WO2019053853A1 - 映像切替システム - Google Patents

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WO2019053853A1
WO2019053853A1 PCT/JP2017/033304 JP2017033304W WO2019053853A1 WO 2019053853 A1 WO2019053853 A1 WO 2019053853A1 JP 2017033304 W JP2017033304 W JP 2017033304W WO 2019053853 A1 WO2019053853 A1 WO 2019053853A1
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packets
transmitter
rtp
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PCT/JP2017/033304
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中村 和則
成田 和生
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株式会社メディアリンクス
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    • H04J3/0667Bidirectional timestamps, e.g. NTP or PTP for compensation of clock drift and for compensation of propagation delays

Definitions

  • the present invention relates to a video switching system, and more particularly to a video switching system that seamlessly switches IP packetized video signals.
  • RTP Real-time Transport Protocol
  • the IP packet When a failure occurs in the transmission path used when transmitting the above-described IP packet, the IP packet may not be transmitted. In order to cope with such an event, it is common practice to make transmission paths redundant. By making the transmission route redundant, when a failure occurs in the transmission route of the active system, it is possible to switch to the IP packet from the transmission route of the backup system and transmit the IP packet. Such a configuration can prevent the transmission of IP packets from being interrupted.
  • the video signal if switching is performed without any control, the disturbance of the video will be visible to the viewer. Therefore, when performing switching as described above, it is required to perform seamless switching.
  • SMPTE Society of Motion Picture and Television Engineers 2022-7
  • a transmitting side (sender) transmitting an IP packet on an IP network transmits a plurality of IP packets having the same payload data to a destination on a plurality of different transmission paths (Ethernet: registered trademark) It prescribes that.
  • FIG. 1 shows a packet transmission scheme according to SMPTE 2022-7.
  • an IP network 3 exists between the transmitter 1 and the receiver 2 and both are connected via a transmission path 4 (active system) and a transmission path 5 (spare system).
  • the transmitter 1 receives the input video signal (SDI signal, DVB-ASI signal, or video and audio information included in the payload in the IP packet received via Ethernet) transmitted from the broadcast station etc. Encapsulation into a series of IP packet groups (hereinafter referred to as "IP packet stream"), and further duplicate each IP packet (this duplicate produces two IP packet streams with identical payload data), The IP packet stream is transmitted via transmission path 4 and transmission path 5 respectively.
  • the same RTP sequence number is set to two duplicate IP packets.
  • the receiver 2 receives the two IP packet streams transmitted on the transmission path 4 and the transmission path 5 respectively, and reconstructs the video signal based on the IP packet stream received from the transmission path 4.
  • the IP packet stream received from transmission path 4 and the IP packet stream received from transmission path 5 are respectively buffered by buffer memories (delay buffers) 2 a and 2 b for delay time adjustment in receiver 2.
  • the delay of both systems at the switching point is adjusted to be the same. This makes it possible to switch without disturbing the video output at the time of switching.
  • FIG. 1 shows that a failure occurs in the transmission path 4 when the receiver 2 receives an IP packet in which the RTP sequence number is set to “2”.
  • the receiver 2 can not receive an IP packet in which “3” or “4” is set as the RTP sequence number from the transmission path 4.
  • the receiver 2 receives the IP packets of “3” and “4” following the IP packet of RTP sequence number “2” from the transmission path 5.
  • the receiver 2 detects that there is no IP packet with an RTP sequence number “3” in the delay buffer of the transmission path 4. , Switch to the transmission path 5 is performed.
  • Reference 1 describes a specific individual image contained in the zapping service by providing, in the zapping service, a plurality of RTP packets containing data from which the same image of the input image sequence is the same, the same time stamp. Discloses a video encoder and decoder that can know the position for the main service data sequence. In the cited reference 1, a plurality of RTP packets of the same image have the same time stamp, but this is no different from having the same RTP sequence number in a plurality of RTP packets, and the above problem It is not something to solve.
  • the present invention has been made in view of such problems, and it is not necessary to match RTP sequence numbers among a plurality of transmitters, transmit video signals on an IP network according to RTP, and receive transmitted IP packets.
  • An object of the present invention is to provide a video switching system which can be switched on the machine side.
  • a video switching system synchronizes time according to a PTP grand master and the PTP grand master according to PTP, and inputs a video signal distributed from one video signal as a first Transmitter and second transmitter, the first transmitter and the second transmitter, and a receiver connected via an IP network, the first transmitter and the second transmitter
  • Each of the transmitters creates an IP packet stream by dividing the distributed video signal into a plurality of IP packets, and the IP packet stream uses a time stamp based on time information synchronized according to the PTP.
  • the first transmitter sets the IP packet stream to a first IP packet stream. And transmits the IP packet stream as a second IP packet stream according to RTP, and transmits the second transmission path according to RTP. Transmitting to the receiver, the receiver performing seamless switching based on a timestamp in the IP packet stream.
  • another video switching system comprises a first transmitter, a second transmitter, the first transmitter, the second transmitter, and an IP network.
  • a receiver connected via the first network the first transmitter creates a first IP packet stream from an input video signal, and transmits the first IP packet stream to the receiver over the IP network;
  • the transmitter creates a second IP packet stream from the input video signal and transmits it to the receiver via the IP network, and the receiver receives the input video from the first and second IP packet streams it receives
  • the IP packet indicating the video frame boundary of the signal is detected, and the first IP packet string is detected based on the position of the IP packet indicating the detected boundary of the input video signal and the RTP sequence number.
  • performing seamless between IP packet stream having a different RTP sequence number by associating the location of the IP packet in the a IP packet second IP packet stream switching in over arm.
  • the video switching system it is possible to seamlessly switch IP packets when a failure occurs in the active system without the need for a plurality of redundant transmitters to match the RTP sequence numbers.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a case where a part of the IP packet according to the first embodiment of the present invention is lost (lost). It is a figure which shows the example of a structure of the imaging
  • FIG. 2 is a diagram showing PTP (Precision Time Protocol) processing used by the video switching system according to the first embodiment of the present invention.
  • PTP is a time synchronization protocol that achieves an error accuracy on the nanosecond level defined by IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1588v2.
  • the IEEE 1588 v2 defines a highly accurate time distribution method via a LAN (Local Area Network).
  • a network synchronized with PTP is composed of a PTP grand master and a PTP slave.
  • the PTP grand master is usually implemented as hardware that can use a high precision GPS signal, a radio clock signal, a BB (Black Burst) signal for synchronization of a video signal, or the like as a reference clock source.
  • the PTP slave synchronizes time with the PTP grand master.
  • the PTP grand master 201 transmits an announce message to the PTP slave 202, whereby the relationship between the PTP grand master 201 and the PTP slave 202 is established (step S201).
  • the PTP grand master 201 transmits a Sync message to the PTP slave 202 (step S202).
  • the Sync message includes the transmission time (t1) of the message, and the arrival time (t2) is recorded when the PTP slave 202 receives it.
  • the PTP slave 202 transmits a Delay_Req message to the PTP grand master 201 (step S203).
  • the actual value (t3) of the transmission time of the message is recorded.
  • the PTP grand master 201 transmits a Delay_Resp message to the PTP slave 202 (step S204).
  • the Delay_Resp message the actual arrival time (t4) of the Delay_Req message is recorded.
  • the PTP slave 202 uses t1, t2, t3 and t4 to calculate an offset (time difference) between the round-trip delay time, the time of the PTP grandmaster 201, and the time of the PTP slave 202. Assuming that the one-way delay time is half of the round trip delay time, the offset of the PTP slave 202 is calculated by the following equation.
  • Synchronization of the time with the PTP grand master 201 is maintained by the PTP slave 202 repeating the above-mentioned processing a plurality of times per second, smoothing the offset value of the processing result and feeding it back to the time information.
  • the video switching system according to this embodiment includes SMPTE 2022-2 (specify transmission of MPEG-2 transport stream (TS) on IP network), and SMPTE 2022-6 (transmission of high bit rate media signal on IP network). It assumes that it conforms to the protocol prescribed by SMPTE2022, such as In addition, transmission of IP packets on an IP network is premised on compliance with RTP / UDP.
  • SMPTE 2022-2 specify transmission of MPEG-2 transport stream (TS) on IP network
  • SMPTE 2022-6 transmission of high bit rate media signal on IP network
  • the video switching system includes a distributor 11, a PTP grand master 12, a transmitter 13a, a transmitter 13b, and a receiver 14.
  • the transmitter 13 a and the transmitter 13 b and the receiver 14 are mutually connected via the IP network 15.
  • a transmission path 16 exists between the transmitter 13a and the receiver 14, and a transmission path 17 exists between the transmitter 13b and the receiver 14.
  • the distributor 11 When the distributor 11 receives an input video signal transmitted from a broadcasting station or the like, the distributor 11 distributes the input video signal to the transmitters 13a and 13b. That is, the distributor 11 duplicates the input video signal.
  • the distributor 11 When the video signal is an SDI signal or a DVB-ASI signal, the distributor 11 is a distributor equipped with a coaxial cable or a fiber optic cable connector.
  • the distributor 11 When the video signal is received via Ethernet, the distributor 11 is an Ethernet switch.
  • the PTP grand master 12 functions as the RTP grand master described in FIG. 2 and performs time synchronization with the transmitters 13a and 13b by PTP.
  • the PTP grand master 12 may perform time synchronization with the receiver 14 by PTP, but time synchronization with the receiver 14 is not essential.
  • Each of the transmitters 13 a and 13 b is a device that generates an IP packet stream from the input video signal distributed by the distributor 11 and transmits the IP packet stream to the receiver 14 over the IP network 15.
  • the transmitter 13a transmits the IP packet stream A to the receiver 14 on the transmission path 16 according to RTP.
  • the transmitter 13b transmits the IP packet stream B to the receiver 14 on the transmission path 17 according to RTP. That is, each of the transmitters 13a and 13b transmits an IP packet stream including IP packets having the same payload on separate transmission paths.
  • the receiver 14 reconstructs a video signal using the IP packet stream A
  • the receiver 14 A switch is made to reconstruct the video signal using the IP packet stream B transmitted via the transmission path 17.
  • the RTP sequence numbers of the IP packets in the IP packet stream transmitted from the transmitters 13a and 13b are independent of each other, and the same numbers are not set.
  • the transmitters 13a and 13b function as PTP slaves and perform time synchronization with the PTP grand master 12 according to PTP.
  • a time stamp value based on time information synchronized by PTP is set in the RTP time stamp (time stamp field in the RTP header) of the IP packet transmitted from the transmitter 13a.
  • a PTP time stamp value based on time information synchronized by PTP is set in the RTP time stamp of the IP packet transmitted from the transmitter 13b. Details of a method of converting PTP timestamps to RTP timestamps will be described later.
  • IP packets having the same payload in IP packet stream A and IP packet stream B are obtained by IP packetizing the same video signal at the same time, the difference between both RTP time stamp values is determined between PTP slaves. It will be about the time difference, and it will be a slight difference.
  • the number of transmitters to be configured is not limited to 2, and transmitters may be configured by an arbitrary number. It is also good. In this case, the transmission path is also configured by the number corresponding to the number of transmitters.
  • the PTP grand master 12 may be implemented by any of the transmitters 13a and 13b, or may be implemented by a third transmitter (not shown) other than the transmitters 13a and 13b.
  • the transmitter 13b performs time synchronization with the transmitter 13a.
  • the transmitters 13a and 13b perform time synchronization with the third transmitter.
  • the receiver 14 receives both the IP packet stream A sent on the transmission path 16 and the IP packet stream B sent on the transmission path 17.
  • the receiver 14 reconstructs the video signal based on only the IP packet stream A, for example (the IP packet stream B is discarded).
  • the receiver 14 performs switching so as to reconstruct based on the IP packet stream B instead of the IP packet stream A.
  • the delay of the IP packet stream A and the IP packet stream B is buffered by the delay buffer in the receiver 14 so that the delay of both systems at the switching point is identical.
  • Adjust to become Which IP packets in two IP packet streams have the same payload can be converted from the RTP time stamp value of the IP packets of both IP packet streams (the set value is converted from the time stamp value synchronized according to PTP) It is determined whether the difference between the calculated time stamp values) is within a predetermined range.
  • the transmitter 13 includes a video signal reception unit 131, an IP packet generation unit 132, a PTP control unit 133, a PTP time stamp counter 134, a time stamp conversion unit 135, an RTP time stamp counter 136, and a transmission unit 137. And a data network interface unit 138, and a control network interface unit 139.
  • the video signal receiving unit 131 receives the video signal distributed by the distributor 11.
  • the IP packet generation unit 132 generates an IP packet defined by the RTP / UDP / IP protocol from the received video signal in order to perform IP transmission of the video signal. Specifically, an RTP packet, a UDP header, an IP header, and a MAC header are added to generate an IP packet.
