JP6066221B2 - リアルタイムメディアストリームを切り替える装置、方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、１以上のソースから１以上のシンクへと、リアルタイムメディアストリームを切り替える装置および方法に関する。本発明は更に、対応するコンピュータプログラムに関する。

専門のＴＶスタジオでは、リアルタイムメディアフロー、例えば、ＴＶカメラが生成するリアルタイムビデオストリームのソースと、対応するシンク（sink）、例えば、好適なスタジオモニタまたはデジタル編集機器とを、英語で、"Serial Digital Interface (SDI)"と称されるデジタルインターフェースによって、接続するのが通常である。ＳＤＩインターフェースにより、圧縮および暗号化されていないデジタルビデオストリーム（および、場合によっては、埋め込み時間コードストリームおよび／またはオーディオストリーム）を、同軸ケーブルまたは光導波管を介して送信可能であり、ＳＤＩインターフェースはまた、様々なビデオ形式およびビットレートに対応する、ＳＭＰＴＥ（Society of Motion Pictures and Television Engineers：米国映画テレビ技術者協会）によって規定された規格の全ファミリーを含む。例えば、ＳＤ−ＳＤＩ（"Standard Definition"：標準画質）とも称される、規格ＳＭＰＴＥ ２５９Ｍは、ビットレート２７０Ｍｂｉｔ／ｓを有する５７６ｉ形式（"インターレスされた"）でのＰＡＬ（Phase Alternating Line）ビデオ信号のデジタル送信を規定しており、ＥＤ−ＳＤＩ（"Enhanced Definition"：高画質）とも称されるＳＭＰＴＥ ３４４Ｍ規格では、ビットレート５４０Ｍｂｉｔ／ｓを有する５７６ｐ（"progressive"）形式のデジタル信号を送信可能とする。

高解像度ＨＤＴＶ（High Definition Television）アプリケーションでは、ＨＤ ＳＤＩとも称されるＳＭＰＴＥ ２９２Ｍという規格により、ビットレート１．４８５Ｇｂｉｔ／ｓおよび１．４８５／１．００１ Ｇｂｉｔ／ｓを有する７２０ｐまたは１０８０ｉ形式でのビデオ信号のデジタル送信が可能となっている。例えば、デジタルシネマまたは３Ｄシネマの分野のような、大きなビデオ形式の場合、相応の高いビットレートを有する好適な規格が利用可能である。このような規格の例として、デュアルリンクＨＤ−ＳＤＩとも称されるＳＭＰＴＥ ３７２Ｍ規格、および、３Ｇ−ＳＤＩ（第３世代）とも称されるＳＭＰＴＥ ４２４Ｍ規格が挙げられる。ソースとシンクとの間で、リアルタイムメディアストリームを切り替えるには、テレビスタジオエンジニアリングでは、いわゆるＳＤＩクロスバー（crossbar）が、典型的には使用される。これら装置は、機器の構成要素に応じて、例えば、ＳＤ−ＳＤＩ、ＨＤ−ＳＤＩおよび３Ｇ−ＳＤＩのような、異なるＳＤＩ形式のデジタルビデオストリームのためのソースおよびシンクを有し、シンク−ソース間の、トランスペアレント（transparent）な切り替え（switching）を可能としている。すなわち、時間的に連続する２つのアクセスユニットの間で切り替えが発生する、例えば、デジタルビデオストリームの２つの時間的に連続するフレーム間で切り替えが発生するのを、確かにする。

時間的配列で予め定められたスイッチング点で、または、所定のスイッチング範囲内で、切り替えオペレーションが発生し、スイッチング点または範囲は、例えば、ＳＤＩ形式のビデオストリームのための、ダイレクトＳＭＰＴＥ ＲＰ１６８（"Definition of Vertical Interval Switching Point for Synchronous Video Switching"）内で規定されている。しかしながら、ＳＤＩインタフェースによってリアルタイムメディアストリームを送信し、テレビスタジオの対応するＳＤＩクロスバーによって切り替えを行う場合、スタジオに必要な技術は高価であり、また、送信に使用される同軸ケーブルの最大の長さには、限界がある。

したがって、特に経済的側面から、テレビスタジオで使用されるシリアル−デジタルインフラストラクチャを、将来的には、パケット交換（packet-switched）インフラストラクチャ、すなわち、例えば、コンピュータネットワーク技術で広く使用されているＩＰベース（インターネットプロトコルベース）のインフラストラクチャへと変更することが望ましい。このようなパケットベースの解決策に変更する方が、現在スタジオで使用されている"特殊な"解決策よりも、長い目でみれば安価であり、ＳＤＩ形式のデジタルビデオストリームの送信に加えて、例えば、ＪＰＥＧ２００のような圧縮形式、または、ＭＸＦ（"Material eXchange Format"）のようなコンテナ形式といった、その他の形式での送信でも使用できる。更に、パケット交換インフラストラクチャ内では、ソフトウェアベースの画像処理および対応する記憶媒体の統合も容易である。

ＳＭＰＴＥ２０２２規格のファミリーおよびＳＭＰＴＥ２０２２−６規格（"High Bit Rate Media Transport over IP Networks" （ＨＢＲＭＴ））でのＩＰベースのネットワークによる、リアルタイムメディアストリームの送信の解決策がすでに存在し、特に、ＩＰベースのネットワーク（"SDI over IP"とも称される）により、ＳＤＩ形式で提供されたデジタルビデオストリームの送信が可能となる。しかしながら、"パケット交換世界"において、信号をトランスペアレントに切り替える、すなわち、２つの時間的に連続するアクセスユニットの間での切り替えを行うための、好適な解決策が存在しない。

本発明は、１以上のソースから１以上のシインクへとリアルタイムメディアストリームを切り替える装置および方法を提供し、例えば、ＩＰベースのネットワークである、"パケット交換世界"でのリアルタイムメディアストリームのトランスペアレントなスイッチングを可能とする。

