专利名称：相机系统、信号延迟量调整方法和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及相机系统、信号延迟量调整方法和程序。
背景技术：
例如，以下的专利文献1公开了能够通过其单元控制多个相机的相机控制装置。 专利文献1公开了这样的配置其中，经由相机线缆一对一地连接相机头单元(CHU)和相机控制单元(CCU)，以发送基准信号和视频信号。另外，以下的专利文献2公开了使用异步交换网络(异步传输网络)以在CHU和 CUU之间进行发送的方法。引用列表专利文献专利文献1 :09-238277号日本未审查专利申请公开专利文献2 =2004-304809号日本未审查专利申请公开
发明内容
当使用专利文献2中所述的异步传输网络进行视频传输时，对于每一 CHU和CCU 的每一组合，传输路径不同，因此，延迟量也不同。于是，需要通过调整定时对准每一C⑶中视频信号的到达定时。特别是，由于在异步传输网络上路由路径不固定，且路由路径随具体情况而变，所以难以调整视频信号的定时。而且，由于在异步传输网络的情况下相机系统的开发增加了灵活性，所以优选地可以灵活地接受切换诸如LAN线缆之类的异步传输线或者诸如交换集线器、路由器等的设备。在这样的情况下，调整视频信号的定时将很困难。另外，通过使用异步传输网络，在当前正在使用的路由路径上出现故障时，开发通过改变到不同的路由路径中而针对传输设备上的故障的冗余配置是有利的，然而，这也必须根据路由路径的改变灵活地调整视频信号的定时。而且，由于异步传输网络的带宽限制，所以假设可以在CHU中的视频压缩(编码) 之后进行传输，以在CCU中压缩(解码)所压缩的图像。在这一情况下，必须考虑由于编码和解码所造成的延迟，伴随用于调整定时的复杂处理。鉴于以上所述，希望提供新颖的与改进的相机系统、视频信号延迟量调整方法和程序，其能够在经由异步传输网络连接多个相机时容易地调整视频信号的定时。因此，提供用于调整一个或多个信号延迟的系统和方法。在一个实施例中，通过获得与各个相机单元和各个相机控制单元相关联的视频信号的延迟量来调整信号延迟，相机单元经由异步网络与相机控制单元的相应的一个耦合，并调整一个或多个延迟量。
图1为说明其中一对一地连接相机(CHU)和CXU的相机控制系统的框图。图2为说明了根据本发明实施例的使用异步传输网络的相机系统的示例的示意图。图3为更详细地说明图2中所示的系统的示意图。图4为详细说明用于调整延迟量的配置的示意图。图5为详细说明用于调整延迟量的配置的示意图。图6为说明其中除主相机之外的某一 CHU的延迟量Ts小于基准延迟时间Tb的情况的示意图。图7为说明其中除主相机之外的某一 CHU的延迟量Tl大于基准延迟时间Tb的情况的示意图。图8为说明根据本实施例的系统的过程的流程图。
具体实施例方式以下，将基准附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，以相同的附图标记表示具有基本相同功能与结构的结构要素，并且省略对这些结构要素的重复的解释。将按下列次序进行解释。1.技术基础2.根据本实施例的相机系统的配置示例3.根据本实施例的系统的过程1.技术基础图1为说明其中一对一地连接相机和CCU的相机控制系统的框图。该相机系统为用于电视台的工作室等中的相机系统，其中，经由相机线缆1100—对一地连接CHU 1200和 CCU 1300，并且发送基准信号和视频信号。相机系统在作为相机控制装置的多个CCU(相机控制单元)1300、经由相机线缆1100连接于每一 CXU 1300的多个CHU(相机头单元)1200 以及CXU 1300之间发送/接收诸如视频信号或者返回视频信号之类的信号，并且由视频交换器1400和标准信号生成器1500构成，其中，视频交换器1400用于输出与已选择的CHU 1200和CCU 1300对应的视频信号，标准信号生成器1500用于输出标准信号，该标准信号是用于在每一 CHU 1200和CXU 1300之间建立视频同步的基准。