データ取り込み装置
【課題】即時処理が必要な制御命令に対して即時性をもって応答することが可能なデータ取り込み装置を提供する。
【解決手段】映像が含まれる信号を取り込む映像信号取り込みボードと、映像取り込みボードにより取り込まれた信号のデータに対して所定の処理を施して配信（出力）する映像データ取り込みアプリケーション２と、を備えた映像信号データ取り込み装置において、更に、取り込みアプリケーション２が動作する機器ＯＳとは別のＲＴＯＳ５１に、前記データ処理アプリケーションから分離された一部の処理を所定時間内で実行するＲＴＯＳアプリケーション５を設け、ＲＴＯＳアプリケーション５が、外部のコントローラから入力された制御命令を解析し、前記一部の処理のみを実行する制御命令である場合には、自アプリケーションで実行してその結果を外部のコントローラへ応答として返す。
【解決手段】映像が含まれる信号を取り込む映像信号取り込みボードと、映像取り込みボードにより取り込まれた信号のデータに対して所定の処理を施して配信（出力）する映像データ取り込みアプリケーション２と、を備えた映像信号データ取り込み装置において、更に、取り込みアプリケーション２が動作する機器ＯＳとは別のＲＴＯＳ５１に、前記データ処理アプリケーションから分離された一部の処理を所定時間内で実行するＲＴＯＳアプリケーション５を設け、ＲＴＯＳアプリケーション５が、外部のコントローラから入力された制御命令を解析し、前記一部の処理のみを実行する制御命令である場合には、自アプリケーションで実行してその結果を外部のコントローラへ応答として返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号とこれに付随するデータを取り込むデータ取り込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータの性能の向上に伴い、ハードディスクに格納した映像データをコンピュータで編集する製品が各社より発表されている。このような用途のためには、従来から使用されてきたアナログ若しくはデジタルの映像信号について、コンピュータで取り込んで扱うことが可能な電子データ形式に映像データを変換する必要がある。例えば、アナログであればＮＴＳＣ信号と呼称される映像信号形式があり、デジタルであればＨＤ−ＳＤＩ信号（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｓｅｒｉａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼称される映像信号形式がある。
【０００３】
また、映像信号と一般に呼ばれる信号については、映像以外に音声やタイムコード（ＴＣ）、各種のユーザデータが映像データに重畳される場合や、若しくは同時に別のインタフェースを併用して運用される場合がある。
本明細書では、「映像信号」という語を、このような音声やＴＣなど各種のデータが含まれた信号という意味で説明に用いる。一方、本明細書では、映像単体を示す場合には、「映像」という語若しくは「映像データ」という語を用いる。
【０００４】
従来の運用をふまえて、どのように映像信号が扱われるかについて説明する。
デジタル放送システム系の例であれば、映像信号はＨＤ−ＳＤＩであり音声が重畳されている。また、ＴＣについては、システム間で同じ時刻に合わせる必要から、ＨＤ−ＳＤＩとは別にＴＣ用の時刻信号入力を用意して全てのシステム機器に分配する。映像信号入力と時刻信号入力をコンピュータで取り込むには、コンピュータに専用のハードウェアを搭載する必要があり、一般にキャプチャボードと呼ばれる種類の映像信号取り込みボードが用いられる。
【０００５】
また、映像データは、音声データに比べて、そのままではデータ量が多く、ハードディスクに格納するには不向きであるので、画像圧縮技術を併用して映像データ量の削減を行うことが一般的に行われる。画像圧縮処理により１／１０以下のデータ量に削減可能であるが、画質を劣化させないようデータ量を削減しようとするほど処理時間がかかるトレードオフの面もある。ＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）画像のようなデータ処理量が多い画像に対しては、専用ＬＳＩなどのハードウェアにより圧縮するアプローチを取ることが多い。よって、キャプチャボードに画像圧縮ＬＳＩを搭載することが多い。音声データは編集のしやすさから非圧縮のままで扱う運用もある。
【０００６】
図１には、従来の映像信号データ取り込み装置の構成例を示してある。
本例の映像信号データ取り込み装置の構成は、大きく分けて、映像信号取り込みボード１と、映像データ取り込みアプリケーション２、ＲＴＯＳアプリケーション３の３つから成る。
【０００７】
映像信号取り込みボード１の内部構成は、同期信号検出部１１、映像信号分離部１２、同期信号検出部１３、タイミング制御部１４、フレーム番号発生部１５、フレーム番号多重部１６、フレーム番号多重部１７、フレーム番号多重部１８、映像変換処理部１９から成り、これらはハードウェアロジックで構成することができる。
映像データ取り込みアプリケーション２の内部構成は、デバイスドライバ２２、状態遷移制御部２３、フレーム番号比較部２４、格納データ配信部２５から成る。映像データ取り込みアプリケーション２は、機器を構成するいくつかのソフトウェアのうちの１アプリケーションであり、機器ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：コンピュータの基本ソフト）２１の管理下におかれている。デバイスドライバ２２は、映像信号取り込みボード１との間に介在するように設けられている。
ＲＴＯＳアプリケーション３の内部構成は、制御命令解析部３２、フレーム番号取得部３３から成る。ＲＴＯＳアプリケーション３は、リアルタイムＯＳ（ＲＴＯＳ）３１の管理下におかれている。
【０００８】
本例では、映像データ取り込みアプリケーション２は、機器ＯＳ２１の管理下で動作する。また、機器ＯＳ２１とは別にＲＴＯＳ３１が設けられており、ＲＴＯＳ３１の管理下で動作するＲＴＯＳアプリケーション３の中に、外部からの制御命令入力を解析する制御命令解析部３２が含まれている。ＲＴＯＳ３１は、リアルタイム処理を特徴とするＯＳであり、保証された応答速度で動作する。ＲＴＯＳ３１には、一例として、株式会社マイクロネットが販売しているＩＮｔｉｍｅ（商標）を利用できる。一般に、ＲＴＯＳで動作するアプリケーションはリアルタイム処理特有のインタフェースが必要であり、従来の機器ＯＳで動作するアプリケーションはそのままＲＴＯＳ上では使用できない。
【０００９】
映像信号取り込みボード１の動作を説明する。
映像信号は、外部から映像信号入力１０１として同期信号検出部１１に入力する。
同期信号検出部１１は、入力された映像信号の内容を解析し、映像データと、音声データや各種データが重畳されている場合にはそれらのデータの位置を探しだし、映像データや音声データなどをデジタル映像信号１０３（デジタルデータ）として映像信号分離部１２へ出力する。
映像信号分離部１２は、入力されたデジタル映像信号１０３から映像データ１０４と音声データ（例えば、音声以外のデータが含まれてもよい）１０５を分離し、映像データ１０４はフレーム番号多重部１６へ出力し、音声データ１０５はフレーム番号多重部１７へ出力する。
【００１０】
時刻信号は、外部から時刻信号入力１０２として同期信号検出部１３に入力する。
同期信号検出部１３は、入力された時刻信号の内容を解析し、デジタル時刻データ１０６としてＴＣをデジタル化してフレーム番号多重部１８へ出力する。
【００１１】
また、同期信号検出部１１は、映像のフレームの区切りを検出すると、同期信号検出信号１０７をタイミング制御部１４へ出力する。
タイミング制御部１４は、入力された同期信号検出信号１０７から映像のフレームの変化点を管理する。
【００１２】
タイミング制御部１４は、フレームの区切りでタイミング信号１０８をフレーム番号発生部１５へ出力する。
フレーム番号発生部１５は、この入力信号（タイミング信号１０８）によりフレーム単位に１ずつ値を更新したフレーム番号１０９を、３つのフレーム番号多重部（フレーム番号多重部１６、フレーム番号多重部１７、フレーム番号多重部１８）へ出力する。よって、３つのフレーム番号多重部１６〜１８には、映像信号のフレームの区切り毎に１ずつ更新された値が入力される。
【００１３】
