JPH05328396A - 画像符号化装置 - Google Patents
画像符号化装置Info
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- JPH05328396A JPH05328396A JP4127112A JP12711292A JPH05328396A JP H05328396 A JPH05328396 A JP H05328396A JP 4127112 A JP4127112 A JP 4127112A JP 12711292 A JP12711292 A JP 12711292A JP H05328396 A JPH05328396 A JP H05328396A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は高精細TVの映像信号をデータ
圧縮して磁気テープに記録するディジタルVTRを廉価
に実現することにある。また、現行TVと高精細TVの
映像信号を切り換え可能なディジタルVTRを廉価に実
現することにある。 【構成】高精細TVの映像信号をデータ圧縮する画像符
号化回路の前に、オフセットサンプリング、フィールド
間和差生成、フレーム間和差生成の3種類の中から2種
類以上を組み合わせた処理を行なう前処理回路を設ける
ことで、現行TVの映像信号用に設計された廉価な画像
符号化回路の流用を可能とする。さらに、現行TV用の
画像符号化回路の前に、高精細TVの前処理済み信号か
現行TV信号のどちらかを選択する信号切換え回路を設
けることで、現行TVと高精細TVの両方への対応を可
能とする。
圧縮して磁気テープに記録するディジタルVTRを廉価
に実現することにある。また、現行TVと高精細TVの
映像信号を切り換え可能なディジタルVTRを廉価に実
現することにある。 【構成】高精細TVの映像信号をデータ圧縮する画像符
号化回路の前に、オフセットサンプリング、フィールド
間和差生成、フレーム間和差生成の3種類の中から2種
類以上を組み合わせた処理を行なう前処理回路を設ける
ことで、現行TVの映像信号用に設計された廉価な画像
符号化回路の流用を可能とする。さらに、現行TV用の
画像符号化回路の前に、高精細TVの前処理済み信号か
現行TV信号のどちらかを選択する信号切換え回路を設
けることで、現行TVと高精細TVの両方への対応を可
能とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号を磁気テープ
にディジタル記録するディジタルVTR等に用いられる
画像符号化装置に係り、特に高精細な映像信号をデータ
圧縮して記録するに好適な画像符号化装置に関する。
にディジタル記録するディジタルVTR等に用いられる
画像符号化装置に係り、特に高精細な映像信号をデータ
圧縮して記録するに好適な画像符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】映像信号をデータ圧縮して磁気テープに
記録するディジタルVTRとしては、例えばアイ・イー
・イー・イー トランザクションズ オン コンシュー
マーエレクトロニクスの第35巻第3号(1989年8
月号)第450頁から第457頁(IEEE Transactions
on Consumer Electronics, Vol. 35, No. 3 (August 19
89), pp. 450-457)に記載のものが知られている。
記録するディジタルVTRとしては、例えばアイ・イー
・イー・イー トランザクションズ オン コンシュー
マーエレクトロニクスの第35巻第3号(1989年8
月号)第450頁から第457頁(IEEE Transactions
on Consumer Electronics, Vol. 35, No. 3 (August 19
89), pp. 450-457)に記載のものが知られている。
【0003】このディジタルVTRは、現行TV信号、
すなわちフレーム内全垂直ライン数が525本でフレー
ム周波数が29.97フレーム/秒の映像信号をデータ
圧縮して磁気テープに記録する、および記録されたデー
タを再生してデータ伸長を行ない映像信号を出力するも
のである。磁気テープに記録されるフレーム内有効画素
数は720×480画素であり、1秒間に処理する必要
がある画素数(以下、画素レートと呼ぶ)は約10M画
素/秒である。
すなわちフレーム内全垂直ライン数が525本でフレー
ム周波数が29.97フレーム/秒の映像信号をデータ
圧縮して磁気テープに記録する、および記録されたデー
タを再生してデータ伸長を行ない映像信号を出力するも
のである。磁気テープに記録されるフレーム内有効画素
数は720×480画素であり、1秒間に処理する必要
がある画素数(以下、画素レートと呼ぶ)は約10M画
素/秒である。
【0004】まず、映像信号の記録に際しては、入力映
像信号をA/D変換によりアナログ信号からディジタル
の画像データに変換し、その画像データをディスクリー
トコサイン変換(DCT)、量子化、および可変長符号
化から成る画像符号化処理によりデータ圧縮し、さらに
誤り訂正符号を付加した後に、データを変調して記録信
号に直して磁気テープに記録する。回転ヘッドが磁気テ
ープをヘリカルスキャンすることで、磁気テープ上に斜
めに形成されるトラックに沿って信号は記録されてい
く。
像信号をA/D変換によりアナログ信号からディジタル
の画像データに変換し、その画像データをディスクリー
トコサイン変換(DCT)、量子化、および可変長符号
化から成る画像符号化処理によりデータ圧縮し、さらに
誤り訂正符号を付加した後に、データを変調して記録信
号に直して磁気テープに記録する。回転ヘッドが磁気テ
ープをヘリカルスキャンすることで、磁気テープ上に斜
めに形成されるトラックに沿って信号は記録されてい
く。
【0005】また、映像信号の再生に際しては、磁気テ
ープから再生した再生信号を復調して記録されたデータ
を復元し、付加された誤り訂正符号を利用して誤りの検
出と誤り発生時の誤り修正を行ない、可変長復号化、逆
量子化、および逆ディスクリートコサイン変換から成る
画像復号化処理によりデータ伸長を行なって画像データ
を生成した後に、そのディジタルの画像データをD/A
変換によりアナログ信号の映像信号に変換して出力する
ものである。
ープから再生した再生信号を復調して記録されたデータ
を復元し、付加された誤り訂正符号を利用して誤りの検
出と誤り発生時の誤り修正を行ない、可変長復号化、逆
量子化、および逆ディスクリートコサイン変換から成る
画像復号化処理によりデータ伸長を行なって画像データ
を生成した後に、そのディジタルの画像データをD/A
変換によりアナログ信号の映像信号に変換して出力する
ものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は現行TV信号をデータ圧縮して磁気テープに記
録再生するものであり、もっと高解像度の高精細TV信
号(以下、HDTV信号と呼ぶ)の記録再生には対応し
ていない。
来技術は現行TV信号をデータ圧縮して磁気テープに記
録再生するものであり、もっと高解像度の高精細TV信
号(以下、HDTV信号と呼ぶ)の記録再生には対応し
ていない。
【0007】HDTV信号は、例えばフレーム内全垂直
ライン数が1125本でフレーム周波数が30フレーム
/秒であり、現行TV信号に対して、フレーム周波数は
ほぼ同じであるがフレーム内全垂直ライン数は2倍以上
である。そして、代表的な例ではフレーム内有効画素数
は1152×1040画素であり、現行TV信号に対し
て、画素レートは約35M画素/秒と約4倍である。
ライン数が1125本でフレーム周波数が30フレーム
/秒であり、現行TV信号に対して、フレーム周波数は
ほぼ同じであるがフレーム内全垂直ライン数は2倍以上
である。そして、代表的な例ではフレーム内有効画素数
は1152×1040画素であり、現行TV信号に対し
て、画素レートは約35M画素/秒と約4倍である。
【0008】したがって、上記従来技術をそのままHD
TV信号に対応させようとすると、画像符号化の処理回
路の動作速度を約4倍に上げなければならない。そのた
め、現行TV信号の画素レートで動作する比較的廉価な
処理回路を流用することはできず、HDTV信号の画素
レートで高速動作する高価な専用の処理回路を用いる必
要がある。
TV信号に対応させようとすると、画像符号化の処理回
路の動作速度を約4倍に上げなければならない。そのた
め、現行TV信号の画素レートで動作する比較的廉価な
処理回路を流用することはできず、HDTV信号の画素
レートで高速動作する高価な専用の処理回路を用いる必
要がある。
【0009】本発明の目的は、上記課題を解決し、現行
TV信号用の画像符号化の処理回路を流用してHDTV
信号をデータ圧縮する画像符号化の処理回路を構成する
ことで、HDTV信号を記録再生する高画質なディジタ
ルVTRを廉価に実現することにある。また、本発明の
他の目的は、HDTV信号と現行TV信号の両方の記録
再生が行なえる高画質なディジタルVTRを廉価に実現
することにある。
TV信号用の画像符号化の処理回路を流用してHDTV
信号をデータ圧縮する画像符号化の処理回路を構成する
ことで、HDTV信号を記録再生する高画質なディジタ
ルVTRを廉価に実現することにある。また、本発明の
他の目的は、HDTV信号と現行TV信号の両方の記録
再生が行なえる高画質なディジタルVTRを廉価に実現
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、HDTV信号に対して、画素単位でフィー
ルド間の和と差をとるフィールド間和差生成、画素単位
でフレーム間の和と差をとるフレーム間和差生成、およ
び格子状から五の目状の標本化パターンに変換すること
で画素数を半分に減らすオフセットサンプリングの中か
ら、少なくとも2種類の処理を組み合わせた処理を行な
う前処理回路と、生成された複数種類の前処理済み信号
をデータ圧縮する複数個の画像符号化回路を設け、その
中の少なくとも1個には現行TV信号用の画像符号化の
処理回路を流用することで、HDTV信号の記録再生を
行なうディジタルVTRを構成したものである。
に本発明は、HDTV信号に対して、画素単位でフィー
ルド間の和と差をとるフィールド間和差生成、画素単位
でフレーム間の和と差をとるフレーム間和差生成、およ
び格子状から五の目状の標本化パターンに変換すること
で画素数を半分に減らすオフセットサンプリングの中か
ら、少なくとも2種類の処理を組み合わせた処理を行な
う前処理回路と、生成された複数種類の前処理済み信号
をデータ圧縮する複数個の画像符号化回路を設け、その
中の少なくとも1個には現行TV信号用の画像符号化の
処理回路を流用することで、HDTV信号の記録再生を
行なうディジタルVTRを構成したものである。
【0011】また、上記他の目的を達成するために本発
明は、HDTV信号に対して、フィールド間和差生成、
フレーム間和差生成、およびオフセットサンプリングの
中から、少なくとも2種類の処理を組み合わせた処理を
行なう前処理回路と、生成された複数種類の前処理済み
信号をデータ圧縮する複数個の画像符号化回路を設け、
その中の少なくとも1個には現行TV信号用の画像符号
化の処理回路を流用し、さらに、特定の1個の処理回路
の前に、HDTV信号を記録する場合には前処理済み信
号を、現行TV信号を記録する場合にはその現行TV信
号そのものを選択する信号切換え回路を設けることで、
現行TV信号とHDTV信号を切り換えて記録再生を行
なうディジタルVTRを構成したものである。
明は、HDTV信号に対して、フィールド間和差生成、
フレーム間和差生成、およびオフセットサンプリングの
中から、少なくとも2種類の処理を組み合わせた処理を
行なう前処理回路と、生成された複数種類の前処理済み
信号をデータ圧縮する複数個の画像符号化回路を設け、
その中の少なくとも1個には現行TV信号用の画像符号
化の処理回路を流用し、さらに、特定の1個の処理回路
の前に、HDTV信号を記録する場合には前処理済み信
号を、現行TV信号を記録する場合にはその現行TV信
号そのものを選択する信号切換え回路を設けることで、
現行TV信号とHDTV信号を切り換えて記録再生を行
なうディジタルVTRを構成したものである。
【0012】
【作用】画素単位でフィールド間の和と差をとるフィー
ルド間和差生成の処理では、フィールド間和信号とフィ
ールド間差信号の2種類の信号が生成され、それぞれの
信号の1フレームの画素数は元の信号の1/2倍とな
る。また、画素単位でフレーム間の和と差をとるフレー
ム間和差生成の処理では、フレーム間和信号とフレーム
間差信号の2種類の信号が生成され、それぞれの信号の
フレーム周波数は元の信号の1/2倍となる。これらは
