JP6719200B2

JP6719200B2 - デジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法

Info

Publication number: JP6719200B2
Application number: JP2015247176A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　光晴; 光晴佐藤
Original assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Current assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2020-07-08
Anticipated expiration: 2035-12-18
Also published as: JP2017112561A

Description

本発明は、映像・音声デジタル信号の伝送装置及びその伝送方法、詳しくは、圧縮したデジタル信号を伝送する際に、特別な測定器や、解析装置を必要とせず、一般的な映像表示装置において、その伝送しているデジタル信号の映像の内容を容易に視認可能とするデジタル信号の伝送装置及びその伝送方法技術に関するものである。

従来から、ＳＤＴＩ（Serial Data Transport Interface）のように、映像・音声デジタル信号（ＡＶ信号）をエンコーダで圧縮して生成されたビットストリーム（ＡＶストリーム）をＳＤＩ（Serial Digital Interface）等の非圧縮ビデオインターフェースのデータ構造にマッピングして伝送する方式が利用されている。

このような技術を利用すると、非圧縮時には、１．５Ｇｂｐｓ又は、３Ｇｂｐｓもの大容量データのＨＤＴＶ映像（１９２０×１０８０、１０８０ｉ６０Ｈｚ等）を２７０ＭｂｐｓのＳＤＩ信号及びケーブルを使用して伝送が可能となる。

ここで、例えば、特許文献１には、ＨＤＴＶ方式のデジタルテレビジョン信号を非圧縮で伝送可能な伝送回線を利用して、ＨＤＴＶ信号と、ＳＤＴＶ方式のデジタルテレビジョン信号を縮小した縮小ＳＤＴＶ信号とを多重伝送するシステムに関し、ＨＤＴＶ方式の伝送フォーマットにおける映像信号格納領域に圧縮したＨＤＴＶ信号の映像信号をマッピングするといった技術が開示されている。

また、超高精細の４Ｋ（３８４０×２１６０）映像や、８Ｋ（７６８０×４３２０）映像を１．５ＧｂｐｓのＨＤ−ＳＤＩ又は、３Ｇｂｐｓの３Ｇ−ＳＤＩ等の信号及びケーブルを使用して伝送が可能となる。例えば、特許文献２には、超高精細映像信号を圧縮したデータを３Ｇ−ＳＤＩや、ＨＤ−ＳＤＩのシリアルデジタルインターフェースを使用して伝送するといった基本となる技術が開示されている。

このように、データ量を圧縮により削減することで、信号品質補償が難しい超高速伝送が不要になり、広く普及しているビデオインターフェースや、ケーブルを使うことができるため、取り扱いが容易な既存機器をそのまま活用して新しい方式やサービスに対応できるという利点がある。

特開２００４−３１２４８９号公報特開２０１３−２３６２１１号公報

しかしながら、ＳＤＩ等のビデオインターフェースは、モニター等の映像表示機器に接続できるが、上記のように映像領域のデータに圧縮（エンコード）したビットストリームが割り当てられる場合には、圧縮した方式のデコード処理をしなければノイズのような意味の無い映像が、モニター上に表示されることになり、視聴したい本来の映像は再現されないもので、つまり、伝送される映像の内容が視認できないという問題が生じてしまう。

さらに、圧縮したビットストリームであるが故に、映像が正常に表示されないのか、或いは、故障等の他の原因で映像が正常に表示されないのかの判断が難しく、正しく判断するためには、その方式に対応した測定器や解析装置が必要となり、装置構成や手法が、非常に煩雑なものとなってしまう。

また、上記特許文献１においては、ＨＤＴＶ信号の映像信号の圧縮は、ＨＤＴＶの水平方向の１９２０画素を１／２の９６０画素や、３／４の１４４０画素に減らす（間引く）もので、この場合、画像サイズが小さくなるが、そのまま表示することはできる。しかし、ＭＰＥＧ−２や、ＡＶＣ／Ｈ．２６４等の画像圧縮（映像符号化）を利用する場合には、復号処理をしなければ、本来の映像をそのまま表示することはできない。

