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JP5161682B2 - 映像処理装置、その制御方法、コンピュータプログラム、及び映像処理システム - Google Patents
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JP5161682B2 - 映像処理装置、その制御方法、コンピュータプログラム、及び映像処理システム - Google Patents

映像処理装置、その制御方法、コンピュータプログラム、及び映像処理システム Download PDF

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Description

本発明は、映像処理装置、その制御方法、コンピュータプログラム、及び映像処理システムに関する。
映像処理システムは、映像データを出力する際に画像と音声等とのデータを同期する必要がある。画像と音声との同期を可能とするために、国際標準の符号化方式であるMPEG1やMPEG2では、出力タイミング情報であるタイムスタンプをパケットデータのヘッダ内に付加する。
図9は映像処理システムの概略ブロック図の一例である。映像処理システムは、パケット送信装置920とパケット受信装置940とを備える。パケット送信装置920の映像パケット生成回路921が映像入力装置910から映像データを受信すると、映像データをパケット化して送信する。このとき、システムタイムクロック生成回路922が示す時刻を基にタイムスタンプを生成しパケットのヘッダに付加する。
パケット送信装置920が送信したパケットは伝送路930経由してパケット受信装置940に受信される。パケット受信装置940は、システムタイムクロック再生回路942が示す時刻とパケットのヘッダのタイムスタンプが示す時刻とが一致した場合に映像データを復元して映像出力装置950に送信する。システムタイムクロック生成回路922はシステムタイムクロック再生回路942と同期をとるため周期的にシステムタイムクロックをパケットとして送信する。パケット送信装置920がパケットを送信してからパケット受信装置940がパケットを受信するまでの時間はシステムによって一定である。そのため、タイムスタンプはシステムタイムクロック生成回路922を基に生成することができる。
上記の映像処理システムにおいて、パケット送信装置920とパケット受信装置940との間に映像データの高画質化処理を行うためのパケット処理装置を配置する場合がある。この場合には、パケット処理装置の状態により処理時間が変動するため、タイムスタンプに示される時刻にパケット受信装置940が映像データを出力できずに映像が乱れてしまうことがある。この現象をアンダーフローと呼ぶ。
特許文献1は、映像データを受信した表示装置においてデコード処理が中断した場合に、デコード処理を再実行することで、表示崩れの発生を防ぐ技術を提案する。しかし、この方法では、タイムスタンプで指定された時間に表示できるとは限らない。
特開平09−233425号公報
本発明は、パケットに対して所定の処理を行う映像処理装置において、パケットのアンダーフローによる画像の乱れを防止することを目的とする。
上記課題に鑑みて、本発明に係る映像処理装置は、映像データ分割データを含むパケットを先行の装置から受信する受信手段と、前記受信したパケット内の分割データに対して、前記映像データの品質向上のための所定の処理を行う処理手段と、前記処理を開始してから経過した経過時間を計測する計測手段と、前記処理が終了したパケットを後続の装置に送信する送信手段と、前記処理に許容される処理時間を保持する保持手段とを備え、前記処理手段による前記処理が終了する以前に前記経過時間が前記許容される処理時間を超過した場合に、前記処理手段は前記所定の処理を中止し、前記送信手段は前記受信したパケット又は前記所定の処理の中止時点の分割データを含むパケットを前記後続の装置に送信することを特徴とする。
映像処理装置の処理能力が低下した場合であっても、アンダーフローによる画像の乱れを防止することが可能となる。
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
<第1の実施形態>
図1と図2とを用いて本実施形態における映像処理装置100の構成を説明する。図1は本実施形態における映像処理装置100の機能ブロック図の一例である。
映像処理装置100は、受信部101、処理部102、送信部103、処理中止判定部104、計測部105、及び許容処理時間保持部106を備える。これらの要素の全部又は一部を、回路などのハードウェアで実現してもよいし、ソフトウェアで実現してもよい。