３つのフレーム番号多重部１６、１７、１８は、それぞれ、入力されたデータ（それぞれ、映像データ１０４、音声データ１０５、デジタル時刻データ１０６）と、フレーム番号１０９との対応付けを行って、各々の後段へ出力する。具体的には、フレーム番号多重部１６は映像変換処理部１９及びデバイスドライバ２２へ出力し、フレーム番号多重部１７はデバイスドライバ２２へ出力し、フレーム番号多重部１８はデバイスドライバ２２及びフレーム番号取得部３３（フレーム番号取得部３３については、例えば、ＲＴＯＳ３１からアクセスがあった場合）へ出力する。ここで、実際には、メモリ上の隣り合った位置にデータとフレーム番号を格納するなどの対応付け手法が考えられる。このようなフレーム番号多重部１６〜１８での対応付けにより、これ以降の処理部では、各データ毎の時間位相が異なっても、どの時点での入力データであったかを把握することが可能になり、同期処理を行うことができるようになる。
【００１４】
フレーム番号多重部１６でフレーム番号１０９と対応づけられた映像データ１０４は、映像変換処理部１９に入力される。
映像変換処理部１９は、入力された映像データに対して所定の処理を実行して、その結果をデバイスドライバ２２へ出力する。この所定の処理としては、画像圧縮処理の実行や画像サイズの変更など、用途により様々な処理が考えられる。どのような処理が行われるかで異なるが、画像圧縮処理であれば、処理時間に１フレーム時間やそれ以上の時間を費やすことがあり、音声データ１０５や、デジタル時刻データ１０６と比べて、映像データの時間位相は遅れて出力されることになる。
【００１５】
また、フレーム番号多重部１６の出力から映像変換処理部１９を介さないデータの経路も用意されている。本例では、画像圧縮処理や画像サイズ変更処理などが不要である場合に、この経路を通り後段（デバイスドライバ２２）へ出力される。いずれの経路のデータを使用するかについては、後段のデバイスドライバ２２が判断する。
このように、映像、音声、ＴＣの各データは、後段のデバイスドライバ２２に入力される。
【００１６】
また、本例では、映像信号取り込みボード１は、デバイスドライバ２２以外が使用するインタフェースとして、フレーム番号付き時刻信号１１０を取得する入出力インタフェース（以下、専用ポートと言う）を個別に設けている。この専用ポートは、デバイスドライバ２２がデータを取り込むのに使用していたのとは別の入出力インタフェースになっている。よって、デバイスドライバ２２の動作とは独立してフレーム番号付き時刻信号１１０を取得することができる。この専用ポートは、ＲＴＯＳ３１が専用でアクセスする。
【００１７】
映像データ取り込みアプリケーション２の動作を説明する。
状態遷移制御部２３の動作のきっかけは、ＲＴＯＳアプリケーション３側から制御命令１２５が入力されることであり、これにより、状態遷移制御部２３とデバイスドライバ２２との映像取り込みボード制御信号１２３のやりとりが始まる。
例えば、制御命令１２５が「映像収録開始」という命令であった場合などが該当する。映像取り込みボード制御信号１２３により、映像信号取り込みボード１からデバイスドライバ２２を経由して、映像データ、音声データ、ＴＣがボード読み出しデータ１２１として、フレーム番号比較部２４に入力される。
【００１８】
フレーム番号比較部２４は、入力された映像データ、音声データ、ＴＣの各データに付加されたフレーム番号を比較し、同じフレーム番号のデータは同じ時刻に入力されたデータであると判断する。これにより、３つのデータの同期をとることが可能になる。フレーム番号比較部２４は、３つのデータ（及び、例えば、３つのデータのフレーム番号の比較結果の情報）を格納データ１２２として格納データ配信部２５へ出力する。
なお、フレーム番号比較部２４は、各フレーム番号と比較フレーム番号１３３との比較も行うが、その内容については後述する。
【００１９】
格納データ配信部２５は、入力された映像データ、音声データ、ＴＣをシステムの用途に合わせたデータフォーマットに変換する。例えば、多重化して１本のデータ列に並び替える場合や、映像、音声が独立したデータのままである場合など、色々なフォーマットの種類が考えられる。
【００２０】
また、格納データ配信部２５には、例えば、３つのデータの同期をとるため、メモリが搭載されてもよい。このメモリの容量は、各データにどの程度の位相差が発生するかによるため、システムによって異なるが、位相差を吸収できるだけのメモリ容量が必要になる。
格納データ配信部２５は、フォーマット変換したデータを、格納データ出力１２６として、外部の例えばハードディスクやネットワークなどに配信（送信）する。この格納データ配信部２５の配信制御は、例えば、状態遷移制御部２３から格納データ配信部２５へ出力される格納データ配信制御信号１２４を使用して制御される。
なお、状態遷移制御部２３からフレーム番号比較部２４を制御する（例えば、制御命令１２５に応じた制御を行う）ことも可能である。
【００２１】
ＲＴＯＳアプリケーション３の動作を説明する。
外部のコントローラから入力される制御命令入力１３１は、業務用ＶＴＲ等の映像機器の制御に用いられるプロトコル（例えばＰ２プロトコルと呼ばれる）に従った数十種類以上の命令であり、例えば、ＲＳ−４２２インタフェースにより制御命令解析部３２に入力される。
制御命令解析部３２は、制御命令入力１３１により、その命令を解析して、その解析結果を制御命令１２５として、通信中継部４を介して、映像データ取り込みアプリケーション２内の状態遷移制御部２３へ出力する。
また、制御命令解析部３２は、命令の内容により、フレーム番号取得命令１３２をフレーム番号取得部３３へ出力する。例えば、入力される映像信号のフレーム番号と同期した処理が必要になった場合に、このフレーム番号取得命令１３２が発行される。
【００２２】
フレーム番号取得部３３は、フレーム番号取得命令１３２の入力により、映像信号取り込みボード１のフレーム番号多重部１８からフレーム番号付き時刻信号１１０を取得する。このフレーム番号を取得する処理は、全てＲＴＯＳ３１上で動作するので、応答時間が保証された即時応答のリアルタイム処理である。そして、フレーム番号取得部３３は、取り込んだフレーム番号を比較フレーム番号１３３として、通信中継部４を介して、映像データ取り込みアプリケーション２内のフレーム番号比較部２４へ出力する。
【００２３】
映像データ取り込みアプリケーション２のフレーム番号比較部２４の説明に戻る。
フレーム番号比較部２４には、フレーム番号取得部３３からの比較フレーム番号１３３が入力される。
フレーム番号比較部２４は、入力されたボード読み出しデータ１２１に含まれるフレーム番号と、入力された比較フレーム番号１３３とを比較して、これらの値が一致した時に、格納データ配信部２５へ格納データ１２２の出力開始や停止などの制御を行う。この制御により、ボード読み出しデータ１２１と比較フレーム番号１３３とを同期させることが可能になる。
【００２４】
比較フレーム番号１３３の値は、制御命令入力１３１が入って映像信号取り込みボード１からリアルタイムに取得したフレーム番号である。よって、ボード読み出しデータ１２１と制御命令入力１３１とを同期させたのと同じ効果を得られる。この場合、出力の開始や停止をする対象の映像信号のフレーム番号位置がフレーム精度で正しければよく、格納データ出力１２６の開始や停止のタイミングが遅延を持って始まっても問題は無い。
【００２５】
ここで、制御命令には、装置の状態を取得する命令のような、応答を返すことが必要な命令がある。本例の構成の場合、応答を返す命令か否かを判断するのは状態遷移制御部２３である。制御命令１２５の命令が応答を返す命令の場合、状態遷移制御部２３は、その応答を制御応答出力１３４として、ＲＴＯＳアプリケーション３を経由して外部に出力する。制御応答出力１３４がＲＴＯＳアプリケーション３を経由するのは、一般的な制御装置においては、制御命令入力１３１と制御応答出力１３４が同じ信号媒体を使った双方向通信であるからである。信号媒体としては、例えば、ＲＳ−４２２規格の通信ケーブルなどがある。
【００２６】
映像データ取り込みアプリケーション２と、ＲＴＯＳアプリケーション３は、通信中継部４を介在して、制御命令１２５や比較フレーム番号１３３や制御応答出力１３４の通信を行う。通信中継部４は、例えば、機器ＯＳ２１とＲＴＯＳ３１から共にアクセスが可能な共有メモリで構成することが出来る。
以上の構成により、制御命令入力１３１が入力されたタイミングで、映像信号取り込みボード１からリアルタイムにフレーム番号を取得することができ、そのフレーム番号を機器ＯＳ２１上で処理することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２０００−２２７８５９号公報
【特許文献２】特開２０００−２３１７７７号公報
【特許文献３】特開２０００−２５３３４９号公報
【特許文献４】特開２００４−９４８３５号公報
【特許文献５】特開平９−１３９９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
