JP4698622B2 - 映像異常検出装置、映像伝送装置、映像異常検出方法、及び映像伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル映像伝送技術に関するものであり、特にデジタル映像データ中における映像の異常を検出する技術に関するものである。また、本発明は、複数伝送路で伝送される映像データの同期を取る技術にも関する。

図１に従来のデジタル映像伝送システムの一例を示す。図１に示すデジタル映像伝送システムは、映像入力側から送信されたデジタル映像データを受信し、伝送ネットワーク３に送出する映像送出装置１と、伝送ネットワーク３を介してデジタル映像データを受信し映像出力側に送信する映像受信装置５とが伝送ネットワーク３に接続される構成をとる。伝送ネットワーク３は例えばIPネットワークである。このデジタル映像伝送システムの動作の概要を次に説明する。

映像入力側からはHD-SDI（High Definition Serial Digital Interface）もしくはSD‐SDI（Standard Definition Serial Digital Interface）等（HD‐SDI／SD‐SDIと記載する）に準拠したデジタル映像データが送信され、映像送出装置１に入力される。デジタル映像データを圧縮して伝送する場合、映像送出装置１では、入力されたデジタル映像データに付加されている誤り検出符号等を取り除いて画像データを圧縮し、パケット化して伝送ネットワーク３に送出する。この場合、映像受信装置５では、パケット化したデータから圧縮画像データを取り出し、復号処理を施した後に、誤り検出符号等を付加してHD‐SDI／SD‐SDIに準拠したデジタル映像データを生成し、映像出力側に送信する。

デジタル映像データを非圧縮のまま伝送する場合、映像送出装置１は非圧縮のままデジタル映像データをパケット化し、映像受信装置５はパケット化したデータからデジタル映像データを取り出して出力する。

HD‐SDIやSD‐SDI等の非圧縮のデジタル映像伝送シリアルインタフェースでは、図２、図３に示すフォーマットで映像データが伝送される。図２はHD-SDIにて伝送される映像データのフォーマット例（1080/59.94iの場合）を示し、図３はSD-SDIにて伝送される映像データのフォーマット（525/59.94iの場合）を示す。

図２に示すように、HD映像ではライン単位に誤り検出符号であるCRC（Cyclic Redundancy Check）データが付加される。CRCには、輝度画素値に対するCRC、及び色差画素値に対するCRCが含まれる。SD映像では、図３に示すようにフィールド単位にEDH（Error Detection and Handling）データが付加される。EDHには、１つ前のフィールドについてのフィールド全体に対するCRC、有効映像領域に対するCRC等が含まれる。

なお、映像の異常検出に関する先行技術文献の例として特許文献１がある。
特開２００３−２０４５６１号公報

上記の従来技術では、非圧縮で伝送ネットワーク３にデジタル映像データを伝送する場合であれば、伝送ネットワーク３でのビットエラーやパケットロスによる画像の乱れのほとんどは上記の誤り検出符号により検出することができる。しかし、映像伝送機器の故障・不具合による映像特有の異常を誤り検出符号で全て検出できるわけではない。

また、デジタル映像データを圧縮して伝送ネットワーク３上で伝送する場合、図２、図３に示すフォーマットでの誤り検出符号は映像送出装置１と映像受信装置５との間の伝送区間では用いられない。従って、例えば伝送ネットワーク３上でパケットロスが生じ、映像受信装置５における復号処理が正常に行えず、画像フリーズ等を含む乱れた画像が生成されたとしても、その乱れた画像データより計算した上記誤り検出符号が付加され映像データとして出力されるため、その乱れを上記誤り検出符号を通常通りに検出しチェックしてもエラーとして検出することはできない。

上記のような映像特有の異常を、画像内容の変化を認識することにより検出することも考えられるが、デジタル映像はデータ量が大きいため、このような方法で異常を検出するとなると処理量が膨大となり、回路のコスト増大や処理遅延などの問題が発生する。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、誤り検出符号の通常のチェックで検出できない映像の異常を従来より少ない処理量で検出する技術を提供することを主な目的とする。

上記の課題は、誤り検出符号を含む映像データを伝送するデジタル映像伝送方式における映像異常検出装置であって、隣接するフィールドまたは隣接するフレームを構成する２つの映像データにおける対応する位置の誤り検出符号値またはその算術値を取得する取得手段と、前記２つの映像データ間で前記誤り検出符号値または前記算術値が一致する場合に映像に異常が発生したと判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする映像異常検出装置により解決できる。

また、上記の課題は、デジタル映像伝送方式における映像異常検出装置であって、フィールドまたはフレームを構成する映像データにおいて、所定の間隔だけ離れた２つのライン間での画素値の差分値の算術値を算出する算出手段と、前記算術値が所定の閾値以上である場合にラインノイズが発生したと判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする映像異常検出装置によっても解決できる。

