JPH0342556B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0342556B2
JPH0342556B2 JP55179893A JP17989380A JPH0342556B2 JP H0342556 B2 JPH0342556 B2 JP H0342556B2 JP 55179893 A JP55179893 A JP 55179893A JP 17989380 A JP17989380 A JP 17989380A JP H0342556 B2 JPH0342556 B2 JP H0342556B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
data
dpcm
line
supplied
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP55179893A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57103430A (en
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP55179893A priority Critical patent/JPS57103430A/en
Publication of JPS57103430A publication Critical patent/JPS57103430A/en
Publication of JPH0342556B2 publication Critical patent/JPH0342556B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/79Processing of colour television signals in connection with recording
    • H04N9/80Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H04N9/804Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components
    • H04N9/8042Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components involving data reduction
    • H04N9/8045Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components involving data reduction using predictive coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/79Processing of colour television signals in connection with recording
    • H04N9/80Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H04N9/804Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 カラー映像信号をPCM信号に変換して記録再
生するデジタルVTRが提案されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A digital VTR has been proposed that converts a color video signal into a PCM signal for recording and playback.

このデジタルVTRとして放送局用のものを考
えた場合には、高画質を確保するため、映像信号
は帯域圧縮せずに、例えばマルチチヤンネルにし
て高ビツトレートで伝送するようにする必要があ
る。
When considering a digital VTR for broadcasting stations, in order to ensure high image quality, the video signal needs to be transmitted at a high bit rate, for example, in multichannel mode, without band compression.

これに対し、家庭用等の普及形のもののよう
に、低価格で、かつ、画質もそれほど高画質のも
のを要求しないものでは、視覚上問題を生じない
程度の画質の劣化はあつても帯域圧縮して低ビツ
トレートで伝送できるようにする必要がある。
On the other hand, for products that are low-priced and do not require very high image quality, such as popular models for home use, there may be a deterioration in image quality that does not cause visual problems, but the bandwidth It is necessary to compress it so that it can be transmitted at a low bit rate.

この要求を満足させる手法としてA−D変換し
たカラー映像信号データを、先ず、サブナイキス
トサンプリングしてデータ圧縮した後、差分パル
スコード変調(以下DPCMと称す)して大幅に
帯域圧縮し、伝送ビツトレートを所望の値にまで
低下させるものがある。
As a method to satisfy this requirement, A-D converted color video signal data is first compressed by sub-Nyquist sampling, and then subjected to differential pulse code modulation (hereinafter referred to as DPCM) to significantly compress the band and reduce the transmission bit rate. There are some things that lower the value to a desired value.

先ず、サブナイキストサンプリングについて説
明する。
First, sub-Nyquist sampling will be explained.

すなわち、例えばアナログNTSCカラー映像信
号は、色副搬送周波数fSCの例えば4倍の周波数
4fSCでサンプリングされ、デジタルPCM映像デー
タに変換された後、サブナイキスト周波数fSN(信
号帯域の2倍以下の周波数)で再サンプリングさ
れてデータ圧縮される。
That is, for example, an analog NTSC color video signal has a frequency that is, for example, four times the color subcarrier frequency f SC .
After being sampled at 4f SC and converted to digital PCM video data, it is resampled at a sub-Nyquist frequency f SN (a frequency less than twice the signal band) and compressed.

このサブナイキスト周波数fSNは次のようにし
て選定される。
This sub-Nyquist frequency f SN is selected as follows.

つまり、NTSCカラー映像信号においては、色
信号Cと、輝度信号Yの周波数スペクトルSC、SY
は、第1図で実線で示すように周波数インターリ
ーブする関係となつている。そこで、サブナイキ
スト周波数fSNは、第2図で破線で示す色信号C
及び輝度信号Yの下り返し成分NCYが、色信号C
及び輝度信号YのスペクトルSC及びSYに対し、さ
らに周波数インターリーブする関係となるように
設定する。
In other words, in the NTSC color video signal, the frequency spectra of the color signal C and the luminance signal Y are S C , S Y
are in a frequency interleaving relationship as shown by the solid line in FIG. Therefore, the sub-Nyquist frequency f SN is the color signal C shown by the broken line in FIG.
and the downward return component N CY of the luminance signal Y is the color signal C
and the spectra S C and S Y of the luminance signal Y are set so that they are further frequency interleaved.

したがつて、サブナイキスト周波数fSNは、例
えば、 fSN=2fSC−1/4fH……(1) (但し、fHは水平走査周波数) となるように選定される。
Therefore, the sub-Nyquist frequency f SN is selected such that, for example, f SN =2f SC -1/4f H (1) (where f H is the horizontal scanning frequency).

この(1)式に示す周波数fSNの信号は、周波数2fSC
の信号の位相を、2水平走査同期毎に反転させる
ことにより、等価的に、かつ、簡単に得られる。
The signal with frequency f SN shown in equation (1) has frequency 2f SC
can be obtained equivalently and easily by inverting the phase of the signal every two horizontal scanning synchronizations.

したがつて、この場合は、4fSCでサンプリング
されたものがさらに2fSCで再サンプリングされる
から、サブナイキストサンプリングによつて、デ
ータが1/2に圧縮されることになる。
Therefore, in this case, what was sampled at 4f SC is further sampled at 2f SC , so the data is compressed to 1/2 by sub-Nyquist sampling.

こうしてデータ圧縮された信号はDPCM符号
器によつて、さらに圧縮される。
The data compressed signal is further compressed by a DPCM encoder.

ところで、DPCM符号器は、入力データを予
測し、入力データとこの予測データとの差、つま
り予測誤差を得、この誤差分を伝送するものであ
るから、圧縮率を大きくするには、予測誤差が最
小となるような特性の予測が望ましい。そのため
には、映像信号の水平相関のみでなく垂直相関を
利用して2次的元な予測をすることが好ましい。
By the way, a DPCM encoder predicts input data, obtains the difference between the input data and this predicted data, that is, a prediction error, and transmits this error, so in order to increase the compression ratio, the prediction error must be It is desirable to predict the characteristics such that . For this purpose, it is preferable to perform two-dimensional prediction using not only the horizontal correlation but also the vertical correlation of the video signal.

