JPH09163182A - フレーム同期方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの画面に新しい映像と古い映像とが存在
することなく、また大容量のメモりも必要とせず、さら
に複雑な制御方法も不要としたデータ伝送のフレーム同
期方式の実現を目的とする。 【解決手段】 映像信号をディジタル化し圧縮して伝送
する装置において、受信側のデータ伸張処理部より前段
にメモリを備え、該メモリに１フレームもしくは１フィ
ールド以上の伝送されたデータを伝送速度に同期させて
蓄積し、受信側で発生した同期信号に同期させて、上記
データを読み出し信号処理後、２つのフレームメモリに
交互に書き込みを行ない、書き込みを実施していないフ
レームメモリ内のデータを交互に読み出し、合成して出
力することにより、書き込みと読み出しのタイミングを
同期させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号をディジ
タル信号に変換して伝送する場合に、送信側と受信側と
の映像信号のフレームもしくはフィールドの同期を取る
方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラからの映像信号をディジタ
ル化して圧縮（もしくは、ディジタル処理）をして伝送
する場合、従来では次のようにしていた。まず送信側で
は、図２に示すように、ビデオカメラからの映像信号
を、Ａ／Ｄコンバータ１９によってディジタル信号に変
換し、同期信号分離部２０によって同期信号を抽出し、
位相同期部２１により、ビデオカメラからの映像信号の
同期を取り、輝度情報、カラー信号の場合には更に色の
情報を抽出して、切り換え部２３を介して、フレームメ
モリ２４，２５に格納する。 フレームもしくはフィー
ルドの情報は、切り換え部２３により、その単位毎に、
それぞれ切り換えて、フレームメモリ２４もしくはフレ
ームメモリ２５に交互に格納する。これらの情報を圧
縮、もしくはディジタル処理をして伝送路へ送り出す場
合、メモリ２４，２５の内容を読み出して、圧縮もしく
はディジタル処理を行う。

【０００３】これは、フレームメモリへの書き込みと読
み出しを同時に行うことが難しく、またビデオカメラか
らの映像信号は、３０フレーム／秒又は６０フィールド
／秒で、次から次へと送り出されてくるので、フレーム
メモリを２個準備しておき、一方のフレームメモリ２４
にビデオカメラからの映像信号を書き込んでいる間に
は、もう一方のフレームメモリ２５から読み出して圧縮
処理を行う。 そして、次のフレームもしくはフィール
ドの信号がビデオカメラからきたときには、逆にフレー
ムメモリ２５にビデオカメラからの映像信号を書き込
み、フレームメモリ２４から読み出しを行う。 切り換
え部２３と切り換え部２６とは、このように同期して、
書き込みと読み出しを交互に行なうように動作する。切
り換え部２６の映像信号出力は、圧縮部２７で画像圧縮
され、ＦＩＦＯ(FirstIn First Out)メモリ２８に入力
される。

【０００４】ここで、この圧縮されたデータを伝送路へ
送出するわけであるが、一般的に、ビデオカメラからの
映像信号の同期信号の周波数と伝送路の伝送速度とは、
周波数も勿論異なるし、位相同期も取れておらず、非同
期である。そのため、一旦ＦＩＦＯのようなバッファに
入力して、その出力を伝送路の速度に合わせて送出す
る。 つまり、ＦＩＦＯメモリ２８への入力は、圧縮部
２７の出力タイミングで行ない、ＦＩＦＯメモリ２８か
らの出力は、伝送路のタイミング、すなわちクロック信
号入力端子３２から入力されてインタフェース部３１で
変換したクロックにより行なう。したがって、ＦＩＦＯ
メモリ２８の入力側以前は、ビデオカメラからの映像信
号に同期しており、またＦＩＦＯメモリ２８の出力側以
降は、伝送路のタイミングに同期していることになる。

【０００５】一方、受信側では、図３に示すように、送
信側からの圧縮信号を、受信データ入力端子１で受け取
り、インタフェース部３により信号変換する。 この信
号をＦＩＦＯメモリ５に入力する。 入力のタイミング
は、クロック入力端子２からのクロック信号を、インタ
フェース部４で信号変換したクロックを用いる。そし
て、ＦＩＦＯメモリ５の内容を伸張部７に供給し、伸張
部７において送信側で圧縮された画像データを再生す
る。 ＦＩＦＯメモリ５の出力は、伸張部７の動作タイ
ミングに合わせて行なう。

