JPH06224861A - データ分離処理装置 - Google Patents

データ分離処理装置

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JPH06224861A
JPH06224861A JP5224919A JP22491993A JPH06224861A JP H06224861 A JPH06224861 A JP H06224861A JP 5224919 A JP5224919 A JP 5224919A JP 22491993 A JP22491993 A JP 22491993A JP H06224861 A JPH06224861 A JP H06224861A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 リミッタ１１２、アンドゲート１１４、ナン
ドゲート１１６から成る信号分離／復号回路１１０は、
高／低の優先順位表示信号Ｈ／Ｓに従って、連続的入力
ＬＥＮＧＴＨデータワードを、低い優先順位ワード長表
示データと高い優先順位ワード長表示データに分離す
る。分離された低い優先順位ワード長表示データと高い
優先順位ワード長表示データは、可変長符号ワードが供
給されるデータパッカー１４５、１５５にそれぞれ供給
される。データパッカー１４５、１５５は、パックされ
た低い優先順位データ、パックされた高い優先順位デー
タをそれぞれ発生する。 【効果】 クロックの停止／開始の同期に関する問題を
解決することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばテレビジョン信
号のようなディジタルビデオ信号の成分を分離する信号
処理装置に関する。特に本発明は、潜在的クロック制御
（同期）の問題をできるだけ少なくする方法で高精細度
ディジタルテレビジョン信号中のＳｔａｎｄａｒｄ Ｐ
ｒｉｏｒｉｔｙ（標準の優先順位）成分とＨｉｇｈ Ｐ
ｒｉｏｒｉｔｙ（高い優先順位）成分を分離するデータ
分離処理装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】一般に、高精細度テレビジョン（ＨＤＴ
Ｖ）信号は、標準的なテレビジョン画像（例えば、ＮＴ
ＳＣ）の水平および垂直解像度の約２倍の解像度を有し
且つ標準テレビジョン画像よりも広いアスペクト比を有
する画像情報を含むものと理解されている。ＨＤＴＶ信
号は同時放送技術を使用して放送される。この場合、同
一番組の構成要素を２つに分けて、別々の標準６ＭＨｚ
チャネルを通して同時に放送される。２つに分けた番組
構成要素の中の一方は１つのチャネルで放送される標準
精細度ＮＴＳＣ情報を含んでおり、他方はもう１つの６
ＭＨｚチャネルで放送される高精細度情報を含んでい
る。
【０００３】高精細度同時放送チャネルは信号の符号化
およびデータ圧縮技術を含むディジタル信号処理を使用
して（標準６ＭＨｚチャネルで）実施することができ
る。高精細度ディジタルビデオデータを伝送用に符号化
する処理において、ビデオデータは圧縮され、層状の符
号化されたフォーマットで伝送される。層状のフォーマ
ットは、データの区切りを識別するヘッダデータを含
み、伝送中にデータが失われると、受信機では受信した
データストリーム内に適当なリエントリポイント（再入
力点）を見つけることができる。データが失われたり劣
化したりして受信機で混乱やサービスの中断を特に防ぐ
ために、符号化されたビデオデータをトランスポートブ
ロックで構成することができる。トランスポートブロッ
クには、ビデオデータの比較的小部分を識別する付加的
ヘッダデータが含まれる。ヘッダデータには、それぞれ
のトランスポートブロック内のデータリエントリポイン
トを示す指標を含めるのが有利である。
【０００４】ビデオデータは、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ
Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｉｍａｇｅ Ｃｏｄｉｎｇ Ｅｚｐ
ｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）フォーマットあるいは類似した
フォーマットのように、種々の方法で圧縮される。ＭＰ
ＥＧは、国際標準化機構（ＩＳＯ）で確立されている標
準的な符号化フォーマットである。基準は、１９９１年
１１月２３日に改訂されたＩＳＯ／ＩＥＣ ＤＩＳ １
１１７２，“ディジタル記憶媒体のための動画像および
関連するオーディオ”という文書に述べられている。こ
の文書は一般的な符号フォーマットの説明のために本文
中に参考として取り入れられている。ＭＰＥＧと類似の
処理および関連するヘッダを備えたビデオデータトラン
