JP4660377B2

JP4660377B2 - 無線映像送信装置、映像送信装置、無線映像受信装置、映像受信装置、無線映像送受信システム及び映像送受信システム

Info

Publication number: JP4660377B2
Application number: JP2005515746A
Authority: JP
Inventors: 忠網野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2024-10-28
Also published as: TW200524434A; KR20060103453A; CN1886989A; WO2005053316A1; CN1886989B; US8442123B2; JPWO2005053316A1; US20070081594A1; TWI249357B; KR100776277B1

Description

本発明は、無線映像送信装置、無線映像受信装置及び無線映像送受信システム並びに信号生成装置、信号復号装置及び信号生成復号装置に関し、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（ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）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。

図４に、ディジタル放送システムにおける無線映像送受信システムの構成を示す。ＤＶＤ３０又はＶＴＲ３２から出力された映像信号及び音声信号はそれぞれＮＴＳＣエンコーダ１１及びオーディオ・アナログ／ディジタル変換器３６に入力され、それぞれアナログ信号からディジタル信号に変換される。これらのディジタル信号は、コーデック３８に入力され、圧縮処理等の所定の処理を受けてトランスポートストリームとして出力される。そして、無線送信部４０において変調を受けて無線信号として送出される。

また、送信された無線信号は無線映像受信装置の無線受信部４２において受信される。受信された無線信号はコーデック４４に入力され、コーデック３８で行われた処理の逆変換処理にあたる伸張（解凍）処理等の処理を受け、映像信号と音声信号とがそれぞれＮＴＳＣデコーダ４６及びオーディオ・ディジタル／アナログ変換器４８に入力される。ＮＴＳＣデコーダ４６及びオーディオ・ディジタル／アナログ変換器４８では、映像信号及び音声信号がそれぞれアナログ信号に変換されてディスプレイ５０に出力される。これによって、ディスプレイ５０に無線送信された映像信号を表示することができる。

ところで、コーデック３８及びコーデック４４では、かかるディジタル放送システムで送出側と受信側とのクロック同期をとるために、ＰＣＲ（ｐｒｏｇｒａｍｃｌｏｃｋｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）をトランスポートストリームに多重している。

具体的には、送出側はアクセスユニットと呼ばれる復号・再生のパケットごとにＰＣＲデータを挿入する。受信側はＰＭＴ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｐｔａｂｌｅ）の記述に基づいてＰＣＲデータの挿入箇所を知り、ＰＣＲデータのなかのＳＴＣ（ｓｙｓｔｅｍｔｉｍｅｃｌｏｃｋ）を取り出し、これをクロック再生部に供給する。クロック再生部は、電圧制御発振器（２７ＭＨｚ，自走式）やカウンタなどを備え、ＰＬＬ（ｐｈａｓｅｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐ）回路を構成し、前記カウンタの値であらわされるクロックの周期と受信したＳＴＣの値とに基づいて映像信号の再生のタイミングを調整する（特開２００３−８９３２号公報参照）。

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トランスポートストリームをディジタル変調して送出することとしており、また、クロック同期をとるために、ＰＣＲをトランスポートストリームに多重している。

しかしながら、クロック同期をとるためにＰＣＲを利用すると無線伝送回路の回路規模が大きくなるという問題がある。

この発明は、上記の事情に鑑み、簡単な回路構成で送受信間で映像のクロック同期が行える無線映像送信装置、無線映像受信装置及び無線映像送受信並びに信号生成装置、信号復号装置及び信号生成復号装置システムを提供することを目的とする。

本発明は、無線通信により映像信号を送信する際に用いられる符号化された送信信号を生成する信号生成装置において、一定数の垂直周期分の映像信号を単位として映像信号を符号化した情報を含む送信信号を生成し、当該送信信号の先頭部に当該送信信号の先頭部であることを示すフラグを付すことを特徴とする。また、この信号生成装置を含む無線映像送信装置である。

また、本発明は、無線通信により受信された送信信号を復号化する信号復号装置において、無線受信された送信信号の先頭部に付加された当該送信信号の先頭部を示すフラグを抽出し、当該フラグが抽出されたタイミングで基準信号を出力するフラグ抽出部を備え、前記フラグ抽出部から出力された基準信号に応じたタイミングで前記送信信号に含まれる符号化された映像信号を復号化することを特徴とする。また、この信号復号装置を含む無線映像受信装置である。

また、本発明は、上記信号生成装置と上記信号復号装置とを含む信号生成復号装置又は無線映像送受信システムとしても良い。

本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。基準信号と復号同期信号との位相調整を説明するタイミングチャートである。無線映像送受信システムの構成を示すブロック図である。

以下、この発明の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は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及び図３はタイミングチャートである。

［この実施形態の概要］
この実施形態では、２フィールドの映像信号が１画面（１フレーム）を構成するＮＴＳＣ（インターレース）方式の映像信号を例として説明する。また、一定数の垂直周期分の映像信号を単位として映像信号を符号化したものを符号化フレームと呼ぶ。本実施の形態では、４フィールドの映像信号を符号化したものを１符号化フレームとする。

