JP2006042250A - 無線映像送信装置及び無線映像受信装置及び無線映像送受信システム - Google Patents

Abstract

【目的】 垂直周波数が正規の垂直周波数から外れた映像信号を伝送する場合でも良好な映像送受信が行える無線映像送信装置及び無線映像受信装置及び無線映像送受信システムを提供する。
【構成】 無線映像送信装置１は、４フィールド周期分の映像信号を単位として符号化し、この符号化単位フレームの先頭データの送信間隔を４フィールド周期分の間隔とするが、垂直周波数が正規の垂直周波数から外れた場合、前記４フィールド周期分の２倍の周期を持つパルスを発生し、前記パルスの一周期期間中に一度だけ最新の符号化後の４フィールド周期分の映像信号を送出する。無線映像受信装置２は符号化フレーム周期のパルスを生成し、符号化フレームの先頭データとの位相比較に基づくＰＬＬを構成することにより、クロック同期をとる。そして、前記先頭データの到着を検出できたときのみ、前記位相比較を行うように構成されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、無線映像送信装置及び無線映像受信装置及び無線映像送受信システムに関し、例えば、本体テレビ装置（親テレビ装置）から子テレビ装置への映像無線伝送等に利用される。

ディジタル放送システムにおいては、映像や音声を圧縮し、例えばＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）によって多重化したトランスポートストリーム（ＴＳ）をディジタル変調して送信している。そして、受信装置の側では、受信したディジタル変調信号を復調してトランスポートストリームを生成し、これを映像及び音声、その他の情報に分離し解析することにより番組等の映像をディスプレイに提示する。

ところで、かかるディジタル放送システムでは、映像データの伝送誤りを軽減するために、誤り訂正処理を行うこととしている（特許文献１参照）。
特開２００２−６４７５９号公報

近年、ディジタル放送を受信する本体側受信装置（親テレビ）と当該本体側受信装置から無線送出された映像音声データを受信して表示する子テレビとから成る受信システムが提案されている。かかる受信システムにおいても、前述したディジタル放送と同様に、パリティビットの付加等による伝送誤りの訂正を行うことが考えられる。

しかしながら、上記従来の誤り訂正処理では、回路が複雑になるという問題がある。そこで、本願出願人は、先に、以下の無線映像送信装置及び無線映像受信装置を提案した。すなわち、無線映像送信装置は、一定数の垂直周期分の映像信号を単位として符号化を行い、符号化後の一定数垂直周期分の映像信号の先頭データ送信間隔を前記一定数の垂直周期分に一致させて送信する。そして、無線映像受信装置は、水平周期カウンタ及び垂直周期カウンタの出力に基づいて一定数の垂直周期分の周期を有する周期信号を生成し、受信した符号化映像信号の先頭データの到着周期と前記周期信号との位相比較を行うことによりフェーズロックドループを構成して前記カウンタを制御し、このカウンタの出力に基づいて符号化映像信号を復号して映像信号を出力する。

しかしながら、上記構成による映像の無線伝送において、例えば、ビデオテープレコーダの特殊再生のように、垂直周波数が正規の垂直周波数から外れた映像信号を伝送する場合、無線映像受信装置におけるフェーズロックドループの動作に不具合が生じる。

この発明は、上記の事情に鑑み、垂直周波数が正規の垂直周波数から外れた映像信号を伝送する場合でも良好な映像送受信が行える無線映像送信装置及び無線映像受信装置及び無線映像送受信システムを提供することを目的とする。

この発明の無線映像送信装置は、一定数の垂直周期分の映像信号を単位として符号化を行い、符号化後の一定数垂直周期分の映像信号の先頭データ送信間隔を前記一定数の垂直周期分に一致させて送信する無線映像送信装置であって、前記符号化後の映像信号を一旦保持するバッファと、入力した前記映像信号の垂直周期が想定垂直周期に対して所定値以上ずれているかどうかを判断する手段と、正規の垂直周期を有する信号を発生し、この信号に基づいて前記一定数の垂直周期分の整数倍の周期を持つパルスを発生する手段と、前記パルスの一周期中に一度だけ前記バッファから最新の符号化後の一定数垂直周期分の映像信号を読み出して送出する手段と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明の無線映像受信装置は、カウンタの出力に基づいて一定数の垂直周期分の周期を有する周期信号を生成し、受信した符号化映像信号の先頭データの到着周期と前記周期信号との位相比較を行うことによりフェーズロックドループを構成して前記カウンタを制御し、このカウンタの出力に基づいて符号化映像信号を復号して映像信号を出力する無線映像受信装置であって、前記先頭データの到着を検出できたときのみ、前記位相比較を行うように構成されていることを特徴とする。また、かかる構成の無線映像受信装置において、前記符号化映像信号の伝送落ちを検出する手段と、映像復号化後の映像データを少なくとも１フィールド分保有するバッファと、正常に受信できた受信映像データを逐次更新して前記バッファに記録する手段と、前記伝送落ちを検出したときは前記バッファに保有している映像データを出力する手段と、を備えたているのがよい。

