JPH05506975A - ディジタルビデオ信号圧縮 - 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】 発明の名称 ディジタルビデオ信号圧縮 技術分野及び工業的適応 本発明は、ディジタルビデオ信号、例えば、テレビビデオ信号を圧縮する方法及 び装置に関し、より詳細には、特にＨＤＴＶ　（高品位テレビジョン〕システム に適用できる。

背景技術 テレビジョン信号のビデオ成分のようなアナログビデオ信号を従来のアナログ形 式からディジタル信号に変換することは周知の技術である。そのようなディジダ ル信号は、広いバンド幅が必要であるので、このバンド幅を減らすために種々の ビデオ信号帯域圧縮方法が提案されている。

そのような１つの圧縮方法が、Ｄｉｓｃｈｅｒｔ等によって１９８２年３月１６ 日に発行されたタイトル「最適にエンコードされたディジタルエンコードビデオ 信号のための技術」の米国特許Ｎｏ、４，３２０，４１６に記述される。この方 法の中では、ディジタルのビデオ信号の交互の８ビツトサンプルが送出されず、 送出されないサンプルの代わりに、２つの「フィルタ制御」または操縦ビットが 送出される。受信器において、操縦ビットは、隣接対の送出サンプルの４つの平 均値のどれによって送出されなかったサンプルを再現するかを決めるために使用 される。この方法は、２つの８ビツトサンプルは１つの８ビツトサンプル及び２ つの操縦ビットによって置き換えられ、１６：１０または１，６の圧縮比を供給 する。

ＨＤＴＶシステムのバンド幅は、ＨＤＴＶ信号のディジタル伝送のために非常に 高いビットレートを必要とする従来のテレビ信号よりさらに大きい。従って、デ ィジタルＨＤＴＶ信号に対して高い圧縮比を有する効果的な圧縮方法が特に望ま れていた。しかしながら、どんな圧縮方法も、少くとも最終的には再生されたビ デオ信号の観測者の視覚的な認識力において、比較的高品位信号から非常に低減 されるべきでないということが重要なことである。ディンタルビデオ信号の分配 に対して、その信号が現存の提案された通信システムと都合良く適応することが 好ましい。特に、そのような信号か５ＯＮＥＴ　（同期光ネットワーク）標準に 従って動作している光通信システムを介して都合良く分配されることが好ましい 。

そのようなシステムの中で、５ＴＳ−３ｃ信号ペイロードは１４９．７６Ｍｂ／ Ｓのビットレートを供給し、ディジタルＨＤＴＶ信号がこのビットレート内で適 応することが好ましい。５ＴＳ−３ｃ信号は５ＴＳ−３レベル信号であり、そこ では３つの５ＴＳ−１のＳＴＳ　（同期転送信号）のエンベロープ容量が単一の エンティティとして連結され、転送される。

従って、本発明の目的は、ディジタルビデオ信号を圧縮する改善された方法を提 供することである。

発明の開示 本発明によると、サンプリング周波数でディジタルビデオ信号サンプルから圧縮 ディジタルビデオ信号を供給し、そのサンプルはビデオ信号ライン中の各ビクセ ルを表わし、そのビデオ信号ライン中に３つの連続したサンプルを有するグルー プを決定し、その隣接するグループはお互いにオフセットされ；各グループ中の 第１のサンプルは第１番目のビットによって表わされ；各グループ中の第２と第 ３のサンプルと、隣接する複数の第１のサンプルから所定の方法で得られた大き さとを比較し、もっとも近い一致を決定し；もっとも近い一致を示す２番目′（ 第１番目の数字より小さい）のビットによって、各グループ中の第２及び第３の サンプルを表わすステップを含む圧縮ディジタルビデオ信号を供給する方法が提 供される。

この方法は、ビデオ信号が受信機で再生されるとき、そのビデオ信号の品質を犠 牲にすることなく、上述の既知の圧縮方法より高い圧縮比が得られる。従って、 本発明の方法は、ディジタルＨＤＴＶ信号に適用されるとき特に有利である。し かし、従来の、例えば、ＮＴＳ０１ディジタルテレビジョン信号にも適用できる 。

好ましくは、複数の隣接する第１のサンプルは、前の、同じ、及び次の各ビデオ 信号ライン中に隣接する第１のサンプルを含み、各第２または第３のサンプルど 比較された大きさが、前の、同じ、及び次の各ビデオ信号ライン中に、少くとも ２つの隣接する第１のサンプルの平均を含む。

