JPH08512441A - スケーラブル圧縮ビデオ信号を提供する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 圧縮／伸張システムは、ノンインタレース走査ビデオ信号の発生源（１０）を含んでいる。プリプロセッサ（１２）は、連続するノンインタフェース・イメージ信号の１つおきのラインを選択することによりノンインタレース走査ビデオ信号からインタレース走査ビデオ信号を構成する。インタレース走査ビデオ信号は公知の手法に従って圧縮され（１４）、一次圧縮ビデオ・データが生成される。一次データは圧縮プロセスとは逆の公知のプロセスによって伸張され（２２）、インタレース走査フレームが生成される。一次インタレース走査ビデオ信号に含まれていなかった、ノンインタレース走査ビデオ信号の介在ラインに対応するインタレース走査ビデオ信号は、ビデオ信号の伸張されたフレームから予測される（２４）。さらに、一次インタレース走査ビデオ信号に含まれていなかった、オリジナルのノンインタレース走査ビデオ信号の介在ラインは、二次インタレース走査ビデオ信号に形成される（２０）。二次ビデオ信号は予測されたビデオ信号から減算され（２６）、二次フィールド残余が生成される。これらの残余は公知の手法によって圧縮され（３０）、圧縮された二次ビデオ・データが形成される。一次および二次圧縮データは、その後、インタレース走査方式受像機またはノンインタレース走査方式受像機のいずれかによって受像されるために伝送される（１８，３４；４０，４２）。

Description

【発明の詳細な説明】 スケーラブル圧縮ビデオ信号を提供する方法と装置 本発明は圧縮ビデオ・システムに関し、より詳細には、インタレース方式では 第１の解像度で、ノンインタレース方式では第２の高解像度で再生することがで きる圧縮ビデオを提供するためのシステムに関する。 現在、国際標準化機構(International Standardization Organization)の動画 専門家グループ(Moving Picture Experts Group-MPEG)は、ビデオ信号の伝送に 関する圧縮信号標準またはプロトコルを確立しようと試みている。ビデオ信号に は、インタレース走査信号とノンインタレース走査信号の２つの基本方式がある 。インタレース走査信号の圧縮には、要求される帯域幅が狭くて済み、インタレ ース走査信号を圧縮／伸張（圧縮を元に戻す）するための発生器と受信器を共に 低コストで製造できる点で、ノンインタレース走査信号に対して利点がある。テ レビジョン業界は、インタレース走査信号に基づいた圧縮ビデオ標準に賛同する 傾向にある。しかし、特にコンピュータ業界の中のビデオ・イメージ(video ima ge)を処理する分野では、アプリケーションの多くはノンインタレース走査イメ ージを要求している。ＭＰＥＧ委員会は両方の業界を満足させることを望んでお り、大多数の潜在的ユーザに役立つ標準の確立に努めている。本発明は、圧縮信 号データ・レートが圧縮インタレース走査信号以上に大幅に増加することなく、 インタレース走査イメージとノンインタレース走査イメージの両方を再生するた めの圧縮信号を提供する圧縮システムを目的としている。 本発明の圧縮／伸張システム(compression/decompression system)は、ノンイ ンタレース走査ビデオ信号の発生源(sourse)を含んでいる。プリプロセッサ(pre processor)は、連続するノンインタレース・イメージ信号の交互の（１つおきの ）ラインを選択することにより、ノンインタレース走査ビデオ信号からインタレ ース走査ビデオ信号を構成する。インタレース走査ビデオ信号は公知の手法に従 って圧縮され、一次圧縮ビデオ・データを生成する。一次データは圧縮プロセス とは逆の公知のプロセスにより伸張(decompress)され、インタレース走査フ レームを再生成する。