DE69414295T2

DE69414295T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen und Empfangen eines Videosignals

Info

Publication number: DE69414295T2
Application number: DE69414295T
Authority: DE
Inventors: Tatsuya C/O Intellectualproperty Div. Minato-Ku Tokyo 105 Ishikawa; Noriya C/O Intellectual Property Div. Minato-Ku Tokyo 105 Sakamoto
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-30
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-02-23
Also published as: JPH06284392A; DE69414295D1; CA2119208A1; EP0618729A3; EP0618729A2; US5459514A; EP0618729B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein ein Videosignal sendendes bzw. übertragendes und ein Videosignal empfangendes Gerät zur Verwendung in einem Videosignal-Sende- und -Empfangssystem, das ein Videosignal, wie z. B. ein Fernsehsignal, einer digitalen Codierung mit hoher Effizienz für Sendung und Empfang unterzieht.
Bislang gab es ein System, das ein Fernsehsignal mit hoher Auflösung (das im folgenden als TV-Signal mit hoher Auflösung bezeichnet wird) einer Codierung mit hoher Effizienz unterzieht, das codierte Signal überträgt und einen Empfänger veranlaßt, das übertragene Signal zu decodieren. Das TV- Signal mit hoher Auflösung wird an eine Codierschaltung mit hoher Effizienz eines HDTV-Codierers (hochauflösendes Fernsehen (engl. high-definition television)) geliefert. Der HDTV-Codierer besteht aus einer Codierschaltung mit hoher Effizienz und einem Ausgabepuffer. Die Codierschaltung mit hoher Effizienz unterzieht das vom Eingangsanschluß gelieferte Signal einer hocheffizienten Codierung und liefert das codierte Signal an den Puffer. Der Ausgabepuffer ist ein Glättungspuffer, um ein übertragenes Signal bei einer konstanten Übertragungsrate an eine Übertragungsleitung auszugeben. Der Ausgabepuffer koppelt, wenn die Menge gespeicherter Signale einen bestimmten Wert überschreitet, ein Steuersignal zur hocheffizienten Codierschaltung rück, um die Menge an Codesignalen bzw. Codemenge zu reduzieren, die von der Codierschaltung geliefert wird. Das von dem HDTV gelieferte Signal mit konstanter Rate wird über die Übertragungsleitung an einen Eingabepuffer eines HDTV-Decodierers geliefert. Der HDTV- Decodierer besteht aus einem Eingabepuffer und einer Decodierschaltung. Der Eingabepuffer speichert die Signale, die von der Übertragungsleitung geliefert werden, und liefert ein Signal mit konstanter Rate an die Decodierschaltung. Nachdem das an die Decodierschaltung gelieferte Signal decodiert wurde, wird dieses decodierte Signal an einen HDTV-Monitor geliefert, der es anzeigt.
Bei dem so aufgebauten System wird das über den Eingangsanschluß gelieferte TV-Signal mit hoher Auflösung beim HDTV-Codierer einer Codierung mit hoher Effizienz unterzogen und dann über die Übertragungsleitung an den HDTV-Decodierer geliefert. Der HDTV-Decodierer decodiert das über die Übertragungsleitung gelieferte Signal und zeigt dann das decodierte Signal auf dem HDTV-Monitor an.
Bei diesem System wird, wenn ein TV-Signal mit niedriger Auflösung übertragen wird, das Signal mit niedriger Auflösung einmal in ein TV-Signal hoher Auflösung umgewandelt, und das umgewandelte Signal wird dann auf der gleichen Übertragungsleitung übertragen. Wenn die Anzeigeeinheit des Empfängers nur eine Anzeige mit geringer Auflösung bilden kann, muß das übertragene TV-Signal mit hoher Auflösung durch den HDTV- Decodierer decodiert und das decodierte Signal dann in ein Signal mit niedriger Auflösung umgewandelt (abwärts umgesetzt) werden.
Wie oben beschrieben wurde, kann mit einem herkömmlichen System, um ein TV-Signal mit hoher Auflösung vor einer Übertragung einer digitalen Codierung mit hoher Effizienz zu unterziehen, nur ein TV-Signal mit hoher Auflösung übertragen werden. Deshalb muß, um von bestehender Fernsehsoftware Gebrauch zu machen, ein TV-Signal mit niedriger Auflösung einmal auf der Sendeseite in ein TV-Signal mit hoher Auflösung umgewandelt werden. Wenn die Anzeigeeinheit des Empfängers nur eine Anzeige mit niedriger Auflösung bilden kann, muß eine Einrichtung (der Schritt) zum Decodieren des empfangenen TV-Signals mit hoher Auflösung und Umwandeln des decodierten Signals in ein Signal mit niedriger Auflösung vorgesehen sein.
