CN102170570A - 信号传送设备和信号传送方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信号传送设备和信号传送方法。这里所公开的是包括复用部件和8B/10B编码器的信号传送设备，复用部件被构造成：在与HD-SDI中的C通道相对应的活动区域中，在摄像元件的第一线和第二线每一者中以预定数目个样本为单位读取和输入的图像信号中，通过对从B像素和R像素读取的图像信号以及SAV和EAV中一者的开始码进行交替复用来产生B/R通道，并通过在与HD-SDI中的Y通道相对应的活动区域中对从G像素读取的图像信号和所述开始码进行依次复用来产生G通道；8B/10B编码器被构造成输出串行数字数据，该串行数字数据是通过对具有与所述HD-SDI相对应的数据结构的B/R通道和G通道上的活动区域以及包含SAV、EAV、LN和CRCC的辅助数据区域进行8B/10B编码而转换成的。

Description

信号传送设备和信号传送方法

技术领域

本发明涉及信号传送设备和信号传送方法，该设备和方法适于应用到对从例如双密度Bayer结构的图像传感器输出的图像信号进行传送的情形。

背景技术

过去，正在开发用于超越HD(高清晰度)信号的超高分辨率视频信号的接收系统和摄像系统，在作为当前图像信号(视频信号)的HD信号中，一个帧是1920个样本×1080线。例如，多个国际协会正在建立UHDTV(超高清晰度TV)标准，作为像素数目达当前HD像素数目4倍或16倍的下一代广播系统。这些国际协会包括ITU(国际电信联盟)和SMPTE(电影和电视工程师协会)。

向ITU和SMPTE建议的视频标准涉及3840样本×2160线或7680样本×4320线的视频信号，这些视频信号具有1920样本×1080线的视频信号两倍或四倍的样本数目和线数目。在这些视频标准中，由ITU建立的标准被称为LSDI(大屏幕数字影像)，并被称为向SMPTE建议的UHDTV。

如图14A和图14B所示，在由SMPTE 2048-1和SMPTE 2036-1(UHDTV)定义的4096标准中，已有下列两种像素样本结构。

图14A和14B是帮助说明4096标准的样本结构示例的示意图。图14A和14B中用于说明的一个帧由4096个样本×2160线形成(下文中也称为4k×2k信号的一帧)。4096标准的三种样本结构如下。顺便提及，在这些SMPTE标准中，附加了撇号(’)的信号(例如R’、G’、B’等)代表通过伽马校正等所得的信号。

图14A示出了R’G’B’或Y’Cb’Cr’4:4:4系统的示例。在该系统中，全部样本都包括RGB或YCbCr分量。

图14B示出了Y’Cb’Cr’4:2:2系统的示例。在该系统中，偶数样本包括YCbCr分量，而奇数样本包括Y分量。

下面将参考图15A和15B来说明正常Bayer结构和双密度Bayer结构之间的差异。

过去，使用Bayer结构摄像元件的摄像设备是已知的。这样的摄像元件经过色彩滤波器来捕获对象的图像光，并根据图像光的强度来输出图像信号。然后，后续的处理部件使该图像信号受到预定的处理。这样，该摄像设备能够在取景器(viewfinder)或外部显示设备上显示图像。在该摄像元件中，分别能够输出R、B和B信号的R、G和B像素大体上按照预定图案来布置。分辨率取决于R、G和B像素的布置方式而不同。

图15A示出了正常的Bayer结构的示例。

在正常的Bayer结构中，两个G像素布置在对角线上，R像素和B像素布置在与G像素的对角线正交的对角线上。但是，正常的Bayer结构在具有最大像素数目的G通道(G ch)只提供了4k×2k信号的像素数目的一半。

图15B示出了双密度Bayer结构的示例。

在双密度Bayer结构中，图15A所示正常Bayer结构中的像素以45°倾斜布置。这些像素在竖直方向和水平方向的尺寸是正常Bayer结构中那些像素的尺寸的一半。这样，双密度Bayer的G通道具有与4k×2k信号的像素数目相对应的分辨率。一个像素的尺寸相应地变小，但由于这种倾斜布置而不需要比正常Bayer结构中在G通道上提供4k×2k个像素的情形中更小。这样，使分辨率和灵敏度以得到良好平衡的方式彼此相容，这是相对于正常Bayer结构的一个优点。

另外，日本专利申请公开No.2005-328494公开了一种用于以10Gbps或更高的码率来传送3840×2160/30P、30/1.001P/4:4:4/12位信号的技术，该信号是一种4k×2k信号(4k样本和2k线的超高分辨率信号)。顺便提及，[3840×2160/30P]表示[水平方向的像素数目]×[竖直方向的线数]/[每秒的帧数]。另外，[4:4:4]在基色信号传输系统的情形下表示[红色信号R:绿色信号G:蓝色信号B]的比率，而在色差信号传输系统的情形下表示[亮度信号Y:第一色差信号Cb:第二色差信号Cr]的比率。

发明内容

过去，用广播相机(broadcasting camera)作为用于传送图像信号的传送设备，并用CCU作为用于接收该图像信号的接收设备。图像信号的帧率是23.98P、24P、25P、29.97P、30P、47.95P、48P、50P、59.94P或60P，量化位(quantization bit)是16位。这样，随着像素数目的增加，广播相机的功耗也增大。此外，还希望从广播相机传送原始数据(整个数据)，这需要由光纤等从CCU等向设在CCU中的信号处理单元进行远程馈送。

但是，用于对从双密度Bayer结构的摄像元件接收的视频信号进行传送的接口或接口数据结构尚未被提出。因此不能传送该信号。

本发明是考虑到这样的情况而做出的。希望用当前的传输格式来传送从双密度Bayer结构的摄像元件接收的图像信号。

本发明被应用于对从摄像元件接收的图像信号进行处理的情形，该摄像元件以双密度Bayer结构作为像素布置形式，在该布置形式中，Bayer结构的像素密度被加倍，并且像素被相对于Bayer结构成45°倾斜布置。摄像元件中的双密度Bayer结构是第一线和第二线在水平方向交替布置的结构，第一线以B像素、G像素、R像素和G像素的顺序被读取，而第二线以R像素、G像素、B像素和G像素的顺序被读取。

此时，在与HD-SDI中的C通道相对应的活动区域中，在从摄像元件在第一线和第二线的每一者中以预定数目个样本为单位而读取和输入的图像信号中，通过对从B像素和R像素读取的图像信号交替地进行复用来产生B/R通道。

另外，还通过对从与HD-SDI中的Y通道相对应的活动区域中的G像素读取的图像信号依次进行复用来产生G通道。

然后，串行数字数据被输出，所述串行数字数据是通过对具有与HD-SDI的Y通道和C通道相对应的数据结构的、B/R通道和G通道上的活动区域，以及对包含SAV、EAV、LN和CRCC的辅助数据区域进行8B/10B编码而转换成的。

这样，从双密度Bayer结构的摄像元件接收的视频信号能够被复用、被8B/10B编码、并被传送。

根据本发明，在与HD-SDI中的C通道相对应的活动区域中，在从双密度Bayer结构的摄像元件接收的视频信号中，通过对从B像素和R像素读取的图像信号进行交替复用而产生B/R通道。另外，在与HD-SDI的Y通道相对应的活动区域中，对从G像素读取的图像信号依次进行复用来产生G通道。这样，能够以与传统HD-SDI的传输格式类似的数据格式来传送图像信号。另外，还可以使用以往使用的传输线而无需提供新的传输线，从而获得改善便利性的效果。

