JP2015109683A - 映像送信装置、映像受信装置、映像送信方法及び映像受信方法 - Google Patents

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正樹 武川
稲田 圭介
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圭介 稲田
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展明 甲
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Abstract

【課題】ユーザが感じる画質の劣化を低減した映像情報の伝送が可能となる映像送信装置、映像受信装置、映像送信方法及び映像受信方法を提供する。【解決手段】映像情報を映像受信装置へ送信する映像送信装置100において、映像情報を圧縮する圧縮部112と、圧縮部で圧縮した映像情報を送信する送信部113と、を有し、映像受信装置における映像情報の表示状態に基づいて、圧縮部及び送信部を制御する。【選択図】図1

Description

技術分野は、映像情報の送受信に関する。
上記技術分野において、特許文献1には、「伝送路の伝送ビットレート内で、所望のビットレートの映像信号を良好に送信可能とすること」(特許文献1[0009]参照)等を課題とし、その解決手段として「送信すべき非圧縮映像信号を出力する映像信号出力部と、受信装置から伝送路を介して該受信装置が対応可能な圧縮方式を示す情報を取得する圧縮方式情報取得部と、上記映像信号出力部から出力される非圧縮映像信号に対して、上記圧縮方式情報取得部で取得された圧縮方式情報により示される圧縮方式に対応した圧縮方式で圧縮処理を施して圧縮映像信号を出力する映像信号圧縮部と、上記映像信号出力部から出力される非圧縮映像信号または上記映像信号圧縮部から出力される圧縮映像信号を選択する映像信号選択部と、上記映像信号選択部で選択された映像信号を有線または無線の伝送路を介して受信装置に送信する映像信号送信部と、上記映像信号圧縮部および上記映像信号選択部の動作を制御する送信制御部と、上記送信制御部による上記映像信号圧縮部および上記映像信号選択部の制御情報を、上記伝送路を介して上記受信装置に供給する圧縮情報供給部とを備える」(特許文献1[0010])ことが記載されている。
また、特許文献2には、「消費電力を低減した画像処理方法及び画像処理装置を提供すること」(特許文献2[0007]参照)を課題とし、その解決手段として「デジタル画像データを連続した伝送クロックにあわせて、第1の画像処理部から第2の画像処理部に伝送する画像処理方法において、該第1の画像処理部で該デジタル画像データを圧縮し、該第2の画像処理部で該圧縮したデジタル画像データを伸張し、該第1の画像処理部で該デジタル画像データを圧縮したことにより生じるデジタル画像データを伝送する必要がない期間は、該伝送クロックを停止させ、間欠的にデジタル画像データを伝送する」(特許文献1特許請求の範囲参照)ことが記載されている。
特開2009−213110 特開2010−130391
しかし、いずれの先行技術文献においても、ユーザが感じる画質の劣化を低減した映像情報の伝送については考慮されていない。
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、映像情報を映像受信装置へ送信する映像送信装置において、映像情報を圧縮する圧縮部と、圧縮部で圧縮した映像情報を送信する送信部と、を有し、映像受信装置における映像情報の表示状態に基づいて、圧縮部及び送信部を制御することを特徴とする。
上記手段によれば、ユーザが感じる画質の劣化を低減した映像情報の伝送が可能となる。
映像送信装置の構成を示す図である。 映像受信装置の構成を示す図である。 映像表示部における全画面の表示状態を示す図である。 映像表示部における子画面の表示状態を示す図である。 映像表示部における子画面の表示状態を示す図である。 映像表示部において子画面が隠れている表示状態を示す図である。 E−EDIDにおいてVendorSpecificDataBlockでのマルチチャンネル表示状態の提示例である。 映像表示部における全画面の表示状態を示す図である。 映像表示部における子画面の表示状態を示す図である。 映像表示部における子画面の表示状態を示す図である。 E−EDIDにおいてVendorSpecificDataBlockでのマルチチャンネル表示状態の提示例である。