  • the PTP control unit 133 receives a PTP message from the PTP grand master 12 via the control network interface unit 139, and performs time synchronization with the PTP grand master 12.
  • the PTP time stamp counter 134 is counted up based on the time synchronization.
  • the time stamp conversion unit 135 converts the time stamp counted up by the PTP time stamp counter 134 into an RTP time stamp.
  • SMPTE 2022-2 uses a clock rate of 90 KHz
  • SMPTE 2022-6 uses a clock rate of 27 MHz to specify that a 32-bit RTP time stamp is set.
  • the PTP timestamp counter 134 has a nanosecond counter
  • the clock rates of the PTP timestamp and the RTP timestamp are significantly different.
  • a RTP-defined timestamp field 32 bits
  • time stamp conversion unit 135 calculates the counter value of the second counter 134b and 27,000,000 (in decimal notation) or 90,000 (in decimal notation). ) Is multiplied by the multiplier 135a in the RTP time stamp counter 136.
  • 27,000,000 is used as the multiplication target
  • 90,000 is used as the multiplication target.
  • the time stamp conversion unit 135 receives a clock synchronized with the clock for updating the PTP time stamp counter 134 from the PTP control unit 133 as a reference clock. Then, based on the reference clock, a PLL or DLL is used to create a 90 KHz or 27 MHz clock. Then, the RTP time stamp counter 136 is counted up with the created 90 KHz or 27 MHz clock. By doing this, it is possible to generate an RTP-defined timestamp while achieving PTP error accuracy.
  • the value of the RTP time stamp counter 136 that has been counted up is set in the RTP time stamp field of the RTP header of the IP packet generated by the IP packet generation unit 132.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the value of the RTP time stamp counter 136 may be set in the video time stamp field in the media payload header.
  • the RTP format has a media payload header in the RTP header, in which video timestamps are defined.
  • the PTP timestamp as described above may be set in the RTP header or the unused field of the RTP payload without converting it to the RTP timestamp.
  • the time stamp determination unit 143 described below will determine an IP packet having the same payload in two IP packet streams using the value of the PTP time stamp.
  • the transmitting unit 137 transmits the IP packet stream generated by the IP packet generating unit 132 to the IP network 15 via the data network interface unit 138 in units of packets.
  • the data network interface unit 138 has an interface function to an Ethernet network for IP stream transmission.
  • the control network interface unit 139 has an interface function to an Ethernet network for PTP.
  • the data network interface unit 138 and the control network interface unit 139 may be configured as one interface, in this case, one network interface has both functions of the data network interface unit 138 and the control network interface unit 139. It will be.
  • the receiver 14 includes network interface units 141a and 141b, an IP packet selection unit 142, a time stamp determination unit 143, delay buffers 144a and 144b, a sequence number setting unit 145, and a video signal generation unit 146.
  • the network interface unit 141 a and the network interface unit 141 b respectively receive the IP packet stream A transmitted via the transmission path 16 and the IP packet stream B transmitted via the transmission path 17.
  • the delay buffer 144a and the delay buffer 144b (hereinafter collectively referred to as "delay buffer 144") store the IP packet stream A received from the network interface unit 141a and the IP packet stream B received from the network interface unit 141b, respectively. Do. Then, when the IP packet selection unit 142 selects an IP packet to be transmitted to the video signal generation unit 146, the delay time is adjusted so that IP packets having the same payload in both IP packet streams are output at the same timing. Do. An example of a specific configuration of the delay buffer 144 is shown in FIG.
  • the delay buffer 144 includes a packet memory 1441, a head free address register 1442, a read address register 1443, a write address register 1444, a time stamp memory 1445, a base sequence number register 1446, and a sequence number comparison operation unit 1447.
  • the packet memory 1441 stores the IP packet received by the delay buffer 144.
  • the packet memory 1441 is read out continuously in synchronization with the video signal to be reconstructed.
  • the head free address register 1442 indicates the head of a free area in the packet memory 1441.
  • the head free address register is updated so that a new IP packet is written to the packet memory 1441 and indicates a new head free address when the free area is changed.
  • the read address register 1443 indicates the read address of the IP packet to be output to the IP packet selection unit 142.
  • the delay buffer 144 operates as a FIFO (First In First Out) whose leading position is indicated by the read address register 1443 and whose leading position is indicated by the leading free address register 1442.
  • the write address register 1444 indicates an address to which the IP buffer received by the delay buffer 144 is to be written.
  • the time stamp memory 1445 indicates correspondence between the RTP time stamp value of the IP packet written in the packet memory 1441 and the address of the packet memory storing the IP packet.
  • the base sequence number register 1446 indicates the RTP sequence number of the IP packet stored in the address indicated by the read address register 1443 in the packet memory 1441.
  • the sequence number comparison operation unit 1447 calculates the difference between the base sequence number register 1446 and the RTP sequence number of the received IP packet, and adds it to the read address register 1443 to determine the write address of the received IP packet.
  • one IP packet is one address for the read address, the write address, and the head free address. That is, the size of one word of the packet memory is the number of bytes of one IP packet. In an actual implementation, it is possible to configure the packet memory with a word width of, for example, 32 bits or 64 bits by giving an offset to the lower part of the above address.
  • the read address register 1443 is updated to indicate the IP packet to be read next, and the area in the packet memory 1441 in which the read IP packet is stored is considered as "empty”. .
  • the base sequence number register 1446 is updated with the value of the RTP sequence number of the IP packet stored in the address indicated by the updated read address register 1443.
  • the time stamp determination unit 143 when the time stamp determination unit 143 receives an IP packet from the network interface unit 141a, the RTP time stamp value of the IP packet and the time stamp values of all entries in the time stamp memory 1445 in the delay buffer 144b. To get the difference. Then, when a timestamp value whose difference is within the predetermined range is not detected, it is determined that the IP packet having the same payload is not received by the network interface unit 141 b. In this case, the RTP sequence number of the received IP packet is compared with the contents of the base sequence number register 1446 by the sequence number comparison operation unit 1447 of the delay buffer 144 a and added to the value of the read address register 1443.
  • the value resulting from the addition is written to the write address register 1444, and the received IP packet is written to the corresponding address of the packet memory.
  • the address written in the write address register 1444 is not included between the address indicated by the read address register 1443 and the address immediately preceding the address indicated by the head free address register 1442, that is, in an empty area .
  • the value of the head free address register 1442 is set to the address next to the written address.
  • the combination of the address written in the packet memory 1441 and the time stamp value of the received IP packet is registered in the time stamp memory 1445 in the delay buffer 144a.
  • the information registered in the time stamp memory 1445 of the delay buffer 144a is read by the time stamp judging unit 143 when an IP packet is received from the network interface unit 141b, and the same payload in IP packet stream A and IP packet stream B Used to detect IP packets with
  • the time stamp determination unit 143 obtains the difference between the RTP time stamp value of the IP packet and the time stamp values of all the entries in the time stamp memory 1445 in the delay buffer 144 b. As a result, when a timestamp value having a difference within a predetermined range is detected, it is determined that an IP packet having the same payload has already been received by the network interface unit 141 b. Then, the received IP packet is stored in the “same position” as the delay buffer 144 b in the delay buffer 144 a. At the same time, the combination of the address written in the packet memory 1441 and the time stamp value of the received IP packet is registered in the time stamp memory 1445 in the delay buffer 144a.
  • the same position means the delay time until the IP packet stored in the delay buffer 144 a is output from the delay buffer 144 a is the delay until the output at the delay buffer 144 b of the IP packet having the same payload. It is the position in the delay buffer 144a that is equal to time.
  • the address written to the write address register 1444 in the above operation is not included between the address indicated by the read address register 1443 and the address immediately preceding the address indicated by the top empty address register 1442, that is, the address is empty. If it is in the area, the value of the head free address register 1442 is set to the address next to the written address.
  • the IP packet When the IP packet is lost in the transmission path 16 or 17, the IP packet is not written to the address of the packet memory 1441 where the IP packet is to be stored, and remains "empty". Between the read address of the packet memory 1441 and the head free address, there is an “empty” area in the written IP packet stream.
  • the combination of the address and time stamp value registered in the time stamp memory 1445 in the delay buffer 144 a and the delay buffer 144 b is deleted when the target IP packet is read from the packet memory 1441.
  • the time stamp determination unit 143 compares the RTP time stamp value of the IP packet received by the network interface unit 141a with the RTP time stamp value of the IP packet received by the network interface unit 141b. Then, if the comparison result is within a predetermined range, it is determined that both packets are IP packets having the same payload. Specifically, if the difference between the timestamp values of both IP packets is within the threshold based on the time difference allowed between multiple transmitters synchronized in time according to PTP, they have the same payload. Identify as
  • the threshold may be, for example, a value taking into account the statistical maximum value of the timing error that each of the transmitters 13a and 13b receives the input video signal distributed by the distributor 11. Alternatively, it may be a value in consideration of the maximum value of the statistical timing error at the time when two IP packets determined that the receiver 14 has the same payload are generated.
  • the threshold may be a preset fixed value. In this case, a threshold value is set from statistical values obtained experimentally.
  • the threshold may be dynamically updated by transmitting to the receiver 14 the time when each of the transmitters 13a and 13b receives the video signal from the distributor 11 and the time when each IP packet is generated. The time may be a time obtained by performing time synchronization with the PTP grand master 12).
  • each of the delay buffer 144 a and the delay buffer Store in the same position of 144b.
  • the same position is the position in the delay buffer where the delay to the output of the delay buffer is equal.
  • the IP packet selection unit 142 selects an IP packet to be transmitted to the video signal generation unit 146 from among the IP packets continuously read out and output from the delay buffer 144 a and the delay buffer 144 b.
  • the IP packet stream A is stored in the delay buffer 144a
  • the IP packet stream B is stored in the delay buffer 144b.
  • IP packets having the same payload on both IP packet streams are placed in the “same position” of the delay buffer 144 a and the delay buffer 144 b under the control of the time stamp determination unit 143. Therefore, IP packets having the same stream in the delay buffer 144a and the delay buffer 144b are output from the respective delay buffers at the same timing.
  • the IP packet selection unit 142 transmits the active IP packet, that is, the output of the delay buffer 144 a to the video signal generation unit 146.
  • the IP packet stream A When a failure occurs in the active system, the IP packet stream A is not received, the IP packet is not stored in the delay buffer 144a, and the area for the IP packet becomes "vacant". Therefore, regarding the IP packet when a failure occurs, the IP packet is not output from the delay buffer 144a, and the IP packet is output only from the delay buffer 144b.
  • the IP packet selection unit 142 switches to select the IP packet from the delay buffer 144 b and transmit it to the video signal generation unit 146.
  • the timestamp determination unit 143 starts marker unit (M bits) in the RTP header of the IP packet (when the input video signal conforms to SMPTE 2022-6) or starts payload unit in the TS header.
  • the value of the indicator (when the input video signal conforms to SMPTE 2022-2) may be referred to.
  • the M-bit or payload unit start indicator is set to a value indicating a video frame boundary. That is, when a value indicating video boundary is set in M bit (or payload unit start indicator) of IP packet, the IP packet is a packet indicating video frame boundary (hereinafter referred to as video frame boundary IP packet) Means
  • both IP packets of the IP packet streams in both systems are video frame boundary packets at the same timing, it can be determined that there is a high possibility that both IP packets have the same payload. That is, in addition to determining that the RTP timestamp is within the predetermined threshold, both IP packets have the same payload by determining that both IP packets are at the video frame boundary at the same timing. The accuracy of determining that the
  • the video signal generation unit 146 reconstructs the video signal based on the IP packet sent from the IP packet selection unit 142.
  • the reconstructed video signal is transmitted to a receiver such as a relay station.
  • the sequence number setting unit 145 changes a part or all of the MAC header, the IP header, and the UTP header of the IP packet transmitted from the IP packet selection unit 142, and sets the RTP sequence number by the serial number. Then, a new IP packet stream is created from the IP packet in which the sequence number is set, and is output from the receiver 14.
  • the same value is not necessarily set to the RTP sequence numbers set by the transmitters 13a and 13b in the respective IP packets.
  • the receiver transmits this to the subsequent relay apparatus by newly setting the RTP sequence number corresponding to the correct ordering (when the receiver functions as the relay), the subsequent apparatus described above, etc. It is possible to reconstruct the video signal based only on the RTP sequence number without performing determination processing based on the time stamp.
  • each of the plurality of redundant transmitters only needs to set a time stamp synchronized by PTP and transmit an IP packet. Then, since the time stamp value is set in accordance with PTP, highly accurate determination is possible.
  • the transmitter converts PTP timestamps into RTP timestamps, it can transmit IP packets in a conventional RTP compliant format. Furthermore, since the RTP sequence number corresponding to the correct ordering is set in the receiver, the relays and receivers other than the video switching system according to the present embodiment can also receive the IP packet stream from the receiver according to the present embodiment. It is possible to receive and reconstruct the relay or video signal in a conventional manner according to RTP.