スポートブロックを有利に使用する高精細度テレビジョ
ン信号を処理するシステムは、エイ・エイ・アカンポラ
（Ａ．Ａ．Ａｃａｍｐｏｒａ）氏外に付与された“符号
化されたビデオ信号を伝送用に区切る装置”という名称
の米国特許第５，１６８，３５６号に述べられている。
そのシステムでは、トランスポート処理回路を使用し
て、データワードをトランスポートデータパケットの形
にし、これらのデータパケットはトランスポートブロッ
クを構成する。またトランスポート処理回路は、必要と
されるトランスポートヘッダを発生し、これらのヘッダ
を適当なトランスポートデータパケットと合成して、ト
ランスポートブロックを形成する。
【０００５】同時放送と関連して有利に使用される例示
的ＨＤＴＶ信号処理システムは、エイチ・イー・ホワイ
ト（Ｈ．Ｅ．Ｗｈｉｔｅ）氏により１９９１年２月４日
に出願された出願係属中の米国特許出願第６５０，３２
９号に述べられている。そのシステムでは、高精細度画
像情報を含むテレビジョン信号は、６ＭＨｚ伝送帯域内
で周波数多重化された２つの３２−ＱＡＭ（直交振幅変
調された）搬送波を使用して伝送される。搬送波のうち
一方は高い優先順位の情報を伝送し、他方の搬送波は、
標準の（低い）優先順位の情報を伝送する。高い優先順
位情報とは、完全な画像よりも劣るが、見ることのでき
る画像を作り出すのに必要とされる情報であり、それ以
外の情報である標準の優先順位情報よりも著しく多量の
電力を使用して伝送される。
【０００６】アカンポラ氏外による特許で述べられてい
るように、ホワイト氏の特許出願で述べられた２重搬送
波、２重優先順位形式のビデオ信号は、ＭＰＥＧと類似
のフォーマットに従って最初に圧縮される。その後ＭＰ
ＥＧタイプの信号の符号ワードは、それぞれの符号ワー
ドのタイプの相対的重要度に応じて、２つのビットスト
リームに分解される。重要性の比較的高いビットストリ
ームと重要性の比較的低いビットストリームは、それぞ
れ高い優先順位および標準の（低い）優先順位の状態を
割り当てられ、それぞれの搬送波で伝送される。
【０００７】信号処理の実際の、あるいは起こりうる混
乱をできるだけ少なくして、ＭＰＥＧタイプの符号ワー
ドを高い優先順位ビットストリームと標準の優先順位ビ
ットストリームに分解することが望ましいことであると
認識される。特に、関連するシステムのクロックを妨害
するなどしてビットストリームを中断する必要なしにそ
のような分解を達成することが望ましいこととして認識
され、それによって、クロックの停止／開始の同期性の
困難な問題が排除される。
【０００８】
【発明の概要】本発明に従うデータ分離処理装置は、パ
ックされ符号化された高い優先順位データの出力ビット
ストリーム、およびパックされ符号化された標準の優先
順位データの出力ビットストリームを発生する、高精細
度ビデオ信号符号化システムの中に含まれる。図に示す
実施例では、高い優先順位出力は、可変長符号ワード
（以下ＶＬＣで略す。ＶＬＣ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｌｅ
ｎｇｔｈ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ）のビットストリームに応
答すると共に、関連する高い優先順位データワードの長
さを表示するデータワードに応答する高い優先順位デー
タパッカーにより発生される。同様に、標準の優先順位
出力は、またＶＬＣビットストリームに応答し、また関
連する標準の優先順位データワードの長さを表示するデ
ータワードに応答する標準の優先順位データパッカーに
より発生される。分解され高い優先順位および標準の優
先順位データ区分にパックされるＶＬＣビットストリー
ムは両方のデータパッカーに連続的に供給される。
【０００９】本発明の特徴に従い、ＬＥＮＧＴＨデータ
ワードは各可変長符号ワード（ＶＬＣ）に関連してい
る。ＬＥＮＧＴＨワードは、関連する標準の（低い）優
先順位ＶＬＣの長さ（ビット数）を表示するＳＰ（Ｓｔ
ａｎｄａｒｄ Ｐｒｉｏｒｉｔｙ） ＬＥＮＧＴＨワー
ドと、関連する高い優先順位ＶＬＣの長さ（ビット数）
を表示するＨＰ（Ｈｉｇｈ Ｐｒｉｏｒｉｔｙ） ＬＥ
ＮＧＴＨワードに分離できる。標準の優先順位データパ
ッカーは、ＳＰ ＬＥＮＧＴＨワードとＶＬＣビットス
トリームに応答する。高い優先順位データパッカーは、
ＨＰ ＬＥＮＧＴＨワードとＶＬＣビットストリームに
応答する。標準の優先順位ＶＬＣの存在している間、Ｈ
Ｐ ＬＥＮＧＴＨワードの値はゼロに設定され、そのた
め、高い優先順位データパッカーは使用されなくなり、
その間、標準の優先順位データパッカーは標準の優先順
位ＶＬＣを処理する。同様に、高い優先順位ＶＬＣの存
在している間、ＳＰ ＬＥＮＧＴＨワードの値はゼロに
