JP2004208337A

JP2004208337A - データ送信方法、データ受信方法、データ送信装置、データ受信装置、ディジタル信号伝送システム、およびデータ送受信方法

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Publication number: JP2004208337A
Application number: JP2004081636A
Authority: JP
Inventors: Hiroshige Okamoto; 裕成岡本; Tetsuya Hiroe; 哲也広江; Taka Murakoshi; 象村越; Naoki Ejima; 直樹江島; Toshiaki Nishio; 歳朗西尾; Akihisa Kawamura; 明久川村; Hidekazu Suzuki; 秀和鈴木
Original assignee: Sony Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Sony Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: JP3964880B2

Abstract

【課題】ＤＶＩ規格のケーブルなどを利用して、映像データにオーディオデータを多重化して伝送することが、簡単な構成で良好に行えるようにする。
【解決手段】データ送信側から、映像ブランク同期信号とピクセルクロックを用いて生成した重畳タイミングでオーディオデータを映像データの映像ブランキング期間に重畳した映像・オーディオデータ重畳信号を映像ブランク同期信号とピクセルクロックとともにＤＶＩ用ケーブルを介してデータ受信側に対して伝送し、データ受信側において、伝送された映像ブランク同期信号とピクセルクロックを用いて映像・オーディオデータ重畳信号からオーディオデータを抽出するタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて映像データとオーディオデータに分離するとともに、ピクセルクロックを分周して生成したオーディオクロックを用いてデジタルオーディオデータをアナログオーディオ信号に変換するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、たとえばＤＶＩ（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＩｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いて映像信号源と映像表示装置とを接続したディジタル信号伝送システムにおけるデータ送信方法，およびデータ受信方法に関し、特に映像データを伝送する既存のインターフェースを用いて、簡単かつ良好にオーディオデータを伝送することができるデータ送信方法、データ受信方法、データ送信装置、データ受信装置、ディジタル信号伝送システム、およびデータ送受信方法に関するものである。

近年、テレビジョンチューナ、ビデオ再生装置、パーソナルコンピュータ装置本体などの映像信号源と、モニター受信機などの映像表示装置とを接続させる場合にデジタルデータで映像データを表示装置に伝送させるＤＶＩ規格と称されるものが規格化されている。

このＤＶＩ規格の詳細については、後述する実施の形態の中で説明するが、簡単に述べると映像データを原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれを画素（ピクセル）単位でデジタル化したデータとして、表示装置に伝送するようにしたもので、高品位の画像を伝送して表示させることが出来る。また、画素単位の映像データであるため、表示装置側では受信した映像データで直接表示ドライバを駆動させることが出来、比較的簡単な処理構成で表示などを行うことが出来る。

ＤＶＩ規格で規定されたケーブルで伝送されるデータは、基本的に映像データだけであり、オーディオデータを同時に伝送させることを考えた場合には、ＤＶＩ規格で規定されたケーブルとは別のオーディオ用のケーブルで、チューナなどのオーディオ出力装置とを接続させる必要がある。

ところが、このように複数のケーブルで接続させるようにすると、接続構成が複雑化する問題があった。
すなわち、映像データだけを伝送するシステム構成を考えた場合には、たとえば図７に示すように、映像信号源７０１とディスプレイ装置７０３とを、ＤＶＩ規格のケーブル７０２で接続して、このケーブル７０２でＤＶＩ規格で符号化された映像データを伝送するようにすれば、映像信号源７０１からディスプレイ装置７０３に映像データを伝送することが出来る。これに対して、たとえば図８に示すように、映像・音声信号源８０１からスピーカ付ディスプレイ装置８０４に映像データと音声データとを伝送する場合には、ＤＶＩ規格のケーブル８０２で映像データを伝送するように接続し、さらにケーブル８０２とは別のオーディオ信号用ケーブル８０３でオーディオデータを伝送するように接続する必要がある。この図８に示すように接続することで、映像・音声信号源８０１から出力された映像をディスプレイ装置８０４で表示させることが出来、またディスプレイ装置８０４に取りつけられたスピーカ８０５Ｌ，８０５Ｒから音声を出力させることが出来る。

ところが、図８に示すように、映像データと音声データとで別々のケーブルを使用して接続するようにすると、それだけ接続構成が複雑化する問題がある。出来れば機器間を接続するケーブルの数は少ないほうが好ましい。

なお、映像データと音声データを多重化して１本のケーブルを使用して伝送できるようにする技術は、たとえばＩＥＥＥ（ＴｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）１３９４方式として規格化されたバスラインを使用したデータ伝送技術を適用することで可能であるが、このようなＩＥＥＥ１３９４方式のバスラインなどでデータ伝送を行うためには、非常に複雑なデータ処理が必要であり、送信側での伝送用のエンコード処理の構成や、受信側でバスラインを介して受信したデータのデコード処理の構成として、非常に大規模な回路構成が必要であり、コストがかかる問題がある。また、ＩＥＥＥ１３９４方式などでは、伝送レートなどの問題から、映像データや音声データを圧縮符号化して多重化するようにしてあり、上述したＤＶＩ規格のように画素単位でデジタル化した映像データを伝送するものに比べて、画質が劣る問題がある。

また、デジタル化された音声データを伝送する場合には、映像用のクロックとオーディオ用クロックを同時に伝送する必要があり、そのための伝送用の信号ラインが必要になることと、高速な信号を伝送することになるためジッタの増加が起こるという問題があった。