また、本発明によれば、同一の映像データを複数の伝送路で伝送する冗長デジタル映像伝送方式における冗長構成用の映像異常検出装置であって、前記伝送路に対応する各系に対して上記のいずれかまたは両方の映像異常検出装置を備え、複数の前記映像異常検出装置からの異常判定結果のうち、予め定めた数以下の数の系の異常判定結果が異常であり他の系の異常判定結果が異常でない場合に、前記予め定めた数以下の数の系の映像に異常があると判定する手段を更に備えたことを特徴とする冗長構成用の映像異常検出装置を提供することもできる。

更に本発明によれば、誤り検出符号を含む映像データを複数の伝送路で伝送する冗長デジタル映像伝送方式において使用される映像伝送装置であって、前記複数の伝送路で伝送される各系の映像データを取得する映像データ取得手段と、取得した各系の映像データにおけるフィールド単位またはフレーム単位の映像データ毎に当該単位の映像データに対する誤り検出符号値またはその算術値を取得する取得手段と、前記誤り検出符号値または前記算術値が複数の系間で一致するフィールドまたはフレームの映像データの受信タイミングを用いて複数の系の間での映像データの同期を取り、出力する同期手段と、を備えたことを特徴とする映像伝送装置を提供することができる。

上記の映像伝送装置は、前記同期手段から出力された同期の取れた複数の系の映像データの中から１つの系の映像データを選択し、出力する選択手段を更に備えてもよい。

また、上記の映像伝送装置は、系毎の複数の映像異常検出手段を備え、各映像異常検出手段は、隣接するフィールドまたは隣接するフレームを構成する２つの映像データにおける対応する位置の誤り検出符号値またはその算術値を取得する取得手段と、前記２つの映像データ間で前記誤り検出符号値または前記算術値が一致する場合に映像に異常が発生したと判定する判定手段と、を備え、前記映像伝送装置は、複数の前記映像異常検出手段からの異常判定結果のうち、予め定めた数以下の数の系の異常判定結果が異常であり他の系の異常判定結果が異常でない場合に映像に異常があると判定し、当該予め定めた数以下の数の系の映像データを前記選択部において選択しないように構成することもできる。

本発明によれば、誤り検出符号の通常のチェックで検出できない映像の異常を従来より少ない処理量で検出する技術を提供できる。

更に、複数系間での映像の同一性を比較的小さな処理量でしかも映像データに時刻情報等を付することなく判定し、複数の系間での映像データの同期を確立し、無瞬断で切替えを行う技術を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態として、デジタル映像データ中の映像の異常を検出する映像異常検出装置１０について説明する。

この映像異常検出装置１０は、図４（A)に示すように映像受信装置５の内部における非圧縮映像データ出力手段５１の後段に回路として備えてもよいし、図４（B）に示すように映像受信装置５の後段に別装置として備えてもよい。これに限らず、本実施の形態の映像異常検出装置１０は、誤り検出符号が付加されたデジタル映像データを取得できる位置であればどこに設置してもよく、その部分で伝送される映像データにおける映像の異常を検出することが可能である。

（映像異常判定処理の内容）
次に映像異常検出装置が行う映像異常検出処理について図５、図６を参照して説明する。

図５は、HD映像の場合の映像異常検出処理を示している。前述したように、HD映像では、重畳データ領域を含む映像データのライン単位に誤り検出符号（CRC)が付加されている。本実施の形態では、フィールド間またはフレーム間で対応する位置にある複数ラインのCRC値の和や平均値等の算術値を比較し、差がない場合に画像のフリーズが発生したと判定する。つまり、上記算術値がフィールド間またはフレーム間で一致した場合に映像のフリーズが発生したと判定する。また、フィールド間またはフレーム間で対応する位置にある１ラインのCRC値を比較することによりフリーズを検出することも可能である。

複数ラインとしては、有効映像領域（Active Video）の一部または全部のラインや、重畳データを含む全領域の一部または全部のラインとすることができる。また、CRC値としては輝度画素（Ｙ）に対するCRC値と色差画素（Ｃ）に対するCRC値があるが、輝度値に対するCRC値のみ、色差に対するCRC値のみ、全てのCRC値の和、のいずれを用いてもよい。

図５の例では、有効映像領域の複数ライン分のCRC値の和を用いる例を示している。図５においてA-TopはAフレームのTopフィールドを示し、A-BottomはAフレームのBottomフィールドを示し、B-TopはBフレームのTopフィールドを示す。以降、同様にして映像データが送信される。

フィールド間でのCRC値の和を用いたフリーズ検出の場合、図５の例では、まず、A-Topフィールドにおける複数ライン分のCRC値の和とA-Bottomフィールドにおける複数ライン分のCRC値の和との差分をとりフリーズ検出を行う。次にA-Bottomフィールドにおける複数ライン分のCRC値の和とB-Topフィールドにおける複数ライン分のCRC値の和との間で差分をとりフリーズ検出を行う。以降も順次このようにしてフィールド間での比較を行い、フリーズ検出を行う。これらを式で表すと次のようになる。

