JP4791578B2 - ルーティングスイッチャ内におけるソフトメディア処理装置及び方法 - Google Patents

Description

非ブロッキングルータとしても知られる信号ルータは、１以上の入力チャネル上の信号を１以上の出力チャネルにスイッチするのに使用される。典型的には、このような信号ルータは、入力チャネルと出力チャネルを選択的に接続するためのクロスポイントスイッチのマトリックスを有する。いくつかの信号ルータでは、これらクロスポイントスイッチは手動により設定される。

一部のルーティングスイッチは、ソースとデスティネーションが選択されることに応答して、クロスポイントスイッチの動作のための制御信号をソフトウェアが生成するコンピュータ又はプロセッサにより制御されるスイッチング機能を利用する。

ルータに接続されるソース装置とデスティネーション装置の大部分は、複数の信号を有し、このため、ビデオカメラは４つのビデオチャネルと左右のオーディオチャネルとを有し、ＶＣＲはビデオチャネルと２つのオーディオチャネルとを有する可能性がある。従来、ルーティングスイッチは、信号の入出力経路のスイッチングを制御するため、放送局に設けられていた。信号ソースからのビデオ信号とオーディオ信号とが任意の入力ラインを介しフェッチされた後、それらは、ビデオ信号とオーディオ信号に対する編集処理が各受信ユニットにおいて実行されるように、指定された任意の出力ラインを介しエディタ側の各受信ユニットに提供される。

より詳細には、ルーティングスイッチは、任意の入力ラインから任意の出力ラインに外部のビデオ信号とオーディオ信号とを配信するため、入力ラインと出力ラインとが互いに交差するクロスポイント群から構成されるマトリックス状の入出力スイッチング装置である。マトリックスの各列に入力ラインを設定し、各行に出力ラインを設定することによって、指定された入力ライン上の入力信号は、指定されたクロスポイントを介し指定された出力ラインから提供される。

図１に示されるように、ルーティングスイッチャ１００は、ＩＮサイドに入力ラインＩ_１〜Ｉ_ｎ１１０を有し、ＯＵＴサイドの出力ラインＯ_１〜Ｏ_ｍ１２０は、信号が指定された入力ラインから、入力ラインＩ_１〜Ｉ_ｎと出力ラインＯ_１〜Ｏ_ｍとが互いに交差するクロスポイント１３０を介し指定された出力ラインに提供されるように、マトリックス形式に配置される。

また、ルーティングスイッチャは、複数の出力ラインＯ_１〜Ｏ_ｍから任意に選択された１〜ｍ個の出力ラインから信号を提供することが可能であり、これにより、任意の信号が出力ラインＯ_１〜Ｏ_ｍのすべてから又は指定された所定の出力ラインのみから同時に出力されることを可能にする汎用性を提供する。

広範な信号処理機能が、典型的には、送受信に関して信号に適用される。従来、信号処理はルーティングスイッチャの外部で処理された。例えば、信号がノイズ低減を必要とする場合、ルーティングスイッチャは、入力ポートにおいて信号を受信し、ノイズ低減のため信号プロセッサに接続される出力ポートにおいて信号を送信するよう構成される。信号プロセッサは、その後、処理された信号を、信号のデスティネーションに係る他の出力ポートに接続される他の入力ポートに提供する。

他の信号処理構成は、信号がノイズ低減を要求する場合、信号プロセッサが信号のデスティネーションに直列的に配置されるように、デスティネーション装置に直列的なものとされる。例えば、信号はデスティネーションに係る出力ポートに接続される入力ポートにおいて受信され、デスティネーション装置に直接到達する前に、ルーティングスイッチの外部の専用の信号処理装置により処理される。

上述したシナリオにおけるルーティングスイッチャの外部の信号処理に係る問題点は多数ある。例えば、複数の入出力がプロセッサを必要とする信号について占有され、それぞれが設定される必要がある。さらに、直列的処理が使用される場合、処理装置リソースは、同一のデスティネーション装置を共有しない他の入力に共有又は再配置することができない。

