专利名称：数字信号传送、接收设备和方法及数字信号传送系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字信号传送设备以及用于传送数字信号的方法，该设备和方法适用于在例如摄影机和摄影机控制单元(CCU)之间传送视频信号，涉及用于接收数字信号的数字信号接收设备及方法，以及涉及数字信号传送系统。
背景技术：
在相关技术中，当使用多个摄影机(camera)时，例如，在摄影棚的戏剧拍摄中或在拍摄棒球比赛中，为了获取每个需要的场面，多个摄影机被放置在不同的地点。通常在一个地点中央控制多个摄影机。
将每个摄影机连接到单独的摄影机控制单元(CCU)，该摄影机控制单元控制摄影机并向摄影机提供电源。这是因为，如果在一个地点固定提供电源，则可以向每个摄影机提供电源。另一个原因是因为通过向单个摄影机应用没有相位差的同步，到开关的输入变得更加容易，所以集中控制更方便，所述开关从多个CCU接收信号并选择性地输出预定信号。
在摄影机和CCU之间互相传送视频信号。即，将获取的图像视频信号作为主线信号从摄影机发送到CCU，并且相反地，将用于确认由摄影师记录的或无线广播的最后主线视频的返回视频信号从CCU发送到摄影机。
在相关的技术中，当宽泛的分类时，对于在摄影机和CCU之间的双向视频信号传送，有以下描述的三种类型的方法。
(1)包括使用光纤电缆的传送的双向视频信号传送。因为在摄影机和CCU之间的视频传送是双向传送，所以公知的常识是使用两根光纤电缆(一根用于上行而一根用于下行)来执行数字传送。即，一根光纤电缆用于将主线信号从摄影机发送到CCU，而另一根光纤电缆用于将返回视频信号从CCU发送到摄影机。
图6示出了使用光纤电缆的传送系统200A。以如下方式配置传送系统200A通过光纤电缆203相互连接摄影机201和CCU 202。遥控器204和监视器205到207被连接到CCU 202。
(2)包括使用称为三轴(triaxial)电缆的同轴电缆类型的传送的双向音频信号传送。在这种方法中使用三轴电缆的双屏蔽(double-shielded)线，调制包括用于电源的、双方向的信号，并执行频率多路复用传送。在例如，日本未经审查的专利申请出版物No.1998-341357中公开了以此方式使用三轴电缆的传送系统。
图7示出了使用三轴电缆的模拟传送系统200B。以如下方式配置传送系统200B使用三轴电缆208相互连接摄影机201和CCU 202。
在这种情况中，数字视频信号作为从摄影机201输出的主线信号，或者从CCU 202输出的返回视频信号，通过使用D/A转换器被各自转换为模拟视频信号，而后对其执行FM调制或AM调制，并且利用使用多路复用滤波器的频率多路复用方法执行双向传送。在接收一侧，在其上执行一次FM解调或AM解调后获得的模拟视频信号被A/D转换为数字视频信号，并被输出。
图8示出了在摄影机201一侧和CCU 202一侧的电路配置的例子。在摄影机201一侧，数字视频信号作为主线信号，即，通过D/A转换器210和211将亮度信号Y和色差信号Cb/Cr各自从数字信号转换到模拟信号，其中亮度信号Y是10位并行数据，色差信号Cb/Cr是10位并行数据。其后，通过AM调制器212和213而AM调制该信号，并且通过多路复用滤波器214组合该信号并将该信号发送到三轴电缆208。色差信号Cb/Cr指示蓝色色差信号Cb和红色色差信号Cr的序列信号。
与以上相关，在CCU 202一侧，通过多路复用滤波器215从三轴电缆208分离并提取亮度信号Y和色差信号Cb/Cr的AM调制信号。其后，通过AM解调器216和217而解调AM调制的信号，为了获得亮度信号Y和色差信号Cb/Cr，通过A/D转换器218和219将AM调制的信号从模拟信号转换为数字信号，其中亮度信号Y和色差信号Cb/Cr是10位并行数据。
在CCU 202一侧，通过D/A转换器220将返回的视频信号Ret.Video(亮度信号Y)从数字信号转换为模拟信号，其中视频信号Ret.Video是10位并行数据。其后，通过FM调制器221而FM调制该信号，并通过多路复用滤波器215将该信号发送到三轴电缆208。
与以上相关，在摄影机201一侧，通过多路复用滤波器214从三轴电缆208提取返回视频信号Ret.Video的FM调制信号。其后，通过FM解调器222解调该FM调制的信号，通过转换将该信号从模拟信号转换为数字信号，并且通过A/D转换器223获得返回的视频信号Ret.Video(Y)。
图9示出了使用三轴电缆的模拟传送系统的频率排列的例子。将从摄影机201发送到CCU 202的AM调制的信号(色差信号Cb/Cr)的中心频率设为21.6MHz。将从摄影机201发送到CCU 202的AM调制信号(亮度信号Y)的中心频率设为64.8MHz。将从CCU 202发送到摄影机201的FM调制信号(亮度信号Y)的中心频率设为126MHz。结果，使得频带不同。
虽然在图8的电路配置的例子中未示出，但是在摄影机201和CCU 202之间传送频率多路复用的音频信号和控制信号。图9也示出了从摄影机201发送到CCU 202的音频信号SA1，和从CCU 202发送到摄影机201的音频信号SA2。