さらに、特許文献１のような映像信号の圧縮は、「間引きによる画像圧縮」であり、処理後の画素データは、処理前の画素データと同様に、１画素あたり、８ｂｉｔ又は、１０ｂｉｔの固定長となるため、マッピングは比較的容易なものであるが、ＭＰＥＧ−２や、Ｈ．２６４等の画像圧縮（映像符号化）を利用する場合には、そのデータは固定長ではなく、可変長であり、また、通常は、１画素単位ではなく、８×８画素等にまとめて圧縮処理することになるため、マッピングについて、少なくとも、画像圧縮に関する技術を有し、精通している技術者による開発が望まれている。

本発明は、上述の課題を解決するためのもので、ＭＰＥＧ−２や、Ｈ．２６４等の画像圧縮（映像符号化）を利用した伝送においても、適切なマッピングにより、特別な装置を必要とせずに、一般的な映像表示機器に縮小映像等の情報を表示して、伝送される映像の内容を容易に確認できるデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法を提供することにある。

上述の課題に対応するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、入力される非圧縮映像データをエンコード処理し、圧縮ビットストリームを出力するエンコード部と、入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの識別用データを生成する識別用データ生成部と、前記エンコード部により出力された圧縮ビットストリームと、前記識別用データ生成部により生成された識別用データをビデオインターフェースにおける有効映像領域に、それぞれマッピングしていくマッピング部と、前記マッピング部によりマッピングされた識別用データを画面上に視認可能とするモニターと、前記マッピング部によりマッピングされた圧縮ビットストリームを取り出すデータ分離部と、前記データ分離部により取り出された圧縮ビットストリームをデコード処理し、映像データとして出力するデコード部とを備え、前記識別用データ生成部は、前記入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの縮小映像データを生成するもので、前記マッピング部は、前記圧縮ビットストリームと、前記縮小映像データをビデオインターフェースのフレーム構造における有効映像領域のうち、予め定められた領域であって、当該領域における各画素の予め定められたビットに対し、それぞれマッピングしていくものであり、前記マッピング部によるマッピングは、映像レイヤーである所定の上位ビットにおいては、１フレームを左右に２等分し、その左右それぞれのフレームに、所定の縮小映像データを割り当て、ビットストリームレイヤーである所定の下位ビットにおいては、所定のビットストリームを割り当てるものであることを特徴とするデジタル信号の伝送装置である。

次に、請求項２記載の発明は、請求項１記載のデジタル信号の伝送装置であって、前記識別用データ生成部は、前記入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの識別情報を含む文字情報データを生成するものであることを特徴としている。

さらに、請求項３記載の発明は、入力される非圧縮映像データをエンコード処理し、圧縮ビットストリームを出力するエンコードステップと、入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの識別用データを生成する識別用データ生成ステップと、前記エンコードステップにより出力された圧縮ビットストリームと、前記識別用データ生成ステップにより生成された識別用データをビデオインターフェースにおける有効映像領域に、それぞれマッピングしていくマッピングステップと、前記マッピングステップによりマッピングされた識別用データをモニターの画面上に視認可能に表示するデータ表示ステップと、前記マッピングステップによりマッピングされた圧縮ビットストリームを取り出すデータ分離ステップと、前記データ分離ステップにより取り出された圧縮ビットストリームをデコード処理し、映像データとして出力するデコードステップとを含み、前記識別用データ生成ステップは、前記入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの縮小映像データを生成し、当該縮小映像データを前記非圧縮映像データの識別用データとするステップであり、前記マッピングステップは、前記圧縮ビットストリームと、前記縮小映像データをビデオインターフェースのフレーム構造における有効映像領域のうち、予め定められた領域であって、当該領域における各画素の予め定められたビットに対し、それぞれマッピングしていくものであり、前記マッピングステップによるマッピングは、映像レイヤーである所定の上位ビットにおいては、１フレームを左右に２等分し、その左右それぞれのフレームに、所定の縮小映像データを割り当て、ビットストリームレイヤーである所定の下位ビットにおいては、所定のビットストリームを割り当てるものであることを特徴とするデジタル信号の伝送方法である。

