JPH06225277A - ディジタル形式で画像を伝送するテレビジョンシステム - Google Patents

ディジタル形式で画像を伝送するテレビジョンシステム

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JPH06225277A
JPH06225277A JP5165287A JP16528793A JPH06225277A JP H06225277 A JPH06225277 A JP H06225277A JP 5165287 A JP5165287 A JP 5165287A JP 16528793 A JP16528793 A JP 16528793A JP H06225277 A JPH06225277 A JP H06225277A
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JP5165287A
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With Peter Hendrik Nelis De
ヘンドリック ネリス デ ウィット ペーター
Stephanus Joseph Johannes Nijssen
ヨセフ ヨハネス ネイセン ステファヌス
Robert A Brondijk
アルベルタス ブロンデイク ロベルト
Wilhelmus H A Bruls
ヘンドリクス アルフォンサス ブリュルス ウィルヘルムス
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Koninklijke Philips NV
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Koninklijke Philips Electronics NV
Philips Electronics NV
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    • H04N5/9261—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback by pulse code modulation involving data reduction
    • H04N5/9264—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback by pulse code modulation involving data reduction using transform coding

Abstract

(57)【要約】 【目的】 符号化および復号ステーションの構成が簡単
なテレビジョンシステムを与えることを目的とする。 【構成】 帯域幅が制限された媒体を通すディジタル形
式のテレビジョン画像の伝送のために、画像は画像変換
と可変長符号化を受ける。伝送すべき画像は可変長のコ
ード語を具えるビットストリームに変換され、このビッ
トストリームは伝送エラーに余り敏感でないチャネルビ
ットストリームに変換される。このために、８＊８画素
のサブ画像の最大有意コード語（平均輝度と粗い画素デ
ィテールを表す）がチャネルビットストリームの固定ビ
ット位置で順応される。これらのコード語はビット位置
の簡単なカウントダウンにより検索でき、他のコード語
は他のビット位置にわたって分配される。有意コード語
を具える各ブロックの長さがまた伝送されるため復号器
は相対的に簡単になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明はディジタル形式で画像を伝送する
テレビジョンシステムに関連する。さらに特定すると、
本発明はそのようなテレビジョンシステムの符号化ステ
ーションと復号ステーションに関連する。伝送媒体は大
気圏であってもよいが、磁気テープあるいは光ＣＤであ
ってもよい。本発明はまた伝送された画像を表す画像信
号と、上記の画像信号が蓄積される蓄積媒体にも関連す
る。
【０００２】
【背景技術】一般に知られているように、テレビジョン
画像は３つの画像信号により完全に規定される。これら
は３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂであるが、しかしまた例えば輝
度信号Ｙと２つの色差信号ＵおよびＶであってもよい。
625-ラインＴＶ画像の可視部分は各々720 画素を持つ57
6 ラインを具えている。もし各画素の輝度値が例えば８
ビットコード語で表されるなら、すべての輝度値のみの
伝送に約３・106 ビットが必要とされ、それは毎秒25フ
レームの場合に約75ＭHz/secのビット速度が存在するこ
とを意味している。従って、多くの研究は効率的な伝送
と蓄積の目的で画像信号のデータの低減に焦点を置いて
いる。
【０００３】上記の目的を達成するために、テレビジョ
ン画像のシリーズは符号化操作を受ける。広く異なった
多数の符号化操作が可能でありかつ使用中である。興味
のある形式は変換符号化である。各テレビジョン画像は
Ｎ＊Ｎ画素のサブ画像に分割される。通常の値はＮ＝８
であり、従って画像は6480サブ画像に分割される。各サ
ブ画像の輝度値と色差値は順方向（forward ）２次元変
換（例えば離散余弦変換：ＤＣＴ）を受ける。すると８
＊８係数の係数ブロックが得られる。最も重要な係数は
平均輝度値あるいは色差値の測度であり、従ってそれは
ｄｃ係数として規定される。他の63係数はサブ画像のデ
ィテールを記述し、それはａｃ係数として規定される。
それらの重要性はそれらが表す空間周波数が増大するに
つれて一般に減少する。そのような係数ブロックは量子