また、この発明の無線映像送受信システムは、上述した無線映像送信装置と無線映像受信装置とから成ることを特徴とする。

かかる構成であれば、無線映像送信装置において、入力映像信号が想定垂直周期から外れた場合でも、符号化映像信号は一旦バッファに溜め込まれ、前記パルスの一周期中に一度だけひとかたまりの符号化映像信号が出力される。無線映像受信装置では、符号化映像信号の先頭のデータ到着時刻が映像信号の垂直周期の整数倍になっているので、前記先頭データの到着の検出時のみ位相比較を行うことで、通常の場合（入力映像信号が想定垂直周期から外れていないとき）と同様にＰＬＬをかけることができる。また、復号化済みの映像信号をバッファに蓄えておき、復号化すべき符号化映像信号が伝送されないときに出力する構成であれば、映像表示の途切れは無くなり、伝送落ちによる画像の乱れを目立たなくすることができる。

以上説明したように、この発明によれば、垂直周波数が正規の垂直周波数から外れた映像信号を伝送する場合でも良好な映像送受信が行えるという効果を奏する。

以下、この発明の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は無線映像送信装置１及び無線映像受信装置２から成る無線映像送受信システム３を示したブロック図であり、図２はタイムチャートである。

［この実施形態の基本概要］
この実施形態では符号化フレームの長さを４フィールドとした無線映像送受信システムを例にとって説明している。この実施形態の無線映像送信装置１は、一定数の垂直周期分の映像信号を単位として符号化するものであり、この符号化の単位である「一定数の垂直周期分の映像信号」を符号化フレームと呼ぶこととする。無線映像送信装置１は、映像信号を符号化した符号化フレームの先頭データの送信間隔を一定数の垂直周期の間隔とする。符号化フレームの長さが４フィールドであれば、符号化フレームの先頭データの送信間隔は４フィールドとなる。無線映像受信装置２においては、内蔵しているカウンタから符号化フレーム周期のパルスを生成し、符号化フレームの先頭データとの位相差に基づくＰＬＬ（phase locked loop)を構成することにより、クロック同期をとる。従って、ＰＣＲを必要とせず、簡単な回路構成で無線映像送信装置１と無線映像受信装置２のクロック同期が取れるようになる。

［この実施形態の特徴の概要］
また、無線映像送信装置１は、符号化後の映像信号をバッファに保持し、入力した前記映像信号の垂直周期が想定垂直周期から外れているときには、正規の垂直周期を有する信号に基づいて前記一定数の垂直周期分の整数倍の周期を持つパルスを生成し、このパルスの一周期期間中に一度だけ前記バッファから最新の符号化後の一定数垂直周期分の映像信号（符号化フレーム）を読み出して送出する。この場合、無線映像受信装置２は伝送落ちが生じたと判定し、位相比較動作を行わず、また、保持しておいた映像を出力する。

［無線映像送信装置］
無線映像送信装置１のＮＴＳＣデコーダ１１は、コンポジット映像信号を入力し、このコンポジット映像信号からＹ（輝度）信号と色差信号とＨ（水平同期信号）とＶ（垂直同期信号）を抜き取る。符号化回路１４には１フレーム遅延回路１２を経た１フレーム前のＹ信号及び色差信号と、現時点のＹ信号及び色差信号とが入力される。図２において符号化データである第１符号化フレームは入力映像信号のＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４（Ｆはフィールド）により構成される。符号化回路１４は符号化データである第１符号化フレームを１フレーム期間で送信バッファ１５に出力する。符号化タイミング信号である前記１フレーム期間はタイミング生成回路１３により生成されて送信バッファ１５に供給される。タイミング生成回路１３はＮＴＳＣデコーダ１１から供給されるＨ，Ｖに基づいて前記タイミング信号を生成する。