一次インタレース走査ビデオ信号に含まれていなかった、 ノンインタレース走査ビデオ信号の間に入っているライン(intervening lines) に対応するインタレース走査ビデオ信号は、ビデオ信号の伸張されたフレームか ら予測される。さらに、一次インタレース走査ビデオ信号に含まれていなかった 、オリジナルのインタレース走査ビデオ信号の実際の間に入っているラインは、 本質的に二次インタレース走査ビデオ信号に対応している。二次ビデオ信号は対 応する予測されるビデオ信号から減算されて、二次フィールド残余(secondary f ield residue)が得られる。これらの残余は公知の手法によって圧縮され、圧縮 された二次ビデオ・データを形成する。一次および二次圧縮データは、その後受 像を目的に伝送される。一次データは比較的複雑でない受像機で受像され、第１ の解像度を持つイメージのインタレース走査再生を行なうことができる。一次お よび二次圧縮データはどちらも、比較的複雑な受像機で受像され、より高解像度 を持つノンインタレース走査イメージの再生を行なうことができる。 図面の簡単な説明 図１は、ノンインタレース走査ビデオ信号のそれぞれのフレームの一部のフォ ーマットを示す絵図、 図２は、ビデオ情報の一次および二次インタレース走査フレームのインタレー ス走査フレームに分けられた(segmented)ノンインタレース信号を示す絵図、 図３と図５は、本発明の代替の実施の形態による圧縮装置のブロック図、 図４と図６は、本発明の代替の実施の形態による伸張装置のブロック図、 図７は、一次および二次伸張ビデオ信号を組み合わせてノンインタレース走査 信号を形成するための装置のブロック図である。 実施の形態の説明 図１を参照すると、文字（ＯとＥの）のそれぞれの縦の列は、ビデオ信号のノ ンインタレース走査イメージ（フィールド／フレーム）内のラインを簡略化した 形で示している。これらのイメージは毎秒６０のレートで発生する。ノンインタ レース走査イメージはインタレース走査イメージのフィールド・レートで発生し 、インタレース走査ビデオのフィールドの２倍のライン数を含んでいる。 インタレース走査ビデオは、毎秒６０のレートで発生するデータの連続するフ ィールドとして生じる。偶数フィールドのラインは、空間的に奇数フィールドの ラインの間に生じる。２つの連続するフィールドを組み合わせると、ノンインタ レース走査イメージの一つに類似したフレームが形成される。しかし、連続する インタレース走査フィールドの走査と走査の間には有限の時間が経過するので、 インタレース走査ビデオのフレームは、連続するインタレース・フィールドの走 査と走査の間の経過時間の間になんらかのイメージの動きが起こることによって 、対応するノンインタレース走査イメージと異なることになる。 インタレース走査ビデオは、交互に現われるノンインタレース走査イメージか ら１つおきのラインを選択することによって、ノンインタレース走査ビデオ信号 から発生させることができる。すでに述べたように、ノンインタレース・イメー ジは毎秒６０のレートで発生し、インタレース・フレームは（名目的には）毎秒 ３０のレートで発生する。従って、奇数番号のノンインタレース・イメージの奇 数番号のラインを偶数番号のイメージの偶数番号のラインと組み合わせれば、ノ ンインタレース走査信号からインタレース走査フレームを生成することができる 。これらのフレームは、図２に実線で囲まれたイメージ・ラインをそれぞれグル ープ化することにより表わされており、以下では、一次フレーム(primary frame )と呼ぶことにする。ノンインタレース・データからインタレース・フレームを 形成するときには、イメージ情報の５０パーセントだけが使用される。残りのデ ータは、図２に破線で囲んで示している二次フレーム(secondary frame)内に配 置されている。 一次フレームはインタレース走査ビデオ・データを表わしている。一次フレー ムと二次フレームを組み合わせると、ノンインタレース走査データのすべてが表 わされるが、このデータはノンインタレース方式になっていない。後者は前者の ２倍のビデオ・データを含んでいるので、伝送するには２倍の帯域幅を必要とす ることになる。