JP2905234B2 - Image signal band compression transmission device and band compression image signal reception device - Google Patents

Image signal band compression transmission device and band compression image signal reception device

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JP2905234B2
JP2905234B2 JP28799389A JP28799389A JP2905234B2 JP 2905234 B2 JP2905234 B2 JP 2905234B2 JP 28799389 A JP28799389 A JP 28799389A JP 28799389 A JP28799389 A JP 28799389A JP 2905234 B2 JP2905234 B2 JP 2905234B2
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image signal
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純二 熊田
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はテレビジョン信号の帯域圧縮伝送に係り、
特に高品位テレビジョン信号の動き適応型サブサンプル
伝送に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to band compression transmission of television signals.
In particular, it relates to motion adaptive sub-sampling transmission of high definition television signals.

(発明の概要) この発明は高品位テレビジョン信号の帯域圧縮伝送に
関し、高品位テレビジョン信号を動き適応型サブサンプ
ル帯域圧縮して伝送するにあたり、そのサブサンプリン
グをフィールドオフセット・フレーム反転サブサンプリ
ングとするとともに、このサンプリングに先立ち静止画
2次元スペクトルの比較的高域の所定の一部の領域を他
の所定のスペクトル領域に移動せしめている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to band compression transmission of a high definition television signal. In transmitting a high definition television signal after performing motion adaptive subsample band compression, the subsampling is performed by a field offset / frame inversion subsampling. At the same time, prior to this sampling, a predetermined part of a relatively high frequency region of the still image two-dimensional spectrum is moved to another predetermined spectral region.

かくすることにより、静止画でフィールドオフセット
による1/2程度の伝送情報で3/4程度の情報復元が受信側
で可能であり、しかも動き領域の検出も容易に行なえ
る。
By doing so, it is possible for the receiving side to restore about 3/4 of the information of the still image with about 1/2 of the transmission information due to the field offset, and also to easily detect the moving area.

(従来の技術) 広帯域な高品位テレビジョン信号を帯域圧縮して伝送
する方式には、本願人の開発になるMUSE(Multiple Sub
−Nyquist Sampling Encoding)方式があり、その詳細
については文献、二宮他:MUSE方式の開発、NHK技術研
究、Vol.39,No.2,pp.18−53(1987)があり、その後の
この種技術の開発、変形開発のもととなっている。
The (prior art) system for transmitting a wideband high definition television signal band-compressed, MUSE made in the development of this application's (Mu ltiple Sub
-Nyquist Sampling Encoding) method, and the details are described in the literature, Ninomiya et al .: Development of MUSE method, NHK technical research, Vol.39, No.2, pp.18-53 (1987). It is the source of technology development and deformation development.

上記文献記載のMUSE方式は動き適応および動き補償型
のフィールドオフセット、フレームオフセット多重サブ
サンプル帯域圧縮方式で、4MHz以下に折返し歪が混入し
ない領域を設け、この帯域でフレーム間信号による動き
検出を行なっている。この方式はMUSE−E方式と呼ばれ
静止画のサンプリングは4フィールド一巡となってい
る。
The MUSE method described in the above document is a motion adaptive and motion compensation type field offset, frame offset multiplex sub-sample band compression method in which a region where aliasing distortion is not mixed below 4 MHz is provided, and motion detection by inter-frame signals is performed in this band. ing. This method is called a MUSE-E method, and sampling of a still image is performed in four fields.

この方式に対し帯域圧縮度は約1/2に落ちるが静止画
のサンプリングが2フィールド一巡の動き適応型フィー
ルドオフセットサブサンプリング帯域圧縮方式があり、
これはMUSE−T方式とよばれ、MUSE−E方式に比べ画質
を高く保つことができる。
In contrast to this method, there is a motion adaptive field offset sub-sampling band compression method in which the degree of band compression is reduced to about 1/2, but still image sampling is performed in two fields.
This is called the MUSE-T system, and can maintain high image quality as compared with the MUSE-E system.

