JP2015111889A - 映像信号処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮映像信号と非圧縮映像信号を一つのインターフェースで同時伝送により、ＴＶでの非圧縮映像信号のリアルタイム表示と、圧縮映像信号のタイムシフト表示を可能とする映像信号伝送方法を提供する。
【解決手段】ＳＴＢ１１は、非圧縮映像信号の帰線期間に圧縮映像信号をパケット化して多重伝送することにより、両映像信号の同時伝送を行う。非圧縮映像信号はＴＶ１２側でリアルタイム表示され、圧縮映像信号はＴＶ内に持つ蓄積装置１２８に記録し、ユーザの所望する時間にそれを読み出して復号化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル映像信号の伝送方法と、例えばデジタル放送信号を受信するためのSTB（Set top box）や、テレビジョン表示装置などの映像処理装置に関する。

地上波デジタル放送によるＨＤ(High Definition)放送の普及とＨＤ放送を録画できるＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）レコーダの発売により、高画質なＨＤ映像を画質劣化無くＴＶへ伝送できるデジタル映像インターフェースへのニーズが高まってきている。非圧縮映像信号伝送のインターフェースとしては、ＤＤＷＧが策定したＤＶＩ（Digital Visual Interface）やＨＤＭＩ，ＬＬＣがライセンスするＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface、登録商標）がある。また、ＭＰＥＧ等で圧縮された映像信号伝送のインターフェースとしては、ＩＥＥＥ１３９４やＬＡＮ等がある。非圧縮映像信号伝送のインターフェースをテレビジョン機器に適用する従来技術として、例えば非特許文献１に記載されている。これは、パケット化されていない非圧縮映像信号に映像のフォーマット情報をパケット化して多重伝送することを開示する。またＨＤＭＩでは音声データもパケット化して伝送している。圧縮映像信号伝送のインターフェースをテレビジョン機器に適用する従来技術としては、例えば非特許文献２に記載されている。また、これらに使用される著作権保護技術の例として、非圧縮映像についてはＨＤＣＰ（High-bandwidth Digital Content Protection System）が、圧縮映像についてはＤＴＣＰ（Digital Transmission Content Protection）がある。

また、非圧縮映像信号と圧縮映像信号をそれぞれパケット化して同時にシリアル伝送するＳＤＤＩ（Serial Digital Data Interface）方式が、例えば特許文献１に記載されている。

特開平８−３０７４５５号公報

規格書「ＣＥＡ−８６１−Ｂ」米国ＣＥＡ ２００２年 規格書「ＣＥＡ−７７５−Ｂ」米国ＣＥＡ ２００４年

今後、信号ソースの種類が増加することが予想され、ＴＶは非圧縮映像信号と圧縮映像信号の入力インターフェースが要求される場合が増えてくる。しかしながら、コネクタの異なる２種のインターフェースをテレビジョン機器（テレビジョン受信機等）に設ける場合は、コネクタスペースの確保や２種類のケーブルの用意が必要である。特許文献１は、非圧縮映像信号と圧縮映像信号とを同時に伝送する方式を開示するが、これは放送局に適した伝送方式である。すなわち特許文献１に記載の伝送方式は、非圧縮映像信号がパケット化されているため、これを一般家庭向けのテレビジョン機器に適用することは困難である。

また取り扱うインターフェースの種類に応じて、使用される著作権保護技術の種類も増加する。このような場合でも、適切に著作権保護技術に対応することが必要となる。

本発明は、上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、非圧縮映像信号と圧縮映像信号の両方を伝送可能なインターフェースに関する技術を提供することにある。また本発明は、好適に著作権の保護が可能な技術を提供すること別の目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、入力された圧縮映像信号を復号して非圧縮映像信号を生成し、この非圧縮映像信号の帰線期間部分に、圧縮映像信号を多重して送信することを特徴とするものである。また本発明は、同期信号を含むパケット化されていない非圧縮映像信号に、パケット化された圧縮映像信号を多重して送信することを特徴とするものである。このような構成によれば、例えばＤＶＩやＨＤＭＩ等の規格で伝送方式が定められた非圧縮映像信号、及び例えばＩＥＥＥ１３９４等の規格で伝送方式が定められた圧縮映像信号の両方を、１種類のインターフェースで伝送することが可能となる。よって、２つのコネクタスペースの確保や２種類のケーブルの用意が必要なくなり、コストダウンが可能となる。

また本発明は、一つのインターフェースで送信または受信される映像信号に対し、複数種類の暗号化処理を施すように構成するとともに、上記複数の暗号処理部のいずれか一つを選択可能にしたことを第２の特徴とするものである。この選択は、暗号化されたユーザからの変更指示に応答して行うようにしてもよい。

本発明によれば、非圧縮映像信号と圧縮映像信号に共通なインターフェースを提供できる。また、好適な著作権の保護が可能となる。

本発明に係る映像処理装置の第１実施例を示すブロック図 映像処理装置の送信部と受信部の一構成例を示すブロック図 圧縮映像のパケット構造の一例を示す図 本発明に係る映像処理装置の第２実施例を示すブロック図 本発明に係る映像処理装置の第３実施例を示すブロック図 第３実施例における映像処理装置の映像信号の流れを示すブロック図 第３実施例における出力回路と入力回路の一構成例を示す図 映像処理装置の出力回路と入力回路の基本的な構成例を示す図 本発明に係る映像処理装置の第４実施例を示すブロック図 第４実施例における出力回路と入力回路の一構成例を示す図