非常に簡単な処理であるが、画質の劣化は発生しない。
また、格子状から五の目状の標本化パターンに変換する
ことで画素数を半分に減らすオフセットサンプリングの
処理では、処理後のオフセット標本化信号の1フレーム
の画素数は元の信号の1/2倍となる。これも簡単な処
理であるが、信号の高周波成分の一部が削られることに
よる画質の劣化は軽微なものである。
ルド間和差生成の処理では、フィールド間和信号とフィ
ールド間差信号の2種類の信号が生成され、それぞれの
信号の1フレームの画素数は元の信号の1/2倍とな
る。また、画素単位でフレーム間の和と差をとるフレー
ム間和差生成の処理では、フレーム間和信号とフレーム
間差信号の2種類の信号が生成され、それぞれの信号の
フレーム周波数は元の信号の1/2倍となる。これらは
非常に簡単な処理であるが、画質の劣化は発生しない。
また、格子状から五の目状の標本化パターンに変換する
ことで画素数を半分に減らすオフセットサンプリングの
処理では、処理後のオフセット標本化信号の1フレーム
の画素数は元の信号の1/2倍となる。これも簡単な処
理であるが、信号の高周波成分の一部が削られることに
よる画質の劣化は軽微なものである。
【0013】前処理回路は、以上の3種類の処理の中か
ら2種類、または3種類全ての処理が組み合わされた処
理を行なうので、その前処理回路で生成された複数種類
の前処理済み信号の画素レートは、いずれも元のHDT
V信号の1/4倍、または1/8倍となる。これによ
り、前処理済み信号の画素レートは現行TV信号の画素
レートとほぼ等しくなるか、または約1/2倍となる。
また、以上の前処理により生成される前処理済み信号
は、元のHDTV信号よりもデータ圧縮しやすいものと
なるので、画像符号化回路でのデータ圧縮率が上がる。
ら2種類、または3種類全ての処理が組み合わされた処
理を行なうので、その前処理回路で生成された複数種類
の前処理済み信号の画素レートは、いずれも元のHDT
V信号の1/4倍、または1/8倍となる。これによ
り、前処理済み信号の画素レートは現行TV信号の画素
レートとほぼ等しくなるか、または約1/2倍となる。
また、以上の前処理により生成される前処理済み信号
は、元のHDTV信号よりもデータ圧縮しやすいものと
なるので、画像符号化回路でのデータ圧縮率が上がる。
【0014】したがって、前処理済み信号の画素レート
が元のHDTV信号の1/4倍である場合には、いずれ
か1種類の信号を現行TV信号用の画像符号化の処理回
路でデータ圧縮することが可能となる。また、前処理済
み信号の画素レートが元のHDTV信号の1/8倍であ
る場合には、いずれか2種類の信号を合わせて現行TV
信号用の画像符号化の処理回路でデータ圧縮することが
可能となる。他の前処理済み信号は、同様に現行TV用
の画像符号化の処理回路、あるいは専用に設計された別
の画像符号化回路でデータ圧縮される。
が元のHDTV信号の1/4倍である場合には、いずれ
か1種類の信号を現行TV信号用の画像符号化の処理回
路でデータ圧縮することが可能となる。また、前処理済
み信号の画素レートが元のHDTV信号の1/8倍であ
る場合には、いずれか2種類の信号を合わせて現行TV
信号用の画像符号化の処理回路でデータ圧縮することが
可能となる。他の前処理済み信号は、同様に現行TV用
の画像符号化の処理回路、あるいは専用に設計された別
の画像符号化回路でデータ圧縮される。
【0015】また、現行TV用の画像符号化の処理回路
の前に、HDTV信号を記録する場合には前処理済み信
号を、現行TV信号を記録する場合にはその現行TV信
号そのものを選択する信号切換え手段を設ければ、容易
にHDTV信号と現行TV信号を切り換えて記録再生を
実現することができる。
の前に、HDTV信号を記録する場合には前処理済み信
号を、現行TV信号を記録する場合にはその現行TV信
号そのものを選択する信号切換え手段を設ければ、容易
にHDTV信号と現行TV信号を切り換えて記録再生を
実現することができる。
【0016】
【実施例】まず、本発明の第一の実施例を図面を用いて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【0017】図7は本発明のディジタルVTRの全体構
成を示すブロック図である。図7において、1は入力映
像信号の入力端子、2は記録系回路、3は記録ヘッド、
4は磁気テープ、5は再生ヘッド、6は再生系回路、7
は出力映像信号の出力端子である。記録系回路2は、A
/D変換回路10、動画像圧縮回路11、訂正符号付加
回路12、変調回路13、および記録アンプ14から構
成される。また、再生系回路6は、再生アンプ15、復
調回路16、誤り訂正回路17、動画像伸長回路18、
およびD/A変換回路19から構成される。
成を示すブロック図である。図7において、1は入力映
像信号の入力端子、2は記録系回路、3は記録ヘッド、
4は磁気テープ、5は再生ヘッド、6は再生系回路、7
は出力映像信号の出力端子である。記録系回路2は、A
/D変換回路10、動画像圧縮回路11、訂正符号付加
回路12、変調回路13、および記録アンプ14から構
成される。また、再生系回路6は、再生アンプ15、復
調回路16、誤り訂正回路17、動画像伸長回路18、
およびD/A変換回路19から構成される。
【0018】最初に、図7に示すディジタルVTRの映
像記録時の動作を説明する。まず、高精細TV(HDT
V)方式の映像信号が入力端子1から記録系回路2に入
力される。A/D変換回路10は44.55MHzのサ
ンプリング周波数でアナログの映像信号を標本化し、デ
ィジタルの画像データを生成する。1フレームの有効画
素数は1152×1040画素である。動画像圧縮回路
11はA/D変換回路10で生成された画像データをデ
ータ圧縮して圧縮データを生成する。ただし、1フレー
ム単位で圧縮データ量が一定になるように制御が行なわ
れる。
像記録時の動作を説明する。まず、高精細TV(HDT
V)方式の映像信号が入力端子1から記録系回路2に入
力される。A/D変換回路10は44.55MHzのサ
ンプリング周波数でアナログの映像信号を標本化し、デ
ィジタルの画像データを生成する。1フレームの有効画
素数は1152×1040画素である。動画像圧縮回路
11はA/D変換回路10で生成された画像データをデ
ータ圧縮して圧縮データを生成する。ただし、1フレー
ム単位で圧縮データ量が一定になるように制御が行なわ
れる。
【0019】訂正符号付加回路12は、動画像圧縮回路
11でデータ圧縮された後の圧縮データに対して、リー
ド・ソロモン積符号によるパリティ符号を付加し磁気テ
ープ上に記録するデータを出力する。1トラックに記録
される圧縮データが二次元の配列構造に並べられた後
に、リード・ソロモン符号化により縦方向に関して外符
号パリティが、さらに横方向に関して内符号パリティが
付加される。圧縮データ(あるいは外符号パリティ)と
それに付加された内符号パリティに対して、SYNCデ
ータとIDデータが先頭に付加され同期ブロックが構成
される。同期ブロックは、磁気テープに対するデータの
記録再生の基本単位である。SYNCデータは、磁気テ
ープから同期ブロック単位でデータを読み出す際に、再
生の同期をとるための特殊なビットパターンである。ま
た、IDデータは同期ブロックの番号などを示す属性デ
ータである。
11でデータ圧縮された後の圧縮データに対して、リー
ド・ソロモン積符号によるパリティ符号を付加し磁気テ
ープ上に記録するデータを出力する。1トラックに記録
される圧縮データが二次元の配列構造に並べられた後
に、リード・ソロモン符号化により縦方向に関して外符
号パリティが、さらに横方向に関して内符号パリティが
付加される。圧縮データ(あるいは外符号パリティ)と
それに付加された内符号パリティに対して、SYNCデ
ータとIDデータが先頭に付加され同期ブロックが構成
される。同期ブロックは、磁気テープに対するデータの
記録再生の基本単位である。SYNCデータは、磁気テ
ープから同期ブロック単位でデータを読み出す際に、再
生の同期をとるための特殊なビットパターンである。ま
た、IDデータは同期ブロックの番号などを示す属性デ
ータである。
【0020】変調回路13は、誤り訂正符号が付加され
た圧縮データを磁気テープに対する記録再生に適した信
号形式に変換し、記録アンプ14は、その記録信号を増
幅して磁気ヘッド3に供給する。以上の記録系回路2の
処理により、入力端子1に順次入力された映像信号が磁
気テープ4に順次記録されることになる。現行のアナロ
グVTRと同様に、テープ走行方向に対して傾いて配置
された回転シリンダに埋め込まれた磁気ヘッド3によ
り、回転シリンダに巻き付けられた磁気テープに対して
磁気ヘッドがヘリカルスキャンを行ないデータ記録を行
なう。したがって、磁気テープ上に所定の傾きを持った
トラック単位でデータは記録されることになる。
た圧縮データを磁気テープに対する記録再生に適した信
号形式に変換し、記録アンプ14は、その記録信号を増
幅して磁気ヘッド3に供給する。以上の記録系回路2の
処理により、入力端子1に順次入力された映像信号が磁
気テープ4に順次記録されることになる。現行のアナロ
グVTRと同様に、テープ走行方向に対して傾いて配置
された回転シリンダに埋め込まれた磁気ヘッド3によ
り、回転シリンダに巻き付けられた磁気テープに対して
磁気ヘッドがヘリカルスキャンを行ないデータ記録を行
なう。したがって、磁気テープ上に所定の傾きを持った
トラック単位でデータは記録されることになる。
【0021】次に、映像再生時の動作を説明する。ま
ず、磁気ヘッド5で磁気テープ4に記録されている記録
信号が再生され再生系回路6に入力される。再生アンプ
15はその再生した信号を増幅する。復調回路16は、
磁気テープの記録再生特性を補償する波形等化処理を行
なった後に、0と1のディジタル信号への復調処理を行
なう。誤り訂正回路17は、復調されたディジタル信号
から、同期ブロックの先頭に付加されている特殊なビッ
トパターンであるSYNCデータを検出することで、同
期ブロック単位でデータを再現し、付加されているパリ
ティ符号を利用して誤り検出と誤り訂正を行ない圧縮デ
ータとして出力する。
ず、磁気ヘッド5で磁気テープ4に記録されている記録
信号が再生され再生系回路6に入力される。再生アンプ
15はその再生した信号を増幅する。復調回路16は、
磁気テープの記録再生特性を補償する波形等化処理を行
なった後に、0と1のディジタル信号への復調処理を行
なう。誤り訂正回路17は、復調されたディジタル信号
から、同期ブロックの先頭に付加されている特殊なビッ
トパターンであるSYNCデータを検出することで、同
期ブロック単位でデータを再現し、付加されているパリ
ティ符号を利用して誤り検出と誤り訂正を行ない圧縮デ
ータとして出力する。
【0022】動画像伸長回路18は、再生された圧縮デ
ータのデータ伸長を行ない、画像データを再現する。た
だし、誤り訂正回路17で訂正できなかった誤りが存在
する場合には、誤った圧縮データの復号は行なわずに、
1フレーム前における同画面位置の画像データで置き換
える。このコンシール処理により、圧縮データに誤りが
残っている場合でも、再生された映像に画質の面で大き
な破綻が生じないようにすることができる。このように
して再現されたディジタルの画像データは、D/A変換
回路19でアナログの映像信号に変換された後に、出力
端子8からHDTV方式の映像信号として出力される。
ータのデータ伸長を行ない、画像データを再現する。た
だし、誤り訂正回路17で訂正できなかった誤りが存在
する場合には、誤った圧縮データの復号は行なわずに、
1フレーム前における同画面位置の画像データで置き換
える。このコンシール処理により、圧縮データに誤りが
残っている場合でも、再生された映像に画質の面で大き
な破綻が生じないようにすることができる。このように
して再現されたディジタルの画像データは、D/A変換
回路19でアナログの映像信号に変換された後に、出力
端子8からHDTV方式の映像信号として出力される。
【0023】図1は、本発明の第一の実施例である図7
に示したディジタルVTRの動画像圧縮回路11の詳細
ブロック図である。なお、この動画像圧縮回路11の逆
の処理を行なう動画像伸長回路18の構成と動作は、図
1に示す動画像圧縮回路11の構成と動作から明らかで
あるので、説明を省略する。図1に示す動画像圧縮回路
において、20はHDTV信号の画像データの入力端
子、21〜24は4種類の圧縮データの出力端子、30
はフィールド間和差生成回路、31・32はフレーム間
和差生成回路、33〜36は4種類の画像符号化回路で
ある。
に示したディジタルVTRの動画像圧縮回路11の詳細
ブロック図である。なお、この動画像圧縮回路11の逆
の処理を行なう動画像伸長回路18の構成と動作は、図
1に示す動画像圧縮回路11の構成と動作から明らかで
