JP2018133704A

JP2018133704A - 映像信号伝送装置

Info

Publication number: JP2018133704A
Application number: JP2017026279A
Authority: JP
Inventors: 昭宏加藤; Akihiro Kato
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2037-02-15
Also published as: JP6853060B2

Abstract

【課題】カメラ映像信号に重畳するインジケータ信号を、ドット抜けなく伝送することができる映像信号伝送装置を提供することにある。【解決手段】映像信号伝送装置は、カメラアダプタで画像圧縮前にインジケータ信号を取り出し、１フィールド分のインジケータ信号を複数のスライスに分割後、分割した各スライスをパケット化するとともに、映像信号の複数フィールドの転送期間に分けてカメラ制御装置へ伝送し、カメラ制御装置内のフィールドメモリで複数スライスのインジケータ信号を１フィールドに合成して、画像伸張後の映像信号に重畳する。【選択図】図１

Description

本発明は、映像信号伝送装置に関し、映像信号に重畳されるインジケータ信号の伝送を行う映像信号伝送装置に適用可能である。

地上デジタル放送システムなどでは、カメラにより撮影された映像を伝送装置により伝送することが行われている。

ＨＤＴＶ（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）カメラからカメラ制御装置（ＣＣＵ）へ光ケーブルやトライアックス（三重同軸）ケーブルで映像信号を伝送する際、ＣＣＵ側で映像を見ながらカメラの色調補正やガンマ補正を行うための位置合わせのガイドとして、映像信号中に１ビットのインジケータ信号を付加しておき、ＣＣＵでそのインジケータ信号を映像信号の輝度信号または色差信号に加算して、映像信号に重畳することがある。

このとき、本来のカメラ映像信号にはできるだけ影響を与えないようにするため、インジケータ信号は色差信号の最下位ビットに挿入する方法が一般的である。

一例として、特許文献１（特開２０１１−２２３３８１号公報）のように、トライアックスケーブルでのインジケータ信号の伝送方式として、ＳＤ−ＳＤＩ（Standard Definition - Serial Digital Interface）信号の下位１ビットにダウンコンバートしたインジケータ信号を多重し、パリティビットと兼用する方式がある。

特開２０１１−２２３３８１号公報

しかしながら、特許文献１の方式は、ＳＤ−ＳＤＩの禁止コードの発生を防ぐためにインジケータ信号をパリティビットに置き換える場合があり、圧縮映像信号のパターンによってはインジケータ信号にドット抜けが生じる、といった課題がある。また、圧縮後の映像フォーマットがＳＤ−ＳＤＩ以外の場合は適用できない、といった課題もある。

本発明の目的は、カメラ映像信号に重畳するインジケータ信号を、ドット抜けなく伝送することができる映像信号伝送装置を提供することにある。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。

すなわち、映像信号伝送装置は、カメラアダプタで画像圧縮前にインジケータ信号を取り出し、１フィールド分のインジケータ信号を複数のスライスに分割後、分割した各スライスをパケット化するとともに、映像信号の複数フィールドの転送期間に分けてカメラ制御装置へ伝送し、カメラ制御装置内のフィールドメモリで複数スライスのインジケータ信号を１フィールドに合成して、画像伸張後の映像信号に重畳する。

上記映像信号伝送装置によれば、インジケータ信号を、ドット抜けなく伝送することが可能である。

本発明に係る映像信号伝送装置の構成例を示す図である。本発明に係るインジケータ信号の画面分割方法の一例を示す図である。本発明に係るインジケータ信号のＴＳパケット配列の一例を示す図である。圧縮された画像データとインジケータ信号との転送の一例を示す図である。

以下、実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

図１は、本発明に係る映像信号伝送装置の構成例を示す図である。

本発明に係る映像信号伝送装置は、テレビジョンカメラとカメラ制御装置との間でトライアックス（三重同軸）ケーブルを介してシリアルデジタル信号を双方向伝送するデジタルトライアックスシステムを、映像信号伝送装置の一例として説明する。なお、トライアックスケーブル１１を例とするが、他の任意の回線(例えば、光ケーブル等)が用いられてもよい。

本発明に係る映像信号伝送装置は、ＨＤＴＶ（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）カメラ１と、カメラアダプタＣＡと、トライアックスケーブル１１と、カメラ制御装置ＣＣＵと、を有している。カメラアダプタＣＡとカメラ制御装置ＣＣＵとは、離隔した場所に設置することが可能である。