従来技術の問題点を軽減するため、本主題の課題は、統合された信号処理を有するメディアルーティングスイッチを提供することである。ルーティングスイッチは、クロスポイントマトリックにより接続される複数の入力と複数の出力とを含む。ルーティングスイッチはまた、クロスポイントマトリックに接続され、入力の１以上と出力の１以上との間で動的に接続される中央処理ユニットを有する。中央プロセッサは、クロスポイントマトリックを介し入力から第１の信号を受信し、受信した信号に対して少なくとも２つの信号処理機能の１つを実行し、処理された信号を出力する。

本主題のさらなる課題は、オーディオビデオ信号をルーティングする方法を提供することである。本方法は、複数の入力を複数の出力と１以上の中央処理ユニットの入力に動的に割当て、１以上の中央処理ユニットの出力を複数の出力の１以上に動的に割り当てることを含む。本方法はさらに、少なくとも２つの処理機能の１つを動的に選択し、１以上の中央処理ユニットの入力に係る信号を選択された処理機能により処理し、１以上の中央処理ユニットの出力において処理された信号を出力することを含む。

上記及び他の課題は、フレキシブルな手段を可能にするため、ルータ内に各種ソフト信号処理を設けることによって従来技術の問題点を軽減する。

開示される主題の上記課題及び他の効果は、本開示が属する技術の当業者について、請求項、添付された図面及び以下の好適な実施例の詳細な説明を参照することにより容易に明らかになるであろう。

図１は、従来技術によるルーティングスイッチである。 図２は、本主題の実施例による統合的な処理機能を有するルーティングスイッチを示す。 図３は、本主題の実施例によるメディアルーティング方法の代表的なフローチャートである。

図２は、統合的なソフトＣＰＵベースの処理を有するオーディオ／ビデオ（ＡＶ）ルーティングスイッチャを示す。ＡＶルータは、クロスポイントマトリックスを含む。クロスポイントマトリックスは、複数の入力（Ｉ_１（２１１），Ｉ_２（２１２），Ｉ_３（２１３），．．．，Ｉ_ｎ（２１ｎ））を有する。図２のルータは８つの入力を示すが、ルータの入力は、典型的には、４〜１０００個の範囲であり、８つの入力の使用は単なる一例であり、ここに添付した請求項の範囲を限定するものでない。クロスポイントマトリックスはまた、複数の出力（Ｏ_１（２２１），Ｏ_２（２２２），Ｏ_３（２２３），．．．，Ｏ_ｍ（２２ｍ））を有する。図２のルータは１２個の出力を示すが、これもまた単なる一例であり、ここに添付した請求項の範囲を限定するものでない。さらに、入力と出力との比は単なる一例であり、他の比率もまた等しく想定される。入力２１０と出力２２０とは、典型的にはピン又はポートの形式を有する。入力２１０と出力２２０とは、まとめて２３０により参照されるクロスポイント接続を介しクロスポイントマトリックス２０１により接続される。簡単化のため、これらの接続は弾丸型の交差として示される。

