WO2017103963A1 - Ipベースの映像伝送装置および放送システム - Google Patents

Ipベースの映像伝送装置および放送システム Download PDF

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WO2017103963A1
WO2017103963A1 PCT/JP2015/006330 JP2015006330W WO2017103963A1 WO 2017103963 A1 WO2017103963 A1 WO 2017103963A1 JP 2015006330 W JP2015006330 W JP 2015006330W WO 2017103963 A1 WO2017103963 A1 WO 2017103963A1
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video
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packet
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政明 小島
弘幸 寺嵜
丈晴 清水
幸代 朝倉
翔 本郷
中村 和則
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株式会社メディアグローバルリンクス
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    • H04N19/188Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a video data packet, e.g. a network abstraction layer [NAL] unit
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    • H04N19/85Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression

Definitions

  • the present invention relates to a video transmission apparatus and a monitoring system for video monitoring, and more particularly, to a video transmission apparatus and a monitoring system for video monitoring in an IP-based broadcast system.
  • the video signal refers to a non-compressed video signal such as 3G-SDI defined by SMPTE 424M, HD-SDI defined by SMPTE 292M, or SD-SDI defined by SMPTE 259M.
  • the monitor system in the broadcast system has a function of receiving, selecting, and displaying a video signal to be confirmed from each video source such as an external network and a recording studio.
  • the function to display is usually realized by a plurality of monitors.
  • the purpose of the monitor system is to confirm the normality of the video signal being distributed by the video distribution system, not to check the image quality. Therefore, it is only necessary to confirm the contents of the video, and high resolution is not required. Also, a delay time of several hundred ms is acceptable for the delay time between the video distributed by the video distribution system and the video displayed on the monitor.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional broadcast system 1.
  • the video signal from the external network 101 is converted into an HD-SDI signal 1011 which is an electrical signal by the photoelectric conversion device 1013 via the optical fiber 1012, and is input to the video distribution system 11. Be done.
  • the HD-SDI signal 1011 is distributed by the distributor 111 to the matrix switcher 110 and the monitor system 12.
  • the HD-SDI signal 1021 from the recording studio 102 and the HD-SDI signal 1031 from the editing system 103 are also input to the video distribution system 11 and distributed to the matrix switcher 110 and the monitor system 12 by the distributors 112 and 113, respectively. .
  • the HD-SDI signals 1101, 1102, and 1103 output to the delivery system 104, the archive system 105, and the editing system 106 are matrix switchers 110 respectively. Is selected by
  • video signals to be displayed on the monitors 121 to 128 are selected from the video signals 1011, 1021 and 1031 by the dedicated matrix switcher 120.
  • the matrix switcher 120 in the monitor system 12 is more likely than the matrix switcher 110 in the video distribution system 11. Is small.
  • the conventional broadcast system shown in FIG. 1 is a system based on a video signal on a coaxial cable, uses an expensive matrix switcher with a simple configuration, has a large cable installation cost, etc., and has a high introduction cost. .
  • IP Internet Protocol
  • RTP Real-time Transport Protocol
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a broadcast system 2 using an IP-based video distribution system.
  • the broadcast system 2 of FIG. 2 includes an IP-based video distribution system 21, an external IP network 201 for outputting an IP packet stream to the IP-based video distribution system 21, a recording studio 202, and an editing system 203, and IP-based video. It comprises a delivery system 204 for inputting an IP packet stream from the distribution system 21, an archive system 205 and an editing system 206, and an IP based monitoring system 22 for inputting an IP packet stream from the IP based video distribution system 21.
  • the IP-based video distribution system 21 includes an L2 / L3 switch 210 that performs switching in an IP layer or a MAC (Media Access Control) sublayer.
  • the IP-based monitoring system 22 depacketizes the L2 / L3 switch 220 and a depacketizing device 2221 to 2228 which converts an IP packet stream of uncompressed video from the L2 / L3 switch 220 into an HD-SDI signal. And monitors 221-228 for displaying video signals from the devices 2221-2228.
  • Recording studio 202 and editing system 203 comprise packetizers 2022 and 2032 which convert HD-SDI signals into IP packet streams.
  • the delivery system 204, archive system 205, and editing system 206 comprises de-packetizers 2042, 2052, and 2062 that convert IP packet streams to HD-SDI signals. Note that in FIG. 3, the black squares adjacent to the arrows represent IP packet streams of uncompressed video.
  • the format of the IP packet converted from the HD-SDI signal by the packetizer 2022, 2032 in FIG. 2 and the IP packet returned to the HD-SDI signal by the depacketizer 2221-2228, 2042, 2052, and 2062. Is a packet format defined in SMPTE 2022-6.
  • the IP packet stream 2012 of uncompressed video input from the external IP network 201 via 10 GbE (10 Gigabit Ethernet (registered trademark)) 2011 is L2 / L3 in the IP-based video distribution system 21. Input to the switch 210.
  • the HD-SDI signals 2020 and 2030 in the recording studio 202 and editing system 203 are converted into IP packet streams 2023 and 2033 by the packetizers 2022 and 2032 and input to the L2 / L3 switch 210 through 10 GbE 2021 and 2031.
  • the L2 / L3 switch 210 selects an IP packet to be output to the transmission system 204, the archive system 205, the editing system 206, and the IP-based monitoring system 22 from the IP packet stream input from 10GbE 2011, 2021, and 2031 Output to 10GbE 2101 to 2106.
  • the IP packet streams 2111, 2112, and 2113 received via 10 GbE 2101, 2102, and 2103, respectively, are HD-free by the depacketizers 2042, 2052, and 2062.
  • the SDI signals 2041, 2051, and 2061 are converted and used in each system.
  • the L2 / L3 switch 220 selects an IP packet of video to be displayed by the monitors 221 to 228 from the IP packet streams 2114 to 2116 input from the 10 GbE 2104 to 2106, and selects 10GbE 2201 to 2208 Output to The IP packet stream received through the 10 GbE 2201 to 2208 is converted into HD-SDI signals 2291 to 2298 by the depacketizers 2221 to 2228 and displayed on the monitors 221 to 228.
  • the broadcast system of FIG. 2 has the same function as the conventional broadcast system of FIG. Furthermore, since the broadcast system of FIG. 2 uses Ethernet (registered trademark) and L2 / L3 switch technology, the distance between systems can be easily expanded compared to the system of FIG. It is also possible to reduce the number and cabling cost.
  • Ethernet registered trademark
  • L2 / L3 switch technology since the broadcast system of FIG. 2 uses Ethernet (registered trademark) and L2 / L3 switch technology, the distance between systems can be easily expanded compared to the system of FIG. It is also possible to reduce the number and cabling cost.
  • 10 GbE is used as an interface for all video distribution except a coaxial cable in the system and an interface for monitoring.
  • bit rate of HD-SDI which is a non-compressed video signal is high (1.485 Gbps)
  • HD-SDI is formed into an IP packet
  • the IP packet stream can not be transferred at 1 GbE. Therefore, the L2 / L3 switches 210 and 220 need to have many 10 GbE ports, and it is necessary to use expensive switches.
  • the depacketizing device is required for each monitor, the depacketizing device must also support 10 GbE, which is costly.
  • the present invention simultaneously inputs an IP packet stream of uncompressed video and an IP packet stream of video obtained by compressing the uncompressed video into a video distribution system, and for a monitor system,
  • An object of the present invention is to provide an inexpensive monitor system by providing an IP packet stream of low bit rate compressed video.
  • the bit rate of the IP packet stream of compressed video differs depending on the encoding technology used for compression, for example, about 75 Mbps to 400 Mbps in JPEG 2000 is generally used as the bit rate after compression of HD-SDI.
  • a receiving unit for receiving an uncompressed video signal, a signal compression unit for compressing the uncompressed video signal and creating compressed video data
  • An image transmission apparatus comprising: an uncompressed video signal; and an IP converter for converting the compressed video data into an IP packet and transmitting a plurality of IP packet streams to a network, wherein the uncompressed video data is decoded from the uncompressed video signal. And generating an IP packet stream of compressed video data and an IP packet stream of uncompressed video data and an IP packet stream of compressed video data to the network.
  • a signal conversion unit that receives an IP packet stream of the uncompressed video data from a network and converts the IP packet stream into an uncompressed video signal, and a transmitter that transmits the uncompressed video signal.