しかし、ノンインタレース走査情報は、大幅に低減されたデータ ・レートで伝送することができる。これは、図３または図４に示された圧縮装置 を使用して行なうことができる。各圧縮装置は第１伝送成分として一次フレーム を圧縮し、二次フレームと、一次フレームから予測された二次フレームとの差を 第２伝送成分として圧縮する。二次フレームと一次フレームのラインは空間的に インタリーブされているので、一次フレームと二次フレームとの間に大量のイメ ージ冗長性が存在することになる。従って、一次フレームから二次フレームを予 測することを高精度で行なうことができ、残余は大部分がゼロの値になる。それ だけで、圧縮された残余データは、二次フレームを圧縮した場合に生成されるデ ータ量よりも大幅に少なくなる。 図３と図４のどちらにおいても、ビデオ信号発生源１０はノンインタレース走 査ビデオ・データを出力するものと想定されている。ビデオ・データはそれぞれ の一次フィールド抽出器(primary field extractor)１２と二次フィールド抽出 器(secondary field extractor)２０に印加される。一次フィールド抽出器１２ は、奇数番号のノンインタレース走査イメージからの奇数番号フィールド・ライ ンと、偶数番号のノンインタレース走査イメージからの偶数番号フィールド・ラ インとを送出する。二次フィールド抽出器２０は、偶数番号のノンインタレース 走査イメージからの奇数番号フィールド・ラインと、奇数番号のノンインタレー ス走査イメージからの偶数番号フィールド・ラインとを送出する。一次フィール ドは圧縮装置１４に結合している。圧縮装置１４は動き補償予測タイプ(motion compensated predictive type)にすることが可能であり、このタイプでは、まず 連続するフィールドからデータのフレームを構成し、次にその構成されたフレー ムから圧縮データを生成する。米国特許第５，１２２，８７５号に、このタイプ の圧縮装置についての記載が見られる。 圧縮ビデオ・データはトランスポート・プロセッサ(transport processor)１ ６に結合され、これにより圧縮データをペイロード・パケット(payload packets )に分け、伝送するために、識別、同期化およびエラー訂正／検出データをペイ ロード・パケットに付け加える。パケット化されたデータはモデム１８に結合さ れ、これによりパケット化されたデータを選択した伝送媒体上を伝達する 状態にする。圧縮された一次フィールド／フレームは、第１レベルの空間解像度 を持つインタレース走査イメージを再生するだけの充分なデータを含んでいる。 特定のシステムによって、第１レベルの空間解像度は高精細テレビジョン信号(h igh definition television signal)と同等のものにすることもでき、あるいは 、たとえば標準ＮＴＳＣの解像度のように若干レベルの低い解像度にすることも 可能である。 圧縮器(compressor)１４からの圧縮された一次ビデオ信号は伸張器(decompres sor)２２に結合され、これにより一次ビデオ信号をインタレース走査方式で再生 する。伸張器２２は、圧縮器１４とは逆のプロセスを実行するタイプになってお り、モデム１８から送られてきた圧縮データを再生するためのインタレース走査 受像機で利用されている伸張器と類似している。再生された一次ビデオ信号は、 二次フィールド予測器(secondary field predictor)２４に結合されている。予 測器２４は、再生された一次フィールドのラインの間隙に入るラインを生成する 。予測器２４はその一部を、動き補償インタレース走査からノンインタレース走 査へのコンバータのうち、ノンインタレース走査イメージの紛失ラインをインタ レース走査イメージから生成する部分にすることが可能であるが、ビデオ信号処 理分野では種々の形体の予測器が知られている。 