JP5255405B2 - デジタル映像信号の送信装置、受信装置及び伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、デジタル映像信号の送信装置、受信装置及び伝送システムに関し、特に、デジタル映像信号に誤り訂正符号化を行って多重信号を伝送する技術に関する。

従来、大容量のデジタル映像信号を伝送するシステムとして、映像を情報圧縮した後、無線または有線で伝送するものが主流であった。しかし、最近は、デジタル映像信号を圧縮することなく信号劣化を生じさせないで伝送するシステム、すなわち非圧縮のデジタル映像信号を伝送するシステムが実現されつつある。非圧縮のデジタル映像信号を伝送する技術の例として、例えば、非特許文献１に記載の技術が知られている。このデジタル映像信号伝送技術は、双方向のＩＰネットワークにおいて、複数のデジタルハイビジョン信号を、非圧縮のままＩＰ多重して最大１０Ｇビット／ｓのネットワークインタフェースにより伝送するものである。

図８は、従来の映像伝送システムにおける送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。この映像伝送システムは、６系統のＨＤ−ＳＤＩ信号を入力し、これらの信号を多重して送信する送信装置２０１、及び、送信装置２０１からの伝送信号を受信して、その多重信号を分離して元のＨＤ−ＳＤＩ信号を出力する受信装置２０２により構成される。送信装置２０１と受信装置２０２とは、伝送路２０３により接続される。

送信装置２０１は、ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ２１１〜２１６、多重部２１７及び送信Ｉ／Ｆ２１８を備えている。ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ２１１〜２１６は、映像機器から映像信号等が多重されたＨＤ−ＳＤＩ信号を受信するインターフェースであり、６系統のＨＤ−ＳＤＩ信号をそれぞれ受信し、受信したＨＤ−ＳＤＩ信号を多重部２１７に出力する。多重部２１７は、ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ２１１〜２１６から６系統のＨＤ−ＳＤＩ信号を入力し、これらのＨＤ−ＳＤＩ信号を多重化し、送信Ｉ／Ｆ２１８に出力する。送信Ｉ／Ｆ２１８は、多重部２１７から多重化された信号を入力し、予め設定された伝送形式の信号に変換し、伝送信号として伝送路２０３を介して受信装置２０２へ送信する。

受信装置２０２は、受信Ｉ／Ｆ２２０、分離部２２１及びＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ２２２〜２２７を備えている。受信Ｉ／Ｆ２２０は、送信装置２０１から伝送路２０３を介して伝送信号を受信し、受信した形式の信号を後述する処理を行う電気信号に変換し、分離部２２１に出力する。分離部２２１は、受信Ｉ／Ｆ２２０から変換後の信号を入力し、送信装置２０１の多重部２１７による多重化処理の逆の処理である分離処理を行い、元の６系統のＨＤ−ＳＤＩ信号に戻してＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ２２２〜２２７にそれぞれ出力する。ＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ２２２〜２２７は、分離部２２１から元のＨＤ−ＳＤＩ信号をそれぞれ入力し、規定されたフォーマットのＨＤ−ＳＤＩ信号としてそれぞれ出力する。

このような映像伝送システムは、誤り訂正符号化を行わないシステムであり、伝送誤りのない状態のよい伝送路２０３で使用される場合には問題がない。しかしながら、例えば、ゴルフ場や野球場等の屋外の番組制作の現場から放送局へ映像信号及び音声信号を電波または光ファイバー等を使用して伝送する番組素材伝送システムでは、伝送誤りにより映像や音声が途切れた場合、放送事故になってしまう。そこで、誤り訂正符号化を行う映像伝送システムによって、高い信頼性を実現することが必要になる。

図９は、誤り訂正符号化を行う従来の映像伝送システムにおける送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。この映像伝送システムは、４系統のＨＤ−ＳＤＩ信号を入力し、これらの信号を多重した後に符号化率２／３で誤り訂正符号化を行って送信する送信装置３０１、及び、送信装置３０１からの伝送信号を受信して誤り訂正復号を行い、多重信号を分離して元のＨＤ−ＳＤＩ信号を出力する受信装置３０２により構成される。送信装置３０１と受信装置３０２とは、伝送路３０３により接続される。

ここで、送信装置３０１において、符号化率２／３で誤り訂正符号化を行うことにより、冗長データが生成される。具体的には、多重した４本のＨＤ−ＳＤＩ信号を符号化率２／３で誤り訂正符号化することにより、２本のＨＤ−ＳＤＩ信号のデータ長に相当する冗長データが生成される。そのため、この映像伝送システムの伝送ビットレートは、図８に示した６本のＨＤ−ＳＤＩ信号を多重して伝送する映像伝送システムの伝送ビットレートと同じになる。

図９において、送信装置３０１は、ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ３１１〜３１４、多重部３１５、誤り訂正符号化部３１６及び送信Ｉ／Ｆ３１７を備えている。ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ３１１〜３１４は、映像機器から映像信号等が多重されたＨＤ−ＳＤＩ信号を受信するインターフェースであり、４系統のＨＤ−ＳＤＩ信号をそれぞれ受信し、受信したＨＤ−ＳＤＩ信号を多重部３１５に出力する。多重部３１５は、ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ３１１〜３１４から４系統のＨＤ−ＳＤＩ信号を入力し、これらのＨＤ−ＳＤＩ信号を多重化し、誤り訂正符号化部３１６に出力する。

誤り訂正符号化部３１６は、多重部３１５から多重されたＨＤ−ＳＤＩ信号を入力し、符号化率２／３で誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化したＨＤ−ＳＤＩ信号を送信Ｉ／Ｆ３１７に出力する。誤り訂正符号化には、例えば畳み込み符号が用いられる。この場合、誤り訂正符号化部３１６による誤り訂正符号化は、全ビットに対して同じ符号化率２／３で行われる。送信Ｉ／Ｆ３１７は、誤り訂正符号化部３１６から誤り訂正符号化された信号を入力し、予め設定された伝送形式の信号に変換し、伝送信号として伝送路３０３を介して受信装置３０２へ送信する。

受信装置３０２は、受信Ｉ／Ｆ３２０、誤り訂正復号部３２１、分離部３２２及びＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ３２３〜３２６を備えている。受信Ｉ／Ｆ３２０は、送信装置３０１から伝送路３０３を介して伝送信号を受信し、受信した形式の信号を後述する処理を行う電気信号に変換し、誤り訂正復号部３２１に出力する。誤り訂正復号部３２１は、受信Ｉ／Ｆ３２０から変換後の信号を入力し、誤り訂正復号を行い分離部３２２に出力する。誤り訂正復号には、例えばビタビ復号が用いられる。

分離部３２２は、誤り訂正復号部３２１から誤り訂正復号された信号を入力し、送信装置３０１の多重部３１５による多重化処理の逆の処理である分離処理を行い、元の４系統のＨＤ−ＳＤＩ信号に戻してＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ３２３〜３２６にそれぞれ出力する。ＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ３２３〜３２６は、分離部３２２から元のＨＤ−ＳＤＩ信号をそれぞれ入力し、規定されたフォーマットのＨＤ−ＳＤＩ信号としてそれぞれ出力する。

このような映像伝送システムに類似するシステムとして、特許文献１に記載のものがある。特許文献１の映像伝送システムは、ダイバーシティ受信処理と多数決判定処理とを組み合わせた誤り訂正符号化を行うことにより、一層高い信頼性を実現するものである。このように、誤り訂正符号化を行うことにより、映像伝送システムとして高い信頼性を実現している。

持田武明、川野哲生，"１０ギガビットネットワークにおける非圧縮ＨＤＴＶ映像多重伝送技術「ｉ−ＶｉｓｔｏゲートウェイＸＧ」"，ＮＴＴ技術ジャーナル，日本電信電話株式会社，２００５年２月号，ｐ．４６−４９ 特開２００７−２８０９５号公報

