JP3975678B2 - 映像切換装置及び映像出力装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばＩＥＥＥ１３９４バスのようなディジタルインターフェースで、たとえばテレビカメラなどの映像出力装置から出力される複数の映像信号を切り換え、所望の映像信号を選択し、ＶＴＲやディスプレイ等へ出力を行う映像切換装置及び映像切換装置に接続される映像出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は、従来よく知られている映像切換装置を用いて監視などを行う映像記録再生装置のブロック図を示す。図１７において、複数のカメラＣＭ１〜ＣＭＮから取り出されたそれぞれの映像信号は、フレームスイッチャーとしてのスイッチ（ＳＷ）１によって１フレーム毎に制御回路７からの制御信号に基づき順次切換られて録画信号処理回路３に入力される。この録画信号処理回路３では、取り込まれた映像信号に対して、奇数，偶数のフィールド及びサブキャリアの連続性保持などの信号処理がなされ、ＶＴＲ６に記録するための録画信号に変換する。録画信号処理回路３から取り出された録画信号は、重畳回路４に入力され、また制御回路７から出力されるカメラ番号識別信号は重畳回路４において前記録画信号の垂直ブランキング期間に重畳される。制御回路７から取り出したカメラ番号識別信号は、スイッチ１と同期し、出力するカメラに対応した識別信号である。カメラ番号識別信号が重畳された録画信号は重畳回路４より出力されＶＴＲ６に記録される。
【０００３】
また、スイッチ１とは独立したスイッチ（ＳＷ）２により、ＶＴＲ６に記録するのとは別個のカメラの映像信号を選択し、モニタ５により監視することもできる。なお符号８はスイッチ(ＳＷ)１及びスイッチ(ＳＷ)２を１つのスイッチ装置として示したものである。
【０００４】
また、映像切換装置、映像出力装置の一例としては、特開平５−８３６３２号公報に開示されたものがある。この装置は、複数のテレビカメラから映像信号を１フレーム毎に切り換えて出力するフレームスイッチャーを備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記の従来映像切換装置においては複数のカメラから出力された映像信号を記録したり監視したりする場合、所望のカメラの映像信号をシーケンシャルに選択するためのフレームスイッチャーが必要になる。また、各カメラから出力した映像信号を記録しながら同時に所望のカメラを常にモニタする場合は、独立した系のフレームスイッチャーを準備しなければならない。即ち、フレームスイッチャーとしては、シーケンシャルに選択するスイッチと、所望のカメラからの映像出力を任意に選択するスイッチの２系統を備えなければならない。
【０００６】
また、複数台のカメラ同士を同期させるために同期タイミング信号を各カメラに各別に供給するか、フレームスイッチャー内にメモリ等を設け、そこで同期させる必要があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、複数の映像出力装置（たとえばカメラ）とＶＴＲやモニタを接続し、複数の映像出力装置同士をフレーム同期させ、かつシーケンシャルに前記映像出力装置から出力した映像信号出力を選択するスイッチャー機能を備えた映像切換装置及びその映像切換装置に接続できる映像出力装置を提供することを目的とする。すなわち本発明は、映像切換装置及び映像出力装置の２つの装置に特徴を有する
前記目的を達成するために、一方の発明であるところの映像切換装置は、ディジタルインターフェースを介して複数の映像出力装置に接続される。ディジタルインターフェースはＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したＩＥＥＥ１３９４バスであることが好ましい。
【０００８】
映像切換装置は映像切換制御手段を備える。該映像切換制御手段は、前記複数の映像出力装置の中から所望の出力装置、すなわち所望の映像信号をディジタルインターフェースを介して出力し、切り換えるための映像切換制御データを出力する。
【０００９】
映像切換制御データには、複数の映像出力装置（たとえばカメラ）の中からどの映像出力装置を用いて何番のチャンネルでストリームを出力させるか或いはさせないかの、データを備える。すなわち、映像切換制御データは複数の映像出力装置を判別、区別するための装置番号，ストリームさせるチャンネル，ストリームのオン／オフの情報を有し、これらの情報は、アイソクロノスパケット通信またはアシンクロノスパケット通信により伝送される。
【００１０】
なお“ストリーム”なる語句と定義は当業者にはよく知られているが、本発明での“ストリーム”は、ディジタルインターフェースを介して映像切換装置と映像出力装置との間で送信又は受信に供される映像信号が相当する。
【００１１】
また映像切換装置は、前記映像切換制御手段の他に前記切換制御データに応答し前記映像出力装置から送信されてきた映像信号を選択して受信する映像信号選択手段を備える。映像信号選択手段としては、ディジタルインターフェース、とりわけＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したＩＥＥＥ１３９４バスに好適な、アイソクロノスパケット通信又はアシンクロノスパケット通信が採用される。
【００１２】
さらに本発明の映像切換装置は前記映像切換制御手段、映像信号選択手段の他に前記映像出力装置同士をフレーム同期させるためのフレーム同期タイミング信号を送信する同期信号送信手段を備える。
【００１３】
