映像信号送信機および受信機
【課題】伝送レート以上の高画質の非圧縮映像信号を伝送可能にする。
【解決手段】非圧縮の映像信号を伝送する映像信号送信機は、映像信号の伝送先での映像信号のフィルタリング処理の制御に係るフィルタ制御情報を生成するフィルタ制御情報生成部（２０）と、フィルタリング処理に係るフィルタ係数およびフィルタ制御情報をそれぞれパケット化するフィルタ情報パケット化部（３０）と、映像の有効期間に映像信号を伝送し、ブランキング期間にフィルタ情報パケット化部（３０）が生成したパケットを伝送する伝送部（４０）とを備えている。
【解決手段】非圧縮の映像信号を伝送する映像信号送信機は、映像信号の伝送先での映像信号のフィルタリング処理の制御に係るフィルタ制御情報を生成するフィルタ制御情報生成部（２０）と、フィルタリング処理に係るフィルタ係数およびフィルタ制御情報をそれぞれパケット化するフィルタ情報パケット化部（３０）と、映像の有効期間に映像信号を伝送し、ブランキング期間にフィルタ情報パケット化部（３０）が生成したパケットを伝送する伝送部（４０）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号送信機および受信機に関し、特に、デジタル映像信号を非圧縮で伝送する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上波デジタル放送などのＨＤ(High Definition)放送の普及に伴い、ＨＤＴＶ受信機、ＨＤ映像を再生／録画できるBlu-rayプレイヤ／レコーダ、ＨＤ映像を撮影できるビデオカメラなどが普及しつつある。このため、高画質なＨＤ映像をデジタルテレビジョン受信機などへ伝送するためのデジタル映像インタフェースのニーズが高まっている。このようなＨＤ映像の伝送規格の一つとしてＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）がある。ＨＤＭＩ規格では、非圧縮の映像信号の伝送を基本にして、さらにＨＤＣＰ（High-bandwidth Digital Content Protection System）を用いた著作権保護技術による暗号化を施した映像伝送が行われる。ＨＤＭＩは、各種デジタル映像機器をはじめ最近では携帯電話機などにも搭載されている。
【０００３】
高画質（例えば、高解像度、高色階調、高フレームレートなど）の映像信号を非圧縮で伝送しようとすると必然的に伝送レートを上げることとなる。そこで、伝送レートを上げずに高画質の映像信号を伝送するために、送信機側では映像信号の上位ビットを有効画素期間に伝送するとともに下位ビットを映像信号の水平ブランキング期間に伝送し、受信機側では受信した映像信号に水平ブランキング期間に伝送された下位ビットを付加して元の高解像度の映像信号を復元するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３３５５３号公報（第６頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、非圧縮で伝送される映像信号のフォーマットは２Ｋ１Ｋであるが、今後は４Ｋ２Ｋや８Ｋ４Ｋなどの超高解像度の映像信号の非圧縮伝送が要求される。ＨＤＭＩ規格では４Ｋ２Ｋ映像フォーマットへの対応に向けた準備がなされている。
【０００６】
より高画質な映像信号を非圧縮で伝送するには単に伝送レートを上げればよい。しかし、受信機によっては高伝送レートの映像信号を受信することができない。このため、機器のばらつきや接続環境の違いなどにより相互接続性が低下するおそれがある。また、伝送レートを上げると消費電力が増加するため、特にバッテリ駆動の送信機および受信機では高伝送レートは好ましくない。
【０００７】
上記問題に鑑み、本発明は、映像信号の非圧縮伝送について伝送レート以上の高画質の映像信号を伝送可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明では次のような手段を講じた。すなわち、非圧縮の映像信号を伝送する映像信号送信機として、映像信号の伝送先での映像信号のフィルタリング処理の制御に係るフィルタ制御情報を生成するフィルタ制御情報生成部と、フィルタリング処理に係るフィルタ係数およびフィルタ制御情報をそれぞれパケット化するフィルタ情報パケット化部と、映像の有効期間に映像信号を伝送し、ブランキング期間にフィルタ情報パケット化部が生成したパケットを伝送する伝送部とを備えているものとする。一方、非圧縮の映像信号を受信する映像信号受信機として、入力される映像信号から、映像の有効期間に伝送される映像信号とブランキング期間に伝送されるパケットとを分離する映像・パケット分離部と、分離されたパケットから映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数およびその制御に係るフィルタ制御情報を抽出するフィルタ情報抽出部と、分離された映像信号に対してフィルタ係数およびフィルタ制御情報に従ってフィルタリング処理を行うフィルタリング処理部とを備えているものとする。
【０００９】
これによると、受信機側において、受信した映像信号に対してブランキング期間に伝送されるフィルタリング処理に関する情報に基づいて送信機の指示通りのフィルタリング処理が行われる。したがって、受信機側で元の映像信号に近い高画質の映像信号を得ることができる。すなわち、実質的に伝送レート以上の高画質の映像信号の伝送が可能となる。
【００１０】
上記の映像信号送信機は、入力される映像信号の間引き処理を行う間引き処理部を備えていてもよい。この場合、フィルタ制御情報生成部は、間引き処理後の映像信号に対して互いに異なるフィルタリング処理を行う複数のフィルタと、複数のフィルタから出力される映像信号のそれぞれと間引き処理前の映像信号との誤差を算出する複数の誤差算出部と、複数の誤差算出部の出力に基づいて、複数のフィルタのうち誤差がより小さいフィルタの識別情報をフィルタ制御情報として出力するフィルタ特定部とを有するものとし、また、伝送部は、間引き処理後の映像信号を伝送するものとする。より具体的には、間引き処理部は、入力される映像信号の下位ビットを破棄するものであり、複数のフィルタは、それぞれ、間引き処理後の映像信号に対して畳み込み演算を行うものである。一方、上記の映像信号受信機において、フィルタリング処理部は、フィルタ係数のうちフィルタ制御情報によって指定されたものを選択的に適用して分離された映像信号のフィルタリング処理を行うものとする。
【００１１】
これによると、映像信号の間引き処理を行って伝送レートを下げて映像信号を伝送しても受信機側で適切なフィルタリング処理が行われる。したがって、受信機側で間引き処理前の映像信号に近い高画質の映像信号を得ることができる。
【００１２】
上記の映像信号送信機は、第１および第２のフレームメモリを備えていてもよい。この場合、間引き処理部は、入力される映像信号を第１および第２のフレームメモリに１フレームごとに交互に格納する。複数のフィルタは、それぞれ、間引き処理部に入力される映像信号および第１のフレームメモリに格納された２フレーム前の映像信号から映像信号を生成する。誤差算出部は、複数のフィルタから出力される映像信号のそれぞれと第２のフレームメモリに格納された１フレーム前の映像信号との誤差を算出する。伝送部は、第１のフレームメモリに格納された映像信号を、間引き処理部に入力される映像信号の１／２のフレームレートで伝送する。一方、上記の映像信号受信機は、分離された映像信号が格納される第１のフレームメモリと、フィルタリング処理後の映像信号が格納される第２のフレームメモリと、第１および第２のフレームメモリから１フレームごとに交互に映像信号を読み出して分離された映像信号の２倍のフレームレートで出力するフレームレート変換部とを備えていてもよい。この場合、フィルタリング処理部は、入力される映像信号および第１のフレームメモリに格納された１フレーム前の映像信号から映像信号を生成する。
【００１３】
これによると、映像信号のフレーム間引き処理を行って伝送レートを下げて映像信号を伝送しても受信機側で適切なフィルタリング処理が行われる。したがって、受信機側でフレーム間引き処理前の映像信号に近い高画質の映像信号を得ることができる。
【００１４】
伝送部は、垂直ブランキング期間にフィルタ係数のパケットを伝送し、水平ブランキング期間にフィルタ制御情報のパケットを伝送してもよい。この場合、フィルタ情報抽出部は、垂直ブランキング期間に伝送されるパケットからフィルタ係数を抽出し、水平ブランキング期間に伝送されるパケットからフィルタ制御情報を抽出する。これによると、水平ラインごとにフィルタ制御情報が更新されるため、受信機側においてより適応的なフィルタリング処理を行うことができる。
【００１５】
フィルタ制御情報生成部は、複数のフィルタリング処理のうち適用すべきものの識別情報、および適用すべきフィルタリング処理が複数ある場合には適用順序をフィルタ制御情報として生成してもよい。この場合、フィルタリング処理部は、複数のフィルタリング処理のうちフィルタ制御情報によって指定されたものを選択的に適用し、適用すべきフィルタリング処理が複数ある場合にはフィルタ制御情報によって指定された順に適用する。これによると、受信機側でより複雑なフィルタリング処理を行うことができる。
【００１６】