(3)作为用于通过使用三轴电缆双向传送数字视频的系统，存在使用时域多路复用方法的传送系统。即，划分时间周期，使得在其中传送主线视频信号的时间周期和在其中传送返回视频信号的时间周期被交替地确定。并通过重复此操作，执行双向传送。在此系统中，时间管理很困难。另外，当传送距离变长时，发送的视频信号要到达的等待时间变长，并且用于传送视频信号的时间周期变短。
发明内容
在情况(1)中，光纤电缆使得能够传送很宽频带的信号，同样因为光能的传送损失小，所以长距离传送容易实现。为此，在HD(高清晰度)摄影机系统的情况中主要使用这种传送。但是，因为光纤电缆贵，所以在有许多灰尘和污垢的室外，它们的使用是应当关注的问题，并且清洁连接器的端口表面很麻烦。另一个原因是，如果粗暴地处理光纤电缆，则可能将其损坏，并且一旦损坏，修复很困难。因为波长复用需要的分割器/组合器很贵，并且波长被控制的激光二极管是必须的也是很贵的，所以应用一根光纤电缆并使用波长复用的双向传送方法很贵。
在情况(2)中，将从摄影机或CCU输出的数字视频信号还原一次为模拟信号，并且在输出一侧该信号又被还原为数字信号，因此很难避免信号的恶化。另外，因为为传送而执行模拟信号的FM调制/解调或AM调制/解调，所以S/N恶化也会发生。另外，当传送距离变长时，因为传送线的C/N减少，所以视频的S/N变差。
在情况(3)中，时间的管理是困难的，并且当传送距离变长时，被发送的视频信号要到达的等待时间变短，这产生了一个问题，即难以传送如HD视频信号的宽带信号。
希望通过同轴电缆使得数字信号能够被满意地传送。
根据本发明的实施例，提供了一种通过之间连接的同轴电缆将数字信号传送到另一设备的数字信号传送设备，该数字信号传送设备包括为了将要被传送的数字信号划分为多个信号组而配置的信号分割器；为了通过使用正交频分多路复用方法调制通过信号分割器获得的多个信号组中的每个而配置的多个调制器；为了将由多个调制器生成的多个调制信号的每个频带从基带移动到相互不同的频带而配置的多个频移器；以及为了组合其频带被多个频移器移动的多个调制信号、并为了将信号传送到同轴电缆而配置的信号发送器。
在本发明的实施例中，将要被传送的数字信号划分为多个信号组，并且根据正交频分多路复用方法调制这些信号组。即使当要被传送的数字信号的比特率很高时，由分割获得的每个信号组的比特率变低。因此，每个信号组的数字调制成为可能。在这种情况中，在对要被传送的数字信号执行数据压缩处理后，还将数字信号划分为多个信号组，并且在这种情况中，比特率还可被减少。
例如，当将数字视频信号(例如，亮度信号Y和色差信号Cb/Cr)作为主线信号(获取图像视频信号)通过同轴电缆从摄影机发送到CCU时，数字视频信号作为主线信号成为要被传送的数字信号。另外，例如，当将数字视频信号(例如，亮度信号Y)作为返回视频信号要被通过同轴电缆从CCU发送到摄影机时，数字视频信号作为返回视频信号成为要被传送的数字信号。
在将每个调制信号的频带从基带移到相互不同的频带并发送到同轴电缆之后，组合与多个信号组相关的多个调制信号。因为调制信号被移动，使得与多个信号组相关的多个调制信号的频带相互不同，所以可以以如下方式满意地传送它们多个信号组互不干扰。在这种情况中，当从传送地点类似地发送多个调制信号时，排列多个调制信号，使得以上描述的多个调制信号的频带不会与来自发送地点的多个调制信号的频带交迭。结果，通过一根同轴电缆的双向传送成为可能。
如上所述，通过同轴电缆将与发送到该同轴电缆的多个信号组相关的多个调制信号提供到另一个设备。在另一设备中，首先，从同轴电缆中分离并获得多个调制信号。在将多个获得的调制信号的频带还原到基带后，解调调制信号，并且生成多个信号组。然后，组合多个信号组以获得要被接收的数字信号。
在通过正交频分多路复用方法调制每个信号组之后，将通过划分数字信号获得的多个信号组发送到同轴电缆，并且能够降低码元率，以便低于数字信号的比特率。因此，即使在连接器部分等中发生了反射，也不易接收到其影响，并且通过同轴电缆能够满意地传送数字信号。另外，数字信号不被转换为模拟信号，不对其执行AM调制或FM调制，并且不通过同轴电缆对其进行传送。因此，S/N恶化不会发生，并且能够在比模拟传送系统中的距离更长的距离上传送数字信号。
根据本发明的实施例，在数字信号被划分为多个信号组之后，每个信号组通过正交频分多路复用方法被调制，并被发送到同轴电缆。通过正交频分多路复用方法调制即使具有高比特率的数字信号也是可能的。另外，作为调制的结果，能够降低码元率，以便低于数字信号的比特率。因此，即使在连接器部分等中发生了反射现象，也不易接收到其影响，并且通过同轴电缆能够满意地传送数字信号。
图1是根据本发明的实施例示出了使用三轴电缆的传送系统的配置的图；图2示出了与主线信号和返回视频信号相关的调制信号频率的排列，其中通过三轴电缆传送主线信号和返回视频信号；图3是示出了在摄影机一侧的详细配置的框图；图4是示出了用于通过OFDM方法执行调制处理的调制处理器的配置的框图。
