JP6235812B2

JP6235812B2 - 送信装置及び受信装置

Info

Publication number: JP6235812B2
Application number: JP2013139673A
Authority: JP
Inventors: 潤一郎川本; 中戸川　剛; 剛中戸川; 小山田　公之; 公之小山田
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2033-07-03
Also published as: JP2015015528A

Description

本発明は、１０Ｇ−ＳＤＩ（10Gbps - Serial Digital Interface）を構成する８本の１．４８５Ｇｂｐｓベーシックストリーム信号を１０ギガビットイーサネット（１０ＧＥ）の信号へ変換する送信装置及び受信装置に関する。

従来、一般的な高精細映像の分野では、映像を構成する各画素の輝度／色差信号（ＹＰｂＰｒ）を１０ビット以下で量子化する手法が用いられてきた。特に、ＳＭＰＴＥ（米国映画テレビ技術者協会）により１０ビットを１ワードとする２９２Ｍ規格等が定められたことにより、ＨＤ−ＳＤＩ（High Definition - Serial Digital Interface）の規格が広く用いられるようになった。

また、高精細化の需要と、撮像デバイス、コンピュータグラフィクス技術等の進展により、１２ビット量子化や空間サンプル数の間引きを行わない色信号（ＲＧＢ４：４：４方式）等が用いられるようになり、ＨＤ−ＳＤＩを２系統束ねて並列伝送するＳＭＰＴＥ３７２Ｍ規格（デュアルリンクＨＤ−ＳＤＩ）が定められた。

さらには、ハイビジョンの約４倍の画素数を有する４Ｋ映像や、ハイビジョンの１６倍の画素数を有するスーパーハイビジョン（８Ｋ映像）の登場を背景として、１０Ｇｂｐｓの規格である１０Ｇ−ＳＤＩ（10Gbps - Serial Digital Interface）が規格化された（例えば、非特許文献１，２）。これは、放送形式信号として一般的に用いられる非圧縮ハイビジョンＴＶ信号（ＨＤ−ＳＤＩ）を複数本束ねることで、高画質高精細な放送信号の伝送を可能とする１０Ｇｂｐｓ級のシリアルデータストリームを作成するものである。

非特許文献１及び２には、複数本の１．４８５ＧｂｐｓＨＤ−ＳＤＩ相当信号の１０Ｇ−ＳＤＩへのマッピング方法が記載されている。たとえば、非特許文献１記載の”6.4 Octa Link 1.5 Gb/s Class”中の”System Number 8.6 3840x2160 4:4:4(R’G’B’)/12-bit), 30 (or) 29.97 Frames/s Progressive”信号を、同”Figure 8”記載の４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩ（当該信号を構成する８本の各ベーシックストリーム信号の伝送速度は１．４８５ＧｂｐｓＨＤ−ＳＤＩに相当する）に分配し、非特許文献２記載の” 6.4 292 8-Channel Mode (Mode D)”によって、データマッピングを行い、１０Ｇ−ＳＤＩ信号を生成することが知られている。

一方、世界中で広く普及されている通信・コンピュータネットワークの規格として、イーサネット（Ethernet）[登録商標]がある。１０ギガビットイーサネット（１０ＧＥ）は、非特許文献３に記載されたＭＡＣフレームが伝送速度１０Ｇｂｐｓ（伝送路符号化後１０．３１２５Ｇｂｐｓ）であるイーサネット通信規格である。放送局内や放送局間などにおいて放送形式信号の伝送を行う際に、伝送ネットワーク装置として放送用に特化した機器を用いるよりも、家庭内や企業内等で幅広く普及の進んでいるイーサネット技術を用いた安価な装置を用いることで、伝送コストを低減できる可能性がある。

SMPTE 435-1-2009(10 Gb/s Serial Signal/Data Interface - Part 1: Basic Stream Distribution) SMPTE 435-2-2009(10 Gb/s Serial Signal/Data Interface - Part 2: 10.692 Gb/s Stream - Basic Stream Data Mapping) IEEE 802.3ae(Carrier sense multiple access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications)

１０ＧＥを利用するためには、１０Ｇ−ＳＤＩを構成する８本（ＣＨ１〜ＣＨ８）の１．４８５Ｇｂｐｓベーシックストリーム信号を、１０ＧＥで伝送し得るフレーム構造に変換しなければならない。１０Ｇ−ＳＤＩでは、非特許文献２の”Figure 13”（いわゆる、モードＤマッピング）記載の１０Ｇ−ＳＤＩを構成する８本の１．４８５Ｇｂｐｓベーシックストリーム信号において、一部のビットを削除することでデータ量を低減し、伝送速度を抑制している。具体的には、ＣＨ２からＣＨ８のＨＡＮＣ（Horizontal Ancillary）データを削除し、ｌｉｎｋＢ相当チャンネル（ＣＨ２，４，６，８）の予約ビットとパリティビットを削除している。