本発明の一側面によれば、１以上のソースのリアルタイムメディアストリームを、１以上のシンクへと切り替える装置を提供する。装置は、１以上のソースを接続するための１以上のソースポートと、１以上のシンクを接続するための１以上のシンクポートと、スイッチングシンクとを備える。装置は、スイッチングシンクを、第１ソースのリアルタイムメディアストリームへと切り替える。スイッチングシンクは、第１ソースのリアルタイムメディアストリームをパケット交換形式で受信し、受信したリアルタイムメディアストリームをパケット交換形式で転送し、１以上のシンクを、スイッチングシンクが転送した第１ソースのリアルタイムメディアストリームに接続することを可能とするべく、パケットは、転送の間にスイッチングシンクに割り当てられた第１マルチポイント宛先アドレスを伴う。

装置が、スイッチングシンクを備え、当該スイッチングシンクを、例えば、テレビカメラである第１ソースのリアルタイムメディアストリームへと切り替えることにより、および、スイッチングシンクが第１ソースのリアルタイムメディアストリームを、例えば、ＩＰベースの形式であるパケット交換形式で受信することにより、受信したリアルタイムメディアストリームをパケット交換形式で転送できる。パケットは、スイッチングシンクに割り当てられた第１マルチポイント宛先アドレスを伴う。スイッチングシンクは、装置に接続されるシンク、例えば、好適なスタジオモニタまたはデジタル編集機器であるシンクの観点から、ＩＰベースのネットワークにおける、スイッチングシンクによって点オスされるリアルタイムメディアストリームのソースとして構成され、シンクは、マルチポイント宛先アドレスを使用して、スイッチングシンクに接続できる。

スイッチングシンク／ソースは、それぞれ、装置の要素またはポートとして、切り替え可能に設けられることから、装置に、トランスペアレントなスイッチングプロセスを実装することができる。すなわち、装置によって、更なる"レベル（階層）"のスイッチングシンクを設けることにより、リアルタイムメディアストリームのトランスペアレントなスイッチングが実現できる。

リアルタイムでない、マルチポイント宛先グループへの参加は、固定された設定とみなされ、同軸ケーブルを使用した接続に対応するが、物理的なアクセスは必要としない。実際のスイッチングプロセスは、ソースまたはシンクの"スイッチングシンク"への参加を行わずに達成することができ、例えば、ＳＮＭＰ（"Simple Network Management Protocol"）またはウェブインターフェースによって制御可能である。

以下の詳細な説明および特許請求の範囲において、"スイッチングシンク（switching sink）"という言葉は、リアルタイムメディアストリームの切り替えを行うスイッチングロジックを完全にまたは部分的に実現する装置の要素またはポートとして、抽象的に理解されるべきである。装置は更に、スイッチングシンクを、第１ソースのリアルタイムメディアストリームから、第２ソースのリアルタイムメディアストリームへと切り替えて、第２ソースのリアルタイムメディアストリームが、スイッチングシンクで受信されるようにすることが望ましい。

更に、装置は、バッファを更に備え、
バッファは、スイッチングシンクが、第１ソースのリアルタイムメディアストリームから第２ソースのリアルタイムメディアストリームへと切り替えられる間に、第１ソースのリアルタイムメディアストリームのデータ、および、第２ソースのリアルタイムメディアストリームのデータのうちの少なくとも一方をバッファするのが望ましい。通常、パケット交換ネットワークでは同期が行われていないことおよび２つのリアルタイムメディアストリームの間に位相シフトが存在することから、このようなバッファ、すなわち、スイッチングプロセスの間にバッファにリアルタイムメディアデータをバッファすることが必要となる。

装置は更に、スイッチングシンクが、第１ソースのリアルタイムメディアストリームから第２ソースのリアルタイムメディアストリームへと切り替えられる間に、第１ソースのリアルタイムメディアストリームに対して予め定められた第１スイッチング点または第１スイッチング範囲内において、スイッチングシンクによる第１ソースのリアルタイムメディアストリームの転送を停止し、第２ソースのリアルタイムメディアストリームに対して予め定められた第２スイッチング点または第２スイッチング範囲内において、スイッチングシンクによる第２ソースのリアルタイムメディアストリームの転送を開始するのが望ましい。スイッチング点またはスイッチング範囲はそれぞれ、望ましくは、時間的に連続したアクセスユニットの間、例えば、ビデオストリームの場合、時間的に連続した２つのフレームの間に位置することが望ましく、それにより、トランスペアレントなスイッチングが確かなものとなる。"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"のデジタルビデオストリームに対して、好適なスイッチング点またはスイッチング範囲がそれぞれ規定される、例えば、上記のＳＭＰＴＥ ＲＰ １６８で規定されている。

更に、望ましくは、第１スイッチング点および第２スイッチング点の少なくとも一方、または、第１スイッチング範囲および第２スイッチング範囲の少なくとも一方は、リアルタイムメディアストリームそれぞれのメディア形式に依存する。装置は更に、リアルタイムメディアストリームにおける識別データに基づいて、リアルタイムメディアストリームそれぞれのメディア形式を特定するのが望ましい。このような識別データは、例えば、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"で含まれる"Video Payload Identifier"（ＶＰＩＤ）（下記参照）であり、リアルタイムメディアストリームのメディア形式（例えば、ＳＤＩ形式 ７２０ｐ、１．４８５ Ｇｂｉｔ／ｓ）の特定を容易にする。そして、このメディア形式について予め定められたスイッチング点またはスイッチング範囲内において、正確でトランスペアレントなスイッチングを可能とする。スイッチング範囲に関して、パケットの境界がスイッチング範囲内に位置する場合には、２つのパケット間で切り替えを行うのが望ましい。これが不可能である場合には、古いソースと新しいソースとの間の切り替えを、１パケット内で行う必要がある。

