JPH02198292A - テレビジョン信号における改良 - Google Patents

テレビジョン信号における改良

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JPH02198292A
JPH02198292A JP1196454A JP19645489A JPH02198292A JP H02198292 A JPH02198292 A JP H02198292A JP 1196454 A JP1196454 A JP 1196454A JP 19645489 A JP19645489 A JP 19645489A JP H02198292 A JPH02198292 A JP H02198292A
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signal
luminance
filter
video signal
bandwidth
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JP1196454A
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Charles P Sandbank
チャールズ・ピーター・サンドバンク
Richard Storey
リチャード・ストレー
Weston Martin
マーティン・ウェストン
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Original Assignee
British Broadcasting Corp
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    • H04N11/28High-definition television systems involving bandwidth reduction, e.g. subsampling
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    • H04N11/167Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system the chrominance signal alternating in phase, e.g. PAL-system a resolution-increasing signal being multiplexed to the PAL-system signal, e.g. PAL-PLUS-system

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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】 この発明は放送テレビジ9ン信号に且つこのような信号
の符号化及び復号化のための方法及び装置に関係してい
る。特にこの発明は通常の帯域共有チャネル、例えばP
AL、 NTSC及びSECAMによる高精細度(HD
TV)源の伝送に関係がある。この発明は帯域幅減小を
達成するためにスペクトル折返し技術を利用している。
スペクトル折返しと言うのは、信号の情報内容を制限す
るために画像に依存する二つ以上の方法の一つによる信
号のプレフィルタリング、各方法によって制限された信
号のその後の副標本化、及びそのようにして圧縮された
信号の一つの選択の技術のことである。通常、信号源が
高精細度源である場合では、プレフィルタリングが高精
細度走査線標準、例えば1250本毎フ1−ムの信号に
加えられ、そしてこの信号は副標本化だけによって又は
副標本とこれに続く選ばれた帯域幅減小法による標本再
配置によって送信ラインシート標準の信号に減衰させら
れる。
商業放送のために現在使用されているチャネルのような
限られた帯域幅のチャネルにより広帯域幅のIIDTν
信号を伝送するために幾つかの方式が提案されている。
アール・スト、−リーによる「口^TVを用いたHDT
V運動適応性帯域幅減小」と題するBBG研究部門報告
書BBCRD 198615号、及び「帯域幅減小のた
めのビデオ信号処理」という名称の当方の国際特許出1
111087105770 (BBCResearch
Department Report No、 BBC
RD 198615 entitled’HDTV M
otion Adaptive Bandwidth 
Reductionυsing  DATV’  by
  R15touy、  and  our  Int
ernaHonaIPatent Applicati
on WO37105770entitled″Vid
eo Signal Processing for 
Bandwidth Redu−ction”)には特
定の方法が記述されている。これらの書類は両方共、原
始HDTV信号の帯域幅のほぼ4分の1の帯域幅を持っ
た伝送のための信号を達成するためにHDTV信号の二
又は三次元プレフィルタリング及びこれに続く副標本化
を含んだ帯域幅減小方法を記述している。これらの方法
は両方共、例えば(さいころの)五の目形標本化バクー
ンを用いることによって、信号スペクトルを伝送のため
により小さいスペクトル容積へと折り畳む結果になって
いる。このスペクトルは所望の信号周波数成分、従って
送信画像の解像度を回復させるために補償法によって受
信機側で広げられなければならない0両方法は、受信機
における復号器が信号を正しく復号化することができる
ようにとられた符号化決定に関する情報を運ぶためにデ
ィジタル援助チャネルが使用されているDATVディジ
タル援助式テレビジョンに頼っている。これらの方法は
複雑な高性能の符号器を使用しているが、しかし、ディ
