JPH07322124A

JPH07322124A - ディジタル映像信号多重伝送方法およびその装置

Info

Publication number: JPH07322124A
Application number: JP11524494A
Authority: JP
Inventors: Norio Murata; 宣男村田
Original assignee: Hitachi Denshi KK
Current assignee: Hitachi Denshi KK
Priority date: 1994-05-27
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1995-12-08

Abstract

(57)【要約】【目的】映像信号、音声信号などを時分割多重化し、
かつ時間軸圧縮により、双方向にディジタル信号を伝送
する装置において、電源の立上り時等、同期が外れた際
にも、安定な伝送を実現することを目的とする。【構成】伝送路の両端で、それぞれ映像、音声信号等
をディジタル化し、時分割多重化、時間軸圧縮して、信
号期間と無信号期間の繰り返しからなる送信信号を生成
し、伝送路の一端からの送信信号の無信号期間に、他端
からの送信信号を相互に一つの伝送路にて伝送する際、
伝送路の一端側(カメラ側)で、他端側（ＣＣＵ側）から
伝送された送信信号に付加されている同期コードを解読
し、この同期コードが周期的に受信できていることを検
知した場合に、一端側からの送信信号の送信を開始し、
また、この同期コードが所定時間以上受信できなかった
場合には、所定の時間、送信信号の送信を止めるよう制
御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョンカメラ
（以下、カメラと略す）と、その制御装置（以下、ＣＣ
Ｕと称す。ＣＣＵ： Camera Control Unit）等の二つの
映像機器間を、双方向に、映像、音声、制御信号などを
多重伝送する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、カメラとＣＣＵとの間を
結び、双方向に映像、音声、制御信号などを多重伝送す
る場合に、ＴＲＩＡＸケーブルと呼ばれる三重の同軸ケ
ーブル（以下、ケーブルと略す）を用い、これらの信号
を周波数分割多重して伝送する装置が知られている。こ
れは、例えば、図２に示すように、カメラ１からＣＣＵ
２へ向けて、カメラ１から得られた３種の映像信号Ｒ，
Ｇ，Ｂ、および４種の音声信号Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4が送
られ、一方、ＣＣＵ２からカメラ１へ向けて、ＣＣＵ２
で生成されたモニタのための映像信号Ｍ、カメラマンへ
指示を与える音声信号Ａ5 、およびカメラ１の動作を制
御する制御信号Ｄなどが送られる。

【０００３】また、１本のケーブル７で、複数の信号を
双方向に伝送するために、これらの信号は、図３に示す
ように、すべて異なる周波数の搬送波を振幅変調(ＡＭ)
することにより、異なる周波数帯域を占有している。こ
の結果、ケーブル７上に同時に存在するこれらの信号
は、カメラ１あるいはＣＣＵ２に設けられたフィルタに
より、全ての成分を相互に干渉することなく、カメラ１
側およびＣＣＵ２側で、分離することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の多重伝送装置に
おいては、信号を振幅変調によりアナログ的に伝送する
ために、ケーブルあるいはフィルタの特性の影響を受
け、カメラ側あるいはＣＣＵ側で得られた映像、音声信
号に特性劣化が生じやすい。また、上述のように、一つ
のケーブル上に同時に存在する異なる周波数帯域を占有
する複数の信号を、相互に干渉することなくカメラ側お
よびＣＣＵ側で分離するためには、高価なフィルタが必
要となり、コストの増加が避けられないといった問題が
あった。

【０００５】この問題を解消するため、本出願人は、伝
送路の両端で、それぞれ映像、音声信号等をディジタル
化し、時分割多重化、時間軸圧縮して、信号期間と無信
号期間の繰り返しからなる送信信号を生成し、伝送路の
一端からの送信信号の無信号期間に、他端からの送信信
号を相互に伝送することによって、一つの伝送路にて双
方向伝送を可能とした、「ディジタル映像信号多重伝送
方法およびその装置」(特願平５−３５２８６８号)を提
案した。