フィルタ制御情報生成部は、特定のフィルタリング処理すべき画素位置をフィルタ制御情報として生成してもよい。この場合、フィルタリング処理部は、フィルタ制御情報によって指定された画素に対して特定のフィルタリング処理を行う。これによると、受信機側においてより適応的なフィルタリング処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、映像信号の非圧縮伝送について伝送レート以上の高画質の映像信号を伝送することができる。したがって、映像信号送信機および受信機間で下位のデジタル映像インタフェースの伝送レートに合わせて非圧縮映像信号を伝送することができ、相互接続性を良好に保つことができる。また、伝送レートを抑えてより少ない消費電力で高画質の非圧縮映像信号を伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る映像信号送信機の構成図である。
【図２】フィルタ制御情報生成部の一構成例を示す図である。
【図３】伝送される映像信号と走査線との関係を示す図である。
【図４】伝送される映像信号および各種同期信号のタイミングチャートである。
【図５】第１の実施形態に係る映像信号受信機の構成図である。
【図６】フィルタリング処理部の一構成例を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る映像信号送信機の構成図である。
【図８】フィルタ情報パケットのフォーマット例を示す図である。
【図９】命令コードとフィルタリング処理との対応関係表である。
【図１０】各種フィルタリング処理に係るフィルタ係数行列を示す図である。
【図１１】垂直ブランキング期間におけるフィルタ情報パケット伝送に係るフローチャートである。
【図１２】フィルタ制御情報パケットのフォーマット例を示す模式図である。
【図１３】特定のフィルタリング処理をすべき画素の位置情報抽出に係るフローチャートである。
【図１４】第２の実施形態に係る映像信号受信機の構成図である。
【図１５】補完フィルタを適用する場合のフローチャートである。
【図１６】第３の実施形態に係る映像信号送信機の構成図である。
【図１７】フィルタ制御情報生成部の一構成例を示す図である。
【図１８】第３の実施形態に係る映像信号受信機の構成図である。
【図１９】フィルタリング処理部の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
＜送信機＞
図１は、第１の実施形態に係る映像信号送信機の構成を示す。映像信号送信機は後述する映像信号受信機と合わせて映像信号伝送システムを構成する。間引き処理部１０は、入力される非圧縮の映像信号の間引き処理を行う。具体的には、間引き処理部１０は右シフト回路で実現することができ、例えば、１０ビットの入力映像信号の下位２ビットを破棄して８ビットの映像信号を出力する。フィルタ制御情報生成部２０は、間引き処理前後の映像信号に基づいて、映像信号の伝送先において映像信号にどのようなフィルタリング処理をすべきかを示すフィルタ制御情報を生成する。
【００２０】
図２は、フィルタ制御情報生成部２０の一構成例を示す。フィルタ２０１，２０２は、それぞれ、間引き処理前の映像信号に対して畳み込み演算を行って、例えば、８ビットの映像信号から１０ビットの映像信号を生成する。フィルタ２０１とフィルタ２０２とでは適用されるフィルタ係数が異なっている。すなわち、フィルタ２０１，２０２は、互いに異なるフィルタリング処理を行う。誤差算出部２１１，２１２は、それぞれ、フィルタ２０１，２０２から出力される映像信号と間引き処理前の映像信号との誤差を算出し、さらに、誤差の絶対値を例えば水平ライン単位で累計する。フィルタ特定部２２０は、誤差算出部２１１，２１２の出力を受け、フィルタ２０１，２０２のうち誤差の累計値が小さい方の識別情報をフィルタ制御情報として出力する。図２の構成例ではフィルタ制御情報は１ビットで足りる。このように、フィルタ制御情報生成部２０は、映像信号をフィルタ２０１，２０２のいずれで処理すべきかを所定の単位で（例えば、水平ラインごとに）判断してフィルタ制御情報を生成する。
【００２１】
図１に戻り、フィルタ情報パケット化部３０は、フィルタ制御情報および伝送先における映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数をパケット化する。フィルタ制御情報生成部２０が図２に示した構成の場合、フィルタ２０１のフィルタ係数００，０１，０２，０３およびフィルタ２０２のフィルタ係数１０，１１，１２，１３がパケット化される。これらフィルタ係数は、例えば１フレームごとに更新してもよい。伝送部４０は、間引き処理後の映像信号を映像の有効期間に伝送し、フィルタ情報パケット化部３０が生成したフィルタ情報パケットをブランキング期間に伝送する。
【００２２】
図３は、伝送される映像信号と走査線との関係を示す。伝送部４０は、有効ライン期間および水平有効画素期間で特定される映像の有効期間に間引き処理後の映像信号１を伝送する。また、伝送部４０は、例えば、垂直ブランキング期間にフィルタ係数のパケット２を伝送し、水平ブランキング期間にフィルタ制御情報のパケット３を伝送する。水平ブランキング期間にフィルタ係数のパケット２を伝送し、垂直ブランキング期間にフィルタ制御情報のパケット３を伝送してもよいが、上述したようにフィルタ制御情報が水平ラインごとに生成される場合には水平ブランキング期間にフィルタ制御情報のパケット３を伝送することが好ましい。
【００２３】
図４は、伝送される映像信号および各種同期信号のタイミングチャートである。垂直同期信号ＶＳＹＮＣが“Ｌ”の期間において水平同期信号ＨＳＹＮＣおよびデータイネーブル信号ＤＥが“Ｈ”のときにフィルタ係数のパケット２が伝送される。垂直同期信号ＶＳＹＮＣが“Ｈ”の期間において水平同期信号ＨＳＹＮＣが“Ｌ”かつデータイネーブル信号ＤＥが“Ｈ”のときにフィルタ制御情報のパケット３が、水平同期信号ＨＳＹＮＣが“Ｈ”かつデータイネーブル信号ＤＥが“Ｈ”のときに間引き処理後の映像信号１が伝送される。
【００２４】
＜受信機＞
図５は、第１の実施形態に係る映像信号受信機の構成を示す。映像・パケット分離部５０は、映像の有効期間に伝送される非圧縮の映像信号とブランキング期間に伝送されるパケットとを分離する。フィルタ情報抽出部６０は、分離されたパケットから映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数およびその制御に係るフィルタ制御情報を抽出する。例えば、フィルタ情報抽出部６０は、垂直ブランキング期間に伝送されるパケットからフィルタ係数００，０１，０２，０３，１０，１１，１２，１３を抽出し、水平ブランキング期間に伝送されるパケットからフィルタ制御情報を抽出する。フィルタリング処理部７０は、抽出されたフィルタ係数およびフィルタ制御情報に従って、分離された非圧縮の映像信号に対してフィルタリング処理を行う。
【００２５】
図６は、フィルタリング処理部７０の一構成例を示す。フィルタリング処理部７０は、図２に示したフィルタ２０１，２０２と同じフィルタリング処理を行うことができるようになっている。フィルタリング処理部７０にはフィルタ情報抽出部６０によって抽出されたフィルタ係数（例えば、フィルタ係数００，０１，０２，０３，１０，１１，１２，１３）が設定される。フィルタリング処理部７０は、フィルタ制御情報によって指定されたフィルタ係数を選択し、その選択したフィルタ係数で例えば８ビットの映像信号の畳み込み演算を行って１０ビットの映像信号を生成する。フィルタ制御情報が水平ラインごとに更新されることで、フィルタリング処理部７０は、水平ラインごとに映像信号に対して適応的なフィルタリング処理を行うことができる。
【００２６】
以上、本実施形態によると、映像信号以外に映像信号のフィルタリング処理に係る情報を伝送することで、受信した映像信号に対して送信機側の指示通りのフィルタリング処理を行うことができる。これにより、伝送レートを抑えるために映像信号の解像度を落として伝送しても、受信側において受信した映像信号を本来の高解像度の映像信号に近づけることができる。すなわち、伝送レートを上げなくとも実質的に伝送レート以上の高解像度の映像信号を伝送することができる。
【００２７】
なお、フィルタ制御情報生成部２０により多くのフィルタを設けることで、受信した映像信号に対してより好適なフィルタリング処理を行うことができる。また、フィルタリング処理の単位を１水平ラインよりもさらに細かくする、例えば、水平ラインの前半と後半とでそれぞれフィルタ制御情報を生成することで、受信した映像信号に対してより適応的なフィルタリング処理を行うことができる。
【００２８】
また、上記送信機においてフィルタ情報パケットを伝送しない動作モードを選択できるようにしてもよい。これにより、フィルタ情報パケットを処理することができない従来の受信機との接続互換性を確保することができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
＜送信機＞
図７は、第２の実施形態に係る映像信号送信機の構成を示す。映像信号送信機は後述する映像信号受信機と合わせて映像信号伝送システムを構成する。以下、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。フィルタ制御情報生成部２０Ａは、複数のフィルタリング処理のうち適用すべきものの識別情報、および適用すべきフィルタリング処理が複数ある場合には適用順序をフィルタ制御情報として生成する。また、フィルタ制御情報生成部２０Ａは、必要に応じて、特定のフィルタリング処理すべき画素位置をフィルタ制御情報として生成する。
【００３０】
