JP4318838B2 - 伝送システムの制御方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオ信号を圧縮・符号化して伝送するシステムとその制御方法に関し、特に符号化したビデオ信号を伝送する際、ビデオ信号の連続性が失われても、画像の乱れのない映像を受信側で保証するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、ビデオ信号を圧縮して伝送するシステムにおいて、世界標準のＭＰＥＧ２の圧縮方式が多く利用されている。
このＭＰＥＧ２圧縮方式などでは、圧縮処理される入力ビデオ信号は、周期性が保たれた連続する信号であることが前提になっている。 何故なら、圧縮処理過程では、互いに異なる時間の複数フレームのデータを使用し、１つのフレームの圧縮データを作成するため、それらフレーム同士は、各映像信号の垂直および水平方向の周期性が互いに保たれていないと、正常な圧縮データが得られない。
図２は、この入力ビデオ信号の概要を模式的に示すものである。 この様に、通常、ビデオ信号は、水平同期信号や垂直同期信号の関係がビデオ信号の規格に従って一定の条件を保っている。
ところが、ＭＰＥＧ２圧縮方式で圧縮した映像信号を、後述の様な監視システムに利用する場合、必ずしも、入力ビデオ信号の連続性が保証されない。
【０００３】
図３に、一般的な監視システムの概要構成を示し、以下に説明する。
１−１，１−２は、監視対象物を撮影するビデオカメラで、システム構成により１０台以上の場合もあり得るが、図３の例では２台としている。
これらのカメラの出力信号１−３，１−４は、ビデオスイッチャ１−５に入力され、定期的に自動切り替え出力される。 そして、選択された信号は、ビデオ信号１−６として送信装置３−７に入力される。
送信装置３−７では、このビデオ信号１−６が、Ａ／Ｄ変換器３−８に入力され、ディジタルのコンポジット信号３−９に変換される。
このコンポジット信号３−９は、コンポーネント変換部３−１０に入力され、輝度成分信号と色差成分信号とに分離されたビデオ信号３−１１とその同期信号３−１２として出力される。ここで、この同期信号とは、ＨＲ(水平有効画素範囲を示す信号)、ＶＲ(垂直有効ラインを示す信号)、ＯＤＤ(第１フィールドを示す信号)等である。
これらの信号は、例えば、ＭＰＥＧ２圧縮方式の圧縮部３−１３に入力され、同期信号３−１２を基にして、有効信号エリアのビデオ信号３−１１が圧縮され、圧縮データであるストリーム３−１４となり、送信される。
このストリーム３−１４は、受信装置３−１５に入力される。 受信装置３−１５に入力されたストリーム３−１４は、復号部３−１６に入力される。
復号部３−１６は、ストリーム３−１４を復号し、ビデオ信号３−１７と同期信号３−１８を出力する。
このビデオ信号３−１７と同期信号３−１８は、コンポジット変換部３−１９に入力され、コンポジット信号３−２０として出力される。 コンポジット信号３−２０は、Ｄ／Ａ変換器３−２１に入力され、アナログのビデオ信号３−２２に変換される。 そして、信号３−２２はビデオモニタ１−２３に入力される。
【０００４】
これにより、ビデオスイッチャ１−５で切り替えられたカメラ１−１，１−２の出力信号１−３，１−４に基づく映像を、ビデオモニタ１−２３で監視することができる。
ここで、この様な監視システムでは、通常、カメラ１−１，１−２の出力信号１−３，１−４は、互いに同期していない場合が多い。このため、ビデオスイッチャ１−５で切り替えられた信号１−６は、切り替えた時点で、不連続な信号、即ち、周期性が失われた信号になる。
ここで、前述のように、ＭＰＥＧ２圧縮方式などでは、圧縮される入力ビデオ信号は、連続する(周期性が保たれた)信号であることが前提になっている。そのため、不連続信号が入力された場合、コンポーネント変換部３−１０では、内部の処理部分で、矛盾(バイオレーション)が発生し、ビデオ信号３−１１も、同期信号３−１２も不連続な(周期性が失われた)信号のまま出力されることとなる。
また、この不連続な信号１−６が入力されたコンポーネント変換部３−１０が正常動作に戻り、規定の同期信号３−１２が出力されるまでには数十ｍｓの時間を要する。
【０００５】
一方、不連続なビデオ信号３−１１，同期信号３−１２が入力された圧縮部３−１３も動作が乱れ、生成されるストリーム３−１４にエラーデータを発生することになる。
このため、受信装置３−１５の復号部３−１６では、このエラーデータのため、ビデオ信号３−１７に、圧縮符号データエラー特有のノイズを発生してしまい、ビデオモニタ１−２３では画像が崩れたり、乱れてしまう。
この様子を、図４に模式的に示す。 これは、信号１−３，１−４が非同期で入力されていて、互いの位相がずれており、ある時点でビデオスイッチャ１−５の出力を、信号１−３から信号１−４に切り替えた場合を示している。
図４に示すように、切り替え選択されたビデオ信号１−６は、信号の切り替え点で不連続な部分(図中の×印)が発生する。
そして、この不連続点が引き金になり、コンポーネント変換部３−１０の出力である同期信号３−１２が数十ｍｓにわたって周期性が乱れ、その後、信号１−４に従った連続するビデオ信号３−１１、同期信号３−１２が出力されることになる。
その結果、最終的にビデオモニタ１−２３で、画像崩れや乱れが発生する。
