JP6702551B2 - 映像処理装置及び映像処理方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、放送用の映像処理装置及び映像処理方法に関する。

近年、現行の高精細テレビ（High Definition Television）に関する規格（HDTV規格）と比較して、映像（動画）の画質（解像度、画素数）をさらに高くした規格として、超高精細度テレビ（Ultra-High Definition Television）に関する規格（UHDTV規格）が推進されている。

超高精細度テレビ規格に対応する映像処理装置（例えば、放送用のビデオサーバ）では、放送用の映像信号を生成処理するための素材（処理前の映像ファイル）は、高精細テレビ規格の場合と比較して、数倍から数十倍の解像度を有し、時間軸方向でもサンプリング周波数が２倍以上となる。結果として、超高精細度テレビ規格に対応する映像処理装置では、取り扱う情報量は、高精細テレビ規格の場合と比較して８倍以上となる。

特開２０１５−８０１４９号公報

放送用のビデオサーバ等の映像処理装置では、ビデオサーバの内部でのデータ伝送のインターフェースには、例えば、１Ｇ（ギガ）のデータ伝送が可能なイーサネット（登録商標）規格のインターフェースが使用されることが多い。ここで、超高精細度テレビ規格に対応するビデオサーバでは、取り扱う映像ファイルの情報量が増大する。即ち、既存の１Ｇのインターフェースによるデータ伝送方式では、例えば９６０Mbps等の高いデータ伝送レートへの対応は困難である。このため、超高精細度テレビ規格に対応するビデオサーバの設計では、高速なデータ伝送方式に対応する新たなインターフェースの実装が必要となる。

そこで、ビデオサーバ等の映像処理装置において、内部でのデータ伝送のインターフェースとして、既存のインターフェースを利用した場合でも、超高精細度テレビ規格に対応できる映像処理装置の実現を可能とする課題がある。

本実施形態の映像処理装置は、判定手段と、分割手段と、記憶手段と、転送手段と、結合手段と、映像処理手段とを備えた構成である。前記判定手段は、入力される映像ファイルが映像伝送に関する指定の規格に対応するファイルであるか否かを判定する。前記分割手段は、前記入力される映像ファイルが前記指定の規格に対応するファイルの場合に、前記映像ファイルを所定の映像処理方式の処理単位で複数の分割ファイルに分割する。前記記憶手段は、前記複数の分割ファイルを格納する。前記転送手段は、前記記憶手段に格納された前記複数の分割ファイルを並列に転送する。前記結合手段は、前記転送手段により転送される前記複数の分割ファイルを結合する。前記映像処理手段は、前記結合手段により結合された前記処理単位の映像ファイルに対して映像処理を実行する。前記入力される映像ファイルが前記指定の規格に対応するファイルではない場合、前記記憶手段は前記入力される映像ファイルを格納する。前記転送手段は、前記記憶手段に格納された映像ファイルを、前記映像処理手段に転送する。

実施形態に関する映像処理装置の構成を示すブロック図。 実施形態に関する素材ファイルの内容を説明するための図。 実施形態に関する分割ファイルの内容を説明するための図。 実施形態に関する映像処理装置の動作を説明するためのフローチャート。

以下図面を参照して、実施形態を説明する。
［映像処理装置の構成］
図１は、実施形態に関する映像処理装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の映像処理装置は、例えば、超高精細度テレビ（UHDTV : Ultra-High Definition Television）規格に対応する放送用の映像収録機器に適用するビデオサーバ（以下単にサーバと表記する場合がある）１０である。

図１に示すように、サーバ１０は、ファイル転送部１１と、ストレージ１２と、デコーダ１３とを有する。ファイル転送部１１及びデコーダ１３はそれぞれ、ソフトウェアにより実現される。サーバ１０は、放送用の映像ファイルである素材ファイル２００を収録し、編集処理等のために当該映像ファイルをデコード（復号化）して、放送用の映像信号を配信するための送信系に転送する。

ファイル転送部１１は、UHDTV規格に対応する放送用の素材ファイル２００を、例えばギガビットイーサネット（登録商標）規格のインターフェース１００を介して入力する。放送用の素材ファイル２００は、UHDTV規格に対応する符号化方式で符号化された映像ファイルである。さらに、ファイル転送部１１は、後述するように、入力したUHDTV規格に対応する素材ファイル２００を、複数のファイルに分割するファイル分割処理を実行する。本実施形態では、素材ファイル２００を、分割ファイルＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４として４分割する。