(発明が解決しようとする課題) 前述のMUSE−T方式では単純にフィールドオフセット
サブサンプリングを行っている(このフィールドオフセ
ットサンプリングによって得られるサンプリングパター
ンを第10図(a)に示す。なお、x0,y0は水平・垂直方
向の原始サンプリング点間の間隔であり、1/周波数で表
している。)が、このサンプリング方式では、サンプリ
ングパターンによって発生するサンプリングキャリアの
配置を時間周波数T=0Hzの面において示す第10図
(b)で、水平・垂直の原始サンプル周期に対応するサ
ンプリングキャリアが構成する格子(第10図(b)中、
X軸・Y軸と、座標(1/x0,0),(−1/x0,0),(0,1/
y0),(0,−1/y0)を通り、X軸・Y軸に平行な直線と
で構成される格子)の中央にサブサンプリングによって
生ずるキャリア(第10図(b)に、二重丸◎で示す)が
存在しているために、折返し歪を避ける必要から伝送で
きる静止画の周波数領域は、サブサンプリングによって
生じたキャリアのない原始サンプリングに対応するナイ
キスト周波数領域の半分(面積比)であり、MUSE−T方
式ではその伝送帯域を水平・垂直二次元スペクトル面で
三角形に帯域制限しているため、静止画で水平・垂直と
もに周波数の高い領域の情報が欠落し、水平周波数が高
い部分の垂直解像度が、また逆に垂直周波数が高い部分
の水平解像度が不足してしまうという問題があった。
(SUMMARY invention) shown in doing simple field offset sub-sampling by the foregoing MUSE-T method (the sampling pattern obtained by the field offset sampling Figure 10 (a). Incidentally, x 0 , y 0 is the interval between the original sampling points in the horizontal and vertical directions and is expressed as 1 / frequency.) In this sampling method, however, the arrangement of the sampling carriers generated by the sampling pattern is determined by the time frequency T = 0 Hz. In FIG. 10 (b), a grid formed by sampling carriers corresponding to horizontal and vertical primitive sample periods (in FIG. 10 (b),
X and Y axes and coordinates (1 / x 0 , 0), (−1 / x 0 , 0), (0,1 /
y 0), (0, -1 / y 0) through to the carrier (FIG. 10 caused by subsampling the center of the grating) formed by the straight line parallel to the X axis · Y-axis (b), two Because of the presence of a double circle)), the frequency domain of the still image that can be transmitted because of the need to avoid aliasing distortion is half (area ratio) of the Nyquist frequency domain corresponding to the original sampling without carriers caused by sub-sampling. ), In the MUSE-T system, the transmission band is band-limited to a triangle in the horizontal and vertical two-dimensional spectrum planes. There is a problem that the vertical resolution of a high portion is insufficient and the horizontal resolution of a portion having a high vertical frequency is insufficient.

これを避けるため、4フィールドシーケンスのフィー
ルドオフセット・フレーム反転サブサンプリングのサン
プリングパターン(このフィールドオフセット・フレー
ム反転サブサンプリングによって得られるサンプリング
パターンを第1図に示す)を使用すると、そのサンプリ
ングパターンによって発生するサンプリングキャリアの
配置を水平・垂直・時間の各周波数軸からなる3次元周
波数領域上で示す第2図(a)〜(d)中、とくに、第
2図(b)に示すように、時間周波数T=15Hzの面に4
フィールドシーケンスに起因したサンプリングキャリア
が生じるために、動き検出を時間周波数T=7.5Hzの面
(図示しない)で行なうことが必要であった。これは、
2フレーム間で動き検出をなうことを意味し、動きの誤
検出が多くなる。
In order to avoid this, if a sampling pattern of the field offset / frame inversion subsampling of the four-field sequence is used (the sampling pattern obtained by the field offset / frame inversion subsampling is shown in FIG. 1), it is generated by the sampling pattern. FIGS. 2 (a) to 2 (d) show the arrangement of sampling carriers on a three-dimensional frequency domain composed of horizontal, vertical and time frequency axes. In particular, as shown in FIG. 4 on the surface of T = 15Hz
Since sampling carriers are generated due to the field sequence, it is necessary to perform motion detection on a plane (not shown) with a time frequency T = 7.5 Hz. this is,
This means that motion is detected between two frames, and erroneous motion detection is increased.

そこで本発明の目的は、従来の単純なフィールドオフ
セットサブサンプリングの欠点を除去し、静止画領域の
伝送可能な領域が拡大可能で、同時に画像の動き検出の
容易な画像信号帯域圧縮送信装置および帯域圧縮画像信
号受信装置を提供せんとするものである。
Therefore, an object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional simple field offset sub-sampling, expand the transmittable area of the still image area, and at the same time, implement an image signal band compression transmitting apparatus and a band which can easily detect image motion. It is intended to provide a compressed image signal receiving device.

