JP5814972B2 - Ｉｐ非圧縮映像デコーダ - Google Patents

Description

本発明は、映像デコーダに関し、より詳細には、圧縮映像のＩＰパケットストリームから非圧縮映像のＩＰパケットストリームに変換する映像デコーダに関する。

映像を圧縮し伝送する従来の映像デコーダは、ＤＶＢ−ＡＳＩまたはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）からＭＰＥＧ２−ＴＳのフォーマットに格納されＭＰＥＧ２、Ｈ−２６４、ＪＰＥＧ２０００等の圧縮技術を用いて圧縮したデータを受信し、それらのデータを復号化し３Ｇ−ＳＤＩ、ＨＤ−ＳＤＩ、ＳＤ−ＳＤＩ、あるいはＨＤＭＩ（登録商標）といった非圧縮のデジタル映像信号として出力している。Ｅｔｈｅｒｎｅｔから受信する圧縮データのＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）方式、パケットフォーマットについては、ＳＭＰＴＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）で標準化されたＳＭＰＴＥ２０２２−１／２の仕様に準拠したしている映像デコーダが増えてきている。

これらの映像デコーダは、その用途としてスタジアム等においてカメラで接続した映像をネットワーク経由で受信し、復号化し、３Ｇ−ＳＤＩ、ＨＤ−ＳＤＩ、ＳＤ−ＳＤＩ、あるいはＨＤＭＩの非圧縮映像信号を生成し、放送局内の非圧縮映像信号をベースとしたシステムに送るのに用いたり、放送局内で映像の加工を行う場合に用いる事が多い。従って、入力のＥｔｈｅｒｎｅｔ上にＳＭＰＴＥ２０２２−２フォーマットに格納された圧縮映像のＩＰパケットストリームを入力すれば、出力の同軸ケーブル上に非圧縮映像信号を得られるという操作の利便性は重要である。

しかしながら、非圧縮映像信号は１本の同軸ケーブルあるいは光ファイバーケーブル上で１つのデータストリーム、あるいは一対のデータストリーム（３Ｇ−ＳＤＩ Ｌｅｖｅｌ−Ｂの場合）しか送れない。このため、複数の映像データストリームを扱う放送局のシステムにおいては、映像データストリームに比例した数の映像デコーダを具備するとともに、それらの映像デコーダの出力である複数本の非圧縮映像信号から放送局内で使用する非圧縮映像信号を選択するためにマトリックススイッチャ等の切替え装置が必要となる。

図５は、映像データストリームに比例した数の従来の映像デコーダを具備した放送局のシステム５００を示す図である。外部の競技場あるいは他の放送局からの映像を受信し、放送局内の編集システムと送出システム、およびモニター群へ配信するシステムを示している。

図５のシステムにおいては、競技場５１０−１〜５１０−１０のカメラ５１１−１〜５１１−９９からの映像は各競技場内で映像エンコーダ５１２−１〜５１２−９９でエンコードされ１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔを経由して放送局５２０に送られる。他の放送局５３０および５３１からの圧縮映像も同様に１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔを経由して放送局５２０に送られる。放送局５２０では上記の１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔより受信した圧縮映像のＩＰパケットストリームを復号化するために映像デコーダ５２２−１〜５２２−１０１を備えている。映像デコーダ５２２−１〜５２２−１０１で復号化された映像データを含むＨＤ−ＳＤＩの各非圧縮映像信号は、マトリックススイッチャ５２１に入力される。編集システム５２４、送出システム５２５、モニター群５２３が必要とするＨＤ−ＳＤＩの非圧縮映像信号はマトリックススイッチャ５２１で選択され、各システム、モニター群へ出力される。

このように、従来の技術では、複数の競技場、あるいは他の放送局からの映像を受信し放送局内に分配するシステムにおいては、放送局内の同軸ケーブルを用いた非圧縮映像信号処理のシステムと連動するために、外部より受信する各ＩＰパケットストリームに対して個別に映像デコーダを準備しておき、それらの映像デコーダが出力する非圧縮映像信号のなかから放送局内の各システムに必要な信号をビデオ信号用のマトリックススイッチャを用いて選択する必要があった。

このため、多数の不稼動の機器を設置しておく事となる。また、不稼働機器を減らすために日毎に機器の組み換えを行う事が現実的ではない事はあきらかである。

さらに図５のシステムの構成では、極めて高価なマトリックススイッチャを準備する必要があった。また、マトリックススイッチャの物理ポート数により選択される映像の本数が制限され、システムの柔軟性が失われるという課題があった。

従来の技術を用いた場合の別の課題は、放送局内のケーブル敷設のコストである。同軸ケーブルを前提としたこれらのシステムはケーブルの取り回しが大変で、敷設に多大なコストを要するという問題点もあった。

本発明の目的は、上記に述べた課題を解決し、不稼動の機器の比率を減らし、高価なマトリックススイッチャを必要とせず、システムの柔軟性を高め、伝送路構築、およびケーブル敷設のためのコストを低減する事を可能とする映像デコーダを提供する事にある。この目的を達成するために、本発明ではＩＰネットワークで用いられることを前提とした映像デコーダを提供する。

