WO2004093445A1 - Ｉｐ画像伝送装置 - Google Patents

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WO2004093445A1
WO2004093445A1 PCT/JP2003/004854 JP0304854W WO2004093445A1 WO 2004093445 A1 WO2004093445 A1 WO 2004093445A1 JP 0304854 W JP0304854 W JP 0304854W WO 2004093445 A1 WO2004093445 A1 WO 2004093445A1
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WO
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bus
data
memory
encoded data
writing
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PCT/JP2003/004854
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English (en)
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Inventor
Yasushi Umezaki
Original Assignee
Fujitsu Limited
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Publication date
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/436—Interfacing a local distribution network, e.g. communicating with another STB or one or more peripheral devices inside the home
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    • H04N21/433—Content storage operation, e.g. storage operation in response to a pause request, caching operations
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/63—Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/643—Communication protocols
    • H04N21/64322—IP

Definitions

  • the present invention relates to an image transmission device (IP image transmission device) that performs image distribution using an IP network, and particularly relates to a live distribution function (UDP transmission) and a server storage function (TCP transmission). This is related to the data bus system required for realization. Background technology
  • the IP image transmission apparatus transmits image and audio coded data by UDP transmission to perform live distribution, and stores the image and audio coded data in the server by TCP transmission.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of an IP image transmission system. As shown in FIG. 7, the IP image transmission apparatus 10 converts an image captured by the camera 12 and audio data recorded by a microphone embedded in the camera 12. It is encoded and transmitted to the IP image transmission device 30 through the IP network 20 by UDP transmission as shown in (2) in FIG. The IP image transmission device 30 decodes the encoded data transmitted by the UDP into image and audio data and outputs the decoded data to the TV monitor 32.
  • the IP image transmission apparatus 10 temporarily stores the encoded data in the storage medium 14 in the IP image transmission apparatus, and then transmits the accumulated encoded data to the IP network 2 by TCP transmission. Send to storage server 40 through 0.
  • the storage server 40 stores the stored data in the HDD 42.
  • the live distribution function uses UDP, which does not perform retransmission processing, to perform real-time data transmission with priority on real-time and low-delay live distribution functions on a 1P network using UDP without retransmission processing.
  • UDP which does not perform retransmission processing
  • the minimum unit of the fixed time is related to the processing of sending one UDP packet. (The minimum unit time for live distribution).
  • the live distribution minimum time Tlive is expressed by the following equation (1).
  • TLive (Encoding rate [bps]) / (8 X UDP bucket size [byte])
  • the encoding rate refers to a bit rate for encoding image and audio data.
  • the server storage function stores data without dropped frames in the server, so the stored data is transferred using TCP with priority given to reliability, including retransmission processing. Therefore, in order to simultaneously realize the live distribution function and the server storage function on the IP network, the minimum condition is that both processes end within the minimum unit time for live distribution.
  • FIG. 8 is a diagram showing the distribution of encoded data transfer time in the IP image transmission device.
  • the coded data UDP distribution processing is performed within the minimum live distribution time Tlive, and the TCP transmission processing of the server storage function is performed using an idle time other than the UDP distribution processing. This is because the UDP distribution processing and the TCP transmission processing are performed by operating a process on one CPU.
  • the server storage function may involve retransmission processing of TCP packets, the encoded data is temporarily stored in the storage medium before transmitting TCP packets.
  • the reading speed will be slower than the writing speed to the storage medium, and eventually the storage medium in the IP image transmission device will overflow.
  • the server storage function will fail. Therefore, as described above, in order to realize the live distribution function and the server storage function, the processing for live distribution and server storage must be processed in the IP image transmission device within a unit time. I understand.
  • Fig. 9 is a block diagram of a conventional IP image transmission device.
  • the IP image transmission device consists of an audio AZD converter 50, a video A / D converter 52, a video / audio coding device 54, a storage medium 56, a memory 58, and a main CPU 6.
  • the main CPU 60 includes a real-time OS 70, an encoding LSI control process 72, an accumulation control process 74, an IP packet processing process 76, and a network.
  • the network transmission processing process 78, the http server processing process 80, and the entire device control process 82 are executed.
  • FIG. 10 is a diagram showing a data flow in a conventional IP image transmission device.
  • the nine stream data shown in FIG. 10 are transferred in real time as follows.
  • the coding LSI control process 72 converts the audio data that has been converted to analog Z digital by the audio AZD converter 50 and the image data that has been converted to analog digital data by the video A / D converter 52. Transfer the encoded data encoded by the encoding device 54 to the memory 58 via the CPU bus 66 ⁇
  • the IP bucket processing process 76 reads the encoded data in the memory 58 through the CPU bus 66.
  • the IP bucket processing process 76 converts the encoded data into UDP packets and writes them to the memory 58 through the CPU path 66.
  • the network transmission processing process 78 reads out the UDP packet from the memory 58 through the CPU path 66, and transmits the UDP packet to the IP network through the network control device 62 and the network I / F 64. do.
  • the storage control process 74 reads the encoded data from the memory 58 through the CP rebus 56 and transfers it to the storage medium 56.
  • the storage control process 74 reads the coded data from the storage medium 56 through the CPU bus 256 and transfers it to the memory 58.
  • the IP bucket processing process 76 reads the encoded data (accumulated data) from the memory 58 through the CPU bus 66. (8) Write TCP packetized data
  • the IP bucket processing process 76 writes the stored data to the memory 58 through the CPU bus 66 by drawing the accumulated data into a TCP bucket.
  • the network transmission processing process 78 reads the TCP bucket from the memory 58 through the CPU bus 66, and reads the TCP bucket through the network control device 62 and the network I / F 64. Perform TCP transmission to the work.
  • Fig. 11 is a diagram showing the coded data transfer processing time distribution in the conventional IP video transmission device.
  • encoded data transfer (1), encoded data read (2), UDP packetized data write (3), and UDP distribution processing up to UDP data transmission (4) are performed.
  • TCP transmission until writing of stored data (5), reading of stored data (6), writing of encoded data (7), writing of TCP packetized data (8), and sending of TCP data (9) Processing is performed.
  • the processing time of the storage data writing (5) and the storage data reading (6) is longer than the others because the access speed of the storage medium 56 is the processing speed of the CPU 60 and the memory 58. (Access speed).
  • Other processing (10) such as communication processing with the server and overall equipment control processing, is performed at a time excluding UDP distribution processing and TCP transmission processing within the minimum unit time for live distribution.
  • the encoding rate shown in Fig. 11 shows a case where the processing of (1) to (10) is performed within the minimum unit time of live distribution and there is no remaining time.
  • the coded data transfer processing time distribution when the coding rate is 1.5 times the coding rate shown in Fig. 11.
  • FIG. 12 is a diagram showing the coded data transfer processing time distribution in the IP image transmission device when the coding rate is increased by a factor of 1.5.
  • FIG. 12 shows a case where each component in FIG. 9 is not changed.
  • Increasing the coding rate by 1.5 means that the amount of data to be processed in the same live distribution processing unit time as in Fig. 11 increases by 1.5 times. Therefore, as shown by the broken line in FIG. 12, the encoded data transfer (1) to UDP
  • the UDP distribution processing time until data transmission (4) and the TCP transmission processing time from stored data writing (5) to TCP data transmission (9) are each 1.5 times as long.
  • FIG. 13 is a diagram showing the coded data transfer processing time distribution in the IP image transmission device when the coding rate is 1.5 times and the transfer speed of the CPU bus is doubled.
  • the solid and dashed lines in the processes (1) to (9) in Fig. 13 indicate the processing time at the encoding rate shown in Fig. 11 when the transfer speed of the CP @ bus 66 is doubled. And the processing time when the coding rate is 1.5 times.
  • Figure 13 11 6 0 Only the process between memory 5 and 8 is faster, but since the device itself is slower on the storage medium 56, the time for writing stored data (5) and reading stored data (6) is compared with that in Figure 12. Do not change.
  • the minimum time unit is used up during the reading of stored data (7), and the remaining two processes cannot be performed.
  • the server storage function cannot be realized if the encoding rate is increased to 1.5 times. Therefore, in order to cope with an increase in the encoding rate while keeping the data bus configuration of one CPU bus as it is, it is necessary to adopt a storage medium having twice the access speed.
  • the only way to increase the coding rate is to use a high-speed bus and a high-speed storage medium.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which an image processing device and memory are connected by a dedicated local bus separate from a CPU bus, and the CPU bus and the dedicated local bus are connected by a DMA.
  • Patent Literature 2 discloses that an image processing device and a storage device are connected by a local bus different from a CPU bus, and transfer between the CPU bus and the local is controlled by a buffer memory.
  • Patent Document 1
  • Patent Document 2
  • Patent Literature 1 deals with the encoding / decoding process itself of the image encoding device.
  • the technical field covered by Patent Document 2 is a fat-similar device, which is completely different from the technical field of the present invention, which is directed to an IP image transmission device. Can not do it.
  • An object of the present invention is to provide an IP image transmission device capable of clearing device requirements such as environment resistance, low power consumption, and miniaturization, and capable of increasing a coding rate. Indications of the invention
  • an IP image transmission apparatus for transmitting encoded data by TCP and UDP, comprising: a storage medium, a first memory, a first bus, a second bus, an image or a sound.
