(57)【要約】【課題】ＨＤＴＶ画面に二つのＳＤＴＶ信号をマッピングし、ＭＰＥＧ圧縮プロセスを経て伝送する場合に、ＳＤＴＶ信号の画質劣化を軽減する。【解決手段】ＨＤＴＶ画面上に二つのＳＤＴＶ素材Ａ，Ｂをマッピングする際に、各素材Ａ，Ｂを上下に配列して水平方向に引き伸ばす。ＭＰＥＧ方式は、圧縮の際に画面の細かい部分（高周波成分）から破綻が発生することが知られている。ＳＤＴＶを画面上で水平方向に引き伸ばしてマッピングすると、高周波成分が抑えられるため、ＭＰＥＧ方式の圧縮プロセスによる劣化を軽減することが可能となる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高精細デジタル映像信号を伝送する伝送路を利用して、前記高精細デジタル映像信号より解像度の低いデジタル映像信号を伝送するデジタル映像信号伝送システムにおいて、
前記高精細デジタル映像信号の画面に被伝送デジタル映像信号を水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばしてマッピングする画面合成装置と、
この画面合成装置で生成される高精細デジタル映像信号を圧縮して前記伝送路に送出するエンコーダと、
前記伝送路によって伝送される圧縮された高精細デジタル映像信号を入力して元の状態に伸張するデコーダと、
このデコーダで元の状態に戻された高精細デジタル映像信号からマッピングされている被伝送デジタル映像信号を分離し水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしを元の状態に戻す画像処理装置とを具備することを特徴とするデジタル映像信号伝送システム。
【請求項２】
前記被伝送デジタル映像信号が複数信号あるとき、
前記画面合成装置において、前記複数の被伝送デジタル映像信号を前記高精細デジタル映像信号の画面の上下、左右の少なくともいずれか一方に並べて、それぞれ水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばしてマッピングし、
前記画像処理装置において、入力した高精細デジタル映像信号から複数の被伝送デジタル映像信号を分離し、それぞれの水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしを元の状態に戻すことを特徴とする請求項１記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項３】
前記画面合成装置において、前記複数の被伝送デジタル映像信号をそれぞれ９０度回転させて上下、左右の少なくともいずれか一方に並べてマッピングすることを特徴とする請求項２記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項４】
前記画面合成装置において、前記被伝送デジタル映像信号の水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしは、引き伸ばし方向の画素データを複数回繰り返し配置することを特徴とする請求項１記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項５】
前記画面合成装置において、前記被伝送デジタル映像信号の水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしは、引き伸ばし方向の画素データを前記高精細デジタル映像信号の水平または垂直画素数に合わせて補間することを特徴とする請求項１記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項６】
前記高精細デジタル映像信号は、ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴＶ）方式の信号であることを特徴とする請求項１記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項７】
前記被伝送デジタル映像信号は、ＳＤＴＶ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴＶ）方式の信号であることを特徴とする請求項６記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項８】
前記エンコーダ、デコーダによる圧縮伸長処理はＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式であることを特徴とする請求項１記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項９】
前記高精細デジタル映像信号がインターレース方式であり、前記被伝送デジタル映像信号がプログレッシブ方式であるとき、
前記画面合成装置において、前記被伝送デジタル映像信号を偶数フィールドと奇数フィールドに分けて、それぞれ複数の被伝送デジタル映像信号として前記高精細デジタル映像信号の画面にマッピングし、
