JP3569303B2 - データ分離処理装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばテレビジョン信号のようなディジタルビデオ信号の成分を分離する信号処理装置に関する。特に本発明は、潜在的クロック制御(同期)の問題をできるだけ少なくする方法で高精細度ディジタルテレビジョン信号中のStandard Priority(標準の優先順位)成分とHigh Priority(高い優先順位)成分を分離するデータ分離処理装置に関する。
【0002】
【発明の背景】
一般に、高精細度テレビジョン(HDTV)信号は、標準的なテレビジョン画像(例えば、NTSC)の水平および垂直解像度の約2倍の解像度を有し且つ標準テレビジョン画像よりも広いアスペクト比を有する画像情報を含むものと理解されている。HDTV信号は同時放送技術を使用して放送される。この場合、同一番組の構成要素を2つに分けて、別々の標準6MHzチャネルを通して同時に放送される。2つに分けた番組構成要素の中の一方は1つのチャネルで放送される標準精細度NTSC情報を含んでおり、他方はもう1つの6MHzチャネルで放送される高精細度情報を含んでいる。
【0003】
高精細度同時放送チャネルは信号の符号化およびデータ圧縮技術を含むディジタル信号処理を使用して(標準6MHzチャネルで)実施することができる。高精細度ディジタルビデオデータを伝送用に符号化する処理において、ビデオデータは圧縮され、層状の符号化されたフォーマットで伝送される。層状のフォーマットは、データの区切りを識別するヘッダデータを含み、伝送中にデータが失われると、受信機では受信したデータストリーム内に適当なリエントリポイント
(再入力点)を見つけることができる。データが失われたり劣化したりして受信機で混乱やサービスの中断を特に防ぐために、符号化されたビデオデータをトランスポートブロックで構成することができる。トランスポートブロックには、ビデオデータの比較的小部分を識別する付加的ヘッダデータが含まれる。ヘッダデータには、それぞれのトランスポートブロック内のデータリエントリポイントを示す指標を含めるのが有利である。
【0004】
ビデオデータは、MPEG(Moving Picture Image Coding Ezperts Group)フォーマットあるいは類似したフォーマットのように、種々の方法で圧縮される。MPEGは、国際標準化機構(ISO)で確立されている標準的な符号化フォーマットである。基準は、1991年11月23日に改訂されたISO/IEC DIS 11172,“ディジタル記憶媒体のための動画像および関連するオーディオ”という文書に述べられている。この文書は一般的な符号フォーマットの説明のために本文中に参考として取り入れられている。MPEGと類似の処理および関連するヘッダを備えたビデオデータトランスポートブロックを有利に使用する高精細度テレビジョン信号を処理するシステムは、エイ・エイ・アカンポラ(A.A.Acampora)氏外に付与された“符号化されたビデオ信号を伝送用に区切る装置”という名称の米国特許第5,168,356号に述べられている。そのシステムでは、トランスポート処理回路を使用して、データワードをトランスポートデータパケットの形にし、これらのデータパケットはトランスポートブロックを構成する。またトランスポート処理回路は、必要とされるトランスポートヘッダを発生し、これらのヘッダを適当なトランスポートデータパケットと合成して、トランスポートブロックを形成する。
【0005】
同時放送と関連して有利に使用される例示的HDTV信号処理システムは、エイチ・イー・ホワイト(H.E.White)氏により1991年2月4日に出願された出願係属中の米国特許出願第650,329号に述べられている。そのシステムでは、高精細度画像情報を含むテレビジョン信号は、6MHz伝送帯域内で周波数多重化された2つの32−QAM(直交振幅変調された)搬送波を使用して伝送される。搬送波のうち一方は高い優先順位の情報を伝送し、他方の搬送波は、標準の(低い)優先順位の情報を伝送する。高い優先順位情報とは、完全な画像よりも劣るが、見ることのできる画像を作り出すのに必要とされる情報であり、それ以外の情報である標準の優先順位情報よりも著しく多量の電力を使用して伝送される。
【0006】