Das Dokument EP-A-0 465 110 offenbart ein digitales Signalaufzeichnungs/Wiedergabegerät. Das Gerät ermöglicht, daß Videosignale mit hoher Auflösung (HD) und Standardauflösung (SD) unter Verwendung eines einzigen VTR aufgezeichnet werden. Zu diesem Zweck sieht das Gerät Strukturen vor, um das HD-Signal in eine Anzahl Signalblöcke zu teilen, die dann in einer Anzahl von parallel angeordneten Videosignal-Verarbeitungsschaltungen (Fig. 1) verarbeitet werden oder in einer Verarbeitungsschaltung (Fig. 3) der Reihe nach verarbeitet werden. Die Daten jedes Signalblocks des HD-Signals sind die Daten eines SD-Signals äquivalent.
Das Dokument EP-A-0 396 368 offenbart ein Bildcodiersystem für eine effiziente Übertragung und/oder Speicherung von Bildinformation mit hoher Qualität. Die Bilddaten werden in eine Vielzahl von Teilbanddaten für ein späteres separates Codieren jedes Teilbandes geteilt. Die Teilbanddaten werden zu einer Empfangsvorrichtung übertragen, die die Teilbanddaten kombiniert.
Das Dokument EP-A-0 520 546 betrifft eine Vorrichtung, um ein digitales verschachteltes Fernsehsignal in Komponenten aufzuteilen. Das System teilt ein TV-Signal in eine TV- Signalkomponente niedriger Auflösung und eine Bewegung-TV- Signalkomponente mit hoher Auflösung und überträgt sie, nachdem sie innerhalb des Spektrums eines TV-Standards mit niedriger Auflösung oder eines TV-Standards mit hoher Auflösung kombiniert wurden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein ein Videosignal sendendes und ein Videosignal empfangendes Gerät zu schaffen, das die Nachteile im Stand der Technik beseitigt und nicht nur TV-Signale mit hoher Auflösung, sondern auch TV-Signale mit niedriger Auflösung senden und empfangen kann.
Um die vorerwähnte Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Videosignalübertragungsgerät nach Anspruch 1, ein System nach Anspruch 3 und ein Verfahren nach Anspruch 4 vor.
Wenn die Sendeseite ein TV-Signal mit hoher Auflösung überträgt, kann sie ein TV-Signal mit hoher Auflösung in Frequenzbänder teilen und die geteilten Signale durch mehrere Übertragungsleitungen übertragen. Wenn TV-Signale mit niedriger Auflösung übertragen werden, können die einzelnen TV- Signale mit niedriger Auflösung durch die Übertragungsleitungen übertragen werden. Wenn die Empfangsseite ein Empfänger mit hoher Auflösung ist, ist es möglich, ein TV-Signal mit hoher Auflösung oder ein interpoliertes TV-Signal mit niedriger Auflösung zu reproduzieren oder TV-Signale mit niedriger Auflösung gleichzeitig zu reproduzieren. Wenn die Empfangsseite ein Empfänger mit niedriger Auflösung ist, kann ein TV- Signal mit hoher Auflösung, das in der Vergangenheit nicht leicht reproduziert werden konnte, durch Auswählen und Verarbeiten der horizontalen und vertikalen Tiefbandsignale leicht reproduziert werden. Außerdem ist es möglich, ein Signal mit niedriger Auflösung selektiv zu erzeugen, wenn TV-Signale mit niedriger Auflösung codiert und übertragen werden.
Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird, in denen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2A ein Blockdiagramm eines mit der vorliegenden Erfindung verbundenen Sendegeräts ist, und Fig. 2B ein Beispiel einer Frequenzbandteilung in einem Frequenzbandteiler zeigt;
Fig. 3A bis 3D Diagramme zum Erklären eines Frequenzbandverschiebungsprozesses in dem Gerät von Fig. 2A sind;
Fig. 4 ein Blockdiagramm der Codiereinheit von Fig. 1 ist;
Fig. 5 ein Blockdiagramm eines mit der vorliegenden Erfindung verbundenen Decodiergeräts ist;
Fig. 6 ein Blockdiagramm der Decodiereinheit von Fig. 1 ist;
Fig. 7A bis 7D Diagramme zum Erklären des Betriebs des Geräts von Fig. 6 sind; und
Fig. 8A bis 8D Diagramme zum Erklären eines Frequenzbandverschiebungsprozesses im Gerät von Fig. 6 sind.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Sende- und -Empfangssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Entwurf eines Videosignalübertragungsgeräts wird beschrieben. In diesem System basiert ein TV-Signal mit hoher Auflösung auf z. B. 1.920 horizontalen Pixeln und 1.080 effektiven vertikalen Abtast- bzw. Scanzeilen, und ein TV-Signal mit niedriger Auflösung basiert auf z. B. 720 horizontalen Pixeln und 480 effektiven vertikalen Scanzeilen.