装置は更に、所与のメディア形式のリアルタイムメディアストリームに対するスイッチング点またはスイッチング範囲を示したスイッチング規則を入力することにより、拡張可能であることが望ましい。これにより、今まで装置１がサポートしなかったメディア形式を有するリアルタイムメディアストリームを処理することが可能となる。

１以上のソースポートの少なくとも１つが、リアルタイムメディアストリームをパケット交換形式で送信する１以上ソースに接続可能であることが望ましい。更に、１以上のシンクポートの少なくとも１つは、リアルタイムメディアストリームをパケット交換形式で送信する１以上ソースに接続可能であるのが望ましい。したがって、装置を直接、対応するパケット交換環境、例えば、ＩＰベースのネットワークにおいて、リアルタイムメディアストリームの切り替えに使用することができる。

１以上のソースポートのうちの少なくとも１つは、当該ソースポートに接続されたソースのリアルタイムメディアストリームを、シリアル形式からパケット交換形式へと変換する、ソースポートコンバータを有することが望ましい。更に、１以上のシンクポートのうちの少なくとも１つは、当該シンクポートに接続されたシンクのリアルタイムメディアストリームを、パケット交換形式からシリアル形式へと変換する、シンクポートコンバータを有することが望ましい。したがって、ソースのリアルタイムメディアストリーム、および／または、例えば、ＳＤＩ形式のようなシリアル形式のみをサポートするシンクを、装置を使用して切り替えることができる。

望ましくは、装置は、１以上のソースポートのうちの１つから、パケット交換形式でリアルタイムメディアストリームを転送し、１以上のシンクを、１以上のソースポートのうちの１つから転送されるリアルタイムメディアストリームに接続することを可能とするべく、パケットは、第２マルチポイント宛先アドレスを含む。

望ましくは、パケット交換形式は、インターネットプロトコルに従う形式を含み、第１マルチポイント宛先アドレスは、ＩＰマルチキャスト宛先アドレス、すなわち、ＩＰマルチキャストプロトコルに従うマルチキャスト宛先アドレスである。このようなプロトコルはそれぞれ、最近のコンピュータネットワーク技術に分野で広く使用されており、特に、装置のスイッチング機能を実装するのに適している。

本発明の別の側面では、１以上のソースのリアルタイムメディアストリームを、１以上のシンクへと切り替える方法を提供する。方法は、１以上のソースを、１以上のソースポートに接続する段階と、１以上のシンクを、１以上のシンクポートに接続する段階と、スイッチングシンクを準備し、スイッチングシンクを、第１ソースのリアルタイムメディアストリームへと切り替える段階と、スイッチングシンクにおいて、第１ソースからリアルタイムメディアストリームをパケット交換形式で受信する段階と、パケット交換形式で受信したリアルタイムメディアストリームを、スイッチングシンクにより転送する段階と、１以上のシンクを、スイッチングシンクにより転送された第１ソースのリアルタイムメディアストリームに接続する段階とを備え、パケットは、転送する段階の間にスイッチングシンクに割り当てられた第１マルチポイント宛先アドレスを伴う。

本発明の更なる別の側面では、１以上のソースのリアルタイムメディアストリームを、１以上のシンクへと切り替えるコンピュータプログラムであって、コンピュータプログラムは、当該コンピュータプログラムが請求項１に記載の装置を制御するコンピュータで実行されると、装置に請求項１４に記載の方法を実行させるプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラムを提供する。

請求項１に係る１以上のソースのリアルタイムメディアストリームを、１以上のシンクへと切り替える装置、請求項１４に係る１以上のソースのリアルタイムメディアストリームを、１以上のシンクへと切り替える方法、および、請求項１５に係る１以上のソースのリアルタイムメディアストリームを、１以上のシンクへと切り替えるコンピュータプログラムは、同様なおよび／または同一の望ましい実施形態を有することができ、特に、独立請求項に規定される実施形態を有することができる。

以下、本発明の実施形態を添付の図面を参照して説明する。

第１のスイッチング状態において、１以上のソースから１以上のシンクへと、リアルタイムメディアストリームを切り替える装置の一実施形態例を概略的に示した図である。 スイッチングプロセスの間の、１以上のソースから１以上のシンクへと、リアルタイムメディアストリームを切り替える装置の一実施形態例を概略的に示した図である。 第２のスイッチング状態における、１以上のソースから１以上のシンクへと、リアルタイムメディアストリームを切り替える装置の一実施形態例を概略的に示した図である。 １以上のソースから１以上のシンクへと、リアルタイムメディアストリームを切り替える方法の一実施形態を概略的に示したフローチャートである。

以下の説明および添付の図面において、繰り返しを防ぐために、更なる区別が必要ない場合または理に適っている場合に、同一のまたは対応する構成要素にはそれぞれ、同じ参照番号が付与されている。

図１には、第１のスイッチング状態における１以上のソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３から１以上のシンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３へと、リアルタイムメディアストリームを切り替える装置１の一実施形態例が、概略的に示されている。本実施形態では、ソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３として、３つのテレビカメラが示されており、これらは、装置１の対応するソースポートＱＡ_１、ＱＡ_２、ＱＡ_３に接続されており、シンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３は、２つのモニタおよびデジタル編集機器として設けられ、装置１の対応するシンクポートＳＡ_１、ＳＡ_２、ＳＡ_３に接続されている。