また、請求項４記載の発明は、請求項３記載のデジタル信号の伝送方法であって、前記識別用データ生成ステップは、前記入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの識別情報を含む文字情報データを生成し、当該文字情報データを前記非圧縮映像データの識別用データとするステップであることを特徴としている。

本発明によれば、入力される非圧縮映像データをエンコードしたビットストリームとともに、非圧縮映像データの識別用データを生成し、両データをビデオインターフェースのデータ構造や、フレーム構造に適切にマッピングすることができるため、特別な測定器や分析装置を必要とせずに、一般的な映像表示機器に識別用データの情報を表示して、伝送される映像データの内容を視覚により容易に確認することができるようになる。

本発明に係るデジタル信号の伝送装置の第１の実施形態を示したブロック図である。本発明に係るデジタル信号の伝送方法の第１の実施形態を示したフローである。本発明に係るデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法の第１の実施形態におけるマッピング例を示した図である。本発明に係るデジタル信号の伝送装置の第２の実施形態を示したブロック図である。本発明に係るデジタル信号の伝送方法の第２の実施形態を示したフローである。本発明に係るデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法の第２の実施形態におけるフレームと画素の構造を示した概略図である。本発明に係るデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法の第２の実施形態におけるマッピング例を示し図で、（ａ）は第１のマッピングパターン、（ｂ）は第２のマッピングパターンを表している。デジタルフレーム空間のレイアウトを示した一例図である。

本発明に係るデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るデジタル信号の伝送装置の第１の実施形態を示したブロック図で、図２は、本発明に係るデジタル信号の伝送方法の第１の実施形態を示したフローである。また、図３は、本発明に係るデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法の第１の実施形態におけるマッピング例を示した図である。

なお、符号については、１０がデジタル信号の伝送装置、１２が第１のエンコード部、１４が第２のエンコード部、１６が第３のエンコード部、１８が第１の縮小映像生成部、２０が第２の縮小映像生成部、２２が第３の縮小映像生成部、２４がマッピング部、２６がビデオインターフェース、２８がモニター、３０がデータ分離部、３２が第１のデコード部、３４が第２のデコード部、３６が第３のデコード部を示している。

まず、本実施形態におけるデジタル信号の伝送装置１０は、図１に示すように、それぞれ入力される非圧縮映像データをエンコード処理し、圧縮ビットストリームを出力する第１のエンコード部１２、第２のエンコード部１４、第３のエンコード部１６と、それぞれ入力される非圧縮映像データに基づいて、この非圧縮映像データの識別用データとして縮小映像データを生成する第１の縮小映像生成部１８、第２の縮小映像生成部２０、第３の縮小映像生成部２２を備えている。

さらに、各エンコード部（１２、１４、１６）によりそれぞれ出力された圧縮ビットストリームと、各縮小映像生成部（１８、２０、２２）により生成された縮小映像データをビデオインターフェース２６における有効映像領域に、それぞれマッピングしていくマッピング部２４と、マッピング部２４によりマッピングされた縮小映像データを画面上に視認可能とするモニター２８とを備えている。

そして、マッピング部２４によりマッピングされた各圧縮ビットストリームを取り出すデータ分離部３０と、データ分離部３０により取り出された各圧縮ビットストリームをそれぞれデコード処理し、映像データとして出力する第１のデコード部３２、第２のデコード部３４、第３のデコード部３６を備えている。なお、本実施形態では、データの入力・出力を３チャンネルとしているが、これは本発明を限定するものではない。