  • An encoding unit that encodes data into encoded data and outputs the encoded data to the first bus; and encoded data that writes the encoded data output to the first bus to the first memory through the second bus.
  • An IP image transmission device is provided, comprising: a stored data read-out control unit that controls writing to the first memory through the second bus.
  • the apparatus further comprises a second memory, wherein the encoded data transfer unit writes the encoded data output to the first bus into the second memory, and encodes the encoded data written into the second memory. Data is read and written to the first memory through the second bus.
  • the stored data read control unit writes the stored data read through the first bus into the second memory, reads the encoded data written into the second memory, Write to the first memory via the second bus.
  • FIG 1 is the principle diagram of the present invention
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an IP image transmission device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 shows an example of the configuration of an IP image transmission device
  • Figure 4 is a data flow diagram in the IP image transmission device
  • Figure 5 is a diagram of the time allocation of the coded data transfer processing in the IP imaging device
  • Figure 6 is a diagram showing the distribution of coded data transfer processing time in the IP image device when the coding rate is increased by a factor of 1.5;
  • Figure 7 shows the overall configuration of the IP image transmission system
  • Fig. 8 is a diagram showing the distribution of coded data transfer time in the IP image transmission device
  • Figure 9 is a block diagram of a conventional IP image transmission device
  • Figure 10 is a data flow diagram in a conventional IP image transmission device
  • Fig. 11 shows the time distribution diagram of the encoded data transfer processing in the conventional IP image transmission device
  • Fig. 12 shows the encoded data in the conventional IP image transmission device when the encoding rate is increased by 1.5 times. Transfer processing time distribution diagram
  • Fig. 13 is a diagram showing the time distribution of encoded data transfer processing in a conventional IP image transmission device when the encoding rate is increased by 1.5 times and the data transfer speed of the CPU bus is doubled. Best mode to do
  • the IP image transmission apparatus includes a storage medium 100, a first memory 102, a first bus 104, a second bus 106, an encoding unit]. It comprises an encoded data transfer unit 110, a stored data write control unit 112, and a stored data read control unit 114. As shown in (2), the encoding unit 108 encodes the image and the audio into encoded data, and outputs the encoded data to the first bus 104. Coded data transfer unit 1 1 0 writes Remind as in (4), the encoded data deca to the first bus 1 0 4 through the second bus 1 0 6 to the first memory 1 0 2 .
  • the storage data writing control unit 112 controls the writing of the encoded data output to the first bus 104 to the storage medium 100 through the first bus 104. do.
  • the second pass 100 by the encoded data transfer unit 110 is performed.
  • the transfer processing of the encoded data to the first memory 102 through the step 6 and the storage processing of the encoded data to the stored data writing control unit 112 can be performed in parallel ( reading the stored data).
  • the control unit 114 reads out the stored data written in the storage medium 100 through the first bus 104, and reads the first memory 100 through the second bus 106.
  • the data is controlled in parallel during the read processing of the stored data using the first bus 104.
  • the first memory 102 can be accessed and processed via the second bus 106, reducing processing time. Door can be.
  • FIG. 2 is a block diagram of the configuration of the IP image transmission device according to the embodiment of the present invention.
  • the IP image transmission device consists of an image AZD converter 150, an audio A / D converter 152, an image Z audio encoding device 154, a main CPU 156, and encoded data.
  • Dedicated DMA C abbreviated as Dedicated DMAC
  • Memory 160 Storage Medium 162
  • Network Control Device 164 Network IF 166
  • CPU Bus 168 Encoded data dedicated bus
  • the image AZD converter 150 converts an analog image captured by a video camera installed outdoors or the like into a digital image.
  • the audio A / D converter 15 2 converts an analog audio signal recorded by microphone into digital audio.
  • the image / sound encoding device 154 has the following functions. (1) Digital drawing Images and audio are encoded by the MPEG-2 method or the like and stored in frame memory (not shown). (2) Reads the encoded data from the frame memory and outputs it to the dedicated bus 170 in accordance with the instruction from the encoding LSI control process 1992 on the main CPU 156 through the dedicated DMA C 158 I do.
  • the main CPU 190 is a CPU that performs control and processing related to IP image transmission, and includes a real-time OS 190, an encoding LSI control process 192, a storage control process 1994, The IP bucket processing process 196, the network transmission processing process 198, the http server processing process 200, and the entire device control process 202 are executed.
  • the real-time OS190 is an operating system that performs high-speed process switching for real-time delivery.
  • the encoding SI control process 192 instructs the dedicated DMAC 158 to transfer the encoded data encoded by the image Z audio encoding device 154 to the main memory 168.
  • the accumulation control process 1994 has the following functions. (1) Instruct the dedicated DMA C 158 to store the encoded data in the storage medium 162. (2) Instruct to read the stored data from the storage medium 162 to the memory 160.
  • the IP bucket processing process 196 has the following processing. (1) Read the encoded data from the memory 160 to the main CPU 156 via the CPU bus 168. (2) Convert the encoded data read from the memory 160 into a UDP bucket. (3) Write the UDP bucket to memory 160 via CP bus 168. (4) Read the stored data from the memory 160 to the main CPU 156 via the CPU bus 168. (5) Convert the stored data read from the memory 160 into a TCP bucket. (6) Write the TCP bucket to memory 160.
  • the network transmission processing process 198 performs the following processing.
  • the UDP packet is transferred from the memory 160 to the network control device 164 via the CPU bus 168.
  • the TCP packet is transferred from the memory 160 to the network control device 164 via the CPU node 168.
  • the http server processing process 2000 performs the following processing. (1) Set the own device IP address according to the instructions from the server device. (2) Set the coding rate (coding method) according to the instructions from the server.
  • the overall apparatus control process 202 has the following functions. (1) The processing sequence of the coding LSI control process 192 and the like described later is controlled so that UDP distribution processing, TCP transmission processing, and other processing are completed within the minimum unit time of live distribution. (2) Perform monitoring and control in the equipment such as alarm monitoring.
  • the dedicated DMAC 158 has a transfer memory 180, and performs the following processing in accordance with instructions from the main CPU 156 via a signal line (not shown). (1) When the dedicated bus 170 is more vacant than the image / sound encoding device 154, the coded data is transferred to the dedicated bus 1
  • the process of reading out the data on 70, storing it in the register, and writing it in the transfer memory 180 is performed on the encoded data required within a unit time.
  • the coded data is read from the transfer memory 158 and written to the main memory 160 via the CPU bus 168.
  • release bus 170 After the end of the bus cycle, release bus 170.
  • the bus 170 is acquired, and the next encoded data written to the register is output to the dedicated bus 170 and written to the storage medium 162 via the output.
  • the stored data is read out from the transfer memory 180 and written to the main memory 160 via the CPU bus 168.
  • the bus of the CPU bus 168 is acquired.
  • the transfer memory 180 is a buffer memory. Transfer memory 180 is used for the following reasons. (1) This is because there is a difference between the transfer rate of the coded data from the image / audio coding device 154 through the dedicated bus 170 and the transfer rate of the CPU bus 168. (2) This is to control the timing of transferring the encoded data to the memory 160. (3) This is because there is a difference between the read speed of the stored data from the storage medium 162 through the dedicated path 1 ⁇ 0 and the transfer rate of the CPU bus 168. (4) This is for controlling the timing of writing the stored data to the memory 160 ⁇ Memory 160 is coded data, main memory for storing processes, and coded data.
  • the storage medium 162 is a storage medium for storing encoded data for TCP transmission, and has a controller.
  • the controller writes the coded data on the dedicated bus 170 to the storage medium 162 and reads the stored data from the storage medium 162 onto the dedicated bus 170.
  • the network control device 164 interfaces a network to which a 1P image transmission device is connected.
  • the network I / F 166 is a connector or a transformer for connecting the IP image transmission device to a communication cable.
  • CPU No. 168 is the main CPU 156—memory 160, dedicated DMAC 158—encoded data between memory 160, UDP packet, stored data and TCP packet. This is a bus for writing and reading data.
  • the dedicated bus 170 is for writing to the storage medium 162, reading from the storage medium 162, and reading coded data from the image / coding device 154.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the IP image transmission device shown in FIG. 2, and components corresponding to the components in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
  • the image Z audio encoding device 154 is an MPEG-2 encoder LSI, and the encoding rate at which the IP image transmission device live distribution server storage function can operate simultaneously is 6 Mbps.
  • the main CPU 156 has, for example, a clock frequency of 162 MHz.
  • the flash ROM 166a is a ROM constituting the memory 166, and is, for example, an ATA flash card having a transfer rate of about 20 Mbps.
  • SDRAM166b is the main memory constituting the memory1668.
  • the dedicated DMA C 158 is made by FPGA, and has a DMA C 182 # 1, 182 # 2, 182 # 3 and a memory 180.
  • the network control device 164 is, for example, a LAN controller.