本実施形態では、カメラＱ_１およびＱ_３は、イーサーネット（登録商標）ケーブル２によって装置１の対応するソースポートＱＡ_１およびＱＡ_３に接続されており、パケット交換形式、本実施形態では、規格ＳＭＰＴＥ２０２２−６（以下、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"とも称される）に従うパケット交換形式で、ダイレクトにデジタルビデオストリームを生成する。"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"は、ＳＤＩ形式で供給されたデジタルビデオストリームがＩＰ（インターネットプロトコル）パケットで送信される階層モデル（layer model）に基づいており、プロトコル層ＵＤＰ（User Datagram Protocol）およびＲＴＰ（Real-Time Transport Protocol）に加えて、タイミング、暗号化等についての情報が提供される。いわゆる"Video Payload Identifier（ビデオペイロード識別子）"（ＶＰＩＤ）も含み、規格ＳＭＰＴＥ ３５２Ｍ（"Television - Video Payload Identification for Digital Television Interfaces"）では、送信されたデジタルビデオストリームのメディア形式を特定する、識別子、識別データが規定されている。カメラＱ_２は、装置１の対応するソースポートＱＡ２に同軸ケーブル３によって接続され、シリアル形式のデジタルビデオストリームが生成される。本実施形態では、ソースポートＱＡ２に含まれるソースポートコンバータ４によって、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"に変換されるＳＤＩ形式のデジタルビデオストリームが生成される。装置１は、本実施形態では、３つのテレビカメラであるソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３で生成されたデジタルビデオストリームを、対応するソースポートＱＡ_１、ＱＡ_２、ＱＡ_３から、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"でインターナルに転送する。モニタＳ２およびデジタル編集機器Ｓ３も、イーサーネット（登録商標）ケーブル２によって、装置１の対応するシンクポートＳＡ２およびＳＡ３に接続され、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"でデジタルビデオストリームを直接受信する。モニタＳ１は、同軸ケーブル３によって、装置１の対応するシンクポートＳＡ１と接続され、シリアルＳＤＩ形式で、デジタルビデオストリームを受信する。シンクポートＳＡ１は、装置１においてシンクポートＳＡ１へと転送されたデジタルビデオストリームを、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"からシリアルＳＤＩ形式へと変換するシンクポートコンバータ５を備える。

本実施形態では３つのテレビカメラであるソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３から転送される、装置１で生成された"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"のデジタルビデオストリームのパケットは、マルチポイント宛先アドレスを有し、本実施形態では、望ましくはデジタルビデオストリームそれぞれに対して区別して設定可能な、ＩＰマルチキャスト宛先アドレスである。この実施形態では、カメラＱ_１およびＱ_３は、直接"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"でデジタルビデオストリームを生成する場合には、調整可能なＩＰマルチキャスト宛先アドレスを伴うパケットを生成するように構成してもよい。ＳＤＩ形式でデジタルビデオストリームを生成するカメラＱ_２の場合、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"への変換がまず、ソースポートＱＡ_２に含まれるソースポートコンバータ４で発生し、ソースポートコンバータ４を、調整可能なＩＰマルチキャスト宛先アドレスを有する"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"のパケットを生成するように構成することができる。更なる説明のために、図１に示された例におけるカメラＱ_１およびＱ_３が、ＩＰマルチキャスト宛先アドレスＩＰＭＺ_１およびＩＰＭＺ_３を有するパケットを生成し、ソースポートコンバータ４が、ＩＰマルチキャスト宛先アドレスＩＰＭＺ_２を有するパケットを生成すると仮定する。このＩＰマルチキャスト宛先アドレスにより、本実施形態では、２つのモニタと１つの編集機器であるシンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を、ソースポートＱＡ_１、ＱＡ_２、ＱＡ_３によって転送された"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"のデジタルビデオストリームに接続することが可能になる。このため、装置１は、本実施形態ではＩＰマルチキャストプロトコルである、マルチキャストプロトコル、および、対応する制御プロトコル、例えば、いわゆるInternet Group Management Protocol"（ＩＧＭＰ）のような、ＩＰマルチキャストグループの組織化の機能を有するインターネットプロトコルファミリーの一ネットワークプロトコルをサポートする。対応するＩＧＭＰメッセージを使用して、モニタＳ２およびデジタル編集機器Ｓ３は、特定のＩＰマルチキャストアドレスを有するデジタルビデオストリームを受信したいと、装置１に信号で通知することができる。ネットワークの分野の言葉で説明すると、モニタＳ２およびデジタル編集機器Ｓ３は、対応するＩＧＭＰメッセージを使用して、装置１に、特定のＩＰマルチキャストグループに参加したい旨を信号で通知する、すなわち、ソースポートＱＡ_１、ＱＡ_２、ＱＡ_３によって転送されるデジタルビデオストリームのパケットを、特定のＩＰマルチキャストアドレス、例えば、ＩＰＭＺ_１を使用して、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"で受信したいと通知する。シリアルＳＤＩ形式でデジタルビデオストリームを受信するモニタＳ１の場合、特定のＩＰマルチキャストグループへの参加は、シンクポートＳＡ１に含まれるシンクポートコンバータ５を介して行われてもよい。

図１に示される実施形態では、装置１のデジタル編集機器Ｓ３は、対応するＩＧＭＰメッセージを使用して、ＩＰＭＺ_１、ＩＰＭＺ_２およびＩＰＭＺ_３のＩＰマルチキャスト宛先アドレスを有するデジタルビデオストリームを受信したいと信号で通知する。すなわち、３つのソースポートＱＡ_１、ＱＡ_２、ＱＡ_３の全てのデジタルビデオストリームを受信したいと信号で通知し、この信号は、装置１からシンクポートＳＡ３へと転送される。（図では、実線で接続が示されている。）シンクポートコンバータ５は、対応するＩＧＭＰメッセージを使用して、ＩＰマルチキャスト宛先アドレスＩＰＭＺ_１を有するデジタルビデオストリームを受信したいと、装置１に信号で通知する。すなわち、ソースポートＱＡ１からデジタルビデオストリームを受信したいと信号で通知し、この信号は、装置１からシンクポートＳＡ１へと転送される。（図では、実線で接続が示されている。）

