JPH07143482A - 映像信号符号化装置及び復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な装置構成を必要とすることなく、ＨＤ
ＴＶ（ＥＤＴＶ），ＳＤＴＶの情報量の差を低減して、
記録媒体の共用化を図ることができる映像信号符号化装
置及び復号化装置を提供する。 【構成】 符号化器１０では、ＳＤＴＶ信号のサブサン
プリングが信号変換器１２で行われ、減算器１４で得ら
れた差分信号に対し、垂直方向のサブサンプリング，水
平方向のサブサンプリングが信号変換器２２，２４で行
われる。復号化器３０では、これらサブサンプリングさ
れた信号のアップサンプリングが信号逆変換器３８，４
０，４２で行われる。解像度に対する視覚的な特性は、
水平，垂直方向には高いが、斜め方向にはそれほど高く
ないので、差分信号の水平，垂直成分を利用すること
で、視覚的な解像度の低下を抑制しつつ情報量が低減さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の精細度の異なる
映像信号を階層化，高能率符号化して伝送し、又は媒体
に記録するための映像信号符号化装置及び復号化装置に
かかり、更に具体的には、伝送信号又は記録信号の一部
を用いて通常精細度の映像信号を得るとともに、他の部
分を加えて高精細度の映像信号を得る場合に好適な映像
信号符号化装置及び復号化装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ａ．ＨＤＴＶ（High Definition Televi
sion）方式 ＨＤＴＶ方式は、従来のＮＴＳＣ方式などによるＳＤＴ
Ｖ（Standard Definition Television）方式に対し、高
精細度の映像信号を放送しようとするもので、日本では
ＭＵＳＥ（Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding）
方式で放送が開始されている。また、欧州，米国でも、
ＨＤＴＶの方式を決めて実験放送を開始すべく準備がな
されつつある。

【０００３】ＨＤＴＶ方式はＳＤＴＶ方式と比較して映
像の精細度が高く、放送スタジオ内で用いられるディジ
タルビデオ信号の情報量は次の通りである。 ＳＤＴＶ：水平方向画素数７２０ドット 垂直方向走査線数４８０本 全画素数＝720×480＝３４５，６００画素 ＨＤＴＶ：水平方向画素数１９２０ドット 垂直方向走査線数１０３５本 全画素数＝1920×1035＝１，９８７，２００画素 このように、画素数を比較すると、ＨＤＴＶ方式はＳＤ
ＴＶ方式の５．７５倍の情報量を有していることにな
る。

【０００４】ｂ．ＭＰＥＧ符号化方式 このような映像信号の符号化方式については、いわゆる
ＭＰＥＧ（ＩＳＯ／ＩＥＣ，ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ
１１）によって国際標準化を行うべく審議が行われてい
る。符号化方式は、いわゆるＪＰＥＧによる静止映像圧
縮の国際標準，すなわちＤＣＴ（離散的コサイン変換，
Discrete Cosine Transform）により空間的な冗長性を
省いて符号化する方式に、時間的な冗長性を省くための
動き予測を組み合わせた方式である。ＭＰＥＧでも、Ｈ
ＤＴＶとＳＤＴＶの階層性について審議しており、Spat
ial ScalabilityとしてＳＤＴＶ信号とＨＤＴＶ信号と
の階層構造が決められつつある。

【０００５】ｃ．ＡＴＶ（Advanced Television）放送
方式 米国では、現行ＮＴＳＣ方式と上位互換性を保ちながら
ＨＤＴＶの放送を行うべくＡＴＶ方式が検討されてい
る。また、ＡＤ−ＨＤＴＶ方式，ＤＳＣ−ＨＳＴＶ方式
などでは、階層化される精細度の低い信号と高い信号で
伝送路の質を異ならしめ、Graceful Degradationの機能
を持たせている。

【０００６】ｄ．サブバンド方式と空間ピラミッド方式 ＨＤＴＶ信号とＳＤＴＶ信号との階層化を行う手法の１
つとして、サブバンド分割方式がある。これによれば、
映像信号の空間周波数成分は、水平，垂直方向に各々Ｌ
ＰＦとＨＰＦで帯域分割される。そして、水平，垂直の
両方向でＬＰＦを介して得られた低帯域の映像信号と、
それ以外の高帯域の映像信号とを分けて伝送する方式で
ある。

【０００７】これに対し、空間ピラミッド方式は、水
平，垂直方向にダウンサンプリングした空間周波数の低
い信号を符号化するとともに、復号化した信号を原信号
から減じ、この信号をエンコードする方式である。デコ
ード側では、デコードした高い空間周波数の映像信号
に、復調した低い空間周波数の映像信号をアップサンプ
リングして加算し、元の精細度の高い映像信号を得る。

