JPH0833002A - クロマフォーマット変換の方法 - Google Patents
クロマフォーマット変換の方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
- H04N19/186—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a colour or a chrominance component
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N11/00—Colour television systems
- H04N11/06—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined
- H04N11/20—Conversion of the manner in which the individual colour picture signal components are combined, e.g. conversion of colour television standards
-
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
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-
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- H04N7/01—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level
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- H04N9/64—Circuits for processing colour signals
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 クロマフォーマット変換演算を４：２：２と
４：２：０の２種のクロマフォーマットの定義に厳密に
適合して実行する前置フィルタ及び後置フィルタのセッ
トによるクロマフォーマット変換の方法を提供するこ
と。 【構成】 ４：２：２から４：２：０への変換は、入力
１がインターレースされているか否かを検出し、ノンイ
ンターレースの場合は、４タップ線形位相ＦＩＲフィル
タ１０を用いて４：２：０クロマサンプル１３に変換
し、インターレースの場合は、奇数フィールドと偶数フ
ィールドに分離し、奇数フィールドは３タップフィルタ
８を用いて４：２：０奇数フィールドサンプル１１に変
換し、偶数フィールドは３タップフィルタ９を用いて
４：２：０偶数フィールドサンプル１２に変換する。
４：２：０の２種のクロマフォーマットの定義に厳密に
適合して実行する前置フィルタ及び後置フィルタのセッ
トによるクロマフォーマット変換の方法を提供するこ
と。 【構成】 ４：２：２から４：２：０への変換は、入力
１がインターレースされているか否かを検出し、ノンイ
ンターレースの場合は、４タップ線形位相ＦＩＲフィル
タ１０を用いて４：２：０クロマサンプル１３に変換
し、インターレースの場合は、奇数フィールドと偶数フ
ィールドに分離し、奇数フィールドは３タップフィルタ
８を用いて４：２：０奇数フィールドサンプル１１に変
換し、偶数フィールドは３タップフィルタ９を用いて
４：２：０偶数フィールドサンプル１２に変換する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＭＰＥＧ−２国際規格
に基づくビデオデータ圧縮に関し、具体的には、ＣＣＩ
Ｒ４：２：２カラーフォーマット及びＭＰＥＧ−２カラ
ーフォーマットの定義に適合したクロマ（chroma）フォ
ーマット変換の方法に関するものである。
に基づくビデオデータ圧縮に関し、具体的には、ＣＣＩ
Ｒ４：２：２カラーフォーマット及びＭＰＥＧ−２カラ
ーフォーマットの定義に適合したクロマ（chroma）フォ
ーマット変換の方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＭＰＥＧ−２国際規格は動画及びそれに
関連する音響の汎用コード化のために開発された。デジ
タルビデオのためにサポートしているクロマフォーマッ
トは、ＭＰＥＧ−２草案国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴ
Ｃ１／ＳＣ２９ＷＧ１１／７０２の「Information Tech
nology - Generic Coding of Moving Pictures and Ass
ociated Audio」 に規定されているように４：４：４、
４：２：２及び４：２：０である。ＭＰＥＧ−２国際規
格のメインプロファイルの適用のためには、エンコーダ
及びデコーダの入出力フォーマットは４：２：０フォー
マットと規定されている。これは、オリジナルの入力原
画像が４：２：０フォーマットでない場合、又は要求さ
れている出力が４：２：０フォーマットでない場合のど
ちらかでクロマフォーマット変換が必要であることを意
味している。
関連する音響の汎用コード化のために開発された。デジ
タルビデオのためにサポートしているクロマフォーマッ
トは、ＭＰＥＧ−２草案国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴ
Ｃ１／ＳＣ２９ＷＧ１１／７０２の「Information Tech
nology - Generic Coding of Moving Pictures and Ass
ociated Audio」 に規定されているように４：４：４、
４：２：２及び４：２：０である。ＭＰＥＧ−２国際規
格のメインプロファイルの適用のためには、エンコーダ
及びデコーダの入出力フォーマットは４：２：０フォー
マットと規定されている。これは、オリジナルの入力原
画像が４：２：０フォーマットでない場合、又は要求さ
れている出力が４：２：０フォーマットでない場合のど
ちらかでクロマフォーマット変換が必要であることを意
味している。
【０００３】４：４：４と４：２：２との間のクロマフ
ォーマット変換は、ＣＣＩＲ勧告６０１の「Encoding P
arameters of Digital Television for Studio」に定義
されている。しかし、４：２：２と４：２：０との間の
変換はＭＰＥＧ−２国際規格には規定されていない。こ
れは、クロマフォーマット変換がＭＰＥＧ−２コーディ
ングプロセスの前処理又は後処理のどちらかと見なされ
ていることによるものである。ＭＰＥＧ−２は、如何な
る前処理及び後処理の技術も定義しようとするものでは
ない。個々のアプリケーション作成者にそれぞれの技術
を定義する余地が残されている。実際、ＭＰＥＧ−２の
発展段階ではＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／Ｗ
Ｇ１１／Ｎ０４００の「Test Model 5」で定義されてい
たフィルタのセットがあった。
ォーマット変換は、ＣＣＩＲ勧告６０１の「Encoding P
arameters of Digital Television for Studio」に定義
されている。しかし、４：２：２と４：２：０との間の
変換はＭＰＥＧ−２国際規格には規定されていない。こ
れは、クロマフォーマット変換がＭＰＥＧ−２コーディ
ングプロセスの前処理又は後処理のどちらかと見なされ
ていることによるものである。ＭＰＥＧ−２は、如何な
る前処理及び後処理の技術も定義しようとするものでは
ない。個々のアプリケーション作成者にそれぞれの技術
を定義する余地が残されている。実際、ＭＰＥＧ−２の
発展段階ではＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／Ｗ
Ｇ１１／Ｎ０４００の「Test Model 5」で定義されてい
たフィルタのセットがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、そのフィルタ
のセットは、最終の４：２：０フィルタの定義には適合
していない。そのフィルタのセットは、後述するように
本発明の実施例における効果を評価する基準として用い
る。
のセットは、最終の４：２：０フィルタの定義には適合
していない。そのフィルタのセットは、後述するように
本発明の実施例における効果を評価する基準として用い
る。
【０００５】４：２：２と４：２：０との間のクロマフ
ォーマットの変換の具体的な定義が無いということは、
この変換が重要でないということを意味しているのでは
ない。実際には、クロマフォーマットは、ＭＰＥＧ−２
国際規格に定義されているような定義に適合することが
必要である。特にカスケードコーディング法を用いるア
プリケーションでは、これにより画像コーディングの品
質が保証される。従って、効果的なクロマフォーマット
変換の方法が４：２：２と４：２：０との間のフォーマ
ットの変換のために必要である。この方法は、ＭＰＥＧ
−２国際規格に規定されている両フォーマットの定義に
適合していなければならないという課題がある。
ォーマットの変換の具体的な定義が無いということは、
この変換が重要でないということを意味しているのでは
ない。実際には、クロマフォーマットは、ＭＰＥＧ−２
国際規格に定義されているような定義に適合することが
必要である。特にカスケードコーディング法を用いるア
プリケーションでは、これにより画像コーディングの品
質が保証される。従って、効果的なクロマフォーマット
変換の方法が４：２：２と４：２：０との間のフォーマ
ットの変換のために必要である。この方法は、ＭＰＥＧ
−２国際規格に規定されている両フォーマットの定義に
適合していなければならないという課題がある。
【０００６】本発明は、従来のクロマフォーマット変換
のこのような課題を考慮し、クロマフォーマット変換演
算を４：２：２と４：２：０の２種のクロマフォーマッ
トの定義に厳密に適合して実行する前置フィルタ及び後
置フィルタのセットによるクロマフォーマット変換の方
法を提供することを目的とするものである。
のこのような課題を考慮し、クロマフォーマット変換演
算を４：２：２と４：２：０の２種のクロマフォーマッ
トの定義に厳密に適合して実行する前置フィルタ及び後
置フィルタのセットによるクロマフォーマット変換の方
法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、変換すべきク
ロマフォーマットデータがインターレースされているデ
ータか否かを判断し、インターレースされていないデー
タの場合は、ノンインターレース用フィルタを用いて変
換し、インターレースされている場合は、更に奇数フィ
ールドか偶数フィールドかを判断し、奇数フィールドの
場合は、奇数フィールド用フィルタを用いて変換し、偶
数フィールドの場合は、偶数フィールド用フィルタを用
いて変換するクロマフォーマット変換の方法である。
ロマフォーマットデータがインターレースされているデ
ータか否かを判断し、インターレースされていないデー
タの場合は、ノンインターレース用フィルタを用いて変
換し、インターレースされている場合は、更に奇数フィ
ールドか偶数フィールドかを判断し、奇数フィールドの
場合は、奇数フィールド用フィルタを用いて変換し、偶
数フィールドの場合は、偶数フィールド用フィルタを用
いて変換するクロマフォーマット変換の方法である。
【０００８】ここで、クロマフォーマットの違いに加え
て、通常用いられているデジタル画像信号用のラスタ走
査フォーマットには２種類があるので、それらはクロマ
変換処理に影響を及ぼし、そして別々に処理されなけれ
ばならない。走査がインターレースモード又はノンイン
ターレースモードのどちらで行われるかに応じて、これ
らの２種のラスタ走査フォーマットから発生された画像
はインターレース画像又はノンインターレース画像と呼
ばれる。従って、本発明で開発され特許請求されている
フィルタには次の４種類があり、その例を次に示す。 １）ノンインターレース画像のための４：２：２から
４：２：０へのフォーマットをサブサンプリングする前
置フィルタ。
て、通常用いられているデジタル画像信号用のラスタ走
査フォーマットには２種類があるので、それらはクロマ
変換処理に影響を及ぼし、そして別々に処理されなけれ
ばならない。走査がインターレースモード又はノンイン
ターレースモードのどちらで行われるかに応じて、これ
らの２種のラスタ走査フォーマットから発生された画像
はインターレース画像又はノンインターレース画像と呼
ばれる。従って、本発明で開発され特許請求されている
フィルタには次の４種類があり、その例を次に示す。 １）ノンインターレース画像のための４：２：２から
４：２：０へのフォーマットをサブサンプリングする前
置フィルタ。
【０００９】４：２：２クロマサンプルを係数２で縦方
向にサブサンプリングして（間引いて）４：２：０クロ
マサンプルを得るように前置フィルタが設計される。こ
のフィルタはノンインターレース画像に基づいて設計さ
れているので、ノンインターレース画像のみに適用され
る。 ２）ノンインターレース画像のための４：２：０から
４：２：２へのフォーマットをアップサンプリングする
後置フィルタ。
向にサブサンプリングして（間引いて）４：２：０クロ
マサンプルを得るように前置フィルタが設計される。こ
のフィルタはノンインターレース画像に基づいて設計さ
れているので、ノンインターレース画像のみに適用され
る。 ２）ノンインターレース画像のための４：２：０から
４：２：２へのフォーマットをアップサンプリングする
後置フィルタ。
【００１０】４：２：０クロマサンプルを係数２で縦方
向にアップサンプリングして（補間して）４：２：２ク
ロマサンプルを得るように後置フィルタが設計される。
このフィルタはノンインターレース画像に基づいて設計
されているので、ノンインターレース画像のみに適用さ
れる。 ３）インターレース画像のための４：２：２から４：
２：０へのフォーマットをサブサンプリングする前置フ
ィルタ。
向にアップサンプリングして（補間して）４：２：２ク
ロマサンプルを得るように後置フィルタが設計される。
このフィルタはノンインターレース画像に基づいて設計
されているので、ノンインターレース画像のみに適用さ
れる。 ３）インターレース画像のための４：２：２から４：
２：０へのフォーマットをサブサンプリングする前置フ
ィルタ。
【００１１】４：２：２クロマサンプルを係数２で縦方
向にサブサンプリングして４：２：０クロマサンプルを
得るように前置フィルタが設計される。このフィルタは
インターレース画像に基づいて設計されているので、イ
ンターレース画像のみに適用される。 ４）インターレース画像のための４：２：０から４：
２：２へのフォーマットをアップサンプリングする後置
フィルタ。
向にサブサンプリングして４：２：０クロマサンプルを
得るように前置フィルタが設計される。このフィルタは
インターレース画像に基づいて設計されているので、イ
ンターレース画像のみに適用される。 ４）インターレース画像のための４：２：０から４：
２：２へのフォーマットをアップサンプリングする後置
フィルタ。
【００１２】４：２：０クロマサンプルを係数２で縦方
向にアップサンプリングして４：２：２クロマサンプル
を得るように後置フィルタが設計される。このフィルタ
はインターレース画像に基づいて設計されているので、
インターレース画像のみに適用される。
向にアップサンプリングして４：２：２クロマサンプル
を得るように後置フィルタが設計される。このフィルタ
はインターレース画像に基づいて設計されているので、
インターレース画像のみに適用される。
【００１３】次に、４：２：２フォーマット及び４：
２：０フォーマットの定義を調べるのが有益であろう。
この２種の定義を図４に示す。
２：０フォーマットの定義を調べるのが有益であろう。
この２種の定義を図４に示す。
【００１４】４：２：２クロマフォーマットについて
は、４個の隣接する矩形状のルマ（luma）サンプルに対