本発明は、上述のような問題点を解消するためになされたもので、映像データを伝送する既存のインターフェースを用いて、簡単かつ良好にオーディオデータを伝送することができるデータ送信方法、データ受信方法、データ送信装置、データ受信装置、ディジタル信号伝送システム、およびデータ送受信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明（請求項１）に係るデータ送信方法は、デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いたディジタル信号伝送システムにおけるデータ送信方法であって、映像・音声信号源からディジタルオーディオデータを取り込むステップと、取り込んだディジタルオーディオデータを加工して伝送用のオーディオデータを生成するステップと、映像・音声信号源から得られる映像ブランク同期信号と、映像データ用のピクセルクロックとを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて映像・音声信号源から出力される映像データの映像ブランキング期間の所定の位置に前記伝送用のオーディオデータを重畳するステップと、前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データ、前記映像ブランク同期信号、及び前記ピクセルクロックをデータ受信側に対して送信するステップとを含み、前記伝送用のオーディオデータは、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを前記映像データ用のピクセルクロックを分周して生成するときの分周パラメータを含むことを特徴とするものである。

これにより、例えばＤＶＩ規格のような既存の映像データ伝送フォーマットを適用して、映像データとオーディオデータを同時に伝送することができ、既存の映像データを伝送するための構成をそのまま生かした上で、映像データを伝送するための伝送路を使用して、デジタルオーディオデータを良好に伝送できるディジタル信号伝送システムを実現できる。

また、本発明（請求項２）に係るデータ送信方法は、請求項１記載のデータ送信方法において、前記分周パラメータは、ピクセルクロック×Ｎ＝オーディオクロック×Ｍの関係を満たすＮおよびＭの２つの値であることを特徴とするものである。

また、本発明（請求項３）に係るデータ送信方法は、請求項１または２記載のデータ送信方法において、前記伝送用のオーディオデータを生成するステップの前に、映像・音声信号源から取り込んだディジタルオーディオデータの、サンプリング周波数を変換するステップをさらに含むことを特徴とするものである。

また、本発明（請求項４）に係るデータ受信方法は、デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いたディジタル信号伝送システムにおけるデータ受信方法であって、映像ブランキング期間の所定の位置に伝送用のオーディオデータが重畳された映像データ、映像ブランク同期信号、及び映像データ用のピクセルクロックを受信するステップと、前記映像ブランク同期信号と前記ピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて、前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データを映像データとオーディオデータに分離するステップと、前記伝送用のオーディオデータに含まれる分周パラメータを用いて前記ピクセルクロックを分周し、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを生成するステップとを含むことを特徴とするものである。

これにより、既存の映像データを伝送するための構成をそのまま生かした上で、映像データを伝送するための伝送路を使用して、デジタルオーディオデータを良好に伝送できるディジタル信号伝送システムを実現できる。

また、本発明（請求項５）に係るデータ受信方法は、請求項４に記載のデータ受信方法において、前記分周パラメータは、ピクセルクロック×Ｎ＝オーディオクロック×Ｍの関係を満たすＮおよびＭの２つの値であることを特徴とするものである。

また、本発明（請求項６）に係るデータ送信装置は、デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いたディジタル信号伝送システムにおいて用いられるデータ送信装置であって、映像・音声信号源からディジタルオーディオデータを取り込むデータ取り込み手段と、データ取り込み手段が取り込んだディジタルオーディオデータを加工して伝送用のオーディオデータを生成するオーディオデータ加工手段と、映像・音声信号源から得られる映像ブランク同期信号と、映像データ用のピクセルクロックとを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて映像・音声信号源から出力される映像データの映像ブランキング期間の所定の位置に前記伝送用のオーディオデータを重畳する映像・オーディオデータ重畳手段と、前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データ、前記映像ブランク同期信号、及び前記ピクセルクロックをデータ受信側に対して送信するデータ送信手段とを備え、前記伝送用のオーディオデータは、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを前記映像データ用のピクセルクロックを分周して生成するときの分周パラメータを含むことを特徴とするものである。

これにより、既存の映像データを伝送するための構成をそのまま生かした上で、映像データを伝送するための伝送路を使用して、デジタルオーディオデータを良好に伝送できるディジタル信号伝送システムを実現するデータ送信装置を提供できる。

また、本発明（請求項７）に係るデータ受信装置は、デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いたディジタル信号伝送システムにおけるデータ受信装置であって、映像ブランキング期間の所定の位置に伝送用のオーディオデータが重畳された映像データ、映像ブランク同期信号、及び映像データ用のピクセルクロックを受信する受信手段と、前記映像ブランク同期信号と前記ピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて、前記データ送信装置から送信されたオーディオデータを重畳した映像データを映像データとオーディオデータに分離する映像オーディオデータ分離手段と、前記伝送用のオーディオデータに含まれる分周パラメータを用いて前記ピクセルクロックを分周し、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを生成するオーディオクロック生成手段とを備えたことを特徴とするものである。

これにより、既存の映像データを伝送するための構成をそのまま生かした上で、映像データを伝送するための伝送路を使用して、デジタルオーディオデータを良好に伝送できるディジタル信号伝送システムを実現するデータ受信装置を提供できる。