ストレージ１２は、ファイル転送部１１から例えばギガビットイーサネット規格のインターフェース１１０を介して転送される素材ファイル２００を格納（収録）するための記憶装置である。本実施形態では、ストレージ１２は、ファイル転送部１１から転送される、素材ファイル２００を４分割した分割ファイルＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を格納する。

サーバ１０は、ストレージ１２から各分割ファイルＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を、インターフェースを介してデコーダ１３に転送する。本実施形態では、ストレージ１２とデコーダ１３は、４本のギガビットイーサネットのインターフェース１２０-1,１２０-2,１２０-3,１２０-4により接続されている。

サーバ１０は、ストレージ１２に収録された４分割の分割ファイルＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４をそれぞれ、インターフェース１２０-1,１２０-2,１２０-3,１２０-4を介して並列にデコーダ１３に転送する。

デコーダ１３は、ファイル結合処理部１４及び映像デコード処理部１５を含む。ファイル結合処理部１４は、ストレージ１２から転送される４分割の分割ファイルＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を結合（統合）する。映像デコード処理部１５は、ファイル結合処理部１４により結合（統合）された映像ファイル（符号化された素材ファイル２００）をデコード（復号化）する。デコーダ１３は、デコード処理後の映像信号２１０を、例えばＳＤＩ(Serial digital interface)等のインターフェース１３０を介して、放送用の映像信号を配信するための送信系に転送する。
［映像処理装置の動作］
以下、図１に示すサーバ１０の動作を、図２、図３及び図４のフローチャートを参照して説明する。

サーバ１０は、放送用の映像ファイルである素材ファイル（符号化された映像ファイル）２００を入力すると、当該素材ファイル２００を収録し、当該収録ファイルを編集処理等のために放送用の映像信号にデコードして、送信系に転送する。本実施形態では、図４に示すように、ファイル転送部１１は、入力した素材ファイル２００のファイルヘッダを確認し（ステップＳ１）、UHDTV規格に対応する放送用の映像ファイルであるか否かを判定する（ステップＳ２）。ファイル転送部１１は、素材ファイル２００が、UHDTV規格に対応する映像ファイルではなく、例えばHDTV規格に対応する映像ファイルの場合には（ステップＳ２のＮＯ）、ファイル終了まで素材ファイル２００をストレージ１２に格納（収録）する（ステップＳ３）。

サーバ１０は、ストレージ１２に収録した素材ファイル（収録ファイル）２００を、インターフェース１２０-1,１２０-2,１２０-3,１２０-4のいずれかを介してデコーダ１３に転送する。デコーダ１３は、映像デコード処理部１５により、符号化された映像ファイルである素材ファイル（収録ファイル）２００をデコード（復号化）する（ステップＳ４）。デコーダ１３は、デコード処理により復号化した映像信号２１０を、インターフェース１３０を介して、放送用の映像信号を配信するための送信系に転送する（ステップＳ５）。

一方、ステップＳ２の処理に戻って、ファイル転送部１１は、素材ファイル２００がUHDTV規格に対応する映像ファイルの場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、ファイル分割処理を実行する（ステップＳ６）。ここで、図２は、UHDTV規格に対応する素材ファイル２００のフォーマットの一例を示す。ファイル転送部１１は、素材ファイル２００を、例えばＧＯＰ（Group of Picture）単位の範囲で、複数の分割ファイル（例えば４分割ファイルＦ１〜Ｆ４）に分割する処理を行う。ＧＯＰ単位は、所定の符号化方式（動画像圧縮方式）で復号化処理できる単位である。なお、１ＧＯＰが１フレームの場合には、分割単位はフレーム単位でもよい。

図３は、各分割ファイルＦ１〜Ｆ４のフォーマットの一例を示す。各分割ファイルＦ１〜Ｆ４はそれぞれ、ヘッダ３０及びペイロード３１を有する。ファイル転送部１１は、ＧＯＰ単位のファイル分割処理を実行した後に、各分割ファイルＦ１〜Ｆ４をストレージ１２に格納（収録）する（ステップＳ７）。この際に、ファイル転送部１１は、各分割ファイルＦ１〜Ｆ４のそれぞれのヘッダ３０には、１個の映像ファイルとして結合（統合）するファイル結合処理に必要なデータ（例えば、同じ分割ファイル番号）を付加する。