(課題を解決するための手段) この目的を達成するため、本発明画像信号帯域圧縮送
信装置は、高品位テレビジョン信号を動き適応型サブサ
ンプル帯域圧縮して送信する画像信号帯域圧縮送信装置
であって、原始サンプリングによる静止画伝送可能領域
の水平および垂直高域成分を削除する帯域制御手段と、
4フィールドでサンプリングパターンが一巡するフィー
ルドオフセット・フレーム反転サブサンプリングによ
り、サブサンプル帯域圧縮するサンプリング手段と、前
記フィールドオフセット・フレーム反転サブサンプリン
グに先立ち、前記水平および垂直高域成分を削除した静
止画2次元スペクトルの一部の領域であって前記フィー
ルドオフセット・フレーム反転サブサンプリング後の時
間周波数がフレーム周波数/2である静止画2次元スペク
トルにおける水平および垂直空間周波数のゼロ周波数近
傍領域に対応する領域を、水平および時間周波数がとも
に零で垂直周波数が原始サンプリング垂直周波数/4であ
る変調キャリアで振幅変調する変調操作と不要なサイド
バンド成分を除去する帯域制限操作によってあらかじめ
前記削除した水平および垂直高域の垂直高域側に移動せ
しめるスペクトル移動手段とを少なくとも具えたことを
特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, an image signal band compression transmission apparatus according to the present invention is an image signal band compression transmission apparatus for transmitting a high-definition television signal after performing motion adaptive sub-sample band compression. Band control means for removing horizontal and vertical high frequency components of a still image transmittable area by primitive sampling;
Sampling means for compressing a sub-sample band by field offset / frame inversion subsampling in which a sampling pattern makes a round in four fields, and a still image 2 from which the horizontal and vertical high frequency components have been deleted prior to the field offset / frame inversion subsampling A region corresponding to a region near the zero frequency of the horizontal and vertical spatial frequencies in the still image two-dimensional spectrum in which the time frequency after the field offset / frame inversion subsampling is a frame frequency / 2, which is a partial region of the two-dimensional spectrum. The horizontal and time frequencies are both zero and the vertical frequency is the original sampling vertical frequency / 4. And a spectrum moving means for moving the spectrum to the vertical high frequency side of the vertical high frequency range.

また、本発明帯域圧縮画像信号受信装置は、本発明画
像信号帯域圧縮送信装置によって送信された高品位テレ
ビジョン信号を受信する帯域圧縮画像信号受信装置であ
って、フレーム間内挿を行ないサブサンプリングによる
折り返し成分を除去した静止画2次元スペクトル信号を
生成するフレーム間内挿手段と、送信時にあらかじめ移
動せしめた前記静止画2次元スペクトルの一部の領域を
もとの領域に逆移動せしめるスペクトル移動手段とを少
なくとも具えたことを特徴とするものである。
The band-compressed image signal receiving apparatus of the present invention is a band-compressed image signal receiving apparatus for receiving a high-definition television signal transmitted by the image-signal band-compressing transmitting apparatus of the present invention. Interpolating means for generating a still image two-dimensional spectrum signal from which aliasing components have been removed, and a spectrum shift for moving a part of the still image two-dimensional spectrum, which has been moved in advance at the time of transmission, back to the original area And at least means.

(作 用) 本発明によれば、従来のフィールドオフセットサブサ
ンプリングに加えて、サンプリングパターンをフレーム
ごとに反転しているので、サブサンプリングキャリアを
15Hzの時間周波数方向にオフセットされ、時間周波数T
=0Hzの面の静止画領域の伝送可能な領域を拡大してい
る。またさらにこのままでは動き検出を時間周波数T=
7.5Hzの面で行わざるを得ないが、サブサンプリングを
行なう前にスペクトル領域の一部を除去しておくこと
で、時間周波数T=15Hzの面に折返ってくるスペクトル
の一部をなくし、動き検出のための窓をあけておくこと
で、時間周波数T=15Hzの面での動き検出、すなわちフ
レーム差による動き検出を可能としている。
(Operation) According to the present invention, in addition to the conventional field offset sub-sampling, the sampling pattern is inverted for each frame, so that the sub-sampling carrier is
Offset in the time frequency direction of 15 Hz, the time frequency T
The area in which a still image can be transmitted in the 0 Hz plane is enlarged. Further, in this state, the motion detection is performed at the time frequency T =
Although it must be performed on the 7.5 Hz plane, by removing a part of the spectral region before performing sub-sampling, the part of the spectrum that folds back to the plane of time frequency T = 15 Hz is eliminated, By leaving a window for motion detection, motion detection in a plane with a time frequency T = 15 Hz, that is, motion detection based on a frame difference is enabled.