無線映像送信装置は、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。無線映像送信装置は符号化フレームの先頭に符号化フレームを示すフラグを付ける。無線映像受信装置においては、内蔵している水平周期カウンタおよび垂直周期カウンタから符号化フレーム周期のクロックパルスを生成し、そのクロックパルスの周期と符号化フレームの先頭を示すフラグの受信の周期との位相差に基づくＰＬＬ（ｐｈａｓｅｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐ）を構成することにより、クロックパルスの周期を調整してクロック同期をとる。従って、ＰＣＲの付加処理を必要とせず、無線映像送受信システムを簡単な回路構成とすることができる。

［無線映像送信装置］
本実施の形態における無線映像送信装置は、図４に示した従来の無線映像送受信装置と同様に構成することができる。ただし、コーデック３８がコーデック１に変更されている点で相違する。コーデック１が信号生成装置に相当する。

ＮＴＳＣエンコーダ１１は、コンポジット映像信号を受けて、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）を分離する。ＮＴＳＣエンコーダ１１は、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）をコーデック１に出力する。

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（２フィールド）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において第１符号化フレームは４フィールド分の符号化された入力映像信号（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、図２に示すように、４フィールド分の入力映像信号（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４）を符号化して第１符号化フレームを生成し、１フレーム期間おき（４垂直同期信号毎）に送信バッファ１５に出力する。タイミング信号であるフレーム同期信号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（水平同期信号），Ｖ（垂直同期信号）に基づいて２垂直同期期間毎（２フィールド毎）にフレーム同期信号を出力する。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ＴＳ生成回路１６に供給する。符号化フレーム開始フラグは２フレーム同期信号毎（４フィールド毎）に出力される。

符号化フレームのデータ量は映像の内容により変化するので、出力ビットレートも変わる。送信バッファ１５は、フレーム同期信号に同期させて、入力された符号化データを一定のビットレートで出力する。

ＴＳ生成回路１６は、送信バッファ１５の出力を受けて、ＭＰＥＧ２に基づいたＴＳ（トランスポートストリーム）に変換する。このとき、ＴＳパケットの先頭部分（ヘッダ部分）に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、１つの符号化フレームには４フィールド分の映像信号が符号化されて含まれているので、符号化フレーム開始フラグは４フィールドの映像信号毎に付加されることとなる。

無線送信部４０のＲＦ変調回路１７は、ＴＳ生成回路１６から出力されたトランスポートストリーム（ＴＳ）を受けて、トランスポートストリーム（ＴＳ）を高周波ディジタル変調処理する。このＲＦ変調信号（送信波）は送信アンテナ部１８から符号化映像伝送電波として空間に送出される。

図２では第１、第３符号化フレームのデータ量が多いため、符号化映像伝送電波である符号化フレームの送信時間が長くなり、第１、第３符合化フレームよりデータ量が少ない第２符号化フレームでは符号化映像伝送電波である符号化フレームの送信時間が短くなっている。

［無線映像受信装置］
本実施の形態における無線映像受信装置は、図４に示した従来の無線映像送受信装置と同様に構成することができる。ただし、コーデック４４がコーデック２に変更されている点で相違する。コーデック２が信号復号装置に相当する。また、コーデック１とコーデック２とを１つの信号生成復号装置として形成しても良い。

無線映像受信装置は、上記無線映像送信装置から送出された符号化映像伝送電波（ＲＦ変調信号）を無線受信部４２の受信アンテナ２１にて受信する。ＲＦ復調回路２２は、受信信号をディジタル復調処理して復調ＴＳとしてコーデック２に出力する。

復調ＴＳは一旦、受信バッファ２６に蓄えられる。復号化回路２７は、復号に必要なタイミングに応じて受信バッファ２６に格納されている復調ＴＳを順次読み出して、復号化する。タイミングは水平・垂直タイミング生成回路２８にて決定される。

開始フラグ抽出回路２４は、復調ＴＳのヘッダ部分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が抽出されたタイミングで基準信号を位相比較回路２３に供給する。水平・垂直タイミング生成回路２８は符号化フレームの先頭の読み出し開始タイミングを示す復号同期信号を位相比較回路２３及び復号化回路２７へ出力する。位相比較回路２３は、復号同期信号をもう一方の信号として受けて、基準信号と復号同期信号との位相差を示す位相比較出力を電圧制御発振器（ＶＣＯ：ｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌｅｄｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）２５へ出力する。水平・垂直タイミング生成回路２８は、電圧制御発振器２５の発振周波数に応じて復号同期信号の周期を調整して出力する。これにより、符号化フレームの先頭を示す符号化フレーム開始フラグが抽出されるタイミングに同期した復号同期信号を出力するためのフェーズ・ロックド・ループ（ＰＬＬ）が構成される。

すなわち、図３に示すように、送信されてくるＴＳに付加された符号化フレーム開始フラグに応じて水平・垂直タイミング生成回路２８から出力される復号同期信号の周期が水平・垂直タイミング生成回路２８、位相比較回路２３及び電圧制御発振器２５からなるＰＬＬにて随時修正される。復号化回路２７では、復号同期信号に同期して、受信バッファ２６に格納されている復調ＴＳを映像信号に復号化する。

