JP2018182410A - 画像送信装置、画像受信装置、画像送信方法及び画像送信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】映像を所定の伝送路で伝送する際に伝送ケーブルの接続状態を判定して修正することのできる画像送受信技術を提供する。【解決手段】読み出し部３４は、入力画像を画素数の異なる出力画像に変換し、出力画像を複数の分割画像に分割して出力する。テスト画像設定部３３は、出力画像の無効領域にテスト画像を設定する。第２信号処理部５０は、複数の分割画像を信号処理して出力信号を生成する。送信部６０は、複数の分割画像の出力信号を複数の伝送路に伝送する。テスト画像は、複数の分割画像の任意の並べ替えを互いに識別可能なパターンである。【選択図】図１

Description

本発明は、画像を伝送路で送受信する画像送受信技術に関する。

ビデオ信号伝送規格の一つにＳＤＩ（Serial Digital Interface）があり、ＨＤＴＶ（High Definition Television）映像の伝送用に３ＧｂｐｓのＳＤＩ（「３Ｇ−ＳＤＩ」）が利用されている。ＨＤＴＶの４倍の画素数の映像信号（「４Ｋ映像」）を伝送するためには１２Ｇｂｐｓの伝送路が必要であるが、４Ｋ映像を４分割して出力すれば、既存の３Ｇ−ＳＤＩを４本用いて伝送することができる。

特許文献１には、１つの表示パネルに表示させる映像の映像信号を複数のケーブルに分けて送受信するＡＶ機器において、複数のケーブルで伝送されるそれぞれの映像信号が示す映像が表示パネル上で所定の配列になるように並べ替えを行う技術が記載されている。

特開２０１３−１５３４１０号公報

映像信号を複数のケーブルに分けて伝送する際、送信装置の出力端子と受信装置の入力端子の間を接続する複数の伝送ケーブルを正しく接続する必要がある。伝送ケーブルの接続に間違いがあった場合、受信装置で映像を合成したときに映像の一部が入れ替わり、正しい映像が表示されない。一方、所定の伝送路で映像信号を伝送する際、伝送路に合わせた画像サイズに映像を変換してから伝送する必要がある。そのため伝送される映像をモニタで確認しても画像が変換されているため、伝送ケーブルの接続状態に間違いがあるかどうかは目視では判定がつけられないという問題があった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、映像を所定の伝送路で伝送する際に伝送ケーブルの接続状態を判定して修正することのできる画像送受信技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の画像送信装置は、入力画像を画素数の異なる出力画像に変換し、前記出力画像を複数の分割画像に分割して出力する変換部（３４）と、前記出力画像の無効領域にテスト画像を設定するテスト画像設定部（３３）と、前記複数の分割画像を信号処理して出力信号を生成する信号処理部（５０）と、前記複数の分割画像の出力信号を複数の伝送路に伝送する送信部（６０）とを含む。前記テスト画像は、前記複数の前記分割画像の任意の並べ替えを互いに識別可能なパターンである。

本発明の別の態様は、画像受信装置である。この装置は、複数の伝送路から複数の分割画像の入力信号を受信する受信部（２１０、３１０）と、前記複数の分割画像の入力信号を信号処理して画像データを生成する信号処理部（２２０、３２２ａ〜３２２ｄ）と、前記複数の分割画像を合成して入力画像を生成し、前記入力画像を画素数の異なる出力画像に変換する変換部（２３４、３２６）と、前記入力画像の無効領域のテスト画像のパターンとあらかじめ定められたパターンとを比較して異同を検出する検出部（２３３、３２５）と、前記テスト画像のパターンがあらかじめ定められたパターンと異なる場合に、前記複数の分割画像の入力信号の各々を入力すべき前記信号処理部の入力端子を指定する切替信号を生成する切替制御部（２３５、３２７）とを含む。

本発明のさらに別の態様は、画像送信方法である。この方法は、入力画像を画素数の異なる出力画像に変換し、前記出力画像を複数の分割画像に分割して出力する変換ステップと、前記出力画像の無効領域にテスト画像を設定するテスト画像設定ステップと、前記複数の分割画像を信号処理して出力信号を生成する信号処理ステップと、前記複数の分割画像の出力信号を複数の伝送路に伝送する送信ステップとを含む。前記テスト画像は、前記複数の前記分割画像の任意の並べ替えを互いに識別可能なパターンである。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、映像を所定の伝送路で伝送する際に伝送ケーブルの接続状態を判定して修正することができる。

実施の形態に係る画像送信装置の構成図である。 図２（ａ）〜図２（ｃ）は、図１の変換処理部の書き込み部によってメモリに書き込まれる画像データと、図１の変換処理部の読み出し部によってメモリから読み出される画像データを説明する図である。 図３（ａ）〜図３（ｃ）は、比較のために、伝送路に合わせてスケーリングすることにより映像を伝送する従来の方法を説明する図である。 図１の書き込み部が入力画像をメモリに書き込む際の同期信号を説明する図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、図１の書き込み部が入力画像をメモリに書き込む際のタイミングチャートである。 図１の読み出し部がメモリから出力画像を読み出す際の同期信号を説明する図である。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、図１の読み出し部がメモリから出力画像を読み出す際のタイミングチャートである。 実施の形態に係る画像受信装置の構成図である。 図９（ａ）および図９（ｂ）は、図８の変換処理部の書き込み部によってメモリに書き込まれる画像データと、図８の変換処理部の読み出し部によってメモリから読み出される画像データを説明する図である。 別の実施の形態に係る画像受信装置の構成図である。 図１の画像送信装置による画像変換手順を説明するフローチャートである。 図８または図１０の画像受信装置による画像復元手順を説明するフローチャートである。 図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、図１のテスト画像設定部により出力画像の無効領域に設定されるテスト画像を説明する図である。 図１４（ａ）〜図１４（ｘ）は、無効領域のテスト画像のパターンを説明する図である。 図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、伝送ケーブルの接続状態を正しい状態に切り替えるための切替信号を説明する図である。

図１は、実施の形態に係る画像送信装置１００の構成図である。画像送信装置１００は、撮像部１０と、第１信号処理部２０と、変換処理部３０と、メモリ４０と、第２信号処理部５０と、スイッチ５５と、送信部６０とを含む。

撮像部１０は、一例として、魚眼レンズなどを搭載したドーム型の撮影カメラにより３６０度の全周囲映像を撮影し、イメージセンサから横２９９２画素、縦２９７６画素の画像データを出力する。出力フォーマットはたとえばＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）等の差動出力である。

第１信号処理部２０は、一例として、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）であり、撮像部１０のイメージセンサから出力される画像データを、画像サイズはそのままで変換処理部３０に入力できるベイヤー（Bayer）配列のＲＧＢデータ等のフォーマットに変換して出力する。たとえば、ＳｕｂＬＶＤＳの入力信号をＬＶＤＳの出力信号に変換するなどのバス種類の変換や、６００ＭＨｚの入力信号を３００ＭＨｚの出力信号に変換する（逆の周波数変換もありうる）などの周波数の変換などのフォーマット変換が行われる。

変換処理部３０は、一例として、ＳｏＣ（System-on-a-Chip）であり、第１信号処理部２０からの映像入力信号を送信部６０の伝送路に合ったフォーマットの映像出力信号に変換して、第２信号処理部５０に供給する。データ入力側同期信号とデータ出力側同期信号が異なるため、変換処理部３０は、メモリ４０に入力側の同期信号にしたがってデータを書き込む書き込み部３２と、メモリ４０から出力側の同期信号にしたがってデータを読み出す読み出し部３４とを備え、メモリ４０への書き込みとメモリ４０からの読み込みで異なる同期信号を用いる。

変換処理部３０は、さらにテスト画像設定部３３を備え、テスト画像設定部３３は、メモリ４０に保持される画像の無効領域にテスト画像を設定する。入力画像と出力画像は水平画素数が異なり、出力画像には画素データが存在しない無効領域が発生する。この無効領域にテスト画像を埋め込むことにより、画像データを受信する側で、伝送ケーブルの接続ミスを検出することが可能になる。

図２（ａ）〜図２（ｃ）は、変換処理部３０の書き込み部３２によってメモリ４０に書き込まれる画像データと、変換処理部３０の読み出し部３４によってメモリ４０から読み出される画像データを説明する図である。図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照しながら、変換処理部３０の書き込み部３２と読み出し部３４の動作を説明する。