また、本発明の映像切換装置を構成する映像信号選択手段は、アイソクロノスパケット通信またはアシンクロノスパケット通信の受信手段を備える。フレーム同期タイミング信号を送信する同期信号送信手段はたとえば周波数が３０ヘルツのフレーム同期タイミング信号を基準信号とすることができる。
【００１４】
また他方の本発明の映像出力装置は、ディジタルインターフェースを介して前記映像切換装置に接続される装置であって、前記映像切換装置から送信された映像切換制御データを受けとる受信手段と、前記映像切換装置から送信されたフレーム同期タイミング信号を再生する同期信号再生手段と、該同期信号再生手段からのフレーム同期タイミング信号に映像信号をフレーム同期させ、その映像信号を映像切換装置からの映像切換制御データに応答して送信する映像信号送信手段を備える。本発明の映像出力装置も、ＩＥＥＥ１３９４バスに接続されることが好ましい。
【００１５】
また、映像切換制御データを受けとる受信手段と、映像切換装置からの映像切換制御データに応答して送信する映像信号送信手段はアイソクロノスパケット通信により伝送する。すなわち、本発明の映像出力装置と前記映像切換装置との間での同期タイミング信号，映像信号及び映像切換制御データの授受はディジタルインターフェースを介してアイソクロノスパケット通信で行われるも、映像切換制御データはアシンクロノスパケット通信により伝送してもよい。
【００１６】
さらに本発明の映像出力装置はディジタルインターフェース、とりわけ、ＩＥＥＥ１３９４バスを介して映像切換装置に接続されるが、該映像切換装置は、本発明で開示したところの映像切換装置を採用することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る映像切換装置及び映像出力装置の構成を示すブロック図である。なお以下の説明において、映像切換装置及び映像出力装置としてはカメラを用いて説明するが、本発明はこの他にＶＴＲ，ＨＤＤなど各種の映像信号を取り扱う媒体や装置に適用できることを理解されたい。
【００１８】
さて、図１を参照すると、４台のカメラ１０１〜１０４及びカメラ切換装置１０５がそれぞれディジタルインターフェース（以下、ＤＩＦと称す）１１４を介して接続されている。ＤＩＦ１１４は、好ましくはＩＥＥＥ１３９４規格に基づくＩＥＥＥ１３９４バスである。
【００１９】
カメラ切換装置１０５は、本発明での映像切換装置に相当し、具体的にはカメラ１０１〜１０４の切り換えを行うためのカメラ映像切換制御データを出力するカメラ切換制御部１０６と、カメラ映像切換制御データをアシンクロノス通信パケットに変換するアシンクロノスパケット化回路１０７と、カメラ１０１〜１０４同士の同期を取るための同期タイミング信号を送信する同期信号送信部１０８と、同期信号送信部１０８から取り出した同期タイミング信号をアイソクロノス通信パケットに変換するアイソクロノスパケット化回路１０９と、ＤＩＦ１１４を介して各パケットデータの入出力を行う入出力回路１１３と、同入出力回路１１３からのアイソクロノス通信パケットを受信するアイソクロノスパケット受信回路１１１と、アシンクロノス通信パケットを受信するアシンクロノスパケット受信回路１１２と、受信したアイソクロノス通信パケットから同期信号を再生する同期信号再生部１１０とを備える。
【００２０】
図２は図１に示したＤＩＦ１１４と、それに接続されるカメラ１０１〜１０４の具体的なブロック構成図を示す。図２に示すように、ＤＩＦ１１４を介してパケット通信を行うための入出力回路１２０、入出力回路１２０からのアイソクロノス通信パケットを受信するアイソクロノスパケット受信回路１２１、アシンクロノス通信パケットを受信するアシンクロノスパケット受信回路１２２、受信したアイソクロノス通信パケットから同期信号を再生する同期信号再生部１２３、撮像部（図示せず）からの映像信号を同期信号再生部１２３からの同期信号に同期された映像信号を出力する映像信号送信部１２４及び映像信号送信部１２４からの映像信号をアイソクロノスパケットに変換するアイソクロノスパケット化回路１２５とを備える。
【００２１】
図３は、ＩＥＥＥ１３９４規格で定義しているアイソクロノス通信パケットのフォーマットを示す。アイソクロノス通信パケットは、４バイトのパケットヘッダ２０１と、パケットヘッダ２０１の伝送エラーの有無をチェックするための４バイトのヘッダ用ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）２０２と、データ領域２０３と、データ領域２０３の伝送エラーの有無を調べるための４バイトのデータ用ＣＲＣ２０４とから構成されている。ＩＥＥＥ１３９４規格では約１２５μsec（以下、サイクルタイムと称する）毎に複数の機器が複数のアイソクロノス通信パケットを時分割で伝送することができる。同じサイクルタイム内の複数のパケットを識別するためにアイソクロノス通信パケットのパケットヘッダ２０１にはチャンネル番号が付与されている。また、制御コマンド等はアシンクロノス通信パケット（アシンクロナスパケット）を用いて伝送される。
【００２２】
ここで再度図１，図２に戻って説明すると、カメラ１０１の映像信号を他のノード、たとえばカメラ切換装置１０５側に送信する場合、カメラ１０１から取り出された映像信号は、映像信号送信部１２４、アイソクロノスパケット化回路１２５、入出力回路１２０を介してＤＩＦ１１４に送られる。アイソクロノスパケット化回路１２５では、映像データを１つのサイクルタイムで伝送できる所定のバイト数毎に区切り、それに映像データの種別等を示すデータヘッダを付加し、更にＩＥＥＥ１３９４規格のアイソクロノス通信パケットを構成するのに必要な情報を付加して送信する。このパケットは、映像信号送信部１２４から出力される映像信号とは非同期のクロックを用いて伝送される。また、アシンクロノス通信パケットで受信した映像切換制御データに基づきカメラ１０１の入出力回路１１４を制御することにより、カメラ切換制御を行っている。