视频交换器1400根据输出切换从每一 CXU 1300接收的视频信号以输出。为了在视频切换时不使视频信号失真，必须同步每一视频信号，每一 CCU1300从CHU 1200接收已经与来自标准信号生成器1500的基准信号同步的视频信号。CCU 1300将来自标准信号生成器1500的基准信号发送到CHU 120，同时CHU 1200将与基准信号同步的视频信号发送到 CCU 1300。然而，尽管将视频信号与基准信号同步，然而由于诸如连接CHU 1200和CXU 1300 的相机线缆的传输延迟、CXU 1300中的处理延迟等的因素，到达视频交换器1400的实际的
5视频信号中会出现定时误差。因此，在视频交换器1400的输入阶段，对于CHU 1200中视频信号的传输定时进行精密调整，以使得可以匹配来自每一 CCU 1300的每一视频信号的定时。这确保了视频交换器1400中从CHU 1200所发送的视频信号的输入定时相同。可以通过CHU 1200(相机)的PLL(锁相环路)中的相位调节进行传输定时的调整。在相机侧通过PPL相位调节进行延迟调整实现以低成本和低能耗的视频信号的输入定时的调整，而不创建用于视频数据或者音频数据的定时调整的缓冲器。然而，在该方法中， 将允许从标准信号形式延迟的范围限制在视频信号的一个场中。当进行CCU 1300侧的延迟调整时，或者在一个场上进行延迟调整时，需要使用用于视频数据和音频数据的缓冲器的延迟调整。如以上所述的，图1描述了其中经由相机线缆一对一地连接CHU 1200和CXU 1300，并发送基准信号和视频信号的配置。在这一配置中，由于解决诸如相机线缆的传输延迟、CXU 1300中的处理延迟之类的因素，必须进行定时调整。另一方面，如先前所述的，存在使用异步传输网络用于CHU 1200和CXU 1300之间的传输的方法。在异步传输网络中， CHU 1200和CXU 1300中的每一个在同一传输网络上发送基准信号或者视频信号。在这一情况下，如先前所述的，由于路由路径不固定，且路由路径随具体情况而变，所以不能唯一地确定信号的定时调整量。因此，视频信号和音频信号的定时调整存在困难。鉴于以上的描述，本实施例旨在使用异步传输网络最优地调整相机系统中的信号定时。2.根据本实施例的相机系统的配置示例图2为说明根据实施例的使用异步传输网络的相机系统的示例的示意图。如图2 所示，相机系统100由多个CHU (相机单元)200、CXU (相机控制单元)300、视频交换器400 以及标准信号生成器500构成。经由异步传输网络600连接相机和(XU。注意，本实施例将Khernet (注册商标)作为异步传输网络600的范例，然而异步传输网络600并不局限于该示例。当使用异步传输网络进行视频传输时，由于对于每一 CHU 200和(XU300的每一组合，传输路径不同，所以延迟量也不同。在这一情况下，与其中一对一地连接CHU 200和CCU 300的图1中的配置相类似，也可以通过调整定时来对准每一 CXU 300中的视频信号的到达定时。然而，路由路径在异步传输网络600上不固定，且路由路径可能随具体情况而变。另外，考虑相机系统100的开发的增加的灵活性，所以需要可以灵活地接受切换诸如LAN线缆之类的异步传输线或者诸如交换集线器、路由器等的设备。在这样的情况下， 图1中所述的单独调整定时将难以处理。而且，通过使用异步传输网络600的情况，在当前正在使用的路由路径上出现故障时，开发通过改变到不同的路由路径而针对传输设备上的故障的冗余配置是有利的。