【０００６】しかし、この方法では、伝送路の両端に設
けられた映像機器間で（例えば、カメラとＣＣＵ間で）
同期が正しく取られていないと、それぞれの送信信号が
一つの伝送路上に同時に存在することとなり、送信信号
が衝突してしまい、信号受信が正常にできない。このた
め、システムの立ち上げ時、および伝送路の切換え、接
続不良等により通信が一時的に断絶し、同期が外れた際
の動作に問題を残していた。

【０００７】本発明は、これらの問題を解決し、安定に
動作する高品質、低価格のディジタル映像信号多重伝送
装置の実現を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、伝送路の両端で、それぞれ映像、音声信号
等をディジタル化し、時分割多重化、時間軸圧縮して、
信号期間と無信号期間の繰り返しからなる送信信号を生
成し、伝送路の一端からの送信信号の無信号期間に、他
端からの送信信号を相互に一つの伝送路にて伝送する
際、伝送路の一端側(例えば、カメラ側)で、他端側(例
えば、ＣＣＵ側)から伝送された送信信号に付加されて
いる同期コードを解読し、この同期コードが周期的に受
信できていることを検知した場合に、一端側からの送信
信号の送信を開始し、また、この同期コードが所定時間
以上受信できなかった場合には、所定の時間、送信信号
の送信を止めるよう制御するようにしたものである。

【０００９】

【作用】その結果、システムの立ち上げ時、および伝送
路の切換え、接続不良等により通信が一時的に断絶し、
同期が外れ、それぞれの送信信号が伝送路上に同時に存
在することとなり、信号受信が正常にできなくなった場
合、送信信号に付加されている同期コードが所定時間
（例えば、１垂直走査期間）以上受信できなくなるた
め、これを検出すると、所定の時間（例えば、２垂直走
査期間）、伝送路の一端側（例えば、カメラ側）からの
送信信号の送信が止まり、伝送路の他端側（例えば、Ｃ
ＣＵ側）からの送信信号に付加されている同期コードが
受信できるようになり、伝送路の両端に設けられた映像
機器間（例えば、カメラとＣＣＵ間）での同期を正しく
取ることができるようになる。

【００１０】したがって、ディジタル化した複数の信号
を時分割多重化して伝送することにより、全ての映像、
音声、制御信号は相互に干渉することなくカメラ側およ
びＣＣＵ側で分離され、１本のケーブルで双方向の伝送
が可能となる。また、従来技術では問題となっていた、
電源立ち上げ時や、通信の一時的断絶時に両端末が同時
に送信を行う結果、正常な受信が不能となる問題を回避
することが可能となる。

【００１１】

【実施例】図１に本発明の一実施例の構成を示し、以
下、その動作を説明する。まず、伝送路の両端で、それ
ぞれ映像、音声信号等をディジタル化し、時分割多重
化、時間軸圧縮して、信号期間と無信号期間の繰り返し
からなる送信信号を生成し、伝送路の一端からの送信信
号の無信号期間に、他端からの送信信号を相互に伝送す
る技術について説明するが、この部分については、前述
の「ディジタル映像信号多重伝送方法およびその装置」
(特願平５−３５２８６８号)に、詳しく述べられている
ので、ここでは簡単に説明する。

【００１２】カメラ１から得られる映像信号は、上述の
Ｒ，Ｇ，Ｂの代わりに、輝度信号Ｙ、２種の色差信号Ｃ
r ，Ｃb とする。また、色差信号Ｃr ，Ｃb は、輝度信
号Ｙの１／２の周波数帯域を有するものとする。これら
の３種の信号は、Ａ／Ｄ変換器３-1，３-2，３-3でディ
ジタル信号に変換される。ここで、Ａ／Ｄ変換器３-1の
標本化周波数（例えば、13.5MHz)に対して、Ａ／Ｄ変換
器３-2，３-3の標本化周波数は、その１／２以下(例え
ば、6.75MHz）でよい。また、量子化ビット数は、例え
ば、８ビットと全て等しくてよいので、色差信号Ｃr ，
Ｃb のビットレートの和(108Mb/s）は、輝度信号Ｙのビ
ットレートと等しい。

