专利名称：摄像机系统、视频选择装置和视频选择方法
技术领域：
本公开涉及摄像机系统、视频选择装置和视频选择方法。
背景技术：
在广播电台等使用的摄像机系统中，用于输出视频信号的摄像头单元(CHU)和用于接收该视频信号的摄像机控制单元(CCU)通过三轴电缆或光纤电缆彼此相连(日本专利申请早期公开 No. 2005-057499 和 No. 2005-064816)。
发明内容
然而，当通过三轴电缆或光纤电缆按照一一对应的方式将CHU连接到CXU时，由 CHU拍摄的视频信号需要从CCU被提取出。此外，用于CHU的GEN-LOCK信号、控制信号、返回视频信号等需要从CCU被输入。结果，在广播电台等使用的摄像机系统中，由于多个电缆被连接到(XU，因此需要时间和精力用于这些连接以及电缆的安装。此外，当在一个摄像机系统被构建之后添加、替换或重布置CHU等时，需要许多时间和精力来用于例如改变CCU的电缆连接。在如上所述的摄像机系统中，需要通过减少到CXU的电缆连接数目来使得系统修改等变得容易。就此而言，可以考虑具有与多个摄像机相同数量的C⑶的系统。然而，在这样的情况中，由于所有的N个CCU都应当具有解码功能，因此系统成本的增加是不可避免的。此外， 需要利用与摄像机的数目相对应的配线将各CCU连接到视频直播切换器。然而，在实际被用于广播的视频源中，例如，当视频直播切换器将两个画面彼此混合时，由于两个输入源被输入就足够了，因此与所有摄像机相对应的电缆输入是不必要的。因此，即使在具有与多个摄像机相同数量的CCU的系统中，在系统配置期间可能存在冗余部分。鉴于前面的情形，希望提供能够从来自多个摄像机装置的视频中选择所需要视频从而简化系统配置的新颖的经修改的摄像机系统、视频选择装置和视频选择方法。摄像机系统的一种实现方式包括以分组化视频数据的形式输出各自的视频信号的多个摄像机装置。中继装置被耦合到这多个摄像机装置以中继从这多个摄像机装置接收的被选分组化视频数据。中继装置包括接收单元，该接收单元接收来自多个摄像机装置的分组化视频数据，以及控制单元，该控制单元基于输入控制信号来确定来自多个摄像机装置中的特定的一个摄像机装置的被选分组化视频数据。切换单元以帧为单位来选择并输出被选分组化视频数据。根据上述本公开的实施例，可以从来自多个摄像机装置的视频中选择所希望的视频并且简化系统配置。
图1是根据本公开每个实施例的摄像机系统的示意配置示图。图2是示出根据第一实施例的系统的配置的示意图。图3是示出第一实施例的配置的详细框图。图4是示出在发送通过对视频编码而获得的数据时使用的RTP格式的头部的配置的示意图。图5是示出图4所示的RTP格式的参数信息的示意图。图6是示出IP交换部件执行视频切换时的切换控制的处理流程的流程图。图7是用于说明图6的控制中的信号切换的示意图。图8是示出按照视频帧来执行解码处理的情况的示意图。图9是示出根据第二实施例的系统的配置的示意图。图10是示出根据第二实施例的中继装置的配置的示意图。图11是示出根据第三实施例的中继装置的配置的示意图。图12是示出根据第三实施例的中继装置的详细配置的示意图。
具体实施例方式下面，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，用相同的标号来表示具有基本上相同的功能和结构的结构元件，并且省略对这些结构元件的重复描述。此外，将按以下顺序进行描述。1.第一实施例(1)基本技术(2)系统配置示例(3)切换控制的过程2.第二实施例(1)系统配置示例3.第三实施例(1)系统配置示例1.第一实施例(1)概述在根据本实施例的摄像机控制系统中，摄像机视频信号被分组化为IP分组并且利用诸如以太网(Ethernet，注册商标)之类的电缆通过IP网络被发送，并且摄像机控制单元(CCU)接收单元接收并解码IP分组以输出视频信号。根据本实施例，系统具有这样的功能，其是通过将用于从多个摄像机的视频中选择所需视频的IP切换功能与对摄像机视频的选择/控制/特效(effect)功能相集成获得的。在传统系统中，需要与多个摄像机数目相同的CCU，并且CCU与视频切换器之间的配线数目较大。在根据本实施例的系统中，仅提供视频切换器的输出所需的最大数目的CCU。此外，通过将控制/选择功能以及进一步的特效功能集成到IP交换机中，可以利用通用交换机设备和以太网(Ethernet，注册商标) 接口来获得与设置到CCU后一级的视频直播切换器等效的功能。此外，使得利用IP对配线的简化、包括扩展等的系统修改以及与其它IP设备的集成变得容易。