本発明の映像デコーダは、圧縮映像データをＩＰパケット化したストリームよりＩＰパケット化した非圧縮映像信号のストリームを発生させる映像デコーダである。

この機能を実現するために本発明の映像デコーダは、圧縮映像データをＩＰパケット化した１又は複数のストリームを受信する受信手段と、圧縮映像をＩＰパケット化したストリームから圧縮映像データを取り出す取り出し手段と、取り出した圧縮映像データを復号化する復号化手段と、復号化手段により復号化された映像を、ＩＰパケット化して非圧縮映像のストリームを作成し送信する送信手段と、複数のネットワークインタフェースから受信したＩＰパケットを複数の前記受信手段に分配する受信側のスイッチと、複数の前記送信手段で作成されたＩＰパケットを複数のネットワークインタフェースに分配する送信側のスイッチを有し、複数のネットワークインタフェースから受信した圧縮映像データのＩＰパケットストリームのなかから復号化対象のストリームを受信側のスイッチにより選択し受信手段に配分し、取り出し手段により圧縮映像データのＩＰパケットストリームから圧縮映像データを取り出し、取り出した圧縮映像データを復号化し、復号化した非圧縮映像データから非圧縮映像信号のＩＰパケットストリームを作成し、その非圧縮映像のＩＰパケットストリームをネットワークに送信する事を可能とする。

ここで、受信側のスイッチと送信側のスイッチについては、本発明を適用するネットワークの構成によっては、受信側のスイッチを持たず、ネットワークインタフェースと受信手段を直結させる、あるいは送信側のスイッチを持たず、送信手段とネットワークインタフェースを直結させる応用も可能である。

また、本発明の具体的な実装を行う場合にはスイッチとしてＯＳＩ（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）参照モデルでのレイヤ２あるいはレイヤ３対応のイーサネットスイッチを使う事が考えられる。Ｂｒｏａｄｃｏｍ社あるいはＭａｒｖｅｌｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ社により製品化されているこれらのスイッチは双方向スイッチであり、受信側のスイッチと送信側のスイッチを同じ１つのスイッチを使用して実現することも可能である。

さらに、本発明の映像デコーダはＩＰパケット化したストリームからオーディオデータを取り出す取り出し手段と、取り出したオーディオデータを復号化する復号化手段と、復号化されたオーディオデータを非圧縮映像信号のＩＰパケットストリームに含ませる組み込み手段を更に含み、取り出し手段によって取り出したオーディオデータを、復号化手段により復号化し、非圧縮映像信号のＩＰパケットストリームに含ませることも可能とする。

本発明によれば、複数の圧縮映像データのＩＰパケットストリームを本発明のＩＰ非圧縮映像デコーダに直接送信し、任意のストリームを選択し非圧縮映像のＩＰパケットストリームを生成し、ＩＰ非圧縮映像デコーダに接続される任意のネットワークに送信することができる。これにより、放送局システムにおいて、従来の同軸ケーブルベースのシステムに替わり、ＩＰネットワークの使用を前提としたシステムの構築が可能となる。すなわち、不稼動の機器の比率を減らし、高価なマトリックススイッチャを用いず、システムの柔軟性を高め、ケーブル敷設のためのコストを低減する事ができる。また、非圧縮の映像信号から圧縮された映像信号をネットワークの内側でエンコード可能とすることができるため、形態としてまったく新しい放送ネットワークを構築することが可能となる。

本発明の一実施形態にかかるＩＰ非圧縮映像デコーダを示す構成図である。 本発明の一実施形態にかかる映像伝送システムの構成図である。 図２の映像伝送システムでの、非圧縮映像からの圧縮映像のＩＰパケットストリームの作成から受信側でＨＤ−ＳＤＩを出力するまでのフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる映像配信システムの構成図である。 従来の放送システムを示す構成図である。 ＳＭＰＴＥ２０２２−１／２規定のＦＥＣ方式、パケットフォーマット示す図である。 ＳＭＰＴＥ２０２２−５／６規定のＦＥＣ方式、パケットフォーマット示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかるＩＰ非圧縮映像デコーダを示す構成図である。図１に記載のＩＰ非圧縮映像デコーダはＳＭＰＴＥ２０２２−１／２に準拠したＦＥＣ方式、パケットフォーマットの圧縮映像のＩＰパケットストリームを１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｒｎｅｔ １４１１−１〜１４１１−９９から受信し、４つのＩＰパケットストリームを選択する。そして、選択した４つのＩＰパケットストリームから映像データ、オーディオデータを取り出し復号化し、ＳＭＰＴＥ２０２２−５／６の仕様に準拠した非圧縮映像信号のＩＰパケットストリームを作成する。その後、１０Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １５１１−１〜１５１１−９９のなかの選択したネットワークに対して作成した圧縮映像のＩＰパケットストリームを送信する。