ところで、圧縮したデジタル映像信号を伝送する映像伝送システムでは、デジタル映像信号における１ビットの重みは全て同じである。そのため、デジタル映像信号のデータを構成する複数のビットにおいて、どの重みのビットに伝送誤りが生じたとしても、映像の品質に与える影響は同じである。

これに対し、前述した非特許文献１、特許文献１、図８及び図９に示したような非圧縮のデジタル映像信号を伝送する映像伝送システムでは、デジタル映像信号における１ビットの重みが上位ビットと下位ビットとで異なっている。そのため、同じ１ビットの伝送誤りであっても、上位ビットに伝送誤りが生じた場合と下位ビットに伝送誤りが生じた場合とでは、映像の品質に与える影響が大きく異なってしまう。具体的には、重みのある上位ビットの方が映像の品質に与える影響が大きいため、上位ビットに伝送誤りが生じると、映像の品質劣化が大きくなる。これは、伝送誤りが生じたビットの重みによって映像品質に影響を与える度合いが異なるからである。

本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、非圧縮のデジタル映像信号を多重して伝送する場合において、ビットの重みに応じた誤り訂正符号化を行うことにより、伝送路の状態が悪くなっても、受信した映像の品質劣化を軽減することが可能な送信装置、受信装置及び映像伝送システムを提供することにある。

前記課題を解決するため、請求項１の発明は、非圧縮のデジタル映像信号を多重して送信する送信装置において、前記デジタル映像信号のデータを構成するビット毎に、予め設定された符号化率で時系列に誤り訂正符号化を行って出力する際に、前記データを構成する複数のビットのうちの最も重みのある最上位ビットについて、誤り訂正能力が最も高くなるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力し、前記データを構成する複数のビットのうちの最も重みのない最下位ビットについて、誤り訂正能力が最も低くなるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力するか、または誤り訂正符号化を行わないでそのまま出力し、前記最上位ビットと最下位ビットとの間のビットについて、当該ビットの重みに応じた誤り訂正能力になるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力するか、または誤り訂正符号化を行わないでそのまま出力する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化部により出力されたデジタル映像信号を多重する多重部と、を備え、前記多重して送信される複数のデジタル映像信号をグループに分けたときの各グループの符号化率が、前記デジタル映像信号の多重数、並びに、前記各グループの符号化率を設定したときの分母の数値及び分子の数値に基づいて決定され、前記各グループのデジタル映像信号のデータを構成する各ビットの符号化率が、前記各ビットの符号化率を設定したときの数値に基づいて算出された所定シンボル数において、予め設定された１シンボルのビット数及び前記設定されたグループの符号化率により得られる前記グループの総ビット数と、前記設定された各ビットの符号化率及び前記設定されたグループの符号化率により得られる前記グループの総ビット数とが同一となる条件の下で決定され、前記誤り訂正符号化部が、ビット毎の誤り訂正符号化を、前記決定された各ビットの符号化率で行う、ことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の送信装置において、前記誤り訂正符号化部が、前記データを構成するビット長が同一な複数のデジタル映像信号に誤り訂正符号化を行い、これにより生じる全ての冗長ビットを、前記デジタル映像信号と同一のビット長のデータからなるデジタル映像信号として出力する、ことを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の送信装置において、前記デジタル映像信号のデータを構成するビット数が１０ビットであり、前記誤り訂正符号化部が、最下位ビット及び最下位から２番目のビットについて、誤り訂正符号化を行わないでそのまま出力する、ことを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１から３までのいずれか一項に記載の送信装置において、前記誤り訂正符号を畳み込み符号とする、ことを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１から４までのいずれか一項に記載の送信装置において、前記デジタル映像信号をＨＤ−ＳＤＩ信号とする、ことを特徴とする。

また、請求項６の発明は、非圧縮のデジタル映像信号を多重して送信する送信装置において、前記デジタル映像信号のデータを構成するビット毎に、予め設定された符号化率で時系列に誤り訂正符号化を行って出力する際に、前記データを構成する複数のビットのうちの最も重みのある最上位ビットについて、誤り訂正能力が最も高くなるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力し、前記データを構成する複数のビットのうちの最も重みのない最下位ビットについて、誤り訂正能力が最も低くなるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力するか、または誤り訂正符号化を行わないでそのまま出力し、前記最上位ビットと最下位ビットとの間のビットについて、当該ビットの重みに応じた誤り訂正能力になるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力するか、または誤り訂正符号化を行わないでそのまま出力する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化部により出力されたデジタル映像信号を多重する多重部と、を備え、前記デジタル映像信号をＨＤ−ＳＤＩ信号とし、前記ＨＤ−ＳＤＩ信号の多重数をＮ、前記ＨＤ−ＳＤＩ信号をａ_ｋ本まとめたグループに分けたときの各グループの符号化率をＦＲ_ｋ＝ａ_ｋ／ｂ_ｋ（ａ，ｂ，ｋは正の整数）とした場合に、前記各グループの符号化率ＦＲ_ｋ＝ａ_ｋ／ｂ_ｋが、前記グループのａ_ｋ本のＨＤ−ＳＤＩ信号を同じ符号化率で誤り訂正符号化し、かつ、Ｎ＝Σｂ_ｋの式を満たす条件の下で決定され、前記グループ内のＨＤ−ＳＤＩ信号のデータを構成する各ビットの符号化率をＰＲ_ｍ＝ｃ_ｍ／ｄ_ｍ（ｍは１０以下の正の整数）とし、前記ＨＤ−ＳＤＩ信号のデータを構成する１画素あたりのビット数１０と前記ｃ_ｍの全要素の最小公倍数ＬＣＭと前記ｂ_ｋとを掛け合わせて得られるビット数をＴとし、前記最小公倍数ＬＣＭと前記ｄ_ｍと前記ｂ_ｋとを掛け合わせ、さらにその結果を全て加算して得られるビット数をＦＢとした場合に、前記各ビットの符号化率ＰＲ_ｍ＝ｃ_ｍ／ｄ_ｍが、前記グループ内のＨＤ−ＳＤＩ信号における同じビット位置のデータに同じ符号化率で誤り訂正符号化を行い、かつ、前記ＨＤ−ＳＤＩ信号を構成するビットに設定される符号化率は最低２以上の異なる値で設定され、かつ、Ｔ＝ＦＢの式を満たす条件の下で決定され、前記誤り訂正符号化部が、ビット毎の誤り訂正符号化を、前記決定された各ビットの符号化率ＰＲ_ｍ＝ｃ_ｍ／ｄ_ｍで行う、ことを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項１から６までのいずれか一項に記載の送信装置から多重して送信された非圧縮のデジタル映像信号を受信する受信装置において、前記多重されたデジタル映像信号を分離する分離部と、前記分離部により分離されたデジタル映像信号に対し、前記デジタル映像信号のデータを構成するビット毎に、前記送信装置における誤り訂正の符号化率に応じた誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項８の発明は、請求項１から６までのいずれか一項に記載の送信装置と、請求項７に記載の受信装置とを含んで構成されることを特徴とする伝送システムである。