図２のＡＶルータは、２つのソフトメディアプロセッサ（ＳＭＰ）又はＣＰＵであるＳＭＰ＃１ ２４０ａとＳＭＰ＃２ ２４０ｂとを有する。ＳＭＰ（まとめて２４０）は、ルータと一体化され、クロスポイントマトリック２０１に接続される。ＳＭＰ２４０は、少なくとも２つの信号処理機能を実行するよう構成される。ＳＭＰ２４０は、２つの入力と２つの出力とをそれぞれ有するが、単なる実際上の制限として任意数の入出力を有してもよい。さらに、ＳＭＰ２４０はまた、クロスポイントマトリックス２０１にフィードバックしない１以上の直接的な出力２５３を有してもよく、Ｏ_Ｋ，Ｏ_Ｌとして示される直接的な出力２５３は、モニタと共に使用可能である。ＳＭＰ２４０により実行可能な処理機能の個数は多数であり、これらの処理機能は、ノイズ低減に限定されず、色補正、ミキシング、グラフィックス挿入、圧縮（符号化／復号化）、アスペクト比変換、ビデオ、オーディオゲイン、オフセット調整、色空間変換、埋め込みデータグルーミング（オーディオ、メタデータ）、デジタルビデオコードプロテクション、オーディオサンプリングレート変換、ゲンロック、フレーム同期、オーディオ同期、ガマットプロテクション、ＯＳＤメニュー処理、フィルムケイデンス、検出／処理／生成、エッジ整形、クロマコアリング、ベース信号生成、詳細エンハンスメント、ｓｉｎ（ｘ）／ｘ補正、スロープ等化、バンドリミティング（ブリックウォール）、クロマ変調、復調、ｔｓグルーミング、ｓｔａｔ多重化、リタイムスタンプ処理、クワントテーブル調整（ＡＧＶ）、リレーティング（ｍｐｅｇ）、デインタレース、クロマルマ分離、等化、動き推定、ｄｃｔ圧縮、ｗａｖｅｌｅｔ圧縮、順方向誤り訂正、オーディオ圧縮、クリッピング、ガマット訂正、オーディオ／ビデオ多重化、オーディオ／ビデオ逆多重化、ストリーム多重化、スケーリング、ポジショニング、ソースＩＤ、リフェージング、遅延補償、ピクチャオーバレイ、ボイスオーバ、オーディオミキシング、ビデオミキシング、ビデオエフェクト、キーイング、コード変換、レート変換、フォーマット変換、スキャンレート変換、アンチエイリアシング、パフォーマンスメータ化／測定、準拠性チェック／訂正、誤り検出／訂正、メタデータ同期、メタデータ多重化／逆多重化及びストリーム管理を含む。上記処理機能のリストは長いが、それは包括的なものでなく、本主題は列記されたものに限定されるものでない。ＳＭＰ２４０は、リプログラマブルであるとき、ＳＭＰ２４０の内部のレジデントメモリ又はルーティングスイッチの内部の付属のメモリに処理に必要なソフトウェアを維持する。

他の実施例では、ＳＭＰ２４０は、何れの処理機能を適用するか決定するため、信号に対して診断又は自己検出を実行する。診断機能は、ＳＭＰ２４０に係る複数の信号処理機能の１つであってもよい。自己検出については、ＳＭＰ２４０は、プロトコルを他の所定のプロトコルに変換するため、適切な処理機能を選択する。ＳＭＰ２４０はまた、診断及び自己検出に基づきクロスポイントマトリックスを設定するための命令を提供してもよい。例えば、ＳＭＰ２４０からの出力がＨＤＴＶミキサに接続されたが、ルータ２００に受信された入力がＳＤとして検出された場合、ＳＭＰは、ＨＤＴＶのためのＳＤビデオ入力をデインタレース、アップ変換及びリフォーマット化するため、処理機能を選択する。

図２のＳＭＰ２４０は、まとめて２６０により参照される内部入力と、まとめて２５０により参照される内部出力とを介しクロスポイントマトリックスに接続され、クロスポイントマトリックス２０１を介し何れかの入力２１０から信号を受信するため、クロスポイントマトリックスを介し設定可能である。信号に対して少なくとも２つの信号処理機能の１つを実行した後、ＳＭＰ２４０は、クロスポイントマトリックス２０１を介し何れかの出力２２０に信号を出力するよう、又は上述されるように、１以上の直接的な出力２５３（Ｏ_Ｋ，Ｏ_Ｌ）を介し直接出力するよう、構成可能である。

図示されるようなＳＭＰ２４０ａは、２つの入力２６１，２６２と、２つの出力２５１，２５２とを有する。ＳＭＰ２４０ａは、２６１，２６２からの両方の入力信号に対して同一の処理機能を実行してもよいし、又は図２に示されるような色補正及びノイズ低減などの異なる処理機能を実行してもよい。ＳＭＰ２４０はまた、処理機能が異なってもよい場合又は異なっていない場合、２以上の入力の各信号を合成してもよい。例えば、図２に示される入力Ｉ_１ ２１１とＩ_２ ２１２とがＳＭＰ２４０において処理及び合成され、Ｏ_１２ ２２１２におけるクロスポイントマトリックスから出力される。ノイズ低減は、Ｉ_１ ２１１とＩ_２ ２１２の両方に対して実行されてもよいし、又はＩ_１ ２１１からの信号に対してはノイズ低減が実行され、Ｉ_２ ２１２からの信号に対して色補正処理が実行されてもよい。