  • a signal compression unit for converting the non-compressed video signal into an IP packet stream of compressed video data, wherein the IP of the non-compressed video signal and the compressed video data is obtained from the IP packet stream of the non-compressed video data. And generating a packet stream, transmitting an uncompressed video signal, and transmitting an IP packet stream of compressed video data to the network.
  • the present invention it is possible to realize a low cost monitor system using an IP packet stream of compressed video at a lower bit rate than that of uncompressed video. Moreover, it becomes possible to use a twisted pair cable instead of an optical fiber, and the cable cost and the wiring cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram of a broadcast system using a conventional monitor system in an IP-based video distribution system.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an IP-based broadcast system using a monitor system according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the packet format of SMPTE2022-6 specification. It is a figure which shows the packet format of SMPTE2022-2 prescription
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of an IP-based broadcast system using a monitor system according to an embodiment of the present invention.
  • the broadcast system 3 of FIG. 3 includes an IP-based video distribution system 31, an external IP network 301 for outputting an IP packet stream to the IP-based video distribution system 31, a recording studio 302, an editing system 303, and IP-based video.
  • the delivery system 304 receives the IP packet stream from the delivery system 31, the archive system 305, and the editing system 306, and the IP-based monitoring system 32 receives the IP packet stream from the IP-based video delivery system 31.
  • the IP-based video distribution system 31 receives an L / L3 switch 310 that performs switching in the IP layer or MAC sublayer, and an IP packet stream 3012 conforming to SMPTE 2022-6 from the external IP network 301, and receives an HD-SDI signal 3121.
  • a plurality of devices having the functions of the depacketizing device 312 and the devices having the function of the encoder device 311 have been commercialized as of 2013, and there is, for example, MD8000 manufactured by Media Global Links.
  • the SMPTE 2022-2 is a specification for IP packetizing a stream including compressed video on MPEG-TS.
  • FIG. 4 shows a packet format defined in SMPTE 2022-6. Uncompressed video is carried and transmitted in the Media Payload field of the IP packet in FIG. Media Payload is a fixed length of 1376 octets.
  • FIG. 5 shows a packet format defined by the SMPTE 2022-2. The compressed video is carried and transmitted in the field of MPEG2-TS Payload of the IP packet of FIG. Up to seven MPEG2-TS can be loaded in this field.
  • the recording studio 302 generates an IP packet stream 3023 of uncompressed video compliant with the MPTE 2022-6 and an IP packet stream 3024 of compressed video compliant with the MPTE 2022-2 from the HD-SDI signal 3020 to 10 GbE.
  • a video transmission device 3022 for transmitting data to 3021 is provided.
  • the editing system 303 also includes a video transmission device 3032 that generates an IP packet stream 3033 of uncompressed video and an IP packet stream 3034 of compressed video from the HD-SDI signal 3030 and transmits the IP packet stream 3034 to 10 GbE 3031.
  • the IP-based monitor system 32 inputs and selects an IP packet stream from the L2 / L3 switch 310, and an IP of compressed video conforming to the MPTE 2022-2 output from the L2 / L3 switch 320
  • the decoders 3221 to 3228 decode video data in a packet stream and convert them into HD-SDI signals, and monitor groups 321 to 328 display video signals output from the decoders 3221 to 3228, respectively.
  • the delivery system 304 receives an IP packet stream 3123 compliant with SMPTE 2022-6 from 10 GbE 3101 and converts it into an HD-SDI signal 3041, and the transformed HD-SDI signal 3041 compliant with MPTE 2022-2
  • the video transmission device 3042 includes a compression function of generating an IP packet stream 3126 of compressed video and transmitting the IP packet stream 3126 to 10 GbE 3101.
  • the archive system 305 receives an IP packet stream 3124 conforming to SMPTE 2022-6 from 10 GbE 3102 and converts it into an HD-SDI signal 3051 and a converted HD-SDI signal 3051 to MPTE 2022-2 compliant
  • the video transmission apparatus 3052 includes a compression function of generating an IP packet stream 3127 of compressed video and transmitting the IP packet stream 3127 to 10 GbE 3102.
  • the editing system 306 receives an IP packet stream 3125 conforming to SMPTE 2022-6 from 10 GbE 3103 and converts it into an HD-SDI signal 3061, and the converted HD-SDI signal 3061 conforms to MPTE 2022-2
  • the video transmission apparatus 3062 generates an IP packet stream 3128 of compressed video and transmits the IP packet stream 3128 to 10 GbE 3103. Equipped with
  • the black rectangles adjacent to the arrows represent the IP packet stream of uncompressed video
  • the unfilled (white) rectangles adjacent to the arrow represent the IP packet stream of compressed video. Represent.
  • the IP packet stream 3012 of uncompressed video input from the external IP network 301 via 10 GbE 3011 passes through the optical splitter 313 to the L2 / L3 switch 310 and the depacketizer 312. It is input.
  • the depacketizer 312 converts the input uncompressed IP packet stream 3012 into an HD-SDI signal 3121 and sends it to the encoder 311.
  • the encoder 311 compresses the video in the HD-SDI signal 3121 to 100 Mbps using JPEG 2000 coding to generate an SMPTE 2022-2 compliant IP packet stream 3122, and an L2 / L3 switch via 1 GbE 3111 Output to 310. That is, the L2 / L3 switch 310 receives both the IP packet stream 3012 for uncompressed video and the IP packet stream 3122 for compressed video.
  • the HD-SDI signal 3020 in the recording studio 302 is converted by the video transmission apparatus 3022 into an IP packet stream 3023 of uncompressed video conforming to SMPTE 2022-6, and is transmitted to the L2 / L3 switch 310 through 10 GbE 3021.
  • the video in the HD-SDI signal 3020 is compressed to 100 Mbps by the video transmission device 3022 using JPEG 2000 coding, converted to an IP packet stream 3024 of SMPTE 2022-2 compliant compressed video, and 10 GbE 3021 Then, it is transmitted to the L2 / L3 switch 310.
  • the L2 / L3 switch 310 outputs both the IP packet stream 3023 of uncompressed video and the IP packet stream 3024 of 100 Mbps compressed signal obtained by compressing them from the recording studio 302. receive.
  • the HD-SDI signal 3030 in the editing system 303 is also converted by the video transmission apparatus 3032 into an IP packet stream 3033 of uncompressed video conforming to SMPTE 2022-6, and is transmitted to the L2 / L3 switch 310 through 10 GbE 3031.
  • the video in the HD-SDI signal 3030 is compressed by the video transmission device 3032 to 100 Mbps using JPEG 2000 coding, converted to an IP packet stream 3034 of SMPTE 2022-2 compliant compressed video, and 10GbE 3031 Then, it is transmitted to the L2 / L3 switch 310.
  • the L2 / L3 switch 310 is an IP packet stream 3033 of uncompressed video from the recording studio 302 and the editing system 303 and an IP packet of 100 Mbps compressed signal obtained by compressing them. Receive both streams 3044.
  • the IP packet stream of uncompressed video and the IP packet stream of compressed video each have different destination IP address, destination MAC address, or VLAN ID. Even when the destination IP address and destination MAC address are not unicast addresses but multicast addresses, each IP packet stream is set to have different addresses or VLAN IDs.
  • the L2 / L3 switch 310 identifies a destination IP address, a destination MAC address, or a VLAN ID in each IP packet stream received, and either the delivery system 304, the archive system 305, the editing system 306 or the IP-based monitoring system 32. Select and output an IP packet stream.
  • the L2 / L3 switch 310 selects IP packet streams 3123 to 3125 of uncompressed video for the delivery system 304, archive system 305, and editing system 306, and outputs them to 10 GbEs 3101 to 3103 respectively corresponding to the systems. Further, for the IP-based monitor system 32, the IP packet stream group 3129 of compressed video is selected and output to the corresponding 10 GbE 3104.
  • the IP packet stream 3123 of uncompressed video transmitted to the delivery system 304 is converted into an HD-SDI signal 3041 by the video transmission device 3042 and used in the delivery system 304.
  • the video in the converted HD-SDI signal 3041 is compressed to 100 Mbps using JPEG 2000 encoding by the video transmission device 3042 as a monitor video for the delivery system 304, and an IP packet of compressed video conforming to SMPTE 2022-2 It is converted to stream 3126 and retransmitted to L2 / L3 switch 310 via 10 GbE 3101.
  • the IP packet stream 3126 of the compressed video retransmitted to the L2 / L3 switch 310 is output to the IP-based monitoring system 32 as part of the IP packet stream group 3129 of the compressed video.