変換処理部３０の書き込み部３２は、第１信号処理部２０から受け取った横２９９２画素、縦２９７６画素の入力信号を画像処理し、その有効領域である横２９６０画素、縦２９６０画素を入力画像としてメモリ４０に書き込む。入力画像の水平画素数に合った水平同期信号にしたがって、１ライン当たりの水平画素数が２９６０画素の画素データをメモリ４０に書き込み、入力画像の垂直画素数に合った垂直同期信号にしたがって２９６０ラインを書き込むことで１フレームの画像データをメモリ４０に形成する。画像処理には、ベイヤー（Bayer）配列のＲＧＢデータを色差サブサンプリング４：２：２等のＹＣデータに色変換する処理が含まれ、メモリ４０には、横２９６０画素、縦２９６０画素のＹＣデータが形成され、色差サブサンプリング４：２：２の場合、入力データ量は１フレーム当たり２９６０×２９６０×２＝１７，５２３，２００バイトとなる。画像処理として、必要に応じてノイズ除去、色調整、ホワイトバランスなどを行ってもよい。

図２（ａ）は、書き込み部３２によってメモリ４０に書き込まれた画像データを示す。第１ラインには、画素Ｙ１、Ｙ２〜Ｙ２９６０が書き込まれ、第２ラインには、画素Ｙ２９６１〜Ｙ５９２０が書き込まれ、末尾画素は第２９６０ラインのＹ８７６１６００である。読み出し時には、メモリ４０に形成された横２９６０画素、縦２９６０画素の入力画像を上下に２分割し、上半分入力画像、下半分入力画像からそれぞれ同時に画素データを読み出す。上半分入力画像は第１ラインから第１４８０ラインまでであり、先頭画素はＹ１、末尾画素はＹ４３８０８００である。下半分入力画像は第１４８１ラインから第２９６０ラインまでであり、先頭画素はＹ４３８０８０１、末尾画素はＹ８７６１６００である。Ｙ（輝度）画像の有効データ量は、上半分が２９８０×１４８０＝４，３８０，８００バイトであり、下半分が２９８０×１４８０＝４，３８０，８００バイトである。色差サブサンプリング４：２：２の場合、Ｃ（色差）画像はＣｂとＣｒの２種類のデータから構成されており、ＣｂとＣｒを合わせたＣ（色差）画像はＹ（輝度）画像と同じデータ量である。なお、色差サブサンプリング４：２：２とは、輝度画像Yに対して、色差画像Ｃｂ、Ｃｒのそれぞれの水平の解像度を半分に減らした形式であり、Ｙの２画素に対して、Ｃｂ、Ｃｒの各1画素がそれぞれ対応する。

変換処理部３０の読み出し部３４は、横２９６０画素、縦１４８０画素の上半分入力画像、下半分入力画像のそれぞれから、入力画像の水平サイズ（画素数）、垂直サイズ（画素数）と異なる横４０９６画素、縦１０８０画素の上半分出力画像、下半分出力画像としてメモリ４０から読み出す。出力画像の水平画素数に合った水平同期信号にしたがって１ライン当たりの水平画素数が４０９６画素の画素データを読み出し、出力画像の垂直画素数に合った垂直同期信号にしたがって１０８０ラインを読み出すことで１フレームの上半分出力画像、下半分出力画像をメモリ４０から読み出す。１０８０ラインを読み出す際、第１０６９ラインの途中までは画素データが存在するが、それ以降は画素データが存在しないため、画像としては無効となるデータで埋める。変換処理部３０の書き込み部３２でメモリ４０に書き込む際に、メモリ４０の画素データが存在しない領域に、画像としては無効となるデータを埋めてもよい。

図２（ｂ）は、読み出し部３４によってメモリ４０から読み出された画像データを示す。図２（ａ）の横２９６０画素、縦１４８０画素の上半分入力画像から、１ライン当たり４０９６画素を読み出すことで、図２（ｂ）の上段に示すように、横４０９６画素、縦１０８０画素の上半分出力画像が形成され、同様に図２（ａ）の横２９６０画素、縦１４８０画素の下半分入力画像から、１ライン当たり４０９６画素を読み出すことで、図２（ｂ）の下段に示すように、横４０９６画素、縦１０８０画素の下半分出力画像が形成される。

図２（ｂ）に示すように、上半分出力画像の第１ラインには、図２（ａ）の上半分入力画像の第１ラインのＹ１からＹ２９６０までの画素と第２ラインのＹ２９６１からＹ４０９６までの画素が配置される。同様にして、上半分出力画像の第２ラインから第１０６９ラインまで上半分入力画像の画素が順次配置されるが、第１０７０ラインでは上半分入力画像の画素が足りなくなる。第１０７０ラインの前半の２１７６個の画素には上半分入力画像の第１４８０ラインの画素が配置されるが、第１０７０ラインの後半の１９２０個の画素には、有効画素が存在しないため、画像としては無効となるデータが埋められる。さらに、上半分出力画像の第１０７１ラインから第１０８０ラインまでの１０ライン分は画像としては無効となるデータが埋められた無効ラインとなる。したがって、図２（ｂ）の上半分出力画像の有効データ量は、４０９６×１０６９＋２１７６＝４，３８０，８００バイトであり、画像としては無効となるデータ量は、４０９６×１０＋１９２０＝４２，８８０バイトとなる。下半分出力画像についても上半分出力画像と同様である。

また、読み出し部３４は、図２（ｂ）の上半分出力画像を読み出す際、図２（ｃ）の上段に示すように上半分出力画像を左右に２分割し、入力画像の水平サイズ（画素数）、および垂直サイズ（画素数）と異なる横２０４８画素、縦１０８０画素の左上出力画像、右上出力画像としてメモリ４０から読み出すこともできる。出力画像の水平画素数に合った水平同期信号にしたがって、１ライン当たりの水平画素数が２０４８画素の画素データを左右同時に読み出し、出力画像の垂直画素数に合った垂直同期信号にしたがって１０８０ラインを読み出すことで１フレームの左上出力画像、右上出力画像をメモリ４０から読み出す。同様に、読み出し部３４は、図２（ｂ）の下半分出力画像を読み出す際、図２（ｃ）の下段に示すように下半分出力画像を左右に２分割し、出力画像の水平画素数に合った水平同期信号にしたがって、１ライン当たりの水平画素数が２０４８画素の画素データを左右同時に読み出し、出力画像の垂直画素数に合った垂直同期信号にしたがって１０８０ラインを読み出すことで１フレームの左下出力画像、右下出力画像をメモリ４０から読み出す。これにより、横２０４８画素、縦１０８０画素の左上出力画像、右上出力画像、左下出力画像、右下出力画像が生成される。

左上出力画像、右上出力画像、左下出力画像、右下出力画像は、横４０９６画素、縦２１６０画素で出力されるモニタイメージを上下左右に４分割したものである。このように４分割するのは、分割された画像を送信部６０において４本の伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４により同時に伝送するためである。変換処理部３０は、メモリ４０から読み出された上下左右に４分割された左上出力画像、右上出力画像、左下出力画像、右下出力画像を第２信号処理部５０に供給する。

このように書き込み部３２は３Ｋ×３Ｋ（横２９６０画素、縦２９６０画素）の入力画像をメモリ４０に書き込み、読み出し部３４はメモリ４０に形成された横２９６０画素、縦１４８０画素の上半分入力画像、下半分入力画像のそれぞれから横４０９６画素、縦１０８０画素の上半分出力画像、下半分出力画像、言い換えれば４Ｋ×２Ｋ（横４０９６画素、縦２１６０画素）の出力画像を読み出す。この画像変換の過程でテスト画像設定部３３は出力画像の無効領域にテスト画像を設定する。出力画像の無効領域にテスト画像を設定する方法として次のようないくつかの方法がある。

