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Gebiet der
Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Signalübertragungsvorrichtungen und
Signalempfangsvorrichtungen zum Übertragen
digitaler Basisbandsignale.
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Stand der
Technik
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Ein
Signalübertragungssystem
nach DVI-Norm (Digital Visual Interface Standard), einem herkömmlichen
Verfahren zur Übertragung
digitaler Signale, wird unter Bezugnahme auf 25 beschrieben. 25 ist
ein Diagramm, das den Aufbau eines seriellen Übertragungssystems zeigt, das
als TMDS (Transition Minimized Differential Signalling) bezeichnet
wird und eines der herkömmlichen Übertragungssysteme
ist.
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In
der Abbildung sind mit Bezugszeichen 2601 bis 2603 TMDS-Encoder/Parallel-Seriell-Umsetzer
bezeichnet, die in einer Signalübertragungsvorrichtung
enthalten sind. Die TMDS-Encoder/Parallel-Seriell-Umsetzer nehmen
die TMDS-Kodierung eingespeister
Komponentensignale wie ROT, GRÜN und
BLAU vor, serialisieren die kodierten Komponentensignale und geben
die serialisierten Komponentensignale auf einen Übertragungsweg aus. Mit Bezugszeichen 2604 bis 2606 sind
TMDS-Decoder/Rückgewinnungsgruppen
bezeichnet, die in einer Signalempfangsvorrichtung enthalten sind.
Die TMDS-Decoder/Rückgewinnungsgruppen 2604 bis 2606 nehmen
das Decodieren der empfangenen Signale vor und stellen die decodierten
Signale wieder her, wodurch die Komponentensignale wiederhergestellt
werden. Ein DE-Signal (Data Enable) zeigt die Zeit an, in der ein
Komponentensignal wie ROT, GRÜN
oder BLAU vorhanden ist, und ist ein Hochpegel-Schaltsignal. Beispielsweise
ist die Zeit, in der das DE-Signal im Tiefpegelzustand ist, eine
Horizontalsynchronisationssignalzeit oder eine Vertikalsynchronisationssignalzeit
eines Videos. Die Steuersignale (CTL) CTL0, CTL1, CTL2 und CTL3
sind als Steuersignale vorgesehen. Bei der aktuellen DVI-Norm werden
die CTL-Signale CTL1, CTL2 und CTL3 jedoch noch nicht verwendet.
Genauer gesagt, haben die Steuersignale immer den Pegel „0".
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Die
WO 97/48056 offenbart ein System und ein Verfahren zum Senden mehrerer
Datensignale über
eine serielle Verbindung und weist eine Einbettungseinheit und eine
Ausschalteinheit auf, die über eine
serielle Leitung miteinander verbunden sind. Die Einbettungseinheit
empfängt
vorzugsweise mehrere Datenströme,
codiert die Datenströme
und führt
die codierten Daten zu einem seriellen Strom zusammen, der über eine
serielle Leitung an die Ausschalteinheit ausgegeben wird. Die Ausschalteinheit
empfängt
einen seriellen Datenstrom, decodiert ihn und trennt dann den decodierten
seriellen Strom in getrennte Ströme
auf, womit die in die Einbettungseinheit eingespeisten Ströme wiederhergestellt
sind. Das Codieren und die Übertragung
durch die Einbettungseinheit und der Empfang und das Decodieren durch
die Ausschalteinheit sind völlig
transparent, und die von der Ausschalteinheit ausgegebenen Signale
sind in der zeitlichen Abfolge und im Datengehalt identisch mit
den in die Einbettungseinheit eingespeisten Signalen. Die vorliegende
Erfindung enthält auch
ein Verfahren zum Übertragen
mehrerer Datenströme über eine
Signalleitung sowie ein Verfahren zum Erzeugen mehrerer Datenströme aus einer
seriellen Abfolge.
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Es
wird das herkömmliche
Signalübertragungssystem
mit dem angegebenen Aufbau beschrieben.
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In
jedem der TMDS-Encoder/Parallel-Seriell-Umsetzer 2601 bis 2603 der
Signalübertragungsvorrichtung
wird ein mit 8 Bit eingespeistes Videosignal (RGB-Signal) in ein 10-Bit-Videosignal
konvertiert und serialisiert auf den Übertragungsweg ausgegeben.
Die Umsetzung von 8 Bit auf 10 Bit hat das Ziel, die Anzahl der
Datenwechselpunkte zu reduzieren, um das Videosignal in eine für die Hochgeschwindigkeitsübertragung
geeignete Form zu bringen. Außerdem
wird in den TMDS-Encodern/Parallel-Seriell-Umsetzern 2601 bis 2603 ein
2-Bit-CTL-Signal
in ein 10-Bit-CTL-Signal umgesetzt und auf den Übertragungsweg ausgegeben.
Außerdem
wird noch das DE-Signal codiert, serialisiert und auf den Übertragungsweg
ausgegeben.
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In
den TMDS-Decodern/Rückgewinnungsgruppen 2604 bis 2606 der
Signalempfangsvorrichtung werden jeweils die über den Übertragungsweg empfangenen
seriellen 10-Bit-Daten decodiert und daraus das 8-Bit-Chrominanzsignal,
das DE-Signal und
das 2-Bit-CTL-Signal wiederhergestellt.
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Die
DVI-Norm ist jedoch eine Norm, nach der nur Videosignale (RGB-Signale) übertragen
werden können,
so dass das auf der DVI-Norm basierende herkömmliche Signalübertragungssystem
kein Audiosignal und kein Steuersignal zum Steuern eines Monitors übertragen
kann. Das Signal zum Steuern des Monitors ist ein Steuersignal,
um die Verarbeitung in einer anzuschließenden Vorrichtung zu bewirken, wobei
Merkmale des Signals verwendet werden. Im folgenden wird das Signal
zum Steuern des Monitors einfach als Steuersignal bezeichnet.
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Beim
Stand der Technik wird also ein Audiosignal über eine andere Leitung übertragen,
so dass die Kabelverbindung zwischen Signalübertragungsvorrichtung und
Signalempfangsvorrichtung für
den Benutzer extrem kompliziert ist. Außerdem ist das Audiosignal
ohne Kopierschutz. Ferner kann das Steuersignal nicht über die
aktuelle Analogverbindung übertragen
werden, sondern nur als Videohilfssignal in einer Austastlücke (VBK),
und weil das Steuersignal ein schmales Band hat, kann keine komplexe
Verarbeitung vorgenommen werden, was häufig zu Fehlern führt.
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Die
vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der genannten Probleme
gemacht und hat die Aufgabe, eine Signalübertragungsvorrichtung und
eine Signalempfangsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein Signalübertragungssystem
nach DVI-Norm verwirklichen, das ein Audiosignal und ein Steuersignal
zum Steuern eines Monitors zusammen mit einem Videosignal übertragen
kann.
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Offenbarung
der Erfindung
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird eine Signalübertragungsvorrichtung zur
Verfügung
gestellt, die folgendes aufweist: eine Zeitbasis-Komprimierungseinheit
zum Komprimieren eines Audiosignals bezüglich der Zeitachse, um ein
bezüglich
der Zeitachse komprimiertes Audiosignal auszugeben, und eine Multiplexierungseinheit
zum Multiplexieren eines Videosignals, eines Steuersignals für eine Sig nalempfangseinheit
und des bezüglich
der Zeitachse komprimierten Audiosignals und Ausgeben eines multiplexierten
Video-Audio-Steuersignals, wobei die Multiplexierungseinheit aufweist:
einen ersten Horizontalzeilenzähler
zum Empfangen eines Horizontalsynchronisationssignals und eines
Vertikalsynchronisationssignals und zum Zählen der Anzahl horizontaler
Zeilen auf einem Bildschirm; einen ersten Wähler zum Wählen und Ausgeben entweder
des Steuersignals oder des bezüglich
der Zeitachse komprimierten Audiosignals; einen zweiten Wähler zum
Wählen
und Ausgeben entweder des Ausgangssignals des ersten Wählers oder
des Videosignals; einen ersten Multiplex-Controller zum Empfangen
des Ausgangssignals des ersten Horizontalzeilenzählers zum Wählen des vom ersten Wähler während der
ersten Zeile der Vertikalsynchronisierungszeit auszugebenden Steuersignals;
und einen zweiten Multiplex-Controller zum Empfangen eines Horizontalsynchronisierungssignals
und eines Vertikalsynchronisierungssignals und zum Ausgeben des
Multiplex-Steuersignals an den zweiten Wähler, so dass der zweite Wähler das
multiplexierte Video-Audio-Steuersignal ausgibt.
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Somit
wird ein multiplexiertes Video/Audio/Steuer-Signal übertragen,
wodurch eine Vielzahl digitaler Audiosignale in hoher Qualität übertragen werden
können,
ohne in analoge Signale konvertiert zu werden, und eine Hochgeschwindigkeitsübertragung
mit weniger Fehlern durchgeführt
werden kann.