しかしながら、当該削除後の各ストリームについて、リアルタイムＩＰ（Internet Protocol）通信において一般的に用いられるＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダを付加後、ＭＡＣフレームの最大サイズで伝送することを想定した場合、ＭＡＣフレームの伝送速度は約１０．２６１Ｇｂｐｓとなり、前述の最大ＭＡＣフレーム伝送速度を超えるため１０ＧＥでは伝送できない。すなわち、１０Ｇ−ＳＤＩを構成する８本の１．４８５Ｇｂｐｓベーシックストリーム信号を１０ＧＥで伝送することができないため、そのままでは安価なイーサネット機器を利用することができず、コストが増大するという課題があった。

したがって、本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、１０Ｇ−ＳＤＩを構成する８本の１．４８５Ｇｂｐｓベーシックストリーム信号を、１０ＧＥで伝送可能な信号へ変換する送信装置及び受信装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は１０ＧＥを介して１０Ｇ−ＳＤＩを構成する8本の１．４８５Ｇｂｐｓベーシックストリーム信号を伝送する装置において、送信側で入力信号の映像音声情報は削除せず、補助的な情報のみを適切に削除することを特徴とする。また、受信側で削除ビットを再生することで、入力信号と同等の映像音声情報量を保った信号を出力することを特徴とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る送信装置は、１０Ｇ−ＳＤＩを構成する４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩの信号を入力して、ＭＡＣフレームを構成するＳＤＩ／１０ＧＥ変換部と、前記ＭＡＣフレームをイーサネットネットワークに送信する送信部とを有する送信装置であって、前記ＳＤＩ／１０ＧＥ変換部は、前記４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩのＣＨ１からＣＨ８の８本の所定伝送速度のベーシックストリーム信号を入力し、前記４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩのＣＨ２からＣＨ８のＨＡＮＣデータ、ＥＡＶ／ＬＮ／ＳＡＶ、及びＶＡＮＣデータを削除するとともに、ＣＨ２，４，６，８の有効画素領域のアルファチャネルの予約ビットとパリティビットを削除するＳＤＩビット削除部と、前記ＳＤＩビット削除部の出力データにＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダを付加して前記ＭＡＣフレームを形成する１０ＧＥＭＡＣフレーム化部とを有し、前記ＳＤＩビット削除部は、前記１０ＧＥＭＡＣフレーム化部へ、ＨＡＮＣ領域であるか否かの情報と、ライン番号の情報をさらに送信し、前記１０ＧＥＭＡＣフレーム化部は、ＲＴＰヘッダのペイロードヘッダに、前記ＨＡＮＣ領域であるか否かの情報と、ライン番号の情報を加えることを特徴とする。

また、本発明に係る受信装置は、イーサネットネットワークから信号を受信してＭＡＣフレームを復元する受信部と、前記ＭＡＣフレームを１０Ｇ−ＳＤＩを構成する４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩの信号に変換する１０ＧＥ／ＳＤＩ変換部とを有する受信装置であって、前記１０ＧＥ／ＳＤＩ変換部は、前記ＭＡＣフレームからヘッダ情報を削除して、少なくともＣＨ１のＨＡＮＣデータ及びＶＡＮＣデータと、各ＣＨのＣＲＣＣ（Cyclic Redundancy Check Code）データと有効画素データとを抽出する１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部と、前記１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部から得られたデータに、ＣＨ２からＣＨ８のＨＡＮＣデータ、ＥＡＶ／ＬＮ／ＳＡＶ、及びＶＡＮＣデータと、ＣＨ２，４，６，８の有効画素領域のアルファチャネルの予約ビットとパリティビットを付加して、４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩを構成するＳＤＩビット再生部とを有し、前記１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部は、前記ＭＡＣフレームから、ＨＡＮＣ領域であるか否かの情報と、ライン番号の情報を抽出し、ＳＤＩビット再生部に送信することを特徴とする。

本発明によれば、８本の１．４８５Ｇｂｐｓベーシックストリーム信号（４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩ信号）を１０ＧＥで伝送でき、高画質高精細な放送信号の伝送が安価に実現可能となる。

