以下、発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」とする)について説明する。なお、説明を以下の順序で行う。
1.実施の形態
2.変形例
<1.実施の形態>
[AVシステムの構成例]
図1は、実施の形態としてのAVシステム10の構成例を示している。このAVシステム10は、シンク機器としてのテレビ受信機100と、リピータ機器としてのオーディオアンプ200と、ソース機器としてのBD(Blu-Ray Disc)プレーヤ300とを有している。テレビ受信機100およびBDプレーヤ300には、テレビ放送の受信アンテナ400が接続されている。また、オーディオアンプ200には、2チャネル用あるいはマルチチャネル用のスピーカシステム500が接続されている。
テレビ受信機100およびオーディオアンプ200はHDMIケーブル610を介して接続されている。テレビ受信機100には、HDMI受信部(HDMI RX)102と、通信部を構成する高速バスインタフェース103とが接続されたHDMI端子101が設けられている。この高速バスインタフェース103には、イーサネットインタフェース115およびSPDIF(Sony Philips Digital Interface)送信回路104が接続されている。SPDIF送信回路104は暗号化部104aを有している。
また、オーディオアンプ200には、HDMI送信部(HDMI TX)202aと、通信部を構成する高速バスインタフェース203aとが接続されたHDMI端子201aが設けられている。この高速バスインタフェース203aには、イーサネットインタフェース210およびSPDIF受信回路204が接続されている。SPDIF受信回路204は復号化部204aを有している。上述したHDMIケーブル610の一端はテレビ受信機100のHDMI端子101に接続され、このHDMIケーブル610の他端はオーディオアンプ200のHDMI端子201aに接続されている。
また、オーディオアンプ200およびBDプレーヤ300はHDMIケーブル620を介して接続されている。オーディオアンプ200には、HDMI受信部(HDMI RX)202bと、通信部を構成する高速バスインタフェース203bとが接続されたHDMI端子201bが設けられている。
また、BDプレーヤ300には、HDMI送信部(HDNI TX)302と、通信部を構成する高速バスインタフェース303とが接続されたHDMI端子301が設けられている。上述したHDMIケーブル620の一端はオーディオアンプ200のHDMI端子201bに接続され、このHDMIケーブル620の他端はBDプレーヤ300のHDMI端子301に接続されている。
[テレビ受信機の構成例]
図2は、テレビ受信機100の構成例を示している。このテレビ受信機100は、HDMI端子101と、HDMI受信部102と、高速バスインタフェース103と、SPDIF(Sony Philips Digital Interface)送信回路104を有している。また、テレビ受信機100は、アンテナ端子105と、デジタルチューナ106と、MPEGデコーダ107と、映像信号処理回路108と、グラフィック生成回路109と、パネル駆動回路110と、表示パネル111とを有している。
また、テレビ受信機100は、音声信号処理回路112と、音声増幅回路113と、スピーカ114と、イーサネットインタフェース(Ethernet I/F)115と、ネットワーク端子116を有している。また、テレビ受信機100は、内部バス120と、CPU121と、フラッシュROM122と、SDRAM(Synchronous RAM)123と、表示制御部124と、リモコン受信部125と、リモコン送信機126と、電源部127を有している。なお、「イーサネット」および「Ethernet」は登録商標である。
CPU121は、テレビ受信機100の各部の動作を制御する。フラッシュROM122は、制御ソフトウェアの格納およびデータの保管を行う。SDRAM123は、CPU121のワークエリアを構成する。CPU121は、フラッシュROM122から読み出したソフトウェアやデータをSDRAM123上に展開してソフトウェアを起動させ、テレビ受信機100の各部を制御する。
リモコン受信部125は、リモコン送信機126から送信されたリモーコントロール信号(リモコンコード)を受信し、CPU121に供給する。CPU121は、このリモコンコードに基づいて、テレビ受信機100の各部を制御する。なお、この実施の形態では、ユーザ指示入力部としてリモートコントロール部を示しているが、ユーザ指示入力部は、その他の構成、例えば、近接/タッチにより指示入力を行うタッチパネル部、マウス、キーボード、カメラで指示入力を検出するジェスチャ入力部、音声により指示入力を行う音声入力部などであってもよい。
アンテナ端子105は、受信アンテナ(図示せず)で受信されたテレビ放送信号を入力する端子である。デジタルチューナ106は、アンテナ端子105に入力されたテレビ放送信号を処理して、ユーザの選択チャネルに対応した所定のトランスポートストリームから、パーシャルTS(Transport Stream)(映像データのTSパケット、音声データのTSパケット)を抽出する。
また、デジタルチューナ106は、得られたトランスポートストリームから、PSI/SI(Program Specific Information/Service Information)を取り出し、CPU121に出力する。デジタルチューナ106で得られた複数のトランスポートストリームから任意のチャネルのパーシャルTSを抽出する処理は、PSI/SI(PAT/PMT)から当該任意のチャネルのパケットID(PID)の情報を得ることで可能となる。
MPEGデコーダ107は、デジタルチューナ106で得られる映像データのTSパケットにより構成される映像PES(Packetized Elementary Stream)パケットに対してデコード処理を行って画像データを得る。また、MPEGデコーダ107は、デジタルチューナ106で得られる音声データのTSパケットにより構成される音声PESパケットに対してデコード処理を行って音声データを得る。
映像信号処理回路108およびグラフィック生成回路109は、MPEGデコーダ107で得られた画像データ、あるいはHDMI受信部102で受信された画像データに対して、必要に応じてスケーリング処理(解像度変換処理)、グラフィックスデータの重畳処理等を行う。
パネル駆動回路110は、グラフィック生成回路109から出力される映像(画像)データに基づいて、表示パネル111を駆動する。表示制御部124は、グラフィクス生成回路109やパネル駆動回路110を制御して、表示パネル111における表示を制御する。表示パネル111は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)、PDP(Plasma Display Panel)、有機ELパネル(Organic Electro-Luminescence Panel)等で構成されている。
なお、この実施の形態では、CPU121の他に表示制御部124を有する例を示しているが、表示パネル111における表示をCPU121が直接制御するようにしてもよい。また、CPU121と表示制御部124は、1つのチップになっていても、複数コアであってもよい。電源部127は、テレビ受信機100の各部に電源を供給する。この電源部127は、AC電源であっても、電池(蓄電池、乾電池)であってもよい。
音声信号処理回路112はMPEGデコーダ107で得られた音声データに対してD/A変換等の必要な処理を行う。音声増幅回路113は、音声信号処理回路112から出力される音声信号を増幅してスピーカ114に供給する。なお、スピーカ114は、モノラルでもステレオでもよい。また、スピーカ114は、1つでもよく、2つ以上でもよい。また、スピーカ114は、イヤホン、ヘッドホンでもよい。また、スピーカ114は、2.1チャネルや、5.1チャネルなどに対応するものであってもよい。また、スピーカ114は、テレビ受信機100と無線で接続されてもよい。また、スピーカ114は、他機器であってもよい。
ネットワーク端子116は、ネットワークに接続する端子であり、イーサネットインタフェース115に接続される。CPU121、フラッシュROM122、SDRAM123、イーサネットインタフェース115および表示制御部124は、内部バス120に接続されている。
HDMI受信部(HDMIシンク)102は、HDMIに準拠した通信により、HDMIケーブルを介してHDMI端子101に供給されるベースバンドの画像(映像)と音声のデータを受信する。高速バスインタフェース103は、HDMIケーブルを構成するリザーブラインおよびHPDラインを用いて構成される双方向通信路のインタフェースである。
SPDIF送信回路104は、IEC 60958規格のデジタルオーディオ伝送信号(以下、適宜、「SPDIF信号」という)を送信するための回路である。このSPDIF送信回路104はIEC 60958規格に準拠した送信回路である。この実施の形態において、SPDIF送信回路104は、2チャネルあるいはマルチチャネルの各チャネルのオーディオデータSAを用いて、各チャネルのオーディオデータを含むSPDIF信号を生成する。
このオーディオデータSAは、例えば、MPEGデコーダ107で得られたものであり、2チャネル、5.1チャネル、7.1チャネル、10.2チャネル、22.2チャネル等のオーディオデータが考えられる。この実施の形態において、SPDIF送信回路104で生成されるSPDIF信号に含まれる各チャネルのリニアPCMのオーディオデータは暗号化が施されたものとされる。SPDIF信号と暗号化の詳細は後述する。
高速バスインタフェース103は、イーサネットインタフェース115とHDMI端子101との間に挿入されている。この高速バスインタフェース103は、HDMIケーブルからHDMI端子101を介して相手側の機器から受信された受信データを、イーサネットインタフェース115を通じてCPU121に供給する。