まず、最初の差分はΣ(A-Top CRC)n−Σ(A-Bottom CRC)nと表すことができる。 この式において、(A-Top CRC)nは、AフレームのTopフィールドにおける有効映像領域の上からｎライン目のＹまたはCのCRC値を示し、(A-Bottom CRC)nは、AフレームのBottomフィールドにおける有効映像領域の上からｎライン目のＹまたはCのCRC値を示す。また、Σ(A-Top CRC)nにおいてｎの加算範囲を適宜設定することにより、有効映像領域内の所望のライン分の和を得ることができる。Σ(A-Bottom CRC)nについても同様である。

そして、Σ(A-Top CRC)n−Σ(A-Bottom CRC)n＝０である場合にこれらのフィールド間で画像のフリーズが発生したと判定する。上記と同様にして、A-BottomフィールドとB-Topフィールド間では、Σ(A-Bottom CRC)n−Σ(B-Top CRC)n＝０である場合にこれらのフィールド間で画像のフリーズが発生したと判定する。

フレーム間でのCRC値の和を用いたフリーズ検出の場合、図５の例では、まずA-Topフィールドにおける複数ライン分のCRC値の和とB-Topフィールドにおける複数ライン分のCRC値の和との差分をとりフリーズ検出を行っている。次にA-Bottomフィールドにおける複数ライン分のCRC値の和とB-Bottomフィールドにおける複数ライン分のCRC値の和との間で差分をとりフリーズ検出を行う。以降も順次このようにしてフレーム間での差分を行い、フリーズ検出を行う。

A-TopフィールドとB-Topフィールド間における差分は上記と同様にしてΣ(A-Top CRC)n−Σ(B-Top CRC)nと表せる。また、A-BottomフィールドとB-Bottomフィールド間における差分は、Σ(A-Bottom CRC)n−Σ(B-Bottom CRC)nと表すことができる。そして、Σ(A-Top CRC)n−Σ(B-Top CRC)n＝０であればA-TopフィールドとB-Topフィールド間に、つまりフレームA、B間の少なくとも上記フィールド部分でフリーズが発生したと判定できる。同様に、Σ(A-Bottom CRC)n−Σ(B-Bottom CRC)nであればA-BottomフィールドとB-Bottomフィールド間でフリーズが発生したと判定する。

なお、フレーム間でのフリーズ判定においては、フレーム全体の有効映像領域のCRC値の和をフレーム間で比較することとしてもよい。

上記のフィールド間での異常判定、フレーム間での異常判定のいずれか一方のみを行うこととしてもよいし、両方を行ってもよい。また、両方を行い、フィールド間で異常を検知した場合にフィールド間での異常（フィールドフリーズ）と判定し、フィールド間では異常はないが、フレーム間で異常であると判定した場合にフレーム間での異常（フレームフリーズ）であると判定してもよい。このような判定を行うことにより、フィールドフリーズとフレームフリーズを区別することができる。

図６は、SD映像の場合における映像異常検出処理を示している。SD映像の場合はフィールド毎にEDHが付され、EDHは１つ前のフィールドにおける有効映像領域のCRC値と全領域のCRC値を含む。ここでは、フィールド間またはフレーム間でEDH内の有効映像領域のCRC値または全領域のCRC値の比較を行い、差がない場合に異常であると判定する。つまり、一致している場合に異常であると判定する。
図６において、A-OddはAフレームのOddフィールドを示し、A-EvenはAフレームのEvenフィールドを示し、B-OddはBフレームのOddフィールドを示す。以降、同様にして映像データが送信される。

フィールド間での判定の場合、図６の例では、まずA-EvenフィールドにあるEDH内の有効映像領域のCRC値とB-OddフィールドにあるEDH内の有効映像領域のCRC値との差分をとりフリーズ検出を行う。次にB-OddフィールドにあるEDH内の有効映像領域のCRC値とB-EvenフィールドにあるEDH内の有効映像領域のCRC値との差分をとりフリーズ検出を行う。以降も順次このようにしてフィールド間でのCRC値の差分をとり、フリーズ検出を行う。ここではEDH内の有効映像領域のCRC値を用いているが、もちろん全領域のCRC値を用いてもよい。これらを式で表すと次のようになる。

