JP2006211384A - 映像・音声多重化装置及び映像・音声分離装置 - Google Patents

映像・音声多重化装置及び映像・音声分離装置 Download PDF

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    • H04N21/2368Multiplexing of audio and video streams

Abstract

【課題】 制御信号と、映像信号と音声信号を自由度があるフォーマット位置に多重化する。
【解決手段】 CPU110は、伝送しようとする制御信号、映像信号及び音声信号の送信順、送信量に応じて映像信号と、音声信号と制御信号の2次元フォーマット上の配置位置を決定し、映像・音声・制御信号合成部115は映像信号、音声信号及び制御信号の各配置位置を示す位置情報を前記2次元フォーマット上の所定の位置に配置して映像信号、音声信号及び制御信号の各信号と多重化する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、映像信号と音声信号を所定の2次元フォーマット上に多重化して伝送する映像・音声多重化装置に関する。
本発明はまた、所定の2次元フォーマット上に多重化された映像信号と音声信号を分離する映像・音声分離装置に関する。
デジタルHD(High-Definition)映像信号とデジタル音声信号を光ファイバで伝送する従来例としては下記の特許文献1などに開示されているものがある。また、デジタルHD映像信号とデジタル音声信号を光無線で伝送する従来例としては、下記の特許文献2などに開示されているものがある。また、デジタルHD映像信号とデジタル音声信号を多重化するフォーマットとしては、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)規格がある。図13はHDMI規格の1フィールド分のフォーマット46を示し、1フィールド分の音声信号は有効映像信号エリア47を除く先頭ライン側のブランキング期間48に配置されている。そして、このフォーマットを送信する場合には、図13中の左上の垂直同期信号から右側に向かって順次シリアルで先頭ラインが送信され、次いで次のラインの先頭の水平同期信号から右側に向かって順次シリアルで送信されて最終ラインまでの1フィールド分が送信される。
特開2000−209622号公報(要約書) 特開2003−230135号公報(要約書)
しかしながら、上記のHDMI規格のフォーマットでは、ブランキング期間48に音声信号を重畳しているものの、無駄が多いという問題点がある。そこで、図14に示すようなフォーマットが考えられる。図14は1フレーム分又は1フィールド分の2次元の多重化フォーマットを示し、各ラインの先頭側には同期信号(垂直同期信号、水平同期信号)を示す各特殊符号が配置される。また、同期信号に続いて先頭ライン側に映像信号と音声信号のフォーマットなど、受信側が映像信号と音声信号を復元するための情報である制御信号が配置され、制御信号のラインより後の各ラインの前半側と後半側にそれぞれ映像信号と音声信号が配置される。
しかしながら、図14に示す多重化フォーマットでは、制御信号と、映像信号と音声信号が一義的に所定の位置、所定の順番、所定の量で配置されるので、ある信号(例えば制御信号としてのシステム情報など)を先に伝送したい場合などに対応することができず、自由度がないという問題点がある。また、例えば音声信号の伝送量は、2ch、3ch、5.1chなどに応じて異なる。
本発明は上記の問題点に鑑み、制御信号と、映像信号と音声信号を自由度があるフォーマット位置に多重化することができる映像・音声多重化装置を提供することを目的とする。
本発明はまた、自由度があるフォーマット位置に多重化された制御信号と、映像信号と音声信号を分離することができる映像・音声分離装置を提供することを目的とする。
本発明の映像・音声多重化装置は上記目的を達成するために、
映像信号と音声信号とを所定の2次元フォーマット上に多重化して伝送する映像・音声多重化装置において、
前記映像信号と、前記音声信号と、前記映像信号及び前記音声信号を受信側で復元するための制御信号の送信順及び/又は送信量に応じて、前記映像信号と、前記音声信号と前記制御信号を前記2次元フォーマット上に前詰めして配置した場合の配置位置を決定する配置位置決定手段と、
前記映像信号、前記音声信号及び前記制御信号の各配置位置を示す位置情報を前記2次元フォーマット上の所定の位置に配置するとともに、前記映像信号、前記音声信号及び前記制御信号を前記配置位置決定手段により決定された前記2次元フォーマット上の位置に配置して多重化する多重化手段とを有する。
また、前記多重化手段は、前記映像信号、前記音声信号及び前記制御信号の各配置位置を示す位置情報の先頭に、信号種別を示すヘッダとして特殊符号を付加することを特徴とする。
