JP4828818B2 - 信号多重化伝送装置及び多重化伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ビデオ信号と各種のシリアルデータ信号とを多重して伝送する信号多重化伝送装置及び信号多重化伝送方法等に関する。

光ファイバーや同軸ケーブル等の伝送路を介してビデオ信号の送受信を担う画像データ端末装置では、同装置の良好な動作状態を常に担保すべく、例えば、伝送されるビデオ信号のエラーレートや装置電源の電圧変動、或いは装置筐体内における温度上昇等の各種情報を常に監視している。そして、かかる監視情報は、所定のタイミングにおいて上記伝送路を介して相手側の端末装置に伝送される。一般に、これらの監視情報は、例えば、画像データ伝送系統の監視情報、或いは装置電源系統の監視情報、と言うように各監視系統毎にそれぞれビットレートの異なるシリアルデータとして生成される。また、かかるシリアルデータのビットレートは、例えば、監視項目の増減や監視状況の時間的変化、或いは後述する多重化処理の進捗等によって所定のビットレートを基準にして時間的に変動する性質を有している。そして、これら複数のシリアルデータは、時分割方式による多重化処理が施され、一つのシリアルデータに重畳されて相手側の端末装置に伝送される。

ところで、従来の画像データ端末装置においては、例えば、特許文献１或いは２に示されるような信号多重化装置若しくは信号多重化方法によって上述の多重化処理が施されていた。すなわち、従来の信号多重化装置では、取り込んだ各監視系統毎のシリアルデータを一旦バッファに格納し、その後、かかるバッファの使用量若しくは空容量を基に入力シリアルデータのビットレート監視して、多重化された出力シリアルデータのビットレート或いは入力シリアルデータのビットレートを調整していた。

したがって、従来の信号多重化装置或いは信号多重化方法においては、入力シリアルデータのバッファ回路、入力シリアルデータのビットレート監視回路、及び出力シリアルデータのビットレート制御回路等が必要となり、装置構成並びにその動作過程が複雑となるという問題があった。
特開平１１−３５５３８２号公報 特開平６−２５３２７７号公報

本発明が解決しようとする課題には、複数の可変ビットレートのシリアル信号を多重化する際に複雑な回路構成、或いは複雑な処理を必要としない信号多重化伝送装置若しくは多重化伝送方法を提供することが一例として挙げられる。

請求項１に記載の発明は、複数の入力シリアルデータ信号をビデオ信号に重畳して伝送する信号多重化伝送装置であって、前記ビデオ信号に含まれるリファレンスクロックを抽出するクロック抽出手段と、該抽出されたリファレンスクロックを分周して分周クロック信号を生成するクロック分周手段と、前記複数の入力シリアルデータ信号の各々について前記分周クロック信号に基づいてサンプリング処理を施すサンプル手段と、該サンプリングされた入力シリアルデータ信号の各々と前記ビデオ信号とを時分割により多重して前記リファレンスクロックに同期した一連の出力シリアルデータ信号を生成する多重化手段と、を含み、前記複数の入力シリアルデータ信号の各々のビットレートは互いに異なり、前記複数の入力シリアルデータ信号のうちのいずれかは時間的に変動するビットレートを有する可変レートシリアル信号であることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、複数の入力シリアルデータ信号をビデオ信号に重畳して伝送する信号多重化伝送方法であって、前記ビデオ信号に含まれるリファレンスクロックを抽出するステップと、該抽出されたリファレンスクロックを分周して分周クロック信号を生成するステップと、前記複数の入力シリアルデータ信号の各々について前記分周クロック信号に基づいてサンプリング処理を施すステップと、前記サンプリング処理の施された入力シリアルデータ信号の各々と前記ビデオ信号とを時分割により多重して前記リファレンスクロックに同期した一連の出力シリアルデータを生成するステップと、を含み、前記複数の入力シリアルデータ信号の各々のビットレートは互いに異なり、前記複数の入力シリアルデータ信号のうちのいずれかは時間的に変動するビットレートを有する可変レートシリアル信号であることを特徴とする。

図１に本発明の一つの実施例である信号多重化伝送装置１０を示す。

同図においてサンプリング回路１１は、その前段に設けられた監視制御信号の生成回路（図示せず）から供給される様々のビットレートのシリアルデータ信号ｓｖ１〜ｓｖｎを、後述する分周回路１４から供給されるサンプリング・クロック（Ｓ・ＣＬＫ）に基づいてサンプリングする回路である。信号多重化回路１２は、サンプリング回路１１でサンプリングされた各種のシリアルデータ信号ＳＶ１〜ＳＶｎの各々を、本装置の前段に設けられた画像データ処理回路（図示せず）から供給されるビデオデータ信号に時分割方式により重畳する回路である。