望ましくは、各第２または第３のサンプルと比較された大きさが、前の、同じ、 及び次の各ビデオ信号ライン中に、３つの隣接する第１のサンプルの内の２つの 平均を含む。さらに、各第２または第３のサンプルと比較された大きさが、前の 、同じ、及び次の各ビデオ信号ライン中に、３つの隣接する第１のサンプルの重 み付けされた平均を含む。これは、第２番目の数が便宜的に２となるように、全 部で４つの比較が供給される。

本発明の好ましい実施例においては、サンプリング周波数はビデオ信号ライン周 波数の半分の奇数倍であり、それによって、そのサンプルは隣接するビデオ信号 ライン中でお互いにオフセットされたビクセルを表わす。この例では、好ましく は、隣接するビデオ信号ライン中のサンプルのグループは、お互いに１．５サン プルだけオフセットされる。これは、その第２及び第３のサンプルを平均化し再 生するエラーを減少させる却狽す的な幾何学的配置を提供する。

第１のサンプルを各第１番目のビットによって表わすステップは、さらなる信号 圧縮を行い、また、５ＴＳ−３ｃ信号ペイロード内で都合良く伝送されるように 、連続する第１のサンプルを異なってエンコードするステップを含む。

本発明はさらに、ビデオ信号ライン中の各ビクセルを表わすディジタルビデオ信 号サンプルを圧縮する装置において、ビデオ信号ライン中で３つの連続した各サ ンプルを有する（隣接するライン中でお互いにオフセットされた）グループを決 定するためのタイミング手段と；各グループ中の第１のサンプルを第１番目のビ ットによって表わすための手段と；各グループの第２及び第３のサンプルのそれ ぞれを複数の隣接する第１のサンプルから所定の方法で得られる大きさと比較し 、最も近い一致を決定する手段と；各グループ中の第２と第３のサンプルをもっ とも近い一致を示すビットのＣｌｆｌｌ番目の数より小さい）２番目の数によっ て表わす手段とを含むディジタルビデオ信号の圧縮装置を供給する。

図面の簡単な説明 本発明は、添付の図面にを用いて以下の説明からさらによく理解される。異なる 図中で、同様の構成を示すために同様の番号が使用される：図１は、ディジタル ビデオ信号を圧縮する既知の形式を示す図である。

図２は、本発明の実施例によるディジタルビデオ信号を圧縮する形式を示す図で ある。

図３は、本発明によるディジタルビデオ信号を圧縮する好ましい形式を示してい る図である。

図４は、図３の圧縮を実行するためのディジタルＨＤＴＶ信号エンコーダのブロ ックダイヤグラムを示す。

図５は、図４のエンコーダと相補的であるディジタルＨＤＴＶ信号デコーダのブ ロックダイヤグラムを示す。

発明を実行するためのモード 図１から図３において、各図はビデオラインの一部を示す。各図において、ビデ オピクセルは、黒丸１ｏ及び白丸１２によって表わされ、ビデオラインｎ−２か らｎ＋２までの５の部分を含んでいる。各図において、黒丸１０は、例えば、輝 度情報８ビツトバイトとして送出されるビクセルを表わし、各白丸１２は、以下 に記述されるように、送出されないがその代わり隣接の送出されたビクセルの情 報から受信機側で再生されるビクセルを示す。白丸１２によって表わされる各非 伝送ビクセルに対して、以下に記述されるように２つの操縦ビット含む操縦コー ドが送出される。

図１は上述の米国特許Ｎｏ、４，３２０，４１６の中で記述された圧縮方法を示 す。ビデオラインｎ中のビクセルＰは送信されない。しかし、その代わりに、２ ビツトの操縦コードがこのビクセルために送られる。送信機側において、非伝送 ピクセルＰの輝度情報は、ビクセルＰに隣接する４対の送出ビクセルの輝度情報 の平均と比較される。これらの対は図１においてＡ−ＡＳＢ−ＢＳＣ−Ｃ及びＤ −Ｄのように表わされる。送出ビクセルの隣接する４対は、２ビツト操縦コード の４つの値によって表わされ、このビクセルＰに対する操縦コードビットはビク セルＰの実際の輝度にもっとも近くなるような一対の隣接ピクセルの平均が選択 される。

受信糧圃すでは、操縦ビットによって表わされる一対の送出ビクセルの平均から ビクセルＰの輝度が再生される。各ビクセルの輝度情報が８ビツト値によって表 わされるならば、この先行技術の圧縮方法は、２つの隣接のビクセルに対して８ ＋８ビツトから８＋２ビツトの圧縮、すなわち、１６　：　１０または１．６の 圧縮比になる。

