JP4475359B2 - 映像受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばデジタル放送送信装置、ＶＴＲやＤＶＤプレーヤなどの映像信号送信機器、及びテレビジョン受像機またはパソコン用モニタなどのディスプレイ装置や、ＶＴＲ、デジタル方送受信端末などの映像信号受信機器に関する。

送り側の機器として例えばパソコンを、受け側の機器として例えばアナログ表示方式のディスプレイ装置を考える場合、一般的には図５に示す構成を持つ。パソコン１におけるグラフィックチップ１２のデジタルＲ，Ｇ，Ｂ出力信号はクロック同期信号発生器１１のタイミングに従い読み出され、３つのＤＡＣ１３〜１５に入力され、同期信号と共に出力コネクタ１６に出力される。モニタディスプレイ２の入力コネクタ２１から入力されたアナログＲ，Ｇ，Ｂ信号はプリアンプ２２で、コントラスト、黒レベル調整が実施され、アナログ表示素子２３において、表示される。同様に同期信号は表示素子２３の同期を取るものである。図５は、いわゆる伝統的なインターフェースであり、伝送される信号形態はベースバンドのアナログ信号である。

このインターフェースを利用して、液晶などのデジタル表示のディスプレイ３を駆動する場合の例としては、図６に示す構成となる。入力コネクタ２１から入力されるアナログＲ，Ｇ，Ｂ信号は、同期信号からクロック再生器３２を経て再生したクロックを用いて、ＡＤＣ３３〜３５を用いてサンプリングされ、デジタル信号表示素子３６を駆動し、信号が表示される。この方式では、クロック再生器３２の出力クロックが、オリジナルのクロック発生器１１のクロックとは厳密には一致しない為に映像の表示品質が十分得られないと言う課題がある。また、この課題を解決するためには、クロックの位相調整の自動化手段などが用いられている。

この課題を根本的に解決するための手法として、図７に示すデジタルインターフェースが提案され、用いられている。送り側の機器４において、Ｒ、Ｇ、Ｂデジタル信号は、クロック及び同期信号と共に、データ変換器４１に入力される。データ変換器４１においては、入出力コネクタ間の伝送路の影響を受けにくいデジタル信号形態に変換され、出力コネクタ４３に出力される。またＤＣＩ（Display Control Information）ブロック４２は、従来のアナログインターフェースにおいて、同期信号の有無を検出する事により実施していたディスプレイ装置の省電力の為の制御（例えば、映像ミュート、スリープモードなどの機能の制御）を代行して行う為のディスプレイ制御情報を、制御信号として送出する為の機能を持つ。デジタルディスプレイモニタ５においては、入力コネクタ５１から伝送されたデジタルデータ信号は、データ変換器５２に入力し、デジタルベースバンドのＲ，Ｇ，Ｂ信号及び同期信号を得たのち、表示素子５３を駆動し、映像表示を行う。また、コネクタ５１から送られるＤＣＩ信号も表示素子５３に入力される構成である。この方式では、グラフィックチップ１２のデジタルＲ，Ｇ，Ｂ信号の品質が劣化することなく、表示素子５３に入力される為、高品質の表示が可能となる。データ変換の方式としては、ＴＭＤＳ（Transition Minimized Differential Signaling）と呼ばれるシリアル伝送方式がある。

さて、デジタルインターフェースを用い、受け側の接続機器がアナログ表示素子である場合、図８に示す形態となる。データ変換器５２の出力信号は、一旦ＤＡＣ１３〜１５に入力され、アナログ信号に変換した上で、プリアンプ２２、表示素子２３を駆動すると言う方式になる。この結果、図５の回路ブロックと比較して、受け側の機器６においては、データ変換器５２、ＤＡＣ１３〜１５が必要となり、コストが上昇するため、アナログ表示機器としての利点もほとんど無く、デジタルインターフェースの普及が進みにくい状況にある。

しかしながら、１９９８年以降のデジタル放送普及の動きに合わせ、より高画質のコンテンツを放送するためには、容易に複製できない配慮が必要であるとの認識から、送り側の機器で暗号化を実施し、受け側の機器で復号化処理を行うと言うシステムが提案されている。一例を図９に示す。送り側の機器７は、暗号化するためのキー情報７２を持ち、デジタルＲ，Ｇ，Ｂ信号は、キー情報により、ブロック７１において、データ変換と同時に暗号化処理が行われ、出力コネクタ４３により伝送される。受け側の機器８においては、復号化するためのキー情報８３を持ち、キー情報によりブロック８２において、復号化処理と同時にデータ変換処理が行われ、ＤＡＣ１３〜１５へと入力された後、表示素子２３に映像信号が表示される。本方式の場合には、複合化する為のキー情報を持たない受信機器５、６などが接続された場合、複合化処理を行うことが出来ない為、映像表示を行うことが出来ない。同様に、送り側の機器７とＶＴＲ等を接続する事によるコンテンツの複写を防止することも可能である。また、このコンテンツの著作権保護の観点から、多少のコストアップは許容できると言う考えも広まりつつある。