ジタル援助情報に応答して異なった復号化技法の間の切
換えを行うだけでよい簡単で安価な復号器を使用してい
る。
上述のBBG研究部門報告書198615は、種種の形
式の画像情報を考慮に入れるために二つ以上の異なった
形式のプレフィルタリングが使用されている、例えば、
静止した微細描写区域に対しては時間的プレフィルタが
使用され且つ迅速に移動する細部描写の乏しい区域に対
しては空間的プレフィルタが使用されているシステムに
記述している。
中間速度で移動する中間レベルの細部描写に対してはわ
ずかにより大きい空間フィルタを使用すればよい、理論
的には、各プレフィルタを特定の画像内容に割り当てて
、任意の数のプレフィルタを使用することができるであ
ろう、しかしながら、実際には単に限られた数、例えば
三つのプレフィルタが使用される。
WO37105770はBBCRD 198615の技
法の延長が記述されており、これにおいては高度に細部
描写され且つ迅速に移動している画像の伝送を容易にす
るために運動補償が用いられている。
これらの技法から生じる帯域幅減小した輝度及びクロミ
ナンス信号は、これらを通常の625零MAC(多重化
アナログ成分)信号の形式に合わせるような方法でパッ
ケージすることができ、この組合せはHD−MMCと呼
ばれている。  r625本チャネルによるHDTVの
両立性伝送(Compatible Transmis
sionof HDTV Through a 625
 Line Channal) Jという名称の当方の
英国特許出願第2194409号に適当なパッケージ技
術が記載されている。 MMC信号は輝度及びクロミナ
ンスの両成分の時分割多重化を使用している。すなわち
、それらは時間的に分離されている。 MACの1本の
線は時間圧縮された輝度の線とこれに続く二つの時間圧
縮されたクロミナンス成分のうちの一方とからなってい
る6次の線なっている。80−MMCにおいては時間圧
縮された輝度及びクロミナンス成分は帯域幅減小され且
つ時間圧縮された成分によって置き換えられる。このパ
ッケージ技術にはMMC互換性があるという利点がある
。すなわち、HD−FIAC信号が帯域QM減小信号を
正しく広げることのできるものの代わりに通常のMAC
復号器により復号化されたときに、それが適度の品質の
画像を生成する。
第2の精細度向上方法は次の文献に記載されている。
Ho1och、P、、 Janker、P、 Maye
r、N、 1985. I−PALa compati
ble variant of PAL free o
f crosseffects and m1th e
nhanced horizontal defini
−tion  is  the  luminance
、  EBB  Review  No、209゜Fe
bruary 1985. pp ?−14,及びFu
kinuki、T、、 1984.旧nano、Y、 
Extended Defin−ition TV F
ully Coa+patible with Exi
sting5tandards、IEEE Trans
action  on  Co+u+unicatio
ns+Vol  Cow−33,No、8 Augus
t 1984 pp 94B−953゜これらの文献は
通常のNTSC又はPAL伝送チャネルを通して伝送可
能な細部描写の量を増大させることを主として意図し且
つ周波数インタリーブ技術を利用した方法を記述してい
る。付加的な信号情報を運ぶ補助的な「ヘルパ」信号の
ために三次元伝送スペクトルの区域が確保され又は発生
される。復号器はこれらの信号を検索してこれを普通に
復号化された基底帯域(ベースバンド)信号への付加に
適した形式に復元する。これらの技術はヘルバ信号と正
規の輝度及びクロミナンスとの間の干渉を低減するため
に、通常必要とされるよりも厳格な信号の周波数成分の
分離を必要とする。
改善された分離はそれ自体ヘルパ信号から得られた改善
に比してこれより上の画質の改善に寄与することができ
る。これらの技術から得られた改善は以前に言及したス
ペクトル折返し技術から得られたものほど大きくはない
、しかしながら、それらの技術は必要とされる復号器が
より簡単であり、従って復号器を組み込んだ受信機がよ
り安くなるという利点を持っている。
この発明は通常の帯域共有信号、例えばPAL、NTS
C及びSECAM信号の、普通に符号化されたときのこ
れらの信号と両立可能である方法における符号化にスペ
クトル折返し帯域幅減小技術を適用することを目指して
いる。
この発明は言及が行われるべきである独立請求項によっ
て定義される。
この発明はこの種種の態様において、HDTVと精細屋
向上テレビジョンとの中間にある画像解像度を得ること
を可能にするという利点を持っている。
更に、この発明はPALSNTSC及びSECAMのよ
うな共有帯域方式に固有のクロスカラー及びクロス輝度
効果を最小化することができる。
今度は単に例として、添付の図面を参照してこの発明の
好適な実施例が説明される。
この説明の全体にわたってPAL符号化テレビジョン方
式に言及が行われる。しかしなか、ら、この発明がPA
Lに限定されず、NTSC,SECAMのような他の符
号化方式又は任意の他の同様に符号化されたテレビジラ
ン方式にも又、適用可能であることは理解されるはずで
ある。
図1は周波数に対する振幅のプロットとして図示された
PAL方式により伝送される輝度及びクロミナンスのス
ペクトルを示している。陰の部分1はクロミナンス成分
のありそうな範囲を表しており、又破線2はP^1.標
準によって指定されたクロミナンスの限界を示しており
、破線3は4.43M1lz色副搬送波を示している。
輝度スペクトルYは伝送チャネル帯域幅の限界まで延び
ており且つ線周波数fLの倍数の周りに群分けされた周
