JP2936299B2 - 信号伝送・記録、及び入力・出力方法 - Google Patents
信号伝送・記録、及び入力・出力方法Info
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Description
伝送・記録方式に関し、特にプログレッシブ(順次)走査
における情報量の増加を抑制して、信号をディジタル化
するのに有効な、信号伝送・記録方式に関する。
は、国際無線通信諮問委員会(CCIR)勧告 601で
示される如く、走査線数525本,60フィールド/
秒、または、走査線数625本,50フィールド/秒の
場合、輝度信号を 13.5MHzでサンプリングし、色
差信号を6.75MHzでサンプリングする、いわゆる、
422と呼ばれる信号ディジタル化方式が広く用られて
いる。これに対して、順次走査信号をディジタル化する
場合には、情報量が飛越走査の倍になるため、輝度信号
を27MHzでサンプリングし、色差信号を13.5MH
zでサンプリングする、いわゆる、844と呼ばれる方
式が用られている。なお、これに関しては、例えば、ソ
ニー(株)の「D-1 SIGNAL CONVERTER
BKDV 4224DA」についての「操作およびメンテ
ナンス用マニュアル」(1991年3月発行)の記載を参考にす
ることができる。
化方式においては、いずれの場合にも、色差信号のサン
プリング周波数が輝度信号のサンプリング周波数より低
いが、これは、人間の眼の特性として、色情報について
の情報量が輝度情報の半分でも、それほど画像の劣化と
して感じられないことを利用しているものである。そこ
で、上述の特性を利用して、順次走査信号をディジタル
化する際に、画像の劣化を伴なうことなしに、情報量を
更に減少させることができれば、情報の伝送や記録に有
利であることは明らかである。本発明は、上記事情に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、順
次走査するテレビジョン信号をディジタル化する際に、
画像の劣化を伴なうことなしに、情報量を更に減少させ
ることが可能な、信号伝送・記録方式を提供することに
ある。
次走査したテレビジョン信号をディジタル化する、信号
伝送・記録方法において、順次走査情報を第1の飛越走
査情報と第2の飛越走査情報とに分解し、前記第1の飛
越走査情報における輝度信号のサンプリング周波数をサ
ンプリング周波数Xとし、色差信号のサンプリング周波
数を前記サンプリング周波数Xの1/2とし、前記第2
の飛越走査情報における輝度信号のサンプリング周波数
を前記サンプリング周波数Xとし、かつその輝度信号を
ヘルパー情報として用いてディジタル化することを特徴
とする信号伝送・記録方法によって達成される。又、本
発明の上記目的は、順次走査したテレビジョン信号をデ
ィジタル化する、信号伝送・記録方法において、順次走
査情報を第1の飛越走査情報と第2の飛越走査情報とに
分解し、前記第1の飛越走査情報における輝度信号のサ
ンプリング周波数をサンプリング周波数Xとし、色差信
号のサンプリング周波数を前記サンプリング周波数Xの
1/4とし、前記第2の飛越走査情報における輝度信号
のサンプリング周波数を前記サンプリング周波数Xと
し、かつその輝度信号をヘルパー情報として用いてディ
ジタル化することを特徴とする信号伝送・記録方法によ
って達成される。又、本発明の上記目的は、上記したデ
ィジタル化された信号を、入力又は出力することを特徴
とする信号入力・出力方法によって達成される。
順次走査情報を2つの飛越走査に分解し、分解した2つ
の飛越走査情報中、一方の飛越走査情報(飛越走査1)の
輝度は6.75MHz(13.5MHzサンプリングで表現
されるアナログ 周波数帯域で、実効的には、後述する
如く6MHz)の帯域として、伝送記録する。更に、他方
の飛越走査情報(飛越走査2)の輝度成分を、輝度そのも
のまたはそれに対応する情報(例えば、後述する「ライン
間差信号」等)に割り当てられるデータであるヘルパー情
報(付加情報)として、蓄積/伝送する。このヘルパー情
報の種類としては、前述の422の4相当、すなわち、
13.5MHzサンプリング、または、2相当、すなわち
6.75MHzサンプリングの情報量を割り当てる。ま
た、色差信号(R−Y,B−Y)は、垂直方向に1/2(240
lph)の帯域とする。一方、色差情報の水平帯域は、42
2+“4”,422+“2”の場合(以下、これを「42
24,4222」等と記す、他も同様に表記)、約3MH
z、4112では約1.5MHzとなる。上述の付加情報
“4”に対応する輝度の順次化ヘルパー情報は、13.