あるので、説明を省略する。図1に示す動画像圧縮回路
において、20はHDTV信号の画像データの入力端
子、21〜24は4種類の圧縮データの出力端子、30
はフィールド間和差生成回路、31・32はフレーム間
和差生成回路、33〜36は4種類の画像符号化回路で
ある。
【0024】フィールド間和差生成回路30は、入力端
子20から入力されるHDTV信号の画像データに対し
て、隣合う2フィールドの間でフィールド間の和と差を
とり、フィールド間和信号とフィールド間差信号を生成
し出力する。図2にこの処理の様子を示す。入力信号の
HDTV信号の画像データは、図2の左に図示されるよ
うに、画素が格子状に配置されて1フレームが構成され
ている。ただし、フレームに対して垂直ライン数が半分
のフィールド2枚が、垂直方向にオフセットがついて重
なり合って、1フレームが構成されている。実線で示し
たのが奇数フィールドを構成するラインであり、その画
素が丸印で示されている。また、破線で示したのが偶数
フィールドを構成するラインであり、その画素が三角印
で示されている。隣合う偶数フィールドと奇数フィール
ドとは1/60秒だけずれた時刻での画像である。フィ
ールド間和差生成回路30では、垂直方向で隣合う奇数
フィールドの画素と偶数フィールドの画素との間で、画
像データの値の加算を行ない、図2の右上に図示される
フィールド間和信号を生成する。白丸で示したのが和信
号の画素である。また、同様に画像データの値の減算を
行ない、図2の右下に図示されるフィールド間差信号を
生成する。黒丸で示したのが差信号の画素である。フィ
ールド間和差生成回路30の出力信号はそれぞれ、入力
信号とフレーム周波数は変わりないが1フレームの画素
数は1/2倍に低減されたものとなる。
子20から入力されるHDTV信号の画像データに対し
て、隣合う2フィールドの間でフィールド間の和と差を
とり、フィールド間和信号とフィールド間差信号を生成
し出力する。図2にこの処理の様子を示す。入力信号の
HDTV信号の画像データは、図2の左に図示されるよ
うに、画素が格子状に配置されて1フレームが構成され
ている。ただし、フレームに対して垂直ライン数が半分
のフィールド2枚が、垂直方向にオフセットがついて重
なり合って、1フレームが構成されている。実線で示し
たのが奇数フィールドを構成するラインであり、その画
素が丸印で示されている。また、破線で示したのが偶数
フィールドを構成するラインであり、その画素が三角印
で示されている。隣合う偶数フィールドと奇数フィール
ドとは1/60秒だけずれた時刻での画像である。フィ
ールド間和差生成回路30では、垂直方向で隣合う奇数
フィールドの画素と偶数フィールドの画素との間で、画
像データの値の加算を行ない、図2の右上に図示される
フィールド間和信号を生成する。白丸で示したのが和信
号の画素である。また、同様に画像データの値の減算を
行ない、図2の右下に図示されるフィールド間差信号を
生成する。黒丸で示したのが差信号の画素である。フィ
ールド間和差生成回路30の出力信号はそれぞれ、入力
信号とフレーム周波数は変わりないが1フレームの画素
数は1/2倍に低減されたものとなる。
【0025】フレーム間和差生成回路31は、フィール
ド間和差生成回路30の出力であるフィールド間和信号
に対して、隣合う2フレームの間でフレーム間の和と差
をとり、フレーム間和信号とフレーム間差信号を生成し
出力する。図3にこの処理の様子を示す。入力されるフ
ィールド間和信号は、図3の左に図示されるように、画
素が格子状に配置されて1フレームが構成されている。
実線で示したのがフレームを構成するラインであり、そ
の画素が丸印で示されている。隣合う奇数フレームと偶
数フレームとは1/30秒だけずれた時刻での画像であ
る。フレーム間和差生成回路31では、時間方向で隣合
う奇数フレームの画素と偶数フレームの画素との間で、
画像データの値の加算を行ない、図3の右上に図示され
るフレーム間和信号を生成する。白丸で示したのが和信
号の画素である。また、同様に画像データの値の減算を
行ない、図2の右下に図示されるフレーム間差信号を生
成する。黒丸で示したのが差信号の画素である。フレー
ム間和差生成回路31の出力信号はそれぞれ、入力信号
と1フレームの画素数は変わりないがフレーム周波数は
1/2倍に低減されたものとなる。したがって、元のH
DTV信号と比べると、フレーム周波数も1フレームの
画素数も共に1/2倍に低減されたものとなる。
ド間和差生成回路30の出力であるフィールド間和信号
に対して、隣合う2フレームの間でフレーム間の和と差
をとり、フレーム間和信号とフレーム間差信号を生成し
出力する。図3にこの処理の様子を示す。入力されるフ
ィールド間和信号は、図3の左に図示されるように、画
素が格子状に配置されて1フレームが構成されている。
実線で示したのがフレームを構成するラインであり、そ
の画素が丸印で示されている。隣合う奇数フレームと偶
数フレームとは1/30秒だけずれた時刻での画像であ
る。フレーム間和差生成回路31では、時間方向で隣合
う奇数フレームの画素と偶数フレームの画素との間で、
画像データの値の加算を行ない、図3の右上に図示され
るフレーム間和信号を生成する。白丸で示したのが和信
号の画素である。また、同様に画像データの値の減算を
行ない、図2の右下に図示されるフレーム間差信号を生
成する。黒丸で示したのが差信号の画素である。フレー
ム間和差生成回路31の出力信号はそれぞれ、入力信号
と1フレームの画素数は変わりないがフレーム周波数は
1/2倍に低減されたものとなる。したがって、元のH
DTV信号と比べると、フレーム周波数も1フレームの
画素数も共に1/2倍に低減されたものとなる。
【0026】フレーム間和差生成回路32の動作はフレ
ーム間和差生成回路31の動作と同じであるが、フィー
ルド間和差生成回路30の出力であるフィールド間差信
号に対してフレーム間の和と差を生成して、フレーム間
和信号とフレーム間差信号を出力する点が異なる。以
下、フレーム間和差生成回路31の出力であるフレーム
間和信号を「和・和」信号と、フレーム間差信号を「和
・差」信号と呼ぶ。また、フレーム間和差生成回路32
の出力であるフレーム間和信号を「差・和」信号と、フ
レーム間差信号を「差・差」信号と呼ぶ。
ーム間和差生成回路31の動作と同じであるが、フィー
ルド間和差生成回路30の出力であるフィールド間差信
号に対してフレーム間の和と差を生成して、フレーム間
和信号とフレーム間差信号を出力する点が異なる。以
下、フレーム間和差生成回路31の出力であるフレーム
間和信号を「和・和」信号と、フレーム間差信号を「和
・差」信号と呼ぶ。また、フレーム間和差生成回路32
の出力であるフレーム間和信号を「差・和」信号と、フ
レーム間差信号を「差・差」信号と呼ぶ。
【0027】以上の結果、4種類の前処理済み信号が元
のHDTV信号から生成され、それぞれが画像符号化回
路33〜36でデータ圧縮されて、圧縮データが出力端
子21〜24から出力される。画像符号化回路33は
「和・和」信号を、画像符号化回路34は「和・差」信
号を、画像符号化回路35は「差・和」信号を、画像符
号化回路36は「差・差」信号を処理する。各信号の画
素レートはHDTV信号の画素レートの1/4倍となっ
ているので、ほぼ現行TV信号の画素レートと等しい。
画像符号化回路33〜36はいずれも、現行TV信号用
の、すなわち現行TV信号の画素レートを処理可能な回
路となっているので、上記の前処理済み信号を処理可能
である。
のHDTV信号から生成され、それぞれが画像符号化回
路33〜36でデータ圧縮されて、圧縮データが出力端
子21〜24から出力される。画像符号化回路33は
「和・和」信号を、画像符号化回路34は「和・差」信
号を、画像符号化回路35は「差・和」信号を、画像符
号化回路36は「差・差」信号を処理する。各信号の画
素レートはHDTV信号の画素レートの1/4倍となっ
ているので、ほぼ現行TV信号の画素レートと等しい。
画像符号化回路33〜36はいずれも、現行TV信号用
の、すなわち現行TV信号の画素レートを処理可能な回
路となっているので、上記の前処理済み信号を処理可能
である。
【0028】図4は、画像符号化回路33の詳細ブロッ
ク図である。画像符号化回路34〜36も、図4に示す
画像符号化回路33と同じ構成である。図4に示す画像
符号化回路33において、60は前処理済み信号である
画像データの入力端子、61は圧縮データの出力端子、
62はフレームメモリ、63はDCT回路、64は量子
化回路、65は可変長符号化回路、66はバッファメモ
リ、67は量子化パラメータ生成回路である。所定サイ
ズのブロック単位で、データ圧縮の処理が行なわれる。
ク図である。画像符号化回路34〜36も、図4に示す
画像符号化回路33と同じ構成である。図4に示す画像
符号化回路33において、60は前処理済み信号である
画像データの入力端子、61は圧縮データの出力端子、
62はフレームメモリ、63はDCT回路、64は量子
化回路、65は可変長符号化回路、66はバッファメモ
リ、67は量子化パラメータ生成回路である。所定サイ
ズのブロック単位で、データ圧縮の処理が行なわれる。
【0029】入力端子60から入力された画像データ
は、フレームメモリ62に1フレーム分だけ蓄えられ
る。量子化パラメータ生成回路67は、入力された1フ
レームを構成する各ブロックのアクティビティを計算
し、さらに総和をそのフレームのアクティビティとす
る。ここで、ブロックのアクティビティとは、そのブロ
ックの画像内容に関して、絵柄が細かく情報量が大きい
か、あるいは絵柄が平坦で情報量が少ないかを示す指標
であり、ブロックの画素値に対して所定の演算処理を行
なうことで求められる。ある特定の量子化パラメータを
設定した場合、アクティビティの値とデータ圧縮した後
の圧縮データ量は統計的に強い相関があり、またある特
定のアクティビティの値に対して、量子化パラメータと
データ圧縮した後の圧縮データ量は統計的に強い相関が
あるので、ある特定のアクティビティの値を持つブロッ
クに関して、圧縮データ量を目標の値に制御するために
必要な量子化パラメータが推定できる。ここで、量子化
パラメータとは量子化の細かさを示すパラメータのこと
である。量子化パラメータ生成回路67は、1フレーム
の圧縮データの目標データ量を、フレームのアクティビ
ティと各ブロックのアクティビティの値に応じて各ブロ
ックに割り当て、各ブロックの量子化パラメータを決定
した後に量子化回路64へ出力する。
は、フレームメモリ62に1フレーム分だけ蓄えられ
る。量子化パラメータ生成回路67は、入力された1フ
レームを構成する各ブロックのアクティビティを計算
し、さらに総和をそのフレームのアクティビティとす
る。ここで、ブロックのアクティビティとは、そのブロ
ックの画像内容に関して、絵柄が細かく情報量が大きい
か、あるいは絵柄が平坦で情報量が少ないかを示す指標
であり、ブロックの画素値に対して所定の演算処理を行
なうことで求められる。ある特定の量子化パラメータを
設定した場合、アクティビティの値とデータ圧縮した後
の圧縮データ量は統計的に強い相関があり、またある特
定のアクティビティの値に対して、量子化パラメータと
データ圧縮した後の圧縮データ量は統計的に強い相関が
あるので、ある特定のアクティビティの値を持つブロッ
クに関して、圧縮データ量を目標の値に制御するために
必要な量子化パラメータが推定できる。ここで、量子化
パラメータとは量子化の細かさを示すパラメータのこと
である。量子化パラメータ生成回路67は、1フレーム
の圧縮データの目標データ量を、フレームのアクティビ
ティと各ブロックのアクティビティの値に応じて各ブロ
ックに割り当て、各ブロックの量子化パラメータを決定
した後に量子化回路64へ出力する。
【0030】一旦フレームメモリ62に保持された1フ
レームの画像データは、各ブロックに対する量子化パラ
メータが量子化パラメータ生成回路67で生成された後
に、順次フレームメモリ62から出力される。そして、
DCT回路63は、画像データに対してブロック単位で
二次元のディスクリートコサイン変換(DCT)を行な
う。DCTはフーリエ変換と同様に周波数解析を行なう
ものであり、DCT後の変換係数は、ブロック内の画素
平均値に対応するDC係数と低周波から高周波までその
空間周波数が異なるAC係数とに分けられる。量子化回
路64は、ブロック単位で設定された量子化パラメータ
に応じて、ブロックの変換係数を同一の量子化パラメー
タで量子化する。ただし、高周波の情報に対しては低周
波の情報に対してよりもその検知感度が低いという人間
の視覚特性を考慮して、ある特定の量子化パラメータが
与えられた場合に、DCT後の変換係数の低周波のAC
係数は相対的に細かく、高周波のAC係数は相対的に粗
く量子化を行なう。また、DC係数の量子化の細かさは
常に一定とする。
