JPH03504190A - 高解像度テレビジョン信号群の両立式デコードのための情報圧縮方法及び装置 - 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】 高解像度テレビジョン信号群の両立式 デコードのだめの情報圧縮方法及び装置本発明は、高解像度テレビジョン信号群 の両立式デコードのための情報圧縮方法及び装置に関するものである。本発明は 、特に、デジタルビデオ信号送信及び受信装置と、デジタルビデオレコーダに関 するものである。

当業者には周知のように、情報圧縮装置内で情報の流れを減少させるために、デ ジタル化された画像は、フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）、アダマール（）Ｉａｄａ ｍａｒｄ）、バール（ｌａａｒ）または力−ルネンーレーベ（Ｋａｒｈｕｎｅｎ −Ｌｏｅｖｅ）によるコサイン型二次元変換を使用して、符号化することができ る。この変換符号化によって、画像源及び観察者の心理視覚傾向の統計的な特性 を使用することができる。これらの符号化のために必要な操作数が画像のサイズ に比例して急速に増加するにつれて、画像をウィンド及びまたはブロックに分割 して、各ウィンド画素に対して変換を行う。この二次元変換は、各画像ブロック に画素がある時、同じ数の係数が得られることを意味する。

係数を定量化し、得られた数値のシーケンスを可変長コードを使用して記述する ことによって、情報の流れが減少される。この最終操作が可変流を生じるが、一 方テレビジョンチャネルの情報の流れは一定であるので、エンコーダ出力にバッ ファメモリを追加し、エンコーダを通過する情報の流れを確実に一定にする。

デコードは、可変長の受信コードワードを解読して、オリジナルの二次元変換係 数を見つけ出し、各画素ごとにデジタル値を復元することからなる。この各画素 ごとにデジタル値の復元は、各画像ブロックに対応する変換係数に対して、初め に符号化に使用された係数の二次元逆変換を当てはめることによって行われる。

実際に使用される変換は、高速実行アルゴリズムが存在する変換、例えば、コサ イン変換符号化アルゴリズム等を使用する場合等の変換である。このコサイン変 換符号化アルゴリズムについては、当量願人の名で登録されたフランス国特許出 願第２．５７５．３５１号または第８７〜１８３７１号に記載されている。一般 的に言えば、そのようなシステムは、解像度が、走査線や走査線ごとの点の数を あらかじめ決定して、例えば、ＣＣＩＲ勧告６６１の定義における５７６走査線 で各走査線につき７２０点と決定されているように、解像度が前もって知られて いる画像に使用される。しかし、この型の解像度とは別に、他の型の解像度があ る。例えば、シャチル（ｆ。

ＣＩＡ置）による論文「スタジオ標準方式の両立式階層構造（Ｃｏｍｐａｔｉｂ ｌｅ　１ｌｉｅｒａｒｃｈｙ　ｏｆ　５ｔｕｄｉｏ　５ｔａｎｄａｒｄｓ）ｊ　 　（ＳＭＰＴＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｍｏｔｉｏｎ　Ｐｉｃｔｕｒｅ　ａｎ ｄ　Ｔｅ１ｅｖｉｓｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓ）会議、サンフランシス コ（Ｓａｎ　Ｐｒａｎｃｉｓｃｏ）　、１９８９年、２月１〜３日）に記載され た高品位テレビジョン、及び、低品質画像を必要とする用途、例えば、ビデオフ オン等の減少された２８８走査線、３６０点解像度等である。このような解像の 多様性は、コード及びデコードシステムの両方における多様性、及び、場合によ ってはシステムき同様に多数の視聴覚番組を再転送しなければならないサテライ ト局または無線チャネル接続の管理の複雑さを伴う。また、高品位テレビジョン によって提供される画像品質の恩恵を受けるために、ユーザはＴ■受像機を変え る必要があること等の制限がある。

本発明の目的は、上記の欠点を解消することにある。

そのため、本発明は、信号が少なくとも送信符号化装置と受信復号装置との間を 送信される、高解像度テレビジョン信号の両立式デコードのための情報圧縮方法 であって、上記送信符号化装置において、 最大解像度で送信されるべき信号の空間周波数バンドを、隣接した複数のサブバ ンドに少しずつ分けて、各サブハンドの信号を独立して符号化し、模倣不可能な 同期化パターンによって各サブバンドの符号化信号を分離することによって、サ ブバンドを多重化し、上記受信復号装置において、 各サブバッドに関する受信した信号をデコードし、解像群の少なくとも１つのメ ンバーを再構成するのに必要なものだけを取り出す ことからなることを特徴とする方法を提供する。

本発明の別の目的は、上記の方法を実施するための装置と、この装置をビデオレ コーダにテレビジョン画像を転送するための使用方法を提供することである。

本発明の主な利点は、異なる解像度に基づくテレビジョン装置間で、上方向及び 下方向の両立性がどちらも保証されることである。例えば、６２５走査線及び５ ２５走査線テレビジョン標準方式の受信復号装置で、例えば、ビデオフオンを使 用してより低い解像度で信号をデコードしたり、あるいは、高品位テレビジョン 信号をデコードすることまでできる。また、本発明は、６２５走査線及び５２５ 走査線標準方式テレビジョン放送とデジタルビデオレコーダとの間の両立性を保 証する。

それによって、高速早送り及び高速巻き戻しモードが正確に実行されるので、圧 縮の型は、非再帰的でなければならない（言い換えれば、画像符号化は、過去の 符号化を使用しないで、フレーム内モードで実施されなければならない）。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して行う以下の説明によって より明らかとなろう。

