JP2008048369A - 映像受信装置及び映像受信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】HDMI規格などの画素単位で映像データを伝送させる規格の端子を備えた場合に、より簡単に入力映像データを判別できるようにする。
【解決手段】入力端子に得られる映像データから、その映像データに付加された補助データを分離する。そして、その分離された補助データより、入力した映像データの水平画素数と垂直画素数の情報を取得する(ステップS14)。さらに、取得した水平画素数と垂直画素数の情報に基づいて、入力した映像データの種別を判断する。もし、テレビジョン放送用の規格に適合しない映像データである場合には、コンピュータ装置のモニタ用の判別を行う(ステップS15)。
【選択図】図5

Description

本発明は、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)規格と称されるデジタル映像・音声入出力インターフェース規格に適用して好適な映像受信装置及び映像受信方法に関する。
近年、複数台の映像機器の間で、非圧縮のデジタル映像データなどを伝送させるインターフェース規格として、HDMI規格と称されるものが開発されている。HDMI規格は、映像データを、各色の原色データとして、1画素単位で個別に伝送する規格である(以下画素をピクセルと称する)。音声データ(オーディオデータ)についても、映像データのブランキング期間に、映像データの伝送ラインを使用して伝送するようにしてある。伝送する原色データは、赤,緑,青の加法混色の3チャンネルの原色データ(Rデータ,Gデータ,Bデータ)を伝送する場合、もしくはY,Cb,Crといった輝度および色差信号による場合などがある。
各色の1ピクセルのデータは、基本的に8ビットで構成される。水平同期信号や垂直同期信号などの同期信号についても、それぞれの同期信号が配置されるタイミングに送信される。また、映像データのピクセルクロックの伝送ラインと、制御データの伝送ラインについても設けてある。
このようにHDMI規格では、1画素単位の映像データを各色ごとに伝送する方式であり、1フレームを構成する画素数や、フレーム周波数については、特定の種類のものに限定されない。従って、HDMI規格のケーブルで映像送出装置から出力される映像データを受信する受信装置側では、入力した映像データのフレーム周波数などを検出して、その検出したフレーム周波数などに同期させて受信処理する必要があった。
図8は、従来のこの種の規格で、映像データを受信する装置側で、入力した映像データの種類を判別する処理例の概要を示したものである。HDMI規格のケーブルが接続される端子(本明細書ではこの端子を以下HDMI端子と称する)1に得られる受信信号を、HDMI情報取得部2に供給し、そのHDMI情報取得部2内で各ラインに多重化された信号を分離し、その分離された信号を信号判別部3に供給する。また、HDMI端子1に得られる受信信号中の、クロック信号や同期信号成分を同期周波数解析部4に供給し、クロック信号のカウント処理などを行って、同期周波数を解析する。解析された同期周波数の情報は、信号判別部3に供給して、映像信号の種類判別に利用する。
図9は、図8の構成の信号判別部3及びその周辺回路で行われる従来の判別処理例を示したフローチャートである。まず、HDMI端子1に信号が入力すると、その入力信号の周波数情報が安定して受信できる状態であるか否か判断する(ステップS1)。この判断で安定したと判断したとき、受信信号に含まれる情報から、信号種別を決定する(ステップS2)。そして、同期周波数解析部4で供給されるクロック信号の解析を行って、周波数がプリセットされた引き込み範囲内であるか否か判断し(ステップS3)、引き込み範囲外であると判断した場合には、入力なし或いは範囲外の信号であると判断して、信号判別部3から映像データを出力させない。ステップS3で引き込み範囲外であると判断した場合には、同期周波数解析部4で解析したクロック信号周波数と、受信信号に含まれる案内情報であるAVI情報を使用して、入力した映像信号の種類を判別する。HDMI端子1に得られる映像信号は、デジタル映像データ(いわゆるDTV信号)であり、その判別した種類のデジタル映像データを、信号判別部3から後段の処理系に供給する。
特許文献1には、HDMI規格の詳細についての記載がある。
