以下、本開示を実施するための最良の形態(以下実施の形態とする。)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.次世代2k、4k、8k映像信号
2.第1の実施の形態(UHDTV1 3840×2160/100P−120P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を伝送する例)
3.第2の実施の形態(UHDTV2 7680×4320/100P−120P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を伝送する例)
4.第3の実施の形態(UHDTV1 3840×2160/(50P−60P)×N/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を伝送する例)
5.第4の実施の形態(UHDTV2,7680×4320/(50P−60P)×N/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を伝送する例)
6.第5の実施の形態(4096×2160/96P−120P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号を伝送する例)
7.変形例
<1.次世代2k、4k、8k映像信号>
まず、本開示の実施の形態について説明する前に次世代の2k、4k、8k映像信号について説明する。
様々なフレームレートの映像信号を送受信するインタフェースとして、モードD(後述する図15参照)として知られる伝送規格がSMPTE435−2に追加され、SMPTE435−2−2009として標準化が完了した。SMPTE435−2には、10.692Gbpsのシリアルインタフェースに、SMPTE292で規定された10ビットのパラレルストリームをシリアル変換しスクランブルを掛けたHD−SDIのデータを複数チャンネル多重処理することについて記載されている。通常、HD−SDIのフィールドは、EAV、水平補助データスペース(HANCデータ、水平ブランキング期間ともいう)、SAV、映像データの順に構成される。UHDTV規格では、3840×2160/50P−60Pは2チャンネルの10Gbpsインタフェースで伝送し、7680×4320/50P−60Pは8チャンネルの10Gbpsインタフェースで伝送する方式がSMPTEに提案された。この提案は、SMPTE2036−3として規格の策定が行われている。
また、1920×1080の2倍又は4倍のサンプル数及びライン数を持つ3840×2160や7680×4320の映像信号に関する映像規格が、ITUやSMPTEに提案されている。このうち、ITUで標準化されている映像規格はLSDI(Large screen digital imagery)と呼ばれ、SMPTEに提案しているUHDTVと呼ばれる。UHDTVに関しては、図1に示される映像信号が規定されている。
また、映画業界におけるデジタルカメラに採用される規格として、図2、図3に示されるように、2048×1080や4096×2160の信号規格がSMPTE2048−1,2として標準化されている。
[UHDTV信号規格のサンプル構造の例]
ここで、UHDTV信号規格のサンプル構造の例について、図4を参照して説明する。
図4は、3840×2160におけるUHDTV信号規格のサンプル構造の例を示す説明図である。図4のA〜図4のBの説明に用いるフレームは、3840×2160で1フレームを構成する。
3840×2160における信号規格のサンプル構造は、以下の3種類がある。なお、SMPTE規格において、R′G′B′のように、ダッシュ「′」をつけた信号は、ガンマ補正などが施された信号を示す。
図4のAは、R′G′B′,Y′Cb′Cr′ 4:4:4システムの例である。このシステムでは、全サンプルにRGB又はYCbCrのコンポーネントが含まれる。
図4のBは、Y′Cb′Cr′ 4:2:2システムの例である。このシステムでは、偶数サンプルにYCbCr、奇数サンプルにYのコンポーネントが含まれる。
図4のCは、Y′Cb′Cr′ 4:2:0システムの例である。このシステムでは、偶数ラインの偶数サンプルにYCbCr、偶数ラインの奇数サンプル及び奇数ラインの全サンプルにYのコンポーネントが含まれる。
なお、以下、映像信号のフォーマットを、m×n/a−b/r:g:b/10ビット,12ビット信号で表す。m×nは、水平方向のサンプル数(画素数)×垂直方向のライン数を表す。a−bは、1秒当りのフレーム数(フレームレート)を表す。r,g,bは、所定の信号伝送方式である場合における信号比率を表し、原色信号伝送方式である場合、赤信号R:緑信号G:青信号Bの比率を表し、色差信号伝送方式である場合、輝度信号Y:第1色差信号Cb:第2色差信号Crの比率を表す。なお、以下、映像信号のフォーマットを、m×n/a−b信号と略記する場合がある。
また、以下、プログレッシブ信号のフレームレートを表す50P,59.94P,60Pを、「50P−60P」、47.95P,48P,50P,59.94P,60Pを「48P−60P」と略記する。さらに、100P,119.88P,120Pを、「100P−120P」と略記し、95.9P,96P,100P,119.88P,120Pを、「96P−120P」と略記する。また、インターレース信号のフレームレートを表す50I,59.94I,60Iを、「50I−60I」、47.95I,48I,50I,59.94I,60Iを、「48I−60I」と略記する。
<2.第1の実施の形態>
[3840×2160/100P−120P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を伝送する例]
次に、本開示の第1の実施の形態について、図5〜図18を参照して説明する。
第1の実施の形態では、3840×2160/100P−120P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号の伝送が行われる。すなわち、m×nが3840×2160、a−bが100P−120P、r:g:bが4:4:4,4:2:2,4:2:0である映像信号の伝送が行われる。この信号のフレームレートは、SMPTE2036−1で規定されるUHDTV1の3840×2160/50P−60P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号の倍である。
また、例えば、4:4:4信号の場合、1画素サンプルは、ワード長が12ビットずつのGデータ系列,Bデータ系列,Rデータ系列からなる36ビットの信号となる。この信号の1フレーム期間は1/100、1/119.88、1/120秒であり、1フレーム期間内に2160の有効ライン期間が含まれている。このため、1フレームの画素数は、HDフォーマットで規定された画素数を越える映像信号である。そして、映像信号に同期してオーディオ信号が入力される。
なお、この信号は、色域(Colorimetry)は異なったとしても、禁止コードなどデジタル信号形式は、SMPTE2036−1で規定されるUHDTV1の映像信号と同じである。
また、以下、3840×2160/100P−120P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)とも称する。
図5は、本実施の形態を適用したテレビジョン放送局用の信号伝送システム10の全体構成を示す図である。この信号伝送システム10は、同一構成としてある複数台の放送用カメラ1及びCCU(カメラコントロールユニット)2で構成されており、各放送用カメラ1が光ファイバーケーブル3でCCU2に接続されている。放送用カメラ1は、シリアル・デジタルデータ(映像信号)を送信する信号送信方法を適用した信号送信装置として用いられ、CCU2は、シリアル・デジタルデータを受信する信号受信方法を適用した信号受信装置として用いられる。そして、放送用カメラ1とCCU2を組み合わせた伝送システム10は、シリアル・デジタルデータを送受信する信号伝送システムとして用いられる。また、これらの装置で行われる処理はハードウエアが連携して行うだけでなく、プログラムを実行させることによっても実現することができる。
放送用カメラ1は、4k×2kのUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)を生成し、CCU2に送信する。
CCU2は、各放送用カメラ1を制御したり、各放送用カメラ1から映像信号を受信したり、各放送用カメラ1のモニタに他の放送用カメラ1で撮影中の映像を表示させるための映像信号(リターンビデオ)を送信したりする。CCU2は、各放送用カメラ1から映像信号を受信する信号受信装置として機能する。
図6は、放送用カメラ1の回路構成のうち、本実施の形態に関連する信号送信装置を示すブロック図である。放送用カメラ1内の撮像部及び映像信号処理部(図示略)によって生成されたUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)が、マッピング部11に送られる。
マッピング部11は、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)を、HD−SDIフォーマットで規定された32チャンネルのデータストリーム(以下、単にHD−SDIと称する場合がある)にマッピングする。
[マッピング部の内部構成]
ここで、マッピング部11の内部構成について説明する。
図7は、マッピング部11の内部構成例を示す。
マッピング部11は、各部にクロックを供給するクロック供給回路20と、3840×2160/100P−120Pの映像信号(UHDTV1クラスイメージ(100P−120P))を記憶するRAM22を備える。また、マッピング部11は、RAM22に記憶されているUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の2画素間引き(インタリーブ)を制御する2画素間引き制御部21を備える。また、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)から間引かれた画素サンプルを第1〜第8のサブイメージとして記憶するRAM23−1〜23−8を備える。
なお、第1〜第8のサブイメージは、SMPTE274で規定される1920×1080/50P−60P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号により構成される。従って、第1〜第8のサブイメージにおいては、m′×n′が1920×1080であり、a′−b′が50P−60Pであり、r′:g′:b′が4:4:4,4:2:2,4:2:0である。
また、マッピング部11は、RAM23−1〜23−8に記憶されている第1〜第8のサブイメージのライン間引きを制御するライン間引き制御部24−1〜24−8を備える。また、マッピング部11は、ライン間引き制御部24−1〜24−8が間引いたラインを記憶するRAM25−1〜25−16を備える。
また、マッピング部11は、RAM25−1〜25−16に記憶されているデータのワード間引きを制御するワード間引き制御部26−1〜26−16を備える。また、マッピング部11は、ワード間引き制御部26−1〜26−16が間引いたワードを記憶するRAM27−1〜27−32を備える。
また、マッピング部11は、RAM27−1〜27−32から読出したワードを32チャンネルのHD−SDIとして出力する読出し制御部28−1〜28−32を備える。
なお、図7には、HD−SDI1,2を生成する処理ブロックを記載したが、HD−SDI3〜32を生成するブロックも同様の構成例としているため、図示と詳細な説明を省略する。
また、図7には、3種類のメモリ(RAM23−1〜23−8、RAM25−1〜25−16、RAM27−1〜27−32)を用いて、2画素間引き、ライン間引き、及びワード間引きの3段階の間引き処理を行う例を示しているが、3種類のメモリのうちの2種類以上を共通化することも可能である。
[マッピング部の動作例]
次に、マッピング部11の動作例を説明する。なお、以下の説明で、第1フレームのUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)を第1のクラスイメージと称し、第2フレームのUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)を第2のクラスイメージと称する。
始めに、クロック供給回路20は、2画素間引き制御部21、ライン間引き制御部24−1〜24−8、ワード間引き制御部26−1〜26−16、及び読出し制御部28−1〜28−32にクロックを供給する。これらのクロックは、画素サンプルの読み出し又は書き込みに用いられ、これらのクロックにより各部が同期する。
そして、不図示のイメージセンサから入力されるUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)は、RAM22に記憶される。
2画素間引き制御部21は、図8に示されるように、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の連続する2フレームから(2フレーム単位で)、4ライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアを1つ置きに間引いて第1〜第8のサブイメージにマッピングする。
なお、図8に示されるように、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)のサンプル番号及びライン番号は0からスタートする。従って、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の有効領域には、0サンプルから3839サンプルまでの合計3840サンプルと、0ラインから2159ラインまでの合計2160ラインが存在する。一方、サブイメージのサンプル番号は0からスタートし、ライン番号は1からスタートする。従って、サブイメージには、0サンプルから2199サンプルまでの合計2200サンプルと、1ラインから1125ラインまでの合計1125ラインが存在する。ただし、サブイメージの1ライン当たりのサンプル数は、一例であり、映像信号のシステムによって変動する。
ここで、さらに図9も参照して、第1及び第2のクラスイメージから第1〜第8のサブイメージへの画素サンプルのマッピング方法の詳細について説明する。
図9は、各サブイメージのフォーマットの例を示している。このフォーマットは、SMPTE274Mで規定されている1920×1080/50P−60P信号のフォーマットとほぼ同様である。ただし、垂直ブランキング領域と映像データ領域の配置が異なっている。
図9内の上方にはサンプル番号が示されている。oで示される位置のサンプル番号は0であり、pで示される位置のサンプル番号は1919である。そして、この1920サンプルの領域に、垂直ブランキング領域及び映像データ領域が配置され、第1及び第2のクラスイメージの画素サンプルがマッピングされる。
また、aで示される第1920サンプルからdで示される第1923サンプルまでの4サンプルの領域に、EAV領域が配置される。さらに、eで示される第1924サンプルからkで示されるサンプルの手前までの領域に、HANCデータ領域が配置される。このkの値は、サブイメージのマッピング元となるUHDTV1クラスイメージのシステムにより変動する。すなわち、元のUHDTV1クラスイメージが4kの120Pの場合、kの値は2196となり、4kの100Pの場合、kの値は2636となり、4kの96Pの場合、kの値は2746となる。また、kで示されるサンプルからnで示されるサンプルまでの4サンプルの領域に、SAV領域が配置される。
そして、2画素間引き制御部21は、以下のようにして、第1及び第2のクラスイメージの画素サンプルを第1〜第8のサブイメージにマッピングする。
まず、第1〜第8のサブイメージの先頭の第1ラインから第21ラインまでの21ラインの領域に、垂直ブランキング領域が設けられる。
次に、第1のクラスイメージの第4g+hライン(g=0〜539,h=0〜3)の第4i+2jサンプル及び第4i+2j+1サンプル(i=0〜959,j=0〜1)の画素サンプルが、第2h+j+1のサブイメージの第g+22ラインの第2iサンプル及び第2i+1サンプルにマッピングされる。