図２及び図３で表わされる本発明の実施例は、より高い縮化を供給する。各側に おいて、３つのビクセルの一つのみが黒丸１ｏによって送出され、２つの操縦ビ ットは白丸１２によって表わされる非伝送ビクセルに対して送出される。このよ うに、８ビツトのビクセルに対し、その圧縮は、３つの隣接のビクセルの各グル ープに対して８＋８＋８から８＋２＋２ビツトへ、すなわち、２４：１２または ２．　Ｏの圧縮比となる。図２、図３の各々において、ビデオラインｎ中の非伝 送ビクセルＰは、３つの隣接する送出ビクセル、すなわち、直前のビデオライン ｎ−１中の隣接送出ピクセルＡ１同じビデオラインｎ中の直前に隣接するビクセ ルＢ１及び次のビデオラインｎ＋１中の隣接する送出ビクセルＣの１つ以上から 再生される。同様に、ビデオラインｎの中の非伝送ビクセルＱは、３つの隣接す る送出ビクセル、すなわち、直前のビデオラインｎ−１中の隣接する送出ビクセ ルＡ１同じビデオラインｎ中の直後に隣接するビクセルＤ１及び次のビデオライ ンｎ＋１中の隣接する送出ビクセルＣの１つ以上から再生される。このように、 図２及び図３において、各ビデオ信号ライン中のビクセルは、ラインｎの中で３ つの連続したビクセルのグループ、例えば、ビクセルＢ、Ｐ及びＱに分割される 。

３つのビクセルの各グループにおいて、第１のビクセルすなわちサンプル（例え ば、Ａ、Ｂ、Ｃ，またはＤ）が送出され、そして第２のビクセルすなわちサンプ ル（例えば、Ｐ）に対しては操縦ロードが送出さね、第３のビクセルすなわちサ ンプル（例えば、Ｑ）に対してはもう１つの操縦コードが送出される。

ビクセルのグループは、図２及び図３において、そのビデオ信号ラインｎ中の第 １のサンプルすなわち送出ビクセルＢ及びＤが第１のサンプルすなわち前のビデ オ信号ラインｎ−１中の送出ビクセルＡと垂直に一直線に揃わないように、また は第１のサンプルすなわち後のビデオ信号中うインｎ＋ｉ中の送出ビクセルＣと 垂直に一直線に揃わないように、隣接ラインの中でお互いにオフセットされる。

図３は、図２と比べ、隣接ライン中の３つのビクセルのグループがお互いに１゜ ５ビクセルすなわちサンプルによってオフセットされるように交互のビデオライ ン中のビクセルかオフセットサンプリング・パターン中で千鳥形にされる点のみ が異なる。このオフセットサンプリング・パターンは、さらに以下に記述される ように、サンプリング周波数をビデオライン走査周波数の半分の奇数整数倍にす ることによって達成され、図２の長方形のビクセル・サンプリングパターンを改 善する。

図３のパターンが好ましいので、以下の詳細な説明の中ではこのパターンについ てのみ論じられる。図３のパターンは、図１の圧縮方法と同じ分解能を達成する ｍＩＪ的な幾何学的配置を与えるが、図１と比べより高い圧縮比を有する。

各非伝送ビクセルＰに対して（以下の説明は、各送出ビクセルＢを非伝送ビクセ ルＤによって置き換えることによって、各非伝送ビクセルＱに同様に適用される ）、送出される２つの操縦ビットは、１以上の隣接の送出ビクセルＡ、Ｂ及びＣ の４つの可能な重み付けのいずれか１つで表わすことができる。どの重み付けが 使用されるかは設計上の選択の問題である。しかし、例えば、対応するピクセル 文字によってそのビクセルの輝度情報を表わす重み付け（Ａ＋Ｂ）／２、（Ａ＋ Ｃ）／２、（Ｂ＋Ｃ）／２、及び（（Ａ＋Ｂ）／２＋Ｃ）／２を便宜上使用する 。一方、最後の重み付けは、隣接の送出ビクセルのすべての平均（Ａ＋Ｂ＋Ｃ） ／３、または他の望ましい値によってによって置き換えることができる。このよ うに、送信機側においては、ビクセルＰの実際の輝度はその輝度値の重み付け（ Ａ＋Ｂ）／２、（Ａ＋Ｃ）／２、（Ｂ＋Ｃ）／２、及び（（Ａ＋Ｂ）　／２＋Ｃ ）／２と比較され、ビクセルＰに対する２ビツト操縦コードが、もつとも近い輝 度の重み付けを表わすために選択される。受信機側においては、操縦ビットは、 送出ビクセルＡ、Ｂ及びＣの最も近い重み付けから、非伝送ビクセルＰを再生す るために使用される。