図８は、フィルタ情報パケットのフォーマット例を示す。各パケットは８ビットである。上位３ビットが“０００”および“００１”であるパケットは対になっており、前者の残り５ビットにはフィルタ係数の下位５ビットが、後者の残り５ビットにはフィルタ係数の上位５ビットがそれぞれ格納される。上位３ビットが“０１０”であるパケットは複数のフィルタリング処理からなるフィルタパターンを定義するものである。フィルタパターンは２ビットで表され、残り３ビットにフィルタリング処理を特定するための命令コードが格納される。個々のフィルタリング処理の適用順序は例えばフィルタパターン手順パケットの伝送順で決まる。上位３ビットが“０１１”であるパケットは続く２ビットで表されるフィルタパターンの伝送終了を示すフィルタパターン終了パケットである。
【００３１】
図９は、命令コードとフィルタリング処理との対応関係を示す。フィルタリング処理として、補完フィルタ、平滑化フィルタ、縦方向エッジ強調フィルタ、横方向エッジ強調フィルタがある。図１０は、各種フィルタリング処理に係るフィルタ係数行列を示す。処理対象の画素およびそれを中心とする周囲８画素の計９画素にそれぞれフィルタ係数を適用することで各種フィルタリング処理を行うことができる。各種フィルタリング処理は異なる複数のフィルタ係数行列を含んでいてもよい。例えば、補完フィルタには３種類のフィルタ係数行列がある。
【００３２】
フレームごとに変更することが好ましいフィルタ係数は例えば垂直ブランキング期間などに伝送するとよい。図１１は、垂直ブランキング期間におけるフィルタ情報パケット伝送に係るフローを示す。このフローでは、３つの補完フィルタ０，１，２と３つのフィルタパターン００，０１，１０を水平ラインごとに分けて順に伝送している。なお、フレームごとに変更する必要のないフィルタ係数、例えば、平滑化フィルタなどは垂直ブランキング期間ではなくシステム起動時などに一度だけ伝送すればよい。
【００３３】
一つのフィルタリング処理に複数のフィルタ係数行列がある場合、どの画素にどのフィルタ係数行列を適用するのかを指定する必要がある。そのような指定はフィルタ制御情報で明示することができる。図１２は、フィルタ制御情報パケットのフォーマット例を示す。各パケットは８ビットである。上位２ビットが“００”および“０１”であるパケットは対になっており、前者の残り６ビットには画素の水平方向座標の下位６ビットが、後者の残り６ビットには画素の水平方向座標の上位６ビットがそれぞれ格納される。これらパケットで指定される画素については例えば補完フィルタ０を適用する。同様に、上位２ビットが“１０”および“１１”であるパケットは対になっており、前者の残り６ビットには画素の水平方向座標の下位６ビットが、後者の残り６ビットには画素の水平方向座標の上位６ビットがそれぞれ格納される。これらパケットで指定される画素については例えば補完フィルタ１を適用する。特に座標位置が指定されない画素については例えば補完フィルタ２を適用する。
【００３４】
図１３は、特定のフィルタリング処理を適用すべき画素の位置情報抽出に係るフローを示す。具体的には、水平ラインごとに補完フィルタ０，１を適用する候補画素を１０点まで抽出し、それらの位置情報をパケット化する。画素の水平方向座標ｘを初期値からカウントアップしていき、当該画素の画素値から上および左の画素の画素値のうち大きい方を引いた値が第１閾値よりも大きい場合、および当該画素の画素値から上および左の画素値のうち小さい方を引いた値が第２閾値よりも小さい場合、それらの計算値を保持しておく。水平ラインの各画素について解析が終了すると、保持している計算値を絶対値の大きい順に１０個選択し、それらに対応する画素の位置情報をパケット化する。すなわち、周辺画素に比べて非常に明るいあるいは暗い画素については位置情報を伝送して受信側で特定のフィルタリング処理を行えるようにする。
【００３５】
＜受信機＞
図１４は、第２の実施形態に係る映像信号受信機の構成を示す。以下、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。フィルタ情報抽出部６０Ａは、受信した映像信号から分離されたパケットから映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数およびその制御に係るフィルタ制御情報を抽出する。例えば、フィルタ情報抽出部６０Ａは、垂直ブランキング期間に伝送されるパケットから３つの補完フィルタのフィルタ係数を抽出する。また、フィルタ情報抽出部６０Ａは、水平ブランキング期間に伝送されるパケットからフィルタリング処理の適用順序や特定のフィルタリング処理を行うべき画素の位置情報を示すフィルタ制御情報を抽出する。フィルタリング処理部７０Ａは、抽出されたフィルタ係数およびフィルタ制御情報に従って、分離された非圧縮の映像信号に対してフィルタリング処理を行う。
【００３６】
図１５は、補完フィルタを適用する場合の処理フローを示す。水平ブランキング期間であれば、フィルタ制御情報パケットから特定のフィルタリング処理（補完フィルタ０，１）を行うべき画素の位置情報を抽出して図示しない座標レジスタに順に保持する。座標レジスタは補完フィルタ０，１ごとにあり、各座標レジスタには１０点までの画素の位置情報が格納できる。水平ブランキング期間でなければ、画素の水平方向座標ｘを初期値からカウントアップしていき、ｘが補完フィルタ０，１の座標レジスタに格納された値と一致すれば補完フィルタ０，１をそれぞれ選択してフィルタパターン００，０１の手順に従ってそれぞれフィルタリング処理を行う。ｘが補完フィルタ０，１のいずれの座標レジスタにも格納されていなければ補完フィルタ２を選択してフィルタパターン１０の手順に従ってフィルタリング処理を行う。
【００３７】
以上、本実施形態によると、フィルタ制御情報に複数のフィルタリング処理の適用順序および特定のフィルタリング処理を行うべき画素の位置情報を含めることができる。これにより、受信側において受信した映像信号を本来の高解像度の映像信号により近づけることができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
＜送信機＞
図１６は、第３の実施形態に係る映像信号送信機の構成を示す。映像信号送信機は後述する映像信号受信機と合わせて映像信号伝送システムを構成する。以下、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。間引き処理部１０Ｂは、入力された映像信号を、フレームカウンタが奇数のときにはフレームメモリ１０１に、偶数のときにはフレームメモリ１０２に、それぞれ格納する。伝送部４０Ｂは、映像の有効期間に、フレームメモリ１０１に格納された映像信号を元の映像信号の１／２のフレームレートで伝送する。すなわち、本実施形態に係る映像信号送信機は映像信号をフレーム単位で間引いて伝送する。
【００３９】
図１７は、フィルタ制御情報生成部２０Ｂの一構成例を示す。フィルタ２０１Ｂは、現在入力されている、フレームカウンタが２ｎ＋１のときの画素値Ｐ２ｎ＋１（ｘ，ｙ）に係数０１を乗じた値と、フレームメモリ１０１に格納されている、フレームカウンタが２ｎ−１のときの画素値Ｐ２ｎ−１（ｘ，ｙ）に係数００を乗じた値とを加算して新たな画素値を算出する。ただし、ｘはフレームにおける水平方向座標、ｙはフレームにおける垂直方向座標である。すなわち、フィルタ２０１Ｂは、間引かれた映像信号、すなわち、フレームカウンタが２ｎのときの画素値Ｐ２ｎ（ｘ，ｙ）を、その前後のフレームの画素値から推定する。フィルタ２０２Ｂは、フィルタ係数００，０１に代えてフィルタ係数１０，１１を用いること以外はフィルタ２０１Ｂと同様である。誤差算出部２１１Ｂ，２１２Ｂは、それぞれ、フィルタ２０１Ｂ，２０２Ｂから出力される画素値と、フレームメモリ１０２に格納されている、フレームカウンタが２ｎのときの画素値との誤差を算出し、さらに、誤差の絶対値を例えば水平ライン単位で累計する。フィルタ特定部２２０は、誤差算出部２１１Ｂ，２１２Ｂの出力を受け、フィルタ２０１Ｂ，２０２Ｂのうち誤差の累計値が小さい方の識別情報をフィルタ制御情報として出力する。
【００４０】
＜受信機＞
図１８は、第３の実施形態に係る映像信号受信機の構成を示す。以下、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。フレームメモリ１１１には受信した映像信号から分離された非圧縮の映像信号が格納される。フィルタリング処理部７０Ｂは、フィルタ情報抽出部６０によって抽出されたフィルタ係数およびフィルタ制御情報に従って、分離された非圧縮の映像信号に対してフィルタリング処理を行う。フレームメモリ１１２にはフィルタリング処理後の映像信号が格納される。フレームレート変換部８０は、フレームメモリ１１１，１１２から１フレームごとに交互に映像信号を読み出して、分離された非圧縮の映像信号の２倍のフレームレートで出力する。すなわち、本実施形態に係る映像信号受信機は、フレーム間引きされた映像信号を受信し、その間引かれたフレームを作り出して元のフレームレートの映像信号を復元する。
【００４１】
図１９は、フィルタリング処理部７０Ｂの一構成例を示す。フィルタリング処理部７０Ｂは、図１７に示したフィルタ２０１Ｂ，２０２Ｂと同じフィルタリング処理ができるようになっている。フィルタリング処理部７０Ｂにはフィルタ情報抽出部６０によって抽出されたフィルタ係数（例えば、フィルタ係数００，０１，１０，１１）が設定される。フィルタリング処理部７０Ｂは、フィルタ制御情報によって指定されたフィルタ係数を選択し、その選択したフィルタ係数で、現在入力されている画素値およびフレームメモリ１１１から読み出した１フレーム前の画素値を重み付け加算して新たな画素値を算出する。
【００４２】
