WO1998025406A1

WO1998025406A1 - Systeme de radiotelevision numerique

Info

Publication number: WO1998025406A1
Application number: PCT/JP1997/004409
Authority: WO
Inventors: Yuji Yamamoto; Yukio Mori
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1998-06-11
Anticipated expiration: 1999-06-06
Also published as: KR20000057398A; US6784917B1; KR100319355B1; EP0944258A1; EP0944258A4; JPH10174064A

Description

明細書ディジタル放送システム技術分野

この発明は、ディジタル放送システムに関し、特に、複数の映像を送受信する、圧縮処理回路を備えたディジタル放送システムに関するものである。背景技術

従来より、映像に関する放送サービスを提供するためのシステムとして、映像を映像毎に 1チャネルの伝送路を用いて伝送し、伝送された映像を映像毎にチューナで受信して、これらを選択して表示させる放送システムが用いられてた。すなわち、上記に示した従来の放送システムでは、複数の映像を同時に送信するためには、各映像毎に 1チャネルの伝送路を必要とする。

したがって、たとえば、 2つの異なる映像を同時に送信するためには、 2チヤネルの伝送路が必要となり、伝送路は、 1つの映像を送信する場合に比べて 2倍の容量を占有するという問題があった。

—方、受信側は、これらの異なる映像を受信するために、 2台のチューナが必要とされた。

さらに、これらが互いに同期した映像である場合には、受信側は、別々に受信したこれらの映像を互いに同期させるための処理を施す必要があった。

従って、互いに同期した 2つの映像を同時に提供する放送サービスを実現するためには、通常の放送サービスの場合に比べて、その設備および回路構成が著しく複雑かつ大規模なものになってしまうという問題があつた。

それゆえ、本発明は、 2チャネルの映像を効率よく送受信することが可能となるディジタル放送システムを提供することを目的とする。

また、本発明は、同期した 2チャネルの映像を送受信する場合において、同期処理を不要とするディジタル放送システムを提供することを目的とする。

さらに、本発明は、上記に示した目的を、簡単な設備および回路構成で実現できるディジタル放送システムを提供することを目的とする。発明の開示

この発明によるディジタル放送システムは、第 1の映像信号と、第 2の映像信号とを用いて、 1チャネルの映像データを形成する映像処理回路と、映像データを圧縮、変調して伝送する送信回路と、伝送された映像データを受信して、復調、伸長する受信回路と、復調、伸長された映像データを受けて、第 1の映像信号および第 2の映像信号を復元する映像復元回路とを備える。

したがって、この発明の主たる利点は、 2つの映像データを 1チャネルの伝送路で効率良く送受信できるという点にある。図面の簡単な説明

図 1は、通常のディジタル放送システムの全体構成を示す概略プロック図である。

図 2は、実施の形態 1におけるディジタル放送システムの送信側の構成を示す概略プロック図である。

図 3 A〜図 3 Cは、実施の形態 1における送信側フレームメモリ装置の処理を説明するための図である。

図 4は、実施の形態 1におけるディジタル放送システムの受信側の構成を示す概略ブロック図である。

図 5 A〜図 5 Cは、実施の形態 1における受信側フレームメモリ装置の処理を説明するための図である。

図 6は、実施の形態 2におけるディジタル放送システムの送信側の構成を示す概略プロック図である。

図 7は、実施の形態 2におけるディジタル放送システムの受信側の構成を示す概略プロック図である。発明を実施するため最良の形態

(実施の形態 1 ) この発明は、ディジタル放送システムにおいて、現行のインタレース方式（N TS C) で撮影した 2チャネル（フィールド）の映像から 1チャネル（フレーム）のノンインタレースフレーム信号を形成することにより、 1チャネルの伝送路を用いて、 2チャネルの映像を送受信することを可能としたものである。

