JPH04216288A - デジタル化されたテレビジョン画像用の転送システム - Google Patents

デジタル化されたテレビジョン画像用の転送システム

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JPH04216288A
JPH04216288A JP3047659A JP4765991A JPH04216288A JP H04216288 A JPH04216288 A JP H04216288A JP 3047659 A JP3047659 A JP 3047659A JP 4765991 A JP4765991 A JP 4765991A JP H04216288 A JPH04216288 A JP H04216288A
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Der Meer Jan Van
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、デジタル形式のフル
モーションビデオ映像の一連の画像を、ある転送媒体を
介して転送する方法に関するもので、特に、前記転送媒
体がコンパクトディスク状の記録担体であるものに関す
る。
【0002】この発明は、前記の転送された画像を処理
し、かつ、表示画面上に表示するに適したものにする表
示装置、及び前記画像が記録される光学的に読み出し可
能な記録担体にも関する。
【0003】
【従来の技術】フィリップス社は15年以上も前にオー
ディオ信号のみならずアナログビデオ信号も記録された
光学的に読み出し可能な記録担体を販売した。この記録
担体はビデオロングプレイ(VLP)と呼ばれるもので
、良く知られたオーディオロングプレイ(ALP)を補
完した。ビデオテープに比して上記のような光学的に読
み出し可能な記録担体は繰り返し使用によってもその品
質が劣化しないという利点を有している。しかしながら
、ビデオテープに比して上記記録担体は再記録を行うこ
とができないという欠点を有している。
【0004】過去10年の間に、全く新しい傾向、即ち
CDオーディオ(コンパクトディスクオーディオ)なる
名前で知られる光学的に読み出し可能なオーディオ記録
担体が開発された。また、上記オーディオ記録担体が広
く受容されたことと、オーディオ及びビデオ装置を一体
化しようという要求の止むなき増加とにより、デジタル
化されたオーディオ信号とアナログビデオ信号とが存在
するコンパクトディスクビデオが創作された。この場合
のビデオ信号は数分の期間のフルモーションビデオ映像
に対応する。
【0005】上記期間を増大させるため、元のアナログ
ビデオ信号はデジタル化された。この場合、フルモーシ
ョンビデオ映像は例えば毎秒50回又は60回発生する
有限級数の画像であると見做される。そのような画像は
、例えば、行当たり352画素で288本の画像行を有
している。ある賢明に選択された符号化(エンコード)
アルゴリズムによれば、各画像が、該画像の各画素を他
の画像データブロックからの情報を含めることにより再
生することができるのに充分な量のデジタル情報を有す
るような、画像データブロックに変換される。上記符号
化アルゴリズムは、連続する画像データブロックが最小
量の冗長情報しか含まないように選択される。各画像デ
ータブロックの長さ(即ち、当該画像データブロック内
のビット数)はこのように非常に限定されるので、非常
に多数の前記のような画像データブロックを前記のよう
な記録担体上に記録させることができる。
【0006】
【発明の目的及び概要】本発明の目的は、上述したよう
な新規な開発に貢献して上記表示装置を消費者市場にお
いて広く公衆に価格的に手の届くようなものにすること
にある。
【0007】本発明によれば、一連の画像には階層構造
的な符号化処理が施され、この処理においては画像の元
の系列は増大するような階級を持つ多数のインターリー
ブされた副系列であるとみなされ、ある副系列の画像を
エンコードする場合には低い階級の副系列からの画像が
考慮に入れられる。この方法によって、各画像は画像デ
ータブロックに変換され、各画像データブロックには当
