JP2009267889A - 映像信号の送信装置、受信装置及び映像伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単方向通信路を用いて複数の映像信号を伝送する場合において、長時間動作させても安定した映像信号を伝送する。
【解決手段】送信装置２の多重部２５は、信号処理の基準となる映像クロック、及び映像クロックを逓倍した伝送クロックを用いて、映像信号における１フレームまたは１ラインのデータ量が整数で割り切れるサイズとした映像データを映像信号から分離し、映像信号パケットを生成し、伝送フレームヘッダーと系統毎の映像信号パケットとにより、映像信号を多重した伝送フレームを生成する。受信装置３は、伝送フレームの信号を受信し、伝送フレームから映像クロックを再生する。これにより、送信装置２及び受信装置３における信号処理部が、送信装置２の映像クロックに同期して動作するようになる。
【選択図】図２

Description

本発明は、映像信号の送信装置、受信装置及び映像伝送装置に関し、特に、複数のデジタル映像信号を多重して伝送する技術に関する。

従来、大容量の映像信号を伝送する映像伝送装置として、例えば、非特許文献１に記載のものが知られている。この映像伝送装置は、双方向通信路であるＩＰネットワークを用いて、複数の非圧縮デジタルハイビジョン信号を伝送する。

このような映像伝送装置では、双方向通信路における送信側の装置（送信装置）と受信側の装置（受信装置）との間の映像クロックを同期させることにより、映像信号を伝送するようになっている。また、非特許文献２には、双方向通信路における映像クロック同期化技術の概要及び実験結果が記載されている。

持田、外１名，「１０ギガビットネットワークにおける非圧縮ＨＤＴＶ映像多重伝送技術「ｉ−ＶｉｓｔｏゲートウェイＸＧ」」，ＮＴＴ技術ジャーナル，２００５年２月号，２００５ ｖｏｌ．１７ Ｎｏ．２，ｐ．４７−４９ 清水、外３名，「ｉ−Ｖｉｓｔｏによる非圧縮ＨＤＴＶ映像の多地点間同期伝送に関する共同実験」，ＮＴＴ技術ジャーナル，２００５年３月号，２００５ ｖｏｌ．１７ Ｎｏ．３，ｐ．８５−８８

非特許文献２の映像クロック同期化技術によれば、受信装置が、自装置に設けた映像フレームバッファのデータ量を監視し、映像クロックの周波数のずれを検出することにより、送信装置の映像クロックを制御する。つまり、この映像クロック同期化技術では、双方向通信路に適用することはできるが、単方向通信路（送信装置から受信装置へ映像信号が伝送される一方向の通信路）には適用することができないという問題があった。

そこで、前記課題を解決するため、本発明の目的は、単方向通信路を用いて複数の映像信号を伝送する場合において、受信装置が送信装置の映像クロックを再生することにより、長時間動作させても安定した映像信号を伝送可能な送信装置、受信装置及び映像伝送装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１の発明は、単方向通信路を介して受信装置へ、複数のデジタル映像信号を多重して送信する送信装置において、前記複数のデジタル映像信号に対して信号処理の基準となる映像クロックを発生する映像クロック発生部と、前記映像クロック発生部により発生した映像クロックに基づいて、デジタル映像信号の系統毎に同一サイズの映像信号パケットを生成し、前記映像信号パケットを含む伝送フレームに多重する多重部と、を備え、前記受信装置に、受信した伝送フレームの信号から、信号処理のための映像クロックを再生させる、ことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の送信装置において、前記多重部が、前記デジタル映像信号の系統毎に、前記映像クロックに基づいて、予め設定された同一サイズの映像データに分割する映像信号データ分割部と、前記映像クロックに基づいて、前記映像信号データ分割部により分割された映像データを含む映像信号パケットを生成する映像信号パケット生成部と、伝送フレームの先頭を示す伝送フレームヘッダーを生成する伝送フレームヘッダー生成部と、前記映像信号パケット生成部により生成された、デジタル映像信号の系統毎の映像信号パケットを合成し、前記伝送フレームヘッダー生成部により生成された伝送フレームヘッダーと、前記合成した映像信号パケットとを含む伝送フレームを生成するパケット合成部と、を備えていることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項２に記載の送信装置において、前記多重部の映像信号データ分割部により分割される映像データのサイズを、デジタル映像信号における１フレームまたは１ラインのデータ量が整数で割り切れるサイズとする、ことを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１から３までのいずれか一項に記載の送信装置において、前記デジタル映像信号をＨＤ−ＳＤＩ信号とする、ことを特徴とする。