読み出し部３４は横２９６０画素、縦１４８０画素の上半分入力画像、下半分入力画像のそれぞれから横４０９６画素、縦１０８０画素の上半分出力画像、下半分出力画像を読み出す際に画素データが存在しない無効領域を無効データで埋めるが、そのときにテスト画像設定部３３から供給されるテスト画像を無効領域に設定することができる。あるいは、読み出し部３４により読み出された上半分出力画像および下半分出力画像がメモリ４０に一時保存され、テスト画像設定部３３が上半分出力画像および下半分出力画像の無効領域にテスト画像を上書きすることでテスト画像を設定してもよい。さらに別の方法として、書き込み部３２がメモリ４０に入力画像を書き込む際に、横２９６０画素、縦１４８０画素の上半分入力画像、下半分入力画像を想定したメモリ領域に画素データを書き込み、画素データが存在しない無効領域に画像としては無効となるデータを埋めてもよく、その場合は、書き込み部３２がテスト画像設定部３３から供給されるテスト画像を無効領域に設定してもよい。

図１３（ａ）〜図１３（ｃ）を参照して、テスト画像設定部３３により出力画像の無効領域に設定されるテスト画像を説明する。一例として、テスト画像は左上出力画像、右上出力画像、左下出力画像、右下出力画像の４つの分割画像の無効ラインの少なくとも一部を用いて設定される。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、左上出力画像には赤色領域５０１、右上出力画像には緑色領域５０２、左下出力画像には青色領域５０３、右下出力画像には黄色領域５０４が設定され、さらに赤色領域５０１の右下隅には黒領域５１１、緑色領域５０２の左下隅には黒領域５１２、青色領域５０３の右上隅には黒領域５１３、黄色領域５０４の左上隅には黒領域５１４が設定される。赤色領域５０１、緑色領域５０２、青色領域５０３、黄色領域５０４をテスト画像の「背景領域」と呼び、４つの黒領域５１１、５１２、５１３、５１４の配置をテスト画像の「パターン」と呼ぶ。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）の例では、無効ラインの一部をテスト画像の領域として用いているが、左上出力画像、右上出力画像、左下出力画像、右下出力画像において無効ラインの全部を用いて赤色領域５０１、緑色領域５０２、青色領域５０３、黄色領域５０４を設定してもよい。

テスト画像の背景領域を左上出力画像、右上出力画像、左下出力画像、右下出力画像のそれぞれを識別可能な４色の画像としたのは、４Ｋ対応のモニタに出力画像を表示し、ユーザが出力画像におけるテスト画像のパターンを判定する際の視認性を高めるためである。テスト画像のパターンを自動で検出する場合は、背景領域を必ずしも４色で区別する必要はなく、同一の色にしてもよい。また、テスト画像のパターンを構成する４つの黒領域５１１、５１２、５１３、５１４の色は任意であり、黒以外の一色であってもよく、異なる４色で区別してもよい。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）の左上出力画像、右上出力画像、左下出力画像、右下出力画像の無効ラインだけを集めて図１３（ｃ）のように構成することで、テスト画像全体のパターンを把握することができる。テスト画像のパターンを説明する場合、説明の便宜上、図１３（ｃ）のように構成した図を用いることにするが、４Ｋ対応のモニタに表示されるときは、図１３（ａ）の上半分出力画像と図１３（ｂ）の下半分出力画像を組み合わせた４Ｋ×２Ｋの出力画像が表示されることに留意する。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示されるように、入力画像を水平画素数の異なる出力画像に変換したため、出力画像の有効領域は細切れの画像になっており、出力画像を４Ｋ対応のモニタにそのまま表示すると有効領域は画像として意味をなさない。他方、無効領域のテスト画像は背景領域の中に黒領域の所定の配置パターンを有する画像であるため、４Ｋ対応のモニタに表示した場合にテスト画像のパターンを視認することができる。伝送ケーブルの接続ミスがあった場合、テスト画像のパターンに違いが生じるため、テスト画像のパターンの異同により、伝送ケーブルの接続状態の正否を目視で確認することができる。

第２信号処理部５０は、変換処理部３０の読み出し部３４から供給された横２０４８画素、縦１０８０画素の左上出力画像、右上出力画像、左下出力画像、右下出力画像をＳＤＩ信号フォーマットに変換してそれぞれ送信部６０の伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４に供給する。第２信号処理部５０から送信部６０へ供給される出力信号は、各チャンネルとも３Ｇ−ＳＤＩ信号規格（ＳＭＰＴＥ４２４Ｍ）であり、データ転送レートはそれぞれ約３Ｇビット/秒、合計で約１２Ｇビット／秒である。

スイッチ５５は、４つの分割画像の出力信号の各々を伝送すべき伝送路を指定する切替信号を画像受信装置２００から受け取る。スイッチ５５は、切替信号にもとづいて第２信号処理部５０の４つの分割画像の出力信号の出力端子と送信部６０の４つの伝送路の接続端子との間の接続状態を切り替える。

伝送ケーブルの接続ミスがない限り、第２信号処理部５０からの左上出力画像、右上出力画像、左下出力画像、右下出力画像をそれぞれ送信部６０の伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４に供給すればよい。しかし、画像受信装置２００においてテスト画像にもとづいて伝送ケーブルの接続ミスが検出された場合、伝送ケーブルを物理的に正しく接続し直す代わりに、スイッチ５５が切替信号にもとづいて第２信号処理部５０の出力端子と送信部６０の接続端子との間の接続状態の切り替えを行うことで伝送ケーブルの接続ミスを修復することができる。

送信部６０は、第２信号処理部５０から供給された左上出力画像、右上出力画像、左下出力画像、右下出力画像をそれぞれ伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４で同時に伝送する。これにより、１フレームの映像は、３Ｇ−ＳＤＩ信号フォーマットとして、４チャンネルで伝送され、出力データ量は１フレーム当たり２０４８×１０８０×４×２＝１７，６９４，７２０バイトとなる。

図２（ａ）〜図２（ｃ）から明らかであるように、変換処理部３０が入出力間の同期信号を変換することによって、横２９６０画素、縦２９６０画素の入力画像を、横２０４８画素、縦１０８０画素の左上出力画像、右上出力画像、左下出力画像、右下出力画像に変換しても、画像の縦横のサイズが変更されるだけで画像の有効データ量は全く変更されていない。したがって画質を全く劣化させずに、４チャンネルの伝送路ＳＤＩ１〜ＳＤＩ４で伝送することができる。

従来は、所定の伝送路で映像信号を伝送する際、伝送路の同期信号に合わせた画像サイズに変換する必要があり、スケーリングにより映像の品質が劣化するのを避けられなかった。

図３（ａ）〜図３（ｃ）は、比較のために、伝送路の同期信号に合わせてスケーリングすることにより映像を伝送する従来の方法を説明する図である。ここでは、１ライン３８４０画素の伝送モードで伝送する場合を説明する。図３（ａ）に示すように、横２９６０画素、縦２９６０画素の入力画像に対して、１ライン３８４０画素でアライメントするために左右４４０画素を空けて、２９６０画素を水平方向に書き込み、垂直方向は１０８０ラインになるように画像データを縮小してメモリに書き込む。有効データ量は２９６０×１０８０＝３，１９６，８００バイトとなる。ここでは上半分の画像を示しているが、下半分についても同様に画像データを縮小して横３８４０画素、縦１０８０画素の画像を生成する。

図３（ｂ）に示すように、１ライン３８４０画素のアライメントでメモリから読み出す。１水平同期信号内に転送するデータ量は３８４０画素である。読み出された画像データは図３（ｃ）に示すようにそのままＳＤＩ信号規格で伝送され、モニタではそのまま出力することで画像として再生することができるが、垂直方向にスケーリング（縮小）したことにより、画質は劣化する。図３（ａ）〜図３（ｃ）のスケーリングによる伝送方法では、左右４４０画素分が有効に利用されていない。

それに対して、図２（ａ）〜図２（ｃ）で説明した画像変換方法を用いれば、スケーリングを行わないため、画質の劣化が生じない。ただし、図２（ｃ）の４分割画像をそのままモニタに表示した場合、１つのラインに元の入力画像の複数のラインが混ざっているため、画像としては意味をなさない。後述のように画像受信装置において、画像を２９６０画素ずつ取り出して再構成し、元の画像を復元する必要がある。