アカンポラ氏外による特許で述べられているように、ホワイト氏の特許出願で述べられた2重搬送波、2重優先順位形式のビデオ信号は、MPEGと類似のフォーマットに従って最初に圧縮される。その後MPEGタイプの信号の符号ワードは、それぞれの符号ワードのタイプの相対的重要度に応じて、2つのビットストリームに分解される。重要性の比較的高いビットストリームと重要性の比較的低いビットストリームは、それぞれ高い優先順位および標準の(低い)優先順位の状態を割り当てられ、それぞれの搬送波で伝送される。
【0007】
信号処理の実際の、あるいは起こりうる混乱をできるだけ少なくして、MPEGタイプの符号ワードを高い優先順位ビットストリームと標準の優先順位ビットストリームに分解することが望ましいことであると認識される。特に、関連するシステムのクロックを妨害するなどしてビットストリームを中断する必要なしにそのような分解を達成することが望ましいこととして認識され、それによって、クロックの停止/開始の同期性の困難な問題が排除される。
【0008】
【発明の概要】
本発明に従うデータ分離処理装置は、パックされ符号化された高い優先順位データの出力ビットストリーム、およびパックされ符号化された標準の優先順位データの出力ビットストリームを発生する、高精細度ビデオ信号符号化システムの中に含まれる。図に示す実施例では、高い優先順位出力は、可変長符号ワード
(以下VLCで略す。VLC:Variable Length Codeword)のビットストリームに応答すると共に、関連する高い優先順位データワードの長さを表示するデータワードに応答する高い優先順位データパッカーにより発生される。同様に、標準の優先順位出力は、またVLCビットストリームに応答し、また関連する標準の優先順位データワードの長さを表示するデータワードに応答する標準の優先順位データパッカーにより発生される。分解され高い優先順位および標準の優先順位データ区分にパックされるVLCビットストリームは両方のデータパッカーに連続的に供給される。
【0009】
本発明の特徴に従い、LENGTHデータワードは各可変長符号ワード(VLC)に関連している。LENGTHワードは、関連する標準の(低い)優先順位VLCの長さ(ビット数)を表示するSP(Standard Priority) LENGTHワードと、関連する高い優先順位VLCの長さ(ビット数)を表示するHP(High Priority) LENGTHワードに分離できる。標準の優先順位データパッカーは、SP LENGTHワードとVLCビットストリームに応答する。高い優先順位データパッカーは、HP LENGTHワードとVLCビットストリームに応答する。標準の優先順位VLCの存在している間、HP LENGTHワードの値はゼロに設定され、そのため、高い優先順位データパッカーは使用されなくなり、その間、標準の優先順位データパッカーは標準の優先順位VLCを処理する。同様に、高い優先順位VLCの存在している間、SP LENGTHワードの値はゼロに設定され、それにより、標準の優先順位パッカーは使用されなくなり、その間、高い優先順位VLCは高い優先順位データパッカーにより処理される。SP LENGTHおよびHP LENGTHワードをゼロに設定すると有利なことに、ゼロに設定されないLENGTHワードに関連するデータのためのルート機構として役立ち、VLCビットストリームがHPデータパッカーとSPデータパッカーの間で切り換えられるのが避けられ、またそれによってクロック停止/開始の同期の問題が避けられる。
【0010】
【実施例】
図1に示すように、本発明の原理に従うデータ分離処理装置は、エイ・エイ・アカンポラ氏外に付与された“符号化されたビデオ信号を伝送用に区分けする装置”という名称の米国特許第5,168,356号に述べられている、MPEGと類似の原理を使用する高精細度テレビジョン(HDTV)符号化システムに関連して説明される。このようなシステムの或るいくつかの特徴を示し、図3、図4のAとB、図5および図6に関連して説明する。
【0011】