設定され、それにより、標準の優先順位パッカーは使用
されなくなり、その間、高い優先順位ＶＬＣは高い優先
順位データパッカーにより処理される。ＳＰ ＬＥＮＧ
ＴＨおよびＨＰ ＬＥＮＧＴＨワードをゼロに設定する
と有利なことに、ゼロに設定されないＬＥＮＧＴＨワー
ドに関連するデータのためのルート機構として役立ち、
ＶＬＣビットストリームがＨＰデータパッカーとＳＰデ
ータパッカーの間で切り換えられるのが避けられ、また
それによってクロック停止／開始の同期の問題が避けら
れる。
【００１０】
【実施例】図１に示すように、本発明の原理に従うデー
タ分離処理装置は、エイ・エイ・アカンポラ氏外に付与
された“符号化されたビデオ信号を伝送用に区分けする
装置”という名称の米国特許第５，１６８，３５６号に
述べられている、ＭＰＥＧと類似の原理を使用する高精
細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）符号化システムに関連し
て説明される。このようなシステムの或るいくつかの特
徴を示し、図３、図４のＡとＢ、図５および図６に関連
して説明する。
【００１１】図１において、信号分離／復号回路１１０
はＭＰＥＧ標準に従って発生される入力信号ＬＥＮＧＴ
ＨおよびＨ／Ｓを受け取る。ＬＥＮＧＴＨ信号は、関連
する可変長符号ワードと一致する６ビットの並列ワード
から成り、それらの符号ワードのビット長を表示する。
ＬＥＮＧＴＨ信号は、可変長符号ワードを発生するデー
タ圧縮装置、例えば図３の圧縮器３１０に関連する回路
網により発生される。従来のデータ処理技術を使用し、
各ＶＬＣ（Ｖａｒｉａｂｌｅ ＬｅｎｇｔｈＣｏｄｅｗ
ｏｒｄ）が発生されると、そのビット長が感知され、Ｌ
ＥＮＧＴＨ信号として２進形式で符号化され、関連する
ＶＬＣと一致する６ビットの並列路を通って伝送され
る。信号Ｈ／Ｓは１ビットの高／低の優先順位表示信号
であり、論理“高”期間の間高い優先順位搬送波で伝送
しようとするデータがＶＬＣビットストリーム内に発生
している間、論理“高”を呈する。逆に、表示信号Ｈ／
Ｓの論理“低”は、論理“低”の期間の間低い優先順位
搬送波で伝送しようとする低い優先順位データがＶＬＣ
ビットストリーム内に発生していることを示す。
【００１２】回路１１０は入力モジュロ３２リミッタお
よびアンドゲート１１４とナンドゲート１１６を含み、
図１に示すように構成されている。アンドゲート１１４
とナンドゲート１１６は、おのおのゲートアレイであ
り、リミッタ１１２からの並列６ビット出力信号を処理
する。回路１１０は、高／低の優先順位表示信号Ｈ／Ｓ
の論理状態に従って、連続的入力ＬＥＮＧＴＨワード
を、低い優先順位ワード長表示データ（ＳＰ ＬＥＮＧ
ＴＨ）と高い優先順位ワード長表示データ（ＨＰＬＥＮ
ＧＴＨ）に分離する。例えば、高い優先順位データワー
ドが発生している間、表示信号Ｈ／Ｓが論理“高”
（１）レベルを呈すると、ナンドゲート１１６の出力は
６ビットの論理“低”（０）レベルを呈し、それによ
り、ＳＰ ＬＥＮＧＴＨ表示データはゼロに設定され
る。同時に、アンドゲート１１４は動作可能となり、６
ビット（高い優先順位）ＬＥＮＧＴＨワードをＨＰ Ｌ
ＥＮＧＴＨ表示信号として通過させる。低い優先順位デ
ータが発生している間、表示信号Ｈ／Ｓが論理“低”を
呈すると、逆の結果が得られる。この場合、ＨＰ ＬＥ
ＮＧＴＨ表示データはゼロに設定され、アンドゲート１
１６はＳＰ ＬＥＮＧＴＨデータを通過させる。
【００１３】入力可変長符号ワード（ＶＬＣ）の長さは
０〜３２ビットの間と予想されるので、ＬＥＮＧＴＨワ
ードには６ビットが使用される。３３〜６３ビットの範
囲にある許されない長さは６ビットのワードで表わすこ
とができるので、またそのような値は外部的要因（電力
サージなど）により発生され、あとに続く累算器におい
て問題を起こすので、入力ＬＥＮＧＴＨワードは最初に
モジュロ３２リミッタ１１２により処理される。リミッ
タ１１２は出力ワードの数を０〜３２に制限して、関連
するＭＰＥＧ可変長符号ワードの３２ビット限界を越え
るのを防ぐ。例えば、数３４を表わす入力ＬＥＮＧＴＨ
ワードは、数２を表わす出力ワードとして現れる。その
結果生じる符号ワードは、長さ“２”でパックされる。
だが、長さ“３４”は許されない長さであるから、これ
は不正確になりそうである。しかしながら、その結果起
こるエラーは回復可能である。範囲外の長さが存在する
ならば、そうならないかも知れない。
【００１４】分離された高い優先順位および低い優先順
位ワード長表示データＨＰ ＬＥＮＧＴＨおよびＳＰ
ＬＥＮＧＴＨは、それぞれの高い優先順位および低い優
先順位データパッカー１５５および１４５の制御入力に
供給され、データパッカーはパックされたＶＬＣデータ
ワードのビットストリームをそれぞれの出力に供給す
