JP2012049594A - エンコーダ装置切替えシステム及び切替え方法 - Google Patents

Abstract

【課題】定常時の画質改善機能を制限することなく、各エンコーダ装置から出力されるストリームがシームレスに切替えられるエンコーダ装置、エンコーダ装置切替えシステム及び切替え方法を提供する。
【解決手段】入力された映像信号のフレームを間引いて圧縮符号化したＧＯＰ及びフレーム間引き位相に応じた時刻情報を含むストリームを出力する複数のエンコーダ装置１０１、１０２と、複数のエンコーダ装置１０１、１０２からのストリームを切替えて１つのストリームを出力する切替え装置１０４と、切替え装置１０４によりストリームを切替える際、複数のエンコーダ装置１０１、１０２のＧＯＰ位相及びフレーム間引き位相を合わせるよう制御する制御装置１０５と、を備えたことを特徴とするエンコーダ装置切替えシステム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンコーダ装置切替えシステム及び切替え方法に関する。

放送局で用いる放送システムでは、機器の故障対策や保守のため、放送システムを構成する種々の装置について現用系と予備系の二重化構成が採用されている。例えば入力される映像のフレームを圧縮符号化するエンコーダ装置についても、現用系と予備系の２系のエンコーダ装置を備えたシステムが採用されている。このシステムでは現用系と予備系とを切替える必要が生じると信号切替え機にて切替えて一方のビットストリームを送出する。

このような系切り替えは切替え時の画質劣化を起こすことなくシームレスに行う必要がある。この関連技術として、例えば特許文献１には、切替え後に選択される方のエンコーダ装置における符号化時のＩＤＲ周期を、切替え前、一時的に短くすることにより、切替え後の不連続ストリームを受けた復号機での復号不可時間を短くする技術が開示されている。

特開２００７−１１６６０４号公報

ところで１セグ放送用に使用するエンコーダ装置に入力される映像のフレームレートは３０Ｈｚであるが、符号化の最大周波数は１５Ｈｚと規定されているため、エンコーダ装置は、入力映像信号のフレームを間引いて符号化を行っている。一方、エンコーダ装置は、画質改善機能の一つとして、入力映像の符号化難易度に合わせフレームレートの制御を実施する。したがって特許文献１に記載された技術では、装置起動時にフレーム間引き位相を合わせたとしても、一方の系でこのフレームレート切替え制御を行うとエンコーダ装置間のフレーム間引き位相がずれ、ストリームの時刻情報に不一致が発生してしまう。この状態で現用系と予備系の系切替えをおこなうと、ブロックの発生や映像のフリーズが発生し、切替え後、次のＩＤＲまで映像乱れは続く。

本発明は、定常時の画質改善機能を制限することなく、各エンコーダ装置から出力されるストリームのシームレス切替えを可能とするエンコーダ装置切替えシステム及び切替え方法を提供することを目的とする。

本発明のエンコーダ装置切替えシステムは、入力された映像信号のフレームを間引いて圧縮符号化したＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）位相及びフレーム間引き位相に応じた時刻情報を含むストリームを出力する複数のエンコーダ装置と、複数のエンコーダ装置からのストリームを切替えて１つのストリームを出力する信号切替え器と、信号切替え器によりストリームを切替える際、複数のエンコーダ装置のＧＯＰ位相及びフレーム間引き位相を合わせるよう制御する制御手段とを備えている。

また本発明のエンコーダ装置切替え方法は、入力された映像信号のフレームを間引いて圧縮符号化したＧＯＰ及びフレーム間引き位相に応じた時刻情報を含むストリームを出力する複数のエンコーダ装置からのストリームを切り替えるエンコーダ装置切替え方法において、切り替えの際、複数のエンコーダ装置のＧＯＰ位相及びフレーム間引き位相を合わせるよう制御する制御ステップと、ＧＯＰ位相及びフレーム間引き位相が合った後、エンコーダ装置を切替える信号切り替えステップと、を備えている。

本発明によれば、各エンコーダ装置から出力されるストリームのシームレス切り替えが可能となる。

本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。 図１のエンコーダ装置１０１の１具体例の構成を示すブロック図である。 図１のエンコーダ装置１０１、１０２及びストリーム切替え装置１０４の切替え動作前後の出力を示すタイムチャートである。 図２の切替え準備の動作を示すフローチャートである。

