JPS6351786A - ビデオ信号の伝送方法 - Google Patents

ビデオ信号の伝送方法

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JPS6351786A
JPS6351786A JP62196540A JP19654087A JPS6351786A JP S6351786 A JPS6351786 A JP S6351786A JP 62196540 A JP62196540 A JP 62196540A JP 19654087 A JP19654087 A JP 19654087A JP S6351786 A JPS6351786 A JP S6351786A
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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】 産業上の利用分野 本発明は、特許請求の範囲第1項の上位概念に記載され
ているような、ビデオ信号の伝送のための方法に関する
ものである。
従来技術 アーヘンのライニッシュ・ヴエストファーリッシュ技術
工科大学の電気工学部において1982年6月22日付
けで発行されたH、ローシェラ−による「高分解能を有
する個別画像伝送」の論文(第6ペーゾ〕から、ソース
コーディングの方法、これによって伝達時間が減少する
、を採用することによって大幅に情報伝達量を減少させ
得ることが、知られている。
ソースコーディングは、冗長なそして重要でない信号部
分を捨てることによって、この情報伝達量の減少(減給
、圧縮)を達成する。
発明の目的 本発明の目的は、ソースコーディングの方法t−簡単に
することである。
発明の構成 この目的は、特許請求の範囲第1項に記載された特徴を
持つ方法の構成要件によって達成される。本発明の改善
的発展は、副次的特許請求の範囲において明確となって
いる。
計算においての、幾つかの個所での重み付けによって視
感生理機能に従ってデータ圧RI(削減)が行なわれ得
る。
重み付けは、変換および/または逆変換の後に、結果と
してのマトリックスに、その後の計算において重み付は
関数が乗じられるように、行なわれる。
重み付は関数は、最も簡単な場合では定数であシ、マた
目の生理機能、画像内容および/またはテレビジョンの
走査方法基準に適合するよう、水平および/または昌直
方向において、異ならせることが可能である。
本発明の、よシ深い理解のため、実施例は図面を参照し
ながら、さらに説明される。
実施例 第1図は、送シ側において、テレビジョンカメラ1、以
下ADUと称するA / Dコンバータ(アナログ−デ
ィジタルコンバーター)2、以下変換器と称する変換回
路3、そして変調器4を持ち、また、受は側において、
記憶装置5および復調器6、以下逆変換器または反変換
器と称する逆変換回路7、以下DAσと称するD / 
Aジンバーター(ディジタル−アナログコンバーター)
8、そしてモニター9を持つ情報伝送装置を表わすブロ
ック図を示している。
導体10〜17は個々の構成グループ1〜9の間に配置
されている。構成グループ2〜8および10〜17はビ
デオレコーダーの中に配置されている。妨害5(t) 
18は磁気テープ記憶装置5に影響を与える。
テレビジョンカメラは導体10を通してビデオ信号をA
Dσ2に渡す。ADσ2はアナログビデオ信号をディジ
タルビデオ信号に変換し、そしてそれらディジタル信号
を変換器3に送る。変換器3は、ディジタル化されたビ
デオ信号を時間領域(ドメイン)から、以下周波数領域
(ドメイン)と称するスペクトルドメインに変換する。
変換とは、数値として表わされているディジタル化され
たビデオ信号が、マトリックストシテプロツク状に配置
され、そしてマトリックス状に乗算されることを意味す
る。
周波数ドメインにおけるディジタル化された値は、スペ
クトル係数と呼ばれている。
スペクトル係数は導体12を通って変調器4に到達する
。変調器4はスペクトル係数を変調し、変調されたスペ
クトル係数t−導体13を通して磁気記憶装置5に伝送
する。磁気記憶装e5は伝送路で置換することもできる