在这样的情况下，也难以处理图1中所解释的单独调整定时。另外，由于异步传输网络的带宽限制，所以假设可以在CHU 200中的视频压缩(编码)之后进行传输，且在CXU 300中解压缩(解码)所压缩的图像。在这一情况下，必须考虑由于编码和解码所造成的延迟，毕竟，处理单独调整定时是困难的。出于上述原因，在异步传输网络600上配置的CHU-C⑶相机系统中希望能够灵活地应对相机系统100的配置改变的CHU-CXU的定时调整系统。图3为更详细地说明图2中所示的系统的示意图。图2将Ethernet (注册商标)作为异步传输网络的范例，然而异步传输网络并不局限于Khernet (注册商标)。异步传输网络600包括多个交换集线器610。例如，通过适当地设置IP地址，配置多个CHU 200 和多个CXU 300从而一对一地互相对应。而且，使用以上专利文献2中所描述的方法或者 IEEE1588的方法等将来自标准信号生成器500的基准信号从CXU 300发送到CHU 200。这使能CHU 200和CXU 300之间的传输延迟量的测量。图3所示的配置包括CNU (相机命令网络单元)700，以调整信号延迟量。CNU 700 具有调整信号延迟量的功能。如以下所述的，可以不具有CNU700，而将某一 CXU 300设置为主设备，以使得主设备的CXU 300调整延迟量。在图3所示的系统中，可以由诸如电路(硬件)的中央处理单元或CPU等以及用作中央处理单元的程序(软件)配置具有CXU 300和CNU 700的功能的结构元件800。在这种情况下，可以将程序存储在记录介质中，例如，记录介质可以是包括有诸如CXU 300等的结构元件的存储器，或者外部插入的存储器，等等。图4和图5为详细说明用于调整延迟量的配置的示意图。图4中所示的配置对应于图3中所示的配置，并且独立安装用于调整延迟量的CNU(相机命令网络单元)700。从 CCU 300向CNU 700通知相应的CHU 200和CCU 300之间的延迟量。CNU 700对延迟量进行鉴定，以确定最优延迟量。通过(XU300向CHU 200通知所确定的延迟量，且CHU 200相应地设立视频缓冲器，以对准到达每一 CXU 300的视频信号的定时。以下，将根据图8详细解释用于确定延迟量的具体方法。注意，此处，CNU 700用于鉴定，然而，也可以代替CNU 700将另一结构元件用作鉴定的装置。图5描述了其中任意CXU 300用作鉴定延迟量的主设备而不具有CNU700的配置。 如以上所述的，可以将某一 CCU 300配置为执行鉴定功能而不新安装额外的鉴定装置。作为确定延迟量的具体方法，存在一种用于调整视频缓冲器的方法，以使得关于其延迟最大的一对CHU 200和CCU 300，另一对CHU 200和CCU300的延迟量相同。而且，可以基于某一对CHU 200和为作为基准的主相机的CCU 300来对视频图像进行调整，以使得另一对CHU 200和CXU 300的延迟量变得相同。此处，如果基准延迟时间为Tb，则可能存在如下情况例如，当延迟量小于基准延迟时间Tb (在这一情况下假设延迟量为Ts)，或者当延迟量大于基准延迟时间Tb (在这一情况下，假设延迟时间为Tl)，取决于一对CHU 200和CXU 300。在本实施例中，关于CHU 200的基准延迟时间Tb，调整另一 CHU 200的延迟时间。 此时，如以下所述的，调整延迟时间以使得视频图像的各帧的开始时间互相匹配。首先，当延迟量小于基准延迟时间Tb时(延迟量=Ts)，CXU 300指令CHU 200对于时间Tb-Ts创建视频缓冲器，并且将到达CXU 300的视频图像的延迟量调整为等于Tb。图6示出了其中除主相机之外的某一 CHU 200的延迟量Ts小于基准延迟时间Tb 的情况。