映像信号データ取り込み装置を外部から制御するコントローラがある。このような外部のコントローラには、ＴＣを取り込む機能がない。ＴＣは映像信号の取り込み開始タイミングを知るために使用するので、取り込み開始タイミングを制御するコントローラにとって、現在のＴＣを把握することは重要である。そこで、映像信号データ取り込み装置が取り込んでいるＴＣをコントローラに通知する手段が設けられる。映像信号データ取り込み装置は、コントローラからの問い合わせに対して、ＴＣが更新される前にＴＣの値を応答として通知する必要がある。
【００２９】
しかしながら、上記の例において、制御命令に対して応答を返す処理を行う状態遷移制御部２３は機器ＯＳ２１上で動作しているが、機器ＯＳ２１ではリアルタイム処理が保証されない。このため、例えば、映像１フレームの期間に相当する時間だけ経過（遅延）して応答を返す場合があり得る。これにより、コントローラが取得したＴＣに１フレーム若しくはそれ以上の誤差が生じ得るため、映像信号の取り込みタイミングを１フレームの精度で保証できなくなる。
【００３０】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて為されたものであり、即時処理が必要な制御命令に対して即時性をもって応答することが可能なデータ取り込み装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するために、本発明では、データ取り込み装置を以下のように構成した。
すなわち、映像が含まれる信号を取り込む信号取り込みハードウェアと、前記信号取り込みハードウェアにより取り込まれた信号のデータに対して所定の処理を施して出力するデータ処理アプリケーションと、を備えたデータ取り込み装置において、更に、前記データ処理アプリケーションが動作するオペレーティングシステムとは別のオペレーティングシステムに、前記データ処理アプリケーションから分離された一部の処理を所定時間内で実行する補助アプリケーションを設け、前記補助アプリケーションが、外部の装置から入力された制御命令を解析し、前記一部の処理のみを実行する制御命令である場合には、自アプリケーションで実行してその結果を前記外部の装置へ応答として返すようにした。
【００３２】
従って、データ処理アプリケーションが動作するＯＳ（オペレーティングシステム）の負荷に関わらず、別のＯＳ上で動作する補助アプリケーションにより一部の処理の実行を所定時間内で終えることができるため、即時処理が必要な制御命令に関する処理を補助アプリケーション側に分離させておくことで、当該制御命令に対して即時性をもって応答することが可能になる。
【００３３】
ここで、データ処理アプリケーションが動作するＯＳ、及び、補助アプリケーションが動作するＯＳとしては、種々のＯＳを用いることができる。例えば、補助アプリケーションが動作するＯＳとして、保証された応答速度で動作するリアルタイムＯＳが用いられ、データ処理アプリケーションが動作するＯＳとして、他のＯＳ（汎用ＯＳなどの非リアルタイムＯＳ）が用いられる。
また、補助アプリケーションに分離する一部の処理としては、主に、即時処理が必要な制御命令に関する処理が挙げられる。
【００３４】
また、本発明では、一構成例として、データ取り込み装置を以下のようにした。
すなわち、前記信号取り込みハードウェアは、前記映像が含まれる信号から時刻のデータを抽出する機能を有し、前記補助アプリケーションは、時刻のデータを前記信号取り込みハードウェアから取得する処理を前記一部の処理として有し、時刻のデータを要求する制御命令が前記外部の装置から入力された場合に、前記信号取り込みハードウェアから時刻のデータを取得して前記外部の装置へ応答として返すようにした。
従って、時刻のデータを要求する制御命令に対して、即時性をもって時刻のデータを返すことが可能になる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、即時処理が必要な制御命令に対して即時性をもって応答することが可能なデータ取り込み装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来の映像信号データ取り込み装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る映像信号データ取り込み装置におけるＲＴＯＳアプリケーション部分の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図２には、本発明の一実施形態に係る映像信号データ取り込み装置におけるＲＴＯＳアプリケーション部分の構成例を示してある。
以下では、主に、従来の映像信号データ取り込み装置（図１参照）との差分について、構成と動作を説明する。映像データ取り込みアプリケーション２は従来と変わらず、その構成要素として含まれるフレーム番号比較部２４と状態遷移制御部２３も変わらない。
【００３８】
ＲＴＯＳアプリケーション５は、制御命令解析部５２、フレーム番号取得部５３、簡易状態遷移制御部５４、制御応答多重部５５から構成される。ＲＴＯＳアプリケーション５は、リアルタイムＯＳ（ＲＴＯＳ）５１の管理下におかれている。
本例のＲＴＯＳアプリケーション５は、従来のＲＴＯＳアプリケーション３と比べて、映像データ取り込みアプリケーション２（及び通信中継部４）との間に簡易状態遷移制御部５４と制御応答多重部５５を新規に追加した構成と成っており、制御命令解析部５２とフレーム番号取得部５３については従来の制御命令解析部３２とフレーム番号取得部３３と同様な構成及び動作である。
【００３９】
制御命令解析部５２は、制御命令入力１３１により、その命令を解析して、その解析結果を制御命令１２５として、簡易状態遷移制御部５４へ出力する。
簡易状態遷移制御部５４は、制御命令解析部５２から入力された制御命令１２５を解析し、即応性が必要な制御命令だけをピックアップ（抽出）する。簡易状態遷移制御部５４は、当該抽出した即応性が必要な制御命令を自己で実行し、その結果を制御応答多重部５５へ制御応答１５２として出力する。
【００４０】
また、簡易状態遷移制御部５４は、残りの制御命令（即応性が必要な制御命令以外の制御命令）については、制御命令１５１として、通信中継部４を介して、映像データ取り込みアプリケーション２内の状態遷移制御部２３へ出力する。
映像データ取り込みアプリケーション２内の状態遷移制御部２３は、制御命令１５１を実行すると、その結果を制御応答１５３として、通信中継部４を介して、ＲＴＯＳアプリケーション５内の制御応答多重部５５へ出力する。
【００４１】
ここで、簡易状態遷移制御部５４において抽出する制御命令の具体的な例としては、フレーム番号取得部５３からＴＣを取り込み、外部のコントローラに制御応答として１フレーム期間内に即時応答するような制御命令が挙げられる。なお、ほとんどの制御命令は映像データ取り込みアプリケーション２にある状態遷移制御部２３に送られる。例外は、上記の例（取り込んだＴＣをコントローラに送り返す制御命令）のように、映像データ取り込みアプリケーション２が処理を必要としない制御命令に限られる。
また、即応性が必要な制御命令を抽出する処理は、種々の手法により実現することができ、例えば、このような制御命令のリストをＲＴＯＳアプリケーション５内に保持し、当該リストに合致する制御命令を特定して抽出することにより実現される。
【００４２】
制御応答多重部５５は、簡易状態遷移制御部５４が出力する制御応答１５２と、状態遷移制御部２３が出力する制御応答１５３を１つにまとめて制御応答出力１３４として、コントローラなどの外部機器に出力する。本例では、簡易状態遷移制御部５４から制御応答１５２が入力された場合には、これを制御応答出力１３４として出力し、状態遷移制御部２３から制御応答１５３が入力された場合には、これを制御応答出力１３４として出力する。
【００４３】
一例として、ＴＣを要求する制御命令の実行について説明する。
本例のＲＴＯＳアプリケーション５では、フレーム番号取得部５３に入力するフレーム番号付き時刻信号１１０を、簡易状態遷移制御部５４にも入力するようにしている。これにより、簡易状態遷移制御部５４は、制御命令１２５がＴＣ応答を要求するものである場合に、制御応答１５２として、フレーム番号付き時刻信号１１０から抽出したＴＣを制御応答多重部５５に出力することが出来る。
【００４４】
このように、本例の映像信号データ取り込み装置では、機器ＯＳ２１上で動作している状態遷移制御部２３の一部の機能（処理）をＲＴＯＳ５１側（本例では簡易状態遷移制御部５４）に移し、即時応答が必要な制御命令の実行がＲＴＯＳ５１だけで完結するようにしている。そして、外部（本例ではコントローラ）からの制御命令入力１３１に対して、即時応答が必要な命令とそれ以外とを簡易状態遷移制御部５４で切り分け、即時応答が必要な制御命令は簡易状態遷移制御部５４だけで処理を行い、機器ＯＳ２１上のアプリケーションを介さずに、制御命令に対する応答として返すようにしている。これにより、即時応答が必要な制御命令入力１３１に対して、機器ＯＳ２１上で動作するアプリケーションを介さずに実行して応答が返されるため、リアルタイム性（例えば、１フレーム期間内の応答）が保証された動作が可能になる。