5MHz×8ビット相当以上、そして、“2”に対応す
る輝度の順次化ヘルパー情報は、6.75MHz×8ビッ
ト相当以上であり、また、4112とは、422と同一
データ量で、色差情報が422の半分、順次化用のヘル
パー情報は4222と同じものを指す。これにより、本
発明に係る信号伝送・記録方式においては、順次走査信
号をディジタル化する際に、付加された付加情報に基づ
いて、画像の劣化を伴なうことなしに、順次走査情報の
情報量を減少させることを可能としたものである。
に説明する。図1は、本発明の一実施例に係るテレビジ
ョン信号のディジタル化を説明するための図である。な
お、以下の説明では、走査線数が525本の場合を例と
し、また、信号を処理する際の前提条件として、以下の
2点を想定している。 (i)映像処理系では、動き検出による処理を行わない。 (ii)デコード側では、基本的にエンコード処理で行った
処理と逆の処理を行い、映像を再生する。 前述の如く、本実施例に係る信号伝送・記録方式におい
ては、順次走査情報をインタレース1,2の2つの飛越
走査に分解する(図1参照)。分解した2つの飛越走査情
報中、一方の飛越走査情報(インタレース1)の輝度は、
13.5MHzサンプリング(ここでは、6.75MHz、
前述の422の4に相当する)とする。
現したが、以下の具体的説明においては、帯域は実質的
な実現値で表現する。これにより、サンプリング周波数
が13.5MHzの場合、アナログ信号の帯域は約6MH
z、サンプリング周波数が6.75MHzの場合、約3M
Hzというように制限される。他方の飛越走査情報(イン
タレース2)の輝度成分またはそれに対応する情報、例
えば、ライン間差信号等は、割り当てられるデータをヘ
ルパー情報として蓄積/伝送する。この種類として、前
述の422の4相当、または、2相当の情報量を割り当
てる。色差信号(R−Y,B−Y)については、垂直方向
に1/2(240lph)の帯域とする。一方、色差情報の水平
帯域は、4224,4222の場合、約3MHz、41
12では約1.5KHzとなる。
は、ここでは、信号のサンプリング周波数を変化させ、
量子化ビット数を一定とする方式を用いるものとする。
これについては、以下の4種類を挙げることができる。 (a)順次化ヘルパー情報として単なる輝度情報Y(イン
タレース2)を情報伝送/記録する場合:この場合、4
224であれば、輝度情報は順次走査で全帯域伝送可能
であり、飛越走査の6MHzに相当する。 但し、4222/4112では、輝度のヘルパー情報は
帯域1/2、すなわち、3MHzの伝送帯域しか存在し
ない。従って、1ライン毎に 水平帯域が半分に制限さ
れたものとなる。
折り返りを生ずるため、順次走査状態で折り返り防止用
のフィルタが必要となる。輝度のヘルパー情報が輝度そ
のものの場合の、4222/4112の再生可能領域を
図2に示す。なお、このような三次元周波数表示につい
ては、例えば、吹抜敬彦 著「TV画像の多次元信号処
理」(日刊工業新聞社 1989年刊)の記載を参考にすること
ができる。図2は、インタレース2の飛越走査信号の帯
域制限によってで失われる情報を模式的に示している。
Y=b−a)として情報伝送/記録する場合:この場合
も、4224では、順次化ヘルパー情報として、ΔYが
フル帯域(前述の約6MHz)存在するので、輝度の情報
は 順次走査で完全に再現可能となる。 しかし、4222および4112では、輝度のヘルパー
帯域が1/2に制限されているため、斜高域成分は再現
不可能となる。従って、この場合にも、帯域制限する前
に、この斜高域成分を除去すること(プリフィルタ処理)
が必要になる。
D=b−(a+c)/2)として情報伝送/記録する場
合:この場合、基本的に再生可能な領域は、前項のΔY
と同様な特性を有するため、帯域制限時(4222/4