第１図は、解像度の異なる様々なテレビジョン標準方式によって占められたスペ クトルゾーンの重なりを図示した概略図であり、 第２図から第７図は、解像度が低い他の副画像の形態で示した高品位標準方式か らの画像分解の実施例を図示したものであり、 第８図は、本発明によるエンコーダの１実施態様を図示したものであり、 第９図は、解像度の異なる副画像を送信する本発明によって使用される送信モー ドを図示したものであり、第１０図は、本発明によるデコードアーキテクチャの １実施例を図示したものであり、 第１１図から第１３図は、直交フィルタを使用して、本発明の第２の実施例によ って得られた、高品位信号の複数のサブバンドへの分解を図示したものであり、 第１４図は、「五の目形」画像構造を直交画像構造に変える本発明で使用したオ ーバーサンプリングの方法を図示したものであり、 第１５図は、第１１図から第１３図の分解に対応するデコーダの実施例を図示し たものであり、 第１６図、第１７図及び第１８図は、サブブロックへの係数のコサイン型２次元 変換を使用して、高品位信号スペクトルをサブバンドに少しずつ分けるための方 法の第３の実施例を図示したものである。

実施例 例えば、１９８４年１０月のＳＭＰＴＥ誌に発表されたエム、エム、ワンドラン ド　シュロエダー（ＩＪ、　Ｍ、Ｗｅｎｄｌａｎｄ　５ｃｈｒｏｅｄｅｒ）によ る論文「テレビ信号処理技術の画像品質について（Ｏｎ　Ｐｉｃ−ｔｕｒｅ　　 Ｑｕａｌｉｔｙ　　ｏｆ　　Ｓｏｍｅ　　Ｔｅ１ｅｖｉｓｉｏｎ　　Ｓｉｇｎａ ｌ　　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　　Ｔｅｃｈ−ｎｉｑｕｅｓ）　Ｊまたはジー？７ 　シャチル（Ｊｅａｎ　ＣＨＡ置）による論文［高品位テレビジョン用世界スタ ジオ標準方式に向けて（Ｔｏ−ｗａｒｄ　ａ　Ｗｏｒｌｄ　５ｔｕｄｉｏ　５ｔ ａｎｄａｒｄ　ｆｏｒ　Ｈｉｇｈ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｔν）」（ＩＢＣ誌 、１９８８年）及び［スタジオ標準方式の両立式階層構造（Ｃｏｍｐａｔｉｂｌ ｅ　Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ　ｏｆ　５ｔｕｄｉｏ　５ｔａｎｄａｒｄｓ）Ｊ　　（ ＳＭＰＴＥ会議、１９７９年２月１〜３日、サンフランシス−１（ＳａｎＦｒａ ｎｃｉｓｃｏ）　Ｊに記載された型と同じ型の存在するテレビジョンシステムで は、高品位テレビジョン信号は、走査線の数及びＩ走査線光たりの点（画素）の 数が現在の６２５または５２５走査線方式のテレビジョン信号の２倍であると定 義される。

略称ＨＤ　Ｐ　（Ｈｉｇｈ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ） で既に知られている高品位（ＨＤ）信号の定義は、１１５２走査線で１走査線に つき１９２０点となっており、これは、略称Ｅ　Ｄ　Ｐ　（ＥｎｈａｎｃｅｄＤ ｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ）で知られているテレビジョンシ ステムの解像度の二倍である。このＥＤＰの定義は、９６０点の５７６走査線で ある。その中間位置にはＨＤ　Ｑ　（Ｈｉｇｈ　Ｄｅｆ　１ｎｉｔｉｏｎＱｕｉ ｎｃｕｎｘ）システムがある。これは、上記のジャンシャチル（Ｊｅａｎ　ＣＨ Ａ置）による論文に記載されているように、９６０点の１１５２走査線であり、 点は、１つの線からもう１つの線へと「五の目形」（トランプや賽の目の五の目 立ちのパターン）に配置されている。また、解像度が更に低い他の方法が存在す る。例えば、Ｅ　Ｄ　Ｑ　（Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｑｕｉ ｎｃｕｎｘ）システム及びＶ　Ｔ　（Ｖｉｄｅｏ　Ｔｅ１ｅｐｈｏｎｅ）システ ムである。ＥＤＱシステムは、「五の目形」に配置されたｌ走査線につき４８０ 点で、５７６走査線で画像を画成する。ＶＴシステムは、４８０点の２８８走査 線で画像を画成する。

上記したシステムの空間解像度を比較して、第１図の正規直交平面に図示した。

この第１図では、画像の水平空間周波数は、画像幅あたりのサイクル数で測定し てｙ軸に示し、垂直空間周波数は画像高あたりのサイクル数で測定してｙ軸に示 した。ＨＤＰ、ＥＤＰ及びＶＴの直交するサンプリングシステムによって画成さ れたスペクトルゾーンは矩形であり、ＨＤＱ及びＥＤＱｒ五の目形」システムに よって画成されたスペクトルゾーンは菱形であることが、この図から分かる。

これらのスペクトルゾーンは、全部、どれか１つとぴったり合っている。ＨＤＰ 及びＨＤＱシステムにおける通過帯域は、画像幅光たり９６０サイクルに、画像 高当たり５７６サイクルに制限されている。ＨＤＱ及びＥＤＰの通過帯域は、画 像幅光たり４８０サイクルに、画像高当たり１４４サイクルに制限されている。

