特開 2025-60088 映像信号送信装置、映像信号受信装置、及び、映像信号送受信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025060088

(43)【公開日】2025-04-10

(54)【発明の名称】映像信号送信装置、映像信号受信装置、及び、映像信号送受信システム

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/12 20230101AFI20250403BHJP

【ＦＩ】

H04N23/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023170601

(22)【出願日】2023-09-29

(71)【出願人】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】舘 聡史

(57)【要約】

【課題】ＲＡＷデータをアナログ伝送する場合に、画質劣化を抑えた映像信号送信装置、映像信号受信装置、及び、映像信号送受信システムを提供する。
【解決手段】同一ラインに複数色の画素が配列された撮像素子であって、撮像を行うことにより生成されたＲＡＷデータを出力する撮像素子と、撮像素子から出力されたＲＡＷデータについて、第１方向の複数のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える変換部と、変換部により変換されたデジタルデータをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換部と、デジタルアナログ変換部により変換されたアナログ信号を送信する送信部と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

同一ラインに複数色の画素が配列された撮像素子であって、撮像を行うことにより生成されたＲＡＷデータを出力する撮像素子と、
前記撮像素子から出力されたＲＡＷデータについて、第１方向の複数のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える変換部と、
前記変換部により変換されたデジタルデータをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換部と、
前記デジタルアナログ変換部により変換されたアナログ信号を送信する送信部と、
を備える映像信号送信装置。

【請求項2】

前記撮像素子は、ベイヤ配列により複数色の画素が配列されており、
前記変換部は、前記第１方向と直交する第２方向におけるベイヤ配列の周期の整数倍の数の前記第１方向のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える
請求項１に記載の映像信号送信装置。

【請求項3】

前記変換部は、前記第２方向におけるベイヤ配列の１周期分の数の前記第１方向のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える
請求項２に記載の映像信号送信装置。

【請求項4】

前記変換部は、前記第１方向のラインにおける一部の画素データ毎であって、前記第１方向におけるベイヤ配列の周期の整数倍の数の画素データ毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える
請求項２に記載の映像信号送信装置。

【請求項5】

同期信号を生成する同期信号生成部を備え、
前記変換部は、前記撮像素子から出力されたＲＡＷデータを前記第１方向の複数のライン毎に保存する記憶部を有し、記憶部から同一色の画素データを連続して順次読み出してデジタルデータとしてライン毎に出力し、
前記デジタルアナログ変換部は、前記変換部から出力されたデジタルデータと前記同期信号生成部により生成された同期信号とを合成したデジタルデータをアナログ信号へ変換する
請求項２に記載の映像信号送信装置。

【請求項6】

前記撮像素子の画素の配列は、前記第２方向におけるベイヤ配列の１周期が２ラインであり、かつ、赤色画素、緑色画素、緑色画素、及び、青色画素の４つの画素によるベイヤ配列であり、
前記変換部は、ベイヤ配列における赤色画素及び青色画素の画素データを同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替えて、２ラインのうちの一方のラインのデジタルデータとして出力し、ベイヤ配列における緑色画素の画素データを前記第１方向の配列順に並べ替えて、２ラインのうちの他方のラインのデジタルデータとして出力する
請求項５に記載の映像信号送信装置。

【請求項7】

請求項１に記載の映像信号送信装置から送信されたアナログ信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信されたアナログ信号をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換部と、
前記アナログデジタル変換部から出力されたデジタルデータについて、前記第１方向のライン毎に、前記撮像素子が出力するＲＡＷデータの色の並びに逆変換する逆変換部と、
を備える映像信号受信装置。