これまで説明した装置１の機能は、基本的に、すでに市場で入手可能なＩＰマルチキャストルータの機能に対応しており、ＩＰマルチキャストルータは、ＩＧＭＰまたはいわゆる"Internet Control Message Protocol for the Internet Protocol Version 6"（ＩＣＭＰｖ６）のような、標準的なネットワークプロトコルを使用して、ＩＰマルチキャストストリームを配信する。ここで、"現在のオペレーション"の間に、すなわち、本実施形態では、３つのテレビカメラであるソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３が、デジタルビデオストリームを生成し装置１に供給している間に、異なるデジタルビデオストリーム間で、２つのモニタおよび編集機器であるシンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を切り替えることが可能である。しかしながら、切り替えは、トランスペアレントな切り替えではない、すなわち、例えば、２つの時間的に連続したフレームの間で、デジタルビデオストリームの切り替えが起きているか、すなわち、切り替えがそれぞれ、２つの連続するアクセスユニットの間で起きているかを確かにすることができない。したがって、上記したマルチキャストルーティング機能は、"固定"された構成の設定に適している、すなわち、"現在のオペレーション"が開始する前に、ソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３のシンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３への固定割り当てを設定する場合に適している。

トランスペアレントな切り替えを可能とするためには、装置１は、ソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３のデジタルビデオストリームをそれぞれスイッチングシンクＳ_Ｓで受信するために、ソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３のデジタルビデオストリーム間で切り替えを行うことができる"インターン（intern）"スイッチングシンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を設ける。図１に示す例では、スイッチングシンクＳ_Ｓはまず、カメラＱ₁のデジタルビデオストリームに切り替えられる（図では点線で示されている）ので、スイッチングシンクＳ_Ｓにおいて、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"でビデオストリームが受信される。本実施形態では、スイッチングプロセスは、上記したＩＰマルチキャストプロトコルに基づく、すなわち、スイッチングシンクは、対応するＩＧＭＰメッセージで通知した後に、特定のＩＰマルチキャスト宛先アドレス、本実施形態では、ＩＰＭＺ_１、を使用してＩＰマルチキャストグループに参加する。スイッチングシンクＳ_Ｓのアクティブスイッチング状態、本実施形態では、ＩＰマルチキャストアドレスＩＰＭＺ_１を有するデジタルビデオストリームに切り替えた状態を、装置１に、例えば、対応するスイッチングテーブル等（図示せず）の形態で表すことができる。

そして、スイッチングシンクＳ_Ｓは、受信したデジタルビデオストリームをパケット交換形式、本例では、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"で、転送する。ここで、パケットは、スイッチングシンクＳ_Ｓに割り当てられたマルチポイント宛先アドレス、すなわち、本例では、望ましくは曖昧さを残すことなく設定可能なＩＰマルチキャスト宛先アドレスを伴うように提供される。図１の例において、更なる説明のため、シンクＳ_３によって転送された"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"のパケットが、ＩＰマルチキャスト宛先アドレスＩＰＭＺ _Ｓ と共に提供されると仮定する。このアドレスは、ＩＰマルチキャスト宛先アドレスＩＰＭＺ_１、ＩＰＭＺ_２およびＩＰＭＺ_３（上記参照）とは異なる、すなわち、装置１において一義的に定められている。

スイッチングシンクＳ_Ｓに割り当てられたＩＰマルチキャスト宛先アドレス（ここではＩＰＭＺ_Ｓ）により、本例では２つのモニタおよび編集機器であるシンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を、スイッチングシンクＳ_Ｓによって転送された"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"のデジタルビデオストリームと接続することが可能となる。すなわち、スイッチングシンクＳ_Ｓは、２つのモニタＳ_１およびＳ_２ならびにデジタル編集機器Ｓ_３から見ると、（装置１内で一義的に定められた）ＩＰマルチキャストソースであると言える。シンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の"ソース"であるスイッチングシンクＳ_Ｓとの接続は、例えば、上記したような対応するＩＧＭＰメッセージを使用して行われる。図１に示した例では、装置１のモニタＳ_２は、対応するＩＧＭＰメッセージを使用して、ＩＰマルチキャスト宛先アドレスＩＰＭＺ_Ｓを伴うデジタルビデオストリーム、すなわち、スイッチングシンクＳ_Ｓが転送するデジタルビデオストリームを受信したいと通知する。本例では、装置１によってシンクポートＳＡ_２へと転送される、カメラＱ_１のデジタルビデオストリーム（図では実線で示されている）である。

スイッチングシンク／ソースＳ_Ｓを使用すると、上記したソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３のシンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の"直接"スイッチングよりも、スイッチングプロセスを容易にトランスペアレントな態様で装置１に実装できることから、有利である。この点について、以下に、図２を参照してより詳細に説明する。図２には、スイッチイングプロセスの間に、１以上のソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３のリアルタイムメディアストリームを、シンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３へ切り替える装置１の一実施形態が概略的に示されている。

スイッチングプロセスを開始するべく、装置１は、例えば、ＩＰネットワークに接続されるデバイスを管理するのに使用されるインターネットプロトコルファミリーの一ネットワークプロトコルである、いわゆる"Simple Network Management Protocol"（ＳＮＭＰ）のような、好適な制御プロトコルをサポートする。対応するＳＮＭＰメッセージを使用して、例えば、モニタＳ_２またはデジタル編集機器Ｓ３は、スイッチングシンクＳ_Ｓを、例えば、カメラＱ_１である第１ソースのデジタルビデオストリームから、例えば、カメラＱ_２である第２ソースのデジタルビデオストリームへと切り替えるべきであるということを、装置１へと信号で通知することができる。図２に示す例では、スイッチングプロセスは、対応するＳＮＭＰメッセージを使用して、デジタル編集機器Ｓ３によって開始される。