以下、本発明の最良の実施液体について、図面を参照しつつ以下に説明する。本発明は、非圧縮映像信号と圧縮映像信号とを共通の（同一の）インターフェースで同時に伝送するものである。そしてこのような伝送を、普及し始めたＤＶＩやＨＤＭＩなどの非圧縮デジタルインターフェースとの相互接続性を維持しつつ実現したものである。尚、いかに説明される実施例において、映像処理装置は、例えばデジタルチューナを内蔵するＳＴＢや、テレビジョン表示装置等（以下、「ＴＶ」と称す）を含むものである。勿論、以下の実施例は、これらの機器以外にも適用できる。

図１は、本発明に係る第１実施例のブロック図であり、映像処理装置の一例であるＳＴＢ（Set Top Box）１１と、映像処理装置の他の例であるＴＶ１２、及び外出先で映像を視聴可能なモバイルビューワ１３を含んで構成される。以下、それらの動作例を説明する。

ＳＴＢ１１は、デジタル放送やケーブルなどから供給されるＲＦ信号１０１を受け、デジタルチューナ１１１で圧縮映像のトランスポート・ストリーム（以下ＴＳと略す）を復調する。復調されたＴＳはＴＳ／ＰＳ変換部１１２でプログラム・ストリーム（以下ＰＳと略す）を抽出し、復号部１１３で非圧縮映像信号を得る。この非圧縮映像信号とＯＳＤ部１１５で生成されたＯＳＤ画面とを映像合成部１１４で合成する。この非圧縮映像信号は、パケット化されずに送信部１１７から映像信号インターフェース１０３を経由してＴＶ１１の受信部１２７に伝送される。受信部１２７で受信された非圧縮映像信号は、映像合成部１２４を介して表示部１２９へ送られる。表示部１２９は、この非圧縮映像信号に基づいてリアルタイムな映像画面を表示し、ユーザへ提供する。制御部１１６と１２６は、それぞれ送信部１１７と受信部１２７の多重化や通信状況を制御するだけでなく、ＴＶ１２の表示能力（映像の表示に関する特性や仕様）をＳＴＢ１１へ伝え、ＳＴＢ１１から送出する映像信号をＴＶ１２の表示特性に合わせる動作を行う。また、相互にリモコン制御コードなどをやりとりしてＳＴＢ１１とＴＶ１２との連携動作が可能になるように、双方向通信制御もできる。

一方、デジタルチューナ１１１のＴＳ出力とＯＳＤ部１１５のＯＳＤ出力は送信部１１７へも送られる。送信部１１７は、ＴＳとＯＳＤのパケット・データを非圧縮映像信号に多重化して多重化映像信号を生成し、インターフェース１０３を経由して受信部１２７に伝送する。受信部１２７は、受信した多重化映像信号から非圧縮映像信号とＴＳ及びＯＳＤとを分離する。受信部１２７で分離もしくは抽出されたＴＳ及びＯＳＤは、蓄積部１２８に蓄積される。この蓄積部１２８は、例えばハードディスクで構成される。フラッシュメモリなどの半導体メモリで構成してもよい。これによりＴＳに基づく映像の録画が行われる。録画されたＴＳは、ユーザの指示により蓄積部１２８より読み出され、ＴＳ／ＰＳ変換部１２２でＰＳを抽出し、復号部１２３で非圧縮映像信号を得る。同時に、必要に応じてＯＳＤデータも蓄積部１２８から読み出され、ＯＳＤ部１２５で非圧縮のＯＳＤ映像信号を形成する。このＯＳＤ映像信号は、映像合成部１２４において復号部１２３から出力された非圧縮映像信号と映像合成される。録画映像とＯＳＤが合成された非圧縮映像信号は表示部１２９により表示され、ユーザが希望する時間帯で視聴（タイムシフト視聴）することができる。

尚、ＴＶ１２がデジタルチューナ１２１を搭載していれば、ＳＴＢ１１と同様にデジタル放送などを受信して、そのＴＳを蓄積部１２８で録画してタイムシフト視聴できる。さらに、ＴＳ／ＰＳ変換部１２２と復号部１２３を通して得られた非圧縮映像信号と、ＳＴＢ１１より送られてきた非圧縮映像信号とを映像合成部１２４で合成して表示部１２９で２画面同時表示することもできる。デジタルチューナ１１１と１２１が異なるチャネルを受信して２画面合成してもよい。また、地上波デジタルチューナで受信したチャネルの映像と、ケーブルテレビチューナが受信したチャネルの映像とを２画面合成してもよい。ＳＴＢ１１が、デジタルチューナ付ＴＶ１２に内蔵されるデジタルチューナとは異なるデジタルチューナ１１１（すなわちＴＶ１２のデジタルチューナで受信できないチャネルを受信可能なデジタルチューナ）を備えていれば、ＴＶ１２が受信できないチャネルのリアルタイム視聴やタイムシフト視聴が実現できる効果もある。また、ＳＴＢ１１をＴＶ１２から取り外した後も、ＳＴＢで受信して蓄積部１２８に残っている映像を視聴できる効果もある。

デジタルチューナ１１１が、複数のチャネルの同時受信ができるものであれば、送信部１１７で多重化される圧縮映像信号と非圧縮映像信号とは、異なる番組であってもよいのは明らかである。また、送信部１１７が多重する圧縮映像データはＴＳではなく、ＴＳ／ＰＳ変換後のＰＳであってもよい。ＴＳに比べてＰＳはデータ伝送量が少なくなる利点がある。

