CN102868911A - 信号发送设备和方法、信号接收设备和方法及传送系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了信号发送设备和方法、信号接收设备和方法及传送系统。信号发送设备包括：第一映射单元，其包括从一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的类图像中疏化出同一线中的彼此相邻的两个像素样本并把疏化出的像素样本映射到第一至第N子图像的视频数据区域上的两像素疏化控制单元，以及把第一至第N/2子图像转换成4∶2∶2/r比特信号并把第N/2+1至第N子图像转换成4∶0∶0/r比特信号的线疏化控制单元；以及第二映射单元，其输出通过把从第一映射单元输出的基本流中的4∶2∶2/r比特信号的数据结构和4∶0∶0/r比特信号的数据结构转换成4∶4∶4/r比特信号的数据结构而获得的双链路HD-SDI信号。

Description

信号发送设备和方法、信号接收设备和方法及传送系统
技术领域
本公开涉及适合用于串行传送一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的视频信号的信号发送设备、信号发送方法、信号接收设备、信号接收方法和信号传送系统。
背景技术
已开发了用于清晰度高于当前HD(高清晰度)视频信号的超高清晰度视频信号的图像接收系统或成像系统，其中当前HD视频信号是具有1920样本(sample)×1080线(line)的帧的视频信号。例如，国际协会已标准化了UHDTV(超高清晰度TV)标准，其是具有是当前HD中规定的像素数目的4倍或16倍的像素数目的下一代广播系统。国际协会的示例包括ITU(国际电信联盟)或SMPTE(运动图片和电视工程师协会)。
JP-A-2005-328494公开了一种以10Gbps或更高的比特率传送作为一种4k×2k信号(4k×2k的超高清晰度信号)的3840×2160/30P和30/1.001P/4:4:4/12比特信号的技术。由m样本×n线表述的视频信号基本上被称为“m×n”信号。[3840×2160/30P]表示[水平方向上的像素数目]×[垂直方向上的像素数目]/[每秒的帧数目]。[4:4:4]在原色信号传送系统的情况下表示[红信号R：绿信号G：蓝信号B]的比率，并且在色差信号传送系统的情况下表示[亮度信号Y：主色差信号Cb：次色差信号Cr]的比率。
在以下描述中，表示逐行信号的帧速率的50P、59.94P和60P被简写为“50P-60P”，并且47.95P、48P、50P、59.94P和60P被简写为“48P-60P”。100P、119.88P和120P被简写为“100P-120P”，并且95.9P、96P、100P、119.88P和120P被简写为“96P-120P”。表示隔行信号的帧速率的50I、59.94I和60I被近似称为“50I至60I”，并且47.95I、48I、50I、59.94I和60I被简写为“48I至60I”。3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号也被简写为“3840×2160/100P-120P信号”。
发明内容
在最近的SMPTE或ITU中，已标准化了具有23.9P-60P的帧速率的3840×2160或7680×4320的视频信号标准或接口标准。当模式D(参见下文将描述的图8)被用于传送视频数据时，可按1通道的10G-SDI传送3840×2160/23.98P-30P的视频信号。然而，还没有研究也没有标准化用于传送具有等于或高于120P的帧速率的视频信号的接口。由于与1920×1080或2048×1080相对应的视频信号标准仅规定了最多60P的帧速率，所以即使是使用JP-A-2005-328494中公开的技术也不能经由现有接口来传送大数目的像素样本。
在SMPTE中，标准化了4096×2160/23.98P-60P的视频信号标准，但没有研究也没有标准化在信号发送设备和信号接收设备中包括的接口。从而，关于4096×2160/23.98P-30P的视频信号，由于视频数据区域中存储的像素样本的数目增大，所以不能利用模式D的线结构来复用和传送像素样本。
对于4096×2160的视频信号，其帧速率是在23.98P、24P、25P、29.97P、30P、47.95P、48P、50P、59.94P和60P的范围中规定的。然而，将来应当考虑传送具有等于或高于90P的帧速率的视频信号，其是当前使用的帧速率(例如30P)的三倍那么快的信号。从而，必须制定规格来用于通过使用当前传送接口传送具有各种帧速率的视频信号。
因此希望通过使用HD-SDI接口或10Gbps串行接口来串行传送一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目并且具有高帧速率的视频信号。还希望提供一种数据复用系统，用于120P、特别是4:2:0信号的传送，以减小传送频带。
根据本公开的一个实施例，从一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的由m×n(其中表示m样本和n线的m和n是正整数)/a-b(其中a和b表示逐行信号的帧速率)/4:2:0/r比特信号规定的类图像(class image)中疏化(thinning)出同一线中的彼此相邻的两个像素样本。把疏化出的像素样本映射到由m′×n′(其中表示m′样本和n′线的m′和n′是正整数)/a′-b′(其中a′和b′表示逐行信号的帧速率)/4:2:2和4:0:0/r比特信号规定的第一至第N(其中N是等于或大于2的整数)子图像的视频数据区域上。
从映射了像素样本的第一至第N子图像每隔一线疏化出像素样本并转换成隔行信号。此时，把第一至第N/2子图像转换成4:2:2/r比特信号并且把第N/2+1至第N子图像转换成4:0:0/r比特信号。
输出通过把4:2:2/r比特信号的数据结构和4:0:0/r比特信号的数据结构转换成4:4:4/r比特信号的数据结构而获得的双链路HD-SDI信号。
根据本公开的另一实施例，把具有4:4:4/r比特信号的数据结构的双链路HD-SDI信号转换成4:2:2/r比特信号和4:0:0/r比特信号。
对于由m′×n′(其中表示m′样本和n′线的m′和n′是正整数)/a′-b′(其中a′和b′表示逐行信号的帧速率)/4:2:2/r比特信号规定的第一至第N/2(其中N是等于或大于2的整数)子图像的每条线按像素样本复用4:2:2/r比特信号。对于第N/2+1至第N子图像的每条线按像素样本复用4:0:0/r比特信号。
把从第一至第N子图像提取的两个像素样本复用为在一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的由m×n(其中表示m样本和n线的m和n是正整数)/a-b(其中a和b表示逐行信号的帧速率)/4:2:0/r比特信号规定的类图像的帧中的同一线中彼此相邻。
根据本公开的另一实施例，提供了发送视频信号和接收视频信号的信号传送系统。
根据本公开的另一实施例，对于输入的视频信号，疏化出以连续两帧(等于或多于两帧)为单位的类图像中包括的两个像素样本，对其执行线疏化(line thinning)和字疏化(word thinning)，并且发送通过从HD-SDI的视频数据区域复用像素样本而获得的信号。另一方面，对于接收到的视频信号，从HD-SDI的视频数据区域中提取像素样本，对其执行字复用、线复用和两像素复用，并且再现视频信号。
根据本公开的实施例，通过将4:2:0/10比特或12比特信号的数据结构转换成4:4:4/10比特或12比特信号的数据结构，可以使得能够经由当前的10G串行接口进行传送。从而，由于能够使用过去的传送标准，无需制定新的传送标准，所以可以提高便利性。
附图说明
图1是示出根据本公开的第一实施例的电视广播台用的相机传送系统的整体构成的示图；
图2是示出根据本公开的第一实施例的广播相机的电路构成中的信号发送设备的内部构成的框图；
图3是示出根据本公开的第一实施例的映射10比特信号的第一映射单元的内部构成的框图；
图4是示出根据本公开的第一实施例的第二映射单元的内部构成的框图；
图5A至5D是示出3840×2160的UHDTV标准的样本结构的示例的示图；
图6是示出根据本公开的第一实施例的两像素疏化控制单元从第一和第二类图像中疏化出两个像素样本并将疏化出的像素样本映射到第一至第四子图像的处理示例的示图；
图7是示出在24P的情况下与10.692Gbps串行数字数据的一线相对应的数据结构的示例的示图；
图8是示出模式D的示例的示图；
图9是示出根据本公开的第一实施例通过线疏化将第一至第四子图像分割成符合SMPTE 372M的规定的链路A(Link A)和链路B(Link B)的示例的示图；
图10是示出根据本公开的第一实施例的线疏化操作的示例的示图；
图11是示出根据本公开的第一实施例将8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号转换成四组HD-SDI链路A和链路B的示例的示图；
图12是示出根据本公开的第一实施例当8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号被转换成四组HD-SDI链路A和链路B时的数据结构的示例的示图；
图13是示出根据本公开的第一实施例的映射4:2:0/12比特信号的第一映射单元的内部构成的框图；
图14是示出根据本公开的第一实施例通过线疏化然后是字疏化将第一至第四子图像分割成符合SMPTE 372M的规定的链路A和链路B的示例的示图；
图15是示出根据本公开的第一实施例将16通道的4:2:2/12比特信号和4:0:0/12比特信号转换成四组HD-SDI链路A和链路B的示例的示图；
图16是示出根据本公开的第一实施例当16通道的4:2:2/12比特信号和4:0:0/12比特信号被转换成四组HD-SDI链路A和链路B时的数据结构的示例的示图；
图17A和17B是示出根据本公开的第一实施例的复用单元执行的数据复用处理的示例的示图；
图18是示出根据本公开的第一实施例的CCU的电路构成中的信号接收设备的内部构成的框图；
图19是示出根据本公开的第一实施例的第二再现单元的内部构成的框图；
图20是示出根据本公开的第一实施例的再现10比特信号的第一再现单元的内部构成的框图；
图21是示出根据本公开的第一实施例的再现12比特信号的第一再现单元的内部构成的框图；
图22是示出根据本公开的第二实施例的第一映射单元的内部构成的框图；
图23是示出根据本公开的第二实施例的映射单元将像素样本映射到的经处理图像的示图；
图24是示出根据本公开的第二实施例的两像素疏化控制单元从第一和第二类图像中疏化出两个像素样本并将疏化出的像素样本映射到第一至第八子图像的处理示例的示图；
图25是示出根据本公开的第二实施例通过对子图像执行线疏化处理然后对其执行字疏化处理来将第一至第八子图像分割成符合SMPTE 372M的规定的链路A和链路B的示例的示图；
图26是示出根据本公开的第二实施例的第一再现单元的内部构成的框图；
图27是示出根据本公开的第三实施例的两像素疏化控制单元从第一和第二UHDTV2类图像中疏化出两个像素样本并将疏化出的像素样本映射到第一至第四UHDTV1类图像的处理示例的示图；
图28是示出根据本公开的第三实施例的第一映射单元的内部构成的框图；
图29是示出根据本公开的第三实施例的第一再现单元的内部构成的框图；
图30是示出根据本公开的第四实施例的两像素疏化控制单元从第一和第二UHDTV2类图像中疏化出两个像素样本并将疏化出的像素样本映射到第一至第四UHDTV1类图像的处理示例的示图。
具体实施方式
以下，将描述用于实现本公开的优选实施例(以下称为实施例)。将按以下顺序进行描述。
1.第一实施例(像素样本的映射控制：作为研究3840×2160/50P，59.94P，60P/4:2:0/10比特或12比特复用系统的结果，将要传送的HD-SDI或10G-SDI通道的数目减半的处理示例)
2.第二实施例(作为研究3840×2160/100P，119.88P，120P/4:2:0/10比特或12比特复用系统的结果，将要传送的HD-SDI或10G-SDI通道的数目减半的处理示例)
3.第三实施例(作为研究UHDTV27680×4320/50P，59.94P，60P/4:2:0/10比特或12比特复用系统的结果，将要传送的HD-SDI或10G-SDI通道的数目减半的处理示例)
4.第四实施例(作为研究UHDTV27680×4320/100P，119.88P，120P/4:2:0/10比特或12比特复用系统的结果，将要传送的HD-SDI或10G-SDI通道的数目减半的处理示例)
5.修改
<1.第一实施例>
[像素样本的映射控制：作为研究3840×2160/50P，59.94P，60P/4:2:0/10比特或12比特复用系统的结果，将要传送的HD-SDI或10G-SDI通道的数目减半的处理示例]
下面将参考图1至21来描述本公开的第一实施例。
在根据第一实施例的传送系统中，将描述疏化3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号的像素样本的技术。
图1是示出根据此实施例的电视广播台用的信号传送系统10的整体构成的示图。信号传送系统10包括多个具有相同构成的广播相机1和CCU(相机控制单元)2。广播相机1经由光纤线缆连接到CCU 2。广播相机1被用作使用发送串行数字信号(视频信号)的信号发送方法的信号发送设备，并且CCU 2被用作使用接收串行数字信号的信号接收方法的信号接收设备。其中组合了广播相机1和CCU 2的信号传送系统10被用作发送和接收串行数字信号的信号传送系统。这些设备执行的处理可由硬件组合来实现或通过执行程序来实现。
每个广播相机1生成UHDTV1的4k×2k超高分辨率信号(3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号)并将所生成的信号发送到CCU 2。
CCU 2控制广播相机1，接收来自广播相机1的视频信号，或者发送用于在各广播相机1的监视器上显示由另外的广播相机1捕捉的视频的视频信号(返回视频)。CCU 2充当接收广播相机1的视频信号的信号接收设备。
[下一代2k、4k、8k视频信号]
下面将描述下一代2k、4k和8k视频信号。
作为发送和接收具有各种帧速率的视频信号的接口，被称为模式D(参见下文将描述的图7)的传送标准被添加到SMPTE 435-2，从而完成了SMPTE 435-2-2009标准。在SMPTE 435-2中，记载了利用10.692 Gbps串行接口将数据复用到作为SMPTE 292中规定的10比特并行流的多个通道的HD-SDI信号。一般地，HD-SDI场是按EAV、水平辅助数据空间(也称为HANC数据或水平消隐期间)、SAV和视频数据的顺序构成的。在UHDTV标准中，在SMPTE中已提出了经由2通道的10Gbps接口传送3840×2160/50P-60P信号和经由8通道的10Gbps接口传送7680×4320/50P-60P的技术。此提案被制定为SMPTE 2036-3标准。
ITU或SMPTE中提出的视频标准涉及样本数和线数是1920×1080的两倍或四倍的3840×2160或7680×4320视频信号。其中，由ITU标准化的视频标准被称为LSDI(大屏幕数字影像)，而在SMPTE中提出的视频标准被称为UHDTV。在UHDTV中，规定了表1中的视频信号。
表1
Figure BSA00000744791500081
作为电影业中的数字相机采用的标准，2048×1080或4096×2160的信号标准被标准化为表2和3中的SMPTE 2048-1和SMPTE 2048-2。
表2
  系统号   系统名称   帧速率(Hz)
  1   2048×1080/60/P   60
  2   2048×1080/59.94/P   60/1.001
  3   2048×1080/50/P   50
  4   2048×1080/48/P   48
  5   2048×1080/47.95/P   48/1.001
  6   2048×1080/30/P   30
  7   2048×1080/29.97/P   30/1.001
  8   2048×1080/25/P   25
  9   2048×1080/24/P   24
  10   2048×1080/23.98/P   24/1.001
表3
  系统号   系统名称   帧速率(Hz)
  1   4096×2160/60/P   60
  2   4096×2160/59.94/P   60/1.001
  3   4096×2160/50/P   50
  4   4096×2160/48/P   48
  5   4096×2160/47.95/P   48/1.001
  6   4096×2160/30/P   30
  7   4096×2160/29.97/P   30/1.001
  8   4096×2160/25/P   25
  9   4096×2160/24/P   24
  10   4096×2160/23.98/P   24/1.001
[DWDM/CWDM波长复用技术]
下面将描述DWDM/CWDM波长复用技术。
将多个波长的光复用和传送到单条光纤的方法被称为WDM(波分复用)。取决于波长间隔，WDM可被大致分类为以下三种方法。
(1)两波长复用方法
两波长复用方法是将诸如1.3μm和1.55μm之类的不同波长的信号复用到大约两个或三个波中并且经由单条光纤传送复用的信号的方法。
(2)DWDM(密集波分复用)方法
DWDM方法是以高密度在1.55μm的频带复用25GHz、50GHz、100GHz、200GHz……的频率的光的方法。这些间隔相当于大约0.2nm、0.4nm、0.8nm……的波长间隔。中心波长和其他波长已由ITU-T(国际电信联盟电信标准化部)标准化。由于DWDM方法中的波长间隔是较窄的100GHz，所以可能进行比如数十至数百个之类的很多个复用，从而使能超高容量的通信。然而，由于振荡波长宽度需要充分小于波长间隔100GHz并且半导体激光器的温度需要被控制以使得中心波长与ITU-T标准匹配，所以设备昂贵并且系统的功耗增大。
(3)CWDM(粗疏波分复用)方法
CWDM方法是采用比DWDM方法大1位以上的10nm至20nm的波长间隔的波长复用技术。由于波长间隔相对较大，所以半导体激光器的振荡波长宽度不是像DWDM方法那样必须是窄带宽，并且不必控制半导体激光器的温度，从而可以降低系统的成本并且降低系统的功耗。因此，此方法对于不具有像DWDM方法中那样大的容量的系统是实际有效的。中心波长的示例对于当前的4通道一般包括以下的。即，其示例对于当前的4通道构成包括1.511μm、1.531μm、1.551μm和1.571μm，并且对于8通道构成包括1.471μm、1.491μm、1.511μm、1.531μm、1.551μm、1.571μm、1.591μm和1.611μm。
在此实施例中，3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号的帧速率是SMPTE S2036-1中规定的信号的两倍。如上所述，SMPTE S2036-1中规定的信号是3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号。假定诸如禁止码之类的数字信号格式与S2036-1中已经规定的信号相同。
图2是示出广播相机1的电路构成中的根据此实施例的信号发送设备的框图。由广播相机1中的成像单元和视频信号处理单元(未示出)生成的3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号被发送到映射单元11。
3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号相当于UHDTV1类图像的帧。这些信号是这样的信号：其中并行同步布置了具有12比特的字长度的Y′数据系列、C′B数据系列和C′R数据系列，并且如图5A至5D中所示按Y′信号的四分之一疏化了C′B和C′R信号。这些信号的帧期间是1/50、1/59.94和1/60秒，并且在一个帧期间中包括2160个有效线期间。从而，视频信号的一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目。
