JP2021072590A

JP2021072590A - 映像信号送信装置、映像信号受信装置、および映像信号送信方法

Info

Publication number: JP2021072590A
Application number: JP2019199755A
Authority: JP
Inventors: 禎仁齋藤; Sadahito Saito
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2021-05-06

Abstract

【課題】ＳＤＩ方式が用いられる場合に、パソロジカル信号の発生頻度を低減する。【解決手段】映像信号送信装置８００は、映像信号をＳＤＩ方式で送信する映像信号送信装置であって、スクランブル処理が施される前の有効映像期間における映像信号に、特定パターンが所定回連続して現れたか否かを判定する特定パターン判定手段８０１と、特定パターンが所定回連続して現れたときに、輝度信号のＬＳＢを反転する輝度信号変換手段８０２とを含む。【選択図】図６

Description

本発明は、映像信号送信装置、映像信号受信装置、および映像信号送信方法に関する。

映像信号を伝送するシステムの中には、ＳＤＩ（Serial Digital Interface）方式で映像データを送信する映像信号送信装置を含むシステムがある。ＳＤＩ方式では、例えば１０ビットのＲＧＢデータまたはＹ、Ｐｂ（Ｃｂ）、Ｐｒ（Ｃｒ）データを含む映像信号は、スクランブル回路で、スクランブルが施されることによってランダム化される。以下、スクランブルが施されたデータをＳＤＩ信号とする。スクランブルは、伝送信号のマーク率を平均的に１／２にするために実行される。

図８は、スクランブル回路およびデスクランブル回路を示すブロック図である。図８（ａ）に示すスクランブル回路は、１０個のＤ型フリップフロップと、３個の排他的論理和回路を含む。スクランブル回路は、生成多項式（Ｘ^９＋Ｘ^４＋１）（Ｘ＋１）によって、入力信号にスクランブルを施す。図８（ｂ）に示すデスクランブル回路は、スクランブル回路の処理と逆の処理を行って、スクランブル回路への入力信号を復元する。

図８（ａ）に示すスクランブル回路において、Ｄ型フリップフロップが多段接続されているが、多段接続されているＤ型フリップフロップは、シフトレジスタとして機能する。

映像信号に対してスクランブルが施されてＳＤＩ信号が生成されると、一水平期間内で、ＨレベルまたはＬレベルが継続するパターンの信号が発生することがある。例えば、図９に示すようなパソロジカル信号（パソロジカルパターン）が発生することがある。

パソロジカル信号として、図９（ａ）に示すような１ビットのＨレベルと１９ビットのＬレベルが続くパターン（パソロジカルパターン＃１）がある。また、パソロジカル信号として、図９（ｂ）に示すような２０ビットのＨレベルと２０ビットのＬレベルとが続くパターン（パソロジカルパターン＃２）がある。

例えば、伝送速度が約１．５Ｇ（ｂ／ｓ）のＨＤ（High Definition ）−ＳＤＩ信号が使用される場合、一般に、ＡＣ結合の伝送系が使用される。パソロジカルパターン＃１が発生すると、伝送系において、伝送エラーが発生しやすくなる。なお、パソロジカルパターン＃１の反転パターンが発生する場合も、伝送エラーが発生しやすくなるという課題がある。

ＳＤＩ信号を受信する映像信号受信装置は、例えばＰＬＬ(Phase Locked Loop )回路を備えている。ＰＬＬ回路は、受信信号からクロック信号を再生する。パソロジカルパターン＃２は、ＨレベルからＬレベルへの遷移およびＬレベルからＨレベルへの遷移が少ないパターンである。そのようなパソロジカルパターン＃２は、クロック信号の再生を困難にする。なお、パソロジカルパターン＃２の反転パターンが発生する場合も、クロック信号の再生が困難になるという課題がある。

１２Ｇ−ＳＤＩ信号の伝送速度は、約１．５Ｇ（ｂ／ｓ）のＨＤ−ＳＤＩ信号や約３Ｇ（ｂ／ｓ）の３Ｇ−ＳＤＩ信号の伝送速度よりも高速の約１２Ｇ（ｂ／ｓ）である。したがって、１２Ｇ−ＳＤＩを使用する場合には、ＨＤ−ＳＤＩや３Ｇ−ＳＤＩを使用する場合に比べて、伝送路損失が大きくなる。よって、パソロジカルパターン＃１およびパソロジカルパターン＃２に起因する上記の課題がより顕著になる。