以上のように、本発明によれば、非圧縮のデジタル映像信号を多重して伝送する場合において、デジタル映像信号のデータを構成するビットの重みに応じて誤り訂正能力を変えるようにした。すなわち、送信装置が、上位ビットに対しては誤り訂正能力が高くなるような符号化率で誤り訂正符号化を行い、下位ビットに対しては誤り訂正能力が低くなるように処理を行うようにした。これにより、伝送路の状態が悪くなったとしても、映像の品質に影響を与えやすい上位ビットに対して誤り訂正能力が高いから、映像の品質劣化を抑えることができる。また、下位ビットに対する誤り訂正能力は低いものの、下位ビットのデータが伝送路の影響を受けたとしても、映像の品質は大きく変わるものではない。したがって、ビットの重みを考慮しないで誤り訂正を行う場合に比べて、受信した映像の品質劣化を軽減することが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔映像伝送システム〕
まず、映像伝送システムの全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による送信装置及び受信装置を含む映像伝送システムの全体構成を示す図である。この映像伝送システム１００は、複数のデジタル映像信号（以下、「映像信号」という。）を伝送するシステムであり、送信装置１０１及び受信装置１０２により構成される。送信装置１０１と受信装置１０２とは、伝送路１０３により接続される。

送信装置１０１は、複数の映像信号に誤り訂正符号化を行った後、その信号を多重した伝送信号を、伝送路１０３を介して受信装置１０２へ送信する。ここで、送信装置１０１は、各映像信号の量子化ビット毎に時系列方向の誤り訂正符号化を行う。すなわち、各映像信号のＭＳＢ（Ｍｏｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ）に対して時系列方向の符号化処理を行い、他のビットに対しても同様に、時系列方向の符号化処理を行う。このとき、量子化ビットの重みに応じて設定された誤り訂正の符号化率により、すなわち誤り訂正の性能の高さを変えて、符号化処理を行う。具体的には、重要度の高い上位ビットに対して、誤り訂正の性能が高くなるように設定された符号化率で符号化処理を行い、重要度の低い下位ビットに対して、誤り訂正の性能が低くなるように設定された符号化率で符号化処理を行う。量子化ビット毎の誤り訂正符号化処理の詳細については後述する。

受信装置１０２は、送信装置１０１から送信された伝送信号を受信し、多重された複数の映像信号の分離を行う。その後、各映像信号の量子化ビット毎に、送信装置１０１により設定された誤り訂正の符号化率に対応する誤り訂正復号を行い、元の複数の映像信号を生成する。

伝送路１０３は、送信装置１０１から受信装置１０２へ複数の映像信号が伝送信号として伝送される通信路である。例えば、無線伝送路、光ファイバーによる伝送路である。

このように構成された映像伝送システム１００によれば、映像信号を構成する量子化ビットの重みに応じて、上位ビットに対しては誤り訂正の性能が高くなるように設定された符号化率で符号化処理を行い、下位ビットに対しては誤り訂正の性能がさほど高くないように設定された符号化率で符号化処理を行うように、または、下位ビットに対して符号化処理を行わないようにした。これにより、伝送路１０３の状態が悪く伝送誤りが発生するような環境であっても、映像の品質に影響を与えやすく重要度の高い上位ビットのデータは、性能の高い誤り訂正により保護されているから、受信装置１０２において伝送信号を復号して元の信号に戻すことができる。また、下位ビットのデータに伝送誤りが生じて元の信号に戻すことができなくても、下位ビットのデータは映像の品質にさほど影響を与えることがない。したがって、伝送誤りが発生したとしても、映像全体に与える影響は少ないから、受信装置１０２において、受信した映像信号の劣化を軽減することが可能になる。

〔ＨＤ−ＳＤＩ信号〕
映像信号として用いられる代表的なものにはＨＤ−ＳＤＩ信号がある。ＨＤ−ＳＤＩ信号は、ＳＭＰＴＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）の２９２Ｍで規格化されている、非圧縮のＨＤＴＶ映像と音声信号を多重して伝送するシリアルデジタルインターフェース規格の信号である。

図２は、ＨＤ−ＳＤＩ信号の構成（形式）を説明する図である。図２に示すように、ＨＤ−ＳＤＩ信号は、ＥＡＶ（Ｅｎｄ ｏｆ Ａｃｔｉｖｅ Ｖｉｄｅｏ）、ＬＮ（Ｌｉｎｅ Ｎｕｍｂｅｒ）、ＣＲＣＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ Ｃｏｄｅ）、補助データ、ＳＡＶ（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ａｃｔｉｖｅ Ｖｉｄｅｏ）及び映像データにより構成される。ＥＡＶは有効な映像データ期間の終了を示す識別子であり、ＬＮはライン番号を示すデータであり、ＣＲＣＣは誤り検出符号データであり、ＳＡＶは有効な映像データの期間の開始を示す識別子である。補助データは、音声データ及びタイムコードデータ等から構成される。映像データは、映像１画素あたり、輝度（Ｙ）信号１０ビット及び色差（Ｐｂ・Ｐｒ）信号１０ビットのデジタル信号により構成される。このように、ＨＤ−ＳＤＩ信号は、映像データ及び補助データに、ＥＡＶ、ＬＮ、ＣＲＣＣ及びＳＡＶの同期信号が多重され、シリアル信号の形式で伝送される。

ＨＤ−ＳＤＩ信号は、図２に示したように、１画素あたり１０ビットの映像データを含んで構成されている。この１つの画素の１０ビットのデジタルデータは、最上位ビット（ＭＳＢ）と最下位ビット（ＬＳＢ）ではデータの重み（情報の重み）が異なる。伝送誤りの観点からすると、最上位ビットの伝送誤りは映像への影響が大きく、最下位ビットの伝送誤りは映像への影響は小さくなる。すなわち、映像データは、上位ビットであればあるほどデータの重みが強くなり、下位ビットであればあるほどデータの重みが弱くなる。

したがって、図１に示した映像伝送システム１００において、送信装置１０１が、ＨＤ−ＳＤＩ信号を構成する映像データの上位ビットのデータに対しては、誤り訂正の性能が高くなるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行い、下位ビットのデータに対しては、誤り訂正の性能がさほど高くならないように設定された符号化率で誤り訂正を行う。これにより、映像への影響が大きい映像データの上位ビットが、性能の高い誤り訂正により保護されることになるから、受信装置１０２において、受信したＨＤ−ＳＤＩ信号形式の映像データの劣化を軽減することが可能になる。

〔送信装置〕
次に、図１に示した送信装置１０１について詳細に説明する。図３は、送信装置１０１及び受信装置１０２の構成を示すブロック図である。この送信装置１０１は、ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ１１１〜１１４、誤り訂正符号化部１１５，１１６、多重部１１７及び送信Ｉ／Ｆ１１８を備えている。ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ１１１〜１１４は、例えばハイビジョンカメラ等の映像機器から、映像信号及び音声信号が多重されたＨＤ−ＳＤＩ信号を受信するインターフェースである。ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ１１１〜１１４は、４系統のＨＤ−ＳＤＩ信号１〜４を受信し、４系統のうちのＨＤ−ＳＤＩ信号１，２を誤り訂正符号化部１１５に出力し、ＨＤ−ＳＤＩ信号３，４を誤り訂正符号化部１１６に出力する。

誤り訂正符号化部１１５は、ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ１１１，１１２からＨＤ−ＳＤＩ信号１，２を入力し、誤り訂正符号化を行う。同様に、誤り訂正符号化部１１６は、ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ１１３，１１４からＨＤ−ＳＤＩ信号３，４を入力し、誤り訂正符号化を行う。具体的には、誤り訂正符号化部１１５，１１６は、入力したＨＤ−ＳＤＩ信号１〜４の各信号に対し、上位ビットから下位ビットにかけて、予め設定された符号化率で（上位ビットに対しては、誤り訂正の性能が高くなるように高い符号化率で、下位ビットに対しては、誤り訂正の性能が低くなるように低い符号化率で）誤り訂正符号化を行う。詳細については後述する。