る。また同時にデータパッカーはＶＬＣビットストリー
ムを受け取る。Ｈ／Ｓ表示信号が論理“高”を呈する
と、高い優先順位ワード長表示データＨＰ ＬＥＮＧＴ
Ｈは対応するＶＬＣと一致して存在し、低い優先順位ワ
ード長表示データＳＰ ＬＥＮＧＴＨはゼロ値を呈す
る。逆に、Ｈ／Ｓ表示信号が論理“低”を呈すると、低
い優先順位ワード長表示データＳＰ ＬＥＮＧＴＨは対
応するＶＬＣと一致して存在し、高い優先順位ワード長
表示データＨＰ ＬＥＮＧＴＨはゼロ値を呈する。デー
タパッカー１４５と１５５からのパックされたデータは
グループとしてトランスポートブロックに分けられる。
各ブロックは定められた数のデータワードを含んでお
り、データワードの前にあるトランスポートヘッダに
は、デコーダで識別を容易にするための情報が含まれて
いる。関連するヘッダを備えたビデオデータトランポー
トブロックを使用するビデオ信号処理システムは前述し
たアカンポラ氏外の特許に述べられており、本出願では
図３〜図６に関連して述べられている。
【００１５】低い優先順位および高い優先順位のＬＥＮ
ＧＴＨワードをゼロに設定する技術は、有利なことに、
３２ビットの並列母線を通って伝送されるＭＰＥＧ可変
長符号ワードの処理を簡略化する。特に、この技術によ
り、ＶＬＣ母線は低い優先順位および高い優先順位デー
タパッカー１４５および１５５に同時に且つ継続的に接
続され、パックする前に可変長符号ワードをＨＰデータ
とＳＰデータに分離するためにＶＬＣビットストリーム
を中断する必要がない。システムは中断されずにクロッ
クされた状態にあり、そのため、開始／停止クロックの
同期に伴なう困難な問題が避けられる。またゼロ設定処
理により、図２に関して述べるように、データパッカー
１４５と１５５に関連する累算器の動作を簡単化する。
例えば、低い優先順位または高い優先順位処理と関連す
る累算器は、関連する低い優先順位または高い優先順位
ＬＥＮＧＴＨワードがゼロに設定されると、蓄積された
最後の値でアイドル（ｉｄｌｅ）状態にさせられる（す
なわち、蓄積された最後の値は、アイドル状態の間、絶
えずゼロ値で増加される）。また、このような動作は、
累算器の動作に関するクロック制御および同期の問題を
無くする。
【００１６】図２は、図１のデータパッカー１４５およ
び１５５の詳細を示す。高い優先順位データパッカー１
５５はバレルシフタ２５６と累算器２５７を含んでお
り、低い優先順位データパッカー１４５は、同様に構成
されたバレルシフタ２４６と累算器２４７を含んでい
る。バレルシフタ２５６と２４６は、信号入力におい
て、３２ビットの並列可変長符号ワードビットストリー
ムを同時に受け取り、またそれぞれのアドレス入力にお
いて累算器２５７と２４７は、ＨＰ ＬＥＮＧＴＨおよ
びＳＰ ＬＥＮＧＴＨ表示データをそれぞれ受け取る。
バレルシフタ２５６と２４６は標準ユニットであり、例
えばテキサス・インスツルメント（Ｔ．Ｉ．）社のＳＮ
７４ＡＳ８８３８型である。
【００１７】ＨＰデータパッカー１５５を考察すると、
ＶＬＣがバレルシフタ２５６のデータ入力に現れると、
関連するＨＰ ＬＥＮＧＴＨワードが累算器２５７の入
力に現れる。各クロックにより、入力ＶＬＣがバレルシ
フタ２５６により通過されるので、ＶＬＣの先頭ビット
は、パックされたＨＰデータのビットストリーム内の次
に得られるビット位置を占有する。もしＶＬＣが有効な
符号ワードであるならば、次のクロックが現れると直ち
に、そのＶＬＣはパックされたデータのビットストリー
ム内で“保護”される。この次のクロックにより、累算
器は前のＶＬＣの長さだけ増加する。バレルシフタのア
ドレスは左に移動し、前のＶＬＣを包囲する（すなわ
ち、新しいＶＬＣはパックされたデータのビットストリ
ーム内で左に移動し、前のＶＬＣの最終有効ビットに隣
接するビットの位置になる）。指標が移動する量はＨＰ
ＬＥＮＧＴＨで表示されるＶＬＣの長さに応じて変化
し、累算器２５７はＶＬＣの長さだけ増加する。累算器
２５７が増加すると、バレルシフタのアドレスは同じ量
だけ増加し、それによって指標の位置が決定される。ま
た、この次のクロックにより、バレルシフタ２５６は次
のＶＬＣをパックされたＨＰデータのビットストリーム
内の次の位置に通過させる。
【００１８】パックされたデータのビットストリーム内
のＶＬＣは、上述のように指標が移動させられるまで、
“保護されてない”状態にある（すなわち、オーバライ
トされ易い）。無効のＶＬＣの状態では、指標は静止し
たままであり、すなわち、その最後の位置に留まってい
る。この状態は、高い優先順位および低い優先順位ＶＬ
Ｃを入力ビットストリームからそれぞれのパックされた
データのビットストリームに分離する過程において、Ｈ
Ｐ ＬＥＮＧＴＨまたはＳＰ ＬＥＮＧＴＨ表示データ