また、請求項５の発明は、デジタル映像信号処理の基準となる映像クロックに基づいて、複数のデジタル映像信号を多重し、前記映像クロックに同期した伝送フレームの信号を送信する送信装置から、単方向通信路を介して前記伝送フレームの信号を受信する受信装置において、前記受信した伝送フレームの信号から、前記映像クロックを再生する映像クロック再生部と、前記映像クロック再生部により再生された映像クロックに基づいて、前記受信した伝送フレームの信号から、前記伝送フレームに含まれるデジタル映像信号の系統毎の映像信号パケットに分離する分離部と、を備え、前記分離部により分離された映像信号パケットにより、前記送信装置が多重する以前における元の複数のデジタル映像信号を生成する、ことを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項５に記載の受信装置において、前記送信装置が複数のデジタル映像信号を多重して伝送フレームを生成する際に基準としたクロック信号を、前記受信した伝送フレームの信号から再生する受信インターフェース部を備え、前記映像クロック再生部が、受信インターフェース部により再生されたクロック信号を分周し、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）により映像クロックを再生する、ことを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項５または６に記載の受信装置において、前記デジタル映像信号をＨＤ−ＳＤＩ信号とする、ことを特徴とする。

また、請求項８の発明は、請求項１から４までのいずれか一項に記載の送信装置と、請求項５から７までのいずれか一項に記載の受信装置と、を備えたことを特徴とする映像伝送装置である。

以上のように、本発明によれば、単方向通信路を用いて複数の映像信号を伝送する場合において、受信装置が送信装置の映像クロックを再生するようにした。これにより、送信装置及び受信装置における全ての信号処理部が、送信装置の映像クロックに同期して動作するようになる。したがって、送信装置及び受信装置を長時間動作させたとしても、映像データのアンダーフロー及びオーバーフローが発生することがないから、安定した映像信号を伝送することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔映像伝送装置〕
まず、映像伝送装置について説明する。図１は、本発明の実施形態による送信装置及び受信装置を含む映像伝送装置の全体構成を示す図である。この映像伝送装置１は、単方向通信路を用いて複数のデジタル映像信号（以下、「映像信号」という。）を伝送する映像伝送システムであり、送信装置２及び受信装置３により構成される。送信装置２と受信装置３とは、単方向通信路である伝送路４により接続される。

送信装置２は、自装置により発生した映像クロックに基づいて複数の映像信号を多重し、伝送フレームを構成する。そして、伝送フレームからなる伝送信号を、伝送路４を介して受信装置３へ送信する。ここで、送信装置２は、伝送フレームを構成する際に、映像信号における１フレームのデータ量（ビット数、バイト数）または１ラインのデータ量（ビット数、バイト数）が整数で割り切れるサイズを基準にして、映像信号の分割処理を行う。このようなサイズを基準にした伝送フレームを構成することにより、受信装置３は、送信装置２にて使用する映像クロックを再生することができる。つまり、送信装置２及び受信装置３において、同じ映像クロックに基づいて、信号処理を行うことができる。詳細については後述する。

受信装置３は、送信装置２から送信された伝送信号を受信し、送信装置２において使用している映像クロックに同期したクロックを再生し、受信した伝送信号から元の複数の映像信号を生成する。

伝送路４は、送信装置２から受信装置３へ複数の映像信号が伝送信号として伝送される単方向通信路である。例えば、無線伝送路、光ファイバによる伝送路である。

〔送信装置〕
次に、図１に示した送信装置２について説明する。図２は、本発明の実施形態による送信装置２の構成を示すブロック図である。この送信装置２は、映像クロック発生部２１、ＨＤＴＶ同期信号発生部２２、ＨＤＴＶインターフェース部（ＨＤＴＶ Ｉ／Ｆ）２３−１〜２３−６、伝送クロック発生部２４、多重部２５及び送信インターフェース部（Ｔｘ Ｉ／Ｆ）２６を備えている。

映像クロック発生部２１は、映像伝送装置１において映像信号処理用の基準クロックとなる映像クロック信号を発生する。例えば、ハイビジョンの１０８０ ５０ｉの規格では、映像クロックとして周波数７４．２５ＭＨｚの信号を発生し、１０８０ ５９．９４ｉの規格では、映像クロックとして周波数７４．２５／１．００１ＭＨｚの信号を発生する。この映像クロック信号は、ＨＤＴＶ同期信号発生部２２、伝送クロック発生部２４及び多重部２５に出力される。

ＨＤＴＶ同期信号発生部２２は、映像クロック発生部２１により発生した映像クロック信号を入力し、この映像クロックに基づいて、ハイビジョン映像信号の処理のための同期信号（ＨＤＴＶ同期信号）を発生する。この同期信号は、電波産業会（ＡＲＩＢ）においてＢＴＡ Ｓ−００１Ｂで規格化されている正負両極性３値形式の信号であり、ＨＤＴＶインターフェース部２３−１〜２３−６に出力される。

ＨＤＴＶインターフェース部２３−１〜２３−６は、映像機器５−１〜５−６との間で信号の入出力を行い、入力した映像信号を多重部２５に出力する。具体的には、ＨＤＴＶ同期信号発生部２２により発生した同期信号を入力し、映像機器５−１〜５−６へそれぞれ出力する。また、映像機器５−１〜５−６から映像信号を入力し、多重部２５にそれぞれ出力する。このＨＤＴＶインターフェース部２３−１〜２３−６は、多重部２５において多重する映像信号の数と同じ数だけ必要となる。図２の例では６個である。