続いて、図２も参照しながら、本実施形態におけるデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法についてより詳細に説明していく。まず、それぞれ入力される非圧縮映像データを第１〜第３のエンコード部（１２、１４、１６）が、エンコード処理をし、ビデオインターフェース２６のデータ構造にマッピングできる定められたデータ量の圧縮ビットストリームを出力していく（ステップ１）。圧縮方式は、例えば、ＭＰＥＧ−２やＡＶＣ／Ｈ．２６４といった方式を採用する。

次に、又は、平行して、第１〜３の縮小映像生成部（１８、２０、２２）が、それぞれ入力される非圧縮映像データの識別用のデータとしての縮小映像（サムネイル映像）データを生成していく（ステップ２）。例えば、非圧縮映像データが、ＨＤＴＶの場合、１フレームの画素数は、水平方向１９２０画素、垂直方向１０８０ラインであり、水平方向と、垂直方向を１／４に縮小すると、水平方向４８０画素、垂直方向２７０ラインからなる１／１６の大きさの縮小映像が生成されることになる。

そして、図３に示すように、１６分割した領域の１つに、１／１６の大きさの縮小映像データを割り当てる。また、このように領域を分割するため、複数の映像入力に対応可能となる。つまり、各入力映像の縮小映像と、圧縮したビットストリームを別個の領域を定めて割り当てることができることになる。なお、図中、縮小映像を割り当てる領域は、４つであるが、本発明は、これに限定されるものではなく、映像入力数に応じて適宜、領域を定義すれば良い。

非圧縮映像データの縮小方法については、例えば、画素を単純に間引く方法（１／４に縮小する場合は、４画素のうち、１画素を残し、他の３画素を捨てる）や、バイリニア方式等のように、近傍の複数画素を使用して、補間処理を行う方法を採用する。なお、映像の著作権保護等のためにモザイク処理、ぼかし処理、スクランブル処理等を行うことも可能である。

また、４Ｋや８Ｋ等の高精細映像の場合は、縮小映像生成の縮小比率を変えることで対応していく。例えば、３８４０×２１６０の４Ｋ映像の場合には、水平方向と垂直方向を１／８に縮小する。このように、必要とする画質等の用途に応じて、各縮小映像の大きさや、各ビットストリームの領域の大きさ任意に変えることが可能である。なお、輝度信号のみの白黒画像や、１画素あたりの量子化ビット数を小さくして、階調を少なくするように制御しても良い。

ここで、後段に続く処理において、ビデオインターフェース２６のデータ構造にマッピングを行うために、バッファーとして、縮小映像を格納するフレームメモリが必要とされる。このメモリ容量は、映像の大きさや、マッピング方法によって異なり、また、１フレーム分の容量であれば、ビデオインターフェース２６の次のフレームにマッピングすることが可能となる。

なお、第１〜３の縮小映像生成部に代わり、非圧縮映像データの識別用データとして、入力映像フォーマット、圧縮方法、チャンネル番号、タイトル名等の文字情報データを生成する文字情報生成部をそれぞれ配置し、生成した文字情報データをビデオインターフェース２６のデータ構造にマッピングするようにしても良い。また、第１〜３の縮小映像生成部と文字情報生成部を併設し、縮小映像データとともに、文字情報データもビデオインターフェース２６のデータ構造における有効映像領域にマッピングするようにしても良い。

続いて、マッピング部２４が、非圧縮映像データの縮小映像データをビデオインターフェース２６のデータ構造の有効映像領域にマッピングしていく（ステップ３、図８参照）。縮小映像データは、モニター２８に正しく表示できるラスター走査形式でビデオインターフェース２６の有効映像領域に割り当て格納していく。

また、圧縮されたビットストリーム等のデータは、ビデオインターフェース２６で定められた同期コードや、禁止コード等の仕様に従い、使用可能な領域に格納していく。なお、第１〜第３のエンコード部（１２、１４、１６）による圧縮率を変更することで、使用領域を増減させることができるため、例えば、いくつかの領域を音声データや制御データ等の様々なデータを割り当てることも可能である。