  • the IP packet stream 3124 of uncompressed video transmitted to the archive system 305 is also converted to an HD-SDI signal 3051 by the video transmission apparatus 3052 and used in the archive system 305.
  • the video in the converted HD-SDI signal 3051 is compressed to 100 Mbps using JPEG 2000 encoding by the video transmission device 3052 as a monitor video for the archive system 305, and an IP packet of compressed video compliant with SMPTE 2022-2. It is converted to stream 3127 and retransmitted to L2 / L3 switch 310 via 10 GbE 3102.
  • the IP packet stream 3127 of the compressed video retransmitted to the L2 / L3 switch 310 is output to the IP-based monitoring system 32 as part of the IP packet stream group 3129 of the compressed video.
  • the IP packet stream 3125 of uncompressed video transmitted to the editing system 306 is also converted into an HD-SDI signal 3061 by the video transmission device 3062 and used in the editing system 306. Also, the video in the converted HD-SDI signal 3061 is compressed to 100 Mbps using JPEG 2000 coding by the video transmission device 3062 as a monitor video for the editing system 306, and an IP packet of compressed video compliant with SMPTE 2022-2. It is converted to stream 3128 and retransmitted to L2 / L3 switch 310 via 10 GbE 3103. The IP packet stream 3128 of the compressed video retransmitted to the L2 / L3 switch 310 is output to the IP-based monitoring system 32 as a part of the IP packet stream group 3129 of the compressed video.
  • the system of FIG. 3 delivers an image of the same image quality as the system of FIG. Distribute video with reduced bit rate.
  • the L2 / L3 switch 320 selects an IP packet of video to be displayed by the monitors 321 to 328 from the IP packet stream of compressed video input from the 10 GbE 3104, and selects 1GbE 3201 to 3208. Output.
  • the IP packet stream output from the L2 / L3 switch 320 to the 1 GbE 3201 to 3208 is decoded by the decoder devices 3221 to 3228 with the JPEG 2000 code, converted into HD-SDI signals 3231 to 3238, and displayed on the monitors 321 to 328.
  • a plurality of devices having the functions of the decoder devices 3221 to 3228 were commercialized as of 2013, and there is, for example, an MD 8000 manufactured by Media Global Links.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a video transmission device 3022 (referred to as a video transmission device 61 in FIG. 6) used in the monitor system shown in FIG.
  • the video transmission device 61 shown in FIG. 6 includes an HD-SDI interface unit 611 that receives the HD-SDI signal 60, a JPEG 2000 encoder 612 that encodes the HD-SDI signal 60, and an IP packet generation / transmission unit 63. .
  • the IP packet generation and transmission unit 63 generates an IP packet stream of uncompressed video according to SMPTE 2022-6, and an IP packet stream of JPEG 2000 compressed video according to SMPTE 2022-2.
  • It includes a compressed IP packet generation unit 632, a 10 GbE MAC unit 633 that is a control circuit of a MAC sublayer of 10 GbE, a 10 GbE PHY unit 634 that is a control circuit of a PHY layer, and an SFP + optical module 635 connected to 10 GbE 62. .
  • the HD-SDI signal 60 input to the video transmission device 61 is received by the HD-SDI interface unit 611.
  • the data received by the HD-SDI interface unit 611 is transmitted to the uncompressed IP packet generation unit 631 and the JPEG 2000 encoder 612.
  • the non-compression IP packet generation unit 631 converts the data from the HD-SDI interface unit 611 into IP packets, creates an IP packet stream in a format compliant with the SMPTE 2022-6 shown in FIG.
  • the JPEG 2000 encoder 612 compresses the video data from the HD-SDI interface unit 611 with JPEG 2000 code, and transmits a stream of compressed video as a result of compression to the JPEG 2000 compressed IP packet generation unit 632.
  • the JPEG 2000 compressed IP packet generation unit 632 converts the stream of the compressed video from the JPEG encoder 612 into an IP packet, creates an IP packet stream in a format compliant with the SMPTE 2022-2 shown in FIG. 5, and transmits it to the 10 GbE MAC unit 633.
  • the 10 GbE MAC 633 transmits the IP packet stream received from the uncompressed IP packet generation unit 631 and the JPEG 2000 compressed IP packet generation unit 632 to 10 GbE 62 using the 10 GbE PHY unit 634 and the SFP + optical module 635.
  • the IP packet stream of uncompressed video conforming to SMPTE 2022-6 from the HD-SDI signal and the IP of compressed video conforming to SMPTE 2022-2 A packet stream can be created in parallel and sent to 10 GbE. That is, the video transmission devices 3022 and 3032 in FIG. 3 can be realized.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of video transmission devices 3042, 3052, and 3062 (referred to as video transmission device 71 in FIG. 7) used in the monitor system shown in FIG.
  • the video transmission device 71 shown in FIG. 7 includes an SFP + optical module 711 connected to the 10 GbE 70, a 10 GbE PHY unit 712 connected to the SFP + optical module 711, and a 10 GbE MAC unit 713 connected to the 10 GbE PHY unit 712. Equipped with
  • the video transmission device 71 includes an uncompressed IP packet decapsulation unit 714 connected to the 10 GbE MAC unit 713 and an HD-SDI interface unit 715 connected to the uncompressed IP packet decapsulation unit 714.
  • the video transmission apparatus 71 further includes a JPEG 2000 encoder 716 connected to the uncompressed IP packet decapsulation unit 714, and a JPEG 2000 compressed IP packet generation unit 717 connected between the JPEG 2000 encoder 716 and the 10 GbE MAC unit 713.
  • the IP packet stream of uncompressed video input to the video transmission device 71 is received by the SFP + light module 711.
  • the IP packet stream of uncompressed video received by the SFP + optical module 711 is uncompressed IP packet stream via the 10 GbE PHY unit 712 which is a control circuit of the PHY layer and 10 GbE MAC 713 which is a control circuit of the 10 GbE MAC sublayer. It is transmitted to the capsule unit 714.
  • the uncompressed video IP packet stream is depacketized in the uncompressed IP packet decapsulation unit 714 and converted into an HD-SDI signal.
  • the HD-SDI signal depacketized in the uncompressed IP packet decapsulation unit 714 is output from the HD-SDI cable 72 to the outside as an HD-SDI signal through the HD-SDI interface unit 715.
  • the video transmission device 71 can also create a monitor video for monitoring a video used in a facility such as a transmission system, an archive system, and an editing system in which the video transmission device 71 is disposed.
  • the HD-SDI signal output from the uncompressed IP packet decapsulation unit 714 is output to the JPEG 2000 encoder 716 for monitoring.
  • the JPEG 2000 encoder 712 compresses the video data from the uncompressed IP packet decapsulation unit 714 with the JPEG 2000 code, and transmits a stream of compressed video as a result of compression to the JPEG 2000 compressed IP packet generation unit 717.
  • the JPEG 2000 compressed IP packet generation unit 717 converts the stream of the compressed video from the JPEG 2000 encoder 716 into an IP packet, creates an IP packet stream in a format conforming to the SMPTE 2022-2 shown in FIG. 5, and transmits it to the 10 GbE MAC 713.
  • the 10 GbE MAC 713 transmits the IP packet stream received from the JPEG 2000 compressed IP packet generation unit 717 to 10 GbE 70 using the 10 GbE PHY unit 712 and the SFP + optical module 711.
  • the HD-SDI signal is created from the IP packet stream of uncompressed video compliant with SMPTE 2022-6 received from 10 GbE
  • An IP packet stream of compressed video conforming to SMPTE 2022-2 can be created from the HD-SDI signal created by the video transmission device 71, and can be transmitted to 10 GbE. That is, the video transmission devices 3042, 3052, and 3062 in FIG. 3 can be realized.
  • JPEG 2000 is used as the compression code and 100 Mbps is used as the bit rate of the compressed video.
  • Other coding schemes such as H.264, HEVC, or different bit rates may be used.
  • the HD-SDI signal is used as the uncompressed video signal in the above embodiment, the present invention can be applied to video signals of other formats such as 3G-SDI and SD-SDI.
  • the protocols for switching in the L2 / L3 switch in FIGS. 2 and 3 can also be performed using IGMP and PIM, and are static in the MAC address table, the routing table, or the VLAN table in the switch. Obviously, it is also possible to create and control entries.
  • the external IP network 301, the recording studio 302, and the editing system 303 are connected to the L2 / L3 switch 310.