在S2036-1中规定的UHDTV1类图像中，活动线中的样本数目是3840并且线数目是2160。G、B和R视频数据分别被布置在G数据系列、B数据系列和R数据系列的活动线中。
映射单元11将3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号映射到HD-SDI格式中规定的8通道传送流的视频数据区域上。
下面将分别描述映射3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号的像素样本的处理和映射3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特信号的像素样本的处理。这里，跳过两者共同的细节，并且例如可描述“4:2:0/10比特信号”和“4:2:0/12比特信号”。
[1-1.映射单元的内部构成和操作示例(3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特的示例)]
下面将描述映射单元11的内部构成和操作示例。
首先，将描述3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特的示例。
图3示出了执行映射10比特信号的映射单元11的前段处理的第一映射单元11A的构成示例。
此示例中的映射单元11(参见图2)包括第一映射单元11A和第二映射单元11B。
第一映射单元11A包括向构成单元提供时钟的时钟提供电路21和存储3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特视频信号的RAM 23。第一映射单元11A还包括控制从RAM 23中读取两个像素样本的两像素疏化(交织)处理的两像素疏化控制单元22和存储疏化出的两个像素样本的RAM 24-1至24-4。
第一映射单元11A包括对从RAM 24-1至24-4读取的数据进行线疏化的线疏化控制单元25-1至25-4和临时存储由线疏化控制单元25-1至25-4疏化的数据的RAM 26-1至26-8。
第一映射单元11A还包括把从RAM 26-1至26-8读取的数据的像素样本作为8通道的基本流(4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号)输出的读取控制单元27-1至27-8。时钟提供电路21向两像素疏化控制单元22、线疏化控制单元25-1至25-4和读取控制单元27-1至27-8提供时钟。这些时钟用于读取和记录像素样本并且构成单元是与这些时钟同步的。
下面将描述第一映射单元11A的处理块的操作示例。
首先，从未示出的图像传感器输入的、一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的m×n(其中表示m样本和n线的m和n是正整数)/a-b(其中a和b表示逐行信号的帧速率)/4:2:0/r比特信号所规定的UHDTV1类图像的图像信号被存储在RAM 23中。该UHDTV1图像信号是3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号。此图像信号是UHDTV1中规定的类图像。
两像素疏化控制单元22从提取自该图像信号所规定的每个帧的像素样本之中疏化出同一线中彼此相邻的两个像素样本(这是SMPTE 435-1中规定的方法)，然后将疏化出的像素样本映射在由m′×n′(其中表示m′样本和n′线的m′和n′是正整数)/a′-b′(其中a′和b′表示逐行信号的帧速率)/4:2:2或4:0:0/r比特信号规定的第一至第N(其中N是等于或大于2的整数)子图像的视频数据区域上。这些子图像是1920×1080/50P-60P/4:2:2或4:0:0/10比特或12比特信号，其中设定了N＝4。从而，两像素疏化控制单元22疏化出帧中的同一线中的彼此相邻的两个像素样本，在SMPTE 435-1中规定的第一至第四子图像之中将帧的偶数线中的像素样本按两个像素样本映射在第一子图像和第二子图像上，然后将帧的奇数线中的像素样本映射在第三子图像和第四子图像上。
具体而言，两像素疏化控制单元22执行如下控制：对于垂直邻近的每两线在线方向上按两个像素提取3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号的像素样本并将提取的像素样本存储在RAM 24-1至24-4中。此时，两像素疏化控制单元22在RAM 24-1至24-4中形成与SMPTE 435-1中规定的1920×1080/50P-60P相当的第一至第四子图像。
线疏化控制单元25-1至25-4把作为存储在RAM 24-1至24-4中并映射了像素样本的逐行信号的第一至第四子图像转换成隔行信号。此时，线疏化控制单元将第一至第N/2子图像(此示例中的第一和第二子图像)转换成4:2:2/r比特信号并且将第N/2+1至第N子图像(此示例中的第三和第四子图像)转换成4:0:0/r比特信号。具体而言，线疏化控制单元25-1至25-4分别读取由两像素疏化控制单元22映射并存储在RAM 24-1至24-4中的第一至第四子图像。此时，线疏化控制单元25-1至25-4将一个子图像转换成2通道的1920×1080/50I、59.94I和60I/4:2:2/10比特信号。以下，50I、59.94I和60I被简写为“50I至60I”。线疏化控制单元把作为从读取的第一至第四子图像按每条线疏化并转换成隔行信号的1920×1080/50I-60I信号的8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号存储在RAM 26-1至26-8中。
然后，读取控制单元27-1至27-8输出从RAM 26-1至26-8读取的8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号。
具体而言，读取控制单元27-1至27-8与从时钟提供电路21提供的基准时钟同步地从RAM 26-1至26-8读取1920×1080/50I至60I信号，并且把按两个链路A和B的四对构成的8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号输出到随后的第二映射单元11B。
在此示例中，使用了两类存储器(RAM 24-1至24-4和RAM 26-1至26-8)来执行两像素疏化和线疏化。然而，利用单类存储器，经历了两像素疏化的数据可经历线疏化，然后可作为8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号输出。
图4示出了执行映射单元11的后段的第二映射单元11B的构成示例。
第二映射单元11B包括S/P转换单元28-1至28-16、合成单元29-1至29-4、P/S转换单元30-1至30-8，作为映射单元11的后段处理块。合成单元29-1包括写入地址控制单元31-1至31-4、RAM 32-1至32-4以及读取地址控制单元33-1和33-2。合成单元29-2至29-4中的每一个包括四个RAM。
第二映射单元11B具有输出被转换成从第一映射单元11A输出的4:2:2/r比特信号的数据结构的双链路HD-SDI信号的功能。第二映射单元11B还具有输出通过把从第一映射单元11A输出的4:0:0/r比特信号的数据结构转换成4:4:4/r比特信号的数据结构而获得的双链路HD-SDI的功能。
图3中所示的读取控制单元27-1至27-8读取的8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号被输入到第二映射单元11B的输入通道CH1、CH3、CH5、CH7、CH9、CH11、CH13和CH15。输入的8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号被与输入通道相对应的S/P转换单元28-1、28-3、……、和28-15转换成并行数据。S/P转换单元28-2、28-4、……、和28-16用于与S/P转换单元28-1、28-3、……、和28-15一起处理3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特的视频信号。
从S/P转换单元28-1、28-3、……、和28-15输出的并行数据被输入到合成单元29-1至29-4。这里，由于合成单元29-1至29-4的处理块较复杂，所以将只描述合成单元29-1，而不会重复描述其他合成单元29-2至29-4。合成单元29-1至29-4的详细处理示例将在下文中描述(参见图12)。
合成单元29-1中包括的写入地址控制单元31-1和31-3把从S/P转换单元28-1和28-9输出的并行数据写入到RAM 32-1和32-3。输入到输入通道CH3并从S/P转换单元28-3输出的并行数据被写入到RAM 32-5。
合成单元29-1中包括的读取地址控制单元33-1和33-3从RAM 32-1和32-3读取并行数据并将读取的并行数据输出到P/S转换单元30-1和30-2。P/S转换单元30-1和30-2把从RAM 32-1和32-3读取的并行数据作为2通道的HD-SDI信号输出，这些2通道的HD-SDI信号是串行数据。
在合成单元29-2中，输入到输入通道CH3和CH11并被S/P转换单元28-3和28-11进行SP转换的并行数据被写入到RAM 32-5和32-7。然后，从RAM 32-5和32-7读取的并行数据被P/S转换单元30-3和30-4转换成串行数据并且随后作为2通道的HD-SDI信号(CH3和CH4)输出。
在合成单元29-3中，输入到输入通道CH5和CH13并被S/P转换单元28-5和28-13进行SP转换的并行数据被写入到RAM 32-9和32-11。然后，从RAM 32-9和32-11读取的并行数据被P/S转换单元30-5和30-6转换成串行数据并且随后作为2通道的HD-SDI信号(CH5和CH6)输出。
在合成单元29-4中，输入到输入通道CH7和CH15并被S/P转换单元28-7和28-15进行SP转换的并行数据被写入到RAM 32-13和32-15。然后，从RAM 32-13和32-15读取的并行数据被P/S转换单元30-7和30-8转换成串行数据并且随后作为2通道的HD-SDI信号(CH7和CH8)输出。
[UHDTV信号标准的样本结构的示例]
这里，将参考图5A至5D来描述UHDTV信号标准的样本结构的示例。
图5A至5D是示出3840×2160的UHDTV信号标准的样本结构的示例的示图。至于用于图5A至5D的描述的帧，帧包括3840×2160像素。
3840×2160的信号标准的样本结构被分类成以下四种系统。在SMPTE标准中，诸如R′G′B′之类的添加有撇号“′”的信号表示经历了伽马校正等等的信号。
图5A示出了R′G′B′或Y′Cb′Cr′4:4:4系统的示例。在此系统中，所有样本都包括RGB或YCbCr成分。
图5B示出了Y′Cb′Cr′4:2:2系统的示例。在此系统中，偶数号像素样本包括YCbCr成分，并且奇数号像素样本包括Y成分。
图5C示出了Y′Cb′Cr′4:2:0系统的示例。在此系统中，偶数号像素样本包括YCbCr成分，并且奇数号像素样本包括Y成分和通过从奇数线疏化出CbCr成分而获得的成分。
图5D示出了Y′Cb′Cr′4:0:0系统的示例。在此系统中，所有样本都只包括Y成分，并且从其中疏化出了CbCr成分。
图6是示出第一映射单元11A将UHDTV1类图像中包括的像素样本映射在第一至第四子图像上的示例的示图。
首先，第一映射单元11A中包括的两像素疏化控制单元22(参见图3)将3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号的一帧(一个画面)分割成四个部分。此时，3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号被映射在4通道的1920×1080/50P-60P/4:2:0/10比特信号上。
具体而言，两像素疏化控制单元22从一帧(一个画面)包括3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号的UHDTV1类图像中在线方向上每两个像素疏化出像素样本，然后从每两个像素疏化的信号创建第一至第四子图像。此时，疏化的信号被映射在作为4通道的1920×1080/50P-60P/4:2:2或4:0:0/10比特信号的HD图像格式的视频数据区域中的1920样本上以创建第一至第四子图像。在以下描述中，UHDTV1类图像被称为“类图像”。
当按两个像素样本疏化3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号时，通过从偶数线疏化出两个像素样本而获得的第一和第二子图像具有4:2:2的数据结构。另一方面，通过从奇数线疏化出两个像素样本而获得的第三和第四子图像具有4:0:0的数据结构，因为没有C′B/C′R样本。3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号被映射在SMPTE ST435-1中规定的系统2.1中的第一至第四子图像的有效视频区域上。另一方面，3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特信号被映射在SMPTE ST435-1中规定的系统4.1中的第一至第四子图像的有效视频区域上。此时，在SMPTE ST435-1或SMPTEST2036-3中如下规定：在相当于没有像素样本的0的信号之中，在10比特的情况下分配其中的200h，并且在12比特的情况下分配其中的800h。映射了3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号的第一至第四子图像根据SMPTE ST372的图2被线疏化并且被复用到8通道的HD-SDI。此复用方法在SMPTE ST435-1中规定。
[10.692Gbps串行数据的构成示例]
下面将参考图7来描述1线的HD-SDI格式中规定的10.692 Gbps串行数据的构成示例。
图7示出了当帧速率是24P时与10.692 Gbps串行数字数据的1线相当的数据结构的示例。
在图中，包括线号LN和检错码CRC的场由EAV、活动线和SAV指示，并且包括额外数据区域的场由水平辅助数据空间指示。音频信号被映射在水平辅助数据空间上并且可通过向音频信号添加辅助数据以构成水平辅助数据空间来与输入的HD-SDI信号同步。
[模式D]
下面将参考图8来描述复用多个通道的HD-SDI信号中包括的数据的示例。复用数据的方法在SMPTE 435-2中被规定为模式D。
图8是示出模式D的示图。
模式D是复用8通道(CH1至CH8)的HD-SDI信号的方法并且规定数据被复用到10.692 Gbps流的视频数据区域和水平辅助数据空间。这里，CH1、CH3、CH5和CH7的HD-SDI视频/EAV/SAV数据的40比特被提取并加扰并被转换成40比特的数据。另一方面，CH2、CH4、CH6和CH8的HD-SDI视频/EAV/SAV数据的32比特被提取并通过8B/10B转换被转换成40比特的数据。各数据被加在一起并组合起来，并且被转换成80比特的数据。经编码的8字(80比特)数据被复用到10.692 Gbps流的视频数据区域。
偶数通道的经8B/10B转换的40比特数据块被分配到80比特数据块之中的前半的40比特数据块。奇数通道的经加扰的40比特数据块被分配到后半的40比特数据块。从而，数据块例如按照CH2和CH1的顺序被复用到单个数据块。交换顺序的原因是用于标识使用的模式的内容ID被包括在偶数通道的经8B/10B转换的40比特数据块中。
另一方面，CH1的HD-SDI信号的水平辅助数据空间被8B/10B转换并被编码在50比特数据块中，然后被复用到10.692 Gbps流的水平辅助数据空间。这里，不传送CH2至CH8的HD-SDI信号的水平辅助数据空间。
下面将参考图9至12来描述在图6中所示的将第一至第四子图像转换成8通道的HD-SDI信号的处理之后的处理。
图9示出了第一至第四子图像的像素样本被映射在8通道的HD-SDI信号上的示例。
如上所述，线疏化控制单元25-1至25-4对第一至第四子图像进行线疏化并且按链路A和链路B的两个通道将线疏化的信号转换成总共8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号。这里，将参考图10来描述链路A和链路B。
图10示出了基于SMPTE 372的线疏化的示例。
这里，将参考双链路接口的线号和封装的示例来描述线疏化。
映射单元11将3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号转换成第一至第四子图像，然后通过多个处理创建8通道的HD-SDI信号。然后，线疏化控制单元25-1至25-4按链路A和链路B的数据结构线疏化1920×1080/50P-60P/4:2:0/10比特信号。从而，线疏化的信号被转换成相当于2通道的1920×1080/50I-60I/4:2:0/10比特的信号。
下面将描述图11和12。
图11示出了第二映射单元11B将8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号转换成四组链路A和链路B的处理的示例。
图9中所示的8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号被转换成具有新改变的细节的8通道的HD-SDI信号。此时，原始基本流的CH1可被应用到HD-SDI信号的CH1(链路A)，并且原始基本流的CH5被应用到HD-SDI信号的CH2(链路B)。
这里，基于以下规则将4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号复用到8通道的HD-SDI信号。
(1)从图6中所示的第一和第二子图像创建的基本流的CH1、CH2、CH3和CH4分别被设定到作为四组双链路HD-SDI(SMPTEST372)的链路A的CH1、CH3、CH5和CH7。
(2)从图6中所示的第三和第四子图像创建的基本流的CH5、CH6、CH7和CH8把复用到Y′通道的Y信号的偶数号像素样本复用到作为四组双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的随后的奇数号像素样本的CB通道。
(3)基本流的CH5、CH6、CH7和CH8把复用到Y′通道的Y信号的奇数号像素样本再次复用到与作为四组双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8具有相同样本号的C′R通道。
从而，第二映射单元11B把从第一和第二子图像转换成的具有4:2:2/10比特信号的数据结构的第一至第四基本流复用到双链路HD-SDI的链路A。第二映射单元11B把从第三和第四子图像转换成的具有4:0:0/10比特信号的数据结构的第五至第八基本流之中的样本号是偶数的Y信号作为双链路HD-SDI信号的链路B复用到第(样本号+1)个C′B通道。4:0:0/10比特信号中的Y信号的奇数样本作为HD-SDI信号的链路B被复用到第偶数样本号个C′R通道。第一至第八基本流被转换成具有4:4:4/10比特信号的数据结构的HD-SDI信号。
这样，第二映射单元11B把包括作为4:2:2/10比特信号的第一和第二子图像的CH1至CH4和作为4:0:0/10比特信号的第三和第四子图像的CH5至CH8的8通道的HD-SDI信号布置成四组链路A和链路B。
图12示出了将4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号转换成4:4:4/10比特信号的数据结构的处理的示例。
在此示例中，示出了链路A/B的数据传送顺序。这里，根据例如Y ′sub1，20这样的“sub1，2”表示第一和第二子图像并且“0”表示Y′通道中的第0像素样本这样的表示法来转换链路A和链路B的像素样本。
Link A：C′B0，Y′Sub1，20，C′R0，Y′Sub1，21，C′B2：，Y′Sub1，22，C′R2，Y′Sub1，23，...Link B：Y′Sub3，40，A，Y′Sub3，41，A，Y′Sub3，42，A，Y′Sub3，43，A，...
