JP2001527351A - 低ノイズ符号化／復号化の装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 適応形ディジタル画像プロセッサ（２２）がＭＰＥＧ２エンコーダ（２４）に先行している。画像プロセッサ（２２）は、放送用または蓄積用の高解像度（１画像につき１９２０ｘ１０８０の解像度）のビデオ信号を受信して、この信号を適応的に低域フィルタで瀘波する。ビデオ信号は低域２次元フィルタ（２２３）で処理され、符号化によるアーティファクトおよびそれと関連するノイズを排除する。次にビデオ信号は、水平方向にダウン‐サンプル（２２６）され、比較低解像度のハイブリッド信号（１画像につき１２８０ｘ１０８０画素）を発生する。受像機はこのハイブリッド信号を復号化し復元する。ハイブリッド信号は既存のハードウクェアと変更されたソフトウェアを使用して、その元の解像度にアップ‐サンプルされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】産業上の利用分野 本発明は、ディジタルビデオ・エンコーダに必要な帯域幅を縮小するための画
像圧縮に関する。

【０００２】発明の背景 米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）は、Ｇｒａｎｄ Ａｌｌｉａｎｃｅ（ＧＡ）よ
り提案されたディジタル高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）の標準を承認して米
国におけるディジタル地上テレビジョン放送への道を開いた。ＧＡのＨＤＴＶシ
ステムはＭＰＥＧ２ビデオ圧縮標準を採用した。詳細については、「インフォメ
ーション・テクノロジィ‐動画および関連するオーディオ情報の一般的符号化：
ビデオ」ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８‐２：１９９６（Ｅ）を参照のこと。現代の
高度なビデオ圧縮方法、例えば、ソース処理、動き評価と圧縮、変換表示と統計
的符号化、を利用して、ＭＰＥＧ圧縮方式は伝送ビットレートを５０分の１以上
の率で圧縮することができる。１秒間のフル（ｆｕｌｌ）ＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅ
ｆｉｎｉｔｉｏｎ）信号は圧縮前に約１０万ビットを必要とする。ＧＡの仕様書
で提案されたように、毎秒６０フィールドで１９２０ｘ１０８０ピクセル（ｐｉ
ｘｅｌ：画素）の画像は、ディジタル放送用に毎秒１８メガビットに圧縮される
。

【０００３】 ＧＡビデオ圧縮システムは通常、２つの主要なサブシステム（プレプロセッサ
とＭＰＥＧビデオ・エンコーダ）から成り、その後に出力バッファが続く。プレ
プロセッサへの入力はＲＧＢ形式のアナログ・ビデオである。プレプロセッサ（
ｐｒｅ−ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）は入力信号をディジタル化し、各カラー成分につ
いてガンマ補正を行ない、撮像カメラの非線形応答を補償する。ガンマ補正は、
圧縮された画像、特に画像の暗い部分、に含まれている量子化雑音の可視性を減
少させる。次に、プレプロセッサは、ディジタル化され且つガンマ補正されたＲ
ＧＢサンプルをＳＭＰＴＥ２４０Ｍ ＹＣ１Ｃ２カラー・スペース（ｃｏｌｏｒ
ｓｐａｃｅ）に変換する。最後に、その結果生じるクロミナンス成分はサブサ
ンプル（ｓｕｂ−ｓａｍｐｌｅ）され、４：２：０のディジタル・ビデオ入力信
号を形成する。今述べた仕事に加えて、プレプロセッサは画像の変換も行う。例
えば、ディジタル衛星放送システムで、ビデオ信号は水平方向にライン当り７２
０画素からライン当り５４４画素にデシメート（ｄｅｃｉｍａｔｅ）され、必要
とされる帯域幅を更に減少させる。このビデオ信号はＭＰＥＧ２ビデオ・エンコ
ーダに送られる。

【０００４】 ＭＰＥＧ２ビデオエンコーダは、フレーム間の時間的冗長性とフレーム内の空
間的冗長性をある程度除去することにより、入力ディジタルビデオ信号を圧縮す
る。一般に、圧縮を行うには、上述したようにいくつかの異なる技術を連続的に
利用する。量子化精度を調節することにより、エンコーダは圧縮されたビットス
トリームをアプリケーションで指定されるあらゆるレート（ｒａｔｅ）で発生す
ることができる。ＭＰＥＧ２システムにおける量子化は、元の画像情報あるいは
動き評価からの残存情報である、データブロックのＤＣＴ（離散コサイン変換）
係数に基づいて行われる。量子化マトリックスをスケーラブル量子化ステップ・
ザイズと組み合わせて使用し、量子化器は送信用の各ＤＣＴブロックからＤＣＴ
係数のうちほんの小部分（ｓｍａｌｌ ｆｒａｃｔｉｏｎ）だけを選択して量子
化し、その結果、データは著しく減らされる。量子化マトリックスは、ＤＣＴ係
数の統計的分布とビデオ信号の内容により、フレームをベース（ｂａｓｅ）とし
て変えることができる。１フレーム内の異なる領域について、マクロブロックの
複雑性に基づき量子化ステップ・サイズをスケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）する
ことにより、各マクロブロック毎に微調整することができる。一定の出力ビット
レートについて、出力バッファはエンコーダで使用される制御信号を供給し、特
定のフレームについて量子化ステップ・サイズを調節し、利用できる帯域幅内で
量子化解像度を最大にする。

【０００５】 理想的には、ビデオ圧縮システムは、画像が再構成され表示されたときに失わ
れていることが視聴者に気づかれない高周波成分を除去する。残りの低周波成分
は、利用できる帯域幅内で適合するように量子化される。信号に導入される量子
化雑音も、画像の再構成時に視聴者に気づかれないものでなければならない。し
かしながら、実際のシステムでは、送信しようとする情報と利用できる帯域幅に
対する量子化ステップ・サイズとの間にトレードオフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）が
なされる。もしシステムが量子化のために係数を十分に低下（ｄｒｏｐ）させな
ければ、システムは量子化ステップ・サイズを増大させ、その結果、再構成され
た画像にブロック状のアーティファクト（ｂｌｏｃｋｙ ａｒｔｉｆａｃｔ）を
生じる。もし圧縮処理の間に画像があまりにも多くの高周波情報を失うならば、
再構成された画像には他の顕著なエッジ・アーティファクトが含まれる。

【０００６】 また、各フレーム間の量子化の相違により、１画像グループ（Ｇｒｏｕｐ Ｏ
ｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ：ＧＯＰ）内の各フレームには変動する高周波成分が含まれ
る。例えば、Ｉフレームは、符号化の間、高周波係数がかなり低下され、それに
対し、ＰフレームとＢフレームは、Ｉフレームで低下されたものに相当する高周
波成分を保持する。高周波情報は、互いを再構成するために使用されたフレーム
間で異なるので、再構成されたＧＯＰにはアーティファクトが含まれれる。