WO2002/078336号公報
図8に示す構成として、図9のフローチャートに示す処理を行うことで、HDMI端子に入力した映像データの種類を判別することができるが、この従来構成では、1フレーム当りの水平画素数や垂直画素数を、受信信号を実際にカウントして検出するため、検出構成が複雑であり、検出処理に要する負担も大きい問題があった。
また、HDMI規格は、DVI(Digital Visual Interface)と称されるコンピュータ装置のモニタ用の映像データ伝送規格を発展させた規格であり、伝送させるデータフォーマットは類似しているが、HDMI規格とDVI規格との間で、直接的な互換性はなく、例えば従来のテレビジョン受像機で、HDMI規格とDVI規格の双方に対応させるためには、HDMI規格用の端子と、DVI規格用の端子との双方を設ける必要があり、機器構成が複雑化していた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、HDMI規格などの画素単位で映像データを伝送させる規格の端子を備えた場合に、より簡単に入力映像データを判別できるようにすることを目的とする。
本発明は、画素単位で伝送される映像データを、映像データに同期した画素クロックと共に受信端子で受信する場合において、入力端子に得られる映像データから、その映像データに付加された補助データを分離する。そして、その分離された補助データより、入力した映像データの水平画素数と垂直画素数の情報を取得する。さらに、取得した水平画素数と垂直画素数の情報に基づいて、入力した映像データの種別を判断する。
このようにしたことで、入力した映像データに含まれる補助データに含まれる水平画素数と垂直画素数の情報を利用して、直接、映像データの種類を判別することができるようになる。
本発明によると、入力した映像データに含まれる補助データに含まれる水平画素数と垂直画素数の情報を利用して、直接、映像データの種類を判別できるため、水平や垂直の画素数のカウントを行う必要がなく、迅速かつ簡単な処理で入力した映像データの種類を判別できるようになる。
以下、本発明の一実施の形態を、図1〜図7を参照して説明する。
本例においては、HDMI規格でソース側機器からシンク側機器に映像データなどを伝送する伝送システムに適用したものである。図1は、本例のシステム構成例を示した図で、ソース側機器であるビデオ記録再生装置10と、シンク側機器であるプロジェクタ装置30とを、HDMIケーブル1で接続して、ビデオ記録再生装置10から映像データや音声データを、プロジェクタ装置30に伝送する構成としてある。ソース側機器については、ビデオ記録再生装置10以外の映像データを送信(出力)する映像機器が適用可能でありシンク側機器については、テレビジョン受像機などのその他の映像データを受信(入力)するその映像機器が適用可能である。
また、本例の場合には、ソース側機器として、パーソナルコンピュータ装置が備えるモニタ用の映像データ出力規格である、DVI規格の出力端子を備えた機器も適用可能としてある。このDVI規格の出力端子を備えた機器をシンク機器とする場合には、HDMIケーブル1として、一端のプラグがDVI規格の端子に接続可能なプラグとし、他端のプラグがHDMI規格の端子に接続可能なプラグとするものを用意する。DVI規格の端子から出力される映像データを、プロジェクタ装置30で入力する場合の具体的な処理例については後述する。
まず、ビデオ記録再生装置10について説明すると、ビデオ記録再生装置10は記録再生部11を備え、映像データや音声データを記録し再生することができる。記録再生部11としては、例えばハードディスクドライブ(HDD)装置を使用できる。記録再生部11で再生して得た映像データは、映像処理部12に供給し、再生して得た音声データは、音声処理部14に供給する。また、チューナ16を備え、そのチューナ16で受信して得た映像データ及び音声データを、映像処理部12及び音声処理部14に供給する。
映像処理部12では、再生又は受信して得た映像データを、伝送用の映像データとする処理が行われる。音声処理部14は、再生又は受信して得た音声データを、伝送用の音声データとする処理が行われる。
映像処理部12及び音声処理部14が出力する映像データ及び音声データは、HDMI伝送処理部20に供給する。HDMI伝送処理部20は、HDMI規格のインターフェースの伝送処理を行う回路部であり、例えば集積回路化してある。HDMI伝送処理部20に供給される映像データ及び音声データは、多重化回路21で多重化する。