附图说明

图1的示意图示出了根据本发明的第一实施例，用于电视广播站的相机传输系统的总体构造；

图2是帮助对由双密度Bayer结构的4k×2k像素所输出的视频信号的示例进行说明的示意图；

图3的框图示出了根据本发明第一实施例的广播相机的内部构造示例；

图4的框图示出了根据本发明第一实施例的SAV/EAV复用部件的内部构造示例；

图5是帮助说明信号处理示例的示意图，该信号是从根据本发明第一实施例的信号处理单元向能够处理6G信号的6G复用器FPGA供应的；

图6A和图6B是帮助对根据本发明的第一实施例以5.94Gbps传送视频信号时的数据结构示例进行说明的示意图；

图7是帮助说明信号处理示例的示意图，该信号是从根据本发明第二实施例的信号处理单元向能够处理6G信号的6G复用器FPGA供应的；

图8A和图8B是帮助对根据本发明的第二实施例以5.94Gbps传送视频信号时的数据结构示例进行说明的示意图；

图9的框图示出了根据本发明第三实施例的信号处理单元的内部构造示例；

图10是帮助对根据本发明的第三实施例以10.692Gbps传送视频信号时的数据结构示例进行说明的示意图；

图11的框图示出了根据本发明第四实施例的信号处理单元的内部构造示例；

图12是帮助对根据本发明的第四实施例以10.692Gbps传送视频信号时的数据结构示例进行说明的示意图；

图13是帮助对根据本发明的第五实施例的双密度Bayer宽银幕示例进行说明的示意图；

图14A和图14B是帮助对UHDTV标准的样本结构示例进行说明的示意图；

图15A和图15B是帮助对由双密度Bayer结构的4k×2k像素输出的视频信号示例进行说明的示意图。

具体实施方式

下面将说明用于实现本发明的优选模式(下文中称为实施例)。另外，将以下述顺序来进行说明。

1.第一实施例(用8B/10B编码在2个通道上以5.94Gbps传送双密度Bayer 4k/23.98P-30P/16位信号的示例)

2.第二实施例(用8B/10B编码在4个通道上以5.94Gbps传送双密度Bayer 4k/47.95P-60P/16位信号的示例)

3.第三实施例(用8B/10B编码和扰频(scramble)在1个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer 4k/23.98P-30P/16位信号的示例)

4.第四实施例(用8B/10B编码和扰频在2个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer 4k/47.95P-60P/16位信号的示例)

5.第五实施例(用8B/10B编码和扰频在1个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer宽银幕(CinemaScope)(高宽比为1∶2.4)4k/36P/16位信号的示例)

6.第六实施例(用8B/10B编码和扰频在2个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer宽银幕(高宽比为1∶2.4)4k/72P/16位信号的示例)

<第一实施例>

[用8B/10B编码在2个通道上以5.94Gbps传送双密度Bayer 4k/23.98P-30P/16位信号的示例]

下面将参考图1至图6B说明本发明的第一实施例。

下面将对用8B/10B编码在2个通道上以5.94Gbps传送双密度Bayer 4k/23.98P-30P/16位信号的示例进行说明。对于离散地缩减4096×2160/23.98P、24P、25P、29.97P、30P/4:4:4、4:2:2/10位、12位像素样本的系统可以使用下列缩写。23.98P、24P、25P、29.97P、30P可以缩写为“23.98P-30P”。另外，5.94G可以缩写为“6G”。例如，“双密度Bayer 4k/47.95P-60P/16位信号”具有下面的含义：由4096×2160个像素形成双密度Bayer结构的摄像元件，图像信号的帧率为47.95P-60P，并且这些像素输出的图像信号的量化位是16位。

图1的示意图示出了用于电视广播站的信号传送系统10的总体构造，本实施例被应用于该系统。信号传送系统10包括多个广播相机1并包括CCU(相机控制单元)2。每个广播相机1由光纤线缆3连接到CCU2。这些广播相机1被用作信号发送设备，用于发送串行数字信号的信号发送方法被应用于该设备。CCU 2被用作信号接收设备，用于接收该串行数字信号的信号接收方法被应用于该设备。将广播相机1与CCU 2相结合的信号传送系统10被用作信号传输系统，串行数据信号在该系统中被传送和接收。

这些广播相机1具有相同的构造。这些广播相机1用作信号传送装置，以产生用于数字影院的4096×2160/23.98P-60P/4:2:2Bayer结构/16位信号作为4k×2k信号，并向CCU 2发送该4096×2160/23.98P-60P/4:2:2Bayer结构/16位信号。4k样本×2k线的超高分辨率信号在下文中将称为“4k×2k信号”。

CCU 2是用于下述功能的单元：对各个广播相机1进行控制、从各个广播相机1接收视频信号，并向各个广播相机1的监视器传送视频信号(返回视频)以显示由这些广播相机1之一拍摄的视频。CCU 2用作信号接收设备，用于从各个广播相机1接收视频信号。

图2示出了由双密度Bayer结构的4k×2k像素输出的视频信号的示例。

本示例中的摄像元件(下文将要说明的图像传感器11)具有双密度Bayer结构作为像素布置形式，该结构是通过相对于Bayer结构将Bayer结构的像素密度加倍并将像素以45°倾斜布置来形成的。每个像素根据预定的读出定时而输出视频信号。双密度Bayer结构在横向上的约8k个样本中具有约2k个R和B样本，并且在横向方向上的约8k个样本中具有Gb和Gr(Gb和Gr是为了方便而使用的不同表示形式，但指的是同样的东西)的各约2k个样本(或者说，总共约4k个样本)。本示例中的摄像元件具有这样的结构：其中，第一线(从所述第一线以B、Gb、R和Gr的顺序执行读出)和第二线(从所述第二线以R、Gr、B和Gb的顺序执行读出)在水平方向交替地布置。

R和B各自的有效像素数目是2048，R和B在左右每侧有16个像素的额外有效区域(边际)。R和B各自的有效像素的总数是2080。Gr/Gb的有效像素数目是4096，Gr/Gb在左右每侧有32个像素的额外有效区域(边际)。Gr/Gb的有效像素的总数是4160。沿竖直方向的有效像素的数目(即线的数目)是2160。这2160条线在上下每侧有22条附加有效线(边际)。有效线的总数是2204。

在30P情况下，H消隐(H-blank)区域是(4400像素×2通道-4160×2像素)＝240×2像素，使得一条线是HD数据结构的线的两倍。图2示出了24P和25P情况下H消隐像素的数目。V消隐区域被设计成2250线-2204线＝46线，使得线的总数是HD的线的总数的两倍。

图3示出了广播相机1的内部构造示例。

广播相机1包括双密度Bayer结构的图像传感器11，以及用于根据需要对从图像传感器11接收的视频信号进行处理的信号处理单元12。例如CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器或CCD(电荷耦合器件)成像器被用作图像传感器11。图15B所示的双密度Bayer结构的图像传感器11的4k信号例如从左下方起以八个像素为单位被读出。

信号处理单元12包括用于临时储存从图像传感器11接收的视频信号的RAM 15和用于从RAM 15读取该视频信号的视频信号读取部件13。信号处理单元12还包括读出时钟供应部件14，用于向图像传感器11供应视频信号读出时钟。

信号处理单元12还包括读取/写入控制部件16，用于对视频信号读出部件13的信号读出处理和将所读出的视频信号写入RAM 18-1至18-8的操作进行控制。

信号处理单元12还包括信号复用部件17，用于对传感器信号进行重新布置并将该传感器信号与定时基准信号SAV、EAV进行复用。信号复用部件17包括RAM 18-1至18-8，以及SAV/EAV复用部件19-1至19-8，以输出八个视频信号。信号复用部件17对数据进行复用，该数据具有来自图像传感器11中每条第一或第二线的、以预定数目个样本为单位读取和输入的图像信号。此时，信号复用部件17通过在对应于HD-SDI中的C通道的活动区域(active region)中把从B和R像素读取的图像信号与SAV或EAV开始码进行交替复用，来产生B/R通道。同时，信号复用部件17还通过在对应于HD-SDI中Y通道的活动区域中把从G像素读取的图像信号与开始码进行依次复用，来产生G通道。