図1は、本実施例における映像送信装置の構成を示す図である。100は映像送信装置、101はチューナー、102はDemux部、103は音声デコーダ部、105はEthernet I/F部、106はメモリ、107はストレージ部、108はRemux部、109はトランスコーダ部、110は音声処理部、111は映像処理部、112は圧縮部、113はHDMI送信部、114は制御部、115はHDMI送信部からHDMI受信機に送られる伝送路である。
チューナー101は放送信号を受信し圧縮されたデジタル信号に変調を行う。Demux部102はチューナー101またはメモリ106から入力したデジタル信号を映像信号、音声信号に分離する。音声デコーダ103と映像デコーダ104はDemux部102で分離された映像、音声のデコードを行い映像、音声データを原信号に復号する。またEthernetI/F105は外部機器からイーサネットで映像及び音声を受信する。なお、「イーサネット」及び「Ethernet」は登録商標である。
メモリ106はEthernetI/F105から受信したデータ、またはストレージ部107から読み出した映像及び音声データを格納するためのメモリである。Remux部108は、Demux部102で分離された映像信号、音声信号を、ストリームデータとして再構成する。トランスコーダ109は入力された映像を再圧縮し圧縮率を変換する機能を有する。音声処理部110は音声デコーダから入力された音声信号を映像信号に合わせて出力する制御等を行う。映像処理部111は映像デコーダから入力された映像信号を任意のサイズにスケーリングする機能を有し、また色差信号に関してYCbCr4:4:4形式からYCbCr4:2:2または、YCbCr4:2:0形式に変換する機能等も有している。
圧縮部112は映像処理部111から入力される映像信号を圧縮する。
HDMI送信部113は、圧縮部112と音声処理部110から入力された映像、音声信号をHDMI信号に変換して送信する。またトランスコーダ109から入力されたストリーム信号及びDemux部102からデコード前の圧縮状態の音声信号を送信することも出来る。制御部114は上記のチューナー101からHDMI送信部113までの各部を制御する。なお、本実施例では圧縮部112から入力された映像信号をHDMI送信部113から出力するが、圧縮部112で圧縮を行わず、非圧縮の映像信号をHDMI送信部113から出力することも可能である。
図2は、本実施例における映像受信装置の構成を示す図である。200は映像受信装置、201はHDMI受信部、202はE−EDID格納部、203はチューナー、204はDemux部、205はEthernet I/F部、206はメモリ、207は映像デコーダ、208は映像処理部、209は映像出力部、210は音声デコーダ、211は音声処理部、212は音声出力部、213はストレージ部、214は上記HDMI受信部201からストレージ部213を制御するための制御部である。215はHDMI送信部からHDMI受信機に送られる伝送路である。
HDMI受信部201は映像送信装置からのHDMI信号を受信し、映像処理部208と音声処理部211へ出力する。ここでE−EDID格納部202からデータを読み出し、DDCラインを通じてE−EDIDデータを読み出した結果をHDMI信号送信機に対して映像受信機器側のE−EDID情報を知らせることが出来る。
チューナー203は放送信号を受信、復調し、圧縮されたデジタル信号を得る。Demux部204はチューナー203またはメモリ206から入力したデジタル信号を映像信号、音声信号に分離する。音声デコーダ210と映像デコーダ207はDemux部204で分離された映像、音声のデコードを行う。またEthernetI/F205は外部機器からイーサネット回線を介して映像及び音声を受信する。なお、「イーサネット」及び「Ethernet」は登録商標である。
メモリ206はEthernetI/F205から受信したデータ、またはストレージ部213から読み出した映像及び音声データを格納するためのメモリである。音声処理部210は音声デコーダから入力された音声信号、もしくはHDMI受信部201から入力された音声信号を、映像信号に合わせて出力する制御等を行う。映像処理部208は映像デコーダから入力された映像信号、もしくはHDMI受信部201から入力された映像信号を任意のサイズにスケーリングする機能を有しRGB画素に変換する機能も有している。また、映像デコーダ、HDMI受信部から入力された2つの映像の重ね合わせる処理や並列表示させる処理も可能である。