波数成分からなっているものと通常仮定されている。 
PAL方式においては二つのクロミナンス成分U及びV
はこれらを輝度成分ではさみ込む(インクリープ)ため
に色副搬送波の適当な選択によってそれぞれ1/4 f
L及び3/4 fLだけ周波数偏移させられている。
実際には、これらの仮定は垂直方向に細部描写をほとん
ど持たない画像内容すなわち優勢な垂直線を含んだ画像
についてだけ真である。
図2はY、U及び■成分の周波数分布の一層実際に基づ
いた表示を示している。各成分は連続的分布をしており
、mを整数とした場合ahの輝度成分についての又U及
びV成分についての相対振幅におけるピークはほぼ(m
 + 1/4) f L及び(m+3/4)bである。
ビークU及び■成分間の離隔距離は正確にf、/2に維
持されている。
図2から察知され得るように、Y、U及びV成分の厳格
な仕切りはなく又相当な重なり合いがある。それゆえP
AL復号器がこれら三つの成分を混同することが起こり
得る。そのような混同はクロスカラー及びクロス輝度効
果を生じさせる。クロスカラーは復号器が高周波数輝度
をクロミナンス情報と間違えたときに高度に細部描写の
区域においてスプリアスカラーとして現れる。クロス輝
度は色彩の区域が微細(高周波数)細部描写と間違えら
れたときに点模様として現れる。
実際には、クロス輝度は通常表示前の輝度のノツチフィ
ルタリングによってPAL復号器において制御される。
これは、通常クロス輝度を生じさせる思われるようなり
ロミナンス情報の大部分を除去するが、約4 MHzよ
り上の輝度成分をも除去して、これの除去のない場合よ
りも細部描写の乏しい表示画像を作る。Y、U及びVの
より良い分離を達成するために一層複雑な技術が提案さ
れている。そのような一つの技術体rPAL方式におけ
るクロスカラーを避けるための輝度及びクロミナンス信
号のフィルタリングツと題するBBC研究部門報告書B
BCRD 1975/36号(BBCRe5earch
 Depart+a−ent Report No、B
BCRD 1975/36 entitled ’Th
eFiltering of Lum1nance a
nd  hro+winance Sig−nals 
 to  Avoid  Cross−Colour 
 in  a  PAL  5yst−e+*’)に記
載されている。そのような技術は一般に三つの成分のよ
り良い分離を生じるが、しかし一つの成分のクロス効果
の拡大が時折他の二つの成分を犠牲にしてのみ得られる
。以前に言及したホロンホ(Holoch)外及びフキ
ヌキ(Fukinuki)外の文献に記載されたような
拡張又は向上PAL及びNTSCはこれらの技術の更な
る拡張であって、これにおいてはY、U及び■の一層複
雑なフィルタリングによって自由にされたスペクトル容
積かヘルバ信号で満たされる。
この発明のシステムにおいては、輝度及びクロミナンス
成分は最も簡単な可能な方法で二つの離散的周波数帯域
に分離される。輝度成分は3.5Mtlz低域フィルタ
の使用によって制限され且つクロミナンス成分は図3に
示されたような帯域フィルタでのフィルタリングによっ
て分離されて、このようなシステムにおいては輝度成分
とクロミナンス成分との間の混同の可能性はない。実際
にはこれらの成分がすべて低域フィルタを用いて符号化
の前に分離され且つクロミナンス成分が色副搬送波へ変
調されて所望の分離を達成することができる。
この技術はやがてより詳細に説明される。
輝度及びクロミナンス成分の帯域幅を制限することに関
連した諸問題、例えば細部描写の喪失は、以前に説明さ
れたスペクトル折畳み帯域lii%!小技術を輝度及び
クロミナンスの青成分に適用することによって除去する
ことができることを我我は認めた。この技術はより高い
輝度及びクロミナンス解像度が通常のPAL伝送チャネ
ルにより伝送されることを可能にする。このシステムに
よって得られる高精細度PAL信号は以下においては)
10−PALと呼ばれ、通常のPAL復号器によって復
号化されたときに適度の品質の画像を生成するので通常
のPALと両立可能である。
高精細度信号について行われるべきプレフィルタリング
及び補間の形式は特定の応用に依存しているので、二つ
の別別のシステムが説明される。
図4ないし6のシステムは単に現在のPAL及びNTS
Cシステムを改善するために設計されている。
図7及び8の実施例は現在のPAL及びNTSCシステ
ムを改善すると共にHD−MAC及びnusI!のよう
な未来のHDTV符号化システムとのある程度の両立性
を持っている。 MIISEシステムについての更なる
情報はワイ・ニノミャ外による「単一チャネルHDTV
放送方式、MUSE Jと題するNIIK研究所ノート
304号(NHK 1aboratory note 
No、304 entitled″A Si−ngle
  Channel  HDTV  Broadcas
t  SystemS the  MUSI!”by 
Y、Ninomiya et at)から得ることがで
きる。
この又は他の任意の形式の周波数分割が通常のPAL又
はNTSC符号器において適用される場合には、フィル
タのカットレートは通常フィルタ出力における「リンギ
ング」の出現を避けるために十分に低く保たれなければ
ならない、リンギングは急速に変化する位相応答によっ
て引き起こされる。その結果として、フィルタの遮断周
波数は高周波数細部描写の更なる損失を生じることにな
る重なり合いを避けるために減小されなければならない
しかしながら、この発明を具体化したシステムにおいて
は、分離フィルタは、その周波数応答が帯域幅減小シス
テムの折返し周波数の周りに対称である場合には計測が
許すだけシャープであることができる。対称的なフィル
タはカットオフより下の信号成分とカットオフの周りに
反射されたそれとの間の位相効果の相殺によって全通過