まず、最初の差分は(A-Even EDH)−(B-Odd EDH)と表すことができる。 この式において、(A-Even EDH)は、AフレームのEvenフィールドにある、AフレームのOddフィールドの有効映像領域のCRC値または全領域のCRC値を示し、 (B-Odd EDH)は、BフレームのOddフィールドにある、AフレームのEvenフィールドの有効映像領域のCRC値または全領域のCRC値を示す。同様にして、B-OddフィールドとB-Evenフィールド間での差分は(B-Odd EDH)−(B-Even EDH)と表すことができる。そして、上記の差分が０である場合に、１つ前のフィールド間で画像のフリーズが発生したと判定する。例えば(B-Odd EDH)−(B-Even EDH)＝０であれば、A-Even フィールドとB-Oddフィールド間でフリーズが発生したと判定する。
フレーム間での判定の場合、図６の例では、まずA-EvenフィールドにあるEDH内の有効映像領域のCRC値とB- EvenフィールドにあるEDH内の有効映像領域のCRC値との差分をとりフリーズ検出を行う。次にB-OddフィールドにあるEDH内の有効映像領域のCRC値とC-OddフィールドにあるEDH内の有効映像領域のCRC値との差分をとりフリーズ検出を行う。ここではEDH内の有効映像領域のCRC値を用いているが、もちろん全領域のCRC値を用いてもよい。以降も順次このようにしてフレーム間での比較を行い、フリーズ検出を行う。
A-EvenフィールドとB-Evenフィールド間における差分は上記と同様にして(A-Even EDH)−(B-Even EDH)と表せる。また、B-OddフィールドとC-Oddフィールド間における差分は、(B-Odd EDH)−(C-Odd EDH)と表すことができる。そして、(A-Even EDH)−(B-Even EDH)＝０であればA-EvenフィールドとB-Evenフィールドのそれぞれ1つ前のA-OddフィールドとB-Oddフィールド間、つまりフレーム間でフリーズが発生したと判定する。同様に、(B-Odd EDH)−(C-Odd EDH)＝０であればA- EvenフィールドとB- Evenフィールド間でフリーズが発生したと判定する。

なお、フレーム間でのフリーズ判定においては、フレーム全体のCRC値の和等の算術値、つまりOddフィールドのCRC値とEvenフィールドのCRC値の算術値をフレーム間で比較することとしてもよい。

（映像異常判定装置の構成例）
上記のような誤り検出符号を用いた映像異常判定を行う映像異常判定装置１０の機能構成の例を図７に示す。

図７に示すように、この映像異常判定装置１０は、映像データ取得部１１、CRC値取得部１２、差分演算部１３、判定部１４、及び制御部１５を有する。

映像データ取得部１１は伝送路を流れる映像データを取得し、CRC値取得部１２は異常判定を行うのに必要なCRC値を取得し、必要に応じて算術値を算出する。そして、差分演算部１３は、CRC値取得部１２で得られた値に対して上述した差分演算を行い、その結果を判定部１４に出力する。判定部１４は、差分演算部１３から受け取った結果が０である場合に異常であることを示す信号を出力する。制御部１５は、フィールド間での判定、フレーム間での判定、CRC値の和の範囲などの判定の種類をCRC値取得部１２及び差分演算部１３に対して指示する機能部である。また、フィールドフリーズとフレームフリーズを区別する場合は、フィールド間での差分演算とフレーム間での差分演算の両方を行い、判定部１４によりフィールドフリーズかフレームフリーズかの判定が行われ、それぞれに応じた信号を出力する。

上述した映像異常検知方法によれば、映像データよりもデータ量が小さく、しかも映像データに予め付加されているデータである誤り検出符号を用いて異常判定を行うので、比較的小さな回路規模でフリーズ検知を行うことが可能である。

（映像異常検出処理の他の例）
次に、ラインノイズの有無を検知する処理について図８を参照して説明する。この処理は、フィールド内またはフレーム内の所定間隔の２ライン間（隣接する２ライン間でもよい）で、図８に示すように対応する位置にある画素値（輝度画素値または色差画素値）の差分値の合計の絶対値をとり、合計値が予め定めた閾値以上であればラインノイズが含まれていると判定するものである。なお、差分値の絶対値の合計をとることとしてもよい。

この２ライン間での判定処理を、有効映像領域の全ラインにわたり順次行う。つまり、x番目のラインとｘ＋k番目のライン間で上記判定処理を行った後、次に、x＋１番目のラインとｘ＋k＋１番目のライン間で上記判定処理を行い、その後順次ラインをずらして同様の判定処理を行う。

ここで、合計をとる範囲はライン全部でもよいし、ラインの一部でもよい。また、差分値の絶対値の合計等に代えて、他の算術値、例えば差分値の平均値の絶対値もしくは差分値の絶対値の平均値を用いてもよい。

上記のラインノイズ検出方法によれば、伝送路エラーや、映像伝送機器の故障・不具合で発生頻度の高い黒、白などの画面上で見える明らかなノイズを検出することが可能になる。このラインノイズ検出方法を用いることにより、誤り検出符号のみではエラーを検出できない映像特有の異常のほとんどを検出することが可能となる。