以下に説明する実施の形態においては、ディジタル放送システムの一例として、今後需要の拡大が予想される 5 2 5順次走査方式によるディジタル放送システム (以下、ノンインタレース方式ディジタル放送システムと呼ぶ）を用いて、右目用、および左目用の映像が必要とされる立体放送サービスを実施した場合について説明する。

このようなノンインタレース方式ディジタル放送システムについては、例えば、

1 9 96年 2月 27日発表のテレビジョン学会技術報告第 20巻第 1 3号の第 2 5頁〜第 30頁の浦野その他による「5 2 5順次走査信号対応 CSディジタル放送システムの開発」にその詳細が記載されている。

図 1は、参考のため、このようなノンインタレース方式ディジタル放送システムの基本構成の一例を示す概略ブロック図である。ここに示したシステムは、伝送系の一例として通信衛星を用いたものである。なお、以下に説明する各構成要素の詳細な仕様等は、上記文献に記載されており、ここではその詳細な説明を省略する。

まず、図 1を参照して、ノンインタレース方式ディジタル放送システムにおける送信側は、ノンインタレース方式カメラ 1と、映像用エンコーダ 2と、集音装置 4と、音声用エンコーダ 5と、多重装置 3とを備える。

映像用エンコーダ 2は、ノンインタレース方式カメラ 1で撮影した映像信号を受け、これを符号ィ匕（圧縮）する。

圧縮処理では、映像信号を、水平方向が BX個、垂直方向が BY個からなる画素データの集まり（以下、ブロックとよぶ）に分割して、ブロック単位および前後の映像信号における同一位置のプロック間で相関をとる。

こうした圧縮処理としては、 CC I TTと I SOとの共同作業グループ MP E G (Mo v i n g P i c t u r e E x p e r t G r o u p) により取り決められた国際標準規格 M P E G 2がある。音声用エンコーダ 5は、集音装置 4で得られた音声信号を符号化（圧縮）する _c 多重装置 3は、これらの圧縮された映像信号および音声信号に伝送路符号化を施して、多重化して出力する。

ディジタル変調器 6は、多重装置 3から出力された多重化信号をディジタル変調して、衛星通信機器 7に出力する。衛星通信機器 7は、これを通信衛星 8に送信する。

続いて、図 1を参照して、受信側システムは、衛星放送用受信アンテナ 9と、ノンインタレース方式対応受信機 1 0と、ノンインタレース方式対応モニタ 1 1 とを備える。

衛星放送用受信アンテナ 9は、通信衛星 8からの送信信号を受信する。

ノンインタレース方式対応受信機 1 0は、衛星放送用受信アンテナ 9で受信した送信信号を復調し、 M P E G 2に準拠して複号化（伸長）する。

ノンィンタレース方式対応モニタ 1 1は、このノンィンタレース方式対応受信機 1 0からの出力を表示する。

次に、図 2は、上記に示したノンインタレース方式ディジタル放送システムを用いて立体放送サービスを可能にした、本発明の実施の形態 1におけるディジタル放送システムの送信側の基本構成を示す概略プロック図である。図 2の構成のうち、図 1で既に示した通常のディジタル放送システムと共通する構成要素には同一の参照番号および参照符号を付し、その説明を省略する。

まず、本発明の実施の形態 1におけるノンィンタレース方式ディジタル放送システムの送信側のシステム構成とその動作について説明する。

図 2を参照して、本発明の実施の形態 1におけるノンィンタレース方式ディジタル放送システムの送信側においては、映像の入力装置として、インタレース方式カメラ 1 3 a， 1 3 bが用いられる。

まず、これら 2台のインタレース方式カメラ 1 3 a， 1 3 bを同期運転して、立体映像を撮影する。ここで、インタレース方式カメラ 1 3 aから右目用映像信号 Rが出力され、インタレース方式カメラ 1 3 bから左目用映像信号 Lが出力されたものとする。