ここで、映像機器５−１〜５−６は、例えばハイビジョンカメラであり、送信装置２のＨＤＴＶインターフェース部２３−１〜２３−６から同期信号を入力し、この同期信号に基づいて、送信装置２の映像クロック発生部２１により発生した映像クロック信号に同期したクロックを、映像機器内部にて発生する。映像機器５−１〜５−６は、この同期したクロックを使用し、映像機器内部の映像信号処理回路を動作させることにより、送信装置２の映像クロック発生部２１により発生した映像クロック信号に同期した映像信号（ＨＤＴＶ映像信号）を生成する。この映像信号は、例えば、ＳＭＰＴＥの２９２Ｍで規格化されているＨＤＴＶシリアルデジタル信号（ＨＤ−ＳＤＩ信号）であり、送信装置２のＨＤＴＶインターフェース部２３−１〜２３−６へ出力される。

伝送クロック発生部２４は、映像クロック発生部２１により発生した映像クロック信号を入力し、この映像クロックに基づいて、ＨＤＴＶ同期信号発生部２２により発生した同期信号に同期した伝送クロック信号を発生する。この伝送クロック信号は、送信装置２から伝送する複数の映像信号を多重した伝送信号の基準となる信号であり、多重部２５及び送信インターフェース部２６に出力され、信号処理を行うために必要な周波数のクロック信号として用いられる。伝送クロック発生部２４の詳細については後述する。

多重部２５は、ＨＤＴＶインターフェース部２３−１〜２３−６から映像信号を、映像クロック発生部２１から映像クロック信号を、伝送クロック発生部２４から伝送クロック信号をそれぞれ入力し、後述する伝送フレームの信号形式に従って、入力した複数の映像信号を多重化する。多重化した映像信号は、伝送フレーム信号として送信インターフェース部２６に出力される。本発明の実施形態では、多重部２５により生成される伝送フレーム信号が、受信装置３において映像クロックを再生することができるような信号形式になっている点に特徴がある。多重部２５の詳細については後述する。

送信インターフェース部２６は、多重部２５から伝送フレーム信号を、伝送クロック発生部２４から伝送クロック信号をそれぞれ入力し、伝送信号に適した形式の信号に変換するための処理、例えば、パラレル・シリアル変換、信号増幅等の処理を行い、電気・光信号または電波形式の信号に変換し、伝送信号として伝送路４を介して受信装置３へ送信する。

〔伝送フレーム〕
次に、伝送フレームについて説明する。図３は、映像信号がＨＤ−ＳＤＩ信号の場合における伝送フレームの構成例を説明する図である。図３に示す伝送フレーム信号は、図２に示した送信装置２の多重部２５により、６本の映像信号を多重して生成した信号である。伝送フレーム信号は、複数の伝送フレームにより構成され、伝送フレームは、伝送フレームヘッダー及び６個の映像信号のパケット（映像信号パケット）を組として、複数の組により構成されている。伝送フレームヘッダーは、伝送フレームのフレーム同期検出用のデータからなり、伝送フレーム信号の中に周期的に挿入されている。映像信号パケットは、映像信号を分割してパケット化したデータである。つまり、映像信号１のパケット１、映像信号１のパケット２等は、ＨＤＴＶインターフェース部２３−１からの映像信号を、予め設定されたサイズに分割してパケット化したデータである。同様に、映像信号２〜６のパケット１，パケット２等は、ＨＤＴＶインターフェース部２３−２〜２３−６からの映像信号を、予め設定されたサイズに分割してパケット化したデータである。

〔映像信号パケット〕
次に、映像信号パケットについて説明する。図４は、映像信号パケットの構成例を説明する図である。この映像信号パケットは、図３に示した伝送フレームにおける映像信号パケットに相当し、パケットヘッダー、映像データ及びパリティにより構成されている。パケットヘッダーは、映像信号パケットの同期検出用のデータからなる。映像データは、映像信号を、予め設定された一定のサイズで分割したデータである。そのサイズは、受信装置３において映像クロックを再生する必要があるため、映像信号における１フレームのデータ量、または映像信号における１ラインのデータ量が、ちょうど整数で割り切れるようにしたサイズ、すなわち、映像信号における１フレームまたは１ラインのデータ量が整数で割り切れる場合の、その割算結果のサイズであればよい。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、映像データのサイズを、受信装置３において映像クロックを再生するために必要な、映像データのサイズの例を示す図である。図５（ａ）は、映像データの分割サイズを１ライン単位とした例を示している。具体的には、映像信号パケットを構成する映像データのサイズを１ライン単位とした場合、１０８０ ５０ｉの規格のとき、そのサイズは５２８０ワード（１ワードは１０ビット）、すなわち５２８００ビットである。また、１０８０ ５９．９４ｉの規格のとき、そのサイズは４４００ワード、すなわち４４０００ビットである。