ここで図７にＳＭＰＴＥ２０２２−６で規定されたパケットフォーマットとＳＭＰＴＥ２０２２−５で規定されたＦＥＣ方式を示す。非圧縮映像は図７のＩＰパケットのＭｅｄｉａ Ｐａｙｌｏａｄのフィールドに乗せられ伝送される。Ｍｅｄｉａ Ｐａｙｌｏａｄは１３７６オクテットの固定長である。図７に示すＳＭＰＴＥ２０２２−５のＦＥＣ方式では、送信側において、ＳＭＰＴＥ２０２２−６準拠のＩＰパケット内のＭｅｄｉａ Ｐａｙｌｏａｄ内のデータからＬ×Ｄのマトリックスを作ることにより行単位、列単位の排他的論理和の演算を行う。このデータの演算により、ＦＥＣのデータを生成し、ＦＥＣ専用のＩＰパケットを作り送信する。一方で受信側においては、送信側と同様のマトリックスを作り、受信したＳＭＰＴＥ２０２２−６のＩＰパケットおよびＦＥＣパケットを用いて、送信側と同様に行単位、列単位の排他的論理和の演算を行う事により、パケットロスが発生した場合でも失われたパケットを復元する事が出来る。ＳＭＰＴＥ２０２２−５の規定内ではＦＥＣのモードとして列だけのサポート、行と列のサポート、行数と列数の選択等が可能であるが、本発明に関する説明の主眼ではないので説明を省く。

図６にＳＭＰＴＥ２０２２−２で規定されたパケットフォーマットとＳＭＰＴＥ２０２２−１で規定されたＦＥＣ方式を示す。圧縮映像は図６のＩＰパケットのＭＰＥＧ２−ＴＳ Ｐａｙｌｏａｄのフィールドに乗せられ伝送される。このフィールドには最大７個までのＭＰＥＧ２−ＴＳを乗せる事が出来る。図６に示すＳＭＰＴＥ２０２２−１のＦＥＣ方式は、行列のサイズの制限等の違いはあるが、基本的な動作原理は図７のＳＭＰＴＥ２０２２−５と同じである。

図１に記載のＩＰ非圧縮映像デコーダ１０は、４つのＩＰデコーダ部１００−１〜１００−４と受信側スイッチ１４０、送信側スイッチ１５０により構成される。

受信側スイッチ１４０および送信側スイッチ１５０の各スイッチは、ＩＰストリームの経路を選択するスイッチまたはルータとしての役割を果たし、例えばＭＡＣアドレスあるいはＩＰアドレスで経路の選択を行う。スイッチングまたはルーティングは、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルでの第２層または第３層で行われる。受信側スイッチ１４０は入力として１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １４１１−１〜１４１１−９９を持ち、出力としてＩＰデコーダ部へのインタフェース１１１−１〜１１１−４を持つ。これらの入力と出力の間で、受信側スイッチ１４０はＭＡＣサブレイヤあるいはＩＰレイヤでのパケットのスイッチングを行う。具体的には、受信側スイッチ１４０はＩＰ非圧縮映像デコーダで符号化の対象となるＩＰストリームをＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮ、あるいはＩＰアドレスにより選択し、ＩＰデコーダ部へのインタフェース１１１−１〜１１１−４に転送する。これにより復号化の対象となるＩＰストリームをＩＰデコーダ部に入力する事が出来る。

ＩＰデコーダ部１００−１は、ＩＰ入力インタフェース部１１０と、デコーダ部１２０と、ＩＰ出力インタフェース部１３０とを備える。

ＩＰ入力インタフェース部１１０は、パケット処理部１１０１と、ＦＥＣ処理部１１０２と、ＦＥＣ制御用のバッファメモリ１１０３とから構成される。なお、ＩＰデコーダ部１００−２〜１００〜４についても、ＩＰデコーダ部１００−１と同様に構成されている。

パケット処理部１１０１は、インタフェース１１１−１から入力したＩＰパケット１１１１を、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）サブレイヤ、ＩＰレイヤ、ＵＤＰレイヤ、およびＲＴＰレイヤにおいて検査する。そして、ＭＡＣアドレス、およびＩＰアドレスが、符号化の対象となるＩＰストリームのアドレスに一致し、ＦＣＳ検査、パケット長検査、およびチェックサム検査の結果が正常であったＩＰパケットのみをＦＥＣ処理部１１０２に転送する。

ＦＥＣ処理部１１０２は、パケット処理部１１０１から渡されたＩＰパケットをＦＥＣ制御用のバッファメモリ１１０３に書き込むとともに、受信側としてのＦＥＣマトリックスの制御を行う。ＦＥＣ処理部１１０２は、バッファメモリ１１０３に所定のＦＥＣマトリックスを構成するのに必要なＩＰパケットが全て書き込まれたと判断したら、バッファメモリ１１０３から当該ＦＥＣマトリックス用のデータを読み出し、ＦＥＣの演算を行う事によりパケットロスしたパケットを復元しエラー訂正処理を行う。エラー訂正処理後のＩＰパケットストリームは、ＦＥＣ処理部１１０２によりデコーダ部１２０に送られる。