帯域を使用され得るようにする。それゆえ、チャネルの
帯域幅はなんらのクロスカラー又はクロス輝度をこうむ
ることなし完全に利用され得る。この形式フィルタは一
般に 「ナイキストフィルタ」と呼ばれている。
図4ないし6は、既述のように通常のPAL伝送チャネ
ルによる増大した解像度の信号の伝送を主な目的として
持っているこの発明の詳細な説明している。HD−PA
L帯域幅減小復号器は変更)IDTV復号ではなくこの
応用に特有のものであるので、11DTV復号器と共に
使用される通常の4倍減小ではなく2倍帯域幅減小だけ
が望ましいが、その理由はこれが対称的な水平及び垂直
解像度を与え且つ両立可能なPAL信号においてより少
ないアーティファクトを与えるためである。
図4に言及すると、輝度符号化は二つの別別の経路、す
なわち運動補償40ミリ秒高解像度経路及び20ミリ秒
非運動補償経路を持っている0図4は垂直周波数に対す
る水平周波数のプロットであって、破線5は20ミリ秒
非運動補償路に対するスペクトル範囲を示し、且つ線7
は40ミリ秒運動補償経路に対する限界を示している。
線9は通常のPALに対する範囲を示している0図4の
軸は観察者の目で等しい角度解像度になるように目盛ら
れており、40ミリ秒経路7が、通常のテレビジョン受
信機の4:3の横縦比に対応するそれぞれ400サイク
ル毎画幅及び300サイクル毎画像高を越えて延びた整
合する水平及び垂直解像度を持っていることがわかる0
通常のPALの解像度範囲9は水平方向においては受信
機のノツチフィルタリングによって又垂直方向において
はカメラ及び表示インクレースによって制限されている
。ノツチフィルタリングは表示解像度が結果として生じ
るクロス輝度を除くために不十分であるときにだけ省略
される。注記しておくべきことであるが、20ミリ秒経
路のスペクトル範囲は通常のPALのそれに非常に類似
している0図4において、輝度及びクロミナンス信号Y
、U及び■によって占められた伝送スペクトルの区域は
それぞれ線11及び13並びに13及び15によって区
切られた区域として示されている。
我我が見いだしたことであるが、I[18?10577
0に記載された運動測定及び割当て技術が使用されたと
き、帯域幅減小システムはその時間の大部分を40ミリ
秒モードにおいて消費し、ただまれにしか20ミリ秒モ
ードにならない、20ミリ秒モードは、運動ベクトルが
決定され得ない、例えば覆われていない背景又は不規則
な運動であるかもしれない区域においてだけ使用される
。最終的効果は、目が追跡し得るすべての運動速度に対
しての、主要方向における解像度の2倍化であり、目が
本当に批判的でない種類の場面内容に対しては通常のP
AL解像度への復帰を伴っている。
クロミナンス信号U及びVは、PAL w111送波に
よって変調される前に、l MHzの範囲における適当
に定められた折返し周波数で輝度信号と同様に符号化さ
れる。クロミナンス対矛輝度解像度は、はぼ3.5=1
である二つの折返し周波数の比によって分割される。
図5及び6はそのようなシステムを実現することのでき
る方法を示している0図5は概略的な形態でこの実施例
の符号器を示し又図6は復号器を示している。
図5において、画像情報はHDTVfi20から供給さ
れる。この源は40ミリ秒モードの全解像度を解像する
ことができなければならず、従って、通常のPAL 6
25150/ 2 ; を源に優先して形式12501
50/ 2: 1 (1250本毎画像、50フイ一ル
ド毎秒、2:lインクレース)又は625150/1 
: 1のいずれになるように選ばれるが、これは部分的
に通常のPALに見られる垂直解像度の限界に責任があ
る。輝度信号Yの帯域幅制限は帯域幅制限器21の回路
部によって行われる。高精細度走査標準入力信号はまず
三つのプレフィルタ22.24及び26に供給される。
第1フイルタ22は図4に線7で示されたような垂直/
水平応答を持った40ミリ秒プレフィルタである。この
フィルタは移動する画像細部に対するそれの空間周波数
応答を維持するために運動補償されなければならない、
この運動補償は時間軸(すなわち、サイクル毎秒)に沿
っての任意の史なる帯域幅減小に対する必要性を除去す
る。プレフィルタ22はそれゆえ、入力フィールド間の
変位並びに水平及び垂直方向におけるフィルタリングを
補償しなければならないので、運動補償形三次元フィル
タである。運動補償は運動ベクトル検出器28から供給
された運動ベクトルの使用により達成される。検出器2
8はその入力としてIIDTV源を受け、画像の各区域
に対する運動ベクトルを計算する。運動ベクトル検出器
28の動作及びベクトルの割当てはWO3710557
0に詳細に論述されており、ここではこれ以上の説明は
与えられない。
第2フイルタ24は運動補償及び副標本化のないときに
40ミリ秒プレフィルタ22によって運ばれ得るような
帯域幅に源信号をフィルタする「理想的」フィルタであ
る。フィルタ24の目的は40及び20ミリ秒帯域幅減
小の符号化忠実度を測定することのできる完全な基準を
与えることである。
第3フイルタ26は図4に示された20ミリ秒経路5の
方形通過帯域を実現する20ミリ秒プレフィルタである
。このフィルタは、単一のフィールドだけからの信号を
要求するので、二次元又はフィールド内フィルタである
残りの回路部は当方の出111WO87104034に
記載されたものと類似であり、詳細な説明に関してはそ
の出願の明細書を参照するべきであζこの発明の理論を
助ける目的のためにここでは要約が与えられる。
副標本化器30.32の出力線標準はPAL伝送チャネ
ルにより使用されるのと同じ構成の625150/2 
:1であるので、更なる標本再配置は必要とされない、
しかしながら、前置のプレフィルタ22.24.26に
対する入力線標準はより高いラインレート源標準のもの
