WO2016009507A1

WO2016009507A1 - 映像送受信装置及び映像表示装置

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Publication number: WO2016009507A1
Application number: PCT/JP2014/068917
Authority: WO
Inventors: 健木佐貫; 甲　展明; 浩朗伊藤; 稲田　圭介; 坂本　哲也; 益岡　信夫
Original assignee: 日立マクセル株式会社
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2016-01-21
Also published as: CN110213645A; CN106464963A; CN110213645B; JP6262348B2; CN106464963B; US20170171507A1; JPWO2016009507A1; US9743034B2

Abstract

　映像送受信装置であって、映像コンテンツを受信する受信部と、映像コンテンツに含まれる映像信号に所定の変換を行う変換部と、前記変換部で変換を行った映像信号に補完信号を付加する情報付加部と、外部機器の情報を入力し、映像信号を出力する入出力部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記入出力部より得られる出力先の外部機器の機器情報に応じて、前記変換部で変換を行う前の映像信号、前記変換部で変換を行った映像信号または前記情報付加部で補完信号を付加した映像信号のいずれかを選択して出力するように制御する。

Description

映像送受信装置及び映像表示装置

　本発明は、映像送受信装置及び映像表示装置に関する。

　本技術分野の背景技術として、ＥＤＴＶ－II（ワイドクリアビジョン）がある（例えば非特許文献１参照）。非特許文献１には「ＥＤＴＶ２では、横長化することで失われた走査線数を元の４８３本に戻す方式を一応，規格の中に盛り込んでいる。その一つが「垂直解像度の補強処理」。この信号を放送局が送り、この信号を受信できる装置を内蔵したＥＤＴＶ２対応のテレビがその信号を受信すればよい。」旨記載されている。

ITフロンティア（日経ビジネス縮刷版DVD, 1995/04/10号, 58～60ページ）

　映像コンテンツの高精細化や視差画像によって構成される3次元映像の普及に伴い、映像コンテンツのデータ量が増加してきている。しかし、伝送帯域は限られているため、映像のデータ量が増加すると映像コンテンツをそのまま伝送するのではなく、伝送路に合わせてデータ量を削減する必要がある。しかしながら、映像コンテンツのデータ量を削減すると画像品質劣化を引き起こす可能性がある。例えば、フレームレートを下げることで、単位時間当たりのデータ量を削減する方法では、フレーム間の時間間隔が長くなるので、動きの連続性が失われ、画像品質劣化に繋がる。また、解像度を下げることで１フレーム当りのデータ量を削減する方法では、分解能低下による画像品質劣化に繋がる。

　ＥＤＴＶ－IIの規格では、放送局が既存の放送波で伝送する映像信号に補強信号を多重化して送り、補強信号に対応したテレビが補完処理を行うことが定義されている。しかし、このような方法では補強信号を放送局が生成する必要があるため、ユーザの視聴環境に合わせた補完処理になるとは限らない。

　本発明は、上記課題を解決し、高精細な映像を視聴するために映像表示装置に適した映像信号を出力する映像送受信装置の提供するものである。

　本願において開示された発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次の通りである。例えば、本発明のある一面の概要は、出力先の機器情報に応じて補完信号を生成し、データ量を削減した映像信号に付加して出力することを特徴とする。

　本発明によれば、映像表示装置に適した映像信号を出力する映像送受信装置の提供できる。

映像送受信装置の構成例を示す図である。解像度を削減する場合の受信装置の一例を示す図である。階調を削減する場合の受信装置の一例を示す図である。色情報を削減する場合の受信装置の一例を示す図である。入力される映像信号を示す図である。スケーリング後の映像信号と補完信号を示す図である。映像表示装置の構成例を示す図である。縮小及び補完信号生成を行う際の画素イメージを示す図である。補完処理を行う際の画素イメージを示す図である。伝送時のアスペクト比が異なる場合の縮小処理の一例を示す図である。制御部の判定フローを示す図である。映像表示装置の解像度が低い場合の伝送信号の一例を示す図である。

　以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。

［映像送受信装置の構成例］
　図１は、本発明に係る実施例１における映像送受信装置１００の構成の一例を表す図である。映像送受信装置１００は、チューナー部１０１と、ネットワーク（Ｎ／Ｗ）インターフェース部１０２と、光学ドライブ部１０３と、記録部１０４と、選択部１０５と、デコーダ部１０６と、変換部１０７と、情報付加部１０８と、制御部１０９と、入出力部１１０とを適宜用いて構成される。

　チューナー部１０１は、放送波を受信するためのアンテナから同軸ケーブルで接続され、受信した放送波を復調して映像コンテンツを生成する。尚、映像コンテンツは、ＭＰＥＧ２、Ｈ.２６４やＨ．２６５で符号化された映像信号や映像に関する情報を含んだメタデータから構成されている。