図４は、書き込み部３２が入力画像をメモリ４０に書き込む際の入力側の同期信号を説明する図である。書き込み部３２は、クロック周波数７２０．７２／１．００１ＭＨｚの下で、横２９６０画素、縦２９６０画素の入力画像を６０／１．００１ｆｐｓ（ｆｒａｍｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）のフレームレートでメモリ４０に書き込む。書き込み部３２は、入力される有効サンプル数が、水平方向２９６０サンプル、垂直方向２９６０ラインとなるように、水平同期信号を３９００サンプル、垂直同期信号を３０８０ラインのタイミングで与えて画素をサンプリングする。図中の点線の矢印は書き込み順を示す。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、書き込み部３２が入力画像をメモリ４０に書き込む際のタイミングチャートである。図５（ａ）は、３９００サンプル毎に与えられる水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）と、３０８０ライン毎に与えられる垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）を示す。

図５（ｂ）は、図５（ａ）の垂直同期信号（Ｈｓｙｎｃ）を拡大した図であり、１水平同期期間の間に水平方向に１ライン当たり２９６０個の画素が有効データとしてサンプリングされ、上半分の第１４８０ラインの最後の４３８０８００番目の画素がサンプリングされるまでのタイミングチャートを示している。この後、下半分についても同様にサンプリングされる。

図６は、読み出し部３４がメモリ４０から出力画像を読み出す際の出力側の同期信号を説明する図である。読み出し部３４は、クロック周波数１４８．５／１．００１ＭＨｚの下で、メモリ４０に格納された入力画像の上半分から横４０９６画素、縦１０８０画素の出力画像の上半分をフレームレート６０／１．００１ｆｐｓでメモリ４０から読み出し、メモリ４０に格納された入力画像の下半分から横４０９６画素、縦１０８０画素の出力画像の下半分をフレームレート６０／１．００１ｆｐｓでメモリ４０から読み出す。ここでは、主に入出力画像の上半分について説明し、下半分については上半分と同様であるから説明を適宜省略する。読み出し部３４は、出力される有効サンプル数が、水平方向２０４８サンプル、垂直方向１０８０ラインとなるように、水平同期信号を２２００サンプル、垂直同期信号を１１２５ラインのタイミングで与えて画素をライン毎にサンプリングする。図中の点線の矢印は読み出し順を示す。左右に２分割して左右同時に読み出す。また、Ｃ画像もＹ画像と同様に２分割して左右同時に読み出す。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、読み出し部３４がメモリ４０から出力画像を読み出す際のタイミングチャートである。図７（ａ）は、を２２００サンプル毎に与えられる水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）と、１１２５ライン毎に与えられる垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）を示す。

図７（ｂ）は、図７（ａ）の垂直同期信号（Ｈｓｙｎｃ）を拡大した図であり、出力画像の上半分について、１水平同期期間の間に水平方向にＳＤＩ１用データ（左上出力画像）およびＳＤＩ２用データ（右上出力画像）として１ライン当たり２０４８個の画素が有効データとしてサンプリングされ、第１０７０ラインがサンプリングされるまでのタイミングチャートを示している。第１０７０ラインでは、ＳＤＩ１用データとして４３７８６２４番目から４３８０６７２番目までの画素が有効サンプルとして読み出され、ＳＤＩ２用データとして４３８０６７３番目から４３８０８００番目までの画素が有効サンプルとして読み出され、残りは画像としては無効となるデータが埋められる。第１０７１ラインから第１０８０ラインまでは画像としては無効となるデータのみが埋められる。

出力画像の下半分についても上半分と同様であり、ＳＤＩ３用データ（左下出力画像）およびＳＤＩ４用データ（右下出力画像）が同じ同期信号にしたがって同時に読み出される。すなわち、ＳＤＩ１用データのＹ１画素、ＳＤＩ２用データのＹ２０４９画素、ＳＤＩ３用データのＹ４３８０８０１画素、ＳＤＩ４用データのＹ４３８２８４９画素を最初の読み出し画素としてそれ以降も出力タイミングを揃えて上下左右に４分割した画像を同期信号にしたがって同時に読み出す。また、Ｃ画像もＹ画像と同様に読み出す。

図８は、実施の形態に係る画像受信装置２００の構成図である。画像受信装置２００は、受信部２１０と、スイッチ２１５と、第３信号処理部２２０と、変換処理部２３０と、メモリ２４０と、ＳＤ（Secure Digital）カード２５０と、表示制御部２６０とを含む。

画像受信装置２００は、画像送信装置１００から伝送された画像データを受信し、画像を復元して表示または保存する。画像送信装置１００による出力画像はそのままモニタに表示しても画像としては意味をなさないため、画像受信装置２００において元の画像に復元する必要がある。

受信部２１０は、画像送信装置１００の送信部６０により伝送された４分割された横２０４８画素、縦１０８０画素の画像データを４つの伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４で受信する。入力データ量は１フレーム当たり２０４８×１０８０×４×２＝１７，６９４，７２０バイトである。ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４で受信された左上画像、右上画像、左下画像、右下画像は第３信号処理部２２０に供給される。

第３信号処理部２２０は、一例として、ＦＰＧＡであり、入力画像データを、画像サイズはそのままで変換処理部２３０に入力できるフォーマットに変換して出力する。

変換処理部２３０は、一例として、ＳｏＣであり、第３信号処理部２２０からの映像入力信号から元の画像を復元して出力する。データ入力側同期信号とデータ出力側同期信号が異なるため、変換処理部２３０は、メモリ２４０に入力側同期信号にしたがってデータを書き込む書き込み部２３２と、メモリ２４０から出力側同期信号にしたがってデータを読み出す読み出し部２３４とを備え、入出力間で同期信号を変換する。

変換処理部２３０は、さらに検出部２３３と切替制御部２３５を備える。検出部２３３は、メモリ２４０に保持される入力画像の無効領域のテスト画像のパターンとあらかじめ定められたパターンとを比較して異同を検出する。切替制御部２３５は、入力画像の無効領域のテスト画像のパターンがあらかじめ定められたパターンとは異なる場合に、受信部２１０において４つの伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４で受信された各分割画像の信号が入力されるべき第３信号処理部２２０の入力端子を指定する切替信号を生成し、スイッチ２１５に供給する。

スイッチ２１５は、切替信号にもとづいて受信部２１０の４つの伝送路の接続端子と第３信号処理部２２０の４つの分割画像の入力信号の入力端子との間の接続状態を切り替える。

伝送ケーブルの接続ミスがない限り、受信部２１０が４つの伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４で受信した各分割画像をそれぞれ第３信号処理部２２０の対応する入力端子に供給すればよい。しかし、テスト画像にもとづいて伝送ケーブルの接続ミスが検出された場合、伝送ケーブルを物理的に正しく接続し直す代わりに、スイッチ２１５が切替信号にもとづいて受信部２１０の接続端子と第３信号処理部２２０の入力端子の間の接続状態の切り替えを行うことで伝送ケーブルの接続ミスを修復することができる。

画像受信装置２００にスイッチ２１５が設けられていない場合、切替制御部２３５は切替信号を画像送信装置１００に送信し、画像送信装置１００のスイッチ５５が切替信号にもとづいて第２信号処理部５０の出力端子と送信部６０の接続端子の間の接続状態を切り替えることで伝送ケーブルの接続ミスを修復することができる。

図９（ａ）および図９（ｂ）は、変換処理部２３０の書き込み部２３２によってメモリ２４０に書き込まれる画像データと、変換処理部２３０の読み出し部２３４によってメモリ２４０から読み出される画像データを説明する図である。図９（ａ）および図９（ｂ）を参照しながら、変換処理部２３０の書き込み部２３２と読み出し部２３４の動作を説明する。

変換処理部２３０の書き込み部２３２は、第３信号処理部２２０から左上画像および右上画像を受け取り、水平同期信号にしたがって、１ライン当たりの水平画素数が２０４８画素の左上画像および右上画像の画素データをメモリ２４０の左右の対応する位置に書き込み、垂直同期信号にしたがって１０８０ラインを書き込む。これにより、１フレームの上半分の画像データがメモリ２４０に形成される。同様に、書き込み部２３２は、第３信号処理部２２０から左下画像および右下画像を受け取り、水平同期信号にしたがって、１ライン当たりの水平画素数が２０４８画素の左下画像および右下画像の画素データをメモリ２４０の左右の対応する位置に書き込み、垂直同期信号にしたがって１０８０ラインを書き込む。これにより、１フレームの下半分の画像データがメモリ２４０に形成される。

