JPH0369295A - 高精細度テレビジョン信号のデジタル処理方法および装置 - Google Patents
高精細度テレビジョン信号のデジタル処理方法および装置Info
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- JPH0369295A JPH0369295A JP2143304A JP14330490A JPH0369295A JP H0369295 A JPH0369295 A JP H0369295A JP 2143304 A JP2143304 A JP 2143304A JP 14330490 A JP14330490 A JP 14330490A JP H0369295 A JPH0369295 A JP H0369295A
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は多重チャネル高精細度テレビジョン(HDTV
)信号発生システムの1部分として拡張信号の成分をデ
ジタル的に処理する方法および装置に関するものである
。
)信号発生システムの1部分として拡張信号の成分をデ
ジタル的に処理する方法および装置に関するものである
。
(従来の技術)
かかるシステムは米国特許第4.694.338号明細
書に記載されている。かかるシステムでは、例えば、1
6:9のアスペクト比および525本の順次に走査され
た、即ち、1050本で2:1のインターレースライン
構体を有するHDTV信号源の信号を2つの信号に分割
している。従来のテレビジョン信号、例えば、標準放送
受像機に受信し得るNTSC符号化された信号を第2の
伝送媒体、例えば、第2テレビジヨンチヤネルまたはそ
の1部分に伝送する。従って、高精細度テレビジョン受
像機を用いて、これら両信号を受信し、高精細度テレビ
ジョン表示を行うことができる。
書に記載されている。かかるシステムでは、例えば、1
6:9のアスペクト比および525本の順次に走査され
た、即ち、1050本で2:1のインターレースライン
構体を有するHDTV信号源の信号を2つの信号に分割
している。従来のテレビジョン信号、例えば、標準放送
受像機に受信し得るNTSC符号化された信号を第2の
伝送媒体、例えば、第2テレビジヨンチヤネルまたはそ
の1部分に伝送する。従って、高精細度テレビジョン受
像機を用いて、これら両信号を受信し、高精細度テレビ
ジョン表示を行うことができる。
(発明が解決しようとする課題)
上述した米国特許には、アナログ拡張信号構造を用いる
システムが記載されている。例えば、米国特許出願第2
39.096号および第239.148号(双方とも1
988年8月31日に出願)に記載のシステムには、標
準6 MHzの幅の広いNTSCチャネルおよび3MH
z幅の拡張チャネルを用い、これらを現在割り当てられ
ていないテレビジョンチャネルで伝送する例が記載され
ている。しかし、地球上の現用チャネル容量はテレビジ
ョン伝送に現在制限されているいわゆる“タブ−”チャ
ネルである。しかるに、かかるチャネルで拡張信号を伝
送するに必要な電力量は有効に減少され、実際上これら
“タブ−”チャネルが使用され始めてきた。
システムが記載されている。例えば、米国特許出願第2
39.096号および第239.148号(双方とも1
988年8月31日に出願)に記載のシステムには、標
準6 MHzの幅の広いNTSCチャネルおよび3MH
z幅の拡張チャネルを用い、これらを現在割り当てられ
ていないテレビジョンチャネルで伝送する例が記載され
ている。しかし、地球上の現用チャネル容量はテレビジ
ョン伝送に現在制限されているいわゆる“タブ−”チャ
ネルである。しかるに、かかるチャネルで拡張信号を伝
送するに必要な電力量は有効に減少され、実際上これら
“タブ−”チャネルが使用され始めてきた。
本発明は、拡張信号成分を圧縮してこれらがもたらす情
報を、QPSK (直交位相シフトキーイング)のよう
なデジタル伝送手段を用いて、例えば3MHzの広さの
帯域幅の狭いRFチャネルで、伝送し得るようにしたデ
ジタル処理方法および装置を提供するものである。これ
により、拡張チャネルで伝送される電力を充分に減少さ
せ、次いで同一の周波数帯域を用いる他のチャネルに対
する干渉量を低減することができる。拡張信号をデジタ
ル伝送することにより、低減電力を用いることができる
とともに種々の既知のエラー検出/補正手段の利点を得
ることができるため、良品質の信号を取出すことができ
る。
報を、QPSK (直交位相シフトキーイング)のよう
なデジタル伝送手段を用いて、例えば3MHzの広さの
帯域幅の狭いRFチャネルで、伝送し得るようにしたデ
ジタル処理方法および装置を提供するものである。これ
により、拡張チャネルで伝送される電力を充分に減少さ
せ、次いで同一の周波数帯域を用いる他のチャネルに対
する干渉量を低減することができる。拡張信号をデジタ
ル伝送することにより、低減電力を用いることができる
とともに種々の既知のエラー検出/補正手段の利点を得
ることができるため、良品質の信号を取出すことができ
る。
しかし、デジタル伝送の主な欠点は、伝送帯域幅を増大
させる必要があることである。帯域幅を増大させるため
には、広い帯域幅のチャネルを必要とするか、または、
データの圧縮を行って、必要な帯域幅を減少させる必要