例えば、第1のクラスイメージの第0ラインから4ライン間隔で、各ラインの先頭からライン方向に隣接する2つの画素サンプルのペアが順に抽出され、交互に第1のサブイメージと第2のサブイメージにマッピングされる。すなわち、第1のクラスイメージの第0ライン、第4ライン、第8ライン、・・・、第2156ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、第8サンプル、第9サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルが、第1のサブイメージの第22ラインから第561ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。また、第1のクラスイメージの第0ライン、第4ライン、第8ライン、・・・、第2156ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、第10サンプル、第11サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルが、第2のサブイメージの第22ラインから第561ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。
同様に、第1のクラスイメージの第1ラインから4ライン間隔で、各ラインの先頭からライン方向に隣接する2つの画素サンプルのペアが順に抽出され、交互に第3のサブイメージと第4のサブイメージにマッピングされる。すなわち、第1のクラスイメージの第1ライン、第5ライン、第9ライン、・・・、第2157ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、第8サンプル、第9サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルが、第3のサブイメージの第22ラインから第561ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。また、第1のクラスイメージの第1ライン、第5ライン、第9ライン、・・・、第2157ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、第10サンプル、第11サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルが、第4のサブイメージの第22ラインから第561ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。
また、第1のクラスイメージの第2ラインから4ライン間隔で、各ラインの先頭からライン方向に隣接する2つの画素サンプルのペアが順に抽出され、交互に第5のサブイメージと第6のサブイメージにマッピングされる。すなわち、第1のクラスイメージの第2ライン、第6ライン、第10ライン、・・・、第2158ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、第8サンプル、第9サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルが、第5のサブイメージの第22ラインから第561ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。また、第1のクラスイメージの第2ライン、第6ライン、第10ライン、・・・、第2158ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、第10サンプル、第11サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルが、第6のサブイメージの第22ラインから第561ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。
さらに、第1のクラスイメージの第3ラインから4ライン間隔で、各ラインの先頭からライン方向に隣接する2つの画素サンプルのペアが順に抽出され、交互に第7のサブイメージと第8のサブイメージにマッピングされる。すなわち、第1のクラスイメージの第3ライン、第7ライン、第11ライン、・・・、第2159ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、第8サンプル、第9サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルが、第7のサブイメージの第22ラインから第561ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。また、第1のクラスイメージの第3ライン、第7ライン、第11ライン、・・・、第2159ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、第10サンプル、第11サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルが、第8のサブイメージの第22ラインから第561ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。
次に、第1〜第8のサブイメージの第562ラインから第583ラインまでの22ラインの領域に、垂直ブランキング領域が設けられる。
次に、第2のクラスイメージの第4g+hライン(g=0〜539,h=0〜3)の第4i+2jサンプル及び第4i+2j+1サンプル(i=0〜959,j=0〜1)の画素サンプルが、第2h+j+1のサブイメージの第g+584ラインの第2iサンプル及び第2i+1サンプルにマッピングされる。
例えば、第2のクラスイメージの第0ラインから4ライン間隔で、各ラインの先頭からライン方向に隣接する2つの画素サンプルのペアが順に抽出され、交互に第1のサブイメージと第2のサブイメージにマッピングされる。すなわち、第2のクラスイメージの第0ライン、第4ライン、第8ライン、・・・、第2156ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、第8サンプル、第9サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルが、第1のサブイメージの第584ラインから第1123ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。また、第2のクラスイメージの第0ライン、第4ライン、第8ライン、・・・、第2156ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、第10サンプル、第11サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルが、第2のサブイメージの第584ラインから第1123ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。
同様に、第2のクラスイメージの第1ラインから4ライン間隔で、各ラインの先頭からライン方向に隣接する2つの画素サンプルのペアが順に抽出され、交互に第3のサブイメージと第4のサブイメージにマッピングされる。すなわち、第2のクラスイメージの第1ライン、第5ライン、第9ライン、・・・、第2157ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、第8サンプル、第9サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルが、第3のサブイメージの第584ラインから第1123ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。また、第2のクラスイメージの第1ライン、第5ライン、第9ライン、・・・、第2157ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、第10サンプル、第11サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルが、第4のサブイメージの第584ラインから第1123ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。
また、第2のクラスイメージの第2ラインから4ライン間隔で、各ラインの先頭からライン方向に隣接する2つの画素サンプルのペアが順に抽出され、交互に第5のサブイメージと第6のサブイメージにマッピングされる。すなわち、第2のクラスイメージの第2ライン、第6ライン、第10ライン、・・・、第2158ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、第8サンプル、第9サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルが、第5のサブイメージの第584ラインから第1123ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。また、第2のクラスイメージの第2ライン、第6ライン、第10ライン、・・・、第2158ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、第10サンプル、第11サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルが、第6のサブイメージの第584ラインから第1123ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。
さらに、第2のクラスイメージの第3ラインから4ライン間隔で、各ラインの先頭からライン方向に隣接する2つの画素サンプルのペアが順に抽出され、交互に第7のサブイメージと第8のサブイメージにマッピングされる。すなわち、第2のクラスイメージの第3ライン、第7ライン、第11ライン、・・・、第2159ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、第8サンプル、第9サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルが、第7のサブイメージの第584ラインから第1123ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。また、第2のクラスイメージの第3ライン、第7ライン、第11ライン、・・・、第2159ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、第10サンプル、第11サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルが、第8のサブイメージの第584ラインから第1123ラインの第0サンプルから第1919サンプルまでの領域にマッピングされる。
さらに、第1〜第8のサブイメージの第1124ラインから第1125ラインまでの2ラインの領域に、垂直ブランキング領域が設けられる。
なお、2画素間引き制御部21は、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)が4:2:0信号の場合、Crチャンネルにデフォルト値である200h(10ビットシステム)、800h(12ビットシステム)をマッピングする。これにより、4:2:0信号が4:2:2信号と同等に扱われるようになる。
また、垂直ブランキング領域には、例えば、SMPTE274に規定されているデフォルト値が設定される。このデフォルト値は、Y,R,G,Bが10ビットの場合40h(64)、12ビットの場合100h(256)、Cb,Crが10ビットの場合200h(512),12ビットの場合800h(2048)である。
以上のように、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の連続する2フレームから、4ライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアが1つ置きに間引かれて、第1〜第8のサブイメージにマッピングされる。
また、第1〜第8のサブイメージ内において、第1のクラスイメージの映像データ領域と第2のクラスイメージの映像データ領域の間に所定の間隔(垂直ブランキング領域)が設けられる。これにより、各サブイメージの先頭の垂直ブランキング領域だけでなく、第1のクラスイメージの映像データ領域と第2のクラスイメージの映像データ領域の間の垂直ブランキング領域にも映像の切り替えを行うためのスイッチングポイントを設けることができる。
例えば、第1のクラスイメージの映像データ領域と第2のクラスイメージの映像データ領域の間に垂直ブランキング領域を設けない場合、第1のクラスイメージと第2のクラスイメージとの間にスイッチングポイントを設けることができない。従って、最大でUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の1/2のフレームレートでしか映像の切り替えを行うことができない。
一方、本実施の形態では、第1のクラスイメージの映像データ領域と第2のクラスイメージの映像データ領域の間に垂直ブランキング領域が設けられる。これにより、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)と同じフレーム単位で、映像を壊すことなく映像の切り替えを行うことが可能になる。
また、第1のクラスイメージの映像データ領域と第2のクラスイメージの映像データ領域の間に垂直ブランキング領域を設けることにより、マッピング時の遅延を抑制することができる。これについて、図10を参照して説明する。
図10は、2フレームのUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)をサブイメージにマッピングする場合に、フレーム間に垂直ブランキング領域を挿入しない場合と挿入する場合を比較するための模式図である。なお、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の先頭の第1ライン〜第82ライン、及び、末尾の第2243ライン〜第2250ラインに垂直ブランキング領域が設けられているものとする。
例えば、図10の中央に示されるように、フレーム間に垂直ブランキング領域を挿入しない場合、第1のクラスイメージの映像データ領域のマッピング後に、第2のクラスイメージの映像データをマッピングするまでの間に遅延が発生する。この遅延時間は、第1のクラスイメージの映像データ領域が終了してから、第2のクラスイメージの映像データが始まるまでの期間、すなわち、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の90ライン分に相当する。従って、この90ライン分の画素サンプルを保持するためのメモリが必要になる。
一方、図10の右側に示されるように、フレーム間に垂直ブランキング領域を挿入した場合、第1のクラスイメージの映像データ領域のマッピング後に、第2のクラスイメージの映像データをマッピングするまでの間に遅延が発生しない。従って、マッピングの処理単位となるUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の約4ライン分の画素サンプルを保持するためのメモリのみが必要となる。
そして、第1〜第8のサブイメージは、それぞれRAM23−1〜23−8に記憶される。
続いて、図11に示されるように、SMPTE435−1のFigure2等の規定に従って、第1〜第8のサブイメージのライン間引きが行われ、さらにワード間引きが行われる。
具体的には、まず、ライン間引き制御部24−1〜24−8は、図12に示されるように、SMPTE372のFigure2等に規定される方式に従って、RAM23−1〜23−8に記憶されている第1〜第8のサブイメージ(1920×1080/50P−60P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号)を、1ライン置きに間引く。これにより、各サブイメージからそれぞれリンクAとリンクBの2チャンネルのインターレース信号(1920×1080/50I−60I/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号)が生成される。これにより、プログレッシブ信号であるサブイメージがインターレース信号に変換される。なお、1920×1080/50I−60I/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号は、SMPTE274Mで定義される信号であり、現行の測定器で観測可能である。