がゼロ値を呈すると起こる。このようなゼロ値が生じる
と、関連する累算器はアイドル状態となり、そのため、
累算器の出力は増加せず、バレルシフタのアドレスは変
化せず、指標は移動しない。バレルシフタに供給される
ＶＬＣはいずれも無効と考えられ、有効なＶＬＣが現れ
るまでオーバライトされる。ゼロ長は無存在に相当する
ので、ゼロ長を有する有効なＶＬＣは無い。
【００１９】先の例について続けると、もし入力ビット
ストリーム内の次のＶＬＣが低い優先順位ＶＬＣである
ならば、ＨＰ ＬＥＮＧＴＨ表示データは、上述のよう
に、ゼロに設定され、高い優先順位ＶＬＣの不在を表示
する。累算器２５７は増加せず、そのため、その出力お
よびバレルシフトのアドレスは変化しない。低い優先順
位ＶＬＣは高い優先順位ビットストリームの位置に送ら
れる。この位置はＨＰ処理回路により保護されない。累
算器２５７が増加しないと、バレルシフタのアドレスは
変化せず、指標は静止した状態にあるからである。しか
しながら、低い優先順位ＶＬＣ ＳＰは回路１４５によ
り保護され、有効な高い優先順位データを得るために、
上述したように、バレルシフタ２４６の出力からのパッ
クされたＳＰデータストリーム内にパックされる。バレ
ルシフタ２５６により受け取られたデータは、有効な高
い優先順位ＶＬＣがＨＰ ＬＥＮＧＴＨにより再び表示
されるまで、保護されないままである。与えられたＶＬ
Ｃが大き過ぎて、バレルシフタの保護されてないビット
範囲に残されているスペースの中に適合できないことも
起こり得る。そのような場合、知られているように、こ
のように大きなＶＬＣの残りを処理するために、第２の
（オーバフロー）バレルシフタの構成を使用することが
でき、このＶＬＣの残りは保持されて、オーバフロー用
バレルシフタの初めに保護される。
【００２０】本発明を使用する例示的ＨＤＴＶ信号処理
装置は、毎秒５９．９４フレームで１０５０本のライン
の２対１インタレース信号を処理する。公称有効画像は
各１４４０ピクセルの９６０ラインを有し、１６×９の
広いアスペクト比を有する。信号は、６ＭＨｚ伝送帯域
内で周波数多重化された、２つの３２−ＱＡＭ（直交振
幅変調された）搬送波を使用して伝送される。映像、音
声および補助データを含む、公称総ビットレートは２６
〜２９Ｍｂｐｓである。
【００２１】ビデオ信号は、最初ＭＰＥＧと類似のフォ
ーマットに従って圧縮される。その後、ＭＰＥＧタイプ
の信号符号ワードは、それぞれの符号ワードのタイプの
相対的重要性に従って、２つのビットストリームに分解
される。この２つのビットストリームは、誤り訂正付加
ビットを加えるために個別に処理され、それから、伝送
用に合成されるそれぞれの搬送波をＱＡＭ変調する。重
要性が相対的に高いビットストリームは高い優先順位
（ＨＰ）チャネルと称され、重要性が相対的に低いピッ
トストリームは低い（標準の）優先順位（ＳＰ）チャネ
ルと称される。高い優先順位チャネルは低い優先順位チ
ャネルの約２倍の電力で伝送される。高い優先順位情報
と低い優先順位情報の比率は約１対４である。
【００２２】図３は本発明に従う装置を使用する、例示
的ＨＤＴＶ符号化システムである。図３は１個のビデオ
入力信号を処理するシステムを示すが、ルミナンス成分
とクロミナンス成分は別々に処理され、ルミナンス動き
ベクトルは圧縮されたクロミナンス成分を発生するのに
使用されることを理解すべきである。圧縮されたルミナ
ンス成分とクロミナンス成分はインタリーブされて、マ
クロブロックを形成してから、符号ワード優先順位の分
析が行われる。
【００２３】図４のＡに示す画像フィールド／フレーム
のシーケンスはフィールド／フレーム再配列回路３０５
に加えられ、回路３０５はこのフィールド／フレームの
シーケンスを図４のＢに従って再配列する。再配列され
たシーケンスは圧縮器３１０に供給され、圧縮器３１０
は、ＭＰＥＧと類似のフォーマットに従って符号化され
るフレームの圧縮されたシーケンスを発生する。このフ
ォーマットは階層的であり、図６に省略された形で示さ
れる。
【００２４】ＭＰＥＧ階層的フォーマットは複数の層を
含んでおり、各層はそれぞれのヘッダ情報を有する。各
ヘッダは、開始コード、それぞれの層に関連するデー
タ、およびヘッダを拡張する手段を含んでいる。ヘッダ
情報の多くは（参照されたＭＰＥＧ書類に示されている
ように）、ＭＰＥＧシステムの環境内で同期をとるため
に必要とされる。圧縮されたビデオ信号をディジタルＨ
ＤＴＶ同時放送システムのために供給する目的で、説明
的なヘッダ情報のみが必要とされる。符号化されたビデ
オ信号のそれぞれの層を図５に示す。
【００２５】このシステムにより発生されるＭＰＥＧと
類似の信号について述べると、目的とされるのは、
（ａ）ビデオ信号の連続的画像フィールド／フレームは
１，Ｐ，Ｂ符号化シーケンスに従って符号化され、