また、本発明（請求項８）に係るディジタル信号伝送システムは、デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いてデータ送信装置からデータ受信装置へディジタル信号を伝送するディジタル信号伝送システムであって、前記データ送信装置は、映像・音声信号源からディジタルオーディオデータを取り込むデータ取り込み手段と、データ取り込み手段が取り込んだディジタルオーディオデータを加工して伝送用のオーディオデータを生成するオーディオデータ加工手段と、映像・音声信号源から得られる映像ブランク同期信号と、映像データ用のピクセルクロックとを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて映像・音声信号源から出力される映像データの映像ブランキング期間の所定の位置に前記伝送用のオーディオデータを重畳する映像・オーディオデータ重畳手段と、前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データ、前記映像ブランク同期信号、及び前記ピクセルクロックをデータ受信側に対して送信するデータ送信手段とを備え、前記伝送用のオーディオデータは、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを前記映像データ用のピクセルクロックを分周して生成するときの分周パラメータを含むものであって、前記データ受信装置は、映像ブランキング期間の所定の位置に伝送用のオーディオデータが重畳された映像データ、映像ブランク同期信号、及び映像データ用のピクセルクロックを受信する受信手段と、前記映像ブランク同期信号と前記ピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて、前記データ送信装置から送信されたオーディオデータを重畳した映像データを映像データとオーディオデータに分離する映像オーディオデータ分離手段と、前記伝送用のオーディオデータに含まれる分周パラメータを用いて前記ピクセルクロックを分周し、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを生成するオーディオクロック生成手段とを備えたことを特徴とするものである。

これにより、既存の映像データを伝送するための構成をそのまま生かした上で、映像データを伝送するための伝送路を使用して、デジタルオーディオデータを良好に伝送できるディジタル信号伝送システムを提供できる。

また、本発明（請求項９）に係るデータ送受信方法は、デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いてデータ送信装置からデータ受信装置へディジタル信号を伝送するディジタル信号伝送システムにおけるデータ送受信方法であって、前記データ送信装置のデータ送信ステップは、映像・音声信号源からディジタルオーディオデータを取り込むステップと、取り込んだディジタルオーディオデータを加工して伝送用のオーディオデータを生成するステップと、映像・音声信号源から得られる映像ブランク同期信号と、映像データ用のピクセルクロックとを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて映像・音声信号源から出力される映像データの映像ブランキング期間の所定の位置に前記伝送用のオーディオデータを重畳するステップと、前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データ、前記映像ブランク同期信号、及び前記ピクセルクロックをデータ受信側に対して送信するステップとを含み、前記伝送用のオーディオデータは、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを前記映像データ用のピクセルクロックを分周して生成するときの分周パラメータを含むものであり、前記データ受信装置のデータ受信ステップは、映像ブランキング期間の所定の位置に伝送用のオーディオデータが重畳された映像データ、映像ブランク同期信号、及び映像データ用のピクセルクロックを受信するステップと、前記映像ブランク同期信号と前記ピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて、前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データを映像データとオーディオデータに分離するステップと、前記伝送用のオーディオデータに含まれる分周パラメータを用いて前記ピクセルクロックを分周し、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを生成するステップとを含むことを特徴とするものである。

以下、本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。
本実施の形態によるディジタル信号送受信システムは、ビデオテープ記録再生装置、ビデオディスク再生装置、チューナーなどの映像・音声信号源から出力される映像データ，およびオーディオデータを、表示装置として音声出力機能を有するモニタ受像機、テレビジョン受像機などの表示装置に対し、１つの伝送ケーブルを使用して伝送するようにしたものである。この伝送ケーブルとしては、ＤＶＩ（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｓｕａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）と称される規格でデータが伝送されるケーブルを使用する。

図１は本実施の形態によるディジタル信号伝送システムの全体構成を示す図である。図において、１０１はビデオテープ記録再生装置、ビデオディスク再生装置、チューナーなどの映像・音声信号源、１０２は映像・音声信号源から出力される映像データとオーディオデータを重畳してＤＶＩ用ケーブルに送出するデータ送信装置、１０３はＤＶＩ用ケーブル、１０４はＤＶＩ用ケーブル１０３により伝送された映像・オーディオデータ重畳信号を受信し、映像データとアナログオーディオ信号を出力するデータ受信装置、１０５はデータ受信装置から映像データとアナログオーディオ信号を受け取り映像および音声の表示を行う映像音声表示装置である。ＤＶＩ用ケーブル１０３が接続されるデータ送信装置１０２及びデータ受信装置１０４のコネクタ部は、たとえば２４本のピンコネクタで構成され、ケーブル１０３によりデータ送信装置１０２のコネクタの２４本のピンとデータ受信装置１０４のコネクタの２４本のピンが個別に接続される。

図２は図１中のデータ送信装置の構成を示すブロック図である。図において、２０１は映像・音声信号源から出力されるディジタルオーディオデータを取り込むオーディオデータ取り込み手段、２０２は映像・音声信号源から出力される映像のピクセルクロックとオーディオデータのサンプリング周波数に基づいて分周パラメータを決定する分周パラメータ決定手段である。２０３はオーディオデータ取り込み手段２０１が取り込んだディジタルオーディオデータに対し分周パラメータ決定手段２０２が決定した分周パラメータ等の情報を付加するなどの処理を行い、伝送用のオーディオデータを生成するオーディオデータ加工手段、２０４はオーディオデータ加工手段により生成された伝送用のオーディオデータを一時記憶するデータ記憶手段、２０５は映像・音声信号源から出力される水平ブランク同期信号，及び映像のピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて、データ記憶手段２０４に記憶された伝送用のオーディオデータを、映像・音声信号源から出力される映像データの水平ブランキング期間の所定位置に重畳して映像・オーディオデータ重畳信号を生成する映像・オーディオデータ重畳手段である。また、２０６はオーディオデータの入力端子、２０７は映像データの入力端子である。