がある。
させる必要があることである。帯域幅を増大させるため
には、広い帯域幅のチャネルを必要とするか、または、
データの圧縮を行って、必要な帯域幅を減少させる必要
がある。
本発明の目的は後者の解決策に基づきエンハンスメント
信号を符号化せんとするにある。
信号を符号化せんとするにある。
(課題を解決するための手段)
本発明方法は複数の信号成分より成る高精細度テレビジ
ョン信号をデジタル処理するに当たり、高精細度テレビ
ジョン信号源から高精細度信号成分を取出し、これら信
号成分をデジタル化して複数のデジタル化された信号成
分を形成し、個別のデジタル化された信号成分に最適の
コーダにこれらデジタル化された信号成分の各々を圧縮
導入するようにしたことを特徴とする。
ョン信号をデジタル処理するに当たり、高精細度テレビ
ジョン信号源から高精細度信号成分を取出し、これら信
号成分をデジタル化して複数のデジタル化された信号成
分を形成し、個別のデジタル化された信号成分に最適の
コーダにこれらデジタル化された信号成分の各々を圧縮
導入するようにしたことを特徴とする。
また、本発明は複数の信号成分より成る高精細度テレビ
ジョン信号をデジタル処理する装置において、高精細度
テレビジョン信号源から高精細度信号成分を取出す手段
と、この信号成分取出し手段に結合され、これら信号成
分をデジタル化して複数のデジタル化された信号成分を
形成するデジタル化手段と、このデジタル化手段に結合
され、個別のデジタル化された信号成分に最適なように
これらデジタル化された信号成分の各々を圧縮する符号
化手段とを具えるようにしたことを特徴とする。
ジョン信号をデジタル処理する装置において、高精細度
テレビジョン信号源から高精細度信号成分を取出す手段
と、この信号成分取出し手段に結合され、これら信号成
分をデジタル化して複数のデジタル化された信号成分を
形成するデジタル化手段と、このデジタル化手段に結合
され、個別のデジタル化された信号成分に最適なように
これらデジタル化された信号成分の各々を圧縮する符号
化手段とを具えるようにしたことを特徴とする。
画像符号化区域においてリサーチを広範囲に行うことに
よって2次元(2−D)離散ブロック余弦変換(DCT
)符号化は、実際にハードウェアを実現しながら他の符
号化技術に比べて興味ある性能を有することを示してい
る。しかし、これらの調査は標準全帯域の信号を伝統的
に処理するものである。
よって2次元(2−D)離散ブロック余弦変換(DCT
)符号化は、実際にハードウェアを実現しながら他の符
号化技術に比べて興味ある性能を有することを示してい
る。しかし、これらの調査は標準全帯域の信号を伝統的
に処理するものである。
ここに用いられる圧縮手段は、C,Remus (LE
Pフィリップス、フランス)の著書“TV画像の適応フ
レーム内/フレーム間DCT符号化”1988年6月に
記載されたものの変形例であるとともに、全帯域2次元
信号(正規の画像)に対し、VLCを有する2次元OC
Tの実現がW、 ChenおよびW、 K、 Prat
tによる論文“景色適応コーダ”(IEEE トランザ
クションオンコミュニケーション、1984年3月)に
より紹介されている。
Pフィリップス、フランス)の著書“TV画像の適応フ
レーム内/フレーム間DCT符号化”1988年6月に
記載されたものの変形例であるとともに、全帯域2次元
信号(正規の画像)に対し、VLCを有する2次元OC
Tの実現がW、 ChenおよびW、 K、 Prat
tによる論文“景色適応コーダ”(IEEE トランザ
クションオンコミュニケーション、1984年3月)に
より紹介されている。
これらの研究の結果は部分的に高い周波数内容のみを有
する拡張信号の符号化に容易に拡張することはできない
。
する拡張信号の符号化に容易に拡張することはできない
。
例えば、1989年8月13日に出願された米国特許出
願第84.968号に記載されているようなHDNTS
Cエンコーダと、1987年9月15日に発行された米
国特許第4.694.338号最初に記載されたエンコ
ーダとを用いて取出され、例えば、輝度パネル信号Y、
と、2つのクロミナンスパネル信号(I、およびQ、)
と、高周波輝度信号YHと、ライン差信号LDとを具え
る拡張信号成分は、本発明により処理される信号である
。本発明によればこれら拡張信号成分を取出し、サンプ
リング化し、例えば8ビット/画素デジタル信号に変換
する。次いで、これらデジタル信号の各々を個別のコー
ダに供給し、これにより元の信号成分を再構成するに必
要なビット/画素の数を減少し得るようにする。この圧
縮は量子化および冗長度の除去によって行う。量子化を
行うことは、成る情報を除去することを意味する。
願第84.968号に記載されているようなHDNTS
Cエンコーダと、1987年9月15日に発行された米
国特許第4.694.338号最初に記載されたエンコ
ーダとを用いて取出され、例えば、輝度パネル信号Y、
と、2つのクロミナンスパネル信号(I、およびQ、)
と、高周波輝度信号YHと、ライン差信号LDとを具え
る拡張信号成分は、本発明により処理される信号である
。本発明によればこれら拡張信号成分を取出し、サンプ
リング化し、例えば8ビット/画素デジタル信号に変換
する。次いで、これらデジタル信号の各々を個別のコー
ダに供給し、これにより元の信号成分を再構成するに必