以下の説明は上で図３に関して述べた圧縮方法の出願に関し、１秒当たり３０フ レームを有する１フレーム当たり２つのインターリーブフィールド中に１１２５ 本のビデオラインを持つ場合のＨＤＴＶ信号に述べる。したがって、ビデオライ ン走査周波数は、３０ｘｌ１２５＝３３．７５ｋＨｚである。この数字は、−例 であり、本発明は他の状況及びＨＤＴＶ信号と同様に従来のディジタルビデオ信 号に等しく適用できる。良く知られているように、人間の目は、明るさに対する よりも色彩に対する感度が悪い。この理由によって、輝度（明るさ）情報に対し て必要な分解能より低い分解能でビデオ信号のクロミナンス（色）情報を送るこ とが可能である。この目的で、クロミナンス・サブサンプリングはよく知られて いる。例えば、Ｌ、Ｂｒｅｔｔ　Ｇｌａｓｓの文献「ディジタルビデオの相互作 用」、バイト、１９８９年５月、２８３〜２８９頁の特に２８４頁参照。この出 願において、クロミナンス情報は、各３番目の輝度ピクセル毎にのみ（そして、 ここでは各９番目のサンプルピクセル毎に）送出される。輝度情報は各ビクセル 当たり８ビツトであるのに対し、クロミナンス情報はビクセル当たり７ビツトの みで表わされる。さらに、２つの異なるクロミナンス成分、（例えば、Ｒ−Ｙ及 びＢ−Ｙ）は交互にビデオライン上で送出される。

各９番目毎のサンプルビクセルのクロミナンス情報伝送に関しては、すでに述べ たように、半分のライン走査マルチプライヤは静止サンプリング・パターンを達 成するために９で割りきれなければならない。このサンプリング周波数は、好ま しくは少くともサンプリングされる周波数のおよそ２．２倍、この例では２０Ｍ Ｈｚであり、一方、ディジタル信号処理回路の速度に関し問題が生じるほど高く はない。

これらの要因を考慮して、この例では、そのサンプリング周波数は、ライン走査 周波数３３．７！５ｋＨｚの半分の２６３７倍、すなわち、４４．４９９３７５ ＭＨｚとなるように選択される。上述の数字を用いて、輝度及び操縦ビットの伝 送ために必要な全体のビットレートは、４４．４９９３７５ＭＨｚＸ８ビット／ ２＝１７７．９９７５Ｍｂ／ｓである。送出されたクロミナンス・ビットレート は、４４．４９９３７５ＭＨｚＸ７ビツト／９＝３４．６１０６２５Ｍｂ／ｓで あり、ＨＤＴＶビデオ信号に対しては全ビットレートは２１２．６０８１２５Ｍ ｂ／ｓである。これは、２つの非圧縮ディジタルＮＴＳＣチャネル内に収容され る。しかしながら、すでに述べたように、１４９．７６Ｍｂ／ｓのビットレート を供給する５ＯＮＥＴ　５ＴＳ−３ｃペイロード内でそのような信号を収容する ことが好ましい。さらに、これを達成するために、後に説明されるように、ビデ オ信号の圧縮が必須である。例えば、ＤＰＣＭ　嗟動パルス符号変調）か輝度情 報（操縦ビット）及びクロミナンス情報のビットレートを減少するために使用さ れる。さらに、ビデオライン期間の少くとも１１％を表わすビデオ信号のライン ブランキング間隔のすべてを送出することは必要でなく、それでも受信機側にお いて容易に再生される。

１つの例として、送出輝度ビクセルは、６ビツトＤＰＣＭを使用して、符号化す ることができ、２４：　１０すなわち２．４の全輝度圧縮比及び、輝度サンプル の操作ビットに対するビットレート１４８．３３１２５Ｍｂ／ｓを与える。この クロミナンス情報は、４ビットＤＰＣＭを用いて符号化でき、クロミナンス・ビ ットレートを１９．７７５Ｍｂ／ｓに減少させ、１６８．１０８７５Ｍｂ／ｓの 全ビットレートを与える。この１１％のラインブランキング間隔を取り除（こと によって、１４９．７６Ｍｂ／ｓよりより少ないとットレートを与える。

他の例として、送出輝度ビクセルは、５ビットＤＰＣＭを用いて符号化でき、全 体の輝度圧縮比を２４＝９すなわち２，６７とし、１３３．４９８１２５Ｍｂ／ Ｓの輝度サンプル及び操作ビットに対するビットレートを与える。上述のように ４ビットＤＰＣＭを用いて符号化されたクロミナンス情報においては、全体のビ ットレートは、１５３．２７５６２５Ｍｂ／ｓである。３％未満のラインブラン キング間隔を取り除くことによって、ビットレートは１４９．７６Ｍｂ／ｓより 小さくなる。