（ｂ）画像レベルの符号化されたデータはＭＰＥＧと類
似のスライスまたはブロックのグループで符号化される
ということである。この場合、１フィールド／フレーム
当りのスライスの数は異なり、１スライス当りのマクロ
ブロックの数も異なる。Ｉ符号化されたフレームは、フ
レーム内圧縮されたものであり、画像を再生するのにＩ
フレームの圧縮されたデータだけが必要とされる。Ｐ符
号化されたフレームは、前方向動き補償された予測法に
従って符号化される。すなわち、Ｐフレームの符号化さ
れたデータは現フレームおよび現フレームの前に起こる
ＩフレームまたはＰフレームから発生される。Ｂ符号化
されたフレームは、２方向に動き補償された予測法に従
って符号化される。Ｂ符号化されたフレームデータは、
現フレームおよび現フレームの前後に起こるＩおよびＰ
フレームから発生される。
【００２６】このシステムの符号化された出力信号は、
フィールド／フレームのグループとして、あるいはボッ
クス列Ｌ２（図６）で示される画像のグループ（ＧＯ
Ｐ）として、区分けされる。各ＧＯＰ（Ｌ２）はヘッダ
を含み、そのあとに区分けされた画像データが続く。Ｇ
ＯＰヘッダに含まれているデータは、水平／垂直画像サ
イズ、アスペクト比、フィールド／フレームレート，ビ
ットレートなどに関するデータである。
【００２７】それぞれの画像フィールド／フレームに対
応する画像データ（Ｌ３）は画像ヘッダを含んでおり、
そのあとにスライスデータ（Ｌ４）が続く。画像ヘッダ
はフィールド／フレーム番号および画像符号の形式を含
む。各スライス（Ｌ４）はスライスヘッダを含んでお
り、そのあとにデータＭＢｉの複数のブロックが続く。
スライスヘッダはグループ番号および量子化パラメータ
を含んでいる。
【００２８】各ブロックＭＢｉ（Ｌ５）はマクロブロッ
クを表わし、ヘッダを含んでおり、そのあとに動きベク
トルと符号化された係数が続く。ＭＢｉヘッダはマクロ
ブロックアドレス、マクロブロック型式および量子化パ
ラメータを含んでいる。符号化された係数は、層Ｌ６に
示されている。各マクロブロックは６個のブロック（ル
ミナンスブロック４個、Ｕクロミナンスブロック１個、
Ｖクロミナンスブロック１個）を含んでいる。図５を参
照。１つのブロックはピクセルのマトリックス（例え
ば、８×８）を表わし、これに関して、離散余弦変換
（ＤＣＴ：ＤｉｓＣｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍ）が行われる。４個のルミナンスブロックは
隣接するルミナンスブロックから成る２×２マトリック
スであり、例えば１６×１６のピクセルマトリックスを
表わしている。クロミナンス（ＵおよびＶ）ブロック
は、４個のルミナンスブロックの総面積と同じ面積を表
わす。すなわち、圧縮する前に、クロミナンス信号はル
ミナンス信号に対し水平方向と垂直方向に比率２でサブ
サンプリングされる。１スライスのデータは、隣接する
マクロブロックのグループにより表わされる面積に対応
する画像の矩形部分を表わすデータに対応する。１フレ
ームは３６０スライス、すなわち垂直方向に６０スライ
ス×水平方向に６０スライスから成るラスタ走査を含ん
でいる。
【００２９】ＤＣＴでは、ブロック係数は一度に１ブロ
ック供給される。最初にＤＣ係数が生じ、その後にそれ
ぞれのＤＣＴ ＡＣ係数が相対的な重要性の順に続く。
ブロック終了符号ＥＯＢは、連続的に生じる各データブ
ロックの終りに付加される。
【００３０】圧縮器３１０から供給されるデータの量は
レート制御器３１８により定められる。よく知られてい
るように、圧縮されたビデオデータの生じる割合は変わ
りやすく、チャネルを能率的に利用するためには、チャ
ネルの容量に相当する一定の割合でデータを伝送するこ
とが望ましい。レートバッファ３１３と３１４は、変わ
りやすいデータの割合を一定の割合に変換する。また、
バッファの占有レベルに応じて、圧縮器３１０から供給
されるデータの量を調節することが知られている。従っ
て、バッファ３１３と３１４はそれぞれの占有レベルを
表示する回路を含んでいる。これらの表示はレート制御
器３１８に加えられ、圧縮器３１０から供給されるデー
タの平均的割合を調節する。この調節は典型的には、Ｄ
ＣＴ係数に施こされる量子化を調節することにより行わ
れる。量子化レベルは、フレーム圧縮方式が異なると異
なる。
【００３１】図６に示すように階層的にフォーマット化
される圧縮ビデオデータは優先順位選択回路３１１に結
合される。選択回路３１１は、符号化されたデータを高
い優先順位（ＨＰ）チャネルと低い優先順位（ＳＰ）チ
ャネルに分析する手段（例えば、図１の回路１１０）を
含んでいる。高い優先順位情報とは、それが失われたり
劣化したりすると再生画像の質に極めて重大な低下を生