此时，链路A具有不作改变地从第一和第二子图像获取的CH1至CH4，并且从第三和第四子图像获取的CH5至CH8的Ych(10比特)被复用到链路B的Cch。CH5至CH8中包括的初始值C′B和C′R被删除。
链路A/B可具有与作为双链路HD-SDI标准的SMPTE ST372中规定的4:4:4(R′G′B′或Y′Cb′Cr′)/10比特信号的数据结构相同的数据结构。从而，模式D的10G-SDI可传送4:4:4(R′G′B′或Y′Cb′Cr′)/10比特信号的双链路HD-SDI链路A/B的四组。即，利用其中4:2:0/10比特信号被再次复用到4:4:4(R′G′B′或Y′Cb′Cr′)/10比特信号的数据结构，可以通过模式D的10G-SDI 1通道传送信号。这意味着可能够通过使用通道数目是当前SMPTE ST2036-3标准中规定的通道数目的一半的10G-SDI来传送信号。
这样，3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号被复用到4通道的模式D中规定的10.692 Gbps传送流。此复用方法采用了JP-A-2008-099189中公开的方法。这里，如图9中所示，第一和第二子图像被转换成4:2:2/10比特信号，并且第三和第四子图像被转换成4:0:0/10比特信号。由映射单元11映射的8通道的4:2:2/10比特信号和4:0:0/10比特信号被发送到第二映射单元11B(参见图3)。
在SMPTE ST435-1和2或者SMPTE ST2036-3中，规定了将8通道的HD-SDI信号分配到SMPTE ST435-2中规定的模式D的10G-SDI的奇数输入通道CH1、CH3、CH5和CH7并且传送HD-SDI信号。另一方面，规定了不向偶数输入通道分配信号。标准化了使用总共2通道的模式D的10G-SDI的传送方法。
[1-2.映射单元的内部构成和操作示例(3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特的示例)]
下面将描述当输入信号是3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特信号时，映射单元11C的内部构成和操作示例。
图13示出了映射4:2:0/12比特信号的第一映射单元11C的内部构成的示例。
第一映射单元11C包括向构成单元提供时钟的时钟提供电路41和存储3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特的视频信号的RAM 43。第一映射单元11C还包括控制读取从RAM 43中读取的UHDTV1类图像中包括的两个像素样本的两像素疏化(交织)处理的两像素疏化控制单元42。第一映射单元11C还包括RAM 44-1至44-4，疏化的两个像素样本作为第一至第四子图像被写入到该RAM 44-1至44-4。
第一映射单元11C还包括控制把从RAM 44-1至44-4读取的第一至第四子图像从逐行信号转换成隔行信号的线疏化处理的线疏化控制单元45-1至45-4。第一映射单元11C还包括RAM 46-1至46-8，由线疏化控制单元45-1至45-4疏化出的隔行信号被按每条线写入到该RAM 46-1至46-8。
第一映射单元11C还包括控制从RAM 46-1至46-8读取的数据的字疏化的字疏化控制单元47-1至47-8。第一映射单元11C还包括存储由字疏化控制单元47-1至47-8疏化出的字的RAM 48-1至48-16。第一映射单元11C还包括把从RAM 48-1至48-16读取的字数据作为16通道的基本流(4:2:2/12比特信号和4:0:0/12比特信号)输出的读取控制单元49-1至49-16。
创建作为4:2:2/12比特信号的基本流的CH1和CH2的处理块在图13中示出，但创建基本流的CH3至CH16的块具有相同的构成，因此将不再重复对其的图示和详细描述。
下面将描述第一映射单元11C的操作示例。
时钟提供电路41向两像素疏化控制单元42、线疏化控制单元45-1至45-4、字疏化控制单元47-1至47-8和读取控制单元49-1至49-16提供时钟。此时钟用于读取或写入像素样本并且构成单元按照此时钟同步。
从未示出的图像传感器输入的、一帧中的像素数目大于基本流格式中规定的像素数目、具有3840×2160的最大像素数目的UHDTV1类图像所规定的视频信号被写入到RAM 43。此示例中的UHDTV1类图像表示3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特的视频信号。在此示例中，从UHDTV1类图像中每两个像素疏化出的像素样本被映射在由1920×1080/50P-60P/4:2:0/12比特信号规定的第一至第四子图像的视频数据区域上。
两像素疏化控制单元42从UHDTV1类图像中疏化出两个像素样本并且将疏化出的像素样本映射在相当于1920×1080/50P-60P的第一至第四子图像的有效区域上。1920×1080/50P-60P在SMPTE 435-1中规定。此映射的详细处理示例将在下文中描述。
线疏化控制单元45-1至45-4将逐行信号转换成隔行信号。具体而言，线疏化控制单元45-1至45-4从RAM 44-1至44-4读取被映射在第一至第四子图像的视频数据区域上的像素样本。此时，线疏化控制单元45-1至45-4将单个子图像转换成2通道的1920×1080/50I-60I/4:2:2或4:0:0/12比特信号。然后，线疏化控制单元45-1至45-4把按每条线从第一至第四子图像的视频数据区域疏化并转换成隔行信号的1920×1080/50I-60I信号写入到RAM 46-1至46-8。
字疏化控制单元47-1至47-8按每个字疏化出已由线疏化控制单元45-1至45-4按每条线疏化出的像素样本。字疏化控制单元47-1至47-8将疏化出的像素样本映射在SMPTE 435-1中规定的HD-SDI的视频数据区域上并且输出第一至第十六基本流。具体而言，字疏化控制单元47-1至47-8按每个字疏化从RAM 46-1至46-8中读取的按每条线疏化的隔行信号并将疏化的信号映射在SMPTE 435-1中规定的基本流的视频数据区域上。此时，字疏化控制单元47-1至47-8将像素样本复用在SMPTE 435-1中规定的、与第一至第四子图像相对应的四个通道的模式D所确定的10.692Gbps流的视频数据区域上。即，字疏化控制单元47-1至47-8将1920×1080/50I-60I/4:2:2或4:0:0/12比特信号转换成16通道的4:2:2/12比特信号和4:0:0/12比特信号。然后，对于第一至第四子图像中的每一个，将所得到的信号映射在SMPTE 435-1中规定的每四个基本流的视频数据区域上。
具体而言，字疏化控制单元47-1至47-8以与SMPTE 372的图9所示相同的方式从RAM 44-1至44-8中按每个字疏化并读取像素样本。然后，字疏化控制单元47-1至47-8将读取的像素样本转换成2通道的1920×1080/50I-60I信号并将所得到的信号写入到RAM 48-1至48-16。
读取控制单元49-1至49-16输出从RAM 48-1至48-16读取的16通道的基本流的传送流。具体而言，读取控制单元49-1至49-16响应于从时钟提供电路41提供的基准时钟从RAM 48-1至48-16中读取像素样本。然后，读取控制单元将包括16对的两个链路A和链路B的16通道的基本流CH1至CH16输出到随后的映射单元1B。
在此示例中，为了执行两像素疏化、线疏化和字疏化，利用三类存储器(RAM 44-1至44-4、RAM 46-1至46-8和RAM 48-1至48-16)执行了三步的疏化处理。然而，通过两像素疏化、线疏化和字疏化获取的数据可被存储在单个存储器中并且可作为16通道的基本流被输出。
图14示出了第一映射单元11C将3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特信号映射在16通道的基本流上的示例。
如上所述，复用了3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特信号的第一至第四子图像的像素样本顺次经历线疏化和字疏化，然后被复用到16通道的基本流。
基本流CH1至CH8具有与4:2:2/10比特信号相同的样本构成并且可利用模式D的10G-SDI的链路1来传送。类似地，基本流CH9至CH16具有与4:0:0/10比特信号相同的样本构成并且可利用模式D的10G-SDI的链路2来传送。
图15示出了16通道的4:2:2/12比特信号和4:0:0/12比特信号被映射在作为四组链路A/B的HD-SDI信号上的示例。
图16示出了将16通道的4:2:2/12比特信号和4:0:0/12比特信号转换成4:4:4/12比特信号的处理示例。
图14中所示的基本流CH1至CH16如图15中所示按以下顺序被再次复用。
(1)基本流CH1、CH3、CH5和CH7被用作作为四组双链路HD-SDI信号的链路A的CH1、CH3、CH5和CH7。关于基本流CH2、CH4、CH6、CH8和CH9至CH16，链路B的Y和C通道中的第三和第四子图像的Y′信号的高位10比特和第一至第四子图像的Y′C′BC′R信号的低位2比特被复用并且所得到的信号被再次复用到作为四组双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的Y和C通道。此时，排除了基本流的CH2、CH4、CH6、CH8和CH9至CH16的默认信号。
(2)从第一和第二子图像创建的CH2、CH4、CH6和CH8的第偶数个像素样本的Ych信号(6比特)被复用到作为四组双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的Y通道的第相同偶数个像素样本。
(3)从第三和第四子图像创建的基本流的CH9、CH11、CH13和CH15的Y信号(10比特)被如下复用。即，基本流的CH9、CH11、CH13和CH15的第偶数个像素样本被复用到作为四组双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的随后的第奇数个像素样本的C′B通道。第奇数个像素样本被再次复用到作为四组双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的第相同奇数个像素样本的C′R通道。
(4)从第一和第二子图像创建的基本流的CH2、CH4、CH6和CH8的第奇数个像素样本的Ych信号(2比特)和从第三和第四子图像创建的基本流的CH10、CH12、CH14和CH16的Y信号的低位2比特被分配到作为四组双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的第奇数个像素样本Ych，例如如表4中所示。
表4
Figure BSA00000744791500241
-低位2比特被设定为保留(0)
-第三和第四子图像的Y信号的第奇数个像素样本的低位2比特被复用到比特2和3
-第三和第四子图像的Y信号的第偶数个像素样本的低位2比特被复用到比特4和5
-第一和第二子图像的Y信号的第奇数个像素样本的低位2比特被复用到比特6和7
-比特8是偶奇偶。
-比特9是比特8的反相比特。Y信号的10比特由Y’Sub1-4:0-1表示。
如图15中所示改变链路A/B的数据传送顺序。
Link A：C’B0：2-11，Y’Sub1，20：2-11，C’R0：2-11，Y’Sub1，21：2-11，C’B2：2-11，Y’Sub1，22：2-11，C’R2：2-11，Y’Sub1，23：2-11...
Link B：Y’Sub3，40：2-11，Y’C’BC’R0：0-1，Y’Sub3，41：2-11，Y’Sub1-41：0-1，Y’Sub3，42：2-11，Y’C’BC’R2：0-1，Y’Sub3，43：2-11，Y’Sub1-43：0-1...
此时，第二映射单元11B把从第一和第二子图像转换成的具有4:2:2/12比特信号的数据结构的第一、第三、第五和第七基本流复用到作为双链路HD-SDI信号的链路A的CH1、CH3、CH5和CH7。
从第一和第二子图像转换成的具有4:2:2/12比特信号的数据结构的第二、第四、第六和第八基本流的具有偶数样本号的Y信号被复用到作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的具有相同样本号的Y信号。从第三和第四子图像转换成的具有4:0:0/12比特信号的数据结构的第九、第十一、第十三和第十五基本流的具有偶数样本号的Y信号被复用到作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的第(样本号+1)个C′B通道。第九、第十一、第十三和第十五基本流的具有奇数样本号的Y信号被复用到作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的第相同样本号个C′R通道。第二、第四、第六和第八基本流的具有奇数样本号的Y信号以及从第三和第四子图像转换成的具有4:0:0/12比特信号的数据结构的第十、第十二、第十四和第十六基本流的Y信号的低位2比特被复用到作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的具有奇数样本号的Y信号。
这样，包括与4:2:2/12比特相当的第一子图像的CH1和CH2和与4:0:0/12比特相当的第三子图像的CH9和CH10在内的四个链路被布置成两个链路(链路A/B)。使数据结构匹配与双链路HD-SDI信号(SMPTEST372)的R′G′B′(4:4:4/12比特)相同的数据结构。
从而，实现了与作为双链路HD-SDI标准的SMPTE ST372中的4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/12比特的数据结构相同的数据结构。结果，可利用4:4:4(R′G′B′或Y′C′bC′r)/12比特的双链路HD-SDI链路A/B的四组来传送模式D的10G-SDI信号。可以把要传送的HD-SDI信号的通道的数目从16通道减少到8通道。利用被再次复用成相当于4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/12比特的数据结构，可以传送1通道的模式D的10G-SDI信号。从而，可以传送数目为当前的SMPTE ST2036-3标准中规定的通道数目的一半的10G-SDI信号。
这里，将再次描述图4中所示的第二映射单元11B。
图中用粗线绘出的CH1、CH3、CH5、CH7、CH9、CH11、CH13和CH15表示通过其处理4:2:0/10比特信号的路径，并且用粗线和细线绘出的CH1至CH16表示通过其处理4:2:0/12比特信号的路径。由于4:2:0/10比特信号是与4:2:0/12比特向上兼容的，所以可以利用用于4:2:0/12比特信号的一些电路作为信号处理电路来处理4:2:0/10比特信号。即，通过将图3中所示的8通道的基本流的奇数通道分配到图4中所示的输入CH1至CH16的奇数通道，在4:2:0/10比特信号和4:2:0/12比特信号之间取得了向上兼容性。从而，去往或来自RAM的经S/P转换的Y/C-CH1数据的写入控制信号或读取控制信号是从由S/P转换电路创建的再现时钟或字同步信号创建的。当读取像素样本时，利用图12或16中所示的转换处理将输入的Y/C-ch数据再次复用到链路B。
如上所述，第二映射单元11B是映射单元11的后段处理块并且包括S/P转换单元28-1至28-16、合成单元29-1至29-4和P/S转换单元30-1至30-8。
图13中所示的读取控制单元49-1至49-16读取的16通道的基本流分别被输入到第二映射单元11B的输入CH1至CH16。输入基本流被与输入通道相对应的S/P转换单元28-1至28-16转换成并行数据。
从S/P转换单元28-1至28-16输出的数据被输入到合成单元29-1至29-4。合成单元29-1基于基本流CH1、CH2、CH9和CH10将输入数据布置在HD-SDI信号的链路A和链路B(CH1和CH2)中。
合成单元29-2基于基本流CH3、CH4、CH11和CH12将输入数据布置在HD-SDI信号的链路A和链路B(CH3和CH4)中。
合成单元29-3基于基本流CH5、CH6、CH13和CH14将输入数据布置在HD-SDI信号的链路A和链路B(CH5和CH6)中。
合成单元29-4基于基本流CH7、CH8、CH15和CH16将输入数据布置在HD-SDI信号的链路A和链路B(CH7和CH8)中。
这样，在4:2:0/10比特信号和4:2:0/12比特信号的任何一个中，映射单元11再次映射像素样本，然后将8通道的HD-SDI信号输出到S/P和8B/10B转换单元12。从而，8通道的HD-SDI信号的数据结构可匹配与双链路HD-SDI信号(SMPTE ST372)的R′G′B′或Y′C′BC′R(4:4:4/10比特或12比特)相同的数据结构。用于通过模式D的2通道的10G-SDI传送的数据结构可被转换成能够通过模式D的10G-SDI的1通道传送的数据结构。
经历了8比特/10比特编码处理的宽度为50比特的并行数字数据响应于从PLL 13接收的37.125MHz时钟被存储在未示出的FIFO存储器中。然后，响应于从PLL 13接收的83.5312MHz的时钟，宽度为50比特的并行数字数据被从FIFO存储器读取并被发送到复用单元14。
下面将描述复用单元14执行的复用处理。
图17A和17B示出了复用单元14执行的数据复用处理的示例。图17A示出了如下状态：经加扰的CH1至CH8中的每一个的40比特数据按CH1和CH2的一对、CH3和CH4的一对、CH5和CH6的一对和CH7和CH8的一对的顺序被交换并被复用到320比特的宽度。图17B示出了经8B/10B转换的50比特/样本数据被复用到宽度为200比特的四个样本的状态。
如图17A中所示，每40比特交替布置经8比特/10比特编码的数据和自同步加扰的数据。从而，可以解决基于加扰方式的标记率(0和1的比率)的变动和0-1或1-0的不稳定转变，并且防止生成病态样式。
复用单元14把其中只有从S/P加扰和8B/10B单元12中的FIFO存储器读取的CH1的水平消隐期间是50比特宽度的并行数字数据按四个样本复用成200比特的宽度。
由复用单元14复用的宽度为320比特的并行数字数据和宽度为200比特的并行数字数据被发送到数据长度转换单元15。数据长度转换单元15由移位寄存器构成。利用从宽度为320比特的并行数字数据转换成的宽度为256比特的数据和从宽度为200比特的并行数字数据转换成的宽度为256比特的数据来形成宽度为256比特的并行数字数据。然后将宽度为256比特的并行数字数据转换成128比特的宽度。
