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技術 映像信号伝送システム及び映像信号伝送方法

出願人 日本テレビ放送網株式会社
発明者 田中秀和村田康博御崎芳仁穗坂怜細田順一
出願日 2015年5月1日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2015-094290
公開日 2016年12月15日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2016-213612
状態 特許登録済
技術分野 双方向TV,動画像配信等 テレビジョン方式 TV信号の圧縮,符号化方式
主要キーワード スタジオ設備 I信号 組み込み位置 高周波成分情報 スイッチングポイント クアッド 映像加工 映像信号処理システム
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図面 (20)

課題

既存の伝送ステムを使用して高解像度映像を伝送することができる映像伝送システム及び映像伝送を提供すること。

解決手段

本発明は、同一映像低解像度映像信号と高解像度映像信号との差分信号を算出する差分器と、前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成する圧縮部と、少なくとも前記差分信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮差分信号とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域多重し、多重低解像度映像信号を生成する多重部とを有する映像信号伝送システムである。

概要

背景

地上デジタル放送の普及にともない、放送局伝送設備等は、例えば、「2K1K」と呼ばれる高解像度映像を処理する設備が普及している。ここで、「2K1K」とは、いわゆるフルHD相当のサイズを示す表現である。「2K1K」の「K」はキロを指す。また、フルHDの解像度は1920×1080で、概算で2000×1000、すなわち「2K1K」という表現になっている。また、解像度は、例えば、映像を表現するための縦と横の点(ドット)の数として表現される。

また、近年、例えば、「4K2K」と呼ばれる、さらに高解像度の映像を表示可能な放送方式が提案されている。ここで、「4K2K」とは、水平画素数4000×垂直画素数2000前後の画面解像度を持つ映像フォーマットの総称である。「4K2K」は、例えば、デジタルシネマ標準規格であるDCIで定められている4K(4096×2160)や、FHD(フルHD:1920×1080)の4倍の画素数を持つQFHD(クアッド・フルHD:3840×2160等を指す。このように、「4K2K」は、新しい動画規格として注目されている。

しかし、「4K2K」においては、情報を収納する媒体規格や配信方法が定まっておらず、更には、その情報量の大きさから既存の伝送方式では伝送することはできない。このため、例えば、「2K1K」の映像を通常の伝送路で伝送し、「2K1K」の映像と「4K2K」の映像との差分情報を、通常の伝送路とは異なる伝送路で伝送する差分伝送方式が提案されている。

概要

既存の伝送システムを使用して高解像度映像を伝送することができる映像伝送システム及び映像伝送を提供すること。本発明は、同一映像低解像度映像信号と高解像度映像信号との差分信号を算出する差分器と、前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成する圧縮部と、少なくとも前記差分信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮差分信号とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域多重し、多重低解像度映像信号を生成する多重部とを有する映像信号伝送システムである。

目的

一方で、将来の高解像度化の流れにともない、既存のシステム内で「4K2K」の映像を伝送し、処理することができる伝送システムが望まれていた

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

同一映像低解像度映像信号と高解像度映像信号との差分信号を算出する差分器と、前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成する圧縮部と、少なくとも前記差分信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮差分信号とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域多重し、多重低解像度映像信号を生成する多重部とを有する映像信号伝送システム

請求項2

前記多重低解像度映像信号を入力し、前記多重低解像度映像信号と前記圧縮差分信号とのスイッチング処理において、前記多重低解像度映像信号の制御情報から前記遅延時間を解読し、前記低解像度映像信号に対して、少なくとも前記遅延時間分だけ前記圧縮差分信号を遅延させてスイッチングし、前記低解像度映像信号と前記圧縮差分信号とをフレーム単位で出力するスイッチング処理部を有する請求項1に記載の映像信号伝送システム。

請求項3

前記制御情報に、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重するに要した時間を含める請求項1又は請求項2に記載の映像信号伝送システム。

請求項4

前記低解像度映像信号がフルハイビジョン信号であり、前記高解像度映像信号が4K2K映像相当の映像信号である請求項1から請求項3のいずれかに記載の映像信号伝送システム。

請求項5

前記スイッチング処理部から出力される前記低解像度映像信号に対して映像の加工を行う低解像度映像加工部と、前記映像加工部による映像加工の情報である映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重する多重部と、前記スイッチング処理部から出力される前記圧縮差分信号をデコードするデコード部と、前記圧縮差分信号に多重されている遅延時間を解読する第1の解読部と、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読する第2の解読部と、前記遅延時間と前記加工処理時間とに基づいて、前記低解像度映像信号のフレームに対する前記圧縮差分信号のフレームの遅延を調整し、前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームの前記圧縮差分信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行う高解像度像映像加工部とを有する請求項2から請求項4のいずれかに記載の映像信号伝送システム。

