JPH07203426A - 階層符号化復号化装置 - Google Patents

階層符号化復号化装置

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JPH07203426A
JPH07203426A JP33418093A JP33418093A JPH07203426A JP H07203426 A JPH07203426 A JP H07203426A JP 33418093 A JP33418093 A JP 33418093A JP 33418093 A JP33418093 A JP 33418093A JP H07203426 A JPH07203426 A JP H07203426A
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JP
Japan
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signal
horizontal
vertical
hdtv
hdtv signal
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Application number
JP33418093A
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English (en)
Inventor
Natsuki Koshiro
夏樹 小代
Noriya Sakamoto
典哉 坂本
Tatsuya Ishikawa
石川  達也
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】回路規模を縮小する。 【構成】プリ処理部71は画面の画素数がM×Nで有効画
素数がm×nの元HDTV信号の水平方向の解像度変換
を行って、画面の画素数がK,Lで有効画素数がq(<
m)×nのHDTV信号を得る。ダウンサンプリング回
路5はSDTV信号の水平及び垂直に2倍の画素数の有
効画素p×qを取込んでダウンサンプリングしてSDT
V信号を得る。アップサンプリング回路11はSDTV信
号から低域HDTV信号を再生する。減算器12はプリ処
理部71出力から低域HDTV信号を減算する。低域HD
TV信号には、p×(n−q)の部分は含まれておら
ず、この部分の減算器12の出力は全帯域のHDTV信号
となる。SDTV信号と減算器12の出力とから元HDT
V信号を再生することができる。プリ処理部71及びポス
ト処理部25は垂直ローパスフィルタが不要であり、回路
規模が縮小される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[発明の目的]
【産業上の利用分野】本発明は、階層符号化復号化装置
に関し、特に、ディジタル放送等に好適の階層符号化復
号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ディジタル放送についての研究が
行われている。ディジタル方式は、受信限界において急
峻なスレッショルド特性を有し、受信状態が不良な地域
においては、エラー発生量が極めて増加して、全く受信
不能となることがある。そこで、伝送レートを無制限に
高くすることなく、必要な映像情報を受信することがで
きるように、映像信号を重み付けする階層符号化を採用
することがある。映像信号を階層符号化し、優先度が高
い階層の符号化出力については強力なエラー訂正符号を
付加し、優先度が低い階層の符号化出力は積極的に切り
捨てる。
【0003】例えば、HDTV(High-Definition T
V)信号を伝送する場合には、このHDTV信号を、C
CIRの勧告601のSDTV(Standard Definition
TV)に対応する階層までの符号化出力とHDTVに対
応する階層までの符号化出力とに分離して階層符号化す
る。各階層の符号化出力を多重して伝送する。受信側で
は、強力なエラー訂正符号を使用することにより、少な
くともSDTVに対応する階層までの符号化出力は確実
に復号化して、SDTVに対応するモニタ、例えば、現
行NTSC放送用のモニタと同程度の解像度のモニタに
映出させる。また、HDTVに対応する階層までの符号
化出力を復号化することにより、HDTV用のモニタに
HDTV画像を映出させる。
【0004】図13はこのようなHDTV信号を階層符
号化及び復号化する従来の階層符号化復号化装置を示す
ブロック図である。また、図14はその動作を説明する
ための説明図である。図14では、網線によって全帯域
の映像信号を示し、右斜め斜線によって水平及び垂直低
域の映像信号を示し、左斜め斜線によって水平及び垂直
高域の映像信号を示している。
【0005】図13の装置はHDTV信号を階層符号化
部1によってダウンサンプリングしてSDTV信号に対
応した符号化出力を得る。例えば、階層符号化部1に水
平画素数がP(=1716)、水平有効画素数がp(=
1440)、垂直ライン数がQ(=1050)、垂直有
効ライン数がq(=960)、フレーム周波数がf0
(=30Hz)のHDTV信号(例えば、米国のATV
(Adbanced Television)信号)を供給する。ダウンサ
ンプリング回路5はHDTV信号をダウンサンプリング
してSDTV信号を得る。ダウンサンプリング回路5が
水平及び垂直帯域を1/2にすると共に、水平及び垂直
画素数を1/2にすることにより、ダウンサンプリング
回路5からのSDTV信号は水平画素数が858、水平
有効画素数が720、垂直ライン数が525、垂直有効
ライン数が480、フレーム周波数が30Hzとなり、
CCIRの勧告601に基づくものとなる。このSDT
V信号は現行NTSCテレビジョン信号(水平画素数が
700、水平有効画素数が640、垂直ライン数が52
5、垂直有効ライン数が480、フレーム周波数が30
Hz)と同程度の解像度である。
【0006】ところで、SDTV信号の画素数に対して
簡単な整数倍の画素数となっていないHDTV信号を階
層符号化することが考えられる。図13の装置はこの場
合に対応しており、例えば、入力端子4には水平画素数
がM(=2200)、水平有効画素数がm(=192
0)、垂直ライン数がN(=1035)、垂直有効ライ
ン数がn(=1125)、フレーム周波数がf0 (=3
0Hz)のHDTV信号(以下、元HDTV信号とい
う)を供給する。プリ処理部6は元HDTV信号を水平
及び垂直方向に間引くと共に帯域制限する。これによ
り、入力端子4を介して入力された図14(a)に示す
画素数及びライン数の元HDTV信号は、プリ処理部6
によって、図14(b)に示すHDTV信号に変換され
て階層符号化部1に与えられる。
【0007】階層符号化部1は、ダウンサンプリング回
路5、符号化器7、バッファ8、復号化器10、アップサ
ンプリング回路11、減算器12、符号化器13、バッファ14
及びマルチプレクス回路(以下、MPXという)9によ
って構成している。図15はダウンサンプリング回路の
具体的な構成を示すブロック図である。
【0008】ダウンサンプリング回路5に与えるクロッ
クφ1 ,φ2 はクロック発生回路15によって作成され
る。クロック発生回路15は端子16を介して入力される同
期信号に基づいて、周波数が異なる各クロックφ1 乃至
φ4 を発生する。ダウンサンプリング回路5の水平ロー
パスフィルタ31には端子30を介して図14(b)に示す
HDTV信号が供給される。水平ローパスフィルタ31は
クロックφ1 によって動作して、HDTV信号の水平低
域を通過させて垂直ローパスフィルタ32に与える。垂直
ローパスフィルタ32は、クロックφ1で動作して、HD
TV信号の垂直低域を通過させてメモリ33,34に出力す
る。
【0009】垂直ローパスフィルタ32の出力信号は、メ
モリ33及びメモリ34にクロックφ1で書込まれ、クロッ
クφ2で読出される。メモリ33、メモリ34はクロックφ1
で動作するメモリ制御回路35によって、一方がリードモ
ードのときには他方がライトモードとなる。メモリ33及
びメモリ34は、水平及び垂直低域のHDTV信号を保持
する。クロックφ2 をクロックφ1 の例えば1/2倍の
周波数とすることにより、メモリ33,34に保持されたデ
ータは1/2に間引かれて読出される。これにより、出
力端子36には、図14(c)に示すSDTV信号が得ら
れる。即ち、このSDTV信号は、水平画素数が85
8、水平有効画素数が720、垂直ライン数が525、
垂直有効ライン数が480、フレーム周波数が30Hz
であり、水平及び垂直帯域がHDTV信号の1/2とな
っている。
【0010】このSDTV信号は符号化器7に与える。
符号化器7はバッファ8から出力される制御信号によっ
て制御されて、クロック発生回路15から出力されるクロ
ックφ2 で動作する。符号化器7はSTDV信号を符号
化して、優先度が高い階層の符号化出力としてバッファ
8を介してMPX9に出力すると共に、優先度が低い階
層の符号化出力を作成するために復号化器10にも出力す
る。バッファ8はクロック発生回路15から出力されるク
ロックφ2 で信号を取込み、クロックφ3 に基づく一定
レートでSDTV信号の符号化出力を出力する。なお、
符号化器7は伝送時のエラーを確実に訂正するために強
力なエラー訂正符号を付加するようになっている。
【0011】一方、アップサンプリング回路11にはクロ
ック発生回路15からクロックφ1 ,φ2 も与える。図1
6はアップサンプリング回路の具体的な構成を示すブロ
ック図である。
【0012】SDTV信号は端子41を介してメモリ42及
びメモリ43に与えられる。メモリ42、メモリ43はクロッ
クφ1 で動作するメモリ制御回路44によって、一方がリ
ードモードであるときには他方がライトモードとなるよ
うになっている。メモリ42,43はクロックφ2 でデータ
を取込み、クロックφ1 でデータを出力する。上述した
ように、クロックφ1 の周波数はクロックφ2 の周波数
の2倍であり、メモリ42,43からは、SDTV信号の各
画素データが読出されるときに画素間に0データが挿入
されて読出される。これにより、SDTV信号は2倍の
画素数の信号に変換される。メモリ42,43の出力はクロ
ックφ1 で動作する垂直ローパスフィルタ45に与えら
れ、垂直低域に帯域制限される。更に、垂直ローパスフ
ィルタ45の出力をクロックφ1 で動作する水平ローパス
フィルタ46に与えて、水平低域を通過させる。
【0013】即ち、アップサンプリング回路11によって
SDTV信号は補間され、アップサンプリング回路11か
らは水平画素数が1716、水平有効画素数が144
0、垂直ライン数が1050、垂直有効ライン数が96
0、フレーム周波数が30Hzで、水平及び垂直低域の
信号が得られる。この信号は図14(e)に示すよう
に、画素数がHDTV信号と同数であり、図の右斜め斜
線で示すように、水平及び垂直低域の信号(以下、低域
HDTV信号という)である。この低域HDTV信号は
減算器12に与えられる。
【0014】減算器12にはプリ処理部6から全帯域のH
DTV信号(図14(b))も入力されている。減算器
12はHDTV信号から低域HDTV信号を減算すること