イーサネットネットワークを用いたＳＤＩ信号の伝送系統を示すブロック図である。実施の形態１のＳＤＩ／１０ＧＥ変換部を示すブロック図である。ＳＤＩビット削除部（ＨＡＮＣ領域）を示すブロック図である。ＳＤＩビット削除部（ＶＡＮＣ領域）を示すブロック図である。ＳＤＩビット削除部（有効画素領域）を示すブロック図である。実施の形態１のＳＤＩビット削除部の動作フローチャートを示す図である。実施の形態１のＲＴＰヘッダ、ペイロードヘッダ及びペイロードを示すブロック図である。実施の形態１の１０ＧＥＭＡＣフレーム化部の動作フローチャートを示す図である。１画面分の１０ＧＥＭＡＣフレーム化部出力を示す図である。実施の形態２の１０ＧＥ／ＳＤＩ変換部を示すブロック図である。実施の形態２の１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部の動作フローチャートを示す図である。実施の形態２のＳＤＩビット再生部の動作フローチャートを示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、イーサネットネットワークを用いたＳＤＩ信号の伝送系統を示すブロック図である。入力信号として入力されたＳＤＩ信号は、ＳＤＩ／１０ＧＥ変換部１において、ＭＡＣフレームへ変換される。ここで、本明細書で扱うＳＤＩ信号とは、１０Ｇ−ＳＤＩを構成する８本の１．４８５Ｇｂｐｓベーシックストリーム信号（４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩ信号相当）を意味する。

生成されたＭＡＣフレームは、送信部２において６４Ｂ／６６Ｂ等の規定の伝送路符号化が行われたのち、シリアルビット列が生成されイーサネットネットワーク３へ送出される。当該ＭＡＣフレームの伝送速度は１０Ｇｂｐｓであり、イーサネットネットワークにおける伝送速度は１０．３１２５Ｇｂｐｓである。

一方、受信部４では、送信部２と逆の処理によりＭＡＣフレームを復元し、１０ＧＥ／ＳＤＩ変換部５においてＳＤＩ信号を復元することで出力信号を得ることができる。

前述のとおり、非特許文献１及び非特許文献２に記載の方法では、ＭＡＣフレームの伝送速度が約１０．２６１Ｇｂｐｓとなるため、１０ＧＥの伝送速度１０Ｇｂｐｓには収容しきれないこととなる。そこで、本発明では、ＳＤＩ／１０ＧＥ変換部１で、入力信号の映像音声情報は一切削除せず、非特許文献１及び非特許文献２よりさらに補助的な情報を適切に削除することで、映像音声情報量を入力信号と同じに保ちながら、上記１０ＧＥの伝送速度に収容している。

図２は、ＳＤＩ／１０ＧＥ変換部１を示すブロック図である。ＳＤＩ／１０ＧＥ変換部１は、ＳＤＩビット削除部１１と１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２とからなる。なお、以降の説明では、ＳＤＩ信号として４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩ信号を送受信する場合について説明する。ここで、デュアルリンクＨＤ−ＳＤＩ信号フォーマットは、ＳＭＰＴＥ３７２−２００９のｓｅｃｔｉｏｎ６．３で規定される１９２０×１０８０，４：４：４（Ｒ’Ｇ’Ｂ’）／１２−ｂｉｔとするが、当該信号フォーマットと同様の構成をもつ信号フォーマット（例えば、ｓｅｃｔｉｏｎ６．３で規定される１９２０×１０８０，４：４：４（Ｙ’Ｃｂ’Ｃｒ’）／１２−ｂｉｔなど）にも適用可能である。

ｌｉｎｋＡ及びｌｉｎｋＢから構成される４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩ信号（各々が１．４８５Ｇｂｐｓの伝送速度を持つＣＨ１からＣＨ８の信号）はＳＤＩビット削除部１１に入力される。ＳＤＩビット削除部１１では、１０ＧＥの伝送速度である１０Ｇｂｐｓに収容するために、入力信号の映像音声情報以外の、補助的な情報のみを削減する。詳細な削減方法は後述する。ビット削減されたのち、８本の信号＃１から＃８が出力される。ここで、ＣＨ１の信号がＳＤＩビット削除部１１を通過後＃１に出力され、以降、ＣＨ２の信号は＃２へ・・・ＣＨ８の信号は＃８へ出力される。当該８本の信号は１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２に入力される。

１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２では、ＳＤＩビット削除部１１から入力された８本の信号と、同じくＳＤＩビット削除部１１から入力される当該８本の信号に関するＨＡＮＣ領域情報及びＬＮ（ライン番号）情報を用いて、後述する処理後、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）ヘッダ、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）ヘッダ、ＩＰ（Internet Protocol）ヘッダ付加を経て、ＭＡＣフレームを生成する。生成されたＭＡＣフレームは送信部２へ出力される。