また、この高速バスインタフェース103は、CPU121からイーサネットインタフェース115を通じて供給される送信データを、HDMI端子101からHDMIケーブルを介して相手側の機器に送信する。また、この高速バスインタフェース103は、SPDIF送信回路104で生成されたSPDIF信号を、HDMI端子101からHDMIケーブルを介して相手側の機器に送信する。
なお、例えば、受信されたコンテンツデータをネットワークに送出する際には、このコンテンツデータは、イーサネットインタフェース115を介して、ネットワーク端子116に出力される。同様に、受信されたコンテンツデータをHDMIケーブルの双方向通信路に送出する際には、当該コンテンツデータは、イーサネットインタフェース115および高速バスインタフェース103を介して、HDMI端子101に出力される。ここで、画像データを出力する前に、著作権保護技術、例えばHDCP、DTCP、DTCP+などを用いて暗号化してから伝送してもよい。
図2に示すテレビ受信機100の動作を簡単に説明する。アンテナ端子105に入力されたテレビ放送信号はデジタルチューナ106に供給される。このデジタルチューナ106では、テレビ放送信号を処理して、ユーザの選択チャネルに対応した所定のトランスポートストリームが出力され、トランスポートストリームから、パーシャルTS(映像データのTSパケット、音声データのTSパケット)が抽出され、当該パーシャルTSはMPEGデコーダ107に供給される。
MPEGデコーダ107では、映像データのTSパケットにより構成される映像PESパケットに対してデコード処理が行われて映像データが得られる。この映像データは、映像信号処理回路108およびグラフィック生成回路109において、必要に応じて、スケーリング処理(解像度変換処理)、グラフィックスデータの重畳処理等が行われた後に、パネル駆動回路110に供給される。そのため、表示パネル111には、ユーザの選択チャネルに対応した画像が表示される。
また、MPEGデコーダ107では、音声データのTSパケットにより構成される音声PESパケットに対してデコード処理が行われて音声データが得られる。この音声データは、音声信号処理回路112でD/A変換等の必要な処理が行われ、さらに、音声増幅回路113で増幅された後に、スピーカ114に供給される。そのため、スピーカ114から、ユーザの選択チャネルに対応した音声が出力される。
また、ネットワーク端子116からイーサネットインタフェース115に供給される、あるいは、HDMI端子101から高速バスインタフェース103を通じてイーサネットインタフェース115に供給されるコンテンツデータ(画像データ、音声データ)は、MPEGデコーダ107に供給される。以降は、上述したテレビ放送信号の受信時と同様の動作となり、表示パネル111に画像が表示され、スピーカ114から音声が出力される。
また、HDMI受信部102では、HDMI端子101にHDMIケーブルを介して送信されてくる画像データおよび音声データが取得される。画像データは、映像信号処理回路108に供給される。また、音声データは、音声信号処理回路112に供給される。以降は、上述したテレビ放送信号の受信時と同様の動作となり、表示パネル111に画像が表示され、スピーカ114から音声が出力される。
また、SPDIF送信回路104で生成された2チャネルあるいはマルチチャネルの各チャネルのオーディオデータを含むSPDIF信号は、高速バスインタフェース103に供給される。そして、SPDIF信号は、高速バスインタフェース103により、HDMI端子101からHDMIケーブル610を介してオーディオアンプ200に送信される。
[オーディオアンプの構成例]
図3は、オーディオアンプ200の構成例を示している。オーディオアンプ200は、HDMI端子201a,201bと、HDMI送信部202aと、HDMI受信部202bと、高速バスインタフェース203a,203bと、SPDIF受信回路204を有している。
また、オーディオアンプ200は、MPEGデコーダ205と、映像・グラフィック処理回路206と、音声処理回路207と、音声増幅回路208と、音声出力端子209を有している。また、オーディオアンプ200は、イーサネットインタフェース210と、内部バス211と、CPU212と、フラッシュROM213と、DRAM214と、表示制御部215と、パネル駆動回路216と、表示パネル217と、電源部218と、リモコン受信部219と、リモコン送信機220を有している。
CPU212は、オーディオアンプ200の各部の動作を制御する。フラッシュROM213は、制御ソフトウェアの格納およびデータの保管を行う。DRAM214は、CPU212のワークエリアを構成する。CPU212は、フラッシュROM213から読み出したソフトウェアやデータをDRAM214上に展開してソフトウェアを起動させ、オーディオアンプ200の各部を制御する。CPU212、フラッシュROM213、DRAM214、イーサネットインタフェース210および表示制御部215は、内部バス211に接続されている。
リモコン受信部219は、リモコン送信機220から送信されたリモーコントロール信号(リモコンコード)を受信し、CPU212に供給する。CPU212は、このリモコンコードに基づいて、オーディオアンプ200の各部を制御する。なお、この実施の形態では、ユーザ指示入力部としてリモートコントロール部を示しているが、ユーザ指示入力部は、その他の構成、例えば、近接/タッチにより指示入力を行うタッチパネル部、マウス、キーボード、カメラで指示入力を検出するジェスチャ入力部、音声により指示入力を行う音声入力部などであってもよい。
HDMI送信部(HDMIソース)202aは、HDMIに準拠した通信により、ベースバンドの映像(画像)と音声のデータを、HDMI端子201aからHDMIケーブルに送出する。HDMI受信部(HDMIシンク)202bは、HDMIに準拠した通信により、HDMIケーブルを介してHDMI端子201bに供給されるベースバンドの映像(画像)と音声のデータを受信する。HDMI送信部202aおよびHDMI受信部202bの詳細は後述する。
高速バスインタフェース203a,203bは、HDMIケーブルを構成するリザーブラインおよびHPDラインを用いた双方向通信のインタフェースである。高速バスインタフェース203a,203bの詳細は後述する。SPDIF受信回路204は、SPDIF信号(IEC 60958規格のデジタルオーディオ伝送信号)を受信するための回路である。このSPDIF受信回路204はIEC 60958規格に準拠した受信回路である。
この実施の形態において、SPDIF受信回路204は、2チャネルあるいはマルチチャネルの各チャネルのオーディオデータを含むSPDIF信号を受信し、各チャネルのオーディオデータを出力する。ここで、SPDIF信号に含まれる各チャネルのリニアPCMのオーディオデータは暗号化が施されている。そのため、SPDIF受信回路204は、各チャネルのリニアPCMのオーディオデータに対して復号化処理を行って各チャネルのオーディオデータを得る。
MPEGデコーダ205は、高速バスインタフェース203aを介してイーサネットインタフェース210に供給されるパーシャルTSを復号化する。この場合、パーシャルTSのうち、音声のPESパケットに対してデコード処理を行って音声データを得る。
音声処理回路207は、MPEGデコーダ205で得られた、あるいはSPDIF受信回路204で受信された2チャネルあるいはマルチチャネルの各チャネルのオーディオデータにD/A変換等の必要な処理を施す。音声増幅回路208は、音声処理回路207で得られる2チャネルあるいはマルチチャネルの各チャネルのオーディオ信号を増幅して音声出力端子209に出力する。なお、音声出力端子209には、2チャネル用あるいはマルチチャネル用のスピーカシステム500が接続されている。
音声処理回路207は、さらに、HDMI受信部202bで得られた音声データを、必要な処理を施した後に、HDMI送信部202aに供給する。映像・グラフィック処理回路206は、HDMI受信部202bで得られた映像(画像)データを、グラフィックスデータの重畳等の処理を施した後に、HDMI送信部202aに供給する。
表示制御部215は、例えば、ユーザインタフェース表示あるいはオーディオアンプ200のステータス表示等を行うために、パネル駆動回路216を制御し、表示パネル217における表示を制御する。表示パネル217は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)、有機ELパネル(Organic Electro-Luminescence Panel)等で構成されている。
なお、この実施の形態では、CPU212の他に表示制御部215を有する例を示しているが、表示パネル217における表示をCPU212が直接制御するようにしてもよい。また、CPU212と表示制御部215は、1つのチップになっていても、複数コアであってもよい。電源部218は、オーディオアンプ200の各部に電源を供給する。この電源部218は、AC電源であっても、電池(蓄電池、乾電池)であってもよい。
図3に示すオーディオアンプ200の動作を簡単に説明する。HDMI受信部202bでは、HDMI端子201bにBDプレーヤ300からHDMIケーブル620を介して送信されてくる、映像(画像)データおよび音声データが取得される。この映像データおよび音声データは、それぞれ、映像・グラフィック処理回路206および音声処理回路207を介して、HDMI送信部202aに供給され、HDMI端子202aに接続されたHDMIケーブル610を介してテレビ受信機100に送信される。
高速バスインタフェース203aでは、HDMI端子201aに接続されているHDMIケーブル610の所定ラインを通じてテレビ受信機100から送信されてくるパーシャルTSが受信される。このパーシャルTSは、イーサネットインタフェース211を介してMPEGデコーダ205に供給される。MPEGデコーダ205では、パーシャルTSを構成する音声データのPESパケットに対してデコード処理が施されて2チャネルあるいはマルチチャネルの各チャネルのオーディオデータが得られる。
