JP2007267039A - 映像伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】主装置の回路規模の縮小と回路構成の簡素化を図る。
【解決手段】信号処理部１３で再構成された映像（１フレーム分の映像データ）を一時的に記憶するフレームメモリ１４ａを表示／録画処理部１４に設け、このフレームメモリ１４ａによって伝送フレームレートと表示フレームレートとの差分を調整している。そして、表示／録画処理部１４の有する録画部１４ｂがフレームメモリ１４ａでフレームレート調整された映像を録画するとともに当該映像を表示部１４ｃで表示するために出力する。而して、フレームメモリ１３によってフレームレートを調整した映像を録画部１４ｂで録画するとともに録画部１４ｂが出力する映像を表示部１４ｃで表示するので、録画部１４ｂと表示部１４ｃとでフレームレートを調整するためのフレームメモリ１４ａを共用することができ、その結果、主装置１の回路規模の縮小と回路構成の簡素化が可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号線を介して映像信号を送信する１乃至複数の端末装置と、端末装置から送信される映像信号を受信して映像を表示するとともに録画する主装置とを備えた映像伝送システムに関するものである。

従来より、信号線を介して映像信号を送信する１乃至複数の端末装置と、端末装置から送信される映像信号を受信して映像を表示するとともに録画する主装置とを備えた映像伝送システムが提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２９７３７６公報

ところで、主装置は液晶ディスプレイのような表示デバイスを有する表示手段と、映像を記憶（録画）する録画手段とを具備しているが、表示手段並びに録画手段のフレームレート（１秒間に表示又は録画する１画面分の映像フレーム数）と、信号線を介して伝送する映像信号のフレームレートとが伝送速度等の条件によって一致しなくなることがあるので、表示手段並びに録画手段のフレームレートと伝送系のフレームレートを調整するために、従来は表示手段と録画手段にそれぞれフレームレート調整用のフレームメモリが個別に用意されていた。しかしながら、このように表示手段用のフレームメモリと録画手段用のフレームメモリを別個に用意すると主装置の回路規模が増大し且つ回路構成が複雑になるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、主装置の回路規模の縮小と回路構成の簡素化が可能である映像伝送システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、信号線を介して映像信号を送信する１乃至複数の端末装置と、端末装置から送信される映像信号を受信して映像を表示する主装置とを備え、端末装置は、撮像手段と、撮像手段で撮像した映像を変調する変調手段と、変調手段で変調された映像信号を信号線を介して伝送する伝送手段とを有し、主装置は、信号線を介して伝送される映像信号を受信する受信手段と、受信手段で受信した映像信号を復調する復調手段と、復調手段で復調された映像のフレームレートを調整するためのフレームメモリと、フレームレート調整済みの映像を録画するとともに当該映像を出力する録画手段と、録画手段が出力する映像を表示する表示手段とを有することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、信号線を介して主装置と接続され、主装置経由で映像信号を受信して映像を表示する１乃至複数の表示装置を備え、表示装置は、信号線を介して伝送される映像信号を受信する受信手段と、受信手段で受信した映像信号を復調する復調手段と、復調手段で復調された映像を表示する表示手段とを有し、主装置は、録画手段が出力する映像のフォーマットを伝送用のフォーマットに変換する伝送フォーマット変換手段と、フォーマット変換された映像のフレームレートを調整するフレームレート調整手段と、フレームレート調整済みの映像を変調する変調手段と、変調された映像信号を表示装置に伝送する送信手段とを有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、主装置は、フレームメモリでフレームレートが調整された映像と、録画手段が出力する映像とを択一的に切り換えて表示手段に入力する切換手段を有することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかの発明において、主装置は、録画手段が録画した映像を再生する際の垂直同期タイミングと表示手段が映像を表示する際の垂直同期タイミングとを一致させるように調整するタイミング調整手段を有することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの発明において、主装置は、録画手段が出力する映像のフォーマットを表示手段における映像のフォーマットに変換する表示フォーマット変換手段を有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、復調手段で復調された映像のフレームレートをフレームメモリで調整した映像を録画手段で録画するとともに録画手段が出力する映像を表示手段で表示するため、録画手段と表示手段とでフレームレートを調整するためのフレームメモリを共用することができて主装置の回路規模の縮小と回路構成の簡素化が可能になる。