映像・音声信号源のオーディオ処理部（図示せず）からオーディオデータ入力端子２０６に入力されるディジタルオーディオデータは、オーディオデータ取り込み手段２０１に取りこまれる。本実施の形態において、オーディオデータ入力端子２０６に入力されるオーディオデータは、例えば、ＩＥＣ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）６０９５８方式でパケット化されたオーディオデータである。ＩＥＣ６０９５８方式のパケットデータは、図３に示すように、１パケット（１サブフレーム）が３２ビットで構成され、先頭に４ビットのプリアンブルが配置され、続く２４ビットの区間に１サンプルのオーディオデータ（オーディオサンプルワード）が配置される。１サンプルが２４ビット未満のビット数（たとえば１６ビット）のデータが配置される場合もある。また、末尾の４ビットにはサブコード（ＶＵＣＰ）が配置される。

分周パラメータ決定手段２０２は、映像・音声信号源から出力される映像のピクセルクロックとオーディオデータのサンプリング周波数に基づいて分周パラメータを決定する。受信側においてディジタルオーディオデータをアナログオーディオ信号として再生する際には、オーディオクロックが必要となるが、本実施の形態によるディジタル信号伝送システムでは後述するように、受信側において、送信側から伝送されるピクセルクロックを分周することによってオーディオクロックを生成し、これをオーディオデータの再生に用いる。ピクセルクロックをもとに、オーディオクロックを生成するので、ジッタなどが発生しやすく、オーディオクロック精度が下がる可能性があるが、それを防いでオーディオクロックを精度良く生成するため本実施の形態によるディジタル信号伝送システムでは、映像のピクセルクロックとオーディオデータのサンプリング周波数に基づいて決まる分周パラメータを受信側に対して伝送し、受信側でこの分周パラメータを用いて送信側から伝送されるピクセルクロックを分周し、オーディオクロックの生成を行う。分周パラメータは、上述のように映像のピクセルクロックとオーディオデータのサンプリング周波数に基づいて一意的に決まる。ここでは、オーディオデータのサンプリング周波数を１２８倍したものをオーディオクロックとし、このオーディオクロックとピクセルクロックの最小公倍数にするためにピクセルクロックに掛ける値を分周パラメータＮとする。例えば、画像データが４８０Ｐの画質のものであればピクセルクロックは２７．０００ＭＨｚであるが、これに対しオーディオデータのサンプリング周波数が４８ｋＨｚであれば分周パラメータＮは６１４４であり、オーディオデータのサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚであれば分周パラメータＮは６２７２である。また、画像データが１０８０Ｉの画質のものであればピクセルクロックは７４．１７６ＭＨｚであるが、これに対しオーディオデータのサンプリング周波数が４８ｋＨｚであれば分周パラメータＮは１１６４８であり、オーディオデータのサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚであれば分周パラメータＮは１７８３６である。分周パラメータ決定手段２０２はこのような分周パラメータの値をテーブルとして保持しておき、映像・音声信号源から与えられるピクセルクロックの周波数，及びオーディオデータのプリアンブルに記述されたサンプリング周波数に基づいて該当する分周パラメータの値をテーブルから読み出してオーディオデータ加工手段２０３に対して出力する。

オーディオデータ取り込み手段２０１によって取り込まれたディジタルオーディオデータは、オーディオデータ加工手段２０３に出力される。オーディオデータ加工手段２０３は、オーディオデータ取り込み手段２０１から受け取ったディジタルオーディオデータに対し、分周パラメータ決定手段２０２で決定された分周パラメータや加工後のデータ長等の情報を含むヘッダを付加し、また、データの多ビット化等、データ伝送に適した形態への変換処理を行って、伝送用オーディオデータを生成する。オーディオデータ加工手段２０３で生成された伝送用オーディオデータは、データ記憶手段２０４に一時記憶され、映像・オーディオデータ重畳手段から出力されるオーディオデータ重畳タイミングにあわせた読み込み信号に従い、映像・オーディオデータ重畳手段２０５に入力される。

映像データ入力端子２０７には、ＤＶＩ規格で符号化された映像データが映像・音声信号源の映像処理部（図示せず）から供給される。映像データ入力端子２０７に供給される映像データは、映像・オーディオデータ重畳手段２０５に入力される。映像・オーディオデータ重畳手段２０５はオーディオデータを映像データに多重化する合成処理を行い、合成されたデータをＤＶＩケーブルに送出する。

ここで、ＤＶＩフォーマットで映像データが伝送される構成について図４を参照して説明すると、伝送される映像データとしては、図４のｃｈａｎｎｅｌ０に示すＢデータ（青データ）と図４のｃｈａｎｎｅｌ１に示すＧデータ（緑データ）と、図４のｃｈａｎｎｅｌ２に示すＲデータ（赤データ）とが、それぞれ個別のチャンネルのデータとして伝送される。各チャンネルのデータは、１画素が８ビットのデータとされ、３チャンネルで１画素当たり、合計２４ビットのデータとなる。ただし、実際にＤＶＩで画素データを伝送する際には、８ビットのデータを１０ビットのデータに変換して伝送するようにしてある。各チャンネルの画素データは、ピクセルクロックに同期して伝送される。