多重化回路21で多重化された伝送用のデータは、HDCP暗号化部22で暗号化する。HDCP暗号化部22は、HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection System)規格で、少なくとも映像データが伝送されるチャンネルの暗号化を行うようにしてある。
HDCP暗号化部22で暗号化されたデータは、伝送処理部23に供給し、各色のピクセルデータを個別のチャンネルに配置し、またピクセルクロックチャンネルや制御データチャンネルなども、それぞれ対応したクロックやデータとし、HDMI端子24に接続されたHDMIケーブル1に送出する。HDMIケーブル1は、プロジェクタ装置30のHDMI端子41に接続する。
次に、プロジェクタ装置30の構成について説明する。HDMI端子41に接続されたHDMIケーブル1で伝送されたデータは、HDMI伝送処理部40内の伝送処理部42で、ピクセルクロックに同期して検出(受信)される。検出された各チャンネルのデータは、HDCP復号化部42で送信時の暗号化からの復号化を行う。ここでの復号化についても、1チャンネルごとに8ビット単位で行われる。
復号化されたデータは、多重分離回路44に供給して、各チャンネルに多重化されたデータを分離する。ここでの分離処理としては、映像が伝送されるチャンネルのブランキング期間に配置された音声データを、映像データから分離する。また、余裕の期間に配置されたデータが、制御データや付帯情報などの補助データである場合には、その制御データや付帯情報を取出す。
多重分離回路44で分離された映像データは、映像選択部31に供給する。映像選択部31では、このテレビジョン受像機30の制御部36からの指示に基づいて、いずれかの入力の映像を選択し、選択された映像データを映像処理部32に供給する。なお、図1では、HDMI端子41以外の映像入力部は省略してある。映像処理部32では、供給される映像データに必要な処理を施し、映像投射部33に供給する。映像投射部33では、別体のスクリーン(図示せず)に投射させる映像を生成させる。具体的には、例えば光源からの光を、液晶表示パネルに透過させ、その液晶表示パネルに表示された映像に対応した投射光として、その投射光をレンズなどの光学系を介してスクリーンに投射させる。
多重分離回路44で分離された音声データについては、音声処理部34に供給し、アナログ変換などの音声処理を行い、処理された出力を出力処理部35に供給して、スピーカ駆動用に増幅などの処理を行い、出力処理部35に接続された複数のスピーカ51,52から出力させる。
多重分離回路44で分離された制御データなどの補助データについては、制御部36に供給する。なお、ソース側機器を制御するコマンドなどの制御データについては、制御データチャンネルを使用して、このプロジェクタ装置30の制御部36から、ビデオ記録再生装置10側の制御部15に送ることもできる。
制御部36は、プロジェクタ装置30の各部の動作を制御する制御処理を行う中央制御ユニット(CPU)である。HDMI端子41でのデータ伝送についても、制御部36が制御するようにしてある。制御部36が制御を行う上で必要なデータは、メモリ37に記憶させてある。このメモリ37に記憶させるデータとして、HDMI端子41で受信するデータについての信号種類の詳細についてのデータが用意してある。その信号種類の詳細例については後述する。
図2は、制御部36の制御に基づいて、HDMI端子41で受信した信号の判別を行う構成を、信号処理機能から示したブロック図である。HDMI端子41で受信した信号は、多重分離回路44(図1)内の分離部44aで分離する。分離された映像データは、多重分離回路44内の映像データ処理部44bに供給し、後段の回路に供給するための映像データとする。
分離部44aで分離された補助データや各種制御データについては、信号情報取得部36aで、それぞれのデータが配置された位置から抽出などを行って、取得する。取得されたデータは、信号判別部36bで判別する。なお、号情報取得部36aと信号判別部36bは、それぞれ制御部36が備える制御機能として実行されるが、専用の処理回路を備える構成としてもよい。また、HDMI伝送処理部40内に、HDMI端子での受信に関する制御処理を行う制御部を備える構成としてもよい。