　ネットワークインターフェース部１０２は、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のネットワークを利用してパケットデータの形で配信された映像コンテンツを解析して映像コンテンツを生成する。光学ドライブ部１０３は、ＢＤ（Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）　Ｄｉｓｃ）等の光メディアに記録されている映像コンテンツを読み出す。

　記録部１０４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の情報記録媒体に記録されている映像コンテンツを読み出す。選択部１０５は、チューナー部１０１、ネットワークインターフェース部１０２、光学ドライブ部１０３、記録部１０４といった各部からの映像コンテンツの受信部として機能し、リモコンやボタン等によるユーザの設定指示に応じて入力された映像コンテンツの中から出力する映像コンテンツを選択して出力する。

　なお、ユーザによる設定指示は専用のリモコン等によらず、映像送受信装置がＷｉ－Ｆi接続可能な無線通信部などを備えている場合には、同じくＷｉ－Ｆｉ接続されたスマートフォンなどから無線ＬＡＮルータ等経由でアプリ等を介した指示を受け付け、これに応じて映像コンテンツの選択を行うようにしても構わない。

　デコーダ部１０６は、映像コンテンツをデコードして非圧縮の映像信号を生成する。

変換部１０７は、映像信号に所定の変換処理を行う。情報付加部１０８は、映像信号に補完信号を付加する。制御部１０９は、映像コンテンツの情報と接続先の映像表示装置の情報に応じて、出力する映像信号を選択する。

　入出力部１１０は、接続された映像表示装置に関する機器情報の入力を受け、また、制御部１０９が選択した映像信号をＨＤＭＩ（登録商標）ケーブル等で接続された映像表示装置に出力する。

　次に、本実施例における映像送受信装置１００の動作を説明する。

　選択部１０５は、デコーダ部１０６に出力する映像コンテンツを、チューナー部１０１からか、ネットワークインターフェース部１０２からか、光学ドライブ部１０３からか、記録部１０４からかをユーザの入力によって選択する。例えば、ユーザが地上デジタル放送を視聴する場合にはチューナー部１０１から出力される映像コンテンツを選択し、ＩＰＴＶを視聴する場合はネットワークインターフェース部１０２から出力される映像コンテンツを選択し、ＢＤ等の光メディアに記録された映画を視聴する場合は光学ドライブ部１０３から出力される映像コンテンツを選択し、記録部１０４に予め録画しておいた番組を視聴する場合は記録部１０４から出力される映像コンテンツを選択する。

　デコーダ部１０６は、選択部１０５が選択した映像コンテンツに含まれている符号化された映像信号をデコードして、非圧縮映像信号を生成する。

　変換部１０７は、デコーダ部１０６が生成した非圧縮映像信号を伝送帯域に収まるように解像度縮小や階調削減のような変換処理を行う。変換処理の方法は、接続された映像表示装置が対応している方法を予め取得した機器情報に基づいて把握し、これに合わせて選択する。例えば、高解像度で動きのある３Ｄ映像コンテンツを視聴する場合について説明する。入力コンテンツは、３８４０×２１６０（以下４Ｋ２Ｋ）の解像度を持っており、左目用と右目用の視差画像をそれぞれ６０Ｈｚのフレームレートで表示する。また映像表示装置は、４Ｋ２Ｋの解像度を１２０Ｈｚで表示する機能を持っている。

　一方で映像送受信装置と映像表示装置を繋ぐ伝送路は、ＨＤＭＩ２．０で規格化されているようにベースバンドの映像信号として解像度４Ｋ２Ｋの映像をフレームレート６０Ｈｚまで伝送可能であるとする。このような場合、伝送路がボトルネックとなって入力コンテンツをそのまま視聴することができないため、データ量を１／２に削減してから伝送しなければならない。

　データ量の削減方法としてフレームレートを下げる方法や解像度を下げる方法があるが、今回の入力コンテンツに対してフレームレートを１／２にすると、片目当りのフレームレートは３０Ｈｚとなり、スポーツのような動きの激しい映像の場合には、動きがカクつき不自然に見えてしまう場合がある。一方で解像度は１／２にしてもＦｕｌｌＨＤ（１９２０×１０８０）以上はあるため、表示側で適切なスケーリング処理を行って表示することで、高解像度で動きの滑らかな映像を視聴することができる。

　そこで解像度を垂直方向に１／２に縮小することで、変換後の映像信号を解像度３８４０×１０８０の１２０Ｈｚの伝送可能なデータ量の映像信号に変換する。また、前述の通り、映像表示装置が対応している変換処理の方法を、変換処理を行う前に取得しておく。映像表示装置の情報は例えばＨＤＭＩ等による機器間通信で取得する。

