JP4776655B2 - 映像伝送測定システム、測定信号発生装置、測定装置および映像伝送測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、データの伝送時間を測定するシステムおよび方法に関する。

映像の伝送時間に関して、特許文献１には、送信側で現在時刻のタイムコードをデータストリームに付加して送信し、受信側では受信したデータストリームのタイムコードと受信時刻との差から伝送時間を測定することが記載されている。

また、特許文献２には、出力映像信号と出力音声信号とを生成して画像伝送機器に通した後、出力音声信号に対する出力映像信号の遅延時間を測定する方法が記載されている。
特開２００４−２５４１４９ 特開平８−１８９３０

特許文献１に記載された現在時刻のタイムコードをデータストリームに付加して送信する場合、伝送時間の測定精度は映像タイムコードの粒度に依存するため、テレビジョン方式のデータストリームの場合、数１０ミリ秒単位での誤差が発生する場合がある。

また、測定精度を向上させるために、細かい粒度の高精度なタイムコードを、データストリームに重畳させることも考えられる。しかしながら、伝送情報量を少なくするために、重畳された情報が伝送装置内で削除または加工されてしまう場合や、映像圧縮方法によっては重畳された情報が失われてしまう場合がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、伝送情報量を増加させることなく、映像信号のみを用いて映像の伝送時間をより高精度に測定することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、測定用の測定映像信号を発生する測定信号発生装置と、前記測定映像信号の伝送時間を測定する測定装置と、を有する映像伝送測定システムであって、前記測定信号発生装置は、基準時刻源から取得した基準時刻に基づいて、所定のタイミングで測定映像信号の発生を制御する制御手段と、前記制御手段の制御に基づいて輝度を変化させて、測定映像信号を発生させる輝度変調手段と、を有し、前記制御手段は、前記測定映像信号の各画素の輝度を変化させることにより、当該測定映像信号の中に送信側時刻を示す計測時刻点を設定し、前記測定装置は、所定の通信機器を介して伝送された前記測定映像信号の輝度を検出する輝度検出手段と、検出した輝度の変化に基づいて前記測定映像信号の中に設定された計測時刻点を検出するとともに、当該計測時刻点を検出した受信側時刻を前記基準時刻源から取得し、前記受信側時刻から前記送信側時刻を減算することにより、前記測定映像信号の伝送時間を演算する映像伝送時間演算手段と、を有する。

また、本発明は、映像伝送測定システムにおける測定用の測定映像信号を発生する測定信号発生装置であって、基準時刻源から取得した基準時刻に基づいて、所定のタイミングで測定映像信号の発生を制御する制御手段と、前記制御手段の制御に基づいて輝度を変化させて、測定映像信号を発生させる輝度変調手段と、を有し、前記制御手段は、前記測定映像信号の各画素の輝度を変化させることにより、当該測定映像信号の中に送信側時刻を示す計測時刻点を設定する。

また、本発明は、映像伝送測定システムにおける測定用の測定映像信号の伝送時間を測定する測定装置であって、所定の通信機器を介して伝送された前記測定映像信号の輝度を検出する輝度検出手段と、検出した輝度の変化に基づいて前記測定映像信号の中に設定された送信側時刻を示す計測時刻点を検出するとともに、当該計測時刻点を検出した受信側時刻を前記基準時刻源から取得し、前記受信側時刻から前記送信側時刻を減算することにより、前記測定映像信号の伝送時間を演算する映像伝送時間演算手段と、を有する。

また、本発明は、映像伝送測定システムが行う映像伝送時間の測定方法であって、基準時刻源から取得した基準時刻に基づいて、映像信号の各画素の輝度を変化させて、送信側時刻を示す計測時刻点を設定した測定映像信号を発生させる発生ステップと、所定の通信機器を介して伝送された前記測定映像信号の輝度を検出する輝度検出ステップと、検出した輝度の変化に基づいて前記測定映像信号の中に設定された計測時刻点を検出するとともに、当該計測時刻点を検出した受信側時刻を前記基準時刻源から取得する取得ステップと、前記受信側時刻から前記送信側時刻を減算することにより、前記測定映像信号の伝送時間を演算する映像伝送時間演算ステップと、を有する。

本発明により、伝送情報量を増加させることなく、映像信号のみを用いて、映像の伝送時間をより高精度に測定することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用された映像伝送測定システムを説明するための全体構成図である。