Ein TV-Signal mit hoher Auflösung wird an einen Videosignaleingangsanschluß 101 geliefert. Das an den Videosignaleingangsanschluß 101 gelieferte TV-Signal mit hoher Auflösung wird an eine Frequenzbandteilungsschaltung 150 geliefert, die das Signal in dieser Ausführungsform in z. B. vier Signalbänder teilt. Die einzelnen geteilten Signale werden jeweils an je einen Eingangsanschluß von Selektoren 106 bis 109 geliefert. Der andere Eingangsanschluß jedes der Selektoren 106 bis 109 ist in dieser Reihenfolge mit Videosignaleingangsanschlüssen 102 bis 105 verbunden. An die Eingangsanschlüsse 102 bis 105 werden in dieser Reihenfolge TV-Signale 1 bis 4 mit niedriger Auflösung geliefert.
Das von der Frequenzteilungsschaltung 150 erhaltene Videosignal ist in Signale geteilt, deren Frequenzband fast das gleiche wie dasjenige des an jeden der Eingangsanschlüsse 102 bis 105 gelieferten TV-Signals mit niedriger Auflösung ist, die später ausführlicher erklärt werden. Die bei den Selek toren 106 bis 109 ausgewählten Videosignale werden in dieser Reihenfolge an Codiereinheiten 110 bis 113 geliefert. Die Codiereinheiten codieren dann die Signale und liefern die codierten Signale an einen Multiplexer 114. Der Multiplexer 114 unterzieht die einzelnen Signale von den Codiereinheiten 110 bis 113 einem Zeitteilung-Multiplexen und liefert das gemultiplexte Signal.
Als nächstes wird ein Empfangsgerät für ein TV-Signal mit hoher Auflösung erklärt.
Das empfangene Videosignal wird zuerst durch einen Demultiplexer 201 für jeden Codierkanal geteilt, und die geteilten Signale werden an entsprechende Decodiereinheiten 202 bis 205 gesendet. Wenn die bei den Decodiereinheiten 202 bis 205 decodierten Signale Signale mit hoher Auflösung sind, werden die decodierten Signale durch eine Frequenz-Synthetisierschaltung 220 frequenz-synthetisiert, um sie in das ursprüngliche TV-Signal mit hoher Auflösung zu decodieren. Dieses ursprüngliche TV-Signal geht durch einen Selektor 280 und wird auf einer Anzeigeeinheit 290 mit hoher Auflösung angezeigt. Wenn die decodierten Signale Signale mit niedriger Auflösung sind, werden die decodierten Signale durch eine Schirm-Synthetisierschaltung 240 in Videosignale für einen Multischirm umgewandelt. Das umgewandelte Signal geht dann durch den Selektor 280 und wird auf einer Anzeigeeinheit 290 mit hoher Auflösung angezeigt. Oder wenn die decodierten Signale Signale mit niedriger Auflösung sind, wird eines der ausgegebenen Videosignale von den Decodiereinheiten 202 bis 205 durch einen Selektor 260 ausgewählt. Das ausgewählte Signal wird durch eine Interpolationsschaltung 270 in ein TV- Signal mit hoher Auflösung umgewandelt. Das TV-Signal mit hoher Auflösung geht durch den Selektor 280 und wird auf der Anzeigeeinheit 290 mit hoher Auflösung angezeigt.
Als nächstes wird ein Empfangsgerät für ein TV-Signal mit niedriger Auflösung erklärt.
Das empfangene Videosignal wird durch einen Kanalselektor 300 ausgewählt. Wenn das empfangene Videosignal ein TV- Signal mit hoher Auflösung ist, werden die aus den horizontalen und vertikalen Signalen niedrigerer Frequenzen (die Signale im Frequenzband A in Fig. 2B) des TV-Signals mit hoher Auflösung codierten Signale ausgewählt. Diese ausgewählten Signale werden bei einer Decodierschaltung 310 decodiert, und die decodierten Signale werden auf einer Anzeigeeinheit 320 mit niedriger Auflösung angezeigt. Wenn das empfangene Videosignal ein TV-Signal mit niedriger Auflösung ist, wählt der Kanalselektor 300 das zu decodierende Signal aus. Dieses ausgewählte Signal wird dann bei der Decodierschaltung 310 decodiert, und das decodierte Signal wird auf der Anzeigeeinheit 320 mit niedriger Auflösung angezeigt.
Das Videosignalübertragungsgerät wird ausführlicher erklärt.
Fig. 2A ist ein Blockdiagramm eines konkreten Videosignalübertragungsgeräts.
Ein an den Videosignaleingangsanschluß 101 geliefertes Videosignal wird an ein vertikales Tiefpaßfilter (V-LPF) 151 und eine Verzögerungsschaltung 169 geliefert. Die Verzögerungsschaltung 169 weist den gleichen Verzögerungsbetrag wie das V-LPF 151 auf. Vom V-LPF 151 wird ein vertikales Tiefbandsignal erhalten. Eine Subtraktionsschaltung 152 führt eine Operation an einer Kombination des Ausgangssignals von V- LPF 151 und des Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung 169 aus, um ein vertikales Hochbandsignal zu erzeugen. Das eingegebene Videosignal wird nämlich in ein vertikales Tiefbandsignal und ein vertikales Hochbandsignal getrennt.