化操作をさらに受け、引き続いて可変長符号化を受け
る。このように各係数ブロックは可変長の直列コード語
のシリーズを具えるデータブロックに変換される。
【０００４】可変長符号化によってかなりのビット速度
の低減が実現される。しかし、データブロックの伝送は
伝送エラーに非常に敏感である。伝送エラーは一般に復
号ステーションでの同期の損失となる。これは個別のコ
ード語がもはやそのように認識されないことを意味す
る。
【０００５】同期の損失を抑制するために、米国特許第
4,907,101 号は可変長データブロックが固定長の対応チ
ャネルブロックに形式化されるテレビジョンシステムを
記述している。この形式化操作は以下のように遂行され
る。チャネルブロックに完全に適合する短いデータブロ
ックはこのチャネルブロックに完全に順応される。その
ようなチャネルブロックは残りの部分を有している。他
のデータブロックは、チャネルブロックに完全に適合し
ないそのような長さを有している。そのような場合、例
えばｃｄ係数と最初のａｃ係数のような選択されたコー
ド語は対応チャネルブロックで順応される。過剰のデー
タは他のチャネルブロックの残りの部分で順応される。
【０００６】チャネルブロックはチャネルビットストリ
ームの形式で復号ステーションに順次伝送される。チャ
ネルブロックが固定長を有し、かつ等しい長さの時点で
生起するから、復号ステーションのチャネルブロックの
信頼性のある検出は可能であり、従って生起した伝送エ
ラーは同期の損失とはならない。
【０００７】既知のテレビジョンシステムの復号ステー
ションは受信されたチャネルブロックから可変長データ
ブロックを再構成するよう適応されている。このため
に、復号ステーションは完全なデータブロックあるいは
その部分が受信チャネルブロックで順応されているかど
うかをチェックする。このデータブロックあるいはその
部分は第１メモリに印加される。もし完全なデータブロ
ックがチャネルブロックで順応されるなら、そしてもし
もチャネルブロックの残りの部分が１つ以上の他のデー
タブロックのデータを具えるなら、残りの部分は分割さ
れ、２次メモリに印加される。引き続いて、双方のメモ
リは、２次メモリからの喪失部分（missing part）が第
１メモリから各不完全データブロックに付加されるよう
に読み取られる。再構成されたデータブロックは引き続
いて操作（可変長復号、再変換）を受け、それは符号化
ステーションで実行された操作の逆である。
【０００８】チャネルブロックを対応データブロックの
コード語と１つ以上の他のデータブロックの過剰なコー
ド語に分割することに対して、ブロック分離コードがチ
ャネルビットストリームに存在する。今後エンド・オブ
・ブロック（ＥＯＢ：End-Of-Block）コードとして規定
されるそのようなブロック分離コードはデータブロック
の最終コード語であり、このデータブロックの終了を示
している。しかし、このＥＯＢコードの検出はＥＯＢコ
ードに先行するすべてのコード語の少なくとも長さの認
識を必要とする。上記の米国特許に記述されているよう
に、既知のテレビジョンシステムの復号ステーションは
２つの個別復号器を具えている。第１復号器はチャネル
ブロックを受信し、かつコード語の少なくとも長さを認
識し、かつＥＯＢコードを検出するよう適応されてい
る。第２復号器はデータブロックを受信し、かつすべて
のコード語の完全な復号に適応されている。
【０００９】
【発明の開示】本発明の目的は復号ステーションの複雑
性がかなり簡単になるテレビジョンシステムを与えるこ
とである。
【００１０】本発明によると、符号化ステーションは各
データブロックを、選択されたコード語を具える所定の
長さの主ブロックと、他のコード語を具えるサブブロッ
クとに分割するよう適応されている。チャネルビットス
トリームの所定の固定ビット位置において、一連の１つ
以上の主ブロックならびにそれらの各長さが伝送され
る。サブブロックは残りのビット位置にわたって分配さ
れる。
【００１１】復号ステーションで、有意コード語（sign
ificant code words）と余り有意でないコード語へのこ
のようにして得られたチャネルビットストリームの分割
は主ブロックのシリーズの長さの簡単なカウントダウン
により達成される。コード語の長さ復号とＥＯＢコード
検出はもはや必要ではない。上記の長さがチャネルビッ
トストリームの所定の固定ビット位置に順応されるか
ら、分割の信頼性は任意の伝送エラーにより影響されな
い。
【００１２】非公開特許出願第EP 0 512 623号もまたデ
ータブロックを、選択されたコード語を具える主ブロッ
クと、他のコード語を具えるサブブロックに分割するこ
とを提案している。主ブロックの長さは固定された判定
規準により決定される。主ブロックは、例えば所定の最
大値までのデータブロックのすべてのビットを具えるで
あろう。代案として、それは固定数のコード語あるいは
固定長内で適合する多数のコード語を具えてもよい。し
かし、チャネルビットストリームからの主ブロックの分
離に対して、先行コード語の付随する長さ復号により、
ＥＯＢ検出はなお必要である。
【００１３】各主ブロックの正確な長さを伝送すること
は容易である。しかし、符号化ステーションは、データ
ブロックに割り当てられたクラスによって表される主ブ
ロックの長さに関して、その画像エネルギー内容として
データブロックを限定された数のクラスに区別するよう
適応されることが好ましい。そのようなクラスの符号化
は正確な長さを示すよりも少ないビットを要求する。長
さの伝送はもし他の目的で既に伝送されているコードに
より表されているなら過剰のビットを要求さえしない。
さらに特定すると、そのようなコードはいかにデータブ
