JP3460345B2 - ビデオカメラシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラシステムに
関し、特にカメラヘッドユニットとカメラコントロール
ユニットとの間をデジタル伝送方式で双方向通信可能な
ビデオカメラシステムに関する。 【０００２】 【従来の技術】今日において、撮像素子により生成され
た撮像信号に基づいて画像信号を形成し、並びに音声信
号を信号処理するカメラヘッドユニットと、このカメラ
ヘッドユニットから供給された画像信号及び音声信号を
信号処理するカメラコントロールユニットとが双方向に
通信可能に接続されたビデオカメラシステムが普及して
いる。 【０００３】従来、上記ビデオカメラシステムのカメラ
ヘッドユニットとカメラコントロールユニットとの間の
伝送は、アナログ伝送により行われており伝送路が長く
なるに従って通信信号が劣化するという問題点を生じて
いた。 【０００４】また、上記アナログ伝送によるビデオカメ
ラシステムは、カメラヘッドユニット側やカメラコント
ロールユニット側に各種の周辺機器を接続して、該周辺
機器とカメラヘッドユニットやカメラコントロールユニ
ットとの通信を可能とするものが求められているが、通
信信号の伝送量を増加させることが困難であるという問
題点を生じていた。 【０００５】このため、近年、上記通信信号の劣化を抑
え、かつ伝送量を増加させるためにカメラヘッドユニッ
トとカメラコントロールユニットとの間の伝送のデジタ
ル化が進められている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記アナロ
グ伝送の場合には、伝送路が長くなるに従ってアナログ
通信信号の劣化が大きくなり、これに伴い画質の劣化が
大きくなるが、アナログ通信信号の検出限界まで画像の
再現が可能である。 【０００７】一方、上記デジタル伝送の場合には、伝送
路で劣化したデジタル通信信号を受信部でエラー訂正し
て再生するため、伝送路が長くなるに従ってデジタル通
信信号劣化が大きくなるが、デジタル通信信号の劣化が
エラー訂正の能力範囲内の際には、該デジタル通信信号
がエラー訂正により再生されて画像の劣化が抑えられ
る。しかし、デジタル通信信号の劣化がエラー訂正の能
力限界以上の際には、エラー訂正が行われずに、再生画
像にビットエラーを生じて、画像の認識が十分に行えな
いほど画質が急激に劣化という問題点を生じている。 【０００８】本発明に係るビデオカメラシステムは、以
上のような問題点に鑑み、長距離化された伝送路で通信
信号を十分に再現するビデオカメラシステムを提供する
ことを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】この目的を達成した本発
明に係るビデオカメラシステムは、カメラヘッドユニッ
トとカメラコントロールユニットとの間で双方向にデジ
タル通信可能なビデオカメラシステムであって、上記カ
メラヘッドユニットは、レート設定信号に基づき伝送ビ
ットレート及びキャリア周波数が可変設定自在で、画像
信号に付加するエラー訂正符号や誤り検出信号や音声信
号を該画像信号に多重化して上記カメラコントロールユ
ニットに送信するヘッド送信部と、上記カメラコントロ
ールユニットから受信した画像信号及び該画像信号に多
重化されたレート設定信号や音声信号を分離するヘッド
受信部と、上記ヘッド受信部で分離されたレート設定信
号を、上記ヘッド送信部に設定するレート設定手段とが
設けられ、上記カメラコントロールユニットは、上記カ
メラヘッドユニットから受信した画像信号及び該画像信
号に多重化された誤り検出信号やエラー訂正符号や音声
信号を分離するコントロール受信部と、上記コントロー
ル受信部で分離された誤り検出信号の誤り率を検出し
て、該誤り率の増加に応じて上記伝送ビットレート及び
キャリア周波数を低下させるレート設定信号を生成する
レート設定信号生成手段と、上記レート設定信号生成手
段で生成されたレート設定信号や音声信号を画像信号に
多重化して、上記カメラヘッドユニットに送信するコン
トロール送信部とが設けられる。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【作用】以上の構成を備える本発明に係るビデオカメラ
システムによれば、カメラヘッドユニットで誤り検出信
号を画像信号に多重化して、該カメラヘッドユニットか
らカメラコントロールユニットに伝送路を介して送出
し、該カメラコントロールユニットにおいて、該誤り検
出信号の誤り率の増加に応じて伝送ビットレートを低下