  • the external IP network 301, the recording studio 302, and the editing system 303 described in FIG. 3 are merely examples.
  • the present invention is not limited to the system shown in FIG. 3 as long as the system transmits an IP packet stream of compressed video and an IP packet stream of uncompressed video to the L2 / L3 switch 310.
  • the video transmission device 61 and the L2 / L3 switch 310 may be connected by 10 GbE.
  • the video transmission device 61 shown in FIG. 6 is installed at another broadcast station outside the broadcast station where the IP-based video distribution system 31 is installed, and the video transmission device 61 and the L2 / L3 switch 310 May be connected by 10 GbE.
  • the transmission system 304, the archive system 305, and the editing system 306 are L2 / L3 switch 310. It is connected to the.
  • the delivery system 304, the archive system 305, and the editing system 306 described in FIG. 3 are merely examples.
  • the present invention is not limited to the system shown in FIG. 3 as long as the system transmits an IP packet stream of uncompressed video from the L2 / L3 switch 310.
  • the L2 / L3 switch 310 may be directly connected to the external IP network by 10 GbE.
  • the video transmission apparatus 61 transmits the IP packet stream of the compressed video and the IP packet stream of the non-compressed video to the L2 / L3 switch 310.
  • the IP packet stream of compressed video is transmitted to the IP-based monitor system 32, and the IP packet stream of uncompressed video is transmitted to a system such as a transmission system or editing system or an external IP network.
  • the IP-based monitor system 32 causes the L2 / L3 switch 320 to display the IP packet stream of the compressed video from the L2 / L3 switch 310 with the monitors 321 to 328.
  • the video IP packet stream is selected and output to 1 GbE 3201 to 3208.
  • the L2 / L3 switch 320 is omitted, and the L2 / L3 switch 310 directly selects the video stream to be displayed by the monitors 221 to 228 from the IP packet stream of the compressed video and outputs it to the 1 GbE 3201 to 3208 It is also good.
  • an IP packet stream in which AAC, AC3 or the like is compressed in the video transmission apparatus is also generated for audio data in the non-compressed video signal and transmitted to the monitor system.
  • the cost of the monitor system can be reduced as in the case of video data.
  • External network 1012 Optical fiber 11 Image distribution system 1011, 1021, 1031, 1101, 1102, 1103, 2020, 2030, 2041, 2051, 2061, 2291-2298, 3020, 3030, 3041, 3051, 3061, 3121, 3231 to 3238, 60 HD-SDI signal 1013 photoelectric conversion device 102, 202, 302 recording studio 103, 106, 203, 206, 303, 306 editing system 111, 112, 113 video signal distribution device 110, 120 Matrix switcher 12 monitor system 121-128, 221-228, 321-328 monitor 104, 204, 304 delivery system 105, 205, 305 archive system 201 301 external IP network 2011,2021,2031,2101 ⁇ 2106,2201 ⁇ 2208,3021,3031,3101 ⁇ 3104,3011,62 10GbE 2012, 2023, 2033, 2111, 2116, 3012, 3023, 3033, 3123-3125 IP packet stream for uncompressed video 2022, 20

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Abstract

本発明の放送システムは、非圧縮映像信号を受信し、非圧縮映像データのIPパケットストリームを生成すると同時に、非圧縮信号を圧縮し、圧縮映像データのIPパケットストリームを生成する映像伝送装置と、複数の前記映像伝送装置から受信したIPパケットストリームのなかから非圧縮映像データのIPパケットストリームを高品質映像として配信すると同時に、圧縮映像データのIPパケットストリームを映像の監視用にモニターシステムに配信する映像配信システムと、前記圧縮映像データのIPパケットストリームのなかからモニターに表示するIPパケットストリームを選択してモニターに表示するモニターシステムとを備えることを特徴とする。

Description

IPベースの映像伝送装置および放送システム
 本発明は、映像伝送装置および映像監視用のモニターシステムに関し、より詳細には、IPベースの放送システムにおける、映像伝送装置および映像監視用のモニターシステムに関する。
 複数の映像を撮影し、編集し、配信する放送システムにおいては、外部ネットワークからの映像信号、あるいは収録スタジオ等からの映像信号等を切り替えて選択し、配信する映像配信システムと、映像配信システムが適切な画像を配信しているかを確認するためのモニターシステムが必要である。ここで、映像信号とはSMPTE 424Mで規定される3G-SDI、SMPTE 292Mで規定されるHD-SDIあるいはSMPTE 259Mで規定されるSD-SDI等の非圧縮映像信号を指す。
 放送システム内のモニターシステムは、外部ネットワーク、収録スタジオ等の各映像ソースから確認対象となる映像信号を受信して選択し、表示する機能を持つ。表示する機能は通常、複数のモニターで実現される。
 モニターシステムの目的は、映像配信システムにより配信されている映像信号の正常性を確認することであり、画質に対してチェックすることではない。従って、映像の内容が確認できればよく、高い解像度は必要とされるものではない。また、映像配信システムにより配信されている映像とモニター上に表示される映像との間の遅延時間についても、数100ms程度は許容される。
 図1は、従来の放送システム1の構成例を示すブロック図である。図1の従来の放送システム1では、外部ネットワーク101からの映像信号は、光ファイバー1012を経由して光電気変換装置1013により電気信号であるHD-SDI信号1011に変換され、映像配信システム11に入力される。映像配信システム11内において、HD-SDI信号1011は分配器111によりマトリックススイッチャ110とモニターシステム12とに分配される。収録スタジオ102からのHD-SDI信号1021、及び編集システム103からのHD-SDI信号1031もそれぞれ映像配信システム11に入力され、分配器112及び113によりマトリックススイッチャ110とモニターシステム12とに分配される。映像配信システム11内では、HD-SDI信号1011、1021、及び1031の中から送出システム104、アーカイブシステム105、及び編集システム106に出力するHD-SDI信号1101、1102、及び1103がそれぞれマトリックススイッチャ110により選択される。
