パケットを選択したポートから出力する。また、パケットにブロードキャストアドレスが使用されている場合、スイッチングハブは、受信したパケットを基本的にすべてのポートから出力することもできる。

既存のカメラシステムにおいては、複数のカメラ２００（Ｎ台）に対して、ＣＣＵ２００も同数のＮ台存在する必要があり、ＣＣＵ２００の全出力を後段のビデオライブスイッチャーへ入力している。特にハイビジョン（ＨＤ）の映像においては、帯域の制約からビデオコーデックで符号化処理を行うことが多く、Ｎ台のＣＣＵ２００の全てが復号処理機能を有する必要があり、システムとしてのコストは高くなる。

また、こうした既存のシステムにおいて、各ＣＣＵ２００とビデオライブスイッチャー間は、ＨＤ−ＳＤＩのケーブルをＮ台分配線する必要がある。しかし、実際に放送に使われる映像ソースでは、例えばビデオライブスイッチャーで２つの画面をミックス処理するのであれば、２個の入力ソースが入力されればよく、Ｎ台分の入力の必要はない。より複雑なスイッチャーによるマルチソースを使ったエフェクト処理であっても、４画面程度を扱えれば良いことが多く、既存のシステム構成には冗長な部分が存在していた。以上の観点から最小の構成を考慮すると、例えば複数のＣＣＵからの映像を選択して、エフェクトをしないで切替えのみを行って放送する場合には、ＣＣＵ２００は１つあれば良い。

従って、ビデオライブスイッチャーやエフェクト処理に必要な数のＣＣＵ２００に相当する機能があれば、Ｎ個の映像ソースに対してＮ個のＣＣＵ２００を設ける必要はない。また、カメラからのソースをライブビデオスイッチャーで選択することと、ＩＰスイッチでパケットを選択することは、ソースを選択することに関しては同等の機能を有する。

このため、本実施形態では、ライブビデオスイッチャーとＩＰスイッチの機能・機器を統合制御することで、簡易な構成でシステム構築を可能としている。具体的には、本実施形態では、ライブビデオスイッチャーのように映像フレーム単位で処理を行い、且つ映像フレーム時間未満で処理する装置と同等の機能をＩＰスイッチを用いて統合制御し、映像フレームを検出してＩＰパケットをスイッチする。このような制御は、汎用のＩＰスイッチをベースとするため、安価にかつ柔軟にシステム構築できるシステムが可能となる。

本実施形態では、放送局などにおけるライブビデオスイッチャーの機能と同等のことを、ＩＰパケット化して伝送された映像等のデータにおいて行うことができる。すなわち、ライブビデオスイッチャーの映像切替え信号入力に対して、次のフレーム先頭からスイッチャーで映像信号が出力される。従って、ＩＰパケット化の際に符号化して圧縮される場合には、フレーム遅延が生じないコーデック、例えばＪＰＥＧ２０００のラインベースコーデック、低遅延向けのラインベースコーデック、あるいはスライス単位でコーデックを行う。または、ＭＰＥＧ２やＨ．２６４／ＡＶＣのマクロブロック単位で低遅延処理するコーデックを使用する。これらのコーデックにより、１フレーム未満の符号化・復号化処理が可能である。

（２）システム構成例
以下、第１の実施形態について詳細に説明する。図２は、第１の実施形態に係るシステムの構成を示す模式図である。本実施形態は、以下に説明する各実施形態の基本的な構成を示している。図２に示すように、本システムは、複数のカメラ（ＣＨＵ）２００（１〜Ｎ）、ＣＣＵ３００、中継装置５００、切替え・選択制御部６００を有して構成されている。各カメラ２００と中継装置５００、中継装置５００とＣＣＵ３００は、非同期伝送網によって接続されている。非同期伝送網としてイーサネット（登録商標）を例示できるが、これに限定されるものではない。

各カメラ２００は、映像をＩＰパケットにして出力するカメラである。映像データは、非圧縮データであっても、符号化されたデータであってもよく、インターネットプロトコルに準拠すべくＩＰパケット化される。また、カメラ２００は、映像符号化方法として、可逆圧縮した映像信号をパケット化してもよい。ＩＰスイッチ兼スイッチャー部５００は、ＩＰスイッチ部５０４とスイッチ制御部５０６を含み、切替え・選択制御部６００からの指示により、入力された１〜Ｎのカメラ２００の中から後段のＣＣＵ３００へ入力するためのカメラのＩＰパケットを選択して出力する。出力されたＩＰパケットはＣＣＵ３００で再構成され、ＨＤ−ＳＤＩ信号へ変換されて出力される。