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Das
Videosignal, das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal und das Steuersignal lassen
sich leicht multiplexieren.
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Gemäß Anspruch
2 der Erfindung wird das Steuersignal in der in Anspruch 1 definierten
Signalübertragungsvorrichtung
aus einem Abschnitt, in dem der Inhalt des Steuersignals von allen
Herstellern vorgeschrieben wird, und einem Abschnitt mit einem herstellerspezifischen
Steuersignal gebildet.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, das eine hohe Bildqualität auf dem Bildschirm ermöglicht,
wenn Geräte ein
und desselben Herstellers zusammengeschlossen sind.
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Gemäß Anspruch
3 der Erfindung setzt sich das Steuersignal in der Signalübertragungsvorrichtung
nach Anspruch 1 aus einem Abschnitt, dessen Inhalt von allen Herstellern
vorgeschrieben ist, einem Geräteunterscheidungsabschnitt
zur Geräteerkennung
und einem Abschnitt mit einem herstellerspezifischen Steuersignal
zusammen.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, das das Gerät
zur Signalübertragung
erkennen kann und eine Darstellung mit hoher Bildqualität erlaubt,
wenn Geräte
ein und desselben Herstellers zusammengeschlossen sind.
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Gemäß Anspruch
4 der Erfindung enthält das
Steuersignal in der Signalübertragungsvorrichtung
nach Anspruch 1 Daten zur Erkennung einer Filmsequenz.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, in dem eine Sondersequenz, beispielsweise ein
Signal von 24P oder 30P (Bildern), zu einer Signalempfangsvorrichtung übertragen
werden kann und die Bildschirmanzeige auf Empfangsseite hohe Bildqualität hat.
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Gemäß Anspruch
5 der Erfindung enthält das
Steuersignal in der Signalübertragungsvorrichtung
nach Anspruch 1 Daten, welche die Videokompression anzeigen.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, das die Darstellung in optimaler Bildqualität erlaubt.
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Gemäß Anspruch
6 der Erfindung enthält das
Steuersignal in der Signalübertragungsvorrichtung
nach Anspruch 1 Videobilddaten.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, das eine Darstellung in optimaler Bildqualität erlaubt.
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Gemäß Anspruch
7 der Erfindung enthält das
Steuersignal in der Signalübertragungsvorrichtung
nach Anspruch 1 Daten zur Unterscheidung, ob der Videofilm auf einem
Datenrundfunkschirm oder einem normalen Filmbildschirm läuft.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, das eine Darstellung in optimaler Bildqualität erlaubt.
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Gemäß Anspruch
8 der Erfindung enthält das
Steuersignal in der Signalübertragungsvorrichtung
nach Anspruch 1 Daten, welche die Position von Blockrauschen im
Videosignal anzeigen.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, mit dem Rauschdaten eines Videosignals an die
Empfangsvorrichtung übertragen
werden können,
wodurch Rauschen aus der Bildschirmdarstellung entfernt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Signalempfangsvorrichtung zum Empfangen eines multiplexierten
Video/Audio/Steuersignals von einer Signalübertragungsvorrichtung zur
Verfügung
gestellt, in dem ein Videosignal, ein bezüglich der Zeitachse komprimiertes
Audiosignal und ein auf die Signalempfangsvorrichtung bezogenes
Steuersignal multiplexiert sind, wobei die Vorrichtung aufweist: eine
Demultiplexierungseinheit zum Demultiplexieren des multiplexierten
Video-Audio-Steuersignals in das Videosignal, das bezüglich der
Zeitachse komprimierte Audiosignal und das Steuersignal; ein Gerät zur Dekomprimierung
des Audiosignals bezüglich der
Zeitachse, um das ursprüngliche
Audiosignal wiederherzustellen; und eine Audiotaktwiederherstellungseinheit
zum Empfangen eines Videotakts von der Signalvorrichtung und Wiedergeben
des Audiotakts auf der Basis des Videotakts zur Ausgabe an die Einheit
zur Dekomprimierung bezüglich
der Zeitbasis; wobei die Demultiplexierungseinheit aufweist: einen
zweiten Horizontalzeilenzähler
zum Empfangen eines Horizontalsynchronisierungssignals und eines
Vertikalsynchronisierungssignals und Zählen der Anzahl der horizontalen
Zeilen auf dem Bildschirm; einen dritten Wähler zum Demultiplexieren des
multiplexierten Video-Audio-Steuersignals in das Videosignal und
das multiplexierte Audio-Steuersignal; einen vierten Wähler zum
Demultiplexieren des multiplexierten Audio-Steuersignals in das
Steuersignal und das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal; einen ersten Demultiplexierungscontroller
zum Empfangen des Horizontalsynchronisierungssignals und des Vertikalsynchronisierungssignals
zum Wählen
des Steuersignals, das vom vierten Wähler während der ersten Zeile der
Vertikalsynchronisationszeit ausgegeben werden soll; und einen zweiten
Demultiplexierungscontroller zum Empfan gen des Ausgangssignals des
zweiten Horizontalzeilenzählers
und Ausgeben eines Signals an den vierten Wähler, welches die Positionen
anzeigt, an denen das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal und das Steuersignal das
multiplexierte Audio-Steuersignal überlagert haben.
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Das
multiplexierte Video-Audio-Steuersignal lässt sich leicht in das Videosignal,
das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal und das Steuersignal demultiplexieren.
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Gemäß Anspruch
10 der vorliegenden Erfindung setzt sich das Steuersignal in der
Signalempfangsvorrichtung nach Anspruch 9 aus einem Abschnitt, in
dem der Inhalt des Steuersignals von allen Herstellern vorgeschrieben
ist, und einem Abschnitt mit einem herstellerspezifischen Steuersignal
zusammen.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, das eine Darstellung mit hoher Bildqualität erlaubt,
wenn Geräte
ein und desselben Herstellers zusammengeschaltet sind.
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Gemäß Anspruch
11 der Erfindung setzt sich das Steuersignal in der Signalempfangsvorrichtung nach
Anspruch 9 aus einem Abschnitt, in dem der Inhalt des Steuersignals
von allen Herstellern vorgeschrieben ist, einem Geräteunterscheidungskontrollabschnitt
zur Geräteerkennung
und einem Abschnitt mit dem herstellerspezifischen Steuersignal
zusammen.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, das ein Gerät
zur Signalübertragung
angeben kann und eine Darstellung mit hoher Bildqualität erlaubt,
wenn Geräte
ein und desselben Herstellers zusammengeschaltet sind.
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Gemäß Anspruch
12 der Erfindung enthält das
Steuersignal in der Signalempfangsvorrichtung nach Anspruch 9 Daten
zur Unterscheidung einer Filmfeldwiederholungssequenz.
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Somit
ist es möglich,
eine Sondersequenz, beispielsweise ein Signal von 24P oder 30P,
zu empfangen und eine Bildschirmanzeige in hoher Bildqualität zu erreichen.
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Gemäß Anspruch
13 der Erfindung enthält das
Steuersignal in der Signalempfangsvorrichtung nach Anspruch 9 Daten,
die die MPEG-Kompression des Videosignals anzeigen.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, welches eine Darstellung in optimaler Bildqualität erlaubt.
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Gemäß Anspruch
14 der Erfindung enthält das
Steuersignal in der Signalempfangsvorrichtung nach Anspruch 9 MPEG-Videobilddaten.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, welches eine Darstellung in optimaler Bildqualität erlaubt.
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Gemäß Anspruch
15 der Erfindung enthält das
Steuersignal bei der Signalempfangsvorrichtung nach Anspruch 9 Daten
zum Unterscheiden, ob das Video auf einem Datenrundfunkbildschirm
oder auf eine normalen Filmbildschirm läuft.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, welches eine Darstellung in optimaler Bildqualität erlaubt.
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Gemäß Anspruch
16 der Erfindung enthält das
Steuersignal bei der Signalempfangsvorrichtung nach Anspruch 9 Daten,
welche die Position von Blockrauschen im Videosignal anzeigen.
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Somit
ist es möglich,
ein Signalübertragungssystem
zu verwirklichen, das Rauschdaten eines Videosignals empfangen kann,
wodurch das Rauschen vom Bildschirm entfernt wird.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Diagramm, das den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels des Signalübertragungssystems
zeigt.
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2 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Videosignal und einem
Audiosignal vor der Komprimierung bezüglich der Zeitachse zeigt.
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3 ist
ein Diagramm zur Erläuterung
der Horizontalsynchronisierungszeit, der Vertikalsynchronisierungszeit
und des sichtbaren Bildschirms.
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4 ist
ein Diagramm zur Darstellung des Aufbaus einer Zeitachsen-Komprimierungseinheit
im ersten Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems.
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5 ist
ein Diagramm zur Erläuterung
der Komprimierung bezüglich
der Zeitachse beim ersten Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems.