  • RTP sequence numbers of “1” to “4” are set for each IP packet of the IP packet stream A for current use transmitted by the transmitter 13 a.
  • RTP sequence numbers of "5" to “8” are set for each IP packet of the backup IP packet stream B transmitted by the transmitter 13b, and RTP sequence numbers of "1" to "4" are respectively set.
  • the sequence numbers are not matched between the transmitters 13a and 13b, the same sequence number is not necessarily set even for IP packets having the same payload.
  • the IP packet (switching target IP packet) for which “3” is set to the RTP sequence number is lost on the IP network 15 for some reason Do.
  • the IP packet selection unit 142 of the receiver 14 selects two IP packets of the IP packet stream A received via the transmission path 16 and transmits the two IP packets to the video signal generation unit 146.
  • the next IP packet it is determined that the IP packet of RTP sequence number "3" does not exist, and is switched to the IP packet of RTP sequence number "7" of the output of the delay buffer 144b.
  • the IP packet selection unit 142 detects an IP packet of RTP sequence number 4 which is an output of the delay buffer 144a and an IP packet of RTP sequence number "8" which is an output of the delay buffer 144b.
  • the IP packet of the number “4” is selected and transmitted to the video signal generation unit 146.
  • the embodiment continues to select the IP packet of the protection system even when detecting the IP packet of the RTP sequence number “4” of the active system. Is also conceivable.
  • M bits if the input video signal conforms to SMPTE 2022-6 (or a payload unit start indicator in the TS header if the input video signal conforms to SMPTE 2022-2) and Transmission path switching is performed by determining IP packets having the same payload based on the RTP sequence number.
  • FIG. 9 shows the configuration of the second embodiment.
  • the video switching system includes a distributor 11, a transmitter 13a, a transmitter 13b, and a receiver 94.
  • the transmitter 13a, the transmitter 13b, and the receiver 94 are mutually connected via an IP network 95.
  • a transmission path 96 exists between the transmitter 13a and the receiver 94, and a transmission path 97 exists between the transmitter 13b and the receiver 94.
  • the delay time of the transmission path 96 is larger than that of the transmission path 97.
  • the video switching system according to the second embodiment shown in FIG. 9 is the same as the components according to the first embodiment except that PTP is not used and the configuration of the receiver 94.
  • FIG. 10 shows the configuration of a receiver 94 according to the second embodiment.
  • the receiver 94 does not include the time stamp determination unit included in the receiver 14 according to the first embodiment, and includes a frame boundary determination unit 948 and a sequence number determination unit 949.
  • the delay buffers 944a and 944b of the second embodiment do not require the time stamp memory provided by the delay buffers 144a and 144b of the receiver 14 according to the first embodiment, and the simple FIFO structure shown in FIG. It becomes.
  • the other components are the same as the components according to the receiver 14 of the first embodiment.
  • the frame boundary determination unit 948 determines whether the IP packet in the two IP packet streams received via the network interface unit 141a and the network interface unit 141b is an IP packet at the video frame border (video frame border IP packet). . Specifically, when the received IP packet conforms to SMPTE 2022-6, the value of the marker bit of the RTP header is referred to, and it is determined whether or not the IP packet is a video frame boundary IP packet. Do. When the IP packet is a video frame boundary IP packet, the RTP sequence number of the delay buffer storing the video frame boundary IP packet is passed to the sequence number determination unit 949. If the received IP packet conforms to the SMPTE 2022-2, the value of the payload unit start indicator in the TS header is referred to, and it is determined whether it is a video frame boundary IP packet.
  • Each of the IP packet streams A and B has an RTP sequence number set independently.
  • the sequence number determination unit 949 receives the RTP sequence number of the video frame boundary IP packet of both systems determined by the frame boundary determination unit 948.
  • the delay time of the transmission path 96 through which the IP packet stream A is transmitted is larger than the transmission path 97 through which the IP packet stream B is transmitted. Therefore, for video frame boundary IP packets having the same payload, the IP packet in the IP packet stream B is received earlier by the receiver 14, and the RTP sequence number is passed to the sequence number determination unit 949. Thereafter, the IP packet in the IP packet stream A is received by the receiver 14, and the RTP sequence number is passed to the sequence number determination unit 949.
  • the RTP sequence number of the received IP packet is compared with the contents of the base sequence number register 1446 by the sequence number comparison operation unit 1447 of FIG. It is added to the value of 1443.
  • the value resulting from the addition is written to the write address register 1444, and the received IP packet is written to the corresponding address of the packet memory.
  • the address written in the write address register 1444 is not included between the address indicated by the read address register 1443 and the address immediately preceding the address indicated by the head free address register 1442, that is, in an empty area
  • the value of the head free address register 1442 is set to the next address of the written address.
  • the sequence number determination unit 949 stores the RTP sequence number (reference number B) of the video frame boundary IP packet in the IP packet stream B received from the frame boundary determination unit 948. At the same time, the value of the write address register 1444 in the delay buffer 944b is read, and the address (frame boundary address b) storing the video frame boundary IP packet is stored.
  • sequence number determination unit 949 receives the RTP sequence number (reference number A) of the video frame boundary IP packet in IP packet stream A from frame boundary determination unit 948, delay buffer 144 b of the frame boundary IP packet in IP packet stream B Are stored in the delay buffer 944a at the “same position”.
  • “the same position” means the delay time until the video frame boundary IP packet stored in the delay buffer 144a is output from the delay buffer 144a is the delay time until the output of the video frame boundary IP packet by the delay buffer 144b.
  • a position in the delay buffer 144a that is equal to Specifically, it is derived in the following procedure.
  • the address written to the write address register 1444 in the above operation is not included between the address indicated by the read address register 1443 and the address immediately preceding the address indicated by the top empty address register 1442, that is, the address is empty. If it is in the area, the value of the head free address register 1442 is set to the address next to the written address.
  • the sequence number determination unit 949 subtracts the reference number A from the RTP sequence number. Then, a value obtained by adding the value corresponding to the difference to the frame boundary address a is written to the write address register 1444, and the IP packet is written to the delay buffer 944a. If the address written to the write address register 1444 at this time is not included between the address indicated by the read address register 1443 and the address one address before the address indicated by the top empty address register 1442, ie, an empty area If there is, the value of the head free address register 1442 in the delay buffer 944a is set to the address next to the written address.
  • the sequence number determination unit 949 subtracts the reference number B from the RTP sequence number. Then, a value obtained by adding the value corresponding to the difference to the frame boundary address b is written to the write address register 1444, and the IP packet is written to the delay buffer 944b. If the address written to the write address register 1444 at this time is not included between the address indicated by the read address register 1443 and the address immediately preceding the address indicated by the top empty address register 1442, that is, an empty area If there is, the value of the head free address register 1442 in the delay buffer 944b is set to the address next to the written address.
  • the sequence number determination unit 949 identifies the video frame border IP packet in IP packet stream A and the video frame border IP packet in IP packet stream B, and adds each to delay buffer 944a and delay buffer 944b. Store in the same position.
  • “the same position” is a position in the delay buffer at which the delay to the output of the delay buffer becomes equal. As a result, the delays of both the current system and the spare system are adjusted to be the same.
  • Table 1 shows specific values of RTP sequence numbers as an example.
  • the reference number A is 1029.
  • the reference number B is 3016.
  • the IP packet selection unit 142 selects an IP packet to be transmitted to the video signal generation unit 147 from the IP packets continuously read out and output from the delay buffer 944a and the delay buffer 944b.
  • the IP packet stream A is stored in the delay buffer 944a, and the IP packet stream B is stored in the delay buffer 944b.
  • IP packets having the same payload on both IP packet streams are placed in the “same position” of the delay buffer 944 a and the delay buffer 944 b by the control of the sequence number determination unit 949. Therefore, two IP packets having the same payload in the delay buffer 944a and the delay buffer 944b are output from the respective delay buffers at the same timing.
  • the IP packet selection unit 142 transmits the active IP packet, that is, the output of the delay buffer 944a to the video signal generation unit 147.
  • the IP packet stream A When a failure occurs in the active system, the IP packet stream A is not received, the IP packet is not stored in the delay buffer 944a, and the area for the IP packet becomes "vacant". Therefore, regarding the IP packet when a failure occurs, the IP packet is not output from the delay buffer 944a, and the IP packet is output only from the delay buffer 944b. As soon as detecting that the IP packet is not output from the delay buffer 944 a, the IP packet selection unit 142 selects the IP packet from the delay buffer 944 b and switches it to the video signal generation unit 147. In the example of Table 1, the IP packet stream A to be received does not include the IP packet of the RTP sequence number 1033.
  • the IP packet selection unit 142 detects that there is no continuous IP packet in the IP packet of RTP sequence number 1032 in the output of the delay buffer 944a, and the IP packet selection unit 142 transmits the IP packet to the video signal generation unit 147.
  • the source is switched from the delay buffer 944a to the delay buffer 944b, and the IP packet of the RTP sequence number 3020 is transmitted to the video signal generation unit 147.
  • the video signal generation unit 147 reconstructs the video signal based on the IP packet transmitted from the IP packet selection unit 142.
  • the reconstructed video signal is transmitted to a receiver such as a relay station.
  • the sequence number setting unit 145 changes a part or all of the MAC header, the IP header, and the UTP header of the IP packet transmitted from the IP packet selection unit 142, sets an RTP sequence number with a sequential number, and a new IP packet stream Are output from the receiver 94.
  • the same value is not necessarily set to the RTP sequence numbers set by the transmitters 13a and 13b in the respective IP packets.
  • the receiver transmits this to the subsequent relay apparatus by newly setting the RTP sequence number corresponding to the correct ordering (when the receiver functions as the relay), the subsequent apparatus described above, etc. It is possible to reconstruct the video signal based only on the RTP sequence number without performing determination processing based on the time stamp.
  • the receiver determines whether or not the plurality of IP packets transmitted through the plurality of transmission paths have the same payload based on the video frame border IP packet and the RTP sequence number. There is no need to match RTP sequence numbers between redundant transmitters.
  • the delay time of the transmission path 96 is larger than that of the transmission path 97 and that the difference between the delay times is within one video frame time. If the delay time of the transmission path 97 is larger than that of the transmission path 96, the above-described processing in the receiver 94 is the IP packet stream A and the IP packet stream B replaced. When the difference in delay time is larger than one video frame, another delay for setting the delay time at the entrance of the delay buffers 944a and 944b within one video frame as shown in FIG. It is necessary to provide a buffer 947.
  • FIG. 12 shows a configuration in which the delay time is from 4 video frames to 5 video frames, and a delay buffer 947 for giving a fixed delay of 4 video frames is provided.
  • the delay buffer 947 has the same configuration as the delay buffers 944a and 944b, but always controls the difference between the head free address and the read address to be 4 video frames, that is, 4 ⁇ IP packet number / video frame free, and receives IP packets At the time, the value of the head free address register is moved to the write address register, the IP packet is written, and then the value of the head free address register is updated.
  • an IP packet stream A and an IP packet stream are transmitted by two receivers that transmit a specific video signal such as a color bar as an IP packet stream A and an IP packet stream B B. receive B and measure the delay time between reconstructed video signals.
  • a field of count value indicating the number of IP packets from the video frame boundary IP packet in the IP packet stream is provided in the RTP header or the unused field of the RTP payload of the IP packet in two IP packet streams. It may be configured as follows. This count value is initialized when indicating a video frame boundary IP packet. If the counter values of the IP packets in IP packet stream A and IP packet stream B match, it can be determined that both IP packets have the same payload. This count value is implemented in the transmitters 13a and 13b. In this case, it is not necessary to use the RTP sequence number to determine IP packets having the same payload.
  • both IP packets are specified based on what IP packet from the video frame boundary the IP packet in the IP packet streams A and B is. There is no need for transmitters 13a and 13b to align RTP sequence numbers with each other. Further, since it is determined whether or not the same payload is included based on the RTP sequence number or the count value from the video frame boundary IP packet, the transmitters 13a and 13b do not need to implement a PTP slave.

