JPH08172573A - データレート変換方法及び装置 - Google Patents

データレート変換方法及び装置

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JPH08172573A
JPH08172573A JP7237774A JP23777495A JPH08172573A JP H08172573 A JPH08172573 A JP H08172573A JP 7237774 A JP7237774 A JP 7237774A JP 23777495 A JP23777495 A JP 23777495A JP H08172573 A JPH08172573 A JP H08172573A
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Abstract

(57)【要約】 ビデオデコーダにおいて低速レートのデータフレームを
高速レートのデータフィールドに変換する方法。この方
法においては、１つのフレーム期間において整数回数だ
けフィールドが繰り返されるような基本フィールド繰り
返しレートを定め、高速レートの低速レートに対する比
すなわち高速化率（speed-up ratio)から低速レートに
対する１フレーム期間内のフィールド数の比を引くこと
により繰り返しレートの比の微分を計算し、フィールド
繰り返しレートの微分と該比の微分とを比較して双方が
互いに変動するときフィールドを加えたり除いたりす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【本発明の属する技術分野】本発明は、ビデオデータの
フレーム／フィールドレート変換等のデータレート変換
方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像情報を圧縮する種々の方法が知られ
ている。特に、画像圧縮の標準的方式として、ＪＰＥ
Ｇ，ＭＰＥＧ及びＨ・２６１がある。これらの方式につ
いては、例えば、米国特許第5,212,742号において議論
がなされている。ところで、画像情報は、通常、連続す
るフィールドとして形成されている。あるビデオフォー
マットに変換されて表示さるべき元の画像情報は、当該
情報が表示される際のフィールドレートに直ちに整合で
きるとは限らない。例えば、セルロイドフィルムは２４
フレーム／秒（２４Ｈｚ）のレートにて撮影されるが、
ＮＴＳＣテレビジョンシステムは、ほぼ６０Ｈｚのフィ
ールドレートを有する。かかるフィルム画像のフレーム
レートを増加せしめてテレビジョンシステムのフィール
ドレートに整合せしめる技術はプルダウン（pulldown)
変換と呼ばれている。
【０００３】上記したフィルムをＮＴＳＣ標準フォーマ
ットにて表示する例においては、２／３プルダウン変換
が用いられ、この変換においては、ビデオフィールド繰
り返しレートにおける２つ又は３つの連続するフィール
ド期間に対して各フィルムフレームが繰り返される。そ
して、繰り返し回数は、次のように変化する。すなわ
ち、第１フレームは、２つの連続するフィールド期間内
において２回表示され、第２フレームは、３つの連続す
るフィールド期間において３回表示される。よって、１
秒間において、２４Ｈｚの１２個のフィルムフレーム
（コマ）は、各々、２回再生され（すなわち２４個のフ
ィールド期間）、残りの１２個のフィルムフレームは、
各々、３回再生される（すなわち３６個のフィールド期
間）。結局、（２４＋３６）コマが１秒間６０個のフィ
ールドすなわち６０Ｈｚフィールドレートになるのであ
る。
【０００４】プルダウン動作指令は、外部で形成され
て、表示装置と協働するビデオデコーダに供給されるか
またはビデオデコーダの中で生成される。指示されたプ
ルダウン動作においては、エンコーダがプルダウン演算
を実行し、更に、例えばＭＰＥＧ−２ビデオシンタック
ス（syntax）における“第１フィールド繰り返し”フラ
グを用いて繰り返されるべきフレームを指令する。デコ
ーダは、受信した外部指令に単に従う。
【０００５】ローカルプルダウン動作においては、エン
コーダは、フィルム情報をエンコーディングして、これ
を受信装置に伝送する。ところで、この伝送された信号
の中には、受信装置のデコーダに対してどのように適切
なプルダウン変換（例えば上記した２／３プルダウンの
ような）をなすのかを指示する情報がない。よって、デ
コーダは、伝送されたフィルムフレームレートから表示
フィールドレートにどのように変換するのかを演算しな
ければならない。
【０００６】今、２４Ｈｚフレームレートから６０Ｈｚ
フィールドレートへのプルダウン変換のみが要請されて
いるのであれば、単一の２／３プルダウン変換が比較的
容易に実行される。しかし乍ら、他のプルダウン方式が
要請されることもあり得る。例えば、２４Ｈｚフィルム
フレームレートがＰＡＬテレビジョンシステムのための
５０Ｈｚフィールドレートに変換されることが必要な場