【００４５】
以上のように、本例では、映像が含まれる信号を取り込む映像信号取り込みボード１（信号取り込みハードウェアの一例）と、映像取り込みボード１により取り込まれた信号のデータに対して所定の処理を施して配信（出力）する映像データ取り込みアプリケーション２（データ処理アプリケーションの一例）と、を備えた映像信号データ取り込み装置において、更に、取り込みアプリケーション２が動作する機器ＯＳ２１とは別のＲＴＯＳ５１に、前記データ処理アプリケーションから分離された一部の処理を所定時間内で実行するＲＴＯＳアプリケーション５（補助アプリケーションの一例）を設け、ＲＴＯＳアプリケーション５が、外部のコントローラから入力された制御命令を解析し、前記一部の処理のみを実行する制御命令である場合には、自アプリケーションで実行してその結果を外部のコントローラへ応答として返す構成とした。
【００４６】
従って、本例の映像信号データ取り込み装置によれば、映像データ取り込みアプリケーション２が動作する機器ＯＳ２１の負荷に関わらず、別のＲＴＯＳ５１上で動作するＲＴＯＳアプリケーション５により一部の処理の実行を所定時間内で終えることができるため、即時処理が必要な制御命令に関する処理をＲＴＯＳアプリケーション５側に分離させておくことで、当該制御命令に対して即時性をもって応答することが可能になる。
【００４７】
なお、本例のような装置は、例えば、デジタルＴＶ放送システムにおける放送用の映像信号の処理などに適用することができ、具体例として、映像信号や時刻信号が映像等の送信元側から入力され、格納データ１２６を映像等の収録装置等へ配信（送信）し、また、外部からの制御命令は例えばオペレータ（人）や制御用の装置によりコントローラを介して発せられる。
【００４８】
ここで、一例として、機器ＯＳ２１としてはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）を用いることができ、ＲＴＯＳ５１（ＲＴＯＳ３１）としてはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）の上に設けるＩＮｔｉｍｅ（商標）を用いることができる。ＩＮｔｉｍｅ（商標）では、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）から幾つかの割り込みを奪い、その割り込みがＩＮｔｉｍｅ（商標）による管理になるため、高速応答が可能である。また、その割り込みに紐付けられたハードウェアも、ＩＮｔｉｍｅ（商標）の配下になり、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）からは見えなくなる。
本例の映像信号取り込みボード１については、デバイスドライバ２２がＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）の配下であるため、ＩＮｔｉｍｅ（商標）からはアクセスできないが、ＩＮｔｉｍｅ（商標）の特徴として、物理メモリアドレスを取得することができる。Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）だと仮想アドレスになってしまうことから、ハードウェアの本当のメモリ位置はわからないが、ＩＮｔｉｍｅ（商標）の場合にはアクセスが可能である。
【００４９】
また、一例として、専用ポートとしては、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓボード上のメモリ・マップド・レジスタを用いることができる。この例では、パーソナルコンピュータにボードを挿すと、ある物理アドレスにボードのレジスタ群がメモリマッピングされる。この中のレジスタの一部については、物理アドレス指定でレジスタを直接読み書きしてよいようにボードを作ってある。但し、レジスタが配置されるからと言っても、直接読み書きしてボードに反映させるようにするためには、ハードウェアをそのように設計する必要がある。
【００５０】
また、一例として、ＯＳ間の通信を実現する通信中継部４としては、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）とＩＮｔｉｍｅ（商標）の間に共有メモリを設定することができる。若しくは、他の一例として、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）と通信するためのセマフォがＩＮｔｉｍｅ（商標）に装備されており、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）側ではそのセマフォを受け取る専用命令を記述して使用する。
また、ＩＮｔｉｍｅ（商標）用にコンパイルしたアプリケーションは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のＡＰＩにより使用することができない。専用の似たＡＰＩが用意されている。このため、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のアプリケーションはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）の配下だけで動作し、ＩＮｔｉｍｅ（商標）のアプリケーションはＩＮｔｉｍｅ（商標）の配下だけで動作する。
【００５１】
なお、本例の映像信号データ取り込み装置（データ取り込み装置の一例）では、映像信号取り込みボード１の機能により信号取り込みハードウェアが構成されており、映像データ取り込みアプリケーション２の機能によりデータ処理アプリケーションが構成されており、ＲＴＯＳアプリケーション５の機能により補助アプリケーションが構成されている。
また、制御命令解析部５２及び簡易状態遷移制御部５４及び制御応答多重部５５の機能により、外部の装置から入力された制御命令を解析し、前記一部の処理のみを実行する制御命令である場合には、自アプリケーションで実行してその結果を前記外部の装置へ応答として返す手段が構成されている。
【００５２】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウェア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウェア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１：映像信号取り込みボード、 ２：映像データ取り込みアプリケーション、 ３，５：ＲＴＯＳアプリケーション、 ４：通信中継部、 １１，１３：同期信号検出部、 １２：映像信号分離部、 １４：タイミング制御部、 １５：フレーム番号発生部、 １６〜１８：フレーム番号多重部、 １９：映像変換処理部、 ２１：機器ＯＳ、 ２２：デバイスドライバ、 ２３：状態遷移制御部、 ２４：フレーム番号比較部、 ２５：格納データ配信部、 ３１，５１：リアルタイムＯＳ（ＲＴＯＳ）、 ３２，５２：制御命令解析部、 ３３，５３：フレーム番号取得部、 ５４：簡易状態遷移制御部、 ５５：制御応答多重部、
１０１：映像信号入力、 １０２：時刻信号入力、 １０３：デジタル映像信号、 １０４：映像データ、 １０５：音声データ、 １０６：デジタル時刻データ、 １０７：同期信号検出信号、 １０８：タイミング信号、 １０９：フレーム番号、 １１０：フレーム番号付き時刻情報、 １２１：ボード読み出しデータ、 １２２：格納データ、 １２３：映像取り込みボード制御信号、 １２４：格納データ配信制御信号、 １２５：制御命令、 １２６：格納データ出力、 １３１：制御命令入力、 １３２：フレーム番号取得命令、 １３３：比較フレーム番号、 １３４：制御応答出力、 １５１：制御命令、 １５２，１５３：制御応答
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号とこれに付随するデータを取り込むデータ取り込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータの性能の向上に伴い、ハードディスクに格納した映像データをコンピュータで編集する製品が各社より発表されている。このような用途のためには、従来から使用されてきたアナログ若しくはデジタルの映像信号について、コンピュータで取り込んで扱うことが可能な電子データ形式に映像データを変換する必要がある。例えば、アナログであればＮＴＳＣ信号と呼称される映像信号形式があり、デジタルであればＨＤ−ＳＤＩ信号（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｓｅｒｉａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼称される映像信号形式がある。