前記映像処理装置において、入力した高精細デジタル映像信号から偶数フィールドと奇数フィールドの被伝送デジタル映像信号を分離し、両者をフレーム合成することを特徴とする請求項２記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項１０】
前記高精細デジタル映像信号がプログレッシブ方式であり、前記被伝送デジタル映像信号がインターレース方式であり、前記エンコーダ、デコーダによる圧縮伸長処理がＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式であるとき、
前記画面合成装置において、前記被伝送デジタル映像信号の偶数フィールドと奇数フィールドのそれぞれについて水平ラインを２ｎ（ｎは自然数）回繰り返して垂直画素数を２ｎ倍にし、フィールド毎に垂直方向にｎラインずらして前記高精細デジタル映像信号の画面にマッピングすることを特徴とする請求項１記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項１１】
前記インターレース方式の被伝送デジタル映像信号が複数信号あるとき、
前記画面合成装置において、前記複数の被伝送デジタル映像信号を前記高精細デジタル映像信号の画面の上下、左右の少なくともいずれか一方に並べてマッピングすることを特徴とする請求項１０記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項１２】
前記画面合成装置において、前記複数の被伝送デジタル映像信号をそれぞれ９０度回転させて上下、左右の少なくともいずれか一方に並べてマッピングすることを特徴とする請求項１１記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項１３】
前記被伝送デジタル映像信号が複数信号あるとき、
前記画面合成装置において、前記複数の被伝送デジタル映像信号について偶数フィールドと奇数フィールドで水平ラインをｎ（ｎは自然数）回繰り返して垂直画素数を２ｎ倍にした後９０度回転させ、各信号のフィールド信号を前記高精細デジタル映像信号の左右、上下の少なくともいずれか一方に並べて、各信号をフィールド毎に画面上水平方向にｎ画素分ずらしてマッピングすることを特徴とする請求項１０記載のデジタル映像信号伝送システム。
【請求項１４】
高精細デジタル映像信号を圧縮伝送する伝送路を利用して、前記高精細デジタル映像信号より解像度の低いデジタル映像信号を伝送するデジタル映像信号伝送システムに用いられ、
前記高精細デジタル映像信号の画面に被伝送デジタル映像信号を水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばしてマッピングして伝送用の高精細デジタル映像信号を生成することを特徴とするデジタル映像信号合成装置。
【請求項１５】
前記被伝送デジタル映像信号が複数信号あるとき、
前記複数の被伝送デジタル映像信号を前記高精細デジタル映像信号の画面の上下、左右の少なくともいずれか一方に並べて、それぞれ水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばしてマッピングすることを特徴とする請求項１４記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項１６】
前記複数の被伝送デジタル映像信号をそれぞれ９０度回転させて上下、左右の少なくともいずれか一方に並べてマッピングすることを特徴とする請求項１５記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項１７】
前記被伝送デジタル映像信号の水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしは、引き伸ばし方向の画素データを複数回繰り返し配置して行うことを特徴とする請求項１４記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項１８】
前記被伝送デジタル映像信号の水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしは、引き伸ばし方向の画素データを前記高精細デジタル映像信号の水平または垂直画素数に合わせて補間して行うことを特徴とする請求項１４記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項１９】
前記高精細デジタル映像信号は、ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴＶ）方式の信号であることを特徴とする請求項１４記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項２０】
