JP5269850B2 - 放送素材再生装置及びデータ送出方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、放送局内において、放送番組の送出素材の送出処理を行う放送素材再生装置及びデータ送出方法に関する。

周知のように、放送番組送出システムにあっては、放送番組の送出素材を予めビデオサーバ装置に格納しておき、自動番組送出制御装置（ＡＰＣ）からの指示に従って該当する素材を再生し、オンエアを行うようになっている。このようなオンエア処理において、通常、オンエア前にオンエア順序に従った素材の確認作業が行われている。

ところで、映像品質がハイビジョンからフルハイビジョン(2K×1K)、超ハイビジョン(4K×2K)、スーパーハイビジョン(8K×4K)に向け飛躍的に向上し、地上放送からＢＳ(放送衛星)放送、ＣＳ(通信衛星)放送へとコンテンツが大容量化、多チャネル化していく。そのため、これら素材を保存するビデオサーバ装置も大容量化、多チャンネル化が必要となる。その結果、ビデオサーバ装置には高い処理能力が求められ、単一の機能部から複数の機能部で機能分担され構成される装置となる。

このような複数の機能部で構成される装置では、これらの機能部間を高速バスで接続して、大量のデータ送受信を実現可能な装置が求められる。特に映像データの場合は、フレームレベルのリアルタイム性を保持して、大量のデータ送受信を実現することが必須となる。さらに、これら基板間の大量データを送受信する高速バスは、同期バスだけでなく汎用の高速な非同期バスを用いて構成される場合がある。

特開２００３−１５３２０７号公報

ところで、上記非同期バスを用いた複数基板から構成されるビデオサーバ装置においては、大量データが集中した場合などにおいて、非同期バスでデータの衝突による廃棄や遅延等が発生する可能性があり、映像データで必須なフレームレベルのリアルタイム性を保持した、大量データ送受信に支障をきたす場合がある。

上記問題を回避するため、大量データが集中しないようにプライオリティやシェーピング等によりピークレートを下げる方法が考えられるが、全体性能の低下や遅延が増加するため各種要求に対してリアルタイムに対応できない。また、これに対してタイムスロット等に割り当ててパケット送信制御を行う場合、各種処理状況に応じてそのフレーム内で処理しきれずフレームロスを救済できない。

本発明の目的は、各種処理遅延により一時的にフレーム送信遅延が発生しても、フレーム送信遅延を継続的に発生させないでフレームレベルのリアルタイム性を保持した大量データ送受信を可能とする放送素材再生装置及びデータ送出方法を提供することにある。

実施形態によれば、複数の入出力チャネルを切り替えるスイッチ部と、このスイッチ部の複数の入力チャネルそれぞれに接続され、放送番組の素材データを記録媒体に記憶する送り側信号処理部と、スイッチ部の複数の出力チャネルそれぞれに接続され、送り側信号処理部から送出される素材データを受信する受け側信号処理部と、送り側信号処理部に設けられ、記録媒体に記憶された素材データを、チャネルごとに異なる送信タイミングでスイッチ部に送信する送信手段と、この送信手段により送信すべきタイミングで素材データが送信不可能な場合に、次の送信タイミングで送信手段による送信方法とは異なる送信方法により送信不可能な素材データをスイッチ部に送信させる制御手段とを備えた放送素材再生装置を提供できる。

実施形態の放送番組送出システムの構成を示すブロック図である。 放送番組送出システムにおけるビデオサーバの構成を示す回路ブロック図である。 非同期バスを使用した場合の映像データ送信方式を示すシーケンス図である。 本第１の実施形態による映像データ転送方式を示すシーケンス図である。 本第１の実施形態のビデオサーバにおける映像データ伝送動作の手順とその内容を示すシーケンス図である。 第２の実施形態による映像データ転送方式を示すシーケンス図である。 第３の実施形態による映像データ転送方式を示すシーケンス図である。 第４の実施形態による映像データ転送方式を示すシーケンス図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１はこの発明が適用される放送番組送出システムの構成を示すブロック図である。図１において、符号１１は放送素材再生装置としてのビデオサーバで、カメラ１２、再生デッキ１３及びノンリニア編集機１４からのオンエア用放送番組の素材データ（ここでは、映像データと称する）を格納し、オンエア指示に従って該当する映像データを選択的に再生する。この再生データは、ビデオサーバ１１内で映像信号にデコードされて放送設備１５に導かれて、オンエア出力される。また、ビデオサーバ１１から再生される映像信号はモニタ１６に供給される。