請求項6

同一映像の低解像度映像信号と高解像度映像信号との差分信号を算出し、前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成し、少なくとも前記差分信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮差分信号とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成し、前記多重低解像度映像信号を伝送する映像信号伝送方法

請求項7

前記多重低解像度映像信号を入力し、前記多重低解像度映像信号と前記圧縮差分信号とのスイッチング処理において、前記多重低解像度映像信号の制御情報から前記遅延時間を解読し、前記低解像度映像信号に対して、少なくとも前記遅延時間分だけ前記圧縮差分信号を遅延させてスイッチングし、前記低解像度映像信号と前記圧縮差分信号とをフレーム単位で出力する請求項6に記載の映像信号伝送方法。

請求項8

前記制御情報に、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重するに要した時間を含める請求項6又は請求項7に記載の映像信号伝送方法。

請求項9

前記低解像度映像信号がフルハイビジョン信号であり、前記高解像度映像信号が4K2K映像相当の映像信号である請求項6から請求項8のいずれかに記載の映像信号伝送方法。

請求項10

前記スイッチング処理から出力される前記低解像度映像信号に対して映像の加工を行い、前記映像の加工に関する映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、前記スイッチング処理から出力される前記圧縮差分信号をデコードし、前記圧縮差分信号に多重されている遅延時間を解読し前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読し、前記遅延時間と前記加工処理時間とに基づいて、前記低解像度映像信号のフレームに対する前記圧縮差分信号のフレームの遅延を調整し、前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームの前記圧縮差分信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行う請求項7から請求項9のいずれかに記載の映像信号伝送方法。

請求項11

低解像度映像信号に対して映像の加工を行う低解像度像映像加工部と、前記映像加工部による映像加工の情報である映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重する多重部と、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読する解読部と、前記加工処理時間に基づいて、前記高解像度映像信号のフレームに対する前記低解像度映像信号のフレームの遅延を調整し、前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームの前記高解像度映像信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行う高解像度像映像加工部とを有する映像信号処理システム

請求項12

低解像度映像信号に対して映像の加工を行い、前記映像加工の情報である映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読し、前記加工処理時間に基づいて、前記高解像度映像信号のフレームに対する前記低解像度映像信号のフレームの遅延を調整し、前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームの前記高解像度映像信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行うを有する映像信号処理方法

請求項13

高解像度映像信号を圧縮して圧縮高解像度映像信号を生成する圧縮部と、少なくとも前記高解像度映像信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮高解像度映像信号とを、低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成する多重部とを有する映像信号伝送システム。

請求項14

高解像度映像信号を圧縮して圧縮高解像度映像信号を生成し、少なくとも前記高解像度映像信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮高解像度映像信号とを、低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成し、前記多重低解像度映像信号を伝送する映像信号伝送方法。

技術分野

0001

本発明は、映像信号伝送システム及び映像信号伝送方法に関する。

背景技術

0002

地上デジタル放送の普及にともない、放送局伝送設備等は、例えば、「2K1K」と呼ばれる高解像度映像を処理する設備が普及している。ここで、「2K1K」とは、いわゆるフルHD相当のサイズを示す表現である。「2K1K」の「K」はキロを指す。また、フルHDの解像度は1920×1080で、概算で2000×1000、すなわち「2K1K」という表現になっている。また、解像度は、例えば、映像を表現するための縦と横の点(ドット)の数として表現される。

0003

また、近年、例えば、「4K2K」と呼ばれる、さらに高解像度の映像を表示可能な放送方式が提案されている。ここで、「4K2K」とは、水平画素数4000×垂直画素数2000前後の画面解像度を持つ映像フォーマットの総称である。「4K2K」は、例えば、デジタルシネマ標準規格であるDCIで定められている4K(4096×2160)や、FHD(フルHD:1920×1080)の4倍の画素数を持つQFHD(クアッド・フルHD:3840×2160等を指す。このように、「4K2K」は、新しい動画規格として注目されている。

0004

しかし、「4K2K」においては、情報を収納する媒体規格や配信方法が定まっておらず、更には、その情報量の大きさから既存の伝送方式では伝送することはできない。このため、例えば、「2K1K」の映像を通常の伝送路で伝送し、「2K1K」の映像と「4K2K」の映像との差分情報を、通常の伝送路とは異なる伝送路で伝送する差分伝送方式が提案されている。

先行技術

0005

特開2014−045425号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、放送局内の伝送システムにおいては、現在の伝送路に加えて異なる伝送路を新たに設けることは、多くの費用がかかる。

0007

一方で、将来の高解像度化の流れにともない、既存のシステム内で「4K2K」の映像を伝送し、処理することができる伝送システムが望まれていた。

0008

そこで、本発明は、既存の伝送システムを使用して高解像度映像を伝送することができる映像伝送システム及び映像伝送を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