前記被伝送デジタル映像信号は、ＳＤＴＶ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴＶ）方式の信号であることを特徴とする請求項１９記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項２１】
前記高精細デジタル映像信号の圧縮は、ＭＰＥＧ（ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式によることを特徴とする請求項１４記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項２２】
前記高精細デジタル映像信号がインターレース方式であり、前記被伝送デジタル映像信号がプログレッシブ方式であるとき、
前記被伝送デジタル映像信号を偶数フィールドと奇数フィールドに分けて、それぞれ複数の被伝送デジタル映像信号として前記高精細デジタル映像信号の画面にマッピングすることを特徴とする請求項１５記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項２３】
前記高精細デジタル映像信号がプログレッシブ方式であり、前記被伝送デジタル映像信号がインターレース方式であり、前記圧縮処理がＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式であるとき、
前記被伝送デジタル映像信号の偶数フィールドと奇数フィールドのそれぞれについて水平ラインを２ｎ（ｎは自然数）回繰り返して垂直画素数を２ｎ倍にし、フィールド毎に垂直方向にｎラインずらして前記高精細デジタル映像信号の画面にマッピングすることを特徴とする請求項１４記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項２４】
前記インターレース方式の被伝送デジタル映像信号が複数信号あるとき、
前記複数の被伝送デジタル映像信号を前記高精細デジタル映像信号の画面の上下、左右の少なくともいずれか一方に並べてマッピングすることを特徴とする請求項２３記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項２５】
前記複数の被伝送デジタル映像信号をそれぞれ９０度回転させて上下、左右の少なくともいずれか一方に並べてマッピングすることを特徴とする請求項２４記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項２６】
前記被伝送デジタル映像信号が複数信号あるとき、
前記複数の被伝送デジタル映像信号について偶数フィールドと奇数フィールドで水平ラインをｎ（ｎは自然数）回繰り返して垂直画素数を２ｎ倍にした後９０度回転させ、各信号のフィールド信号を前記高精細デジタル映像信号の左右、上下の少なくともいずれか一方に並べて、各信号をフィールド毎に画面上水平方向にｎ画素分ずらしてマッピングすることを特徴とする請求項２３記載のデジタル映像信号合成装置。
【請求項２７】
高精細デジタル映像信号を圧縮伝送する伝送路を利用して、前記高精細デジタル映像信号より解像度の低いデジタル映像信号を伝送するデジタル映像信号伝送システムに用いられ、
前記高精細デジタル映像信号の画面に被伝送デジタル映像信号が水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばされてマッピングされ、圧縮伝送され、元に伸張処理された高精細デジタル映像信号を入力し、当該高精細デジタル映像信号からマッピングされている被伝送デジタル映像信号を分離し水平方向、垂直方向のいずれか一方の引き伸ばしを元の状態に戻すことを特徴とするデジタル映像信号処理装置。
【請求項２８】
前記入力高精細デジタル映像信号が、複数の被伝送デジタル映像信号を前記高精細デジタル映像信号の画面の上下、左右の少なくともいずれか一方に並べて、それぞれ水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばしてマッピングした信号であるとき、
入力した高精細デジタル映像信号から複数の被伝送デジタル映像信号を分離し、それぞれの水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしを元の状態に戻すことを特徴とする請求項２７記載のデジタル映像信号処理装置。
【請求項２９】
前記複数の被伝送デジタル映像信号がそれぞれ９０度回転されて上下、左右の少なくともいずれか一方に並べられてマッピングされているとき、
分離した複数の被伝送デジタル映像信号の回転を元に戻すことを特徴とする請求項２８記載のデジタル映像信号処理装置。
【請求項３０】
前記高精細デジタル映像信号がインターレース方式であり、前記被伝送デジタル映像信号がプログレッシブ方式であり、前記マッピング処理において、前記被伝送デジタル映像信号が偶数フィールドと奇数フィールドに分けられ、それぞれ複数の被伝送デジタル映像信号として前記高精細デジタル映像信号の画面にマッピングされているとき、