次に、ＳＤＩビット削除部１１で削除される部分の説明をする。図３から図５は任意のラインにおけるＳＤＩビット削除部１１で削除されるビットの位置を説明する図であり、図３はＨＡＮＣ（Horizontal Ancillary）領域（水平補助データ領域）、図４はＶＡＮＣ（Vertical Ancillary）領域（垂直補助データ領域）、及び図５は有効画素領域の場合を表す。なお、１ラインは、（ＨＡＮＣ領域及びＶＡＮＣ領域）又は（ＨＡＮＣ領域及び有効画素領域）で構成され、各ＣＨ１〜ＣＨ８の信号において１画面を構成するライン数は、（ＨＡＮＣ領域及びＶＡＮＣ領域）４５ライン+（ＨＡＮＣ領域及び有効画素領域）１０８０ライン=１１２５ラインとなる。また、各図において、斜線でハッチングをされた部分が、ＳＤＩビット削除部１１で削除されるビットの位置を表している。

図３に基づいて、ＨＡＮＣ領域の場合から説明する。ＳＤＩビット削除部１１では、入力された各ＣＨの信号について、ＳＡＶ（Start Active Video）、ＥＡＶ（End Active Video）を観測することで、ＨＡＮＣ領域を特定する。なおＨＡＮＣ領域はＥＡＶとＳＡＶの間のビット（ＥＡＶとＳＡＶを含む）である。ＣＨ１から入力されたＨＡＮＣ領域信号は、そのまま＃１へ出力される（１０ｂｉｔ×５６０ワード＝７００ｂｙｔｅ／ライン）。ＣＨ２からＣＨ８の入力信号については、ＣＲＣＣ（Cyclic Redundancy Check Code）のみが各＃へ出力される（計３５ｂｙｔｅ／ライン）。これは、ＣＨ１のＨＡＮＣ領域にのみ、音声データ等の有効な情報が含まれているからである。この処理により、ＨＡＮＣ領域におけるＳＤＩビット削除部から出力される１ライン当たりのバイト数は７３５ｂｙｔｅとなる。後述するように、当該７３５ｂｙｔｅのＨＡＮＣ領域データを１個のＭＡＣフレームに収容する。

図４に基づいて、ＶＡＮＣ領域の場合について説明する。ＳＤＩビット削除部１１では、入力された各ＣＨのＳＡＶ、ＥＡＶ観測結果に加えて、ＬＮ（ライン番号）を観測することで、ＶＡＮＣ領域を特定する。すなわち、ＶＡＮＣ領域はＳＡＶとＥＡＶの間のビット（ＳＡＶとＥＡＶを含まない）、かつ、ＬＮが｛１〜２０、５６１〜５８３、１１２４〜１１２５｝の範囲に該当する場合となる。ＣＨ１から入力された信号は、そのまま＃１へ出力される（１０ｂｉｔ×３８４０ワード＝４８００ｂｙｔｅ／ライン）。ＣＨ２からＣＨ８の入力信号については、すべて削除される。これは、ＣＨ１のＶＡＮＣ領域にのみ、有効な制御情報等が含まれているからである。この処理により、ＶＡＮＣ領域におけるＳＤＩビット削除部１１から出力される１ライン当たりのバイト数は４８００ｂｙｔｅとなる。後述するように、当該４８００ｂｙｔｅのＶＡＮＣ領域データを４個のＭＡＣフレーム（１ＭＡＣフレームのペイロードサイズは１４４０ｂｙｔｅ）に収容する。

図５に基づいて、有効画素領域の場合について説明する。有効画素領域は、前述のＶＡＮＣ領域以外の領域、すなわち、ＳＡＶとＥＡＶの間のビット（ＳＡＶとＥＡＶを含まない）、かつ、ＬＮが｛２１〜５６０、５８４〜１１２３｝の範囲に該当する場合である。ｌｉｎｋＡに相当するＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５及びＣＨ７から入力された信号は、そのまま＃１、＃３、＃５、＃７へ出力される（１０ｂｉｔ×３８４０ワード＝４８００ｂｙｔｅ／ＣＨ）。ｌｉｎｋＢに相当するＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ６及びＣＨ８から入力された信号について、当該入力信号のうちＳＭＰＴＥ３７２−２００９に規定されるアルファチャンネルのワードについては、ＬＳＢ２ビット及びＭＳＢ２ビットが削除されて、＃２、＃４、＃６、＃８へ出力される。なお、ＬＳＢ２ビットは、予約ビットであり、ＭＳＢ２ビットは、当該アルファチャンネルを構成するビット（予約ビット含む）の偶数パリティビットとその反転ビットである。また、アルファチャンネル以外のワードについては、そのまま＃２、＃４、＃６、＃８へ出力される。すなわち、＃２、＃４、＃６、＃８は（６ｂｉｔ×１９２０ワード＋１０ｂｉｔ×１９２０ワード＝３８４０ｂｙｔｅ／ＣＨ）となる。すなわち、有効画素領域におけるＳＤＩビット削除部１１から出力される１ライン当たりのバイト数はｌｉｎｋＡの場合４８００ｂｙｔｅ、ｌｉｎｋＢの場合３８４０ｂｙｔｅとなり、＃１〜＃８の合計では３４５６０ｂｙｔｅとなる。後述するように、当該３４５６０ｂｙｔｅの有効画素領域データを２４個のＭＡＣフレーム（１ＭＡＣフレームのペイロードサイズは１４４０ｂｙｔｅ）に収容する。