さらに、ＳＭＰ２４０により処理された信号は、複数の出力にブロードキャストされてもよい。例えば、ＳＭＰ２４０ａは、Ｉ_７ ２１７により提供される信号に対して色補正処理を実行する。その後、この処理された信号は、Ｏ_７ ２２７とＯ_１０ ２２１０として示される複数の出力に提供される。さらに、処理機能は、ＳＭＰ２４０の複数の処理機能の第１のものが入力信号に対して実行され、ルーティングスイッチ２００から処理された信号を送信する前に、他の処理機能を実行するためＳＭＰ２４０に提供されるクロスポイントマトリックス２０１に返される。例えば、合成信号による入力がＳＭＰにより分割され、各コンポーネント（オーディオとビデオなど）が異なる出力に提供されてもよい。

テーブル１は、図２に示されるルーティングスイッチ２００のための一例となるルーティング及び処理を示す。

テーブル１に示されるように、出力Ｏ_１〜６は、従来のルーティングスイッチが動作するように、クロスポイントマトリックス２０１を介し直接的に入力Ｉ_１〜６に接続される。Ｏ_７は、Ｉ_７から入力された信号に対して色補正を実行した後のＳＭＰ２４０ａからの出力である。図２の例では、Ｏ_８は、ＳＭＰ入力又はＳＭＰ出力の何れにも接続されない（ＮＣ）。Ｏ_９は、Ｉ_１から入力される信号に対してノイズ低減を実行した後のＳＭＰ２４０ａからの出力である。Ｏ_１０は、Ｉ_７から入力される信号に対して色補正を実行した後のＳＭＰ２４０ａからの出力である。Ｏ_１１は、Ｉ_２から入力される信号に対してグラフィック挿入とボイスオーバとを実行した後のＳＭＰ２４０ｂからの出力である。Ｏ_１２は、Ｉ_１及びＩ_２から入力される信号を合成した後のＳＭＰ２４０ｂからの出力である。テーブル１に示されるルーティングは単なる一例であり、ここに添付される請求項の範囲を限定するものでない。

図３を参照するに、オーディオビジュアル信号をルーティングするためのフローチャートが示される。ルーティングスイッチ２００では、入力２１０は、ブロック３０１により示されるように、クロスポイントマトリックス２０１を介しＳＭＰ入力２６０と出力２２０とに割り当てられる。同様に、ＳＭＰ出力２５０は、ブロック３０３に示されるように、クロスポイントマトリックスを介しルータ出力２２０に割り当てられる。ブロック３０５に示されるように、処理機能は、ＳＭＰ２４０上で利用可能な各処理機能から選択される。この選択は、割り当てられた信号の入力タイプに基づき予め決定されてもよいし、又は入力信号の特性に基づき動的に選択されてもよい。ＳＭＰは、ブロック２０７に示されるように、それのＳＭＰ入力において受信される信号に対して選択された処理機能を実行し、その後、ブロック３０９に示されるように、クロスポイントマトリックス２０１を介し割り当てられたルータ出力２２０に処理された信号を提供する。

本主題のさらなる態様は、複数の処理機能をクロスポイントマトリックスルータに搭載する。本主題の他の態様は、ルーティングスイッチ内において複数の信号をパラレル処理することを含む。本主題のさらなる他の態様は、ルーティングスイッチ内の異なる処理機能を用いて複数の信号をパラレル処理することを含む。

本主題のさらなる他の態様は、ルーティングスイッチ内における処理リソースの選択的割当てを可能にする。ＳＭＰは、１つの入力から他の入力に動的に変更し、１つの処理機能から他の処理機能に動的に変更してもよい。