図９における例においては、「コンテンツの複写防止」と言う本来の機能を満足する。しかし、一般的に、受け側機器はテレビジョン受像機などのＣＲＴタイプのアナログ表示機器が主流である。この為、下記の新たな課題が生ずる。

課題(1)：伝送する映像信号としては、Ｒ，Ｇ，Ｂの原色信号ではなく、Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒなどの輝度及び色差信号である事が望ましい。その為には、送り側で、原色信号→輝度色差信号の変換を実施し、変換を規定する情報を送出し、受け側機器で輝度色差信号処理を実施するときに、前記の変換を規定する情報を利用する事が望ましい。しかし、その変換を規定する情報を送出する仕組みが無い。

課題(2)：同様に、放送されるコンテンツなどの映像信号のアスペクト比を送出する仕組みが無い。

課題(3)：上記課題(1)、(2)の実現の為に、ＤＣＩ制御ラインを使用する場合、コストがアップする。よって、ＤＣＩ制御ラインを持たないディスプレイ装置においても、正常に映像を表示させるようにする必要がある。

課題(4)：受信機器(ディスプレイ装置)で暗号解除キー情報が無い場合に、映像が表示されず、ブラックアウトしてしまうと、機器が故障しているとユーザが誤解する可能性がある。よって、ディスプレイ装置が暗号解除キー情報を備えていない場合でも、何らかの映像を表示し、ユーザに対し故障と誤解されないようにする必要がある。

上記課題を解決するために、本発明の一実施の態様は、例えば特許請求の範囲に記載された技術的思想を用いればよい。

本発明によれば、映像受信機の対応可能な映像信号の形式、もしくは入力される映像信号の周波数に対応した適切な色の映像を表示することができる。

本発明に係る第１の実施形態を示すブロック構成図。 本発明に係る第２の実施形態を示すブロック構成図。 本発明に係る第３の実施形態を示すブロック構成図。 本発明に係る第４の実施形態を示すブロック構成図。 従来例を示すブロック構成図。 従来例を示すブロック構成図。 従来例を示すブロック構成図。 従来例を示すブロック構成図。 従来例を示すブロック構成図。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明が適用される映像送出機器及び映像受信機器の要部ブロック図であって、本発明の第1の実施形態を示すものである。図1において、映像送出機器１００は、クロック及び同期信号発生器１０１、グラフィックチップ１０２、データ変換及び暗号化処理ブロック１０３、ＤＣＩ信号処理ブロック１０４、暗号化キー情報ブロック１０５、出力コネクタ１０６、アスペクト比情報及びカラリメトリ情報送出ブロック１０７から構成されている。映像受信機器１１０は、入力コネクタ１１１、データ変換及び暗号解除処理ブロック１１２、暗号解除キー情報ブロック１１３、ＤＡＣ１１４〜１１６、輝度色差信号処理用プリアンプ１１７、アナログ信号表示素子１１８から構成されている。映像送出機器１００におけるグラフィックチップ１０２のデジタル輝度色差信号Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒ出力信号はクロック同期信号発生器１０１のタイミングに従い読み出され、データ変換及び暗号化処理ブロック１０３に入力される。ここで、暗号化キー情報ブロック１０５の暗号化キー情報により、ブロック１０３において、データ変換と同時に暗号化処理が行われ、出力コネクタ１０６により複合映像情報として伝送される。一方、グラフィックチップ１０２の映像信号の、アスペクト比情報及びカラリメトリ情報も、ブロック１０７から送出され、ブロック１０３において輝度色差信号及び同期信号に重畳、データ変換され、出力コネクタ１０６により伝送される。ＤＣＩ信号はブロック１０４から直接、コネクタ１０６を用いて送られる。