応して２個のクロマサンプルがある。これら２個のクロ
マサンプルの位置は、４個の矩形状のルマサンプルの内
の２個の左側ルマサンプルと共置（cosited ）されてい
る、即ち、同じラスタ位置にある。例えば、５１、５
２、５３及び５４で示したサンプルは、位置５１及び５
２のクロマサンプルと共置する上記の４個の矩形状のル
マサンプルを形成している。４：２：０クロマフォーマ
ットについては、４個の矩形状のルマサンプルに対して
１個のクロマサンプルのみがあり、このクロマサンプル
は４個の矩形状のルマサンプルの内の２個の左側ルマサ
ンプルの中間に位置している。これを図４に示す。サン
プル５５、５６、５７及び５８はそれら４個の矩形状の
ルマサンプルを形成し、２個の左側ルマサンプル５５及
び５６の中間にクロマサンプル５９がある。従って、こ
れら２種のクロマフォーマットには２つの違いがある。
第１は、４個の矩形状のルマサンプル毎のクロマサンプ
ルの数であり、第２は、４個の矩形状のルマサンプルに
対するクロマサンプルの位置である。
は、４個の隣接する矩形状のルマ（luma）サンプルに対
応して２個のクロマサンプルがある。これら２個のクロ
マサンプルの位置は、４個の矩形状のルマサンプルの内
の２個の左側ルマサンプルと共置（cosited ）されてい
る、即ち、同じラスタ位置にある。例えば、５１、５
２、５３及び５４で示したサンプルは、位置５１及び５
２のクロマサンプルと共置する上記の４個の矩形状のル
マサンプルを形成している。４：２：０クロマフォーマ
ットについては、４個の矩形状のルマサンプルに対して
１個のクロマサンプルのみがあり、このクロマサンプル
は４個の矩形状のルマサンプルの内の２個の左側ルマサ
ンプルの中間に位置している。これを図４に示す。サン
プル５５、５６、５７及び５８はそれら４個の矩形状の
ルマサンプルを形成し、２個の左側ルマサンプル５５及
び５６の中間にクロマサンプル５９がある。従って、こ
れら２種のクロマフォーマットには２つの違いがある。
第１は、４個の矩形状のルマサンプル毎のクロマサンプ
ルの数であり、第２は、４個の矩形状のルマサンプルに
対するクロマサンプルの位置である。
【００１５】４：２：２クロマフォーマットを４：２：
０フォーマットに変換するには、クロマサンプルを係数
２で縦方向にサブサンプリングし、その後に残りのサン
プルを半ルマサンプル距離だけ下方にシフトしなければ
ならない。
０フォーマットに変換するには、クロマサンプルを係数
２で縦方向にサブサンプリングし、その後に残りのサン
プルを半ルマサンプル距離だけ下方にシフトしなければ
ならない。
【００１６】４：２：０クロマフォーマットを４：２：
２フォーマットに変換するには、クロマサンプルを先ず
係数２で縦方向にアップサンプリングし、その後に２個
のクロマサンプルをルマサンプルと同じ縦方向位置に半
サンプル距離だけ上方にシフトしなければならない。
２フォーマットに変換するには、クロマサンプルを先ず
係数２で縦方向にアップサンプリングし、その後に２個
のクロマサンプルをルマサンプルと同じ縦方向位置に半
サンプル距離だけ上方にシフトしなければならない。
【００１７】サブサンプリング及びアップサンプリング
は、１個のクロマサンプルを間引くか、又は１個のクロ
マサンプルを線形補間するだけで実行される。ノイズの
影響を少なくするために、ローパスフィルタが通常用い
られ、高周波ノイズをフィルタにより除去している。
は、１個のクロマサンプルを間引くか、又は１個のクロ
マサンプルを線形補間するだけで実行される。ノイズの
影響を少なくするために、ローパスフィルタが通常用い
られ、高周波ノイズをフィルタにより除去している。
【００１８】クロマサンプル位置のシフトは線形位相Ｆ
ＩＲフィルタによって実行することが出来る。１９７５
年に出版されたＯｐｐｅｎｈｅｉｍの「Digital Signal
Processing」 によれば、（Ｎ−１）／２サンプリング
距離の位相シフトは、次の特性を有するＦＩＲフィルタ
によって与えられる。
ＩＲフィルタによって実行することが出来る。１９７５
年に出版されたＯｐｐｅｎｈｅｉｍの「Digital Signal
Processing」 によれば、（Ｎ−１）／２サンプリング
距離の位相シフトは、次の特性を有するＦＩＲフィルタ
によって与えられる。
【００１９】ｈ（ｎ）＝ｈ（Ｎ−１−ｎ） ここで、Ｎはフィルタのサンプリング点の数である。換
言すれば、それはフィルタのタップの数である。従っ
て、それはＮタップＦＩＲフィルタと呼ばれる。この特
性は、このＦＩＲフィルタはそのサンプルの中心に関し
て対称であることを意味している。Ｎが偶数の値であれ
ば、位相シフト（Ｎ−１）／２は整数ではなく、所望の
半サンプル距離のシフトを包含している。
言すれば、それはフィルタのタップの数である。従っ
て、それはＮタップＦＩＲフィルタと呼ばれる。この特
性は、このＦＩＲフィルタはそのサンプルの中心に関し
て対称であることを意味している。Ｎが偶数の値であれ
ば、位相シフト（Ｎ−１）／２は整数ではなく、所望の
半サンプル距離のシフトを包含している。
【００２０】例として、Ｎ＝４とする。図５は位相シフ
ト演算を示している。ｆ（ｙ）で示す原サンプルは、４
タップ対称フィルタＨ｛ｈ（０），ｈ（１），ｈ
（２），ｈ（３）｝によりフィルタされている。ｇ
（ｙ’）で示すその結果得られるサンプルは、ｆ（ｙ）
の縦方向位置に対して下方に１．５サンプル距離だけシ
フトされている。即ち、ｙ'＝ｙ＋１．５である。
ト演算を示している。ｆ（ｙ）で示す原サンプルは、４
タップ対称フィルタＨ｛ｈ（０），ｈ（１），ｈ
（２），ｈ（３）｝によりフィルタされている。ｇ
（ｙ’）で示すその結果得られるサンプルは、ｆ（ｙ）
の縦方向位置に対して下方に１．５サンプル距離だけシ
フトされている。即ち、ｙ'＝ｙ＋１．５である。
【００２１】ｆ（ｙ＋１）をシフトすべき原サンプルと
すると、ｇ（ｙ’）はｆ（ｙ＋１）に対して半サンプル
距離の下方シフトを有している。即ち、ｙ’＝（ｙ＋
１）＋０．５である。ｆ（ｙ＋２）をシフトすべき原サ
ンプルとすると、ｇ（ｙ’）はｆ（ｙ＋２）に対して半
サンプル距離の上方シフトを有している。即ち、ｙ’＝
（ｙ＋２）−０．５である。従って、４タップ対称フィ
ルタを原クロマグリッドの異なった位置に置くことによ
って、上方又は下方のサンプル距離のシフトを実現する
ことが出来る。これが本発明のフィルタの設計に用いら
れた機構である。
すると、ｇ（ｙ’）はｆ（ｙ＋１）に対して半サンプル
距離の下方シフトを有している。即ち、ｙ’＝（ｙ＋
１）＋０．５である。ｆ（ｙ＋２）をシフトすべき原サ
ンプルとすると、ｇ（ｙ’）はｆ（ｙ＋２）に対して半
サンプル距離の上方シフトを有している。即ち、ｙ’＝
（ｙ＋２）−０．５である。従って、４タップ対称フィ
ルタを原クロマグリッドの異なった位置に置くことによ
って、上方又は下方のサンプル距離のシフトを実現する
ことが出来る。これが本発明のフィルタの設計に用いら
れた機構である。
【００２２】
【作用】本発明は、後述の例に示すように、変換すべき
クロマフォーマットデータがインターレースされている
データか否かを判断し、インターレースされていないデ
ータの場合は、ノンインターレース用フィルタを用いて
変換し、インターレースされている場合は、更に奇数フ
ィールドか偶数フィールドかを判断し、奇数フィールド
の場合は、奇数フィールド用フィルタを用いて変換し、
偶数フィールドの場合は、偶数フィールド用フィルタを
用いて変換する。
クロマフォーマットデータがインターレースされている
データか否かを判断し、インターレースされていないデ
ータの場合は、ノンインターレース用フィルタを用いて
変換し、インターレースされている場合は、更に奇数フ
ィールドか偶数フィールドかを判断し、奇数フィールド
の場合は、奇数フィールド用フィルタを用いて変換し、
偶数フィールドの場合は、偶数フィールド用フィルタを
用いて変換する。
【００２３】クロマフォーマット変換の作用は、インタ
ーレース画像及びノンインターレース画像に対して同じ
ではない。それらを別々に扱う。