本主題は、ルータスイッチ内に処理機能を内部化することによってエンドユーザのコストを低減し、これにより、専用のシリアル処理の必要性を低減する。この主題はまた、ソフトウェアの代わりに変更可能なルータ内のソフトメディア処理を使用することによりフレキシビリティを実現し、現在のルータは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせに専用の外部装置を必要とする。この主題はまた、ルータスイッチ内の信号処理を実行することによって信号フローを簡単化する。

Claims (10)

1. クロスポイントマトリックスにより動作接続される複数の入力と複数の出力であって、前記入力の少なくとも１つが前記出力の１以上に動的に接続される複数の入力と複数の出力と、
   ソフトメディアプロセッサ（ＣＰＵ）１とソフトメディアプロセッサ（ＣＰＵ）２とを有するソフトメディアプロセッサセットであって、各ソフトメディアプロセッサが前記クロスポイントマトリックスに動作接続され、前記入力の少なくとも１つと前記出力の１以上との間で動的に接続されるソフトメディアプロセッサセットと、
   を有するメディアルーティングスイッチであって、
   前記ソフトメディアプロセッサセットのソフトメディアプロセッサは、前記クロスポイントマトリックスを介し前記少なくとも１つの入力から第１信号を受信し、前記受信した第１信号に対して少なくとも２つの信号処理機能の１つの処理機能を実行し、１番目に処理された第１信号を出力するよう構成され、前記クロスポイントマトリックスを介し前記１番目に処理された第１信号を受信し、前記１番目に処理された第１信号に対して前記少なくとも２つの処理機能の他の処理機能を実行し、前記１以上の出力に２番目に処理された第１信号を出力するよう動的に構成され、第２入力と前記１以上の出力との間に動的に接続され、前記クロスポイントマトリックスを介し前記第２入力から受信した第２信号に対して前記少なくとも２つの信号処理機能の第２の処理機能を実行し、前記１番目に処理された第１信号と処理された第２信号とから合成信号を生成し、前記合成信号を前記１以上の出力に出力するメディアルーティングスイッチ。
2. 前記ソフトメディアプロセッサは、前記クロスポイントマトリックスを介し前記複数の入力の第２入力と前記複数の出力の第２出力との間に動的に接続され、前記第２入力から第２信号を受信し、前記第２信号に対して前記１つの処理機能を実行し、前記第２出力に処理された第２信号を出力するよう構成される、請求項１記載のメディアルーティングスイッチ。
3. 前記少なくとも２つの処理機能は、ノイズ低減、色補正、ミキシング、グラフィックス挿入、圧縮、アスペクト比変換、ビデオ、オーディオゲイン、オフセット調整、色空間変換、埋め込みデータグルーミング、デジタルビデオコードプロテクション、オーディオサンプリングレート変換、ゲンロック、フレーム同期、オーディオ同期、ガマットプロテクション、ＯＳＤメニュー処理、フィルムケイデンス、検出・処理・生成、エッジ整形、クロマコアリング、ベース信号生成、詳細エンハンスメント、ｓｉｎ（ｘ）／ｘ補正、スロープ等化、バンドリミティング、クロマ変調、復調、ｔｓグルーミング、ｓｔａｔ多重化、リタイムスタンプ処理、クワントテーブル調整、リレーティング、色補正、デインタレース、クロマルマ分離、等化、動き推定及びｄｃｔ圧縮からなる群から選択される、請求項１記載のメディアルーティングスイッチ。
4. 前記少なくとも２つの処理機能は、ｗａｖｅｌｅｔ圧縮、順方向誤り訂正、オーディオ圧縮、クリッピング、ガマット訂正、オーディオ／ビデオ多重化、オーディオ／ビデオ逆多重化、ストリーム多重化、スケーリング、ポジショニング、ソースＩＤ、リフェージング、遅延補償、グラフィック挿入、ピクチャオーバレイ、ボイスオーバ、オーディオミキシング、ビデオミキシング、ビデオエフェクト、キーイング、コード変換、レート変換、フォーマット変換、スキャンレート変換、アンチエイリアシング、パフォーマンスメータ化／測定、準拠性チェック／訂正、誤り検出／訂正、メタデータ同期、メタデータ多重化／逆多重化及びストリーム管理からなる群から選択される、請求項１記載のメディアルーティングスイッチ。