本発明は、同一映像低解像度映像信号と高解像度映像信号との差分信号を算出する差分器と、前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成する圧縮部と、少なくとも前記差分信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮差分信号とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域多重し、多重低解像度映像信号を生成する多重部とを有する映像信号伝送システムである。

0010

本発明は、同一映像の低解像度映像信号と高解像度映像信号との差分信号を算出し、前記差分信号を圧縮して圧縮差分信号を生成し、少なくとも前記差分信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮差分信号とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成し、前記多重低解像度映像信号を伝送する映像信号伝送方法である。

0011

本発明は、低解像度映像信号に対して映像の加工を行う低解像度映像加工部と、前記映像加工部による映像加工の情報である映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重する多重部と、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読する解読部と、前記加工処理時間に基づいて、前記高解像度映像信号のフレームに対する前記低解像度映像信号のフレームの遅延を調整し、前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームの前記高解像度映像信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行う高解像度像映像加工部とを有する映像信号処理システムである。

0012

本発明は、低解像度映像信号に対して映像の加工を行い、前記映像加工の情報である映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する処理時間に関する加工処理時間とを、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、前記低解像度映像信号の補助信号領域に多重されている映像加工情報と、前記低解像度映像信号に対して映像の加工に要する加工処理時間とを解読し、前記加工処理時間に基づいて、前記高解像度映像信号のフレームに対する前記低解像度映像信号のフレームの遅延を調整し、前記低解像度映像信号のフレームと同じフレームの前記高解像度映像信号に対して前記低解像度映像信号と同様な映像の加工を行うを有する映像信号処理方法である。

0013

本発明は、高解像度映像信号を圧縮して圧縮高解像度映像信号を生成する圧縮部と、少なくとも前記高解像度映像信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮高解像度映像信号とを、低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成する多重部とを有する映像信号伝送システムである。

0014

本発明は、高解像度映像信号を圧縮して圧縮高解像度映像信号を生成し、少なくとも前記高解像度映像信号を圧縮するに要した遅延時間を含む制御情報と、前記圧縮高解像度映像信号とを、低解像度映像信号の補助信号領域に多重し、多重低解像度映像信号を生成し、前記多重低解像度映像信号を伝送する映像信号伝送方法である。

発明の効果

0015

本発明によれば、既存の伝送システムを使用して高解像度映像を伝送することができる。

図面の簡単な説明

0016

図1は第1の実施の形態における映像伝送システムの構成図である。
図2は1125/I信号におけるYデータ系列補助データ多重可能領域を示す図である。
図3はPb/Pr データ系列の補助データ多重可能領域を示す図である。
図4は第1形式パケット構造を示す図である。
図5は第2形式のパケット構造を示す図である。
図6はUDWデータ構造を示す図である。
図7は第1の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。
図8は第1の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。
図9は第1の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。
図10は第2の実施の形態における映像加工システムの構成図である。
図11はUDWのデータ構造を示す図である。
図12は第3の実施の形態における映像加工システムの構成図である。
図13は第4の実施の形態における映像伝送システムの構成図である。
図14は1125/I信号におけるYデータ系列の補助データ多重可能領域を示す図である。
図15はPb/Pr データ系列の補助データ多重可能領域を示す図である。
図16は第1形式のパケット構造を示す図である。
図17は第2形式のパケット構造を示す図である。
図18はUDWのデータ構造を示す図である。
図19は第4の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。
図20は第4の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。
図21は第4の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。

発明を実施するための最良の形態

0017

本発明は、低解像度映像(例えば、フルHD映像(1920×1080))に影響を与えることなく、既存の低解像度映像(例えば、フルHD映像)の設備を拡張する形で、低解像度映像(例えば、フルHD映像)と高解像度映像(例えば、4K2K映像(4096×2160))信号とを伝送する。放送局内において、高解像度映像(4K2K映像)信号から低解像度映像(フルHD映像)成分を削除した高周波成分を圧縮し、低解像度映像の補助信号領域に多重することで、高解像度映像(4K2K映像)と低解像度映像(フルHD映像)とを、既存の伝送路で伝送する。

0018

更に、入力素材切り替えマトリクスでは、圧縮遅延分だけ、高解像度映像の高周波成分の出力切替イミングを遅らせることで、高解像度映像(4K2K映像)と低解像度映像(フルHD映像)とを、同じ映像フレーム単位で処理をすることを可能とする。