また、ＶＴシステムの通過帯は、画像幅光たり２４０′サイクルに、画像高当た り１４４サイクルに制限されている。

この鱗形で、各ゾーンに水平制限及び垂直制限をもたらすカットオフ周波数は、 ＶＴシステムカットオフ周波数（画像幅光たり２４０サイクル及び画像高当たり １４４サイクル）の２のの対応する倍数である。

上記の点に基づいて、本発明は、例えば、エム、エム、ワノドランド　シュロエ ダー（ＭｌＭ、　Ｗｅｎｄｌａｎｄ　５ｃｈｒｏｅｄｅｒ＞の論文に記載された フィルタのような直交フィルタ及び対角フィルタを使用する現行のサブバンド符 号化方法によって、空間フィルタを使用して、画像を周波数サブバンドに分解す ることからなる。分解されたバンドは、例えば、ＶＴハンノド符号化されている 時は信号解像度の１つを示すか、または、組み合わされている時には上記の解像 度の１つ、ＥＤＱ、ＥＤＰ、ＨＤＱまたはＨＤＰを再構成することが可能である 。

画像の周波数帯域に分解するためには、第２図ａから第７図に図示した以下の原 理を使用する。第２図ａのＨＤＰ信号スペクトルは、第２図すに記載した直交サ ンプリング構造に対応する。１つの線上の連続したサンプリングは、２つのサン プル間の距離をＶ　／　１９２０で実施し、走査線は互いにＨ／１１５２の距離 にある。■及びＨは、各々、画像の幅と高さを示す。

次に、対角フィルタによって、ＨＤＰ信号スペクトルをフィルタリングする。そ のために、帯域スペクトルは、第３図ａに菱形に定義されている。制限された通 過帯域を有するこの信号は、第３図すに図示した同じ型の「五の目形」構造を使 用して記述される。この構造は、第２図すの直交構造の比２・１でのサブサンプ リングに対応する。第３図すのｒ五の目形」の構造はコサイン交接型符号化にあ まり適合していないので、第６及び第７図に図示した二重直交構造に変換される 。

菱形のスペクトルと「五の目形」構造を備えるＨＤＱ信号は、矩形のフォーマッ トで最初にフィルタリングされ、次に、ＦＤＰ信号に対応する菱形内でマークが つけられる。得られた信号は、まだ、第３図Ｃに適合したＨＤＱ構逍のサブサン プリングによって得られる直交構造によって示すことができる。

第６図では、スペクトルＨＤＱ及びＥＤＰの間の差は、周波数サブバンドＳＢ４ を形成するスペクトルであり、このスペクトルの形は、ダイヤモンド形を形成す る４つの点であり、低い周波数を持たない。このスペクトルは、第３図Ｃに図示 した構造によってサブサンプリングすることができ、従って、第７図に図示した スペクトルが生成する。

同様に、周波数サブバンドＳＢ５は、ＨＤＰ信号によって占められるスペクトル からＨＤＱ（言分によって占められるスペクトルを減算することによって、ＨＤ Ｐ信号から得られる。

このサブパン）ＳＢ５は、第３図すに図示したものと同じ型の「五の目形」構造 によってサブサンプリングされ、菱形のスペクトルが得られる。このスペクトル は、また、上記の方法によって、サブバンド５Ｂ５ａ及び５Ｂ５ｂを形成する２ つの矩形スペクトルに変えられる。これらのサブバンドは、各々、第４図及び第 ５図に図示されている。

構造が知られている対角フィルタまたは直交フィルタによって、上記の方法は、 １走査線につき１９２０点からなる１１５２走査線によって形成されているＨＤ Ｐ信号を、１連のサブバンドＳＢＩ、ＳＢ２．５Ｂ３ａ、５Ｂ３ｂＳＳＢ４．５ Ｂ５ａ１ＳＢ５ｂに変換することができる。これらのサブハンドは、矩形スペク トル構造であり、５Ｂ５ａ、５Ｂ５ｂ、ＳＢ４のバンドは９６０点及び５７６走 査線であり、ＳＢＩ、ＳＢ２．５Ｂ３ａ、５Ｂ３ｂはバンドは４８０点及び２８ ８走査線である。

矩形スペクトルのサブ画像は、コサイン変換圧縮方法または上述した二次元型変 換のいずれかによって、別々に、符号化される。第８図は、この原理によって機 能する符号化装置を図示したものである。

この符号化装置は、マルチプレクサ１に接続された、二次元変換型、特に、例え ば、本出願人による上記の特許出願に記載されているようなコサイン変換型の基 本エンコーダ２〜８を具備している。マルチプレクサ１は、上記のサブバントか らの符号化された信号を、チャネルインターフェース回路９に、バッファメモリ １０を介して転送する。