Das vertikale Tiefbandsignal von dem V-LPF 151 wird an ein horizontales Tiefpaßfilter (H-LPF) 153 und eine Verzögerungsschaltung 167 geliefert. Die Verzögerungsschaltung 167 hat den gleichen Verzögerungsbetrag wie das H-LPF 153. Eine Subtraktionsschaltung 155 führt eine Operation an einer Kombination des Ausgangssignals von H-LPF 153 und des Ausgangs signals der Verzögerungsschaltung 167 aus, um ein horizontales Hochbandsignal zu erzeugen. Ein horizontales Tiefbandsignal wird von dem H-LPF 153 erhalten. Das vertikale Hochbandsignal von der Subtraktionsschaltung 152 wird an ein horizontales Tiefpaßfilter (H-LPF) 154 und eine Verzögerungsschaltung 168 geliefert. Die Verzögerungsschaltung 168 hat den gleichen Verzögerungsbetrag wie das H-LPF 154. Eine Subtraktionsschaltung 156 führt eine Operation an einer Kombination des Ausgangssignals von H-LPF 154 und des Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung 168 aus, um ein horizontales Hochbandsignal zu erzeugen. Vom H-LPF 154 wird ein horizontales Tiefbandsignal erhalten.
Idealerweise sind die Frequenzbänder des so getrennten Videosignals wie durch A bis D in Fig. 2B dargestellt angeordnet, wo fy und fx die vertikale Frequenz bzw. die horizontale Frequenz bezeichnen. Falls die Signale in A bis D das gleiche Frequenzband wie das obige TV-Signal mit niedriger Auflösung haben, können die Signale im Frequenzband B in Fig. 2B in horizontale und vertikale Tiefbandsignale wie in Fig. 3B gezeigt umgewandelt werden, indem sie gemäß einer Frequenz fs (Abschneidefrequenz von H-LPF 153 und 154) in Fig. 3A moduliert werden. Entsprechend können die Signale im Frequenzband C in Fig. 2B in horizontale und vertikale Tiefbandsignale wie in Fig. 3D gezeigt umgewandelt werden, indem sie gemäß einer Frequenz fL in Fig. 3C moduliert werden (konkret gesagt, ein Zweizeilen-Invertierprozeß eines nicht verschachtelten Signals oder Zeilen-Invertierprozeß eines verschachtelten Signals). Desgleichen können die Signale im Frequenzband D in Fig. 2B wie in den Frequenzbändern B und C in horizontale und vertikale Tiefbandsignale umgewandelt werden, indem sie wie in Fig. 3A und 3C gezeigt horizontal und vertikal moduliert werden.
Der in Fig. 3A und 3B gezeigte Frequenzverschiebungsprozeß wird bei einer horizontalen Modulierschaltung 157 ausgeführt. Der in Fig. 3C und 3D gezeigte Frequenzverschiebungsprozeß wird bei einer vertikalen Modulierschaltung 158 ausgeführt. Der Frequenzverschiebungsprozeß in der horizontalen und der vertikalen Richtung des Frequenzbandes D von Fig. 2B wird ähnlich bei einer horizontalen und vertikalen Modulierschaltung 159 ausgeführt.
Ein H-LPF 160, ein V-LPF 161 und H*V-LPF 162 schneiden die unnötigen Hochbandkomponenten, die durch eine Frequenzmodulation erzeugt werden, von den Signalen in jedem Frequenzband ab, das wie oben beschrieben verarbeitet wurde. Diese Signale durchlaufen dann bei den Herabtastschaltungen 163 bis 166 einen Unterabtastprozeß und einen Line-Thin-Out-Prozeß.
Am wichtigsten ist hier zu verhindern, daß frequenzgeteilte Signale im Frequenzband A von Fig. 2B und diejenigen in den Frequenzbändern B, C und D, die als Folge einer Modulation Band A fast gleich gemacht wurden, horizontale und vertikale Bandüberlappungssignale erzeugen. Genauer gesagt muß die Herabtastfrequenz höher als 2fs sein, und die Frequenzbänder von V-LPF 151, 161 und 162 müssen begrenzt sein, um durch das Line-Thin-Out hervorgerufene Bandüberlappungssignale zu verhindern.
Die so einem Herabtasten unterzogenen Signale werden an die Selektoren 106 bis 109 geliefert. Die Selektoren 106 bis 109 werden in dieser Reihenfolge von den Videosignaleingangsanschlüssen 102 bis 105 mit TV-Signalen mit niedriger Auflösung versorgt. Die Selektoren 106 bis 109 wählen entweder TV- Signale mit hoher Auflösung oder TV-Signale mit niedriger Auflösung aus und liefern die ausgewählten Signale an die Codiereinheiten 110 bis 113.
Fig. 4 zeigt als ein repräsentatives Beispiel eine der Codiereinheiten 110 bis 113. Das Eingangssignal wird an einen Subtrahierer 170 geliefert, der einen Subtrahierprozeß an einer Kombination dieses Signals und eines um ein Frame bzw. einen Rahmen verzögerten Signals durchführt, das einer Bewegungskompensation unterzogen wurde. Das Signal vom Subtrahierer 170 wird als ein Zwischenrahmendifferenzsignal (Vorhersagesignal) verwendet, das bei einer DCT-Einheit 171 einen DCT-Prozeß durchläuft. Dieses verarbeitete Signal wird bei einem Quantisierer 172 quantisiert. Das quantisierte Signal wird in ein 0-Lauf-Signal und ein Pegelsignal geteilt, die an eine Codierschaltung 178 für variable Längen geliefert