一方、図５（ｂ）は、映像データの分割サイズを１ラインの１／１０単位とした例を示している。具体的には、映像信号パケットを構成する映像データのサイズを１ラインの１／１０単位とした場合、１０８０ ５０ｉの規格のとき、そのサイズは５２８ワード、すなわち５２８０ビットである。また、１０８０ ５９．９４ｉの規格のとき、そのサイズは４４０ワード、すなわち４４００ビットである。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示したように、多重部２５は、入力した映像信号を、その１フレームまたは１ラインのデータ量がちょうど整数で割り切れるサイズの映像データに分割し、そのサイズの映像データを含む映像信号パケットからなる伝送フレームを生成する。

〔多重部〕
次に、図２に示した送信装置２の多重部２５について説明する。図６は、多重部２５の構成を示すブロック図である。この多重部２５は、映像信号データ分割部２５１−１〜２５１−６、誤り訂正符号パリティ生成部２５２−１〜２５２−６、パケットヘッダー生成部２５３−１〜２５３−６、映像信号パケット生成部２５４−１〜２５４−６、伝送フレームヘッダー生成部２５５及びパケット合成部２５６を備えている。また、映像信号データ分割部２５１−１〜２５１−６、誤り訂正符号パリティ生成部２５２−１〜２５２−６、パケットヘッダー生成部２５３−１〜２５３−６及び映像信号パケット生成部２５４−１〜２５４−６は、第１〜第６信号処理系統をそれぞれ構成している。これらの信号処理系統は、多重する映像信号の数に対応した同一の信号処理系統である。尚、図６は、６系統の映像信号を多重する例を示している。ここでは、伝送路誤りを訂正するために、誤り訂正のパリティをパケットに付加しているが、誤り訂正のパリティはなくてもよい。

このような構成により、多重部２５は、ＨＤＴＶインターフェース部２３−１〜２３−６から映像信号をそれぞれ入力し、映像クロック発生部２１から映像クロックを、伝送クロック発生部２４から伝送クロックをそれぞれ入力し（図示せず）、各映像信号について、予め設定されたサイズ（入力した映像信号の１フレームまたは１ラインのデータ量がちょうど整数で割り切れるサイズ）の映像データに分割して映像信号パケットを生成し、その生成した映像信号パケットを合成して伝送フレームを生成する。以下、第１信号処理系統について、具体的に説明する。

映像信号データ分割部２５１−１は、ＨＤＴＶインターフェース部２３−１から映像信号を入力し、入力した映像信号について、予め設定されたサイズの映像データに分割する。分割した映像データは、誤り訂正符号パリティ生成部２５２−１及び映像信号パケット生成部２５４−１に出力される。

誤り訂正符号パリティ生成部２５２−１は、映像信号データ分割部２５１−１から分割した映像データを入力し、その映像データについて誤り訂正を行うためのパリティを生成する。生成したパリティは、映像信号パケット生成部２５４−１に出力される。

パケットヘッダー生成部２５３−１は、パケットヘッダーとして、映像信号パケットのパケット同期検出用データ（映像信号パケットの先頭を示す情報）を生成する。生成したパケットヘッダーは、映像信号パケット生成部２５４−１に出力され、受信装置３において映像信号パケットを検出するために使用される。

映像信号パケット生成部２５４−１は、映像信号データ分割部２５１−１から分割した映像データを、誤り訂正符号パリティ生成部２５２−１からパリティを、パケットヘッダー生成部２５３−１からパケットヘッダーをそれぞれ入力し、これらを合成し、図４に示した映像信号パケットを生成する。生成した映像信号パケットは、パケット合成部２５６に出力される。以上、第１信号処理系統について説明したが、第２〜第６信号処理系統についても同様である。

伝送フレームヘッダー生成部２５５は、伝送フレームヘッダーとして、伝送フレームのフレーム同期検出用データ（伝送フレームの先頭を示す情報）を生成する。生成した伝送フレームヘッダーは、パケット合成部２５６に出力され、受信装置３において伝送フレームを検出するために使用される。

パケット合成部２５６は、第１〜第６信号処理系統の映像信号パケット生成部２５４−１〜２５４−６から映像信号パケットをそれぞれ入力し、伝送フレームヘッダー生成部２５５から伝送フレームヘッダーを入力し、各系統の映像信号パケット及び伝送フレームヘッダーを多重して合成し、図３に示した伝送フレームを生成し、伝送フレーム信号として出力する。尚、第１〜第６信号処理系統の映像信号パケット生成部２５４−１〜２５４−６から入力する映像信号パケットは、全て同じサイズである。

図７（ａ）は、送信装置２におけるＨＤＴＶインターフェース部２３−１等の各信号処理部が映像クロックに同期して動作する場合の、図６に示した映像信号パケット生成部２５４−１〜２５４−６により生成される映像信号パケットの構成例を示す図である。この映像信号パケットは、パケットヘッダーを１００ビット、映像信号の分割サイズ（映像データ）を５２８００ビット（映像１ライン分）、誤り訂正のパリティを２００ビットとした場合に、合計のデータ量が５３１００ビットの例を示している。つまり、映像信号データ分割部２５１−１〜２５１−６は、映像信号を５２８００ビットサイズの映像データに分割し、誤り訂正符号パリティ生成部２５２−１〜２５２−６は、分割された映像データに対し、誤り訂正を行うための２００ビットのパリティを生成し、パケットヘッダー生成部２５３−１〜２５３−６は、１００ビットのパケットヘッダーを生成する。そして、映像信号パケット生成部２５４−１〜２５４−６は、これらの映像データ、パリティ及びパケットヘッダーを合成し、図７（ａ）に示した映像信号パケットを生成する。