ーレース画像及びノンインターレース画像に対して同じ
ではない。それらを別々に扱う。
【００２４】本明細書に於けるフィルタは４タップ対称
線形位相ＦＩＲフィルタであり、それは次式（数１）の
ように表される。
線形位相ＦＩＲフィルタであり、それは次式（数１）の
ように表される。
【００２５】
【数１】
【００２６】Ａ）ノンインターレース画像 ノンインターレース画像に対しては、サブサンプリング
及びアップサンプリングの処理はビデオフレームの奇数
フィールドと偶数フィールドの差を考慮すること無く直
接実行することが出来る。 １）４：２：２から４：２：０へのサブサンプリング ノンインターレース画像に対する４：２：２から４：
２：０クロマフォーマットへのサブサンプリング演算を
図６に示す。４：２：０サンプルｇ（ｙ’）は、４個の
クロマサンプルｆ（ｙ−１）、ｆ（ｙ）、ｆ（ｙ＋１）
及びｆ（ｙ＋２）から導き出される。ｇ（ｙ’）の位置
は、４：２：２画像内のｆ（ｙ）のクロマサンプル位置
に対して半ルマサンプル距離だけ下方である。サブサン
プリング演算の必要性に基づいて、ｙは奇数の値のみを
取ることができ、４：２：０画像が４：２：２画像から
係数２によりサブサンプリングされるようになる。ｇ
（ｙ’）のサブサンプリング値は次式（数２）により計
算することが出来る。
及びアップサンプリングの処理はビデオフレームの奇数
フィールドと偶数フィールドの差を考慮すること無く直
接実行することが出来る。 １）４：２：２から４：２：０へのサブサンプリング ノンインターレース画像に対する４：２：２から４：
２：０クロマフォーマットへのサブサンプリング演算を
図６に示す。４：２：０サンプルｇ（ｙ’）は、４個の
クロマサンプルｆ（ｙ−１）、ｆ（ｙ）、ｆ（ｙ＋１）
及びｆ（ｙ＋２）から導き出される。ｇ（ｙ’）の位置
は、４：２：２画像内のｆ（ｙ）のクロマサンプル位置
に対して半ルマサンプル距離だけ下方である。サブサン
プリング演算の必要性に基づいて、ｙは奇数の値のみを
取ることができ、４：２：０画像が４：２：２画像から
係数２によりサブサンプリングされるようになる。ｇ
（ｙ’）のサブサンプリング値は次式（数２）により計
算することが出来る。
【００２７】
【数２】
【００２８】これは次の４タップフィルタマスクとして
表すことが出来る。
表すことが出来る。
【００２９】
【数３】
【００３０】このフィルタマスクの実際のアプリケーシ
ョンに於いては、このフィルタマスクと画像サンプルの
畳込みの結果はフィルタマスクの各要素の合計により更
に除される。この場合、上記合計は２ａ＋２ｂに等し
い。これは、画像エネルギーがフィルタ演算から変化し
ないことを保証するためである。この演算は本明細書で
述べられている全てのフィルタ演算に必要であり、他の
所では特に述べることはしない。 ２）４：２：０から４：２：２へのアップサンプリング ノンインターレース画像に対する４：２：０から４：
２：２クロマフォーマットへのアップサンプリング演算
を図７に示す。４：２：２の奇数フィールドサンプルに
対しては、それらはフィルタ１を用いて、そのフィルタ
をｆ（ｙ）に対して半ルマサンプル距離だけ上方に位置
させて４：２：０サンプルに形成される。Ｉサンプルは
それらの２個の隣接するサンプルから線形補間される。
ｇ（ｙ’Ｏ）の縦方向位置は、４：２：０画像内のｆ
（ｙ）に対して（１／２）ルマサンプル距離だけ上にシ
フトされる。同様に、４：２：２の偶数フィールドサン
プルに対しては、それらはフィルタ２を用いて、そのフ
ィルタを４：２：０画像内のｆ（ｙ）に対して（１／
２）ルマサンプル距離だけ下方に位置させて４：２：０
サンプルに形成される。その結果得られるサンプルｇ
（ｙ’Ｅ）は、原４：２：０画像内のｆ（ｙ）に対して
（１／２）ルマサンプル距離だけ下方の縦方向の位置シ
フトを有している。要するに、４：２：０画像内の各ク
ロマサンプルは、４：２：２画像内の２個のクロマサン
プルを発生する。一方のサンプルは奇数フィールドのも
のであり、（１／２）ルマサンプル距離だけ上方に位置
し、他方のサンプルは偶数フィールドのものであり、原
４：２：０画像内のｆ（ｙ）に対して（１／２）ルマサ
ンプル距離だけ下方に位置している。
ョンに於いては、このフィルタマスクと画像サンプルの
畳込みの結果はフィルタマスクの各要素の合計により更
に除される。この場合、上記合計は２ａ＋２ｂに等し
い。これは、画像エネルギーがフィルタ演算から変化し
ないことを保証するためである。この演算は本明細書で
述べられている全てのフィルタ演算に必要であり、他の
所では特に述べることはしない。 ２）４：２：０から４：２：２へのアップサンプリング ノンインターレース画像に対する４：２：０から４：
２：２クロマフォーマットへのアップサンプリング演算
を図７に示す。４：２：２の奇数フィールドサンプルに
対しては、それらはフィルタ１を用いて、そのフィルタ
をｆ（ｙ）に対して半ルマサンプル距離だけ上方に位置
させて４：２：０サンプルに形成される。Ｉサンプルは
それらの２個の隣接するサンプルから線形補間される。
ｇ（ｙ’Ｏ）の縦方向位置は、４：２：０画像内のｆ
（ｙ）に対して（１／２）ルマサンプル距離だけ上にシ
フトされる。同様に、４：２：２の偶数フィールドサン
プルに対しては、それらはフィルタ２を用いて、そのフ
ィルタを４：２：０画像内のｆ（ｙ）に対して（１／
２）ルマサンプル距離だけ下方に位置させて４：２：０
サンプルに形成される。その結果得られるサンプルｇ
（ｙ’Ｅ）は、原４：２：０画像内のｆ（ｙ）に対して
（１／２）ルマサンプル距離だけ下方の縦方向の位置シ
フトを有している。要するに、４：２：０画像内の各ク
ロマサンプルは、４：２：２画像内の２個のクロマサン
プルを発生する。一方のサンプルは奇数フィールドのも
のであり、（１／２）ルマサンプル距離だけ上方に位置
し、他方のサンプルは偶数フィールドのものであり、原
４：２：０画像内のｆ（ｙ）に対して（１／２）ルマサ
ンプル距離だけ下方に位置している。
【００３１】奇数フィールドサンプルに対しては、位相
シフトを有する線形補間されたサンプルが次式（数４）
により与えられる。
シフトを有する線形補間されたサンプルが次式（数４）
により与えられる。
【００３２】
【数４】
【００３３】上式（数４）は次の３タップフィルタマス
クとして表すことが出来る。
クとして表すことが出来る。
【００３４】
【数５】
【００３５】偶数ラインサンプルに対しては、位相シフ
トを有する線形補間されたサンプルは次式（数６）によ
り与えられる。
トを有する線形補間されたサンプルは次式（数６）によ
り与えられる。
【００３６】
【数６】
【００３７】上式（数６）は次の３タップフィルタマス
クとして表すことが出来る。
クとして表すことが出来る。
【００３８】
【数７】
【００３９】Ｂ）インターレース画像 インターレース画像に対しては、奇数フィールド及び偶
数フィールドのクロマサンプルは異なった時点で形成さ
れるので、それらは別々に処理される。奇数フィールド
サンプルはサブサンプリング又はアップサンプリングさ
れて新しい奇数フィールドサンプルを発生する。偶数フ
ィールドサンプルはサブサンプリング又はアップサンプ
リングされて新しい偶数フィールドサンプルを発生す
る。 １）４：２：２から４：２：０へのサブサンプリング ａ．奇数フィールドサブサンプリング ４：２：０画像の奇数フィールドサンプルは、図８に示
すように４：２：２画像の奇数フィールドサンプルから
サブサンプリングされる。位相シフトフィルタを適用す
るため、Ｉサンプルがそれらの２個の隣接する奇数フィ
ールドサンプルから線形補間される。４：２：０画像内
の、その結果得られる奇数フィールドサンプルが４：
２：２画像内のｆ（ｙ）に対して半サンプル距離の下方
シフトを有するように、フィルタセンタはｆ（ｙ）に対
して半ルマサンプルだけ下方に位置している。変数ｙ
は、（ｙ／２）＋Ｉが奇数となるような値をとる。この
演算は次式（数８）で示すことが出来る。
数フィールドのクロマサンプルは異なった時点で形成さ
れるので、それらは別々に処理される。奇数フィールド
サンプルはサブサンプリング又はアップサンプリングさ