受信部101は他の装置から映像データを分割したパケットを受信する。他の装置は他の映像処理装置100であってもよいし、後述する映像送信装置310であってもよい。受信部101は受信したパケットを処理部102に対して出力し、同時に計測部105に対してパケットを受信したことを通知する。
処理部102は入力されたパケットに対して所定の処理を施す。ここで施される処理には、例えば映像データを高画質化して品質向上するための高解像度変換、誤り訂正、シャープネス変換、及びプログレッシブ変換などがある。施される処理は高画質化のためだけのものに限られず、例えば高音質化のための処理であってもよい。本発明を適用するためには、処理速度の異なる複数のモードを有する処理であればかまわない。処理が終了した場合には、処理済のパケットを送信部103に出力する。
送信部103は入力された処理済のパケットを他の装置に向けて送信する。他の装置は他の映像処理装置100であってもよいし、後述する映像受信装置330であってもよい。
計測部105は受信部101からの通知を受けてからの経過時間を計測する。この経過時間は処理部102が処理を開始してから経過した時間に等しい。本実施形態では映像処理装置100が備えるクロックサイクルに基づいて時間を計測するが、実時間のような計時機能を有するものであればどのようなものであってもかまわない。計測部105は経過時間を処理中止判定部104に出力する。
許容処理時間保持部106は処理部102が処理に費やすことのできる処理時間である許容処理時間を保持する。処理中止判定部104は許容処理時間保持部106から許容処理時間を読み出す。
処理中止判定部104は、計測部105から入力された経過時間と許容処理時間保持部106から入力された許容処理時間とを比較する。経過時間が許容処理時間を超過した場合に、処理部102に対して処理の中止を命令する。処理が終了する以前にこの命令を受けた処理部102はパケットの処理を中止する。処理を中止した場合であっても、処理部102はパケットを送信部103に出力する。処理部102が送信部103に出力するパケットは、処理部102が処理を開始する前のパケットでもよいし、処理の中止時点のパケットでもよい。パケットの処理が中止された場合にも、送信部103は処理部102から入力されたパケットを他の装置に向けて送信する。
図2は映像処理装置100のハードウェア構成を示すブロック図の一例である。なお、図2は、本発明の実施形態に対応する映像処理装置100の構成を実現するための最小限の構成を示しており、映像処理装置100に係わるその他の機構については説明の簡単のために省略している。
マイクロプロセッサであるCPU201は、ROM203、ハードディスク(HD)212、外部メモリドライブ211にセットされた記憶メディアに記憶されたプログラムやデータなどに基づき、映像処理装置100を制御する。
RAM202は、CPU201のワークエリアとして機能し、ROM203やHD212等に格納されたプログラムを保持する。また、処理中のパケットを保持する。
ROM203、外部メモリドライブ211にセットされた記憶メディア或いは、HD212には、後述するフローチャートに示されるような、CPU201により実行されるプログラムなどが記憶されている。ROM203は図1に示す許容処理時間保持部106として機能する。
205はキーボードコントローラ(KBC)で、キーボード(KB)209や図示しないマウスなどのポインティングデバイスからの入力を制御する。206はディスプレイコントローラ(DPC)で、ディスプレイ210の表示を制御する。207はディスクコントローラ(DKC)で、HD212および外部メモリドライブ211のアクセスを制御し、それらの記憶メディアに対して各種プログラム、並びに、フォントデータ、ユーザファイルおよび編集ファイルなどの各種データを読み書きする。208はネットワークコントローラ(NC)で、ネットワーク220との間の通信を行う。ネットワークコントローラ208は図1に示す受信部101と送信部103として機能する。
なお、CPU201は、例えばRAM202上に割り当てられた表示情報領域あるいは専用のビデオメモリ(VRAM)へのアウトラインフォントの展開(ラスタライズ)処理を実行し、ディスプレイ210上での表示を可能にする。また、CPU201は、ディスプレイ210上のマウスカーソルなどにより指示されるコマンドに基づいて、登録された種々のウィンドウを開き、種々のデータ処理を実行する。