【０００６】伸張部７の出力は、フレームメモリ１０と
フレームメモリ１１に、フレームもしくはフィールドの
単位で交互に出力してそれぞれに格納する。ここで、フ
レームもしくはフィールド単位で格納するために、フレ
ームもしくはフィールドの先頭および終端検出部６で
は、ＦＩＦＯメモリ５からの出力から、フレームもしく
はフィールドの先頭と終端を検出して、フレームもしく
はフィールドの単位で切り換え部９の接点を切り換え
て、フレームメモリ１０，１１に、交互に、伸張された
画像データを格納する。ただし、ここでは、受信した圧
縮データを伸張してフレームもしくはフィールドの終端
を検出するまで、一つのフレームメモリ、例えば、フレ
ームメモリ１０に伸張後のデータを格納する。そして、
次のフレームもしくはフィールドの先頭を検出したとき
に、切り換え部９の接点を切り換え、今度はフレームメ
モリ１１に伸張後のデータを格納する。この場合も、そ
のフレームもしくはフィールドの終端を検出するまで、
フレームメモリ１１に格納する。 同様に、次のフレー
ムもしくはフィールドの先頭を検出したときに、切り換
え部９の接点をフレームメモリ１０側に切り換え、伸張
後のデータを格納する。 これを繰り返して、フレーム
メモリ１０と１１とに交互に格納していく。

【０００７】ＦＩＦＯメモリ５は、伝送路のタイミング
と伸張部７との位相を合わせるためにだけ必要なもので
あり、フレームメモリ１０，１１に書き込まれるタイミ
ングは、あくまでも伝送路のタイミングに依存したもの
になってしまう。切り換え部１２の出力は、垂直および
水平同期信号発生部１６からのそれぞれの同期信号と合
成部１３で合成され、Ｄ／Ａコンバータ１４によりアナ
ログ信号に変換され、映像信号として出力される。 こ
の映像信号をモニタなどに入力して映像を表示する。こ
こで、垂直および水平同期信号発生部１６からの同期信
号により、フレームもしくはフィールドの単位が決めら
れるので、切り換え部１２の切り換えは垂直および水平
同期信号発生部１６からの同期信号に従って行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
切り換え部９は、受信データのタイミングによって切り
換えが行われ、切り換え部１２は、受信側内部で発生し
た同期信号によって切り換えが行われる。 つまり、切
り換え部９と切り換え部１２とは、非同期のタイミング
で切り換えが行われる。また、伝送路のタイミングは、
送信側の同期信号とは非同期であり、受信側で発生させ
る同期信号は、受信側で独立に発生させるので、映像信
号に関しては送信側と受信側とでは、全く非同期となっ
てしまう。受信側でのフレームメモりにおいて、非同期
の場合には、次に示すような不具合が生じる。図４に示
すように、書き込みと読み出しのタイミング位相がずれ
てくると、フレームメモリ１０とフレームメモリ１１と
にまたがった書き込みのタイミングで、読み出しを行わ
なければならない状態が発生してしまう。従って、この
ままで動作を行うと、メモリを書換え中に読み出して表
示することになり、１つの画面の途中で、新しい映像と
古い映像とが存在してしまう。

【０００９】これを解決する方法としては、フレームメ
モリをもう１式追加して、書き込みが２つのフレームメ
モりにまたがる状態が発生したときには、３つ目のフレ
ームメモリから読み出すようにすれば良い。ただし、３
つのフレームメモリを時系列に、しかも書き込みの状態
を把握しながら、切り換え制御をしなければならず、非
常に複雑な制御方法となる。 また、フレームメモリ自
身も、追加するメモりも、伸張後のフレームもしくはフ
ィールドのデータを格納する大きな容量のものが必要と
なる。 カラー信号を伝送する場合には、輝度成分の他
に色成分の情報も伝送しなければならず、メモりはさら
に大容量のものが必要となる。本発明はこれらの欠点を
除去し、１つの画面に新しい映像と古い映像とが存在す
ることなく、また大容量のメモりも必要とせず、さらに
複雑な制御方法も不要とすることを目的とする。