要なビット/画素の数を減少し得るようにする。この圧
縮は量子化および冗長度の除去によって行う。量子化を
行うことは、成る情報を除去することを意味する。
圧縮手段はVLC(可変長さ符号化)と組合わせてDC
T(W1散余弦変換)を用いることに依存し、かつ、各
拡張信号成分は独特の特性に適応するそれ自体のコーダ
を有する。
T(W1散余弦変換)を用いることに依存し、かつ、各
拡張信号成分は独特の特性に適応するそれ自体のコーダ
を有する。
(実施例)
図面につき本発明の詳細な説明する。
第1図は高精細度テレビジョン信号源の信号の中央部分
およびパネル部分に対し輝度およびクロミナンス信号成
分の導出に用い得るエンコーダの1例を示す。このエン
コーダ10の作動および拡張信号の取出しに用いる作動
は前記米国特許第4,694、338号の第4図に完全
に記載されている。第1図に示すように、HDTV信号
源を処理して、3チヤネルデマルチプレクサ32の出力
18.20および22によって、HDTV信号源の中央
部分に対し、輝度信号成分(yc)および2つのクロミ
ナンス信号成分、例えば、QCおよびICをそれぞれ発
生する。この中央部分は画像情報を示し、この画像情報
は前記米国特許第4.694.338号に記載されてい
るように、NTSC符号化され、1つの標準テレビジョ
ンチャネルに伝送される。3チヤネルデマルチプレクサ
32の出力12.14および16によって、HDTV信
号源の信号から取出したパネルに対しY、Q、および■
、信号成分をそれぞれ発生させるようにする。
およびパネル部分に対し輝度およびクロミナンス信号成
分の導出に用い得るエンコーダの1例を示す。このエン
コーダ10の作動および拡張信号の取出しに用いる作動
は前記米国特許第4,694、338号の第4図に完全
に記載されている。第1図に示すように、HDTV信号
源を処理して、3チヤネルデマルチプレクサ32の出力
18.20および22によって、HDTV信号源の中央
部分に対し、輝度信号成分(yc)および2つのクロミ
ナンス信号成分、例えば、QCおよびICをそれぞれ発
生する。この中央部分は画像情報を示し、この画像情報
は前記米国特許第4.694.338号に記載されてい
るように、NTSC符号化され、1つの標準テレビジョ
ンチャネルに伝送される。3チヤネルデマルチプレクサ
32の出力12.14および16によって、HDTV信
号源の信号から取出したパネルに対しY、Q、および■
、信号成分をそれぞれ発生させるようにする。
第2図はバンドパスフィルタ35と相俟っテHDTV信
号源の信号から高周波輝度信号成分YHを取出すために
用いるHDNTSCエンコーダ10を示す。このエンコ
ーダは前記米国特許出願第84.968号の第2a図と
して示され、ここには高精細度テレビジョンシステムの
拡張された水平解像度を提供するシステムが記載されて
いる。YH信号成分36はバンドパスフィルタ(BPF
)の出力側に得られる。ライン差(LD)信号成分は出
力端子38に得られる。
号源の信号から高周波輝度信号成分YHを取出すために
用いるHDNTSCエンコーダ10を示す。このエンコ
ーダは前記米国特許出願第84.968号の第2a図と
して示され、ここには高精細度テレビジョンシステムの
拡張された水平解像度を提供するシステムが記載されて
いる。YH信号成分36はバンドパスフィルタ(BPF
)の出力側に得られる。ライン差(LD)信号成分は出
力端子38に得られる。
本発明の実施例によれば、はぼ3MHz幅のRFチャネ
ルに取出した拡張信号の処理および伝送を行う。
ルに取出した拡張信号の処理および伝送を行う。
拡張信号は、例えば、次の信号成分、即ち、YP、Il
、Q、SLDおよびYHで構成する。前記米国特許出願
第84、968号に記載のアナログ2チヤネルシステム
では、パネルのIおよびQ信号は直交変調し、単一クロ
ミナンス信号を発生し、ここで個別の■およびQ信号成
分を拡張信号に対して得るようにする。
、Q、SLDおよびYHで構成する。前記米国特許出願
第84、968号に記載のアナログ2チヤネルシステム
では、パネルのIおよびQ信号は直交変調し、単一クロ
ミナンス信号を発生し、ここで個別の■およびQ信号成
分を拡張信号に対して得るようにする。
本発明のデジタル圧縮兼伝送手段の1例のフローダイア
グラムを第3図に示す。信号成分の各々を個別のアナロ
グ−デジタル変換器(A/D)を経て供給し、これによ
り個別の信号成分の帯域幅のほぼ2倍のサンプリング周
波数を用いる。かようにして、サンプル7秒の最低可能
な数を符号化前に得るようにする。アナログ拡張信号成
分Y、、Q2、I p、LDおよびYHは後に示す表1
に示−すように帯域除去する。上述した出願の場合と同
様に、本発明による拡張信号はほぼ127asで既知で
あり、“スーパーライン“とじて、これら出願に記載さ
れているライン周期を用いる。表1は、信号成分の各々
に対しメガサンプル7秒の数を計算する手段を示す。サ
ンプリング後、デジタル信号成分の各々を8ビット画素
の流れ、即ち、サンプル52の流れに変換する。これが
ため、信号成分に対するメガサンプル7秒の発生数は、
信号成分Q2、I、、LDおよびYHに対し、それぞれ
、2.54M5/sec、0.36M5/see。
グラムを第3図に示す。信号成分の各々を個別のアナロ
グ−デジタル変換器(A/D)を経て供給し、これによ