映像受信機器１１０においては、暗号解除の為のキー情報ブロック１１３からの暗号解除キー情報によりブロック１１２において、暗号解除処理と同時にデータ変換処理が行われ、輝度色差信号は、ＤＡＣ１１４〜１１６へと出力され、同期信号は表示素子１１８へ出力される。ＤＡＣ１１４〜１１６の出力信号は、プリアンプ１１７において、輝度信号に対してはコントラスト処理、黒レベル補正処理、画質補正処理等が施され、色差信号に対しては色相、色飽和度調整などの処理が施される。処理後の輝度及び色差信号は、プリアンプ１１７に内蔵されるマトリクス回路(図示せず)において加算処理されるが、この時、ブロック１１２において輝度色差信号及び同期信号から分離され、信号ライン１１９を経て入力されるカラリメトリ情報により加算処理係数などが決定される。マトリクス処理後の信号は、表示素子１１８に入力され、映像信号が表示される。信号ライン１１９を経てブロック１１２から出力される表示アスペクト情報を参照することにより、例えばワイド映像（１６：９）であり、表示素子１１８の実アスペクト比が４：３である場合においては、映像を上下に圧縮するなどの信号処理をブロック１１７などで行う。逆に、表示アスペクト情報が、標準映像（４：３）であり、表示素子１１８の実アスペクト比が１６：９である場合においては、映像を左右に圧縮するなどの信号処理をブロック１１７などで行う。どちらの場合も、ブロック１１７での上下圧縮、左右圧縮は行わず、偏向処理により対応する事も可能である。

以上説明した様に、本発明により、キー情報による暗号化と暗号解除機能によるコンテンツ保護可能な伝送系と、輝度色差信号伝送と信号アスペクト情報伝送によるテレビジョン回路との親和性に優れたデジタルインターフェースを持つ、送出機器、受像機器を実現することが出来る。

図２は、本発明の第２の実施形態を示す図であって、第１の実施形態と同一の機能ブロックは同一の番号を付している。第１の実施形態においては、表示アスペクト及びカラリメトリ情報ブロック１０７の信号は、データ変換暗号化ブロック１０３に入力されていたが、本実施形態においては、ＤＣＩ処理ブロック１０４において、ＤＣＩ信号と重畳する方式としている。ＤＣＩブロック１０４の信号は、入出力コネクタ１０６、１１１等を介して、受像機器１１０の表示素子１１８に伝えられるが、同時に、表示アスペクト及びカラリメトリ情報分離ブロック１２０にも入力される。ブロック１２０の出力情報信号により、プリアンプ１１７のマトリクス回路によるマトリクス処理、アスペクト変換処理などを制御し、第１の実施形態と同様の効果を得ることが出来る。

図３は、本発明の第３の実施形態を示す図であって、第１、第２の実施形態と同一の機能ブロックは同一の番号を付している。第１、第２の実施形態においては、表示アスペクト及びカラリメトリ情報ブロック１０７の信号は、データ変換暗号化ブロック１０３に入力、もしくは、ＤＣＩ処理ブロック１０４に入力する方式としているが、第３の実施形態は、この両者の信号伝送の形態にも対応でき、かつどちらの信号伝送も無いときに受像機器での対応を行う為の実施形態である。

受像機器１２２は、第１の実施形態の構成に加えて、表示アスペクト及びカラリメトリ情報分離ブロック１２０、Ｈ，Ｖ同期周波数判別ブロック１２３、表示アスペクト及びカラリメトリ決定ブロック１２４が追加されているものである。ブロック１２０の動作、機能は第２の実施形態で説明した通りであり、信号ライン１１９から得られる情報も、第１の実施形態で説明した通りである。ブロック１２３の機能は、同期信号の周波数判別を行い、例えば下記の５つの条件に応じた判別結果を出力する。

(1)ｆＨ＝１５．７５ｋＨｚ、ｆＶ＝６０（もしくは５９．９４）Ｈｚの場合には、映像アスペクト＝４：３、カラリメトリ＝ＳＭＰＴＥ１７０Ｍ。

(2)ｆＨ＝３１．５ｋＨｚ、ｆＶ＝６０（もしくは５９．９４）Ｈｚの場合には、映像アスペクト＝４：３、カラリメトリ＝ＳＭＰＴＥ２９３Ｍ。

(3)ｆＨ＝３３．７５ｋＨｚ、ｆＶ＝６０（もしくは５９．９４）Ｈｚの場合には、映像アスペクト＝１６：９、カラリメトリ＝ＳＭＰＴＥ２４０Ｍ。

(4)ｆＨ＝４５ｋＨｚ、ｆＶ＝６０（もしくは５９．９４）Ｈｚの場合には、映像アスペクト＝１６：９、カラリメトリ＝ＳＭＰＴＥ２９６Ｍ。

(5)上記以外の場合には、映像アスペクト＝１６：９、カラリメトリ＝ＳＭＰＴＥ２４０Ｍ。
（尚ｆＨ、ｆＶは水平、垂直同期周波数、ＳＭＰＴＥは米国の映像信号に関する標準化委員会の名称である。）
ブロック１２４においては、ブロック１２０あるいは信号ライン１１９から情報が得られない場合に、ブロック１２３からの同期信号周波数判別結果から上記(1)〜(5)のいずれかを判定し、アスペクトとカラリメトリを決定し、プリアンプ１１７を制御する。本実施形態においては、カラリメトリ及びアスペクト情報が伝送されない場合であっても、おおむね、第１の実施形態と同様の効果を得ることが出来るシステムである。