ＶＴ倍信号、フィルタ１１．１２．１３．１４を介したＨＤＰ信号の連続したフ ィルタリングによって得られる。これらのフィルタは、この順番に直列に接続さ れている。

フィルタ１１は、対角フィルタの構造を備える。このフィルタは、１４４ＭＨｚ のＨＤＰ信号を７２ＭＨｚの「五の目形Ｊ　ＨＤＱ信号に変換する。

フィルタ１２は、直交フィルタの構造を有する。このフィルタは、そのＨＤＱ信 号を３６ＭＨｚの直交ＦＤＰ信号に変換する。

フィルタ１３は、対角フィルタを構造を有する。このフィルタは、そのＥＤＰ信 号を１８ＭＨｚの直交ＥＤＱ信号に変換する。

また、フィルタ１４は、直交フィルタの構造を有する。このフィルタは、そのＥ ＤＱ信号を９　ＭＨｚの直交ＶＴ４Ｍ号に変換する。

ＶＴ倍信号、エンコーダ２の入力に入力される。圧縮された信号は、マルチプレ クサ回路１の入力（ａ）に入力される。

ＥＩ）Ｑ信号は、直交フィルタ１４及び減算回路１５によってその２つの直交成 分に分解される。この減算回路は、スペクトル全体から直交フィルタＩ４から出 力されるＶＴ信号スペクトルから成分を減算して、ＥＤＱ信号ハンドを示す菱形 を形成する。この減算結果は、参照番号１６によって示した回路によるサブサン プリング後、エンコーダ３の入力に入力される。

マルチプレクサ１によって送信されるＥＤＱ信号は、エンコーダ２から出力され たＶＴ倍信号エンコーダ３から出力された信号を並置することによって形成され る。

ＥＤＰ信号は、上記したＥＤＱ信号と、エンコーダ４及び５の入力で各々得られ た２つの直交成分とを並置することによって形成される。直交スペクトル構造を 有する信号は、各々、サブサンプリング回路２１及び２２が続ぐ直交フィルタ１ ８及びスペクトル減算回路１９によってエンコーダ４及び５の人力で得られる。

スペクトル減算回路２０は、対角フィルタ１３によって出力されたＥＤＱ信号を 形成する菱形スペクトルから、ＥＤＱ信号を形成する直交スペクトルを減算する 。減算回路２０で得られた信号は、回路３２によるサブサンプリング後、直交フ ィルタ１８の入力に及び減算回路１９の第１の入力に各々入力される。直交フィ ルタ１８によるフィルタリングの結果は、減算回路１９の第２の入力に入力され 、回路２１によるサブサンプリング後、エンコーダ４の入力に入力される。

ＨＤＱ信号は、そのＥＤＰ信号と、エンコーダ６によって出力される直交構造ス ペクトル信号とを並置することによって形成される。エンコーダ６の入力に印加 される信号は、ＨＤＱ信号をフィルタリングする直交フィルタ１２と、減算回路 ２３と、それに続９サブサンプリング回路２４とによって得られる。

ＨＤＰ信号は、そのＨＤＱ信号及びエンコーダ７及び８によって出力される２つ の直交スペクトル信号とを並置することによって形成される。エンコーダ７及び ８によって出力される信号は、対角線フィルタ１１、減算回路２５、サブサンプ リング回路２９、直交フィルタ２６、減算回路２７及びサブサンブリンク回路２ ８及び２９を介してＨＤＰ信号をフィルタリングした後に得られる。減算回路２ ５は、ＨＤＰ信号がらＨＤＱ信号を減算する。回路２９によるサブサンプリング 後、その結果を第１の減算回路２７の入力及び直交フィルタ２６の入力に入力す る。

直交フィルタ２Ｇによって出力される信号は、一方では、エンコーダ７の入力に 、もう一方では、第２の減算回路２７の入力に入力される。減算回路２７によっ て実施された減算結果は、サブサンプリング回路２９を介して、エンコーダ８の 入力に入力される。

′ｆ、８図の符号化装置によって、種々のサブ画像を第９図による多重形態で転 送することが可能になる。このように、例えば、ＶＴ信号送信のバンドＳＢＩが らの走査線Ｎ（例えば８走査線）の限定された群によって各画像領域が記述され ると、ＨＤＱ及びＨＤ　Ｉ）信号を送信するために必要なサブバンドＳ　Ｂ　２ 、ＳＢ：３ａ、５Ｂ３ｂにＮ＝８走査線が存在し、ＨＬ）Ｑ及びｌ（Ｉ）　Ｐ信 号を転送するのに必要なザブバンドＳＢ４．５Ｂ５ａ、５Ｆ３５ｂに２Ｎ−１， ６走査線が存在する。各サブバンド内での分割は、模倣できない、すなわち、他 の転送された」−ドの連鎖ではいずれによっても模倣することのできない同期化 信号Ｓ　Ｙ　Ｎ　１〜５ＹＮ５によってチャネルインターフェース回路９に知ら れる。サブバンドＳＢＩ〜Ｓ　Ｂ　５　ｂの記述は、これらの同期化パターンの 間に挿入されて、同期化パターン５ＹＮＩ及び５ＹＮ２間の情報がデコードされ た時、サブハンドＳ　Ｂ　Ｉに対応する解像信号■１゛を再構成することができ る。情報が同期化パターン５ＹＮ３までデコードされるさ、Ｓ　Ｂ　Ｉ及びＳＢ ２スペクトルを並置して形成される解像信号ＥＤＱを構成することかできる。以 下同様である。この装置によって、受信器−デコーダは、模倣不可能なパターン ５ＹＮＩ〜５ＹＮ５に対して同期化し、それ以上の操作をする必要なく、信号を 選択することができる。この信号をデコードして、上記の解像度のいずれかから ビデオ信号を再構成することができる。