図７（ｂ）は、送信装置２におけるＨＤＴＶインターフェース部２３−１等の各信号処理部が映像クロックに同期して動作する場合の、図６に示したパケット合成部２５６により生成される伝送フレームの構成例を示す図である。この伝送フレームは、伝送フレームヘッダーを６００ビット、各映像信号パケットを５３１００ビットとした場合に、合計のデータ量が３１９２００ビットの例を示している。つまり、伝送フレームヘッダー生成部２５５は、６００ビットの伝送フレームヘッダーを生成し、パケット合成部２５６は、映像信号パケット生成部２５４−１〜２５４−６からの映像信号パケットと、伝送フレームヘッダー生成部２５５からの伝送フレームヘッダーとを多重して合成し、図７（ｂ）に示した伝送フレームを生成する。

図８は、図２に示した送信装置２の多重部２５において使用するクロック周波数について、そのシステムクロックの系統図を示している。以下、図７（ａ）に示した映像信号パケットの構成例、及び図７（ｂ）に示した伝送フレームの構成例の場合の、多重部２５の映像信号データ分割部２５１（映像信号データ分割部２５１−１〜２５１−６の各部を意味する。）、映像信号パケット生成部２５４（映像信号パケット生成部２５４−１〜２５４−６の各部を意味する。）及びパケット合成部２５６において使用するクロック周波数について説明する。

映像信号データ分割部２５１は、映像クロック発生部２１から周波数７４．２５ＭＨｚの映像クロック信号を入力する。つまり、映像信号データ分割部２５１において使用するクロック周波数は映像クロックの周波数７４．２５ＭＨｚと同じである。

したがって、映像信号データ分割部２５１は、映像クロックのクロック周波数７４．２５ＭＨｚを使用して、映像信号を、予め設定された５２８００ビットサイズの映像データに分割する。

映像信号パケット生成部２５４は、伝送クロック発生部２４から、映像クロック発生部２１からの映像クロックを１７７／１７６に逓倍した周波数７４．６７１８７５ＭＨｚの伝送クロック信号を入力する。映像信号パケット生成部２５４のクロック周波数は、映像信号の分割サイズである映像データのサイズ５２８００ビットと映像信号パケットのサイズ５３１００ビットとの関係から、映像クロックの周波数×映像信号パケットサイズ／映像信号の分割サイズにより算出される。具体的には、
７４．２５ＭＨｚ×５３１００／５２８００＝７４．２５ＭＨｚ×１７７／１７６
＝７４．６７１８７５ＭＨｚ
である。ここで、７４．２５ＭＨｚは、１０８０ ５０ｉの規格において映像信号のデータが２０ビットパラレル信号のときの映像クロックの周波数である。また、映像信号パケットのサイズは、映像信号の分割サイズとパケットヘッダーのサイズと誤り訂正のパリティのサイズとを合計したサイズである。

したがって、映像信号パケット生成部２５４は、映像信号の分割サイズ（映像データサイズ）が映像クロックの周波数に対応した場合において、映像信号パケットのサイズに対応するクロック周波数、すなわち、周波数７４．６７１８７５ＭＨｚのクロックを使用して、映像データ等を合成して映像信号パケットを生成する。

パケット合成部２５６は、伝送クロック発生部２４から、映像クロック発生部２１からの映像クロックを１３３／２２に逓倍した周波数４４８．８７５ＭＨｚの伝送クロック信号を入力する。パケット合成部２５６のクロック周波数は、映像信号の分割サイズである映像データのサイズ５２８００ビットと多重後の伝送フレームのサイズ３１９２００ビットとの関係から、映像クロックの周波数×多重後の伝送フレームサイズ/映像信号の分割サイズにより算出される。具体的には、
７４．２５ＭＨｚ×３１９２００／５２８００＝７４．２５ＭＨｚ×１３３／２２
＝４４８．８７５ＭＨｚ
である。ここで、多重後の伝送フレームサイズは、映像信号パケットサイズ×多重数＋伝送フレームヘッダーサイズにより算出されたサイズである。

したがって、パケット合成部２５６は、映像信号の分割サイズ（映像データサイズ）が映像クロックの周波数に対応した場合において、伝送フレームのサイズに対応するクロック周波数、すなわち、周波数４４８．８７５ＭＨｚのクロックを使用して、映像信号パケットを多重して合成し、伝送フレームを生成する。