【００２３】
カメラ切換装置１０５の入出力回路１１３は、受信するべきチャンネル番号の付加されたアイソクロノス通信パケットを受信する。チャンネル番号は、アシンクロノス通信パケットで、例えばカメラ切換装置１０５から入出力回路１１３に送信する。入出力回路１１３は、アイソクロノス通信パケットから復元した同期信号と映像データを、アイソクロノスパケット受信回路１１１に送信し、同期信号は同期信号再生部１１０より、映像データはアイソクロノスパケット受信回路１１１より各々出力される。これらの出力された同期信号および映像データは、図示しない映像出力装置や受信機器に送致することができる。
【００２４】
同期タイミング信号の送信は、映像データを含まないアイソクロノスパケット通信およびアシンクロノスパケット通信の少なくとも一方により、ＤＩＦ１１４によりカスケード接続される全てのカメラ１０１〜１０４に送信することが好ましい。映像データをＩＥＥＥ１３９４バスに乗せないことでＩＥＥＥ１３９４の帯域を有効に利用することができる。ＤＩＦ１１４を介して、同期タイミング信号を受信したカメラは、入出力回路１２０、アイソクロノスパケット受信回路１２１を介して、同期信号再生部１２３で、フレーム同期タイミング信号を復元する。このフレーム同期タイミング信号により、カメラ１０１〜１０４から出力された映像信号同士を同期させることができる。これにより、カメラ１０１〜１０４各々で撮影された映像信号はフレーム同期タイミング信号に同期する。
【００２５】
カメラ切換制御部１０６は、フレーム単位毎にＩＥＥＥ１３９４バスに送信するカメラを選択し、映像切換制御データをアシンクロノスパケット化回路１０７によりアシンクロノス通信パケット化して送信する。
【００２６】
図４は、同期信号再生部１２３の構成を示すブロック図、図５は、映像信号送信部１２４の構成を示すブロック図である。まず、送信時の動作について説明する。
【００２７】
図４において、時刻情報発生回路１３０は、ＩＥＥＥ１３９４規格で規定されているサイクルタイムレジスタを用いる。サイクルタイムレジスタは、３２ビットカウンタで、０から３０７１までは２４．５７６ＭＨｚのクロックでカウントするカウンタである。次の上位１３ビットは８ｋＨｚのサイクルをカウントするカウンタであり０から７９９９までカウントする。さらに、次の上位７ビットは秒毎に０から１２７までカウントするカウンタである。ＩＥＥＥ１３９４バスに接続されているすべての機器は、この様な時刻情報発生回路１３０を持っている。
【００２８】
ＩＥＥＥ１３９４バスの機器のうち、一つの機器がサイクルマスタとなって、図６に示すように約１２５μsec毎にサイクルスタートパケット４０１を全てのノードに送信する。アイソクロノス通信を行うノードは、サイクルスタートパケット４０１に続いてアイソクロノス通信パケット４０２を送信する。サイクルマスタの機器内にある時刻情報発生回路１３０の値がサイクルスタートパケット４０１によってＩＥＥＥ１３９４バスの全ての機器に送信される。サイクルスタートパケット４０１を受信した機器は、自己の時刻情報発生回路１３０の値をサイクルスタートパケット４０１内の時刻情報の値に変更する。従って、ＩＥＥＥ１３９４バスの全ての機器の時刻情報発生回路１３０の値は常にほぼ一致している。
【００２９】
図５のブロック化回路１３６は、映像信号を１サイクルタイムで伝送する所定のバイト数で区切り、そのバイト数毎に多重回路１３７へ出力する。フレーム同期検出回路１３８は映像信号からフレーム同期タイミング信号を検出し、ラッチ回路１３９に出力する。時刻情報発生回路１３０は、発生する時刻情報の３２ビットの内、２０ビットをラッチ回路１３９へ出力する。ラッチ回路１３９はフレーム同期検出回路１３８により検出されたフレーム同期タイミング信号によりフレーム先頭時の時刻情報発生回路１３０の出力値をラッチする。ラッチした値はデータヘッダ作成回路１４０へ出力される。データヘッダ作成回路１４０は、データヘッダ内の所定の位置にラッチ回路１３９でラッチされた時刻情報を配置し、多重回路１３７へ出力する。多重回路１３７はブロック化回路１３６より入力されるブロック化されたデータの先頭にデータヘッダを付加し、アイソクロノスパケット化回路１２５に出力するする。アイソクロノスパケット化回路１２５は、図３に示すようにＩＥＥＥ１３９４規格に従ってパケットヘッダ２０１とヘッダ用ＣＲＣ２０２とデータ用ＣＲＣ２０４とを付加し、入出力回路１２０に出力される。
【００３０】
図７を用いて時刻情報発生回路１３０、ラッチ回路１３９、データヘッダ作成回路１４０について、さらに詳しく説明する。図７の縦軸はサイクルタイムレジスタのカウント値、横軸はカウント時間を示し、同図（１）はフレーム同期検出信号、（２）は多重回路１３７の出力をそれぞれ示している。送信機器の時刻情報発生回路１３０、すなわちサイクルタイムレジスタの値は、図７に示すように、時間とともにカウントアップされている。フレーム同期検出信号の立ち上がりパルスはそのタイミングがフレームの先頭であることを示している。この立ち上がりパルスのタイミングでラッチ回路１３９は時刻情報発生回路１３０の値をラッチする。図７は、１フレームの先頭のパケットを送出する時刻がＸまたはＹであることを示す。
【００３１】
データヘッダ作成回路１４０はフレーム先頭のパケットに付加するデータヘッダにはラッチした時刻情報発生回路１３０の値を付加し、それ以外のパケットヘッダには付加しない。図７ではフレーム先頭のパケットのみに値Ｘと値Ｙがデータヘッダに付加されている。