レームの画像データは、各ブロックに対する量子化パラ
メータが量子化パラメータ生成回路67で生成された後
に、順次フレームメモリ62から出力される。そして、
DCT回路63は、画像データに対してブロック単位で
二次元のディスクリートコサイン変換(DCT)を行な
う。DCTはフーリエ変換と同様に周波数解析を行なう
ものであり、DCT後の変換係数は、ブロック内の画素
平均値に対応するDC係数と低周波から高周波までその
空間周波数が異なるAC係数とに分けられる。量子化回
路64は、ブロック単位で設定された量子化パラメータ
に応じて、ブロックの変換係数を同一の量子化パラメー
タで量子化する。ただし、高周波の情報に対しては低周
波の情報に対してよりもその検知感度が低いという人間
の視覚特性を考慮して、ある特定の量子化パラメータが
与えられた場合に、DCT後の変換係数の低周波のAC
係数は相対的に細かく、高周波のAC係数は相対的に粗
く量子化を行なう。また、DC係数の量子化の細かさは
常に一定とする。
【0031】可変長符号化回路65では、量子化回路6
4で量子化されたAC係数を低周波から高周波に向けて
スキャンして、0の値を持つ係数の連続個数(ラン長)
と0以外の値を持つ係数のその値(レベル)のペアを生
成した後に、予め定められたハフマン符号化テーブルに
従ってそのペアを可変長符号にハフマン符号化する。ラ
ン長が短くレベルが小さいほどそのペアの発生確率は高
いのでそれに対応した符号長は短く、またその反対の場
合には符号長が長くなっている。ただし、DC係数はA
C係数とは別に取り扱われ、固定長符号の割り当てが行
なわれる。可変長符号化された圧縮データはバッファメ
モリ66に1フレーム分だけ蓄えられた後に、出力端子
66から圧縮データとして出力される。ただし、バッフ
ァメモリ66には各ブロックの量子化パラメータも入力
され、圧縮データに多重される。
4で量子化されたAC係数を低周波から高周波に向けて
スキャンして、0の値を持つ係数の連続個数(ラン長)
と0以外の値を持つ係数のその値(レベル)のペアを生
成した後に、予め定められたハフマン符号化テーブルに
従ってそのペアを可変長符号にハフマン符号化する。ラ
ン長が短くレベルが小さいほどそのペアの発生確率は高
いのでそれに対応した符号長は短く、またその反対の場
合には符号長が長くなっている。ただし、DC係数はA
C係数とは別に取り扱われ、固定長符号の割り当てが行
なわれる。可変長符号化された圧縮データはバッファメ
モリ66に1フレーム分だけ蓄えられた後に、出力端子
66から圧縮データとして出力される。ただし、バッフ
ァメモリ66には各ブロックの量子化パラメータも入力
され、圧縮データに多重される。
【0032】次に、本発明の第2の実施例を説明する。
図5は、本発明の第2の実施例であるディジタルVTR
の動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタル
VTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じである。
なお、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成と動作に
ついては説明を省略する。図5に示す動画像圧縮回路に
おいて、20はHDTV信号の画像データの入力端子、
21・25は2種類の圧縮データの出力端子、30はフ
ィールド間和差生成回路、31・32はフレーム間和差
生成回路、33は第1の画像符号化回路、40はデータ
多重回路、37は第2の画像符号化回路である。
図5は、本発明の第2の実施例であるディジタルVTR
の動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタル
VTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じである。
なお、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成と動作に
ついては説明を省略する。図5に示す動画像圧縮回路に
おいて、20はHDTV信号の画像データの入力端子、
21・25は2種類の圧縮データの出力端子、30はフ
ィールド間和差生成回路、31・32はフレーム間和差
生成回路、33は第1の画像符号化回路、40はデータ
多重回路、37は第2の画像符号化回路である。
【0033】フィールド間和差生成回路30とフレーム
間和差生成回路31・32の動作は第1の実施例の場合
と同じであり、入力端子21から入力されるHDTV信
号の画像データに対して、フィールド間とフレーム間の
和と差をとり、4種類の前処理済み信号を生成し出力す
る。これらの出力信号の画素レートは元のHDTV信号
の1/4倍となっているので、ほぼ現行TV信号の画素
レートと等しい。フレーム間和差生成回路31の出力で
ある「和・和」信号は、第1の画像符号化回路33でデ
ータ圧縮される。この第1の画像符号化回路33の構成
と動作は図4に示された第1の実施例の場合と同じであ
り、現行TV信号用の、すなわち現行TV信号の画素レ
ートを処理可能な回路となっているので、「和・和」信
号を処理可能である。
間和差生成回路31・32の動作は第1の実施例の場合
と同じであり、入力端子21から入力されるHDTV信
号の画像データに対して、フィールド間とフレーム間の
和と差をとり、4種類の前処理済み信号を生成し出力す
る。これらの出力信号の画素レートは元のHDTV信号
の1/4倍となっているので、ほぼ現行TV信号の画素
レートと等しい。フレーム間和差生成回路31の出力で
ある「和・和」信号は、第1の画像符号化回路33でデ
ータ圧縮される。この第1の画像符号化回路33の構成
と動作は図4に示された第1の実施例の場合と同じであ
り、現行TV信号用の、すなわち現行TV信号の画素レ
ートを処理可能な回路となっているので、「和・和」信
号を処理可能である。
【0034】また、残りの「和・差」信号と「差・和」
信号、「差・差」信号はデータ多重回路40においてフ
レーム単位で画像データが多重された後に、現行TV信
号に対応した第1の画像符号化回路33とは別の第2の
画像符号化回路37でデータ圧縮される。多重信号の画
素レートは元のHDTV信号の3/4倍であり現行TV
信号の画素レートよりも高いため、この第2の画像符号
化回路33はその高い画素レートを処理可能な回路とな
っている。ただし、もともと「和・和」信号と比べると
その他の信号の振幅は小さくデータ圧縮しやすいので、
第2の画像符号化回路37の処理方式および構成は第1
の画像符号化回路33よりも簡単なものであり、比較的
廉価に実現されている。また、そのデータ圧縮率は第1
の画像符号化回路33よりも高く設定されている。
信号、「差・差」信号はデータ多重回路40においてフ
レーム単位で画像データが多重された後に、現行TV信
号に対応した第1の画像符号化回路33とは別の第2の
画像符号化回路37でデータ圧縮される。多重信号の画
素レートは元のHDTV信号の3/4倍であり現行TV
信号の画素レートよりも高いため、この第2の画像符号
化回路33はその高い画素レートを処理可能な回路とな
っている。ただし、もともと「和・和」信号と比べると
その他の信号の振幅は小さくデータ圧縮しやすいので、
第2の画像符号化回路37の処理方式および構成は第1
の画像符号化回路33よりも簡単なものであり、比較的
廉価に実現されている。また、そのデータ圧縮率は第1
の画像符号化回路33よりも高く設定されている。
【0035】次に、本発明の第3の実施例を説明する。
図6は、本発明の第3の実施例であるディジタルVTR
の動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタル
VTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じである
が、HDTV信号の記録再生だけでなく現行TV信号の
記録再生も実現している点が特徴である。なお、逆の処
理を行なう動画像伸長回路の構成と動作については説明
を省略する。図6に示す動画像圧縮回路において、28
はHDTV信号処理モードか現行TV信号処理モードか
を示す動作モード信号の入力端子、29は現行TV信号
の画像データの入力端子、20はHDTV信号の画像デ
ータの入力端子、41はデータ切換え回路であり、その
他の符号は図1の動画像圧縮回路の場合と同じブロック
を示す。データ切換え回路41は、フレーム間和差生成
回路31と画像符号化回路33との間に設けられてい
る。
図6は、本発明の第3の実施例であるディジタルVTR
の動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタル
VTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じである
が、HDTV信号の記録再生だけでなく現行TV信号の
記録再生も実現している点が特徴である。なお、逆の処
理を行なう動画像伸長回路の構成と動作については説明
を省略する。図6に示す動画像圧縮回路において、28
はHDTV信号処理モードか現行TV信号処理モードか
を示す動作モード信号の入力端子、29は現行TV信号
の画像データの入力端子、20はHDTV信号の画像デ
ータの入力端子、41はデータ切換え回路であり、その
他の符号は図1の動画像圧縮回路の場合と同じブロック
を示す。データ切換え回路41は、フレーム間和差生成
回路31と画像符号化回路33との間に設けられてい
る。
【0036】HDTV信号処理モードにおいて、フィー
ルド間和差生成回路30とフレーム間和差生成回路31
・32の動作は第1の実施例の場合と同じであり、入力
端子20から入力されるHDTV信号の画像データか
ら、4種類の前処理済み信号を生成し出力する。このと
き入力端子28から入力される動作モード信号は「1」
であるので、「和・和」信号がデータ切換え回路41で
選択されて画像符号化回路33に与えられデータ圧縮さ
れる。また、他の3種類の前処理済み信号はそれぞれ画
像符号化回路34〜36でデータ圧縮される。画像圧縮
回路33〜36の動作は第1の実施例の場合と同じであ
る。ここで圧縮データは出力端子21〜24から出力さ
れる。
ルド間和差生成回路30とフレーム間和差生成回路31
・32の動作は第1の実施例の場合と同じであり、入力
端子20から入力されるHDTV信号の画像データか
ら、4種類の前処理済み信号を生成し出力する。このと
き入力端子28から入力される動作モード信号は「1」
であるので、「和・和」信号がデータ切換え回路41で
選択されて画像符号化回路33に与えられデータ圧縮さ
れる。また、他の3種類の前処理済み信号はそれぞれ画
像符号化回路34〜36でデータ圧縮される。画像圧縮
回路33〜36の動作は第1の実施例の場合と同じであ
る。ここで圧縮データは出力端子21〜24から出力さ
れる。
【0037】現行TV信号処理モードにおいて、動作モ
ード信号は「0」であるので、入力端子29から入力さ
れた現行TV信号がデータ切換え回路41で選択されて
画像符号化回路33に与えられデータ圧縮される。ただ
し、入力端子20からのHDTV信号の画像データの入
力は存在しないので出力端子22〜24からの圧縮デー
タの出力はなく、圧縮データは出力端子21からのみ出
力される。
ード信号は「0」であるので、入力端子29から入力さ
れた現行TV信号がデータ切換え回路41で選択されて
画像符号化回路33に与えられデータ圧縮される。ただ
し、入力端子20からのHDTV信号の画像データの入
力は存在しないので出力端子22〜24からの圧縮デー
タの出力はなく、圧縮データは出力端子21からのみ出
力される。
【0038】HDTV信号の「和・和」信号と現行TV
信号の画素レートはほぼ同じであるので、現行TV信号
用の、すなわち現行TV信号の画素レートを処理可能な
画像符号化回路33を切換えて用いることができる。
信号の画素レートはほぼ同じであるので、現行TV信号
用の、すなわち現行TV信号の画素レートを処理可能な
画像符号化回路33を切換えて用いることができる。
【0039】次に本発明の第4の実施例を説明する。図
8は、本発明の第4の実施例であるディジタルVTRの
動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタルV
TRの全体構成は第1の実施例の場合と同じである。な
お、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成と動作につ
いては説明を省略する。図8に示す動画像圧縮回路にお
いて、20はHDTV信号の画像データの入力端子、4
5と46は圧縮データの出力端子、50はフィールド間
オフセットサンプリング回路、51はフィールド間和差
生成回路、53と54は画像符号化回路である。