以上、本実施形態によると、伝送レートを抑えるために映像信号のフレームレートを下げて伝送しても、受信機側において元のフレームレートの映像信号に近い映像信号を得ることができる。なお、フレーム間引きに代えて例えばプログレッシブ−インターレース変換により映像信号を間引くようにしてもよい。この場合においても上記と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、フィルタリング処理は図２、図６、図１７、図１９に示したようなハードウェアとしてのフィルタで行うことに限定されない。例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を使用してソフトウェア的にフィルタリング処理を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る映像信号伝送システムは、伝送レート以上の高画質の非圧縮映像信号を伝送することができるため、下位互換性が求められる映像信号送信機および受信機、あるいはバッテリ駆動の映像信号送信機および受信機として有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 間引き処理部
１０Ｂ 間引き処理部
２０ フィルタ制御情報生成部
２０１ フィルタ
２０２ フィルタ
２１１ 誤差算出部
２１２ 誤差算出部
２２０ フィルタ特定部
２０Ａ フィルタ制御情報生成部
２０Ｂ フィルタ制御情報生成部
２０１Ｂ フィルタ
２０２Ｂ フィルタ
２１１Ｂ 誤差算出部
２１２Ｂ 誤差算出部
３０ フィルタ情報パケット化部
４０ 伝送部
４０Ｂ 伝送部
５０ 映像・パケット分離部
６０ フィルタ情報抽出部
６０Ａ フィルタ情報抽出部
７０ フィルタリング処理部
７０Ａ フィルタリング処理部
７０Ｂ フィルタリング処理部
８０ フレームレート変換部
１０１ フレームメモリ（第１のフレームメモリ）
１０２ フレームメモリ（第２のフレームメモリ）
１１１ フレームメモリ（第１のフレームメモリ）
１１２ フレームメモリ（第２のフレームメモリ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号送信機および受信機に関し、特に、デジタル映像信号を非圧縮で伝送する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上波デジタル放送などのＨＤ(High Definition)放送の普及に伴い、ＨＤＴＶ受信機、ＨＤ映像を再生／録画できるBlu-rayプレイヤ／レコーダ、ＨＤ映像を撮影できるビデオカメラなどが普及しつつある。このため、高画質なＨＤ映像をデジタルテレビジョン受信機などへ伝送するためのデジタル映像インタフェースのニーズが高まっている。このようなＨＤ映像の伝送規格の一つとしてＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）がある。ＨＤＭＩ規格では、非圧縮の映像信号の伝送を基本にして、さらにＨＤＣＰ（High-bandwidth Digital Content Protection System）を用いた著作権保護技術による暗号化を施した映像伝送が行われる。ＨＤＭＩは、各種デジタル映像機器をはじめ最近では携帯電話機などにも搭載されている。
【０００３】
高画質（例えば、高解像度、高色階調、高フレームレートなど）の映像信号を非圧縮で伝送しようとすると必然的に伝送レートを上げることとなる。そこで、伝送レートを上げずに高画質の映像信号を伝送するために、送信機側では映像信号の上位ビットを有効画素期間に伝送するとともに下位ビットを映像信号の水平ブランキング期間に伝送し、受信機側では受信した映像信号に水平ブランキング期間に伝送された下位ビットを付加して元の高解像度の映像信号を復元するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３３５５３号公報（第６頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、非圧縮で伝送される映像信号のフォーマットは２Ｋ１Ｋであるが、今後は４Ｋ２Ｋや８Ｋ４Ｋなどの超高解像度の映像信号の非圧縮伝送が要求される。ＨＤＭＩ規格では４Ｋ２Ｋ映像フォーマットへの対応に向けた準備がなされている。
【０００６】
より高画質な映像信号を非圧縮で伝送するには単に伝送レートを上げればよい。しかし、受信機によっては高伝送レートの映像信号を受信することができない。このため、機器のばらつきや接続環境の違いなどにより相互接続性が低下するおそれがある。また、伝送レートを上げると消費電力が増加するため、特にバッテリ駆動の送信機および受信機では高伝送レートは好ましくない。
【０００７】
上記問題に鑑み、本発明は、映像信号の非圧縮伝送について伝送レート以上の高画質の映像信号を伝送可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明では次のような手段を講じた。すなわち、非圧縮の映像信号を伝送する映像信号送信機として、映像信号の伝送先での映像信号のフィルタリング処理の制御に係るフィルタ制御情報を生成するフィルタ制御情報生成部と、フィルタリング処理に係るフィルタ係数およびフィルタ制御情報をそれぞれパケット化するフィルタ情報パケット化部と、映像の有効期間に映像信号を伝送し、ブランキング期間にフィルタ情報パケット化部が生成したパケットを伝送する伝送部とを備えているものとする。一方、非圧縮の映像信号を受信する映像信号受信機として、入力される映像信号から、映像の有効期間に伝送される映像信号とブランキング期間に伝送されるパケットとを分離する映像・パケット分離部と、分離されたパケットから映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数およびその制御に係るフィルタ制御情報を抽出するフィルタ情報抽出部と、分離された映像信号に対してフィルタ係数およびフィルタ制御情報に従ってフィルタリング処理を行うフィルタリング処理部とを備えているものとする。
【０００９】
これによると、受信機側において、受信した映像信号に対してブランキング期間に伝送されるフィルタリング処理に関する情報に基づいて送信機の指示通りのフィルタリング処理が行われる。したがって、受信機側で元の映像信号に近い高画質の映像信号を得ることができる。すなわち、実質的に伝送レート以上の高画質の映像信号の伝送が可能となる。
【００１０】
上記の映像信号送信機は、入力される映像信号の間引き処理を行う間引き処理部を備えていてもよい。この場合、フィルタ制御情報生成部は、間引き処理後の映像信号に対して互いに異なるフィルタリング処理を行う複数のフィルタと、複数のフィルタから出力される映像信号のそれぞれと間引き処理前の映像信号との誤差を算出する複数の誤差算出部と、複数の誤差算出部の出力に基づいて、複数のフィルタのうち誤差がより小さいフィルタの識別情報をフィルタ制御情報として出力するフィルタ特定部とを有するものとし、また、伝送部は、間引き処理後の映像信号を伝送するものとする。より具体的には、間引き処理部は、入力される映像信号の下位ビットを破棄するものであり、複数のフィルタは、それぞれ、間引き処理後の映像信号に対して畳み込み演算を行うものである。一方、上記の映像信号受信機において、フィルタリング処理部は、フィルタ係数のうちフィルタ制御情報によって指定されたものを選択的に適用して分離された映像信号のフィルタリング処理を行うものとする。
【００１１】
これによると、映像信号の間引き処理を行って伝送レートを下げて映像信号を伝送しても受信機側で適切なフィルタリング処理が行われる。したがって、受信機側で間引き処理前の映像信号に近い高画質の映像信号を得ることができる。
【００１２】
上記の映像信号送信機は、第１および第２のフレームメモリを備えていてもよい。この場合、間引き処理部は、入力される映像信号を第１および第２のフレームメモリに１フレームごとに交互に格納する。複数のフィルタは、それぞれ、間引き処理部に入力される映像信号および第１のフレームメモリに格納された２フレーム前の映像信号から映像信号を生成する。誤差算出部は、複数のフィルタから出力される映像信号のそれぞれと第２のフレームメモリに格納された１フレーム前の映像信号との誤差を算出する。伝送部は、第１のフレームメモリに格納された映像信号を、間引き処理部に入力される映像信号の１／２のフレームレートで伝送する。一方、上記の映像信号受信機は、分離された映像信号が格納される第１のフレームメモリと、フィルタリング処理後の映像信号が格納される第２のフレームメモリと、第１および第２のフレームメモリから１フレームごとに交互に映像信号を読み出して分離された映像信号の２倍のフレームレートで出力するフレームレート変換部とを備えていてもよい。この場合、フィルタリング処理部は、入力される映像信号および第１のフレームメモリに格納された１フレーム前の映像信号から映像信号を生成する。
【００１３】
これによると、映像信号のフレーム間引き処理を行って伝送レートを下げて映像信号を伝送しても受信機側で適切なフィルタリング処理が行われる。したがって、受信機側でフレーム間引き処理前の映像信号に近い高画質の映像信号を得ることができる。
【００１４】
伝送部は、垂直ブランキング期間にフィルタ係数のパケットを伝送し、水平ブランキング期間にフィルタ制御情報のパケットを伝送してもよい。この場合、フィルタ情報抽出部は、垂直ブランキング期間に伝送されるパケットからフィルタ係数を抽出し、水平ブランキング期間に伝送されるパケットからフィルタ制御情報を抽出する。これによると、水平ラインごとにフィルタ制御情報が更新されるため、受信機側においてより適応的なフィルタリング処理を行うことができる。