werden. Die Codierschaltung 178 für variable Längen unterzieht das gelieferte Signal einer Huffman-Codierung. Das codierte Videosignal wird an einen Ausgabepuffer 179 geliefert, der ein Signal mit einer konstanten Rate abgibt. Andererseits wird der quantisierte DCT-Koeffizient vom Quantisierer 172 an einen Invers-Quantisierer 174 geliefert, der den Koeffizienten einem inversen Quantisierprozeß unterzieht, um den ursprünglichen DCT-Koeffizienten fast wiederherzustellen. Dieser Koeffizient wird dann bei einer inversen DCT-Einheit 175 einem inversen DCT-Prozeß unterzogen, um ihn in fast das ursprüngliche Zwischenrahmendifferenzsignal zu decodieren. Das decodierte Signal wird bei einer Additionsschaltung 176 zu einem um einen Rahmen verzögerten Signal addiert, um das ursprüngliche Eingangssignal fast wiederherzustellen. Dieses Eingangssignal macht bei einem Bild- bzw. Rahmenspeicher 177 einen um einen Rahmen verzögernden Prozeß durch. Das Signal vom Rahmenspeicher 177 wird an eine Bewegungskompensationsschaltung 173 und eine Bewegungsvektorerfassungsschaltung 180 geliefert. Die Bewegungskompensationsschaltung 173 führt auf der Basis des bei der Bewegungsvektorerfassungsschaltung 180 erfaßten Bildbewegungsvektors eine Bewegungskompensation des Ausgangssignals des Rahmenspeichers 177 durch. Dieses kompensierte Signal wird an die Subtraktionsschaltung 170 und die Additionsschaltung 176 geliefert, um ein Zwischenrahmendifferenzsignal zu erzeugen. Wenn das Zwischenrahmendifferenzsignal groß ist, wird eine Intra-Rahmencodierung ausgeführt, wobei ein Schalter 181 ausgeschaltet ist.
Normalerweise haben die Codiereinheiten 110 bis 113 den gleichen Aufbau, und eine Bewegungsvektorerfassung und Bewegungskompensation werden bei jeder Codiereinheit unabhängig ausgeführt. Wenn das zu codierende gelieferte Signal ein Signal ist, das aus einer Frequenzbandteilung eines TV-Signals mit hoher Auflösung erhalten wurde, kann jedoch der Bewegungsvektor, der durch die Bewegungsvektorerfassungsschaltung 180 der Codiereinheit 110 erfaßt wurde, an die die Signale im Frequenzband A von Fig. 2B geliefert werden (die horizontalen und vertikalen Tiefbandsignale vom Beginn an), für die anderen Codiereinheiten 111 bis 113 verwendet werden. Folglich reicht allein die Codiereinheit 110 zum Codieren des Bewegungsvektors aus.
Die so codierten Signale werden beim in Fig. 1 und 2A gezeigten Multiplexer 114 kombiniert. Zu dieser Zeit werden sie normalerweise gemäß der Menge von Codes gemultiplext, die von den einzelnen Codiereinheiten 110 bis 113 erhalten wurden. Wenn ein zu codierendes Signal ein aus einer Frequenzbandteilung eines TV-Signals mit hoher Auflösung erhaltenes Signal ist, kann den Signalen im Frequenzband A von Fig. 2 höchste Priorität bei der Übertragung gegeben werden, was einem Beitrag zu den Eigenschaften einer visuellen Wahrnehmung durch den Menschen Rechnung trägt. Man kann dann den Bändern B, C und D oder C, B und D in dieser Reihenfolge Priorität geben, und die Signale in diesen Bändern können in Zeitteilung gemultiplext werden.
Als ein konkretes Beispiel wird mit Verweis auf Fig. 5 ein Videosignaldecodiergerät für ein TV-Signal mit hoher Auflösung beschrieben.
In Fig. 5 wird das codierte Videosignal an einen Videosignaleingangsanschluß 200 angelegt. Ein Videosignalseparator (Demultiplexer) 201 trennt jedes gemultiplexte codierte Signal. Die einzelnen getrennten codierten Signale werden jeweils an Decodierstufen 212 bis 215 geliefert. Wenn die Eingangssignale TV-Signale mit hoher Auflösung sind, decodiert hier die Decodierstufe 212 die Signale im Frequenzband A von Fig. 2B, decodiert die Decodierstufe 213 die Signale im Band B, decodiert die Decodierstufe 214 die Signale im Band C, und die Decodierstufe 215 decodiert die Signale im Band D.