(実施例) 以下、添付図面を参照し実施例により本発明を詳細に
説明する。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples with reference to the accompanying drawings.

本発明に係るフィールドオフセット・フレーム反転サ
ブサンプリングのサンプリングパターンを第1図に、そ
のサンプリングキャリアのサンプリングパターンに対応
する配置例を第2図に示す。
FIG. 1 shows a sampling pattern of the field offset / frame inversion subsampling according to the present invention, and FIG. 2 shows an arrangement example corresponding to the sampling pattern of the sampling carrier.

第1図において○印、□印、▽印および×印はそれぞ
れ第1,第2,第3および第4フィールドの輝度信号のサン
プリング位置(実線は奇数フィールドのライン、破線は
偶数フィールドのラインをそれぞれ示している)を示
し、サンプリングは4フィールドシーケンスで画像の圧
縮比は大略2:1である。また本発明の実施例の説明には
走査線数1125本、フィールド周波数60Hz、インタレース
比2:1のハイビジョン信号の伝送に本発明を適用した場
合について説明する。
In FIG. 1, the circles, squares, triangles, and crosses indicate sampling positions of luminance signals in the first, second, third, and fourth fields, respectively (solid lines indicate lines in odd fields, and broken lines indicate lines in even fields). The sampling is a 4-field sequence and the image compression ratio is approximately 2: 1. Further, in the description of the embodiment of the present invention, a case where the present invention is applied to transmission of a Hi-Vision signal having 1125 scanning lines, a field frequency of 60 Hz, and an interlace ratio of 2: 1 will be described.

本発明のエンコーダについて最初に説明するが、簡単
のため輝度信号についてのみ以下に記述する。
The encoder of the present invention will be described first, but only the luminance signal will be described below for simplicity.

第3図にそのエンコーダの全体構成の略ブロック線図
を、第4図に第3図示各ブロック、フィルタF1(X),F
2(Y),F3(Y),F4(Y)および変調器のフィルタお
よび変調特性を示し、第5図に第3図示各部信号(a)
〜(i)のXY2次元スペクトル特性を示す。
FIG. 3 is a schematic block diagram of the entire configuration of the encoder, and FIG. 4 is a block diagram of FIG. 3 showing filters F 1 (X), F
2 (Y), F 3 (Y), F 4 (Y) and the filter and modulation characteristics of the modulator are shown in FIG.
7 (a) to 7 (i) show XY two-dimensional spectral characteristics.

入力映像信号の輝度成分信号はまず低域通過フィルタ
(LPF)で帯域制限した後、A/D変換器でA/D変換を受け
る。この時の信号スペクトルは第5図示信号(a)で示
すようなスペクトルとなる。この信号を第4図示F
1(X)で示すような水平のLPF特性を有するフィルタF1
(X)を介して第5図示信号(b)に示すようなスペク
トル特性の動系信号とする。一方信号(a)と信号
(b)との差を取ると水平の高域成分が残って第5図示
信号(c)のようなスペクトルの信号となる。次に信号
(c)を第4図示F2(Y)で示すような特性の垂直LPF
を介して第5図示信号(d)のようなスペクトルの信号
にする。さらにこの信号(d)を第4図示F3(Y)で示
すような特性の垂直LPFを介した後、一方は信号(b)
に加えて信号(e)のようなスペクトルの信号を得る。
またもう一方は信号(d)との差を取って信号(f)で
示すようなスペクトルを有する信号とする。
The luminance component signal of the input video signal is first band-limited by a low-pass filter (LPF) and then subjected to A / D conversion by an A / D converter. The signal spectrum at this time is a spectrum as shown by the fifth illustrated signal (a). This signal is
1 Filter F 1 having a horizontal LPF characteristic as shown by (X)
A dynamic system signal having a spectrum characteristic as shown in a fifth illustrated signal (b) through (X). On the other hand, when the difference between the signal (a) and the signal (b) is taken, a horizontal high-frequency component remains and becomes a signal having a spectrum like the fifth illustrated signal (c). Next, the signal (c) is converted into a vertical LPF having characteristics as shown by F 2 (Y) in FIG.
To a signal having a spectrum like the fifth illustrated signal (d). Further, after passing this signal (d) through a vertical LPF having characteristics as shown by F 3 (Y) in FIG.
And a signal having a spectrum as shown in signal (e) is obtained.
On the other hand, the difference from the signal (d) is taken to be a signal having a spectrum as shown by the signal (f).