图5是示出了在CCU一侧的转换单元的详细配置的框图；图6是示出了在相关技术中使用光纤电缆的传送系统的配置的框图；图7是示出了在相关技术中使用三轴电缆的模拟传送系统的配置的框图；图8是示出了在相关技术中使用三轴电缆的模拟传送系统中的摄影机一侧和CCU一侧的电路配置的例子的框图；以及图9示出了在相关技术中使用三轴电缆的模拟传送系统的频率排列的例子。
具体实施例方式
以下将参照附图描述本发明的实施例。图1示出了根据本发明实施例的使用三轴电缆的传送系统100的配置。传送系统100包括摄影机101、转换单元102、作为同轴电缆的三轴电缆103、转换单元104、和CCU 105。
摄影机101获取目标的图像。将获取的图像的视频信号作为主线信号从摄影机101传送到CCU 105。CCU 105控制摄影机101，并且还向摄影机101提供电源。将返回视频信号从CCU 105传送到摄影机101。将遥控器106和监视器107至109连接到CCU 105。
在摄影机101和三轴电缆103之间提供转换单元102。转换单元102将亮度信号Y和色差信号Cb/Cr划分为多个信号组，通过正交频分多路复用(OFDM)方法调制每个信号组，将每个调制信号的频带从基带移动到相互不同的频带，并将该信号发送到三轴电缆103，其中所述亮度信号Y和色差信号Cb/Cr是组成从摄影机101输出的主线信号的数字视频信号。另外，转换单元102通过将由OFDM方法获得的多个调制信号的频带移动到基带来解调信号组，组合多个获得的信号组以获得返回视频信号Ret.Video，并向摄影机101提供返回视频信号Ret.Video(亮度信号Y)，其中所述多个调制信号相关于通过划分经由三轴电缆103从CCU 105一侧发送的返回视频信号Ret.Video而获得的多个信号组。
图2示出了与主线信号和返回视频信号相关的调制信号的频率的排列，通过三轴电缆103传送所述主线信号和返回视频信号。在此实施例中，为了描述简便的目的，假设从摄影机101传送到CCU 105、组成主线信号的亮度信号Y和色差信号Cb/Cr各被分为三个信号组，而从CCU 105传送到摄影机101的返回视频信号Ret.Video(Y)被分为三个信号组。
与通过划分亮度信号Y而获得的三个信号组相关的调制信号My1，My2和My3的频率被移动，使得它们各自的中心频率成为F1，F2和F3。与通过划分色差信号Cb/Cr而获得的三个信号组相关的调制信号Mc1，Mc2和Mc3的频率被移动，使得它们各自的中心频率成为F4，F5和F6。与通过划分返回视频信号Ret.Video而获得的三个信号组相关的调制信号Mr1，Mr2和Mr3的频率被移动，使得它们各自的中心频率成为F7，F8和F9。因为信号的频率被移动使得调制信号不会与以上描述的方式的另一个调制信号交迭，可以按照下方法通过三轴电缆103传送调制信号亮度信号Y、色差信号Cb/Cr和返回视频信号Ret.Video不会相互干扰。
在CCU 105和三轴电缆103之间提供转换单元104。转换单元104将返回视频信号Ret.Video(Y)划分为多个信号组，通过OFDM方法调制每个信号组，将每个调制信号的频带从基带移动到互不相同的频带，并将该信号组发送到三轴电缆103，其中所述返回视频信号Ret.Video是从CCU 102输出的数字视频信号。另外，转换单元104通过将由OFDM方法调制信号组而获得的多个调制信号的频带移动到基带来解调信号组，组合多个获得的信号组，以便获得亮度信号Y和色差信号Cb/Cr，并将该信号提供到CCU 105，其中所述多个调制信号相关于通过划分组成主线信号的亮度信号Y和色差信号Cb/Cr而获得的多个信号组，通过三轴电缆103从摄影机101发送所述主线信号。
将给出使用图1中所示的三轴电缆的传送系统100的操作的描述。
向摄影机101一侧的转换单元102提供组成从摄影机101输出的主线信号的亮度信号Y和色差信号Cb/Cr。在转换单元102中，将亮度信号Y和色差信号Cb/Cr的每个分为三个信号组，通过OFDM方法调制每个信号组。
然后，如图2所示，分别移动与亮度信号Y相关的调制信号My1，My2和My3的频率，使得它们各自的中心频率成为F1，F2和F3，然后将其发送到三轴电缆103。如图2所示，分别移动与色差信号Cb/Cr相关的调制信号Mc1，Mc2和Mc3的频率，使得它们各自的中心频率成为F4，F5和F6，然后将其发送到三轴电缆103。
通过三轴电缆103向CCU 105一侧的转换单元104提供按照以上描述的方式发送到三轴电缆103的调制信号My1，My2，My3，Mc1，Mc2和Mc3。在转换单元104中，在将调制信号My1，My2，My3，Mc1，Mc2和Mc3的频带各自移动到基带后，解调调制信号My1，My2，My3，Mc1，Mc2和Mc3，获得与亮度信号Y和色差信号Cb/Cr相关的六个信号组，组合这些信号组，并获得亮度信号Y和色差信号Cb/Cr。然后，将亮度信号Y和色差信号Cb/Cr从转换单元104提供到CCU 105。
另一方面，向CCU 105一侧的转换单元104提供从CCU 105输出的返回视频信号Ret.Video(Y)。在转换单元104中，将返回视频信号Ret.Video分为三个信号组，并通过OFDM方法调制每个信号组。然后，如图2所示，移动与返回视频信号Ret.Video相关的调制信号Mr1，Mr2和Mr3的频率，使得它们各自的中心频率成为F7，F8和F9，而后将其发送到三轴电缆103。