り個別の信号成分の帯域幅のほぼ2倍のサンプリング周
波数を用いる。かようにして、サンプル7秒の最低可能
な数を符号化前に得るようにする。アナログ拡張信号成
分Y、、Q2、I p、LDおよびYHは後に示す表1
に示−すように帯域除去する。上述した出願の場合と同
様に、本発明による拡張信号はほぼ127asで既知で
あり、“スーパーライン“とじて、これら出願に記載さ
れているライン周期を用いる。表1は、信号成分の各々
に対しメガサンプル7秒の数を計算する手段を示す。サ
ンプリング後、デジタル信号成分の各々を8ビット画素
の流れ、即ち、サンプル52の流れに変換する。これが
ため、信号成分に対するメガサンプル7秒の発生数は、
信号成分Q2、I、、LDおよびYHに対し、それぞれ
、2.54M5/sec、0.36M5/see。
0、72M5/5ee12.74M5/seeおよび2
.46M5/secとなる。
.46M5/secとなる。
従って、デジタル信号成分は個別のコーダ、即ち、コー
ダYP1コーダQ1、コーダIP1コーダLDおよびコ
ーダYH53を経て通過する。従って平均発生圧縮比は
、信号成分YP、!、およびQ、に対し、はぼ1.0ビ
ット/画素、信号成分LDに対しほぼ0.2ビット/画
素、および信号成分YHに対しほぼ0.3ビット/画素
であった。これがため、デジタル信号成分は多重化され
て単一ビット流55となる。MS/secの前の計算お
よび平均圧縮比に基づき、このビット流はほぼ4.91
メガビット/秒のビット速度を有する。
ダYP1コーダQ1、コーダIP1コーダLDおよびコ
ーダYH53を経て通過する。従って平均発生圧縮比は
、信号成分YP、!、およびQ、に対し、はぼ1.0ビ
ット/画素、信号成分LDに対しほぼ0.2ビット/画
素、および信号成分YHに対しほぼ0.3ビット/画素
であった。これがため、デジタル信号成分は多重化され
て単一ビット流55となる。MS/secの前の計算お
よび平均圧縮比に基づき、このビット流はほぼ4.91
メガビット/秒のビット速度を有する。
エラー保護に対して追加された20%の追加のオーバヘ
ッドに対してはビット速度は、5.89 Wb/sec
であった。信号成分および合成信号の各々に対するビッ
ト速度の計算を後に示す表2に示す。この表2の縦欄“
符号加速度”には信号成分の各々に対するシステムの動
作速度を示す。この制約は各コーダに課すものとする。
ッドに対してはビット速度は、5.89 Wb/sec
であった。信号成分および合成信号の各々に対するビッ
ト速度の計算を後に示す表2に示す。この表2の縦欄“
符号加速度”には信号成分の各々に対するシステムの動
作速度を示す。この制約は各コーダに課すものとする。
従来のエラー保護/補償方法はマルチプレクサ56を用
いて変調および伝送前にビット流を処理して伝送チャネ
ル媒体における雑音の影響を除去し得るようにする。こ
のビット流は例えば2ビット/秒/ HzQPSK伝送
手段58を用いる3MHz幅のRFチャネルで伝送する
ことができる。
いて変調および伝送前にビット流を処理して伝送チャネ
ル媒体における雑音の影響を除去し得るようにする。こ
のビット流は例えば2ビット/秒/ HzQPSK伝送
手段58を用いる3MHz幅のRFチャネルで伝送する
ことができる。
受信端では、QPSKビット流を受信してQPSK復調
器60で復調し、使用する任意のエラー保護/補償方法
によりエラー補償手段62で補償する。次いで、復調さ
れたビット流を個別の圧縮されたデジタル拡張信号成分
Y、1Q、、I p、LDおよびYH64にデマルチブ
レクシングする。次に、これら圧縮された信号はその各
々をデコーダ66に通過させて復号する。
器60で復調し、使用する任意のエラー保護/補償方法
によりエラー補償手段62で補償する。次いで、復調さ
れたビット流を個別の圧縮されたデジタル拡張信号成分
Y、1Q、、I p、LDおよびYH64にデマルチブ
レクシングする。次に、これら圧縮された信号はその各
々をデコーダ66に通過させて復号する。
再生されたデジタル拡張信号成分はアナログ形状に逆変
換し、2チャネル復号器68に供給する。この復号器は
例えば前記米国特許出願第84.968号に記載されて
いるものと同様のものとする。
換し、2チャネル復号器68に供給する。この復号器は
例えば前記米国特許出願第84.968号に記載されて
いるものと同様のものとする。
パネル情報、即ち、Y、、Q、、またはI、に対するコ
ーダの1例のブロック図を第4a図に示す。2つの連続
フィールドからのパネルを合成して1つのパネルフレー
ムを形成する。特に、偶数フィールドの偶数ラインは奇
数フィールドの奇数ラインに対しインターリーブする。
ーダの1例のブロック図を第4a図に示す。2つの連続
フィールドからのパネルを合成して1つのパネルフレー
ムを形成する。特に、偶数フィールドの偶数ラインは奇
数フィールドの奇数ラインに対しインターリーブする。
この結果の合成信号はパネルのlフレームとしてパネル
エンコーダ53aの入力端子100に供給する。各フレ
ームは等しい大きさN(ここにN = 16)の個別の
ブロックに区分けし、2次元離散余弦変換手段110を
用いて各ブロックに対し2次元(2−D)離散余弦変換
(DCT)処理を個別に独立して施す。
エンコーダ53aの入力端子100に供給する。各フレ