カメラアダプタＣＡは、シリアル−パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２と、Ｙ／Ｃ分離部３と、画像圧縮回路４と、画面分割部７と、複数のＴＳ（トランスポート・ストリーム）パケット生成部５，６、８と、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調回路９と、送受切り替えスイッチ１０と、を備える。

カメラ制御装置ＣＣＵは、送受切り替えスイッチ１２と、ＯＦＤＭ復調回路１３と、画像伸張部１４と、画面合成部１５と、フィールドメモリ１６と、インジケータ多重部１７と、キャラクタ多重部１８と、複数のパラレル−シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）１９、２０と、を備える。

本発明の映像信号伝送装置は、以下の様に構成される。

ＨＤＴＶカメラ１の映像信号に１ビットで多重された１フィールド分のインジケータ信号を、画像圧縮前に取り出す取出手段としてＹ／Ｃ分離部３が設けられる。そして、前記取り出した１フィールド分のインジケータ信号は複数個のスライスに分割される。１フィールド分のインジケータ信号を複数個のスライスに分割する分割手段として、画面分割部７が設けられる。前記複数個のスライスとして分割されたインジケータ信号は圧縮後の画像データの複数フィールドの転送期間に分けてカメラ制御装置ＣＣＵへ伝送される。この伝送手段としてＴＳパケット生成部８が設けられる。カメラ制御装置ＣＣＵは、伝送された複数個のスライス化されたインジケータ信号を、カメラ制御装置ＣＣＵ内に設けられたフィールドメモリ１６で１フィールドに合成する。この合成手段として、画面合成部１５が設けられる。前記１フィールドに合成されたインジケータ信号は、画像伸張後の映像信号の輝度信号（Ｙ）または色差信号（Ｃ）の最下位ビットに重畳される。この重畳手段としてインジケータ多重部１７が設けられる。

すなわち、映像信号伝送装置を含む映像伝送システムは、カメラアダプタＣＡで画像圧縮前にインジケータ信号を取り出し、１フィールド分のインジケータ信号を複数個のスライスに分割後、ＴＳ（トランスポート・ストリーム）パケット化して、圧縮後の画像データの複数フレーム期間かけてカメラ制御装置ＣＣＵへ伝送し、カメラ制御装置ＣＣＵ内のフィールドメモリ１６で複数スライスのインジケータ信号を１フィールドに再合成して、画像伸張後の映像信号の輝度信号（Ｙ）または色差信号（Ｃ）の最下位ビットに重畳する。

以下、図１から図４を用いて、本発明に係る映像信号伝送装置の動作の一例を、さらに、詳細に説明する。

図１を参照して、ＨＤＴＶカメラ１でカメラ映像信号とインジケータ信号が多重され、ＨＤ−ＳＤＩ（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎ−シリアル・デジタル・インターフェース）信号としてカメラアダプタＣＡに送られる。カメラアダプタＣＡの初段のシリアル−パラレル変換部２でパラレルデータに戻し、Ｙ／Ｃ分離部３で輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃ）に分離され、画像圧縮回路４に送られる。一方、色差信号（Ｃ）に多重されたインジケータ信号は画面分割部７に送られる。

画像圧縮回路４は、入力された映像（画像）の信号（輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃ））について、例えば、ＭＰＥＧ２−ＴＳ、Ｈ．２６４等の圧縮方式で画像圧縮を行い、その圧縮結果（圧縮画像データ）は、ＴＳパケット生成部６に送られる。