映像出力部209は映像処理部208で合成された映像を表示するパネル等の表示デバイスである。
音声出力部212は音声処理部211で処理された音声を出力するスピーカー等である。制御部214は上記のチューナー200からストレージ部213までの各部を制御する。
図3は映像出力部209で表示される映像表示の一例を示したものである。300は表示デバイスそのものを示しており、301は表示デバイスに表示される表示情報を示す。図3は、表示デバイスの全画面に一枚の映像を表示した例である。映像デバイスが4k×2kのような高精細の映像を表示可能である場合は、極力画質を劣化させるような圧縮、減色処理を行うべきではない。
しかしながら、マルチチャンネル伝送等、複数の映像信号を伝送する場合においては、ユースケースとして図4の400に示すような子画面の表示を行うことが考えられる。この場合は必要に応じて圧縮や画素数の間引きによって伝送量を落としてもよい。
また、図6の601の様に、複数の映像信号が伝送されているが、当該複数の映像信号のうち一部の映像信号の表示を行っていない場合、表示されない映像信号の伝送を止めることで伝送帯域を節約することが出来る。
伝送されているが表示されていない映像信号があるかどうかを映像送信装置100で判断する方法として、例えば、映像出力部209の表示状態としてE−EDID格納部202にマルチチャンネル表示状態を拡張することが考えられる。これにより、HDMI受信部201、HDMI送信部113を経由して映像送信装置100の制御部114が送出先の映像受信装置の表示状態を知ることが出来る。
図7はマルチチャンネル情報のE−EDIDを拡張する場合の拡張例である。
Multi_Channel_LENはその後に続くマルチチャンネル情報のサイズ(Byte)である。1チャンネルあたり以下の情報には以下のデータを有する。
Multi_Channel_Display_Horizontal_Size_X(lower 8bit)は現在表示中の水平画素数の下位8Bitである。
Multi_Channel_Display_Vertical_Size_X(lower 8bit)は現在表示中の垂直画素数の下位8Bitである。
Multi_Channel_Display_Horizontal_Size_X(upper 4bit)は現在表示中の水平画素数の上位4Bitである。
Multi_Channel_Display_Vertical_Size_X(upper 8bit)は現在表示中の垂直画素数の上位4Bitである。
Display_Enable_Xはこのチャンネルが表示している状態かそうでないかを表している。
制御部114は、例えば送出中チャンネルの映像表示状態が図3の301のような場合には、V方向の画素の相関が高いためYCbCr4:4:4のまま、圧縮部112で可逆圧縮であるライン単位の圧縮のみ(例えばRLE方式、ZIP方式)とし完全に画質が復元できる範囲の圧縮方式に抑えて伝送することができる。
一方図4の401のように水平方向の表示サイズが送出信号フォーマットの半分以下になるようなケースでは、映像処理部111でYCbCr4:2:2へ色差信号を間引くことで圧縮以外にも伝送量を下げることが可能である。
さらに、図5の501の様に水平/垂直共に十分小さいサイズの子画面において、原画像を認識することが不可能な場合は映像処理部111でYCbCr4:2:0まで間引き、またトランスコーダ109を使用して不可逆圧縮方式(例えばMPEG2/H.264)で圧縮することも可能である。
また、図6の601の様に全てのマルチチャンネルが表示されているとは限らず、一部のチャンネルが表示されていない場合もあるため、E−EDIDに表示有無を記載するフラグを追加し、非表示時は伝送自体を行わないという制御も可能である。
上記の説明では映像の表示状態を判別する手段としてE−EDIDを使用する例を説明したが、E−EDIDの代わりに、CECによる表示状態通信やEthernetI/F105及び205による表示状態通信等の双方向通信機能を利用し、映像受信装置200における表示状態を映像送信装置100に伝えることが可能である。また、その他の方法により映像受信装置200における表示状態を映像送信装置100に伝えてもよい。