図1において、信号分離/復号回路110はMPEG標準に従って発生される入力信号LENGTHおよびH/Sを受け取る。LENGTH信号は、関連する可変長符号ワードと一致する6ビットの並列ワードから成り、それらの符号ワードのビット長を表示する。LENGTH信号は、可変長符号ワードを発生するデータ圧縮装置、例えば図3の圧縮器310に関連する回路網により発生される。従来のデータ処理技術を使用し、各VLC(Variable Length Codeword)が発生されると、そのビット長が感知され、LENGTH信号として2進形式で符号化され、関連するVLCと一致する6ビットの並列路を通って伝送される。信号H/Sは1ビットの高/低の優先順位表示信号であり、論理“高”期間の間高い優先順位搬送波で伝送しようとするデータがVLCビットストリーム内に発生している間、論理“高”を呈する。逆に、表示信号H/Sの論理“低”は、論理“低”の期間の間低い優先順位搬送波で伝送しようとする低い優先順位データがVLCビットストリーム内に発生していることを示す。
【0012】
回路110は入力モジュロ32リミッタおよびアンドゲート114とナンドゲート116を含み、図1に示すように構成されている。アンドゲート114とナンドゲート116は、おのおのゲートアレイであり、リミッタ112からの並列6ビット出力信号を処理する。回路110は、高/低の優先順位表示信号H/Sの論理状態に従って、連続的入力LENGTHワードを、低い優先順位ワード長表示データ(SP LENGTH)と高い優先順位ワード長表示データ(HP
LENGTH)に分離する。例えば、高い優先順位データワードが発生している間、表示信号H/Sが論理“高”(1)レベルを呈すると、ナンドゲート116の出力は6ビットの論理“低”(0)レベルを呈し、それにより、SP LENGTH表示データはゼロに設定される。同時に、アンドゲート114は動作可能となり、6ビット(高い優先順位)LENGTHワードをHP LENGTH表示信号として通過させる。低い優先順位データが発生している間、表示信号H/Sが論理“低”を呈すると、逆の結果が得られる。この場合、HP LENGTH表示データはゼロに設定され、アンドゲート116はSP LENGTHデータを通過させる。
【0013】
入力可変長符号ワード(VLC)の長さは0〜32ビットの間と予想されるので、LENGTHワードには6ビットが使用される。33〜63ビットの範囲にある許されない長さは6ビットのワードで表わすことができるので、またそのような値は外部的要因(電力サージなど)により発生され、あとに続く累算器において問題を起こすので、入力LENGTHワードは最初にモジュロ32リミッタ112により処理される。リミッタ112は出力ワードの数を0〜32に制限して、関連するMPEG可変長符号ワードの32ビット限界を越えるのを防ぐ。例えば、数34を表わす入力LENGTHワードは、数2を表わす出力ワードとして現れる。その結果生じる符号ワードは、長さ“2”でパックされる。だが、長さ“34”は許されない長さであるから、これは不正確になりそうである。しかしながら、その結果起こるエラーは回復可能である。範囲外の長さが存在するならば、そうならないかも知れない。
【0014】
分離された高い優先順位および低い優先順位ワード長表示データHP LENGTHおよびSP LENGTHは、それぞれの高い優先順位および低い優先順位データパッカー155および145の制御入力に供給され、データパッカーはパックされたVLCデータワードのビットストリームをそれぞれの出力に供給する。また同時にデータパッカーはVLCビットストリームを受け取る。H/S表示信号が論理“高”を呈すると、高い優先順位ワード長表示データHP LENGTHは対応するVLCと一致して存在し、低い優先順位ワード長表示データSP LENGTHはゼロ値を呈する。逆に、H/S表示信号が論理“低”を呈すると、低い優先順位ワード長表示データSP LENGTHは対応するVLCと一致して存在し、高い優先順位ワード長表示データHP LENGTHはゼロ値を呈する。データパッカー145と155からのパックされたデータはグループとしてトランスポートブロックに分けられる。各ブロックは定められた数のデータワードを含んでおり、データワードの前にあるトランスポートヘッダには、デコーダで識別を容易にするための情報が含まれている。関連するヘッダを備えたビデオデータトランポートブロックを使用するビデオ信号処理システムは前述したアカンポラ氏外の特許に述べられており、本出願では図3〜図6に関連して述べられている。
【0015】