　なお、一度接続した映像表示装置の機器情報はメモリ等に記録しておき、再度同じ映像表示装置に接続した際にすぐに詳細な機器情報をメモリ等から読み出すようにしても構わない。

　情報付加部１０８は、変換部１０７が変換した映像信号を元に差分情報などを用いて補完することで表示映像を生成するための補完信号を映像信号に付加する。補完信号は、接続先の映像表示装置の補完処理に関連する情報をＨＤＭＩの機器間通信等で予め把握しておき、映像表示装置が補完処理を行うためにベースバンドの映像信号から所定の拡大処理を行い生成する映像信号の画素値を予測し、予測した画素値と変換部１０７で変換する前の非圧縮映像信号の画素値の差分値を元に生成する。

　ＨＤＭＩで出力する場合には、ベースバンド信号として変換した映像データを送り、補完信号をインフォフレーム（Info Frame）に付加する。付加するデータサイズが大きい場合には、映像表示装置が対応している圧縮処理を行いデータ量を削減してから付加する。

　映像表示装置で補完処理を行う場合には、ベースバンドの映像信号に所定の拡大処理を行った後で、補完信号を足し戻すように補完処理を行うことで映像送受信装置１００の入力映像コンテンツを復元することができる。

　制御部１０９は、図１０に示す選択フローに従って出力信号を選択する。

　Ｓ１００１では、接続された映像表示装置と機器間通信を行い、補完機能に関する情報を含む接続先の機器情報を取得して、Ｓ１００２へ進む。Ｓ１００２では、取得した機器情報に基づいてデコーダ部１０６が生成した非圧縮映像信号を解像度やフレームレートやズーム機能によるズーム表示などの観点から映像表示装置が対応しているかを判定する。Ｓ１００２で対応している場合はＳ１００４へ進み、対応していない場合は、Ｓ１００３へ進む。

　Ｓ１００３では、入力映像が映像表示装置では表示できないことをユーザに通知する。Ｓ１００４では、デコーダ部１０６で生成した非圧縮映像信号をそのまま伝送する場合に、入出力部１１０から先の伝送帯域を超えているかを判定する。Ｓ１００４で超えていた場合はＳ１００５へ進み、超えていなければＳ１００８へ進む。

　Ｓ１００５では、接続された映像表示装置が情報付加部１０８で付加した補完信号を用いて補完処理を行う補完機能に対応しているかを判定する。Ｓ１００５で補完機能に対応しており、補完機能がＯＮになっている場合はＳ１００６へ進み、補完機能に未対応もしくは補完機能がＯＦＦになっている場合はＳ１００７へ進む。

　Ｓ１００６では、情報付加部１０８が生成した補完信号を付加した変換後の映像信号を入出力部１１０が出力する映像信号として選択する。Ｓ１００７では、変換部１０７が生成した変換後の映像信号を入出力部１１０が出力する映像信号として選択する。Ｓ１００８では、デコーダ部１０６が生成した非圧縮映像信号を入出力部１１０が出力する映像信号として選択する。

　入出力部１１０は、制御部１０９で選択した映像信号をＨＤＭＩ等の一般的な規格で接続先の映像表示装置に出力する。

　接続された映像表示装置は、補完機能に対応していない場合は、ベースバンドで伝送されてきた映像信号を適宜スケーリングして表示し、補完機能に対応している場合は、ベースバンドで伝送されてきた映像信号と補完信号を元に補完処理を行って表示する。

　また、映像表示装置の解像度が入力映像よりも小さい場合については、図５と図１１を用いて説明する。

　図５は、入力された映像コンテンツからデコーダ部１０６が生成した映像信号の一例を表す図である。横軸Ｔは時間を表しており、１／１２０ｓｅｃ毎に１フレームの映像が送られてくる４Ｋ２Ｋの１２０Ｈｚ映像であることを表している。また映像の内容は左目用と右目用の視差画像から構成される３Ｄ映像を表しており、１フレーム毎に交互にデータが送られてくる。

　図１１は、ＦｕｌｌＨＤの解像度を持つ映像表示装置へ図５で説明した３Ｄ映像を伝送する例を表している。図５と同じく横軸Ｔは時間を表しており、４Ｋ２Ｋ解像度のフレームを点線の枠で表しており、点線枠で示したフレームをＦｕｌｌＨＤの解像度まで縮小したフレームを実線枠で表している。

　入力映像は図５で示した４Ｋ２Ｋの３Ｄ映像であり、映像表示装置は解像度がＦｕｌｌＨＤでフレームレート１２０Ｈｚまで対応可能であり、伝送路はＨＤＭＩ２．０で規格化されている４Ｋ２Ｋの映像をフレームレートが６０Ｈｚまで伝送可能とする。