実施例1では、映像受信装置200における表示状態に基づいて映像送信装置100から送信する映像信号の圧縮の要否や圧縮方法の変更を制御する例を説明したが、映像受信装置200のスペック(表示デバイスの大きさ、解像度等)に基づいて送信する映像信号の圧縮の要否や圧縮方法の変更を制御してもよい。
例えば、映像送信装置100が送信する映像信号の解像度と映像受信装置200の解像度とを比較し、映像受信装置200の解像度が送信される映像信号の解像度を下回る場合、映像送信装置100は映像受信装置200の解像度に合わせて送信する映像信号を圧縮することが可能である。
映像送信装置100が映像受信装置200の解像度を判断する方法としては、実施例1で説明したE−EDIDを用いる方法、CECによる通信やEthernetI/F105及び205による通信を用いる方法が考えられるが、他の方法を用いてもよい。
映像送信装置100において、送信する情報の種類を判別可能な場合、送信する情報の種類に基づいて送信する情報の圧縮の要否や圧縮方法の変更を制御してもよい。
例えば、送信する情報がテキストのデータであれば可逆圧縮でも高い圧縮率となるため、可逆圧縮を選択することが考えられる。また、ライブ放送やスポーツの場合は画像が荒いことが想定されるため、非可逆圧縮を選択することが考えられる。また、映画の場合は作りこまれた映像であるため可逆圧縮を選択することが考えられる。
映像送信装置において送信する情報の種類を判別する方法としては、例えば送信する情報に付加されているメタ情報を参照することが考えられるが、他の方法を用いてもよい。
実施例4においては、複数の映像信号を複数のレイヤーに配置する場合に、その配置に基づいて映像送信装置100における圧縮処理を制御する方法について説明する。
図8は、映像出力部209で表示される映像であって、親画面と子画面とを同時に表示している例を示している。図8においては、子画面が親画面よりも手前のレイヤーに配置されている状態を示している。
図9は、図8の状態から表示レイヤーが切り替わり、親画面が手前に表示され、子画面が隠れている状態を表している。
ここで、映像受信装置200における複数の映像信号の表示レイヤーの状態を映像送信装置100にE−EDIDを用いて伝える方法を説明する。映像出力部209の表示状態としてE−EDID格納部202にマルチチャンネル表示状態を拡張することで、HDMI受信部201、HDMI送信部113を経由して映像送信装置100の制御部114が送出先の映像受信装置の表示状態を知ることが出来る。
図11はマルチチャンネル情報のE−EDIDを拡張する場合の拡張例である。
Multi_Channel_LENはその後に続くマルチチャンネル情報のサイズ(Byte)である。1チャンネルあたり画像位置情報として以下のデータを有する。
Multi_Channel_Display_Horizontal_Postion_X(lower 8bit)は現在表示中の水平表示開始位置の下位8Bitである。
Multi_Channel_Display_Vertical_Position_X(lower 8bit)は現在表示中の垂直表示開始位置の下位8Bitである。
Multi_Channel_Display_Horizontal_Size_X(lower 8bit)は現在表示中の水平画素数の下位8Bitである。
Multi_Channel_Display_Vertical_Size_X(lower 8bit)は現在表示中の垂直画素数の下位8Bitである。
Multi_Channel_Display_Horizontal_Position_X(upper 4bit)は現在表示中の水平表示開始位置の上位4Bitである。
Multi_Channel_Display_Vertical_Position_X(upper 4bit)は現在表示中の垂直表示開始位置の上位4Bitである。
Multi_Channel_Display_Horizontal_Size_X(upper 4bit)は現在表示中の水平
画素数の上位4Bitである。
Multi_Channel_Display_Vertical_Size_X(upper 4bit)は現在表示中の垂直画素数の上位4Bitである。