ＤＶＩフォーマットでは、各チャンネルの画素データは、水平ブランキング期間及び垂直ブランキング期間には伝送されず、水平同期信号ＨＳＹＮＣとして規定されたデータ、垂直同期信号ＶＳＹＮＣとして規定されたデータ、あるいは各種の制御データが伝送されるものとなっている。本実施の形態によるディジタル信号伝送システムでは、いずれかのチャンネルの水平ブランキング期間に伝送用のオーディオデータを重畳する。図４ではオーディオデータをｃｈａｎｎｅｌ１で示すＧデータの伝送チャンネルの水平ブランキング期間に配置するようにした場合の例を示している。

映像・オーディオデータ重畳手段２０５は、映像・音声信号源から与えられる水平ブランク同期信号とピクセルクロックを用いてオーディオデータの重畳タイミング信号を生成する。すなわち、水平ブランク同期信号を受けた時からピクセルクロックを予め定められた個数であるｎ個をカウントしたタイミングで読み込み信号をデータ記憶手段２０４に対して出力する。データ記憶手段２０４に一時記憶された伝送用オーディオデータは、映像・オーディオデータ重畳手段から出力される読み込み信号に応じてデータ記憶手段２０４から映像・オーディオデータ重畳手段２０５に入力され、映像データの水平ブランキング期間の所定の位置に重畳される。

ここで、たとえば、映像データの水平周波数が１５．７５ｋＨｚであり、オーディオデータのサンプリング周波数が４８ｋＨｚであるとすると、映像データの１水平走査期間は約６３．５μ秒であり、音声データの１サンプリング期間は約２０．８μ秒であるので、１水平ラインで３フレームの音声データを送る処理を数十回行う毎に、１水平ラインで４フレームの音声データを送る処理を１回行うように、２つの処理を組み合わせることで、映像に対するオーディオの遅延を生じさせることなく伝送できる。

本実施の形態のデータ送信装置は、上述のようにオーディオデータを映像データの水平ブランキング期間の所定位置に重畳した映像・オーディオデータ重畳信号を、水平ブランク同期信号やピクセルクロックとともにＤＶＩ用ケーブルを介してデータ受信装置に対して伝送する。

図５は図１中のデータ受信装置の構成を示すブロック図である。図において、５０１はデータ送信装置からＤＶＩ用ケーブルを介して伝送された水平ブランク同期信号とピクセルクロックを用いて映像・オーディオデータ重畳信号からオーディオデータを抽出するタイミング信号であるオーディオデータ抽出信号を生成するオーディオデータ抽出信号生成手段、５０２はオーディオデータ抽出信号生成手段５０１が出力するオーディオデータ抽出信号とオーディオデータに付加されたオーディオデータのデータ長を示す情報に基づいて映像・オーディオデータ重畳信号を映像データとオーディオデータに分離して出力する映像・オーディオデータ分離手段、５０３はデータ送信装置からＤＶＩ用ケーブルを介して伝送されたピクセルクロックをオーディオデータに付加された分周パラメータに基づいて分周してオーディオクロックを生成するオーディオクロック生成手段、５０４は映像・オーディオデータ分離手段５０２により分離出力されたオーディオデータを記憶し、記憶したオーディオデータをオーディオクロック生成手段５０３が出力するオーディオクロックに基づいて出力するデータ記憶手段、５０５はデータ記憶手段５０４から出力されるディジタルオーディオデータをオーディオクロック生成手段５０３が出力するオーディオクロックに基づいて順次アナログオーディオ信号に変換して出力するＤ／Ａコンバータである。また、５０６は映像・オーディオデータ重畳信号の入力端子である。

映像・オーディオデータ重畳信号の入力端子５０６にはデータ送信装置の映像・オーディオデータ重畳手段２０５で生成されＤＶＩ用ケーブルを介して伝送された映像・オーディオデータ重畳信号が供給され、この映像・オーディオデータ重畳信号は映像・オーディオデータ分離手段５０２に入力される。

また、オーディオデータ抽出信号生成手段５０１にはデータ送信装置からＤＶＩ用ケーブルを介して伝送された水平ブランク同期信号とピクセルクロックが入力され、オーディオデータ抽出信号生成手段５０１は、水平ブランク同期信号を受けた時からピクセルクロックを予め定められた個数であるｎ個をカウントしたタイミングでオーディオデータ抽出信号を出力する。

オーディオデータ抽出信号生成手段５０１で生成されたオーディオデータ抽出信号は映像・オーディオデータ分離手段５０２に供給される。映像・オーディオデータ分離手段５０２は、オーディオデータ抽出信号を受けたタイミングからオーディオデータのヘッダに記述されたオーディオデータのデータ長分のデータを映像・オーディオデータ重畳信号から分離して出力することにより、映像データの水平ブランキング期間の所定位置に配置されたオーディオデータを分離抽出する。分離されたオーディオデータは、一時的にデータ記憶手段５０４に記憶される。