　このような場合は、入力映像を図１１に示す実線枠のフレームのように図５の入力映像を変換部１０７で縮小した映像信号を伝送することで、解像度が低い映像表示装置でも表示することができる。また縦横１／２ずつ縮小しているためデータ量も１／４となり、伝送路の伝送帯域にも収まっている。

　以上のような構成をとることで、補完処理に対応した映像表示装置では、フレームレートを維持したまま伝送帯域を増やすことなく、高精細で動きの滑らかな映像を表示することができる。また補完処理が行えない既存の映像表示装置でも映像を表示できる。

［映像表示装置の構成例］
　次に、補完機能に対応した映像表示装置７００について説明する。

　図７は、補完信号が付加された映像信号を表示するための映像表示装置７００の一例を表す図である。図７において、映像表示装置７００は、入力部７０１と、変換部７０２と、復号部７０３と、補完部７０４と、制御部７０５と、表示部７０６とを適宜用いて構成される。

　入力部７０１は、ＨＤＭＩケーブル等で接続された機器から送られてきた入力信号を受け取り、ベースバンドの非圧縮映像信号と、メタデータに分離して出力する。変換部７０２は、非圧縮映像信号に後述の変換処理を行う。復号部７０３は、メタデータの中から補完信号を抽出する。また補完信号が圧縮されている場合は、伸長処理を行う。

　補完部７０４は、変換部７０２が出力した映像信号に対して復号部７０３が出力した補完信号に基づき補完処理を行い、高精細な映像信号を生成する。制御部７０５は、入力信号の情報と表示部７０６の機能に応じて各部の動作を切り替える。表示部７０６は、液晶パネルやプラズマパネルなどの表示デバイスであり、映像信号を表示する。

　次に、本実施例における映像表示装置７００の動作を説明する。

　入力部７０１は、接続された映像送受信装置１００（図１）から送られてきた信号を非圧縮映像信号とメタデータに分離して出力する。変換部７０２は、入力部７０１が出力した非圧縮映像信号よりも表示部７０６が高精細な映像を表示できる場合に、非圧縮映像信号に対して、表示部７０６で表示できるように拡大処理や階調付加処理等を行う。

　例えば、前述の変換部１０７で説明したように解像度３８４０×１０８０であるがアスペクト比が１６：９の場合は、垂直方向に２倍になるように拡大処理を行い、４Ｋ２Ｋ映像に変換する。拡大処理は、単純にライン毎にダブリングしても良いし、連続２ラインの平均値を補完ラインとして挿入することで実現しても良い。

　もちろん、これらの方法では映像の画素数は２倍になっているが、映像送受信装置１００（図１）の入力映像が復元できたわけではない。

　復号部７０３は、映像送受信装置１００（図１）が入力映像信号に付加した補完信号を復元する。前述の情報付加部１０８で説明したように補完信号はＨＤＭＩのインフォフレームに付加されており、データサイズが大きい場合には映像送受信装置１００（図１）にて圧縮されている場合がある。圧縮されている場合は伸長処理を施し、補完信号を生成する。

　補完部７０４は、変換部７０２が生成した映像信号に対して復号部７０３が生成した補完信号に基づき補完処理を行うことで、表示画像を生成する。補完処理を行うにあたって、変換部７０２で行う拡大処理の処理方法を映像送受信装置１００が補完信号を生成する前に機器間通信で伝えておくことで、映像送受信装置１００は拡大後の画素値を予測することができる。

　そこで、変換部７０２で生成する映像信号と映像送受信装置１００の入力映像信号との画素毎の差分値を補完信号として持たせておき、変換部７０２で拡大した後の映像信号に補完信号を足し戻すように補完処理を行うことで、映像表示装置７００は映像送受信装置１００が受信した高精細な入力映像を復元することができる。

　制御部７０５は、制御部７０５と表示部７０６以外の各部が前述してきた一連の補完処理を行うように制御する。また補完機能を使用しない設定になっている場合には、入力部７０１が出力する非圧縮映像信号をそのまま表示するように各部の動作を切り替える。

　補完機能を使用しない設定とは、例えば低消費電力モードやゲームモードのことである。低消費電力モードの場合には、補完処理行わずに関連する回路の電力供給をやめることで、映像表示装置７００の消費電力を抑えることができる。ゲームモードの場合には、補完処理を行わずにスルー出力で映像を表示することで、映像の表示遅延を低減できるため、ユーザがゲーム機を使用しているときの応答性が向上する。

　また、映像送受信装置１００から機器間通信で補完機能に対応しているかの問い合わせがあった場合に、出力解像度や補完方法といった補完機能に関連した情報を伝える。表示部７０６は、補完部７０４が出力する映像信号を表示する。