このように、ＳＤＩビット削除部１１は、３つの領域に分けてビット削除後の信号を１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２へ出力し、併せて、削除時に用いたＨＡＮＣ領域であるか否か（ＨＡＮＣ領域である場合”１”、それ以外は”０”）、及びＬＮ情報を１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２へ通知する。

以上説明したＳＤＩビット削除部１１における動作について、図６に動作フローチャートを示す。

動作開始後、まず、ＳＡＶ，ＥＡＶ，ＬＮを検出し（ステップ１：Ｓ１）、次いで領域の種類を判定する（ステップ２：Ｓ２）。領域がＨＡＮＣ領域であれば、その入力チャンネルがＣＨ１であるかを判断し（ステップ３：Ｓ３）、ＣＨ１であれば、そのまま出力し（ステップ４：Ｓ４）、そうでなければ、ＣＲＣＣのみを出力する（ステップ５：Ｓ５）。領域がＶＡＮＣ領域であれば、その入力チャンネルがＣＨ１であるかを判断し（ステップ６：Ｓ６）、ＣＨ１であれば、そのまま出力し（ステップ７：Ｓ７）、そうでなければ、全て削除する（ステップ８：Ｓ８）。また、領域が有効画素領域であれば、その入力チャンネルがＣＨ１，３，５，７であるかを判断し（ステップ９：Ｓ９）、そうであれば、データをそのまま出力し（ステップ１０：Ｓ１０）、そうでなければ、アルファチャンネルであるかを判断する（ステップ１１：Ｓ１１）。アルファチャンネルでなければ、データをそのまま出力し（ステップ１０：Ｓ１０）、アルファチャンネルであれば、ＭＳＢ及びＬＳＢの４ビットを削除して、その他のデータは出力する（ステップ１２：Ｓ１２）。その後、ＨＡＮＣ領域情報とＬＮ情報を１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２へ通知し（ステップ１３：Ｓ１３）、終了する。

本発明は、ＣＨ１以外のＥＡＶ、ＬＮ、ＨＡＮＣデータ、ＳＡＶ、ＶＡＮＣデータ、及びリンクＢ相当チャンネルのアルファチャンネルにおける予約ビットとパリティビットを削除することで、映像音声情報量を入力信号と同じに保ったまま、１０ＧＥＭＡＣフレームへの収容を可能としている。

非特許文献１及び非特許文献２に記載の方法と、本発明の削除方法の違いについて、表１にまとめる。

ＳＤＩビット削除部１１でビット削除されたＳＤＩ信号は、１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２へ入力される。１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２では、入力されたビット削除されたＳＤＩ信号をペイロードとして、ペイロードヘッダ、ＲＴＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＩＰヘッダの順でカプセル化を行い、最終的にＭＡＣフレームに収容する。

図７は、ペイロードとＲＴＰヘッダの構成例を示している。ＲＴＰヘッダは、文献ＲＦＣ３５５０に記載の構成であり、ペイロードヘッダが本発明において独自に拡張している部分である。ペイロードヘッダには、１６ビットの”ｓｅｑｕｅｎｃｅ＃(Ｈｉｇｈｂｉｔｓ)”、１１ビットの”ｌｉｎｅｎｕｍｂｅｒ”、１ビットの”Ｈ”、１ビットの”ＶＰ”及び３５ビットの”ｆｕｔｕｒｅｕｓｅ”ビットを設定した。

ペイロードヘッダに用意した１ビットの”Ｈ”及び１１ビットの”ｌｉｎｅｎｕｍｂｅｒ”に、前述のＳＤＩビット削除部１１から通知されたＨＡＮＣ領域情報及びＬＮ情報を設定する。すなわち、当該ペイロードに収容されたデータに相当するＨＡＮＣ領域情報、ＬＮ情報が当該ビットに設定される。たとえば、ペイロードに収容されたデータがライン番号１００のＨＡＮＣ領域データである場合、” ｌｉｎｅｎｕｍｂｅｒ”=”00001100100”、”Ｈ”=”1”が設定される。また、ペイロードに収容されたデータがライン番号５００の有効画素領域データである場合、” ｌｉｎｅｎｕｍｂｅｒ”=”00111110100”、”Ｈ”=”0”が設定される。さらに、後述する、１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２の処理において、ＶＡＮＣ領域と判定された場合のうち、パディングしてＭＡＣフレームを作成する場合には、”ＶＰ”=”1”を設定する。

