JP6831434B2 - Ａｃ結合ビデオリンクのｄｃオフセット補正にメタデータを使用すること - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、「ＵＳＩＮＧ ＭＥＴＡＤＡＴＡ ＦＯＲ ＤＣ ＯＦＦＳＥＴ ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ ＦＯＲ ＡＮ ＡＣ−ＣＯＵＰＬＥＤ ＶＩＤＥＯ ＬＩＮＫ」というタイトルの２０１８年１０月２６日に提出された米国特許出願第１６／１７２，３６２号の利益および優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本開示は、ビデオ信号伝送の分野に関し、特に、交流（ＡＣ）結合チャネルを介したアナログビデオ信号伝送に関する。

自動車インフォテインメント、自動運転支援システム（ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｄｒｉｖｅｒ ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍ、ＡＤＡＳ）、自走式車両、およびセキュリティ監視システムなど、リアルタイムのビデオ情報取得に依存するビデオベースのアプリケーションは、一般的に、１つ以上のカメラによるビデオデータのキャプチャと生成を伴う。このようなカメラとして、例えば、電荷結合素子（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＣＭＯＳ）イメージセンサ、または広く言えば、そこに入射する光子をデジタル（生または画素）ビデオデータに変換する任意の他の適切なビデオキャプチャデバイスを挙げることができる。このようなアプリケーションでは、通常、ビデオデータをリアルタイムでカメラから他のデバイスに送信して処理する必要がある。このようなデバイスとしては、例えば、電子制御ユニット（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ、ＥＣＵ）または通信または警告システムの構成要素を挙げることができる。このようなデバイスは、例えば、取得した画像および／またはビデオデータに基づいて処理および分析タスクを実行して、それに応じて出力を提供するための専用ソフトウェアを実行する場合がある。カメラとビデオデータ受信デバイス／プロセッサとの間のデータの転送を可能にする伝送インフラストラクチャのレイヤーの組み合わせは、「ビデオリンク」または「カメラリンク」と呼ばれる場合がある。

ビデオリンクのコスト、品質、堅牢性にはさまざまな要因が影響する。空間／表面積や規制などの物理的制約は、ビデオリンクの要件および仕様にさらなる制約をもたらす可能性があるため、トレードオフと工夫を必要とする。

本開示ならびにその特徴および利点のより完全な理解を提供するために、添付の図面と併せて、以下の説明を参照するが、同じ参照番号は同じ部品を表す。

本開示のいくつかの実施形態にかかるシングルエンド伝送方式のＡＣ結合回路の概略例を示す。 本開示のいくつかの実施形態にかかる差動伝送方式のＡＣ結合回路の概略例を示す。 信号が信号振幅ゲイン（ｓｉｇｎａｌ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｇａｉｎ、ＳＡＧ）効果の影響を受けない理想的な伝送中のビデオ信号の概略図である。 ＡＣ結合システムを介した伝送中にＳＡＧ効果を示すビデオ信号の概略図である。 本開示のいくつかの実施形態にかかる、ＡＣ結合ビデオリンクを介して送信されるビデオ信号の直流（ＤＣ）オフセット補正にメタデータを使用する方法のフローチャートである。 本開示のいくつかの実施形態にかかる例示的なビデオシステムを示すブロック図を提供する。 本開示のいくつかの実施形態にかかる例示的なデータ処理システムを示すブロック図を提供する。

概要
本開示のシステム、方法、およびデバイスは、それぞれいくつかの革新的な態様を有するが、それらのいずれもが単独で、本明細書に開示された望ましい属性のすべてを担うわけではない。本明細書で説明される主題の１つ以上の実装の詳細は、以下の説明および添付の図面に記載される。

本明細書では、有線のＡＣ結合ビデオリンクを介して受信したビデオ信号のＤＣオフセット補正を実行するシステムおよび方法を開示する。このようなシステムおよび方法は、車両で（「車両」という用語には、車、トラック、またはバスなどの車輪付き車両だけでなく、例えば、飛行機、航空機、または宇宙船も含まれる）、監視システムで、または任意の他の環境での使用に特に適している場合があるが、これらに限定されない。ここで、任意の他の環境とは、そのような環境内（例えば、車両内）のある場所に配置された送信機であって、かつその送信機に通信可能に結合されたカメラ内のイメージセンサによって取得されたビデオ信号を受信するように構成された送信機と、そのような環境内の別の場所に配置された受信機とが有線リンクを介してビデオ信号および他のデータを互いに通信する必要があり得る環境である。さらに、本開示では、主にビデオリンクとビデオ信号について説明するが、ＡＣ結合アナログ伝送チャネルを介して送信される、音声、画像、またはそれらの任意の組み合わせなどの他のタイプの信号を、本明細書で開示される送信機によって送信されたメタデータを使用して受信側で補正してもよい。

本開示の一態様では、送信機がカメラによって取得された部分ビデオ信号のアクティブ画素グループの統計的特性（例えば、平均値または合計値）を示すメタデータを演算して受信機に提供するように構成されている（すなわち、送信機が、ＡＣ結合ビデオリンクを介して信号を送信する前にそのビデオ信号の統計的特性を演算するように構成されている）、システムを提供する。受信機は、受信したビデオ信号を表示用にレンダリングする前に、ＡＣ結合ビデオリンクを介して受信機で受信したビデオ信号の類似の統計的特性を演算し、かつ受信機によって演算された統計的特性と送信機によって演算された統計的特性（送信機から受信したメタデータによって示される）との比較に基づいて、受信したビデオ信号の１つ以上の値を補正することによりＤＣオフセット補正を実行するように構成されている。このようなアプローチは、有利には、ＤＣオフセット補正を実行するためにより多くのデータポイントを使用することを可能にし、受信機側で復元されたビデオ信号と送信機側でカメラによって取得されたビデオ信号との類似の程度に対する改善を可能にし、レンダリングされたビデオの品質の改善をもたらす。

本開示の他の態様は、そのようなシステムを動作させる方法、ならびに命令を格納したコンピュータ可読記憶媒体を提供し、その命令は、ハードウェアプロセッサによって実行されると、ＡＣ結合ビデオリンクを介したビデオ信号の送信後にプロセッサにメタデータを使用する方法を実行させてビデオ信号のＤＣオフセット補正を可能にする。

当業者によって理解されるように、本開示の態様、特に本明細書で提案されるメタデータを使用したＡＣ結合信号のＤＣオフセット補正の態様は、さまざまな手段、例えば方法、システム、コンピュータプログラム製品、またはコンピュータ可読記憶媒体で具現化され得る。したがって、本開示の態様は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または本明細書において「回路」、「モジュール」もしくは「システム」と一般に呼ばれ得るすべてのソフトウェアおよびハードウェアの態様を組み合わせた実施形態という形を取ってもよい。本開示で説明する機能は、１つ以上のコンピュータの、１つ以上のハードウェア処理ユニット、例えば１つ以上のマイクロプロセッサによって実行されるアルゴリズムとして実装することができる。さまざまな実施形態において、本明細書に記載の各方法の異なるステップおよび一部のステップは、異なる処理ユニットにより実行されてもよい。さらに、本開示の態様は、好ましくは非一時的であり、そこに具現化される（例えば、格納される）、コンピュータ可読プログラムコードを有する、１つ以上のコンピュータ可読媒体で具現化されるコンピュータプログラム製品の形態を取ってもよい。さまざまな実施形態において、このようなコンピュータプログラムは、例えば、既存のデバイスおよびシステム（例えば、既存のアナログ伝送システム、特に、送信機、受信機、および／またはそれらのコントローラなどを含む、ＡＣ結合を使用するアナログビデオ伝送システム）にダウンロード（更新）することができ、またはこれらのデバイスおよびシステムの製造時に格納することができる。

以下の詳細な説明は、ある特定の実施形態のさまざまな説明を提示する。しかしながら、本明細書で説明される革新は、例えば、請求項または選択された例によって定義およびカバーされるように、多くの異なる方法で具現化することができる。以下の説明では、同じ参照番号が同一のまたは機能的に類似の要素を示し得る図面を参照する。図面に示されている要素は、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを理解されたい。また、特定の実施形態は、図面に示されているよりも多くの要素および／または図面に示されている要素のサブセットを含むことができることを理解されたい。さらに、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面からの特徴の任意の適切な組み合わせを組み込むことができる。

本開示の他の特徴および利点は、以下の説明および請求項から明らかになる。

アナログビデオ伝送対デジタルビデオ伝送
サラウンドビューＡＤＡＳまたは（セキュリティ）監視システムなどのシステム要素間（例えば、イメージセンサとイメージセンサから一定の距離で実装されたプロセッサとの間）のビデオデータの転送を必要とするシステムでは、カメラによって取得されたビデオデータは、デジタル形式で、例えばシリアル化されたデジタルビットストリームとして送信でき、それは例えば、イメージセンサによって取得されたＲＡＷデータであってもよく、または例えば、ＲＡＷイメージセンサデータのモザイク解除を実行する画像システムプロセッサ（ＩＳＰ）によって生成されたＹＵＶデータなどのある処理された形式で送信できる。あるいは、カメラによって取得されたビデオデータは、送信前にアナログ信号に変換およびフォーマットされ、その後アナログ形式で送信される。

アナログのビデオ信号伝送は、デジタル伝送と対照したとき有利である。デジタル伝送のシリアル化の性質により、デジタル伝送はアナログ伝送よりも高い帯域幅を必要とする。より高い帯域幅の要件を満たすには、より高価なインフラストラクチャが必要である。また、デジタル伝送では、アナログ伝送において損なわれる可能性があるビット精度が維持されるが、デジタル伝送で発生するエラーの影響は、出力ビデオ品質の点でアナログ伝送で発生するエラーよりもはるかに影響が大きくなる可能性がある。よって、元のデジタルビデオデータをアナログ信号として送信することは、デジタル信号の送信に比べていくつかの利点がある。アナログ伝送に基づいたシステムは、コストを削減し、より堅牢な伝送を提供する。よって、イメージセンサは一般にデジタルビデオデータを出力するが、これは、アナログビデオリンクを介して受信機に送信してさらに処理するためにアナログ信号に変換される場合がある。

ＡＣ結合アナログ伝送対ＤＣ結合アナログ伝送
有線伝送ラインを介したアナログ信号伝送の実装では、ＡＣ結合とＤＣ結合（後者は「導電性結合」とも呼ばれる）との間の選択が可能である。

ＡＣ結合には、少なくとも１つの結合コンデンサの使用が必要とされるが、これは、そのようなコンデンサが不要なＤＣ結合に比べて追加の構成要素である。送信機と受信機との間のＡＣ結合有線伝送ラインは、通常、送信機の後であって伝送チャネルの前に配置される第１結合コンデンサと、伝送チャネルの後であって受信機の前に配置される第２結合コンデンサと、を含む。本明細書で使用される「結合コンデンサ」という用語は、１つ以上の結合コンデンサを指す場合がある。対照的に、ＤＣ結合では、抵抗または単純なワイヤ（複数可）のみが使用され、結合コンデンサは使用されない。したがって、ＤＣ結合は、実装がより簡単で、必要なコストとスペースが少ないということから、一般的に好まれる。

さらに、結合コンデンサ（複数可）は、どちらか一方の端の終端抵抗および有線伝送ケーブルのインピーダンスとともに、ハイパスフィルタとして機能する場合があり、これにより、アナログ信号の低周波成分の伝送を減衰させる可能性がある。これは、ビデオ信号の伝送に関連する。そのような信号の周波数スペクトルは、多くの場合、そのようなハイパスフィルタリングに対して脆弱となるＤＣレベル要素および低周波要素を含んでおり、画像情報の損失または歪みが生じるからである。よって、ビデオ信号を非常に低い周波数までかつＤＣレベル成分まで保持できることが望ましい。これは、受信機終端で形成されたハイパスフィルタのカットオフ周波数を最小化するために、ＡＣ結合に使用される結合コンデンサ（複数可）を非常に大きくする必要があり得ることを意味する。ＡＣ結合の一部の実装では、これらの低周波成分を保持するために、約２２０マイクロファラッド（μＦ）もの大きさの容量が要求され得る。したがって、ＡＣ結合は、非常に大きなコンデンササイズ要件のため、望ましくないオプションと見なされる場合がある。