蓄積部１２８に録画された圧縮映像信号は、符号変換部１３０でさらなる高圧縮化や伝送形式などの符号変換が為された後、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４などのインターフェース部１３１、インターフェース１０４、及びインターフェース部１３２を通して、蓄積部１３８へ転送され得る。映像信号の転送後、モバイルビューワ１４はインターフェース１０４から切り離され、任意の場所に持ち運びが可能となる。そしてモバイルビューワ１４は、ユーザの指示に応じて、蓄積部１３８に記憶された映像を復号部１３３で復号化して表示部１３９で表示する。これにより、ユーザは、モバイルビューワ１４を使用して任意の場所で所望の映像を視聴することができる。

図２は、送信部１１７と受信部１２７の一構成例を示すブロック図である。以下その動作例を説明する。映像合成部１１４（図１）からの非圧縮映像に対応する音声データ２０２、デジタルチューナ１１１（図１）からのＴＳ出力２０３、及びＯＳＤ部１１５（図１）のＯＳＤデータ２０４は、それぞれ送信部１１７のパケット生成部２１１、２１２及び２１３に入力される。パケット生成部２１１〜２１３は、それぞれ入力された信号に基づいて、非圧縮映像信号に多重するために適したパケットを形成する。バッファ部２１４は、パケット生成部２１１〜２１３からのパケットを受け取って、パケット送出の優先順位に従って並べかえ、非圧縮映像信号の帰線期間に合わせて順番に送出する。バッファ部２１４で並べかえたパケットは、ＥＣＣ符号部２１５でエラー訂正用のコードが挿入される。そして、インタリーブ部２１６でビット単位のインタリーブ処理が施されてバーストエラーへの耐性が高められ、多重符号部２１７へ送られる。多重符号部２１７は、映像合成部１１４（図１）からの非圧縮映像信号出力２０１に、上記インタリーブ化されたパケットを多重化する多重化部４０１と、非圧縮映像信号のためのコピー制御フラグを付与するコピーフラグ付与部４０２と、映像信号を暗号化する暗号化処理部４０３と、そして伝送用の符号化を行う伝送用符号化部４０４とを含む。多重符号部２１７の出力は、出力回路２１８を経由して、多重化映像信号２０７として受信部１２７の入力回路２２８に送信される。

入力回路２２８が受信した多重化映像信号は、多重復号部２２７へ送られる。多重復号部２２７は、伝送用符号化を復号する伝送用復号部４１１と、映像信号の暗号化を解く暗号解読部４１２と、コピーフラグを抽出するコピーフラグ抽出部４１３と、非圧縮映像信号２９１と他のパケット・データを分離する分離部４１４とを含む。パケット・データは、デ・インタリーブ回路２２６でインタリーブ処理されて元の信号に復元され、ＥＣＣ復号部２２５でエラー訂正が為された後に、バッファ部２２４に送信される。バッファ部２２４は、パケット・データを一旦保持してパケット復号部２２１〜２２３にそれぞれ出力する。パケット復号部２２１〜２２３は、バッファ部２２４からのパケット・データを復号し、非圧縮映像信号の音声データ２９２と、ＴＳ２９３、及びＯＳＤデータ２９４を得る。これらは図１において、受信部１２７から蓄積部１２８へ送られるデータである。

能力伝達部２２９は、ＴＶの持つ表示能力（表示仕様及び／または表示特性）に関する情報を、能力識別部２１９へ通信線２０８を介して伝える。能力識別部２１９は、上記表示能力に関する情報に基づいて、ＴＶ１２の表示能力を識別して識別結果２０５を出力する。識別結果２０５は、制御部１１６（図１）へ送信される。そして制御部１１６は、接続されたＴＶ１２に適した映像フォーマットを送出するようにＳＴＢ１１内の映像処理または映像出力に関する要素を制御するとともに、ＴＶ１２側の表示能力を確認した上で、本実施例に係る多重化映像信号を送出する。このような構成によって、多重化映像信号を入力可能な構成を備えていない（すなわち従来のインターフェースを持つＴＶ）へは多重映像信号を伝送せず、非圧縮映像信号のみを送出する。このため、従来のインターフェースを持つＴＶとの相互接続性が確保される。このようなＴＶ１２側の能力を伝達する構成としては、例えば、ＶＥＳＡが規定するＥＤＩＤシステムを用いることが好ましい。本実施例において、上記ＴＶの表示能力に関する情報は、例えば表示部１２９の水平及び垂直解像度、色再現範囲、ガンマ特性等を含む。更に、本実施例を有効に利用するためには、上記ＴＶの表示能力に関する情報として、上記以外に、例えば多重化映像信号の表示タイミングを示す映像フォーマット、圧縮映像のビットレート、復号可能な符号化方式の一覧、蓄積部１２８の蓄積容量、空き容量、最大録画速度などの能力を追加して送ると良い。

能力伝達部２２９と能力識別部２１９は、上記の他、機器認証や暗号処理の能力確認にも使われる。例えばＤＶＩやＨＤＭＩでは、この暗号処理として、Digital Content Protection, LLCがライセンスするＨＤＣＰがある。今後、コンテンツの多様化と共に、コンテンツ又は国別に複数の暗号処理を管理することが必要になる可能性がある。このような場合、本実施例において、映像信号の受信側に、複数種類の機器認証や暗号処理のための要素を設け、送信側からの機器認証開始のプロトコルを参照してどの処理が適当かを判別して選択するための自働判別・選択回路を設けてもよい。一方、送信側は、コンテンツの種類や使用される国などを判別し、それに適した暗号処理を選択して切換える自働判別・選択回路を設けてもよい。例えば、ＤＶＤのディスクに記録されているリージョンコードを読み出し、そのリージョンコードで暗号処理を選択すればよい。また、テレビジョン放送においては、その放送局を判別して暗号処理を選択しても良い。