次に、接続された機器のHDMI端子間で伝送されるデータ構成について説明する。
図3は、ビデオ記録再生装置10の伝送処理部23と、プロジェクタ装置30の伝送処理部42との間で、HDMIケーブル1で伝送される各チャンネルのデータ構成例を示した図である。図3に示すように、映像データを伝送するチャンネルとして、チャンネル0と、チャンネル1と、チャンネル2の3つのチャンネルが用意してあり、さらにピクセルクロックを伝送するクロックチャンネルが用意してある。また、制御データ伝送チャンネルとしての、DDCライン及びCECラインが用意してある。さらに、5V以下の直流電圧をソース側からシンク側に送るラインについても用意してある。
送信側では、映像データを伝送するチャンネル毎に、伝送処理部(送信部)20a,20b,20cが伝送処理部20内に用意してあり、受信側でも、映像データを伝送するチャンネル毎に、伝送処理部(データ受信部)40a,40b,40cが伝送処理部40内に用意してある。
各チャンネルの構成について説明すると、チャンネル0では、Bデータのピクセルデータと、垂直同期データと水平同期データと補助データとを伝送するようにしてある。チャンネル1では、Gデータのピクセルデータと、2種類の制御データ(CTL0,CTL1)と、補助データとを伝送するようにしてある。チャンネル2では、Rデータのピクセルデータと、2種類の制御データ(CTL2,CTL3)と、補助データとを伝送するようにしてある。
図4は、本例の伝送構成で伝送される、1フレームのライン構成及びピクセル構成を示した図である。本例の場合に伝送される映像データ(主映像データ)は、非圧縮データであり、垂直ブランキング期間及び水平ブランキング期間が付加されている。具体的には、図4の例では、表示される映像エリア(アクティブビデオエリアとして示すエリア)として、480ライン×720ピクセルのピクセルデータとしてあり、ブランキング期間まで含めたライン数及びピクセル数として525ライン及び858ピクセルとしてある。ブランキング期間中のダブルハッチング(右方向と左方向の斜線)で示すエリアはデータアイランドと称される、補助データが付加可能な期間である。
図4の例は、1フレームが480ライン×720ピクセル(即ち垂直方向480画素、水平方向720画素)の場合の例であるが、その他の画素数のフレーム構成であっても伝送可能である。いずれの画素数の場合でも、垂直ブランキング期間及び水平ブランキング期間を付加を付加し、そのブランキング期間内に、補助データを付加する。
付加される補助データとしては、例えば、以下に示す情報がある。
AVI情報に含まれる信号情報としては、水平方向のトータル画素数( H Total )、垂直方向のトータル画素数( V Total )、水平方向の映像の画素数( H Resolution )、垂直方向の映像の画素数(V Resolution )、水平垂直の極性、ピクセルクロック(Pixel Clock)がある。また、HDMI情報 として、モード情報、色空間情報、繰り返し情報(Repetition)、 認証フラグ、チェック符号(CRC)、 アスペクト比情報、ワイドモード情報などがある。
次に、このような構成で伝送されるデータを、シンク機器であるプロジェクタ装置30の各HDMI端子41で受信した場合の処理例を、図5のフローチャートを参照して説明する。この処理は、図2の機能ブロックとして示した構成で実行されるものであり、まず伝送される信号、ここでは補助データの中に含まれるAVI情報が安定して受信できるようになったか否か判断する(ステップS11)。この安定して受信できるようになったか否かの判断としては、例えば、AVI情報が複数回(例えば2回)連続して同じデータであると判断することで行う。
そして、実際の映像データを構成する画素データの入力があるか否か判断し(ステップS12)、映像データの入力があると判断した場合、その入力した映像データが受信可能な周波数範囲の映像データであるか否か判断する(ステップS13)。ここでの判断としては、例えば、クロック周波数などから、このプロジェクタ装置で表示可能な映像データの周波数であるか判断する。