れて新しい奇数フィールドサンプルを発生する。偶数フ
ィールドサンプルはサブサンプリング又はアップサンプ
リングされて新しい偶数フィールドサンプルを発生す
る。 １）４：２：２から４：２：０へのサブサンプリング ａ．奇数フィールドサブサンプリング ４：２：０画像の奇数フィールドサンプルは、図８に示
すように４：２：２画像の奇数フィールドサンプルから
サブサンプリングされる。位相シフトフィルタを適用す
るため、Ｉサンプルがそれらの２個の隣接する奇数フィ
ールドサンプルから線形補間される。４：２：０画像内
の、その結果得られる奇数フィールドサンプルが４：
２：２画像内のｆ（ｙ）に対して半サンプル距離の下方
シフトを有するように、フィルタセンタはｆ（ｙ）に対
して半ルマサンプルだけ下方に位置している。変数ｙ
は、（ｙ／２）＋Ｉが奇数となるような値をとる。この
演算は次式（数８）で示すことが出来る。
【００４０】
【数８】
【００４１】上式（数８）は次の３タップフィルタマス
クとしても表すことが出来る。
クとしても表すことが出来る。
【００４２】
【数９】
【００４３】ｂ．偶数フィールドサブサンプリング ４：２：０画像の偶数フィールドサンプルは、図９に示
すように４：２：２インターレース画像の偶数フィール
ドサンプルからサブサンプリングされる。位相シフトフ
ィルタを適用するため、Ｉサンプルがそれらの２個の隣
接する偶数フィールドサンプルから線形補間される。
４：２：０画像内の、その結果得られる偶数フィールド
サンプルが４：２：２画像内のｆ（ｙ）に対して半サン
プル距離の上方シフトを有するように、フィルタセンタ
はｆ（ｙ）に対して半ルマサンプルだけ上方に位置して
いる。変数ｙは、（ｙ／２）＋Ｉが正の偶数となるよう
な値をとる。この演算は次式（数１０）で示すことが出
来る。
すように４：２：２インターレース画像の偶数フィール
ドサンプルからサブサンプリングされる。位相シフトフ
ィルタを適用するため、Ｉサンプルがそれらの２個の隣
接する偶数フィールドサンプルから線形補間される。
４：２：０画像内の、その結果得られる偶数フィールド
サンプルが４：２：２画像内のｆ（ｙ）に対して半サン
プル距離の上方シフトを有するように、フィルタセンタ
はｆ（ｙ）に対して半ルマサンプルだけ上方に位置して
いる。変数ｙは、（ｙ／２）＋Ｉが正の偶数となるよう
な値をとる。この演算は次式（数１０）で示すことが出
来る。
【００４４】
【数１０】
【００４５】上式（数１０）は次の３タップフィルタマ
スクとして表すことが出来る。
スクとして表すことが出来る。
【００４６】
【数１１】
【００４７】偶数フィールド用のサブサンプリングフィ
ルタは、奇数フィールド用のサブサンプリングフィルタ
のミラーであることが判るであろう。これにより、その
２個のフィルタの係数の１セットのみしか前置フィルタ
リング演算の実行のために記憶しておく必要がないとい
う利点がもたらされる。 ２）４：２：０から４：２：２へのアップサンプリング ａ．奇数フィールドアップサンプリング ４：２：２インターレース画像の奇数フィールドサンプ
ルは、図１０に示すように４：２：０画像の奇数サンプ
ルからアップサンプリングされる。４：２：０画像内の
１個の奇数サンプルが４：２：２画像内の２個の奇数サ
ンプルを発生する。フィルタ１及びフィルタ２が図１０
に示すように位置を合わされて４：２：０画像上で用い
られる。補間値Ｉはそれらの２個の隣接する奇数サンプ
ルＯから線形補間される。それらの値は次式（数１２）
のように計算される。
ルタは、奇数フィールド用のサブサンプリングフィルタ
のミラーであることが判るであろう。これにより、その
２個のフィルタの係数の１セットのみしか前置フィルタ
リング演算の実行のために記憶しておく必要がないとい
う利点がもたらされる。 ２）４：２：０から４：２：２へのアップサンプリング ａ．奇数フィールドアップサンプリング ４：２：２インターレース画像の奇数フィールドサンプ
ルは、図１０に示すように４：２：０画像の奇数サンプ
ルからアップサンプリングされる。４：２：０画像内の
１個の奇数サンプルが４：２：２画像内の２個の奇数サ
ンプルを発生する。フィルタ１及びフィルタ２が図１０
に示すように位置を合わされて４：２：０画像上で用い
られる。補間値Ｉはそれらの２個の隣接する奇数サンプ
ルＯから線形補間される。それらの値は次式（数１２）
のように計算される。
【００４８】
【数１２】
【００４９】得られるサンプルｇ（ｙ’）は、ｆ（ｙ）
に対して半ルマサンプル距離の上方シフトを有してい
る。他の得られるサンプルｇ（ｙ’＋２）は、ｆ（ｙ）
に対して１．５ルマサンプル距離の下方シフトを有して
いる。第１のアップサンプルされたサンプルｇ（ｙ’）
に対しては、次式（数１３）を用いることが出来る。
に対して半ルマサンプル距離の上方シフトを有してい
る。他の得られるサンプルｇ（ｙ’＋２）は、ｆ（ｙ）
に対して１．５ルマサンプル距離の下方シフトを有して
いる。第１のアップサンプルされたサンプルｇ（ｙ’）
に対しては、次式（数１３）を用いることが出来る。
【００５０】
【数１３】
【００５１】これは次の３タップフィルタマスクとして
表すことが出来る。
表すことが出来る。
【００５２】
【数１４】
【００５３】第２のアップサンプリングされたサンプル
ｇ（ｙ’＋２）に対しては、次式（数１５）を用いるこ
とが出来る。
ｇ（ｙ’＋２）に対しては、次式（数１５）を用いるこ
とが出来る。
【００５４】
【数１５】
【００５５】上式（数１５）は次の２タップフィルタマ
スクとして表すことが出来る。
スクとして表すことが出来る。
【００５６】
【数１６】
【００５７】このフィルタマスクは値ａ及びｂからは独
立している。このことは、異なった値ａ及びｂは異なっ
た実行で用いられるであろうが、フィルタは固定されて
いるので、望ましい特徴である。 ｂ．偶数フィールドアップサンプリング ４：２：２インターレース画像の偶数フィールドサンプ
ルは、図１１に示すように４：２：０画像の偶数サンプ
ルからアップサンプリングされる。４：２：０画像内の
１個の偶数サンプルが４：２：２画像内の２個の偶数サ
ンプルを発生する。フィルタ１及びフィルタ２が図１１
に示すように位置を合わされて４：２：０画像上で用い
られる。補間値Ｉはそれらの２個の隣接する偶数サンプ
ルＥから線形補間される。それらの値は次式（数１７）
のように計算される。
立している。このことは、異なった値ａ及びｂは異なっ
た実行で用いられるであろうが、フィルタは固定されて
いるので、望ましい特徴である。 ｂ．偶数フィールドアップサンプリング ４：２：２インターレース画像の偶数フィールドサンプ
ルは、図１１に示すように４：２：０画像の偶数サンプ
ルからアップサンプリングされる。４：２：０画像内の
１個の偶数サンプルが４：２：２画像内の２個の偶数サ
ンプルを発生する。フィルタ１及びフィルタ２が図１１
に示すように位置を合わされて４：２：０画像上で用い
られる。補間値Ｉはそれらの２個の隣接する偶数サンプ
ルＥから線形補間される。それらの値は次式（数１７）
のように計算される。
【００５８】
【数１７】
【００５９】得られるサンプルｇ（ｙ’）は、ｆ（ｙ）
に対して半ルマサンプル距離の上方シフトを有してい
る。他の得られるサンプルｇ（ｙ’＋２）は、ｆ（ｙ）
に対して１．５ルマサンプル距離の下方シフトを有して
いる。第１のアップサンプルされたサンプルｇ（ｙ’）
に対しては、次式（数１８）を用いることが出来る。
に対して半ルマサンプル距離の上方シフトを有してい
る。他の得られるサンプルｇ（ｙ’＋２）は、ｆ（ｙ）
に対して１．５ルマサンプル距離の下方シフトを有して
いる。第１のアップサンプルされたサンプルｇ（ｙ’）
に対しては、次式（数１８）を用いることが出来る。
【００６０】
【数１８】
【００６１】これは次の２タップフィルタマスクとして
表すことが出来る。
表すことが出来る。
【００６２】
【数１９】
【００６３】このフィルタマスクは値ａ及びｂからは独
立している。更に、それが実行を簡略化出来るように、
それはｆ（２ｙ＋１）用のフィルタのミラーである。