ームは等しい大きさN(ここにN = 16)の個別の
ブロックに区分けし、2次元離散余弦変換手段110を
用いて各ブロックに対し2次元(2−D)離散余弦変換
(DCT)処理を個別に独立して施す。
ゴーダ53aは1ブロック単位で作動し、各ブロックに
対し同一の一連の符号化処理を行う。これがため、その
作動1ブロツクに対してのみx(i、j)で表わす。こ
こではlフレームのブロックを左から右に、かつ、上か
つ下に(即ち、ラスク走査フォーマットと同様に)イン
デックスし、このインデックスを次のフレームに対して
も同様に継続する。
対し同一の一連の符号化処理を行う。これがため、その
作動1ブロツクに対してのみx(i、j)で表わす。こ
こではlフレームのブロックを左から右に、かつ、上か
つ下に(即ち、ラスク走査フォーマットと同様に)イン
デックスし、このインデックスを次のフレームに対して
も同様に継続する。
2−D DCT変換処理後、平均グレイレベル、または
ブロックの輝度を表わすda係数X(0,0)を、例え
ば、9−ビット量子化器112(簡単なフロート対整数
丸め作動)を用いて個別に量子化し、この量子化器の出
力をマルチプレクサ115に供給する。係数X(u、
v)ここに(u、v = 0.1.・、N、N−1;
(u、v) ≠(0,0))、を後述するように個別に
処理する。次いで、ブロックのデイテール(例えばエツ
ジ内容)の量を表わす各ブロックの活性度を、ブロック
分類手段114を用い、次式に従って計算し、分類する
。
ブロックの輝度を表わすda係数X(0,0)を、例え
ば、9−ビット量子化器112(簡単なフロート対整数
丸め作動)を用いて個別に量子化し、この量子化器の出
力をマルチプレクサ115に供給する。係数X(u、
v)ここに(u、v = 0.1.・、N、N−1;
(u、v) ≠(0,0))、を後述するように個別に
処理する。次いで、ブロックのデイテール(例えばエツ
ジ内容)の量を表わす各ブロックの活性度を、ブロック
分類手段114を用い、次式に従って計算し、分類する
。
A(m、 n) = max l X(u、 v) I
(u、 v)≠(0,0) u、 y =(0,1,−、N−1) ここにA(m、 n)はブロック(m、 n)の活性度
を示す。その後次式に示す固定の判定レベル組を用いて
、上記ブロックをに=4の活性度分類の1つに割当てる
。
(u、 v)≠(0,0) u、 y =(0,1,−、N−1) ここにA(m、 n)はブロック(m、 n)の活性度
を示す。その後次式に示す固定の判定レベル組を用いて
、上記ブロックをに=4の活性度分類の1つに割当てる
。
τo=0〈τl= 10 <τ2= 25 <τs=
50 <τ4= 255即ち、τに一1≦A(m、n)
< τ、の場合に、ブロック(m、 n)をクラスK
に割当てる。ブロックの割当てられたクラスは情報の2
ビツト(10g24)を独自に識別し得るようにする必
要がある。次いで、割当てられたクラスおよび正規化フ
ァクタ(後に説明する)を用いて分類および正規化ファ
クタに好適な1組の重みを選択する。適宜の重みの選択
は重み付は手段116を用いて行う。全部の係数n =
(u+v)/2(ここにn=0. l、 −、2(N−
1))に関連する重みは次式に従って計算する。
50 <τ4= 255即ち、τに一1≦A(m、n)
< τ、の場合に、ブロック(m、 n)をクラスK
に割当てる。ブロックの割当てられたクラスは情報の2
ビツト(10g24)を独自に識別し得るようにする必
要がある。次いで、割当てられたクラスおよび正規化フ
ァクタ(後に説明する)を用いて分類および正規化ファ
クタに好適な1組の重みを選択する。適宜の重みの選択
は重み付は手段116を用いて行う。全部の係数n =
(u+v)/2(ここにn=0. l、 −、2(N−
1))に関連する重みは次式に従って計算する。
ωt(n)=ω1(N−1)+[ωt(N−1)−11
(n−N+1)/(kN)ここにiはブロノク番号また
は作動状態を示す。これら重みの計算を第7図のグラフ
に示す。前述した所から明らかなように、各係数に割り
当てられた重みは、中央係数または正規化ファクタと称
されるとともに、正規化手段124を用い、次式に従っ
て評価されるω= (n−1)の計算値に依存する。
(n−N+1)/(kN)ここにiはブロノク番号また
は作動状態を示す。これら重みの計算を第7図のグラフ
に示す。前述した所から明らかなように、各係数に割り
当てられた重みは、中央係数または正規化ファクタと称
されるとともに、正規化手段124を用い、次式に従っ
て評価されるω= (n−1)の計算値に依存する。
ω、(N) = f(ω、−1(N)、 b、)ここに
f(・)は第6図のグラフに示すようにバッファ状態(
b、)を有するピース状直線性関数である。このバッフ
ァ状態はバッファ12のビット数とバッファの大きさと
の比で示される。dC係数を除く全部の変換係数を、上
述したように計算された重みにより除算器118で除算
し、次いで量子化器120の簡単なフロート対整数丸め
作動を用いて量子化する。次に、量子化器120の出力
X(u、v)は第5図に示す疑似ジグザグ走査パターン
を用いてリオーダ手段122でリオーダ(走査)して、
可変長さコーダ(VLC) 128に対する良好な整合
が得られるようにする。
f(・)は第6図のグラフに示すようにバッファ状態(