【０００３】
また、映像信号と一般に呼ばれる信号については、映像以外に音声やタイムコード（ＴＣ）、各種のユーザデータが映像データに重畳される場合や、若しくは同時に別のインタフェースを併用して運用される場合がある。
本明細書では、「映像信号」という語を、このような音声やＴＣなど各種のデータが含まれた信号という意味で説明に用いる。一方、本明細書では、映像単体を示す場合には、「映像」という語若しくは「映像データ」という語を用いる。
【０００４】
従来の運用をふまえて、どのように映像信号が扱われるかについて説明する。
デジタル放送システム系の例であれば、映像信号はＨＤ−ＳＤＩであり音声が重畳されている。また、ＴＣについては、システム間で同じ時刻に合わせる必要から、ＨＤ−ＳＤＩとは別にＴＣ用の時刻信号入力を用意して全てのシステム機器に分配する。映像信号入力と時刻信号入力をコンピュータで取り込むには、コンピュータに専用のハードウェアを搭載する必要があり、一般にキャプチャボードと呼ばれる種類の映像信号取り込みボードが用いられる。
【０００５】
また、映像データは、音声データに比べて、そのままではデータ量が多く、ハードディスクに格納するには不向きであるので、画像圧縮技術を併用して映像データ量の削減を行うことが一般的に行われる。画像圧縮処理により１／１０以下のデータ量に削減可能であるが、画質を劣化させないようデータ量を削減しようとするほど処理時間がかかるトレードオフの面もある。ＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）画像のようなデータ処理量が多い画像に対しては、専用ＬＳＩなどのハードウェアにより圧縮するアプローチを取ることが多い。よって、キャプチャボードに画像圧縮ＬＳＩを搭載することが多い。音声データは編集のしやすさから非圧縮のままで扱う運用もある。
【０００６】
図１には、従来の映像信号データ取り込み装置の構成例を示してある。
本例の映像信号データ取り込み装置の構成は、大きく分けて、映像信号取り込みボード１と、映像データ取り込みアプリケーション２、ＲＴＯＳアプリケーション３の３つから成る。
【０００７】
映像信号取り込みボード１の内部構成は、同期信号検出部１１、映像信号分離部１２、同期信号検出部１３、タイミング制御部１４、フレーム番号発生部１５、フレーム番号多重部１６、フレーム番号多重部１７、フレーム番号多重部１８、映像変換処理部１９から成り、これらはハードウェアロジックで構成することができる。
映像データ取り込みアプリケーション２の内部構成は、デバイスドライバ２２、状態遷移制御部２３、フレーム番号比較部２４、格納データ配信部２５から成る。映像データ取り込みアプリケーション２は、機器を構成するいくつかのソフトウェアのうちの１アプリケーションであり、機器ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：コンピュータの基本ソフト）２１の管理下におかれている。デバイスドライバ２２は、映像信号取り込みボード１との間に介在するように設けられている。
ＲＴＯＳアプリケーション３の内部構成は、制御命令解析部３２、フレーム番号取得部３３から成る。ＲＴＯＳアプリケーション３は、リアルタイムＯＳ（ＲＴＯＳ）３１の管理下におかれている。
【０００８】
本例では、映像データ取り込みアプリケーション２は、機器ＯＳ２１の管理下で動作する。また、機器ＯＳ２１とは別にＲＴＯＳ３１が設けられており、ＲＴＯＳ３１の管理下で動作するＲＴＯＳアプリケーション３の中に、外部からの制御命令入力を解析する制御命令解析部３２が含まれている。ＲＴＯＳ３１は、リアルタイム処理を特徴とするＯＳであり、保証された応答速度で動作する。ＲＴＯＳ３１には、一例として、株式会社マイクロネットが販売しているＩＮｔｉｍｅ（商標）を利用できる。一般に、ＲＴＯＳで動作するアプリケーションはリアルタイム処理特有のインタフェースが必要であり、従来の機器ＯＳで動作するアプリケーションはそのままＲＴＯＳ上では使用できない。
【０００９】
映像信号取り込みボード１の動作を説明する。
映像信号は、外部から映像信号入力１０１として同期信号検出部１１に入力する。
同期信号検出部１１は、入力された映像信号の内容を解析し、映像データと、音声データや各種データが重畳されている場合にはそれらのデータの位置を探しだし、映像データや音声データなどをデジタル映像信号１０３（デジタルデータ）として映像信号分離部１２へ出力する。
映像信号分離部１２は、入力されたデジタル映像信号１０３から映像データ１０４と音声データ（例えば、音声以外のデータが含まれてもよい）１０５を分離し、映像データ１０４はフレーム番号多重部１６へ出力し、音声データ１０５はフレーム番号多重部１７へ出力する。
【００１０】
時刻信号は、外部から時刻信号入力１０２として同期信号検出部１３に入力する。
同期信号検出部１３は、入力された時刻信号の内容を解析し、デジタル時刻データ１０６としてＴＣをデジタル化してフレーム番号多重部１８へ出力する。
【００１１】
また、同期信号検出部１１は、映像のフレームの区切りを検出すると、同期信号検出信号１０７をタイミング制御部１４へ出力する。
タイミング制御部１４は、入力された同期信号検出信号１０７から映像のフレームの変化点を管理する。
【００１２】
タイミング制御部１４は、フレームの区切りでタイミング信号１０８をフレーム番号発生部１５へ出力する。
フレーム番号発生部１５は、この入力信号（タイミング信号１０８）によりフレーム単位に１ずつ値を更新したフレーム番号１０９を、３つのフレーム番号多重部（フレーム番号多重部１６、フレーム番号多重部１７、フレーム番号多重部１８）へ出力する。よって、３つのフレーム番号多重部１６〜１８には、映像信号のフレームの区切り毎に１ずつ更新された値が入力される。
【００１３】
３つのフレーム番号多重部１６、１７、１８は、それぞれ、入力されたデータ（それぞれ、映像データ１０４、音声データ１０５、デジタル時刻データ１０６）と、フレーム番号１０９との対応付けを行って、各々の後段へ出力する。具体的には、フレーム番号多重部１６は映像変換処理部１９及びデバイスドライバ２２へ出力し、フレーム番号多重部１７はデバイスドライバ２２へ出力し、フレーム番号多重部１８はデバイスドライバ２２及びフレーム番号取得部３３（フレーム番号取得部３３については、例えば、ＲＴＯＳ３１からアクセスがあった場合）へ出力する。ここで、実際には、メモリ上の隣り合った位置にデータとフレーム番号を格納するなどの対応付け手法が考えられる。このようなフレーム番号多重部１６〜１８での対応付けにより、これ以降の処理部では、各データ毎の時間位相が異なっても、どの時点での入力データであったかを把握することが可能になり、同期処理を行うことができるようになる。
【００１４】
フレーム番号多重部１６でフレーム番号１０９と対応づけられた映像データ１０４は、映像変換処理部１９に入力される。
映像変換処理部１９は、入力された映像データに対して所定の処理を実行して、その結果をデバイスドライバ２２へ出力する。この所定の処理としては、画像圧縮処理の実行や画像サイズの変更など、用途により様々な処理が考えられる。どのような処理が行われるかで異なるが、画像圧縮処理であれば、処理時間に１フレーム時間やそれ以上の時間を費やすことがあり、音声データ１０５や、デジタル時刻データ１０６と比べて、映像データの時間位相は遅れて出力されることになる。
【００１５】
また、フレーム番号多重部１６の出力から映像変換処理部１９を介さないデータの経路も用意されている。本例では、画像圧縮処理や画像サイズ変更処理などが不要である場合に、この経路を通り後段（デバイスドライバ２２）へ出力される。いずれの経路のデータを使用するかについては、後段のデバイスドライバ２２が判断する。
このように、映像、音声、ＴＣの各データは、後段のデバイスドライバ２２に入力される。
【００１６】
また、本例では、映像信号取り込みボード１は、デバイスドライバ２２以外が使用するインタフェースとして、フレーム番号付き時刻信号１１０を取得する入出力インタフェース（以下、専用ポートと言う）を個別に設けている。この専用ポートは、デバイスドライバ２２がデータを取り込むのに使用していたのとは別の入出力インタフェースになっている。よって、デバイスドライバ２２の動作とは独立してフレーム番号付き時刻信号１１０を取得することができる。この専用ポートは、ＲＴＯＳ３１が専用でアクセスする。
【００１７】
映像データ取り込みアプリケーション２の動作を説明する。
状態遷移制御部２３の動作のきっかけは、ＲＴＯＳアプリケーション３側から制御命令１２５が入力されることであり、これにより、状態遷移制御部２３とデバイスドライバ２２との映像取り込みボード制御信号１２３のやりとりが始まる。