ところが、上述のようにしてサブナイキストサ
ンプリングされた信号は、第2図にも示すよう
に、2ライン毎にサンプリング位相が反転してい
るため、相関の強い前のラインのデータをそのま
まではDPMC符号器の予測に使用できないとい
う欠点がある。
However, as shown in Figure 2, in the sub-Nyquist sampled signal as described above, the sampling phase is inverted every two lines, so if the data of the previous line with a strong correlation is used as is, it will not be processed as a DPMC code. The disadvantage is that it cannot be used to predict the

すなわち、第2図Aは周波数4fSCのサンプリン
グクロツクCP0を、同図Bは周波数2fSCのサンプ
リングクロツクCP1を、同図CはクロツクCP1
位相反転信号1を、それぞれ示し、各クロツク
CP0、CP11の例えば立ち上がり時点がサン
プリング時点であるとする。同図D〜Gは、これ
らクロツクCP0、CP11によつてサンプリン
グされたあるフイールドのうちの4ライン分のサ
ンプリング位相を、色副搬送波の位相とともに示
す図で、図中・で示すのはクロツクCP0によるサ
ンプリング点を、・を○で囲んで示すのはクロツ
クCP1及び1によつて再サンプリングされたサ
ンプリング点を、それぞれ示している。つまり、
同図D,Eに示すラインはクロツクCP1により、
同図F,Gに示すラインはクロツクCP2により、
それぞれサンプリングされた場合である。
That is, FIG. 2A shows sampling clock CP 0 with frequency 4f SC , FIG. 2 B shows sampling clock CP 1 with frequency 2f SC , and FIG. 2 C shows phase inverted signal 1 of clock CP 1 . Each clock
For example, assume that the rising time of CP 0 , CP 1 , 1 is the sampling time. Figures D to G are diagrams showing the sampling phases of four lines of a certain field sampled by these clocks CP 0 , CP 1 , and 1 together with the phase of the color subcarrier, and are indicated by . in the figure. 1 indicates the sampling point by clock CP 0 , and the . surrounded by ○ indicates the sampling point resampled by clock CP 1 and 1 , respectively. In other words,
The lines shown in D and E of the same figure are drawn by clock CP1 .
The lines shown in F and G in the same figure are drawn by clock CP 2 .
This is the case where each sample is taken.

この第2図D〜Gから明らかなように、サブナ
イキストサンプリングされた信号のサンプリング
位相は1ライン毎に反転するものとなる。
As is clear from FIGS. 2D to 2G, the sampling phase of the sub-Nyquist sampled signal is inverted line by line.

したがつて、従来は、このサブナイキストサン
プリングされた信号をDPCM符号化するときは、
このサンプリング位相の不連続性のため、1ライ
ン内の情報のみから予測信号を形成するようにす
る必要があつた。このため、予測誤差が比較的大
きく、大幅なデータ圧縮はできなかつた。
Therefore, conventionally, when DPCM-encoding this sub-Nyquist sampled signal,
Because of this discontinuity in the sampling phase, it was necessary to form a predicted signal from only information within one line. For this reason, the prediction error was relatively large, and significant data compression was not possible.

この発明は、上記の点にかんがみ、サブナイキ
ストサンプリングした信号をDPCM符号化する
装置において特に高効率のデータ圧縮をすること
ができるようにしたものを提供しようとするもの
である。
In view of the above points, the present invention aims to provide an apparatus for DPCM encoding a sub-Nyquist sampled signal, which is capable of particularly highly efficient data compression.

すなわち、この発明においては、サブナイキス
トサンプリングにおけるサンプリング位相が2ラ
イン毎に同相となることに着目し、この同相であ
る2ライン単位での2次元符号化を行ない、
DPCM符号器の予測特性の向上を図るようにし
たものである。
That is, in this invention, we focus on the fact that the sampling phase in sub-Nyquist sampling is in phase every two lines, and perform two-dimensional encoding in units of two lines that are in phase.
This is intended to improve the prediction characteristics of the DPCM encoder.

以下、この発明装置の一例を、デジタルVTR
の場合を例にとつて図を参照しながら説明しよ
う。
An example of this invented device is shown below as a digital VTR.
Let's explain the case using the figure as an example.

第3図はデジタルVTRの記録系を、第4図は
その再生系を、それぞれ示している。
FIG. 3 shows the recording system of a digital VTR, and FIG. 4 shows its reproduction system.

第3図で、1はNTSCカラー映像信号の入力端
子で、これを通じたカラー映像信号はA−D変換
器2に供給される。また、端子3を通じて周波数
4fSCのクロツクCP0がこのA−D変換器2に供給
され、入力カラー映像信号がこのクロツクCP0
よりサンプリングされ、そのサンプリング値が例
えば8ビツトのPCM信号に変換される。
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes an input terminal for an NTSC color video signal, through which the color video signal is supplied to an AD converter 2. Also, through terminal 3, the frequency
A clock CP0 of 4f SC is supplied to this A/D converter 2, an input color video signal is sampled by this clock CP0 , and the sampled value is converted into, for example, an 8-bit PCM signal.

この場合、水平ブランキング期間は伝送する必
要がないので、A−D変換器2では第5図に示す
ように水平ブランキング期間TBを除く水平走査
期間TVの映像情報部分のみがサンプリングされ
る。
In this case, since there is no need to transmit the horizontal blanking period, the A-D converter 2 samples only the video information portion of the horizontal scanning period TV excluding the horizontal blanking period T B , as shown in FIG. Ru.

こうして、このA−D変換器2からは1ライン
分の映像データ毎に、期間TBの間(タイムスロ
ツト)を開けて順次得られる。
In this way, one line of video data is sequentially obtained from the A/D converter 2 with intervals of time T B (time slots).