国や事業者の規制により、暗号処理の固定化が必要になる場合もある。このような場合、専用の映像処理装置を新たに準備すると、開発コストが高くなり得る。よって、映像処理装置に複数種類の暗号処理を実行可能な暗号処理部を複数設け、暗号の種類を判別し、その判別結果に対応した暗号処理部を選択する判別・選択回路を設けてもよい。このとき、判別・選択回路は、暗号の種類を自動的に判別し選択動作するようにしてもよい。また、暗号処理の種類をユーザにより設定可能とするための設定回路を設けてもよい。また、この設定回路によって、複数の暗号処理のうち一つを、出荷時において予め設定して固定しておくようにしてもよい。この場合、この設定回路によって暗号処理の種類をユーザが勝手に設定変更できないように、暗号処理の設定変更に係る手続（例えばＳＴＢ１１やＴＶ１２に対するコマンドまたはパスワードの入力等）をユーザに対し秘匿するようにしておくとよい。出荷後において暗号化処理の設定を変更する場合は、特定の条件下（例えばユーザからの料金の課金）において、例えば放送及び／またはインターネット等から上記設定変更に係る手続をダウンロード可能とするようにしてもよい。このようにして、秘匿された上記設定変更に手続が特定の条件下においてユーザに開示され、ユーザによる暗号処理の変更が有効となる。本例を実施するに際して、そのようなサービスを提供するようにしてもよい。更にまた、上記設定変更に係る手続をＤＶＤなどの記憶メディアに記憶しておき、これを設定変更用ＤＶＤとしてユーザに配布するようにしてもよい。

更にまた、各種の暗号処理が使用される場合に、暗号処理のグレードによって、解像度や圧縮映像信号のビットレートなどに制限を設けて画質を変えることもできる。

通信回路２２０と２３０は、通信路２０９を介して双方向通信を行い、図１の制御部１１６と１２６との間で制御情報を送受信するものである。例えば、本実施例における双方向通信として、例えばＨＤＭＩが規定するＣＥＣなどの双方向通信の構成を適用できる。また、ＥＣＣ復号部２２５で訂正できないエラーが発生した場合、ＴＶ１２が本通信路２０９を通してＳＴＢへ再送要求を送信し、ＳＴＢ１１はその再送要求に応答してエラーを生じた圧縮映像信号を再送するようにしてもよい。これにより、誤りの無い録画が可能となる。圧縮／非圧縮映像信号多重化信号２０７に含まれる圧縮映像信号パケットには、タイムスタンプ等の識別番号や記号を付与しておくことにより、エラーパケットの番号や記号を再送要求とともにＴＶ１２がＳＴＢ１１へ送信するようにしてもよい。これにより、再送要求が発生した場合、ＳＴＢ１１はエラーパケットの番号や記号を参照してエラーパケットのみを再送できる。このため、ＳＴＢ１１はエラーの無いパケットを再送する必要が無いので、転送効率が高まる。

前述したバッファ部２１４におけるパケット送出の処理、すなわち優先順位に従ったパケット並べかえ処理について以下に説明する。非圧縮映像信号に多重化して送信されるパケットの伝送容量には限界がある。最優先して送るべきパケットは、映像と同期してリアルタイムに再生が必要な、非圧縮映像信号の音声である。従って、この非圧縮映像信号の音声パケットの優先順位を最も高くして、その配置を最優先して決定する。残った領域には、圧縮映像パケットとＯＳＤパケットを配置する。圧縮映像パケットとＯＳＤパケットの優先順位は、任意に定められるが、ＯＳＤが非圧縮映像信号に関連する（またはその関連性が高い）場合は、ＯＳＤパケットの優先順位を圧縮映像パケットよりも高くしてもよい。ＴＶ１２における圧縮映像の利用の必要性が高い場合は、圧縮映像パケットの優先順位をＯＳＤパケットよりも高くしてもよい。

圧縮映像を蓄積部１２８に送る場合は、該蓄積部１２８の最大録画速度を超えないようにパケットを配置することが必要である。又は、通信路２０９によってフロー制御を行い、パケット送出量を制御してもよい。圧縮映像をＴＶ１２でほぼリアルタイムに再生する場合は、圧縮映像の符号化速度に合わせたパケット送出量制御が必要となる。

尚、非圧縮映像信号のフォーマットによっては、圧縮映像信号を多重化するためのパケット伝送能力が不足する場合がある。この場合は非圧縮映像信号の画素クロックをｎ倍化（ｎは２以上）、または非圧縮映像信号の帰線期間を広げたフォーマットを用いればよい。このようにすれば、圧縮映像信号のパケット伝送能力を向上させることができる。

図３は、圧縮映像のパケット構造の一例を示す図である。図３に示されるように、ＴＳのパケットは、４バイトのヘッダと１８４バイトのアダプテーション（又はペイロード）の合計１８８バイトで構成される。一方、非圧縮映像信号の隙間（例えば帰線期間）にＴＳを多重化するためには、パケットサイズが小さい方が良い。図３では３バイトのヘッダと２８バイトのペイロードでパケットを構成した場合を示している。ＴＳパケット１８８バイトを７個の圧縮映像パケットのペイロードに分割して伝送すると良い。