 一方、モニターシステム12内では、映像信号1011、1021、及び1031の中から、専用のマトリックススイッチャ120によりモニター121~128に表示する映像信号が選択される。
 一般的には、映像配信システム11で扱う全ての信号がモニターシステム12でのモニター表示の対象となる訳ではないので、モニターシステム12内のマトリックススイッチャ120は映像配信システム11内のマトリックススイッチャ110よりは小さい。
 図1に示す従来の放送システムは、同軸ケーブル上の映像信号をベースにしたシステムであり、単純な構成ながら、高価なマトリックススイッチャを用いており、ケーブル敷設コスト等も大きく、導入コストが高かった。
 一方、近年のIT技術の進歩に伴い、放送システムがIP(Internet Protocol)ベースへと移行してきている。その動向は例えば日本の映像情報メディア学会誌 VOL.67,NO.5(2013)の「放送現業の研究開発動向」に記されているが、映像配信システムにおいてもIPベースのシステムが用いられるようになってきている。これらのIPベースの放送システムでは映像信号をIPパケット化してRTP(Real-time Transport Protocol)を用いて転送する。本明細書では一連のIPパケット化した映像信号をIPパケットストリームと呼ぶ。すなわち1本の映像信号をIPパケットすると、1つのIPパケットストリームが生成される。
 図2は、IPベースの映像配信システムを用いた放送システム2の構成例を示すブロック図である。図2の放送システム2は、IPベースの映像配信システム21と、IPベースの映像配信システム21にIPパケットストリームを出力する外部IPネットワーク201、収録スタジオ202、及び編集システム203と、IPベースの映像配信システム21からIPパケットストリームを入力する送出システム204、アーカイブシステム205、及び編集システム206と、IPベースの映像配信システム21からIPパケットストリームを入力するIPベースのモニターシステム22を備える。
 IPベースの映像配信システム21は、IP層あるいはMAC(Media Access Control)副層でのスイッチングを行うL2/L3スイッチ210を備える。IPベースのモニターシステム22は、L2/L3スイッチ220と、L2/L3スイッチ220とからの非圧縮映像のIPパケットストリームをHD-SDI信号に変換する非パケット化装置2221~2228と、非パケット化装置2221~2228からの映像信号を表示するモニター群221~228とを備える。収録スタジオ202及び編集システム203は、HD-SDI信号をIPパケットストリームに変換するパケット化装置2022及び2032を備える。送出システム204、アーカイブシステム205、及び編集システム206は、IPパケットストリームをHD-SDI信号に変換する非パケット化装置2042、2052、及び2062を備える。なお、図3において、矢印に隣接している黒く塗りつぶした四角形は、非圧縮映像のIPパケットストリームを表す。
 図2の中のパケット化装置2022、2032によりHD-SDI信号から変換されたIPパケット、および非パケット化装置2221~2228、2042、2052、及び2062によりHD-SDI信号に戻されるIPパケットのフォーマットはSMPTE2022-6で規定されたパケットフォーマットである。
 HD-SDIとSMPTE2022-6規定のIPパケットの間でIPパケット化、非IPパケット化を行う装置は2013年の時点で複数の装置が製品化されており、例えばメディアグローバルリンクス社製のMD8000がある。
 図2の放送システムにおいては、外部IPネットワーク201より10GbE(10Gigabit Ethernet(登録商標))2011を経由して入力した非圧縮映像のIPパケットストリーム2012はIPベースの映像配信システム21内のL2/L3スイッチ210に入力する。収録スタジオ202および編集システム203内のHD―SDI信号2020及び2030はパケット化装置2022及び2032によりIPパケットストリーム2023及び2033に変換されてから10GbE 2021及び2031を経てL2/L3スイッチ210に入力する。L2/L3スイッチ210は10GbE 2011、2021、及び2031から入力されたIPパケットストリームのなかから送出システム204、アーカイブシステム205、及び編集システム206、及びIPベースのモニターシステム22に出力するIPパケットを選択し、10GbE 2101~2106に出力する。送出システム204、アーカイブシステム205、及び編集システム206においては、それぞれ10GbE 2101、2102、及び2103を経て受信したIPパケットストリーム2111、2112、及び2113が非パケット化装置2042、2052、及び2062によりHD-SDI信号2041、2051、及び2061に変換され各システム内で用いられる。
 IPベースのモニターシステム22においては、L2/L3スイッチ220は10GbE2104~2106から入力されたIPパケットストリーム2114~2116のなかからモニター221~228で表示する映像のIPパケットを選択し、10GbE 2201~2208に出力する。10GbE 2201~2208を経て受信したIPパケットストリームは非パケット化装置2221~2228によりHD-SDI信号2291~2298に変換されモニター221~228で表示される。
 上記で説明したように、図2の放送システムは図1の従来の放送システムと同等の機能を有する。さらに、図2の放送システムはEthernet(登録商標)とL2/L3スイッチの技術を用いているため同軸ケーブルをベースとする図1のシステムに比べ、システム間の距離の拡大が容易であり、ケーブル本数、ケーブリングコストの削減も可能である。
 しかしながら、図2のシステムにおいては、システム内での同軸ケーブルを除くすべての映像配信インタフェース、モニター用インタフェースとして10GbEを用いている。これは非圧縮の映像信号であるHD-SDIのビットレートが高く(1.485Gbps)、HD-SDIをIPパケット化した場合に、IPパケットストリームは1GbEで転送することができないからである。そのため、L2/L3スイッチ210及び220は10GbEを多ポート持つ必要があり、コストの高いスイッチを用いる必要がある。また、モニター毎に非パケット化装置が必要となるが、非パケット化装置も10GbEをサポートしなくてはならないため、コスト高となる。
 ここで、モニターシステムにおいては、映像の内容が確認できればよく、高い解像度は必要とされるものではなく、また、映像の遅延時間についても、数100ms程度の遅延時間は許容される。したがって、本発明は、上述の問題を解決するために、非圧縮映像のIPパケットストリームとその非圧縮映像を圧縮した映像のIPパケットストリームを同時に映像配信システムに入力し、モニターシステムに対しては低ビットレートの圧縮映像のIPパケットストリームを与える事により、安価なモニターシステムを提供することを目的とする。ここで、圧縮に用いる符号化技術により圧縮映像のIPパケットストリームのビットレートは異なるが、例えばJPEG2000では75Mbpsから400Mbps程度がHD-SDIの圧縮後のビットレートとして一般に用いられている。
 このような目的を達成するために、本発明の第1の態様は、非圧縮映像信号を受信する受信部と、前記非圧縮映像信号を圧縮し圧縮映像データを作成する信号圧縮部と、前記非圧縮映像信号、および前記圧縮映像データをIPパケット化して、ネットワークに複数のIPパケットストリームを送信するIP変換部とを備える映像伝送装置であって、前記非圧縮映像信号より、非圧縮映像データのIPパケットストリームと圧縮映像データのIPパケットストリームとを生成し、前記ネットワークに非圧縮映像データのIPパケットストリームと圧縮映像データのIPパケットストリームとを送信することを特徴とする。
 また、本発明の第2の態様は、ネットワークから前記非圧縮映像データのIPパケットストリームを受信して、非圧縮映像信号に変換する信号変換部と、非圧縮映像信号を送信する送信部と、前記非圧縮映像信号を圧縮映像データのIPパケットストリームに変換する信号圧縮部とを備える映像伝送装置であって、前記非圧縮映像データのIPパケットストリームより、非圧縮映像信号と圧縮映像データのIPパケットストリームとを生成し、非圧縮映像信号を送信し、前記ネットワークに圧縮映像データのIPパケットストリームを送信することを特徴とする。
 本発明によれば、非圧縮映像に比べて低ビットレートの圧縮映像のIPパケットストリームを用いた低コストのモニターシステムを実現することができる。また、光ファイバーの替わりにツイストペアケーブルを用いる事が可能となり、ケーブルコスト及びワイヤリングコストの低減が行える。
同軸ケーブルを用いた従来の放送システムのブロック図である。 IPベースの映像配信システムに従来のモニターシステムを用いた放送システムのブロック図である。 本発明の一実施形態であるモニターシステムを利用したIPベースの放送システムを示すブロック図である。 SMPTE2022-6規定のパケットフォーマットを示す図である。 SMPTE2022-2規定のパケットフォーマットを示す図である。 図3に記載のモニターシステムに使用する映像伝送装置の構成例を示すブロック図である。 図3に記載のモニターシステムに使用する映像伝送装置の構成例を示すブロック図である。
 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3は、本発明の一実施形態であるモニターシステムを利用したIPベースの放送システムの構成例を示すブロック図である。図3の放送システム3は、IPベースの映像配信システム31と、IPベースの映像配信システム31にIPパケットストリームを出力する外部IPネットワーク301、収録スタジオ302、及び編集システム303と、IPベースの映像配信システム31からIPパケットストリームを受信する送出システム304、アーカイブシステム305、及び編集システム306と、IPベースの映像配信システム31からIPパケットストリームを受信するIPベースのモニターシステム32とを備える。