ここで、誤り訂正符号化処理により、符号化率に応じた冗長データも生成されるため、図３における誤り訂正符号化部１１５，１１６の出力信号は３本になっている。冗長データは仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号として出力される。つまり、誤り訂正符号化部１１５は、誤り訂正符号化したＨＤ−ＳＤＩ信号１，２及び仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号を、誤り訂正符号化部１１６は、誤り訂正符号化したＨＤ−ＳＤＩ信号３，４及び仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号をそれぞれ多重部１１７に出力する。

ここで、誤り訂正符号化部１１５，１１６において、誤り訂正符号として、例えば畳み込み符号が用いられる。尚、誤り訂正符号は必ずしも畳み込み符号である必要はなく、例えばＬＤＰＣ（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ：低密度パリティ検査）符号を用いるようにしてもよい。本発明は、誤り訂正符号の種類に限定されるものではない。

多重部１１７は、誤り訂正符号化部１１５から誤り訂正符号化されたＨＤ−ＳＤＩ信号１，２及び仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号からなるＨＤ−ＳＤＩ信号３本分のデータ量の信号を入力すると共に、誤り訂正符号化部１１６からも誤り訂正符号化されたＨＤ−ＳＤＩ信号３，４及び仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号からなるＨＤ−ＳＤＩ信号３本分のデータ量の信号を入力する。そして、多重部１１７は、合計してＨＤ−ＳＤＩ信号６本分のデータ量の信号を多重化し、送信Ｉ／Ｆ１１８に出力する。

送信Ｉ／Ｆ１１８は、多重部１１７から多重化された信号を入力し、予め設定された伝送形式の信号に変換し、伝送信号として伝送路１０３を介して受信装置１０２へ送信する。送信Ｉ／Ｆ１１８による変換処理は、例えば、パラレル／シリアル変換及び信号増幅等の処理をいい、電気／光変換または電波形式の信号に変換することをいう。

〔受信装置〕
次に、図１に示した受信装置１０２について詳細に説明する。図３を参照して、この受信装置１０２は、受信Ｉ／Ｆ１２０、分離部１２１、誤り訂正復号部１２２，１２３及びＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ１２４〜１２７を備えている。受信Ｉ／Ｆ１２０は、送信装置１０１から伝送路１０３を介して伝送信号を受信し、その電気、光または電波形式の信号を、後述する処理を行うための電気信号に変換し、分離部１２１に出力する。

分離部１２１は、受信Ｉ／Ｆ１２０から変換後の信号を入力し、送信装置１０１の多重部１１７による多重化処理の逆の処理である分離処理を行い、元の誤り訂正符号化後の信号に戻す。そして、分離部１２１は、元の誤り訂正符号化後のＨＤ−ＳＤＩ信号１，２及び仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号を誤り訂正復号部１２２に出力し、元の誤り訂正符号化後のＨＤ−ＳＤＩ信号３，４及び仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号を誤り訂正復号部１２３に出力する。

誤り訂正復号部１２２は、分離部１２１から元の誤り訂正符号化後のＨＤ−ＳＤＩ信号１，２及び仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号を入力し、各映像信号の量子化ビット毎に、送信装置１０１の誤り訂正符号化部１１５における誤り訂正の符号化率に応じた誤り訂正復号を行う。そして、誤り訂正復号部１２２は、誤り訂正復号したＨＤ−ＳＤＩ信号１をＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ１２４に出力し、誤り訂正復号したＨＤ−ＳＤＩ信号２をＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ１２５に出力する。誤り訂正復号処理には、例えばビタビ復号が用いられる。同様に、誤り訂正復号部１２３は、分離部１２１から元の誤り訂正符号化後のＨＤ−ＳＤＩ信号３，４及び仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号を入力し、各映像信号の量子化ビット毎に、送信装置１０１の誤り訂正符号化部１１６における誤り訂正の符号化率に応じた誤り訂正復号を行う。そして、誤り訂正復号部１２３は、誤り訂正復号したＨＤ−ＳＤＩ信号３をＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ１２６に出力し、誤り訂正復号したＨＤ−ＳＤＩ信号４をＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ１２７に出力する。

ここで、誤り訂正復号部１２２，１２３において、誤り訂正復号として、例えばビタビ復号が用いられる。尚、誤り訂正復号は必ずしもビタビ復号である必要はなく、他の復号方式を用いるようにしてもよい。本発明は、誤り訂正復号の種類に限定されるものではない。

ＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ１２４，１２５は、誤り訂正復号部１２２から誤り訂正復号されたＨＤ−ＳＤＩ信号１，２をそれぞれ入力し、ＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ１２６，１２７は、誤り訂正復号部１２３から誤り訂正復号されたＨＤ−ＳＤＩ信号３，４をそれぞれ入力する。そして、ＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ１２４〜１２７は、予め規定されたフォーマットのＨＤ−ＳＤＩ信号１〜４としてそれぞれ出力する。

〔誤り訂正符号化処理〕
次に、図３に示した誤り訂正符号化部１１５，１１６の処理について、畳み込み符号を用いた例を挙げて具体的に説明する。この処理は、ビットの重みを考慮して設定された符号化率で誤り訂正符号化を行うものである。図４は、ＨＤ−ＳＤＩ信号１，２の上位２ビットのデータを符号化率１／２で、８ビット目から３ビット目までのデータを符号化率２／３で、下位２ビットのデータを符号化率１で誤り訂正符号化を行う処理を説明する図であり、図３に示した送信装置１０１のＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ１１１，１１２及び誤り訂正符号化部１１５による信号の流れ及び処理を示している。尚、ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ１１３，１１４及び誤り訂正符号化部１１６による信号の流れ及び処理も同様である。また、図５は、ＨＤ−ＳＤＩ信号１，２の上位２ビットのデータを符号化した後の格納処理を説明する図であり、図６は、ＨＤ−ＳＤＩ信号１，２の８ビット目から３ビット目までのデータを符号化した後の格納処理を説明する図である。

図４を参照して、ＨＤ−ＳＤＩ信号１，２は、上位の１０ビット目及び９ビット目のデータに対し、１画素に相当する１シンボルのデータ毎に符号化率１／２で誤り訂正符号化が行われる。上位ビットに対して高い符号化率で誤り訂正符号化を行うのは、上位ビットのデータに伝送誤りが生じると、映像の品質に大きく影響するからであり、誤り訂正をしやすくして画像の品質劣化を少なくするためである。また、８ビット目から３ビット目までのデータに対し、２画素に相当する２シンボル分のデータ毎に符号化率２／３で誤り訂正符号化が行われる。また、２ビット目及び１ビット目のデータに対し、誤り訂正符号化は行われない。下位ビットに対して誤り訂正符号化を行わないのは、下位ビットのデータに伝送誤りが生じたとしても、映像の品質にさほど影響しないからである。

図５を参照して、誤り訂正符号化部１１５は、ＨＤ−ＳＤＩ信号１の上位の１０ビット目及び９ビット目のデータに符号化率１／２の誤り訂正符号化を行う。ここで、符号化率１／２の誤り訂正符号化により、１ビットのデータから２ビットのデータが生成される。誤り訂正符号化部１１５は、１０ビット目の１ビットのデータから２ビットのデータを生成し、そのうちの１ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号１の１０ビット目のデータ部分（メモリ）に格納し、他の１ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の１０ビット目のデータ部分（メモリ）に格納する。また、誤り訂正符号化部１１５は、９ビット目の１ビットのデータから２ビットのデータを生成し、そのうちの１ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号１の９ビット目のデータ部分に格納し、他の１ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の８ビット目のデータ部分に格納する。

同様に、誤り訂正符号化部１１５は、ＨＤ−ＳＤＩ信号２の上位の１０ビット目及び９ビット目のデータに符号化率１／２の誤り訂正符号化を行う。そして、１０ビット目のデータについて、そのうちの１ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号２の１０ビット目のデータ部分に格納し、他の１ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の９ビット目のデータ部分に格納する。また、９ビット目のデータについて、そのうちの１ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号２の９ビット目のデータ部分に格納し、他の１ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の７ビット目のデータ部分に格納する。