により、水平画素数が1716、水平有効画素数が14
40、垂直ライン数が1050、垂直有効ライン数が9
60、フレーム周波数30Hzで、水平及び垂直高域の
信号(以下、高域HDTV信号という)(図14
(d))を得る。
【0015】減算器12からの高域HDTV信号は符号化
器13に与えられる。符号化器13は、バッファ14から出力
される制御信号によって制御され、クロックφ1 で動作
して、高域HDTV信号を符号化してバッファ14に出力
する。バッファ14はクロックφ1 で信号を取込み、クロ
ックφ4 に基づく一定レートで信号を出力する。バッフ
ァ14の出力はMPX9に与えられる。
【0016】MPX9は、バッファ8からのSDTV信
号の符号化出力と、バッファ14からの高域HDTV信号
の符号化出力とを多重し、伝送系3に送出する。伝送系
3からの信号は階層復号化部2のデマルチプレクス回路
(以下、DEMPXという)17に入力されると共に、ク
ロック再生回路24にも入力される。クロック再生回路24
は、入力された信号からクロックφ0、φ1 、φ2 、φ3
、φ4 を再生する。
【0017】DEMPX17は伝送された信号を高域HD
TV信号の符号化出力とSDTV信号の符号化出力とに
分離して夫々バッファ22,18に出力する。バッファ18
は、クロック再生回路24から出力されるクロックφ3 で
信号を取込み、クロックφ2 で信号を出力する。バッフ
ァ18からのSDTV信号の符号化出力は復号化器19に与
える。復号化器19はクロックφ2 で動作し、SDTV信
号の符号化出力を誤り訂正した後、復号化して図14
(c)に示すSDTV信号を再生する。このSDTV信
号をSDTV用モニタ27に与えることにより、SDTV
モニタ27において有効走査線数が480本の現行NTS
C映像と同程度の解像度のSDTV画像が映出される。
【0018】復号化器19からのSDTV信号はアップサ
ンプリング回路20にも与えられる。アップサンプリング
回路20は送信側のアップサンプリング回路11(図16)
と同様の構成であり、クロック再生回路24から出力され
るクロックφ2 で信号を取込み、クロックφ1 で出力す
る。即ち、アップサンプリング回路20はSDTV信号の
画素数を2倍にすることにより、図14(e)に示す低
域HDTV信号を得る。この低域HDTV信号は加算器
21に与えられる。
【0019】一方、バッファ22は、クロック再生回路24
から出力されるクロックφ4 で高域HDTV信号の符号
化出力を取込み、クロックφ1 で出力する。バッファ22
から出力された高域HDTV信号の符号化出力は復号化
器23に与えられる。復号化器23はクロックφ1 で動作
し、入力された高域HDTV信号の符号化出力を復号化
して図14(d)に示す高域HDTV信号を加算器21に
出力する。
【0020】加算器21は、アップサンプリング回路20か
らの低域HDTV信号と復号化器23からの高域HDTV
信号とを加算することにより、図14(b)に示す全帯
域のHDTV信号を得てポスト処理部25に出力する。即
ち、階層復号化部2からのHDTV信号は水平画素数が
P(=1716)、水平有効画素数がp(=144
0)、垂直ライン数がQ(=1050)、垂直有効ライ
ン数がq(=960)、フレーム周波数がf0 (=30
Hz)である。
【0021】ポスト処理部25は送信側におけるプリ処理
部6の逆処理を行う。即ち、ポスト処理部25は、HDT
V信号をアップサンプリングして、図14(a)に示す
水平画素数が2200、水平有効画素数が1920、垂
直ライン数が1035、垂直有効ライン数が1125、
フレーム周波数が30Hzの元HDTV信号を再生す
る。元HDTV信号はHDTV用モニタ26に与える。こ
うして、HDTV用モニタ26の画面上において、図14
(a)の画像を映出する。
【0022】ところで、図13の装置は、ダウンサンプ
リング回路5及びアンプサンプリング回路11,20の構成
を簡単なものとするために、SDTV信号の画素数に対
して簡単な整数比の画素数を有するHDTV信号を入出
力としている。このため、プリ処理部6及びポスト処理
部25によって画素数を変換する必要があった。図17は
プリ処理部6及びポスト処理部25の具体的な構成を示す
ブロック図であり、図17(a)はプリ処理部を示し、
図17(b)はポスト処理部を示している。
【0023】プリ処理部6に入力された元HDTV信号
(図14(a))は、先ず、クロック発生回路15から出
力されるクロックφ0 で動作する水平ローパスフィルタ
51に与えられ、次いで、クロックφ0 で動作する垂直ロ
ーパスフィルタ52に与えられる。水平及び垂直ローパス
フィルタ51,52によって水平及び垂直帯域が制限され
る。垂直ローパスフィルタ52の出力は、メモリ53及びメ
モリ54に与えられる。メモリ53及びメモリ54は、クロッ
クφ0 で動作するメモリ制御回路55によって制御され
て、一方がリードモードであるときには他方がライトモ
ードとなる。メモリ53,54は、クロックφ0 を用いて信
号を取込み、クロックφ1 を用いて信号を出力する。
【0024】図18はメモリ53,54の書込み及び読出し
を説明するためのタイミングチャートである。図18
(a)は垂直ローパスフィルタ52からの元HDTV信号
を示し、図18(b)はメモリ53の書込み制御を示し、
図18(c)はメモリ53の読出し制御を示し、図18
(d)はメモリ54の書込み制御を示し、図18(e)は
メモリ54の読出し制御を示し、図18(f)はHDTV
信号を示している。
【0025】図18(a)の期間T1は、垂直ローパス
フィルタ52から出力される元HDTV信号の1フレーム
又は1フィールド期間に相当し、期間T2は、1ライン
期間に相当する。また、期間T3は映像信号期間、期間
T4はブランキング期間に相当する。メモリ53,54に
は、夫々図18(b),(d)に示した書込み制御信号
が与えられる。メモリ53,54は書込み制御信号のハイレ
ベル(以下、“H”という)でライトイネーブルとなっ
て書込みを行い、1フレーム又は1フィールド分の元H
DTV信号を記憶する。即ち、元HDTV信号は、図1
8(b)の書込み制御信号によって、映像信号期間T3
の間、メモリ53にクロックφ0 で書込まれる。同様に、
図18(d)の書込み制御信号によってメモリ54にクロ
ックφ0 で書込みが行われる。なお、クロックφ0 は元
HDTV信号の画素数に基づく周波数である。
【0026】一方、メモリ53,54には、夫々図18
(c),(e)に示した読出し制御信号も与えられる。
メモリ53,54はこの読出し制御信号のハイレベル(以
下、“H”という)でリードイネーブルとなって読出し
を行い、記憶した1フレーム又は1フィールド分の元H
DTV信号を出力する。即ち、メモリ53,54に書込まれ
た元HDTV信号は、図18(c),(e)の読出し制
御信号により、期間T6の間、クロックφ1 で読出され
る。なお、期間T6は、HDTV信号の1ライン分の映
像信号期間に相当し、期間T7はブランキング期間に相
当する。
【0027】この場合には、クロックφ1 の周波数はH
DTV信号の画素数に基づいて設定されており、元HD
TV信号の水平及び垂直方向の有効画素(1920×1
035)から所定の画素データが間引かれて、水平画素
1440×垂直画素1050の有効画素のみが読出され
る。こうして、図18(f)に示すHDTV信号が出力
端子56に現れる。即ち、図14(a)に示す元HDTV
信号は図14(b)に示すHDTV信号に変換される。
【0028】図17(b)に示すポスト処理部25におい
ては、階層復号化部2からのHDTV信号は入力端子60
を介してメモリ61,62に与えられる。メモリ61及びメモ
リ62は、クロックφ0 で動作するメモリ制御回路63によ
って制御されて、一方がリードモードであるときには他
方がライトモードとなる。メモリ61,62は、HDTV信
号の画素数に基づくクロックφ1 でHDTV信号を読込
み、元HDTV信号の画素数に基づくクロックφ0 で信
号を出力する。
【0029】図19はメモリ61,62の書込み及び読出し
を説明するためのタイミングチャートである。図19
(a)は入力されるHDTV信号を示し、図19(b)
はメモリ61の書込み制御信号を示し、図19(c)はメ
モリ61の読出し制御信号を示し、図19(d)はメモリ
62の書込み制御信号を示し、図19(e)はメモリ62の
読出し制御信号を示し、図19(f)は元HDTV信号
を示している。なお、期間T1は1フレーム又は1フィ
ールド期間に相当し、期間T2は1ラインに相当する。
また、期間T3は映像信号期間に相当し、期間T4はブ
ランキング期間に相当する。
【0030】メモリ61には、図19(b)の書込み制御
信号及び図19(c)の読出し制御信号を与える。メモ
リ61は書込み制御信号の“H”でライトイネーブルとな
り、階層復号化部2からのHDTV信号をライトイネー
ブル期間、即ち、映像信号に相当する期間T3の間、ク
ロックφ1 で取込む。また、メモリ62には、図19
(d)の書込み制御信号及び図19(e)の読出し制御
信号を与える。メモリ62は図19(d)の書込みを制御
信号の“H”でライトイネーブルとなり、クロックφ1
でHDTV信号を取込む。こうして、メモリ61,62には
1フレーム又は1フィールド期間のHDTV信号が交互
に書込まれる。
【0031】一方、図19(c),(e)に示す読出し
制御信号の“H”期間には、メモリ61,62はリードイネ
ーブルとなる。即ち、メモリ61,62に書込まれたHDT
V信号は、元HDTV信号の映像信号期間(図19
(c),(e)の期間T6)において、メモリ61,62か
らクロックφ0 で読出される。上述したように、クロッ
クφ0 は元HDTV信号の画素数に対応しており、メモ
リ61,62は、プリ処理部6において間引いたデータに対
応させて0データを挿入する。これにより、メモリ61,
62からは、図19(f)に示すように、水平及び垂直有
効画素数が1920×1035の信号が出力される。な
お、期間T5は元HDTV信号の1ライン期間に相当
し、期間T6は映像信号期間に相当し、期間T7はブラ
ンキング期間に相当する。
【0032】メモリ61及びメモリ62の出力は、水平ロー
パスフィルタ64に与えられ、次いで、垂直ローパスフィ
ルタ65に与えられる。水平ローパスフィルタ64及び垂直
ローパスフィルタ65はクロックφ0 で動作して帯域制限
を行うことにより、メモリ61,62の出力を補間する。こ
うして、出力端子66には水平画素数が2200、水平有
効画素数が1920、垂直ライン数が1035、垂直有
効ライン数が1125、フレーム周波数が30Hzの元
HDTV信号(図14(a))が現れる。
【0033】このように、プリ処理部6及びポスト処理
部25は夫々ダウンサンプリング回路5及びアップサンプ
リング回路11,20と略同様の処理を行っている。ところ
が、プリ処理部6及びポスト処理部25においては、ダウ
ンサンプリング処理及びアップサンプリング処理による
水平及び垂直解像度変換後の画素数は変換前の画素数に
対して簡単な整数比となっていない。従って、プリ処理
部6及びポスト処理部25の水平及び垂直ローパスフィル
タとして大規模の回路を用いなければならないという問