本実施形態の映像伝送測定システムは、測定信号発生装置１と測定装置２とを有する。測定信号発生装置１は、外部信号源９１（カメラ、マイク等）に接続され、外部信号源９１から外部信号が入力される。測定信号発生装置１は、入力された外部信号に基づいて測定信号（映像信号および音声信号）を発生し、映像音声送信装置９２に出力する。映像音声送信装置９２は、入力された測定信号をネットワーク９３を介して映像音声受信装置９４に送信する。

映像音声受信装置９４は、受信した測定信号を測定装置２に出力する。測定装置２は、映像信号の伝送時間およびリップシンクを測定する。なお、本明細書におけるリップシンクは、映像信号の伝送時間と音声信号の伝送時間とが異なることにより発生する映像信号の到着時刻と音声信号の到着時刻のずれである。また、測定装置２は、測定信号を映像音声モニタ９５に出力する。

図示するように、本実施形態の伝送時間は、映像音声送信装置９２の処理時間と、ネットワーク９３の伝播時間と、映像音声受信装置９４の処理時間とを合計した時間である。なお、非測定時においては、測定信号発生装置１は、外部信号源９１から入力された映像信号および音声信号を映像音声送信装置９２に出力し、測定装置２は、映像音声受信装置９４から出力された外部信号源９１の映像信号および音声信号を映像音声モニタ９５に出力する。

図２は、測定信号発生装置１の構成を示すブロック図である。

測定信号発生装置１は、時刻取得部１１と、制御部１２と、映像フレーム発生部１３と、輝度変調部１４と、音声信号発生部１５と、音声変調部１６と、無瞬断切替部１７と、内部クロック１８とを有する。

時刻取得部１１は、基準時刻源９６から基準となる共通時刻を取得し、制御部１２に出力する。基準時刻源９６には、ＧＰＳ衛星、ＪＪＹ信号、ＩＰネットワークにおけるＮＴＰプロトコルなどを用いることが考えられ、これらを用いることでより高精度な伝送時間の測定を行うことができる。

映像フレーム発生部１３は、外部信号源９１から入力される映像信号（映像フレーム）の映像フレーム周波数（タイムベース、フレームレート）を再生成し、外部信号源９１の映像信号と同期したフレームパルスを制御部１２に出力する。また、映像フレーム発生部１３は、外部信号源９１から入力される各映像フレームを、輝度変調部１４に出力する。

制御部１２は、時刻取得部１１から入力される基準時刻と、映像フレーム発生部１３から入力されるフレームパルスとに基づいて、測定映像フレームを発生させるタイミングを輝度変調部１４に出力する。また制御部１２は、測定映像フレームを発生するタイミングと同期して、音声信号を出力するタイミングおよび音声信号の振幅の極性（正極性または負極性）とを音声変調部１６に出力する。

輝度変調部１４は、映像フレーム発生部１３から入力された各映像フレームを、制御部１２の指示に応じて輝度を変化させて測定映像フレームを生成し、生成した測定映像フレームおよびその他の映像フレームを、無瞬断切替部１７に出力する。

音声信号発生部１５は、音声信号を発生し、音声変調部１６に出力する。音声変調部１６は、制御部１２からの指示により、測定映像フレームと同期させて測定音声信号を発生させ、さらに当該測定音声信号を指示された極性にして、無瞬断切替部１７に出力する。 なお、音声信号発生部１５と音声変調部１６は、音声発生手段に相当する。

無瞬断切替部１７は、映像用切り替えスイッチ１７１と、音声用切り替えスイッチ１７２とを有する。各スイッチ１７１、１７２を測定時側に接続されている場合、測定映像信号および測定音声信号が映像音声送信装置９２に出力され、測定装置２に伝送される。一方、各スイッチ１７１、１７２が非測定時側に接続されている場合、外部信号源９１から入力された外部信号（映像信号、音声信号）が、映像音声送信装置９２に出力される。

本実施形態では、各スイッチ１７１、１７２が非測定時側に接続されている非測定時においても、外部信号源９１から入力された映像信号は、映像フレーム発生部１３および輝度変調部１４に入力され、制御部１２の指示により測定映像信号を発生させ、音声信号発生部１５および音声変調部１６は測定音声信号を発生させているものとする。

これにより、本実施形態では、各スイッチ１７１、１７２を測定時側に切替えることで、瞬時に測定状態に移行する。すなわち、映像音声送信装置９２には、非測定時の外部信号と測定時の測定信号とが途切れることなく入力される。映像音声送信装置９２および映像音声受信装置９４は、入力信号が途絶える度に動作状態に変化が生じ、再度安定するまで時間を要する場合があるが、本実施形態では無瞬断で測定が開始されるため、映像音声送信装置９２および映像音声受信装置９４が安定した動作状態で伝送時間を計測することができる。したがって、より高精度な伝送時間を測定することができる。

