JP6512700B2 - 映像信号伝送システム及び映像信号伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像信号伝送システム及び映像信号伝送方法に関する。

地上デジタル放送の普及にともない、放送局の伝送設備等は、例えば、「２Ｋ１Ｋ」と呼ばれる高解像度の映像を処理する設備が普及している。ここで、「２Ｋ１Ｋ」とは、いわゆるフルＨＤ相当のサイズを示す表現である。「２Ｋ１Ｋ」の「Ｋ」はキロを指す。また、フルＨＤの解像度は１９２０×１０８０で、概算で２０００×１０００、すなわち「２Ｋ１Ｋ」という表現になっている。また、解像度は、例えば、映像を表現するための縦と横の点（ドット）の数として表現される。

また、近年、例えば、「４Ｋ２Ｋ」と呼ばれる、さらに高解像度の映像を表示可能な放送方式が提案されている。ここで、「４Ｋ２Ｋ」とは、水平画素数４０００×垂直画素数２０００前後の画面解像度を持つ映像フォーマットの総称である。「４Ｋ２Ｋ」は、例えば、デジタルシネマの標準規格であるＤＣＩで定められている４Ｋ（４０９６×２１６０）や、ＦＨＤ（フルＨＤ：１９２０×１０８０)の４倍の画素数を持つＱＦＨＤ(クアッド・フルＨＤ：３８４０×２１６０等を指す。このように、「４Ｋ２Ｋ」は、新しい動画規格として注目されている。

しかし、「４Ｋ２Ｋ」においては、情報を収納する媒体規格や配信方法が定まっておらず、更には、その情報量の大きさから既存の伝送方式では伝送することはできない。このため、例えば、「２Ｋ１Ｋ」の映像を通常の伝送路で伝送し、「２Ｋ１Ｋ」の映像と「４Ｋ２Ｋ」の映像との差分情報を、通常の伝送路とは異なる伝送路で伝送する差分伝送方式が提案されている。

特開２０１４−０４５４２５号公報

しかしながら、放送局内の伝送システムにおいては、現在の伝送路に加えて異なる伝送路を新たに設けることは、多くの費用がかかる。

一方で、将来の高解像度化の流れにともない、既存のシステム内で「４Ｋ２Ｋ」の映像を伝送し、処理することができる伝送システムが望まれていた。

そこで、本発明は、既存の伝送システムを使用して高解像度映像を伝送することができる映像伝送システム及び映像伝送を提供することにある。

本発明は、同一映像の低解像度映像信号と高解像度映像信号との差分信号を算出する差分器と、前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成する圧縮部と、少なくとも前記差分信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮差分信号とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成する多重部とを有する映像信号伝送システムである。

本発明は、同一映像の低解像度映像信号と高解像度映像信号との差分信号を算出し、前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成し、少なくとも前記差分信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮差分信号とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成し、前記多重低解像度映像信号を伝送する映像信号伝送方法である。

本発明は、低解像度映像信号に対して映像の加工を行う低解像度像映像加工部と、前記映像加工部による映像加工の情報である映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重する多重部と、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読する解読部と、前記加工処理時間に基づいて、前記高解像度映像信号のフレームに対する前記低解像度映像信号のフレームの遅延を調整し、前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームの前記高解像度映像信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行う高解像度像映像加工部とを有する映像信号処理システムである。

本発明は、低解像度映像信号に対して映像の加工を行い、前記映像加工の情報である映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読し、前記加工処理時間に基づいて、前記高解像度映像信号のフレームに対する前記低解像度映像信号のフレームの遅延を調整し、前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームの前記高解像度映像信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行うを有する映像信号処理方法である。

本発明は、高解像度映像信号を圧縮して圧縮高解像度映像信号を生成する圧縮部と、少なくとも前記高解像度映像信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮高解像度映像信号とを、低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成する多重部とを有する映像信号伝送システムである。

本発明は、高解像度映像信号を圧縮して圧縮高解像度映像信号を生成し、少なくとも前記高解像度映像信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮高解像度映像信号とを、低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成し、前記多重低解像度映像信号を伝送する映像信号伝送方法である。