図４は、本発明の第４の実施形態を示す図であって、第１、第２の実施形態と同一の機能ブロックは同一の番号を付している。第１、第２の実施形態においては、表示アスペクト及びカラリメトリ情報がブロック１０３もしくはＤＣＩ処理ブロック１０４の一方に入力されているものであり、本実施形態では、両方に重畳するものである。また、本実施形態では、送出機器１３０において、接続判定ブロック１３３、同期設定用信号ライン１３５、ＳＷ設定信号ライン１３４、ＳＷ１３２、接続機器情報ブロック１３６が追加となっている。本実施形態では、(a)受像機器のブラックアウト防止機能、(b)接続機器の誤認識防止機能の２つの機能が実現可能である。

以下、機能(a)について説明する。ブロック１０７の出力信号がブロック１０４、１０３に入力されることにより、受像機器がＤＣＩラインからの信号情報あるいはデータ変換出力からの信号情報のどちらか一方に対応していれば、アスペクト及びカラリメトリの制御が可能となる。一方、本実施形態では受像機器と送出機器とを結ぶ信号線は双方向で、送出機器は受像機器のキー情報を認証する機能を持っており、キー認証が行われない場合において、接続判定ブロック１３３は、信号ライン１３５を介してブロック１３１の同期設定を、”ｆＨ＝１５．７５ｋＨｚ，ｆＶ＝６０Ｈｚ，インターレース比１:２”または”ｆＨ＝３１．５ｋＨｚ，ｆＶ＝６０Ｈｚ”となる様に再設定する様に制御する。この結果、グラフィックチップ１０２の出力信号Ｙ、Ｐｂ、Ｐｒはいわゆる”ＮＴＳＣグレード”または”ＶＧＡグレード”となり、本信号に基づいて、ブロック１０３はデータ変換のみを行う（暗号化は行わない）事とし、コネクタ１０６を介して、受像機器で低解像度の映像表示を行うことが出来る。すなわち、キー認証が行われた場合には、高精細な映像信号の表示が可能であり、キー認証が行われない場合には低解像度の映像信号表示を行う様になる。この結果、ブラックアウトを防止することが出来る。

次に、機能(b)について説明する。接続機器情報ブロック１３６には、受像機器がＹ，Ｐｂ，Ｐｒ等の輝度色差信号入力対応であるかどうかを問い合わせる情報が格納されている。この情報は、ブロック１０７の情報と共に、ブロック１０４、１０３に入力されることにより、ＤＣＩラインの信号情報あるいはデータ変換出力からの信号情報の両方に重畳される。本実施形態では受像機器と送出機器とを結ぶ信号線は双方向であり、またＤＣＩ信号線も双方向であるため、受像機器が”輝度色差信号入力対応可能”と言う情報を返すことが可能である。例えば、ＤＣＩ２ＡＢのコマンド拡張領域にコマンド定義して規格化する事が望ましい。いま、仮に”輝度色差信号入力対応可能”と言うコマンドが返された場合には、そのまま映像信号送出を続け、”輝度色差信号入力対応不可能”と言うコマンドが返された場合には、接続判定ブロック１３３は、ＳＷ１３２の信号入力をＹ／Ｐｂ／Ｐｒから、Ｒ／Ｇ／Ｂ側に切り替える様に制御する。この結果、映像信号はＲ，Ｇ，Ｂの原色信号をデータ変換、暗号化してコネクタ１０６に出力すると同時に、ブロック１０７においてもカラリメトリ情報としては、”原色信号”であることを伝送する。これにより、受像機器がＲＧＢ入力のみしか受け付けないパソコン用のモニタディスプレイ等が接続された場合であっても、同一規格のコネクタ１０６が使用されていても間違った色で映像表示がされることを防ぐことが出来、様々な接続形態を実現することが出来る。結果として、高画質かつ高精細な映像を再生でき、かつキー情報で管理されたユーザのみが使用できるというコンテンツの著作権保護を実現し、テレビジョンベースの合理化された回路との親和性に優れた送出機器、ディスプレイ装置、インターフェースを提供することが出来る。