請求項２の発明によれば、主装置において、録画手段が出力する映像のフォーマットを伝送フォーマット変換手段で伝送用のフォーマットに変換し、フォーマット変換された映像のフレームレートをフレームレート調整手段で調整した後、フレームレート調整済みの映像を変調手段で変調して表示装置に伝送するため、主装置で録画した映像が信号線を介して主装置に接続された１乃至複数の表示装置で表示できるとともに同じ映像を主装置の表示手段にも表示できる。

請求項３の発明によれば、主装置においては、フレームメモリでフレームレートが調整された映像と、録画手段が出力する映像とが切換手段によって択一的に切り換えて入力されるので、録画手段に録画されている映像と端末装置から受信する映像とを選択して表示することができる。

請求項４の発明によれば、主装置が、録画手段が録画した映像を再生する際の垂直同期タイミングと表示手段が映像を表示する際の垂直同期タイミングとを一致させるように調整するタイミング調整手段を有するので、録画中の映像と一旦録画された後に再生された映像とを乱れなく切り換えて表示することができる。

請求項５の発明によれば、主装置が、録画手段が出力する映像のフォーマットを表示手段における映像のフォーマットに変換する表示フォーマット変換手段を有するので、録画手段における映像のフォーマットと表示手段における映像のフォーマットとが異なる場合でもフレームメモリの共用が可能になる。

（実施形態１）
本実施形態の映像伝送システムは、図１に示すように信号線Ｌｓを介して映像信号を送信する複数台の端末装置２と、同期信号ＳＹを送信するとともに端末装置２から時分割多重伝送される映像信号を信号線Ｌｓを介して受信し当該映像を録画及び表示する主装置１と、端末装置２から時分割多重伝送される映像信号を主装置１経由で信号線Ｌｓを介して受信して映像を表示する複数台の表示装置３とを備えている。ここで、信号線Ｌｓにはペア線などの平衡線路を用いているが、同軸線のような不平衡線路であっても構わない。また、エンハンストカテゴリー５あるいはカテゴリー６のＬＡＮケーブルの１ペアやＣＰＥＶケーブルの１ペアを信号線Ｌｓに利用しても構わない。

端末装置２は、図１に示すように個体撮像素子（ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなど）やレンズ等の光学系を有する撮像部２０と、撮像部２０の出力を増幅したりディジタル信号に変換する信号処理部２１と、信号処理部２１から出力されるディジタルの映像信号（映像データ）を変調するとともに同期信号ＳＹを復調する変復調部２２と、変復調部２２で変調された映像信号を送信するとともに同期信号ＳＹを受信するための送受信部２３と、ＣＰＵを主構成要素とし各部を制御する制御部２４と、主装置１との間で信号線Ｌｓを介して制御信号を送受信する制御信号送受信部２５と、送受信部２３から出力する映像信号と制御信号送受信部２５から出力する制御信号を周波数分割多重するとともに信号線Ｌｓを介して主装置１から伝送される制御信号を周波数分離する多重分離部２６とを具備する。

主装置１は、ＣＰＵを主構成要素とする制御部１０と、同期信号ＳＹの送信並びに映像信号の受信、制御信号の送受信を行う送受信部１１と、信号処理部１３から出力される同期信号ＳＹを変調するとともに送受信部１１で受信する映像信号を復調する変復調部１２と、同期信号ＳＹを生成するとともに変復調部１２で復調された映像信号（映像データ）から元の映像を再構成する信号処理部１３と、再構成された映像を表示し且つ録画する表示／録画処理部１４と、端末装置２並びに表示装置３との間で信号線Ｌｓを介して制御信号を送受信する制御信号送受信部１５と、送受信部１１から出力される同期信号ＳＹと制御信号送受信部１５から出力する制御信号を周波数分割多重するとともに信号線Ｌｓを介して端末装置２から伝送される映像信号及び制御信号を周波数分離し且つ映像信号を表示装置３が接続された信号線Ｌｓに分岐する多重分離分岐部１６とを具備する。

表示装置３は、ＣＰＵを主構成要素とする制御部３０と、同期信号ＳＹ並びに映像信号を受信する受信部３１と、受信部３１で受信する同期信号ＳＹ並びに映像信号を復調する復調部３２と、復調部３２で復調された映像信号（映像データ）から元の映像を再構成する信号処理部３３と、ＬＣＤパネルのような表示デバイスを有し信号処理部３３で再構成された映像を表示する表示部３４と、主装置１並びに端末装置２との間で信号線Ｌｓを介して制御信号を送受信する制御信号送受信部３５と、信号線Ｌｓを介して主装置１から伝送される映像信号及び制御信号を周波数分離する分離部３６とを具備する。なお、主装置１と各端末装置２並びに表示装置３との間では、制御信号によって動作状態の制御や通知が行われるが、このような制御信号による遠隔制御及び遠隔監視については従来周知の技術で実現可能であるから説明を省略する。