【請求項8】

請求項１に記載の映像信号送信装置と、
請求項７に記載の映像信号受信装置と、
を備える映像信号送受信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、映像信号送信装置、映像信号受信装置、及び、映像信号送受信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、撮像素子から出力されたＲＡＷデータをＹＣ（Luminance／Chrominance）データに変換することが記載されている。ＹＣデータは、アナログ信号に変換して、例えばＮＴＳＣ（National Television System Committee）のようなコンポジット映像信号としてアナログ伝送することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－０８８２９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、撮像素子から出力されたＲＡＷデータを、デジタル伝送と比較して安価なアナログ伝送により伝送したいという要求がある。

【0005】

しかしながら、ＲＡＷデータをそのままアナログ諧調電圧へ変換した場合には、そのスペクトラム成分が広帯域となるため、伝送時に送信回路、伝送路、受信回路において画質の劣化を生じやすいという課題がある。

【0006】

本開示は、上記の事情を踏まえ、ＲＡＷデータをアナログ伝送する場合に、画質劣化を抑えた映像信号送信装置、映像信号受信装置、及び、映像信号送受信システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の映像信号送信装置は、同一ラインに複数色の画素が配列された撮像素子であって、撮像を行うことにより生成されたＲＡＷデータを出力する撮像素子と、前記撮像素子から出力されたＲＡＷデータについて、第１方向の複数のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える変換部と、前記変換部により変換されたデジタルデータをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換部と、前記デジタルアナログ変換部により変換されたアナログ信号を送信する送信部と、を備える。

【0008】

本開示の映像信号受信装置は、本開示の映像信号送信装置から送信されたアナログ信号を受信する受信部と、前記受信部により受信されたアナログ信号をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換部と、前記アナログデジタル変換部から出力されたデジタルデータについて、前記第１方向のライン毎に、前記撮像素子が出力するＲＡＷデータの色の並びに逆変換する逆変換部と、を備える。

【0009】

本開示の映像信号送受信システムは、本開示の映像信号送信装置と、本開示の映像信号受信装置と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示の映像信号送信装置によれば、ＲＡＷデータをアナログ伝送する場合に、画質劣化を抑えて送信することができる。

【0011】

本開示の映像信号受信装置によれば、ＲＡＷデータをアナログ伝送する場合に、画質劣化を抑えたアナログ信号を受信することができる。

【0012】

本開示の映像信号送受信システムによれば、ＲＡＷデータをアナログ伝送する場合に、画質劣化を抑えて送受信することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本開示の一実施形態の映像信号送受信システムの概略構成を示す図である。

【図2】撮像素子の概略構成を示す図である。

【図3】映像信号送信装置におけるアナログ信号送信時の処理について説明するための図である。

【図4】撮像素子の概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本開示の一実施形態の映像信号送受信システム１の概略構成を示す図である。図２は、撮像素子の概略構成を示す図である。

【0015】

図１に示すように、本実施形態の映像信号送受信システム１は、映像信号送信装置１０と、映像信号受信装置２０と、を備える。

【0016】

映像信号送信装置１０は、撮像素子１１と、変換部１２と、同期信号生成部１３と、合成部１４と、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１５と、送信部１６と、を備える。なお、ＤＡＣ１５は、本開示の技術におけるデジタルアナログ変換部の一例である。

【0017】

撮像素子１１は、水平方向の同一ラインに複数色の画素が配列された撮像素子であって、撮像を行うことにより生成されたＲＡＷデータを出力する。なお、水平方向は、本開示の技術における第１方向の一例である。

【0018】

図２に示すように、本実施形態の撮像素子１１は、ベイヤ配列により赤色（Ｒｅｄ）画素、緑色（Ｇｒｅｅｎ）画素、及び、青色（Ｂｌｕｅ）画素の３色の画素が配列されている。なお、以下では、赤色画素を画素Ｒ、緑色画素を画素Ｇ、青色画素を画素Ｂと記載する場合がある．

【0019】

このベイヤ配列の垂直方向における１周期は２ライン、水平方向における１周期は２ラインであり、水平方向の１ライン目は画素Ｒ及び画素Ｇ、水平方向の２ライン目は画素Ｇ及び画素Ｂの４つの画素によるベイヤ配列となっている。

