JPH0856355A - ディジタル画像圧縮装置及びディジタル画像伸張装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】圧縮効率を向上させると共に、再生画像の画面
歪を防止する。 【構成】方式判別回路22は入力映像信号がＮＴＳＣ方式
の信号であるか第２世代ＥＤＴＶ方式の信号であるかを
判別して判別信号を出力する。この判別信号に基づいて
アドレス生成回路24はフレームメモリ23のアドレスを生
成する。第２世代ＥＤＴＶ方式の映像信号が入力された
場合には、アドレス生成回路24によってフレームメモリ
23を制御し、無画部の垂直補強信号を相関が高くなるよ
うにデータ配列が変更される。これにより、ＤＣＴ回路
６及び量子化回路７による圧縮の圧縮効率が向上する。

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、第２世代ＥＤＴＶ放送
の記録及び再生に好適のディジタル画像圧縮装置及びデ
ィジタル画像伸張装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高画質化及び高音質化を目標とし
た第２世代ＥＤＴＶ（Extended Definition TV ）放送
が検討されている。第２世代ＥＤＴＶ放送は、現行放送
との両立性を有すると共に、画面のアスペクト比を１
６：９の横長にすることにより臨場感あふれる番組の視
聴を可能にしている。第２世代ＥＤＴＶ信号の有効走査
線は、アスペクト比が４：３の現行ＮＴＳＣ信号の垂直
方向中央の１６：９の部分に対応している。従って、例
えば、アスペクト比が４：３の現行放送用のテレビジョ
ン受像機によって第２世代ＥＤＴＶ放送を映出すると、
画面上下に無画部を有し中央に主画部を有するレターボ
ックス表示が行われることになる。

【０００３】図７はこのようなレターボックス形式の映
像信号を現行のＮＴＳＣ方式のテレビジョン受像機で受
信した場合の画面表示を示している。

【０００４】ＮＴＳＣ方式のテレビジョン受像機の表示
画面１のアスペクト比は４：３である。表示画面１の垂
直方向中央のアスペクト比が１６：９の部分には、フィ
ールド当たりの走査線数が１８０本の主画部２が映出さ
れ、表示画面１の上下の走査線数３０本ずつの部分には
所定の黒レベルの無画部３（網線部）が映出される。主
画部２のアスペクト比は１６：９であるので、映出され
た有効画像の真円率は１となる。

【０００５】また、この画像をアスペクト比が１６：９
の表示画面に映出させると、図７（ｂ）に示すように、
画面全域に真円率１で表示が行われる。

【０００６】第２世代ＥＤＴＶは、アスペクト比が４：
３の現行ＮＴＳＣ信号の中央の１６：９の部分のみを有
効走査線としているので、現行ＮＴＳＣ信号の有効走査
線数が４８０本であるのに対し、伝送する第２世代ＥＤ
ＴＶ信号の有効走査線数は３６０本となる。第２世代Ｅ
ＤＴＶ方式に対応したテレビジョン受像機においては、
デコード時にこの３６０本の有効走査線を３→４走査変
換して４８０本に戻す。単に走査線変換しただけでは、
第２世代ＥＤＴＶ信号は現行ＮＴＳＣ信号よりも垂直解
像度が劣化してしまうので、送信時に垂直解像度を改善
するための垂直補強信号を多重化して伝送することが決
定している。

【０００７】第２世代ＥＤＴＶ方式では、送信側におい
て、４８０本／画面高の順次走査信号を飛越し走査信号
に変換して伝送する。この場合には、レターボックス形
式にするため、即ち、有効走査線数を３６０本にするた
めに、４８０本／画面高の輝度信号を垂直低域フィルタ
によって３６０本／画面高の信号に帯域制限する。更
に、飛越し走査信号に変換するために、輝度信号を垂直
低域フィルタによって１８０本／画面高の信号に帯域制
限する。これらの帯域制限によって、走査線変換時の折
り返し歪の発生を防止する。この１８０本／画面高の輝
度信号の水平方向低域の４．２ＭＨz 以下の成分ＹL を
主画部信号として伝送する。また、順次走査から飛越し
走査への変換時に帯域制限されて失われた１８０乃至３
６０本／画面高のテンポラル垂直高域成分（ＶＴ信号）
を垂直補強信号として伝送する。