画面分割部７では、取り出した1フィールド分のインジケータ信号を複数個のスライスに分割する。画面分割部７での処理内容を図２に示す。ＨＤＴＶ１フィールドの有効サイズは、この例では、水平１９２０ピクセル、垂直５４０ラインであるが、伝送量を下げるためにあらかじめ水平は１／２に間引きして９６０ピクセルとする。次に、垂直方向を１２分割（１Ｓ−１２Ｓ）して１スライス４６ラインのブロックに分割する。この分割された１スライス分のインジケータ信号は、図１のＴＳ（トランスポート・ストリーム）パケット生成部８に送られて、図３に示されるように、ＴＳパケットに変換される。１スライス分のＴＳパケットは圧縮された画像データの１フィールド分の転送期間（１／５９．９４秒）をかけて、カメラ制御装置ＣＣＵ側に伝送される。このときの１スライス分のインジケータ信号の伝送ビットレートは、９６０×４６×５９．９４≒２．６５Ｍｂｐｓとなる。図４には、圧縮された画像データとスライス化されたインジケータ信号との転送の関係が示される。第１時刻ｔ１において、圧縮画像データの第１フィールド目の画像データ（１Ｆ）の転送が開始されるとした場合、１フィールド目の画像データ（１Ｆ）の転送と同期して、インジケータ信号の第１番目のスライス（１Ｓ）が転送される。第２時刻ｔ２において、圧縮画像データの第２フィールドの画像データ（２Ｆ）の転送時に、２フィールド目の画像データ（２Ｆ）の転送と同期して、インジケータ信号の第２番目のスライス（２Ｓ）が転送される。同様にして、第３時刻ｔ３において、圧縮画像データの第３フィールド目の画像データ（３Ｆ）の転送時に、３フィールド目の画像データ（３Ｆ）の転送と同期して、インジケータ信号の第３番目のスライス（３Ｓ）が転送される。その後、順次、第４フィールド目の画像データ（４Ｆ）、第４番目のスライス（４Ｓ）から第１１フィールド目の画像データ（１１Ｆ）、第１１番目のスライス（１１Ｓ）の転送が送付される。そして、第１２時刻ｔ１２において、圧縮画像データの第１２フィールド目の画像データ（１２Ｆ）の転送時に、１２フィールド目の画像データ（１２Ｆ）の転送と同期して、インジケータ信号の第１２番目のスライス（１２Ｓ）が転送される。このようにして、カメラ制御装置ＣＣＵに対して、１２フィール分の圧縮された画像データの転送と、１フィールド分（１２スライス分）のインジケータ信号の転送が行われる。例えば、１秒間に、６０フィールド分の圧縮された画像データを転送する方式の場合、１秒間に、５フィールド分のインジケータ信号の転送が行われる。

次に、図１のＴＳ（トランスポート・ストリーム）パケット生成部８の動作を説明する。ＴＳパケット生成部８は、１スライス分のインジケータ信号を伝送に適したＴＳパケットへ変換する。図３にそのＴＳパケットのデータ配列を示す。データ配列は、１ワードが８ビットとされており、４ワードのヘッダ部（ＴＳＨｅａｄｅｒ）と、１８４ワードのインジケータ信号部（ＩＮＳＧＰ）を含む。ヘッダ部の先頭ワードは４７ｈ（ｈは１６進数を示す）で、２番目のワードは３４ｈとする。３・４番目ワードはブロック番号（ＢＮ）を示す。図２の一番目のスライス（１Ｓ）の部分に示すように、１スライス（９６０×４６）は、３０個（０−２９）のＴＳパケット（８×１８４）により構成される。インジケータ信号の１フィールド分には１２スライスあるため、１フィールド内でそのＴＳパケットがどの位置に相当するかを示す識別番号が３０×１２＝３６０個必要である。この識別番号を示すためにブロック番号（ＢＮ）が設けられる。ブロック番号（ＢＮ）には、０〜３５９の番号が２ワードを使って割り当てられる。

図１のＴＳパケット生成部５および６では、圧縮した画像およびオーディオ／ＣＰＵデータに対して同様のＴＳパケット生成を行い、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調回路９にてＯＦＤＭ信号に変換される。送受切り替えスイッチ１０では送信と受信を一定の時間で交互に切り替えて時分割双方向伝送を行い、カメラアダプタＣＡではリターン信号を受信する。次に、トライアックスケーブル１１を経て、カメラ制御装置ＣＣＵに送られ、送受切り替えスイッチ１２を経てＯＦＤＭ復調回路１３に入る。

ＴＳパケット化されたインジケータ信号は画面合成部１５にて、ヘッダ部のブロック番号（ＢＮ）情報を元にフィールドメモリ１６に書き込まれてマッピングされる。これにより、１フィールド分のインジケータ信号がフィールドメモリ１６内で合成される。