合がある。
【０００７】更に、ＮＴＳＣシステムにおいては、実際
のフィールドレートは６０Ｈｚではなくて 60000/1001
Ｈｚである故、更に、複雑な手順が必要となる。よっ
て、通常の交互２／３プルダウンは高過ぎるフィールド
レートを生じてしまう。
【０００８】
【発明の概要】本発明によれば、遅いレートで受信した
データフレームをより速いレートのデータフィールドに
変換する方法であって、フレーム期間中の基本整数回の
フィールド繰り返し数を定めるステップと、速いレート
の遅いレートに対する比とフレーム期間中のフィールド
基本繰り返し数の遅いフレームレートに対する比との差
からフィールド繰り返しレートの差分を演算するステッ
プと；繰り返しフィールドレートの差分が演算によって
得られたフィールド繰返しレートの差分に対して変動す
るとき該繰り返しフィールド中の選択したフィールドを
追加的に繰り返したり削除したりするステップ；とから
なることを特徴とする方法が提供される。
【０００９】本明細書においては「フレーム」及び「フ
ィールド」なる術語を便宜上用いているが、これらの術
語は、１つのセットとして送受信されたり構成されたり
するフレーム，フィールド，パケット、等の個別のデー
タ群を指すために用いられる。本発明においては、繰り
返しフレームを含ませたり抜き取ったりすることにより
選択された繰り返しレートの変更を容認し、従って、よ
り速いフィールドデータレートのための冗長データをも
許容する。好ましくは、基本整数繰り返しレートは高速
フィールドレートより小である。この場合、本発明によ
る方法においては、繰り返しレートにおいて付加的な繰
り返しフレームを付加する。この繰り返しレートはフィ
ールドレートの半分より小である。
【００１０】本発明による方法においては、より遅い整
数繰り返しレートを選択しない。変形例においては、よ
り速いレートを選択し、必要な場合には、繰り返しフレ
ームを削除するようにアレンジされる。本発明によれ
ば、遅いレートにて受信したデータフレームをより速い
レートにて生成されるフィールドに変換する装置であっ
て、フレーム期間における基本整数フィールド繰り返し
レートを設定する手段と、速いレートに遅いレートに対
する比と、前記基本整フィールド繰り返しレートの遅い
フレームレートに対する比との差から該フィールド繰り
返しレートの微分を演算する手段と、前記フィールド繰
り返しレートの演算微分に対して繰り返しフィールドレ
ートの微分が変動するとき、繰り返しフィールドのいく
つかを更に繰り返すかまたは削除してフィールド繰り返
しレートをより速いレートに維持するようになれた装置
が提供される。
【００１１】好ましくは、本発明による変換装置は、繰
り返しフレームのいずれかを繰り返すか削除する手段を
作動せしめるフレーム繰り返し若しくはフレーム削除信
号を生成する手段を更に含んでいる。本発明は、 23.98
Ｈｚ，２４Ｈｚ及び２５Ｈｚのフレームレートのデータ
を５０Ｈｚフィールドレートにて表示し、 23.98Ｈｚ，
２４Ｈｚ，２５Ｈｚ及び 29.97Ｈｚのフレームレートの
データを 59.94フィールドレートにて表示することを可
能にするプルダウン演算をなす一般的解決手段を提供す
る。
【００１２】ところで、ブレーシェンハム（Breshenha
m）の描線アルゴリズムは、一連の矩形画素（pel）に分
解出来る任意の傾斜の線を表示画面上に描く方法であ
る。このブレーシェンハムのアルゴリズムは、アディソ
ン−ウェズリ（Addison-Wesley）社によって刊行された
フォーリ他（Foley et al）著の相互作用的コンピュー
タグラフィックスの基本（Fundamentals of Inter acti
ve Computer Graphics'）と題する書籍の４３３ないし
４３６頁に記載されている。
【００１３】図１に示された描線例（線の傾斜が０及び
１の間にある）においては、当該描線アルゴリズムによ
って、Ｘ軸上の各座標について当該ラインにより近いＹ
軸上の画素を決定することにより所望の表示ラインが近
似されるのである。この画素は近似画素として黒色に色
付けされて示されている。図の左から右へすなわちＸ座
標（ｎ−１）からＸ座標（ｎ）にアルゴリズムが移動す
るとき、Ｘ座標（ｎ−１）ときと同じＹ座標の画素を選
択するのかＹ座標をインクリメントするのかの決定がな
されるのである。この図においては、座標（ｎ）に移行
するとき及び座標（ｎ＋２）に移行するときにインクリ
メントされているが、座標（ｎ＋１）に移行するときは
インクリメントはされていない。
【００１４】上記したＹ軸上でのインクリメントをなす
べきや否やの決定方式が、本発明においては、ビデオデ
コーダにおいて到来するフレーム（コマ）レートからよ
り速いフィールドレートを導くために現在フレームを２
フィールド期間よりも３フィールド期間に亘って表示す
べきや否やの決定のために応用している。ところで、２
４Ｈｚのフレームレートから６０Ｈｚのフィールドレー