一方、ビデオサーバ１１は、操作端末１７の操作入力指示に従い、映像データの書き込み／読み出し制御が行われる。

図２は、一実施形態とするビデオサーバ１１の構成を示す回路ブロック図である。
ビデオサーバ１１を主な機能に分類すると、装置全体の制御を行う制御部１１１、カメラやビデオデッキなどが接続され映像信号を取り込み符号化する収録部１１２１〜１１２ｎ、収録部１１２１〜１１２ｎで取り込んだ映像データを記録するためのフラッシュメモリなどの記録媒体への書き込み・読み出し処理を行う記録部１１３１〜１１３ｍ、記録部１１３１〜１１３ｍから読み出した映像データを映像信号に復号化し、映像信号を出力する再生部１１４１〜１１４ｐ、映像データ高速に転送する非同期バスからなる伝送部１１５から構成されている。また、伝送部１１５は、記録部１１３１〜１１３ｍを接続した入力チャネルと、再生部１１４１〜１１４ｐを接続した出力チャネルの切替処理も実行する。

映像記録時に、制御部１１１は制御情報により、収録部１１２１〜１１２ｎに対し映像データの取り込みを指示する。すると、収録部１１２１〜１１２ｎは映像データをＭＰＥＧ２などへの符号化処理を実行する。また、同時に、制御部１１１は、記録部１１３１〜１１３ｍに対して映像データの書き込みを指示する。すると、記録部１１３１〜１１３ｍは、記録媒体への映像データの書き込み処理を実行する。再生時には、制御部１１１は制御信号によって、記録部１１３１〜１１３ｍに対して映像データの読み出しを指示する。また同時に、制御部１１１は再生部１１４１〜１１４ｐに対して映像データの復号化を指示する。すると、再生部１１４１〜１１４ｐはMPEG2等の符号化された映像データを映像信号に復号化して出力を行う。

非同期バスからなる伝送部１１５においては、複数の収録部１１２１〜１１２ｎからの映像データや記録部１１３１〜１１３ｍからの映像データが伝送部１１５で集中することになりパケットの衝突により、パケット廃棄や一時的な遅延が発生することになる。

次に、上記構成による動作について説明する。
図３は、非同期バスを使用した場合の映像データ送信方式を示す。
複数の記録部１１３１〜１１３ｍから、非同期バスからなる伝送部１１５に転送する場合、各記録部１１３１〜１１３ｍがランダムに転送すると伝送部１１５でのバッファがオーバーフローによる映像データ廃棄やバッファ蓄積による映像データ遅延が発生する。そのため、１フレームの映像データを複数の転送ブロックに分け、決められた送信タイミングにより記録部１１３１〜１１３ｍから伝送部１１５に映像データの転送を行う。膨大な映像データを１フレームの映像データと１転送ブロックに分類することは、伝送部１１５のバッファオーバフローを回避することを目的とする。なお、記録部１１３１〜１１３ｍがどのタイミングで映像データを転送するかはシステム初期化、運用時に制御部１１１から送付された情報を基に判断する。

図４は、本第１の実施形態による映像データ転送方式を示す。
通常、映像データはＭＰＥＧ２等の場合、最小単位となるＧＯＰ(Group Of Pictures)単位で管理する場合がある。この場合、１転送ブロックがフルに構成されていても、ＧＯＰ間の切れ目等に余剰部分が発生する場合がある。この余剰部分は、例えばパディングやガードタイム等に相当する。

このため、記録部１１３１〜１１３ｍから転送した映像データのパケットが何らかの原因により転送できなかった場合、記録部１１３１〜１１３ｍは転送失敗を検出し、記録部１１３１〜１１３ｍもしくは伝送部１１５に設けられるバッファ１１６１〜１１６ｍでその映像データのパケットを蓄積し、それ以降のパケット送出タイミングで１転送ブロックの余剰部分を利用して再生部１１４１〜１１４ｐに映像データを分割して転送する。再生部１１４１〜１１４ｐでは分割されて転送された映像データのパケット内のシーケンス番号等で順序を判断し、順序を並び替えて映像信号へ変換して出力する。

図５は、ビデオサーバ１１における映像データ伝送動作の手順とその内容を示すシーケンス図である。

例えば、記録部１１３１は、ステップＳＴ１ａにおいて送出開始待ち状態となる。この状態で制御部１１１から送信失敗による転送トリガを受け付けると、記録媒体に記憶された１フレーム分の映像データを複数個の映像パケットに分割し（ステップＳＴ１ｂ）、宛先及びシーケンス番号を記述したヘッダを付加して（ステップＳＴ１ｃ）、他のチャネルの余剰リソースを使用して伝送部１１５に送出する（ステップＳＴ１ｄ）。なお、この分割処理において、映像データがＧＯＰ(Group of Pictures)構造の場合、素材長（全フレーム数）をＧＯＰのフレーム数を単位として分割する。