  • DMAC 182 # 1 is a coded data LS 1 control DMAC, and performs the following processing according to the instruction of the coding LSI control process 1992. (1) When the dedicated bus 170 is empty, the coded data is read out from the video / audio coding device 154 onto the dedicated bus 170 and written to the register. (2) Write the encoded data written to the register to the transfer memory 170.
  • DMAC 18 2 # 2 is an accumulation control DMAC, and performs the following processing according to the instructions of the accumulation control process 1994.
  • DMAC 18 2 # 3 is a memory control DMAC, and performs the following processing. (1) Encoded data written to the transfer memory 180 When the accumulated data becomes constant, the data is written to the memory 160 via the CPU bus 168. (2) According to the instruction of the IP packet processing process 196 or the network transmission processing process 198, the CPU bus 168 is acquired.
  • the transfer memory 180 is composed of, for example, a dual-port memory. This is because writing and reading of encoded data may be performed simultaneously.
  • the storage medium 162 is an ATAHDD card having a transfer rate of about 22 Mbps, and has a controller, due to the requirements for miniaturization and weight reduction.
  • the CPU bus 168 has, for example, a 32-bit nos width and a maximum transfer speed of 32 Mbytes.
  • FIG. 4 is a diagram showing a data flow in the IP image transmission device.
  • Fig. 5 is a diagram showing the distribution of the coded data transfer processing time in the IP video transmission device.
  • Processing related to the image encoding device 154, the storage medium 162, and the dedicated DMAC 158 shown by hatching in FIG. 5 is processing using the dedicated bus 1 ⁇ 0.
  • the minimum unit time for live distribution in Fig. 5 is the same as in Fig. 11. As shown in FIG. 4, it is necessary to simultaneously transfer nine stream data in the IP image transmitting apparatus in real time, and this is realized in the present embodiment as follows.
  • the image and audio coding device 1.5.4 encodes audio and image data in accordance with the MPEG-2 system and stores it in the frame memory.
  • the entire equipment control process 202 At the start of the unit time shown in FIG. 5, the coding LSI control process 192 is started.
  • the coding LSI control process 1.92 instructs the audiovisual coding device 154 to read the coded data through the dedicated DMAC 182 # 1.
  • the video / audio coding device 154 is placed on the dedicated bus 170 in accordance with the instructions of the DMAC 1.82 # 1. Output the encoded data.
  • the DMAC 182 # 1 reads the encoded data from the dedicated bus 170 and writes it to the register. When the bus cycle ends, the dedicated bus 170 is released.
  • the DMAC 182 # 1 is switched from the image Z audio encoding device 154 to the next. Read the encoded data onto the dedicated bus 170 and write it to the register. The encoded data transfer (la) from the image / audio encoding device 154 is performed for the encoded data necessary for the UDP bucket. As shown in (1) in FIG. 4 and (lb) in FIG. 5, the DMA C 18 2 # 1 writes the encoded data written in the register into the transfer memory 170. The memory control DMA C 18 2 # 3 reads the encoded data from the transfer memory 170 in parallel with the writing to the transfer memory 170 and transfers it to the memory 1650 via the CPU bus 1668. Write to.
  • the overall apparatus control process 202 starts the 1P packet processing process 194.
  • the IP packet processing process 194 reads the encoded data from the memory 160 through the CPU node 168.
  • the IP bucket processing process 194 performs UDP packetization of the encoded data read from the memory 160 and writes the UDP bucketed data through the CPU bus 168 as shown in (3). Write to 160.
  • the network transmission processing process 198 connects the CPU bus 168 as shown in (4) in FIGS. Read the UDP packet from the memory 160 and output it to the network control device 164.
  • the network control device] 64 performs UDP transmission of UDP bucket data through the network IZF 166.
  • the overall device control process 202 activates the accumulation control process 194.
  • the accumulation control process 1994 instructs the DMA C 18 2 # 2 to accumulate encoded data.
  • the c DMA C 18 2 # 2 acquires the dedicated bus 170, and (5) in FIG. As shown in), the encoded data written in the register is output to the dedicated bus 170 for writing to the storage medium 162, and the dedicated bus 170 is released after the end of the bus cycle.
  • the controller in the storage medium 162 receives the encoded data from the dedicated bus 170 and stores it in the storage medium 162 as shown in (5) in FIG.
  • the DMAC 182 # 2 writes the data to the storage medium 162 through the dedicated bus 170 in the same manner as described above.
  • the above-described writing to the storage medium 16 2 is repeated for the encoded data written to the register.
  • the stored data write (5) is performed by the DMAC 18 2 # 2 through the dedicated bus 170, and the encoded data transfer (lb) is performed by the DMAC 18 2 # 3 by the encoded data read (2) and UDP. Since the bucketed data writing (3) is performed by the CPU 156 through the CPU bus 168, the processing (5) and the processing (lb), (2), and (3) are performed in parallel. be able to.
  • the entire apparatus control process 202 starts the storage control process 1994.
  • the accumulation control process 194 instructs the accumulation control DMAC 182 # 2 to read the corresponding encoded data from the accumulation medium 162.
  • the DMAC 182 # 2 sequentially reads the stored data from the storage medium 162 through the controller in the storage medium 162 to the dedicated bus 170 as shown in (6a) in FIG. Write to transfer memory 180.
  • the stored data is read out (6a) by the DMAC 182 # 2 through the dedicated bus 170.
  • UDP data transmission (4), communication processing with the server, and other processing such as the overall device control processing are performed. Processing (10) is performed by CPU 156 through CPU bus 168, so processing (6a) and processing (4) and other processing (10) are performed in parallel. You can do it.
  • the DMAC 182 # 3 executes the processing (6a) in parallel with the stored data in the transfer memory
  • the stored data is read from the transfer memory 180, and written to the memory 160 via the CPU bus 168.
  • the overall apparatus control process 202 starts the IP bucket processing process 196.
  • the IP bucket processing process 196 reads stored data from the memory 160 onto the CPU bus 168, as shown in (7) in FIGS. '
  • the IP socket processing process 196 receives the stored data read out on the CPU bus 168 and converts it into a TCP bucket.
  • the IP bucket processing process 196 writes TCP bucket data to the memory 160 via the CPU bus 168.
  • the overall apparatus control process 202 starts the network transmission processing process 198.
  • the network transmission processing process 198 is provided on the CPU bus 168 from the memory 160 through the memory control DMAC 182 # 3. Reads out TCP packet data and outputs it to network device 164.
  • the network control device 164 performs TCP transmission of the CP packet data through the network I / F 166.
  • the entire device control process 202 communicates with the server when idle time for UDP packet processing and TCP packet processing, for example, when UDP data transmission (4) ends. Communication processing, alarm processing, and other overall device control processing are performed between the CPU 156 and the memory 160. As shown in Fig. 5, writing stored data (5), transferring coded data (lb), reading coded data (2), writing ⁇ DP bucket data (3), and reading stored data (6a) ) And UDP data transmission and other processing (10) can be performed in parallel. For example, the encoded data transfer processing time is reduced by about 30% compared to the conventional method.
  • FIG. 6 is a diagram showing the coded data transfer time when the coding rate in the IP image transmission device is increased by a factor of 1.5.
  • the amount of data to be processed within the minimum unit time is 1.5 times, so that the processing time for coded data transfer (la) etc. is reduced to
  • the processing time for coded data transfer (la) etc. is reduced to
  • the processing time for coded data transfer (la) etc. is reduced to
  • the processing time for coded data transfer (la) etc. is reduced to
  • Fig. 5 in the conventional method, as shown in Fig. 11, within the minimum unit time of live distribution, UDP transmission processing, TCP transmission processing, and other functions are performed.
  • the processing time is reduced by about 30% compared to the conventional method, the coding rate is increased to 1.5 times as shown in Fig. Even in this case, processing can be performed within a unit time.