題があった。
【0034】
【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の階層符号化復号化装置は、優先度が高い階層の信
号の解像度と優先度が低い階層の信号の解像度との比が
簡単な整数比となっていない場合には、プリ処理及びポ
スト処理によって水平及び垂直解像度変換を行うように
なっており、回路規模が極めて増大するという問題点が
あった。
【0035】本発明は、画質を殆ど劣化させることな
く、水平及び垂直解像度変換を簡略化可能とすることに
より回路規模を著しく縮小することができる階層符号化
復号化装置を提供することを目的とする。
【0036】[発明の構成]
【課題を解決するための手段】本発明に係る階層符号化
復号化装置は、水平画素数がK、水平有効画素数がm、
垂直ライン数がL、垂直有効ライン数がn(K,m,
L,nは自然数)のテレビジョン信号が与えられ、水平
有効画素のうちのp(pはm以下の自然数)画素と垂直
有効ラインのうちのq(qはn以下の自然数)ラインと
のp×qの部分をダウンサンプリングするダウンサンプ
リング手段と、このダウンサンプリング手段の出力を符
号化して伝送する第1の符号化手段と、前記ダウンサン
プリング手段の出力をアップサンプリングするアップサ
ンプリング手段と、前記テレビジョン信号と前記アップ
サンプリング手段出力との差を求めることにより、前記
テレビジョン信号のp×qの部分については高域成分を
得、他の部分については全帯域成分を得る減算手段と、
この減算手段の出力を符号化して伝送する第2の符号化
手段とを具備したものである。
【0037】
【作用】本発明において、ダウンサンプリング手段は、
テレビジョン信号のうちのp×qの部分をダウンサンプ
リングする。このp×qの解像度をSDTV画像の解像
度に対応させることにより、ダウンサンプリング手段の
回路規模を縮小する。アップサンプリング手段はダウン
サンプリング手段の出力をアップサンプリングすること
により低域のテレビジョン信号を得る。減算手段はテレ
ビジョン信号からアンプサンプリング手段の出力を減算
する。テレビジョン信号のp×q以外の部分について
は、テレビジョン信号の高域成分が得られる。テレビジ
ョン信号の他の部分ついては、全帯域のテレビジョン信
号が得られる。復号化側において、ダウンサンプリング
手段の出力及び減算手段の出力に対応する信号を得るこ
とにより、有効画素数m×nのテレビジョン画像を映出
する。
【0038】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は本発明に係る階層符号化復号化装置
の一実施例を示すブロック図である。図1において図1
3と同一の構成要素には同一符号を付してある。本実施
例は水平画素数が2200、水平有効画素数が192
0、垂直ライン数が1125、垂直有効ライン数が10
35、フレーム周波数30HzのHDTV信号の階層符
号化及び階層復号化に対応可能なものである。
【0039】入力端子4には、元HDTV信号として、
水平画素数がM、水平有効画素数がm、垂直ライン数が
N、垂直有効ライン数がn、フレーム周波数がf0 のH
DTV信号を入力する。なお、説明の便宜上、従来と同
様に、水平画素数M=2200、水平有効画素数m=1
920、垂直ライン数N=1125、垂直有効ライン数
n=1035、フレーム周波数f0 =30Hzとすると
共に、SDTV信号としてCCRIの勧告601の信号
(水平画素数U=858、水平有効画素数u=720、
垂直ライン数V=525、垂直有効ライン数v=48
0、フレーム周波数がf0 =30Hz)を用いて説明す
る。
【0040】この元HDTV信号は入力端子4を介して
プリ処理部71に与えられる。本実施例においては、プリ
処理部71は、水平ローパスフィルタ72、メモリ73、メモ
リ74及びメモリ制御回路75によって構成されている。プ
リ処理部71は元HDTV信号の水平画素数のみを小さく
する水平解像度変換を行うようになっている。
【0041】水平ローパスフィルタ72にはクロック再生
回路15からのクロックφ0 が与えられる。クロック再生
回路15は端子16から入力された同期信号に基づいてクロ
ックφ0 乃至φ4 を発生するようになっている。クロッ
クφ0 は元画像信号の画素数に対応した周波数に設定さ
れている。水平ローパスフィルタ72はクロックφ0 によ
って動作して、元HDTV信号を帯域制限してメモリ7
3,74に出力するようになっている。
【0042】水平ローパスフィルタ72の出力はメモリ73
及びメモリ74に供給される。メモリ73、メモリ74はメモ
リ制御回路75によって制御される。メモリ制御回路75
は、クロック発生回路15から出力されるクロックφ0 で
動作して、メモリ73,74の一方をリードモードにしたと
きには他方をライトモードにするようになっている。メ
モリ73,74は、ライトモード時に、入力された信号をク
ロックφ0 を用いて書込み、リードモード時に記憶した
信号をクロックφ1 を用いて読出すようになっている。
【0043】図2は図1中のメモリ73,74の書込み及び
読出しを説明するためのタイミングチャートである。図
2(a)は元HDTV信号を示し、図2(b)はメモリ
73の書込み制御を示し、図2(c)はメモリ73の読出し
制御を示し、図2(d)はメモリ74の書込み制御を示
し、図2(e)はメモリ74の読出し制御を示し、図2
(f)はHDTV信号を示している。図2中の期間T1
は1フレーム又は1フィールド期間に相当し、期間T2
は1ライン期間に相当する。また、期間T3は映像信号
期間に相当し、期間T4はブランキング期間に相当す
る。
【0044】メモリ73,74は、夫々図2(b),(d)
に示す書込み制御信号の“H”でライトイネーブルとな
り、図2(c),(e)に示す読出し制御信号の“H”
でリードイネーブルとなるようになっている。
【0045】図2(a)に示す元HDTV信号は、メモ
リ制御回路75によって、図2の期間T1 に例えばメモリ
73に書込まれる。クロックφ0 は元HDTV信号の画素
数に対応しており、図2(b)に示すように、メモリ73
は、クロックφ0 を用いることで元HDTV信号の1フ
レーム又は1フィールド分の全画素データを記憶する。
同様に、メモリ73の読出し期間に、図2(d)に示すよ
うに、メモリ74は元HDTV信号の1フレーム又は1フ
ィールド分の全画素データを記憶する。
【0046】メモリ73,74に記憶されたデータは、図2
(c),(e)に示す読出し制御信号の“H”期間に読
出される。読出し制御信号の“H”期間T6は、SDT
V信号の水平及び垂直に2倍の画素数で構成されたHD
TV信号(水平画素数P=1716、水平有効画素数p
=1440、垂直ライン数Q=1050、垂直有効ライ
ン数q=960)における1ライン分の映像信号に相当
する。
【0047】メモリ73,74からは、クロックφ0 ,φ1
の周波数の比に基づいて、元HDTV信号のm(192
0)×n(1035)の有効画素のうち、p(144
0)×n(1035)の画素データが読出される。即
ち、メモリ73,74の読出しによって水平方向に間引きが
行われ、垂直方向には間引きが行われない。しかし、ク
ロックφ0 ,φ1 の周波数比に基づいて、メモリ73,74
からは垂直方向には1050ライン分の画素データしか
読出すことはできない。この場合でも、元HDTV信号
の垂直有効ライン(1035本)のデータは全て読出さ
れる。
【0048】プリ処理部71の出力は解像度変換後のHD
TV信号として階層符号化部1に出力される。なお、期
間T5はHDTV信号の1ライン期間、期間T6は映像
信号期間、期間T7はブランキング期間に相当する。こ
うして、プリ処理部71によって、水平画素数K=171
6、水平有効画素数p=1440、垂直ライン数L=1
050、垂直有効ライン数n=1035、フレーム周波
数f0 =30HzのHDTV信号が得られる。
【0049】これに対し、従来例のプリ処理部6は、上
述したように、元HDTV信号を水平及び垂直方向の画
素数がSDTV信号の2倍であるHDTV信号(水平画
素数P=1716、水平有効画素数p=1440、垂直
ライン数Q=1050、垂直有効ライン数q=960)
に変換していた。
【0050】即ち、本実施例のプリ処理部71において
は、水平方向の解像度変換処理は従来例と同様であり、
変換後のHDTV信号の水平画素数はK=P=1716
で、水平有効画素数pは1440である。一方、垂直方
向については、元HDTV信号をそのまま読出してお
り、変換後のHDTV信号の垂直ライン数はQ=K(=
1050)であるが、垂直有効ライン数はq(=96
0)ではなくn(=1035)である。つまり、下記式
(1)が成立する。なお、水平方向にのみ間引きを行っ
ているので、変換後の画像は縦長の画像となる。
【0051】 K×L=P×Q、p×n<P×Q<m×n …(1) 階層符号化部1は図13に示した従来の構成と同様であ
る。即ち、階層符号化部1は、水平画素数P=171
6、水平有効画素数p=1440、垂直ライン数Q=1
050、垂直有効ライン数q=960、フレーム周波数
f0 のHDTV信号を処理する能力を有している。つま
り、階層符号化部1は、サンプリング周波数fs=P×
Q×f0 でサンプリングした信号を処理する能力を有
し、SDTV信号の水平及び垂直に2倍の解像度を有す
る信号を処理する。
【0052】階層符号化部1のダウンサンプリング回路
5の構成は図15と同一である。即ち、ダウンサンプリ
ング回路5は、入力されたHDTV信号の画素数に基づ
く周波数のクロックφ1 を用いて、入力されたHDTV
信号の水平及び垂直帯域を低減する水平ローパスフィル
タ31及び垂直ローパスフィルタ32を有している。また、
ダウサンプリング回路5は、メモリ33,34を有し、クロ
ックφ1 を用いてHDTV信号をメモリ33,34に書込
み、SDTV信号の画素数に基づく周波数のクロックφ
2 を用いてメモリ34,35から読出しを行うメモリ制御回
路35を有している。これにより、ダウンサンプリング回
路5はHDTV信号をSDTV信号に変換して符号化器
7に出力するようになっている。
【0053】即ち、ダウンサンプリング回路5のメモリ
33,34は、水平方向には入力されたHDTV信号の全水
平有効画素p=1440を保持する。一方、メモリ33,
34は、垂直方向には、入力されたHDTV信号の全垂直
有効ライン数n=1035のうちの垂直有効ライン数q
=960を保持する。即ち、SDTV信号の水平及び垂
直画素数の2倍のp×qの部分のみのデータを保持す
る。従って、入力されたHDTV信号の例えば上下のp
×(n−q)の部分のデータはSDTV信号に変換され
る際に切り捨てられる。
【0054】メモリ制御回路35は、メモリ33,34に格納
されたデータのうち、水平有効画素数u(=720<
p)、垂直有効ライン数v(=480<q)のデータを
読出す。この間引きによって、ダウンサンプリング回路
5は、水平画素数U=858、水平有効画素数u=72
0、垂直ライン数V=525、垂直有効ライン数v=4
80、フレーム周波数f0 =30HzのSDTV信号を
得る。
【0055】符号化器7はバッファ8から出力される制