図９（ａ）の上段に示すように、ＳＤＩ１により伝送された横２０４８画素、縦１０８０画素の左上画像は点線の矢印のように左半分に書き込まれ、ＳＤＩ２により伝送された横２０４８画素、縦１０８０画素の右上画像は点線の矢印のように右半分に書き込まれる。これにより、横４０９６画素、縦１０８０画素の上半分の画像がメモリ２４０に形成される。同様に、図９（ａ）の下段に示すように、ＳＤＩ３により伝送された横２０４８画素、縦１０８０画素の左上画像は点線の矢印のように左半分に書き込まれ、ＳＤＩ４により伝送された横２０４８画素、縦１０８０画素の右上画像は点線の矢印のように右半分に書き込まれる。これにより、横４０９６画素、縦１０８０画素の下半分の画像がメモリ２４０に形成される。上下左右に４分割された画像データのメモリ２４０への書き込みは同時に行われる。

書き込み部２３２が画像データをメモリ２４０に書き込む際の水平同期信号および垂直同期信号については、図６、図７（ａ）および図７（ｂ）で説明した画像送信装置１００の変換処理部３０の読み出し部３４がメモリ４０から４分割された画像データを読み出す際のタイミングチャートと同様の水平同期信号および垂直同期信号を用いればよい。

図９（ｂ）に示すように、変換処理部２３０の読み出し部２３４は、メモリ２４０に形成された横４０９６画素、縦１０８０画素の上半分および下半分の画像のそれぞれから、水平同期信号にしたがって１ライン当たりの水平画素数が２９６０画素の画素データを読み出し、垂直同期信号にしたがって１４８０ラインを読み出すことで１フレームの上半分および下半分の画像をメモリ２４０から読み出す。これにより、横２９６０画素、縦２９６０画素の画像が生成される。これは画像送信装置１００により撮像された元の画像であり、そのまま表示装置に表示したり、記録媒体に保存することができる。

読み出し部２３４がメモリ２４０から画像データを読み出す際の水平同期信号および垂直同期信号については、図４、図５（ａ）および図５（ｂ）で説明した画像送信装置１００の変換処理部３０の書き込み部３２が画像データをメモリ４０に書き込み際のタイミングチャートと同様の水平同期信号および垂直同期信号を用いればよい。

読み出し部２３４は、必要に応じて読み出された画像のサイズを変換してもよい。たとえば表示装置などの出力先に合わせて画像サイズを変更してもよい。一例として横２９６０画素、縦２９６０画素の画像を横２０４８画素、縦２０４８画素に変換する。あるいは、読み出し部２３４は、読み出された画像のサイズは変換せずに、一部の領域を切り出したり、画像領域を拡張する処理を行ってもよい。一例として、横２９６０画素、縦２９６０画素の画像の左右に黒領域を付加して、横３８４０画素、縦２９６０画素に変換してもよい。

このように書き込み部２３２は横４０９６画素、縦１０８０画素の上半分入力画像および下半分入力画像をメモリ２４０に書き込み、読み出し部２３４はメモリ２４０に形成された横４０９６画素、縦１０８０画素の上半分入力画像、下半分入力画像のそれぞれから横２９６０画素、縦１４８０画素の上半分出力画像、下半分出力画像を読み出す。書き込み部２３２によって４Ｋ×２Ｋ（横４０９６画素、縦２１６０画素）の入力画像がメモリ２４０に形成され、読み出し部２３４によって３Ｋ×３Ｋ（横２９６０画素、縦２９６０画素）の出力画像が取り出される。この画像変換の過程で検出部２３３は入力画像の無効領域のテスト画像のパターンを検出し、あらかじめ定められたパターンと比較する。

伝送ケーブルの接続ミスがなければ、メモリ２４０に形成された横４０９６画素、縦１０８０画素の上半分入力画像は図１３（ａ）に示すものと同じであり、メモリ２４０に形成された横４０９６画素、縦１０８０画素の下半分入力画像は図１３（ｂ）に示すものと同じである。検出部２３３はメモリ２４０に形成された横４０９６画素、縦１０８０画素の上半分入力画像の無効ラインと、横４０９６画素、縦１０８０画素の下半分入力画像の無効ラインを結合してテスト画像を抽出する。これは、伝送ケーブルの接続ミスがなければ、図１３（ｃ）に示すものと同じである。検出部２３３は、受信された入力画像のテスト画像のパターンがあらかじめ定められた図１３（ｃ）のパターンであるかどうかを判定する。

表示制御部２６０は、メモリ２４０に形成された４Ｋ×２Ｋ（横４０９６画素、縦２１６０画素）の入力画像を読み出して４Ｋ対応のモニタに表示する。これにより、ユーザは入力画像の無効領域のテスト画像を視認することができ、テスト画像があらかじめ定められたパターンであるかどうかを目視で判定することができる。この場合、検出部２３３による自動判定を省略して、ユーザが切替制御部２３５に対して切替信号を手動で設定してもよい。

ストリーム化部２３６は、読み出し部２３４により読み出された画像データを符号化し、ＡＶＣ／Ｈ．２６４やＨＥＶＣ／Ｈ．２６５などの動画像圧縮符号化規格にしたがって符号化ストリームを生成する。ＳＤカードインタフェース２３８は、符号化された動画ストリームをＳＤカード２５０に格納する。図示しない表示部が読み出し部２３４により読み出された画像を表示装置に表示してもよい。

図１４（ａ）〜図１４（ｘ）を参照して、無効領域のテスト画像のパターンを説明する。図１４（ａ）は、図１３（ｃ）のテスト画像を模式的に示したものである。ここでは図１３（ｃ）の無効ラインの全領域を背景領域として用いて、ＳＤＩ１〜ＳＤＩ４をまたがる中央の黒領域をパターンとして用いる。伝送ケーブルが正しく接続されているならば、ＳＤＩ１の右下黒のテスト画像、ＳＤＩ２の左下黒のテスト画像、ＳＤＩ３の右上黒のテスト画像、ＳＤＩ４の左上黒のテスト画像が図１４（ａ）に示すように配置され、黒領域が中央に集まる。伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４が接続されるべき受信部２１０の接続端子をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとすると、｛接続端子Ａ，ＳＤＩ１｝、｛接続端子Ｂ，ＳＤＩ２｝、｛接続端子Ｃ，ＳＤＩ３｝、｛接続端子Ｄ，ＳＤＩ４｝という伝送ケーブルの接続状態がテスト画像の正しいパターンを構成する。

しかしながら、たとえば接続端子Ｃと接続端子Ｄの間で伝送ケーブルを挿し間違えた場合、｛接続端子Ａ，ＳＤＩ１｝、｛接続端子Ｂ，ＳＤＩ２｝、｛接続端子Ｃ，ＳＤＩ４｝、｛接続端子Ｄ，ＳＤＩ３｝という伝送ケーブルの接続状態になり、接続端子ＣにはＳＤＩ４の左上黒のテスト画像が入力され、接続端子ＤにはＳＤＩ３の右上黒のテスト画像が入力される。この場合、図１４（ｂ）に示すようなテスト画像のパターンが検出され、中央に黒領域が集まらない。別の例として、接続端子Ｂと接続端子Ｃの間で伝送ケーブルを挿し間違えた場合、｛接続端子Ａ，ＳＤＩ１｝、｛接続端子Ｂ，ＳＤＩ３｝、｛接続端子Ｃ，ＳＤＩ２｝、｛接続端子Ｄ，ＳＤＩ４｝という伝送ケーブルの接続状態になり、接続端子ＢにはＳＤＩ３の右上黒のテスト画像が入力され、接続端子ＣにはＳＤＩ２の左下黒のテスト画像が入力される。この場合、図１４（ｃ）に示すようなテスト画像のパターンが検出され、中央に黒領域が集まらない。図１４（ｄ）〜図１４（ｘ）についても同様に、いずれかの２以上の端子の間で伝送ケーブルの挿し間違いがあり、テスト画像のパターンは中央に黒領域が集まらないものになる。