予測器２４からの予測された二次フィールドは減算器(subtractor)２６の一方 の入力端子に印加され、抽出器２０からの対応する二次フィールドは減算器２６ の他方の入力端子に印加される。減算器から得られた差、すなわち残余は量子化 器(quantizer)２８に結合され、そこで、差すなわち残余は予め決めたビット幅 に縮減される。（これまでの説明では、ディジタル信号処理を想定しているので 、すべての信号はディジタル形式になっており、少なくとも圧縮する前に信号は 固定ビット幅のディジタル・ワードで定義されている。）名目的には、ビデオ・ サンプルは８ビッド・ワードで定義されている。この結果、減算器は９ビット・ ワードを出力する。量子化器２８は残余を８ビット・ワードまたは７ビット・ワ ードに縮減することができる。 量子化された残余はフィールド形式で生じて、圧縮器３０に印加される。この 圧縮器は、圧縮器１４と同種のものにすることができる。圧縮器３０からは、二 次フィールドの残余に対応する圧縮ビデオ・データが出力され、この圧縮ビデオ ・データはトランスポート・プロセッサ３２に結合されている。トランスポート ・プロセッサ３２は、トランスポート・プロセッサ１６と同じように動作する。 プロセッサ３２からのパケット化データはモデム３４に結合され、これにより伝 送される状態にされる。 図３の装置では、圧縮された一次フィールド・データと圧縮された二次フィー ルド・データを、たとえば、２ケーブル・チャンネルのように別々の伝送チャン ネルで伝送することを想定している。図５の装置は図３の装置と類似しているが 、他方では、圧縮された一次フィールド・データと圧縮された二次フィールド・ データを共に同じ伝送チャンネルで伝送することを想定している。図５の装置は 一次データと二次データを時分割多重化する構成になっているが、別の方法とし て、一次フィールド・データと二次フィールド・データを周波数分割多重化する ことも可能なことは勿論である。このような周波数分割多重化手法は、前記の米 国特許第５，１２２，８７５号に記載されている。 図５を参照すると、図３の要素と同様の符号が付いている要素は同様のもので あり、同じような機能を備えている。それぞれの一次および二次フィールド圧縮 データは時分割多重化装置４０のそれぞれの入力ポートに印加される。この装置 は、圧縮器１４と３０のどちらか一方から出力される圧縮データをストアしてお くバッファ・メモリ（図示せず）を備え、その間に他方からのデータが処理され る。圧縮プロセスは、可変ビット・レート圧縮が得られるように構成することが 可能であり、その場合には、圧縮器１４または３０のどちらか一方から出力され るデータ量、すなわちデータ・レートは一定になっていない。この場合には、マ ルチプレクサ４０による多重化タイミングを予め決めることは不可能である。両 方の圧縮器から得られる平均データ比率を概ね予測して、時分割多重化がほぼこ の比率に従って行なわれるようにシステムを構成することは可能である。この場 合でも、一次フィールド・データに常に優先権が与えられる。一次フィールド・ データがある時間の間隔にわたって過剰であるために二次フィールド・データが 紛失した場合、この構成によると、インタレース走査イメージと同等のベースラ イン・イメージを出力するための充分な情報が伝送されることを保証される。名 目的には、多重化装置は一次フィールド圧縮データを送出し、二次フィールド圧 縮器からのデータをそれぞれのバッファ内に配列する。このバッファが予め決め た満杯レベルまで達すると、二次フィールド・データのトラスポート・パケット を送出する要求が出される。マルチプレクサは、一次パケットの最後がマルチプ レクサを通過するまで一次フィールド・データの送出を続け、次に、二次フィー ルド・データのトランスポート・パケットを送出する。二次フィールド・データ が処理されている期間中、一次フィールド・データは一次フィールド・バッファ 内に配列されている。 一次および二次フィールド・データの時分割多重化トランスポート・パケット はモデム４２に結合され、これにより圧縮データを単一チャンネル上で伝送され る状態にする。 