【００１３】一方、ＣＣＵ２で生成された映像信号Ｍ
は、同様にＡ／Ｄ変換器３-4でディジタル信号に変換さ
れる。この標本化周波数、量子化ビット数は、輝度信号
Ｙと等しくてよく、ビットレートもまた、輝度信号Ｙと
等しくなる。なお、ここで、映像信号の１フレームあた
りの走査線数を５２５本、フレーム周波数を29.97Hz と
すると、13.5MHz で標本化するということは、１走査線
あたりの標本化数(画素数)を、８５８(＝13,500,000÷
５２５÷29.97）と選ぶことに他ならない。

【００１４】また、音声信号Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 ，Ａ4 ，
Ａ5 は、Ａ／Ｄ変換器４-1，４-2，４-3，４-4，４-5で
ディジタル符号に変換される。なお、この標本化周波
数、量子化ビット数は、例えば、４８kHz ，１６ビット
であり、ビットレートは、それぞれ、７６８kb/sとな
る。制御信号Ｄのビットレートも簡単のため７６８kb/s
程度と想定する。

【００１５】ここで、ディジタル化された映像信号Ｙ，
Ｃr ，Ｃb 、音声信号Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 ，Ａ4 はカメラ
１側に設置された多重化装置５-1で、映像信号Ｍ、音声
信号Ａ5 、制御信号ＤはＣＣＵ２側に設置された多重化
装置５-2で、それぞれ時分割多重化、時間軸圧縮され、
信号期間と無信号期間の繰り返しからなる送信信号とな
り、送信回路６-1，６-2を経由してケーブル７に送信さ
れる。一方、ＣＣＵ２側では、ケーブル７から受信され
た信号が、スイッチ８-2を経て、分離装置９-2により映
像信号Ｙ，Ｃr ，Ｃb 、音声信号Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 ，Ａ
4 に分離され、カメラ１側では、ケーブル７から受信さ
れた信号が、スイッチ部８-1を経て、分離装置９-1によ
り映像信号Ｍ、音声信号Ａ5 、制御信号Ｄに分離され
る。

【００１６】ここで、スイッチ部８-1，８-2において受
信信号と送信信号を分離するためには、受信信号の終了
部と送信信号の開始部とが重複しないようにタイミング
を制御する必要がある。このため、カメラ１とＣＣＵ２
との間で、映像同期をとる必要があり、通常のカメラシ
ステムでは、カメラ１側がＣＣＵ２側に映像を同期させ
る方法がとられる。この映像同期は、ディジタル伝送を
行う場合は以下の方法で行える。

【００１７】通常、ディジタル信号を伝送する際には、
８ビット又は１０ビット程度のビット長を持つパラレル
信号を、１本のシリアル信号に変換して伝送する方法が
用いられる。このため、シリアル化された信号を、受信
側でパラレル信号に戻す際必要となる、ワードの切れ目
を知る目印となるワード同期信号を、図４に示すように
送信信号の先頭付近（通常、クロック抽出を行い易くす
るために、データの先頭にはプリアンブルデータが挿入
されるのでその直後）に付加する方法がとられている。
また、映像信号の同期情報として水平又は垂直同期情報
を、ワード同期信号の後に付加しておき、このデータに
基づき、カメラ１側に設けた同期回路１２(図１)のカウ
ンタリセットを行えば、カメラ１とＣＣＵ２との映像同
期も簡単にとることができる。

