JP3343250B2 - Ｈｄｔｖ圧縮システム - Google Patents

Ｈｄｔｖ圧縮システム

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JP3343250B2 JP50619092A JP50619092A JP3343250B2 JP 3343250 B2 JP3343250 B2 JP 3343250B2 JP 50619092 A JP50619092 A JP 50619092A JP 50619092 A JP50619092 A JP 50619092A JP 3343250 B2 JP3343250 B2 JP 3343250B2
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ゼネラル エレクトリツク カンパニイ
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    • H04N21/63—Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/631—Multimode Transmission, e.g. transmitting basic layers and enhancement layers of the content over different transmission paths or transmitting with different error corrections, different keys or with different transmission protocols
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高精細度テレビジョン（HDTV）信号を供給
し、処理するためのシステムに関するものである。
発明の背景 国際標準化機構（International Organization for S
tandardization）は、デジタル記憶媒体用のビデオ信号
の表記のための標準化コードを開発した。この標準は主
として、例えば、コンパクト・ディスク等、約1.5メガ
ビット／秒までの連続転送速度に対処できる記憶媒体に
応用することを意図したものである。これは、352ピク
セルからなる約288本のラインと、約30Hzのピクチャ
（画面）レートを有する非飛越し型ビデオフォーマット
用に意図されている。この標準は“International Orga
nization for Standardization",ISO−IEC JT（1/SC2/W
G1）,Coding of Moving Picture and Associated Audio
（動画とそれに付随する音声のコード化）,MPEG 90/176
Rev.2、1990年12月18日、に記載されている。この文献
は全般的なコード（符号）フォーマットの記述に関する
参考としてここに含める。この文献によるシステムは、
以下、MPEGと呼ぶ。
MPEGシステムでは、連続するビデオフレームが３つの
タイプの圧縮アルゴリズムの１つ、即ち、フレーム内コ
ード化（Ｉ）、予測コード化（Ｐ）、または両方向予測
コード化（Ｂ）に従って圧縮される。連続するフレーム
のどれがそれぞれのアルゴリズムによってコード化（符
号化）されるかの例が第1B図に示されている。第1B図に
おいて、番号を付したボックスがそれぞれの連続したフ
レーム期間に対応する。各ボックスの上に記した文字は
隣接したフレームに適用されたコード化タイプに対応し
ている。
フレーム内コード化は、単一のフレームからの情報を
用いてフレームをコード化するもので、そのコード化態
様は、復号すると、その原フレームが、その１フレーム
を表わす（構成する）Ｉコード化された情報から完全に
再構成できるようにされるものである。フレーム内コー
ド化は、画像データに対して離散コサイン変換（DCT）
を施し、その後、生成されたDC係数をディファレンシャ
ル（差分）コード化（DPCM）し、ディファレンシャルコ
ード化されたDC係数及びAC係数を可変長コード化（VL
C）することを含んでいる。
予測コード化は、直前のＩまたはＰフレームから動き
補償された予測、即に前方予測、を生成することを含
む。このモードでは、前のＩまたはＰフレームの画像エ
リアの現在のＰフレームの同様の画像エリアからの偏移
を記述する移動ベクトルまたは動きベクトル（MV）が生
成される。予測されたフレームが、動きベクトルと前の
ＩまたはＰフレームからのビデオ情報とを用いて生成さ
れる。次いで、予測フレームは現在のフレームから減算
され、その差分（ピクセル単位の）、剰余（residue）
と呼ぶ、が連続してDCTされ、VLCコード化される。コー
ド化された剰余と動きベクトルがＰフレームに対するコ
ードデータを構成する。
両方向予測コード化フレームはＩフレームとＰフレー
ム、またはＰフレームとＰフレーム、またはＩフレーム
とＩフレームの間で生起し、各フレームについて、後続
のＩまたはＰフレーム及び先行のＩまたはＰフレームに
対する動きベクトルが生成されることを除いて、Ｐフレ
ームと同様にしてコード化される。これらの動きベクト
ルは最良の整合を求める解析をし、画像領域をより正確
に予測していると示されたベクトルから、または、前方
及び後方ベクトルの両方を用いて予測された画像の重み
づけされた平均から、予測フレームが生成される。その
後、剰余が生成され、DCT変換され、VLCコード化され
る。コード化された剰余と動きベクトルはＢフレームに
ついてのコードデータを形成する。
ルミナンスＹ情報とクロミナンスＵ及びＶ情報は別々
にコード化されるが、ルミナンス及びクロミナンスＢお
よびＰコード化フレームの生成にはルミナンス動きベク
トルが用いられる。この動きベクトルはルミナンス情報
のみと共に伝送される。
システムのエンコーダ（符号化器）及びデコーダ（復
号器）端において、両方向コード化／復号されるべきフ
レームＢは、両方向コード化／復号を行うために必要な
後続するＰまたはＩフレームよりも時間的に前に生起す
るようになっている。従って、自然に生起するフレーム
のシーケンスは、コード化／復号処理を容易にするため
に順序が変えられる。この再配列が第1C図に示されてお
り、これは連続して生起するフレームを適当な容量のバ
ッファメモリに書き込み、これらのフレームを所望の順
序でメモリから読出すことにより、簡単に行うことがで
きる。コード化されたフレームは再配列されたシーケン
スで伝送され、復号器（デコーダ）側での再配列処理を
不要とする。
上記３つのタイプの圧縮を選択的に行う装置は公知で
あり、例えば、ここに参考として含める、フランス国グ
ルノーブル、アヴェニュ・ドゥ・マーテュ−ル−B.P21
7、17のSGSトムソン・マイクロイレクトロニクスのイメ
ージ・プロセシング・ビジネス・ユニット（SGS−Thoms
on Microelectronics,Image Processing Business Uni
t,17,avenue des Martyrs−B.P.217,Grenoble,France）
から入手できる、アラン、アーティエール（Alain Arti
ere）氏及びオスワール・コラヴァン（Oswald Colavi
n）氏による論文「画像圧縮用チップ・セット・コア（A
Chip Set Core for Image Compression）」に記載され
ている。この装置を用いて、それぞれのフレームに対す
る圧縮タイプを適切なタイミングで選択し、圧縮された
データストリームに適当なヘッダ情報を付加するための
記憶及びマルチプレクシング装置を付加することにより
MPEGコーディングを行うことができる。
MPEG標準では、１フレームにつき非飛越しで240本の
ライン（NTSC）が伝送される。これは典型的には、飛越
しソースからのビデオ信号の奇数または偶数フィールド
のみをコード化するか、あるいは、非飛越しソースの信
号をサブサンプリングすることによって行われる。いず
れの場合でも、このフォーマットはHDTV画像の再生には
役立たない。その上、MPEG標準は第１にはビデオ画像の
コンピュータタイプの表示に向けられたものであり、か
つ、専用の伝送路を通して通信するものと考えられてお
り、その伝送チャンネルは比較的ノイズがないので、ビ
ット誤り（エラー）は実質的に存在しない。逆に、MPEG
タイプのコード化された信号が地上（terrestrial）HDT
V伝送用に用いられる場合には、相当なデータの誤りあ
るいは信号崩壊が生じると考えられる。従って、許容で
きるような画像の再生には特別の技術が必要となる。
発明の概要 この発明は、例えばHDTV地上伝送用にテレビジョン信
号をコード化／復号（デコード、またはデコーディン
グ）するための装置を含む。
例えばHDTVの、信号エンコーダに対応する第１の実施
例は、圧縮されたビデオ信号を表すコードワードのシー
ケンスのソースを含んでいる。このソースに結合されて
おり、コードワードに応答する第１の回路手段が、それ
ぞれの予め定められた画像領域を表すビデオ信号データ
の量の関数として、コードワードのシーケンスを、画像
再生に対するそれぞれのコードワードの相対的な重要性
に従って、高優先度のコードワードと低優先度のコード
ワードとに分析分解（パーシング）し、また、高優先度
及び低優先度のシーケンスを１つのシーケンスに再構成
するための指標（インデックス）を供給する。第１の回
路手段に結合された第２の回路手段が、高優先度のコー
ドワードシーケンスと低優先度コードワードシーケンス
からなる互いに独立したトランスポートブロック（tran
sport block）を形成する。各トランスポートブロック
は、高優先度及び低優先度データの中の一方のコードワ
ードと、上記データを識別するための、上記指標を含む
トランスポートブロックヘッダ情報と、上記データと上
記トランスポートブロックヘッダ情報について生成され
た誤りチェックビットとによって占められるある予め定
められたビット容量を含んでいる。第２の回路手段は、
高優先度のコードワードのトランスポートブロックを含
む第１のトランスポートブロックのシーケンスと、低優
先度のコードワードのトランスポートブロックを含む第
２のトランスポートブロックシーケンスを供給する。第
１のトランスポートブロックシーケンスと第２のトラン
スポートブロックシーケンスの互いに独立した部分に対
応する誤り訂正データを生成し、それぞれ第１のトラン
スポートブロックシーケンスと第２のトランスポートブ
ロックシーケンスに対し対応する誤り訂正データを付す
ための前方（フォワード）誤りチェック手段が設けられ
ている。
例えばHDTVの、受信機に対応する別の実施例は、画像
領域単位で高優先度チャンネルと低優先度のチャンネル
に可変分析分解され、高優先度チャンネルと低優先度の
チャンネル中のデータが予め定められたデータ容量のト
ランスポートブロックとして生起するような圧縮ビデオ
データを含むタイプのテレビジョン信号を受信する。ト
ランスポートブロックは、可変分析分解処理に関係した
制御データを有するトランスポートヘッダ情報、信号デ
ータ、及びそれぞれのブロックに含まれているトランス
ポートヘッダ情報と信号データに関係した誤りチェック
データとを含んでいる。各トランスポートブロック中の
信号データは排他的なタイプのデータ（例えば、高優先
度ビデオデータあるいは低優先度ビデオデータ）に対応
する。この受信機はテレビジョン信号を受信し、それぞ
れ高優先度チャンネルと低優先度チャンネルからのトラ
ンスポートブロックに対応する第１と第２のデータスト
リームを供給する第１の回路手段を含んでいる。この第
１の回路手段に結合された第２の回路手段が、高優先度
ビデオデータと低優先度ビデオデータに対応する第１と
第２のコードワードのシーケンスをそれからトランスポ
ートブロックヘッダ情報を切除して供給し、また、その
トランスポートブロックヘッダ情報に対応するコードワ
ードの別のシーケンスを供給する。第２の回路手段に結
合されており、制御データを含むトランスポートブロッ
クヘッダ情報に応答する第３の回路手段が、第１と第２
のコードワードのシーケンスを組み合わせて別のコード