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6 ist
ein Diagramm zur Erläuterung
des Aufbaus einer Multiplexierungseinheit beim ersten Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems.
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7 ist
ein Diagramm, welches das Multiplexieren eines Videosignals, eines
Audiosignals und eines Steuersignals beim ersten Ausführungsbeispiel des
Signalübertragungssystems
zeigt.
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8 ist
ein Diagramm, das den Aufbau einer Demultiplexierungseinheit beim
ersten Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems
zeigt.
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9 ist
ein Diagramm, welches das Demultiplexieren in ein Videosignal, ein
Audiosignal und ein Steuersignal beim ersten Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems
zeigt.
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10 ist
ein Diagramm, das den Aufbau einer Zeitachsen-Dekomprimierungseinheit beim ersten
Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems
zeigt.
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11 ist
ein Diagramm zur Erläuterung
der Zeitachsen-Dekomprimierung beim ersten Ausführungsbeispiel des Signalübertragungssystems.
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12 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel für ein
Steuersignal zeigt.
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13 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel für ein
Steuersignal zeigt.
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14 ist
ein Diagramm, das den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels des Signalübertragungssystems
zeigt.
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15 ist ein Diagramm, das den Zustand der
einzelnen Signale beim zweiten Ausführungsbeispiel des Signalübertragungssystems
zeigt.
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16 ist
ein Diagramm, welches das Demultiplexieren in ein Videosignal, ein
Audiosignal und ein Steuersignal beim zweiten Ausführungsbeispiel des
Signalübertragungssystems
zeigt.
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17 ist
ein Diagramm, welches das Demultiplexieren in ein Videosignal und
ein Audiosignal beim zweiten Ausführungsbeispiel des Signalübertragungssystems
zeigt.
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18 ist
ein Diagramm, welches das Multiplexieren eines Audiosignals und
eines Steuersignals beim zweiten Ausführungsbeispiel des Signalübertragungssystems
zeigt.
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19 ist
ein Diagramm, welches das Demultiplexieren eines multiplexierten
Audio-Steuer-Signals beim zweiten Ausführungsbeispiel des Signalübertragungssystems
zeigt.
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20 ist
ein Diagramm, welches die Steuerung eines 24P-Signals beim dritten
Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems
zeigt.
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21 ist
ein Diagramm, welches den Aufbau eines vierten Ausführungsbeispiels
des Signalübertragungssystems
zeigt.
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22 ist
ein Diagramm, welches ein Beispiel für Blockrauschen zeigt.
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23 ist
ein Diagramm, welches den Aufbau eines MPEG-Decoders beim vierten
Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems
zeigt.
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24 ist
ein Diagramm, welches den Aufbau einer CPU und eines Bildqualitätskompensators beim
vierten Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems
zeigt.
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25 ist
ein Diagramm, welches den Aufbau eines herkömmlichen Signalübertragungssystems
zeigt.
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Beste Art
der Ausführung
der Erfindung
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Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die
beschriebenen Ausführungsbeispiele
sind lediglich Beispiele, welche die Erfindung nicht einschränken.
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Ausführungsbeispiel 1
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1 ist
ein Diagramm, das den Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels des Signalübertragungssystems
zeigt.
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In 1 ist
mit Bezugszeichen 101 eine Zeitachsen-Komprimierungseinheit
zum Komprimieren eines Audiosignals bezüglich der Zeitachse bezeichnet.
Der inter ne Aufbau der Zeitachsen-Komprimierungseinheit 101 ist
in 4 gezeigt. Gemäß 4 besteht
die Zeitachsen-Komprimierungseinheit 101 hauptsächlich aus
einem Speicher und konvertiert die Geschwindigkeit des eingespeisten
Audiosignals. Genauer gesamt, ist der Abtasttakt für die Einspeisung
der Audiotakt „fa" und für die Ausgabe
der Videotakt „fv". Dabei ist „fa" die Audioabtasttaktfrequenz und „fv" die Videoabtasttaktfrequenz.
Ein Multiplexierungssteuersignal wird zum Steuern der Ausgabe der Zeitkomprimierungseinheit 101 verwendet.
Dieses Multiplexierungssteuersignal ist das UND eines Horizontalsynchronisierungssignals
und eines Vertikalsynchronisierungssignals. Das Horizontalsynchronisierungssignal
und das Vertikalsynchronisierungssignal sind negativ logisch verknüpft.
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Mit
Bezugszeichen 102 ist eine Multiplexierungseinheit 102 zum
Multiplexieren eines Videosignals, des bezüglich der Zeitachse komprimierten
Audiosignals und eines Monitorsteuersignals (im folgenden als „Steuersignal" bezeichnet) und
zum Ausgeben des multiplexierten Signals auf eine noch erwähnte Datenleitung 106 bezeichnet.
Der interne Aufbau der Multiplexierungseinheit 102 ist
in 6 dargestellt. In 6 ist mit
Bezugszeichen 1001 eine erste Wählschaltung bzw. ein erster
Wähler
zum Auswählen
entweder des Steuersignals oder des bezüglich der Zeitachse komprimierten
Audiosignals bezeichnet. Mit Bezugszeichen 1002 ist ein
erster Multiplex-Controller zum Steuern des ersten Wählers 1001 bezeichnet.
Mit Bezugszeichen 1003 ist ein Horizontalzeilenzähler zum
Zählen
der Anzahl der horizontalen Zeilen auf einem Bildschirm bezeichnet.
Mit Bezugszeichen 1004 ist ein zweiter Wähler zum
Auswählen
entweder des Videosignals oder des Ausgangssignals der ersten Wählschaltung 1001 bezeichnet.
Mit Bezugszeichen 1005 ist ein zweiter Multiplex-Controller
zum Steuern des zweiten Wählers 1004 bezeichnet.
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Mit
Bezugszeichen 103 ist eine Demultiplexierungseinheit zum
Demultiplexieren eines multiplexierten Video-Audio-Steuersignals
bezeichnet, das über
die Datenleitung 106 übertragen
wird. Der interne Aufbau der Demultiplexierungseinheit 103 ist
in 8 gezeigt. In 8 ist mit
Bezugszeichen 2001 ein dritter Wähler zum Auftrennen des multiplexierten Video-Audio-Steuersignals
in das Videosignal und die übrigen
Signale bezeichnet. Mit Bezugszeichen 2002 ist ein erster
Demultiplex-Controller zum Steuern der dritten Wählschaltung 2001 bezeichnet.
Mit Bezugszeichen 2003 ist ein vierter Wähler zum
Auftrennen des multiplexier ten Audio-Steuersignals, in dem das bezüglich der
Zeitachse komprimierte Audiosignal und das Steuersignal multiplexiert
sind, in das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal und das Steuersignal bezeichnet.
Mit Bezugszeichen 2004 ist ein zweiter Demultiplex-Controller
zum Steuern des vierten Wählers 2003 bezeichnet.
Mit Bezugszeichen 2005 ist ein zweiter Horizontalzeilenzähler zum
Zählen
der Anzahl der horizontalen Zeilen auf dem Bildschirm auf Signalempfangsseite
bezeichnet.
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Mit
Bezugszeichen 104 ist eine Zeitachsen-Dekomprimierungseinheit
zur Dekomprimierung des von der Demultiplexierungseinheit 103 abgetrennten,
bezüglich
der Zeitachse komprimierten Audiosignale bezeichnet, um das ursprüngliche
Audiosignal zu rekonstruieren. Der interne Aufbau der Zeitachsen-Dekomprimierungseinheit 104 ist
in 10 gezeigt. Gemäß 10 besteht
die Zeitachsen-Dekomprimierungseinheit 104 hauptsächlich aus
einem Speicher und empfängt
das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal mit der Videoabtasttaktfrequenz
fv in der Zeit, in der das Dekomprimierungssteuersignal L-Pegel
hat, und gibt das Audiosignal nach Dekomprimierung bezüglich der
Zeitachse mit der Audioabtasttaktfrequenz fa aus. Das Dekomprimierungssteuersignal
ist das UND des Horizontalsynchronisierungssignals (HSYNC) und des
Vertikalsynchronisierungssignals (VSYNC). Jedoch ist sowohl das
Horizontalsynchronisierungssignal als auch das Vertikalsynchronisierungssignal
negativ logisch verknüpft
(Schaltpegel L).
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Mit
Bezugszeichen 105 ist eine Audiotakt-Wiederherstellungseinheit
zum Wiederherstellen des Audiotakts auf der Basis eines Videotakts, der
von der Signalübertragungsvorrichtung
ausgegeben wird, bezeichnet. Mit Bezugszeichen 106 ist
eine Datenleitung bezeichnet, die ein serieller Übertragungsweg ist, welcher
die Signalübertragungsvorrichtung
mit der Signalempfangsvorrichtung verbindet. Mit Bezugszeichen 107 ist
eine Taktleitung zum Übertragen
des Videotakts von der Signalübertragungsvorrichtung
zur Signalempfangsvorrichtung bezeichnet.