である。これが625150/1 : 1又は1250
150/1 : 1であるならば、プレフィルタ出力線
標準は副標本を625150/2 二1で形成するため
に必要とされる位置のすべてにおいて線を持つことにな
る。しかしながら、源の線の標準が1250150/2
 : 1であるならば、プレフィルタ出力線標準は画像
を形成するために必要とされる二つのテレビジョンフィ
ールドの一つだけにおいて正しく配置された線を持つこ
とになる。プレフィルタはそれゆえ二つ目こ゛とのフィ
ールドに補間を行ってその出力標本位置を副標本化に必
要とされる位置に移動させなければならない、これは実
際にはフィルタのそれぞれにおいて異なった一組のフィ
ルタ係数を用いることによって達成される。副標本化器
30.32によって加えられるべき適当な副標本化構造
は、各フィールドが直交の標本模様を持っているが一つ
のフィールドが標本ピッチの2分の1だけ水平方向にず
らされているフィールド五の目配列である。それゆえ、
組み合わされたとき、フィールドは五の目形模様を形成
する。
副標本化器30.32から出力された副標本化PAL標
本信号はチャネル選択器34の入力を形成し、この選択
器は各符号化経路のために決定された制御信号36に従
って二つの信号のうちの一つを選択する。制御信号は原
則として、補間器38.40を用いて副標本化信号を符
号器において表示可能な形式に復元することによって達
成される。それゆえ、符号器は正しい形式の補間器を使
用したとすれば復号器が発生するであろう信号への接近
手段を持っている。誤差測定器42.44における減算
器(図示されていない)は理想的フィルタ24からの出
力信号を補間器3日、40の出力から減算して、各符号
化経路の実際の出力と運動補償及び副標本化のない場合
の40ミリ秒符号化経路の理想的出力との間の「誤差」
の測度を与える。誤差測定器42.44から出力された
誤差信号は選択的34への制御入力36であり、この信
号に基づいて選択器は二つの制御経路の一つに従って制
限された輝度Y帯域幅を比重; 力する0選択器34の出力Y′は前記説明された形式の
3.5MHz低域ナイキストフィルタ46を用いてフィ
ルタされる。それゆえ輝度信号の周波数帯域は、図3に
示されたように、解像度の損失を伴うことなく 3.5
MHzに制限されたものとして現れる。
クロミナンス成分U及び■は、原則として輝度成分Yと
同じ方法で帯域幅減小される。実際には、唯一の違いは
垂直及び水平の標本化及び折返し周波数のスケーリング
である0図5にはクロミナンス帯域幅制限回路部が48
で一般的に示されている。
更なる説明は必要でない。
帯域幅減小器48のび及びV′比出力I MHz帯域ナ
イキストフィルタ50及び52ニよってそれぞれフィル
タされ、そして三つのナイキストフィルタ46、50及
び52からのY′、げ及びV′比出力通常のPAL符路 奇襲54に加えられて、ここでそれ自体既知の方法で伝
送のために符号化される。前に言及したように、げ及び
V′クロミナンス成分は4.43MIIz色副搬送波へ
変調される。それゆえ、l MHzフィルタリングの厳
格さは、クロミナンス成分が3.5MH2帯域幅内に含
まれている輝度成分から分離されることを確実にする。
復号器は図6に例示されている。復号器が正しい復号化
決定を行うことができるようにディジタル援助データが
PAL伝送チャネルを通じてHD−PAL信号と共に伝
送されなければならない、このデータは復号化経路のど
れがスクリーンの任意の一つの区域のために使用された
かということ及びどの運動ベクトルが40ミリ秒符号化
経路の場合にプレフィルタリング中に割り当てられたか
ということに関する情報を表している。
ディジタル援助データは多くの方法の一つで伝送するこ
とができる0例えば、このデータは別個のチャネル搬送
波へ変調されるか又はテレテキストの場合にはフィール
ド帰線消去期間の未使用の線に加えられることができる
であろう。別の方法としては、有効画像の一部分を通常
形成している多数の線をデータの搬送のために使用する
ことができるであろう、この場合には、二つのフィール
ドのそれぞれの上部及び下部における36線を使用して
、16:9の横縦比及び将来のHDTVプログラム素材
との互換性の手段を与えることができるであろう、デー
タ信号は低レベルで加えられて、互換性PAL 画像の
上部及び下部の黒い縁部における可視的損傷を最小限に
することができるであろう。
この方法は表示線ピッチが変化していないのでやはり対
称的な水平及び垂直解像度を生じるであろう、 DAT
νデータを隠すために受信機において帰線消去を導入す
ることができるであろう、25の有効な画像線が使用さ
れたとすれば、1メガビット毎秒の信号を運ぶことがで
きるであろう。
再び図6で言及すると、受信HD−PAL信号は「単純
なJ PAL複号器60、すなわちU及びV成分を分離
するために遅延線を使用していないPAL復号器によっ
てY、U及び■成分に変換される0分離後個個の成分は
帯域幅減小復号器62.64及び66によって復号化さ
れる。これらは−087104034に詳細に記載され
ている。ディジタル援助データは40ミリ秒プレフィル
タ又は20ミリ秒プレフィルタにおいて使用されたフィ
ルタリング構造に従って補間されたデータの選択に関し
て決定を行うために使用される0図6には輝度復号器6
2の補間器が68及び70で且つY選択器が72で示さ
れている。40ミリ秒補間器はディジタル援助チャネル
において運ばれた受信運動ベクトルデータに従って動作
する。
625150/2:I PAL標準において与えられた
出力信号はこのシステムから得られる最大精細度を支持
することができるであろうが、しかし、それの通常の表
示装置での使用は走査アーティファクトを生じさせるで
あろう、復号器出力は、例えば625150/1:1.