図６を参照して、誤り訂正符号化部１１５は、ＨＤ−ＳＤＩ信号１の８ビット目から３ビット目までのデータ１−８〜１−３に符号化率２／３の誤り訂正符号化を行う。ここで、符号化率２／３の誤り訂正符号化により、２ビットのデータから３ビットのデータが生成される。誤り訂正符号化部１１５は、８ビット目の２ビットのデータ１−８から３ビットのデータを生成し、そのうちの２ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号１の８ビット目のデータ部分に格納し、他の１ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の６ビット目における最初のシンボルのデータ部分に格納する。また、７ビット目の２ビットのデータ１−７から３ビットのデータを生成し、そのうちの２ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号１の７ビット目のデータ部分に格納し、他の１ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の６ビット目における２番目のシンボルのデータ部分に格納する。同様に、誤り訂正符号化部１１５は、６ビット目から３ビット目までのデータ１−６〜１−３について、誤り訂正符号化した２ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号１の６ビット目から３ビット目までのデータ部分にそれぞれ格納し、他の１ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の４ビット目及び２ビット目の各シンボルのデータ部分にそれぞれ格納する。

同様に、誤り訂正符号化部１１５は、ＨＤ−ＳＤＩ信号２の８ビット目から３ビット目までのデータ２−８〜２−３に符号化率２／３の誤り訂正符号化を行う。そして、８ビット目のデータ２−８について、そのうちの２ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号２の８ビット目のデータ部分に格納し、他の１ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の５ビット目における最初のシンボルのデータ部分に格納する。また、７ビット目のデータ２−７について、そのうちの２ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号２の７ビット目のデータ部分に格納し、他の１ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の５ビット目における２番目のシンボルのデータ部分に格納する。同様に、誤り訂正符号化部１１５は、６ビット目から３ビット目までのデータ２−６〜２−３について、誤り訂正符号化した２ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号２の６ビット目から３ビット目までのデータ部分にそれぞれ格納し、他の１ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の３ビット目及び１ビット目における各シンボルのデータ部分にそれぞれ格納する。

このように、誤り訂正符号化部１１５によって、ＨＤ−ＳＤＩ信号１，２から、誤り訂正符号化されたＨＤ−ＳＤＩ信号１，２、及び冗長データが格納された仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号が生成され出力される。この場合、仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の１０ビットのデータ量は、各ＨＤ−ＳＤＩ信号１，２の１０ビットのデータ量と同じである。つまり、誤り訂正符号化部１１５の出力信号のデータ量は入力信号の３／２倍となり、ビットの重みを考慮しないで設定された符号化率２／３で一律に誤り訂正符号化を行う場合の出力信号のデータ量と同じになる。

したがって、誤り訂正符号化部１１５は、ビットの重みを考慮しないで誤り訂正符号化を行う場合と同じデータ量にて、映像の品質に影響を与えやすい上位ビット（この例では上位２ビット）に対し、誤り訂正能力の高い符号化率（この例では符号化率１／２）で誤り訂正符号化を行うことができる。このため、伝送路１０３において伝送誤りが生じたとしても、映像の品質に影響を与えやすい上位ビットについては誤り訂正能力が高いから、映像の品質劣化は、ビットの重みを考慮しない場合に比べて少なくなる。

また、誤り訂正符号化部１１５は、映像の品質に影響をさほど与えない下位ビットに対し、誤り訂正符号化を行わないようにした。これにより、誤り訂正符号化による冗長データの生成を抑えることができ、伝送信号の容量の効率化を図ることができる。また、上位の２ビットに対する符号化率を１／２に設定することができる。

以上、図４〜図６を用いて、誤り訂正符号化部１１５，１１６による誤り訂正符号化処理及び冗長データの格納処理について説明したが、これは一例にしか過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。冗長データの格納処理として、例えば、ＨＤ−ＳＤＩ信号１，２の８ビット目の冗長データ（２ビットのデータ）を仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の６ビット目のデータ部分に、７ビット目の冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の５ビット目のデータ部分に、６ビット目の冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の４ビット目のデータ部分に、５ビット目の冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の３ビット目のデータ部分に、４ビット目の冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の２ビット目のデータ部分に、３ビット目の冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の１ビット目のデータ部分にそれぞれ格納するようにしてもよい。

〔符号化率〕
次に、符号化率について説明する。符号化率は、コンピュータによる自動計算またはオペレータによる手動計算により、以下の設定手順で決定される。誤り訂正符号化部１１５，１１６及び誤り訂正復号部１２２，１２３は、以下の設定手順で決定された符号化率を用いて処理を行う。
（１）ＨＤ−ＳＤＩ信号に対する符号化率の設定
（２）ＨＤ−ＳＤＩ信号の各ビットに対する符号化率の設定

まず、（１）ＨＤ−ＳＤＩ信号に対する符号化率の設定について説明する。ここでは、６本のＨＤ−ＳＤＩ信号を多重して伝送する映像伝送システム１００を例にして、ＨＤ−ＳＤＩ信号を符号化率２／３で誤り訂正符号化して伝送することを考える。まず、映像伝送システム１００により伝送可能なＨＤ−ＳＤＩ信号の多重数をＮとする。本例では、Ｎ＝６である。また、ＨＤ−ＳＤＩ信号の符号化率をＦＲとする。本例では、ＦＲ_１＝２／３である。
ＦＲ_ｋ＝ａ_ｋ／ｂ_ｋ
ここで、ａ，ｂ，ｋは正の整数とする。

さらに、誤り訂正符号化後も伝送信号が過不足のない容量で伝送されるようにするための条件として、ＨＤ−ＳＤＩ信号をａ_ｋ本まとめて同じ符号化率で誤り訂正符号化を行うものとする。ここで、ＨＤ−ＳＤＩ信号をａ_ｋ本まとめたものを「グループ」とする。本例では、ａ_１＝２であるから、ＨＤ−ＳＤＩ信号を２本まとめたものがグループとなる。

ＨＤ−ＳＤＩ信号を２本まとめて符号化率２／３の誤り訂正符号化を行うと、その伝送ビットレートは、ＨＤ−ＳＤＩ信号２本分×３／２となり、ＨＤ−ＳＤＩ信号３本分となる。本例の映像伝送システム１００は６本のＨＤ−ＳＤＩ信号を多重して伝送する装置であるから、さらにＨＤ−ＳＤＩ信号３本分の伝送が可能である。そこで、さらに、ＨＤ−ＳＤＩ信号に符号化率２／３の誤り訂正符号化を行って伝送することを考える。同様にして、ＦＲ_２＝２／３であるから、ＨＤ−ＳＤＩ信号を２本まとめて符号化率２／３の誤り訂正符号化を行うと、その伝送ビットレートは、ＨＤ−ＳＤＩ信号２本分×３／２となり、ＨＤ−ＳＤＩ信号３本分となる。

このように、ＦＲ_１のグループ及びＦＲ_２のグループの伝送ビットレートを足し合わせると、ＨＤ−ＳＤＩ信号６本分となり、映像伝送システム１００の多重数である６本と同じ数となる。この関係は以下の式で表される。
Ｎ＝ｂ_１＋ｂ_２＋ｂ_３＋・・・
本例では、Ｎ＝ｂ_１＋ｂ_２＝３＋３＝６という関係にある。