させるレート設定信号を生成する。このレート設定信号
を上記カメラコントロールユニットで画像信号に多重化
して、該カメラコントロールユニットからカメラヘッド
ユニットに送出して、該カメラヘッドユニットの伝送ビ
ットレートを可変設定可能である。 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【実施例】以下、本発明に係るビデオカメラシステムの
好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。 【００１６】本発明に係るビデオカメラシステムは、双
方向にデジタル通信可能なカメラヘッドユニット１０
と、カメラコントロールユニット２０とを備える。 【００１７】上記カメラヘッドユニット１０は、被写体
を撮像して撮像信号を生成する撮像部３０と、この撮像
部３０から供給された撮像信号から画像信号を生成して
カメラコントロールユニット２０に送信するヘッド送信
部１１と、カメラコントロールユニット２０から画像信
号を受信するヘッド受信部１５とが設けられる。 【００１８】上記撮像部３０は、ＣＣＤイメージセンサ
や撮像管等の撮像素子が備えられて、該撮像素子により
被写体から入射された赤色（以下Ｒと称する。）、緑色
（以下Ｇと称する。）、青色（以下Ｂと称する。）の撮
像光を光電変換してＲ、Ｇ、Ｂの撮像信号を生成する。 【００１９】上記ヘッド送信部１１は、撮像部３０から
Ｒ、Ｇ、Ｂの撮像信号が供給され、ヘッド受信部１５か
らレート設定信号が供給される画像処理回路１２と、音
声信号が供給され、ヘッド受信部１５からレート設定信
号が供給される音声処理回路１３と、上記音声信号やコ
マンド信号や誤り検出信号のパケットを形成して、該パ
ケットを時分割多重する多重回路１４とを有する。 【００２０】上記パケットは、図２に示すように１走査
線分の画像信号の終点であるＥＡＶ信号から、次の画像
信号の始点であるＳＡＶ信号までのブランキング領域に
形成される。 【００２１】上記画像処理回路１２は、撮像部３０から
供給されたＲ、Ｇ、Ｂの撮像信号より輝度信号Ｙ（Ｙ＝
０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ）及び色差信号Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙからなる本線画像信号を形成し、上記ヘッド
受信部１５から供給されるレート設定信号に応じて、該
本線画像信号に付加するＣＲＣ符号等のエラー訂正符号
の付加量や伝送ビットレート及びキャリア周波数を可変
設定自である。 【００２２】上記本線画像信号の伝送ビットレートの可
変設定は、例えば上記レート設定信号に応じて、上記
Ｒ、Ｇ、Ｂの撮像信号に基づいて輝度信号Ｙ：色差信号
Ｒ−Ｙ：色差信号Ｂ−Ｙの情報量を４：４：４として、
輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの伝送ビットレ
ートを１３．５Ｍサンプル／秒とする４：４：４モード
か、又は色情報の情報量が１／２となるように色情報と
して視覚的に影響の大きい低周波帯域成分を残して高周
帯成分をカットしたＲ、Ｇ、Ｂの撮像信号に基づいて、
色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを形成して輝度信号Ｙ：色差信
号Ｒ−Ｙ：色差信号Ｂ−Ｙの情報量を４：２：２とし
て、輝度信号Ｙの伝送ビットレートを１３．５Ｍサンプ
ル／秒とし、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの伝送ビットレー
トを６．７５Ｍサンプル／秒とする４：２：２モードか
を切り換えることにより行う。 【００２３】上記レート設定信号は、上記カメラヘッド
ユニット１０からカメラコントロールユニット２０に供
給された誤り検出信号の誤り率が増加した際に、上記
４：４：４モードから上記４：２：２モードに切換え設
定するように形成される。この４：４：４モードから上
記４：２：２モードへの切換えにより色差信号Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙの情報量が１／２となる。 【００２４】このため、例えば、１サンプルのビット数
を１０ビットとした場合、上記４：４：４モード時の伝
送ビットレートの４０５Ｍｂｐｓと、上記４：２：２モ
ード時の伝送ビットレート時の２７０Ｍｂｐｓとの情報
量の差分である１３５Ｍｂｐｓを、エラー訂正符号の増
加量として新たに上記本線画像信号に該エラー訂正符号