ワードのシーケンスにする。第３の回路手段に結合され
ている第４の回路手段が圧縮されたビデオデータを表す
上記別のコードワードのシーケンスをデコンプレッショ
ン処理（逆圧縮）して、圧縮されていないビデオ信号を
生成する。
図面の簡単な説明 第１図はこの発明を実施したHDTVコード化／復号シス
テムのブロック図である。
第１図Ｂと第１図Ｃは、この発明の説明に有用なコー
ド化ビデオ信号のフィールド／フレームのシーケンスの
絵画的説明図である。
第２図は第３図の圧縮回路によって供給されるデータ
のマクロブロックの絵画的説明図である。
第３図はビデオ信号圧縮回路のブロック図である。
第３図Ａは第３図の圧縮回路によって供給されるデー
タフォーマットの一般化した絵画的説明図である。
第４図は第３図のフォーマット化回路111に用いるこ
とができる回路の一例のブロック図である。
第５図は第１図の優先度選択回路に実施できる回路の
一例のブロック図である。
第５図Ａは第５図の解析器の動作を説明するフローチ
ャートである。
第６図は第１図のトランスポートプロセッサ12によっ
て供給される信号フォーマットの図である。
第７図は第１図のトランスポート処理回路に実施でき
る回路の一例のブロック図である。
第８図は第１図のトランスポートプロセッサ25に実施
できる回路の一例のブロック図である。
第９図は第１図の優先度デセレクト（deselect）回路
26に実施できる回路の一例のブロック図である。
第10図は第１図のデコンプレッション回路27に実施で
きる回路の一例のブロック図である。
第11図は第１図のモデム17と20に実施できる回路の一
例のブロック図である。
詳細な説明 この発明がサポートできるHDTVシステムの一例は、5
9.94フレーム／秒で1050本の2:1飛越し走査信号のライ
ンを含む。公称の実効（アクティブ）画面は、16×９の
アスペクト比で、各々1440ピクセルからなる960本のラ
インを有する。この信号は２つの64直交振幅変調（64−
QAM）搬送波を用い、6MHzの伝送バンドに周波数マルチ
プレクスされて伝送される。ビデオ、オーディオ及び補
助データを含めた正規の全ビットレートは26〜29Mbpsで
ある。
ビデオ信号は、最初、各フレームの両方のフィールド
を用いるが、MPEG様フォーマットに従って、かつ高いピ
クセル密度で圧縮される。その後、MPEGタイプの信号の
コードワードがそれぞれのコードワードタイプの相対的
な重要度に従って２つのビットストリームに分析分解さ
れる。これら２つのビットストリームは、独立して処理
された誤り訂正オーバヘッドビットが付され、次いでそ
れぞれの搬送波を直交振幅変調するようにされる。変調
された搬送波は伝送のために合成される。重要度が比較
的高いビットストリームと比較的低いビットストリーム
をそれぞれ高優先度（HP）チャンネル及び低優先度（L
P）チャンネルと呼ぶ。高優先度チャンネルは低優先度
チャンネルのほぼ２倍の電力で伝送される。高優先情報
／低優先度情報比は約1:4である。前方誤り訂正後の概
算正味データレートはHPは4.5Mbpsで、LPは18Mbpsであ
る。
第１図はこの発明によるHDTVコード化／復号化システ
ムの一例を示す。第１図は１つのビデオ入力信号を処理
するシステムを示すが、ルミナンス及びクロミナンス成
分は別々に圧縮され、また、ルミナンス動きベクトルが
圧縮されたクロミナンス成分の生成に利用されることを
理解しておかねばならない。圧縮されたルミナンス及び
クロミナンス成分はインタリーブされてマクロブロック
が形成され、その後で、コードワードの優先度のパーシ
ングが施される。
第１図Ｂに示す画像フィールド／フレームのシーケン
スが、第１図Ｃに従ってフィールド／フレームを並べ変
える回路５に供給される。並べ変えられたシーケンスは
MPEG様フォーマットに従ってコード化されたフレームの
圧縮されたシーケンスを生成する圧縮器10に加えられ
る。このフォーマットは階層的（ハイアラーキカル）
で、簡略化した形で第３図Ａに示されている。
MPEE階層フォーマットは各々がそれぞれのヘッダ情報
を有する複数の層（レイヤ）を含んでいる。正規には、
各ヘッダはスタートコード、それぞれの層に関係付けら
れたデータ、及びヘッダ拡張部（extensions）を付加す
るための項目（provision）を含んでいる。ヘッダ情報
の大部分は（引用したMPEGの文献に示されているよう
に）、MPEGシステムの環境において同期化のために必要
とされる。デジタルHDTV同時放送（simulcast）システ
ム用の圧縮ビデオ信号を供給するためには、記述的なヘ
ッダ情報のみが必要とされる。即ち、スタートコードと
任意の拡張部は排除してもよい。コード化ビデオ信号の
それぞれの層が第２図に絵画的に示されている。
この発明のシステムによって生成されるMPEG様信号と
言う時、意味されているものは、（ａ）ビデオ信号の連
続したフィールド／フレームがＩ、Ｐ及びＢのコード化
シーケンスに従ってコード化されていること、及び
（ｂ）ピクチャ（画面）レベルでコード化されたデータ
は、フィールド／フレーム当たりのスライスの数が異な
るかもしれず、スライス当たりのマクロブロックの数も
異なる可能性があるが、MPEG様スライスまたはブロック
のグループにコード化されているということである。
この発明のシステムのコード化出力信号は、ボックス
L1（第3A図）の行に示されているフィールド／フレーム
のグループ（GOF）にセグメント化される。各GOF（L2）
はヘッダとそれに続くピクチャデータのセグメントとを
含んでいる。GOFヘッダは、水平及び垂直画面サイズ、
アスペクト比、フィールド／フレームレート、ビットレ
ート、等に関係付けられたデータを含んでいる。
各フィールド／フレームに対応するピクチャデータ
（L3）はヘッダとそれに続くスライスデータ（L4）を含
んでいる。ピクチャヘッダはフィールド／フレーム番号
とピクチャコードタイプとを含んでいる。各スライス
（L4）はヘッダとそれに続く複数のデータのブロックMB
iとを含んでいる。スライスヘッダはグループ番号と量
子化パラメータを含んでいる。
各ブロックMBi（L5）はマクロブロックを表し、ヘッ
ダとそれに続く動きベクトルとコード化された係数とを
含んでいる。MBiヘッダはマクロブロックアドレス、マ
クロブロックタイプ及び量子化パラメータを含んでい
る。コード化係数は層L6に例示されている。各マクロブ
ロックは、４つのルミナンスブロックと、１つのＵクロ
ミナンスブロックと、１つのＶクロミナンスブロックを
含む６つのブロックからなる。第２図参照。各ブロック
は、例えば８×８のピクセルのマトリクスを表し、この
マトリクスに対し離散コサイン変換（DCT）が施され
る。４つのルミナンスブロックは、例えば16×16ピクセ
ルのマトリクスを表すように、縦横方向にそれぞれ互い
に隣接する２個ずつのルミナンスブロックからなる２×
２マトリクスである。クロミナンス（ＵとＶ）ブロック
は４つのルミナンスブロックと同じ総領域を表す。即
ち、クロミナンス信号は圧縮に先立って、ルミナンスに
対し水平及び垂直に係数２でサブサンプルされる。デー
タのスライスは隣接するマクロブロックのグループによ
って表される領域に対応する画像の矩形部分を表すデー
タに対応する。
ブロック係数は、一時に１ブロックずつ、DCT−DC係
数に続いてそれぞれのDCT−AC係数が、それぞれの相対
的重要度の順で生起する。連続して生起するデータのブ
ロックの各々の終わりにブロック終了コードEOBが付さ
れる。
圧縮器10によって供給されるデータの量はレート制御
素子18によって決められる。周知のように、圧縮された
ビデオデータは可変のレートで生じ、また、望ましく
は、チャンネルの効率的な利用を実現するために、デー
タはチャンネルの容量に相当する一定なレートで伝送さ
れる。レートバッファ13と14が可変データレートから一
定レートへの変換を行う。また、圧縮器によって供給さ
れるデータの量をバッファの占有レベルに従って調整す
ることは知られている。従って、バッファ13と14はその
各々の占有レベルを示す回路構成を含んでいる。これら
の占有レベル表示はレート制御器18に供給されて圧縮器
10によって供給される平均データレートを調整する。こ
の調整は、典型的には、DCT係数に適用される量子化を
調整することによって行われる。量子化レベルは異なる
タイプのフレーム圧縮に対して異ならせることができ
る。量子化レベルを決定するための方法の一例の詳細
は、例えば、ここに参考として含める、1990年３月15日
付け出願第494,098号「量子化レベルの計算によるデジ
タル信号コード化（Digital Signal Coding With Quant
ization Level Computations）」に見出すことができ
る。
第３図Ａに示すように階層的にフォーマット化された
圧縮ビデオデータは優先度選択素子11に結合される。こ
の優先度選択素子11はコード化されたデータを高優先度
チャンネルHPと低優先度チャンネルLPに分析分解する。
高優先度情報とは、それが消失あるいは崩壊すると、再
生される画像に最も大きな劣化を生じさせるような情報
である。逆の言い方をすると、それは、完全ではないに
しても、ある１つの画像を作るに必要な最小限のデータ
である。低優先度情報とは、残りの情報である。高優先
度情報は、異なる階層レベルに含まれるヘッダ情報の実
質的に全てのものと、各ブロックのDC係数と、各ブロッ
クのAC係数の一部（第３図Ａのレベル６）を含む。
送信機側におけるHPデータとLPデータの比は約1:4で
ある。トランスポートプロセッサにおいて、補助データ
が伝送されるべき信号に付加される。この補助信号に
は、デジタルオーディオ信号と、例えば、テレテキスト
データが含まれる。この例においては、少なくともデジ
タルオーディオがHPチャンネルに含められるであろう。
HPチャンネルに含まれる補助データの平均量が計算され
て、圧縮されてビデオ情報の予想統計平均と比較され
る。これらから、高優先度及び低優先度圧縮ビデオ情報
の比率が計算される。優先度選択素子が、圧縮器10によ
り供給されるデータを、この比率に従って分析分解す
る。
HP及びLP圧縮ビデオデータはトランスポートプロセッ
サ12に結合される。このトランスポートプロセッサ12
は、ａ）HP及びLPデータストリームをトランスポートブ
ロックにセグメント化し、ｂ）各トランスポートブロッ
クに対しパリティチェックあるいは周期冗長検査を行
い、適切なパリティチェックビットをトランスポートブ
ロックに付し、ｃ）補助データをHPまたはLPビデオデー
タとマルチプレクスする。パリティチェックビットは、
受信機において、同期ヘッダ情報と一緒に誤りを分離す
るために、また、受信データ中の誤りが訂正不可能な誤
りの場合は誤り修整（隠蔽：コンシールメント）を施す
ために用いられる。各トランスポートブロックは、その
ブロック中に含まれている情報のタイプ、例えば、ビデ
オ、オーディオ等を表す情報及び隣接する同じデータの
開始点に対するポインタを含むヘッダを含んでいる。
トランスポートプロセッサ12からのHP及びLPデータス
トリームはそれぞれレートバッファ13と14に供給され
る。これらのレートバッファはプロセッサ12からの可変
レートの圧縮ビデオデータを、実質的に一定なレートで
生起するデータに変換する。レート調整されたHP及びLP
データは前方誤りコード化素子15と16に結合される。こ
の前方誤りコード化素子15と16は、ａ）それぞれのビッ
トストリームに、独立して、リードソロモン前方誤り訂
正コーディングを施し、ｂ）大きな誤りのバーストが再
生画像の大きな連続領域を崩壊させることを防止するた
めにデータのブロックをインタリーブし、またｃ）受信
機側でのデータストリームの同期化のために、データ
に、例えばバーカ（Barker）コードを付加する。この
後、信号は伝送モデム17に結合され、ここで、HPチャン
ネルデータが第１の搬送波を直交振幅変調し、LPチャン
ネルデータが、第１の搬送波から約2.88MHzだけ偏移し
た第２の搬送波を直交振幅変調する。変調された第１と
第２の搬送波の6dBの帯域幅は、それぞれ約0.96MHzと3.