ロックの種々のＤＣＴ係数が量子化されるかを各データ
ブロックに示す量子化コードにより形成される。その一
例は米国特許第US 4,398,217号に記載されている。上記
の量子化コードがデータブロックの画像エネルギー内容
を十分表していることを実際のテストが証明している。
【００１４】送信機ステーションならびに復号ステーシ
ョンのハードウエアは、もし各主ブロックの長さが例え
ば整数の８ビット語のように整数の固定語長となるな
ら、かなりの範囲に簡単化される。必要な限り、主ブロ
ックはダミービットで補充される。得られた効率の損失
は大多数の主ブロックがクラスタされるほど小さい。
【００１５】添付図面を参照し、実例により本発明の実
施例を詳細に説明する。
【００１６】
【実施例】テレビジョンシステムの一般構造 本発明は図１に図式的に示されているビデオレコーダを
参照して説明されよう。ビデオレコーダは画像信号ソー
ス１からアナログ画像信号（ｘ）を受信する。この画像
信号は輝度信号Ｙと２つの色差信号ＵおよびＶを具えて
いるが、しかしすべての３つの信号が同じ操作を受ける
から、輝度信号のみがこの記述で考慮されよう。
【００１７】図１に示されたビテオレコーダは符号化ス
テーション２と復号ステーション８を具えている。符号
化ステーション２は直列チャネルビットストリームｚj
を供給し、それは変調回路３を介して書き込みヘッド４
に印加され、書き込みヘッド４によりこのチャネルビッ
トストリームは磁気テープ５に記録される。元の画像信
号を復元するために、読み取りヘッド６が存在し、それ
は磁気テープ上の情報を電気信号に変換し、この電気信
号は復調回路７での復調の後で、復号ステーション８の
入力に印加されるチャネルビットストリームｚ′j を生
じる。復号ステーションの出力はモニタ９に印加される
アナログ画像信号ｘ′（ｔ）を供給する。
【００１８】符号化ステーション 符号化ステーション２において、アナログ画像信号ｘ
（ｔ）は例えば13.5ＭHzの適当なサンプリング周波数ｆ
s でＡ／Ｄ変換器21でサンプルされる。８ビット画像信
号サンプルｓ（ｎ）が各画素について得られる。これら
の画素サンプルは引き続いて順方向２次元離散余弦変換
（ＤＣＴ）回路22に印加される。例えば欧州特許出願第
EP 0 286 184号のようなそのような回路の数多くの文献
が存在し、従ってこの文脈では、８＊８画素の各サブ画
像に対して図２Ａに示された係数ブロックをこの変換回
路が供給すること注意することで十分であろう。そのよ
うなブロックの係数はｙi,k により示され、ここでｉ，
ｋ＝０，１，２，....，７である。係数ｙo,o はｄｃ係
数を表し、かつサブ画像の平均輝度の測度である。ｉ，
ｋ≠０の他の係数ｙi,k はａｃ係数である。係数はｄｃ
係数ｙo,o により導線中で連続的に走査される。このシ
ーケンスは矢印により図２Ａに示され、かつこの目的で
アドレス語ＡＤ（ｉ，ｋ）を発生し、かつそれらを変換
回路22に印加する制御回路26により決定される。
【００１９】このようにして得られた係数のシリーズは
量子化回路23に印加される。この回路は係数ｙi,k をあ
る量子化走査に従わせ、従って各係数ｙi,k に対して量
子化係数
【外１】 が得られる。一般に、量子化は係数ブロック中の係数の
場所に依存する。このために、量子化回路23は係数を受
信するのみならず、関連アドレス語ＡＤ（ｉ，ｋ）も受
信する。多くのａｃ係数が小さいから、多数の量子化係
数［外１］は値０を有しているであろう。これに関し
て、それらを零係数（zero coefficients ）および非零
係数（non-zero cofficients）として参照することは共
通のやり方である。量子化係数［外１］のシリーズは図
２Ｂに示されている。
【００２０】しばしば増大する狙いは、サブ画像が画像
ディテールを具える範囲に量子化を依存させることであ
る。画像ディテールの量はａｃ係数の値とそれらが示す
空間周波数の値により決定される。量子化が画像ディテ
ールの範囲に依存する量子化回路23の一例は米国特許第
US 4,398,217号に記載されている。この特許において、
係数ブロックのａｃ係数はそれぞれ画像ディテールクラ
スを表す多数の所定の基準ブロックの対応係数と比較さ
れる。たいていの対応基準ブロックはどの画像ディテー
ルが係数ブロックに割り当てられるかを規定する。ブロ
ックのａｃ係数はこのように規定されたクラスに依存し
ている。量子化回路23のもっと簡単な実施例もまた可能
である。例えば、クラスはブロックの最大ａｃ係数を含
む範囲を示す数により代案として形成されよう。実際に
は、そのような数は画像ディテールの範囲を十分に表す
ものと見いだされた。画像ディテールクラスは復号ステ
ーションに量子化コードＱの形式で伝送される。
【００２１】量子化形式［外１］は引き続いて可変長
（ＶＬＣ）符号化回路24に印加され、それは64個の量子
化係数［外１］の各係数ブロックをある可変長符号化戦
略に従わせ、かつそれらを可変長の一連のコード語に変
換する。ＶＬＣ符号化回路24もまた各コード語の長さＬ
ＥＮを供給する。ＶＬＣ回路24の一実施例は欧州特許出
願第EP 0 260 748号に記載されている。この実施例にお
いて、すぐ後続するかあるいは先行する零係数ととも
に、各非零ａｃ係数に対する明確なコード語が発生され
る。いわばこの戦略はハフマン符号化（それは係数の各
値に対して、そのビットの数がこの生起する値の確率に
依存している）とランレングス符号化（そこではコード
語は一連の零係数を表している）の結合であり、かつ実
際には非常に好ましいものと見いだされている。ＶＬＣ
符号化回路24は量子化回路23から量子化コードＱを受信
し、それはこのコードがまた復号ステーションにコード