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Abstract

冗長化した送信機がシーケンス番号を同期することなく映像信号を再構築する。PTPグランドマスタと、PTPグランドマスタとPTPに従って時刻同期する第1および第2の送信機と第1の送信機および第2の送信機とIPネットワークを介して接続された受信機とを備え、第1の送信機および第2の送信機のそれぞれは、1つの映像信号を分配された入力映像信号を複数のIPパケットに分割し、PTPに従って時刻同期されたタイムスタンプを、分割した複数のIPパケットのそれぞれに設定し、第1および第2の送信機は、タイムスタンプが設定された複数のIPパケットを第1および第2のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第1および第2の伝送経路を介して受信機にそれぞれ送信する。

Description

映像切替システム
 本発明は、映像切替システムに関し、特に、IPパケット化された映像信号をシームレスに切り替える映像切替システムに関する。
 スポーツ中継での映像を競技場から放送用の中継センター、もしくは直接放送局に伝送する放送システム、または(基幹)放送局から他の放送局に映像信号をマルチキャストで伝送する映像伝送システムが知られている。このような映像信号を伝送する場合、その映像信号はIPパケットに変換されて、RTP(Real-time Transport Protocol)に従ってIPネットワークを経由して伝送されることが多い。RTPは、音声や動画などのデータ信号をリアルタイムに配信するためのデータ通信プロトコルである。
 上述したIPパケットを伝送する場合に使用される伝送経路に障害が発生した場合、IPパケットを伝送することができないことがある。このような事象に対処するために、伝送経路を冗長化することが一般的に行われている。伝送経路を冗長化することによって、現用系の伝送経路に障害が発生した場合に、予備系の伝送経路からのIPパケットに切り替えてIPパケットを伝送することができる。このような構成によって、IPパケットの伝送が中断されることを防止することができる。ここで、映像信号の場合、何ら制御をせずに切り替えを行うと、映像の乱れが視聴者の目に見えることになる。よって、上述したような切り替えを行う際に、シームレスな切り替えを行うことが要求される。
 上述したIPパケットの切り替えを行うための映像信号の伝送方式に関する標準規格として、SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)2022-7が規定されている。SMPTE2022-7は、IPネットワーク上でIPパケットを送信する送信側(送信機)が、同一のペイロードデータを有する複数のIPパケットを複数の異なる伝送経路(イーサネット:登録商標)上で宛先に送信することを規定している。図1は、SMPTE2022-7に従ったパケット伝送の方式を示す。
 図1に示すように、送信機1と受信機2との間にはIPネットワーク3が存在し、伝送経路4(現用系)および伝送経路5(予備系)を介して両者が接続される。放送局などから伝送される入力映像信号(SDI信号、DVB-ASI信号、またはイーサネット経由で受信するIPパケット内のペイロードに含まれる映像および音声情報)を受信した送信機1は、入力映像信号を一連のIPパケット群(以下、「IPパケットストリーム」と呼ぶ)にカプセル化し、さらに各IPパケットを複製し(この複製によって同一のペイロードデータを有する2つのIPパケットストリームが生成される)、2つのIPパケットストリームを伝送経路4および伝送経路5のそれぞれを介して送信する。複製された2つのIPパケットには、同一のRTPシーケンス番号が設定される。ただし、2つのIPパケットは、伝送経路4および伝送経路5のそれぞれを通じて送信されるために、IPヘッダ、MACヘッダ、およびVLANタグの一部、または必要とあれば全てについて各々異なった値が設定される。受信機2は、伝送経路4および伝送経路5で送信された2つのIPパケットストリームをそれぞれ受信し、通常は、伝送経路4から受信したIPパケットストリームに基づいて、映像信号を再構築する。
 ここで、伝送経路4に障害が発生した場合、伝送経路5から受信したIPパケットに切り替える必要がある。この切り替え時に、伝送経路4から受信したIPパケットストリームおよび伝送経路5から受信したIPパケットストリームを、受信機2における遅延時間調整用のバッファメモリ(遅延バッファ)2aおよび2bによってそれぞれバッファリングすることによって、切り替え点での両系の遅延が同一となるように調整する。これにより、切り替え時に出力する映像を乱さずに切り替えることが可能となる。
 図1では、受信機2が、RTPシーケンス番号に「2」が設定されたIPパケットを受信した時点で、伝送経路4に障害が発生したことを示している。この場合、受信機2は、伝送経路4からはRTPシーケンス番号に「3」あるいは「4」が設定されたIPパケットを受信することができない。一方で、受信機2は、伝送経路5からはRTPシーケンス番号が「2」のIPパケットに引き続いて「3」および「4」のIPパケットを受信する。受信機2は、受信した2つのIPパケットストリームから1つのIPパケットストリームの構築を行う段階で、伝送経路4の遅延バッファにはRTPシーケンス番号が「3」のIPパケットが存在しないことを検出し、伝送経路5への切り替えを行う。そして、伝送経路5の遅延バッファが出力するRTPシーケンス番号が「3」および「4」のIPパケットをIPパケットストリームの構築に使用することによりパケットロスを発生させず、結果としての出力する再構築済み映像信号を乱すことはない。これにより、映像信号のシームレスな切り替えが実現される。
特表2009-528709号公報
 上述した方式でも、当然ながら、送信機が故障した場合は、2つの伝送経路のうちのいずれにおいてもIPパケットストリームを送信することができないことがある。従って、より高い信頼性が要求される場合には、(複数の筐体および/またはカードを使用することによって)送信機が冗長化されることが必要となる。ここで、SMPTE2022-7で規定された方式では、RTPシーケンス番号を使用して、映像信号を再構築しているので、冗長化された複数の送信機間でRTPシーケンス番号を合わせる必要がある。しかしながら、従来技術では、複数の送信機間でRTPシーケンス番号を合わせる技術が存在せず、RTPシーケンス番号に基づいて映像信号を再構築する方法では、送信機を冗長化することができなかった。
 引用文献1は、ザッピングサービスにおいて、入力画像シーケンスの同一の画像が元になったデータを含む複数のRTPパケットに同一のタイムスタンプを持たせることによって、ザッピングサービスに収容された特定の個別の画像の、メインサービスデータシーケンスに対する位置を知ることができる動画エンコーダおよびデコーダを開示している。引用文献1では、同一の画像の複数のRTPパケットに同一のタイムスタンプを持たせているが、これは複数のRTPパケットに同じRTPシーケンス番号を持たせることと何ら変わりはなく、上述した課題を解決するものではない。
 本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、複数の送信機間でRTPシーケンス番号を合わせる必要なく、RTPに従って映像信号をIPネットワーク上で送信し、送信されたIPパケットを受信機側で切り替えることができる映像切替システムを提供することを目的とする。
 上記の課題を解決するために、本発明に係る映像切替システムは、PTPグランドマスタと、前記PTPグランドマスタとPTPに従って時刻同期し、1つの映像信号から分配された映像信号を入力とする第1の送信機および第2の送信機と、前記第1の送信機および前記第2の送信機とIPネットワークを介して接続された受信機とを備え、前記第1の送信機および前記第2の送信機のそれぞれは、前記分配された映像信号を複数のIPパケットに分割する事でIPパケットストリームを作成し、前記PTPに従って時刻同期された時刻情報をベースにしたタイムスタンプを、前記IPパケットストリームにおけるIPパケットのそれぞれに設定し、前記第1の送信機は、前記IPパケットストリームを第1のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第1の伝送経路を介して前記受信機に送信し、前記第2の送信機は、前記IPパケットストリームを第2のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第2の伝送経路を介して前記受信機に送信し、前記受信機はIPパケットストリームにおけるタイムスタンプに基づいてシームレス切替えを行うことをすることを特徴とする。
 上記の課題を解決するために、本発明に係る別の映像切替システムは、第1の送信機と、第2の送信機と、前記第1の送信機および前記第2の送信機とIPネットワークを介して接続された受信機とを備え、前記第1の送信機は入力映像信号から第1のIPパケットストリームを作成して前記IPネットワークを介して前記受信機に送信し、前記第2の送信機は入力映像信号から第2のIPパケットストリームを作成して前記IPネットワークを介して前記受信機に送信し、前記受信機は、受信する前記第1および第2のIPパケットストリームから入力映像信号の映像フレーム境界を示すIPパケットを検出し、検出した前記入力映像信号の境界を示すIPパケットの位置とRTPシーケンス番号に基づいて前記第1のIPパケットストリームにおけるIPパケットと前記第2のIPパケットストリームにおけるIPパケットの位置とを対応付けすることにより異なったRTPシーケンス番号を有するIPパケットストリーム間のシームレス切替えを行うことを特徴とする。
 本発明に係る映像切替システムによれば、冗長化された複数の送信機がRTPシーケンス番号を合わせる必要なく、現用系に障害が発生した際にIPパケットのシームレスな切り替えが可能になる。
SMPTE2022-7に従った映像信号を伝送する方式の例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る映像切替システムが使用するPTPの処理を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る映像切替システムの構成の例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る送信機の構成の例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係るタイムスタンプの変換の具体例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る受信機の構成の例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る遅延バッファの具体的な構成の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係るIPパケットの一部が消失(ロスト)した場合の例を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る映像切替システムの構成の例を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る受信機の構成の例を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る遅延バッファの具体的な構成の一例を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る受信機の別の構成の例を示す図である。
<第1の実施形態>
 以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図2は、本発明の第1の実施形態に係る映像切替システムが使用するPTP(Precision Time Protocol)の処理を示す図である。PTPは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)1588v2で規定された、ナノ秒のレベルでの誤差精度を実現する時刻同期プロトコルである。
 IEEE1588v2は、LAN(Local Area Network)経由での高精度な時刻の配信方法について規定している。PTPで時刻同期するネットワークは、PTPグランドマスタとPTPスレーブから構成される。PTPグランドマスタは、通常、高精度のGPS信号、電波時計信号あるいは映像信号の同期用のBB(Black Burst)信号などをリファレンスクロックのソースとして使用することができるハードウェアとして実装される。PTPスレーブはPTPグランドマスタとの間で時刻同期する。
 図2に示すように、PTPグランドマスタ201がPTPスレーブ202にAnnounceメッセージを送信することによって、PTPグランドマスタ201とPTPスレーブ202との関係が確立される(ステップS201)。
 次に、PTPグランドマスタ201がPTPスレーブ202にSyncメッセージを送信する(ステップS202)。Syncメッセージには、メッセージの送信時刻(t1)が含まれ、PTPスレーブ202が受信すると到着時刻(t2)が記録される。 
 PTPスレーブ202がPTPグランドマスタ201にDelay_Reqメッセージを送信する(ステップS203)。Delay_Reqメッセージには、メッセージの送信時刻の実際の値(t3)が記録される。
 次に、PTPグランドマスタ201がPTPスレーブ202にDelay_Respメッセージを送信する(ステップS204)。Delay_Respメッセージには、Delay_Reqメッセージの実際の到着時刻(t4)が記録される。
 PTPスレーブ202は、t1、t2、t3、およびt4を使用して、往復の遅延時間とPTPグランドマスタ201の時刻とPTPスレーブ202の時刻とのオフセット(時間差)を算出する。片道の遅延時間が往復の遅延時間の半分であると仮定すると、PTPスレーブ202のオフセットは以下の式によって算出される。
PTPスレーブのクロックのオフセット=(t2-t1)-(片道の遅延時間)
(片道の遅延時間)={(T2-T1) + (T4-T3)} / 2
                                      式1
PTPスレーブ202が上記の処理を1秒間に複数回繰り返し、処理結果のオフセット値の平滑化を行い時刻情報にフィードバックすることによって、PTPグランドマスタ201との時刻の同期が維持される。