特開２００４−１２８９８６号公報

パソロジカル信号でエラーの発生確率を高くしている要因は、例えば、映像信号において特定のビットパターンが一水平期間内で連続して発生することである。

なお、特許文献１には、パソロジカルパターン＃１（または、その反転パターン）を発生させる特定のビットパターンとして、１または０が１９連続するパターンが連続するパソロジカル信号が、映像信号における輝度信号の値が１６進数表示で１９８、色差信号が１６進数表示で３００のとき等が例示されている。

本発明は、ＳＤＩ方式が用いられる場合に、パソロジカル信号の発生頻度を低減できる映像信号送信装置、映像信号受信装置、および映像信号送信方法を提供することを目的とする。

本発明による映像信号送信装置は、映像信号をＳＤＩ方式で送信する映像信号送信装置であって、スクランブル処理が施される前の有効映像期間における映像信号に、特定パターンが所定回連続して現れたか否かを判定する特定パターン判定手段と、特定パターンが所定回連続して現れたときに、輝度信号のＬＳＢを反転する輝度信号変換手段と含む。

本発明による映像信号受信装置は、ＳＤＩ方式の映像信号を受信する映像信号受信装置であって、輝度信号のＬＳＢが反転されたビット位置を示す位置指定データが映像信号に設定されているか否かを判定する位置指定データ判定手段と、位置指定データ判定手段が、位置指定データが映像信号に設定されていると判定したときに、デスクランブル処理が施された後の映像信号における輝度信号のＬＳＢを反転する輝度信号復元手段とを含む。

本発明による映像信号送信方法は、映像信号をＳＤＩ方式で送信する映像信号送信方法であって、スクランブル処理が施される前の有効映像期間における映像信号に、特定パターンが所定回連続して現れたか否かを判定し、特定パターンが所定回連続して現れたときに、輝度信号のＬＳＢを反転する。

本発明によれば、パソロジカル信号の発生頻度を低減できる。

映像信号送信装置の一例を示すブロック図である。映像信号の構成例を示す説明図である。映像信号送信装置の動作を示すフローチャートである。映像信号受信装置の一例を示すブロック図である。映像信号受信装置の動作を示すフローチャートである。映像信号送信装置の主要部を示すブロック図である。映像信号受信装置の主要部を示すブロック図である。スクランブル回路およびデスクランブル回路を示すブロック図である。パソロジカルパターンを示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の映像信号送信装置１０の一例を示すブロック図である。本実施形態の映像信号送信装置１０は、連続性検出部１０１、輝度信号変換部１０２、位置データ設定部１０３、およびスクランブル部１０４を含む。なお、本実施形態では、Ｙ、Ｐｂ（Ｃｂ）、Ｐｒ（Ｃｒ）データを含む映像信号を例にする。

連続性検出部１０１は、映像信号送信装置１０に入力された映像信号の有効映像領域において、パソロジカル信号を発生させることになるｎビットのデータのパターン（パソロジカル信号になりうるビット列）が、直前のｎビットのデータのパターンと一致するか否かを判定する。そして、連続性検出部１０１は、同一ビットパターンのｎビットのデータの連続回数がｍを越えたか否かを判定する。例えば、ＳＭＰＴＥ（Society of Motion Picture and Television Engineers）規格ＲＰ１９８で規定されているＳＤＩのチェック・フィールド信号（パソロジカルテスト信号）はｎ＝２０の信号である。ｎの値は任意に定めうるが、チェック・フィールド信号のビット長に倣って、本実施形態でも、ｎ＝２０とする。ｍは、パソロジカル信号が発生したときに、ｍ回以上継続しないようにするためのしきい値である。

輝度信号変換部１０２は、連続性検出部１０１がパソロジカル信号になりうるビット列の連続回数がｍを越えたという条件が成立したときに、映像信号の有効映像期間における輝度信号のＬＳＢ（Least Significant Bit ）をビット反転する。なお、輝度信号変換部１０２は、映像信号における輝度信号以外をそのまま通過させる。また、輝度信号変換部１０２は、ＬＳＢのビット反転を行わなかったときには、映像信号における輝度信号をそのまま通過させる。

位置データ設定部１０３は、有効映像期間におけるビット反転した位置（水平サンプル位置）を示すデータである位置指定データ（ＬＳＢ反転情報）を、ＨＡＮＣ領域（水平ブランキング領域）に設定する。

図２は、映像信号の構成例を示す説明図である。パラレル・デジタルビデオ信号のフォーマットは、ＥＡＶ(End of Active Video ）、ＨＡＮＣ（Horizontal Ancillary）領域（水平ブランキング領域）、ＳＡＶ（Start of Active Video ）、有効映像領域を含む。