从数据长度转换单元15经由FIFO存储器16发送的宽度为64比特的并行数字数据被多通道数据形成单元17形成为具有668.25 Mbps的比特率的16通道的串行数字数据。多通道数据形成单元17例如是XSBI(十千兆比特十六比特接口：用于10千兆比特以太网(注册商标)系统中的16比特接口)。由多通道数据形成单元17形成的16通道的串行数字数据被发送到复用和P/S转换单元18。
复用和P/S转换单元18具有并行/串行转换器的功能，复用从多通道数据形成单元17接收的16通道的串行数字数据，并且以并行/串行方式转换复用的并行数字数据。从而，创建了668.25 Mbps×16＝10.692 Gbps的串行数字数据。
由复用和P/S转换单元18创建的比特率为10.692 Gbps的串行数字数据被发送到光电转换单元19。光电转换单元19充当将10.692 Gbps比特率的串行数字数据输出到CCU 2的输出单元。光电转换单元19输出经复用单元14复用的10.692 Gbps的传送流。被光电转换单元19转换成光信号的10.692 Gbps比特率的串行数字数据从广播相机1经由光纤线缆3被传送到CCU 2。
利用根据此示例的广播相机1可以把从图像传感器输入的3840×2160/50P-60P的4:2:0/10比特或12比特信号作为串行数字数据发送。在根据此示例的信号发送设备和信号发送方法中，3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号被转换成CH1至CH8的HD-SDI信号。然后，可以将转换后的信号作为10.692 Gbps的串行数字数据输出。
3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号不只是被从各个广播相机1传送到CCU 2。即，上述返回视频(用于显示由另一广播相机1拍摄的视频的视频信号)被从CCU 2经由光纤线缆3传送到广播相机1。由于返回视频是利用已知技术生成的(例如，2通道的HD-SDI信号被8比特/10比特编码、复用并转换成串行数字数据)，所以将不描述其电路构成。
[CCU的内部构成和操作示例]
下面将描述CCU 2的内部构成。
图18是示出CCU 2的电路构成之中与此实施例相关联的部分的框图。在CCU 2中，安装了多组这样的电路以一对一方式与广播相机1对应。
从广播相机1经由光纤线缆3传送来的比特率为10.692 Gbps的串行数字数据被光电转换单元31转换成电信号，然后被发送到S/P转换和多通道数据形成单元32。S/P转换和多通道数据形成单元32例如是XSBI。S/P转换和多通道数据形成单元32接收比特率为10.692 Gbps的串行数字数据。
S/P转换和多通道数据形成单元32以串行/并行转换方式转换比特率为10.692 Gbps的串行数字数据。S/P转换和多通道数据形成单元32从串行/并行转换来的并行数字数据形成比特率为668.25 Mbps的16通道的串行数字数据，并且从中提取668.25 Mbps的时钟。
由S/P转换和多通道数据形成单元32形成的16通道的并行数字数据被发送到复用单元33。由S/P转换和多通道数据形成单元32提取的668.25 Mbps的时钟被发送到PLL 34。
复用单元33复用从S/P转换和多通道数据形成单元32接收的16通道的串行数字数据并将宽度为64比特的并行数字数据发送到FIFO存储器35。
PLL 34把通过对从S/P转换和多通道数据形成单元32接收的668.25Mbps的时钟进行四分之一分频而获得的167.0625 MHz的时钟作为写入时钟发送到FIFO存储器35。
PLL 34读取并且把通过对从S/P转换和多通道数据形成单元32接收的668.25 Mbps的时钟进行1/8分频而获得的83.5312 MHz的时钟作为时钟发送到FIFO存储器35。PLL 34还把83.5312 MHz的时钟作为基准时钟发送到解扰8B/10B和P/S转换单元38中的FIFO存储器。
PLL 34读取并且把通过对从S/P转换和多通道数据形成单元32接收的668.25Mbps的时钟进行1/18分频而获得的37.125MHz的时钟作为时钟发送到解扰8B/10B和P/S转换单元38中的FIFO存储器。PLL 34还把37.125MHz的时钟作为基准时钟发送到解扰8B/10B和P/S转换单元38中的FIFO存储器。
PLL 34读取并且把通过对从S/P转换和多通道数据形成单元32接收的668.25 Mbps的时钟进行1/9分频而获得的74.25MHz的时钟作为时钟发送到解扰8B/10B和P/S转换单元38中的FIFO存储器。
在FIFO存储器35中，响应于从PLL 34接收的167.0625MHz的时钟写入从复用单元33接收的宽度为64比特的并行数字数据。写入到FIFO存储器35的并行数字数据响应于从PLL 34接收的83.5312MHz的时钟被作为宽度为128比特的并行数字数据读取并被发送到数据长度转换单元36。
数据长度转换单元36是由移位寄存器构成的并且将宽度为128比特的并行数字数据转换成256比特的宽度。数据长度转换单元36检测添加到定时基准信号SAV或EAV的K28.5。从而，数据长度转换单元36识别各个线期间并且将定时基准信号SAV、活动线、定时基准信号EAV、线号LN和检错码CRC的数据转换成320比特的宽度。数据长度转换单元36将水平辅助数据空间的数据(8B/10B编码的CH1的水平辅助数据空间的数据)转换成200比特的宽度。数据长度被数据长度转换单元36转换的宽度为320比特的并行数字数据和宽度为200比特的并行数字数据被发送到分割单元37。
分割单元37把从数据长度转换单元36接收的宽度为320比特的并行数字数据分割成被广播相机1中的复用单元14复用前的40比特的CH1至CH8数据的数据。该并行数字数据包括定时基准信号SAV、活动线、定时基准信号EAV、线号LN和检错码CRC的数据。CH1至CH8的宽度为40比特的并行数字数据被发送到解扰8B/10B和P/S转换单元38。
分割单元37把从数据长度转换单元36接收的宽度为200比特的并行数字数据分割成被广播相机1中的复用单元14复用前的50比特的数据。该并行数字数据包括8B/10B编码的CH1的水平辅助数据空间的数据。宽度为50比特的并行数字数据被发送到解扰8B/10B和P/S转换单元38。
解扰8B/10B和P/S转换单元38包括与CH1至CH8相对应的32块。此示例中的解扰8B/10B和P/S转换单元38充当接收第一至第四子图像的接收器单元，这第一至第四子图像上映射了视频信号、各自被分割成第一链路通道和第二链路通道并且各自被分割成两条线。
解扰8B/10B和P/S转换单元38包括用于作为链路A的CH1、CH3、CH5和CH7的块，对输入的并行数字数据解扰，将经解扰的并行数字数据转换成串行数字数据，并且输出所得到的串行数字数据。
解扰8B/10B和P/S转换单元38包括用于作为链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的块，按8B/10B对输入的并行数字数据解码，将经解码的数据转换成串行数字数据，并且输出所得到的串行数字数据。
再现单元39根据SMPTE 435对从解扰8B/10B和P/S转换单元38发送来的CH1至CH8(链路A和链路B)的HD-SDI信号执行广播相机1中的映射单元11的处理的逆处理。通过这些处理，再现单元39再现3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号。
此时，再现单元39通过对由S/P转换和多通道数据形成单元32接收的HD-SDI1至HD-SDI32信号顺次进行字复用处理、线复用处理和两像素复用处理来再现第一至第四子图像。再现单元39提取布置在第一至第四子图像的视频数据区域中的两个像素样本并且将提取的像素样本顺次复用在UHDTV1类图像的帧中。
由再现单元39再现的3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号被输出到CCU 2并且被发送到例如VTR等等(未示出)。
在此示例中，CCU 2执行接收由广播相机1生成的串行数字数据一方的信号处理。在信号接收设备和信号接收方法中，从比特率为10.692 Gbps的串行数字数据生成并行数字数据并且将所生成的并行数字数据分割成链路A和链路B的各个通道的数据。
分割的链路A的数据可被自同步解扰，但就在定时基准信号SAV之前，解扰器中的寄存器的所有值被设定到0以开始解码。随检错码CRC之后的至少若干比特的数据可被自同步解扰。从而，只有定时基准信号SAV、活动线、定时基准信号EAV、线号LN和检错码CRC的数据可被自同步解扰。结果，虽然水平辅助数据空间的数据不能被自同步加扰，但在作为乘法器电路的解扰器中可以执行考虑到进位的准确计算并且再现原始数据。
另一方面，关于分割的链路B的数据，链路B的样本的数据是从经8比特/10比特解码的RGB的比特形成的。已被自同步解扰的链路A的并行数字数据和形成像素样本的链路B的并行数字数据被以并行/串行转换方式来转换。映射了CH1至CH8的HD-SDI信号被再现。
[1-3.再现单元的内部构成和操作示例(3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特的示例)]
图19和20示出了再现单元39的内部构成示例。
首先，将描述再现3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号的处理的示例。再现单元39是逆反地执行映射单元11对像素样本执行的处理的块并且包括第一再现单元39A和第二再现单元39B。
第一再现单元39A逆反地执行第一映射单元11A执行的处理，并且第二再现单元39B逆反地执行第二映射单元11B执行的处理。由于再现单元39的处理是按第二再现单元39B和第一再现单元39A的顺序执行的，所以下面将按第二再现单元39B和第一再现单元39A的顺序来描述构成和操作示例。
图19示出了从输入自解扰8B/10B和P/S转换单元38的8通道的HD-SDI信号生成要输出到第一再现单元39A的8通道的基本流的第二再现单元39B的内部构成示例。
如上所述，第二再现单元39B逆反地执行第二映射单元11B的处理。
第二再现单元39B把具有4:4:4/r比特信号的数据结构的任何双链路HD-SDI信号转换成4:2:2/r比特信号和4:0:0/r比特信号。
第二再现单元39B包括S/P转换单元62-1至62-8、分割单元63-1至63-4和P/S转换单元58-1至58-16。分割单元63-1包括写入地址控制单元61-1和61-2、RAM 60-1至60-4和读取地址控制单元59-1至59-4。
8通道的HD-SDI信号被S/P转换单元62-1至62-8转换成并行数据，然后并行数据被输入到分割单元63-1至63-4。分割单元63-1至63-4逆反地执行图12中所示的映射像素样本的处理以从HD-SDI信号生成基本流。这里，由于分割单元63-1至63-4的处理块较复杂，所以将只描述分割单元63-1的处理，而不重复描述其他分割单元63-2至63-4。
第二再现单元39B把双链路HD-SDI信号的链路A复用到具有4:2:2/10比特信号的数据结构的第一至第四基本流并且再现第一和第二子图像。关于双链路HD-SDI信号的链路B，第二再现单元39B把从第(样本号+1)个C′B通道读取的Y信号复用到具有4:0:0/10比特信号的数据结构的第一至第八基本流之中的具有偶数样本号的Y信号，并且再现第三和第四子图像。关于HD-SDI信号的链路B，第二再现单元39B把从第偶数样本号个C′B通道读取的Y信号复用到4:0:0/10比特信号之中的具有奇数样本号的Y信号并且把具有4:4:4/10比特信号的数据结构的HD-SDI信号转换成第一至第八基本流。
分割单元63-1中包括的写入地址控制单元61-1和61-2把从S/P转换单元62-1和62-2输出的并行数据写入到RAM 60-1和60-3。分割单元63-1中包括的读取地址控制单元59-1和59-3从RAM 60-1和60-3读取并行数据并将读取的并行数据输出到P/S转换单元58-1和58-9。P/S转换单元58-1和58-9把从RAM 60-1和60-3读取的并行数据作为是串行数据的2通道的基本流(CH1和CH9)输出到第一再现单元39A。
2通道的HD-SDI信号(CH3和CH4)被输入到分割单元63-2并且由S/P转换单元62-3和62-4进行SP转换的并行数据被写入到RAM 60-5和60-7。然后，P/S转换单元58-3和58-11把从RAM 60-5和60-7读取的并行数据转换成串行数据，然后将该串行数据作为2通道的基本流(CH3和CH11)输出到第一再现单元39A。
2通道的HD-SDI信号(CH5和CH6)被输入到分割单元63-3并且由S/P转换单元62-5和62-6进行SP转换的并行数据被写入到RAM 60-9和60-11。然后，P/S转换单元58-5和58-13把从RAM 60-9和60-11读取的并行数据转换成串行数据，然后将该串行数据作为2通道的基本流(CH5和CH13)输出到第一再现单元39A。
2通道的HD-SDI信号(CH7和CH8)被输入到分割单元63-4并且由S/P转换单元62-7和62-8进行SP转换的并行数据被写入到RAM 60-13和60-15。然后，P/S转换单元58-7和58-15把从RAM 60-13和60-15读取的并行数据转换成串行数据，然后将该串行数据作为2通道的基本流(CH7和CH15)输出到第一再现单元39A。
图20示出了从输入自第二再现单元39B的8通道的基本流再现3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号的第一再现单元39A的内部构成示例。
第一再现单元39A包括向构成单元提供时钟的时钟提供电路51。时钟提供电路51向两像素复用控制单元52、线复用控制单元55-1至55-4和写入控制单元57-1至57-8提供时钟。这些构成单元与时钟同步，并且像素样本的读取或写入被控制。
第一再现单元39A包括存储具有与SMPTE 435-2中规定的模式D的8通道的HD-SDI信号相同的数据结构的基本流的RAM 56-1至56-8。如上所述，基本流CH1至CH8构成1920×1080/50I-60I信号。从解扰8B/10B和P/S转换单元38输入的作为链路A的CH1、CH3、CH5和CH7和作为链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的像素样本被交换的8通道的基本流被用作基本流CH1至CH8。
写入控制单元57-1至57-8执行与从时钟提供电路51提供的时钟同步地将输入的8通道的基本流CH1至CH8存储在RAM 56-1至56-8中的写入控制。
线复用控制单元55-1至55-4按每个子图像复用从RAM 56-1至56-8读取的隔行信号并将隔行信号转换成逐行信号。此时，线复用控制单元55-1至55-4对于由m′×n′(其中表示m′样本和n′线的m′和n′是正整数)/a′-b′(其中a′和b′表示逐行信号的帧速率)/4:2:2/r比特信号规定的第一至第N/2(其中N是等于或大于2的整数)子图像的每条线按像素样本复用4:2:0/10比特信号的基本流。类似地，线复用控制单元55-1至55-4对于第N/2+1至第N子图像的每条线按像素样本复用4:0:0/r比特信号的基本流。在第一至第四子图像中，m′×n′被设定为1920×1080，并且a′-b′被设定为50P、59.94P和60P。线复用控制单元55-1至55-4将1920×1080/50P-60P/4:2:0/10比特信号写入到RAM 54-1至54-4。即，存储在RAM 54-1至54-4中的信号构成第一至第四子图像。
两像素复用控制单元52把从第一至第四子图像的视频数据区域中提取的像素样本映射在UHDTV1类图像上。此时，两像素复用控制单元52在把从SMPTE 435-1中规定的第一至第四子图像之中的第一子图像和第二子图像提取的两个像素样本复用到帧的偶数线并且把从第三子图像和第四子图像提取的两个像素样本复用到帧的奇数线时，将两个像素样本复用为在帧的同一线中彼此相邻。即，两像素复用控制单元52把从第一至第N子图像提取的两个像素样本复用为在一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的m×n(其中表示m样本和n线的m和n是正整数)/a-b(其中a和b表示逐行信号的帧速率)/4:2:0/r比特信号所规定的类图像的帧中的同一线中彼此相邻。此时，两像素复用控制单元52利用以下处理每两个像素地复用从RAM 54-1至54-4读取的像素样本。即，每两个像素地从第一至第四子图像提取的像素样本被复用到UHDTV1类图像。该类图像是3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特信号。
图20示出了利用两类RAM分两步执行两像素复用处理和线复用处理的示例。然而，可利用单个RAM来再现3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特。
[1-4.再现单元的内部构成和操作示例(3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特的示例)]
当将r比特设定为12比特并且设定了N＝4时，第二再现单元39B执行以下处理。即，第二再现单元39B把具有从作为双链路HD-SDI信号的链路A的CH1、CH3、CH5和CH7再现的4:2:2/12比特信号的高位10比特的数据结构的第一、第三、第五和第七基本流转换成第一和第二子图像的高位10比特。第二再现单元39B把从作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的具有偶数样本号的Y信号再现的具有4:2:2/12比特信号的数据结构的第二、第四、第六和第八基本流的具有相同样本号的Y信号转换到第一和第二子图像。第二再现单元39B把从作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的第(样本号+1)个C′B通道再现的Y信号转换成第九、第十一、第十三和第十五基本流的具有偶数样本号的第三和第四子图像的高位10比特。第二再现单元39B把从作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的第样本号个C′R通道再现的Y信号转换成第九、第十一、第十三和第十五基本流的具有奇数样本号的第三和第四子图像的高位10比特。第二再现单元39B把从作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的具有奇数样本号的Y信号再现的Y信号转换成第二、第四、第六和第八基本流的具有奇数样本号的Y信号。第二再现单元39B把具有4:0:0/12比特信号的数据结构的第十、第十二、第十四和第十六基本流的Y信号的低位2比特转换到第三和第四子图像。