在读取/写入控制部件16的控制下，从RAM 15读取的视频信号被写入RAM 18-1至18-8中的每一者。设置RAM 18-1至18-8，与以八个像素为单位读取图15B中图像信号的处理相对应。这些像素被逐个像素地写入到RAM 18-1至18-8。然后，SAV/EAV复用部件19-1至19-8对从RAM18-1至18-8读取的图像信号进行重新布置，将经过重新布置的图像信号与SAV/EAV进行复用，随后输出结果，一个像素作为16位图像信号。

读取/写入控制部件16不仅向RAM 18-1至18-8供应写入信号，而且输出SAV/EAV脉冲和148.5-MHz时钟。该脉冲和时钟被用在图中未示出的后续处理部件中。

图4示出了SAV/EAV复用部件19-1至19-8的内部构造的示例。

SAV/EAV复用部件19-1至19-8包括用于计算SAV/EAV、LN和CRCC的线计算块22，以及用于产生SAV/EAV定时脉冲的SAV/EAV定时脉冲产生块23。

从图像传感器11输入的视频信号被储存在RAM 18-1至18-8中。当视频信号被原样传送时，信号接收设备不能识别该视频信号的间断(break)位置。因此，线计算块22计算SAV/EAV/LN和CRCC的位置。

SAV/EAV定时脉冲产生块23从读取/写入控制部件16接收读出时钟和与有效视频周期的定时有关的信息，所述读出时钟用于对从图像传感器11读取图像信号的定时进行控制。该定时信息是与有效视频周期有关的信息，视频信号在所述有效视频周期期间被叠加在图像信号上。SAV/EAV定时脉冲产生块23产生定时脉冲，用于对HD-SDI的B/R通道或G通道上的活动区域中的图像信号进行复用。

SAV/EAV复用部件19-1至19-8还包括切换控制块24，用于通过切换到RAM 18-1至18-8或切换到线计算块22，来控制向RAM 25写入数据。切换控制块24根据从SAV/EAV定时脉冲产生块23接收的定时脉冲，来改变从图像传感器11读取图像信号的定时。切换控制块24在改变读取定时的同时对HD-SDI的B/R通道或G通道上的活动区域中的图像信号进行复用，并进行切换以对SAV/EAV/LN和CRCC进行复用。

图5示出了对从信号处理单元12向能处理6G信号的6G复用器FPGA 20供应的信号进行处理的示例。以5.94Gbps传送的视频信号下文中也称为“6G信号”。

信号处理单元12将图像信号以B信号、Gb信号、R信号和Gr信号的顺序输出。

广播相机1包括6G复用器FPGA 20。6G复用器FPGA 20在每个148.5-MHz的时钟处把从信号处理单元12接收的图像信号重新布置成预定的顺序。在SAV/EAV的定时中的每个时钟处，定时脉冲被输入到6G复用器FPGA 20。该SAV/EAV预先由信号处理单元12复用。顺便提及，尽管6G复用器FPGA 20和信号处理单元12在图5中被表示为不同的功能块，但图3中信号处理单元12中的信号复用部件17实际上形成于6G复用器FPGA 20中。

当从图像传感器11输入的图像信号的帧率是23.98P、24P、25P、29.97P或30P时，6G复用器FPGA 20执行下述处理。在此情形下，图像传感器11需要由4096×2160个像素形成，并且由这些像素输出的图像信号的量化位需要是16位。

6G复用器FPGA 20对一次读取到偶数编号样本组中和奇数编号样本组中的样本进行复用，并以5.94Gbps在2个通道上输出串行数字数据。此时，6G复用器FPGA 20逐个像素地对B信号和R信号进行交替重新布置。类似地，6G复用器FPGA 20逐个像素地对Gb信号和Gr信号进行交替重新布置。当2个通道数据流被输入到8B/10B编码器21时，8B/10B编码器21使HD-SDI的B/R通道和G通道上的活动区域以及包括SAV、EAV、LN和CRCC在内的辅助数据受到8B/10B编码。随后，8B/10B编码器21把由8B/10B编码进行了转换的串行数字数据输出。

这样，6G复用器FPGA 20如图5所示把以八个像素为单位读取的视频信号打包(fold)，从而将读出时钟和信号布线与60P信号匹配。然后，6G复用器FPGA 20以148.5-MHz的时钟速率，将视频信号以四个像素为单位进行输出。

下面分别考虑由6G复用器FPGA 20输出的四个像素。

例如，“B1、R1、B2、R2、B3和R3”被认为对应于HD的C通道。

“Gb1、Gr1、Gb2、Gr2、Gb3和Gr3”被认为对应于HD的Y通道。

当以此顺序对视频信号进行复用、然后使之受到8B/10B转换时，可以以5.94Gbps将每个通道以光的形式或电信号的形式传送。当使输出视频信号的数据结构符合HD的Y/C通道时，该格式容易由习惯HD信号处理的工程师理解。另外，还可以防止数据转换中的识别错误。

这里对以各个帧率进行的传输速率进行计算。

[24P-30P的传输速率的计算]

(1)4400像素×2250线×30P×16位×10/8＝5.94Gbps

(2)5280像素×2250线×25P×16位×10/8＝5.94Gbps

(3)5500像素×2250线×24P×16位×10/8＝5.94Gbps

顺便提及，下面图6A和图6B所示的数据结构是在TRS(定时基准信号)信号像HD的SAV/EAV的情况一样被复用之后形成的，以标识有效区域(包括附加有效区域)。

图6A和图6B示出了以5.94Gbps传送视频信号时数据结构的示例。

下面将示出在30P的帧率下，与HD-SDI的C通道相对应的6-Gbps链路A的数据结构和与HD-SDI的Y通道相对应的6-Gbps链路B的数据结构。

图6A示出了5.94Gbps下的链路A的数据结构的示例。

图6B示出了5.94Gbps下的链路B的数据结构的示例。

在链路A和B的数据结构中，信号复用部件17插入8B/10B转换之前的+k28.5、-k28.5、D0.0、D0.0、D0.0和D0.0，并将XYZ插入下述区域(16位)中10个高阶(high-order)位中：所述区域是HD-SDI的SAV要被插入到的区域。XYZ被用作SAV的开始码，并定义在SMPTE 274M-2008的表6和SMPTE 292-2008的图2和附件E中。

另外，在链路A和B的数据结构中，信号复用部件17在下述区域(16位)中将+k28.5、-k28.5、D0.0、D0.0、D0.0和D0.0插入：所述区域是HD-SDI的EAV要被插入到的区域。信号复用部件17还在要将EAV插入的区域中将XYZ插入到10个高阶位中，LN0插入到10个高阶位中，LN1(通过添加L11来使得可以容许2250线)插入到10个高阶位中，CRC0插入到10个高阶位中，CRC1插入到10个高阶位中。

在此情形下，需要注意下列事项：

(1)由于所有的数据都受到8B/10B转换，所以提供K28.5的两个字节来检测字节边界就够了。

(2)由于只执行8B/10B转换，所以未用的位可以被设定为保留(＝0)。

(3)LN11被添加到SMPTE 292中定义的LN以定义2250线。

顺便提及，尽管HD-SDI(SMPTE 274)中定义了XYZ，但FVH位的0/1定义以Bayer结构的4k信号的有效区域为基准来进行。例如，在2204条有效线的范围内V＝0，而在该范围以外的V消隐区域中V＝1。

这里计算了6G链路A/B的H消隐中除了SAV/EAV之外的数据量。

(1)30P：(240-12(SAV/EAV))×16×10/8＝4560位

(2)25P：(1120-12(SAV/EAV))×16×10/8＝21260位

(3)24P：(1340-12(SAV/EAV))×16×10/8＝26560位

根据上述第一实施例的广播相机1能够用8B/10B编码以5.94Gbps在2个通道上传送从双密度Bayer结构的摄像元件读取的4k×2k/23.98P-30P/16位视频信号。6G复用器FPGA 20以由图6A和图6B所示的数据结构定义的SAV/EAV定时来接收如图5所示用于识别SAV/EAV的脉冲。6G复用器FPGA 20因此能够用SAV和EAV中复用的XYZ来识别SAV/EAV的开始定时。这样，不需要给视频数据提供像HD中定义的那样用于识别SAV/EAV的禁止码(prohibited code)。10位时的000h-003h以及3FCh-3FFh以及12位时的000h-00Fh和FF0h-FFFh被用于TRS和ANC报头(header)，因此被禁止用于视频数据。这些区域被称为禁止码。

