JPH01260992A - カラービデオ信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカラービデオ信号処理方法に関し特に高能率符
号化を行うカラービデオ信号処理方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に輝度信号と２種の色差信号とよりなるカラービデ
オ信号にあっては輝度信号の帯域に対して色差信号の帯
域は狭く、デジタル化する際の標本化周波数についても
輝度信号の標本化周波数のに程度に設定されることＫな
る。

更に画面上に於ける視覚特性を考慮すると輝度信号の情
報量に対して色信号の情報量を更に圧縮しても目立たな
い。しかし、゛かといって単純に色差信号の標本化周波
数を更に低下させたのでは水平方向の解像度の低下が目
立ってしまう結果となる。

そこで、従来より２種類の色差信号（ＣＮ。

Ｃｗ）を線順次化して情報量を％としたり、ライン間ま
たはフィールド間で７フトした画素を伝送し他の画素を
間引くオフセットサブサンプリングにより情報量を％と
することが提案されている。

他方、近年ビデオ信号は更に高精細化し、走査線数が１
０００本以上の所謂高品位（Ｈ１Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ
　）テレビジョン信号の試験も行われている。そのため
ビデオ信号の情報量は更に増大する傾向にあり、伝送路
の伝送速度の限界を考慮した場合、更に情報量を圧縮し
なければならず、様々な高能率符号化方式が提案されて
いる。

この高能率符号化方式の１つの例として、１画面を（ｎ
ｘｍ）個の標本点からなる符号化ブロックに分割し、各
ブロック内の各画素の相関を用いて画質劣化を伴わずに
情報の圧縮を行うブロック符号化がある。このブロック
符号化は最も相関の高い画素を用いて符号化を行えるの
で画質の劣化も小さく、かつ符号誤りの伝搬が各ブロッ
ク内のみに抑えられるという点で有利である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明は２種の色差信号と輝度信゛号とよりな
るコンポーネントビデオ信号を伝送または記録再生する
場合に、２種の色差信号についても効率よくブロック符
号化を行い得る新規なカラービデオ信号処理方法を提示
せんとするものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

かかる目的下に於いて、本発明のカラービデオ信号処理
方法にあっては、２種類のデジタル色差信号について線
順次化及びサブサンプリングを行い、サブサンプリング
された線順次色差信号中の２種類の色差信号を夫々含む
複数の水平走査線に誇がる（ｎｘｍ）サンプル（ｎ、ｍ
は夫々２以上の整数）のブロック毎に符号化を行う。

〔作用〕

上述の如くすることで、サブサンプリング及び線順次化
により大幅に情報圧縮された色差信号について、更にブ
ロック符号化を施すため、圧縮率が極めて高く、かつ画
素数に対して符号化ブロックの大きさは小さく、画像の
劣化は最小限に抑えることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例・について説明する。

第１図は本発明の方法の一実施例としてのカラービデオ
信号の伝送システムの概略構成を示す図である。図中２
は輝度信号（Ｙ）の入力端子、４，６は夫々色差信号（
ＣＮ、　ＣＷ）の入力端子である。入力された輝度信号
は、Ａ／Ｄ変換器８で標本化され、前置フィルタ７にて
後段のフィールドオフセットサブサンプリング（ＦＯ８
Ｓ）回路で折返し雑音が生じない様帯域制限する。前置
フィルタ７からの輝度信号はＦＯ８Ｓ回路９にてサブサ
ンプリングされる。このＦＯ８Ｓ回路９に於ける出力画
素と間引き画素の位置関係を第２図に示す。第２図に於
いて実線は第１フイールドの走査線、破線は第２フイー
ルドの走査線であり、○は後段へ伝送する画素、×は間
、引き画素である。

ＦＯ８Ｓされた輝度信号はブロック化回路１０に入力さ
れる。ブロック化回路１０はラスター走査順のデジタル
輝度信号を（４×４）画素のブロック毎に読み出す回路
である。

第３図はブロック化回路の動作を説明するだめの図で、
図中実線は第１フイールドの走査線、破線は第２フイー
ルドの走査線を夫々示し、−点鎖線はブロックの境界を
示す。即ち、ブロック化回路１０は○内に示す画素番号
で１→２→３→４→１７→１８→１９→２０→・・・・
・→９→１０→−１１→１２→２５→２６→２７→２８
→・・・の順で入力されたデータを１→２→３→４→５
→６→７→８→９→・パの１頁で出力する。