デコーダ部１２０はＩＰ非圧縮映像デコーダに入力したＩＰパケットストリームからＭＰＥＧ２−ＴＳを取り出す信号抽出部１２１と、取り出したＭＰＥＧ２−ＴＳを入力し、映像データおよび音声データを出力するデコーダ制御部１２３と、取り出した映像データ、音声データを復号化するデコーダ１２２と、復号化したオーディオデータを復号化した非圧縮映像信号に組み込むオーディオ組み込み部１２５と、オーディオ組み込み部１２５の出力の非圧縮映像信号をＩＰパケット化する信号変換部１２４とを有する。

信号抽出部１２１は、ＩＰ入力インタフェース部１１０のＦＥＣ処理部１１０２から渡されたＩＰパケットストリーム内のＲＴＰのシーケンス番号の検査を行い、正常なＩＰパケットからＲＴＰ、ＵＤＰ、ＩＰ、ＭＡＣのヘッダを外し、ＭＰＥＧ２−ＴＳ１２１１を抽出し、デコーダ制御部１２３に転送する。

デコーダ制御部１２３は信号抽出部１２１から入力したＭＰＥＧ２−ＴＳ１２１１より圧縮映像データ１２３１と圧縮オーディオデータ１２３２−１〜１２３２−８を抽出し、デコーダ１２２に転送する。このＭＰＥＧ２−ＴＳ１２１１からの映像データ、オーディオデータの抽出については、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１の規格に基づき所定のフィールドのデータを抽出する事により行う。

オーディオデータについては、本実施例では８チャネルをデコードの対象とする。

デコーダ１２２は、Ｈ．２６４符号化により圧縮された圧縮映像の復号化を行う映像デコーダ１２２１とＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ）により圧縮されたオーディオデータ８チャネル分の復号化を行うオーディオデコーダ１２２２とから構成される。

映像デコーダ１２２１は、デコーダ制御部１２３からの映像データ１２３１を入力とし、Ｈ．２６４の復号化を行い非圧縮映像信号１２２３を出力する。オーディオデコーダ１２２２はデコーダ制御部１２３からのオーディオデータ１２３２−１〜１２３２−８を入力し、復号化したオーディオデータ１２３４−１〜１２３４−８を出力する。

オーディオ組み込み部１２５は映像デコーダ１２２１からの非圧縮映像信号１２２３とオーディオデコーダ１２２２からのオーディオデータ１２３４−１〜１２３４−８を入力し、オーディオデータ１２３４−１〜１２３４−８を非圧縮映像信号１２２３に組み込み、オーディオが組み込まれた非圧縮映像信号１２５１を発生する。このオーディオデータの３Ｇ−ＳＤＩ、ＨＤ−ＳＤＩあるいはＳＤ−ＳＤＩの非圧縮映像信号１２２３への組み込みについては、それぞれＳＭＰＴＥ４２４Ｍ、２９２Ｍ、２５９Ｍの規格に基づき行う。

信号変換部１２４は、ＳＭＰＴＥ２０２２−６の仕様に基づき非圧縮映像信号１２５１を固定長に分割し、ＲＴＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、およびＩＰヘッダを付ける事により、ＩＰパケット化する。

ＩＰ出力インタフェース部１３０は、ＦＥＣ処理部１３０２と、ＦＥＣ制御用のバッファメモリ１３０３と、１０Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔのパケット処理部１３０１とにより構成される。ＦＥＣ処理部１３０２は、信号変換部１２４から渡されたＩＰパケットをＦＥＣ制御用のバッファメモリ１３０３に書き込むとともに、送信側としてのＦＥＣマトリックスの制御を行う。ＦＥＣ処理部１３０２は、バッファメモリ１３０３に所定のＦＥＣマトリックスを構成するのに必要なＩＰパケットが全て書き込まれたと判断したら、バッファメモリ１３０３から当該ＦＥＣマトリックス用のデータを読み出し、ＦＥＣの演算を行う事によりＦＥＣパケットを生成する。ＦＥＣパケット、信号変換部１２４からのＩＰパケットはＳＭＰＴＥ２０２２−５で定められた所定の順番で、ＦＥＣ処理部１３０２からパケット処理部１３０１に送られる。

パケット処理部１３０１は、ＦＥＣ処理部１３０２からのＩＰパケットにＭＡＣヘッダ、ＦＣＳを付け、１０Ｇｂｐｓ ＥｔｈｅｒｎｅｔのＭＡＣサブレイヤの処理を行い、ＩＰパケット １３１１をインタフェース１３１−１を介して送信側スイッチ１５０へ転送する。

送信側スイッチ１５０は入力として各ＩＰデコーダ部１００−１〜１００−４とのインタフェース１３１−１〜１３１−４を持ち、出力として１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １５１１−１〜１５１１−９９を持つ。これらの入力と出力の間で、送信側スイッチ１５０はＭＡＣサブレイヤあるいはＩＰレイヤでのパケットのスイッチングを行う。具体的には、送信側スイッチ１５０はＩＰパケット １３１１をＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮ、あるいはＩＰアドレスを用いて１５１１−１〜１５１１−９９のなかの出力対象の１Ｇｂｐs Ｅｔｈｅｒｎｅｔに転送する。これにより符号化を行った結果としての非圧縮映像のＩＰパケットストリームを送信側スイッチに接続される任意のネットワークに送信する事が可能となる。