上述の例のいずれにおいても、ディジタル音声信号を５ＴＳ−３ｃ信号のバス・ オーバーヘッド（ＰＯＨ）中に収容でき、それは、例えば、５７６ｋｂ／ｓのビ ットレートが供給され、その内の例えば２５６ｋｂ／ｓは１６ビツトのステレオ 音声信号を供給するために使用される。上述の後者の例で、例えば、コンパクト ディスク技術を用いて供給される高品位音声信号は、ビデオライン・ブランキン グ間隔の付加部を置き換えることによって収容できる。

図４は、図３によって示される圧縮を実行するためのディジタルのＨＤＴＶ信号 エンコーダのブロックダイヤグラムを示す。このエンコーダには、アナログベー スバンド輝度信号Ｙ１及びそれぞれ赤要素及び青色要素に対するＨＤＴＶビデオ 信号のアナログベースバンド・クロミナンス信号Ｐ「及びＰｂが供給される。

これらの信号は、サンプリングの結果としてのエイリアス成分を避けるために、 それぞれローパスフィルタ２０．２２及び２４によって濾波され、それぞれ２０ ゜６．７及び６．７ＭＨｚのバンド幅を有するこれらのフィルタは、それぞれビ デオ信号成分に必要なバンド幅を有する。色成分信号は、輝度成分のバンド幅の １／３ですむ。これは、すでに論じたように、人間の目の色分解能が小さいから である。

このエンコーダには、また、８８゜９９８７５ＭＨｚの周波数のクロック信号Ｃ ＬＫが供給される。このＣＬＫは、２分周器２６中で２分周さね、上ですでに述 べた４４．４９９３７５ＭＨｚのサンプリング周波数の輝度サンプリングクロッ ク信号ＬＣＫを発生する。濾波された輝度信号Ｙは、このＬＣＫ周波数でサンプ リングされ、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）２８によってライン３０の上の８ビットデ ィジタル信号に変換される。信号ＣＬＫは、また、３分周器３２の中で３分周さ れ、２９．６６６２５ＭＨｚの周波数のクロミナンス・サンプリングクロック信 号ＣＣＫを発生する。このＣＣＫはＡＤＣ３４及び３６に供給さ八それぞれのＡ ＤＣで濾波されたクロミナンス信号は、この周波数でサンプリングされ、７ビツ トデイジタル信号に変換され３８及び４０上に供給される。この信号ＣＣＫは、 ３分周器４２の中でさらに３分周され、９．８８８７５ＭＨｚの周波数のクロミ ナンス・マルチプレクサ信号ＣＭＸを発生する。

この輝度信号Ｙは、また、ビデオ信号中のライン（水平）及び垂直同期パルスの タイミングを決定する公知の同期分離回路４４に供給される。この回路は、ライ ン４６上に３３．７５ｋＨｚのビデオライン周波数のライン同期信号を発生する 。この信号は、２分周器４８の中で２分周さね、その状態が各フィールドの偶数 と奇数のビデオラインを交互に発生する信号Ｅ１０を発生する。

ライン３０上のこのディジタルの輝度信号は、ＤＰＣＭエンコーダ５０によって ５ビットＤＰＣＭ形式に符号化され、その結果信号はビデオ信号出力（０／Ｐ） マルチプレクサ５２に供給される。各ビデオラインに対し、信号Ｅ１０の状態に よって、セレクタ５４はライン３８及び４０上のクロミナンス成分の１つをラッ チ５６に供給する。ラッチ５６は、クロミナンス・マルチプレクサ信号ＣＭＸの 制御の下に、これらのクロミナンス信号成分をラッチする。このラッチ５６の出 力は、ＤＰＣＭエンコーダ５８によって４ビットＤＰＣＭ形式に変換され、その 結果信号は、マルチプレクサ５２に供給される。

このエンコーダの残りの部は、操縦ビットを発生し、セレクタ６０．２つのビデ オラインメモリ６２，６４、遅延回路６６、ＡＬＵ　（算術論理ユニット）６８ 及び最小検８論理回路７０を含む。