低い優先順位および高い優先順位のLENGTHワードをゼロに設定する技術は、有利なことに、32ビットの並列母線を通って伝送されるMPEG可変長符号ワードの処理を簡略化する。特に、この技術により、VLC母線は低い優先順位および高い優先順位データパッカー145および155に同時に且つ継続的に接続され、パックする前に可変長符号ワードをHPデータとSPデータに分離するためにVLCビットストリームを中断する必要がない。システムは中断されずにクロックされた状態にあり、そのため、開始/停止クロックの同期に伴なう困難な問題が避けられる。またゼロ設定処理により、図2に関して述べるように、データパッカー145と155に関連する累算器の動作を簡単化する。例えば、低い優先順位または高い優先順位処理と関連する累算器は、関連する低い優先順位または高い優先順位LENGTHワードがゼロに設定されると、蓄積された最後の値でアイドル(idle)状態にさせられる(すなわち、蓄積された最後の値は、アイドル状態の間、絶えずゼロ値で増加される)。また、このような動作は、累算器の動作に関するクロック制御および同期の問題を無くする。
【0016】
図2は、図1のデータパッカー145および155の詳細を示す。高い優先順位データパッカー155はバレルシフタ256と累算器257を含んでおり、低い優先順位データパッカー145は、同様に構成されたバレルシフタ246と累算器247を含んでいる。バレルシフタ256と246は、信号入力において、32ビットの並列可変長符号ワードビットストリームを同時に受け取り、またそれぞれのアドレス入力において累算器257と247は、HP LENGTHおよびSP LENGTH表示データをそれぞれ受け取る。バレルシフタ256と246は標準ユニットであり、例えばテキサス・インスツルメント(T.I.)社のSN 74AS8838型である。
【0017】
HPデータパッカー155を考察すると、VLCがバレルシフタ256のデータ入力に現れると、関連するHP LENGTHワードが累算器257の入力に現れる。各クロックにより、入力VLCがバレルシフタ256により通過されるので、VLCの先頭ビットは、パックされたHPデータのビットストリーム内の次に得られるビット位置を占有する。もしVLCが有効な符号ワードであるならば、次のクロックが現れると直ちに、そのVLCはパックされたデータのビットストリーム内で“保護”される。この次のクロックにより、累算器は前のVLCの長さだけ増加する。バレルシフタのアドレスは左に移動し、前のVLCを包囲する(すなわち、新しいVLCはパックされたデータのビットストリーム内で左に移動し、前のVLCの最終有効ビットに隣接するビットの位置になる)。指標が移動する量はHP LENGTHで表示されるVLCの長さに応じて変化し、累算器257はVLCの長さだけ増加する。累算器257が増加すると、バレルシフタのアドレスは同じ量だけ増加し、それによって指標の位置が決定される。また、この次のクロックにより、バレルシフタ256は次のVLCをパックされたHPデータのビットストリーム内の次の位置に通過させる。
【0018】
パックされたデータのビットストリーム内のVLCは、上述のように指標が移動させられるまで、“保護されてない”状態にある(すなわち、オーバライトされ易い)。無効のVLCの状態では、指標は静止したままであり、すなわち、その最後の位置に留まっている。この状態は、高い優先順位および低い優先順位VLCを入力ビットストリームからそれぞれのパックされたデータのビットストリームに分離する過程において、HP LENGTHまたはSP LENGTH表示データがゼロ値を呈すると起こる。このようなゼロ値が生じると、関連する累算器はアイドル状態となり、そのため、累算器の出力は増加せず、バレルシフタのアドレスは変化せず、指標は移動しない。バレルシフタに供給されるVLCはいずれも無効と考えられ、有効なVLCが現れるまでオーバライトされる。ゼロ長は無存在に相当するので、ゼロ長を有する有効なVLCは無い。
【0019】
