JPH0282790A

JPH0282790A - レート変換装置

Info

Publication number: JPH0282790A
Application number: JP23396488A
Authority: JP
Inventors: Tetsujiro Kondo; 哲二郎近藤; Yasuhiro Fujimori; 泰弘藤森
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-09-19
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1990-03-23

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〕この発明は、伝送や記録に適するようにデータ量を削減
するために用いられるレート変換装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、第１及び第２の色差信号のそれぞれについ
て、１フイールドの整数倍の期間を周期として、元の色
差信号のサンプリング周波数を保った状態で伝送する周
期と、信号を伝送しない周期とを交互に繰り返すように
して色差信号のデータ量を削減したもので、色の解像度
を損なうことなく色差信号の圧縮を図ることができるも
のである。

〔従来の技術〕

コンポーネントビデオ信号をディジタル化する際の規格
として、（４：２：２）コンポーネント方式がある。こ
れは、サンプリング周・波数を、輝度信号Ｙ、　１３．
５Ｍ１１ｚ　：赤の色差信号Ｒ−Ｙ及び青の色差信号Ｂ
−Ｙ　；６．７５ＭＩＩｚとして、各信号について８ビ
ツト／サンプルでＰＣＭ符号化を行うものである。

この（４：２：２）コンポーネント方式は、このままで
は２１６Ｍｂｐｓとデータ量が多く、伝送または記録に
適していない場合がある。そこで、サンプリング周波数
を変換してデータ量を削減するレート変換の方法が提案
された。

例えば、（４：　２　：　２）コンポーネント信号の、
輝度信号Ｙはサンプリング周波数を３／４の１０．１２
５　Ｍ　Ｈｚに変換すると共に、色差信号はサンプル点
を半分に間引き、さらに赤の色差信号Ｒ−Ｙと青の色差
信号Ｂ−Ｙを線順次化する。このレート変換後のコンポ
ーネント信号を（３：１：Ｏ）と称する。

第１９図は、（３：１：０）コンポーネント信号の色差
信号のサンプリング格子を、４のレートの格子に重ねて
表示したものである。同図において、・印は各格子点を
、Δは赤の色差信号のサンプル点を、口は青の色差信号
のサンプル点を、それぞれ示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、（４：２：２）を（３：　１　！　Ｏ）
（色差信号のみについて見れば１：０（以下同様））に
するレート変換方式は、色差信号についてみれば、第１
９図からも理解されるように、各色差信号はそれぞれ半
分に間引かれてサンプリングが行われるために、色の解
像度が低くなり、色むらとなる欠点があった。

そこで、色差信号について、１：０にするレート変換方
式よりも解像度は高く、元の２：２よりはレートが低く
なるものとして、２：０または１：１の符号が考えられ
る。すなわち、２：Ｏの場合は、第２０図に示すように
、色差信号が線順次化される。しかし、元のサンプル点
は間引かれない、また、１：１の場合は、第２１図に示
すように、各色差信号は、元のサンプル点が半分に間引
かれるが、線順次とされず、各ラインで色差信号が得ら
れる。

しかしながら、いずれの場合も、フィールド内で考える
と、垂直：水平の格子間隔が、２：０の符号の場合には
２：１となり、１：１の符号の場合には１：２となって
、バランスが悪い、このため、２＝０の符号の場合には
色の横線が劣化し、ｌ：１の符号の場合には色の縦線劣
化し、色の解像度の低下は免れない。

この発明は、以上の点に鑑み、色の解像度を損なうこと
なく、色差信号の圧縮を図ることができるレート変換装
置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明によるレート変換装置は、輝度信号、第１の色差信号及び第２の色差信号が、（４
：２：２）のサンプリング周波数をもつてディジタル化
されたディジタルコンポーネントビデオ信号を圧縮処理
するものであって、第１及び第２の色差信号のそれぞれ
について１．１フイールドの整数倍の期間を周期として
、色差信号のサンプリング周波数を保うた状態で信号を
伝送する周期と、信号を伝送しない周期とを交互に繰り
返すようにする。

〔作用〕

信号を送らない周期の分だけデータ量は圧縮される。信
号を伝送する周期では、元のサンプリング周波数を保っ
た状態は伝送されるので、垂直方向と、水平方向の格子
間隔は同じになり、バランスは良い。

ただし、信号を送らない周期があるので、動きのある画
像の場合、劣化となる。しかしながら、人間の目の特性
として、動きのある画像中の色の変化、すなわち、時間
方向の色の動きは、視覚上認知できないから、視覚上、
色の解像度の劣化はほとんど目立たない。