符号化回路１２ではブロック化回路１０から読出された
データをブロック符号化して、情報量（１画素当りめビ
ット数）を削減した後、出力する。

他方、入力端子４，６から入力された色差信号ＣＮ、Ｃ
Ｗは夫々Ａ／Ｄ変換器１４．１６で輝度信号の％の周波
数のサンプリングクロックでデジタル信号に変換される
うテシタル化された色差信号ＣＮ、ＣＷは次段の前置フ
ィルタ１３．１５に供給され、後段の線順次化回路及び
サブサンプルにて折返し妨害が発生しない様２次元帯域
制限される。

前置フィルタ１３．１５から出力される色差信号ｃＮ、
ｃｗはスイッチング制御回路１９からの１水平走査期間
毎に反転する矩形波に応じてスイッチ１７で線順次化さ
れる。この線順次化された信号に於ける画面上の色差信
号ＣＮ、ＣＷの配置を第４図にて示す。図中実線は第１
フイールド、破線は第２フイールドの走査線を示し、図
示の如く各フレームに於いて２ライン単位でＣＮ、ＣＷ
が配置されることになる。

スイッチ１７から出力される線順次色差信号は２ライン
オフセツトサブサンプリング（２ＬＯ８Ｓ）回路２１に
供給され、２ライン毎に出力画素の水平位置が異なる様
にサブサンプリングされる。この２ＬＯ８Ｓ回路２１に
於ける出力画素と間引性画素の位置関係を第５図に示す
。該回路２１では図示の如く１フレーム中の走査線につ
いては４ライン毎に出力画素がオフセットされるのであ
るが各フィールドの同一の色差信号についてのみ考えれ
ばライン毎に出力画素がオフセットしている。

２ＬＯ８Ｓ回路２１の出力はブロック化回路２３に供給
され、線順次色差信号についてブロック化回路１０と同
様にブロック化を行う。

即ち、第５図の如くサブサンプリング後の線順次色差信
号の画素は格子状となっており、（４Ｘ４　）画素で１
符号化ブロックを構成する場合、水平方向の画素間隔は
輝度信号の４倍となるが同様に（４Ｘ４）画素のブロッ
ク化が行える。即ち、このブロック内には第１フイール
ドのＣＮ、Ｃｗ、第２フイールドのＣＮ。

Ｃｗが夫々１ライン（４画素）ずつ含まれることになる
。そして第３図に○で示す画素をサブサンプリングされ
た線順次色差信号のＣＮもしくはＣｗの画素とすると、
該回路２３の入力順は１→２→３→４→１７→１８・・
・・・で、出力１＠は１→２→３“→４→５→６→７→
８となる。尚、この場合第３図に於いて１〜８はＣＷ、
９〜１６はＣＮの画素ということになる。

このブロック化回路の出力は符号化回路２５でブロック
符号化される。このブロック符号化された線順次色差信
号はブロック符号化された輝度信号と多重化回路３０で
時間軸多重され、端子３２を介して通信機、磁気録再機
等の伝送路３４へ送出される。

尚、ブロック符号化の方式としては、例えば直交変換符
号化、ベクトル量子化及びブロック内の最大値及び最小
値と各画素毎これらの間を線形量子化した量子化インデ
ックスを伝送する符号化等、ブロック内の相関を利用し
た符号化方式を適用でへる。

上述の如き構成によれば、サブサンプリングした線順次
色差信号をブロック符号化したので、高い圧縮率の情報
圧縮が可能でかつ各符号化ブロック内には同種の画素の
みが存在するので高能率の帯域圧縮が可能である。また
、一般に色差信号ＣＮとＣｗの間には強い相関があり、
各ブロックの大きさは４ライン内に抑えられているので
符号化雑音は小さく抑えられる。また本例をＶＴＲに適
用した場合各符号化ブロックが再生できれば必ずＣＮ、
ＣＷ共含まれているので色再現が可能である。そのため
特に所謂高速サーチを行うＶＴＲに適した処理方法であ
るといえる。

次に復号系について説明する。

伝送路３４を介したカラービデオ信号は端子３６を介し
て分離化回路３８に供給され、輝度信号、線順次色差信
号に分離される。これらは夫々ブロック復号化回路４０
．４２ｉて供給され、符号化回路１２．２５と逆の処理
により復号され、情報量を元に戻す。復号された輝度信
号はラスター化回路４６でブロック順から走査線順へと
配列変換される。