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Die
Beziehung zwischen Videosignal und Audiosignal vor der Komprimierung
bezüglich
der Zeitachse ist schematisch in 2 dargestellt. Grundsätzlich ist
die Datenmenge pro Zeiteinheit beim Videosignal größer als
beim Audiosignal. Daher entspricht ein Abtastwert des Audiosignals
in etwa mehreren Abtastwerten des Videosignals. Dabei werden das
bezüglich
der Zeit komprimierte Audiosignal und das Steuersignal zum Steuern
eines Monitors in einen Bereich multiplexiert, in dem kein Videosignal gegeben
ist. Als Steuersignal zum Steuern des Monitors ist beispielsweise
ein Signal zum Steuern der Helligkeit oder der Lautstärke gegeben.
Ein Zeitabschnitt, in dem kein Videosignal vorhanden ist, ist beispielsweise
ein Horizontalsynchronisierungsabschnitt oder ein Vertikalsynchronisierungsabschnitt des
Videosignals, wie in 3 dargestellt. In 3 entspricht
der schräg
schraffierte Teil außerhalb
des sichtbaren Bildschirms einer Synchronisierungszeit. In 3 entspricht
der schraffierte Teil außerhalb
des sichtbaren Bildschirms der Synchronisierungszeit. In 3 ist
als Beispiel ein SD-Bildschirm mit MP@MP (Main Profile Main Level)
von MPEG2 dargestellt. Der ganze Bildschirm umfasst 858 Pixel horizontal × 525 Zeilen
vertikal. Der sichtbare Bildschirm umfasst 720 Pixel horizontal × 480 Zeilen
vertikal. Die Differenz zwischen dem ganzen Bildschirm und dem sichtbaren
Bildschirm entspricht der Synchronisierungszeit. Das Audiosignal
und das Monitorsteuersignal werden in diese Synchronisierungszeit
multiplexiert.
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Es
folgt eine Beschreibung der Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels
des Signalübertragungssystems.
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Zunächst wird
die Funktionsweise der Signalübertragungsvorrichtung
beschrieben.
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Wie
in 5 gezeigt, wird das Audiosignal mit der Abtastfrequenz
fa in die Zeitachsen-Komprimierungseinheit 101 eingespeist
und nach der Komprimierung bezüglich
der Zeitachse mit der Abtastfrequenz fv ausgegeben, wodurch das
bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal an die Multiplexierungseinheit 102 ausgegeben
wird. Das bezüglich der
Zeitachse komprimierte Audiosignal wird in einem Zeitabschnitt ausgegeben,
in dem das Multiplexsteuersignal L-Pegel hat. Auch wenn in 5 der Einfachheit
halber mehrere Audioabtastpunkte, die in der Zeit ausgegeben werden,
in der das Multiplexsteuersignal L-Pegel hat, dargestellt sind,
ist die Anzahl der tatsächlich
ausgegebenen Audioabtastpunkte bei weitem größer als in 5 dargestellt.
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Dann
werden das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal und das Steuersignal von der
Multiplexierungseinheit 102 in einem Zeitabschnitt multiplexiert,
in dem kein Videosignal gegeben ist, und das multiplexierte Signal
wird als multiplexiertes Video-Audiosignal auf die Datenleitung 106 ausgegeben,
wie in 7 gezeigt. In 7 sind mit weißen Kreisen
Abtastpunkte des Videosignals, mit Dreiecken Abtastpunkte des Steuersignals
und mit schwarzen Kreisen Abtastpunkte des Audiosignals angegeben.
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Die
Funktionsweise der Multiplexierungseinheit 102 wird unter
Bezugnahme auf 6 näher beschrieben. Der Horizontalzeilenzähler 1003 nimmt die
Zählung
an jeder fallenden Flanke des Horizontalsynchronisierungssignals
(HSYNC) vor, wobei die fallende Flanke des Vertikalsynchronisierungssignals (VSYNC)
der Ausgangspunkt ist, so dass die Anzahl der horizontalen Zeilen
gezählt
wird. Der Ausgangswert des Horizontalzeilenzählers 1003 ist „1".
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Wenn
der Horizontalzeilenzähler 1003 „1" ausgibt, wird vom
ersten Multiplex-Controller 1002 die
Steuersignalseite (A) der ersten Wählschaltung 1001 gewählt und
das Steuersignal an die zweite Wählschaltung 1004 ausgegeben.
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Ist
die Ausgabe des Horizontalzeilenzählers 1003 gleich
oder größer 2, wird
vom ersten Multiplex-Controller 1002 die Audiosignalseite
(B) der ersten Wählschaltung 1001 gewählt und
das bezüglich der
Zeitachse komprimierte Audiosignal an die zweite Wählschaltung 1004 ausgegeben.
In der Vertikalsynchronisierungszeit (in der das VSYNC L-Pegel hat)
oder in der Horizontalsynchronisierungszeit (in der das HSYNC L-Pegel
hat) wird vom zweiten Multiplex-Controller 1005 der Ausgang
(D) der zweiten Wählschaltung 1004 mit
dem gewählten
Steuersignal/bezüglich
der Zeitachse komprimierten Audiosignal gewählt. In einer Zeit, die weder
Vertikalsynchronisierungszeit noch Horizontalsynchronisierungszeit ist,
d.h. in der Zeit des sichtbaren Bildschirms, wird vom zweiten Multiplex-Controller 1005 die
Videosignalseite (c) der zweiten Wählschaltung 1004 gewählt. Wie
in 3 gezeigt, wird der ersten Zeile ein Monitorsteuersignal überlagert,
während
die Zeilen 2 bis 45 mit einem bezüglich der Zeitachse komprimierten Audiosignal überlagert
werden; außerdem
wird die Horizontalsynchronisierungszeit, die den Zeilen 46 ff. entspricht,
mit dem bezüglich
der Zeitachse komprimierten Audiosignal überlagert, um es an die Datenleitung 106 auszugeben.
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Auf
diese Weise werden die erste Zeile in der Vertikalsynchronisierungszeit
mit dem Steuersignal überlagert,
die zweite und die folgenden Zeilen in der Vertikalsynchronisierungszeit
mit dem Audiosignal überlagert,
die Zeit des sichtbaren Bildschirms mit dem Videosignal überlagert
und die Horizontalsynchronisierungszeit mit dem Audiosignal überlagert. Dadurch
wird ein multiplexiertes Video-Audio-Steuersignal
erhalten, in dem das Videosignal, das bezüglich der Zeitachse komprimierte
Audiosignal und das Steuersignal zusammengeführt sind.
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Es
folgt die Beschreibung der Funktionsweise der Signalempfangsvorrichtung.
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Das
multiplexierte Video-Audio-Steuersignal, das von der Signalübertragungsvorrichtung über die
Datenleitung 106 übertragen
worden ist, wird von der Demultiplexierungseinheit 103 in
das Videosignal, das Steuersignal und das bezüglich der Zeitachse komprimierte
Audiosignal aufgetrennt, wie in 9 gezeigt.
-
Die
Funktionsweise der Demultiplexierungseinheit 103 wird unter
Bezugnahme auf 8 näher beschrieben. Wie zu sehen
ist, wird das Videosignal einer anderen Zeit als der Horizontalsynchronisierungszeit
oder der Vertikalsynchronisierungszeit aufgeprägt und bei der dritten Wählschaltung 2001 vom ersten
Demultiplex-Controller 2002 eine Verbindung mit der E-Seite
hergestellt, wodurch das Videosignal demultiplexiert wird. Ferner
ist zu sehen, dass das Steuersignal oder das bezüglich der Zeitachse komprimierte
Audiosignal der Vertikalsynchronisierungszeit oder der Horizontalsynchronisierungszeit überlagert
wird und die dritte Wählschaltung 2001 vom
ersten Demultiplex-Controller 2002 auf F-Seite verbunden
wird, wodurch ein anderes Signal als das Videosignal, nämlich das
multiplexierte Audio-Steuersignal demultiplexiert und an die vierte
Wählschaltung 2003 ausgegeben
wird. Da das Steuersignal der ersten Zeile in der Vertikalsynchronisierungszeit
auf dem Bildschirm aufgeprägt
wird, wird die vierte Wählschaltung 2003 vom
zweiten Demultiplex-Controller 2004 auf G-Seite verbunden,
wenn der zweite Horizontalzeilenzähler 2005 die erste
Zeile zählt,
wodurch das Steuersignal demultiplexiert wird. Da das Audiosignal
den Zeilen 2 bis 45 (vor Beginn des sichtbaren Bildschirms) in der
Vertikalsynchronisierungszeit auf dem Bildschirm aufgeprägt wird,
wird die vierte Wählschaltung 2003 vom
zweiten Demultiplex-Controller 2004 auf
H-Seite verbunden, wenn der zweite Horizontalzeilenzähler 2005 die
Zeilen 2 bis 45 zählt,
wodurch das bezüglich
der Zeitachse komprimier te Audiosignal zur Ausgabe an die Zeitachsen-Dekomprimierungseinheit 104 demultiplexiert wird.