このオーディオデータは音声処理回路207に供給されてD/A変換等の必要な処理が施される。そして、ミューティングがオフ状態にあるとき、音声処理回路207から出力される各チャネルのオーディオ信号が増幅されて音声出力端子209に出力される。そのため、スピーカシステム500から2チャネルあるいはマルチチャネルの音声出力が得られる。
また、高速バスインタフェース203aでは、HDMI端子201aに接続されているHDMIケーブル610の所定ラインを通じてテレビ受信機100から送信されてくる、2チャネルあるいはマルチチャネルの各チャネルのオーディオデータが含まれるSPDIF信号が受信される。このSPDIF信号は、SPDIF受信回路204に供給される。SPDIF受信回路204では、SPDIF信号が処理されて、2チャネルあるいはマルチチャネルの各チャネルのオーディオデータ得られる。
このオーディオデータは音声処理回路207に供給されてD/A変換等の必要な処理が施される。そして、ミューティングがオフ状態にあるとき、音声処理回路207から出力される各チャネルのオーディオ信号が増幅されて音声出力端子209に出力される。そのため、スピーカシステム500から2チャネルあるいはマルチチャネルの音声出力が得られる。
なお、上述したように高速バスインタフェース203aで受信され、イーサネットインタフェース210に供給されるパーシャルTSは、高速バスインタフェース203bに送信データとして供給される。そのため、これらパーシャルTSは、HDMI端子201bに接続されたHDMIケーブル620を介してBDプレーヤ300に送信される。
[BDプレーヤの構成例]
図4は、BDプレーヤ300の構成例を示している。このBDプレーヤ300は、HDMI端子301と、HDMI送信部302と、高速バスインタフェース303を有している。また、このBDプレーヤ300は、内部バス304と、CPU(Central Processing Unit)305と、フラッシュROM(Read Only Memory)306と、SDRAM(Synchronous Random Access Memory)307と、表示制御部308と、リモコン受信部309と、リモコン送信機310を有している。
また、BDプレーヤ300は、記憶(記録)媒体制御インタフェース311と、BD(Blu-Ray Disc)ドライブ312aと、HDD(Hard disk drive)312bと、SSD(Solid State Drive)312cと、イーサネットインタフェース(Ethernet I/F)313と、ネットワーク端子314を有している。また、BDプレーヤ300は、MPEG(Moving Picture Expert Group)デコーダ315と、グラフィック生成回路316と、映像出力端子317と、音声出力端子318を有している。
また、BDプレーヤ300は、パネル駆動回路319と、表示パネル320と、電源部321を有している。CPU305、フラッシュROM306、SDRAM307、記憶媒体制御インタフェース311、イーサネットインタフェース313およびMPEGデコーダ315は、内部バス304に接続されている。
CPU305は、BDプレーヤ300の各部の動作を制御する。フラッシュROM306は、制御ソフトウェアの格納およびデータの保管を行う。SDRAM307は、CPU305のワークエリアを構成する。CPU305は、フラッシュROM306から読み出したソフトウェアやデータをSDRAM307上に展開してソフトウェアを起動させ、BDプレーヤ300の各部を制御する。
リモコン受信部309は、リモコン送信機310から送信されたリモーコントロール信号(リモコンコード)を受信し、CPU305に供給する。CPU305は、リモコンコードに従ってBDプレーヤ300の各部を制御する。なお、この実施の形態では、ユーザ指示入力部としてリモートコントロール部を示しているが、ユーザ指示入力部は、その他の構成、例えば、スイッチ、ホイール、近接/タッチにより指示入力を行うタッチパネル部、マウス、キーボード、カメラで指示入力を検出するジェスチャ入力部、音声により指示入力を行う音声入力部などであってもよい。
BDドライブ312aは、ディスク状記録メディアとしてのBDディスクに対して、コンテンツデータを記録し、あるいは、このBDディスクからコンテンツデータを再生する。HDD312bは、コンテンツデータを記録し、あるいは、そのコンテンツデータを再生する。SSD312cは、メモリカード等の半導体メモリに対して、コンテンツデータを記録し、あるいは、この半導体メモリからコンテンツデータを再生する。
BDドライブ312a、HDD312b、SSD312cは、記憶媒体制御インタフェース311を介して内部バス304に接続されている。例えば、BDドライブ312aやHDD312bのためのインタフェースとしてはSATAインタフェースが使用される。また、例えば、SSD312cのためのインタフェースとしてSATAインタフェースあるいはPCIeインタフェースが使用される。
MPEGデコーダ315は、BDドライブ312a、HDD312bあるいはSSD312cで再生されたMPEG2ストリームに対してデコード処理を行って画像および音声のデータを得る。グラフィック生成回路316は、MPEGデコーダ315で得られた画像データに対して、必要に応じてグラフィックスデータの重畳処理等を行う。映像出力端子317は、グラフィック生成回路316から出力される画像データを出力する。音声出力端子318は、MPEGデコーダ315で得られた音声データを出力する。
パネル駆動回路319は、グラフィック生成回路316から出力される映像(画像)データに基づいて、表示パネル320を駆動する。表示制御部308は、グラフィクス生成回路316やパネル駆動回路319を制御して、表示パネル320における表示を制御する。表示パネル320は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)、PDP(Plasma Display Panel)有機ELパネル(Organic Electro-Luminescence Panel)等で構成されている。
なお、この実施の形態では、CPU305の他に表示制御部308を有する例を示しているが、表示パネル320における表示をCPU305が直接制御するようにしてもよい。また、CPU305と表示制御部308は、1つのチップになっていても、複数コアであってもよい。電源部321は、BDプレーヤ300の各部に電源を供給する。この電源部321は、AC電源であっても、電池(蓄電池、乾電池)であってもよい。
HDMI送信部(HDMIソース)302は、HDMIに準拠した通信により、ベースバンドの画像(映像)と音声のデータを、HDMI端子301から送出する。高速バスインタフェース303は、HDMIケーブルを構成するリザーブラインおよびHPDラインを用いて構成される双方向通信路のインタフェースである。
この高速バスインタフェース303は、イーサネットインタフェース313とHDMI端子301との間に挿入されている。この高速バスインタフェース303は、CPU305から供給される送信データを、HDMI端子301からHDMIケーブルを介して相手側の機器に送信する。また、この高速バスインタフェース303は、HDMIケーブルからHDMI端子301を介して相手側の機器から受信された受信データをCPU305に供給する。
図4に示すBDプレーヤ300の動作を簡単に説明する。記録時には、図示されないデジタルチューナを介して、あるいはネットワーク端子314からイーサネットインタフェース311を介して、あるいはHDMI端子301から高速バスインタフェース303を介して、記録すべきコンテンツデータが取得される。このコンテンツデータは、記憶媒体制御インタフェース311に入力され、BDドライブ312aによりBDディスクに、HDD312bに、あるいはSSD312cにより半導体メモリに記録される。
再生時には、BDドライブ312a、HDD312b、あるいはSSD312cで再生されたコンテンツデータ(MPEGストリーム)は、記憶媒体制御インタフェース311を介してMPEGデコーダ315に供給される。MPEGデコーダ315では、再生されたコンテンツデータに対してデコード処理が行われ、ベースバンドの画像および音声のデータが得られる。画像データは、グラフィック生成回路316を通じて映像出力端子317に出力される。また、音声データは、音声出力端子318に出力される。
また、再生時には、MPEGデコーダ315で得られた画像データが、ユーザ操作に応じて、グラフィック生成回路316を通じてパネル駆動回路319に供給され、表示パネル320に再生画像が表示される。また、MPEGデコーダ315で得られた音声データが、ユーザ操作に応じて、図示しないスピーカに供給され、再生画像に対応した音声が出力される。
また、この再生時に、MPEGデコーダ315で得られた画像および音声のデータをHDMIのTMDSチャネルで送信する場合には、これら画像および音声のデータは、HDMI送信部302に供給されてパッキングされ、このHDMI送信部302からHDMI端子301に出力される。
また、再生時に、BDドライブ312a、HDD312b、あるいはSSD312cで再生されたコンテンツデータをネットワークに送出する際には、このコンテンツデータは、イーサネットインタフェース313を介して、ネットワーク端子314に出力される。同様に、再生時に、BDドライブ312a、HDD312b、あるいはSSD312cで再生されたコンテンツデータをHDMIケーブル620の双方向通信路に送出する際には、当該コンテンツデータは、高速バスインタフェース303を介して、HDMI端子301に出力される。ここで、画像データを出力する前に、著作権保護技術、例えばHDCP、DTCP、DTCP+などを用いて暗号化してから伝送してもよい。
「HDMI送信部/受信部の構成例」
図5は、図1のAVシステム10における、テレビ受信機100のHDMI受信部102とオーディオアンプ200のHDMI送信部202aの構成例を示している。なお、オーディオアンプ200のHDMI受信部202bとBDプレーヤ300のHDMI送信部302の構成例に関しては、同様の構成となるので、説明は省略する。