図２に示す切替え・選択制御部６００は、ビデオライブスイッチャーのコントロールパネルに相当し、放送などの映像として出力されるカメラ映像を選択したり切り替えるための指令が入力される。

図３は、第１の実施形態の構成を詳細に示すブロック図であって、中継装置５００の構成を詳細に示している。図３に示すように、中継装置５００は、ＩＰアドレス及びＲＴＰ情報を解析する解析部５０２、ＩＰスイッチ部５０４、スイッチ制御部５０６、制御信号受信・解析・指令部５０８を備える。

制御信号受信・解析・指令部５０８は、切替え・選択制御部６００からの信号を受信し、受信データを解析し、カメラ２００の切替え・選択のための指令を解析部５０２へ出力する。カメラ２００からの入力データは、解析部５０２においてそのＩＰヘッダなどに基づいて送信先が判断され、切替え・選択指示に該当するデータか否かが解析される。解析結果はスイッチ制御部５０６へ出力される。スイッチ制御部５０６は、入力された解析結果を、ＩＰスイッチ部５０４を制御するための制御信号に変換し、ＩＰスイッチ部５０４へ制御信号を出力する。また、各カメラ２００からのＩＰパケットデータは、解析部５０２からＩＰスイッチ部５０４へ送られる。ＩＰスイッチ部５０４は、スイッチ制御部５０６から入力された制御信号に従って、スイッチング・テーブルに登録された新規宛先に基づいて、入力されたパケットの切替えや選択を行う。

ＩＰスイッチ部５０４は複数個のポートを有しており、解析部５０２から入力された各ＣＨＵ２００に対応する映像信号は、各ポートに入力される。また、１のポートはＣＣＵ３００の出力ラインと接続されている。そして、ＩＰスイッチ部５０４は、各ＣＨＵ２００に対応する映像信号が入力される各ポートにＩＰパケットが入力されると、新規宛先としてスイッチング・テーブルに登録された宛先と一致する送信先のポートを、ＣＣＵ３００への出力ラインが接続されたポートに接続する。これにより、ＩＰスイッチ部５０４は、スイッチング・テーブルに登録された宛先に基づいて、複数のＣＨＵ２００のうちの１の映像をＣＣＵ３００に対して送信することができる。また、ＩＰスイッチ部５０４は、切替え・選択制御部６００からの信号を受信してから実際に映像信号を切り替えるまでの遅延量を考慮して映像信号の選択を行い、フレーム単位の映像切替えを円滑に行う。

以上のように、中継装置５００に各カメラ２００からライブ映像のＩＰパケットが送信されると、各カメラ２００は、エンコーダを備えており、映像データはエンコーダにてエンコード（符号化）されて、パケット化された後に中継装置５００へ送られる。

切替え・選択制御部６００は、ユーザから所望のカメラ２００の映像を選択する旨の操作入力を受けて、映像を選択するための制御信号を中継装置５００へ送信する。制御信号受信・解析・指令部５０８は、制御信号を解析し、カメラ２００の切替え、選択のための指令を解析部５０２へ出力する。

解析部５０２は、制御信号の解析結果を受信すると、解析結果に含まれるユーザの所望のカメラ２００のＩＰアドレスを検出し、スイッチ制御部５０６へ出力する。スイッチ制御部５０６は、受信した信号を、ＩＰスイッチ部５０４を制御するための制御信号に変換し、ＩＰスイッチ部５０４へ制御信号を出力する。ＩＰスイッチ部５０４は、制御信号に従って、ユーザの所望のＩＰアドレスに基づいて入力パケットの切替えや選択を行い、ユーザの所望の映像のＩＰパケットをＣＣＵ３００へ出力する。