御信号によって制御され、クロック発生回路15から出力
されるクロックφ2 で動作してSDTV信号を符号化す
る。符号化器7の符号化出力はバッファ8及び復号化器
10に与えられる。バッファ8はクロック発生回路15から
出力されるクロックφ2 でSDTV信号の符号化出力を
取込み、クロックφ3 に基づく一定レートの信号をMP
X9に出力する。
【0056】復号化器10は、クロック発生回路15から出
力されるクロックφ2 で動作して、SDTVの符号化出
力を復号化してアップサンプリング回路11に出力する。
アップサンプリング回路11の構成は図16と同一であ
る。
【0057】アップサンプリング回路11は、SDTV信
号の画素数に基づく周波数のクロックφ2 を用いて、復
号化器10からのSDTV信号をメモリに格納し、HDT
V信号の画素数に基づく周波数のクロックφ1 を用い
て、メモリからデータを読出す。アップサンプリング回
路11は、メモリから読出したデータを水平及び垂直に帯
域制限して補間する。こうして、アップサンプリング回
路11からは水平画素数K(>U)、水平有効画素数p
(>u)、垂直ライン数L(>V)、垂直有効ライン数
q(>v)、フレーム周波数f0 のHDTV信号の低域
成分が得られる。アップサンプリング回路11からの低域
HDTV信号は減算器12に与えられる。
【0058】減算器12にはプリ処理部71からのHDTV
信号も与えており、減算器12はHDTV信号から低域H
DTV信号を減算することにより、HDTV信号の高域
成分を得て符号化器13に出力する。プリ処理部71からの
HDTV信号は、上述したように、水平画素数K=17
16、水平有効画素数p=1440、垂直ライン数L=
1050、垂直有効ライン数n=1035、フレーム周
波数f0 =30Hzの全帯域の信号であり、アップサン
プリング回路11からの低域HDTV信号は、水平画素数
K=1716、水平有効画素数p=1440、垂直ライ
ン数L=1050、垂直有効ライン数q=960、フレ
ーム周波数f0 =30Hzの信号の低域成分である。即
ち、減算器12の出力は、HDTV信号の有効画素p(=
1440)×n(1035)のうちp×q(960)の
部分については、高域HDTV信号となり、残りのp
(1440)×(n−q)(75)の部分は低域も含む
全帯域のHDTV信号となる。
【0059】減算器12からの低域を含む高域HDTV信
号は符号化器13に与えられる。符号化器13は、バッファ
14から出力される制御信号によって制御され、クロック
発生回路15から出力されるクロックφ1 で動作して低域
を含む高域HDTV信号を符号化してバッファ14に出力
する。バッファ14は、クロック発生回路15から出力され
るクロックφ1 で低域を含む高域HDTV信号の符号化
出力を取込み、クロックφ4 に基づく一定レートで信号
を出力する。バッファ14の出力はMPX9に与えられ
る。
【0060】MPX9は、バッファ8からの低域HDT
V信号の符号化出力とバッファ14からの低域を含む高域
HDTV信号の符号化出力とを多重して伝送系3に送出
する。MPX9の出力は伝送系3を介して階層復号化部
2及びクロック再生回路24に入力される。クロック再生
回路24は、入力された信号からクロックφ0 ,φ1 ,φ
2 ,φ3 ,φ4 を発生する。
【0061】階層復号化部2の構成は従来と同一であ
る。
【0062】即ち、階層復号化部2のDEMPX17は、
入力された信号を低域を含む高域HDTV信号の符号化
出力とSDTV信号の符号化出力とに分離する。SDT
V信号の符号化出力はバッファ18を介して復号化器19に
与えられる。バッファ18は、クロック再生回路24から出
力されるクロックφ3 で信号を取込み、クロックφ2で
信号を出力する。復号化器19は、クロック再生回路24か
ら出力されるクロックφ2 で動作し、SDTV信号の符
号化出力を復号化する。復号されたSDTV信号は水平
画素数U=858、水平有効画素数u=720、垂直ラ
イン数V=525、垂直有効ライン数v=480、フレ
ーム周波数f0 =30Hzである。復号化器19からのS
DTV信号はアップサンプリング回路20に与えられると
共に、垂直n→q変換回路86にも与えられる。
【0063】垂直n→q変換回路86は、クロック再生回
路24から出力されるクロックφ2 で動作し、復号化器19
からのSDTV信号に対してn本の走査線をq本の走査
線に変換する走査線数変換を行う。これにより、垂直n
→q変換回路86の出力信号は、水平画素数U=858、
水平有効画素数u=720、垂直ライン数V=525、
垂直有効ライン数v×q/n=445、フレーム周波数
f0 =30HzのSDTV信号に変換されて垂直方向に
伸びた画像は正常な画像に戻る。
【0064】垂直n→q変換回路86の出力はSDTV用
モニタ27に与えられて、表示画面に映出される。なお、
このSDTV画像は元HDTV画像の例えば上下が若干
欠けたものである。また、SDTV用モニタ27が垂直偏
向を制御可能である場合には、垂直n→q変換回路86を
省略して、復号化器19の出力を直接SDTV用モニタ27
に与えて、正常な画像を映出させてもよい。
【0065】一方、アップサンプリング回路20は、送信
側のアップサンプリング回路11と同一構成であり、入力
されたSDTV信号をアップサンプリングすることによ
り、SDTV信号の水平及び垂直に2倍の画素数のHD
TV信号の低域成分を再生する。アップサンプリング回
路20の出力は、水平画素数K(=1716>U)、水平
有効画素数p(=1440>u)、垂直ライン数L(=
1050>V)、垂直有効ライン数q(=960>
v)、フレーム周波数f0 =30HzのHDTV信号の
低域成分である。アップサンプリング回路20の出力は加
算器21に与えられる。
【0066】また、バッファ22は、クロック再生回路24
から出力されるクロックφ4 で低域を含む高域HDTV
信号の符号化出力を取込み、クロックφ1 で復号化器23
に出力する。復号化器23は、クロック再生回路24から出
力されるクロックφ1 で動作し、入力された信号を復号
化することにより、低域を含む高域HDTV信号を再生
して加算器21に与える。
【0067】加算器21はアップサンプリング回路20から
の低域HDTV信号と復号化器23からの低域を含む高域
HDTV信号とを加算する。アップサンプリング回路20
からの低域HDTV信号は水平画素数K=1716、水
平有効画素数p=1440、垂直ライン数L=105
0、垂直有効ライン数q=960、フレーム周波数f0
=30Hzの低域成分の信号であり、HDTV信号の例
えば上下の75ライン分は欠けている。一方、復号化器
23からの低域を含む高域HDTV信号は、水平画素数K
=1716、水平有効画素数p=1440、垂直ライン
数L=1050、垂直有効ライン数n=1035、フレ
ーム周波数f0 =30Hzの信号であり、有効画素p×
n(1440×1035)のうちp×q(1440×9
60)の部分はHDTV信号の高域成分であり、残りの
p×(n−q)(1440×75)の部分は全帯域のH
DTV信号である。従って、加算器21の加算結果は有効
画素数p×nの全帯域のHDTV信号となる。
【0068】階層復号化部2からのHDTV信号はポス
ト処理部81に与えられる。ポスト処理部81は、メモリ8
2,83、メモリ制御回路84及び水平ローパスフィルタ85
によって構成されている。ポスト処理部81はHDTV信
号に対するアップサンプリング処理によって、元HDT
V信号を再生するようになっている。
【0069】HDTV信号はメモリ82及びメモリ83に与
えられる。メモリ82,83はメモリ制御回路84によって書
込み及び読出しが制御される。メモリ制御回路84は、ク
ロック再生回路24から出力されるクロックφ0 で動作し
て、メモリ82,83の一方をリードモードとし他方をライ
トモードとするようになっている。メモリ82,83は、ラ
イトモード時に、入力された信号をクロックφ1 を用い
て書込み、リードモード時に記憶した信号をクロックφ
0 を用いて読出すようになっている。
【0070】図3は図1中のメモリ82,83の書込み及び
読出しを説明するためのタイミングチャートである。図
3(a)はHDTV信号を示し、図3(b)はメモリ82
の書込み制御を示し、図3(c)はメモリ82の読出し制
御を示し、図3(d)はメモリ83の書込み制御を示し、
図3(e)はメモリ83の読出し制御を示し、図3(f)
は元HDTV信号を示している。図3中の期間T1は1
フレーム又は1フィールド期間に相当し、期間T2は1
ライン期間に相当する。また、期間T3は映像信号期間
に相当し、期間T4はブランキング期間に相当する。
【0071】メモリ82,83は、夫々図3(b),(d)
に示す書込み制御信号の“H”でライトイネーブルとな
り、図3(c),(e)に示す読出し制御信号の“H”
でリードイネーブルとなるようになっている。
【0072】図3(a)に示すHDTV信号は、メモリ
制御回路84によって、図3の期間T1 に例えばメモリ82
に書込まれる。クロックφ1 はHDTV信号の画素数に
対応しており、図3(b)に示すように、メモリ82は、
クロックφ1 を用いることでHDTV信号の1フレーム
又は1フィールド分の全画素データを記憶する。同様
に、メモリ82の読出し期間に、図3(d)に示すよう
に、メモリ83はHDTV信号の1フレーム又は1フィー
ルド分の全画素データを記憶する。
【0073】メモリ82,83に記憶されたデータは、図3
(c),(e)に示す読出し制御信号の“H”期間に読
出される。読出し制御信号の“H”期間T6は、元HD
TV信号(水平画素数M=2200、水平有効画素数m
=1920、垂直ライン数N=1125、垂直有効ライ
ン数n=1035)における1ライン分の映像信号に相
当する。
【0074】メモリ82,83からは、クロックφ0 ,φ1
の周波数の比に基づいて、HDTV信号の有効画素p
(1440)×n(1035)の画素データに0データ
が挿入されながら読出しが行われる。これにより、メモ
リ82,83のデータはm(1920)×n(1035)の
画素データに変換される。メモリ82,83から読出された
信号は水平ローパスフィルタ85に与えられる。水平ロー
パスフィルタ85は低域のみを通過させる。こうして、メ
モリ82,83の読出し及び水平帯域制限によって水平方向
の補間が行われる。
【0075】ポスト処理部81は水平ローパスフィルタ85
の出力を元HDTV信号として出力する。なお、期間T
5は元HDTV信号の1ライン期間、期間T6は映像信
号期間、期間T7はブランキング期間に相当する。こう
して、ポスト処理部81によって、水平画素数M=220
0、水平有効画素数m=1920、垂直ライン数N=1
125、垂直有効ライン数n=1035、フレーム周波
数f0 =30Hzの元HDTV信号が再生される。この
元HDTV信号はHDTV用モニタ26に与えられる。H
DTV用モニタ26は表示画面上に有効画素数がm×n
(1920×1035の元HDTV画像を映出させる。
【0076】次に、このように構成された実施例の動作
について図4の説明図を参照して説明する。図4(a)
は元HDTV信号を示し、図4(b)はプリ処理部71か