【００３２】
次に、受信時における動作について説明する。パケット受信時は、入出力回路１２０を介して入力されるデータから受信すべきアイソクロノス通信パケットのみをアイソクロノスパケット受信回路１２１で受信し、パケット内のエラーが無いことを確認し、データヘッダ検出回路１３１へ出力する。データヘッダ検出回路１３１は受信したパケット内に付加されていたデータヘッダ内の時刻情報を抽出し、時刻情報を加算回路１３２に出力する。加算回路１３２は所定の値をデータヘッダ検出回路１３１から入力された時刻情報に加算し、その加算値をリファレンス信号発生回路１３３に出力する。時刻情報発生回路１３０は自己の時刻情報をリファレンス信号発生回路１３３に出力する。リファレンス信号発生回路１３３は加算回路１３２から入力される加算値と時刻情報発生回路１３０から入力される時刻情報とを比較し、時刻情報発生回路１３０から入力される時刻情報が加算値と一致した時に所定のパルスを発生させる。加算回路１３２から入力される時刻情報は送信側のフレーム先頭のタイミングを示しているため、フレーム同期発生回路１３４は、リファレンス信号発生回路１３３から入力されるパルスを基準信号としてフレーム同期信号を発生する。外部同期映像信号生成回路１３５では、このフレーム同期信号に同期させた映像信号を出力する。
【００３３】
また、入出力回路１２０を介して入力されるデータからアシンクロノス通信パケットのみをアシンクロノスパケット受信回路１２２でフレーム毎に受信し、映像切換制御データを入出力回路１２０に出力する。入出力回路１２０では、映像切換制御データに応じてフレーム毎にＩＥＥＥ１３９４バスに伝送するアイソクロノスパケットを選択する。
【００３４】
次に、カメラ切換装置１０５側について説明する。図８は、同期信号送信部１０８の構成を示すブロック図、図９は、同期信号再生部１１０の構成を示すブロック図である。まず、送信時の動作について説明する。
【００３５】
カメラ側での説明と同様に、時刻情報発生回路１５０は、ＩＥＥＥ１３９４規格で規定されているサイクルタイムレジスタを用いる。基準信号である映像同期信号をラッチ回路１５１に供給する。時刻情報発生回路１５０は、時刻情報の３２ビットの内、２０ビットをラッチ回路１５１へ出力する。ラッチ回路１５１は映像同期信号（基準信号）により時刻情報発生回路１５０の出力値をラッチする。ラッチした値は、データヘッダ作成回路１５２へ出力され、データヘッド作成回路１５２は、データヘッド内の所定の位置にラッチ回路１５１でラッチされた時刻情報を配置し、アイソクロノスパケット化回路１０９に出力する。アイソクロノスパケット化回路１０９は、図３に示すようにＩＥＥＥ１３９４規格に従ってパケットヘッダ２０１とヘッダ用ＣＲＣ２０２とデータ用２０４とを付加し、入出力回路１１３に出力される。
【００３６】
以上のように、カメラ切換装置１０５では、所定の基準信号に基づいたフレーム同期タイミング信号を映像データが多重化されないアイソクロノス通信パッケットのデータヘッダに付加することにより、ＤＩＦ１１４を介して接続されたカメラ１０１〜１０４の全てに送信する。
【００３７】
また、カメラ切換制御部１０６により出力された映像切換制御データは、フレーム毎にアシンクロノスパケット化回路１０７に入力され、アシンクロノス通信パケットにより入出力回路１１３を介してＩＥＥＥ１３９４バスに伝送される。
【００３８】
次に、受信時における動作について説明する。パケット受信時は、入出力回路１１３を介して入力されるデータから受信すべきアイソクロノス通信パケットのみをアイソクロノスパケット受信回路１１１で受信し、パケット内のエラーが無いことを確認し、映像データとして同期信号再生部１１０内のデータヘッダ検出回路１５３へ出力する。データヘッダ検出回路１５３は受信したパケット内に付加されていたデータヘッダ内の時刻情報を抽出し、時刻情報を加算回路１５４に出力する。加算回路１５４は所定の値をデータヘッダ検出回路１５３から入力された時刻情報に加算し、その加算値をリファレンス信号発生回路１５５に出力する。時刻情報発生回路１５０は自己の時刻情報をリファレンス信号発生回路１５５に出力する。リファレンス信号発生回路１５５は加算回路１５４から入力される加算値と時刻情報発生回路１５０から入力される時刻情報とを比較し、時刻情報発生回路１５０から入力される時刻情報が加算値と一致した時に所定のパルスを発生させる。加算回路１５４から入力される時刻情報は送信側のフレーム先頭のタイミングを示しているため、フレーム同期発生回路１５６は、リファレンス信号発生回路１５５から入力されるパルスを基準信号として機器内部で使用するフレーム同期信号と同期した所定の同期信号を発生する。
【００３９】
また、入出力回路１１３を介して入力されるデータから受信すべきアシンクロノス通信パケットのみをアシンクロノスパケット受信回路１１２で受信し、映像切換制御データを入出力回路１１３に出力する。これにより、受信するチャンネルをフレーム毎に選択でき、受信チャンネルによる映像切り換えが奏される。すなわち、アシンクロノスパケット受信回路１１２は、入出力回路１１３と相俟り本発明の映像信号選択手段の機能を有する。
【００４０】
次に、図１０を用いて加算回路１５４及びリファレンス信号発生回路１５５の動作について説明する。図１０の縦軸は受信機の時刻情報の値、横軸は時間を示し、同図（１）は受信データ、（２）は加算回路１５４の出力、（３）受信フレーム同期信号をそれぞれ示している。元々時刻情報は全ての機器で同じ値を示しているため、受信機器が受信した時は、受信機器の時刻情報はＩＥＥＥ１３９４バスでの伝送遅延により、送信時にラッチされて付加されているパケット内の時刻情報より既に大きい値を示している。
【００４１】