入力した高精細デジタル映像信号から偶数フィールドと奇数フィールドの被伝送デジタル映像信号を分離し、両者をフレーム合成することを特徴とする請求項２８記載のデジタル映像信号処理装置。
【請求項３１】
前記高精細デジタル映像信号がプログレッシブ方式であり、前記被伝送デジタル映像信号としての複数信号がインターレース方式であり、前記圧縮伝送処理がＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式であり、前記マッピング処理において、それぞれの被伝送デジタル映像信号について偶数フィールドと奇数フィールドで水平ラインを２ｎ（ｎは自然数）回繰り返して垂直画素数を２ｎ倍にした後９０度回転させ、各信号のフィールド信号を前記高精細デジタル映像信号の左右、上下の少なくともいずれか一方に並べ、各信号をフィールド毎に画面上水平方向にｎ画素分ずらしてマッピングした、圧縮伸張後の高精細デジタル映像信号が入力されるとき、
入力高精細デジタル映像信号から複数の被伝送デジタル映像信号を分離し、それぞれ９０度の回転を元に戻し、水平ラインの間引きを行って元の複数信号を再生することを特徴とする請求項２８記載のデジタル映像信号処理装置。
【請求項３２】
高精細デジタル映像信号を伝送する伝送路を利用して、前記高精細デジタル映像信号より解像度の低いデジタル映像信号を伝送するデジタル映像信号伝送方法において、
送信側で前記高精細デジタル映像信号の画面に被伝送デジタル映像信号を水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばしてマッピングし、このマッピング処理された高精細デジタル映像信号を圧縮して前記伝送路に送出し、
受信側で前記伝送路によって伝送される圧縮された高精細デジタル映像信号を入力して元の状態に伸張し、この元の状態に戻された高精細デジタル映像信号からマッピングされている被伝送デジタル映像信号を分離し水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしを元の状態に戻すことを特徴とするデジタル映像信号伝送方法。
【請求項３３】
前記被伝送デジタル映像信号が複数信号あるとき、
送信側において、前記複数の被伝送デジタル映像信号を前記高精細デジタル映像信号の画面の上下、左右の少なくともいずれか一方に並べて、それぞれ水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばしてマッピングし、
受信側において、前記元の状態に伸張された高精細デジタル映像信号からマッピングされている複数の被伝送デジタル映像信号を分離し、それぞれの水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしを元の状態に戻すことを特徴とする請求項３２記載のデジタル映像信号伝送方法。
【請求項３４】
前記マッピングにおいて、前記複数の被伝送デジタル映像信号をそれぞれ９０度回転させて上下、左右の少なくともいずれか一方に並べることを特徴とする請求項３３記載のデジタル映像信号伝送方法。
【請求項３５】
前記被伝送デジタル映像信号の水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしは、引き伸ばし方向の画素データを複数回繰り返し配置することを特徴とする請求項３２記載のデジタル映像信号伝送方法。
【請求項３６】
前記被伝送デジタル映像信号の水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしは、引き伸ばし方向の画素データを前記高精細デジタル映像信号の水平または垂直画素数に合わせて補間することを特徴とする請求項３２記載のデジタル映像信号伝送方法。
【請求項３７】
前記高精細デジタル映像信号は、ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴＶ）方式の信号であることを特徴とする請求項３２記載のデジタル映像信号伝送方法。
【請求項３８】
前記被伝送デジタル映像信号は、ＳＤＴＶ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴＶ）方式の信号であることを特徴とする請求項３７記載のデジタル映像信号伝送方法。
【請求項３９】
前記圧縮伸長処理はＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式であることを特徴とする請求項３２記載のデジタル映像信号伝送方法。
【請求項４０】
前記高精細デジタル映像信号がインターレース方式であり、前記被伝送デジタル映像信号がプログレッシブ方式であるとき、
送信側において、前記被伝送デジタル映像信号を偶数フィールドと奇数フィールドに分けて、それぞれ複数の被伝送デジタル映像信号として前記高精細デジタル映像信号の画面にマッピングし、