図６は、図５のシステムから提供された圧縮データを処理するための好ましい 受像機を示している。図６の装置は、モデム４２から伝送された情報をすべて伸 張する構成になっている。つまり、再生されたノンインタレース走査イメージを 表示する構成になっている。インタレース走査データを表示する構成になってい る受像機では、要素１２０，１０１，１０２，１０７、および表示装置（図示せ ず）だけが必要である。実際には、インタレース走査方式受像機とノンインタレ ース走査方式受像機のどちらにも、別個のデマルチプレクサ１２１は必要でない ので、図には、図５の装置とは逆の必須機能だけが示されている。それぞれのト ランスポート・パケットは、データが一次であるか二次であるかを示す識別コー ドを含んでいる。インタレース走査方式受像機はデータが一次であると識別され たトランスポート・パケットだけを処理するようにプログラムされている。同様 に、ノンインタレース走査方式受像機では、単一の逆トランスポート・プロセッ サはトランスポート・パケット内の一次／二次識別コードに基づいてデマルチプ レクシング機能を実行するように構成されている。この種のデマルチプレクシン グは、米国特許第５，１２２，８７５号にその概要が記載されている。 図６において、時分割多重化伝送データは、モデム１２０によって受信され、 これによりベースバンド圧縮時分割多重化データが得られる。このデータはデマ ルチプレクサ１２１に結合され、これにより二次フィールド・データ・トランス ポート・パケットから一次フィールド・データ・トランスポート・パケットを分 離する。一次および二次フィールド・データはそれぞれ逆トランスポート・プロ セッサ１０１と１０４に結合され、そこでデータ・ペイロード(data payloads) は、それと一緒に伝送された付属の（たとえば、同期、識別など）データから分 離される。一次フィールド・ビデオ・データはバッファ・メモリ１０２に印加さ れ、二次フィールド・ビデオ・データはバッファ・メモリ１０６に結合される。 それぞれのパケットからのトランスポート・パケット識別データと同期データは 、コントローラ１０３に結合されている。コントローラ１０３は、付属のトラン スポート・パケット・データに応答して、装置の他の部分が伸張を行なうのに適 した順序で、両方のバッファ・メモリから圧縮データを出力させる。 バッファ・メモリ１０２からの一次フィールド圧縮ビデオ・データは伸張器１ ０７に結合され、これにより図５に示す圧縮器１４とは逆の機能を実行する。伸 張器１０７は、インタレース走査方式表示装置（図示せず）でイメージ再生する ためのインタレース走査ビデオ・データを出力する。伸張されたインタレース走 査一次フィールド・データは、二次フィールド予測器１０９に結合されている。 この予測器は図５の二次フィールド予測器と同様のものである。 バッファ・メモリ１０６からの二次フィールド圧縮残余データは伸張器１０８ に結合され、これにより図５の圧縮器３９とは逆の機能を実行する。伸張器１０ ８からの伸張データは逆量子化器１１０に印加され、これにより伸張残余サンプ ルのオリジナルのビットを再確立し、加算回路１１１の一方の入力ポートに印加 する。予測二次フィールドは、加算器１１１の他方の入力ポートに印加される。 加算器１１１から得たそれぞれの和は二次フィールドの絵素(pixel)値に対応し ている。上述したように、残余Ｒｉは予測二次フィールド情報Ｐｉと実際の二次 フィールド情報Ａｉとの差、つまり、Ｒｉ＝Ａｉ−Ｐｉである。従って、予測器 １０９から得た予測二次フィールド・データＰを伸張残余Ｒｉと加算すると、加 算結果は実際の二次フィールド・データＡｉ、つまり、Ｒｉ＋Ｐｉ＝（Ａｉ−Ｐ ｉ）＋Ｐｉ＝Ａｉとなる。加算器１１１から出力された二次フィールドは、イン タレース走査方式になっている。 加算器１１１から得られた和は、伸張器１０７からのインタレース信号と一緒 に使用されて、オリジナルのノンインタレース走査イメージに近似した表現の再 構築に利用できる。 