そして、受信可能な範囲内であると判断した場合、AVI情報に含まれる情報を抽出して、伝送された水平方向の映像の画素数と、垂直方向の映像の画素数とを判断する。さらに、伝送された画素クロックなどに基づいて生成させたクロック周波数(Dot Clock)を判断する。これらの判断した情報から、メモリ37に記憶された、このプロジェクタ装置30が表示可能なデジタルテレビジョン信号(DTV信号)の一覧との比較を行い、その一覧と一致する画素数及び周波数のものが存在する場合には、該当する信号種別のDTV信号が入力したと判断する(ステップS14)。具体的な判別例については後述するが、画素数(解像度)が同一である場合には、周波数を使用して区別する。この判断をした場合には、図2に示した映像データ処理部44bから後段の回路に、該当するフォーマットのデジタル映像データとして供給し、図1に示した影像投射部33から、該当する映像の表示(投射)処理を行う。
ステップS12で入力なしと判断した場合と、ステップS13で受信不可能な周波数範囲の信号であると判断した場合には、ステップS14で表示不可能な信号であると判断して、映像データ処理部44bから後段の回路に、映像データを出力させない。
そして、ステップS12で入力ありと判断し、ステップS13で受信可能な周波数範囲の信号であると判断した上で、ステップS14で適合するデジタルテレビジョン信号(DTV信号)がないと判断した場合には、パーソナルコンピュータ装置のモニタ用映像信号(いわゆるPC信号)であるか否か判断する(ステップS15)。このときには、メモリ37に記憶された、表示可能なPC信号用の映像データフォーマットと、入力信号の水平方向の映像の画素数及び垂直方向の映像の画素数と、伝送された画素クロックなどに基づいて生成させたクロック周波数とを、メモリ37に記憶されたフォーマットと比較する。この比較の際には、例えば、メモリ37に記憶された解像度の低い(即ち画素数の少ない)映像データと比較する。このときには、メモリ37に記憶されたフォーマットで示された画素数よりも小さい画素数で、それよりも画素数の少ないフォーマットに適合しない場合には、そのフォーマットの信号として判断して、そのフォーマットで表示処理を行う。従って、このような場合には、用意された画素数の一部が無表示状態となり、例えば映像が左上に寄せた状態で表示(投影)される。
図6は、メモリ37に用意された、デジタルテレビジョン信号(DTV信号)の種類の例を示したものである。水平画素数と垂直画素数については、正確に一致していなくても、例えば±2程度の値である場合には、ここに示した画素数であると判断する。フレーム周波数である垂直周波数については、最小値と最大値を定めて、その範囲内である場合に、該当する種類であると判断を行う。
例えば、図6の5段目に示したように、水平画素数1920、垂直画素数540で、垂直周波数が55Hzから64Hzの範囲内である場合には、1080/60iの信号種類であると判断し、その信号種類に応じた表示処理を設定する。同じ画素数でも、垂直周波数が46Hzから55Hz未満の範囲内である場合には、1080/50iの信号種類であると判断する。このようにして、デジタルテレビジョン信号が入力した場合には、ソース機器から送られた水平画素数と垂直画素数などのデータを利用して直ちに、入力信号種類が判断される。なお、この図6の一覧に示すように、一部の信号種類で、最大垂直周波数が93Hzという本来の垂直周波数よりもかなり高い周波数に設定してあるのは、一部のコンピュータモニタ用映像信号にも適合させるためである。
この図6に示した判断で適合しなかった場合に行われる、ステップS15での判断で使用される、メモリ37に用意された、パーソナルコンピュータ装置のモニタ用映像信号(PC信号)の種類の例を図7に示す。この場合には、DVI規格の端子から出力される映像データを、プロジェクタ装置30のHDMI端子41で受信する場合の処理に相当する。このコンピュータ装置のモニタ用映像信号として判断する場合には、水平画素数と垂直画素数が、図7に示した規定画素値以下で、垂直周波数については、最小値と最大値を定めて、その範囲内である場合に、該当する種類であると判断を行う。そして、図7に示した種類にも適合しない場合には、無信号として扱われる。
このようにして入力した信号方式を判断することで、ソース機器から伝送された水平画素数(解像度)と垂直画素数(解像度)のデータと、シンク機器側で受信データから判断したフレーム周波数を利用して、直接、入力信号種類を判断するようにしたことで、従来必要であった、受信データそのものの復調や画素数のカウント処理が不要となり、迅速かつ簡単な処理で入力種類判別ができる。