立している。更に、それが実行を簡略化出来るように、
それはｆ（２ｙ＋１）用のフィルタのミラーである。
【００６４】第２のアップサンプリングされたサンプル
ｇ（ｙ’＋２）に対しては、次式（数２０）を用いるこ
とが出来る。
ｇ（ｙ’＋２）に対しては、次式（数２０）を用いるこ
とが出来る。
【００６５】
【数２０】
【００６６】上式（数２０）は次の３タップフィルタマ
スクとして表すことが出来る。
スクとして表すことが出来る。
【００６７】
【数２１】
【００６８】このフィルタはｆ（２ｙ＋１）に用いられ
るフィルタのミラーである。
るフィルタのミラーである。
【００６９】要するに、本発明者らは、ＭＰＥＧ−２の
クロマフォーマットの定義に適合した４：２：２及び
４：２：０クロマフォーマット間の変換のための７種類
の異なったフィルタを開発した。これらの７種のフィル
タのうち、３対はそれらのフィルタサンプルの中心に関
してミラーの関係にある。従って、４：２：２と４：
２：０との間のクロマフォーマット変換の全ての場合を
満足させ得るのは４種のフィルタのみである。
クロマフォーマットの定義に適合した４：２：２及び
４：２：０クロマフォーマット間の変換のための７種類
の異なったフィルタを開発した。これらの７種のフィル
タのうち、３対はそれらのフィルタサンプルの中心に関
してミラーの関係にある。従って、４：２：２と４：
２：０との間のクロマフォーマット変換の全ての場合を
満足させ得るのは４種のフィルタのみである。
【００７０】
【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００７１】図１は、本発明にかかる一実施例のクロマ
フォーマット変換の方法を実現するためのビデオ符号化
システムの概要を示すブロック図である。すなわち、
４：２：２と４：２：０との間のクロマフォーマット変
換のためのサブサンプリングフィルタ６１及びアップサ
ンプリングフィルタ６８、並びにビデオコーディングシ
ステムを形成するＭＰＥＧ−２エンコーダ６３及びデコ
ーダ６６を示す。
フォーマット変換の方法を実現するためのビデオ符号化
システムの概要を示すブロック図である。すなわち、
４：２：２と４：２：０との間のクロマフォーマット変
換のためのサブサンプリングフィルタ６１及びアップサ
ンプリングフィルタ６８、並びにビデオコーディングシ
ステムを形成するＭＰＥＧ−２エンコーダ６３及びデコ
ーダ６６を示す。
【００７２】図１において、オリジナル入力ビデオ信号
６０は、４：２：２クロマフォーマットであり、開発さ
れたサブサンプリング及び位相シフトフィルタ６１（詳
細は図２参照）により４：２：０クロマフォーマット６
２に変換される。その後、４：２：０ビデオ６２はＭＰ
ＥＧ−２エンコーダ６３によりコード化され、ＭＰＥＧ
−２ビデオビットストリーム６４を発生する。ビットス
トリーム６４はデジタル記憶媒体に記憶されるか、又は
デジタルネットワークに送られる。受信ビットストリー
ム６５はＭＰＥＧ−２デコーダ６６により復号され、再
構成された４：２：０クロマフォーマットビデオ信号６
７が出力される。この信号６７は最終的に、アップサン
プリング及び位相シフトフィルタ６８（詳細は図３参
照）により変換されて４：２：２クロマフォーマットビ
デオ信号６９に戻される。本実施例では、基本の４タッ
プフィルタは［１７７１］に選択されている、即ち、ａ
＝１、ｂ＝７とされている。
６０は、４：２：２クロマフォーマットであり、開発さ
れたサブサンプリング及び位相シフトフィルタ６１（詳
細は図２参照）により４：２：０クロマフォーマット６
２に変換される。その後、４：２：０ビデオ６２はＭＰ
ＥＧ−２エンコーダ６３によりコード化され、ＭＰＥＧ
−２ビデオビットストリーム６４を発生する。ビットス
トリーム６４はデジタル記憶媒体に記憶されるか、又は
デジタルネットワークに送られる。受信ビットストリー
ム６５はＭＰＥＧ−２デコーダ６６により復号され、再
構成された４：２：０クロマフォーマットビデオ信号６
７が出力される。この信号６７は最終的に、アップサン
プリング及び位相シフトフィルタ６８（詳細は図３参
照）により変換されて４：２：２クロマフォーマットビ
デオ信号６９に戻される。本実施例では、基本の４タッ
プフィルタは［１７７１］に選択されている、即ち、ａ
＝１、ｂ＝７とされている。
【００７３】図２は、４：２：２から４：２：０へのサ
ブサンプリング処理のオペレーショナルダイアグラムを
示している。入力１は、ＣＣＩＲ６０１仕様書に適合し
ている４：２：２クロマサンプルである。入力１は先ず
インターレース検出器２により検出され、インターレー
ス画像及びノンインターレース画像用の別々のサブサン
プリングフィルタに向けられる。この４：２：２画像が
ノンインターレースであるならば、ライン４を介して４
タップ線形位相ＦＩＲフィルタ１０に連結され、その出
力が４：２：０クロマサンプル１３となる。
ブサンプリング処理のオペレーショナルダイアグラムを
示している。入力１は、ＣＣＩＲ６０１仕様書に適合し
ている４：２：２クロマサンプルである。入力１は先ず
インターレース検出器２により検出され、インターレー
ス画像及びノンインターレース画像用の別々のサブサン
プリングフィルタに向けられる。この４：２：２画像が
ノンインターレースであるならば、ライン４を介して４
タップ線形位相ＦＩＲフィルタ１０に連結され、その出
力が４：２：０クロマサンプル１３となる。
【００７４】一方、この４：２：２画像がインターレー
スであるならば、ライン３を介してフィールドスプリッ
タ５に連結され、そこで奇数フィールド６及び偶数フィ
ールド７に分離される。奇数フィールドサンプル６は３
タップフィルタ８によりサブサンプリングされ、その出
力は４：２：０奇数フィールドサンプル１１となる。偶
数フィールドサンプル７は３タップフィルタ９によりサ
ブサンプリングされ、その出力は４：２：０偶数フィー
ルドサンプル１２となる。
スであるならば、ライン３を介してフィールドスプリッ
タ５に連結され、そこで奇数フィールド６及び偶数フィ
ールド７に分離される。奇数フィールドサンプル６は３
タップフィルタ８によりサブサンプリングされ、その出
力は４：２：０奇数フィールドサンプル１１となる。偶
数フィールドサンプル７は３タップフィルタ９によりサ
ブサンプリングされ、その出力は４：２：０偶数フィー
ルドサンプル１２となる。
【００７５】ＭＰＥＧ−２コーディングプロセスのため
に、分離された偶数４：２：０及び奇数４：２：０は、
１個の画像としてマージされること無く直接用いること
が出来る。これにより後段のコーディングプロセスが簡
略化される。
に、分離された偶数４：２：０及び奇数４：２：０は、
１個の画像としてマージされること無く直接用いること
が出来る。これにより後段のコーディングプロセスが簡
略化される。
【００７６】図３は、４：２：０から４：２：２へのク
ロマフォーマットをアップサンプルするオペレーショナ
ルダイアグラムを示している。入力２０は４：２：０ク
ロマ画像であり、先ずインターレース検出器２１により
検出される。この入力画像がインターレース画像である
ならば、ライン２２を介してフィールドスプリッタ２４
に連結され、そこで奇数フィールド２５及び偶数フィー
ルド２６に分離される。奇数フィールド２５は、３タッ
プフィルタ２７によりアップサンプリングされ奇数フィ
ールドの奇数ライン３１を発生し、また２タップフィル
タ２８によりアップサンプリングされ奇数フィールドの
偶数ライン３２を発生する。これらの両出力は、フィー
ルドマージャー３５に送られ、その出力が奇数フィール
ドサンプル３７となる。
ロマフォーマットをアップサンプルするオペレーショナ
ルダイアグラムを示している。入力２０は４：２：０ク
ロマ画像であり、先ずインターレース検出器２１により
検出される。この入力画像がインターレース画像である
ならば、ライン２２を介してフィールドスプリッタ２４
に連結され、そこで奇数フィールド２５及び偶数フィー
ルド２６に分離される。奇数フィールド２５は、３タッ
プフィルタ２７によりアップサンプリングされ奇数フィ
ールドの奇数ライン３１を発生し、また２タップフィル