より詳しく述べると、一定数の垂直周期分（上記の例では４フィールド）の映像信号を単位として符号化（圧縮）を行っており、この符号化によって発生するデータ量は変動するものの、符号化後の一定数の垂直周期分の映像信号の先頭データ送信間隔は常に一定数の垂直同期単位に保持されているから（当該間隔で符号化フレーム開始フラグが送出されるから）、受信側では一定間隔で受信することになる符号化フレーム開始フラグに基づいて復号処理を行うことで、映像送受信のクロック同期が実現されることになる。

また、後段のＮＴＳＣデコーダ４６、オーディオ・ディジタル／アナログ変換器４８及ディスプレイ５０等にも電圧制御発振器２５からの発振信号を出力することによって、映像信号の復号のタイミングに合わせて信号処理や表示処理を行わせることができる。

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。例えば、一定数の垂直同期単位を１６フィールドとし、フレーム間の差分に基づく圧縮（符号化）として、Ｂピクチャ（双方向予測符号化画像）などを生成するようにしてもよいものである。なお、ＰＣＲを持たないため、ＰＴＳ（ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｔｉｍｅｓｔａｍｐ）やＤＴＳ（ｄｅｃｏｄｉｎｇｔｉｍｅｓｔａｍｐ）の記述に代わる情報を別途ＰＥＳ（パケッタイズドエレメンタリストリーム）に持たせておけばよい。

Claims

映像信号を符号化して無線送信を行う無線映像送信装置において、
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、一定数垂直周期分の映像信号の先頭データを送信する際に当該先頭データであることを示す情報を多重して送信するように構成されたことを特徴とする無線映像送信装置。
映像信号を符号化して送信を行う映像送信装置において、
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、一定数垂直周期分の映像信号の先頭データを送信する際に当該先頭データであることを示す情報を多重して送信することを特徴とする映像送信装置。
符号化された映像信号を無線受信する無線映像受信装置において、
無線受信された送信信号の先頭部に付加された当該送信信号の先頭部を示すフラグを抽出し、当該フラグが抽出されたタイミングで基準信号を出力するフラグ抽出部と、
復号同期信号と前記フラグ抽出部から出力された基準信号との周期の位相差に応じた位相比較出力信号を出力する位相比較部と、
前記位相比較部から出力された位相比較出力信号に応じた発振周波数を有する発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器から出力された発振信号の周波数に対応した信号を前記復号同期信号として出力するタイミング生成部と、を備え、
前記復号同期信号に同期させて前記送信信号に含まれる符号化された映像信号を復号化することを特徴とする無線映像受信装置。
符号化された映像信号を受信する映像受信装置において、
受信された送信信号の先頭部に付加された当該送信信号の先頭部を示すフラグを抽出し、当該フラグが抽出されたタイミングで基準信号を出力するフラグ抽出部と、
復号同期信号と前記フラグ抽出部から出力された基準信号との周期の位相差に応じた位相比較出力信号を出力する位相比較部と、
前記位相比較部から出力された位相比較出力信号に応じた発振周波数を有する発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器から出力された発振信号の周波数に対応した信号を前記復号同期信号として出力するタイミング生成部と、を備え、
前記復号同期信号に同期させて前記送信信号に含まれる符号化された映像信号を復号化することを特徴とする映像受信装置。
無線映像送信装置と無線映像受信装置とから成る無線映像送受信システムであって、
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、一定数垂直周期分の映像信号の先頭データを送信する際に当該先頭データであることを示す情報を多重して送信する無線映像送信装置と、
無線受信された送信信号の先頭部に付加された当該送信信号の先頭部を示すフラグを抽出し、当該フラグが抽出されたタイミングで基準信号を出力するフラグ抽出部と、
復号同期信号と前記フラグ抽出部から出力された基準信号との周期の位相差に応じた位相比較出力信号を出力する位相比較部と、
前記位相比較部から出力された位相比較出力信号に応じた発振周波数を有する発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器から出力された発振信号の周波数に対応した信号を前記復号同期信号として出力するタイミング生成部と、を備え、
前記復号同期信号に同期させて前記送信信号に含まれる符号化された映像信号を復号化する無線映像受信装置とから成る無線映像送受信システム。
映像送信装置と映像受信装置とから成る映像送受信システムであって、
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、一定数垂直周期分の映像信号の先頭データを送信する際に当該先頭データであることを示す情報を多重して送信する映像送信装置と、
受信された送信信号の先頭部に付加された当該送信信号の先頭部を示すフラグを抽出し、当該フラグが抽出されたタイミングで基準信号を出力するフラグ抽出部と、
復号同期信号と前記フラグ抽出部から出力された基準信号との周期の位相差に応じた位相比較出力信号を出力する位相比較部と、
前記位相比較部から出力された位相比較出力信号に応じた発振周波数を有する発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器から出力された発振信号の周波数に対応した信号を前記復号同期信号として出力するタイミング生成部と、を備え、
前記復号同期信号に同期させて前記送信信号に含まれる符号化された映像信号を復号化する映像受信装置とから成る映像送受信システム。