另外，从全“0”到全“1”的数据可以被用作16位视频信号，这在视频表示形式中量化位的数目大到16的情况下很有用。

当ANC/音频信号需要被复用时，对遵从SMPTE 291或SMPTE 299(作为用于HD-SDI的ANC/音频标准)的16位中的10个高阶位的数据进行复用就够了。此时，当图像信号中包含ANC/音频数据时，信号复用部件17对HD-SDI的水平辅助数据空间中的ANC/音频数据进行复用。

<第二实施例：用8B/10B编码在4个通道上以5.94Gbps传送双密度Bayer 4k/47.95P-60P/16位信号>

下面将参考图7以及图8A和8B来说明根据本发明第二实施例的广播相机1的操作示例。

下面将说明用8B/10B编码在4个通道上以5.94Gbps传送双密度Bayer 4k/47.95P-60P/16位信号的系统。

图7示出了在6G复用器FPGA 20中进行信号复用的示例，用于对从信号处理单元12接收的6G信号施加预定的处理然后输出所得的信号。

信号处理单元12将图像信号以B信号、Gb信号、R信号和Gr信号的顺序输出。

广播相机1中包括的6G复用器FPGA 20在每个148.5-MHz的时钟处对从信号处理单元12接收的图像信进行重新布置。在SAV/EAV的定时中的每个时钟处，定时脉冲被输入到6G复用器FPGA 20。

当从图像传感器11输入的图像信号的帧率是47.95P、48P、50P、59.94P和60P时，6G复用器FPGA 20执行下述处理。在此情形下，图像传感器11需要由4096×2160个像素形成，并且由这些像素输出的图像信号的量化位需要是16位。

对于一次读取到偶数编号图像信号组中和奇数编号图像信号组中的图像信号，6G复用器FPGA 20对每个由一半图像信号构成的组进行复用，并以5.94Gbps在4个通道上输出串行数字数据。此时，6G复用器FPGA 20逐个像素地对B信号和R信号进行交替重新布置，并执行8B/10B编码。类似地，6G复用器FPGA 20逐个像素地对Gb信号和Gr信号进行交替重新布置。当2个通道数据流被输入到8B/10B编码器21时，8B/10B编码器21把对与HD-SDI的数据结构相对应的B/R通道和G通道上的活动区域进行8B/10B编码而转换的串行数字数据输出。

这样，6G复用器FPGA 20如图5所示把以八个像素为单位读取的视频信号打包，从而将读出时钟和信号布线与60P信号匹配。然后，6G复用器FPGA 20以148.5-MHz的时钟速率，将视频信号以四个像素为单位进行输出。

图1所示的双密度Bayer结构的4k信号例如以148.5-MHz的时钟速率从左下方起以八个像素为单位被读出。

下面分别考虑由6G复用器FPGA 20输出的四个像素。

(1)“B1、R1、B3、R3、B5和R5”被认为对应于HD的C通道。

(2)“Gb1、Gr1、Gb3、Gr3、Gb5和Gr5”被认为对应于HD的Y通道。

(3)“B2、R2、B4、R4、B6和R6”被认为对应于HD的C通道。

(4)“Gb2、Gr2、Gb4、Gr4、Gb6和Gr6”被认为对应于HD的Y通道。

当以此顺序对视频信号进行复用、然后使之受到8B/10B转换时，可以以5.94Gbps将每个通道以光的形式或电信号的形式传送。当使输出视频信号的数据结构符合HD的Y/C通道时，该格式容易由习惯HD信号处理的工程师理解，同时可以防止错误。另外，四个高阶像素可以作为具有与图3所示情形相同的布线和相同的时钟频率的信号而被输入和输出。这样，当在30P信号与60P信号之间切换时不需要改变时钟频率，也不需要增加硬件(电路规模)。

[47.95P-60P的传输速率的计算]

(1)4400像素÷2×2250线×60P×16位×10/8＝5.94Gbps

(2)5280像素÷2×2250线×50P×16位×10/8＝5.94Gbps

(3)5500像素÷2×2250线×48P×16位×10/8＝5.94Gbps

顺便提及，图6A和图6B所示的数据结构是在TRS(定时基准信号)信号像HD的SAV/EAV的情况一样被复用之后形成的，以标识有效区域(包括附加有效区域)。

在本示例的链路A和B的数据结构中，8B/10B转换之前的+k28.5、-k28.5、D0.0、D0.0、D0.0和D0.0被插入SAV(16位)中，并且XYZ被插入到SAV中的10个高阶位中，代替HD-SDI的SAV/EAV。

另外，在链路A和B的数据结构中，在EAV(16位)中插入8B/10B转换之前的+k28.5、-k28.5、D0.0、D0.0、D0.0和D0.0。此外，XYZ被插入到10个高阶位中，LN0被插入到10个高阶位中，LN1(通过添加L11来使得可以容许2250线)被插入到10个高阶位中，CRC0被插入到10个高阶位中，CRC1被插入到10个高阶位中。

在此情形下，需要注意下列事项：

(1)由于所有的数据都受到8B/10B转换，所以提供K28.5的两个字节来检测字节边界就够了。

(2)由于只执行8B/10B转换，所以未用的位可以被设定为保留(＝0)。

(3)LN11被添加到SMPTE 292中定义的LN以定义2250线。

尽管HD-SDI(SMPTE 274)中定义了XYZ，但FVH位的0/1定义以Bayer结构的4k信号的有效区域为基准来进行。例如，在2204条有效线的范围内V＝0，而在该范围以外的V消隐区域中V＝1。

[6G链路A/B/C/D的H消隐中除了SAV/EAV之外的数据量的计算]

(1)30P：(240÷2-12(SAV/EAV))×16×10/8＝2160位

(2)25P：(1120÷2-12(SAV/EAV))×16×10/8＝10960位

(3)24P：(1340÷2-12(SAV/EAV))×16×10/8＝13160位

图8A和8B示出了与HD-SDI的C通道和Y通道相对应的数据结构。

在此情形下，仅示出了与HD-SDI的C通道相对应的6-Gbps链路A的数据结构和与HD-SDI的Y通道相对应的6-Gbps链路B的数据结构的奇数样本。在此情形下的奇数样本指B和R的奇数编号样本以及Gb和Gr的奇数编号样本。偶数样本指B和R的偶数编号样本以及Gb和Gr的偶数编号样本。

根据上述第二实施例的广播相机1能够用8B/10B编码以5.94Gbps在4个通道上传送从双密度Bayer结构的摄像元件读取的4k×2k/47.95P-60P/16位视频信号。6G复用器FPGA 20以由图8A和图8B所示的数据结构定义的SAV/EAV定时来接收如图7所示用于识别SAV/EAV的脉冲。6G复用器FPGA 20因此能够用图8A和8B所示的XYZ来识别SAV/EAV的开始定时。这样，不需要给视频数据提供像HD中定义的那样用于识别SAV/EAV的禁止码。

另外，从全“0”到全“1”的16位数据都可以使用，这在视频表示形式中量化位的数目大到16的情况下很有用。

当ANC/音频信号需要被复用时，在遵从SMPTE 291或SMPTE 299(作为用于HD-SDI的ANC/音频标准)的16位中的10个高阶位进行数据复用。

<第三实施例：用8B/10B编码和扰频在1个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer 4k/23.98P-30P/16位信号>