しかしながら、ＡＣ結合は、ある障害状態に対する耐性を向上させるので、特定の用途で有利になる場合がある。これは、例えば、自動車／車両用途において、バッテリー短絡（ｓｈｏｒｔ−ｔｏ−ｂａｔｔｅｒｙ、ＳＴＢ）障害状態中の損傷のリスクを減らすことが、ＡＣ結合ビデオリンクの動機となり得る場合である。なぜなら、ＡＣ結合リンクは、ＤＣ電圧レベルをブロックするので、本質的にＳＴＢ障害に対して耐性があるからである。一方、送信機出力バッファの伝送媒体へのＤＣ結合は、ＳＴＢ障害状態に対して堅牢であるという要件のため、困難な場合があり、送信機デバイスを、通常、標準（低電圧）半導体プロセス技術よりも高価な高電圧半導体プロセス技術で設計および製造することが必要となり得る。よって、ビデオ信号をＡＣ結合アナログ信号形式で送信することは、特に自動車用途では、費用対効果が高く堅牢な送信オプションとなり得る。

シングルエンドＡＣ結合アナログ伝送対差動対ＡＣ結合アナログ伝送
ビデオデータ転送用のＡＣ結合伝送ラインは、シングルエンドのまたは差動対の伝送方式のいずれかに応じて実装できる。いくつかの実装では、差動対のビデオ伝送は、シングルエンドのビデオ伝送と比較してノイズに対する強い耐性から利益を得ることができるので、特に有利となり得る。

ＡＣ結合伝送ラインのシングルエンド実装では、それぞれの結合コンデンサをシングルエンド伝送ラインの両側に配置する場合、すなわち、送信機とそのラインの導体ケーブルとの間に１つの結合コンデンサを配置し、その導体ケーブルと受信機との間に別の結合コンデンサを配置する場合がある。ＡＣ結合伝送ラインの差動実装では、それぞれの結合コンデンサ対を差動対伝送ラインの両側に配置する場合、すなわち、送信機とそのラインの導体ケーブルとの間に１つの結合コンデンサ対を配置し、その導体ケーブルと受信機との間に別の結合コンデンサ対を配置する場合がある。さまざまな実施形態では、導体ケーブル（または単に「ケーブル」）は、使用する伝送方式に応じて（すなわち、伝送方式がシングルエンドか差動かによって）、例えば、単一導体（すなわち、導体ワイヤ）として、同軸ケーブルとして、または非シールドツイストペア（ｕｎｓｈｉｅｌｄｅｄ ｔｗｉｓｔｅｄ ｐａｉｒ、ＵＴＰ）もしくはシールドツイストペア（ｓｈｉｅｌｄｅｄ ｔｗｉｓｔｅｄ ｐａｉｒ、ＳＴＰ）などの二重導体として、任意の適切なケーブル配線方式で実装されてもよい。いくつかの実施形態では、ビデオ伝送チャネルのケーブルは、ＲＣＡ型ケーブルまたは同軸ケーブル（導電性材料のシールド内に少なくとも部分的に囲まれた信号線を含む）、またはシールドバンドル内の非シールドＡＶＳＳ、ＣＩＶＵＳまたは同様の信号ワイヤを含んでもよい。

図１および図２は、それぞれシングルエンド伝送チャネルと差動対伝送チャネルの概略例を示す。

図１に示すＡＣ結合伝送方式１００では、アナログ形式のビデオ信号を含み得る信号は、伝送チャネル１０８とみなされ得る単一の導体ケーブル１０８を介して送信される。いくつかの実施形態では、導体ケーブル１０８は、単純な導線を含んでもよい。いくつかの実施形態では、導体ケーブル１０８は、コアワイヤがビデオ信号を伝え、シールドが接地されている、コア導電性ワイヤと導電性シールドを含んだ同軸ケーブルを含んでもよい。伝送方式１００は、シングルエンド信号伝送方式であるので、第１のワイヤのみが送信機と受信機の間で変動する電圧を伝えるが、第２のワイヤ導体（図１に示されていない）は、基準電圧信号（図１に示す接地基準１１４によって提供されるものなど）に接続されてその信号を伝えてもよい。図１に示すように、導体ケーブル１０８は、送信機１０２と受信機１１６とを接続する。この方式では、送信機１０２と受信機１１６との間に１つ以上の結合コンデンサ１０６ａ、１０６ｂを接続してもよい。特に、１つ以上の結合コンデンサ１０６ａは、送信機１０２と導体ケーブル１０８との間に接続されてもよく、１つ以上の結合コンデンサ１０６ｂは、導体ケーブル１０８と受信機１１６との間に接続されてもよい。送信機１０２は、総抵抗１０４を示し、一方受信機１１６は、総抵抗１１２を示すことができ、これらは送信機１０２と直列接続されている。

あるいは、図２に示すＡＣ結合伝送方式２００では、アナログ形式のビデオ信号を含み得る信号は、伝送チャンネル２０８とみなされ得る差動対導体ケーブル２０８を介して送信される。いくつかの実施形態では、導体ケーブル２０８は、ＵＴＰまたはＳＴＰケーブルを含んでもよい。シングルエンド実装は、実装が単純でコストが低いために有利となり得る一方、差動対信号伝送方式は、有利には、外部の電磁干渉（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ、ＥＭＩ）に対する耐性を提供しかつリンクによって生成される電磁放射の量を低減し得る。これは、差動対ラインの２つの個別の信号／ラインの特性を、コモンモード干渉信号を打ち消すように選択できるからである。図２に示すように、差動対方式の２つのラインで抵抗２０４ａおよび２０４ｂ（送信機２０２に直列に接続されている）を示し得る送信機２０２は、一対の結合コンデンサ２０６ａ、２０６ｂを介して導体ケーブル２０８に接続される。同様に、受信機２１６は、抵抗２１２（受信機２１６と並列接続している）および一対の結合コンデンサ２０６ｃ、２０６ｄを介して導体ケーブル２０８に結合される。

ＡＣ結合の望ましくない影響
図１および図２に示すように、送信機と受信機の両方を導体ケーブルまたはワイヤにＡＣ結合してもよい（本明細書では、ワイヤとケーブルという用語は同じ意味で使用され得る）。ＡＣ結合（シングルエンド実装または差動対実装）は、特に送信機側で、堅牢性、リスク、およびコストの面で大きな利益をもたらし得るが、アナログビデオデータの送信において大きな課題も提示し得る。

上で簡単に説明したように、その課題の１つの原因は、ＡＣ結合に使用される結合コンデンサの存在である。そのようなコンデンサは、導体ケーブルのどちらか一方の端に終端抵抗を有するハイパスフィルタを形成するからである。例えば、１μＦの結合コンデンサを備えた５０オームシステムでは、ハイパス応答のカットオフ周波数は約３キロヘルツ（ｋＨｚ）になる場合がある。これは、３ｋＨｚ未満の周波数の信号成分が結合コンデンサを介して送信できないことを意味する。結合コンデンサのサイズを大きくすると、カットオフ周波数が多少低下する可能性があるが、例えばコストおよびスペースを考慮した場合、それも常に可能ではないし適切でもない（例えば、結合コンデンサの最大サイズは、利用可能な基板のスペースによって制限され得る）。

特定の周波数未満の信号成分を通過させることができないことは、そのスペクトル成分にビデオデータの一般的なフォーマットの様式から生じる低周波およびＤＣレベルの成分が多くの場合含まれるビデオ信号にとって特に問題となる。当該技術分野では周知であるが、ビデオデータのフォーマット例の簡単な説明を以下に示す。

一般的なカメラでは、各フォトサイト（または画素）に当たる光をフィルタリングして、赤、緑、または青の値を生成することによって色が生成される。フォトサイトの異なる色の最も多く使用される配置（すなわち、カラーパターン）は、いわゆる「ベイヤーパターン」である。このようにカメラによって取得された単一の画像（ビデオは一連の画像である）のＲＡＷデータは、異なる色の画素について各画素の値を表す。換言すれば、単一の画像に対し、ＲＡＷデータには、すべての赤画素（すなわち、入射光をフィルタリングして赤色に対応するスペクトルの波長を検出するように構成された画素）の画素値、すべての緑画素（すなわち、入射光をフィルタリングして緑色に対応するスペクトルの波長を検出するように構成された画素）の画素値、およびすべての青色画素（すなわち、入射光をフィルタリングして青色に対応するスペクトルの波長を検出するように構成された画素）の画素値が含まれ得る。各画素は、とりわけ、強度または大きさによって特徴付けることができ、特定の成分の特定の画素で取得／保存された信号の大きさを表すために使用されるビット数（例えば、１０ビット）で表される。

ＲＡＷデータは、次にビデオ信号で送信される成分を形成するように処理される場合がある。例えば、赤、緑、および青の値、またはそれらの値の処理済みバージョンのいくつかは、取得した画像の異なる成分の一例であり、まとめて「ＲＧＢ」色空間と呼ばれる。ＲＡＷデータは、モザイク解除として知られる処理で補間され、次いでＩＳＰ、例えば「ＹＵＶ」色空間によって他の種類の色空間に変換される場合があり、ここでＹは光情報の強度を伝える輝度成分であり、ＵとＶは色情報を伝えるクロミナンス成分である。ビデオフレームは、１つ以上の成分の個々の画素のマトリックスで構成され得る。いくつかの実施形態では、異なる成分は、異なるチャネルによって送信されてもよい。特に明記しない限り、本明細書で提供される説明は、特定の成分または成分の組み合わせの画素値を参照する場合がある。

ビデオフレームの画素値（画素値または画素は、カメラによって取得されたビデオフレームを表す値を含むことを示すために「アクティブ画素」と呼ばれることもある）は、水平線にグループ化されてもよく、これらの水平線は、垂直方向にグループ化または積み重ねられてビデオフレームを形成してもよい。画面は、ビデオリンクを介して適切な成分値（例えば、ＲＧＢまたはＹＵＶ値）で表される画素値を送信することにより、スキャンラインごとに構築される。しかしながら、成分のストリーム、例えばＲＧＢカラーのストリームを有するだけでは、ストリームのどの部分がディスプレイ上の特定の画素（例えば、左上の画素）に属しているかを知るのに十分ではない。これを解決するために、送信するアクティブ画素の値を含むビデオ信号にさらに２つの信号を追加する。その１つは、水平同期（「水平同期（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｙｎｃ）」）パルスを含む信号であり、もう１つは、垂直同期（「水平同期（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｙｎｃ）」）パルスを含む信号である。水平同期パルスは、異なるビデオラインの基準を提供する（すなわち、ラインの開始点の指標を提供する）。一方、垂直同期パルスは、異なるビデオフレームの基準を提供する（すなわち、フレームの開始点の指標を提供する）。水平同期パルス（または単に「水平同期」）は、所与の水平ラインの画素値を有するストリームが始まる前に、および／または水平ラインが終了したときに、ビデオ信号に挿入されるパルスとすることができる（ただし、通常は水平ラインが始まる前に挿入される）。２つの連続する水平同期パルスの間には、ラインのアクティブ画素データ（すなわち、ビデオフレームのラインを表す画素値）が含まれる。垂直同期パルス（または単に「垂直同期」、ときには「垂直リトレース」とも呼ばれる）は、所与のビデオフレームのすべての水平ラインが完了したときに、または／および新しいビデオフレームの水平ラインが始まる前に、ビデオ信号に挿入される１つのパルスまたは一連のパルスとすることができる。よって、各フレームの境界は、単一の垂直同期パルスまたは一連のパルスによって区切られてもよい。フレームの各ラインの画素数は同じであるので、連続する水平同期パルス間の時間は一定である。各フルフレーム（すなわち、そのラインのすべてを有するフレーム）の画素数は同じであるので、連続する垂直同期パルス間の時間は一定である。このようにして、水平および垂直同期パルスにより、ビデオ信号の色成分のどれが画面に表示される位置のどれに属するかを決定することができる。一般的なすべてのアナログビデオ伝送方式は、フレーム内の画素のこの編成を模倣し、それぞれ水平同期パルスと垂直同期パルスでラインの開始時間とフレームの開始時間をマークする。