続いて信号(f)を変調するが、この時の変調器11の
変調キャリアは水平周波数成分が零、垂直周波数1125/2
TV本のキャリアとする。このような垂直周波数が原始サ
ンプリング垂直周波数/4である変調キャリアで信号
(f)を振幅変調することは、信号中の一方のフィール
ドのライン位置で変調キャリアの振幅が零となるキャリ
ア位相を選べば、信号中の一方のフィールド(例えば、
奇数フィールド)の信号はすべて零とし、他方のフィー
ルド(例えば、偶数フィールド)の信号はラインごとに
+1,−1を交互に乗算(変調)して出力する信号処理を
意味し、このためハードウエアは左程複雑なものではな
い。
Subsequently, the signal (f) is modulated, and the modulation carrier of the modulator 11 at this time has a horizontal frequency component of zero and a vertical frequency of 1125/2.
TV book carrier. Amplitude-modulating the signal (f) with a modulation carrier whose vertical frequency is the original sampling vertical frequency / 4 can select a carrier phase at which the amplitude of the modulation carrier becomes zero at the line position of one field in the signal. If one field in the signal (for example,
Signals in the odd field are all set to zero, and signals in the other field (for example, the even field) mean signal processing of alternately multiplying (modulating) +1 and -1 for each line and outputting the result. Is not as complicated as left.

この変調器11によって第5図示信号(g)のようなス
ペクトルを有する信号に変換した後、第4図示F4(Y)
で示されるような特性の垂直高域通過フィルタ(HPF)
を介して信号(h)のようなスペクトルの信号を得る。
最後にこの信号(h)を前述の信号(e)に加算して信
号(i)のようなスペクトルを有する静止系の信号を得
る。この静止系の信号(i)はブロックMIXで上方のブ
ロックF1(X)と2つのDLY(遅延)回路を介して送ら
れてきた動系の信号と別途動き検出回路により検出され
た画像の動き量に応じてMIXで混合され、ブロックMIXの
あとのブロック12でフィールドオフセット・フレーム反
転サブサンプリングを受け伝送系13に送出されてエンコ
ード処理が終了する。
After being converted into a signal having a spectrum like the fifth illustrated signal (g) by the modulator 11, the fourth illustrated F 4 (Y)
Vertical high-pass filter (HPF) with characteristics as shown by
To obtain a signal having a spectrum like the signal (h).
Finally, the signal (h) is added to the signal (e) to obtain a static signal having a spectrum like the signal (i). The static signal (i) is a signal of the dynamic system sent via the upper block F 1 (X) and two DLY (delay) circuits in the block MIX and the image of the image detected by the separate motion detecting circuit. Mixing is performed by MIX according to the amount of motion, and the block 12 after the block MIX receives the field offset / frame inversion subsampling and sends it to the transmission system 13 to complete the encoding process.

次に第6図に本発明に係るデコーダの全体構成の略ブ
ロック線図を示し、第7図には第6図示の構成で使用さ
れるブロックフィルタF5(X),F6(Y)のフィルタ特
性、第8図には第6図示各部の信号(j)〜(r)のXY
2次元スペクトル特性を示す。
Next, FIG. 6 shows a schematic block diagram of the overall configuration of the decoder according to the present invention, and FIG. 7 shows the block filters F 5 (X) and F 6 (Y) used in the configuration shown in FIG. FIG. 8 shows the XY of the signals (j) to (r) of each part in FIG.
Shows two-dimensional spectral characteristics.