。磁気記憶装置5からの、記録された信号は導体14t
−通って復調器6に違する。復A器6はスペクトル係数
を復調する。復調されたスペクトル係数は導体15を通
過して逆変換器1に伝わる。逆変換器7の中では、変換
器3が行なったのと反対の機能が実行される。スペクト
ル係数は、逆変換器の中で周波数ドメインから時間ドメ
インにf−Mされる。時間ドメイン中に見られる、ディ
ジタル化されたビデオ信号は導体16と通してDAU8
に加えられる。このディジタル化されたビデオ信号はD
AU 9において、アナログ信号に変換され、そして導
体11を経て、以下画像スクリーンと称するモニター9
に加えられる。テレビジョンカメラによってピックアッ
プされた信号は、画像スクリーン9上に可視される。逆
変換されたアナログ信号は、送り側における変換器3の
以前のディジタル化された信号と同一である必要はなく
、それは、ディジタル化された1イ号の無意味i1また
冗長な部分は伝送(記憶)の以前に抑制され、また除去
されるからである。
第2図は、2次元変換のための、例えば、8×8の以下
絵素または絵素子(パイクセル)と称する線点を持つ、
以下DOTと称するディスクリートコサイン変換の、変
換回路3のブロック図を示している。計算器19の中で
は、2次元の1即ち垂直および水平の変換が次から次へ
と、連続的に実行可能であシ、それは同じ変換マトリッ
クス係数が各変換に関して用いられるからである。この
変換マトリックス係数は記憶装置ROMT 20の中に
記憶されている。略号ROMTは、読出し専用メモリー
および変換、の略である。
8本のデーター線が計算器19に募かれている。
入ってきたデーターは記憶装置20からの変換係数が乗
じられて、計算器19の中に記憶される。絵セグメント
、即ち8×8の絵素のブロック、■ディジタル化された
絵信号が1次元的に変換された後、変換され記憶されて
いに値は、記憶装置20からの同じ変換係数を用いて2
度目の乗算がされる。この方法において、2次元変換が
実行できる。変換係数は、記憶装置20から計算器19
まで、8本のデーター導体22を通して伝えられる。こ
れらのデーター導体22に加えて、制御およびアドレス
導体22が制御およびアドレスバス22として、記憶装
置20に備えられるが、それは計算器19が記憶装置2
0にコマンド信号だけでなく、変換係数のための受信信
号やアドレスをも供給しなければならないからである。
8本のデーター導体は計算器19から量子化器21に延
びている。量子化器21は、入ってきた値を単独の数値
を持つスペクトル値の帯域に結合するよりに量子化し、
それによって第1の重み付けが実行される。
量子化の際、量子化器21においては、目に無感覚な、
小さな、特に、高い周波数のスペクトル部分はゼロにセ
ットされる。それらの値は次に伝送されるわけではない
から、データ削減が行なわれ得る。
単独の数値は、8本のデーター導体12全通して変調器
4に送られる。計算器19は次の関係式に従って計算を
実行する。
−Q、E−= −T−X−に−X −T−ここで、記号
の意味は次の通りである。
−Q、に−量子化器入力におけるソース軟点のディジタ
ル化されたビデオ信号が変換さ れたマトリックス −T−変換係数を持つ、例えばDCTの、変換マトリッ
クス −E−例えば8×8絵素の、ソース軟点のディジタル化
されたビデオ信号のマトリ ックス 重み付けされた変換係数を用いて誘導されたスペクトル
値は量子化され、データー削減が達成される。
第3図は、受は側において配置される迎変換器1を示し
ている。
復調器6からの、復調されたディジタル信号は、導体1
5’e通って計算器24に進む。計算器24は変換器3
に関して逆の機能を実行する。
この目的のため、計算器はデーター、アドレスおよび制
御バス26を介して記憶装置ROMT工(ランダムオン
リーメモリー逆変換)25に接続している。
計算器24は2度、反転変換を実行する。(反転=逆)
反転変換の後、反転変換されたディジタル1号は、8本
の導体分持つデーターバス16によって、DAσ8に到
る。計算器24の中には、記憶装置も設けられておシ、
それは第1の反転変換の後のスペクトル係数を記憶して
おり、次に、第2の(反転)変換が行なわれ、それによ
って反転変換された信号がデーターバス16に出力され