ラインノイズ検出機能を含む場合の映像異常判定装置２０の機能構成例を図９に示す。図９に示すように、この映像異常判定装置２０は、映像データ取得部２１、画素値取得部２２、ライン間画素値差分演算部２３、判定部２４、制御部２５を有する。画素値取得部２２は、映像データ取得部２１により取得された映像データから、ラインノイズの判定に必要な２ラインの画素値を順次取得し、ライン間画素値差分演算部２３は２ライン間の画素値の差分を求め、その値から差分の算術値を計算する。そして、判定部２４が予め定めた閾値と算術値とを比較してラインノイズの有無の判定を行い、ラインノイズが検出された場合にはその旨を示す信号を出力する。また、制御部２５は、ライン間隔や演算方法等を画素値取得部２２、ライン間画素値差分演算部２３に指示する。

なお、図９ではラインノイズ検出機能のみを含む構成を示しているが、図７のフリーズ検出機能と図９のラインノイズ検出機能の両方を含む構成を採用してもよい。

デジタル映像伝送システムを監視・保守するためには、出力映像の正常性監視が重要となるが、第１の実施の形態で説明した映像異常検出装置により、誤り検出符号を用いた通常のエラー検出のみでは検出できなかった映像特有のフリーズやラインノイズを検出することが可能となり、保守性の向上が可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、１つのデジタル映像を複数の伝送路（複数の系）で伝送し、受信側で１つの系の映像データを無瞬断で選択して出力する方式に関するものである。このような方式では、複数の伝送路間に遅延差がある場合、受信側で現用系から別の系に切り替えを行うとフレームのずれが生じ、瞬断が発生してフレームの連続性を保てないという問題がある。

この場合、デジタル映像データの一部に送信側で時刻情報を付加して分岐して伝送し、受信側で時刻情報に基づきフレームの同一性を判定してフレームを同期させる方法が考えられる。しかし、この方法にはデジタル映像データに本来付されるべきでないデータを付すことになるという欠点がある。また、映像自体の内容を認識し同一性を判定することも考えられるが、これには大きな処理量を要するという問題がある。

そこで第２の実施の形態では、誤り検出符号を用いることにより、複数系間での映像の同一性を比較的小さな処理量でしかも映像データに時刻情報等を付することなく判定し、複数の系間での映像データの同期を確立する方式について説明する。

（同期確立のための処理例）
図１０に本実施の形態における処理の概念図を示す。図１０では、０〜n系の各伝送路から受信する０系受信映像、１系受信映像、・・・ｎ系受信映像が示されている。

図１０に示す処理では、各受信映像における各フィールドの全領域または部分領域のCRC値の和をとる。そして、０系受信映像のA‐Topフィールドの先頭タイミングを基準にしてそこから前後予め定めた時間内に受信した他の系におけるフィールドのCRC値の和と、０系受信映像のA‐TopフィールドのCRC値の和とを比較する。そして、和が一致したフィールドを他の系における同一フィールド（A-Topフィールド）であるとみなし、各系間の同一フィールドの先頭タイミング（受信タイミング）の差を用いて各系の映像データを同期させて出力する。ここでは最も遅延が大きい系に同期させて各系の映像データを出力するようにする。

例えば、伝送路が０系と１系の２系統である場合、０系受信映像のA‐Topフィールドの先頭タイミングがTであり、１系受信映像においてA‐Topフィールドと同一フィールドであると判定されたフィールドの先頭タイミングがT＋ｔであれば、０系受信映像を時間ｔだけバッファリングすることにより時間ｔだけ遅らせて出力する。これにより、０系受信映像と１系受信映像における同じ映像を同時に出力でき同期を確立できる。なお、本方式は系統間での映像データの時間的ずれが１フィールド時間（約１５msec）以上の場合に特に有効である。つまり、上記２系統の例であればｔが１フィールド時間以上となる場合に特に有効である。

このような処理を連続して送られる映像データのフィールド毎に行う。また、フィールド毎に毎回行うのでなく、所定の時間毎に行ってもよい。

また、上記の例では、０系受信映像の各フィールドのCRC値の和を他の系のフィールドのCRC値の和と比較しているが、フレーム単位で比較してもよい。つまり、０系受信映像のA‐Topフィールドと、他の系のTopフィールドとの間で比較を行う。また、０系受信映像のA‐Bottomフィールドの場合であれば、他の系のBottomフィールドとの間で比較を行う。更に、フレーム単位の比較において、TopフィールドのCRC値の和とBottomフィールドのCRC値の和とを合計した値を比較に用いてもよい。また、フィールド単位もしくはフレーム単位の比較において、フィールドもしくはフレームの全部の映像データに対する誤り検出符号を用いてもよいし、一部の映像データに対する誤り検出符号を用いてもよい。