オーディオクロック生成手段５０３は、データ送信装置からＤＶＩ用ケーブルを介して伝送されたピクセルクロックを、オーディオデータに付加されて送信され、映像・オーディオデータ分離手段５０２で分離された分周パラメータに基づいて分周してオーディオサンプリング周波数の１２８倍のオーディオクロックを作成する。このクロックを基に、更に分周し、Ｌ／Ｒクロック（オーディオのサンプリングクロック。一般には、ハイの部分でＬｃｈのデータを、ローの部分でＲｃｈのデータが伝送される。）と、ビットクロック（Ｌ／Ｒクロックに同期し、オーディオのデータを決定するためのクロック。シリアルにデータを伝送する場合に用いられる。一般には、サンプリング周波数の６４倍または３２倍のクロック。１クロックで１ビットのデータが決定される。）を作成する。

データ記憶手段５０４は、記憶したオーディオデータをオーディオクロック生成手段５０３が出力するオーディオクロックに基づいてＤ／Ａコンバータ５０５に対し出力する。Ｄ／Ａコンバータ５０５は、データ記憶手段５０４からビットクロックに同期したディジタルオーディオデータを受け、オーディオクロック生成手段５０３で生成された３種類のクロック信号を用いて、ディジタルオーディオデータをアナログオーディオ信号に変換する。

このように、本実施の形態によれば、データ送信側から、水平ブランク同期信号とピクセルクロックを用いて生成した重畳タイミングでオーディオデータを映像データの水平ブランキング期間に重畳した映像・オーディオデータ重畳信号を水平ブランク同期信号とピクセルクロックとともにＤＶＩ用ケーブルを介してデータ受信側に対して伝送し、データ受信側において、伝送された水平ブランク同期信号とピクセルクロックを用いて映像・オーディオデータ重畳信号からオーディオデータを抽出するタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて映像・オーディオデータ重畳信号を映像データとオーディオデータに分離するとともに、ピクセルクロックを分周して生成したオーディオクロックを用いてディジタルオーディオデータをアナログオーディオ信号に変換するようにしたから、映像データを伝送する既存のインターフェースを用いて、簡単かつ良好にオーディオデータを伝送することができる。すなわち、ＤＶＩ規格として規格化された既存のデジタル映像データを伝送するシステムを利用して、同じ信号ケーブルでオーディオデータを伝送することが可能となる。特に本実施の形態では、映像データの伝送処理自体は既存のままで、水平ブランク同期信号とピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いてオーディオデータの重畳，及び分離を行うようにしたので、映像データの伝送処理機構構成については、従来のＤＶＩ規格を全く変更する必要がなく、送信側、受信側ともにＤＶＩ規格用に用意された映像データの処理ブロックがそのまま使用できる。

本実施の形態のデータ送信装置の変形例について説明する。図６は、本実施の形態のデータ送信装置の変形例の構成を示す図である。図において、６０１は映像・音声信号源からのディジタルオーディオデータのサンプリング周波数を一定にするサンプリングコンバータである。６０２はサンプリングコンバータ６０１でサンプリング周波数が変換された後のディジタルオーディオデータを取り込むオーディオデータ取り込み手段、６０３はオーディオデータ取り込み手段６０２が取り込んだディジタルオーディオデータに対し情報を付加するなどの処理を行い、伝送用のオーディオデータを生成するオーディオデータ加工手段、６０４はオーディオデータ加工手段により生成された伝送用のオーディオデータを一時記憶するデータ記憶手段、６０５は映像・音声信号源から出力される水平ブランク同期信号，及び映像のピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて、データ記憶手段６０４に記憶された伝送用のオーディオデータを、映像・音声信号源から出力される映像データの水平ブランキング期間の所定位置に重畳して映像・オーディオデータ重畳信号を生成する映像・オーディオデータ重畳手段である。また、６０６はオーディオデータの入力端子、６０７は映像データの入力端子である。

オーディオデータのサンプリング周波数は、ＣＤでは４４．１ｋＨｚであり、ＤＶＤでは４８ｋＨｚであるなど、いろいろな周波数を取っている。そのため受信側においてピクセルクロックからオーディオ基準クロックを作成するＰＬＬの分周比がいろいろな値を取り、ＰＬＬ構成が複雑になるという不都合がある。図６に示す変形例は、受信側の回路構成を簡単にするため、映像データに重畳するオーディオデータのサンプリング周波数を一定にするサンプリングコンバータを具備したものである。

オーディオのサンプリング周波数が４８ｋＨｚである場合のピクセルクロックとオーディオクロックの分周比は、映像データが４８０Ｉ、４８０Ｐ、１０８０Ｉなどの場合すべて、割り切れる値の分周比であり、受信装置のオーディオクロック生成手段の構成を簡単にすることが可能である。

次に、サンプリングコンバータの代表的な動作を述べる。例えば、４４．１ｋＨｚサンプリングのオーディオデータを、４８ｋＨｚのオーディオサンプリングデータに変換するためには、４４．１ｋＨｚサンプリングのオーディオデータに、帯域が２４ｋＨｚのフィルタをかけ、４４．１ｋＨｚと４８ｋＨｚとの補間を行い４８ｋＨｚのサンプリングデータに変換を行う。