図３は、送信されるビデオ信号に水平同期パルス３００がどのようにして含まれ得るかを示すアナログ（ビデオ）信号の簡略化された例を示す。図３に示すように、各２つの連続する水平同期パルス３００の間に、アクティブ画素データを含めることでき、これは、図３ではビデオライン３０２および３０４（すなわち、ビデオデータを伝えるライン）としてラベル付けされている。パルス３００は、水平画素ラインとしてレンダリングされるアクティブ画素値の開始点を示すということから、水平同期パルスと呼ばれる。垂直同期ライン（この例では示されていない）は、新しいビデオフレーム（その内部において複数の後続の水平画素（データ）ラインが共通の垂直開始点を共有する）の始めを示す。必ずというわけではないが、通常、水平同期パルスは、信号範囲の最も低い部分を占める。水平同期パルスの直前の平坦な部分は、「フロントポーチ」と呼ばれ、水平同期パルスの直後の水平部分は、「バックポーチ」と呼ばれる。これら部分は、事前定義された特定の信号レベルに設定され（例えば、両方をゼロ電圧レベルに設定し得る）、水平同期パルスを識別するために使用され得る。

図３の例は、水平同期パルスが元のレベルを維持する理想的な送信シナリオを示している。しかしながら、これらの（電気）パルスがＡＣ結合チャネルを介して送信されると、結合コンデンサ（複数可）が電荷の通過を遅延させるので、その平坦性またはレベルが低下する場合があり（すなわち、指定された期間にわたって一定の大きさは維持されず、低下することになる）、それにより、そうでなければ水平なパルスに垂れ下がり（ｄｒｏｏｐｉｎｇ）または落ち込み（ｓａｇｇｉｎｇ）のようなものがはっきりと現れる（すなわち、直線が曲線になる）。結合コンデンサの使用によって引き起こされるこのような望ましくない効果は、一般に信号振幅ゲイン（ＳＡＧ）効果（または単に「ＳＡＧ」または「落ち込み」）と呼ばれる。ＳＡＧ効果は、その振幅に依存する方法で、水平（すなわち、ＤＣレベル）成分を横切るビデオ信号のレベルの緩やかな増加または減少として特徴付けることができる。水平パルスが低い値である場合、ＳＡＧは、パルスの大きさを徐々に増加させる。水平パルスが高い値である場合、ＳＡＧは、パルスの大きさを徐々に減少させる。水平パルスの最初の値は影響を受けずにいられる可能性があるものの、後続の点は、パルスが低い場合は徐々に増加し、パルスが高い場合は徐々に減少する。この効果は、図４に示されており、そこでは、水平同期パルス４００のレベルは、意図した平坦なレベルを示す基準線４０６に対して、垂れ下がるようにまたは落ち込むように（故に、用語「落ち込み」および「ＳＡＧ効果」）示されている。図４からわかるように、同じ挙動がアクティブ画素の値によって示され得る。

ＳＡＧ効果は、ＡＣ結合に使用される結合コンデンサ（複数可）が終端抵抗と組み合わせて効果的にハイパスフィルタとして機能し、低周波成分の振幅を変えながら高周波成分を通過させることに起因する。その効果の大きさは、使用する終端インピーダンスの値だけでなく、１つ以上の結合コンデンサの総直列容量に依存する。これは、送信された低周波信号の品質に必然と影響し、特にＤＣ成分を有するようにフォーマットされたビデオ信号に悪影響を及ぼし、レンダリング／表示される出力の品質および忠実度に大きく影響する可能性がある。

ＳＡＧ効果は、ビデオ信号に含まれるタイミングデータにも大きな影響を与え得る。特に、異なる水平ビデオラインの開始と終了を示すタイミング情報の抽出に使用される水平同期信号の例えばフロントポーチおよびバックポーチのＤＣレベルをシフトさせ得る。そのため、通常、損なわれたＤＣコンテンツを復元する試みとして、受信したビデオ信号に対してＤＣオフセット補正が実行される。従来のＤＣオフセット補正は、受信したビデオ信号のＤＣレベルが、ビデオラインの同期パルス（すなわち、同期端）、フロントポーチ、またはバックポーチの領域のいくつかの連続するデジタルサンプル（例えば、８、１６、または３２サンプル）にわたって累積または平均化されて、この演算された平均値が、事前定義された特定の目標値と比較されるというクランピング方式を含む。演算された平均値と事前定義された目標との差分は、クランプオフセット信号として使用され、次のビデオラインがこのクランプオフセット量によって調整され、これにより、ＤＣオフセット補正が実現される。

ＡＣ結合ビデオ信号のＤＣオフセット補正のこのような従来の実装の欠点の１つは、受信機側の測定値に誤差があると、クランプオフセット値に大幅なライン間未補正オフセットが生じる可能性があることである。また、通常、クランプ調整のビット深度、つまり精度が制限される。その結果、従来のＤＣオフセット補正方式では、最終的な出力ビデオに望ましくない目に見えるパターンが表示されることがあり、その結果得られる画像の輝度はわずかに変化するが、ライン間では顕著である。これは、車両内のディスプレイの視聴環境でよくあることで、弱い周囲光で見たときに、均一な色の画像の領域で特に顕著である。

ＤＣオフセット補正にメタデータを使用すること
本開示の実施形態は、上述した制限の少なくともいくつかの改善を提供することを目的とする。そのために、ビデオ信号（一般的にはビデオ／音声／画像信号を含む）をＡＣ結合アナログ形式で単一のワイヤを介して（上述したようにシングルエンド構成で）、または代替的に差動対ワイヤを介して（上述したように差動対構成で）送信するための、および上記ビデオ信号を受信するための、いくつかの方法およびデバイスを提供する。特に、本開示の実施形態は、ＡＣ結合リンクを介して送信される信号、特にビデオ信号に対してＤＣオフセット補正／クランピングを実行する際の改善を提供することを目的とする。

本明細書では、１つ以上の信号をエンコードし、送信し、デコードし、および受信するためのシステム、方法、デバイス、および非一時的コンピュータ可読媒体について説明する。本開示のさまざまな実施形態は、単独でまたは組み合わせて実装または展開してもよい。本明細書では例示的な実施形態をビデオ情報信号に関連して説明するが、本開示のさまざまな実施形態は、ビデオおよび音声情報の組み合わせ信号および組み合わされた媒体（例えば、ビデオ、音声など）、ならびに制御データ信号などであるがこれらに限定されない、多様な種類の情報信号に、本開示の範囲から逸脱することなく適用されてもよい。本開示の実施形態は、自動車インフォテインメント、ＡＤＡＳ、自走式車両、セキュリティ監視システム、およびＣＣＴＶシステムなどであるがこれらに限定されない、広範なシステム、アプリケーション、および／または環境で実装または展開してもよい。

図５は、本開示のいくつかの実施形態に従って、信号がＡＣ結合リンクを介して送信された後に、取得または生成された信号、例えば、取得または生成されたビデオ信号のＤＣオフセット補正のためにメタデータを使用することにより、システム、例えば、ビデオシステムを動作させる例示的な方法５００のフローチャートを示す。方法５００は、ビデオ信号がカメラによって取得されるかまたは送信側で任意の他の方法で生成されて送信機によって受信機にＡＣ結合有線ビデオリンクを介して送信され、受信側で処理され、場合によってはディスプレイに表示される、任意のビデオシステムを使用して実装することができる。方法５００は、全体的または部分的に、例えば、以下で説明される、図６に示されるビデオシステム６００、および／または図７に示されるデータ処理システム７００を使用して実施することができる。しかしながら、一般には、方法５００は、センサによって取得された、または送信側で任意の他の方法で生成された信号は、送信機によって受信機にＡＣ結合の有線リンクを介して送信され、受信側で処理され、場合によっては再生される、ビデオシステム以外の任意のシステムを使用して実装することができる。

方法５００は、ＡＣ結合リンクを介して送信機から受信機に送信されるビデオ信号を生成するブロック５０２で開始し得る。いつくかの実施形態では、ビデオ信号は、例えばカメラ内のイメージセンサによって生成されてもよい。他の実施形態では、ビデオ信号は、コンピュータで生成されたビデオ信号、または何らかの他のシステムから提供されたビデオ信号であってもよい。いくつかの実施形態では、受信機から送信機に送信されるビデオ信号は、図６に示される信号生成部６１２によって生成されてもよい。

ブロック５０４において、方法５００は、５０２で生成されたビデオ信号の複数の値についての統計的特性を演算する送信機、例えば図６に示す送信機６１０の送信機ロジック６１６、特に図６に示す送信機６１０のプロセッサ６１５を含んでもよい。「統計的特性」は、受信機に送信されるビデオ信号の一部の画素値を定量的に記述する任意の適切な特性を指すために本明細書で使用される用語である。送信機および受信機は、そのような統計的特性をどのように演算するか、ビデオ信号のどの画素を演算するかについて調和している。したがって、送信されるビデオ信号に対して送信機によって演算されたそのような統計的特性と、受信機で受信された際の、すなわち、信号がＡＣ結合リンクを介して送信された後のビデオ信号に対して受信機によって演算された類似の特性との比較は、ＡＣ結合伝送によってビデオ信号が経験したＤＣオフセットの測定値を提供する。次に、受信機は、その比較の結果に基づいて、受信したビデオ信号に対してＤＣオフセット補償を実行できる。このように、ビデオ信号の実際のアクティブ画素値は、上述のＤＣオフセット補正の従来の実装で使用された際の同期端、フロントポーチ、またはバックポーチなどのＤＣ値の小さなウィンドウのみとは対照的に、クランピング方式で有利に使用され得る。さらに、本明細書で説明する実施形態は、上述の従来の実装の場合もそうであったように、ＤＣレベルのいずれかに対して事前定義された特定の目標値を想定する必要がないが、むしろ動的に演算された「目標」値（例えば、送信機によって演算された統計的特性が、受信機側でクランピングを実行するための「目標」となる）を有利に使用することができる。

これらの一般原理に基づいて、統計的特性がどのように演算されて送信機から受信機への提供されるかについての多くのバリエーションが存在する。これらのバリエーションのいくつかを以下に説明する。ただし、一般には、本明細書で説明する原理に従って何らかの方法で演算され、送信機から受信機に任意の形式で、送信機と受信機との間の任意の通信接続を介して提供される任意の統計的特性は、本開示の範囲内である。

送信機および受信機が本明細書で説明されているような統計的特性の使用から利益を得るために実質的に調和しなければならない３つの態様が存在する。第１の態様は、ビデオ信号のどの画素で統計的特性が演算されるかを含む。第２の態様は、統計的特性がどのように演算されるか、すなわち、第１の態様に従って識別／選択された複数の画素に対してどの数学演算が実行されるかを含む。第３の態様は、送信機によって演算された演算後の統計的特性が、送信機から受信機へと送信されて受信機による比較を可能にし、さらにその比較に基づいてＤＣオフセット補償の実行を可能にする、いわゆる「メタデータ」によってどのように表されるかを含む。そこで、これらの３つの態様のそれぞれについて説明する。

