JP5289376B2

JP5289376B2 - 映像信号伝送装置

Info

Publication number: JP5289376B2
Application number: JP2010091329A
Authority: JP
Inventors: 昭宏加藤
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2030-04-12
Also published as: JP2011223381A

Description

本発明は、映像信号伝送装置に関するものである。

従来、テレビジョンカメラシステムでは撮像部（カメラヘッド、カメラ）と接続された制御部（カメラコントロールユニットCamera Control Unit:CCU）との間で本線映像信号，送り返し映像信号，音声信号，コントロール用シリアルデータ信号，及び電源の送受信の時分割双方向伝送を３重同軸（トライアックス）ケーブル１本の伝送路で行う方法をデジタルトライアックスシステムと称する（特許文献１参照）

有効走査線７２０本と有効走査線１０８０本のハイビジョン（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ：ＨＤＴＶ）では、本線映像信号，送り返し映像信号，音声信号，コントロール用シリアルデータ信号の送受信伝送と電源供給送を光複合ケーブルで用いる方が一般である。
ＨＤＴＶ映像信号を圧縮して、送受信の時分割双方向伝送をトライアックスケーブル１本の伝送路で行う方法をデジタルトライアックスシステムと称する。

また、一般にカメラコントロールユニットをリモートコントロールユニット（ＲＣＵ）やセットアップコントロールユニット（ＳＣＵ）で制御している。
カメラからカメラ制御装置（ＣＣＵ）へ光複合ケーブルやトライアックスケーブルや同軸ケーブルなどで映像信号を伝送する際に、カメラ制御装置側で映像を見ながらカメラの色調補正やガンマ補正を行うための位置合わせのガイドとして、映像信号中に１ビットのインジケータ信号を付加しておき、カメラ制御装置で、そのインジケータ信号を映像信号の輝度信号（例えば、Ｙ）又は色差信号（例えば、Ｐｂ、Ｐｒ）に加算して、映像信号に重畳することがある。

このとき、本来のカメラの映像信号にはできるだけ影響を与えないようにするため、インジケータ信号を色差信号の最下位ビットに挿入する方法が一般的に用いられている。
インジケータ信号が含まれるＨＤＴＶ信号から当該インジケータ信号を抽出して、当該インジケータ信号をＨＤＴＶサイズからＳＤＴＶ（ＳｔａｎｄａｒｄＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）サイズへダウンコンバート（例えば、間引きの処理）する。
一例として、トライアックスケーブルでのインジケータ信号の伝送方式として、ＳＤ−ＳＤＩ信号の下位１ビットにダウンコンバートしたインジケータ信号を多重する方式がある（特許文献２参照）。

従来の方式では、インジケータ信号で全データ伝送量の１割を常時占有し、さらに、映像データとインジケータ信号とのビットの組み合わせでＳＤ−ＳＤＩの禁止コード（（０００）ｈ〜（００３）ｈおよび（３ＦＣ）ｈ〜（３ＦＦ）ｈ）の発生を防ぐため、１ビットをパリティビットにする必要があり、インジケータなしの場合と比べて映像データの伝送効率が低下する欠点がある。

特開平７−２０３３９９号公報特願２００９−１７１３３５公報

映像データの伝送効率を向上する事が本発明の目的である。

上記目的を達成するため、本発明では、ＳＤＴＩフォーマットの映像信号を伝送する映像信号伝送装置において、上記ＳＤＴＩフォーマットの映像信号の有効映像期間内にパケット化された圧縮映像データの下位２ビットと上位１ビットを除いた７ビットが全て０の場合はパリティビットとして上位１ビットを１にセットし、全て１の場合は上位ビットを０にセットし、それ以外の場合は上位ビットにインジケータ信号を重畳して伝送し、伝送後に圧縮映像データと１ビットのインジケータ信号に分離し、圧縮映像データを伸張した映像信号に、分離した１ビットのインジケータ信号を重畳することを特徴とする映像信号伝送装置である。