また、クロック抽出回路１３は、ビデオデータ信号に含まれるＲＧＢ各画素信号や映像信号に関わる各種の同期信号から本装置の基準クロックとなるリファレンス・クロック（Ｒ・ＣＬＫ）を抽出する回路である。クロック分周回路１４は、クロック抽出回路１３によって抽出されたリファレンス・クロックを所定の分周比によって分周して、上記のサンプリング・クロックを生成する回路である。

次に、信号多重化伝送装置１０の動作を図１のブロック図に基づいて説明する。

先ず、本装置を含む画像データ端末装置の各部に設けられた各種センサーや種々の監視回路からの情報が本装置前段の監視制御信号生成回路（図示せず）に供給される。これらの情報は、例えば、伝送信号の誤り率等の画像データ伝送系統における監視情報であっても良いし、或いは電源電圧異常警報等の電源系統における監視情報であっても良い。また、装置筐体内の温度上昇や機構部品の異常を示す警報信号などであっても良い。監視制御信号生成回路は、これらの情報に含まれる複数の監視項目を各々の監視系統毎に並直列変換して、各監視系統毎に所定のビットレートを有する複数のシリアルデータ信号ｓｖ１〜ｓｖｎを生成する。

因みに、かかるシリアルデータ信号のビットレートは、常時固定された値であっても良いし、或いは時間的に変動する可変ビットレートであっても良い。そして、これらのシリアルデータ信号ｓｖ１〜ｓｖｎは、所定のタイミングに従ってサンプリング回路１１に取り込まれる。

一方、本装置の前段に設けられた画像データ処理回路（図示せず）からは、ビデオデータ信号が信号多重化回路１２に供給される。かかるビデオデータ信号には、ＲＧＢ各画素信号や当該信号に関わる各種の同期信号が含まれており、クロック抽出回路１３は、これらの信号を基に映像信号のリファレンス・クロックを抽出する。クロック抽出回路１３において抽出されたリファレンスリファレンス・クロックは、信号多重化回路１２とクロック分周回路１４の双方に供給される。

クロック分周回路１４は、このリファレンス・クロックを所定の分周比に従って分周してサンプリング・クロックを生成する。即ち、リファレンス・クロックの周波数をＲｆとすると、サンプリング・クロックの周波数をＳｆは、
Ｓｆ ＝ Ｒｆ／Ｍ （Ｍは所定の整数比）
となる。

クロック分周回路１４によって生成されたサンプリング・クロックは、サンプリング回路１１に供給される。サンプリング回路１１は、かかるサンプリング・クロックを用いて同回路に取り込まれたシリアルデータ信号ｓｖ１〜ｓｖｎの各々に対してサンプリング処理を施す。

一般に、映像信号のリファレンス・クロックの周波数Ｒｆはその単位がメガヘルツの値であるのに対して、監視情報を伝送するシリアルデータのビットレートＤｆはその単位がキロヘルツの値である。それ故、クロック分周回路１４における分周比Ｍがたとえ数十分の一であったとしても、同回路において生成されたサンプリング・クロックの周波数Ｓｆは、シリアルデータ信号ｓｖ１〜ｓｖｎのビットレートＤｆに対して
Ｓｆ ≫ Ｄｆ
なる関係を有している。

例えば、シリアルデータ信号ｓｖｉ（１≦ｉ≦ｎ）のビットレートが
Ｄｆ ＝ ２．４ｋｂｐｓ
であり、この時のサンプリング・クロックの周波数が
Ｓｆ ＝ １ＭＨｚ
であるものと仮定すると、図２のタイムチャートに示される如く、シリアルデータ信号ｓｖｉのビット時系列を構成する１ビット（１ビット長；約４１７μＳ）に対して４００個以上のサンプル値が得られることになる。なお、これらのサンプル値は、シリアルデータ信号中の同一ビットをサンプルしたものであるから、各データビットについて全てのサンプルではなくサンプルの一部のみを採用すれば、シリアルデータ信号ｓｖｉと同一の情報が再生できる。

サンプリング回路１１は、全ての入力シリアルデータ信号ｓｖ１〜ｓｖｎについて、かかるサンプリング処理を施して、サンプリング後のシリアルデータ信号ＳＶ１〜ＳＶｎを生成する。なお、シリアルデータ信号ｓｖ１〜ｓｖｎのビットレートがその基準ビットレートに対して変動する可変レートシリアルデータであった場合でも、上述の如く、サンプリング・クロックの周波数ＳｆがシリアルデータのビットレートＤｆに対して遙かに高い値であるので、サンプリング後のシリアルデータ信号ＳＶ１〜ＳＶｎは、サンプリング・クロック周波数を固定のビットレートとするシリアルデータ信号とみなすことができる。

これらのシリアルデータ信号ＳＶ１〜ＳＶｎ、及びビデオデータ信号は、共に信号多重化回路１２に供給されて時分割方式に基づく多重化処理が施される。この様子を図３のタイムチャートに示す。即ち、信号多重化回路１２は、リファレンス・クロックの周波数Ｒｆに同期したタイムスロットに、ビデオデータと各シリアルデータ信号ＳＶ１〜ＳＶｎから抽出した一部のサンプリングデータを順次割当て、所定のヘッダーを設けた出力シリアルデータのデータパケットを生成する。