【０００７】 これらの問題は、現在定められているＧＡシステム内で起こる。ＨＤ画像信号
を更に圧縮すれば、表示される画像の質が低下するだけである。トランスポンダ
で一度に送信できる番組は１つだけなので、衛星放送のプロバイダはＨＤ信号を
送信することを好まない。今のところ、２つの番組を同時に１つの衛星チャンネ
ル（例えば、２４ＭＨｚ４‐ＰＳＫ変調）に適合させるのに十分なだけＨＤ番組
を圧縮すると、視聴者にとって受け入れられない画質となる。したがって、チャ
ンネルの使用が能率的でないので、衛星放送のプロバイダはＨＤＴＶを放送する
ことをためらっている。同様に、地上放送のプロバイダは、ＳＤ（Ｓｔａｎｄａ
ｒｄ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：標準精細度）番組がいくつか存在できる１つのチ
ャンネルを１つの番組が独占する場合にはＨＤ番組をフルに提供する約束をため
らっている。

【０００８】発明の概要 本発明の原理に従い、ディジタル画像プロセッサは、ビデオ信号のタイプを識
別し、元の信号形式を必要に応じて異なる形式に選択的に変換する。変換された
信号は瀘波され、必要に応じて元の形式に再変換される。瀘波された信号は、比
較的低い解像度に変換され、目標のビットレートに圧縮される。最後に、圧縮さ
れた信号は出力データ・チャンネルに送られる。

【０００９】発明の実施の形態 本発明の原理による装置を備えるＭＰＥＧ２エンコーダは、エンコーダの前に
２次元の（例えば、垂直方向と水平方向の）フィルタを備えている。エンコーダ
と、出力バッファとフィルタはそれぞれ、総合能率を改善するために他の装置で
利用される情報を発生する。このような情報は、例えば、画像の動き、画像のコ
ントラスト、量子化マトリックスの選択、スケール・ファクタの選択、各装置か
らのビットレート、画像のテクスチャ（ｉｍａｇｅ ｔｅｘｔｕｒｅ）などに関
する。この情報は、符号化処理を監督するコントローラによって、あるいは装置
内に在る個々のコントローラによって、装置間に伝達される。

【００１０】 コントローラは入来する情報を評価し、１画像グループ、１フレーム、または
１部分フレームにわたる共通性（ｃｏｍｍｏｎａｌｔｙ）を識別する。これはそ
の画像グループ、フレームあるいは部分フレームを目標のビットレーレに能率的
に符号化するためにフィルタおよび／またはエンコーダの動作を変更するために
有利に使用することができる。一般に、エンコーダを調節するよりもフィルタを
調節するほうが誘発されるノイズが少ないので、フィルタが調節される。また、
このフィルタは実際には、１組のフィルタであって、必要に応じて、個々のフィ
ルタ係数を調節することにより、最大限の融通性が得られる。これらのフィルタ
は、反折返し（ａｎｔｉ‐ａｌｉａｓｉｎｇ）水平低域フィルタ、垂直低域フィ
ルタ、および２次元低域フィルタであって、通常、今挙げた順に配置される。コ
ントローラは受信した情報を現在のフィルタ／エンコーダのセットアップと対照
して評価し、１つまたはそれ以上の支配的な共通性に従って、１つまたはそれ以
上のフィルタの調節および／またはエンコーダの調節を行う。最終結果として、
入力信号はフィルタにより低域瀘波され、これによって一般にエンコーダは、一
様に符号化されているデータの支配的な共通性に関連して、１画像グループ、１
フレーム、または部分フレームにわたり画像を一様に符号化することができる。

【００１１】 符号化された信号は、利用できる帯域幅で送信され、次に再構成され、別のや
り方では存在していたであろうアーティファクトなしに表示される。画像当りフ
レーム１９２０ｘ１０２０の画素を有する高精細度信号の場合、水平解像度は、
瀘波以後で且つ符号化前で、ライン当り１２８０画素に減少され、送信された信
号の帯域幅を更に減少させる。その結果として、僅かなソフトウェアの変更によ
りＨＤ受像機が受信し復号化しそして表示することのできるハイブリッド画像解
像度が生じる。

【００１２】 本発明によるビデオ圧縮システムの例示的な構成を図１に示す。入力ビデオ信
号は映画検出器２０により受信される。検出器２０は、受信された信号が、テレ
シネ方式により毎秒２４フレームから毎秒３０フレームに再フォーマット化され
た映画（フィルム）信号であるかどうか識別する。再フォーマット化された映画
信号は、以下に述べるように、適応形画像プロセッサ２２の適正なセクションに
送られる。もし入力信号が再フォーマット化された映画信号でなければ、この信
号は適応形画像プロセッサ２２の別のセクションに進む。テレシネ映画信号の識
別は既知の方法で行われる。

【００１３】 プロセッサ２２は、コントローラ２８を介して出力バッファ２６とＭＰＥＧ２
エンコーダ２４から制御情報を受け取り、画像フレームを瀘波して、エンコーダ
２４がその画像フレームを、利用できるビットレートの範囲内にあり且つ顕著な
アーティファクトから免れるように、能率的に符号化できるようにする。プロセ
ッサ２２は、平均ビットレートに制約されるＭＰＥＧ２符号化ビットストリーム
の再構成された画像の質を改善するために必要とされる２つの次元（２‐Ｄ：例
えば、水平方向と垂直方向）でこの信号を瀘波する。目標はソースの局所的２‐
Ｄ周波数の内容を変更し、画像の鮮鋭度および符号化アーティファクトに関して
、再構成されたＭＰＥＧ２画像にもっとも害の少ない方法でＭＰＥＧ２符号化能
率を改善することである。

【００１４】 ２Ｄ（２次元）フィルタは画像を低域瀘波する。最適には、除去される高周波
情報は冗長性のものであるか、あるいは視聴者に目立たないものである。実際上
、望ましいビットレートを達成するために、視聴者に目立つ高周波情報はある程
度除去される。ＭＰＥＧ２符号化の前にプロセッサ２２を備えるシステムが発生
する画像は以下に述べるように、プロセッサ２２のないシステムよりも優れてい
る。

【００１５】 瀘波された信号はＭＰＥＧ２エンコーダ２４で符号化される。エンコーダ２４
は、コントローラ２８を介して、プロセッサ２２と出力バッファ２６から画像パ
ラメータを受け取り、利用できるビットレートに従うようＭＰＥＧ２圧縮を調節
する。圧縮はＧＡ仕様書に記述されているように行れる。エンコーダ２４は圧縮
されたデータを出力バッファ２６に送る。バッファ２６より、圧縮されたデータ
は所定のレートで供給され、トランスポート符号化され変調され、そして既知の
信号処理技術を使用して、送信チャンネルを経由して送信される。変調に先立ち
、圧縮された信号は統計的マルチプレクサに送られ、単一のチャンネルで送信す
るための多数の番組を多重化される。バッファ２６以後の信号処理装置はよく知
られているので、図面を簡略化するために、図１に示されていない。