同期信号ＳＹは、図２（ａ）に示すようにヘッダ部とデータ部で構成される。ヘッダ部は、プリアンブル、パケット種別、変調方式、タイムスロットの送信可否符号Ａｘ，Ｂｘ，Ｃｘ，Ｄｘ、データ長、誤り訂正符号で構成される。ここで、送信可否符号Ａｘ，Ｂｘ，Ｃｘ，Ｄｘは、本システムで規定する４つのタイムスロットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する映像信号の送信可否を主装置１から各端末装置２に通知するものである。一方、データ部は、各タイムスロットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する端末装置２の割り当て情報Ａｙ，Ｂｙ，Ｃｙ，Ｄｙと誤り訂正符号とで構成される。割り当て情報Ａｙ，Ｂｙ，Ｃｙ，Ｄｙにはそれぞれ端末装置２の識別符号が主装置１によって格納され、割り当て情報Ａｙ，Ｂｙ，Ｃｙ，Ｄｙに格納された各識別符号の端末装置２が各タイムスロットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを使用して映像信号を送信する。但し、割り当て情報Ａｙ，Ｂｙ，Ｃｙ，Ｄｙに識別符号が格納されていても、送信可否符号Ａｘ，Ｂｘ，Ｃｘ，Ｄｘで許可されているタイムスロットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのみが使用可能であることは言うまでもない。

また、図２（ｂ）に示すように映像信号もヘッダ部とデータ部で構成される。ヘッダ部は、プリアンブル、送信元の端末装置２を示す識別符号、パケット種別、変調方式、映像データライン番号、データ長、誤り訂正符号で構成される。一方、データ部は、映像データと誤り訂正符号とで構成される。ここで、映像データは、１フレームを構成する各ライン毎に分割して伝送され、各ライン毎の映像データをライン番号の順番に垂直方向へつなげることで１フレームの映像が再構成できるものである（所謂プログレッシブ方式を採用している）。

主装置１並びに端末装置２、表示装置３においては、図２（ｃ）に示すように同期信号ＳＹの立ち下がりから所定の待機時間が経過した時点を先頭のタイムスロットＡの開始時点とし、次の同期信号ＳＹが立ち上がるまでの期間（信号送信期間）内に４つのタイムスロットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを配置している。ここで、本実施形態では信号送信期間内に４つのタイムスロットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを配置しているから、最大４台の端末装置２が個別に映像信号を送信できる。なお、１つのタイムスロットに収容可能なデータ量が固定であるため、送信元の端末装置２に割り当てられるタイムスロットの個数によって伝送可能な映像信号のフレームレートが変化することになる。例えば、１台の端末装置２に１つのタイムスロットしか割り当てられていない場合に比較して、４つのタイムスロットが全て１台の端末装置２に割り当てられた場合は伝送系における映像のフレームレートが４倍になる。

次に、本発明の要旨である主装置１の表示／録画処理部１４の構成について、さらに詳しく説明する。

上述のように端末装置２から信号線Ｌｓを介して伝送される映像信号のフレームレート（以下、「伝送フレームレート」と呼ぶ。）は伝送条件によって変化するが、主装置１において表示並びに録画される映像のフレームレート（以下、「表示フレームレート」と呼ぶ。）は一定であるから、伝送フレームレートと表示フレームレートとの差分を調整するためのフレームレート調整手段が必要である。そこで本実施形態においては、信号処理部１３で再構成された映像（１フレーム分の映像データ）を一時的に記憶するフレームメモリ１４ａを表示／録画処理部１４に設け、このフレームメモリ１４ａによって伝送フレームレートと表示フレームレートとの差分を調整している。そして、表示／録画処理部１４の有する録画部１４ｂがフレームメモリ１４ａでフレームレート調整された映像を録画するとともに当該映像を表示部１４ｃで表示するために出力する。表示部１４ｃはＬＣＤパネルのような表示デバイスを有し、この表示デバイスに映像を表示するものである。ここで、録画部１４ｂと表示部１４ｃとではフレームレート（表示フレームレート）は一致しているけれども映像のフォーマットが一致していないので、録画部１４ｂから出力する映像のフォーマットを表示部１４ｃにおける映像のフォーマットに変換するフォーマット変換部１４ｄを表示／録画処理部１４に設けている。但し、録画部１４ｂと表示部１４ｃとで映像のフォーマットを共通にすればフォーマット変換部１４ｄが不要であるから回路規模を縮小することができる。しかも、共通のフォーマットとして、規格化されている汎用のフォーマット（例えば、ITU-R BT601やITU-R BT656など）を採用すれば、信号処理部１３や録画部１４ｂとして汎用の画像処理回路を利用してコストダウンが図れるという利点がある。