通过三轴电缆103向摄影机101一侧的转换单元102提供按照以上描述的方式发送到三轴电缆103的调制信号Mr1，Mr2和Mr3。在转换单元102中，在将调制信号Mr1，Mr2和Mr3的频带各自移动到基带后，解调调制信号Mr1，Mr2和Mr3，获得与返回视频信号Ret.Video相关的三个信号组，组合这些信号组，并获得返回视频信号Ret.Video。然后，将返回视频信号Ret.Video从转换单元102提供到摄影机101。
然后，将给出摄影机101一侧的详细配置的描述，即，摄影机101和转换单元102的配置的描述。图3示出了其配置。
摄影机101包括图像获取镜头等形成的图像获取光学系统111；用于分别获得红、绿、蓝图像获取信号的CCD(电荷耦合器件)固态图像获取单元112R、112G和112B；模拟信号处理器113；数字信号处理器117；用于执行从串行信号到并行信号转换以及并行信号到串行信号转换的转换器118；以及取景器119。
模拟信号处理器113执行用于为分别从CCD固态图像获取单元112R、112G和112B获得的红、绿、蓝的图像获取信号R、G和B的每个，抽样和保持每个像素的信号的处理，用于放大每个像素的抽样和保持信号的处理，用于将每个像素的放大信号从模拟信号转换到数字信号，而且用于获得红、绿、蓝数字色彩信号Rd、Gd和Bd的A/D转换处理。
为此目的，由分别相应于红、绿和蓝色彩信号的抽样和保持电路(S/H)114R、114G和114B，视频放大器(VA)115R、115G和115B，以及A/D转换器116R、116G和116B形成模拟信号处理器113。
数字信号处理器117执行诸如颜色校正、高频校正、γ(gamma)校正以及高亮度压缩之类的处理，对红、绿和蓝的数字色彩信号Rd、Gd和Bd每个执行使得图像能够被很好观看的信号处理，其中通过模拟信号处理器113获得红、绿和蓝的数字色彩信号Rd、Gd和Bd。另外，在处理的数字色彩信号Rd、Gd和Bd的基础上，数字信号处理器117执行矩阵处理，以便生成亮度信号Y和色差信号Cb/Cr，该亮度信号Y和色差信号Cb/Cr是作为主线信号的数字视频信号。例如，亮度信号Y和色差信号Cb/Cr各为10位并行数据。
转换器118通过使用HD-SDI(串行数字接口)，将通过数字信号处理器117获得的作为主线信号的亮度信号Y和色差信号Cb/Cr从并行数据转换到串行数据，并将所转换的串行数据提供到转换单元102，其中HD-SDI是数字串行传送标准。另外，转换器118将HD-SDI的串行数据转换为并行数据，并将该数据提供到取景器119，其中HD-SDI的串行数据与从转换单元102提供的返回视频信号Ret.Video相关。
取景器119选择性地显示例如获取的图像视频信号，即，主线信号的图像，或者返回视频信号Ret.Video的图像。可以由例如摄影师使用按钮(未示出)执行此选择操作。
转换单元102包括用于将串行信号转换为并行信号的转换器121、信号分割器122、调制处理器123a到123f、频移器124a到124f、多路复用滤波器(MPX滤波器)125和频移器126a到126c、解调处理器127a到127c、信号组合器128，以及用于将并行数据转换为串行数据的转换器129。
转换器121将HD-SDI的串行数据转换为亮度信号Y和色差信号Cb/Cr的并行数据，其中HD-SDI的串行数据与从摄影机101提供的主线信号(亮度信号Y和色差信号Cb/Cr)相关。
信号分割器122将通过转换器121获得的亮度信号Y和色差信号Cb/Cr划分为三个信号组。在这种情况中，每个信号组的比特率是亮度信号Y或色差信号Cb/Cr的比特率的1/3。调制处理器123a到123f对通过信号分割器122获得的六个信号组执行OFDM方法的调制处理，并相应地生成与亮度信号Y和色差信号Cb/Cr相关的调制信号My1，My2，My3，Mc1，Mc2和Mc3。
将给出调制处理器123a到123f的配置的描述。这里，通过使用调制处理器123a为例给出描述。虽然已省略了详细的描述，将调制处理器123b到123f配置为与调制处理器123a相同。图4示出了调制处理器123a的具体配置。
通过能量扩散器131扩散信号组的能量，并通过外编码器132执行使用其可以纠错的信号处理，其中所述信号组能量为8位并行数据。然后，外交织器133为了在传送期间改进对抗错误的鲁棒性的目的而交织信号。在外编码器132中，通常，附加像里德所罗门(Reed-Solomon)码的纠错编码。
对从外交织器133输出的信号执行卷积编码，以便于通过内编码器134纠错，并且通过内交织器135交织该信号。然后，通过基础调制器136执行例如QAM(正交幅度调制)或PSK(相移键控)之类的基础调制。
然后，在信号附加器(attacher)137中，附加在接收一侧执行解调需要的导频信号和传送参数信号(TPS)。此外，OFDM部件138执行正交频分多路复用调制，然后保护间隔插入器139附加用于在传送线上的反射的信号，其被称为保护间隔，并且获得与以上描述的输入信号组相关的调制信号My1。