Fig. 6 zeigt als ein repräsentatives Beispiel ein Beispiel des Aufbaus einer der Decodierstufen 212 bis 215. Das codierte Eingangssignal wird über einen Eingabepuffer 301 an einen Decodierer 302 für variable Längen geliefert, der die Eingabe decodiert. Das decodierte Signal wird bei einer Invers-Quantisierungsschaltung 303 einer inversen Quantisierung unterzogen. Das resultierende Signal wird an eine inverse DCT-Einheit 304 geliefert, die es einem inversen DCT-Prozeß unterzieht. Das verarbeitete Signal wird an eine Additionsschaltung 305 geliefert. Die andere Eingabe in die Additionsschaltung 305 ist ein Signal, das erhalten wird, indem die Ausgabe der Additionsschaltung 305 durch einen Rahmenspeicher 308 um einen Rahmen verzögert und mit einer Bewegungskompensationsschaltung 307 eine Bewegungskompensation des verzögerten Videosignals vorgenommen wird. Wenn jedoch das einem Zwischenrahmensignalprozeß unterzogene codierte Signal decodiert wird, wird das um einen Rahmen verzögerte Signal an die Additionsschaltung 305 geliefert. Wenn das einem Intra-Rahmensignalprozeß unterzogene codierte Signal decodiert wird, wird das um einen Rahmen verzögerte Signal durch einen Schalter 306 abgeschaltet und nicht an die Additionsschaltung 305 geliefert.
In Fig. 5 macht das so decodierte Videosignal bei Hochtastschaltungen 221 bis 224 ein Hochtasten durch. Das Hochtasten wird durch Einfügen von Nullen in das Signal von Fig. 7A wie in Fig. 7B gezeigt ausgeführt. Fig. 7A und 7B zeigen eine Form des Signals in der horizontalen Richtung. In der vertikalen Richtung wird ähnlich ein Einfügen von Zeilen aus Nullen durchgeführt. Fig. 7C zeigt ein Frequenzband vor einem Hochtasten, und Fig. 7D zeigt ein Frequenzband nach einem Hochtasten. Das so einem Hochtasten unterzogene Signal wird an eine horizontale Demodulierschaltung 225 geliefert. Die horizontale Demodulierschaltung 225 moduliert die Signale im gewünschten Frequenzband B gemäß 3fs, wie in Fig. 8A gezeigt ist, so daß die Bandsignale im Bereich von fs bis 2fs liegen können. Ein horizontales Bandpaßfilter (BPF) 228 hält das in Fig. 8B schraffierte Frequenzband von dem modulierten Signal zurück, um es vor dem Codieren in das Signal umzuwandeln. Ähnlich wird das Signal von der Decodierstufe 214 dem Hochtastprozeß unterzogen. Eine vertikale Demodulierschaltung 226 demoduliert dieses verarbeitete Signal durch einen jede zweite Zeile invertierenden Prozeß oder einen zeilenweisen Inver tierprozeß, um das Signal von Fig. 8C in das Signal von Fig. 8D umzuwandeln. Der jede zweite Zeile invertierende Prozeß wird für ein progressives TV-Signal verwendet; der zeilenweise Invertierprozeß wird für ein verschachteltes TV-Signal verwendet. Ein Vertikales-BPF*Horizontales-LPF 229 führt eine Bandbegrenzung an den in Fig. 8D schraffiert dargestellten Komponenten des decodierten Signals durch und hält sie zurück. Das Signal von der Decodierstufe 215 durchläuft in ähnlicher Weise in dieser Reihenfolge den Hochtastprozeß bei der Hochtastschaltung 224, einen horizontalen und vertikalen Decodierprozeß bei der horizontalen und vertikalen Decodierschaltung 227 und einen horizontalen und vertikalen Filterprozeß bei dem Horizontales-BPF*Vertikales-BPF 230. Nach diesen Prozessen wird das resultierende Signal als das horizontale und vertikale Hochbandsignal im Frequenzband D von Fig. 2B vor dem Codieren reproduziert. Nach den Verzögerungen, die in den Filtern etc. auftreten, werden die so reproduzierten Videosignale in den Bändern A, B, C und D von Fig. 2 durch (nicht dargestellte) Verzögerungseinheiten entzerrt, und diese Signale werden durch Additionsschaltungen 231, 232, 233 miteinander addiert. Das addierte Signal wird als ein TV- Signal mit hoher Auflösung an einen Selektor 280 geliefert.
Da die Signalverarbeitung, wenn mehr als ein TV-Signal mit niedriger Auflösung empfangen wird, die gleiche wie in Fig. 1 ist, wird eine Erklärung weggelassen.
Mit der vorliegenden Erfindung kann, wenn das eingegebene TV-Signal ein TV-Signal mit hoher Auflösung ist, mehr als eine Codiereinheit verwendet werden, wie wenn mehr als ein TV-Signal mit niedriger Auflösung zugeführt wird, indem das Frequenzband geteilt wird und eine horizontale und/oder eine vertikale Modulation durchgeführt werden. Es ist möglich, das Frequenzband eines Teils des Signals mit hoher Auflösung leicht zu decodieren, selbst wenn die Empfängerseite ein Empfänger mit niedriger Auflösung ist, der für diesen Zweck im Stand der Technik nicht verwendet werden konnte. Mit einem Empfänger mit hoher Auflösung ist es ferner möglich, ein TV-Signal mit hoher Auflösung zu reproduzieren, eine Mehrfachanzeige von TV-Signalen mit niedriger Auflösung zu liefern und einen Schirm eines TV-Signals mit niedriger Auflösung anzuzeigen, das zu hoher Auflösung aufgewertet wurde.
In der obigen Ausführungsform müssen, wenn ein TV-Signal mit hoher Auflösung, wie in Fig. 2B gezeigt, frequenzgeteilt wird, die Frequenzbänder A, B, C und D nicht notwendigerweise die gleiche Bandbreite aufweisen.