图21示出了从输入自第二再现单元39B的16通道的基本流生成3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特信号的第一再现单元39C的内部构成示例。
第一再现单元39C是逆反地执行第一映射单元11C对像素样本执行的处理的块。
第一再现单元39C包括向构成单元提供时钟的时钟提供电路71。时钟提供电路71向两像素复用控制单元72、线复用控制单元75-1至75-4、字复用控制单元77-1至77-8和写入控制单元79-1至79-16提供时钟。这些构成单元与时钟同步，并且像素样本的读取或写入被控制。
第一再现单元39C包括存储具有与SMPTE 435-2中规定的模式D的16通道的HD-SDI信号相同的数据结构的基本流的RAM 78-1至78-16。如上所述，基本流CH1至CH16构成1920×1080/50I-60I信号。从解扰8B/10B和P/S转换单元38输入的作为链路A的CH1、CH3、CH5、CH7、……、和CH31和作为链路B的CH2、CH4、CH6、CH8、……、和CH16的像素样本被交换的16通道的基本流被用作CH1至CH16的基本流。
写入控制单元79-1至79-16执行与从时钟提供电路71提供的时钟同步地将16通道的输入基本流CH1至CH16存储在RAM 78-1至78-16中的写入控制。
第一再现单元39C还包括控制字复用(解交织)处理的字复用控制单元77-1至77-8和存储经字复用控制单元77-1至77-8复用的数据的RAM78-1至78-16。第一再现单元39C还包括控制线复用处理的线复用控制单元75-1至75-4和存储经线复用控制单元75-1至75-4复用的数据的RAM74-1至74-4。
字复用控制单元77-1至77-8按每个字复用从SMPTE 435-2中规定的由四个通道的模式D确定为对应于第一至第四子图像的10.692 Gbps流的视频数据区域中提取的像素样本。
此时，字复用控制单元77-1至77-8按从字逆转换成的每条线复用从读取自RAM 78-1至78-16的基本流的视频数据区域中提取的像素样本。此复用处理是根据SMPTE 372的图9执行的。具体而言，字复用控制单元77-1至77-8控制(RAM 78-1和78-2)、(RAM 78-3和78-4)、……、以及(RAM 78-31和78-16)的每对的定时以复用像素样本。字复用控制单元77-1至77-8将生成的1920×1080/50I-60I/4:2:0/12比特信号存储在RAM 76-1至76-8中。
线复用控制单元75-1至75-4按每个子图像复用从RAM 76-1至76-8读取的隔行信号并将隔行信号转换成逐行信号。线复用控制单元75-1至75-4将1920×1080/50P-60P/4:2:0/10比特信号写入到RAM 74-1至74-4。即，存储在RAM 74-1至74-4中的信号构成第一至第四子图像。
两像素复用控制单元72把从第一至第四子图像的视频数据区域中提取的像素样本映射在UHDTV1类图像上。在第一至第四子图像中，m′×n′被设定为1920×1080，并且a′-b′被设定为50P、59.94P和60P。此时，两像素复用控制单元72通过以下处理每两个像素地复用从RAM 74-1至74-4读取的像素样本。即，两像素复用控制单元72与UHDTV1类图像并行地复用从第一至第四子图像按两个像素提取的像素样本。该类图像是3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特信号。
图21示出了利用三类RAM分三步执行两像素复用处理、线复用处理和字复用处理的示例。然而，可利用单个RAM来再现3840×2160/50P-60P/4:2:0/12比特信号。
这里，当SMPTE ST435-1或SMPTE ST2036-3中规定的两像素疏化方法被应用到3840×2160/4:2:0/10比特或12比特信号时，偶数线是4:2:2信号。奇数线是4:0:0信号。考虑到该事实，执行以下处理。即，复用了偶数线的4:2:2信号被设定为新创建的四组链路A/B的链路A，并且数据被如下再次复用。从而，在10比特信号和12比特信号之间高位10比特是兼容的。通过采用能够与SMPTE ST372中规定的4:4:4(R′G′B′)/10比特或12比特匹配的数据结构，可以把要复用和传送的HD-SDI信号或10G-SDI信号的通道的数目减少到现有技术中的通道数目的一半。
<2.第二实施例>
[UHDTV1 3840×4320/100P，119.88P，120P/4:2:0/10比特或12比特的示例]
下面将参考图22至26来描述根据本公开的第二实施例的映射单元11和再现单元39的操作示例。
[映射单元的内部构成和操作示例]
下面将参考图22至26来描述根据本公开的第二实施例的第一映射单元11A和第一再现单元39A的内部构成示例和操作示例。这里，将描述疏化3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号的像素样本的方法。
在现有技术的4:2:0/10比特信号的情况下，已知向16通道的HD-SDI信号复用并传送像素样本、向4:2:0信号的0复用默认值并仅向10G-SDI信号的模式D的奇数通道分配默认值并且传送4通道的10G-SDI信号的方法。在10比特信号的情况下，200h被用作该默认值。
另一方面，根据此实施例的第一映射单元11A从通过第一实施例中描述的方法复用到16通道的基本流的3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特信号中清除默认值(200h)。此默认值被包括在具有4:0:0/10比特信号的格式的8通道的基本流中。通过将内容数据再次复用到具有与8组4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/10比特相同的数据结构的双链路HD-SDI信号的链路A/B，可以传送具有2通道的10G-SDI信号的模式D的数据。
类似地，在现有技术的4:2:0/12比特信号的情况下，如图19中所示，已知向16通道的HD-SDI信号复用并传送像素样本、向4:2:0信号的0复用默认值并且传送4通道的10G-SDI信号的方法。在12比特信号的情况下，800h被用作该默认值。
另一方面，根据此实施例的第一映射单元11A从通过第一实施例中描述的方法复用到32通道的基本流的3840×2160/100P-120P/4:2:0/12比特信号中清除默认值(800h)。此默认值被包括在具有4:0:0/12比特信号的格式的16通道的基本流中。通过将内容数据再次复用到具有与8组4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/12比特相同的数据结构的双链路HD-SDI信号的链路A/B，可以传送具有2通道的10G-SDI信号的模式D的数据。
图22示出了第一映射单元11A的内部构成示例。
第一映射单元11A包括向构成单元提供时钟的时钟提供电路81和存储3840×2160/100P-120P视频信号的RAM 83。第一映射单元11A还包括控制从RAM 83中读取以连续两帧为单位的类图像中包括的两个像素样本的两像素疏化(交织)处理的两像素疏化控制单元82和存储疏化出的两个像素样本作为第一至第八子图像的RAM 84-1至84-8。
第一映射单元11A包括从存储在RAM 84-1至84-8中的第一至第八子图像中疏化出线的线疏化控制单元85-1至85-8。第一映射单元11A还包括存储由线疏化控制单元85-1至85-8疏化出的线的RAM 86-1至86-16。
第一映射单元11A还包括控制从读取自RAM 86-1至86-16的数据中疏化出字的处理的字疏化控制单元87-1至87-16。第一映射单元11A还包括存储由字疏化控制单元87-1至87-16疏化出的字的RAM 88-1至88-32。
第一映射单元11A还包括把从RAM 88-1至88-32读取的字作为32通道的基本流输出的读取控制单元89-1至89-32。
生成基本流1和2的处理块在图22中示出，但生成基本流3至32的处理块具有相同构成，从而将不被示出也不作详细描述。
下面将描述第一映射单元11A的操作示例。
首先，时钟提供电路81向两像素疏化控制单元82、线疏化控制单元85-1至85-8、字疏化控制单元87-1至87-16和读取控制单元89-1至89-32提供时钟。此时钟被用于读取或写入像素样本并且构成单元按此时钟同步。
从未示出的图像传感器输入的、一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目、具有3840×2160的最大像素数目的UHDTV1类图像所规定的视频信号被存储在RAM 83中。UHDTV1类图像表示3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特的视频信号。在此示例中，从UHDTV1类图像中每两个像素疏化出的像素样本被映射在第一至第八子图像的视频数据区域上。
两像素疏化控制单元82从UHDTV1类图像中每连续两帧地疏化出两个像素样本。两像素疏化控制单元82将疏化出的像素映射在m′×n′被设定为1920×1080并且a′-b′被设定为50P、59.94P和60P的第一至第八子图像的视频数据区域上。1920×1080/50P-60P在SMPTE 274中规定。这里，两像素疏化控制单元82将第一类图像的第0线中的像素样本映射在第一和第二子图像的视频数据区域上，并且将第一类图像的第一线中的像素样本映射在第三和第四子图像的视频数据区域上。两像素疏化控制单元82将第一类图像的第二线中的像素样本映射在第五和第六子图像的视频数据区域上，并且将第一类图像的第三线中的像素样本映射在第七和第八子图像的视频数据区域上。两像素疏化控制单元82将第二类图像的第0线中的像素样本映射在第一和第二子图像的视频数据区域上，并且将第二类图像的第一线中的像素样本映射在第三和第四子图像的视频数据区域上。两像素疏化控制单元82将第二类图像的第二线中的像素样本映射在第五和第六子图像的视频数据区域上，并且将第二类图像的第三线中的像素样本映射在第七和第八子图像的视频数据区域上。
线疏化控制单元85-1至85-8将逐行信号转换成隔行信号。具体而言，线疏化控制单元85-1至85-8从RAM 84-1至84-8读取被映射在第一至第八子图像的视频数据区域上的像素样本。此时，线疏化控制单元85-1至85-8将单个子图像转换成2通道的1920×1080/50I-60I/4:2:0/10比特或12比特信号。然后，线疏化控制单元85-1至85-8把按每条线从第一至第八子图像的视频数据区域疏化并转换成隔行信号的1920×1080/50I-60I信号写入到RAM 84-1至84-8。
字疏化控制单元87-1至87-16按每个字疏化已按每条线疏化的像素样本。字疏化控制单元87-1至87-16将疏化出的像素样本映射在SMPTE435-1中规定的HD-SDI的视频数据区域上。此时，字疏化控制单元87-1至87-16将像素样本复用在SMPTE 435-1中规定的、对应于第一至第八子图像的四个通道的模式D所确定的10.692 Gbps流的视频数据区域上。即，字疏化控制单元87-1至87-16将1920×1080/50I-60I/4:2:0/10比特或12比特信号转换成32个基本流。然后，对于第一至第八子图像中的每一个，将所得到的信号映射在SMPTE 435-1中规定的每四个HD-SDI信号的视频数据区域上。
具体而言，字疏化控制单元87-1至87-16以与SMPTE 372的图4、6、7、8和9所示相同的方式从RAM 84-1至84-8中按每个字疏化并读取像素样本。然后，字疏化控制单元87-1至87-16将读取的像素样本转换成2通道的1920×1080/50I-60I信号并将所得到的信号写入到RAM 88-1至88-32。
读取控制单元89-1至89-32输出从RAM 88-1至88-32读取的32通道的基本流的传送流。
具体而言，读取控制单元89-1至89-32响应于从时钟提供电路81提供的基准时钟从RAM 88-1至88-32中读取像素样本。然后，读取控制单元将包括16对的两个链路A和链路B的32通道的基本流1至32输出到随后的第二映射单元11B。
在此示例中，为了执行两像素疏化、线疏化和字疏化，利用三类存储器(RAM 84-1至84-8、RAM 86-1至86-16和RAM 88-1至88-32)执行了三步的疏化处理。然而，通过两像素疏化、线疏化和字疏化获取的数据可被存储在单个存储器中并且可作为32通道的HD-SDI信号被输出。
下面将描述第一映射单元11A映射像素样本的详细处理示例。
图23是示出第一映射单元11A将UHDTV1类图像中连续的第一和第二帧中包括的像素样本映射在第一至第八子图像上并将像素样本映射在32通道的基本流上的示例的示图。
两像素疏化控制单元82将一帧(一个画面)分割成8个部分。从而，两像素疏化控制单元将3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号映射在8通道的1920×1080/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号上。
此时，第一映射单元11A从一帧(一个画面)是3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号的第一帧的UHDTV1类图像中在线方向上疏化出像素样本。然后，第一映射单元11A将每两个像素疏化出的信号映射在8通道的1920×1080/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号的前半部分(有效区域，第一至第540线)上。
然后，第一映射单元11A从第二帧的UHDTV1类图像中在线方向上疏化出像素样本。然后，第一映射单元11A将每两个像素疏化出的信号映射在8通道的1920×1080/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号的后半部分(有效区域，第541至第1080线)上。第一映射单元11A创建被映射在作为HD图像格式中的视频数据区域的1920样本上的第一至第八子图像。在以下描述中，第一帧的UHDTV1类图像被称为“第一类图像”，并且第二帧的UHDTV1类图像被称为“第二类图像”。
通过使得线疏化控制单元85-1至85-8进行线疏化并且使得字疏化控制单元87-1至87-16进行字疏化，生成32通道的1920×1080/23.98P-30P/4:2:2/10比特信号。读取控制单元89-1至89-32读取基本流1至32并将读取的基本流输出到第二映射单元11B。
从第一映射单元11A输出的基本流CH1至CH32按16通道的两组被输入到第二映射单元11B-1和11B-2。由于第二映射单元11B-1和11B-2具有与上述第二映射单元11B相同的构成并且执行相同的操作，所以将不对其进行详细描述。第二映射单元11B可将通过根据第一实施例的图4中所示的方法输入的基本流按8通道作为总共8通道的HD-SDI信号传送。
下面将描述第一映射单元11A的处理块映射像素样本的详细处理示例。
图24示出了两像素疏化控制单元82按两个像素从第一和第二类图像中疏化出像素样本并将疏化出的像素样本映射在第一至第八子图像上的示例。
第一映射单元11A把被规定为UHDTV1类图像的3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号的像素样本映射在第一至第八子图像上。此时，第一映射单元11A疏化出UHDTV1类图像的同一线中的彼此相邻的两个像素样本并将疏化出的两个像素样本映射在第一至第八子图像上。此映射处理是在第一映射单元11A的两像素疏化控制单元82的控制下执行的。
两像素疏化控制单元82从3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号中以两个帧为单位在线方向上疏化出两个像素样本并且将疏化出的像素样本复用到第一至第八子图像的视频数据区域。第一至第八子图像由8通道的1920×1080/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号规定。3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号是帧速率为S2036-1中规定的3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号的帧速率的两倍的信号。1920×1080/50P-60P在SMPTE 274M中规定。3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号的诸如禁止码之类的数字信号格式与3840×2160/50P-60P相同。
这里，一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的UHDTV1类图像是如下规定的。即，其被规定为m×n(其中表示m样本和n线的m和n是正整数)/a-b(其中a和b表示逐行信号的帧速率)/r:g:b(其中r、g和b表示在预定的信号传送系统的情况下的信号比率)/10比特或12比特信号。在此示例中，UHDTV1类图像中的m×n被设定为3840×2160，a-b被设定为100P-120P，并且r:g:b被设定为4:2:0。在UHDTV1类图像中，从第0线到第2159线存储像素样本。
在UHDTV1类图像中，线是由连续的第0线、第一线、第二线和第三线确定的。两像素疏化控制单元82对于连续的第一和第二UHDTV1类图像中的连续四条线中的每一条疏化出同一线中彼此相邻的两个像素样本。两像素疏化控制单元82将疏化出的像素样本映射在由m′×n′/a′-b′/r′:g′:b′/10比特或12比特信号规定的第一至第八子图像上。这里，表示m′样本和n′线的m′和n′是正整数，a′和b′表示逐行信号的帧速率，并且r′、g′和b′表示在预定的信号传送系统的情况下的信号比率。
在此情况下，两像素疏化控制单元82将疏化出的像素映射在m′×n′被设定为1920×1080并且a′-b′被设定为50P-60P的第一至第八子图像的视频数据区域上。这里，两像素疏化控制单元82将第一类图像的第0线中的像素样本映射在第一和第二子图像的视频数据区域上并且将第一类图像的第一线中的像素样本映射在第三和第四子图像的视频数据区域上。两像素疏化控制单元82将第一类图像的第二线中的像素样本映射在第五和第六子图像的视频数据区域上并且将第一类图像的第三线中的像素样本映射在第七和第八子图像的视频数据区域上。两像素疏化控制单元82将第二类图像的第0线中的像素样本映射在第一和第二子图像的视频数据区域上并且将第二类图像的第一线中的像素样本映射在第三和第四子图像的视频数据区域上。两像素疏化控制单元82将第二类图像的第二线中的像素样本映射在第五和第六子图像的视频数据区域上并且将第二类图像的第三线中的像素样本映射在第七和第八子图像的视频数据区域上。