縮小映像データは、ビデオインターフェース２６の映像フォーマットに従って、縮小映像のフレームメモリから読み出して、マッピングをしていく。入力される非圧縮映像データとビデオインターフェース２６のフレーム周波数が異なる場合、同じフレームを何度か繰り返す、又は、削除して出力形式に合わせるようにする。

つまり、入力映像データの形式が、１０８０ｉ６０Ｈｚや、１０８０ｐ２４Ｈｚの場合や、混在する場合、或いは、一般的ではない方式であっても、出力のビデオインターフェース２６は、１０８０ｉ６０Ｈｚ等の多くの映像表示装置が対応している一般的な形式に定め、縮小映像のフレーム周波数は、同じフレームを何度か繰り返して出力したり、削除したりする方法により変換するということである。このように、伝送されている映像データの内容の確認が目的であれば、縮小映像と、圧縮したビットストリームのフレーム周波数の同期等を厳密に管理しなくても良く、フォーマット変換といった高度な技術を要せずとも、簡易な処理で済むことになる。

また、圧縮されたビットストリームは、ビデオインターフェース２６のデータ構造に別途定めた形式でマッピングしていく（ステップ３）。なお、図３に示すように領域を定めた場合、領域１つあたり割り当て可能なデータ量は、次式の通りである。ここで、ビデオインターフェースは１画素あたり８ｂｉｔ、輝度色差（ＹＵＶ）形式は、４：２：２、フレーム周波数は、３０Ｈｚとみなす。

この場合、圧縮ビットストリームのビットレートが、６０Ｍｂｐｓであれば、１つの領域にマッピングすることができる（次式参照）。また、３つの領域を使用するのであれば、１８０Ｍｂｐｓのマッピングが可能である。

なお、ビットストリームは、マッピング処理と同時にマッピング部２４へと入力されるとは限らないため、一定期間ビットストリームを蓄積するためのバッファメモリが必要となる場合がある。そして、そのメモリ容量は、ビットストリームのビットレート変動（データ量の粗密）や、マッピング方法によって異なってくるものである。

続いて、マッピング部２４によりマッピングされた縮小映像データは、ビデオインターフェース２６を通じ、縮小映像として、モニター２８の画面上にユーザーが視認できるよう表示される（ステップ４）。このようにモニター２８の画面上に縮小映像が表示されるので、エンコード（圧縮）され伝送されている映像データをデコードしたり、或いは、特別な測定器や分析装置を用いずとも、その内容を視覚により容易に把握することができるようになる。

次に、データ分離部３０が、マッピング部２４によりビデオインターフェース２６のデータ構造にマッピングされた各圧縮ビットストリームを取り出し、出力していく（ステップ５）。本実施形態のように、複数系統のビットストリームがマッピングされている場合には、複数の出力を行っていく。

そして、第１〜３のデコード部（３２、３４、３６）が、データ分離部３０によって、それぞれ出力された圧縮ビットストリームを受け、第１〜３のエンコード部（１２、１４、１６）と同方式により、それぞれデコード処理を行い、非圧縮映像データとして出力していく（ステップ６）。

続いて、本発明に係るデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法の第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。図４は、本発明に係るデジタル信号の伝送装置の第２の実施形態を示したブロック図で、図５は、本発明に係るデジタル信号の伝送方法の第２の実施形態を示したフローである。

また、図６は、本発明に係るデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法の第２の実施形態におけるフレームと画素の構造を示した概略図で、図７は、本発明に係るデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法の第２の実施形態におけるマッピング例を示した図で、（ａ）は第１のマッピングパターン、（ｂ）は第２のマッピングパターンを表している。なお、符号については、図１と同様である。