また、前述したように外部信号源９１の映像フレーム周波数を用いて測定映像信号を発生させるため、実際に伝送する信号と測定用に発生させた信号の映像フレーム周波数は同じである。これにより、映像フレーム周波数が異なることに起因する動作状態の変化を発生させることなく、映像音声送信装置９２および映像音声受信装置９４が安定した動作状態で伝送時間を計測することができる。したがって、実際に伝送する映像信号の伝送時間により近い伝送時間を測定することができる。

なお、測定信号発生装置１は、外部信号源９１から映像信号が入力されない場合に、映像フレーム周波数を生成するためのクロック信号を発生し、映像フレーム発生部１３に入力する内部クロック１８を備えることとしてもよい。また、測定信号発生装置１は、無瞬断切替部１７から出力される映像信号と音声信号とを重畳化（多重化）する多重変換部１９を備え、映像音声重畳信号を映像音声送信装置９２に送信することとしてもよい。

図３は、測定信号発生装置１が生成する測定信号（測定映像フレーム、測定音声信号）を説明するための説明図である。本実施形態では、あらかじめ想定される伝送時間より長い所定の周期で測定映像フレーム３１、３２および測定音声信号３３、３４を発生し、測定する。

図３（ａ）に示す例では、協定世界標準時（ＵＴＣ）等の基準時刻の端数のない毎正１０秒ごとに、測定信号を発生させるものとする。測定映像フレーム３１、３２は、明輝度（白）および中間輝度（グレー等）で構成された映像フレームである。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す計測時刻点１の測定映像フレーム３１の画面と、その前に表示される測定映像フレーム以外の映像フレーム３５の画面とを、模式的に示したものである。本実施形態では、測定映像フレーム以外の映像フレーム３５は、暗輝度（黒）の画面となる。測定映像フレーム３１は、図３（ａ）の映像輝度に基づいて、画面の上部から順に、中間輝度領域３６、明輝度領域３７、中間輝度領域３８、明輝度領域３９で構成される。

図３（ｃ）は、図３（ａ）に示す計測時刻点２の測定映像フレーム３２の画面と、その前に表示される測定映像フレーム以外の映像フレーム３５の画面とを、模式的に示したものである。測定映像フレーム以外の映像フレーム３５は、図３（ｂ）と同様に、暗輝度（黒）の画面となる。測定映像フレーム３２は、図３（ａ）の映像輝度に基づいて、画面の上部から順に、中間輝度領域、明輝度領域、中間輝度領域、明輝度領域で構成される。また、送信側で計測時刻点２を設定した時刻Ｔｓが［hh:mm:10.0000］で、受信側で計測時刻点２が検出された時刻Ｔｒが［hh:mm:11.2340］の場合、伝送時間（Ｔｔｒ＝Ｔｓ−Ｔｒ）は1.2340秒となる。

図４は、測定映像フレームを詳細に示した説明図である。図４（ａ）は、測定映像フレームの有効映像領域に計測時刻点がある場合を示し、図４（ｂ）は、測定映像フレームの不可視領域に計測時刻点がある場合を示したものである。

図４（ａ）に示すように、映像フレーム４０（映像信号）は、映像が表示される有効映像領域４１と、映像が表示されない不可視領域４２とを有する。また、計測時刻点の付近の拡大図４９で示すように、有効映像領域４１内においても、１水平ライン（走査線）毎に、映像が表示されず暗輝度となる不可視部分４３と、映像が表示される有効映像領域４４とを有する。不可視部分４３は、１水平ラインの両端（先頭部分の画素、および最後の部分の画素）に位置する。拡大図４９は、ある水平ライン（有効映像領域４４）の途中の画素が計測時刻点４５となったことを示している。

本実施形態では、図４（ａ）に示すように、測定映像フレームの有効映像領域に計測時刻点がある場合、計測時刻点までを中間輝度とし、計測時刻点から無効回避時間Ｔｄの前半の１／２の時間を明輝度とし、後半の１／２の時間を中間輝度とし、無効回避時間Ｔｄの経過後を明輝度とする。

また、図４（ｂ）に示すように、測定映像フレームの不可視領域４２に計測時刻点がある場合、図４（ａ）のように計測時刻点を契機として中間輝度から明輝度へと輝度を変化させることができない。そのため、計測時刻点から無効回避時間Ｔｄの１／２時間が経過した時刻点を第１の補助計測点とみなす。そして、有効映像領域の先頭から第１の補助計測点までを明輝度とし、第１の補助計測点から無効回避時間Ｔｄの１／２時間が経過した第２の補助計測点までを中間輝度とし、第２の補助計測点である無効回避時間Ｔｄの経過後を明輝度とする。

