JPS5946473B2 - カラ−テレビジヨン信号符号化装置 - Google Patents

カラ−テレビジヨン信号符号化装置

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JPS5946473B2
JPS5946473B2 JP51151526A JP15152676A JPS5946473B2 JP S5946473 B2 JPS5946473 B2 JP S5946473B2 JP 51151526 A JP51151526 A JP 51151526A JP 15152676 A JP15152676 A JP 15152676A JP S5946473 B2 JPS5946473 B2 JP S5946473B2
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JP
Japan
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signal
pixels
television signal
prediction
color television
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JP51151526A
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JPS5375726A (en
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敏夫 古閑
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to CA293,165A priority patent/CA1091810A/en
Priority to US05/861,340 priority patent/US4144543A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテレビジョン信号の時間的または空間的相関を
用いて予測符号化するテレビジョン信号符号化装置に関
する。
テレビジョン信号は時間的または空間的相関が強いため
、伝送される画素に対してその近傍の画素を利用して予
測をし(これらの画素を予測点と称する)、この予測値
からの誤差(予測誤差と称する)を伝送すると大巾な伝
送情報量の節減が可能である。
一般に最も大巾な節減が可能とされるフレーム間符号化
においてもテレビジョン画面内の被写体の動き(以後単
に動きと称する)が発生する時には多量の予測誤差を発
生する。
このような場合の対策法として、たとえば、米国で発行
の刊行物「ザ・ベル・システム・テクニカル・ジャーナ
ル(THEBELLSYSTEMTECHNICALJ
OURNAL)」1975年7−8月号の第1155〜
第1174頁に所載の論文「エントロピー ・メジヤメ
ンツ・フォー ・ノンアダプテイブ・アンド・アダプテ
イブ、フレーム・トウ・フレーム、リニアプレデイクテ
イブ・コーディング・オブ・ビデオテレフォン・シグナ
ルス(EntropyMeasurementsfor
NonadaptiveandAdaptive、Fr
ame−toLFrame9LinearPredic
tiveCodimgofVideotelephon
eSignals)」に記載された方法がある。この方
法を説明するために第1図を参照すると、図中のJ、に
、Lは各フレーム内の空間的に対応する水平走査線(ラ
イン)を表わしており、J−3、J−23゜’゜3に−
33に−23゜゜゜9L−33L−23゜00等のJ、
に、Lに添字が付加されている記号は各各画素を表わし
ているとする。
このような画素の時間的または空間的配置に対して第2
図に示すようにフレームJにおいて画素J−2、J−1
、JO、J1が振巾値aを示し、次のフレームににおい
て画素に。、に1、に2、に3が振巾値aを示すとすれ
ばこれはフレームJからフレームにまでの1フレーム時
間に図中右へ2画素動いたことになる。したがつて、次
のフレームLに対する予測はに−2→Lo、に−1→L
i、KO−■L2、・・・というように前フレーム内の
対応する画素の左側へ2画素ずらした点の画素を用いる
と最適となる。しかしながら、入力テレビジョン信号が
、たとえば、NTSCやPALカラーテレビジヨン信号
である時には上述の原理を使用することはできない。
すなわち、NTSCカラーテレビジヨン信号に}いては
色信号副搬送波の位相(以後単に位相と称する)がフレ
ーム毎お一よびライン毎に反転しているため画素L。,
Ll,L2,・・・等の予測に画素K−2,K−1,K
0,・・・等を用いると、各画素間の位相が合わないた
め色信号成分に関する予測誤差が非常に大きくなるから
である。本発明の目的は入力信号が色信号副搬送波を有
するカラーテレビジヨン信号に訃けるほぼ位相が一致し
た複数の画素を予測点として利用し画面内の動きが大き
くなつて通常のフレーム間符号化方式では多量の予測誤
差が発生するような場合でもこれらの予測点を適応的に
選択することによりわずかの予測誤差しか発生しないよ
うにした高精度の予測を実現する色信号副搬送波を有す
るカラーテレビジヨン信号符号化装置を提供することに
ある。