色の解・像度は、静止画像の場合に最も要求されるが、
静止画像の場合であれば、信号を送らない周期の前後の
信号を送る周期の信号から、信号を送らない周期の信号
を補間できるので、色の解像度の劣化はない。

〔実施例〕

以下、この発明によるレート変換装置のいくつかの実施
例を、図を参照しながら説明しよう。

第１図は、この発明の第１の実施例の構成を示し、第２
図は、その説明のためのタイムチャートである。

第１図で、１は、（４ｊ　２　：　２）コンポーネント
信号の輝度信号Ｙの入力端子、２は、同じく赤の色差信
号の入力端子、３は、同じく青の色差信号の入力端子で
ある。また、４は、輝度信号Ｙの出力端子、５は、赤の
色差信号の出力端子、６は、青の色差信号の出力端子で
ある。

入力端子１と、出力端子４とは直接接続される。

したがって、出力端子４には、元のサンプリングレート
の輝度信号Ｙが得られる。輝度信号についてのレートは
、以下の例においても同様である。

この例では、入力端子２と出力端子５との間にスイッチ
回路７が設けられると共に、入力端子３ｔ、出力端子６
との間にスイッチ回路８が設けられる。スイッチ回路７
及び８は、端子９からの１フイールドごとに「１」　「
Ｏ」の状態を反転するフィールドパルスＦＰ（第２図Ａ
）により、「ｌ」の状態のフィールド期間ＦＡでは、そ
れぞれオン、ｒＱＪの状態のフィールド期間ＦＢでは、
それぞれオフとされる。

したがって、出力端子５及び６には、フィールド期間Ｆ
Ａでは、それぞれ赤及び青の色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ
が得られ、フィールド期間ＦＢでは、色差信号は得られ
ない（同図Ｂ及びＣ参照）。

すなわち、色差信号の得られるフィールドと、色差信号
が得られないフィールドとが交互に繰り返す。

こうして出力端子４．５．６に得られたデータは、さら
にデータ圧縮、エラー訂正符号化などの処理が施され、
伝送（あるいは記録）される。

以上のレート変換によれば、色差信号が伝送されない期
間ＦＢの分だけ、伝送データ量は削減される。

この場合に、フィールド期間ＦＡで得られる色差信号は
、元のサンプリング周波数のデータであるから、垂直：
水平の格子間隔は、１：ｌであり、バランスが良く、色
の解像度はこの期間ＦＡではまった（劣化しない、しか
し、期間ＦＢでは信号が伝送されないので、１フイール
ドの画像を１枚の絵としたとき、この絵の時間的な動き
方向では、データ量が削減されているため劣化を生じる
。ところが、人間の目の視覚特性として、絵の時間的な
動き方向の色の変化は殆ど認知出来ないので、視覚上色
の解像度の劣化はほとんど目立たない。

なお、色差信号が伝送されない期間では、その期間の前
後の色差信号が伝送される期間のデータを用いて各色差
信号を補間することができる。したがって、色の解像度
が特に必要とされる、静止画の場合であっても色の解像
度に劣化は生じない。

第３図は、第１図例によるレート変換の結果、得られた
符号のサンプリング格子を、４のレートの格子に重ねて
表示したものである。同図で、実線のラインは、奇数フ
ィールドのラインを示し、点線のラインは偶数フィール
ドのラインを示している。また、・印は輝度信号のサン
プル点、Δ印は色差信号Ｒ−Ｙのサンプル点、口は色差
信号Ｂ−Ｙのサンプル点をそれぞれ示している。これら
の印は、以下の例において、ま、ワた（同様である。

第４図は、この発明の第２の実施例の構成を示し、第５
図は、その説明のためのタイムチャートである。

第４図の例においては、入力端子２と入力端子３とはス
イッチ回路１１の一方及び他方の入力端Ａ及びＢに接続
される。スイッチ回路１１の出力端は出力端子１２に接
続される。そして、スイッチ回路１１は、端子１３から
のフィールドパルスＦＰ（第５図Ａ）によりパルスＦＰ
がｒｌ」のときは入力端Ａ側に、パルスＦＰがｒＱＪの
ときは入力端Ｂ側に、交互に切り替えられる。

したがって、出力端子１２には、フィールドパルスＦＰ
が「１」のフィールド期間では赤の色差信号Ｒ−Ｙが、
フィールドパルスＦＰがｒＱＪのフィールド期間では、
青の色差信号Ｂ−Ｙが、それぞれ得られる（第５図Ｂ及
びＣ参照）。