じる情報である。換言すれば、それは、完全な画像より
も劣るが、画像を作り出すのに必要とされる最少限度の
データである。低い優先順位情報はそれ以外の情報であ
る。高い優先順位情報に含まれるのは、異なる階層レベ
ルに含まれるほとんどすべてのヘッダ情報、それに加え
て、それぞれのブロックのＤＣ係数およびそれぞれのブ
ロックのＡＣ係数の一部である（図６のレベル６）。
【００３２】送信機におけるＨＰデータとＳＰデータの
比率は約１：４である。トランスポート処理回路におい
て、補助データは伝送しようとする信号に付加される。
この補助信号には、例えばディジタル音声データおよび
文字放送データが含まれる。ＨＰチャネルに含まれる補
助データの平均量は計算されて、圧縮されたビデオ情報
の統計的平均期待値と比較される。これより、高い優先
順位と低い優先順位の圧縮されたビデオ情報の比率が計
算される。優先順位選択回路３１１は、この比率に従い
圧縮器３１０により供給されるデータを分析する。
【００３３】ＨＰ（高い優先順位）とＳＰ（低い優先順
位）の圧縮されたビデオデータはトランスポート処理回
路３１２に結合される。処理回路３１２は図２に示すよ
うな装置を含んでいる。トランスポート処理回路３１２
は、（ａ）ＨＰおよびＳＰデータストリームをトランス
ポートブロックに区分けし、（ｂ）各トランスポートブ
ロックについてパリティチェックまたは巡回冗長チェッ
クを行ない各トランスポートブロックに適当なパリティ
チェックビットを付加し、そして（ｃ）補助データをＨ
ＰまたはＳＰビデオデータと多重化する。パリティチェ
ックビットは、同期ヘッダ情報と共に誤りを分離するた
めに、また受け取られたデータ内に訂正できないビット
誤りがある場合に誤りの修整を行うために、受像機によ
り利用される。各トランスポートブロックはヘッダを含
んでおり、ヘッダには、そのブロック内に含まれる情報
のタイプ（例えば、映像、音声、および隣接する類似の
データの開始点の指標）を表示する情報を含んでいる。
【００３４】トランスポート処理回路３１２からのＨＰ
およびＳＰデータストリームはそれぞれのレートバッフ
ァ３１３および３１４に供給され、バッファ３１３と３
１４は処理回路３１２からの可変レートの圧縮されたビ
デオデータを、ほぼ一定のレートで生じるデータに変換
する。レートを調節されたＨＰおよびＳＰデータは、フ
ォワードエラーコーディング（ＦＥＣ：Ｆｏｒｗａｒｄ
Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｄｉｎｇ）要素３１５および３１６
に結合される。ＦＥＣ要素３１５と３１６は、（ａ）そ
れぞれのデータストリームに対し独立してリード ソロ
モン（ＲＥＥＤＳＯＬＯＭＯＮ）フオワードエラー符号
化を行う；（ｂ）大きな誤りの発生が再生画像の大きな
隣接領域を劣化させるのを防ぐために、データのブロッ
クをインタリープする；（ｃ）受像機においてデータス
トリームを同期させるためにデータに符号（例えばＢａ
ｒｋｅｒ符号）を付加する。その後、信号は伝送モデム
３１７に結合され、ここでＨＰチャネルデータは第１の
搬送波を直交振幅変調し、ＳＰチャネルデータは、第１
の搬送波から約２．８８ＭＨｚ離れた第２の搬送波を直
交振幅変調する。ＨＰ情報は比較的狭い帯域幅で伝送さ
れるので、伝送チャネルにより劣化されにくい。ＨＰ搬
送波は、例えば、標準ＮＴＳＣ ＴＶ信号の残留側波帯
が通常占有する伝送チャネルの周波数スペクトルの部分
に位置している。信号チャネルのこの部分は標準受像機
のナイキストフィルタで通常は著しく減衰されるので、
この伝送フォーマットを有するＨＤＴＶ信号は同一チャ
ネル干渉を生じない。
【００３５】受像機のデコーダ（図示せず）において、
伝送された信号はモデムにより検波され、モデムはＨＰ
およびＳＰチャネル信号に対応する２つの信号を供給す
る。これらの２つの信号はそれぞれのリード ソロモン
誤り訂正デコーダに供給される。誤り訂正された信号は
レートバッファに結合される。レートバッファは、固定
チャネルの可変レートでデータを受け取り、その後の復
元回路の要件に従って可変レートでデータを出力する。
可変レートのＨＰおよびＳＰデータはトランスポート処
理回路に供給され、処理回路は、符号器において処理回
路３１２が行った処理と逆の処理を行う。また、それぞ
れのトランスポートブロックに含まれているパリティチ
ェックビットに応じた誤り検出も行われる。トランスポ
ート処理回路は、分離された補助データ、ＨＰデータ、
ＳＰデータおよび誤り信号を供給する。あとの３つの信
号は、優先順位非選択処理回路に結合され、ここでＨＰ
およびＳＰデータを再フォーマットして階層構造の信号
とし、この信号は復元器に供給され、復元器は符号器に
おける圧縮器の機能と逆の機能を行う。図３の圧縮器３