を付加することにより、上記カメラコントロールユニッ
ト２０での本線画像信号の誤り訂正率を増加させて、該
本線画像信号の再現性を向上させる。 【００２５】或いは、上記４：４：４モードから上記
４：２：２モードに切換えることにより、色差信号Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙの情報量が１／２となり、必要とされる伝送
帯域が減少し、図３に示すように上記４：４：４モード
におけるキャリア周波数ｆ₁を、上記４：２：２モード
で低周波側のキャリア周波数ｆ₂に切り換える。ここ
で、一般に同軸ケーブル等の伝送路での信号の減衰量
（ｄＢ）は、周波数の１／２乗に比例することから、キ
ャリア周波数を低周波とすることにより、本線画像信号
の該伝送路での減衰量を減少させて、上記カメラコント
ロールユニット２０での該本線画像信号のＳ／Ｎを増加
させて、該本線画像信号の再現性を向上させる。 【００２６】上記音声処理回路１３は、マイクロホンに
より音声が音響−電気変換されたマイクデータや周辺機
器で生成されたインカムデータ等の音声信号に応じて本
線音声信号を生成して、上記レート設定信号に基づく上
記４：４：４モード／４：２：２モードの切換えに応じ
て、該本線音声信号の伝送ビットレート及びキャリア周
波数を可変設定する。 【００２７】上記多重回路１４は、レート設定信号に基
づく上記４：４：４モード／４：２：２モードの切換え
に応じて、伝送ビットレート、エラー訂正符号の付加
量、及びキャリア周波数が可変設定された本線画像信
号、及び本線音声信号が上記画像処理回路１２、及び音
声処理回路１３から供給され、該本線画像信号にエラー
訂正符号を付加し、上記本線音声信号を時間軸圧縮し
て、該時間軸圧縮された音声信号やコマンド信号や誤り
検出信号によるパケットを形成して、該パケットを該エ
ラー訂正符号が付加された本線画像信号のブランキング
領域に時分割多重して、カメラコントロールユニット２
０に送出する。 【００２８】以上の構成によるヘッド送信部１１では、
上記上記４：４：４モードから４：２：２モードに切換
えた際に、本線画像信号に付加するエラー訂正符号の付
加量を増加し、かつキャリア周波数を低下させる。ま
た、本線画像信号に時分割多重された誤り検出信号を、
上記伝送路を介してカメラコントロールユニット２０に
送出する。 【００２９】上記ヘッド受信部１５は、上記カメラコン
トロールユニット２０から供給されたパケットが時分割
多重されたリターン画像信号を分離する分離回路１６
と、この分離回路１６から供給された信号を分解する分
解回路１７と、この分解回路１７から供給された信号を
デコードするレートデコード回路１８とを有する。 【００３０】上記分離回路１６は、上記カメラコントロ
ールユニット２０から供給されたリターン画像信号から
パケットを分離し、分離されたパケットをリターン音声
やエラー訂正符号が付加されたレート設定信号やコマン
ド信号に分離し、該リターン音声信号を時間軸伸張し、
該時間軸伸張されたリターン音声信号をＰＧＭデータや
インカムデータに分解し、該エラー訂正符号が付加され
たレート設定信号やコマンド信号を上記分解回路１７に
送出する。 【００３１】上記分解回路１７は、供給された信号をエ
ラー訂正符号が付加されたレート設定信号とコマンド信
号とに分解し、該分解されたコマンド信号を内部コマン
ドデータや外部コマンドデータに分解し該エラー訂正符
号が付加されたレート設定信号を上記レートデコード回
路１８に送出する。 【００３２】レートデコード回路１８は、エラー訂正符
号が付加されたレート設定信号が供給され、該レート設
定信号を該エラー訂正符号で訂正し、該訂正後のレート
設定信号を上記ヘッド送信部１１に送出する。 【００３３】以上のように、分解回路１６よりコマンド
信号及びエラー訂正符号が付加されたレート設定信号が
供給されて、該エラー訂正符号が付加されたレート設定
信号をコマンド信号から分解し、該レート設定信号をエ
ラー訂正符号を用いて訂正し、該訂正されたレート設定
信号をヘッド送信部１１に送出する分解回路１７及びレ
ートデコード回路１８は、レート設定手段を構成する。 【００３４】上記ヘッド受信部１５では、上記ヘッド送
信部１１でパケット化されて上記カメラコントロールユ
ニット２０に送出された誤り検出信号の誤り率に基づ
く、レート設定信号が該カメラコントロールユニット２
０から供給されて、このレート設定信号が供給されたレ
ートデコード回路１８において、レート設定信号に付加
されたエラー訂正符号を用いて訂正し、該訂正されたレ