具体而言，从第一类图像的线提取的像素样本是如下规定的。“第s样本”中的“s”指的是被规定为第s样本的像素样本被映射在第一至第八子图像之中的第s子图像上。
(1)第0线：第一样本、第一样本、第二样本、第二样本、第一样本、第一样本、第二样本、第二样本、……
(2)第一线：第三样本、第三样本、第四样本、第四样本、第三样本、第三样本、第四样本、第四样本、……
(3)第二线：第五样本、第五样本、第六样本、第六样本、第五样本、第五样本、第六样本、第六样本、……
(4)第三线：第七样本、第七样本、第八样本、第八样本、第七样本、第七样本、第八样本、第八样本、……
(5)第四线：第一样本、第一样本、第二样本、第二样本、第一样本、第一样本、第二样本、第二样本、……
(6)第五线：第三样本、第三样本、第四样本、第四样本、第三样本、第三样本、第四样本、第四样本、……
(7)第六线：第五样本、第五样本、第六样本、第六样本、第五样本、第五样本、第六样本、第六样本、……
(8)第七线：第七样本、第七样本、第八样本、第八样本、第七样本、第七样本、第八样本、第八样本、……
这样，当疏化和映射第一类图像中包括的像素的处理结束时，随后开始疏化和映射第二类图像中包括的像素的处理。此时，与第一类图像类似，第二类图像的第0线中的彼此相邻的两个像素样本被映射在第一和第二子图像的视频数据区域中的后半线上。类似地，第二类图像的第一至第七线中的彼此相邻的两个像素样本被映射在第三和第四子图像、第五和第六子图像以及第七和第八子图像的视频数据区域中的后半线上。此时，像素样本被映射在SMPTE 274中规定的8通道的1920×1080/50P-60P/4:2:2或4:0:0/10比特或12比特信号上。
按两像素疏化出并映射在第一至第八子图像上的像素样本的数目是3840÷2＝1920样本。在每连续两帧疏化出两个像素之后的线数目是2×2160÷4＝1080线。从而，从第一和第二类图像疏化出并复用的像素样本的数目和线的数目与1920×1080的视频数据区域中的相等。
在每两帧疏化出两个像素样本的方法中，映射了像素样本的第一至第八子图像之中的第一、第二、第五和第六子图像是4:2:2信号，并且第三、第四、第七和第八子图像是4:0:0信号。默认值(在10比特信号的情况下是200h并且在12比特信号的情况下是800h)被复用到各个子图像中的“0”的信号成分。第一映射单元11A通过把作为Cch的默认值的200h(10比特系统)和800h(12比特系统)映射在4:2:0信号的“0”上来同等对待4:2:0信号和4:2:2信号。第一至第八子图像分别被存储在RAM 84-1至84-8中。
图25示出了通过首先执行线疏化处理然后执行字疏化处理将第一至第八子图像分割成符合SMPTE 372M的规定的链路A和链路B的处理示例。
如上所述，线疏化控制单元85-1至85-8疏化出映射了像素样本的第一至第八子图像的每隔1线的像素样本并将疏化出的像素样本转换成隔行信号。
SMPTE 435是10G接口的标准。此标准规定，多个通道的HD-SDI信号被按两个像素(40比特)进行8B/10B编码，被转换成50比特，并且被按每个通道复用。此标准规定以10.692 Gbps或10.692 Gbps/1.001(以下简称为10.692 Gbps)的比特率串行传送视频信号。将4k×2k信号映射在HD-SDI信号上的技术在SMPTE 435Part 1的“6.4Octa Lnk 1.5 GbpsC1ass”的图3和图4中描述。
利用SMPTE 435-1的图2中规定的方法，从映射了像素样本的被设定为8通道的1920×1080/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号的第一至第八子图像中疏化出线。在此示例中，线疏化控制单元85-1至85-8按每条线疏化出形成第一至第八子图像的1920×1080/50P-60P信号，并且生成2通道的隔行信号(1920×1080/50I-60I信号)。1920×1080/50I-60I/4:2:0/10比特或12比特信号是在SMPTE 274M中定义的信号。
然后，当线疏化的信号是4:4:4的10比特或12比特信号或者4:2:2的12比特信号时，字疏化控制单元87-1至87-16再次执行字疏化处理并将基本流输出到第二映射单元11B。在现有技术中，当线疏化的信号是4:4:4信号或4:2:2/12比特信号时，再次执行字疏化处理并且利用4通道的1.5Gb/s HD-SDI信号来传送所得到的信号。因此，如图25中所示利用总共32通道的HD-SDI信号来传送3840×2160/100P-120P/4:4:4，4:2:2，4:2:0/10比特或12比特信号。这里，在4:2:2或4:2:0/10比特信号的情况下，利用16通道的HD-SDI信号来传送信号。
这样，映射在32通道的HD-SDI信号上的3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号被复用到4通道的10G-SDI模式D，然后被传送。(在4:2:2或4:2:0的情况下，不使用链路B，而是使用CH1、CH3、CH5和CH7)。
另一方面，根据此实施例的第二映射单元11B置换基本流的数据。从而，4:2:2/10比特信号格式的HD-SDI信号和4:0:0/10比特信号D格式的8通道的HD-SDI信号可作为2通道的10 Gbps HD-SDI模式D信号被传送。类似地，4:2:2/12比特信号格式的HD-SDI信号和4:0:0/12比特信号D格式的8通道的HD-SDI信号可作为2通道的10G-SDI模式D信号被传送。
图26示出了第一再现单元39A的内部构成示例。
第一再现单元39A是逆反地执行第一映射单元11A对像素样本执行的处理的块。
当总共32通道的HD-SDI信号被输入时，两组的第二再现单元39B-1和39B-2利用根据第一实施例的图19中所示的方法将输入的HD-SDI信号转换成基本流CH1至CH32，并将所得到的基本流输出到第一再现单元39A。
第一再现单元39A包括向构成单元提供时钟的时钟提供电路91。时钟提供电路91向两像素复用控制单元92、线复用控制单元95-1至95-8、字复用控制单元97-1至97-16和写入控制单元99-1至99-32提供时钟。这些构成单元与时钟同步，并且像素样本的读取或写入被控制。
第一再现单元39A包括存储SMPTE 435-2中规定的32个基本流1至32的RAM 98-1至98-32。如上所述，基本流1至32构成1920×1080/50I-60I信号。从解扰8B/10B和P/S转换单元38输入的作为链路A的CH1、CH3、CH5、CH7、……、和CH31和作为链路B的CH2、CH4、CH6、CH8、……、和CH32被用作基本流1至32。
写入控制单元99-1至99-32执行与从时钟提供电路91提供的时钟同步地将输入的32通道的基本流1至32存储在RAM 98-1至98-32中的写入控制。
第一再现单元39A还包括控制字复用(解交织)处理的字复用控制单元97-1至97-16和存储由字复用控制单元97-1至97-16复用的数据的RAM 96-1至96-16。第一再现单元39A还包括控制线复用处理的线复用控制单元95-1至95-8和存储由线复用控制单元95-1至95-8复用的数据的RAM 94-1至94-8。
字复用控制单元97-1至97-16按每个字复用从SMPTE 435-2中规定的由四个通道的模式D确定为对应于第一至第八子图像的10.692 Gbps流的视频数据区域中提取的像素样本。此时，字复用控制单元97-1至97-16按从字逆转换成的每条线复用从读取自RAM 98-1至98-32的基本流的视频数据区域中提取的像素样本。此复用处理是根据SMPTE 372的图9执行的。具体而言，字复用控制单元97-1至97-16控制(RAM 98-1和98-2)、(RAM 98-3和98-4)、……、以及(RAM 98-31和98-32)的每对的定时以复用像素样本。字复用控制单元97-1至97-16将生成的1920×1080/50I-60I/4:2:0/10比特或12比特信号存储在RAM 96-1至96-16中。
线复用控制单元95-1至95-8按每个子图像复用从RAM 96-1至96-16读取的按每条线字复用的像素样本，并将复用的信号转换成逐行信号。线复用控制单元95-1至95-8生成1920×1080/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号并将生成的信号存储在RAM 94-1至94-8中。即，存储在RAM 94-1至94-8中的信号构成第一至第八子图像。
两像素复用控制单元92把从第一至第八子图像的视频数据区域中提取的像素样本映射在UHDTV1类图像上。在第一至第八子图像中，m′×n′被设定为1920×1080，并且a′-b′被设定为50P-60P。此时，两像素复用控制单元92通过以下处理每两个像素地复用从RAM 94-1至94-8读取的像素样本。即，两像素复用控制单元92与UHDTV1类图像并行地复用从第一子图像和第二子图像的前半部分按两个像素提取的像素样本。该类图像是3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号。
两像素复用控制单元92按照UHDTV1类图像中连续的第0线、第一线、第二线和第三线来确定线，并且对相互连续的第一和第二子图像执行以下处理来复用像素样本。即，两像素复用控制单元92把从第一和第二子图像的视频数据区域中提取的像素样本复用为在第一类图像的第0线中彼此相邻。两像素复用控制单元92把从第三和第四子图像的视频数据区域中提取的像素样本复用为在第一类图像的第一线中彼此相邻。两像素复用控制单元92把从第五和第六子图像的视频数据区域中提取的像素样本复用为在第一类图像的第二线中彼此相邻。两像素复用控制单元92把从第七和第八子图像的视频数据区域中提取的像素样本复用为在第一类图像的第三线中彼此相邻。在RAM 93中，3840×2160/100P-120P信号被存储在UHDTV1类图像规定的第一帧中并且信号被适当地再现。
两像素复用控制单元92把从第一和第二子图像的视频数据区域中提取的像素样本复用为在第二类图像的第0线中彼此相邻。两像素复用控制单元92把从第三和第四子图像的视频数据区域中提取的像素样本复用为在第二类图像的第一线中彼此相邻。两像素复用控制单元92把从第五和第六子图像的视频数据区域中提取的像素样本复用为在第二类图像的第二线中彼此相邻。两像素复用控制单元92把从第七和第八子图像的视频数据区域中提取的像素样本复用为在第二类图像的第三线中彼此相邻。在RAM 93中，3840×2160/100P-120P信号被存储在UHDTV1类图像规定的第二帧中并且信号被适当地再现。
图26示出了利用三类RAM分三步执行两像素复用处理、线复用处理和字复用处理的示例。然而，可利用单个RAM来再现3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号。
根据第二实施例的广播相机1的第一映射单元11A把UHDTV1类图像中规定的具有大像素数目的3840×2160/100P-120P信号映射在第一至第八子图像上。此映射处理是通过对于UHDTV1类图像中连续的每两帧疏化出两个像素样本来执行的。然后，执行线疏化和字疏化并且输出基本流。第二映射单元11B-1和11B-2置换基本流的数据并且传送具有HD-SDI模式D的数据。由于此疏化处理是在映射信号时最低限度地利用存储器容量的方法并且存储器容量达到了最低限度，所以可以尽可能地抑制信号的传送延迟。
另一方面，CCU 2的第二再现单元39B-1和39B-2置换接收到的HD-SDI模式D信号的数据并且输出32通道的基本流。第一再现单元39A接收32通道的基本流，执行字复用处理和线复用处理，并且将像素样本复用到第一至第八子图像。然后，从第一至第八子图像中提取的两个像素样本被复用到由UHDTV1类图像规定的具有大像素数目的3840×2160信号。这样，可以利用现有技术中使用的HD-SDI格式来发送和接收由UHDTV1类图像规定的像素样本。
<3.第三实施例>
[UHDTV2 7680×4320/50P，59.94P，60P/4:2:0/10比特或12比特信号的示例]
下面将参考图27至29来描述根据本公开的第三实施例的第一映射单元11A和第一再现单元39A的操作示例。
下面将描述疏化出7680×4320/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号的像素样本的方法。
图27示出了第一映射单元11A将UHDTV2类图像中包括的像素样本映射在UHDTV1类图像上的处理图像。
在此示例中，被规定为UHDTV2类图像的7680×4320/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号被输入到第一映射单元11A。7680×4320/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号是在S2036-1中规定的。
第一映射单元11A将7680×4320/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号映射在被规定为UHDTV1的类图像上。此类图像是3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号。
第一映射单元11A按照S2036-3中的规定以两条线为单位每两个样本地将像素样本从UHDTV2类图像映射到UHDTV1类图像。即，从7680×4320/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号中在线方向上每两个像素疏化出两条线。所得到的信号被映射在4通道的3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号上。
在现有技术的映射方法中，默认值被分配给4通道的3840×2160/50P-60P/4:4:4，4:2:2，4:2:0/10比特或12比特信号之中的4:2:0/10比特信号中的“0”的信号成分。在10比特信号的情况下可分配200h，在12比特信号的情况下可分配800h。从而，将信号映射在8通道的HD-SDI信号上并随后输出，并且通过将它们输入到10G-SDI的奇数通道来利用2通道的10G模式D传送。在4:2:0/12比特信号的情况下，由于向“0”的信号成分分配了默认值并从而将信号映射在16通道的HD-SDI信号上并随后输出，因此可利用2通道的10G模式D来传送信号。从而，可利用总共8通道的10G模式D来传送7680×4320/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号。
另一方面，在根据第三实施例通过两像素疏化方法疏化出像素样本之后第一至第四UHDTV1类图像的4:2:0信号是图13中所示的UHDTV1的第一和第二类图像的4:2:2信号。UHDTV1的第三和第四类图像是4:0:0信号，并且默认值(在10比特的情况下是200h，在12比特的情况下是800h)被复用到“0”的信号成分。
在7680×4320/50P-60P/4:2:0/10比特信号的情况下，通过使用第二实施例中描述的方法把通过两像素疏化方法映射的第一至第四UHDTV1类图像复用到8通道的HD-SDI信号。通过使用第一实施例中参考图11和12描述的方法来转换复用了具有4:2:2信号格式的第一UHDTV1类图像和具有4:0:0信号格式的第三UHDTV1类图像的8通道的HD-SDI信号。从而，由于获得了与4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/10比特具有相同数据结构的8组双链路HD-SDI链路A/B，所以可以利用2通道的10G-SDI模式D来传送信号。类似地，复用了具有4:2:2信号格式的第UHDTV1类图像和具有4:0:0信号格式的第四UHDTV1类图像的8通道的HD-SDI信号被转换。此时，利用第一实施例中的图15和16中描述的方法来获得与4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/10比特具有相同数据结构的8组双链路HD-SDI链路A/B。从而，由于可利用2通道的10G-SDI模式D传送这些信号，所以可利用总共4通道的10G-SDI模式D信号来传送信号，从而与现有技术中的方法相比将传送速率减半。
在7680×4320/50P-60P/4:2:0/12比特信号的情况下，通过使用第二实施例中描述的方法把通过两像素疏化方法映射的第一至第四UHDTV1类图像复用到16通道的HD-SDI信号。通过使用第一实施例中参考图15和16描述的方法来转换复用了具有4:2:2信号格式的第一UHDTV1类图像和具有4:0:0信号格式的第三UHDTV1类图像的16通道的HD-SDI信号。从而，由于获得了与4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/12比特具有相同数据结构的8组双链路HD-SDI链路A/B，所以可以利用2通道的10G-SDI模式D来传送信号。类似地，复用了具有4:2:2信号格式的第二UHDTV1类图像和具有4:0:0信号格式的第四UHDTV1类图像的8通道的HD-SDI信号被转换。此时，利用第一实施例中的图15和16中描述的方法来获得与4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/12比特具有相同数据结构的8组双链路HD-SDI链路A/B。从而，由于可利用2通道的10G-SDI模式D传送这些信号，所以可利用总共4通道的10 G-SDI模式D信号来传送信号，从而与现有技术中的方法相比将传送速率减半。
图28示出了第一映射单元11A的内部构成示例。
第一映射单元11A包括向构成单元提供时钟的时钟提供电路61和存储7680×4320/50P-60P的视频信号的RAM 103。第一映射单元11A还包括控制从存储在RAM 103中的7680×4320/50P-60P的视频信号按两像素读取像素样本的两像素疏化(交织)处理的第二两像素疏化控制单元102。按两像素疏化出的像素样本作为第一至第四类图像被存储在RAM 104-1至104-4中，第一至第四类图像是由UHDTV1规定的3840×2160/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号。