【0020】

図１に戻り、変換部１２は、撮像素子１１から出力されたＲＡＷデータについて、水平方向の複数のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える処理を行なう。

【0021】

同期信号生成部１３は、アナログ伝送を行う際の同期信号を生成する。

【0022】

合成部１４は、変換部１２から出力されたデジタルデータと同期信号生成部１３により生成された同期信号とを合成したデジタルデータを生成する。

【0023】

ＤＡＣ１５は、変換部１２により変換されたデジタルデータをアナログ信号に変換するものであり、詳細には、変換部１２から出力されたデジタルデータと同期信号生成部１３により生成された同期信号とを合成部１４により合成したデジタルデータをアナログ信号に変換する。

【0024】

送信部１６は、ＤＡＣ１５により変換されたアナログ信号を送信する。

【0025】

映像信号受信装置２０は、受信部２１と、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）２２と、逆変換部２３と、を備える。ＡＤＣ２２は、本開示の技術におけるアナログデジタル変換部の一例である。

【0026】

受信部２１は、映像信号送信装置１０から送信されたアナログ信号を受信する。ＡＤＣ２２は、受信部２１により受信されたアナログ信号をデジタルデータに変換する。逆変換部２３は、ＡＤＣ２２から出力されたデジタルデータについて、水平方向のライン毎に、撮像素子１１が出力するＲＡＷデータの色の並びに逆変換する。

【0027】

次に、図３を用いて、本実施形態の映像信号送受信システム１の映像信号送信装置１０における、アナログ信号送信時の処理について説明する。

【0028】

本実施形態の映像信号送信装置１０は、ＲＡＷデータを直接アナログ信号に変換して送信する。

【0029】

輝度信号及び色差信号を含む一般的なコンポーネント信号（アナログ信号）の帯域は、入力映像の解像度で決まる。

【0030】

これに対して、ＲＡＷデータを直接アナログ信号に変換する場合には、画素の値をそのままアナログ信号に変換しなければならないため、画像の信号帯域が広くなり、振幅も大きくなる。そのため、回路設計においては非常に高性能なＤＡＣが必要となり、実用的ではない。

【0031】

このような問題を解消するため、本実施形態の映像信号送信装置１０は、ＲＡＷデータを直接アナログ信号に変換する際に、下記の処理を行なう。

【0032】

図３に示すように、変換部１２は、ライン偶奇判定回路３１と、偶数ライン用ラインメモリ３２と、奇数ライン用ラインメモリ３３と、データ読出回路３４と、データ読出制御回路３５と、を備える。偶数ライン用ラインメモリ３２及び奇数ライン用ラインメモリ３３は、本開示の技術における記憶部の一例である。

【0033】

変換部１２は、垂直方向におけるベイヤ配列の周期である２ライン分の水平方向のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える

【0034】

具体的には、撮像素子１１から出力されたＲＡＷデータは、水平方向のライン毎にライン偶奇判定回路３１により偶数ラインか奇数ラインか判定され、偶数ラインの場合は偶数ライン用ラインメモリ３２に記憶され、奇数ラインの場合は奇数ライン用ラインメモリ３３に記憶される。

【0035】

データ読出制御回路３５は、データ読出回路３４を制御し、偶数ライン用ラインメモリ３２及び奇数ライン用ラインメモリ３３から同一色の画素データを連続して順次読み出してデジタルデータとしてライン毎に後段に出力させる。

【0036】

具体的には、データ読出制御回路３５は、ベイヤ配列における画素Ｒ及び画素Ｂの画素データを同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替えて、Ｎライン目のデジタルデータとして出力させ、ベイヤ配列における画素Ｇの画素データを水平方向の配列順に並べ替えて、Ｎ＋１ライン目のデジタルデータとして出力させる。