なお、図７において、”ｓｅｑｕｅｎｃｅ＃（ＬｏｗｂｉｔｓａｎｄＨｉｇｈｂｉｔｓ）”は、３２ビットのＭＡＣフレーム数カウンタであり、ＭＡＣフレームを生成するたびに１ずつ増加する。この値を用いて、ネットワーク上のルータなどを経由した際に生じる可能性のある、受信ＭＡＣフレームの順番の入れ違いを検出できる。また、”ｔｉｍｅｓｔａｍｐ”は、１つのＭＡＣフレームを生成する時刻における映像信号クロックのカウント値が設定される。この値を用いて、受信側映像系クロックの再生に用いることができる。さらに”ｆｕｔｕｒｅｕｓｅ”は、今後の拡張用として設定している。

図８に、１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２の動作フローチャートの例を示す。

動作開始後、Ｈ＝０，ＶＰ＝０の仮設定を行い（ステップ１：Ｓ１）、まず、ＳＤＩビット削除部１１から通知された、入力信号にかかるＨＡＮＣ領域情報とＬＮ情報を取得する（ステップ２：Ｓ２）。この情報をもとに、当該入力信号の領域判定を行い、ＨＡＮＣ領域、ＶＡＮＣ領域及び有効画素領域の３領域を判別する（ステップ３：Ｓ３）。ＨＡＮＣ領域と判定された場合、＃１〜＃８に入力された信号をもとに、７３５ｂｙｔｅのデータ列を生成し、ペイロードとしてＭＡＣフレーム化する（ステップ４：Ｓ４）。なお、生成するデータ列はあらかじめ決められた形式で並べるものとする。たとえば、＃１〜＃８の入力信号を、＃１、＃２、＃３、・・・＃８の順で並べる。ＨＡＮＣ領域１ラインあたり、１個のＭＡＣフレームが生成される。その際、ＲＴＰヘッダの”ｌｉｎｅｎｕｍｂｅｒ”にＬＮの値を、”Ｈ”に１を設定する（ステップ５：Ｓ５）。

ＶＡＮＣ領域と判定された場合、＃１の入力信号から１４４０ｂｙｔｅごとにデータ列を生成し、ペイロードとしてＭＡＣフレーム化する。ＶＡＮＣ領域の１ライン当たりの入力バイト数は４８００ｂｙｔｅであるため、１〜３個目のＭＡＣフレームは入力信号を１４４０ｂｙｔｅずつ用いて生成できるが、４個目のＭＡＣフレームでは、４８０ｂｙｔｅが入力信号となり、１４４０−４８０＝９６０ｂｙｔｅは適当な値でパディングすることで１４４０ｂｙｔｅのペイロードを生成する（ステップ６：Ｓ６）。すなわち、ＶＡＮＣ領域１ラインあたり、４個のＭＡＣフレームが生成される。ＲＴＰヘッダの”ｌｉｎｅｎｕｍｂｅｒ”にＬＮの値を、”Ｈ”に0を設定する。さらに、パディングした場合には”ＶＰ”に１を設定する（ステップ７：Ｓ７）。

有効画素領域と判定された場合、＃１〜＃８の入力信号から１６０ワードごとにデータ列を生成し、１４４０ｂｙｔｅ(（１６０ｗｏｒｄ × １０ｂｉｔ × ４ｃｈ + ８０ｗｏｒｄ × （６ｂｉｔ＋１０ｂｉｔ) × ４ｃｈ）／８ｂｉｔ)のペイロードとしてＭＡＣフレーム化する（ステップ８：Ｓ８）。すなわち、有効画素領域1ラインあたり、２４個のＭＡＣフレームが生成される。ＲＴＰヘッダの”ｌｉｎｅｎｕｍｂｅｒ”にＬＮの値を、”Ｈ”に0を設定する（ステップ７：Ｓ７）。その後、動作を終了する。

図９に入力信号１画面分（１１２５ライン分）の１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２の出力イメージの例を示す。当該ラインがＶＡＮＣ領域を含む場合、１個のＨＡＮＣ領域をペイロードに有するＭＡＣフレームと、４個のＶＡＮＣ領域をペイロードに有するＭＡＣフレームが、順次送信部へ出力される。一方、当該ラインが有効画素領域を含む場合、1個のＨＡＮＣ領域をペイロードに有するＭＡＣフレームと、２４個の有効画素領域をペイロードに有するＭＡＣフレームが、順次送信部へ出力される。ここで、前述のとおり、ＨＡＮＣ領域ペイロードは７３５ｂｙｔｅ／ＭＡＣフレームであり、ＶＡＮＣまたは有効画素領域ペイロードは１４４０ｂｙｔｅ／ＭＡＣフレームである。さらに、細かい斜線部で示すＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰ／ＭＡＣフレームヘッダは８６ｂｙｔｅ（プリアンブル、インターフレームギャップ等を含む）としている。ペイロードのみのデータ量で見た場合、伝送速度は約９．２１８６Ｇｂｐｓ、ＭＡＣフレームの伝送速度は約９．７８１５Ｇｂｐｓとなり、１０ＧＥで伝送可能となる。