図１０においてパケット内に付加されている時刻情報の値Ｘを送信機器がラッチしたのは時刻Ｔ１である。また、時刻Ｔ２で受信機器がそのパケットを受信した時は受信機器の時刻情報の値はＸ＋ＤＬＹ１となっているため、受信したパケットの時刻情報より内部の時刻情報の値の方が大きい値を示している。一方、リファレンス信号発生回路１５５は、受信機器の時刻情報の値が、受信したパケット内に付加されている時刻情報の値と一致した時に基準信号として立ち上がりパルスを発生する。従って、受信した時は既に機器内部の時刻情報の値は受信した時刻情報の値より大きくなっているために、リファレンス信号発生回路１５５はパルスを発生することができない。そのため、送信側が送信機器の時刻情報をラッチしてから受信機器がリファレンス信号発生回路１５５で比較するまでの時間に相当するだけの時間ＤＬＹ２を加算回路１５４で加算し、リファレンス信号発生回路１５５は、この加算値と受信機器内部の時刻情報の値とを比較している。その結果、リファレンス信号発生回路１５５は時刻Ｔ３で基準信号として立ち上がりパルスを発生している。
【００４２】
次に、カメラ切換装置１０５からカメラ１０１〜１０４をフレーム毎にシーケンシャルに切り換えて受信すると共に、特定の１台のカメラを特定の受信機器（例えば、モニタなど）で受信して、常時監視する場合について、図１１及び図１２を用いて説明する。
【００４３】
ＩＥＥＥ１３９４規格では、伝送チャンネルが０から６３までの６４のチャンネルが用意されており、これらのチャンネルを介して、特定のノードからＩＥＥＥ１３９４バスに接続されている全てのノードにデータを伝送するブロードキャストモードと、特定のノードと特定のノードとを接続するモードとがある。
【００４４】
図１１において、カメラ１０１〜１０３からの映像信号（映像データ）は、アイソクロノス通信パケットにより通信路ＣＨ２を介してカメラ切換装置１０５へ送信される。また、カメラ１０４からの映像データは、アイソクロノス通信パケットにより通信路ＣＨ３を介して、カメラ切換装置１０５と受信機器１６０に送信される。
【００４５】
また、カメラ切換装置１０５からは、所定の基準信号に基づいたフレーム同期タイミング信号をアイソクロノス通信パケットにより、通信路ＣＨ１を介してブロードキャストモードで、各カメラ１０１〜１０４及び受信機器１６０へ送信している。
【００４６】
図１２は、その動作を示すもので、（１）はアシンクロノスで送信される映像切換信号、（２）はＣＨ２で伝送されるストリーム、（３）はＣＨ３で伝送されるストリーム、（４）はカメラ切換装置１０５での受信チャンネル、（５）はカメラ切換装置１０５での受信映像、（６）は受信機器１６０での受信チャンネル、（７）は受信機器１６０での受信映像である。
【００４７】
図１１において、カメラ切換装置１０５からアイソクロノス通信パケットにより、各カメラにブロードキャストモードで送信された同期信号に基づき、各カメラ１０１〜１０４は、同期がとれた映像データを送信する。ここで、図１２（１）に示すように、アシンクロノス通信パケットで映像切換信号がカメラ切換装置１０５から送信される。映像切換信号は、各カメラが送信すべきチャンネル、出力するフレーム数を示す。例えば、１フレーム目では、カメラ１０１にＣＨ２で１フレーム、カメラ１０２にＣＨ２で０（零）フレーム、カメラ１０３にＣＨ２で０（零）フレーム、カメラ１０４にＣＨ３で１フレームを出力するよう設定している。
【００４８】
その結果、図１２（２）に示すようにＣＨ２には、１フレーム目で設定されたカメラ切換信号に基づいて、２フレーム目ではカメラ１０１の映像データがＣＨ２で１フレーム送信され、３フレーム目では２フレーム目で設定されたカメラ切換信号に基づいて、カメラ１０１の映像データが停止されカメラ１０２の映像データがＣＨ２で１フレーム送信される。また、ＣＨ３には、カメラ１０４が常に出力される。カメラ切換装置１０５の受信チャンネルを、図１２（４）に示す通り、ＣＨ２，ＣＨ２，ＣＨ２，ＣＨ３を繰り返すことにより、図１２（５）に示すとおり、常にＣＨ３で出力しているカメラ１０４を含めて１フレーム毎にカメラ１０１〜１０４をシーケンシャルに切り換えて、出力することができる。
【００４９】
また、受信機器１６０においては、図１２（６）に示すように、常にＣＨ３を選択することで、常にカメラ１０４の出力を得ることができる。
【００５０】
即ち、図１１及び図１２に示すように、ＣＨ２では、２フレーム目がカメラ１０１の１フレーム伝送され、次の３フレーム目がカメラ１０２の１フレーム、同様に４フレーム目ではカメラ１０３の１フレーム、５フレーム目では、カメラ切換装置１０５がカメラ１０４の映像データをＣＨ３で受信するため、ＣＨ２では再度カメラ１０３を１フレーム送信する。以下、同様に繰り返す。ＣＨ３では常にカメラ１０４を送信する様になる。従って、カメラ切換装置１０５は、図１１及び図１２（４）、（５）に示す様に、２フレーム目から４フレーム目までがＣＨ２でカメラ１０１〜１０３を受信し、５フレーム目ではカメラ１０４は受信チャンネルをＣＨ２からＣＨ３に換えて受信する。以下同様に繰り返す。一方、受信機器１６０は、図１１及び図１２（６）、（７）に示す様に、ＣＨ３でカメラ１０４を常に受信することができる。
【００５１】
なお、図１１、図１２においては、カメラ１０１〜１０３からの映像信号を時分割多重化しているが、例えば、ＩＥＥＥ１３９４バスの使用帯域に充分余裕があれば、カメラ１０１〜１０４の出力チャンネルを各々ＣＨ２〜ＣＨ５に設定し、受信チャンネルのみで実現しても良い。
【００５２】