HDMI送信部202aは、ある垂直同期信号から次の垂直同期信号までの区間(以下、適宜、「ビデオフィールド」という)から、水平ブランキング期間および垂直ブランキング期間を除いた区間である有効画像区間(以下、適宜、「アクティブビデオ区間」という)において、ベースバンド(非圧縮)の一画面分の画像データの差動信号を、複数のチャネルで、HDMI受信部102に一方向に送信する。また、HDMI送信部202aは、水平ブランキング期間および垂直ブランキング期間において、画像データに付随する音声データおよび制御パケット(Control Packet)、さらにその他の補助データ等に対応する差動信号を、複数のチャネルで、HDMI受信部102に一方向に送信する。
HDMI送信部202aは、ソース信号処理部71およびHDMIトランスミッタ72を有する。ソース信号処理部71には、ベースバンドの非圧縮の画像(Video)および音声(Audio)のデータが供給される。ソース信号処理部71は、供給される画像および音声のデータに必要な処理を施し、HDMIトランスミッタ72に供給する。また、ソース信号処理部71は、HDMIトランスミッタ72との間で、必要に応じて、制御用の情報やステータスを知らせる情報(Control/Status)等をやりとりする。
HDMIトランスミッタ72は、ソース信号処理部71から供給される画像データを、対応する差動信号に変換し、複数のチャネルである3つのTMDSチャネル#0,#1,#2で、HDMIケーブル610を介して接続されているHDMI受信部102に、一方向に送信する。
さらに、トランスミッタ72、ソース信号処理部71から供給される、非圧縮の画像データに付随する音声データや制御パケットその他の補助データ(auxiliary data)と、垂直同期信号(VSYNC)、水平同期信号(HSYNC)等の制御データ(control data)とを、対応する差動信号に変換し、3つのTMDSチャネル#0,#1,#2で、HDMIケーブル610を介して接続されているHDMI受信部102に、一方向に送信する。
また、トランスミッタ72は、3つのTMDSチャネル#0,#1,#2で送信する画像データに同期したピクセルクロックを、TMDSクロックチャネルで、HDMIケーブル610を介して接続されているHDMI受信部102に送信する。
HDMI受信部102は、アクティブビデオ区間において、複数チャネルで、HDMI送信部202aから一方向に送信されてくる、画像データに対応する差動信号を受信すると共に、水平ブランキング期間および垂直ブランキング期間において、複数のチャネルで、HDMI送信部202aから送信されてくる、補助データや制御データに対応する差動信号を受信する。
HDMI受信部102は、HDMIレシーバ81およびシンク信号処理部82を有する。HDMIレシーバ81は、TMDSチャネル#0,#1,#2で、HDMIケーブル610を介して接続されているHDMI送信部202aから一方向に送信されてくる、画像データに対応する差動信号と、補助データや制御データに対応する差動信号を、同じくHDMI送信部202aからTMDSクロックチャネルで送信されてくるピクセルクロックに同期して受信する。さらに、HDMIレシーバ81は、差動信号を、対応する画像データ、補助データ、制御データに変換し、必要に応じて、シンク信号処理部82に供給する。
シンク信号処理部82は、HDMIレシーバ81から供給されるデータに必要な処理を施して出力する。その他、シンク信号処理部82は、HDMIレシーバ81との間で、必要に応じて、制御用の情報やステータスを知らせる情報(Control/Status)等をやりとりする。
HDMIの伝送チャネルには、HDMI送信部202aからHDMI受信部102に対して、画像データ、補助データ、および制御データを、ピクセルクロックに同期して、一方向にシリアル伝送するための3つのTMDSチャネル#0,#1,#2と、ピクセルクロックを伝送する伝送チャネルとしてのTMDSクロックチャネルとの他に、DDC(Display Data Channel)83、さらには、CECライン84と呼ばれる伝送チャネルがある。
DDC83は、HDMIケーブル610に含まれる図示しない2本のライン(信号線)からなり、ソース機器が、HDMIケーブル610を介して接続されたシンク機器から、E−EDID(Enhanced-Extended Display Identification)を読み出すために使用される。すなわち、シンク機器は、EDIDROM85を有している。ソース機器は、HDMIケーブル610を介して接続されているシンク機器から、EDIDROM85が記憶しているE−EDIDを、DDC83を介して読み出し、当該E−EDIDに基づき、シンク機器の設定、性能を認識する。
CECライン84は、HDMIケーブル610に含まれる図示しない1本のラインからなり、ソース機器とシンク機器との間で、制御用のデータの双方向通信を行うために用いられる。
また、HDMIケーブル610には、HPD(Hot Plug Detect)と呼ばれるピンに接続されるライン86が含まれている。ソース機器は、当該ライン86を利用して、シンク機器の接続を検出することができる。また、HDMIケーブル610には、ソース機器からシンク機器に電源を供給するために用いられるライン87が含まれている。さらに、HDMIケーブル610には、リザーブライン88が含まれている。
図6は、TMDSチャネルにおいて、横×縦が1920ピクセル×1080ラインの画像データが伝送される場合の、各種の伝送データの区間を示している。HDMIの3つのTMDSチャネルで伝送データが伝送されるビデオフィールド(Video Field)には、伝送データの種類に応じて、ビデオデータ区間24(Video Data Period)、データアイランド区間25(Data Island Period)、およびコントロール区間26(Control Period)の3種類の区間が存在する。
ここで、ビデオフィールド区間は、ある垂直同期信号の立ち上がりエッジ(Active Edge)から次の垂直同期信号の立ち上がりエッジまでの区間であり、水平帰線期間22(Horizontal Blanking)、垂直帰線期間23(Vertical Blanking)、並びに、ビデオフィールド区間から、水平帰線期間および垂直帰線期間を除いた区間である有効画素区間21(Active Video)に分けられる。
ビデオデータ区間24は、有効画素区間21に割り当てられる。このビデオデータ区間24では、非圧縮の1画面分の画像データを構成する1920ピクセル(画素)×1080ライン分の有効画素(Active Pixel)のデータが伝送される。データアイランド区間25およびコントロール区間26は、水平帰線期間22および垂直帰線期間23に割り当てられる。このデータアイランド区間25およびコントロール区間26では、補助データ(Auxiliary Data)が伝送される。
すなわち、データアイランド区間25は、水平帰線期間22と垂直帰線期間23の一部分に割り当てられている。このデータアイランド区間25では、補助データのうち、制御に関係しないデータである、例えば、音声データのパケット等が伝送される。コントロール区間26は、水平帰線期間22と垂直帰線期間23の他の部分に割り当てられている。このコントロール区間26では、補助データのうちの、制御に関係するデータである、例えば、垂直同期信号および水平同期信号、制御パケット等が伝送される。
図7は、HDMIコネクタのピン配列を示している。このピン配列は、タイプA(type-A)の例である。TMDSチャネル#iの差動信号であるTMDS Data#i+とTMDS Data#i−が伝送される差動線である2本のラインは、TMDS Data#i+が割り当てられているピン(ピン番号が1,4,7のピン)と、TMDS Data#i−が割り当てられているピン(ピン番号が3,6,9のピン)に接続される。
また、制御用のデータであるCEC信号が伝送されるCECライン84は、ピン番号が13であるピンに接続され、ピン番号が14のピンは空き(Reserved)ピンとなっている。また、E−EDID等のSDA(Serial Data)信号が伝送されるラインは、ピン番号が16であるピンに接続され、SDA信号の送受信時の同期に用いられるクロック信号であるSCL(Serial Clock)信号が伝送されるラインは、ピン番号が15であるピンに接続される。上述のDDC83は、SDA信号が伝送されるラインおよびSCL信号が伝送されるラインにより構成される。
また、上述したようにソース機器がシンク機器の接続を検出するためのHPDライン86は、ピン番号が19であるピンに接続される。また、上述したように電源を供給するための電源ライン87は、ピン番号が18であるピンに接続される。
「高速バスインタフェースの構成例」
図8は、図1のAVシステム10におけるテレビ受信機100の高速バスインタフェース103の構成例を示している。イーサネットインタフェース115は、HDMIケーブル610を構成する複数のラインのうち、リザーブラインおよびHPDラインの一対のラインにより構成された伝送路を用いてLAN(Local Area Network)通信、つまりイーサネット信号の送受信を行う。SPDIF送信回路104は、上述の一対のラインにより構成された伝送路を用いて、SPDIF信号を送信する。
テレビ受信機100は、LAN信号送信回路441、終端抵抗442、AC結合容量443,444、LAN信号受信回路445、減算回路446、加算回路449,450および増幅器451を有している。これらは、これらは高速バスインタフェース103を構成している。また、テレビ受信機100は、プラグ接続伝達回路128を構成する、チョークコイル461、抵抗462および抵抗463を有している。
HDMI端子101の14ピン端子521と19ピン端子522との間には、AC結合容量443、終端抵抗442およびAC結合容量444の直列回路が接続される。また、電源線(+5.0V)と接地線との間には、抵抗462および抵抗463の直列回路が接続される。そして、この抵抗462と抵抗463の互いの接続点は、チョークコイル461を介して、19ピン端子522とAC結合容量444との接続点Q4に接続される。