このA−D変換器2よりのデジタルデータはサ
ブナイキストサンプリング回路4に供給される。
また、クロツクCP0が分周器5にて1/2分周され
て2fSCのクロツクCP1とされ、このクロツクCP1
が位相反転切換回路6に供給される。そして、端
子7を通じて2ライン毎に状態を反転する信号
SW1がこの切換回路6に供給されて、この切換回
路6より2ライン毎に、クロツクCP1と、その反
転クロツク1が交互に得られるようにされる。
Digital data from this A-D converter 2 is supplied to a sub-Nyquist sampling circuit 4.
In addition, the frequency of the clock CP 0 is divided by 1/2 by the frequency divider 5 to become the clock CP 1 of the 2f SC , and this clock CP 1
is supplied to the phase inversion switching circuit 6. Then, through terminal 7, a signal that inverts the state every two lines
SW 1 is supplied to this switching circuit 6 so that clock CP 1 and its inverted clock 1 are alternately obtained from this switching circuit 6 every two lines.

そして、このクロツクCP1及び1がサブナイ
キストサンプリング回路4に供給されて、前述し
たようにしてPCMデータが再サンプリングされ、
1/2にデータ圧縮される。
The clocks CP 1 and CP 1 are then supplied to the sub-Nyquist sampling circuit 4, and the PCM data is resampled as described above.
Data is compressed to 1/2.

このサブナイキストサンプリングによつて圧縮
されたデータはそのまま加算器9及び減算器10
に供給されるとともに、1ラインメモリー8によ
つて1ライン分遅延されてこれら加算器9及び減
算器10に供給される。したがつて、これら加算
器9及び減算器10においては2ライン間のデー
タの和と差がとられることになる。
The data compressed by this sub-Nyquist sampling is sent directly to the adder 9 and the subtracter 10.
The signal is also supplied to the adder 9 and subtracter 10 after being delayed by one line by the one-line memory 8. Therefore, the adder 9 and the subtracter 10 calculate the sum and difference of the data between the two lines.

NTSCカラー映像信号は、第2図D〜Gにも示
したように、その色副搬送波の位相が1ライン毎
に反転しているので、2ライン間の信号の和をと
ると、高域成分である色信号成分Cが消去され
て、第6図に示すように低域成分である輝度信号
Yが得られる。また、2ライン間の信号の差をと
ると、垂直相関の強い輝度信号、つまり垂直周波
数の低い輝度信号成分YLを消去されて、第7図
に示すように、色信号Cと、垂直相関のない、つ
まり垂直周波数の高い輝度信号成分YHとの合成
信号が得られる。
As shown in Figure 2 D to G, in the NTSC color video signal, the phase of the color subcarrier is inverted for each line, so when the sum of the signals between two lines is taken, the high frequency component The color signal component C, which is , is erased, and a luminance signal Y, which is a low frequency component, is obtained as shown in FIG. Furthermore, when taking the difference between the signals between two lines, the luminance signal with a strong vertical correlation, that is, the luminance signal component Y L with a low vertical frequency, is eliminated, and the color signal C and the vertical correlation are removed, as shown in FIG. In other words, a composite signal with the luminance signal component Y H having a high vertical frequency is obtained.

したがつて、加算器9よりは輝度信号Yが得ら
れ、減算器10よりは色信号Cと垂直周波数の高
い輝度信号成分YHとが得られ、これらはそれぞ
れレベル調整器11及び12を通じて第1及び第
2のDPCM符号器13及び14に供給される。
Therefore, the adder 9 obtains a luminance signal Y, and the subtracter 10 obtains a color signal C and a luminance signal component YH with a high vertical frequency, which are output through level adjusters 11 and 12, respectively. The signal is supplied to the first and second DPCM encoders 13 and 14.

これら第1及び第2のDPCM符号器13及び
14は、それぞれ減算器131及び141と、予
測器132及び142と、非線形圧縮器133及
び143と、加算器134及び144と、例えば
ROM(リードオンリーメモリ)からなるコード
変換器135及び145とからなつており、2ラ
イン間の和出力及び差出力は、それぞれ減算器1
31及び141に供給される。
These first and second DPCM encoders 13 and 14 include subtracters 131 and 141, predictors 132 and 142, nonlinear compressors 133 and 143, and adders 134 and 144, for example.
It consists of code converters 135 and 145 made up of ROM (read only memory), and the sum output and difference output between two lines are sent to a subtracter 1, respectively.
31 and 141.

そして、減算器131においては、予測器13
2からの予測信号と、輝度信号Yとの差がとら
れ、一方、減算器141においては予測器142
からの予測信号と色信号C等との差がとられ、そ
れぞれ予測誤差信号が得られる。
Then, in the subtracter 131, the predictor 13
The difference between the predicted signal from 2 and the luminance signal Y is taken, while in the subtracter 141, the prediction signal from the predictor 142
The difference between the predicted signal and the color signal C etc. is taken, and a predicted error signal is obtained respectively.

この場合、予測器132及び142はそれぞれ
に適した特性のものとされ、予測誤差信号が最少
になるように考慮される。
In this case, the predictors 132 and 142 have characteristics suitable for each, and consideration is given to minimizing the prediction error signal.

すなわち、輝度信号Yについての予測器132
は直前のサンプル値を予測関数に使用する。つま
り、予測関数P(Z)=Z-1とする。
That is, the predictor 132 for the luminance signal Y
uses the previous sample value in the prediction function. In other words, the prediction function P(Z)=Z -1 .

このようにするのは輝度信号Yに対してはステ
ツプ応答を良くするためで、この直前のサンプル
値は2ライン間の和の情報であるから、これを用
いることは垂直相関久び水平相関を利用している
ことになり最も相関の強いものとなつているから
である。
This is done in order to improve the step response for the luminance signal Y. Since the sample value just before this is information on the sum of two lines, using this value increases the vertical correlation and horizontal correlation. This is because it is used and has the strongest correlation.