8MHzである。変調された第１の搬送波は、変調された第
２の搬送波より約9dB大きな電力で送信される。HP情報
は大きな電力で伝送されるので、伝送チャンネルによる
崩壊の可能性がかなり小さくなる。HP搬送波は、例えば
NTSCテレビジョン伝送チャンネルの、通常は標準NTSCテ
レビジョン信号の残留側波帯によって占められる周波数
スペクトルの部分に位置している。信号チャンネルのこ
の部分は、通常、標準の受信機のナイキストフィルタに
よって相当な減衰を受け、従って、この伝送フォーマッ
トを持つHDTV信号は同一チャンネル干渉を引き起こさな
い。
受信機側においては、送信されてきた信号はHP及びLP
チャンネルに対応する２つの信号を供給するモデム20に
よって検出される。これらの２つの信号はそれぞれリー
ドソロモン誤り訂正デコーダ21と22に供給される。誤り
訂正された信号はレートバッファ23と24に供給される。
レートバッファ23と24は後続のデコンプレッション回路
の要件に対応した可変レートのデータを受け取る。可変
レートのHP及びLPデータはプロセッサ12と逆の処理を行
うトランスポートプロセッサ25に加えられる。これに加
えて、プロセッサ25は、それぞれのトランスポートブロ
ックに含まれているパリティチェックビットに応答して
ある程度の誤り検出を行う。トランスポートプロセッサ
25は分離された補助データ、HPデータ、LPデータ、及び
誤り信号Ｅを供給する。最後の３つの信号は、HP及びLP
データをデコンプレッサ27に供給されるハイアラーキカ
ルに階層化された信号に再フォーマット化する優先度デ
セレクトプロセッサ26に結合される。デコンプレッサ27
は圧縮器（コンプレッサ）10の逆の機能を行う。
第３図は、ハイアラーキカルに階層化された圧縮ビデ
オデータを供給するために、第１図の素子10に用いるこ
とができる圧縮器装置の一例を示す。図示の装置は圧縮
されたルミナンスデータを生成するに必要な回路構成し
か含んでいない。圧縮されたクロミナンスＵ及びＶデー
タを生成するために、同様の装置が必要である。第３図
には、前方及び後方動きベクトルを計算するための素子
として示された素子104と105がある。動きベクトルが前
方動きベクトルが後方動きベクトルかは、その時のフィ
ールドが先行のフィールドに対して解析されるか、後続
のフィールドに対して解析されるかのみによって決まる
ので、これらの両方の素子を同様の回路構成で実現する
ことができ、実際、素子104と105は両方共、前方及び後
方ベクトルを生成する動作間で、フィールド／フレーム
ベースで交番する。素子104と105は、SGS−トムソン・
マイクロエレクトロニクス社から入手可能なSTI 3200 M
OTION ESTIMATION PROCESSORなるタイプの集積回路を用
いて実現できる。必要な処理レートを得るために、素子
104と105の各々は、それぞれの画像の異なる領域に同時
に作用する上記のような集積回路を複数含んでいる。
DCT及び量子化と記した素子109は、変数係数の離散コ
サイン変換と量子化とを行い、SGS−トムソン・マイク
ロエレクトロニクス社から入手可能なSTV 3200 DISCRET
E COSINE TRANSFORMなるタイプの集積回路を用いて実現
できる。更に、素子109は、画像の異なる領域を同時に
処理するように並列に動作する上記のような装置の複数
個で実現される。
第１図Ｃを参照し、今、フレーム16があるとする。こ
れより前に生起したＰフレーム13は取り出されてバッフ
ァメモリB101に記憶されている。更に、生成された予測
フレーム13はバッファ記憶素子114と115の一方に記憶さ
れている。フレーム16が生じると、これはバッファメモ
リA102に蓄積される。更に、フレーム16は作業用バッフ
ァメモリ100に加えられる。フレーム16が生起すると、
データの該当する画像ブロックがメモリ100から減算器1
08の被減数入力に結合される。Ｉフレームの圧縮中、減
算器108の減数入力は０値に保持されて、データが減算
器108を何らの変更も受けずに通過するようにされてい
る。このデータはDCT及び量子化素子109に加えられ、素
子109は素子110と112に量子化された変換係数を供給す
る。素子112は係数の逆量子化と逆DCT変換を行って、再
構成された画像を生成する。再構成された画像は、後続
のＢ及びＰフレームの圧縮に用いるために、加算器113
を介してバッファ記憶素子114と115の一方に供給され、
記憶される。Ｉフレームの圧縮中は、素子112によって
供給される再構成された画像データには（加算器113に
よって）情報が加えられることはない。
素子110はＩフレーム圧縮時に２つの機能を果たす。
第１に、この素子は素子109によって生成されたDC係数
のディファレンシャル（DPCM）コード化を行う。次い
で、素子110は、ディファレンシャルコード化されたDC
係数を可変長コード化（VLC）し、素子109によって生成
されたAC係数をゼロラン及び可変長コード化する。VLC
コードワードが、データをセグメント化し、第３図Ａに
示した階層に従ってデータにヘッダ情報を付加するフォ
ーマッタ111に加えられる。素子111からのコード化デー
タは優先度選択装置に送られる。素子109、110及び111
の各々は、該当する時に該当する動作を周期的に行うよ
うに、システム制御器116によって制御される。
フレーム16の後、「Ｂ」フレーム（14）が生じ、バッ
ファメモリ100にロードされる。フレーム14からのデー
タは素子104と105の両方に結合される。メモリ100から
のフレーム14のデータとメモリ101からのフレーム13の
データに応答する素子104が、画像データの16×16ピク
セルの各ブロックに対する前方動きベクトルを計算す
る。この素子104は、更に、各前方動きベクトルの相対
的な正確さを表す歪み信号を供給する。前方動きベクト
ルと対応する歪み信号とは解析器106に結合される。
メモリ100からのフレーム14のデータとメモリ102から
のＩフレーム16のデータに応答する素子105は後方動き
ベクトルと対応する歪み信号とを生成し、これらの後方
動きベクトルと歪み信号も解析器106に結合される。解
析器106は歪み信号をある閾値と比較し、これらの歪み
信号の両方共が閾値を超える場合は、動きベクトルとし
て前方及び後方動きベクトルの両方を供給し、同時に歪
み信号の比に関係付けられた対応信号を供給する。再構
成時、前方及び後方ベクトルとこれらが取り出された対
応するフレームデータとを用いて予測画像が生成され
る。歪み信号間の比に応じて、前方及び後方予測フレー
ムから補間フレームが生成される。前方及び後方動きベ
クトルの両方に対する歪み信号が閾値よりも小さい時
は、対応する小さい方の値の歪み信号を持った動きベク
トルが、ブロック動きベクトルとして選択される。
動きベクトルが求められると、この動きベクトルは動
き補償された予測器（predictor）107に加えられ、この
予測器107は、記憶素子114と115に記憶されている、前
に再生成されたフレーム16またはフレーム13またはその
両方からのベクトルによって規定される該当するデータ
ブロックをアクセスする。このデータブロックは減算器
108の減数入力に加えられ、ここで、バッファメモリ100
によって供給されるその時のフレーム14からの対応する
ピクセルデータのブロックからピクセル単位で差し引か
れる。次いで、差分あるいは剰余が素子109でコードさ
れ、係数が素子110に供給される。対応するブロックベ
クトルも素子110に加えられる。コード化されたＢ及び
Ｐフレームについては、DC係数はディファレンシャルコ
ード化されず、DC係数もAC係数も可変長コード化され
る。動きベクトルはディファレンシャルコード化され、
次いで、ディファレンシャルコード化されたベクトルは
可変長コード化される。コード化されたベクトルと係数
はフォーマッタ111に転送される。コード化されたＢフ
レームは、その後のコード化には使用されないので、素
子112で逆量子化も逆変換も受けない。
Ｐフレームは、前方動きベクトルのみが生成されるこ
とを除けば、同じようにしてコード化される。例えば、
Ｐフレーム19は、Ｉフレーム16とＰフレーム19の対応す
るブロックに関係する動きベクトルでコード化される。
Ｐフレームのコード化中、素子112は対応する復号され
た剰余を供給し、素子107が対応する予測されたＰフレ
ームを供給する。予測フレームと剰余はピクセル単位で
加算器113で加算されて再構成されたフレームが生成さ
れ、この再構成されたフレームは、記憶素子114と116の
中、その予測Ｐフレームを生成するために使用したフレ
ーム情報を含んでいない方に記憶される。この再構成さ
れ記憶されたＰフレームは後続のＢフレームのコード化
に用いられる。Ｐ及びＢフィールド／フレームの両方に
関して、注意すべきは、DCTはブロック単位で（例え
ば、８×８ピクセルのマトリクスに対して）行われる
が、動きベクトルはマクロブロック（例えば、ブロック
のルミナンスの２×２マトリクスあるいはピクセルの16
×16マトリクス）について計算されるという点である。
第４図は第３図の素子110と111の機能の達成に用いる
ことのできる回路構成の一例をブロック図の形で示す。
この回路構成の出力フォーマットはMPEGタイプのエンコ
ーダによって通常得られる出力フォーマットとは、MPEG
出力がビットシリアル・データストリームであるのに対
し、第４図の回路例によって与えられるデータは並列ビ
ットワードフォーマットであるという点で異なる。この
フォーマットを用いると、優先度選択プロセッサとトラ
ンスポートプロセッサの両方の具体的回路構成が容易に
なる。その上、各出力コードワードのコードタイプCWと
各コードワードの長さCLを規定する２つの付加的な信号
が与えられる。
第４図において、解析器106（第３図）からの動きベ
クトルは、スライス単位でDPCM素子127でディファレン
シャルコード化され、バッファメモリ133を介してマル
チプレクサ129に供給される。変換素子109からの変換係
数がマルチプレクサ132とディファレンシャルコード化
素子DPCM128に供給される。DPCM128からのディファレン
シャルコード化された係数はマルチプレクサ132の第２
の入力に供給される。ＰまたはＢフレームのコード化
中、全ての係数が直接マルチプレクサ132を通して送ら
れる。Ｉフレームのコード化中は、DC係数がDPCM128に
よって選択的にディファレンシャルコード化される。デ
ィファレンシャルコード化されたDC係数と非ディファレ
ンシャルコード化されたAC係数は、マルチプレクサ132
によってマルチプレクスされ、バッファメモリ133を介
してマルチプレクサ129の第２の入力に結合される。フ