　以上のような構成をとることで、映像送受信装置１００が生成した映像に補完処理を行って復元した高精細映像をユーザが視聴することができる。

［変換部と情報付加部（解像度）］
　次に、伝送帯域に収めるために解像度を変換する場合の変換部１０７と情報付加部１０８について説明する。

　図２は、図１に示した変換部１０７と情報付加部１０８の詳細な構成例を表す図である。図２において、変換部１０７は、画素毎に解像度縮小処理を行う縮小部２０１を備えて構成され、情報付加部１０８は、変換部１０７で変換処理を行う前後の映像信号を比較して差分情報を生成する差分生成部２０２と、圧縮処理を行いデータ量を削減した圧縮信号を生成する圧縮部２０３と、映像信号に圧縮信号を付加する付加部２０４とを適宜用いて構成される。

　これらの動作を図５、図６、図８（ａ）を用いて説明する。

　図５については、前述の通り解像度が４Ｋ２Ｋの３Ｄ映像であり、片目用の視差画像のフレームレートは６０Ｈｚであることを表している。縮小部２０１（図２）は、図５で示すような入力映像を伝送帯域に収めるために垂直１／２縮小処理を行う。縮小処理の変換式については、図８（ａ）を用いて説明する。

　図８（ａ）は、４×４の入力画像Ｉを垂直１／２縮小処理を行い４×２の縮小画像Ｓへの変換例を表す図である。Ｐｉ_００～Ｐｉ_３３はそれぞれ４×４の入力画像Ｉを構成する画素を表し、Ｐｏ_００～Ｐｏ_１３は４×２の縮小画像Ｓを構成する画素を表している。またＨ_００～Ｈ_１３は縮小画像Ｓに付加するための補完信号Ｈを表している。

　図中の各要素名の数字は画素の垂直座標と水平座標に対応している。垂直１／２縮小処理を行い縮小画像Ｓの画素Ｐｏ_００を生成するための変換式を（数１）に示す。
（数１）Ｐｏ_００＝（Ｐｉ_００＋Ｐｉ_１０）／２

　同様に縮小画像Ｓの画素Ｐｏ_１０を生成するための変換式を（数２）に示す。
（数２）Ｐｏ_１０＝（Ｐｉ_２０＋Ｐｉ_３０）／２

　上記の（数１）（数２）で示すように２ライン毎に偶数ラインと奇数ラインの平均値を縮小後の画素とすることで縮小処理を行う。また、水平方向にも同様の変換を行う。このような画面全体への縮小処理をすべてのフレームに対して行うことで、縮小映像信号を生成する。以上のような縮小処理を行うことで、不自然なジャギーを抑制しつつ縮小映像信号を生成することができる。

　差分生成部２０２は、映像表示装置７００（図７）で補完処理を行うために図８（ａ）で示す補完信号Ｈを生成する。補完信号Ｈ_００の生成式を（数３）に示す。
（数３）Ｈ_００＝（Ｐｉ_００－Ｐｉ_１０）／２

　他の座標に対しても２ライン毎に偶数ラインと奇数ラインの垂直位置が同じ画素を元に同様な生成式で補完信号を生成する。圧縮部２０３は、差分生成部２０２が生成した補完信号のデータ量を削減するために圧縮処理を行い、圧縮補完信号を生成する。

　（数３）に示す通り、差分情報は空間的に距離の近い画素の差分値である。一般的な映像の場合は近隣画素同士には相関性があるため、差分値は絶対値の小さい値に偏る。そのためハフマン符号のような符号出現頻度の統計的な偏りを利用する圧縮アルゴリズムを用いることで、高い圧縮効率を実現できる。

　付加部２０４は、縮小部２０１が生成した縮小映像信号に圧縮部２０３が生成した圧縮補完信号を付加するために、縮小映像信号のメタデータに圧縮補完信号を付加する。

　以上のような縮小処理及び差分生成処理を行うことで、情報付加部１０８（図１）は出力映像信号を生成する。

　図６は、情報付加部１０８（図１）が生成する出力映像信号の一例を表す図であり、図５で説明した入力映像に対する出力映像を示している。横軸Ｔは図５と同様に時間を表している。左目用画像及び右目用画像は縮小部で生成した垂直１／２縮小映像の１フレームを表している。また補完信号は、付加部でメタデータとして付加した圧縮補完信号を表している。

　図６では、圧縮補完信号を映像のブランキング期間中のメタデータに埋め込み、左目用画像と右目用画像を３Ｄ映像の伝送形式の一つである「ＴＯＰ－ａｎｄ－ＢＯＴＴＯＭ」方式で出力映像信号を伝送することを表している。左目用画像も右目用画像も垂直１／２縮小処理によって垂直解像度が半分になっているため、「ＴＯＰ－ａｎｄ－ＢＯＴＴＯＭ」方式用に解像度変換することなく、既存の伝送方式を用いて補完信号を付加した映像信号を伝送することができる。