送信インターフェース部２６は、伝送クロック発生部２４から、映像クロック発生部２１からの映像クロックを１３３／２２に逓倍した周波数４４８．８７５ＭＨｚのクロック信号を入力する。送信インターフェース部２６のクロック周波数は、パラレル信号からシリアル信号に変換する際のパラレル信号のビット長２０ビットと、多重部２５のパケット合成部２５６におけるクロック周波数４４８．８７５ＭＨｚとの関係から、ビット長×パケット合成部２５６におけるクロック周波数により算出される。具体的には、
２０×４４８．８７５ＭＨｚ＝８．９７７５ＧＨｚ
である。

したがって、送信インターフェース部２６は、多重部２５と同じ周波数４４８．８７５ＭＨｚの伝送クロックを使用し、多重部２５からのパラレル信号である伝送フレーム信号をパラレル・シリアル変換し、変換したシリアル信号を伝送信号として送信する。

以上のように、本発明の実施形態による送信装置２によれば、ＨＤＴＶインターフェース部２３−１〜２３−６が、ＨＤＴＶ同期信号発生部２２から、映像クロックに基づいて発生させた同期信号を入力し、インターフェース処理を行うようにした。また、多重部２５が、映像クロック発生部２１から映像クロック信号を、伝送クロック発生部２４から、映像クロックを逓倍して発生させた伝送クロック信号をそれぞれ入力し、多重処理を行うようにした。また、送信インターフェース部２６が、伝送クロック発生部２４から、映像クロックを逓倍して発生させた伝送クロックを入力し、インターフェース処理を行うようにした。これにより、これらの信号処理部は、映像クロック発生部２１にて発生した映像クロックに同期して動作することができる。また、送信装置２は、映像クロックに同期した伝送信号を送信することができる。

これにより、受信装置３は、伝送路４を介して送信装置２により送信された、映像クロックに同期した伝送信号を受信することにより、その映像クロック（送信装置２の映像クロック）を再生することができる。つまり、送信装置２及び受信装置３における全ての信号処理部が、送信装置２の映像クロックに同期して動作するようになる。したがって、送信装置２及び受信装置３を長時間動作させたとしても、映像データのアンダーフロー及びオーバーフローが発生することがないから、安定した映像信号を伝送することが可能となる。

〔受信装置〕
次に、図１に示した受信装置３について説明する。図９は、本発明の実施形態による受信装置３の構成を示すブロック図である。この受信装置３は、受信インターフェース部（Ｒｘ Ｉ／Ｆ）３１、映像クロック再生部３２、分離部３３、誤り訂正・ＨＤ−ＳＤＩフレーム処理部３４−１〜３４−６及びＨＤ−ＳＤＩ送信インターフェース部（ＨＤ−ＳＤＩ Ｔｘ Ｉ／Ｆ）３５−１〜３５−６を備えている。以下の説明は、図７（ａ）に示した映像信号パケットサイズ、図７（ｂ）に示した伝送フレームサイズ、並びに、図８に示した周波数及び逓倍率に基づいている。

受信インターフェース部３１は、送信装置２から伝送路４を介して、映像クロックに同期した伝送信号（電気・光信号または電波形式の信号）を受信し、クロック再生を行う。具体的には、ＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ Ｄａｔａ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）回路等を用いてクロック再生処理を行い、周波数４４８．８７５ＭＨｚの再生クロック信号を生成する。また、受信インターフェース部３１は、受信した伝送信号に対し同期処理を行い、シリアル・パラレル変換処理等を行う。このようにして生成した再生クロック信号は、映像クロック再生部３２に出力され、同期処理及びシリアル・パラレル変換処理等が行われた信号は、再生クロック信号に同期した映像信号として、分離部３３に出力される。

映像クロック再生部３２は、受信インターフェース部３１から周波数４４８．８７５ＭＨｚの再生クロック信号を入力し、この再生クロック信号を分周回路により、２２／１３３で分周し、映像クロックと同じ周波数７４．２５ＭＨｚのクロック信号を生成する。そして、ＰＬＬにより、ＶＣＸＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｘｔａｌ）等を用いて、安定したクロック信号を生成する。ＰＬＬから出力されたクロック信号は、送信装置２により送信された伝送信号に同期している。すなわち、送信装置２の基準としている映像クロックに同期している。これにより、映像クロック信号を再生することができる。尚、再生クロック信号を分離せずに直接４４８．８５７ＭＨｚの再生クロック信号をＸｔａｌに入力し、安定した７４．２５ＭＨｚのクロックを生成してもよい。

また、映像クロック再生部３２は、ＰＬＬからのクロック信号を１３３／２２に逓倍し、周波数４８８．８７５ＭＨｚのクロック信号を生成し、分離部３３に出力する。また、ＰＬＬからのクロック信号を１７７／１７６に逓倍し、周波数７４．６７１８７５ＭＨｚのクロック信号を生成し、誤り訂正・ＨＤ−ＳＤＩフレーム処理部３４−１〜３４−６に出力する。また、ＰＬＬからの周波数７４．２５ＭＨｚのクロック信号をＨＤ−ＳＤＩ送信インターフェース部３５−１〜３５−６に出力する。

