説明

無線映像伝送方法及び装置

【課題】従来技術に比較して構成が簡単であって、映像信号の同期をとりつつ映像音声信号を無線伝送することができる無線映像伝送方法及び装置を提供する。
【解決手段】映像ソース機器201から無線送信機203に向かって映像信号及び音声信号をクロック信号を伴って有線伝送し、当該映像信号及び音声信号を受信した無線送受信機203により当該映像信号及び音声信号を無線受信機205に無線伝送を行う無線映像伝送方法において、無線送受信機203が映像信号に付加された音声信号のクロック再生に用いられる分周比情報及び時間情報と、音声信号のクロック周波数情報を用いて、映像信号のクロック周波数を計算して特定する。また、無線送受信機203から無線受信機205に向かって映像信号及び音声信号を無線伝送するとき、映像信号のクロック周波数及び音声信号のクロック周波数の各情報を無線伝送する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、映像信号や音声信号を一本のケーブルで伝送できるHDMI(High-Definition Multimedia Interface)規格に関連する無線映像伝送方法及び装置に関し、特に、そのHDMI規格に準拠するHDMIケーブルを介して有線伝送された映像及び音声信号(以下、映像音声信号という。)を無線伝送する無線映像伝送方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の通信システムとしては、例えば特許文献1に記載されているようなものがあった。図1は当該特許文献1において開示された、従来技術に係る無線映像伝送システムに用いる無線映像受信装置1200の構成を示すブロック図である。
【0003】
図1の無線映像受信装置1200は、与えられたアナログ映像信号の同期信号の周波数が基本となる周波数から比較的大きくずれた場合でも、正常な映像信号を再生可能な無線映像伝送システムを提供するための装置であって、メイン制御部1201と、アナログ映像信号出力部1202と、デジタル映像信号伸長部1203と、無線制御部1204と、ベースバンド処理回路部1205と、無線部1206と、アンテナ1207と、第1の電圧制御クロック発生部1208と、第2の電圧制御クロック発生部1209と、告知部1210とを備えて構成される。
【0004】
図1において、送信装置側にて圧縮処理が施されたデジタル映像信号がデジタル映像信号伸張部1203に与えられる。送信装置側に与えられるアナログ映像信号の水平同期信号の周波数は送信装置側で測定されており、その測定された周波数が規定の周波数より高い場合、第1の電圧制御クロック発生部1208の生成クロックがデジタル映像信号伸張部1203に供給される一方、規定の周波数より低い場合、第2の電圧制御クロック発生部1209の生成クロックがデジタル映像信号伸張部1203に供給されて、圧縮信号の伸張が行われる。
【0005】
以上のように構成された無線映像伝送システムにおいては、アナログ映像信号をデジタル化して無線伝送を行う際に、無線映像受信装置ではクロックを発生させるために2つの電圧制御型水晶発振器(Voltage Controlled Xtal Oscillator)(図1の1208、1209に対応する。以下、VCXOという。)を用意し、送信側の映像信号の基準周波数27MHzがビデオテープレコーダーのようにテープの走行ばらつきによる周波数ずれが生じていたとしても、受信機側で2つのVCXOが各々±100ppm程度追従できる仕組みを持っているために受信機は周波数の追従が可能となり、映像データの過不足無くデコードできるという特徴を持つ。
【0006】
【特許文献1】特開2006−246185号公報(15ページ、図2)。
【非特許文献1】Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., et al., "High-Definition Multimedia Interface", HDMI Licensing, LLC, Specification Version 1.3a, pp.98-114, November 10, 2006.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、HDMI規格の場合には、映像再生機器により映像信号のフレーム周波数(あるいは別名垂直周波数)が大きく異なる場合がある。例えば、同じ解像度(例えば1920×1080)の映像信号をHDMIケーブルで伝送する場合、パーソナルコンピュータでは垂直周波数が60.00Hzになる場合があるのに対し、ブルーレイディスクレコーダーでは垂直周波数が59.94Hzになる。
【0008】
HDMIケーブルで伝送される映像信号のクロック周波数は、映像信号の垂直周波数によって微妙に異なる。例えば、映像信号の画素数が1920×1080のインタレース信号であり、垂直周波数が59.94Hzの場合、映像信号のクロック周波数は約74.1758MHzである。また、同じ画素数でも垂直周波数が60.00Hzの映像信号の場合には、映像信号のクロック周波数は74.25MHzとなる。このとき、74.25MHzを74.1758MHzから見た場合、周波数の差は次式の(式1)より、約1000ppmとなる。
【0009】
[数1]
(74.25[MHz]−74.1758[MHz])/74.1758[MHz]