【００１６】 ビデオ圧縮システムは、いかなるタイプのビデオ信号でも受け入れるように構
成することができる。図１のシステムは、既知の工業標準に従ってフォーマット
化されたテレビジョン（カメラ）番組と映画（フィルム）番組の両方を受け入れ
るように構成される。１つの一般的な構成は、例えば「発明の背景」で述べたよ
うに、図１のシステムがプレプロセッサからの出力を受け取ることであろう。シ
ステムは、適正なハードウェアおよび／またはソフトウェアを付け加えることに
より、他のタイプのビデオ信号も受け入れるように構成できる。このような構成
は図１を簡略化するために図示されていない。

【００１７】 映画検出器２０は、符号化能率を改善するために使用することができる、入力
信号における或る関係の存在を認識する：（タイプ１）毎秒６０フィールド飛越
し走査されたソース、（タイプ２）毎秒６０フィールド飛越し走査された毎秒３
０フレームの映画、（タイプ３）毎秒６０フィールド飛越し走査された毎秒２４
フレームの映画、（タイプ４）順次走査されたソース、（タイプ５）毎秒６０フ
レーム順次走査された毎秒３０フレームの映画、および（タイプ６）毎秒６０フ
レーム順次走査された毎秒２４フレームの映画。検出は外部からの制御信号（図
示せず）に応答して行われ、あるいは現在の標準精細度（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄ
ｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：ＳＤ）ＭＰＥＧ２エンコーダに使用されているような既知
の技術により行われる。信号形式(フォーマット)の情報は、以下に述べるように
、信号と共に適応形画像プロセッサ２２に送られる。また、映画検出器２０は、
信号が飛越し走査タイプのものであるかそれとも順次走査タイプのものであるか
を検出し、その情報をプロセッサ２２に送る。これらの走査タイプは例示的なも
のであり、プロセッサ２２を通して信号が方向づけされるパラメータを定める。
その他のフィールド／フレームレートで実施することもできる。

【００１８】 適応形画像プロセッサ２２は、エンコーダ２４で圧縮されるデータの量を減ら
すいくつかのプログラム可能な機能を遂行する。プロセッサ２２は、各フレーム
に作用し、処理されたフレームは最適に符号化され、視聴者に目立つノイズを除
去しまたは大いに減少させる。一般に、プロセッサ２２は、変動する空間的２Ｄ
(２次元)低域フィルタと見なされる。各画像フレームを空間的にダウン‐サンプ
ル（ｄｏｗｎ−ｓａｍｐｌｅ）し、信号から選択された２Ｄ高周波成分を適応的
に瀘波するからである。この適応的瀘波は、一連のフレームにわたって、単一の
フレームについて、あるいは各画素毎に、調節することができ、処理済みフレー
ムを形成する。

【００１９】 プロセッサ２２は、いかなるタイプの信号についても符号化を容易にすること
ができる。しかしながら、この実施例では、プロセッサ２２はＧＡ仕様書で定め
られるＨＤデータで動作するようにプログラムされる。これは、画像当り１９２
０ｘ１０８０画素かまたは画像当り１２８０ｘ７２０画素にすることができる。
ＧＡ仕様書によれば、各ＨＤ形式は、放送用に毎秒約１８メガビットを必要とす
る。説明を簡略化するために、１９２０ｘ１０８０形式だけを詳細に説明する。
この説明は、１２８０ｘ７２０形式あるいは他のいかなる形式(フォーマット)に
ついても等しく当てはまる。

【００２０】 図２は、適応形画像プロセッサ２２の詳細を示す。動き検出器２０から受信さ
れる信号形式情報に依り、画像信号はコントローラ２８（図１）により飛越し走
査／順次走査変換器２２１（タイプ１）、デテレシネ装置２２２（タイプ２、３
）に送られ、あるいは未変更（タイプ４−６）を通って空間的帯域制限低域フィ
ルタ２２３に送られる。フィルタ２２３は、装置２２１と２２２が信号を処理し
た後で、これらの装置の出力を受け取る。

【００２１】 もし画像信号の形式に６０Ｈｚの飛越しフィールドが含まれていれば、変換器
２２１はその信号を受信し、その信号を毎秒６０フレームの割合で順次フレーム
に変換する。順次フレームは各フレーム内にすべての画像情報を含んでいる。典
型的に、順次走査信号を瀘波しても、飛越し走査信号のフィールド情報を瀘波す
るときに生じるようなアーティファクトを生じない。変換器２２１は既知の方法
を利用して、飛越しフィールドを順次フレームに変換する。

【００２２】 デテレシネ（ｄｅ‐ｔｅｌｅｃｉｎｅ）装置２２２は、６０Ｈｚ飛越し走査さ
れた映画の冗長フィールドを除去し、元の順次走査された映画を再構成する。こ
の順次形式により、後に続く垂直低域瀘波は動きのアーティファクトを免れるこ
とができる。もし映画ソース（タイプ２またはタイプ３）の入力がタイプ１のソ
ース（ｓｏｕｒｃｅ）として処理されたなら、垂直低域瀘波により、映画ソース
の素材（ｍａｔｅｒｉａｌ）を検出して適正に処理するＭＰＥＧ２エンコーダの
性能は低下する。符号化能率も低下する。装置２２２は信号を順次形式に変換し
、冗長フィールド／フレームを除去してから瀘波する。冗長情報は異なって瀘波
されることもあるからである。瀘波する前に冗長情報を除去しないと、この情報
は瀘波後には同じものではなくなり、エンコーダはこの信号をタイプ２／３の信
号として認識しないこともある。そうなれば、エンコーダは、冗長のため除去さ
れたであろう情報を符号化することになる。

【００２３】 また、プロセッサ２２の設計は、装置２２２から単一の出力クロックを供給す
ることにより簡略化される。もし装置２２２が出力として順次フィルム画像を毎
秒２４フレームおよび毎秒３０フレームの割合で供給するならば、２個の出力ク
ロックおよびサポート回路が必要となる。