0019

以下、具体的な実施の形態を説明する。

0020

<第1の実施の形態>
第1の実施の形態を説明する。

0021

第1の実施の形態は、低解像度映像(例えば、フルHD)と、高解像度映像(例えば、4K2K映像)とを、既存のスタジオ設備である同軸ケーブルで伝送する例を説明する。尚、以下の説明では、低解像度映像の例としてフルHD映像を、高解像度映像の例として4K2K映像を例にして説明する。

0022

現在、フルHD信号(HD-SDI)には、有効映像領域以外に補助データ(映像のブランキング期間を利用して伝送されるデータで、例えば、音声データやタイムコードなど)を多重する補助信号領域がある。そこで、第1の実施の形態では、フルHD信号と4K2K映像との差分を取り、4K2K映像の高周波成分を抽出し、この4K2K映像の高周波成分をフルHD信号(HD-SDI)の補助信号領域に多重し、同軸ケーブル1本(1.485Gbps)で伝送する。尚、4K2K映像の高周波成分は、約100〜200Mbpsまで圧縮することができ、フルHD信号(HD-SDI)の補助信号領域に多重することが可能である。更に、圧縮された4K2K映像の高周波成分が多重された一つのフルHD信号(HD-SDI)のスイッチング処理において、圧縮された4K2K映像の高周波成分を、フルHD信号よりも少なくとも圧縮遅延分だけ遅らせることで、両信号を同じ映像フレームでスイッチングする。これにより、後段の映像加工等の処理において、両信号を同じ映像フレーム毎に処理が可能にする。

0023

以下、具体的な実施の形態を述べる。

0024

図1は第1の実施の形態における映像伝送システムの構成図である。

0025

図1中、1は差分器、2はエンコーダ、3はインサータ、4はスイッチング装置、5は遅延情報解読部である。

0026

差分器1は、フルHD映像信号(HD-SDI)と4K2K映像信号との差を取り、4K2K映像信号の高周波成分を抽出する。

0027

エンコーダ2は、4K2K映像信号の高周波成分を圧縮するエンコーダであり、4K2K映像信号の高周波成分を、例えば、動画圧縮規格の一つであるHEVC(High Efficiency Video Coding)方式などにより、約100〜200Mbps程度まで圧縮する。

0028

インサータ3は、フルHD映像信号(HD-SDI)の補助信号領域に、圧縮された4K2K映像信号の高周波成分と、圧縮に要した遅延時間等の制御情報とを多重する。更に、フルHD映像信号(HD-SDI)の補助信号領域に多重する際に、多重に要する時間が多くなる場合には、圧縮に要した遅延時間に加えて、多重に要した多重時間も、遅延時間として制御情報に加える。尚、以下の説明において、圧縮された4K2K映像信号の高周波成分と圧縮に要した遅延時間等の制御情報とをまとめて、高周波成分情報という。尚、これらの遅延時間は、予め計測して遅延時間を設定しても良いし、エンコーダ2より、圧縮に要した時間を受け取るようにしても良い。

0029

次に、高周波成分情報を多重するフルHD映像信号(HD-SDI)の補助信号領域について説明する。図2は1125/I信号におけるYデータ系列の補助データ多重可能領域を示す図であり、図3Pb/Pr データ系列の補助データ多重可能領域を示す図である。図2、3中の網掛けされた領域が補助信号を多重することができる領域である。この多重可能領域、例えば、Yデータ系列では、HANC(音声制御パケットDID:1E3h,2E2h,2E1h,1E0h以外)のラインに、Pb/Prデータ系列では、HANC(音声データパケットDID:2E7h,1E6h,1E5h,2E4h以外)のラインに、高周波成分情報を多重する。多重する高周波成分情報は、ARIBの規格に準拠し、図4、5に示される第1形式または第2形式のパケット構造を採用し、そのUDWの部分に、高周波成分情報(遅延情報等の制御情報及び圧縮された4K2K映像信号の高周波成分)を格納する。UDWのデータ構造を図6に示す。図6に示されたデータ構造では、先頭の5ワード分が遅延情報を格納する部分であり、エンコーダ2の圧縮による遅延時間と、インサータ3の多重による遅延時間と、それらの遅延時間の合計遅延時間とがその部分に格納される。また、Other部分には、多重する高周波成分のデータが格納される。

0030

スイッチング装置4は、圧縮された4K2K映像の高周波成分が多重されたフルHD信号(HD-SDI)を入力し、フルHD信号(HD-SDI)と高周波成分情報とのスイッチング処理を行う。このスイッチング処理において、圧縮された4K2K映像の高周波成分を、フルHD信号よりも少なくとも圧縮遅延分(インサータ3の多重による遅延時間も含まれる場合には、圧縮遅延分と多重遅延時間との合計遅延時間)だけ遅らせることで、両信号を同じ映像フレーム単位でスイッチングする。すなわち、圧縮遅延分(インサータ3の多重による遅延時間も含まれる場合には、圧縮遅延分と多重遅延時間との合計遅延時間)をスイッチングポイントとして利用することにより、両信号を映像フレーム毎に処理することが可能となるため、後段の映像加工等の処理が容易となる。尚、圧縮遅延時間の情報は、補助データ多重可能領域に多重された制御情報を、遅延情報解読部5により、解読することにより得ることができる。