この問題を解決するには、従来、ビデオスイッチャ１−５にフレームシンクロ機能の付いたビデオスイッチャを使用しなけらばならなかった。
このフレームシンクロ機能は、非同期の複数の入力信号を同期化して選択出力可能なもので、このスイッチャを使用すれば、上記画像崩れや乱れの発生を防ぐことが可能になる。
ところが、このフレームシンクロ機能付のビデオスイッチャは非常に高価で、特に多くのカメラの信号を扱う監視システムでは問題となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、ビデオスイッチャの切り替えにより発生する不連続な信号により、受信装置側のモニタに画像崩れや乱れが発生する。
また、この現象はビデオスイッチャでの切り替えごとに起きるため、画像監視システムとして致命的である。 なお、上記ビデオスイッチャとして、フレームシンクロ機能付のものを使用することも考えられるが、このスイッチャは非常に高価であり、一般的な監視システムで使用することは難しい。
本発明は、上記問題に鑑み、送信装置内部で不連続点の検出をし、かつ、この検出結果を適切に受信装置に伝達し、受信装置側では不連続点による画像乱れが発生する前に、出力画像の適正処理（例えば、画像が乱れる直前の画像にフリーズする処理や、別画像に置き換える処理等）を行うことにより、高価なフレームシンクロ機能付のビデオスイッチャを不要とし、実用的な伝送装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、符号化した映像信号をパケット化して伝送ストリームとして送信部から受信部に伝送する伝送システムにおいて、上記送信部で、符号化される上記映像信号の周期性が失われたことを検出した場合、上記伝送ストリームの対応するパケットのシンクコードを該シンクコード以外のダミー信号に代えて送出するようにしたものである。
また、該伝送システムにおいて、上記受信部で、受信した上記伝送ストリームから所定間隔毎に上記シンクコードを検出できなくなった場合、その時受信したパケットには依存しない映像信号データに基づき画像再生処理を行うようにしたものである。
また、上記符号化される映像信号を、非同期の複数チャンネルの映像信号を選択的に切り替えた映像信号としたものである。
さらに、所定間隔毎に上記シンクコードを検出できなくなった場合の上記受信部における上記画像再生処理として、上記シンクコードの正常検出時における復号出力データのフリーズ処理、あるいは所定の別画像の出力処理の少なくとも何れか一方の処理を行うようにしたものである。
また、符号化される上記映像信号に含まれる同期信号を検出し、該検出した同期信号が所定条件を満たさない場合、上記映像信号の周期性が失われたものと判断するようにしたものである。
さらに、符号化される上記映像信号の周期性が失われたことを検出した場合、上記送信部では、所定の圧縮処理をリセットするようにしたものである。
また、受信した上記伝送ストリームから所定間隔毎にシンクコードを検出できなくなった場合、上記受信部では、所定の復号処理をリセットするようにしたものである。
また、符号化される上記映像信号の周期性が回復したことを検出した場合、上記送信部では、上記映像信号の周期性が回復してから上記所定の圧縮処理による出力が出るまでの間、上記シンクコードとペイロードとして意味のないデータを含むヌルパケットを生成して送出するようにしたものである。
さらに、符号化される上記映像信号の周期性が回復したことを検出した場合、上記送信部では、対応するパケットへの上記シンクコードの挿入を再開し、該シンクコードの挿入再開から上記所定の圧縮処理のリセットを解除するまでの待機時間を所定の時間に設定するようにしたものである。
【０００８】
また、本発明の伝送装置は、所定の映像信号を符号化し、パケット化した伝送ストリームを送出する送信装置と、当該伝送ストリームを受信し、復号して元の映像信号を得る受信装置とからなる伝送装置において、上記送信装置に、符号化される上記映像信号の周期性が失われたことを検出した場合、上記伝送ストリームの対応するパケットのシンクコードを該シンクコード以外のダミー信号に代えて送出するエンコーダを有し、上記受信装置に、受信した上記伝送ストリームから所定間隔毎に上記シンクコードを検出できなくなった場合、その時受信したパケットには依存しない映像信号データに基づき画像再生処理を行うデコーダを有するものである。
さらに、非同期の複数チャンネルの映像信号を入力し、選択的に切り替えて上記エンコーダに入力するスイッチャを有し、上記エンコーダは上記スイッチャから出力された映像信号を符号化したディジタル信号に変換する手段を有するものである。
また、上記映像信号に含まれる同期信号を検出し、該検出した同期信号が所定条件を満たさない場合、上記映像信号の周期性が失われたものと判断し、上記伝送ストリームの対応するパケットのシンクコードを該シンクコード以外のダミー信号に代えるための信号を出力する判定手段を有するものである。
【０００９】
本発明では、送信装置内部の同期を示す信号の不連続点(周期性の欠如)を検出することにより入力映像信号の不連続点(周期性の欠如)を検出し、直ちにパケット化処理における出力の周期的なシンクコード発生を停止する。 ここで、圧縮部の前段で不連続点の検出をしており、圧縮部では不連続データが入力されてから、それによるエラーデータを出力するまでに処理時間がかかるため、上記不連続点の検出時点ではパケット化処理出力からエラーデータが発生していない。