なお、図12の左側のリンクAとリンクBの中に示されている番号は、図9に示される元のサブイメージのライン番号を示している。また、図12の右側のライン番号は、サブイメージのライン間引きを行った後のインターレース信号のライン番号を示している。
ここで、例えば、第1のサブイメージのフレームiとフレームi+1の連続するフレームをリンクAとリンクBの2チャンネルのインターレース信号に分離する場合について説明する。
リンクAの第1ラインから第562ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームiの偶数ラインが割り当てられる。そのうち、第11ラインから第280ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームiの前半の映像データ領域(すなわち、第1のクラスイメージの画素サンプルがマッピングされた領域)が割り当てられる。第292ラインから第561ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームiの後半の映像データ領域(すなわち、第2のクラスイメージの画素サンプルがマッピングされた領域)が割り当てられる。第1ラインから第10ラインまで、第281ラインから第291ラインまで、及び、第562ラインの範囲には、第1のサブイメージのフレームiの垂直ブランキング領域が割り当てられる。
また、リンクAの第563ラインから第1125ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームi+1の奇数ラインが割り当てられる。そのうち、第574ラインから第843ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームi+1の前半の映像データ領域(すなわち、第1のクラスイメージの画素サンプルがマッピングされた領域)が割り当てられる。第855ラインから第1124ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームi+1の後半の映像データ領域(すなわち、第2のクラスイメージの画素サンプルがマッピングされた領域)が割り当てられる。第563ラインから第573ラインまで、第844ラインから第854ラインまで、及び、第1125ラインの範囲には、第1のサブイメージのフレームi+1の垂直ブランキング領域が割り当てられる。
リンクBの第1ラインから第562ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームiの奇数ラインが割り当てられる。そのうち、第11ラインから第280ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームiの前半の映像データ領域(すなわち、第1のクラスイメージの画素サンプルがマッピングされた領域)が割り当てられる。第292ラインから第561ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームiの後半の映像データ領域(すなわち、第2のクラスイメージの画素サンプルがマッピングされた領域)が割り当てられる。第1ラインから第10ラインまで、第281ラインから第291ラインまで、及び、第562ラインの範囲には、第1のサブイメージのフレームiの垂直ブランキング領域が割り当てられる。
また、リンクBの第563ラインから第1124ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームi+1の偶数ラインが割り当てられる。そのうち、第573ラインから第842ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームi+1の前半の映像データ領域(すなわち、第1のクラスイメージの画素サンプルがマッピングされた領域)が割り当てられる。第854ラインから第1123ラインまでの範囲には、第1のサブイメージのフレームi+1の後半の映像データ領域(すなわち、第2のクラスイメージの画素サンプルがマッピングされた領域)が割り当てられる。第563ラインから第572ラインまで、第843ラインから第853ラインまで、及び、第1124ラインの範囲には、第1のサブイメージのフレームi+1の垂直ブランキング領域が割り当てられる。なお、リンクBの第1125ラインには、第1のサブイメージのフレームi+2の第1ラインが割り当てられる。
そして、リンクA及びリンクBの第1ラインから第10ラインまでの間、及び、第562ラインから第572ラインまでの間にスイッチングポイントを設け、映像の切り替えを行うことができる。加えて、リンクA及びリンクBの第281ラインから第291ラインまでの間、及び、第844ラインから第853ラインまでの間にもスイッチングポイントを設け、映像の切り替えを行うことができる。これにより、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)と同じフレーム単位で映像の切り替えを行うことが可能になる。
そして、ライン間引き制御部24−1〜24−8は、第1〜第8のサブイメージから1ラインおきに間引いてインターレース信号とした1920×1080/50I−60I信号をRAM25−1〜25−16に書き込む。
次に、ワード間引き制御部26−1〜26−16は、RAM25−1〜25−16に記憶されている1920×1080/50I−60I信号をワード毎に間引く。具体的には、ワード間引き制御部26−1〜26−16は、ライン間引きされた信号が4:4:4の10ビット、12ビットあるいは4:2:2の12ビット信号である場合、SMPTE372のFigure4,6,7,8,9と同じ方式でワード間引きを行う。ここで、ワード間引き制御部26−1〜26−16は、1920×1080/50I−60I信号を、以下のようにリンクA,B(2チャンネルのHD−SDI)にマッピングする。
図13は、SMPTE372によるリンクA,Bのデータ構造の例を示す。図13のAに示すように、リンクAは、1サンプルが20ビットであり、全てのビットがRGBの値を表している。図13のBに示すように、リンクBも、1サンプルが20ビットであるが、10ビットのR′G′B′n:0−1のうち、ビットナンバー2〜7の6ビットのみがRGBの値を表している。したがって1サンプル中でRGBの値を表しているビット数は16ビットである。
これにより、RAM25−1〜25−16に記憶されている16チャンネルの1920×1080/50I−60I信号から、32チャンネルのHD−SDIが生成される。そして、32チャンネルのHD−SDIがRAM27−1〜27−32に記憶される。
なお、ライン間引きされた信号が4:2:2の10ビット信号の場合、ワード間引き制御部26−1〜26−16は、リンクBを使用せず、1920×1080/50I−60I信号をチンクAにのみマッピングする。従って、この場合、16チャンネルのHD−SDIが生成される。
そして、読出し制御部28−1〜28−32は、クロック供給回路20から供給された基準クロックに従って、RAM27−1〜27−32から画素サンプルを読出す。そして、読出し制御部28−1〜28−32は、32チャンネルのHD−SDI1〜32を、後続のS/P・スクランブル・8B/10B部12に出力する。
このようにして、マッピング部11は、UDHTV1クラスイメージ(100P−120P)から32チャンネルのHD−SDIを生成する。これにより、UDHTV1クラスイメージ(100P−120P)を、合計32チャンネルのHD−SDIで伝送することができる。なお、UDHTV1クラスイメージ(100P−120P)が4:2:2/10ビット信号の場合には16チャンネルのHD−SDIで伝送することが可能である。
そして、S/P・スクランブル・8B/10B部12以降において、32チャンネルのHD−SDI1〜32が、4チャンネルのモードDで規定される10.692Gbpsの伝送ストリームに多重して伝送される。この多重方式には、例えば、特開2008−099189号公報に開示された方式が用いられる。
[10.692Gbpsのシリアルデータの構成例]
ここで、10.692Gbpsのシリアルデータ(以下、10G−SDIとも称する)の1ラインの構成例について、図14を参照して説明する。
図14は、フレームレートが24Pである場合における10G−SDIの1ライン分のデータ構造例を示す。
この図では、ライン番号LN及び誤り検出符号CRCを含めたものをEAV,アクティブライン及びSAVとして示し、付加データの領域を含めたものを水平補助データスペースとして示している。水平補助データスペースには、オーディオ信号がマッピングされており、オーディオ信号に補完データを追加して水平補助データスペースを構成することによって、入力されたHD−SDIと同期を取ることができる。
[モードDの説明]
次に、SMPTE435−2にモードDとして規定される、複数チャンネルのHD−SDIを多重化して、10G−SDIを生成する方法について、図15を参照して説明する。
図15は、モードDの説明図である。
モードDは、8チャンネル(CH1〜CH8)のHD−SDIを多重化する方式であり、10G−SDIの映像データ領域と水平補助データスペースのそれぞれにデータが多重される。このとき、CH1,CH3,CH5,CH7のHD−SDIの映像/EAV/SAVデータが40ビット抽出され、スクランブルされて40ビットのデータに変換される。一方、CH2,CH4,CH6,CH8のHD−SDIの映像/EAV/SAVデータが32ビット抽出され、8B/10B変換によって、40ビットのデータとされる。各データは足し合わされ、80ビットのデータとされる。このエンコードされた8ワード(80ビット)のデータが10G−SDIの映像データ領域に多重される。
このとき、80ビットのデータブロックのうち、前半の40ビットのデータブロックには、偶数チャンネルの8B/10B変換された40ビットのデータブロックが割り当てられる。そして、後半の40ビットのデータブロックには、奇数チャンネルのスクランブルされた40ビットのデータブロックが割り当てられる。このため、1つのデータブロックには、例えば、CH2,CH1の順にデータブロックが多重される。このように順番を入れ替えている理由は、使用するモードを識別するためのコンテンツIDが、8B/10B変換された偶数チャンネルの40ビットのデータブロックに含まれるためである。
一方、CH1のHD−SDIの水平補助データスペースは、8B/10B変換されて、50ビットのデータブロックにエンコードされ、10G−SDIの水平補助データスペースに多重される。ただし、CH2〜CH8のHD−SDIの水平補助データスペースは伝送されない。
[S/P・スクランブル・8B/10B部12以降の動作]
次に、放送用カメラ1のS/P・スクランブル・8B/10B部12以降の動作について説明する。
マッピング部11によってマッピングされたCH1〜CH32のHD−SDIは、図6に示すようにS/P・スクランブル・8B/10B部12に送られる。そして、スクランブル又は8B/10B変換された40ビット幅又は50ビット幅のパラレル・デジタルデータは、PLL13から受け取る37.125MHzのクロックによって不図示のFIFOメモリに書き込まれる。その後、PLL13から受け取る83.5312MHzのクロックによって40ビット幅又は50ビット幅のままFIFOメモリから読み出されて、多重部14に送られる。
図16は、多重部14が行うデータの多重処理の例を示す。
図16のAは、スクランブル又は8B/10B変換されたCH1〜CH8の各40ビットのデータが、CH1とCH2、CH3とCH4、CH5とCH6、CH7とCH8のペアの順番が入れ替えられて、320ビット幅に多重される様子を示す。
このように、8B/10B変換されたデータが、自己同期型スクランブルを掛けたデータの間に40ビット毎に挟まれている。これにより、スクランブル方式によるマーク率(0と1の割合)変動や、0−1、1−0の遷移の不安定さを解消し、パソロジカルパターンの発生を防止することができる。
図16のBは、8B/10B変換されたCH1の水平ブランキング期間の50ビットのデータの4サンプル分が、200ビット幅の4サンプルに多重される様子を示す。
多重部14によって多重された320ビット幅のパラレル・デジタルデータと200ビット幅のパラレル・デジタルデータは、データ長変換部15に送られる。データ長変換部15は、シフトレジスタを用いて構成されている。そして、データ長変換部15は、320ビット幅のパラレル・デジタルデータを256ビット幅に変換したデータと、200ビット幅のパラレル・デジタルデータを256ビット幅に変換したデータとを用いて、256ビット幅のパラレル・デジタルデータを形成する。さらに、データ長変換部15は、256ビット幅のパラレル・デジタルデータを128ビット幅に変換する。
データ長変換部15からFIFOメモリ16を介して送られた64ビット幅のパラレル・デジタルデータは、多チャンネルデータ形成部17で、各々がビットレート668.25Mbpsを有する16チャンネル分のシリアル・デジタルデータとして形成される。多チャンネルデータ形成部17は、例えばXSBI(Ten gigabit Sixteen Bit Interface:10ギガビットイーサネット(登録商標)のシステムで使用される16ビットインタフェース)である。多チャンネルデータ形成部17によって形成された16チャンネルのシリアル・デジタルデータは、多重・P/S変換部18に送られる。
多重・P/S変換部18は、パラレル/シリアル変換部としての機能を有しており、多チャンネルデータ形成部17から受け取る16チャンネルのシリアル・デジタルデータを多重し、その多重したパラレル・デジタルデータをパラレル/シリアル変換する。これにより、多重・P/S変換部18は、668.25Mbps×16=10.692Gbpsのシリアル・デジタルデータ(10G−SDI)を生成する。
なお、8チャンネルのHD−SDIから1チャンネルの10G−SDIが生成されるため、マッピング部11により生成された32チャンネルのHD−SDIから4チャンネルの10G−SDIが生成される。すなわち、第1〜第8のサブイメージに対して4チャンネルの10G−SDIが生成される。
多重・P/S変換部18によって生成された4チャンネルの10G−SDIは、光電変換部19に送られる。光電変換部19は、ビットレート10.692Gbpsのシリアル・デジタルデータをCCU2に出力を制御する出力制御部として機能する。そして、光電変換部19は、多重部14によって生成された4チャンネルの10G−SDIを光信号に変換する。このとき、光電変換部19は、光信号に変換した4チャンネルの10G−SDIを、例えば、DWDM/CWDM波長多重伝送技術により多重して、光ファイバーケーブル3経由でCCU2に伝送する。
[DWDM/CWDM波長多重伝送技術]
ここで、DWDM/CWDM波長多重伝送技術について説明する。
複数の波長の光を1本の光ファイバーに多重して伝送する方法をWDM(Wavelength Division Multiplexing)と言う。WDMは波長間隔に応じて大まかに以下の3つの方式に分けられる。
(1)2波長多重方式
2波長多重方式は、1.3μm、1.55μmといった異なる波長の信号を、2波〜3波程度多重して1本の光ファイバーで伝送する方式である。
(2)DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)方式
DWDMは、特に1.55μm帯にて光の周波数で25GHz、50GHz、100GHz、200GHz..、高密度に光を多重して伝送する方法である。この間隔は、約0.2nm、0.4nm、0.8nm.. 波長の間隔となる。ITU−T(International Telecommunication Union Telecommunication standardization sector)にて中心波長その他の標準化が行われた。DWDMは、波長間隔が100GHzと狭いために数十〜百と多くの多重数を取ることが出来、超大容量の通信が可能である。しかし、発振波長幅が波長間隔100GHzより十分狭いことが必要であるとともに中心波長がITU−T規格に一致するよう半導体レーザを温度制御する必要があるため、デバイスが高価であり、システムの消費電力が大きくなる。
(3)CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)方式