以上をまとめると、次のとおりになる。（１）のＨＤ−ＳＤＩ信号に対する符号化率は、映像伝送システム１００のＨＤ−ＳＤＩ信号の多重数をＮ、グループの符号化率をＦＲ_ｋ＝ａ_ｋ／ｂ_ｋ（ａ，ｂ，ｋは正の整数とする）とすると、各グループにおいてＨＤ−ＳＤＩ信号ａ_ｋ本まとめて同じ符号化率ＦＲ_ｋで誤り訂正符号化を行うものとして設定される。但し、伝送信号が過不足のない容量で伝送されるようにするためには、以下の式を満たす必要がある。
Ｎ＝ｂ_１＋ｂ_２＋ｂ_３＋・・・
前述した例では、多重数Ｎ＝６、第１のグループの符号化率ＦＲ_１＝ａ_１／ｂ_１＝２／３、第２のグループの符号化率ＦＲ_２＝ａ_２／ｂ_２＝２／３、Ｎ＝ｂ_１＋ｂ_２＝３＋３＝６である。

次に、（２）ＨＤ−ＳＤＩ信号の各ビットに対する符号化率の設定について説明する。この符号化率も同様に、伝送信号が過不足のない容量で伝送されるように設定する。各ビットに設定される符号化率をＰＲ_ｍとする。
ＰＲ_ｍ＝ｃ_ｍ／ｄ_ｍ
ここで、ｍは１０以下の正の整数とする。例えば、１０ビット目から１ビット目まで、以下のような符号化率が考えられる。
ＰＲ_１０＝１／２，ＰＲ_９＝１／２，ＰＲ_８＝２／３，ＰＲ_７＝２／３，ＰＲ_６＝２／３，ＰＲ_５＝２／３，ＰＲ_４＝２／３，ＰＲ_３＝２／３，ＰＲ_２＝１，ＰＲ_１＝１
但し、符号化率１は誤り訂正符号化を行わないことを意味する。また、グループ内のＨＤ−ＳＤＩ信号は、同じビット位置のデータに対して同じ符号化率で誤り訂正符号化を行うものとする。

次に、グループの誤り訂正符号化の単位シンボル数を考える。誤り訂正符号化後の単位シンボル数ＦＥＣＳは、ＨＤ−ＳＤＩ信号の各ビットに対する符号化率ＰＲ_ｍ＝ｃ_ｍ／ｄ_ｍの分子の最小公倍数である。
ＦＥＣＳ＝ＬＣＭ（ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３，・・・）
ここで、ＬＣＭ（）は、（）内の各数値の最小公倍数を表す関数である。いま、ＨＤ−ＳＤＩ信号の１シンボルを１画素のビット数と同じ１０ビットとする。誤り訂正符号化により発生した冗長データが、過不足のない容量で伝送されるには、誤り訂正符号化したデータを、誤り訂正の単位シンボルで伝送する総ビット数Ｔに過不足なく納める必要がある。すなわち、誤り訂正の単位シンボルで生成する誤り訂正符号化部１１５，１１６からの総出力ビット数ＦＢをＴと同数にすることにより、過不足なく納めることができる。Ｃはｃ_１，ｃ_２，ｃ_３，・・・の集合体を示す。
ＦＢ＝Σ（ＬＣＭ（Ｃ）／ｃ_ｍ×ｄ_ｍ×ｂ_ｋ）＝（ＬＣＭ（Ｃ）／ｃ_１×ｄ_１×ｂ_ｋ）＋（ＬＣＭ（Ｃ）／ｃ_２×ｄ_２×ｂ_ｋ）＋・・・
Ｔ＝ＦＢ
また、Ｔは、以下の式により表される。
Ｔ＝（ＨＤ−ＳＤＩ信号１シンボルのビット数）×ＦＥＣＳ×ｂ_ｋ＝１０×ＬＣＭ（Ｃ）×ｂ_ｋ

以上をまとめると、（２）のＨＤ−ＳＤＩ信号の各ビットに対する符号化率は、以下のように設定される。すなわち、各ビットに設定する誤り訂正の符号化率をＰＲ_ｍ＝ｃ_ｍ／ｄ_ｍ（ｍは１０以下の正の整数）とし、グループ内のＨＤ−ＳＤＩ信号において同じビット位置のデータは同じ符号化率で誤り訂正符号化を行うものとし、誤り訂正符号化後の単位シンボル数をＦＥＣＳ＝ＬＣＭ（ｃ１，ｃ２，ｃ３，・・・）とする。ここで、ＬＣＭ（）は（）内の数値の最小公倍数を示す。そうすると、誤り訂正の単位シンボルで伝送する総ビット数Ｔは、以下の式で表される。
Ｔ＝（ＨＤ−ＳＤＩ信号１シンボルのビット数）×ＦＥＣＳ×ｂ_ｋ＝１０×ＬＣＭ（Ｃ）×ｂ_ｋ
また、誤り訂正の単位シンボルで生成する誤り訂正符号化部１１５，１１６からの総出力ビット数ＦＢは、以下の式で表される。
ＦＢ＝Σ（ＬＣＭ（Ｃ）／ｃ_ｍ×ｄ_ｍ×ｂ_ｋ）＝（ＬＣＭ（Ｃ）／ｃ_１×ｄ_１×ｂ_ｋ）＋（ＬＣＭ（Ｃ）／ｃ_２×ｄ_２×ｂ_ｋ）＋・・・
但し、誤り訂正符号化により発生した冗長データを誤り訂正の単位シンボルで伝送する総ビット数に過不足なく納めるためには、Ｔ＝ＦＢであればよい。前述した例では、グループの符号化率ＦＲ＝２／３、各ビットの符号化率ＰＲ_１０＝１／２，ＰＲ_９＝１／２，ＰＲ_８＝２／３，ＰＲ_７＝２／３，ＰＲ_６＝２／３，ＰＲ_５＝２／３，ＰＲ_４＝２／３，ＰＲ_３＝２／３，ＰＲ_２＝１，ＰＲ_１＝１、Ｔ＝ＬＣＭ（１，２）×１０×ｂ_ｋ＝２×１０×３＝６０ビット、ＦＢ＝Σ（ＬＣＭ（Ｃ）／ｃ_ｍ×ｄ_ｍ×ｂ_ｋ）＝（２／１×２×２）＋（２／１×２×２）＋（２／２×３×２）＋（２／２×３×２）＋（２／２×３×２）＋（２／２×３×２）＋（２／２×３×２）＋（２／２×３×２）＋（２／１×１×２）＋（２／１×１×２）＝８＋８＋６＋６＋６＋６＋６＋６＋４＋４＝６０となり、Ｔ＝ＦＢの条件を満たす。

〔他の誤り訂正符号化処理〕
次に、図３に示した誤り訂正符号化部１１５，１１６による他の誤り訂正符号化処理について説明する。図７は、ＨＤ−ＳＤＩ信号の上位３ビットのデータを符号化率１／２で、７ビット目及び６ビット目のデータを符号化率２／３で、５ビット目から３ビット目までのデータを符号化率３／４で、下位２ビットのデータを符号化率１で誤り訂正符号化を行う処理を説明する図であり、図４に示した誤り訂正符号化処理と同様に、図３に示した送信装置１０１のＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ１１１，１１２及び誤り訂正符号化部１１５による信号の流れ及び処理を示している。尚、ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ１１３，１１４及び誤り訂正符号化部１１６による信号の流れ及び処理も同様である。

図７を参照して、この例は、映像信号に影響を及ぼす上位３ビットについてより誤り訂正能力の高い１／２の符号化率で誤り訂正符号化を行い、下位ビットになるに従って符号化率を２／３，３／４と徐々に弱くするものである。具体的には、ＨＤ−ＳＤＩ信号１，２は、上位の１０ビット目から８ビット目までのデータに対し、１画素に相当する１シンボルのデータ毎に符号化率１／２で誤り訂正符号化が行われる。また、７ビット目及び６ビット目のデータに対し、２画素に相当する２シンボル分のデータ毎に符号化率２／３で誤り訂正符号化が行われる。また、５ビット目から３ビット目までのデータに対し、３画素に相当する３シンボル分のデータ毎に符号化率３／４で誤り訂正符号化が行われる。また、下位の２ビット目及び１ビット目のデータに対し、誤り訂正符号化は行われない。