ォーマット制御及びヘッダ素子126からのヘッダ情報が
マルチプレクサ129の第３の入力に結合される。素子126
は、ａ）異なるコード層（第３図Ａ）に対する不可欠な
ヘッダ情報を供給し、ｂ）マルチプレクサ129によるヘ
ッダ情報、動きベクトル及び変換係数の時分割マルチプ
レクスを行うための制御信号を供給するために、記憶情
報及び制御回路を含んでいる。素子126は制御バスCBを
通してシステム制御回路に応答し、ピクチャサイズ、レ
ート、ピクチャコード化タイプ、量子化器パラメータ等
に対応する該当するヘッダを供給する。ヘッダ情報のあ
るものは、解析器125と素子126との協働によって計算さ
れる。MPEGタイプのフォーマットでは、ヘッダ情報の多
く（例えば、第３図Ａのレベル５）、例えば、ブロック
コード化のタイプ及び動きベクトルのタイプ、ブロック
がゼロ値動きベクトルを持っているか、及び／または、
１つのブロック中の全ての係数がゼロ値であるか等、可
変である。ベクトル情報と係数情報はヘッダ情報のこれ
らのタイプを検出するために解析器125に加えられる。
動きベクトルが、前方動きベクトルか、後方動きベクト
ルか、及び／またはゼロ値かは、ベクトルの検査によっ
て直接検出することができる。１ブロック中の全ての係
数がゼロ値であるか否かは、１つのブロックに含まれて
いるベクトルの大きさを累算するだけで検出できる。可
変のヘッダデータのタイプが求められると、それにコー
ドワードが割り当てられ、該当する時間にマルチプレク
サ129に供給される。素子126はまた、その時マルチプレ
クスされているコードワードのタイプに関する情報、即
ち、ヘッダ情報、動きベクトル情報、DC係数及びAC係数
を供給する。
時分割マルチプレクスされた情報は、同じく素子126
によって制御される可変長エンコーダ130に結合され
る。図では、VLC制御がコードワードタイプ信号によっ
て与えられるものとして示されている。異なるコードタ
イプが、異なるVLCコードテーブルに従って可変長コー
ド化され、従って、そのような制御のためにコードタイ
プ信号を利用することは適切である。
VLC130は、AC係数をゼロランコード化するためのゼロ
ランエンコーダと、変換係数と動きベクトルの可変長コ
ード化のためにマルチプレクサ129を通って送られてく
る各コードワードによりアドレスされる複数のハフマン
コードテーブルとを含むものとすることができる。利用
される特定のテーブルはコードタイプ信号によってイネ
ーブルされる。コードテーブルの各々は、それぞれの可
変長コードワードのコード長でプログラムされた対応す
るテーブルを含むものとすることができる。コードワー
ドCWとコード長CLは、並列ビットフォーマットで別々の
バスに同時に供給される。一般的には、ヘッダ情報は可
変長コード化されず、VLC130によって変更を受けずにこ
れを通過する。しかし、VLC130は、ヘッダコードワード
のコード長を供給するための、コードタイプ信号に応答
するコード長テーブルを含んでいる。この代わりに、VL
Cにビットカウンタを設けて、これらのデータのビット
の数を計数させるようにしてもよい。
素子126は、バッファメモリ133に供給されるデータの
書込み及びバッファメモリ133から供給されるデータの
読出しの制御も行う。
第５図は優先度選択処理を行うための装置の一例を示
す。この装置は幾つかのモードで動作することができ
る。例えば、異なるフィールド／フレームタイプに対し
て同じ基準でデータの優先度を決めることも、異なるフ
ィールド／フレームタイプに対して異なる基準でデータ
の優先度を決めることもできる。後者の場合、HPチャン
ネルが伝送された総データの20％を通過させ、HPチャン
ネルの３％が補助データによって用いられるものと仮定
する。ビデオデータが最大伝送チャンネル効率となるよ
うに量子化されれば、ビデオデータの17.35％がHPチャ
ンネルに割り当てられる。前者の場合は、Ｉ、Ｐ及びＢ
フレームに対する高優先度データは、例えば、それぞれ
α：β:1の比率で割り当てられるようにできる。これら
の値αとβは、ユーザによる選択可能とすることがで
き、及び／または、先行のコード化フレームからのコー
ドデータの量からの統計に基づいて決めることができ
る。第５図及び第５図Ａ参照。以下の説明においては、
大括弧中の番号は第５図Ａの処理ブロックに対応する。
可変長エンコーダ130からのデータは２つのバッファメ
モリ150Aと150Bのそれぞれの入力ポートと、データ解析
器152とに結合される。各バッファは、例えば、データ
のスライスを記憶するために充分なメモリを含んでい
る。バッファ150Aと150Bは「ピンポン」式に動作して、
データのスライスの書込みとデータのスライスの読出し
を交互に行う。従って、バッファ150Aが、例えばスライ
スｎからのデータを書き込んでいる時は、バッファ150B
はスライスｎ−１からデータを読出す。
データがある特定のバッファに書き込まれる時、解析
器152は各コードワードに対するコードワード番号CW＃
ｉを生成し、このCW＃ｉを対応するコードワードに関連
させて記憶する。解析器はまた、データがHPチャンネル
とLPチャンネルに分割されるべき点、即ち、コードワー
ドを計算する。この計算はバッファに記憶されるデータ
の量について求められる。ヘッダデータ（Header Dat
a）、動きベクトル（Motion Vector）、DC係数及びAC係
数を含む４つの一般的なデータのタイプがある。１つの
ブロックについてのDC及びAC係数は、DC係数が最初に生
起し、次いで、全体として重要度が低下する順でAC係数
を表すコードワードが続くという順序で生じる。バッフ
ァ中の全てのコードワードについてビットの総数が計数
される。ビットの和がHPのパーセンテージを丁度超えた
時のコードワードが、コードワード番号CW＃ｊで識別さ
れる。この番号はスイッチング素子153A（153B）に加え
られて、マルチプレクサ155A（155B）を制御するために
用いられる。コードワード番号CW＃ｊが識別された後、
コードワード、コード長データ、コードワードタイプデ
ータ及びコードワード番号がバッファ150A（150B）から
並列に読出される。コードワード、コード長及びコード
タイプは、マルチプレクサ155A（155B）の入力に供給さ
れ、コードワード番号はスイッチング素子153A（153B）
の入力に加えられる。データがバッファから読出される
時、スイッチング素子153A（153B）はコードワード番号
を計算した番号CW＃ｊと比較する。CW＃ｊ以下の全ての
コードワード番号に対して、スイッチング素子は、マル
チプレクサ155A（155B）が対応するデータをもう一つの
マルチプレクサ156を通してHPチャンネルに送るように
する制御信号を供給する。CW＃ｊより大きいコードワー
ド番号に対しては、マルチプレクサ155A（155B）は対応
するデータをマルチプレクサ156を介してLPチャンネル
に送るように制御される。マルチプレクサ156は、その
時読出されているバッファ150A（150B）によって供給さ
れるHP及びLPデータを通過させるように制御される。
解析器152はコード長信号とコードタイプ信号に応答
する。コードタイプ信号に応答して、解析器は生起する
コードワードの各々についてコードワード番号を発生す
る〔502〕。例えば、ヘッダ情報を表す各コードワード
に番号（数）（−２）が割り当てられる。動きベクトル
とDC係数を表す各コードワードには番号（数）（−１）
と（０）がそれぞれ割り当てられる。相続くACコードワ
ードには、ブロック単位で１からｎ迄の次第に大きい整
数ｉで表される番号が割り当てられる。
解析器152は、また、コード長信号とコードタイプ信
号に応答して、バッファ150A（150B）に入力される各コ
ードタイプのコードワードのビット数を別々に加算する
累算器（アキュムレータ）を含んでいる。これらの和は
加算されて〔504〕、そのバッファに含まれているコー
ドワードビットの総数を供給する。この総和に、HPチャ
ンネルに割り当てられるパーセントを10進数で表した数
が乗じられて、検査合計が生成される〔512〕。その
後、それぞれのコードタイプの和が、コードワード番号
CW＃ｉが大きくなる順に順次加算されて部分和が生成さ
れる〔508〕。各部分和は、部分和が検査合計を超える
まで、検査合計と比較される〔512〕。直前の部分和に
関連するコードワード番号CW＃ｊが、HPチャンネルに割
り当てられるべきブロック内の最後のコードワードとさ
れる〔512−518〕。それぞれのブロックに対する後続の
コードワードの全て、即ち、CW＃ｊ＋１からCW＃ｎはLP
チャンネルに割り当てられる。
優先度選択器からの各HP及びLPデータは、受信機側に
おける信号再生と誤り修整を改善するように構成された
トランスポートブロック中で配列される。トランスポー
トブロックフォーマットは第６図に示されている。HPト
ランスポートブロックの一例は1728ビットを含み、LPト
ランスポートブロックは864ビットを含んでいる。それ
ぞれのトランスポートブロックはデータの１スライスよ
り多いあるいは少ないデータを含むことができる。従っ
て、ある特定のトランスポートブロックは１つのスライ
スの終わりからのデータと次の後続スライスの初めの部
分からのデータとを含むことがある。ビデオデータを含
むトランスポートブロックは、他のデータ、例えば、オ
ーディオを含むトランスポートブロックとインタリーブ
させることができる。各トランスポートブロックは、そ
れぞれのトランスポートブロックに含まれている情報の
タイプを示すサービスタイプヘッダSTを含んでいる。こ
の例においては、STヘッダはデータがHPであるかLPであ
るか、及び情報がオーディオデータであるか、ビデオデ
ータであるか、あるいは補助データであるかを表示する
８ビットワードである。この８ビットワードの４ビット
がST情報を表すために用いられ、４ビットがST情報ビッ
トのハミングパリティ保護を与えるために用いられる。
各トランスポートブロックはSTヘッダの直後に続くト
ランスポートヘッダTHを含んでいる。LPチャンネルにつ
いては、トランスポートヘッダは７ビットのマクロブロ
ックポインタ、18ビットの識別子及び７ビットのレコー
ドヘッダ（RH）ポインタを含んでいる。HPチャンネルの
トランスポートヘッダは８ビットのレコードヘッダ（R
H）ポインタのみを含んでいる。マクロブロックポイン
タはセグメント化されたマクロブロックあるいはレコー
ドヘッダ成分に対して用いられ、また次の復号可能な成
分の開始点を指示する。例えば、その特定のトランスポ
ートブロックがスライスｎの終わりとスライスｎ＋１の
開始部分に関係したマクロブロックデータを含んでいる
場合、スライスｎからのデータはトランスポートヘッダ