トに変換する単純なケースにおいては、所望のスピード
アップ比は６０／２４である。しかし乍ら、１つのフレ
ーム期間において１つのフレーム（コマ）が３つのフィ
ールド期間（２つのフィールド期間ではなく）に亘って
表示されるべきや否やの重要な決定がなされるのであ
る。もし、３フィールド期間表示フレームが存在しない
場合は２４Ｈｚフレームに対して４８フィールドしか得
られないのである。よって、２回繰り返しフィールドの
数の割合をスピードアップ比から差し引くと、
【００１５】
【数１】
【００１６】となる。よって、１／２の傾斜の線をプロ
ットすることによってプルダウンパターンを演算するこ
とが出来るのである。上記したことから明らかなよう
に、１／２の傾斜の直線を描画するときに、Ｙ座標がＸ
座標の１つおきに１度インクリメントされる。このこと
は予期される結果である。なんとなれば、３／２プルダ
ウンを達成するために、１つ置きのフィルムフレーム
（コマ）を３フィールド期間に亘って表示するからであ
る。
【００１７】本出願人による「Method and Apparatus f
or Video Decompression」と題する1994年７月２９日付
の英国特許出願題9415413.5号は、複数標準方式のビデ
オデコーダを開示しており、本明細書の開示に組み入れ
る。本発明は、ＭＰＥＧ−２標準信号を受信する上記し
たビデオデコーダとの関連において実現出来る。上記し
た英国特許出願において開示されたビデオデコーダの好
ましい実施例を示す図２において、コード化ＭＰＥＧデ
ータ（ＭＰＥＧ−１又はＭＰＥＧ−２）がコード化デー
タ入力回路 200を経て装置に供給される。このデータ
は、次いで、信号路 202を経てスタートコード検出器
（ＳＣＤ） 204に供給される。ＳＣＤ204は独特のビッ
トパターンからなる複数のスタートビットを検出し、こ
れらを次段以降の回路が検出し易いトークン（Token)に
よって置換する。スタートコードを除く残りのデータ
は、データトークンによって運ばれる。この一連のスタ
ートコード及びデータトークンは、信号路 206を経て、
フォーマッティング回路 208に転送され、ここで、供給
されるデータが外部メモリによって記憶されるに適当な
フォーマットにアレンジされる。このデータは信号路 2
10を経て同期ダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）インタ
ーフェース回路 212に供給される。
【００１８】ＳＤＲＡＭインターフェース回路 212は、
種々のデータ流を取り扱い、これらのデータ流は単一の
インターフェース信号路 230上において多重化されて、
外部ＳＤＲＡＭ装置 228に対する書込又は読出がなされ
る。各ケースにおいて、データがスイングバッファ（21
4,216,218,220,222及び 224）に一時的に記憶される。
なお、これらのスイングバッファの各々は２つの別々の
ＲＡＭアレイからなっている。ＳＤＲＡＭのためのアド
レスはアドレスジェネレータ 330によって生成され、信
号路 332を経てＳＤＲＡＭインターフェース回路 212に
供給され、これらのアドレスは、外部ＳＤＲＡＭ 228に
信号路 230を経て供給される前にＤＲＡＭインターフェ
ースコントローラ 226によって処理される。このアドレ
ス生成は、外部ＳＤＲＡＭにおいてコードデータバッフ
ァ 234及び多数のフレームバッファ 232が維持されるよ
うになされるのである。
【００１９】上記した如く、フォーマット化されたスタ
ートコードトークン及びデータトークンは、信号路 210
を経てＳＤＲＡＭインターフェース回路 212に伝送され
る。ここで、スイングバッファ 214によって一時的に保
持される。このデータは、外部ＳＤＲＡＭ 228のコード
化データバッファ（ＣＤＢ） 234を含む領域に書き込ま
れる。このバッファは、データ順が維持されるＦＩＦＯ
（First In, First Out）の機能を有している。ＣＤＢ
234から戻ってくるデータは、信号路 236を経てＳＤＲ
ＡＭインターフェース回路 212を出る前にスイングバッ
ファ 216に一時的に保持される。信号路 236上のデータ
は、ＣＤＢ 234によって（変化する）時間遅れを与えら
れたこと以外は信号路 210上のデータと同一である。
【００２０】ＣＤＢ 234から戻って来るデータは、回路
238によってフォーマットが解かれる。この回路 238は
フォーマッティング回路 208によって先になされた外部
ＳＤＲＡＭでの記憶に適したフォーマットを元に戻すの
である。しかし乍ら、信号路206のバス幅が信号路 240
のバス幅と同じでなければならないという制限がないこ
とに注目すべきである。好ましい実施例においては、信
号路 240についてはより広いバス幅が与えられている。
これは、信号路 206によって運ばれるデータより高いデ
ータ帯域幅を得るためである。
【００２１】（スタートコードトークン及びデータトー