なお、上記送信処理は、ステップＳＴ１ｅにおける終了判定により終了が検知されるまで繰り返し行なわれる。

一方、例えば再生部１１４１は、ステップＳＴ２ａにおいて受信開始待ちとなっている。この状態で制御部１１１から送信失敗による転送トリガを受け付けると、記録部１１３１から送られる映像パケットに付加されるシーケンス番号に基づいてパケット合成処理を行い（ステップＳＴ２ｂ）、合成した映像パケットを映像信号に復号化する（ステップ２ｃ）。この受信処理は、ステップＳＴ２ｄにおける終了判定により終了が検知されるまで繰り返し行なわれる。

以上のように上記第１の実施形態では、記録部１１３１において、送信不可能な映像データを複数パケットに分割し、これら複数の映像パケットを他のチャネルの映像データのガードタイム等といった複数宛先分の余剰リソースを利用して伝送部１１５に送信し、例えば再生部１１４１にて分割された複数の映像パケットを合成して元の映像信号に戻すようにしているので、送信不可能な映像データを送信するための専用の信号ラインを設ける必要がなく、簡単にフレームレベルのリアルタイム性を保持した大量データ送受信を実行できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、プライオリティによる制御方式である。

図６は、第２の実施形態による映像データ転送方式を示すシーケンス図である。
ここでは、記録部１１３１〜１１３ｍから伝送部１１５を介して再生部１１４１〜１１４ｐへ映像データを伝送する場合について説明する。

前もって決めた例えば再生部１１４１に対するプライオリティもしくは再生種別（通常再生、プレビュー等）により、高優先の映像データのパケットが何らかの原因により転送できなかった場合、次の低優先の１転送ブロックを使用して高優先の映像データのパケットを伝送部１１５を介して再生部１１４２に転送する。その結果、高優先の映像データには影響なく転送することが可能になる。なお、記録部１１３２には、記録部１１３１に記録されている映像データと同じ映像データが記録されており、制御部１１１からの制御指示に応じて記録部１１３２から該当する映像データが読み出され、再生部１１４２へ伝送または伝送部１１５の切り替えにより再生部１１４１へ伝送されるものとする。

以上のように上記第２の実施形態では、例えば高優先順位の宛先の映像データが送信不可能な場合に、次の優先順位の宛先、つまり１転送ブロックを使用して送信不可能な映像データを送信するようにしているので、宛先ごとに割り当てられた優先順位に基づいて、データの衝突による廃棄や遅延等の発生に対し比較的柔軟に対応できる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、空きチャネルによる制御方式である。

図７は、第３の実施形態による映像データ転送方式を示すシーケンス図である。
ここでは、記録部１１３１〜１１３ｍから伝送部１１５を介して再生部１１４１〜１１４ｐへ映像データを伝送する場合について説明する。

記録部１１３１から再生部１１４１への映像データのパケットが何らかの原因により転送できなかった場合、記録部１１３ｍから再生部１１４ｐへの空きチャネルを使用して映像データのパケットを転送する。その結果、映像データには影響なく転送することが可能になる。なお、記録部１１３ｍには、記録部１１３１に記録されている映像データと同じ映像データが記録されており、制御部１１１からの制御指示に応じて記録部１１３ｍから該当する映像データが読み出され、再生部１１４ｐへ伝送または伝送部１１５の切り替えにより再生部１１４１へ伝送されるものとする。

以上のように上記第３の実施形態によれば、送信不可能なチャネルの映像データに対し空きチャネルを割り当てるという簡単な手順によりフレームレベルのリアルタイム性を保持した大量データ送受信を実行できる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、空きチャネルによる制御方式である。

図８は、第４の実施形態による映像データ転送方式を示すシーケンス図である。
ここでは、記録部１１３１〜１１３ｍから伝送部１１５を介して再生部１１４１〜１１４ｐへ映像データを伝送する場合について説明する。