【００１５】
フィルタ制御情報生成部は、複数のフィルタリング処理のうち適用すべきものの識別情報、および適用すべきフィルタリング処理が複数ある場合には適用順序をフィルタ制御情報として生成してもよい。この場合、フィルタリング処理部は、複数のフィルタリング処理のうちフィルタ制御情報によって指定されたものを選択的に適用し、適用すべきフィルタリング処理が複数ある場合にはフィルタ制御情報によって指定された順に適用する。これによると、受信機側でより複雑なフィルタリング処理を行うことができる。
【００１６】
フィルタ制御情報生成部は、特定のフィルタリング処理すべき画素位置をフィルタ制御情報として生成してもよい。この場合、フィルタリング処理部は、フィルタ制御情報によって指定された画素に対して特定のフィルタリング処理を行う。これによると、受信機側においてより適応的なフィルタリング処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、映像信号の非圧縮伝送について伝送レート以上の高画質の映像信号を伝送することができる。したがって、映像信号送信機および受信機間で下位のデジタル映像インタフェースの伝送レートに合わせて非圧縮映像信号を伝送することができ、相互接続性を良好に保つことができる。また、伝送レートを抑えてより少ない消費電力で高画質の非圧縮映像信号を伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る映像信号送信機の構成図である。
【図２】フィルタ制御情報生成部の一構成例を示す図である。
【図３】伝送される映像信号と走査線との関係を示す図である。
【図４】伝送される映像信号および各種同期信号のタイミングチャートである。
【図５】第１の実施形態に係る映像信号受信機の構成図である。
【図６】フィルタリング処理部の一構成例を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る映像信号送信機の構成図である。
【図８】フィルタ情報パケットのフォーマット例を示す図である。
【図９】命令コードとフィルタリング処理との対応関係表である。
【図１０】各種フィルタリング処理に係るフィルタ係数行列を示す図である。
【図１１】垂直ブランキング期間におけるフィルタ情報パケット伝送に係るフローチャートである。
【図１２】フィルタ制御情報パケットのフォーマット例を示す模式図である。
【図１３】特定のフィルタリング処理をすべき画素の位置情報抽出に係るフローチャートである。
【図１４】第２の実施形態に係る映像信号受信機の構成図である。
【図１５】補完フィルタを適用する場合のフローチャートである。
【図１６】第３の実施形態に係る映像信号送信機の構成図である。
【図１７】フィルタ制御情報生成部の一構成例を示す図である。
【図１８】第３の実施形態に係る映像信号受信機の構成図である。
【図１９】フィルタリング処理部の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
＜送信機＞
図１は、第１の実施形態に係る映像信号送信機の構成を示す。映像信号送信機は後述する映像信号受信機と合わせて映像信号伝送システムを構成する。間引き処理部１０は、入力される非圧縮の映像信号の間引き処理を行う。具体的には、間引き処理部１０は右シフト回路で実現することができ、例えば、１０ビットの入力映像信号の下位２ビットを破棄して８ビットの映像信号を出力する。フィルタ制御情報生成部２０は、間引き処理前後の映像信号に基づいて、映像信号の伝送先において映像信号にどのようなフィルタリング処理をすべきかを示すフィルタ制御情報を生成する。
【００２０】
図２は、フィルタ制御情報生成部２０の一構成例を示す。フィルタ２０１，２０２は、それぞれ、間引き処理前の映像信号に対して畳み込み演算を行って、例えば、８ビットの映像信号から１０ビットの映像信号を生成する。フィルタ２０１とフィルタ２０２とでは適用されるフィルタ係数が異なっている。すなわち、フィルタ２０１，２０２は、互いに異なるフィルタリング処理を行う。誤差算出部２１１，２１２は、それぞれ、フィルタ２０１，２０２から出力される映像信号と間引き処理前の映像信号との誤差を算出し、さらに、誤差の絶対値を例えば水平ライン単位で累計する。フィルタ特定部２２０は、誤差算出部２１１，２１２の出力を受け、フィルタ２０１，２０２のうち誤差の累計値が小さい方の識別情報をフィルタ制御情報として出力する。図２の構成例ではフィルタ制御情報は１ビットで足りる。このように、フィルタ制御情報生成部２０は、映像信号をフィルタ２０１，２０２のいずれで処理すべきかを所定の単位で（例えば、水平ラインごとに）判断してフィルタ制御情報を生成する。
【００２１】
図１に戻り、フィルタ情報パケット化部３０は、フィルタ制御情報および伝送先における映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数をパケット化する。フィルタ制御情報生成部２０が図２に示した構成の場合、フィルタ２０１のフィルタ係数００，０１，０２，０３およびフィルタ２０２のフィルタ係数１０，１１，１２，１３がパケット化される。これらフィルタ係数は、例えば１フレームごとに更新してもよい。伝送部４０は、間引き処理後の映像信号を映像の有効期間に伝送し、フィルタ情報パケット化部３０が生成したフィルタ情報パケットをブランキング期間に伝送する。
【００２２】
図３は、伝送される映像信号と走査線との関係を示す。伝送部４０は、有効ライン期間および水平有効画素期間で特定される映像の有効期間に間引き処理後の映像信号１を伝送する。また、伝送部４０は、例えば、垂直ブランキング期間にフィルタ係数のパケット２を伝送し、水平ブランキング期間にフィルタ制御情報のパケット３を伝送する。水平ブランキング期間にフィルタ係数のパケット２を伝送し、垂直ブランキング期間にフィルタ制御情報のパケット３を伝送してもよいが、上述したようにフィルタ制御情報が水平ラインごとに生成される場合には水平ブランキング期間にフィルタ制御情報のパケット３を伝送することが好ましい。
【００２３】
図４は、伝送される映像信号および各種同期信号のタイミングチャートである。垂直同期信号ＶＳＹＮＣが“Ｌ”の期間において水平同期信号ＨＳＹＮＣおよびデータイネーブル信号ＤＥが“Ｈ”のときにフィルタ係数のパケット２が伝送される。垂直同期信号ＶＳＹＮＣが“Ｈ”の期間において水平同期信号ＨＳＹＮＣが“Ｌ”かつデータイネーブル信号ＤＥが“Ｈ”のときにフィルタ制御情報のパケット３が、水平同期信号ＨＳＹＮＣが“Ｈ”かつデータイネーブル信号ＤＥが“Ｈ”のときに間引き処理後の映像信号１が伝送される。
【００２４】
＜受信機＞
図５は、第１の実施形態に係る映像信号受信機の構成を示す。映像・パケット分離部５０は、映像の有効期間に伝送される非圧縮の映像信号とブランキング期間に伝送されるパケットとを分離する。フィルタ情報抽出部６０は、分離されたパケットから映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数およびその制御に係るフィルタ制御情報を抽出する。例えば、フィルタ情報抽出部６０は、垂直ブランキング期間に伝送されるパケットからフィルタ係数００，０１，０２，０３，１０，１１，１２，１３を抽出し、水平ブランキング期間に伝送されるパケットからフィルタ制御情報を抽出する。フィルタリング処理部７０は、抽出されたフィルタ係数およびフィルタ制御情報に従って、分離された非圧縮の映像信号に対してフィルタリング処理を行う。
【００２５】
図６は、フィルタリング処理部７０の一構成例を示す。フィルタリング処理部７０は、図２に示したフィルタ２０１，２０２と同じフィルタリング処理を行うことができるようになっている。フィルタリング処理部７０にはフィルタ情報抽出部６０によって抽出されたフィルタ係数（例えば、フィルタ係数００，０１，０２，０３，１０，１１，１２，１３）が設定される。フィルタリング処理部７０は、フィルタ制御情報によって指定されたフィルタ係数を選択し、その選択したフィルタ係数で例えば８ビットの映像信号の畳み込み演算を行って１０ビットの映像信号を生成する。フィルタ制御情報が水平ラインごとに更新されることで、フィルタリング処理部７０は、水平ラインごとに映像信号に対して適応的なフィルタリング処理を行うことができる。
【００２６】
以上、本実施形態によると、映像信号以外に映像信号のフィルタリング処理に係る情報を伝送することで、受信した映像信号に対して送信機側の指示通りのフィルタリング処理を行うことができる。これにより、伝送レートを抑えるために映像信号の解像度を落として伝送しても、受信側において受信した映像信号を本来の高解像度の映像信号に近づけることができる。すなわち、伝送レートを上げなくとも実質的に伝送レート以上の高解像度の映像信号を伝送することができる。
【００２７】
なお、フィルタ制御情報生成部２０により多くのフィルタを設けることで、受信した映像信号に対してより好適なフィルタリング処理を行うことができる。また、フィルタリング処理の単位を１水平ラインよりもさらに細かくする、例えば、水平ラインの前半と後半とでそれぞれフィルタ制御情報を生成することで、受信した映像信号に対してより適応的なフィルタリング処理を行うことができる。
【００２８】