再参照图3，频移器124a到124f从基带移动与亮度信号Y和色差信号Cb/Cr相关的六个调制信号My1到Mc3的频带的频率，使得它们各自的中心频率成为F1到F6(见图2)，其中通过调制处理器123a到123f获得六个调制信号My1到Mc3。频移器124a到124f各由放大器形成，并通过分别对调制信号My1到Mc3应用频率F1到F6的频率信号(载波信号)来执行移动处理。
多路复用滤波器125组合通过频移器124a到124f移动的调制信号My1到Mc3，并将该信号发送到三轴电缆103，以及从三轴电缆103分离并提取与从CCU 105发送的返回视频信号Ret.Video(Y)相关的三个调制信号Mr1、Mr2和Mr3，其中它们各自的中心频率为F7到F9(见图2)。
频移器126a到126c将通过多路复用滤波器125提取的调制信号Mr1到Mr3的频带移动到基带。频移器126a到126c各由放大器形成，并通过分别对调制信号Mr1到Mr3应用频率F7到F9的频率信号来执行移动处理。
解调处理器127a到127c对通过频移器126a到126c的移动处理而移动的调制信号Mr1到Mr3执行OFDM方法的解调处理，并成生与返回视频信号Ret.Video相关的三个信号组，每个信号组为8位并行数据。虽然已经省略了详细的描述，但是配置解调处理器127a到127c来执行与调制处理器123a到123f相反的处理。
信号组合器128组合通过解调处理器127a到127c生成的三个信号组，以便于生成返回视频信号Ret.Video，该返回视频信号Ret.Video为10位并行数据。转换器129将由信号组合器128生成的返回视频信号Ret.Video从并行数据转换为HD-SDI的串行数据，并向摄影机101提供转换的串行数据。
将给出在图3中示出的摄影机101一侧的操作。
在图像获取单元112R、112G和112B的图像获取平面上，通过图像获取光学系统111形成红、绿、蓝的光信号。然后，通过图像获取单元112R、112G和112B执行光电转换，并分别从图像获取单元112R、112G和112B获得红、绿、蓝的图像获取信号R、G和B。向模拟信号处理器113提供图像获取信号R、G和B，其中在模拟信号处理器113中执行抽样保持处理、放大处理、A/D转换处理等，以获得红、绿、蓝的数字色彩信号Rd、Gd和Bd。
将颜色信号Rd、Gd和Bd提供到数字信号处理器117，在数字信号处理器117中执行诸如色彩校正、高频校正、γ(gamma)校正及高亮度压缩之类的处理，并执行使得图像能够被很好地观看的信号处理。基于所处理的颜色信号Rd、Gd和Bd，数字信号处理器117执行矩阵处理，并生成数字视频信号(亮度信号Y和色差信号Cb/Cr)，作为将提供到CCU 105的主线信号。
将亮度信号Y和色差信号Cb/Cr提供到转换器118，在转换器118中将亮度信号Y和色差信号Cb/Cr从并行数据转换为HD-SDI的串行数据。然后，将所转换的串行数据提供到转换单元102的转换器121，作为从摄影机101的输出。在转换器121中，将HD-SDI的串行数据转换为亮度信号Y和色差信号Cb/Cr的并行数据，其中HD-SDI的串行数据与从摄影机101提供的主线信号(亮度信号Y和色差信号Cb/Cr)相关。
将亮度信号Y和色差信号Cb/Cr提供到信号分割器122，其中亮度信号Y和色差信号Cb/Cr为从转换器121输出的10位并行数据。在信号分割器122中，例如，将亮度信号Y分为三个信号组，每个信号组为8位并行数据，而将每个色差信号Cb/Cr分为三个信号组，每个信号组为8位并行数据。
将通过信号分割器122的分割而获得的六个信号组相应地提供到调制处理器123a到123f。在调制处理器123a到123f中，通过OFDM方法调制信号组，其中每个信号组为8位并行数据，并且生成与亮度信号Y相关的调制信号My1到My3和与色差信号Cb/Cr相关的调制信号Mc1到Mc3。
将通过调制处理器123a到123f生成的调制信号My1到Mc3分别提供到频移器124a到124f。在频移器124a到124f中，从基带移动调制信号My1到Mc3频带的频率，使得它们各自的中心频率成为F1到F6。
通过频移器124a到124f移动的调制信号My1到Mc3通过多路复用滤波器125被组合，并被发送到三轴电缆103。结果，将与主线信号(亮度信号Y和色差信号Cb/Cr)相关的调制信号My1到Mc3通过三轴电缆103发送到CCU 105。
多路复用滤波器125从三轴电缆103分离并提取调制信号Mr1到Mr3，其中调制信号Mr1，Mr2和Mr3各自的中心频率是F7到F9，调制信号Mr1，Mr2和Mr3与从CCU 105发送的返回视频信号Ret.Video相关。
将调制信号Mr1，Mr2和Mr3提供到频移器126a到126c，在频移器126a到126c中，将它们各自的频带移动到基带。分别将所移动的调制信号Mr1到Mr3提供到解调处理器127a到127c。在解调处理器127a到127c中，使用OFDM方法分别解调调制信号Mr1到Mr3，并生成与返回视频信号Ret.Video相关的三个信号组，例如，每个信号组为8位并行数据。