そして、信号多重化伝送装置１０は、かかる出力シリアルデータのデータパケットを光ファイバや同軸ケーブル等の伝送路に送出する。なお、生成された出力シリアルデータが所定のデータパケットの長さに達しない場合、信号多重化回路１２は、図３に示される如く、いわゆるヌル（ＮＵＬＬ）データを残余のタイムスロットに充当してデータパケットを完成させるようにしても良い。

以上に説明したように、本実施例は、複数のシリアルデータ信号をビデオ信号に重畳して伝送する信号多重化伝送装置であって、前記ビデオ信号に含まれるリファレンス・クロックを抽出するクロック抽出手段に相当するクロック抽出回路１３と、該抽出されたリファレンス・クロックを分周して分周クロック信号を生成する分周手段に相当するクロック分周回路１４と、前記複数のシリアルデータ信号の各々について前記分周クロック信号に基づくサンプリング処理を施すサンプル手段に相当するサンプリング回路１１と、該サンプリングされたシリアルデータ信号の各々と前記ビデオ信号とを時分割により多重して前記リファレンス・クロックに同期した一連のシリアルデータ信号を生成する信号多重化手段に相当する信号多重化回路１２とを含んでいる。

そして、本実施例に基づく信号多重化伝送装置は、以上の構成を採ることにより複数の可変レートシリアルデータ信号を、同時に入力されたビデオデータ信号等のより早いレートを有する信号に重畳することが可能となり、信号多重化伝送装置の構成を簡易化することができる。

なお、以上の実施例ではシリアルデータ信号と多重する早いレートの信号としてビデオ信号を例にとって説明を行ったが、本発明の実施はかかる事例に限定されるものではない。例えば、複数の可変レートシリアルデータ信号と音声信号とを多重して伝送するようにしても良し、或いは、複数の可変レートシリアルデータ信号と高速デジタルデータ信号とを多重して伝送するようにしても良い。或いは、複数の可変レートシリアルデータ信号と以上の各信号を組み合わせた信号とを多重して伝送するようにしても良い。

図１は、本発明の実施による信号多重化伝送装置の構成を示すブロック図である。 図２は、図１の信号多重化伝送装置におけるシリアルデータ信号とサンプリング・クロックとの関係を示すタイムチャートである。 図３は、図１の信号多重化伝送装置における出力シリアルデータ信号のデータパケット様子を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０ 信号多重化伝送装置
１１ サンプリング回路
１２ 信号多重化回路
１３ クロック抽出回路
１４ クロック分周回路

Claims (4)

1. 複数の入力シリアルデータ信号をビデオ信号に重畳して伝送する信号多重化伝送装置であって、
   前記ビデオ信号に含まれるリファレンスクロックを抽出するクロック抽出手段と、
   該抽出されたリファレンスクロックを分周して分周クロック信号を生成する分周手段と、
   前記複数の入力シリアルデータ信号の各々について前記分周クロック信号に基づくサンプリング処理を施すサンプル手段と、
   該サンプリングされた入力シリアルデータ信号の各々と前記ビデオ信号とを時分割により多重して前記リファレンスクロックに同期した一連の出力シリアルデータ信号を生成する多重化手段と、を含み、
   前記複数の入力シリアルデータ信号の各々のビットレートは互いに異なり、前記複数の入力シリアルデータ信号のうちのいずれかは時間的に変動するビットレートを有する可変レートシリアル信号であることを特徴とする信号多重化伝送装置。
2. 前記複数のシリアルデータ信号のいずれかは、時間的に変動するビットレートを有する可変レートシリアル信号であることを特徴とする請求項１に記載の信号多重化伝送装置。
   
3. 前記分周クロックの周波数は前記ビットレートに比較して極めて高い値であることを特徴とする請求項２に記載の信号多重化伝送装置。
4. 複数の入力シリアルデータ信号をビデオ信号に重畳して伝送する信号多重化伝送方法であって、
   前記ビデオ信号に含まれるリファレンスクロックを抽出するステップと、
   該抽出されたリファレンスクロックを分周して分周クロック信号を生成するステップと、
   前記複数の入力シリアルデータ信号の各々について前記分周クロック信号に基づいてサンプリング処理を施すステップと、
   前記サンプリング処理の施された入力シリアルデータ信号の各々と前記ビデオ信号とを時分割により多重して前記リファレンスクロックに同期した一連の出力シリアルデータを生成するステップと、を含み、
   前記複数の入力シリアルデータ信号の各々のビットレートは互いに異なり、前記複数の入力シリアルデータ信号のうちのいずれかは時間的に変動するビットレートを有する可変レートシリアル信号であることを特徴とする信号多重化伝送方法。

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