【０００８】これらの主画部信号とＶＴ信号とはＳＳＫ
Ｆ（Symmetric Short Kernel Filter ）によって分離す
る。ＳＳＫＦとしては、３タップ又は５タップのフィル
タが用いられる。また、垂直補強信号としてレターボッ
クス形式への変換時に帯域制限されて失われた３６０乃
至４８０本／画面高の輝度信号垂直高域成分（ＶＨ信
号）も伝送される。これらの成分ＶＨ，ＶＴは画像の動
きに応じて加算して、水平方向（時間方向）に１／３に
圧縮する。

【０００９】この場合には、ＶＴ信号とＶＨ信号とを受
信側で分離可能とするために、ＶＨ信号をライン反転さ
せることにより時間軸方向に１５Ｈｚだけシフトさせた
後ＶＴ信号と加算する。次に、加算した信号を色副搬送
波を用いて変調して、ナイキストフィルタを用いて帯域
制限し、画面上下の無画部に多重する。なお、無画部の
多重信号が画面上で目立つことを防止するために、主画
部信号からＶＴ信号と相関を有する成分を生成し、この
成分をＶＴ信号から減算した後に、ＶＨ信号と加算する
ようになっている。

【００１０】なお、１８０本／画面高の輝度信号の水平
方向高域の４．２乃至６ＭＨz の帯域の成分ＹH は水平
補強信号ＨＨとして主画部信号に多重するようになって
いる。この場合には、水平高域成分ＹH を周波数が１６
／７ｆsc（ｆscは色副搬送波周波数）の搬送波を用いて
搬送波抑圧変調し、更に周波数シフトして主画部信号に
周波数多重している。

【００１１】図８はこれらの水平及び垂直補強信号の多
重状態を説明するための説明図である。図８は垂直方向
が奇数フィールド及び偶数フィールドの走査線を示し、
水平方向が画面水平方向の画素を示している。

【００１２】１画面は水平９１０画素×垂直５２５ライ
ンによって構成している。垂直５２５ラインのうち有効
走査線数は４８０本であり、フィールド当たり２４０本
である。各フィールドの有効走査線数２４０本のうち中
央の１８０本の主画部には水平補強信号のＨＨ信号を多
重する。また、各フィールドの走査線数３０本の上部無
画部及び走査線数３０本の下部無画部には垂直補強信号
のＶＴ及びＶＨ信号を多重する。ＶＴ及びＶＨ信号は１
／３に時間圧縮しており、１ラインに多重されたＶＴ及
びＶＨ信号によって３ライン分の主画部の解像度が改善
される。即ち、例えば、各フィールドの上部無画部の第
１ラインの画面左側１／３の期間に多重されたＶＴ及び
ＶＨ信号は主画部の第１ラインに対応し、中央の１／３
の期間に多重されたＶＴ及びＶＨ信号は主画部の第２ラ
インに対応し、右側の１／３の期間に多重されたＶＴ及
びＶＨ信号は主画部の第３ラインに対応する。

【００１３】なお、第２世代ＥＤＴＶ放送においては、
ＹＣ分離性能を向上させるために、送信側において３次
元プリコーディングを行うようになっている。なお、こ
れらの技術については、特公平４−２０８７８３号公報
にて開示されている。

【００１４】ところで、この第２世代ＥＤＴＶ放送信号
を民生用ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）において記録
又は再生することが考えられる。この場合にディジタル
ＶＴＲを採用すると、第２世代ＥＤＴＶ放送信号を圧縮
して記録する必要が生じる。

【００１５】図９は従来のディジタル画像圧縮装置及び
ディジタル画像伸張装置が組込まれたディジタルＶＴＲ
を示すブロック図である。

【００１６】民生用ＶＴＲは高密度記録及び高能率符号
化によって高画質で長時間記録を可能にしている。アナ
ログの入力映像信号は映像処理回路５に与える。映像処
理回路５は、入力映像信号をディジタル信号に変換して
フレーム化する。これにより、１フレームを例えば７２
０画素×４８０ラインの有効画素で構成する。この場合
には、映像処理回路５は入力映像信号にシャフリングを
施すようになっている。映像処理回路５からの映像信号
は輝度信号成分と色差信号成分とに分離して処理する。
なお、図９では説明を簡略化するために、輝度信号成分
のみについて示してある。