第１の態様に関して、ＡＣ結合伝送前の状態のビデオ信号とＡＣ結合伝送後に受信機側で復元されるビデオ信号との間で所望される精度間でバランスを取る必要がある。いくつかの実装では、そのようなバランスは、特定の展開シナリオの状況、例えば、送信機および／または受信機での演算能力、メタデータを受信機に送信するための帯域幅制限などに依存し得る。いくつかの実施形態では、統計的特性を各ビデオラインのすべてのアクティブ画素について演算してもよい。よって、１つのそのような統計的特性は、ビデオフレームの各ビデオラインについて演算され得る。他の実施形態では、各ビデオラインのすべてのアクティブ画素の特定のサブセット（すなわち、単一のビデオラインの一部）に対して、例えば、各ビデオラインの前半のアクティブ画素について、または各ビデオラインの中央付近に実質的に集中する特定の数の画素について、または各ビデオラインの偶数または奇数画素ごとに、または特定の展開シナリオに適していると選択された任意の他の画素に対して、統計的特性を演算してもよい。統計的特性を演算するために使用されるビデオラインの画素の一部のそのような実施形態では、例えばビデオフレームの各ビデオラインについて、そのような１つの統計的特性を演算してもよい。さらに他の実施形態では、２つ以上のラインからの画素に対して、例えばビデオフレームの２つ以上のビデオラインのすべての画素について、または２つ以上のビデオラインのすべての画素の一部の量について（例えば、最初のビデオラインの前半のすべての画素と２番目のビデオラインの後半のすべての画素について、または最初のビデオラインのすべての画素と２番目のビデオラインの特定の数の画素、例えば半分の画素について）、統計的特性を演算する。このような実施形態では、ビデオフレームの２つ以上のビデオラインごとに１つのそのような統計的特性を演算して、これにより、統計的特性を演算するために使用される演算リソースと送信機から受信機に統計的特性を送信するために使用される帯域幅との両方の負担を軽減し得るが、その一方でビデオ信号がライン間で大幅に異なる画素値を有する可能性があるため、潜在的にその精度を犠牲にする。さらに他の実施例では、所与のビデオフレームのすべての水平ラインのすべての画素に対して、またはビデオフレームの１ラインおきのすべての画素に対して、または所与のビデオフレームにわたる他の特定の選択された画素に対して、または２つ以上のビデオフレームからの画素に対してさえも、統計的特性を演算してもよい。

第２の態様に関して、いくつかの実施形態では、統計的特性は、上述の第１の項目に従って選択されたビデオ信号の複数のアクティブ画素の値の平均値（ｍｅａｎまたはａｖｅｒａｇｅ）を含んでもよい。他の実施形態では、統計的特性は、そのような複数のアクティブ画素のすべての画素値の合計値を含んでもよい。さらに他の実施形態では、統計的特性は、すべての画素値の中央値、または選択された画素の画素値の有用な指標を提供する任意の他の数値特性を含んでもよい。以下に示す説明は、特定の複数の画素値（例えば、上記の第１の態様に従って選択されたもの）について演算された単一の統計的特性を指すが、他の実施形態では、そのような複数の特性が所与の複数の画素値について送信機および受信機によって演算されてもよく、ＤＣオフセット補正は、これらの統計的特性の１つ以上に基づいて実行されてもよいことに留意されたい。例えば、いくつかの実施形態では、送信機は、ビデオ信号の特定の複数の画素値の平均値と合計値の両方を演算して、それら平均値と合計値の両方を受信機に提供するように構成されてもよい。受信機は、送信機と調和しているので、受信機は、しかしここでは受信したビデオ信号の類似した画素について平均値と合計値の両方を演算し、次いで送信機と受信機とによって演算されたこれら２つの異なる統計的特性のそれぞれの比較に基づいてＤＣオフセット補正を実行する。

第３の態様に関して、「メタデータ」は、送信機によって演算された統計的特性の何らかの表現を記述するために本明細書で使用される用語であり、メタデータは、方法５００のブロック５０６で、ブロック５０４で演算された統計的特性から、例えば、送信機ロジック６１６のプロセッサ６１５によって、生成されてもよい。繰り返しになるが、送信機によって演算された統計的特性に基づいてメタデータをどのように生成できるかについては多くの取り得るバリエーションがあり、それらはすべて本開示の範囲内である。いくつかの実施形態では、メタデータは、送信機によって演算されたときの統計的特性を単に含んでもよい。他の実施形態では、メタデータは、送信機によって演算された統計的特性の何らかのエンコードされたバージョンを含んでもよい。例えば、演算された統計的特性の値は、複数の事前定義されたレベルの１つ、例えば１０レベルのうちの１つであるか、またはそれに属していると見なしてもよく、メタデータは、演算された値が対応する特定のレベルの指標となってもよい。さらに他の実施形態では、メタデータは、送信機によって演算された統計的特性の完全な値ではなく、特定数の最下位ビット（ｌｅａｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂｉｔ、ＬＳＢ）のみであってもよい。例えば、送信機によって演算された統計的特性がＭビットを有するデジタル値であり、Ｍが２以上である場合、メタデータは、統計的特性のＭビットワードのＮ個のＬＳＢであってもよく、ここで、Ｎはゼロより大きく、Ｍより小さい（例えば、Ｍは７に等しくてもよく、Ｎは３に等しくてもよい）。このような実施形態は、送信機と受信機で演算された統計的特性の値が大幅に異なるとは予想されず、それにより、メタデータによって表されるＬＳＢと受信機によって演算された統計的特性の値との比較に基づいて、受信したビデオ信号の値を変更する方法を受信機が決定できるようにするためには、送信機から受信機に特定数のＬＳＢを提供するだけで十分であるという認識に基づいている。

方法５００を続けると、ブロック５０８で、その方法は、送信機が、ビデオ信号自体、特に５０２で生成されたビデオ信号と、メタデータ、特に５０６で生成されたメタデータとの両方を送信することを含んでもよい。ビデオ信号は、送信機と受信機との間のＡＣ結合リンクを介して、例えば図６に示すＡＣ結合リンク６３０を介して送信されるが、メタデータは、同じリンクを介して送信されてもされなくてもよい。いくつかの実施形態では、送信機と受信機の両方がメタデータをビデオ信号内のどこに含める／見つけるかに関する情報を有しているならば、メタデータは、ビデオ信号に、例えば、ビデオ信号のフロントポーチまたはバックポーチに指定された領域に、水平ブランキング区間に、またはビデオ信号内の任意の他の適切な場所に、含まれることにより送信されてもよい。他の実施形態では、メタデータは、有線リンクまたは無線リンクのいずれかであり得る、送信機と受信機との間の別個の伝送／通信チャネルを介して送信されてもよい。

さまざまな実施形態において、統計的特性および／またはメタデータは、送信機および受信機によってデジタル形式またはアナログ形式のいずれかで演算されてもよいことに留意されたい。同様に、ビデオ信号自体が送信されるＡＣ結合リンクとは別の通信チャネルを介してメタデータを送信機から受信機に送信する場合、メタデータは、デジタル形式またはアナログ形式で送信されてもよい。したがって、送信機と受信機による統計的特性およびメタデータを演算するためのビデオ信号の処理について、本明細書では特定のデジタル−アナログおよびアナログ−デジタル変換を明示的に説明していないが、これらの処理は必要に応じて本開示の範囲内にあり、本明細書に記載のシステム、特にビデオシステムの送信機および受信機、例えば、図６に示すような、は、デジタル形式とアナログ形式との間の変換を実行するための適切なコンバータを含む。いくつかの実施形態では、デジタル領域で統計的特性の演算および比較を実行することが特に有利な場合がある。いくつかのそのような実施形態では、デジタル形式で生成されたメタデータは、その後、ＡＣ結合伝送チャネルを介して受信機に送信するためにアナログ形式に変換され得る。

さまざまな実施形態において、ブロック５０４、５０６、および５０８の処理は、図５に示されるものとは異なる順序で実行されてもよいことに留意されたい。例えば、いくつかの実施形態では、その統計的特性が演算される前（ブロック５０４）に、および／またはそのメタデータが生成される前（ブロック５０６）に、ビデオ信号の一部が送信機から受信機に送信されてもよい（ブロック５０８の一部）。このような実施形態では、メタデータは依然としてビデオ信号内に含まれてもよいが、例えば、メタデータが、所与の水平ビデオラインの複数の画素の統計的特性を表す場合には、そのようなメタデータは、それが演算されたビデオラインではなく、異なるビデオラインに含まれてもよい。繰り返しになるが、送信機と受信機の両方が情報を有し、メタデータがどのように生成および演算されるかについて調和しているならば、そのような異なる実施形態はすべて本開示の範囲内にある。

方法５００のブロック５０２、５０４、５０６、および５０８は、ビデオシステムの送信側（すなわち、ＡＣ結合伝送が行われていないビデオ信号に対して）で実行されたが、方法５００のブロック５１０および５１２は、受信側で（すなわち、ＡＣ結合伝送を行ったビデオ信号に対して）行われることになる。すなわち、ブロック５１０は、受信機、例えば図６に示す受信機６２０（例えば、図６に示す信号受信回路６２８）が、５０８で送信機によって送信されたビデオ信号およびメタデータを受信した後に行われる。５１０において、受信機、例えば図６に示す受信機ロジック６２６は、送信機が演算した類似の複数の画素に対して、だがここでは受信したビデオ信号から受信機によって復元／決定された画素値に対して類似の統計的特性を演算するように構成される。これは、上述の送信機と受信機との間が調和している場合、すなわち、送信機と受信機の両方が実質的に同じ方法で統計的特性を演算する場合であり、ＡＣ結合リンクを介して送信されていないビデオ信号の画素値に対して送信機がそれを行う一方で、ビデオ信号がそのような伝送リンクを介して送信された後に受信機がビデオ信号の画素値に対してそれを行う場合を除く。

ブロック５１２において、受信機、例えば図６に示す受信機ロジック６２６は、受信機が演算した統計的特性を送信機によって演算された統計的特性と比較し（後者は、受信機が受信したメタデータによって示される）、かつその比較に基づいて、受信したビデオ信号の１つ以上の値のＤＣオフセット補正を実行するように構成される。例えば、いくつかの実施形態では、その比較は、統計的特性の２つの値間の差分を単に決定することを含んでもよく、ＤＣオフセット補正は、受信ビデオ信号の１つ以上の値を上記の差分だけシフトすることによるクランピングを含んでもよい。他の実施形態では、その比較は、実行されるＤＣオフセット補正が、受信したビデオ信号が送信機によって送信されているものとどのように似ているかに関して改善を提供するように決定されるのならば、より複雑な形態を取ってもよい。よって、さまざまな実施形態では、ＤＣオフセット補正は、統計的特性の２つの値間の演算された差分に基づいた値によって、受信したビデオ信号の１つ以上の値を修正することを含んでもよい。演算された差分がゼロに等しくない場合、これは、受信したビデオ信号の元の値を、演算された差分の非ゼロ値から成るいくつかの新しい値に変更することになる。本明細書で使用する「統計的特性の２つの値間の差分を演算する」とは、統計的特性の２つの値間の差分を示す他の測定値を演算すること、例えば統計的特性の２つの値間の比を演算することを指し、これらのすべては本開示の範囲内にあることに留意されたい。比が１に等しくないことは、差分がゼロに等しくないことと類似する。

受信機が、受信したビデオ信号のどの値に対してブロック５１２で補正するように構成されているかについての多くの異なる実施形態も存在する。いくつかの実施形態では、受信機は、統計的特性が演算されたビデオ信号の画素値のみに対してＤＣオフセット補正を適用するように構成されてもよい。他の実施形態では、受信機は、これらの画素値のサブセットに対してＤＣオフセット補正を適用するように構成されてもよい。さらに他の実施形態では、受信機は、統計的特性が演算された画素よりも数の多い画素に対してＤＣオフセット補正を適用するように構成されてもよい。例えば、統計的特性は、１ラインおきの画素値について演算されてもよく、受信機は、受信した統計的特性の値ごとに両方のラインに対してＤＣオフセット補正を適用するように構成されてもよい。ＤＣオフセット補正は、画素値以外のビデオ信号の値、例えば、同期信号（水平および／または垂直同期信号）の値、その同期信号のフロントポーチ、および／またはバックポーチなどに適用されてもよいことにも留意されたい。