ヘッダの構成の一例を以下に説明する。１バイト目は、圧縮映像や音声などのパケット種別を表す。２バイト目と３バイト目の合計１６ビットは、７分割されたＴＳパケットの順番（３ビット）、ＴＳパケット番号（１１ビット）、及びコピー制御フラグ（２ビット）に配分すると良い。ＴＳ自体にもタイムスタンプが入っており、これを流用することによってヘッダ内の上記ＴＳパケット番号の１１ビットを省略しても良いが、ヘッダ部に記載しておいた方が使いやすい。このＴＳパケット番号を、パケットを識別するための識別番号として用いて、前述した伝送エラー発生時の再送要求パケット指定を行う。

例えば２０ＭｂｐｓでＨＤ映像を伝送する場合、１８８バイトのＴＳパケットを１秒間に１０．６万個伝送することになる。伝送エラー発生時に送信側に再生要求を行う場合において、通信路２０９の速度が遅く（すなわち転送レートが低く）、エラー情報の伝送に１００ｍＳ必要とすると、少なくとも１万個のＴＳパケットを判別するＴＳパケット番号が必要である。すなわち、ＴＳパケット番号のために１４ビットが必要であり、ヘッダ部の１１ビットでは不十分である。一方、図示したように、７番目の圧縮映像パケットのペイロードには８バイトの空きがある。従って、この空き領域のうち１バイトを、不足したＴＳパケット番号の記載に用いてもよい。もちろん、必要に応じて２〜３バイトを用いてもよい。また、コピーフラグもヘッダでなくこの空き領域に記載してもよい。領域に余裕がある場合は、コピー回数、伝送後タイムシフト視聴を許可する蓄積制限時間、及び／またはＣＧＭＳ−Ｄなども記載できる。さらに多くの情報記載が必要であれば，７個ではなく８個の圧縮映像パケットをＴＳパケット１個に当ててもよい。

図４は、本発明の他の実施例を示すブロック図である。本実施例は、図１に示されたシステム構成のうち、送信部１１７と受信部１２７を、それぞれ図４の送信部２３０と受信部２５０に変更したものである。本実施例は、送信部２３０と受信部２５０は、映像信号を送信する３本のデータ線２７１、２７２、２７３と、クロック信号を送信するクロック線２７４を含むインターフェースで互いに接続されているものとする。３本のデータ線は、例えば赤、緑、青それぞれの非圧縮映像信号の伝送に用いられる。クロック線はデータ受信のための基準クロックを伝送するものである。またデータ線は、クロック線を通るクロック周期の間に１０個のデータを送るものとする。多重符号化部２３１〜２３３及び２３５、出力回路２４１〜２４４、入力回路２５１〜２５４、多重復号部２６１〜２６４は、それぞれ図２の多重符号化部２１７、出力回路２１８、入力回路２２８、多重復号部２２７に相当するものであり、その詳細な説明は省略する。尚、図２に示された他のブロックは、ここではその説明を省略している。

スイッチ２４５がクロック供給部２３４を選択した場合が、図２の実施例に相当する。本実施例では、映像データ伝送の高速化が必要な場合、スイッチ２４５を多重符号化部２３５へ切換えて、クロック線もデータ線として用い、映像データ伝送量を４／３倍化するものである。この場合、入力データをＴＶ１２側で再生する為の基準クロックは、クロック線で送信されるクロック信号ではなく、各データ線の信号から基準クロックを抽出して用いれば良い。このために、各入力回路２５１〜２５４の受信信号の全てもしくは少なくとも一つをＰＬＬ２５６へ導き、入力データからクロック成分を抽出すればよい。クロック成分の抽出にはバンドパスフィルタなどをＰＬＬなどと組み合わせればよい。勿論、ＰＬＬはＤＬＬで置き換えてもよい。

さて、映像データには各種のフォーマットがあり、基準クロックが数多くある。上記のようにデータ線からクロック抽出してそれを基準クロックとして用いる場合、基準クロック周期を正確に検出する必要があり、そのために多大な時間を要する。本実施例では、初期状態ではスイッチ２４５はクロック供給部２３５を選択し、クロック供給部２３５からの基準クロックをクロック線２７４により受信部２５０へ伝送する。これにより、容易に基準クロック周期を受信部２５０へ伝えることができる。従って、本実施例によれば、基準クロックの周期に係る初期設定のための時間を短縮できる効果がある。

図２の形態で説明された、ＴＶ１２の表示能力に関する情報をＳＴＢ１１に伝達するための構成みを用いれば、受信部２５０が、クロック線をデータ線として使うモードを持っているかどうかを送信部２３０へ伝えることができる。初期設定のクロック周期抽出に必要な時間も同様に伝えることができる。また、図２に示された双方向通信路２０９を用いれば、初期設定が終了したことを受信部２５０から送信部２３０に伝えることもできる。

図５は、本発明の他の実施例を示すブロック図である。本実施例は、図１に示されたシステム構成のうち、送信部１１７と受信部１２７を、それぞれ図４の送信部２４０と受信部２６０に変更したものである。図４に示された実施例と同じ構成要素については、同一の番号を付している。本実施例は、図４に示されたＰＬＬ部も構成要素として必要であるが、図面の簡略化のために記載を省略している。そして本実施例では、図４に示された実施例に対し、入力回路２５５、多重復号部２６５、多重符号化部２５８、そして出力回路２５７が追加されている。