受信側において、前記元の状態に伸張された高精細デジタル映像信号から偶数フィールドと奇数フィールドの被伝送デジタル映像信号を分離し、両者をフレーム合成することを特徴とする請求項３３記載のデジタル映像信号伝送方法。
【請求項４１】
前記高精細デジタル映像信号がプログレッシブ方式であり、前記被伝送デジタル映像信号がインターレース方式であり、前記圧縮伸長処理がＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式であるとき、
送信側において、前記被伝送デジタル映像信号の偶数フィールドと奇数フィールドに分けて、それぞれ複数の被伝送デジタル映像信号として扱い、各フィールドの映像信号のそれぞれについて水平ラインを２ｎ（ｎは自然数）回繰り返して垂直画素数を２ｎ倍にし、フィールド毎に垂直方向にｎラインずらして前記高精細デジタル映像信号の画面にマッピングすることを特徴とする請求項３３記載のデジタル映像信号伝送方法。
【請求項４２】
前記インターレース方式の被伝送デジタル映像信号が複数信号あるとき、
前記マッピングにおいて、前記複数の被伝送デジタル映像信号を前記高精細デジタル映像信号の画面の上下、左右の少なくともいずれか一方に並べることを特徴とする請求項４１記載のデジタル映像信号伝送方法。
【請求項４３】
前記マッピングにおいて、前記複数の被伝送デジタル映像信号をそれぞれ９０度回転させて上下、左右の少なくともいずれか一方に並べることを特徴とする請求項４２記載のデジタル映像信号伝送方法。
【請求項４４】
前記被伝送デジタル映像信号が複数信号あるとき、
前記マッピングにおいて、前記複数の被伝送デジタル映像信号について偶数フィールドと奇数フィールドで水平ラインをｎ（ｎは自然数）回繰り返して垂直画素数を２ｎ倍にした後９０度回転させ、各信号のフィールド信号を前記高精細デジタル映像信号の左右、上下の少なくともいずれか一方に並べて、各信号をフィールド毎に画面上水平方向にｎ画素分ずらしてマッピングすることを特徴とする請求項４１記載のデジタル映像信号伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴＶ）方式のデジタル映像信号を伝送するための伝送路を利用して、複数のＳＤＴＶ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴＶ）方式のデジタル映像信号を同時に伝送するデジタル映像信号伝送システム、デジタル映像信号合成装置、デジタル映像信号処理装置及び及びデジタル映像信号伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時開始予定の地上波デジタル放送では、ＨＤＴＶ放送が可能であることから、キー局とローカル局の局間伝送路、あるいは取材現場と放送局との中継伝送路に対して、ＨＤＴＶ信号を伝送するのに十分な容量を持つように整備が進められている。ここで、ＨＤＴＶ用伝送路とは別に従来のＳＤＴＶ用伝送路を確保することは、多大な運用コストがかかることになる。そこで、ＨＤＴＶ用伝送路を利用してＳＤＴＶ信号を伝送することが考えられている。
【０００３】
その手法として、ＳＤＴＶの伝送容量がＨＤＴＶに対して十分に低いことから、複数のＳＤＴＶ信号を多重伝送することが考えられるが、この手法では、送信側で複数のＳＤＴＶ用エンコーダ及び多重装置が、受信側で分離装置及び複数のＳＤＴＶ用デコーダが新たに必要となり、ハードウェアのコストが増大してしまう。
【０００４】
一方、ＨＤＴＶの画面がＳＤＴＶの画面に比して倍以上広いことに着目し、ＨＤＴＶの画面上にＳＤＴＶの画面を複数マッピング（画面合成）して伝送することが提案されている。この手法によれば、既存のオーサリング装置で対応可能である。しかしながら、ＨＤＴＶ伝送にはエンコード／デコード処理による圧縮プロセス（一般にＭＰＥＧ２（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ  ｐｈａｓｅ２））を経るため、ＨＤＴＶ上に合成したＳＤＴＶ映像の画質劣化が懸念され、絵柄によっては放送用素材としての品質を確保できないおそれがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、高精細なデジタル映像信号の画面にそれより解像度の低い複数のデジタル映像信号をマッピングし、圧縮プロセスを経て伝送する場合に、被伝送デジタル映像信号の画質劣化を軽減することのできるデジタル映像信号伝送システム、デジタル映像信号合成装置、デジタル映像信号処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るデジタル映像信号伝送システムは、高精細デジタル映像信号を伝送する伝送路を利用して、前記高精細デジタル映像信号より解像度の低いデジタル映像信号を伝送するシステムであって、前記高精細デジタル映像信号の画面に被伝送デジタル映像信号を水