图1是根据本公开每个实施例的摄像机系统100的示意配置示图。图1所示的摄像机系统100例如被用在广播电台等中，并且包括摄像头单元(CHU) 200和CXU 300。利用双绞线电缆400将CHU 200和CXU 300连接到中继装置500。双绞线电缆400可以是遵循电气和电子工程师协会(IEEE) 802. 3等的电缆。IEEE 802. 3是用于使用分组的数据通信系统的标准，并且以预定数据量将通信数据分组化为分组，并且利用该分组来执行通信。因此，在图1所示的摄像机系统100中，CHU 200和CXU 300将视频信号、音频信号、控制信号、GEN-LOCK信号等分组化为分组，并且通过异步传输线来发送分组。然后，在图1所示的摄像机系统100中，包含有所拍摄的主线视频信号的视频信号、音频信号、控制信号、GEN-LOCK信号等可以从位于CHU 200和CCU 300中间的中继装置500被提取，或者可以被插入其中。此外，中继装置500输出从CHU 200发送来的视频信号，并且将从CXU 300发送来的视频信号返回到外面。这些视频信号例如可被连接到CHU 200的监视器装置、连接到中继装置500的监视器装置(未在图1中示出)等识别。如上所述，在图1所示的摄像机系统100中，使用CHU 200的视频中继系统可以以低的成本简单地被配置、安装和操作。中继装置500包括被提供有多个端口的切换集线器的配置。切换集线器基于从每个端口输入的分组的目的地来选择输出目的地的端口，并且分别从所选端口输出分组。此外，当广播地址被用在分组中时，则切换集线器基本上可以从所有端口输出所接收分组。在传统的摄像机系统中，需要提供与多个(N个)摄像机200的数目相同的N个 CXU 300，并且所有的CXU 300的输出被输入到后一级的视频直播切换器。特别地，在高画质(HD)视频中，视频编解码器由于频带限制而主要执行编码处理并且因而所有N个CCU 300应当具有解码功能，从而使得系统成本增加。此外，在如上所述的传统摄像机系统中，需要利用N条HD-SDI电缆将CXU 300连接到视频直播切换器。然而，在实际用于广播的视频源中，例如，当视频直播切换器将两个画面彼此混合时，由于两个输入源被输入就足够了，因此N个输入是不必要的。即使对于由复杂切换器利用多个源进行的特效处理，大约四个画面被处理也就足够了，因此在传统系统配置中存在冗余部分。就此而言，当考虑最小配置时，例如，当视频从多个CCU被选择并且仅利用切换被广播而没有特效时，仅一个CCU就足够了。因此，如果具有与视频直播切换器或用于特效处理的数目的CXU 300相对应的功能，则无需针对N个视频源提供N个CCU 300。此外，利用直播视频切换器从摄像机选择源与利用IP交换机选择分组在源选择方面具有相同的功能。因此，本实施例整体地控制直播视频切换器和IP交换机的功能和主体，从而构建具有简单配置的系统。具体地，在本实施例中，如直播视频切换器那样来以视频帧为单位执行处理，利用IP交换机来整体地控制与在少于视频帧的时间内执行处理的装置的功能等效的功能，并且视频帧被检测以切换IP分组。由于这样的控制是基于通用IP交换机执行的，因此可以以低的成本来灵活地构建系统。在本实施例中，与在广播电台等中使用的直播视频切换器的功能等效的功能可以针对诸如被IP分组化并被发送的视频之类的数据执行。即，响应于直播视频切换器的视频切换信号的输入，在切换器中视频信号从下一帧的开头起被输出。因此，当以IP分组化的方式来编码并压缩信号时，则没有延迟的编解码，例如，JPEG 2000的基于行的编解码、具有低延迟的基于行的编解码或者以切片为单位的编解码被执行。此外，用于以MPEG 2或 H. 264/AVC的宏块为单位执行低延迟处理的编解码器也被使用。