図５では、クロック線を使ってデータを送る際に、ＳＴＢ１１からＴＶ１２ではなく、逆にＴＶ１２からＳＴＢ１１へデータを伝送する機能を持っていることを特徴とする。初期状態では、出力回路２５７はＯＦＦ状態となっており、図４に示された実施例と同様に、ＳＴＢ１１の送信部２４０から受信部２６０へデータとクロックを伝送する。各データのクロック抽出動作の開始後は、クロック線でもデータを伝送できる状態になる。このタイミングで、出力回路２４４をＯＦＦ状態とした後、出力回路２５７の動作を開始させ、受信部２６０から送信部２４０へデータを逆送りさせる。このとき、クロック周期を初期状態と同一のクロック周期としておけば、この逆送させたクロック線でもクロックの抽出を他のデータ線と同様にすることができる。もちろん、クロック線でデータを逆送させている間、データ線では送信部２４０から受信部２６０への映像データを送り続けている。

図６は、図１に示されたシステム構成において、この逆方向のデータ伝送の機能を用いる場合の、映像信号の流れの一例を示したものである。ＴＶ１２は蓄積部１２８に録画された圧縮映像信号をこのクロック線による逆方向のデータ伝送でＳＴＢ１１へ送り、ＳＴＢ１１の持つＴＳ／ＰＳ変換部１１２と復号部１１３で非圧縮映像信号に復号する。そして、データ線を通してＴＶ１２へ送り返し、表示部１２９でその復号された映像信号に基づく映像を表示することができる。また、蓄積部に録画されたＯＳＤも表示させる必要があるならば、同様にクロック線でＳＴＢ１１のＯＳＤ回路に送り、映像合成部１１４で非圧縮映像信号と映像合成してＴＶ１２へ送ればよい。

この機能により、復号部を持たないＴＶでも、蓄積部に録画した映像信号を再生表示して視聴することができる。復号部を持っているＴＶでも、その復号部が圧縮映像に使われている符号化方式に対応していない場合も同様である。更に、ＴＶ発売時点で存在しなかった新符号化方式を使った高圧縮放送などが始まった場合にも、ＴＶの録画機能やタイムシフト視聴の機能が使える利点もある。また、符号化だけではなく、ＴＶで対応していない著作権保護の方式が採用されている圧縮映像をＴＶで録画した場合であっても、ＳＴＢがその方式に対応していれば、録画された圧縮映像信号をＳＴＢへ送って著作権保護処理と復号処理を行うようにしてもよい。そして上記と同様に、著作権保護処理と復号処理がなされた映像信号をＴＶ側へ非圧縮映像信号として送り返すことにより、当該映像信号に基づく映像の表示が可能となる。

次に、図５に示された入力回路２５４、２５５と出力回路２４４、２５７の回路構成の一例を図７に示す。図７の説明の前に、入力回路と出力回路の基本的な構成例を図８に示しその動作を説明する。出力回路３１は、出力制御部３１１とトランジスタ３１２、３１３、定電流源３１４で、入力回路３２は終端抵抗３３６、３３７、差動判別部３３８とを含む。

出力制御部３１１はトランジスタ３１２と３１３のＯＮ／ＯＦＦ動作を、（ＯＮ−ＯＦＦ）又は（ＯＦＦ−ＯＮ）の組み合わせとなるように切換える。（ＯＮ−ＯＦＦ）時は信号線３２１に定電流源３１４と同じ電流が流れて終端抵抗３３６の両端に電圧が発生し、信号線３２２には電流が流れないので終端抵抗３３７の両端電圧は０となる。（ＯＦＦ−ＯＮ）時は信号線３２１に電流が流れないので終端抵抗３３６の両端電圧は０、信号線３２２には定電流源３１４と同じ電流が流れて終端抵抗３３７の両端に電圧が発生する。いわゆる差動伝送である。この終端抵抗の電位差を差動判別部３３８で検出して論理レベルを決定する。

図７の構成は、図８に示した入力回路と出力回路の構成をそのまま使って並列に接続した構成となっている。並列に接続された２つの出力回路は同時に動作させられないので、動作状態ではない出力回路の出力制御部３３１（又は３１１）がトランジスタ３１２及び３１３（またはトランジスタ３３２及び３３３）を（ＯＦＦ−ＯＦＦ）となるように制御する。入力回路は双方とも動作状態としてもよいし、使用しない側の終端抵抗３１６、３１７（又は３３６、３３７）を切り離しても良い。また、差動判別部３１８（又は３３８）の動作を停止させて低消費電力化しても良い。

図９は、本発明の他の実施例を示すブロック図で、映像処理装置として２つのＴＶ１５及び１６を使用している。すなわち、本実施例は、図１に示されたＳＴＢ１１が表示部を持ちＴＶとなった例である。図１に示された実施例と同様に、映像インターフェース１０４を通して、ＴＶ１５からＴＶ１６へ非圧縮映像信号と圧縮映像信号を多重化した多重化映像信号を送り、非圧縮映像信号はＴＶ１６の表示部１２９で表示される。一方、圧縮映像は蓄積部１２８で録画され、ユーザの希望する時間に再生されて表示部１２９で表示される。