図４は、図３のシステムによって得た圧縮データを処理するための好ましい受 像機を示している。図６中の要素と同様の符号を付けて示されている図４中の要 素は同様のものであり、同じような機能を実行する。信号処理分野の精通者なら ば、図６の実施の形態に関連して上述した説明を参考にすることで図４の実施の 形態の動作を明らかにできるだろう。 図７は、図４または図６中の要素１０７と１１１から得た一次および二次伸張 信号を組み合わせるための好ましい装置を示している。両信号はインタレース走 査方式になっているので、フィールドは６０Ｈｚで現われ、ライン持続時間はほ ぼ６３．５ミリ秒になっている。ノンインタレース・ビデオを６０Ｈｚで生成す るには、一次フィールド・データと二次フィールド・データのどちらについても ビデオ信号のラインを一時的に圧縮する必要がある。図７では、圧縮器１０７と 加算器はどちらも、標準ラスタ走査信号を出力するものと想定している。つまり 、二次フィールド予測器１０９内で要する処理時間に起因して垂直位相に変化が あっても、データのインタレース・フィールドを６０Ｈｚフィールド・レートで 出力し、ライン時間が６３．５ミリ秒であると想定している。 図７において、伸張器１０７からの伸張一次フィールド・ビデオ信号は遅延補 償素子(compensating delay element)１４０に印加される。遅延素子１４０によ って、予測器１０９の処理時間を補償して、一次および二次フィールド・ビデオ 信号のラインの間隔を正しく決めるのに充分な信号遅延が得られる。遅延した一 次ビデオ信号は圧縮器１５０に印加され、これにより一次フィールド・ビデオ信 号のそれぞれのラインを、ライン当たり６３．５ミリ秒から３１．７５ミリ秒に 圧縮する。圧縮されたデータのラインは、２−１マルチプレクサ１６０の一方の 信号入力端子に結合されている。加算器１１１からの二次フィールド・ビデオ信 号は第２時間圧縮器１７０に直接結合され、これによりそれぞれの二次フィール ド・ビデオ・ラインをライン当たり６３．５ミリ秒から３１．７５ミリ秒に圧縮 する。これらの二次ビデオの圧縮されたラインは、マルチプレクサ１６０の他方 の入力端子に結合されている。マルチプレクサは水平レートの２倍でスイッチ ングされて、一次および二次フィールド・ビデオのラインを交互に出力し、ノン インタレース走査ビデオ信号に相当するビデオ信号を生成することになる。 後述の請求の範囲において、「フレーム」という術語は、インタレース走査ビ デオ信号に関連して用いられるときは２つのインタレース・フィールドを組み合 わせたものを意味するものであり、ノンインタレース走査ビデオ信号に関連して 用いられるときは、あるイメージを１回走査して生成されるイメージ全体を表わ す信号を意味する。フィールドとは、インタレース走査信号のイメージ全体を表 わすフレームを形成するために必要な水平ラインの半分に相当する。任意のフィ ールドのラインは、インタレース走査フレームの交互の（１つおきの）ラインを 表わしている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年５月２５日 【補正内容】 原文請求の範囲第１２頁〜第１３頁 該予測信号と前記二次インタレース走査ビデオ信号に応答して、該予測信号と 該二次インタレース走査ビデオ信号の間のそれぞれの絵素差を生成する減算器（ ２６）と、 該絵素差を圧縮する手段（３０）と、 該圧縮された絵素差と前記圧縮された一次ビデオ信号を伝送する状態にする手 段（１６、３２）と を具備する装置。 ３．請求項２に記載の装置において、さらに、前記減算器の出力端と前記絵素差 を圧縮する前記手段の入力端子との間に結合されて、圧縮する前に該絵素差を量 子化する量子化器を含む装置。 ４．請求項２に記載の装置において、予測器を含む前記手段は、 前記圧縮手段の出力端に結合され、前記圧縮された一次ビデオ信号に応答して 、前記一次インタレース走査ビデオ信号を再生する伸張器と、 該伸張器の出力端に結合され、前記再生された一次インタレース走査ビデオ信 号に応答して、該一次インタレース走査ビデオ信号の介在するラインであるビデ オ信号のラインを生成する介在ライン生成手段とを含み、 該介在するラインは前記予測された信号に対応している装置。 ５．（Ｉ）ノンインタレース走査ビデオ信号の連続するフレームの１つおきのラ インから導き出された圧縮インタレース走査ビデオ信号成分と、さらに、（II） （ａ）前記ノンインタレース走査ビデオ信号の前記連続するフレームの前記１つ おきのラインの間に入っているラインと（ｂ）前記圧縮インタレース走査ビデオ 信号の伸張されたもの(virsion)から予測された対応するラインとの差から導き 出された圧縮残余成分とを含む圧縮ビデオ信号を伸張する装置であって、該装置 は、 前記圧縮ビデオ信号を検出する検出器（１２０；１００，１０５）と、 伸張器を含んでいて、前記検出器に結合され、検出された前記圧縮ビデオ信号 に応答して、前記圧縮インタレース走査ビデオ信号成分を伸張して一次インタレ ース走査ビデオ信号を出力すると共に、検出された前記圧縮ビデオ信号に応答し て、前記圧縮残余成分を伸張して二次伸張ビデオ信号を出力する手段（１０１， １０７，１０４，１０８）と、 伸張器を含む前記手段に結合され、前記一次インタレース走査ビデオ信号に応 答して、前記間に入っているラインに対応する信号を予測する予測器（１０９） と、 前記二次伸張ビデオ信号と該予測信号の対応するラインを加算して二次インタ レース走査ビデオ信号を生成する手段（１１１）と を具備する装置。 ６．請求項５に記載の装置において、さらに、 前記二次インタレース走査ビデオ信号の奇数ラインを、前記一次インタレース 走査ビデオ信号の偶数ラインと多重化してノンインタレース走査信号を生成する 手段を含む装置。 ７．請求項５または６に記載の装置において、さらに、 前記圧縮残余成分を伸張する前記手段の出力接続(connection)と前記加算化手 段の入力接続との間に結合された逆量子化装置を含む装置。 ８．請求項５または６に記載の装置において、前記圧縮インタレース走査ビデオ 信号成分と前記圧縮残余成分は、時分割多重化トランスポート・パケットの状態 で伝達され、前記圧縮ビデオ信号を検出する前記手段は、該圧縮インタレース走 査ビデオ信号成分のトランスポート・パケットと該圧縮残余成分のトランスポー ト・パケットを分離する手段を含む装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バイエルス，ジュニア．，ビリー，ウェス レイ アメリカ合衆国 46140 インディアナ州 グリーンフィールド ウッドクレスト ドライブ 6920 (72)発明者 アヤズィファー，バベイク アメリカ合衆国 02139―7131 マサチュ ーセッツ州 ケンブリッジ，ピー．オー. ボックス 397131 (72)発明者 ツデプスキ，ジョエル，ワルター アメリカ合衆国 08502 ニュージャージ ー州 ベレミード イースト マウンテン ロード 219 【要約の続き】 て圧縮され（３０）、圧縮された二次ビデオ・データが 形成される。一次および二次圧縮データは、その後、イ ンタレース走査方式受像機またはノンインタレース走査 方式受像機のいずれかによって受像されるために伝送さ れる（１８，３４；４０，４２）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ビデオ信号を圧縮する方法であって、 ノンインタレース走査ビデオ信号のフレームを出力し、該ノンインタレース走 査ビデオ信号の連続するフレームの１つおきのラインから一次ビデオ信号と名付 けたインタレース走査ビデオ信号を生成し、 前記一次ビデオ信号を圧縮して圧縮された一次ビデオ信号を出力して該圧縮さ れた一次ビデオ信号を伸張し、 前記ノンインタレース走査ビデオ信号の間に入っているラインに対応する、前 記一次ビデオ信号を生成するときに使用されなかった二次ビデオ信号を前記伸張 された一次ビデオ信号から予測し、 該二次ビデオ信号と、前記ノンインタレース走査ビデオ信号の前記間に入って いるラインに対応するビデオ信号との対応する絵素間の差を生成して該差を圧縮 し、 前記圧縮された一次ビデオ信号と圧縮された差を伝送する状態にするステップ を含む方法。 ２．ビデオ信号を圧縮する装置であって、 ノンインタレース走査ビデオ信号の発生源（１０）と、 ノンインタレース走査ビデオ・イメージの連続するフレームから１つおきのラ インを選択して、一次インタレース走査ビデオ信号のフレームを形成すると共に 、前記それぞれのノンインタレース走査ビデオ・イメージの前記連続するフレー ムから間に入っているラインを選択して、インタレース走査ビデオ信号の二次フ レームを形成するライン選択器（１２）と、 前記一次インタレース走査ビデオ信号に応答して、圧縮された一次ビデオ信号 を出力する圧縮手段（１４）と、 予測器を含んでいて、該圧縮された一次ビデオ信号に応答して、前記二次イン タレース走査ビデオ信号に対応する予測信号を生成する手段（２２、２４）と、 該予測信号と前記二次インタレース走査ビデオ信号に応答して、該予測信号と 該二次インタレース走査ビデオ信号の間のそれぞれの絵素差を生成する減算器（ ２６）と、 該絵素差を圧縮する手段（３０）と、 該圧縮された絵素差と前記圧縮された一次ビデオ信号を伝送する状態にする手 段（１６、３２）と を具備する装置。 ３．請求項２に記載の装置において、さらに、前記減算器の出力端と前記絵素差 を圧縮する前記手段の入力端子との間に結合されて、圧縮する前に該絵素差を量 子化する量子化器を含む装置。 ４．請求項２に記載の装置において、予測器を含む前記手段は、 前記圧縮手段の出力端に結合され、前記圧縮された一次ビデオ信号に応答して 、前記一次インタレース走査ビデオ信号を再生する伸張器と、 該伸張器の出力端に結合され、再生された前記一次インタレース走査ビデオ信 号に応答して、該一次インタレース走査ビデオ信号の介在するラインであるビデ オ信号のラインを生成する介在ライン生成手段とを含み、 該介在するラインは前記予測された信号に対応している装置。 ５．ノンインタレース走査ビデオ信号の連続するフレームの１つおきのラインか ら導き出された圧縮インタレース走査ビデオ信号成分を含んでいる圧縮ビデオ信 号と、さらに、ノンインタレース走査ビデオ信号の前記連続するフレームの間に 入っているラインの差から導き出され伸張された前記圧縮インタレース走査ビデ オ信号から予測されるラインに対応する圧縮残余成分とを伸張する装置であって 、該装置は、 前記圧縮ビデオ信号を検出する検出器（１２０；１００，１０５）と、 伸張器を含んでいて、前記検出器に結合され、検出された前記圧縮ビデオ信号 に応答して、前記圧縮インタレース走査ビデオ信号成分を伸張して一次インタ レース走査ビデオ信号を出力すると共に、検出された前記圧縮ビデオ信号に応答 して、前記圧縮残余成分を伸張して二次伸張ビデオ信号を出力する手段（１０１ ，１０７，１０４，１０８）と、 伸張器を含む前記手段に結合され、前記一次インタレース走査ビデオ信号に応 答して、前記間に入っているラインに対応する信号を予測する予測器（１０９） と、 前記二次伸張ビデオ信号と該予測信号の対応するラインを加算して二次インタ レース走査ビデオ信号を生成する手段（１１１）と を具備する装置。 ６．請求項５に記載の装置において、さらに、 前記二次インタレース走査ビデオ信号の奇数ラインを、前記一次インタレース 走査ビデオ信号の偶数ラインと多重化してノンインタレース走査信号を生成する 手段を含む装置。 ７．請求項５または６に記載の装置において、さらに、 前記圧縮残余成分を伸張する前記手段の出力接続(connection)と前記多重化手 段の入力接続との間に結合された逆量子化装置を含む装置。 ８．請求項５または６に記載の装置において、前記圧縮インタレース走査ビデオ 信号成分と前記圧縮残余成分は、時分割多重化トランスポート・パケットの状態 で伝達され、前記圧縮ビデオ信号を検出する前記手段は、該圧縮インタレース走 査ビデオ信号成分のトランスポート・パケットと該圧縮残余成分のトランスポー ト・パケットを分離する手段を含む装置。