タ２８によりアップサンプリングされ奇数フィールドの
偶数ライン３２を発生する。これらの両出力は、フィー
ルドマージャー３５に送られ、その出力が奇数フィール
ドサンプル３７となる。
【００７７】同様にして、偶数フィールド２６は３タッ
プフィルタ２９及び２タップフィルタ３０に送られる。
フィルタ２９は偶数フィールドの奇数ライン３３を出力
し、フィルタ３０は偶数フィールドの偶数ライン３４を
出力する。ライン３３及び３４の出力はフィールドマー
ジャー３６に送られ、そこでマージされ偶数フィールド
サンプル３８を形成する。奇数フィールドサンプル３７
及び偶数フィールドサンプル３８は別のフィールドマー
ジャー３９により最終的にマージされ、完全なインター
レース４：２：２クロマ画像４０を発生する。
プフィルタ２９及び２タップフィルタ３０に送られる。
フィルタ２９は偶数フィールドの奇数ライン３３を出力
し、フィルタ３０は偶数フィールドの偶数ライン３４を
出力する。ライン３３及び３４の出力はフィールドマー
ジャー３６に送られ、そこでマージされ偶数フィールド
サンプル３８を形成する。奇数フィールドサンプル３７
及び偶数フィールドサンプル３８は別のフィールドマー
ジャー３９により最終的にマージされ、完全なインター
レース４：２：２クロマ画像４０を発生する。
【００７８】一方、入力２０がノンインターレース画像
であるならば、ライン２３を介して２個の３タップフィ
ルタ４１，４２に送られる。フィルタ４１は奇数フィー
ルドサンプル４３を発生し、フィルタ４２は偶数フィー
ルドサンプル４４を発生する。その後、それらはフィー
ルドマージャー４５によりマージされ、完全なノンイン
ターレース４：２：２クロマ画像４６を発生する。
であるならば、ライン２３を介して２個の３タップフィ
ルタ４１，４２に送られる。フィルタ４１は奇数フィー
ルドサンプル４３を発生し、フィルタ４２は偶数フィー
ルドサンプル４４を発生する。その後、それらはフィー
ルドマージャー４５によりマージされ、完全なノンイン
ターレース４：２：２クロマ画像４６を発生する。
【００７９】図２に示すインターレース検出器２は、入
力された４：２：２画像データの統計的な解析だけで実
現され得る。又、図３に示すインターレース検出器２１
は、デコードされたビットストリームからの画像コーデ
ィングパラメータから実現され得る。
力された４：２：２画像データの統計的な解析だけで実
現され得る。又、図３に示すインターレース検出器２１
は、デコードされたビットストリームからの画像コーデ
ィングパラメータから実現され得る。
【００８０】冒頭で述べたように、４：２：２と４：
２：０との間のクロマフォーマット変換のためのＭＰＥ
Ｇ−２プロジェクトのテストモデル５で定義されたフィ
ルタのセットがある。残念ながら、それらはＭＰＥＧ−
２クロマフォーマットの最終的な定義には適合していな
い。それにもかかわらず、このフィルタセットを本発明
の効果を評価する基準として用いる。
２：０との間のクロマフォーマット変換のためのＭＰＥ
Ｇ−２プロジェクトのテストモデル５で定義されたフィ
ルタのセットがある。残念ながら、それらはＭＰＥＧ−
２クロマフォーマットの最終的な定義には適合していな
い。それにもかかわらず、このフィルタセットを本発明
の効果を評価する基準として用いる。
【００８１】このフィルタセットはインターレース画像
変換のためのものであり、本発明により設計されたフィ
ルタと対応させて（表１）に示す。この表では、本発明
によるフィルタはＮｅｗフィルタと表されており、テス
トモデル５によるフィルタはＴＭ５フィルタと表されて
いる。
変換のためのものであり、本発明により設計されたフィ
ルタと対応させて（表１）に示す。この表では、本発明
によるフィルタはＮｅｗフィルタと表されており、テス
トモデル５によるフィルタはＴＭ５フィルタと表されて
いる。
【００８２】
【表１】
【００８３】（表１）の２種類のフィルタのフィルタマ
スクから、新しい前置フィルタは、より短いフィルタ長
という意味から実現がより容易であることが判る。後置
フィルタについては、新しいフィルタはＴＭ５より少し
だけ長い。ＳＮＲに関して「flower」シーケンスの１フ
レームに適用されたこれら２種類のフィルタの性能を表
２に示す。試験は次のように行われる。先ず、原４：
２：２flowerフレームが４：２：０にサブサンプリング
される。その後に、この４：２：０画像が直接アップサ
ンプリングされ、その４：２：２画像を再構成する。再
構成誤りはノイズとされ、原４：２：２画像と比較され
る。結果を（表２）にＳＮＲ（ｄＢ）で示す。
スクから、新しい前置フィルタは、より短いフィルタ長
という意味から実現がより容易であることが判る。後置
フィルタについては、新しいフィルタはＴＭ５より少し
だけ長い。ＳＮＲに関して「flower」シーケンスの１フ
レームに適用されたこれら２種類のフィルタの性能を表
２に示す。試験は次のように行われる。先ず、原４：
２：２flowerフレームが４：２：０にサブサンプリング
される。その後に、この４：２：０画像が直接アップサ
ンプリングされ、その４：２：２画像を再構成する。再
構成誤りはノイズとされ、原４：２：２画像と比較され
る。結果を（表２）にＳＮＲ（ｄＢ）で示す。
【００８４】
【表２】
【００８５】このＳＮＲ測定は、新しいフィルタセット
から再構成された４：２：２画像ではＳＮＲが約１．２
ｄＢも改善されていることを示している。カスケードコ
ーディングが用いられる場合には、新しいフィルタから
の結果はＭＰＥＧ−２国際規格に規定されたクロマフォ
ーマットの定義に適合しているので、品質の改善は更に
高くなることが期待される。
から再構成された４：２：２画像ではＳＮＲが約１．２
ｄＢも改善されていることを示している。カスケードコ
ーディングが用いられる場合には、新しいフィルタから
の結果はＭＰＥＧ−２国際規格に規定されたクロマフォ
ーマットの定義に適合しているので、品質の改善は更に
高くなることが期待される。
【００８６】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、クロマフォーマット変換演算を４：２：２と
４：２：０の２種のクロマフォーマットの定義に厳密に
適合して実行することができるという長所を有する。
発明は、クロマフォーマット変換演算を４：２：２と
４：２：０の２種のクロマフォーマットの定義に厳密に
適合して実行することができるという長所を有する。
【図１】本発明にかかる一実施例のクロマフォーマット
変換の方法を実現するためのビデオ符号化システムの概
要を示すブロック図である。
変換の方法を実現するためのビデオ符号化システムの概
要を示すブロック図である。
【図２】同実施例における４：２：２から４：２：０へ
のサブサンプリングフィルタを示すブロック図である。
のサブサンプリングフィルタを示すブロック図である。
【図３】同実施例における４：２：０から４：２：２へ
のアップサンプリングフィルタを示すブロック図であ
る。
のアップサンプリングフィルタを示すブロック図であ
る。
【図４】対応するルマサンプルについての４：２：２ク
ロマフォーマット及び４：２：０クロマフォーマットの
定義を示す図である。
ロマフォーマット及び４：２：０クロマフォーマットの
定義を示す図である。
【図５】同実施例における４タップ対称フィルタの位相
シフト演算を示す図である。
シフト演算を示す図である。
【図６】同実施例におけるノンインターレース画像のサ
ブサンプリング処理を示す図である。
ブサンプリング処理を示す図である。
【図７】同実施例におけるノンインターレース画像のア
ップサンプリングを示す図である。
ップサンプリングを示す図である。
【図８】同実施例におけるインターレース画像のための
奇数フィールドサブサンプリング演算を示す図である。
奇数フィールドサブサンプリング演算を示す図である。
【図９】同実施例におけるインターレース画像のための
偶数フィールドサブサンプリング演算を示す図である。
偶数フィールドサブサンプリング演算を示す図である。
【図１０】同実施例におけるインターレース画像の奇数