分離部３３は、受信インターフェース部３１から映像信号を入力し、映像クロック再生部３２から周波数４８８．８７５ＭＨｚのクロック信号を入力し、送信装置２の多重部２５にて行われた伝送フレームヘッダーを合成する処理等の逆の処理を行う。また、伝送フレームの伝送フレームヘッダー及び映像信号パケットのパケットヘッダーを検出して系統毎の信号に分け、映像信号の分離を行う。ここで、映像信号は、多重部２５にて多重した数と同数（６本）の信号に分離される。分離した映像信号は、誤り訂正・ＨＤ−ＳＤＩフレーム処理部３４−１〜３４−６にそれぞれ出力される。

誤り訂正・ＨＤ−ＳＤＩフレーム処理部３４−１は、分離部３３により分離された６本の映像信号のうち、第１信号処理系統の映像信号を入力し、映像クロック再生部３２から周波数７４．６７１８７５ＭＨｚのクロック信号を入力し、送信装置２の誤り訂正符号パリティ生成部２５２−１にて生成した誤り訂正のパリティ（映像信号パケットのパリティ）を用いて、伝送路誤りの訂正を行う。そして、送信装置２の映像信号パケット生成部２５４−１にて行った、映像データ、誤り訂正のパリティ及びパケットヘッダーの合成処理の逆の処理を行い、ＨＤ−ＳＤＩ信号である映像信号（信号フレーム）の再生を行う。再生した信号フレームは、ＨＤ−ＳＤＩ送信インターフェース部３５−１に出力される。誤り訂正・ＨＤ−ＳＤＩフレーム処理部３４−２〜３４−６についても同様である。

ＨＤ−ＳＤＩ送信インターフェース部３５−１は、誤り訂正・ＨＤ−ＳＤＩフレーム処理部３４−１から信号フレームを入力し、映像クロック再生部３２から周波数７４．２５ＭＨｚのクロック信号を入力し、パラレル・シリアル変換処理等を行った後、規定されたフォーマットの映像信号（この例ではＨＤ−ＳＤＩ信号）を出力する。ＨＤ−ＳＤＩ送信インターフェース部３５−２〜３５−６についても同様である。

以上のように、本発明の実施形態による受信装置３によれば、受信インターフェース部３１が、受信した伝送信号からクロック信号を再生し、映像クロック再生部３２が、分周回路及びＰＬＬにより、伝送信号に同期した信号、すなわち、送信装置２の映像クロック信号に同期した信号を再生するようにした。そして、映像クロック再生部３２は、再生した映像クロック信号を用いて、予め設定された倍率にて逓倍してクロック信号を生成し、そのクロック信号（送信装置２の映像クロックに同期しているクロック信号）を、分離部３３、誤り訂正・ＨＤ−ＳＤＩフレーム処理部３４−１〜３４−６及びＨＤ−ＳＤＩ送信インターフェース部３５−１〜３５−６の各信号処理部に供給するようにした。これにより、受信装置３の各信号処理部は、映像クロックに同期して動作することができるから、送信装置２の各信号処理部に同期して動作することができる。したがって、送信装置２及び受信装置３を長時間動作させたとしても、映像データのアンダーフロー及びオーバーフローが発生することがないから、安定した映像信号を伝送することが可能となる。

以上、実施形態を上げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。前記実施形態では、送信装置２及び受信装置３において、６系統により信号処理を行うようにしたが、本発明は、その系統数を限定するものではない。

また、前記実施形態では、送信装置２の多重部２５が、図３に示したように、映像信号１のパケット１，映像信号２のパケット１，・・・，映像信号６のパケット１，映像信号１のパケット２，映像信号２のパケット２，・・・，映像信号６のパケット２，・・・の順番に多重して伝送フレームを生成するようにしたが、本発明は、この順番を限定するものではない。例えば、映像信号１のパケット１，映像信号１のパケット２，・・・，映像信号１のパケット６，映像信号２のパケット１，映像信号２のパケット２，・・・，映像信号２のパケット６，・・・の順番に多重して伝送フレームを生成するようにしてもよい。つまり、多重部２５は、図３に示したように、映像信号１〜６の順番でパケット単位に多重して伝送フレームを生成するようにしてもよいし、映像信号１〜６の順番で６個のパケット毎に多重して伝送フレームを生成するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、送信装置２における多重部２５のパケットヘッダー生成部２５３−１〜２５３−６が、パケットヘッダーを生成し、映像信号パケット生成部２５４−１〜２５４−６が、パケットヘッダーを含む映像信号パケットを生成し、受信装置３の分離部３３が、映像信号パケットに含まれるパケットヘッダーを検出して、系統毎の映像信号に分離するようにしたが、送信装置２の多重部２５は、この映像信号パケット生成部２５４を備えていなくてもよい。この場合、送信装置２の映像信号パケット生成部２５４−１〜２５４−６は、パケットヘッダーを含まない映像信号パケットを生成し、受信装置３の分離部３３は、伝送フレームに含まれる伝送フレームヘッダーにより伝送フレームの先頭を検出し、その先頭から所定のビット長をカウントして系統毎に映像信号パケットを分け、系統毎の映像信号に分離する。