４個の接続端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの間で４本の伝送ケーブルを挿し間違えるパターンは、全部で２４通り考えられる。すなわち、図１４（ａ）の正しい接続状態のテスト画像のパターンに対して、図１４（ｂ）〜図１４（ｘ）の２３通りの誤った接続状態のテスト画像のパターンがありうる。検出されたテスト画像のパターンを図１４（ａ）の正しいパターンと比較することで、受信部２１０の接続端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄへの伝送ケーブルの接続状態の正否を判定することができる。

なお、図１４（ａ）のように中央に黒領域が集まる視認しやすいパターンを正しいパターンとして用いれば、ユーザは４Ｋ対応のモニタでテスト画像を実際に見て図１４（ｂ）〜図１４（ｘ）のパターンであれば、伝送ケーブルの接続ミスがあったことを容易に把握することができる。ただし、検出部２３３がテスト画像のパターンの異同を自動検出するのであれば、必ずしも図１４（ａ）のような視認しやすいパターンを正しいパターンとする必要はなく、たとえば、図１４（ｃ）のパターンを正しいパターンとして用いて、それ以外のパターンを誤ったパターンとして判別してもかまわない。また、図１４（ａ）以外のパターンでもユーザが視認しやすいものであれば、正しいパターンとして用いることができる。たとえば、図１４（ｘ）のように四隅が黒であるパターンを正しいパターンとして用いれば、それ以外のパターンとの間で目視で比較してユーザはパターンの異同を判定することができる。

図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、伝送ケーブルの接続状態を正しい状態に切り替えるための切替信号を説明する図である。図１５（ａ）は、受信部２１０の４個の接続端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの配置を示す図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の接続端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにそれぞれ伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４が正しく接続された状態におけるテスト画像のパターンを示す。接続端子ＡにＳＤＩ１の右下黒のテスト画像、接続端子ＢにＳＤＩ２の左下黒のテスト画像、接続端子ＣにＳＤＩ３の右上黒のテスト画像、接続端子ＤにＳＤＩ４の左上黒のテスト画像が入力されるので、中央に黒領域が集まっている。

図１５（ｃ）は、検出部２３３によって検出されたテスト画像のパターンを示す。これは図１４（ｄ）に示すパターンと同じであり、３つの接続端子Ｂ、Ｃ、Ｄの間で３本の伝送ケーブルの挿し間違いがあり、接続端子ＡにはＳＤＩ１が正しく接続されているが、接続端子ＢにはＳＤＩ３が接続され、接続端子ＣにはＳＤＩ４が接続され、接続端子ＤにはＳＤＩ２が誤って接続されている。その結果、接続端子Ａに右下黒のテスト画像、接続端子Ｂに右上黒のテスト画像、接続端子Ｃに左上黒のテスト画像、接続端子Ｄに左下黒のテスト画像が入力され、中央に黒領域が集まらない。

図１５（ｃ）のテスト画像のパターンが検出されることは、画像送信装置１００の送信部６０の接続端子Ａ〜Ｄと画像受信装置２００の受信部２１０の接続端子Ａ〜Ｄとの間で次の伝送ケーブルの挿し間違いが起きていることを意味する。送信部６０の接続端子Ａは受信部２１０の接続端子Ａに正しく接続されているが、送信部６０の接続端子Ｂは受信部２１０の接続端子Ｄに、送信部６０の接続端子Ｃは受信部２１０の接続端子Ｂに、送信部６０の接続端子Ｄは受信部２１０の接続端子Ｃに接続されている。送信部６０と受信部２１０の間の誤った接続関係は（ＡｔｏＡ，ＢｔｏＤ，ＣｔｏＢ，ＤｔｏＣ）と記載することができる。この誤った接続関係を正しい接続関係に戻すためには、これを反転させた（ＡｔｏＡ，ＢｔｏＣ，ＣｔｏＤ，ＤｔｏＢ）という切替信号を用いて受信部２１０側または送信部６０側で入出力の接続関係を切り替えればよい。

図１５（ｄ）の左側には｛接続端子Ａ，ＳＤＩ１｝、｛接続端子Ｂ，ＳＤＩ３｝、｛接続端子Ｃ，ＳＤＩ４｝、｛接続端子Ｄ，ＳＤＩ２｝という誤った接続状態が示されており、図１５（ｄ）の右側には｛接続端子Ａ，ＳＤＩ１｝、｛接続端子Ｂ，ＳＤＩ２｝、｛接続端子Ｃ，ＳＤＩ３｝、｛接続端子Ｄ，ＳＤＩ４｝という正しい接続状態が示されている。図１５（ｄ）の矢印は、図１５（ｃ）の誤った接続状態を図１５（ｂ）の正しい接続状態に修正するための切替信号（ＡｔｏＡ，ＢｔｏＣ，ＣｔｏＤ，ＤｔｏＢ）を示す。切替制御部２３５は切替信号（ＡｔｏＡ，ＢｔｏＣ，ＣｔｏＤ，ＤｔｏＢ）をスイッチ２１５に供給する。

スイッチ２１５は、切替信号（ＡｔｏＡ，ＢｔｏＣ，ＣｔｏＤ，ＤｔｏＢ）にもとづいて、スイッチ２１５の入力側端子Ａを出力側端子Ａに、入力側端子Ｂを出力側端子Ｃに、入力側端子Ｃを出力側端子Ｂに、入力側端子Ｄを出力側端子Ｂに接続するように切り替える。すなわち、スイッチ２１５は、受信部２１０と第３信号処理部２２０の間の接続状態を切り替え、受信部２１０の接続端子Ａを第３信号処理部２２０の入力端子Ａに、受信部２１０の接続端子Ｂを第３信号処理部２２０の入力端子Ｃに、受信部２１０の接続端子Ｃを第３信号処理部２２０の入力端子Ｄに、受信部２１０の接続端子Ｄを第３信号処理部２２０の入力端子Ｂに接続する。

これにより、受信部２１０の接続端子ＡからのＳＤＩ１の出力は第３信号処理部２２０の入力端子Ａに入力され、受信部２１０の接続端子ＢからのＳＤＩ３の出力は第３信号処理部２２０の入力端子Ｃに入力され、受信部２１０の接続端子ＣからのＳＤＩ４の出力は第３信号処理部２２０の入力端子Ｄに入力され、受信部２１０の接続端子ＤからのＳＤＩ２の出力は第３信号処理部２２０の入力端子Ｂに入力される。このようにスイッチ２１５の動作により、誤った接続状態が正しい接続状態に戻され、画像送信装置１００と画像受信装置２００の間の伝送ケーブルの接続ミスが解消される。

画像受信装置２００にスイッチ２１５がなく、画像送信装置１００にスイッチ５５を設ける構成の場合、切替制御部２３５は同じ切替信号（ＡｔｏＡ，ＢｔｏＣ，ＣｔｏＤ，ＤｔｏＢ）を画像送信装置１００に送信する。画像送信装置１００のスイッチ５５は、切替信号（ＡｔｏＡ，ＢｔｏＣ，ＣｔｏＤ，ＤｔｏＢ）にもとづいて、第２信号処理部５０の出力端子Ａを送信部６０のＳＤＩ１用の接続端子Ａに接続し、第２信号処理部５０の出力端子Ｂを送信部６０のＳＤＩ３用の接続端子Ｃに接続し、第２信号処理部５０の出力端子Ｃを送信部６０のＳＤＩ４用の接続端子Ｄに接続し、第２信号処理部５０の出力端子Ｄを送信部６０のＳＤＩ２用の接続端子Ｂに接続する。

これにより、第２信号処理部５０の出力端子ＡからのＳＤＩ１の出力が送信部６０の接続端子Ａに入力され、第２信号処理部５０の出力端子ＢからのＳＤＩ２の出力が送信部６０の接続端子Ｃに入力され、第２信号処理部５０の出力端子ＣからのＳＤＩ３の出力が送信部６０の接続端子Ｄに入力され、第２信号処理部５０の出力端子ＤからのＳＤＩ４の出力が送信部６０の接続端子Ｂに入力される。

ここで、前述のように、送信部６０の接続端子Ａは受信部２１０の接続端子Ａに正しく接続されているが、送信部６０の接続端子Ｂは受信部２１０の接続端子Ｄに、送信部６０の接続端子Ｃは受信部２１０の接続端子Ｂに、送信部６０の接続端子Ｄは受信部２１０の接続端子Ｃに接続されている。したがって、結果的に、受信部２１０の接続端子Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤにはそれぞれＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４が入力されることになる。このようにスイッチ５５の動作により、誤った接続状態が正しい接続状態に戻され、画像送信装置１００と画像受信装置２００の間の伝送ケーブルの接続ミスが解消される。