-
Wie
in 11 gezeigt, werden Daten in einer Zeit, in der
das Dekomprimierungssteuersignal L-Pegel hat, als Audiosignal betrachtet,
und das bezüglich der
Zeitachse komprimierte Audiosignal wird mit der Abtastfrequenz fv
in der Zeit, in der das Dekomprimierungssteuersignal L-Pegel hat,
eingespeist, und das Audiosignal wird nach Dekomprimierung bezüglich der
Zeitachse mit der Abtastfrequenz fa ausgegeben, wodurch das bezüglich der
Zeitachse dekomprimierte Audiosignal erhalten wird.
-
Dann
wird der von der Signalübertragungsvorrichtung
kommende Videotakt in einen PLL (Phase Locked Loop, Phasenregelkreis)
in der Audiotaktwiederherstellungseinheit 105 eingespeist,
wodurch der Audiotakt wiederhergestellt wird, und der Audiotakt
wird in die Zeitachsen-Dekomprimierungseinheit 104 eingespeist,
um das Audiosignal zu reproduzieren.
-
Wie
oben beschrieben, multiplexiert die Multiplexierungseinheit beim
ersten Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems
das Steuersignal in der ersten Zeile in der Vertikalsynchronisierungszeit,
in der kein Videosignal gegeben ist, und multiplexiert das bezüglich der
Zeitachse komprimierte Audiosignal auf der zweiten und den folgenden
Zeilen in der Vertikalsynchronisierungszeit, in der kein Videosignal
gegeben ist, und in der Horizontalsynchronisierungszeit, wodurch
das Videosignal, das Audiosignal und das Steuersignal über dieselbe
Datenleitung 106 übertragen
werden können.
-
Im
Empfänger
wird das Videosignal aus dem multiplexierten Video-Audio-Steuersignal, das über die
Datenleitung 106 übertragen
worden ist, abgetrennt, indem das Horizontalsynchronisierungssignal und
das Vertikalsynchronisierungssignal verwendet werden, und werden
das Audiosignal und das Steuersignal abgetrennt, indem die Zahl
der horizontalen Zeilen in der Vertikalsynchronisierungszeit gezählt wird,
wodurch das Videosignal, das Audiosignal und das Steuersignal voneinander
getrennt werden können.
-
Außerdem wird
das Audiosignal in der Signalübertragungsvorrichtung
bezüglich
der Zeitbasis komprimiert und in der Signalempfangsvorrichtung bezüglich der
Zeitachse dekomprimiert, wodurch das Audiosignal in einen Raum zwischen
die Videosignale multiplexiert und von dort demultiplexiert werden kann.
-
Während beim
ersten Ausführungsbeispiel Daten
in der Zeit, in der das Dekomprimierungssteuersignal L-Pegel hat,
das Audiosignal sind, ist das nicht als Einschränkung bezüglich der Schaltungskonfiguration
zu verstehen.
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Ausführungsbeispiel 2
-
Im
folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems
unter Bezugnahme auf 14 bis 17 beschrieben.
Gemäß diesem
zweiten Ausführungsbeispiel
ist das erste Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems
an die DVI-Norm (Digital Visual Interface Standard) angepasst.
-
14 ist
ein Diagramm, das den Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels des Signalübertragungssystems
zeigt.
-
In 14 ist
mit Bezugszeichen 301 eine Zeitachsen-Komprimierungseinheit
bezeichnet. Sie ist identisch mit der Zeitachsen-Komprimierungseinheit 101 beim
ersten Ausführungsbeispiel,
so dass hier auf eine Beschreibung verzichtet wird.
-
Mit
Bezugszeichen 302 ist eine Zerlegungseinheit zum Zerlegen
eines bezüglich
der Zeitachse komprimierten Audiosignals zur Überlagerung von Signalen in
CTL1, CTL2 und CTL3, basierend auf der DVI-Norm, bezeichnet. Die
Dekomprimierungseinheit 302 enthält ein Steuersignalüberlagerungsmittel, um
das Audiosignal mit dem Steuersignal zu überlagern.
-
Das
Steuersignalüberlagerungsmittel
wird unter Bezugnahme auf 18 beschrieben.
In der Zeichnung ist mit Bezugszeichen 501 ein erster Wähler zum
selektiven Ausgeben des Steuersignals oder des bezüglich der
Zeitachse komprimierten Audiosignals bezeichnet. Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird
ein bezüglich
der Zeitachse komprimiertes Audiosignal beschrieben, mit dem das
CTL1 überlagert wurde.
Mit Bezugszeichen 502 ist ein Horizontalzeilenzähler zum
Zählen
der horizontalen Zeilen auf einem Bildschirm bezeichnet. Mit Bezugszeichen 503 ist
ein Multiplex-Controller zum Ausgeben eines Multiplex-Steuersignals zum
Steuern des ersten Wählers 501 gemäß einem
vom Horizontalzeilenzähler 502 gelieferten
Signal bezeichnet. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist nicht nur
das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal, sondern auch das Steuersignal
im CTL1 multiplexiert. Der erste Horizontalzeilenzähler 502 zählt die
Anzahl der horizontalen Zeilen auf der Basis eines Vertikalsynchronisierungssignals
und eines Horizontalsynchronisierungssignals, und der erste Wähler 501 gibt
selektiv das Steuersignal in der ersten Zeile in der Vertikalsynchronisierungszeit
und das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal in der zweiten und den folgenden
Zeilen in der Vertikalsynchronisierungszeit aus. Somit werden das
Steuersignal und das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal im CTL1 multiplexiert. Da
das Steuersignal der ersten Zeile des CTL1 überlagert ist, kann die erste
Zeile sowohl des CTL2 als auch des CTL3 auf „reserviert" gesetzt werden,
um das Steuersignal mit dem Audiosignal zu synchronisieren, das
dem CTL1 ebenfalls überlagert ist.
Während
beim zweiten Ausführungsbeispiel
das Steuersignalmultiplexierungsmittel in der Dekomprimierungseinheit 302 enthalten
ist, kann es auch unabhängig
von der Dekomprimierungseinheit 302 geschaffen werden.
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Mit
den Bezugszeichen 303 bis 305 sind TMDS-Encoder/Parallel-Seriell-Umsetzer bezeichnet
und mit den Bezugszeichen 306 bis 308 TMDS-Decoder/Wiederherstellungseinheiten.
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Mit
Bezugszeichen 309 ist eine Zusammensetzungseinheit zum
Zusammensetzen der Audiosignale aus CTL1, CTL2 und CTL3 bezeichnet.
Die Zusammensetzungseinheit 309 enthält ein Steuersignaldemultiplexierungsmittel
zum Demultiplexieren des multiplexierten Audio-Steuersignals in
das Steuersignal und das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal.
-
Das
Steuersignaldemultiplexierungsmittel wird unter Bezugnahme auf 19 beschrieben.
In der Zeichnung ist mit Bezugszeichen 601 ein zweiter Wähler zum
Demultiplexieren des multiplexierten Audio-Steuersignals in das
Steuersignal und das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal bezeichnet. Mit Bezugszeichen 602 ist
ein Horizontalzeilenzähler
zum Zählen
der horizontalen Zeilen auf dem Bildschirm bezeichnet. Mit Bezugszeichen 603 ist
ein Demultiplex-Controller zum Ausgeben eines Demultiplexierungssteuersignals
zum Steuern des zweiten Wählers 601 gemäß einem
vom Horizontalzeilenzähler 602 gelieferten
Signal bezeichnet. Während
das Steuersignaldemultiplexierungsmittel beim zweiten Ausführungsbeispiel
in der Zusammensetzungseinheit 309 enthalten ist, kann
es auch unabhängig
von der Zusammensetzungseinheit 309 geschaffen werden,
d.h. das Steuersignaldemultiplexierungsmittel kann das CTL1 empfangen,
das von der TMDS-Decoder/Wiederherstellungseinheit 307 ausgegeben
wird, das CTL0 in das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal (CTL1) und das Steuersignal
demultiplexieren und das demultiplexierte bezüglich der Zeitachse komprimierte
Audiosignal an die Zusammensetzungseinheit 309 ausgeben.
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Mit
Bezugszeichen 310 ist eine Zeitachsen-Dekomprimierungseinheit
zum Dekomprimieren des bezüglich
der Zeitachse komprimierten Audiosignals bezeichnet, das von der
Zusammensetzungseinheit 309 ausgegeben wird.
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Gemäß der Zeichnung
werden serielle Daten, bei denen BLAU und HSYNC und VSYNC eines Videosignals
zeitmultiplexiert sind, über
den Kanal 0 eines Übertragungswegs übertragen.
Serielle Daten, bei denen GRÜN
und ein multiplexiertes Audio-Steuersignal (CTL1) zeitmultiplexiert
sind, werden über den
Kanal 1 übertragen.