一般的に、映像信号の映像フレーム周波数は、各映像フレームの整数倍が基準時刻の整数秒と一致しない。例えばテレビ放送の方式であるＮＴＳＣ方式では、１秒間で２９．９７フレームである。このため、１０秒単位の計測時刻点が、図４（ｂ）に示すように不可視領域４２にきてしまう場合、計測時刻点のみで輝度を変化させるだけでは、誤差が生じ測定精度が低下してしまう。そこで、本実施形態では、図４に示すように、計測時刻点から所定の無効回避時間内で、明輝度から中間輝度へ、また中間輝度から明輝度へと、繰り返し輝度を変化させて、有効映像領域以外の領域に計測時刻点がきても高精度な伝送時間の測定を行えるようにする。

図５は、制御部１２が、図４に示す測定映像フレームを生成するために輝度変調部１４に出力する制御信号のフローチャートである。輝度変調部１４は、制御部１２からの制御信号に基づいて映像フレームの輝度を変化（変調）し、図４に示すような測定映像フレームを生成する。制御部１２は、時刻取得部１１から取得する基準時刻と、映像フレーム発生部１３から入力されるフレームパルスとに基づいて、映像フレーム各々について図５に示す処理を行う。

制御部１２は、処理対象の映像フレームのフレームパルスのフレーム開始（点）から終了（点）の間に、計測時刻点または補助計測点が存在するか否かを判別する（Ｓ１１）。

図１２は、計測時刻点および補助計測点と、フレームパルスとの関係を説明する説明図である。制御部１２は、時刻取得部１１から取得する基準時刻に基づいて、所定の周期で測定トリガ（計測時刻点および補助計測点）を発生させる。本実施形態では、１０秒に１回の周期で、基準時刻の端数のない毎正１０秒を計測時刻点１２１とし、計測時刻点１２１から無効回避時間（Ｔｄ）の１／２が経過した時刻を第１の補助計測点１２２とし、計測時刻点１２１から無効回避時間（Ｔｄ）が経過した時刻を第２の補助計測点１２３としている。図示するフレームパルスは、例えば、映像フレームの開始点と終了点と示す波形である。

制御部１２は、起動トリガの計測時刻点１２１および補助計測点１２２、１２３と、フレームパルスとのＡＮＤ条件をとることにより、処理対象の映像フレームのフレームパルスのフレーム開始（点）から終了（点）の間に、計測時刻点または補助計測点が存在するか否かを判別する。

計測時刻点および補助計測点が存在しない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、制御部１２は、当該フレームパルスの映像フレームは測定映像フレームではないとみなし、当該映像フレームの全ての画素を暗輝度にする制御信号を輝度変調部１４に出力する（Ｓ１２）。

計測時刻点または補助計測点が存在する場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部１２は、当該フレームパルスの映像フレームは測定映像フレームであるとみなし、当該映像フレームの有効映像領域における画素毎に、以下の処理を行う。すなわち、制御部１２は、計測時刻点を経過していない画素については（Ｓ１３：ＮＯ）、中間輝度にする制御信号を輝度変調部１４に出力する（Ｓ１４）。計測時刻点を経過した画素については（Ｓ１３：ＹＥＳ）、制御部１２は、無効回避時間を経過している場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）には明輝度にする制御信号を輝度変調部１４に出力する（Ｓ１７）。無効回避時間を経過していない画素については（Ｓ１５：ＮＯ）、制御部１２は、無効回避時間の１／２未満の場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）には明輝度にする制御信号を輝度変調部１４に出力する（Ｓ１７）し、無効回避時間の１／２を経過した場合（Ｓ１６：ＮＯ）には中間輝度にする制御信号を輝度変調部１４に出力する（Ｓ１４）。

次に、測定音声信号の生成処理について説明する。本実施形態では、図３に示すように、測定映像フレームの有効映像領域３１、３２に同期させて音声信号３３、３４を出力し、それ以外の期間は無音状態とする。また、測定音声信号（音声振幅）は、正極性の正弦波３３と、負極性の正弦波３４とを交互に出力する。

図６は、制御部１２が、図３に示す測定音声信号を生成するために音声変調部１６に出力する制御信号のフローチャートである。音声変調部１６は、制御部１２からの制御信号に基づいて、音声信号発生部１５から入力される音声振幅（正弦波）を、図３に示すような測定音声信号に変調する。