クンをまだ含んでいる）データは、信号路 240を経てビ
デオパーサ（Parser）回路 242に供給される。この回路
は全体として、高度化されたビデオデータを更に処理す
る機能を有している。特に、ビデオデータの構造がパー
ス（parse）処理されて、そのコンポーネントパーツが
識別されるようになされる。このビデオパーサ回路 242
はプログラムを内蔵するマイクロプログラム化ステート
マシン（Microprogrammed State Machine） 244を有す
る。指令信号が信号路 250を経てホフマン（Huffman）
デコーダ 246に供給される。この指令信号のいくつかの
部分がこのホフマンデコーダ 246によって解読される。
指令信号の残りの部分及びホフマンデコーダによって生
成されたデータが信号路 255を経て演算ロジックユニッ
ト（ＡＬＵ） 248に転送される。ここで、更に、指令信
号のいくつかの部分がＡＬＵ自身によって解読され、指
令信号の残りの部分及びＡＬＵによって生成されたデー
タが信号路 256を経てトークンフォーマッティング回路
258に転送される。ホフマンデコーダ 246は信号路 252
を経てエラー状態をＭＳＭ 244に通知する。ＡＬＵ 248
は信号路 254を経て条件コードをＭＳＭ 244にフィード
バックすることもできる。このことによって、ＭＳＭ24
4はＡＬＵ 248の中で処理されるデータに対する条件付
けとなるジャンプ指令を実行できるようになる。ＡＬＵ
248は、レジスタファイルを含み、これに選択された情
報を記憶することができる。スタートコードトークン
は、これに続く（データトークンに含まれる）データの
タイプを有効に告知することができる。このことによっ
て、ＭＳＭ 244はデータを復号するためにどちらの指令
シーケンスが続くかを決定することができるのである。
スタートコードから抽出したトークンに基づく全体的な
決定に加えて、ビデオデータのより詳細な構造が既に述
べたミカニズムによって追従される。このメカニズムは
ＡＬＵ内のレジスタファイルに書き込まれたビデオデー
タの構造を画定する情報を保持し、この情報を用いて、
復号データの値に応じた条件付きジャンプ指令を実行し
て指令の交互シーケンスを選択してコード化データのシ
ンボルの正確なシーケンスを復号するのである。
【００２２】（ホフマンデコーダによって用いられなか
った）残りの指令ビットと共に復号データが信号路 256
を経てトークンフォーマッティング回路 258に供給され
る。データはこの指令ビットに応じてトークンとしてフ
ォーマット化され、これらのトークンは次の処理ステー
ジによって認識され得るのである。得られるトークンは
３つの別々の方向に信号路 260,262及び 264を経て転送
される。１つのトークン流 262はアドレスジェネレータ
330に供給され、このアドレスジェネレータ 330におい
ては、このトークン流が解読されて、既に述べた如く、
ＣＤＢ 234及びフレームバッファ 232を維持するのに相
応しいアドレスが生成される。第２のトークン流 264は
ビデオタイミングジェネレータ 326によって解読され
て、復号ビデオ情報の最終表示特性を制御するのであ
る。第３のトークン流 260はインバースモデラ（Invers
e Modeller） 266に転送され、続いて後続の処理回路に
供給される。これらの３つのトークン流（260,262及び2
64)の各々は互いに同じであるが、そのトークン流から
情報は各々異なるのである。また各回路の動作に不適当
なトークンは無視される。トークン流 262及び 264にお
いて有効に解釈されるトークンは、基本的に制御情報で
あり、トークン流 260に接続された回路において有効に
解釈されるのはより有用なデータと考えられ得る。
【００２３】インバースモデラ 266はデータに存在する
零係数の継続長を引伸ばす作用を有し、得られるデータ
は正確に６４の係数を伴ったデータブロックからなり、
これは、信号路268を経て逆ジグザグ（Zig Zag）回路 2
70に転送される。この回路は２つの予め定めたパターン
のうちのいずれかに応じたデータ流を並べかえて、二次
元と考えられるデータを得るのである。逆ジグザグ回路
270は、小さいＲＡＭ272を有し、このＲＡＭ 272には
データが一時的に記憶される。得られるデータが信号路
274を経て逆量子化器 276に転送される。ここで、係数
が量子化状態を解かれ、逆離散コサイン変換（ＤＣＴ）
関数の準備のために適当な数値に戻される。この逆離散
コサイン変換は別々の変換であり、これは二度適用され
なければならない。すなわち、一度は垂直方向であり、
もう一度は水平方向である。この実施例においては、単
一の一次元逆ＤＣＴ関数が二度用いられて完全二次元変
換が達成されるのである。すなわち、データはまず逆Ｄ
ＣＴ回路 282に信号路 278を経て入る。得られるデータ
が信号路284 を経て転送され置換ＲＡＭ 282に保持され
る。この置換ＲＡＭから読み出されたデータは書き込ま