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばしてマッピングする画面合成装置と、この画面合成装置で生成される高精細デジタル映像信号を圧縮して前記伝送路に送出するエンコーダと、前記伝送路によって伝送される圧縮された高精細デジタル映像信号を入力して元の状態に伸張するデコーダと、このデコーダで元の状態に戻された高精細デジタル映像信号からマッピングされている被伝送デジタル映像信号を分離し水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしを元の状態に戻す画像処理装置とを具備することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るデジタル映像信号合成装置は、高精細デジタル映像信号を圧縮伝送する伝送路を利用して、前記高精細デジタル映像信号より解像度の低いデジタル映像信号を伝送するデジタル映像信号伝送システムに用いられ、前記高精細デジタル映像信号の画面に被伝送デジタル映像信号を水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばしてマッピングして高精細デジタル映像信号を生成することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るデジタル映像信号処理装置は、高精細デジタル映像信号を伝送する伝送路を利用して、前記高精細デジタル映像信号より解像度の低いデジタル映像信号を伝送するデジタル映像信号伝送システムに用いられ、前記高精細デジタル映像信号の画面に被伝送デジタル映像信号が水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばされてマッピングされ、圧縮伝送され、元に伸張処理された高精細デジタル映像信号を入力し、当該高精細デジタル映像信号からマッピングされている被伝送デジタル映像信号を分離し水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしを元の状態に戻すことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るデジタル映像信号伝送方法は、高精細デジタル映像信号を伝送する伝送路を利用して、前記高精細デジタル映像信号より解像度の低いデジタル映像信号を伝送する場合に、送信側で前記高精細デジタル映像信号の画面に被伝送デジタル映像信号を水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方に引き伸ばしてマッピングし、このマッピング処理された高精細デジタル映像信号を圧縮して前記伝送路に送出し、受信側で前記伝送路によって伝送される圧縮された高精細デジタル映像信号を入力して元の状態に伸張し、この元の状態に戻された高精細デジタル映像信号からマッピングされている被伝送デジタル映像信号を分離し水平方向、垂直方向の少なくともいずれか一方の引き伸ばしを元の状態に戻すことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明に係るデジタル映像信号伝送システムの構成を示すもので、送信側では、画面合成装置１１により、二つのＳＤＴＶ素材Ａ，Ｂ（例えばＳＤＴＶによる生中継映像と背景等の素材映像）をＨＤＴＶの画面上にマッピングした後、ＨＤＴＶ用ＭＰＥＧエンコーダ（以下、ＨＤＴＶエンコーダ）１２にてＭＰＥＧ２方式によりエンコード（圧縮）してＨＤＴＶ伝送路１３に送出する。受信側では、ＨＤＴＶ伝送路１３からＨＤＴＶ信号を受け取り、ＨＤＴＶ用ＭＰＥＧデコーダ（以下、ＨＤＴＶデコーダ）１４にて元のＨＤＴＶ信号にデコード（伸張）し、画面分離装置１５によりＨＤＴＶの画面上にマッピングされている二つのＳＤＴＶ素材Ａ，Ｂを分離する。
【００１２】
但し、前述したように、ＨＤＴＶ伝送にはＭＰＥＧ２方式による圧縮プロセスを経るため、ＨＤＴＶ上に合成したＳＤＴＶ映像の画質劣化が懸念され、絵柄によっては放送用素材としての品質を確保できないおそれがある。
【００１３】
そこで、本発明では、ＨＤＴＶ画面上に二つのＳＤＴＶ素材Ａ，Ｂをマッピングする際に、各素材Ａ，Ｂを上下に配列して水平方向に引き伸ばす。具体例を図２に示す。ここでは、ＨＤＴＶのモードが１０８０ｉ、ＳＤＴＶのモードが４８０ｉであるものとする。この場合、ＨＤＴＶの画面は水平画素数が１９２０、垂直画素数（ライン数）が１０８０であるのに対し、ＳＤＴＶ画面は水平画素数が７２０、垂直画素数が４８０である。
【００１４】
図２（ａ）は、ＳＤＴＶ二画面をＨＤＴＶ画面の上下に配置する際に、水平方向を２倍に引き伸ばしたマッピング例を示している。この場合、水平方向の画素データを２回繰り返して配置することで対応可能である。図２（ｂ）は、ＳＤＴＶ二画面をＨＤＴＶ画面の上下に配置する際に、水平方向をＨＤＴＶ画面いっぱいに引き伸ばしたマッピング例を示している。この場合は、水平方向の画素データをＨＤＴＶ水平画素数に対応するように補間処理する必要がある。