【０００８】ｅ．従来の階層化符号化，復号化方式 図１０には、従来の階層化符号化，復号化装置の一例が
示されている。同図において、符号化器１００の映像信
号入力端子Ｔ１１には、例えば、有効画素領域が水平方
向１４４０ドット×垂直方向１０８８本のＨＤＴＶ映像
信号HDが加えられる。このＨＤＴＶ信号HDは信号変換器
１０２によってサブサンプリングされて、７２０ドット
×４８０本のＳＤＴＶ信号SDに変換され、更にエンコー
ダ１０４によって符号化される。エンコーダ１０４の出
力は、復号化器２００のデコーダ２０２に加えられて復
号され、出力端子Ｔ１２からＳＤＴＶの映像信号SDがＳ
ＤＴＶの受像機（図示せず）に出力されることになる。

【０００９】また、エンコーダ１０４の出力は、符号化
器１００側において、局部デコーダ１０６で復号される
とともに、信号逆変換器１０８によるアップサンプリン
グによって、ＳＤ相当のＨＤＴＶ映像信号HDSに変換さ
れる。このＳＤ相当ＨＤＴＶ信号HDSは、ＨＤＴＶ信号H
Dとともに減算器１１０に供給され、ここでHD−HDSの減
算が行われる。これによって得られた差分信号ΔHDは、
他のエンコーダ１１２によって符号化された後、復号化
器２００側に伝送される。

【００１０】復号化器２００では、デコーダ２０４によ
って差分信号ΔHDの復号が行われ、復号されたΔHDは加
算器２０６に供給される。他方、前記デコーダ２０２で
復号されたＳＤＴＶ信号SDは、信号逆変換器２０８によ
るアップサンプリングによってＳＤ相当ＨＤＴＶ信号HD
Sに変換された後、加算器２０６に供給される。加算器
２０６では、差分信号ΔHD＝HD−HDSとＳＤ相当ＨＤＴ
Ｖ信号HDSとが加算され、ＨＤＴＶ信号HDが得られる。
そして、このＨＤＴＶ信号HDが出力端子Ｔ１３からＨＤ
ＴＶの受像機（図示せず）に出力されることになる。

【００１１】このような従来技術によって符号化器１０
０より復号化器２００に伝送されるＳＤＴＶ信号の情報
量とＨＤＴＶ信号を得るための差分情報量との比率は、
おおよそ （ＨＤＴＶ情報量−ＳＤＴＶ情報量）／ＳＤＴＶ情報量 ＝（1440×1088−720×480）／（720×480） ≒３．５ ………………………………（１） となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイビジョ
ンなどのＨＤＴＶ信号は、ＮＴＳＣなどのＳＤＴＶ信号
に対し、一般的に４〜５倍以上の情報量を有している。
従って、符号化（圧縮）された信号もこれとほぼ同程度
の倍数の情報量となる。 図１１には、その様子が示さ
れており、同図中縦軸は垂直方向の走査線数，横軸は水
平方向画素数である。図示の例では、１４４０ドット×
１０８８本の領域がＨＤＴＶの映像信号，７２０ドット
×４８０本がＳＤＴＶの映像信号である。

【００１３】一方、ＳＤＴＶとＨＤＴＶを混在させて伝
送したり、媒体に記録するような場合を考えると、両者
の情報量の差が例えば５倍であるとき、ＨＤＴＶ信号を
記録できる時間は情報量に反比例してＳＤＴＶの５分の
１程度と短くなってしまう。媒体の記録密度を向上させ
て、かかる記録時間の差を吸収する方法も考えられる
が、ＨＤＴＶ及びＳＤＴＶが記録される媒体とＳＤＴＶ
のみが記録される媒体との共通性を確保しつつ、両媒体
に互換性を持たせて市場に提供するためには、お互いの
記録時間に極端な差が生ずることは好ましいことではな
い。

【００１４】記録媒体に対するユーザの要求を考えると
き、ＨＤＴＶ信号はＳＤＴＶ信号のほぼ２倍程度の情報
量で両者の混在が実現できると、ＨＤＴＶ，ＳＤＴＶの
各ユーザに対して共通のディスクが供給可能となるなど
互換性の面で利便性が高い。

【００１５】本発明は、これらの点に着目したもので、
複雑な装置構成を必要とすることなく、ＨＤＴＶ，ＳＤ
ＴＶの情報量の差を低減して、記録媒体の共用化を図る
ことができる映像信号符号化装置及び復号化装置を提供
することを、その目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の符号化装置は、通常精細度映像信号に加え
ることによって高精細度映像信号を得ることができる差
分信号に対し、垂直方向のサブサンプリング，又は水平
方向のサブサンプリングを行うことを特徴とする。ま
た、復号化装置は、これらサブサンプリングされた差分
信号のアップサンプリングを行うことを特徴とする。

【００１７】他の発明の符号化装置は、映像信号の階層
化を行う前に、垂直走査線数や水平画素数の変換を行う
ことを特徴とし、復号化装置は、復号化された映像信号
の垂直走査線数や水平画素数の逆変換を行うことを特徴
とする。