本発明によれば、既存の伝送システムを使用して高解像度映像を伝送することができる。

図１は第１の実施の形態における映像伝送システムの構成図である。 図２は1125/I信号におけるYデータ系列の補助データ多重可能領域を示す図である。 図３はPb／Pr データ系列の補助データ多重可能領域を示す図である。 図４は第１形式のパケット構造を示す図である。 図５は第２形式のパケット構造を示す図である。 図６はＵＤＷのデータ構造を示す図である。 図７は第１の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。 図８は第１の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。 図９は第１の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。 図１０は第２の実施の形態における映像加工システムの構成図である。 図１１はＵＤＷのデータ構造を示す図である。 図１２は第３の実施の形態における映像加工システムの構成図である。 図１３は第４の実施の形態における映像伝送システムの構成図である。 図１４は1125/I信号におけるYデータ系列の補助データ多重可能領域を示す図である。 図１５はPb／Pr データ系列の補助データ多重可能領域を示す図である。 図１６は第１形式のパケット構造を示す図である。 図１７は第２形式のパケット構造を示す図である。 図１８はＵＤＷのデータ構造を示す図である。 図１９は第４の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。 図２０は第４の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。 図２１は第４の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。

本発明は、低解像度映像（例えば、フルＨＤ映像（1920×1080））に影響を与えることなく、既存の低解像度映像（例えば、フルＨＤ映像）の設備を拡張する形で、低解像度映像（例えば、フルＨＤ映像）と高解像度映像（例えば、４Ｋ２Ｋ映像（4096×2160））信号とを伝送する。放送局内において、高解像度映像（４Ｋ２Ｋ映像）信号から低解像度映像（フルＨＤ映像）成分を削除した高周波成分を圧縮し、低解像度映像の補助信号領域に多重することで、高解像度映像（４Ｋ２Ｋ映像）と低解像度映像（フルＨＤ映像）とを、既存の伝送路で伝送する。

更に、入力素材を切り替えるマトリクスでは、圧縮遅延分だけ、高解像度映像の高周波成分の出力切替タイミングを遅らせることで、高解像度映像（４Ｋ２Ｋ映像）と低解像度映像（フルＨＤ映像）とを、同じ映像フレーム単位で処理をすることを可能とする。

以下、具体的な実施の形態を説明する。

＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態は、低解像度映像（例えば、フルＨＤ）と、高解像度映像（例えば、４Ｋ２Ｋ映像）とを、既存のスタジオ設備である同軸ケーブルで伝送する例を説明する。尚、以下の説明では、低解像度映像の例としてフルＨＤ映像を、高解像度映像の例として４Ｋ２Ｋ映像を例にして説明する。

現在、フルＨＤ信号（HD-SDI）には、有効映像領域以外に補助データ（映像のブランキング期間を利用して伝送されるデータで、例えば、音声データやタイムコードなど）を多重する補助信号領域がある。そこで、第１の実施の形態では、フルＨＤ信号と４Ｋ２Ｋ映像との差分を取り、４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分を抽出し、この４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分をフルＨＤ信号（HD-SDI）の補助信号領域に多重し、同軸ケーブル1本（1.485Gbps）で伝送する。尚、４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分は、約100〜200Mbpsまで圧縮することができ、フルＨＤ信号（HD-SDI）の補助信号領域に多重することが可能である。更に、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分が多重された一つのフルＨＤ信号（HD-SDI）のスイッチング処理において、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分を、フルHD信号よりも少なくとも圧縮遅延分だけ遅らせることで、両信号を同じ映像フレームでスイッチングする。これにより、後段の映像加工等の処理において、両信号を同じ映像フレーム毎に処理が可能にする。

以下、具体的な実施の形態を述べる。

図１は第１の実施の形態における映像伝送システムの構成図である。

図１中、１は差分器、２はエンコーダ、３はインサータ、４はスイッチング装置、５は遅延情報解読部である。

差分器１は、フルＨＤ映像信号（HD-SDI）と４Ｋ２Ｋ映像信号との差を取り、４Ｋ２Ｋ映像信号の高周波成分を抽出する。

エンコーダ２は、４Ｋ２Ｋ映像信号の高周波成分を圧縮するエンコーダであり、４Ｋ２Ｋ映像信号の高周波成分を、例えば、動画圧縮規格の一つであるHEVC(High Efficiency Video Coding)方式などにより、約100〜200Mbps程度まで圧縮する。