先の例について続けると、もし入力ビットストリーム内の次のVLCが低い優先順位VLCであるならば、HP LENGTH表示データは、上述のように、ゼロに設定され、高い優先順位VLCの不在を表示する。累算器257は増加せず、そのため、その出力およびバレルシフトのアドレスは変化しない。低い優先順位VLCは高い優先順位ビットストリームの位置に送られる。この位置はHP処理回路により保護されない。累算器257が増加しないと、バレルシフタのアドレスは変化せず、指標は静止した状態にあるからである。しかしながら、低い優先順位VLC SPは回路145により保護され、有効な高い優先順位データを得るために、上述したように、バレルシフタ246の出力からのパックされたSPデータストリーム内にパックされる。バレルシフタ256により受け取られたデータは、有効な高い優先順位VLCがHP LENGTHにより再び表示されるまで、保護されないままである。与えられたVLCが大き過ぎて、バレルシフタの保護されてないビット範囲に残されているスペースの中に適合できないことも起こり得る。そのような場合、知られているように、このように大きなVLCの残りを処理するために、第2の(オーバフロー)バレルシフタの構成を使用することができ、このVLCの残りは保持されて、オーバフロー用バレルシフタの初めに保護される。
【0020】
本発明を使用する例示的HDTV信号処理装置は、毎秒59.94フレームで1050本のラインの2対1インタレース信号を処理する。公称有効画像は各1440ピクセルの960ラインを有し、16×9の広いアスペクト比を有する。信号は、6MHz伝送帯域内で周波数多重化された、2つの32−QAM(直交振幅変調された)搬送波を使用して伝送される。映像、音声および補助データを含む、公称総ビットレートは26〜29Mbpsである。
【0021】
ビデオ信号は、最初MPEGと類似のフォーマットに従って圧縮される。その後、MPEGタイプの信号符号ワードは、それぞれの符号ワードのタイプの相対的重要性に従って、2つのビットストリームに分解される。この2つのビットストリームは、誤り訂正付加ビットを加えるために個別に処理され、それから、伝送用に合成されるそれぞれの搬送波をQAM変調する。重要性が相対的に高いビットストリームは高い優先順位(HP)チャネルと称され、重要性が相対的に低いピットストリームは低い(標準の)優先順位(SP)チャネルと称される。高い優先順位チャネルは低い優先順位チャネルの約2倍の電力で伝送される。高い優先順位情報と低い優先順位情報の比率は約1対4である。
【0022】
図3は本発明に従う装置を使用する、例示的HDTV符号化システムである。図3は1個のビデオ入力信号を処理するシステムを示すが、ルミナンス成分とクロミナンス成分は別々に処理され、ルミナンス動きベクトルは圧縮されたクロミナンス成分を発生するのに使用されることを理解すべきである。圧縮されたルミナンス成分とクロミナンス成分はインタリーブされて、マクロブロックを形成してから、符号ワード優先順位の分析が行われる。
【0023】
図4のAに示す画像フィールド/フレームのシーケンスはフィールド/フレーム再配列回路305に加えられ、回路305はこのフィールド/フレームのシーケンスを図4のBに従って再配列する。再配列されたシーケンスは圧縮器310に供給され、圧縮器310は、MPEGと類似のフォーマットに従って符号化されるフレームの圧縮されたシーケンスを発生する。このフォーマットは階層的であり、図6に省略された形で示される。
【0024】
MPEG階層的フォーマットは複数の層を含んでおり、各層はそれぞれのヘッダ情報を有する。各ヘッダは、開始コード、それぞれの層に関連するデータ、およびヘッダを拡張する手段を含んでいる。ヘッダ情報の多くは(参照されたMPEG書類に示されているように)、MPEGシステムの環境内で同期をとるために必要とされる。圧縮されたビデオ信号をディジタルHDTV同時放送システムのために供給する目的で、説明的なヘッダ情報のみが必要とされる。符号化されたビデオ信号のそれぞれの層を図5に示す。
【0025】
このシステムにより発生されるMPEGと類似の信号について述べると、目的とされるのは、(a)ビデオ信号の連続的画像フィールド/フレームは1,P,B符号化シーケンスに従って符号化され、(b)画像レベルの符号化されたデータはMPEGと類似のスライスまたはブロックのグループで符号化されるということである。この場合、1フィールド/フレーム当りのスライスの数は異なり、1スライス当りのマクロブロックの数も異なる。I符号化されたフレームは、フレーム内圧縮されたものであり、画像を再生するのにIフレームの圧縮されたデータだけが必要とされる。P符号化されたフレームは、前方向動き補償された予測法に従って符号化される。すなわち、Pフレームの符号化されたデータは現フレームおよび現フレームの前に起こるIフレームまたはPフレームから発生される。B符号化されたフレームは、2方向に動き補償された予測法に従って符号化される。B符号化されたフレームデータは、現フレームおよび現フレームの前後に起こるIおよびPフレームから発生される。