 本説明は1ステップクロック(1-step clock)とE2Eディレイメカニズム (End-to-End delay mechanism)でのPTPの動作を説明したものである。 実際には、PTPでは2ステップクロック(2-step clock)、あるいはP2Pディレイメカニズム (Peer-to-Peer delay mechanism)の仕様も定義されており、さらなる補正などの処理が行われ、より誤差精度の高い時刻同期が実現されるが、本明細書では、これ以上の詳細な説明は行わない。
 次に、図3を参照して、本発明の第1の実施形態に係る映像切替システムの構成の例を説明する。本実施形態に係る映像切替システムは、SMPTE2022-2(IPネットワーク上でのMPEG-2トランスポートストリーム(TS)の伝送を規定)、SMPTE2022-6(IPネットワーク上での高ビットレートメディア信号の伝送を規定)などの、SMPTE2022で規定されたプロトコルに準拠することを前提とする。また、IPネットワーク上でのIPパケットの伝送においては、RTP/UDPに準拠することを前提とする。
 図3に示すように、本発明の第1の実施形態に係る映像切替システムは、分配器11、PTPグランドマスタ12、送信機13a、送信機13b、および受信機14を備える。送信機13aおよび送信機13b、ならびに受信機14は、IPネットワーク15を介して相互に接続される。送信機13aと受信機14との間には伝送経路16が存在し、送信機13bと受信機14との間には伝送経路17が存在する。
 分配器11は、放送局などから伝送された入力映像信号を受信すると、その入力映像信号を送信機13aおよび13bに分配する。つまり、分配器11によって、入力映像信号が複製される。映像信号がSDI信号またはDVB-ASI信号の場合は、分配器11は同軸ケーブルまたは光ファイバーケーブルのコネクタを備えた分配器である。映像信号がイーサネット経由で受信される場合は、分配器11はイーサネットのスイッチである。
 PTPグランドマスタ12は、図2で説明したRTPグランドマスタとして機能し、送信機13aおよび13bとPTPによる時刻同期を行う。PTPグランドマスタ12は、受信機14ともPTPによる時刻同期を行ってもよいが、受信機14との時刻同期は必須ではない。
 送信機13aおよび13bはそれぞれ、分配器11によって分配された入力映像信号からIPパケットストリームを生成し、そのIPパケットストリームをIPネットワーク15上で受信機14に送信する機器である。送信機13aは、IPパケットストリームAを、RTPに従って伝送経路16上で受信機14に送信する。送信機13bは、IPパケットストリームBを、RTPに従って伝送経路17上で受信機14に送信する。つまり、送信機13aおよび13bの各々は、同一のペイロードを有するIPパケットを含むIPパケットストリームを、別個の伝送経路上で送信する。
 受信機14がIPパケットストリームAを使用して映像信号の再構築を行っている場合、送信機13aおよび伝送経路16のいずれか(以下、現用系)に障害が発生すると、受信機14は、伝送経路17を介して送信されたIPパケットストリームBを使用して映像信号を再構築するように切り替えを行う。ここで、送信機13aと13bから送信されるIPパケットストリームにおけるそれぞれのIPパケットのRTPシーケンス番号は、互いに独立しており同一の番号が設定されるわけではない。
 送信機13aおよび13bは、PTPスレーブとして機能し、PTPグランドマスタ12との間でPTPに従って時刻同期を行う。送信機13aから送信されるIPパケットのRTPタイムスタンプ(RTPヘッダにおけるタイムスタンプフィールド)には、PTPにより時刻同期された時刻情報をベースにしたタイムスタンプ値が設定される。同様に、送信機13bから送信されるIPパケットのRTPタイムスタンプには、PTPにより時刻同期された時刻情報をベースにしたPTPタイムスタンプ値が設定される。PTPタイムスタンプをRTPタイムスタンプに変換する方法の詳細は後述する。IPパケットストリームAおよびIPパケットストリームBにおいて同一のペイロードを有するIPパケットは、同一の映像信号を同一の時刻にIPパケット化したものなので、両方のRTPタイムスタンプ値の差は、PTPのスレーブ間の時刻差程度のものとなり、僅かな差となる。
 なお、本実施形態では、2台の送信機、送信機13aおよび13bによって冗長化を図っているが、構成する送信機の数は2に限定されず、任意の数で送信機を構成してもよい。この場合、伝送経路も送信機の数に対応した数で構成される。
 また、PTPグランドマスタ12は、送信機13aおよび13bのいずれかで実装されてもよく、または、送信機13aおよび13b以外の第3の送信機(図示せず)で実装されてもよい。例えば、PTPグランドマスタ12を送信機13aで実装する場合、その送信機13bが、送信機13aと時刻同期を行う。PTPグランドマスタ12を第3の送信機で実装する場合、送信機13aおよび13bが第3の送信機と時刻同期を行う。
 受信機14は、伝送経路16上で送信されたIPパケットストリームA、および伝送経路17上で送信されたIPパケットストリームBの両方を受信する。ここで、通常状態であれば、受信機14は、例えば、IPパケットストリームAのみに基づいて映像信号を再構築する(IPパケットストリームBは破棄される)。一方、例えば、現用系に障害が発生した場合などには、受信機14は、IPパケットストリームAではなくIPパケットストリームBに基づいて再構築するように切り替えを行う。ここで、出力する映像信号が乱れることなく切り替えるために、受信機14における遅延バッファでIPパケットストリームAおよびIPパケットストリームBのバッファリングを行うことによって、切り替え点での両系の遅延が同一となるように調整する。二つのIPパケットストリームにおいてどのIPパケット同士が同一のペイロードを有するかは、双方のIPパケットストリームのIPパケットのRTPタイムスタンプ値(設定された値は、PTPに従って時刻同期されたタイムスタンプ値から変換されたタイムスタンプ値である)の差が所定の範囲内にあるかにより判定される。
 次に、図4を参照して、図3で説明した送信機13aおよび13b(図4では、総称して「送信機13」)の構成の例を説明する。図4に示すように、送信機13は、映像信号受信部131、IPパケット生成部132、PTP制御部133、PTPタイムスタンプカウンタ134、タイムスタンプ変換部135、RTPタイムスタンプカウンタ136、送信部137、およびデータネットワークインタフェース部138、および制御ネットワークインタフェース部139を備える。
 映像信号受信部131は、分配器11によって分配された映像信号を受信する。IPパケット生成部132は、映像信号をIP伝送するために、受信した映像信号からRTP/UDP/IPプロトコルで規定されたIPパケットを生成する。具体的には、RTPヘッダ、UDPヘッダ、IPヘッダ、およびMACヘッダなどを付加して、IPパケットを生成する。
 PTP制御部133は、制御ネットワークインタフェース部139を介してPTPグランドマスタ12からPTPのメッセージを受信し、PTPグランドマスタ12との間で時刻同期を行う。その時刻同期に基づいて、PTPタイムスタンプカウンタ134がカウントアップされる。
 タイムスタンプ変換部135は、PTPタイムスタンプカウンタ134によってカウントアップされたタイムスタンプを、RTPタイムスタンプに変換する。SMPTE2022-2では90KHz、SMPTE2022-6では27MHzのクロックレートを使用して、32ビットのRTPタイムスタンプを設定するよう規定している。一方、PTPタイムスタンプカウンタ134は、ナノ秒カウンタを有するので、PTPのタイムスタンプとRTPのタイムスタンプとはクロックレートが大きく異なる。このPTPタイムスタンプを90KHzまたは27MHzのクロックレートによるRTPタイムスタンプに変換することによって、RTPで規定されたタイムスタンプフィールド(32ビット)を使用することができる。つまり、PTPによる誤差精度を有しつつ、従来通りのRTPで規定されたフォーマットでIPパケットを送信することができる。
 タイムスタンプの変換の具体例を図5に示す。タイムスタンプ変換部135は、PTPタイムスタンプカウンタ134のナノ秒カウンタ134aが0になったときに、秒カウンタ134bのカウンタ値と27,000,000(10進数表示)または90,000(10進数表示)とを乗算器135aで乗算した値をRTPタイムスタンプカウンタ136に設定する。SMPTE2022-6の場合には27,000,000を乗算対象として使用し、SMPTE2022-2の場合は、90,000を乗算対象として使用する。なお、説明の都合上、乗算する値は10進数で説明しているが、実際の回路においては2進数演算となることは言うまでもない。
 タイムスタンプ変換部135は、PTPタイムスタンプカウンタ134を更新するクロックに同期したクロックを、PTP制御部133からリファレンスクロックとして受信する。そして、そのレファレンスクロックに基づいて、PLLまたはDLLを使用して90KHzまたは27MHzのクロックを作成する。そして、作成した90KHzまたは27MHzのクロックでRTPタイムスタンプカウンタ136をカウントアップする。このようにすることによって、PTPの誤差精度を実現しつつ、RTPで規定されたタイムスタンプを生成することができる。
 カウントアップされたRTPタイムスタンプカウンタ136の値は、IPパケット生成部132が生成するIPパケットのRTPヘッダのRTPタイムスタンプフィールドに設定される。なお、上述した形態に限定されず、例えば、伝送する映像信号がSMPTE2022-6に従った映像信号の場合、RTPタイムスタンプカウンタ136の値をメディアペイロードヘッダにおけるビデオタイムスタンプフィールドに設定してもよい。RTPフォーマットでは、RTPヘッダの中にメディアペイロードヘッダを有し、その中にビデオタイムスタンプが規定されている。また、上述したようなPTPタイムスタンプを、RTPタイムスタンプに変換せず、RTPヘッダまたはRTPペイロードの未使用フィールドに設定してもよい。この場合、以下で説明するタイムスタンプ判定部143は、PTPタイムスタンプの値を使用して2つのIPパケットストリーム内で同一のペイロードを有するIPパケットを判定することになる。
 送信部137は、IPパケット生成部132により生成されたIPパケットストリームを、データネットワークインタフェース部138を介してIPネットワーク15にパケット単位で送信する。
 データネットワークインタフェース部138は、IPストリーム送信用のイーサネットネットワークへのインタフェース機能を有する。制御ネットワークインタフェース部139は、PTP用のイーサネットネットワークへのインタフェース機能を有する。データネットワークインタフェース部138と制御ネットワークインタフェース部139とを1つのインタフェースとして構成してもよいが、この場合には1つのネットワークインタフェースが、データネットワークインタフェース部138および制御ネットワークインタフェース部139の両機能を兼ねることになる。
 次に、図6を参照して、図3で説明した受信機14の構成の例を説明する。受信機14は、ネットワークインタフェース部141aおよび141b、IPパケット選択部142、タイムスタンプ判定部143、遅延バッファ144aおよび144b、シーケンス番号設定部145、ならびに映像信号生成部146を備える。
 ネットワークインタフェース部141aおよびネットワークインタフェース部141bは、伝送経路16を介して送信されるIPパケットストリームAおよび伝送経路17を介して送信されるIPパケットストリームBをそれぞれ受信する。
 遅延バッファ144a、遅延バッファ144b(以下、総称して「遅延バッファ144」と呼ぶ)はまず、それぞれネットワークインタフェース部141aより受信したIPパケットストリームAおよびネットワークインタフェース部141bより受信したIPパケットストリームBを格納する。そして、IPパケット選択部142が映像信号生成部146に送信するIPパケットを選択する時点で両方のIPパケットストリームにおける同一のペイロードを有するIPパケットが同一のタイミングで出力されるように遅延時間を調整する。遅延バッファ144の具体的な構成の一例を図7に示す。
 遅延バッファ144は、パケットメモリ1441、先頭空きアドレスレジスタ1442、読み出しアドレスレジスタ1443、書き込みアドレスレジスタ1444、タイムスタンプメモリ1445、ベースシーケンス番号レジスタ1446、およびシーケンス番号比較演算部1447を備える。
 パケットメモリ1441は、遅延バッファ144が受信したIPパケットを格納する。パケットメモリ1441は再構築する映像信号に同期し、継続的に読み出される。
 先頭空きアドレスレジスタ1442は、パケットメモリ1441における空きエリアの先頭を示す。先頭空きアドレスレジスタは、新しいIPパケットがパケットメモリ1441に書き込まれ、空きエリアが変更された時に新しい先頭空きアドレスを示すように更新される。
 読み出しアドレスレジスタ1443は、IPパケット選択部142に出力するIPパケットの読み出しアドレスを指示する。遅延バッファ144は、読み出しアドレスレジスタ1443により先頭位置が示され、先頭空きアドレスレジスタ1442により最終位置を示すFIFO(First In First Out)として動作する。
 書き込みアドレスレジスタ1444は、遅延バッファ144が受信したIPパケットを書き込むアドレスを指示する。
 タイムスタンプメモリ1445は、パケットメモリ1441に書き込んだIPパケットのRTPタイムスタンプ値とそのIPパケットを格納したパケットメモリのアドレスの対応を示す。ベースシーケンス番号レジスタ1446は、パケットメモリ1441において読み出しアドレスレジスタ1443が指示するアドレスに格納されているIPパケットのRTPシーケンス番号を示す。シーケンス番号比較演算部1447は、ベースシーケンス番号レジスタ1446と受信したIPパケットのRTPシーケンス番号の差分を計算し読み出しアドレスレジスタ1443に加算することにより受信したIPパケットの書き込みアドレスを決定する。
 なお、本実施形態では、説明の簡素化のために読み出しアドレス、書き込みアドレス、先頭空きアドレスは1つのIPパケットを1アドレスとするものとする。すなわち、パケットメモリの1ワードの大きさが1つのIPパケットのバイト数となる。実際の実装においては、上記のアドレスの下位にオフセットを与えて、例えば32ビットあるいは64ビットのワード幅でパケットメモリを構成することが可能である。
 読み出しアドレスレジスタ1443は、パケットメモリ1441よりIPパケットを読み出した時に、次に読み出すIPパケットを示すように更新され、読み出したIPパケットが格納されていたパケットメモリ1441におけるエリアは「空き」とされる。「空き」にする方法の一例として、例えば全て0にクリアされる。同時に、更新された読み出しアドレスレジスタ1443の示すアドレスに格納されているIPパケットのRTPシーケンス番号の値でベースシーケンス番号レジスタ1446が更新される。