【００２４】 最初に毎秒３０フレーム順次形式で発生された信号はフィルタ２２３に直接達
する。フィルタ２２３は、完成した画像フレームとして表されるビデオ情報を期
待している。空間的低域フィルタ２２３は実際には１組のフィルタである。例え
ば、第１のフィルタは反折り返し水平低域フィルタである。第２のフィルタは垂
直低域フィルタである。最後のフィルタは前述した２Ｄ低域フィルタである。各
フィルタ・タップの係数は、図１に見られるように、エンコーダ２４とバッファ
２６からの制御情報に従って適応的に設定される。順次信号は水平方向に低域瀘
波され、サンプルレート（ｓａｍｐｌｅ ｒａｔｅ）変換器２２６における後続
のダウン・サンプリング（ｄｏｗｎ ｓａｍｐｌｉｎｇ）からの折返しを除去す
る。ライン当り１９２０画素の最終水平出力は、あとで述べるように、ライン当
り１２８０画素になる。最後の信号内の折返し雑音を除去するために、低域フィ
ルタ２２３はライン当り６４０サイクルのカットオフ周波数を有する。装置２２
３内に含まれている水平反折返しフィルタは、以下のタップ係数を有する１７タ
ップの有限インパルス応答（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ
：ＦＩＲ）フィルタである： ［ｆ０，ｆ１,...，ｆ１５，ｆ１６］＝［−４，１０，０，−３０，４８，０，
−１２８，２７６，６８０，２７６，−１２８，０，４８，−３０，０，１０，
−４]／１０２４

【００２５】 ビットレートを減らしてＨＤビデオ信号を符号化すると、通常、ビデオ信号の
帯域幅を更に減らすために付加的な垂直低域瀘波を必要とする。ＭＰＥＧ符号化
以前に垂直高周波エネルギを除去することは、受け入れられる総合画質を達成す
るために必要である。最高位相感度の垂直周波数領域が減衰される。垂直カット
オフ周波数はナイキスト周波数の或る端数に設定される。例えば、或るビデオ素
材について適正なカットオフ周波数はＨＤ入力信号のライン周波数の約２分の１
である。１０８０ライン／画像高さ（ｌ／ｐｈ（ｐｉｃｔｕｒｅ ｈｅｉｇｈｔ
））を有するＨＤ信号の場合、これは５４０（ｌ／ｐｈ）のカットオフに相当す
る。この周波数はプログラム可能であり、プログラム可能なカットオフ周波数は
、図１のエンコーダ２４およびバッファ２６より得られるパラメータからコント
ローラ２８によって定められる（すなわち、望ましいビットレート、量子化マト
リックスなど）。装置２２３内に含まれる垂直低域フィルタは、以下の係数を有
する１７タップＦＩＲフィルタである： ［ｆ０，ｆ１,...，ｆ１５，ｆ１６］＝［−４，−７，１４，２８，−２７， −８１，３７，３１６，４７２，３１６，３７，−８１，−２７，２８，１４，
−７，−４］／１０２４

【００２６】 これに代るものとして、カットオフ周波数はＳＤ信号のライン周波数に等しい
かまたはその２倍になる。一般に、垂直低域フィルタは水平反折返しフィルタの
後に続く。

【００２７】 プロセッサ２２は、垂直デシメーション（ｄｅｃｉｍａｔｉｏｎ）よりむしろ
垂直瀘波を行い、それにより一様な垂直解像度を維持する。現在、飛越し走査ビ
デオ信号についてはデシメーションよりも瀘波のほうが好まれる。飛越し走査画
像シークェンスについて垂直ライン解像度を変換することは複雑なハードウェア
とソフトウェアを必要とし、その結果、受像機のコストが高くなる。垂直サンプ
ルレートの変換は、タップの複雑性が増大しそれとナイキスト・サンプリング（
オーバーサンプリングなし）とが相俟って、垂直高周波性能を弱める。現在、受
像機のコストを考慮すると、アーティファクトと符号化ビットレートを低減させ
るために垂直解像度を低下させることは思いとどまらせられる。上述した垂直低
域フィルタの代りに、現在の垂直サンプルレート変換器の技術を使用することに
より、表示画像は著しく劣化される。しかしながら、能率的で且つコスト面で効
果的な垂直サンプルレート変換器を、本発明の原理から離れることなく、ここで
述べた垂直フィルタの代りに使用することができる。

【００２８】 水平および垂直低域フィルタの係数は、ソフトウェアによって変更することが
でき、再構成された画像にアーティファクトを発生することなく目標のビットレ
ートを達成するために、もし必要ならば、画素レベルに利用される。一般に、フ
レームに基づく係数の変更で十分である。比較的遅いプロセッサの場合、代りの
方法は、それらのフィルタについていくつかの異なる係数の組を予めプログラム
し、処理されている画像情報について最も適切な組を選択することである。適応
形フィルタの融通性は比較的大きいので、システム全体は、適応形フィルタのな
いシステムと比較して、アーティファクトの少ないデータストリームを発生する
ことができる。

【００２９】 装置２２３によって信号が水平および垂直方向に低域瀘波された後で、コント
ローラ２２８は、量子化雑音を著しく導入せずに信号をフレームに基づきエンコ
ーダ２４で一様に符号化することができるかどうか確かめる。そうであれば、以
下に述べるように、信号はその形式に依り装置２２４、２２５または２２６に進
む。しかしながら、符号化処理により信号中にノイズおよび／またはアーティフ
ァクトが導入されそうであれば、更に適応形瀘波を行うために信号は装置２２３
内の２次元低域フィルタに送られる。プロセッサ２２、エンコーダ２４、および
出力バッファ２６（図１）からの制御パラメータによって、コントローラ２８（
または装置２２３内の個別のユニット・コントローラ）は、更なる瀘波が必要か
どうか確かめる。この判定を行うために使用される制御パラメータは、例えば、
動きおよびコントラストの測定値、利用できる量子化テーブル（表）、符号化能
率および現在の目標ビットレートである。

【００３０】 装置２２３内の２Ｄフィルタは、水平方向または垂直方向だけでなく、主とし
て斜め方向に沿って、画像フレームからの高周波情報を低減させる。人間の目は
斜め方向と比較して、垂直方向と水平方向における高周波ノイズに非常に敏感で
ある。エンコーダ２４による一様な量子化を可能にするために斜め方向に高周波
情報を十分に除去すると、その結果、観察できるノイズの少ない、より良質の信
号を生じる。斜めフィルタは、以前のすべての瀘波と同様に、画像フレーム全体
について動作し、プログラム可能である。

【００３１】 斜めフィルタ（ｄｉａｇｏｎａｌ ｆｉｌｔｅｒ）は、エンコーダ内の量子化
マトリックスと両立できる。量子化マトリックスはしばしば、Ｉフレームの量子
化についてダイヤモンド形のマトリックスを使用する。しかしながら、これらの
マトリックスはしばしばノイズを誘発する。何故ならば、ＢフレームとＰフレー
ムはエンコーダ２４内で生じる圧縮／動き補償処理の間、高周波成分を保持する
他のタイプの量子化マトリックスを使用するからである。プロセッサ２２のフィ
ルタが各画像フレームから高周波情報を除去してから、ＭＰＥＧ２エンコーダ２
４は、動き評価回路内でＩ、ＰおよびＢフレームの中へデータを処理する。した
がって、一般に、高周波成分は、ＩフレームとＰおよびＢフレームから除去され
る。再構成のとき、画像は通常、ＭＰＥＧ２符号化により生じるアーティファク
トから免れる。