【００１８】

【作用】通常精細度映像信号（ＳＤＴＶ）と高精細度映
像信号（ＨＤＴＶ）の情報量の比は、前述したように５
倍強もあり、符号化した状態でも同様の情報量の比にな
る。一方、解像度に対する視覚的な特性は、水平，垂直
方向には高いが、斜め方向にはそれほど高くない。従っ
て、これを利用すれば、視覚的な解像度の低下を抑制し
つつ情報量の低減を図ることができる。

【００１９】本発明によれば、一つの媒体に同一映像に
対する通常精細度映像信号と、高精細度映像信号及び通
常精細度映像信号の差分信号の水平，垂直成分の信号と
が伝送あるいは記録される。これにより、符号化された
通常精細度映像信号と、高精細度映像信号を再生するた
めに必要な差分信号との符号量の差は大幅に低減され
る。

【００２０】通常精細度映像信号を再生するときは、符
号化された通常精細度映像信号のみを復号する。水平方
向について精細度の高い高精細度映像信号（ＥＤＴＶ）
を再生するときは、通常精細度映像信号と、高精細度映
像信号再生用差分信号の水平成分の信号とを合成して再
生する。水平，垂直方向に精細度の高い高精細度映像信
号（ＨＤＴＶ）を再生するときは、通常精細度映像信号
と、高精細度映像信号再生用差分信号の水平，垂直成分
の信号とを合成して再生する。

【００２１】また、本発明によれば、予め高精細度映像
信号の垂直走査線数や水平画素数の変換が行われる。例
えば、通常精細度映像信号の走査線数の整数倍となるよ
うに変換が行われる。すると、伝送，記録の対象となる
情報量が、通常精細度映像信号と差分信号とでほぼ同一
となり、扱いが非常に簡略化される。また、復号化後
は、所望の垂直走査線数や水平画素数に逆変換される。
これによれば、走査線数などの異なる各種の高精細度映
像信号に対して共通の信号処理を行うことが可能とな
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明による映像信号符号化装置及び
復号化装置の実施例について、添付図面を参照しながら
詳細に説明する。 ＜第１実施例＞

【００２３】ａ．第１実施例の構成 最初に、図１を参照しながら第１実施例の構成を説明す
る。まず、符号化器側から説明する。同図において、符
号化器１０側の入力端子Ｔ１は、信号変換器１２及び減
算器１４にそれぞれ接続されている。信号変換器１２の
出力側はエンコーダ１６に接続されており、このエンコ
ーダ１６の出力側は一方においてデコーダ１８に接続さ
れている。このデコーダ１８の出力側は信号逆変換器２
０に接続されており、この信号逆変換器２０の出力側は
前記減算器１４の減算入力側に接続されている。また、
減算器１４の出力側は、信号変換器２２，２４にそれぞ
れ接続されており、信号変換器２２，２４の出力側はエ
ンコーダ２６，２８にそれぞれ接続されている。

【００２４】次に、復号化器側について説明する。上述
した符号化器１０のエンコーダ１６，２６，２８の出力
側は、復号化器３０のデコーダ３２，３４，３６にそれ
ぞれ接続されている。これらデコーダ３２，３４，３６
の出力側は信号逆変換器３８，４０，４２にそれぞれ接
続されており、これら信号逆変換器の各出力側は加算器
４４の入力側にそれぞれ接続されている。また、前記デ
コーダ３２の出力側は出力端子Ｔ２にも接続されてお
り、前記加算器４４の出力側は出力端子Ｔ３に接続され
ている。

【００２５】以上の各部のうち、符号化器１０側の入力
端子Ｔ１には、例えば有効画素領域が水平方向１４４０
ドット×垂直方向１０８８本のＨＤＴＶ信号HDが入力さ
れる。信号変換器１２は、前記ＨＤＴＶ信号を、例えば
有効画素領域が水平方向７２０ドット×垂直方向４８０
本のＳＤＴＶ信号にサブサンプリングするためのもので
ある。信号逆変換器２０は、内部復号されたＳＤＴＶ信
号SDをＳＤ相当ＨＤＴＶ信号HDSにアップサンプリング
するためのものである。減算器１４は、ＨＤＴＶ信号HD
及びＳＤ相当ＨＤＴＶ信号HDSの差分信号ΔHD＝HD−HDS
を求めるためのものである。これらの各部は、前記従来
技術と同様である。

【００２６】次に、信号変換器２２は、差分信号ΔHDを
垂直方向に１／４サブサンプリングした１４４０ドット
×２７２本の映像信号（差分信号の水平方向成分）ΔHD
1/4Vに変換する機能を有している。また、信号変換器２
４は、差分信号ΔHDを水平方向に１／４サブサンプリン
グした３６０ドット×１０８８本の映像信号（差分信号
の垂直方向成分）ΔHD1/4Hに変換する機能を有してい
る。