１０、優先順位選択回路３１１およびトランスポート処
理回路３１２に使用される装置の詳細は、前に述べた米
国特許第５，１６８，３５６号に述べられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理に従う、優先データ分離装置のブ
ロック図である。
【図２】図１の装置の一部の詳細を示す。
【図３】本発明に従う装置を含んでいるＨＤＴＶ符号化
システムのブロック図である。
【図４】図３に示すシステムの動作を理解するのに役立
つ、符号化されたビデオ信号の画像フィールド／フレー
ムのシーケンスを示す。
【図５】図３のシステムの圧縮装置で発生されるデータ
ブロックを示す。
【図６】図３のシステムの圧縮装置より発生されるデー
タフォーマットの一般的な形式を示す。
【符号の説明】
１１０ 信号分離／復号回路 １１２ モジュロ３２リミッタ １１４ アンドゲート １１６ ナンドゲート １４５ 低い優先順位のデータパッカー １５５ 高い優先順位のデータパッカー ２４６ バレルシフタ ２４７ 累算器 ２５６ バレルシフタ ２５７ 累算器 ３０５ フィールド／フレーム再配列回路 ３１０ 圧縮器 ３１１ 優先順位選択回路 ３１２ トランスポート処理回路 ３１３ バッファ ３１４ バッファ ３１５ フォワードエラー符号化（ＦＥＣ）要素 ３１６ フォワードエラー符号化（ＦＥＣ）要素 ３１７ モデム ３１８ レート制御器 ３１９ レートバッファ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチヤード マイケル バンテイング アメリカ合衆国 ニユージヤージ州 ハミ ルトン スクエアー ヒユーズ・ドライブ 1015 アパートメント10号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１優先順位の可変長符号ワードおよび
    第２優先順位の可変長符号ワードを含んでいるビットス
    トリームを処理するデータ分離処理装置であって、 第１優先順位の可変長符号ワードをデータパケットの形
    にする第１の処理回路であって、データ入力、関連する
    第１優先順位の可変長符号ワードのビット長を示す第１
    の長さ表示信号を受け取る制御入力およびパックされた
    データの出力を有する前記第１の処理回路と、 第２優先順位の可変長符号ワードをデータパケットの形
    にする第２の処理回路であって、データ入力、関連する
    第２優先順位の可変長符号ワードのビット長を示す第２
    の長さ表示信号を受け取る制御入力およびパックされた
    データの出力を有する前記第２の処理回路と、 前記第１の処理回路が前記第１優先順位の符号ワードの
    存在に応答して動作している時に前記第２の処理回路が
    前記ビットストリームを受け取り、また前記第２の処理
    回路が前記第２優先順位の符号ワードの存在に応答して
    動作している時に前記第１の処理回路も前記ビットスト
    リームを受け取るように、前記第１と第２の処理回路の
    前記データ入力に前記ビットストリームを連続的に結合
    させる結合手段とを含んでいる、前記データ分離処理装
    置。
  2. 【請求項２】 第１優先順位の可変長符号ワードおよび
    第２優先順位の可変長符号ワードを含んでいるビットス
    トリームを処理するデータ分離処理装置であって、 第１優先順位の可変長符号ワードをデータパケットの形
    にする第１の処理回路であって、前記ビットストリーム
    を受け取るデータ入力、関連する第１優先順位の可変長
    符号ワードのビット長を示す第１の長さ表示信号を受け
    取る制御入力およびパックされたデータの出力を有する
    前記第１の処理回路と、 第２優先順位の可変長符号ワードをデータパケットの形
    にする第２の処理回路であって、前記ビットストリーム
    を受け取るデータ入力、関連する第２優先順位の可変長
    符号ワードのビット長を示す第２の長さ表示信号を受け
    取る制御入力、およびパックされたデータの出力を有す
    る前記第２の処理回路とを含んでおり、 前記第２の処理回路が前記第２優先順位の符号ワードの
    存在に応答して動作している時に前記第１の処理回路が
    アイドル動作を呈するようにするために、前記第１の長
    さ表示信号がゼロ値を呈し、 前記第１の処理回路が前記第１優先順位の符号ワードの
    存在に応答して動作している時に前記第２の処理回路が
    アイドル動作を呈するようにするために、前記第２の長
    さ表示信号がゼロ値を呈する、前記データ分離処理装
    置。
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