まず、本実施形態におけるデジタル信号の伝送装置１０は、図４に示すように、それぞれ入力される非圧縮映像データをエンコード処理し、圧縮ビットストリームを出力する第１のエンコード部１２、第２のエンコード部１４と、それぞれ入力される非圧縮映像データに基づいて、この非圧縮映像データの識別用データとして縮小映像データを生成する第１の縮小映像生成部１８、第２の縮小映像生成部２０を備えている。

さらに、各エンコード部（１２、１４）によりそれぞれ出力された圧縮ビットストリームと、各縮小映像生成部（１８、２０）により生成された縮小映像データをビデオインターフェース２６における有効映像領域に、それぞれマッピングしていくマッピング部２４と、マッピング部２４によりマッピングされた縮小映像データを画面上に視認可能とするモニター２８とを備えている。

そして、マッピング部２４によりマッピングされた各圧縮ビットストリームを取り出すデータ分離部３０と、データ分離部３０により取り出された各圧縮ビットストリームをそれぞれデコード処理し、映像データとして出力する第１のデコード部３２、第２のデコード部３４を備えている。なお、本実施形態では、データの入力・出力を２チャンネルとしているが、これは本発明を限定するものではない。

続いて、図５も参照しながら、本実施形態におけるデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法についてより詳細に説明していく。まず、それぞれ入力される非圧縮映像データを第１〜第２のエンコード部（１２、１４）が、エンコード処理をし、ビデオインターフェース２６のデータ構造にマッピングできる定められたデータ量の圧縮ビットストリームを出力していく（ステップ１）。圧縮方式は、例えば、ＭＰＥＧ−２やＡＶＣ／Ｈ．２６４といった方式を採用する。

次に、又は、平行して、第１〜２の縮小映像生成部（１８、２０）が、それぞれ入力される非圧縮映像データの識別用のデータとしての縮小映像（サムネイル映像）データを生成していく（ステップ２）。例えば、非圧縮映像データが、ＨＤＴＶの場合、１フレームの画素数は、水平方向１９２０画素、垂直方向１０８０ラインであり、水平方向と、垂直方向を１／４に縮小すると、水平方向４８０画素、垂直方向２７０ラインからなる１／１６の大きさの縮小映像が生成されることになる。

また、フレームを構成する画素には、階調（深度、深さとも言う）があり、量子化レベルとして、８ビット（２５６階調）又は、１０ビット（１０２４階調）等のビット数で表される。このビット数が大きいほど細かい階調を表現することができ（画質が良くなる）、逆に、ビット数が小さければ、階調は粗くなる（画質が悪くなる）。

ここで、後段に続く処理において、ビデオインターフェース２６のフレーム構造へマッピングを行うために、バッファーとして、縮小映像を格納するフレームメモリが必要とされる。このメモリ容量は、映像の大きさや、マッピング方法によって異なり、また、１フレーム分の容量であれば、ビデオインターフェース２６の次のフレームにマッピングすることが可能となる。

また、映像レイヤーには、図６に示すように、量子化ビット数を削減してマッピングするため（ビット４〜７）、必要なビットのみ格納することで、メモリ容量や、回路規模を削減することが可能である。さらに、量子化ビット数を削減すると、階調変化が粗くなり、違和感があるため、ディザ処理（減色処理）を行い、そういった違和感を軽減させるようにしても良い。

なお、第１〜２の縮小映像生成部に代わり、非圧縮映像データの識別用データとして、入力映像フォーマット、圧縮方法、チャンネル番号、タイトル名等の文字情報データを生成する文字情報生成部をそれぞれ配置し、生成した文字情報データをビデオインターフェース２６のフレーム構造にマッピングするようにしても良い。また、第１〜２の縮小映像生成部と文字情報生成部を併設し、縮小映像データとともに、文字情報データもビデオインターフェース２６のフレーム構造における有効映像領域にマッピングするようにしても良い。