ラスター化された輝度信号はスイッチ５２のＸ側端子に
供給される。スイッチング制御回路５０はＡ／Ｄ変換器
８のサンプリング周期毎に反転する矩形波信号をスイッ
チ５２に供給しており、スイッチ５２はラスター化され
た輝度信号データとＯレベルに対応するデータとを交互
に出力し、補間フィルタ５５に入力するう補間フィルタ
５５は一次元もしくは二次元の相関を利用して間引れた
画素を補間する。

他方、復号された線順次色差信号はラスター化回路４９
に供給され、ブロック化回路２３と逆の手順で線順次色
差信号へと配列変換される。

ラスター化された線順次色差信号はスイッチ５３のＢ入
力、スイッチ５５のＡ入力に供給される。スイッチング
制御回路５０はＡ／Ｄ変換器１４．１６のサンプリング
周期毎に反転する矩形波を１水平走査期間おきにスイッ
チ５３．５５に供給し、多重ラスター化回路４９から出
力される線順次色差信号のＣＮを補間フィルタ５７に、
ＣＷを補間フィルタ５９に供給する。この時、補間フィ
ルタ５７にはＣＮが存在しないサンプル期間及び水平走
査期間に０レベルに対応するオール″０”のデータが供
給され、補間フィルタ５９にばＣｗが存在しないサンプ
ル期間及び水平走査期間に０レベルに対応スるオール″
０″のデータが供給されている。

補間フィルタ５７．５９は間引かれた画素及び間引かれ
た水平走査線について、垂直、水平方向に補間を施し、
２種の色差信号ＣＮ。

Ｃｗとして出力する。

このように、ラスター化された輝度信号及び色差信号Ｃ
Ｎ、ＣＷは夫々補間回しフィルタ５５．５７．５９を介
して夫々Ｄ／Ａ変換器５６．５８．６０に供給されるこ
とになる。

この時、Ｄ／Ａ変換器５６の動作周波数は、Ｄ／Ａ変換
器５８．６０の４倍であり、これらのＤ／Ａ変換器５６
，５８．６０でアナログ化された輝度信号、色差信号Ｃ
Ｎ、ＣＷはコンポーネントカラービデオ信号として端子
６２゜６４．６６から出力される。

尚、上述実施例では輝度信号、色班信号のサブサンプリ
ングを夫々フィールドオフセットサブサンプリング、２
ラインオフセツトサブサンプリングとしたが、サブサン
プリングのパターンはこれに限定されるものではないつ
また、色差信号毎に異なるサンプリングパターンとする
ことも可能である。

また、上述実施例に於ける符号化ブロックのサイズは（
４Ｘ４）画素の場合を説明したが、一般に（ｎｘｍ）画
素（ｎ≧２．ｍ≧２）であれば同様の効果が得られ、こ
れらｎ、ｍの値は符号化方式、データ圧縮率の要求等に
よって任意に決定できるものである。

〔発明の効果〕

以上、説明した様に本発明によれば、色差信号について
画質を劣化させず極めて高い圧縮率での情報圧縮が可能
なカラービデオ信号処理方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施例としてのカラービデオ
信号伝送システムの概略構成を示す図、 第２図は輝度信号用フィールドオフセットサブサンプリ
ング回路による出力画素と間引画素の位置関係を示す図
、 第３図は第１図中のブロック化回路の動作を説明するた
めの図、 第４図は第１図中のシステムの色差信号の線順次化につ
いて説明するための図、 第５図は色差信号用２ラインオフセツトサブサンプリン
グ回路による出力画素と間引画素の位置関係を示す図で
ある。 図中　４，６・・・色差信号入力端子 １７・・・スイッチ ２１・・・２ラインオフセツトサブ サンプリング回路 ２３・・・ブロック化回路 ２５・・・ブロック符号化回路 一一一子一一〇−−Ｘ−−÷−一 第２図 Ｃｗ□ 一−−−−−−−−−−−−−−こ〆 こＮ□ 一−−−−−−−−−−−−〜−（ＦＪＣｗ□ −ｃｗ −一一−−−−−−−−−−−−乙Ｈ ｙ −−−−ｅ−←＋水−ｅ→←−−−−−６メ−Ｎ −−−−５）−％−−ｅ−Ｈ−Ｇ−−ｘ−−−−−一乙
ＮＣｗ−沖ベト→←（−←→−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２種類のディジタル色差信号について線順 次化及びサブサンプリングを行い、サブサンプリングさ
   れた線順次色差信号中の２種類の色差信号を夫々含む複
   数の水平走査線に跨がる（ｎ×ｍ）サンプル（ｎ、ｍは
   夫々２以上の整数）のブロック毎に符号化を行うカラー
   ビデオ信号処理方法。