語としても伝送されるためである。１つの係数ブロック
を他のものから区別できるために、各係数ブロックはエ
ンド・オブ・ブロック（ＥＯＢ）コードにより終了され
る。このＥＯＢコードはＶＬＣ符号化回路24が制御回路
26から最後のアドレス語ＡＤ（７，７）を受信するや否
や供給される。ｄｃ係数を可変長符号化に従わせない
が、固定長符号化に従わせることは有利であると注意す
べきである。量子化コードＱは固定長を有している。
【００２２】係数ブロックのコード語はデータブロック
を構成している。この実施例では、ＶＬＣ符号化回路24
はビット直列にコード語を供給し、従ってビットストリ
ーム
【外２】 が得られる。データブロックに対応するビットストリー
ムは図２Ｃに示されている。この図面から明らかなよう
に、データブロックは、例えば２ビットの固定長を有す
る量子化コードＱ、例えば９ビットの固定長を有するｄ
ｃ係数ＤＣ、可変数の可変長コード語Ｖ1 ，
Ｖ2 ，....，Ｖn 、および例えば５ビットの固定長を有
するエンド・オブ・ブロックＥＯＢを連続して具えてい
る。ビットストリーム［外２］とコード語の各長さＬＥ
Ｎは形式化回路25に印加され、それらはそこで形式化操
作を受ける。
【００２３】形式化回路 図３は形式化回路25の一実施例を図式的に示している。
供給されたビットストリーム［外２］は分配操作と多重
操作を連続して受けている。分配操作において、ビット
ストリーム［外２］は第１メモリ251 と第２メモリ253
にわたる分配スイッチ251 により分配される。双方のメ
モリは例えばファースト・イン・ファースト・アウトタ
イプのメモリである。分配スイッチ251 は累算器259 と
ルックアップテーブル254 に連結されている比較器250
により操作される。累算器259 はコード語の長さＬＥＮ
を合算し、合算信号ΣＬＥＮを供給する。累算機はＶＬ
Ｃ符号化回路24（図１を見よ）により供給されるエンド
・オブ・ブロックコードＥＯＢの生起により空にされ
る。量子化コードＱはルックアップテーブル254 に印加
される。８＊８画素のサブ画像に別の画像ディテールが
存在するから、Ｑは大きな値を有している。Ｑが２ビッ
ト数であり、そこではＱ＝０は最小画像ディテールに対
応し、かつＱ＝３は最大画像ディテールに対応してい
る。長さＬはルックアップテーブルのＱの各値に対して
固定され、例えばＱ＝０に対して２バイト、Ｑ＝１に対
して４バイト、Ｑ＝２に対して６バイト、そしてＱ＝３
に対して８バイトの長さである。
【００２４】分配操作は以下のように遂行される。各デ
ータブロックの開始で、累算器259は空である。和算信
号ΣＬＥＮは値０を受信する。この状態で、比較器250
は分配スイッチ251 に示された位置を与える。データブ
ロックの第１コード語は第１メモリ252 に書き込まれ
る。データブロックの量子化コードＱはこれらのコード
語の数を制御する。長さＬを越える次のコード語が受信
される場合、分配スイッチ251 は他の位置を与えられ
る。データブロックの関連コード語と引き続くコード語
は第２メモリ253 に書き込まれる。第１メモリの多分残
りのビット位置は長さＬに到達するまでダミービットに
より補充される。
【００２５】この分配操作は図４を参照してさらに解明
されている。図４Ａは４つの連続データブロックＤ
Ｂ1 ，....，ＤＢ4 を有するビットストリーム［外２］
を示している。長さＬi を示す量子化コードＱ（示され
ていない）は各データブロックＤＢi の固定位置に順応
されている。図４Ａの破線は長さＬi に適合した第１コ
ード語と他のコード語との間の境界を示している。第１
コード語はデータブロックの最大有意コード語である。
さらに特定すると、これらは量子化コード、ｄｃ係数お
よび最大有意ａｃ係数である。それらは平均輝度とサブ
画像の粗いディテールを表している。データブロックの
この部分は主ブロックとして参照され、かつ図４Ａでは
Ｈi により示されている。他のコード語はサブ画像の細
かいディテールを記述し、かつサブブロックＳi を構成
している。
【００２６】図４Ｂは第１メモリ252 の内容を示してい
る。それは各データブロックＤＢiの主ブロックＨi を
具えている。主ブロックの長さＬi がコード語の長さよ
り長い限り、この長さはダミービットにより補充され
る。これらは陰影領域により図面に示されている。図４
Ｃは第２メモリ253 の内容を示している。それは各デー
タブロックＤＢi のサブブロックＳi を具えている。
【００２７】前に述べた態様で多数のデータブロックが
２つのメモリにわたって分配された後、多重操作が遂行
され、そこではチャネルビットストリームｚj が形成さ
れる。このために、形式化回路（図３を見よ）は多重ス
イッチ255 を有し、それにより交互に、全主ブロックＨ
i が第１メモリ252 から交互に読み取られ、一連のビッ
トが第２メモリ253 から読み取られる。多重スイッチ25
5 は比較器256 の出力信号により制御される。その入力
は長さレジスタ257 とモジュロＭカウンタ258に連結さ
れている。
【００２８】モジュロＭカウンタ258 はチャネルクロッ
ク周波数ｆc とフレームリセットパルスＦＲを受信し、
そのパルスは画像信号ソース１から得られる（図１を見
よ）。カウンタ出力ＣＮＴは比較器256 の第２入力に印
加される。モジュロＭカウンタ258 はチャネルクロック
周波数ｆc のＭクロックパルスの後で毎回カウントＣＮ
Ｔ＝０を発生する。このカウントで、比較器は多重スイ
ッチ255 に、示された位置を与え、従って第１メモリ25
2 が読み取られる。チャネルビットストリームｚj は主
ブロックを具え、さらに特定すると、以前に知られたビ
ット位置でそこに順応された量子化コードＱを具えてい