第６図は、第４図例によるレート変換の結果、得られた
符号のサンプリング格子を、４のレートの格子に重ねて
表示したものである。

この例では、各色差信号について見れば、色差信号が伝
送されるフィールドと、色差信号が伝送されないフィー
ルドとが、交互に繰り返すものとなっているから、効果
的には、第１図例とまったく同様である。

第７図は、この発明の第３の実施例の構成を示し、第８
図は、第７図例によるレート変換の結果、得られた符号
のサンプリング格子を、４のレートの格子に重ねて表示
したものである。

第７図の例においては、第１図例の入力端子３とスイッ
チ回路８との間にデータを１サンプル分遅延させる遅延
回路３１が設けられる。この例の場合には、第８図にも
示すように、出力端子５及び６には、フィールド期間Ｆ
Ｂでは色差信号が得られないのは第１図例と同様である
が、フィールド期間ＦＡでは赤の色差信号と青の色差信
号は１サンプルごとに交互に得られる。

第９図は、この発明の第４の実施例の構成を示し、第１
０図は、第９図例によるレート変換の結果、得られた符
号のサンプリング格子を、４のレートの格子に重ねて表
示したものである。

第９図の例においては、第４図例の入力端子３とスイッ
チ回路１１との間にデータを１サンプル分遅延させる遅
延回路４１が設けられる。この例の場合には、第１０図
にも示すように、出力端子１２に得られる信号は、フィ
ールド期間ＦＡでは赤の色差信号Ｒ−Ｙ、フィールド期
間ＦＢでは青の色差信号Ｂ−Ｙであることは第４図例と
同様であるが、サンプリング点が、フィールド期間ＦＡ
とフィールド期間ＦＢとで水平方向に１サンプル分ずれ
ている。

以上はいずれも各色差信号のサンプル点が、正方格子で
ある場合であるが、正方格子に限らず、例えば５０目格
子にサンプル点を取るようにする場合にもこの発明はま
りたく同様に適用できる。

第１１図は、サンプル点が５の同格子の場合の第１の実
施例で、正方格子の場合の第１の実施例（第１図例）に
対応するものである。

この例においては、第１図例の入力端子２とスイッチ回
路７との間及び入力端子３とスイッチ回路８との間に１
水平ラインごとにサンプル点を１サンプル分ずらすため
の回路５１及び５２を設ける０回路５１及び５２は、そ
れぞれスイッチ回路５３．５４と、１サンプル分の遅延
回路５５．５６とを有する。そして、入力端子２及び３
が直接スイッチ回路５３及び５４の一方の入力端に接続
されると共に、入力端子２及び３が遅延回路５５及び５
６を介してスイッチ回路４３及び５４の他方の入力端に
接続される。スイッチ回路５３及び５４の出力端はスイ
ッチ回路７及び８にそれぞれ接続される。スイッチ回路
５３及び５４は、端子５７を通じた１ラインごとに「ｌ
」　「０」の状態を反転するラインパルスＩ（Ｐにより
「１」の状態のときは、一方の入力端側に、「Ｏ」の状
態のときは、他方の入力端に、それぞれ切り替えられる
。

したがって、出力端子５及び６には、フィールド期間Ｆ
Ａには、５の同格子のサンプル点の色差信号Ｒ−Ｙ及び
Ｂ−Ｙがそれぞれ得られる。

第１２図は、第１１図例のレート変換によって、得られ
た符号のサンプリング格子を、４のレートの格子に重ね
て表示したものである。

第１３図は、サンプル点が５の同格子の場合の第２の実
施例で、正方格子の場合の第２の実施例（第４図例）に
対応するものである。

この例では、第４図例のスイッチ回路１１の一方の入力
端と入力端子２との間及びスイッチ回路１１の他方の入
力端と入力端子３との間に、第１１図例の回路５１及び
５２とまったく同様の構成の、１水平ラインごとにサン
プル点を１サンプル分ずらすための回路６１及び６２を
設ける。すなわち、６３及び６４はスイッチ回路、６５
及び６６は遅延回路、６７はラインパルスＨＰの入力端
である。

この例においては、出力端子１２には、フィールド期間
ＦＡでは、５の同格子のサンプル点の赤の色差信号が得
られ、フィールド期間ＦＢでは、５の同格子のサンプル
点の青の色差信号が得られる。

第１４図は、第１３図例のレート変換によって、得られ
た符号のサンプリング格子を、４のレートの格子に重ね
て表示したものである。

第１５図は、サンプル点が５の同格子の場合の第３の実
施例で、正方格子の場合の第３の実施例（第７図例）に
対応するものである。

この例では、第１１図例と同様にして、スイッチ回路７
及び８と入力端子２及び３との間に１水平ラインごとに
サンプル点を１サンプル分ずらすための回路５１及び５
２を設けると共に、回路５１と５２のスイッチ回路５３
と５４の切り替え動作が全く逆になるようにする。この
ため、ラインパルスＨＰが、回路５２のスイッチ回路５
４には反転回路７１を介して供給される。