第一映射单元11A还包括控制从读取自RAM 104-1至104-4的第一至第四类图像中每连续两帧按两个像素读取像素样本的两像素疏化处理的第一两像素疏化控制单元105-1至105-4。第一两像素疏化控制单元105-1至105-4将像素样本映射在子图像上的操作与根据第二实施例的两像素疏化控制单元122的操作相同。按两个像素疏化出的像素样本对于第一至第四类图像中的每一个作为第一至第八子图像被存储在RAM 106-1至106-32中。
第一映射单元11A包括从读取自RAM 106-1至106-32的数据中进行线疏化的线疏化控制单元107-1至107-32。第一映射单元11A还包括存储由线疏化控制单元107-1至107-32疏化出的数据的RAM 108-1至108-64。
第一映射单元11A还包括控制对从RAM 108-1至108-64读取的数据的字疏化处理的字疏化控制单元109-1至109-64。第一映射单元11A还包括存储由字疏化控制单元109-1至109-64疏化出的数据的RAM 110-1至110-64。第一映射单元11A还包括把从RAM 110-1至110-64读取的数据的像素样本作为64通道的基本流输出的读取控制单元111-1至111-64。
生成基本流CH1的处理块在图28中示出，但生成基本流CH2至CH64的处理块具有相同的构成，因此将不被示出也不作详细描述。
下面将描述第一映射单元11A的操作示例。
时钟提供电路61向第二两像素疏化控制单元102、第一两像素疏化控制单元105-1至105-4、线疏化控制单元107-1至107-32、字疏化控制单元109-1至109-64和读取控制单元111-1至111-64提供时钟。此时钟被用于读取或写入像素样本，并且构成单元按此时钟同步。
从未示出的图像传感器输入的由UHDTV2的7680×4320/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号规定的UHDTV2类图像被存储在RAM103中。第二两像素疏化控制单元102从7680×4320/50P，59.94P，60P/4:2:0/10比特或12比特信号的UHDTV2类图像疏化出同一线中彼此相邻的两个像素，然后将像素样本映射在m×n是3840×2160并a-b被设定为50P、59.94P和60P的第一至第四UHDTV1类图像上，
具体而言，第二两像素疏化控制单元102把对于连续的四条线中的每条线按同一线中彼此相邻的两个像素疏化出的像素样本映射在第一至第四UHDTV1类图像上。此时，第二两像素疏化控制单元102把UHDTV2类图像的第0线起每隔1线包括的像素样本对于每条线每隔两个像素样本映射在第一UHDTV1类图像的视频数据区域中的同一线上。与映射在第一UHDTV1类图像上的像素样本不同的像素样本被映射为UHDTV2类图像的第0线起每隔1线包括的像素样本。此时，像素样本被每隔两个像素样本地映射在第二UHDTV1类图像的视频数据区域中的同一线上。第二两像素疏化控制单元102把UHDTV2类图像的第一线起每隔1线包括的像素样本对于每条线每隔两个像素样本映射在第三UHDTV1类图像的视频数据区域中的同一线上。第二两像素疏化控制单元102映射UHDTV2类图像的第一线起每隔1线包括的像素样本。与映射在第三UHDTV1类图像上的像素样本不同的像素样本被每隔两个像素样本地映射在第四UHDTV1类图像的视频数据区域中的同一线上。重复此映射处理，直到提取了UHDTV2类图像的所有像素样本为止。
使得第一两像素疏化控制单元105-1至105-4将像素样本映射在第一至第八子图像上的处理和线疏化和字疏化的处理是以与根据第二实施例的像素样本疏化处理相同的方式执行的，因此将不对其进行详细描述。
从第一映射单元11A输出的基本流CH1至CH64按16通道的8组被输入到第二映射单元11B。第二映射单元11B可利用第一实施例中的图4所示的方法按8通道并行传送总共64个HD-SDI通道。
图29示出了第一再现单元39A的内部构成示例。
第一再现单元39A是逆反地执行第一映射单元11A对像素样本执行的处理的块。
当总共64通道的HD-SDI信号被输入时，8组的第二再现单元39B通过使用根据第一实施例的图19中所示的方法将输入的HD-SDI信号转换成基本流CH1至CH64，并将所得到的基本流输出到第一再现单元39A。
第一再现单元39A包括向构成单元提供时钟的时钟提供电路121。第一再现单元39A包括存储构成1920×1080/50I-60I信号的64个基本流CH1至CH64的RAM 130-1至130-64。基本流CH1至CH64相当于从解扰8B/10B和P/S转换单元38输入的作为链路A的CH1、CH3、CH5、CH7、……、和CH63和作为链路B的CH2、CH4、CH6、CH8、……、和CH64。写入控制单元131-1至131-64执行与从时钟提供电路121提供的时钟同步地将SMPTE 435-2中规定的64个基本流CH1至CH64存储在RAM 130-1至130-64中的写入控制。
第一再现单元39A还包括控制字复用(解交织)处理的字复用控制单元129-1至129-64和存储由字复用控制单元129-1至129-64复用的数据的RAM 64-1至64-64。第一再现单元39A还包括控制线复用处理的线复用控制单元127-1至127-32和存储由线复用控制单元127-1至127-32复用的数据的RAM 126-1至126-32。
第一再现单元39A还包括控制复用从RAM 126-1至126-32提取的两个像素样本的处理的第一两像素复用控制单元125-1至125-4。第一再现单元39A还包括存储被第一两像素复用控制单元125-1至125-4复用到UHDTV1类图像的像素样本的RAM 124-1至124-4。第一再现单元39A还包括把从RAM 124-1至124-4提取的UHDTV1类图像的像素样本复用到UHDTV2类图像的第二两像素复用控制单元122。第一再现单元39A还包括存储被复用到UHDTV2类图像的像素样本的RAM 123。
下面将描述第一再现单元39A的操作示例。
时钟提供电路121向第二两像素复用控制单元122、第一两像素复用控制单元125-1至125-4、线复用控制单元127-1至127-32、字复用控制单元129-1至129-64和写入控制单元131-1至131-64提供时钟。这些构成单元与时钟同步，并且像素样本的读取或写入被控制。
把从第一至第八子图像提取的像素样本映射在UHDTV1类图像上的处理以及线复用和字复用的处理是按与根据第二实施例的像素样本复用处理相同的方式执行的，因此将不对其进行详细描述。
第二两像素复用控制单元122通过使用以下处理来每两个像素地复用从RAM 124-1至124-4读取的像素样本。即，第二两像素复用控制单元122从m×n为3840×2160并且a-b被设定为50P、59.94P和60P的第一至第四UHDTV1类图像中提取两个像素样本，并且将提取的像素样本复用为在7680×4320/50P，59.94P，60P/4:2:0/10比特或12比特信号的UHDTV2类图像的同一线中彼此相邻。
这里，第二两像素复用控制单元122复用从第一UHDTV1类图像的视频数据区域中的同一线中对于每条线按两个像素样本提取的像素样本。此时，第二两像素复用控制单元122从UHDTV2类图像的第0线起每隔1线并且在同一线中每隔两个像素样本复用像素样本。第二两像素复用控制单元122复用从第二UHDTV1类图像的视频数据区域中的同一线中对于每条线每两个像素样本地提取的像素样本。此时，第二两像素复用控制单元122从UHDTV2类图像的第0线起每隔1线并且在同一线中每隔两个像素样本在与从第一UHDTV1类图像复用的像素样本不同的位置复用像素样本。
第二两像素复用控制单元122复用从第三UHDTV1类图像的视频数据区域中的同一线中对于每条线按两个像素样本提取的像素样本。此时，第二两像素复用控制单元122从UHDTV2类图像的第一线起每隔1线并且在同一线中每隔两个像素样本复用像素样本。第二两像素复用控制单元122复用从第四UHDTV1类图像的视频数据区域中的同一线中对于每条线每两个像素样本地提取的像素样本。此时，第二两像素复用控制单元122从UHDTV2类图像的第一线起每隔1线并且在同一线中每隔两个像素样本在与从第三UHDTV1类图像复用的像素样本不同的位置复用像素样本。
重复执行此复用处理，直到UHDTV1类图像的所有像素样本被提取并完全复用到UHDTV2类图像为止。
结果，作为由UHDTV2规定的类图像的7680×4320/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号被存储在RAM 123中并且这些信号被发送到VTR等等以便再现。
图29示出了利用四类RAM分四步执行第一和第二两像素复用处理、线复用处理和字复用处理的示例。然而，也可利用单个RAM来再现7680×4320/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号。
在根据第三实施例的广播相机1中，执行以下疏化处理。即，从具有大像素数目的7680×4320信号两次疏化出两个像素样本，映射在多个1920×1080信号上，然后执行线疏化处理。由由于此疏化处理是在映射信号时最低限度地利用存储器容量的方法并且存储器容量达到了最低限度，所以可以尽可能地抑制信号的传送延迟。
根据第三实施例的CCU 2基于从广播相机1接收的64个HD-SDI信号执行字复用处理、线复用处理和两像素复用处理，以生成UHDTV1类图像。通过从UHDTV1类图像生成UHDTV2类图像，可以通过到广播相机1的当前传送接口来传送UHDTV2类图像。
CWDM/DWDM波长复用技术可用于经由单条光纤传送10G 16通道信号。
<4.第四实施例>
[作为研究UHDTV2 7680×4320/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特复用系统的结果，将要传送的HD-SDI或10G-SDI通道的数目减半的处理示例]
7680×4320/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号是帧速率是S2036-1中规定的信号的帧速率的两倍的信号。S2036-1中规定的信号是7680×4320/50P-60P/4:2:0/10比特或12比特信号。7680×4320/100P-120P和7680×4320/50P-60P信号的诸如禁止码之类的数字信号格式是相同的。
图30示出了从7680×4320/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号中以两帧为单位在线方向上疏化出两个像素样本的示例。
此时，图28中所示的第二两像素疏化控制单元102从7680×4320/100P，119.88P，120P/4:2:0/10比特或12比特信号的UHDTV2类图像中疏化出同一线中彼此相邻的两个像素样本。然后，第二两像素疏化控制单元102将像素样本映射在m×n被设定为3840×2160并且a-b被设定为100P、119.88P和120P的第一至第四UHDTV1类图像上。
具体而言，7680×4320/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号的像素样本被映射在4通道的3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号上。在4通道的3840×2160/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号之中的4:2:0/10比特信号中，向现有技术中的“0”的信号成分分配默认值。从而，通过使用第二实施例中描述的方法将信号映射在16通道的HD-SDI信号上，然后输出，并且将所得到的信号输入到10G-SDI的奇数通道，由此可利用4通道的10G模式D来传送信号。
类似地，向4:2:0/12比特信号的“0”的信号成分分配默认值。作为默认值，在10比特信号的情况下可分配200h，并且在12比特信号的情况下可分配800h。从而，由于将4:2:0/12比特信号映射在32通道的HD-SDI信号上并且输出所得到的信号，所以可利用4通道的10G模式D来传送信号。因此，可利用总共16通道的10G模式D来传送7680×4320/100P-120P/4:2:0/10比特或12比特信号。
在执行两像素疏化处理后的第一至第四UHDTV1类图像的4:2:0之中，第一和第二UHDTV1类图像被转换成4:2:2信号并且第三和第四UHDTV1类图像被转换成4:0:0信号。这里，默认值(在10比特信号的情况下是200h，并且在12比特信号的情况下是800h)被复用到“0”的信号成分。
在7680×4320/100P-120P/4:2:0/10比特信号的情况下，通过第二实施例中描述的方法把通过两像素样本疏化映射的第一至第四UHDTV1类图像复用到16通道的HD-SDI信号。然而，映射了具有4:2:2信号格式的第一UHDTV1类图像和具有4:0:0信号格式的第三UHDTV1类图像的HD-SDI信号的16个通道被转换。此时，通过利用第一实施例中的图11和12中所示的方法将信号转换成与4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/10比特信号具有相同数据结构的16组双链路HD-SDI链路A/B，可以利用8通道的10G-SDI模式D来传送视频信号。
类似地，映射了具有4:2:2信号格式的第二UHDTV1类图像和具有4:0:0信号格式的第四UHDTV1/120P类图像的HD-SDI信号的16个通道被转换。此时，通过使用第一实施例中描述的方法来将信号转换成与4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/10比特信号具有相同数据结构的16组双链路HD-SDI链路A/B。从而，由于可以利用4通道的10G-SDI模式D传送视频信号，所以可以利用总共8通道的10G-SDI模式D来传送视频信号，从而与现有技术的方法相比将传送速率减半。
另一方面，图29中所示的第二两像素复用控制单元122从m×n为3840×2160并且a-b被设定为100P、119.88P和120P的第一至第四UHDTV1类图像中提取两个像素样本。然后，第二两像素复用控制单元122将这两个像素样本复用为在7680×4320/50P，59.94P，60P/4:2:0/10比特或12比特的UHDTV2类图像的同一线中相邻。
在根据第四实施例的广播相机1中，在7680×4320/100P-120P/4:2:0/12比特信号的情况下，通过第二实施例中描述的方法把通过两像素样本疏化映射的第一至第四UHDTV1类图像复用到32通道的HD-SDI信号。映射了具有4:2:2信号格式的第一UHDTV1类图像和具有4:0:0信号格式的第三UHDTV1类图像的HD-SDI信号的32个通道被转换。此时，通过使用第一实施例中描述的方法将信号转换成与4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/12比特信号具有相同数据结构的16组双链路HD-SDI链路A/B。从而，可以利用4通道的10G-SDI模式D来传送视频信号。
类似地，映射了具有4:2:2信号格式的第二UHDTV1类图像和具有4:0:0信号格式的第四UHDTV1/120P类图像的HD-SDI信号的32个通道被转换。此时，通过使用第一实施例中的图7和8中所示的描述的方法来将信号转换成与4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/12比特信号具有相同数据结构的16组双链路HD-SDI链路A/B。从而，由于可以利用4通道的10G-SDI模式D传送视频信号，所以可以利用总共8通道的10G-SDI模式D来传送视频信号，从而与现有技术的方法相比将传送速率减半。
根据第一至第四实施例的传送系统10，实现了以下优点。
在3840×2160/4:2:0/10比特信号的情况下，通过映射偶数线获得的4:2:2信号的两组链路A/B被转换成4组新改变的链路A/B的4通道链路A。通过把通过映射奇数线获得的两组4:0:0信号的链路A/B复用到Y通道而获得的10比特信号被再次复用到4组新改变的链路A/B的4通道链路B的C通道。从而，实现了与SMPTE ST372中规定的4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/10比特信号的数据结构相同的结构。
在3840×2160/4:2:0/12比特信号的情况下，执行以下处理。即，在通过映射偶数线获得的4:2:2信号的4组的链路A/B之中，复用了12比特信号的高位10比特的4通道链路A被转换成4组新改变的链路A/B的4通道链路A。通过复用12比特信号的低位2比特获得的4通道链路B的Y通道的第偶数个像素样本被转换成4组新改变的链路A/B的4通道链路B的Y通道的第偶数个像素样本。通过把通过映射Y通道的第奇数个像素样本和奇数线获得的4:0:0信号的链路A/B的4通道链路B复用到Y通道而获得的12比特信号的低位2比特被再次复用到第奇数个像素样本。对4通道的新改变的链路A/B的链路B的Y通道像素样本执行此复用处理。通过把被复用到Y通道的12比特信号的高位10比特再次复用C通道，实现了与SMPTE ST372中规定的4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/12比特信号的数据结构相同的结构。
从而，如下复用作为ITU或SMPTE正在考虑的下一代视频信号的3840×2160或7680×4320/100P-120P信号。即，关于4:2:0样本信号，在将3840×2160或7680×4320/100P-120P信号映射在多通道HD-SDI信号后的2通道或4通道的HD-SDI信号的细节被再次复用。实现了被转换成4:4:4(R′G′B′或Y′C′BC′R)/10比特或12比特信号的格式的双链路HD-SDI信号的数据结构。从而，可以减少要传送的HD-SDI信号或10G接口的传送通道的数目。
使用可能性很高的3840×2160/100P-120P或7680×4320/100P-120P信号经历两像素疏化或线疏化，并最终经历字疏化。从而，可以将信号映射在多通道1920×1080/50I-60I信号上。根据第一至第四实施例的映射方法在要使用的存储器容量上是最小的，并且在时间延迟上是较小的。通过使用当前的测量仪器可测量SMPTE 274M中规定的1920×1080/50I-60I信号。可以疏化3840×2160/100P-120P或7680×4320/100P-120P信号并以像素为单位或以时间为单位来对其进行测量。由于可以与所有当前的SMPTE映射标准匹配，所以这些方法在将来的SMPTE的标准化中得到赞同的可能性很高。