インサータ３は、フルＨＤ映像信号（HD-SDI）の補助信号領域に、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号の高周波成分と、圧縮に要した遅延時間等の制御情報とを多重する。更に、フルＨＤ映像信号（HD-SDI）の補助信号領域に多重する際に、多重に要する時間が多くなる場合には、圧縮に要した遅延時間に加えて、多重に要した多重時間も、遅延時間として制御情報に加える。尚、以下の説明において、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号の高周波成分と圧縮に要した遅延時間等の制御情報とをまとめて、高周波成分情報という。尚、これらの遅延時間は、予め計測して遅延時間を設定しても良いし、エンコーダ２より、圧縮に要した時間を受け取るようにしても良い。

次に、高周波成分情報を多重するフルＨＤ映像信号（HD-SDI）の補助信号領域について説明する。図２は1125/I信号におけるYデータ系列の補助データ多重可能領域を示す図であり、図３Pb／Pr データ系列の補助データ多重可能領域を示す図である。図２、３中の網掛けされた領域が補助信号を多重することができる領域である。この多重可能領域、例えば、Yデータ系列では、HANC(音声制御パケットDID:1E3h,2E2h,2E1h,1E0h以外）のラインに、Pb/Prデータ系列では、HANC（音声データパケットDID：2E7h,1E6h,1E5h,2E4h以外）のラインに、高周波成分情報を多重する。多重する高周波成分情報は、ARIBの規格に準拠し、図４、５に示される第１形式または第２形式のパケット構造を採用し、そのＵＤＷの部分に、高周波成分情報（遅延情報等の制御情報及び圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号の高周波成分）を格納する。ＵＤＷのデータ構造を図６に示す。図６に示されたデータ構造では、先頭の５ワード分が遅延情報を格納する部分であり、エンコーダ２の圧縮による遅延時間と、インサータ３の多重による遅延時間と、それらの遅延時間の合計遅延時間とがその部分に格納される。また、Other部分には、多重する高周波成分のデータが格納される。

スイッチング装置４は、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分が多重されたフルＨＤ信号（HD-SDI）を入力し、フルＨＤ信号（HD-SDI）と高周波成分情報とのスイッチング処理を行う。このスイッチング処理において、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分を、フルHD信号よりも少なくとも圧縮遅延分（インサータ３の多重による遅延時間も含まれる場合には、圧縮遅延分と多重遅延時間との合計遅延時間）だけ遅らせることで、両信号を同じ映像フレーム単位でスイッチングする。すなわち、圧縮遅延分（インサータ３の多重による遅延時間も含まれる場合には、圧縮遅延分と多重遅延時間との合計遅延時間）をスイッチングポイントとして利用することにより、両信号を映像フレーム毎に処理することが可能となるため、後段の映像加工等の処理が容易となる。尚、圧縮遅延時間の情報は、補助データ多重可能領域に多重された制御情報を、遅延情報解読部５により、解読することにより得ることができる。

次に、第１の実施の形態における伝送システムの動作を説明する。図７から図９は第１の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。

まず、図７において、フルＨＤ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）と、４Ｋ２Ｋ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）とが、差分器１に入力される。そして、その差分（高周波成分）（フレーム１、フレーム２、フレーム３）がエンコーダ２に出力される。

続いて、図８において、エンコーダ２では、差分（高周波成分）（フレーム１、フレーム２、フレーム３）が圧縮される。尚、ここでは、圧縮に要した時間を１フレームとする。そして、圧縮された差分（高周波成分）（フレーム１、フレーム２、フレーム３）がインサータ３に出力される。

次に、図９において、インサータ３が圧縮された差分（高周波成分）（フレーム１、フレーム２、フレーム３）を、フルＨＤ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）に多重する。尚、本説明では、理解を容易にするために、多重に要する時間を０として説明する。

インサータ３には、フルＨＤ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）に対して圧縮された差分（高周波成分）（フレーム１、フレーム２、フレーム３）が１フレーム分遅延されて入力される。

従って、フルＨＤ映像信号（フレーム１）の補助信号領域には、なにも多重されず出力される。

続いて、フルＨＤ映像信号（フレーム２）の補助信号領域には、圧縮された差分（高周波成分）（フレーム１の１フレーム分）のデータと、遅延情報（１フレーム）とが多重されて出力される。

続いて、フルＨＤ映像信号（フレーム３）の補助信号領域には、圧縮された差分（高周波成分）（フレーム２の１フレーム分）のデータと、遅延情報（１フレーム）とが多重されて出力される。