【００３２】 図１に関して述べると、実際上、プロセッサ２２により一定のフレームを瀘波
する前に、コントローラ２８は信号のパラメータ（例えば、動き、コントラスト
など）を評価し、そして、必要とされる斜め瀘波を含む装置２２３内のすべての
フィルタの係数設定を確認する。一定のフレームの濾波処理の間、コントローラ
２８はプロセッサ２２、エンコーダ２４およびバッファ２６から信号のパラメー
タを監視し、必要に応じて係数を変更し、最小限度のアーティファクト／ノイズ
で目標ビットレートを維持する。各フレームは、最新の信号パラメータの基づい
て瀘波され圧縮のためにエンコーダ２４に送られ、それから、後続する情報がフ
ィルタ２２３の中に入力されると、バッファ２６に送られる。

【００３３】 信号が毎秒２４フレームの映画信号として発生されると、この瀘波済み信号は
３：２プルダウン装置２２４に加えられる。装置２２４は選択されたフレームを
複製して、毎秒３０フレームの出力信号を供給する。これは既知の方法で行われ
る。次に、信号は装置２２４から水平ダウン・サンプリング変換器２２６に進む
。

【００３４】 フィールド・サブ‐サンプリング装置２２５は、フィルタ２２３からの順次信
号を、順次走査形式から飛越し走査形式に変換する。この変換は既知の方法で行
われる。飛越し形式へ戻る変換がなければ、装置２２１からの順次フレームレー
トは６０Ｈｚなので、その信号の中には２倍の量のデータが含まれる。飛越し走
査された信号は変換器２２６に加えられる。

【００３５】 サンプルレート変換器２２６は、フィルタ２２３から直接に、毎秒３０フレー
ムの割合で順次信号を受け取る。また、装置２２４と２２５は、上述のように、
信号を変換器２２６に供給する。変換器２２６はＨＤ信号を、選択された伝送形
式にダウン・サンプルする。この形式は標準的な形式である必要はない。望まれ
るいかなる画像比およびフレーム・サイズでもよい。しかしながら、非標準的な
形式は受像機の変更を必要とする。

【００３６】 変換器２２６が１９２０ｘ１０８０のＧＡＨＤＴＶ信号を受信すると、変換器
２２６はその水平情報をダウン・サンプルし、１２８０ｘ１０８０のハイブリッ
ド画素フレーム形式を出力する。ＧＡＨＤＴＶと互換性のある受像機は、１９２
０ｘ１０８０画素および１２８０ｘ７２０画素を含む画像フレームを受信するこ
とができる。したがって、ＧＡと互換性の受像機は、１２８０画素の水平解像度
および１０８０画素の垂直解像度をサポートするよう変更される。互換性の受像
機のハードウェアは、垂直解像度の増加に関連して水平画素１２８０を水平画素
１９２０にアップ・サンプルする。しかしながら、画像フレーム解像度１２８０
ｘ１０８０画素（水平ｘ垂直）を、定められた形式として受信するのにＧＡに従
う受像機は必要とされずプログラムもされない。ハードウェアはこの解像度を受
信し復号化するために使用できるが、復号化して水平解像度だけを増加させるた
めにサポート用のソフトウェアを付け加えなければならない。ソフトウェアを追
加することは、他の非標準的なフォーマットのために必要とされる新しいハード
ウェアを再設計し且つ追加することに比較して、簡単であり且つ安上りである。

【００３７】 プロセッサ２２はハイブリッドの１２８０ｘ１０８０形式を供給する。何故な
ら、現在の表示技術では、ライン当り１９２０画素の解像度を表示することはで
きないからである。現在のところ、最良のテレビジョン・モニタが表示できる解
像度はライン当り約１２００〜１３００画素までにすぎない。したがって、水平
方向の出力解像度をライン当り１２８０画素に制限することは、画質にほとんど
悪影響を及ぼさない。既存の復号化および復元用の受像機ハードウェアによって
サポートされる表示解像度（１２８０ｘ１０８０）を発生することにより、ソフ
トウェアの変更だけが必要なので、受像機製造者のうけるインパクトは最小であ
る。ある種の、例えば衛星放送用の受像機の場合、ソフトウェアの変更は、衛星
リンクを経由して、ダウンロードし且つ遠隔的にインストールすることができる
。これらの受像機では、サービス技術者が関与する必要はない。

【００３８】 地上および衛星番組のプロバイダはＨＤ番組を放送したがらないので、ハイブ
リッド形式は有利である。衛星トランスポンダは約２４Ｍビット／秒（Ｍｂｐｓ
）のデータストリームを送信する。地上ＨＤＴＶ放送は、１８ＭｂｐｓでのＨＤ
番組を含む１９Ｍｂｐｓまでを、およびその他の情報（例えば、オーディオ、番
組ガイド、条件付きアクセスなど）を、送信することができる。現在の衛星トラ
ンスポンダは各々がせいぜい１つのＨＤＴＶ番組を送ることができ、これでは利
益が十分にあがらないと衛星番組のプロバイダは主張している。水平フレームの
解像度を１９２０から１２８０に低減するだけでは、単一の衛星トランスポンダ
で２つのＨＤ番組を同時に送信するのに十分ではない。プロセッサ２２によって
行われる瀘波は、このような２つのＨＤ送信を単一のチャンネルで可能にするの
で有利である。

【００３９】 プロセッサ２２によって得られる瀘波特性は種々の形状（ダイヤモンド、クロ
ス、双曲線など）を有し、各フィルタの瀘波は斜め方向である。１つの可能な形
状、２Ｄ双曲線、はこのアプリケーションでは特に有利であり、図３に示すよう
な振幅対周波数特性を有する。調節可能フィルタのカットオフ周波数は通例、画
像グループ、フレームあるいは選択された部分フレームがエンコーダ２４により
一様に圧縮されるように設定される。もし必要であれば、付加的な水平および垂
直の高周波情報も瀘波されるが、これは一般に必要とされない。画像の複雑性が
変化するにつれて、あるいは利用できるビットレートが増加するにつれて、斜め
フィルタおよび他の以前のフィルタによって瀘波されるデータの量は減少する。
２Ｄフィルタは、例えば、各方向において１３個のタップ（１３ｘ１３）を有す
る２次元のＦＩＲとして、あるいは２Ｄ無限インパルス応答（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ
Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：ＩＩＲ）フィルタとして、説明すること
ができる。