また、本発明の映像・音声分離装置は上記目的を達成するために、
請求項1又は2に記載の映像・音声多重化装置により前記所定の2次元フォーマット上に多重化された映像信号と音声信号を分離する映像・音声分離装置であって、
前記映像信号、前記音声信号及び前記制御信号の各配置位置を示す位置情報を検出する位置情報検出手段と、
前記位置情報検出手段により検出された各位置情報に基づいて前記映像信号と、前記音声信号と前記制御信号を分離する分離手段と、
前記分離された制御信号に基づいて前記映像信号と前記音声信号を復元する手段とを有する。
本発明の映像・音声多重化装置によれば、制御信号と、映像信号と音声信号の送信順及び/又は送信量に応じて2次元フォーマット上の配置位置を決定し、各配置位置を示す位置情報を付加して多重化するので、制御信号と、映像信号と音声信号を自由度があるフォーマット位置に多重化することができる。
また、本発明の映像・音声分離装置によれば、各配置位置を示す位置情報を検出して映像信号と、音声信号と制御信号を分離するので、自由度があるフォーマット位置に多重化された制御信号と、映像信号と音声信号を分離することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
<第1の実施の形態>
図1は本発明の第1の実施の形態に係る伝送フレームのフォーマットを示す説明図、図2は本発明に係る映像・音声多重化装置の第1の実施の形態を示すブロック図である。
図1は本発明の第1の実施の形態に係る1枚分(1フレーム又は1フィールド)の伝送フォーマットを示し、水平(H)方向が複数ワード、垂直(V)方向が複数ラインの2次元のフレーム又はフィールド(以下、伝送フレーム)で構成されている。この伝送フレームの各ラインの先頭には同期信号領域が設けられ、先頭ラインの同期信号領域には垂直同期信号Vsyncを示す特殊符号が配置され、2ライン目以降の同期信号領域には水平同期信号Hsyncを示す特殊符号が配置される。そして、この伝送フレームの同期信号領域を除く2次元領域において1ライン目の垂直同期信号Vsyncを示す特殊符号の次に信号位置情報ADDの領域が設けられ、さらに信号位置情報領域(ADD)の後に、映像信号、音声信号のフォーマットなどを示す制御信号CTLと、音声信号A1と映像信号Vが送信順及び/又は送信量に応じて任意の位置、任意の順番、任意の量で、かつ前詰めで配置される。
そして、信号位置情報領域(ADD)には、制御信号CTLの開始位置及び終了位置と、音声信号A1の開始位置及び終了位置と、映像信号Vの開始位置及び終了位置の各位置情報ADDが配置される。
図2は送信側である映像・音声多重化装置100を示し、映像・音声多重化装置100はCPU110、位置情報信号生成部111、制御信号生成部112、特殊符号付加制御部113、伝送タイミング発生部114及び映像・音声・制御信号合成部115を含む。伝送タイミング発生部114は伝送ワード単位に垂直同期信号Vsync、水平同期信号Hsyncを監視し、図3(a)に示すように水平同期信号Hsyncであれば水平(H)カウンタ(H_counter)をリセットし(ステップS1→ステップS2)、水平同期信号HsyncでなければHカウンタをインクリメントする(ステップS1→ステップS3)。また、図3(b)に示すように垂直同期信号Vsyncであれば垂直(V)カウンタ(V_counter)とHカウンタをリセットし(ステップS4→ステップS5)、水平同期信号HsyncであればVカウンタをインクリメントする(ステップS4→ステップS6→ステップS7)。
そして、CPU110は、伝送しようとする制御信号、映像信号及び音声信号の送信順、送信量に応じて映像信号と、音声信号と制御信号の2次元フォーマット上の配置位置を決定し、Hカウンタ、Vカウンタの値に応じて位置情報信号生成部111、制御信号生成部112、特殊符号付加制御部113、伝送タイミング発生部114に対して出力指示を送信する。位置情報信号生成部111は位置情報ADDを生成して映像・音声・制御信号合成部115に出力し、制御信号生成部112は制御信号CTLを生成して映像・音声・制御信号合成部115に出力し、特殊符号付加制御部113は垂直同期信号Vsync、水平同期信号Hsyncをそれぞれ示す各特殊符号を映像・音声・制御信号合成部115に出力し、伝送タイミング発生部114は伝送タイミング信号を発生して映像・音声・制御信号合成部115に出力する。そして、映像・音声・制御信号合成部115は図1に示すフォーマットに合成する。
図4を参照して映像・音声多重化装置100の処理を詳しく説明する。まず、
Hカウンタ=0かつVカウンタ=0
であれば垂直同期信号Vsyncを示す特殊符号を伝送し(ステップS11→ステップS12)、また、
Hカウンタ=0かつVカウンタ=0ではなく、かつ
Hカウンタ=0
であれば水平同期信号Hsyncを示す特殊符号を伝送する(ステップS11→ステップS13→ステップS14)。