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Abstract

　画像及び音声符号化データをＴＣＰ及びＵＤＰ伝送をするＩＰ画像伝送装置において、蓄積媒体と、第１メモリと、第１バスと、第２バスと、画像及び音声データを符号化データに符号化して、第１バスに出力する符号化部と、第１バスに出力された符号化データを第２バスを通して第１メモリに書き込む符号化データ転送部と、第１バスに出力された符号化データを前記第１バスを通して前記蓄積媒体に書き込み制御をする蓄積データ書込制御部と、蓄積媒体に書き込まれた蓄積データを第１バスを通して読み出し、第２バスを通して第１メモリに書き込み制御する蓄積データ読出制御部とを具備して構成する。

Description

明 細 書
I P画像伝送装置 技 術 分 野
本発明は、 I Pネッ トワークを利用して画像配信を行う画像伝送装置 （ I P画 像伝送装置） に関するものであり 、 特に、 ライブ配信機能 （UD P伝送） とサー バ蓄積機能 （T C P伝送） の実現に必要となるデータバス方式に関するものであ る。 背 景 技 術
I P画像伝送装置では、 U D P伝送によ り画像及び音声符号化データを伝送し てライブ配信を行い、 T C P伝送によ り画像及び音声符号化データをサーバに蓄 積している。 図 7は I P画像伝送システムの構成図である。 図 7に示すよ う に、 I P画像伝送装置 1 0は、 カメ ラ 1 2によ り撮像された画像及びカメ ラ 1 2に内 蔵されたマイ ク ロ フォンによ り録音された音声データを符号化し、 図 7 中の（2) に示すよ う に UD P伝送によ り、 I Pネッ トワーク 2 0を通して、 I P画像伝送 装置 3 0に送信する。 I P画像伝送装置 3 0は、 UD P伝送された符号化データ を画像及び音声データに復号化して T Vモニタ 3 2に出力する。 一方、 I P画像 伝送装置 1 0は、 符号化データを I P画像伝送装置内蓄積媒体 1 4に一旦蓄積し てから、 この蓄積された符号化デ一タを T C P伝送によ り、 I Pネッ トワーク 2 0を通して、 蓄積サーバ 4 0に送信する。 蓄積サーバ 4 0は、 蓄積データをサー ノく内 H D D 4 2に蓄積する。
ラィブ配信機能は、 リ アルタイム且つ低遅延なライブ配信機能を 1 Pネッ トヮ ーク上で実現させるため再送処理の行わない U D Pを用いてリ アルタイ ム性を優 先したデータ伝送を行っている。 ライブ配信データの伝送処理は、 各符号化方式 による符号化データを一定以上の伝送速度で送信する必要がある。 即ち、 ある伝 送速度でリ アルタイム性を実現するためには、 送信処理を一定時問内に終える必 要がある。 その一定時間の最小単位は、 ひとつの U D Pパケッ ト送信処理にかか る時間 （ライブ配信最小単位時間） である。 ここで、 ライブ配信最小時間 Tlive は次式 （ 1 ) で表される。
TLive= (符号化レー 卜 [bps]) / ( 8 X U D Pバケツ 卜サイズ [byte])
• · · ( 1 ) ここで、 符号化レ一 卜とは、 画像や音声データを符号化するビッ ト レー トをい う。 サーバ蓄積機能は、 フ レーム落ちのないデータをサーバに蓄積するため、 蓄 積データの転送には再送処理を含む T C Pによる信頼性を優先したデータ伝送を 行っている。 従って、 I Pネッ ト ワーク上でライブ配信機能とサ一バ蓄積機能を 同時に実現するにはライブ配信最小単位時間内に両方の処理が終了することが最 低条件である。
図 8は I P画像伝送装置における符号化データ転送時間配分を示す図である。 図 8に示すよ うに、 ライブ配信最小時間 Tlive内に符号化データ U D P配信処理 を行い、 サーバ蓄積機能の T C P送信処理は、 UD P配信処理以外の空き時間を 使って行われる。 これは、 UD P配信処理、 T C P送信処理は、 1個の C P U上 のプロセスが動作することによ り行われるからである。 サーバ蓄積機能では、 T C Pバケツ トの再送処理を伴う こ とがあるため、 符号化データは蓄積媒体に一旦 蓄積してから T C Pパケッ トを送信している。 しかし、 この空き時間内に U D P 配信処理と同じ量のデータを転送できなければ、 蓄積媒体への書き込み速度よ り も読み出し速度が遅く なり いずれ I P画像伝送装置内の蓄積媒体はオーバフ 口一 を起こし、 サーバ蓄積機能は破綻してしま う。 従って、 上述したよ うに、 ライブ 配信機能とサーバ蓄積機能を実現させるためには、 ライブ配信とサーバ蓄積のた めの処理が単位時間内に I P画像伝送装置内で処理されなければならないこ とが 分かる。
図 9は従来の I P画像伝送装置ブロ ック図である。 図 9に示すよ うに、 I P画 像伝送装置は、 オーディオ AZDコンバータ 5 0、 ビデオ A/Dコンバータ 5 2 画像ノ音声符号化デバイス 5 4、 蓄積媒体 5 6、 メモ リ 5 8、 メイ ン C P U 6 0 ネッ 卜ワーク制御デバイス 6 2、 ネッ 卜 ワーク I / F 6 4及び C P Uバス 6 6に よ り構成される。 メイ ン C P U 6 0は、 リ アルタイ ム O S 7 0、 符号化 L S I 制 御プロセス 7 2、 蓄積制御プロセス 7 4、 I Pパケッ ト処理プロセス 7 6、 ネッ 卜ワーク送信処理プロ セス 7 8、 h t t pサーバ処理プロセス 8 0及び装置全体 制御プロ セス 8 2が実行される。
図 1 0は従来の I P画像伝送装置内のデータの流れを示す図である。 1 P画像 伝送装置では、 図 1 0に示す 9本のス 卜 リ ームデータが以下のよ うにしてリ アル タイムに転送される。
(1) 符号化データ転送
符号化 L S I 制御プロセス 7 2はオーディオ AZDコ ンバータ 5 0によ り アナ ログ Zディ ジタル変換された音声データ及びビデオ A / Dコンバータ 5 2によ り アナ口グノディ ジタル変換された画像データが画像 音声符号化デバイス 5 4に よ り符号化された符号化データをメ モ リ 5 8に C P Uバス 6 6を通して転送する <
(2) 符号化データ読出
I Pバケツ 卜処理プロセス 7 6 はメモリ 5 8の符号化データを C P Uバス 6 6 を通して読み出す。
(3) U D Pパケッ ト化データ書込
I Pバケツ 卜処理プロセス 7 6 は符号化データを U D Pノ ケッ 卜化して C P U パス 6 6 を通してメ モ リ 5 8に書き込む。
(4) U D Pデータ送出
ネッ トワーク送信処理プロセス 7 8はメモリ 5 8力、ら UD Pバケツ 卜を C P U パス 6 6 を通して読み出し、 ネッ 卜ワーク制御デバイス 6 2及びネッ トワーク I / F 6 4 を通して I Pネッ 卜ワークへ UD P伝送をする。
(5) 蓄積データ書込
蓄積制御プロセス 7 4はメモリ 5 8から C Pリバス 5 6を通して符号化データ を読み出し、 蓄積媒体 5 6へ転送する。
(6) 蓄積データ読出
蓄積制御プロセス 7 4は蓄積媒体 5 6から符号化データを C P Uバス 2 5 6 を 通して読み出し、 メ モ リ 5 8へ転送する。
(7) 符号化データ読込
I Pバケツ 卜処理プロセス 7 6 はメモリ 5 8から符号化データ （蓄積データ） を C P Uバス 6 6 を通して読み出す。 (8) T C Pパケッ ト化データ書込
I Pバケツ 卜処理プロセス 7 6は蓄積データを T C Pバケツ トイ匕して、 C P U バス 6 6を通してメモリ 5 8に書き込む。
(9) T C Pデータ送出
ネッ 卜 ワーク送信処理プロセス 7 8は,メ モ リ 5 8から C P Uバス 6 6を通 して T C Pバケツ 卜を読み出し、 ネッ 卜ワーク制御デバイス 6 2及ぴネッ トワーク I / F 6 4を通して I Pネッ 卜ワークへ T C P伝送をする。
図 1 1 は従来の I P画像伝送装置内の符号化データ転送処理時間配分を示す図 であり、 ライブ配信最小時間単位における、 画像ノ音声符号化デバイス 5 4、 蓄 積媒体 5 6、 C P U 6 0—メモ リ 5 8間、 ネッ トワーク制御デパイス 6 2での各 処理時間を示している。 図 1 1 に示すよ う に、 符号化データ転送（1)、 符号化デ —タ読出（2)、 U D Pパケッ ト化データ書込（3)、 U D Pデータ送出（4)までの U D P配信処理が行われてから、 蓄積データ書込（5)、 蓄積データ読出（6)、 符号化 データ書込（7)、 T C Pパケッ ト化データ書込（8)、 T C Pデータ送出（9)までの T C P送信処理が行われる。 ここで、 蓄積データ書込（5)及び蓄積データ読出（6) の処理時間が他と比べて長く なっているのは、 蓄積媒体 5 6のアクセス速度が C P U 6 0、 メモリ 5 8の処理速度 （アクセス速度） に比べて低速であることによ る。 ライブ配信最小単位時間内の U D P配信処理、 T C P送信処理を除く 時間に サーバとの通信処理、 装置全体制御処理等のその他の処理（10)が行われる。