る。長さレジスタ257 はこの量子化コードＱを蓄積する
ようにモジュロＭカウンタから負荷信号ＬＤを受信す
る。長さレジスタは主ブロックの長さＬが各Ｑに対して
蓄積されるルックアップテーブルをさらに具えている。
この長さＬは比較器256 の第１入力に印加される。モジ
ュロＭカウンタ258 がカウントＣＮＴ＝Ｌに到達する
と、関連主ブロックは完全に読み取られ、かつ多重スイ
ッチ255 は他の位置を与えられる。引き続いて、Ｍクロ
ックパルスの後でカウントＣＮＴ＝０に再び到達するま
でビットが第２メモリ253 から読み取られる。
【００２９】図４Ｄはこのような態様で形成されたチャ
ネルビットストリームｚj を示している。チャネルビッ
トストリームはＭビットチャネルブロックを具え、そこ
では各データブロックの有意コード語を持つ主ブロック
Ｈi は所定の固定時点（この場合には等しい間隔の時
点）で生起する。サブブロックは各チャネルブロックの
残りのビット位置にわたって分配される。
【００３０】復号ステーション 復号ステーション８において（図１を見よ）、復調回路
７により供給された直列チャネルビットストリームｚ′
j は逆形式化回路（deformatting circuit）81に印加さ
れ、それは可変長復号回路82、逆量子化回路83、逆ＤＣ
Ｔ回路84およびＤ／Ａ変換器85にビット直列のデータブ
ロック［外２］を連続して印加する。逆形式化回路81は
詳細に説明されよう。他の回路は一般に知られており、
説明されないであろう。
【００３１】逆形式化回路 逆形式化回路81は図５に図式的に示されている。その構
成は図３に示されている形式化回路の構成に非常に類似
している。受信されたチャネルビットストリームｚ′j
は分配スイッチ811 と長さレジスタ812 に印加される。
リセット回路813 はチャネルクロック周波数ｆc をさら
に受信するモジュロＭカウンタ814 のリセット信号Ｆ
Ｒ′を発生する。リセット回路813 は別の態様で実現さ
れよう。例えば、ビデオレコーダの場合に、それはヘッ
ドドラムに連結され、かつこのドラムの各回転で１つの
パルスを供給する。ワイヤレス受信の場合には、それは
チャネルビットストリームの同期語の検出に適応されよ
う。
【００３２】リセット信号ＦＲ′によりリセットされた
後、モジュロＭカウンタ814 はＭカウントＣＮＴの繰り
返しシリーズを供給する。チャネルビットストリーム
ｚ′jの量子化コードＱの存在を示す所定のカウントに
おいて、カウンタは長さレジスタ812 に負荷信号ＬＤ′
を印加する。これまで記述された態様で、長さレジスタ
は現在受信された主ブロックの長さＬを比較器815 の第
１入力に印加する。カウントＣＮＴはこの比較器の第２
入力に印加される。カウントＣＮＴが長さＬより小さい
限り、比較器の出力信号は分配スイッチ811 に、示され
た位置を与える。各主ブロックのコード語はこのように
して第１メモリ816 に印加される。引き続くコード語は
カウントＣＮＴ＝Ｍになるまで第２メモリ817 に印加さ
れる。
【００３３】前のことから明らかであるが、チャネルビ
ットストリームｚ′j （図４Ｄを見よ）は主ブロックＨ
i （図４Ｂを見よ）とサブブロックＳi （図４Ｃを見
よ）に再び分配される。本発明の重要な態様は、この操
作に必要な可変長コード語の復号なしにこの分配操作が
実行されることである。
【００３４】多数のチャネルブロックが前に述べたよう
に２つのメモリに蓄積された後で、コード語は復号され
た可変長である。多重スイッチ818 は第１もしくは第２
メモリのコード語を可変長復号回路82（図１を見よ）に
印加する。この回路は各コード語を認識し、かつ量子化
係数［外１］ならびに量子化コードＱとエンド・オブ・
ブロックコードＥＯＢを供給する。ＶＬＣ復号回路82も
また各コード語の長さＬＥＮを供給する。長さＬＥＮは
累算器819 で合算され、合算信号ΣＬＥＮとして比較器
820 の第１入力に印加される。ＥＯＢコードの検出する
と、累算器は空であり、かつ合算信号ΣＬＥＮは値０を
受信する。新しい各データブロックの開始において、多
重スイッチ818 はそれにより、示された位置を与えられ
る。
【００３５】このような態様で、コード語はまず第１メ
モリ816 から読み取られ、かつ各データブロックに対し
て複号される。最初に得られたコード語は量子化コード
Ｑである。このコードはルックアップテーブル821 に印
加される。Ｑに対応する長さＬは比較器820 の第２入力
に印加される。合算信号ΣＬＥＮが長さＬを越えない限
り、コード語と（あり得る）ダミービットは第１メモリ
816 から読み取られ、かつ複号される。これらはｄｃ係
数と最大有意ａｃ係数である。合算信号ΣＬＥＮが長さ
Ｌを越えるや否や、比較器は多重スイッチ818 に他の位
置を与える。さて、コード語はＥＯＢコードが再び生起
するまで第２メモリ817 から読み取られ、かつ複号され
る。
【００３６】以下のことは図４Ｄに示されたチャネルビ
ットストリームｚj の性質を参照して注意されよう。各
主ブロックＨi は平均輝度とサブ画像の粗いディテール
を表している。サブブロックＳi は細かいディテールを
表している。各主ブロックＨ i の長さＬi は画像ディテ
ールの品質に依存している。サブ画像が別の画像ディテ
ールを有しているから、十分な範囲までこのディテール
を伝送するように一層の情報が順応されている。
【００３７】主ブロックで順応されたコード語は伝送エ
ラーからよく保護されている。一般に、可変長コード語
の伝送エラーは関連コード語とその長さの不正確な複号
の双方となる。引き続くコード語もまた同期が完全に失
われると誤って解釈される。それは同期が回復される信
号を「ハード」がリセットするまでそうではない。完全