【００１０】

【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、受信側において、回線インタフェースとデ
ータ伸張等の信号処理部との間に、１フレーム以上の容
量のＦＩＦＯメモリを持ち、これにより、ＦＩＦＯメモ
リの入力側以前は伝送速度に同期して動作し、ＦＩＦＯ
メモリの出力以降は受信側で発生させた同期タイミング
で動作をさせるようにしたものである。その結果、フレ
ームメモリには、読み出しのタイミングに同期したタイ
ミングで書き込まれることになり、２つのフレームメモ
リにまたがって書き込みをしている時に読み出しをする
状態はなくなり、必ず書き込みと読み出しのタイミング
は同期するようになり、一方のフレームメモリに書き込
みをしている間に、もう一方のフレームメモリを読み出
し、また逆のフレームメモリに書き込みをしている間に
別のフレームメモリを読み出すということができるよう
になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を、図
１により詳細に説明する。まず、送信側では、図２に示
すように、ビデオカメラからのカラー映像信号（ＮＴＳ
Ｃ信号）は、Ａ／Ｄコンバータ１９により、ディジタル
信号に変換される。そして、ＮＴＳＣ信号の中に含まれ
る垂直、水平の同期信号を、同期信号分離部２０にて分
離し、位相同期部２１にてタイミング抽出して、内部に
これらに同期したタイミング信号を作成する。これらの
タイミング信号を使って、フレームメモリ２４，２５へ
の画面の各画素の輝度情報、色情報のデータをサンプリ
ングして、フレームメモリ２４，２５に書き込む。 そ
して、１フレーム分のデータ(もしくは１フィールド分
のデータ)を一方のフレームメモリ２４に書き込む。
そして、次のフレーム(フィールド）のデータを、もう
一方のフレームメモリ２５に書き込む。 この切り換え
を垂直同期信号に同期させて、切り換え部２３で行な
う。

【００１２】切り換え部２６は、切り換え部２３とは、
必ず、相反したフレームメモリ側を選択するように切り
換えられる。 つまり、切り換え部２３の接点が、フレ
ームメモリ２４の方に接しているときには、切り換え部
２６の接点はフレームメモリ２５の方に接し、逆に切り
換え部２３の接点がフレームメモリ２５の方に接してい
るときには、切り換え部２６の接点はフレームメモリ２
４の方に接するように制御される。この切り換えは、Ｎ
ＴＳＣ信号のため、フレーム動作では３０フレーム／
秒、フィールド動作では６０フィールド／秒間隔で切り
換えられることになる。切り換え部２６の接点が接した
方のフレームメモリの中のデータを読み出して、圧縮部
２７で画像圧縮を行う。

【００１３】そして、この圧縮された画像データを伝送
路に送出するが、通常は、伝送速度とこの圧縮出力の速
度とが相違するため、この差を吸収するためにＦＩＦＯ
メモリ２８を入れる。つまり、ＦＩＦＯメモリ２８に、
圧縮部２７の出力をその出力速度に合わせて書き込む。
そして、ＦＩＦＯメモリ２８の出力では、伝送路の速
度に合わせてＦＩＦＯメモリ２８の内容を読み出し、出
力する。 そして、伝送路のインタフェースに合わせる
ために、インタフェース部２９からのクロック信号に基
づき、信号を変換して伝送路に出力する。 勿論、圧縮
以降の動作は、１フレーム（約３３ｍｓ）もしくは１フ
ィールド（約１６ｍｓ）の時間内に動作がすべて完了さ
せるものとする。

【００１４】このようにして、送信側より送出された画
像圧縮データを、受信側で受信するわけであるが、これ
を図１を用いて説明する。伝送路からの受信データ入力
端子１を介した圧縮画像データは、インタフェース部３
で、伝送路のインタフェースから受信側内部に合わせた
信号に変換される。このインタフェース部３の出力は、
伝送速度のタイミングでＦＩＦＯメモリ５に入力され
る。また、伸張部７以降の動作は、クロック発生部１７
により発生させたクロックを基準に動作する。ＦＩＦＯ
メモリ５の内容は、伸張部７のタイミングで読み出され
て、伸張部７で伸張され、圧縮された画像データが再生
されて、切り換え部９に出力される。この出力のタイミ
ングは、フレームもしくはフィールドの先頭および終端
検出部６にて、フレームもしくはフィールドの先頭と終
端が検出できるので、ＦＩＦＯメモリ５に１フレームも
しくは１フィールド分のデータが入ったことを確認し、
しかもタイミング制御部８にて垂直および水平同期信号
発生器１６のタイミングに合わせて、その分のデータを
フレームメモリ１０に入力する。