 IPベースの映像配信システム31は、IP層あるいはMAC副層でのスイッチングを行うL2/L3スイッチ310と、外部IPネットワーク301よりSMPTE2022-6に準拠したIPパケットストリーム3012を受信しHD-SDI信号3121に変換する非パケット化装置312と、非パケット化装置312が出力するHD-SDI信号3121をJPEG2000でエンコードしSMPTE2022-2に準拠した圧縮映像のIPパケットストリームを1GbE 3111に出力するエンコーダ装置311とを備える。非パケット化装置312の機能を持つ装置とエンコーダ装置311の機能を持つ装置は2013年の時点で複数の装置が製品化されており、例えばメディアグローバルリンクス社製のMD8000がある。
 なお、SMPTE2022-2はMPEG-TS上の圧縮映像を含むストリームをIPパケット化するための仕様である。図4にSMPTE2022-6規定のパケットフォーマットを示す。非圧縮映像は図4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。また、図5にSMPTE2022-2で規定されたパケットフォーマットを示す。圧縮映像は図5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を乗せることができる。
 再び図3に戻り、収録スタジオ302は、HD-SDI信号3020からMPTE2022-6に準拠した非圧縮映像のIPパケットストリーム3023及びMPTE2022-2に準拠した圧縮映像のIPパケットストリーム3024を生成し、10GbE 3021に送信する映像伝送装置3022を備える。編集システム303も、HD-SDI信号3030から、非圧縮映像のIPパケットストリーム3033及び圧縮映像のIPパケットストリーム3034を生成し、10GbE 3031に送信する映像伝送装置3032を備える。
 IPベースのモニターシステム32は、L2/L3スイッチ310からのIPパケットストリームを入力して選択するL2/L3スイッチ320と、L2/L3スイッチ320から出力されたMPTE2022-2に準拠した圧縮映像のIPパケットストリーム内の映像データをデコードし、HD-SDI信号に変換するデコーダ装置3221~3228と、デコーダ装置3221~3228から出力された映像信号をそれぞれ表示するモニター群321~328を備える。
 送出システム304は、10GbE 3101よりSMPTE2022-6に準拠したIPパケットストリーム3123を受信し、HD-SDI信号3041に変換する非パケット化機能と、変換したHD-SDI信号3041からMPTE2022-2に準拠した圧縮映像のIPパケットストリーム3126を生成し、10GbE 3101に送信する圧縮機能とを備えた映像伝送装置3042を備える。アーカイブシステム305は、10GbE 3102よりSMPTE2022-6に準拠したIPパケットストリーム3124を受信し、HD-SDI信号3051に変換する非パケット化機能と、変換したHD-SDI信号3051からMPTE2022-2に準拠した圧縮映像のIPパケットストリーム3127を生成し、10GbE 3102に送信する圧縮機能を備えた映像伝送装置3052を備える。
 編集システム306は、10GbE 3103よりSMPTE2022-6に準拠したIPパケットストリーム3125を受信し、HD-SDI信号3061に変換する非パケット化機能、及び変換したHD-SDI信号3061からMPTE2022-2に準拠した圧縮映像のIPパケットストリーム3128を生成し、10GbE 3103に送信する映像伝送装置3062を備える。を備える。
 なお、図3において、矢印に隣接している黒く塗りつぶした四角形は、非圧縮映像のIPパケットストリームを表し、矢印に隣接している塗りつぶしていない(白い)四角形は、圧縮映像のIPパケットストリームを表す。
 IPベースの映像配信システム31において、外部IPネットワーク301より10GbE 3011を経由して入力した非圧縮映像のIPパケットストリーム3012は、光スプリッタ313を経て、L2/L3スイッチ310及び非パケット化装置312に入力される。非パケット化装置312は、入力された非圧縮映像のIPパケットストリーム3012をHD-SDI信号3121に変換してエンコーダ装置311に送る。エンコーダ装置311は、HD-SDI信号3121の中の映像を、JPEG2000符号化を用いて100Mbpsに圧縮し、SMPTE2022-2準拠のIPパケットストリーム3122を生成し、1GbE 3111を経由してL2/L3スイッチ310に出力する。すなわち、L2/L3スイッチ310は非圧縮映像のIPパケットストリーム3012と、圧縮映像のIPパケットストリーム3122の両方を受信する。
 収録スタジオ302内のHD―SDI信号3020は、映像伝送装置3022によりSMPTE2022-6に準拠した非圧縮映像のIPパケットストリーム3023に変換され、10GbE 3021を経てL2/L3スイッチ310に送信される。それと並行して、HD―SDI信号3020内の映像は、映像伝送装置3022によりJPEG2000符号化を用いて100Mbpsに圧縮され、SMPTE2022-2準拠の圧縮映像のIPパケットストリーム3024に変換され、10GbE 3021を経てL2/L3スイッチ310に送信される。すなわち、外部IPネットワークからの映像の場合と同様に、L2/L3スイッチ310は収録スタジオ302から非圧縮映像のIPパケットストリーム3023と、それらを圧縮した100Mbpsの圧縮信号のIPパケットストリーム3024の両方を受け取る。
 編集システム303内のHD―SDI信号3030も映像伝送装置3032によりSMPTE2022-6に準拠した非圧縮映像のIPパケットストリーム3033に変換され、10GbE 3031を経てL2/L3スイッチ310に送信される。それと並行して、HD―SDI信号3030内の映像は、映像伝送装置3032によりJPEG2000符号化を用いて100Mbpsに圧縮され、SMPTE2022-2準拠の圧縮映像のIPパケットストリーム3034に変換され、10GbE 3031を経てL2/L3スイッチ310に送信される。すなわち、外部IPネットワーク301からの映像の場合と同様に、L2/L3スイッチ310は収録スタジオ302、編集システム303から非圧縮映像のIPパケットストリーム3033と、それらを圧縮した100Mbpsの圧縮信号のIPパケットストリーム3044の両方を受け取る。
 ここで、非圧縮映像のIPパケットストリームと圧縮映像のIPパケットストリームは各々別々の宛先IPアドレス、宛先MACアドレス、あるいはVLAN IDを持つ。宛先IPアドレス、宛先MACアドレスがユニキャストアドレスではなくマルチキャストアドレスの場合でも各IPパケットストリームは異なるアドレスあるいはVLAN IDを持つ様に設定されている。
 L2/L3スイッチ310は、受信した各IPパケットストリーム内の宛先IPアドレス、宛先MACアドレス、あるいはVLAN IDを識別し、送出システム304、アーカイブシステム305、編集システム306及びIPベースのモニターシステム32のいずれかを選択して、IPパケットストリームを出力する。L2/L3スイッチ310は、送出システム304、アーカイブシステム305、編集システム306に対しては非圧縮映像のIPパケットストリーム3123~3125を選択し、各システムにそれぞれ対応する10GbE 3101~3103に出力する。またIPベースのモニターシステム32に対しては圧縮映像のIPパケットストリーム群3129を選択し対応する10GbE 3104に出力する。
 送出システム304に送信された非圧縮映像のIPパケットストリーム3123は、映像伝送装置3042によりHD-SDI信号3041に変換され、送出システム304内において用いられる。また、変換されたHD-SDI信号3041内の映像は、送出システム304用のモニター映像として、映像伝送装置3042によりJPEG2000符号化を用いて100Mbpsに圧縮され、SMPTE2022-2準拠の圧縮映像のIPパケットストリーム3126に変換され、10GbE 3101を経てL2/L3スイッチ310に再送信される。L2/L3スイッチ310に再送信された圧縮映像のIPパケットストリーム3126は、IPベースのモニターシステム32に圧縮映像のIPパケットストリーム群3129の一部として出力される。
 アーカイブシステム305に送信された非圧縮映像のIPパケットストリーム3124も、映像伝送装置3052によりHD-SDI信号3051に変換され、アーカイブシステム305内において用いられる。また、変換されたHD-SDI信号3051内の映像は、アーカイブシステム305用のモニター映像として、映像伝送装置3052によりJPEG2000符号化を用いて100Mbpsに圧縮され、SMPTE2022-2準拠の圧縮映像のIPパケットストリーム3127に変換され、10GbE 3102を経てL2/L3スイッチ310に再送信される。L2/L3スイッチ310に再送信された圧縮映像のIPパケットストリーム3127は、IPベースのモニターシステム32に圧縮映像のIPパケットストリーム群3129の一部として出力される。
 編集システム306に送信された非圧縮映像のIPパケットストリーム3125も、映像伝送装置3062によりHD-SDI信号3061に変換され、編集システム306内において用いられる。また、変換されたHD-SDI信号3061内の映像は、編集システム306用のモニター映像として、映像伝送装置3062によりJPEG2000符号化を用いて100Mbpsに圧縮され、SMPTE2022-2準拠の圧縮映像のIPパケットストリーム3128に変換され、10GbE 3103を経てL2/L3スイッチ310に再送信される。L2/L3スイッチ310に再送信された圧縮映像のIPパケットストリーム3128は、IPベースのモニターシステム32に圧縮映像のIPパケットストリーム群3129の一部として出力される。