【００２７】次に、復号化器３０側の信号逆変換器３８
は、ＳＤＴＶ信号SDをＳＤ相当ＨＤＴＶ信号HDSにアッ
プサンプリングするためのものである。信号逆変換器４
０，４２は、１／４の映像信号ΔHD1/4V，ΔHD1/4Hをそ
れぞれ垂直，水平方向に４倍の差分信号ΔHDV，ΔHDHに
それぞれアップサンプリングするためのものである。加
算器４４は、入力信号SD，ΔHDV，ΔHDHを加算合成して
斜め方向に情報圧縮されたＨＤＴＶ信号HDCを得るため
のものである。

【００２８】ｂ．第１実施例の動作 次に、以上のように構成された第１実施例の動作を説明
する。入力端子Ｔ１には、有効画素領域が水平方向１４
４０ドット×垂直方向１０８８本のＨＤＴＶ信号HDが供
給される。このＨＤＴＶ信号HDは、信号変換器１２によ
って７２０ドット×４８０本のＳＤＴＶ信号SDに変換さ
れる。変換後のＳＤＴＶ信号SDは、エンコーダ１６によ
る符号化の後復号化器３０に伝送され、デコーダ３２に
よって復号される。これによって、出力端子Ｔ２からＳ
ＤＴＶ信号SDが出力されるようになる。

【００２９】他方、前記エンコーダ１６の符号化信号
は、局部復号化器であるデコーダ１８によって復号され
て信号逆変換器２０に供給される。信号逆変換器２０で
は、ＳＤＴＶ信号SDが１４４０ドット×１０８８本のＳ
Ｄ相当ＨＤＴＶ信号HDSに変換され、これが減算器１４
に加えられる。このＳＤ相当ＨＤＴＶ信号HDSに含まれ
る映像情報はＳＤＴＶ程度である。減算器１４では、Ｈ
ＤＴＶ信号HD，ＳＤ相当ＨＤＴＶ信号HDS間の減算が行
われ、差分信号ΔHD＝HD−HDSが求められる。

【００３０】次に、信号変換器２２では、差分信号ΔHD
が垂直方向に１／４サブサンプリングされた１４４０ド
ット×２７２本の映像信号ΔHD1/4Vに変換される。図２
（Ａ）にはその様子が示されており、例えば垂直方向の
４ラインに１ラインの割合でサブサンプリングを行うこ
とで、変換処理が行われる。同図中の黒丸のドットがサ
ブサンプリングされたドットである。なお、水平方向は
ＨＤＴＶ信号HDと同様である。

【００３１】また、信号変換器２４では、差分信号ΔHD
が水平方向に１／４サブサンプリングされた３６０ドッ
ト×１０８８本の映像信号ΔHD1/4Hに変換される。図２
（Ｂ）にはその様子が示されており、例えば水平方向の
４ドットに１ドットの割合でサブサンプリングを行うこ
とで、変換処理が行われる。なお、垂直方向はＨＤＴＶ
信号HDと同様である。

【００３２】これらの画像信号SD，ΔHD1/4V，ΔHD1/4H
は、エンコーダ１６，２６，２８によって符号化され
て、それぞれ復号化器３０に伝送される。復号化器３０
では、デコーダ３２，３４，３６によって伝送された符
号化信号の復号化が行われる。これらのうち、デコーダ
３２によってＳＤＴＶ信号SDが復号され、出力端子Ｔ２
から出力される。また、信号逆変換器３８では、ＳＤＴ
Ｖ信号SDがＳＤ相当ＨＤＴＶ信号HDSに変換される。

【００３３】他方、デコーダ３４，３６によって復号さ
れた差分信号の水平，垂直成分ΔHD1/4V，ΔHD1/4Hは、
それぞれ信号逆変換器４０，４２でＨＤＴＶ信号と同等
の１４４０ドット×１０８８本の映像信号ΔHDV，ΔHDH
にそれぞれ変換される。これら信号逆変換器３８，４
０，４２の変換信号HDS，ΔHDV，ΔHDHは、いずれも加
算器４４に入力されて加算される。これによって、情報
圧縮されたＨＤＴＶ信号HDCが得られ、出力端子Ｔ３か
ら出力される。

【００３４】図３には、本実施例によるＳＤＴＶ信号SD
と圧縮ＨＤＴＶ信号HDCの画素数又は情報量の様子が示
されている。まず、ＳＤＴＶ信号SDは７２０ドット×４
８０本で、前記従来技術と同様である。次に、差分信号
の水平方向成分ΔHD1/4Vの信号逆変換器４０による変換
出力は、同図にHDVで示すように、情報量としては１４
４０ドット×２７２本に相当する。また、差分信号の垂
直方向成分ΔHD1/4Hの信号逆変換器４２による変換出力
は、同図にHDHで示すように、情報量としては３６０ド
ット×１０８８本に相当する。圧縮ＨＤＴＶ信号HDCの
全情報量は、これらを加算したものとなる。