なお、図１の実施形態において、受信側スイッチ１４０は４つのパケットストリームを選択するものであるが、あくまで１例であり、本発明において、受信スイッチ１４０が選択するパケットストリームは、４つに限定されることはない。また、同様に、ＩＰデコーダ部についても、４つに限定されることはない。さらに１０Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔおよび１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔについても、本実施例に記した数に限定されることはない。図２以降の図およびその実施形態についても同様である。

図２は、図１に記載のＩＰ非圧縮映像デコーダ１０を使用した映像伝送システムの一例である映像伝送システム２００を示す図である。映像伝送システム２００は、カメラ２３０−１〜２３０−９９と、映像エンコーダ２１０−１〜２１０−９９と、ＩＰ非圧縮映像デコーダ１０と、非圧縮ＩＰ映像受信装置２２０−１〜２２０−９９と、モニター２４０−１〜２４０−９９を備えている。カメラ２３０−１〜２３０−９９と映像エンコーダ２１０−１〜２１０−９９とは、ＨＤ−ＳＤＩの同軸ケーブル２０１−１〜２０１−９９により接続され、映像エンコーダ２１０−１〜２１０−９９は、ＩＰ非圧縮映像デコーダ１０とは１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １４１１−１〜１４１１−９９により接続され、またＩＰ非圧縮映像デコーダ１０は、非圧縮ＩＰ映像受信装置２２０−１〜２２０−９９と１０Ｇ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １５１１−１〜１５１１−９９により接続されている。さらに、非圧縮ＩＰ映像受信装置２２０−１〜２２０−９９とモニター２４０−１〜２４０−９９は、ＨＤ−ＳＤＩの同軸ケーブルまたはＨＤＭＩのケーブルである ２２１−１〜２２１−９９で接続されている。

映像伝送システム２００はカメラ２３０−１〜２３０−９９のうちの１台で撮影した任意の映像を、モニター２４０−１〜２４０−９９の任意の１台で見るためのシステムであり、全てのカメラの映像を全てのモニターに転送する事が出来る。

映像エンコーダ２１０−１〜２１０−９９は、同軸ケーブル２０１−１〜２０１−９９を介してカメラ２３０−１〜２３０−９９からのＨＤ−ＳＤＩの非圧縮映像信号２３０１−１〜２３０１−９９を入力し、Ｈ．２６４符号により符号化しＳＭＰＴＥ２０２２−１／２のＦＥＣ方式、パケットフォーマットに準拠したＩＰパケットストリームを作成し１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １４１１−１〜１４１１−９９に送信する装置である。この機能を持つ装置は２０１２年の時点ですでにＴａｎｄｂｅｒｇ社、ＮＥＣ社、Ｆｕｊiｔｓｕ社等の複数の会社で社製品化されている。

非圧縮ＩＰ映像受信装置２２０−１〜２２０−９９はＳＭＰＴＥ２０２２−５／６のＦＥＣ方式、パケットフォーマットに準拠したＩＰパケットを１０Ｇ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １５１１−１〜１５１１−９９から受信して非圧縮映像信号を抽出し、ＨＤ−ＳＤＩまたはＨＤＭＩの非圧縮映像信号２２０１−１〜２２０１−９９を出力する装置である。この機能を持つ装置は２０１２年の時点ですでに製品化されており、例えばメディアグローバルリンクス社のＭＤ８０００である。

図２の映像伝送システム２００においては、例えば映像エンコーダ２１０−２により圧縮されＩＰパケット化されたストリーム１１１１は、１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １４１１−２を介して、ＩＰ非圧縮映像デコーダ１０に入力され、非圧縮映像のＩＰパケットストリーム１３１１に変換される。非圧縮映像のＩＰパケットストリーム１３１１は、ＩＰ非圧縮映像デコーダ１０から、送信側のスイッチ１５０により選択された１０Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １５１１−３を介して非圧縮ＩＰ映像受信装置２２０−３に入力される。非圧縮ＩＰ映像受信装置２２０−３において、非圧縮映像のＩＰパケットストリームから非圧縮映像信号が抽出され、同軸ケーブル２２１−３を介してＨＤ−ＳＤＩの非圧縮映像信号２２０１−３として出力され、モニター２４０−３で映される。

図３は、図２の映像伝送システム２００おける、非圧縮映像からの圧縮映像のＩＰパケットストリームの作成から受信側でＨＤ−ＳＤＩを出力するまでのフローチャートである。

ステップ３０１において、カメラ２３０−２からのＨＤ−ＳＤＩの映像信号を、例えば映像エンコーダ２１０−２によりＨ．２６４符号を用いて符号化し、ＳＭＰＴＥ２０２２―１／２の仕様に準拠したＦＥＣ方式、パケットフォーマットを用いて、ＩＰパケット化し、ＩＰパケットストリーム１１１１を１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １４１１−２に送信する。

ステップ３０２において、１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １４１１―２に送信されたＩＰパケットストリーム１１１１は、ＩＰ非圧縮映像デコーダ１０の受信側スイッチ１４０に入力され、受信側スイッチ１４０により、例えばＩＰデコーダ部１００−１のＩＰ入力インタフェース部１１０に転送される。