つまり、不連続点の検出時点からシンクコードの発生を停止させれば、エラーデータが発生する少し前のパケットから、少なくともエラーデータを含むパケットには、所定のシンクコードが付加されなくなる。
従って、受信装置のパケットの解析処理において、所定のシンクコードの有無を検出することにより、エラーデータが復号部に入力される前に、エラーデータが含まれる恐れのあるパケットであることを、検出することが可能となる。
その結果、所定のシンクコードが検出されなかった場合、出力画像の適正処理、例えば、復号部の出力データをフリーズすることで、画像が乱れる前の正常な画像状態を維持することが可能になる。
そして、送信装置において映像信号の周期性が回復し、正常出力し始める復帰時間後に、パケット化処理のリセットを解除する。 厳密には、同期信号の周期性が安定してからリセットを解除するまでの時間は、圧縮部における処理時間より長い時間とする。
これにより、このリセット解除時点では、正常なデータがパケット化処理部に入力されており、当該パケットの先頭に所定のシンクコードが付加されるため、受信装置のパケットの解析処理においては、パケットの先頭に付加されたシンクコードを、再び検出した時に、復号部へのフリーズを解除するだけで、フリーズ画像後に正常な復号画像を出力し続けることができる。
以上により、高価なフレームシンクロ機能付ビデオスイッチャを使用することなく、映像信号の切り替えにおいても、画像を乱すことなくスムーズな復号画像出力が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による伝送装置の第１の実施例の構成を図１に示し、詳細に説明する。 ここで、図３の符号と同じものは、同じ符号を付してある。
１−１，１−２は、監視対象物を撮影するビデオカメラで、システム構成により１０台以上の場合もあり得るが、図１の例では２台としている。
これらのカメラの出力信号１−３，１−４は、ビデオスイッチャ１−５に入力され、所定の周期(例えば、数秒毎)で自動切り替えされる。 そして、選択された信号は、ビデオ信号１−６として送信装置１−７に入力される。
送信装置１−７では、このビデオ信号１−６がＡ／Ｄ変換器１−８に入力され、ディジタルのコンポジット信号１−９になる。
このコンポジット信号１−９は、コンポーネント変換部１−１０に入力され、輝度成分信号と色差成分信号とに分離されたビデオ信号１−１１とその同期信号１−１２として出力される。 なお、この同期信号とは、ＨＲ(水平有効画素範囲を示す信号)、ＶＲ(垂直有効ラインを示す信号)、ＯＤＤ(第１フィールドを示す信号)等である。
これらの信号は、圧縮部１−１３に入力され、同期信号１−１２を基にして、有効エリアのビデオ信号１−１１が圧縮され、圧縮データであるパケット構成のストリーム１−１４となり、パケット化部１−２６に入力される。
一方、同期信号１−１２は、不連続検出部１−２４にも入力される。 そして不連続検出部１−２４で同期信号１−１２の不連続点を検出した場合、リセット信号１−２５が、パケット化部１−２６に供給される。
パケット化部１−２６の出力であるストリーム１−２７は、受信装置１−１５に送信され、そのパケット解析部１−２９に入力される。
そして、パケット解析部１−２９からは、ストリーム１−２８とシンクコード未検出信号１−３０が復号部１−１６に入力される。
そして、復号部１−１６で復号されたコンポーネントビデオ信号１−１７と、同期信号１−１８がコンポジット変換部１−１９に出力される。
コンポジット変換部１−１９からは、変換されたコンポジット信号１−２０がＤ／Ａ変換器１−２１に出力される。 そして、Ｄ／Ａ変換器１−２１からは、アナログのビデオ信号１−２２がビデオモニタ１−２３に出力される。
【００１１】
次に、図１の伝送システムの動作について、さらに詳細に説明する。
図１のカメラ１−１，１−２の出力信号１−３，１−４が、ビデオスイッチャ１−５、Ａ／Ｄ変換器１−８、コンポーネント変換部１−１０、圧縮部１−１３により処理される動作については、従来と同様であるので、説明を省略する。
図１の本発明では、ストリーム１−１４をパケット化部１−２６でパケット化した伝送ストリーム１−２７として、受信装置１−１５に送出する。
この伝送ストリーム１−２７の一例を、図５に模式的に示す。 この例では、１パケットが１８８Ｂ(バイト)で構成され、先頭バイトに固定値（例えばヘキサ表示で、４７ｈ）のシンクコードが付加されている。
また、図５では、１Ｂ(バイト)のシンクコードを含むヘッダを４Ｂ(バイト)とし、ペイロードを１８４Ｂ(バイト)としており、このペイロード部分に、圧縮されたデータのストリーム１−１４が、１８４Ｂ(バイト)ずつ、入る。
一方、受信装置１−１５では、パケット解析部１−２９において、送信されたストリーム１−２７の各パケットから、ペイロード部分のデータだけを抽出し、ストリーム１−２８として出力する。
そして、復号部１−１６で、このストリーム１−２８を復号化し、ビデオ信号１−１７と同期信号１−１８をコンポジット変換部１−１９に出力する。
コンポジット変換部１−１９でコンポジット変換されたコンポジット信号１−２０は、Ｄ／Ａ変換器１−２１に入力され、アナログのビデオ信号１−２２として出力され、ビデオモニタ１−２３に画像が表示される。