CWDMは、波長間隔を10nm〜20nmとDWDMより一桁以上広く取った波長多重技術である。波長間隔が比較的広いために半導体レーザの発振波長幅がDWDMほど狭帯域である必要が無く、また半導体レーザを温度制御する必要も無いので、システムを低価格、低消費電力化することが可能である。DWDMほどの大容量が必要でないシステムに有効である。中心波長例については、現在のところ4チャンネル構成で以下のものが一般的である。例えば、1.511μm、1.531μm、1.551μm、1.571μm、8チャンネル構成で1.471μm、1.491μm、1.511μm、1.531μm、1.551μm、1.571μm、1.591μm、1.611μmがある。
以上のように、本例の放送用カメラ1を用いることによって、イメージセンサから入力したUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)をシリアル・デジタルデータとして送信することができる。すなわち、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)が、CH1〜CH32のHD−SDIに変換され、さらに、CH1〜CH32のHD−SDIが、4チャンネルの10G−SDIに変換されて出力される。
なお、放送用カメラ1から32チャンネルのHD−SDIをそのまま出力するようにしてもよい。また、例えば、SMPTE425等の規格に従って、32チャンネルのHD−SDIから、16チャンネルの3Gbpsのシリアル・デジタルデータ(以下、3G−SDIと称する)を生成し、出力するようにしてもよい。
また、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)が4:2:2/10ビット信号である場合、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)から16チャンネルのHD−SDIが生成される。従って、この場合、16チャンネルのHD−SDI、8チャンネルの3G−SDI、又は、4チャンネルの10G−SDIにより、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)を伝送することが可能である。
なお、各放送用カメラ1からCCU2には、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)が伝送されるだけでない。すなわち、CCU2からも前述のリターンビデオ(他の放送用カメラ1で撮影中の映像を表示させるための映像信号)が光ファイバーケーブル3経由で各放送用カメラ1に伝送される。リターンビデオは周知の技術を用いて生成される(例えば、2チャンネル分のHD−SDI信号を、それぞれ8ビット/10ビットエンコーディングした後、多重してシリアル・デジタルデータに変換する)ので、そのための回路構成の説明は省略する。
[CCUの内部構成及び動作例]
次に、CCU2の内部構成例を説明する。
図17は、CCU2の回路構成のうち、本実施の形態に関連する部分を示すブロック図である。CCU2には、このような回路が、各放送用カメラ1に一対一に対応して複数組設けられている。
放送用カメラ1から光ファイバーケーブル3を経由して伝送された4チャンネルの10G−SDIは、光電変換部31によって電気信号に変換された後、S/P変換・多チャンネルデータ形成部32に送られる。S/P変換・多チャンネルデータ形成部32は、例えばXSBIである。そして、S/P変換・多チャンネルデータ形成部32は、4チャンネルの10G−SDIを受信する。
S/P変換・多チャンネルデータ形成部32は、受信した4チャンネルの10G−SDIをそれぞれシリアル/パラレル変換する。そして、S/P変換・多チャンネルデータ形成部32は、シリアル/パラレル変換した各パラレル・デジタルデータから、各々がビットレート668.25Mbpsを有する16チャンネル分のシリアル・デジタルデータを形成するとともに、668.25MHzのクロックを抽出する。
S/P変換・多チャンネルデータ形成部32によって形成された16チャンネルのシリアル・デジタルデータは、多重部33に送られる。また、S/P変換・多チャンネルデータ形成部32によって抽出された668.25MHzのクロックは、PLL34に送られる。
多重部33は、S/P変換・多チャンネルデータ形成部32から受け取る16チャンネルのシリアル・デジタルデータを多重して、64ビット幅のパラレル・デジタルデータをFIFOメモリ35に送る。
PLL34は、S/P変換・多チャンネルデータ形成部32から受け取る668.25MHzのクロックを4分の1に分周した167.0625MHzのクロックをFIFOメモリ35に書込みクロックとして送る。
また、PLL34は、S/P変換・多チャンネルデータ形成部32から受け取る668.25MHzのクロックを8分の1に分周した83.5312MHzのクロックを、FIFOメモリ35に読出しクロックとして送る。さらに、PLL34は、後述するデスクランブル・8B/10B・P/S部38内のFIFOメモリに、83.5312MHzのクロックを書込みクロックとして送る。
また、PLL34は、S/P変換・多チャンネルデータ形成部32から受け取る668.25MHzのクロックを18分の1に分周した37.125MHzのクロックを、デスクランブル・8B/10B・P/S部38内のFIFOメモリに読出しクロックとして送る。また、PLL34は、デスクランブル・8B/10B・P/S部38内のFIFOメモリに37.125MHzのクロックを書込みクロックとして送る。
またPLL34は、S/P変換・多チャンネルデータ形成部32から受け取る668.25MHzのクロックを9分の1に分周した74.25MHzのクロックを、デスクランブル・8B/10B・P/S部38内のFIFOメモリに読出しクロックとして送る。
FIFOメモリ35には、多重部33から受け取る64ビット幅のパラレル・デジタルデータが、PLL34から受け取る167.0625MHzのクロックによって書き込まれる。FIFOメモリ35に書き込まれたパラレル・デジタルデータは、PLL34から受け取る83.5312MHzのクロックによって128ビット幅のパラレル・デジタルデータとして読み出されて、データ長変換部36に送られる。
データ長変換部36は、シフトレジスタを用いて構成されており、128ビット幅のパラレル・デジタルデータを、256ビット幅に変換する。そして、データ長変換部36は、タイミング基準信号SAVまたはEAVに挿入されているK28.5を検出する。これにより、データ長変換部36は、各ライン期間を判別して、タイミング基準信号SAV,アクティブライン,タイミング基準信号EAV,ライン番号LN及び誤り検出符号CRCのデータを320ビット幅に変換する。さらに、データ長変換部36は、水平補助データスペースのデータ(8B/10B変換されたCH1の水平補助データスペースのデータ)を200ビット幅に変換する。データ長変換部36によってデータ長を変換された320ビット幅のパラレル・デジタルデータと200ビット幅のパラレル・デジタルデータとは、分離部37に送られる。
分離部37は、データ長変換部36から受け取る320ビット幅のパラレル・デジタルデータを、放送用カメラ1内の多重部14によって多重される前の40ビットずつのCH1〜CH8のデータに分離する。このパラレル・デジタルデータには、タイミング基準信号SAV,アクティブライン,タイミング基準信号EAV,ライン番号LN及び誤り検出符号CRCのデータが含まれる。そして、分離部37は、各CH1〜CH8の40ビット幅のパラレル・デジタルデータを、デスクランブル・8B/10B・P/S部38に送る。
なお、4チャンネルの10G−SDIのそれぞれに対してCH1〜CH8の40ビット幅のパラレル・デジタルデータが生成されるため、合計で32チャンネル分のパラレル・デジタルデータが、デスクランブル・8B/10B・P/S部38に送られる。
また、分離部37は、データ長変換部36から受け取る200ビット幅のパラレル・デジタルデータを、多重部14によって多重される前の50ビットずつのデータに分離する。このパラレル・デジタルデータには、8B/10BエンコーディングされたCH1の水平補助データスペースのデータが含まれる。そして、分離部37は、この50ビット幅のパラレル・デジタルデータを、デスクランブル・8B/10B・P/S部38に送る。
なお、4チャンネルの10G−SDIのそれぞれに対してCH1の50ビット幅のパラレル・デジタルデータが生成されるため、合計で4チャンネル分のパラレル・デジタルデータが、デスクランブル・8B/10B・P/S部38に送られる。
デスクランブル・8B/10B・P/S部38は、CH1〜CH32に一対一に対応する32個のブロックによって構成される。すなわち、デスクランブル・8B/10B・P/S部38は、リンクAであるCH1,CH3,CH5,CH7,…,CH31用のブロックを備え、入力したパラレル・デジタルデータにデスクランブルを掛けて、シリアル・デジタルデータに変換して出力する。また、デスクランブル・8B/10B・P/S部38は、リンクBであるCH2,CH4,CH6,CH8,…,CH32用のブロックを備え、入力したパラレル・デジタルデータを8B/10Bにデコードする。そして、デスクランブル・8B/10B・P/S部38は、シリアル・デジタルデータに変換して出力する。
再生部39は、デスクランブル・8B/10B・P/S部38から送られたCH1〜CH32(リンクA及びリンクB)のHD−SDIに対して、SMPTE435の規定に従って、放送用カメラ1内のマッピング部11の処理と逆の処理を施す。この処理により、再生部39は、HDTV1クラスイメージ(100P−120P)を再生する。
このとき、再生部39は、S/P変換・多チャンネルデータ形成部32が受信したHD−SDI1〜32より、ワード多重、ライン多重の処理を順に行うことで第1〜第8のサブイメージを再生する。そして、再生部39は、第1〜第8のサブイメージから画素サンプルを2画素ずつ取り出して、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の第1及び第2のフレーム内に順に多重する。
再生部39によって再生されたHDTV1クラスイメージ(100P−120P)は、CCU2から出力されて、例えばVTR等(図示略)に送られる。
本例においてCCU2は、放送用カメラ1によって生成されたシリアル・デジタルデータを受信する側の信号処理を行う。この信号受信装置,信号受信方法では、10G−SDIからパラレル・デジタルデータが生成され、このパラレル・デジタルデータが、リンクA,リンクBの各チャンネルのデータに分離される。
分離されたリンクAのデータについては、自己同期型デスクランブルが掛けられるが、タイミング基準信号SAVの直前でデスクランブラ内のレジスタの値を全て0にセットしてデコードが開始される。さらに、誤り検出符号CRCに続く少なくとも数ビットのデータにも自己同期型デスクランブルが掛けられる。これにより、タイミング基準信号SAV,アクティブライン,タイミング基準信号EAV,ライン番号LN及び誤り検出符号CRCのデータのみに自己同期型デスクランブルが掛けられる。このため、水平補助データスペースのデータには自己同期型スクランブルが掛けられていないにもかかわらず、掛け算回路であるデスクランブラの桁上がりを考慮した正確な計算を行って元のデータを再生することができる。
一方、分離されたリンクBのデータについては、8ビット/10ビットデコーディングしたRGBのビットから、リンクBの各サンプルのデータが形成される。そして、自己同期型デスクランブルを掛けられたリンクAのパラレル・デジタルデータと、各サンプルを形成されたリンクBのパラレル・デジタルデータとがそれぞれパラレル/シリアル変換される。そして、マッピングされたCH1〜CH32のHD−SDI信号が再生される。
図18は、再生部39の内部構成例を示す。
再生部39は、マッピング部11が画素サンプルに行った処理の逆変換を行うブロックである。
再生部39は、各部にクロックを供給するクロック供給回路41を備える。クロック供給回路41は、2画素多重制御部42、ライン多重制御部45−1〜45−8、ワード多重制御部47−1〜47−16、及び書込み制御部49−1〜49−32にクロックを供給する。このクロックにより各部が同期して、画素サンプルの読み出し又は書き込みが制御される。
また、再生部39は、32チャンネルのHD−SDI1〜32をそれぞれ記憶するRAM48−1〜48−32を備える。上述したようにHD−SDI1〜32は、それぞれ1920×1080/50I−60I信号を構成する。そして、HD−SDI1〜32には、デスクランブル・8B/10B・P/S部38から入力されたリンクAであるCH1,CH3,CH5,CH7,…,CH31と、リンクBであるCH2,CH4,CH6,CH8,…,CH32が用いられる。
書込み制御部49−1〜49−32は、クロック供給回路41から供給されるクロックに合わせて、入力した32チャンネルのHD−SDI1〜32をRAM48−1〜48−32に保存する書込み制御を行う。
また、再生部39は、ワード多重(デインタリーブ)を制御するワード多重制御部47−1〜47−16と、ワード多重制御部47−1〜47−16が多重したデータを書き込むRAM46−1〜46−16を備える。また、再生部39は、ライン多重を制御するライン多重制御部45−1〜45−8と、ライン多重制御部45−1〜45−8が多重したデータを書き込むRAM44−1〜44−8を備える。
ワード多重制御部47−1〜47−16は、RAM48−1〜48−32から32チャンネルのHD−SDIを読み出す。そして、ワード多重制御部47−1〜47−16は、読み出した32チャンネルのHD−SDIの画素サンプルに対して、マッピング部11のワード間引き制御部26−1〜26−16のワード間引きの逆変換であるワード多重処理を行う。このワード多重処理は、SMPTE372のFigure3,5,7,8,9に従って行われる。これにより、32チャンネルのHD−SDIから16チャンネルの1920×1080/50I−60I/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号が生成される。ワード多重制御部47−1〜47−16は、16チャンネルの1920×1080/50I−60I/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号をRAM46−1〜46−16に記憶させる。
ライン多重制御部45−1〜45−8は、RAM46−1〜46−16から16チャンネルの1920×1080/50I−60I/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を読み出す。そして、ライン多重制御部45−1〜45−8は、読み出した信号に対して、マッピング部11のライン間引き制御部24−1〜24−8のライン間引きの逆変換であるライン多重処理を行う。これにより、16チャンネルの1920×1080/50I−60I/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号から、第1〜第8のサブイメージが生成される。そして、ライン多重制御部45−1〜45−8は、第1〜第8のサブイメージをRAM44−1〜44−8に記憶させる。
2画素多重制御部42は、RAM44−1〜44−8から第1〜第8のサブイメージを読み出す。そして、2画素多重制御部42は、読み出した第1〜第8のサブイメージに対して、マッピング部11の2画素間引き制御部21の2画素間引きの逆変換である2画素多重制御処理を行い、2フレームのUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)を再生する。
具体的には、2画素多重制御部42は、第2h+j+1(h=0〜3,j=0〜1)のサブイメージの第g+22ライン(g=0〜539)の第2iサンプル及び第2i+1サンプル(i=0〜959)の画素サンプルを抽出し、第1のクラスイメージの第4g+hラインの第4i+2jサンプル及び第4i+2j+1サンプルに多重する。