 すなわち、送出システム304、アーカイブシステム305、及び編集システム306に対しては、図3のシステムは図2のシステムと同等の画質の映像を配信し、IPベースのモニターシステム32に対しては、圧縮しビットレートを低減した映像を配信する。
 IPベースのモニターシステム32において、L2/L3スイッチ320は、10GbE 3104から入力された圧縮映像のIPパケットストリームのなかからモニター321~328で表示する映像のIPパケットを選択し、1GbE 3201~3208に出力する。L2/L3スイッチ320が1GbE 3201~3208に出力したIPパケットストリームは、デコーダ装置3221~3228によりJPEG2000符号で復号化され、HD-SDI信号3231~3238に変換されモニター321~328で表示される。デコーダ装置3221~3228の機能を持つ装置は2013年の時点で複数の装置が製品化されており、例えばメディアグローバルリンクス社製のMD8000がある。
 上記説明した様に、図3の放送システムにおいては、高い品質の映像を必要とする各システムに対しては非圧縮映像を配信しながら、モニターシステムについては低ビットレートの圧縮映像を用いて、安価なGbE(本実施形態では1GbE)を用いたシステムを実現している。そのため、図2のシステムと比べてモニターシステム内で使用するL2/L3スイッチのコスト、ケーブルコスト、及びワイヤリングコストを低減することが可能である。
 図6は、図3に記載のモニターシステムに使用する映像伝送装置3022(図6において映像伝送装置61とする)の構成例を示すブロック図である。図6に記載の映像伝送装置61は、HD-SDI信号60を受信するHD-SDIインタフェース部611と、HD-SDI信号60を符号化するJPEG2000エンコーダ612と、IPパケット生成送信部63とを備える。IPパケット生成送信部63は、SMPTE2022-6に準拠した非圧縮映像のIPパケットストリームを生成する非圧縮IPパケット生成部631と、SMPTE2022-2に準拠したJPEG2000圧縮映像のIPパケットストリームを生成するJPEG2000圧縮IPパケット生成部632と、10GbEのMAC副層の制御回路である10GbE MAC部633と、PHY層の制御回路である10GbE PHY部634と、10GbE 62と接続されるSFP+光モジュール635とを備える。
 映像伝送装置61に入力されたHD-SDI信号60は、HD-SDIインタフェース部611により受信される。HD-SDIインタフェース部611が受信したデータは非圧縮IPパケット生成部631とJPEG2000エンコーダ612に送信される。非圧縮IPパケット生成部631はHD-SDIインタフェース部611よりのデータをIPパケット化し、図4に示すSMPTE2022-6に準拠したフォーマットのIPパケットストリームを作成し、10GbE MAC633に送信する。JPEG2000エンコーダ612は、HD-SDIインタフェース部611よりの映像データをJPEG2000符号で圧縮し、圧縮した結果としての圧縮映像のストリームをJPEG2000圧縮IPパケット生成部632に送信する。JPEG2000圧縮IPパケット生成部632は、JPEGエンコーダ612よりの圧縮映像のストリームをIPパケット化し、図5に示すSMPTE2022-2に準拠したフォーマットのIPパケットストリームを作成し、10GbE MAC部633に送信する。10GbE MAC633は、非圧縮IPパケット生成部631、JPEG2000圧縮IPパケット生成部632から受信したIPパケットストリームを10GbE PHY部634、SFP+光モジュール635を用いて10GbE 62へ送信する。
 以上述べた様に図6に記載の実施形態の映像伝送装置61によれば、HD-SDI信号からSMPTE2022-6に準拠した非圧縮映像のIPパケットストリームとSMPTE2022-2に準拠した圧縮映像のIPパケットストリームとを並行して作成し、10GbEに送信することができる。すなわち、図3における映像伝送装置3022及び3032を実現する事が可能となる。
 図7は、図3に記載のモニターシステムに使用する映像伝送装置3042、3052及び3062(図7において映像伝送装置71とする)の構成例を示すブロック図である。図7に記載の映像伝送装置71は、10GbE 70に接続されたSFP+光モジュール711と、SFP+光モジュール711に接続された10GbE PHY部712と、10GbE PHY部712に接続された10GbE MAC部713とを備える。また、映像伝送装置71は、10GbE MAC部713に接続された非圧縮IPパケットデカプセル部714と、非圧縮IPパケットデカプセル部714に接続されたHD-SDIインタフェース部715とを備える。さらに映像伝送装置71は、非圧縮IPパケットデカプセル部714に接続されたJPEG2000エンコーダ716と、JPEG2000エンコーダ716と10GbE MAC部713との間に接続されたJPEG2000圧縮IPパケット生成部717とを備える。
 映像伝送装置71に入力された非圧縮映像のIPパケットストリームは、SFP+光モジュール711により受信される。SFP+光モジュール711が受信した非圧縮映像のIPパケットストリームは、PHY層の制御回路である10GbE PHY部712と10GbEのMAC副層の制御回路である10GbE MAC713とを介して、非圧縮IPパケットデカプセル部714に送信される。非圧縮映像のIPパケットストリームは、非圧縮IPパケットデカプセル部714において非パケット化され、HD-SDI信号に変換される。非圧縮IPパケットデカプセル部714において非パケット化されたHD-SDI信号は、HD-SDIインタフェース部715を介して、HD-SDIケーブル72からHD-SDI信号として外部に出力される。
 また、映像伝送装置71は、映像伝送装置71が配置されている送出システム、アーカイブシステム及び編集システム等の施設において使用される映像を監視するためのモニター用映像も作成することができる。非圧縮IPパケットデカプセル部714から出力されたHD-SDI信号は、モニター用としてJPEG2000エンコーダ716に出力される。JPEG2000エンコーダ712は、非圧縮IPパケットデカプセル部714よりの映像データをJPEG2000符号で圧縮し、圧縮した結果としての圧縮映像のストリームをJPEG2000圧縮IPパケット生成部717に送信する。JPEG2000圧縮IPパケット生成部717は、JPEG2000エンコーダ716よりの圧縮映像のストリームをIPパケット化し、図5に示すSMPTE2022-2に準拠したフォーマットのIPパケットストリームを作成し、10GbE MAC713に送信する。10GbE MAC713は、JPEG2000圧縮IPパケット生成部717から受信したIPパケットストリームを10GbE PHY部712、SFP+光モジュール711を用いて10GbE 70へ送信する。
 以上述べた様に図7に記載の実施形態の映像伝送装置71によれば、10GbEより受信したSMPTE2022-6準拠の非圧縮映像のIPパケットストリームからHD-SDI信号を作成するのと併せて、映像伝送装置71により作成したHD-SDI信号からSMPTE2022-2に準拠した圧縮映像のIPパケットストリームを作成し、10GbEに送信することができる。すなわち、図3における映像伝送装置3042、3052及び3062を実現する事が可能となる。
 なお、本実施形態においては、圧縮符号としてJPEG2000、圧縮映像のビットレートとして100Mbpsを用いているが、H.264、HEVC等の他の符号化方式、あるいは異なったビットレートを使用することもできる。さらに上記の実施例においては非圧縮の映像信号としてHD-SDI信号を用いているが、3G-SDI及びSD-SDI等の他のフォーマットの映像信号についても本発明の適用が可能である。
 また、図2及び図3におけるL2/L3スイッチでの切り替えを行うプロトコルについては、IGMPとPIMを用いて行うことも可能であり、スイッチ内のMACアドレステーブル、ルーティングテーブル、あるいはVLANテーブルにスタティックなエントリを生成し制御することも可能なのは明白である。
 また、図3に記載の本実施形態おいて、L2/L3スイッチ310にIPパケットストリームを送信するシステムとして、外部IPネットワーク301、収録スタジオ302、及び編集システム303がL2/L3スイッチ310に接続されている。しかし、図3に記載の外部IPネットワーク301、収録スタジオ302、及び編集システム303はあくまでも一例である。本発明においては、L2/L3スイッチ310に圧縮映像のIPパケットストリームと非圧縮映像のIPパケットストリームとを送信するシステムであれば、図3に記載のシステムに限定されるものではない。例えば、競技場内に図6に記載の映像伝送装置61を設置してカメラ等を接続し、映像伝送装置61とL2/L3スイッチ310とを10GbEにより接続してもよい。また、例えば、IPベースの映像配信システム31を設置した放送局以外の外部の他の放送局に図6に記載の映像伝送装置61を設置して、映像伝送装置61とL2/L3スイッチ310とを10GbEにより接続してもよい。
 また、図3に記載の本実施形態おいて、L2/L3スイッチ310から非圧縮映像のIPパケットストリームを送信するシステムとして、送出システム304、アーカイブシステム305、及び編集システム306がL2/L3スイッチ310に接続されている。しかし、図3に記載の送出システム304、アーカイブシステム305、及び編集システム306はあくまでも一例である。本発明においては、L2/L3スイッチ310から非圧縮映像のIPパケットストリームを送信するシステムであれば、図3に記載のシステムに限定されるものではない。例えば、L2/L3スイッチ310が、10GbEにより直接外部IPネットワークに接続されていてもよい。
 この場合、映像伝送装置61からL2/L3スイッチ310に圧縮映像のIPパケットストリーム及び非圧縮映像のIPパケットストリームが送信されることになる。L2/L3スイッチ310において、IPベースのモニターシステム32に圧縮映像のIPパケットストリームを送信し、送出システム、編集システム等のシステムまたは外部IPネットワークに非圧縮映像のIPパケットストリームを送信する。