サンプリング周波数の変換以降の動作は、図２のデータ送信装置の動作と同様であるので説明を省略する。

なお、図６に示す変形例では分周パラメータを決定してオーディオデータに付加する構成を省略しているが、重畳するオーディオデータのサンプリング周波数が一定となるので、映像・音声信号源からの映像データの画質が一定である場合はオーディオクロックを生成するための分周比は常に一定であり、受信側に分周パラメータを伝送する構成は不要である。一方、映像・音声信号源からの映像データの画質が４８０Ｐや１０８０Ｉなどと変化する場合は、図２のデータ送信装置と同様、分周パラメータを決定してオーディオデータに付加する構成を備えることが受信側でオーディオクロックを精度良く生成するために有効である。

また、上述した実施の形態では、オーディオデータのサンプリング周波数を１２８倍したものをオーディオクロックとし、このオーディオクロックとピクセルクロックの最小公倍数にするためにピクセルクロックに掛ける値を分周パラメータＮとしてこれをオーディオデータに付加して伝送するものについて説明したが、この分周パラメータＮとともに、さらに、
Ｍ＝ピクセルクロック×Ｎ／オーディオクロック
の関係を満たすＭの値も同時に情報としてオーディオデータに付加して伝送するようにしてもよい。これにより受信側のオーディオクロックの位相を送信側のオーディオクロックの位相に合わせることが可能となる。

また、上述した実施の形態では、水平ブランク同期信号とピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いてオーディオデータを画像データの水平ブランキング期間の所定の位置に重畳するものについて説明したが、垂直ブランク同期信号とピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いてオーディオデータを画像データの垂直ブランキング期間の所定の位置に重畳するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、２チャンネルのデジタルオーディオデータを伝送するものについて説明したが、１チャンネルのデジタルオーディオデータを伝送する場合や、３チャンネル以上のデジタルオーディオデータを伝送する場合にも本発明は適応可能である。

また、上述した実施の形態では、一定のサンプリングレートのデジタルオーディオデータが配置されたパケットを伝送するようにしたが、所定の方式（たとえばＡＣ３方式やＡＡＣ方式等）で圧縮符号化されたデジタルオーディオデータをパケット内に配置して伝送するようにしても良い。

また、ここまで説明した実施の形態では、ＤＶＩ規格の伝送路を使用して映像データにオーディオデータを多重化して伝送するようにしたが、その他の映像データ伝送用の規格を適用しても良い。この場合、伝送路は有線のケーブルで接続される伝送路の他に、無線伝送される伝送路を使用しても良い。

この発明は、たとえばＤＶＩ（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＩｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いて映像信号源と映像表示装置とを接続したディジタル信号伝送システムにおいて、映像データを伝送する既存のインターフェースを用いて、簡単かつ良好にオーディオデータを伝送することができるデータ送信方法、データ受信方法、データ送信装置、データ受信装置、およびディジタル信号伝送システムを提供するものである。

本発明の実施の形態によるディジタル信号伝送システムのシステム全体の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態によるディジタル信号伝送システムのデータ送信装置の構成を示すブロック図である。ディジタルオーディオデータの構成の一例を示す図である。ＤＶＩフォーマットで伝送される映像データにオーディオデータを重畳する動作を説明するための図である。本発明の実施の形態によるディジタル信号伝送システムのデータ受信装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態によるディジタル信号伝送システムのデータ送信装置の変形例の構成を示すブロック図である。従来の映像データのみを伝送するディジタル信号伝送システムのシステム全体の構成の例を示すブロック図である。従来の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１０２データ送信装置
１０３ＤＶＩ用ケーブル
１０４データ受信装置
２０１オーディオデータ取り込み手段
２０３オーディオデータ加工手段
２０５映像・オーディオデータ重畳手段
５０１オーディオデータ抽出信号生成手段
５０２映像・オーディオデータ分離手段
５０３オーディオクロック生成手
６０１サンプリングコンパレータ
６０３オーディオデータ取り込み手段
６０５映像・オーディオデータ重畳手段