Claims

1. Videosignalübertragungsgerät mit:

einem Eingangsanschluß (101), an den ein TV-Signal mit hoher Auflösung geliefert wird;

einer Frequenzbandteilungseinrichtung (150) zum Teilen des TV-Signals mit hoher Auflösung in ein erstes Signal mit einem ersten Frequenzband (A), das mit 0 Hz beginnt, und zweite bis vierte Signale mit jeweils nicht überlappenden zweiten bis vierten Frequenzbändern (B, C, D) über dem ersten Frequenzband;

einer Frequenzverschiebungseinrichtung (157-159, 160- 162) zum Frequenzverschieben der zweiten bis vierten Signale, so daß die frequenzverschobenen zweiten bis vierten Frequenzbänder in das erste Frequenzband fallen;

einer Herabtasteinrichtung (163-166) zum Herabtasten des ersten und der frequenzverschobenen zweiten bis vierten Signale, so daß die herabgetasteten ersten bis vierten Frequenzbänder in das Frequenzband eines TV-Signals mit niedriger Auflösung fallen;

einer Codiereinrichtung (110-113) zum Codieren der herabgetasteten ersten bis vierten Signale; und

einer Übertragungseinrichtung (114) zum Multiplexen der von der Codiereinrichtung ausgegebenen codierten ersten bis vierten Signale, um ein Multiplexsignal zu erzeugen, und zum Übertragen des Multiplexsignals,

worin

um eine Übertragungsleitung effizient zu nutzen, das Videosignalübertragungsgerät ferner aufweist (i) eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen (102-105), in die eine Vielzahl von höchstens vier TV-Signalen mit niedriger Auflösung mit jeweils einer dem TV-Signal mit niedriger Auflösung entsprechenden Bandbreite eingegeben wird, und (ii) eine zwischen der Herabtasteinrichtung und der Codiereinrichtung vorgesehene Selektoreinrichtung (106-109) zum Auswählen entweder einer aus den herabgetasteten ersten bis vierten Signalen bestehen den Gruppe oder einer aus der Vielzahl von TV-Signalen mit niedriger Auflösung bestehenden Gruppe und zum Liefern der ausgewählten Gruppe zum Codieren an die Codiereinrichtung;

die Codiereinrichtung erste bis vierte Codierteile zum jeweiligen Codieren der Signale in der ausgewählten Gruppe aufweist; und

das Gerät (i) eine ein Bewegungsvektor-Signal liefernde Einrichtung zum Liefern eines im ersten Codierteil verwendeten Bewegungsvektor-Signals an die zweiten bis vierten Codierteile, worin das Bewegungsvektor-Signal in den zweiten bis vierten Codierteilen verwendet wird, und (ii) eine ein Bewegungsvektor-Signal übertragende Einrichtung zum Übertragen des Bewegungsvektor-Signals zusammen mit dem Multiplexsignal enthält.

2. Videosignalübertragungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (114) eine Vielzahl von der Codiereinrichtung (110-113) erhaltener codierter Signale in Zeitteilungsweise multiplext.

3. System mit einem TV-Signal-Übertragungsgerät nach Anspruch 1 und einem TV-Signal-Empfangsgerät mit:

einer Empfangseinrichtung (300; 201) zum Empfangen des übertragenen Multiplexsignals;

einer Demultiplexeinrichtung (201) zum Trennen des übertragenen Multiplexsignals in codierte Signale, die jeweils den codierten ersten bis vierten Signalen entsprechen;

einer Decodiereinrichtung (202-205; 212-215) mit separaten ersten bis vierten Decodierteilen zum jeweiligen Decodieren der getrennten codierten ersten bis vierten Signale, um die herabgetasteten ersten bis vierten Signale in einem ersten Fall zu reproduzieren, in dem das Empfangsgerät das das TV-Signal mit hoher Auflösung tragende Multiplexsignal empfängt, oder die Vielzahl von Signalen mit niedriger Auflösung in einem zweiten Fall zu reproduzieren, in dem das Empfangsgerät das Multiplexsignal empfängt, das die Vielzahl von TV- Signalen mit niedriger Auflösung trägt; und