 また、図3に記載の本実施形態において、IPベースのモニターシステム32は、L2/L3スイッチ320において、L2/L3スイッチ310からの圧縮映像のIPパケットストリームのなかからモニター321~328で表示する映像のIPパケットストリームを選択し、1GbE 3201~3208に出力している。しかし、L2/L3スイッチ320を省略し、L2/L3スイッチ310において圧縮映像のIPパケットストリームのなかからモニター221~228で表示する映像のストリームを直接選択し、1GbE 3201~3208に出力する構成としてもよい。
 さらに、本実施形態においては映像のみについて述べたが、非圧縮映像信号内のオーディオデータについても映像伝送装置内でAAC及びAC3等の圧縮を行ったIPパケットストリームを生成しモニターシステムに送信することにより、映像データの場合と同様にモニターシステムのコストを低減する事ができる。
1、2、3 放送システム
101 外部ネットワーク
1012 光ファイバー
11 映像配信システム
1011、1021、1031、1101、1102、1103、2020、2030、2041、2051、2061、2291~2298、3020、3030、3041、3051、3061、3121、3231~3238、60 HD-SDI信号
1013 光電気変換装置
102、202、302 収録スタジオ
103、106、203、206、303、306 編集システム
111、112、113 映像信号分配装置
110、120 マトリックススイッチャ
12 モニターシステム
121~128、221~228、321~328 モニター
104、204、304 送出システム
105、205、305 アーカイブシステム
201、301 外部IPネットワーク
2011、2021、2031、2101~2106、2201~2208、3021、3031、3101~3104、3011、62 10GbE
2012、2023、2033、2111、2116、3012、3023、3033、3123~3125 非圧縮映像のIPパケットストリーム
2022、2032 パケット化装置
2042、2052、2062、2221~2228、312 非パケット化装置
21、31 IPベースの映像配信システム
210、220、310、320 L2/L3スイッチ
22、32 IPベースのモニターシステム
3024、3034、3122、3126 圧縮映像のIPパケットストリーム
3022、3032、3042、3052、3062、61、71 映像伝送装置
311 エンコーダ装置
313 光スプリッタ
3111、3201~3208 GbE
3221~3228 デコーダ装置
611、715 HD-SDIインタフェース部
612、716 JPEG2000エンコーダ
63 IPパケット生成送信部
631 非圧縮IPパケット生成部
632、717 JPEG2000圧縮IPパケット生成部
633、713 10GbE MAC部
634、712 10GbE PHY部
635、711 SFP+光モジュール
714 非圧縮IPパケットデカプセル部

 

Claims (6)

  1.  非圧縮映像信号を受信する受信部(611)と、
     前記非圧縮映像信号を圧縮し圧縮映像データを作成する信号圧縮部(612)と、
     前記非圧縮映像信号、および前記圧縮映像データをIPパケット化して、ネットワークに非圧縮映像データのIPパケットストリームと前記圧縮映像データのIPパケットストリームを送信するIP変換部(63)とを備えることを特徴とする映像伝送装置(61)。
  2.  複数の請求項1に記載の映像伝送装置(3022、3032)と、
     前記複数の請求項1に記載の映像伝送装置(3022、3032)に接続され、前記複数の請求項1に記載の映像伝送装置が送信する非圧縮映像データのIPパケットストリーム(3023、3033)と圧縮映像データのIPパケットストリーム(3024、3034)とをそれぞれ受信し、前記非圧縮映像データのIPパケットストリームを高品質映像として配信すると同時に、前記圧縮映像データのIPパケットストリームを映像の監視用にモニターシステムに配信する第1のパケットスイッチ(310)を有する映像配信システム(31)と、
     前記第1のパケットスイッチ(310)に接続され、前記第1のパケットスイッチにより取りだされた複数の前記圧縮映像データのIPパケットストリームのなかからモニターに表示するIPパケットストリーム群(3129)を選択する第2のパケットスイッチ(320)と、前記第2のパケットスイッチ(320)に接続され、前記モニターに表示する選択された前記IPパケットストリームを復号化する復号化装置(3221~3228)と、前記復号化装置(3221~3228)に接続され、復号化された前記IPパケットストリームを表示するモニター群(321~328)とを有するモニターシステム(32)と
     を備えることを特徴とする放送システム(3)。
  3.  複数の請求項1に記載の映像伝送装置(3022、3032)と、
     前記複数の請求項1に記載の映像伝送装置に接続され、前記複数の請求項1に記載の映像伝送装置が送信する非圧縮映像データのIPパケットストリーム(3023、3033)と圧縮映像データのIPパケットストリーム(3024、3034)とをそれぞれ受信し、前記非圧縮映像データのIPパケットストリームを高品質映像として配信すると同時に、前記圧縮映像データのIPパケットストリームを映像の監視用にモニターシステムに配信するパケットスイッチ(310)を有する映像配信システム(31)と、
     前記パケットスイッチ(310)により取りだされた複数の前記圧縮映像データのIPパケットストリーム群(3129)を復号化する復号化装置(3221~3228)と、復号化されたIPパケットストリームを表示するモニター群(321~328)とを有するモニターシステム(32)と
     を備えることを特徴とする放送システム(3)。
  4.  ネットワークから非圧縮映像データのIPパケットストリームを受信して、非圧縮映像信号に変換する信号変換部(714)と、
     非圧縮映像信号を送信する送信部(715)と、
     変換された前記非圧縮映像信号を圧縮し圧縮映像データを作成する信号圧縮部(716)と、
     前記圧縮映像データを圧縮映像データのIPパケットストリームに変換して、前記ネットワークに送信するIP変換部(717)と
     を備えることを特徴とする映像伝送装置(71)。
  5.  複数の請求項1に記載の映像伝送装置(3022、3032)と、
     複数の請求項4に記載の映像伝送装置(3042、3052、3062)と、
     前記複数の請求項1(3022、3032)及び請求項4(3042、3052、3062)に記載の映像伝送装置に接続され、前記複数の請求項1に記載の映像伝送装置(3022、3032)が送信する非圧縮映像データのIPパケットストリーム(3023、3033)及び圧縮映像データのIPパケットストリーム(3024、3034)と、前記複数の請求項4に記載の映像伝送装置(3042、3052、3062)が送信する圧縮映像データのIPパケットストリーム(3126~3128)とを受信し、前記非圧縮映像データのIPパケットストリーム(3023、3033)を高品質映像として前記複数の請求項4に記載の映像伝送装置(3042、3052、3062)に配信すると同時に、前記圧縮映像データのIPパケットストリーム群(3129)を映像の監視用にモニターシステムに配信する第1のパケットスイッチ(310)を有する映像配信システム(31)と、
     前記第1のパケットスイッチ(310)に接続され、前記第1のパケットスイッチにより取りだされた複数の前記圧縮映像データのIPパケットストリーム群(3129)のなかからモニターに表示するIPパケットストリームを選択する第2のパケットスイッチ(320)と、前記第2のパケットスイッチ(320)に接続され、前記モニターに表示する選択された前記IPパケットストリームを復号化する復号化装置(3221~3228)と、前記復号化装置に接続され、復号化された前記IPパケットストリームを表示するモニター群(321~328)とを有するモニターシステム(32)と
     を備えることを特徴とする放送システム(3)。
  6.  複数の請求項1に記載の映像伝送装置(3022、3032)と、
     複数の請求項4に記載の映像伝送装置(3042、3052、3062)と、
     前記複数の請求項1に記載の映像伝送装置(3022、3032)と、前記複数の請求項4に記載の映像伝送装置(3042、3052、3062)とにネットワーク(3021、3031、3101~3103)を介して接続され、前記複数の請求項1に記載の映像伝送装置(3022、3032)が送信する非圧縮映像データのIPパケットストリーム(3023、3033)及び圧縮映像データのIPパケットストリーム(3024、3034)と、前記複数の請求項4に記載の映像伝送装置(3042、3052、3062)が送信する圧縮映像データのIPパケットストリーム(3126~3128)とを受信し、前記非圧縮映像データのIPパケットストリーム(3123~3125)を前記複数の請求項4に記載の映像伝送装置(3042、3052、3062)に高品質映像として配信すると同時に、前記圧縮映像データのIPパケットストリーム群(3129)を映像の監視用にモニターシステム32に配信するパケットスイッチ(310)を有する映像配信システム(31)と、
     前記パケットスイッチ(310)により取りだされた複数の前記圧縮映像データのIPパケットストリーム群(3129)を復号化する復号化装置(3221~3228)と、復号化されたIPパケットストリームを表示するモニター群(326~328)とを有するモニターシステム(32)と
     を備えることを特徴とする放送システム(3)。


     
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