Display_Layer_Xはこのチャンネルの表示レイヤーを表しており、0の場合は非表示であり、1以上の場合は数字が小さいほど前面に表示されていることを表す。
映像送信装置100の制御部114は、例えば送出中チャンネルの映像表示状態が図8の801のように子画面が表示されている状態から、図9のように子画面が隠れた場合において、Display_Layer_X、もしくは前記、画像位置情報から画像の重なりを計算し完全に子画面側が隠れている場合には、映像送信装置100の制御部114で映像処理部111を制御し、送出を止め帯域を節約することが出来る。
また、子画面が隠れた場合でも送出を止めず、所定の圧縮率で映像送信装置100個画面の映像信号の送信を続けることも考えられる。例えば、表示レイヤーが切り替わり、隠れた子画面が再度表示される場合には、映像受信装置200における画像位置情報の書き換え後に送出側で子画面の映像信号を再度送出しなければならないが、画像位置情報から得られる子画面の表示サイズに適した圧縮率で子画面が隠れているときも映像送信装置100が子画面の映像信号を伝送しておけば、レイヤー切り替え時の動作を高速に行いかつ伝送量を抑えることも出来る。
同様に、図10で示す表示例のように子画面が1000から1001へ遷移し、子画面の位置やサイズが変化する場合にも、Display_Layer_Xと前記画像位置情報から、子画面表示状態にある場合には、子画面側の伝送を映像送信装置100で継続し、子画面の位置やサイズをより高速に切り替えできるよう制御することが可能である。
また、Display_Layer_Xと前記画像位置情報から子画面が非表示の状態にある場合でも、状態遷移後一定時間tは子画面も伝送するようにしておき、一定時間t経過後も子画面が非表示の状態であった場合に伝送止めるようにすることで、伝送帯域の制限と、表示切替の利便性を両立する制御も可能である。
なお、本実施例ではE−EDIDを用いて映像受信装置200における映像情報の表示レイヤーを映像送信装置100へ伝える例を説明したが、他の方法を用いて映像受信装置200における映像情報の表示レイヤーを映像送信装置100へ伝えてもよい。例えば、CECによる通信やEthernetI/F105及び205による通信等の双方向通信機能を利用し、映像受信装置200における映像情報の表示レイヤーを映像送信装置100へ伝えてもよい。
このように、上記で説明した各実施例によれば、映像送信装置から複数の映像信号を映像受信装置へ伝送する場合であっても、ユーザが感じる画質の劣化を低減することが可能となる。そして、4k×2k等の高帯域信号の伝送をHDMI1.4相当の従来の物理層上で行っても、ユーザが感じる画質の劣化を低減しつつ複数チャンネルを同時に伝送することが可能となる。
100 映像送信装置
101 チューナー
102 Demux部
103 音声デコーダ
104 映像デコーダ
105 Ethernet I/F
106 メモリ
107 ストレージ部
108 Remux部
109 トランスコーダ
110 音声処理部
111 映像処理部
112 圧縮部
113 HDMI送信部
114 制御部
115 HDMI伝送路
200 映像受信装置
201 HDMI受信部
202 E−EDID格納部
203 チューナー
204 Demux部
205 Ethernet I/F
206 メモリ
207 映像デコーダ
208 映像処理部
209 映像出力部
210 音声デコーダ
211 音声処理部
212 音声出力部
213 ストレージ部
214 制御部
215 HDMI伝送路
300 全画面表示状態の映像表示部
301 全画面表示状態
401 子画面表示状態
501 子画面表示状態
601 非表示の子画面表示
800 子画面表示状態の映像表示部
801 子画面
901 非表示状態の子画面
1000 子画面
1001 子画面

Claims (16)

  1. 映像情報を映像受信装置へ送信する映像送信装置であって、
    映像情報を圧縮する圧縮部と、
    圧縮部で圧縮した映像情報を送信する送信部と、を有し、
    前記映像受信装置における映像情報の表示状態に基づいて、前記圧縮部及び前記送信部を制御することを特徴とする映像送信装置。
  2. 請求項の映像送信装置であって、
    前記送信部は複数の映像情報を送信し、
    前記映像受信装置における前記複数の映像情報毎の表示状態に基づいて、前記圧縮部及び前記送信部を制御することを特徴とする映像送信装置。