送信側フレームメモリ装置 2 0は、インタレース方式カメラ 1 3 a， 1 3 bで得られた右目用映像信号 Rおよび左目用映像信号 Lを入力に受ける。

送信側フレームメモリ装置 2◦は、図示しない 2つの送信側フィ一ルドメモリの一方に右目用映像信号 Rを、他方に左目用映像信号 Lを書込む。続いて、各送信側フィールドメモリからフィールドデータ（書込まれた右目用映像信号 Rおよび左目用映像信号 L) を書込周波数の 2倍の速さで読み出す。

読み出す順序は、たとえば、一方の送信側フィールドメモリから 1フィールド分の右目用映像信号 R (または、左目用映像信号 L) の読み出しを行ない、続いて他方の送信側フィールドメモリから 1フィールド分の左目用映像信号 L (または、右目用映像信号 R) の読み出しを実行するものとする。

ここで、具体的な説明を行なうために、一例として、インタレースフィールド信号（右目用映像信号 Rおよび左目用映像信号 L) の有効画素数を、水平方向画素数 704画素 X垂直方向画素数 240画素とし、水平同期周波数 FHを約 1 5.

75 kHz (1 5. 75/1. 001 k H z) 、垂直同期周波数 FRを約 60 H z (60/1. 001 Hz) とする。

この場合、具体的には、書込み周波数を FHとし、読出し周波数を（2 XF

H) とする。

読み出された結果得られる映像データ DAT Aのフォーマツトは、有効画素数が水平方向画素数 704画素 X垂直方向画素数 480画素であり、水平同期周波数が約 3 1. 5 kHz (3 1. 5/1. 001 k H z ) 、垂直同期周波数が約 6 OH z (60/1. 001 Hz) となる。このフォーマットは、標準的なノンィンタレ一スフレ一ム信号のフォーマツトに相当する。

図 3 A〜図 3 Cは、本発明の実施の形態 1における送信側フレームメモリ装置 20の処理を説明するための摸式図であり、図 3 Aは、映像データ DAT Aの構成を示し、図 3 Bは、右目用映像信号 Rの構成を示し、図 3 Cは、左目用映像信号 Lの構成をそれぞれ示している。

図 3 Aにおいて、画素データ G (1、 J) は、映像データ DAT Aを構成する水平方向番号 I (1 = 1〜704) 、垂直方向番号 J (J = l〜480) の画素データを表す。

ここで、画素データ G (1、 J) からなる配列の I =：！〜 704かつ J = 1〜 2 4 0の領域（簡単のため第 1領域とよぶ）は、右目用映像信号 Rによって構成され、 1 =：！〜 7 0 4かつ J = 2 4：!〜 4 8 0の領域（第 2領域とよぶ）は、左目用映像信号 Lによつて構成される。

すなわち、図 3 A〜図 3 Cで明らかなように、送信側フレームメモリ装置 2 0 は、 2フィールドのインタレースフィールド信号（右目用映像信号 Rと左目用映像信号と）を、 1フレームのノンインタレースフレーム信号（映像データ D A T A) に変換する。

しかも図 3 A〜図 3 Cで明らかなように、映像データ D A T Aを構成するそれぞれのィンタレースフィールド信号はともに、それぞれが単独であった場合の構成をそのまま保持している。

従って、この映像データ D A T Aに圧縮処理を施した場合、同時に右目用映像信号 Rと左目用映像信号 Lとが圧縮処理されることになる。すなわち、送信側フィールドメモリ装置 2 0から出力される映像データ D A T Aは、映像用ェンコ一ダ 2において、効率的に圧縮化されることになる。

なお、第 1領域に左目用映像信号 Lを、第 2領域に右目用映像信号 Rを配置しても、その効果に変わりはない。

映像用エンコーダ 2以降の各回路は、図 1において既に説明したように動作する。

この結果、 2フィールドの映像信号からなる 1フレームのノンインタレースフレーム信号（映像データ D A T A) 力、;、 1チャネルの伝送路を使って通信衛星 8 に伝送されることになる。