下面将参考图9和图10来说明根据本发明第三实施例的广播相机1的操作示例。

下面将说明用8B/10B编码和扰频在1个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer 4k/23.98P-30P/16位信号的系统。

图9示出了信号处理单元30的内部构造的示例。

信号处理单元30接收4k信号，或对来自图3所示的信号处理单元的、以5.94Gbps在2个通道上的4k信号进行复用而获得的信号。信号处理单元30包括TRS检测部件31-1，用于从信号复用部件17输入的下述信号检测经复用的TRS：该信号在B/R通道上具有与HD-SDI相对应的数据结构。信号处理单元30还包括TRS检测部件31-2，用于从信号复用部件17输入的下述信号检测经复用的TRS：该信号在Gb/Gr通道上具有与HD-SDI相对应的数据结构。

信号处理单元30还包括8B/10B编码器32，用于对来自下述信号的活动区域进行8B/10B编码：TRS检测部件31-1从所述信号检测TRS，并且所述信号在B/R通道上具有与HD-SDI相对应的数据结构。信号处理单元30还包括RAM 34-1，用于储存经过8B/10B编码的数据。

信号处理单元30还包括扰频器33，用于向来自下述信号的活动区域施加帧同步式扰频：TRS检测部件31-2从所述信号检测TRS，并且所述信号在G通道上具有与HD-SDI相对应的数据结构。信号处理单元30还包括RAM 34-2，用于储存经过扰频的数据。

信号处理单元30还包括RAM 35，用于以预定的数据结构储存从RAM 34-1和34-2读取的数据。向RAM 34-1、34-2和35写入数据以及从它们读取数据是在写入控制部件37的控制下执行的。信号处理单元30还包括并行-串行转换部件36，用于把从RAM 35读取的数据从并行数据转换成串行数据。并行-串行转换部件36把从8B/10B编码器32和扰频器33并行输入的并行数字数据转换成串行数字数据，并以10.692-Gbps传输流的形式输出该串行数字数据。

下面将对信号处理单元30的操作示例进行说明。

当从图像传感器11输入的图像信号的帧率是23.98P、24P、25P、29.97P或30P时，信号处理单元30执行下述处理。在此情形下，图像传感器11需要由4096×2160个像素形成，由这些像素输出的图像信号的量化位需要是16位。

当TRS检测部件31-1接收到图15B所示双密度Bayer结构的4k信号或对来自6G复用器FPGA 20的、以5.94Gbps在2个通道上的4k信号进行复用而获得的信号时，TRS检测部件31-1从TRS信号检测SAV和EAV。8B/10B编码器32在B/R通道上从SAV的开始处执行8B/10B转换。此时，8B/10B编码器32将各个像素的视频信号转换成20位的数据长度，并将该视频信号储存在RAM 34-1中。

同时，当TRS检测部件31-2接收到Cb/Cr通道上的视频信号时，扰频器33向该视频信号施加帧同步式扰频。帧同步式扰频例如是这样的处理：以扰频器的初始值(该初始值被设定为预定的值，例如全为“0”等)从紧挨SAV的下一个活动视频周期起对视频信号进行一个帧的时间长度或一条线的时间长度的扰频。扰频器33将每个像素的视频信号扰频成16位的数据长度，并将该数据信号储存在RAM 34-2中。

在此情形下的帧同步式扰频是这样的处理：以例如帧或线的开始处的某种定时将伪随机图案的生成多项式的寄存器的初始值设定成预定的值(例如全为“0”等)，并通过对N取模的操作来将该值添加到输入数据。在用于接收该视频数据的信号接收设备中，相同的生成多项式的寄存器被设定在与信号传送设备中的值相同的值。这样，当以与信号传送设备中相同的定时来对输入数据执行对N取模的操作时，能够再现原始数据。

接着，像HD-SDI中一样，写入控制部件37对这些图像信号以B/R通道、Gb/Gr通道、B/R通道、Gb/Gr通道、B/R通道、Gb/Gr通道...的顺序进行复用，并将这些图像信号储存在RAM 35中。随后，并行-串行转换部件36以10.692Gbps在1个通道上输出具有图10所示数据结构的串行数字数据。

图10示出了当所有样本在一个链路上受到复用时的数据结构。

在此情形下，示出了以30P的帧率在一个链路上对所有样本进行复用所获得的10.692-Gbps数据结构的示例。

(1)B/R通道：4400像素×2250线×30P×16位×10/8＝5.94Gbps

(2)Gb/Gr通道：4400像素×2250线×30P×16位＝4.752Gbps

(3)5.94Gbps+4.752Gbps＝10.692Gbps

在24P和25P的情形下也可以执行类似的计算。

[H消隐中除了SAV/EAV之外的数据量的计算]

(1)30P：(240-12(SAV/EAV))×2×16×36/32＝8208位

(2)25P：(1120-12(SAV/EAV))×2×16×36/32＝39888位

(3)24P：(1340-12(SAV/EAV))×2×16×36/32＝47808位

当ANC/音频信号需要被复用时，在遵从SMPTE 291或SMPTE 299(作为用于HD-SDI的ANC/音频标准)的16位中的10个高阶位对数据进行复用。在此情形下，音频数据在B/R通道上被复用，而音频控制分组(packet)在Gb/Gr通道上被复用。当48-kHz音频的音频数据为16通道音频数据时，获得31个样本×4＝124个样本。在此情形下，当帧率为30P时，获得4400-4160＝240个样本。对于全部的SAV/EAV/LN/CRCC，总共有12个样本。因此剩下的区域为240-12＝228个样本。因此能够在228个样本的区域中储存16通道音频数据所需的124个样本的数据量。即，可以说，HD-SDI的音频数据能够在228个样本的区域中被复用。

但是在30P的情形下，H消隐中存在最小数据量，因此最困难的是确保用于对ANC/音频数据进行复用的空间。在30P的情形下，获得了48kHz÷30帧÷2250线＝0.7111样本线。该结果表明，在一条线中可以对0.7111个样本进行复用。在考虑每一条线的周期有0.7111...个音频样本(音频捕获)的情形时，获得了1/0.7111，作为每个样本的线数。这意味着三条线中有大约两个音频样本。因而表明可以对ANC/音频数据进行复用而没有任何问题。

根据上述第三实施例的信号处理单元30能够用8B/10B编码和扰频器以10.692Gbps在1个通道上传送从双密度Bayer结构的摄像元件读取的4k×2k/23.98P-30P/16位视频信号。在此情形下，TRS检测部件31-1和31-2能够以由图10所示数据结构定义的SAV/EAV的定时来识别SAV/EAV，并识别SAV/EAV的开始定时。

另外，从全“0”到全“1”的16位数据都可以用作16位视频信号，这在视频表示形式中量化位的数目大到16的情况下很有用。

当ANC/音频信号需要被复用时，在遵从SMPTE 291或SMPTE 299(作为用于HD-SDI的ANC/音频标准)的16位中的10个高阶位进行数据复用就够了。

<第四实施例：用8B/10B编码和扰频在2个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer 4k/47.95P-60P/16位信号>

下面将参考图11和图12来说明根据本发明第四实施例的广播相机1的操作示例。

下面将说明用8B/10B编码和扰频在2个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer 4k/47.95P-60P/16位信号的系统。

图11示出了信号处理单元40的内部构造的示例。

当从图像传感器11输入的图像信号的帧率是47.95P、48P、50P、59.94P或60P时，信号处理单元40执行下述处理。在此情形下，图像传感器11需要由4096×2160个像素形成，由这些像素输出的图像信号的量化位需要是16位。

信号处理单元40包括TRS检测部件41-1，用于从信号复用部件17输入的奇数样本的像素的B/R通道上的HD-SDI信号检测经复用的TRS。信号处理单元40还包括TRS检测部件41-2，用于从信号复用部件17输入的奇数样本的Gb/Gr通道的HD-SDI信号检测经复用的TRS。信号处理单元40还包括TRS检测部件41-3，用于从信号复用部件17输入的偶数样本的B/R通道的HD-SDI信号检测经复用的TRS。信号处理单元40还包括TRS检测部件41-4，用于从信号复用部件17输入的偶数样本的Gb/Gr通道的HD-SDI信号检测经复用的TRS。