れた順序とは異なる順序であって、デーダが置換されて
いる（すなわち列及び行が置き代わっている）。この置
換データが信号路 286を経て逆ＤＣＴ回路 280に供給さ
れ、このこの逆ＤＣＴ 280において、データが再度処理
されて、得られるデータは信号路 288を経てフィールド
／フレーム回路 290に転送される。
【００２４】フィールド／フレーム回路は、場合によっ
ては再びデータを配列する。この場合、信号路 294を経
て転送されるデータは、外部ＳＤＲＡＭのフレームバッ
ファから読取った予測データと同じ構成（フィールド又
はフレーム）である。フィールド／フレーム 290はこの
再配置換えのためにＲＡＭ 290にデータを一時的に蓄え
る。
【００２５】予測データは、上述した如く、外部ＳＤＲ
ＡＭ内に維持されているフレームバッファから読取られ
る。予測データは２つの径路（名目上“前方向予測”及
び名目上“後方向予測”のための経路である。しかし、
これは厳格なものではない）を介して読み取られる。該
一方の経路はスイングバッファ 222及び信号経路 296か
らなり、他方の経路はスイッングバッファ 224及び信号
路 298からなる。これらの予測データは予測フィルタ 3
00によってフィルタリングされる。ここで、２つの予測
（前方向及び後方向）は、これらのデータについて予測
モードが指示されて必要な時には平均される。得られる
予測は、信号路 302を経て予測加算器 304に供給され
る。この加算器 304において予測値が信号経路 294を経
てフィールド／フレーム回路から供給されるデータに加
算される。こうして得られる復号画像情報は信号路 306
及びスイングバッファ 220を経て第３のフレームバッフ
ァに書き込まれる。
【００２６】ビデオ（画像）信号を生成するために、復
号された情報がＳＤＲＡＭからスイングバッファ 218を
経て読み取られて２つの信号経路の一方を経て転送され
る。色データは信号路 308を経て垂直アップサンプラ 3
12に供給される。アップサンプラ 312はデータをアップ
サンプリングして輝度信号に用いられると同じ数の操作
ラインを生成する。垂直アップサンプラ 312は、ライン
メモリ 314内に２つの色信号の各々の１つの操作ライン
を蓄える。２つの得られる色信号（青の色差信号及び赤
の色差信号）は、信号路 316及び318を経て水平アップ
サンプラ 320に転送される。輝度信号（垂直アップサン
プリングを要しない）は、また信号路 310を経て水平ア
ップサンプラに転送される。水平アップサンプラ 320
は、プリセットスケールファクタのいずれか１によって
データを再サンプリングして最終的な操作ラインのため
の適当な数の画素を生成する。このスケールファクタ
は、ビデオタイミング生成（ＶＴＧ）回路 326によって
生成される信号 324から選択される。尚、この情報は信
号路 264を経てＶＴＧ 326に供給されるトークンの１つ
から単純に抽出される。
【００２７】水平アップサンプラ 320によって生成され
たデータは、信号 322を経て出力マルチプレクサ 327に
転送される。出力マルチプレクサ 327は信号路 322を経
て到来するビデオデータ信号とＶＴＧ回路 326によって
生成されるタイミング信号 328に応じて生成される同
期，ブランキング及び境界情報信号と組み合される。正
しいタイミング信号を生成するために、特に正しい数の
境界情報を生成するために、ＶＴＧ回路 326は信号路 2
64を経たトークンによって得られる情報を用いる。最終
的に得られるビデオ信号はストローブ（strobe）信号、
同期信号及びブランキング信号と共に信号路 334を経て
ビデオ出力インターフェース 336に転送される。出力イ
ンターフェース 336を経たビデオ信号は適当な画像表示
装置に転送される。
【００２８】その他、いくつかのインターフェース回路
が用いられている。マイクロプロセッサインターフェー
ス 340は外部マイクロプロセッサをして信号路338への
接続を可能にしている。信号路 342は種々の回路ブロッ
クに接続してビデオデコーダの状態を外部マイクロプロ
セッサによって読み取れるようにしている。さらに、い
くつかの動作がこのインターフェース回路を経て種々の
制御信号をレジスタに書き込む外部プロセッサによって
制御される。
【００２９】ＪＴＡＧ（Ｊoint Test Action Group）イ
ンターフェース 346は、信号路 344に接続した外部装置
によって装置の種々の特性を制御できるようにしてい
る。ＪＴＡＧインターフェース 346は、しばしば、組立
て後において印刷配線基板のテストのためにのみ用いら
れ得る。このテストにおいては、ビデオデコーダの外部
信号の制御のみが必要とされる。この実施例において
は、追加的なテスト能力が与えられており、この理由の
故に、ＪＴＡＧインターフェース 346は信号路 348を経
て全ての回路ブロックに接続されている。
【００３０】回路 352は外部クロック信号 350に基づく