続いて、マッピング部２４が、非圧縮映像データの縮小映像データをビデオインターフェース２６のフレーム構造の有効映像領域において、画素の所定ビットにマッピングしていく（ステップ３、図８参照）。縮小映像データは、モニター２８に正しく表示できるラスター走査形式でビデオインターフェース２６の有効映像領域に割り当て格納していく。

また、圧縮されたビットストリーム等のデータは、ビデオインターフェース２６で定められた同期コードや、禁止コード等の仕様に従い、使用可能な領域において、画素の所定ビットに割り当て格納していく。なお、第１〜第２のエンコード部（１２、１４）による圧縮率を変更することで、使用領域を増減させることができるため、例えば、いくつかの領域を音声データや制御データ等の様々なデータを割り当てることも可能である。

また、圧縮されたビットストリームは、ビデオインターフェース２６のフレーム構造に別途定めた形式でマッピングしていく（ステップ３）。なお、図６に示すように、ビットストリームレイヤーに４ビット使用する場合、割り当て可能なデータ量は、次式の通りである。ここで、ビデオインターフェースは、水平１９２０画素×１０８０画素、輝度信号のみ（色差信号無し）、フレーム周波数は、３０Ｈｚとみなす。

この場合、圧縮ビットストリームのビットレートを６０Ｍｂｐｓとすると、４系統のビットストリームのマッピングが可能となる（次式参照）。

ここで、マッピング部２４のビデオインターフェース２６のフレーム構造へのマッピング例について、図６、７を参照しながら説明する。まず、（ａ）に示す例では、映像レイヤーの上位４ビット（図６参照）は、フレームを左右に２等分し、ビットストリームレイヤーの下位４ビット（図６参照）は、左右に分けずに、２ビットずつ（ビット０とビット１及びビット２とビット３）からなる２つのレイヤー（ビットストリームレイヤー１、ビットストリームレイヤー２）に分けて、映像１と映像２の圧縮したビットストリームをそれぞれ別々のレイヤーに割り当てている。

上記（ａ）に示す例では、映像レイヤーの上位４ビットにおいては、１フレームを左右に２等分し、左側を映像１の領域、右側を映像２の領域としているが、大きさや位置等の分割方法は任意に決めることができる。なお、本例では、左側には、生成した映像１の縮小映像や一部の切り出し映像の画素上位４ビット（減色画像）を左側の映像レイヤーに割り当て、右側には、生成した映像２の縮小映像や一部の切り出し映像の画素上位４ビット（減色画像）を右側の映像レイヤーに割り当てている。

続いて、（ｂ）に示す例では、映像レイヤーの上位４ビットについては、（ａ）に示す例と同じであるが、ビットストリームレイヤーの下位４ビット（図６参照）については、上位４ビットと同様に、左右に２等分している。つまり、下位４ビットの左側（ビットストリームレイヤー１）には、映像１の圧縮したビットストリームを割り当て、右側（ビットストリームレイヤー２）には、映像２の圧縮したビットストリームを割り当てている。なお、本実施形態では、上位４ビットを映像レイヤー、下位４ビットをビットストリームレイヤーとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。

なお、縮小映像の生成方法、大きさ、切り出し位置、有効にするビット数、ビット位置及び映像レイヤー及びビットストリームレイヤーの構成は、表示方法や画質、或いは、ビットレート等に応じて変えることが可能である。また、輝度信号のみの白黒画像であっても良い。

次に、データ分離部３０が、マッピング部２４によりビデオインターフェース２６のフレーム構造にマッピングされた各圧縮ビットストリームを取り出し、出力していく（ステップ５）。本実施形態のように、複数系統のビットストリームがマッピングされている場合には、複数の出力を行っていく。

そして、第１〜２のデコード部（３２、３４）が、データ分離部３０によって、それぞれ出力された圧縮ビットストリームを受け、第１〜２のエンコード部（１２、１４）と同方式により、それぞれデコード処理を行い、非圧縮映像データとして出力していく（ステップ６）。