スイッチングプロセス、すなわち、スイッチングシンクＳ_Ｓのスイッチングは、上記したように本実施形態においてもＩＰマルチキャストプロトコルに基づくが、スイッチングがトランスペアレントに行われるように装置１に実装される。すなわち、スイッチングが、時間的に連続した２つのアクセスユニット、例えば、時間的に連続した２つのフレームの間で、デジタルビデオストリームの切り替えが発生するのを確かにする。装置１は更に、バッファ６を備え、図面では、スイッチングシンクＳ_Ｓのポートとして示されており、本実施形態ではカメラＱ_１のデジタルビデオストリームである第１ソースのデジタルビデオストリームのデータ（スイッチングシンクＳ_Ｓが今まで切り替えられていた先）、および／または、本実施形態では、カメラＱ_２のデジタルビデオストリームである、第２ソース（スイッチングシンクＳ_Ｓがこれから切り替えられる先）のデジタルビデオストリームのデータを、スイッチングプロセスの間にバッファすることができる。トランスペアレントなスイッチングのために、本実施形態ではカメラＱ_１である第１ソースのデジタルビデオストリームの転送は、このビデオストリームについて予め定められた第１スイッチング点、または、このビデオストリームについて予め定めらえた第１スイッチング範囲内において、スイッチングシンクＳ_Ｓによって終了される。そして、本実施形態では、カメラＱ_２である第２ソースのデジタルビデオストリームの転送が、このビデオストリームについて予め定められた第２スイッチング点、または、このビデオストリームについて予め定められた第２スイッチング範囲内において、スイッチングシンクＳ_Ｓによって開始される。両デジタルビデオストリームのデータは、ＩＰによって同期されないこと、および、２つのデジタルビデオストリーム（図では点線で示されている）間に位相シフトが存在することから、これらのデータは短期間バッファ６に格納される。スイッチング点またはスイッチング範囲はそれぞれ、ストリームのメディア形式に基づいて、トランスペアレントな切り替えのために予め定められる。"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"の場合、例えば、これらは、上記したガイドラインＳＭＴＰＥ ＲＰ １６８（"Definition of Vertical Interval Switching Point for Synchronous Video Switching"）において"ＳＤＩレベル"において設定される。

この実施形態では、装置１は、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"のパケットで送信された"Video Payload Identifier"（ＶＰＩＤ）に基づいて、デジタルビデオストリームのメディア形式（例えば、１．４８５Ｇｂｉｔ／ｓにおいて７２０ｐのＳＤＩ形式）を特定する。特定されたメディア形式のデジタルビデオストリームに対する予め定められたスイッチング点またはスイッチング範囲が、装置１内のテーブル等に格納されてもよい。"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"のデジタルビデオストリームの切り替えを行う場合、両方のビデオストリームの予め定められたスイッチング点またはスイッチング範囲を、対応するパケットにおいて最初に特定する必要がある。これは、例えば、いわゆる"ＲＴＰマーカービット"が設定されている次のパケットを最初に探すこととにより、２つのデジタルビデオストリームのそれぞれに対して行われる。このビットは、フレームの終端を含む対応するパケットを指す。"ビデオペイロード識別子"（ＶＰＩＤ）によって特定される、例えば、７２０ｐ、１．４８５ Ｇｂｉｔ／ｓであるＳＤＩ形式の知識、および、これらのメディア形式に対して予め定められたスイッチング点またはスイッチング範囲、並びに、一パケットあたりに送信可能なペイロードデータビット（ビデオストリームビット）の数の知識から、例えば、スイッチング点を含むパケットを、２つのデジタルビデオストリームにおいて判断でき、トランスペアレントな切り替えを実現することができる。これに替えて、スイッチング点を含むパケット、または、スイッチング範囲内のパケットをそれぞれ、いわゆる"拡張ヘッダ（Extension Header）"を使用して直接マークすることもでき、この場合、装置１は、これらのヘッダを有するパケットを検索すればよいだけである。スイッチングシンクＳ_Ｓの有効なスイッチングステータス、ここでは、"ＩＰマルチキャストアドレスＩＭＰＺ_１を有するデジタルビデオストリームから、ＩＰマルチキャストアドレスＩＭＰＺ_２を有するデジタルビデオストリームへの切り替え"を、例えば、対応するスイッチングテーブル等（図示せず）の形態で、装置１内に示すことができる。

例えば、所定のスイッチング点に達するまで、デジタルビデオストリームのスイッチリクエストパケットが、スイッチングシンクＳ_Ｓによって転送される。スイッチング点が、２つのパケットの間に位置する場合、スイッチング点の後に、スイッチングシンクＳＳは、第２ソースからパケットを転送する。スイッチング点を、２つのパケットの間に設定することができない場合、パケット内で切り替えを行う必要がある。したがって、スイッチング点に到達するまでは、第１ソースのデータを含み、スイッチング点の後では、第２ソースのデータを含む新規のパケットが生成され、スイッチング点を有するパケットの替わりに、スイッチングシンクＳ_Ｓによって転送される。最小の反応時間にするべく、１つのソースのデジタルビデオストリームそれぞれに対する、少なくとも１フレーム（ビデオフレーム）の長さのバッファを設けることが望ましい。上記のスイッチングによれば、データストリームは"ＳＤＩレベル"では欠陥がないが、パケット指向プロトコル（特に、ＲＴＰおよびＨＢＲＭＴ）は、シーケンス数およびタイムスタンプにおいて、連続性のエラーを含む場合がある。

したがって、スイッチングシンクＳ_Ｓにおけるデータストリームは、対応するデータを有する全てのプロトコルレベルに適応するのが望ましい。ここで、例えば、影響を受けるプロトコルフィールドのそれぞれについてオフセットを使用することができ、オフセットは、切り替えリクエストそれぞれの間に切り替えられるソース間の差分に適応する。図３には、第２スイッチング状態、ここでは、図２を参照して説明したスイッチングプロセスの後の状態における、１以上のソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３のリアルタイムメディアストリームを、１以上のシンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３へ切り替えるための装置１の一実施形態が概略的に示されている。図に示すように、この状態では、スイッチングシンクＳ_Ｓが、カメラＱ_２のデジタルビデオストリームに切り替えられ（図では点線で示されている）、このデジタルビデオストリームが"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"で、スイッチングシンクＳ_Ｓで受信され、装置１によりシンクポートＳＡ_２に転送される。スイッチングシンクＳ_Ｓのアクティブなスイッチング状態、ここでは、"ＩＰマルチキャストアドレスＩＭＰＺ_２を有するデジタルビデオストリームに切り替えられる状態"を、例えば、対応するスイッチングテーブル等（図示せず）の形式で、装置１に示すことができる。