クロック信号 354の生成及び分配のために設けられてい
る。この回路 352は外部の低速クロックに基づいて高速
内部クロックを生成することのできるＰＬＬ回路を含ん
でいる。上記した特許出願において開示されたビデオデ
コーダにおいては、表示レートがよく知られている。な
んとなれば 59.94Ｈｚ又は５０Ｈｚ表示ラスタを選ぶた
めの構成ピン（ＮＴＳＣ／ＰＡＬ）が設けられているか
らである。フィルムフレームレートはフレームレートパ
ラメータとしてＭＰＥＧ／２ビデオデータ流において転
送される。
【００３１】通常のイベント（event)においては連続す
るフレーム（コマ）は２つのフィールドによって表示さ
れる。ピクチャータイプ（Picture-Type）トークンにお
ける１ビットは第１フィールドの繰り返しを制御してフ
レーム表示を３つのフィールド回数とする。
【００３２】
【表１】
【００３３】ここで、 ｄ ダブルハイト（double height)すなわちフレーム
を２つのフィールドに繰り返すこと ｘ トップフィールドファースト（top field firs
t）すなわちフィールド画素内においては不画定を意味
する。
【００３４】ｆ リピートファーストフィールド（re
peat first field） ｐ プログレシブフレーム（progressive frame） ss 画素構造： ００ トップフィールド（Top field） ０１ ボトムフィールド（Bottom field） １０ フレーム（Frame） １１ 未使用 tt 画素タイプ： ００ Ｉ−ピクチャ（Ｉ−picture） ０１ Ｐ−ピクチャ（Ｐ−picture） １０ Ｂ−ピクチャ（Ｂ−picture） １１ Ｄ−ピクチャ（Ｄ−picture） “ｆ”ビットが“１”にセットされると第１フィールド
が繰り返される。ここで、シーケンスがインターレース
されている場合、このトークンにおける“ｆ”ビットは
ＭＰＥＧ−２シーケンスにおける“repeat-first-field
ビット”に直接的に整合をする。（これは信号プルダウ
ンをする場合である。）しかし乍ら、“progressive-se
quence”（ＭＰＥＧスタンダードにおいてはこの術語が
定義されている）が、“１”（one)である場合、これは
シーケンスが進行（progressive)シーケンスとしてコー
ディングされていることを示し、一部のプルダウンが可
能とされ“ｆ”ビットがここで述べるアルゴリズムに従
って計算される。
【００３５】このアルゴリズムはマイクロプログラマブ
ルステートマシン（ＭＳＭ）によって実行され、マイク
ロコードによって特定される（ここに添付したアルゴリ
ズムを示す“Ｃ”プログラムではなく、）。ＭＳＭは１
６ビットマシーンであり、このことによって、若干の複
雑化が生ずる。なんとなれば、１６ビットによれば表現
出来る範囲の数に制限があるからである。
【００３６】このことは、傾斜の分母及び分子の大きさ
を共通の係数によって除算することによって取り扱われ
る。本明細書の後に添付されるプログラム例においては
共通係数の1001をキャンセルし分子又は分母が奇数にな
るまで２によって除算することによってこのことが実行
される。この単純なケースにおいても、結果において示
されている最少及び最大値によって定まる１６ビット数
値範囲を越えないｄｘ及びｄｙの数値を得ることができ
る。上記したビデオデコーダにおいては数値ｄｘ及びｄ
ｙが予め計算されてテーブルに蓄えられる。これ等の数
値は正しいｄｘ及びｄｙの値を定めるためのインデック
スとなる。結果として、これらの比は、以下に示すよう
に、さらに削減されて出来るだけ小なる分子及び分母と
されるのである。
【００３７】
【表２】
【００３８】図３及び４のフローチャートにおいて変数
“ｄ”は決定変数であり、これは各Ｘ座標（すなわち各
フィルムフレーム）毎に更新される。図１において直線
によって示された如く、各Ｘ座標におけるＹ座標の理想
の値は２つの画素（１つは黒であり他方は白である）の
間に存在する。ｄは上方画素への距離及び下方画素への
距離の間の差に比例する。
【００３９】もしｄが負であるならば理想ラインは下方
画素により近く存在する。一方、ｄが正ならば、理想ラ
インは上方画素により近く存在する。各Ｘ座標におい
て、アルゴリズムは下方若しくは上方画素のいずれかを
選択しなければならず、次のＸ座標（次のフレーム）の
準備のためにｄの値が更新されなければならない。もし
ｄが負であるならば下方の画素が選択される。そして、
ｄにincr１が加算されて更新される。この incr１は正
の値である故、ｄはより小なる負となって、ラインが次
のＸ座標において下方画素からより離れているという事
実を反映する。
【００４０】ｄが正ならば上方画素が選択される。そし
て、変数ｄは incr２を加算することによって更新され
る。 incr２は負である故、ｄはより小なる正になり、
ラインが次のＸ座標において上方画素からより離れてい