1250150/2:l又は1250/100/2:1
の異なった出力標準にアップ変換され得るであろう、こ
れらの標準はいずれも出力標準を適当に表示することが
できるであろう。
表示アップ変換は実際には復号化過程の一部分として最
も良〈実施されるであろう。
図7及び8の符号器及び復号器においては目的は、現在
のPAL及びNTSC方式と互換性があることはもとよ
り、HD−MAC及びMUSEのような将来(7)HD
TV符号化方式とのある程度の互換性をも持っているシ
ステムを作成することである。復号化されるべき送信輝
度及びクロミナンス成分は変更後それぞれ通常のHD−
?l^C復号器又はMUSE復号器によって復号化され
るべきである。必要な変更は当方の同時出願係属中の出
願GB8817978に記載されている。
図7の組合せ式11D−MACSHD−PAL符号器に
おいては、前の実施例と同じ標準のHDTV源は時間圧
縮器73.74及び75においてそのYSU及びV成分
のそれぞれについて時間圧縮される0時間圧縮された成
分のそれぞれはそれぞれのり二位置スイッチ76(これ
の一つだけが示されている)への一方の入力を形成して
おり、それの他方の入力は未圧縮HDTV成分である。
 WO37104034及びWO8?105770に記
載された形式のHDTV帯域幅減小符号器781よスイ
ッチア6からの出力を帯域幅減小して625150/2
 : 1標準出力を発生する。それゆえ、スイッチ76
が図6における位置「M」にあるときには、帯域幅減小
器は高精細度MMCチャネルに供給を行うために使用さ
れ且つ減小器78は1250本インタレース式又は順次
式原始画像を受は取って、通常のMMC符号化のために
適した625本インクレース式信号としてパッケージさ
れた帯域幅減小のものを供給する。スイッチ76の位置
rpJにおいては、入力信号は帯し 域幅減小器の入力の側で標本l−ト変更され且つ時間圧
縮されて、伸長装置80.82.84における出力の側
で伸長させられる。この動作は当方の同時出願係属中の
出願ca881797Bに一層詳細に記載されている。
この動作の効果は、HDTV帯域幅減小器内で使用され
た水平折返し周波数を図3に示されたように完全なPA
L符号化のために必要とされる周波数へ移動させて輝度
及びクロミナンス信号を分離することである0時間伸長
酸分は前の実施例におけるようにナイキストフィルタ8
6.88及び90によりフィルタされて、標準PALチ
ャネルによる伝送のためにPAL符号器92に供給され
る。スイッチ76、及び帯域幅減小器78の出力側にあ
る対応する選択スイッチ94について位置Mが選択され
たときには、帯域幅域小信号はMMCチャネルによる伝
送のために625150/2 : 1形式でH[l−M
AC符号器96に直接供給される。
図8に示された復号器は+10 T V復号器及び表示
袋が 置7HD−PALの復号化及び表示のために使用され得
るように符号器の逆になっている。HDTV符号化シス
テムが、ニノミャ外によるNIIK研究所ノート304
号に記載されたMUSEシステムのように、非互換性で
ある場合には、NTSC符号化を可能にするためにある
形式の標本再整理が必要であろう。適当なシステムが当
方の特許比1fJ2194409に記載されている。
図7及び8の実施例は、IIDTV準拠式帯域幅減小シ
ステムによる実質的市場浸透の場合に同じ受信機ハード
ウェアを用いて少な(とも一部分はHOPALを復号化
することができるという利点を持っている。そのような
システムの互換性、すなわち通常のPAL復号器によっ
て生成された画質は、伝送及び4倍スペクトルは折返し
のための標本インタリーブがありそうなので、PALだ
けの環境のために特に設計された帯域幅減小システムか
ら得られるそれよりも劣っていそうである。
【図面の簡単な説明】
図1は通常のPAL符号化信号のスペクトルを示してい
る。 図2はクロミナンス副搬送周波数の近くの図1のスペク
トルの典型的な領域を示している。 図3は輝度及びクロミナンス成分が離散的周波数帯域へ
分離され得る様子を示している。 図4はこの発明の第1実施例の解像度の限界を示してい
る。 図5はこの発明の第1実施例の符号器を示している。 図6は図5の符号器と関連して使用され得る復号器を示
している。 図7はこの発明の第2実施例の符号器を示している。 図8は図7の符号器と関連して使用され得る復号器を示
している。 Fta、7

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ビデオ信号源の輝度Y及びクロミナンスU、V成分
    を分離すること、分離されたY、U及びV成分のそれぞ
    れの帯域幅を二つ以上の異なった方法により圧縮するこ
    と、前記の方法の一つにより圧縮された帯域幅圧縮成分
    の一組を画像内容を示し且つこれに応答する制御信号に