例えば、制御命令１２５が「映像収録開始」という命令であった場合などが該当する。映像取り込みボード制御信号１２３により、映像信号取り込みボード１からデバイスドライバ２２を経由して、映像データ、音声データ、ＴＣがボード読み出しデータ１２１として、フレーム番号比較部２４に入力される。
【００１８】
フレーム番号比較部２４は、入力された映像データ、音声データ、ＴＣの各データに付加されたフレーム番号を比較し、同じフレーム番号のデータは同じ時刻に入力されたデータであると判断する。これにより、３つのデータの同期をとることが可能になる。フレーム番号比較部２４は、３つのデータ（及び、例えば、３つのデータのフレーム番号の比較結果の情報）を格納データ１２２として格納データ配信部２５へ出力する。
なお、フレーム番号比較部２４は、各フレーム番号と比較フレーム番号１３３との比較も行うが、その内容については後述する。
【００１９】
格納データ配信部２５は、入力された映像データ、音声データ、ＴＣをシステムの用途に合わせたデータフォーマットに変換する。例えば、多重化して１本のデータ列に並び替える場合や、映像、音声が独立したデータのままである場合など、色々なフォーマットの種類が考えられる。
【００２０】
また、格納データ配信部２５には、例えば、３つのデータの同期をとるため、メモリが搭載されてもよい。このメモリの容量は、各データにどの程度の位相差が発生するかによるため、システムによって異なるが、位相差を吸収できるだけのメモリ容量が必要になる。
格納データ配信部２５は、フォーマット変換したデータを、格納データ出力１２６として、外部の例えばハードディスクやネットワークなどに配信（送信）する。この格納データ配信部２５の配信制御は、例えば、状態遷移制御部２３から格納データ配信部２５へ出力される格納データ配信制御信号１２４を使用して制御される。
なお、状態遷移制御部２３からフレーム番号比較部２４を制御する（例えば、制御命令１２５に応じた制御を行う）ことも可能である。
【００２１】
ＲＴＯＳアプリケーション３の動作を説明する。
外部のコントローラから入力される制御命令入力１３１は、業務用ＶＴＲ等の映像機器の制御に用いられるプロトコル（例えばＰ２プロトコルと呼ばれる）に従った数十種類以上の命令であり、例えば、ＲＳ−４２２インタフェースにより制御命令解析部３２に入力される。
制御命令解析部３２は、制御命令入力１３１により、その命令を解析して、その解析結果を制御命令１２５として、通信中継部４を介して、映像データ取り込みアプリケーション２内の状態遷移制御部２３へ出力する。
また、制御命令解析部３２は、命令の内容により、フレーム番号取得命令１３２をフレーム番号取得部３３へ出力する。例えば、入力される映像信号のフレーム番号と同期した処理が必要になった場合に、このフレーム番号取得命令１３２が発行される。
【００２２】
フレーム番号取得部３３は、フレーム番号取得命令１３２の入力により、映像信号取り込みボード１のフレーム番号多重部１８からフレーム番号付き時刻信号１１０を取得する。このフレーム番号を取得する処理は、全てＲＴＯＳ３１上で動作するので、応答時間が保証された即時応答のリアルタイム処理である。そして、フレーム番号取得部３３は、取り込んだフレーム番号を比較フレーム番号１３３として、通信中継部４を介して、映像データ取り込みアプリケーション２内のフレーム番号比較部２４へ出力する。
【００２３】
映像データ取り込みアプリケーション２のフレーム番号比較部２４の説明に戻る。
フレーム番号比較部２４には、フレーム番号取得部３３からの比較フレーム番号１３３が入力される。
フレーム番号比較部２４は、入力されたボード読み出しデータ１２１に含まれるフレーム番号と、入力された比較フレーム番号１３３とを比較して、これらの値が一致した時に、格納データ配信部２５へ格納データ１２２の出力開始や停止などの制御を行う。この制御により、ボード読み出しデータ１２１と比較フレーム番号１３３とを同期させることが可能になる。
【００２４】
比較フレーム番号１３３の値は、制御命令入力１３１が入って映像信号取り込みボード１からリアルタイムに取得したフレーム番号である。よって、ボード読み出しデータ１２１と制御命令入力１３１とを同期させたのと同じ効果を得られる。この場合、出力の開始や停止をする対象の映像信号のフレーム番号位置がフレーム精度で正しければよく、格納データ出力１２６の開始や停止のタイミングが遅延を持って始まっても問題は無い。
【００２５】
ここで、制御命令には、装置の状態を取得する命令のような、応答を返すことが必要な命令がある。本例の構成の場合、応答を返す命令か否かを判断するのは状態遷移制御部２３である。制御命令１２５の命令が応答を返す命令の場合、状態遷移制御部２３は、その応答を制御応答出力１３４として、ＲＴＯＳアプリケーション３を経由して外部に出力する。制御応答出力１３４がＲＴＯＳアプリケーション３を経由するのは、一般的な制御装置においては、制御命令入力１３１と制御応答出力１３４が同じ信号媒体を使った双方向通信であるからである。信号媒体としては、例えば、ＲＳ−４２２規格の通信ケーブルなどがある。
【００２６】
映像データ取り込みアプリケーション２と、ＲＴＯＳアプリケーション３は、通信中継部４を介在して、制御命令１２５や比較フレーム番号１３３や制御応答出力１３４の通信を行う。通信中継部４は、例えば、機器ＯＳ２１とＲＴＯＳ３１から共にアクセスが可能な共有メモリで構成することが出来る。
以上の構成により、制御命令入力１３１が入力されたタイミングで、映像信号取り込みボード１からリアルタイムにフレーム番号を取得することができ、そのフレーム番号を機器ＯＳ２１上で処理することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２０００−２２７８５９号公報
【特許文献２】特開２０００−２３１７７７号公報
【特許文献３】特開２０００−２５３３４９号公報
【特許文献４】特開２００４−９４８３５号公報
【特許文献５】特開平９−１３９９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
映像信号データ取り込み装置を外部から制御するコントローラがある。このような外部のコントローラには、ＴＣを取り込む機能がない。ＴＣは映像信号の取り込み開始タイミングを知るために使用するので、取り込み開始タイミングを制御するコントローラにとって、現在のＴＣを把握することは重要である。そこで、映像信号データ取り込み装置が取り込んでいるＴＣをコントローラに通知する手段が設けられる。映像信号データ取り込み装置は、コントローラからの問い合わせに対して、ＴＣが更新される前にＴＣの値を応答として通知する必要がある。
【００２９】
しかしながら、上記の例において、制御命令に対して応答を返す処理を行う状態遷移制御部２３は機器ＯＳ２１上で動作しているが、機器ＯＳ２１ではリアルタイム処理が保証されない。このため、例えば、映像１フレームの期間に相当する時間だけ経過（遅延）して応答を返す場合があり得る。これにより、コントローラが取得したＴＣに１フレーム若しくはそれ以上の誤差が生じ得るため、映像信号の取り込みタイミングを１フレームの精度で保証できなくなる。
【００３０】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて為されたものであり、即時処理が必要な制御命令に対して即時性をもって応答することが可能なデータ取り込み装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するために、本発明では、データ取り込み装置を以下のように構成した。
すなわち、映像が含まれる信号を取り込む信号取り込みハードウェアと、前記信号取り込みハードウェアにより取り込まれた信号のデータに対して所定の処理を施して出力するデータ処理アプリケーションと、を備えたデータ取り込み装置において、更に、前記データ処理アプリケーションが動作するオペレーティングシステムとは別のオペレーティングシステムに、前記データ処理アプリケーションから分離された一部の処理を所定時間内で実行する補助アプリケーションを設け、前記補助アプリケーションが、外部の装置から入力された制御命令を解析し、前記一部の処理のみを実行する制御命令である場合には、自アプリケーションで実行してその結果を前記外部の装置へ応答として返すようにした。
【００３２】
従って、データ処理アプリケーションが動作するＯＳ（オペレーティングシステム）の負荷に関わらず、別のＯＳ上で動作する補助アプリケーションにより一部の処理の実行を所定時間内で終えることができるため、即時処理が必要な制御命令に関する処理を補助アプリケーション側に分離させておくことで、当該制御命令に対して即時性をもって応答することが可能になる。
【００３３】