例えば、第1のサブイメージの第22ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第0ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。第1のサブイメージの第23ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第4ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。以降同様にして、第1のサブイメージの第561ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第2156ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。
第2のサブイメージの第22ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第0ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。第2のサブイメージの第23ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第4ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。以降同様にして、第2のサブイメージの第561ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第2156ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。
第3のサブイメージの第22ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第1ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。第3のサブイメージの第23ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第5ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。以降同様にして、第3のサブイメージの第561ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第2157ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。
第4のサブイメージの第22ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第1ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。第4のサブイメージの第23ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第5ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。以降同様にして、第4のサブイメージの第561ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第2157ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。
第5のサブイメージの第22ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第2ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。第5のサブイメージの第23ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第6ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。以降同様にして、第5のサブイメージの第561ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第2158ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。
第6のサブイメージの第22ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第2ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。第6のサブイメージの第23ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第6ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。以降同様にして、第6のサブイメージの第561ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第2158ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。
第7のサブイメージの第22ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第3ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。第7のサブイメージの第23ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第7ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。以降同様にして、第7のサブイメージの第561ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第2159ラインの第0サンプル、第1サンプル、第4サンプル、第5サンプル、・・・、第3836サンプル、第3837サンプルに多重される。
第8のサブイメージの第22ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第3ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。第8のサブイメージの第23ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第7ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。以降同様にして、第8のサブイメージの第561ラインの第0サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプル、第4サンプル、・・・、第1918サンプル、第1919サンプルが、第1のクラスイメージの第2159ラインの第2サンプル、第3サンプル、第6サンプル、第7サンプル、・・・、第3838サンプル、第3839サンプルに多重される。
また、第2h+j+1(h=0〜3,j=0〜1)のサブイメージの第g+584ライン(g=0〜539)の第2iサンプル及び第2i+1サンプル(i=0〜959)の画素サンプルが、第2のクラスイメージの第4g+hラインの第4i+2jサンプル及び第4i+2j+1サンプルに多重される。これにより、第1のクラスイメージと同様に、第2のクラスイメージが再生される。
そして、再生された第1及び第2のクラスイメージ(すなわち、2フレームのUHDTV1クラスイメージ(100P−120P))が、RAM43に記憶される。
なお、図18では、3種類のメモリ(RAM44−1〜44−8、RAM46−1〜46−16、RAM46−1〜46−32)を用いて、2画素多重、ライン多重、ワード多重の3段階の多重処理を行う例を示したが、3種類のメモリのうちの2種類以上を共通化することも可能である。
以上のように、第1の実施の形態によれば、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)から32チャンネルのHD−SDIを生成するまでの間引き処理に必要となるメモリの容量、及び、伝送遅延を抑制することができる。また、従来のSDIフォーマットを用いて、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)を送受信することが可能となる。さらに、UHDTV1クラスイメージ(100P−120P)をシリアル伝送する場合に、元のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)と同じフレーム単位で、映像の切り替えを行うことができる。
<3.第2の実施の形態>
[UHDTV2 7680×4320/100P,119.88,120P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を伝送する例]
次に、図19〜図21を参照して、本開示の第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態では、7680×4320/100P−120P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号の伝送が行われる。すなわち、m×nが7680×4320、a−bが100P−120P、r:g:bが4:4:4,4:2:2,4:2:0である映像信号の伝送が行われる。この信号のフレームレートは、SMPTE2036−1で規定されるUHDTV2の7680×4320/50P−60P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号の倍である。
なお、この信号は、色域(Colorimetry)は異なったとしても、禁止コードなどデジタル信号形式は、SMPTE2036−1で規定されるUHDTV2の映像信号と同じである。
なお、以下、7680×4320/100P−120P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)とも称する。
この第2の実施の形態では、第1の実施の形態と比較して、放送用カメラ1のマッピング部11とCCU2の再生部39の構成及び処理が異なる。
[マッピング部の内部構成]
図19は、マッピング部11の内部構成例を示す。
マッピング部11は、各部にクロックを供給するクロック供給回路61と、7680×4320/100P−120Pの映像信号(UHDTV2クラスイメージ(100P−120P))を記憶するRAM63を備える。また、マッピング部11は、RAM63に記憶されたUHDTV2クラスイメージ(100P−120P)から2画素ずつ画素サンプルを読み出す2画素間引き(インタリーブ)を制御する第2の2画素間引き制御部62を備える。また、2画素間引きされた画素サンプルは、3840×2160/100P−120P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号である第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)として、RAM64−1〜64−4に記憶される。
また、マッピング部11は、RAM64−1〜64−4に記憶されている第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の2画素間引き(インタリーブ)を制御する第1の2画素間引き制御部65−1〜65−4を備える。なお、第1の2画素間引き制御部65−1〜65−4は、上述した第1の実施の形態に係る2画素間引き制御部21と同様の動作を行う。従って、第1の2画素間引き制御部65−1〜65−4は、第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)から、それぞれ第1〜第8のサブイメージを生成し、RAM66−1〜66−32に記憶させる。
また、マッピング部11は、RAM66−1〜66−32に記憶されているサブイメージのライン間引きを制御するライン間引き制御部67−1〜67−32を備える。なお、ライン間引き制御部67−1〜67−32は、上述した第1の実施の形態に係るライン間引き制御部24−1〜24−8と同様の動作を行う。また、マッピング部11は、ライン間引き制御部67−1〜67−32が間引いたラインを記憶するRAM68−1〜68−64を備える。
また、マッピング部11は、RAM68−1〜68−64に記憶されているデータのワード間引きを制御するワード間引き制御部69−1〜69−64を備える。なお、ワード間引き制御部69−1〜69−64は、上述した第1の実施の形態に係るワード間引き制御部26−1〜26−16と同様の動作を行う。また、マッピング部11は、ワード間引き制御部69−1〜69−64が間引いたデータを書き込むRAM70−1〜70−128を備える。
また、マッピング部11は、RAM70−1〜70−128から読出したデータの画素サンプルを128チャンネルのHD−SDIとして出力する読出し制御部71−1〜71−128を備える。
なお、図19には、HD−SDI1を生成するブロックについて記載したが、HD−SDI2〜128を生成するブロックも同様の構成例としているため、図示と詳細な説明を省略する。
[マッピング部の動作例]
次に、マッピング部11の動作例を説明する。
クロック供給回路61は、第2の2画素間引き制御部62、第1の2画素間引き制御部65−1〜65−4,ライン間引き制御部67−1〜67−32、ワード間引き制御部69−1〜69−64、及び読出し制御部71−1〜71−128にクロックを供給する。このクロックは、画素サンプルの読み出し又は書き込みに用いられ、このクロックにより各部が同期する。
不図示のイメージセンサから入力するUHDTV2クラスイメージ(100P−120P)は、RAM63に保存される。
第2の2画素間引き制御部62は、図20に示されるように、SMPTE2036−3のFigure4等の規定に従って、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の画素サンプルを第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)にマッピングする。具体的には、第2の2画素間引き制御部62は、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)から、1ライン置きに各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアを1つ置きに間引いて、第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)にマッピングする。
なお、図20に示されるように、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)のサンプル番号及びライン番号は0からスタートする。従って、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の有効領域には、0サンプルから7679サンプルまでの合計7680サンプルからなるラインが、0ラインから4319ラインまでの合計4320ライン存在する。なお、以下、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の第0ライン、第2ライン、第4ライン、・・・を偶数ラインとし、第1ライン、第3ライン、第5ライン、・・・を奇数ラインとする。
そして、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の偶数ラインである第2iライン(i=0〜2159)の第4jサンプル及び第4j+1サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルが、第1のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の第iラインの第2jサンプル及び第2j+1サンプルにマッピングされる。従って、第1のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)は、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の偶数ラインの第4jサンプル及び第4j+1サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルを間引いて、元の順序のまま並べた映像信号となる。