るという事実を反映する。incr１及び incr２は、従っ
て、アルゴリズムが取り得る２つの可能性のある決定の
ためにｄにおける変化を表わすのである。ここで、ｄの
変化は、理想的な直線から上方画素への距離及び該直線
から下方画素への距離の間の差における変化を意味す
る。よって１つのフレーム期間におけるフィールドの繰
り返しの基本整数値を選んでおいて、直線の傾斜を数式
１によって定めるのである。この数式１に基づいて、ア
ルゴリズムが用いられて１つのフレーム期間においてフ
ィールド繰り返しを追加すべきや否やの決定をなして、
より早いフィールドレートにおけるフィール繰り返しの
平均レートを維持するのである。
【００４１】上記した表に示した例においては、１つの
フレーム期間におけるフィールドの繰り返し基本整数値
が２と便宜上選択されている。このことの故に、フィー
ルドの繰り返し数がプルダウンパターンに応じて追加さ
れてフィールドの繰り返しの動作平均値が維持されるの
である。しかしながら、フィールドの繰り返し数が全体
として余分になるような基本整数値を選択することも出
来、この場合、選択されたフィールド繰り返し数がプル
ダウンパターンに応じて削除されるのである。
【００４２】テーブル２ｄｘ及びｄｙを蓄えかつ incr
１及び incr２を計算する例に対する変形例として incr
１及び incr２の値を予め計算してこれらをテーブルに
直接蓄えることも有効であることも理解すべきである。
図３は１つのフィールドをデコーディングして適当な回
数表示する手順を示すフローチャートである。
【００４３】図４はフィールドレート及びフレームレー
トからｄｘ及びｄｙを決定するアルゴリズムの例を示す
フローチャートである。この例においては、フィールド
レート及びフレームレートの値が共に 1000より大きい
ときはこれらの値が 1001の倍数を表わすものと解釈さ
れる。すなわち、24,000のフレームレートは実際には2
4,000/1001Ｈｚのフレームレートを表わす。
【００４４】図５は incr１，incr２及びｄをイニシア
ライズするアルゴリズムを示している。このアルゴリズ
ムは第１のフレームの前に用いられる。ここで、ｄｘ及
びｄｙの値は分数ｄｙ／ｄｘが“直線の傾斜”を表わす
ような整数である。図６は１つのフレームを２又は３フ
ィールド回数に亘って表示するべきや否やを定めるアル
ゴリズムを示している。このアルゴリズムは各フレーム
毎に用いられる。incr１及び incr２の値は上記した初
期化アルゴリズムによって定められる値である。又、ｄ
の値は先のフレームについてのこのアルゴリズムによっ
て生成されるが最初のフレームについてはｄの初期値が
時間アルゴリズムによって生成される。
【００４５】本発明による方法の基本的な利点は以下の
通りである。 １．要求されるプルダウンの全てが同じ計算によって実
行される。 ２．パラメータｄｘ及びｄｙが一度与えられると（これ
らはテーブルに蓄えられる）、乗算若しくは除算が必要
とされない。 ３．アルゴリズムは任意の長さのフレームシーケンスに
ついて作用する。すなわち、不確定に増加する数値はな
い（このことはワード幅に関係なく数値表示問題を生じ
得るのである）。
【００４６】４．繰り返しフィールドを有するフレーム
がフレームのシーケンスに亘って均一に分布する。 ５．アルゴリズムが作動するために維持さるべき状態が
非常に少ない。すなわち、ｄの現在値及び多分 incr１
及び incr２の値だけが維持されるべきであるであろ
う。（もっともこれらの値も再び計算することができ、
あるいは各フレーム毎にテーブルから読み取ることもで
きるのである。
【００４７】以下に示す手順はブレシェンハムの描線ア
ルゴリズムである。
【００４８】
【外１】
【００４９】次に示すプログラムはどのフレームを３フ
ィールド回数に亘って表示するかを計算する変形アルゴ
リズムを示している。各変換動作は 100万フィルムフレ
ームに亘ってテストすることによってチェックし、フィ
ールドレートが所望の値に近づくことを確実にするので
ある。
【００５０】
【外２】
【００５１】
【外３】
【００５２】
【外４】
【００５３】上記したプログラムによって次の様な出力
が得られる。すなわち、 出力フィールドレート＝５０，入力フレームレート＝24000/1001 ｄｘ＝12000, ｄｙ＝1025 比＝2.0854166,フィールドレート＝49.9999984016 （フィールドレート＝50049.9984/1001） 最小値＝−21950，最大値＝2000 出力フィールドレート＝５０，入力フレームレート＝２４ ｄｘ＝１２， ｄｙ＝１ 比＝2.0833333,フィールドレート＝49.9999992 （フィールドレート＝50049.9991992/1001) 最小値＝−２２，最大値＝０ 出力フィールドレート＝５０，入力フレームレート＝２５ ｄｘ＝２５， ｄｙ＝０ 比＝２，フィールドレート＝５０ （フィールドレート＝50050/1001) 最小値＝−５０，最大値＝０ 出力フィールドレート＝60000/1001，入力フレームレート＝24000/1001 ｄｘ＝ 750， ｄｙ＝ 375 比＝２．