図４は、１以上のソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３のリアルタイムメディアストリームを、１以上のシンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３へ切り替えするための方法の一実施形態を概略的に示したフローチャートである。

方法は、例えば、図１から図３を参照して上記で説明した装置１によって、達成可能である。ステップ１０１において、１以上のソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３が、１以上のソースポートＱＡ_１、ＱＡ_２、ＱＡ_３に接続される。ステップ１０２において、１以上のシンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３が、１以上のシンクポートＳＡ_１、ＳＡ_２、ＳＡ_３に接続される。ステップ１０３において、スイッチングシンクＳ_Ｓが提供され、第１ソースＱ_１のリアルタイムメディアストリームへと切り替えられる。ステップ１０４において、第１ソースＱ_１のリアルタイムメディアストリームが、スイッチングシンクＳ_Ｓにおいてパケット交換形式で受信される。

ステップ１０５において、スイッチングシンクＳ_Ｓによって、受信されたリアルタイムメディアストリームがパケット交換形式で転送され、ここで、パケットは、スイッチングシンクＳ_Ｓに割り当てられた第１マルチポイントアドレスＩＰＭＺ_Ｓと共に提供される。ステップ１０６において、１以上のシンクＳ_２が、スイッチングシンクＳ_Ｓによって転送された第１ソースＱ_１のリアルタイムメディアストリームに接続される。上記したプロセスの段階は、必ずしも説明した順番で実行されなくてもよい。

例えば、１以上のソースＱ_１、Ｑ_２、Ｑ_３が、１以上のソースポートＱＡ_１、ＱＡ_２、ＱＡ_３に接続される（ステップ１０１）前に、１以上のシンクＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を１以上のシンクポートＳＡ_１、ＳＡ_２、ＳＡ_３に接続することができる（ステップ１０２）。上記の実施形態は、主に、"ＳＤＩ ｏｖｅｒ ＩＰ形式"（必要に応じて、時間コードおよび／またはオーディオストリームが埋め込まれている）のデジタルビデオストリームの切り替えに関して説明されたが、装置１を、その他の種類のリアルタイムメディアストリーム、例えば、デジタルオーディオストリーム、ＪＰＥＧ２０００のような圧縮ビデオ形式、または、ＭＸＦのようなコンテナ形式に、パケット交換形式で適用可能である。

スイッチング点およびスイッチング範囲はそれぞれ、このようなメディア形式に対して予め定められて、装置１内のテーブル等に格納することができ、メディア形式の特定はそれぞれ、例えば、好適な識別データによって行われてもよい、すなわち、上記した"Video Payload Identifier"（ＶＰＩＤ）に類似した形で行われてもよい。

また、装置１は更に、装置１によって以前はサポートされていなかった所与のメディア形式のリアルタイムメディアストリームに対するスイッチング点またはスイッチング範囲を記した、スイッチング規則を入力することによって、拡張可能である。

上記の実施形態では、スイッチングシンクＳ_Ｓは、装置１によって提供される。最大限の柔軟性をもって、トランスペアレントに、任意の数のソースの任意の数のシンクへの切り替えを可能とするべく、装置１は、複数のスイッチングシンクを提供してもよい。

装置１の物理的なポートは、必ずしも、ソースポートのみ、または、シンクポートのみとして機能するわけではない。物理的な１つのポートを、ソースが接続されるかまたはシンクが接続されるかに応じて、ソースポートおよびシンクポートの両方として使用することができる。特に、パケット交換形式でリアルタイムメディアストリームを送信するソース、または、パケット交換形式でリアルタイムメディアストリームを受信するシンクの何れかに接続されるポートの場合、当該ポートを、同時にソースポートおよびシンクポートとして機能させることが可能である（例えば、ソースおよびシンクとして機能するデバイスが接続された場合）。

"有する（feature）"および"備える（comprise）"という言葉は、その他の要素またはステップを除外する言葉ではなく、不定冠詞"a/an"も、複数の要素が存在することを否定するものではない。１つのユニットまたはデバイスが、特許請求の範囲に規定される複数の要素の機能を実行することができる。異なる独立請求項において１つの機能および／または要素が規定されたとしても、この機能および／または要素の組み合わせを有用に使用できないことを意味しない。特許請求の範囲に記載する参照番号は、特許請求の範囲及び特徴を制限するものとして解されるべきではない。

Claims (17)