ライブ配信の画像や音声の品質向上のために符号化レ一 卜を大き くするこ とへ のニーズがある。 図 1 1 に示す符号化レー トでは、 ライブ配信最小単位時間内で (1)〜（10)の処理を行う と残余の時間が無い場合を示している。 こ こで、 符号化 レー トを図 1 1 に示す符号化レー 卜の 1 . 5倍にしたときの符号化データ転送処 理時間配分について考える。
図 1 2は符号化レー トを 1 . 5倍にしたときの I P画像伝送装置内の符号化デ ータ転送処理時間配分を示す図である。 図 1 2では、 図 9 中の各構成要素を変更 しない場合を示している。 符号化レー トを 1 . 5倍にするこ とは、 図 1 1 と同じ ライブ配信処理単位時間に処理するべきデータ量が 1 . 5倍に増加すること を意 味する。 よって、 図 1 2 中の破線で示すよ う に、 符号化データ転送（1)〜U D P データ送出（4)までの U D P配信処理時間及び蓄積データ書込（5)〜 T C Pデータ 送出（9)までの T C P送信処理時間がそれぞれ 1 . 5倍となる。 と ころが、 図 1 1 に示したよ うに、 ライブ配信最小時間における符号化データ転送処理時間配分 に余裕がない場合には、 当該ライブ配信最小時間内に上記（1 )〜（9)の処理が終了 せずに、 例えば、 図 1 2に示すよ うに蓄積データ読出（6)迄で最小時間単位を使 い切ってしまい、 残り 3つの処理ができない。 即ち、 符号化レー トを 1 . 5倍に 引き上げるとサーバ蓄積機能は実現できないこ とになる。 こ こで、 符号化レー 卜 を大き く したときの処理を高速化して C P Uバスの転送速度を高速にするこ とが 考えられる。 ここでは、 符号化レー トを 1 . 5倍にしたときの C P Uバスの転送 速度を 2倍にした場合を例に説明する。
図 1 3は符号化レー トを 1 . 5倍、 C P Uバスの転送速度を 2倍にしたときの I P画像伝送装置内の符号化データ転送処理時間配分を示す図である。 図 1 3 中 の （1 )〜（9)の処理における実線及び破線は C P ϋバス 6 6 の転送速度を 2倍にし たときの、 図 1 1 に示した符号化レ一 卜での処理時間及び符号化レー トが 1 . 5 倍での処理時間を示している。 図 1 3に示すよ うに、 じ？ 11 6 0—メモ リ 5 8間 の処理だけが速く なるが、 蓄積媒体 5 6 ではデバイスそのものが遅いため、 蓄積 データ書込（5)、 蓄積データ読出（6)の時間が図 1 2 と比較して変化しない。 その ため、 例えば、 蓄積データ読出（7)途中で最小時間単位を使い切ってしまい残り 2 つの処理ができない。 即ち、 C P Uバス の転送速度を 2倍にしても、 符号化レ 一卜を 1 . 5倍に引き上げるとサーバ蓄積機能は実現できない。 従って、 C P U バス 1本のデータバス構成をそのままにして符号化レー 卜の増加に対応するには, 2倍のアクセス速度を持つ蓄積媒体を採用する必要が出てく る。 上述したよ うに, 従来のデータバス方式のままでは、 符号化レ一 卜を上げるためにはバスの高速化 と高速な蓄積媒体を利用する しか手段がない。
しかし、 高速なバスを使用することは、 高速な C P U等を使用する必要になり 消費電力の増加、 設計マージンの減少を招き、 高コス ト、 開発費の増大など、 あ らゆる面でリ ソースを多く 消費する。 また、 高速な蓄積媒体の採用も、 コス ト増、 実装面積増加を招き、 耐環境、 低消費電力、 小型化等の装置要件をク リ アできな いなどの課題を抱えている。 また、 先行技術文献と しては、 以下の特許文献 1 〜 2がある。
特許文献 1 は、 画像処理装置と メモ リ を C P Uバス とは別の専用ローカルバス で接続し、 C P Uバス と専用ローカルバス間は、 DM Aで接続する構成を開示し ている。
, 特許文献 2は、 画像処理装置と蓄積装置を C P Uバス とは別のローカルバスで 接続し、 C P Uバス と ローカル間はバッ フ ァメ モ リ で転送制御するこ とを開示し ている。
特許文献 1
WO 0 0 / 4 3 8 6 8号公報
特許文献 2
特開 2 0 0 0— 2 3 6 4 0 3号公報
特許文献 1 は画像符号化装置の符号化ノ複号化処理そのものが対象であるため. 画像配信を対象とする本発明の上記課題を解決するこ とができない。 また、 特許 文献 2が対象とする技術分野はフ ァ タシミ リ装置が対象であり、 I P画像伝送装 置が対象である本発明の技術分野と全く異なる分野であり、 本発明の上記課題を 解決するこ とができない。
本発明の目的は、 耐環境、 低消費電力、 小型化等の装置要件をク リ アし、 符号 化レー 卜を上げることのできる I P画像伝送装置を提供することである。 発明の 示
本発明の側面によれば、 符号化データを T C P及び UD P伝送をする I P画像 伝送装置であって、 蓄積媒体と、 第 1 メモ リ と、 第 1バス と、 第 2バス と、 画像 又は音声データを符号化データに符号化して、 前記第 1バスに出力する符号化部 と、 前記第 1バスに出力された符号化データを前記第 2バスを通して前記第 1 メ モ リ に書き込む符号化データ転送部と、 前記第 1バスに出力された符号化データ を前記第 1バスを通して前記蓄積媒体に書き込み制御をする蓄積データ書込制御 部と、 前記蓄積媒体に書き込まれた蓄積データを前記第 1バスを通して読み出し. 前記第 2バスを通して前記第 1 メ モ リ に書き込み制御する蓄積データ読出制御部 とを具備したことを特徴とする I P画像伝送装置が提供される。 好ましく は、 第 2 メモ リ を具備し、 前記符号化データ転送部は前記第 1 バスに 出力された符号化データを前記第 2 メモ リ に書き込み、 当該第 2 メモ リ に書き込 んだ符号化データを読み出し、 前記第 2バスを通して前記第 1 メモ リ に書き込む よ うにする。
, 更に好ま しく は、 前記蓄積データ読出制御部は、 前記第 1 バスを通して読み出 した前記蓄積データを前記第 2 メ モ リ に書き込み、 当該第 2 メモ リ に書き込んだ 符号化データを読み出し、 前記第 2バスを通して前記第 1 メモ リ に書き込むよ う にする。 図面の簡単な説明
図 1 は本発明の原理図 ；
図 2は本発明の実施形態による I P画像伝送装置の構成図 ；
図 3は I P画像伝送装置の構成例を示す図 ；
図 4は I P画像伝送装置内のデータの流れ図 ；
図 5は I P画像装置内の符号化データ転送処理時間配分図 ；
図 6は符号化レー トを 1 . 5倍にした場合の I P画像装置内の符号化デ一タ転 送処理時間配分図 ；
図 7は I P画像伝送全体システム構成図 ；
図 8は I P画像伝送装置における符号化データ転送時間配分図 ；
図 9は従来の I P画像伝送装置の構成図 ；
図 1 0は従来の I P画像伝送装置内のデータの流れ図 ；
図 1 1 は従来の I P画像伝送装置内の符号化データ転送処理時間配分図 ； 図 1 2は符号化レー トを 1 . 5倍にした場合の従来の I P画像伝送装置内の符 号化データ転送処理時間配分図 ；
図 1 3は符号化レー トを 1 . 5倍にし、 C P Uバス のデータ転送速度を 2倍に した場合の従来の I P画像伝送装置内の符号化データ転送処理時間配分図である, 発明を実施するための最良の態様
本発明の実施形態の説明をする前に本発明の原理の説明をする。 図 1 は本発明 の原理図である。 図 1 に示すよ う に、 I P画像伝送装置は、 蓄積媒体 1 0 0、 第 1 メモ リ 1 0 2、 第 1バス 1 0 4、 第 2バス 1 0 6、 符号化部 ]. 0 8、 符号化デ ータ転送部 1 1 0、 蓄積データ書込制御部 1 1 2及び蓄積データ読出制御部 1 1 4 を具備する。 符号化部 1 0 8 は、 （2)に示すよ うに、 画像や音声を符号化デ一 タに符号化して、 第 1 バス 1 0 4 に出力する。 符号化データ転送部 1 1 0は、 (4)に示すよ う に、 第 1バス 1 0 4 に出カされた符号化データを第 2バス 1 0 6 を通して第 1 メモ リ 1 0 2に書き込む。