AC結合容量443と終端抵抗442の互いの接続点P3は、加算回路449の出力側に接続されると共に、LAN信号受信回路445の正入力側に接続される。また、AC結合容量444と終端抵抗442の互いの接続点P4は、加算回路450の出力側に接続されると共に、LAN信号受信回路445の負入力側に接続される。
加算回路449の一方の入力側はLAN信号送信回路441の正出力側に接続され、この加算回路449の他方の入力側にはSPDIF送信回路104から出力されるSPDIF信号が増幅器451を介して供給される。また、加算回路450の一方の入力側はLAN信号送信回路441の負出力側に接続され、この加算回路450の他方の入力側にはSPDIF送信回路104から出力されるSPDIF信号が増幅器451を介して供給される。
LAN信号送信回路441の入力側には、イーサネットインタフェース115から送信信号(送信データ)SG417が供給される。また、減算回路446の正側端子には、LAN信号受信回路445の出力信号SG418が供給され、この減算回路446の負側端子には、送信信号SG417が供給される。この減算回路446では、LAN信号受信回路445の出力信号SG418から送信信号SG417が減算され、受信信号(受信データ)SG419が得られる。この受信信号SG419は、リザーブラインおよびHPDラインを介してLAN信号(イーサネット信号)が差動信号として送信されてくる場合には、当該LAN信号となる。この受信信号SG419は、イーサネットインタフェース115に供給される。
図9は、図1のAVシステム10におけるオーディオアンプ200の高速バスインタフェース203aの構成例を示している。イーサネットインタフェース210は、HDMIケーブル610を構成する複数のラインのうち、リザーブラインおよびHPDラインの一対のラインにより構成された伝送路を用いてLAN(Local Area Network)通信、つまりイーサネット信号の送受信を行う。SPDIF受信回路204は、上述の一対のラインにより構成された伝送路を用いて、SPDIF信号を受信する。
オーディオアンプ200は、LAN信号送信回路411、終端抵抗412、AC結合容量413,414、LAN信号受信回路415、減算回路416、加算回路419および増幅器420を有している。これらは、高速バスインタフェース203aを構成している。また、オーディオアンプ200は、プラグ接続検出回路221を構成する、プルダウン抵抗431、抵抗432、容量433および比較器434を有している。ここで、抵抗432および容量433は、ローパスフィルタを構成している。
HDMI端子201aの14ピン端子511と19ピン端子512との間には、AC結合容量413、終端抵抗412およびAC結合容量414の直列回路が接続される。AC結合容量413と終端抵抗412の互いの接続点P1は、LAN信号送信回路411の正出力側に接続されると共に、LAN信号受信回路415の正入力側に接続される。
AC結合容量414と終端抵抗412の互いの接続点P2は、LAN信号送信回路411の負出力側に接続されると共に、LAN信号受信回路415の負入力側に接続される。LAN信号送信回路411の入力側には、イーサネットインタフェース210から送信信号(送信データ)SG411が供給される。
減算回路416の正側端子には、LAN信号受信回路415の出力信号SG412が供給され、この減算回路416の負側端子には、送信信号(送信データ)SG411が供給される。この減算回路416では、LAN信号受信回路415の出力信号SG412から送信信号SG411が減算され、受信信号SG413が得られる。この受信信号SG413は、リザーブラインおよびHPDラインを介して、LAN信号(イーサネット信号)が差動信号として送信されてくる場合には、当該LAN信号となる。この受信信号SG413は、イーサネットインタフェース210に供給される。
AC結合容量414と19ピン端子512との接続点Q2は、プルダウン抵抗431を介して接地線に接続されると共に、抵抗432および容量433の直列回路を介して接地線に接続される。そして、抵抗432および容量433の互いの接続点に得られるローパスフィルタの出力信号は比較器434の一方の入力端子に供給される。この比較器434では、ローパスフィルタの出力信号が他方の入力端子に供給される基準電圧Vref2(+1.4V)と比較される。この比較器434の出力信号SG415は、オーディオアンプ200の図示しない制御部(CPU)に供給される。
また、AC結合容量413と終端抵抗412の互いの接続点P1は、加算回路419の一方の入力端子に接続される。また、AC結合容量414と終端抵抗412の互いの接続点P2は、加算回路419の他方の入力端子に接続される。この加算回路419の出力信号は、増幅器420を介してSPDIF受信回路115に供給される。この加算回路419の出力信号は、リザーブラインおよびHPDラインを介して、SPDIF信号が同相信号として送信されてくる場合には、当該SPDIF信号となる。
なお、詳細説明は省略するが、オーディオアンプ200の高速バスインタフェース203bは、図8に示した高速バスインタフェース103からSPDIF信号に係る部分が除かれた構成と同様となる。また、詳細説明は省略するが、BDプレーヤ300の高速バスインタフェース303は、図9に示した高速バスインタフェース203aからSPDIF信号に係る部分が除かれた構成と同様となる。
「SPDIF信号の詳細」
最初に、IEC 60958規格の概要について説明する。図10は、IEC 60958規格におけるフレーム構成を示している。各フレームは2つのサブフレームから構成される。2チャネルステレオ音声の場合、1つ目のサブフレームに左チャネル信号が含まれ、2つ目のサブフレームに右チャネル信号が含まれる。
サブフレームの先頭には後述するようにプリアンブルが設けられ、左チャネル信号にはプリアンブルとして「M」が、右チャネル信号にはプリアンブルとして「W」が付与される。ただし、192フレーム毎に先頭のプリアンブルにはブロックの開始を表す「B」が付与される。すなわち、1ブロックは192フレームにより構成される。ブロックは、後述するチャネルステータスを構成する単位である。
図11は、IEC 60958規格におけるサブフレーム構成を示している。サブフレームは、第0乃至第31の計32のタイムスロットから構成される。第0乃至第3タイムスロットは、プリアンブル(Sync preamble)を示す。このプリアンブルは、上述のように左右チャネルの区別やブロックの開始位置を表すために、「M」、「W」または「B」の何れかを示す。
第4乃至第27タイムスロットはメインデータフィールドであり、24ビットコードレンジが採用される場合には全体がオーディオデータを表す。また、20ビットコードレンジが採用される場合には第8乃至第27タイムスロットがオーディオデータ(Audio sample word)を表す。後者の場合、第4乃至第7タイムスロットは追加情報(Auxiliary sample bits)として利用することができる。
第28タイムスロットは、メインデータフィールドの有効フラグ(Validity flag)である。第29タイムスロットは、ユーザデータ(User data)の1ビット分を表す。各フレームにまたがってこの第29タイムスロットを累積することによって一連のユーザデータを構成することができる。このユーザデータのメッセージは8ビットの情報ユニット(IU:Information Unit)を単位として構成され、1つのメッセージには3乃至129個の情報ユニットが含まれる。
情報ユニット間には0乃至8ビットの「0」が存在し得る。情報ユニットの先頭は開始ビット「1」により識別される。メッセージ内の最初の7個の情報ユニットは予約されており、8個目以降の情報ユニットにユーザは任意の情報を設定することができる。メッセージ間は8ビット以上の「0」により分割される。
第30タイムスロットは、チャネルステータス(Channel status)の1ビット分を表す。各フレームにまたがってブロック毎に第30タイムスロットを累積することによって一連のチャンネルステータスを構成することができる。なお、ブロックの先頭位置は、上述のように、「B」のプリアンブル(第0乃至第3タイムスロット)により示される。
第31タイムスロットは、パリティビット(Parity bit)である。第4乃至第31タイムスロットに含まれる「0」および「1」の数が偶数になるように、このパリティビットが付与される。
図12は、IEC 60958規格における信号変調方式を示している。サブフレームのうちプリアンブルを除く第4乃至第31タイムスロットがバイフェーズマーク変調される。このバイフェーズマーク変調の際には、元の信号(ソースコーディング)の2倍速のクロックが用いられる。元の信号のクロックサイクルを前半と後半に分けると、前半のクロックサイクルのエッジで、バイフェーズマーク変調の出力は必ず反転する。また、後半クロックサイクルのエッジにおいて、元の信号が「1」を示しているときには反転し、元の信号が「0」を示しているときには反転しない。これにより、バイフェーズマーク変調された信号から元の信号におけるクロック成分を抽出できることになる。
図13は、IEC 60958規格におけるプリアンブルのチャンネルコーディングを示している。上述のように、サブフレームのうち第4乃至第31タイムスロットはバイフェーズマーク変調される。一方、第0乃至第3タイムスロットのプリアンブルは通常のバイフェーズマーク変調ではなく、2倍速のクロックに同期したビットパターンとして扱われる。すなわち、第0乃至第3タイムスロットの各タイムスロットに2ビットずつ割り当てることにより、同図のような8ビットパターンを得る。
直前の状態が「0」であれば、プリアンブル「B」には「11101000」が、「M」には「11100010」が、「W」には「1100100」がそれぞれ割り当てられる。一方、直前の状態が「1」であれば、プリアンブル「B」には「00010111」が、「M」には「00011101」が、「W」には「00011011」がそれぞれ割り当てられる。