ところで、表示部１４ｃではフレームメモリ１４から録画部１４ｂ経由で入力するリアルタイムの映像と、一旦録画された後に録画部１４ｂで再生された映像とを選択して表示できるが、録画部１４ｂが録画した映像を再生する際の垂直同期タイミングと表示部１４ｃが映像を表示する際の垂直同期タイミングが一致しなければ、切換の際に映像が乱れてしまう。そこで本実施形態では、フォーマット変換部１４ｄと表示部１４ｃとの間に設けたバッファ１４ｅにより上記垂直同期タイミングの差を吸収して切換時に映像が乱れるのを防いでいる。但し、録画部１４ｂの垂直同期タイミングと表示部１４ｃの垂直同期タイミングを連動して設定することで両者を一致させればバッファ１４ｅが不要となる。

而して、本実施形態ではフレームメモリ１３によってフレームレートを調整した映像を録画部１４ｂで録画するとともに録画部１４ｂが出力する映像を表示部１４ｃで表示するので、録画部１４ｂと表示部１４ｃとでフレームレートを調整するためのフレームメモリ１４ａを共用することができ、その結果、主装置１の回路規模の縮小と回路構成の簡素化が可能になる。

なお、本実施形態では映像信号の多重化方式として時分割多重方式を用いているが、周波数分割多重（ＦＤＭＡ）や符号分割多重（ＣＤＭＡ）などの多重化方式を用いるか、若しくはこれらの方式を組み合わせて用いても構わない。

（実施形態２）
本実施形態は主装置１における表示／録画処理部１４の構成に特徴があり、主装置１のその他の構成や端末装置２及び表示装置３の構成については実施形態１と共通である。したがって、実施形態１と共通の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。

実施形態１における表示装置３では端末装置２から主装置１経由で受信する映像のみが表示可能であるが、本実施形態は、主装置１で録画した映像も表示装置３に伝送して表示可能である点に特徴がある。このために本実施形態では、録画部１４ｂが出力する映像のフォーマットを伝送用のフォーマットに変換する伝送フォーマット変換部１４ｆと、フォーマット変換された映像のフレームレートを調整するためのフレームレート調整手段たる間引き部１４ｇとを主装置１の表示／録画処理部１４に設けている。すなわち、録画部１４ｂから再生出力される映像（録画映像）のフォーマットが信号線Ｌｓを介して伝送される映像に適したフォーマットと異なるため、伝送フォーマット変換部１４ｆで録画映像のフォーマットを伝送に適したフォーマットに変換する必要がある。さらに、間引き部１４ｇでは、伝送フォーマット変換部１４ｆでフォーマット変換された録画映像を一時的に記憶（バッファリング）するとともに、伝送フレームレートと録画映像のフレームレートとの比（フレームレート比）を演算し、フレームレート比に応じて間引き処理が必要な録画映像のフレーム数を決定して間引き処理を行っており、かかる間引き処理によって伝送フレームレートと録画映像のフレームレートとの差分が調整可能となる。そして、間引き部１４ｇでフレームレート調整された映像が信号処理部１３でライン番号毎に複数の映像信号（映像データ）に分割され、その映像信号が変復調部１２により変調されて送受信部１１から多重分離分岐部１６を介して表示装置３に伝送され、表示装置３において、主装置１から伝送される映像信号を受信部３１で受信して復調部３２で復調し、信号処理部３３で再構成された映像を表示部３４に表示することができる。

而して、本実施形態では、主装置１において録画部１４ｂが出力する映像のフォーマットを伝送フォーマット変換部１４ｆで伝送用のフォーマットに変換し、フォーマット変換された映像のフレームレートを間引き部１４ｇで調整した後、フレームレート調整済みの映像を変復調部１２で変調して表示装置３に伝送するため、主装置１で録画した映像が表示装置３で表示できるとともに同じ映像を主装置１の表示部１４ｃにも表示できる。