一方、色信号Cについての予測器142は2サ
ンプル前、すなわち、色副搬送波の1周期前のサ
ンプル値を予測関数に使用する。つまり、予測関
数P(Z)=Z-2とする。
On the other hand, the predictor 142 for the color signal C uses a sample value two samples before, that is, one cycle before the color subcarrier, for the prediction function. In other words, the prediction function P(Z)=Z -2 .

このようにするのは、色信号Cについては色副
搬送波に対して同相となるサンプル値で予測しな
ければならないためである。つまり、直前のサン
プル値は、第2図D〜Gから明らかなように色副
搬送波に対する位相がπだけずれており、予測に
使用することができないのである。
This is done because the color signal C must be predicted using sample values that are in phase with the color subcarrier. In other words, as is clear from FIGS. 2D to 2G, the immediately preceding sample value has a phase shift of π with respect to the color subcarrier, and cannot be used for prediction.

こうして、2ライン間の和出力及び差出力に対
してそれぞれに適した予測がなされる。
In this way, predictions suitable for each of the sum output and difference output between the two lines are made.

減算器131及び141よりの予測誤差信号は
非線形圧縮器133及び143にそれぞれ供給さ
れる。この非線形圧縮器133及び143では、
予測誤差信号が小レベルのものが多くなること
と、大レベルの予測誤差に対しては視覚上それほ
ど精度を必要としないという、画像の統計的性質
及び視覚特性を利用して、予測誤差信号が非線形
的に量子化レベルが圧縮される。
Prediction error signals from subtractors 131 and 141 are supplied to nonlinear compressors 133 and 143, respectively. In these nonlinear compressors 133 and 143,
By utilizing the statistical and visual characteristics of images, the prediction error signal is often small-level, and large-level prediction errors do not require much visual accuracy. The quantization level is compressed nonlinearly.

すなわち、これら圧縮器133及び143の圧
縮の特性は、第8図に示すようなものとされるも
ので、予測誤差信号の小レベル部分では細かく、
大レベル部分では大まかになるようにして量子化
レベル数が非線形圧縮される。例えば、これら圧
縮器133及び143の512量子化レベルの入力
信号が15量子化レベルの出力信号にまるめられ
る。
That is, the compression characteristics of these compressors 133 and 143 are as shown in FIG.
In the large level part, the number of quantization levels is nonlinearly compressed so that it becomes rough. For example, input signals of 512 quantization levels of these compressors 133 and 143 are rounded to output signals of 15 quantization levels.

これら圧縮器133及び143の出力信号はそ
れぞれコード変換器135及び145に供給さ
れ、それぞれ15量子化のレベルの信号が4ビツト
のデータに変換される。
The output signals of these compressors 133 and 143 are supplied to code converters 135 and 145, respectively, and the 15 quantization level signals are respectively converted into 4-bit data.

したがつて、例えば8ビツトで量子化されてい
た信号はDPCMによつて15量子化レベルの信号
に変換され、コード変換器135及び145で4
ビツトのデジタルデータに変換されることにな
る。
Therefore, for example, a signal that has been quantized at 8 bits is converted to a signal with 15 quantization levels by DPCM, and quantized at 4 bits by code converters 135 and 145.
It will be converted into bit digital data.

なお、これら非線形圧縮器133及び143の
出力信号はそれぞれ加算器134及び144に供
給されて、予測器132及び142よりの予測信
号とそれぞれ加算され、これら加算器134及び
144よりDPCM符号器13及び14の入力信
号、つまり2ライン間の和出力及び差出力の復調
信号が得られ、これが予測器132及び142に
供給されて前述した予測がなされるものである。
Note that the output signals of these nonlinear compressors 133 and 143 are supplied to adders 134 and 144, respectively, and added to the predicted signals from predictors 132 and 142, respectively. 14 input signals, that is, demodulated signals of the sum output and the difference output between two lines, are obtained and supplied to the predictors 132 and 142 to perform the above-mentioned prediction.

こうして得られたDPCM符号器13よりの和
出力、つまり輝度信号YのDPCM信号はそのま
まスイツチ回路16の一方の入力端に供給され
る。また、DPCM符号器14よりの差出力、つ
まり色信号C等のDPCM信号は1ラインメモリ
ー15によつて1ライン分遅延されてスイツチ回
路16の他方の入力端に供給される。
The sum output from the DPCM encoder 13 thus obtained, that is, the DPCM signal of the luminance signal Y, is supplied as is to one input terminal of the switch circuit 16. Further, the difference output from the DPCM encoder 14, that is, the DPCM signal such as the color signal C, is delayed by one line by the one line memory 15 and is supplied to the other input terminal of the switch circuit 16.

ここで、例えば、2ラインH1とH2、H3とH4
H5とH6……がサンプリング位相が同相となつて
いるラインであるとすると、1ラインメモリー8
の入力信号が第9図Aに示すようなものであると
きは、その出力は同図Bに示すようなものとなつ
ているから、加算器9からは同図Cに示すよう
に、1水平区間おきの1水平区間THAではサンプ
リング位相が同相である2ライン間のデータの和
が得られ、減算器10からは同図Dに示すよう
に、同じ水平区間THAでサンプリング位相が同相
である2ライン間のデータの差が得られる。した
がつて、1ラインメモリー15の出力は、同図E
に示すように、水平区間THAと隣り合う残りの1
水平区間おきの水平区間THBで、この2ライン間
の差のデータが得られる。
Here, for example, two lines H 1 and H 2 , H 3 and H 4 ,
Assuming that H 5 and H 6 ... are lines with the same sampling phase, 1 line memory 8
When the input signal is as shown in FIG. 9A, the output is as shown in FIG. 9B, so the adder 9 outputs one horizontal signal as shown in FIG. In every other horizontal interval THA , the sum of data between two lines with the same sampling phase is obtained, and from the subtracter 10, as shown in FIG . The difference in data between two lines is obtained. Therefore, the output of the 1-line memory 15 is E in the same figure.
As shown in , the remaining 1 adjacent to the horizontal section T HA
Difference data between these two lines can be obtained in every horizontal interval THB .