誤り訂正符号化部１１５は、ＨＤ−ＳＤＩ信号１の上位の１０ビット目のデータ１−１０に符号化率１／２の誤り訂正符号化を行い、６ビットのデータから１２ビットのデータを生成し、そのうちの６ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号１の１０ビット目のデータ部分（メモリ）に格納し、他の６ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の１０ビット目のデータ部分（メモリ）に格納する。同様に、ＨＤ−ＳＤＩ信号１の９ビット目のデータ１−９及び８ビット目のデータ１−８について、符号化率１／２の誤り訂正符号化後の１２ビットのデータのうちの６ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号１の９ビット目のデータ部分及び８ビット目のデータ部分にそれぞれ格納し、他の６ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の８ビット目のデータ部分及び６ビット目のデータ部分にそれぞれ格納する。

同様に、誤り訂正符号化部１１５は、ＨＤ−ＳＤＩ信号２の上位の１０ビット目から８ビット目のデータ２−１０〜２−８に符号化率１／２の誤り訂正符号化を行う。そして、誤り訂正符号化後の１２ビットのデータのうちの６ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号２の１０ビット目から８ビット目までのデータ部分にそれぞれ格納する。また、他の６ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の９ビット目、７ビット目及び５ビット目のデータ部分にそれぞれ格納する。

また、誤り訂正符号化部１１５は、ＨＤ−ＳＤＩ信号１の７ビット目のデータ１−７に符号化率２／３の誤り訂正符号化を行い、６ビットのデータから９ビットのデータを生成し、そのうちの６ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号１の７ビット目のデータ部分に格納し、他の３ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の４ビット目における最初から３シンボル目までのデータ部分に格納する。同様に、ＨＤ−ＳＤＩ信号１の６ビット目のデータ１−６について、符号化率２／３の誤り訂正符号化後の９ビットのデータのうちの６ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号１の６ビット目のデータ部分に格納し、他の３ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の４ビット目における４シンボル目から６シンボル目までのデータ部分にそれぞれ格納する。

同様に、誤り訂正符号化部１１５は、ＨＤ−ＳＤＩ信号２の７ビット目及び６ビット目のデータ２−７，２−６に符号化率２／３の誤り訂正符号化を行う。そして、誤り訂正符号化後の９ビットのデータのうちの６ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号２の７ビット目及び６ビット目のデータ部分にそれぞれ格納する。また、他の３ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の３ビット目における最初から３シンボル目までのデータ部分及び４シンボル目から６シンボル目までのデータ部分にそれぞれ格納する。

また、誤り訂正符号化部１１５は、ＨＤ−ＳＤＩ信号１の５ビット目のデータ１−５に符号化率３／４の誤り訂正符号化を行い、６ビットのデータから８ビットのデータを生成し、そのうちの６ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号１の５ビット目のデータ部分に格納し、他の２ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の２ビット目における最初及び２シンボル目のデータ部分に格納する。同様に、ＨＤ−ＳＤＩ信号１の４ビット目及び３ビット目のデータ１−４，１−３について、符号化率３／４の誤り訂正符号化後の８ビットのデータのうちの６ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号１の４ビット目及び３ビット目のデータ部分に格納し、他の２ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の２ビット目における３シンボル目及び４シンボル目のデータ部分、並びに、５シンボル目及び６シンボル目のデータ部分にそれぞれ格納する。

同様に、誤り訂正符号化部１１５は、ＨＤ−ＳＤＩ信号２の５ビット目から３ビット目までのデータ２−５〜２−３に符号化率３／４の誤り訂正符号化を行う。そして、誤り訂正符号化後の９ビットのデータのうちの６ビットのデータをＨＤ−ＳＤＩ信号２の５ビット目から３ビット目のデータ部分にそれぞれ格納する。また、他の２ビットの冗長データを仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の１ビット目における最初及び２シンボル目のデータ部分、３シンボル目及び４シンボル目のデータ部分、並びに、５シンボル目及び６シンボル目のデータ部分にそれぞれ格納する。

このように、誤り訂正符号化部１１５によって、ＨＤ−ＳＤＩ信号１，２から、誤り訂正符号化されたＨＤ−ＳＤＩ信号１，２、及び冗長データが格納された仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号が生成され出力される。この場合、仮想ＨＤ−ＳＤＩ信号の１０ビットのデータ量は、各ＨＤ−ＳＤＩ信号１，２の１０ビットのデータ量と同じである。つまり、誤り訂正符号化部１１５の出力信号のデータ量は入力信号の３／２倍となり、ビットの重みを考慮しないで設定された符号化率２／３で誤り訂正符号化を行う場合の出力信号のデータ量と同じになる。

したがって、誤り訂正符号化部１１５は、ビットの重みを考慮しないで誤り訂正符号化を行う場合と同じデータ量にて、映像の品質に影響を与えやすい上位ビット（この例では上位３ビット）に対し、誤り訂正能力の高い符号化率（この例では符号化率１／２）で誤り訂正符号化を行うことができる。このため、伝送路１０３において伝送誤りが生じたとしても、映像の品質に影響を与えやすい上位ビットについては誤り訂正能力が高いから、映像の品質劣化は、ビットの重みを考慮しない場合に比べて少なくなる。

また、誤り訂正符号化部１１５は、上位ビットの次に映像の品質に影響を与えやすいビット（この例では７ビット目及び６ビット目）に対し、誤り訂正能力が２番目に高い符号化率（この例では符号化率２／３）で誤り訂正符号化を行うことができる。

また、誤り訂正符号化部１１５は、映像の品質に影響をさほど与えない下位ビット（この例では下位２ビット）に対し、誤り訂正符号化を行わないようにした。これにより、誤り訂正符号化による冗長データの生成を抑えることができ、伝送信号の容量の効率化を図ることができる。

以上のように、本発明の実施形態による映像伝送システム１００によれば、ビットの重みを考慮した誤り訂正符号化を行うことにより、伝送誤りが生じる伝送路１０３であっても、映像の品質に影響を与えやすい上位ビットに対しては誤り訂正能力が高いから、映像の品質劣化を抑えることができる。また、下位ビットに対しては誤り訂正能力が低いものの、映像品質に大きな影響を与えることがない。したがって、ビットの重みを考慮しないで誤り訂正を行う場合に比べて、受信した映像の品質劣化を軽減することが可能になる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。図３から図７までに示した構成及び数値は例示であり、本発明は、ＨＤ−ＳＤＩ信号の数が４本、符号化率が１／２，２／３，３／４，１／１に限定されるものではない。また、図３から図７までに示した映像伝送システム１００では、下位２ビットに対して誤り訂正符号化を行わないようにしたが、上位ビットの符号化率との関係で、ＨＤ−ＳＤＩ信号のデータ量と同じ冗長データのデータ量になるように、上位ビットよりも誤り訂正能力の低い符号化率で誤り訂正符号化を行うようにしてもよい。また、本発明は、ＨＤ−ＳＤＩ信号に限定されるものではなく、他のデジタル映像信号についても適用がある。