図１は、本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。

本実施形態のエンコーダ装置切替えシステム１０は、図１に示すように、２台のエンコーダ装置１０１、１０２と、同期信号発生装置１０３と、ストリーム切替え装置１０４と、制御装置１０５により構成される。

エンコーダ装置１０１、１０２は、それぞれ所定の周期、例えば３０Ｈｚのフレームレートの映像信号のフレームを間引いて、入力映像の整数倍の周期、例えば１５Ｈｚのレートで圧縮符号化したフレームを生成し、複数枚、例えば８枚のフレームからなるＧＯＰを生成する。また生成されたＧＯＰとフレーム間引き位相に応じた時刻情報を含むストリームをストリーム切替え装置１０４に出力する。

同期信号発生装置１０３は、エンコーダ装置１０１、１０２に対し、装置内基準時刻を同期させるための時刻信号を出力する。また、エンコーダ装置１０１、１０２のフレーム間引き位相およびＧＯＰ位相を同期させるためのＧＯＰ同期信号を出力する。

制御装置１０５は、例えば現用系のエンコーダ装置１０１から予備系のエンコーダ装置１０２に切替える際、切替え前にエンコーダ装置１０１、１０２に対して切替え準備制御を行う。すなわち、エンコーダ装置１０１、１０２のＧＯＰ位相を一致させるとともに、フレーム間引き位相を一致させてからストリーム切替え装置１０４に対して切替え制御を行う。

図２は、図１のエンコーダ装置１０１の構成の１例を示すブロック図である。なおエンコーダ装置１０２も同じ構成を持つ。エンコーダ装置１０１は、入力部２０１、符号化フレーム選択部２０２、符号化部２０３、制御部２０４から構成される。

入力部２０１は映像信号のフレームを入力する。

符号化フレーム選択部２０２は、入力された映像信号のフレームを制御部２０４に指定される周期で選択する。すなわち選択しないフレームを間引いて、選択したフレームを符号化部２０３に出力する。

符号化部２０３は、入力されたフレームをあらかじめ定められた符号化形式、例えばＨ．２６４の形式で符号化する。符号化部２０３は、それぞれ所定の周期、例えば３０Ｈｚのフレームレートの映像信号のフレームを間引いて、入力映像の整数倍の周期、例えば１５Ｈｚのレートで圧縮符号化したフレームを生成し、複数枚、例えば８枚のフレームからなるＧＯＰを生成する。

制御部２０４は、符号化部２０３から出力された符号化データに時刻情報を付加したストリームを出力する。また制御部２０４は、同期信号発生装置１０３から入力される時刻信号にエンコーダ装置１０１内時刻情報を同期させる。

また、制御部２０４は、符号化フレーム選択部２０３の選択周期を制御する。この選択周期は、入力映像のフレームレートの整数倍であらかじめ定められた複数の周期、例えば１５Ｈｚ、１０Ｈｚ、５Ｈｚなどから選択することができるようにしてもよい。

制御部２０４は、制御装置１０５から切替えモード準備の指示を受けた場合、同期信号発生装置１０３から入力されるＧＯＰ同期信号とエンコーダ装置１０１の符号化フレーム選択部２０２がフレームを選択するタイミングとを比較し、ずれがあった場合、符号化フレーム選択部２０２が次のフレームを選択する周期を変更する。例えば符号化フレーム選択部２０２が次のフレームを選択する周期を１周期のみ長くさせることにより、同期信号発生装置１０３から入力されるＧＯＰ同期信号とエンコーダ装置１０１の符号化フレーム選択部２０２がフレームを選択するタイミングとを合わせる制御を行う。

さらに、制御部２０４は、制御装置１０５から切替えモード準備の指示を受けた場合、同期信号発生装置１０３から入力されるＧＯＰ同期信号とエンコーダ装置１０１の符号化部２０３が出力するＧＯＰの位相とを比較し、ずれがあった場合、ＧＯＰの期間を変更するよう符号化部２０３を制御する。例えばＧＯＰの期間を１ＧＯＰのみ、１フレーム分、長くさせることにより、同期信号発生装置１０３から入力されるＧＯＰ同期信号とエンコーダ装置１０１の符号化部２０３のＧＯＰ位相とを合わせる制御を行う。