ステップ３０３において、ＩＰパケットストリーム１１１１は、ＩＰ入力インタフェース部１１０でＩＰレイヤ、ＵＤＰレイヤ、およびＲＴＰレイヤのチェックを受ける。ＭＡＣアドレス、およびＩＰアドレスがＩＰ非圧縮映像デコーダ１０が必要とするアドレスに一致しておりエラーの無かったＩＰパケットのみを対象にＦＥＣ処理が行われ、パケットロスとなったパケットをエラー訂正により回復させる。エラー訂正により回復されたパケットを含むパケット群がデコーダ部１２０の信号抽出部１２１に送られる。

ステップ３０４において、信号抽出部１２１はＩＰパケットストリーム内のＲＴＰのシーケンス番号の検査を行い、正常なＩＰパケットからＲＴＰ、ＵＤＰ、ＩＰ、ＭＡＣのヘッダを外し、ＭＰＥＧ２−ＴＳを抽出しデコーダ制御部１２３に転送する。デコーダ制御部１２３は信号抽出部１２１より渡されたＭＰＥＧ２−ＴＳから映像データと８チャネルのオーディオデータを抽出し、エンコーダ１２２に転送する。

ステップ３０５において、デコーダ１２２は、デコーダ制御部１２３が取り出した映像データをＨ．２６４符号により復号化し、８チャネルのオーディオ信号をＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ）により復号化し、非圧縮映像信号と、８チャネル分の復号化されたオーディオデータを出力する。ここで、映像の圧縮技術はＨ．２６４に限られず、ＪＰＥＧ２０００、Ｈ−２６４、ＶＣ−３等の圧縮技術の使用も考えられるし、オーディオの圧縮技術についてもＡＡＣに限られず、ＡＣ３、ＭＰＥＧ２ Ｌａｙｅｒ１等の使用も考えられる。

ステップ３０６において、オーディオ組み込み部１２５はデコーダ１２２の出力である非圧縮映像信号に、同じくデコーダ１２２の出力である８チャネル分のオーディオデータを組み込み、オーディオが組み込まれた非圧縮映像信号を発生する。

ステップ３０７において、信号変換部１２４は、ＳＭＰＴＥ２０２２−６の仕様に基づきオーディオ組み込み部１２５の出力の非圧縮映像信号を固定長に分割し、ＲＴＰのペイロードに入れ、ＲＴＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、およびＩＰヘッダを付ける事により、ＩＰパケット化する。

ステップ３０８において、ＩＰ出力インタフェース部１３０は、信号変換部１２４の出力のＩＰストリームにＦＥＣ演算を行い、ＦＥＣパケットを生成付加する。そして各ＩＰパケットにＭＡＣヘッダおよびＦＣＳを付け、１０Ｇｂｐｓ ＥｔｈｅｒｎｅｔのＭＡＣサブレイヤの処理を行い、ＩＰパケットストリーム１３１１として送信側スイッチインタフェース１３１−１へ転送する。送信側スイッチは、例えば１０Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ １５１１−３を選択して、このＩＰパケットストリームを転送する。

ステップ３０９において、ＩＰ非圧縮映像デコーダ１０の出力した圧縮映像のＩＰパケットストリーム１３１１から非圧縮映像受信装置２２０−３が非圧縮映像信号を抽出して、同軸ケーブル２２１−３に出力する。同軸ケーブル２２１−３に出力されたＨＤ−ＳＤＩの非圧縮映像信号２２０１−３は、モニター２４０−３で映される。

図１、図２、図３に関する上記の説明では受信側のスイッチと送信側のスイッチの両方を持つ構成を基にしていたが、本発明を適用するネットワークの構成によっては、受信側のスイッチを持たず、ネットワークインタフェースと受信手段を直結させる、あるいは送信側のスイッチを持たず、送信手段とネットワークインタフェースを直結させる応用も可能である。

また、本発明の具体的な実装を行う場合にはレイヤ２あるいはレイヤ３対応のイーサネットスイッチを使う事により受信側のスイッチと送信側のスイッチを同じ１つのスイッチを使用して実現することも可能である。

図４は、従来の同軸ケーブルベースのシステムとは異なり、ＩＰネットワークの使用を前提とし、本発明のＩＰ映像デコーダを、図５の放送システムに適用した構成である。

図４では競技場４１０−１〜４１０−１０の各カメラ４１１−１〜４１１−９９に対応して映像エンコーダ４１２−１〜４１２−９９が設置されており、競技場の各カメラの非圧縮映像はＳＭＰＴＥ２０２２−１／２に準拠したＩＰパケットストリームに変換され、１Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔを介してＩＰ非圧縮映像デコーダ４２１に入力する。放送局４３０および４３１からのＩＰパケットストリームも同様にＩＰ非圧縮映像デコーダ４２１に入力する。ＩＰ非圧縮映像デコーダ４２１では、入力したＩＰパケットストリームより映像データ、オーディオデータを取り出し復号化し、ＳＭＰＴＥ２０２２−５／６に準拠した圧縮映像のＩＰパケットストリームを作成し、受信側スイッチあるいは送信側スイッチを用いて編集システム４２４、送出システム４２５、モニター群４２３等へ接続されている１０Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔへ送信する。