そして、スイッチング装置４では、補助信号領域の遅延情報を解読し、フルＨＤ映像信号に対して１フレーム分遅延させて、圧縮された差分（高周波成分）をスイッチングする。

すなわち、スイッチング装置４からは、フルＨＤ映像信号（フレーム１）が出力され、続いて、フルＨＤ映像信号（フレーム２）と圧縮された差分（高周波成分）（フレーム１）とが同時に出力される。そして、フルＨＤ映像信号（フレーム３）と圧縮された差分（高周波成分）（フレーム２）とが同時に出力される。

このように、既存の設備に手を加えるだけで、伝送路を増やすことなく、フルＨＤ映像信号と４Ｋ２Ｋ映像信号とを伝送することができる。更に、スイッチング装置４からは、映像フレーム単位毎に、フルＨＤ映像信号と圧縮された差分（高周波成分）とが出力されるために、後段に続く、フルＨＤ映像信号及び４Ｋ２Ｋ映像信号の映像処理の加工等がフレーム単位で行うことができる。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態は、第１の実施の形態において、スイッチングされた低解像度映像（例えば、フルＨＤ）と４Ｋ２Ｋ映像信号の高周波成分とに対して、スーパー等の映像加工を行う例を説明する。尚、以下の説明では、低解像度映像の例としてフルＨＤ映像を、高解像度映像の例として４Ｋ２Ｋ映像を例にして説明する。

図１０は第２の実施の形態における映像加工システムの構成図である。

図１０中、１０はスーパー処理装置、１１はフルＨＤ映像処理側の映像加工装置、１２はインサータ、１３はフルＨＤ映像処理側の放送用のエンコーダ、１４は補助信号領域解読部、１５は素材出力装置、１６はアップコンバータ、１７は４Ｋ２Ｋ映像処理側の補助信号領域解読部、１８は４Ｋ２Ｋ映像処理側のデコーダ、１９は４Ｋ２Ｋ映像処理側の映像加工装置、２０は４Ｋ２Ｋ映像処理側の放送用のエンコーダである。

スーパー処理装置１０は、第１の実施の形態のスイッチング装置４から出力されるフルＨＤ映像に対してスーパーの組み込み位置（範囲）を設定するものである。尚、映像上のスーパーの組み込み位置（範囲）及びその処理に要した遅延時間はインサータ１２に出力される。

映像加工装置１１は、フルＨＤ映像に対して、スーパーの組み込み位置（範囲）にスーパーを組み込んだり、映像のエフェクト等の加工を行うものである。尚、映像加工の始点及び終点に関する始点終点情報やその処理に要した遅延時間はインサータ１２に出力される。

インサータ１２は、スーパー処理装置１０及び映像加工装置１１からのスーパーの組み込み位置（範囲）、映像加工の始点終点情報及びその処理に要した遅延時間（合計値）を、フルＨＤ映像信号の補助信号領域に多重する。多重の方法は第１の実施の形態と同様であり、そのデータ構造を図１１に示す。

エンコーダ１３は、映像加工されたフルＨＤ映像を放送用にエンコードするものである。

補助信号領域解読部１４は、加工されたフルＨＤ映像を入力し、補助信号領域に多重された、スーパー処理装置１０及び映像加工装置１１からのスーパーの組み込み位置（範囲）、映像加工の始点、終点情報及びその処理に要した遅延時間（合計値）を解読する（読み出す）。

素材出力装置１５は、フルＨＤ映像及び４Ｋ２Ｋ映像にスーパーする素材映像を出力する。

アップコンバータ１６は、素材出力装置１５から出力される素材映像を、４Ｋ２Ｋ映像用にアップコンバートする。

補助信号領域解読部１７は、４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分情報から制御情報（遅延情報等）を読み出し、映像加工装置１９に出力する。

デコーダ１８は、４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分情報から４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分をデコードする。

映像加工装置１９は、４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分に対し、フルＨＤ映像と同様な映像加工を行うものである。ここで、映像加工装置１９に入力される４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分は、フル映像に対して遅延したものが入力され、４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分に対して映像加工を行う場合には、フルＨＤ映像と同一の映像フレームとなるように、４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分のフレームを調整しなければならない。そこで、補助信号領域解読部１４からのスーパーの組み込み位置（範囲）、映像加工の始点終点情報及びその処理に要した遅延時間（合計値）と、補助信号領域解読部１７からの遅延時間とを考慮し、アップコンバータ１６から出力される素材を４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分にスーパー等の加工を行う。