スクランブル部１０４は、位置データ設定部１０３からの映像信号にスクランブルを施す。そして、スクランブル部１０４は、スクランブル化された映像信号をＳＤＩ信号として出力する。

次に、図３のフローチャートを参照して本実施形態の映像信号送信装置１０の動作を説明する。

映像信号送信装置１０には、同一ビットパターンを判定するためのｎの値およびｍの値が予め設定されている。なお、本実施形態では、ｎは２０である。また、ｍは１であってもよい。

連続性検出部１０１は、映像信号（具体的には、有効映像領域におけるｎビットのデータ）が入力されると（ステップＳ１０１）、映像信号の有効映像領域におけるｎビットのデータを一時記憶する（ステップＳ１０２）。

連続性検出部１０１は、次の２０ビットの映像信号（具体的には、有効映像領域におけるｎビットのデータ）が入力されると（ステップＳ１０３）、そのｎビットのデータを、一時記憶されているｎビットのデータと比較する（ステップＳ１０４）。一致した場合には、ステップＳ１０５に移行する。一致しない場合には、ステップＳ１０９に移行する。なお、連続性検出部１０１は、ステップＳ１０４の処理を実行すると、一時記憶されているｎビットのデータを、ステップＳ１０３において入力されたｎビットのデータに置き換える。

ステップＳ１０５で、連続性検出部１０１は、一致回数を計数するカウンタの値を１増やす。なお、連続性検出部１０１は、ステップＳ１０４の処理で一致しないと判定したときには、カウンタの値を０にする。連続性検出部１０１は、カウンタの値を確認し、カウンタの値がｍを越えた場合には、ステップＳ１０７に移行する。カウンタの値がｍを越えていない場合には、ステップＳ１０９に移行する。

ステップＳ１０７で、輝度信号変換部１０２は、輝度信号のＬＳＢを反転する。次いで、位置データ設定部１０３は、輝度信号変換部１０２が反転したビットの位置を示す位置指定データを、ＨＡＮＣ領域にアンシラリデータとして設定する（ステップＳ１０８）。

ステップＳ１０９で、スクランブル部１０４は、映像信号にスクランブル処理を施し、ＳＤＩ信号として出力する（ステップＳ１１０）。

次に、本実施形態の映像信号受信装置の構成を説明する。図４は、映像信号受信装置２０の一例を示すブロック図である。映像信号受信装置２０は、デスクランブル部２０１、位置指定データ検出部２０２、および輝度信号復元部２０３を含む。なお、映像信号送信装置１０と映像信号受信装置２０とは、ＳＤＩケーブルによって接続される。

デスクランブル部２０１は、映像信号受信装置２０に入力されたＳＤＩ信号にデスクランブルを施す。デスクランブルされた信号は、位置指定データ検出部２０２に入力される。

位置指定データ検出部２０２は、デスクランブルされた信号のＨＡＮＣ領域（水平ブランキング領域）に位置指定データが設定されているか否かを判定する。

輝度信号復元部２０３は、位置指定データに基づいて、輝度信号がビット反転される前の映像信号を復元する。

次に、図５のフローチャートを参照して本実施形態の映像信号受信装置２０の動作を説明する。

映像信号送信装置１０に接続されるＳＤＩケーブルを通してＳＤＩ信号が映像信号受信装置２０に入力されると（ステップＳ２０１）、デスクランブル部２０１は、ＳＤＩ信号にデスクランブルを施し、スクランブル化される前の映像信号を再生する（ステップＳ２０２）。

位置指定データ検出部２０２は、再生した映像信号に、位置指定データが含まれているか否かを検出する（ステップＳ２０３）。具体的には、位置指定データ検出部２０２は、再生した映像信号のＨＡＮＣ領域に位置指定データが存在するか否かを判定する。位置指定データが存在する場合には、ステップＳ２０４に移行する。位置指定データが存在しない場合には、ステップＳ２０５に移行する。

ステップＳ２０４で、輝度信号復元部２０３は、輝度信号において位置指定データが示す位置のビットを反転する。すなわち、輝度信号復元部２０３は、映像信号送信装置１０においてビット反転される前の輝度信号を復元する。ステップＳ２０５で、輝度信号復元部２０３は、映像信号を出力する。

以上に説明したように、本実施形態の映像信号送信装置１０は、パソロジカル信号になりうるビット列を所定回検出すると、ビット列中の１ビットの値を反転する。したがって、パソロジカル信号の継続時間が抑制される。