図４のシステムでは、ＩＰパケットした圧縮映像のＩＰパケットストリームを、本発明のＩＰ非圧縮映像デコーダに直接送信し、符号化対象のＩＰパケットストリームを受信側スイッチにより選択するとともに、符号化した結果の非圧縮映像のＩＰパケットストリームの送信先を送信側スイッチにより選択する事ができる。これにより図５のシステムと比べた場合、不稼動の機器の比率を減らし、高価なマトリックススイッチャを用いず、システムの柔軟性を高め、ケーブル敷設のためのコストを低減する事ができる。

本発明のＩＰ非圧縮映像デコーダを用いることにより、得られるもう１つの利点は、従来１対１の同軸ケーブルを用いている事によって発生していたシステム上の制約を映像圧縮に関してＥｔｈｅｒｎｅｔをベースにして動かすことにより、形態としてまったく新しい放送ネットワークを構築することが可能となるという事である。

本発明は、スポーツイベントでの映像伝送システム、放送局内の映像配信システム等、複数の映像データストリームを扱うシステムに使用できる。

１０、４２１ ＩＰ非圧縮映像デコーダ
１００−１〜１００−４ ＩＰデコーダ部
１１０ ＩＰ入力インタフェース部
１１０１ パケット処理部
１１０２ ＦＥＣ処理部
１１０３ ＦＥＣ制御用バッファメモリ
１１１−１〜１１１−４ 受信側スイッチインタフェース
１１１１、１３１１ ＩＰパケットストリーム
１２０ デコーダ部
１２１ 信号抽出部
１２１１ ＭＰＥＧ２−ＴＳ
１２２ デコーダ
１２２１ 映像デコーダ
１２２２ オーディオデコーダ
１２２３ 非圧縮映像信号
１２３ デコーダ制御部
１２３１ 映像データ
１２３２−１〜１２３２−８ オーディオデータ
１２３４−１〜１２３４−８ オーディオデータ
１２４ 信号変換部
１２５ オーディオ組み込み部
１２５１ 非圧縮映像信号
１３０ ＩＰ出力インタフェース部
１３０１ パケット処理部
１３０２ ＦＥＣ処理部
１３０３ ＦＥＣ制御用バッファメモリ
１３１−１〜１３１−４ 送信側スイッチインタフェース
１４０ 受信側スイッチ
１４１１−１〜１４１１−９９ １Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ
１５１１−１〜１５１１−９９ １０Ｇｂｐｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ
１５０ 送信側スイッチ
２３０−１〜２３０−９９、４１１−１〜４１１−９９、５１１−１〜５１１−９９
カメラ
２０１−１〜２０１−９９、２２１−１〜２２１−９９ 同軸ケーブルまたはＨＤＭＩケーブル
２２０１−１〜２２０１−９９、２３０１−１〜２３０１−９９ ＨＤ−ＳＤＩまたはＨＤＭＩの映像信号
２１０−１〜２１０−９９、４１２−１〜４１２−９９、５１２−１〜５１２−９９
映像エンコーダ
２２０−１〜２２０−９９ 非圧縮ＩＰ映像受信装置
２４０−１〜２４０−９９ モニター
２００、４００、５００ 放送システム
４１０−１〜４１０−１０、５１０−１〜５１０−１０ 競技場
４２０、４３０、４３１、５２０、５３０、５３１ 放送局
４２３、５２３ モニター群
４２４、５２４ 編集システム
４２５、５２５ 送出システム
５２２−１〜５２２−１０１ 映像デコーダ
５２１ マトリクススイッチャ

Claims (12)