図3を用いて本実施形態における映像処理装置100を用いた映像処理システムについて説明する。図3は本実施形態における映像処理システムの一例である。映像処理システムは、映像送信装置310、映像処理装置A321、映像処理装置B322、映像処理装置C323、及び映像受信装置330を備える。図3に示す例では映像処理装置100が3台となっているが、映像処理装置100は1以上あれば何台でもかまわない。また、映像処理装置100は、図3に示すように直列に配置されていてもよいし、または一部あるいは全部が並列に配置されていてもよい。
映像送信装置310は映像データをパケットに分割して、映像処理装置A321に向けて送信する。パケットを受信したそれぞれの映像処理装置100は、後述するフローチャートに従って処理を行う。映像受信装置330は受信したパケットから映像データを復元して表示する。
ここで、図4を用いてパケット400の構成について説明する。図4は本実施形態におけるパケット400の構成の一例を説明する図である。パケット400はヘッダ410とペイロード420とを備える。ヘッダ410はパケット通信や映像データの復元に必要な情報を含む。ヘッダ410にはタイムスタンプ411も含まれる。タイムスタンプ411は、映像受信装置330が受信したパケットから復元した映像データを表示すべき時間を表す。ペイロード420は分割した映像データを含む。
図3に戻り、映像処理システムの説明を続ける。本実施形態では、映像送信装置310がパケットを送信する時間の12サイクル後の時間をタイムスタンプ411に指定する例を扱う。また、映像処理装置A321、映像処理装置B322、及び映像処理装置C323の許容処理時間はそれぞれ、3サイクル、4サイクル、及び5サイクルに設定される例を扱う。許容処理時間はROM203に事前に設定しておいてもよいし、映像送信装置310がタイムスタンプ411の設定にあわせて個別に設定を指定してもよい。それぞれの映像処理装置100は許容処理時間を越えてパケットを保持することはない。そのため、映像送信装置310がパケット400を送信してから12サイクル以内に映像受信装置330がパケット400を受信することになる。このように、それぞれの映像処理装置100の許容処理時間の合計値が、映像送信装置310がパケット400を送信してからタイムスタンプ411で指定する時間までの時間を超過しないように設定する。なお、本実施形態では簡単のためにネットワークのオーバーヘッドは考慮しないが、これを考慮に入れて許容処理時間を規定してもよい。
続いて、図5を用いて映像処理装置100の動作について説明する。図5は本実施形態における映像処理装置100の動作の一例を説明するフローチャートである。このフローチャートはROM203に書き込まれたコンピュータプログラムをCPU201が実行することで処理される。
ステップS501で、受信部101はパケット400を受信する。受信部101は、受信したパケット400を処理部102に出力し、出力したことを計測部105に通知する。例えば、映像処理装置A321は映像送信装置310からパケット400を受信する。
ステップS502で、処理部102は入力されたパケット400に対して所定の処理を開始する。
ステップS503で、受信部101から通知を受けた計測部105は、経過時間の計測を開始する。経過時間が増加するたびに、経過時間を処理中止判定部104に出力する。
ステップS504で、処理中止判定部104は計測部105から入力された経過時間と許容処理時間保持部106が保持する許容処理時間とを比較する。経過時間が許容処理時間よりも長い場合(ステップS504において「YES」)には、ステップS506に移行する。経過時間が許容処理時間よりも長くない場合(ステップS504において「NO」)には、ステップS505に移行する。
ステップS505で、処理部102はパケット400に対する処理が終了したか否かを判定する。処理が終了した場合(ステップS505において「YES」)には、処理済のパケット400を送信部103に出力して、ステップS507に移行する。処理が終了していない場合(ステップS505において「NO」)には、ステップS504に戻る。
ステップS506で、処理部102は処理が終了していない場合あっても、処理を中止し、パケット400を送信部103に出力する。ここで出力するパケット400は、受信部101が受信したパケット400をそのまま出力してもよいし、処理を中止した時点におけるパケット400であってもよい。処理部102は処理の内容によってどの時点でのパケット400を出力するか決定する。
ステップS507で、送信部103は処理部102から出力されたパケット400を後続の装置に向けて送信する。例えば、映像処理装置A321は映像処理装置B322に向けてパケット400を送信する。