第6図示デコーダ処理において静止系(静止画像処
理)と動系(動き画像処理)ではその処理が異なる。静
止系はまずフレーム間内挿回路21によってフレーム間内
挿をうけてサブサンプリングによる折返し成分が除去さ
れ第8図示信号(j)のようなスペクトル信号を得る。
次に第7図示F5(X)で示されるような特性の水平のLP
Fを介し、第8図示信号(k)のようなスペクトルの信
号にする。さらに、信号(k)と信号(j)との差を取
ることで信号(l)のような水平に関する高域成分が得
られる。さらにまた、信号(l)を第7図示F6(Y)の
ような特性の垂直LPFを介した後、一方は信号(k)に
加えて信号(m)のような特性のスペクトルの信号を作
り、もう一方は信号(l)との差を取った信号(n)の
ような特性のスペクトル信号を得る。
In the decoder processing shown in FIG. 6, the processing is different between a still system (still image processing) and a moving system (moving image processing). In the stationary system, first, a frame interpolation is performed by a frame interpolation circuit 21 to remove aliasing components by sub-sampling to obtain a spectrum signal such as a signal (j) shown in FIG.
Next, a horizontal LP having characteristics as shown by F 5 (X) in the seventh illustration
Via F, a signal having a spectrum like the eighth illustrated signal (k) is obtained. Further, by taking the difference between the signal (k) and the signal (j), a high-frequency component related to the horizontal like the signal (l) is obtained. Further, after passing the signal (l) through the vertical LPF having a characteristic such as F 6 (Y) shown in FIG. 7, one of the signals (l) outputs a signal having a spectrum such as a signal (m) in addition to the signal (k). And the other obtains a spectral signal having characteristics such as signal (n) obtained by taking the difference from signal (l).

信号(n)はエンコーダ側で用いた変調器の変調キャ
リア11と同じ変調器24の変調キャリアで変調される。従
って変調器のハードウェアは極めて簡単で、その結果信
号(n)は信号(o)に変換され、さらにフィルタF
6(Y)の特性の垂直LPFを介することで信号(p)に変
換され、最後に信号(m)に加算されて静止系の信号処
理は終了する。
The signal (n) is modulated by the same modulation carrier of the modulator 24 as the modulation carrier 11 of the modulator used on the encoder side. The modulator hardware is therefore very simple, so that the signal (n) is converted into a signal (o) and the filter F
6 The signal is converted into a signal (p) through the vertical LPF having the characteristic of (Y), and is finally added to the signal (m) to complete the static signal processing.

動系の信号はフィールド内内挿回路22によってフィー
ルド内内挿を受けサブサンプリングによる折返し成分を
除去するのみでよい。静止系の信号と動系の信号とは別
途動き検出回路による画像の動き量に応じて混合され、
D/A変換器によりD/A変換され補間フィルタLPFを介して
もとのアナログ輝度信号を復元することができる。以上
がデコーダ側の処理である。
The signal of the dynamic system only needs to be subjected to field interpolation by the field interpolation circuit 22 to remove aliasing components due to sub-sampling. The static system signal and the dynamic system signal are mixed separately according to the amount of motion of the image by the motion detection circuit,
The original analog luminance signal can be restored through D / A conversion by the D / A converter and through the interpolation filter LPF. The above is the processing on the decoder side.

以上本発明に係るエンコーダ、デコーダに関する一実
施例について説明してきたが、本発明はこれに限定され
ることはなく、特許請求の範囲において規定した要旨を
逸脱することなく各種の変形、変更な可能なことは当業
者に自明であろう。
Although the embodiment relating to the encoder and the decoder according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications and changes can be made without departing from the gist defined in the claims. It will be obvious to those skilled in the art.