×10≒1000.32[ppm](式1)
【0010】
従来技術に係る通信システムにおいて映像音声信号を送るために、送信機から受信機までHDMIケーブルで接続されている場合には、当該HDMIケーブル内に映像信号用のクロック信号線が設けられているために、上記受信機はクロック信号を直接受信でき、そのクロック信号を用いて映像信号の同期をとることができる。
【0011】
いま、その従来HDMIケーブルで結ばれていた上記送信機と上記受信機の間を無線化する場合を考える。まず、上記送信機は、無線送信機に向かって、HDMIケーブルにて映像音声信号を送信する。上記無線送信機は、無線受信機に向かって無線で映像音声信号を送信する。上記無線受信機は、上記受信機に向かってHDMIケーブルにて映像音声信号を送信する。つまり、HDMIケーブルで結ばれていた上記送信機と上記受信機の間に無線回線を挟みいれる形を想定する。ここで用いられる無線方法には、様々なものが考えられるが、データをパケットに挿入して通信を行う無線方法が用いられる。
【0012】
この場合、無線送信機は、無線受信機まで、上記無線回線を通じて映像信号のクロック信号を無線受信機まで伝えることができない。その理由は以下の2つある。
【0013】
一つは、無線回線がパケット通信であるため、直接クロック信号を送ることができない点であり、もう一つは、無線送信機は、送信機から送信されたクロック信号について、59.94Hzなのか、60.00Hzなのかを、通常は判別しないことにある。これは、HDMI規格においては、垂直周波数59.94Hzと60.00Hzは同じVIC(Video Identification Code)の信号として送られるためである。つまり、無線送信機は、59.94Hzの映像信号か、60.00Hzの信号かを判別しようと思えば、周波数カウンタなどを用いて無線送信機自らが映像信号のクロック周波数を測定するなどしなければならないという問題点があった。
【0014】
従って、無線送信機から無線受信機に向けて、映像信号の正確なクロック周波数の情報を特に送信しない場合には、無線受信機は、映像信号のみを受信し、その映像信号のクロック信号を受信しないのであるから、垂直周波数が59.94Hzの映像信号か、60.00Hzの映像信号なのかを判別することが非常に難しい。
【0015】
それ故、無線受信機は、映像信号の同期に破綻をきたす場合があった。そこで、上記に示したように、映像信号の同期に破綻をきたさぬよう、無線送信機において、59.94Hzか、60.00Hzなのかを判定する周波数カウンタなどを設けなければならないという問題点があった。
【0016】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して構成が簡単であって、映像信号の同期をとりつつ映像音声信号を無線伝送することができる無線映像伝送方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0017】
第1の発明に係る無線映像伝送方法は、第1の機器から第2の機器に向かって映像信号及び音声信号をクロック信号を伴って有線伝送し、当該映像信号及び音声信号を受信した第2の機器により当該映像信号及び音声信号を第3の機器に無線伝送を行う無線映像伝送方法において、
前記第2の機器が映像信号に付加された音声信号のクロック再生に用いられる分周比情報及び時間情報と、音声信号のクロック周波数情報を用いて、映像信号のクロック周波数を計算して特定するステップを含むことを特徴とする。
【0018】
上記無線映像伝送方法において、上記第2の機器から上記第3の機器に向かって映像信号及び音声信号を無線伝送するとき、映像信号のクロック周波数及び音声信号のクロック周波数の各情報を無線伝送するステップをさらに含むことを特徴とする。
【0019】
第2の発明に係る無線映像伝送装置は、第1の機器と第2の機器の間に第4の機器が配置され、第1の機器から映像信号及び音声信号を上記第4の機器に有線伝送し、上記第4の機器は上記第1の機器から送信された映像信号及び第1の音声信号を受信し、そのうち上記第1の機器から送信された映像信号を第2の機器に有線伝送する無線映像伝送システムのための第4の機器である無線映像伝送装置であって、
上記第1の機器から送信された第1の音声信号を抜き出して再生を行うときに、上記第4の機器は、上記第1の機器から送信された映像信号のクロック周波数を第3の機器において計算によって求めるための、第1の音声信号のクロック再生に用いられる分周比情報及び時間情報と、第1の音声信号のクロック周波数情報との組み合わせの情報を有する第2の音声信号とを発生して上記第2の機器に有線伝送することを特徴とする。
【発明の効果】
【0020】
従って、本発明によれば、HDMIケーブルで伝送される信号に含まれる音声信号の同期情報から、映像信号の正確な垂直周波数を特定する。このことにより、無線送信機は周波数カウンタなどを保持せずとも垂直周波数を特定できるため、無線送信機の構成が簡易になる。また、本発明によれば、HDMIケーブルを介して伝送された映像信号を無線伝送する際に、無線送信機は周波数カウンタなどを保持せずとも映像信号の正確な垂直周波数を簡単に特定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【0022】
実施の形態1.