に隣接して配置され、ポインタが次の復号可能なデータ
はトランスポートヘッダTHに隣接しているということを
示す。逆に、レコードヘッダRHがTHに隣接している場合
は、１番目のポインタがレコードヘッダRHに続くバイト
位置を指示する。ゼロ値マクロブロックポインタはトラ
ンスポートブロックがマクロブロック入口点（エントリ
ポイント）を持っていないことを示す。
トランスポートブロックは、レコードヘッダを全く持
たないか、１またはそれ以上持っており、その位置はト
ランスポートブロック中で可変である。レコードヘッダ
はHP及びLPチャンネル中のマクロブロックデータの各ス
ライスの開始点で生起する。ビデオデータヘッダ情報の
みしか含んでいないトランスポートブロックにはレコー
ドヘッダは含まれていない。レコードヘッダ（RH）ポイ
ンタはそのトランスポートブロック中の１番目のレコー
ドヘッダの開始点を含んでいるバイト位置を指示する。
あるトランスポートブロック中の１番目のレコードヘッ
ダはバイトの境界に置かれる。即ち、可変長コードがレ
コードヘッダに先行している場合は、可変長コードは、
レコードヘッダの開始がトランスポートブロックの開始
点からバイト整数個分のビット位置で生起するするよう
にビットスタッフ処理することができる。レコードヘッ
ダは連結された可変長コードワードのストリーム中に埋
め込まれているために、デコーダがレコードヘッダを見
つけられるようにバイトの境界に置かれる。ゼロ値RHポ
インタはトランスポートブロック中にレコードヘッダが
ないことを示す。レコードヘッダもマクロブロックポイ
ンタもゼロ値の場合、この状態はトランスポートヘッダ
がビデオデータヘッダ情報のみを含んでいることを表
す。
LPトランスポートヘッダ中の18ビット識別子は、その
トランスポートブロックに含まれている、その時のフレ
ームタイプ、フレーム番号（モジュロ32）、その時のス
ライス番号、及び一番目のマクロブロックを識別する。
トランスポートヘッダの次には、レコードヘッダRHま
たはデータのいずれかが来る。第６図に示すように、HP
チャンネル中のビデオデータ用のレコードヘッダには次
の情報が含まれている。ヘッダ拡張部EXTENDがあるか否
かを示す１ビットのフラグFLAG、このフラグに続いて、
ａ）フィールド／フレームタイプＩ、ＢまたはＰ、ｂ）
フィールド／フレーム番号（モジュロ32）FRAME ID、
及びｃ）スライス番号（モジュロ64）SLICE IDENTITY
を示す識別子IDENTITYが置かれている。識別子の後ろ
に、レコードヘッダはマクロブロック優先度ブレークポ
イント標識PRI BREAK（ｊ）を含んでいる。PRI BREAK
（ｊ）は、コードワードをHPチャンネルとLPチャンネル
に分割するために優先度選択器の解析器152によって生
成されたコードワード番号CW＃ｊを表示する。最後に、
必要に応じて、ヘッダ拡張部がHPレコードヘッダに含ま
れている場合もある。
LPチャンネルに含まれているレコードヘッダは、HPチ
ャンネルに含まれている識別子と同様の識別子IDENTITY
のみを含んでいる。
各トランスポートブロックは、そのトランスポートブ
ロック中の全ビットについて計算された16ビットのフレ
ームチェックシーケンスFCSで終わる。FCSは周期冗長コ
ードを用いて生成することができる。
第７図はトランスポートプロセッサの装置の一例を示
す。図において、アービタ213がマルチプレクサ212を介
して、マルチプレクサ211からのビデオデータ、メモリ2
14からのオーディオデータ、及びメモリ215からの補助
データの各トランスポートブロックをインタリーブす
る。オーディオデータはソース216によりトランスポー
トブロックの形で供給され、先入れ先出しメモリ214に
加えられる。補助データはソース217によってトランス
ポートブロックの形で先入れ先出しメモリ215に供給さ
れる。オーディオ及び補助データトランスポートブロッ
クのフォーマットはビデオトランスポートブロックのフ
ォーマットと異なっていてもよいが、トランスポートブ
ロックは全て先頭サービスタイプヘッダを含んでおり、
かつ、好ましくは、同じ長さである。アービタ213はバ
ッファ214、215及び207のいずれもオーバフローしない
ようにするように、これらのバッファの占有のレベルに
応答する。
第７図の装置はHPまたはLP信号の一方に働くもので、
もう一方の信号に対し同様の装置が必要である。しか
し、オーディオ及び補助信号の全てがHPデータである場
合は、トランスポートブロックをインタリーブするため
のアービタはLPトランスポートブロックプロセッサには
設けられず、あるいはオーディオ及び補助信号の全てが
LPデータの場合はアービタはHPトランスポートブロック
プロセッサに設けられない。
第７図において、優先度選択器からのコードワードC
W、コード長CL、及びコードタイプTYPEの各データがト
ランスポート制御器218に結合され、コードワードとコ
ードタイプ信号が可変ワード長−固定ワード長変換器20
1に供給される。変換器201は、レートバッファ13と14に
要求される記憶スペースの量を減じるために、可変長コ
ードワードを例えば８ビットのバイトにパケット化す
る。この変換器201としては、米国特許第4,914,675号に
記載の形式のものを用いることができる。変換器201に
よって供給される固定長ワードはバッファ207に一時的
に記憶される。
トランスポート制御器218はCW、CL、TYPE及びCW＃ｊ
の各データに応答して、トランスポートブロックヘッダ
（ST、TH、RH）を構築し、これらのヘッダをヘッダバッ
ファ208に加える。ヘッダバッファ208は制御器218の内
部に設けてもよい。コード長、コードタイプ及びコード
ワードに応答して、制御器218は、固定長ビデオデータ
ワードとトランスポートブロックヘッダ情報を（マルチ
プレクサ209を介して）インタリーブして、予め定めら
れたビット数のトランスポートブロックにするための、
必要なタイミング信号を発生する。
マルチプレクサ209によって供給されるトランスポー
トブロックはマルチプレクサ211の一方の入力と、出力
がマルチプレクサ211の第２の入力に結合されているフ
レームチェックシーケンス・コーダFCS210の入力端子と
に供給される。トランスポートブロックデータに応答す
るFCS210は、それぞれのトランスポートブロックに対す
る２バイトの誤りチェックコードを形成する。マルチプ
レクサ211はマルチプレクサ209によって供給されるそれ
ぞれのトランスポートブロックを通過させ、素子210か
らの16ビット、即ち、２バイトのFSCコードをそのトラ
ンスポートブロックの最後に付加するように制御され
る。
トランスポートプロセッサについての以上の説明にお
いて、圧縮器10によって供給されるヘッダ情報の全てが
トランスポートプロセッサによって供給されるビデオデ
ータストリーム中に含められるものとしている。ビデオ
データヘッダ情報の多くはトランスポートヘッダ中にも
含まれており、その意味で、冗長情報を供給しているこ
とを認識すべきである。代替構成においては、制御器21
8は、変換器201がトランスポートブロックヘッダ中に冗
長的に含まれているビデオヘッダデータを受け入れるこ
とを禁止して、全体的なコード化効率を高めるようにす
ることができる。受信機側では、切除されたビデオヘッ
ダデータが、トランスポートブロックヘッダから再構成
されて、ビデオデータストリームに再挿入される。
受信機側において、検出された信号は前方誤り訂正回
路21と22に加えられ、それぞれのHP及びLP信号に対して
誤り訂正が行われる。次いで、誤り訂正されたデータ
は、レートバッファ23と24を通してトランスポートプロ
セッサ25に加えられる。検出データはFEC回路21と22で
誤り訂正を受けるが、信号伝送中に生じるある誤りはFE
C回路では訂正不能な場合がある。そのような誤りがデ
コンプレッション回路に送られると、再生画像に非常に
許容できない崩壊が生じる可能性がある。そのようなこ
とが生じないようにするために、各トランスポートブロ
ックは、FEC回路を通過する誤りの生起を示す独立した
誤り検出コードを含んでおり、そのような誤りの表示に
応答して、システムは適当な誤り修整を行う。
第８図はシステムの受信機部分に含まれているトラン
スポートプロセッサ25を示す。このようなプロセッサが
２つ、１つはHPチャンネル用に、１つをLPチャンネル用
に必要である。初めからオーディオあるいは補助データ
が常に、ある特定のチャンネルから除外されていること
が分かっている場合は、そのチャンネルのトランスポー
トプロセッサから対応する素子を除くことができる。
第８図において、レートバッファ23または24からのデ
ータはFCS誤り検出器250と遅延素子251に加えられる。
遅延素子251は、検出器250が対応するトランスポートブ
ロックに誤りがないか否かを検出できるようにするため
に、１トランスポートブロック期間の遅延を与える。検
出器250はトランスポートブロック中の誤りの有無を示
す誤り信号Ｅを供給する。誤り信号は１対３デマルチプ
レクサ253の入力ポートに加えられる。遅延を受けたト
ランスポートブロックデータもマルチプレクサ253の入
力ポートに加えられる。遅延を受けたトランスポートブ
ロックデータは、更に、サービスタイプ検出器（ST DE
TECT）252に加えられ、このサービスタイプ検出器252は
STヘッダを検査し、これに応答して、マルチプレクサ25
3がそのトランスポートブロックデータと対応する誤り
信号を、オーディオ、補助及びビデオ信号処理路の該当
する１つへ通過させるようにする。トランスポートブロ
ック中に誤りが検出されるかもしれないが、STコードは
独立してハミングコード保護が与えられているので、ST
コードが用いられる。
オーディオ、補助及びビデオ各信号路において、誤り
信号は誤り修整を行うために色々な形で用いられる。ビ
デオ信号処理路においては、誤り信号は、デコンプレッ
サ27に含まれる誤り修整回路に応じて幾つかの方法で用
いられる。最も単純なケースにおいて、デコンプレッサ
27が、情報の復号時に情報が更新される表示メモリを含
んでいるとする。ある画像のある特定の部分にいかなる
情報も受信されない場合には、表示メモリの対応する部
分が更新されない。更新されなかった画像部分は、新し
いデータが受信されるまで、後続のフレーム中で繰り返
されるだけである。フレーム間で繰り返す情報による誤
り修整が許容できる場合には、ビデオ信号処理路におい
て、ビデオデータストリームから検出された誤りをもっ
たトランスポートブロックを単に切除するために、誤り
信号が用いられる。あるいは、もっと複雑な誤り修整を
行う場合には、トランスポートブロックデータはそのま