（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２として受信側の構成について説明する。受信側では、受信部４が、送信部２と逆の処理を行ってＭＡＣフレームを復元し、１０ＧＥ／ＳＤＩ変換部５に出力する。

図１０は、１０ＧＥ/ＳＤＩ変換部５を示すブロック図である。１０ＧＥ/ＳＤＩ変換部５は、１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部５１と、ＳＤＩビット再生部５２とからなる。受信部４から伝送路復号後入力されるＭＡＣフレーム信号は、１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部５１へ入力される。当該ブロックでは１０ＧＥＭＡＣフレーム化部１２の逆処理が行われる。後述する処理フローによって＃１から＃８の信号が適切に出力される。ＳＤＩビット再生部５２では、＃１から＃８の入力信号と、１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部から通知されたＬｉｎｅｎｕｍｂｅｒ情報、Ｈビット情報をもとに、後述する処理フローによって送信側で削除されたＳＤＩビットを再生し、ＣＨ１からＣＨ８の信号として出力する。ＳＤＩビット削除部１１と同様に、当該ブロック処理後の信号は、＃１の信号がＳＤＩビット再生部通過後ＣＨ１に出力され、以降、＃２はＣＨ２へ・・・＃８はＣＨ８へ、対応付けられて出力される。

図１１に、１０ＧＥデフレーム化部５１の動作フローチャートの例を示す。

動作開始後、受信部４から入力されたＭＡＣフレームを解析し、領域判定で用いるためにＲＴＰヘッダ情報から” Ｌｉｎｅｎｕｍｂｅｒ”と”Ｈ”ビットと”ＶＰ”ビットを検出する（ステップ１：Ｓ１）。次に、ペイロードを抽出するために各ヘッダ情報を削除する（ステップ２：Ｓ２）。ＲＴＰヘッダ情報から検出した情報に基づいて、ＭＡＣフレームのペイロードについて、ＨＡＮＣ領域、ＶＡＮＣ領域または有効画素領域の判定を行う（ステップ３：Ｓ３）。ＨＡＮＣ領域と判定された場合、７３５ｂｙｔｅのペイロードデータについて、あらかじめ決められたデータ列の並びをもとに、＃１へはＥＡＶ〜ＳＡＶを、＃２〜＃８は送信側で配置された該当する適当なＣＲＣＣを出力する（ステップ４：Ｓ４）。ＶＡＮＣ領域と判定された場合、ＶＰビットを判定し（ステップ５：Ｓ５）、ＶＰビットが”0”であれば、１４４０ｂｙｔｅのペイロードデータを全て＃１へ出力し（ステップ６：Ｓ６）、”1”であれば、パディングを削除した４８０ｂｙｔｅを出力する（ステップ７：Ｓ７）。有効画素領域と判定された場合、１４４０ｂｙｔｅのペイロードデータから送信側で配置された該当する適当なデータを各＃１〜＃８へ振り分けて出力する（ステップ８：Ｓ８）。最後に、前述の検出した”ｌｉｎｅｎｕｍｂｅｒ”と”Ｈ”ビットをＳＤＩビット再生部５２へ通知して（ステップ９：Ｓ９）、終了する。