【0026】
このシステムの符号化された出力信号は、フィールド/フレームのグループとして、あるいはボックス列L2(図6)で示される画像のグループ(GOP)として、区分けされる。各GOP(L2)はヘッダを含み、そのあとに区分けされた画像データが続く。GOPヘッダに含まれているデータは、水平/垂直画像サイズ、アスペクト比、フィールド/フレームレート,ビットレートなどに関するデータである。
【0027】
それぞれの画像フィールド/フレームに対応する画像データ(L3)は画像ヘッダを含んでおり、そのあとにスライスデータ(L4)が続く。画像ヘッダはフィールド/フレーム番号および画像符号の形式を含む。各スライス(L4)はスライスヘッダを含んでおり、そのあとにデータMBiの複数のブロックが続く。スライスヘッダはグループ番号および量子化パラメータを含んでいる。
【0028】
各ブロックMBi(L5)はマクロブロックを表わし、ヘッダを含んでおり、そのあとに動きベクトルと符号化された係数が続く。MBiヘッダはマクロブロックアドレス、マクロブロック型式および量子化パラメータを含んでいる。符号化された係数は、層L6に示されている。各マクロブロックは6個のブロック
(ルミナンスブロック4個、Uクロミナンスブロック1個、Vクロミナンスブロック1個)を含んでいる。図5を参照。1つのブロックはピクセルのマトリックス(例えば、8×8)を表わし、これに関して、離散余弦変換(DCT:DisCrete Cosine Transform)が行われる。4個のルミナンスブロックは隣接するルミナンスブロックから成る2×2マトリックスであり、例えば16×16のピクセルマトリックスを表わしている。クロミナンス(UおよびV)ブロックは、4個のルミナンスブロックの総面積と同じ面積を表わす。すなわち、圧縮する前に、クロミナンス信号はルミナンス信号に対し水平方向と垂直方向に比率2でサブサンプリングされる。1スライスのデータは、隣接するマクロブロックのグループにより表わされる面積に対応する画像の矩形部分を表わすデータに対応する。1フレームは360スライス、すなわち垂直方向に60スライス×水平方向に60スライスから成るラスタ走査を含んでいる。
【0029】
DCTでは、ブロック係数は一度に1ブロック供給される。最初にDC係数が生じ、その後にそれぞれのDCT AC係数が相対的な重要性の順に続く。ブロック終了符号EOBは、連続的に生じる各データブロックの終りに付加される。
【0030】
圧縮器310から供給されるデータの量はレート制御器318により定められる。よく知られているように、圧縮されたビデオデータの生じる割合は変わりやすく、チャネルを能率的に利用するためには、チャネルの容量に相当する一定の割合でデータを伝送することが望ましい。レートバッファ313と314は、変わりやすいデータの割合を一定の割合に変換する。また、バッファの占有レベルに応じて、圧縮器310から供給されるデータの量を調節することが知られている。従って、バッファ313と314はそれぞれの占有レベルを表示する回路を含んでいる。これらの表示はレート制御器318に加えられ、圧縮器310から供給されるデータの平均的割合を調節する。この調節は典型的には、DCT係数に施こされる量子化を調節することにより行われる。量子化レベルは、フレーム圧縮方式が異なると異なる。
【0031】
図6に示すように階層的にフォーマット化される圧縮ビデオデータは優先順位選択回路311に結合される。選択回路311は、符号化されたデータを高い優先順位(HP)チャネルと低い優先順位(SP)チャネルに分析する手段(例えば、図1の回路110)を含んでいる。高い優先順位情報とは、それが失われたり劣化したりすると再生画像の質に極めて重大な低下を生じる情報である。換言すれば、それは、完全な画像よりも劣るが、画像を作り出すのに必要とされる最少限度のデータである。低い優先順位情報はそれ以外の情報である。高い優先順位情報に含まれるのは、異なる階層レベルに含まれるほとんどすべてのヘッダ情報、それに加えて、それぞれのブロックのDC係数およびそれぞれのブロックのAC係数の一部である(図6のレベル6)。