　次に、映像表示装置７００（図７）で補完処理を行う場合の補完処理について、図８（ｂ）を用いて説明する。

　図８（ｂ）は、図８（ａ）を用いて説明した４×２縮小画像Ｓと補完信号Ｈを映像表示装置が補完する方法を表している。Ｐｏ_００～Ｐｏ_１３は入力部７０１が出力した４×２の縮小画像Ｓの画素、Ｈ_００～Ｈ_１３は復号部７０３が出力した補完信号Ｈ、Ｐｃ_００～Ｐｃ_３３は補完部が生成する補完処理後の４×４表示画像Ｄの画素を表している。また変換画像Ｔは変換部７０２の出力信号を表している。

　入力部７０１は、入力信号から非圧縮映像信号として縮小画像Ｓと圧縮補完信号を生成する。変換部７０２は、図中の変換画像Ｔで示すように縮小画像Ｓを元に１ライン毎にダブリングを行い、４×４の画像を生成する。

　復号部７０３は、圧縮補完信号に復号化処理を行い、図中の補完信号Ｈを生成する。補完部７０４は、変換画像Ｔに対して補完信号Ｈに基づき補完処理を行い表示画像Ｄを生成する。補完処理を（数４）と（数５）を用いて説明する。
（数４）Ｐｃ_ｍｎ＝Ｐｏ_ｍｎ＋Ｈ_ｍｎ　　（但しｍは偶数、ｎは任意の整数）
（数５）Ｐｃ_ｍｎ＝Ｐｏ_ｍｎ－Ｈ_ｍｎ　　（但しｍは奇数、ｎは任意の整数）

　（数４）は、表示画像Ｄを構成する偶数ラインの画素を生成するための補完式である。
同様に（数５）は、表示画像Ｄを構成する奇数ラインの画素を生成するための補完式である。

　このような処理を行うことで図８（ａ）の入力画像Ｉの持つ画素を復元することができる。以上のような構成をとることで、フレームレートを維持したままの動きの滑らかな映像を表示でき、解像度についても復元することができる。

　本実施例では、垂直方向に解像度を削減する方式について説明したが、水平方向に削減する方式でも同様の効果がある。

　また、解像度の削減方法についても、１／２縮小の例で説明したが、任意の倍率で縮小処理を行う場合は、例えば重心位置の比率を基準に画素を生成するリニア補間によって縮小画像を生成し、表示画素の重心から最も近傍の位置に存在する縮小画像の画素との差分値を補完信号とし、補完処理でも重心位置を基準にして補完処理を行うことで、同様の効果を得ることができる。また、補完信号の生成は画面全体に対してではなく、一部分に限定しても良い。

　図９は、アスペクト比が異なる映像を伝送する場合の補完信号生成範囲を示している。入力画像はデコーダ部１０６に入力されたアスペクト比２１：９のウルトラワイド映像の１フレームを表している。伝送画像は入出力部１１０から伝送路に出力する映像信号の１フレームを表している。また領域Ａは中央１１：９の範囲、領域Ｂは入力画像の領域Ａ以外の範囲、領域Ｃは伝送画像の領域Ａ以外の範囲を表している。

　変換部１０７は、このような入力画像に対して、領域Ｂに対して水平１／２縮小処理を行い伝送画像の領域Ｃを生成する。入力画像の領域Ａに対しては変換処理を行わずにそのまま伝送画像の領域Ａとして使用する。以上のような処理を行うことで左右の一部分だけが縮小された１６：９の伝送画像を生成する。このような伝送画像で構成される映像信号を出力信号のベースバンド映像信号とする。

　差分生成部２０２は領域Ｂから補完信号を生成する。圧縮部２０３以降の処理は前述の通りに動作して圧縮補完信号を映像信号に付加する。映像表示装置では、領域Ｃに対して補完処理を行うことで２１：９映像を表示することができる。

　映像信号を伝送する場合、伝送路の動作周波数は画素数に応じて変わる。そのため伝送路で通常伝送している映像とアスペクト比が変わった場合には伝送路に使用するケーブルなどを動作周波数に対応したものに変更しなければならない。そのため、前述のような構成をとることで、伝送路を変更することなくアスペクト比の異なる映像を伝送することができる。

　また、補完信号は必ずしも映像送受信装置１００で生成する必要はなく、例えば放送局で映像コンテンツのメタデータとして予め付加しておいても同様の効果を得ることができる。

［変換部と情報付加部（階調）］
　本実施例２においては、実施例１で示した映像送受信装置１００の変形例として、伝送帯域に映像信号のデータ量を収めるために信号の量子化ビット数を削減する場合の変換部１０７－２と情報付加部１０８－２について説明する。

　図３は実施例１で示した映像送受信装置１００と異なる構成である変換部１０７－２と情報付加部１０８－２の構成例を表す図である。なお、本実施例２に係る映像送受信装置の図３で示す部分以外の構成は図示しないが図１と同じ構成であり、実施例１の記載を援用するものとして記載を省略し、相違点を主として説明する。