該画像が関連する副系列の階級を示すパケットヘッダが
付加される。
【0008】表示装置は上記の全ての画像データブロッ
クを受信するが所定のパケットヘッダを持つブロックの
みを選択するように構成される。ビデオ処理回路におい
ては、このようにして選択された画像データブロックの
みに階層構造的デコード処理を施し表示画面(例えば表
示管)上に画像を表示するのに適した信号を発生させる
【0009】本発明は以下のような点を考慮すると理解
されるであろう。即ち、ビデオ処理回路の価格は毎秒行
うことができる演算(加算、減算等)の数につれて指数
関数的に増加する。もし元画像系列における画像の率(
速度)が50Hzに等しいとすると、このことは上記ビ
デオ処理回路が転送された情報から毎秒約5・106 
画素について3つの色信号R、G及びBを決定するだけ
の能力がなけらばならないということを意味する。かく
して、なすべき演算の数は、非常に強力な従って高価な
ビデオ処理回路のみでしか実現することができない程多
いので、表示装置は限定された消費者にしか価格的に手
が届かない。
【0010】本発明によれば、表示装置は供給された画
像データパケットから選択を行い、所定のパケットヘッ
ダを持つ画像データパケットのみが後処理のためにビデ
オ処理回路に供給されるようにする。このことは、ビデ
オ処理回路は全ての利用可能な画像データパケットの内
の一部、例えばそれらの半分、だけを処理すればよいと
いうことを意味する。上記が画質を代償とすることは事
実であるが、実際には上記画質が充分に高いレベルに維
持されることが判った。このことは、前記ビデオ処理回
路があまり強力でなくてもよいため、その価格が、従っ
て前記表示装置の価格が非常に好ましいものになること
をも意味している。
【0011】
【実施例】図1の(A)には、コンパクトディスク状記
録担体上のトラックの一部が概念的に示されている。こ
の場合、パケットは点a、b、c、d、e、…の連続す
る2つの点間に各々存在する。このようなパケットの構
造が図1の(B)に概念的に示されている。このパケッ
トは例えば2352個のバイトを有し、24バイトを有
するパケットヘッダHと2328バイトを有するデータ
フィールドDとに分割されている。
【0012】上記パケットヘッダHは、更に、12バイ
トの同期フィールドSNCと、4バイトの連番フィール
ドRFと、8バイトのサービスフィールドSFとに分割
されている。上記同期フィールドSNCはパケットの開
始を示し、専ら「0」のビットからなる1バイトと、そ
れに続く専ら「1」のビットからなる10バイトと、最
後の専ら「0」のビットからなる1バイトとを有してい
る。前記連番フィールドRF内のバイトは、前記トラッ
クにおける当該パケットの連続番号を示している。また
、前記サービスフィールドSFは、当該パケットがビデ
オパケットか、オーディオパケットか、又はコンピュー
タ用データパケットであるかを示している。
【0013】前記データフィールドDはデータスロット
DSに分割されている。オーディオパケットのこれらデ
ータスロットは、デジタルオーディオ信号の16ビット
のオーディオワードが各スロット内で転送されるように
選択されている。ビデオパケットのデータスロットは、
デジタル化されたビデオ信号の8ビットのビデオワード
が各スロット内に収容されるように選択されている。ま
た、これらのデータスロットは、コンピュータ用のデー
タパケットの場合は1バイトの長さを持つ。
【0014】先にも既に述べたように、各画像は288
x352の画素P(i, k)のマトリクスであると見
做される。この場合、i(= 1, 2,3, …28
8)は行の連続番号であり、また、k(= 1, 2,
 3, …352)はこの行上の画素(又は、列)の連
続番号である。このような画素の色は、対応する輝度値
Y(i, k)と2つの色差値U(i, k)及びV(
i, k)とにより完全に決定される。各画素のこれら
の3つの値が8ビットの精度で符号化される場合は、1
つの画像に関しては約130ビデオパケットが必要とな
るであろう。しかしながら、この数は何の画像品質の劣
化を伴うことなく、即ち2本の画像行の内の1本におけ