0031

次に、第1の実施の形態における伝送システムの動作を説明する。図7から図9は第1の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。

0032

まず、図7において、フルHD映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)と、4K2K映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)とが、差分器1に入力される。そして、その差分(高周波成分)(フレーム1、フレーム2、フレーム3)がエンコーダ2に出力される。

0033

続いて、図8において、エンコーダ2では、差分(高周波成分)(フレーム1、フレーム2、フレーム3)が圧縮される。尚、ここでは、圧縮に要した時間を1フレームとする。そして、圧縮された差分(高周波成分)(フレーム1、フレーム2、フレーム3)がインサータ3に出力される。

0034

次に、図9において、インサータ3が圧縮された差分(高周波成分)(フレーム1、フレーム2、フレーム3)を、フルHD映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)に多重する。尚、本説明では、理解を容易にするために、多重に要する時間を0として説明する。

0035

インサータ3には、フルHD映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)に対して圧縮された差分(高周波成分)(フレーム1、フレーム2、フレーム3)が1フレーム分遅延されて入力される。

0036

従って、フルHD映像信号(フレーム1)の補助信号領域には、なにも多重されず出力される。

0037

続いて、フルHD映像信号(フレーム2)の補助信号領域には、圧縮された差分(高周波成分)(フレーム1の1フレーム分)のデータと、遅延情報(1フレーム)とが多重されて出力される。

0038

続いて、フルHD映像信号(フレーム3)の補助信号領域には、圧縮された差分(高周波成分)(フレーム2の1フレーム分)のデータと、遅延情報(1フレーム)とが多重されて出力される。

0039

そして、スイッチング装置4では、補助信号領域の遅延情報を解読し、フルHD映像信号に対して1フレーム分遅延させて、圧縮された差分(高周波成分)をスイッチングする。

0040

すなわち、スイッチング装置4からは、フルHD映像信号(フレーム1)が出力され、続いて、フルHD映像信号(フレーム2)と圧縮された差分(高周波成分)(フレーム1)とが同時に出力される。そして、フルHD映像信号(フレーム3)と圧縮された差分(高周波成分)(フレーム2)とが同時に出力される。

0041

このように、既存の設備に手を加えるだけで、伝送路を増やすことなく、フルHD映像信号と4K2K映像信号とを伝送することができる。更に、スイッチング装置4からは、映像フレーム単位毎に、フルHD映像信号と圧縮された差分(高周波成分)とが出力されるために、後段に続く、フルHD映像信号及び4K2K映像信号の映像処理の加工等がフレーム単位で行うことができる。

0042

<第2の実施の形態>
第2の実施の形態を説明する。

0043

第2の実施の形態は、第1の実施の形態において、スイッチングされた低解像度映像(例えば、フルHD)と4K2K映像信号の高周波成分とに対して、スーパー等の映像加工を行う例を説明する。尚、以下の説明では、低解像度映像の例としてフルHD映像を、高解像度映像の例として4K2K映像を例にして説明する。

0044

図10は第2の実施の形態における映像加工システムの構成図である。

0045

図10中、10はスーパー処理装置、11はフルHD映像処理側の映像加工装置、12はインサータ、13はフルHD映像処理側の放送用のエンコーダ、14は補助信号領域解読部、15は素材出力装置、16はアップコンバータ、17は4K2K映像処理側の補助信号領域解読部、18は4K2K映像処理側のデコーダ、19は4K2K映像処理側の映像加工装置、20は4K2K映像処理側の放送用のエンコーダである。

0046

スーパー処理装置10は、第1の実施の形態のスイッチング装置4から出力されるフルHD映像に対してスーパーの組み込み位置(範囲)を設定するものである。尚、映像上のスーパーの組み込み位置(範囲)及びその処理に要した遅延時間はインサータ12に出力される。

0047

映像加工装置11は、フルHD映像に対して、スーパーの組み込み位置(範囲)にスーパーを組み込んだり、映像のエフェクト等の加工を行うものである。尚、映像加工の始点及び終点に関する始点終点情報やその処理に要した遅延時間はインサータ12に出力される。

0048

インサータ12は、スーパー処理装置10及び映像加工装置11からのスーパーの組み込み位置(範囲)、映像加工の始点終点情報及びその処理に要した遅延時間(合計値)を、フルHD映像信号の補助信号領域に多重する。多重の方法は第1の実施の形態と同様であり、そのデータ構造を図11に示す。