112)には、プリフィルタ処理が必要となる。 但し、上下ライン平均との差であるため、前項のΔYと
は相関関係が異なる。すなわち、垂直方向2タップフィ
ルタと3タップフィルタの差となる。ヘルパー情報がΔ
YまたはLDの場合、4222/4112の輝度再生可
能領域を図5に示す。
FD=b−a)として情報伝送/記録する場合:この場
合、フィールド間差が0、すなわち、静止画の場合は、
輝度に関して4224/4222/4112いずれの場
合にも、順次走査帯域完全再生が可能となる。一方、動
画時は、4222/4112の場合、帯域制限により、
水平高域成分の再生が不可能となる。ヘルパー情報がΔ
YまたはLDの場合、4222/4112の表示領域を
図7に示す。 上述の、各方式を適用した場合の動作を説明する。ま
ず、4224の場合、輝度情報は、順次走査で水平方向
約12MHz(飛越走査約6MHzに相当)が得られる。従
って、525本順次走査としては、全帯域輝度情報を満
足することが可能である。
z、垂直方向240lph程度の解像度しか得られない。し
かし、これについては、以前行った主観評価実験から、
水平方向には2MHz、垂直方向240lphを確保できれ
ば、順次走査の色情報としてほぼ満足な画質が得られる
ことが確かめられている。従って、525本順次走査の
表示画質としては、上述の4224の情報で十分である
と結論付けることが可能である。しかし、この情報を用
いて、映像の加工処理(例えば、クロマキー,HDへの
変換,DVE等)を考慮する場合には、この限りではな
い。この場合、順次走査ヘルパー情報の信号形態として
は、Y,ΔY,LD等のどの信号形態であっても、順次
走査の輝度で全帯域再生平可能である。従って、最も簡
易である輝度情報(Y)を記録/伝送する方式が最適であ
ると考えられる。
がそのまま記録/伝送されるが、ΔY,LD等の信号時
は、輝度信号の差であるから、ダイナミックレンジとし
て2倍必要となる。従って、輝度時と同じ情報量なら
ば、ビット精度は半分に低下する。このことからも、4
224の場合、ヘルパー情報は単なる輝度情報とするの
が最適であるといえる。次に、4222の場合を説明す
る。前述の如く、4222では、ヘルパー情報に割り当
てられる帯域が“2”、すなわち、3MHzとなる。こ
のヘルパー情報として、何を割り当てるかで 表示可能
領域が変化する。
情報Yとして、情報を伝送/記録する場合、2つの飛越
走査中の一つの飛越走査(インタレース1)は 6MHzの
帯域となり、他方の飛越走査(インタレース2)は 半分
の帯域、すなわち、3MHzの帯域しか存在しない。従
って、1ライン毎に帯域が制限されたものが表示される
映像となり、次に述べるΔY,LD等の相関を利用した
場合の方が、画質は良い。 (2)ヘルパー情報がライン間差信号(LD/ΔY)の場
合:この場合の、4222ΔYまたはLDの再生可能領
域は、図5に示した領域と同じである。
3タップであるか2タップであるかの差である。垂直フ
ィルタのタップ数が増加すれば、その分だけ急峻に垂直
高域成分を抽出可能であるが、ハードウェアがタップ数
増加分だけ複雑になる。このように、フィルタを急峻に
することにより、ヘルパー情報のエネルギーが小さくな
るため、帯域制限による画質劣化を受けにくくなる。従
って、ΔYよりもLDの方が、画質は若干向上する。Δ
YかLDかの選択は、ハードウェアの簡便さをとるか、
画質をとるかの選択となる。なお、前述の如く、単に帯
域を制限したのでは、情報が欠落して折り返りが生ずる
ため、予め再生不可能な斜高域成分を除去するフィルタ
処理が必要である。
の、4222FDの表示可能領域は、図7に示した領域
と同じである。この場合も、ΔY/LDと同様に、帯域
制限による折り返りを防止するため、帯域制限する前
に、プリフィルタ処理が必要となる。このフィルタは、
時間方向の処理を含むため、ΔY/LDの場合よりも、