(発明の効果) 従来の画像信号帯域圧縮の単純なフィールドオフセッ
トサブサンプリング(MUSE−T方式)では、サブサンプ
リングによって生ずるキャリアが時間周波数T=0Hzの
面に存在するため、折返し歪みを避ける必要から、伝送
できる静止画の周波数領域は、サブサンプリングによっ
て生じたキャリアのない原始サンプルに対応するナイキ
スト周波数の領域の半分に制限されていた。が、本発明
のように、フレーム間でサブサンプリングパターンを反
転する操作を行なうことで、時間周波数T=0Hzの面に
あったサブサンプリングによって生ずるキャリアを時間
周波数方向にオフセットさせ、さらにサブサンプリング
を行なう前に変調操作(第5図における、信号(f)か
ら(g)への信号処理)と帯域制限操作(第5図におけ
る、信号(g)から(h)への信号処理)で、スペクト
ルを部分的に移動させることで、伝送できる静止画のス
ペクトル領域を1.5倍程改善し、なおかつ時間周波数T
=15Hzの面における動き検出も可能としている。
(Effect of the Invention) In the conventional field offset sub-sampling (MUSE-T system) of the image signal band compression, since the carrier generated by the sub-sampling exists on the plane of the time frequency T = 0 Hz, it is necessary to avoid aliasing distortion. The frequency range of a still image that can be transmitted has been limited to half of the Nyquist frequency range corresponding to a carrier-free original sample generated by subsampling. However, by performing the operation of inverting the sub-sampling pattern between frames as in the present invention, the carrier generated by the sub-sampling on the plane of the time frequency T = 0 Hz is offset in the time frequency direction, and the sub-sampling is further performed. Before performing the modulation (signal processing from signal (f) to (g) in FIG. 5) and the band limiting operation (signal processing from signal (g) to (h) in FIG. 5), the spectrum , The spectral region of a still image that can be transmitted is improved by about 1.5 times, and the time frequency T
= 15Hz motion detection is also possible.

第9図はこのT=15Hz面における動き検出の可能性を
図示したもので、同図(a)は時間周波数T=0Hzの面
の本発明になる静止系のスペクトル図であり、これを時
間周波数T=15Hzの面でみると同図(b)のようにな
り、第3図示エンコーダでの変調器11による効果によ
り、時間周波数T=15Hzの面では、時間周波数T=0Hz
の面の縁部に斜線をつけた静止系の領域31が領域32に移
動し、X=0,Y=0近傍の斜線をほどこした領域33には
静止系のスペクトルは存在せず、この領域を使用すれば
動き量を検出することが容易である。
FIG. 9 illustrates the possibility of motion detection on the T = 15 Hz plane. FIG. 9A is a spectrum diagram of the stationary system according to the present invention on the plane of the time frequency T = 0 Hz. When viewed from the plane of the frequency T = 15 Hz, the result is as shown in FIG. 9B. Due to the effect of the modulator 11 in the encoder shown in FIG. 3, the time frequency T = 0 Hz on the plane of the time frequency T = 15 Hz.
The region 31 of the stationary system with a diagonal line at the edge of the surface moves to the region 32, and the region 33 with the diagonal line near X = 0 and Y = 0 has no spectrum of the static system. Is easy to detect the amount of motion.

またこの領域を使用して動き量を検出せず、別の方法
で検出した動き検出量をディジタル信号化して画像の垂
直帰線期間などに挿入して伝送することも本発明では可
能である。
In addition, it is also possible according to the present invention that the motion amount is not detected using this area, but the motion detection amount detected by another method is converted into a digital signal and inserted into a vertical blanking period of an image and transmitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明に係るサンプリングパターンを示し、 第2図は、サンプリングパターンによって発生する各種
キャリアの配置図を示し、 第3図は、第4図および第5図は、それぞれ本発明に係
るエンコーダの全体構成の略ブロック線図、第3図示各
ブロック、フィルタF1(X),F2(Y),F3(Y),F
4(Y)および変調器のフィルタおよび変調特性、第3
図示各部信号(a)e(i)のXY2次元スペクトル特性
を示し、 第6図,第7図および第8図は、それぞれ本発明に係る
デコーダの全体構成の略ブロック線図、第6図示各ブロ
ック、フィルタF5(X),F6(Y)のフィルタ特性およ
び第6図示各部の信号(j)〜(r)のXY2次元スペク
トル特性を示し、 第9図は、時間周波数T=15Hzの面における本発明によ
る動き検出窓を説明するための図を示し、 第10図は、MUSE−T方式に係るサンプリングパターン
と、それによって発生する時間周波数T=0Hzの面にお
けるサンプリングキャリアの配置図を示す。 11,24……変調器 12……フィールドオフセット・フレーム反転サブサンプ
ラ 13……伝送系 21……フレーム間内挿回路 22……フィールド内内挿回路
1 shows a sampling pattern according to the present invention, FIG. 2 shows an arrangement diagram of various carriers generated by the sampling pattern, FIG. 3 shows FIGS. 4 and 5, and FIG. FIG. 3 is a schematic block diagram of the overall configuration of the encoder, each block shown in FIG. 3, filters F 1 (X), F 2 (Y), F 3 (Y), F
4 (Y) and modulator filter and modulation characteristics, third
FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 8 show schematic block diagrams of the entire configuration of the decoder according to the present invention, and FIG. FIG. 9 shows the filter characteristics of the blocks and filters F 5 (X) and F 6 (Y) and the XY two-dimensional spectral characteristics of the signals (j) to (r) of the respective parts shown in FIG. 6, and FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining a motion detection window according to the present invention on a plane, and FIG. 10 is a diagram showing a sampling pattern according to the MUSE-T system and an arrangement diagram of sampling carriers generated on the plane at a time frequency T = 0 Hz. Show. 11, 24 modulator 12 field offset / frame inversion subsampler 13 transmission system 21 frame interpolation circuit 22 field interpolation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 幸博 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 7/015 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yukihiro Nishida 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Japan Broadcasting Corporation Research Institute of Broadcasting Technology (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H04N 7 / 015