ここで、ビデオスイッチャ１−５による出力信号の切り替えで、信号１−６に不連続点が発生し、それにより同期信号１−１２に不連続状態(周期性の乱れ)が発生するが、図１のシステムでは、不連続検出部１−２４で、同期信号１−１２の周期をカウンタでカウントし、カウント値が所定基準値からはずれている場合、同期信号１−１２に周期性の乱れがあると検出し、これにより、信号１−６の不連続点発生(周期性の欠如)を間接的に検出する。
【００１２】
ここで、不連続検出部１−２４の構成とその不連続検出方法について、図１１の(ａ)、(ｂ)を用いて具体的に説明する。
カウンタ２４１は、ビデオ信号から分離抽出されたデジタル同期信号１−１２の同期パルス部の値(例えば、“０”)が入力されると、カウンタ出力２４２は、リセットされる。 そして、カウンタ２４１は、同期パルス以外の部分の値（例えば、“１”) が入力されると、カウンタ出力２４２をカウントアップする。
従って、同期信号の周期性が確保されている場合、カウンタ出力２４２が同期信号の周期を示す値(水平同期周期の場合、例えば、８５７クロック)になると、必然的にデジタル同期信号１−１２は、同期パルスの位置となり、カウンタ出力２４２は、同期信号の周期でリセットされる。 以後連続性が確保されている間、カウンタ２４１は、この動作を繰り返す。
一方、この時、比較器２４３は、カウンタ出力２４２が、同期信号の正しい周期を示す基準値２４４を超えてカウントアップすることがないため、ＯＦＦ(“０”)のままとなる。
また、比較器２４５は、同期パルス位置で、カウンタ出力２４２の値(８５７)と基準周期値２４４(８５７)が一致するため、ＯＮ(“１”)になる。
そして、連続性が確保されている間、比較器２４５の出力２４６と、図１１(ａ)に示す比較器２４７の反転入力Ａに入力されるデジタル同期信号１−１２が、常に一致するため、比較器２４７の出力はＯＦＦ(“０”)のままとなる。 従って、論理ＯＲ２４８の出力信号１−２５は、常にＯＦＦ(“０”)となり、不連続を示す信号１−２５がＯＮになることはない。
【００１３】
次に不連続が発生し、デジタル同期信号１−１２に本来の周期(基準値２４４)よりも短い周期で、同期パルスが発生した場合は、比較器２４５の出力２４６がＯＦＦ(“０”)となり、出力２４６が、図１１(ａ)に示す比較器２４７の反転入力Ａに入力されるデジタル同期信号１−１２と一致しなくなるため、比較器２４８の出力２５０がＯＮ(“１”)になる。 従って、信号１−２５もＯＮになり不連続を示す。
逆に、デジタル同期信号１−１２に本来の周期よりも長い周期で、同期パルスが発生した場合は、カウンタ出力２４２が、基準周期値２４４よりも大きな値にカウントアップされる。 このため、比較器２４３の出力２５１がＯＮ(“１”)になり、信号１−２５もＯＮとなり、不連続を示すことになる。
即ち、デジタル同期信号１−１２の周期が基準周期値２４４よりも短いか長いかの少なくとも何れかの場合に、信号１−２５がＯＮ状態(不連続検出)となる。
なお、垂直同期信号の不連続検出の構成・動作は、上記水平同期信号の不連続検出の構成・動作と基本的に同じであり、この場合、カウンタ２４１が１ライン単位でのリセット、カウントアップ動作となる。
また、基準値２４４は、正規の垂直同期期間の値になる。また、デジタル同期信号１−１２は、必ずしもコンポーネント変換部１−１０の出力を使用する必要は無い。
【００１４】
同期信号１−１２の分離、検出の１例を、図１２（ａ）、(ｂ)に示す。
図１２の（ａ）の場合は、ビデオスイッチャ１−５以降のアナログ映像信号を、Ａ／Ｄ変換器１００でＡ／Ｄ変換し、デジタル同期分離回路１０１により、デジタル同期信号１−１２を生成する。
図１２の（ｂ）の場合は、アナログ同期信号をアナログ同期分離回路１１０によりアナログ映像信号から分離し、そのアナログ同期信号をＡ／Ｄ変換器１１１でＡ／Ｄ変換し、デジタル同期信号１−１２を生成する。
そして、同期信号１−１２の不連続状態を検出した場合、直ちにパケット化部１−２６を不連続検出部１−２４からのリセット信号１−２５でリセットする。
このリセット信号１−２５に応じて、パケット化部１−２６では、ストリーム１−２７の各パケットの先頭に、通常、付加している所定のシンクコードの付加を停止し、代わりに非シンクコード(ダミー信号)を付加する。
ここで、圧縮部１−１３は、圧縮処理したデータを出力するまでに処理時間がかかるため、不連続検出部１−２４がパケット化部１−２６をリセットした時点では、圧縮部１−１３から出力されているストリーム１−１４に、不連続な入力によるエラーデータは存在しない。
つまり、不連続状態の検出時点でシンクコードの発生を停止させれば、エラーデータが発生する少し前のパケットから、上記固定値のシンクコードが付加されなくなる。
すなわち、パケット化部１−２６から送出される伝送ストリーム１−２７は、少なくとも、不連続な入力によるエラーデータの存在するパケットには、所定のシンクコードが付加されていないストリームとなる。 ここで、シンクコードの代わりのダミー信号が１バイト分付加されているので、受信側では正しいストリーム形式として受信され得る。
このような伝送ストリーム１−２７を受信する受信側では、受信装置１−１５のパケット解析部１−２９で、ここに入力されたストリーム１−２７の中から、上記所定のシンクコードの付いていないパケットを検出した場合、シンクコード未検出信号１−３０を復号部１−１６に出力する。