次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
本発明゛では、カラーテレビジヨン信号としてNTSC
カラーテレビジヨン信号の場合を例に挙け説明をする。
ここで、NTSCカラーテレビジヨン信号の標本化周波
数を色信号副搬送波周波数の約m倍にとるものとする。
この時、色信号副搬送波の1周期内にはm画素含まれて
おり、等間隔で標本化されていることからm画素毎に色
信号副搬送波の位相が一致することになる。この位相が
一致しない画素を予測点とすることは予測誤差の増大と
なるため、予測点には前フイールドあるいは前フレーム
内で位相が一致する画素を用いる。具体的には、mキ3
の時を例にと9、また説明簡単化のため第3図において
水平走査線K,Lはフイールド間で位相が一致するライ
ンであるとする。画素xの予測点としては位相を考慮し
て、K−6,K−3,K0,K3,・・・などK3l(
iは整数)で表わされる画素を利用する。すなわち、静
止画面に対しては画素K。が最適となつており、水平方
向の動きに関してはiが零でない時の画素K3lの何れ
かが、画素K。よりも最適予測を与える確率が大きい。
しかしながら微小な動きの場合には、画素K。を利用す
る方が良いこともある。このように本発明では、全ての
画面に対して最適な予測を行なうので、予測誤差は小さ
くなジ、伝送情報量が大巾に節減できる。
第4図は本発明の一実施例を示すプロツク図である。
ここでは、入カテレビジヨン(NTSCカラーテレビジ
ヨン)信号についてフイールド間の相関を使用して予測
を行なうとする。この時の各フイールド内のラインの色
信号副搬送波の位相関係は第3図に示したと訃りである
。第4図の例でも、m=3、すなわち、標本化周波数が
色信号副搬送波周波数の3倍である場合を例に説明する
。第4図に訃いて、入カテレビジヨン信号(NTSCカ
ラーテレビジヨン信号)はすでにデイジタル化されてい
るものとする。
テレビジヨン信号の少なくとも(1フイールド一n)個
の画素の記憶容量をもつ記憶装置101の出力信号は線
1012を介して遅延回路102へ供給されるとともに
線1015を介してn画素の遅延回路107へ供給され
る。遅延回路107に与えられた記憶装置101の出力
信号は入カテレビジヨン信号に対して遅延時間が丁度1
フイールドであるようにされた後、判定回路へ供給され
る。nはつぎのように定められるものとする。
1フイールド前の位相が一致する画素を中心として2n
個の画素のうちの位相が一致する点をi個ずつ選べば、
予測点は(21+1)個でm画素毎にとられるためその
間に含まれる全画素数2n=2mi=61となる。
このとき、遅延回路102は第5図に示すように、判定
回路105における判定時間を1ライン時間とすると、
(1ライン−2n)個の画素の遅延を与える遅延回路2
01と2n個の画素の遅延回路202の二つの遅延回路
が縦続接続されたものとなる。図中、出力信号Aは遅延
回路202のm画素の遅延に対してタツプを1個設置し
て出力信号として取り出したもので予測点の数だけ、す
なわち、(21+1)チヤネルの出力線が必要とされる
。出力信号Aにおける画素の遅延時間は(1フイールド
一n)個の画素から(1フイールド+n)個の画素まで
の範囲に判定時間(以下、たとえば、1ライン時間とす
る)を加えた時間に等しい。
ここで再び第4図を参照すると、遅延回路102の出力
信号Aは(21+1)チヤネルの線1024を介して切
換器104へ供給され、判定回路105の命令に従つて
最適予測となるチヤネルが選択される。切換器104の
出力信号は線1048および1049を介して各々減算
器108および加算器109へ供給される。入カテレビ
ジヨン信号は一旦1ライン分の遅延を与える遅延回路1
03へ線1103を介して供給されるが、遅延されたテ
レビジヨン信号は減算器108へ供給され、切換器10
4の出力信号だけ減算される。減算器108の出力信号
は量子化器113へ供給される。量子化器113の出力
信号は線1080を介して符号変換器110へ供給され
、線1089を介して局部復号信号を作るために加算器
109に供給される。加算器109の出力信号である局
部復号信号は記憶装置101へ供給される。判定回路1
05においては遅延回路107より供給される1フイー
ルド前のテレビジヨン信号と線1105を介゛して供給
される現在の入カテレビジヨン信号とから画面内の動き
の速度を検出し、その速度に対応する予測点により作ら
れた予測信号を選択するように判定を下す。この判定結
果は、セツト信号発生器100のセツト信号により判定
回路105内に判定時間(ここでは1ライン時間)中保
持されるが、同時嬉受信側に伝送するため線1070を
介して符号変換器110に供給され、所定の位置に挿入
される。また、同時にこの判定結果は線1074を介し
て切換器104へ供給され、予測信号の選択に利用され
る。判定回路105の回路構成は、米国で発行の刊行物
[アイ・イ一・イ一・イ一・トランスアクシヨンズ・オ
ンOコミユニケーシヨン(IEEE−Transact
iOns@COmmunicatiOn)の1975年
4月号COM−23巻、屋4」の第474〜第478頁
に所載の論文「メジヤリング・ザ・スピード・オブ・ム
ービング・オブジエクツ・ブロム・テレビジヨン・シグ