8は、本発明の第4の実施例であるディジタルVTRの
動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタルV
TRの全体構成は第1の実施例の場合と同じである。な
お、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成と動作につ
いては説明を省略する。図8に示す動画像圧縮回路にお
いて、20はHDTV信号の画像データの入力端子、4
5と46は圧縮データの出力端子、50はフィールド間
オフセットサンプリング回路、51はフィールド間和差
生成回路、53と54は画像符号化回路である。
【0040】フィールド間オフセットサンプリング回路
50は、入力端子20から入力されるHDTV信号の画
像データに対して、2フィールドから成るフレームの格
子状の標本化パターンが五の目状の標本化パターンにな
るように、画素を半分に間引く。図10にこの処理の様
子を示す。入力されるHDTV信号の画像データは、図
10の左に図示されるように、画素が格子状に配置され
て1フレームが構成されている。フィールド間オフセッ
トサンプリング回路50では、格子状の標本化パターン
のフレームの画素を半分に間引いて、図10の右に図示
されるように五の目状の標本化パターンの出力信号を生
成する。実線と丸印で示された奇数フィールドと、破線
と三角印で示された偶数フィールドの画素位置が、水平
方向と垂直方向の両方にオフセットがついた状態となっ
ている。この出力信号は、入力信号とフレーム周波数は
変わりないが1フレームの画素数は1/2倍に低減され
たものとなる。
50は、入力端子20から入力されるHDTV信号の画
像データに対して、2フィールドから成るフレームの格
子状の標本化パターンが五の目状の標本化パターンにな
るように、画素を半分に間引く。図10にこの処理の様
子を示す。入力されるHDTV信号の画像データは、図
10の左に図示されるように、画素が格子状に配置され
て1フレームが構成されている。フィールド間オフセッ
トサンプリング回路50では、格子状の標本化パターン
のフレームの画素を半分に間引いて、図10の右に図示
されるように五の目状の標本化パターンの出力信号を生
成する。実線と丸印で示された奇数フィールドと、破線
と三角印で示された偶数フィールドの画素位置が、水平
方向と垂直方向の両方にオフセットがついた状態となっ
ている。この出力信号は、入力信号とフレーム周波数は
変わりないが1フレームの画素数は1/2倍に低減され
たものとなる。
【0041】フィールド間和差生成回路51は、フィー
ルド間オフセットサンプリング回路50の出力信号に対
して、隣合う2フィールドの間でフィールド間の和と差
をとり、フィールド間和信号とフィールド間差信号を生
成し出力する。図11にこの処理の様子を示す。入力信
号は、図11の左に図示されるように、画素が五の目状
に配置されて1フレームが構成されている。フィールド
間和差生成回路51では、斜め方向で隣合う奇数フィー
ルドの画素と偶数フィールドの画素との間で、画像デー
タの値の加算を行ない、図11の右上に図示されるフィ
ールド間和信号を生成する。白丸で示したのが和信号の
画素である。また、同様に画像データの値の減算を行な
い、図11の右下に図示されるフィールド間差信号を生
成する。黒丸で示したのが差信号の画素である。フィー
ルド間和差生成回路51の出力信号はそれぞれ、入力信
号とフレーム周波数は変わりないが1フレームの画素数
は1/2倍に低減されたものとなる。したがって、元の
HDTV信号と比べると、1フレーム画素数は1/4倍
に低減されたものとなる。
ルド間オフセットサンプリング回路50の出力信号に対
して、隣合う2フィールドの間でフィールド間の和と差
をとり、フィールド間和信号とフィールド間差信号を生
成し出力する。図11にこの処理の様子を示す。入力信
号は、図11の左に図示されるように、画素が五の目状
に配置されて1フレームが構成されている。フィールド
間和差生成回路51では、斜め方向で隣合う奇数フィー
ルドの画素と偶数フィールドの画素との間で、画像デー
タの値の加算を行ない、図11の右上に図示されるフィ
ールド間和信号を生成する。白丸で示したのが和信号の
画素である。また、同様に画像データの値の減算を行な
い、図11の右下に図示されるフィールド間差信号を生
成する。黒丸で示したのが差信号の画素である。フィー
ルド間和差生成回路51の出力信号はそれぞれ、入力信
号とフレーム周波数は変わりないが1フレームの画素数
は1/2倍に低減されたものとなる。したがって、元の
HDTV信号と比べると、1フレーム画素数は1/4倍
に低減されたものとなる。
【0042】以上の結果、2種類の前処理済み信号が元
のHDTV信号から生成され、それぞれが画像符号化回
路53・54でデータ圧縮される。画像符号化回路53
はフィールド間和信号を、画像符号化回路54はフィー
ルド間差信号を処理する。各信号の画素レートはHDT
V信号の画素レートの1/4倍となっているので、ほぼ
現行TV信号の画素レートと等しい。画像符号化回路5
3・54の構成と動作は第1の実施例における画像符号
化回路33の場合と同じであり、いずれも現行TV信号
用の、すなわち現行TV信号の画素レートを処理可能な
回路となっているので、上記のフィールド間和信号とフ
ィールド間差信号を処理可能である。
のHDTV信号から生成され、それぞれが画像符号化回
路53・54でデータ圧縮される。画像符号化回路53
はフィールド間和信号を、画像符号化回路54はフィー
ルド間差信号を処理する。各信号の画素レートはHDT
V信号の画素レートの1/4倍となっているので、ほぼ
現行TV信号の画素レートと等しい。画像符号化回路5
3・54の構成と動作は第1の実施例における画像符号
化回路33の場合と同じであり、いずれも現行TV信号
用の、すなわち現行TV信号の画素レートを処理可能な
回路となっているので、上記のフィールド間和信号とフ
ィールド間差信号を処理可能である。
【0043】次に、本発明の第5の実施例を説明する。
図9は、本発明の第5の実施例であるディジタルVTR
の動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタル
VTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じである。
なお、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成と動作に
ついては説明を省略する。図9に示す動画像圧縮回路に
おいて、52はフレーム間オフセットサンプリング回
路、その他の符号は図8の動画像圧縮回路の場合と同じ
ブロックを示す。フレーム間オフセットサンプリング回
路52が、フィールド間オフセットサンプリング回路5
0の代わりに設けられている。
図9は、本発明の第5の実施例であるディジタルVTR
の動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタル
VTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じである。
なお、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成と動作に
ついては説明を省略する。図9に示す動画像圧縮回路に
おいて、52はフレーム間オフセットサンプリング回
路、その他の符号は図8の動画像圧縮回路の場合と同じ
ブロックを示す。フレーム間オフセットサンプリング回
路52が、フィールド間オフセットサンプリング回路5
0の代わりに設けられている。
【0044】フレーム間オフセットサンプリング回路5
2は、入力端子20から入力されるHDTV信号の画像
データに対して、2フレーム単位で画素を水平方向に半
分に間引く。図12にこの処理の様子を示す。入力され
るHDTV信号の画像データは、図12の左に図示され
るように、画素が格子状に配置されて奇数フレームと偶
数フレームが構成されている。フレーム間オフセットサ
ンプリング回路52では、格子状の標本化パターンのフ
レームの画素を水平方向に半分に間引いて、図10の右
に図示されるように格子状の標本化パターンの出力信号
を生成する。ただし、奇数フレームと偶数フレームの画
素位置が、水平方向にオフセットがついた状態となって
いる。この出力信号は、入力信号とフレーム周波数は変
わりないが1フレームの画素数は1/2倍に低減された
ものとなる。
2は、入力端子20から入力されるHDTV信号の画像
データに対して、2フレーム単位で画素を水平方向に半
分に間引く。図12にこの処理の様子を示す。入力され
るHDTV信号の画像データは、図12の左に図示され
るように、画素が格子状に配置されて奇数フレームと偶
数フレームが構成されている。フレーム間オフセットサ
ンプリング回路52では、格子状の標本化パターンのフ
レームの画素を水平方向に半分に間引いて、図10の右
に図示されるように格子状の標本化パターンの出力信号
を生成する。ただし、奇数フレームと偶数フレームの画
素位置が、水平方向にオフセットがついた状態となって
いる。この出力信号は、入力信号とフレーム周波数は変
わりないが1フレームの画素数は1/2倍に低減された
ものとなる。
【0045】フィールド間和差生成回路51の動作は第
4の実施例の場合と同様であり、フィールド間和信号と
フィールド間差信号が生成されて、それぞれが画像符号
化回路53と54でデータ圧縮される。各信号の画素レ
ートはHDTV信号の画素レートの1/4倍となってい
るので、ほぼ現行TV信号の画素レートと等しい。画像
符号化回路53と54の構成と動作は第4の実施例の場
合と同じであり、いずれも現行TV信号用の、すなわち
現行TV信号の画素レートを処理可能な回路となってい
るので、上記のフィールド間和信号とフィールド間差信
号を処理可能である。
4の実施例の場合と同様であり、フィールド間和信号と
フィールド間差信号が生成されて、それぞれが画像符号
化回路53と54でデータ圧縮される。各信号の画素レ
ートはHDTV信号の画素レートの1/4倍となってい
るので、ほぼ現行TV信号の画素レートと等しい。画像
符号化回路53と54の構成と動作は第4の実施例の場
合と同じであり、いずれも現行TV信号用の、すなわち
現行TV信号の画素レートを処理可能な回路となってい
るので、上記のフィールド間和信号とフィールド間差信
号を処理可能である。
【0046】次に、本発明の第6の実施例を説明する。
図13は、本発明の第6の実施例であるディジタルVT
Rの動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタ
ルVTRの全体構成は第4の実施例の場合と同じである
が、HDTV信号の記録再生だけでなく現行TV信号の
記録再生も実現している点が特徴である。なお、逆の処
理を行なう動画像伸長回路の構成と動作については説明
を省略する。図13に示す動画像圧縮回路において、2
8はHDTV信号処理モードか現行TV信号処理モード
かを示す動作モード信号の入力端子、29は現行TV信
号の画像データの入力端子、20はHDTV信号の画像
データの入力端子、42はデータ切換え回路であり、そ
の他の符号は図8の動画像圧縮回路の場合と同じブロッ
クを示す。データ切換え回路42は、フィールド間和差
生成回路51と画像符号化回路53との間に設けられて
いる。
図13は、本発明の第6の実施例であるディジタルVT
Rの動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタ
ルVTRの全体構成は第4の実施例の場合と同じである
が、HDTV信号の記録再生だけでなく現行TV信号の
記録再生も実現している点が特徴である。なお、逆の処
理を行なう動画像伸長回路の構成と動作については説明
を省略する。図13に示す動画像圧縮回路において、2
8はHDTV信号処理モードか現行TV信号処理モード
かを示す動作モード信号の入力端子、29は現行TV信
号の画像データの入力端子、20はHDTV信号の画像
データの入力端子、42はデータ切換え回路であり、そ
の他の符号は図8の動画像圧縮回路の場合と同じブロッ
クを示す。データ切換え回路42は、フィールド間和差
生成回路51と画像符号化回路53との間に設けられて
いる。
【0047】HDTV信号処理モードにおいて、フィー
ルド間オフセットサンプリング回路50とフィールド間
和差生成回路53・54の動作は第4の実施例の場合と
同じであり、入力されるHDTV信号の画像データから
2種類の前処理済み信号を生成し出力する。このとき入
力端子28から入力される動作モード信号は「1」であ
るので、フィールド間和信号がデータ切換え回路42で
選択されて画像符号化回路53に与えられデータ圧縮さ
れる。また、フィールド間差信号は画像符号化回路54