蓄積データ書込制御部 1 1 2は、 （6)に示すよ う に、 第 1 バス 1 0 4に出力さ れた符号化データを第 1バス 1 0 4 を通して蓄積媒体 1 0 0に書き込み制御をす る。 このとき、 蓄積媒体 1 0 0への蓄積データの書き込みが第 2バス 1 0 6 を通 さずに第 1バス 1 0 4を通して行うので、 符号化データ転送部 1 1 0による第 2 パス 1 0 6 を通した第 1 メモリ 1 0 2への符号化データの転送処理と、 蓄積デー タ書込制御部 1 1 2への符号化データの蓄積処理とを並列処理することができる ( 蓄積データ読出制御部 1 1 4は、 （8)に示すよ うに、 蓄積媒体 1 0 0に書き込 まれた蓄積データを第 1バス 1 0 4を通して読み出し、 第 2バス 1 0 6を通して 第 1 メモ リ 1 0 4 に書き込み制御する。 このとき、 蓄積媒体 1 0 0からの読み出 しが第 1バス 1 0 4を通して行われるので、 第 1バス 1 0 4 を用いた蓄積データ の読出処理中に並列して、 第 2バス 1 0 6 を通して第 1 メモ リ 1 0 2へアクセス して処理することができるので処理時間を短縮するこ とができる。
図 2は本発明の実施形態による I P画像伝送装置構成ブロ ック図である。 図 2 に示すよ うに、 I P画像伝送装置は、 画像 AZDコンバータ 1 5 0、 音声 A/D コンパータ 1 5 2、 画像 Z音声符号化デバイス 1 5 4、 メイ ン C P U 1 5 6 、 符 号化データ専用 DMA C (専用 D MA C と略す） 1 5 8、 メモリ 1 6 0、 蓄積媒 体 1 6 2、 ネッ 卜 ワーク制御デバイス 1 6 4、 ネッ 卜 ワーク I F 1 6 6、 C P Uバス 1 6 8及び符号化データ専用バス （専用バス と略す） 1 7 0を有する。 画像 AZDコンバータ 1 5 0は、 野外等に設置されたビデオカメ ラによ り撮影 されたアナログ画像をディ ジタル画像に変換する。 音声 A/Dコ ンバータ 1 5 2 は、 マイ ク ロ フォ ンによ り録音したアナログ音声信号をディ ジタル音声に変換す る。 画像 音声符号化デバイス 1 5 4は、 次の機能を有する。 （1)ディ ジタル画 像及び音声を MP E G - 2方式等によ り符号化して、 図示しないフ レームメモ リ に蓄積する。 （2)専用 DMA C 1 5 8 を通してメ イ ン C P U 1 5 6上の符号化 L S I 制御プロセス 1 9 2からの指示に従って、 フ レームメモ リ から符号化データ を読み出して、 専用バス 1 7 0に出力する。
.メイン C P U 1 9 0は、 I P画像伝送に係わる,制御及び処理を行うための C P Uであり、 リ アルタイ ム O S 1 9 0並びに符号化 L S I 制御プロセス 1 9 2、 蓄 積制御プロセス 1 9 4、 I Pバケツ 卜処理プロセス 1 9 6、 ネッ 卜ワーク送信処 理プロセス 1 9 8、 h t t pサーバ処理プロセス 2 0 0及び装置全体制御プロセ ス 2 0 2を実行する。 リ アルタイ ム O S 1 9 0は、 リ アルタイム配信を行うため にプロセスの高速な切り替えをするオペレーティ ングシステムである。 符号化し S I 制御プロセス 1 9 2は、 専用 D M A C 1 5 8に画像 Z音声符号化デバイス 1 5 4が符号化した符号化データのメインメモ リ 1 6 8への転送を指示する。 蓄積 制御プロセス 1 9 4は、 次の機能を有する。 （1)専用 DMA C 1 5 8に符号化デ ータの蓄積媒体 1 6 2への蓄積を指示する。 （2)蓄積媒体 1 6 2から蓄積データ のメモリ 1 6 0への読み出しを指示する。
I Pバケツ 卜処理プロセス 1 9 6 は次の処理を有する。 （1)メモ リ 1 6 0 よ り C P Uバス 1 6 8 を通してメイ ン C P U 1 5 6 に符号化データを読み出す。 （2) メ モ リ 1 6 0 よ り読み出した符号化デ一タを U D Pバケツ 卜化する。 （3) U D P バケツ トを C P Uバス 1 6 8 を通してメモ リ 1 6 0に書き込む。 （4)メモリ 1 6 0 よ り C P Uバス 1 6 8を通してメイン C P U 1 5 6 に蓄積データを読み出す。 (5)メモ リ 1 6 0 よ り読み出された蓄積データを T C Pバケツ 卜化する。 （6) T C Pバケツ 卜をメモ リ 1 6 0に書き込む。
ネッ トワーク送信処理プロセス 1 9 8 は、 次の処理をする。 （1)メモ リ 1 6 0 よ り U D Pノヽ °ケッ 卜を C P Uバス 1 6 8 を通してネッ 卜ワーク制御デバイス 1 6 4 に転送する。 （2)メモ リ 1 6 0 よ り T C Pノ ケッ 卜を C P Uノく ス 1 6 8 を通し てネッ 卜ワーク制御デバィス 1 6 4に転送する。 h t t pサ一バ処理プロセス 2 0 0は、 次の処理を行う。 （1)サーバ装置からの指示に従って、 自装置 I Pア ド レスの設定をする。 （2)サーバからの指示に従って、 符号化レー ト （符号化方 式） を設定する。 装置全体制御プロセス 2 0 2は、 次の機能を有する。 （1)ライブ配信最小単位 時間内で U D P配信処理、 T C P送信処理、 その他の処理が終了するよ うに、 後 述する符号化 L S I 制御プロセス 1 9 2等の処理シーケンスを制御する。 （2)ァ ラームの監視等、 装置内の監視制御を行う。
専用 DM A C 1 5 8 は、 転送メ モ リ 1 8 0 を有し,、 メイ ン C P U 1 5 6 力 らの 図示しない信号線による指示に従って次の処理を行う。 （1)画像 音声符号化デ バイス 1 5 4 よ り専用バス 1 7 0が空きであるとき、 符号化データを専用バス 1
7 0上に読み出し、 レジスタに格納する と共に転送メ モ リ 1 8 0に書き込む処理 を単位時間内に必要と される符号化データについて行う。 転送メモリ 1 5 8 に一 定の符号化データが書き込まれる と、 転送メモ リ 1 5 8 よ り符号化データを読み 出して C P Uバス 1 6 8 を通してメイ ンメモ リ 1 6 0に書き込む。 （2)専用バス 1 7 0を獲得して、 レジスタに書き込まれた符号化データを専用バス 1 7 0上に 出力を通して蓄積媒体 1 6 2に書き込むために専用バス 1 7 0上に出力し、 バス サイクル終了後にバス 1 7 0を開放する。 蓄積媒体 1 6 2への書き込みが終了す る とバス 1 7 0を獲得して、 レジスタに書き込まれた次の符号化データを専用バ ス 1 7 0上に出力を通して蓄積媒体 1 6 2 に書き込むために専用バス 1 7 0上に 出力し、 バスサイ クル終了後にパス 1 7 0 を開放する。 この処理を単位時間内に 必要と される符号化データについて行う。 （3)蓄積媒体 1 6 2に書き込まれた蓄 積データを専用バス 1 7 0 を通して転送メモ リ 1 8 0に読み出す。 転送メモリ 1
8 0に一定の蓄積データが読み出される と、 転送メモ リ 1 8 0 よ り蓄積デ一タを 読み出して、 C P Uバス 1 6 8 を通してメ イ ンメモ リ 1 6 0 に書き込む。 （4) C P U 1 5 6からの要求に従って、 C P Uバス 1 6 8のバスを獲得する。
転送メモ リ 1 8 0は、 ノくッファ メモ リ である。 転送メモ リ 1 8 0 を使用するの は以下の理由による。 （1)画像/音声符号化デバイス 1 5 4から専用バス 1 7 0 を通しての符号化データの転送レー 卜 と C P Uバス 1 6 8 の転送レー 卜 との間に 差があるためである。 （2)メモリ 1 6 0 へ符号化データを転送するタイ ミ ングを 制御するためである。 （3)蓄積媒体 1 6 2 から専用パス 1 Ί 0 を通しての蓄積デ ータの読み出し速度と C P Uバス 1 6 8 の転送レー ト との間に差があるためであ る。 （4)蓄積データをメ モ リ 1 6 0 へ書き込むタイ ミ ングを制御するためである < メ モ リ 1 6 0は、 符号化データ、 プロセスを記憶するメイ ンメモ リ及び符号化
L S I 制御プロ グラム 1 9 2等に対応するプロ グラムを記憶する R O Mである。 蓄積媒体 1 6 2は、 T C P送信のための符号化デ一タを蓄積する記憶媒体であり コ ン ト ローラを有する。 コ ン ト ローラは、 専用バス 1 7 0上の符号化データを蓄 積媒.体 1 6 2に書き込み、 蓄積媒体 1 6 2から蓄積データを専用バス 1 7 0上に 読み出す。 ネッ 卜 ワーク制御デバイス 1 6 4は 1 P画像伝送装置が接続されるネ ッ 卜 ワーク をイ ンタ フェースするものである。 ネッ ト ワーク I / F 1 6 6は、 I P画像伝送装置を通信ケ一ブルと接続するコネクタや トランス等である。
C P Uノくス 1 6 8は、 メイ ン C P U 1 5 6 —メモ リ 1 6 0、 専用 DMAC 1 5 8 —メモ リ 1 6 0間の符号化データ、 U D Pパケッ ト、 蓄積データ及び T C Pパ ケッ 卜の書き込み · 読み出しを行うためのバスである。 専用バス 1 7 0は、 蓄積 媒体 1 6 2への書き込み、 蓄積媒体 1 6 2からの読み出し及び画像/符号化デバ イ ス 1 5 4から符号化デ一タの読み出しのためのものである。