ファイル転送部１１は、各分割ファイルＦ１〜Ｆ４をストレージ１２に格納（収録）したことを確認する（ステップＳ８）。ここで、分割ファイルＦ１〜Ｆ４の収録の終了時に、次のＧＯＰ単位のファイルが継続している場合には（ステップＳ９のＮＯ）、ファイル転送部１１は、次のステップＳ７からの処理を継続し、次のＧＯＰ単位の分割ファイルＦ１〜Ｆ４をストレージ１２に格納（収録）する。

収録処理の終了後（ステップＳ９のＹＥＳ）に、サーバ１０は、ストレージ１２に収録したＧＯＰ単位の分割ファイルＦ１〜Ｆ４を、インターフェース１２０-1,１２０-2,１２０-3,１２０-4を介して並列にデコーダ１３に転送する。デコーダ１３は、転送された分割ファイルＦ１〜Ｆ４を１個の映像ファイル（符号化された収録ファイル）として結合して、ＧＯＰ単位のデコード（復号化）処理を実行する。

即ち、デコーダ１３では、ファイル結合処理部１４は、ストレージ１２から並列に転送される４分割の分割ファイルＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を、デコード単位である１個の映像ファイルとして結合するファイル結合処理を実行する（ステップＳ１０）。

映像デコード処理部１５は、ファイル結合処理部１４により結合（統合）されたＧＯＰ単位の映像ファイルをデコード（復号化）する（ステップＳ１１）。デコーダ１３は、デコード処理により復号化した映像信号２１０を、インターフェース１３０を介して、放送用の映像信号を配信するための送信系に転送する（ステップＳ１２）。サーバ１０は、ストレージ１２に収録した素材ファイル２００の全てをデコード処理して送信系に転送するまで、ステップＳ１０からＳ１２までの処理を継続する。

以上のように本実施形態のビデオサーバ１０であれば、UHDTV規格に対応する素材ファイル２００をストレージ１２に格納して収録する場合に、当該収録ファイルを複数の分割ファイルに分割して収録を行う。この場合、本実施形態では、単に収録ファイルを一定サイズに分割するのではなく、ＧＯＰ単位（またはフレーム単位）での分割処理を行う。ここで、ＧＯＰ単位（フレーム単位）とは、UHDTV規格に対応する所定の符号化方式（動画像圧縮方式）で復号化処理できる単位である。

このような分割処理により、例えば、ＧＯＰ単位の収録ファイルが４分割ファイルに分割されるため、UHDTV規格に対応する素材ファイル２００に対して、分割ファイル単位ではデータ量（必要帯域）を抑制できる。本実施形態では、ビデオサーバ１０の内部において、ストレージ１２とデコーダ１３間を接続するインターフェースは、例えば、既存の１Ｇのインターフェースを４本使用する構成である。従って、ストレージ１２に収録された各分割ファイルを、既存の１Ｇのインターフェースを４本使用して、デコーダ１３に対して並列に転送できる。

このため、本実施形態では、ビデオサーバ１０の内部において、UHDTV規格に対応する収録ファイルを転送するために、既存の１Ｇのインターフェースのデータ伝送レートに対して、高速なデータ伝送レートに対応する新たなインターフェースを設ける必要はない。換言すれば、ビデオサーバ１０の内部でのデータ伝送のインターフェースとして、既存の１Ｇのインターフェースを利用した場合でも、UHDTV規格に対応できるビデオサーバ１０の設計が可能となる。

ここで、UHDTV規格に対応する素材ファイルをストレージ１２に収録するまでは、転送速度が不足しても時間がかかるだけで問題ないため、ファイル転送部１１からストレージ１２までは、既存の１Ｇのインターフェース１１０でよい。一方、デコーダ１３側は、ストレージ１２からの映像ファイルの転送速度不足になると、映像ファイルのＧＯＰ単位の復号化処理が停滞し、送信系への映像信号２１０の転送が停止する事態を招く。従って、ストレージ１２とデコーダ１３間を接続するインターフェースは、例えば、既存の１Ｇのインターフェースを４本使用する構成とすることで、デコーダ１３側において、映像ファイルに対するＧＯＰ単位の復号化処理を、停滞することなく、確実に実行できる。