一方で、圧縮映像は画像伸張部１４でＨＤＴＶ映像信号にデコードされ、インジケータ多重部１７にて、映像信号のフレーム同期コードにより映像信号に同期してフィールドメモリ１６からインジケータ信号を読みだして、映像信号の輝度信号（例えば、Ｙ）または色差信号（例えば、Ｐｂ、Ｐｒ）の最下位１ビットに加算することで、映像信号にインジケータ信号を多重する。

インジケータ信号の多重された映像信号は、キャラクタ多重部１８でメニュー等の文字情報を多重され、パラレル−シリアル変換部１９でＨＤ−ＳＤＩ信号に変換され、モニタ用としてカメラ制御装置ＣＣＵから出力される。一方で、オンエア用の映像信号は、画像伸張部１４からの映像信号をそのままパラレル−シリアル変換部２０でＨＤ−ＳＤＩ信号に変換されてカメラ制御装置ＣＣＵから出力される。

実施形態によれば、カメラ映像信号に重畳するインジケータ信号を、ドット抜けなく、ＴＳパケット化して、効率良く伝送することができる。また、インジケータ信号を複数スライスに分割後、複数フィールド期間に分けて伝送するので、圧縮後の映像フォーマットがＳＤ−ＳＤＩ以外の場合、例えばＭＰＥＧ２−ＴＳのような場合でも適用でき、且つ、インジケータ単独で伝送でき、さらに、伝送レートも自由に変えることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、ＨＤＴＶ１フィールドの有効サイズは、水平１９２０ピクセル、垂直５４０ラインとしたが、水平１９２０ピクセル、垂直１０８０ラインでもよい。また、取り出した1フィールド分のインジケータ信号を１２個のスライスに分割したが、２４個のスライスに分割しても良いし、１０個のスライスに分割しても良い。

１：ＨＤＴＶカメラ、２：シリアル−パラレル変換部、３：Ｙ／Ｃ分離部、４：画像圧縮回路、５、６、８：ＴＳパケット生成部、７：画面分割部、９：ＯＦＤＭ変調回路、１０、１２：送受切り替えスイッチ、１１：トライアックスケーブル、１３：ＯＦＤＭ復調回路、１４：画像伸張回路、１５：画面合成部、１６：フィールドメモリ、１７：インジケータ多重部、１８：キャラクタ多重部、１９、２０：パラレル−シリアル変換部

Claims

カメラアダプタで画像圧縮前にインジケータ信号を取り出し、１フィールド分のインジケータ信号を複数のスライスに分割後、分割した各スライスをパケット化するとともに、映像信号の複数フィールドの転送期間に分けてカメラ制御装置へ伝送し、カメラ制御装置内のフィールドメモリで複数スライスのインジケータ信号を１フィールドに合成して、画像伸張後の映像信号に重畳することを特徴とする映像信号伝送装置。
ＨＤＴＶカメラからカメラ制御装置へ映像信号を画像圧縮して時分割双方向伝送を行うデジタルトライアックスシステムにおいて、
前記ＨＤＴＶカメラの映像信号に１ビットで多重された１フィールド分のインジケータ信号を、画像圧縮前に取り出す取出手段と、
前記取り出したインジケータ信号を複数個のスライスに分割する分割手段と、
前記分割した複数個のスライスのインジケータ信号を、複数フィールド期間をかけて、前記カメラ制御装置へ伝送する伝送手段と、
前記カメラ制御装置において、前記伝送された複数個のスライスされたインジケータ信号をフィールドメモリで１フィールドに合成する合成手段と、
前記合成されたインジケータ信号を画像伸張後の映像信号に重畳する手段と、
を備えたことを特徴とする映像信号伝送装置。
請求項２において、
前記合成されたインジケータ信号は、輝度信号（Ｙ）または色差信号（Ｃ）の最下位ビットに重畳されることを特徴とする映像信号伝送装置。
請求項２において、
前記分割手段は、前記取り出したインジケータ信号を、１２個のスライスへ分割し、
前記１２個のスライスは、圧縮された画像データの１２フィールド分の転送期間にかけて、順次、前記カメラ制御装置へ伝送されることを特徴とする映像信号伝送装置。
請求項２において、
前記伝送手段は、１つのスライスを、ヘッダ部とインジケータ部とを含むパケットに変換し、
前記ヘッダ部は、前記パケットの１フィールド内での位置に相当する識別番号を含むことを特徴とする映像信号伝送装置。