図14は、IEC 60958規格におけるチャネルステータスのフォーマットを概略的に示している。チャネルステータスは、サブフレームにおける第30タイムスロットをブロック毎に累積したものである。この図では、チャネルステータスの内容が縦方向に1バイトずつ配置され、横方向には各バイトにおけるビット構成が示されている。なお、ここでは、民生用(Consumer use)のフォーマットを想定して説明する。
第0バイトにおいて、第0ビット(bit 0)は、このチャンネルステータスが民生用であることを示すビットである。第1ビット(bit 1)は、リニアPCMのサンプルであるか否かを示すビットである。第6および7ビット(bit 6-7)は、チャネルステータスのモードを示すフィールドである。
第3バイトにおいて、第0乃至3ビット(bit 24-27)および第6および7ビット(bit 30-31)は、標本化周波数(サンプリング周波数)を示すフィールドである。図15は、現在の規定状況を示している。このフィールドには、図示のように、リザーブ領域があり、新規標本化周波数を規定することが可能である。
2チャネルのオーディオデータを含むSPDIF信号の伝送は、上述したIEC 60958規格に準拠して行われる。一方、5.1チャネル、7.1チャネル、10.2チャネル、22.2チャネルなどのマルチチャネルオーディオデータ(リニアPCM)を含むSPDIF信号の伝送は、IEC 60958規格を拡張することで可能となる。
マルチチャネルオーディオデータ(リニアPCM)を含むSPDIF信号の伝送について説明する。IEC 60958規格は広く普及しており、送信側は受信側の能力を確認せずに送信を始める場合がある。したがって、そのような場合や、過去に製品化された受信機に新規フォーマットのデータを送信しても不具合を起こさない必要がある。最低限、受信機がノイズを出さないことが必要である。マルチチャンネルオーディオのチャンネル数は、5.1チャネルが広く普及しており、今後放送にて7.1チャネル、10.2チャネル、および22.2チャネルが予定されており、普及が見込まれる。
過去の受信機に影響を及ぼさない手段として、現在使用されていない伝送周波数を使用する。伝送周波数はIEC 60958規格において規定されている標本化周波数の4倍が使用される。これは、伝送すべきオーディオデータに対して補助情報を付加し、プリアンブルを付け、バイフェーズマーク変調を施すためである。
例えば、5.1チャネルのオーディオデータを伝送する場合は、6チャネルの伝送帯域を確保すればよく、通常伝送、すなわち2チャネル伝送の3倍の伝送周波数を使用すればよい。例えば、チャネル当たりの標本化周波数が48kHzである場合には、144kHz(=48kHz*3)を標本化周波数として新規定義し、チャネルステータス(図14参照)の「bit 24-27」および「bit 30-31」のリザーブ領域に、例えば、「Bit 24-27」=“1110b”、「Bit 30-31」=“00b”と、アサインされる。
また、例えば、10.2チャネルのオーディオデータを伝送する場合は、12チャネルの伝送帯域を確保すればよく、通常伝送、すなわち2チャネル伝送の6倍の伝送周波数を使用すればよい。例えば、チャネル当たりの標本化周波数が48kHzである場合には、288kHz(=48kHz*6)を標本化周波数として新規定義し、チャネルステータス(図14参照)の「bit 24-27」および「bit 30-31」のリザーブ領域に、例えば、「Bit 24-27」=“1110b”、「Bit 30-31」=“01b”とアサインされる。なお、7.1チャネルのオーディオデータを伝送する場合は、例えば、このように確保される12チャネルの伝送帯域が利用される。
また、例えば、22.2チャネルのオーディオデータを伝送する場合は、24チャネルの伝送帯域を確保すればよく、通常伝送、すなわち2チャネル伝送の12倍の伝送周波数を使用すればよい。例えば、チャネル当たりの標本化周波数が48kHzである場合には、576kHz(=48kHz*12)を標本化周波数として新規定義し、チャネルステータス(図14参照)の「bit 24-27」および「bit 30-31」のリザーブ領域に、例えば、「Bit 24-27」=“1110b”、「Bit 30-31」=“10b”とアサインされる。
図16(a)は、チャネル当たりの標本化周波数が48kHzである場合におけるチャネル数と標本化周波数との対応関係を示している。なお、説明は省略するが、チャネル当たりの標本化周波数が48kHz以外、例え44.1kHz、32kHzなどの場合にも、同様に6,12,24のチャネル数に対応した標本化周波数を新規定義できる。このように標本化周波数を新規定義することで、SPDIF信号に含まれるマルチチャネルオーディオデータを構成する各チャネルのオーディオデータは、チャネル数に対応した専用の標本化周波数を持つことになる。つまり、標本化周波数によりチャネル数を認識可能となる。
なお、実際の伝送周波数は、上述したように、標本化周波数の4倍となる。例えば、6チャネルの場合は、576kHz(=144kHz*4)となる。また、ビットアサインの方法としては、図16(a)に示す方法とは別に、図16(b)に示すように、「Bit 24-27」=“1110b”、「Bit 30-31」=“00b”に、他の領域にて指定されるというポインタの意味を持たせ、例えば、「Bit 61-66」の領域に値を書いて識別するという方法も考えられる。図16(b)に示す方法によれば、「Bit 30-31」のリザーブ領域の使用量を抑制できる。
過去の受信機(従来の受信機)は、上述したようにチャネルステータスの「bit 24-27」および「bit 30-31」の領域に新たにアサインされる値の組み合わせは知らない。また、過去の受信機は、伝送周波数(例えば、6チャネルの場合は576kHz)が新規なため、PLLがロックせず、その結果データが読めずエラーとなり、オーディオがミュートされてノイズが出ることがない。規定の標本化周波数は32kHz、44.1kHz、48kHzの偶数倍に選ばれている。伝送周波数がこれらの周波数の偶数倍であれば疑似ロックも含めPLLがロックする可能性がある、しかし、上述したように、伝送周波数がこれらの周波数の3倍のさらなる偶数倍の周波数が選択されることで、過去の受信機のPLLが誤ってロックすることを回避することが可能となる。
マルチチャネルオーディオデータ(リニアPCM)を含むSPDIF信号の伝送する場合、上述したように標本化周波数を定義することで伝送帯域を確保可能であるが、さらに、どこからマルチチャンネルがはじまるかを明示する必要がある。IEC 60958規格では、2チャンネル伝送であったので、3種類のプリアンブルB,M,Wを検出して、チャネル1とチャネル2を識別していた。
ここにおいて、Nチャネル(6チャネル、12チャネル、24チャネル)のマルチチャネル伝送の場合も、Bのプリアンブルからチャネル番号がはじまるようにし、チャネル1、チャンネル2、チャネル3、・・・、チャネルNとアサインし、再びチャネル1から始まるようにアサインすれば、受信側におけるチャンネル番号の識別は可能となる。
また、IEC 60958規格では、192フレームで一つのブロックが構成されているが、6チャネル、12チャンネル、24チャネルのいずれでも192は整数倍であるので繰り返していっても齟齬は生じない。図17は、6チャネルのマルチチャネル伝送おけるフレーム構成の一例を示している。
3フレーム毎に6チャネルクラスタ(6ch cluster)が構成されている。すなわち、フレーム0〜2で6チャネルクラスタ0が構成され、フレーム3〜5で6チャネルクラスタ1が構成され、以降その繰り返しとなる。そして、この場合、フレーム0にチャネル1、チャネル2がアサインされ、フレーム1にはチャネル3、チャネル4がアサインされ、フレーム2には、チャネル5、チャネル6がアサインされ、以降その繰り返しとなる。なお、図示は省略するが、12チャネルや24チャネルのマルチチャネル伝送おけるフレーム構成に関しても同様である。
マルチチャネル伝送の場合、上述のアサイン方法でチャンネル番号の識別は可能となるが、さらに、各チャネルのオーディオデータを実際に再生すべきスピーカのポジションを指定する必要がある。すなわち、各チャネルとスピーカポジションとの対応関係を示す情報が必要となる。
この実施の形態においては、各チャネルとスピーカポジションとの対応関係を示す情報の領域をチャネルステータス(図14参照)に設ける。これにより、マルチチャネルオーディオデータに同期して、各チャネルのオーディオデータを再生すべきスピーカのポジションを指定することが可能となる。
例えば、図14に示すように、チャネルステータスの「bit 67-74」の領域に、各チャネルとスピーカポジションとの対応関係を示す情報が挿入される。この8ビット領域を利用することで、255通りのスピーカポジションの指定が可能となる。なお、全て0は過去互換性を考慮して使用しないこととする。
図18は、「bit 67-74」の値と、その値が示す各チャネルとスピーカポジションとの対応関係の一例を示している。ここにおいて、スピーカポジションを示すFL,FR,FC等はIEC 62574規格を参照することにより最大32まで識別できる。本明細書では最大24チャンネルしか言及していないが、将来の拡張も考慮し、最大32チャンネルまで識別できる方法を例示した。図示の例において、“―”はデータスロットには存在するものの、有効なデータは入っておらず、オーディオ再生には使用されないことを示している。
受信側は、この各チャネルとスピーカポジションとの対応関係を示す情報をもとに、各チャネルのオーディオデータを該当するスピーカに供給できる。また、受信側は、この情報をもとに、どういうマルチチャンネルオーディオが伝送されてきたかを表示パネルに表示してユーザに示すことができる。