信号处理单元40还包括8B/10B编码器42-1，用于对B/R通道上的下述HD-SDI信号的活动区域进行8B/10B编码：TRS检测部件41-1从所述信号检测TRS。信号处理单元40还包括8B/10B编码器42-2，用于对B/R通道上的下述HD-SDI信号的活动区域进行8B/10B编码：TRS检测部件41-3从所述信号检测TRS。信号处理单元30还包括RAM 44-1和44-3，用于储存由8B/10B编码器42-1和42-2进行了8B/10B编码的数据。

信号处理单元40还包括扰频器43-1，用于向Gb/Gr通道上的下述HD-SDI信号的活动区域施加帧同步式扰频：TRS检测部件41-2从所述信号检测TRS。信号处理单元40还包括扰频器43-2，用于向Gb/Gr通道上的下述HD-SDI信号的活动区域施加帧同步式扰频：TRS检测部件41-4从所述信号检测TRS。信号处理单元40还包括RAM 44-2和44-4，用于储存由扰频器43-1和43-2进行了扰频的数据。

信号处理单元40还包括RAM 45-1，用于以预定的数据结构储存从RAM 44-1和44-2读取的数据。向RAM 44-1、44-2和45-1写入数据以及从它们读取数据是在写入控制部件47-1的控制下执行的。信号处理单元40还包括RAM 45-2，用于以预定的数据结构储存从RAM 44-3和44-4读取的数据。向RAM 44-3、44-4和45-2写入数据以及从它们读取数据是在写入控制部件47-2的控制下执行的。

从8B/10B编码器42-1和扰频器43-1并行地输入的并行数字数据被储存在RAM 45-1中。信号处理单元40还包括并行-串行转换部件46-1，用于把从RAM 45-1读取的并行数字数据转换成串行数字数据，并以10.692-Gbps传输格式输出该串行数字数据。

从8B/10B编码器42-2和扰频器43-2并行地输入的并行数字数据被储存在RAM 45-2中。信号处理单元40还包括并行-串行转换部件46-2，用于把从RAM 45-2读取的并行数字数据转换成串行数字数据，并以10.692-Gbps传输格式输出该串行数字数据。

下面将对信号处理单元40的操作示例进行说明。

B/R通道和Gb/Gr通道上的奇数样本以及B/R通道和Gb/Gr通道上的偶数样本被彼此分开地输入到信号处理单元40。

TRS检测部件41-1和41-3接收图15B所示双密度Bayer结构的4k信号或对以5.94Gbps在4个通道上的4k信号进行复用而获得的信号。此时，8B/10B编码器42-1和42-2在B/R通道上从SAV的开始处执行8B/10B转换，如图10所示。此时，8B/10B编码器42-1和42-2将各个像素的视频信号转换成20位的数据长度，并将该视频信号储存在RAM 44-1和44-3中。

同时，当TRS检测部件41-2和41-4接收到Cb/Cr通道上的视频信号时，扰频器43-1和43-2向该视频信号施加帧同步式扰频。此时，例如，扰频器43-1和43-2在这些扰频器的初始值被设定为预定的值(例如全为“0”等)的情况下从SAV的开始处起施加一个帧的时间长度或一条线的时间长度的帧同步式扰频。扰频器43-1和43-2将每个像素的视频信号扰频成16位的数据长度，并将该数据信号储存在RAM 44-2和44-4中。

接着，像HD-SDI中一样，写入控制部件47-1对这些图像信号以B/R通道、Gb/Gr通道、B/R通道、Gb/Gr通道、B/R通道、Gb/Gr通道...的顺序进行复用，并将这些图像信号储存在RAM 45-1中。随后，并行-串行转换部件46-1以图10所示数据结构的10.692Gbps的形式输出串行数字数据。

同时，像HD-SDI中一样，写入控制部件47-2对这些图像信号以B/R通道、Gb/Gr通道、B/R通道、Gb/Gr通道、B/R通道、Gb/Gr通道...的顺序进行复用，并将这些图像信号储存在RAM 45-2中。随后，并行-串行转换部件46-2以图10所示数据结构的10.692Gbps的形式输出串行数字数据。这样，并行-串行转换部件46-1和46-2以10.692Gbps在2个通道上输出串行数字数据。

(1)奇数/偶数样本的B/R通道：4400像素÷2×2250线×60P×16位×10/8＝5.94Gbps

(2)奇数/偶数样本的Gb/Gr通道：4400像素÷2×2250线×60P×16位＝4.752Gbps

(3)5.94Gbps+4.752Gbps＝10.692Gbps

在24P和25P的情形下也可以执行类似的计算。

[10.692Gbps的第一通道和第二通道上的H消隐中除了SAV/EAV之外的数据量的计算]

(1)30P：(240÷2-12(SAV/EAV))×2×16×36/32＝3888位

(2)25P：(1120÷2-12(SAV/EAV))×2×16×36/32＝19728位

(3)24P：(1340÷2-12(SAV/EAV))×2×16×36/32＝23688位

当ANC/音频信号需要被复用时，在遵从SMPTE 291或SMPTE 299(作为用于HD-SDI的ANC/音频标准)的16位中的10个高阶位对数据进行复用。当48-kHz音频的音频数据为16通道音频数据时，获得31字节×4＝124个字节。该值小于30P下的(240÷2-12)×2＝216个样本。因此音频数据能够被复用。

顺便提及，在60P的情况下，H消隐中存在最小数据量，因此最困难的是确保复用空间。在60P的情形下，获得了48kHz÷60帧÷2250线＝0.3555样本线。该结果表明，在一条线中可以对0.3555个样本进行复用(例如每三条线具有一音频样本)。因而表明可以对ANC/音频数据进行复用而没有任何问题。

图12示出了与HD-SDI的C通道和Y通道相对应的数据结构。

在此情形下，示出了在60P的帧率下对双链路的链路A上的奇数样本进行复用并对双链路的链路B上的偶数样本进行复用的示例。

根据上述第四实施例的信号处理单元40能够用8B/10B编码和扰频器以10.692Gbps在2个通道上传送从双密度Bayer结构的摄像元件读取的4k×2k/47.95P-60P/16位视频信号。以由图12所示的数据结构定义的SAV/EAV的定时来如图11所示接收用于识别SAV/EAV的脉冲。这样，6G复用器FPGA 20能够用在SAV和EAV中经过复用的XYZ来识别SAV/EAV的开始定时。

另外，从全“0”到全“1”的16位数据都可以用作16位视频信号，这在视频表示形式中量化位的数目大到16的情况下很有用。

当ANC/音频信号需要被复用时，在遵从SMPTE 291或SMPTE 299(作为用于HD-SDI的ANC/音频标准)的16位中的10个高阶位进行数据复用就够了。

<第五实施例：用8B/10B编码和扰频在1个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer宽银幕(高宽比为1∶2.4)4k/36P/16位信号>

下面将参考图13来说明根据本发明第五实施例的广播相机1的操作示例。

下面将说明用8B/10B编码和扰频在1个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer宽银幕4k/36P/16位信号的系统。

图13示出了双密度Bayer宽银幕的示例。

当传送具有1∶2.4＝1784∶4096的高宽比的36P宽银幕数据时，总的线数为1875。在此情况下，在左侧和右侧各自设置32个像素用作水平方向的边际，在上侧和下侧各自设置22个像素用作竖直方向的边际。这样，像素的总数为(4096+32×2)×(1784+22×2)＝4160×1828。