また、非同期伝送網を用いて映像伝送を行う場合、各ＣＨＵ２００と中継装置５００の組み合わせ毎に伝送パスが異なるため、遅延量が異なることになる。このため、中継装置５００は、同期信号発生器５２０からの基準信号をＣＨＵ２００に伝送し、ＣＨＵ２００では、この基準信号に同期した映像信号を中継装置５００に伝送する。なお、同期信号発生器５２０は、中継装置５００と別個の装置として設けても良い。一方、基準信号に映像信号を同期させたとしても、各ＣＨＵ２００と中継装置５００毎に伝送パスが異なるため、各ＣＨＵ２００の遅延量が異なることが想定される。このため、各ＣＨＵ２００と中継装置５００間の遅延量は、解析部５０２で取得される。解析部５０２では、これら遅
延量の調停を行い、最適な遅延量を決定する。決定された遅延量はＣＨＵ２００に通知され、ＣＨＵ２００では、映像バッファを適宜に設定することで、中継装置５００に到達する映像信号のタイミングを揃える。遅延量の具体的な決定方法としては、最も遅延の大きいＣＨＵ２００に対して、他のＣＨＵ２００の遅延量が同一となるように映像バッファを調整する方法が挙げられる。なお、映像バッファの設定は中継装置５００側で行っても良い。遅延量を合わせることで、映像切り替え時の映像の乱れを確実に抑止することができる。

ＣＣＵ３００は、中継装置５００のＩＰスイッチ部５０４から出力されたＩＰパケットを受信すると、ＩＰパケットをデコード（復号化）し、ＨＤ−ＳＤＩ等のビデオ信号として出力する。

ＩＰスイッチ部１０４で各カメラ２００の映像の切り替えを行う際には、映像フレームを識別し、映像フレームを構成する先頭のデータを含むＩＰパケットから切替えを行う。以下では、映像フレームを識別するための手法について説明する。

図４は、映像を符号化したデータを伝送する際に用いられる、ＲＴＰ（Real-time Transfer Protocol）フォーマットのヘッダの構成を示す模式図である。このヘッダ情報は、格納される符号化方式によらず共通に定義されたものである。図５は、図４のＲＴＰフォーマットのパラメータ情報を示す模式図である。映像フレームを識別するためには、図５で「Ｍ」と略されているマーカービットを用いる。通常、図５に示す「Ｍ」のマーカービットは、映像フレームの最終データを含むパケットに“１”を立てることが推奨されている。従って、ＩＰスイッチ部５０４において、このマーカービット「Ｍ」を検出し、「Ｍ」が“０”
の場合は、同じＩＰアドレスからのパケットが次の映像フレームの先頭となる。また、「Ｍ」が“１” の場合は、同じＩＰアドレスからのパケットが終了することを識別できる。

（３）スイッチ制御の処理手順
図６は、ＩＰスイッチ部５０４にて映像切り替えを行うスイッチ制御の処理フローを示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１０では、切替え・選択制御部６００から、ユーザの入力に応じた切替え・選択信号を受信する。受信後、次のステップＳ１２では、ＩＰスイッチ部５０４のスイッチング・テーブルに新規の宛先（ＩＰアドレス）を登録する。但し、実際にスイッチ切替え制御が行われるまでは（ステップＳ２０に到達するまでは）、新規宛先へのＩＰパケットの切換えは行われない。次に、ステップＳ１４では、ＲＴＰヘッダを解析し、ユーザの入力に該当するＩＰアドレスを有するＩＰパケットのペイロード内のＲＴＰパケットヘッダを解析する。

次のステップＳ１６では、ＲＴＰパケットヘッダのマーカービット「Ｍ」が“１”であるか否かを判定し、マーカービット「Ｍ」が“１”であれば、ステップＳ１８に進み、解析したＩＰパケットを現宛先へ出力する。そして、次のステップＳ２０にて、スイッチ切換制御を行い、新規宛先にスイッチング・テーブルを変更する。これにより、次のＩＰパケットは新規宛先のパケットに切り換えられる。一方、ステップＳ１６でマーカービット「Ｍ」が“１”でなければ、ステップＳ２２へ進み、次のＩＰパケットに対して同様にＲＴＰヘッダの解析を行う（ステップＳ１４）。以上の制御により、次の映像フレームの先頭から切り替えを行うことが可能となる。

図７は、図６の制御における信号切り換えを説明するための模式図である。映像フレーム＃１、＃２、＃３があり、各映像フレームはＩＰパケット化されて中継装置５００に入力されるものとする。

上述したように、ステップＳ１０で切換え選択信号を受信すると、新規宛先がＩＰパケット部５０４のスイッチング・テーブルに登録されるが、図７に示すように、マーカービット「Ｍ」を検出してから新規宛先への変更が行われ（ステップＳ２０）、スイッチのルーティング・テーブルが切り替わる。そして、テーブルが切り換わった時点で、ＩＰパケットは新宛先ポートへ出力される。この制御により、ＩＰスイッチの機能を用いて既存のライブビデオスイッチャーと同等の映像フレーム単位での切替え処理を行うことが可能となる。