【００１５】
すなわち、ＭＰＥＧ方式は、圧縮の際に画面の細かい部分（高周波成分）から破綻が発生することが知られている。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ＳＤＴＶ画面を水平方向に引き伸ばしてマッピングすると高周波成分が抑えられるため、ＭＰＥＧ方式の圧縮プロセスによる劣化を軽減することが可能となる。
【００１６】
尚、上記の説明では、水平方向の引き伸ばしについて説明したが、垂直方向の引き伸ばしでも同様の効果が得られる。勿論、水平方向、垂直方向共に引き伸ばせば、より顕著な効果が得られる。また、上記の説明では、ＳＤＴＶ二画面をＨＤＴＶ画面の上下に配置するようにしたが、左右に配列して水平方向、垂直方向の少なくともいずか一方に引き伸ばすようにしても、同様の効果が得られる。また、上記の説明では、合成数を２としたが、ＨＤＴＶ画面内に入る画素数のＴＶ信号（例えば、簡易受信装置向けのＳＤＴＶ縮小信号）ならば、さらに多くのＴＶ信号を画面合成することも可能である。
【００１７】
以上は、本発明の概要であるが、実際にはＨＤＴＶ、ＳＤＴＶそれぞれのスキャン方式を考慮する必要がある。スキャン方式としては、プログレッシブ方式とインターレース方式があるが、ＨＤＴＶ、ＳＤＴＶがいずれも同じスキャン方式ならば、マッピングされる元画像とマッピング先の画像が同じようにスキャンされるため、単純にマッピングするだけで問題は生じない。これに対し、双方のスキャン方式が異なる場合には、マッピング方式に工夫が必要となる。以下、ＨＤＴＶがインターレース、ＳＤＴＶがプログレッシブの場合、ＨＤＴＶがプログレッシブ、ＳＤＴＶがインターレースの場合におけるマッピング方式を説明する。
【００１８】
（１）ＨＤＴＶがインターレース、ＳＤＴＶがプログレッシブの場合
この場合の処理の流れを図３に示す。
【００１９】
まず、画面合成処理では、図３（ａ）に示すプログレッシブＳＤＴＶ信号（４８０／６０ｐ：１フレーム４８０×７２０）の２フレームを切り出して、図３（ｂ）に示すようにインターレースのＨＤＴＶ信号（１０８０／６０ｉ：１フレーム１０８０×１９２０）の偶数フィールド画面に上下に並べて配置する。同様に、図３（ａ）に示すプログレッシブＳＤＴＶ信号の次の２フレームを切り出して、図３（ｂ）に示すように奇数フィールド画面に上下に並べて配置する。以後同様に、プログレッシブＳＤＴＶ信号の２フレームを順次インターリースＨＤＴＶ信号のフィールド画面に配置する。その配置において、各ＳＤＴＶフレーム画像を水平方向に引き伸ばす（図の例では２倍の４８０×１４４０）と共に、ＨＤＴＶフィールド間でＳＤＴＶフレーム画面が重なるようにする。このようにＳＤＴＶフレーム画像を水平方向に引き伸ばしてマッピングすることで、ＨＤＴＶ信号のＭＰＥＧ方式圧縮プロセスにおいて、高周波成分が抑制され、画質劣化が軽減される。
【００２０】
また、画面分離処理では、図３（ｃ）に示す受信インターレースＨＤＴＶ信号の各フィールド画面に上下にマッピングされているＳＤＴＶ２フレーム分の信号を順次分離し、それぞれ水平方向の引き伸ばしを元に戻して、図３（ｄ）に示すようにフレーム順に１／６０秒毎に順次配列する。これにより、元のプログレッシブＳＤＴＶ信号が得られる。
【００２１】
（２）ＨＤＴＶがプログレッシブ、ＳＤＴＶがインターレースの場合
この場合、ＳＤＴＶ信号の各フィールドをそのままプログレッシブのＨＤＴＶの各画面（フレーム）にマッピングすると、図４（ａ）に示すように、本来半ラインずれていたものが同じ位置のラインとして扱われるため、１フレーム毎に画面が微小に上下することになる。また、フレーム間の相関が少なくなり、ＭＰＥＧ圧縮効率が低下してしまう。あるいは低いビットレートで破綻しやすくなるといった問題もある。
【００２２】
そこで、本発明によるマッピング方式では、図４（ｂ）に示すように、ＳＤＴＶ信号の各フィールドにおいて、各ラインを２回繰り返すことで垂直方向の画素数を２倍にし、フィールド毎に１画素ずらしてＨＤＴＶの各画面にマッピングする。このような処理によれば、擬似的にフィールド同士の半ラインのずれが再現できるため、ＭＰＥＧ圧縮におけるフレーム相関が従来のインターレースと同等に得られる。この場合、データ量は２倍になるが、ＭＰＥＧ圧縮効率が増大すると共に、低いビットレートによっても破綻が生じにくくなる。
【００２３】
尚、マッピングする画面が小さく、垂直方向の画素数に余裕がある場合には、ＳＤＴＶ信号の各フィールドにおいて、各ラインを２ｎ回繰り返すことで垂直方向の画素数を２ｎ倍にし、フィールド毎にｎ画素ずらしてＨＤＴＶの各画面にマッピングすれば、同様の効果が得られる。
【００２４】
ところで、上記の実施形態では、ＨＤＴＶ画面上にＳＤＴＶ画面を同じ向きに配置して水平方向に伸張するものとしたが、図５に示すように、ＨＤＴＶが７２０ｐ（７２０×１２８０）、ＳＤＴＶが４８０ｉ（４８０×７２０）の場合、ＨＤＴＶ画面には１つのＳＤＴＶしかマッピングすることができない。そこで、本発明では、そのマッピング方法を以下のように工夫する。