ここで、データ処理アプリケーションが動作するＯＳ、及び、補助アプリケーションが動作するＯＳとしては、種々のＯＳを用いることができる。例えば、補助アプリケーションが動作するＯＳとして、保証された応答速度で動作するリアルタイムＯＳが用いられ、データ処理アプリケーションが動作するＯＳとして、他のＯＳ（汎用ＯＳなどの非リアルタイムＯＳ）が用いられる。
また、補助アプリケーションに分離する一部の処理としては、主に、即時処理が必要な制御命令に関する処理が挙げられる。
【００３４】
また、本発明では、一構成例として、データ取り込み装置を以下のようにした。
すなわち、前記信号取り込みハードウェアは、前記映像が含まれる信号から時刻のデータを抽出する機能を有し、前記補助アプリケーションは、時刻のデータを前記信号取り込みハードウェアから取得する処理を前記一部の処理として有し、時刻のデータを要求する制御命令が前記外部の装置から入力された場合に、前記信号取り込みハードウェアから時刻のデータを取得して前記外部の装置へ応答として返すようにした。
従って、時刻のデータを要求する制御命令に対して、即時性をもって時刻のデータを返すことが可能になる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、即時処理が必要な制御命令に対して即時性をもって応答することが可能なデータ取り込み装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来の映像信号データ取り込み装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る映像信号データ取り込み装置におけるＲＴＯＳアプリケーション部分の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図２には、本発明の一実施形態に係る映像信号データ取り込み装置におけるＲＴＯＳアプリケーション部分の構成例を示してある。
以下では、主に、従来の映像信号データ取り込み装置（図１参照）との差分について、構成と動作を説明する。映像データ取り込みアプリケーション２は従来と変わらず、その構成要素として含まれるフレーム番号比較部２４と状態遷移制御部２３も変わらない。
【００３８】
ＲＴＯＳアプリケーション５は、制御命令解析部５２、フレーム番号取得部５３、簡易状態遷移制御部５４、制御応答多重部５５から構成される。ＲＴＯＳアプリケーション５は、リアルタイムＯＳ（ＲＴＯＳ）５１の管理下におかれている。
本例のＲＴＯＳアプリケーション５は、従来のＲＴＯＳアプリケーション３と比べて、映像データ取り込みアプリケーション２（及び通信中継部４）との間に簡易状態遷移制御部５４と制御応答多重部５５を新規に追加した構成と成っており、制御命令解析部５２とフレーム番号取得部５３については従来の制御命令解析部３２とフレーム番号取得部３３と同様な構成及び動作である。
【００３９】
制御命令解析部５２は、制御命令入力１３１により、その命令を解析して、その解析結果を制御命令１２５として、簡易状態遷移制御部５４へ出力する。
簡易状態遷移制御部５４は、制御命令解析部５２から入力された制御命令１２５を解析し、即応性が必要な制御命令だけをピックアップ（抽出）する。簡易状態遷移制御部５４は、当該抽出した即応性が必要な制御命令を自己で実行し、その結果を制御応答多重部５５へ制御応答１５２として出力する。
【００４０】
また、簡易状態遷移制御部５４は、残りの制御命令（即応性が必要な制御命令以外の制御命令）については、制御命令１５１として、通信中継部４を介して、映像データ取り込みアプリケーション２内の状態遷移制御部２３へ出力する。
映像データ取り込みアプリケーション２内の状態遷移制御部２３は、制御命令１５１を実行すると、その結果を制御応答１５３として、通信中継部４を介して、ＲＴＯＳアプリケーション５内の制御応答多重部５５へ出力する。
【００４１】
ここで、簡易状態遷移制御部５４において抽出する制御命令の具体的な例としては、フレーム番号取得部５３からＴＣを取り込み、外部のコントローラに制御応答として１フレーム期間内に即時応答するような制御命令が挙げられる。なお、ほとんどの制御命令は映像データ取り込みアプリケーション２にある状態遷移制御部２３に送られる。例外は、上記の例（取り込んだＴＣをコントローラに送り返す制御命令）のように、映像データ取り込みアプリケーション２が処理を必要としない制御命令に限られる。
また、即応性が必要な制御命令を抽出する処理は、種々の手法により実現することができ、例えば、このような制御命令のリストをＲＴＯＳアプリケーション５内に保持し、当該リストに合致する制御命令を特定して抽出することにより実現される。
【００４２】
制御応答多重部５５は、簡易状態遷移制御部５４が出力する制御応答１５２と、状態遷移制御部２３が出力する制御応答１５３を１つにまとめて制御応答出力１３４として、コントローラなどの外部機器に出力する。本例では、簡易状態遷移制御部５４から制御応答１５２が入力された場合には、これを制御応答出力１３４として出力し、状態遷移制御部２３から制御応答１５３が入力された場合には、これを制御応答出力１３４として出力する。
【００４３】
一例として、ＴＣを要求する制御命令の実行について説明する。
本例のＲＴＯＳアプリケーション５では、フレーム番号取得部５３に入力するフレーム番号付き時刻信号１１０を、簡易状態遷移制御部５４にも入力するようにしている。これにより、簡易状態遷移制御部５４は、制御命令１２５がＴＣ応答を要求するものである場合に、制御応答１５２として、フレーム番号付き時刻信号１１０から抽出したＴＣを制御応答多重部５５に出力することが出来る。
【００４４】
このように、本例の映像信号データ取り込み装置では、機器ＯＳ２１上で動作している状態遷移制御部２３の一部の機能（処理）をＲＴＯＳ５１側（本例では簡易状態遷移制御部５４）に移し、即時応答が必要な制御命令の実行がＲＴＯＳ５１だけで完結するようにしている。そして、外部（本例ではコントローラ）からの制御命令入力１３１に対して、即時応答が必要な命令とそれ以外とを簡易状態遷移制御部５４で切り分け、即時応答が必要な制御命令は簡易状態遷移制御部５４だけで処理を行い、機器ＯＳ２１上のアプリケーションを介さずに、制御命令に対する応答として返すようにしている。これにより、即時応答が必要な制御命令入力１３１に対して、機器ＯＳ２１上で動作するアプリケーションを介さずに実行して応答が返されるため、リアルタイム性（例えば、１フレーム期間内の応答）が保証された動作が可能になる。
【００４５】
以上のように、本例では、映像が含まれる信号を取り込む映像信号取り込みボード１（信号取り込みハードウェアの一例）と、映像取り込みボード１により取り込まれた信号のデータに対して所定の処理を施して配信（出力）する映像データ取り込みアプリケーション２（データ処理アプリケーションの一例）と、を備えた映像信号データ取り込み装置において、更に、取り込みアプリケーション２が動作する機器ＯＳ２１とは別のＲＴＯＳ５１に、前記データ処理アプリケーションから分離された一部の処理を所定時間内で実行するＲＴＯＳアプリケーション５（補助アプリケーションの一例）を設け、ＲＴＯＳアプリケーション５が、外部のコントローラから入力された制御命令を解析し、前記一部の処理のみを実行する制御命令である場合には、自アプリケーションで実行してその結果を外部のコントローラへ応答として返す構成とした。
【００４６】
従って、本例の映像信号データ取り込み装置によれば、映像データ取り込みアプリケーション２が動作する機器ＯＳ２１の負荷に関わらず、別のＲＴＯＳ５１上で動作するＲＴＯＳアプリケーション５により一部の処理の実行を所定時間内で終えることができるため、即時処理が必要な制御命令に関する処理をＲＴＯＳアプリケーション５側に分離させておくことで、当該制御命令に対して即時性をもって応答することが可能になる。
【００４７】
なお、本例のような装置は、例えば、デジタルＴＶ放送システムにおける放送用の映像信号の処理などに適用することができ、具体例として、映像信号や時刻信号が映像等の送信元側から入力され、格納データ１２６を映像等の収録装置等へ配信（送信）し、また、外部からの制御命令は例えばオペレータ（人）や制御用の装置によりコントローラを介して発せられる。
【００４８】
ここで、一例として、機器ＯＳ２１としてはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）を用いることができ、ＲＴＯＳ５１（ＲＴＯＳ３１）としてはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）の上に設けるＩＮｔｉｍｅ（商標）を用いることができる。ＩＮｔｉｍｅ（商標）では、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）から幾つかの割り込みを奪い、その割り込みがＩＮｔｉｍｅ（商標）による管理になるため、高速応答が可能である。また、その割り込みに紐付けられたハードウェアも、ＩＮｔｉｍｅ（商標）の配下になり、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）からは見えなくなる。