　変換部１０７－２は、画素毎に信号の下位ビットを削除するＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ　Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　Ｂｉｔ）削除部３０１を備えて構成され、情報付加部１０８－２は、画素毎に信号の上位ビットを削除するＭＳＢ（Ｍｏｓｔ　Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　Ｂｉｔ）削除部３０２と、圧縮処理を行い、データ量を削減した圧縮信号を生成する圧縮部３０３と、映像信号に圧縮信号を付加する付加部３０４とを適宜用いて構成される。

　ＬＳＢ削除部３０１は、デコーダ部１０６（図１）が出力した非圧縮映像信号に対して、画素毎に下位のビット情報を削減する。削減するビット数は１ビットに限らず、最終的に出力する映像信号のデータ量が伝送帯域に収まるように決定する。

　例えば、入力映像が１画素につき１２ビットのデータで構成されており、映像信号のデータ量が伝送帯域の１．５倍程度だった場合、下位４ビットを削除して上位８ビットで構成される映像信号を生成することで、映像信号のデータ量は２／３倍になり、伝送帯域に収まるようになる。

　ＭＳＢ削除部３０２は、ＬＳＢ削除部３０１で削除された部分以外の情報を削除することで補完信号を生成する。先程の例ではＬＳＢ削除部３０１で下位４ビットを削除したので、上位８ビット下位４ビットを補完信号とする。ＬＳＢ削除部３０１とＭＳＢ削除部３０２の処理は説明を明瞭にするために分けて処理するように説明したが、これらの処理を一括で行う方が望ましい。つまり、入力映像を伝送する各ビットの信号線を上位８ビット分と下位４ビット分で分離して結線先を変えることで同様の処理を実現することができる。

　圧縮部３０３と付加部３０４は、図２で説明した圧縮部２０３と付加部２０４と同一の処理を行い、ＭＳＢ削除部３０２が生成した補完信号を元に圧縮補完信号を生成して、圧縮補完信号を付加した出力映像信号を生成する。映像表示装置で補完処理を行う際にはベースバンドの映像信号を上位ビットとし、補完信号を下位ビットとすることで、映像を復元することができる。

　以上のような構成をとることで、伝送帯域を増やすことなく階調の不連続性を判別しにくい映像を視聴することができる。

［変換部と情報付加部（色）］
　本実施例２においては、実施例１で示した映像送受信装置１００の他の変形例として、伝送帯域に映像信号のデータ量を収めるために画素が持つ色情報を削減する場合の変換部１０７－３と情報付加部１０８－３について説明する。

　図４は、実施例１で示した映像送受信装置１００と異なる構成である変換部１０７－３と情報付加部１０８－３の構成例を表す図である。なお、本実施例３に係る映像送受信装置の図４で示す部分以外の構成は図示しないが図１と同じ構成であり、実施例１の記載を援用するものとして記載を省略し、相違点を主として説明する。

　変換部１０７－３は、画素毎の色情報を削減する色削減部４０１を備えて構成され、情報付加部１０８－３は、画素毎の差分色情報を生成する差分色生成部４０２と、圧縮処理を行い、データ量を削減した圧縮信号を生成する圧縮部４０３と、映像信号に圧縮信号を付加する付加部４０４とを適宜用いて構成される。

　色削減部４０１は、デコーダ部１０６（図１）が出力した非圧縮映像信号に対して、画素毎の色情報を削減する。色削減部４０１に入力された非圧縮映像信号が輝度・色差信号の構造として１つの輝度信号に対して１つの色差信号を持たせる４：４：４形式である場合に、水平２画素毎に１つの色差信号を持たせる４：２：２形式になるように色削減部４０１で変換することで色差信号を削減する。変換後の色差信号は、水平２画素の色差信号の平均値から生成する。変換後色差信号の生成式を（数６）に示す。
（数６）Ｃｏ_ｍｎ＝（Ｃｉ_ｍｎ＋Ｃｉ_{ｍ（ｎ＋１）}）／２

　添え字ｍは任意の整数で表される垂直座標、添え字ｎは２の倍数で表される水平座標、入力映像の色差信号をＣｉ、変換後の色差信号をＣｏとして表している。

　差分色生成部４０２は、デコーダ部１０６が出力した非圧縮映像信号を元に色削減部で変換した映像信号を映像表示装置で補完するための差分色情報を生成する。差分色情報は、前述の色削減部４０１が４：４：４形式から４：２：２形式へ変換する例の場合には、水平２画素の色差信号の差分値から生成する。差分情報の生成式を（数７）に示す。
（数７）Ｈ_ｍｎ＝（Ｃｉ_ｍｎ－Ｃｉ_{ｍ（ｎ＋１）}）／２