在这种情形下，下面的式子成立。

10.692÷36P÷1875线＝158400位线

由与图5相同的系统从信号处理单元12供应16位的视频数据。由于增大了高宽比，所以线的数目减少到1875。但是，有效样本的数目与第一实施例所示30P的4k信号相同(即使将额外有效区域和H消隐的像素数目包括在内)。这样，尽管30P和双密度Bayer宽银幕的4k信号具有不同的屏幕高宽比以及不同的帧率，但通过与第三实施例中相同的数据结构，宽银幕36P信号也能够被复用并以10.692Gbps在1个通道上传送。

(1)B/R通道：4400像素×1875线×36P×16位×10/8＝5.94Gbps

(2)Gb/Gr通道：4400像素×1875线×36P×16位＝4.752Gbps

(3)5.94Gbps+4.752Gbps＝10.692Gbps

ANC/音频信号可以以与第三实施例类似的方式被复用，因此其说明将被略去。

这样，当从图像传感器11输入的图像信号的帧率为36P时，根据第五实施例的信号处理单元30执行对图像信号进行复用的处理。此时，图像传感器11需要由4096×1785像素以1∶2.4的高宽比形成，由这些像素输出的图像信号的量化位需要是16位。并行-串行转换部件36以10.692Gbps在1个通道输出串行数字信号。

根据上述第五实施例的信号处理单元能够用8B/10B编码和扰频以10.692Gbps在1个通道上以双密度Bayer宽银幕信号(高宽比＝1∶2.4)的形式来传送从摄像元件读取的4k/36P/16位视频信号。这样，TRS检测部件31-1和31-2能够以由图10所示数据结构定义的SAV/EAV的定时来识别SAV/EAV，并识别SAV/EAV的开始定时。

<第六实施例：用8B/10B编码和扰频在2个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer宽银幕(高宽比为1∶2.4)4k/72P/16位信号>

下面将说明根据本发明第六实施例的广播相机1的操作示例。

下面将说明用8B/10B编码和扰频在2个通道上以10.692Gbps传送双密度Bayer宽银幕4k/72P/16位信号的系统。

当从图像传感器11输入的图像信号的帧率为72P时，信号处理单元40执行下述处理。在此情况下，图像传感器11需要由4096×2160个像素形成，由这些像素输出的图像信号的量化位需要是16位。当传送具有1∶2.4＝1784∶4096的高宽比的宽银幕数据72P信号时，总的线数为1875。

10.692÷72P÷1875线＝79200位线

由与图5相同的系统从信号处理单元12供应16位的数据。由于增大了高宽比，所以线的数目减少到1875。但是，有效样本的数目与第二实施例所示60P的4k信号相同(即使将额外有效区域和H消隐的像素数目包括在内)。这样，尽管60P和双密度Bayer宽银幕的4k信号具有不同的屏幕高宽比以及不同的帧率，但通过与第四实施例中相同的数据结构，宽银幕72P信号也能够被复用并作为串行数字信号以10.692Gbps在2个通道上传送。

(1)奇数/偶数样本B/R通道：4400像素÷2×1875线×72P×16位×10/8＝5.94Gbps

(2)奇数/偶数样本Gb/Gr通道：4400像素÷2×1875线×72P×16位＝4.752Gbps

(3)5.94Gbps+4.752Gbps＝10.692Gbps

ANC/音频信号也以与第四实施例相同。

根据上述第六实施例的信号处理单元能够用8B/10B编码和扰频以10.692Gbps在2个通道上以双密度Bayer宽银幕信号(高宽比＝1∶2.4)的形式来传送从摄像元件读取的4k/72P/16位视频信号。这样，TRS检测部件31-1和31-2能够以由图12所示数据结构定义的SAV/EAV的定时来识别SAV/EAV，并识别SAV/EAV的开始定时。

根据第一至第六实施例的信号处理单元产生了如下效果。

对于双密度Bayer 4k/23.98P-30P和47.95P-60P，通过使信号处理单元12和6G复用器FPGA 20具有图5和图7所示的构造和布线，使用相同的148.5-MHz时钟而不改变时钟频率。这样，能够在不改变时钟连接和设定的情况下，在23.98P-30P和47.95P-60P之间执行切换。因此时钟系统只需要尽可能小的硬件(电路)规模。

另外，如图5和图7所示，信号处理单元12对数据的有效区域之前和之后的SAV/EAV进行复用，并通过使用定时脉冲而能够进行SAV/EAV识别，该定时脉冲被调节到SAV/EAV中经过复用的XYZ和SAV/EAV。这样，不需要给视频数据提供禁止码。这提供了能够使用从全为“0”到全为“1”的数据作为16位视频信号以及能够充分利用16位视频信号的效果。

另外，双密度Bayer结构的4k信号和宽银幕信号能够被复用并在2个通道或4个通道上以5.94Gbps或在1个通道上以10.692Gbps传送，这与目前SMPTE 435的传输速率(即2个通道10.692Gbps)相同。另外，通过使用8B/10B码，还可以避免像HD-SDI中那样产生病态(pathological)信号，并将目前商业上可用的设备用于10GE。

另外，通过将双密度Bayer 4k/16位信号的接口数据结构设计成与HD-SDI的Y通道和C通道类似的数据结构，该格式容易由习惯HD信号的工程师理解，并可以防止错误。另外，通过使用HD-SDI的XYZ，能够定义有效帧、有效线等的间断。

本发明不限于前述实施例，在不脱离权利要求所述本发明的精神的情况下可以采用各种其他的应用示例的变形方式。

本申请包含与2010年2月26日在日本特许厅递交的日本在先专利申请JP 2010-042001中公开的主题有关的主题，该申请的全部内容通过引用方式结合于此。

本领域技术人员应当明白，在所附权利要求或其等同含义的范围内，取决于设计要求和其他因素，可以产生各种变更、组合、子组合和替代形式。

Claims (13)

1.一种信号传送设备，包括：

复用部件，在摄像元件以双密度Bayer结构作为像素布置形式、该像素布置形式中Bayer结构的像素密度被加倍并且像素被相对于所述Bayer结构成45°倾斜布置、所述双密度Bayer结构是这样的结构：该结构使得以B像素、G像素、R像素和G像素的顺序被读取的第一线以及以R像素、G像素、B像素和G像素的顺序被读取的第二线在水平方向交替地布置的情况下，所述复用部件被构造成：在与高分辨率串行数字接口HD-SDI中的C通道相对应的活动区域中，在从所述摄像元件在所述第一线和所述第二线的每一者中以预定数目个样本为单位而读取和输入的图像信号中，通过将从B像素和R像素读取的图像信号以及SAV和EAV中一者的开始码交替地复用在一起来产生B/R通道，并通过将从与HD-SDI中的Y通道相对应的活动区域中的G像素读取的图像信号和所述开始码依次复用在一起来产生G通道；以及

8B/10B编码器，该8B/10B编码器被构造成将串行数字数据输出，所述串行数字数据是通过对具有与所述HD-SDI相对应的数据结构的所述B/R通道和所述G通道上的活动区域以及包含SAV、EAV、LN和CRCC的辅助数据区域进行8B/10B编码而转换成的。

2.根据权利要求1所述的信号传送设备，

其中，当所述图像信号中包含ANC/音频数据时，所述复用部件在所述HD-SDI的水平辅助数据空间中对所述ANC/音频数据进行复用。

3.根据权利要求1所述的信号传送设备，

其中，所述复用部件包括：

定时脉冲产生块，该定时脉冲产生块被构造成接收读出时钟和有效视频周期定时信息并产生定时脉冲，所述读出时钟用于对从所述摄像元件读取所述图像信号的定时进行控制，所述有效视频周期定时信息作为关于有效视频周期的信息，在所述有效视频周期期间视频数据被叠加在所述图像信号上，所述定时脉冲用于对所述HD-SDI的B/R通道和G通道之一上的活动区域中的图像信号进行复用；以及

切换控制块，该切换控制块被构造成根据从所述定时脉冲产生块接收的所述定时脉冲来对从所述摄像元件读取图像信号的定时进行切换，并对所述HD-SDI的B/R通道和G通道之一上的活动区域中的图像信号进行复用。