図１３は、その具体的な例を示すものであり、（１）に示すように、カメラ切換装置１０５からは、カメラ１０１〜１０４に対して、それぞれＣＨ２〜ＣＨ５で各１フレーム毎に送信するようアシンクロノス通信パケットで映像切換信号を送信する。この結果、図１３（２）〜（５）に示すように、各チャンネルには、各カメラの信号が伝送される。そして、カメラ切換装置１０５では、図１３（６）に示すように受信チャンネルを切り換えて、図１３（７）に示すようにカメラ１０１〜１０４の出力をシーケンシャルに切り換えて、出力することができる。
【００５３】
また、受信機器１６０においては、例えば、図１３（８）に示すように常にチャンネル５（ＣＨ５）を選択すれば、図１３（９）に示すように常にカメラ１０４の映像を受信することができる。
【００５４】
（実施形態２）
図１４は、本発明の実施形態２に係るカメラ１０１〜１０４と映像切換装置１１８の構成を示すブロック図である。本実施形態２では、実施形態１においての、アシンクロノスパケット化回路１０７を採用せずに、同期タイミング信号をアイソクロノスパケット通信パケットに変換するアイソクロノスパケット化回路１０９を同期タイミング信号およびカメラ制御データとをアイソクロノスパケット化するアイソクロノスパケット化回路１１７に置き換えたものである。
【００５５】
４台のカメラ１０１〜１０４とカメラ切換装置１１８がそれぞれディジタルインターフェース（以下、ＤＩＦと称す）１１４を介して接続されている。ここで、ＤＩＦ１１４は、ＩＥＥＥ１３９４規格に基づくインターフェースとする。
【００５６】
カメラ切換装置１１８は、カメラの切り換えを行うための映像切換制御データを出力するカメラ切換制御部１０６と、カメラ同士の同期を取るための基準信号（例えば、フレーム同期信号）を入力し、同期タイミング信号を送信する同期信号送信部１０８と、同期タイミング信号及びカメラ切換制御データをアイソクロノス通信パケットに変換するアイソクロノスパケット化回路１１７と、ＤＩＦ１１４に対して各パケットデータの入出力を行う入出力回路１１３と、同入出力回路１１３からのアイソクロノス通信パケットを受信するアイソクロノスパケット受信回路１１１と、受信したアイソクロノス通信パケットから同期信号を再生する同期信号再生部１１０とを備える。
【００５７】
一方、各カメラは、図１５に示すように、ＤＩＦ１１４に対してパケットデータの入出力を行う入出力回路１２０と、入出力回路１２０からのアイソクロノス通信パケットを受信するアイソクロノスパケット受信回路１２１と、受信したアイソクロノス通信パケットから同期信号を再生する同期信号再生部１２３と、撮像部（図示せず）からの映像信号を、同期信号再生部１２３からの同期信号に同期した映像信号を出力する映像信号送信部１２４と、映像信号送信部１２４からの映像信号をアイソクロノスパケットに変換するアイソクロノスパケット化回路１２５とを備える。
【００５８】
例えば、カメラ１０１の映像信号を他のノードに送信する場合、カメラ１０１の映像信号は、映像信号送信部１２４、アイソクロノスパケット化回路１２５、入出力回路１２０を介してＤＩＦ１１４に送られる。アイソクロノスパケット化回路１２５では、映像データを１つのサイクルタイムで伝送できる所定のバイト数毎に区切り、それにデータの種別等を示すデータヘッダを付加し、更にＩＥＥＥ１３９４規格のアイソクロノス通信パケットを構成するのに必要な情報を付加して送信する。このパケットは、映像信号送信部１２４から出力される映像信号とは全く非同期のクロックを用いて伝送される。また、アイソクロノス通信パケットで受信した映像切換制御データに基づきカメラ１０１の入出力回路１１４を制御することにより、映像切換制御を行っている。
【００５９】
カメラ切換装置１１８の入出力回路１１３は、受信するべきチャンネル番号の付加されたアイソクロノス通信パケットを受信する。チャンネル番号は、アイソクロノス通信パケットで、例えば映像切換装置から送信され、それを受信して、入出力回路１１３へ与えるものとする。受信したアイソクロノス通信パケットから復元したフレーム同期信号と映像データを出力する。
【００６０】
カメラ切換装置１１８の動作は送信，受信とも実施形態１と同様で、送信時は、カメラ切換制御部１０６により出力された映像切換制御データが、アイソクロノスパケット化回路１１５に入力され、アイソクロノスパケットにより入出力回路１１３を介してＩＥＥＥ１３９４バスに伝送され、受信時は、入出力回路１１３を介して入力されるデータから受信すべきアイソクロノス通信パケットのみをアイソクロノスパケット受信回路１１１で受信し、映像切換制御データを入出力回路１１３に出力することが相違する。これにより、受信するチャンネルをフレーム毎に選択でき、受信チャンネルによる映像切り換えが奏される。
【００６１】
なお実施形態２において、本発明を構成する構成要件の１つである映像信号選択手段は、アイソクロノスパケット受信回路１１１を主体構成とし、入出力回路１１３と相俟って構成される。また、本発明の他の構成要件であるところの、映像切換手段及び同期信号送信手段は実施形態１と同じである
次に、カメラ切換装置１１８からカメラ１０１〜１０４をフレーム毎にシーケンシャルに切り換えて受信すると共に、特定の１台のカメラを特定の受信機器（例えば、モニタなど）で受信して、常時監視する場合についても、カメラ切換制御データが同期タイミング信号と同じアイソクロノス通信パケットで送信され、チャンネルの使用状況は実施形態１とほぼ同様になる。
【００６２】
その結果、ＣＨ２には、カメラ１０１、１０２、１０３、１０３の順で１フレーム毎に出力され、ＣＨ３には、カメラ１０４が１フレーム毎出力される。カメラ切換装置１１８の受信チャンネルは、図１２（４）に示す通り、ＣＨ２，ＣＨ２，ＣＨ２，ＣＨ３を繰り返すことにより、１フレーム毎にカメラ１０１〜１０４をシーケンシャルに切り換えて、出力することができる。