【００１５】
このシンクコード未検出信号１−３０に応じて復号部１−１６は、出力をその時点のモニタ映像信号のままフリーズする。 そして、このフリーズされた画像は、コンポジット変換部１−１９、Ｄ／Ａ変換器１−２１を介して、ビデオモニタ１−２３に出力される。
ここで、このフリーズされる画像は、伝送ストリーム１−２７にエラーデータが含まれていないものであるため、正常な画像状態でフリーズ可能である。
一方、ビデオスイッチャ１−５の切り替え後、しばらくして同期信号１−１２が正常な周期に安定化すると、不連続検出部１−２４からのリセット信号１−２５が解除され、パケット化部１−２６で、再び所定のシンクコードが付加され、ストリーム１−１４をパケット化して伝送ストリーム１−２７として出力する。
厳密に言えば、同期信号１−１２が正常な周期に安定化してから、パケット化部１−２６のリセットを解除するまでの時間は、圧縮処理部１−１３の処理時間より長い時間とする。
すなわち、ストリーム１−１４が、完全に正常なデータからなるストリームになってから、伝送ストリーム１−２７に所定のシンクコードが付加されることになる。
これによって、受信部１−１５のパケット解析部１−２９では、パケットの先頭位置で所定のシンクコードが再び検出され、シンクコード未検出信号１−３０がインアクティブになる。 そして、復号部１−１６ではフリーズ動作が解除され、通常の復号処理となり、正常なビデオ信号がビデオモニタ１−２３に出力される。 ここで、不連続検出部１−２４の機能をコンポーネント変換部１−１０に組み込んでも良い。
【００１６】
以上の信号の流れを図６に示し、説明する。 信号１−３，１−４は、非同期のため位相がずれている。
ここで、時刻ｔ１でビデオスッチャ１−５により信号１−３から信号１−４に切り替えると、切り替え点で選択された信号１−６に不連続な部分、即ち信号の周期性の乱れ(図の×印)が発生する。 これにより同期信号１−１２に数十ｍｓ間の不連続な(周期性の乱れた)信号が発生する。
不連続検出部１−２４は、この同期信号１−１２の不連続状態を検出すると、不連続期間は”ロー”レベルとなるリセット信号１−２５を、パケット化部１−２７に出力する。
これにより、パケット化部１−２７はリセットされ、伝送ストリーム１−２７への所定のシンクコード出力を停止し、シンクコードの代わりに、ダミー信号を入れる。 この時、同期信号１−１２の不連続によるストリーム１−１４へのエラーデータ発生は、圧縮処理部１−１３の処理時間だけ遅延している。
従って、不連続状態の検出時点で、ストリーム１−２７のシンクコードを停止すれば、エラーデータの発生する少し前の正常なデータ部分で、シンクコードの停止をすることができる。
【００１７】
一方、受信装置１−１５の出力信号１−２２は、受信したパケットの先頭位置にシンクコードが無いことをパケット解析部１−２９で検出した時点で、受信したパケットの復号処理を停止するため、図６のように復号処理停止直前の正常な画像状態でフリーズされる。
また、リセット信号１−２５は、同期信号１−１２が時刻ｔ２で正常な状態になってから、少なくとも正常な信号の初めの部分が、圧縮部１−１３で圧縮処理されるに必要な時間以上の時間を経過した時刻ｔ３まで”ロー”レベルの信号となる。
同期信号１−１２が完全に正常な状態になったかどうかの判定は、コンポーネント変換部１−１０で分離出力された同期信号１−１２が、例えば、数周期分の期間、正しい周期で連続して出力していることが検出された場合である。 同期信号１−１２の正常状態検出は、所定の期間中、幾つかの垂直同期信号の周期を計測し、隣接する垂直同期信号で正しい周期が検出されると、カウンタをインクリメントする。 正しい周期が検出されないと、カウンタはリセットされる。
ここで、カウント値が所定回数に達したかどうかコンパレータで比較することにより、周期が正常な状態になったかどうかの判定を行うことができる。
従って、映像信号の切替時刻ｔ１から同期信号１−１２が正常な状態になったと判定された時刻ｔ２までの期間は、信号１−６は実際には数垂直同期期間分である。 但し、図６では説明の都合上、ｔ１からｔ２までの期間は、信号１−６が、ほぼ１垂直同期期間程度であるように描いてある。
同期信号１−１２が正常な状態になった時刻ｔ２からリセット信号１−２５が解除される時刻ｔ３までの期間は、圧縮処理部１−１３で正常信号の始めの部分が圧縮処理されるのに必要な時間Ｔｃ２よりも若干余裕を持たせてある。
そのため、同期信号１−１２が完全に正常な状態になってから、パケット化部１−２６のリセットが解除され、再びパケットにシンクコードが付加されることになる。
すなわち、これは完全にストリーム１−１４が正常データになっていることを保証するものである。
そして、ストリーム１−２７にシンクコードが付加されると、パケット解析部１−２９において、このシンクコードが検出され、復号部１−１６のフリーズが解除されるため、受信装置１−１５の出力信号１−２２には、再び正常な動画像が出力されることとなる。 なお、説明の都合上、図６では受信装置１−１５での処理時間をゼロとしている。
以上のように、フレームシンクロ機能を持たないビデオスイッチャによる信号切り替えにおいても、受信装置の出力画像に、乱れが生じないようにすることが可能となる。
また、図１において、不連続検出部１−２４からのリセット信号１−２５で、圧縮部１−１３もリセットするようにすれば、パケット化部１−２６のリセット解除を、圧縮部１−１３の処理時間を考慮しなくても良い。