上述したフローチャートに基づく映像処理システムの動作の一例を説明する。例えば、映像処理装置A321は、処理に2サイクルを要するとする。この場合には、許容処理時間である3サイクルより小さいので、処理をすべて終了して、映像処理装置B322にパケット400を送信する。映像処理装置A321がパケット400を受信してから送信するまでの時間は2サイクルである。
次に、映像処理装置B322は、処理に6サイクルを要するとする。この場合には、許容処理時間である4サイクルより大きいので、処理を途中で中止して、映像処理装置C323にパケット400を送信する。映像処理装置B322がパケット400を受信してから送信するまでの時間は4サイクルである。
最後に、映像処理装置C323は、処理に5サイクルを要するとする。この場合には、許容処理時間である5サイクルと等しいので、処理をすべて終了して、映像受信装置330にパケット400を送信する。映像処理装置C323がパケット400を受信してから送信するまでの時間は5サイクルである。
上記の例では、本発明を適用せずにパケットを処理した場合には映像送信装置310がパケット400を送信してから映像受信装置330が受信するまで13サイクルかかってしまう。しかし、本発明を適用することで、11サイクルとなり、映像送信装置310がタイムスタンプ411に指定した時間よりも早く映像受信装置330にパケット400が到着する。
以上より、本実施形態によれば、映像処理装置100の処理性能が低下した場合であっても、映像送信装置310が指定した時間に映像受信装置330が映像データを表示でき、映像の乱れを低減できる。
<第2の実施形態>
第2の実施形態における映像処理装置100の構成を説明する。図6は本実施形態における映像処理装置100の機能ブロック図の一例である。第1の実施形態と同様の要素は、図1と同一の参照番号を付して説明を省略する。
映像処理装置100は、ヘッダ解析部601と切替部603とをさらに備える。これらの要素の全部又は一部は、回路などのハードウェアで実現してもよいし、ソフトウェアで実現してもよい。
ヘッダ解析部601は、受信部101から入力されたパケット400のヘッダ410を解析して、処理部602でパケット400の処理を行うべきか否かを判定する。パケット400の処理を行うと判定された場合には、切替部603を切り替えて、処理部602にパケット400が入力されるようにする。パケット400の処理を行わないと判定された場合には、切替部603を切り替えて、処理部602にパケット400が入力されないようにする。
処理部602は処理が中断した場合に、パケット400のヘッダ410に含まれる処理フラグ701を「無効」に変更する。
ここで、図7を用いて、本実施形態におけるパケット400の構成について説明する。図7は本実施形態におけるパケット400の構成の一例を説明する図である。第1の実施形態と同様の要素は、図4と同一の参照番号を付して説明を省略する。
ヘッダ410は、処理フラグ701をさらに含む。処理フラグ701には「有効」か「無効」かのいずれか一つが設定される。「有効」の場合には、映像処理装置100はそのパケット400に対して処理を行う。「無効」の場合には、映像処理装置100はそのパケット400に対して処理を行わない。
本実施形態における映像処理装置100のハードウェア・ブロック図については、第1の実施形態で図2を用いて説明したものと同一であるため、説明を省略する。また、映像処理システムについても、第1の実施形態で図3を用いて説明したものと同一であるため、説明を省略する。
続いて、図8を用いて映像処理装置100の動作について説明する。図8は本実施形態における映像処理装置100の動作の一例を説明するフローチャートである。このフローチャートはROM203に書き込まれたコンピュータプログラムをCPU201が実行することで処理される。
ステップS801で、映像処理装置100はパケット400を他の装置から受信する。受信したパケット400を、ヘッダ解析部601と切替部603とに出力する。
ステップS802で、ヘッダ解析部601は、入力されたパケット400のヘッダ410に含まれる処理フラグを解析する。処理フラグ701が「有効」の場合(ステップS802において「YES」)には、ステップS803に移行する。処理フラグ701が「無効」の場合(ステップS802において「NO」)には、ステップS809に移行する。この場合には、パケット400に対する処理が何も施されないまま、送信部103は後続の装置に向けてパケット400を送信する。
ステップS802乃至S807は、第1の実施形態において説明した図5に示すステップS502乃至S506と同様のため、説明を省略する。