また、上記送信機においてフィルタ情報パケットを伝送しない動作モードを選択できるようにしてもよい。これにより、フィルタ情報パケットを処理することができない従来の受信機との接続互換性を確保することができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
＜送信機＞
図７は、第２の実施形態に係る映像信号送信機の構成を示す。映像信号送信機は後述する映像信号受信機と合わせて映像信号伝送システムを構成する。以下、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。フィルタ制御情報生成部２０Ａは、複数のフィルタリング処理のうち適用すべきものの識別情報、および適用すべきフィルタリング処理が複数ある場合には適用順序をフィルタ制御情報として生成する。また、フィルタ制御情報生成部２０Ａは、必要に応じて、特定のフィルタリング処理すべき画素位置をフィルタ制御情報として生成する。
【００３０】
図８は、フィルタ情報パケットのフォーマット例を示す。各パケットは８ビットである。上位３ビットが“０００”および“００１”であるパケットは対になっており、前者の残り５ビットにはフィルタ係数の下位５ビットが、後者の残り５ビットにはフィルタ係数の上位５ビットがそれぞれ格納される。上位３ビットが“０１０”であるパケットは複数のフィルタリング処理からなるフィルタパターンを定義するものである。フィルタパターンは２ビットで表され、残り３ビットにフィルタリング処理を特定するための命令コードが格納される。個々のフィルタリング処理の適用順序は例えばフィルタパターン手順パケットの伝送順で決まる。上位３ビットが“０１１”であるパケットは続く２ビットで表されるフィルタパターンの伝送終了を示すフィルタパターン終了パケットである。
【００３１】
図９は、命令コードとフィルタリング処理との対応関係を示す。フィルタリング処理として、補完フィルタ、平滑化フィルタ、縦方向エッジ強調フィルタ、横方向エッジ強調フィルタがある。図１０は、各種フィルタリング処理に係るフィルタ係数行列を示す。処理対象の画素およびそれを中心とする周囲８画素の計９画素にそれぞれフィルタ係数を適用することで各種フィルタリング処理を行うことができる。各種フィルタリング処理は異なる複数のフィルタ係数行列を含んでいてもよい。例えば、補完フィルタには３種類のフィルタ係数行列がある。
【００３２】
フレームごとに変更することが好ましいフィルタ係数は例えば垂直ブランキング期間などに伝送するとよい。図１１は、垂直ブランキング期間におけるフィルタ情報パケット伝送に係るフローを示す。このフローでは、３つの補完フィルタ０，１，２と３つのフィルタパターン００，０１，１０を水平ラインごとに分けて順に伝送している。なお、フレームごとに変更する必要のないフィルタ係数、例えば、平滑化フィルタなどは垂直ブランキング期間ではなくシステム起動時などに一度だけ伝送すればよい。
【００３３】
一つのフィルタリング処理に複数のフィルタ係数行列がある場合、どの画素にどのフィルタ係数行列を適用するのかを指定する必要がある。そのような指定はフィルタ制御情報で明示することができる。図１２は、フィルタ制御情報パケットのフォーマット例を示す。各パケットは８ビットである。上位２ビットが“００”および“０１”であるパケットは対になっており、前者の残り６ビットには画素の水平方向座標の下位６ビットが、後者の残り６ビットには画素の水平方向座標の上位６ビットがそれぞれ格納される。これらパケットで指定される画素については例えば補完フィルタ０を適用する。同様に、上位２ビットが“１０”および“１１”であるパケットは対になっており、前者の残り６ビットには画素の水平方向座標の下位６ビットが、後者の残り６ビットには画素の水平方向座標の上位６ビットがそれぞれ格納される。これらパケットで指定される画素については例えば補完フィルタ１を適用する。特に座標位置が指定されない画素については例えば補完フィルタ２を適用する。
【００３４】
図１３は、特定のフィルタリング処理を適用すべき画素の位置情報抽出に係るフローを示す。具体的には、水平ラインごとに補完フィルタ０，１を適用する候補画素を１０点まで抽出し、それらの位置情報をパケット化する。画素の水平方向座標ｘを初期値からカウントアップしていき、当該画素の画素値から上および左の画素の画素値のうち大きい方を引いた値が第１閾値よりも大きい場合、および当該画素の画素値から上および左の画素値のうち小さい方を引いた値が第２閾値よりも小さい場合、それらの計算値を保持しておく。水平ラインの各画素について解析が終了すると、保持している計算値を絶対値の大きい順に１０個選択し、それらに対応する画素の位置情報をパケット化する。すなわち、周辺画素に比べて非常に明るいあるいは暗い画素については位置情報を伝送して受信側で特定のフィルタリング処理を行えるようにする。
【００３５】
＜受信機＞
図１４は、第２の実施形態に係る映像信号受信機の構成を示す。以下、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。フィルタ情報抽出部６０Ａは、受信した映像信号から分離されたパケットから映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数およびその制御に係るフィルタ制御情報を抽出する。例えば、フィルタ情報抽出部６０Ａは、垂直ブランキング期間に伝送されるパケットから３つの補完フィルタのフィルタ係数を抽出する。また、フィルタ情報抽出部６０Ａは、水平ブランキング期間に伝送されるパケットからフィルタリング処理の適用順序や特定のフィルタリング処理を行うべき画素の位置情報を示すフィルタ制御情報を抽出する。フィルタリング処理部７０Ａは、抽出されたフィルタ係数およびフィルタ制御情報に従って、分離された非圧縮の映像信号に対してフィルタリング処理を行う。
【００３６】
図１５は、補完フィルタを適用する場合の処理フローを示す。水平ブランキング期間であれば、フィルタ制御情報パケットから特定のフィルタリング処理（補完フィルタ０，１）を行うべき画素の位置情報を抽出して図示しない座標レジスタに順に保持する。座標レジスタは補完フィルタ０，１ごとにあり、各座標レジスタには１０点までの画素の位置情報が格納できる。水平ブランキング期間でなければ、画素の水平方向座標ｘを初期値からカウントアップしていき、ｘが補完フィルタ０，１の座標レジスタに格納された値と一致すれば補完フィルタ０，１をそれぞれ選択してフィルタパターン００，０１の手順に従ってそれぞれフィルタリング処理を行う。ｘが補完フィルタ０，１のいずれの座標レジスタにも格納されていなければ補完フィルタ２を選択してフィルタパターン１０の手順に従ってフィルタリング処理を行う。
【００３７】
以上、本実施形態によると、フィルタ制御情報に複数のフィルタリング処理の適用順序および特定のフィルタリング処理を行うべき画素の位置情報を含めることができる。これにより、受信側において受信した映像信号を本来の高解像度の映像信号により近づけることができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
＜送信機＞
図１６は、第３の実施形態に係る映像信号送信機の構成を示す。映像信号送信機は後述する映像信号受信機と合わせて映像信号伝送システムを構成する。以下、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。間引き処理部１０Ｂは、入力された映像信号を、フレームカウンタが奇数のときにはフレームメモリ１０１に、偶数のときにはフレームメモリ１０２に、それぞれ格納する。伝送部４０Ｂは、映像の有効期間に、フレームメモリ１０１に格納された映像信号を元の映像信号の１／２のフレームレートで伝送する。すなわち、本実施形態に係る映像信号送信機は映像信号をフレーム単位で間引いて伝送する。
【００３９】
図１７は、フィルタ制御情報生成部２０Ｂの一構成例を示す。フィルタ２０１Ｂは、現在入力されている、フレームカウンタが２ｎ＋１のときの画素値Ｐ２ｎ＋１（ｘ，ｙ）に係数０１を乗じた値と、フレームメモリ１０１に格納されている、フレームカウンタが２ｎ−１のときの画素値Ｐ２ｎ−１（ｘ，ｙ）に係数００を乗じた値とを加算して新たな画素値を算出する。ただし、ｘはフレームにおける水平方向座標、ｙはフレームにおける垂直方向座標である。すなわち、フィルタ２０１Ｂは、間引かれた映像信号、すなわち、フレームカウンタが２ｎのときの画素値Ｐ２ｎ（ｘ，ｙ）を、その前後のフレームの画素値から推定する。フィルタ２０２Ｂは、フィルタ係数００，０１に代えてフィルタ係数１０，１１を用いること以外はフィルタ２０１Ｂと同様である。誤差算出部２１１Ｂ，２１２Ｂは、それぞれ、フィルタ２０１Ｂ，２０２Ｂから出力される画素値と、フレームメモリ１０２に格納されている、フレームカウンタが２ｎのときの画素値との誤差を算出し、さらに、誤差の絶対値を例えば水平ライン単位で累計する。フィルタ特定部２２０は、誤差算出部２１１Ｂ，２１２Ｂの出力を受け、フィルタ２０１Ｂ，２０２Ｂのうち誤差の累計値が小さい方の識別情報をフィルタ制御情報として出力する。
【００４０】
＜受信機＞
図１８は、第３の実施形態に係る映像信号受信機の構成を示す。以下、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。フレームメモリ１１１には受信した映像信号から分離された非圧縮の映像信号が格納される。フィルタリング処理部７０Ｂは、フィルタ情報抽出部６０によって抽出されたフィルタ係数およびフィルタ制御情報に従って、分離された非圧縮の映像信号に対してフィルタリング処理を行う。フレームメモリ１１２にはフィルタリング処理後の映像信号が格納される。フレームレート変換部８０は、フレームメモリ１１１，１１２から１フレームごとに交互に映像信号を読み出して、分離された非圧縮の映像信号の２倍のフレームレートで出力する。すなわち、本実施形態に係る映像信号受信機は、フレーム間引きされた映像信号を受信し、その間引かれたフレームを作り出して元のフレームレートの映像信号を復元する。