図３は、図１のエンコーダ装置１０１、１０２及びストリーム切替え装置１０４の、切替え動作前後の出力を示すタイムチャートである。図４は、図２の切り替え準備の動作の一例を示すフローチャートである。

図３の例では、エンコーダ装置１０１、１０２の符号化フレーム選択部２０２は、３０Ｈｚ周期で入力されているフレームを１つおきに間引き、ストリーム切替え装置１０４に出力している。すなわち、１フレーム１５Ｈｚの周期でフレームを選択している。なお、図３の例では、エンコーダ装置１０１が現用系、エンコーダ装置１０２が予備系となっている。

切替え前、エンコーダ装置１０１と、エンコーダ装置１０２のフレーム間引き位相が1フレームずれているが、この状態ではエンコーダ装置１０１とエンコーダ装置１０２から出力されるストリームのフレーム先頭に付加されている時刻情報には、ずれが生じている。このままの状態で切替えを行うと、切替え点において、ストリーム切替え装置１０４から出力されるストリームの時刻情報に不連続が発生するため、ストリーム切替え装置の後に接続される図示しないデコーダにおいてデコードする際、デコードが正常に行えなくなり、デコード映像に傷が入る。

制御装置１０５は、切替えを実施する前に、図３のｔ１において、各エンコーダ装置１０１、１０２に切替え準備ＯＮ制御を実施する。具体的には、例えば制御装置１０５は、各エンコーダ装置１０１、１０２に切り替え準備を開始させる切替え準備ＯＮ制御信号を出力する。

各エンコーダ装置１０１、１０２の制御部２０４は、制御装置１０５から切替え準備ＯＮ制御信号が入力されたか判断し（図４のステップＳ１）、入力されると、ＧＯＰ同期信号とフレーム間引き位相の関係を監視する。より具体的には、同期信号発生装置１０３から入力されるＧＯＰ同期信号と、符号化フレーム選択部２０２がフレームを選択するタイミングとを比較する。そしてＧＯＰ同期信号とフレーム選択タイミングとの間にずれがあるか判断し（図４のステップＳ２）、ずれがあった場合、符号化フレーム選択部２０２が次のフレームを選択する周期を１周期のみ長くするよう制御する（図３のｔ２、図４のステップＳ３）。

図３の例では入力されるＧＯＰ同期信号とフレーム間引き位相のずれは、エンコーダ装置１０２にのみ発生している。エンコーダ装置１０２の符号化フレーム選択部２０２は、１フレーム分、１５Ｈｚから１０Ｈｚに選択周期を変更し、３０Ｈｚ周期で入力されているフレームを２つ間引いて、３つ目のフレームをストリーム切替え装置１０４に出力する。

出力後、符号化フレーム選択部２０２は元の周期に戻り、ここでは１フレーム１５Ｈｚで符号化を行う（図３のｔ３、図４のステップＳ４）。そして、ステップＳ２にもどる。

ステップＳ２で、エンコーダ装置１０１、１０２のいずれの制御部２０４でもＧＯＰ同期信号と、フレーム間引き位相ずれがないと判断されると、次にＧＯＰ同期信号とＧＯＰ位相が合っているか判断し（図４のステップＳ５）、合っていない場合、符号化部２０３が次のＧＯＰの期間を１ＧＯＰのみ長くするよう制御し（図４のステップＳ８）、その次のＧＯＰは、元の期間に戻り、ここでは１ＧＯＰ、９フレームで符号化を行う（図４のステップＳ７）。そして比較ステップＳ５に戻る。

ステップＳ５でエンコーダ装置１０１、１０２のいずれもＧＯＰ同期信号とＧＯＰ位相が合っていると判断すると、制御装置１０５は、ストリーム切替え装置１０４に対して切替え制御を指示する（図３のｔ４、図４のステップＳ９）。

ストリーム切替え装置１０４は、制御装置１０５から切替え制御指示が入力されると、次のＧＯＰの切れ目でエンコーダ装置１０１からエンコーダ装置１０２に切替える
以上、説明したように、切替え時には各エンコーダ装置間のＧＯＰ位相及びフレーム間引き位相が合う。したがって、切替え前後のストリームの時刻情報に不連続は発生しなくなり、切替えによってデコード映像に傷が発生することはない。