【００１７】映像処理回路５はフレーム化した映像信号
を例えば８画素×８ラインのブロック（ＤＣＴブロッ
ク）にブロック化してＤＣＴ回路６に与える。図１０は
ブロック化を示す説明図であり、図１０（ａ）は輝度ブ
ロックを示し、図１０（ｂ）は色差ブロックを示してい
る。輝度信号の有効画素数が７２０画素×４８０ライン
であるので、１フレームは、図１０（ａ）に示すよう
に、９０×６０の輝度ブロックに分けられる。一方、色
差信号と輝度信号とのサンプリングクロックの相違か
ら、輝度ブロックと色差ブロックとの大きさは異なる。
例えば、色差信号のサンプリングクロックが輝度信号の
サンプリングクロックの１／４の周波数であるものとす
ると、色差信号の１フレームは１８０画素×４８０ライ
ンで構成される。従って、８画素×８ラインの色差ブロ
ックＣｂ，Ｃｒは、図１０（ｂ）に示すように、夫々１
フレームに２２．５×６０ブロックだけ構成される。

【００１８】ＤＣＴ回路６は映像処理回路５からのブロ
ックデータに２次元ＤＣＴ（離散コサイン変換）処理を
施すことにより、空間座標軸成分を周波数軸成分に変換
する。ＤＣＴ回路６からの変換係数は量子化回路７に与
え、所定の量子化係数を用いて量子化する。この場合に
は、人間の視覚特性を考慮して、変換係数の高域周波数
成分ほど大きな量子化係数を設定する。これにより、信
号の冗長度を低減する。

【００１９】量子化回路７の出力は可変長符号化回路８
に与え、可変長符号化回路８は、所定の可変長符号表、
例えば、ハフマン符号表等に基づいて、量子化出力を可
変長符号化して誤り訂正符号化回路９に出力する。これ
により、出現確率が高いデータには短いビットを割当
て、出現確率が低いデータには長いビットを割当てて、
伝送量を一層削減する。

【００２０】なお、特殊再生等を考慮して、可変長符号
化回路８からの符号化出力を固定長化するようになって
いる。この固定長化は例えばマクロブロック単位で行
う。図１１はマクロブロックの構成を示している。輝度
ブロックと色差ブロックとの大きさが相違することを考
慮して、輝度４ブロックと色差各２ブロックずつとの６
ＤＣＴブロックによってマクロブロックを構成する。そ
して、例えば画面上の離散した位置の５マクロブロック
で固定長化することにより、絵柄に拘らず、符号量の割
当てを適正なものとする。

【００２１】一方、入力音声信号は音声処理回路11に与
える。音声処理回路11は、入力音声信号をＡ／Ｄ変換
し、映像信号との同期化を行うと共に、ミキシング処理
を行って誤り訂正符号化回路９に出力する。誤り訂正符
号化回路９は、圧縮された映像データと音声データとを
例えばリードソロモン符号等の積符号に符号化して変調
回路10に出力する。変調回路10は入力されたデータを高
密度記録に適した変調方式で変調して、図示しない磁気
ヘッドを介して磁気テープ12に記録する。

【００２２】再生時には、磁気テープ12からの再生デー
タは磁気ヘッドから復調回路13に与えられる。復調回路
13は再生データを復調し、復調データには誤り訂正復号
化回路14によって誤り訂正処理を施す。誤り訂正復号化
回路14からの映像データは可変長復号化回路15に与え、
音声データは音声処理回路16に与える。可変長復号化回
路15は映像データを可変長復号化して逆量子化回路17に
与え、逆量子化回路17は可変長復号化出力を逆量子化し
て逆ＤＣＴ回路18に与える。逆ＤＣＴ回路18は入力され
たデータを逆ＤＣＴ処理することにより、ＤＣＴ処理前
の元の座標軸データに伸張して映像処理回路19に出力す
る。

【００２３】伸張されたデータは、映像処理回路19によ
ってフレーム内のデシャフリングを施して元のデータ配
列に戻した後、Ｄ／Ａ変換してアナログの出力映像信号
を得る。一方、誤り訂正復号化回路14からの音声データ
は音声処理回路16に与え、映像信号との時間合わせ及び
補正処理を行った後、Ｄ／Ａ変換してアナログの出力音
声信号を得る。

【００２４】ここで、入力映像信号として第２世代ＥＤ
ＴＶ信号を入力するものとする。この場合には、映像処
理回路５が入力映像信号をフレーム化することにより、
図８に示す画面から図１２に示すフレーム画面が得られ
る。図１３はこのフレーム画面の上部無画部の６０ライ
ンのデータを説明するための説明図である。上述したよ
うに、垂直補強信号は時間軸方向に１／３に圧縮してい
るので、図１３に示すように、上部無画部の第ｎライン
の垂直補強信号は、主画部の第３（ｎ−１）＋１〜３
（ｎ−１）＋３ラインに対応する。