な画像まででも、伝送エラーはこのように多くのサブ画
像を切断できる。しかし、図４Ｄに示されたチャネルビ
ットストリームは頑丈である、すなわち、それは伝送エ
ラーの結果に強く抵抗する。もしエラーが主ブロックで
生起するなら、関連データーブロックのみ、すなわち、
対応するサブ画像のみが影響される。事実、複号ステー
ションはビットの信頼性のあるカウントダウンによって
引き続く主ブロックの位置を規定する。もしエラーがサ
ブブロックで生起するなら、複数のサブ画像が影響され
るが、しかし細かい画像ディテールのみが影響される。
平均輝度と粗い画像ディテールの形の最大有意画像情報
は障害なしのままである。
【００３８】別の実施例 図６は形式化回路25（図１を見よ）の別の実施例を示し
ている。この図面で、同一の参照記号が図３と同じ構成
要素を示している。分配スイッチ251 を制御する回路は
モジュロＮカウンタ260 と別の累算器261 を具えてい
る。累算器261 は所定の数のデータブロックＤＢi （ｉ
＝１，....，Ｎ）の各主ブロックの長さＬ i を合算す
る。モジュロＮカウンタはクロック信号としてエンド・
オブ・ブロック信号ＥＯＢを受信し、かつ一連のＮデー
タブロックの後で毎回累算器259 と261 を空にするよう
適応される。
【００３９】形式化回路は以下のように動作する。一連
のＮデータブロックの第１データブロックＤＢ1 が形式
化回路に印加されると仮定すると、２つの累算器が値０
を比較器250 に供給する。すると分配スイッチ251 は示
された位置にあり、データブロックの第１コード語は第
１メモリ252 に印加される。図４に対比して、Ｌ1 を越
えるコード語が第２メモリ253 に書き込まれ、かつＬ1
がダミーで補充されると、上記のコード語は今や第１メ
モリ252 に書き込まれる。合算信号ΣＬＥＮが長さＬi
を越えるや否や、データブロックの残りのコード語は第
２メモリ253 に印加される。対応する態様で、第２デー
タブロックＤＢ2 の第１コード語もまた第１メモリ252
に印加される。第１メモリ252 に書き込まれた各コード
語の長さは累算器259 で合算される。累算器261 におい
て、第２データブロックの主ブロック長さＬ2 は第１デ
ータブロックの長さＬ1 に加算され、従って累積主ブロ
ック長ΣＬi が得られる。合算信号ΣＬＥＭが累積長Σ
Ｌi ＝Ｌ1 ＋Ｌ2 を越えるや否や、第２データブロック
のコード語は第２メモリ253 に印加される。このような
態様で、一連のＮデータブロックは第１メモリ252 の主
ブロックと、第２メモリ253 のサブブロックに分割され
る。主ブロックは全長Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋....＋Ｌ N を有して
いる。最後のデータブロックＤＢN のコード語がもはや
上記の全長に適合しないのみなら、それはダミービット
により補充される。
【００４０】この実施例により実行された分配操作は図
７に詳細に記述されている。図７Ａは図４Ａと同じビッ
トストリーム［外２］を示している。図７Ｂは第１メモ
リ252 の内容を示している。それは各データブロックＤ
Ｂi の主ブロックＨi を構成するコード語を具えてい
る。一連のＮ（ここでは４）個の主ブロックの全長Ｌ1
＋Ｌ2 ＋....＋ＬN はダミービットにより補充される。
これらは図面では陰影を施されている、図７Ｃは第２メ
モリ253 の内容を示している。それは各データブロック
ＤＢi のサブブロックＳi を形成する他のコード語を具
えている。
【００４１】図６に示されたような第１部分252.1 、第
２部分252.2 、書き込みスイッチ252.3 および読み取り
スイッチ252.4 への第１メモリ252 の分割がさらに説明
されよう。書き込みスイッチ252.3 は、所定の固定長コ
ード語が、供給されたビットストリームで表される場合
に示されたスイッチング信号を受信する。このことは特
に量子化コードＱに関連し、かつ、多分、ｄｃ係数ＤＣ
に関連している。このスイッチにより、量子化コードと
各主ブロックのｄｃ係数は多分第１部分252.1に蓄積さ
れ、かつ可変長コード語は第２部分252.2 に蓄積され
る。
【００４２】引き続いて、形式化回路（図６）はチャネ
ルビットストリームｚj を形成する。多重スイッチ252
により、Ｎ個の主ブロックＨ1 ，....，ＨN のシリーズ
はメモリ252 から読み取られ、かつ引き続いて一連のサ
ブブロックはメモリ253 から読み取られる。これまで既
に述べたように、多重スイッチ255 はモジュロＭカウン
タ258 がカウントＣＮＴ＝０を取った後でこの目的で示
された位置を与えられる。メモリ252 が読み取られる間
に、読み取りスイッチ252.4 は所定の数のクロックパル
スの間に示された位置にある。このようなやり方で、主
ブロックの量子化コードＱi （そして多分ｄｃ係数）は
まず出力に印加される。コード語が固定長を有するか
ら、それらの生起時点は既知である。これらの時点で、
モジュロＭカウンタ258 は負荷信号ＬＤを蓄積し、それ
により量子化コードは長さレジスタ257 に蓄積される。
対応する長さＬi は累算器262 で合算され、かつ全長Σ
Ｌ＝Ｌ1 ＋Ｌ2 ....＋ＬN は比較器256 に印加される。
モジュロＭカウンタ258 がカウントＣＮＴ＝ΣＬに到達
するや否や、Ｎ個の主ブロックが読み取られ、かつ多重
スイッチは他の位置を与えられる。さて、メモリ253 か
らのサブブロックＳiは、モジュロＭカウンタがカウン
トＣＮＴ＝０を回復するまで出力に印加される。このカ
ウントで、累算器262 は空になり、従って新しい全長Σ
Ｌはデータブロックの次のシリーズで決定できる。
【００４３】図７Ｄはこの実施例により発生されたチャ