通过利用该编解码器，可以进行一帧或少于一帧的编码和解码处理。(2)系统配置示例下面，将描述第一实施例。图2是示出根据第一实施例的系统的配置的示意图。本实施例示出了下面将描述的每个实施例的基本配置。如图2所示，本系统包括多个摄像机 (CHU) 200 (1至N)、CXU 300、中继装置500以及切换/选择控制单元600。每个摄像机200 通过异步传输网络连接到中继装置500，并且中继装置500通过异步传输网络连接到CXU 300。以太网(Ethernet，注册商标)可以作为异步传输网络的示例。然而，本公开不限于此。每个摄像机200将视频转换为IP分组并输出IP分组。视频数据可以是非压缩数据或者经编码数据，并且被分组化为遵循因特网协议的IP分组。此外，摄像机200可以根据视频编码方法将可逆压缩视频信号分组化。IP交换机/视频切换器500包括IP交换部件504和切换控制部件506，并且从摄像机1至N (200)选择要输入给后一级的CXU 300的 IP分组，并且根据来自切换/选择控制单元600的指令来输出IP分组。输出的IP分组被 CXU 300重新排列，并被转换为HD-SDI信号以便输出。图2所示的切换/选择控制单元600对应于视频直播切换器的控制面板，并且接收用于选择或切换被输出为广播视频等的摄像机视频的指令。图3是示出第一实施例的配置的详细框图，并且示出了中继装置500的详细配置。 如图3所示，中继装置500包括用于分析IP地址和RTP信息的分析部件502、IP交换部件 504、交换控制部件506以及控制信号接收/分析/指示部件508。控制信号接收/分析/指示部件508接收来自切换/选择控制单元600的信号， 分析所接收数据，并且将用于切换/选择摄像机200的指令输出给分析部件502。分析部件502基于输入数据的IP头部等来确定来自摄像机200的输入数据的发送目的地，并且分析输入数据是否对应于该切换/选择指令。分析部件502将分析结果输出给交换控制部件 506。交换控制部件506将输入的分析结果转换为用于控制IP交换部件504的控制信号并且将控制信号输出给IP交换部件504。此外，来自每个摄像机200的IP分组数据从分析部件502被发送给IP交换部件504。IP交换部件504根据从交换控制部件506输入的控制信号基于登记在切换表中的新的目的地来切换或选择输入分组。IP交换部件504具有多个端口，并且从分析部件502输入的与每个CHU 200相对应的视频信号被输入这些端口。此外，一个端口被连接到CXU 300的输出线。如果IP分组被输入与每个CHU 200相对应的视频信号所输入的端口，则IP交换部件504将与登记在切换表中的作为新目的地的目的地相符的发送目的地的端口连接到与CCU 300的输出线相连的端口。以这种方式，IP交换部件504可以基于切换表中登记的目的地来将多个CHU 200的一个视频发送给CXU 300。此外，IP交换部件504通过考虑到在从切换/选择控制单元600接收到信号之后直到视频信号实际被切换为止的延迟量来选择视频信号，并且以帧为单位平滑地执行视频切换。如上所述，当直播视频的IP分组从每个摄像机200被发送给中继装置500时，包括编码器的每个摄像机200利用编码器对视频数据编码，将得到的数据进行分组化，并将分组发送给中继装置500。切换/选择控制单元600从用户接收用于指示选择所希望的摄像机200的视频的操作输入，并且将用于选择视频的控制信号发送给中继装置500。控制信号接收/分析/指示部件508分析该控制信号并且向分析部件502输出指令以切换和选择摄像机200。如果控制信号的分析结果被接收到，则分析部件502检测包含在分析结果中的用户所希望的摄像机200的IP地址，并且将IP地址输出给交换控制部件506。交换控制部件 506将所接收信号转换为用于控制IP交换部件504的控制信号，并且将控制信号输出给IP 交换部件504。IP交换部件504根据控制信号，基于用户所希望的IP地址来切换和选择输入分组，并且将用户所希望的视频的IP分组输出给CXU 300。