【００１８】以上のように、カメラ１とＣＣＵ２との映
像同期がとれれば、図１に示すように同期回路１２出力
で送信回路６-1および分離装置９-1を制御することによ
り、図４に示すように、カメラ１からの送信信号とＣＣ
Ｕ２からの送信信号とが同時にはケーブル７上に存在し
ないようにすることができる。このように、同一時間に
２つの信号は存在しないことから、図１のＣＣＵ２側で
は、スイッチ部８-2により、多重化装置５-1から送信さ
れる信号のみを摘出することができ、分離装置９-2で映
像信号、音声信号へと分離できる。同様に、カメラ１側
では、スイッチ部８-1により、多重化装置５-2から送信
される信号のみを摘出することができ、分離装置９-1で
映像信号、音声信号へと分離できる。分離されたこれら
の信号は、映像信号用Ｄ／Ａ変換器１０-1，１０-2，１
０-3及び１０-4、音声信号用Ｄ／Ａ変換器１１-1，１１
-2，１１-3，１１-4及び１１-5により、カメラ１及びＣ
ＣＵ２で、それぞれもとのアナログ映像信号およびアナ
ログ音声信号に戻される。

【００１９】以上のように、カメラ１とＣＣＵ２の同期
がとれていれば、それぞれの送信信号が同時刻にケーブ
ル７上に存在しないようにすることは簡単に行える。し
かし、電源立ち上げ時や、何らかの原因で同期が外れて
しまい、カメラ１及びＣＣＵ２からの送信信号が同時刻
にケーブル７上に存在するようになってしまうと、送信
信号が衝突してしまい、カメラ１において同期を取るた
めに必要とするＣＣＵ２の送信信号に付加された同期デ
ータが受信できなくなってしまい、長時間にわたり、通
信不能の状態が起こる。

【００２０】本発明では、これらの問題を解決するた
め、カメラ１側において、ＣＣＵ２の送信信号に付加さ
れている同期コードを判読し、この同期コードが周期的
に受信できていることを検知した場合に、カメラ１の送
信信号の送信を開始し、また、この同期コードが所定時
間以上受信できなかった場合には、所定の時間、送信信
号の送信を止めるよう制御する手段を設けている。以
下、この制御方法及び回路の動作について詳しく説明す
る。

【００２１】ここで、電源立ち上げ時等において、カメ
ラ１、ＣＣＵ２の同期外れが起こったときの状態を考え
てみると、この場合には図５に示すように、カメラ１の
送信信号とＣＣＵ２の送信信号が重なってしまうケース
もある。このうち、（Ａ）に示すようにＣＣＵ２の送信
信号の同期コード部を除く部分が重なるケースでは、カ
メラ１側で同期情報を得ることができるので、図４に示
すような正常な同期状態に引き込むことが可能になる。
しかし、（Ｂ）に示すように同期コード部が重なるケー
スでは、カメラ１側で正しい同期情報を得ることができ
ず、正常な同期状態に引き込むのに長大な時間を要する
ことになる。

【００２２】この問題を回避するため、本発明では、図
１に示すように、カメラ１側に、受信したＣＣＵ２の送
信信号に付加されているワード同期信号が周期的に判読
されていることを検知する同期信号検知回路１３と、こ
の出力が途切れた時、すなわち、所定期間ワード同期信
号が判読されなっかたときに、送信手段６-1に送信信号
の送信停止を指示するパルスを出力する送信停止制御回
路１４を設けている。これにより、図５の（Ｂ）に示す
ような状態になったときには、カメラ１側からの送信信
号の送信が、所定期間（カメラが正しい同期情報を得た
後、同期状態に引き込むまでに要する時間以上、例え
ば、２垂直走査期間）停止するので、カメラ１側での映
像同期情報の採取が可能になり、正常な同期状態に引き
込むことが可能になる。

【００２３】ここで、ワード同期信号が周期的に判読さ
れていることを検知する同期信号検知回路１３は、例え
ば、図７に示すように、同期信号検出パルスＰ１をトリ
ガ入力としたリトリガブルタイプの第１の単安定マルチ
バイブレータで簡単に構成でき、この出力Ｐ２を、送信
信号の送信停止を指示するパルスを出力する送信停止制
御回路１４を構成する第２の単安定マルチバイブレータ
に入力すれば、図６のタイムチャートに示すように、カ
メラ１側からの送信信号の送信停止を指示するパルスＰ
３も簡単に得ることができる。