る4個の色差信号の内の1個のみを転送することによっ
て、54ビデオパケットまで減少させることができる。 かくしてこの場合、一つの画像は288x352の輝度
マトリクスY(i, k)と、144x88の色差マト
リクスU(r, s)と、144x88の色差マトリク
スV(r, s)とにより完全に規定される(但し、r
=1, 2, …144 及びs=1, 2, …88
である)。
【0015】一つの画像を表すのに要するビットの数を
、従って各画像に対して要求されるビデオパケット数を
更に減少させる多くの符号化方法がある。例として、そ
のような方法の一つを図2を参照して詳細に説明する。 この図2において、符号S0 はフルモーション映像の
連続する一連の画像B1 、B2 、…B12を示して
いる。画像Bn (n = 1, 2,  …) に対
応する輝度マトリクスはYn (i, k)により示さ
れ、色差マトリクスは各々Un (r, s)及びVn
 (r, s)により示される。各画像Bn に関して
予測マトリクスY’n (i, k)、U’n (r,
 s)及びV’n (r, s)を有する予測画像B’
n が決定される。そして、これらのマトリクスから始
まって、画像Bn と予測画像B’n との差分を形成
することにより、差分マトリクスDYn(i, k)、
DUn (r, s)及びDVn (r, s)を有す
る差分画像DBn が得られる。これを数学的に表すと
、DBn = Bn − B’n 即ち、DYn (i
, k) =Yn (i, k) −  Y’n(i,
 k)DUn (r, s) =Un (r, s) 
−  U’n(r, s)DVn (r, s) =V
n (r, s) −  V’n(r, s)となる。 上記予測画像B’n は、前の画像Bn−1 に関する
動きベクトルQn−1,n の系を決定し、この画像B
n−1 の個々の画素を対応する動きベクトルに応じて
シフトすることにより求めることができる。
【0016】前記差分マトリクスの輝度値及び色差値の
ダイナミックレンジは元のマトリクスのそれよりも大幅
に小さいので、これらの値は例えば元の8ビットの代わ
りに4ビットというように大幅に少ないビットにより表
すことができる。表示装置において元の画像を正確に再
生するには前記差分画像DBn に加えて計算された動
きベクトルQn の系を転送しなければならないが、こ
の方法は大幅なビットの節約になる。このように、一方
においては多数の画像を記録担体上に記録することがで
き、他方においては記録担体から一つの画像に関する全
ての情報を読み出すに要する時間が大幅に短くなる。
【0017】この既知の符号化方法においては、各差分
画像は前の画像に依存する。従って、表示装置において
は一連の画像の各々を再生しなければならない。このこ
とは、表示装置により表示すべき映像の時間解像度が、
撮影された映像の時間解像度に等しいことを意味する。 既に言及したように、このことは上記表示装置が非常に
強力なビデオ処理回路を持たなければならないというこ
とを意味する。
【0018】時間解像度は、従ってビデオ処理回路に課
せられる要件は、例えばヨーロッパ特許出願第3408
43号に詳細に述べられているように、一連の画像に階
層構造的な符号化処理を施すことにより、影響され得る
。説明を完全にするため、この方法の一例を図3を参照
しながら詳細に説明する。図3において、フルモーショ
ン映像の連続した画像B1 、B2 、…B12の系列
がS0 に再び示されている。この系列は複数の(この
場合はS1 、S2 、S3 及びS4 で示される4
つの)副系列に分割される。この場合、副系列S1 は
画像B1 、B5 、B9 、…を有し、副系列S2 
は画像B3 、B7 、B11、…を有し、副系列S3
 は画像B2 、B6 、B10、…を有し、副系列S
4 は画像B4 、B8 、B12、…を有してなって
いる。副系列S1 の各画像は、図2を参照して前述し
たのと同様の方法により差分画像DB1 、DB5 、
DB9 、…に各々変換される。説明を完全にするため
図4に示したように、動きベクトルの系はこの副系列S
1 の各画像に関してより特定的に決定される。すなわ
ち、画像B1 に対しては系Q1,5 、画像B5 に