此外，当利用异步传输网络执行视频传输时，根据CHU 200与中继装置500的组合的传输路径将出现差异，从而引起了延迟量的差异。因此，中继装置500将来自同步信号生成器520的参考信号发送给CHU 200，并且CHU 200将与参考信号同步的视频信号发送给中继装置500。另外，同步信号生成器520可以与中继装置500分开地来提供。同时，虽然允许视频信号与参考信号同步，然而由于根据CHU 200与中继装置500的组合的传输路径将出现差异，因此假定CHU 200的延迟量会出现差异。因此，CHU 200与中继装置500之间的延迟量通过分析部件502来获得。分析部件502调节延迟量来确定最优延迟量。所确定的延迟量被通知给CHU 200，并且CHU 200适当地设置视频缓冲器来调节视频信号到达中继装置500的定时。作为用于确定延迟量的具体方法，存在调节视频缓冲器以使得具有最大延迟的CHU 200的延迟量等于其它CHU 200的延迟量的方法。另外，视频缓冲器的设置可由中继装置500执行。通过使得延迟量彼此相等，可以可靠地防止视频切换时的视频失真。如果从中继装置500的IP交换部件504接收到IP分组，则CXU 300对IP分组进行解码，并且将经解码的分组输出为HD-SDI视频信号等。当切换摄像机200的视频时，IP交换部件504识别视频帧，并且切换包括有构成该视频帧的排头数据的IP分组。下面，将描述识别视频帧的方法。图4是示出在发送通过对视频编码获得的数据时使用的实时传输协议(RTP)格式的头部的配置的示意图。不管将被存储的编码制式如何，关于头部的信息都按共同方式来定义。图5是示出图4所示的RTP格式的参数信息的示意图。为了识别视频帧，在图5中被缩写为“M”的标记比特被使用。通常，作为图5所示的标记比特“M”，在包括视频帧的末尾数据的分组中设置“1”。因此，当由IP交换部件504检测到的标记比特“M”具有值“0” 时，来自同一 IP地址的分组是下一视频帧的排头。此外，当“M”具有值“1”时，可以识别出来自同一 IP地址的分组结束。(3)交换控制过程图6是示出IP交换部件504执行视频切换时的切换控制的处理流程的流程图。首先，在步骤S10，与用户的输入相对应的切换/选择信号从切换/选择控制单元600被接收。 在切换/选择信号被接收之后，在步骤S12，新的目的地(IP地址)被登记在IP交换部件 504的切换表中。然而，在基于交换的切换控制实际被执行之前(在抵达步骤S20之前)， IP分组不被切换到新的目的地。在步骤S14，分析RTP头部，并且分析具有与用户的输入相对应的IP地址的IP分组的有效载荷中的RTP分组头部。在步骤S16，判断RTP分组头部的标记比特“M”是否具有值“ 1”。如果标记比特“M”具有值“ 1”，则步骤S18被执行以使得所分析IP分组被输出到当前目的地。然后，步骤S20 被执行以使得基于交换的切换控制被执行并且基于新目的地来改变切换表。以这种方式， 下一 IP分组被切换为具有新目的地的分组。同时，如果在步骤S16中标记比特“M”不具有值“1”，则步骤S22被执行以使得按照与步骤S14相同的方式来对下一 IP分组执行RTP头部分析。通过上述控制，可以从下一视频帧的开头执行切换。图7是用于说明图6的控制中的信号切换的示意图。假设具有视频帧#1、#2和 #3,并且每个视频帧被分组化为IP分组并被输入中继装置500。图7是基于N个CHU和N个CXU的系统来说明的。如下面的表1所示，切换表呈现了来自CHU的N个输入以及去往CXU的对应的N个输出。图7示出了通过改变目的地地址来切换目的地端口的示例，然而实施例不限于该示例。切换表中的源地址可被改变以使得源端口可被切换，如下面的表1和表3所示。同样，切换表中的目的地地址可被改变以使得源端口可被切换，如下面的表1和表2所示。(在该后一实施例中，CAMl和CAM2信号的目的地地址可被改变以使得CAMl和CAM2的源端口可被切换，这是因为该表仅指示了输入与输出的关系。因此，改变表中的目的地地址相当于改变对应的源地址，这意味着切换源端口)。这两个附加实施例可适用于具有N个CHU和一个CXU的系统，如图2和下面的表4所不。表1.示例切换表