一方、図８は、ビデオフレーム単位で復号化処理を行う場合を示している。ビデオフレーム単位で復号化処理を行う場合、映像の１フレームのデータを全てバッファした後に復号化を行うため、映像を切り換える制御信号を受信してから１フレームのデータを最後まで受信し、更に１フレームのデータをデコードしてバッファするまでに所定の時間を要する。このため、図８に示すように、映像フレーム＃１の途中で切替え・選択信号を受信した場合、映像フレーム＃１のデータを最後まで受信し、更にデコードに要する時間の経過後、次のフレームシンクのタイミングで初めてフレーム＃１を表示することができる。一方、図７では、宛先を変更した後、映像フレーム＃２から切替え後の映像を表示することが可能である。このため、図８の場合、図７と比較して映像の切換えに大幅な遅延が生じてしまう。本実施形態では、図４に示すような複数ラインのブロック単位で符合化、復号化を行うため、映像を切り換える制御信号を受信した後、次のフレームから直に映像を切り換えることが可能である。

また、本実施形態のシステムにおいて、同時出力に必要な映像の最大数を考慮して、切替え・選択制御部６００が中継装置５００（ＩＰスイッチ）を用いて切替え・選択する映像チャネルを決定するようにしても良い。これにより、必要なＣＣＵ３００のみで復号化処理を行って制御することが可能となる。

なお、本実施形態では、映像フレームの選択について例示したが、オーディオデータを選択するものであってもよい。例えば映像フレームのフレーム単位に同期したオーディオを再生するようなシステムの場合、中継装置５００は、映像と同様にオーディオのフレームの先頭を含むパケットを検出して、オーディオフレームの区切りでＩＰパケットを切替えることができる。

以上説明したように第１の実施形態によれば、ビデオライブスイッチャーやエフェクト処理に必要な数のＣＣＵに相当する機能があれば、Ｎ個のカメラ側ソースに対してＮ個のＣＣＵを設ける必要はない。また、カメラからのソースをライブビデオスイッチャーで選択することと、ＩＰスイッチでパケットを選択することは、ソースを選択することに関しては同等の機能を有することから、これらの機能・機器を統合制御することで簡易な構成でシステムを構築できる。従って、本実施形態によれば、映像フレームを検出してIPパケットをスイッチすることで、ライブスイッチャーのように映像フレーム単位でかつ映像フレーム時間未満で処理する装置と同等の機能を、ＩＰスイッチを用いて統合制御することが可能となる。このような制御は汎用のＩＰスイッチをベースとするため、安価にかつ柔軟にシステム構築が可能である。

例えばビデオライブスイッチャーの入力として最小限の数のソースが入力されればよく、ＣＣＵ３００の数を減らすことが可能となり、配線も少なく簡易な構成でシステムを実現できる。従って、既存のカメラシステムにおいては、複数のカメラＮ台に対して、ＣＣＵも同数のＮ台存在する必要があり、ＣＣＵの全出力を後段のビデオライブスイッチャーへ入力していたが、中継装置５００にスイッチ機能を持たせることで構成を簡素にできる。

また、汎用のスイッチを用いて、イーサネット（登録商標）ケーブルを使って伝送されたパケットの切り換えを行うことができるため、安価でかつＰＣ等との親和性を良好にすることができ、システムの拡張等の変更や他のＩＰ機器との統合が容易となるシステムを構築できる。例えば、同期信号、制御コマンド、音声、インカム、タリー映像、カメラへのリターン映像などもＩＰパケットで同一のケーブルに多重化することで簡素な構成にすることが可能である。

２．第２の実施形態
（１）システム構成例
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図９は、第２の実施形態に係るシステムの構成を示す模式図である。第２の実施形態は、映像を切り換える際に、例えばフェードイン、フェードアウトなどの視覚的効果（エフェクト）を生じさせる場合に適用して好適である。第１の実施形態においては、ＣＣＵ３００は中継装置５００の後段で処理を行っているが、第２の実施形態では、ＣＣＵ３００が中継装置５００（ＩＰスイッチ兼スイッチャー部）に統合されたシステムとなっている。従って、中継装置５００からの出力としてＨＤ−ＳＤＩなどの映像が出力される。

図１０は、第２の実施形態の中継装置５００の構成を示す模式図である。図１０に示すように、第２の実施形態の構成では、第１の実施形態の中継装置５００の構成に対して、ＣＣＵ３０２，３０４、ビデオスイッチャーエフェクト部５１０、符号化・パケット化部５１２が付加されている。また、第２の実施形態では、第１の実施形態の切換え・選択制御部６００の代わりに切換え・選択・エフェクト制御部６０２が設けられている。