図５には特に示されていないが、方法５００は、適切なＤＣオフセット補正が実行されると、受信した信号を再生することをさらに含んでもよい。これには、例えば、受信したビデオをディスプレイに表示することが含まれ得る。

要約すると、方法５００は、ＡＣ結合信号、特にＡＣ結合ビデオ信号のクランピング方式を提供し、例えば水平同期パルスのバックポーチのほんの小さなウィンドウではなく、ビデオ信号全体を、ビデオ信号の実際のＤＣレベル対目標ＤＣレベルを決定するために使用することができ、これにより、クランプされたビデオの精度が向上してライン間ノイズが減少する。これは、送信機で全体的なビデオレベルの測定値を取得し、これをビデオ信号のデータとして埋め込まれたメタデータとして、またはサイドチャネルを介したメタデータとして受信機に送信することで実行されてもよい。例えば、メタデータは、ビデオラインのすべてのアクティブ画素（または１つ以上のビデオラインの２つ以上の画素の特定のサブセット）の平均値（または任意の他の適切な統計的特性）を直接または間接的に表してもよい。同様の測定を、受信機で受信した信号に対して行ってもよい。次に、メタデータを使用して、正しいオフセット値を確立し、受信した信号を送信した信号と厳密に一致させる調整を確実にしてもよい。

ビデオシステムの例
図６は、本開示のいくつかの実施形態にかかる例示的なビデオシステム６００を示す。図６に示すように、例示的なシステム６００は、ＡＣ結合リンク６３０によって結合された送信機６１０および受信機６２０を含んでもよい。ＡＣ結合リンク６３０は、任意の適切な有線導体ケーブル、例えば、上述のシングルエンド導体ケーブル１０８または差動対ケーブル２０８であってもよい。

図６に示すように、送信機６１０は、ビデオ信号生成部６１２を含むか、またはビデオ信号生成部６１２に通信可能に結合されてもよい。ビデオ信号生成部６１２は、ＡＣ結合リンク６３０を介して受信機６２０に送信される信号を生成するための任意の適切な手段を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ビデオ信号生成部６１２は、ビデオ信号（複数のビデオ信号を含み得る）を取得するように構成された任意の適切なイメージセンサ、画像システムプロセッサ、またはカメラ（複数のカメラを含み得る）を含んでもよい。他の実施形態では、信号生成部６１２は、コンピュータ生成のビデオ信号を生成するための手段を含んでもよい。

図６にさらに示すように、送信機６１０は、１つ以上のデジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）６１４を含むか、１つ以上のデジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）６１４に通信可能に結合されてもよい。本明細書で使用される「ＤＡＣ」という用語は、連続的な物理量の振幅を表すデジタル値を、対応するアナログ値に変換する電子回路／デバイスを指す。いくつかの実施形態では、１つ以上のＤＡＣ６１４は、信号生成部６１２によって生成されたデジタル信号を受信し、例えば、カメラによって取得されたデジタル画素値を含むデジタルビデオ信号を受信し、かつそのデジタル値（すなわち、離散時間および離散振幅のデジタル信号の値）を、連続時間および連続振幅のアナログ信号に変換するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のＤＡＣ６１４は、例えば、本明細書に記載したようなメタデータを含むように送信機ロジック６１６によって処理されるものとして、信号生成部６１２によって生成されるデジタル信号の処理バージョンを受信し、かつその信号を、ＡＣ結合リンク６３０を介した受信機へのＡＣ結合伝送のためのアナログ領域へ変換するように構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、１つ以上のＤＡＣ６１４に加えて、送信機６１０は、１つ以上のアナログ−デジタル変換部（ＡＤＣ）（図６に特に示されていない）を含んでもよい。本明細書で使用される「ＡＤＣ」という用語は、アナログ信号によって伝えられる連続的な物理量を、その量の振幅を表すデジタル数（またはそのデジタル数を伝えるデジタル信号）に変換する電子回路／デバイスを指す。その結果は、連続時間および連続振幅のアナログ入力信号を、離散時間および離散振幅のデジタル信号に変換したデジタル値の列（すなわち、デジタル信号）である。送信機６１０に含まれるさまざまな変換部は、例えば、プロセッサ６１５の制御下で、クロック生成部（図６には特に示されていない）により生成されたクロック信号を提供されることにより動作してもよい。

図６にも示されるように、送信機６１０は、送信機ロジック６１６をさらに含むか、または送信機ロジック６１６に通信可能に結合されてもよい。送信機ロジック６１６は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの１つ以上の任意の適切な組み合わせで実装されてもよく、本明細書で説明されるように送信機６１０の動作を制御するように構成されてもよい。そのために、送信機ロジック６１６は、少なくとも１つのプロセッサ６１５および少なくとも１つのメモリ素子６１７を他の適切なハードウェアおよび／またはソフトウェアとともに利用して、本明細書で説明するように、ＡＣ結合リンク６３０を介して送信される信号に対してＤＣオフセット補正を実行するためのメタデータを使用するその意図された機能を有効にしてもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ６１５は、本開示で説明されるようにアクティビティを実行するソフトウェアまたはアルゴリズムを実行することができ、例えば、プロセッサ６１５は、アナログ伝送リンク６３０を介した送信のために信号生成部６１２によって生成される信号のデジタル−アナログ変換を制御するアルゴリズムを実行することができる。さらに、プロセッサ６１５は、本明細書で説明されるように、メタデータの生成および受信機６２０への送信を制御するアルゴリズムを実行することができる。そのために、プロセッサ６１５は、信号生成部６１２によって生成された信号の画素値を、例えば、信号生成部６１２によって生成されたデジタル形式で、ＤＡＣ６１４によるアナログへの変換の前に受信し、かつ複数の画素値の１つ以上の統計的特性を演算するように構成されてもよい。プロセッサ６１５は、本明細書で説明されるように、ＡＣ結合アナログ信号の受信機６２０への送信を制御するとともに、演算された統計的特性を表すメタデータを生成し、かつメタデータの送信を制御するように構成されてもよい。プロセッサ６１５およびメモリ素子６１７のさらなる説明を以下に示す。

また、図６に示されるように、送信機６１０は、信号を受信機６２０に送信するための信号送信回路６１８を含むか、信号送信回路６１８に通信可能に結合されてもよい。特に、信号送信回路６１８は、例えば、ＤＡＣ６１４から取得されて送信機ロジック６１６によって処理されるものとして、アナログビデオ信号のＡＣ結合伝送を可能にするための構成要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、そのような構成要素は、信号のＡＣ結合アナログ伝送に使用される当技術分野で知られている任意の他の回路とともに、結合コンデンサ、例えば、図１および図２を参照して説明した送信機側の結合コンデンサを含んでもよい。さらに、信号送信回路６１８は、送信機６１０から受信機６２０へのメタデータの送信を可能にするための構成要素をさらに含んでもよい。本明細書で説明されるように、さまざまな実施形態において、そのようなメタデータは、ＡＣ結合リンク６３０を介してアナログ形式で送信される信号の一部として（すなわち含まれる）、または送信機６１０と受信機６２０との間の別個の通信チャネルを介して送信されてもよい。別個の通信チャネルは、有線でも無線でもよい。

図６に示すように、ビデオシステム６００の受信側を見ると、受信機６２０は、信号受信回路６２８、受信機ロジック６２６、アナログ−デジタル変換部（ＡＤＣ）６２４、および任意選択でビデオ消費デバイス６２２を含むか、これらに通信可能に結合されてもよい。ビデオ消費デバイス６２２は、いくつかの実施形態では、画像システムプロセッサなどのビデオ処理デバイス、ＡＤＡＳプロセッサなどのビデオ分析デバイス、またはディスプレイなどのビデオレンダリングデバイスであってもよい。

信号受信回路６２８は、送信機６１０から信号を受信するように構成されてもよい。特に、信号受信回路６２８は、例えば、デジタルへの変換のためにＡＤＣ６２４に提供されておそらくＡＤＣ６２４による変換後にさらなる処理のために受信機ロジック６２６に提供される、アナログビデオ信号のＡＣ結合伝送の受信を可能にする構成要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、そのような構成要素は、ＡＣ結合アナログ信号の受信に使用される当技術分野で知られている任意の他の回路とともに、結合コンデンサ、例えば、図１および２を参照して説明した受信機側の結合コンデンサを含んでもよい。さらに、信号受信回路６２８は、送信機６１０からのメタデータの受信を可能にするための構成要素をさらに含んでもよい。繰り返しになるが、本明細書で説明されるように、さまざまな実施形態において、そのようなメタデータは、ＡＣ結合リンク６３０を介してアナログ形式で送信される信号の一部として（すなわち含まれる）、または送信機６１０と受信機６２０との間の別個の通信チャネルを介して送信されてもよい。別個の通信チャネルは、有線でも無線でもよい。

図６に示すように、受信機６２０は、１つ以上のＡＤＣ６２４を含んでもよい。ビデオシステム６００で使用されるＡＤＣ６２４の場合、変換されたアナログ入力信号は、送信機６１０からＡＣ結合ビデオリンク６３０を介して送信されて、信号受信回路６２８によって受信され、例えば、受信機ロジック６２６によりデジタル形式でさらに処理される、ビデオ信号であってもよい。いくつかの実施形態では、受信機６２０は、１つ以上のＤＡＣ（図６には特に示されていない）をさらに含んでもよい。受信機６２０に含まれるさまざまな変換部は、例えば、プロセッサ６２５の制御下で、クロック生成部（図６には特に示されていない）により生成されたクロック信号を提供されることにより動作してもよい。

送信機ロジック６１６と同様に、受信機ロジック６２６は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの１つ以上の任意の適切な組み合わせで実装されてもよく、本明細書で説明されるように受信機６２０の動作を制御するように構成されてもよい。そのために、受信機ロジック６２６は、少なくとも１つのプロセッサ６２５および少なくとも１つのメモリ素子６２７を他の適切なハードウェアおよび／またはソフトウェアとともに利用して、本明細書で説明するように、ＡＣ結合リンク６３０を介して送信される信号に対してＤＣオフセット補正を実行するためのメタデータを使用するその意図された機能を有効にしてもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ６２５は、本開示で説明されるようなアクティビティを実行するソフトウェアまたはアルゴリズムを実行することができる。例えば、プロセッサ６２５は、アナログ伝送リンク６３０を介して伝送された後、おそらくＡＤＣ６２４によってデジタル領域に変換された後に信号受信回路６２８によって受信される信号のアナログ−デジタル変換を制御するアルゴリズムを実行することができる。さらに、プロセッサ６２５は、本明細書で説明したように、受信機６２０による類似の統計的特性の演算と受信機６２０および送信機６１０によって演算された統計的特性の比較とを制御するとともに、送信機６１０からのメタデータの受信および処理を制御するアルゴリズムを実行することができる。そのために、プロセッサ６２５は、例えば、ＡＤＣ６２４によって変換されたデジタル形式で、ＡＣ結合リンク６３０を介して受信した信号の画素値を受信し、かつ複数の画素値の１つ以上の複数の統計的特性を演算するように構成されてもよい。プロセッサ６２５はまた、本明細書で説明したように、受信した信号の１つ以上の値の調整を制御してその比較に基づいてＤＣオフセット補正を実行するとともに、演算された特性を送信機６１０から受信したメタデータに含まれる特性と比較するように構成されてもよい。プロセッサ６２５およびメモリ素子６２７のさらなる説明を以下に示す。