【００４１】
図１９は、フィルタリング処理部７０Ｂの一構成例を示す。フィルタリング処理部７０Ｂは、図１７に示したフィルタ２０１Ｂ，２０２Ｂと同じフィルタリング処理ができるようになっている。フィルタリング処理部７０Ｂにはフィルタ情報抽出部６０によって抽出されたフィルタ係数（例えば、フィルタ係数００，０１，１０，１１）が設定される。フィルタリング処理部７０Ｂは、フィルタ制御情報によって指定されたフィルタ係数を選択し、その選択したフィルタ係数で、現在入力されている画素値およびフレームメモリ１１１から読み出した１フレーム前の画素値を重み付け加算して新たな画素値を算出する。
【００４２】
以上、本実施形態によると、伝送レートを抑えるために映像信号のフレームレートを下げて伝送しても、受信機側において元のフレームレートの映像信号に近い映像信号を得ることができる。なお、フレーム間引きに代えて例えばプログレッシブ−インターレース変換により映像信号を間引くようにしてもよい。この場合においても上記と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、フィルタリング処理は図２、図６、図１７、図１９に示したようなハードウェアとしてのフィルタで行うことに限定されない。例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を使用してソフトウェア的にフィルタリング処理を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る映像信号伝送システムは、伝送レート以上の高画質の非圧縮映像信号を伝送することができるため、下位互換性が求められる映像信号送信機および受信機、あるいはバッテリ駆動の映像信号送信機および受信機として有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 間引き処理部
１０Ｂ 間引き処理部
２０ フィルタ制御情報生成部
２０１ フィルタ
２０２ フィルタ
２１１ 誤差算出部
２１２ 誤差算出部
２２０ フィルタ特定部
２０Ａ フィルタ制御情報生成部
２０Ｂ フィルタ制御情報生成部
２０１Ｂ フィルタ
２０２Ｂ フィルタ
２１１Ｂ 誤差算出部
２１２Ｂ 誤差算出部
３０ フィルタ情報パケット化部
４０ 伝送部
４０Ｂ 伝送部
５０ 映像・パケット分離部
６０ フィルタ情報抽出部
６０Ａ フィルタ情報抽出部
７０ フィルタリング処理部
７０Ａ フィルタリング処理部
７０Ｂ フィルタリング処理部
８０ フレームレート変換部
１０１ フレームメモリ（第１のフレームメモリ）
１０２ フレームメモリ（第２のフレームメモリ）
１１１ フレームメモリ（第１のフレームメモリ）
１１２ フレームメモリ（第２のフレームメモリ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非圧縮の映像信号を伝送する映像信号送信機であって、
映像信号の伝送先での映像信号のフィルタリング処理の制御に係るフィルタ制御情報を生成するフィルタ制御情報生成部と、
前記フィルタリング処理に係るフィルタ係数および前記フィルタ制御情報をそれぞれパケット化するフィルタ情報パケット化部と、
映像の有効期間に映像信号を伝送し、ブランキング期間に前記フィルタ情報パケット化部が生成したパケットを伝送する伝送部とを備えている
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項２】
請求項１の映像信号送信機において、
入力される映像信号の間引き処理を行う間引き処理部を備え、
前記フィルタ制御情報生成部は、
前記間引き処理後の映像信号に対して互いに異なるフィルタリング処理を行う複数のフィルタと、
前記複数のフィルタから出力される映像信号のそれぞれと前記間引き処理前の映像信号との誤差を算出する複数の誤差算出部と、
前記複数の誤差算出部の出力に基づいて、前記複数のフィルタのうち前記誤差がより小さいフィルタの識別情報を前記フィルタ制御情報として出力するフィルタ特定部とを有するものであり、
前記伝送部は、前記間引き処理後の映像信号を伝送するものである
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項３】
請求項２の映像信号送信機において、
前記間引き処理部は、入力される映像信号の下位ビットを破棄するものであり、
前記複数のフィルタは、それぞれ、前記間引き処理後の映像信号に対して畳み込み演算を行うものである
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項４】
請求項２の映像信号送信機において、
第１および第２のフレームメモリを備え、
前記間引き処理部は、入力される映像信号を前記第１および第２のフレームメモリに１フレームごとに交互に格納するものであり、
前記複数のフィルタは、それぞれ、前記間引き処理部に入力される映像信号および前記第１のフレームメモリに格納された２フレーム前の映像信号から映像信号を生成するものであり、
前記誤差算出部は、前記複数のフィルタから出力される映像信号のそれぞれと前記第２のフレームメモリに格納された１フレーム前の映像信号との誤差を算出するものであり、
前記伝送部は、前記第１のフレームメモリに格納された映像信号を、前記間引き処理部に入力される映像信号の１／２のフレームレートで伝送するものである
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項５】
請求項１の映像信号送信機において、
前記伝送部は、垂直ブランキング期間に前記フィルタ係数のパケットを伝送し、水平ブランキング期間に前記フィルタ制御情報のパケットを伝送する
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項６】
請求項１の映像信号送信機において、
前記フィルタ制御情報生成部は、複数のフィルタリング処理のうち適用すべきものの識別情報、および適用すべきフィルタリング処理が複数ある場合には適用順序を前記フィルタ制御情報として生成する
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項７】
請求項１の映像信号送信機において、
前記フィルタ制御情報生成部は、特定のフィルタリング処理すべき画素位置を前記フィルタ制御情報として生成する
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項８】
請求項１の映像信号送信機において、
前記フィルタ情報パケット化部が生成したパケットを伝送しない動作モードを選択可能に構成されている
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項９】
非圧縮の映像信号を受信する映像信号受信機であって、
入力される映像信号から、映像の有効期間に伝送される映像信号とブランキング期間に伝送されるパケットとを分離する映像・パケット分離部と、
前記分離されたパケットから映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数およびその制御に係るフィルタ制御情報を抽出するフィルタ情報抽出部と、
前記分離された映像信号に対して前記フィルタ係数およびフィルタ制御情報に従ってフィルタリング処理を行うフィルタリング処理部とを備えている
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１０】
請求項９の映像信号受信機において、
前記フィルタリング処理部は、前記フィルタ係数のうち前記フィルタ制御情報によって指定されたものを選択的に適用して前記分離された映像信号のフィルタリング処理を行う
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１１】
請求項１０の映像信号受信機において、
前記分離された映像信号が格納される第１のフレームメモリと、
前記フィルタリング処理後の映像信号が格納される第２のフレームメモリと、
前記第１および第２のフレームメモリから１フレームごとに交互に映像信号を読み出して前記分離された映像信号の２倍のフレームレートで出力するフレームレート変換部とを備え、
前記フィルタリング処理部は、入力される映像信号および前記第１のフレームメモリに格納された１フレーム前の映像信号から映像信号を生成する
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１２】
請求項９の映像信号受信機において、
前記フィルタ情報抽出部は、垂直ブランキング期間に伝送されるパケットから前記フィルタ係数を抽出し、水平ブランキング期間に伝送されるパケットから前記フィルタ制御情報を抽出する
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１３】
請求項９の映像信号受信機において、
前記フィルタリング処理部は、複数のフィルタリング処理のうち前記フィルタ制御情報によって指定されたものを選択的に適用し、適用すべきフィルタリング処理が複数ある場合には前記フィルタ制御情報によって指定された順に適用する