る。この処理の間に、記憶装置25中に記憶されていた
同じ反転変換係数が2度用いられる。
第1の変換は儂直変換であることができ、第2の変換は
水平変換でおり得る。
計算器24は次の等式に従って機能する。
−A−士 −Ti  X  −KA−X  −T−ここ
で、記号は次のように意味づけられる。
−A−ソース軟点の、反転変換されたディジタル絵信号
のマトリックス −Ti−反転変換マトリックス、そして−KA−例えば
、磁気記憶装置5から来て、復v4器6で復調されたー
り一のよりな、チャンネル出力におけるソース軟点の 変換された絵信号のマトリックス 第4図は、さらに早く変換を実行できる変換器3を示し
ている。この中で、計算器2Tと28は、2つの1次元
変換を連続的に行なりために設けられている。
この場合、計算器のいずれもが、記憶する必要はないが
、しかし1時的に値をバッファしておく必要はある。
並列な8ビツトは、8本の導体を持つデーターバス11
によって計算器27に渡される。
変換係数は記憶装置30からデーターバス33によって
計算器2γに転送される。導体33は、計算器から記憶
装置へのコマンドを知らせる付加的な制御およびアドレ
ス導体をも含んでいる。計算器21の中で、ディジタル
化された信号は変換式の助けを得て乗ぜられ、またデー
ターバス36を通って計算器28に到る。
計算器28の入力部において、1次元変換を衆わすスペ
クトル係数が与えられる。
計算器28は、データー、制御およびアドレス導体34
によって、記憶装置31からの変換係数を受は取る。
データー信号は34のデーター導体を経て到達し、制御
およびアドレス信号は34の制御およびアドレス導体に
よって供給される。記憶装置30および31は、等しい
スペクトル係数を発生することも可能である。しかし、
このことは絶対に必要ということではない。2つの計算
器27および28は、変換の実行金さらに速くすること
を可能とするために設けられている。2つの変換の後、
2次元スペクトル係数は、8本のデーター導体を持つデ
ーターバス31を通って計算器29に到る。計算の、前
もって定められた場所における第2の重み付けにより視
感(目の)生理機能に合致したデーター削減を行なわせ
ることができる。
こうして、第2の重み付けは、変換または反転変換の後
に実施されることが可能で、その結果としてのマトリッ
クスは計算器の中において、ROMに記憶されている重
み付は関数?VFI(を用いて乗ぜられる。
第2の重み付けのための関数は、目の生理機能および/
または絵のコントラストおよび/lたは走査に関するテ
レビジョン標準に適合するよう、水平および垂直方向に
おいて異なることが可能である。
付加的なROMは、変換係数用のROMと共に、付加的
乗算器中におい、て実行さnる第2の1み付けの関数の
ために必要である。
データー導体37上に生ずる2次元スペクトル係数は、
計算器29中において2度目の重み付けがなされる。こ
の目的のため、計算器38から尋かれて、記憶装置32
は計算器29に重み付は係数を生じさせ、ここにおいて
2次元スペクトル係数が引き起こされ、評価されおよび
/または乗算される。
並列な8ビツトは8本のデーター導体を持つデーターバ
ス38によって量子化器21に到る。
そこで、重み付は藁によって感化された、ディジタル化
された2次元スペクトル係数は、量子化(第1の重み付
けに関して)され、さらに8ビツトの並列データー導体
11:よって復調器に加えられる。
−ふ一== −TI −X −E− −R−= −RA3− X−T2−そして+11111
11 : O0ロ  ロ  0  ロ  OV−/ミ 0口000OIロ ロ  ロ  ロ  ロ  ロ  l  口  0000
010ロク 0ロロI口000 0ロIOロロ0口 0 1  ロ  ロ  ロ  0  ロ  ■!  ロ
  ロ  ロ  ロ  ロ  ロ  ロへ +1111111 * 閃 本 +1111111 づ 000ロロOOI−7 ■ 島 0 0 0 0  ロ  ロ  1   ロ00ロロO
Iロロ 0 0  ロ  ロ  −  ロ  ロ  ロ0ロロ1
0ロロロ 001000ロロ 010口0000 リロ0ロロ0ロロ の +1111111 す げ ここで記号の意味は、 と  水平または垂直方向における線点マトリックスの