ま保持して、誤り表示を付して、デコンプレッサに別の
誤り修整機能を行うように注意するようにすることもで
きる。
ビデオ信号処理路においては、トランスポートブロッ
クデータと誤り信号は処理素子256に結合される。素子2
56は、FCSコード及びトランスポートブロックヘッダS
T、TH及びRHをデータストリームから切除する。あるい
は、誤りが検出されたトランスポートブロック全体を削
除するようにしてもよい。素子256はトランスポートブ
ロックヘッダが切除されたビデオデータ、誤りデータ及
びトランスポートヘッダを、別々のバスを通して優先度
デセレクト（deselect）プロセッサ26に供給する。
FEC回路21と22は、エンコーダのFEC回路15と16に供給
された固定長ワードに対応する固定長ワードで受信デー
タを供給する。従って、トランスポートブロックヘッダ
データは、予め定められているか（ST、TH及びFCS）あ
るいはトランスポートヘッダによって識別される（RH）
バイト境界で生じる。従って、各トランスポートブロッ
クから必須のトランスポートブロックヘッダを識別して
抽出することは比較的簡単なことである。
第９図は優先度デセレクトプロセッサの一例を示す。
優先度デセレクトプロセッサは受信機のトランスポート
プロセッサからのデータを受入れ、それを、エンコーダ
側の優先度選択プロセッサ11に加えられた形に再配列す
る。これを行うためには、データストリームのそれぞれ
のコードワードが識別されねばならない。即ち、各ブロ
ック中のコードワードCW＃ｊが検出できなければならな
い。そのデータは連結された可変長コードの形態を採っ
ているから、コードワードの境界を決定するためには、
少なくとも部分的にはVLC復号されねばならない。コー
ドワード境界が決まると、コードワードはCW＃ｊ（HPチ
ャンネル中）を見つけるためにカウントされる。コード
ワード境界が識別されると、コードワードは簡単にそれ
ぞれの並列ビットVLCコード形式に分析分解できる。
第９図において、それぞれHP及びLPデータに応答する
同様の回路（270、271、272、273）と（276、277、27
8、279）が供給されるデータを並列ビットのVLCコード
ワードに分析分解する。HP及びLPコードワードはそれぞ
れマルチプレクサ274に供給される。マルチプレクサ274
はデセレクト制御器275に応答して、データを、圧縮器1
0によって供給されるものと同様なデータシーケンスに
再合成する。
HPチャンネル回路270〜273を考察する。素子256（第
８図）からのビデオデータはバッファメモリ270とデセ
レクト制御器271に加えられる。更に、HPトランスポー
トブロックヘッダが制御器271に加えられる。誤りのな
いビデオデータは予め定められた循環シーケンスで生起
する。あるシーケンス中の特定の点はトランスポートブ
ロックヘッダ情報から識別可能である。開始点が識別さ
れると、復号がその予め定められたシーケンスで進行す
る。デセレクト制御器271は、可変長デコーダVLDがこの
シーケンスに従って動作するように制御するようプログ
ラムされている。例えば、トランスポートヘッダがその
時のデータがＩフィールドからのものであり、また、レ
コードヘッダがバイトｚで生起したということを示して
いるとする。レコードヘッダはスライスの開始点に置か
れており、スライスの入口点はバイトｚとの関係におい
て識別できる。この点において、既知のビット／バイト
コーディングフォーマットのスライスヘッダが知られ、
このヘッダには、既知のビット／バイトコーディングフ
ォーマットのマクロブロックヘッダが続き、更に、これ
に、既知のコーディングフォーマットでブロックデータ
が、等々と続く。従って、トランスポートヘッダ情報に
応答して、制御器271はVLD272の復号シーケンスを設定
する。即ち、VLCコードワードのどのグループに対し、
どのVLD復号テーブルが用いられるべきかを決める。例
えば、データストリーム中のスライスヘッダは可変長コ
ード化されていないから、入口点を確認するために、共
通のスライスヘッダ情報をトランスポートヘッダ情報と
比較するように制御器を構成することもできる。
バッファ270からのビデオデータは、多数の固定長コ
ードワードを連結し、連結したコードワードの先頭ビッ
トを、正常な循環シーケンスに対比して予測されるコー
ド化のタイプに従って、識別可能なコードワードを求め
るために検査する。ある特定数の先頭ビットが有効なコ
ードワードとして識別されると、これらのビットは並列
ビットコードワードCWとしてバッファ記憶装置273に出
力される。更に、予想されるコードワードタイプＴとコ
ードワード長CLが生成され、バッファ記憶装置273に加
えられる。コードワードがバッファ記憶装置273にロー
ドされる時、これらのコードワードはデセレクト制御器
275によって指標が付される。
DC及びAC係数コードワードは異なる統計に従ってコー
ド化され、１つのマクロブロック内のそれぞれのブロッ
クの係数は、ブロック終了（EOB）識別子を含めずに連
結される。しかし、一般的に言うと、マクロブロック中
の１番目のブロックのDC係数は、そのビットストリーム
中の位置によって識別可能である。VLDは１つのブロッ
クの最後のAC係数と次のブロックのDC係数とを識別する
ことができない。識別はトランスポートブロックヘッダ
情報に含まれるCW＃ｊによって与えられる。CW＃ｊはス
ライス中の各ブロックの最後のAC係数コードワードを識
別する。番号（ｊ）が付されたコードワードを見つける
ために、デセレクト制御器275はVLDによって供給される
コードタイプＴをモニタする。制御器275はACタイプの
コードＴを計数し、ｊが生じた時、制御器275はVLD272
と交信して、サイクルをDC係数復号イベントにリセット
する。
LPチャンネル中の素子276〜279は同様な態様で動作す
る。しかし、LPデータはAC係数コードワードしか含んで
いないと予想されている。マクロブロック内のそれぞれ
のブロックに対するACコードワードは、ブロック終了
（EOB）コードによって分離されており、従って、コー
ドワードを計数する必要はない。VLD278の動作は、１つ
のコード化テーブルに従って全てがコード化されている
ワードを復号することのみである。トランスポートブロ
ック中の１番目のマクロブロックの位置はそれぞれのト
ランスポートヘッダによって識別され、連続する各マク
ロブロックはレコードヘッダによって識別される。この
情報は、記憶バッファ279中のコードワードに指標を付
すようにVLD278を制御するためにデセレクト制御器277
によって評価される。
指標が付された情報と記憶バッファ273と279に記憶さ
れたタイプＴコードワードとに応答して、デセレクト制
御器275は記憶バッファ273と274に記憶されているHP及
びLPコードワードをマルチプレクサ274を介して連結す
る。制御器はマクロブロックを識別し、マルチプレクサ
274を制御してHPチャンネルからのデータを通過させ、
記憶バッファ273からそれぞれのHPデータをマクロブロ
ックのブロック１のコードワードCW＃ｊまで読出す。次
いで、制御器はマルチプレクサをLPチャンネルからのデ
ータを通過させるように制御し、EOBタイプのコードが
生起するまで、同じブロック１に対応するAC係数コード
ワードを読出す。その後、制御器275はマルチプレクサ2
74をHPチャンネルからのデータを通過させるように制御
し、マクロブロックのブロック２に対応するHPデータの
読出しを開始する。CW＃ｊに対応するコードワードが読
出された後、制御器が再びLPチャンネルからのブロック
２に対するLPデータを読むように切り替わり、同様の動
作が継続される。
高優先度チャンネルからのデータの読出し中、CW＃ｊ
に対応するコードワードが生じる前に、EOBコードが生
じた時は、制御器275は高優先度チャンネルからのデー
タの次のブロックを読みだすようにリセットされる。
発生するコードワードの循環特性は可変とすることが
できる。例えば、スライス内の幾つかのマクロブロック
はコード化されず及び／またはマクロブロック内の幾つ
かのブロックがコード化されない場合もある。この情報
はそれぞれスライスヘッダ及びマクロブロックヘッダに
含められる。適切な復号サイクルを設定し維持するため
に、コードワードタイプに応答する制御器275がスライ
スヘッダコードワードとマクロブロックヘッダコードワ
ードを検査して、各マクロブロック中のブロックの数及
び各スライス中のマクロブロックの数を検出する。これ
らの数に応じて、制御器275は特定の復号（デコーディ
ング）動作を計数して、ある復号機能がいつ完了したか
を検出し、復号サイクルを再開させる。前にも述べたよ
うに、２以上のレコードヘッダをトランスポートブロッ
クに含ませることができるが、一番目のレコードヘッダ
のみがトランスポートブロックヘッダによって識別さ
れ、従って、トランスポートブロック中の１番目のレコ
ードヘッダのみが素子256によって切除される。そのよ
うなレコードヘッダから情報を識別して抽出し、データ
ストリームからそのようなレコードヘッダを切除するた
めに、制御器275がVLD272によって処理されたマクロブ
ロックの数を計数し、１つのスライス中の最後のマクロ
ブロックの終了時に、トランスポートブロック中で次に
生じるデータをレコードヘッダとして認識する。その
後、制御器はレコードヘッダ中の情報を読み取って次の
循環動作を設定し、その情報がバッファ273へ送られる
ことを禁止する。
図では、制御器271、275及び277は３つの別々の素子
として示されているが、これらを１つの制御器素子に含
めるようにしてもよいことは理解されるべきである。
第９図の回路は可変長復号データを供給するものでは
なく、それぞれの可変長コードワードを分解分析（パー
シング）するだけで、これらのコードワードを、圧縮器
10の出力に供給されるデータと同じ形で供給する。従っ
て、圧縮器10と実質的に相補的な回路構成をデコンプレ
ッサ27として用いることができる。しかし、第９図の回
路を復号された可変長コードワードを供給するように構
成して、デコンプレッサ回路中のVLDを不要にすること
ができる点を認識する必要がある。
第９図において、種々の誤り修整の方法論のための対
策がなされている。例えば、トランスポートブロックが
誤りを含んでいても、そのブロックに対するデータは処
理され、デコンプレッサに送られることがある。この場
合は、誤りフラグがトランスポートブロックの各データ
ワードについて生成され、デコンプレッサに加えられる
コードワードと共に運ばれる。これらの誤りフラグはデ
セレクト制御器271と277によって供給され、バッファ記
憶装置273と279に供給されて、関連する誤りを含んだト
ランスポートブロックコードワードに対応するメモリ位