制御部１２は、図５に示す測定映像フレームの輝度制御処理と並行して、映像フレーム各々について図６に示す処理を行う。制御部１２は、映像フレームの有効映像領域の先頭が暗輝度（黒）の場合（Ｓ２１：ＮＯ）、測定映像フレーム以外の映像フレームであるため、当該映像フレームに同期する音声信号を無音状態とする制御信号を音声変調部１６に出力する（Ｓ２２）。映像フレームの先頭が中間輝度または明輝度（白）の場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）は測定映像フレームであるため、制御部１２は、さらに測定サイクルが偶数か奇数かを判別する（Ｓ２３）。本実施形態では１０秒に１回のタイミングで、測定映像フレームを生成するために、計測時刻（秒の１０の位の値）に基づいて偶数か奇数かを判別することとする。

計測サイクルが奇数の場合（Ｓ２３：ＮＯ）、制御部１２は、当該測定映像フレームに同期する音声信号を負極性の正弦波として出力する制御信号を音声変調部１６に出力する（Ｓ２４）。計測サイクルが偶数の場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、制御部１２は、当該測定映像フレームに同期する音声信号を正極性の正弦波として出力する制御信号を音声変調部１６に出力する（Ｓ２５）。

以上説明したように、測定信号発生装置１は測定信号（映像信号、測定音声信号）を発生させ、当該測定信号は、映像音声送信装置９２、ネットワーク９３、映像音声受信装置９４を介して、測定装置２に受信される。

図７は、測定装置２の構成を示すブロック図である。

測定装置２は、時刻取得部２１と、輝度検出部２２と、映像伝送時間演算部２３と、音声検出部２４と、リップシンク演算部２５と、映像伝送時間表示部２６と、リップシンク表示部２７とを有する。また、測定装置２は、多重分離部２９を有することとしてもよい。

時刻取得部２１は、基準時刻源９６から基準となる共通時刻を取得する。輝度検出部２２は、映像フレームの輝度を検出する。映像伝送時間演算部２３は、測定映像フレームの計測時刻点または補助計測点に基づいて受信時刻を取得し、映像フレームの伝送時間を算出する。音声検出部２４は、測定音声信号を検出する。リップシンク演算部２５は、映像信号と音声信号の伝送時間差であるリップシンクを算出する。映像伝送時間表示部２６およびリップシンク表示部２７は、映像伝送時間演算部２３およびリップシンク演算部２５がそれぞれ算出した時間を表示する。

図８は、映像伝送時間演算部２３が、映像音声送信装置９２、ネットワーク９３、映像音声受信装置９４を介して、測定信号発生装置１から送信された測定映像信号（測定映像フレーム）の伝送時間を測定する処理のフローチャートである。映像伝送時間演算部２３には、映像フレーム毎に、輝度検出部２２が検出した有効映像領域の各画素の輝度が入力される。

映像伝送時間演算部２３は、入力された映像フレームの各画素の輝度について図８に示す処理を行う。映像伝送時間演算部２３は、処理対象の画素の輝度がその前の画素の輝度から変化したか否かを判別し（Ｓ３１）、輝度が変化していない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、Ｓ３１の処理を繰り返し行う。輝度の変化がないまま、処理対象の画素が映像フレームの最後の画素となった場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、当該映像フレームは測定映像フレーム以外の映像フレーム（黒画面）であるため、伝送時間を測定することなく処理を終了する。

輝度が変化した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、当該映像フレームは測定映像フレームであるため、映像伝送時間演算部２３は、時刻取得部２１を用いて基準時刻源９６から現在時刻を取得する（Ｓ３３）。輝度の変化が明輝度から中間輝度への変化の場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、映像伝送時間演算部２３は、現在時刻から無効回避時間の１／２を減算した時刻を受信時刻とする（Ｓ３５）。なお、明輝度から中間輝度へ変化した時点は、図４（ｂ）に示す第１の補助計測点である。

輝度の変化が中間輝度から明輝度への変化の場合（Ｓ３４：ＮＯ）であって、当該測定映像フレームの今まで入力された画素の中に明輝度が存在した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、現在時刻から無効回避時間を減算した時刻を受信時刻とする（Ｓ３７）。この中間輝度から明輝度へ変化した時点は、図４（ｂ）に示す第２の補助計測点である。当該測定映像フレームの今まで入力された画素の中に明輝度が存在しない場合（Ｓ３６：ＮＯ）、現在時刻を受信時刻とする（Ｓ３８）。この中間輝度から明輝度へ変化した時点は、図４（ａ）に示す計測時刻点である。