Claims

デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いたディジタル信号伝送システムにおけるデータ送信方法であって、
映像・音声信号源からディジタルオーディオデータを取り込むステップと、
取り込んだディジタルオーディオデータを加工して伝送用のオーディオデータを生成するステップと、
映像・音声信号源から得られる映像ブランク同期信号と、映像データ用のピクセルクロックとを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて映像・音声信号源から出力される映像データの映像ブランキング期間の所定の位置に前記伝送用のオーディオデータを重畳するステップと、
前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データ、前記映像ブランク同期信号、及び前記ピクセルクロックをデータ受信側に対して送信するステップとを含み、
前記伝送用のオーディオデータは、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを前記映像データ用のピクセルクロックを分周して生成するときの分周パラメータを含む、
ことを特徴とするデータ送信方法。
請求項１に記載のデータ送信方法において、
前記分周パラメータは、
ピクセルクロック×Ｎ＝オーディオクロック×Ｍ
の関係を満たすＮおよびＭの２つの値である、
ことを特徴とするデータ送信方法。
請求項１または２記載のデータ送信方法において、
前記伝送用のオーディオデータを生成するステップの前に、
映像・音声信号源から取り込んだディジタルオーディオデータの、サンプリング周波数を変換するステップをさらに含む、
ことを特徴とするデータ送信方法。
デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いたディジタル信号伝送システムにおけるデータ受信方法であって、
映像ブランキング期間の所定の位置に伝送用のオーディオデータが重畳された映像データ、映像ブランク同期信号、及び映像データ用のピクセルクロックを受信するステップと、
前記映像ブランク同期信号と前記ピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて、前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データを映像データとオーディオデータに分離するステップと、
前記伝送用のオーディオデータに含まれる分周パラメータを用いて前記ピクセルクロックを分周し、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを生成するステップとを含む、
ことを特徴とするデータ受信方法。
請求項４に記載のデータ受信方法において、
前記分周パラメータは、
ピクセルクロック×Ｎ＝オーディオクロック×Ｍ
の関係を満たすＮおよびＭの２つの値である、
ことを特徴とするデータ受信方法。
デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いたディジタル信号伝送システムにおいて用いられるデータ送信装置であって、
映像・音声信号源からディジタルオーディオデータを取り込むデータ取り込み手段と、
データ取り込み手段が取り込んだディジタルオーディオデータを加工して伝送用のオーディオデータを生成するオーディオデータ加工手段と、
映像・音声信号源から得られる映像ブランク同期信号と、映像データ用のピクセルクロックとを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて映像・音声信号源から出力される映像データの映像ブランキング期間の所定の位置に前記伝送用のオーディオデータを重畳する映像・オーディオデータ重畳手段と、
前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データ、前記映像ブランク同期信号、及び前記ピクセルクロックをデータ受信側に対して送信するデータ送信手段とを備え、
前記伝送用のオーディオデータは、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを前記映像データ用のピクセルクロックを分周して生成するときの分周パラメータを含む、
ことを特徴とするデータ送信装置。
デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いたディジタル信号伝送システムにおけるデータ受信装置であって、
映像ブランキング期間の所定の位置に伝送用のオーディオデータが重畳された映像データ、映像ブランク同期信号、及び映像データ用のピクセルクロックを受信する受信手段と、
前記映像ブランク同期信号と前記ピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて、前記データ送信装置から送信されたオーディオデータを重畳した映像データを映像データとオーディオデータに分離する映像オーディオデータ分離手段と、
前記伝送用のオーディオデータに含まれる分周パラメータを用いて前記ピクセルクロックを分周し、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを生成するオーディオクロック生成手段とを備えた、
ことを特徴とするデータ受信装置。
デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いてデータ送信装置からデータ受信装置へディジタル信号を伝送するディジタル信号伝送システムであって、
前記データ送信装置は、
映像・音声信号源からディジタルオーディオデータを取り込むデータ取り込み手段と、
データ取り込み手段が取り込んだディジタルオーディオデータを加工して伝送用のオーディオデータを生成するオーディオデータ加工手段と、
映像・音声信号源から得られる映像ブランク同期信号と、映像データ用のピクセルクロックとを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて映像・音声信号源から出力される映像データの映像ブランキング期間の所定の位置に前記伝送用のオーディオデータを重畳する映像・オーディオデータ重畳手段と、
前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データ、前記映像ブランク同期信号、及び前記ピクセルクロックをデータ受信側に対して送信するデータ送信手段とを備え、
前記伝送用のオーディオデータは、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを前記映像データ用のピクセルクロックを分周して生成するときの分周パラメータを含むものであって、
前記データ受信装置は、
映像ブランキング期間の所定の位置に伝送用のオーディオデータが重畳された映像データ、映像ブランク同期信号、及び映像データ用のピクセルクロックを受信する受信手段と、
前記映像ブランク同期信号と前記ピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて、前記データ送信装置から送信されたオーディオデータを重畳した映像データを映像データとオーディオデータに分離する映像オーディオデータ分離手段と、
前記伝送用のオーディオデータに含まれる分周パラメータを用いて前記ピクセルクロックを分周し、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを生成するオーディオクロック生成手段とを備えた、
ことを特徴とするディジタル信号伝送システム。
デジタルディスプレイ接続用のインターフェースを用いてデータ送信装置からデータ受信装置へディジタル信号を伝送するディジタル信号伝送システムにおけるデータ送受信方法であって、
前記データ送信装置のデータ送信ステップは、
映像・音声信号源からディジタルオーディオデータを取り込むステップと、
取り込んだディジタルオーディオデータを加工して伝送用のオーディオデータを生成するステップと、
映像・音声信号源から得られる映像ブランク同期信号と、映像データ用のピクセルクロックとを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて映像・音声信号源から出力される映像データの映像ブランキング期間の所定の位置に前記伝送用のオーディオデータを重畳するステップと、
前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データ、前記映像ブランク同期信号、及び前記ピクセルクロックをデータ受信側に対して送信するステップとを含み、
前記伝送用のオーディオデータは、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを前記映像データ用のピクセルクロックを分周して生成するときの分周パラメータを含むものであり、
前記データ受信装置のデータ受信ステップは、
映像ブランキング期間の所定の位置に伝送用のオーディオデータが重畳された映像データ、映像ブランク同期信号、及び映像データ用のピクセルクロックを受信するステップと、
前記映像ブランク同期信号と前記ピクセルクロックを用いてタイミング信号を生成し、このタイミング信号を用いて、前記伝送用のオーディオデータを重畳した映像データを映像データとオーディオデータに分離するステップと、
前記伝送用のオーディオデータに含まれる分周パラメータを用いて前記ピクセルクロックを分周し、ディジタルオーディオデータの再生に用いるオーディオクロックを生成するステップとを含む、
ことを特徴とするデータ送受信方法。