ステップS808で、処理部602はヘッダ410に含まれる処理フラグ701を「無効」に変更する。こうすることで、後続の映像処理装置100においてパケット400が処理されることがなくなる。
ステップS809は、第1の実施形態において説明した図5に示すステップS507と同様のため、説明を省略する。
映像処理システムの動作の例を図3を参照して説明する。本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、映像送信装置310がパケットを送信する時間の12サイクル後の時間をタイムスタンプ411に指定する例を扱う。また、映像処理装置A321、映像処理装置B322、及び映像処理装置C323の許容処理時間はそれぞれ、3サイクル、4サイクル、及び5サイクルに設定される例を扱う。
まず、映像送信装置310は処理フラグ701を「有効」に設定して、パケットを映像処理装置A321に向けて送信する。
映像処理装置A321は、処理に2サイクルを要するとする。この場合には、許容処理時間である3サイクルより小さいので、処理をすべて終了して、映像処理装置B322にパケット400を送信する。映像処理装置A321がパケット400を受信してから送信するまでの時間は2サイクルである。ここで、処理フラグ701は「有効」のままである。
次に、映像処理装置B322は、処理に6サイクルを要するとする。この場合には、許容処理時間である4サイクルより小さいので、処理を途中で中止して、映像処理装置C323にパケット400を送信する。その際、処理フラグ701を「無効」に変更する。映像処理装置B322がパケット400を受信してから送信するまでの時間は4サイクルである。
最後に、映像処理装置C323は、処理に5サイクルを要するとする。しかし、処理フラグ701が「無効」であるため、何も処理をせずに、映像受信装置330にパケット400を送信する。映像処理装置C323がパケット400を受信してから送信するまでの時間は0サイクルである。
上記の例では、本発明を適用せずにパケットを処理した場合には映像送信装置310がパケット400を送信してから映像受信装置330が受信するまで13サイクルかかってしまう。しかし、本発明を適用することで、6サイクルとなり、映像送信装置310がタイムスタンプ411に指定した時間よりも早く映像受信装置330にパケット400が到着する。
以上より、本実施形態によれば、映像処理装置100の処理性能が低下した場合であっても、映像送信装置310が指定した時間に映像受信装置330が映像データを表示でき、映像の乱れを低減できる。
なお、本実施形態では、後続するすべての映像処理装置100における処理を一律に無効にしているが、一部の映像処理装置100の処理を無効にしてもよい。例えば、許容処理時間が所定の閾値以上である映像処理装置100を無効にしてもよい。または、映像処理装置100にそれぞれ優先度を規定して、所定の閾値以下の優先度を有する映像処理装置100を無効にしてもよい。
<その他の実施形態>
なお、本発明は、複数の機器(例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置など)に適用してもよい。
また、本発明の目的は、前述した機能を実現するコンピュータプログラムのコードを記録した記憶媒体を、システムに供給し、そのシステムがコンピュータプログラムのコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムのコード自体が前述した実施形態の機能を実現し、そのコンピュータプログラムのコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。また、そのプログラムのコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した機能が実現される場合も含まれる。
さらに、以下の形態で実現しても構わない。すなわち、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムコードを、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込む。そして、そのコンピュータプログラムのコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行って、前述した機能が実現される場合も含まれる。
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するコンピュータプログラムのコードが格納されることになる。