第１θ図に、対応する形式の両立式復号装置の１実施例を図示した。この実施例 では、送信チャネルから送信された信号は、同期化パターンＳＹＮを検出して、 上記の方法でデコードすべき情報を分離する入力プロセッサ３５を通過した後、 デコーダの入力３４に印加される。その特定の復号装置によって許可された解像 度に対応するサブバンドに属する信号だけがバッファメモリ３６に転送され、次 に、参照番号３８〜４４で示すコサイン変換型の７個の基本デコーダとザブバン ド集合装置４５とから構成される装置 ザブハンド集合装置は、破線で図示した集合装置に対応し、第８図の符号化装置 によって実施されたフィルタリング／サブサンプリングの逆の方法によって信号 を再形成するために使用される。

ＶＴ倍信号、サブハンド信号ＳＢＩを使用するデコーダ３８によって再構成され る。

ＥＤＱ信号は、デコーダ３８及び３９を使用ずるザブバンドＳＢ１及びＳＢ２の 信号をデコードし、集合装置の要素４６〜５０を使用してデコードされた信号を 再集合させることにより、形成される。要素４６〜５０は、加算回路４Ｇ、第１ 及び第２のオーバーサンプリング回路４７、４８、第１及び第２の直交フィルタ ４９及び５０を備える。加算回路４Ｇは、デコーダ３８及び３９によって出力さ れ、第ｊ及び第２のオーバーサンプリング回路４７及び４８及びフィルタ４９及 び５０によって正確に整形された信号を加算することによってＥＤＱ信号を再構 成する。

同様に、サブハンドＳＢ３ａ及びＳＢ３ｂの信号は、デコード回路４０及び４１ を使用してデコードした後、オーバーサンプリング回路５１及び５２で変換して 、直交フィルタ５３及び５４を使用してフィルタリング後、加算回路５１に２つ の入力で入力される。加算回路５１及び４６の出力で得られた信号はそれぞれ、 オーバーサンプリング回路５６及び対角線フィルタ５７、またはオーバーサンプ リング回路５８及び対角線フィルタリング回路５９を介して、加算回路５５の２ つのオペランド入力に印加される。ＦＤＰ信号は、加算回路５５の出力で得られ る。

また同様に、Ｈ　Ｄ　Ｑ信号は、オーバーサンプリング回路６１及び直交フィル タ６２によって整形されたＥＤＰ信号を、デコーダ４２によってデコードされオ ーバーサンプリング回路６３及び直交フィルタ６４によって整形されたサブバン ドＳＢ４の信号に加算することによって、加算回路６０の出力で得られる。

ＨＤＰ信号は、オーバーサンプリング回路６６及び対角線フィルタ６７によって 整形されたＨＤＱ信号と、加算回路６８から出力されオーバーサンプリング回路 ６９と対角線フィルタ７０によって整形された信号の加算後、加算回路６５の出 力で得られる。加算回路６８は、各々、デコーダ４３及び４４によってデコード されるサブハンドＳＢ５ａ及びＳＢ５　ｂからの信号を、オーバーサンプリング 回路７１及び７２及び直交フィルタ７１及び７２によって整形された後、一緒に 加算する。

第１０図で復号装置によって実行される再組み合わせプロセスは、第８図のエン コーダレベルで行われるサブバンド分解のために使用されるプロセスの正確に反 対のプロセスである。

このプロセスは、周知の内挿理論の原理によって、オーバーサンプリングし、ザ ブバンドをフィルタリングして、加算する。連続した多数の再組み合わせにより 、第１０図の復号装置においては、ＨＤＰ信号まで、上記の全中間信号を再構成 することができる。例を挙げると、ＥＤＰ解像度に限定された復号装置は、第１ ０図に図示した全機能を備えるわけではないが、サブバンドＳＢＩ、ＳＢ２、Ｓ Ｂ３ａ及びＳＢ３ｂをデコードするのに必要なものだけは備える。しかし、この 型の復号装置は、極めて解像度の高い圧縮信号を受けるという事実にもかかわら ず、それをデコードして、ＥＤＰ解像度のスクリーン上にディスプレイすること ができる。これは、メモリ３６に転送されてデコードすべき信号だけになるサブ バンドＳＢＩ〜ＳＢ３ｂに関する信号だけを保持する入力プロセッサ３５による 。そのようなサブバンドを再組み合わせすると、ＥＤＰ信号が構成され、その解 像度は、原（オリジナル）信号のより低いが、空間周波数の低い同じ画像を示す 。

上述した復号装置のまた別の重要点は、ビデオレコーダの早送り及び巻戻し機能 に関する問題に解決を提供することにある。復号装置を内蔵することによって、 特に、ビデオレコーダの磁気テープへの記録が、２つのチャネルを例えばインタ ーレース法によって区別できにように行われている場合の問題に対して、解決法 が与えられる。第１のチャネルは、信号が分配のために符号化されるようにその 信号を記録し、第２のチャネルはテープ上に画像を素早く捜すために使用される 。この第２のチャネルは、テープが高速で巻かれる時でさえアクセスの簡単な位 置に、テープ上で物理的に配置される必要がある。チャネル上に位置する信号は 、好ましくは、例えば、ＶＴ倍信号等しい解像度を有する減小された解像度信号 である。この信号は、本発明に記載した分布符号化によって符号化されているビ デオレコーダ入力に存在する信号をデコードし、符号化することによっ−Ｃ得ら れる。この符号変換の利点は、解像度の低い符号化−復号装置を必要とするだけ なので、コストが余り高くない。また、この符号化は、−・時的な再帰を使用せ ず、安定した出力速度を示す点において利点がある。従って、画像は、常に、同 じ数のビットを示し、ハンド上で一定の、完全に同一であると考えられる位置を 占約る。