線点の数 ff(i)i=i・・・d1水平方向に関する亘み付は
関数FS(i)i=1・・・己、垂直方向に関する冨み
付は関数−R3A−計算器27の出力におけるスペクト
ル係数マトリックス −R−計算器28の出力におけるスペクトル係数マトリ
ックス −Q1−計算器29の出力における、そして量子化器2
1の入力における、スペクトル係数マトリックス −T1−記憶装置30内の変換係数マトリックス−T2
− 記憶装置31内の変換係数マトリックス−Ql−に
関する等式は、代数的にも補正される2重変換(マトリ
ックスによる2重の乗算〕に再び用いられる。この21
!L変換は計算器29の中において実現されるものであ
シ、それは両方のマトリックスの重み付は係数(Os 
 ps(1)*−・−・−・e  ys(a)t  y
w(1L−t  F′w(a)が既に互いに乗算されて
記憶装[32中に蓄積されているからである。こうして
、変換(マトリックス乗算)が実行される。
スペクトル値は、重み付は関数に関して送p側において
重み付けされ、即ち、1よ〕も小さな要因を乗算される
。受は側においては、送シ側重へ付は要因に相当する亘
み付は要因が逆用される(相反的なものでるるン。この
重み付は要因は、前述論文において陳述されている。
第5図は、送シ側における開2の1み付は関数に相応し
て、逆方向制御を行なう反転(逆方向ン変換器107″
ロック図を示す。この目的のため、重み付けされたスペ
クトル係数が8ビット並列のデーター導体15を通して
計算器39に加えられるが、それは記憶装置42からデ
ーター、アドレスおよび制御導体47によって93の重
み付は要因を受は取っており、そして七れらにスペクト
ル係数を乗する。この第3の7み付は要因は、送り側の
第2の重み付は要因(逆である。計算器39からのデー
ターは、81−ット並列のデーターパス45によって計
算器40に到〕、そこではスペクトル係数の逆変換が実
行される。反転変換係数は、データー、制御およびアド
レスバス48によって計算器40に擬続されている記憶
装ft43から呼び出される0次の1次元変換のための
、1次元反@(逆方向)変換されたスペクトル係数は8
ビツトのデーター導体46を通して計算器410中に入
シ、そこでは第2の1次元反転変邊が実行される。この
目的のため、反転変換係数が、制御およびアドレス導体
49によって計算器41に渡される。そして次には、導
体18上に反転変換されたディジタル化されたビデオ信
号が生じる。
−R6A−= −T3 X −E− −Z−=−R6A−X−T4−オよび +1111111 句 O口  0 0  ロ  0  0   uん Oロ  ロ  0 0  ロ  1 0000口C1l
 Oロ ロ  ロ  ロ  ロ  1   口  0 000ロ
eロロ00 0ロ10ロ000 0I00■00〇 −〇   〇   〇   ロ   0   ロ   
ロ肥 1寥111111 本 凶 * 旬 0ロロOOO□ −w ロ 〜 0  0  0   ロ   ロ   0   I  
  口00′)口0100 口0口010口0 00口10■00 00I0口0ロロ ロ  ・  口  0  0  0  0  0.4 
  0   0   0   0   0    口 
  口の ここで記号の意味は次の通)である。
d  水平または垂直方向における軟点マ) IJラッ
クス線点の数 FWi(1) t  1 =1・・・d 水平方向に関
する!!!重み付は関数 rsl(す、1=1・・・d 垂直方向に関する逆1み
付は関数 −R(5A−計算器39の出力におけるスペクトル係数
のマトリックス −2−計算器40の出力におけるスペクトル係数Oマト
リックス −Q2−計算器41の出力におけるスペクトル係数のマ
トリックス −T3−記憶装fj!t42中の変換係数−T4−記憶
装置43中の変換係数 第6図は、迅速に形成でき、構造的に簡単な変換器3の
ブロック図を示している。
ここでは、2つの1次元変換が連続的に実行され、そし
て重み付は要因は既に記憶装置52および53中に入っ
てお)、こりして、付加的な記憶装fは余分なものとな
っている。重み付けを行なうのはスペクトル係数ではな
く、変換係数である。ディジタル化されたビデオ3号は