プロセッサ６１５、６２５のそれぞれは、１つ以上の相互接続またはバスを介して他のシステム要素と通信可能に結合するように構成されてもよい。そのようなプロセッサは、非限定的な例として、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、または仮想マシンプロセッサを含むプログラマブルロジックを提供するハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェアの任意の組み合わせを含んでもよい。プロセッサ６１５は、メモリ素子６１７に通信可能に結合されてもよく、一方でプロセッサ６２５は、例えばダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）構成でメモリ素子６２７に通信可能に結合されてもよい。メモリ素子６１７、６２７の各々は、ダブルデータレート（ＤＤＲ）ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、フラッシュ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光学媒体、仮想メモリ領域、磁気もしくはテープメモリ、またはその他の適切な技術を含む任意の適切な揮発性または不揮発性メモリ技術を含んでもよい。別段の指定がない限り、本明細書で説明するメモリ項目のいずれも、「メモリ素子」という広範な用語に含まれると解釈されるべきである。

送信機６１０および受信機６２０の１つ以上の構成要素／素子へと追跡または送信される情報は、任意のデータベース、レジスタ、制御リスト、キャッシュ、または記憶構造に提供および／または格納でき、これらのすべては任意の適切な時間枠で参照できる。このような記憶オプションは、本明細書で使用される「メモリ素子」という広義の用語に含まれてもよく、メモリ素子６１７および／またはメモリ素子６２７を実装するために使用されてもよい。同様に、本明細書で説明される潜在的な処理要素、モジュール、およびマシンのいずれも、本明細書で使用される「プロセッサ」という広義の用語に含まれると解釈されるべきであり、プロセッサ６１５および／またはプロセッサ６２５を実装するために使用されてもよい。図６に示される各要素、例えば、信号生成部６１２、ＤＡＣ６１４、送信機ロジック６１６、ビデオ消費６２２、ＡＤＣ６２４、または受信機ロジック６２６は、ネットワーク環境で有線または無線通信リンクを介して、データまたは情報の受信、送信、および／またはその他の通信をするための適切なインターフェースを含むこともできる。

特定の実装例では、メタデータを使用して、本明細書で概説するようにＡＣ結合リンクを介して送信される信号のＤＣオフセット補正を実行するメカニズムは、非一時的媒体を含み得る１つ以上の有形媒体にエンコードされたロジック、例えば、ＡＳＩＣ、ＤＳＰ命令、プロセッサで実行されるソフトウェア（潜在的にオブジェクトコードとソースコードを含む）、またはその他の同様のマシンなどで提供される埋め込みロジックによって実装されてもよい。これらのインスタンスの一部では、例えば、図６に示されるメモリ素子６１７および６２７などのメモリ素子は、本明細書で説明される動作に使用されるデータまたは情報を格納することができる。これには、本明細書で説明するアクティビティを行うために実行される、ソフトウェア、ロジック、コード、またはプロセッサ命令を格納できるメモリ素子が含まれる。プロセッサは、本明細書で詳述する動作を達成するために、データまたは情報に関連付けられた任意のタイプの命令を実行できる。一例では、例えば、図６に示されるプロセッサ６１５および６２５などのプロセッサは、ある状態または物から別の状態または物に要素または物品（例えば、データ）を変換することができる。別の例では、本明細書で概説されるアクティビティは、固定ロジックまたはプログラマブルロジック（例えば、プロセッサによって実行されるソフトウェア／コンピュータ命令）で実装され、本明細書で特定される要素は、何らかのタイプのプログラマブルプロセッサ、プログラマブルデジタルロジック（例えば、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ））、またはデジタルロジック、ソフトウェア、コード、電子命令、もしくはそれらの任意の適切な組み合わせを含むＡＳＩＣとすることができる。

データ処理システムの例
図７は、本開示のいくつかの実施形態にかかる、メタデータを使用して、本明細書で開示されるＡＣ結合リンクを介して送信される信号のＤＣオフセット補正を実行する例示的なデータ処理システムを示すブロック図を提供する。このようなデータ処理システムは、例えば、本明細書に記載の送信機ロジック６１６および／もしくは受信機ロジック６２６として、または本明細書で開示されるように、ＡＣ結合信号のメタデータを使用するＤＣオフセット補正に関連するさまざまな改善されたメカニズムを実装するように構成された任意の他のシステムとして機能するように構成することができる。

図７に示すように、データ処理システム７００は、システムバス７０６を介してメモリ素子７０４に結合された少なくとも１つのプロセッサ７０２を含んでもよい。よって、データ処理システムは、メモリ素子７０４内にプログラムコードを格納してもよい。また、プロセッサ７０２は、システムバス７０６を介してメモリ素子７０４からアクセスされるプログラムコードを実行してもよい。一態様では、データ処理システムは、プログラムコードを格納および／または実行するのに適したコンピュータとして実装されてもよい。しかしながら、データ処理システム７００は、本開示内で説明される機能を実行することができるプロセッサおよびメモリを含む任意のシステムの形態で実装され得ることを理解されたい。

いくつかの実施形態では、上述のように、プロセッサ７０２は、図６に示すビデオシステム６００の送信機６１０のプロセッサ６１５であってもよく、メモリ素子７０４は、メモリ素子６１７であってもよい。いくつかの実施形態では、上述のように、プロセッサ７０２は、図６に示すビデオシステム６００の受信機６２０のプロセッサ６２５であってもよく、メモリ素子７０４は、メモリ素子６２７であってもよい。

メモリ素子７０４は、例えば、ローカルメモリ７０８および１つ以上のバルクストレージデバイス７１０などの１つ以上の物理メモリデバイスを含んでもよい。ローカルメモリは、プログラムコードの実際の実行中に一般的に使用されるＲＡＭまたは他の非永続的なメモリデバイス（複数可）を指してもよい。バルクストレージデバイスは、ハードドライブまたは他の永続的なデータストレージデバイスとして実装されてもよい。処理システム７００は、実行中にバルクストレージデバイス７１０からプログラムコードを取得しなければならない回数を減らすために、少なくともいくつかのプログラムコードの一時記憶を提供する１つ以上のキャッシュメモリ（図示せず）を含んでもよい。

入力デバイス７１２および出力デバイス７１４として示される入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスは、任意選択で、データ処理システムに結合することができる。入力デバイスの例としては、キーボード、マウスなどのポインティングデバイスなどが挙げられるが、これらに限定されない。出力デバイスの例としては、モニタまたはディスプレイ、スピーカーなどが挙げられるが、これらに限定されない。入力および／または出力デバイスは、直接または介在するＩ／Ｏコントローラを介してデータ処理システムに結合されてもよい。

一実施形態では、入力および出力デバイスは、複合入力／出力デバイス（図７では、入力デバイス７１２および出力デバイス７１４を囲む破線で示されている）として実装されてもよい。このような複合デバイスの例は、「タッチスクリーンディスプレイ」または単に「タッチスクリーン」とも呼ばれることもあるタッチセンシティブディスプレイである。このような実施形態では、デバイスへの入力は、タッチスクリーンディスプレイ上またはタッチスクリーンディスプレイの近くの、例えば、スタイラスまたはユーザの指などの物理的な物体の動きによって提供されてもよい。

本開示のさまざまな実施形態にかかるビデオシステム、例えば図６に示されるビデオシステム６００で使用される場合、入力装置７１２は、例えばユーザによって提供される入力を受信してユーザ入力に従ってビデオシステム６００を構成するように使用されてもよい。例えば、入力装置７１２により受信された入力は、送信機６１０および受信機６２０により演算される統計的特性のタイプ、統計的特性の演算に使用される画素の位置および数（例えば、入力は、ビデオフレームの各水平ラインの前半の画素が統計的特性の演算に使用されることを示してもよい）、メタデータを送信機６１０によって演算された統計的特性に基づいてどのようにして生成するか（例えば、入力は、メタデータが送信機６１０によって演算された統計的特性の３つのＬＳＢとして生成されることを示してもよい）、メタデータを送信機６１０から受信機６２０にどのようにして送信するか（例えば、入力は、メタデータがビデオ信号に含まれ、ＡＣ結合リンク６３０を介してアナログ形式で送信されることを示し、および／またはメタデータをビデオ信号のどこに挿入するかを指定してもよい）、のうちの１つ以上を指定してもよい。次に、ビデオシステム６００の送信機６１０および受信機６２０は、入力デバイス７１２によって受信された入力に従って構成されてもよい。

任意選択で、ネットワークアダプタ７１６が、介在するプライベートまたはパブリックネットワークを通って、他のシステム、コンピュータシステム、リモートネットワークデバイス、および／またはリモートストレージデバイスに結合できるようにデータ処理システムに結合されてもよい。ネットワークアダプタは、上記システム、デバイスおよび／またはネットワークによってデータ処理システム７００に送信されるデータを受信するためのデータ受信機と、データ処理システム７００から上記システム、デバイスおよび／またはネットワークにデータを送信するためのデータ送信機と、を備えてもよい。モデム、ケーブルモデム、およびイーサネット（登録商標）カードは、データ処理システム７００で使用され得る異なるタイプのネットワークアダプタの例である。

本開示のさまざまな実施形態にかかるビデオシステム、例えば図６に示すビデオシステム６００で使用される場合、ネットワークアダプタ７１６は、介在するプライベートまたはパブリックネットワークを通って、他のシステム、コンピュータシステム、リモートネットワークデバイス、および／またはリモートストレージデバイスから入力を受信し、受信した入力に従ってビデオシステム６００を構成するために使用されてもよい。例えば、ネットワークアダプタ７１６は、介在するプライベートまたはパブリックネットワークを通って、他のシステム、コンピュータシステム、リモートネットワークデバイス、および／またはリモートストレージデバイスから入力が受信されることを除いて、ユーザから入力デバイス７１２によって受信した入力に関して説明したような入力例を受信するように構成されてもよい。次に、ビデオシステム６００の送信機６１０および受信機６２０は、ネットワークアダプタ７１６によって受信された入力に従って構成されてもよい。

図７に示すように、メモリ素子７０４は、アプリケーション７１８を格納してもよい。さまざまな実施形態では、アプリケーション７１８は、ローカルメモリ７０８に、１つ以上のバルクストレージデバイス７１０に、またはローカルメモリおよびバルクストレージデバイスとは別に格納されてもよい。データ処理システム７００は、アプリケーション７１８の実行を容易にすることができるオペレーティングシステム（図７には示されていない）をさらに実行してもよいことを理解されたい。実行可能プログラムコードの形で実装されているアプリケーション７１８は、データ処理システム７００、例えばプロセッサ７０２によって実行することができる。アプリケーションの実行に応答して、データ処理システム７００は、本明細書で説明される１つ以上の動作または方法ステップを実行するように構成されてもよい。

実施例の選択
実施例１は、ＡＣ結合ビデオリンクを介してビデオ信号を送信するシステムであって、送信機と受信機の一方または両方を含むシステムを提供する。送信機は、カメラによって取得されたビデオ信号のアクティブ画素グループの統計的特性を演算し、ＡＣ結合ビデオリンクを介して受信機にビデオ信号を提供し、かつ演算された統計的特性を示すメタデータを受信機に提供するように構成されている。受信機は、送信機から受信したビデオ信号のアクティブ画素グループの統計的特性を演算し、送信機から受信したビデオ信号のアクティブ画素グループについて演算された統計的特性と送信機から受信したメタデータとの差分に基づいて、送信機から受信したビデオ信号の１つ以上の値を補正するように構成され、ビデオ信号は、ディスプレイ、例えば、受信機のディスプレイもしくは受信機に関連したディスプレイ、に表示される補正された１つ以上の値を有する。

実施例２は、統計的特性が、画素グループの画素値の平均値（ａｖｅｒａｇｅまたはｍｅａｎ）である、実施例１に記載のシステムを提供する。

実施例３は、統計的特性が、画素グループの画素値の合計値である、実施例１に記載のシステムを提供する。

実施例４は、統計的特性が、画素グループの画素値の中央値である、実施例１に記載のシステムを提供する。

実施例５は、画素グループが、ラインの複数の画素、例えば、ビデオ信号のビデオフレームの、ラインのすべての画素またはラインのすべての画素の一部を含む、実施例１〜４のいずれか１つに記載のシステムを提供する。