【００４０】 装置２２３内に含まれる２‐ＤＦＩＲフィルタは、以下のタップ係数を有する
１３ｘ１３タップのフィルタである。 0 0 0 1 -3 5 -5 5 -3 1 0 0 0 0 0 1 -1 -3 9 -11 9 -3 -1 1 0 0 0 1 -1 -4 4 6 -13 6 4 -4 -1 1 0 1 -1 -4 1 14 -13 4 -13 14 1 -4 -1 1 -3 -3 4 14 5 -47 61 -47 5 14 4 -3 -3 5 9 6 -13 -47 -55 193 -55 -47 -13 6 9 5 -5 -11 -13 4 61 193 556 193 61 4 -13 -11 -5 5 9 6 -13 -47 -55 193 -55 -47 -13 6 9 5 -3 -3 4 14 5 -47 61 -47 5 14 4 -3 -3 1 -1 -4 1 14 -13 4 -13 14 1 -4 -1 1 0 1 -1 -4 4 6 -13 6 4 -4 -1 1 0 0 0 1 -1 -3 9 -11 9 -3 -1 1 0 0 0 0 0 1 -3 5 -5 5 -3 1 0 0 0

【００４１】 これらの係数について、ＤＣ利得は１０２４である。これらの係数は八分円の
対称性を呈し、独立した２８個の係数を与える。対称的な係数領域は、調節可能
なフィルタを比較的早くセットアップさせることができる。しかしながら、もし
、例えば、瀘波されている画像または領域が画像の一部分において異なる特性を
呈するならば、各八分円は異なることが起こり得る。

【００４２】 プロセッサ２２のフィルタ応答は、１組の係数毎に、１画素毎に、連続的に変
動することがある。したがって、プロセッサ２２は、以下に述べるように、ビッ
トレートの制約下で良い画質を維持するために、異なる動作パラメータを呈する
。

【００４３】 前述したように、プロセッサ２２は、フィルタの適応性を定めるために使用さ
れるパラメータに依りフィルタを適応的に瀘波するために適応的に変更すること
ができる。例えば、異なる処理のために画像をいくつかの領域に分割するために
画像フレームの変化を利用することができる。支配的なエッジ部は符号化誤差を
その付近においてマスクするので、エッジ部は画像の重要な特徴であり、また画
像領域を定めることができる。肌や空のような、複雑性の低い領域を識別するた
めに比色法が使用される。テクスチャも領域として識別され処理される。テクス
チャは一般にエッジほど重要ではない。テクスチャによって、他の領域よりも多
く瀘波される領域が識別される。また、比較的高い符号化能率を必要とししたが
って比較的瀘波を必要としない、重要な形状や動作を見つけだすために映画的な
構成を使用することができる。一般に、背景は、カメラ光学の被写界深度によっ
て和らげられ、いっそう激しく瀘波される。プロセッサ２２による異なる処理の
ために画像の注目される中心部を定めるためにパンおよび走査情報が使用される
。

【００４４】 エンコーダ２４の動作はＭＰＥＧ２標準と両立できる。エンコーダ２４は、プ
ロセッサ２２が性能を高めるために使用するコントローラ２８を介して情報を提
供する。このような情報には、例えば、ビットレートの情報も含まれる。このビ
ットレートの情報には、ＧＯＰ(１画像グループ)についての平均ビットレート、
フレームのビットレート、およびマクロブロックまたはブロックのビットレート
も含まれる。プロセッサ２２の性能を高める他の情報には、離散コサイン変換の
複雑性、使用されている量子化マトリックスのタイプ、および使用されている量
子化マトリックスのステップ・サイズが含まれる。また、プロセッサ２２は、そ
の動作を調節して符号化性能を改善するためにコントローラ２８を介してエンコ
ーダ２４に情報を提供する。

【００４５】 ＨＤ信号は、既知の技術を使用してトランスポートパケット・データストリー
ムの中に形成された後で、例えば、Ｇｒａｎｄ Ａｌｌｉａｎｃｅ（ＧＡ）の仕
様書に記述されているような既知の方法で受像機に送られる。受像機で完全（ｆ
ｕｌｌ）ＨＤ画素解像度にまでアップ‐サンプリング（ｕｐ−ｓａｍｐｌｉｎｇ
）が要求される場合を除き、プロセッサ２２によって行われる信号処理はＧＡと
互換性のある受像機内のデコーダにとってトランスペアレントである。

【００４６】 受像機で、データストリームは復調され、トランスポートストリームは、既知
の技術を使用してデータパケットおよび番組情報を再生するために処理される。
上述したハイブリッド形式のＨＤ番組の場合、ディスプレイがフル（ｆｕｌｌ）
ＨＤ信号を要求するならば、信号はディスプレイ・プロセッサにおいて水平方向
にアップ・サンプルされる。その画像信号における垂直ラインの数は変更されな
い。これにより、解像度１９２０ｘ１０８０のフルＨＤ信号は、高精細度画像再
生装置による表示のために再構成される。画像表示装置がフルＨＤ信号以下のも
のを要求するならば、画像再構成の間、信号は適正にダウンサンプルされてから
、既知の方法で表示される。ＧＡと互換性のある既存の受像機はハイブリッド信
号を再構成できるようにソフトウェアの変更を必要とする。ソフトウェアの変更
により、ＧＡ標準化モードに割り当てられた水平／垂直ハードウェアおよびソフ
トウェア処理のルーチンが、入来する信号に対し必要に応じて、独立して選択で
きる。

【００４７】 図４は、符号化システムを通るビデオ信号の流れを示すフローチャートである
。ステップ３０で、信号形式が識別され、この識別情報がビデオ信号と共に送ら
れる。形式情報は、例えば、信号が元は毎秒２４フレーム形式を有する映画から
生じたものであるか、そしてその信号が飛越し走査されたものか順次走査された
ものか、を示す。もしそのビデオ信号が飛越し走査されていれば、ステップ３１
で、この信号は毎秒６０フレームの割合で順次信号に変換される。もし信号が３
：２プルダウンにより変換されていれば、ステップ３２で、冗長フレームが除去
される。もし信号がすでにカメラの順次形式になっていれば、信号はステップ３
４のフィルタに直接進む。ステップ３４で、ビデオ信号は空間的に低域瀘波され
る。これには、上述したように、垂直、水平および斜めの瀘波が含まれる。ステ
ップ３１で飛越し走査信号から変換された順次信号は、ステップ３５で、再び変
換されて順次信号に戻される。ステップ３６で、信号は３：２プルダウンを受け
、ステップ３２で以前に削除された冗長フレームに取って代る。ステップ３０か
ら上記のステップ３４へ直接進行しているビデオ信号は、ステップ３４からステ
ップ３８へ直接進行する。ステップ３８で、ステップ３４と３５と３６のうちの
１つからのビデオ信号は、ハイブリッドＨＤ信号の解像度１２８０ｘ１０８０に
サブサンプルされ、または希望により、別の出力形式にサブサンプルされる。ス
テップ４０で、このハイブリッド信号は、前述のように、ＭＰＥＧ２符号化され
る。ステップ４２で、符号化された信号はトランスポート処理され、ステップ４
４で、例えば、ＲＦ地上放送チャンネルのような出力チャンネルを介して送信す
るため、必要に応じて、トランスポート信号は変調される。最後に、ステップ４
６で、変調された信号は送信される。ステップ４２〜４６は既知の方法で行われ
る。