上記の例では０系を基準としたが、どの系を基準に用いてもよい。また、CRC値の和ではなく平均値等の他の算術値を用いてもよい。上記のような同期方式を用いることにより、無瞬断で複数系間で映像を切り替えることが可能になる。

図１０ではHD映像の例を示したが、SD映像でも同様である。SD映像の場合は、フィールド毎のEDH内のCRC値（有効映像領域のCRC値または全領域のCRC値）を、上記と同様にして系間で比較する。また、OddフィールドのCRC値とEvenフィールドのCRC値の和を求め、系間でフレーム毎の比較を行ってもよい。

（装置構成例）
また、上記の同期方式と第１の実施の形態における映像異常検知方式とを組み合わせることにより、映像が正常な系の受信映像のみを無瞬断で出力することが可能になる。このような同期方式と映像異常検知方式とを組み合わせた映像無瞬断切替装置３０（映像伝送装置とも呼ぶことができる）の機能構成例を図１１に示す。

図１１に示すように、この映像無瞬断切替装置３０は各系において映像の異常を検出するとともに同期を取るために必要なデータを出力する映像異常検出部３１−０〜３１−ｎと、系間の同期をとって１つの映像データを選択して出力する映像同期選択部３２とを有している。

図１２に映像異常検出部３１の機能構成例を示す。図１２に示すように、映像異常検出部３１は第１の実施の形態で説明した処理を行ってフリーズ／ノイズを検出するフリーズ／ノイズ検出部３１１と、CRC値本来の用い方によりエラーを検出するエラー検出部３１２と、図１０で説明した同期方式に対応する誤り検出符号の算術値とフィールドの先頭タイミングを出力する同期用データ生成出力部３１３とを備えている。なお、エラー検出部３１２については、CRCエラーチェックに加え、フォーマット違反チェックなどの従来の他のエラー検出機能を備えてもよい。

図１３に映像同期選択部３２の機能構成例を示す。図１３に示すように、映像同期選択部３２は、各系毎のバッファ部３２１−０〜３２１−ｎ、読み出し部３２２、選択部３２３、一致画像判定部３２４、及び映像異常判定部３２５を有している。

バッファ部３２１は各系の受信映像を一時的に蓄積し、読み出し部３２２は一致画像判定部３２４からの信号に基づき各系統の映像データを同期させて読み出す。また、選択部３２３は映像異常判定部３２５からの信号に基づき、複数系統の映像データの中から１つの系の映像を無瞬断で選択して出力する。

一致画像判定部３２４は、図１０に示したような画像（フィールドまたはフレーム）の一致判定を行い、各系における一致した画像の先頭タイミングを出力する。そして、読み出し部３２２が、各系における先頭タイミングの差に応じてバッファからの読み出しタイミングを調整することにより同期を取る。

また、映像異常判定部３２５は、各映像異常検出部３１からの異常判定結果を受信し、異常である系を判定し、その系を選択部３２３に出力する。第１の実施の形態で説明したフリーズ／ノイズ判定の結果については、１系統毎にみると映像の特徴により異常でないのに異常であると判定する場合がある。そこで、ある１つの系で異常であるとの判定結果を得た場合に、他の全ての系で対応するフィールドまたはフレームにおいてフリーズ／ノイズ判定の結果が異常でない場合に上記系でフリーズ／ノイズが発生したものと判定する。つまり、複数の系で異常であるとの判定結果が得られた場合には、映像の特徴によるものであると判定し、映像の異常であると判断しない。例えば、２系統の場合であれば、１つの系でフリーズ／ノイズ判定の結果が異常であり、他の系で異常でない場合に、当該系の映像が異常であると判定し、２系統の両方で異常であるとの結果が得られた場合は異常であると判定しない。

また、２系統より多い系統の場合、予め定めた数以下の数の系における判定結果が異常で、その他の系の判定結果が異常でない場合に、前記予め定めた数以下の数の系の映像が異常であると判定してもよい。例えば、４系統ある場合に、２系統以下の系のみで判定結果が異常である場合に、当該系の映像に異常があると判定する。

なお、通常のCRCのチェック処理により検出されたエラーについてはそのままエラーが発生した系を出力する。

映像異常判定部３２５から映像に異常がある系の情報を受信した選択部３２３は、異常であると判定された系を除いた系の映像データを選択して出力する。異常であると判定された系を除いた系が複数ある場合には、例えば、予め定めた系、外部から指定された系、もしくは任意に選択した系の映像データを出力する。本実施の形態の方式によれば、系統間でのフレーム同期が取られているので、ある系が選択されている最中にその系に異常が検出された場合に、他の系へ無瞬断で切替えることが可能である。