0049

エンコーダ13は、映像加工されたフルHD映像を放送用にエンコードするものである。

0050

補助信号領域解読部14は、加工されたフルHD映像を入力し、補助信号領域に多重された、スーパー処理装置10及び映像加工装置11からのスーパーの組み込み位置(範囲)、映像加工の始点、終点情報及びその処理に要した遅延時間(合計値)を解読する(読み出す)。

0051

素材出力装置15は、フルHD映像及び4K2K映像にスーパーする素材映像を出力する。

0052

アップコンバータ16は、素材出力装置15から出力される素材映像を、4K2K映像用アップコンバートする。

0053

補助信号領域解読部17は、4K2K映像の高周波成分情報から制御情報(遅延情報等)を読み出し、映像加工装置19に出力する。

0054

デコーダ18は、4K2K映像の高周波成分情報から4K2K映像の高周波成分をデコードする。

0055

映像加工装置19は、4K2K映像の高周波成分に対し、フルHD映像と同様な映像加工を行うものである。ここで、映像加工装置19に入力される4K2K映像の高周波成分は、フル映像に対して遅延したものが入力され、4K2K映像の高周波成分に対して映像加工を行う場合には、フルHD映像と同一の映像フレームとなるように、4K2K映像の高周波成分のフレームを調整しなければならない。そこで、補助信号領域解読部14からのスーパーの組み込み位置(範囲)、映像加工の始点終点情報及びその処理に要した遅延時間(合計値)と、補助信号領域解読部17からの遅延時間とを考慮し、アップコンバータ16から出力される素材を4K2K映像の高周波成分にスーパー等の加工を行う。

0056

具体的には、第1の実施の形態で述べたように、スイッチング装置4から出力され4K2K映像の高周波成分の遅延時間Tmと、デコーダ18による4K2K映像の高周波成分のデコードに要した遅延時間T2との合計値から、フルHD映像の加工処理に要した時間T1を減算した時間、すなわち(Td=Tm+T2−T1)がフルHD映像のフレームに対して4K2K映像のフレームが遅れている時間である。従って、4K2K映像の高周波成分に、フルHD映像と同様なスーパー等の加工処理を行う場合には、フルHD映像のフレームを(Td=Tm+T2−T1)だけ遅延させ、フルHD映像のフレームと同一フレームに合わせ、その同一のフレームのスーパーの組み込み位置(範囲)及び映像加工の始点終点情報に基づいて、アップコンバータ16から出力される素材を4K2K映像の高周波成分にスーパー等の加工を行う。

0057

これにより、フルHD映像のフレームと4K2K映像の高周波成分のフレームとが同期して処理することができる。

0058

尚、4K2K映像処理側の放送用のエンコーダ20から出力される4K2K映像を分割して分割付加情報を生成し、この分割付加情報を、フルHD映像処理側の放送用のエンコーダ13から出力されるフルHD映像のTS(Transport Stream)パケットトランスポートプライベートデータ領域重畳して送出することも可能である。この場合、受信側において、TSパケットのトランスポートプライベートデータ領域から分割付加情報を抽出して、4K2K映像を再構築して4K2K映像を生成する。

0059

<第3の実施の形態>
第3の実施の形態を説明する。

0060

第3の実施の形態は、第2の実施の形態において、4K2K映像信号の高周波成分の代わりに、4K2K映像信号を入力するものである。

0061

図12は第3の実施の形態における映像加工システムの構成図である。

0062

図12中、10はスーパー処理装置、11はフルHD映像処理側の映像加工装置、12はインサータ、13はフルHD映像処理側の放送用のエンコーダ、14は補助信号領域解読部、15は素材出力装置、16はアップコンバータ、19は4K2K映像処理側の映像加工装置、20は4K2K映像処理側の放送用のエンコーダである。

0063

スーパー処理装置10は、第1の実施の形態のスイッチング装置4から出力されるフルHD映像に対してスーパーの組み込み位置(範囲)を設定するものである。尚、映像上のスーパーの組み込み位置(範囲)及びその処理に要した遅延時間はインサータ12に出力される。

0064

映像加工装置11は、フルHD映像に対して、スーパーの組み込み位置(範囲)にスーパーを組み込んだり、映像のエフェクト等の加工を行うものである。尚、映像加工の始点終点情報やその処理に要した遅延時間はインサータ12に出力される。

0065

インサータ12は、スーパー処理装置10及び映像加工装置11からのスーパーの組み込み位置(範囲)、映像加工の始点終点情報及びその処理に要した遅延時間(合計値)を、フルHD映像信号の補助信号領域に多重する。多重の方法は第2の実施の形態と同様である。