【００４８】 図５は、受像機を通る送信された画像信号の流れを示すフローチャートである
。このフローチャートでは、受信された信号の画像解像度は、上記の１２８０ｘ
１０８０ハイブリッドＨＤ信号であると仮定されている。ステップ５０で、送信
された信号はチューナで受信され復調される。復調された信号は、ステップ５２
でＭＰＥＧ２復号化され復元される。ステップ５４で、信号と共に送られた制御
情報によりビデオ信号の解像度が１画像につき１２８０ｘ１０８０画素であると
確認される。Ｇｒａｎｄ Ａｌｌｉａｎｃｅ ＭＰＥＧ２プロトコルにより、画
像解像度の情報が、送信された信号と共に供給される。一般に、このハイブリッ
ド信号は、他の規定された解像度と同様に、独特の符号によって識別される。ま
た、ハイブリッド信号は、別の方法で、例えば、送信されたデータのユーザ・デ
ータ内の情報によって明確にされる。ステップ５６における表示処理の間に、ハ
イブリッド・ビデオ信号は水平方向に１９２０ｘ１０８０フルＨＤ信号にアップ
サンプルされる。ハイブリッド信号は、前述したように、受像機内に存在するハ
ードウェアとソフトウェアに関連して、新しいソフトウェアでアップサンプルさ
れる。最後に、ステップ５８で、フルＨＤビデオ信号は１９２０ｘ１０８０ディ
スプレイ上で表示される。ステップ５０と５２および５８では既知の方法を使用
する。

【００４９】 上述した装置および方法は、高精細度表示のために改善された画像を再構成す
るためにいくつもの構成で利用することができる。特定のシステムの要件に依っ
て、適応的および非適応的オプションが使用できる。これらのオプションのいく
つかについて以下に説明する。

【００５０】 非適応的方策は、プロセッサ２２のフレーム瀘波を目標ビットレートに設定し
て、すべての画像を一様に処理させることである。別の非適応的方策は、表示画
像の中心が最も興味ある領域であると仮定する。またこれは、画像の周辺は視聴
者にとって比較的興味が少なく且つ重要性も少ないと仮定する。プロセッサ２２
のフィルタの係数は、画素の空間的位置の関数であるパラメータによりコントロ
ーラ２８によって設定される。

【００５１】 適応的オプションは、テクスチャ・モデル・パラメータ、ビデオの局所的変化
、比色法、またはソース画像に基づき測定される画像の複雑性を使用して、画像
をいくつかの領域に分割することである。プロセッサ２２の瀘波特性は異なる領
域について適応的に変更される。

【００５２】 別の方法は、プロセッサ２２の瀘波特性を、実際のビットレートと目標ビット
レートとの相違の関数として適応的に変更することである。この場合、単一のパ
ラメータにより、２‐Ｄ周波数応答に対するフィルタの係数の遷移を調整する。

【００５３】 別の方策は、プロセッサ２２より得られるフィルタの２‐Ｄ周波数応答を、エ
ンコーダ２４で使用される量子化マトリックスと両立するように設計することで
ある。量子化マトリックスは２‐Ｄ形状を有する低域フィルタとして見られる。
この方策では、フィルタの係数値は、量子化マトリックス・ステップ・サイズの
関数である。ステップ・サイズはエンコーダの動作により変更されるので、それ
と対応する変化が、対応するフィルタ係数に対して起こる。

【００５４】 上述したオプションは、本発明の原理を使用しているシステムの融通性を例示
している。このようなシステムは、符号化アーティファクトおよび他のノイズを
削減することによりＭＰＥＧ２圧縮性能を拡張するために、ＭＰＥＧ２レート制
御に関連して動作するのが好ましい。ＨＤＴＶ展開の多能性と経済性は本発明を
使用することにより改善される。直接衛星放送システム（すなわち、２４ＭＨｚ
４‐ＰＳＫ）で１つのトランスポンダによって送信されるＨＤ番組の数は、１つ
の番組から２つの番組に、あるいは多数のＳＤ番組を有する１つのＨＤ番組に、
増加される。本発明の原理に従い、６ＭＨｚの地上放送チャンネルで多数のＳＤ
番組を有する１つのＨＤ番組を送信できる能力が達成できる。以前、放送局は１
つのチャンネルで１つのＨＤ番組を、あるいは１つのチャンネルで多数のＳＤ番
組を、送信することに制限されていた。

【００５５】 本発明は、ＨＤ信号の送信／受信システムに関して説明したが、本発明の原理
は、データ蓄積システムのような、他の装置にも応用できる。ディジタル・ビデ
オディスク（ＤＶＤ）のようなシステムで、ビデオ・データは符号化され、後で
再生するために貯えられる。蓄積媒体の有する利用できる蓄積スペースの量は限
られている。もし符号化された番組、映画または他のビデオ・シークェンスが蓄
積媒体上で利用できるスペースの量を超過すると、番組を適合させるための更な
る符号化／圧縮によって、受け入れられないアーティファクトを生じることもあ
る。上述した発明は、番組がディスクにうまく収まるよう番組を比較的低いビッ
トレートに能率的に符号化するために使用することができる。あるいは、多数の
番組が１枚のディスクに収まるようにすることもできる。テープへのディジタル
蓄積でも上述のような利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるビデオ圧縮器の１つの構成を示す。

【図２】 図１からの装置２２の詳細を示す。

【図３】 装置２２内に含まれる適応形フィルタの１つの可能な応答を示す。

【図４】 本発明を使用する例示的な送信システムの流れ図である。

【図５】 本発明を使用する例示的な受信システムの流れ図である。

【符号の説明】

２０ 映画検出 ２２ 適応形画像プロセッサ ２４ ＭＰＥＧエンコーダ ２６ 出力バッファ ２８ コントローラ

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１１年７月８日（１９９９．７．８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】 符号化された信号は、利用できる帯域幅で送信され、次に再構成され、別のや
り方では存在していたであろうアーティファクトなしに表示される。画像当りフ
レーム１９２０ｘ１０８０の画素を有する高精細度信号の場合、水平解像度は、
瀘波以後で且つ符号化前で、ライン当り１２８０画素に減少され、送信された信
号の帯域幅を更に減少させる。その結果として、僅かなソフトウェアの変更によ
りＨＤ受像機が受信し復号化しそして表示することのできるハイブリッド画像解
像度が生じる。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１月１１日（２０００．１．１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (71)出願人 46，Ｑｕａｉ Ａ， Ｌｅ Ｇａｌｌｏ Ｆ−92648 Ｂｏｕｌｏｇｎｅ Ｃｅｄｅ ｘ Ｆｒａｎｃｅ (72)発明者 マクニーリイ，デイビツド ローウエル アメリカ合衆国 インデイアナ州 インデ イアナポリス ワーブラー・コート 7832 (72)発明者 ベイヤーズ ジユニア，ビリー ウエズリ ー アメリカ合衆国 インデイアナ州 グリー ンフイールド ウツドクレスト・ドライブ 6920 Ｆターム(参考） 5C059 KK03 LA07 LB05 MA00 MA05 MA14 MA23 MC14 ME01 NN21 SS05 TA02 TA06 TA08 TA47 TA69 TB01 TC10 TC24 TC37 UA02