具体的には、第１の実施の形態で述べたように、スイッチング装置４から出力され４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分の遅延時間Ｔｍと、デコーダ１８による４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分のデコードに要した遅延時間Ｔ２との合計値から、フルＨＤ映像の加工処理に要した時間Ｔ１を減算した時間、すなわち（Ｔｄ＝Ｔｍ＋Ｔ２−Ｔ１）がフルＨＤ映像のフレームに対して４Ｋ２Ｋ映像のフレームが遅れている時間である。従って、４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分に、フルＨＤ映像と同様なスーパー等の加工処理を行う場合には、フルＨＤ映像のフレームを（Ｔｄ＝Ｔｍ＋Ｔ２−Ｔ１）だけ遅延させ、フルＨＤ映像のフレームと同一フレームに合わせ、その同一のフレームのスーパーの組み込み位置（範囲）及び映像加工の始点終点情報に基づいて、アップコンバータ１６から出力される素材を４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分にスーパー等の加工を行う。

これにより、フルＨＤ映像のフレームと４Ｋ２Ｋ映像の高周波成分のフレームとが同期して処理することができる。

尚、４Ｋ２Ｋ映像処理側の放送用のエンコーダ２０から出力される４Ｋ２Ｋ映像を分割して分割付加情報を生成し、この分割付加情報を、フルＨＤ映像処理側の放送用のエンコーダ１３から出力されるフルＨＤ映像のＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）パケットのトランスポートプライベートデータ領域に重畳して送出することも可能である。この場合、受信側において、ＴＳパケットのトランスポートプライベートデータ領域から分割付加情報を抽出して、４Ｋ２Ｋ映像を再構築して４Ｋ２Ｋ映像を生成する。

＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態は、第２の実施の形態において、４Ｋ２Ｋ映像信号の高周波成分の代わりに、４Ｋ２Ｋ映像信号を入力するものである。

図１２は第３の実施の形態における映像加工システムの構成図である。

図１２中、１０はスーパー処理装置、１１はフルＨＤ映像処理側の映像加工装置、１２はインサータ、１３はフルＨＤ映像処理側の放送用のエンコーダ、１４は補助信号領域解読部、１５は素材出力装置、１６はアップコンバータ、１９は４Ｋ２Ｋ映像処理側の映像加工装置、２０は４Ｋ２Ｋ映像処理側の放送用のエンコーダである。

スーパー処理装置１０は、第１の実施の形態のスイッチング装置４から出力されるフルＨＤ映像に対してスーパーの組み込み位置（範囲）を設定するものである。尚、映像上のスーパーの組み込み位置（範囲）及びその処理に要した遅延時間はインサータ１２に出力される。

映像加工装置１１は、フルＨＤ映像に対して、スーパーの組み込み位置（範囲）にスーパーを組み込んだり、映像のエフェクト等の加工を行うものである。尚、映像加工の始点終点情報やその処理に要した遅延時間はインサータ１２に出力される。

インサータ１２は、スーパー処理装置１０及び映像加工装置１１からのスーパーの組み込み位置（範囲）、映像加工の始点終点情報及びその処理に要した遅延時間（合計値）を、フルＨＤ映像信号の補助信号領域に多重する。多重の方法は第２の実施の形態と同様である。

エンコーダ１３は、映像加工されたフルＨＤ映像を放送用にエンコードするものである。

補助信号領域解読部１４は、加工されたフルＨＤ映像を入力し、補助信号領域に多重された、スーパー処理装置１０及び映像加工装置１１からのスーパーの組み込み位置（範囲）、映像加工の始点終点情報及びその処理に要した遅延時間（合計値）を解読する（読み出す）。

素材出力装置１５は、フルＨＤ映像及び４Ｋ２Ｋ映像にスーパーする素材映像を出力する。

アップコンバータ１６は、素材出力装置１５から出力される素材映像を、４Ｋ２Ｋ映像用にアップコンバートする。

映像加工装置１９は、４Ｋ２Ｋ映像に対し、フルＨＤ映像と同様な映像加工を行うものである。ここで、映像加工装置１９に入力される４Ｋ２Ｋ映像は、フル映像に対して、フル映像の加工処理時間分進んでいるのが入力され、４Ｋ２Ｋ映像に対して映像加工を行う場合には、フルＨＤ映像と同一の映像フレームとなるように、４Ｋ２Ｋ映像のフレームを調整しなければならない。そこで、補助信号領域解読部１４からのスーパーの組み込み位置（範囲）、映像加工の始点終点情報及びその処理に要した遅延時間（合計値）を考慮し、アップコンバータ１６から出力される素材を４Ｋ２Ｋ映像にスーパー等の加工を行う。