    応答して選択することを含んでいるカラービデオ信号を
    符号化する方法でっあて、選択された輝度及びクロミナ
    ンス成分を個別にそれぞれの帯域フィルタ(46、50
    、52)でフィルタすること並びに通常の伝送チャネル
    による伝送のために前記の成分を符号化し、これにより
    帯域フィルタ通過の輝度及びクロミナンス信号が周波数
    スペクトルの実質上相互に排他的な区域を占めるように
    なっていることによって特徴づけられている前記のカラ
    ービデオ信号を符号化する方法。 2、ビデオ信号源が伝送信号より高い線標準にあり、且
    つ各帯域幅圧縮方法が、より高い線標準信号へフィルタ
    すること、フィルタされた線標準信号を副標本化するこ
    と、及びフィルタされ副標本化された信号を伝送線標準
    に変換することを含んでいる、請求項1に記載の方法。 3、標本が副標本化後伝送線標準への変換中に再整理さ
    れる、請求項2に記載の方法。 4、異なった帯域幅圧縮方法が三次元プレフィルタ及び
    二次元プレフィルタでフィルタすることを含んでいる、
    請求項1、2又は3に記載の方法。 5、二次元フィルタが水平一垂直フィルタである、請求
    項4に記載の方法。 6、三次元フィルタが運動補償形フィルタである、請求
    項4又は5に記載の方法。 7、制御信号が更に運動ベクトルを発生し、このベクト
    ルを移動する場面内容に割り当てて三次元フィルタがフ
    ィールド間の変位を補償するようにしてある、請求項6
    に記載の方法。 8、源信号が三次元非運動補償形基準フィルタによって
    フィルタされている、請求項4に記載の方法。 9、帯域幅圧縮された輝度信号が低域フィルタによって
    フィルタされ且つクロミナンス信号のそれぞれが更なる
    低域フィルタによってフィルタされて、フィルタされた
    クロミナンス信号が輝度信号からの分離を達成するため
    に符号器によって色副搬送波へ変換される、請求項1な
    いし8のいずれか一つに記載の方法。 10、制御信号が伝送ビデオ信号の垂直帰線消去期間中
    へ挿入されている、請求項1ないし9のいずれか一つに
    記載の方法。 11、制御信号が画像情報を運ぶために使用されていな
    い複数の有効画像線においてディジタル援助データとし
    て運ばれている、請求項1ないし9のいずれか一つに記
    載の方法。 12、制御信号が低レベルでビデオ信号に加えられてい
    る、請求項11に記載の方法。 13、各フィールドの上部及び下部のそれぞれにおいて
    36までの線が制御信号を運ぶために使用されている、
    請求項11又は12に記載の方法。 14、符号化画像の横縦比がほぼ16:9である、請求
    項13に記載の方法。 15、帰線消去が制御信号を運ぶビデオ信号の部分に施
    されている、請求項11ないし13のいずれか一つに記
    載の方法。 16、ビデオ信号源の輝度及びクロミナンス成分を分離
    するための装置、ビデオ信号の分離されたY、U及びV
    成分のそれぞれに帯域幅を二つ以上の異なった方法によ
    り圧縮するための帯域幅圧縮装置(21、48)、画像
    内容を示し且つこれに応答する制御信号に応答して異な
    った圧縮信号間で選択を行うための装置(34)、制御
    信号を発生するための装置、選択された帯域幅圧縮Y、
    U及びV成分のそれぞれに対する帯域フィルタ装置(4
    6、50、52)、並びに帯域フィルタ通過の輝度及び
    クロミナンス成分を通常のテレビジョンチャネルによる
    伝送のために符号化するための符号化装置(54)を備
    えたカラービデオ信号を符号化するための符号器であっ
    て、帯域フィルタ装置(46、50、52)が選ばれて
    、輝度及びクロミナンス信号が伝送されるべき信号の周
    波数スペクトルの実質上相互に排他的な区域を占めるよ
    うに符号化が行われていることによって特徴づけられて
    いる前記のカラービデオ信号を符号化するための符号器
    。 17、帯域幅圧縮装置が、ビデオ信号源の各成分をフィ
    ルタするための装置(22、24、25)、フィルタさ
    れた信号を副標本化するための装置(30、32)、及
    び副標本化されフィルタされた信号を通常の伝送チャネ
    ルによる伝送と互換性のある形式に変換するための装置
    を備えている、請求項16に記載の符号器。 18、帯域幅圧縮装置が、三次元プレフィルタ(22)
    及び二次元プレフィルタ(26)を備えていて、選択装
    置(34)がこれら二つのプレフィルタのフィルタされ
    た出力の間で選択を行う、請求項16又は17に記載の