また、前記実施形態では、映像信号をＨＤ−ＳＤＩ信号として説明したが、本発明はこの信号に限定するものではなく、他の信号にも適用がある。

本発明の実施形態による送信装置及び受信装置を含む映像伝送装置の全体構成を示す図である。 本発明の実施形態による送信装置を示すブロック図である。 映像信号がＨＤ−ＳＤＩ信号の場合における伝送フレームの構成例を説明する図である。 映像信号パケットの構成例を説明する図である。 （ａ）は、映像データの分割サイズを１ライン単位とした例を示す図である。（ｂ）は、映像データの分割サイズを１ラインの１／１０単位とした例を示す図である。 送信装置の多重部の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、送信装置の各信号処理部が映像クロックに同期して動作する場合の、映像信号パケットの構成例を示す図である。（ｂ）は、伝送フレームの構成例を示す図である。 送信装置が使用するシステムクロックの系統図である。 本発明の実施形態による受信装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 映像伝送装置
２ 送信装置
３ 受信装置
４ 伝送路
５ 映像機器
２１ 映像クロック発生部
２２ ＨＤＴＶ同期信号発生部
２３ ＨＤＴＶインターフェース部
２４ 伝送クロック発生部
２５ 多重部
２６ 送信インターフェース部
３１ 受信インターフェース部
３２ 映像クロック再生部
３３ 分離部
３４ 誤り訂正・ＨＤ−ＳＤＩフレーム処理部
３５ ＨＤ−ＳＤＩ送信インターフェース部
２５１ 映像信号データ分割部
２５２ 誤り訂正符号パリティ生成部
２５３ パケットヘッダー生成部
２５４ 映像信号パケット生成部
２５５ 伝送フレームヘッダー生成部
２５６ パケット合成部

Claims (8)

1. 単方向通信路を介して受信装置へ、複数のデジタル映像信号を多重して送信する送信装置において、
   前記複数のデジタル映像信号に対して信号処理の基準となる映像クロックを発生する映像クロック発生部と、
   前記映像クロック発生部により発生した映像クロックに基づいて、デジタル映像信号の系統毎に同一サイズの映像信号パケットを生成し、前記映像信号パケットを含む伝送フレームに多重する多重部と、を備え、
   前記受信装置に、受信した伝送フレームの信号から、信号処理のための映像クロックを再生させる、ことを特徴とする送信装置。
2. 請求項１に記載の送信装置において、
   前記多重部は、
   前記デジタル映像信号の系統毎に、前記映像クロックに基づいて、予め設定された同一サイズの映像データに分割する映像信号データ分割部と、
   前記映像クロックに基づいて、前記映像信号データ分割部により分割された映像データを含む映像信号パケットを生成する映像信号パケット生成部と、
   伝送フレームの先頭を示す伝送フレームヘッダーを生成する伝送フレームヘッダー生成部と、
   前記映像信号パケット生成部により生成された、デジタル映像信号の系統毎の映像信号パケットを合成し、前記伝送フレームヘッダー生成部により生成された伝送フレームヘッダーと、前記合成した映像信号パケットとを含む伝送フレームを生成するパケット合成部と、
   を備えていることを特徴とする送信装置。
3. 請求項２に記載の送信装置において、
   前記多重部の映像信号データ分割部により分割される映像データのサイズを、デジタル映像信号における１フレームまたは１ラインのデータ量が整数で割り切れるサイズとする、ことを特徴とする送信装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の送信装置において、
   前記デジタル映像信号をＨＤ−ＳＤＩ信号とする、ことを特徴とする送信装置。
5. デジタル映像信号処理の基準となる映像クロックに基づいて、複数のデジタル映像信号を多重し、前記映像クロックに同期した伝送フレームの信号を送信する送信装置から、単方向通信路を介して前記伝送フレームの信号を受信する受信装置において、
   前記受信した伝送フレームの信号から、前記映像クロックを再生する映像クロック再生部と、
   前記映像クロック再生部により再生された映像クロックに基づいて、前記受信した伝送フレームの信号から、前記伝送フレームに含まれるデジタル映像信号の系統毎の映像信号パケットに分離する分離部と、を備え、
   前記分離部により分離された映像信号パケットにより、前記送信装置が多重する以前における元の複数のデジタル映像信号を生成する、ことを特徴とする受信装置。
6. 請求項５に記載の受信装置において、
   前記送信装置が複数のデジタル映像信号を多重して伝送フレームを生成する際に基準としたクロック信号を、前記受信した伝送フレームの信号から再生する受信インターフェース部を備え、
   前記映像クロック再生部は、受信インターフェース部により再生されたクロック信号を分周し、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）により映像クロックを再生する、ことを特徴とする受信装置。
7. 請求項５または６に記載の受信装置において、
   前記デジタル映像信号をＨＤ−ＳＤＩ信号とする、ことを特徴とする受信装置。
8. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の送信装置と、請求項５から７までのいずれか一項に記載の受信装置と、を備えたことを特徴とする映像伝送装置。