【００３５】この図３を参照すれば明らかなように、本
実施例によれば、水平，垂直方向の解像度はＨＤＴＶ信
号HDと同等であるが、斜め方向の解像度は伝送される符
号量に対応して低下したものとなっている。ところで、
人間の視覚特性は、一般的に、映像の水平，垂直方向の
解像度は高いが、斜め方向の解像度は比較的低い。図３
の解像度特性は、このような視覚特性に沿ったものとな
っている。従って、圧縮ＨＤＴＶ信号HDCによる再生映
像は、情報量が大幅に圧縮されているものの、視覚的に
はさほど解像度が低下したものとはならない。

【００３６】次に、伝送すべき情報量について検討す
る。前記（１）式と同様に、本実施例におけるＳＤＴＶ
信号SDの情報量と、圧縮ＨＤＴＶ信号HDCを得るために
必要な差分情報量との比を求めると、次のようになる。 （HDH，HDVからSDを除いた部分）／SD ＝{（1440−720）×272＋360×（1088−480）}／（720×480） ＝１．２ …………………………（２）

【００３７】従って、ＳＤＴＶ用の伝送路に、更に１．
２倍程度の伝送路を付加することによって、ＳＤＴＶ信
号の情報と、ＨＤＴＶ信号HDに近い圧縮ＨＤＴＶ信号HD
Cを得るための差分信号の情報の伝送が可能となる。

【００３８】＜第１実施例の他の態様＞次に、前記第１
実施例の符号化器を利用した他の実施態様を説明する。
なお、上述した第１実施例に対応する構成部分には、同
一の符号を用いることとする。図４には、前記符号化器
にＳＤＴＶ信号再生用の復号化器を接続した場合が示さ
れている。この場合は、ＳＤＴＶ信号SDのみを符号化し
て伝送し復号化すればよいので、復号化器５０はデコー
ダ３２のみでよい。

【００３９】図５には、前記符号化器に高精細度映像の
１つであるＥＤＴＶ（Extended Definition Televisio
n）信号再生用の復号化器を接続した場合が示されてい
る。同図において、復号化器６０は、ＳＤＴＶ信号を復
号するためのデコーダ３２，信号逆変換器３８と、差分
信号の水平方向成分ΔHD1/4Vを復号するためのデコーダ
３４，信号逆変換器４０を含んでおり、これらによる復
号信号が加算器４４で加算されて出力端子Ｔ３からＥＤ
ＴＶ信号EDが出力される。ＥＤＴＶ方式は、ＳＤＴＶ方
式と比較して水平方向の解像度が高いので、ＳＤＴＶ信
号SDに差分信号の水平方向成分ΔHDVを加算すればよ
い。図６には、本例における情報量の関係が示されてお
り、ＳＤＴＶと比較して水平方向の情報量，ひいては解
像度が向上している。

【００４０】なお、ＳＤＴＶ信号SDについてはデコーダ
３２の出力を利用すればよい。この例では、符号化器１
０の垂直成分用の信号変換器２４，エンコーダ２８は必
要ない。以上のように、エンコーダ，デコーダを１組用
いてＳＤＴＶ信号を復号することができ、２組用いてＥ
ＤＴＶ信号を復号でき、更に３組用いてＨＤＴＶ信号を
復号することができる。

【００４１】＜第２実施例＞次に、図７を参照しながら
本発明の第２実施例について説明する。同図に示すよう
に、符号化器７０の入力端子Ｔ１は信号変換器７２に接
続されており、この信号変換器７２の出力側が上述した
信号変換器１２，減算器１４にそれぞれ接続されてい
る。また、復号化器８０の加算器４４の出力側は、信号
逆変換器８２が接続されており、この信号逆変換器８２
の出力側が出力端子Ｔ３に接続されている。

【００４２】符号化器７０側の信号変換器７２は、入力
端子Ｔ１に入力される映像信号の走査線数を変換するた
めのものである。例えば、入力信号がＨＤＴＶ信号HDで
あるとすると、その有効走査線１０８８本を９６０本に
するサブサンプリング、すなわち１０８８：９６０の走
査線数変換が行なわれる。他方、復号化器８０側の信号
逆変換器８２は、入力映像信号の走査線数を表示システ
ム（図示せず）が必要とする数にアップサンプリングす
るためのもので、必ずしも符号化器７０側の信号変換器
７２と逆の走査線数の変換を行う必要はない。なお、そ
の他の構成部分は、扱う走査線数の点を除いて前記第１
実施例と同様である。