ート訂正信号を上記ヘッド送信部１１に送出する。 【００３５】上記カメラコントロールユニット２０は、
カメラヘッドユニット１０に画像信号を送信するコント
ロール送信部２１と、カメラヘッドユニット１０から画
像信号を受信するコントロール受信部２５とが設けられ
る。 【００３６】上記コントロール送信部２１は、上記コン
トロール受信部２５から誤り率信号が供給されて誤り率
に応じたレート設定信号を生成し、該レート設定信号に
エラー訂正符号を付加するレート設定信号生成回路２２
と、該エラー訂正符号が付加されたレート訂正信号とコ
マンド信号とを結合させる結合回路２３と、本線音声信
号が信号処理されたＰＧＭデータや周辺機器から供給さ
れたインカムデータ等のリターン音声信号を時間軸圧縮
し、該時間軸圧縮されたリターン音声信号、レート設定
信号、及びコマンド信号のパケット化を形成して、リタ
ーン画像信号のブランキング領域に該パケットを多重化
する多重回路２４とを有する。 【００３７】上記コントロール送信部２１では、上記カ
メラヘッドユニット１０から上記コントロール受信部２
５に供給された誤り検出信号の誤り率を表す誤り率信号
が、該コントロール受信部２５から供給されて、レート
設定信号生成回路２２で該誤り率信号に基づいて、上記
カメラヘッドユニット１０のヘッド送信部１１の伝送ビ
ットレート、本線画像信号へのエラー訂正符号の付加
量、及びキャリア周波数を設定するレート設定信号が生
成され、該レート設定信号にエラー訂正符号が付加され
る。このため、通信信号の劣化が著しく大きい場合にお
いても、多重回路２４から該カメラヘッドユニット１０
にエラー訂正符号が正確に供給される。 【００３８】上記コントロール受信部２５は、上記カメ
ラヘッドユニット１０から供給された本線画像信号から
パケットを分離し、このパケットから本線音声信号や誤
り検出信号を分離して、該本線音声信号を時間軸伸張す
る分離回路２６と、該誤り検出信号を検出する誤り検出
回路２７と、該誤り検出回路２７で検出された誤り信号
の誤り率を推定して、該推定に基づく誤り率信号を生成
して上記コントロール送信部２１に送出する誤り率推定
回路２８とを有する。 【００３９】上記コントロール受信部２５では、上記カ
メラヘッドユニット１０でパケット化された誤り検出信
号が供給されて、該誤り検出信号の誤り率に基づいて誤
り率信号を生成して上記コントロール送信部２１に送出
する。また、本線音声信号をマイクデータやインカムデ
ータに分解し、コマンド信号を内部コマンドデータや外
部コマンドデータに分解する。 【００４０】以上のように、分離回路２６で分離された
誤り検出信号が供給されて、該誤り検出信号の誤り率か
ら上記伝送路の通信信号の誤り率を推定して、この誤り
率に応じてレート設定信号を生成する劣化誤り検出回路
２７、誤り率推定回路２８、及びレート設定信号生成回
路２２は、レート設定信号生成手段を構成する。 【００４１】以上の構成によるビデオカメラシステムで
は、本線画像信号に多重化された誤り検出信号をカメラ
ヘッドユニット１０からカメラコントロールユニット２
０に送出して、該カメラコントロールユニット２０で誤
り検出信号の誤り率を推定することにより、伝送路での
通信信号の劣化を推定する。該誤り率が所定値以上とな
った際に、カメラコントロールユニット２０からカメラ
ヘッドユニット１０に伝送ビットレート及びキャリア周
波数を下げ、かつ本線画像信号へのエラー訂正符号の付
加量を増加させるように指示を行う。 【００４２】このため、上記ビデオカメラシステムで
は、伝送路での通信信号の劣化が生じた際には、伝送ビ
ットレートを低下させることで、通信信号の情報密度を
減少させて、情報信号の復調を容易として、該通信信号
の再現性を向上させる。また、伝送ビットレートを低下
させることで、通信信号の情報量を減少させて、該通信
信号に付加するエラー訂正符号を増加させることで、該
通信信号の誤り訂正率を向上させ、該通信信号の再現性
を向上させる。また、伝送ビットレートを低下させるこ
とで、通信信号の情報量を減少させて、伝送帯域を低下
させキャリア周波数を低下させることで、該通信信号の
Ｓ／Ｎを向上させ、該通信信号の再現性を向上させる。 【００４３】なお、上記実施例においては、誤り検出信
号が伝送路で劣化した際に、例えば４：４：４モードか
ら４：２：２モードに切り換える場合について説明した
が、本発明に係るビデオカメラシステムはこのような切
換えに限定されるものでは無く、誤り検出信号の劣化の
度合いに応じて伝送ビットレートやキャリア周波数を可
変設定する場合や、４：２：２モードから該４：２：２