0066

エンコーダ13は、映像加工されたフルHD映像を放送用にエンコードするものである。

0067

補助信号領域解読部14は、加工されたフルHD映像を入力し、補助信号領域に多重された、スーパー処理装置10及び映像加工装置11からのスーパーの組み込み位置(範囲)、映像加工の始点終点情報及びその処理に要した遅延時間(合計値)を解読する(読み出す)。

0068

素材出力装置15は、フルHD映像及び4K2K映像にスーパーする素材映像を出力する。

0069

アップコンバータ16は、素材出力装置15から出力される素材映像を、4K2K映像用にアップコンバートする。

0070

映像加工装置19は、4K2K映像に対し、フルHD映像と同様な映像加工を行うものである。ここで、映像加工装置19に入力される4K2K映像は、フル映像に対して、フル映像の加工処理時間分進んでいるのが入力され、4K2K映像に対して映像加工を行う場合には、フルHD映像と同一の映像フレームとなるように、4K2K映像のフレームを調整しなければならない。そこで、補助信号領域解読部14からのスーパーの組み込み位置(範囲)、映像加工の始点終点情報及びその処理に要した遅延時間(合計値)を考慮し、アップコンバータ16から出力される素材を4K2K映像にスーパー等の加工を行う。

0071

具体的には、フルHD映像の加工処理に要した時間T1がフルHD映像のフレームに対して4K2K映像のフレームが進んでいる時間である。従って、4K2K映像に、フルHD映像と同様なスーパー等の加工処理を行う場合には、4K2K映像のフレームを時間T1だけ遅延させ、フルHD映像のフレームと同一フレームに合わせ、その同一のフレームのスーパーの組み込み位置(範囲)及び映像加工の始点終点情報に基づいて、アップコンバータ16から出力される素材を4K2K映像にスーパー等の加工を行う。

0072

これにより、フルHD映像のフレームと4K2K映像のフレームとが同期して処理することができる。

0073

<第4の実施の形態>
第4の実施の形態を説明する。

0074

第4の実施の形態は、低解像度映像(例えば、フルHD)と、高解像度映像(例えば、4K2K映像)とを、既存のスタジオ設備である同軸ケーブルで伝送する例を説明する。尚、以下の説明では、低解像度映像の例としてフルHD映像を、高解像度映像の例として4K2K映像を例にして説明する。

0075

現在、フルHD信号(HD-SDI)には、有効映像領域以外に補助データ(映像のブランキング期間を利用して伝送されるデータで、例えば、音声データやタイムコードなど)を多重する補助信号領域がある。そこで、4K2K映像を圧縮し、圧縮した4K2K映像をフルHD信号(HD-SDI)の補助信号領域に多重し、同軸ケーブル1本(1.485Gbps)で伝送する。

0076

更に、圧縮された4K2K映像が多重された一つのフルHD信号(HD-SDI)のスイッチング処理において、圧縮された4K2K映像を、フルHD信号よりも少なくとも圧縮遅延分だけ遅らせることで、両信号を同じ映像フレームでスイッチングする。これにより、後段の映像加工等の処理において、両信号を同じ映像フレーム毎に処理が可能にする。

0077

以下、具体的な実施の形態を述べる。

0078

図13は第4の実施の形態における映像伝送システムの構成図である。

0079

図13中、30はエンコーダ、31はインサータ、32はスイッチング装置、33は遅延情報解読部である。

0080

エンコーダ30は、4K2K映像信号を圧縮するエンコーダであり、4K2K映像信号を、例えば、動画圧縮規格の一つであるHEVC(High Efficiency Video Coding)方式などにより、約100〜200Mbps程度まで圧縮する。

0081

インサータ31は、フルHD映像信号(HD-SDI)の補助信号領域に、圧縮された4K2K映像信号と、圧縮に要した遅延時間等の制御情報とを多重する。更に、フルHD映像信号(HD-SDI)の補助信号領域に多重する際に、多重に要する時間が多くなる場合には、圧縮に要した遅延時間に加えて、多重に要した多重時間も、遅延時間として制御情報に加える。尚、以下の説明において、圧縮された4K2K映像信号と圧縮に要した遅延時間等の制御情報とをまとめて、圧縮4K2K映像情報という。尚、これらの遅延時間は、予め計測して遅延時間を設定しても良いし、エンコーダ30より、圧縮に要した時間を受け取るようにしても良い。