フィールドアップサンプリング演算を示す図である。
フィールドアップサンプリング演算を示す図である。
【図１１】同実施例におけるインターレース画像の偶数
フィールドアップサンプリング演算を示す図である。
フィールドアップサンプリング演算を示す図である。
２、２１ インターレース検出器 ５、２４ フィールドスプリッタ ８、９、２７、２９、４１、４２ ３タップフィルタ １０ ４タップ線形位相ＦＩＲフィルタ ２８、３０ ２タップフィルタ ３５、３６、３９、４５ フィールドマージャー ６１ サブサンプル・位相シフトフィルタ ６３ ＭＰＥＧ−２符号器 ６６ ＭＰＥＧ−２復号器 ６８ アップサンプル・位相シフトフィルタ
Claims (13)
- 【請求項１】 変換すべきクロマフォーマットデータが
インターレースされているデータか否かを判断し、イン
ターレースされていないデータの場合は、ノンインター
レース用フィルタを用いて変換し、インターレースされ
ている場合は、更に奇数フィールドか偶数フィールドか
を判断し、前記奇数フィールドの場合は、奇数フィール
ド用フィルタを用いて変換し、前記偶数フィールドの場
合は、偶数フィールド用フィルタを用いて変換すること
を特徴とするクロマフォーマット変換の方法。 - 【請求項２】 ノンインターレース用フィルタ、奇数フ
ィールド用フィルタ、及び偶数フィールド用フィルタ
は、それぞれ４：２：２クロマフォーマットデータに対
してサブサンプリング及び位相シフトの演算を行うこと
により、前記４：２：２クロマフォーマットデータを
４：２：０クロマフォーマットデータへ変換することを
特徴とする請求項１記載のクロマフォーマット変換の方
法。 - 【請求項３】 ノンインターレース用フィルタ、奇数フ
ィールド用フィルタ、及び偶数フィールド用フィルタ
は、それぞれ４：２：０クロマフォーマットデータに対
してアップサンプリング及び位相シフトの演算を行うこ
とにより、前記４：２：０クロマフォーマットデータを
４：２：２クロマフォーマットデータへ変換することを
特徴とする請求項１記載のクロマフォーマット変換の方
法。 - 【請求項４】 位相シフトの演算は、対称的フィルタサ
ンプルを有する線形位相ＦＩＲフィルタにより実行さ
れ、半サンプル距離位相シフトを与えるために、偶数タ
ップ線形位相ＦＩＲフィルタが用いられることを特徴と
する請求項２、又は３記載のクロマフォーマット変換の
方法。 - 【請求項５】 偶数タップ線形位相ＦＩＲフィルタは、
一般マスクフォーム［ａ，ｂ，ｂ，ａ］（ａ及びｂは２
個の任意の整数）で表すことのできる４タップを有し、
その４タップ線形位相ＦＩＲフィルタが前記クロマフォ
ーマット変換のためのデマンデッドフィルタを得る基礎
として用いられるフィルタであることを特徴とする請求
項４記載のクロマフォーマット変換の方法。 - 【請求項６】 ノンインターレース用フィルタはＦＩＲ
フィルタのサブセットであって、そのサブセットは１個
のサブサンプリングフィルタ、又は２個のアップサンプ
リングフィルタを有することを特徴とする請求項１記載
のクロマフォーマット変換の方法。 - 【請求項７】 サブサンプリングフィルタは４タップ線
形位相ＦＩＲフィルタ［ａ，ｂ，ｂ，ａ］であり、その
フィルタは４：２：２クロマフォーマット画像内の所定
位置のサンプルに対して下方に半ルマ（輝度）サンプル
距離に位置していることを特徴とする請求項６記載のク
ロマフォーマット変換の方法。 - 【請求項８】 アップサンプリングフィルタは３タップ
フィルタであり、第１のフィルタは４：２：２画像の奇
数フィールドサンプルを発生する［２ａ＋ｂ，３ｂ＋
ａ，ａ］であり、第２のフィルタは４：２：２画像の偶
数フィールドサンプルを発生する［ａ，３ｂ＋ａ，２ａ
＋ｂ］であり、これらの２個のフィルタはそれらの中心
サンプルに関してミラーの関係にあることを特徴とする
請求項６記載のクロマフォーマット変換の方法。 - 【請求項９】 奇数フィールド用フィルタ及び偶数フィ
ールド用フィルタはＦＩＲフィルタのサブセットであっ
て、そのサブセットは２個のサブサンプリングフィル
タ、又は４個のアップサンプリングフィルタを有するこ
とを特徴とする請求項１記載のクロマフォーマット変換
の方法。 - 【請求項１０】 サブサンプリングフィルタは３タップ
フィルタであり、第１の３タップフィルタ［ａ，３ｂ＋
ａ，２ａ＋ｂ］は４：２：２の奇数サンプルをサブサン
プリングして４：２：０の奇数サンプルを発生するのに
用いられ、第２の３タップフィルタ［２ａ＋ｂ，３ｂ＋
ａ，ａ］は４：２：２の偶数サンプルをサブサンプリン
グして４：２：０の偶数サンプルを生成するのに用いら
れ、前記第１の３タップフィルタは前記第２の３タップ
フィルタのミラーであることを特徴とする請求項９記載
のクロマフォーマット変換の方法。 - 【請求項１１】 アップサンプリングフィルタは、４個
のうち２個が奇数フィールドアップサンプリングのため
のフィルタであり、残りの２個が偶数フィールドアップ
サンプリングのためのフィルタであることを特徴とする
請求項９記載のクロマフォーマット変換の方法。 - 【請求項１２】 奇数フィールドアップサンプリングの
ためのフィルタは、２個のうち一方が３タップフィルタ
［２ａ＋ｂ，５ａ＋７ｂ，ａ］であり、もう一方が２タ
ップフィルタ［５，３］であることを特徴とする請求項
１１記載のクロマフォーマット変換の方法。 - 【請求項１３】 偶数フィールドアップサンプリングの
ためのフィルタは、２個のうち一方が３タップフィルタ
［ａ，５ａ＋７ｂ，２ａ＋ｂ］であり、もう一方が２タ
ップフィルタ［３，５］であることを特徴とする請求項
１１記載のクロマフォーマット変換の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16390094A JP2933487B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | クロマフォーマット変換の方法 |
| US08/502,278 US5650824A (en) | 1994-07-15 | 1995-07-13 | Method for MPEG-2 4:2:2 and 4:2:0 chroma format conversion |
| EP19950111102 EP0692915A3 (en) | 1994-07-15 | 1995-07-14 | Process for converting from an MPEG-2 4: 2: 2 format to an MPEG-2 4: 2: 0 format |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16390094A JP2933487B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | クロマフォーマット変換の方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0833002A true JPH0833002A (ja) | 1996-02-02 |
| JP2933487B2 JP2933487B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=15782961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16390094A Expired - Fee Related JP2933487B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | クロマフォーマット変換の方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5650824A (ja) |
| EP (1) | EP0692915A3 (ja) |
| JP (1) | JP2933487B2 (ja) |
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