b、)を有するピース状直線性関数である。このバッフ
ァ状態はバッファ12のビット数とバッファの大きさと
の比で示される。dC係数を除く全部の変換係数を、上
述したように計算された重みにより除算器118で除算
し、次いで量子化器120の簡単なフロート対整数丸め
作動を用いて量子化する。次に、量子化器120の出力
X(u、v)は第5図に示す疑似ジグザグ走査パターン
を用いてリオーダ手段122でリオーダ(走査)して、
可変長さコーダ(VLC) 128に対する良好な整合
が得られるようにする。
VLC128は、各々が特定の正規化値ω、(N−1)
および活性度クラスkに対し設計された数個のテーブル
で構成される。この正規化値によって、従来技術で記載
されたような単一コーダにより前に行われた場合よりも
良好な入力統計に対する整合が得られるようにする。次
いで、正規化値およびクラス割当てに基づいて選択され
た適当なテーブルを用いてVLC128に対し量子化器
の出力X(u、 v)を符号化する。VLC128の出
力をバッファ126に供給して伝送に対する更なる準備
(チャネルコーディングおよび変調)を行い得るように
する。次いでバッファ126の状態(b、)を更新し、
次のブロックi+1に対する正規化値を正規化手段12
4を用いて計算する。バッファ126の出力は量子化器
112の出力およびブロック分類手段114による個別
のブロッククラスとともにマルチプレクサ115で合成
し得るようにする。従って、多重化された出力は変調器
117で搬送波に対し変調し、テレビジョンチャネルl
19の上部分(即ち、3MHz)を経て伝送する。
および活性度クラスkに対し設計された数個のテーブル
で構成される。この正規化値によって、従来技術で記載
されたような単一コーダにより前に行われた場合よりも
良好な入力統計に対する整合が得られるようにする。次
いで、正規化値およびクラス割当てに基づいて選択され
た適当なテーブルを用いてVLC128に対し量子化器
の出力X(u、 v)を符号化する。VLC128の出
力をバッファ126に供給して伝送に対する更なる準備
(チャネルコーディングおよび変調)を行い得るように
する。次いでバッファ126の状態(b、)を更新し、
次のブロックi+1に対する正規化値を正規化手段12
4を用いて計算する。バッファ126の出力は量子化器
112の出力およびブロック分類手段114による個別
のブロッククラスとともにマルチプレクサ115で合成
し得るようにする。従って、多重化された出力は変調器
117で搬送波に対し変調し、テレビジョンチャネルl
19の上部分(即ち、3MHz)を経て伝送する。
伝送エラーのない場合には、デコーダ53bによってデ
ジタル信号成分を再生してゴーダ53aの入力側に供給
し、量子化による劣化をシステムの作動速度に依存せし
め得るようにする。
ジタル信号成分を再生してゴーダ53aの入力側に供給
し、量子化による劣化をシステムの作動速度に依存せし
め得るようにする。
第4b図はパネル情報、即ち、YplQPまたは■2の
デコーダの1例を示す。チャネル119の情報は復調器
121によって復調し、dc係数X(0,0)を係数の
残部およびデマルチプレクサ125の個別に割当てられ
たブロッククラスから分離して逆DCT変換手段123
に供給する。逆多重化された係数の残部はバッファ13
0に供給する。バッファ130の出力は可変長さデコー
ダ(VLD) 132に供給するとともにバッファ13
0の状態を用いて正規化手段134によりゴーダ53a
に用いられる正規化値を計算する。個別に割当てられた
ブロッククラスはデマルチプレクサ125から重み付は
手段13bに供給する。正規化手段134からの正規化
値およびデマルチプレクサ125からの割当てブロック
クラス125aを可変長さデコーダ132に供給し、こ
れにより可変長さコード128で用いられるテーブルを
選択し得るようにし、従って、係数XCu、 v)の値
を再生し得るようにする。かようにして形成した係数を
リオーダ手段132aで処理し、符号化中に用いられる
任意の記録処理を補償し得るようにする。重み付は手段
13bによって、ブロッククラスおよび正規化ファクタ
を用い係数に対しエンコーダ53aで使用される重みフ
ァクタを取出し、次いでこれらファクタをマルチプレク
サ140で可変長さデコーダ132からの処理された係
数と合成する。これら係数X(u、 v)はda係数X
(0,0)とともに2次元離散逆余弦変換手段123で
逆変換してデコーダX(i、 j)の出力を発生し得る
ようにする。
デコーダの1例を示す。チャネル119の情報は復調器
121によって復調し、dc係数X(0,0)を係数の
残部およびデマルチプレクサ125の個別に割当てられ
たブロッククラスから分離して逆DCT変換手段123
に供給する。逆多重化された係数の残部はバッファ13
0に供給する。バッファ130の出力は可変長さデコー
ダ(VLD) 132に供給するとともにバッファ13
0の状態を用いて正規化手段134によりゴーダ53a
に用いられる正規化値を計算する。個別に割当てられた
ブロッククラスはデマルチプレクサ125から重み付は
手段13bに供給する。正規化手段134からの正規化
値およびデマルチプレクサ125からの割当てブロック
クラス125aを可変長さデコーダ132に供給し、こ
れにより可変長さコード128で用いられるテーブルを