図2は本発明の実施の形態1に係る無線映像伝送システムの構成を示すブロック図である。図2において、201は映像ソース機器であり、一般的にはパーソナルコンピュータやブルーレイレコーダーなどの電子機器である。202はHDMIケーブルで、映像ソース機器201と無線送信機はHDMIケーブル202を介して接続されている。203は無線送信機で、映像ソース機器201から送信された映像音声信号を無線で無線受信機205に送信する。204は無線回線を示している。また、205は無線受信機で、無線送信機203から送信された映像音声信号を受信し、その受信した映像音声信号を映像シンク機器207に送信する機能を持つ。206はHDMIケーブルで、無線受信機205と映像シンク機器207はHDMIケーブル206を介して接続されている。ここで、HDMIケーブル202,206はHDMI規格に準拠して映像音声信号などを有線伝送する。207は映像シンク機器で、通常テレビジョン受像機などの電子機器である。本構成を有する無線映像伝送システムにおいては、映像ソース機器201は、映像信号と音声信号の両方をHDMIケーブル202を介して出力しているものとする。
【0023】
HDMI規格においては、映像信号のみならず、映像信号に付随して音声信号を伝送することができる。従って、HDMIケーブルを伝送された信号を受信するHDMI受信機(図2においては、無線送信機203や映像シンク機器207が該当する)は、映像信号と音声信号の両方を再生する必要がある。
【0024】
また、HDMI送信機は様々な映像信号及び音声信号を取り扱う。例えば、音声信号のサンプリング周波数においては32kHz,44.1kHz,48kHz,96kHz,192kHzなどがあり、そのままのサンプリング周波数の音声データをHDMIケーブルで伝送する場合には、HDMIケーブルで送信されるのは映像信号のクロックのみであるから、HDMI受信機に何らかの音声信号の同期情報を送信する必要がある。このため、HDMI規格では、データアイランド(Data Island)と呼ばれる映像信号のブランク期間に送られるデータパケットの中に、オーディオクロック再生(Audio Clock Regeneration)パケットが定義されている。当該オーディオクロック再生パケットには、分周比N値及び時間情報であるサイクルタイムスタンプ(Cycle Time Stamp)CTS値、及び音声信号のサンプリング周波数fsなどが格納される。ここで、分周比N値は、整数値であり、非特許文献1の7.2.1節に定義され、以下の値をとる。
【0025】
[数2]
128×fs/1500Hz≦N≦128×fs/300Hz(式2)
【0026】
上記(式2)を満たし、推奨される分周比N値は以下の(式3)の通り
【0027】
[数3]
128×fs/1000Hzがほぼ分周比N値に等しい。(式3)
【0028】
ここで、fsは、音声信号(オーディオデータ)のサンプリング周波数(単位Hz)である。また、サイクルタイムスタンプCTS値は整数値であり、非特許文献1の7.2.2節に定義されており、以下の通りである。
【0029】
[数4]
(平均CTS値)
=(f_TMDS_Clock×N)/(128×fs)(式4)
【0030】
ここで、f_TMDS_Clockは、HDMIケーブルのクロック線でTMDS(Transition Minimized Differential Signaling)信号方式で送られる映像信号のクロック周波数である。HDMI信号の受信機は、受信したN値及びCTS値を用いて、(式4)を満たすよう、周波数f_TMDS_Clockの映像信号用クロック信号を分周することにより、周波数fsの音声信号用クロック信号を得ることができる。このようにして、HDMI信号の受信機は映像信号用のクロック信号から、音声信号用のクロックを作り出している。
【0031】
ここで、いま課題となっているのは、無線送信機203においてクロック周波数f_TMDS_Clockの値が正確に把握できないということである。