らのHDTV信号を示し、図4(c)はSDTV信号の
水平及び垂直に2倍の解像度を有するHDTV信号を示
し、図4(d)は減算器12からの低域を含む高域HDT
V信号を示し、図4(e)はダウンサンプリング回路5
又は復号化器19からのSDTV信号を示し、図4(f)
はアップサンプリング回路11,20からの低域HDTV信
号を示している。また、図4の網線は全帯域の成分を示
し、右斜め斜線は低域成分を示し、左斜め斜線は高域成
分を示している。
【0077】図4(a)に示す水平画素数M=220
0、水平有効画素数m=1920、垂直ライン数N=1
125、垂直有効ライン数n=1035、フレーム周波
数f0=30Hzの元HDTV信号は入力端子4を介し
てプリ処理部71に与えられる。プリ処理部71の水平ロー
パスフィルタ72は元HDTV信号の水平帯域を制限して
メモリ73,74に出力する。メモリ制御回路75は、クロッ
クφ0 を用いて、メモリ73,74に元HDTV信号を書込
む。
【0078】メモリ制御回路75はメモリ73,74に格納さ
れたデータをクロックφ1 を用いて読出す。クロックφ
0 ,φ1 の周波数比に基づいて水平方向の間引きが行わ
れる。即ち、メモリ制御回路75は、メモリ73,74に書込
まれた元HDTV信号のm×n(1920×1035)
の有効画素のうち、p×n(1440×1035)の部
分の画素データのみを読出す。これにより、図4(b)
に示すHDTV信号(水平画素数K=1716、水平有
効画素数p=1440、垂直ライン数L=1050、垂
直有効ライン数n=1035、フレーム周波数f0 =3
0Hz)が得られる。解像度変換は水平方向のみ行い、
垂直方向には間引きを行っていないので、プリ処理部71
からのHDTV信号は図4(b)に示すように、縦長の
画像となる。
【0079】階層符号化部1のダウンサンプリング回路
5は、このHDTV信号をダウンサンプリング処理す
る。ダウンサンプリング回路5は、SDTV信号の水平
及び垂直に2倍の解像度の信号を処理する能力を有して
いる。即ち、ダウンサンプリング回路5のメモリ33,34
(図15参照)は、図4(c)に示すHDTV信号(水
平画素数P=1716、水平有効画素数p=1440、
垂直ライン数Q=1050、垂直有効ライン数q=96
0、フレーム周波数f0 =30Hz)の低域成分を記憶
する。
【0080】K×L=P×Qであり、メモリ33,34は、
入力されたHDTV信号の1440×75に対応する部
分を除くp×qの部分のHDTV信号を記憶することに
なる。ダウンサンプリング回路5は、メモリに記憶させ
たこのHDTV信号をクロックφ2 で読出すことによ
り、水平及び垂直解像度を1/2にした図4(e)に示
すSDTV信号(水平画素数U=858、水平有効画素
数u=720、垂直ライン数V=525、垂直有効ライ
ン数v=480、フレーム周波数f0 =30Hz)に変
換して符号化器7に出力する。符号化器7はバッファ8
から出力される制御信号によって制御されて、SDTV
信号を符号化し、符号化出力をバッファ8を介してMP
X9に出力する。
【0081】一方、復号化器10は符号化器7からの符号
化出力を復号化してSDTV信号を再生してアップサン
プリング回路11に出力する。アップサンプリング回路11
はアップサンプリング処理、即ち、補間処理によって、
SDTV信号を水平画素数K=1716、水平有効画素
数p=1440、垂直ライン数L=1050、垂直有効
ライン数q=960、フレーム周波数f0 =30Hzの
信号に変換する。この信号は、図4(f)に示すよう
に、HDTV信号の低域成分に対応する。
【0082】アップサンプリング回路11からの低域HD
TV信号(有効画素p×q)は減算器12に与えられる。
減算器12にはプリ処理部71から図4(b)に示す有効画
素がp×nの全帯域のHDTV信号も与えられている。
減算器12は全帯域のHDTV信号から低域HDTV信号
を減算する。有効画素p×qの部分については全帯域の
HDTV信号と低域HDTV信号との減算によって、高
域HDTV信号(図4(d)の左斜め斜線部)が得られ
る。しかし、低域HDTV信号はp×(n−q)の部分
を有していないので、この部分については全帯域のHD
TV信号(図4(d)の網線部)が得られる。こうし
て、減算器12は低域を含む高域HDTV信号を出力す
る。
【0083】この低域を含む高域HDTV信号を符号化
器13によって符号化した後、バッファ14を介してMPX
9に出力する。MPX9はSDTV信号の符号化出力と
低域を含む高域HDTV信号の符号化出力とを多重して
伝送路3に送出する。
【0084】伝送系3からの信号は階層復号化部2に入
力される。階層復号化部2のDEMPX17はSDTV信
号の符号化出力と低域を含む高域HDTV信号の符号化
出力とを分離する。SDTV信号の符号化出力は、バッ
ファ18を介して復号化器19に供給されて復号化される。
これにより、図4(e)に示すSDTV信号が再生され
る。
【0085】このSDTV信号は縦長の画像であるの
で、垂直n→q変換回路86に与えて元の正常な画像に戻
した後に、SDTV用モニタ27に与える。こうして、S
DTV用モニタ27の表示画面上には有効画素数がu×v
(720×480)のSDTV画像が映出される。な
お、この画像はHDTV画像の例えば上下が75ライン
欠けたものに対応しているが、視覚上の悪影響は比較的
小さい。
【0086】復号化器19からのSDTV信号はアップサ
ンプリング回路20にも与えられる。アップサンプリング
回路20はアップサンプリング処理によって、図4(f)
に示す低域HDTV信号(水平画素数K=1716、水
平有効画素数p=1440、垂直ライン数L=105
0、垂直有効ライン数q=960、フレーム周波数f0
=30Hzの信号の低域成分)を再生する。低域HDT
V信号は加算器21に与えられる。
【0087】一方、DEMPX17からの低域を含む高域
HDTV信号はバッファ22を介して復号化器23に与えら
れる。復号化器23は復号化処理よって低域を含む高域H
DTV信号(図4(d))を再生する。加算器21は低域
HDTV信号と低域を含む高域HDTV信号とを加算す
ることにより、図4(b)に示す水平画素数K=171
6、水平有効画素数p=1440、垂直ライン数L=1
050、垂直有効ライン数n=1035、フレーム周波
数f0 =30Hzの全帯域のHDTV信号を再生して、
ポスト処理部81に出力する。
【0088】ポスト処理部81は、メモリ82,83に対する
書込み及び読出しを制御することにより、入力されたH
DTV信号の水平方向の解像度を変換する。即ち、メモ
リ82,83の書込みをクロックφ1 を用いて行い、読出し
をクロックφ0 を用いて行う。読出し時にはHDVT信
号のp×n(1440×1035)の画素データに0デ
ータを挿入してm×n(1920×1035)画素とす
る。水平ローパスフィルタ85はメモリ82,83から読出し
たデータを帯域制限する。これにより、水平方向の画素
が補間されて、図4(a)に示す元HDTV信号(水平
画素数M=2200、水平有効画素数m=1920、垂
直ライン数N=1125、垂直有効ライン数n=103
5、フレーム周波数f0 =30Hz)が得られる。水平
方向の解像度を変換することにより、画像は正常な画像
に戻る。また、再生された元HDTV信号は、再生され
たSDTV信号と異なり、画像が欠けていない。元HD
TV信号はHDTV用モニタ26に与えて有効画素数m×
nの元HDTV画像を表示させる。
【0089】このように、本実施例においては、プリ処
理部71において水平方向の解像度のみを変換するように
している。このため、階層符号化におけるダウンサンプ
リングによって、垂直方向については画像に欠けが生じ
るが、SDTV画像としての画面品位が著しく劣化する
ことはない。また、この欠けた部分は高域HDTV信号
と共に優先度が低い階層の符号化出力として伝送してお
り、受信側で低域HDTV信号と加算することにより元
のHDTV画像を再現することができる。プリ処理部71
において垂直方向の解像度変換を行っていないことか
ら、垂直ローパスフィルタを省略することができ、ま
た、同様に、ポスト処理部においても垂直ローパスフィ
ルタを省略することができ、回路規模を著しく低減する
ことができる。
【0090】図5は本発明の他の実施例を示すブロック
図である。図5において図1と同一の構成要素には同一
符号を付して説明を省略する。本実施例はプリ処理部及
びポスト処理部において垂直方向の解像度変換のみを行
うことにより、水平ローパスフィルタを省略可能にした
ものである。
【0091】本実施例はプリ処理部71に代えてプリ処理
部91を用い、ポスト処理部81に代えてポスト処理部101
を用い、垂直n→q変換回路86に代えて水平m→p変換
回路106 を用い、クロック発生回路15に代えてクロック
発生回路90を用いた点が図1の実施例と異なる。
【0092】入力端子4には水平画素数がM、水平有効
画素数がm、垂直ライン数がN、垂直有効ライン数が
n、フレーム周波数がf0 の元HDTV信号が入力され
る。この元HDTV信号はプリ処理部91に与えられる。
プリ処理部91は垂直ローパスフィルタ92、メモリ93,94
及びメモリ制御回路95によって構成されている。クロッ
ク発生回路90は入力端子16を介して入力される同期信号
に基づいて、クロックφ0 乃至φ4 を発生するようにな
っている。なお、クロックφ0 乃至φ4 は入力端子4を
介して入力する元HDTV信号の画素数に基づくものと
なっており、図1の実施例におけるクロックφ0 乃至φ
4 とは異なる。
【0093】垂直ローパスフィルタ92はクロック発生回
路90からのクロックφ0 で動作して、元HDTV信号の
帯域を制限してメモリ93,94に出力するようになってい
る。メモリ93,94はメモリ制御回路95によって書込み及
び読出しが制御される。メモリ制御回路95は、クロック
発生回路90から出力されるクロックφ0 で動作して、メ
モリ93,94の一方をリードモードにしたときには他方を
ライトモードにするようになっている。メモリ93,94
は、ライトモード時に、入力された信号をクロックφ0
を用いて書込み、リードモード時に記憶した信号をクロ
ックφ1 を用いて読出すようになっている。
【0094】図6は図5中のメモリ93,94の書込み及び
読出しを説明するためのタイミングチャートである。図
6(a)は元HDTV信号を示し、図6(b)はメモリ
93の書込み制御を示し、図6(c)はメモリ93の読出し
制御を示し、図6(d)はメモリ94の書込み制御を示
し、図6(e)はメモリ94の読出し制御を示し、図6
(f)はHDTV信号を示している。図6中の期間T1
は1フレーム又は1フィールド期間に相当し、期間T2
は1ライン期間に相当する。また、期間T3は映像信号
期間に相当し、期間T4はブランキング期間に相当す
る。
【0095】メモリ93,94は、夫々図6(b),(d)
に示す書込み制御信号の“H”でライトイネーブルとな
り、図6(c),(e)に示す読出し制御信号の“H”
でリードイネーブルとなるようになっている。
【0096】図6(a)に示す元HDTV信号は、メモ
リ制御回路95によって、図6の期間T1 に例えばメモリ