以下に、第１１図から第１５図を参照して、本発明の実施例の第１変形例を説明 する。この変形例では、分離できる直交フィルタ（すなわち、垂直フィルタと水 平フィルタを備えるフィルタ）のみを使用する。この変形例では、ＨＤＰ信号は 、第１１図及び第１２図に示すように、直交フィルタによって得られる複数のサ ブバンドに分解される。ＨＤＰ信号は、まず、ＥＤＰ信号とサブバンドＳＢ５、 ＳＢ６、ＳＢ７に分解される。これらのサブバンドＳＢ５、ＳＢ６、ＳＢ７は、 各々、高垂直空間周波数／低水平周波数、高垂直周波数／高水平周波数、低垂直 周波数／高水平周波数に対応する。

この原理によって、ＥＤＰバンドは、サブハンド５ＢＩ（ＶＴ倍信号、及びザブ ハンドＳＢ２、ＳＢ３、及びＳＢ４に分割される。この方法による符号化装置の 実施例を第１３図に図示した。

この符号化装置は、バッファメモリ７７を介してチャネルインターフェース回路 ７６に符号化された信号を送信するマルチプレクサ７５を具備している。符号化 された信号は、前述のサブバンドに対応する。

ＶＴ倍信号、その参照番号の順序で交互に直列接続された垂直フィルタ及び水ネ フィルタ７８〜８１によるＩ−Ｉ　Ｉ）　Ｐ信号の連続的なフィルタリングによ って得られる。垂直フィルタ８１の出力は、エンコーダ８２の入力に接続されて おり、この出力はサブハンドＳＢＩのＶＴ倍信号与える。サブバンドＳＢ２の信 号、エンコーダ８３によって得られる。このエンコーダの入力は、減算回路８４ の出力に接続されている。この減算回路の２つのオペランド入力がそれぞれ垂直 フィルタ８１の入力及び出力に接続されている。従って、減算回路８４は、垂直 フィルタ８１の入力に入力されサブバンドＳＢ２を画成する信号スペクトルの垂 直成分を、エンコーダ８３の入力に出力する。同様に、水平フィルタ８０に入力 されるＦＤＰ信号スペクトルの垂直空間成分は、減算回路８５の出力で得られる 。この減算回路８５の２つのオペランド入力はそれぞれ水平フィルタ８０の入力 及び出力に接続されている。減算回路８５によって実行された減算の結果は、一 方では、垂直フィルタ８６の入力に、もう一方では減算回路８７の第１のオペラ ンド入力に入力される。この減算回路の第２のオペランド入力は、垂直フィルタ ８６の出力に接続されている。垂直フィルタ８６は、エンコーダ８８の入力に、 減算回路８５の出力で得られた信号のフィルタリングされた垂直成分を与える。

エンコーダ８８の出力の符号化された信号は、サブバンドＳＢ４で符号化されて いる。減算回路８７の出力で得られた信号は、エンコーダ８９の入力に入力され 、符号化された信号はサブバンドＳＢ３で送信される。エンコーダ８２及び８３ によって出力された信号とエンコーダ８８及び８９によって出力された信号とが 一緒に、ＥＤＰ信号を形成する。

サブバンドＳＢ５で符号化された信号は、エンコーダ９ｏによって符号化される 。このエンコーダは、減算回路９１によって出力された信号を符号化する。この 減算回路の２つのオペランド入力は、各々、垂直フィルタ７９の入力及び出力に 接続されている。

サブバンドＳＢ７の符号化された信号は、エンコーダ９２の出力で得られる。こ のエンコーダの入力は、垂直フィルタ９３の出力に接続されている。この垂直フ ィルタ９３の入力は、減算回路９４の出力に接続されており、この減算回路の２ つのオペランド入力は、各々、水平フィルタ７８の入力及び出力に接続されてい る。サブバンドＳＢ６の符号化された信号は、エンコーダ９５によって提供され る。このエンコーダの入力は、減算回路９６の出力に接続されている。減算回路 ９６の２つのオペランド入力は、それぞれ垂直フィルタ９３の入力及び出力に接 続されている。

サブバンドＳＢ５及びＳＢ７が、サブバンドＳＢＩ〜ＳＢ４で転送されたＥＤＰ 信号と並置された時、上述したＨＤＱ信号が得られる。同様に、サブバンドＳＢ ６で出力された信号が、並置されたザブハンドＳＢＩ〜ＳＢ７から得られたＨＤ Ｑ信号と並置されたその時は、ＨＤＱ信号が第１２図に図示したように再構成さ れる。

しかし、この本発明の変形例では、対角線フィルタも、直交／「五の月形」サン プリングのための転送グリッドのどちらも使用していないので、自動的な「五の 目形Ｊ　ＨＤＱ及びＥＤＱ標準方式は生じない。このため、この変形例は、ＨＤ Ｐ、ＥＤＰ及ＵＶＴ型の直交サンプリングされた信号とＨＤＱ、ＥＤＱ、型の「 五の目形」サンプリングされた信号との間で必要される両立性に完全には対応し ていない。しかし、この問題は、第１３図のエンコーダの入力に入力される前に 、第１４図に図示したのと同じ型の直交グリッドに従ってオーバーサンプリング 回路９７および９８によって「五の目形」信号をオーバーサンプリングし、その 結果、ＨＤＱ及びＥＤＱ信号を各々ＨＤＰ及びＥＤＰ標準方式に変換することに よって、解決される。参照番号９８〜１１．０のサブサンプリング回路は、各々 、エンコーダの入力に配置されており、ザブバンドＳＢＩ〜ＳＢ７を並置するこ とを可能としている。