ネルビットストリームｚj を示している。チャネルビッ
トストリームはＭビットチャネルブロックを具えてい
る。各チャネルブロックは今や一連のＮ個の主ブロック
Ｈi を具えている。サブブロックは各チャネルブロック
の残りのビット位置にわたって分配される。
【００４４】図８は対応する逆形式化回路81（図１を見
よ）を示している。この図面で、同一の参照記号が図５
と同じ構成要素を示している。チャネルブロックの開始
において、モジュロＭカウンタ814 はカウントＣＮＴ＝
０を取る。それにより分配スイッチ811 示された位置を
与えられ、かつ主ブロックは第１メモリ816 に印加され
る。長さレジスタ812 は今や量子化コードを受信し、か
つ全長ΣＬを計算する累算器822 に対応長Ｌi を印加す
る。カウントが値ＣＮＴ＝ΣＬに到達するや否や、分配
スイッチ811 は他の位置を与えられる。引き続くサブブ
ロックは、Ｍ個のクロツクパルスの後で、カウントが再
びＣＮＴ＝０になるまで、第２メモリ817 に印加され
る。可変長コード語のどの復号もこの分配操作に必要で
ないことが再び強調されている。
【００４５】逆形式化操作において、各データブロック
の量子化コード（そして多分ｄｃ係数）は第１メモリ81
6 の第１部分816.1 に書き込まれ、かつ可変長コード語
が第２部分816.2 に書き込まれることに注意すべきであ
る。このことは固定時点で制御される書き込みスイッチ
816.3 により実行される。
【００４６】引き続いて、コード語は可変長で復号され
る。第１に、各データブロックの量子化コードとｄｃ係
数が復号される。このために、多重スイッチ818 と読み
取りスイッチ816.4 は示された位置にある。量子化コー
ドとｄｃ係数が読み取られるや否や、読み取りスイッチ
816.4 は、主ブロックの可変長コード語が引き続いて復
号されるために他の位置が与えられる。量子化コードＱ
はルックアップテーブル821 に印加され、かつＱに対応
する長さＬi は累算器823 に印加される。累算器823 に
構築される累積長ΣＬi は主ブロックの復号されたコー
ド語の合算長ΣＬＥＮと比較器820 で比較される。合算
信号ΣＬＥＮが累積長ΣＬi を越えると、多重スイッチ
828 は他の位置が与えられる。この位置で、データブロ
ックの終了を示すＥＯＢコードが生起するまでコード語
は第２メモリ817 から読み取られ、かつ復号される。Ｅ
ＯＢコードはモジュロＮカウンタ824 でカウントされ、
それはＮデータブロックの後で毎回累算器819 と823 を
空にする。
【００４７】図４Ｄと対比して、多数のサブ画像の主ブ
ロックは図７Ｄで物理的に近くに位置される。ビデオヘ
ッドが記録されたビデオトラックの一部分を読み取るだ
けのビデオレコーダの種々のうまいやり方（trick mod
i）を使用する場合にこれは敏感である。主ブロックが
これらの部分に正確に記録されるようにシステムが配設
される。すると基準なしの画像表示が得られる。
【００４８】図７Ｄに示されたチャネルビットストリー
ムの別の利点は図４Ｄに示されたチャネルビットストリ
ームと比較されたような効率の増大である。というの
は、僅かなダミービットしか伝送されないからである。
ダミービットの数は一層の主ブロックがシリーズでクラ
スタされるにつれて小さくなる。事実、ダミービットは
可変長語とは独立に主ブロックとサブブロックの間の境
界を与えるのに必要なだけである。例えば、図７Ａは、
データブロックＤＢ1 のコード語Ｖn が長さＬ1をなお
越え、一方、これは図４Ａでは許容されないことを示し
ている。一連のデータブロックの最後のコード語のみが
この長さを越えるべきではない。このために、関連する
比較器250 （図６）と820 （図８）はモジュロＮカウン
タ260 と824 からそれぞれ信号を受信し、その信号は一
連のＮ個のデータブロックの最後を示している。
【００４９】チャネルブロックは等間隔ビット位置で開
始する必要はないことにさらに注意されよう。チャネル
ビットストリームの頑丈性に対して、もし主ブロックと
それらの各長さが順応されるビット位置が前以て決定さ
れかつ復号ステーションに知られているならそれは十分
である。従って、実際に、異なる形式は家庭用レコーダ
と専門家用レコーダに対して標準化できる。同じことは
標準ＴＶ信号とＨＤＴＶ信号の伝送・記録に適用され
る。
【００５０】最後に、サブブロックは所定のビット位置
に伝送された所定の固定長のビットシリーズで順応でき
ることに注意すべきである。それによりサブブロックは
チャネルビットストリームの対応主ブロックからずっと
離れて位置されることから保護される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による符号化ステーションと復号
ステーションを具えるテレビジョンシステムを図式的に
示している。
【図２】図２は図１のテレビジョンシステムの動作を説
明するいくつかのダイヤグラムである。
【図３】図３は図１に示された形式化回路の一実施例を
示している。
【図４】図４は図３の形式化回路の動作を説明するいく
つかのダイヤグラムである。
【図５】図５は図１に示された逆形式化回路の一実施例
を示している。
【図６】図６は図１に示された形式化回路の別の実施例
を示している。
【図７】図７は図６の形式化回路の動作を説明するいく
つかのダイヤグラムである。
【図８】図８は図１に示された逆形式化回路の別の実施
例を示している。
【符号の説明】