93に書込まれる。クロックφ0 は元HDTV信号の画素
数に対応しており、図2(b)に示すように、メモリ93
は、クロックφ0 を用いることで元HDTV信号の1フ
レーム又は1フィールド分の全画素データを記憶する。
同様に、メモリ93の読出し期間に、図6(d)に示すよ
うに、メモリ94は元HDTV信号の1フレーム又は1フ
ィールド分の全画素データを記憶する。
【0097】メモリ93,94に記憶されたデータは、図6
(c),(e)に示す読出し制御信号の“H”期間に読
出される。読出し制御信号の“H”期間T6は、SDT
V信号の水平及び垂直に2倍の画素数で構成されたHD
TV信号(水平画素数P、水平有効画素数p、垂直ライ
ン数Q、垂直有効ライン数qにおける1ライン分の映像
信号に相当する。
【0098】メモリ93,94からは、クロックφ0 ,φ1
の周波数の比に基づいて、元HDTV信号のm×nの有
効画素のうち、m×qの画素データが読出される。即
ち、メモリ93,94の読出しによって垂直方向に間引きが
行われる。なお、水平方向には間引きを行わない。
【0099】プリ処理部91の出力は解像度変換後のHD
TV信号として階層符号化部1に出力される。なお、期
間T5はHDTV信号の1ライン期間、期間T6は映像
信号期間、期間T7はブランキング期間に相当する。こ
うして、プリ処理部71によって、水平画素数K、水平有
効画素数m、垂直ライン数L、垂直有効ライン数q、フ
レーム周波数f0 のHDTV信号が得られる。
【0100】これに対し、従来例のプリ処理部6は、上
述したように、元HDTV信号を水平及び垂直方向の画
素数がSDTV信号の2倍であるHDTV信号(水平画
素数P、水平有効画素数p、垂直ライン数Q、垂直有効
ライン数q)に変換していた。
【0101】即ち、本実施例のプリ処理部71において
は、垂直方向の解像度変換処理は従来例と同様であり、
変換後のHDTV信号の垂直画素数はL=Qで、垂直有
効画素数はqである。一方、水平方向については、元H
DTV信号をそのまま読出しており、変換後のHDTV
信号の水平ライン数はK=Pであるが、水平有効ライン
数はpでなくmである。つまり、下記式(2)が成立す
る。なお、垂直方向にのみ間引きを行っているので、変
換後の画像は縦長の画像となる。
【0102】 K×L=P×Q、m×q<P×Q<m×n …(2) 階層復号化部2からのHDTV信号はポスト処理部101
に与えられる。ポスト処理部101 は、メモリ102 ,103
、メモリ制御回路104 及び垂直ローパスフィルタ105
によって構成されている。ポスト処理部101 はHDTV
信号に対するアップサンプリング処理によって、元HD
TV信号を再生するようになっている。
【0103】即ち、HDTV信号はメモリ102 及びメモ
リ103 に与えられる。メモリ102 ,103 はメモリ制御回
路104 によって書込み及び読出しが制御される。メモリ
制御回路104 は、クロック再生回路24から出力されるク
ロックφ0 で動作して、メモリ102 ,103 の一方をリー
ドモードとし他方をライトモードとするようになってい
る。メモリ102 ,103 は、ライトモード時に、入力され
た信号をクロックφ1を用いて書込み、リードモード時
に記憶した信号をクロックφ0 を用いて読出すようにな
っている。
【0104】図7は図5中のメモリ102 ,103 の書込み
及び読出しを説明するためのタイミングチャートであ
る。図7(a)はHDTV信号を示し、図7(b)はメ
モリ102 の書込み制御を示し、図7(c)はメモリ102
の読出し制御を示し、図7(d)はメモリ103 の書込み
制御を示し、図7(e)はメモリ103 の読出し制御を示
し、図7(f)は元HDTV信号を示している。図7中
の期間T1は1フレーム又は1フィールド期間に相当
し、期間T2は1ライン期間に相当する。また、期間T
3は映像信号期間に相当し、期間T4はブランキング期
間に相当する。
【0105】メモリ102 ,103 は、夫々図7(b),
(d)に示す書込み制御信号の“H”でライトイネーブ
ルとなり、図7(c),(e)に示す読出し制御信号の
“H”でリードイネーブルとなるようになっている。
【0106】図7(a)に示すHDTV信号は、メモリ
制御回路104 によって、図7の期間T1 に例えばメモリ
102 に書込まれる。クロックφ1 はHDTV信号の画素
数に対応しており、図7(b)に示すように、メモリ10
2 は、クロックφ1 を用いることでHDTV信号の1フ
レーム又は1フィールド分の全画素データを記憶する。
同様に、メモリ102 の読出し期間に、図7(d)に示す
ように、メモリ103 はHDTV信号の1フレーム又は1
フィールド分の全画素データを記憶する。
【0107】メモリ102 ,103 に記憶されたデータは、
図7(c),(e)に示す読出し制御信号の“H”期間
に読出される。読出し制御信号の“H”期間T6は、元
HDTV信号(水平画素数M、水平有効画素数m、垂直
ライン数N、垂直有効ライン数n)における1ライン分
の映像信号に相当する。
【0108】メモリ102 ,103 からは、クロックφ0 ,
φ1 の周波数の比に基づいて、HDTV信号の有効画素
m×qの画素データに0データが挿入されながら読出し
が行われる。これにより、メモリ102 ,103 のデータは
m×nの画素データに変換される。メモリ102 ,103 か
ら読出された信号は垂直ローパスフィルタ105 に与えら
れる。垂直ローパスフィルタ105 は低域のみを通過させ
る。こうして、メモリ102 ,103 の読出し及び垂直帯域
制限によって垂直方向の補間が行われる。
【0109】ポスト処理部101 は垂直ローパスフィルタ
105 の出力を元HDTV信号として出力する。なお、期
間T5は元HDTV信号の1ライン期間、期間T6は映
像信号期間、期間T7はブランキング期間に相当する。
こうして、ポスト処理部101によって、水平画素数M、
水平有効画素数m、垂直ライン数N、垂直有効ライン数
n、フレーム周波数f0 の元HDTV信号が再生され
る。この元HDTV信号はHDTV用モニタ26に与えら
れる。
【0110】水平m→p変換回路106 は、クロック再生
回路24から出力されるクロックφ2で動作し、復号化器1
9からのSDTV信号に対してm個の画素をp個の画素
に変換する走査線数変換を行う。これにより、水平m→
p変換回路106 の出力信号は、水平画素数U、水平有効
画素数u×p/m、垂直ライン数V、垂直有効ライン数
v、フレーム周波数f0 のSDTV信号に変換されて水
平方向に伸びた画像が正常な画像に戻される。なお、こ
のSDTV画像は入力されたHDTV画像の例えば左右
が若干欠けたものとなる。また、SDTV用モニタ27が
水平偏向を制御可能である場合には、水平m→p変換回
路106 を省略して、復号化器19の出力を直接SDTV用
モニタ27に与えて、正常な画像を映出させてもよい。
【0111】次に、このように構成された実施例の動作
について図8の説明図を参照して説明する。図8(a)
は元HDTV信号を示し、図8(b)はプリ処理部91か
らのHDTV信号を示し、図8(c)はSDTV信号の
水平及び垂直に2倍の解像度を有するHDTV信号を示
し、図8(d)は減算器12からの低域を含む高域HDT
V信号を示し、図8(e)はダウンサンプリング回路5
又は復号化器19からのSDTV信号を示し、図8(f)
はアップサンプリング回路11,20からの低域HDTV信
号を示している。また、図8の網線は全帯域の成分を示
し、右斜め斜線は低域成分を示し、左斜め斜線は高域成
分を示している。
【0112】図8(a)に示す水平画素数がM、水平有
効画素数がm、垂直ライン数がN、垂直有効ライン数が
n、フレーム周波数がf0 の元HDTV信号は入力端子
4を介してプリ処理部91に与えられる。プリ処理部91の
垂直ローパスフィルタ92は元HDTV信号の垂直帯域を
制限してメモリ93,94に出力する。メモリ制御回路95
は、クロックφ0 を用いて、メモリ93,94に元HDTV
信号を書込む。
【0113】メモリ制御回路95はメモリ93,94に格納さ
れたデータをクロックφ1 を用いて読出す。クロックφ
0 ,φ1 の周波数比に基づいて垂直方向の間引きが行わ
れる。即ち、メモリ制御回路95は、メモリ93,94に書込
まれた元HDTV信号のm×nの有効画素のうち、m×
qの部分の画素データのみを読出す。これにより、図8
(b)に示すHDTV信号(水平画素数K、水平有効画
素数m、垂直ライン数L、垂直有効ライン数q、フレー
ム周波数f0 )が得られる。解像度変換は垂直方向のみ
行い、水平方向には間引きを行っていないので、プリ処
理部91からのHDTV信号は図8(b)に示すように、
横長の画像となる。
【0114】階層符号化部1のダウンサンプリング回路
5は、このHDTV信号をダウンサンプリング処理す
る。ダウンサンプリング回路5は、SDTV信号の水平
及び垂直に2倍の解像度の信号を処理する能力を有して
いる。即ち、ダウンサンプリング回路5のメモリ33,34
(図15参照)は、図8(c)に示すHDTV信号(水
平画素数P、水平有効画素数p、垂直ライン数Q、垂直
有効ライン数q、フレーム周波数f0 )の低域成分を記
憶する。
【0115】K×L=P×Qであり、メモリ33,34は、
入力されたHDTV信号の(m−p)×qに対応する部
分を除くp×qの部分のHDTV信号を記憶することに
なる。ダウンサンプリング回路5は、メモリに記憶させ
たこのHDTV信号をクロックφ2 で読出すことによ
り、水平及び垂直解像度を1/2にした図8(e)に示
すSDTV信号(水平画素数U、水平有効画素数u、垂
直ライン数V、垂直有効ライン数v、フレーム周波数f
0 )に変換して符号化器7に出力する。符号化器7はバ
ッファ8から出力される制御信号によって制御されて、
SDTV信号を符号化し、符号化出力をバッファ8を介
してMPX9に出力する。
【0116】一方、復号化器10は符号化器7からの符号
化出力を復号化してSDTV信号を再生してアップサン
プリング回路11に出力する。アップサンプリング回路11
はアップサンプリング処理、即ち、補間処理によって、
SDTV信号を水平画素数K、水平有効画素数p、垂直
ライン数L、垂直有効ライン数q、フレーム周波数f0
の信号に変換する。この信号は、図8(f)に示すよう
に、HDTV信号の低域成分に対応する。
【0117】アップサンプリング回路11からの低域HD
TV信号(有効画素p×q)は減算器12に与えられる。
減算器12にはプリ処理部91から図8(b)に示す有効画
素がm×qの全帯域のHDTV信号も与えられている。
減算器12は全帯域のHDTV信号から低域HDTV信号
を減算する。有効画素p×qの部分については全帯域の
HDTV信号と低域HDTV信号との減算によって、高
域HDTV信号(図8(d)の左斜め斜線部)が得られ
る。しかし、低域HDTV信号は(m−p)×qの部分
を有していないので、この部分については全帯域のHD
TV信号(図8(d)の網線部)が得られる。こうし
て、減算器12は低域を含む高域HDTV信号を出力す
る。
【0118】この低域を含む高域HDTV信号を符号化
器13によって符号化した後、バッファ14を介してMPX
9に出力する。MPX9はSDTV信号の符号化出力と