本例の映像信号取り込みボード１については、デバイスドライバ２２がＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）の配下であるため、ＩＮｔｉｍｅ（商標）からはアクセスできないが、ＩＮｔｉｍｅ（商標）の特徴として、物理メモリアドレスを取得することができる。Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）だと仮想アドレスになってしまうことから、ハードウェアの本当のメモリ位置はわからないが、ＩＮｔｉｍｅ（商標）の場合にはアクセスが可能である。
【００４９】
また、一例として、専用ポートとしては、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓボード上のメモリ・マップド・レジスタを用いることができる。この例では、パーソナルコンピュータにボードを挿すと、ある物理アドレスにボードのレジスタ群がメモリマッピングされる。この中のレジスタの一部については、物理アドレス指定でレジスタを直接読み書きしてよいようにボードを作ってある。但し、レジスタが配置されるからと言っても、直接読み書きしてボードに反映させるようにするためには、ハードウェアをそのように設計する必要がある。
【００５０】
また、一例として、ＯＳ間の通信を実現する通信中継部４としては、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）とＩＮｔｉｍｅ（商標）の間に共有メモリを設定することができる。若しくは、他の一例として、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）と通信するためのセマフォがＩＮｔｉｍｅ（商標）に装備されており、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）側ではそのセマフォを受け取る専用命令を記述して使用する。
また、ＩＮｔｉｍｅ（商標）用にコンパイルしたアプリケーションは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のＡＰＩにより使用することができない。専用の似たＡＰＩが用意されている。このため、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のアプリケーションはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）の配下だけで動作し、ＩＮｔｉｍｅ（商標）のアプリケーションはＩＮｔｉｍｅ（商標）の配下だけで動作する。
【００５１】
なお、本例の映像信号データ取り込み装置（データ取り込み装置の一例）では、映像信号取り込みボード１の機能により信号取り込みハードウェアが構成されており、映像データ取り込みアプリケーション２の機能によりデータ処理アプリケーションが構成されており、ＲＴＯＳアプリケーション５の機能により補助アプリケーションが構成されている。
また、制御命令解析部５２及び簡易状態遷移制御部５４及び制御応答多重部５５の機能により、外部の装置から入力された制御命令を解析し、前記一部の処理のみを実行する制御命令である場合には、自アプリケーションで実行してその結果を前記外部の装置へ応答として返す手段が構成されている。
【００５２】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウェア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウェア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１：映像信号取り込みボード、 ２：映像データ取り込みアプリケーション、 ３，５：ＲＴＯＳアプリケーション、 ４：通信中継部、 １１，１３：同期信号検出部、 １２：映像信号分離部、 １４：タイミング制御部、 １５：フレーム番号発生部、 １６〜１８：フレーム番号多重部、 １９：映像変換処理部、 ２１：機器ＯＳ、 ２２：デバイスドライバ、 ２３：状態遷移制御部、 ２４：フレーム番号比較部、 ２５：格納データ配信部、 ３１，５１：リアルタイムＯＳ（ＲＴＯＳ）、 ３２，５２：制御命令解析部、 ３３，５３：フレーム番号取得部、 ５４：簡易状態遷移制御部、 ５５：制御応答多重部、
１０１：映像信号入力、 １０２：時刻信号入力、 １０３：デジタル映像信号、 １０４：映像データ、 １０５：音声データ、 １０６：デジタル時刻データ、 １０７：同期信号検出信号、 １０８：タイミング信号、 １０９：フレーム番号、 １１０：フレーム番号付き時刻情報、 １２１：ボード読み出しデータ、 １２２：格納データ、 １２３：映像取り込みボード制御信号、 １２４：格納データ配信制御信号、 １２５：制御命令、 １２６：格納データ出力、 １３１：制御命令入力、 １３２：フレーム番号取得命令、 １３３：比較フレーム番号、 １３４：制御応答出力、 １５１：制御命令、 １５２，１５３：制御応答
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像が含まれる信号を取り込む信号取り込みハードウェアと、前記ハードウェアにより取り込まれた信号のデータに対して所定の処理を施して出力するデータ処理アプリケーションと、を備えたデータ取り込み装置において、
更に、
前記データ処理アプリケーションが動作するオペレーティングシステムとは別のオペレーティングシステムに、前記データ処理アプリケーションから分離された一部の処理を所定時間内で実行する補助アプリケーションを設け、
前記補助アプリケーションが、外部の装置から入力された制御命令を解析し、前記一部の処理のみを実行する制御命令である場合には、自アプリケーションで実行してその結果を前記外部の装置へ応答として返す、
ことを特徴とするデータ取り込み装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ取り込み装置において、
前記信号取り込みハードウェアは、前記映像が含まれる信号から時刻のデータを抽出する機能を有し、
前記補助アプリケーションは、時刻のデータを前記信号取り込みハードウェアから取得する処理を前記一部の処理として有し、時刻のデータを要求する制御命令が前記外部の装置から入力された場合に、前記信号取り込みハードウェアから時刻のデータを取得して前記外部の装置へ応答として返す、
ことを特徴とするデータ取り込み装置。
【請求項１】
映像が含まれる信号を取り込む信号取り込みハードウェアと、前記ハードウェアにより取り込まれた信号のデータに対して所定の処理を施して出力するデータ処理アプリケーションと、を備えたデータ取り込み装置において、
更に、
前記データ処理アプリケーションが動作するオペレーティングシステムとは別のオペレーティングシステムに、前記データ処理アプリケーションから分離された一部の処理を所定時間内で実行する補助アプリケーションを設け、
前記補助アプリケーションが、外部の装置から入力された制御命令を解析し、前記一部の処理のみを実行する制御命令である場合には、自アプリケーションで実行してその結果を前記外部の装置へ応答として返す、
ことを特徴とするデータ取り込み装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ取り込み装置において、
前記信号取り込みハードウェアは、前記映像が含まれる信号から時刻のデータを抽出する機能を有し、
前記補助アプリケーションは、時刻のデータを前記信号取り込みハードウェアから取得する処理を前記一部の処理として有し、時刻のデータを要求する制御命令が前記外部の装置から入力された場合に、前記信号取り込みハードウェアから時刻のデータを取得して前記外部の装置へ応答として返す、
ことを特徴とするデータ取り込み装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−７３３６４（Ｐ２０１３−７３３６４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１０８３（Ｐ２０１１−２１１０８３）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
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