 以下、遅延バッファ144aにIPパケットが入力された場合の動作を、タイムスタンプ判定部143の動作を含めて説明する。
 図6の説明に戻ると、タイムスタンプ判定部143はネットワークインタフェース部141aからIPパケットを受信すると、そのIPパケットのRTPタイムスタンプ値と遅延バッファ144bにおけるタイムスタンプメモリ1445における全てのエントリのタイムスタンプ値の差を取得する。そして、差が所定の範囲内にあるタイムスタンプ値が検出されなかった場合、同一のペイロードを有するIPパケットがネットワークインタフェース部141bによって受信されていないと判定する。この場合には、遅延バッファ144aのシーケンス番号比較演算部1447により当該受信IPパケットのRTPシーケンス番号がベースシーケンス番号レジスタ1446の内容と比較され、読み出しアドレスレジスタ1443の値と加算される。加算した結果の値が書き込みアドレスレジスタ1444に書き込まれ、受信したIPパケットがパケットメモリの対応するアドレスに書き込まれる。書き込みアドレスレジスタ1444に書き込まれたアドレスが、読み出しアドレスレジスタ1443の示すアドレスと、先頭空きアドレスレジスタ1442の示すアドレスの一つ前のアドレスとの間に含まれていない場合、すなわち空きエリアにある場合には、先頭空きアドレスレジスタ1442の値を、書き込まれたアドレスの次のアドレスに設定する。同時に、遅延バッファ144aにおけるタイムスタンプメモリ1445に、パケットメモリ1441に書き込んだアドレスと受信したIPパケットのタイムスタンプ値との組み合わせを登録する。
 遅延バッファ144aのタイムスタンプメモリ1445に登録した情報は、ネットワークインタフェース部141bよりIPパケットを受信した場合に、タイムスタンプ判定部143により読み出され、IPパケットストリームAとIPパケットストリームBにおいて同一のペイロードを有するIPパケットを検出するのに使用される。
 タイムスタンプ判定部143は、IPパケットのRTPタイムスタンプ値と遅延バッファ144bにおけるタイムスタンプメモリ1445における全てのエントリのタイムスタンプ値との差を取得する。その結果、差が所定の範囲内にあるタイムスタンプ値が検出された場合、同一のペイロードを有するIPパケットがネットワークインタフェース部141bによってすでに受信されていると判定する。そして、受信したIPパケットを遅延バッファ144aにおいて、遅延バッファ144bと「同一の位置」に格納する。同時に遅延バッファ144aにおけるタイムスタンプメモリ1445に、パケットメモリ1441に書き込んだアドレスと受信したIPパケットのタイムスタンプ値との組み合わせを登録する。ここで「同一の位置」とは、遅延バッファ144aに格納する当該IPパケットが遅延バッファ144aより出力されるまでの遅延時間が、同一のペイロードを有するIPパケットの遅延バッファ144bでの出力までの遅延時間と等しくなる遅延バッファ144aにおける位置である。
 具体的には次の手順で導きだされる。
(1)遅延バッファ144bのタイムスタンプメモリ1445における同一のペイロードを有するIPパケットのタイムスタンプ値に対応するアドレス値を読み出す。
(2)(1)で読み出したアドレス値から遅延バッファ144bの読み出しアドレスレジスタ1443の値を減算する。
(3)(2)で減算した値に、遅延バッファ144aの読み出しアドレスレジスタ1443の値を加算した値を、遅延バッファ144aの書き込みアドレスとし、遅延バッファ144aの書き込みアドレスレジスタ1444に設定する。
 上記の動作で書き込みアドレスレジスタ1444に書き込まれたアドレスが、読み出しアドレスレジスタ1443の示すアドレスと、先頭空きアドレスレジスタ1442の示すアドレスの一つ前のアドレスとの間に含まれていない場合、すなわち空きエリアにある場合には、先頭空きアドレスレジスタ1442の値を書き込んだアドレスの次のアドレスに設定する。
 このように二つの遅延バッファにおいて「同一の位置」に同一のペイロードを有するIPパケットを格納することにより、二つの遅延バッファの出力において現用系と予備系の両系の遅延が同一となるように調整する。
 IPパケットが伝送経路16あるいは17において消失した場合には、そのIPパケットが格納されるはずのパケットメモリ1441のアドレスにはIPパケットが書き込まれず、「空き」のままとなる。パケットメモリ1441の読み出しアドレスと先頭空きアドレスとの間には書き込まれたIPパケットストリームの中に「空き」のエリアが存在することとなる。
 上記動作はネットワークインタフェース部141aよりIPパケットを受信した場合について記述したが、ネットワークインタフェース部141bよりIPパケットを受信した場合には、遅延バッファ144bが、上記遅延バッファ144aについて説明したのと同様の動作をする。
 遅延バッファ144aおよび遅延バッファ144bにおけるタイムスタンプメモリ1445に登録されたアドレスとタイムスタンプ値との組み合わせは、対象となるIPパケットがパケットメモリ1441より読み出された時に削除される。
 上記述べたように、タイムスタンプ判定部143は、ネットワークインタフェース部141aにより受信したIPパケットのRTPタイムスタンプ値を、ネットワークインタフェース部141bにより受信したIPパケットのRTPタイムスタンプ値と比較する。そして、比較した結果が所定の範囲内にある場合、両パケットが同一のペイロードを有するIPパケットであると判定する。具体的には、両方のIPパケットのタイムスタンプ値の差が、PTPに従って時刻同期している複数の送信機間で許容される時刻差に基づく閾値内にある場合に、同一のペイロードを有していると識別する。
 閾値は、例えば、分配器11によって分配された入力映像信号を送信機13aおよび13bのそれぞれが受信するタイミング誤差の統計的な最大値を考慮した値であってもよい。代わりに、受信機14が同一のペイロードを有すると判定した2つのIPパケットが生成された時刻の統計的なタイミング誤差の最大値を考慮した値であってもよい。閾値は、予め設定された固定値であってもよい。この場合、試験的に得られた統計値から閾値が設定される。また、送信機13aおよび13bのそれぞれが分配器11から映像信号を受信した時刻/各IPパケットを生成した時刻を受信機14に送信することによって、閾値が動的に更新されてもよい(この時刻は、PTPグランドマスタ12との時刻同期を行うことで得られる時刻であってもよい)。
 上記をまとめると、タイムスタンプ判定部143は、IPパケットストリームAにおけるIPパケットとIPパケットストリームBにおけるIPパケットとが同一のペイロードを有していると識別すると、各々をそれぞれ遅延バッファ144aと遅延バッファ144bの同一の位置に格納する。ここで同一の位置とは、遅延バッファの出力までの遅延が等しくなる遅延バッファにおける位置である。これにより現用系、予備系、両系の遅延が同一となるように調整する。
 IPパケット選択部142は、遅延バッファ144aおよび遅延バッファ144bから継続的に読み出されて出力されるIPパケットの中から、映像信号生成部146に送信するIPパケットを選択する。
 現用系および予備系の両方が正常な場合には、遅延バッファ144aにIPパケットストリームAが格納され、遅延バッファ144bにはIPパケットストリームBが格納される。両IPパケットストリーム上で同一ペイロードを有するIPパケットはタイムスタンプ判定部143の制御により遅延バッファ144aと遅延バッファ144bの「同一の位置」に置かれる。したがって、遅延バッファ144aと遅延バッファ144bにおいて同一ストリームを有するIPパケットは同一のタイミングでそれぞれの遅延バッファより出力される。IPパケット選択部142は、現用系のIPパケット、すなわち遅延バッファ144aの出力を映像信号生成部146に送信する。
 現用系に障害が発生した場合、IPパケットストリームAが受信されず、遅延バッファ144aにはIPパケットが格納されず、そのIPパケット用のエリアは「空き」となる。したがって、障害発生した時のIPパケットに関しては、遅延バッファ144aからはIPパケットが出力されず、遅延バッファ144bからのみIPパケットが出力される。IPパケット選択部142は遅延バッファ144aからのIPパケットが出力されないことを検出したら即時に、遅延バッファ144bからのIPパケットを選択し映像信号生成部146に送信するように切替える。
 なお、タイムスタンプ判定部143は、上述した判定処理において、IPパケットのRTPヘッダにおけるマーカービット(Mビット)(入力映像信号がSMPTE2022-6に準拠している場合)、またはTSヘッダにおけるペイロードユニット開始インジケータ(入力映像信号がSMPTE2022-2に準拠している場合)の値を参照してもよい。ここで、Mビットまたはペイロードユニット開始インジケータは、映像フレームの境界を示す値が設定される。すなわち、IPパケットのMビット(またはペイロードユニット開始インジケータ)に映像境界を示す値が設定されている場合、IPパケットが映像フレーム境界を示すパケット(以下、映像フレーム境界IPパケットと呼ぶ)であることを意味する。
 両系のIPパケットストリームのIPパケットが同一のタイミングで映像フレーム境界パケットである場合、両方のIPパケットが同一のペイロードを有している可能性が高いと判断することができる。つまり、RTPタイムスタンプが所定の閾値内にあると判定することに加え、両方のIPパケットが同一のタイミングで映像フレーム境界にあると判定することによって、両方のIPパケットが同一のペイロードを有していると判定することの精度がさらに高まることになる。
 映像信号生成部146は、IPパケット選択部142から送られたIPパケットに基づいて、映像信号を再構築する。再構築された映像信号は、中継局などの受信機に伝送される。
 シーケンス番号設定部145は、IPパケット選択部142から送信されたIPパケットのMACヘッダ、IPヘッダ、UTPヘッダの一部または全部を変更し、連番でRTPシーケンス番号を設定する。そして、シーケンス番号が設定されたIPパケットから新しいIPパケットストリームを作成し、受信機14より出力する。上述したように、送信機13aおよび13bがそれぞれのIPパケットに設定するRTPシーケンス番号には、同一の値が設定されるとは限らない。これを、正確な順序付けに対応したRTPシーケンス番号を新たに設定することによって、受信機が後続の中継装置に伝送する場合など(受信機が中継機として機能する場合)、後続の機器が上述したタイムスタンプによる判定処理を行わずに、RTPシーケンス番号のみに基づいて映像信号を再構築することができる。
 以上説明したように、受信機は、複数の伝送経路で送信された複数のIPパケットに対し、タイムスタンプに基づいて同一ペイロードを有するかの判定を行っているので、冗長化された送信機間でRTPシーケンス番号を合わせる必要がない。つまり、冗長化された複数の送信機のそれぞれは、PTPによって時刻同期されたタイムスタンプを設定してIPパケットを送信することのみでよい。そして、そのタイムスタンプ値が、PTPに従って設定されるので、高精度の判定が可能になる。
 また、送信機はPTPタイムスタンプをRTPタイムスタンプに変換しているので、従来通りのRTPに従ったフォーマットでIPパケットを送信することができる。さらに、受信機において正確な順序付けに対応したRTPシーケンス番号を設定しているので、本実施形態に係る映像切替システム以外の中継機、受信機でも、本実施形態の受信機からのIPパケットストリームを受信し、RTPに従った従来通りの方式で中継あるいは映像信号の再構成が可能になる。
 次に、図8を参照して、IPパケットの一部が消失(ロスト)した場合の例を説明する。
 図8に示すように、送信機13aが送信する現用系のIPパケットストリームAの各IPパケットは、「1」乃至「4」のRTPシーケンス番号が設定される。一方、送信機13bが送信する予備系のIPパケットストリームBの各IPパケットは、「5」乃至「8」のRTPシーケンス番号が設定され、それぞれが、「1」乃至「4」のRTPシーケンス番号が設定された4つのIPパケットと同一のペイロードを有する。上述したように、送信機13aと13bとの間で、シーケンス番号を合わせないので、同一のペイロードを有するIPパケットであっても、必ずしも同一のシーケンス番号が設定されない。図8の例では、IPパケットストリームAの4つのIPパケットのうちRTPシーケンス番号に「3」が設定されたIPパケット(切替対象IPパケット)が何らかの理由で、IPネットワーク15上で消失したものとする。
 まず、受信機14のIPパケット選択部142は、伝送経路16を介して受信されたIPパケットストリームAの2つのIPパケットを選択し、映像信号生成部146へ送信する。次のIPパケットの選択時に、RTPシーケンス番号「3」のIPパケットが存在しないと判定され、遅延バッファ144bの出力のRTPシーケンス番号「7」のIPパケットに切り替えられる。その後、IPパケット選択部142は遅延バッファ144aの出力であるRTPシーケンス番号4のIPパケットと、遅延バッファ144bの出力であるRTPシーケンス番号「8」のIPパケットとを検出し、現用系のRTPシーケンス番号「4」のIPパケットを選択し映像信号生成部146へ送信する。
 図8に示す例では、予備系のIPパケットを選択するように切り替えた後、現用系のRTPシーケンス番号「4」のIPパケットを検出しても、予備系のIPパケットを選択し続ける実施形態も考えられる。
 図8の例でも、冗長化された複数の送信機が相互にRTPシーケンス番号を合わせる必要なく、消失したIPパケットと同一のペイロードを有する予備系のIPパケットを判定することができる。このようにして、現用系に障害が発生しなくとも、IPパケットの一部が消失した場合に対処することができる。
<第2の実施形態>
 次に、本発明の第2の実施形態を説明する。第2の実施形態では、入力映像信号がSMPTE2022-6に準拠している場合にはMビット(または、入力映像信号がSMPTE2022-2に準拠している場合、TSヘッダにおけるペイロードユニット開始インジケータ)およびRTPシーケンス番号に基づいて、同一のペイロードを有するIPパケットを判定することによって伝送経路の切り替えを行う。
 図9に第2の実施形態の構成を示す。本実施形態に係る映像切替システムは、分配器11、送信機13a、送信機13b、受信機94を備える。送信機13aおよび送信機13b、受信機94は、IPネットワーク95を介して相互に接続される。送信機13aと受信機94との間には伝送経路96が存在し、送信機13bと受信機94との間には伝送経路97が存在する。ここで、伝送経路96の遅延時間は伝送経路97より大きいものとする。