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１４】
請求項９の映像信号受信機において、
前記フィルタリング処理部は、前記フィルタ制御情報によって指定された画素に対して特定のフィルタリング処理を行う
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１５】
請求項１の映像信号送信機と、
請求項９の映像信号受信機とを備えている
ことを特徴とする映像信号伝送システム。
【請求項１６】
非圧縮の映像信号を伝送する映像信号伝送方法であって、
映像信号の伝送先での映像信号のフィルタリング処理の制御に係るフィルタ制御情報を生成するステップと、
前記フィルタリング処理に係るフィルタ係数および前記フィルタ制御情報をそれぞれパケット化するステップと、
映像の有効期間に映像信号を伝送し、ブランキング期間に前記生成したパケットを伝送するステップと、
受信した映像信号から、映像の有効期間に伝送される映像信号とブランキング期間に伝送されるパケットとを分離するステップと、
前記分離したパケットから前記分離した映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数およびその制御に係るフィルタ制御情報を抽出するステップと、
前記抽出したフィルタ係数およびフィルタ制御情報に従って、前記分離した映像信号に対してフィルタリング処理を行うステップとを備えている
ことを特徴とする映像信号伝送方法。
【請求項１】
非圧縮の映像信号を伝送する映像信号送信機であって、
映像信号の伝送先での映像信号のフィルタリング処理の制御に係るフィルタ制御情報を生成するフィルタ制御情報生成部と、
前記フィルタリング処理に係るフィルタ係数および前記フィルタ制御情報をそれぞれパケット化するフィルタ情報パケット化部と、
映像の有効期間に映像信号を伝送し、ブランキング期間に前記フィルタ情報パケット化部が生成したパケットを伝送する伝送部とを備えている
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項２】
請求項１の映像信号送信機において、
入力される映像信号の間引き処理を行う間引き処理部を備え、
前記フィルタ制御情報生成部は、
前記間引き処理後の映像信号に対して互いに異なるフィルタリング処理を行う複数のフィルタと、
前記複数のフィルタから出力される映像信号のそれぞれと前記間引き処理前の映像信号との誤差を算出する複数の誤差算出部と、
前記複数の誤差算出部の出力に基づいて、前記複数のフィルタのうち前記誤差がより小さいフィルタの識別情報を前記フィルタ制御情報として出力するフィルタ特定部とを有するものであり、
前記伝送部は、前記間引き処理後の映像信号を伝送するものである
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項３】
請求項２の映像信号送信機において、
前記間引き処理部は、入力される映像信号の下位ビットを破棄するものであり、
前記複数のフィルタは、それぞれ、前記間引き処理後の映像信号に対して畳み込み演算を行うものである
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項４】
請求項２の映像信号送信機において、
第１および第２のフレームメモリを備え、
前記間引き処理部は、入力される映像信号を前記第１および第２のフレームメモリに１フレームごとに交互に格納するものであり、
前記複数のフィルタは、それぞれ、前記間引き処理部に入力される映像信号および前記第１のフレームメモリに格納された２フレーム前の映像信号から映像信号を生成するものであり、
前記誤差算出部は、前記複数のフィルタから出力される映像信号のそれぞれと前記第２のフレームメモリに格納された１フレーム前の映像信号との誤差を算出するものであり、
前記伝送部は、前記第１のフレームメモリに格納された映像信号を、前記間引き処理部に入力される映像信号の１／２のフレームレートで伝送するものである
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項５】
請求項１の映像信号送信機において、
前記伝送部は、垂直ブランキング期間に前記フィルタ係数のパケットを伝送し、水平ブランキング期間に前記フィルタ制御情報のパケットを伝送する
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項６】
請求項１の映像信号送信機において、
前記フィルタ制御情報生成部は、複数のフィルタリング処理のうち適用すべきものの識別情報、および適用すべきフィルタリング処理が複数ある場合には適用順序を前記フィルタ制御情報として生成する
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項７】
請求項１の映像信号送信機において、
前記フィルタ制御情報生成部は、特定のフィルタリング処理すべき画素位置を前記フィルタ制御情報として生成する
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項８】
請求項１の映像信号送信機において、
前記フィルタ情報パケット化部が生成したパケットを伝送しない動作モードを選択可能に構成されている
ことを特徴とする映像信号送信機。
【請求項９】
非圧縮の映像信号を受信する映像信号受信機であって、
入力される映像信号から、映像の有効期間に伝送される映像信号とブランキング期間に伝送されるパケットとを分離する映像・パケット分離部と、
前記分離されたパケットから映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数およびその制御に係るフィルタ制御情報を抽出するフィルタ情報抽出部と、
前記分離された映像信号に対して前記フィルタ係数およびフィルタ制御情報に従ってフィルタリング処理を行うフィルタリング処理部とを備えている
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１０】
請求項９の映像信号受信機において、
前記フィルタリング処理部は、前記フィルタ係数のうち前記フィルタ制御情報によって指定されたものを選択的に適用して前記分離された映像信号のフィルタリング処理を行う
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１１】
請求項１０の映像信号受信機において、
前記分離された映像信号が格納される第１のフレームメモリと、
前記フィルタリング処理後の映像信号が格納される第２のフレームメモリと、
前記第１および第２のフレームメモリから１フレームごとに交互に映像信号を読み出して前記分離された映像信号の２倍のフレームレートで出力するフレームレート変換部とを備え、
前記フィルタリング処理部は、入力される映像信号および前記第１のフレームメモリに格納された１フレーム前の映像信号から映像信号を生成する
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１２】
請求項９の映像信号受信機において、
前記フィルタ情報抽出部は、垂直ブランキング期間に伝送されるパケットから前記フィルタ係数を抽出し、水平ブランキング期間に伝送されるパケットから前記フィルタ制御情報を抽出する
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１３】
請求項９の映像信号受信機において、
前記フィルタリング処理部は、複数のフィルタリング処理のうち前記フィルタ制御情報によって指定されたものを選択的に適用し、適用すべきフィルタリング処理が複数ある場合には前記フィルタ制御情報によって指定された順に適用する
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１４】
請求項９の映像信号受信機において、
前記フィルタリング処理部は、前記フィルタ制御情報によって指定された画素に対して特定のフィルタリング処理を行う
ことを特徴とする映像信号受信機。
【請求項１５】
請求項１の映像信号送信機と、
請求項９の映像信号受信機とを備えている
ことを特徴とする映像信号伝送システム。
【請求項１６】
非圧縮の映像信号を伝送する映像信号伝送方法であって、
映像信号の伝送先での映像信号のフィルタリング処理の制御に係るフィルタ制御情報を生成するステップと、
前記フィルタリング処理に係るフィルタ係数および前記フィルタ制御情報をそれぞれパケット化するステップと、
映像の有効期間に映像信号を伝送し、ブランキング期間に前記生成したパケットを伝送するステップと、
受信した映像信号から、映像の有効期間に伝送される映像信号とブランキング期間に伝送されるパケットとを分離するステップと、
前記分離したパケットから前記分離した映像信号のフィルタリング処理に係るフィルタ係数およびその制御に係るフィルタ制御情報を抽出するステップと、
前記抽出したフィルタ係数およびフィルタ制御情報に従って、前記分離した映像信号に対してフィルタリング処理を行うステップとを備えている
ことを特徴とする映像信号伝送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−６１５０３（Ｐ２０１１−６１５０３Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０９０５９（Ｐ２００９−２０９０５９）
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]