実施例６は、メタデータに基づいて補正されるビデオ信号の１つ以上の値が、ラインの複数の値を含む、実施例５に記載のシステムを提供する。よって、いくつかの実施形態では、所与のラインの画素グループの演算された統計的特性を示すメタデータを使用して、受信機側で同じラインの値に対するＤＣオフセット補正を実行してもよい。いくつかの実施形態では、補正されるラインの複数の値は、受信機によって受信したときに、ラインの画素値を含んでもよい。いくつかの実施形態では、補正されるラインの複数の値は、上記ラインに関連する他の値、例えば、上記ラインに関連する水平同期パルスの値および／または上記水平同期パルスに関連するフロントおよび／またはバックポーチの値を含んでもよい。

実施例７は、メタデータに基づいて補正されるビデオ信号の１つ以上の値が、異なるラインの複数の値を含む、実施例５に記載のシステムを提供する。よって、いくつかの実施形態では、あるラインの画素グループの演算された統計的特性を示すメタデータを使用して、異なるラインの値のＤＣオフセット補正を実行してもよい。いくつかの実施形態では、補正される異なるラインの複数の値は、受信機によって受信したときに、異なるラインの画素値を含んでもよい。いくつかの実施形態では、補正される異なるラインの複数の値は、上記異なるラインに関連する他の値、例えば、上記異なるラインに関連する水平同期パルスの値、および／または上記水平同期パルスに関連するフロントおよび／またはバックポーチの値を含んでもよい。

実施例８は、送信機が、ビデオフレームの複数のラインのそれぞれについて、例えば、ビデオフレームのラインごとに、統計的特性を演算してメタデータを提供するように構成されている、実施例５〜７のいずれか１つに記載のシステムを提供する。それに対応して、受信機は、ビデオフレームの複数のラインのそれぞれについて、例えばラインごとに、統計的特性を演算して補正も実行するように構成されている。他の実施形態では、統計的特性は、２つ以上のラインの複数の画素、例えば２つ以上のラインの各ラインのすべての画素、または２つ以上のラインの一部の数の画素、例えば１．５行の画素について演算されてもよい。

実施例９は、メタデータが、演算された統計的特性の１つ以上のＬＳＢを含むが、特性の１つ以上の最上位ビットを含まない、前述の実施例のいずれか一つに記載のシステムを提供する。送信機によって送信されて受信機によって受信されるビデオ信号の値は、わずかに異なると予想されるので、送信機から受信機にＬＳＢのみを提供することは、受信機が演算した統計的特性と送信機によって演算された統計的特性との比較を受信機で可能にさせるのに十分である一方で、送信機から受信機に送信されるメタデータの量を有利に削減する。

実施例１０は、送信機が、メタデータの少なくとも一部をビデオ信号に含めることにより、メタデータを受信機に提供するように構成されている、前述の実施例のいずれか一つに記載のシステムを提供する。

実施例１１は、送信機が、ビデオ信号中のメタデータの少なくとも一部を、ビデオ信号のビデオフレームのラインの水平同期パルスのフロントポーチおよびバックポーチのうちの１つ以上（すなわち、フロントポーチおよび／またはバックポーチ）に含めることにより、メタデータを受信機に提供するように構成されている、実施例１０に記載のシステムを提供する。

実施例１２は、送信機が、ビデオ信号とは別に送信される信号、例えば、ＡＣもしくはＤＣ結合の有線リンク、無線リンク、または送信機と受信機との間の任意の適切な通信チャネルとなり得る別個の送信チャネルを介して送信される信号にメタデータの少なくとも一部を含めることにより、メタデータを受信機に提供するように構成される、前述の実施例のいずれか一つに記載のシステムを提供する。

実施例１３は、ＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介してビデオ信号を受信するための受信機であって、ビデオ信号をＡＣ結合ビデオ伝送ライン／リンクを介して受信するための手段（例えば、受信回路）であって、ビデオ信号が送信機によって送信されたものである、手段と、ＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介してビデオ信号が送信される前にそのビデオ信号のアクティブ画素グループについて演算された統計的特性を示すメタデータを受信するための手段（例えば、受信回路）（すなわち、メタデータは、ビデオ信号がＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介して送信され、かつ上記送信に起因して潜在的に劣化する前の状態のビデオ信号の画素の値に対して演算された統計的特性を示す）と、ビデオ信号がＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介して送信された後にそのビデオ信号のアクティブ画素グループについて統計的特性を演算するための手段（例えば、プロセッサ、例えば、ハードウェアプロセッサ）（すなわち、受信機は、ビデオ信号がＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介して送信され、かつ上記送信に起因して潜在的に劣化した後の状態のビデオ信号の画素の値に対して統計的特性を演算する）と、ビデオ信号がＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介して送信された後にそのビデオ信号のアクティブ画素グループについて演算された統計的特性とメタデータの比較に基づいて、受信機で受信したときのビデオ信号の１つ以上の値を補正するための手段（例えば、プロセッサ、例えば、ハードウェアプロセッサ）と、を含む受信機を提供する。任意選択で、受信機は、補正された１つ以上の値でビデオ信号を表示するための手段（例えば、ディスプレイ）をさらに含んでもよい。

実施例１４は、受信機が、受信したメタデータから、ビデオ信号がＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介して送信される前にそのビデオ信号のアクティブ画素グループについて演算された統計的特性を導出するための手段をさらに含み、上記比較が、メタデータから導出された統計的特性と、ビデオ信号がＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介して送信された後にそのビデオ信号のアクティブ画素グループについて演算された統計的特性との比較を含む、実施例１３に記載の受信機を提供する。

実施例１５は、メタデータが、ＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介して受信される、実施例１３または１４に記載の受信機を提供する。

実施例１６は、統計的特性が、画素グループの画素値の平均値（ａｖｅｒａｇｅまたはｍｅａｎ）、画素グループの画素値の合計値、または画素グループの画素値の中央値、のうちの１つ以上である、実施例１３〜１５のいずれか一つに記載の受信機を提供する。

実施例１７は、受信機で受信したときのビデオ信号の１つ以上の値を補正することが、受信機で受信したときのビデオ信号に対するＤＣオフセット補正を実行することを含む、実施例１３〜１６のいずれか一つに記載の受信機を提供する。

実施例１８は、受信機が、実施例１〜１２のいずれか一つに記載のシステムの／内の受信機として、および／または実施例１９〜２２のいずれか一つに記載の送信機とともに、および／または実施例２３〜２６のいずれか一つに記載の方法に従って、動作するように構成されている、実施例１３〜１７のいずれか一つに記載の受信機を提供する。

実施例１９は、ＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介してビデオ信号を送信するための送信機であって、ビデオ信号がＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介して送信される前にそのビデオ信号のアクティブ画素グループについて統計的特性を演算するための手段（例えば、プロセッサ、例えば、ハードウェアプロセッサ）（すなわち、送信機は、ビデオ信号がＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介して送信され、かつ上記送信に起因して潜在的に劣化する前の状態のビデオ信号の画素値に対して統計的特性を演算する）と、演算された統計的特性に基づいてメタデータを生成するための手段（例えば、プロセッサ、例えば、ハードウェアプロセッサ）と、ビデオ信号を受信機に送信するための手段（例えば、送信回路）であって、ビデオ信号が、ＡＣ結合ビデオ伝送ライン／リンクを介して送信される、手段と、メタデータを受信機に送信するための手段（例えば、送信回路）と、を含む送信機を提供する。

実施例２０は、受信機へのメタデータの送信が、ＡＣ結合ビデオ伝送ラインを介して送信されるビデオ信号に埋め込まれたメタデータの送信を含む、実施例１９に記載の送信機を提供する。

実施例２１は、メタデータが、受信機にＤＣオフセット補正を実行可能にさせる、実施例１９または２０に記載の送信機を提供する。

実施例２２は、送信機が、実施例１〜１２のいずれか一つに記載のシステムの／内の送信機として、および／または実施例１３〜１８のいずれか一つに記載の受信機とともに、および／または実施例２３〜２６のいずれか一つに記載の方法に従って、動作するように構成されている、実施例１９〜２１のいずれか一つに記載の送信機を提供する。

実施例２３は、アナログビデオ伝送システムの動作方法であって、第１の値のグループについて／に対しての統計的特性を演算することであって、第１の値のグループが、ＡＣ結合ビデオリンクを介して送信される前のビデオ信号のアクティブ画素グループの値を含む、演算することと、第２の値のグループについて／に対して統計的特性を演算することであって、第２の値のグループが、ＡＣ結合ビデオリンクを介して送信された後のビデオ信号のアクティブ画素グループの値を含む、演算することと、第１の値のグループについて／に対して演算された統計的特性と第２の値のグループについて／対して演算された統計的特性との比較に基づいて、ＡＣ結合ビデオリンクを介して送信されたビデオ信号の１つ以上の画素値を補正することと、を含む方法を提供する。

実施例２４は、上記比較が、第１の値のグループについて／に対して演算された統計的特性と第２の値のグループについて／に対して演算された統計的特性との間の差分を含む、実施例２３に記載の方法を提供する。

実施例２５は、１つ以上の画素値が、上記差分を１つ以上の画素値のそれぞれに加えることにより補正される、実施例２４に記載の方法を提供する。

実施例２６は、前述の実施例のいずれか一つに記載のデバイスのシステムとともに、またはシステム内で動作するように構成される、実施例２３〜２５のいずれか一つに記載の方法を提供する。

前述の実施例のいずれか一つのシステム、送信機、受信機、および方法のいずれか一つは、車両または監視システムに実装されてもよい。さらに、前述の実施例のいずれか一つのシステム、送信機、受信機、および方法のいずれか一つは、ＡＣ結合リンクを介して送信されるビデオ信号を取得するように構成されたカメラを含むか、またはカメラに通信可能に結合／接続されてもよい。カメラは、ＡＣ結合リンクを介して送信されるビデオ信号の画素値を生成するように構成された複数の光学センサ（例えば、フォトダイオード）を含んでもよい。

その他の実装の注意点、バリエーション、およびアプリケーション
本明細書で説明する原理と利点は、任意のデバイスまたはシステムで使用して、ＡＣ結合信号、例えば、ＡＣ結合ビデオ信号に対するクランピング方式を実装し、受信した信号の１つ以上の値のＤＣオフセット補正を実行することができる。本明細書で述べたすべての目的または利点が、本明細書に記載のいずれかの特定の実施形態に従って達成され得るとは限らないことを理解されたい。よって、例えば、当業者は、特定の実施形態が、本明細書で教示または示唆され得るものとして他の目的または利点を必ずしも達成することなく、本明細書で教示される一つの利点または一群の利点を達成または最適化するような方法で動作するように構成され得ることを認識するであろう。

ある例示的な実施形態では、図の任意の数の電気回路を、関連する電子デバイスの基板上に実装してよい。この基板は、電子デバイスの内部電子システムのさまざまな構成要素を保持し、さらに他の周辺機器用のコネクタを提供できる一般的な回路基板である。より具体的には、基板は、システムの他の構成要素を電気的に通信可能にする電気接続を提供できる。特定の構成ニーズ、処理要求、コンピュータ設計などに基づいて、任意の適切なプロセッサ（ＤＳＰ、マイクロプロセッサ、サポートチップセットなどを含む）、コンピュータ可読の非一時的メモリ素子などを基板に適切に結合できる。外部ストレージ、追加センサ、音声／ビデオディスプレイ用コントローラ、および周辺機器などの他の構成要素は、プラグインカードとしてもしくはケーブルを介して基板に取り付けられるか、または基板自体に一体化されてもよい。さまざまな実施形態では、本明細書に記載の機能は、これらの機能をサポートする構造内に配置された１つ以上の構成可能な（例えば、プログラム可能な）要素内で実行されるソフトウェアまたはファームウェアとしてエミュレーション形式で実装されてもよい。エミュレーションを提供するソフトウェアまたはファームウェアは、プロセッサがこれらの機能を実行できるようにする命令を含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体で提供されてもよい。