そして、映像伝送時間演算部２３は、Ｓ３５、Ｓ３７またはＳ３８で取得した受信時刻から送信時刻を減算し、映像信号の伝送時間を算出する（Ｓ３９）。なお、本実施形態では、基準時刻の端数のない毎正１０秒ごとに測定信号を発生させる。そのため、送信時刻は、図３に示すように、受信時刻の秒数の１の位から下の値が全て０の時刻である。

本実施形態では、送信側の測定信号発生装置１と、受信側の測定装置２とは、共通の基準時刻源９６から取得した基準時刻を用いている。これにより、測定信号発生装置１と測定装置２とが遠隔地点間（例えば、国際伝送など）にある場合であっても、容易にかつ高い精度で伝送時間を算出することができる。

図９は、リップシンク演算部２５が、映像信号と音声信号の伝送時間差であるリップシンクを算出する処理のフローチャートである。リップシンク演算部２５には、音声検出部２４が検出した測定音声信号が入力される。

リップシンク演算部２５は、音声信号が入力されると（Ｓ４１：ＹＥＳ）、当該音声信号の極性（正極性、負極性）を取得する（Ｓ４２）。そして、リップシンク演算部２５は、時刻取得部２１から現在時刻（音声到着時刻）を取得する（Ｓ４３）。そして、リップシンク演算部２５は、Ｓ４２で取得した音声信号の極性が、計測サイクルと一致しているか否かを判別する（Ｓ４４）。

すなわち、図６で説明したように、本実施形態では１０秒ごとに測定音声信号を発生させ、計測時刻の１０の位の秒の値が偶数の場合は正極性の音声信号を、奇数の場合は負極性の音声信号を発生し、送信する。リップシンク演算部２５は、Ｓ４３で取得した音声到着時刻から秒数のみ抽出し、１の位の秒の値を切り捨てた値（００秒、１０秒、２０秒、３０秒、４０秒または５０秒）を取得する。そして、リップシンク演算部は、この値が偶数サイクル（００秒、２０秒、４０秒）の場合、Ｓ４２で取得した極性が正極性であるとき、音声極性と計測サイクルとが一致していると判別し（Ｓ４４：ＹＥＳ）、Ｓ４２で取得した極性が負極性であるとき、音声極性と計測サイクルとが不一致であると判別する（Ｓ４４：ＮＯ）。

同様に、リップシンク演算部２５は、この値が奇数サイクル（１０秒、３０秒、５０秒）の場合、Ｓ４２で取得した極性が負極性であるとき、音声極性と計測サイクルとが一致していると判別し（Ｓ４４：ＹＥＳ）、Ｓ４２で取得した極性が正極性であるとき、音声極性と計測サイクルとが不一致であると判別する（Ｓ４４：ＮＯ）。

音声極性と計測サイクルとが一致している場合（Ｓ４４：ＹＥＳ）、リップシンク演算部２５は、Ｓ４３で取得した音声到着時刻から、測定映像フレームが到着した映像到着時刻を減算してリップシンクを算出する（Ｓ４５）。

なお、測定映像フレームの映像到着時刻については、リップシンク演算部２５は、図９の処理と並行して測定サイクル毎に、輝度検出部２２から入力される映像フレームの有効映像領域の先頭が中間輝度または明輝度の場合（すなわち測定映像フレームの場合）、時刻取得部２１から現在時刻（映像到着時刻）を取得する。

図１０は、図９で説明したリップシンクを説明するための説明図である。図１０（ａ）は、送信側の測定映像フレームと測定音声信号の振幅とを示している。送信側である測定信号発生装置１においては、測定映像フレームと測定音声信号とが同期している。

図１０（ｂ）は、受信側である測定装置２に到着した測定映像フレームと測定音声信号とを示し、映像信号の先頭と音声信号の先頭とがずれることなく同時に到着した場合、音声信号が映像信号より遅れて到着した場合、および、音声信号が映像信号より早く到着した場合を示している。

なお、図９のＳ４５のリップシンク算出において、算出結果が正符号（＋）の場合、音声信号が映像信号より遅く到着し、算出結果が負符号（−）の場合、音声信号が映像信号より早く到着したことを意味する。

図１１は、測定装置２の表示部２６、２７に表示される測定結果の画面表示例１１０を示したものである。映像伝送時間表示部２６とリップシンク表示部２７には、映像伝送時間演算部２３およびリップシンク演算部２５が算出した測定結果が表示されている。なお、音声極性と計測サイクルが不一致である場合（図９：Ｓ４４）、測定結果を表示しない、または、測定結果の更新を行わないこととする。