 図9に示す第2の実施形態に係る映像切替システムは、PTPを使用しないことおよび受信機94の構成以外については、第1の実施形態に係る構成要素と同一である。
 図10に第2の実施形態に係る受信機94の構成を示す。受信機94は第1の実施形態に係る受信機14が備えるタイムスタンプ判定部を含まず、フレーム境界判定部948およびシーケンス番号判定部949を含む。また、第2の実施形態の遅延バッファ944aおよび944bは、第1の実施形態に係る受信機14の遅延バッファ144aおよび144bが供えるタイムスタンプメモリを必要とせず、図11に示す単純なFIFOの構造となる。その他の構成要素については、第1の実施形態の受信機14に係る構成要素と同一である。
 フレーム境界判定部948は、ネットワークインタフェース部141aおよびネットワークインタフェース部141bを介して受信した2つのIPパケットストリームにおけるIPパケットが映像フレームの境界のIPパケット(映像フレーム境界IPパケット)であるかを判定する。具体的には、受信したIPパケットがSMPTE2022-6に準拠している場合には、RTPヘッダのマーカービットの値を参照し、該当のIPパケットが映像フレーム境界IPパケットであるか否かを判定する。該当のIPパケットが映像フレーム境界IPパケットである場合、映像フレーム境界IPパケットを格納した遅延バッファのRTPシーケンス番号がシーケンス番号判定部949に渡される。なお、受信したIPパケットがSMPTE2022-2に準拠している場合、TSヘッダにおけるペイロードユニット開始インジケータの値が参照されて、映像フレーム境界IPパケットであるかを判定する。
 IPパケットストリームAおよびBはそれぞれ、独立してRTPシーケンス番号が設定されている。シーケンス番号判定部949は、フレーム境界判定部948によって判定された両系の映像フレーム境界IPパケットのRTPシーケンス番号を渡される。IPパケットストリームAが伝送される伝送経路96の遅延時間はIPパケットストリームBが伝送される伝送経路97より大きい。したがって、同一のペイロードを有する映像フレーム境界IPパケットに関しては、IPパケットストリームBにおけるIPパケットがより早く受信機14によって受信され、シーケンス番号判定部949にRTPシーケンス番号が渡される。その後IPパケットストリームAにおけるIPパケットが受信機14によって受信され、シーケンス番号判定部949にRTPシーケンス番号が渡される。
 遅延バッファ944bにネットワークインタフェース部141aから受信IPパケットが渡されると、図11のシーケンス番号比較演算部1447により当該受信IPパケットのRTPシーケンス番号がベースシーケンス番号レジスタ1446の内容と比較され、読み出しアドレスレジスタ1443の値と加算される。加算した結果の値が書き込みアドレスレジスタ1444に書き込まれ、受信したIPパケットがパケットメモリの対応するアドレスに書き込まれる。書き込みアドレスレジスタ1444に書き込まれたアドレスが、読み出しアドレスレジスタ1443の示すアドレスと、先頭空きアドレスレジスタ1442の示すアドレスの一つ前のアドレスとの間に含まれていない場合、すなわち空きエリアにある場合には、先頭空きアドレスレジスタ1442の値を書き込んだアドレスの次のアドレスに設定する。
 シーケンス番号判定部949は、フレーム境界判定部948から受信したIPパケットストリームBにおける映像フレーム境界IPパケットのRTPシーケンス番号(基準番号B)を記憶する。同時に、遅延バッファ944bにおける書き込みアドレスレジスタ1444の値を読み、当該映像フレーム境界IPパケットを格納したアドレス(フレーム境界アドレスb)を記憶する。
 その後、シーケンス番号判定部949はフレーム境界判定部948からIPパケットストリームAにおける映像フレーム境界IPパケットのRTPシーケンス番号(基準番号A)を受信すると、IPパケットストリームBにおけるフレーム境界IPパケットの遅延バッファ144bにおける「同一の位置」で遅延バッファ944aに格納する。ここで「同一の位置」とは、遅延バッファ144aに格納する映像フレーム境界IPパケットが遅延バッファ144aより出力されるまでの遅延時間が、遅延バッファ144bで映像フレーム境界IPパケットの出力までの遅延時間と等しくなる遅延バッファ144aにおける位置である。具体的には次の手順で導きだされる。
(1)遅延バッファ944bのフレーム境界アドレスbから遅延バッファ944bの読み出しアドレスレジスタ1443の値を減算する。
(2)(1)の値を遅延バッファ944aの読み出しアドレスレジスタの値に加算した値を書き込みアドレス(フレーム境界アドレスa)とする。
 上記の動作で書き込みアドレスレジスタ1444に書き込まれたアドレスが、読み出しアドレスレジスタ1443の示すアドレスと、先頭空きアドレスレジスタ1442の示すアドレスの一つ前のアドレスとの間に含まれていない場合、すなわち空きエリアにある場合には、先頭空きアドレスレジスタ1442の値を書き込んだアドレスの次のアドレスに設定する。
 遅延バッファ944aおよび944bに映像フレーム境界IPパケットを書き込んだ後、IPパケットストリームAにおけるIPパケットを受信した場合、シーケンス番号判定部949はRTPシーケンス番号から基準番号Aを減算する。そして、その差分に対応する値をフレーム境界アドレスaに加算した値を書き込みアドレスレジスタ1444に書き込み、当該IPパケットを遅延バッファ944aに書き込む。この時に書き込みアドレスレジスタ1444に書き込まれたアドレスが、読み出しアドレスレジスタ1443の示すアドレスと、先頭空きアドレスレジスタ1442の示すアドレスの一つ前のアドレスのと間に含まれていない場合、すなわち空きエリアにある場合には、遅延バッファ944aにおける先頭空きアドレスレジスタ1442の値を書き込んだアドレスの次のアドレスに設定する。
 同様にIPパケットストリームBにおけるIPパケットを受信した場合、シーケンス番号判定部949はRTPシーケンス番号から基準番号Bを減算する。そして、その差分に対応する値をフレーム境界アドレスbに加算した値を書き込みアドレスレジスタ1444に書き込み、当該IPパケットを遅延バッファ944bに書き込む。この時に書き込みアドレスレジスタ1444に書き込まれたアドレスが、読み出しアドレスレジスタ1443の示すアドレスと、先頭空きアドレスレジスタ1442の示すアドレスの一つ前のアドレスとの間に含まれていない場合、すなわち空きエリアにある場合には、遅延バッファ944bにおける先頭空きアドレスレジスタ1442の値を書き込んだアドレスの次のアドレスに設定する。
 上記をまとめると、シーケンス番号判定部949は、IPパケットストリームAにおける映像フレーム境界IPパケットとIPパケットストリームBにおける映像フレーム境界IPパケットとを識別し、各々をそれぞれ遅延バッファ944aと遅延バッファ944bとの「同一の位置」に格納する。ここで「同一の位置」とは、遅延バッファの出力までの遅延が等しくなる遅延バッファにおける位置である。これにより現用系と予備系の両系の遅延が同一となるように調整する。
 表1は、RTPシーケンス番号の具体的な値を一例として示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示すように、IPパケットストリームAにおいてRTPシーケンス番号1029のIPパケットが映像フレーム境界IPパケットの場合、基準番号Aは1029である。IPパケットストリームBにおいてRTPシーケンス番号3016のIPパケットが映像フレーム境界IPパケットの場合、基準番号Bは3016である。
 IPパケット選択部142は、遅延バッファ944aおよび遅延バッファ944bから継続的に読み出されて出力されるIPパケットの中から、映像信号生成部147に送信するIPパケットを選択する。
 現用系、予備系とも正常な場合には、遅延バッファ944aにIPパケットストリームAが格納され、遅延バッファ944bにはIPパケットストリームBが格納される。両IPパケットストリーム上で同一ペイロードを有するIPパケットはシーケンス番号判定部949の制御により遅延バッファ944aと遅延バッファ944bの「同一の位置」に置かれる。したがって、遅延バッファ944aと遅延バッファ944bにおいて同一ペイロードを有する二つのIPパケットは同一のタイミングでそれぞれの遅延バッファより出力される。IPパケット選択部142は、現用系のIPパケット、すなわち遅延バッファ944aの出力を映像信号生成部147に送信する。
 現用系に障害が発生した場合、IPパケットストリームAが受信されず、遅延バッファ944aにはIPパケットが格納されず、そのIPパケット用のエリアは「空き」となる。したがって、障害発生した時のIPパケットに関しては、遅延バッファ944aからはIPパケットが出力されず、遅延バッファ944bからのみIPパケットが出力される。IPパケット選択部142は遅延バッファ944aからIPパケットが出力されないことを検出したら即時に、遅延バッファ944bからのIPパケットを選択し、映像信号生成部147に送信するように切替える。表1の例では、受信するIPパケットストリームAにRTPシーケンス番号1033のIPパケットが含まれない。したがって、遅延バッファ944aの出力にRTPシーケンス番号1032のIPパケットに連続するIPパケットが無いことをIPパケット選択部142が検出し、IPパケット選択部142が映像信号生成部147に送信するIPパケットのソースを遅延バッファ944aから遅延バッファ944bへ切替え、RTPシーケンス番号3020のIPパケットを映像信号生成部147に送信する。
 映像信号生成部147は、IPパケット選択部142から送信されたIPパケットに基づいて、映像信号を再構築する。再構築された映像信号は、中継局などの受信機に伝送される。
 シーケンス番号設定部145は、IPパケット選択部142から送信されたIPパケットのMACヘッダ、IPヘッダ、UTPヘッダの一部または全部を変更し、連番でRTPシーケンス番号を設定し、新しいIPパケットストリームを作成し、受信機94より出力する。上述したように、送信機13aおよび13bがそれぞれのIPパケットに設定するRTPシーケンス番号には、同一の値が設定されるとは限らない。これを、正確な順序付けに対応したRTPシーケンス番号を新たに設定することによって、受信機が後続の中継装置に伝送する場合など(受信機が中継機として機能する場合)、後続の機器が上述したタイムスタンプによる判定処理を行わずに、RTPシーケンス番号のみに基づいて映像信号を再構築することができる。
 以上説明したように、受信機は、複数の伝送経路で送信された複数のIPパケットに対し、映像フレーム境界IPパケットとRTPシーケンス番号に基づいて同一ペイロードを有するかの判定を行っているので、冗長化された送信機間でRTPシーケンス番号を合わせる必要がない。
 本実施形態の説明においては、伝送経路96の遅延時間は伝送経路97より大きいこととその遅延時間の差が1映像フレーム時間以内であることを前提としている。もし、伝送経路97の遅延時間が伝送経路96より大きい場合、前述した受信機94における処理はIPパケットストリームAとIPパケットストリームBを入れ替えたものとなる。また、遅延時間の差が1映像フレームより大きい場合には図12に示す様に遅延バッファ944bの前段に遅延バッファ944a、944bの入り口での遅延時間を1映像フレーム以内にするための別の遅延バッファ947を設ける必要がある。
 図12では遅延時間が4映像フレームから5映像フレームでの構成を示しており、4映像フレームの固定遅延を与える遅延バッファ947を設けている。遅延バッファ947は遅延バッファ944a、944bと同一の構成だが、先頭空きアドレスと読み出しアドレスの差を常に4映像フレーム分、すなわち
4×IPパケット数/映像フレーム
空けるように制御し、IPパケットを受信した時は先頭空きアドレスレジスタの値を書き込みアドレスレジスタに移し、IPパケットを書き込み、その後、先頭空きアドレスレジスタの値を更新する。
 なお、上記の制御を行うには、伝送経路96と97の遅延時間の差を計る必要があるが、従来の技術で容易に実現可能であり、一例をあげて、詳細な説明は省略する。この遅延時間差測定の一例としては、カラーバーなどの特定の映像信号をIPパケットストリームAおよびIPパケットストリームBで伝送し、内部遅延時間が同一の二つの受信機によりIPパケットストリームAおよびIPパケットストリームBを受信し、再構築済みの映像信号間の遅延時間を計ることである。
 なお、本実施形態においては、2つのIPパケットストリームにおけるIPパケットのRTPヘッダまたはRTPペイロードの未使用フィールドに、IPパケットストリームにおいて映像フレーム境界IPパケットからのIPパケット数を示すカウント値のフィールドを設けるように構成してもよい。このカウント値は、映像フレーム境界IPパケットを示す場合に初期化される。IPパケットストリームAとIPパケットストリームBのIPパケットのカウンタ値が一致する場合、両方のIPパケットが同一のペイロードを有していると判定することができる。このカウント値は、送信機13aおよび13bに実装される。この場合、同一ペイロードを有するIPパケットの判定にRTPシーケンス番号を使用する必要はない。
 以上説明したように、第2の実施形態では、IPパケットストリームAおよびBにおけるIPパケットが、映像フレーム境界から何番目のIPパケットであるかに基づいて両方のIPパケットを特定しているので、送信機13aおよび13bが相互にRTPシーケンス番号を合わせる必要がない。また、RTPシーケンス番号または映像フレーム境界IPパケットからのカウント値に基づいて同一のペイロードを有するか否かを判定しているので、送信機13aおよび13bがPTPスレーブを実装する必要がない。
 上述した第2の実施形態で説明した方式は、図8で説明したIPパケットの一部が消失(ロスト)した場合にも適用することができる。
 以上のように、本発明に係る映像切替システムを説明した。上記説明した各構成要素が実行する処理、およびその処理の順序は例示的なものであることに留意されたい。
   A IPパケットストリーム
   B IPパケットストリーム
   4 伝送経路
   5 伝送経路
  16 伝送経路
  17 伝送経路

Claims (13)

  1.  PTPグランドマスタと、
     前記PTPグランドマスタとPTPに従って時刻同期する第1の送信機と、
     前記PTPグランドマスタとPTPに従って時刻同期する第2の送信機と、
     前記第1の送信機および前記第2の送信機とIPネットワークを介して接続された受信機とを備え、
     前記第1の送信機および前記第2の送信機のそれぞれは、