  3. 請求項またはの映像送信装置であって、
    前記映像受信装置において表示されていない映像情報は、前記送信部から送信しないことを特徴とする映像送信装置。
  4. 請求項の映像送信装置であって、
    前記送信部から送信した複数の映像情報の前記映像受信装置における表示レイヤーに基づいて前記圧縮部及び前記送信部を制御することを特徴とする映像送信装置。
  5. 請求項の映像送信装置であって、
    前記送信部から送信した複数の映像情報のうち、前記映像受信装置において他の映像情報の背面に配置され前記映像受信装置に表示されない映像情報の送信を停止することを特徴とする映像送信装置。
  6. 請求項のいずれかの映像送信装置であって、
    前記映像受信装置が有する当該映像受信装置に関する情報を読み取る読み取り部を有し、
    前記読み取り部で読み取った前記映像受信装置に関する情報に基づいて、当該映像受信装置の表示状態を判別することを特徴とする映像送信装置。
  7. 請求項のいずれかの映像送信装置であって、
    前記映像受信装置と双方向通信を行う通信部を有し、
    前記通信部を介した前記映像受信装置との通信に基づいて、当該映像受信装置の表示状態を判別することを特徴とする映像送信装置。
  8. 映像送信装置から送信された映像情報を受信する映像受信装置であって、
    映像情報を受信する受信部と、
    前記受信部で受信した映像情報を処理する処理部と、
    前記処理部で処理された映像情報を表示する表示部と、を有し、
    前記表示部における映像情報の表示状態を前記映像送信装置へ伝えることを特徴とする映像受信装置。
  9. 請求項の映像受信装置であって、
    前記受信部は複数の映像情報を受信し、
    前記表示部は複数の映像情報を表示し、
    前記表示部における複数の映像情報の表示状態を前記映像送信装置へ伝えることを特徴とする映像受信装置。
  10. 請求項またはの映像受信装置であって、
    当該映像受信装置に関する情報を保持するメモリ部を有し、
    前記メモリ部に保持された前記映像受信装置に関する情報は、前記表示部における映像情報の表示状態を示す情報を含むことを特徴とする映像受信装置。
  11. 請求項またはの映像受信装置であって、
    前記映像送信装置と双方向通信を行う通信部を有し、
    前記通信部を介した前記送信装置との通信により、前記表示部における映像情報の表示状態を前記映像送信装置へ伝えることを特徴とする映像受信装置。
  12. 請求項の映像受信装置であって、
    前記表示部は複数の映像情報を複数のレイヤーにわけて表示し、
    前記表示部における複数の映像情報の表示レイヤーを前記映像送信装置へ伝えることを特徴とする映像受信装置。
  13. 請求項12の映像受信装置であって、
    当該映像受信装置に関する情報を保持するメモリ部を有し、
    前記メモリ部に保持された前記映像受信装置に関する情報は、前記表示部における複数の映像情報の表示レイヤーを示す情報を含むことを特徴とする映像受信装置。
  14. 請求項12の映像受信装置であって、
    前記映像送信装置と双方向通信を行う通信部を有し、
    前記通信部を介した前記送信装置との通信により、前記表示部における複数の映像情報の表示レイヤーを前記映像送信装置へ伝えることを特徴とする映像受信装置。
  15. 映像情報を映像送信装置から映像受信装置へ送信する映像送信方法であって、
    映像情報を圧縮するステップと、
    圧縮した映像情報を送信するステップと、を有し、
    前記映像受信装置における映像情報の表示状態に基づいて、映像情報の圧縮及び映像情報の送信を制御することを特徴とする映像送信方法。
  16. 映像送信装置から送信された映像情報を映像受信装置で受信する映像受信方法であって、
    映像情報を受信するステップと、
    前記受信部で受信した映像情報を処理するステップと、
    前記処理部で処理された映像情報を表示するステップと、を有し、
    前記映像情報の表示における映像情報の表示状態を前記映像送信装置へ伝えることを特徴とする映像受信方法。
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