図19は、受信側におけるUI表示の一例を示している。図19(a)は2チャネル伝送が行われている場合の表示であり、図19(b)は5.1チャネル、つまり6チャネル伝送に切り替わった場合の表示である。図示は省略するが、その他のマルチチャネル伝送の場合にも同様の表示が行われる。図1に示すAVシステム10において受信側はオーディオアンプ200であり、表示パネル217にUI表示が行われる(図3参照)。なお、同様のUI表示を、送信側で表示することも可能である。図1に示すAVシステム10において送信側はテレビ受信機100であり、表示パネル111にUI表示が行われる(図2参照)。
また、CEA−861にて規定されているオーディオショートデスクリプタ(Audio Short Descriptor)に、これらの新規標本化周波数のサポート情報を明示する領域を設けたり、新規のデスクリプタを設けたりして、 受信側の能力を送信側に提示して、接続性を向上させることが可能である。
図20(a)は、現行のオーディオショートデスクリプタ(Audio Short Descriptor)の構成例を示している。図20(b)は、新規標本化周波数(576kHz,288kHz,144kHzのサポート情報を明示する領域を新たに定義したオーディオショートデスクリプタの構成例を示している。図20(c)は、マルチチャネル専用に新たに作成したデスクリプタの構成例を示しており、新規標本化周波数(576kHz,288kHz,144kHzのサポート情報を明示する領域が設けられている。
図21は、例えば、SPDIF信号の送信側であるテレビ受信機100の動作の一例を示すフローチャートである。この例は、6チャネル(5.1チャネル)のオーディオデータを取り扱う例である。テレビ受信機100は、ステップST1において、6チャネル(5.1チャネル)のオーディオデータを取得して出力準備をする。
次に、テレビ受信機100は、ステップST2において、受信側であるオーディオアンプ200のオーディオショートデスクリプタの情報を取得する。例えば、テレビ受信機100は、オーディオアンプ200との間でCECラインを用いた通信で当該情報を取得することができる。テレビ受信機100は、ステップST3において、受信側で標本化周波数として144kHzがサポートされているか否かを判断する。
サポートされているとき、テレビ受信機100は、ステップST4において、標本化周波数144kHzを持つ6チャネルオーディオデータを含むSPDIF信号を生成して受信側であるオーディオアンプ200に送信する。サポートされていないとき、テレビ受信機100は、ステップST5の処理に移る。
このステップST5において、テレビ受信機100は、6チャネルから2チャネルへのダウンミックスの処理を行って2チャネルのオーディオデータを取得する。そして、テレビ受信機100は、ステップST6において、標本化周波数48kHzを持つ2チャネルオーディオデータを含むSPDIF信号を生成して受信側であるオーディオアンプ200に送信する。
なお、図21に示すフローチャートの動作例では、テレビ受信機100は、受信側が144kHzをサポートしていれば、直ちに、6チャネル(5.1チャネル)出力を行うものである。しかし、この場合には、ダウンミックス処理を行うことで2チャネル出力も可能である。そこで、この場合には、出力モードの選択肢をUI表示して、ユーザに所望の出力モードを選択させることも可能である。
図22(a)は、その場合におけるUI表示の一例を示している。ユーザが6チャネル(5.1チャネル)の出力モードを選択した場合、UI表示は、図22(b)に示すように変化し、ユーザは出力モード選択の確認を行うことができる。
「暗号化の詳細」
図23に示すように、テレビ受信機100のSPDIF送信回路104では、入力される2チャネルまたはマルチチャネルのオーディオデータSAが用いられて、各チャネルのリニアPCMのオーディオデータを含むSPDIF信号が生成される。この際、各チャネルのオーディオデータに対して暗号化部104aで暗号化処理が施される。ここで、図11のサブフレーム構成を参照すると、オーディオデータ(Audio sample word)の部分のみ、あるいはそれに追加情報を加えた部分が暗号化される。どちらの処理を選択するかは暗号化方式による。
SPDIF送信回路104で生成されたSPDIF信号は、上述したようにHDMIケーブルのリザーブラインおよびHPDラインの一対のラインで構成されるHDMI ARC(HDMI Audio Return Channel)を通じてオーディオアンプ200のSPDIF受信回路204に送られる。SPDIF受信回路204では、SPDIF信号が受信され、各チャネルのオーディオデータSAが得られる。この際、各チャネルのオーディオデータに対して復号化部204aで復号化処理が施される。
ここで、テレビ受信機100のCPU121とオーディオアンプ200のCPU212は、HDMI ARCとは別の双方向通信路を用いて、機器認証および鍵交換を行う。例えば、双方向通信路としては、CECやDDCなどが利用可能である。
SPDIF送信回路104は、SPDIF信号に含まれるオーディオデータに、暗号化されていることを示す暗号化済み状態情報を付加する。例えば、SPDIF送信回路104は、チャネルステータス(図14参照)の所定ビット領域を用いて暗号化済み状態情報を付加する。この場合、例えば、チャネルステータスの所定の1ビット領域の値を、ブロック毎に交互に“0”と“1”を繰り返す状態とすることで暗号化されていることが示される。
この実施の形態において、所定の1ビット領域として、チャネルステータスの「Byte0 Bit1」の領域が使用される。この1ビット領域は、IEC 60958規格では、“0”はリニアPCM伝送を示し“1”はその他の伝送を示すという定義になっている。例えば、“1”の場合は、圧縮オーディオデータ伝送であるIEC 61937が使用される。
この実施の形態では、ブロック毎に、交互に“0”と“1”を繰り返す状態を暗号化済みというステータスにアサインすることで、暗号化伝送を可能とする。現在のリニアPCM伝送であれば“0”が連続し、IEC 61937伝送であれば“1”が連続するので、交互に“0”と“1”を繰り返す状態は新規であり、それらとは区別可能である。図24は「Byte0 Bit1」が“0”に設定された状態を示し、図25は「Byte0 Bit1」が“1”に設定された状態を示している。
また、SPDIF送信回路104は、例えば、複数の暗号化方式が想定される場合、SPDIF信号に含まれるオーディオデータに、暗号化方式を示す暗号化方式情報を付加する。例えば、SPDIF送信回路104は、チャネルステータスの所定ビット領域、例えば「bit 75-77」の領域に、暗号化方式情報を挿入する(図24、図25参照)。この暗号化方式情報により、受信側では暗号化方式の確認を行うことができ、適切な復号化処理を行うことが可能となる。
SPDIF信号を伝送する際の送信側および受信側の動作を、図26のシーケンス図を参照して説明する。(1)送信側と受信側はIEC 60958伝送路(HDMI ARC)とは別の双方向通信路、例えばCECやDDCなどを用いて、機器認証および鍵交換を行う。(2)次に、送信側は、暗号化されていない無音データをIEC 60958伝送路に「Byte0 Bit1」が“0”の状態で送出する。
(3)次に、送信側は、オーディオデータを暗号化し、それと同期するタイミングで「Byte0 Bit1」の値を“1”として、IEC 60958伝送路に送出する。以降、送信側は、ブロック毎に、“1”と“0”の状態を交互に繰り返す処理を行う。図27は、「Byte0 Bit1」の値の推移を示している。
(4)受信側は、送信側との機器認証および鍵交換の後、「Byte0 Bit1」の値を監視する。(5)受信側は、その値が“0”から“1”に変化したタイミングで、復号化を開始し、再生データを出力する。(6)受信側は、伝送エラーを検出した場合、ミュートする。この伝送エラーは、「Parity Bit」で検出可能である(図11参照)。(7)その後、送信側と受信側は、機器認証および鍵交換を再度行って、上述した動作を繰り返す。
上述したように、図1に示すAVシステム10において、テレビ受信機100からオーディオアンプ200に送信されるSPDIF信号に含まれるオーディオデータに暗号化が施されると共に、そのオーディオデータに暗号化されていることを示す暗号化済み状態情報が付加される。そのため、伝送オーディオデータの高度な著作権保護が可能となると共に、受信側においてオーディオデータが暗号化されたものであることを容易に認識可能となる。
また、図1に示すAVシステム10において、テレビ受信機100からオーディオアンプ200に送信されるSPDIF信号に含まれるオーディオデータに暗号化方式を示す暗号化方式情報が付加される。そのため、受信側においてオーディオデータがいかなる暗号化方式で暗号化されたものであるかを容易に認識でき、復号化処理を適切に行うことが可能となる。
<2.変形例>
上述実施の形態においては、SPDIF信号に含まれるマルチチャネルオーディオデータはそのチャネル数に対応した専用標本化周波数を持つものであって、受信側では、この専用標本化周波数によりチャネル数を認識可能となっている。しかし、新たなビット列のプリアンブルを定義し、プリアンブルシーケンスを変更することで受信側においてチャネル数を認識可能とすることも考えられる。
図28は、新規定義するプリアンブルの一例を示している。各プリアンブルのパターンは、DC成分を持たないパターン(0の数と1の数が同じ)とされる。例えば、「新規1」のプリアンブルのパターンは、直前の状態が「0」であれば「11011000」とされ、直前の状態が「1」であれば「00100111」とされる。
また、例えば、「新規2」のプリアンブルのパターンは、直前の状態が「0」であれば「11011010」であり、直前の状態が「1」であれば「00100101」である。また、例えば、「新規3」のプリアンブルのパターンは、直前の状態が「0」であれば「11011100」であり、直前の状態が「1」であれば「00101011」である。
図29は、プリアンブルとして「B」、「M」、「W」のプリアンブルの代わりに新規定義されるプリアンブルを用いた場合における6チャネルのマルチチャネル伝送おけるフレーム構成の一例を示している。