本発明の実施形態による送信装置及び受信装置を含む映像伝送システムの全体構成を示す図である。 ＨＤ−ＳＤＩ信号の構成を説明する図である。 本発明の実施形態による送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。 ＨＤ−ＳＤＩ信号の上位２ビットのデータを符号化率１／２で、８ビット目から３ビット目までのデータを符号化率２／３で、下位２ビットのデータを符号化率１で誤り訂正符号化を行う処理を説明する図である。 ＨＤ−ＳＤＩ信号の上位２ビットのデータを符号化した後の格納処理を説明する図である。 ＨＤ−ＳＤＩ信号の８ビット目から３ビット目までのデータを符号化した後の格納処理を説明する図である。 ＨＤ−ＳＤＩ信号の上位３ビットのデータを符号化率１／２で、７ビット目及び６ビット目のデータを符号化率２／３で、５ビット目から下位３ビット目までのデータを符号化率３／４で、下位２ビットのデータを符号化率１で誤り訂正符号化する処理を説明する図である。 従来の誤り訂正符号化を行わない映像伝送システムにおいて、送信装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。 従来の誤り訂正符号化を行う映像伝送システムにおいて、送信装置及び受信装置を示すブロック図である。

符号の説明

１００ 映像伝送システム
１０１，２０１，３０１ 送信装置
１０２，２０２，３０２ 受信装置
１０３，２０３，３０３ 伝送路
１１１〜１１４，２１１〜２１６，３１１〜３１４ ＨＤ−ＳＤＩＲｘＩ／Ｆ
１１５，１１６，３１６ 誤り訂正符号化部
１１７，２１７，３１５ 多重部
１１８，２１８，３１７ 送信Ｉ／Ｆ
１２０，２２０，３２０ 受信Ｉ／Ｆ
１２１，２２１，３２２ 分離部
１２２，１２３，３２１ 誤り訂正復号部
１２４〜１２７，２２２〜２２７，３２３〜３２６ ＨＤ−ＳＤＩＴｘＩ／Ｆ

Claims (8)

1. 非圧縮のデジタル映像信号を多重して送信する送信装置において、
   前記デジタル映像信号のデータを構成するビット毎に、予め設定された符号化率で時系列に誤り訂正符号化を行って出力する際に、
   前記データを構成する複数のビットのうちの最も重みのある最上位ビットについて、誤り訂正能力が最も高くなるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力し、
   前記データを構成する複数のビットのうちの最も重みのない最下位ビットについて、誤り訂正能力が最も低くなるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力するか、または誤り訂正符号化を行わないでそのまま出力し、
   前記最上位ビットと最下位ビットとの間のビットについて、当該ビットの重みに応じた誤り訂正能力になるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力するか、または誤り訂正符号化を行わないでそのまま出力する誤り訂正符号化部と、
   前記誤り訂正符号化部により出力されたデジタル映像信号を多重する多重部と、を備え、
   前記多重して送信される複数のデジタル映像信号をグループに分けたときの各グループの符号化率が、前記デジタル映像信号の多重数、並びに、前記各グループの符号化率を設定したときの分母の数値及び分子の数値に基づいて決定され、
   前記各グループのデジタル映像信号のデータを構成する各ビットの符号化率が、前記各ビットの符号化率を設定したときの数値に基づいて算出された所定シンボル数において、予め設定された１シンボルのビット数及び前記設定されたグループの符号化率により得られる前記グループの総ビット数と、前記設定された各ビットの符号化率及び前記設定されたグループの符号化率により得られる前記グループの総ビット数とが同一となる条件の下で決定され、
   前記誤り訂正符号化部は、ビット毎の誤り訂正符号化を、前記決定された各ビットの符号化率で行う、ことを特徴とする送信装置。
2. 請求項１に記載の送信装置において、
   前記誤り訂正符号化部は、
   前記データを構成するビット長が同一な複数のデジタル映像信号に誤り訂正符号化を行い、これにより生じる全ての冗長ビットを、前記デジタル映像信号と同一のビット長のデータからなるデジタル映像信号として出力する、ことを特徴とする送信装置。
3. 請求項１または２に記載の送信装置において、
   前記デジタル映像信号のデータを構成するビット数が１０ビットであり、
   前記誤り訂正符号化部は、
   最下位ビット及び最下位から２番目のビットについて、誤り訂正符号化を行わないでそのまま出力する、ことを特徴とする送信装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の送信装置において、
   前記誤り訂正符号を畳み込み符号とする、ことを特徴とする送信装置。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の送信装置において、
   前記デジタル映像信号をＨＤ−ＳＤＩ信号とする、ことを特徴とする送信装置。
6. 非圧縮のデジタル映像信号を多重して送信する送信装置において、
   前記デジタル映像信号のデータを構成するビット毎に、予め設定された符号化率で時系列に誤り訂正符号化を行って出力する際に、
   前記データを構成する複数のビットのうちの最も重みのある最上位ビットについて、誤り訂正能力が最も高くなるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力し、
   前記データを構成する複数のビットのうちの最も重みのない最下位ビットについて、誤り訂正能力が最も低くなるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力するか、または誤り訂正符号化を行わないでそのまま出力し、
   前記最上位ビットと最下位ビットとの間のビットについて、当該ビットの重みに応じた誤り訂正能力になるように設定された符号化率で誤り訂正符号化を行って出力するか、または誤り訂正符号化を行わないでそのまま出力する誤り訂正符号化部と、
   前記誤り訂正符号化部により出力されたデジタル映像信号を多重する多重部と、を備え、
   前記デジタル映像信号をＨＤ−ＳＤＩ信号とし、
   前記ＨＤ−ＳＤＩ信号の多重数をＮ、前記ＨＤ−ＳＤＩ信号をａ_ｋ本まとめたグループに分けたときの各グループの符号化率をＦＲ_ｋ＝ａ_ｋ／ｂ_ｋ（ａ，ｂ，ｋは正の整数）とした場合に、前記各グループの符号化率ＦＲ_ｋ＝ａ_ｋ／ｂ_ｋが、
   前記グループのａ_ｋ本のＨＤ−ＳＤＩ信号を同じ符号化率で誤り訂正符号化し、かつ、Ｎ＝Σｂ_ｋの式を満たす条件の下で決定され、
   前記グループ内のＨＤ−ＳＤＩ信号のデータを構成する各ビットの符号化率をＰＲ_ｍ＝ｃ_ｍ／ｄ_ｍ（ｍは１０以下の正の整数）とし、前記ＨＤ−ＳＤＩ信号のデータを構成する１画素あたりのビット数１０と前記ｃ_ｍの全要素の最小公倍数ＬＣＭと前記ｂ_ｋとを掛け合わせて得られるビット数をＴとし、前記最小公倍数ＬＣＭと前記ｄ_ｍと前記ｂ_ｋとを掛け合わせ、さらにその結果を全て加算して得られるビット数をＦＢとした場合に、前記各ビットの符号化率ＰＲ_ｍ＝ｃ_ｍ／ｄ_ｍが、
   前記グループ内のＨＤ−ＳＤＩ信号における同じビット位置のデータに同じ符号化率で誤り訂正符号化を行い、かつ、前記ＨＤ−ＳＤＩ信号を構成するビットに設定される符号化率は最低２以上の異なる値で設定され、かつ、Ｔ＝ＦＢの式を満たす条件の下で決定され、
   前記誤り訂正符号化部は、ビット毎の誤り訂正符号化を、前記決定された各ビットの符号化率ＰＲ_ｍ＝ｃ_ｍ／ｄ_ｍで行う、ことを特徴とする送信装置。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の送信装置から多重して送信された非圧縮のデジタル映像信号を受信する受信装置において、
   前記多重されたデジタル映像信号を分離する分離部と、
   前記分離部により分離されたデジタル映像信号に対し、前記デジタル映像信号のデータを構成するビット毎に、前記送信装置における誤り訂正の符号化率に応じた誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、を備えたことを特徴とする受信装置。
8. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の送信装置と、請求項７に記載の受信装置とを含んで構成されることを特徴とする伝送システム。

Images