次に、本発明の実施の形態 1におけるノンィンタレース方式ディジタル放送システムの受信側のシステムの構成とその動作について説明する。

図 4は、本発明の実施の形態 1におけるノンィンタレース方式ディジタル放送システムの受信側の基本構成を示す概略プロック図であり、図 1に既に示したノンインタレース方式ディジタル放送システムと共通する構成要素には同一の参照番号および参照符号を付し、その説明を省略する。

図 4を参照して、本発明の実施の形態 1におけるノンインタレース方式ディジタル放送システムの受信側においては、図 1で既に説明したように通信衛星 8から伝送される 1チャネルの映像データ DATAは、衛星放送用受信'

受信され、ノンィンタレース方式対応受信機 1 0で復調および復号化される。本発明においては、ノンインタレース方式対応受信機 1 0は、内部に、映像データ DAT Aをディジタルのまま出力するインタフェース機能が搭載されているものとする。

受信側フレームメモリ装置 21は、ノンィンタレース方式対応受信機 10で復調および複号化された映像データ DATAを受けて、これを図示しない 2つの受信側フィールドメモリに分けて書込む。

具体的には、一方の受信側フィールドメモリに映像データ D A T Aを構成する第 1領域の画素データ（たとえば、図 3 A〜図 3 Cに示す映像データ DATAを受ける場合は、右目用映像信号 R) を、他方に第 2領域の画素データ（たとえば、左目用映像信号 L) を書込む。

続いて、 2つの受信側フィールドメモリのそれぞれからフィールドデータ（書込まれた右目用映像信号 Rおよび左目用映像信号 L) を、同一タイミングで、しかも書込み周波数の（1Z2) の速さで読み出す。

具体的には、前述した例によると、書込み周波数を（2 XFH) とし、読出し周波数を FHとする。

図 5 A〜図 5 Cは、本発明の実施の形態 1における受信側フレームメモリ装置 21の処理を説明するための模式図であり、図 5Aは、映像データ DATAの構成を示し、図 5 Bは、右目用映像信号 Rの構成を示し、図 5 Cは、左目用映像信号 Lの構成をそれぞれ示している。

図 5 A〜図 5 Cで明らかなように、受信側フレームメモリ装置 21は、 1チヤネルの伝送路を使用して送信された映像データ DATAを、右目用映像信号 Rと左目用映像信号 Lとに変換する。

すなわち、受信側フレームメモリ装置 21は、 1フレームのノンインタレースフレーム信号を、インタレースフィールド信号フォ一マットに変換して、 2フィ一ルドの映像信号（右目用映像信号 Rと左目用映像信号しと）を復元する。

こうして、右目用映像信号 Rおよび左目用映像信号 Lとは、必要であれば、図示しない D/A変換器によりアナログ信号に変換された後、立体表示モニタ 1 2 に入力される。

立体表示モニタ 1 2としては、いろいろな形式のもの（例えば、液晶シャツタ方式の眼鏡を用いた方式のもの、眼鏡を用いない「表示画面再生方式」等）が挙げられる。

ところで、 2台のインタレース方式カメラ 1 3 a， 1 3 bが同期運転されている限り、常に立体表示モニタ 1 2に入力する右目用映像信号 Rと左目用映像信号 Lとはともに同時に撮影された映像信号である。

従って、立体表示モニタ 1 2で立体映像を表示する場合に、右目用映像信号 R と左目用映像信号 Lとの同期処理は不要となる。

ここで、本発明の実施の形態 1で説明のために用いたフィールドおよびフレームの有効画素数は、標準的な値を例にしたものであり、その他の画素数でも適用可能である。また、水平同期周波数および垂直同期周波数においても同様である。なお、これらの有効画素数については、画像圧縮の最小ブロック単位（たとえば、圧縮方式として M P E G規格を採用する場合であれは、 8画素 X 8画素）の整数倍に設定すると圧縮効率が上る。