【００２５】映像処理回路５はブロック化を行う場合に
は、水平及び垂直８×８の６４画素のデータで１ＤＣＴ
ブロックを構成する。従って、例えば上部無画部の左上
端のＤＣＴブロックのデータは、図１４に示すように、
主画部の第１，４，７，…，２２ラインの第１乃至第８
列の画素に対応するものとなり、垂直方向には不連続と
なる。また、上部無画部の走査線数は６０であるので、
１ブロックを８×８で構成すると、垂直補強信号と主画
部信号とが混在するブロックが発生する。図１５はこの
場合のＤＣＴブロックを示す説明図である。図１５に示
すように、主画部の第１６９，１７２，１７５，１７８
ラインに対応する垂直補強信号と主画部の第１乃至第４
ラインの主画部信号とによって１ＤＣＴブロックが構成
されている。

【００２６】ところで、一般的な映像は隣接するライン
間の相関が極めて高い。換言すると、一般的な映像で
は、ＤＣＴ変換した後、変換係数の高周波成分を比較的
大きな量子化係数で量子化することにより、高い圧縮効
率を得ることができる。ところが、第２世代ＥＤＴＶ信
号では、無画部を含むＤＣＴブロックが不連続なライン
のデータによって構成されていることから、垂直方向に
隣接するデータ同士の相関が比較的低い。このため、Ｄ
ＣＴ変換等の直交変換を用いた圧縮では、十分な圧縮効
率を得ることができないという問題がある。

【００２７】また、画面上の垂直方向に不連続なデータ
を用いて圧縮を行った場合には、再生画面に歪が生じや
すい。更に、第２世代ＥＤＴＶ信号では、ＶＴ及びＶＨ
信号は周波数変調されて多重されていることから、Ａ／
Ｄ変換時にＶＴ及びＶＨ信号を正確にサンプリングする
ことができないこともあるという問題もあった。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来のディジタル画像圧縮装置及びディジタル画像伸張
装置においては、第２世代ＥＤＴＶ信号を直交変換を用
いて圧縮しようとすると、無画部においてライン間同士
のデータが非相関であることから、圧縮効率が著しく低
下するという問題があった。また、この場合には、再現
した画面に歪が生じやすいという問題もあった。更に、
無画部に多重されたＶＴ及びＶＨ信号を正しくサンプリ
ングすることができないという問題点もあった。

【００２９】本発明は、圧縮効率を低下させることなく
第２世代ＥＤＴＶ信号を圧縮すると共に、再生画像の画
面歪を防止し、更に、ＶＴ及びＶＨ信号を正しく再生す
ることができるディジタル画像圧縮装置を提供すること
を目的とする。

【００３０】また、本発明は、再生画像の画面歪を防止
し、更に、ＶＴ及びＶＨ信号を正しく再生することがで
きるディジタル画像伸張装置を提供することを目的とす
る。

【００３１】［発明の構成］

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
ディジタル画像圧縮装置は、無画部期間に主画部の解像
度を改善するための垂直補強信号が多重されたワイドア
スペクトテレビジョン信号又は現行テレビジョン信号に
基づく入力映像信号が入力され前記識別信号に基づいて
前記入力映像信号の方式を判別する方式判別手段と、前
記入力映像信号を記憶しブロック化して出力する記憶手
段と、この記憶手段からのブロックデータを直交変調し
て圧縮し符号化出力を出力する圧縮手段と、前記方式判
別手段の判別結果に基づいて前記記憶手段の書込み及び
読出しを制御して前記ブロックデータの垂直方向の相関
性を向上させる制御手段とを具備したものであり、本発
明の請求項３に係るディジタル画像圧縮装置は、無画部
期間に主画部の解像度を改善するための垂直補強信号が
周波数変調されて多重されたワイドアスペクトテレビジ
ョン信号又は現行テレビジョン信号に基づく入力映像信
号が入力され前記識別信号に基づいて前記入力映像信号
の方式を判別する方式判別手段と、前記入力映像信号の
無画部期間に多重された前記垂直補強信号を復調する垂
直補強信号復調手段と、主画部期間には前記入力映像信
号を選択し無画部期間には前記垂直補強信号復調手段の
出力を選択する選択手段と、この選択手段の出力を記憶
しブロック化して出力する記憶手段と、この記憶手段か
らのブロックデータを直交変調して圧縮し符号化出力を
出力する圧縮手段と、前記方式判別手段の判別結果に基
づいて前記記憶手段の書込み及び読出しを制御して前記
ブロックデータの垂直方向の相関性を向上させる制御手
段とを具備したものであり、本発明の請求項５に係るデ
ィジタル画像伸張装置は、請求項１又は３のいずれか１
つに記載のディジタル画像圧縮装置からの符号化出力を
復号化してブロックデータを出力する復号化手段と、こ
の復号化手段からのブロックデータを記憶すると共にラ
スタ順で出力するデータ配列手段とを具備したものであ
る。