　添え字ｍは任意の整数で表される垂直座標、添え字ｎは２の倍数で表される水平座標、入力映像の色差信号をＣｉ、補完信号をＨとして表している。

　圧縮部４０３と付加部４０４は、図２で説明した圧縮部２０３と付加部２０４と同一の処理を行い、色削除部４０１が生成した補完信号を元に圧縮補完信号を生成して、圧縮補完信号を付加した出力映像信号を生成する。

　映像表示装置で補完処理を行う場合は、水平位置が偶数の場合には補完信号を加算し、奇数の場合には補完信号を減算する。水平位置が偶数の場合の補完式を（数８）、奇数の場合の補完式を（数９）に示す。
（数８）Ｃｃ_ｍｎ＝Ｃｏ_ｍｎ＋Ｈ_ｍｎ
（数９）Ｃｃ_{ｍ（ｎ＋１）}＝Ｃｏ_ｍｎ－Ｈ_ｍｎ

　添え字ｍは任意の整数で表される垂直座標、添え字ｎは２の倍数で表される水平座標、入力映像の色差信号をＣｏ、補完信号をＨ、表示映像の色差信号をＣｃとして表している。

　以上のような構成をとることで、伝送帯域を増やすことなく色の解像度の高い映像を視聴することができる。

　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。

　例えば、各実施例では映像送受信装置と映像表示装置が一体となっていてもよく、また、光学ドライブ部や記録部など一部の構成が映像送受信装置の外部にあるような変形例があっても構わない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

　１００…映像送受信装置、１０１…チューナー部、１０２…ネットワーク（Ｎ／Ｗ）インターフェース部、１０３…光学ドライブ部、１０４…記録部、１０５…選択部、１０６…デコーダ部、１０７…変換部、１０８…情報付加部、１０９…制御部、１１０…入出力部、７０１…入力部、７０２…変換部、７０３…復号部、７０４…補完部、７０５…制御部、７０６…表示部。

Claims

　映像コンテンツを受信する受信部と、
　映像コンテンツに含まれる映像信号に所定の変換を行う変換部と、
　前記変換部で変換を行った映像信号に補完信号を付加する情報付加部と、
　外部機器の情報を入力し、映像信号を出力する入出力部と、
　制御部と、
を備え、
　前記制御部は、
　前記入出力部より得られる出力先の外部機器の機器情報に応じて、前記変換部で変換を行う前の映像信号、前記変換部で変換を行った映像信号または前記情報付加部で補完信号を付加した映像信号のいずれかを選択して出力するように制御する、映像送受信装置。
　請求項１に記載の映像送受信装置において、
　前記情報付加部は、前記得られた機器情報に応じて、前記補完信号を付加するかどうかを決定する、映像送受信装置。
　請求項１又は２に記載の映像送受信装置において、
　前記情報付加部は、前記変換部で変換を行う前の映像信号と変換を行った後の映像信号とに基づいて前記補完信号を生成して付加する、映像送受信装置。
　請求項１又は２に記載の映像送受信装置において、
　前記変換部は、映像信号の解像度を変換し、
　前記情報付加部は、映像信号の解像度を補完するための情報を前記補完信号として付加する、映像送受信装置。
　請求項１又は２に記載の映像送受信装置において、
　前記変換部は、映像信号の画素毎の階調を変換し、
　前記情報付加部は、映像信号の画素毎の階調を補完するための情報を前記補完信号として付加する、映像送受信装置。
　請求項１又は２に記載の映像送受信装置において、
　前記変換部は、映像信号の色情報を変換し、
　前記情報付加部は、映像信号の色情報を補完するための情報を前記補完信号として付加する、映像送受信装置。
　請求項３に記載の映像送受信装置において、
　前記情報付加部は、
　入力された２つの映像信号を比較して差分信号を生成する差分生成部と、
　前記差分生成部で生成した差分信号にデータ量を圧縮する処理を行って圧縮差分信号を生成する圧縮部と、
　前記圧縮部で生成した圧縮差分信号を映像信号に付加する付加部を備え、
　前記変換部で変換を行う前の映像信号と変換を行った後の映像信号を比較することで圧縮差分信号を前記補完信号として付加する、映像送受信装置。
　請求項１乃至７のいずれか１項に記載の映像送受信装置の入出力部から出力された映像信号を受信し、非圧縮映像信号とメタデータとに分離して出力する入力部と、
　前記分離された非圧縮映像信号に所定の変換を行う変換部と、
　前記分離されたメタデータから補完信号を抽出する復号部と、
　前記変換部が出力した映像信号に対して前記復号部が抽出した補完信号に基づいて補完処理を行って、映像信号を復元して出力する補完部と、
　前記補完部から出力された映像信号を表示する表示部と、
を備える、映像表示装置。