通过信号组合器128组合三个信号组，并且获得返回视频信号Ret.Video，该返回视频信号Ret.Video是10位并行数据。将返回视频信号Ret.Video提供到转换器129，在转换器129中将并行数据转换为HD-SDI的串行数据。然后，将所转换的串行数据作为从转换单元102的输出提供到摄影机101的转换器118。
在转换器118中，将HD-SDI的串行数据转换为并行数据，并将其提供到取景器119，其中HD-SDI的串行数据与从转换单元102提供的返回视频信号Ret.Video相关。例如，也将获取图像视频信号从数字信号处理器117提供到取景器119。在取景器119中，响应于摄影师的按键操作，选择性地显示根据主线信号的图像或根据返回视频信号Ret.Video的图像。
下面，将给出在CCU 105一侧的转换单元104的详细配置的描述。图5示出了转换单元104的配置。
转换单元104包括多路复用滤波器141、频移器142a到142f、解调处理器143a到143f、信号组合器144、用于将并行数据转换为串行数据的转换器145、用于将串行数据转换为并行数据的转换器146、信号分割器147、调制处理器148a到148c，以及频移器149a到149c。
多路复用滤波器141从三轴电缆103分离并提取与作为主线信号的亮度信号Y和色差信号Cb/Cr相关的调制信号My1到Mc3，从摄影机101发送调制信号My1到Mc3。这里，已移动调制信号My1到Mc3，使得它们各自的中心频率为F1到F6(见图2)。
另外，多路复用滤波器141组合与返回视频信号Ret.Video(Y)相关的调制信号Mr1到Mr3，并将该信号发送到三轴电缆103，其中已通过频移器149a到149c移动了调制信号Mr1到Mr3。频移器142a到142f分别将通过多路复用滤波器141提取的调制信号My1到Mc3的频带移动到基带。频移器142a到142f各自由放大器形成，并通过将频率F1到F6的频率信号分别应用到调制信号Mr1到Mc3来执行移动处理。
解调处理器143a到143f对已分别通过频移器142a到142c移动的调制信号My1到Mc3执行OFDM方法的解调处理，并成生关于亮度信号Y和色差信号Cb/Cr的信号组，每个信号组为8位并行数据。虽然已经省略了详细的描述，但是配置解调处理器143a到143f来执行与调制处理器123a到123f相反的处理。
信号组合器144组合通过解调处理器143a到143f生成的六个信号组，并生成亮度信号Y和色差信号Cb/Cr，亮度信号Y和色差信号Cb/Cr为10位并行数据。转换器145将由信号组合器144生成的亮度信号Y和色差信号Cb/Cr从并行数据转换为HD-SDI的串行数据，并向CCU 105提供所转换的串行数据。
转换器146将与从CCU 105提供的返回视频信号Ret.Video(Y)相关的HD-SDI的串行数据转换为并行数据。信号分割器147将通过转换器146获得的返回视频信号Ret.Video划分为三个信号组。在这种情况中，每个信号组的比特率是返回视频信号Ret.Video的比特率的1/3。
调制处理器148a到148c对通过信号分割器147获得的三个信号组执行OFDM方法的调制处理，并分别生成与返回视频信号Ret.Video相关的三个调制信号Mr1到Mr3。虽然已省略了详细的描述，但是将调制处理器148a到148c配置为与以上描述的调制处理器123a到123f相同。
频移器149a到149c从基带移动与返回视频信号Ret.Video相关的三个调制信号Mr1到Mr3的频带，使得它们各自的中心频率成为F7到F9(见图2)，其中通过调制处理器148a到148c获得三个调制信号Mr1到Mr3。频移器149a到149c各自由放大器形成，并通过分别对调制信号Mr1到Mr3应用频率F7到F9的频率信号(载波信号)来执行移动处理。
以下将描述CCU 105一侧、如图5所示的转换单元104的操作。
多路复用滤波器141从三轴电缆103提取六个调制信号My1到Mc3，其中它们各自的中心频率是F1到F6，并与从摄影机101发送的主线信号(亮度信号Y和色差信号Cb/Cr)相关。
将调制信号My1到Mc3分别提供到频移器142a到142f，在频移器142a到142f中，将频带移动到基带。分别将已通过移动处理移动的调制信号My1到Mc3提供到解调处理器143a到143f。在解调处理器143a到143f中，使用OFDM方法分别解调调制信号My1到Mc3，并生成与亮度信号Y和色差信号Cb/Cr相关的六个信号组，每个信号组为8位并行数据。
通过信号组合器144组合六个信号组，从而获得亮度信号Y和色差信号Cb/Cr，亮度信号Y和色差信号Cb/Cr各为10位并行数据。将亮度信号Y和色差信号Cb/Cr提供到转换器145，在转换器145中将并行数据转换为HD-SDI的串行数据。然后，将所转换的串行数据作为从转换单元104的输出提供到CCU 105。
另外，将HD-SDI的串行数据提供到转换器146，其中HD-SDI的串行数据与从CCU 105提供的返回视频信号Ret.Video(Y)相关。在转换器146中，将串行数据转换为返回视频信号Ret.Video的并行数据。