低域を含む高域HDTV信号の符号化出力とを多重して
伝送路3に送出する。
【0119】伝送系3からの信号は階層復号化部2に入
力される。階層復号化部2のDEMPX17はSDTV信
号の符号化出力と低域を含む高域HDTV信号の符号化
出力とを分離する。SDTV信号の符号化出力は、バッ
ファ18を介して復号化器19に与えられて復号化される。
これにより、図8(e)に示すSDTV信号が再生され
る。
【0120】このSDTV信号は横長の画像であるの
で、水平m→p変換回路106 に与えて元の正常な画像に
戻した後に、SDTV用モニタ27に与える。こうして、
SDTV用モニタ27の表示画面上には有効画素数がu×
vのSDTV画像が映出される。なお、この画像は元H
DTV画像の例えば左右が若干欠けたものに対応してい
るが、視覚上の悪影響は比較的小さい。
【0121】復号化器19からのSDTV信号はアップサ
ンプリング回路20にも与えられる。アップサンプリング
回路20はアップサンプリング処理によって、図8(f)
に示す低域HDTV信号(水平画素数K、水平有効画素
数p、垂直ライン数L、垂直有効ライン数q、フレーム
周波数f0 の信号の低域成分)を再生する。低域HDT
V信号は加算器21に与えられる。
【0122】一方、DEMPX17からの低域を含む高域
HDTV信号はバッファ22を介して復号化器23に与えら
れる。復号化器23は復号化処理よって低域を含む高域H
DTV信号(図8(d))を再生する。加算器21は低域
HDTV信号と低域を含む高域HDTV信号とを加算す
ることにより、図8(b)に示す水平画素数K、水平有
効画素数m、垂直ライン数L、垂直有効ライン数q、フ
レーム周波数f0 の全帯域のHDTV信号を再生して、
ポスト処理部101 に出力する。
【0123】ポスト処理部101 は、メモリ102 ,103 に
対する書込み及び読出しを制御することにより、入力さ
れたHDTV信号の垂直方向の解像度を変換する。即
ち、メモリ102 ,103 の書込みをクロックφ1 を用いて
行い、読出しをクロックφ0 を用いて行う。読出し時に
はHDVT信号のm×qの画素データに0データを挿入
してm×n画素とする。垂直ローパスフィルタ105 はメ
モリ102 ,103 から読出したデータを帯域制限する。こ
れにより、水平方向の画素が補間されて、図8(a)に
示す元HDTV信号(水平画素数M、水平有効画素数
m、垂直ライン数N、垂直有効ライン数n、フレーム周
波数f0 )が得られる。垂直方向の解像度を変換するこ
とにより、画像は正常な画像に戻る。また、再生された
元HDTV信号は、再生されたSDTV信号と異なり、
画像が欠けていない。元HDTV信号はHDTV用モニ
タ26に与えて有効画素数m×nの元HDTV画像を表示
させる。
【0124】このように、本実施例においては、プリ処
理部91において垂直方向の解像度のみを変換するように
している。このため、階層符号化におけるダウンサンプ
リングによって、水平方向については画像に欠けが生じ
るが、SDTV画像としての画面品位が著しく劣化する
ことはない。また、この欠けた部分は高域HDTV信号
と共に優先度が低い階層の符号化出力として伝送してお
り、受信側で低域HDTV信号と加算することにより元
のHDTV画像を再現することができる。プリ処理部91
において水平方向の解像度変換を行っていないことか
ら、水平ローパスフィルタを省略することができ、ま
た、同様に、ポスト処理部においても水平ローパスフィ
ルタを省略することができ、回路規模を著しく低減する
ことができる。
【0125】図9は本発明の他の実施例を示すブロック
図である。図9において図1と同一の構成要素には同一
符号を付して説明を省略する。本実施例はプリ処理部及
びポスト処理部における水平及び垂直方向の解像度変換
を行うことなく、水平ローパスフィルタを省略可能にし
たものである。
【0126】本実施例はプリ処理部71に代えてプリ処理
部111 を用い、ポスト処理部81 に代えてポスト処理部1
21 を用い、クロック発生回路15に代えてクロック発生
回路110 を用いた点が図1の実施例と異なる。
【0127】入力端子4には水平画素数がM、水平有効
画素数がm、垂直ライン数がN、垂直有効ライン数が
n、フレーム周波数がf0 の元HDTV信号が入力され
る。この元HDTV信号はプリ処理部111 に与えられ
る。プリ処理部111 はメモリ112,113 及びメモリ制御
回路114 によって構成されている。クロック発生回路90
は入力端子16を介して入力される同期信号に基づいて、
クロックφ0 乃至φ4 を発生するようになっている。な
お、クロックφ0 乃至φ4 は入力端子4を介して入力す
る元HDTV信号の画素数に基づくものとなっており、
図1の実施例におけるクロックφ0 乃至φ4 とは異な
る。
【0128】メモリ112 ,113 はメモリ制御回路114 に
よって書込み及び読出しが制御される。メモリ制御回路
114 は、クロック発生回路90から出力されるクロックφ
0 で動作して、メモリ112 ,113 の一方をリードモード
にしたときには他方をライトモードにするようになって
いる。メモリ112 ,113 は、ライトモード時に、入力さ
れた信号をクロックφ0 を用いて書込み、リードモード
時に記憶した信号をクロックφ1 を用いて読出すように
なっている。
【0129】図10は図9中のメモリ112 ,113 の書込
み及び読出しを説明するためのタイミングチャートであ
る。図10(a)は元HDTV信号を示し、図10
(b)はメモリ112 の書込み制御を示し、図10(c)
はメモリ112 の読出し制御を示し、図10(d)はメモ
リ113 の書込み制御を示し、図10(e)はメモリ113
の読出し制御を示し、図10(f)はHDTV信号を示
している。図10中の期間T1は1フレーム又は1フィ
ールド期間に相当し、期間T2は1ライン期間に相当す
る。また、期間T3は映像信号期間に相当し、期間T4
はブランキング期間に相当する。
【0130】メモリ112 ,113 は、夫々図10(b),
(d)に示す書込み制御信号の“H”でライトイネーブ
ルとなり、図10(c),(e)に示す読出し制御信号
の“H”でリードイネーブルとなるようになっている。
【0131】図10(a)に示す元HDTV信号は、メ
モリ制御回路114 によって、図10の期間T1 に例えば
メモリ112 に書込まれる。クロックφ0 は元HDTV信
号の画素数に対応しており、図2(b)に示すように、
メモリ112 は、クロックφ0を用いることで元HDTV
信号の1フレーム又は1フィールド分の全画素データを
記憶する。同様に、メモリ112 の読出し期間に、図10
(d)に示すように、メモリ113 は元HDTV信号の1
フレーム又は1フィールド分の全画素データを記憶す
る。
【0132】メモリ112 ,113 に記憶されたデータは、
図10(c),(e)に示す読出し制御信号の“H”期
間に読出される。読出し制御信号の“H”期間T6は、
SDTV信号の水平及び垂直に2倍の画素数で構成する
HDTV信号(水平画素数P、水平有効画素数p、垂直
ライン数Q、垂直有効ライン数q)における1ライン分
の映像信号に相当する。
【0133】メモリ112 ,113 からは、クロックφ0 ,
φ1 の周波数の比に基づいて画素データが読出される。
この場合には、少なくとも元HDTV信号のm×nの有
効画素の画素データを読出すようになっている。
【0134】プリ処理部111 の出力は解像度変換後のH
DTV信号として階層符号化部1に出力される。なお、
期間T5はHDTV信号の1ライン期間、期間T6は映
像信号期間、期間T7はブランキング期間に相当する。
こうして、プリ処理部71によって、水平画素数K、水平
有効画素数m、垂直ライン数L、垂直有効ライン数n、
フレーム周波数f0 のHDTV信号が得られる。
【0135】これに対し、従来例のプリ処理部6は、上
述したように、元HDTV信号を水平及び垂直方向の画
素数がSDTV信号の2倍であるHDTV信号(水平画
素数P、水平有効画素数p、垂直ライン数Q、垂直有効
ライン数q)に変換していた。
【0136】即ち、本実施例のプリ処理部111 において
は、解像度変換処理を行うことなく、元HDTV信号を
そのまま読出しており、変換後のHDTV信号の水平及
び垂直有効ライン数はp,qではなくm,nである。こ
の場合でも、水平画素数はK=Pで垂直ライン数はL=
Qである。つまり、下記式(3)が成立する。
【0137】 K×L=P×Q、m×n<P×Q …(3) 階層復号化部2からのHDTV信号はポスト処理部121
に与えられる。ポスト処理部121 は、メモリ122 ,123
及びメモリ制御回路124 によって構成されている。ポス
ト処理部121 はHDTV信号に対するアップサンプリン
グ処理によって、元HDTV信号を再生するようになっ
ている。
【0138】HDTV信号はメモリ122 及びメモリ123
に与えられる。メモリ122 ,123 はメモリ制御回路124
によって書込み及び読出しが制御される。メモリ制御回
路124 は、クロック再生回路24から出力されるクロック
φ0 で動作して、メモリ122,123 の一方をリードモー
ドとし他方をライトモードとするようになっている。メ
モリ122 ,123 は、ライトモード時に、入力された信号
をクロックφ1 を用いて書込み、リードモード時に記憶
した信号をクロックφ0 を用いて読出すようになってい
る。
【0139】図11は図9中のメモリ122 ,123 の書込
み及び読出しを説明するためのタイミングチャートであ
る。図11(a)はHDTV信号を示し、図11(b)
はメモリ122 の書込み制御を示し、図11(c)はメモ
リ122 の読出し制御を示し、図11(d)はメモリ123
の書込み制御を示し、図11(e)はメモリ123 の読出
し制御を示し、図11(f)は元HDTV信号を示して
いる。図11中の期間T1は1フレーム又は1フィール
ド期間に相当し、期間T2は1ライン期間に相当する。
また、期間T3は映像信号期間に相当し、期間T4はブ
ランキング期間に相当する。
【0140】メモリ122 ,123 は、夫々図11(b),
(d)に示す書込み制御信号の“H”でライトイネーブ
ルとなり、図11(c),(e)に示す読出し制御信号
の“H”でリードイネーブルとなるようになっている。
【0141】図11(a)に示すHDTV信号は、メモ
リ制御回路124 によって、図11の期間T1 に例えばメ
モリ122 に書込まれる。クロックφ1 はHDTV信号の
画素数に対応しており、図11(b)に示すように、メ
モリ122 は、クロックφ1 を用いることでHDTV信号
の1フレーム又は1フィールド分の全画素データを記憶
する。同様に、メモリ122 の読出し期間に、図11
(d)に示すように、メモリ123 はHDTV信号の1フ
レーム又は1フィールド分の全画素データを記憶する。
【0142】メモリ122 ,123 に記憶されたデータは、
図11(c),(e)に示す読出し制御信号の“H”期
間に読出される。読出し制御信号の“H”期間T6は、
元HDTV信号(水平画素数M、水平有効画素数m、垂
直ライン数N、垂直有効ライン数n)における1ライン