そして、スイツチ回路16は、端子17からの
1水平区間毎に状態を反転する信号SW2(第9図
F)により、水平区間THAでは一方の入力端つま
りDPCM符号器13の出力信号選択側に、水平
区間THBでは他方の入力端側、つまりDPCM符号
器14の出力信号選択側に、それぞれ切り換えら
れる。したがつて、このスイツチ回路16からは
同図Gに示すようにサンプリング位相が同相であ
る2ライン間の和の出力、つまり輝度信号Yと差
の出力、つまり色信号C(垂直周波数の高い輝度
信号YHを含む)とが1ライン毎に交互に得られ
る。
Then, the switch circuit 16 uses a signal SW 2 (FIG. 9F) that inverts the state every horizontal interval from the terminal 17 to switch one input terminal, that is, the output signal selection side of the DPCM encoder 13, in the horizontal interval T HA . In the horizontal section THB , the signal is switched to the other input end, that is, to the output signal selection side of the DPCM encoder 14. Therefore, as shown in FIG. (including the signal YH ) are obtained alternately for each line.

このスイツチ回路16の出力信号は誤り訂正エ
ンコーダ18に供給されてデータ誤り検出訂正用
のパリテイVPAがデータに付加される。この場
合、前述したように1ライン分のデータ毎に、ブ
ランキング期間TBをタイムスロツトとしている
ので、第5図に示すようにパリテイデータVPA
1ライン分のデータDVの後に付加される。
The output signal of this switch circuit 16 is supplied to an error correction encoder 18, and a parity V PA for data error detection and correction is added to the data. In this case, as mentioned above, the blanking period T B is used as a time slot for each line of data, so the parity data V PA is added after one line of data D V as shown in Figure 5. be done.

この誤り訂正エンコーダ18の出力は記録プロ
セツサ19に供給されて、第5図Bに示すよう
に、1ライン分のデータを抽出するときの基準と
されるブロツク同期信号BSが1ライン分のデー
タの先頭に付加される。そして、このブロツク同
期信号BSからパリテイVPAまでのデータが1ブ
ロツク分のデータとされる。
The output of the error correction encoder 18 is supplied to the recording processor 19, and as shown in FIG. 5B, the block synchronization signal BS, which is used as a reference when extracting one line of data, Added to the beginning. The data from this block synchronization signal BS to the parity V PA is taken as one block's worth of data.

また、この記録プロセツサ19においてはデジ
タル信号の記録に際しての後述のような変調がな
されるとともに並列のデジタル信号が直列のデジ
タル信号に変換される。
Further, in this recording processor 19, modulation as described below is performed when recording digital signals, and parallel digital signals are converted into serial digital signals.

この直列のデジタル信号はスイツチ回路20に
供給される。
This serial digital signal is supplied to a switch circuit 20.

このスイツチ回路20は、回転ヘツドドラムモ
ータの回転及び入力映像信号の垂直同期信号に同
期して、単位時間分毎にアンプ22Aを通じて回
転ヘツドHAに供給される状態と、アンプ22B
を通じて回転ヘツドHBに供給される状態とが、
交互に切り換えられ、これらヘツドHA及びHB
とによつて別々の1本ずつのトラツクを形成して
デジタルデータが記録される。
This switch circuit 20 synchronizes with the rotation of the rotary head drum motor and the vertical synchronization signal of the input video signal, and changes the state in which the signal is supplied to the rotary head HA through the amplifier 22A every unit time, and the state in which the input video signal is supplied to the rotary head HA through the amplifier 22B.
The state supplied to the rotary head HB through
These heads HA and HB are alternately switched
Digital data is recorded by forming separate tracks depending on the data.

この場合、この例においては2個の回転ヘツド
HA及びHBを有するVTRの構造等は、従来通常
の普及形VTRがそのまま使用されるものである
が、デジタルデータの1ビツト幅をテープ上の磁
化反転幅に対応させるために、テープ速度及びド
ラムの回転速度はともに従来のVTRの2倍速と
される。したがつて、テープ上に記録される1本
のトラツクには1/2フイールド分の映像PCMデー
タが記録されるようになされ、このため、スイツ
チ回路20は端子21からの1/2フイールド毎に
状態を反転する信号SW3により1/2フイールド毎
に交互に切り換えられる。
In this case, in this example two rotating heads
The structure of a VTR with HA and HB is the same as that of conventional popular VTRs, but in order to make the 1-bit width of digital data correspond to the magnetization reversal width on the tape, the tape speed and drum speed have been changed. Both rotational speeds are said to be twice that of conventional VTRs. Therefore, video PCM data for 1/2 field is recorded on one track recorded on the tape. The state is alternately switched every 1/2 field by the signal SW3 which inverts the state.

したがつて、テープ上の信号の記録フオーマツ
トは従来の家庭用VTRと類似するが1画面上の
上部と下部を両ヘツドHA及びHBが別々に受け
持つことになる。また、この場合、隣り合うトラ
ツク間には若干のガードバンドが形成されるよう
にして記録される。
Therefore, the recording format of the signals on the tape is similar to that of a conventional home VTR, but the heads HA and HB are in charge of the upper and lower parts of one screen separately. Further, in this case, recording is performed so that a slight guard band is formed between adjacent tracks.

なお、この場合、前述のデジタル信号の記録に
際しての変調方式としてはM系列によるスクラン
ブル方式を採用してデータレートを上げないよう
にしている。
In this case, the M-sequence scrambling method is used as the modulation method for recording the digital signal, so as not to increase the data rate.

次に再生系について説明しよう。 Next, let's explain the reproduction system.