将返回视频信号Ret.Video提供到信号分割器147。在信号分割器147中，将返回视频信号Ret.Video分为三个信号组，每个信号组为8位并行数据。将三个信号组对应地提供到调制处理器148a到148c。在调制处理器148a到148c中，通过OFDM方法调制其中每个都是8位并行数据的信号组，并且生成与返回视频信号Ret.Video相关的调制信号Mr1到Mr3。
将通过调制处理器148a到148c生成的调制信号Mr1到Mr3分别提供到频移器149a到149c。在频移器149a到149c中，从基带移动调制信号Mr1到Mr3的频带的频率，使得它们各自的中心频率成为F7到F9。
已分别通过频移器149a到149c移动的调制信号Mr1到Mr3，通过多路复用滤波器141被组合，并被发送到三轴电缆103。结果，将与返回视频信号Ret.Video(Y)相关的调制信号Mr1到Mr3通过三轴电缆103发送到摄影机101。
如以上所描述的，根据在图1中示出的传送系统100，通过转换单元102将要被从摄影机101传送到CCU 105的主线信号(亮度信号Y和色差信号Cb/Cr)划分为多个信号组，其后使用OFDM方法调制，并将其发送到三轴电缆103。另一方面，通过转换单元104将要被从CCU 105传送到摄影机101的返回视频信号Ret.Video(Y)划分为多个信号组，其后使用OFDM方法调制，并将其发送到三轴电缆103。
如以上所描述的，因为将每个数字视频信号(亮度信号Y、色差信号Cb/Cr、以及返回视频信号Ret.Video)划分为多个信号组，并且减少了比特率，所以即使视频信号的比特率像HD视频信号一样高，也可以执行数字调制(OFDM方法的调制)。
另外，因为作为数字调制来执行OFDM方法的调制，所以可减少码元率，使其低于亮度信号Y、色差信号Cb/Cr、或返回视频信号Ret.Video(Y)的比特率。因此，即使在连接器部分等中发生反射，其影响也不易被接收到，并且可通过同轴电缆满意地传送数字信号。
因为作为OFDM方法的调制的结果，使用多载波执行传送，所以可将多个载波中的若干载波分配到导频信号、传送参数信号等。因此，当执行AGC(自动增益控制)和电缆均衡时这是优势。
根据在图1中示出的传送系统100，执行频移处理，使得与主线信号(亮度信号Y和色差信号Cb/Cr)相关的调制信号My1到Mc3的频带和与返回视频信号Ret.Video(Y)相关的调制信号Mr1到Mr3的频带不相互交迭，其中主线信号从摄影机101被传送到CCU 105，返回视频信号Ret.Video从CCU105被传送到摄影机101。因此，可以通过使用一根三轴电缆103按以下方式满意地传送调制信号My1到Mc3以及Mr1到Mr3亮度信号Y、色差信号Cb/Cr、以及返回视频信号Ret.Video互不干扰。
根据在图1中示出的传送系统100，摄影机101和CCU 105通过一根三轴电缆103相互连接，并且因为在摄影机101和CCU 105之间的连接非常简单，可以容易地移动传送系统100。另外，三轴电缆具有高可靠性并且比光纤电缆便宜。这与使用两根光纤电缆执行双向传送相反。
在图1中示出的传送系统100中，摄影机101和CCU 105通过三轴电缆103相互连接，其中三轴电缆103是同轴电缆。可在任意时间和任意环境或地点等，方便地连接连接器，可以容易地执行同轴电缆的多级连接。即使同轴电缆损坏，也可以容易地执行修复。与光纤电缆的情况不同，不需要关注在连接器上的污垢堆积，并且在多雨和多灰尘的环境中的连接器连接是可能的。
根据在图1中示出的传送系统100，使用OFDM方法调制作为数字信号的亮度信号Y、色差信号Cb/Cr、以及返回视频信号Ret.Video(Y)，并对其进行传送。该数字信号不被转换为模拟信号、不被AM-或FM-调制，并且不被传送。不发生S/N恶化，并且在比模拟传送系统更长的距离上的传送成为可能。如果需要可在中途提供中继器，使得可以执行在更长距离上的传送。
在以上描述的实施例中，亮度信号Y、色差信号Cb/Cr作为从摄影机101输出的主线信号被提供到转换单元102，并被使用OFDM方法调制。可替换地，摄影机101可具有与转换单元102相同的功能。在这种情况下，图3的摄影机101中的转换器118和转换器121及129不必要。
在以上描述的实施例中，将从CCU 105输出的返回视频信号Ret.Video(Y)提供到转换单元104，在转换单元104中利用OFDM方法执行调制。可替换地，CCU 105可具有与转换单元104相同的功能。在这种情况下，图5的转换单元104中的转换器145和转换器146以及CCU 105中的转换(未示出)不必要。
在以上描述的实施例中，描述了一种情况，其中通过信号分割器122和147将亮度信号Y、色差信号Cb/Cr以及返回视频信号Ret.Video直接划分为多个信号组，其中亮度信号Y、色差信号Cb/Cr以及返回视频信号Ret.Video为10位并行数据。可替换地，在对这些信号执行数据压缩处理后，可将信号划分为多个信号组。结果，可进一步减小比特率，并且数字调制变得更容易。在这种情况中，在接收一侧的信号组合器128和144中，执行数据扩展处理。