0082

次に、圧縮4K2K映像情報を多重するフルHD映像信号(HD-SDI)の補助信号領域について説明する。図14は1125/I信号におけるYデータ系列の補助データ多重可能領域を示す図であり、図15はPb/Pr データ系列の補助データ多重可能領域を示す図である。図14、15中の網掛けされた領域が補助信号を多重することができる領域である。この多重可能領域、例えば、Yデータ系列では、HANC(音声制御パケットDID:1E3h,2E2h,2E1h,1E0h以外)のラインに、Pb/Prデータ系列では、HANC(音声データパケットDID:2E7h,1E6h,1E5h,2E4h以外)のラインに、高周波成分情報を多重する。多重する高周波成分情報は、ARIBの規格に準拠し、図16、17に示される第1形式または第2形式のパケット構造を採用し、そのUDWの部分に、圧縮4K2K映像情報(遅延情報等の制御情報及び圧縮された4K2K映像信号)を格納する。UDWのデータ構造を図18に示す。図18に示されたデータ構造では、先頭の5ワード分が遅延情報を格納する部分であり、エンコーダ30の圧縮による遅延時間と、インサータ31の多重による遅延時間と、それらの遅延時間の合計遅延時間とがその部分に格納される。また、Other部分には、多重する圧縮された4K2K映像のデータが格納される。

0083

スイッチング装置32は、圧縮された4K2K映像が多重されたフルHD信号(HD-SDI)を入力し、フルHD信号(HD-SDI)と圧縮された4K2K映像とのスイッチング処理を行う。このスイッチング処理において、圧縮された4K2K映像を、フルHD信号よりも少なくとも圧縮遅延分(インサータ31の多重による遅延時間も含まれる場合には、圧縮遅延分と多重遅延時間との合計遅延時間)だけ遅らせることで、両信号を同じ映像フレーム単位でスイッチングする。すなわち、圧縮遅延分(インサータ31の多重による遅延時間も含まれる場合には、圧縮遅延分と多重遅延時間との合計遅延時間)をスイッチングポイントとして利用することにより、両信号を映像フレーム毎に処理することが可能となるため、後段の映像加工等の処理が容易となる。尚、圧縮遅延時間の情報は、補助データ多重可能領域に多重された制御情報を、遅延情報解読部33により、解読することにより得ることができる。

0084

次に、第4の実施の形態における伝送システムの動作を説明する。図19から図21は第4の実施の形態における伝送システムの動作を説明するための図である。

0085

まず、図19において、フルHD映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)と、4K2K映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)とがシステムに入力される。そして、4K2K映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)がエンコーダ30に入力される。

0086

続いて、図20において、エンコーダ30では、4K2K映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)が圧縮される。尚、ここでは、圧縮に要した時間を1フレームとする。そして、圧縮された4K2K映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)がインサータ31に出力される。

0087

次に、図20において、インサータ31が、圧縮された4K2K映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)を、フルHD映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)に多重する。尚、本説明では、理解を容易にするために、多重に要する時間を0として説明する。

0088

インサータ31には、フルHD映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)に対して圧縮された4K2K映像信号(フレーム1、フレーム2、フレーム3)が1フレーム分遅延されて入力される。

0089

従って、フルHD映像信号(フレーム1)の補助信号領域には、多重されない。

0090

続いて、フルHD映像信号(フレーム2)の補助信号領域には、圧縮された4K2K映像信号(フレーム1の1フレーム分)のデータと、遅延情報(1フレーム)とが多重されて出力される。

0091

続いて、フルHD映像信号(フレーム3)の補助信号領域には、圧縮された4K2K映像信号(フレーム2の1フレーム分)のデータと、遅延情報(1フレーム)とが多重されて出力される。

0092

図21において、スイッチング装置32の遅延情報解読部33は、補助信号領域の遅延情報を解読し、フルHD映像信号に対して1フレーム分遅延させて、圧縮された4K2K映像信号をスイッチングする。

0093

すなわち、スイッチング装置32からは、フルHD映像信号(フレーム1)が出力され、続いて、フルHD映像信号(フレーム2)と圧縮された4K2K映像信号(フレーム1)とが同時に出力される。そして、フルHD映像信号(フレーム3)と圧縮された4K2K映像信号(フレーム2)とが同時に出力される。

0094

このように、既存の設備に手を加えるだけで、伝送路を増やすことなく、フルHD映像信号と4K2K映像信号とを伝送することができる。更に、スイッチング装置4からは、映像フレーム単位毎に、フルHD映像信号と圧縮された4K2K映像信号とが出力されるために、後段に続く、フルHD映像信号及び4K2K映像信号の映像処理の加工等がフレーム単位で行うことができる。

0095

1差分器
2エンコーダ
3インサータ
4スイッチング装置
5遅延情報解読部
10スーパー処理装置
11映像加工装置
12 インサータ
13 エンコーダ
14補助信号領域解読部
15素材出力装置
16アップコンバータ
17 補助信号領域解読部
18デコーダ
19 映像加工装置
20 エンコーダ
30 エンコーダ
31 インサータ
32 スイッチング装置
33 遅延情報解読部

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