在这一情况下，如图6所示，主相机的视频信号(第一帧到第五帧及更多)从基准时间延迟了基准延迟时间Tb。另外，在延迟调整之前，除主相机(第一帧到第五帧及更多)之外的任意相机的视频信号从基准时间延迟了 Ts (Tb > Ts)。在这一情况下，对于时间 Tb-Ts创建视频缓冲器。因此，如在图6的底部所示的调整之后的延迟量的图中所示，主相机的视频信号的延迟量变得与除主相机之外的任意相机的延迟量调整之后的视频信号的延迟量一致，而且每一个帧的开始时间互相匹配。因此，可以完全避免由视频交换器切换信号时视频图像的失真。另外，图7示出了其中除主相机之外的某一 CHU的延迟量Tl大于基准延迟时间Tb 的情况。在这一情况下，如图7中所示，主相机的视频信号(第一帧到第五帧及更多)从基准时间延迟了基准延迟时间Tb。而且，在延迟调整之前，除主相机之外的任意相机的视频信号(第一帧到第五帧及更多)从基准时间延迟了 Ticri > Tb)。在这一情况下，对于时间 (Tb+n*Tfr)-Tl创建视频缓冲器。此处，Tfr为一帧的时间，将η为定义为(Tb+n*Tfr)-Tl。 在图7中，设置η = 1。因此，如在图7的底部所示的调整之后的延迟量的图中所示，尽管将主相机的视频信号的某一帧从除主相机之外的某一相机的视频信号的相应的帧移位了一个帧，但是每一帧的开始时间互相匹配。因此，可以完全避免由视频交换器切换信号时视频图像的失真。注意，在图7中，由于除主相机之外的相机的第一帧的开始时间比主相机的第二帧的开始时间更早，所以假设η = 1，然而，如果除主相机之外的相机的第一帧的开始时间比主相机的第二帧的开始时间晚，并且比主相机的第三帧的开始时间早，则假设η = 2。 因此，尽管将主相机的视频信号的某一帧从除主相机之外的某一相机的视频信号的相应的帧移位了两个帧，但每一帧的开始时间互相匹配，因此可以避免视频图像的失真。如以上所述的，如果延迟量(Tl)大于基准延迟时间Tb，则CXU 300指令CHU 200 对于时间(Tb+n*Tfr)-Tl创建视频缓冲器，并且进行调整以使得到达CXU 300的视频的延迟量从基准延迟Tb延迟了 η个帧。另外，关于从作为CHU 200和CCU 300的基准的CHU 200和CCU 300对延迟了 η个帧的CHU 200、CXU 300、CNU 700或者视频交换器400等，存在显示将一对CHU 200和CXU 300延迟η个帧的功能。3.根据本实施例的系统的过程图8为说明根据本实施例的系统的过程的流程图。从激活系统电源或者重新设置系统到确定视频缓冲器的处理流程解释如下。此处，如图3和图4所示，将解释其中将CNU 700设置为用于鉴定的情况。首先，在步骤SlO中，进行系统的激活或者重新设置系统。当对异步传输网络600 的配置(例如，交换集线器610等的数目)进行改变时、当对CHU200的数目进行改变时，等等，通过系统重新设置对整个系统进行校准。在接下来的步骤S12中，在每一 CHU 200和CXU 300之间建立同步。在接下来的步骤S14中，对于每一对相应的CHU 200和CXU 300测量延迟时间。可以使用上述专利文献2中所描述的方法、ΙΕΕΕ1588的方法等，与步骤S12中的建立同步一起测量延迟时间。具体地说，通过将每一 CXU 300中获得的视频信号的定时与标准信号生成器500中所生成的基准脉冲进行比较来测量延迟时间。在接下来的步骤S16 中，每一 CXU 300将延迟时间通知CNU 700。在接下来的步骤S18中，CNU 700选择已经从与已预先作为主相机设立的CHU 200对应的CXU 300通知的延迟时间Tb。在接下来的步骤S20中，关于从与除主相机之外的每一 CHU 200对应的每一 CXU 300通知的延迟时间是否大于步骤S18中所选择的延迟时间Tb进行确定。