また、映像信号送信装置１０は、反転された輝度信号のビットの位置を示す位置指定データがＨＡＮＣ領域に設定されたＳＤＩ信号を伝送するので、映像信号受信装置２０は、容易に、本来の輝度信号を復元できる。

なお、映像信号受信装置２０は、輝度信号を復元する処理を実行しなくてもよい。映像信号送信装置１０は、色差信号に変更を加えることなく、輝度信号の１ビットのみを変更するので、映像信号受信装置２０が輝度信号を復元する処理を実行しなくても、映像信号受信装置２０が再生する映像の品質の低下の程度は小さい。また、映像信号送信装置１０に入力される映像信号にパソロジカル信号になりうるビット列が連続して発生する可能性は高くないので、この点からも、映像の品質の低下の程度は小さいといえる。

次に、本発明の映像信号送信装置の概要を説明する。図６は、本発明による映像信号送信装置の主要部を示すブロック図である。映像信号送信装置８００は、映像信号をＳＤＩ方式で送信する映像信号送信装置であって、スクランブル処理が施される前の有効映像期間における映像信号に、特定パターンが所定回連続して現れたか否かを判定する特定パターン判定手段８０１（例えば、連続性検出部１０１）と、特定パターンが所定回連続して現れたときに、輝度信号のＬＳＢを反転する輝度信号変換手段８０２（例えば、輝度信号変換部１０２）とを備える。

そのような構成により、パソロジカル信号の発生によって、伝送エラーが生ずる可能性を低減することができる。

次に、本発明の映像信号受信装置の概要を説明する。図７は、本発明による映像信号受信装置の主要部を示すブロック図である。映像信号受信装置９００は、ＳＤＩ方式の映像信号を受信する映像信号受信装置であって、輝度信号のＬＳＢが反転されたビット位置を示す位置指定データが映像信号に設定されているか否かを判定する位置指定データ判定手段９０１（例えば、位置指定データ検出部２０２）と、位置指定データ判定手段９０１が、位置指定データが映像信号に設定されていると判定したときに、デスクランブル処理が施された後の映像信号における輝度信号のＬＳＢを反転する輝度信号復元手段９０２（例えば、輝度信号復元部２０３）とを備える。

１０映像信号送信装置
２０映像信号受信装置
１０１連続性検出部
１０２輝度信号変換部
１０３位置データ設定部
１０４スクランブル部
２０１デスクランブル部
２０２位置指定データ検出部
２０３輝度信号復元部
８００映像信号送信装置
８０１特定パターン判定手段
８０２輝度信号変換手段
９００映像信号受信装置
９０１位置指定データ判定手段
９０２輝度信号復元手段

Claims

映像信号をＳＤＩ方式で送信する映像信号送信装置であって、
スクランブル処理が施される前の有効映像期間における映像信号に、特定パターンが所定回連続して現れたか否かを判定する特定パターン判定手段と、
前記特定パターンが所定回連続して現れたときに、輝度信号のＬＳＢを反転する輝度信号変換手段と
を備えたことを特徴とする映像信号送信装置。
輝度信号変換手段が輝度信号のＬＳＢを反転した場合に、反転されたビット位置を示す位置指定データを映像信号に設定する位置指定データ設定手段を備えた
請求項１記載の映像信号送信装置。
位置指定データ設定手段は、位置指定データを、水平ブランキング領域に設定する
請求項２記載の映像信号送信装置。
ＳＤＩ方式の映像信号を受信する映像信号受信装置であって、
輝度信号のＬＳＢが反転されたビット位置を示す位置指定データが映像信号に設定されているか否かを判定する位置指定データ判定手段と、
前記位置指定データ判定手段が、前記位置指定データが映像信号に設定されていると判定したときに、デスクランブル処理が施された後の映像信号における輝度信号のＬＳＢを反転する輝度信号復元手段と
を備えたことを特徴とする映像信号受信装置。
映像信号をＳＤＩ方式で送信する映像信号送信方法であって、
スクランブル処理が施される前の有効映像期間における映像信号に、特定パターンが所定回連続して現れたか否かを判定し、
前記特定パターンが所定回連続して現れたときに、輝度信号のＬＳＢを反転する
ことを特徴とする映像信号送信方法。
輝度信号のＬＳＢを反転した場合に、反転されたビット位置を示す位置指定データを映像信号に設定する
請求項５記載の映像信号送信方法。
位置指定データを、水平ブランキング領域に設定する
請求項６記載の映像信号送信方法。