具体的には、フルＨＤ映像の加工処理に要した時間Ｔ１がフルＨＤ映像のフレームに対して４Ｋ２Ｋ映像のフレームが進んでいる時間である。従って、４Ｋ２Ｋ映像に、フルＨＤ映像と同様なスーパー等の加工処理を行う場合には、４Ｋ２Ｋ映像のフレームを時間Ｔ１だけ遅延させ、フルＨＤ映像のフレームと同一フレームに合わせ、その同一のフレームのスーパーの組み込み位置（範囲）及び映像加工の始点終点情報に基づいて、アップコンバータ１６から出力される素材を４Ｋ２Ｋ映像にスーパー等の加工を行う。

これにより、フルＨＤ映像のフレームと４Ｋ２Ｋ映像のフレームとが同期して処理することができる。

＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態を説明する。

第４の実施の形態は、低解像度映像（例えば、フルＨＤ）と、高解像度映像（例えば、４Ｋ２Ｋ映像）とを、既存のスタジオ設備である同軸ケーブルで伝送する例を説明する。尚、以下の説明では、低解像度映像の例としてフルＨＤ映像を、高解像度映像の例として４Ｋ２Ｋ映像を例にして説明する。

現在、フルＨＤ信号（HD-SDI）には、有効映像領域以外に補助データ（映像のブランキング期間を利用して伝送されるデータで、例えば、音声データやタイムコードなど）を多重する補助信号領域がある。そこで、４Ｋ２Ｋ映像を圧縮し、圧縮した４Ｋ２Ｋ映像をフルＨＤ信号（HD-SDI）の補助信号領域に多重し、同軸ケーブル1本（1.485Gbps）で伝送する。

更に、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像が多重された一つのフルＨＤ信号（HD-SDI）のスイッチング処理において、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像を、フルHD信号よりも少なくとも圧縮遅延分だけ遅らせることで、両信号を同じ映像フレームでスイッチングする。これにより、後段の映像加工等の処理において、両信号を同じ映像フレーム毎に処理が可能にする。

以下、具体的な実施の形態を述べる。

図１３は第４の実施の形態における映像伝送システムの構成図である。

図１３中、３０はエンコーダ、３１はインサータ、３２はスイッチング装置、３３は遅延情報解読部である。

エンコーダ３０は、４Ｋ２Ｋ映像信号を圧縮するエンコーダであり、４Ｋ２Ｋ映像信号を、例えば、動画圧縮規格の一つであるHEVC(High Efficiency Video Coding)方式などにより、約100〜200Mbps程度まで圧縮する。

インサータ３１は、フルＨＤ映像信号（HD-SDI）の補助信号領域に、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号と、圧縮に要した遅延時間等の制御情報とを多重する。更に、フルＨＤ映像信号（HD-SDI）の補助信号領域に多重する際に、多重に要する時間が多くなる場合には、圧縮に要した遅延時間に加えて、多重に要した多重時間も、遅延時間として制御情報に加える。尚、以下の説明において、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号と圧縮に要した遅延時間等の制御情報とをまとめて、圧縮４Ｋ２Ｋ映像情報という。尚、これらの遅延時間は、予め計測して遅延時間を設定しても良いし、エンコーダ３０より、圧縮に要した時間を受け取るようにしても良い。