如果从与除主相机之外的每一 CHU 200对应的每一 CXU 300通知的延迟时间大于步骤S20中的延迟时间Tb，则前进至步骤S22。此时，假设从与除主相机之外的每一 CHU 200对应的每一 CXU 300通知的延迟时间为Tl。在步骤S22中，CNU 700计算时间 (Tb+n*Tfr) -Tl，并且将所计算的时间通知CCU 300。此处，将时间CTb+n*Tfr) -Tl通知其延迟时间大于延迟时间Tb的每一 CXU 300。接下来，在步骤S26中，将计算相应于时间(Tb+n*Tfr)_Tl的视频缓冲器大小。在接下来的步骤S28中，将步骤S26中所计算的视频缓冲器大小发送到相应的CHU 200。因此，CHU 200基于所指示的缓冲器大小创建用于累积存视频信号的存储器中的缓冲器，并调整信号定时。接下来，如图7中所解释的，将其延迟时间为Tl的CXU 300的延迟量调整为从主相机延迟了 η个帧的状态。在步骤幻8之后，处理结束。另外，在步骤S24中，将在CCU 300、CNU 700、CHU 200、视频交换器400等中显示存在η个帧的延迟的信息。此时，将存在η个帧的延迟的信息从CNU 700发送到CXU 300、 CHU 200和视频交换器400。然后，CXU 300、CHU 200和视频交换器400基于已经发送的信
息进行显示。而且，在步骤S20中，如果延迟时间小于在步骤S18中已经计算的延迟时间Tb，则前进至步骤S30。在步骤S30中，计算时间Tb-Ts以通知CXU 300。此处，将时间Tb-I1s通知其延迟时间小于延迟时间iTb的每一 CXU 300。在接下来的步骤S32中，每一 CXU 300计算对应于时间iTb-iTs的视频缓冲器大小。在接下来的步骤S34中，每一 CCU 300将步骤S32 中所计算的缓冲器大小指令给每一 CHU 200。CHU 200基于缓冲器大小调整信号的定时。 在步骤S32之后，处理结束。接下来，CHU 200基于所指示的缓冲器大小在用于累积视频信号的存储器中创建缓冲器，并且调整信号的定时。如图6中所解释的，这可以使其延迟时间已经为Ts的CXU 300的延迟量调整为与主相机的基准延迟时间Tb相匹配。在步骤SIM之后，处理结束。注意，在上述解释中，在CHU 200中创建调整延迟量的视频缓冲器，然而，也可以在CXU 300中创建视频缓冲器。另外，当在CHU 200中调整延迟时，也可以不通过缓冲器， 而通过PLL相位调节配置延迟量。而且，也可以既使用缓冲器，也使用PLL相位调节实现调整延迟。如以上所述的，根据本实施例，可以通过使用异步传输网络确保来自系统中每一 CHU 200的信号同步，从而可以使传输路径简单、成本降低、以及开发具有较少的布线的复杂相机系统。因此，当切换已经在每一 CHU 200中成像的视频图像时，可以完全避免视频信号或者音频信号的失真。另外，使用异步传输网络增加了改变相机网络的灵活性，且采用总线布线提高了布线的灵活性，从而增强了切换相机和CCU的灵活性。而且，通过改变目的地地址(IP地址)，可以容易地切换相机(CHU 200)和CXU 300。以上已经参考附图详细地解释了本发明的优选实施例，然而本发明并不局限于这一示例。本技术技术人员将理解可以依据设计要求和其它因素，进行多方面的修改、组合、 部分组合以及变更，只要这些修改、组合、部分组合和变更处于所附权利要求或者其等效物的范围内即可。
权利要求
1.一种调整一个或多个信号延迟的方法，包括获得与各个相机单元和各个相机控制单元相关的视频信号的延迟量，所述相机单元经由异步网络耦合到相机控制单元中相应的相机控制单元；以及调整一个或多个延迟量。
2.根据权利要求1中所述的方法，其中，延迟量之一选择为基准延迟量，并根据基准延迟量调整其它延迟量。