【００４３】次に、以上のように構成された第２実施例
の動作を説明する。入力端子Ｔ１に供給されたＨＤＴＶ
信号HDは、まず信号変換器７２で走査線数が１０８８本
から９６０本に変換される。そして、変換後の映像信号
HDQについて信号変換器１２によるＳＤＴＶ信号SDへの
変換処理が行われる。すなわち、第１実施例では、信号
変換器１２は１４４０ドット×１０８８本の信号を７２
０ドット×４８０本に変換したが、本実施例では、１４
４０ドット×９６０本の映像信号が７２０ドット×４８
０本に変換される。つまり、走査線数の変換が９６０：
４８０＝２：１という簡単な整数比で行われる。また、
信号逆変換器２０では、その逆の４８０：９６０＝１：
２という簡単な整数比による走査線数逆変換が行われ
る。

【００４４】他方、復号化器８０側では、加算器４４か
ら出力される走査線数９６０本の映像信号HDQCが信号逆
変換器８２で表示システム（図示せず）に都合のよい走
査線数の映像信号HDRに変換される。従って、符号化器
７０に入力されるＨＤＴＶ信号HDの走査線数とは異なっ
た走査線数（周波数比）の映像信号とすることが可能と
なる。

【００４５】図８には、以上のような第２実施例におけ
るＳＤＴＶ信号SDと走査線変換された圧縮ＨＤＴＶ信号
HDRの画素数又は情報量の様子が示されている。矢印Ｆ
で示すように、走査線数の変換によって、差分信号の垂
直成分ＨＤＨの情報量が減少している。また、最初に１
０８８：９６０の走査線数変換が行われるので、変換後
のＨＤＴＶとＳＤＴＶとの走査線数は２：１と簡単な整
数比となる。このため、以降の信号変換器，信号逆変換
器の構成の簡略化を図ることができる。

【００４６】また、このときのＳＤＴＶ信号の情報量と
ＨＤＴＶ−ＳＤＴＶの差分信号の情報量は１対１とな
る。従って、ＳＤＴＶ用の伝送路に、これと同程度の伝
送路を付加することによって、走査線数変換後のＨＤＴ
Ｖ信号の情報の伝送が可能となる。このため、蓄積媒
体，通信媒体のＳＤＴＶとＨＤＴＶの拡張性が良好とな
り、アプリケーションとして容易に構成することができ
る。

【００４７】第１，第２いずれの実施例においても、エ
ンコーダ１６，２６，２８とデコーダ３２，３４，３
６、つまり３組のエンコーダ・デコーダが用いられる。
これらによる符号化の手法としては、例えばＤＣＴ演算
処理と動き予測を用いるＭＰＥＧ２の方式が用いられ
る。このときの動き予測の演算は、１４４０ドット×９
６０本のフル映像を用いて行い、その結果を３組のエン
コーダ・デコーダで共通に使用するようにすると、好都
合である。この場合も、ＨＤＴＶとＳＤＴＶの画素（ピ
クセル）の位置関係が整数比であれば、動きベクトル量
の変換を容易に行うことができる。

【００４８】次に、前記第２実施例では、３組のエンコ
ーダ１６，２６，２８、デコーダ３２，３４，３６が用
いらていれるが、各エンコーダ，デコーダに必要なメモ
リ容量は次のようになる。 ＳＤ用エンコーダ１６，デコーダ３２：720ドット×4
80本 差分信号の垂直成分用エンコーダ２８，デコーダ３
６：360ドット×960本 差分信号の水平成分用エンコーダ２６，デコーダ３
４：1440ドット×240本

【００４９】いずれの場合も、メモリの画素数は３４
５，６００となる。従って、各エンコーダ，デコーダそ
れぞれに設けられるメモリとして、共通のハードウェア
を使用することが可能となり、回路設計などの点で有利
となる。

【００５０】次に、図９には、上述したように、共通す
るハードウェアによって各エンコーダ，デコーダにメモ
リをそれぞれ設ける場合における各メモリ中の画素の並
び方が示されている。同図（Ａ）には、前記の垂直成
分用のメモリの場合が示されている。差分信号の垂直成
分はａ−１のように水平方向に１／４となっているの
で、これを上下Ａ，Ｂに２分し、ａ−２に示すように水
平方向に画素を並べるようにする。同図（Ｂ）には、前
記の水平成分用のメモリの場合が示されている。差分
信号の水平成分はｂ−１のように垂直方向に１／４とな
っているので、これを左右Ｃ，Ｄに２分し、ｂ−２に示
すように垂直方向に画素を並べるようにする。すなわ
ち、各画素のメモリ上における位置関係が画像上におけ
る位置関係に対応するように、各画素の映像信号データ
がメモリに格納される。