【0032】
送信機におけるHPデータとSPデータの比率は約1:4である。トランスポート処理回路において、補助データは伝送しようとする信号に付加される。この補助信号には、例えばディジタル音声データおよび文字放送データが含まれる。HPチャネルに含まれる補助データの平均量は計算されて、圧縮されたビデオ情報の統計的平均期待値と比較される。これより、高い優先順位と低い優先順位の圧縮されたビデオ情報の比率が計算される。優先順位選択回路311は、この比率に従い圧縮器310により供給されるデータを分析する。
【0033】
HP(高い優先順位)とSP(低い優先順位)の圧縮されたビデオデータはトランスポート処理回路312に結合される。処理回路312は図2に示すような装置を含んでいる。トランスポート処理回路312は、(a)HPおよびSPデータストリームをトランスポートブロックに区分けし、(b)各トランスポートブロックについてパリティチェックまたは巡回冗長チェックを行ない各トランスポートブロックに適当なパリティチェックビットを付加し、そして(c)補助データをHPまたはSPビデオデータと多重化する。パリティチェックビットは、同期ヘッダ情報と共に誤りを分離するために、また受け取られたデータ内に訂正できないビット誤りがある場合に誤りの修整を行うために、受像機により利用される。各トランスポートブロックはヘッダを含んでおり、ヘッダには、そのブロック内に含まれる情報のタイプ(例えば、映像、音声、および隣接する類似のデータの開始点の指標)を表示する情報を含んでいる。
【0034】
トランスポート処理回路312からのHPおよびSPデータストリームはそれぞれのレートバッファ313および314に供給され、バッファ313と314は処理回路312からの可変レートの圧縮されたビデオデータを、ほぼ一定のレートで生じるデータに変換する。レートを調節されたHPおよびSPデータは、フォワードエラーコーディング(FEC:Forward Error Coding)要素315および316に結合される。FEC要素315と316は、(a)それぞれのデータストリームに対し独立してリード ソロモン(REEDSOLOMON)フオワードエラー符号化を行う;(b)大きな誤りの発生が再生画像の大きな隣接領域を劣化させるのを防ぐために、データのブロックをインタリープする;(c)受像機においてデータストリームを同期させるためにデータに符号(例えばBarker符号)を付加する。その後、信号は伝送モデム317に結合され、ここでHPチャネルデータは第1の搬送波を直交振幅変調し、SPチャネルデータは、第1の搬送波から約2.88MHz離れた第2の搬送波を直交振幅変調する。HP情報は比較的狭い帯域幅で伝送されるので、伝送チャネルにより劣化されにくい。HP搬送波は、例えば、標準NTSC TV信号の残留側波帯が通常占有する伝送チャネルの周波数スペクトルの部分に位置している。信号チャネルのこの部分は標準受像機のナイキストフィルタで通常は著しく減衰されるので、この伝送フォーマットを有するHDTV信号は同一チャネル干渉を生じない。
【0035】
受像機のデコーダ(図示せず)において、伝送された信号はモデムにより検波され、モデムはHPおよびSPチャネル信号に対応する2つの信号を供給する。これらの2つの信号はそれぞれのリード ソロモン誤り訂正デコーダに供給される。誤り訂正された信号はレートバッファに結合される。レートバッファは、固定チャネルの可変レートでデータを受け取り、その後の復元回路の要件に従って可変レートでデータを出力する。可変レートのHPおよびSPデータはトランスポート処理回路に供給され、処理回路は、符号器において処理回路312が行った処理と逆の処理を行う。また、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じた誤り検出も行われる。トランスポート処理回路は、分離された補助データ、HPデータ、SPデータおよび誤り信号を供給する。あとの3つの信号は、優先順位非選択処理回路に結合され、ここでHPおよびSPデータを再フォーマットして階層構造の信号とし、この信号は復元器に供給され、復元器は符号器における圧縮器の機能と逆の機能を行う。図3の圧縮器310、優先順位選択回路311およびトランスポート処理回路312に使用される装置の詳細は、前に述べた米国特許第5,168,356号に述べられている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理に従う、優先データ分離装置のブロック図である。