ナルズ(MeasuringtheSpeedOfMO
vingObjectsfrOmTelevisiOn
Signals)」 の第2図に示される速度検出回路
を利用する。速度はフレーム間の差と隣接する画素間の
差を用いて測定されている。本実施例では、フイールド
間の差と隣接する画素間の差とを用いるが、両者間に差
異はほとんどない。最適予測点を指定する情報を含む符
号変換器110の出力信号はバツフアメモリ111へ供
給され、伝送路との速度整合がとられ、伝送路へ送り出
される。バツフアメモリ監視モニタ112は、線111
2を介して供給されたバツフアメモリ111の充足(占
有)状態により量子化器113へ適当な量子化特性を選
択するよう命令を発する。記憶装置101が(2Nフレ
ーム−n)個の画素の記憶容量を有する場合に}いても
以上の動作が同様に行なわれる。次に、第4図の実施例
の変形例を記憶装置101の記憶容量が(1フレーム−
n)個の画素でm=3の場合について説明する。
NTSCカラーテレビジヨン信号においては、第6図に
示すように、相隣り合うフレームK,L間では色信号副
搬送波の位相が反転している。したがつて、フレームL
の画素Xの予測点としては、画素K−5とK−4,K−
2とK−1,K1とK2,K4とK5などの中点に卦け
る振巾値を有する画素K鋪,,K(2,KI,K′4な
ど、すなわち、K!1+1(n=31,iは整数)を利
用すれば、位相が一致するため本発明が適用できる。す
なわち、第4図に訃いて、線1012上のY点へ第7図
に示される400の補間回路を挿入すれば良い。第7図
に於いて、線1012を介して供給される記憶装置10
1の出力信号は1画素遅延させる遅延回路401と加算
器402とに供給される。加算器402に}いては遅延
回路401の出力信号と記憶装置101の出力信号の和
がとられ、この和は除算回路403へ供給され、除算さ
れた結果は第4図の実施例のように、遅延回路102に
供給される。他の動作は第4図の実施例の動作と同様で
ある。m=4の時は第4図の実施例に訃いてn=21+
2として記憶装置101を(1フレーム一n)個の画素
の記憶容量を有するように構成すればよい。本発明は通
常使用されるフレーム間符号化方式の弱点である画面内
の動きに対してその動きに最も適合した予測方式を適応
的に選択することによジその弱点を克服できるため実用
上の効果はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来のテレビジヨン画面内の動き
を最適に予測する原理を説明する図、第3図は本発明の
原理を説明するための図、第4図は本発明の一実施例を
示すプロツク図、第5図は第4図の遅延回路を詳しく示
す図、第6図は本発明の変形例を説明する図および第7
図は本発明の変形例に用いられる補間回路を示す図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 色信号副搬送波を有するカラーテレビジョン信号の
    時間的または空間的相関を利用して予測符号化を行なう
    カラーテレビジョン信号符号化装置において、入力信号
    と異なるフィールド内にあつて色信号副搬送波の位相が
    入力信号とほぼ一致する画素を用いて複数の予測信号を
    得る手段と、前記得られた複数の予測信号の中から画像
    の動きを状態に対応して適応的に予測信号を選択する手
    段と、この選択手段において選択された予測信号に対す
    る予測誤差を符号化する手段とを具備したことを特徴と
    するカラーテレビジョン信号符号化装置。
JP51151526A 1976-12-16 1976-12-16 カラ−テレビジヨン信号符号化装置 Expired JPS5946473B2 (ja)

Priority Applications (3)

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JP51151526A JPS5946473B2 (ja) 1976-12-16 1976-12-16 カラ−テレビジヨン信号符号化装置
CA293,165A CA1091810A (en) 1976-12-16 1977-12-15 Predictive codec capable of selecting one of at least three prediction signals in two steps
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JP51151526A JPS5946473B2 (ja) 1976-12-16 1976-12-16 カラ−テレビジヨン信号符号化装置

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JPS5375726A JPS5375726A (en) 1978-07-05
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JPS58212286A (ja) * 1983-05-27 1983-12-09 Hitachi Ltd Pal信号の動き検出回路

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