図１０は、別の実施の形態に係る画像受信装置３００の構成図である。画像受信装置３００は、受信部３１０と、スイッチ３１５と、コンピュータ３２０と、モニタ３３０とを含む。受信部３１０は、画像送信装置１００から伝送される画像データを受信し、コンピュータ３２０が受信された画像データを復元してモニタ３３０に表示する。

受信部３１０は、画像送信装置１００の送信部６０により伝送された４分割された横２０４８画素、縦１０８０画素の画像データを４つの伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４で受信する。

コンピュータ３２０は、４チャンネルの３Ｇ−ＳＤＩ信号を受信するための４つのＳＤＩ入力キャプチャボード３２２ａ〜３２２ｄを備える。受信部３１０のＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４で受信された左上画像、右上画像、左下画像、右下画像はそれぞれＳＤＩ入力キャプチャボード３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２２ｄに入力される。

メモリインタフェース３２３は、図８の書き込み部２３２と同様に、水平同期信号にしたがって、左上画像、右上画像、左下画像、右下画像をメモリ３２４に書き込み、横４０９６画素、縦１０８０画素の上半分および下半分の画像データをメモリ３２４に形成する。

検出部３２５は、メモリ３２４に保持される入力画像の無効領域のテスト画像のパターンとあらかじめ定められたパターンとを比較して異同を検出する。切替制御部３２７は、入力画像の無効領域のテスト画像のパターンがあらかじめ定められたパターンとは異なる場合に、受信部３１０において４つの伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４で受信された各分割画像の信号が入力されるべきＳＤＩ入力キャプチャボード３２２ａ〜３２２ｄの入力端子を指定する切替信号を生成し、スイッチ３１５に供給する。

スイッチ３１５は、切替信号にもとづいて受信部３１０の４つの伝送路の接続端子と４つのＳＤＩ入力キャプチャボード３２２ａ〜３２２ｄの入力端子との間の接続状態を切り替える。

伝送ケーブルの接続ミスがない限り、受信部３１０が４つの伝送路ＳＤＩ１、ＳＤＩ２、ＳＤＩ３、ＳＤＩ４で受信した各分割画像をそれぞれＳＤＩ入力キャプチャボード３２２ａ〜３２２ｄに供給すればよい。しかし、テスト画像にもとづいて伝送ケーブルの接続ミスが検出された場合、伝送ケーブルを物理的に正しく接続し直す代わりに、スイッチ３１５が切替信号にもとづいて受信部３１０の接続端子と４つのＳＤＩ入力キャプチャボード３２２ａ〜３２２ｄの入力端子の間の接続状態の切り替えを行うことで伝送ケーブルの接続ミスを修復することができる。

スイッチ３１５はコンピュータ３２０の外部に設けてもよく、コンピュータ３２０に内蔵してもよい。なお、スイッチ３１５をコンピュータ３２０側に設けることが難しい場合、切替制御部３２７は切替信号を画像送信装置１００に送信し、画像送信装置１００のスイッチ５５が切替信号にもとづいて第２信号処理部５０の出力端子と送信部６０の接続端子との間の接続状態を切り替えればよい。

画像フォーマット変換部３２６は、図８の読み出し部２３４と同様に、水平同期信号にしたがって、メモリ３２４から水平２９６０画素のアライメントで画像データを読み出すことで横２９６０画素、縦２９６０画素の画像を読み出し、グラフィックボード３２８に供給する。画像フォーマット変換部３２６は、画像データを読み出す際、画像サイズを変更したり、画像サイズを変更せずに一部の領域を切り出したり、画像領域を拡張するなどの画像処理を行ってもよい。また、画像フォーマット変換部３２６は、画像の色差フォーマットを変更してもよい。たとえば４：２：２のＹＵＶフォーマットをＲＧＢフォーマットに変更してもよい。

グラフィックボード３２８は、画像フォーマット変換部３２６から供給された画像データをモニタ３３０に転送して表示する。

グラフィックボード３２８は、メモリ３２４に形成された４Ｋ×２Ｋ（横４０９６画素、縦２１６０画素）の入力画像を読み出して４Ｋ対応のモニタに表示してもよい。これにより、ユーザは入力画像の無効領域のテスト画像を視認することができ、テスト画像があらかじめ定められたパターンであるかどうかを目視で判定することができる。この場合、検出部３２５による自動判定を省略して、ユーザが切替制御部３２７に対して切替信号を手動で設定してもよい。

図１１は、画像送信装置１００による画像変換手順を説明するフローチャートである。

撮像部１０は入力画像を撮影し、取得された入力画像を第１信号処理部２０に与える（Ｓ１０）。

第１信号処理部２０は、入力画像を変換処理部３０に適したフォーマットに変換して変換処理部３０に供給する（Ｓ１２）。

変換処理部３０の書き込み部３２は、入力画像を入力側の同期信号Ａにしたがってメモリ４０に書き込む（Ｓ１４）。入力側の同期信号Ａは、図４、図５（ａ）および図５（ｂ）で説明したように、入力画像の水平画素数および垂直画素数に合った水平同期信号および垂直同期信号である。

変換処理部３０の読み出し部３４は、出力側の同期信号Ｂにしたがってメモリ４０から出力画像を読み出す（Ｓ１６）。出力側の同期信号Ｂは、図６、図７（ａ）および図７（ｂ）で説明したように、出力画像の水平画素数および垂直画素数に合った水平同期信号および垂直同期信号である。

変換処理部３０のテスト画像設定部３３は、メモリ４０から読み出される出力画像の無効領域にテスト画像を設定する（Ｓ１７）。

第２信号処理部５０は、メモリ４０から読み出された出力画像を３Ｇ−ＳＤＩなどの伝送路に適した伝送フォーマットに変換し、伝送信号を送信部６０に供給する（Ｓ１８）。送信部６０は、伝送路で画像データを送信する（Ｓ２０）。

出力画像のサイズは、所定の伝送路で伝送可能な画像サイズ以下にする必要があり、１チャンネルの伝送路で伝送できない場合は、複数チャンネルの伝送路を用いて分割して伝送する。その場合、メモリ４０から出力画像を読み出す際に伝送路のチャンネル数に合わせて分割して画像データを読み出す。

画像受信装置２００から切替信号を受信した場合（Ｓ２２のＹ）、スイッチ５５が第２信号処理部５０と送信部６０の間の入出力接続を切替信号にもとづいて切り替えることで伝送路の接続状態を修復する（Ｓ２４）。その後、ステップＳ２０に戻り、修復された接続状態のもとで、送信部６０は改めて画像データを送信する。

画像受信装置２００から切替信号を受信しない場合（Ｓ２２のＮ）、処理を終了する。

図１２は、画像受信装置２００、３００による画像復元手順を説明するフローチャートである。

受信部２１０、３１０は、画像送信装置１００から送信された画像データを複数の伝送路で受信する（Ｓ３０）。

第３信号処理部２２０、ＳＤＩ入力キャプチャボード３２２ａ〜３２２ｄは、受信された入力画像を書き込み部２３２、メモリインタフェース３２３に適したフォーマットに変換して書き込み部２３２、メモリインタフェース３２３に供給する（Ｓ３２）。

書き込み部２３２、メモリインタフェース３２３は、入力画像を同期信号Ｂにしたがってメモリ２４０、３２４に書き込む（Ｓ３４）。この同期信号Ｂは、画像送信装置１００がメモリ４０から出力画像を読み出す際の出力側の同期信号Ｂと同じものが利用できる。

検出部２３３、３２５は、入力画像のテスト画像の無効領域のテスト画像のパターンをあらかじめ定められたパターンと比較することにより、テスト画像が正しいかどうかを判定する（Ｓ３５）。テスト画像が正しい場合（Ｓ３５のＹ）、ステップＳ３６に進む。