また、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の偶数ラインである第2iライン(i=0〜2159)の第4j+2サンプル及び第4j+3サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルが、第2のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の第iラインの第2jサンプル及び第2j+1サンプルにマッピングされる。従って、第2のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)は、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の偶数ラインの第4j+2サンプル及び第4j+3サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルを間引いて、元の順序のまま並べた映像信号となる。
さらに、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の奇数ラインである第2i+1ライン(i=0〜2159)の第4jサンプル及び第4j+1サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルが、第3のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の第iラインの第2jサンプル及び第2j+1サンプルにマッピングされる。従って、第3のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)は、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の奇数ラインの第4jサンプル及び第4j+1サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルを間引いて、元の順序のまま並べた映像信号となる。
また、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の奇数ラインである第2i+1ライン(i=0〜2159)の第4j+2サンプル及び第4j+3サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルが、第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の第iラインの第2jサンプル及び第2j+1サンプルにマッピングされる。従って、第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)は、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の奇数ラインの第4j+2サンプル及び第4j+3サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルを間引いて、元の順序のまま並べた映像信号となる。
以降、第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)に対して、それぞれ第1の実施の形態と同様に、サブイメージへのマッピング処理、ライン間引き処理、ワード間引き処理が行われ、128チャンネルのHD−SDIが生成される。生成された128チャンネルのHD−SDIは、マッピング部11からS/P・スクランブル・8B/10B部12に供給される。そして、第1の実施の形態と同様の処理により、128チャンネルのHD−SDIから16チャンネルの10G−SDIが生成され、放送用カメラ1からCCU2に送信される。
なお、16チャンネルの10G−SDIを1本の光ファイバーで伝送する際には、CWDM/DWDM波長多重技術を使うことが出来る。
また、128チャンネルのHD−SDIをそのまま送信したり、128チャンネルのHD−SDIを多重して、64チャンネルの3G−SDIを送信するようにしてもよい。
また、図19では、4種類のメモリ(RAM64−1〜64−4、RAM66−1〜66−32、RAM68−1〜68−64、RAM70−1〜70−128)を用いて、第1及び第2の2画素間引き、ライン間引き、ワード間引きの4段階の間引き処理を行う例を示したが、4種類のメモリのうちの2種類以上を共通化することも可能である。
[再生部の内部構成]
図21は、再生部39の内部構成例を示す。
再生部39は、図19マッピング部11が画素サンプルに行った処理の逆変換を行うブロックである。
再生部39は、各部にクロックを供給するクロック供給回路81を備える。クロック供給回路81は、第2の2画素多重制御部82、第1の2画素多重制御部85−1〜85−4、ライン多重制御部87−1〜87−32、ワード多重制御部89−1〜89−64及び書込み制御部91−1〜91−128にクロックを供給する。このクロックにより各部が同期して、画素サンプルの読み出し又は書き込みが制御される。
また、再生部39は、128チャンネルのHD−SDI1〜128をそれぞれ記憶するRAM90−1〜90−128を備える。HD−SDI1〜128は、それぞれ1920×1080/50I−60I信号を構成する。そして、HD−SDI1〜128には、デスクランブル・8B/10B・P/S部38から入力されたリンクAであるCH1,CH3,CH5,CH7,…,CH127と、リンクBであるCH2,CH4,CH6,CH8,…,CH128が用いられる。
書込み制御部91−1〜91−128は、クロック供給回路81から供給されるクロックに合わせて、入力された128チャンネルのHD−SDI1〜128をRAM90−1〜90−128に書き込む制御を行う。
また、再生部39は、ワード多重(デインタリーブ)を制御するワード多重制御部89−1〜89−64を備える。なお、ワード多重制御部89−1〜89−64は、上述した第1の実施の形態に係るワード多重制御部47−1〜47−16と同様の動作を行う。さらに、再生部39は、ワード多重制御部89−1〜89−64が多重したデータを書き込むRAM88−1〜88−64を備える。
また、再生部39は、ライン多重を制御するライン多重制御部87−1〜87−32を備える。なお、ライン多重制御部87−1〜87−32は、上述した第1の実施の形態に係るライン多重制御部45−1〜45−8と同様の動作を行う。さらに、再生部39は、ライン多重制御部87−1〜87−32が多重したデータを書き込むRAM86−1〜86−32を備える。
また、再生部39は、RAM86−1〜86−32から抽出した2画素サンプルの多重を制御する第1の2画素多重制御部85−1〜85−4を備える。なお、第1の2画素多重制御部85−1〜85−4は、上述した第1の実施の形態に係る2画素多重制御部42と同様の動作を行う。さらに、再生部39は、第1の2画素多重制御部85−1〜85−4が生成した第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)を記憶するRAM84−1〜84−4を備える。
また、再生部39は、RAM84−1〜84−4に記憶されている第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の画素サンプルをUHDTV2クラスイメージ(100P−120P)に多重する第2の2画素多重制御部82を備える。また、再生部39は、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)に多重した画素サンプルを記憶するRAM83を備える。
[再生部の動作例]
次に、再生部39の動作例を説明する。
上述した第1の実施の形態と同様の処理により、HD−SDI1〜128に対して、ワード多重及びライン多重を行うことにより、第1〜第32のサブイメージが生成される。また、上述した第1の実施の形態と同様の処理により、第1〜第32のサブイメージに対して、2画素多重を行うことにより、第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)が生成され、RAM84−1〜84−4に記憶される。
第2の2画素多重制御部82は、RAM84−1〜84−4から第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)を読み出す。そして、第2の2画素多重制御部82は、読み出した第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)に対して、マッピング部11の第2の2画素間引き制御部62の2画素間引きの逆変換である2画素多重を行い、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)を再生する。
具体的には、第1のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の第iライン(i=0〜2159)の第2jサンプル及び第2j+1サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルが、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の偶数ラインである第2iライン(i=0〜2159)の第4jサンプル及び第4j+1サンプル(j=0〜1919)にマッピングされる。
第2のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の第iライン(i=0〜2159)の第2jサンプル及び第2j+1サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルが、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の偶数ラインである第2iライン(i=0〜2159)の第4j+2サンプル及び第4j+3サンプル(j=0〜1919)にマッピングされる。
第3のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の第iライン(i=0〜2159)の第2jサンプル及び第2j+1サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルが、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の奇数ラインである第2i+1ライン(i=0〜2159)の第4jサンプル及び第4j+1サンプル(j=0〜1919)にマッピングされる。
第4のUHDTV1クラスイメージ(100P−120P)の第iライン(i=0〜2159)の第2jサンプル及び第2j+1サンプル(j=0〜1919)の画素サンプルが、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)の奇数ラインである第2i+1ライン(i=0〜2159)の第4j+2サンプル及び第4j+3サンプル(j=0〜1919)にマッピングされる。
そして、再生されたUHDTV2クラスイメージ(100P−120P)が、RAM83に記憶される。そして、適宜、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)がVTR等に送って再生される。
なお、図21では、4種類のメモリ(RAM84−1〜84−4、RAM86−1〜86−32、RAM88−1〜88−64、RAM90−1〜90−128)を用いて、第1及び第2の2画素多重、ライン多重、ワード多重の4段階の多重処理を行う例を示したが、4種類のメモリのうちの2種類以上を共通化することも可能である。
以上のように、第2の実施の形態によれば、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)から128チャンネルのHD−SDIを生成するまでの間引き処理に必要となるメモリの容量、及び、伝送遅延を抑制することができる。また、従来のSDIフォーマットを用いて、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)を送受信することが可能となる。さらに、UHDTV2クラスイメージ(100P−120P)をシリアル伝送する場合に、元のUHDTV2クラスイメージ(100P−120P)と同じフレーム単位で、映像の切り替えを行うことができる。
<4.第3の実施の形態>
[3840×2160/(50P−60P)×N/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を伝送する例]
次に、図22及び図23を参照して、本開示の第3の実施の形態について説明する。
第3の実施の形態では、3840×2160/(50P−60P)×N(Nは2以上の整数)/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号の伝送が行われる。すなわち、m×nが3840×2160、a−bが(50P−60P)×N、r:g:bが4:4:4,4:2:2,4:2:0である映像信号の伝送が行われる。この信号のフレームレートは、SMPTE2036−1で規定される3840×2160/50P−60P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号のN倍であり、100P−120P以上となる。
なお、この信号は、色域(Colorimetry)は異なったとしても、禁止コードなどデジタル信号形式は、SMPTE2036−1で規定されるUHDTV1の映像信号と同じである。
また、以下、3840×2160/(50P−60P)×N/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を、UHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)とも称する。
この第3の実施の形態では、第1の実施の形態と比較して、N=3以上の場合に、UHDTV1クラスイメージをサブイメージにマッピングする処理、及び、その逆変換であるサブイメージからUHDTV1クラスイメージを再生する処理が異なる。なお、上述した第1の実施の形態は、この第3の実施の形態においてN=2に設定した場合である。
具体的には、図22に示されるように、UHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)の連続するNフレームから(Nフレーム単位で)、2Nライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアが1つ置きに間引かれ、第1〜第4Nのサブイメージにマッピングされる。
ここで、さらに図23も参照して、UHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)の連続するNフレームから第1〜第4Nのサブイメージへの画素サンプルのマッピング方法の詳細について説明する。
図23は、図9と同様の図であり、各サブイメージのフォーマットの例を示している。図23のサブイメージのフォーマットは、図9と比較して、垂直ブランキング領域と映像データ領域の配置が異なっている。
まず、第1〜第4Nのサブイメージの先頭のV1ラインの領域に、垂直ブランキング領域が設けられる。
次に、第1のクラスイメージの第2Ng+hライン(g=0〜M(=(2160)/2N−1),h=0〜2N−1)の第4i+2jサンプル及び第4i+2j+1サンプル(i=0〜959,j=0〜1)の画素サンプルが、第2h+j+1のサブイメージの第g+V1+1ラインの第2iサンプル及び第2i+1サンプルにマッピングされる。
次に、第1〜第4Nのサブイメージの第1のクラスイメージの画素サンプルがマッピングされた領域に続くV2ラインの領域に、垂直ブランキング領域が設けられる。
次に、第2のクラスイメージの第2Ng+hライン(g=0〜M,h=0〜2N−1)の第4i+2jサンプル及び第4i+2j+1サンプル(i=0〜959,j=0〜1)の画素サンプルが、第2h+j+1のサブイメージの第g+(M+1)+V1+V2+1ラインの第2iサンプル及び第2i+1サンプルにマッピングされる。
以降、第3から第Nまでのクラスイメージまで同様のマッピングが行われる。そして、第Nのクラスイメージの第2Ng+hライン(g=0〜M,h=0〜2N−1)の第4i+2jサンプル及び第4i+2j+1サンプル(i=0〜959,j=0〜1)の画素サンプルが、第2h+j+1のサブイメージの第g+(N−1)×(M+1)+V1+V2+V3+・・・+VN+1ラインの第2iサンプル及び第2i+1サンプルにマッピングされる。
最後に、第1〜第4Nのサブイメージの第Nのクラスイメージの画素サンプルがマッピングされた領域に続くV(N+1)ラインの領域に、垂直ブランキング領域が設けられる。