(実施の形態 2 )

本発明の実施の形態 2では、互いに同期した 2つの映像を提供する（立体放送サービス以外の）放送サービスに本発明を適用した場合の効果について説明する。なお、ディジタル放送システムの一例としては、実施の形態 1と同じく図 1に示したノンィンタレース方式ディジタル放送システムを用いて説明する。

図 6は、本発明の実施の形態 2におけるノンィンタレース方式ディジタル放送システムの送信側の基本構成を示す概略プロック図であり、互いに同期した 2つの映像を提供する放送サービスに本発明を適用した場合を示している。図 1に既に示したノンインタレース方式ディジタル放送システムと共通する構成要素には同一の参照番号および参照符号を付し、その説明を省略する。

まず、本発明の実施の形態 2におけるノンィンタレース方式ディジタル放送システムの送信側のシステム構成とその動作について説明する。

図 6を参照して、本発明の実施の形態 2におけるノンィンタレース方式ディジタル放送システムの送信側においては、映像の入力装置として、インタレース方式信号発生装置 1 4 a， 1 4 b (たとえば、 V T R、カメラ等）が用いられる。まず、これらのインタレ一ス方式信号発生装置 1 4 a， 1 4 bを同期運転して映像信号を出力する。ここで、インタレース方式信号発生装置 1 4 aから映像信号 A 1が出力され、インタレース方式信号発生装置 1 4 bから映像信号 A 2が出力されたものとする。

送信側フレームメモリ装置 2 0は、ィンタレース方式信号発生装置 1 4 a， 1 4 bで得られた映像信号 A 1および映像信号 A 2を入力に受ける。

送信側フレームメモリ装置 2 0は、実施の形態 1で既に説明したように、図示しない 2つの送信側フィールドメモリの一方に映像信号 A 1を、他方に映像信号 A 2を書込んでから、書込周波数の 2倍の速さでこれらを読み出す。読み出す順序は、実施の形態 1で説明したのと同様の態様で行う。

すなわち、送信側フレームメモリ装置 2 0は、 2フィールドのインタレースフィールド信号（映像信号 A 1 と映像信号 A 2と）を、 1フレームのノンインタレ一スフレーム信号（映像データ D A T A) に変換する。

このような、 1フレームのノンインタレ一スフレーム信号は、実施の形態 1で説明したように映像用エンコーダ 2で効率的に圧縮化された後、後段の回路で処理され、 1チャネルの伝送路を使って通信衛星 8に伝送される。

次に、本発明の実施の形態 2におけるノンィンタレース方式ディジタル放送システムの受信側のシステムの構成と動作について説明する。

図 7は、本発明の実施の形態 2におけるノンィンタレース方式ディジタル放送システムの受信側の基本構成を示す概略プロック図であり、図 1に既に示したディジタル放送システムと共通する構成要素には同一の参照番号および参照符号を付し、その説明を省略する。

図 7を参照して、本発明の実施の形態 2におけるノンィンタレース方式ディジタル放送システムの受信側においては、まず図 4で既に説明したように通信衛星 8から伝送される 1チャネルの映像データ D A T Aが衛星放送用受信アンテナ 9 で受信され、ノンインタレース方式対応受信機 1 0で復調および復号化される。受信側フレームメモリ装置 2 1は、既に実施の形態 1で説明したように、ノンインタレース方式対応受信機 1 0で復調および復号化された映像データ D A T A を受けて、図示しない 2つの受信側フィールドメモリに分けて書込む。そして、 2つの受信側フィ一ルドメモリのそれぞれからフィールドデータ（書込んだ映像信合 A 1および映像信号 A 2 ) を、同一タイミングで、しかも書込み周波数の ( 1 / 2 ) の速さで読み出す。