次に、圧縮４Ｋ２Ｋ映像情報を多重するフルＨＤ映像信号（HD-SDI）の補助信号領域について説明する。図１４は1125/I信号におけるYデータ系列の補助データ多重可能領域を示す図であり、図１５はPb／Pr データ系列の補助データ多重可能領域を示す図である。図１４、１５中の網掛けされた領域が補助信号を多重することができる領域である。この多重可能領域、例えば、Yデータ系列では、HANC(音声制御パケットDID:1E3h,2E2h,2E1h,1E0h以外）のラインに、Pb/Prデータ系列では、HANC（音声データパケットDID：2E7h,1E6h,1E5h,2E4h以外）のラインに、高周波成分情報を多重する。多重する高周波成分情報は、ARIBの規格に準拠し、図１６、１７に示される第１形式または第２形式のパケット構造を採用し、そのＵＤＷの部分に、圧縮４Ｋ２Ｋ映像情報（遅延情報等の制御情報及び圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号）を格納する。ＵＤＷのデータ構造を図１８に示す。図１８に示されたデータ構造では、先頭の５ワード分が遅延情報を格納する部分であり、エンコーダ３０の圧縮による遅延時間と、インサータ３１の多重による遅延時間と、それらの遅延時間の合計遅延時間とがその部分に格納される。また、Other部分には、多重する圧縮された４Ｋ２Ｋ映像のデータが格納される。

スイッチング装置３２は、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像が多重されたフルＨＤ信号（HD-SDI）を入力し、フルＨＤ信号（HD-SDI）と圧縮された４Ｋ２Ｋ映像とのスイッチング処理を行う。このスイッチング処理において、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像を、フルHD信号よりも少なくとも圧縮遅延分（インサータ３１の多重による遅延時間も含まれる場合には、圧縮遅延分と多重遅延時間との合計遅延時間）だけ遅らせることで、両信号を同じ映像フレーム単位でスイッチングする。すなわち、圧縮遅延分（インサータ３１の多重による遅延時間も含まれる場合には、圧縮遅延分と多重遅延時間との合計遅延時間）をスイッチングポイントとして利用することにより、両信号を映像フレーム毎に処理することが可能となるため、後段の映像加工等の処理が容易となる。尚、圧縮遅延時間の情報は、補助データ多重可能領域に多重された制御情報を、遅延情報解読部３３により、解読することにより得ることができる。

次に、第４の実施の形態における伝送システムの動作を説明する。図１９から図２１は第４の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。

まず、図１９において、フルＨＤ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）と、４Ｋ２Ｋ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）とがシステムに入力される。そして、４Ｋ２Ｋ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）がエンコーダ３０に入力される。

続いて、図２０において、エンコーダ３０では、４Ｋ２Ｋ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）が圧縮される。尚、ここでは、圧縮に要した時間を１フレームとする。そして、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）がインサータ３１に出力される。

次に、図２０において、インサータ３１が、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）を、フルＨＤ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）に多重する。尚、本説明では、理解を容易にするために、多重に要する時間を０として説明する。

インサータ３１には、フルＨＤ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）に対して圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号（フレーム１、フレーム２、フレーム３）が１フレーム分遅延されて入力される。

従って、フルＨＤ映像信号（フレーム１）の補助信号領域には、多重されない。

続いて、フルＨＤ映像信号（フレーム２）の補助信号領域には、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号（フレーム１の１フレーム分）のデータと、遅延情報（１フレーム）とが多重されて出力される。

続いて、フルＨＤ映像信号（フレーム３）の補助信号領域には、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号（フレーム２の１フレーム分）のデータと、遅延情報（１フレーム）とが多重されて出力される。

図２１において、スイッチング装置３２の遅延情報解読部３３は、補助信号領域の遅延情報を解読し、フルＨＤ映像信号に対して１フレーム分遅延させて、圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号をスイッチングする。

すなわち、スイッチング装置３２からは、フルＨＤ映像信号（フレーム１）が出力され、続いて、フルＨＤ映像信号（フレーム２）と圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号（フレーム１）とが同時に出力される。そして、フルＨＤ映像信号（フレーム３）と圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号（フレーム２）とが同時に出力される。

このように、既存の設備に手を加えるだけで、伝送路を増やすことなく、フルＨＤ映像信号と４Ｋ２Ｋ映像信号とを伝送することができる。更に、スイッチング装置４からは、映像フレーム単位毎に、フルＨＤ映像信号と圧縮された４Ｋ２Ｋ映像信号とが出力されるために、後段に続く、フルＨＤ映像信号及び４Ｋ２Ｋ映像信号の映像処理の加工等がフレーム単位で行うことができる。

１ 差分器
２ エンコーダ
３ インサータ
４ スイッチング装置
５ 遅延情報解読部
１０ スーパー処理装置
１１ 映像加工装置
１２ インサータ
１３ エンコーダ
１４ 補助信号領域解読部
１５ 素材出力装置
１６ アップコンバータ
１７ 補助信号領域解読部
１８ デコーダ
１９ 映像加工装置
２０ エンコーダ
３０ エンコーダ
３１ インサータ
３２ スイッチング装置
３３ 遅延情報解読部