einer hochtastenden (221-224), frequenzwandelnden (225- 230) und synthetisierenden (220) Einrichtung zum Hochtasten, Frequenzwandeln und Kombinieren der reproduzierten herabgetasteten ersten bis vierten Signale, um das TV-Signal mit hoher Auflösung zu reproduzieren;

worin das TV-Signal-Empfangsgerät ferner aufweist (i) eine Bewegungsvektor-Verarbeitungseinrichtung, um im ersten Fall das von der ein Bewegungsvektor-Signal übertragenden Einrichtung übertragene Bewegungsvektor-Signal an die ersten bis vierten Decodierteile der Decodiereinrichtung zu liefern, (ii) eine Mehrbildschirm-Erzeugungseinrichtung (240), um im zweiten Fall die TV-Signale mit niedriger Auflösung zu kombinieren, um dadurch einen Mehrbildschirm zu erzeugen, (iii) eine Auswahl- und Interpoliereinrichtung (260, 270), um in dem zweiten Fall eines der reproduzierten TV-Signale mit niedriger Auflösung auszuwählen und dann eine Interpolierverarbeitung an dem ausgewählten der TV-Signale mit niedriger Auflösung durchzuführen, und (iv) eine Auswahleinrichtung (280), um im zweiten Fall entweder das Ausgangssignal, das von der Mehrbildschirm-Erzeugungseinrichtung ausgegeben wird, oder das von der Auswahl- und Interpoliereinrichtung ausgegebene Ausgangssignal auszuwählen.

4. Verfahren zum Übertragen und Empfangen eines Videosignals, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes codiertes Multiplexsignal erhalten wird, indem ein TV-Signal mit hoher Auflösung in ein erstes Signal mit einem ersten Frequenzband (A) , das mit 0 Hz beginnt, und zweite bis vierte Signale geteilt wird, die jeweils nicht überlappende zweite bis vierte Frequenzbänder (B, C, D) über dem ersten Frequenzband aufweisen, die zweiten bis vierten Signale so frequenzverschoben werden, daß die frequenzverschobenen zweiten bis vierten Frequenzbänder in das erste Frequenzband fallen, das erste und die frequenzverschobenen zweiten bis vierten Signale so herabgetastet werden, daß die herabgetasteten ersten bis vierten Frequenzbänder in das Frequenzband eines TV-Signals mit niedriger Auflösung fallen, die herabgetasteten Signale einer hocheffizienten Codierung unterzogen werden, um eine erste Vielzahl codierter Signale zu erzeugen, und die erste Vielzahl codierter Signale schließlich in Zeitteilungsweise gemultiplext wird, und ein zweites codiertes Multiplexsignal erhalten wird, indem jedes einer Vielzahl von TV-Signalen mit niedriger Auflösung einer hocheffizienten Codierung unterzogen wird, um eine zweite Vielzahl codierter Signale zu erzeugen, und die zweite Vielzahl codierter Signale in Zeitteilungsweise gemultiplext wird, wobei das Verfahren aufweist:

einen ersten Schritt eines Übertragens des ersten oder zweiten codierten Multiplexsignals;

einen zweiten Schritt eines Empfangens des ersten oder zweiten codierten Multiplexsignals;

einen dritten Schritt eines Trennens des ersten oder zweiten codierten Multiplexsignals in Zeitteilungsweise, um die erste oder zweite Vielzahl codierter Signale zu reproduzieren,

einen vierten Schritt eines Decodierens der reproduzierten ersten oder zweiten Vielzahl codierter Signale, um eine Vielzahl von Videosignalen zu erzeugen;

einen fünften Schritt eines Hochtastens der Vielzahl von Videosignalen, um eine Vielzahl hochgetasteter Videosignale zu erzeugen, wenn das erste codierte Multiplexsignal empfangen wird;

einen sechsten Schritt eines Frequenzverschiebens aller hochgetasteter Videosignale, bis auf eines, zu ihren jeweiligen ursprünglichen Frequenzbändern;

einen siebten Schritt eines Synthetisierens der frequenzverschobenen Videosignale und des hochgetasteten Videosignals, das nicht frequenzverschoben ist, um das TV-Signal mit hoher Auflösung zu reproduzieren, wenn das erste codierte Multiplex-Videosignal empfangen wird;

einen achten Schritt eines Anordnens der Vielzahl von beim vierten Schritt erhaltenen Videosignalen für eine Mehrbildanzeige auf einem Schirm, wenn das zweite codierte Multiplexsignal empfangen wird;

einen neunten Schritt eines Auswählens und Interpolierens zu einer hohen Auflösung eines Videosignals mit niedriger Auflösung aus der Vielzahl von Videosignalen, die beim vierten Schritt erhalten wurden; und

einen zehnten Schritt eines Auswählens entweder des ausgegebenen Videosignals, das beim achten Schritt erhalten wurde, oder desjenigen, das beim neunten Schritt erhalten wurde, und eines Lieferns des ausgewählten Signals an eine Anzeigeeinheit mit hoher Auflösung.