５，フィールドレート＝59.9400599401 （フィールドレート＝ 60000/1001） 最小値＝−750，最大値＝０ 出力フィールドレート＝60000/1001，入力フレームレート＝２４ ｄｘ＝3003， ｄｙ＝ 1494 比＝ 2.4975024，フィールドレート＝59.9400576 （フィールドレート＝ 59999.9976576/1001) 最小値＝−3018，最大値＝ 2982 出力フィールドレート＝60000/1001，入力フレームレート＝２５ ｄｘ＝25025， ｄｙ＝ 9950 比＝ 2.3976023，フィールドレート＝59.9400575 （フィールドレート＝ 59999.9975575/1001) 最小値＝−30150，最大値＝ 19850 出力フィールドレート＝60000/1001，入力フレームレート＝30000/1001 ｄｘ＝1875， ｄｙ＝０ 比＝２，フィールドレート＝59.9400599401 （フィールドレート＝ 60000/1001) 最小値＝−3750，最大値＝０
【図面の簡単な説明】
【図１】 ブレーシェンハムの描線アルゴリズムを示す
図である。
【図２】 ビデオデコーダにおけるデータの流れを示す
ブロックダイヤグラムである。
【図３】 本発明の種々の特徴を示すフローチャートで
ある。
【図４】 本発明の種々の特徴を示すフローチャートで
ある。
【図５】 本発明の種々の特徴を示すフローチャートで
ある。
【図６】 本発明の種々の特徴を示すフローチャートで
ある。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 低速レートにて受信したデータフレーム
    を高速レートにて生成されるデータフィールドに変換す
    る方法であって、 １つのフレーム期間におけるフィールドの繰り返し基本
    整数を定めるステップと、 前記低速レートに対する前記高速レートの比と前記基本
    整数の前記低速レートに対する比との差からフィールド
    繰り返しレートの微分を演算するステップと、 フィールド繰り返しレートの微分の実際値が、前記フィ
    ールド繰り返しレートの微分の演算値に対し変化すると
    きは、繰り返しフィールドのうちのいずれ選択したフィ
    ールドを追加的に繰り返すか又は削除して、前記高速レ
    ートにおけるフィールド繰り返しを維持するステップ
    と、 からなることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法であって、該選択さ
    れた繰り返しレートは、前記高速レートより小であり、
    該選択されたフレームが追加的に繰り返されることを特
    徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の方法であって、該選択さ
    れた繰り返しレートは前記高速フィールドレートより高
    速であり、選択されたフレームが追加的に削除されるこ
    とを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の方法であって、前記基本
    整数は２であることを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の方法であって、前記演算
    ステップ及び繰り返しフィールドのうちの選択するフィ
    ールドの追加若しくは削除のステップはブレーシェント
    ハムアルゴリズムに従ってなされることを特徴とする方
    法。
  6. 【請求項６】 低速レートにて受信したデータフレーム
    を高速レートにて生成されるデータフィールドに変換す
    る装置であって、 １つのフレーム期間におけるフィールドの繰り返し基本
    整数を定める手段と、 前記低速レートに対する前記高速レートの比と前記基本
    整数の前記低速レートに対する比との差からフィールド
    繰り返しレートの微分を演算するステップと、 フィールド繰り返しレートの微分の実際値が、前記フィ
    ールド繰り返しレートの微分の演算値に応じて変化する
    ときは、繰り返しフィールドのうちのいずれ選択したフ
    ィールドを追加的に繰り返すか又は削除して、前記高速
    レートにおけるフィールド繰り返しを維持する手段と、 からなることを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の装置であって、前記繰り
    返しフレームのうちの選択されたフレームを繰り返すか
    又は削除する手段を駆動するフレーム繰り返し信号又は
    フレーム削除信号を生成する手段を更に有することを特
    徴とする装置。
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