在以上描述的实施例中，本发明被应用于传送数字视频信号的传送系统。本发明可被类似地应用于传送其他数字信号的情况。
本发明能够通过同轴电缆满意地传送数字信号，并可被应用于例如在摄影机和CCU之间的视频信号的传输。
本领域的技术人员应当理解，根据设计需求和其它因素，在附加的权利要求或其等价物的范围内，可能发生各种修改、组合、次组合，以及变更。
权利要求
1.一种数字信号传送设备，通过其间连接的同轴电缆将数字信号传送到另一设备，该数字信号传送设备包括信号分割器，被配置为将要被传送的数字信号划分为多个信号组；多个调制器，被配置为通过使用正交频分多路复用的方法，调制通过信号分割器获得的多个信号组中的每个；多个频移器，被配置为将由多个调制器生成的多个调制信号的每个频带从基带移动到相互不同的频带；以及信号发送器，被配置为组合其频带被多个频移器移动的多个调制信号，并将所述信号传送到同轴电缆。
2.如权利要求1所述的数字信号传送设备，其中信号分割器对数字信号执行数据压缩处理，其后将所述数字信号划分为多个信号组。
3.一种数字信号传送方法，用于通过其间连接的同轴电缆将数字信号从一个设备传送到另一设备，该数字信号传送方法包括将要被传送的数字信号划分为多个信号组；通过使用正交频分多路复用的方法，调制在信号划分中获得的多个信号组中的每个；将在调制中获得的多个调制信号的每个频带从基带移动到相互不同的频带；以及组合其频带在频移中被移动的多个调制信号，并将所述信号传送到同轴电缆。
4.一种数字信号接收设备，通过其间连接的同轴电缆从另一设备接收数字信号，该数字信号接收设备包括信号获得部件，被配置为从同轴电缆获得多个调制信号，其中以这种方法获得所述多个调制信号在通过正交频分多路复用方法调制通过划分数字信号而获得的多个信号组中的每个之后，将每个频带移动到互不相同的频带；多个频移器，被配置为将由信号获得部件获得的多个调制信号的每个频带移动到基带；多个解调器，被配置为解调其频带被多个频移器移动的多个调制信号中的每个，以便获得多个信号组；以及信号组合器，被配置为组合通过多个解调器获得的多个信号组，以便于获得要被接收的数字信号。
5.如权利要求4所述的数字信号接收设备，其中信号组合器通过对多个信号组的信号执行数据扩展处理，而获得要被接收的数字信号。
6.一种数字信号接收方法，用于从连接到同轴电缆的设备接收数字信号，所述数字信号接收方法包括从同轴电缆获得按以下方法获得的多个调制信号在通过正交频分多路复用方法调制通过划分数字信号而获得的多个信号组中的每个之后，将每个频带移动到互不相同的频带；将在信号获得中获得的多个调制信号的每个频带移动到基带；解调其频带在频移中被移动多个调制信号的每个，以便于获得多个信号组；以及组合在调制中获得的多个信号组，以便获得要被接收的数字信号。
7.一种数字信号传送系统，包括第一装置；第二装置；以及同轴电缆，用于连接在第一装置和第二装置之间，在第一装置和第二装置之间通过所述同轴电缆来传送数字信号，其中第一装置包括第一信号分割器，被配置为将要被传送到第二装置的第一数字信号划分为多个信号组，多个第一调制器，被配置为通过使用正交频分多路复用方法调制从第一信号分割器获得的多个信号组中的每个，多个第一频移器，被配置为将通过多个第一调制器生成的多个调制信号的频带从基带移动到多个互不相同的第一频带，以及第一信号发送器，被配置为组合其频带被多个第一频移器移动的多个调制信号，并将所述信号发送到同轴电缆，以及其中第二装置包括第二信号分割器，被配置为将要被传送到第一装置的第二数字信号划分为多个信号组，多个第二调制器，被配置为通过使用正交频分多路复用方法调制从第二信号分割器获得的多个信号组中的每个，第二频移器，被配置为将通过多个第二调制器生成的多个调制信号的每个频带从基带移动到多个第二频带，所述多个第二频带与多个第一频带互不相同，以及第二信号发送器，被配置为组合其频带被多个第二频移器移动的多个调制信号，并将所述信号发送到同轴电缆。
8.如权利要求7所述的数字信号传送系统，其中第一装置是摄影机，第二装置是摄影机控制单元，第一数字信号是要被从摄影机传送到摄影机控制单元的获取图像视频信号，以及第二数字信号是要被从摄影机控制单元传送到摄影机的返回视频信号。
全文摘要
一种通过其间连接的同轴电缆将数字信号传送到另一设备的数字信号传送设备，包括为了将要被传送的数字信号划分为多个信号组而配置的信号分割器；为了通过使用正交频分多路复用方法调制通过信号分割器获得的多个信号组中的每个而配置的多个调制器；为了将由多个调制器生成的多个调制信号的每个频带从基带移动到相互不同的频带而配置的多个频移器；以及为了组合其频带被多个频移器移动的多个调制信号、并为了将信号传送到同轴电缆而配置的信号发送器。
文档编号H04N7/18GK101064820SQ20071009662
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月19日 优先权日2006年4月25日
发明者村山秀明, 石川伸行, 森冈义博 申请人:索尼株式会社