分の映像信号に相当する。メモリ122 ,123 からは、ク
ロックφ0 ,φ1 の周波数の比に基づいて読出しが行わ
れて、m×nの画素データが得られる。
【0143】ポスト処理部121 は垂直ローパスフィルタ
105 の出力を元HDTV信号として出力する。なお、期
間T5は元HDTV信号の1ライン期間、期間T6は映
像信号期間、期間T7はブランキング期間に相当する。
こうして、ポスト処理部121によって、水平画素数M、
水平有効画素数m、垂直ライン数N、垂直有効ライン数
n、フレーム周波数f0 の元HDTV信号が再生され
る。この元HDTV信号はHDTV用モニタ26に与えら
れる。
【0144】次に、このように構成された実施例の動作
について図12の説明図を参照して説明する。図12
(a)は元HDTV信号を示し、図12(b)はプリ処
理部111 からのHDTV信号を示し、図12(c)はS
DTV信号の水平及び垂直に2倍の解像度を有するHD
TV信号を示し、図12(d)は減算器12からの低域を
含む高域HDTV信号を示し、図12(e)はダウンサ
ンプリング回路5又は復号化器19からのSDTV信号を
示し、図12(f)はアップサンプリング回路11,20か
らの低域HDTV信号を示している。また、図12の網
線は全帯域の成分を示し、右斜め斜線は低域成分を示
し、左斜め斜線は高域成分を示している。
【0145】図12(a)に示す水平画素数M、水平有
効画素数m、垂直ライン数N、垂直有効ライン数n、フ
レーム周波数f0 の元HDTV信号は入力端子4を介し
てプリ処理部111 に供給される。メモリ制御回路114
は、クロックφ0 を用いて、メモリ112 ,113 に元HD
TV信号を書込む。
【0146】メモリ制御回路114 はメモリ112 ,113 に
格納されたデータをクロックφ1 を用いて読出す。これ
により、図12(b)に示すHDTV信号(水平画素数
K、水平有効画素数m、垂直ライン数L、垂直有効ライ
ン数n、フレーム周波数f0)が得られる。
【0147】階層符号化部1のダウンサンプリング回路
5は、このHDTV信号をダウンサンプリング処理す
る。ダウンサンプリング回路5は、SDTV信号の水平
及び垂直に2倍の解像度の信号を処理する能力を有して
いる。即ち、ダウンサンプリング回路5のメモリ33,34
(図15参照)は、図12(c)に示すHDTV信号
(水平画素数P、水平有効画素数p、垂直ライン数Q、
垂直有効ライン数q、フレーム周波数f0 )の低域成分
を記憶する。
【0148】K×L=P×Qであり、メモリ33,34は、
入力されたHDTV信号の(m−p)×q,p×(n−
q)に対応する部分を除くp×qの部分のHDTV信号
を記憶することになる。ダウンサンプリング回路5は、
メモリに記憶させたこのHDTV信号をクロックφ2 で
読出すことにより、水平及び垂直解像度を1/2にした
図12(e)に示すSDTV信号(水平画素数U、水平
有効画素数u、垂直ライン数V、垂直有効ライン数v、
フレーム周波数f0 )に変換して符号化器7に出力す
る。符号化器7はバッファ8から出力される制御信号に
よって制御されて、SDTV信号を符号化し、符号化出
力をバッファ8を介してMPX9に出力する。
【0149】一方、復号化器10は符号化器7からの符号
化出力を復号化してSDTV信号を再生してアップサン
プリング回路11に出力する。アップサンプリング回路11
はアップサンプリング処理、即ち、補間処理によって、
SDTV信号を水平画素数K、水平有効画素数p、垂直
ライン数L、垂直有効ライン数q、フレーム周波数f0
の信号に変換する。この信号は、図12(f)に示すよ
うに、HDTV信号の低域成分に対応する。
【0150】アップサンプリング回路11からの低域HD
TV信号(有効画素p×q)は減算器12に与えられる。
減算器12にはプリ処理部111 から図12(b)に示す有
効画素がm×nの全帯域のHDTV信号も与えられてい
る。減算器12は全帯域のHDTV信号から低域HDTV
信号を減算する。有効画素p×qの部分については全帯
域のHDTV信号と低域HDTV信号との減算によっ
て、高域HDTV信号(図12(d)の左斜め斜線部)
が得られる。しかし、低域HDTV信号は(m−p)×
q,p×(n−q)の部分を有していないので、この部
分については全帯域のHDTV信号(図12(d)の網
線部)が得られる。こうして、減算器12は低域を含む高
域HDTV信号を出力する。
【0151】この低域を含む高域HDTV信号を符号化
器13によって符号化した後、バッファ14を介してMPX
9に出力する。MPX9はSDTV信号の符号化出力と
低域を含む高域HDTV信号の符号化出力とを多重して
伝送路3に送出する。
【0152】伝送系3からの信号は階層復号化部2に入
力される。階層復号化部2のDEMPX17はSDTV信
号の符号化出力と低域を含む高域HDTV信号の符号化
出力とを分離する。SDTV信号の符号化出力は、バッ
ファ18を介して復号化器19に与えられて復号化される。
これにより、図12(e)に示すSDTV信号が再生さ
れる。
【0153】このSDTV信号はSDTV用モニタ27に
与えられる。こうして、SDTV用モニタ27の表示画面
上には有効画素数がu×vのSDTV画像が映出され
る。なお、この画像は入力されたHDTV画像の例えば
上下及び左右が若干欠けたものに対応しているが、視覚
上の悪影響は比較的小さい。
【0154】復号化器19からのSDTV信号はアップサ
ンプリング回路20にも与えられる。アップサンプリング
回路20はアップサンプリング処理によって、図12
(f)に示す低域HDTV信号(水平画素数K、水平有
効画素数p、垂直ライン数L、垂直有効ライン数q、フ
レーム周波数f0 の信号の低域成分)を再生する。低域
HDTV信号は加算器21に与えられる。
【0155】一方、DEMPX17からの低域を含む高域
HDTV信号はバッファ22を介して復号化器23に与えら
れる。復号化器23は復号化処理よって低域を含む高域H
DTV信号(図12(d))を再生する。加算器21は低
域HDTV信号と低域を含む高域HDTV信号とを加算
することにより、図12(b)に示す水平画素数K、水
平有効画素数m、垂直ライン数L、垂直有効ライン数
n、フレーム周波数f0の全帯域のHDTV信号を再生
して、ポスト処理部121 に出力する。
【0156】ポスト処理部121 のメモリ122 ,123 の書
込みはクロックφ1 を用いて行い、読出しはクロックφ
0 を用いて行う。読出し時にはHDVT信号のm×nの
有効画素を読出す。これにより、図12(a)に示す元
HDTV信号(水平画素数M、水平有効画素数m、垂直
ライン数N、垂直有効ライン数n、フレーム周波数f0
)が得られる。再生された元HDTV信号は、再生さ
れたSDTV信号と異なり、画像が欠けていない。元H
DTV信号はHDTV用モニタ26に与えられて有効画素
数m×nの元HDTV画像が表示される。
【0157】このように、本実施例においては、プリ処
理部111 において水平及び垂直方向の解像度変換を行っ
ていない。このため、階層符号化におけるダウンサンプ
リングによって、水平及び垂直方向において画像に欠け
が生じるが、SDTV画像としての画面品位が著しく劣
化することはない。また、この欠けた部分は高域HDT
V信号と共に高い階層の符号化出力として伝送してお
り、受信側で低域HDTV信号と加算することにより元
のHDTV画像を再現することができる。プリ処理部11
1 において水平及び垂直方向の解像度変換を行っていな
いことから、水平及び垂直ローパスフィルタを省略する
ことができ、また、同様に、ポスト処理部においても水
平及び垂直ローパスフィルタを省略することができ、回
路規模を著しく低減することができる。
【0158】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
平及び垂直解像度変換を簡略化可能とすることにより回
路規模を著しく縮小することができるという効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る階層符号化復号化装置の一実施例
を示すブロック図。
【図2】図1中のメモリ73,74の書込み及び読出しを説
明するためのタイミングチャート。
【図3】図1中のメモリ82,83の書込み及び読出しを説
明するためのタイミングチャート。
【図4】実施例の動作を説明するための説明図。
【図5】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図6】図5中のメモリ93,94の書込み及び読出しを説
明するためのタイミングチャート。
【図7】図6中のメモリ102 ,103 の書込み及び読出し
を説明するためのタイミングチャート。
【図8】図5の実施例の動作を説明するための説明図。
【図9】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図10】図9中のメモリ112 ,113 の書込み及び読出
しを説明するためのタイミングチャート。
【図11】図9中のメモリ122 ,123 の書込み及び読出
しを説明するためのタイミングチャート。
【図12】図9の実施例の動作を説明するための説明
図。
【図13】従来の階層符号化復号化装置を示すブロック
図。
【図14】従来例の動作を説明するための説明図。
【図15】ダウンサンプリング回路の具体的な構成を示
すブロック図。
【図16】アップサンプリング回路の具体的な構成を示
すブロック図。
【図17】図13中のプリ処理部6及びポスト処理部25
の具体的な構成を示すブロック図。
【図18】図17中のメモリ53,54の書込み及び読出し
を説明するためのタイミングチャート。
【図19】図17中のメモリ61,62の書込み及び読出し
を説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
1…階層符号化部、2…階層復号化部、71…プリ処理
部、73,74,82,83…メモリ、75,84…メモリ制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平画素数がK、水平有効画素数がm、
    垂直ライン数がL、垂直有効ライン数がn(K,m,
    L,nは自然数)のテレビジョン信号が与えられ、水平
    有効画素のうちのp(pはm以下の自然数)画素と垂直
    有効ラインのうちのq(qはn以下の自然数)ラインと
    のp×qの部分をダウンサンプリングするダウンサンプ
    リング手段と、 このダウンサンプリング手段の出力を符号化して伝送す
    る第1の符号化手段と、 前記ダウンサンプリング手段の出力をアップサンプリン
    グするアップサンプリング手段と、 前記テレビジョン信号と前記アップサンプリング手段出
    力との差を求めることにより、前記テレビジョン信号の
    p×qの部分については高域成分を得、他の部分につい
    ては全帯域成分を得る減算手段と、 この減算手段の出力を符号化して伝送する第2の符号化
    手段とを具備したことを特徴とする階層符号化復号化装
    置。
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