なお、上述した実施の形態では、HDMI規格のインターフェースを前提として説明したが、その他の同様な伝送規格にも適用可能である。また、シンク機器として外部のスクリーンに投影するプロジェクタ装置に適用したが、いわゆるリアプロジェクタとして構成して、装置内に保持されたスクリーンの背面から投射させる構成としてもよい。或いは、テレビジョン受像機などのその他の映像機器に適用してもよい。
本発明の一実施の形態によるシステム構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態による信号判別構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態による伝送チャンネル構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態によるビット構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による判別処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態によるDTV信号の判別例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態によるPC信号の判別例を示す説明図である。 従来の信号判別構成例を示すブロック図である。 従来の判別処理例を示すフローチャートである。
符号の説明
1…HDMIケーブル、10…ビデオ記録再生装置(ソース側機器)、11…記録再生部、12…映像処理部、14…音声処理部、15…制御部、16…チューナ、20…HDMI伝送処理部、21…多重化回路、22…HDCP暗号化部、23…伝送処理部、24…HDMI端子、30…プロジェクタ装置(シンク側機器)、31…映像選択部、32…映像処理部、33…映像投射部、34…音声処理部、35…出力処理部、36…制御部、36a…信号情報取得部、36b…信号判別部、37…メモリ、40…HDMI伝送処理部、41…HDMI端子、42…伝送処理部、43…HDCP復号化部、44…多重分離回路、44a…分離部、44b…映像データ処理部、51,52…スピーカ

Claims (5)

  1. 画素単位で伝送される映像データを、前記映像データに同期した画素クロックと共に受信する入力端子を備えた映像受信装置において、
    前記入力端子に得られる映像データから、その映像データに付加された補助データを分離する分離部と、
    前記分離部で分離された補助データより、入力した映像データの水平画素数と垂直画素数の情報を取得する情報取得部と、
    前記情報取得部で取得した水平画素数と垂直画素数の情報に基づいて、入力した映像データの種別を判断する判定部とを備えたことを特徴とする
    映像受信装置。
  2. 請求項1記載の映像受信装置において、
    前記判定部は、水平画素数及び垂直画素数と、前記入力端子に得られる画素クロックの周波数から、映像の垂直周波数を判断し、その垂直周波数と水平画素数及び垂直画素数から、入力した映像データの種別を判断することを特徴とする
    映像受信装置。
  3. 請求項1記載の映像受信装置において、
    前記判定部は、予め用意された対応データに適合する種別が存在しない場合、コンピュータモニタ用の映像データの入力と判断することを特徴とする
    映像受信装置。
  4. 請求項3記載の映像受信装置において、
    前記コンピュータモニタ用の映像データの入力と判断した場合に、予めコンピュータモニタ用の映像データとして用意された種類の水平画素数及び垂直画素数の中から選定した種類の映像データとして表示することを特徴とする
    映像受信装置。
  5. 画素単位で伝送される映像データを、前記映像データに同期した画素クロックと共に受信端子で受信する映像受信方法において、
    前記入力端子に得られる映像データから、その映像データに付加された補助データを分離し、
    前記分離された補助データより、入力した映像データの水平画素数と垂直画素数の情報を取得し、
    前記取得した水平画素数と垂直画素数の情報に基づいて、入力した映像データの種別を判断することを特徴とする
    映像受信方法。
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