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１と第２の異なる画像形式をそれぞれ呈する第１と第２の
   ビデオ信号を処理する方法であって、前記第１または第２のビデオ信号の存在を
   検出するステップを含み、更に Ａ．前記第１のビデオ信号が検出されたときに、 （ａ）前記第１のビデオ信号を異なる形式に変換して、変換済み信号を発生
   するステップと、 （ｂ）前記変換済み信号を瀘波して、瀘波済み信号を発生するステップと、 （ｃ）前記瀘波済み信号を、前記第１の信号の元の形式に再変換して、再変
   換済み信号を発生するステップと （ｄ）前記再変換済み信号を比較的低い解像度に変換して、比較的低解像度
   の信号を発生するステップと、 （ｅ）前記比較的低解像度の信号を符号化して、符号化済み信号を発生する
   ステップと、 （ｆ）前記符号化済み信号を出力チャンネルに運ぶステップと、から成り、 Ｂ．前記第２のビデオ信号が検出されたときに、 （ｇ） 前記第２のビデオ信号を瀘波して瀘波済み信号を発生するステップ と、 （ｈ）前記瀘波済み信号を比較的低い解像度に変換して、比較的低解像度の
   信号を発生するステップと、 （ｉ）前記比較的低解像度の信号を符号化して、符号化済み信号を発生する
   ステップと、 （ｊ）前記符号化済み信号を出力チャンネルに運ぶステップと、から成る前
   記ビデオ信号処理方法。
2. 【請求項２】 前記第１のビデオ信号が飛越し走査信号であり、且つステッ
   プ（ａ）で前記飛越し走査信号が順次走査信号に変換される、請求項１記載の方
   法。
3. 【請求項３】 前記第１のビデオ信号がテレシネ・フィルムの信号であり、
   且つステップ（ａ）で前記テレシネ・フィルム信号がデテレシネ信号に変換され
   る、請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 前記第２のビデオ信号が順次走査信号である、請求項１記載
   の方法。
5. 【請求項５】 前記瀘波するステップで低域瀘波が行われる、請求項１記載
   の方法。
6. 【請求項６】 前記瀘波するステップで、２次元瀘波が行われる、請求項５
   記載の方法。
7. 【請求項７】 前記瀘波するステップで、４グループの画像と１フレームと
   １部分フレームのうちの１つに調節される適応的瀘波が得られる、請求項１記載
   の方法。
8. 【請求項８】 前記瀘波するステップで、時間的に低域瀘波が行われ、前記
   信号の特性に応答して瀘波特性を適応的に変化させる、請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】 前記瀘波するステップで、空間的に低域瀘波が行われ、前記
   信号の特性に応答して瀘波特性を適応的に変化させる、請求項１記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記符号化するステップがＭＰＥＧ２と互換性のある、請
    求項１記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記比較的低解像度の信号が毎フレーム１２８０ｘ１０２
    ０データサンプルの解像度を有する、請求項１記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記第１と第２のビデオ信号が毎フレーム１９２０ｘ１０
    ８０データサンプルの解像度を有する高精細度信号である、請求項１記載の方法
    。
13. 【請求項１３】 飛越し走査ビデオ信号とテレシネ・フィルム形式信号の何 れか１つを処理する方法であって、 前記飛越し走査ビデオ信号と前記テレシネ・フィルム信号のうち１つの存在を
    検出するステップと、 前記検出された信号を、順次走査信号とデテレシネ信号の何れか１つに変換し
    て、変換済み信号を発生する、ステップと、 前記変換済み信号を瀘波して、瀘波済み信号を発生するステップと、 前記瀘波済み信号を、飛越し走査信号とテレシネ信号の何れか１つに再変換し
    て、再変換済み信号を発生するステップと、 前記再変換済み信号を比較的低い解像度に変換して、比較的低解像度の信号を
    発生するステップと、 前記比較的低解像度の信号を符号化して、符号化済み信号を発生するステップ
    と、 前記符号化済み信号を出力チャネルに運ぶステップと、から成る前記方法。
14. 【請求項１４】 前記瀘波するステップが低域瀘波であり、前記符号化する
    ステップがＭＰＥＧ２符号化である、請求項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記比較的低解像度の信号が毎フレーム１２８０ｘ１０２
    ０データサンプルの解像度を有する、請求項１３記載の方法。
16. 【請求項１６】 非テレシネ式順次走査ビデオ信号を処理する方法であって
    、 前記検出された信号を瀘波して、瀘波済み信号を発生するステップと、 前記瀘波済み信号を比較的低い解像度に変換し、比較的低解像度の信号を発生
    するステップと、 前記比較的低解像度の信号を符号化し符号化済み信号を発生するステップと、 前記符号化済み信号を出力チャンネルに運ぶステップと、から成る前記方法。
17. 【請求項１７】 前記瀘波するステップが低域瀘波であり、且つ前記符号化
    するステップがＭＰＥＧ２符号化である、請求項１６記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記比較的低解像度の信号が毎秒１２８０ｘ１０２０デー
    タサンプルの解像度を有する、請求項１６記載の方法。
19. 【請求項１９】 高精細度ビデオ信号処理システムにおいて、毎フレーム１
    ２８０ｘ１０２０データサンプルの解像度を含む１つ以上の画像解像度を呈する
    、受信されたディジタル・ビデオ信号を処理する方法であって、 前記信号を復号化して、復号化済み信号を発生するステップと、 前記復号化済み信号の画像解像度を確定するステップと、 前記復号化済み信号がライン当り１２８０サンプルの水平画像解像度を有する
    ならば、前記復号化済み信号からの水平情報を異なる解像度に変換して、変換済
    み信号を発生するステップと、 前記変換済み信号を出力装置に運ぶステップと、から成る前記方法。
20. 【請求項２０】 前記変換がアップ・コンバージョンであり、且つ前記異な
    る解像度がライン当り１９８０水平サンプルである、請求項１９記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記変換がダウン‐コンバージョンであり、且つ前記異な
    る解像度が比較的低い解像度である、請求項１９記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記受信されたディジタルビデオ信号がＭＰＥＧ２と互換
    性のある、請求項１９記載の方法。