【００５１】このような画素配置とすると、ＤＣＴ演算
を行うときに関係する隣接画素の状態や動きベクトルの
扱いなどが、差分信号の垂直方向成分，水平方向成分の
映像信号をあたかもＳＤＴＶの映像信号と考えて処理す
ることができるようになり、信号処理上利点が多い。例
えば、同図（Ａ）におけるＡの各ラインＡ１，Ａ２，Ａ
３，Ａ４，……の画素データを、同図（Ｃ）に示すよう
に左右交互に配列したとすると、本来なら上下方向に隣
接しているはずの画素が左右に別れることになり、動き
ベクトルなどの扱いが複雑となる。

【００５２】ＨＤＴＶ方式としては、世界的に複数の走
査線数のものが存在し、有効走査線数もわずかに異な
る。しかし、この第２実施例によれば、いかなる方式の
走査線数も一定数，例えば９６０本に変換して扱うこと
ができ、それ以降の信号処理を共通化できる。このた
め、走査線数が異なるＨＤＴＶ方式に対しても共通の伝
送路や記録媒体を使用できるという利点がある。

【００５３】＜他の実施例＞なお、本発明は、何ら上記
実施例に限定されるものではなく、例えば次のようなも
のも含まれる。 （１）ＮＴＳＣ方式など５２５本方式の有効走査線数は
ほぼ４８０本であるが、ＰＡＬ，ＳＥＣＡＭ方式など６
２５本方式の有効走査線数は５７６本となっている。前
記実施例は、いずれもＮＴＳＣ方式を前提としているた
め、ＳＤＴＶ信号の走査線数として４８０本をベースと
したが、必要に応じて適宜変更してよい。

【００５４】（２）前記実施例は、符号化信号を伝送し
て復号化する場合を主として想定したが、符号化信号を
磁気テープ，光ディスク，光磁気ディスクなどの各種メ
ディアに記録し、これを再生復号化するような場合に
も、もちろん本発明は適用できる。 （３）第１実施例で示したＥＤＴＶ信号を得る手法を、
第２実施例に適用することも、もちろん可能である。

【００５５】（４）前記実施例に示した水平方向ドット
数，垂直方向走査線数の値も、必要に応じて適宜変更し
てよい。 （５）前記第１実施例では、水平，垂直方向に１／４の
信号のサブサンプリングを行ったが、その程度は、必要
に応じて１／３，１／５など適宜変更してよい。また、
水平方向と垂直方向とで異なる値のサブサンプリングを
行うようにしてもよい。サブサンプリングの手法も、各
種の手法を適用してよい。 （６）前記第２実施例では予め垂直走査線数の変換を行
ったが、水平方向のドット数変換や、水平垂直両方向の
変換を行うようにしてもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による映像
信号符号化装置及び復号化装置によれば、次のような効
果がある。 （１）ＳＤＴＶとＨＤＴＶ（ＥＤＴＶ）とを共用化して
伝送，あるいは媒体記録を行う場合に、（ＨＤＴＶ−Ｓ
ＤＴＶ）の差分情報から水平成分，垂直成分を取り出す
こととしたので、視覚的にみた解像度の低下を招くこと
なく、伝送あるいは記録すべき情報量の低減を図ること
ができる。

【００５７】（２）ＳＤＴＶ信号，ＨＤＴＶ信号の水平
成分，及び垂直成分の合計３種類の信号を伝送，あるい
は媒体記録することとしたので、ＳＤＴＶ，ＥＤＴＶ，
ＨＤＴＶの各方式に適応できる良好な装置構成が可能と
なる。

【００５８】（３）ＳＤＴＶと（ＨＤＴＶ−ＳＤＴＶ）
の差分情報量がほぼ同じとなるようにすることによっ
て、共通の媒体をＳＤＴＶ，ＥＤＴＶ，ＨＤＴＶに展開
することが可能となる。また、ＨＤＴＶ信号の復号に対
してもＳＤＴＶ信号と同様の回路（ＬＳＩ）を用いるこ
とが可能となり、ハードウエアの種類を共通化すること
によって、装置構成の簡略化，低コスト化を図ることが
できる。更に、このような媒体の共通化，ハードウエア
の低価格化によって、ＳＤＴＶ／ＥＤＴＶ／ＨＤＴＶの
共通システムの普及を図ることが可能となる。

【００５９】（４）予め、垂直走査線数の変換を行うこ
ととしたので、有効走査線数が、例えば４８０，５７
６，９６０，１０３５，１０８０，１１５２本などであ
る複数のテレビジョン方式（それぞれ、走査線数が５２
５，６２５，１０５０，１１２５，１１２５，１２５０
本のシステムに対応）の全部又は一部に対し、共通の回
路，媒体で対応することが可能となる。

【００６０】（５）エンコーダ，デコーダのメモリにお
けるデータの格納を、メモリ上における画素の位置関係
が画像上における位置関係に対応するように行うことと
したので、動き補償などの処理に好都合である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による映像信号符号化装置及び復号化装
置の第１実施例を示す構成図である。