5. クロスポイントマトリックスを介し複数の入力を複数の出力と、ソフトメディアプロセッサ（ＣＰＵ）１とソフトメディアプロセッサ（ＣＰＵ）２とを有するソフトメディアプロセッサセットのソフトメディアプロセッサの１以上の入力とに動的に割り当てるステップと、
   前記クロスポイントマトリックスを介し１以上のソフトメディアプロセッサの出力を前記複数の出力の１以上に動的に割り当てるステップと、
   少なくとも２つの処理機能の１つの処理機能を動的に選択するステップと、
   前記ソフトメディアプロセッサにおいて、前記選択された処理機能により前記１以上のソフトメディアプロセッサの入力に係る第１信号を処理し、処理された前記第１信号を出力するステップと、
   前記クロスポイントマトリックスを介し１番目に処理された前記第１信号を受信し、前記１番目に処理された第１信号に対して前記少なくとも２つの処理機能の他の処理機能を実行し、前記１以上の出力に２番目に処理された前記第１信号を出力するステップと、
   第２入力と前記１以上の出力との間に動的に接続し、前記クロスポイントマトリックスを介し前記第２入力から受信した第２信号に対して前記少なくとも２つの処理機能の第２の処理機能を実行し、前記１番目に処理された第１信号と処理された第２信号とから合成信号を生成し、前記１以上の出力に前記合成信号を出力するステップと、
   を有する信号ルーティング方法。
6. 第２入力から第２信号を前記ソフトメディアプロセッサの第２入力上で受信し、前記第２信号と前記第１信号とを合成し、前記ソフトメディアプロセッサの出力の１以上において合成信号を提供するステップをさらに有する、請求項５記載の方法。
7. 信号処理を必要とする入力を決定し、前記決定に基づき前記機能を動的に選択するステップをさらに有する、請求項５記載の方法。
8. 前記決定に基づき、前記複数の入力を前記複数の出力と前記１以上のソフトメディアプロセッサの入力とに動的に割り当てるステップをさらに有する、請求項５記載の方法。
9. 前記少なくとも２つの処理機能は、ノイズ低減、色補正、ミキシング、グラフィックス挿入、圧縮、アスペクト比変換、ビデオ、オーディオゲイン、オフセット調整、色空間変換、埋め込みデータグルーミング、デジタルビデオコードプロテクション、オーディオサンプリングレート変換、ゲンロック、フレーム同期、オーディオ同期、ガマットプロテクション、ＯＳＤメニュー処理、フィルムケイデンス、検出・処理・生成、エッジ整形、クロマコアリング、ベース信号生成、詳細エンハンスメント、ｓｉｎ（ｘ）／ｘ補正、スロープ等化、バンドリミティング、クロマ変調、復調、ｔｓグルーミング、ｓｔａｔ多重化、リタイムスタンプ処理、クワントテーブル調整、リレーティング、色補正、デインタレース、クロマルマ分離、等化、動き推定及びｄｃｔ圧縮からなる群から選択される、請求項５記載の方法。
10. 前記少なくとも２つの処理機能は、ｗａｖｅｌｅｔ圧縮、順方向誤り訂正、オーディオ圧縮、クリッピング、ガマット訂正、オーディオ／ビデオ多重化、オーディオ／ビデオ逆多重化、ストリーム多重化、スケーリング、ポジショニング、ソースＩＤ、リフェージング、遅延補償、グラフィック挿入、ピクチャオーバレイ、ボイスオーバ、オーディオミキシング、ビデオミキシング、ビデオエフェクト、キーイング、コード変換、レート変換、フォーマット変換、スキャンレート変換、アンチエイリアシング、パフォーマンスメータ化／測定、準拠性チェック／訂正、誤り検出／訂正、メタデータ同期、メタデータ多重化／逆多重化及びストリーム管理からなる群から選択される、請求項５記載の方法。

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