回転ヘツドHA及びHBにて再生された信号は
それぞれアンプ23A及び23Bを通じてスイツ
チ回路24の一方及び他方の入力端に供給され
る。そして、端子25よりの信号SW4によりこの
スイツチ回路24が回転ヘツドHA及びHBの回
転に同期して1/2フイールド期間毎に切り換えら
れることにより回転ヘツドHAからの信号と回転
ヘツドHBからの信号が交互に得られ、再生プロ
セツサ26に供給される。
The signals reproduced by the rotary heads HA and HB are supplied to one and the other input ends of the switch circuit 24 through amplifiers 23A and 23B, respectively. The switch circuit 24 is switched every 1/2 field period in synchronization with the rotation of the rotary heads HA and HB by the signal SW4 from the terminal 25, so that the signal from the rotary head HA and the signal from the rotary head HB are switched. are obtained alternately and supplied to the reproduction processor 26.

この再生プロセツサ26では再生信号からデジ
タルデータが抽出されるとともに、スクランブル
されたものが元に戻され、さらに直列信号から4
ビツト並列のデジタル信号に戻される。さらに、
ブロツク同期信号BSが検出されて、ブロツク単
位のデータが検知される。
This reproduction processor 26 extracts digital data from the reproduction signal, restores the scrambled data, and further extracts digital data from the serial signal.
It is converted back into a bit-parallel digital signal. moreover,
The block synchronization signal BS is detected and the data in blocks is detected.

このプロセツサ26の出力信号は誤り訂正デコ
ーダ27に供給されて、パリテイVPAにより訂正
できる範囲の映像データが訂正される。
The output signal of this processor 26 is supplied to an error correction decoder 27, and the video data within the range that can be corrected by the parity VPA is corrected.

誤り訂正のなされたデータは誤り修整回路28
に供給され、訂正できなかつた誤りを有する1ブ
ロツクのデータ、すなわち、1ライン分のデータ
が、1ライン前あるいは1フイールド前あるいは
1フレーム前の1ライン分のデータと差し換えら
れて修整がなされる。
The error corrected data is sent to the error correction circuit 28.
One block of data that has an error that could not be corrected, that is, one line of data, is corrected by replacing it with one line of data from the previous line, one field, or one frame. .

この誤り修整のされた後、データは、1ライン
メモリー29によつて1ライン分遅延されて
DPCM復号器30に供給されるとともに、その
ままDPCM復号器31に供給される。
After this error correction, the data is delayed by one line by the one line memory 29.
The signal is supplied to the DPCM decoder 30, and is also supplied as is to the DPCM decoder 31.

DPCM復号器30及び31は、例えばROMか
らなるコード変換器301及び311と、加算器
302及び312と、予測器303及び313と
からなつており、それぞれ入力データはコード変
換器301及び311に供給される。そして、コ
ード変換器301及び311において、それぞれ
4ビツトの入力データが15量子化レベルの8ビツ
トの差分信号に戻され、加算器302及び312
にそれぞれ供給される。そして、この加算器30
2及び312において、予測器303及び313
からの予測信号と加算され、8ビツトのもとのデ
ジタル映像データに復調される。
The DPCM decoders 30 and 31 are composed of code converters 301 and 311 made of ROM, for example, adders 302 and 312, and predictors 303 and 313, and input data is supplied to the code converters 301 and 311, respectively. be done. Then, in code converters 301 and 311, the 4-bit input data is returned to an 8-bit difference signal with 15 quantization levels, and adders 302 and 312
are supplied respectively. And this adder 30
2 and 312, predictors 303 and 313
It is added to the predicted signal from the source and demodulated to the original 8-bit digital video data.

この復調されたそれぞれのデジタル映像データ
は、それぞれ予測器303及び313に供給さ
れ、その予測のための信号とされる。
The demodulated digital video data is supplied to predictors 303 and 313, respectively, and is used as a signal for prediction.

こうして、DPCM復号器30及び31にて復
調されたデータは、それぞれ、加算器32及び減
算器33の相方に供給されて、これら加算器32
及び減算器33においてはDPCM復号器30か
らの復調データとDPCM復号器31からの復調
データの和及び差がとられる。
In this way, the data demodulated by the DPCM decoders 30 and 31 are supplied to the adder 32 and the subtracter 33, respectively.
A subtracter 33 calculates the sum and difference between the demodulated data from the DPCM decoder 30 and the demodulated data from the DPCM decoder 31.

そして、加算器32よりの和出力はスイツチ回
路35の一方の入力端に供給され、減算器33よ
りの差出力は1ラインメモリー34により1ライ
ン分遅延されてスイツチ回路35の他方の入力端
に供給される。
The sum output from the adder 32 is supplied to one input terminal of the switch circuit 35, and the difference output from the subtracter 33 is delayed by one line by the one line memory 34 and is supplied to the other input terminal of the switch circuit 35. Supplied.

ここで、ヘツドHA及びHBにて再生されて得
られたデータは、第10図Aに示すように、サン
プリング位相が同相である2ライン間、H1とH2
間、H3とH4間、H5とH6間……の和(輝度信号
Y)と、差(色信号C、ただし垂直周波数の高い
輝度信号YHを含む)とか、1ライン毎に交互に
得られるものである。
Here, as shown in FIG. 10A, the data reproduced by the heads HA and HB is divided between two lines with the same sampling phase, H1 and H2 .
, between H 3 and H 4 , between H 5 and H 6 , etc., the sum (luminance signal Y) and the difference (chrominance signal C, including the luminance signal Y H with high vertical frequency), etc., for each line. They are obtained alternately.