なお、本発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されず、種々の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、同期信号発生装置１０３でＧＯＰ同期信号を生成して複数のエンコーダ装置１０１、１０２にＧＯＰ同期信号を入力し、このＧＯＰ同期信号にフレーム選択タイミングを合わせているが、現用系のエンコーダ装置でＧＯＰ同期信号を生成して予備系のエンコーダ装置にＧＯＰ同期信号を入力してもよい。

これにより現用系においてはＧＯＰ位相及びフレーム選択タイミングの変更を行う処理がなく、速やかに切り替え準備が完了出来る。

また、例えば、上記の実施形態では、エンコーダ装置１０１、１０２のフレーム選択タイミングを合わせた後、エンコーダ装置１０１、１０２のＧＯＰ位相を合わせているが、これらを並行して合わせてもよい。すなわち、各エンコーダ装置１０１、１０２の制御部２０４は、制御装置１０５から切替え準備ＯＮ制御信号が入力されると、ＧＯＰ同期信号と、フレームを選択するタイミング及びＧＯＰ位相とを比較して、フレームを選択するタイミングにずれがあった場合、符号化フレーム選択部２０２が次のフレームを選択する周期を１周期のみ長くし、ＧＯＰ位相にずれがあった場合、符号化部２０３が次のＧＯＰの期間を１ＧＯＰのみ長くするよう制御して、比較ステップにもどり、エンコーダ装置１０１、１０２のいずれもフレーム選択周期及びＧＯＰ位相があったら制御装置１０５がストリーム切替え装置１０４に対して切替え制御を指示するようにしてもよい。

本発明は、映像信号の圧縮符号化を行う複数のエンコーダ装置を使用し、各エンコーダ装置から出力される複数のストリームを切替えて１本のストリームを出力するエンコーダ装置切替えシステムに適用される。

１０ エンコーダ装置切替えシステム
１０１、１０２ エンコーダ装置
１０３ 同期信号発生装置
１０４ ストリーム切替え装置
１０５ 制御装置
２０１ 入力部
２０２ 符号化フレーム選択部
２０３ 符号化部
２０４ 制御部

Claims (6)

1. 入力された映像信号のフレームを周期的に間引いて圧縮符号化したＧＯＰ及びフレーム間引き位相に応じた時刻情報を含むストリームを出力する複数のエンコーダ装置と、
   前記複数のエンコーダ装置からのストリームを切替えて１つのストリームを出力する切替え装置と、
   前記切替え装置により前記ストリームを切替える際、前記複数のエンコーダ装置のフレーム間引き位相及びＧＯＰ位相を合わせるよう制御する制御装置と、
   を備えたことを特徴とするエンコーダ装置切替えシステム。
2. 入力された映像信号のフレームから符号化するフレームを周期的に選択するフレーム選択部と、
   選択されたフレームを符号化する符号化部と、
   切替えの際、入力されるＧＯＰ同期信号にフレーム選択タイミングを合わせるよう前記フレーム選択部に選択周期を変更させる制御部と、
   を備えたことを特徴とするエンコーダ装置。
3. 前記制御部は、フレーム選択タイミングとＧＯＰ同期信号がずれていた場合、前記フレーム選択部に、次のフレームを選択する周期を１周期のみ長くさせることを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ装置。
4. 入力された映像信号のフレームを間引いて圧縮符号化したＧＯＰ及びフレーム間引き位相に応じた時刻情報を含むストリームを出力する複数のエンコーダ装置からのストリームを切替えるエンコーダ装置切替え方法において、
   切替えの際、前記複数のエンコーダ装置のフレーム間引き位相及びＧＯＰ位相を合わせるよう制御する制御ステップと、
   フレーム間引き位相及びＧＯＰ位相が合った後、エンコーダ装置を切替える切替えステップと、を備えたことを特徴とするエンコーダ装置切替え方法。
5. 前記制御ステップは、
   入力された映像信号のフレームを周期的に間引き符号化するフレームを選択するタイミングと、入力されるＧＯＰ同期信号とを比較する比較ステップと、
   フレーム選択タイミングとＧＯＰ同期信号がずれていた場合、フレームを選択する周期を変更する周期変更ステップと、
   を備えたことを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ装置切替え方法。
6. 前記周期変更ステップは、
   フレーム選択タイミングとＧＯＰ同期信号がずれていた場合、次のフレームを選択する周期を１周期のみ長くするステップであることを特徴とする請求項５に記載のエンコーダ装置切替え方法。

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