図１１に示す映像無瞬断切替装置３０は、複数系統の映像データを伝送ネットワークから受信する映像受信装置の内部に備えてもよいし、外部に備えてもよい。また、同期を取ることを目的とする場合には、図１１の映像無瞬断切替装置３０の構成から映像異常判定に関する構成と、選択部３２３を除いた装置構成としてもよい。この場合の装置は、誤り検出符号が付加された映像データを複数の伝送路で伝送する冗長デジタル映像伝送方式において使用される映像伝送装置であり、前記複数の伝送路で伝送される各系の映像データを取得する映像データ取得手段と、取得した各系の映像データにおけるフィールド単位またはフレーム単位の映像データ毎に当該単位の映像データに対する誤り検出符号値またはその算術値を取得する取得手段と、前記誤り検出符号値または前記算術値が複数の系間で一致するフィールドまたはフレームの映像データの受信タイミングを用いて複数の系の間での映像データの同期を取り、出力する同期手段とを備えた映像伝送装置となる。

更に、同期を他の方法を用いて確立する場合など、図１１の構成から誤り検出符号を用いた同期確立方式に関わる部分を除いた構成を採用することもできる。つまりこの場合、映像に異常が生じた系以外の系を選択するための装置となる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。

従来のデジタル映像伝送システムの一例を示す図である。 ＨＤ映像の伝送フォーマットの例を示す図である。 ＳＤ映像の伝送フォーマットの例を示す図である。 映像異常検出装置１０が備えられる場所を説明するための図である。 HD映像の場合の映像異常検出処理を説明するための図である。 ＳＤ映像の場合の映像異常検出処理を説明するための図である。 映像異常判定装置１０の構成例を示す図である。 ラインノイズの有無を検知する処理を説明するための図である。 映像異常判定装置２０の構成例を示す図である。 複数の系の間で映像データの同期を取るための処理を説明するための図である。 映像無瞬断切替装置３０の構成例を示す図である。 映像異常検出部３１の構成例を示す図である。 映像同期選択部３２の構成例を示す図である。

符号の説明

１ 映像送出装置
３ 伝送ネットワーク
５ 映像受信装置
１０、２０ 映像異常検出装置
１１、２１ 映像データ取得部
１２ CRC値取得部
１３ 差分演算部
１４ 判定部
１５、２５ 制御部
２２ 画素値取得部
２３ ライン間画素値差分演算部
２４ 判定部
３０ 映像無瞬断切替装置
３１ 映像異常検出部
３２ 映像同期選択部
３１１ フリーズ／ノイズ検出部
３１２ エラー検出部
３１３ 同期用データ生成出力部
３２１ バッファ部
３２２ 読み出し部
３２３ 選択部
３２４ 一致画像判定部
３２５ 映像異常判定部

Claims (10)