この実施例の構成を図７に示す。 図１の実施例と異なるのは、不連続検出部１−３２からのリセット信号１−３３が、圧縮部１−３１にも与えられることである。
【００１８】
次に、この第２の実施例の動作を、図８で説明する。 不連続検出部１−３２からのリセット信号１−３３で、圧縮部１−３１も同時にリセットされるため、圧縮部１−３１からのストリーム１−１４は未出力(リセット状態)になる。
そして、リセット信号１−３３は、同期信号１−１２の周期性が回復した時点でリセットが解除される。 このリセット解除により、圧縮部１−３１は処理を開始するが、圧縮処理結果であるストリーム１−１４を出力するまでにある程度の時間(３３ｍｓｅｃ程度)がかかるため、その間、当然のことながら圧縮部１−３１からのストリーム１−１４は未出力状態のままとなる。
一方、パケット化部１−２６は、リセット解除(時刻ｔ３)からシンクコードの出力を再開するが、ストリーム１−１４が未出力状態であるため、ヌルパケットを出力する。
このヌルパケットは、シンクコードは付加されているが、ペイロードは意味のないデータとして扱われるパケットであるため、受信装置１−１５のパケット解析部１−２９で自動的に無視されることになる。 従って、受信装置１−１５の動作は、ヌルパケット期間もフリーズが継続することになる。
そして、その後の動作は、前記第１の実施例と同様にスムーズな画像をビデオモニタ１−２３に出力することができる。 なお、説明の都合上、図８では受信装置１−１５での処理時間をゼロとしている。
この様に、図７の実施例では、パケット化部１−２６に加え、圧縮部１−３１も同時にリセットしてしまうため、同期信号１−１２の周期性が回復した時点で直ちにリセット信号１−３３を解除しても、エラーデータがストリーム１−１４に存在することはなく、エラーデータにより受信装置１−１５側でモニタ画像が乱れる心配はない。
【００１９】
次に、本発明による映像信号伝送システムの第３の実施例を、図９のブロック図と図１０の信号ダイヤグラムによって説明する。
先に説明した第２の実施例(図７)では、不連続検出部１−３２からのリセット信号１−３３を、パケット化部１−２６と圧縮部１−３１に同時に与え、同時にリセット解除していたが、この第３の実施例では、パケット化部１−２６に与えるリセット信号の解除タイミングと圧縮部１−３１に与えるリセット信号の解除タイミングとを互いに独立して設定可能としたものである。
具体的には、圧縮部に与えるリセット信号の解除タイミングが、パケット化部に与えるリセット信号の解除タイミングよりも遅くなるように設定する。 このリセット信号の解除タイミング差は、待機時間であり、受信側において受信したヌルパケットにシンクコードが存在することを所定回数検出するのに必要な時間と、受信側で復号処理の初期化動作に必要な時間と、圧縮データの基準ピクチャの頭出しに必要な時間との合計に応じて設定されるものである。 なお、第３の実施例においては、映像信号の周期性の欠如検出および同期信号の周期性回復の検出方法並びに映像信号の周期性が欠如した場合の受信側での動作については、前述の第１、第２の実施例で説明したものと基本的に同じである。
【００２０】
まず、送信側の動作を説明すると、ビデオスイッチャ１−５による信号の切り替えにより、信号１−６に不連続な部分が発生し、それにより同期信号１−１２に周期性の乱れが発生する。
不連続検出部１−２４により、この同期信号１−１２の周期性の乱れを検出することで、信号１−６の不連続部分を間接的に検出する。
そして、直ちに圧縮部１−１３、パケット化部１−２６を、リセット信号１−３１，１−２５でリセットし、ストリーム１−２７のシンクコード出力を停止し、シンクコードの代わりに非シンクコードであるダミー信号(例えばオールゼロ)を挿入する。 圧縮部１−１３も同時にリセットされ、データ出力も停止する。
受信側では、シンクコード出力が停止したストリーム１−２７を入力したパケット解析部１−２９は、１パケット長である１８８バイト周期でシンクコードが検出できなかった場合、シンクコード未検出信号１−３０を発生し、復号部１−１６に与える。 これにより、復号部１−１６は、その出力をフリーズする。
フリーズした画像は、コンポジット変換器１−１９、Ｄ／Ａ変換器１−２１により、ビデオモニタ１−２３に出力される。 これによって、正常な画像状態でフリーズ可能である。
一方、送信側において、時刻ｔ２で同期信号１−１２が安定化すると、パケット化部１−２６へのリセット信号１−２５が時刻ｔ２で解除され、パケット化部１−２６が再び、規定のシンクコードを付加したパケットをストリーム１−２７として出力する。 この時点では、まだ、圧縮部１−１３がリセットされているため、出力されるパケットは、ペイロードが無効である事を示すフラグが付いた無効パケット、すなわちヌルパケットである。
そして、受信装置１−１５のパケット解析部１−２９では、この無効パケット(ヌルパケット)の所定間隔ごとのシンクコードを数回検出すると、シンク検出したことを、復号部１−１６にシンク未検出信号１−３０をインアクティブにすることで通知する。 復号部１−１６では、この通知により初期化処理が行われ、基準ピクチャ(ＭＰＥＧ２のＩピクチャ)に対応する部分のデータが、パケット解析部１−２９から出力されてくるのを待機する。 ここで、当然のことながら、シンク検出と初期化処理には、それぞれある処理時間を要する。