図１２に、ＳＤＩビット再生部５２の動作フローチャートの例を示す。

動作開始後、１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部５１から通知された”ｌｉｎｅｎｕｍｂｅｒ”と”Ｈ”ビットを取得し（ステップ１：Ｓ１）、当該値に基づいて領域判定を行う（ステップ２：Ｓ２）。ＨＡＮＣ領域の場合、入力信号の＃番号を調べ（ステップ３：Ｓ３）、入力信号が＃１である場合には、そのまま出力する（ステップ４：Ｓ４）。一方、入力信号が＃２〜＃８である場合、取得したｌｉｎｅｎｕｍｂｅｒをＬＮに変換し、ＳＡＶ、ＥＡＶ、及びＬＮを再現する（ステップ５：Ｓ５）。さらに、ＨＡＮＣデータ部に固定値をパディングする（ステップ６：Ｓ６）。ここで、固定値は、非特許文献２記載の0x200及び0x040とする。さらに、入力されたＣＲＣＣを付加して出力する（ステップ７：Ｓ７）。ＶＡＮＣ領域の場合、入力信号の＃番号を調べ（ステップ８：Ｓ８）、入力信号が＃１である場合には、そのまま出力する（ステップ９：Ｓ９）。一方、入力信号が＃２〜＃８である場合、ＶＡＮＣデータ部に前述と同様な固定値をパディングする（ステップ１０：Ｓ１０）。有効画素領域の場合、その入力信号が＃１、＃３、＃５、＃７であるかを判断し（ステップ１１：Ｓ１１）、そうであれば、データをそのまま出力する（ステップ１２：Ｓ１２）。一方、入力信号が＃２、＃４、＃６、＃８である場合には、アルファチャンネルであるかを判断する（ステップ１３：Ｓ１３）。当該データがアルファチャンネルに相当する場合には、予約ビットであるＬＳＢ２ビットに”00”を設定し（ステップ１４：Ｓ１４）、当該予約ビットと、６ビットの有効画素データを用いて偶数パリティを計算して、ＭＳＢ２ビットに偶数パリティとその反転ビットを設定して出力する（ステップ１５：Ｓ１５）。一方、アルファチャンネルでない場合には、そのまま出力し（ステップ１２：Ｓ１２）、動作を終了する。

このように、本発明では、映像・音声に関する情報は全て保存してＭＡＣフレームとして伝送しているため、４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩのデータを完全に受信側で復元できる。

以上説明したフレーム構成方法によって、８本の１．４８５Ｇｂｐｓベーシックストリーム信号を１０ギガビットイーサネットへ変換することが可能となる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１ＳＤＩ／１０ＧＥ変換部
２送信部
３イーサネットネットワーク
４受信部
５１０ＧＥ／ＳＤＩ変換部
１１ＳＤＩビット削除部
１２１０ＧＥＭＡＣフレーム化部
５１１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部
５２ＳＤＩビット再生部ＳＤＩビット再生部

Claims

１０Ｇ−ＳＤＩ（10Gbps - Serial Digital Interface）を構成する４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩの信号を入力して、ＭＡＣフレームを構成するＳＤＩ／１０ＧＥ（１０ギガビットイーサネット(登録商標)）変換部と、前記ＭＡＣフレームをイーサネットネットワークに送信する送信部とを有する送信装置であって、
前記ＳＤＩ／１０ＧＥ変換部は、前記４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩのＣＨ１からＣＨ８の８本の所定伝送速度のベーシックストリーム信号を入力し、前記４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩのＣＨ２からＣＨ８のＨＡＮＣデータ、ＥＡＶ／ＬＮ／ＳＡＶ、及びＶＡＮＣデータを削除するとともに、ＣＨ２，４，６，８の有効画素領域のアルファチャネルの予約ビットとパリティビットを削除するＳＤＩビット削除部と、
前記ＳＤＩビット削除部の出力データにＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダを付加して前記ＭＡＣフレームを形成する１０ＧＥＭＡＣフレーム化部と
を有し、
前記ＳＤＩビット削除部は、前記１０ＧＥＭＡＣフレーム化部へ、ＨＡＮＣ領域であるか否かの情報と、ライン番号の情報をさらに送信し、前記１０ＧＥＭＡＣフレーム化部は、ＲＴＰヘッダのペイロードヘッダに、前記ＨＡＮＣ領域であるか否かの情報と、ライン番号の情報を加えることを特徴とする送信装置。
イーサネットネットワークから信号を受信してＭＡＣフレームを復元する受信部と、前記ＭＡＣフレームを１０Ｇ−ＳＤＩ（10Gbps - Serial Digital Interface）を構成する４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩの信号に変換する１０ＧＥ（１０ギガビットイーサネット）／ＳＤＩ変換部とを有する受信装置であって、
前記１０ＧＥ／ＳＤＩ変換部は、前記ＭＡＣフレームからヘッダ情報を削除して、少なくともＣＨ１のＨＡＮＣデータ及びＶＡＮＣデータと、各ＣＨのＣＲＣＣデータと有効画素データとを抽出する１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部と、
前記１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部から得られたデータに、ＣＨ２からＣＨ８のＨＡＮＣデータ、ＥＡＶ／ＬＮ／ＳＡＶ、及びＶＡＮＣデータと、ＣＨ２，４，６，８の有効画素領域のアルファチャネルの予約ビットとパリティビットを付加して、４組のデュアルリンクＨＤ−ＳＤＩを構成するＳＤＩビット再生部と
を有し、
前記１０ＧＥＭＡＣデフレーム化部は、前記ＭＡＣフレームから、ＨＡＮＣ領域であるか否かの情報と、ライン番号の情報を抽出し、ＳＤＩビット再生部に送信することを特徴とする受信装置。