図 3は図 2に示す I P画像伝送装置の構成例を示す図であり、 図 2中の構成要 素に該当する構成要素は同一の符号を附している。 画像 Z音声符号化デバイス 1 5 4は M P E G— 2エンコーダ L S I であり 、 I P画像伝送装置ラィブ配信ノサ ーバ蓄積機能同時動作可能符号化レー トを 6 M b p s である と している。 メイン C P U 1 5 6は、 例えば、 ク ロ ック周波数が 1 6 2 M H zである。 フラ ッシュ R OM 1 6 6 a はメ モ リ 1 6 6 を構成する R OMであり、 例えば、 転送レ一 卜、 約 2 0 M b p s の A T Aフラ ッシュカー ドである。 S D R AM 1 6 0 bはメモ リ 1 6 6 8 を構成するメ イ ンメ モ リである。 専用 DMA C 1 5 8は、 F P G Aによ り 作製されて、 DMA C 1 8 2 # 1 ， 1 8 2 # 2 , 1 8 2 # 3及びメモ リ 1 8 0を 有する。
ネッ ト ワーク制御デバイス 1 6 4は、 例えば、 L A Nコン トローラである。 D M A C 1 8 2 # 1 は、 符号化データ L S 1 制御 D M A Cであり、 符号化 L S I 制 御プロセス 1 9 2の指示に従って次の処理を行う。 （1)専用バス 1 7 0が空きの とき、 画像 音声符号化デバイス 1 5 4 よ り専用バス 1 7 0上に符号化データを 読み出 して、 レジスタに書き込む。 （2) レジスタに書き込んだ符号化データを転 送メ モ リ 1 7 0に書き込む。 D M A C 1 8 2 # 2は、 蓄積制御 D M A Cであり 、 蓄積制御プロセス 1 9 4の 指示に従って次の処理を行う。 （ 1 )専用バス 1 7 0 を獲得して、 レジス タに書き 込まれた符号化データを専用バス 1 7 0 を通して蓄積媒体 1 6 2に書き込み要求 を行い、 バスサイ クル後に専用バス 1 7 0 を開放する処理を単位時問内に必要と される符号化データについて行う。 （2)専用バス ]. 7 0.を獲得して、 蓄積媒体 1 6 2よ り蓄積データを専用バス 1 7 0を通して読み出し、 転送メモ リ 1 7 0に書 き込む。
D MA C 1 8 2 # 3は、 メモ リ制御 D MA Cであり 、 次の処理を行う。 （1)転 送メモ リ 1 8 0に書き込まれた符号化データ 蓄積データが一定になると、 C P Uバス 1 6 8 を通して、 メモ リ 1 6 0に書き込む。 （2) I Pパケッ ト処理プロセ ス 1 9 6又はネッ トワーク送信処理プロセス 1 9 8の指示に従って、 C P Uバス 1 6 8 を獲得する。
転送メモ リ 1 8 0は、 例えば、 デュアルポー トメモ リ で構成される。 符号化デ 一タの書き込みと読み出しが同時に行われるこ とがあるからである。 蓄積媒体 1 6 2は、 小型 · 軽量化の構成要件により、 転送レー 卜が約 2 2 M b p s の A T A H D Dカー ドであり、 コ ン ト ローラを有する。 C P Uバス 1 6 8は、 例えば、 ノ ス幅 3 2 ビッ ト、 最大転送速度は 3 2 4 Mバイ トノ秒である。
図 4は I P画像伝送装置内のデータの流れを示す図である。 図 5は I P画像伝 送装置内の符号化データ転送処理時間配分を示す図であり、 画像 音声符号化デ バイス 1 5 4、 蓄積媒体 1 6 2、 専用 D MA C 1 5 8、 C P U 1 5 8—メモ リ 1 6 0及びネッ トワーク制御デバイス 1 6 4における処理時間を示している。 図 5 中のハッチングで示す画像符号化デバイス 1 5 4、 蓄積媒体 1 6 2及び専用 DM A C 1 5 8 に係わる処理が専用バス 1 Ί 0 を使用する処理である。 図 5中のライ ブ配信最小単位時間は図 1 1 と同一の時間である。 図 4に示すよ うに、 I P画像 伝送装置内では同時に 9本のス ト リ一ムデ一タを リ アルタイムに転送する必要が あり、 以下のよ うにして本実施形態では実現される。
( 1 ) 符号化データ転送
画像 音声符号化デバイ ス .1. 5 4は、 M P E G— 2方式に従って音声及び画像 データを符号化してフ レームメモ リ に蓄積する。 装置全体制御プロセス 2 0 2は. 図 5に示す単位時間の開始において、 符号化 L S I 制御プロセス 1 9 2 を起動す る。 符号化 L S I 制御プロセス .1. 9 2は、 専用 D M A C 1 8 2 # 1 を通して画像 音声符号化デバイス 1 5 4に符号化データの読み出しを指示する。 画像/音声 符号化デバイス 1 5 4は、 図 4 中の（1)及び図 5 中の（la)に示すよ う に、 DMA C 1 .8 2 # 1 の指示に従って専用バス 1 7 0上に符号化データを出力する。 DM A C 1 8 2 # 1 は、 符号化データを専用バス 1 7 0から読み出して、 レジスタに 書き込む。 バスサイ クルが終了する と、 専用バス 1 7 0を開放する。
後述する蓄積データ書込（5)のためのバスサイ クルが終了して、 専用バス 1 7 0が空きになると、 DM A C 1 8 2 # 1 が画像 Z音声符号化デバイス 1 5 4 よ り 次の符号化データを専用バス 1 7 0上に読み出し、 レジスタに書き込む。 画像/ 音声符号化デバイス 1 5 4からの符号化データ転送（la)が U D Pバケツ 卜化に必 要な符号化データについて行われる。 DMA C 1 8 2 # 1 は、 図 4 中の（1)及び 図 5 中の（lb)に示すよ うに、 レジスタに書き込まれた符号化データを転送メモリ 1 7 0に書き込む。 メモ リ制御用 DMA C 1 8 2 # 3は、 転送メモ リ 1 7 0への 書き込みと並列的に、 転送メモリ 1 7 0から符号化データを読み出し、 C P Uバ ス 1 6 8 を通してメモリ 1 6 0へ書き込みを行う。
( 2 ) 符号化データ読み込み
装置全体制御プロセス 2 0 2は、 図 5に示すよ う にメモリ 1 6 0への符号化デ ータ転送（lb)が終了すると、 1 Pパケッ ト処理プロセス 1 9 4を起動する。 I P パケッ ト処理プロセス 1 9 4は、 図 4及び図 5 中の（2)に示すよ う に、 C P Uノく ス 1 6 8を通して、 メモ リ 1 6 0 よ り符号化データを読み出す。
( 3 ) UD Pパケッ ト化データ書き込み
I Pバケツ ト処理プロセス 1 9 4は、 メモリ 1 6 0 よ り読み出した符号化デー タを U D Pパケッ トィヒし、 C P Uバス 1 6 8 を通して、 （3)に示すよ う に U D P バケツ ト化データをメモ リ 1 6 0に書き込む。
( 4 ) UD Pパケッ トデータ送出
装置全体制御プロセス 2 0 2は、 U D Pバケツ ト化データ書き込み（3)が終了 すると、 ネッ トワーク送信処理プロセス 1 9 8 を起動する。 ネッ トワーク送信処 理プロセス 1 9 8は、 図 4及び図 5 中の（4)に示すよ う に、 C P Uバス 1 6 8 を 通して、 メモ リ 1 6 0 よ り U D Pパケッ トを読み出し、 ネッ トワーク制御デバィ ス 1 6 4に出力する。 ネッ ト ヮ ク制御デバイス ] 6 4は、 ネッ ト ワーク I Z F 1 6 6 を通して U D Pバケツ 卜データの U D P伝送を行う。
( 5 ) 蓄積データ書込
装置全体制御プロセス 2 0 2は、 図 5に示す符号化データ転送（la)によ り符号 化データがレジスタに書き込まれると、 蓄積制御プロセス 1 9 4を起動する。 蓄 積制御プロセス 1 9 4は、 DMA C 1 8 2 # 2に符号化データの蓄積を指示する c DMA C 1 8 2 # 2は、 専用バス 1 7 0 を獲得し、 図 4 中の（5)に示すよ う に、 レジスタに書き込まれた符号化データを蓄積媒体 1 6 2へ書き込みのために専用 バス 1 7 0に出力し、 バスサイクル終了後に専用バス 1 7 0 を開放する。
蓄積媒体 1 6 2 中のコ ン ト ローラは専用バス 1 7 0 よ り符号化データを受信し て、 図 5 中の（5)に示すよ う に蓄積媒体 1 6 2 に蓄積する。 DMA C 1 8 2 # 2 は、 符号化データの蓄積媒体 1 6 2へ書き込みが終了すると、 上述したと同様に 専用バス 1 7 0 を通して蓄積媒体 1 6 2に書き込む。 レジスタに書き込まれた符 号化データについて蓄積媒体 1 6 2への上述の書き込みを繰り返す。 蓄積データ 書込（5)は DMA C 1 8 2 # 2が専用バス 1 7 0を通して行い、 符号化データ転 送（lb)は D M A C 1 8 2 # 3が、 符号化データ読込（2)及び U D Pバケツ 卜化デ 一タ書込（3)は C P U 1 5 6が C P Uバス 1 6 8 を通して行う ことから、 処理（5) と処理（lb), (2), (3)とを並列的に行う ことができる。