でデータ圧縮される。画像圧縮回路53・54の動作は
第4の実施例の場合と同じである。ここで圧縮データは
出力端子45・46から出力される。現行TV信号処理
モードにおいて、動作モード信号は「0」であるので、
入力端子29から入力された現行TV信号がデータ切換
え回路42で選択されて画像符号化回路53に与えられ
データ圧縮される。ただし、入力端子20からのHDT
V信号の画像データの入力は存在しないので出力端子4
6からの圧縮データの出力はなく、圧縮データは出力端
子45からのみ出力される。
ルド間オフセットサンプリング回路50とフィールド間
和差生成回路53・54の動作は第4の実施例の場合と
同じであり、入力されるHDTV信号の画像データから
2種類の前処理済み信号を生成し出力する。このとき入
力端子28から入力される動作モード信号は「1」であ
るので、フィールド間和信号がデータ切換え回路42で
選択されて画像符号化回路53に与えられデータ圧縮さ
れる。また、フィールド間差信号は画像符号化回路54
でデータ圧縮される。画像圧縮回路53・54の動作は
第4の実施例の場合と同じである。ここで圧縮データは
出力端子45・46から出力される。現行TV信号処理
モードにおいて、動作モード信号は「0」であるので、
入力端子29から入力された現行TV信号がデータ切換
え回路42で選択されて画像符号化回路53に与えられ
データ圧縮される。ただし、入力端子20からのHDT
V信号の画像データの入力は存在しないので出力端子4
6からの圧縮データの出力はなく、圧縮データは出力端
子45からのみ出力される。
【0048】HDTV信号の画像データのフィールド間
和信号と現行TV信号の画素レートはほぼ同じであるの
で、現行TV信号用の、すなわち現行TV信号の画素レ
ートを処理可能な画像符号化回路53を切換えて用いる
ことができる。
和信号と現行TV信号の画素レートはほぼ同じであるの
で、現行TV信号用の、すなわち現行TV信号の画素レ
ートを処理可能な画像符号化回路53を切換えて用いる
ことができる。
【0049】次に、本発明の第7の実施例を説明する。
図14は、本発明の第7の実施例であるディジタルVT
Rの動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタ
ルVTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じであ
る。なお、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成と動
作については説明を省略する。図14に示す動画像圧縮
回路において、20はHDTV信号の画像データの入力
端子、47・48は圧縮データの出力端子、50はフィ
ールド間オフセットサンプリング回路、51はフィール
ド間和差生成回路、31・32はフレーム間和差生成回
路、43と44はデータ多重回路、38・39は画像符
号化回路である。
図14は、本発明の第7の実施例であるディジタルVT
Rの動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタ
ルVTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じであ
る。なお、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成と動
作については説明を省略する。図14に示す動画像圧縮
回路において、20はHDTV信号の画像データの入力
端子、47・48は圧縮データの出力端子、50はフィ
ールド間オフセットサンプリング回路、51はフィール
ド間和差生成回路、31・32はフレーム間和差生成回
路、43と44はデータ多重回路、38・39は画像符
号化回路である。
【0050】フィールド間オフセットサンプリング回路
50は、入力端子20から入力されるHDTV信号の画
像データに対して、フィールド間オフセットサンプリン
グにより画素数を半分に削減する。その動作は第4の実
施例の場合と同じである。この出力信号は、入力信号と
フレーム周波数は変わりないが1フレームの画素数は1
/2倍に低減されたものとなる。そして、フィールド間
オフセットサンプリング回路50の出力信号から、フィ
ールド間和差生成回路51とフレーム間和差生成回路3
1・32により4種類の前処理済み信号が生成され出力
される。フィールド間和差生成回路51の動作は第4の
実施例の場合と同じであり、フレーム間和差生成回路3
1・32の動作は第1の実施例の場合と同じである。こ
の前処理済み信号はそれぞれ、入力信号に対してフレー
ム周波数も1フレーム画素数も1/2倍に低減されたも
のとなる。したがって、各信号の画素レートは元のHD
TV信号の1/8倍となる。データ多重回路43は、フ
レーム間和差生成回路31の出力である「和・和」信号
と「和・差」信号をフレーム単位でデータ多重する。ま
た同様に、データ多重回路44は、フレーム間和差生成
回路32の出力である「差・和」信号と「差・差」信号
をフレーム単位でデータ多重する。
50は、入力端子20から入力されるHDTV信号の画
像データに対して、フィールド間オフセットサンプリン
グにより画素数を半分に削減する。その動作は第4の実
施例の場合と同じである。この出力信号は、入力信号と
フレーム周波数は変わりないが1フレームの画素数は1
/2倍に低減されたものとなる。そして、フィールド間
オフセットサンプリング回路50の出力信号から、フィ
ールド間和差生成回路51とフレーム間和差生成回路3
1・32により4種類の前処理済み信号が生成され出力
される。フィールド間和差生成回路51の動作は第4の
実施例の場合と同じであり、フレーム間和差生成回路3
1・32の動作は第1の実施例の場合と同じである。こ
の前処理済み信号はそれぞれ、入力信号に対してフレー
ム周波数も1フレーム画素数も1/2倍に低減されたも
のとなる。したがって、各信号の画素レートは元のHD
TV信号の1/8倍となる。データ多重回路43は、フ
レーム間和差生成回路31の出力である「和・和」信号
と「和・差」信号をフレーム単位でデータ多重する。ま
た同様に、データ多重回路44は、フレーム間和差生成
回路32の出力である「差・和」信号と「差・差」信号
をフレーム単位でデータ多重する。
【0051】以上の結果、2種類の信号が元のHDTV
信号の画像データから生成され、それぞれが画像符号化
回路38と39でデータ圧縮される。画像符号化回路3
8はデータ多重回路43の出力信号を、画像符号化回路
39はデータ多重回路44の出力信号を処理する。各信
号の画素レートはHDTV信号の画素レートの1/4倍
となっているので、ほぼ現行TV信号の画素レートと等
しい。画像符号化回路38と39の構成と動作は第1の
実施例における画像符号化回路33の場合と同じであ
り、いずれも現行TV信号用の、すなわち現行TV信号
の画素レートを処理可能な回路となっているので、上記
の各多重信号を処理可能である。
信号の画像データから生成され、それぞれが画像符号化
回路38と39でデータ圧縮される。画像符号化回路3
8はデータ多重回路43の出力信号を、画像符号化回路
39はデータ多重回路44の出力信号を処理する。各信
号の画素レートはHDTV信号の画素レートの1/4倍
となっているので、ほぼ現行TV信号の画素レートと等
しい。画像符号化回路38と39の構成と動作は第1の
実施例における画像符号化回路33の場合と同じであ
り、いずれも現行TV信号用の、すなわち現行TV信号
の画素レートを処理可能な回路となっているので、上記
の各多重信号を処理可能である。
【0052】次に、本発明の第8の実施例を説明する。
図15は、本発明の第8の実施例であるディジタルVT
Rの動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタ
ルVTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じである
が、HDTV信号の記録再生だけでなく現行TV信号の
記録再生も実現している点が特徴である。なお、逆の処
理を行なう動画像伸長回路の構成と動作については説明
を省略する。図15に示す動画像圧縮回路において、2
8はHDTV信号処理モードか現行TV信号処理モード
かを示す動作モード信号の入力端子、29は現行TV信
号の画像データの入力端子、20はHDTV信号の画像
データの入力端子、49はデータ切換え回路であり、そ
の他の符号は図14の動画像圧縮回路の場合と同じブロ
ックを示す。データ切換え回路49は、データ多重回路
43と画像符号化回路38との間に設けられている。
図15は、本発明の第8の実施例であるディジタルVT
Rの動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタ
ルVTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じである
が、HDTV信号の記録再生だけでなく現行TV信号の
記録再生も実現している点が特徴である。なお、逆の処
理を行なう動画像伸長回路の構成と動作については説明
を省略する。図15に示す動画像圧縮回路において、2
8はHDTV信号処理モードか現行TV信号処理モード
かを示す動作モード信号の入力端子、29は現行TV信
号の画像データの入力端子、20はHDTV信号の画像
データの入力端子、49はデータ切換え回路であり、そ
の他の符号は図14の動画像圧縮回路の場合と同じブロ
ックを示す。データ切換え回路49は、データ多重回路
43と画像符号化回路38との間に設けられている。
【0053】HDTV信号処理モードにおいて、フィー
ルド間オフセットサンプリング回路50とフィールド間
和差生成回路51、フレーム間和差生成回路31・32
の動作は第7の実施例の場合と同じであり、入力される
HDTV信号の画像データから4種類の前処理済み信号
を生成し出力する。そして、データ多重回路43・44
の動作も第7の実施例の場合と同じであり、2種類の多
重信号が生成される。このとき入力端子28から入力さ
れる動作モード信号は「1」であるので、データ多重回
路43の出力信号がデータ切換え回路49で選択されて
画像符号化回路38に与えられデータ圧縮される。ま
た、データ多重回路44の出力信号は画像符号化回路3
9でデータ圧縮される。画像符号化回路38・39の動
作は第7の実施例の場合と同じである。ここで圧縮デー
タは出力端子47・48から出力される。現行TV信号
処理モードにおいて、動作モード信号は「0」であるの
で、入力端子29から入力された現行TV信号がデータ
切換え回路49で選択されて画像符号化回路38に与え
られデータ圧縮される。ただし、入力端子20からのH
DTV信号の画像データの入力は存在しないので出力端
子48からの圧縮データの出力はなく、圧縮データは出
力端子47からのみ出力される。
ルド間オフセットサンプリング回路50とフィールド間
和差生成回路51、フレーム間和差生成回路31・32
の動作は第7の実施例の場合と同じであり、入力される
HDTV信号の画像データから4種類の前処理済み信号
を生成し出力する。そして、データ多重回路43・44
の動作も第7の実施例の場合と同じであり、2種類の多
重信号が生成される。このとき入力端子28から入力さ
れる動作モード信号は「1」であるので、データ多重回
路43の出力信号がデータ切換え回路49で選択されて
画像符号化回路38に与えられデータ圧縮される。ま
た、データ多重回路44の出力信号は画像符号化回路3
9でデータ圧縮される。画像符号化回路38・39の動
作は第7の実施例の場合と同じである。ここで圧縮デー
タは出力端子47・48から出力される。現行TV信号
処理モードにおいて、動作モード信号は「0」であるの
で、入力端子29から入力された現行TV信号がデータ
切換え回路49で選択されて画像符号化回路38に与え
られデータ圧縮される。ただし、入力端子20からのH
DTV信号の画像データの入力は存在しないので出力端
子48からの圧縮データの出力はなく、圧縮データは出
力端子47からのみ出力される。
【0054】データ多重回路43からの出力信号と現行
TV信号の画素レートはほぼ同じであるので、現行TV
信号用の、すなわち現行TV信号の画素レートを処理可
能な画像符号化回路38を切り換えて用いることができ
る。
TV信号の画素レートはほぼ同じであるので、現行TV
信号用の、すなわち現行TV信号の画素レートを処理可
能な画像符号化回路38を切り換えて用いることができ
る。
【0055】次に、本発明の第9の実施例を説明する。
図16は、本発明の第9の実施例であるディジタルVT
Rの動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタ
ルVTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じであ
る。なお、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成と動
作については説明を省略する。図16に示す動画像圧縮
回路において、70は情報量割り当て回路、73〜76
は画像符号化回路であり、その他の符号は図1の動画像
圧縮回路の場合と同じブロックを示す。
図16は、本発明の第9の実施例であるディジタルVT
Rの動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。ディジタ
ルVTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じであ
る。なお、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成と動
作については説明を省略する。図16に示す動画像圧縮
回路において、70は情報量割り当て回路、73〜76
は画像符号化回路であり、その他の符号は図1の動画像
圧縮回路の場合と同じブロックを示す。
【0056】フィールド間和差生成回路30とフレーム
間和差生成回路31・32の動作は第1の実施例の場合
と同じであり、入力されるHDTV信号の画像データか
ら4種類の前処理済み信号を生成し出力する。そして、
それぞれの前処理済み信号は画像符号化回路73〜76
でデータ圧縮される。また、同時に各前処理済み信号は
情報量割り当て回路70に与えられ、情報量割り当て回
路70は1フレームあたりの4種類の割り当て情報量を
決定して、目標データ量信号として画像符号化回路73
〜76に出力する。HDTV画像の動きの大きさや絵柄
の細かさによって変動する各前処理済み信号の振幅の大
きさを測定して、これらの割り当て情報量を生成する。
したがって、現行TV信号用の画像符号化回路73〜7
6を用いてHDTV信号をデータ圧縮する際に、HDT
V画像の動きや絵柄の細かさに適応した情報量割り当て
により高画質化を実現することができる。
間和差生成回路31・32の動作は第1の実施例の場合
と同じであり、入力されるHDTV信号の画像データか
ら4種類の前処理済み信号を生成し出力する。そして、
それぞれの前処理済み信号は画像符号化回路73〜76
でデータ圧縮される。また、同時に各前処理済み信号は
情報量割り当て回路70に与えられ、情報量割り当て回
路70は1フレームあたりの4種類の割り当て情報量を
決定して、目標データ量信号として画像符号化回路73
〜76に出力する。HDTV画像の動きの大きさや絵柄
の細かさによって変動する各前処理済み信号の振幅の大
きさを測定して、これらの割り当て情報量を生成する。
したがって、現行TV信号用の画像符号化回路73〜7
6を用いてHDTV信号をデータ圧縮する際に、HDT
V画像の動きや絵柄の細かさに適応した情報量割り当て
により高画質化を実現することができる。
【0057】図17は、図16における画像符号化回路
73の詳細ブロック図である。画像符号化回路74〜7
6も、図17に示す画像符号化回路73と同じ構成であ
る。図4に示す画像符号化回路73において、68は目
標データ量信号の入力端子、69は量子化パラメータ生
成回路であり、その他の符号は図4の画像符号化回路の
場合と同じブロックを示す。量子化パラメータ生成回路
69に、目標データ量信号が入力される点が特徴であ
る。
73の詳細ブロック図である。画像符号化回路74〜7
6も、図17に示す画像符号化回路73と同じ構成であ
る。図4に示す画像符号化回路73において、68は目
標データ量信号の入力端子、69は量子化パラメータ生
成回路であり、その他の符号は図4の画像符号化回路の
場合と同じブロックを示す。量子化パラメータ生成回路
69に、目標データ量信号が入力される点が特徴であ
る。
【0058】入力端子60から入力された画像データ
は、フレームメモリ62に1フレーム分だけ蓄えられた
後に、DCT回路63、量子化回路64、可変長符号化
回路65でデータ圧縮される。そして、圧縮データはバ
ッファメモリ66に1フレーム分だけ蓄えられた後に、
出力端子66から出力される。以上の動作は図4の画像
符号化回路の場合と同じである。
は、フレームメモリ62に1フレーム分だけ蓄えられた
後に、DCT回路63、量子化回路64、可変長符号化
回路65でデータ圧縮される。そして、圧縮データはバ
ッファメモリ66に1フレーム分だけ蓄えられた後に、
出力端子66から出力される。以上の動作は図4の画像
符号化回路の場合と同じである。
【0059】なお、量子化パラメータ生成回路69は、
入力された1フレームを構成する各ブロックのアクティ
ビティと、フレームのアクティビティを計算し、1フレ
ームの圧縮データ量を目標データ量に合わせるように、
各ブロックの量子化パラメータを決定する。ただし、図
4の画像符号化回路の場合と異なるのは、入力端子68
から入力される目標データ量信号に応じて目標データ量
が変動する点である。基本的に、目標データ量が大きい
場合には、量子化パラメータは小さな値に制御され量子
化は細かくなる。また逆に、目標データ量が小さい場合
には、量子化パラメータは大きな値に制御され量子化は
粗くなる。
入力された1フレームを構成する各ブロックのアクティ
ビティと、フレームのアクティビティを計算し、1フレ
ームの圧縮データ量を目標データ量に合わせるように、
各ブロックの量子化パラメータを決定する。ただし、図
4の画像符号化回路の場合と異なるのは、入力端子68
から入力される目標データ量信号に応じて目標データ量
が変動する点である。基本的に、目標データ量が大きい
場合には、量子化パラメータは小さな値に制御され量子
化は細かくなる。また逆に、目標データ量が小さい場合
には、量子化パラメータは大きな値に制御され量子化は
粗くなる。
【0060】図18に、情報量割り当て回路70で生成
される1フレームあたりの割り当て情報量の例を示す。
動きのほとんどない絵柄の細かな静止画の場合の例を三
角印に示す。この場合には、すべてのフレームにおいて
画像の変化はほとんどないから、フレーム間差信号であ
る「和・差」信号と「差・差」信号の振幅は「和・和」
信号や「差・和」信号と比べて非常に小さい。ただし、
フィールド間差信号は図2に示したようにフレーム内で
隣接する上下ラインの差信号であるので、絵柄が細かい
場合には「差・和」信号の振幅が小さいとはいえない。
したがって、図18の三角印の通りに割り当て情報量が
決められる。次に、動きのある程度大きな画像における
例を丸印で示す。この場合には、動きの影響によりすべ
てのフィールドにおいて画像の変化が大きいから、4種
類の前処理済み信号の振幅は比較的近くなる。したがっ
て、図18の丸印の通りに割り当て情報量が決められ
る。
される1フレームあたりの割り当て情報量の例を示す。
動きのほとんどない絵柄の細かな静止画の場合の例を三
角印に示す。この場合には、すべてのフレームにおいて
画像の変化はほとんどないから、フレーム間差信号であ
る「和・差」信号と「差・差」信号の振幅は「和・和」
信号や「差・和」信号と比べて非常に小さい。ただし、
フィールド間差信号は図2に示したようにフレーム内で
隣接する上下ラインの差信号であるので、絵柄が細かい
場合には「差・和」信号の振幅が小さいとはいえない。
したがって、図18の三角印の通りに割り当て情報量が
決められる。次に、動きのある程度大きな画像における
例を丸印で示す。この場合には、動きの影響によりすべ
てのフィールドにおいて画像の変化が大きいから、4種
類の前処理済み信号の振幅は比較的近くなる。したがっ
て、図18の丸印の通りに割り当て情報量が決められ
る。
【0061】最後に、本発明の第10の実施例を説明す
る。図19は、本発明の第10の実施例であるディジタ
ルVTRの動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。デ
ィジタルVTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じ
である。なお、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成
と動作については説明を省略する。図19に示す動画像
圧縮回路において、71は情報量割り当て回路、77と
78は画像符号化回路であり、その他の符号は図8の動
画像圧縮回路の場合と同じブロックを示す。
る。図19は、本発明の第10の実施例であるディジタ
ルVTRの動画像圧縮回路の詳細ブロック図である。デ
ィジタルVTRの全体構成は第1の実施例の場合と同じ
である。なお、逆の処理を行なう動画像伸長回路の構成
と動作については説明を省略する。図19に示す動画像
圧縮回路において、71は情報量割り当て回路、77と
78は画像符号化回路であり、その他の符号は図8の動
画像圧縮回路の場合と同じブロックを示す。
【0062】フィールド間オフセットサンプリング回路
50とフィールド間和差生成回路51の動作は第4の実
施例の場合と同じであり、入力されるHDTV信号の画
像データに対してフィールド間オフセットサンプリング
により画素数を半分に削減した後に、フィールド間和信
号とフィールド間差信号を生成し出力する。そして、そ
れぞれの前処理済み信号は画像符号化回路77・78で
データ圧縮される。また、同時に前処理済み信号は情報
量割り当て回路71に与えられ、情報量割り当て回路7
1は1フレームあたりの2種類の割り当て情報量を決定
して、目標データ量信号として画像符号化回路77・7
8に出力する。HDTV画像の動きの大きさや絵柄の細
かさによって変動する各前処理済み信号の振幅の大きさ
を測定して、これらの割り当て情報量を生成する。した
がって、現行TV信号用の画像符号化回路77・78を
用いてHDTV信号をデータ圧縮する際に、HDTV画
像の動きや絵柄の細かさに適応した情報量割り当てによ
り高画質化を実現することができる。
50とフィールド間和差生成回路51の動作は第4の実
施例の場合と同じであり、入力されるHDTV信号の画
像データに対してフィールド間オフセットサンプリング
により画素数を半分に削減した後に、フィールド間和信
号とフィールド間差信号を生成し出力する。そして、そ
れぞれの前処理済み信号は画像符号化回路77・78で
データ圧縮される。また、同時に前処理済み信号は情報
量割り当て回路71に与えられ、情報量割り当て回路7
1は1フレームあたりの2種類の割り当て情報量を決定
して、目標データ量信号として画像符号化回路77・7
8に出力する。HDTV画像の動きの大きさや絵柄の細
かさによって変動する各前処理済み信号の振幅の大きさ
を測定して、これらの割り当て情報量を生成する。した
がって、現行TV信号用の画像符号化回路77・78を
用いてHDTV信号をデータ圧縮する際に、HDTV画
像の動きや絵柄の細かさに適応した情報量割り当てによ
り高画質化を実現することができる。
【0063】なお、第3や第6、第8の実施例に対し
て、これら第9と第10の実施例と同様の情報量割り当
て回路を付加し、画像の動きや絵柄の細かさに適応した
情報量割り当てにより、高画質化な現行TV信号とHD
TV信号の両方に対応したディジタルVTRを実現する
ことができる。
て、これら第9と第10の実施例と同様の情報量割り当
て回路を付加し、画像の動きや絵柄の細かさに適応した
情報量割り当てにより、高画質化な現行TV信号とHD
TV信号の両方に対応したディジタルVTRを実現する
ことができる。
【0064】以上、本発明の実施例について詳しく説明
した。なお、オフセットサンプリングの処理方式として
は、説明したフィールド間オフセットサンプリングやフ
レーム間オフセットサンプリングとは異なるものであっ
てもよい。また、オフセットサンプリングの際に、多少
回路規模は増えるが、高周波成分の折り返し妨害を防ぐ
ために前置フィルタを設けると効果的である。前処理に
おけるオフセットサンプリング、フィールド間和差生
成、フレーム間和差生成の処理の順番は説明した実施例
と異なっても構わない。
した。なお、オフセットサンプリングの処理方式として
は、説明したフィールド間オフセットサンプリングやフ
レーム間オフセットサンプリングとは異なるものであっ
てもよい。また、オフセットサンプリングの際に、多少
回路規模は増えるが、高周波成分の折り返し妨害を防ぐ
ために前置フィルタを設けると効果的である。前処理に
おけるオフセットサンプリング、フィールド間和差生
成、フレーム間和差生成の処理の順番は説明した実施例
と異なっても構わない。
【0065】前処理済みの信号に対する画像符号化の処
理方式としては、DCTを利用したものでなくても、本
発明は同様に適用できる。映像信号としては、輝度信号
と2種類の色差信号とからなるカラー信号など様々な場
合に本発明は適用できることは言うまでもない。その場