、8本のデーター導体を持つデーターバス11によって
計算器50に供給される。計算器50は記憶装置52か
ら、制御、アドレスおよびデーターバスからなるデータ
ーバス56によって、それぞれの重み付は変換係数を呼
び出す。
ディジタル化されたビデオ信号からの値は、計算器50
の中で重み付は変換係数で乗じられ、そしてデーターバ
ス54t−通して計算器51に到る。
計算051は記憶装置53から第2の1次元変換のため
のそれぞれの重み付は変換係数を呼び出すがこの呼び出
しはデーター、アドレスおよび制御バス51のデーター
、アドレスおよび制御導体を通して行なわれる。
計算器51(iD中では、第2の1次元変換が実行され
、そして8本のデーター導体を持つデーターバス55に
よって量子化器21に渡される。
量子化の後、並列の8ビツトはデーターバス12によっ
て伝達される。重み付は係数は記憶装[52および53
において、水平または3直変換係数に結合される。
ここで、本発明による回路のために次の式が実行される
−R9A−fl −TS−X −に− −QE−=−R9ム−×−ゴー 記号は次の意味を持っている。
−R9ムー計算器50の出力における1次元スペクトル
係数マトリックス −TS−記憶装置52中の据置方向に関する重み付は変
換係数マトリックス −2−マトリックス形式の、ディジタル化された緑信号 −QE−計算器51の出力における2次元スペクトル係
数のマトリックス −TV−記憶装置53中の、水平方向に関する重み付け
された変換係数のマトリックス 第7図は反転変換機能を実施する反転変換器γのブロッ
ク図?示す。
記憶装fi160は第1の1次元変換のためのX&付は
係数に結合する水平変換係数を記憶し、また記憶装置6
1は第2の1次元変換のための重み付は係数に結合する
垂直変換係数を記憶している。
並列の8ビツトはデータ−バス15全通して計算器58
に加えられ、計X器58は制御、データーおよびアドレ
スバス63によって、それぞれの変換係数全呼び出し、
データーバス1st−通して到達したデーターにそれら
を乗する。
並列の8ビツトはデーターバス62を通る8本のデータ
ー導体によって計算器59に供給される。
最初には、■直変換係数を構成し、そしてそれに清合す
る岳直重み付は係数を構成する、それぞれの変換係数が
、第2には、係数を用いて1次元的に変換され、そして
1次元的に変換されたスペクトル係数はデーター、制御
およびアドレスバス64中に供給され、結果は8本のデ
ーター導体上のデーターバスてよってDAU f3に達
する。
本発明による回路のために、次のように行表われる。
−R11A−=−TVニーX −KA−−ム1−  =
 −R11A−X −TSm−記号の意味は次の通りで
ある。
−R11A−#tX器58の出力における1次元スペク
トル係数のマトリックス −TVニー 記憶装置60中の、垂直方向に関する1み
付けされた反転変換係数のマトリ ックス −に人−計算器58の入力における、磁気記憶装置5の
出力における、またはチャン ネル出力KAへの変換における、2次 元スペクトル係数のマトリックス −Ai−マトリックス形式のデイゾタル化された絵信号 −T8ニー 記憶装[61中における、水平方向に関す
る重み付けされた反転変換係数の マトリックス データーレートが高くて、データーが連続的に乗算でき
ないのであれば、例えば並列のd×d乗箕(4=水平ま
たは垂直方向における絵点マトリックスの論点の数)t
−接続する必要がある。
結局、2xaxaの乗算8度のものが、付加的に必要と
なる。
回路は、以下に述べるような動作を行なう。
第8図は方法ないし処理ステップ70〜80を持つ処理
シーケンスを示している。ここでは、最初の処理ステッ
プγ0で、水平および垂直の1み付は関数が導かれる。
最も単純な場合では、重み付け1!l数は定数でおる。
第2の処理ステップ71では、DCTおよび逆DCT係
数マトリックスが計算される。第6の処理ステップ13
では、変更されたDOTおよび変更された逆DCT係数
マトリックスが準備される。
この目的のため、DCTおよび逆DCT係数マトリック
スにおける重み付は関数が用いられる。第4の処理ステ
ップとして、以下において絵データーと称する、デイゾ