【００１５】そして、次の１フレームもしくは１フィー
ルド分のデータがＦＩＦＯメモリ５に入ったことを同様
に確認して、切り換え部９の接点を切り換えてその分の
データをフレームメモリ１１に書き込む。 このように
して、１フレームもしくは１フィールド毎に、切り換え
部９の接点を切り換えて、交互にフレームメモリ１０と
１１とに書き込みをしていく。切り換え部１２は、切り
換え部９と相反するフレームメモリ１０または１１に接
点が切り替わるように制御される。つまり、伸張部７の
出力をフレームメモリ１０に書き込んでいる間に、フレ
ームメモリ１１のデータは、切り換え部１２を介して合
成部１３に出力される。合成部１３では、垂直および水
平の同期信号を、クロック発生部１７からのクロックに
より、垂直および水平同期信号発生部１６にて作成し、
フレームメモリ１１からの輝度情報、色情報と合成し、
更にこのディジタル信号をＤ／Ａコンバータ１４により
アナログ信号に変換する。このアナログ信号は、映像信
号のＮＴＳＣ信号となり、映像信号出力端子１５を介し
てモニタ等に出力されて、圧縮再生された映像が表示さ
れる。

【００１６】以上説明したように、本実施例は、切り換
え部９および１２では、垂直および水平同期信号発生部
１６のタイミングに合わせて、その接点の切り換えを行
っているので、書き込み中のフレームメモリを読み出す
ことなく、必ず書き込み中のフレームメモリとは反対の
フレームメモリを読み出すことになる。したがって、モ
ニタなどに表示される映像は１つの画面の中に新しいフ
レーム(もしくはフィールド)の映像と古いフレーム(も
しくはフィールド)の映像が混在することはない。な
お、ＦＩＦＯメモリ５は、従来技術に比べて大きな容量
が必要ではあるが、フレームメモリを１式追加して、３
式とする場合に比べて少ない。 なぜなら、通常、圧縮
率としては、１：５から１：４０、もしくはそれ以上な
ので、伸張前の圧縮されたデータを格納すれば良いの
で、メモリの容量も同様の比率で非常に少なくて済む。
また、フレームメモリを３式にした場合のその切り換え
制御方法は非常に複雑であるが、本発明では、ＦＩＦＯ
メモリ５は、シリアルに入力されたデータを、シリアル
に出力すれば良いし、またフレームメモリも２式であれ
ば、交互に切り換えるだけでよいから、メモリの切り換
え制御も簡単である。上記実施例では、送信側において
アナログの映像信号をディジタルの映像信号に変換し、
受信側において、再び、アナログ信号に変換することで
説明したが、送信側の入力信号がもともとディジタルの
信号であっても、また受信側の出力信号がディジタル信
号であっても、本発明は同様に適用可能である。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、２つのフレームメモリ
にまたがって書き込みをしている時に読み出しをする状
態がなくなり、必ず、書き込みと読み出しのタイミング
は同期するようになり、一方のフレームメモリに書き込
みをしている間に、もう一方のフレームメモリを読み出
し、また逆のフレームメモリに書き込みをしている間に
別のフレームメモリを読み出すということができるよう
になる。したがって、モニタなどに表示される映像は１
つの画面の中に新しいフレーム(もしくはフィールド)の
映像と古いフレーム(もしくはフィールド)の映像が混在
することはない。また、ＦＩＦＯメモリではシリアルに
入力されたデータをシリアルに出力すれば良いし、また
フレームメモリも２式であれば、交互に切り換えるだけ
でよいから、メモリの切り換え制御も簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示すブロック図

【図２】本発明を説明するための送信側のブロック図

【図３】従来技術の構成を示すブロック図

【図４】フレームメモリ間の書き込みと読み出しのタイ
ミング位相を示す摸式図

【符号の説明】

１：受信データ信号入力端子、２：クロック信号入力端
子、３，４：インタフェース部、５：ＦＩＦＯメモリ、
６：フレームもしくはフィールドの先頭および終端検出
部、７：伸張部、８：タイミング制御部、９，１２：切
り換え部、１０，１１：フレームメモリ、１３：合成
部、１４：Ｄ／Ａコンバータ、１５：映像信号出力端
子、１６：垂直および水平同期信号発生部、１７：クロ
ック発生部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号をディジタル化して伝送する装
   置において、受信側の信号処理部より前段にメモリを備
   え、該メモリに１フレームもしくは１フィールド以上の
   伝送されたデータを伝送速度に同期させて蓄積し、受信
   側で発生した同期信号に同期させて、上記データを読み
   出し信号処理後、２つのフレームメモリに交互に書き込
   みを行ない、書き込みを実施していないフレームメモリ
   内のデータを交互に読み出し、合成して出力することを
   特徴とするフレーム同期方式。
2. 【請求項２】 請求項１において、映像信号をディジタ
   ル化し圧縮して伝送するものとし、受信側の信号処理部
   をデータを伸張する伸張処理部とし、上記信号処理部の
   前段に備えたメモリをＦＩＦＯメモリとしたことを特徴
   とするフレーム同期方式。