3.根据权利要求2中所述的方法，其中，其它延迟量调整为与所述基准延迟量相同、或者与所述基准延迟量加上η个帧周期相同，η为大于或者等于1的正整数。
4.根据权利要求3中所述的方法，还包括对于每一其它延迟量，确定延迟量是否大于基准延迟量；当延迟量小于基准延迟量时，调整延迟量为与基准延迟量相同；以及当延迟量大于基准延迟量时，调整延迟量为与基准延迟量加上η个帧周期相同，η为大于或者等于1的正整数。
5.根据权利要求2中所述的方法，其中，调整一个或多个其它延迟量的步骤包括对于每一其它延迟量，确定最优延迟，并根据最优延迟设立视频缓冲器。
6.根据权利要求5中所述的方法，其中，由相应的相机控制单元执行确定最优延迟。
7.根据权利要求5中所述的方法，其中，由相机命令网络单元执行确定最优延迟。
8.根据权利要求5中所述的方法，其中，由相应的相机单元执行设立视频缓冲器。
9.一种相机系统，包括多个相机单元；以及多个相机控制单元，经由异步网络耦合于相机单元中相应的相机单元，所述系统可操作以获得与各个相机单元和各个相机控制单元相关的视频信号的延迟量并调整一个或多个延迟量。
10.根据权利要求9中所述的系统，其中，延迟量之一选择为基准延迟量，并根据所述基准延迟量调整其它延迟量。
11.根据权利要求10中所述的系统，其中，其它延迟量调整为与所述基准延迟量相同、 或者与所述基准延迟量加上η个帧周期相同，η为大于或者等于1的正整数。
12.根据权利要求11中所述的系统，其中，对于每一其它延迟量，确定延迟量是否大于基准延迟量，当延迟量小于基准延迟量时，延迟量调整为与基准延迟量相同，以及当延迟量大于基准延迟量时，延迟量调整为与基准延迟量加上η个帧周期相同，η为大于或者等于1 的正整数。
13.根据权利要求10中所述的系统，其中，调整一个或多个其它延迟量包括对于每一其它延迟量，确定最优延迟，并根据最优延迟设立视频缓冲器。
14.根据权利要求13中所述的系统，其中，由相应的相机控制单元执行确定最优延迟。
15.根据权利要求13中所述的系统，进一步包括相机命令网络单元，且其中，由所述相机命令网络单元执行确定最优延迟。
16.根据权利要求12中所述的系统，其中，由相应的相机单元执行设立视频缓冲器。
17.一种相机控制单元，经由异步网络耦合于相机单元，且可操作以获得与相机控制单元和相机单元相关的视频信号的延迟量并根据基准延迟量调整延迟量。
18.根据权利要求17中所述的相机控制单元，其中，延迟量调整为与基准延迟量相同、 或者与基准延迟量加上η个帧周期相同，η为大于或者等于1的正整数。
19.根据权利要求18中所述的相机控制单元，其中，关于延迟量是否大于基准延迟量进行确定，以及当延迟量小于基准延迟量时，延迟量调整为与基准延迟量相同，且当延迟量大于基准延迟量时，延迟量调整为与基准延迟量加上η个帧周期相同，η为大于或者等于1 的正整数。
20.根据权利要求17中所述的相机控制单元，其中，所述延迟量的调整包括确定最优延迟，并根据最优延迟设立视频缓冲器。
21.根据权利要求20中所述的相机控制单元，其中，所述相机控制单元确定最优延迟。
22.根据权利要求20中所述的相机控制单元，其中，所述相机控制单元设立视频缓冲器ο
全文摘要
调整一个或多个信号延迟的系统与方法。通过获得与各个相机单元和各个相机控制单元相关的视频信号的延迟量来调整信号延迟，相机单元经由异步传输网络耦合于相机控制单元中相应的相机控制单元，并调整一个或多个延迟量。
文档编号H04N5/225GK102439964SQ20118000216
公开日2012年5月2日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年3月31日
发明者宗像保, 村山秀明, 板仓英三郎, 椿聪史, 高桥宏彰 申请人:索尼公司