この結果、受信側フレームメモリ装置 2 1は、 1チャネルの伝送路を使用して送信された映像データ D A T Aを、映像信号 A 1と映像信号 A 2とに変換する。すなわち、受信側フレームメモリ装置 2 1は、 1フレームのノンインタレースフレーム信号を、インタレースフィールド信号フォーマットに変換して、 2フィールドの映像信号（映像信号 A 1と映像信号 Λ 2と）を復元する。

スィッチ装置 2 2は、これらの映像信号 A 1と映像信号 A 2とを受けて、これらを切換えて出力する装置である。

スィツチ装置 2 2で選択された映像信号 A 1もしくは映像信号 A 2は、表示モニタ 2 3に入力される。

ここで、スィッチ装置 2 2における切替えは、ユーザ側で任意にできるものとする。

これにより、たとえば、野球中継において、バックネット側から撮影した映像 (映像信号 A 1 ) と外野から撮影した映像（映像信号 A 2 ) とを本発明のノンィンタレース方式ディジタル放送システムを使ってユーザに提供したならば、ユーザ側は同時に進行する異なる映像の中から、スィッチ装置 2 2を介して適宜見たい映像（映像信号 A 1もしくは、映像信号 A 2 ) を選んで表示することができる。すなわち、ユーザの選択した番組をチャネルの切換えを伴なうことなく、素早く表示することができる。これにより、より高速で多様な放送サービスの提供が可能となる。

以上のように、本発明によれば、インタレース方式で撮影した 2チャネルの映像信号を 1チャネルの映像データに変換して、圧縮伝送するので、 1チャネルの伝送路を用いて 2チャネルの映像信号を効率よく送受信することが可能となる。また、 2チャネルの映像信号を 1チャネルの映像データとして送受信するので、モニタ時におけるこれら 2チヤネルの映像信号の同期処理が不要になる。

また、送信側および受信側のいずれにおいても、従来のディジタル放送システムと同様の簡単な設備および回路構成で実現することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 第 1の映像信号と、第 2の映像信号とを用いて、 1チャネルの映像データを形成する映像処理手段（2 0 ) と、

前記映像データを圧縮、変調して伝送する送信手段（2、 3、 6、 7 ) と、前記伝送された映像データを受信して、復調、伸長する受信手段（9、 1 0 ) と、

前記復調、伸長された映像データを受けて、前記第 1の映像信号および前記第 2の映像信号を復元する映像復元手段（ 2 1 ) とを備える、ディジタル放送システム。

2 . 前記映像処理手段（2 0 ) は、

前記第 1の映像信号と前記第 2の映像信号とをそれぞれ記憶する記憶手段と、前記記憶した第 1の映像信号と第 2の映像信号とを読み出して、前記 1チヤネルの映像データを形成する処理手段とを備える、請求の範囲第 1項に記載のディジタル放送システム。

3 . 前記映像データは、

水平方向および垂直方向にマトリックス状に配列される複数の画素データから構成され、

前記処理手段は、

前記配列を 2つのプロックに分割して、一方の前記プロックを前記第 1の映像信号から構成して、他方の前記ブロックを前記第 2の映像信号から構成する、請求の範囲第 2項に記載のディジタル放送システム。

4 . 前記 2つのプロックは、前記映像データを構成する前記マトリックス状に配列される複数の画素データのうち、上半分の配列と、下半分の配列とにそれぞれ相当する、請求の範囲第 3項に記載のディジタル放送システム。

5 . 前記第 1の映像信号および前記第 2の映像信号は、それぞれインタレース方式のフィールド信号であり、

前記映像データは、ノンインタレース方式のフレーム信号である、請求の範囲第 1項から請求の範囲第 3項のいずれかに記載のディジタル放送システム。

6. 前記第 1の映像信号および前記第 2の映像信号は、一方が右目用映像信号であり、他方が左目用映像信号であり、前記映像復元手段（21) において復元された後に立体放送用のモニタ（1 2) に供給される、請求の範囲第 1項に記載のディジタル放送：