また、Hカウンタ=0でない場合で(ステップS13でN)、
*1:Vカウンタ=制御信号の垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=制御信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS15)、制御信号の垂直/水平方向の開始位置情報を伝送し(ステップS16)、また、
*2:Vカウンタ=制御信号の垂直方向の終了位置、かつ
Hカウンタ=制御信号の水平方向の終了位置
であれば(ステップS17)、制御信号の垂直/水平方向の終了位置情報を伝送し(ステップS18)、また、
*3:Vカウンタ=音声信号の垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=音声信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS19)、音声信号の垂直/水平方向の開始位置情報を伝送し(ステップS20)、また、
*4:Vカウンタ=音声信号の垂直方向の終了位置、かつ
Hカウンタ=音声信号の水平方向の終了位置
であれば(ステップS21)、音声信号の垂直/水平方向の終了位置情報を伝送し(ステップS22)、また、
*5:Vカウンタ=映像信号の垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=映像信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS23)、映像信号の垂直/水平方向の開始位置情報を伝送し(ステップS24)、また、
*6:Vカウンタ=映像信号の垂直方向の終了位置、かつ
Hカウンタ=映像信号の水平方向の終了位置
であれば(ステップS25)、映像信号の垂直/水平方向の終了位置情報を伝送する(ステップS26)。
また、
*7:制御信号の垂直方向の終了位置≧Vカウンタ≧制御信号の垂直方向の開始位置、かつ
制御信号の水平方向の終了位置≧Hカウンタ≧制御信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS27)、制御信号を伝送し(ステップS28)、また、
*8:音声信号の垂直方向の終了位置≧Vカウンタ≧音声信号の垂直方向の開始位置、かつ
音声信号の水平方向の終了位置≧Hカウンタ≧音声信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS29)、音声信号を伝送し(ステップS30)、また、
*9:映像信号の垂直方向の終了位置≧Vカウンタ≧映像信号の垂直方向の開始位置、かつ
映像信号の水平方向の終了位置≧Hカウンタ≧映像信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS31)、映像信号を伝送する(ステップS32)。
図5は受信側である映像・音声分離装置200を示し、映像・音声分離装置200はCPU210と、特殊符号監視制御部211と、位置情報保持部212と、受信タイミング発生部213と映像・音声・制御信号分離部214を含む。特殊符号監視制御部211は伝送フォーマット上の特殊符号を監視して検出し、位置情報保持部212は特殊符号、各信号の位置情報ADDを保持する。受信タイミング発生部213、映像・音声・制御信号分離部214は位置情報保持部212により保持された位置情報に応じて各信号を分離する。
図6は特殊符号監視制御部211、位置情報保持部212の位置情報処理を示す。図6において特殊符号監視制御部211が伝送信号を監視して、
*1:垂直同期信号Vsyncを示す特殊符号を認識すると(ステップS41)、垂直方向と水平方向のカウンタ(V,Hカウンタ)をリセットし(ステップS42)、また、
*2:水平同期信号Hsyncを示す特殊符号を認識すると(ステップS43)、水平方向のカウンタ(Hカウンタ)をリセットする(ステップS44)。また、
*3:Vカウンタ及びHカウンタが制御信号の位置情報の位置と一致すると(ステップS45)、制御信号の位置情報を保持し(ステップS46)、また、
*4:Vカウンタ及びHカウンタが音声信号の位置情報の位置と一致すると(ステップS47)、音声信号の位置情報を保持し(ステップS48)、また、
*5:Vカウンタ及びHカウンタが映像信号の位置情報の位置と一致すると(ステップS49)、映像信号の位置情報を保持する(ステップS50)。
図7は映像・音声・制御信号分離部214、受信タイミング発生部213の処理を示す。図7において、HカウンタとVカウンタが共に0でなく(ステップS61でN)、かつHカウンタが0でない場合(ステップS62でN)、
*1:制御信号の垂直方向の終了位置≧Vカウンタ≧制御信号の垂直方向の開始位置、かつ
制御信号の水平方向の終了位置≧Hカウンタ≧制御信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS63)、伝送信号を制御信号として分離し(ステップS64)、また、