また、ＨＤＴＶカメラからカメラ制御装置（ＣＣＵ）へ映像信号を映像圧縮してＳＤＴＩフォーマットのシリアルデジタル信号の時分割伝送を行いＨＤＴＶ映像信号へ伸長して出力するデジタルトライアックスシステムにおいて、
上記ＳＤＴＩフォーマットの映像信号の有効映像期間内にパケット化された圧縮映像データの下位２ビットと上位１ビットを除いた７ビットが全て０の場合はパリティビットとして上位１ビットを１にセットし、全て１の場合は上位ビットを０にセットし、それ以外の場合は上位ビットにインジケータ信号を重畳して伝送し、伝送後に圧縮映像データと１ビットのインジケータ信号に分離し、圧縮映像データを伸張したＨＤＴＶ映像信号に重畳することを特徴とする映像信号伝送装置である。

本発明によれば、インジケータなしの場合と同じ映像データ伝送量を確保することができる。

本発明の一実施例のカメラアダプタからカメラ制御装置の信号の流れを示したブロック図。本発明の一実施例のＳＤＴＩ信号の有効映像データ内の各データ配置を表した図。

まず、本発明の詳細な動作を説明してから、本発明の一実施例を説明する。

映像信号送信装置では、伝送対象取得手段が、伝送対象となるインジケータ信号が含まれるＨＤＴＶ信号を取得する。同期情報検出手段が、前記伝送対象取得手段により取得されたインジケータ信号が含まれるＨＤＴＶ信号から同期情報（例えば、ＴＲＳの情報）を検出する。

インジケータ信号が含まれるＨＤＴＶ信号から当該インジケータ信号を抽出して、当該インジケータ信号をＨＤＴＶサイズからＳＤＴＶサイズへダウンコンバート（例えば、間引きの処理）する。

映像圧縮手段が、前記伝送対象取得手段により取得されたインジケータ信号が含まれるＨＤＴＶ信号に含まれる映像信号を圧縮する。ＳＤＴＩ信号生成手段が、前記同期情報検出手段により検出された同期情報（又は、それに対応する情報）を含み、有効映像期間に、前記映像圧縮手段により得られた圧縮映像の情報を含むとともに、パラレルデータの形式における最下位の１ビットの位置に前記ダウンコンバート手段により得られたダウンコンバート後のインジケータ信号に対応する情報を含むＳＤＴＩ（ＳｅｒｉａｌＤａｔａＴｒａｎｓｐｏｒｔＩｎｔｅｒｆａｃｅ）フォーマットのＳＤＴＩ信号を生成する。送信手段が、前記ＳＤＴＩ信号生成手段により生成されたＳＤＴＩ信号を前記映像信号受信装置に対して送信する。

前記映像信号受信装置では、受信手段が、前記映像信号送信装置から送信されたＳＤＴＩ信号を受信する。映像伸張手段が、前記受信手段により受信されたＳＤＴＩ信号から圧縮映像の情報を分離して、当該圧縮映像の情報を伸張する。アップコンバート手段が、前記受信手段により受信されたＳＤＴＩ信号からダウンコンバート後のインジケータ信号に対応する情報を分離して、当該ダウンコンバート後のインジケータ信号をＳＤＴＶサイズからＨＤＴＶサイズへアップコンバート（例えば、引き伸ばしの処理）する。多重手段が、前記映像伸張手段により得られた伸張後の映像信号と前記アップコンバート手段により得られたアップコンバート後のインジケータ信号を、前記受信手段により受信されたＳＤＴＩ信号に含まれる前記同期情報（又は、それに対応する情報）に基づいて（例えば、水平や垂直の位置を合わせて）、多重する。

上記インジケータ信号は、パリティビットと兼用し、９ビットの圧縮映像データとパリティビット１ビットを合わせた１０ビットがＳＤ−ＳＤＩの禁止コード（（０００）ｈ〜（００３）ｈおよび（３ＦＣ）ｈ〜（３ＦＦ）ｈ）にならないように、下位２ビットと上位１ビットを除いた７ビットが全て０の場合はパリティビットとして上位１ビットを１にセットし、全て１の場合は上位ビットを０にセットし、それ以外の場合は上位ビットにインジケータ信号を重畳することにより、インジケータなしの場合と同じ映像データ伝送量を確保する。