セレクタ６０は、信号Ｅ１０によって制御され、ライン３０上のディジタルの輝 度信号を交互にビデオライン中のメモリ６２及び６４に供給する。各メモリは、 一つビデオラインの輝度信号サンプルための記憶容量を有している。このように 例えば、奇数ビデオラインｎ−１中で、メモリ６２はそのラインの輝度信号サン プルで満たさね、そして次の偶数ビデオラインｎ中でメモリ６４は、このライン の輝度信号サンプルで満たされる。次の奇数ラインｎ＋１中で、メモリ６２の中 のデータは、このラインの信号サンプルによって上書きされる。メモリ６２への 書き込みタイミング位相及びメモリ６４からの読み出しタイミング位相は、その メモリが上書きされる直前にデータが読み出されるようにｌ１ｉ９１される。そ れらのメモリから読み出された信号サンプルはＡＬｔＪ６８に供給される。また 、ライン３０上の現在のサンプルは遅延回路６６を介してＡＬＵ６８に等化信号 遅延を供給する。また、ＡＬＵ６８にはその動作がセレクタ６０と同期するため の信号Ｅ１０が供給される。

上述の図３の例において、現在のラインｎ＋１の間、ラインｎ−１の輝度信号サ ンプルＡはメモリ６２からＡＬＵ６８に供給され、その後、現在のラインのサン プルＣによって上書きされる。このサンプルＣは、遅延回路６６を介してライン ３０からＡＬＵ６８に供給され、そして前のラインｎのサンプルＢ及びＰが、メ モリ６４からＡＬＵ６８に供給される。ＡＬＵ６８は、Ｐ−（Ａ＋Ｂ）／２、Ｐ −（Ａ十Ｃ）／２、ｐ−（Ｂ＋Ｃ）／２及びＰ−（（Ａ＋Ｂ）／＋Ｃ／２の大き さを計算し、その出力にその結果を供給する。上の動作は、現在のビデオライン のビクセルの全てのに対して交互に発生しく上述したように、ビクセルＱに対し てはＢをＤで置き変えることによって）、そして、信号Ｅ１０に対する制御の下 に、メモリ６２及び６４の動作の反転によつ連続してビデオラインに対してくり 返される。

最小検出論理回路７０は上述の量のどれが最少かすなわち最小値かを検出し、Ａ ＬＵ６８からの４つの入力の１つに対応する２ビツト操縦コードをその出力に発 生する。この２ビツト操縦コードは、マルチプレクサ５２に供給される。

マルチプレクサ５２は、上述した同期信号及びタイミング信号によって制御され 、２ビツト操縦コード、５ビットＤＰＣＭ輝度信号、及び所望の方法でマルチプ レクサに供給された４ビットＤＰＣＭクロミナンス信号を多重化する。上述の圧 縮に対して、この９つのサンプルビクセルの各シーケンスに対して、マルチプレ クサ５２は、３つの５ビットＤＰＣＭ輝度信号、６つの２ビツト操縦コード、及 び１つの４ビットＤＰＣＭクロミナンスを多重化するために制御される。

図５は、図４のエンコーダと対で動作するデコーダのブロックダイヤグラムを示 し、アナログベースバンド輝度信号Ｙ及び、入力（Ｉ　／Ｐ）信号からアナログ ベースバンド・クロミナンス信号Ｐｒ及びｐｂを発生する。上述のように、デコ ーダのタイミング信号はこれらのエンコーダに対応しているので、図５には図示 されていない。

この入力信号は、デマルチプレクサ（ＤＥ−ＭｔＪＸ）７２によって分離され、 ２ビツト操縦コードは操縦ビット回路７４に供給され、５ビットＤＰＣＭ輝度信 号はＤＰＣＭデコーダ７６に供給さ枳これによって送出ビクセルに対する８ビッ トディジタル輝度信号が発生さね、４ビットＤＰＣＭクロミナンス信号はＤＰＣ Ｍデコーダ７８に供給され、これによって７ビツトデイジタルのクロミナンス信 号が発生される。

ＤＰＣＭデコーダ７６からの輝度信号は、セレクター８０．メモリ８２及び８４ 、等化遅延回路８６、ＡＬＵ８８及び４人力１出力のセレクタ９０から構成され るデコーｆｆ１ｌに供給される。構成要素８０〜８８はエンコーダの構成要素６ ０〜６８と同様な方法で構成され動作する。この例では、ＡＬＵ８８は、その４ つの出力に（Ａ＋Ｂ）／２、（Ａ＋Ｃ）／２、（Ｂ＋Ｃ）／２、及び（（Ａ＋Ｂ ）／２＋Ｃ））／２を発生し、セレクタ９０で各非伝送ビクセルの元の大きさに もっとも近い一つが操縦コードビットに従って選択される。その操縦コードピッ トは回路７４から供給され、セレクタ９０を制御する。セレクタ９０の出力から 再生された非伝送ピクセル、及びＤＰＣＭデコーダ７６から直接に送られたピク セルは、マルチプレクサ９２によって交互に選択され、ＤＡＣ（Ｄ−Ａ変換）＆ ２０ＭＨｚ　ＬＰＦ　（ローパスフィルタ）９４に供給され、再構成された輝度 信号Ｙを発生する。