別の例示的な実施形態では、図の電気回路は、スタンドアロンモジュール（例えば、特定のアプリケーションまたは機能を実行するように構成された関連構成要素および回路を備えたデバイス）として実装されるか、または電子デバイスの特定用途向けハードウェア内にプラグインモジュールとして実装されてもよい。本開示の特定の実施形態は、部分的または全体的に、システムオンチップ（ＳＯＣ）パッケージに容易に含まれてもよいことに留意されたい。ＳＯＣは、コンピュータまたは他の電子システムの構成要素を単一のチップに一体化するＩＣを表す。それは、デジタル、アナログ、混合信号、および多くの場合無線周波数機能を含む場合があり、これらはすべて、単一のチップ基板上に提供され得る。他の実施形態は、単一の電子パッケージ内に配置され、電子パッケージを通じて互いに密接に相互作用するように構成された複数の別個のＩＣを備えたマルチチップモジュール（ＭＣＭ）を含んでもよい。さまざまな他の実施形態では、デジタルフィルタは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ＦＰＧＡ、および他の半導体チップ内の１つ以上のシリコンコアに実装されてもよい。

また、本明細書で概説した仕様、寸法、関係（例えば、プロセッサの数、論理演算など）はすべて、例および教示のみを目的として提供されていることに留意する必要がある。このような情報は、本開示の主旨または添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、大幅に変更されてもよい。仕様は、１つの非限定的な例にのみ適用され、したがって、それらはそのように解釈されるべきである。前述の説明では、構成要素の特定の配置を参照して例示的な実施形態を説明した。添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、そのような実施形態にさまざまな修正および変更を加えてもよい。したがって、説明および図面は、制限的な意味ではなく例示的なものと見なされるべきである。

本明細書で提供されている多数の例では、相互作用は２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の電気構成要素の観点から説明され得ることに留意されたい。ただし、これは明確性および例示のみを目的として行われている。システムは、任意の適切な方法で分散または統合できることを理解されたい。同様の設計の代替案に沿って、図に示されている構成要素、モジュール、および要素のいずれかをさまざまな可能な構成に組み合わせてもよく、それらはすべて明らかに本開示の広い範囲内にある。場合によっては、限られた数の電気要素のみを参照することで、所与のフローセットの１つ以上の機能を簡単に説明し得る。図の電気回路およびその教示は容易に拡張可能であり、多くの構成要素、ならびにより複雑／高度な配置および構成に対応できることを理解されたい。したがって、提供される例は、範囲を制限したり、無数の他のアーキテクチャに潜在的に適用されるときの電気回路の広範な教示を阻害したりするものではない。

本開示では、「ある実施形態」、「例示的な実施形態」、「一実施形態」、「別の実施形態」、「いくつかの実施形態」、「さまざまな実施形態」、「他の実施形態」、「代替実施形態」などに含まれるさまざまな特徴（例えば、要素、構造、モジュール、構成要素、ステップ、動作、特性など）への参照は、そのような特徴のいずれかが本開示の１つ以上の実施形態に含まれることを意味するものであるが、同じ実施形態で組み合わせてもよいし、必ずしも組み合わせなくてもよいことに留意されたい。

メタデータを使用したＡＣ結合信号のＤＣオフセット補正に関連する機能、例えば、図５に示す１つ以上の処理で要約した機能は、図に示されるシステム、例えば、図６および図７に示されるシステムによって、またはシステム内で実行され得ることが可能な機能の一部のみを示していることに留意することも重要である。これらの動作の一部は、必要に応じて削除もしくは除去されてもよいし、または、本開示の範囲から逸脱することなく、これらの動作を大幅に修正または変更してもよい。さらに、これらの動作のタイミングは大幅に変更されてもよい。例えば、図５に示されるような上述の動作フローは、例示および考察の目的のために提供されている。本開示の教示から逸脱することなく、任意の適切な配置、時系列、構成、およびタイミング機構が提供され得るという点で、本明細書に記載の実施形態によって実質的な柔軟性が提供される。

当業者には、他の多くの変更、置換、変形、交換、および修正が確認されてもよく、本開示は、添付の特許請求の範囲内にあるすべてのそのような変更、置換、変形、交換、および修正を包含することを意図する。上述の装置、デバイス、またはシステムのいずれかのすべての任意選択的な機能は、上記の装置、デバイス、またはシステムを使用または操作する方法または処理に対して実装されてもよく、本明細書で説明される装置、デバイス、またはシステムのいずれかに対して提供される例の詳細は、対応する方法または処理のどの部分でも使用してもよく、逆もまた同様であることに留意されたい。

１００ 結合伝送方式
１０２ 送信機
１０４ 総抵抗
１０６ 結合コンデンサ
１０８ 導体ケーブル
１１２ 総抵抗
１１４ 接地基準
１１６ 受信機
２０２ 送信機
２０４ 抵抗
２０６ 結合コンデンサ
２０８ 導体ケーブル
２１２ 抵抗
２１６ 受信機
６００ ビデオシステム
６１０ 送信機
６１２ 信号生成部
６１４ デジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）
６１５ プロセッサ
６１６ 送信機ロジック
６１７ メモリ素子
６１８ 信号送信回路
６２０ 受信機
６２２ ビデオ消費デバイス
６２４ アナログ−デジタル変換部（ＡＤＣ）
６２５ プロセッサ
６２６ 受信機ロジック
６２７ メモリ素子
６２８ 信号受信回路
６３０ 結合リンク
７００ 処理システム
７０２ プロセッサ
７０４ メモリ素子
７０６ システムバス
７０８ ローカルメモリ
７１０ バルクストレージデバイス
７１２ 入力デバイス
７１４ 出力デバイス
７１６ ネットワークアダプタ
７１８ アプリケーション

Claims (20)

1. ビデオリンクを介してビデオ信号を送信するためのシステムであって、
   送信機であって、
   カメラによって取得された前記ビデオ信号の画素グループの統計的特性を演算し、
   前記ビデオリンクを介して受信機に前記ビデオ信号を提供し、かつ
   前記演算された統計的特性を示すメタデータを前記受信機に提供するように構成された
   送信機と、
   受信機であって、
   前記送信機から受信した前記ビデオ信号の前記画素グループの前記統計的特性を演算し、
   前記送信機によって提供された前記メタデータから前記送信機によって演算された前記統計的特性を取得し、
   前記受信機によって演算された前記統計的特性と前記送信機によって演算された前記統計的特性との差分を示す値を演算し、
   前記送信機から受信した前記ビデオ信号の１つ以上の値を、前記１つ以上の値の元の値ごとに、補正値を生成することにより補正するように構成され、前記補正値が、前記差分を示す前記演算された値に基づく値によって修正された前記元の値に等しい、受信機と、を備えるシステム。
2. 前記統計的特性は、前記画素グループの画素値の平均値である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記統計的特性は、前記画素グループの画素値の合計値である、請求項１に記載のシステム。
4. 前記統計的特性は、前記画素グループの画素値の中央値である、請求項１に記載のシステム。
5. 前記画素グループは、前記ビデオ信号のビデオフレームのラインの複数の画素を含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記ビデオ信号の前記１つ以上の値は、前記ラインの複数の値を含む、請求項５に記載のシステム。
7. 前記ビデオ信号の前記１つ以上の値は、異なるラインの複数の値を含む、請求項５に記載のシステム。
8. 前記送信機は、前記統計的特性を演算し、前記ビデオフレームの複数のラインのそれぞれについて前記メタデータを提供するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
9. 前記演算された統計的特性は、Ｍビットデジタル値であり、前記メタデータは、前記演算された統計的特性の（Ｍ−Ｎ）個の最上位ビットを含まずに前記演算された統計的特性の１つ以上の最下位ビットのうちのＮ個を含み、ＮはＭより小さくかつゼロより大きい、請求項１に記載のシステム。
10. 前記送信機は、前記メタデータの少なくとも一部を前記ビデオ信号に含めることにより、前記メタデータを前記受信機に提供するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
11. 前記送信機は、前記ビデオ信号中の前記メタデータの少なくとも一部を、前記ビデオ信号のビデオフレームのラインの水平同期パルスのフロントポーチおよびバックポーチのうちの１つ以上に含めることにより、前記メタデータを前記受信機に提供するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記送信機は、前記ビデオ信号とは別に送信される信号に前記メタデータの少なくとも一部を含めることにより、前記メタデータを前記受信機に提供するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
13. ビデオ伝送ラインを介して受信したビデオ信号を処理するための受信機であって、
    前記ビデオ信号が前記受信機に送信される前に、前記ビデオ信号の画素グループの値を使用して送信機によって演算された統計的特性を取得する手段と、
    前記ビデオ信号が前記ビデオ伝送ラインを介して送信された後に、前記画素グループの値を使用して、前記ビデオ信号の前記画素グループの前記統計的特性を演算する手段と、
    前記ビデオ信号が前記受信機に送信される前に、前記画素グループの前記値を使用して演算された前記統計的特性と、前記ビデオ信号が前記ビデオ伝送ラインを介して送信された後に、前記画素グループの前記値を使用して演算された前記統計的特性との差分を示す値を演算する手段と、
    前記ビデオ信号が前記ビデオ伝送ラインを介して送信された後に、前記ビデオ信号の１つ以上の値を、前記１つ以上の値の元の値ごとに、補正値を生成することにより、補正する手段であって、前記補正値が、前記差分を示す前記演算された値だけシフトした前記元の値に基づいている、補正する手段と、を備える受信機。
14. 前記送信機によって演算された前記統計的特性を取得する前記手段は、前記送信機によって演算された前記統計的特性を示すメタデータを取得する手段を含み、
    前記送信機によって演算された前記統計的特性は、Ｍビットのデジタル値であり、
    前記メタデータは、前記送信機によって演算された前記統計的特性の（Ｍ−Ｎ）個の最上位ビットを含まずに、前記送信機によって演算された前記統計的特性の最下位ビットのうちのＮ個を含み、ＮはＭより小さくかつゼロより大きい、請求項１３に記載の受信機。
15. 前記受信機は、前記ビデオ伝送ラインを介して前記メタデータを受信するように構成されている、請求項１４に記載の受信機。
16. 前記統計的特性は、
    前記画素グループの画素値の平均値、
    前記画素グループの画素値の合計値、または
    前記画素グループの画素値の中央値、のうちの少なくとも１つである、請求項１３に記載の受信機。
17. 前記ビデオ伝送ラインは、ＡＣ結合ビデオ伝送ラインである、請求項１３に記載の受信機。
18. アナログビデオ伝送システムの動作方法であって、
    第１の値のグループの統計的特性を演算することであって、前記第１の値のグループが、ビデオ信号がビデオリンクを介して送信される前の前記ビデオ信号の画素グループの値を含む、演算することと、
    第２の値のグループの前記統計的特性を演算することであって、前記第２の値のグループが、前記ビデオ信号が前記ビデオリンクを介して送信された後の前記ビデオ信号の前記画素グループの値を含む、演算することと、
    前記第１の値のグループについて演算された前記統計的特性と前記第２の値のグループについて演算された前記統計的特性との差分を示す値を演算することと、
    前記ビデオリンクを介して送信された前記ビデオ信号の１つ以上の画素値を、前記１つ以上の画素値のそれぞれについて、補正値を生成することにより、補正することであって、前記補正値が、前記差分を示す前記演算された値だけ変化した前記１つ以上の画素値のそれぞれに基づいている、補正することと、を含む方法。
19. 前記ビデオリンクは、ＡＣ結合ビデオリンクである、請求項１８に記載の方法。
20. 前記１つ以上の画素値は、前記差分を前記１つ以上の画素値のそれぞれに加えることに
    より補正される、請求項１９に記載の方法。