また、タイミング生成回路１３は符号化フレーム開始フラグを生成して読み出し開始制御回路１０３に与える。読み出し開始制御回路１０３は、垂直周期判定回路１０１から「標準」を示す信号が供給されているとき、前記符号化フレーム開始フラグを伝送開始フラグとして送信バッファ１５及びＴＳ生成回路１６に供給する。一方、読み出し開始制御回路１０３は、垂直周期判定回路１０１から「非標準」を示す信号が供給されているとき、内部Ｖカウンタ１０２から出力される出力トリガーを伝送開始フラグとして送信バッファ１５及びＴＳ生成回路１６に供給する。前記内部Ｖカウンタ１０２は、正規の垂直周期でカウントを行っており、この実施形態では、符号化フレームの２倍の周期（８垂直（Ｖ）周期）で出力トリガーを出力する。また、垂直周期判定回路１０１はカウンタから成り、入力した映像信号の垂直周期が想定垂直周期（正規の垂直周期と同じでよい）に対して所定値以上ずれているかどうかを判断する。具体的には、例えば、想定垂直周期中に２２５２２５（８５８×２６２．５）カウントが行われるとし、これに対して±１０００カウント以上のずれが生じたときに、「非標準」を示す信号を出力する。非標準時の動作については、後で更に詳述する。

ＴＳ生成回路１６は、送信バッファ１５の出力を例えばＭＰＥＧに基づいたＴＳ（トランスポートストリーム）に変換し、このときＴＳパケットのヘッダ部分に前記タイミング生成回路１３から供給された符号化フレーム開始フラグを付加する。この場合、ＴＳ上には符号化フレーム開始フラグは４フィールド周期で存在することになる。ＲＦ変調回路１７はＴＳを高周波ディジタル変調処理し、このＲＦ変調信号（送信波）は送信アンテナ部１８から空間に送出される。

［非標準時の動作］
前述のごとく、タイミング生成回路１３からは、符号化回路１４から出力される符号化フレームの先頭データの出力タイミングを意味する符号化フレーム開始フラグが出力される。この実施形態の場合、符号化フレームは４フィールドであるので、符号化フレーム開始フラグは入力信号の４フィールド毎に発生する。垂直周期判定回路１０１では、符号化フレーム開始フラグの周期が想定周期内であれば標準と判定し、想定周期外であれば非標準と判定する。標準である場合、伝送開始は符号化フレーム開始フラグによって行われ、非標準である場合は内部カウンタから出力される８Ｖ周期の出力トリガーによって行われる。

入力信号の垂直周期が大きくずれた場合（例えば、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）の特殊再生などにより発生）、符号化フレーム開始フラグの間隔が標準周期から変動する。後述する無線映像受信装置２では、符号化フレームの先頭データの受信タイミングと内部カウンタとを位相比較して電圧制御発振器２０４を制御する。従って、符号化フレームの開始フラグの間隔が標準周期から変動してしまうと、電圧制御発振器２０４の可変範囲外となり、誤動作を起こしてしまう。

そこで、非標準と判定した場合は、無線映像受信装置２の側で符号化フレームの先頭データの受信タイミングを一定間隔にするために、内部Ｖカウンタ１０２から符号化フレームの２倍の周期を持つ出力トリガーにて伝送開始を行う。伝送開始フラグを受けた送信バッファ１５は内部にある最新の符号化フレームを出力する。出力トリガーの間隔は符号化フレームの２倍であるので、次に出力トリガーが出るまでには符号化フレームが必ず溜まっている。このため、アンダーフローを起こすことはない。ただし、符号化フレームが送信バッファ１５に蓄えられ、出力トリガーが来る前に次の符号化フレームが送信バッファ１５に入力された場合、最新の符号化バッファだけを残し、以前の符号化フレームデータを破棄する。

［無線映像受信装置］
無線映像受信装置２は前記ＲＦ変調信号（送信波）を受信アンテナ２１にて受信し、この受信信号をＲＦ復調回路２２にてディジタル復調処理して復調ＴＳを出力する。復調ＴＳは一旦、受信バッファ２６に蓄えられ、復号に必要なタイミングに応じて順次読み出されて復号化回路２７に入力される。前記タイミングは図示しない水平・垂直タイミング生成回路にて決定される。