対しては系Q5,9 、画像B9 に対しては系Q9,
13等々である。これらのベクトルの助けにより、予測
画像B’1 、B’5 、B’9 、…が算出され、系
列DS1 に関し元の画像Bm ( m = 1, 5
, 9, 13,  …) とそれらに対応する予測画
像B’mとの差分形成により差分画像DBm が得られ
る。
【0019】既に述べたように、あるベクトル、例えば
系Q1,5 は画像B1 のある画素又は一群の画素が
画像B5 の当該画素又は当該画素群の位置に到達する
ために変位されるべき方向及び距離を示している。副系
列S2 、S3 及びS4 における画像の符号化に関
しては、説明を簡単にするために、上記のような変位は
線型であると仮定する。このことは、画像B1 の前記
画素は、画像B2 に関しては前記全変位の4分の1の
変位を受け、画像B3 に関しては前記全変位の半分の
変位を受け、画像B4 に関しては前記全変位の4分の
3の変位を受けることを意味する。副系列S2 の画像
を符号化する場合には、図5に示したような方法で行う
であろう。即ち画像B1 と、各々が系Q1,5 内の
動きベクトルと同一の方向及び半分の長さを持つ動きベ
クトルの系 (1/2)Q1,5 とから始めて、予測
画像B1,3 が決定される。また、画像B5 と、各
々が系Q1,5 内の動きベクトルと反対の方向及び半
分の長さを持つ動きベクトルの系−(1/2)Q1,5
 とから始めて、予測画像B5,3 が決定される。そ
して、上記2つの予測画像B1,3 とB5,3 との
平均値が、これら2つの予測画像を加算すると共に2で
除算することにより求められる。その結果は所望の予測
画像B’3 である。この予測画像と元の画像B3 と
の間の差分形成により、系列DS2 の差分画像DB3
 が得られる。
【0020】図6に示すように、予測画像B’2 も画
像B1 とB3 とから始めて同様な方法で決定され、
この予測画像はB2 との差分形成により系列DS3 
の差分画像DB2 となる。最後に、図7は画像B3 
、B4 及びB5 から始めて系列DS4 の差分画像
DB4 がどのようにして得られるかを示している。
【0021】このようにして得られた差分画像の系列を
転送するために、各差分画像に関する情報が直列化され
て各差分画像に関する画像データブロックが得られる。 差分画像DBn に関連する画像データブロックはDB
n S で示される。このようにして求められた画像デ
ータブロックは次いで、例えば図8に示すような順序で
転送される(即ち、ディスク上に記録される)。これを
詳述すると、系列DS1 からの差分画像に関連する画
像データブロック(例えば、DB5 S )が最初に転
送され、次いで系列DS2 に関連する直前の差分画像
の画像データブロック(DB3 S )が転送され、次
に系列DS3 に関連する直前の差分画像の画像データ
ブロック(DB2 S )が転送され、最後に系列DS
4 に関連する直前の差分画像の画像データブロック(
DB4 S )が転送される。ここで、B1 が映像の
最初の画像であるとみなされていることに注意されたい
【0022】j ≠ i  の場合、系列DSi ( 
i = 1, 2, 3, 4 )における差分画像の
画像データブロックを系列DSj ( j = 1, 
2, 3, 4 )における差分画像のそれらから識別
することができるように、対応する差分画像に関連する
系列を示すパケットヘッダが各画像データブロックに付
加される。図8においては、これらパケットヘッダがD
S1 、DS2 、DS3 及びDS4 で示されてい
る。
【0023】図9は、図8に例示したようなフォーマッ
トのコンパクトディスク状転送媒体を用いて転送された
デジタル化された画像を入力する表示装置の一実施例を
概念的に示している。この表示装置には読取装置1が設
けられ、コンパクトディスク状記録担体2上に記録され
た情報はこの読取装置により読み取られ、かつ、電気信
号に変換されてデマルチプレクサ3に供給される。上記
ディスク上のパケットのサービスフィールドSFにおけ
る情報から始めて、上記デマルチプレクサ3はコンピュ
ータ用データパケットをその出力端子3(1)に、オー