Serielle Daten, bei denen ROT und multiplexierte zeitachsenkomprimierte
Signale (CTL2, CTL3) zeitmultiplexiert sind, werden über den
Kanal 2 übertragen.
-
Die
Abbildungen von 15 zeigen die Signalzustände auf
dem Übertragungsweg
beim zweiten Ausführungsbeispiel. 15(a) zeigt Daten, die in die TMDS-Encoder 303 bis 305 einzuspeisen
sind. Das CLT wird eingefügt,
während
das DE-Signal (Data Enable) L-Pegel hat, d.h. das bezüglich der
Zeitachse komprimierte Audiosignal und das Steuersignal werden dem
CTL1 überlagert,
und das bezüglich der
Zeitachse komprimierte Audiosignal wird dem CTL2 und dem CTL3 überlagert,
worauf die TMDS-Codierung folgt. 15(b) zeigt
die Signale auf dem Übertragungsweg.
Auf dem Übertragungsweg
sind die codierten CTL2 und CTL3 auf den Kanal 2 gelegt und das
codierte CTL1 auf den Kanal 1. Somit ist das bezüglich der Zeitachse komprimierte
Audiosignal der Horizontalsynchroni sierungssignalzeit überlagert
und das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal sowie das Steuersignal sind
der Vertikalsynchronisierungssignalzeit überlagert. 15(c) zeigt Daten, die von den TMDS-Decodern/Wiederherstellungseinheiten 306 bis 308 auf
Signalempfangsvorrichtungsseite TMDS-decodiert und wiederhergestellt
wurden. Die wiederhergestellten Daten sind identisch mit den in
die Signalübertragungsvorrichtung
eingegebenen Daten.
-
Es
folgt eine Beschreibung der Arbeitsweise des Signalübertragungssystems
mit dem angegebenen Aufbau.
-
Ein
Verfahren zum Demultiplexieren des Audiosignals in der Signalempfangsvorrichtung
wird unter Bezugnahme auf 16 beschrieben.
-
Zunächst decodiert
ein Decoder 350 von Kanal 0 ein Signal auf Kanal 0, um
ein BLAU-Signal, ein DE-Signal, ein Horizontalsynchronisierungszeitsignal
(HSYNC) und ein Vertikalsynchronisierungszeitsignal (VSYNC) zu erzeugen.
Die Zeit, in der das DE-Signal L-Pegel hat, wird als die Zeit angesehen, in
der das bezüglich
der Zeitachse komprimierte Audiosignal und das Steuersignal multiplexiert
werden. Das DE-Signal wird dem Decoder 351 des Kanals 1 und
dem Decoder 352 des Kanals 2 zugeführt, und das Videosignal sowie
das multiplexierte Audio-Steuersignal
werden getrennt. Auf diese Weise erscheint das multiplexierte Audio-Steuersignal
im CTL1, und das getrennte zeitachsenkomprimierte Audiosignal erscheint
auf den CTL2- und CTL3-Leitungen.
-
Es
folgt die Beschreibung eines Verfahrens zum Decodieren in der Signalempfangsvorrichtung unter
Bezugnahme auf 17.
-
Gemäß 17 nimmt
die Seriell-Parallel-Umsetzungsschaltung 361 die Umsetzung
des auf Kanal 2 übertragenen
Signals von seriell nach parallel vor. Während das DE-Signal H-Pegel
hat, wird das Signal auf Kanal 2 als Videosignal angesehen, und
der Decoder 364 führt
die 10-Bit/8-Bit-TMDS-Decodierung des konvertierten Videosignals
aus, wodurch das ROT-Signal erhalten wird. Wenn das DE-Signal dagegen
L-Pegel hat, ist das Signal auf Kanal 2 ein bezüglich der Zeitachse komprimiertes Audiosignal,
und der Decoder 365 führt
die 10-Bit/2-Bit- TMDS-Decodierung
des konvertierten Audiosignals aus, wodurch das bezüglich der
Zeitachse komprimierte Audiosignal auf den Leitungen CTL2 und CTL3
erhalten wird.
-
Das
auf Kanal 1 übertragene
Signal wird von der Seriell-Parallel-Umsetzungsschaltung 360 ebenfalls
von seriell nach parallel umgesetzt. Während das DE-Signal H-Pegel
hat, wird das Signal auf Kanal 1 als GRÜN-Videosignal angesehen, und der Decoder 362 führt die
10-Bit/8-Bit-TMDS-Decodierung
des konvertierten Videosignals aus. Hat das DE-Signal jedoch L-Pegel, führt der
Decoder 363 die 10-Bit/2-Bit-TMDS-Decodierung des konvertierten Signals
aus, wodurch das multiplexierte Audio-Steuersignal im CTL1 erhalten
wird. Das multiplexierte Audio-Steuersignal (CTL1) wird von dem
in 19 gezeigten Steuersignal-Demultiplexierungsmittel
in das zeitachsenkomprimierte Audiosignal (CTL1) und das Steuersignal
demultiplexiert.
-
Auf
diese Weise werden die auf den CTL-Leitungen erhaltenen zeitachsenkomprimierten Audiosignale
von der Zusammensetzungseinheit 309 zusammengesetzt und
die Rate des zusammengesetzten zeitachsenkomprimierten Audiosignals
wird von der Zeitachsen-Dekomprimierungseinheit 310 konvertiert,
wodurch das ursprüngliche
Audiosignal erhalten wird.
-
Es
folgt die Beschreibung eines Verfahrens zum Demultiplexieren und
Abtrennen des Steuersignals und des bezüglich der Zeitachse komprimierten Audiosignals,
die im CTL1 multiplexiert sind, unter Bezugnahme auf 19. 19 ist
ein Diagramm, das den Aufbau des Steuersignal-Demultiplexierungsmittels
zum Demultiplexieren des überlagerten Steuersignals
aus dem multiplexierten Audio-Steuersignal
zeigt.
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Der
Horizontalzeilenzähler 602 zählt die
horizontalen Zeilen auf einem Bildschirm. Die horizontalen Zeilen
werden gezählt,
indem das Abfallen eines Horizontalsynchronisierungssignals gezählt wird, wobei
das Abfallen eines Vertikalsynchronisierungssignals Standard ist,
wobei das Horizontalsynchronisierungssignal (HSYNC) und das Vertikalsynchronisierungssignal
(VSYNC), die vom Decoder 350 des Kanals 0 erzeugt werden,
verwendet werden.
-
Wenn
der Ausgang des Horizontalzeilenzählers 602 die erste
Zeile anzeigt, wird das Signal auf CTL1 als Steuersignal betrachtet,
und der zweite Wähler 601 wird
vom Demultiplex-Controller 603 geschaltet, um das Steuersignal
vom multiplexierten Audio-Steuersignal zu trennen. Ist der Ausgang
des Horizontalzeilenzählers 602 eine
der Zeilen 2 ff. in der Vertikalsynchronisierungszeit, wird das
Signal auf CTL1 als zeitachsenkomprimiertes Audiosignal angesehen,
und der zweite Wähler 601 wird
vom Demultiplex-Controller 603 geschaltet, um das zeitachsenkomprimierte
Audiosignal vom multiplexierten Audio-Steuersignal zu trennen. Auf
diese Weise wird das multiplexierte Audio-Steuersignal in das Steuersignal
und das zeitachsenkomprimierte Audiosignal zerlegt.
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Während die
Zerlegungseinheit 302 das zeitachsenkomprimierte Audiosignal
in die drei Leitungen CTL1, CTL2 und CTL3 zerlegt, können nur
die eine Leitung CTL1 oder die zwei Leitungen CTL2 und CTL3 aus
dem Audiosignalband verwendet werden. Außerdem wird das zeitachsenkomprimierte
Audiosignal in der Reihenfolge CTL1, CTL2, CTL3, CTL1, CTL2, CTL3,
... entsprechend der Reihenfolge der Abtastpunkte des Audiosignals
in die Leitungen zerlegt.
-
Die
Zusammensetzungseinheit 309 geht davon aus, dass die auf
dem Übertragungsweg übertragenen
decodierten Audiosignale die Reihenfolge CTL1, CTL2, CTL3 haben
und nimmt die Zusammensetzung der Audiosignale vor. Auch wenn die
Reihenfolge der Audiosignale nicht auf die genannte Reihenfolge
beschränkt
ist und die drei Leitungen CTL1, CTL2 und CTL3 in beliebiger Reihenfolge
verwendet werden können,
muss die Reihenfolge von Zerlegung und Zusammensetzung von der Signalübertragungsvorrichtung
und der Signalempfangsvorrichtung vorgegeben sein.