なお、V1、V2、V3、・・・、VNのそれぞれは、おおよそ45/Nライン(小数点以下は切り上げ又は切り捨て)に設定されるとともに、V1+V2+V3+・・・+VN+V(N+1)が45ラインになるように設定される。
以上のように、UHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)の連続するNフレームから、2Nライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアが1つ置きに間引かれて、第1〜第4Nのサブイメージにマッピングされる。
また、第1〜第4Nのサブイメージ内において、UHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)の各フレームに対応する映像データ領域の間に所定の間隔(垂直ブランキング領域)が設けられる。これにより、各サブイメージにおいて、UHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)の各フレーム間にスイッチングポイントを設定することができ、UHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)と同じフレーム単位で映像の切り替えを行うことが可能になる。
その後、第1〜第4のサブイメージに対して、第1の実施の形態と同様に、ライン間引き及びワード間引きが行われる。これにより、16NチャンネルのHD−SDIが生成される。さらに、第1の実施の形態と同様に、16NチャンネルのHD−SDIから2Nチャンネルの10G−SDIが生成される。そして、2Nチャンネルの10G−SDIが、放送用カメラ1からCCU2に伝送される。
なお、2Nチャンネルの10G−SDIを1本の光ファイバーで伝送する際には、CWDM/DWDM波長多重技術を使うことが出来る。
また、16NチャンネルのHD−SDIをそのまま送信したり、16NチャンネルのHD−SDIを多重して、8Nチャンネルの3G−SDIを送信するようにしてもよい。
また、CCU2においては、第1の実施の形態と同様の処理により、2Nチャンネルの10G−SDIから16NチャンネルのHD−SDIが生成され、さらに、第1〜第4Nのサブイメージが生成される。
そして、上述した処理の逆変換を行うことにより、第1〜第4NのサブイメージからNフレームのUHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)が再生される。
以上のように、第3の実施の形態によれば、UHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)から16NチャンネルのHD−SDIを生成するまでの間引き処理に必要となるメモリの容量、及び、伝送遅延を抑制することができる。また、従来のSDIフォーマットを用いて、UHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)を送受信することが可能となる。さらに、UHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)をシリアル伝送する場合に、元のUHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)と同じフレーム単位で、映像の切り替えを行うことができる。
<5.第4の実施の形態>
[UHDTV2,7680×4320/(50P−60P)×N/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を伝送する例]
次に、図24を参照して、本開示の第4の実施の形態について説明する。
第4の実施の形態では、7680×4320/(50P−60P)×N(Nは2以上の整数)/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号の伝送が行われる。すなわち、m×nが7680×4320、a−bが(50P−60P)×N、r:g:bが4:4:4,4:2:2,4:2:0である映像信号の伝送が行われる。従って、この信号のフレームレートは、SMPTE2036−1で規定される7680×4320/50P−60P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号のN倍となり、100P−120P以上となる。
なお、この信号は、色域(Colorimetry)は異なったとしても、禁止コードなどデジタル信号形式は、SMPTE2036−1で規定されるUHDTV2の映像信号と同じである。
なお、以下、7680×4320/(50P−60P)×N/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号を、UHDTV2クラスイメージ((50P−60P)×N)と称する。
この第4の実施の形態では、第2の実施の形態と比較して、N=3以上の場合に、UHDTV1クラスイメージをサブイメージにマッピングする処理、及び、その逆変換であるサブイメージからUHDTV1クラスイメージを再生する処理が異なる。なお、上述した第2の実施の形態は、この第4の実施の形態においてN=2に設定した場合である。
具体的には、図24に示されるように、UHDTV2クラスイメージ((50P−60P)×N)は、上述した第2の実施の形態と同様の処理により、第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)にマッピングされる。
そして、上述した第3の実施の形態と同様の処理により、第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)から、第1〜第16Nのサブイメージが生成され、さらに、64NチャンネルのHD−SDIが生成される。さらに、第1の実施の形態と同様に、64NチャンネルのHD−SDIから8Nチャンネルの10G−SDIが生成される。そして、8Nチャンネルの10G−SDIが、放送用カメラ1からCCU2に伝送される。
なお、8Nチャンネルの10G−SDIを1本の光ファイバーで伝送する際には、CWDM/DWDM波長多重技術を使うことが出来る。
また、64NチャンネルのHD−SDIをそのまま送信したり、64NチャンネルのHD−SDIを多重して、32Nチャンネルの3G−SDIを送信するようにしてもよい。
また、CCU2においては、第1の実施の形態と同様の処理について、8Nチャンネルの10G−SDIから64NチャンネルのHD−SDIが生成される。さらに、第3の実施の形態と同様の処理により、64NチャンネルのHD−SDIから第1〜第16Nのサブイメージが生成され、さらに、第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)が生成される。そして、第2の実施の形態と同様の処理により、第1〜第4のUHDTV1クラスイメージ((50P−60P)×N)から、UHDTV2クラスイメージ((50P−60P)×N)が再生される。
以上のように、第4の実施の形態によれば、UHDTV2クラスイメージ((50P−60P)×N)から64NチャンネルのHD−SDIを生成するまでの間引き処理に必要となるメモリの容量、及び、伝送遅延を抑制することができる。また、従来のSDIフォーマットを用いて、UHDTV2クラスイメージ((50P−60P)×N)を送受信することが可能となる。さらに、UHDTV2クラスイメージ((50P−60P)×N)をシリアル伝送する場合に、元のUHDTV2クラスイメージ((50P−60P)×N)と同じフレーム単位で、映像の切り替えを行うことができる。
<6.第5の実施の形態>
[4096×2160/96P−120P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号を伝送する例]
次に、本開示の第5の実施の形態について、図25〜図27を参照して説明する。
第5の実施の形態では、4096×2160/96P−120P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号の伝送が行われる。すなわち、m×nが4096×2160、a−bが96P−120P、r:g:bが4:4:4,4:2:2である映像信号の伝送が行われる。従って、この信号のフレームレートは、SMPTE2048−1で規定される4096×2160/50P−60P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号の倍になる。
なお、この信号は、色域(Colorimetry)は異なったとしても、禁止コードなどデジタル信号形式は、SMPTE2048−1で規定される信号と同じである。
[放送用カメラの動作例]
まず、図25〜図27を参照して、放送用カメラ1の動作例について説明する。
マッピング部11は、第1の実施の形態と同様の処理により、4096×2160/96P−120P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号から、32チャンネルのHD−SDIを生成する。
具体的には、図25に示されるように、4096×2160/96P−120P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号が、第1〜第8のサブイメージにマッピングされる。なお、第1〜第8のサブイメージは、2048×1080/96P−60P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号である。従って、第1〜第8のサブイメージにおいては、m′×n′が2048×1080であり、a′−b′が48P−60Pであり、r′:g′:b′が4:4:4,4:2:2である。
この第5の実施の形態における第1〜第8のサブイメージは、第1の実施の形態における第1〜第8のサブイメージと比較して、1ライン当たりのサンプル数が異なる。しかし、1ライン当たりのサンプル数が異なる点を除けば、第1の実施の形態の場合と同様のマッピングが行われる。すなわち、2048×1080/96P−60P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号の連続する2フレームから(2フレーム単位で)、4ライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアが1つ置きに間引かれ、第1〜第8のサブイメージにマッピングされる。そして、各サブイメージの先頭の21ライン及び末尾の2ラインに加えて、第1フレームの映像データ領域と第2フレームの映像データ領域の間に22ラインの垂直ブランキング領域が設けられる。
これにより、第1の実施の形態の場合と同様に、2048×1080/96P−60P/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号と同じフレーム単位で、映像の切り替えを行うことができる。また、マッピング処理の遅延を抑制することができる。
そして、図26に示されるように、第1〜第8のサブイメージに対して、第1の実施の形態と同様に、ライン間引き及びワード間引きが行われる。これにより、各サブイメージからそれぞれ4チャンネルのHD−SDIが生成され、合計32チャンネルのHD−SDIが生成される。なお、4096×2160/96P−120P/4:2:2/10ビット信号を伝送する場合には、合計で16チャンネルのHD−SDIが生成される。
そして、32チャンネルのHD−SDIが、SMPTE435−2のモードBの規定に従って多重化される。
図27は、モードBの説明図である。
第1〜第4の実施の形態のモードDでは、8チャンネル(CH1〜CH8)のHD−SDIの多重化が行われるのに対し、モードBでは、6チャンネル(CH1〜CH6)のHD−SDIの多重化が行われる。
具体的には、モードBでは、10G−SDIの映像データ領域と水平補助データスペースのそれぞれにデータが多重される。6チャンネル(CH1〜CH6)のHD−SDIに含まれる4ワードの映像/EAV/SAVデータは、5ワード(50ビット)のデータブロックに8B/10B変換され、10G−SDIの映像データ領域に対して、SAVの先頭からチャンネル順に多重される。
一方、4チャンネル(CH1〜CH4)のHD−SDIの水平補助データスペースは、50ビットのデータブロックに8B/10B変換され、10G−SDIの水平補助データスペースにチャンネル順に多重される。ただし、CH5,CH6のHD−SDIの水平補助データスペースは伝送されない。
そして、HD−SDI1〜6からチャンネル1のモードBの10G−SDIが生成される。HD−SDI7〜12からチャンネル2のモードBの10G−SDIが生成される。HD−SDI13〜18からチャンネル3のモードBの10G−SDIが生成される。HD−SDI19〜24からチャンネル4のモードBの10G−SDIが生成される。HD−SDI25〜30からチャンネル5のモードBの10G−SDIが生成される。HD−SDI31〜32からチャンネル6のモードBの10G−SDIが生成される。
そして、6チャンネルの10G−SDIが、放送用カメラ1からCCU2に伝送される。
なお、6チャンネルの10G−SDIを1本の光ファイバーで伝送する際には、CWDM/DWDM波長多重技術を使うことが出来る。
また、32チャンネルのHD−SDIをそのまま送信したり、32チャンネルのHD−SDIを多重して、16チャンネルの3G−SDIを送信するようにしてもよい。
[CCUの動作例]
一方、CCU2は、放送用カメラ1とは逆の処理を行って、4096×2160/96P−120P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号を再生する。すなわち、6チャンネルのモードBの10G−SDIから、32チャンネルのHD−SDIが生成される。また、第1の実施の形態と同様の処理により、32チャンネルのHD−SDIに対してワード多重及びライン多重が行われ、第1〜第8のサブイメージが生成される。そして、第1の実施の形態と同様の処理により、第1〜第8のサブイメージに対して2画素多重が行われ、4096×2160/96P−120P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号が再生される。
以上のように、第5の実施の形態によれば、4096×2160/96P−120P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号から32チャンネルのHD−SDIを生成するまでの間引き処理に必要となるメモリの容量、及び、伝送遅延を抑制することができる。また、従来のSDIフォーマットを用いて、4096×2160/96P−120P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号を送受信することが可能となる。さらに、4096×2160/96P−120P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号をシリアル伝送する場合に、元の4096×2160/96P−120P/4:4:4,4:2:2/10ビット,12ビット信号と同じフレーム単位で、映像の切り替えを行うことができる。
以上に説明した第1〜第5の実施の形態に係る伝送システム10によれば、現状のHD(1920×1080)の4倍、16倍にも相当する超高解像度(超大容量)の映像を伝送できる。
また、上述した第1〜第5の実施の形態におけるマッピング方式によれば、必要とするメモリ量を削減したり、処理の遅延を小さくしたりすることができる。さらに、3840×2160/(50P−60P)×N、7680×4320/(50P−60P)×N、4096×2160/96P−120P信号を画素単位あるいは時間単位で間引いて、SMPTE274Mで規定される1920×1080/50I−60I信号に変換することにより、現行の測定器で観測することが可能になる。また、現行の諸々のSMPTEマッピング規格との整合が取れるので、将来SMPTEにおける標準化においても賛同を得られる可能性が最も高い方式である。
さらに、上述した第1〜第5の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)ITUやSMPTEでは、次世代の映像信号である3840×2160,7680×4320/100P−120P信号が審議されている。更にはこれを超える4096×2160/96P−120P信号、3840×2160,7680×4320/(50P−60P)×N信号、4096×2160/(48P−60P)×N信号についても審議されている。そして、特許第4645638号公報に記載された方式を用いて、多チャンネルの10Gインタフェースで映像信号を伝送することが出来る。