*2:音声信号の垂直方向の終了位置≧Vカウンタ≧音声信号の垂直方向の開始位置、かつ
音声信号の水平方向の終了位置≧Hカウンタ≧音声信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS65)、伝送信号を音声信号として分離し(ステップS66)、また、
*3:映像信号の垂直方向の終了位置≧Vカウンタ≧映像信号の垂直方向の開始位置、かつ
映像信号の水平方向の終了位置≧Hカウンタ≧映像信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS67)、伝送信号を映像信号として分離する(ステップS68)。
<第2の実施の形態>
図8、図9はそれぞれ第2の実施の形態の位置情報ヘッダ、伝送フォーマットを示す。第2の実施の形態では、信号位置情報領域(ADD)における制御信号CTLの開始位置及び終了位置の情報と、音声信号A1の開始位置及び終了位置の情報と、映像信号Vの開始位置及び終了位置の情報の先頭にそれぞれ各ヘッダA、B、Cが追加されている。ヘッダA、B、Cとしては、IEEE802.3規格のKキャラクタやコンマキャラクタなどのユニークな特殊符号が使用される。
第2の実施の形態の映像・音声多重化装置の構成は、第1の実施の形態(図2)と同様であるが、ヘッダA、B、Cの処理が異なる。図10を参照して第2の実施の形態の映像・音声多重化装置の処理を詳しく説明する。まず、
Hカウンタ=0かつVカウンタ=0
であれば垂直同期信号Vsyncを示す特殊符号を伝送し(ステップS11→ステップS12)、また、
Hカウンタ=0かつVカウンタ=0でなく、かつ
Hカウンタ=0
であれば水平同期信号Hsyncを示す特殊符号を伝送する(ステップS11→ステップS13→ステップS14)。
また、Hカウンタ=0でない場合で(ステップS13でN)、
*1:Vカウンタ=ヘッダAの垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=ヘッダAの水平方向の開始位置
であれば(ステップS71)、ヘッダAを伝送し(ステップS72)、また、
*2:Vカウンタ=ヘッダAの垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=ヘッダAの水平方向の開始位置+1
又は
Vカウンタ=ヘッダAの垂直方向の開始位置+1、かつ
Hカウンタ=1、かつ前のラインの最終ピクセルでヘッダAを伝送しているとき
であれば(ステップS73)、制御信号の垂直/水平方向の開始位置情報を伝送し(ステップS74)、また、
*3:Vカウンタ=ヘッダAの垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=ヘッダAの水平方向の開始位置+2
又は
Vカウンタ=ヘッダAの垂直方向の開始位置+1、かつ
Hカウンタ=2、かつ前のラインの最終ピクセルでヘッダAを伝送しているとき
又は
Vカウンタ=ヘッダAの垂直方向の開始位置+1、かつ
Hカウンタ=1、かつ前のラインの最終ピクセルで制御信号開始位置の情報を伝送しているとき
であれば(ステップS75)、制御信号の垂直/水平方向の終了位置情報を伝送する(ステップS76)。
また、
*4:Vカウンタ=ヘッダBの垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=ヘッダBの水平方向の開始位置
であれば(ステップS77)、ヘッダBを伝送し(ステップS78)、また、
*5:Vカウンタ=ヘッダBの垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=ヘッダBの水平方向の開始位置+1
又は
Vカウンタ=ヘッダBの垂直方向の開始位置+1、かつ
Hカウンタ=1、かつ前のラインの最終ピクセルでヘッダBを伝送しているとき
であれば(ステップS79)、音声信号の垂直/水平方向の開始位置情報を伝送し(ステップS80)、また、
*6:Vカウンタ=ヘッダBの垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=ヘッダBの水平方向の開始位置+2
又は
Vカウンタ=ヘッダBの垂直方向の開始位置+1、かつ
Hカウンタ=2、かつ前のラインの最終ピクセルでヘッダBを伝送しているとき
又は
Vカウンタ=ヘッダBの垂直方向の開始位置+1、かつ
Hカウンタ=1、かつ前のラインの最終ピクセルで音声信号開始位置の情報を伝送しているとき
であれば(ステップS81)、音声信号の垂直/水平方向の終了位置情報を伝送する(ステップS82)。
また、
*7:Vカウンタ=ヘッダCの垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=ヘッダCの水平方向の開始位置
であれば(ステップS83)、ヘッダCを伝送し(ステップS84)、また、