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】高品位テレビジョン信号を動き適応型サブ
サンプル帯域圧縮して送信する画像信号帯域圧縮送信装
置であって、 原始サンプリングによる静止画伝送可能領域の水平およ
び垂直高域成分を削除する帯域制御手段と、 4フィールドでサンプリングパターンが一巡するフィー
ルドオフセット・フレーム反転サブサンプリングによ
り、サブサンプル帯域圧縮するサンプリング手段と、 前記フィールドオフセット・フレーム反転サブサンプリ
ングに先立ち、前記水平および垂直高域成分を削除した
静止画2次元スペクトルの一部の領域であって前記フィ
ールドオフセット・フレーム反転サブサンプリング後の
時間周波数がフレーム周波数/2である静止画2次元スペ
クトルにおける水平および垂直空間周波数のゼロ周波数
近傍領域に対応する領域を、水平および時間周波数がと
もに零で垂直周波数が原始サンプリング垂直周波数/4で
ある変調キャリアで振幅変調する変調操作と不要なサイ
ドバンド成分を除去する帯域制限操作によってあらかじ
め前記削除した水平および垂直高域の垂直高域側に移動
せしめるスペクトル移動手段とを少なくとも具えたこと
を特徴とする画像信号帯域圧縮送信装置。
An image signal band compression transmitting apparatus for transmitting a high-definition television signal after performing motion adaptive sub-sample band compression on a high-definition television signal, wherein horizontal and vertical high frequency components of a still image transmittable area by original sampling are deleted. Band control means; sampling means for sub-sample band compression by field offset / frame inversion subsampling in which the sampling pattern makes a round in four fields; and prior to the field offset / frame inversion subsampling, the horizontal and vertical high frequency components are A region near the zero frequency of the horizontal and vertical spatial frequencies in the still image two-dimensional spectrum, which is a partial region of the deleted still image two-dimensional spectrum and whose time frequency after the field offset / frame inversion subsampling is the frame frequency / 2. Corresponding to The region is horizontally and vertically deleted in advance by a modulation operation that performs amplitude modulation with a modulation carrier whose horizontal and time frequencies are both zero and a vertical frequency is the original sampling vertical frequency / 4, and a band limiting operation that removes unnecessary sideband components. An image signal band compression transmitting apparatus comprising at least spectrum moving means for moving the image signal to a vertical high frequency side of a high frequency band.
【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の画像信号帯域
圧縮送信装置によって送信された高品位テレビジョン信
号を受信する帯域圧縮画像信号受信装置であって、 フレーム間内挿を行ないサブサンプリングによる折り返
し成分を除去した静止画2次元スペクトル信号を生成す
るフレーム間内挿手段と、 送信時にあらかじめ移動せしめた前記静止画2次元スペ
クトルの一部の領域をもとの領域に逆移動せしめるスペ
クトル移動手段と を少なくとも具えたことを特徴とする帯域圧縮画像信号
受信装置。
2. A band-compressed image signal receiving apparatus for receiving a high-definition television signal transmitted by an image-signal band-compressing transmitting apparatus according to claim 1, wherein said apparatus performs frame interpolation and performs subsampling. Frame interpolating means for generating a still image two-dimensional spectrum signal from which aliasing components have been removed, and a spectrum shift for moving a part of the still image two-dimensional spectrum, which has been moved in advance at the time of transmission, back to the original area And a means for receiving a compressed band image signal.
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