テスト画像が正しくない場合（Ｓ３５のＮ）、切替制御部２３５、３２７は、切替信号を生成し、スイッチ２１５、３１５に供給する（Ｓ４２）。スイッチ２１５は、画像受信装置２００の受信部２１０と第３信号処理部２２０の間の入出力接続を切替信号にもとづいて切り替え、スイッチ３１５は、画像受信装置３００の受信部３１０とＳＤＩ入力キャプチャボード３２２ａ〜３２２ｄの間の入出力接続を切替信号にもとづいて切り替えることで伝送路の接続状態を修復する（Ｓ４４）。ステップＳ４４の後、ステップＳ３２に戻り、それ以降の処理を実行する。

読み出し部２３４、画像フォーマット変換部３２６は、同期信号Ａにしたがってメモリ２４０、メモリ３２４から出力信号を読み出す（Ｓ３６）。この同期信号Ａは、画像送信装置１００が入力画像をメモリ４０に書き込む際の入力側の同期信号Ａと同じものが利用できる。

読み出し部２３４、画像フォーマット変換部３２６は、必要に応じて読み出された出力画像のフォーマット変更を行う（Ｓ３８）。

出力画像はそのままモニタ３３０に表示するか、圧縮符号化して動画ストリームとしてＳＤカード２５０などに保存する（Ｓ４０）。

なお、画像受信装置２００にスイッチ２１５が設けられない場合や画像受信装置３００にスイッチ３１５が設けられない場合は、ステップＳ４２で生成された切替信号を画像送信装置１００に送信し、画像送信装置１００のスイッチ５５が切替信号にもとづいた入出力接続の切り替えを行うことにより伝送路の接続状態を修復する。

上記の実施の形態では、３Ｋ×３Ｋの入力画像を４つの２Ｋ×１Ｋ（横２０４８画素、縦１０８０画素）の出力画像に変換し、４チャンネルの３Ｇ−ＳＤＩで伝送する方法を説明したが、これは一例であって、入力画像および出力画像のサイズ、出力画像の分割数、伝送路の動作速度および本数などはこれ以外にもありうる。４Ｋ×２Ｋを１チャンネルで伝送可能な伝送路の場合、３Ｋ×３Ｋ（横２９６０画素、縦２９６０画素）の入力画像を４Ｋ×２Ｋ（横４０９６画素、縦２１６０画素）の出力画像に変換し、１チャンネルの伝送路で伝送してもよい。また、３Ｋ×３Ｋ（２９６０×２９６０画素）の入力画像を４Ｋ×１Ｋ（横４０９６画素、縦１０８０画素）の上半分出力画像および下半分出力画像に変換し、上半分出力画像および下半分出力画像を合成して最終的な４Ｋ×２Ｋ（横４０９６画素、縦２１６０画素）の出力画像として、１チャンネルの伝送路で伝送してもよい。入力画像のサイズを横Ｋ画素、縦Ｌ画素、出力画像のサイズを横Ｍ画素、縦Ｎ画素とした場合、スケーリングをしないために、出力画像の画素数は入力画像の画素数以上である、すなわちＫ×Ｌ≦Ｍ×Ｎであることが前提となる。垂直画素数についてＬ＞Ｎであるか、または水平画素数についてＫ＞Ｍである場合、入出力間で水平同期信号または垂直同期信号を変換して画像サイズの変換が必要になり、本実施の形態の画像変換方法を適用して、画質を劣化させずに出力画像の伝送フォーマットに変換することができる。また、読み出し部３４で、出力画像の水平画素数単位で画素データを前記メモリから読み出す際、４分割以外の数で分割してもよい。分割数をＰとした場合、Ｐ分割して出力先を切り替えることにより、Ｐ分割された画像データを出力し、送信部は、Ｐ分割された画像データをＰ本の伝送路に伝送することができる。

以上説明したように、実施の形態に係る画像送信装置１００によれば、入力画像の解像度を保ったまま、所定の伝送路に適したサイズの出力画像に変換するため、画像受信装置２００、３００において元の画像に復元して表示したり、保存することができ、画質の劣化が生じない。また、高画質の映像を既存の伝送路を用いて伝送するため、開発コストを削減することができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

なお、実施の形態で説明した各装置の機能構成はハードウェア資源またはソフトウェア資源により、あるいはハードウェア資源とソフトウェア資源の協働により実現できる。ハードウェア資源としてプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてオペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。

１０ 撮像部、 ２０ 第１信号処理部、 ３０ 変換処理部、 ３２ 書き込み部、 ３３ テスト画像設定部、 ３４ 読み出し部、 ４０ メモリ、 ５０ 第２信号処理部、 ５５ スイッチ、 ６０ 送信部、 １００ 画像送信装置、 ２００ 画像受信装置、 ２１０ 受信部、 ２１５ スイッチ、 ２２０ 第３信号処理部、 ２３０ 変換処理部、 ２３２ 書き込み部、 ２３３ 検出部、 ２３４ 読み出し部、 ２３５ 切替制御部、 ２３６ ストリーム化部、 ２３８ ＳＤカードインタフェース、 ２４０ メモリ、 ２５０ ＳＤカード、 ２６０表示制御部、 ３００ 画像受信装置、 ３１０ 受信部、 ３１５ スイッチ、 ３２０ コンピュータ、 ３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２２ｄ ＳＤＩ入力キャプチャボード、 ３２３ メモリインタフェース、 ３２４ メモリ、 ３２５ 検出部、 ３２６ 画像フォーマット変換部、 ３２７ 切替制御部、 ３２８ グラフィックボード、 ３３０ モニタ。

Claims (6)

1. 入力画像を画素数の異なる出力画像に変換し、前記出力画像を複数の分割画像に分割して出力する変換部と、
   前記出力画像の無効領域にテスト画像を設定するテスト画像設定部と、
   前記複数の分割画像を信号処理して出力信号を生成する信号処理部と、
   前記複数の分割画像の出力信号を複数の伝送路に伝送する送信部とを含み、
   前記テスト画像は、前記複数の分割画像の任意の並べ替えを互いに識別可能なパターンであることを特徴とする画像送信装置。
2. 前記テスト画像は、一つの色で構成されるパターンであり、前記一つの色の配置により、前記複数の分割画像の任意の並べ替えを互いに識別可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像送信装置。
3. 前記テスト画像のパターンがあらかじめ定められたパターンとは異なる場合に、前記複数の分割画像の出力信号の各々を伝送すべき伝送路を指定する切替信号を受け取り、前記切替信号にもとづいて、前記信号処理部の前記複数の分割画像の出力信号の出力端子と前記送信部の複数の伝送路の接続端子との間の接続状態を切り替える切替部をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の画像送信装置。
4. 複数の伝送路から複数の分割画像の入力信号を受信する受信部と、
   前記複数の分割画像の入力信号を信号処理して画像データを生成する信号処理部と、
   前記複数の分割画像を合成して入力画像を生成し、前記入力画像を画素数の異なる出力画像に変換する変換部と、
   前記入力画像の無効領域のテスト画像のパターンとあらかじめ定められたパターンとを比較して異同を検出する検出部と、
   前記テスト画像のパターンがあらかじめ定められたパターンと異なる場合に、前記複数の分割画像の入力信号の各々を入力すべき前記信号処理部の入力端子を指定する切替信号を生成する切替制御部とを含むことを特徴とする画像受信装置。
5. 入力画像を画素数の異なる出力画像に変換し、前記出力画像を複数の分割画像に分割して出力する変換ステップと、
   前記出力画像の無効領域にテスト画像を設定するテスト画像設定ステップと、
   前記複数の分割画像を信号処理して出力信号を生成する信号処理ステップと、
   前記複数の分割画像の出力信号を複数の伝送路に伝送する送信ステップとを含み、
   前記テスト画像は、前記複数の分割画像の任意の並べ替えを互いに識別可能なパターンであることを特徴とする画像送信方法。
6. 入力画像を画素数の異なる出力画像に変換し、前記出力画像を複数の分割画像に分割して出力する変換ステップと、
   前記出力画像の無効領域にテスト画像を設定するテスト画像設定ステップと、
   前記複数の分割画像を信号処理して出力信号を生成する信号処理ステップと、
   前記複数の分割画像の出力信号を複数の伝送路に伝送する送信ステップとをコンピュータに実行させ、
   前記テスト画像は、前記複数の分割画像の任意の並べ替えを互いに識別可能なパターンであることを特徴とする画像送信プログラム。

Images