なお、映像音声モニタ９５には、測定装置２から出力される測定映像フレームおよび測定映像フレーム以外の映像フレーム（暗輝度）と、測定音声信号とが出力される。

上記説明した測定信号発生装置１および測定装置２は、いずれも、ＣＰＵと、メモリと、通信制御装置とを備えた汎用的なコンピュータを用いることができる。このコンピュータおいて、ＣＰＵがメモリ上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、各装置の各機能が実現される。

以上説明した本実施形態では、映像信号の輝度を明輝度および中間輝度に変化させることにより測定映像信号を発生させ、映像信号の伝送時間を測定する。これにより、伝送情報量を増加させることなく、映像信号のみを用いて映像信号の伝送時間を測定することができる。また、伝送する映像の種類、および映像圧縮方法に関わらず、映像信号の伝送時間を測定することができる。

また、本実施形態では、送信側の測定信号発生装置１と受信側の測定装置２とは、共通の基準時刻源９６から取得した基準時刻を用いている。すなわち、測定信号発生装置１は基準時刻に基づいて計測時刻点を映像信号に設定し、測定装置２は計測時刻点または補助計測点を検出した時刻を基準時刻源９６から取得する。これにより、測定信号発生装置１と測定装置２とが遠隔地点間（例えば、国際伝送など）にある場合であっても、容易にかつ高い精度で伝送時間を算出することができる。

また、本実施形態では、計測時刻点から所定の無効回避時間内で、明輝度から中間輝度へ、また中間輝度から明輝度へと、繰り返し輝度を変化させる。これにより、有効映像領域以外の領域に計測時刻点が存在する場合であっても、高精度な伝送時間の測定を行うことができる。

また、本実施形態では、外部信号源９１の映像フレーム周波数を用いて測定映像信号を発生させるため、映像フレーム周波数が異なることに起因する動作状態の変化を発生させることなく、映像音声送信装置９２が安定した動作状態で伝送時間を計測することができる。したがって、実際に伝送する映像信号の伝送時間により近い伝送時間を測定することができる。

また、本実施形態では、無瞬断切替部１７のスイッチを測定時側に切替えることで、瞬時に測定が開始されるため、映像音声送信装置９２には非測定時の外部信号と測定時の測定信号とが途切れることなく入力される。これにより、映像音声送信装置９２が安定した動作状態で伝送時間を計測することができ、より高精度な伝送時間を測定することができる。

また、本実施形態では、映像信号の先頭と到着時刻と音声信号の先頭の到着時刻とを用いて、リップシンクを測定することができる。また本実施形態では、正極性の音声信号と負極性の音声信号とを交互に発生させることにより、音声信号の伝送シーケンス異常を検出することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

本発明の一実施形態が適用された映像伝送測定システムを説明するための説明図である。 測定信号発生装置のブロック図である。 測定信号発生装置が生成する測定信号を説明するための説明図である。 測定映像フレームを詳細に示した説明図である。 測定映像信号の発生処理のフローチャートである。 測定音声信号の発生処理のフローチャートである。 測定装置のブロック図である。 映像伝送時間の算出処理のフローチャートである。 リップシンクの算出処理のフローチャートである。 リップシンクを説明するための説明図である。 測定装置の表示部に表示される測定結果の画面表示例である。 計測時刻点および補助計測点とフレームパルスとの関係を説明する説明図である。

符号の説明

１：測定信号発生装置
１１：時刻取得部
１２：制御部
１３：映像フレーム発生部
１４：輝度変調部
１５：音声信号発生部
１６：音声変調部
１７：無瞬断切換部
２：測定装置
２１：時刻取得部
２２：輝度検出部
２３：映像伝送時間演算部
２４：音声検出部
２５：リップシンク演算部
２６：映像伝送時間表示部
２７：リップシンク表示部

Claims (9)