ディオパケットを出力端子3(2)に、またビデオパケ
ットを出力端子3(3)に供給する。
【0024】本発明の範囲においては前記ビデオパケッ
トの処理のみが役割を果たすから、オーディオパケット
及びコンピュータ用データパケットの処理はこれ以上取
り扱わない。上記ビデオパケットは選択回路4に供給さ
れ、該選択回路はこれらビデオパケットからパケットヘ
ッダを取り除く一方、所定のパケットヘッダがついてい
る残りの画像データブロックから、例えばパケットヘッ
ダDS1 がついている画像データブロックのみ、又は
パケットヘッダDS1がついている画像データブロック
及びパケットヘッダDS2 がついている画像データブ
ロックの両方、等々、を選択する。このようにして選択
された画像データブロックはビデオ処理回路5に供給さ
れ、該処理回路は表示されるべき各画像に関し輝度マト
リクスY(i, k)と、これに関連する色差マトリク
スU(r, s)及びV(r, s)とを出力する。図
示した実施例においては、輝度マトリクスY(i, k
)は輝度メモリ6(1)に記憶され、色差マトリクスU
(r, s)はUメモリ6(2)に記憶され、色差マト
リクスV(r, s)はVメモリ6(3)に記憶される
。これらのメモリ6(・)はアドレス発生器7が発生す
るアドレスADD及び読出/書込エネーブル信号R/W
(・)により従来の方法でアドレスされる。読出/書込
エネーブル信号R/W(・)が論理値「1」になるやい
なや情報は対応するメモリに書き込まれる。また、この
信号が論理値「0」を有する場合は、メモリの内容が読
み出される。メモリ6(・)から読み出された情報はD
/A変換器8(・)においてアナログ信号に変換される
。このようにして得られたアナログ輝度信号Y(t) 
及び2つのアナログ色差信号U(t) 及びV(t) 
はデマトリクス回路9において原色信号R、G及びBに
変換され、表示管10に供給される。
【0025】前記ビデオ処理回路5をより強力なもの(
結果としてより高価なもの)にすると、選択回路4によ
りより多くの差分画像の系列(異なるパケットヘッダの
数)を選択することができ、従って時間解像度はより高
くなる。
【0026】図3においては、元の系列において画像が
発生する割合が50Hzに等しいと暗黙の内に仮定され
ている。しかしながら、この発明はいわゆる50Hzの
フィールド周波数国と60Hzのフィールド周波数国と
の間での差に関係するかつて繰り返し発生していた問題
を取り除くことができる。ここで、図10に示した画像
が60Hzで発生するものと仮定する。そこで、この系
列は5個の副系列S1 、S2 、S3 、S4 及び
S5 に分割される。上記副系列S1 の画像は図4に
示したのと同様の方法により差分画像の系列DS1 に
変換される{動きベクトルの系は、Q1,6 、Q6,
11、Q11, 16、…}。副系列S2 の画像は図
5に示したのと同様の方法により差分画像の系列DS2
 に変換される{動きベクトルの系は、 (2/5)Q
1,6 、−(3/5)Q1,6 、…}。副系列S3
 の画像は図6に示したのと同様の方法により差分画像
の系列DS3 に変換される{動きベクトルの系は、 
(1/5)Q1,6 、−(1/5)Q1,6 、 (
1/5)Q6,11、−(1/5)Q6,11、…}。 副系列S4 の画像は図7に示したのと同様の方法によ
り差分画像の系列DS4 に変換される{動きベクトル
の系は、 (1/5)Q1,6 、−(2/5)Q1,
6 、 (1/5)Q6,11、−(2/5)Q6,1
1、…}。そして、副系列S5 の画像は系列S1 及
びS4 の画像から始めて図7に示したのと同様の方法
により差分画像の系列DS5 に変換される。上記は、
全て図10に概念的に示されている。即ち、各矢印は当
該矢印の頭で終端する位置の画像に関する予測画像を算
出するのに用いる画像から始まり、その際動きベクトル
の正しい系を考慮に入れている。このようにして求めら
れた差分画像系列の内、例えば系列DS1 、DS2 
、DS3 及びDS4 の差分画像のみを選択し、これ
らを互いに等間隔で表示することにより、50Hzの画
像順列が得られる。図9の表示装置に選択回路4を設け
、ディスク上にビデオ画像を配列すると共に図10に示