    符号器。 19、二次元プレフィルタ(26)が空間フィルタであ
    る、請求項18に記載の符号器。 20、三次元フィルタ(22)が運動補償されている、
    請求項18又は19に記載の符号器。 21、三次元フィルタがフィールド間の移動を補償する
    ように連動ベクトルを移動する場面内容に割り当てるよ
    うに構成された運動ベクトル導出装置(28)を含んで
    いる、請求項20に記載の符号器。 22、更なる三次元非運動補償形基準フィルタ(24)
    を備えていて、選択装置(34)が運動補償形三次元フ
    ィルタは二次元フィルタによってフィルタされた信号を
    非運動補償形フィルタの出力と三次元運動補償形フィル
    タの出力との間の相対的な差の測度に依存して選択する
    、請求項20又は21に記載の符号器。 23、帯域幅圧縮されたビデオ信号の個個の成分に対す
    る帯域フィルタが輝度成分に対する3.5MHz低域フ
    ィルタ(46)及びクロミナンス成分のそれぞれに対す
    る1MHz低域フィルタ(50、52)を備えており且
    つ符号化装置(34)が輝度成分からの分離を達成する
    ためにクロミナンス成分を副搬送波へ変調するための装
    置を備えている、請求項16ないし22のいずれか一つ
    に記載の符号器。 24、制御データ発生装置によって発生された制御デー
    タを伝送されるべき信号の垂直帰線消去期間中へ挿入す
    るための装置を備えている、請求項16ないし23のい
    ずれか一つに記載の符号器。 25、制御データ発生装置によって発生された制御デー
    タを、画像情報を運んでいない、伝送されるべき信号の
    複数の有効な線へ挿入するための装置を備えている、請
    求項16ないし23のいずれか一つに記載の符号器。 26、挿入装置が制御データを低レベルで挿入する、請
    求項25に記載の符号器。 27、ビデオ信号を発生する段階、ビデオ信号によって
    運ばれた画像のそれぞれの関係区域からの画像依存性情
    報をそれぞれ表している複数の項目のデータからなって
    いるディジタル援助信号をビデオ信号から発生する段階
    を含んでいるテレビジョン信号を伝送する方法であって
    、画像情報を運んでいない、ビデオ信号の複数の有効な
    画像線へディジタル援助信号を挿入することによって特
    徴づけられている、前記のテレビジョン信号を伝送する
    方法。 28、伝送されている画像のそれぞれの関係区域からの
    画像依存性情報をそれぞれ表している付加的なデータの
    諸項目によって複数の有効な画像線が置き換えられるよ
    うに変更された通常のテレビジョン信号。 29、各フィールドの上部及び下部のそれぞれにおける
    36までの線が画像情報の代わりに付加データの諸項目
    を運んでいる、請求項28に記載の信号。 30、輝度及びクロミナンス成分が受信信号の周波数ス
    ペクトルの実質上相互に排他的な区域を占めており且つ
    帯域幅圧縮が二つ以上の方法によって選択的に行われて
    いる伝送された圧縮ビデオ信号を受信すること、二つ以
    上の方法によって受信信号から表示のための信号を復元
    すること、受信ビデオ信号からビデオ信号と共に伝送さ
    れた制御信号を抽出するための手段、表示のための信号
    を復元するために復元方法の所要の一つを選択するため
    の手段、並びに復元された信号を表示するための手段を
    含んでいる、請求項1ないし15のいずれか一つの方法
    に従って符号化されたビデオ信号を復号化する方法。 31、輝度及びクロミナンス成分が受信信号の周波数ス
    ペクトルの実質上相互に排他的な区域を占めており且つ
    帯域幅圧縮が二つ以上の方法によって選択的に行われて
    いる伝送された帯域幅圧縮ビデオ信号を受信するための
    装置(60)、二つ以上の方法によって受信信号から表
    示のための信号を復元するための装置(62、64、6
    6)、受信信号からビデオ信号と共に伝送された制御信
    号を抽出するための装置、表示のための信号を復元する
    ために復元方法の所要の一つを選択するための装置(7
    2)、並びに復元された信号を表示するための装置を備
    えている、請求項16ないし26のいずれか一つに記載
    の装置によって符号化されたビデオ信号を復号化するた
    めの装置。
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GB2221813B (en) 1992-09-02
GB8915903D0 (en) 1989-08-31
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