したがつて、1ラインメモリー29の出力デー
タは同図Bに示すようなものとなり、加算器32
からは、同図Cに示すように1水平区間おきの1
水平区間THCで、1つおきのラインH1、H3、H5
……のデータが得られ、減算器33からは同図D
に示すように同じ水平区間THCで、残りの1つお
きのラインH2、H4、H6……のデータが得られ
る。1ラインメモリー34の出力はこの減算器3
3からの出力が1ライン分遅れるから、同図Eに
示すように、ラインH2、H4、H6……のデータ
は、水平区間THCに隣り合う水平区間THDで得ら
れることになる。
Therefore, the output data of the 1-line memory 29 is as shown in FIG.
From then on, as shown in C of the same figure, 1 of every horizontal section
In the horizontal section T HC , every other line H 1 , H 3 , H 5
The data of... is obtained, and from the subtractor 33, the data D of the same figure is obtained.
As shown in the figure, data for every other remaining line H 2 , H 4 , H 6 , . . . is obtained in the same horizontal section T HC . The output of the 1-line memory 34 is this subtracter 3
Since the output from line 3 is delayed by one line , the data on lines H 2 , H 4 , H 6 . Become.

そして、スイツチ回路35は端子36を通じた
1ライン毎に状態を反転する信号SW5(第10図
F)により、水平区間THCでは加算器32の出力
を選択する入力側に、水平区間THDでは1ライン
メモリー34の出力を選択する入力側に、交互に
切り換えられる。
Then, the switch circuit 35 uses a signal SW 5 (FIG. 10F) that inverts the state for each line through the terminal 36 to select the output of the adder 32 in the horizontal section T HC on the input side. Then, the output of the one line memory 34 is alternately switched to the input side.

したがつて、このスイツチ回路35からは同図
Gに示すようにもとのデジタルNTSC映像信号が
得られるものである。
Therefore, the original digital NTSC video signal can be obtained from the switch circuit 35 as shown in FIG.

このスイツチ回路35の出力はD−A変換器3
7に供給されて、もとのアナログNTSCカラー映
像信号に戻され、出力端子38に導出される。
The output of this switch circuit 35 is sent to the D-A converter 3.
7, the signal is returned to the original analog NTSC color video signal, and is led out to an output terminal 38.

以上のようにして、この発明においては、サブ
ナイキストサンプリングにおけるサンプリング位
相が2ライン周期になることに着目し、サンプリ
ング位相が同相である2ライン間のデータの和と
差の出力を得、この和と差の出力をそれぞれ
DPCM符号化するようにしたので、水平方向の
みならず垂直方向に、いわば2次元符号化を行う
ことになり、DPCM符号器での予測特性の向上
を図ることができ、大幅な圧縮が可能になるもの
である。すなわち、前述もしたように、DPCM
の予測に当たつて、水平相関のみならず垂直相関
が利用されるので、予測誤差が非常に小さくな
り、予測特性として最適なものが得られる。した
がつて、予測に当たつて、1ライン内の情報しか
利用できなかつた従来のDPCM符号化の場合に
比べて、この発明によれば相関の強い前のライン
の情報が用いられるため、大幅なデータ圧縮が可
能となるものである。
As described above, in this invention, focusing on the fact that the sampling phase in sub-Nyquist sampling is a two-line period, the output of the sum and difference of data between two lines whose sampling phases are in phase is obtained, and this sum is and the difference output respectively
Since DPCM encoding is used, so to speak two-dimensional encoding is performed not only in the horizontal direction but also in the vertical direction, making it possible to improve the prediction characteristics of the DPCM encoder and enable significant compression. It is what it is. In other words, as mentioned above, DPCM
In predicting , not only horizontal correlation but also vertical correlation is used, so the prediction error becomes extremely small and the optimum prediction characteristics can be obtained. Therefore, compared to conventional DPCM encoding where only information within one line can be used for prediction, this invention uses information from the previous line with a strong correlation, resulting in significantly improved prediction. This enables data compression.

また、従来の符号化器では1ライン内のサンプ
ル値のみで、輝度信号Yと色信号Cの両成分を同
時に予測する必要があるため、予測器の予測関数
及び非線形量子化特性は制約を受けたが、この発
明によれば2ライン間の和と差、したがつて輝度
信号Yと色信号C等に分けたので、それぞれにつ
いて最適な予測関数を使用することができる。
In addition, in conventional encoders, it is necessary to simultaneously predict both the luminance signal Y and chrominance signal C components using only sample values within one line, so the prediction function and nonlinear quantization characteristics of the predictor are restricted. However, according to the present invention, since the sum and difference between the two lines are divided into luminance signal Y, color signal C, etc., it is possible to use the optimum prediction function for each.

つまり、前述したように、輝度信号Yについて
はステツプ応答のよい予測が可能となり、また、
色信号Cについては色副搬送波の位相も考慮した
予測が可能となる。
In other words, as mentioned above, it is possible to predict the brightness signal Y with good step response, and
As for the color signal C, it is possible to make a prediction that also takes into account the phase of the color subcarrier.

したがつて、予測誤差信号は、大レベルのもの
が非常に少なくなり、それだけ非線形圧縮器の精
度を上げることができる。
Therefore, there are very few large-level prediction error signals, and the precision of the nonlinear compressor can be increased accordingly.

また、この発明によれば、2次元相関を有効に
利用することができるので、1次元予測しかでき
ないため過負荷雑音、エツジビジネス等DPCM
特有の劣化が画面上目立ちやすいという従来の欠
点が大幅に改善されるものである。
In addition, according to this invention, since two-dimensional correlation can be effectively used, only one-dimensional prediction is possible, so overload noise, edge business, etc. DPCM
This greatly improves the conventional drawback that specific deterioration is easily noticeable on the screen.

また、この発明の場合、同相である2ライン単
位でのみ予測符号化がなされるので、従来一般的
に行なわれる2次元符号化、つまり予測符号化ル
ープ内にラインメモリーを有する方式に比べて伝
送路エラーが垂直方向に伝播しないという効果も
ある。
In addition, in the case of this invention, since predictive encoding is performed only in units of two lines that are in phase, transmission is more efficient than conventional two-dimensional encoding, that is, a method that has a line memory in the predictive encoding loop. Another effect is that road errors are not propagated in the vertical direction.