記録部１１３１から再生部１１４１への映像データのパケットが何らかの原因により転送できなかった場合、予め割り振られていた記録部１１３ｍから再生部１１４ｐへの予備チャネルを使用して映像データのパケットを転送する。その結果、映像データには影響なく転送することが可能になる。なお、記録部１１３ｍには、記録部１１３１に記録されている映像データと同じ映像データが記録されており、制御部１１１からの制御指示に応じて記録部１１３ｍから該当する映像データが読み出され、再生部１１４ｐへ伝送または伝送部１１５の切り替えにより再生部１１４１へ伝送されるものとする。

以上のように上記第４の実施形態によれば、送信不可能な映像データに対し予備チャネルを割り当てるという簡単な手順によりフレームレベルのリアルタイム性を保持した大量データ送受信における信頼性をさらに高めることができる。

（その他の実施形態）
上記各実施形態による制御は、再生部１１４１〜１１４ｐに一定量のバッファを持っている場合、先行して映像データを転送しておくことで映像データのパケットが何らかの原因で転送できなかった場合に、転送すべき全映像データを転送完了するまでに再生部１１４１〜１１４ｐのバッファがアンダーフローしない限り救済可能になる。転送においては、制御部からの映像データ転送要求に対して、１フレーム映像データ量に関わらず先行転送する。この場合、先行転送がわかるフラグ等を立てておき、映像切り替え要求があった場合に先行転送した映像データを削除することによりフレーム単位制御の応答性にも追随可能にする。

さらに上記制御は、初期コンフィグ、構成情報、運用状態によりプライオリティを決めてこれらの制御を変えることも可能である。

また、上記ビデオサーバ１１は、図２に示す構成に限定されるものではなく、例えば記録部１１３１〜１１３ｍ、再生部１１４１〜１１４ｐの数は任意に変更可能である。また、映像データの伝送処理の手順とその内容についてもこの発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

その他、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１１…ビデオサーバ、１２…カメラ、１３…再生デッキ、１４…ノンリニア編集機、１５…放送設備、１６…モニタ、１７…操作端末、１１１…制御部、１１２１〜１１２ｎ…収録部、１１３１〜１１３ｍ…記録部、１１４１〜１１４ｐ…再生部、１１５…伝送部。

Claims (6)

1. 複数の入出力チャネルを切り替えるスイッチ部と、
   このスイッチ部の複数の入力チャネルそれぞれに接続され、放送番組の素材データを記録媒体に記憶する複数の送り側信号処理部と、
   前記スイッチ部の複数の出力チャネルそれぞれに接続され、前記複数の送り側信号処理部から送出される前記素材データを受信する受け側信号処理部と、
   前記複数の送り側信号処理部それぞれに設けられ、前記記録媒体に記憶された素材データを、チャネルごとに異なる送信タイミングで前記スイッチ部に送信する送信手段と、
   この送信手段により送信すべきタイミングで前記素材データの前記スイッチ部への転送が失敗した場合に、次の送信タイミングで、転送が失敗した素材データを分割し、複数宛先分の余剰リソースを使用して各分割データを前記スイッチ部に送信させる制御手段とを具備することを特徴とする放送素材再生装置。
2. 前記受け側信号処理部は、前記送り側信号処理部から送られ分割された複数の素材データを結合して元の素材データに戻す再生手段を備えることを特徴とする請求項１記載の放送素材再生装置。
3. 前記制御手段は、装置の初期構成、動作状況の少なくとも１つに基づいて、前記送信手段に対し素材データの送信方法及び送信タイミングを選択指定することを特徴とする請求項１記載の放送素材再生装置。
4. 前記送信手段は、フレーム単位で前記素材データを送信することを特徴とする請求項１記載の放送素材再生装置。
5. 前記送信手段は、ＧＯＰ(Group of pictures)単位で前記素材データを送信することを特徴とする請求項１記載の放送素材再生装置。
6. 複数の入出力チャネルを切り替えるスイッチ部と、このスイッチ部の複数の入力チャネルそれぞれに接続され、放送番組の素材データを記録媒体に記憶する複数の送り側信号処理部と、前記スイッチ部の複数の出力チャネルそれぞれに接続され、前記複数の送り側信号処理部から送出される前記素材データを受信する受け側信号処理部とを備えた放送素材再生装置で用いられ、
   前記複数の送り側信号処理部において、前記記録媒体に記憶された素材データを、チャネルごとに異なる送信タイミングで前記スイッチ部に送信し、
   送信すべきタイミングで前記素材データの前記スイッチ部への転送が失敗した場合に、次の送信タイミングで、転送が失敗した素材データを分割し、複数宛先分の余剰リソースを使用して各分割データを前記スイッチ部に送信させることを特徴とするデータ送出方法。

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