本発明の第１の変形例に対応する復号装置を第１５図に図示した。この復号装置 は、第１；３図の符号化装置と逆の機能を実施する。このデ復号装置、参照番号 １１１〜１１７のデコードブロック群を備え、サブバンドＳＢＩ〜ＳＢ７で送信 された信号のデコードを可能にする。これらの信号は、第１０図に図示した復号 装置と同様の方法で、すなわち、デマルチプレクス回路１】８、バッファメモリ １１９及び入カブｒｊセッサ１２０を介して、デコーダ１１１〜１１７の入力に 送られる。各デコーダによって出力される信号は、最初に、参照番号１１８ａ〜 １１８ｇのオーバーサンプリング装置によって各々オーバーサンプリングされ、 次に、参照番号１１９ａ〜１１９ｇの垂直フィルタを使用して垂直にフィルタリ ングされる。加算回路１２０ａｂ、１２０ｃｄ及び１２０ｆｇは、各々、垂直フ ィルタ１１９ａ、　１１９ｂ、１１９ｃ、　１１９ｄ、１１９ｆ、１１９ｇによ って出力された信号の加算を実行する。それぞれの加算回路によって生成した信 号は、次に、参照番号１２１ａｂ。

１２１ｃｄ及び１２１ｆｇのオーバーサンプリング装置によってオーバーサンプ リングされ、次に、参照番号１２２ａｂ、１２２ｃｄ及び１．２２ｆｇの水平フ ィルタによって水平にフィルタリングされる。

水平フィルタ１２２ａｂ及び１２２ｃｄによって生成した信号は、次に、加算回 路１２３で加算され、この加算回路はその出力からＥＤＰ信号を出力する。次に 、このＥＤＰ信号は、オーバーサンプリング回路１２４によってオーバーサンプ リングされ、垂直フィルタ１２５によって垂直にフィルタリングされ、そして、 加算回路１２６によって、垂直フィルタ１１９ｅによるフィルタリング結果に加 算される。この加算回路１２６によって実行された加算の結果は、オーバーサン プリング回路１２７によってオーバーサンプリングされ、次に、水平フィルタ１ ２８を使用してフィルタリングされる。この水平フィルタ　１２８による水平フ ィルタリングの結果は、加算回路１２９において、水平フィルタ１２２ｆｇによ るフィルタリング結果に加算され、その結果、ＨＤＰ信号が生成される。

第１５図に図示した変形例では、ＶＴ及びＥＤＰ信号の両立式デコードは、ＨＤ Ｐ信号の復号装置全体を使用することを必要とはしない。ＨＤＱ信号は、ＨＤＰ 信号から得られるが、ＨＤ　Ｑスペクトルにはない周波数を示すサブハンドＳＢ ６はデコードを必要としない。同様に、ＥＤＱ信号はＥＤＰ信号から得られるが 、サブバンドＳＢ３によって生成された信号をデコードする必要はない。従って 、ＨＤＱまたはＥＤＱ復号装置の場合は、ＨＤＰまたはＥＤＰ型復号装置になる が、サブバンドＳＢ６またはＳＢ３に関するデコードは少なくなる。

上述した本発明の実施例のモードは独特なものでないことは明らかである。本発 明の実施例の第２の変形例は、上記した２進情報の流れを生成するための上述の 多重化法を維持しつつ、異なる方法を使用して、高品位信号を、解像度の異なる サブバンドに分解する。ジェー、エムアダント（Ｊ、　Ｍ、　ＡＤＡＮＴ）他に よって書かれた論文ｒＴＶ符号化に適用されるデジタル信号処理におけるブロッ クオペレーション（Ｂｌｏｃｋ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｓ ｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ 　ＴＶｃｏｄｉｎｇ）　Ｊ　　（シグナル　プロセッシング（Ｓｉｇｎａｌ　Ｐ ｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）３８５〜３９７頁、１９８７年）によると、さらに、セミ バンドフィルタリング及び２対１０割合での２次元的抽出削減化は、ＨＤＰフォ ーマットからＥＤＰフォーマットに移行するのに十分であり、第１６図に図示し た方法で得られると考えられる。

コサイン変換を使用する画像圧縮システムの場合、この可能性によって下方向の 両立性を得ることが容易になる。実際、複数のレベルの両立性を使用するには、 第１７図に図示した方法で重なり合っているサブブロックを画成することで十分 である。

ンステム間の両立性は、コセイン変換係数ブロックの正規のフィールド走査を僅 かに変更して、最初にサイズが最小、例えば、４Ｘ４　（８Ｘ８）のサブブロッ クを抽出して、続けて、他のブロックを抽出することによって得られる。変更し たフィールド走査を第１７図に図示した。

走査後帯られる逐次的な情報を、次に、フォーマットを直交ＶＴ、ＥＤＰ及びＨ ＤＰフォーマットに限定するならば、前述の多重化構造に一体化することができ る。次に、以下のように、コサイン変換係数の走査によって、サブバンドＳＢ１ 〜ＳＢ６を画成することができる。