【００２４】なお、ワード同期コードの周期性をチェッ
クする替わりに、映像同期データの周期性をチェックす
る方法も考えられる。即ち、映像同期データも水平又は
垂直走査周期、あるいはこれらの周期の整数倍の周期で
受信される。従って、ワード同期コードと全く同様にこ
の周期性を判定し、この周期性が途切れたときに、送信
回路６-1に送信停止を指示することで、前述と同様にし
て、カメラ１側での映像同期情報の採取が可能になり、
正常な同期状態に引き込むことが可能になるため、正常
に双方向伝送ができるようになる。

【００２５】本実施例においては、伝送路として、同軸
ケーブルなど有線伝送を例にとって説明した。しかし、
本発明は、有線伝送に限らず、ＦＰＵ(Field Pickup Un
it）など無線による映像、音声、データの多重伝送にも
適用できることは言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】本発明を用いると、映像信号、音声信
号、制御信号などを時分割多重化し、かつ時間圧縮によ
り信号期間と無信号期間を設けることにより、ケーブル
の両端から同時にディジタル信号を伝送することが可能
となる。また、本発明では電源の立上り時及び、何らか
の通信障害が発生して同期が外れた際にも、短時間に送
信信号の重複が解消でき、雑音や歪の無い高性能の画像
伝送を安定に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図。

【図２】カメラ１とＣＣＵ２の間の伝送信号の流れを示
す図。

【図３】従来の伝送信号の周波数スペクトラムを示す
図。

【図４】カメラ側送信信号とＣＣＵ側送信信号との正常
な同期状態を示す図。

【図５】カメラ側送信信号とＣＣＵ側送信信号との同期
外れ状態を示す図。

【図６】本発明の動作を説明するためのタイムチャー
ト。

【図７】本発明の同期信号検知回路１３と送信停止制御
回路１４の回路構成を示す図。

【符号の説明】

１：カメラ、２：ＣＣＵ、５-1，５-2：多重化装置、６
-1，６-2：送信回路、７：ケーブル、８-1，８-2：スイ
ッチ部、９-1，９-2：分離装置、１２：同期回路、１
３：同期信号検知回路、１４：送信停止制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送路の両端で、それぞれディジタル化
した映像、音声信号等の信号を時分割多重化、時間軸圧
縮し、信号期間と無信号期間の繰り返しからなる送信信
号を生成し、該伝送路の一端からの送信信号の無信号期
間に、他端からの送信信号を相互に伝送する際、該伝送
路の一端側で、他端側から伝送された送信信号に付加さ
れている同期情報を解読し、この同期情報が周期的に受
信できていることを検知した場合に、一端側からの送信
信号の送信を開始し、この同期情報が所定時間以上受信
できなかった場合には、所定の時間、上記一端側からの
送信信号の送信を止めるよう制御するようにしたことを
特徴とするディジタル映像信号多重伝送方法。
【請求項２】伝送路の両端に、それぞれ、ディジタル
化した映像、音声、制御信号等の信号を時分割多重化、
時間軸圧縮して、信号期間と無信号期間の繰り返す送信
信号を生成する手段と、該送信信号を送出する手段と、
上記伝送路の他端から伝送された送信信号を受信する手
段と、該受信信号を時間軸伸長し、映像、音声、制御信
号等の信号に分離する手段とを有する映像機器を備え、
上記一方の送信信号の無信号期間内に上記他方の送信信
号をそれぞれ相互に伝送するディジタル映像信号多重伝
送装置において、すくなくとも上記一方の映像機器に、
上記他方の映像機器から送出される送信信号に付加され
ているワード同期コード又は映像同期データが周期的に
受信できていることを判定する手段と、これが所定期間
以上受信できなかった場合に、所定の時間、上記一方の
映像機器の送信信号の送信を止めるよう制御する手段を
設けたことを特徴とするディジタル映像信号多重伝送装
置。
【請求項３】上記一方の映像機器をテレビジョンカメ
ラとし、上記他方の映像機器をテレビジョンカメラ制御
装置としたことを特徴とする請求項２記載のディジタル
映像信号多重伝送装置。