ＤＰＣＭデコーダ７８からのクロミナンス信号は、それぞれ色成分信号Ｐｒ及び Ｐｂに対する２つの同様なチャネルに供給される。従って、ここでは、成分信号 Ｐｒに対するチャネルのみが以下に記述される。ビデオラインの反対の位相で動 作する以外は同様に動作しているＰｂチャネルは、交互のビデオライン中の２つ の色成分信号の伝送に適応する。

ＤＰＣＭデコーダ７８からのクロミナンス信号は、入力セレクタ９６．２つのメ モリ９８及び１００及び出力セレクタ１０２から構成される配列を介して、ＤＡ Ｃ＆６．７ＭＨｚ　ＬＰＦ１０４に供給され、再生クロミナンス信号成分Ｐｒを 発生する。セレクタ９６及び１０２は、４つのビデオラインの周期で逆相で動作 し、メモリ９８及び１００はそのラインに対してクロミナンス信号を書き込み及 び読み出すために使用される。セレクタ９６及び１０２の動作は、選択期間が連 続ビデオライン上で送出された交互のクロミナンス信号成分によって変化するこ とを除いては、エンコーダの中のセレクタ６０の動作と同様である。

このように、セレクタ９６を介して供給された着信クロミナンス信号は、第１の ビデオラインの間にメモリ９８中にストアされ、次の２つのビデオラインの間に このメモリからくり返して読み出され、またはオーバーサンプルされる。２番目 のビデオラインの間に、着信クロミナンス信号は他のクロミナンスチャネルに供 給される。そして第３のビデオラインの間に、着信クロミナンスはメモリ１゜Ｏ の中にストアさね、次の２つのビデオラインの間にくり返して読出される。

上述の説明は比較的に簡単な方法によるクロミナンス信号情報の送出及び再生に 関するが、これは、人間の目の分解能に対しては十分である。クロミナンス情報 を通信するためのより複雑なコーディング構成も使用することができる。例えば 、補間がより正確な方法で信号を再構成するために送出されたクロミナンス成分 信号間で実行され、及び／又は上述の輝度情報に対する同じ手続きがクロミナン ス情報に適用される。

しかしながら、クロミナンス情報が通信される方法は、それが人間の目によって 認識されるので、本発明によって減少される全圧縮ビデオ信号に必要なバンド幅 よりも、再生されたビデオ信号の品質に大きく影響を及ぼす。

さらに、上述の説明は各操縦コードに対する２つの操縦ビットを供給することに 関するが、この操縦ビットは、これより少いかまたは多くてもよい。例えばすべ ての３つの隣接する送出ビクセルＡ、、Ｂ及びＣの重み付けされた平均である第 １の大きさ、又は、例えば３つの隣接する送出ビクセルの内の２つの平均値また を選択するために、単一の操縦ビットが各非伝送ピクセルに対する操縦コードと して使用できる。さらに、例えば、隣接する送出ビクセルＡＸＢ、Ｃ及びＤの全 体の輝度の大きさとの関係で非伝送ビクセルＰ及びＱの両方の輝度を表わすため に３ビツト操縦コードが用いられるより複雑な構成がエンコーダ及びデコーダの 中で供給できる。

ライン。＋２　・　０　拳　ｏ　＠　ｏ　・Ｆｉｇ、　１　先行技術 ラインｎ＋２０＠００　・　Ｏ。

Ｆｉｇ、　２ ラインｎ＋２０＠００＠Ｏ Ｆｉｇ、　３ 要　約　書 ＨＤＴＶビデオ信号のディジタルのサンプルは、ビデオ信号ライン中の３つの連 続したサンプルのグループを決定することによって圧縮され、隣接するライン中 のグループはお互いにオフセットされ、各グループ中の第１のサンプル（例えば 、ラインｎ中のＢ）だけを送出する。各グループ中の２番目の（Ｐ）及び３番目 （Ｑ）サンプルの各々は、３つの隣接する、送出された、第１のサンプル（Ａ。