モードの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの情報量を１／２にデ
ータ圧縮し、このデータ圧縮に応じて伝送ビットレート
を低下させる４：１：１モードに切り換える場合にも適
用可能である。 【００４４】また、上記実施例においては、レート設定
信号に応じて伝送ビットレート及び画像信号に付加する
エラー訂正符号の付加量、又は伝送ビットレート及びキ
ャリア周波数を可変設定する場合について説明したが、
本発明に係るビデオカメラシステムはこのような場合に
限定されるものでは無く、例えば伝送ビットレートを低
下させて生じた空き情報情報量の所定情報量分を画像信
号に付加するエラー訂正符号の付加量とし、残りの空き
情報の情報量分だけ伝送帯域を減少させ、キャリア周波
数を低下させて、レート設定信号に応じて伝送ビットレ
ート、画像信号に付加するエラー訂正符号の付加量、及
びキャリア周波数を可変設定する場合やレート設定信号
に応じてキャリア周波数を可変設定する場合にも適用可
能である。 【００４５】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るビデオカメラシステムによれば、カメラヘッドユニッ
トで誤り検出信号を画像信号に多重化して、該カメラヘ
ッドユニットからカメラコントロールユニットに伝送路
を介して送出し、該カメラコントロールユニットにおい
て、該誤り検出信号の誤り率の増加に応じて伝送ビット
レート及びキャリア周波数を低下させるレート設定信号
を生成する。このレート設定信号を上記カメラコントロ
ールユニットで画像信号に多重化して、該カメラコント
ロールユニットからカメラヘッドユニットに送出して、
該カメラヘッドユニットの伝送ビットレート及びキャリ
ア周波数を可変設定可能である。 【００４６】 【００４７】 【００４８】 【００４９】 【００５０】このため、伝送路での通信信号の劣化が生
じた際には、伝送ビットレートを低下させることで通信
信号の情報量を減少させて、伝送帯域を低下させキャリ
ア周波数を低下させることで、該通信信号のＳ／Ｎを向
上させ、該通信信号の再現性を向上させて、伝送路が長
距離化されても通信信号の再現を十分に行えるビデオカ
メラシステムの提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係るビデオカメラシステムの要部のブ
ロック図である。 【図２】上記ビデオカメラシステムにより画像信号のブ
ランキング領域に多重化されたパケットの概略構造図で
ある。 【図３】上記ビデオカメラシステムの伝送帯域図であ
り、図（ａ）に４：４：４モードの伝送帯域図を示し、
図（ｂ）に４：２：２モードの伝送帯域図を示す。 【符号の説明】 １０ カメラヘッドユニット １１ ヘッド送信部 １５ ヘッド受信部 １７ 分解回路 １８ レートデコード回路 ２０ カメラコントロールユニット ２１ コントロール送信部 ２２ レート設定信号生成回路 ２５ コントロール受信部 ２７ 誤り検出回路 ２８ 誤り率推定回路

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】カメラヘッドユニットとカメラコントロー
   ルユニットとの間で双方向にデジタル通信可能なビデオ
   カメラシステムであって、 上記カメラヘッドユニットは、レート設定信号に基づき
   伝送ビットレート及びキャリア周波数が可変設定自在
   で、画像信号に付加するエラー訂正符号や誤り検出信号
   や音声信号を該画像信号に多重化して上記カメラコント
   ロールユニットに送信するヘッド送信部と、上記カメラ
   コントロールユニットから受信した画像信号及び該画像
   信号に多重化されたレート設定信号や音声信号を分離す
   るヘッド受信部と、上記ヘッド受信部で分離されたレー
   ト設定信号を、上記ヘッド送信部に設定するレート設定
   手段とが設けられ、 上記カメラコントロールユニットは、上記カメラヘッド
   ユニットから受信した画像信号及び該画像信号に多重化
   された誤り検出信号やエラー訂正符号や音声信号を分離
   するコントロール受信部と、上記コントロール受信部で
   分離された誤り検出信号の誤り率を検出して、該誤り率
   の増加に応じて上記伝送ビットレート及びキャリア周波
   数を低下させるレート設定信号を生成するレート設定信
   号生成手段と、上記レート設定信号生成手段で生成され
   たレート設定信号や音声信号を画像信号に多重化して、
   上記カメラヘッドユニットに送信するコントロール送信
   部とが設けられたビデオカメラシステム。