4.根据权利要求1所述的信号传送设备，

其中，所述复用部件在所述HD-SDI的SAV所要插入到的区域中，插入8B/10B转换之前的+k28.5、-k28.5、D0.0、D0.0、D0.0和D0.0，并将所述开始码插入到10个高阶位中，并在所述HD-SDI的EAV所要插入到的区域中，将8B/10B转换之前的+k28.5、-k28.5、D0.0、D0.0、D0.0和D0.0插入，将所述开始码插入到10个高阶位中，将LN0插入到10个高阶位中，将LN1插入到10个高阶位中，将CRC0插入到10个高阶位中，并将CRC1插入到10个高阶位中。

5.根据权利要求1所述的信号传送设备，

其中，当从所述摄像元件输入的所述图像信号的帧率是23.98P、24P、25P、29.97P和30P中的一者时，所述摄像元件由4096×2160个像素形成，由所述像素输出的图像信号的量化位是16位，所述复用部件将一次读取的样本复用到偶数编号的样本组以及奇数编号的样本组中，并以5.94Gbps在2个通道上输出所述串行数字数据。

6.根据权利要求1所述的信号传送设备，

其中，当从所述摄像元件输入的所述图像信号的帧率是47.95P、48P、50P、59.94P或60P中的一者时，所述摄像元件由4096×2160个像素形成，由所述像素输出的图像信号的量化位是16位，所述复用部件将一次读取的图像信号中每个由一半图像信号构成的组复用到偶数编号的图像信号组和奇数编号的图像信号组中，并以5.94Gbps在4个通道上输出所述串行数字数据。

7.根据权利要求1所述的信号传送设备，还包括：

第一TRS检测部件，该第一TRS检测部件被构造成：在从所述复用部件输入的B/R通道上，从与HD-SDI相对应的数据结构的信号检测TRS；

8B/10B编码器，该8B/10B编码器被构造成：在所述B/R通道上，对与HD-SDI相对应的数据结构的信号的活动区域进行8B/10B编码，所述B/R通道上来自与HD-SDI相对应的数据结构的信号的所述TRS是由所述第一TRS检测部件检测到的；

第二TRS检测部件，该第二TRS检测部件被构造成：在从所述复用部件输入的G通道上，从与HD-SDI相对应的数据结构的信号检测TRS；

扰频器，该扰频器被构造成：在G通道上，对与HD-SDI相对应的数据结构的信号的活动区域施加帧同步式扰频，该G通道上来自与HD-SDI相对应的数据结构的信号的所述TRS是由所述第二TRS检测部件检测到的；以及

并行-串行转换部件，该并行-串行转换部件被构造成把从所述8B/10B编码器和所述扰频器并行地输入的并行数字数据转换成串行数字数据，并输出所述串行数字数据。

8.根据权利要求7所述的信号传送设备，

其中，当从所述摄像元件输入的所述图像信号的帧率是23.98P、24P、25P、29.97P和30P中的一者，所述摄像元件由4096×2160个像素形成，并且由所述像素输出的图像信号的量化位是16位时，所述并行-串行转换部件以10.692Gbps在1个通道上输出所述串行数字数据。

9.根据权利要求7所述的信号传送设备，

其中，当从所述摄像元件输入的所述图像信号的帧率是36P，所述摄像元件由4096×1785个像素形成，高宽比为1∶2.4，并且由所述像素输出的图像信号的量化位是16位时，所述并行-串行转换部件以10.692Gbps在1个通道上输出所述串行数字数据。

10.根据权利要求1所述的信号传送设备，还包括：

第一TRS检测部件，该第一TRS检测部件被构造成：在从所述复用部件输入的奇数样本的像素的B/R通道上，从HD-SDI信号检测TRS；

第一8B/10B编码器，该第一8B/10B编码器被构造成：在所述B/R通道上对所述HD-SDI信号的活动区域进行8B/10B编码，所述B/R通道上来自所述HD-SDI信号的所述TRS是由所述第一TRS检测部件检测到的；

第二TRS检测部件，该第二TRS检测部件被构造成：在从所述复用部件输入的奇数样本的像素的G通道上，从HD-SDI信号检测TRS；

第一扰频器，该第一扰频器被构造成：在所述G通道上，对所述HD-SDI信号的活动区域施加帧同步式扰频，所述G通道上来自所述HD-SDI信号的所述TRS是由所述第二TRS检测部件检测到的；

第一并行-串行转换部件，该第一并行-串行转换部件被构造成：把从所述第一8B/10B编码器和所述第一扰频器并行地输入的并行数字数据转换成串行数字数据，并以10.692Gbps的传输格式输出所述串行数字数据；

并行-串行转换部件，该并行-串行转换部件被构造成：把所述并行数字数据转换成串行数字数据，并输出所述串行数字数据；

第三TRS检测部件，该第三TRS检测部件被构造成：在从所述复用部件输入的偶数样本的像素的B/R通道上，从HD-SDI信号检测TRS；

第二8B/10B编码器，该第二8B/10B编码器被构造成：在所述B/R通道上，对所述HD-SDI信号的活动区域进行8B/10B编码，所述B/R通道上来自所述HD-SDI信号的所述TRS是由所述第三TRS检测部件检测到的；

第四TRS检测部件，该第四TRS检测部件被构造成：在从所述复用部件输入的偶数样本的像素的G通道上，从HD-SDI信号检测TRS；

第二扰频器，该第二扰频器被构造成：在所述G通道上，对所述HD-SDI信号的活动区域施加帧同步式扰频，所述所述G通道上来自所述HD-SDI信号的所述TRS是由所述第四TRS检测部件检测到的；以及

第二并行-串行转换部件，该第二并行-串行转换部件被构造成把从所述第二8B/10B编码器和所述第二扰频器并行地输入的并行数字数据转换成串行数字数据，并输出所述串行数字数据。

11.根据权利要求10所述的信号传送设备，

其中，当从所述摄像元件输入的所述图像信号的帧率是47.95P、48P、50P、59.94P或60P中的一者，所述摄像元件由4096×2160个像素形成，并且由所述像素输出的图像信号的量化位是16位时，所述第一并行-串行转换部件和所述第二并行-串行转换部件以10.692Gbps在2个通道上输出所述串行数字数据。

12.根据权利要求10所述的信号传送设备，

其中，当从所述摄像元件输入的所述图像信号的帧率是72P，所述摄像元件由4096×1785个像素形成，高宽比为1∶2.4，并且由所述像素输出的图像信号的量化位是16位时，所述第一并行-串行转换部件和所述第二并行-串行转换部件以10.692Gbps在2个通道上输出所述串行数字数据。

13.一种信号传送方法，包括以下步骤：

在摄像元件以双密度Bayer结构作为像素布置形式、该像素布置形式中Bayer结构的像素密度被加倍并且像素被相对于所述Bayer结构成45°倾斜布置、所述双密度Bayer结构是这样的结构：该结构使得以B像素、G像素、R像素和G像素的顺序被读取的第一线以及以R像素、G像素、B像素和G像素的顺序被读取的第二线在水平方向交替地布置的情况下，在与HD-SDI中的C通道相对应的活动区域中，在从所述摄像元件在所述第一线和所述第二线的每一者中以预定数目个样本为单位而读取和输入的图像信号中，通过将从B像素和R像素读取的图像信号以及SAV和EAV中一者的开始码交替地复用在一起来产生B/R通道，并通过将从与HD-SDI中的Y通道相对应的活动区域中的G像素读取的图像信号和所述开始码依次复用在一起来产生G通道；以及

将串行数字数据输出，所述串行数字数据是通过对具有与所述HD-SDI相对应的数据结构的所述B/R通道和所述G通道上的活动区域以及包含SAV、EAV、LN和CRCC的辅助数据区域进行8B/10B编码而转换成的。

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