送受信部１５７と１６７の一構成例を図１０に示す。この例では、データ線２７１とクロック線２７４の双方とも双方向伝送を可能としている。具体的な入力回路と出力回路の構成は図７と同様としてもよい。送受信部１５７から１６７へデータを伝送する場合、データは多重符号化部２３１から出力回路２４１を経て入力回路２５１及び多重復号部２６１へ供給される。一方、クロック信号はクロック供給部２３５から出力回路２４４を経て入力回路２５４及びＰＬＬ２８３へ供給される。逆に、送受信部１６７から１５７へデータを伝送する場合、データは多重符号化部２８２から出力回路２８１を経て入力回路２７１及び多重復号部２７２へ供給される。一方、クロック信号はクロック供給部２８４から出力回路２５７を経て入力回路２５５及びＰＬＬ２７４へ伝送される。

このように、ＴＶ１５または１６に、映像信号を逆に伝送する機能を持たせれば次のように動作される。すなわち、図９の破線で示すように、ＴＶ１６の蓄積部１２８で録画した圧縮映像をＴＶ１５へ送り、ＴＶ１５のＴＳ／ＰＳ変換部１５２と復号部１５３で非圧縮映像信号を形成し、表示部１５９で表示することができる。もちろん、ＴＶ１６のＴＳ／ＰＳ変換部１２２と復号部１２３で非圧縮映像信号を形成した後にＴＶ１５へ伝送し、表示部１５９に表示させても良い。

本実施例によれば、デジタルチューナや蓄積部、復号部、著作権保護の各種のリソースを、互いに接続した２台のＴＶ（映像処理装置）の間で融通しあうことができる。

以上の実施例では、映像処理装置としてＳＴＢとＴＶの例を示したが、レコーダやＤＶＤプレーヤなどの映像信号源や、モニタなどの組み合わせでも同様な効果が期待できる。

上記詳細に説明された本発明の実施形態を利用すれば、１つのインターフェースに、パケット化されていないリアルタイム非圧縮映像信号とパケット化された圧縮映像信号とを同時に伝送することができる。すなわち、１つのインターフェースで、互いに異なる規格に従った複数のデジタル映像信号を伝送することが可能となる。これを用いたＴＶなどの映像処理装置においては、ＳＴＢ等の信号源からの非圧縮映像信号をＴＶの表示部にリアルタイムに表示しながら、同時に伝送される圧縮映像信号をＴＶに内蔵されたＨＤＤ等の記憶装置に録画して別の時間で視聴することが可能となる。つまり、ある映像コンテンツのリアルタイムの映像とタイムシフトされた映像の両方を一画面上に同時に表示することが可能となり、当該映像コンテンツについてリアルタイム視聴とタイムシフト視聴の両方が可能となる。

さらには、非圧縮映像伝送インターフェースの高速伝送可能な物理層をデータ伝送に使うことで、非圧縮映像信号の伝送が不要な場合は、多数の圧縮映像信号の伝送や、短時間での映像転送が可能になる効果もある。

さらに、上記の実施形態によれば、各種の著作権保護技術へ適切に対応することが可能となり、フェアユース条件内での良好な視聴を実現できる効果もある。

本発明は、一つのインターフェースで非圧縮映像信号と圧縮映像信号を多重化して伝送するための映像信号の伝送方法に適用される。特に、映像処理装置間、例えばＳＴＢ等の映像信号源とＴＶ等の映像表示装置との間で映像信号の送受信を行う場合に有効である。

１１…ＳＴＢ、１２…ＴＶ、１４…モバイルビューワ、３１…出力回路、３２…入力回路、３３〜３４…入出力回路、１０１〜１０２…ＲＦ信号、１０３〜１０４…映像信号インターフェース、１１１〜１２１…デジタルチューナ、１１２〜１２２…ＴＳ／ＰＳ変換部、１１３、１２３、１３３…復号部、１１４、１２４…映像合成部、１１５、１２５…ＯＳＤ部、１１６、１２６…制御部、１１７、２３０、２４０…送信部、１２７、２５０、２６０…受信部、１２８、１３８…蓄積部、１２９、１３９…表示部、１３０…符号変換部、１３１、１３２…インターフェース部、２１１、２１２、２１３…パケット生成部、２１４、２２４…バッファ、２１５…ＥＣＣ符号化部、２１６…インタリーブ部、２１７…多重符号化部、２１８…出力回路、２１９…能力識別部、２２０、２３０…通信回路、２２１〜２２３…パケット復号部、２２５…ＥＣＣ復号部、２２６…デ・インタリーブ部、２２７…多重復号部、２２８…入力回路、２２９…能力伝達部、２３１〜２３４、２５８、２８２…多重符号化部、２４１〜２４４、２５７…出力回路、２３５、２８４…クロック供給部、２５１〜２５５…入力回路、２５６、２７４、２８３…ＰＬＬ部、２６１〜２６５、２７２…多重復号部、３１１、３３１…出力制御部、３１２〜３１３、３３２〜３３３…トランジスタ、３１４、３３４…電流源、３１６〜３１７、３３７〜３３６…終端抵抗、３１８、３３８…差動判別部、４０１…多重化部、４０２…コピーフラグ付与部、４０３…暗号処理部、４０４…伝送用符号化部、４１１…伝送用符号復号部 ４１２…暗号解読部、４１３…コピーフラグ抽出部、４１４…分離部

Claims (20)