開始フラグ抽出回路２４は、復調ＴＳのヘッダから符号化フレーム開始フラグを抽出し、この符号化フレーム開始フラグを位相比較回路２０２に基準信号として供給する。内部Ｖカウンタ２０１は、符号化フレームの先頭の読み出し開始タイミングである４フィールド周期の信号（符号化フレーム開始フラグの周期に対応するものである）を出力する。位相比較回路２０２は内部Ｖカウンタ２０１の出力である前記４フィールド周期の信号をもう一方の信号として入力し、位相比較出力をローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０３を介して電圧制御発振器（ＶＣＸＯ：voltage controled crystal oscillator）２０４に入力する。これにより、符号化フレームの先頭を読み出すタイミングである４フィールド周期の信号を前記符号化フレーム開始フラグの到達タイミングに一致させるためのＰＬＬ（phase locked loop)が構成されることになる。

すなわち、送信されてくるＴＳ上には符号化フレーム開始フラグが４フィールド周期で存在することになり、受信側においても前記符号化フレームの先頭を読み出すタイミングである４フィールド周期の信号を生成することになり、前者（送信側）の４フィールド周期に対する後者（受信側）の４フィールド周期のずれが位相比較結果として出力されることになり、このずれが前記ＰＬＬにて修正され、送出側と受信側とのクロック同期がＰＣＲ（program clock reference ）無しで実現されることになる。また、後で詳述するが、送信側で「非標準」の処理を行うとき、受信側では符号化フレーム開始フラグを４フィールド周期で抽出することができず、伝送落ちが生じたと判断することになる。位相比較回路２０２は、符号化フレーム開始フラグを抽出できたときのみ、内部Ｖカウンタ２０１と位相比較を行うので、電圧制御発振の動作が安定することになる。また、以下に説明するごとく、無線映像受信装置２では復号化済みの映像信号を１フレーム遅延（バッファ）２８に蓄えておき、復号化すべき符号化映像信号が伝送されないときにバッファ内データを出力するようにするので、映像表示の途切れは無くなり、伝送落ちによる画像の乱れを目立たなくすることができる。

復号化回路２７は、復号第１フレーム（Ｆ１、Ｆ２）をスイッチＳＷ２に入力し、復号第２フレーム（Ｆ３、Ｆ４）をスイッチＳＷ１に入力する。スイッチＳＷ１は前記復号第２フレームと１フレーム遅延回路（バッファ）２８からの遅延第２フレームのいずれかを”遅延入力選択”の信号に基づいて選択し、１フレーム遅延回路２８に入力する。スイッチＳＷ２は前記復号第１フレームと１フレーム遅延回路２８からの遅延第２フレームのいずれかを”最終出力選択”の信号に基づいて選択して出力する。

伝送落ち検出回路２３は、例えば、符号化フレーム開始フラグの抽出周期を検出しており、この周期が規定期間から外れたときに、伝送落ちが発生したと判断するようになっている。伝送落ち情報及び前記の符号化フレーム開始フラグの検出情報は信号切替制御回路２５に与えられる。

信号切替制御回路２５は、符号化フレーム開始フラグが検出されたことを示す情報を受け取ると、スイッチＳＷ２を復号第１フレーム側に切り替え、その１フレーム期間後に遅延第２フレーム（１フレーム遅延回路２８の出力）を選択させる指令を与える。すなわち、復号第１フレームの選択状態と遅延第２フレームの選択状態とが１フレーム間隔で交互に切り替わる。ただし、伝送落ちを示す情報を受け取ったときには、スイッチＳＷ２を復号第１フレーム側に切り替えることはしない。また、信号切替制御回路２５は、符号化フレーム開始フラグが検出されたことを示す情報を受け取ると、スイッチＳＷ１を復号第２フレーム側に切り替え、その１フレーム期間後に遅延第２フレーム（１フレーム遅延回路２８の出力）を選択させる指令を与える。すなわち、復号第２フレームの選択状態と遅延第２フレームの選択状態とが１フレーム間隔で交互に切り替わる。従って、スイッチＳＷ２から遅延第２フレームが出力されるときには、この遅延第２フレームが再び１フレーム遅延回路２８に戻されることになり、スイッチＳＷ２から復号第１フレームが出力されるときには、復号第２フレームが１フレーム遅延回路２８に供給されることなる。ただし、伝送落ちを示す情報を受け取ったときには、スイッチＳＷ１を復号第２フレーム側に切り替えることはしない。