１ 画像信号ソース ２ 符号化ステーション ３ 変調回路 ４ 書き込みヘッド ５ 磁気テープ ６ 読み取りヘッド ７ 復調回路 ８ 復号ステーション ９ モニタ 21 Ａ／Ｄ変換器 22 離散余弦変換（ＤＣＴ）回路 23 量子化回路 24 可変長符号化回路 25 形式化回路 26 制御回路 81 逆形式化回路 82 可変長復号回路 83 逆量子化回路 84 逆ＤＣＴ回路 85 Ｄ／Ａ変換器 250 比較器 251 分配スイッチ 252 第１メモリ 252.1 第１部分 252.2 第２部分 252.3 書き込みスイッチ 252.4 読み取りスイッチ 253 第２メモリ 254 ルックアップテーブル 255 多重スイッチ 256 比較器 257 長さレジスタ 258 モジュロＭカウンタ 259 累算器 260 モジュロＮカウンタ 261 累算器 262 累算器 811 分配スイッチ 812 長さレジスタ 813 リセット回路 814 モジュロＭカウンタ 815 比較器 816 第１メモリ 816.1 第１部分 816.2 第２部分 816.3 書き込みスイッチ 816.4 読み取りスイッチ 817 第２メモリ 818 多重スイッチ 819 累算器 820 比較器 821 ルックアップテーブル 822 累算器 823 累算器 824 モジュロＮカウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステファヌス ヨセフ ヨハネス ネイセ ン オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １ (72)発明者 ロベルト アルベルタス ブロンデイク オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １ (72)発明者 ウィルヘルムス ヘンドリクス アルフォ ンサス ブリュルス オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可変長のコード語を持つ一連のデータブ
    ロックに画像を符号化し、かつディジタルチャネルビッ
    トストリームの形式でそれらを伝送する符号化ステーシ
    ョンにおいて、 該符号化ステーションが、 − 選択されたコード語を具える所定の長さの主ブロッ
    クと、他のコード語を具えるサブブロックに各データブ
    ロックを分割し、 − チャネルビットストリームの所定の固定ビット位置
    で一連の１つ以上の主ブロックを伝送し、かつ各シリー
    ズの所定の固定位置で、各主ブロックの長さを示す長さ
    コードを伝送し、 − 残りのビット位置にわたってサブブロックを分配す
    る、 ように適応されることを特徴とする符号化ステーショ
    ン。
  2. 【請求項２】 その画像エネルギー内容に関してデータ
    ブロックをクラスに分類するよう符号化ステーションが
    適応され、各主ブロックの長さコードがデータブロック
    のクラスにより決定されることを特徴とする請求項１に
    記載の符号化ステーション。
  3. 【請求項３】 いかにデータブロックの係数が量子化さ
    れるかを示す量子化コードにより長さコードが形成され
    ることを特徴とする、スペクトル係数にブロック中の画
    素を変換し、かつ係数を量子化するよう適応された請求
    項１に記載の符号化ステーション。
  4. 【請求項４】 主ブロックのシリーズの長さが整数値の
    固定語長に等しいことを特徴とする請求項１に記載の符
    号化ステーション。
  5. 【請求項５】 主ブロックのシリーズの長さがそこに伝
    送されたコード語の長さより大きい限り、符号化ステー
    ションがダミービットによりシリーズを補充するよう適
    応されることを特徴とする請求項１に記載の符号化ステ
    ーション。
  6. 【請求項６】 チャネルビットストリームの形式で画像
    信号を受信する復号ステーションにおいて、 該復号ステーションが、 − チャネルビットストリームの所定の固定位置で長さ
    コードを受信し、 − 長さコードから一連の主ブロックの長さを固定し、
    かつ上記の長さに応じてチャネルビットストリームを主
    ブロックとサブブロックに分割する、 よう適応されることを特徴とする復号ステーション。
  7. 【請求項７】 可変長のコード語を具える一連のデータ
    ブロックに符号化される画像信号が蓄積される蓄積媒体
    において、 所定の固定位置で、データブロックの選択されたコード
    語を具える一連の１つ以上の主ブロックが順応され、か
    つ各シリーズの所定の固定位置で、各主ブロックの長さ
    を示す長さコードが順応され、かつデータブロックの他
    のコード語を具えるサブブロックが残りのビット位置に
    わたって分配されるチャネルビットストリームの形式で
    画像信号が蓄積されることを特徴とする蓄積媒体。
  8. 【請求項８】 請求項１から５のいずれか１つに記載の
    符号化ステーションを具えるテレビジョン信号送信機。
  9. 【請求項９】 請求項６に記載の復号ステーションを具
    えるテレビジョン信号受信機。
  10. 【請求項１０】 請求項１から５のいずれか１つに記載
    の符号化ステーションと、請求項６に記載の復号ステー
    ションを具えるビデオレコーダ。
JP5165287A 1992-07-07 1993-07-05 ディジタル形式で画像を伝送するテレビジョンシステム Pending JPH06225277A (ja)

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EP92202057 1992-07-07
NL92202057:3 1992-07-07

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