ハードウェアは若干複雑、かつ、高価になる可能性があ
る。 また、4222に、エンコード,デコードを複数回繰り
返すことにより、A/D,D/Aの繰り返しによる劣化
が大きくなる可能性があり、この点には注意が必要であ
る。なお、ハードウェアの簡便性と画質とを考慮する
と、4222のヘルパー情報としては、LDによるもの
が最適である。
れば、順次走査信号をディジタル化する際に、画像の劣
化を伴なうことなしに、情報量を更に減少させることが
可能な信号伝送・記録方式を実現できるという効果を奏
するものである。
ィジタル化を説明するための図である。
度情報の場合の、4222/4112の再生可能領域を
示す図である。
ディジタル化を説明するための図である。
号のディジタル化を説明するための図である。
ー情報がΔYまたはLDの場合の、4222/4112
の再生可能領を示す図である。
号のディジタル化を説明するための図である。
Dの場合、4222/4112の表示領域を示す図であ
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 順次走査したテレビジョン信号をディジ
タル化する、信号伝送・記録方法において、 順次走査情報を第1の飛越走査情報と第2の飛越走査情
報とに分解し、前記第1の飛越走査情報における輝度信
号のサンプリング周波数をサンプリング周波数Xとし、
色差信号のサンプリング周波数を前記サンプリング周波
数Xの1/2とし、前記第2の飛越走査情報における輝
度信号のサンプリング周波数を前記サンプリング周波数
Xとし、かつその輝度信号をヘルパー情報として用いて
ディジタル化することを特徴とする信号伝送・記録方
法。 - 【請求項2】 順次走査したテレビジョン信号をディジ
タル化する、信号伝送・記録方法において、 順次走査情報を第1の飛越走査情報と第2の飛越走査情
報とに分解し、前記第1の飛越走査情報における輝度信
号のサンプリング周波数をサンプリング周波数Xとし、
色差信号のサンプリング周波数を前記サンプリング周波
数Xの1/4とし、前記第2の飛越走査情報における輝
度信号のサンプリング周波数を前記サンプリング周波数
Xとし、かつその輝度信号をヘルパー情報として用いて
ディジタル化することを特徴とする信号伝送・記録方
法。 - 【請求項3】 前記サンプリング周波数Xが13.5M
Hzであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記
載の信号伝送・記録方法。 - 【請求項4】 前記第2の飛越走査情報のヘルパー情報
が、輝度信号そのものであることを特徴とする請求項1
から請求項3のいずれかに記載の信号伝送・記録方法。 - 【請求項5】 前記第2の飛越走査情報のヘルパー情報
が、輝度信号のフィールド間の差信号であることを特徴
とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の信号伝
送・記録方法 - 【請求項6】 前記第2の飛越走査情報のヘルパー情報
が、輝度信号の2ライン間の差信号であることを特徴と
する請求項1から請求項3のいずれかに記載の信号伝送
・記録方法。 - 【請求項7】 前記第2の飛越走査情報のヘルパー情報
が、輝度信号の3ラ イン間における差信号であることを
特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の信
号伝送・記録方法。 - 【請求項8】 前記第2の飛越走査情報のヘルパー情報
が、帯域制限されたものであることを特徴とする請求項
1から請求項7のいずれかに記載の信号伝送・記録方
法。 - 【請求項9】 請求項1から8のいずれかに記載のディ
ジタル化された信号を、入力又は出力することを特徴と
する信号入力・出力方法。
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