いま、送信されるHDMI信号の映像クロック信号のクロック周波数をf_TMDS_Clock_1とする。無線送信機203は、元来、HDMIクロック信号が直接受信できたために、正確にクロック周波数f_TMDS_Clock_1を把握せずとも、受信したクロック信号を用いて映像信号を同期することはできた。しかしながら、当該映像信号及び音声信号をさらに無線で伝送する場合には、クロック信号を送ることができないために、クロック信号の周波数の正確な値を把握し、無線受信機205に通知する必要が生じる。そうでなければ、無線受信機205は正常に映像信号及び音声信号を同期できない。
【0032】
そこで、本発明に係る実施の形態では、無線送信機203は、映像ソース機器201から送信された、音声信号の同期情報である分周比N値及びサイクルタイムスタンプCTS値及び音声信号のサンプリング周波数fs値を用いて、上記(式2)及び(式4)を用いて、正確なクロック周波数f_TMDS_Clock_1の値を計算により得る。
【0033】
一例として、いま映像ソース機器201は、サンプリング周波数fs=48000[Hz]、クロック周波数f_TMDS_Clock_1=74.1758[MHz]の映像音声信号を送信する場合を考える。ここで、映像ソース機器201は、上記(式2)〜(式4)を満たし、非特許文献1の102ページにおいて表7−3に示される分周比N値及びサイクルタイムスタンプCTS値の推奨値である、N=11648、CTS=140625を送信するとする。この分周比N値、サイクルタイムスタンプCTS値、及びサンプリング周波数fsの各情報を受信した無線送信機203は、(式4)を用いて次式のように、正確にクロック周波数f_TMDS_Clock_1を求めることができる。
【0034】
[数5]
f_TMDS_Clock_1
=CTS×128×fs/N
=140625×128×48000/11648
≒74.1758[MHz] (式5)
【0035】
その後、無線送信機203は、無線受信機205に向かって、クロック周波数f_TMDS_Clock_1及びサンプリング周波数fsの情報をパケットで無線伝送する。
【0036】
なお、このクロック周波数f_TMDS_Clock_1やサンプリング周波数fsを無線送信機203から無線受信機205に無線で送信する手段としては、例えば映像信号のパケットの中に一情報として挿入してもよいし、映像信号を伝送する前の映像信号の一情報として送信してもよい。
【0037】
以上説明したように、本実施の形態によれば、映像ソース機器201からHDMI送信された映像音声信号を無線送信機203が無線伝送する場合には、映像ソース機器201からHDMIケーブル202を介して送信されたデータの中の、データアイランド(Data Island)パケットのオーディオクロック再生(Audio Clock Regeneration)パケットに格納されている分周比N値及びサイクルタイムスタンプCTS値と、同じくHDMIケーブル202を介して送信されたオーディオサンプリング周波数fsを読み取ることで、計算によりクロック周波数f_TMDS_Clock_1を計算して把握することができる。
【0038】
無線送信機203はサンプリング周波数fs及び、クロック周波数f_TMDS_Clock_1の値を無線で無線受信機205に送信することで、無線受信機205は映像信号のクロック信号のクロック周波数f_TMDS_Clock_1と、音声信号のクロック信号のクロック信号fsを正確に把握することが可能となる。
【0039】
従って、無線受信機205は正確にクロック周波数f_TMDS_Clock_1及びサンプリング周波数fsをクロック再生することができ、その結果、無線受信機205から映像シンク機器207に向かって、HDMIケーブル206を介して映像音声信号、及び正確な映像信号のクロック信号を送信できる。最終的に、映像シンク機器207は、HDMIケーブル206を介して伝送された映像音声信号を、同期の破綻無く再生することが可能となる。
【0040】
実施の形態2.