【図２】前記第１実施例において差分信号の水平，垂直
成分を取り出す様子を示す説明図である。

【図３】前記第１実施例におけるＳＤＴＶ信号とＨＤＴ
Ｖ信号との情報量の関係を示すグラフである。

【図４】前記第１実施例におけるＳＤＴＶ信号の符号化
復号化装置を示す構成図である。

【図５】前記第１実施例におけるＥＤＴＶ信号の符号化
復号化装置を示す構成図である。

【図６】前記第１実施例におけるＳＤＴＶ信号とＥＤＴ
Ｖ信号との情報量の関係を示すグラフである。

【図７】本発明の第２実施例を示す構成図である。

【図８】前記第２実施例におけるＳＤＴＶ信号と走査線
変換後のＨＤＴＶ信号との情報量の関係を示すグラフで
ある。

【図９】エンコーダ，デコーダに使用するメモリにおけ
る画素データの格納の様子を示す説明図である。

【図１０】従来の符号化，復号化装置を示す構成図であ
る。

【図１１】前記従来例におけるＳＤＴＶ信号とＨＤＴＶ
信号との情報量の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０，７０…符号化器 １２，２０…信号変換器 ２２…信号変換器（垂直方向変換手段） ２４…信号変換器（水平方向変換手段） １４…減算器（減算手段） １６，２６，２８…エンコーダ（エンコード手段） １８，３２，３４，３６…デコーダ（デコード手段） ３０，５０，６０，８０…復号化器 ３８…信号逆変換器 ４０…信号逆変換器（垂直方向逆変換手段） ４２…信号逆変換器（水平方向逆変換手段） ４４…加算器 ７２…信号変換器（映像変換手段） ８２…信号逆変換器（映像逆変換手段） ED…ＥＤＴＶ信号 HD…ＨＤＴＶ信号 HDC，HDQC…圧縮ＨＤＴＶ信号 HDQ…走査線数変換後のＨＤＴＶ信号 HDR…走査線数変換後の圧縮ＨＤＴＶ信号 HDS…ＳＤ相当ＨＤＴＶ信号 SD…ＳＤＴＶ信号 Ｔ１…入力端子 Ｔ２，Ｔ３…出力端子 Δ…差分信号

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高精細度映像信号から通常精細度映像信
   号を得るためのＳＤ変換手段と、これによって得られた
   通常精細度映像信号に加えて高精細度映像信号を得るこ
   とができる差分信号を得るための減算手段と、階層化さ
   れた各映像信号を符号化するエンコード手段とを含む映
   像信号符号化装置において、 前記差分信号を垂直方向にサブサンプリングする垂直方
   向変換手段を備えたことを特徴とする映像信号符号化装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の映像信号符号化装置にお
   いて、前記差分信号を水平方向にサブサンプリングする
   水平方向変換手段を備えたことを特徴とする映像信号符
   号化装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の映像信号符号化装
   置において、高精細度映像信号の垂直走査線数又は水平
   画素数の少なくとも一方を所定の値に変換する映像変換
   手段を備えたことを特徴とする映像信号符号化装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の映像信号符号化装置にお
   いて、前記映像変換手段は、高精細度映像信号の走査線
   数を通常精細度映像信号の走査線数の整数倍の走査線数
   に変換することを特徴とする映像信号符号化装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の映像
   信号符号化装置において、前記エンコード手段にそれぞ
   れ含まれる信号格納用のメモリ手段は、各画素のメモリ
   上における位置関係が画像上における位置関係に対応す
   るように、各画素の映像信号データが格納されることを
   特徴とする映像信号符号化装置。
6. 【請求項６】 階層化されて符号化された各映像信号を
   復号化して、通常精細度映像信号と、この通常精細度映
   像信号に加えて高精細度映像信号を得ることができる差
   分信号とをそれぞれ得るためのデコード手段と、復号化
   された各映像信号を加算して高精細度映像信号を得るた
   めの加算手段とを備えた映像信号復号化装置において、 前記差分信号を垂直方向にアップサンプリングする垂直
   方向逆変換手段を備えたことを特徴とする映像信号復号
   化装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の映像信号復号化装置にお
   いて、前記差分信号を水平方向にアップサンプリングす
   る水平方向逆変換手段を備えたことを特徴とする映像信
   号復号化装置。
8. 【請求項８】 請求項６又は７記載の映像信号復号化装
   置において、高精細度映像信号の垂直走査線数又は水平
   画素数の少なくとも一方を所定の値に逆変換する映像逆
   変換手段を備えたことを特徴とする映像信号復号化装
   置。
9. 【請求項９】 請求項６乃至８のいずれかに記載の映像
   信号復号化装置において、前記デコード手段にそれぞれ
   含まれる信号格納用のメモリ手段は、各画素のメモリ上
   における位置関係が画像上における位置関係に対応する
   ように、各画素の映像信号データが格納されることを特
   徴とする映像信号復号化装置。