上記のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替制御により、復号化回路２７からの復号第１フレームはスイッチＳＷ２を経て出力され（最終出力）、復号化回路２７からの復号第２フレームは、スイッチＳＷ１を経て１フレーム遅延回路２８に蓄えられ、１フレーム遅延されることで遅延第２フレームとなってスイッチＳＷ２を経て出力される。伝送落ちがなければ、スイッチＳＷ２の選択状態は、復号第１フレーム（Ｆ１、Ｆ２）→遅延第２フレーム（Ｆ３、Ｆ４）→復号第１フレーム（Ｆ５、Ｆ６）→遅延第２フレーム（Ｆ７、Ｆ８）、…のごとくなる。

一方、図２に示しているように、伝送落ちが検出されると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２共に遅延第２フレームの選択状態となり、１フレーム遅延回路２８からの遅延第２フレーム（Ｆ３、Ｆ４）が最終出力となり、また、この遅延第２フレームが再び１フレーム遅延回路２８に戻される状態が続く。その後において伝送落ちがなければ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の通常の切替制御に復帰することになる。従って、この復帰時点でスイッチＳＷ２から復号第１フレーム（Ｆ９、Ｆ１０）が最終出力として出力されている状態で１フレーム遅延回路２８からは遅延第２フレーム（Ｆ３、Ｆ４）が出力されるものの、スイッチＳＷ１は復号第２フレーム（Ｆ１１、Ｆ１２）を選択する状態となり、１フレーム遅延回路２８には復号第２フレーム（Ｆ１１、Ｆ１２）が蓄えられる。

上記の例では、一定数の垂直同期単位を４フィールドとし、２フレーム間の差分に基づく圧縮（符号化）を行ったが、これに限るものではない。なお、一定数の垂直同期単位となるフィールド数を多くすればするほど、伝送落ち時の出力映像と復帰時の出力映像との相違（時間幅）が大きくなる。また、「非標準」の判定についても、上述した具体例に限るものではない。符号化フレームの開始フラグの間隔が標準から変動して電圧制御発振器２０４の可変範囲外となるのを防止すべく「非標準」と判定するのであるから、電圧制御発振器２０４の可変範囲との兼ね合いで「非標準」を判定すればよいことになる。また、かかる無線映像送受信システムは、無線ＬＡＮを用いて構成できるが、無線ＬＡＮを用いることに限定されるものではない。

この発明の実施形態の無線映像送受信システムを示したブロック図である。 各信号のタイミングを示したタイミングチャートである。

符号の説明

１ 無線映像送信装置
１１ ＮＴＳＣデコーダ
１３ タイミング生成回路
１４ 符号化回路
１６ ＴＳ生成回路
１０１垂直周期判定回路
１０２内部Ｖカウンタ
１０３読み出し開始制御回路
２ 無線映像受信装置
２３ パケット欠落検出回路
２５ 信号切替制御回路
２８ １フレーム遅延回路
２０１内部Ｖカウンタ
２０２位相比較回路

Claims (4)

1. 一定数の垂直周期分の映像信号を単位として符号化を行い、符号化後の一定数垂直周期分の映像信号の先頭データ送信間隔を前記一定数の垂直周期分に一致させて送信する無線映像送信装置であって、前記符号化後の映像信号を一旦保持するバッファと、入力した前記映像信号の垂直周期が想定垂直周期に対して所定値以上ずれているかどうかを判断する手段と、正規の垂直周期を有する信号を発生し、この信号に基づいて前記一定数の垂直周期分の整数倍の周期を持つパルスを発生する手段と、前記パルスの一周期中に一度だけ前記バッファから最新の符号化後の一定数垂直周期分の映像信号を読み出して送出する手段と、を備えたことを特徴とする無線映像送信装置。
2. カウンタの出力に基づいて一定数の垂直周期分の周期を有する周期信号を生成し、受信した符号化映像信号の先頭データの到着周期と前記周期信号との位相比較を行うことによりフェーズロックドループを構成して前記カウンタを制御し、このカウンタの出力に基づいて符号化映像信号を復号して映像信号を出力する無線映像受信装置であって、前記先頭データの到着を検出できたときのみ、前記位相比較を行うように構成されていることを特徴とする無線映像受信装置。
3. 請求項２に記載の無線映像受信装置において、前記符号化映像信号の伝送落ちを検出する手段と、映像復号化後の映像データを少なくとも１フィールド分保有するバッファと、正常に受信できた受信映像データを逐次更新して前記バッファに記録する手段と、前記伝送落ちを検出したときは前記バッファに保有している映像データを出力する手段と、を備えたことを特徴とする無線映像受信装置。
4. 請求項１に記載の無線映像送信装置と請求項２又は請求項３に記載の無線映像受信装置とから成る無線映像送受信システム。

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