【図2】図1の装置の一部の詳細を示す。
【図3】本発明に従う装置を含んでいるHDTV符号化システムのブロック図である。
【図4】図3に示すシステムの動作を理解するのに役立つ、符号化されたビデオ信号の画像フィールド/フレームのシーケンスを示す。
【図5】図3のシステムの圧縮装置で発生されるデータブロックを示す。
【図6】図3のシステムの圧縮装置より発生されるデータフォーマットの一般的な形式を示す。
【符号の説明】
110 信号分離/復号回路
112 モジュロ32リミッタ
114 アンドゲート
116 ナンドゲート
145 低い優先順位のデータパッカー
155 高い優先順位のデータパッカー
246 バレルシフタ
247 累算器
256 バレルシフタ
257 累算器
305 フィールド/フレーム再配列回路
310 圧縮器
311 優先順位選択回路
312 トランスポート処理回路
313 バッファ
314 バッファ
315 フォワードエラー符号化(FEC)要素
316 フォワードエラー符号化(FEC)要素
317 モデム
318 レート制御器
319 レートバッファ
Claims (2)
- 第1優先順位の可変長符号ワードおよび第2優先順位の可変長符号ワードを含んでいるビットストリームを処理するデータ分離処理装置であって、
第1優先順位の可変長符号ワードをデータパケットの形式にする第1の処理回路であって、データ入力、関連する第1優先順位の可変長符号ワードのビット長を示すゼロでない値の第1の長さ表示信号を受け取る制御入力、およびパックされたデータの出力を有する前記第1の処理回路と、
第2優先順位の可変長符号ワードをデータパケットの形式にする第2の処理回路であって、データ入力、関連する第2優先順位の可変長符号ワードのビット長を示すゼロでない値の第2の長さ表示信号を受け取る制御入力およびパックされたデータの出力を有する前記第2の処理回路と、
前記第1の処理回路が前記第1優先順位の可変長符号ワードの第1の長さ表示信号に応答して動作している時に前記第2の処理回路が前記ビットストリームを受け取り、また前記第2の処理回路が前記第2優先順位の可変長符号ワードの第2の長さ表示信号に応答して動作している時に前記第1の処理回路も前記ビットストリームを受け取るように、前記第1と第2の処理回路の前記データ入力に前記ビットストリームを連続的に供給する手段とを含んでいる、前記データ分離処理装置。 - 第1優先順位の可変長符号ワードおよび第2優先順位の可変長符号ワードを含んでいるビットストリームを処理するデータ分離処理装置であって、
第1優先順位の可変長符号ワードをデータパケットの形式にする第1の処理回路であって、前記ビットストリームを受け取るデータ入力、関連する第1優先順位の可変長符号ワードのビット長を示す第1の長さ表示信号を受け取る制御入力およびパックされたデータの出力を有する前記第1の処理回路と、
第2優先順位の可変長符号ワードをデータパケットの形式にする第2の処理回路であって、前記ビットストリームを受け取るデータ入力、関連する第2優先順位の可変長符号ワードのビット長を示す第2の長さ表示信号を受け取る制御入力、およびパックされたデータの出力を有する前記第2の処理回路とを含んでおり、
前記第2の処理回路が前記第2優先順位の符号ワードの存在に応答して動作している時に前記第1の処理回路がアイドル動作を呈するようにするために、前記第1の長さ表示信号がゼロ値を呈し、
前記第1の処理回路が前記第1優先順位の符号ワードの存在に応答して動作している時に前記第2の処理回路がアイドル動作を呈するようにするために、前記第2の長さ表示信号がゼロ値を呈する、前記データ分離処理装置。
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