【００６３】
また、受信機器１６０においては、図１２（６）に示すように、常にＣＨ３を選択することで、常にカメラ１０４の出力を得ることができる。
【００６４】
なお、実施形態２では、同期タイミング信号とカメラ切換制御データとを共にアイソクロノスパケットでブロードキャストで伝送する例を説明したが、同期タイミング信号はブロードキャストで伝送し、カメラ切換制御データはカメラ切換装置から特定のカメラに１対１で伝送し、同期タイミング信号とカメラ切換制御データとを各別のアイソクロノスパケット通信で伝送しても上記とほぼ同じカメラ切り換えが奏される。
【００６５】
（実施形態３）
図１６は、本発明の実施形態３に係るカメラと映像切換装置の構成を示すブロック図である。本実施形態３では、実施形態１において、アシンクロノスパケット受信回路１１６が受信したアシンクロノスパケットから映像切換制御データをアイソクロノスパケット化回路１１７に供給し、アイソクロノスパケット化回路１１７が同期タイミング信号及び映像切換制御データとをアイソクロノスパケット化する部分が代わったのみであり、４台のカメラ１０１〜１０４とカメラ切換装置１１９がそれぞれＤＩＦ１１４を介して接続されている。ここで、ＤＩＦ１１４は、ＩＥＥＥ１３９４規格に基づくインターフェースとすることができる。
【００６６】
一方、各カメラは、図１５に示すように実施形態２と全く同様である。
【００６７】
例えば、カメラ１０１の映像信号を他のノードに送信する場合、カメラ１０１の映像信号は、映像信号送信部１２４、アイソクロノスパケット化回路１２５、入出力回路１２０を介してＤＩＦ１１４に送られる。アイソクロノスパケット化回路１２５では、映像データを１つのサイクルタイムで伝送できる所定のバイト数毎に区切り、それにデータの種別等を示すデータヘッダを付加し、更にＩＥＥＥ１３９４規格のアイソクロノス通信パケットを構成するのに必要な情報を付加して送信する。このパケットは、映像信号送信部１２４から出力される映像信号とは全く非同期のクロックを用いて伝送される。また、アイソクロノス通信パケットで受信した映像切換制御データに基づきカメラ１０１の入出力回路１１４を制御することにより、映像切換制御を行っている。
【００６８】
カメラ切換装置１１９は、カメラの切換を行う映像切換制御データを出力するカメラ切換制御部１０６と、映像切換制御データをアシンクロノス通信パケットに変換するアシンクロノスパケット化回路１０７と、アシンクロノス通信パケットを受信し、映像切換制御データをアイソクロノスパケット化回路１１７へ供給するアイソクロノスパケット受信回路１１６と、カメラの同期を取るための基準信号（例えば、フレーム同期信号）を入力し、同期タイミング信号を送信する同期信号送信部１０８と、同期タイミング信号及び映像切換制御データをアイソクロノス通信パケットに変換するアイソクロノスパケット化回路１１７と、ＤＩＦ１１４に対して各パケットデータの入出力を行う入出力回路１１３と、入出力回路１１３からのアイソクロノス通信パケットを受信するアイソクロノスパケット受信回路１１１と、受信したアイソクロノス通信パケットから同期信号を再生する同期信号再生部１１０とを備える。
【００６９】
カメラ切換装置１１９の動作は送信，受信とも実施形態１と同様で、送信時は、カメラ切換制御部１０６により出力された映像切換制御データが、アシンクロノスパケット化回路１０７に入力され、アシンクロノスパケットにより入出力回路１１３を介してＩＥＥＥ１３９４バスに伝送されるとともに、入出力回路１１３を介して入力されるデータから受信すべきアシンクロノス通信パケットのみをアシンクロノスパケット受信回路１１６で受信し、映像切換制御データをアイソクロノスパケット化回路１１７に出力し、同期タイミング信号とともにアイソクロノスパケットにより入出力回路１１３を介してＩＥＥＥ１３９４バスに伝送される点で相違する。これにより、受信するチャンネルをフレーム毎に選択でき、受信チャンネルによる映像切り換えが奏される。
【００７０】
また、カメラ切換装置１１９からカメラ１０１〜１０４をフレーム毎にシーケンシャルに切り換えて受信すると共に、特定の１台のカメラを特定の受信機器（例えば、モニタなど）で受信して、常時監視する場合についても、映像切換制御データが同期タイミング信号と同じアイソクロノスパケットで送信され、チャンネルの使用状況が実施形態１と全く同様になる。
【００７１】
その結果、ＣＨ２には、カメラ１０１、１０２、１０３、１０３の順で１フレーム毎に出力され、ＣＨ３には、カメラ１０４が１フレーム毎出力される。カメラ切換装置１１９の受信チャンネルは、図１２（４）に示す通り、ＣＨ２，ＣＨ２，ＣＨ２，ＣＨ３を繰り返すことにより、１フレーム毎にカメラ１０１〜１０４をシーケンシャルに切り換えて、出力することができる。
【００７２】
また、受信機器１６０においては、図１２（６）に示すように、常にＣＨ３を選択することで、常にカメラ１０４の出力を得ることができる。
【００７３】
以上のように、本実施の形態によれば、同期信号をブロードキャストで送信し、複数台のカメラの同期を確立し、インターフェースを介して送信されるカメラからの信号を選択的に受信することで、シンプルな構成で、映像切換装置および映像出力装置を提供することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したディジタルインターフェースにおいて、複数のカメラそれぞれに同期タイミング信号情報を含んだパケットを送信し、映像切換制御データをアシンクロノス通信パケットまたはアイソクロノス通信パケットにより送信し、同期した複数のカメラの映像信号を、映像切換制御データに基づき、アイソクロノス通信パケットとして、選択的に受信することができるので、複数台のカメラの信号線を物理的に切り換えるフレームスイッチャーを備えていなくとも、ディジタルインターフェース上での受信映像の切り換えを実行することができる。