(2)現状のHD映像規格SMPTE274や、2048×1080 and 4096×2160 Digital Cinematography Production image Format FS/709 S2048-1,2には60Pまでの規定しかない。また、将来SMPTE274を改定して120Pを追加するのは、HD機器が幅広く普及し開発・商品・販売されている現状では困難であるとの見方が強い。このため、将来の50P−60Pの整数倍になるハイフレーム信号を、現状のSMPTE274やSMPTE2048−2に規定される、多チャンネルの1920×1080/50I−60I信号や2048×1080/48I−60I信号にマッピングして伝送する方法を検討した。
更に、現在3840×2160,7680×4320/50P−60P信号を多チャンネルの10G−SDIで伝送する方式はSMPTE2036−3として標準化されている。また、4096×2160/48P−60P信号を多チャンネルの10G−SDIで伝送する方式はSMPTE2048−3として標準化されている。SMPTE2036−3やSMPTE2048−3は、上述した実施の形態に係る2画素サンプル間引き方式(特許第4645638号)と同じ方式を採用しているので、上述した実施の形態に係る方式が将来SMPTEにて標準化される可能性が高い。
(3)4k、8kの信号を2画素サンプル毎に間引くことで、画面全体の映像を現行のHD用のモニタや波形モニタ、あるいは8k信号を将来の4k用モニタ等で観測できる。このため、映像機器を開発する際等における不具合の解析に有効である。
(4)Nフレームの映像信号から生成されるサブイメージにおいて、各フレームに対応する映像データ領域の間に垂直ブランキング領域を設けることで、元の映像信号と同じフレーム単位で映像の切り替えを行うことが可能になる。また、垂直ブランキング領域を設けることにより、サブイメージへの画素サンプルのマッピング時の遅延を抑制し、必要なメモリ容量を削減することができる。
(5)また、新たな伝送規格を設けることなく、従来用いられていた伝送規格を利用できるので利便性が向上する。
<7.変形例>
[コンピュータの構成例]
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
図28は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
コンピュータにおいて、CPU(Central Processing Unit)301,ROM(Read Only Memory)302,RAM(Random Access Memory)303は、バス304により相互に接続されている。
バス304には、さらに、入出力インタフェース305が接続されている。入出力インタフェース305には、入力部306、出力部307、記憶部308、通信部309、及びドライブ310が接続されている。
入力部306は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部307は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部308は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部309は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ310は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア311を駆動する。
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU301が、例えば、記憶部308に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース305及びバス304を介して、RAM303にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
コンピュータ(CPU301)が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア311に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア311をドライブ310に装着することにより、入出力インタフェース305を介して、記憶部308にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部309で受信し、記憶部308にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM302や記憶部308に、あらかじめインストールしておくことができる。
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
また、本明細書において、システムとは、複数の構成要素(装置、モジュール(部品)等)の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、1つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている1つの装置は、いずれも、システムである。
さらに、本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、上述のフローチャートで説明した各ステップは、1つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
また、1つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その1つのステップに含まれる複数の処理は、1つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
さらに、例えば、本開示は以下のような構成も取ることができる。
(1)
1フレームの画素数がHDフォーマットで規定される画素数を超えるm×n(mサンプル、nラインを示すm,nは、正の整数)/(48P−60P)×N(Nは、2以上の整数)/r:g:b(r,g,bは、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる第1の映像信号の連続するNフレームから、2Nライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアを1つ置きに間引き、m′×n′(m′サンプル、n′ラインを示すm′,n′は、正の整数)/48P−60P/r′:g′:b′(r′,g′,b′は、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる第1〜第4Nのサブイメージにマッピングするとともに、各サブイメージにおいて前記第1の映像信号の各フレームの画素サンプルをそれぞれマッピングするNの領域の間に垂直ブランキング領域を設ける第1の画素間引き制御部を
備える信号処理装置。
(2)
前記第1の映像信号は、3840×2160/(50P−60P)×N/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号である
前記(1)に記載の信号処理装置。
(3)
Nが2であり、
前記第1の画素間引き制御部は、前記サブイメージの先頭に21ライン、末尾に2ライン、及び、前記映像信号の第1のフレームの画素サンプルがマッピングされる領域と第2のフレームの画素サンプルがマッピングされる領域との間に22ラインの前記垂直ブランキング領域を設ける
前記(2)に記載の信号処理装置。
(4)
7680×4320/(50P−60P)×N/4:4:4,4:2:2,4:2:0/10ビット,12ビット信号からなる第2の映像信号から、1ライン置きに各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアを1つ置きに間引き、4つの前記第1の映像信号にマッピングする第2の画素間引き制御部を
さらに備える前記(2)又は(3)に記載の信号処理装置。
(5)
前記第1〜第4Nのサブイメージのライン間引きを行うことによりインターレース信号に変換するライン間引き制御部と、
前記インターレース信号のワード間引きを行うことにより、16NチャンネルのHD−SDIのフォーマットで規定されるシリアル・デジタルデータを生成するワード間引き制御部と
をさらに備える前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の信号処理装置。
(6)
前記16Nチャンネルのシリアル・デジタルデータを多重することにより、2Nチャンネルの10.692GbpsのSDIのフォーマットで規定されるシリアル・デジタルデータを生成する多重部を
さらに備える前記(5)に記載の信号処理装置。
(7)
前記16Nチャンネルのシリアル・デジタルデータを多重することにより、8Nチャンネルの3GbpsのSDIのフォーマットで規定されるシリアル・デジタルデータを生成する多重部を
さらに備える前記(5)に記載の信号処理装置。
(8)
前記シリアル・デジタルデータの出力を制御する出力制御部を
さらに備える前記(5)乃至(7)のいずれかに記載の信号処理装置。
(9)
1フレームの画素数がHDフォーマットで規定される画素数を超えるm×n(mサンプル、nラインを示すm,nは、正の整数)/(48P−60P)×N(Nは、2以上の整数)/r:g:b(r,g,bは、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる映像信号の連続するNフレームから、2Nライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアを1つ置きに間引き、m′×n′(m′サンプル、n′ラインを示すm′,n′は、正の整数)/48P−60P/r′:g′:b′(r′,g′,b′は、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる第1〜第4Nのサブイメージにマッピングするとともに、各サブイメージにおいて前記映像信号の各フレームの画素サンプルをそれぞれマッピングするNの領域の間に垂直ブランキング領域を設ける画素間引き制御ステップを
含む信号処理方法。
(10)
1フレームの画素数がHDフォーマットで規定される画素数を超えるm×n(mサンプル、nラインを示すm,nは、正の整数)/(48P−60P)×N(Nは、2以上の整数)/r:g:b(r,g,bは、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる映像信号の連続するNフレームから、2Nライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアを1つ置きに間引き、m′×n′(m′サンプル、n′ラインを示すm′,n′は、正の整数)/48P−60P/r′:g′:b′(r′,g′,b′は、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる第1〜第4Nのサブイメージにマッピングするとともに、各サブイメージにおいて前記映像信号の各フレームの画素サンプルをそれぞれマッピングするNの領域の間に垂直ブランキング領域を設ける画素間引き制御ステップを
含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
(11)
1フレームの画素数がHDフォーマットで規定される画素数を超えるm×n(mサンプル、nラインを示すm,nは、正の整数)/(48P−60P)×N(Nは、2以上の整数)/r:g:b(r,g,bは、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる映像信号の連続するNフレームから、2Nライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアを1つ置きに間引き、マッピングすることにより生成され、m′×n′(m′サンプル、n′ラインを示すm′,n′は、正の整数)/48P−60P/r′:g′:b′(r′,g′,b′は、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる第1〜第4Nのサブイメージであって、前記映像信号の各フレームの画素サンプルがそれぞれマッピングされるNの領域の間に垂直ブランキング領域が設けられる第1〜第4Nのサブイメージから画素サンプルを抽出し、多重することにより前記Nフレームの映像信号を再生する画素多重部を
備える信号処理装置。
(12)
1フレームの画素数がHDフォーマットで規定される画素数を超えるm×n(mサンプル、nラインを示すm,nは、正の整数)/(48P−60P)×N(Nは、2以上の整数)/r:g:b(r,g,bは、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる映像信号の連続するNフレームから、2Nライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアを1つ置きに間引き、マッピングすることにより生成され、m′×n′(m′サンプル、n′ラインを示すm′,n′は、正の整数)/48P−60P/r′:g′:b′(r′,g′,b′は、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる第1〜第4Nのサブイメージであって、前記映像信号の各フレームの画素サンプルがそれぞれマッピングされるNの領域の間に垂直ブランキング領域が設けられる第1〜第4Nのサブイメージから画素サンプルを抽出し、多重することにより前記Nフレームの映像信号を再生する画素多重ステップを
含む信号処理方法。
(13)
1フレームの画素数がHDフォーマットで規定される画素数を超えるm×n(mサンプル、nラインを示すm,nは、正の整数)/(48P−60P)×N(Nは、2以上の整数)/r:g:b(r,g,bは、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる映像信号の連続するNフレームから、2Nライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアを1つ置きに間引き、マッピングすることにより生成され、m′×n′(m′サンプル、n′ラインを示すm′,n′は、正の整数)/48P−60P/r′:g′:b′(r′,g′,b′は、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる第1〜第4Nのサブイメージであって、前記映像信号の各フレームの画素サンプルがそれぞれマッピングされるNの領域の間に垂直ブランキング領域が設けられる第1〜第4Nのサブイメージから画素サンプルを抽出し、多重することにより前記Nフレームの映像信号を再生する画素多重ステップを
含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
(14)
1フレームの画素数がHDフォーマットで規定される画素数を超えるm×n(mサンプル、nラインを示すm,nは、正の整数)/(48P−60P)×N(Nは、2以上の整数)/r:g:b(r,g,bは、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる映像信号の連続するNフレームから、2Nライン間隔で各ラインの隣り合う2つの画素サンプルのペアを1つ置きに間引き、m′×n′(m′サンプル、n′ラインを示すm′,n′は、正の整数)/48P−60P/r′:g′:b′(r′,g′,b′は、所定の信号伝送方式である場合における信号比率)/10ビット,12ビット信号からなる第1〜第4Nのサブイメージにマッピングするとともに、各サブイメージにおいて前記映像信号の各フレームの画素サンプルをそれぞれマッピングするNの領域の間に垂直ブランキング領域を設ける第1の画素間引き制御部を
備える信号送信装置と、
前記第1〜第4Nのサブイメージから画素サンプルを抽出し、多重することにより前記Nフレームの映像信号を再生する画素多重部を
備える信号送信装置と
を備える信号伝送システム。