ここで、このシンクコードの数回の検出と、復号部１−１６の初期化処理に要する時間は、図１０のＴ１で示す期間である。 また、期間Ｔ１に続く期間Ｔ２は、ＭＰＥＧ２の圧縮処理において最初の基準信号となるＩピクチャが来るまでの待機時間である。
【００２１】
一方、送信装置１−７の不連続検出部１−２４は、受信装置１−１５の復号部１−１６が、基準ピクチャに対応するデータの待機をする期間Ｔ２内で、丁度、該当データがパケット解析部１−２９から出力され、復号部１−１６に入力可能なように、圧縮部１−１３のリセットを時刻ｔ３で解除する。
つまり、この基準ピクチャに対応するデータは、通常、圧縮部１−１３のリセット解除後の最初のデータである。 このため、送信装置１−７のパケット化部１−２６のリセット解除から圧縮部１−１３のリセット解除までの時間を、受信装置１−１５のパケット解析部１−２９におけるシンクコード検出に要する時間と、復号部１−１６の初期化処理時間を考慮して設定する。
これによって、入力映像信号が、不連続な状態から正常な状態に変化した時における復号部１−１６のフリーズから通常再生出力への復帰時間を、最小にすることが出来る。
以上により、復号部１−１６のフリーズが解除され、通常の復号処理となり、ビデオモニタ１−２３に出力される。
【００２２】
以上の信号の流れを図１０により、再度説明する。 信号１−３，１−４は、非同期のため位相がずれている。 ここで、ビデオスッチャ１−５が信号１−３から信号１−４に切り替えると、切り替え点で信号１−６に不連続が発生する。これにより同期信号１−１２に数十ｍｓ間の不連続(周期性の欠如)が発生する。
不連続検出部１−２４は、この同期信号１−１２の周期性の欠如を検出すると、圧縮部１−１３とパケット化部１−２６をリセット信号１−３１と１−２５でリセットし、シンクコード出力を停止する。 このため、ストリーム１−２７のシンクコードを停止した時点では、正常なデータ部分で停止することができる。
受信装置１−１５の出力信号１−２２は、シンクコード停止をパケット解析部１−２９が検出しフリーズするため、図１０のように正常な画像状態でフリーズされる。
一方、リセット信号１−２５は、同期信号が正常な状態になってから、パケット化部１−２６のリセットを解除し、シンクコードの付加されたヌルパケットをストリーム１−２７に出力する。
そして、リセット信号１−３１は、所定時間(ｔ３−ｔ２)後に圧縮部１−１３のリセットを解除する。 これによって、ストリーム１−２７には、所定期間の無効パケット(ヌルパケット)の後に、有効パケットが出力されることになる。
この無効パケットの期間は、受信装置１−１５のパケット解析部１−２９によるシンク検出時間と復号部１−１６の初期化処理時間を合わせた時間とほぼ同じになるように設定する。
これにより、復号部１−１６は、基準ピクチャに対応するデータの待機時間をほとんどゼロとして、フリーズから復帰する事が可能となる。
なお、上記各実施例では、受信装置でシンクコードが検出されなかった場合、復号化データをフリーズすることで、画像が乱れる前の正常な画像状態で自動的にフリーズするものとしたが、本発明はこれに限定されず、フリーズに代えて、例えば、ブルーバックや予め用意した別画像に切り替えることとしても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、複数の映像信号を切り替え、符号化して伝送する送信装置内部で、入力映像信号の不連続状態を検出した場合、パケット化された伝送ストリームへの所定シンクコードの付加を停止し、受信装置でこのシンクコードが検出されなくなった場合、出力画像の適正処理、例えばフリーズを行なうようにしたため、高価なフレームシンクロ機能付のビデオスイッチャを用いなくとも、出力画像が乱れることのない実用的な伝送装置を提供することができる。
また、不連続状態が正常状態に戻ると、伝送ストリームのパケットに、所定のシンクコードが再び付加されるため、受信装置は自動的にフリーズ等の状態から通常の動画像出力状態に移ることが可能となる。
さらに、一般に伝送装置ではパケット処理をして伝送するシステムがほとんどであり、従来システムに対して大きな変更を必要としない。
加えて、各パケットのシンクコードの状態により不連続状態を受信装置に伝達しているため、伝送路に対し新たな情報(例えば不連続発生情報)を追加することなく、容易に実現可能である。
また、入力映像信号が、不連続な状態から正常な状態に変化した時、送信装置のパケット化部のリセット解除から、圧縮部のリセット解除までの時間を、受信装置のパケット解析部におけるシンクコード検出に要する時間と、復号部の初期化処理時間を考慮して設定しているため、入力映像信号が不連続な状態から正常な状態に変化した時における復号部のフリーズから通常再生出力への復帰時間を、最小にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による伝送システムの第１の実施例の全体構成を示すブロック図。
【図２】連続した映像信号の波形を示す模式図。
【図３】従来技術による伝送システムの全体構成を示すブロック図。
【図４】映像信号の切替により発生する不連続状態を説明する信号波形図。
【図５】パケット化された伝送ストリームの形式の一例を示す図。
【図６】本発明(図１)の動作を説明する信号ダイヤグラム。