ところで、図４に示すようにフレームメモリ１４ａでフレームレートが調整された映像と、録画部１４ｂが再生出力する映像とを択一的に切り換えてフォーマット変換部１４ｄに入力する切換手段たるセレクタ１４ｈを主装置１の表示／録画処理部１４に設ければ、録画部１４ｂが再生出力する映像を表示装置３に送信しながら、主装置１の表示部１４ｃでは、表示装置３に送信している映像と端末装置２から受信するリアルタイムの映像とを選択して表示することができる。

ここで、図５に示すようにゲート装置１０３の接続口に対して機能モジュール１０８のコネクタを接続するだけで機能モジュール１０８の電力路と、情報路とを同時に確保でき、しかも機能モジュール１０８をどのゲート装置１０３にも接続できるレイアウトフリーで施工性に優れた配線システムがある。かかる配線システムは、建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス１０２を設け、各スイッチボックス１０２間に壁面内に先行配線した電力線１１０と、情報線１１１とを送り配線するとともに、始端のスイッチボックス１０２に対しては配線盤１０１内に引き込まれ主幹ブレーカＭＢと、分岐ブレーカＢＢとを介して屋内に引き込まれて電力線１１０を導入し、また外部のインターネット網ＮＴにゲートウェイ１２０（ルータ、ハブ内蔵）を介して接続されている情報線１１１を導入してある。そして、このような配線システムに本発明に係る映像伝送システムを組み込むことも可能である。より具体的には、主装置１、端末装置２、表示装置３を、機能モジュール１０８としてゲート装置１０３に接続すればよい。

本発明の実施形態１を示すシステム構成図である。 （ａ）は同期信号並びにタイムスロットのタイムチャート、（ｂ）は同上における同期信号の説明図、（ｃ）は同上における映像信号の説明図である。 本発明の実施形態２を示すシステム構成図である。 同上の別のシステム構成図である。 同上を組み込む配線システムのシステム構成図である。

符号の説明

１ 主装置
２ 端末装置
３ 表示装置
１４ 表示／録画処理部
１４ａ フレームメモリ
１４ｂ 録画部
１４ｃ 表示部
１４ｄ フォーマット変換部
１４ｅ バッファ

Claims (5)

1. 信号線を介して映像信号を送信する１乃至複数の端末装置と、端末装置から送信される映像信号を受信して映像を表示する主装置とを備え、
   端末装置は、撮像手段と、撮像手段で撮像した映像を変調する変調手段と、変調手段で変調された映像信号を信号線を介して伝送する伝送手段とを有し、
   主装置は、信号線を介して伝送される映像信号を受信する受信手段と、受信手段で受信した映像信号を復調する復調手段と、復調手段で復調された映像のフレームレートを調整するためのフレームメモリと、フレームレート調整済みの映像を録画するとともに当該映像を出力する録画手段と、録画手段が出力する映像を表示する表示手段とを有することを特徴とする映像伝送システム。
2. 信号線を介して主装置と接続され、主装置経由で映像信号を受信して映像を表示する１乃至複数の表示装置を備え、
   表示装置は、信号線を介して伝送される映像信号を受信する受信手段と、受信手段で受信した映像信号を復調する復調手段と、復調手段で復調された映像を表示する表示手段とを有し、
   主装置は、録画手段が出力する映像のフォーマットを伝送用のフォーマットに変換する伝送フォーマット変換手段と、フォーマット変換された映像のフレームレートを調整するフレームレート調整手段と、フレームレート調整済みの映像を変調する変調手段と、変調された映像信号を表示装置に伝送する送信手段とを有することを特徴とする請求項１記載の映像伝送システム。
3. 主装置は、フレームメモリでフレームレートが調整された映像と、録画手段が出力する映像とを択一的に切り換えて表示手段に入力する切換手段を有することを特徴とする請求項２記載の映像伝送システム。
4. 主装置は、録画手段が録画した映像を再生する際の垂直同期タイミングと表示手段が映像を表示する際の垂直同期タイミングとを一致させるように調整するタイミング調整手段を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の映像伝送システム。
5. 主装置は、録画手段が出力する映像のフォーマットを表示手段における映像のフォーマットに変換する表示フォーマット変換手段を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の映像伝送システム。

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