本発明の一実施例のカメラアダプタからカメラ制御装置の信号の流れを示したブロック図の図１と、本発明の一実施例のＳＤＴＩ信号の有効映像データ内の各データ配置を表した図２を用いて本発明の一実施例を説明する。

図１に本発明のブロック図を示す。ＨＤＴＶカメラ１でカメラ映像信号とインジケータ信号が多重され、ＨＤ−ＳＤＩ（シリアル・デジタル・インターフェース）信号としてカメラアダプタに送られる。カメラアダプタの初段のシリアル−パラレル変換部２でパラレルデータに戻し、Ｙ／Ｃ分離部４で輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃ）に分離され、画像圧縮回路５に送られる。一方、色差信号に多重されたインジケータ信号はダウンコンバータ７で１９２０ピクセル×１０８０ピクセルのＨＤＴＶサイズから７２０ピクセル×４８６ピクセルのＳＤＴＶサイズに間引き処理される。次に、画像圧縮データとインジケータ信号はＳＤＴＩ（シリアル・データ・トランスポート・インターフェース）と呼ばれるＳＤ−ＳＤＩの有効映像期間に画像圧縮データをパケット化して伝送するフォーマットに変換する。ＴＲＳ検出部３でＨＤ−ＳＤＩのフレームパルスをデコードし、フレームカウンタ８にリセットをかける。ＳＤ−ＳＤＩ用のＴＲＳ付加部９ではフレームカウンタ８からの水平・垂直タイミングに合わせてＴＲＳ（タイミング・リファレンス・シグナル）を付加した後、バッファメモリ６から圧縮映像データを読出して、ＳＤＴＩ信号を生成する。

図２に本発明で用いたＳＤＴＩ信号のデータの一部を示す。垂直方向は０〜９のビット配列、水平方向は時間軸である。ＴＲＳは（３ＦＦ）ｈ、（０００）ｈ、（０００）ｈ、（ＸＹＺ）ｈの４ワードからなり、ＸＹＺは各種の同期関連情報を表す可変ワードである。先頭のＴＲＳをＳＡＶ（スタート・オブ・アクティブ・ビデオ）と呼び、最後のＴＲＳをＥＡＶ（エンド・オブ・アクティブ・ビデオ）と呼び、ＳＡＶからＥＡＶの間の期間が有効映像期間、それ以外の期間が水平ブランキング期間となる。本発明では、有効映像期間のビット０からビット８までの９ビットを使用して圧縮映像データの伝送を行う。ビット９には、パリティビットまたはインジケータ信号を多重し、ビット２からビット８までの７ビットが全て０の場合はパリティビットとしてビット９に１をセットし、全て１の場合はビット９に０をセットし、それ以外の場合はビット９にインジケータ信号を重畳する。これにより、従来はパリティビットとインジケータ信号により圧縮データ領域が８ビットしか確保できなかったが、パリティビットとインジケータ信号を兼用することにより、９ビット確保することができる。また、ＳＤＴＶにダウンコンバートしたインジケータ信号をＳＤＴＩを用いて伝送することは、伝送パケットを隙間無く効率的に利用できるだけでなく、ＴＲＳ情報を保持したままアップコンバートできるため、カメラ映像に重畳する際も水平・垂直の位相合わせが容易になるというメリットがある。

次に、ブランキング削除回路１０ではバッファメモリ１１を用いて水平・垂直ブランキングを削除して２５Ｈ期間に２３〜２４Ｈ（Ｈ：水平映像期間）の有効映像データを一つにまとめ、空いた１〜２Ｈの期間にデータ多重部１２でオーディオデータやＣＰＵデータを多重したり、スイッチ１３を切り替えることにより得られるＣＣＵから来るリターン信号の受信処理を行ったりする。