図3は本発明の実施の形態2に係る無線映像伝送システムの構成を示すブロック図である。図3において、201は映像ソース機器であり、一般的にはパーソナルコンピュータやブルーレイレコーダーなどの電子機器である。301はHDMIケーブルであり、302は一般的にAVアンプと呼ばれており一般には映像信号及び音声信号を増幅するものであり、303はHDMIケーブルである。実施の形態2に係る無線映像伝送システムは、図2の実施の形態1に係る無線映像伝送システムに比較して、映像ソース機器201と無線送信機203の間に、AVアンプ302を配置したところにある。その他の構成は図2と同じである。
【0041】
いま、映像ソース機器201から実施の形態1の場合と同じように映像音声信号が送信されているものとし、AVアンプ302はその映像信号及び音声信号を受信し、その受信信号のうち音声信号を抜き出して増幅などしたうえで、別途スピーカー(図示せず。)を用いて音声信号を再生するものとする。この場合、本発明を実施の形態1に示した方法で実施する場合と異なることは、音声信号がAVアンプ302で終端されるために、音声信号とその付随するサンプリング周波数fs値、分周比N値、並びに、サイクルタイムスタンプCTS値が無線送信機203に伝送されないことである。
【0042】
そこで、実施の形態2においては、AVアンプ302は、上記抜き出した音声信号の代わりに同じサンプリング周波数fs値、分周比N値、及びサイクルタイムスタンプCTS値の各情報の組み合わせ(無線受信機205又は映像シンク機器207において映像信号のクロック周波数を計算するための情報である。)の各情報を有する第2の音声信号を発生し、これらを映像ソース機器201から送られた映像信号に重畳してHDMIケーブル303を介して無線送信機203に有線送信する。このとき、第2の音声信号は無音の音声信号でもよいし、他の音声信号でもよい。また、送信するサンプリング周波数fs値、分周比N値、及びサイクルタイムスタンプCTS値は必ずしも映像ソース機器201から送られてきたものと同一のものでなくともよく、無線送信機203が計算により元のクロック周波数f_TMDS_Clock_1を求めることができるものあればどのような値の組み合わせでもよい。
【0043】
このようにAVアンプ302を構成することにより、実施の形態1の場合と同様に、無線送信機203は、送られてきたサンプリング周波数fs値、分周比N値、及びサイクルタイムスタンプCTS値から計算によりクロック周波数f_TMDS_Clock_1を求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【0044】
以上詳述したように、本発明によれば、HDMIケーブルで伝送される信号に含まれる音声信号の同期情報から、映像信号の正確な垂直周波数を特定する。このことにより、無線送信機は周波数カウンタなどを保持せずとも垂直周波数を特定できるため、無線送信機の構成が簡易になる。また、本発明によれば、HDMIケーブルを介して伝送された映像信号を無線伝送する際に、無線送信機は周波数カウンタなどを保持せずとも映像信号の正確な垂直周波数を簡単に特定できる。特に、本発明に係る無線送信機、無線受信機は元来HDMIケーブルにて直接接続されていた映像ソース機器と映像シンク機器を無線化することに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】従来技術に係る無線映像伝送システムに用いる無線映像受信装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係る無線映像伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態2に係る無線映像伝送システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0046】
201…映像ソース機器、
202…HDMIケーブル、
203…無線送信機、
204…無線回線、
205…無線受信機、
206…HDMIケーブル、
207…映像シンク機器、
301…HDMIケーブル、
302…AVアンプ、
303…HDMIケーブル。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の機器から第2の機器に向かって映像信号及び音声信号をクロック信号を伴って有線伝送し、当該映像信号及び音声信号を受信した第2の機器により当該映像信号及び音声信号を第3の機器に無線伝送を行う無線映像伝送方法において、
前記第2の機器が映像信号に付加された音声信号のクロック再生に用いられる分周比情報及び時間情報と、音声信号のクロック周波数情報を用いて、映像信号のクロック周波数を計算して特定するステップを含むことを特徴とする無線映像伝送方法。
【請求項2】
上記第2の機器から上記第3の機器に向かって映像信号及び音声信号を無線伝送するとき、映像信号のクロック周波数及び音声信号のクロック周波数の各情報を無線伝送するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の無線映像伝送方法。
【請求項3】
第1の機器と第2の機器の間に第4の機器が配置され、第1の機器から映像信号及び音声信号を上記第4の機器に有線伝送し、上記第4の機器は上記第1の機器から送信された映像信号及び第1の音声信号を受信し、そのうち上記第1の機器から送信された映像信号を第2の機器に有線伝送する無線映像伝送システムのための第4の機器である無線映像伝送装置であって、
上記第1の機器から送信された第1の音声信号を抜き出して再生を行うときに、上記第4の機器は、上記第1の機器から送信された映像信号のクロック周波数を第3の機器において計算によって求めるための、第1の音声信号のクロック再生に用いられる分周比情報及び時間情報と、第1の音声信号のクロック周波数情報との組み合わせの情報を有する第2の音声信号とを発生して上記第2の機器に有線伝送することを特徴とする無線映像伝送装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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