通过每两个像素样本地疏化4k和8k信号，可以通过使用当前的HD监视器或波形监视器来观察整个画面的视频，或者通过使用将来的4k监视器来观察8k信号。从而，对于视频设备等的开发中的缺陷的分析是有利的。
当以4通道或16通道模式D的10.692 Gbps传送3840×2160/100P-120P或7680×4320/100P-120P信号时，可以构成具有最小延迟的传送系统。从3840×2160或7680×4320类图像的帧中疏化出两个像素样本的方法可与SMPTE正在考虑的S2036-3标准匹配。S2036-3与将3840×2160/23.98P-60P或7680×4320/23.98P-60P映射在多通道10.692 Gbps模式D信号上的标准相关。
可以减少在疏化或复用像素时提取的像素的数目，从而抑制被用作临时存储区域的存储器的量。这里，线疏化并转换1920×1080/50P-60P信号成2通道的1920×1080/50I-60I信号的线疏化处理采用SMPTE 372标准中规定的方法。此标准规定了将1920×1080/50P-60P信号映射在2通道的1920×1080/50I-60I上的方法。从而，通过使用根据上述实施例的映射方法，可以与SMPTE 372标准中规定的映射方法匹配。
<5.修改>
上述实施例中的一系列处理可用硬件来执行，但也可用软件来执行。当用软件来执行一系列处理时，构成软件的程序由搭载在专用硬件上的计算机或者其中安装有用于执行各种功能的程序的计算机执行。例如，可在通用个人计算机等等中安装并执行构成软件的程序。
其上记录有用于执行上述实施例的功能的软件的程序代码的记录介质可被提供到系统或装置。当然，系统或装置的计算机(诸如CPU之类的控制单元)可读取并执行存储在记录介质中的程序代码以执行这些功能。
在此情况下用于提供程序代码的记录介质的示例包括柔性盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡和ROM。
通过执行由计算机读取的程序代码，可执行上述实施例的功能。此外，在计算机中操作的OS可执行实际处理的全部或一部分。本公开包括通过实际处理的这样的一部分或全部来执行上述实施例的功能的示例。
本公开不限于上述实施例，而是可包括各种其他应用和修改，而不脱离所附权利要求中记载的本公开的构思。
本公开包含与2011年7月7日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-151191中公开的主题相关的主题，特此通过引用将该申请的全部内容并入。

Claims (17)

1.一种信号发送设备，包括：
第一映射单元，包括
两像素疏化控制单元，该两像素疏化控制单元从一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的由m×n/a-b/4:2:0/r比特信号规定的类图像中疏化出同一线中的彼此相邻的两个像素样本并且把疏化出的像素样本映射到由m′×n′/a′-b′/4:2:2或4:0:0/r比特信号规定的第一至第N子图像的视频数据区域上，其中表示m样本和n线的m和n是正整数，a和b表示逐行信号的帧速率，N是等于或大于2的整数，表示m′样本和n′线的m′和n′是正整数，a′和b′表示逐行信号的帧速率，以及
线疏化控制单元，该线疏化控制单元在每隔映射了像素样本的第一至第N子图像各自的一线疏化出像素样本并转换成隔行信号时，把第一至第N/2子图像转换成4:2:2/r比特信号并且把第N/2+1至第N子图像转换成4:0:0/r比特信号；以及
第二映射单元，该第二映射单元输出通过把从第一映射单元输出的基本流中的4:2:2/r比特信号的数据结构和4:0:0/r比特信号的数据结构转换成4:4:4/r比特信号的数据结构而获得的双链路HD-SDI信号。
2.根据权利要求1所述的信号发送设备，其中，r比特被设定为10比特，并且设定N＝4，
其中，第二映射单元把从第一和第二子图像转换成的具有4:2:2/10比特信号的数据结构的第一至第四基本流复用到双链路HD-SDI信号的链路A，把从第三和第四子图像转换成的具有4:0:0/10比特信号的数据结构的第五至第八基本流之中的样本号是偶数的Y信号复用到作为双链路HD-SDI信号的链路B的第样本号+1个C′B通道，并且把4:0:0/10比特信号中的Y信号的奇数样本复用到作为HD-SDI信号的链路B的第偶数样本号个C′R通道，以将第一至第八基本流转换成具有4:4:4/10比特信号的数据结构的HD-SDI信号。
3.根据权利要求2所述的信号发送设备，其中r比特被设定为12比特，并且设定N＝4，
其中，第一映射单元包括字疏化控制单元，该字疏化控制单元按每个字疏化出由线疏化控制单元按每条线疏化出的像素样本，将疏化出的像素样本映射到SMPTE 435-1中规定的HD-SDI的有视频数据区域上并且输出第一至第十六基本流，并且
其中，第二映射单元把从第一和第二子图像转换成的具有4:2:2/12比特信号的数据结构的第一、第三、第五和第七基本流复用到双链路HD-SDI信号的链路A，把从第一和第二子图像转换成的具有4:2:2/12比特信号的数据结构的第二、第四、第六和第八基本流中的样本号为偶数的Y信号复用到作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的相同样本号的Y信号，把从第三和第四子图像转换成的具有4:0:0/12比特信号的数据结构的第九、第十一、第十三和第十五基本流中的样本号为偶数的Y信号复用到作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的第样本号+1个C′B通道，把第九、第十一、第十三和第十五基本流中的样本号为奇数的Y信号复用到作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的第样本号个C′R通道，并且把第二、第四、第六和第八基本流中的样本号为奇数的Y信号以及从第三和第四子图像转换成的具有4:0:0/12比特信号的数据结构的第十、第十二、第十四和第十六基本流的Y信号的低位两比特复用到作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8中的样本号为奇数的Y信号。
4.根据权利要求2所述的信号发送设备，其中，两像素疏化控制单元疏化出帧的同一线中的彼此相邻的两个像素样本，在SMPTE 435-1中规定的第一至第四子图像中把帧的偶数线中的像素样本每两个像素样本地映射到第一子图像和第二子图像，并且把帧的奇数线中的像素样本映射到第三子图像和第四子图像。
5.根据权利要求2所述的信号发送设备，其中，在UHDTV1类图像中m×n是3840×2160，并且a-b是100P、119.88P或120P，并且
其中，当像素样本被映射到m′×n′为1920×1080并且a′-b′为50P、59.94P和60P的第一至第八子图像的视频数据区域上时，两像素疏化控制单元把第一类图像的第0线中的各像素样本映射到第一和第二子图像的视频数据区域上，把第一类图像的第一线中的各像素样本映射到第三和第四子图像的视频数据区域上，把第一类图像的第二线中的各像素样本映射到第五和第六子图像的视频数据区域上，把第一类图像的第三线中的各像素样本映射到第七和第八子图像的视频数据区域上，把第二类图像的第0线中的各像素样本映射到第一和第二子图像的视频数据区域上，把第二类图像的第一线中的各像素样本映射到第三和第四子图像的视频数据区域上，把第二类图像的第二线中的各像素样本映射到第五和第六子图像的视频数据区域上，并且把第二类图像的第三线中的各像素样本映射到第七和第八子图像的视频数据区域上。
6.根据权利要求2所述的信号发送设备，还包括第二两像素疏化控制单元，该第二两像素疏化控制单元从7680×4320/50P，59.94P，60P/4:2:0/10比特或12比特的UHDTV2类图像中疏化出同一线中的彼此相邻的两个像素样本，并且把像素样本映射到m×n为3840×2160并且a-b为50P、59.94P和60P的第一至第四UHDTV1类图像上。
7.根据权利要求2所述的信号发送设备，还包括第二两像素疏化控制单元，该第二两像素疏化控制单元从7680×4320/100P，119.88P，120P/4:2:0/10比特或12比特的UHDTV2类图像中疏化出同一线中的彼此相邻的两个像素样本，并且把像素样本映射到m×n为3840×2160并且a-b为100P、119.88P和120P的第一至第四UHDTV1类图像上。
8.一种信号发送方法，包括：
从一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的由m×n/a-b/4:2:0/r比特信号规定的类图像中疏化出同一线中的彼此相邻的两个像素样本并且把疏化出的像素样本映射到由m′×n′/a′-b′/4:2:2和4:0:0/r比特信号规定的第一至第N子图像的视频数据区域上，其中表示m样本和n线的m和n是正整数，a和b表示逐行信号的帧速率，N是等于或大于2的整数，表示m′样本和n′线的m′和n′是正整数，a′和b′表示逐行信号的帧速率；
在每隔映射了像素样本的第一至第N子图像各自的一线疏化出像素样本并转换成隔行信号时，把第一至第N/2子图像转换成4:2:2/r比特信号并且把第N/2+1至第N子图像转换成4:0:0/r比特信号；以及
输出通过把4:2:2/r比特信号的数据结构和4:0:0/r比特信号的数据结构转换成4:4:4/r比特信号的数据结构而获得的双链路HD-SDI信号。
9.一种信号接收设备，包括再现双链路HD-SDI信号的第一再现单元和第二再现单元，
其中，第二再现单元把具有4:4:4/r比特信号的数据结构的双链路HD-SDI信号转换成具有4:2:2/r比特信号的数据结构的基本流和具有4:0:0/r比特信号的数据结构的基本流，
其中，第一再现单元包括
线复用控制单元，该线复用控制单元对于4:2:0/r比特信号的基本流每隔由m′×n′/a′-b′/4:2:2/r比特信号规定的第一至第N/2子图像的一条线复用像素样本，并且对于4:0:0/r比特信号的基本流每隔第N/2+1至第N子图像的一条线复用像素样本，其中N是等于或大于2的整数，表示m′样本和n′线的m′和n′是正整数，a′和b′表示逐行信号的帧速率；以及
两像素复用控制单元，该两像素复用控制单元把从第一至第N子图像提取的两个像素的像素样本复用为在一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的由m×n/a-b/4:2:0/r比特信号规定的类图像的帧中的同一线中彼此相邻，其中表示m样本和n线的m和n是正整数，a和b表示逐行信号的帧速率。
10.根据权利要求9所述的信号接收设备，其中，当r比特被设定为10比特并且设定了N＝4时，第二再现单元把双链路HD-SDI信号的链路A复用到具有4:2:2/10比特信号的数据结构的第一至第四基本流以再现第一和第二子图像，把从作为双链路HD-SDI信号的链路B的第样本号+1个C′B通道读取的Y信号复用到具有4:0:0/10比特信号的数据结构的第五至第八基本流之中的样本号为偶数的Y信号以再现第三和第四子图像，并且把从作为HD-SDI信号的链路B的第偶数样本号个C′R通道读取的Y信号复用到4:0:0/10比特信号之中的样本号为奇数的Y信号，以将具有4:4:4/10比特信号的数据结构的HD-SDI信号转换成第一至第八基本流。
11.根据权利要求9所述的信号接收设备，其中，r比特被设定为12比特，并且设定N＝4，
其中，第一再现单元包括字复用控制单元，该字复用控制单元按每个字复用从按SMPTE 435-1规定了输入的第一至第十六基本流的HD-SDI信号的视频数据区域中提取的像素样本，并且
其中，第二再现单元把从作为双链路HD-SDI信号的链路A的CH1、CH3、CH5和CH7再现的具有4:2:2/12比特信号的高位10比特的数据结构的第一、第三、第五和第七基本流转换成从第一和第二子图像创建的CH1、CH3、CH5和CH7，把从作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的具有偶数样本号的Y信号再现的具有4:2:2/12比特信号的数据结构的第二、第四、第六和第八基本流的具有相同样本号的Y信号转换成第一和第二子图像，把从作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的第样本号+1个C′B通道再现的Y信号转换成第九、第十一、第十三和第十五基本流中的样本号为偶数的第三和第四子图像的高位10比特，把从作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8的第样本号个C′R通道再现的Y信号转换成第九、第十一、第十三和第十五基本流中的样本号为奇数的第三和第四子图像的高位10比特，把从作为双链路HD-SDI信号的链路B的CH2、CH4、CH6和CH8中的样本号为奇数的Y信号再现的Y信号转换为第二、第四、第六和第八基本流中的样本号为奇数的Y信号，并且把具有4:0:0/12比特信号的数据结构的第十、第十二、第十四和第十六基本流的Y信号的低位2比特转换成第三和第四子图像。
12.根据权利要求10所述的信号接收设备，其中，两像素复用控制单元在把从SMPTE 435-1中规定的第一至第四子图像之中的第一子图像和第二子图像提取的两个像素样本复用到帧的偶数线并且把从第三子图像和第四子图像提取的两个像素样本复用到帧的奇数线时，把两个像素样本彼此相邻地复用在帧的同一线中。
13.根据权利要求10所述的信号接收设备，其中，在UHDTV1类图像中m×n是3840×2160，并且a-b是100P、119.88P或120P，并且
其中，当把从m′×n′为1920×1080并且a′-b′为50P、59.94P和60P的第一至第八子图像的视频数据区域提取的像素样本复用到类图像时，两像素复用控制单元把从第一和第二子图像的视频数据区域提取的像素样本彼此相邻地复用到第一类图像的第0线，把从第三和第四子图像的视频数据区域提取的像素样本彼此相邻地复用到第一类图像的第一线，把从第五和第六子图像的视频数据区域提取的像素样本彼此相邻地复用到第一类图像的第二线，把从第七和第八子图像的视频数据区域提取的像素样本彼此相邻地复用到第一类图像的第三线，把从第一和第二子图像的视频数据区域提取的像素样本彼此相邻地复用到第二类图像的第0线，把从第三和第四子图像的视频数据区域提取的像素样本彼此相邻地复用到第二类图像的第一线，把从第五和第六子图像的视频数据区域提取的像素样本彼此相邻地复用到第二类图像的第二线，并且把从第七和第八子图像的视频数据区域提取的像素样本彼此相邻地复用到第二类图像的第三线。
14.根据权利要求10所述的信号接收设备，还包括第二两像素复用控制单元，该第二两像素复用控制单元从m×n为3840×2160并且a-b为50P、59.94P和60P的第一至第四UHDTV1类图像中提取两个像素样本并且把所提取的两个像素样本复用为在7680×4320/50P，59.94P，60P/4:2:0/10比特或12比特的UHDTV2类图像的同一线中彼此相邻。
15.根据权利要求10所述的信号接收设备，还包括第二两像素复用控制单元，该第二两像素复用控制单元从m×n为3840×2160并且a-b为100P、119.88P和120P的第一至第四UHDTV1类图像中提取两个像素样本并且把所提取的两个像素样本复用为在7680×4320/100P，119.88P，120P/4:2:0/10比特或12比特的UHDTV2类图像的同一线中彼此相邻。
16.一种信号接收方法，包括：
把具有4:4:4/r比特信号的数据结构的双链路HD-SDI信号转换成4:2:2/r比特信号和4:0:0/r比特信号；
对于4:2:0/r比特信号的基本流每隔由m′×n′/a′-b′/4:2:2/r比特信号规定的第一至第N/2子图像的一条线复用像素样本，并且对于4:0:0/r比特信号的基本流每隔第N/2+1至第N子图像的一条线复用像素样本，其中N是等于或大于2的整数，表示m′样本和n′线的m′和n′是正整数，a′和b′表示逐行信号的帧速率；以及
把从第一至第N子图像提取的两个像素样本复用为在一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的由m×n/a-b/4:2:0/r比特信号规定的类图像的帧中的同一线中彼此相邻，其中表示m样本和n线的m和n是正整数，a和b表示逐行信号的帧速率。
17.一种信号传送系统，包括信号发送设备和信号接收设备，
其中，信号发送设备包括
第一映射单元，包括：
两像素疏化控制单元，该两像素疏化控制单元从一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的由m×n/a-b/4:2:0/r比特信号规定的类图像中疏化出同一线中的彼此相邻的两个像素样本并且把疏化出的像素样本映射到由m′×n′/a′-b′/4:2:2和4:0:0/r比特信号规定的第一至第N子图像的视频数据区域上，其中表示m样本和n线的m和n是正整数，a和b表示逐行信号的帧速率，N是等于或大于2的整数，表示m′样本和n′线的m′和n′是正整数，a′和b′表示逐行信号的帧速率，以及
线疏化控制单元，该线疏化控制单元在每隔映射了像素样本的第一至第N子图像一条线疏化出像素样本并转换成隔行信号时，把第一至第N/2子图像转换成4:2:2/r比特信号并且把第N/2+1至第N子图像转换成4:0:0/r比特信号，以及
第二映射单元，该第二映射单元输出通过把从第一映射单元输出的基本流中的4:2:2/r比特信号的数据结构和4:0:0/r比特信号的数据结构转换成4:4:4/r比特信号的数据结构而获得的双链路HD-SDI信号，
其中，信号接收设备包括再现双链路HD-SDI信号的第一再现单元和第二再现单元，
其中，第二再现单元把双链路HD-SDI信号转换成具有4:2:2/r比特信号的数据结构和具有4:0:0/r比特信号的数据结构，并且
其中，第一再现单元包括
线复用控制单元，该线复用控制单元对于4:2:0/r比特信号每隔由m′×n′/a′-b′/4:2:2/r比特信号规定的第一至第N/2子图像的一条线复用像素样本，并且对于4:0:0/r比特信号每隔第N/2+1至第N子图像的一条线复用像素样本，其中N是等于或大于2的整数，以及
两像素复用控制单元，该两像素复用控制单元把从第一至第N子图像提取的两个像素样本复用为在一帧中的像素数目大于HD-SDI格式中规定的像素数目的由m×n/a-b/4:2:0/r比特信号规定的类图像的帧中的同一线中彼此相邻。
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