置に記憶される。
崩壊したトランスポートブロックが処理されない別の
システムにおいて、LPトランスポートブロックが失われ
たと仮定する。LPチャンネルは画像の再構成に対する重
要性が低い係数データを供給し、実際、各デコンプレッ
ション処理されたブロックは低い空間的解像度を呈する
が、DCTブロックはこれらの係数なしでデコンプレッシ
ョン処理を受ける。従って、誤りを含んだLPトランスポ
ートブロックがデータストリームから切除され、データ
がマルチプレクサ274で再構成されている時、HPデータ
の各ブロックコードワードCW＃ｊの後に、LPデータの代
わりにEOBコードが挿入される。EOBコードは制御器275
によって供給され、マルチプレクサ274を通してデータ
ストリーム中にマルチプレクスされる。各ブロックに対
するEOBが強制EOB即ち人為EOBであることを示すため
に、誤りフラグがEOB信号と共に運ばれるようにするこ
とができる。強制EOB信号はEOBEと示す。
制御器275には両方のチャンネルに対するトランスポ
ートヘッダ情報が供給され、記憶バッファ273と279で利
用できるブロック情報に指標を付す。マクロブロックデ
ータとブロックデータは既知のシーケンスで生起し、制
御器が失われたデータを識別し、かつ、失われたLPデー
タについてのEOBEコードワードを発生してHPデータに付
すことを可能にする。
一般的に言って、HPチャンネルを送信する強さのため
に、HPチャンネル中では非常に僅かの誤りしか生じない
と予想される。しかし、HPチャンネルで誤りが起きる
と、HPチャンネル中で失われたデータのブロックに対応
するLPチャンネル中のデータは無意味になる。制御器27
5は、誤りのないトランスポートブロックヘッダによっ
て識別される正常な情報のシーケンスの中断に基づい
て、失われたHPデータを識別するするようにプログラム
されている。失われたHPデータが検出されると、対応す
るLPデータが記憶バッファ279から消去される。即ち、
この対応するLPデータはデコンプレッサへは送られな
い。更に、制御器275は、失われた情報、即ち、その時
優先度デセレクトプロセッサから供給されていないマク
ロブロックデータ、スライスデータまたはフレームデー
タを識別する形の誤りデータをデコンプレッサに供給す
るように構成できる。
制御器275は制御バスCBを介して総合システム制御器
に応答して、始動時、チャンネル切換え時等に、制御器
271、277及びVLD272、278を初期化あるいは再初期化す
る。さらに、制御器275はトランスポートプロセッサ25
及びレートバッファ23と24と交信して、優先度デセレク
ト回路に供給される情報のレートを制御する。
第10図はデコンプレッション装置27の構成の一例であ
る。
誤り修整はこの発明の主題ではないので、この装置に
関しては誤り修整については論じない。ただ、優先度デ
セレクトプロセッサからの誤りデータはデコンプレッシ
ョン制御器302に加えられて、データの失われたブロッ
クに対応するビデオ表示RAM318の領域の更新が禁止され
るという点と、装置は強制EOBコードに対して、これら
の強制EOBコードが正常に生起したEOBコードであるかの
如く応答するという点を述べておくだけで充分であろ
う。
概略的に言うと、第10図の回路はMPEG様ハイアラーキ
カル・フォーマットで供給されるビデオデータのデコン
プレッション（圧縮されたデータを元に戻す処理）を行
うように構成されている。優先度デセレクトプロセッサ
のマルチプレクサ274によって供給されるビデオデータ
はバッファメモリ300に加えられる。このデータはデコ
ンプレッション制御器302によってアクセスされ、ヘッ
ダデータが制御器302をプログラムするために抽出され
る。DCT係数に対応する可変長コードワードが抽出され
て可変長復号器（可変長デコーダ）（VLD）308に加えら
れ、動きベクトルに対応する可変長コードワードは可変
長復号器（可変長デコーダ）（VLD）306に加えられる。
VLD308は、制御器302の制御の下に、該当する、可変長
復号、逆ランレングス復号、及び逆DPCMコード化を行う
ための装置を含んでいる。VLD308からの復号されたデー
タは、それぞれのDCT係数を逆量子化し、その係数をピ
クセルデータのマトリクスに変換するための回路を含ん
でいる逆DCT回路310に加えられる。次いで、ピクセルデ
ータは、出力がビデオ表示RAM318とバッファメモリ314
と316に結合されている加算器312の一方の入力に結合さ
れている。
VLD306は、必要に応じて、制御器302の制御の下に、
可変長コード化された動きベクトルを復号し、動きベク
トルの逆DPCMコード化を行う回路を含んでいる。復号さ
れた動きベクトルは動き補償された予測器304に加えら
れる。動きベクトルに応答して、予測器はバッファメモ
リ314と316の一方（前方）または両方（前方及び後方）
に記載されているピクセルの対応するブロックをアクセ
スする。予測器は、（バッファメモリの上記一方から
の）データのブロックまたは（両方のバッファメモリか
らの各ブロックから引き出された）補間データブロック
を加算器312の第２の入力に供給する。
デコンプレッションは次のようにして行われる。入力
ビデオデータのフィールド／フレームがフレーム内コー
ド化されている場合は、動きベクトルはなく、復号され
たDCT係数がピクセル値のブロックに対応する。従っ
て、フレーム内コード化データについては、予測器304
は加算器312にゼロ値を加え、復号されたDCT係数は加算
器312によって変更を受けることなく、ビデオ表示RAMに
加えられ、そこで、通常のレート走査に従って読出され
るために記憶される。復号されたピクセル値は、動き補
償されたフレーム（ＢまたはＰ）を復号するための予測
画像値を形成する際に用いるためにバッファメモリ314
と316の一方に記憶される。
入力データのフィールド／フレームが前方動き補償さ
れたＰフィールド／フレームに相当する場合は、復号さ
れた係数はその時のフィールド／フレームと最後に生起
したＩフレームの間の剰余即ち差分に対応する。予測器
304は復号された動きベクトルに応答し、バッファメモ
リ314または316の一方に記憶されているＩフレームデー
タの対応するブロックをアクセスし、このデータのブロ
ックを加算器に供給し、そこで、逆DCT回路310によって
供給される剰余の各ブロックが予測器304によって供給
されるピクセルデータの対応するブロックに加算され
る。加算器312によって生成される和はＰフィールド／
フレームのそれぞれのブロックに対するピクセル値に対
応し、これらのピクセル値は表示RAM318に加えられてそ
れぞれの記憶位置を更新する。更に、加算器312によっ
て供給されるピクセル値は、予測されたピクセルデータ
の生成に利用されたピクセルデータのＩフィールド／フ
レームを記憶していないバッファメモリ314と316の一方
に記憶される。
両方向コード化された（Ｂ）フィールド／フレームに
ついては、それぞれの動きベクトルが前方ベクトルか後
方ベクトルか、あるいは、その両方かに応じて、予測値
が、両方のバッファメモリ314と316に記憶されている記
憶Ｉ及びＰピクセルデータからアクセスされる点を除け
ば、動作は同様である。生成されたＢフィールド／フレ
ームピクセル値は表示RAM318を更新するために加えられ
るが、Ｂフィールド／フレームデータがピクチャデータ
の他のフィールド／フレームの生成には用いられないの
で、どのバッファメモリにも記憶されない。
第11図はシステムの送信側及び受信側の両方で用いる
ためのモデム回路の一例を示す。前方誤り訂正回路15と
16からのHP及びLPデータはそれぞれ64QAM変調器400と40
1に加えられる。変調器400は−6dBの帯域幅が約0.96MHz
であるHPアナログ信号を供給する。この信号は、高周波
数の高調波を除くために、1.5MHz帯域通過フィルタ402
に加えられ、次いで、アナログ信号加算器405に加えら
れる。変調器401は−6dBの帯域幅が約3.84MHzであるLP
アナログ信号を供給する。この信号は、高周波高調波を
除くために、6MHz帯域通過フィルタ404に加えられ、次
いで、減衰器406に加えられる。減衰器406はLPアナログ
信号の振幅をHPアナログ信号に対して約9dB低減する。
次いで、減衰を受けたLP信号はアナログ信号加算器405
に結合され、アナログHP信号と加算されて、第１図に示
した信号スペクトルと同様の周波数スペクトルを持った
信号が生成される。この合成された信号はミクサ407に
加えられ、そこでRF搬送波が乗算されて、合成信号が標
準のTV伝送チャンネルに適合する周波数帯域に周波数変
換される。変換された信号は、次いで、帯域通過フィル
タ408に加えられ、そこで、周波数変換された信号のス
ペクトル特性が標準のチャンネル内に適合するように調
整される。
受信機側では、送信された信号が、通常の構成のチュ
ーナ/IF回路410によって検波され、PLL回路413とアナロ
グ−デジタル変換器（ADC）412に加えられる。デジタル
化された信号はそれぞれ64QAM復調器414と415に供給さ
れる。復調器414と415、処理すべき信号のスペクトルを
帯域制限してHP及びLP信号の正規の信号スペクトルに適
合するようにするために、それぞれの入力接続に帯域通
過フィルタを含んでいる。復調器414と415は通常のQAM
復調器構成のものであり、PLL回路413によって供給され
るクロック信号に応答する。PLL413は、電圧制御発振器
によって生成された信号をQAM信号に付随する２つの搬
送波の一方に位相ロックすることにより、必要なクロッ
ク信号を生成する。
この発明をMPEG様信号によって説明してきたが、この
発明を別のフォーマット、別の変換法を用いて圧縮した
信号の処理に適用できることを理解すべきである。圧縮
の形式に関して唯一必要なことは、それが、例えば、サ
ブバンド変換とかピラミッド変換のような、ハイアラー
キカルなレベルで優先順位を与えることができるデータ
を供給するものでなければならないという点である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライトマイヤー， グレン アーサー アメリカ合衆国 ニユージヤージ州 08628 ウエスト・トレントン ウイリ ス・ドライブ 22 (72)発明者 ワイン， チヤールズ マーティン アメリカ合衆国 ニユージヤージ州 08540 プリンストン ハミルトン・ア ベニユ 144 (56)参考文献 特開 平２−98292（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−113748（ＪＰ，Ａ) 真鍋他，ＡＴＭ用映像符号化装置の試 作と画質評価，テレビジョン学会技術報 告，日本，1991年１月24日，15［３］, ｐ．23−28 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入力ビデオ信号に結合されていて、ヘッダ