なお、この発明は上述のようなサンプリング周
波数が2fSCで2ライン毎にサンプリング位相が反
転するものに限らず、サンプリング周波数が、
4fSC、3fSCの場合であつて2ライン毎にサンプリ
ング位相が反転するようにするサブナイキストサ
ンプリングの場合にも適用できることはもちろん
である。
Note that this invention is not limited to the case where the sampling frequency is 2f SC and the sampling phase is inverted every two lines as described above;
Of course, it can also be applied to sub-Nyquist sampling in which the sampling phase is inverted every two lines in the case of 4f SC and 3f SC .

また、この発明はデジタルVTRに限らず、い
わゆるデジタルテレビジヨン受像機のように映像
信号をデジタル信号の状態で伝送する場合のすべ
てに適用できることは言うまでもない。
Furthermore, it goes without saying that the present invention is applicable not only to digital VTRs but also to all devices that transmit video signals in the form of digital signals, such as so-called digital television receivers.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図はサブナイキストサンプリン
グを説明するための図、第3図はこの発明をデジ
タルVTRに適用した場合の記録系の一例の系統
図、第4図はその再生系の一例の系統図、第5図
はそのデータの構成を説明するための図、第6図
及び第7図は2ライン間の和及び差の出力の周波
数スペクトルを示す図、第8図は非線形圧縮特性
を示す図、第9図及び第10図はデータの流れを
説明するための図である。 2はA−D変換器、4はサブナイキストサンプ
リング回路、13及び14はDPCM符号器、1
32及び142は予測器である。
Figures 1 and 2 are diagrams for explaining sub-Nyquist sampling, Figure 3 is a system diagram of an example of a recording system when this invention is applied to a digital VTR, and Figure 4 is an example of a reproduction system. System diagram, Figure 5 is a diagram to explain the structure of the data, Figures 6 and 7 are diagrams showing the frequency spectrum of the sum and difference output between two lines, and Figure 8 is a diagram showing the nonlinear compression characteristics. The figures shown in FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams for explaining the flow of data. 2 is an A-D converter, 4 is a sub-Nyquist sampling circuit, 13 and 14 are DPCM encoders, 1
32 and 142 are predictors.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 色副搬送波の位相が1ライン毎に反転されて
いるNTSC信号を2ライン毎にサンプリング位相
が同じになるような周波数でサブナイキストサン
プリングされた信号が、サンプリング位相の同相
となる2ライン間で和と差が求められ、和出力は
第1の予測関数の予測器を有するDPCM符号器
に、差出力は上記第1の予測関数とは異なる第2
の予測関数の予測器を有するDPCM符号器に、
それぞれ供給されるようになされたDPCM符号
化装置。
1. An NTSC signal in which the color subcarrier phase is inverted every line is subjected to sub-Nyquist sampling at a frequency such that the sampling phase is the same every two lines. A sum and a difference are determined, the sum output is sent to a DPCM encoder having a predictor of the first prediction function, and the difference output is sent to a DPCM encoder having a predictor of the first prediction function.
In a DPCM encoder with a predictor of prediction function,
DPCM encoding device adapted to be supplied respectively.
JP55179893A 1980-12-18 1980-12-18 Dpcm encoding device Granted JPS57103430A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55179893A JPS57103430A (en) 1980-12-18 1980-12-18 Dpcm encoding device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55179893A JPS57103430A (en) 1980-12-18 1980-12-18 Dpcm encoding device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57103430A JPS57103430A (en) 1982-06-28
JPH0342556B2 true JPH0342556B2 (en) 1991-06-27

Family

ID=16073737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55179893A Granted JPS57103430A (en) 1980-12-18 1980-12-18 Dpcm encoding device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS57103430A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52119018A (en) * 1976-03-31 1977-10-06 Hitachi Ltd Difference coding
JPS53136481A (en) * 1977-05-02 1978-11-29 Philips Nv Hybrid circuit having semiconductor circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52119018A (en) * 1976-03-31 1977-10-06 Hitachi Ltd Difference coding
JPS53136481A (en) * 1977-05-02 1978-11-29 Philips Nv Hybrid circuit having semiconductor circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57103430A (en) 1982-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0554086B1 (en) Video information recording apparatus
US6188725B1 (en) Interlaced video signal encoding and decoding method, by conversion of selected fields to progressive scan frames which function as reference frames for predictive encoding
EP1043893B1 (en) Image processing apparatus
JPH089319A (en) Method and device for recording and device for reproducing digital video signal
JPH0690430A (en) Apparatus and method for recording/playback of digital image signal
JP3319347B2 (en) Recording and playback device
US5526124A (en) Image recording device, image reproducing device, image recording/reproducing device and image recording method
KR100578258B1 (en) Digital video signal recording / playback apparatus and method
US5848220A (en) High definition digital video recorder
JPH0342556B2 (en)
US5502569A (en) Apparatus and method for recording digital video signals
JP2550573B2 (en) High-efficiency encoder for color television signals.
JPH05304664A (en) High efficient encoding device and video information recording and reproducing device
EP0853431B1 (en) Signal processing apparatus
JP3440942B2 (en) Video information recording medium, video information recording device and recording method, and video information reproduction device and reproduction method
JP3473593B2 (en) Video information recording apparatus and recording method, video information recording medium, and video information reproduction apparatus and reproduction method
JPH0378380A (en) Recordor for picture signal
JP2591437B2 (en) High-definition video signal encoding / decoding device
JP2827357B2 (en) Image signal transmission apparatus and method
JP3456601B2 (en) Video recording device, video reproducing device and method thereof
AU624089B2 (en) Digital video compression system
JP2687483B2 (en) Digital time code transmission system
JPH04346594A (en) Processor for digital component video signal
KR0176490B1 (en) Circuit for both recording and reproducing simultaneously with two input source
JPH06334961A (en) Video recorder, video reproducing device and video recording and reproducing device