     1つの映像信号から分配された映像信号を入力とし、
     前記入力された映像信号を複数のIPパケットに分割し、
     前記PTPに従って同期した時刻に基づいたタイムスタンプを、前記分割した複数のIPパケットのそれぞれに設定し、
     前記第1の送信機は、前記タイムスタンプが設定された前記複数のIPパケットを第1のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第1の伝送経路を介して送信し、
     前記第2の送信機は、前記タイムスタンプが設定された前記複数のIPパケットを第2のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第2の伝送経路を介して送信する
     ことを特徴とする映像切替システム。
  2.  前記受信機は、
     前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいてそれぞれのIPパケットに設定された前記タイムスタンプを比較し、
     比較結果が所定の範囲内にあることに基づいて、前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいてそれぞれ同一のペイロードを有する2つのIPパケットを含むIPパケット対を識別し、
     前記IPパケット対を受信する場合は、前記IPパケット対のうちのいずれかのIPパケットを選択して映像信号を再構築し、
     前記IPパケット対のうちの1つのIPパケットのみを受信する場合は、前記1つのIPパケットを使用して映像信号を再構築する
     ことを特徴とする請求項1に記載の映像切替システム。
  3.  前記受信機は、前記IPパケット対におけるそれぞれのIPパケットの映像フレーム境界を示すフィールドを比較することを特徴とする請求項2に記載の映像切替システム。
  4.  前記PTPに従って同期した時刻に基づいたタイムスタンプは、RTPタイムスタンプであり、
     前記第1の送信機および前記第2の送信機は、PTPによる時刻情報をRTPタイムスタンプに変換する
     ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の映像切替システム。
  5.  前記受信機は、
     前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいてそれぞれのIPパケットに設定された前記タイムスタンプを比較し、
     比較結果が所定の範囲内にあることに基づいて、前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいてそれぞれ同一のペイロードを有する2つのIPパケットを含むIPパケット対を識別し、
     前記IPパケット対を受信する場合は、前記IPパケット対のうちのいずれかのIPパケットを選択して第3のIPストリームを構築し、
     前記IPパケット対のうちの1つのIPパケットのみを受信する場合は、前記1つのIPパケットを使用して前記第3のIPストリームを構築する
     ことを特徴とする請求項1に記載の映像切替システム。
  6.  前記受信機は、
     前記IPパケットのMACヘッダ、IPヘッダ、UDPヘッダのうちの少なくとも1つを変更し、新たな連番のRTPシーケンス番号を前記第3のIPストリームに設定することを特徴とする請求項5に記載の映像切替システム。
  7.  1つの映像信号から分配された映像信号を入力とする複数の送信機であって、
     前記複数の送信機のうちの第1の送信機は、
     PTPグランドマスタとPTPに従って時刻同期し、
     前記分配された入力映像信号を複数のIPパケットに分割し、
     前記PTPに従って同期した時刻に基づくタイムスタンプを、前記分割した複数のIPパケットのそれぞれに設定し、
     前記タイムスタンプが設定された前記複数のIPパケットを第1のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第1の伝送経路を介して送信し、
     前記複数の送信機のうちの第2の送信機は、
     前記PTPグランドマスタとPTPに従って時刻同期し、
     前記分配された入力映像信号を複数のIPパケットに分割し、
     前記PTPに従って同期した時刻に基づくタイムスタンプを、前記分割した複数のIPパケットのそれぞれに設定し、
     前記タイムスタンプが設定された前記複数のIPパケットを第2のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第2の伝送経路を介して送信する
     ことを特徴とする映像送信機。
  8.  第1の送信機および第2の送信機とIPネットワークを介して接続され、
     タイムスタンプが設定された複数の第1のIPパケットを第1のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第1の伝送経路を介して受信し、
     タイムスタンプが設定された複数の第2のIPパケットを第2のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第2の伝送経路を介して受信し、
     前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいてそれぞれのIPパケットに設定された前記タイムスタンプを比較し、
     比較結果が所定の範囲内にあることに基づいて、前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいてそれぞれ同一のペイロードを有する2つのIPパケットを含むIPパケット対を識別し、
     前記IPパケット対を受信する場合は、前記IPパケット対のうちのいずれかのIPパケットを選択して第3のIPストリームを構築し、
     前記IPパケット対のうちの1つのIPパケットのみを受信する場合は、前記1つのIPパケットを使用して前記第3のIPストリームを構築する
     ことを特徴とする映像受信機。
  9.  第1の送信機および第2の送信機とIPネットワークを介して接続され、
     タイムスタンプが設定された複数のIPパケットを第1のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第1の伝送経路を介して受信し、
     タイムスタンプが設定された前記複数のIPパケットを第2のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第2の伝送経路を介して受信し、
     前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいてそれぞれのIPパケットに設定された前記タイムスタンプを比較し、
     比較結果が所定の範囲内にあることに基づいて、前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいて同一のペイロードを有するIPパケット対を識別し、
     前記IPパケット対を受信する場合は、前記IPパケット対のうちのいずれかのIPパケットを選択して第3のIPストリームを構築し、
     前記IPパケット対のうちの1つのIPパケットのみを受信する場合は、前記1つのIPパケットを使用して前記第3のIPストリームを構築する
     ことを特徴とする映像受信機。
  10.  1つの映像信号から分配された映像信号を入力とし、
     入力された前記映像信号を複数のIPパケットに分割し、
     前記複数のIPパケットを第1のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第1の伝送経路を介して送信する第1の送信機と、
     前記分配された映像信号を入力とし、
     入力された前記映像信号を複数のIPパケットに分割し、
     前記複数のIPパケットを第2のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第2の伝送経路を介して送信する第2の送信機と、
     前記第1の送信機および前記第2の送信機とIPネットワークを介して接続された受信機と
     を備え、
     前記受信機は、
     前記第1のIPパケットストリームのうちの映像フレーム境界を示す第1のIPパケットを判定し、
     前記第2のIPパケットストリームのうちの映像フレーム境界を示す第2のIPパケットを判定し、
     前記第1のIPパケットストリームのうちのいずれかのIPパケットのシーケンス番号と、前記第1のIPパケットのシーケンス番号との第1の比較を行い、
     前記第2のIPパケットストリームのうちのいずれかのIPパケットのシーケンス番号と、前記第2のIPパケットのシーケンス番号との第2の比較を行い、
     前記第1の比較と前記第2の比較との結果が一致したことに基づいて、前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいてそれぞれ同一のペイロードを有する2つのIPパケットを含むIPパケット対を識別し、
     前記IPパケット対を受信する場合は前記IPパケット対のうちのいずれかのIPパケットを選択して映像信号を再構築し、
     前記IPパケット対のうちの1つのIPパケットのみを受信する場合は、前記1つのIPパケットを使用して映像信号を再構築する
     ことを特徴とする映像切替システム。
  11.  第1の送信機および第2の送信機とIPネットワークを介して接続され、
     第1のIPパケットストリームを、RTPに従って、第1の伝送経路を介して受信し、
     第2のIPパケットストリームを、RTPに従って、第2の伝送経路を介して受信し、
     前記第1のIPパケットストリームのうちの映像フレーム境界を示す第1のIPパケットを判定し、
     前記第2のIPパケットストリームのうちの映像フレーム境界を示す第2のIPパケットを判定し、
     前記第1のIPパケットストリームのうちのいずれかのIPパケットのシーケンス番号と、前記第1のIPパケットのシーケンス番号との第1の比較を行い、
     前記第2のIPパケットストリームのうちのいずれかのIPパケットのシーケンス番号と、前記第2のIPパケットのシーケンス番号との第2の比較を行い、
     前記第1の比較と前記第2の比較の結果が一致したことに基づいて、前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいてそれぞれ同一のペイロードを有する2つのIPパケットを含むIPパケット対を識別し、
     前記IPパケット対を受信する場合は前記IPパケット対のうちのいずれかのIPパケットを選択して映像信号を再構築し、
     前記IPパケット対のうちの1つのIPパケットのみを受信する場合は、前記1つのIPパケットを使用して映像信号を再構築する
     ことを特徴とする映像受信機。
  12.  1つの映像信号から分配された映像信号を入力とし、
     入力された前記映像信号を複数のIPパケットに分割し、
     前記複数のIPパケットを第1のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第1の伝送経路を介して送信する第1の送信機と、
     前記分配された映像信号を入力とし、
     入力された前記映像信号を複数のIPパケットに分割し、
     前記複数のIPパケットを第2のIPパケットストリームとして、RTPに従って、第2の伝送経路を介して送信する第2の送信機と
     前記第1の送信機および前記第2の送信機とIPネットワークを介して接続された受信機と
     を備え、
     前記受信機は、
     前記第1のIPパケットストリームのうちの映像フレーム境界を示す第1のIPパケットを判定し、
     前記第2のIPパケットストリームのうちの映像フレーム境界を示す第2のIPパケットを判定し、
     前記第1のIPパケットストリームのうちのいずれかのIPパケットのシーケンス番号と、前記第1のIPパケットのシーケンス番号との第1の比較を行い、
     前記第2のIPパケットストリームのうちのいずれかのIPパケットのシーケンス番号と、前記第2のIPパケットのシーケンス番号との第2の比較を行い、
     前記第1の比較と前記第2の比較の結果が一致したことに基づいて、前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいてそれぞれ同一のペイロードを有する2つのIPパケットを含むIPパケット対を識別し、
     前記IPパケット対を受信する場合は、前記IPパケット対のうちのいずれかのIPパケットを選択して第3のIPストリームを構築し、
     前記IPパケット対のうちの1つのIPパケットのみを受信する場合は、前記1つのIPパケットを使用して前記第3のIPストリームを構築する
     ことを特徴とする映像切替システム。
  13.  第1の送信機および第2の送信機とIPネットワークを介して接続され、
     第1のIPパケットストリームを、RTPに従って、第1の伝送経路を介して受信し、
     第2のIPパケットストリームを、RTPに従って、第2の伝送経路を介して受信し、
     前記第1のIPパケットストリームのうちの映像フレーム境界を示す第1のIPパケットを判定し、
     前記第2のIPパケットストリームのうちの映像フレーム境界を示す第2のIPパケットを判定し、
     前記第1のIPパケットストリームのうちのいずれかのIPパケットのシーケンス番号と、前記第1のIPパケットのシーケンス番号との第1の比較を行い、
     前記第2のIPパケットストリームのうちのいずれかのIPパケットのシーケンス番号と、前記第2のIPパケットのシーケンス番号との第2の比較を行い、
     前記第1の比較と前記第2の比較の結果が一致したことに基づいて、前記第1のIPパケットストリームおよび前記第2のIPパケットストリームにおいてそれぞれ同一のペイロードを有する2つのIPパケットを含むIPパケット対を識別し、
     前記IPパケット対を受信する場合は、前記IPパケット対のうちのいずれかのIPパケットを選択して第3のIPストリームを構築し、
     前記IPパケット対のうちの1つのIPパケットのみを受信する場合は、前記1つのIPパケットを使用して前記第3のIPストリームを構築する
     ことを特徴とする映像受信機。
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