-
Wie
oben beschrieben, ist beim zweiten Ausführungsbeispiel des Signalübertragungssystems der
Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels
des Signalübertragungssystems
an die DVI-Norm angepasst. Das bezüglich der Zeitachse komprimierte
Audiosignal wird demultiplexiert, um den Leitungen CTL1, CTL2 und
CTL3 aufgeprägt
zu werden, und das Steuersignal wird der horizontalen Zeile eines anderen
CTL überlagert,
so dass es sich vom Audiosignal unterscheiden lässt. In der Signalempfangsvorrichtung
werden die über
CTL1, CTL2 und CTL3 übertragenen
zeitachsenkomprimierten Audiosignale zusammengesetzt und be züglich der
Zeitachse dekomprimiert, wodurch das Audiosignal wiederhergestellt
wird. Außerdem
werden das Audiosignal und das Steuersignal voneinander vom CTL1,
in dem das zeitachsenkomprimierte Audiosignal und das Steuersignal
multiplexiert sind, durch eine horizontale Zeile unterschieden,
und das Audiosignal und das Steuersignal werden demultiplexiert
und getrennt. Dadurch können
das Audiosignal und das Steuersignal ebenfalls durch das auf DVI-Norm
basierende Signalübertragungssystem übertragen
werden, mit dem bisher nur das Videosignal übertragen wurde.
-
Während das
Steuersignal bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel dem CTL1 überlagert
wurde, kann es nach einem ähnlichen
Verfahren wie dem beschriebenen auch einem anderen CTL-Signal überlagert
werden, beispielsweise einem DVI-basierten CTL2 oder CTL3, oder
das Steuersignal kann mehreren unter den erwähnten CTL-Signalen ausgewählten Signalen überlagert
werden.
-
Während das
Steuersignal beim ersten und beim zweiten Ausführungsbeispiel der ersten Leitung des
CTL1 überlagert
wird, kann es außerdem
einer beliebigen Leitung überlagert
werden, solange diese in der Vertikalsynchronisationszeit liegt,
oder es kann mehreren Leitungen des CTL1 überlagert werden.
-
Bei
dem System mit dem angegebenen Aufbau ist das Steuersignal in der
ersten Leitung des CTL1 außerdem
in beispielsweise einen Abschnitt, der von allen Herstellern vorgeschrieben
ist, und einen Abschnitt mit einem herstellerspezifischen Signal,
wie in 12 gezeigt, unterteilt, und
es wird das so unterteilte Steuersignal übertragen. Der von allen Herstellern
vorgeschriebene Abschnitt des Steuersignals wird zum Steuern eines
Monitors verwendet, wobei ein Format oder eine Norm verwendet wird,
die von mehreren Herstellern vorgeschrieben werden. Beispielsweise
kann die Signalübertragungsvorrichtung
Signale nicht nur an die Signalempfangsvorrichtung übertragen,
und bei der Signalempfangsvorrichtung gibt es einen Bildschirm.
Der herstellerspezifische Abschnitt des Steuersignals wird verwendet, um
beispielsweise die Produktnummer der Signalempfangsvorrichtung oder
dergleichen anzugeben, wenn die Steuerung in einem herstellerspezifischen Format
erfolgt. Somit kann beispielsweise eine Anzeige in hoher Bildqualität erreicht
werden, wenn Geräte
ein und desselben Her stellers zusammengeschaltet werden. Dabei werden
Herstellercode und Gerätecode über ein
auf DVI-Norm basierendes IIC getrennt übertragen.
-
Es
gibt noch ein weiteres Verfahren, bei dem die erste Zeile des CTL1
weiter unterteilt ist, beispielsweise in einen von allen Herstellern
vorgeschriebenen Abschnitt, einen herstellerspezifischen Abschnitt
und einen Gerätebeschreibungsabschnitt mit
Geräteangaben
wie Herstellercode, Moduscode und dergleichen, wie in 13 gezeigt,
und es wird das Steuersignal mit der angegebenen Unterteilung übertragen.
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Außerdem können Angaben über das
angeschlossene Gerät,
welches das Signal empfangen hat, an einem Bildschirm (OSD) angezeigt
werden.
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Während beim
zweiten Ausführungsbeispiel der
Fall beschrieben wurde, dass das Steuersignal dem CTL nach DVI-Norm überlagert
wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, und
es ist auch möglich,
ein Steuersignal bei Übertragung
eines digitalen Signals zu verwenden.
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Ausführungsbeispiel 3
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Es
folgt die Beschreibung eines dritten Ausführungsbeispiels des Signalübertragungssystems. Bei
diesem dritten Ausführungsbeispiel überträgt die Signalübertragungsvorrichtung
des beim ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Signalübertragungssystems
ein Signal, das mit 24P eines Kinofilms übertragen wurde, oder ein Bildsignal
mit 30P zur Signalempfangsvorrichtung. Grundsätzlich wird bei einem Fernsehfilmsignal
das Videosignal des gleichen Bildes im Zyklus zweimal/dreimal übertragen,
und zwar deshalb, weil das Fernsehbildsignal mit 60 Hz (lokal 50
Hz) arbeitet, während
ein Kinofilmsignal mit 24 Hz arbeitet (24 Bilder pro Sekunde).
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20 zeigt
ein Beispiel für
ein Fernsehsignal, bei dem ein Filmbild mit 60 Hz im Zyklus zweimal/dreimal übertragen
wird.
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Nach 20 werden
ein Steuersignal 1 und ein Steuersignal 2 von einem MPEG-Decoder
ausgegeben und zusammen mit einem Audiosignal einer Aus tastzeit überlagert,
und das überlagerte
Signal wird digital übertragen.
Das Steuersignal 1 gibt an, ob ein Halbbild wiederholt wird oder
nicht. Dabei wird das Halbbild wiederholt, wenn das Steuersignal
1 H-Pegel (H) hat. Das Steuersignal 2 zeigt die Zeit an, in der
das Halbbild für
dasselbe Bild wiederholt wird. Außerdem gibt „a, a'" an, dass das Halbbild zweimal wiederholt
wird, während „b, b', b''" anzeigt,
dass das Halbbild dreimal wiederholt wird. Diese Steuersignale 1
und 2 werden von einer Signalquelle wie einer STB oder einer DVD über eine
digitale Hochgeschwindigkeitsschnittstelle übertragen. Weil das 480i ein
Zeilensprungsignal ist, ist es je nach Halbbild (z.B. „a" und „a'") unterschiedlich. Weil das Signal jedoch
ursprünglich
ein Signal für
dasselbe Bild „A" ist, zeigt das Steuersignal
1 „H" und das Steuersignal
2 „L" für die zwei
Halbbilder a, a' und „H" für die drei Halbbilder
b, b', b". Eine Anzeigeeinrichtung
zum fortlaufenden Anzeigen des Steuersignals 2 kann „A" und „B" mit hoher Bildqualität wiedergeben,
wenn die jeweiligen Teile der Halbbilddaten vorliegen. Während bei
der normalen IP-Konvertierung
eine Bewegung erfasst wird und adaptiv eine Interpolationsverarbeitung
vorgenommen wird, kann in diesem Fall das ganze entstehende Bild
reproduziert werden. Somit kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel
des beschriebenen Signalübertragungssystems
das Signal, das mit 24 Bildern (Film) übertragen wurde, oder das Signal
mit 30 Bildern auf Empfangsseite progressiv mit hoher Bildqualität konvertiert
werden, indem das Steuersignal 1 bei der speziellen Sequenz von
24 Bildern oder 30 Bildern H-Pegel erhält und die Sequenz vom Steuersignal
2 übertragen
wird, wie in 20 gezeigt.
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Wie
vorstehend beschrieben, werden beim dritten Ausführungsbeispiel des Signalübertragungssystems
das Audiosignal und das Steuersignal, das Daten zur Unterscheidung
der Halbbildwiederholungssequenz des Films enthält, mit dem Videosignal multiplexiert
und das multiplexierte Signal übertragen.
Daher können
das 24-Bilder-Signal oder das 30-Bilder-Signal des Filmmodus auf
einem Bildschirm in hoher Bildqualität dargestellt werden. Außerdem wird
es beim dritten Ausführungsbeispiel
des Signalübertragungssystems
direkt am OSD angezeigt, wenn ein Signal von 25 Bildern oder dergleichen
in der Zeit von 50 Hz enthalten ist, oder wenn das Signal im Modus
von 24 Bildern oder 30 Bildern ist, oder es wird ein Signal, das
eine Änderung
bewirkt, beispielsweise eine Farbänderung in der normalen Anzeige,
eingeschaltet.
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Ausführungsbeispiel 4
-
Es
folgt die Beschreibung eines vierten Ausführungsbeispiels des Signalübertragungssystems.
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21 ist
ein Diagramm, das den Aufbau des vierten Ausführungsbeispiels des Signalübertragungssystems
zeigt. Wie in der Zeichnung dargestellt, werden Angaben zum komprimierten
Signal, beispielsweise Kompressionsdaten, MPEG-Bilddaten (I/P/B), Daten einer Grenzposition
des Blockrauschens und den Inhalt betreffende Daten, die angeben,
ob das Video eine Datenrundfunksendung (Zeichen) oder ein Film ist,
als Steuersignal übertragen, wenn
ein Signal, das nach MPEG oder dergleichen komprimiert ist, eingespeist
wird.