ＳＢＩ　　　　　　　　　　：係数１・・・・・係数４ＳＢ２＋ＳＢ３＋ＳＢ４ 　　：係数５・・・・・係数１６ＳＢ５＋ＳＢ７＋ＳＢ６　　：係数１７・・・ ・・係数６４、　　、　　、　　ＦＩＧ、３ｃ ＨＤＱ −ＩＤＰ ＦＩＧ、９ ５ＹＮ１５８１５ＹＮ２　　ＳＢ２　ＳＢ４　５ＹＮ３　　ＳＢ３　５ＹＮ４　 　ＳＢＳ　ＳＢ７　５ＹＮＳ　　ＳＢ６εＤＰ −、、、、ｊ担Ｃ−ｍ＝ ０Ｐ ＦＩＧ、１２ ｘ＝Ｃ〉ｘ　　　ｘ　　　Ｘ　　　Ｘ　　　Ｘ　　　Ｘ　　　ＸＦＩＧ、１４ 国際調査報告 ”’　　ＰＣＴ／Ｆｌｌ　ＱＱ／ｎｎｊｎｌ国際調査報告

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．信号が少なくとも送信符号化装置と受信復号装置との間を送信される、高解 像度テレビジョン信号の両立式デコードのための情報圧縮方法であって、 上記送信符号化装置で、 −最大解像度で送信されるべき信号の空間周波数バンドを、隣接したサブバンド （ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３ａ、ＳＢ３ｂ、ＳＢ４、ＳＢ５ａ、ＳＢ５ｂ）に少し ずつ分けて、−各サブハンドの信号を独立して符号化し（２、３、４、５、６、 ７、８、８２、８３、８８、８９、９０、９２）、−模倣不可能な同期化パター ンによって各サブバンドの符号化信号を分離することによって、サブバンドを多 重化し（１、７５）、 及び、各受信復号装置において、 −各サブバンドに関する受信した信号をデコードし（３８〜４４、１１１〜１１ ７）、解像群の少なくとも１つのメンバーを再構成するのに必要なものだけを取 り出す ことからなることを特徴とする方法。
2. ２．上記サブバンドは、対角線及び／または直交空間フィルタ（１１、１２、１ ３、１４、１８、２６、４９、５０、５３、５４、５７、５９、６２、６４、６ ７、７０、７３、７４）によって分割されることを特徴とする請求項１に記載の 方法。
3. ３．各サブバンドの符号化及びデコードは、コサイン型２次元変換を使用するこ とを特徴とする請求項１もしくは２に記載の方法。
4. ４．上記サブバンド（ＳＢ１〜ＳＢ６）は、最大解像度信号を符号化するために 使用されるコサイン変換の重なり合ったサブブロックを走査することによって分 割されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. ５．上記テレビジョン信号は、１走査線につき１９２０点で１１５２走査線を有 する高品位信号（ＨＤＰ）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項 に記載の方法。
6. ６．上記解像群は、 −１走査線につき９６０点で１１５２走査線によって画成される第１の解像群（ ＨＤＱ）、 −１走査線につき９６０点で５７６走査線によって画成される第２の解像群（Ｅ ＤＰ）、 −１走査線につき４８０点で５７６走査線によって画成される第３の解像群（Ｅ ＤＱ）、 −１走査線につき４８０点で２８８走査線によって画成される第４の解像群（Ｖ Ｔ）、 からなることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. ７．上記ＨＤＰ、ＥＤＰ及びＶＴ群によって記述されるスペクトルフィールドは 、正規直交の２次元空間において矩形で表され、信号の水平空間周波数が、画像 幅あたりのサイクルに関してＸ軸上にプロットされ、信号の垂直空間周波数が、 画像高あたりのサイクルに関してＹ軸上にプロットされることを特徴とする請求 項５もしくは６に記載の方法。
8. ８．上記のＨＤＱ及びＥＤＱ群は、２次元正規直交空間において菱形に表される スペクトルフィールドを有することを特徴とする請求項６もしくは７に記載の方 法。
9. ９．ビデオレコーダの早送り及び巻戻し機能を可能にするためには、上記ビデオ レコーダの磁気テープ上に、上記送信符号化装置から受けた符号化された信号を 直接記録し、同時にその受けた信号を最も低い解像度によってデコードし（ＶＴ ）、次いで、上記の送信符号化装置によって生成した符号化された信号と同時に 磁気テープに記録することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方 法。
10. １０．上記符号化装置は、水平及び／または対角線及び／または垂直フィルタ（ １１、１２、１３、１４、１８、２６、４９、５０、５３、５４、５７、５９、 ６２、６４、６７、７０、７３、７４）によって構成されており、これらのフィ ルタは、基本エンコーダ群（２〜８、８２、８３、８８、８９、９０、９２、９ ５）及び模倣不可能な同期化パターンを使用して上記の符号化された信号を各サ ブバンドに分けるマルチプレクサ（１）に接続されていることを特徴とする請求 項１〜９のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置。
11. １１．各復号装置は、上記同期化パターン（ＳＹＮ）をデコードし、該復号装置 が再構成する解像度に対応する周波数バンドを選択するために使用される入力プ ロセッサ（３５、１２０）を具備することを特徴とする請求項１０に記載の装置 。
12. １２．各ビデオレコーダが、当該ビデオレコーダ入力に存在し、磁気テープに記 録された画像を素早く捜すのに適したアルゴリズムによって符号化される信号で 低解像度周波数サブバンドをデコードするために使用されるデコーダを備えるこ とを特徴とするビデオレコーダヘのテレビジョン画像転送のための請求項１０も しくは１１に記載の装置の使用。