权利要求
1.一种摄像机系统，包括多个摄像机装置，所述多个摄像机装置以分组化视频数据的形式输出各自的视频信号；以及中继装置，所述中继装置被耦合到所述多个摄像机装置以中继从所述多个摄像机装置接收的被选分组化视频数据， 其中，所述中继装置包括接收单元，所述接收单元接收来自所述多个摄像机装置的所述分组化视频数据； 控制单元，所述控制单元基于输入控制信号来确定来自所述多个摄像机装置中的特定的一个摄像机装置的被选分组化视频数据；以及切换单元，所述切换单元以帧为单位来选择并输出所述被选分组化视频数据。
2.如权利要求1所述的摄像机系统，其中，视频帧是由具有排头分组的视频数据的多个分组构成的，并且其中，所述切换单元从所述被选分组化视频数据的下一帧的排头分组开始进行选择并输出。
3.如权利要求2所述的摄像机系统，其中，视频数据的每个分组包括用于标识视频帧的末尾分组的标记比特。
4.如权利要求3所述的摄像机系统，其中，所述切换单元基于所述标记比特来确定所述被选分组化视频数据的下一帧的排头分组。
5.一种提供视频图像的方法，包括从多个摄像机装置生成分组化视频数据，并且输出所述分组化视频数据； 在中继装置处接收所述分组化视频数据；基于输入控制信号来确定来自所述多个摄像机装置中的特定的一个摄像机装置的被选分组化视频数据；以及基于输入控制信号来以帧为单位选择并输出所述被选分组化视频数据。
6.如权利要求5所述的方法，其中，视频帧是由具有排头分组的视频数据的多个分组构成的，并且其中，所述选择和输出从所述被选分组化视频数据的下一帧的排头分组开始。
7.如权利要求6所述的方法，其中，视频数据的每个分组包括用于标识视频帧的末尾分组的标记比特。
8.如权利要求7所述的方法，包括基于所述标记比特来确定所述被选分组化视频数据的下一帧的排头分组。
9.一种摄像机系统，包括多个摄像机装置，用于以分组化视频数据的形式输出各自的视频信号；以及中继装置，被耦合到所述多个摄像机装置以用于中继从所述多个摄像机装置接收的被选分组化视频数据，其中，所述中继装置包括接收装置，用于接收来自所述多个摄像机装置的所述分组化视频数据； 控制装置，用于基于输入控制信号来确定来自所述多个摄像机装置中的特定的一个摄像机装置的被选分组化视频数据；以及切换装置，所述切换装置以帧为单位来选择并输出所述被选分组化视频数据。
10.如权利要求9所述的摄像机系统，其中，视频帧是由具有排头分组的视频数据的多个分组构成的，并且其中，所述切换装置从所述被选分组化视频数据的下一帧的排头分组开始进行选择并输出。
11.如权利要求10所述的摄像机系统，其中，视频数据的每个分组包括用于标识视频帧的末尾分组的标记比特。
12.如权利要求11所述的摄像机系统，其中，所述切换装置基于所述标记比特来确定所述被选分组化视频数据的下一帧的排头分组。
13.一种用于选择从多个摄像机装置提供来的分组化视频数据的中继装置，包括 接收单元，所述接收单元接收来自所述多个摄像机装置的所述分组化视频数据；控制单元，所述控制单元基于输入控制信号来确定来自所述多个摄像机装置中的特定的一个摄像机装置的被选分组化视频数据；以及切换单元，所述切换单元以帧为单位来选择并输出所述被选分组化视频数据。
14.一种用于选择从多个摄像机装置提供来的分组化视频数据的方法，包括 在中继装置处接收所述分组化视频数据；基于输入控制信号来确定来自所述多个摄像机装置中的特定的一个摄像机装置的被选分组化视频数据；以及基于输入控制信号以帧为单位来从所述中继装置选择并输出所述被选分组化视频数据。
全文摘要
本发明公开了摄像机系统、视频选择装置和视频选择方法。一种摄像机系统包括以分组化格式输出各自的视频数据的多个摄像机装置。中继装置接收来自多个摄像机装置的分组化视频数据，并且以帧为单位来中继来自多个摄像机装置中的特定的一个摄像机装置的被选分组化视频数据。
文档编号H04N5/222GK102281391SQ201110158328
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年6月11日
发明者板仓英三郎 申请人:索尼公司