合に、色差信号が輝度信号に対してサブサンプルされて
いてもよい。さらに、磁気テープへの記録再生だけでな
く、光ディスクへの記録再生やデータ通信回線による伝
送などにも本発明は適用可能である。
理方式としては、DCTを利用したものでなくても、本
発明は同様に適用できる。映像信号としては、輝度信号
と2種類の色差信号とからなるカラー信号など様々な場
合に本発明は適用できることは言うまでもない。その場
合に、色差信号が輝度信号に対してサブサンプルされて
いてもよい。さらに、磁気テープへの記録再生だけでな
く、光ディスクへの記録再生やデータ通信回線による伝
送などにも本発明は適用可能である。
【0066】
【発明の効果】本発明によれば、フィールド間和差生
成、フレーム間和差生成、およびオフセットサンプリン
グの中から、少なくとも2種類の処理を組み合わせた前
処理をHDTV信号に対して行なった後に、画像符号化
の処理回路でデータ圧縮を行なうことにより、現行TV
信号用の画像符号化の処理回路を流用することができ、
HDTV信号を記録再生するディジタルVTRを廉価に
実現することができる。
成、フレーム間和差生成、およびオフセットサンプリン
グの中から、少なくとも2種類の処理を組み合わせた前
処理をHDTV信号に対して行なった後に、画像符号化
の処理回路でデータ圧縮を行なうことにより、現行TV
信号用の画像符号化の処理回路を流用することができ、
HDTV信号を記録再生するディジタルVTRを廉価に
実現することができる。
【0067】さらに、上記の前処理をHDTV信号に対
して行なった後の信号と、現行TV信号のどちらかを選
択して、現行TV信号用の画像符号化の処理回路でデー
タ圧縮を行なうことにより、現行TV信号とHDTV信
号を切り換えて記録再生を行なうディジタルVTRを廉
価に実現することができる。
して行なった後の信号と、現行TV信号のどちらかを選
択して、現行TV信号用の画像符号化の処理回路でデー
タ圧縮を行なうことにより、現行TV信号とHDTV信
号を切り換えて記録再生を行なうディジタルVTRを廉
価に実現することができる。
【図1】本発明の第1の実施例であるディジタルVTR
における動画像圧縮回路のブロック図である。
における動画像圧縮回路のブロック図である。
【図2】図1の動画像圧縮回路におけるフィールド間和
差生成回路の動作を示す概念図である。
差生成回路の動作を示す概念図である。
【図3】図1の動画像圧縮回路におけるフレーム間和差
生成回路の動作を示す概念図である。
生成回路の動作を示す概念図である。
【図4】図1の動画像圧縮回路における画像符号化回路
の詳細なブロック図である。
の詳細なブロック図である。
【図5】本発明の第2の実施例であるディジタルVTR
における動画像圧縮回路のブロック図である。
における動画像圧縮回路のブロック図である。
【図6】本発明の第3の実施例であるディジタルVTR
における動画像圧縮回路のブロック図である。
における動画像圧縮回路のブロック図である。
【図7】本発明の実施例であるディジタルVTRの全体
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の第4の実施例であるディジタルVTR
における動画像圧縮回路のブロック図である。
における動画像圧縮回路のブロック図である。
【図9】本発明の第5の実施例であるディジタルVTR
における動画像圧縮回路のブロック図である。
における動画像圧縮回路のブロック図である。
【図10】図8の動画像圧縮回路におけるフィールド間
オフセットサンプリング回路の動作を示す概念図であ
る。
オフセットサンプリング回路の動作を示す概念図であ
る。
【図11】図8の動画像圧縮回路におけるフィールド間
和差生成回路の動作を示す概念図である。
和差生成回路の動作を示す概念図である。
【図12】図9の動画像圧縮回路におけるフレーム間オ
フセットサンプリング回路の動作を示す概念図である。
フセットサンプリング回路の動作を示す概念図である。
【図13】本発明の第6の実施例であるディジタルVT
Rにおける動画像圧縮回路のブロック図である。
Rにおける動画像圧縮回路のブロック図である。
【図14】本発明の第7の実施例であるディジタルVT
Rにおける動画像圧縮回路のブロック図である。
Rにおける動画像圧縮回路のブロック図である。
【図15】本発明の第8の実施例であるディジタルVT
Rにおける動画像圧縮回路のブロック図である。
Rにおける動画像圧縮回路のブロック図である。
【図16】本発明の第9の実施例であるディジタルVT
Rにおける動画像圧縮回路のブロック図である。
Rにおける動画像圧縮回路のブロック図である。
【図17】図16の動画像圧縮回路における画像符号化
回路の詳細なブロック図である。
回路の詳細なブロック図である。
【図18】図16の動画像圧縮回路における情報量割り
当て回路の動作を示す概念図である。
当て回路の動作を示す概念図である。
【図19】本発明の第10の実施例であるディジタルV
TRにおける動画像圧縮回路のブロック図である。
TRにおける動画像圧縮回路のブロック図である。
30・51…フィールド間和差生成回路、31・32…
フレーム間和差生成回路、41・42・49…データ切
換え回路、50…フィールド間オフセットサンプリング
回路、52…フレーム間オフセットサンプリング回路、
33〜39・53〜54・73〜78…画像符号化回
路、70・71…情報量割り当て回路。
フレーム間和差生成回路、41・42・49…データ切
換え回路、50…フィールド間オフセットサンプリング
回路、52…フレーム間オフセットサンプリング回路、
33〜39・53〜54・73〜78…画像符号化回
路、70・71…情報量割り当て回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市毛 健志 横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立 製作所映像メディア研究所内
Claims (10)
- 【請求項1】映像信号を磁気テープに記録するディジタ
ルVTR等において映像信号のデータ圧縮を行なう画像
符号化装置で、映像信号に対して、格子状から五の目状
の標本化構造に変換して画素数を半分に削減するオフセ
ットサンプリング、フィールド間で隣接する画素単位の
和と差をとりフィールド間和信号とフィールド間差信号
を生成するフィールド間和差生成、およびフレーム間で
対応する画素単位の和と差をとりフレーム間和信号とフ
レーム間差信号を生成するフレーム間和差生成の3種類
の処理の中から、少なくとも2種類を組み合わせた処理
を行なう前処理手段と、前記前処理手段で生成された複
数種類の前処理済み信号をデータ圧縮する複数個の画像
符号化手段を備えることを特徴とする画像符号化装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の画像符号化装置におい
て、前記前処理手段が、フィールド間和差生成とフレー
ム間和差生成の処理を行ない、4種類の前処理済み信号
を生成するものであることを特徴とする画像符号化装
置。 - 【請求項3】請求項1に記載の画像符号化装置におい
て、前記前処理手段が、オフセットサンプリングとフィ
ールド間和差生成、フレーム間和差生成の全ての処理を
行ない、4種類の前処理済み信号を生成するものである
ことを特徴とする画像符号化装置。 - 【請求項4】請求項3に記載の画像符号化装置におい
て、前記前処理手段で生成された4種類の前処理済み信
号を多重した2種類の多重信号をデータ圧縮する、2個
の画像符号化手段を備えることを特徴とする画像符号化
装置。 - 【請求項5】請求項1に記載の画像符号化装置におい
て、さらに、前記前処理手段で生成された複数種類の前
処理済み信号に対する割り当て情報量を決定する情報量
割り当て手段を備え、前記複数の画像符号化手段は、各
前処理済み信号を該情報量割り当て手段から与えられる
割り当て情報量に従いデータ圧縮することを特徴とする
画像符号化装置。 - 【請求項6】解像度が異なる複数種類の映像信号を磁気
テープに記録するディジタルVTR等において映像信号
のデータ圧縮を行なう画像符号化装置で、解像度が高い
第1の映像信号に対して、オフセットサンプリング、フ
ィールド間和差生成、およびフレーム間和差生成の3種
類の処理の中から、少なくとも2種類を組み合わせた処
理を行なう前処理手段と、前記前処理手段で生成された
複数種類の前処理済み信号をデータ圧縮する複数個の画
像符号化手段とを設け、さらに特定の1個の画像符号化
手段の前に、解像度が高い第1の映像信号を前記前処理
手段で処理した前処理済み信号と、解像度が低い第2の
映像信号を切り換える信号切換え手段を設けたことを特
徴とする画像符号化装置。 - 【請求項7】請求項6に記載の画像符号化装置におい
て、前記前処理手段が、第1の映像信号に対してフィー
ルド間和差生成とフレーム間和差生成の処理を行ない、
4種類の前処理済み信号を生成するものであることを特
徴とする画像符号化装置。 - 【請求項8】請求項6に記載の画像符号化装置におい
て、前記前処理手段が、第1の映像信号に対してオフセ
ットサンプリングとフィールド間和差生成、フレーム間
和差生成の全ての処理を行ない、4種類の前処理済み信
号を生成するものであることを特徴とする画像符号化装
置。 - 【請求項9】請求項8に記載の画像符号化装置におい
て、前記前処理手段で第1の映像信号から生成された4
種類の前処理済み信号を多重した2種類の多重信号をデ
ータ圧縮する、2個の画像符号化手段を備えることを特
徴とする画像符号化装置。 - 【請求項10】請求項6に記載の画像符号化装置におい
て、さらに、前記前処理手段で生成された複数種類の前
処理済み信号に対する割り当て情報量を決定する情報量
割り当て手段を備え、前記複数の画像符号化手段は、各
前処理済み信号を前記情報量割り当て手段から与えられ
る割り当て情報量に従いデータ圧縮することを特徴とす
る画像符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4127112A JPH05328396A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 画像符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4127112A JPH05328396A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 画像符号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05328396A true JPH05328396A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=14951908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4127112A Pending JPH05328396A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 画像符号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05328396A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6501904B1 (en) | 1997-07-08 | 2002-12-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Video signal recording and/or reproducing apparatus |
JP2016105612A (ja) * | 2016-01-06 | 2016-06-09 | 日立マクセル株式会社 | 画像伝送装置および伝送方法 |
-
1992
- 1992-05-20 JP JP4127112A patent/JPH05328396A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6501904B1 (en) | 1997-07-08 | 2002-12-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Video signal recording and/or reproducing apparatus |
JP2016105612A (ja) * | 2016-01-06 | 2016-06-09 | 日立マクセル株式会社 | 画像伝送装置および伝送方法 |
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