本発明に係るデジタル信号の伝送装置及びデジタル信号の伝送方法は、伝送している映像データの内容をモニター上にて容易に視認することができるため、特別な測定器や解析装置が準備されていない現場等において、好適に用いることができる。

１０デジタル信号の伝送装置
１２第１のエンコード部
１４第２のエンコード部
１６第３のエンコード部
１８第１の縮小映像生成部
２０第２の縮小映像生成部
２２第３の縮小映像生成部
２４マッピング部
２６ビデオインターフェース
２８モニター
３０データ分離部
３２第１のデコード部
３４第２のデコード部
３６第３のデコード部

Claims

入力される非圧縮映像データをエンコード処理し、圧縮ビットストリームを出力するエンコード部と、
入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの識別用データを生成する識別用データ生成部と、
前記エンコード部により出力された圧縮ビットストリームと、前記識別用データ生成部により生成された識別用データをビデオインターフェースにおける有効映像領域に、それぞれマッピングしていくマッピング部と、
前記マッピング部によりマッピングされた識別用データを画面上に視認可能とするモニターと、
前記マッピング部によりマッピングされた圧縮ビットストリームを取り出すデータ分離部と、
前記データ分離部により取り出された圧縮ビットストリームをデコード処理し、映像データとして出力するデコード部と、
を備え、
前記識別用データ生成部は、前記入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの縮小映像データを生成するもので、
前記マッピング部は、前記圧縮ビットストリームと、前記縮小映像データをビデオインターフェースのフレーム構造における有効映像領域のうち、予め定められた領域であって、当該領域における各画素の予め定められたビットに対し、それぞれマッピングしていくものであり、
前記マッピング部によるマッピングは、映像レイヤーである所定の上位ビットにおいては、１フレームを左右に２等分し、その左右それぞれのフレームに、所定の縮小映像データを割り当て、ビットストリームレイヤーである所定の下位ビットにおいては、所定のビットストリームを割り当てるものであることを特徴とするデジタル信号の伝送装置。
前記識別用データ生成部は、前記入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの識別情報を含む文字情報データを生成するものであることを特徴とする請求項１記載のデジタル信号の伝送装置。
入力される非圧縮映像データをエンコード処理し、圧縮ビットストリームを出力するエンコードステップと、
入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの識別用データを生成する識別用データ生成ステップと、
前記エンコードステップにより出力された圧縮ビットストリームと、前記識別用データ生成ステップにより生成された識別用データをビデオインターフェースにおける有効映像領域に、それぞれマッピングしていくマッピングステップと、
前記マッピングステップによりマッピングされた識別用データをモニターの画面上に視認可能に表示するデータ表示ステップと、
前記マッピングステップによりマッピングされた圧縮ビットストリームを取り出すデータ分離ステップと、
前記データ分離ステップにより取り出された圧縮ビットストリームをデコード処理し、映像データとして出力するデコードステップと、
を含み、
前記識別用データ生成ステップは、前記入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの縮小映像データを生成し、当該縮小映像データを前記非圧縮映像データの識別用データとするステップであり、
前記マッピングステップは、前記圧縮ビットストリームと、前記縮小映像データをビデオインターフェースのフレーム構造における有効映像領域のうち、予め定められた領域であって、当該領域における各画素の予め定められたビットに対し、それぞれマッピングしていくものであり、
前記マッピングステップによるマッピングは、映像レイヤーである所定の上位ビットにおいては、１フレームを左右に２等分し、その左右それぞれのフレームに、所定の縮小映像データを割り当て、ビットストリームレイヤーである所定の下位ビットにおいては、所定のビットストリームを割り当てるものであることを特徴とするデジタル信号の伝送方法。
前記識別用データ生成ステップは、前記入力される非圧縮映像データに基づいて、当該非圧縮映像データの識別情報を含む文字情報データを生成し、当該文字情報データを前記非圧縮映像データの識別用データとするステップであることを特徴とする請求項３記載のデジタル信号の伝送方法。