なお、収録ファイルが２分割ファイルに分割する場合には、サーバ１０は、４本のインターフェースから２本のインターフェースを選択して転送する処理を実行する。また、前述したように、収録ファイルに対して分割処理を実行せずに、１映像ファイルとして収録する場合には、サーバ１０は、４本のインターフェースから１本のインターフェースを選択して転送する処理を実行する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…ビデオサーバ、１１…ファイル転送部、１２…ストレージ、
１３…デコーダ、１４…ファイル結合処理部、１５…映像デコード処理部、
１００，１１０，１２０-1,１２０-2,１２０-3,１２０-4，１３０…インターフェース。

Claims (8)

1. 入力される映像ファイルが映像伝送に関する指定の規格に対応するファイルであるか否かを判定する判定手段と、
   前記入力される映像ファイルが前記指定の規格に対応するファイルの場合に、前記映像ファイルを所定の映像処理方式の処理単位で複数の分割ファイルに分割する分割手段と、 前記複数の分割ファイルを格納する記憶手段と、
   前記記憶手段に格納された前記複数の分割ファイルを並列に転送する転送手段と、
   前記転送手段により転送される前記複数の分割ファイルを結合する結合手段と、
   前記結合手段により結合された前記処理単位の映像ファイルに対して映像処理を実行する映像処理手段と
   を具備し、
   前記入力される映像ファイルが前記指定の規格に対応するファイルではない場合、前記記憶手段は前記入力される映像ファイルを格納し、
   前記転送手段は、前記記憶手段に格納された映像ファイルを、前記映像処理手段に転送する、映像処理装置。
2. 前記分割手段は、前記映像処理方式で符号化された映像ファイルを復号化する復号化処理の単位で複数の分割ファイルに分割する、請求項１に記載の映像処理装置。
3. 前記映像処理手段は、前記処理単位の映像ファイルに対して、前記映像処理として復号化処理を実行する、請求項１又は２のいずれか１項に記載の映像処理装置。
4. 前記転送手段は、
   前記分割手段により分割される分割ファイルの数に応じた複数のインターフェースを有し、
   前記記憶手段に格納された単一の映像ファイルを転送する場合に、前記複数のインターフェースから選択したインターフェースを使用する、請求項１に記載の映像処理装置。
5. 入力される映像ファイルに対する映像処理を実行するサーバにより実現される映像処理方法であって、
   前記サーバは、
   入力される映像ファイルが映像伝送に関する指定の規格に対応するファイルであるか否かを判定する処理と、
   前記入力される映像ファイルが前記指定の規格に対応するファイルの場合に、前記映像ファイルを所定の映像処理方式の処理単位で複数の分割ファイルに分割する処理と、
   前記複数の分割ファイルを記憶手段に格納する処理と、
   前記記憶手段に格納された前記複数の分割ファイルを並列に転送する処理と、
   前記転送される前記複数の分割ファイルを結合する処理と、
   前記結合された前記処理単位の映像ファイルに対して前記映像処理を実行する処理とを実行し、
   前記サーバは、
   前記入力される映像ファイルが前記指定の規格に対応するファイルではない場合、前記入力される映像ファイルを前記記憶手段に格納し、
   前記記憶手段に格納された映像ファイルに対して前記映像処理を実行する、映像処理方法。
6. 前記サーバは、前記映像処理方式で符号化された映像ファイルを復号化する復号化処理の単位で複数の分割ファイルに分割する、請求項５に記載の映像処理方法。
7. 前記サーバは、前記処理単位の映像ファイルに対して、前記映像処理として復号化処理を実行する、請求項５又は６のいずれか１項に記載の映像処理方法。
8. 前記サーバは、
   前記分割される分割ファイルの数に応じた複数のインターフェースを有し、
   前記記憶手段に格納された単一の映像ファイルを転送する場合に、前記複数のインターフェースから選択したインターフェースを使用する、請求項５に記載の映像処理方法。