【図７】本発明による伝送システムの第２の実施例の全体構成を示すブロック図。
【図８】本発明(図７)の動作を説明する信号ダイヤグラム。
【図９】本発明による伝送システムの第３の実施例の全体構成を示すブロック図。
【図１０】本発明(図９)の動作を説明する信号ダイヤグラム。
【図１１】本発明による伝送システムの不連続検出部の構成を示すブロック図、波形図。
【図１２】本発明の不連続検出のための同期信号を得る回路構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１−１３，１−３１：圧縮部、１−２４，１−３２：不連続検出部，１−２６：パケット化部、１−２９：パケット解析部、１−１６：復号部、１−２５，１−３３：リセット信号、１−３０：シンクコード未検出信号。

Claims (10)

1. 圧縮符号化した映像信号をパケット化して伝送ストリームとして送信部から受信部に伝送する伝送システムにおいて、上記送信部で、圧縮符号化される上記映像信号に含まれる同期信号の周期性が失われたことを検出した場合、上記伝送ストリームの対応するパケット化された信号の所定位置に付加されるシンクコードを該シンクコード以外のダミー信号に代えて送出し、上記受信部で、受信した上記伝送ストリームから前記パケット化された信号の所定のパケット間隔毎に当該パケットの解析を行い、該解析の結果、上記シンクコードが検出される場合、正常として復号を含む画像再生処理を行い、上記シンクコードを検出できなくなった場合、上記シンクコードの正常検出時における復号出力データのフリーズ処理、あるいは所定の別画像の出力処理の少なくとも何れか一方の処理を行うことを特徴とする伝送システムの制御方法。
2. 請求項１において、上記圧縮符号化される映像信号を、非同期の複数チャンネルの映像信号を選択的に切り替えた映像信号としたことを特徴とする伝送システムの制御方法。
3. 請求項１乃至２において、圧縮符号化される上記映像信号に含まれる同期信号を検出し、該検出した同期信号が所定の同期信号の周期条件を満たさない場合、上記映像信号に含まれる同期信号の周期性が失われたものと判断することを特徴とする伝送システムの制御方法。
4. 請求項１乃至３において、圧縮符号化される上記映像信号に含まれる同期信号の周期性が失われたことを検出した場合、上記送信部では、上記圧縮符号化の処理をリセットしてヌルパケットを生成して送出することを特徴とする伝送システムの制御方法。
5. 請求項１乃至４において、受信した上記伝送ストリームから所定のパケット間隔毎に上記シンクコードを検出できなくなった場合、上記受信部では、上記伝送ストリームを復号する処理を停止することを特徴とする伝送システムの制御方法。
6. 請求項１乃至５において、圧縮符号化される上記映像信号に含まれる同期信号の周期性が回復したことを検出した場合、上記送信部では、上記映像信号に含まれる同期信号の周期性が回復してから上記圧縮符号化の処理による出力が出るまでの間、上記シンクコードとペイロードとして意味のないデータを含むヌルパケットを生成して送出することを特徴とする伝送システムの制御方法。
7. 請求項１乃至６において、圧縮符号化される上記映像信号に含まれる同期信号の周期性が回復したことを検出した場合、上記送信部では、対応するパケットへの上記シンクコードの挿入を再開し、該シンクコードの挿入再開から上記圧縮符号化の処理のリセットを解除するまでの待機時間を設定することを特徴とする伝送システムの制御方法。
8. 所定の映像信号を圧縮符号化し、パケット化した伝送ストリームを送出する送信装置と、当該伝送ストリームを受信し、復号して元の映像信号を得る受信装置とからなる伝送装置において、上記送信装置に、圧縮符号化される上記映像信号に含まれる同期信号の周期性が失われたことを検出した場合、上記伝送ストリームの対応するパケット化された信号の所定位置に付加されるシンクコードを該シンクコード以外のダミー信号に代えて送出するエンコーダを有し、上記受信装置に、受信した上記伝送ストリームから前記パケット化された信号の所定のパケット間隔毎に当該パケットの解析を行い、該解析の結果、上記シンクコードが検出される場合は正常として復号を含む画像再生処理を行い、上記シンクコードを検出できなくなった場合、上記シンクコードの正常検出時における復号出力データのフリーズ処理、あるいは所定の別画像の出力処理の少なくとも何れか一方の画像再生処理を行うデコーダを有することを特徴とする伝送装置。
9. 請求項８において、上記送信装置には、非同期の複数チャンネルの映像信号を入力し、選択的に切り替えて上記エンコーダに入力するスイッチャが接続され、上記エンコーダは上記スイッチャから出力された映像信号を圧縮符号化したディジタル信号に変換する手段を有することを特徴とする伝送装置。
10. 請求項８乃至９において、上記送信装置には、上記映像信号に含まれる同期信号を検出し、該検出した同期信号が所定の同期信号の周期条件を満たさない場合、上記映像信号に含まれる同期信号の周期性が失われたものと判断し、上記伝送ストリームの対応するパケット化された信号の所定位置に付加されるシンクコードを該シンクコード以外のダミー信号に代えるための信号を出力する判定手段を有することを特徴とする伝送装置。

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