*8:Vカウンタ=ヘッダCの垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=ヘッダCの水平方向の開始位置+1
又は
Vカウンタ=ヘッダCの垂直方向の開始位置+1、かつ
Hカウンタ=1、かつ前のラインの最終ピクセルでヘッダCを伝送しているとき
であれば(ステップS85)、映像信号の垂直/水平方向の開始位置情報を伝送し(ステップS86)、また、
*9:Vカウンタ=ヘッダCの垂直方向の開始位置、かつ
Hカウンタ=ヘッダCの水平方向の開始位置+2
又は
Vカウンタ=ヘッダCの垂直方向の開始位置+1、かつ
Hカウンタ=2、かつ前のラインの最終ピクセルでヘッダCを伝送しているとき
又は
Vカウンタ=ヘッダCの垂直方向の開始位置+1、かつ
Hカウンタ=1、かつ前のラインの最終ピクセルで映像信号開始位置の情報を伝送しているとき
であれば(ステップS87)、映像信号の垂直/水平方向の終了位置情報を伝送する(ステップS88)。
また、
*10:制御信号の垂直方向の終了位置≧Vカウンタ≧制御信号の垂直方向の開始位置、かつ
制御信号の水平方向の終了位置≧Hカウンタ≧制御信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS89)、制御信号を伝送し(ステップS90)、また、
*11:音声信号の垂直方向の終了位置≧Vカウンタ≧音声信号の垂直方向の開始位置、かつ
音声信号の水平方向の終了位置≧Hカウンタ≧音声信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS91)、音声信号を伝送し(ステップS92)、また、
*12:映像信号の垂直方向の終了位置≧Vカウンタ≧映像信号の垂直方向の開始位置、かつ
映像信号の水平方向の終了位置≧Hカウンタ≧映像信号の水平方向の開始位置
であれば(ステップS93)、映像信号を伝送する(ステップS94)。
第2の実施の形態の映像・音声分離装置の構成も第1の実施の形態(図5)と同様であるが、処理が異なる。図11は第2の実施の形態の映像・音声分離装置の位置情報処理を示す。図11において、伝送信号を監視して、
*1:垂直同期信号Vsyncを示す特殊符号を認識すると(ステップS101)、垂直方向と水平方向のカウンタ(V,Hカウンタ)をリセットし(ステップS102)、また、
*2:水平同期信号Hsyncを示す特殊符号を認識すると(ステップS103)、水平方向のカウンタ(Hカウンタ)をリセットする(ステップS104)。また、
*3:ヘッダAを認識すると(ステップS105)、ヘッダAに続く制御信号の位置情報を保持し(ステップS106)、また、
*4:ヘッダBを認識すると(ステップS107)、ヘッダBに続く音声信号の位置情報を保持し(ステップS108)、また、
*5:ヘッダCを認識すると(ステップS109)、ヘッダCに続く映像信号の位置情報を保持する(ステップS110)。
そして、第1の実施の形態(図7参照)と同様に、各位置情報に基づいてそれぞれ伝送信号から制御信号、音声信号、映像信号を分離する。
<第3の実施の形態>
図12は第3の実施の形態として、第1、第2の実施の形態を光無線伝送に適用した伝送システムを示し、入力されたデジタル映像信号とデジタル音声信号を図1に示したフォーマットのフレームに多重化し、さらに光信号を生成して光無線送信する光送信処理ブロック20と、上記の光信号を受信して元のデジタル映像信号及びデジタル音声信号を復元する光受信処理ブロック30とから構成されている。ここで、図2に示した映像・音声多重化装置100は、光送信処理ブロック20における映像/音声制御補助データ処理部26、伝送タイミング発生回路29、映像/音声合成部28、特殊データ付加制御部2Aに相当し、また、図5に示した映像・音声分離装置200は、光受信処理ブロック30における特殊データ監視制御部34、受信タイミング発生回路35、映像/音声分離部36に相当する。
第3の実施の形態では、前述した図1のフォーマットで伝送する場合、プログレシブ走査方式による非圧縮のベースバンドデジタル映像信号である750p信号を音声信号と共に送受信する場合と、インタレース走査方式による非圧縮のベースバンドデジタル映像信号である1080i信号を音声信号と共に送受信する場合とがある。この場合、プログレシブ走査方式の映像信号伝送か、インタレース走査方式の映像信号伝送かは、あらかじめシステムとしての表示仕様に合わせて、どちらかに一義的に取り決めてもよいし、システム的にスイッチ切り替え情報や送信側映像処理情報を制御信号CTL内に組み込んで送信することも可能である。