( 6 a ) 蓄積データ読出
装置全体制御プロセス 2 0 2は、 蓄積データ書込（5)が終了する と、 蓄積制御 プロセス 1 9 4 を起動する。 蓄積制御プロセス 1 9 4は、 蓄積制御 DMAC 1 8 2 # 2に蓄積媒体 1 6 2から該当する符号化データの読み出しを指示する。 DM AC 1 8 2 # 2は、 図 5 中の（6a)に示すよ うに、 蓄積媒体 1 6 2中のコン ト ロー ラを通して蓄積媒体 1 6 2から蓄積データを専用バス 1 7 0に順次読み出し、 転 送メモ リ 1 8 0に書き込む。 このと き、 蓄積データ読出（6a)は DMA C 1 8 2 # 2が専用バス 1 7 0 を通して行い、 例えば、 U D Pデータ送出（4)やサーバとの 通信処理、 装置全体制御処理等のその他の処理（10)は C P U 1 5 6が C P Uバス 1 6 8 を通して行う ことから、 処理（6a)と処理（4)及びその他の処理（10)は並行 して行う こ とができる。
( 6 b ) 蓄積データ読出
D M A C 1 8 2 # 3は、 図 4 中の（6)及び図 5 中の（6b)に示すよ うに、 転送メ モリ 1 8 0に蓄積データが書き込まれる と、 処理（6a)と並列的に、 転送メモ リ 1 8 0から蓄積データを読み出し、 C P Uバス 1 6 8 を通してメモ リ 1 6 0に書き 込む。
( 7 ) 符号化データ読込
装置全体制御プロセス 2 0 2は、 図 5に示す蓄積データ読出（6b)が終了すると I Pバケツ 卜処理プロセス 1 9 6 を起動する。 I Pバケツ ト処理プロセス 1 9 6 は、 図 4及び図 5中の（7)に示すよ う に、 メモ リ 1 6 0 よ り C P Uバス 1 6 8上 に蓄積データの読み込みを行う。 '
( 8 ) T C Pパケッ トデータ書込
I Pノ ケッ 卜処理プロセス 1 9 6は、 図 4及び図 5 中の（8)に示すよ う に、 C P Uバス 1 6 8上に読み出された蓄積データを受信して T C Pバケツ 卜化する。 I Pバケツ ト処理プロセス 1 9 6 は C P Uバス 1 6 8 を通してメモリ 1 6 0 に T C Pバケツ 卜データの書き込みを行う。
( 9 ) T C Pデータ送出
装置全体制御プロセス 2 0 2は、 図 5 に示す T C Pバケツ 卜データ書込（8)が 終了すると、 ネッ トワーク送信処理プロセス 1 9 8を起動する。 ネッ トワーク送 信処理プロセス 1 9 8は、 図 4及び図 5 中の（9)に示すよ うに、 メモリ制御 D M A C 1 8 2 # 3を通してメ モ リ 1 6 0よ り C P Uバス 1 6 8上に T C Pパケッ 卜 データ読み出し、 ネッ トワークデバイス 1 6 4に出力する。 ネッ トワーク制御デ パイス 1 6 4は、 ネッ トワーク I / F 1 6 6 を通して丁 C Pパケッ トデータの T C P伝送を行う。
(10) その他の処理
装置全体制御プロセス 2 0 2は、 図 5 中の（10)に示すよ う に、 UD Pパケッ ト 処理及び T C Pバケツ 卜処理の空き時間、 例えば、 U D Pデータ送出（4)が終了 すると、 サーバとの通信処理、 アラーム処理等装置全体制御処理を C P U 1 5 6 —メモリ 1 6 0間で行う。 図 5 に示すよ う に、 蓄積データ書込（5)と符号化データ転送（l b)、 符号化デー タ読込（2)及び ϋ D Pバケツ 卜データ書込（3 )、 並びに蓄積データ読出（6a)と U D Pデータ送出及びその他の処理（10)を並行して行う こ とができるため、 例えば、 符号化データ転送処理時間が従来方式よ り も 3割程度短縮する。
図 6は I P画像伝送装置内の符号化レー トを 1 . 5,倍にした場合の符号化デー タ転送時間を示す図である。 図 6 中の破線で示すよ う に、 最小単位時間内に処理 するべきデータ量が 1 . 5倍となるため、 符号化データ転送（l a)等の処理時間が それぞれ図 5に示す処理時間に比べて 1 . 5倍となっているが、 図 5に示したよ うに、 従来方式では、 図 1 1 に示したよ う に、 ライブ配信最小単位時間内で、 U D P送信処理、 T C P送信処理及びその他の処理に時間的な余裕がない場合でも 図 5に示したよ う に、 従来に比べて 3割程度処理時間が短縮するとき、 図 6に示 すよ うに符号化レ一 トを 1 . 5倍と しても単位時間内に処理が可能となる。 産業上の利用可能性
以上説明した本発明によれば、 専用バスを設けることによ り、 C P Uバスを介 したメ モ リ へのア ク セスによる U D P · T C P処理と、 専用バスを介した蓄積媒 体への書込 · 読出処理を並列的に処理することが可能となり 、 蓄積媒体や C P U バスの転送速度を高速化せずと も符号化データ転送処理時間を短縮し、 符号化レ — トを上げるこ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 符号化データを T C P及び U D P伝送をする I P画像伝送装置であって、 蓄積媒体と、
第 1 メモ リ と、
第 1 バス と、
第 2バス と、
画像や音声データを符号化データに符号化して、 前記第 1 バスに出力する符号 化部と、
前記'第 1 バスに出力された符号化データを前記第 2バスを通して前記第 1 メモ リ に書き込む符号化データ転送部と、
前記第 1 バスに出力された符号化データを前記第 1 バスを通して前記蓄積媒体 に書き込み制御をする蓄積データ書込制御部と、
前記蓄積媒体に書き込まれた蓄積データを前記第 1 バスを通して読み出し、 前 記第 2バスを通して前記第 1 メモ リ に書き込み制御する蓄積データ読出制御部と . を具備したこ とを特徴とする I P画像伝送装置。
2 . 第 2 メモ リ を具備し、 前記符号化データ転送部は前記第 1 バスに出力され た符号化データを前記第 2 メモリ に書き込み、 当該第 2 メモ リ に書き込んだ符号 化データを読み出し、 前記第 2バスを通して前記第 1 メモ リ に書き込むことを特 徴とする請求項 1 記載の I P画像伝送装置。
3 . 前記蓄積データ読出制御部は、 前記第 1 バスを通して読み出した前記蓄積 データを前記第 2 メモ リ に書き込み、 当該第 2 メモリ に書き込んだ符号化データ を読み出し、 前記第 2 バスを通して前記第 1 メモリ に書き込むことを特徴とする 請求項 2記載の I P画像伝送装置。
4 . 前記蓄積媒体への前記蓄積データの前記第 1 バスを通した書き込み及び前 記蓄積媒体からの前記蓄積データの前記第 1 バスを通した読み出しと、 前記第 1 メモ リ への符号化データの前記泰 2バスを通した書き込み及び前記第 1 メモ リか らの前記第 2バスを通した読み出しとを並列的に処理するよ うに制御するシーケ ンス制御部を具備したことを特徴とする請求項 1記載の I P画像伝送装置。
5 . 単位時間に処理すべき符号化データが前記第 1 メモ リ に書き込まれた直後 に当該符号化データを前記第 1 メモリ よ り前記第 2 バスを通して読出し、 当該符 号化データを U D Pバケツ 卜化し、 当該 U D Pバケツ 卜を前記第 2 バスを通して 前記第 1 メモリ に書き込み及び当該 U D Pバケツ 卜を前記第 1 メモ リ よ り読み出 して U D Pデータを送出する処理を順次行う U D P処理部を具備したこ とを特徴 とする請求項 2記載の I P画像伝送装置。
6 . 前記蓄積データ読出制御部は、 前記 U D Pデータを送出してから一定時間 経過後に前記第 2メモリから蓄積データを読み出して、 前記第 1 メモ リ に書き込 みを行い、 単位時間に処理すべき蓄積データが前記第 1 メモ リ に書き込まれた直 後に当該蓄積データを前記第 1 メモリ よ り前記第 2 バスを通して読出し、 当該符 号化データを T C Pバケツ 卜化し、 当該 T C Pバケツ トを前記第 2 バスを通して 前記第 1 メ モ リ に書き込み及び当該 T C Pバケツ 卜を前記第 1 メモ リ よ り読み出 して T C Pデータを送出する処理を順次行う T C P処理部を具備したことを特徴 とする請求項 5記載の I P画像伝送装置。
7 . 前記蓄積データ書込制御部は、 前記第 1バスに出力された符号化データを レジスタに格納し、 前記第 1 バスのバスサイ クルだけバスを獲得した後、 前記第 1バスを開放し、 前記蓄積媒体への前記符号化データの書き込みが終了すると、 前記レジスタに格納されている次の符号化データを前記第 1 バスを通して前記蓄 積媒体へ書き込み制御を行い、 前記符号化部は、 前記蓄積データ書込制御部が前 記第 1バスを開放したとき、 次の符号化データを前記第 1バスへ出力するこ とを 特徴とする請求項 1記載の I P画像伝送装置。
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