次にＣＣＵ側の処理について説明する。トライアックスケーブル１４を経て伝送されてきた有効映像データはスイッチ１５で所定の２５Ｈ周期でＣＣＵからのリターン信号と送受切替を行った後、データ分離部１６でオーディオデータやＣＰＵデータを分離する。ブランキング挿入回路１７ではバッファメモリ１８を用いて、水平・垂直ブランキングを元の位置に挿入してＳＤＴＩ信号タイミングに復元する。圧縮映像データはバッファメモリ１９でデータ量を画像伸張回路２０の処理速度に合わせて調整する。一方、インジケータ信号は初めに、パリティ・インジケータ判別部２１でビット２からビット８までの７ビットが全て０か全て１でない場合のみインジケータ信号として判別し、それ以外は０にマスクして、次段のフィールドメモリ２２・２３に送る。このフィールドメモリには、伸張された映像信号の水平・垂直タイミングに合わせてインジケータ信号を多重するためのタイミング調整用バッファメモリとしての役割だけでなく、２個のフィールドメモリの出力をＯＲ回路２４で時間的フィルタリングすることにより、パリティビットとの兼用によるインジケータ信号の欠落を補う役割を持たせている。その後、アップコンバータ２５でＳＤＴＶサイズからＨＤＴＶサイズに引き伸ばし処理を行い、インジケータ多重部２６で映像信号の輝度信号または色差信号にインジケータ信号を加算する。このようにしてインジケータ信号を重畳された映像信号はパラレル−シリアル変換部２７でＨＤ−ＳＤＩ信号に変換されてＣＣＵ外部に出力される。

以上のように本発明によれば、カメラ映像信号に重畳するインジケータ信号を圧縮映像データの伝送量を犠牲にすることなく、効率良く伝送することができる。

ここで、伝送経路は光複合ケーブルやトライアックスケーブルや同軸ケーブルなど種々な構成のものが用いられてもよい。伝送する信号は、ＳＤＩ信号やＨＤ−ＳＤＩ信号や圧縮された映像信号など種々な形式のものが用いられてもよい。映像信号伝送装置や、映像信号送信装置や、映像信号受信装置としても、それぞれ、ＨＤＴＶカメラやＥ−Ｓｉｎｅｍａカメラやスーパーハイビジョン（ＵｌｔｒａＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ：ＵＨＤＴＶ）カメラ種々な構成のものが用いられてもよい。

１：ＨＤＴＶカメラ、２：シリアル−パラレル変換部、３：ＴＲＳ検出部、４：Ｙ／Ｃ分離部、５：画像圧縮回路、６：バッファメモリ、７：ダウンコンバータ、８：フレームカウンタ、９：ＴＲＳ付加部、１０：ブランキング削除回路、１１：バッファメモリ、１２：データ多重部、１３：送受切替スイッチ、１４：トライアックスケーブル、１５：送受切替スイッチ、１６：データ分離部、１７：ブランキング挿入回路、１８・１９：バッファメモリ、２０：画像伸張回路、２１：パリティ・インジケータ判別部、２２・２３：フィールドメモリ、２４：ＯＲ回路、２５：アップコンバータ、２６：インジケータ多重部、２７：パラレル−シリアル変換部

Claims

ＳＤＴＩフォーマットの映像信号を伝送する映像信号伝送装置において、上記ＳＤＴＩフォーマットの映像信号の有効映像期間内にパケット化された圧縮映像データの下位２ビットと上位１ビットを除いた７ビットが全て０の場合はパリティビットとして上位１ビットを１にセットし、全て１の場合は上位ビットを０にセットし、それ以外の場合は上位ビットにインジケータ信号を重畳して伝送し、伝送後に圧縮映像データと１ビットのインジケータ信号に分離し、圧縮映像データを伸張した映像信号に、分離した１ビットのインジケータ信号を重畳することを特徴とする映像信号伝送装置。
ＨＤＴＶカメラからカメラ制御装置（ＣＣＵ）へ映像信号を映像圧縮してＳＤＴＩフォーマットのシリアルデジタル信号の時分割伝送を行いＨＤＴＶ映像信号へ伸長して出力するデジタルトライアックスシステムにおいて、
上記ＳＤＴＩフォーマットの映像信号の有効映像期間内にパケット化された圧縮映像データの下位２ビットと上位１ビットを除いた７ビットが全て０の場合はパリティビットとして上位１ビットを１にセットし、全て１の場合は上位ビットを０にセットし、それ以外の場合は上位ビットにインジケータ信号を重畳して伝送し、伝送後に圧縮映像データと１ビットのインジケータ信号に分離し、圧縮映像データを伸張したＨＤＴＶ映像信号に重畳することを特徴とする映像信号伝送装置。