    データと画像データを表わす相異なるタイプで且つ可変
    長の圧縮されたビデオ信号コードワードを生成する圧縮
    回路と、この圧縮回路に結合されたトランスポートプロ
    セッサと、を具え、 上記コードワードの各タイプは、連続するデータストリ
    ームの形で連結されており、且つピクチャヘッダとスラ
    イスヘッダおよびマクロブロックを含む予め設定された
    階層に従った相対的な重要度を有し、コードワードは可
    変長コード化されていて上記階層中のそれらの位置に関
    連する番号が割り当てられており、幾つかのヘッダデー
    タのコードワードは同じ番号を有し、上記圧縮されたビ
    デオ信号のコードワードには上記階層中のそれらの相対
    的な位置に応じて高優先度状態と低優先度状態とが割り
    当てられており、上記圧縮回路は、逆圧縮に先立って、
    デコードされた状態の高および低優先度データの再合成
    を容易にするための優先度ブレークポイントを与え、各
    優先度ブレークポイントは上記番号の特定の１つに対応
    し且つ高優先度コードワードと低優先度コードワードを
    分離する上記階層における境界を示し、 上記トランスポートプロセッサは、上記圧縮されたビデ
    オ信号のコードワードを互いに排他的な高優先度と低優
    先度データのトランスポートブロックペイロードにセグ
    メント化し、且つトランスポートブロックヘッダデータ
    を供給する作用を行なうものであり、上記優先度ブレー
    クポイントは上記トランスポートブロックの幾つかに含
    まれており、上記優先度ブレークポイントに従って識別
    可能なコードワードを発見するためにコードワードは最
    初に部分的にデコードされる、 ことを特徴とする、画像を表わす可変長テレビジョン信
    号をコード化するための装置。
  2. 【請求項２】上記圧縮回路が、画面全体より小さな部分
    画面を表わす圧縮されたビデオコードワードに応じて、
    上記優先度ブレークポイントを所定の基準に従って適応
    的に決定する優先順位付け回路を含んでいる、請求項１
    に記載された装置。
  3. 【請求項３】上記トランスポートプロセッサが、高優先
    度の圧縮されたビデオ信号コードワードと低優先度の圧
    縮されたビデオ信号コードワードとの相互に排他的なト
    ランスポートペイロードを形成する回路を含み、且つ上
    記優先度プレークポイントが、高優先度の圧縮されたビ
    デオ信号コードワードを含むトランスポートブロック内
    に含まれている、請求項２に記載された装置。
  4. 【請求項４】変動する間隔で上記トランスポートブロッ
    クを受入れるように結合されていて、実質的に一定のレ
    ートでトランスポートブロックコードワードを出力する
    レートバッファと、このレートバッファの相対的飽和度
    を示す信号を生成する手段と、上記レートバッファの相
    対的飽和度を示す信号に応動して上記優先順位付け回路
    を制御する信号を発生するレート制御器と、を更に含ん
    で成る、請求項３に記載された装置。
  5. 【請求項５】上記レートバッファが、上記レートバッフ
    ァの相対的飽和度を示す信号を供給する手段を有し、上
    記圧縮回路が、コードワードを個々のレベルに量子化す
    る量子化回路を含み、この量子化回路は、この量子化回
    路の量子化レベルを制御するためのおよび上記圧縮回路
    によって供給される圧縮されたコードワードの量を間接
    的に制御するための、上記相対的飽和度を示す上記信号
    に応動する制御入力を含んでいる、請求項４に記載され
    た装置。
  6. 【請求項６】上記圧縮回路が、ピクセルのグループを表
    わす変換係数を供給するための、ビデオ信号源に結合さ
    れた離散コサイン変換プロセッサを含む、フレーム内圧
    縮および動き補償された予測圧縮に従ってビデオ信号を
    選択的に圧縮する手段と、上記変換係数のダイナミック
    レンジを適応的に制限する量子化器と、量子化された上
    記の変換係数を可変長コード化するための可変長コード
    化器とを、更に具えて成る、請求項１に記載された装
    置。
  7. 【請求項７】少なくとも各トランスポートブロックペイ
    ロードを誤りコード化する誤りコード化回路を含んでお
    り、且つ上記トランスポートプロセッサが、各トランス
    ポートブロック内に、対応する誤りチェックデータを含
    んでいる、請求項６に記載された装置。
  8. 【請求項８】各トランスポートブロックが、ヘッダデー
    タと圧縮されたビデオデータのペイロードとを含み、こ
    のヘッダデータが、対応するペイロードが高優先度の圧
    縮ビデオデータを含んでいるか低優先度の圧縮ビデオデ
    ータを含んでいるかを示す優先度ブレークポイントを含
    み、高優先度の圧縮されたビデオデータを有するトラン
    スポートブロックが優先度ブレークポイントを含んでい
    るような、上記トランスポートブロックの形で発生する
    圧縮されたビデオ信号の処理装置であって、 特徴として、 圧縮されたビデオ信号のトランスポートブロックを供給
    する手段と、 上記トランスポートブロックを受取るように結合されて
    いるトランスポートプロセッサであって、圧縮されたビ
    デオデータからブロックヘッダデータを分離し、低優先
    度の圧縮されたビデオコードワードとは別に高優先度の
    可変長の圧縮されたビデオコードワードを供給する回路
    を含んでいるトランスポートプロセッサと、を具え、上
    記高優先度のコードワードと低優先度のコードワードは
    連続するデータストリームの形で連結されており、 さらに、上記優先度ブレークポイントに応動して高優先
    度および低優先度の圧縮されたビデオコードワードを合
    成して１つのシーケンスのコードワードにする手段を含
    む、上記トランスポートプロセッサに結合された優先度
    デセレクト回路と、 上記優先度デセレクト回路に結合されていて、合成され
    た高および低優先度の圧縮されたビデオコードワードを
    デコンプレッシングするデコンプレッサと、を具え、上
    記優先度ブレークポイントに従って識別可能なコードワ
    ードを発見するためにコードワードは最初に部分的にデ
    コードされる、処理装置。
  9. 【請求項９】上記高優先度の圧縮させたビデオコードワ
    ードが、可変長コード化されていて、少なくともその一
    部は分割されていないデータシーケンスとして発生する
    ものである、請求項８に記載された処理装置であって、 上記分割されていないデータシーケンスを分析分解して
    それぞれ高優先度の可変長コードワードのシーケンスに
    する回路を含み、上記優先度デセレクト回路は、上記優
    先度ブレークポイントに応動して、上記それぞれ高優先
    度の可変長コードワードのシーケンスを、圧縮されたビ
    デオデータのブロックの部分に対応するグループに分割
    するものである、請求項８に記載された処理装置。
  10. 【請求項１０】上記低優先度の圧縮されたビデオコード
    ワードが、可変長コード化されていて、少なくともその
    一部は分割されていないデータシーケンスとして発生す
    るものである、請求項９に記載された処理装置であっ
    て、 上記分割されていないデータシーケンスを分析分解して
    それぞれ低優先度の可変長コードワードのシーケンスに
    する回路を含み、上記優先度デセレクト回路は、上記そ
    れぞれ低優先度の可変長コードワードのシーケンス中の
    ブロックコードワードの終端に応動して上記それぞれ低
    優先度の可変長コードワードのシーケンスを、上記圧縮
    されたビデオデータのブロックの上記部分と相補的な圧
    縮されたビデオデータのブロックの別の部分に対応する
    グループに分割するものであり、また上記のデセレクト
    回路は、圧縮されたビデオデータのブロックの上記部分
    と、この圧縮されたビデオデータのブロックの上記部分
    と相補的な圧縮されたビデオデータのブロックにおける
    対応する別の部分とから、データのブロックを形成する
    ものである、請求項９に記載された処理装置。
  11. 【請求項１１】上記圧縮されたビデオデータはDCT係数
    に関連したコードワードを有し、このDCT係数はブロッ
    クとして生起し、各ブロックのこの係数は画像の再構成
    に関する重要度が低下する順に生起し、各ブロックにつ
    いて重要度の高いコードワードは上記高優先度のトラン
    スポートブロックに含まれ、各ブロックについて重要度
    の低いコードワードは上記低優先度のトランスポートブ
    ロックに含まれており、上記優先度デセレクト回路は各
    ブロックに対する重要度の高いコードワードと重要度の
    低いコードワードを重要度が低下する順序で再合成する
    手段を含んでいる、請求項８に記載された処理装置。
  12. 【請求項１２】上記圧縮されたビデオ信号が、前方誤り
    訂正コードを含み、上記圧縮されたビデオ信号のトラン
    スポートブロックを供給する手段が、上記前方誤り訂正
    コードに応動して上記圧縮されたビデオ信号の誤り訂正
    を施すための誤り訂正回路を含んでいる、請求項８に記
    載された処理装置。
  13. 【請求項１３】上記圧縮されたビデオ信号が、可変長コ
    ード化された動き補償された予測フレーム圧縮されたデ
    ータとインタリーブされた可変長コード化されたフレー
    ム内圧縮されたデータを含み、また、上記デコンプレッ
    サが、上記圧縮されたビデオ信号に応動して上記圧縮さ
    れたビデオ信号を可変長復号する可変長復号手段と、上
    記可変長復号手段に結合されていて、フレーム内圧縮さ
    れたビデオ信号と動き補償された予測フレーム圧縮され
    たビデオ信号とを選択的に復号するデコンプレッション
    手段と、を具えて成る、請求項８に記載された処理装
    置。
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