次に、750p信号を送受信する場合の本実施の形態の動作について説明する。デジタル映像信号入力端子(以下単に、入力端子とも言う)17には59.94Hzの垂直同期信号で、有効ライン数768本、有効ライン1本当たりの有効画素数1366ピクセルで、1画素の構成データワード数が2バイト(16ビットワード)の非圧縮のベースバンドレベルのデジタルコンポーネント映像信号(YUV(4:2:2))が8ビットパラレルに入力され、FIFOで構成されたビデオメモリ21、ビデオメモリ書込/読出制御部22及びFIFOで構成された音声メモリ24にそれぞれ供給され、ビデオメモリ書込/読出制御部22からの制御信号に基づき、ビデオメモリ21に1ライン分ずつ書き込まれる。
他方、デジタル音声信号入力端子(以下単に、入力端子とも言う)18には、サンプリング周波数48kHz、レベル分解能24ビット、2ch(L/R)のデジタル音声信号が入力され、これよりFIFOで構成された音声メモリ24に24ビットパラレルに供給され、伝送処理用マスタークロック発振器27に同期して音声信号クロック発振器23から出力される音声信号のサンプリング周波数に同期して順次書き込まれる。
また、音声メモリ24に書き込まれたデジタル音声信号は、入力端子17からのデジタル映像信号入力のフィールドごとに2ブロックに分割管理され、ブロックごとの音声信号のサンプル数が音声メモリ24に書き込まれる。さらに、ブロックごとに、音声メモリ24からデジタル音声信号が読み出されて、エラー訂正符号生成処理部25に供給され、ここで伝送エラー検出用符号とエラー訂正符号が生成されて音声メモリ24に書き込まれる。
最初の1ライン目の光信号送信時は、図1に示したように送受信間の垂直同期を確保するためのあらかじめ定義された、垂直同期信号Vsyncを示す特殊符号及び偶数フィールド/奇数フィールドを示す特殊符号が特殊データ付加制御部2Aから出力され、8ビット/10ビット変換部2Bで10ビットパラレルデータに変換され、更にパラレル/シリアル変換部2Cに供給され、ここでシリアルデータに変換された後、光送信モジュール2Dにより光信号に変換されて光無線伝送路41へ送信される(2ライン目以降の先頭では、水平同期信号Hsyncを示す特殊符号が送信される)。
続いて、図1に示したように、あらかじめ映像/音声制御補助データ処理部26に格納設定された制御信号ヘッダAと、制御信号CTLの8ビットワード列データが16ビットワード単位で読み出されて映像/音声合成部28を通して8ビット/10ビット変換部2Bにパラレルに供給され、ここで16ビットワードが20ビットパラレルデータに変換され、更にパラレル/シリアル変換部2Cによりシリアルデータに変換された後、光送信モジュール2Dにより光信号に変換されて光無線伝送路41へ送信される(ただし、図1は8ビット/10ビット変換前のシリアルデータを示す)。
制御信号CTL1の次に音声信号A1と映像信号V1の伝送を行う。まず、音声信号ヘッダBをシリアル伝送した後、音声メモリ24のあらかじめ定められたデータ区分からエラー訂正符号の付加処理された音声信号A1が16ビットワード単位で時間圧縮されて読み出された後、映像/音声合成部28を通して8ビット/10ビット変換部2Bにパラレルに供給され、ここで20ビットワード単位のパラレルデータに変換される。この20ビットワード単位のパラレルデータは、パラレル/シリアル変換部2Cによりシリアルデータに変換された後、光送信モジュール2Dにより光信号に変換されて光無線伝送路41へ図1に示したフォーマットで送信される(ただし、図1は8ビット/10ビット変換前のシリアルデータを示す)。
さらに、続けて映像信号ヘッダCをシリアル伝送した後、映像信号専用のビデオメモリ21より、ビデオメモリ書込/読出制御部22からの読み出しクロックに基づき、画素データ単位で時間伸長により映像信号データV1が16ビット単位で読み出され、映像/音声合成部28を通して8ビット/10ビット変換部2Bに供給される。8ビット/10ビット変換部2Bにより入力された映像信号データV1は、16ビットの画素データが20ビット単位のパラレルデータに変換され、更にパラレル/シリアル変換部2Cによりシリアルデータに変換された後、光送信モジュール2Dにより光信号に変換されて光無線伝送路41へ図1に示したフォーマットで送信される(ただし、図1は8ビット/10ビット変換前のシリアルデータを示す)。
ここで、1ライン目の最後尾には、CRCC生成器2Eで生成されて映像/音声合成部28に供給された2バイトのデータ伝送エラー検出用符号(CRCC)が16ビット単位で映像/音声合成部28からパラレルに読み出され、8ビット/10ビット変換部2B、パラレル/シリアル変換部2C、光送信モジュール2Dを通して光信号に変換されて光無線伝送路41へ送信される(ただし、図1は8ビット/10ビット変換前のシリアルデータを示す)。CRCCは1ラインごとに完結する伝送エラー検出用符号である。次の2ライン目以降も1ライン目と同様のフォーマットの光信号が光無線伝送路41へ送信される。