1. 測定用の測定映像信号を発生する測定信号発生装置と、前記測定映像信号の伝送時間を測定する測定装置と、を有する映像伝送測定システムであって、
   前記測定信号発生装置は、
   基準時刻源から取得した基準時刻に基づいて、所定のタイミングで測定映像信号の発生を制御する制御手段と、
   前記制御手段の制御に基づいて輝度を変化させて、測定映像信号を発生させる輝度変調手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記測定映像信号の各画素の輝度を変化させることにより、当該測定映像信号の中に送信側時刻を示す計測時刻点を設定し、
   前記測定装置は、
   所定の通信機器を介して伝送された前記測定映像信号の輝度を検出する輝度検出手段と、
   検出した輝度の変化に基づいて前記測定映像信号の中に設定された計測時刻点を検出するとともに、当該計測時刻点を検出した受信側時刻を前記基準時刻源から取得し、前記受信側時刻から前記送信側時刻を減算することにより、前記測定映像信号の伝送時間を演算する映像伝送時間演算手段と、を有すること
   を特徴とする映像伝送測定システム。
2. 請求項１記載の映像伝送測定システムであって、
   前記測定信号発生装置は、
   前記制御手段の制御に基づいて測定映像信号と同期させた測定音声信号を発生させる音声発生手段を、さらに有し、
   前記測定装置は、
   所定の通信機器を介して伝送された前記測定音声信号を検出する音声検出手段と、
   前記測定音声信号を検出した音声検出時刻と、前記測定映像信号の輝度に基づいて当該測定映像信号を検出した映像検出時刻との差から、リップシンクを演算するリップシンク演算手段と、をさらに有すること
   を特徴とする映像伝送測定システム。
3. 請求項２記載の映像伝送測定システムであって、
   前記測定信号発生装置の音声出力手段は、正極性の音声振幅の測定音声信号と、負極性の音声振幅の測定音声信号とを交互に出力し、
   前記測定装置のリップシンク演算部は、前記測定音声信号の音声振幅の極性が妥当か否かを判別すること
   を特徴とする映像伝送測定システム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の映像伝送測定システムであって、
   前記測定信号発生装置の制御手段は、前記計測時刻点から所定の無効回避時間内において、前記測定映像信号の各画素の輝度をさらに変化させることにより、当該測定映像信号の中に補助計測点を設定し、
   前記測定装置の映像伝送時間演算手段は、前記補助計測点を検出するとともに、当該補助計測点を検出した受信側補助時刻を前記基準時刻源から取得し、当該受信側補助時刻から前記無効回避時間または前記無効回避時間より小さい時間を減算した時刻を受信側時刻とみなし、当該受信側時刻から前記送信側時刻を減算することにより、前記測定映像信号の伝送時間を演算すること
   を特徴とする映像伝送測定システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の映像伝送測定システムであって、
   前記測定信号発生装置は、
   外部信号源から入力された映像信号の映像フレーム周波数を再生成し、前記制御手段に出力する映像フレーム発生手段をさらに有し、
   前記制御手段は、基準時刻源から取得した基準時刻と前記映像フレーム周波数とに基づいて、所定のタイミングで測定映像信号である測定映像フレームの生成を制御すること
   を特徴とする映像伝送測定システム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の映像伝送測定システムであって、
   前記測定信号発生装置の制御手段は、前記測定映像信号の輝度を明輝度および中間輝度に制御し、前記測定映像信号以外の映像信号の輝度を全て暗輝度に制御すること
   を特徴とする映像伝送測定システム。
7. 映像伝送測定システムにおける測定用の測定映像信号を発生する測定信号発生装置であって、
   基準時刻源から取得した基準時刻に基づいて、所定のタイミングで測定映像信号の発生を制御する制御手段と、
   前記制御手段の制御に基づいて輝度を変化させて、測定映像信号を発生させる輝度変調手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記測定映像信号の各画素の輝度を変化させることにより、当該測定映像信号の中に送信側時刻を示す計測時刻点を設定すること
   を特徴とする測定信号発生装置。
8. 映像伝送測定システムにおける測定用の測定映像信号の伝送時間を測定する測定装置であって、
   所定の通信機器を介して伝送された前記測定映像信号の輝度を検出する輝度検出手段と、
   検出した輝度の変化に基づいて前記測定映像信号の中に設定された送信側時刻を示す計測時刻点を検出するとともに、当該計測時刻点を検出した受信側時刻を前記基準時刻源から取得し、前記受信側時刻から前記送信側時刻を減算することにより、前記測定映像信号の伝送時間を演算する映像伝送時間演算手段と、を有すること
   を特徴とする測定装置。
9. 映像伝送測定システムが行う映像伝送時間の測定方法であって、
   基準時刻源から取得した基準時刻に基づいて、映像信号の各画素の輝度を変化させて、送信側時刻を示す計測時刻点を設定した測定映像信号を発生させる発生ステップと、
   所定の通信機器を介して伝送された前記測定映像信号の輝度を検出する輝度検出ステップと、
   検出した輝度の変化に基づいて前記測定映像信号の中に設定された計測時刻点を検出するとともに、当該計測時刻点を検出した受信側時刻を前記基準時刻源から取得する取得ステップと、
   前記受信側時刻から前記送信側時刻を減算することにより、前記測定映像信号の伝送時間を演算する映像伝送時間演算ステップと、を有すること
   を特徴とする映像伝送測定方法。

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