【0037】

図３の例では、撮像素子１１は、Ｎライン目の画素として、左側から順に、画素Ｒ１、画素Ｇ２、画素Ｒ２、画素Ｇ４が配列され、Ｎ＋１ライン目の画素として、左側から順に、画素Ｇ１、画素Ｂ１、画素Ｇ３、画素Ｂ２が配列されている。なお、図示は省略しているが、撮像素子１１では、上記画素以外に、水平方向及び垂直方向ともに、同じ配列パターンの画素が周期的に配列されている。

【0038】

撮像素子１１から出力されたＮライン目のＲＡＷデータは、ライン偶奇判定回路３１により偶数ライン用ラインメモリ３２に記憶され、撮像素子１１から出力されたＮ＋１ライン目のＲＡＷデータは、ライン偶奇判定回路３１により奇数ライン用ラインメモリ３３に記憶される。

【0039】

データ読出制御回路３５は、データ読出回路３４を制御し、先頭から、画素Ｒ１、画素Ｒ２、画素Ｂ１、画素Ｂ２の順に画素データを並べ替えて、Ｎライン目のデジタルデータとして出力させる。

【0040】

また、データ読出制御回路３５は、データ読出回路３４を制御し、先頭から、画素Ｇ１、画素Ｇ２、画素Ｇ３、画素Ｇ４の順に画素データを並べ替えて、Ｎ＋１ライン目のデジタルデータとして出力させる。

【0041】

合成部１４は、変換部１２から出力されたデジタルデータと同期信号生成部１３により生成された同期信号とを合成したデジタルデータを生成する。ＤＡＣ１５は、合成部１４により生成されたデジタルデータをアナログ信号へ変換する。

【0042】

撮像素子１１が撮像する人物又は風景等の被写体は、部分的に同色又は近似色が集まっていることが多い。しかしながら、撮像素子１１では画素Ｒ、画素Ｇ、画素Ｂにより、被写体の色をＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分に分離して記録するため、隣接する画素同士の信号値が同じ値又は近い値になることは少ない。

【0043】

本実施形態の映像信号送信装置１０は、上記の通り、撮像素子１１から出力されたＲＡＷデータについて、同色の画素データが連続するように並べ変えているため、隣接する画素同士の信号値が同じ値又は近い値になり易い。

【0044】

そして、本実施形態の映像信号送信装置１０は、同色の画素データが連続するように並べ変えた後のデジタルデータをアナログ信号に変換しているため、アナログ信号における高周波数成分を削減することができる。

【0045】

これにより、ＲＡＷデータをアナログ伝送する場合に、画質劣化を抑えて送信することが可能となる。

【0046】

［変形例］
以上、本開示の一実施形態の映像信号送受信システム１について説明してきたが、本開示は上記実施形態に限定されず、適宜変更することもできる。

【0047】

例えば、撮像素子１１の画素の配列パターンは、上記で説明した図２に示すパターンに限らず、他のパターンとしてもよい。

【0048】

例えば、図４に示す撮像素子１１ａのように、垂直方向における１周期が２ライン、水平方向における１周期が２ラインのＲＧＧＢのベイヤ配列について、上下左右方向に隣接するベイヤ配列のパターンを左右反転させるようにしてもよい。

【0049】

また、撮像素子１１の画素の配列パターンは、例えば、垂直方向における１周期が３ライン、水平方向における１周期が３ラインの配列とする等、同一ラインに複数色の画素が配列されたパターンであれば、どのようなパターンの配列としてもよい。

【0050】

また、上記実施形態では、変換部１２は、垂直方向におけるベイヤ配列の周期である２ライン分の水平方向のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替えるものとしていたが、垂直方向におけるベイヤ配列の周期の整数倍の数の水平方向のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替えるものとしてもよい。