次に、光受信処理ブロック30の動作について説明する。光受信処理ブロック30では、まず、光無線伝送路41により伝送された光信号が光受信モジュール31により受信されて光電変換された後、シリアル/パラレル変換部32でパラレルデータに変換されて10ビット/8ビット変換部33に供給されて、入力10のビットが8ビットに変換されて出力される。次いで、特殊データ監視制御部34により垂直同期信号Vsync、水平同期信号Hsyncを示す特殊符号、信号種別ヘッダなどを監視して、シリアル伝送されたデジタル映像信号とデジタル音声信号をそれぞれ専用のビデオメモリ3A、音声メモリ3Dにいったん格納する。音声信号はエラー訂正など所定の信号処理後、制御信号CTLによる送信側のサンプリング周波数情報に基づいて生成される音声信号再生用クロックを用いて順次音声メモリ3Dから読み出し、時間伸長によりサンプリング周期で再生する。また、再生する音声信号のサンプル数は、ブロックごとに同時に伝送されてくるサンプル数情報に基づき、連続再生することで映像との同期再生を実現している。
一方、映像信号は、垂直同期の識別トリガ信号を基準に、再スケーリング用クロックに対する垂直同期での同期化を図り、制御信号CTLに基づいた映像フォーマットに従い、ブランキング区間を含む垂直同期信号と水平同期信号を付加した上で順次ビデオメモリ3Aから有効ラインごとの画素データを時間圧縮による読み出し処理を行い、スケーリングし直すことで同期再生を行う。
さらに詳しく説明すると、特殊データ監視制御部34は、1ライン目の先頭に付加されている垂直同期信号Vsyncを示す特殊符号を監視しており、この特殊符号を検出すると次の1個の特殊符号から偶数フィールドか奇数フィールドかを識別し、受信タイミング発生回路35から出力される受信タイミング信号を制御する。一方、シリアル/パラレル変換部32から出力された信号のうち、水平同期信号Hsyncを示す特殊符号に基づき、セルフクロック発振器37からセルフクロックが生成される。このセルフクロックは、受信タイミング発生回路35とビデオメモリ書込/読出制御部39にそれぞれ供給される。なお、水平同期信号Hsyncを示す特殊符号は、有効ラインごとに定期的に送信することで、受信の際のセルフクロックコレクション機能を満足させるためにも使用される。
また、10ビット/8ビット変換部33により10ビットが8ビットに変換された受信信号は、映像/音声分離部36に16ビットワード単位でパラレルに入力され、ここで受信タイミング発生回路35からの受信タイミング信号に基づいて、映像信号データと音声信号データと制御信号とに分離され、映像信号はFIFOにより構成されているビデオメモリ3Aに供給され、音声信号はFIFOにより構成されている音声メモリ3Dに供給され、制御信号は映像/音声制御補助データ監視部3Cに供給される。
また、音声メモリ3Dに書き込まれた音声信号データは、伝送されてくる映像信号のフィールドごとに2ブロックに分割管理されており、ブロックごとに、音声メモリ3Dから音声信号が読み出されてエラー訂正処理部3Eに供給され、エラー検出用符号とエラー訂正符号によりエラー訂正処理が行われた後、音声メモリ3Dに書き戻される。
また、送信側の伝送処理用マスタークロック発振器27と同期した受信側のセルフクロック発振器37の出力クロックに基づいて、音声信号再生クロック発振器38により送信側サンプリング周波数との同期化再生クロック信号を生成し、この同期化再生クロック信号と映像/音声制御補助データ監視部3Cからの、受信された制御信号に含まれている送信側のチャンネル数、サンプル有効ビット数などに基づいて、音声メモリ3Dからエラー訂正処理後の再生音声信号が元の時間軸になるように時間伸長されてサンプリング周期で読み出され、デジタル音声信号出力端子43へ出力される。
また、映像/音声制御補助データ監視部3Cから受信された制御信号に基づき、再生表示部側を設定制御するための映像フォーマットや表示部設定情報などの情報を、再スケーリング映像タイミング発生回路3Bに出力し、再スケーリング映像タイミング発生回路3Bからの情報に基づき、ビデオメモリ書込/読出制御部39からビデオメモリ3Aへの書き込みと読み出し制御が行われる。
ここで、通常の映像信号は、ブランキングを含む一義的に決められたフォーマットで入出力され、そのまま表示部に伝送すれば表示可能な信号として扱われる。ところが、本実施の形態の伝送フォーマットでは図1に示したように、ブランキング部分を省略して、映像信号部分を時間軸圧縮伝送することで伝送容量の低減を図っている関係で、最終的な表示部(図示せず)への出力信号はブランキングの付加と受信映像データの時間軸伸長が必要となる。そこで、再スケーリング映像タイミング発生回路3Bは、ブランキング信号を含む垂直同期信号と水平同期信号の付加と受信映像信号データの時間軸伸長をする再スケーリングを行う。
再スケーリング映像タイミング発生回路3Bから出力されるブランキング信号を含む垂直同期信号と水平同期信号は、ビデオメモリ書込/読出制御部39からの読み出しクロック信号に基づき、画素データ単位で表示部に合わせた時間軸で1画素の16ビット単位で1ラインずつビデオメモリ3Aから読み出された有効ライン区間の画素データと合成されてデジタル映像信号出力端子42へ出力される。