ＩＰスイッチ部５０４によるスイッチの制御は、第１の実施形態と同様である。第２の実施形態では、映像切り替え前後の２つの宛先の映像信号がそれぞれＣＣＵ３０２とＣＣＵ３０４に入力される。そして、ＣＣＵ３０２とＣＣＵ３０４で復号化された出力データは、ビデオスイッチャーエフェクト部５１０においてエフェクト処理が行われる。

ビデオスイッチャーエフェクト部５１０は、ワイプ・ミックスなどのエフェクト機能を有し、切替え・選択・エフェクト制御部６０２からの指示に基づいて処理を行う。ユーザは、映像切り替え時にエフェクト効果を生じさせたい場合は切替え・選択・エフェクト制御部６０２にその旨を入力する。例えばＣＣＵ３０２から出力された映像ＡとＣＣＵ３０４から出力された映像Ｂをワイプ・ミックスする場合、ビデオスイッチャーエフェクト部５１０は、切替え・選択・エフェクト制御部６０２に入力されたユーザ入力に基づいて映像Ａと映像Ｂを合成する処理を行う。処理済み映像は、リターン信号としてカメラ２００（１〜Ｎ）側のモニタへ出力するため、符号化・パケット化部５１２において符号化及びＩＰパケット化の処理が行われ、ＩＰスイッチ部５０４へ入力される。処理済み映像は、ＩＰスイッチ部５０４から解析部５０２を介してＣＨＵ２００（１〜Ｎ）へリターンされて、各ＣＨＵ２００に付随するモニタ上に表示される。

このように、本実施形態では、リターン信号がＩＰスイッチ部５０４を経由してＣＨＵ２００（１〜Ｎ）へ出力され、マルチＣＣＵと同等の機能をＩＰ伝送により行うことが可能となる。これにより、各ＣＨＵ２００（１〜Ｎ）の操作者は、カメラ２００側のモニタ上で現在選択されている映像、及び映像の切り換わり時のエフェクトを視認することができる。

以上説明したように第２の実施形態によれば、中継装置５００にエフェクト処理機能を持たせたことにより、映像のスイッチングとエフェクト処理を一括して行うことが可能となる。

３．第３の実施形態
（１）システム構成例
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１１は、第３の実施形態に係る中継装置５００の構成を示す模式図である。図１１に示す構成は、図９に示す構成に対して中継装置５００にモニタ７００が接続されている。第３の実施形態では、第２の実施形態の構成に対して更に画面合成機能が付加され、ＣＨＵ２００（１〜Ｎ）の映像を１つのモニタ７００上にて監視することを可能としたものである。

図１２は、第３の実施形態の中継装置５００の詳細な構成を示す模式図である。図１２に示すように、第３の実施形態では、図１０に示した第２の実施形態の構成に加えて、全てのカメラ映像を処理するＣＣＵ５１４と、画面を合成する画像合成部５１６が付加されている。このＣＣＵ５１４をＢタイプと称し、ＩＰスイッチ部５０４に接続されたＣＣＵ３０２，３０４をＡタイプと称することとする。ＢタイプのＣＣＵ５１４は、映像データをデコードする機能を備え、ＡタイプのＣＣＵ３０２，３０４と同等の機能のものであっても良い。また、ＢタイプのＣＣＵ５１４は、モニタ７００に合成画像を表示させるものであるため、複数の画像の合成を行うための機能（品質）を有していればよく、例えば解像度の低い映像やフレームレートが小さい映像を処理するものでもよい。あるいは、ＢタイプのＣＣＵ５１４の代わりに、ＣＰＵを設け、ＣＰＵで映像をデコードして画像合成部５１６へ出力しても良い。

ＣＣＵ５１４は、ＩＰスイッチ部５０４から出力される、全てのＣＨＵ２００（１〜Ｎ）に対応する映像データをデコードし、画像合成部５１６へ出力する。画像合成部５１６は、デコードされた全てのＣＨＵ２００（１〜Ｎ）に対応する映像データを一画面に合成し、外部のモニタ７００に対して出力する。これにより、ユーザは、モニタ７００を参照することにより、全てのＣＨＵ２００（１〜Ｎ）の映像を視認することができる。そして、モニタ７００の映像の中から所望の映像を選択して切換え・選択・エフェクト制御部６０２から入力することにより、ビデオスイッチャーエフェクト部５１０から所望の映像を出力させることができる。