第１６図は、第１５図例のレート変換によって、得られ
た符号のサンプリング格子を、４のレートの格子に重ね
て表示したものである。

第１７図は、サンプル点が５の目格子の場合の第４の実
施例で、正方格子の場合の第４の実施例（第９図例）に
対応するものである。

この例では、第１３図例と同様にして、スイッチ回路１
１と入力端子２及び３との間に１水平ラインごとにサン
プル点を１サンプル分ずらすための回路６１及び６２を
設けると共に、回路６１と６２のスイッチ回路６３と６
４の切り替え動作が全く逆になるようにする。このため
、ラインパルスＨＰが、回路６２のスイッチ回路６４に
は反転回路８１を介して供給される。

第１８図は、第１７図例のレート変換によって、得られ
た符号のサンプリング格子を、４のレートの格子に重ね
て表示したものである。

以上は各色差信号のそれぞれについて、１フイールドご
とに信号を伝送する期間と伝送しない期間とを交互に設
けるようにした場合であるが、１フイールドごとではな
（，２フイールドつまり１フレームごとであっても良く
、また、３フイ一ルド以上ごとであっても良い。

なお、データの受信側では、送られない情報を補間によ
って元の（４：２！２）のデータに戻す必要がある。こ
の補間の方法としては、色差信号が伝送されない期間で
は、その期間の前の色差信号が伝送される期間のデータ
を繰り返す方法や、その期間の前後の色差信号が伝送さ
れる期間のデータを用いて各色差信号を補間する方法が
ある。

色の解像度が特に必要、とされる静止画の場合であって
は、色差信号を伝送する期間と伝送しない期間とを特に
フレームごととすることにすれば、色の解像度に劣化は
生じない。

（発明の効果〕この発明は、（４：　２　：　２）コンポーネントビデ
オ信号の各色差信号について、１フイールドの整数倍を
単位として、時間方向の間引きを行ったので、色の空間
解像度を保ちながら、色差信号のデータ圧縮をすること
ができる０人間の目は色の動きに対しては感度が悪いと
いう特性があるので、この発明は、人間の視覚特性に適
合したものであると言うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の構成を示す回路図、
第２図はその説明のためのタネムチヤード、第３図は第
１図例のレート変換、により得られた符号のサンプリン
グ格子を示す−、第４図はこの発明の第２の実施例の構
成を示す回路図、第５図はその説明のためのタイムチャ
ート、第６図は第４図例のレート変換により得られた符
号のサンプリング格子を示す図、第７図は第３の実施例
の構成を示す回路図、第８図は第７図例により得られた
符号のサンプリング格子を示す図、第９図は第４の実施
例の構成を示す回路図、第１０図は第９図例により得ら
れた符号のサンプリング格子を示す図、第１１図、第１
３図、第１５図、第１７図はそれぞれサンプリング格子
が５の目格子の場合の第１．第２．第３．第４の実施例
の構成を示す回路図、第１２図、第１４図、第１６図、
第１８図はそれぞれの実施例により得られた符号のサン
プリング格子を説明するための図、第１９図は従来のレ
ート変換装置により得られる符号のサンプリング格子の
一例を示す図、第２０図及び第２１図は第１９図例より
も色の解像度が改善できる例のサンプリング格子を示す
図である。図面における主要な符号の説明１・・・（４：　２　：　２）コンポーネント信号の輝
度信号の入力端子、２・・・赤の色差信号Ｒ−Ｙの入力端子、３・・・青の
色差信号Ｂ−Ｙの入力端子、４・・・輝度信号の出力端
子、５・・・赤の色差信号Ｒ−Ｙの出力端子、６・・・青の
色差信号Ｂ−Ｙの出力端子、７．８，１１．５３．５４
．６３．６４・・・スイッチ回路、ＦＰ…フィールドパルス、ＨＰ・・・ラインパルス。

Claims

【特許請求の範囲】輝度信号、第１の色差信号及び第２の色差信号が、（４
：２：２）のサンプリング周波数をもってディジタル化
されたディジタルコンポーネントビデオ信号を圧縮処理
するレート変換装置であって、上記第１及び第２の色差信号のそれぞれについて、１フ
ィールドの整数倍の期間を周期として、上記色差信号の
サンプリング周波数を保った状態で伝送する周期と、信
号を伝送しない周期とを交互に繰り返すようにしたレー
ト変換装置。