選択し得るようにし、従って、係数XCu、 v)の値
を再生し得るようにする。かようにして形成した係数を
リオーダ手段132aで処理し、符号化中に用いられる
任意の記録処理を補償し得るようにする。重み付は手段
13bによって、ブロッククラスおよび正規化ファクタ
を用い係数に対しエンコーダ53aで使用される重みフ
ァクタを取出し、次いでこれらファクタをマルチプレク
サ140で可変長さデコーダ132からの処理された係
数と合成する。これら係数X(u、 v)はda係数X
(0,0)とともに2次元離散逆余弦変換手段123で
逆変換してデコーダX(i、 j)の出力を発生し得る
ようにする。
LD成分に対する符号化および復号化手順は第8図およ
び第9図に示すようにパネル成分に対する手順と同様と
する。LDBjE分の特定の性質のため、離散余弦変換
係数には重みは存在しない。即ち、全部の係数は同一の
正規化値を用いて正規化する。
び第9図に示すようにパネル成分に対する手順と同様と
する。LDBjE分の特定の性質のため、離散余弦変換
係数には重みは存在しない。即ち、全部の係数は同一の
正規化値を用いて正規化する。
更に、離散余弦変換領域の(0,0)係数を係数の残部
と同様に処理する。また、LDに用いられる記録方法を
適宜選定してこの信号の統計的な特性を良好とし、これ
を第10図に示す。このテスト結果から明らかなように
、正規化ファクタの値は通常小さく、従って、1つのコ
ードブックのみを可変長さコードに用いて正規化値を実
数とし得るようにする。
と同様に処理する。また、LDに用いられる記録方法を
適宜選定してこの信号の統計的な特性を良好とし、これ
を第10図に示す。このテスト結果から明らかなように
、正規化ファクタの値は通常小さく、従って、1つのコ
ードブックのみを可変長さコードに用いて正規化値を実
数とし得るようにする。
YH信号成分に対するエンコーダおよびデコーダの例の
作動を表わすプロンクダイアグラムは第11図および第
12図に示す。YH信号成分に対するエンコーダの作動
は、第13図に示すリオーダ−リングをYH信号成分の
特性に対し良好となるように選定する点以外はLD信号
成分に対するエンコーダの作動と同様である。上述した
例では信号成分を変換し、正規化し、重み付けし、可変
長さエンコーディング/デコーディングする手段はハー
ドウェアまたはコンピュータプログラムを用いて達成す
ることができる。従って、当業者は本発明に従って上述
した手段を使用することができる。
作動を表わすプロンクダイアグラムは第11図および第
12図に示す。YH信号成分に対するエンコーダの作動
は、第13図に示すリオーダ−リングをYH信号成分の
特性に対し良好となるように選定する点以外はLD信号
成分に対するエンコーダの作動と同様である。上述した
例では信号成分を変換し、正規化し、重み付けし、可変
長さエンコーディング/デコーディングする手段はハー
ドウェアまたはコンピュータプログラムを用いて達成す
ることができる。従って、当業者は本発明に従って上述
した手段を使用することができる。
本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、要
旨を変更しない範囲内で種々の変形または変更が可能で
ある。
旨を変更しない範囲内で種々の変形または変更が可能で
ある。
メfrサンアル(MS4力沙計算
褒イ
第1図は米国特許第4.694.338号に記載されて
いるエンコーダの構成を示す説明図、 第2図は米国特許出願第084.968号に記載されて
いる高精細度NTSC(HDNTSC)エンコーダの構
成を示す説明図、 第3図は本発明デジタル処理兼伝送手段の概念のフロー
ダイアグラムを示す説明図、 第4a図はパネル情報のコーダの1例を示すブロック説
明図、 第4b図はパネル情報のデコーダの1例を示すブロック
説明図、 第5図は処理されたパネル情報のリオーダリングを示す
説明図、 第6図はバッファ調整手順を示す特性説明図、第7図は
パネル情報に対する重みを決める規準を示す特性説明図
、 第8図はLDエンココーの1例を示す説明図、第9図は
LDデココーの1例を示す説明図、第10図はLD情報
のリオーダリングを示す説明図、第11図はYHココー
の1例を示す説明図、第12図はYHデココーの1例を
示す説明図、第13図はYH情報のリオーダリングを示
す説明図である。 50 ・・・ 52 ・・・ 53 ・・・ 53a ・・・ 55 ・・・ 56 ・・・ 58 ・・・ 60 ・・・ 62 ・・・ 64 ・・・ 66 ・・・ 68 ・・・ 110 ・・・ 112 ・・・ 114 ・・・ 2チヤネルシステムエンコーダ A/D兼サブサンプリング コーダ コーダ マルチプレクサ エラー保護手段 QPSK変調器 QPSK復調器 エラー補正器 デマルチプレクサ デコーダ 2チャネルシステム復号器 2次元離散余弦変換手段 量子化器 ブロック分類手段 115 ・・・ マルチプレクサ 116.13b ・・・ 重み付は手段117.12
1 ・・・ 復調器 118 ・・・ 除算器 119 ・・・ チャネル 120 ・・・ 量子化 122.132a ・・・ リオーダ手段123
・・・ 2次元逆離散余弦変換手段124.134