本発明の第1の実施の形態に係る伝送フレームのフォーマットを示す説明図である。 本発明に係る映像・音声多重化装置の第1の実施の形態を示すブロック図である。 図2の映像・音声多重化装置の水平カウンタ、垂直カウンタの処理を説明するためのフローチャートである。 図2の映像・音声多重化装置の多重化処理を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る映像・音声分離装置の第1の実施の形態を示すブロック図である。 図5の映像・音声分離装置の位置情報処理を説明するためのフローチャートである。 図5の映像・音声分離装置の分離処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態の位置情報ヘッダを示す説明図である。 本発明の第2の実施の形態の伝送フォーマットを示す説明図である。 本発明の第2の実施の形態の映像・音声多重化装置の多重化処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態の映像・音声分離装置の位置情報処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第3の実施の形態の伝送システムを示すブロック図である。 従来の伝送フォーマットを示す説明図である。 本発明が解決しようとする課題を示す説明図である。
符号の説明
17 デジタル映像信号入力端子
18 デジタル音声信号入力端子
20 光送信処理ブロック
21、3A ビデオメモリ
22、39 ビデオメモリ書込/読出制御部
23 音声信号クロック発振器
24、3D 音声メモリ(FIFO)
25 エラー訂正符号生成処理部
26 映像/音声制御補助データ処理部
27 伝送処理用マスタークロック発振器
28 映像/音声合成部
29 伝送タイミング発生回路
30 光受信処理ブロック
31 光受信モジュール
32 シリアル/パラレル変換部
33 10ビット/8ビット(10B/8B)変換部
34 特殊データ監視制御部
35 受信タイミング発生回路
36 映像/音声分離部
37 セルフクロック発振器
38 音声信号再生クロック発振器
41 光無線伝送路
42 デジタル映像信号出力端子
43 デジタル音声信号出力端子
100 映像・音声多重化装置
110、210 CPU
111 位置情報信号生成部
112 制御信号生成部
113 特殊符号付加制御部
114 伝送タイミング発生部
115 映像・音声・制御信号合成部
200 映像・音声分離装置
210 CPU
211 特殊符号監視制御部
212 位置情報保持部
213 受信タイミング発生部
214 映像・音声・制御信号分離部
2A 特殊データ付加制御部
2B 8ビット/10ビット(8B/10B)変換部
2C パラレル/シリアル変換部
2D 光送信モジュール
2E CRCC生成器
3B 再スケーリング映像タイミング発生回路
3C 映像/音声制御補助データ監視部
3E エラー訂正処理部

Claims (3)

  1. 映像信号と音声信号とを所定の2次元フォーマット上に多重化して伝送する映像・音声多重化装置において、
    前記映像信号と、前記音声信号と、前記映像信号及び前記音声信号を受信側で復元するための制御信号の送信順及び/又は送信量に応じて、前記映像信号と、前記音声信号と前記制御信号を前記2次元フォーマット上に前詰めして配置した場合の配置位置を決定する配置位置決定手段と、
    前記映像信号、前記音声信号及び前記制御信号の各配置位置を示す位置情報を前記2次元フォーマット上の所定の位置に配置するとともに、前記映像信号、前記音声信号及び前記制御信号を前記配置位置決定手段により決定された前記2次元フォーマット上の位置に配置して多重化する多重化手段とを、
    有する映像・音声多重化装置。
  2. 前記多重化手段は、前記映像信号、前記音声信号及び前記制御信号の各配置位置を示す位置情報の先頭に、信号種別を示すヘッダとして特殊符号を付加することを特徴とする請求項1に記載の映像・音声多重化装置。
  3. 請求項1又は2に記載の映像・音声多重化装置により前記所定の2次元フォーマット上に多重化された映像信号と音声信号を分離する映像・音声分離装置であって、
    前記映像信号、前記音声信号及び前記制御信号の各配置位置を示す位置情報を検出する位置情報検出手段と、
    前記位置情報検出手段により検出された各位置情報に基づいて前記映像信号と、前記音声信号と前記制御信号を分離する分離手段と、
    前記分離された制御信号に基づいて前記映像信号と前記音声信号を復元する手段とを、
    有する映像・音声分離装置。
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