-
In 21 ist
mit Bezugszeichen 4000 eine Videosignalquelle, beispielsweise
eine STB, mit Bezugszeichen 4001 eine Braunsche Röhre oder
eine Anzeigevorrichtung wie eine Flüssigkristall- oder eine Plasmaanzeige,
mit Bezugszeichen 4002 ein MPEG-Decoder, mit Bezugszeichen 4003 ein DVI-Übertrager,
mit Bezugszeichen 4004 ein DVI-System-Kabel, mit Bezugszeichen 4005 ein DVI-Empfänger, mit
Bezugszeichen 4006 ein Bildqualitätskompensator mit der Konfiguration
dedizierter LSI oder DSP und mit Bezugszeichen 4007 eine Zentraleinheit
bzw. CPU bezeichnet.
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23 ist
ein Diagramm, das den Aufbau des MPEG-Decoders 4002 zeigt.
-
Nach 23 decodiert
ein MPEG-Decodierungsmittel 4101 einen eingespeisten Datenstrom. Ein
Blockrauschenerfassungsmittel 4102 erfasst den Block, bei
dem blockförmiges
Rauschen erzeugt wird, für
jeden Bildschirm und gibt die Grenzposition des erfassten Blocks
als Blockrauschen-Grenzpositionsdaten aus. Die Erfassung von Blockrauschen kann
für jeden
Bildschirm vorgenommen werden oder auch nur für einen bestimmten Bereich
oder einen bestimmten Bildschirm. Außerdem können die Positionsdaten nur
eines festgelegten Blocks als Blockrauschen-Grenzpositionsdaten
ausgegeben werden.
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24 ist
ein Diagramm, das den Aufbau des Bildqualitätskompensators 4006 und
der CPU 4007 der Anzeigevorrichtung 4001 zeigt.
-
Nach 24 hat
die CPU 4007 ein Blockrauschen-Grenzpositionsdaten-Decodierungsmittel 4103 zum
Decodieren der Blockrauschengrenzpositionsdaten, die im eingespeisten
Steuersignal enthalten sind, und Ausgeben der decodierten Blockrauschen-Grenzpositionsdaten
an den Bildqualitätskompensator 4006.
Der Bildqualitätskompensator 4006 hat
einen Blockrauschenentfernungsfilter 4104 zum Entfernen
von Rauschen aus dem eingespeisten RGB-Signal und einen Wähler 4105 zum
Wählen
entweder des RGB-Signals oder des Ausgangssignals vom Blockrauschenentfernungsfilter 4104 auf
der Basis der Blockrauschenpositionsdaten.
-
Es
folgt die Beschreibung der Arbeitsweise des Signalübertragungssystems
mit dem angegebenen Aufbau.
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Auf
Seiten der Videosignalquelle 4000 wird ein Transportstrom
(TS) in den MPEG-Decoder 4002 eingespeist. Im MPEG-Decoder 4002 wird
der eingespeiste Transportstrom (TS) vom MPEG-Decodierungsmittel 4101 decodiert
und dann an das Blockrauschen-Erfassungsmittel 4102 und
den DVI-Übertrager 4003 ausgegeben.
Das Blockrauschen-Erfassungsmittel 4102 erfaßt Blöcke, bei
denen blockförmiges
Rauschen erzeugt wird, für
jeden Bildschirm und gibt die Grenzposition des erfassten Blocks
als Blockrauschen-Grenzpositionsdaten an den DVI-Übertrager 4003 aus.
Die Erfassung von Blockrauschen kann für jeden Bildschirm vorgenommen werden
oder auch nur für
einen bestimmten Bereich oder einen bestimmten Bildschirm. Außerdem können Positionsdaten
nur eines festgelegten Blocks als Blockrauschen-Grenzpositionsdaten
ausgegeben werden.
-
Ein
Videosignal, ein Audiosignal und ein Steuersignal, die vom MPEG-Decoder 4002 decodiert
wurden, werden vom DVI-Übertrager 4003 multiplexiert,
und das multiplexierte Signal wird über das DVI-Systemkabel 4004 in
die Anzeigevorrichtung 4001 eingespeist.
-
Auf
Seiten der Anzeigevorrichtung 4001 werden das Videosignal
und das Steuersignal, das die Blockrauschen-Grenzpositionsdaten
enthält,
vom DVI-Empfänger 4005 ausgegeben.
Das vom DVI-Empfänger 4005 ausgegebene
Steuersignal wird zum Decodieren in die CPU 4007 eingespeist, und
die Blockrauschen-Grenzpositionsdaten werden an den Bildqualitätskompensator 4006 ausgegeben. Im
Bildqualitätskompensator 4006 werden
ein Signal, das vom Blockrauschenentfernungsfilter 4104 kommt,
der beim RGB-Signal, das vom DVI-Empfänger 4005 übertragen
wird, die Rauschentfernungsverarbeitung vornimmt, und das RGB-Signal
in den Wähler 4105 eingespeist.
Der Wähler 4105 wählt beispielsweise
das Ausgangssignal des Blockrauschenfilters 4104, wenn
ein den Blockrauschen-Positionsdaten entsprechendes Signal eingespeist
wird, und wählt
in anderen Fällen
als dem genannten auf der Grundlage der von der CPU 4007 übertragenen Blockrauschen-Positionsdaten
das RGB-Signal, wobei das gewählte
Signal an eine Anzeigevorrichtung ausgegeben wird.
-
Ein
Beispiel für
Blockrauschen wird unter Bezugnahme auf 22 beschrieben.
-
Weil
ein nach MPEG komprimiertes Signal beim Codieren alle 8 Punkte × 8 Zeilen
der DCT-Verarbeitung unterworfen worden ist und die Signaldaten
zur Komprimierung gewonnen worden sind, ist alle 8 × 8 ein
gitterförmiges
Rauschen zu sehen. Wenn die genaue Position des blockförmigen Rauschens
fest erkannt wird, ist es somit möglich, das betreffende Pixel
zu filtern. Bei diesem System zum Übertragen des Basisbandsignals
eines digitalen Signals werden die Blockgrenzendaten als Steuersignal übertragen,
so dass der Blockrauschenentfernungsfilter 4104 entsprechend
den Blockrauschen-Grenzpositionsdaten eine adaptive Filterung vornehmen
kann, wodurch das Blockrauschen entfernt wird.
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Während das
Steuersignal beim vierten Ausführungsbeispiel
die Blockrauschen-Grenzpositionsdaten
enthält,
kann es auch MPEG-Kompressionsdaten, MPEG-Bilddaten oder Inhaltsdaten enthalten. In
diesem Fall wird das die MPEG-Kompressionsdaten/MPEG-Bilddaten/Inhaltsdaten
enthaltende Ausgangssignal in die CPU 4007 eingespeist,
und der Bildqualitätskompensator 4006 wird
entsprechend den MPEG-Kompressionsdaten/MPEG-Bilddaten/Inhaltsdaten
gesteuert. Außerdem
können
die MPEG-Kompressionsdaten/MPEG-Bilddaten/Blockrauschen-Grenzpositionsdaten/Inhaltsdaten,
die vom DVI-Empfänger 4005 ausgegeben
werden, unmittelbar in den Bildqualitätskompensator 4006 statt in
die CPU 4007 eingespeist werden, so dass dort der Bildqualitätsausgleich
vorgenommen wird. Außerdem
können
die Kompressionsdaten auf einem Bildschirm, beispielsweise einem
OSD, angezeigt werden, indem die vom DVI-Empfänger 4005 ausgegebenen
Kompressionsdaten verwendet werden.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird beim vierten Ausführungsbeispiel des Signalübertragungssystems
das Steuersignal, das die Video-MPEG-Kompression, die MPEG-Bilddaten
(I/P/B), die Blockrauschen-Grenzpositionsdaten oder dergleichen
enthält, übertragen,
wodurch je nach den Eigenschaften der Vorrichtung (Braunsche Röhre, LCD-
oder Plasmabildschirm) auf Empfangsseite der geeignetste Bildqualitätsausgleich
für MPEG-Rauschen
oder Ausgangsinhalte vorgenommen wird. Somit kann ein Signalübertragungssystem
verwirklicht werden, das dem Betrachter einen Videofilm hoher Qualität bietet.
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Gewerbliche
Anwendbarkeit
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Eine
Signalübertragungsvorrichtung
und eine Signalempfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
stehen als Signalübertragungssystem
zum Übertragen
eines multiplexierten Video-Audio-Steuersignals zur Verfügung und
sind besonders geeignet für
ein Signalübertragungssystem
zum Übertragen
und Empfangen geheimer Daten, bei dem Kopierschutzdaten oder dergleichen
als Steuersignal überlagert
werden, um die Inhaltsanzeige einzuschränken.