・・・ 正規化手段(25・・・ デマルチプレクサ 126.130 ・・・ バッファ 128 ・・・ 可変長さゴーダ 132 ・・・ 可変長さデコーダ 140 ・・−乗算器 ヤヤ子ルー1 FIG、1 牛ヤネル−イ FIG、3 FIG、5 バ不ルイ臂窒反の(リオーヴ’)、4量FIG、6 パ177誦ダ牛噴 lX″子ルf)1け FIG、lo LDの(リオー()λ食 FIG、+3 Yhn(りオーダン走食
いるエンコーダの構成を示す説明図、 第2図は米国特許出願第084.968号に記載されて
いる高精細度NTSC(HDNTSC)エンコーダの構
成を示す説明図、 第3図は本発明デジタル処理兼伝送手段の概念のフロー
ダイアグラムを示す説明図、 第4a図はパネル情報のコーダの1例を示すブロック説
明図、 第4b図はパネル情報のデコーダの1例を示すブロック
説明図、 第5図は処理されたパネル情報のリオーダリングを示す
説明図、 第6図はバッファ調整手順を示す特性説明図、第7図は
パネル情報に対する重みを決める規準を示す特性説明図
、 第8図はLDエンココーの1例を示す説明図、第9図は
LDデココーの1例を示す説明図、第10図はLD情報
のリオーダリングを示す説明図、第11図はYHココー
の1例を示す説明図、第12図はYHデココーの1例を
示す説明図、第13図はYH情報のリオーダリングを示
す説明図である。 50 ・・・ 52 ・・・ 53 ・・・ 53a ・・・ 55 ・・・ 56 ・・・ 58 ・・・ 60 ・・・ 62 ・・・ 64 ・・・ 66 ・・・ 68 ・・・ 110 ・・・ 112 ・・・ 114 ・・・ 2チヤネルシステムエンコーダ A/D兼サブサンプリング コーダ コーダ マルチプレクサ エラー保護手段 QPSK変調器 QPSK復調器 エラー補正器 デマルチプレクサ デコーダ 2チャネルシステム復号器 2次元離散余弦変換手段 量子化器 ブロック分類手段 115 ・・・ マルチプレクサ 116.13b ・・・ 重み付は手段117.12
1 ・・・ 復調器 118 ・・・ 除算器 119 ・・・ チャネル 120 ・・・ 量子化 122.132a ・・・ リオーダ手段123
・・・ 2次元逆離散余弦変換手段124.134
・・・ 正規化手段(25・・・ デマルチプレクサ 126.130 ・・・ バッファ 128 ・・・ 可変長さゴーダ 132 ・・・ 可変長さデコーダ 140 ・・−乗算器 ヤヤ子ルー1 FIG、1 牛ヤネル−イ FIG、3 FIG、5 バ不ルイ臂窒反の(リオーヴ’)、4量FIG、6 パ177誦ダ牛噴 lX″子ルf)1け FIG、lo LDの(リオー()λ食 FIG、+3 Yhn(りオーダン走食
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、複数の信号成分より成る高精細度テレビジョン(H
DTV)信号をデジタル処理するに当たり、 (a)高精細度テレビジョン信号源から高 精細度信号成分を取出し、 (b)これら信号成分をデジタル化して複 数のデジタル化された信号成分を形成し、 (c)個別のデジタル化された信号成分に 最適のコーダにこれらデジタル化された信号成分の各々
を圧縮導入するようにしたことを特徴とする高精細度テ
レビジョン信号のデジタル処理方法。 2、前記コーダの各々は個別の余弦変換処理および可変
長さ符号化処理を用いて個別のデジタル化された信号成
分を圧縮するようにしたことを特徴とする請求項1に記
載の高精細度テレビジョン信号のデジタル処理方法。 3、前記信号成分は、少なくとも1つの輝度成分および
少なくとも1つのクロミナンス成分を具えることを特徴
とする請求項1に記載の高精細度テレビジョン信号のデ
ジタル処理方法。 4、複数の信号成分より成る高精細度テレビジョン(H
DTV)信号をデジタル処理する装置において、 (a)高精細度テレビジョン信号源から高 精細度信号成分を取出す手段と、 (b)この信号成分取出し手段に結合され、これら信号
成分をデジタル化して複数のデジタル化された信号成分
を形成するデジタル化手段と、 (c)このデジタル化手段に結合され、個 別のデジタル化された信号成分に最適なようにこれらデ
ジタル化された信号成分の各々を圧縮する符号化手段と
、 を具えるようにしたことを特徴とする高精細度テレビジ
ョン信号のデジタル処理装置。 5、前記符号化手段の各々は個別の余弦変換処理および
可変長さ符号化処理を用いて個別のデジタル化された信
号成分を圧縮するようにしたことを特徴とする請求項4
に記載の高精細度テレビジョン信号のデジタル処理装置
。 6、前記信号成分は、少なくとも1つの輝度成分および
少なくとも1つのクロミナンス成分を具えることを特徴
とする請求項4に記載の高精細度テレビジョン信号のデ
ジタル処理装置。 7、HDTV信号源の信号を通常のテレビジョン信号お
よび増補(拡張)信号に分割し、この拡張信号が、前記
通常のテレビジョン信号と受像機で合成される場合に前
記HDTV信号源を再構成するようにしてHDTV信号
を送受信するシステムにおいて、前記拡張信号はデジタ
ル形状にして、前記HDTV信号源から取出した複数の
デジタル信号成分を具えるようにしたことを特徴とする
HDTV信号送受信システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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