本発明の第1の実施形態における映像処理装置100の機能ブロック図の一例である。 本発明の実施形態における映像処理装置100のハードウェア・ブロック図の一例である。 本発明の実施形態における映像処理システムの一例を説明する図である。 本発明の第1の実施形態におけるパケットの構成の一例を説明する図である。 本発明の第1の実施形態における映像処理装置100の動作の一例を説明するフローチャートである。 本発明の第2の実施形態における映像処理装置100の機能ブロック図の一例である。 本発明の第2の実施形態におけるパケットの構成の一例を説明する図である。 本発明の第2の実施形態における映像処理装置100の動作の一例を説明するフローチャートである。 映像処理システムの概略ブロック図の一例である。
符号の説明
100 映像処理装置
101 受信部
102 処理部
103 送信部
104 処理中止判定部
105 計測部
106 許容処理時間保持部

Claims (7)

  1. 映像データ分割データを含むパケットを先行の装置から受信する受信手段と、
    前記受信したパケット内の分割データに対して、前記映像データの品質向上のための所定の処理を行う処理手段と、
    前記処理を開始してから経過した経過時間を計測する計測手段と、
    前記処理が終了したパケットを後続の装置に送信する送信手段と、
    前記処理に許容される処理時間を保持する保持手段と
    を備え、
    前記処理手段による前記処理が終了する以前に前記経過時間が前記許容される処理時間を超過した場合に、
    前記処理手段は前記所定の処理を中止し、
    前記送信手段は前記受信したパケット又は前記所定の処理の中止時点の分割データを含むパケットを前記後続の装置に送信する
    ことを特徴とする映像処理装置。
  2. 前記受信したパケットを解析して前記所定の処理を行うべきか否かを判定する解析手段をさらに備え、
    前記解析手段が前記所定の処理を行うべきでないと判定した場合に、前記処理手段が前記所定の処理を行うことなく、前記送信手段が前記受信したパケットを前記後続の装置に送信することを特徴とする請求項1に記載の映像処理装置。
  3. 前記経過時間が前記許容される処理時間を超過した場合に、前記処理手段はさらに、前記後続の装置に含まれる前記解析手段が前記処理を行うべきでないと判定するように前記受信したパケット又は前記所定の処理の中止時点の分割データを含むパケットを変更し、前記送信手段は該変更したパケットを前記後続の装置に送信する
    ことを特徴とする請求項2に記載の映像処理装置。
  4. 前記所定の処理は、前記映像データを高画質化するための高解像度変換、誤り訂正、シャープネス変換、及びプログレッシブ変換のいずれかを含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の映像処理装置。
  5. 1以上の映像処理装置と、
    映像データを分割データに分割してパケットに格納し、該映像データを表示すべき時間を示すタイムスタンプを該パケットに付して前記映像処理装置のいずれかに送信する映像送信装置と、
    前記映像処理装置のいずれかからパケットを受信し、前記タイムスタンプで指定された時間に映像データを再生する映像受信装置と
    を備え、
    前記1以上の映像処理装置のそれぞれは請求項1乃至4のいずれか1項に記載の映像処理装置であり、
    前記映像処理装置のそれぞれが含む前記許容される処理時間の合計値は、前記映像送信装置が前記パケットを送信してから前記タイムスタンプで指定する時間までの時間を超過しない
    ことを特徴とする映像処理システム。
  6. 受信手段が、映像データ分割データを含むパケットを先行の装置から受信する受信工程と、
    処理手段が、前記受信したパケット内の分割データに対して、前記映像データの品質向上のための所定の処理を行う処理工程と、
    計測手段が、前記処理を開始してから経過した経過時間を計測する計測工程と、
    送信手段が、前記処理が終了したパケットを後続の装置に送信する送信工程と
    有し
    前記処理工程における前記処理が終了する以前に前記経過時間が前記処理に許容される処理時間を超過した場合に、
    前記処理工程における前記所定の処理を中止し、
    前記送信工程において、前記受信したパケット又は前記所定の処理の中止時点の分割データを含むパケットを前記後続の装置に送信する
    ことを特徴とする映像処理装置の制御方法。
  7. コンピュータを請求項1乃至4の何れか1項に記載の映像処理装置の各手段として動作させるコンピュータプログラム。
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