1. 映像信号伝送方法において、
   映像信号処理装置に入力された圧縮映像信号をデコーダにより復号して非圧縮映像信号を生成するステップと、
   前記生成された非圧縮映像信号の帰線期間部分に圧縮映像信号を多重するステップと、
   前記映像信号処理装置から前記多重化映像信号を送信するステップと、
   を含むことを特徴とする映像信号伝送方法。
2. 映像信号伝送方法において、
   同期信号を含むパケット化されていない非圧縮映像信号に、パケット化された圧縮映像信号を映像信号処理装置によって多重するステップと、
   前記映像信号送信装置から前記多重化映像信号を送信するステップと、
   を含むことを特徴とする映像信号伝送方法。
3. 請求項２に記載の映像信号伝送方法において、前記圧縮映像信号は、トランスポート・ストリーム又はプログラム・ストリームであり、その１パケットをさらに複数のパケットに分割し、該分割パケットのヘッダに、それぞれ識別番号を付与したことを特徴とする映像信号伝送方法。
4. 請求項２に記載の映像信号伝送方法において、前記多重化映像信号に多重されたパケットにエラー発生した場合は、前記映像信号送信装置に接続された通信線を介して、当該エラー発生パケットを指定して前記映像信号送信装置に再送要求をすることを特徴とする映像信号伝送方法。
5. 請求項２に記載の映像信号伝送方法において、前記パケットのヘッダ又はペイロードが、前記非圧縮映像信号と異なるコピーフラグを含むことを特徴とする映像信号伝送方法。
6. 映像処理装置において、
   パケット化されていない非圧縮映像信号へ圧縮映像信号を多重化した多重化映像信号を入力する入力部と、
   前記入力部に入力された多重化映像信号から、非圧縮映像信号と圧縮映像信号とを分離する分離部と、
   前記分離部によって分離された非圧縮映像信号に基づく映像を表示可能な表示部と、を備えることを特徴とする映像処理装置。
7. 請求項６に記載の映像処理装置において、前記分離部で分離された圧縮映像を録画する映像蓄積部を更に備えることを特徴とする映像処理装置。
8. 請求項６に記載の映像処理装置において、前記多重化映像信号から得られた圧縮映像信号を復号化した映像信号に基づく第１映像と、前記多重化映像信号から得られた非圧縮映像に基づく第２映像とを、前記表示部に２画面表示可能にしたことを特徴とする映像処理装置。
9. 請求項６の映像処理装置に記載の映像処理装置において、前記分離部で分離された圧縮映像信号を外部へ出力するための出力部を更に備えることを特徴とする映像処理装置。
10. 請求項７の映像処理装置に記載の映像処理装置において、圧縮映像信号を含むデジタル放送信号を受信するデジタルチューナと、該デジタルチューナで受信した圧縮映像信号を復号する復号部とを更に備え、前記復号部は、前記映像蓄積部から読み出した圧縮映像信号を復号するためにも用いることが可能なことを特徴とする映像処理装置。
11. 請求項７の映像処理装置に記載の映像処理装置において、前記映像蓄積部に録画された圧縮映像信号を符号変換する符号変換部と、該符号辺幹部によって符号変換された映像信号を外部装置へ送信する送信部を更に備えることを特徴とする映像処理装置。
12. 映像信号処理装置において、
    入力された圧縮映像信号を復号して非圧縮映像信号を生成するデコーダと、
    前記デコーダで生成された非圧縮映像信号に圧縮映像信号を多重する映像信号多重部と、
    前記映像信号多重部で多重化された映像信号を送信する送信部と、
    を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
13. 映像処理装置において、
    データ線により映像信号を送信または受信し、クロック線によりクロック信号を送信または受信するためのインターフェース部と、
    前記クロック線により送信または受信する信号として、前記クロック信号と映像信号とを切換える切換部と、
    を備えることを特徴とする映像処理装置。
14. 請求項１３に記載の映像処理装置において、前記インターフェース部は、前記クロック線を介して外部装置へクロック信号を送り、該外部装置が該クロック信号に基づく準備が完了した後に、前記切換部は、前記クロック線で送信または受信する信号として、前記クロック信号から映像信号に切換えることを特徴とする映像処理装置。
15. 請求項１３に記載の映像処理装置において、前記クロック線における映像信号の伝送方向は、前記データ線における映像信号の伝送方向と逆方向であることを特徴とする映像処理装置。
16. 映像処理装置において、
    一つのインターフェースで送信または受信される映像信号に対し、複数種類の暗号化処理を施す複数の暗号処理部と、
    前記複数の暗号処理部の、いずれか一つを選択するための選択部と、
    を備えることを特徴とする映像処理装置。
17. 請求項１６に記載の映像処理装置において、前記選択部は、暗号化されたユーザからの変更指示に応答して前記暗号処理部の選択を行うことを特徴とする映像処理装置。
18. 請求項１６に記載の映像処理装置において、非圧縮映像信号と圧縮映像信号とを多重化した多重化映像信号の入力又は出力が可能であり、前記非圧縮映像信号と前記圧縮映像信号とで共通の暗号を用いることを特徴とする請求項１６の映像処理装置。
19. 映像信号処理装置において、
    インターフェース部に入力された圧縮映像信号を復号して非圧縮映像信号を生成するデコーダと、
    前記デコーダで生成された非圧縮映像信号を、前記インターフェース部を通じて送り返す送信部と、
    を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
20. 映像信号処理装置において、
    入力又は蓄積された圧縮映像信号を出力するインターフェース部と、
    前記インターフェース部を通じて入力される非圧縮映像信号を表示する表示部
    を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
    

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