1. １以上のソースのリアルタイムメディアストリームを、１以上のシンクへと切り替える装置であって、
   前記１以上のソースを接続するための１以上のソースポートと、
   前記１以上のシンクを接続するための１以上のシンクポートと、
   を備え、
   前記装置は、スイッチングシンクを提供し、かつ前記スイッチングシンクが受け取った前記リアルタイムメディアストリームを、第１ソースの前記リアルタイムメディアストリームへと切り替え、
   前記スイッチングシンクは、前記第１ソースの前記リアルタイムメディアストリームを、第１マルチポイント宛先アドレスを有するパケット交換形式で受信し、受信した前記リアルタイムメディアストリームをパケット交換形式で転送し、
   前記１以上のシンクを、前記スイッチングシンクにより転送される前記第１ソースの前記リアルタイムメディアストリームに接続することを可能とするべく、複数のパケットは、転送の間に前記スイッチングシンクに割り当てられる第２マルチポイント宛先アドレスを伴う、装置。
2. 前記装置は更に、前記スイッチングシンクが受け取った前記リアルタイムメディアストリームを、前記第１ソースの前記リアルタイムメディアストリームから、第２ソースのリアルタイムメディアストリームへと切り替えて、前記第２ソースの前記リアルタイムメディアストリームが、前記スイッチングシンクで受信されるようにする、請求項１に記載の装置。
3. 前記装置は、バッファを更に備え、
   前記バッファは、前記スイッチングシンクが受け取った前記リアルタイムメディアストリームを、前記第１ソースの前記リアルタイムメディアストリームから前記第２ソースの前記リアルタイムメディアストリームへと切り替える間に、前記第１ソースの前記リアルタイムメディアストリームのデータ、および、前記第２ソースの前記リアルタイムメディアストリームのデータのうちの少なくとも一方をバッファする、請求項２に記載の装置。
4. 前記装置は更に、前記スイッチングシンクが受け取った前記リアルタイムメディアストリームを、前記第１ソースの前記リアルタイムメディアストリームから前記第２ソースの前記リアルタイムメディアストリームへと切り替える間に、前記第１ソースの前記リアルタイムメディアストリームに対して予め定められた第１スイッチング点または第１スイッチング範囲内において、前記スイッチングシンクによる前記第１ソースの前記リアルタイムメディアストリームの転送を停止し、前記第２ソースの前記リアルタイムメディアストリームに対して予め定められた第２スイッチング点または第２スイッチング範囲内において、前記スイッチングシンクによる前記第２ソースの前記リアルタイムメディアストリームの転送を開始する、請求項２または３に記載の装置。
5. 前記第１スイッチング点および前記第２スイッチング点の少なくとも一方、または、前記第１スイッチング範囲および前記第２スイッチング範囲の少なくとも一方は、前記リアルタイムメディアストリームそれぞれのメディア形式に依存する、請求項４に記載の装置。
6. 前記装置は更に、前記リアルタイムメディアストリームにおける識別データに基づいて、前記リアルタイムメディアストリームそれぞれの前記メディア形式を特定する、請求項５に記載の装置。
7. 前記装置は更に、所与のメディア形式のリアルタイムメディアストリームに対する前記第１スイッチング点および前記第２スイッチング点の少なくとも一方、または前記第１スイッチング範囲および前記第２スイッチング範囲の少なくとも一方を示したスイッチング規則を入力することにより、拡張可能である請求項４から６の何れか一項に記載の装置。
8. 前記１以上のソースポートの少なくとも１つは、リアルタイムメディアストリームをパケット交換方式で送信する前記１以上のソースに接続可能である、請求項１から７の何れか一項に記載の装置。
9. 前記１以上のシンクポートのうちの少なくとも１つは、前記１以上のシンクがパケット交換形式でリアルタイムメディアストリームを受信できるように接続される、請求項１から８の何れか一項に記載の装置。
10. 前記１以上のソースポートのうちの少なくとも１つは、当該ソースポートに接続された前記ソースのリアルタイムメディアストリームを、シリアル形式から前記パケット交換形式へと変換する、ソースポートコンバータを有する、請求項１から９の何れか一項に記載の装置。
11. 前記１以上のシンクポートのうちの少なくとも１つは、当該シンクポートに接続された前記シンクのリアルタイムメディアストリームを、前記パケット交換形式からシリアル形式へと変換する、シンクポートコンバータを有する、請求項１から１０の何れか一項に記載の装置。
12. 前記装置は、前記１以上のソースポートのうちの１つから、パケット交換形式でリアルタイムメディアストリームを転送し、
    前記１以上のシンクを、前記１以上のソースポートのうちの前記１つから転送される前記リアルタイムメディアストリームに接続することを可能とするべく、前記パケットは、第２マルチポイント宛先アドレスを含む、請求項１から１１のうちの何れか一項に記載の装置。
13. 前記パケット交換形式は、インターネットプロトコルに従う形式を含み、
    前記第１マルチポイント宛先アドレスは、ＩＰマルチキャスト宛先アドレスである、請求項１から１２の何れか一項に記載の装置。
14. 前記第２マルチポイント宛先アドレスは、前記第１マルチポイント宛先アドレスまたは前記１以上のソースポートへ割り当てられた他のマルチポイント宛先アドレスとは異なる、請求項１から１３の何れか一項に記載の装置。
15. １以上のソースのリアルタイムメディアストリームを、１以上のシンクへと切り替える方法であって、
    前記１以上のソースを、１以上のソースポートに接続する段階と、
    前記１以上のシンクを、１以上のシンクポートに接続する段階と、
    スイッチングシンクを提供し、前記スイッチングシンクが受け取ったリアルタイムメディアストリームを、第１ソースのリアルタイムメディアストリームへと切り替える段階と、
    前記スイッチングシンクにおいて、前記第１ソースから前記リアルタイムメディアストリームを、第１マルチポイント宛先アドレスを有するパケット交換形式で受信する段階と、
    前記パケット交換形式で受信した前記リアルタイムメディアストリームを、前記スイッチングシンクにより転送する段階と、
    前記１以上のシンクを、前記スイッチングシンクにより転送された前記第１ソースの前記リアルタイムメディアストリームに接続する段階と
    を備え、
    パケットは、前記転送する段階の間に前記スイッチングシンクに割り当てられた第２マルチポイント宛先アドレスを伴う、方法。
16. 前記第２マルチポイント宛先アドレスは、前記第１マルチポイント宛先アドレスまたは前記１以上のソースポートへ割り当てられた他のマルチポイント宛先アドレスとは異なる、請求項１５に記載の方法。
17. １以上のソースのリアルタイムメディアストリームを、１以上のシンクへと切り替えるコンピュータプログラムであって、
    請求項１５または１６に記載の全ての段階を実行させるプログラムコード手段を備える、コンピュータプログラム。

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