【0051】

また、上記実施形態では、変換部１２は、水平方向のラインにおける全画素のデータについて、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替えるものとしていたが、水平方向のラインにおける一部の画素データ毎であって、水平方向におけるベイヤ配列の周期の整数倍の数の画素データ毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替えるものとしてもよい。

【0052】

また、上記以外にも、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりする等、適宜変更を行ってもよい。

【0053】

［付記］
以下に、本開示の好ましい形態について付記する。

【0054】

（付記１）
同一ラインに複数色の画素が配列された撮像素子であって、撮像を行うことにより生成されたＲＡＷデータを出力する撮像素子と、
前記撮像素子から出力されたＲＡＷデータについて、第１方向の複数のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える変換部と、
前記変換部により変換されたデジタルデータをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換部と、
前記デジタルアナログ変換部により変換されたアナログ信号を送信する送信部と、
を備える映像信号送信装置。

【0055】

（付記２）
前記撮像素子は、ベイヤ配列により複数色の画素が配列されており、
前記変換部は、前記第１方向と直交する第２方向におけるベイヤ配列の周期の整数倍の数の前記第１方向のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える
付記１に記載の映像信号送信装置。

【0056】

（付記３）
前記変換部は、前記第２方向におけるベイヤ配列の１周期分の数の前記第１方向のライン毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える
付記２に記載の映像信号送信装置。

【0057】

（付記４）
前記変換部は、前記第１方向のラインにおける一部の画素データ毎であって、前記第１方向におけるベイヤ配列の周期の整数倍の数の画素データ毎に、同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替える
付記２又は３に記載の映像信号送信装置。

【0058】

（付記５）
同期信号を生成する同期信号生成部を備え、
前記変換部は、前記撮像素子から出力されたＲＡＷデータを前記第１方向の複数のライン毎に保存する記憶部を有し、記憶部から同一色の画素データを連続して順次読み出してデジタルデータとしてライン毎に出力し、
前記デジタルアナログ変換部は、前記変換部から出力されたデジタルデータと前記同期信号生成部により生成された同期信号とを合成したデジタルデータをアナログ信号へ変換する
付記２から４のいずれか１項に記載の映像信号送信装置。

【0059】

（付記６）
前記撮像素子の画素の配列は、前記第２方向におけるベイヤ配列の１周期が２ラインであり、かつ、赤色画素、緑色画素、緑色画素、及び、青色画素の４つの画素によるベイヤ配列であり、
前記変換部は、ベイヤ配列における赤色画素及び青色画素の画素データを同一色の画素データが連続するように画素データを並べ替えて、２ラインのうちの一方のラインのデジタルデータとして出力し、ベイヤ配列における緑色画素の画素データを前記第１方向の配列順に並べ替えて、２ラインのうちの他方のラインのデジタルデータとして出力する
付記５に記載の映像信号送信装置。

【0060】

（付記７）
付記１から６のいずれか１項に記載の映像信号送信装置から送信されたアナログ信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信されたアナログ信号をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換部と、
前記アナログデジタル変換部から出力されたデジタルデータについて、前記第１方向のライン毎に、前記撮像素子が出力するＲＡＷデータの色の並びに逆変換する逆変換部と、
を備える映像信号受信装置。

【0061】

（付記８）
付記１から６のいずれか１項に記載の映像信号送信装置と、
付記７に記載の映像信号受信装置と、
を備える映像信号送受信システム。

【符号の説明】

【0062】

１ 映像信号送受信システム
１０ 映像信号送信装置
１１、１１ａ 撮像素子
１２ 変換部
１３ 同期信号生成部
１４ 合成部
１５ ＤＡＣ
１６ 送信部
２０ 映像信号受信装置
２１ 受信部
２２ ＡＤＣ
２３ 逆変換部
３１ ライン偶奇判定回路
３２ 奇数ライン用ラインメモリ
３２ 偶数ライン用ラインメモリ
３３ 奇数ライン用ラインメモリ
３４ データ読出回路
３５ データ読出制御回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】