以上説明したように第３の実施形態によれば、ＣＨＵ２００とモニタ表示のための映像の合成機能を備えた中継装置５００とを安価なＩＰ伝送のためのイーサネット（登録商標）等で接続することにより、既存のＩＰスイッチでは実現できなかった、映像フレームレベルのビデオスイッチャー及びエフェクト機能が可能な簡易システムを実現することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

２００ カメラ装置
５００ 中継装置
５０２ 解析部（受信部）
５０４ ＩＰスイッチ部

Claims (15)

1. 撮像による映像信号をパケット化して出力する複数のカメラ装置と、
   前記複数のカメラ装置と接続され、前記複数のカメラ装置から伝送される前記映像信号を中継する中継装置と、を有し、
   前記中継装置は、
   同期信号に基づいて前記複数のカメラ装置間で同期されたそれぞれの前記映像信号を受信する受信部と、
   映像を選択するための制御信号に基づいて、前記複数のカメラ装置から出力された前記映像信号を選択して出力するためのスイッチ部と、
   を備える、カメラシステム。
2. 前記スイッチ部で選択された前記映像信号が入力され、前記映像信号を復号化して伝送するカメラ制御装置を更に備える、請求項１に記載のカメラシステム。
3. 前記中継装置は、
   複数の前記カメラ装置から伝送された前記映像信号に含まれるＩＰパケットを解析するＩＰパケット解析部を備え、
   前記スイッチ部は、外部入力に基づいて生成された制御信号と、前記ＩＰパケットの解析結果とに基づいて前記制御信号に対応するＩＰパケットを選択する、請求項１に記載のカメラシステム。
4. 前記スイッチ部は、映像フレームが切り替わる直前で前記映像信号を切替えることにより前記映像信号をフレーム単位で切替える、請求項１に記載のカメラシステム。
5. 前記スイッチ部は、前記制御信号に基づく前記映像信号の選択に伴う遅延量を考慮して前記映像信号の選択を行う、請求項１に記載のカメラシステム。
6. 前記中継装置は、前記映像信号の選択による映像切り替え前後の映像信号の出力タイミングの遅延量を合わせる遅延制御部を備える、請求項１に記載のカメラシステム。
7. 前記中継装置は、前記映像信号の選択による映像切り替え前後の映像信号を復号する復号部と、
   前記映像信号の選択による映像切り替え前後の映像を同時に表示するためのエフェクト部と、を更に備える、請求項１に記載のカメラシステム。
8. 前記中継装置は、前記複数のカメラ装置から伝送された映像信号のそれぞれを復号する復号部と、
   前記復号部で復号された映像信号を合成して表示するための画像合成部と、
   を更に備える、請求項５に記載のカメラシステム。
9. 前記スイッチ部は、同時出力が可能な映像の最大数を考慮して、選択する映像信号を決定して制御する、請求項１に記載のカメラシステム。
10. 前記カメラ装置は、映像符号化方法として、非圧縮の映像信号または圧縮した映像信号をパケット化する、請求項１に記載のカメラシステム。
11. 前記カメラ装置は、映像符号化方法として、可逆圧縮した映像信号をパケット化する、請求項１に記載のカメラシステム。
12. 同期信号に基づいて複数のカメラ装置間で同期されたそれぞれの映像信号を受信する受信部と、
    映像を選択するための制御信号に基づいて、前記複数のカメラ装置から出力された前記映像信号を選択して出力するためのスイッチ部と、
    を備える、映像選択装置。
13. 複数の前記カメラ装置から伝送された前記映像信号に含まれるＩＰパケットを解析するＩＰパケット解析部を備え、
    前記スイッチ部は、外部入力に基づいて生成された制御信号と、前記ＩＰパケットの解析結果とに基づいて前記制御信号に対応するＩＰパケットを選択する、請求項１２に記載の映像選択装置。
14. 前記スイッチ部は、映像フレームが切り替わる直前で前記映像信号を切替えることにより前記映像信号をフレーム単位で切替える、請求項１２に記載の映像選択装置。
15. 同期信号に基づいて複数のカメラ装置間で同期されたそれぞれの映像信号を受信するステップと、
    複数の前記カメラ装置から伝送された前記映像信号に含まれるＩＰパケットを解析するステップと、
    映像を選択するための制御信号と、前記ＩＰパケットの情報に基づいて、前記複数のカメラ装置から出力された前記映像信号を選択するステップと、
    を備える、映像選択方法。

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