タル化されたビデオM号のブロック表現が生じ、それは
マトリックス形状に構成された8×8絵点を表わす絵セ
グメントとして配置されているものでるる。これc)■
絵データーは、方法(ないし)処理ステップ74でDC
Ti持つスペクトル係数に変換され、それは重み付は変
換係数全開らかとするものである。
次の方法ステップ75においては、それら提供されたス
ペクトル係数が量子化される。処理γ6においては、量
子化されたスペクトル係数が記憶される。ステップ77
においては、記憶されたスペクトル係数が反転変換され
、それはそれらが逆の重み付けによって逆DCTで変換
されることを意味している。方法ステップ77の後、方
法ステップ78が実施され、8×8絵点サイズのブロッ
クは変換され、そして逆変換されたディジタル化された
ぎデオ信号となる。
方法ステップγ9では、総てのデーターが絵、シーケン
ス、ビデオ信号または別のデーター混入に関して配慮さ
れたかと、質問される。
いいえ、の場合であれば、質問19から方法ステップ7
3に戻シ、そして繰シ返される。方法ステップγ9にお
いて、総て0データーが処理されたと確認されれば、方
法手順は方法ステップ80で終了する。
発明の効果 本発明によればソースコーディングを簡単に実行できる
方法を実現できるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
第1図は伝達システムのブロック図であフ、第2図は2
次元変換回路のブロック図であシ、第3図は2次元反転
変換回路のゾロツク図であ夛、第4図は重み付けを持つ
2次元変換回路のブロック図であり、第5図は重み付け
を持つ2次元反転変換回路のブロック図でろシ、第6図
は集約化された重み付けを持つ2次元変換回路のブロッ
ク図であ夛、第7図は集約化された重み付けを持つ2次
元反転変換回路のゾロツク図であり、第8図は方法の過
程を表わす流れ図である。 1・・・テレビカメラ、2・・・A / Dコンバータ
ー、3・・・変換回路、4・・・変調器、5・・・記憶
装置、6・・・復調器、7・・・逆変換回路、8・・・
D / Aコンバーター、9・・・モニター、10〜1
1・・・導体、18・・・妨害、19・・・計算器、2
0・・・記憶装置、21・・・量子化器、22.23・
・・導体、24・・・計算器、25・・・記憶装置、2
6・・・導体、27〜29・・・計算器、30〜32・
・・記憶装置、33〜38・・・導体、39〜41・・
・計算器、42〜44・・・記憶装置、45〜49・・
・導体、50.51・・・計算器、51・・・量子化器
、52.53・・・記憶装置、54〜57・・・導体、
58.59・・・計算器、60.61・・・記憶装置、
62〜64・・・導体、70〜80・・・方法(処理)
ステップFig、2            Fig、
3F ig、5 Fig、7 F198 手続補正書(自効 昭和62年9月21日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アナログ信号をデイジタル信号に変換し、ビデオ信
    号の伝送をデイジタル的に行ない、そして伝送の前にス
    ペクトル領域に変換するような、ビデオ信号伝送方法に
    おいて、 デイジタル信号の部分を、それらの表示精度の点で伝送
    されるべき信号をコード化する際視感生理特性を基にし
    て様々に重み付けすることを特徴とするビデオ信号の伝
    送方法。 2、変換係数を同じ要因で重み付けする、特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 3、変換係数を当該の要因で乗ずる、特許請求の範囲第
    2項記載の方法。 4、反転(逆)変換係数を、同じ重み付け要因で重み付
    けする、前記特許請求の範囲各項のうちいずれかに記載
    の方法。 5、反転(逆)変換係数を、その要因で乗ずる、特許請
    求の範囲前項までのいずれかに記載の方法。 6、重み付けられた変換係数から得られるスペクトル値
    を量子化する、前記特許請求の範囲各項のうちいずれか
    に記載の方法。
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