また、本実施形態においては、入力コネクタを持つ機器として、ディスプレイ装置での適用例を説明したが、ディスプレイ装置はテレビジョン、フロントデータプロジェクタやパソコン用モニタを含み、また、ＶＴＲなどの録画機器であっても良い。要は、デジタル化された映像信号(デジタル放送信号を含む)を受信するものであれば本機能を実現することが可能であり、その形態は本実施形態に記載のもの限定されない。

１００・・・映像送出機器、１０１・・・クロック及び同期信号発生器、１０２・・・グラフィックチップ、１０３・・・データ変換及び暗号化処理ブロック、１０４・・・ＤＣＩ信号処理ブロック、１０５・・・暗号化キー情報ブロック、１０６・・・出力コネクタ、１０７・・・表示アスペクト及びカラリメトリ情報送出ブロック、１１０・・・映像受信機器、１１１・・・入力コネクタ、１１２・・・データ変換及び暗号解除処理ブロック、１１３・・・暗号解除キー情報ブロック、１１４、１１５、１１６・・・ＤＡＣ、１１７・・・輝度色差信号処理用プリアンプ、１１８・・・アナログ信号表示素子。

Claims (6)

1. 外部の映像信号送信装置からの映像信号を受信する映像信号受信装置であって、
   前記映像信号送信装置から映像信号と当該映像信号に重畳されたカラリメトリ情報とを受信可能な受信部と、
   カラリメトリ情報を用いて前記受信された映像信号に対して信号処理を行う処理部と、
   受信した映像信号の信号フォーマットに基づいてカラリメトリ情報を決定する決定部と、を備え、
   前記受信部でカラリメトリ情報が受信されないときは、前記処理部は、前記決定部により決定されたカラリメトリ情報を用いて受信された映像信号の信号処理を行うことを特徴とする映像信号受信装置。
2. 外部の映像信号送信装置からの映像信号を受信する映像信号受信装置であって、
   前記映像信号送信装置から映像信号と当該映像信号に付加されたカラリメトリ情報とを受信可能な受信部と、
   カラリメトリ情報を用いて前記受信された映像信号に対して信号処理を行う処理部と、
   受信した映像信号の信号フォーマットに基づいてカラリメトリ情報を決定する決定部と、を備え、
   前記受信部でカラリメトリ情報が受信されるときは、前記処理部は当該受信したカラリメトリ情報を用いて受信された映像信号の信号処理を行い、
   前記受信部でカラリメトリ情報が受信されないときは、前記処理部は前記決定部により決定されたカラリメトリ情報を用いて受信された映像信号の信号処理を行うことを特徴とする映像信号受信装置。
3. 請求項１または２の映像信号受信装置であって、
   前記受信部は、更に、受信された映像信号のアスペクト比に関する情報を受信可能であり、
   前記処理部は、該受信されたアスペクト比に関する情報を用いて信号処理を行い、
   前記受信部でアスペクト比に関する情報が受信されないときは、前記処理部は、受信した映像信号の信号フォーマットに基づいて決定されたアスペクト比に関する情報を用いて信号処理を行うことを特徴とする映像信号受信装置。
4. 受信した映像信号を処理する映像信号処理方法であって、
   映像信号と当該映像信号に重畳されたカラリメトリ情報とを受信するステップと、
   カラリメトリ情報を用いて受信した映像信号に対して信号処理を行うステップとを有し、
   カラリメトリ情報を受信しないときは、受信した映像信号の信号フォーマットに基づいてカラリメトリ情報を決定し、当該決定したカラリメトリ情報を用いて、受信した映像信号に対して信号処理を行うことを特徴とする映像信号処理方法。
5. 受信した映像信号を処理する映像信号処理方法であって、
   映像信号と当該映像信号に付加されたカラリメトリ情報とを受信するステップと、
   カラリメトリ情報を用いて、受信した映像信号に対して信号処理を行うステップとを有し、
   カラリメトリ情報を受信するときは、当該受信したカラリメトリ情報を用いて受信した映像信号に対して信号処理を行い、
   カラリメトリ情報を受信しないときは、受信した映像信号の信号フォーマットに基づいてカラリメトリ情報を決定し、当該決定したカラリメトリ情報を用いて、当該映像信号に対して信号処理を行うことを特徴とする映像信号処理方法。
6. 請求項４または５の映像信号処理方法であって、
   受信する映像信号のアスペクト比に関する情報を受信するステップと、
   受信したアスペクト比に関する情報を用いて、受信した映像信号に対して信号処理を行うステップとを有し、
   アスペクト比に関する情報を受信しないときは、受信した映像信号の信号フォーマットに基づいて受信した映像信号のアスペクト比を決定し、受信した映像信号に対して信号処理を行うことを特徴とする映像信号処理方法。

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