1. 誤り検出符号を含む映像データを伝送するデジタル映像伝送方式における映像異常検出装置であって、
   隣接するフィールドまたは隣接するフレームを構成する２つの映像データにおける対応する位置の誤り検出符号値またはその算術値を取得する取得手段と、
   前記２つの映像データ間で前記誤り検出符号値または前記算術値が一致する場合に映像に異常が発生したと判定する判定手段と、を備え、
   前記取得手段は、前記隣接するフィールドを構成する２つの映像データ及び前記隣接するフレームを構成する２つの映像データのそれぞれにおいて対応する位置の誤り検出符号値またはその算術値を取得し、
   前記判定手段は、前記フィールド間で前記誤り検出符号値または前記算術値が一致する場合にフィールドフリーズが発生したと判定し、フィールド間で前記誤り検出符号値または前記算術値が一致せず、かつ、前記フレーム間で前記誤り検出符号値または前記算術値が一致する場合にフレームフリーズが発生したと判定する
   ことを特徴とする映像異常検出装置。
2. 前記誤り検出符号は前記映像データのライン単位に付加されており、前記取得手段は、前記２つの映像データのそれぞれの先頭から同一ライン位置の誤り検出符号値、または同一位置の複数ライン分の誤り検出符号値の算術値を取得することを特徴とする請求項１に記載の映像異常検出装置。
3. 前記誤り検出符号は前記映像データのフィールド単位に付加されており、前記取得手段は、前記２つの映像データそれぞれの誤り検出符号値または２フィールド分の誤り検出符号値の算術値を取得することを特徴とする請求項１に記載の映像異常検出装置。
4. フィールドまたはフレームを構成する映像データにおいて、所定の間隔だけ離れた２つのライン間での画素値の差分値の算術値を算出する算出手段と、
   前記算術値が所定の閾値以上である場合にラインノイズが発生したと判定する判定手段と、
   を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の映像異常検出装置。
5. 同一の映像データを複数の伝送路で伝送する冗長デジタル映像伝送方式における冗長構成用の映像異常検出装置であって、
   前記伝送路に対応する各系に対して請求項１または４に記載の映像異常検出装置を備え、
   複数の前記映像異常検出装置からの異常判定結果のうち、予め定めた数以下の数の系の異常判定結果が異常であり他の系の異常判定結果が異常でない場合に、前記予め定めた数以下の数の系の映像に異常があると判定する手段を更に備えたことを特徴とする冗長構成用の映像異常検出装置。
6. 誤り検出符号を含む映像データを複数の伝送路で伝送する冗長デジタル映像伝送方式において使用される映像伝送装置であって、
   前記複数の伝送路で伝送される各系の映像データを取得する映像データ取得手段と、
   取得した各系の映像データにおけるフィールド単位またはフレーム単位の映像データ毎に当該単位の映像データに対する誤り検出符号値またはその算術値を取得する取得手段と、
   前記誤り検出符号値または前記算術値が複数の系間で一致するフィールドまたはフレームの映像データの受信タイミングを用いて複数の系の間での映像データの同期を取り、出力する同期手段と、
   前記同期手段から出力された同期の取れた複数の系の映像データの中から１つの系の映像データを選択し、出力する選択手段と、を備える映像伝送装置であり、
   前記映像伝送装置は更に、前記伝送路に対応する各系に対して請求項１または４に記載の映像異常検出装置を備え、
   複数の前記映像異常検出装置からの異常判定結果のうち、予め定めた数以下の数の系の異常判定結果が異常であり他の系の異常判定結果が異常でない場合に映像に異常があると判定し、当該予め定めた数以下の数の系の映像データを前記選択手段において選択しない
   ことを特徴とする映像伝送装置。
7. 誤り検出符号を含む映像データを伝送するデジタル映像伝送方式における映像異常検出装置が実行する映像異常検出方法であって、
   隣接するフィールドまたは隣接するフレームを構成する２つの映像データにおける対応する位置の誤り検出符号値またはその算術値を取得する取得ステップと、
   前記２つの映像データ間で前記誤り検出符号値または前記算術値が一致する場合に映像に異常が発生したと判定する判定ステップと、を備え、
   前記取得ステップにおいて、前記映像異常検出装置は、前記隣接するフィールドを構成する２つの映像データ及び前記隣接するフレームを構成する２つの映像データのそれぞれにおいて対応する位置の誤り検出符号値またはその算術値を取得し、
   前記判定ステップにおいて、前記映像異常検出装置は、前記フィールド間で前記誤り検出符号値または前記算術値が一致する場合にフィールドフリーズが発生したと判定し、フィールド間で前記誤り検出符号値または前記算術値が一致せず、かつ、前記フレーム間で前記誤り検出符号値または前記算術値が一致する場合にフレームフリーズが発生したと判定する
   ことを特徴とする映像異常検出方法。
8. フィールドまたはフレームを構成する映像データにおいて、所定の間隔だけ離れた２つのライン間での画素値の差分値の算術値を算出する算出ステップと、
   前記算術値が所定の閾値以上である場合にラインノイズが発生したと判定する判定ステップと、
   を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の映像異常検出方法。
9. 同一の映像データを複数の伝送路で伝送する冗長デジタル映像伝送方式における冗長構成用の映像異常検出装置が実行する映像異常検出方法であって、
   前記伝送路に対応する各系に対して請求項７または８に記載の映像異常検出方法の各ステップを実行するステップと、
   前記ステップで得られた異常判定結果のうち、予め定めた数以下の数の系の異常判定結果が異常であり他の系の異常判定結果が異常でない場合に前記予め定めた数以下の数の映像に異常があると判定するステップと、
   を備えたことを特徴とする映像異常検出方法。
10. 誤り検出符号を含む映像データを複数の伝送路で伝送する冗長デジタル映像伝送方式において使用される映像伝送装置が実行する映像伝送方法であって、
    前記複数の伝送路で伝送される各系の映像データを取得する映像データ取得ステップと、
    取得した各系の映像データにおけるフィールド単位またはフレーム単位の映像データ毎に当該単位の映像データに対する誤り検出符号値またはその算術値を取得する取得ステップと、
    前記誤り検出符号値または前記算術値が複数の系間で一致するフィールドまたはフレームの映像データの受信タイミングを用いて複数の系の間での映像データの同期を取り、出力する同期ステップと、
    前記同期ステップにより出力された同期の取れた複数の系の映像データの中から１つの系の映像データを選択し、出力する選択ステップと、を備える映像伝送方法であり、
    前記映像伝送方法は、前記伝送路に対応する各系に対して請求項７または８に記載の映像異常検出方法の各ステップを実行するステップを含み、
    前記ステップで得られた複数の系の異常判定結果のうち、予め定めた数以下の数の系の異常判定結果が異常であり他の系の異常判定結果が異常でない場合に映像に異常があると判定し、当該予め定めた数以下の数の系の映像データを前記選択ステップにおいて選択しない
    ことを特徴とする映像伝送方法。

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