1. ＩＰパケット化された圧縮映像信号を伝送する第１のネットワークと、ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を伝送する第２のネットワークとを接続し、前記第１のネットワークから受信した前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を復号化し、前記第２のネットワークに前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を伝送するための映像デコーダであって、
   前記第１のネットワークから前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を受信する受信手段と、
   前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号から、圧縮された映像データを取り出す取出し手段と、
   前記圧縮された映像データを復号化する復号化手段と、
   前記復号化手段により前記復号化された映像データをＩＰパケット化して、前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を作成する作成手段と、
   前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を前記第２のネットワークに送信する送信手段と
   を含むデコーダ部を備えることを特徴とする映像デコーダ。
2. 複数の前記デコーダ部と、
   それぞれが前記少なくとも１つの第１のネットワークのうちのいずれかに接続された、複数の受信側ネットワークインタフェースと、
   前記複数の受信側ネットワークインタフェースの少なくとも１つを介して前記第１のネットワークから前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を受信し、前記複数のデコーダ部のうちの少なくとも１つを選択して前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を送信する受信側のスイッチと
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の映像デコーダ。
3. 複数の前記デコーダ部と、
   それぞれが前記少なくとも１つの第２のネットワークのうちのいずれかに接続された、複数の送信側ネットワークインタフェースと、
   前記複数の前記デコーダ部のいずれかから前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を受信し、前記複数の送信側ネットワークインタフェースのうちの少なくとも１つを選択し、前記選択された送信側ネットワークインタフェースを介して前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を前記第２のネットワークに送信する送信側のスイッチと
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の映像デコーダ。
4. 複数の前記デコーダ部と、
   それぞれが前記少なくとも１つの第１のネットワークのうちのいずれかに接続された、複数の受信側ネットワークインタフェースと、
   前記複数の受信側ネットワークインタフェースの少なくとも１つを介して前記第１のネットワークから前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を受信し、前記複数のデコーダ部のうちの少なくとも１つを選択して前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を送信する受信側のスイッチと、
   それぞれが前記少なくとも１つ第２のネットワークのうちのいずれかに接続された、複数の送信側ネットワークインタフェースと、
   前記選択されたデコーダ部から前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を受信し、前記送信側ネットワークインタフェースのうちの少なくとも１つを選択し、前記選択された送信側ネットワークインタフェースを介して前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を前記第２のネットワークに送信する送信側のスイッチと
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の映像デコーダ。
5. 前記受信側のスイッチと、前記送信側のスイッチとは、同一のスイッチを使用することを特徴とする請求項４に記載の映像デコーダ。
6. 前記取出し手段は、圧縮されたオーディオデータを取り出すオーディオデータ取出し手段を更に含み、
   前記復号化手段は、前記圧縮されたオーディオデータを復号化するオーディオデータ復号化手段を更に含み、
   前記作成手段は、前記オーディオデータ復号化手段によって復号化された前記オーディオデータを、前記復号化された映像データに含ませる組み込み手段を更に含む
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の映像デコーダ。
7. ＩＰパケット化された圧縮映像信号を伝送する第１のネットワークと、
   ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を伝送する前記第１のネットワークと異なる第２のネットワークと、
   前記第１のネットワークと、前記第２のネットワークとを接続し、前記第１のネットワークから受信した前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を復号化し、前記第２のネットワークに前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を伝送する映像デコーダと
   を備え、
   前記映像デコーダは、デコーダ部であって、
   前記第１のネットワークから前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を受信する受信手段と、
   前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号から、圧縮された映像データを取り出す取り出し手段と、
   前記圧縮された映像データを復号化する復号化手段と、
   前記復号化手段により前記復号化された映像データをＩＰパケット化して、前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を作成する作成手段と、
   前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を前記第２のネットワークに送信する送信手段と
   を含むデコーダ部を含むことを特徴とする映像配信システム。
8. 前記映像デコーダは、
   複数の前記デコーダ部と、
   それぞれが前記少なくとも１つの第１のネットワークのうちのいずれかに接続された、複数の受信側ネットワークインタフェースと、
   前記複数の受信側ネットワークインタフェースの少なくとも１つを介して前記第１のネットワークから前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を受信し、前記複数のデコーダ部のうちの少なくとも１つを選択して前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を送信する受信側のスイッチと
   をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の映像配信システム。
9. 前記映像デコーダは、
   複数の前記デコーダ部と、
   それぞれが前記少なくとも１つの第２のネットワークのうちのいずれかに接続された、複数の送信側ネットワークインタフェースと、
   前記複数のデコーダ部のいずれかから前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を受信し、前記複数の送信側ネットワークインタフェースのうちの少なくとも１つを選択し、前記選択された送信側ネットワークインタフェースを介して前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を前記第２のネットワークに送信する送信側のスイッチと
   をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の映像配信システム。
10. 前記映像デコーダは、
    複数の前記デコーダ部と、
    それぞれが前記少なくとも１つの第１のネットワークのうちのいずれかに接続された、複数の受信側ネットワークインタフェースと、
    前記複数の受信側ネットワークインタフェースの少なくとも１つを介して前記第１のネットワークから前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を受信し、前記複数のデコーダ部のうちの少なくとも１つを選択して前記ＩＰパケット化された圧縮映像信号を送信する受信側のスイッチと、
    それぞれが前記少なくとも１つの第２のネットワークのうちのいずれかに接続された、複数の送信側ネットワークインタフェースと、
    前記選択されたデコーダ部から前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を受信し、前記複数の送信側ネットワークインタフェースのうちの少なくとも１つを選択し、前記選択された送信側ネットワークインタフェースを介して前記ＩＰパケット化された非圧縮映像信号を前記第２のネットワークに送信する送信側のスイッチと
    をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の映像配信システム。
11. 前記受信側のスイッチと、前記送信側のスイッチとは、同一のスイッチを使用することを特徴とする請求項１０に記載の映像配信システム。
12. 前記映像デコーダの前記取出し手段は、圧縮されたオーディオデータを取り出すオーディオデータ取出し手段を更に含み、
    前記映像デコーダの前記復号化手段は、前記圧縮されたオーディオデータを復号化するオーディオデータ復号化手段を更に含み、
    前記映像デコーダの前記作成手段は、前記オーディオデータ復号化手段によって復号化された前記オーディオデータを、前記復号化された映像データに含ませる組み込み手段を更に含む
    ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の映像配信システム。

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