【００７５】
また、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したディジタルインターフェースでは、監視カメラの記録用のストリームとモニタ用のストリームとを多重に送信することができ、特定の受信機器を用意するだけで、監視カメラの記録とモニタ機能とを同時に奏することができ、従来のカメラ切り換えを２系統用意しなければならなかったフレームスイッチャーが不要となるために、廉価な映像切換装置及び映像出力装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１に係る映像切換装置の構成を示すブロック図
【図２】 実施形態１における映像出力装置の構成を示すブロック図
【図３】 ＩＥＥＥ１３９４規格におけるアイソクロノス通信パケットのフォーマットを示した図
【図４】 本発明の実施形態１における映像の同期信号再生部の構成を示すブロック図
【図５】 本発明の実施形態１におけるカメラの映像信号送信部の構成を示すブロック図
【図６】 ＩＥＥＥ１３９４規格におけるアイソクロノス通信の様子を示す概念図
【図７】 本発明の実施形態１における送信側での時刻情報をデータヘッダに付加するタイミングを示す概念図
【図８】 本発明の実施形態１における映像切換装置の同期信号送信部の構成を示すブロック図
【図９】 同映像切換装置の同期信号再生部の構成を示すブロック図
【図１０】 本発明の実施形態１による受信側での基準信号を生成するタイミングを示す概念図
【図１１】 実施形態１によるＩＥＥＥ１３９４バスでのチャンネルと接続状態を示した概念図
【図１２】 実施形態１における３チャンネルで映像切換を行う場合の動作タイミングを示す図
【図１３】 実施形態１における５チャンネルで映像切換を行う場合の動作タイミングを示す図
【図１４】 本発明の実施形態２による映像切換装置の構成を示すブロック図
【図１５】 実施形態２によるカメラの構成を示すブロック図
【図１６】 本発明の実施形態３による映像切換装置の構成を示すブロック図
【図１７】 従来の映像切換装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１，２ スイッチ
３ 記録信号処理回路
４ 重畳回路
５ モニタ
６ ＶＴＲ
７ 制御回路
８ スイッチ装置
１０１〜１０４ カメラ
１０５，１１８，１１９ カメラ切換装置
１０６ カメラ切換制御部
１０７ アシンクロノスパケット化回路
１０８ 同期信号送信部
１０９，１１７，１２５ アイソクロノスパケット化回路
１１０，１２３ 同期信号再生部
１１１，１２１ アイソクロノスパケット受信回路
１１２，１１６，１２２ アシンクロノスパケット受信回路
１１３，１２０ 入出力回路
１１４ ディジタルインターフェース
１１７ 同期パケット化回路
１２４ 映像信号送信部

Claims (3)

  1. ディジタルインターフェースを介して接続された複数の映像出力装置を切り換え映像信号を出力する映像切換装置であって、前記複数の映像出力装置の中から所望の装置を選択しかつフレーム毎に制御するための映像切換制御データを前記映像出力装置側に出力する映像切換制御手段と、前記映像切換制御データに基づき前記映像出力装置から送信された映像信号を選択して受信する映像信号選択手段と、前記映像出力装置同士をフレーム同期させるためのフレーム同期タイミング信号を送信する同期信号送信手段とを備え、
    映像出力装置の映像切換制御データは、所定の映像出力に対する送信チャンネル及び送信指令を含み、前記複数の映像出力装置に対して、同一の送信チャンネルを指定し、所定の映像の送信フレーム数を所定の値とし、他の映像の送信フレーム数を０にすることを特徴とする映像切換装置。
  2. ディジタルインターフェースを介して接続された複数の映像出力装置を切り換え映像信号を出力する映像切換装置であって、前記複数の映像出力装置の中から所望の装置を選択しかつフレーム毎に制御するための映像切換制御データを前記映像出力装置側に出力する映像切換制御手段と、前記映像切換制御データに基づき前記映像出力装置から送信された映像信号を選択して受信する映像信号選択手段と、前記映像出力装置同士をフレーム同期させるためのフレーム同期タイミング信号を送信する同期信号送信手段とを備え、
    映像出力装置の映像切換制御データは、所定の映像出力に対する送信チャンネル及び送信指令を含み、前記複数の映像出力装置のうち、所定の映像出力装置に対して所定の送信チャンネルを指定し、他の映像出力装置に対して同一の送信チャンネルを指定し、前記所定の映像出力装置の送信フレーム数を所定の値とし、他の映像出力装置のうち、一つは送信フレーム数を所定の値とし、残りは送信フレーム数を０にすることを特徴とする映像切換装置。
  3. 請求項１または２記載のいずれか１項の映像切換装置に接続され、ディジタルインターフェースを介して映像切換装置と接続された装置であって、前記映像切換装置から送信された映像切換制御データを受信する手段と、前記映像切換装置から送信されたフレーム同期タイミング信号を再生する同期信号再生手段と、前記同期信号再生手段からのフレーム同期タイミング信号に映像信号を同期させ、その映像信号を、前記映像切換制御データに基づき送信する映像信号送信手段とを備えていることを特徴とする映像出力装置。
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