Claims (8)

1. 同一映像の低解像度映像信号と高解像度映像信号との差分信号を算出する差分器と、
   前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成する圧縮部と、
   少なくとも前記差分信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮差分信号とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成する多重部と、
   前記多重低解像度映像信号を入力し、前記低解像度映像信号と前記圧縮差分信号とのスイッチング処理において、前記多重低解像度映像信号の制御情報から前記遅延時間を解読し、前記低解像度映像信号に対して、少なくとも前記遅延時間分だけ前記圧縮差分信号を遅延させてスイッチングし、前記低解像度映像信号と前記圧縮差分信号とをフレーム単位で出力するスイッチング処理部と、
   前記スイッチング処理部から出力される前記低解像度映像信号に対して映像の加工を行う低解像度像映像加工部と、
   前記映像加工部による映像加工の情報である映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重する多重部と、
   前記スイッチング処理部から出力される前記圧縮差分信号をデコードするデコード部と、
   前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成するに要した遅延時間を解読する第１の解読部と、
   前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読する第２の解読部と、
   前記遅延時間、前記圧縮差分信号をデコードするに要した時間及び前記加工処理時間に基づいて、前記低解像度映像信号のフレームに対する前記圧縮差分信号のフレームの遅延を調整し、前記映像加工情報に基づいて前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームのデコードされた圧縮差分信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行う高解像度像映像加工部と
   を有する映像信号伝送システム。
2. 前記制御情報に、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重するに要した時間を含める
   請求項１に記載の映像信号伝送システム。
3. 前記低解像度映像信号がフルハイビジョン信号であり、前記高解像度映像信号が４Ｋ２Ｋ映像相当の映像信号である
   請求項１又は請求項２に記載の映像信号伝送システム。
4. 同一映像の低解像度映像信号と高解像度映像信号との差分信号を算出し、
   前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成し、
   少なくとも前記差分信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮差分信号とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成し、
   前記多重低解像度映像信号を入力し、前記低解像度映像信号と前記圧縮差分信号とのスイッチング処理において、前記多重低解像度映像信号の制御情報から前記遅延時間を解読し、前記低解像度映像信号に対して、少なくとも前記遅延時間分だけ前記圧縮差分信号を遅延させてスイッチングし、前記低解像度映像信号と前記圧縮差分信号とをフレーム単位で出力し、
   前記スイッチング処理から出力される前記低解像度映像信号に対して映像の加工を行い、
   前記映像の加工に関する映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、
   前記スイッチング処理から出力される前記圧縮差分信号をデコードし、
   前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成するに要した遅延時間を解読し
   前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読し、
   前記遅延時間、前記圧縮差分信号をデコードするに要した時間及び前記加工処理時間に基づいて、前記低解像度映像信号のフレームに対する前記圧縮差分信号のフレームの遅延を調整し、前記映像加工情報に基づいて前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームのデコードされた圧縮差分信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行う
   映像信号伝送方法。
5. 前記制御情報に、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重するに要した時間を含める
   請求項４に記載の映像信号伝送方法。
6. 前記低解像度映像信号がフルハイビジョン信号であり、前記高解像度映像信号が４Ｋ２Ｋ映像相当の映像信号である
   請求項４又は請求項５に記載の映像信号伝送方法。
7. 低解像度映像信号に対して映像の加工を行う低解像度像映像加工部と、
   前記映像加工部による映像加工の情報である映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重する多重部と、
   前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読する解読部と、
   前記加工処理時間に基づいて、前記低解像度映像信号と同一の映像の高解像度映像信号のフレームに対する前記低解像度映像信号のフレームの遅延を調整し、前記映像加工情報に基づいて前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームの前記高解像度映像信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行う高解像度像映像加工部と
   を有する映像信号処理システム。
8. 低解像度映像信号に対して映像の加工を行い、
   前記映像加工の情報である映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、
   前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読し、
   前記加工処理時間に基づいて、前記低解像度映像信号と同一の映像の高解像度映像信号のフレームに対する前記低解像度映像信号のフレームの遅延を調整し、前記映像加工情報に基づいて前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームの前記高解像度映像信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行う
   を有する映像信号処理方法。

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