【００２５】
（１）４８０ｉの第１ＳＤＴＶ信号▲１▼について、図６（ａ）に示すように、１フレームを構成する偶数フィールドと奇数フィールドをそれぞれ垂直方向に２倍し、９０度回転させる。
【００２６】
（２）４８０ｉの第２ＳＤＴＶ信号▲２▼についても、図６（ｂ）に示すように、１フレームを構成する偶数フィールドと奇数フィールドをそれぞれ垂直方向に２倍し、９０度回転させる。
【００２７】
（３）それぞれ９０度回転させた第１及び第２ＳＤＴＶ信号▲１▼、▲２▼の偶数フィールド同士、奇数フィールド同士（▲１▼と▲２▼は偶数フィールドと奇数フィールドの組み合わせでもよい）を、図７に示すように、７２０ｐのＨＤＴＶの第１フレーム、第２フレームの各画面上に左右に並べてマッピングする。このとき、４８０ｉの偶数フィールドに対して奇数フィールドを１画素ずらして配置する。
【００２８】
（４）（３）で作成したＨＤＴＶ信号をＭＰＥＧエンコードして伝送し、受信側でＭＰＥＧデコードする。
【００２９】
（５）受信側において、７２０ｐＨＤＴＶ信号の各フレーム画面から縦７２０×横４８０の４８０ｉの２領域を抜き出し、図８に示すように、それぞれ−９０度回転させて縦４８０×横７２０とし、ラインを間引くことで４８０ｉＳＤＴＶ信号▲１▼、▲２▼のフィールド信号として分離する。各ＳＤＴＶ信号▲１▼、▲２▼について、偶数フィールドと奇数フィールドを合成することで、４８０ｉのフレームを得ることができる。
【００３０】
以上の処理により、７２０ｐのＨＤＴＶ信号により２つの４８０ｉＳＤＴＶ信号を伝送することができる。この場合、垂直方向を２倍にして縦横変換してマッピングしているため、ＨＤＴＶ画面上では水平方向を２倍に伸張したことになり、高周波成分が抑えられるため、ＭＰＥＧ方式の圧縮プロセスによる劣化を軽減することが可能となる。加えて、偶数フィールドに対して奇数フィールドを１画素ずらしているため、ＭＰＥＧ圧縮効率が増大すると共に、低いビットレートによっても破綻が生じにくくなる効果が得られる。
【００３１】
この場合も、マッピングする画面が小さく、ＨＤＴＶ画面上に余裕がある場合には、マッピング画面の垂直方向を２ｎ倍にして縦横変換してマッピングすることで、ＨＤＴＶ画面上で水平方向を２ｎ倍に伸張させ、偶数フィールドに対して奇数フィールドをｎ画素ずらせば、同様の効果が得られる。
【００３２】
尚、上記実施形態では、ＨＤＴＶ画面上にＳＤＴＶをマッピングする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、高精細映像信号の画面に、それより低解像度の映像信号をマッピングする場合ならば同様に実施可能である。また、マッピングする映像信号の大きさによっては、２信号に限らず、さらに多くの映像信号をマッピングすることも可能であり、移動体向けのような画素数の少ない映像信号に有効である。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高精細なデジタル映像信号の画面にそれより解像度の低い複数のデジタル映像信号をマッピングし、圧縮プロセスを経て伝送する場合に、被伝送デジタル映像信号の画質劣化を軽減することのできるデジタル映像信号伝送システム、デジタル映像信号伝送方法、デジタル映像信号合成装置及びデジタル映像信号処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るデジタル映像信号伝送システムの構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態において、ＨＤＴＶ画面上に二つのＳＤＴＶ素材をマッピングする具体例を示す図。
【図３】同実施形態において、ＨＤＴＶがインターレース、ＳＤＴＶがプログレッシブの場合のマッピング処理例を示す図。
【図４】同実施形態において、ＨＤＴＶがプログレッシブ、ＳＤＴＶがインターレースの場合の基本的なマッピング処理例を示す図。
【図５】同実施形態の他のマッピング処理例を説明するための７２０ｐＨＤＴＶ、４８０ｉＳＤＴＶのフレーム構成を示す図。
【図６】上記他のマッピング処理例として、マッピングのための前処理を説明するため図。
【図７】図６の処理で得られた２つの４８０ｉＳＤＴＶ信号の各フィールドを７２０ｐＨＤＴＶ画面にマッピングした様子を示す図。
【図８】図７の処理で作成された７２０ｐＨＤＴＶ信号のＭＰＥＧエンコード／デコード結果から４８０ｉＳＤＴＶ信号を再生する様子を示す図。
【符号の説明】
１１…画面合成装置
１２…ＨＤＴＶエンコーダ
１３…ＨＤＴＶ伝送路
１４…ＨＤＴＶデコーダ
１５…画面分離装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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