したような方法で記録することにより、これらディスク
は所謂50Hzの国と同様に60Hzの国においても使
用することができ、又表示装置をこれらの異なる国にお
いて使用するに適したものに簡単にすることができる。
【0027】なお、上記においては画像中の動きは線型
であると仮定したことに注意されたい。結果として、副
系列S1 内の画像に関する“主”動きベクトルの系を
計算すれば充分である。したがって、他の副系列におけ
る画像の動きベクトルはこれらの主動きベクトルの比例
部分をとるだけで得ることができる。しかしながら、他
の例として主動きベクトルの比例部分をとる代わりに各
画像につき実際の動きベクトルを計算することも可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】  図1は、トラックを有するコンパクトディ
スク状の記録担体及びそのトラックがパケットに分割さ
れている状況を示す概念図、
【図2】  図2は、符号化処理の一例を説明するため
の説明図、
【図3】  図3は、階層構造の符号化処理を説明する
ための第1の説明図、
【図4】  図4は、階層構造の符号化処理を説明する
ための第2の説明図、
【図5】  図5は、階層構造の符号化処理を説明する
ための第3の説明図、
【図6】  図6は、階層構造の符号化処理を説明する
ための第4の説明図、
【図7】  図7は、階層構造の符号化処理を説明する
ための第5の説明図、
【図8】  図8は、異なるパケットヘッダを持つ画像
データブロックが転送される順序を示す図、
【図9】 
 図9は、本発明による表示装置の一実施例の構成を示
すブロック図、
【図10】  図10は、他の階層構造の符号化処理を
説明するための説明図である。
【符号の説明】
1:読取装置 2:コンパクトディスク状記録担体 4:選択回路 5:ビデオ処理回路 6(・):メモリ 10:表示管 B:画像 S:画像の副系列

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  フルモーションビデオ映像の画像系列
    を転送する方法であって、各画像が符号化アルゴリズム
    により当該画像の各画素を再生することができるだけの
    量のデジタル情報を有する画像データブロックに変換さ
    れる方法において、前記系列の画像には階層構造の符号
    化処理が施され、該処理においては元の画像系列は増大
    する階級を持つインターリーブされた多数の副系列であ
    ると見做される一方、ある副系列の画像を符号化するた
    めにはより低い階級を持つ1以上の副系列からの画像が
    考慮され、当該画像が関連する副系列の階級を示すパケ
    ットヘッダが各画像データブロックに付加される、こと
    を特徴とするフルモーションビデオ映像の画像系列を転
    送する方法。
  2. 【請求項2】  フルモーションビデオ映像の複合画像
    が請求項1に記載の方法に従って各々画像データブロッ
    クに変換されるフルモーションビデオ映像を表示する装
    置であって、前記画像データブロックを入力し、各画素
    に関して当該画素の色に対応するコード語を記憶し、記
    憶されたこれらコード語を所望の表示の順序で再生し、
    これらの再生されたコード語を表示画面上に表示するた
    めにアナログ信号に変換する装置において、当該装置が
    、更に、前記の入力した画像データブロックの内の所定
    のパケットヘッダを有する画像データブロックを選択し
    、このようにして選択された画像データブロックに階層
    構造のデコード処理を施して前記コード語を発生させる
    ように構成されている、ことを特徴とするフルモーショ
    ンビデオ映像を表示する装置。
  3. 【請求項3】  フルモーションビデオ映像の画像系列
    が請求項1に記載の方法によって得られる一連の画像デ
    ータブロックの形で記憶されている光学的に読み取り可
    能なディスク。
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