Ｂまたはり、Ｃ）（これらは、前の、同じ、及び後のビデオ信号ライン中にある ）によって平均化された大きさと比較され、もっとも近くの一致が決定される。

この最も近い一致を表わす２ビツトコードは、各グループ中のこれらの第２及び 第３のサンプルの各々に対して送出される。このグループ、ここでは一番目のサ ンプルは、隣接のビデオ信号中でお互いにオフセットさねヘサンプリング周波数 は隣接のビデオ信号ライン中のサンプルビクセルをオフセットするために、好ま しくはビデオ信号ライン周波数の半分の奇数倍である。本発明は、高圧縮比を提 供し、この圧縮比はさらに、連続した第１のサンプルのＤＰＣＭ符号化によって 増加する。

国際調査報告 国際調査報告 ＣＡ　９１００１９７ Ｓ＾　４７７９４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．サンプリング周波数でディジタルビデオ信号サンプルから圧縮ディジタルビ デオ信号を供給し、そのサンプルはビデオ信号ライン中の各ピクセルを表わす方 法において： そのビデオ信号ライン中に３つの連続したサンプルを有するグループを決定し、 その隣接するグループはお互いにオフセットされ；各グループ中の第１のサンプ ルは第１番目のビットによって表わされ；各グループ中の第２と第３のサンプル と、隣接する複数の第１のサンプルから所定の方法で得られた大きさとを比較し 、もっとも近い一致を決定し；もっとも近い一致を示す２番目（第１番目の数字 より小さい）のビットによって、各グループ中の第２及び第３のサンプルを表わ すことを特徴とするディジタルビデオ信号の圧縮方法。 ２，請求項１の方法において、複数の隣接する第１のサンプルは、前の、同じ、 及び次の各ビデオ信号ライン中に隣接する第１のサンプルを含むことを特徴とす るディジタルビデオ信号の圧縮方法。 ３．請求項２の方法において、各第２または第３のサンプルと比較された大きさ が、前の、同じ、及び次の各ビデオ信号ライン中に、少くとも２つの隣接する第 １のサンプルの平均を含むことを特徴とするディジタルビデオ信号の圧縮方法。 ４．請求項２の方法において、各第２または第３のサンプルと比較された大きさ が、前の、同じ、及び次の各ビデオ信号ライン中に、３つの隣接する第１のサン プルの内の２つの平均を含むことを特徴とするディジタルビデオ信号の圧縮方法 。 ５．請求項４の方法において、各第２または第３のサンプルと比較された大きさ が、前の、同じ、及び次の各ビデオ信号ライン中に、３つの隣接する第１のサン プルの重み付けされた平均を含むことを特徴とするディジタルビデオ信号の圧縮 方法。 ６．請求項１から５のいづれかの方法において、第２番目の数が２であることを 特徴とするディジタルビデオ信号の圧縮方法。 ７．請求項１から５のいづれかの方法において、ビットの第１番目の数によって 第１のサンプルを表わすステップは、連続した第１のサンプルを異なってエンコ ードするステップを含むことを特徴とするディジタルビデオ信号の圧縮方法。 ８．請求項１から５のいづれかの方法において、サンプリング周波数はビデオ信 号ライン周波数の半分の奇数倍であり、それによって、そのサンプルは隣接する ビデオ信号ライン中でお互いにオフセットされたピクセルを表わすことを特徴と するディジタルビデオ信号の圧縮方法。 ９．請求項８の方法において、隣接するビデオ信号ライン中のサンプルのグルー プは、お互いに１．５サンプルだけオフセットされることを特徴とするディジタ ルビデオ信号の圧縮方法。 １０．請求項９の方法において、第１のサンプルを各第１番目のビットによって 表わすステップは、連続する第１のサンプルを異なってエンコードするステップ を含むことを特徴とするディジタルビデオ信号の圧縮方法。 １１．ビデオ信号ライン中の各ピクセルを表わすディジタルビデオ信号サンプル を圧縮する装置において： ビデオ信号ライン中で３つの連続した各サンプルを有する（隣接するライン中で お互いにオフセットされた）グループを決定するためのタイミング手段（２６， ３２，４２）と； 各グループ中の第１のサンプルを第１番目のビットによって表わすための手段（ ５０）と； 各グループの第２及び第３のサンプルのそれぞれを複数の隣接する第１のサンプ ルから所定の方法で得られる大きさと比較し、最も近い一致を決定する手段（６ ８）と； 各グループ中の第２と第３のサンプルをもっとも近い一致を示すビットの（第１ 番目の数より小さい）２番目の数によって表わす手段（７０）とを含むことを特 徴とするディジタルビデオ信号の圧縮装置。 １２．請求項１１の装置において、各第１のサンプルを第１番目のビットによっ て表わすための手段は、ＤＰＣＭエンコーダ（５０）を含むことを特徴とするデ ィジタルビデオ信号の圧縮装置。