3フレーム毎に6チャネルクラスタ(6ch cluster)が構成されている。すなわち、フレーム0〜2で6チャネルクラスタ0が構成され、フレーム3〜5で6チャネルクラスタ1が構成され、以降その繰り返しとなる。この場合、フレーム0にチャネル1、チャネル2がアサインされ、フレーム1にはチャネル3、チャネル4がアサインされ、フレーム2には、チャネル5、チャネル6がアサインされ、以降その繰り返しとなる。
ブロックの最初のチャネル1には、「新規1」のプリアンブルが使用され、以降のチャネルには「新規2」、「新規3」が交互に使用される。この場合、チャネル数が6であることをプリアンブルシーケンスにより容易に認識できる。この場合、ブロックの最初からチャネルを順次数えていくことでクラスタ境界を識別でき、チャネル1から6で構成される各6チャネルクラスタを把握できる。なお、図示は省略するが、12チャネルや24チャネルのマルチチャネル伝送おけるフレーム構成に関しても、同様に、プリアンブルシーケンスを変更することで、受信側でチャネル数を認識することが可能となる。
また、図示は省略するが、さらに「新規4」を定義し、ブロックの最初のチャネル1を除き、各6チャネルクラスタの最初のチャネル1に「新規4」のプリアンブルを使用することも考えられる。その場合、6チャネルクラスタの先頭のチャネル1毎に「新規1」あるいは「新規4」のプリアンブルが使用されるものとなる。そのため、受信側では、この「新規1」あるいは「新規4」のプリアンブルによりクラスタ境界を識別でき、チャネル1から6で構成される6チャネルクラスタを容易に把握できる。
過去の受信機(従来の受信機)は、新規定義のプリアンブルを検出できないので、オーディオ再生はミュートされ、ノイズを出力するなどの不具合はおきない。なお、最初のチャネル1、チャネル2だけ従来のやり方を踏襲し、それ以降のチャネルのみ新規定義するプリアンブルをアサインして識別することも可能である。図30は、その場合における6チャネルのマルチチャネル伝送おけるフレーム構成の一例を示している。
この場合、チャネル1には「B」または「M」(「B」はブロックの最初のみ)のプリアンブルが使用され、チャネル2には「W」のプリアンブルが使用され、チャネル3には「新規3」のプリアンブルが使用され、チャネル4には「新規2」のプリアンブルが使用され、チャネル5には「新規3」のプリアンブルが使用され、チャネル6には「新規2」のプリアンブルが使用される。この場合、6チャネルクラスタの先頭のチャネル1毎に「B」または「M」のプリアンブルが使用されるものとなる。そのため、受信側では、チャネル1から6で構成される6チャネルクラスタを容易に把握できる。
上述したようにプリアンブルシーケンスを変更することで受信側においてチャネル数を認識可能とする場合には、チャネル数に対応した専用標本化周波数を使用する必要はなくなる。つまり、従来定義されている標本化周波数を用いて、マルチチャネルオーディオデータの伝送を行うことも可能となる。例えば、標本化周波数としては176.4kHzを使用するが、2チャネルではなく8チャネルのマルチチャネル伝送を行うことも可能となる。
また、上述実施の形態においては、テレビ受信機100からオーディオアンプ200にSPDIF信号を伝送するためにHDMI ARCを利用する例を示した。つまり、IEC 60958伝送路としてHDMI ARCを利用する例であった。本技術は、IEC 60958伝送路として同軸ケーブルや光ケーブルを利用する例にも同様に適用できる。
図31は、IEC 60958伝送路として光ケーブルを利用した場合におけるAVシステム10Aの構成例を示している。この図31において、図1と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。このAVシステム10Aにおいて、テレビ受信機100は光インタフェース129を備えており、オーディオアンプ200は光インタフェース222を備えている。そして、テレビ受信機100のSPDIF送信回路104から出力されるSPDIF信号は、光インタフェース129、光ケーブル630および光インタフェース222を介してオーディオアンプ200のSPDIF受信回路204に伝送される。
なお、上述では、IEC 60958伝送路としてHDMI ARCを利用する例(図1参照)と、IEC 60958伝送路として同軸ケーブルや光ケーブルを利用する例(図31参照)に言及した。
その他に、図32(a)に示すように、IEC 60958伝送路としてHDMI伝送路を利用する例も考えられる。この場合、SPDIF信号(IEC 60958信号)はオーディオサンプルパケット(audio sample packet)にマッピングされ、ビデオ伝送と同じ順方向に伝送される。HDMI受信機内のオーディオショートデスクリプタ(Audio short descriptor)はHDMI伝送路内のDDCラインを通じてHDMI送信機により読み取られる。同様に、図32(b)に示すように、IEC 60958伝送路としてディスプレイポート伝送路(DP伝送路)を利用する例も考えられる。この場合も、SPDIF信号(IEC 60958信号)はオーディオサンプルパケット(audio sample packet)にマッピングされ、ビデオ伝送と同じ順方向に伝送される。
また、技術は、以下のような構成もとることができる。
(1)オーディオデータを単位オーディオデータ毎に順次所定伝送路を介して受信側に送信するデータ送信部と、
上記データ送信部で送信されるオーディオデータを暗号化する暗号化部と、
上記データ送信部で送信されるオーディオデータに、暗号化されていることを示す暗号化済み状態情報を付加する情報付加部を備える
送信装置。
(2)上記情報付加部は、
所定数の上記単位オーディオデータ毎に構成される各ブロックのチャネルステータスの所定ビット領域を用いて上記暗号化済み状態情報を付加する
前記(1)に記載の送信装置。
(3)上記情報付加部は、
上記各ブロックのチャネルステータスの所定の1ビット領域の値を、ブロック毎に交互に“0”と“1”を繰り返す状態とすることで暗号化されていることを示す
前記(2)に記載の送信装置。
(4)上記所定の1ビット領域は、上記データ送信部で送信されるオーディオデータがリニアPCMであるか否かを示す領域である
前記(3)に記載の送信装置。
(5)上記情報付加部は、
上記データ送信部で送信されるオーディオデータに、上記暗号化における暗号化方式を示す暗号化方式情報をさらに付加する
前記(1)から(4)のいずれかに記載の送信装置。
(6)上記情報付加部は、
所定数の上記単位オーディオデータ毎に構成される各ブロックのチャネルステータスの所定ビット領域を用いて上記暗号化方式情報を付加する
前記(5)に記載の送信装置。
(7)上記オーディオデータは所定チャネル数のマルチチャネルオーディオデータであり、
上記データ送信部は、
上記マルチチャネルオーディオデータを構成する各チャネルのオーディオデータを単位オーディオデータ毎に順次所定伝送路を介して受信側に送信する
前記(1)から(6)のいずれかに記載の送信装置。
(8)上記所定チャネル数は、6、12または24である
前記(7)に記載の送信装置。
(9)データ送信部により、オーディオデータを単位オーディオデータ毎に順次所定伝送路を介して受信側に送信するデータ送信ステップと、
上記データ送信ステップで送信されるオーディオデータを暗号化する暗号化ステップと、
上記データ送信ステップで送信されるオーディオデータに、暗号化されていることを示す暗号化済み状態情報を付加する情報付加ステップを有する
送信方法。
(10)オーディオデータを送信側から所定伝送路を介して単位オーディオデータ毎に順次受信するデータ受信部を備え、
上記データ受信部で受信されるオーディオデータは暗号化されており、
上記データ受信部で受信されるオーディオデータには、暗号化されていることを示す暗号化済み状態情報が付加されており、
上記暗号化済み状態情報に基づいて上記データ受信部で受信されたオーディオデータに復号化処理を施す復号化部をさらに備える
受信装置。
(11)上記データ受信部で受信されるオーディオデータには、所定数の上記単位オーディオデータ毎に構成される各ブロックのチャネルステータスの所定ビット領域を用いて上記暗号化済み状態情報が付加されている
前記(10)に記載の受信装置。
(12)上記各ブロックのチャネルステータスの所定の1ビット領域の値がブロック毎に交互に“0”と“1”を繰り返す状態とされることで暗号化されていることが示される
前記(11)に記載の受信装置。
(13)上記所定の1ビット領域は、上記データ受信部で受信されるオーディオデータがリニアPCMであるか否かを示す領域である
前記(12)に記載の受信装置。
(14)上記データ受信部で受信されるオーディオデータには、上記暗号化における暗号化方式を示す暗号化方式情報がさらに付加されており、
上記復号化部は、上記データ受信部で受信されたオーディオデータに上記暗号化方式情報が示す暗号化方式に対応した復号化処理を施す
前記(10)から(13)のいずれかに記載の受信装置。
(15)上記受信部で受信されるオーディオデータには、所定数の上記単位オーディオデータ毎に構成される各ブロックのチャネルステータスの所定ビット領域を用いて上記暗号化方式情報が付加されている
前記(14)に記載の受信装置。
(16)上記オーディオデータは所定チャネル数のマルチチャネルオーディオデータであり、
上記データ受信部は、
上記マルチチャネルオーディオデータを構成する各チャネルのオーディオデータを送信側から所定伝送路を介して単位オーディオデータ毎に順次受信する
前記(10)から(15)のいずれかに記載の受信装置。
(17)上記所定チャネル数は、6、12または24である
前記(16)に記載の受信装置。
(18)データ受信部により、オーディオデータを送信側から所定伝送路を介して単位オーディオデータ毎に順次受信するデータ受信ステップを有し、
上記データ受信ステップで受信されるオーディオデータは暗号化されており、
上記データ受信ステップで受信されるオーディオデータには、暗号化されていることを示す暗号化済み状態情報が付加されており、
上記暗号化済み状態情報に基づいて上記データ受信ステップで受信されたオーディオデータに復号化処理を施す復号化ステップをさらに有する
受信方法。