【００３２】

【作用】本発明の請求項１において、方式判別手段は入
力映像信号の方式を判別する。入力映像信号を記憶手段
に記憶させてブロック化した後圧縮手段に与える。圧縮
手段は記憶手段からのブロックデータを直交変調して圧
縮する。入力映像信号がワイドアスペクトテレビジョン
信号である場合には、制御手段は、例えば、ブロックデ
ータの垂直方向の相関性を向上させるように記憶手段の
書込み及び読出しを制御する。これにより、圧縮手段に
よる圧縮効率が向上する。

【００３３】本発明の請求項３においては、入力映像信
号を垂直補強信号復調手段に与えて垂直補強信号を復調
させる。選択手段は主画部期間には入力映像信号を選択
し、無画部期間には垂直補強信号復調手段の出力を選択
して記憶手段に与える。これにより、垂直補強信号は確
実にサンプリングされて記憶手段に記憶される。

【００３４】本発明の請求項５において、復号化手段に
よって符号化出力を復号化する。データ配列手段は復号
化手段からのブロックデータをラスタ順で出力する。

【００３５】

【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は本発明に係るディジタル画像圧縮装
置の一実施例を示すブロック図である。図１において図
９と同一の構成要素には同一符号を付してある。なお、
図１においては、色信号系については図示を省略してい
る。

【００３６】アナログの入力映像信号はＡ／Ｄ変換器21
及び方式判別回路22に与える。Ａ／Ｄ変換器21は入力映
像信号をディジタル信号に変換してフレームメモリ23に
出力するようになっている。Ａ／Ｄ変換器５によって、
１フレームは例えば７２０画素×４８０ラインの有効画
素で構成されるようにサンプリングする。

【００３７】ところで、第２世代ＥＤＴＶ放送開始当初
は、アスペクト比が４：３の現行ＮＴＳＣ方式の信号と
アスペクト比が１６：９の第２世代ＥＤＴＶ方式の信号
とが番組毎に混在して放送されることが予想される。従
って、受信側において、現行ＮＴＳＣ方式と第２世代Ｅ
ＤＴＶ方式とに夫々対応した制御を行う必要がある。そ
こで、送信側において、第２世代ＥＤＴＶ方式の放送信
号を伝送していることを示す識別信号を多重して伝送す
ることが決定されている。識別信号によって、放送信号
のアスペクト比及び各種補強信号の有無等が示されると
共に、補強信号復調の位相基準が得られる。

【００３８】識別信号は画像エリアの最上部（２２Ｈ，
２８５Ｈ）の水平走査期間に挿入される。識別信号は、
２７ビット分のビット領域Ｂ1 乃至Ｂ27を有している。
各ビットのビット幅は色副搬送波周期の７倍である。ビ
ット領域Ｂ1 乃至Ｂ5 ，Ｂ24はＮＲＺ（ノンリターンゼ
ロ）形式で伝送される識別符号であり、ビット領域Ｂ6
乃至Ｂ23は色副搬送波形式の識別符号（周波数はｆsc）
である。

【００３９】また、ビット領域Ｂ25乃至Ｂ27では既存の
映像信号との判定を行うための確認信号が伝送される。
確認信号は周波数が２．０４ＭＨｚ（＝（４／７）ｆs
c）の正弦波である。放送技術開発協議会で発行された
識別制御信号仕様に関する解説によれば、確認信号の立
上がりのゼロクロス点は、色副搬送波ｆscのＩ軸又はＱ
軸位相に同期している。

【００４０】方式判別回路22は入力映像信号の２２Ｈ又
は２８５Ｈに識別信号が重畳されているか否かを検出す
ることにより、入力映像信号が第２世代ＥＤＴＶ方式の
信号であるか又は現行ＮＴＳＣ方式の信号であるかを判
別して、判別信号をアドレス生成回路24に出力するよう
になっている。アドレス生成回路24は判別信号に基づい
て、ＮＴＳＣ方式用又は第２世代ＥＤＴＶ方式用のアド
レス出力をフレームメモリ23に出力する。フレームメモ
リ23はアドレス生成回路24からのアドレス出力によっ
て、書込み及び読出しアドレスが制御されて、Ａ／Ｄ変
換器21からの入力映像信号をシャフリングしながらフレ
ーム化すると共に、例えば８画素×８ラインのＤＣＴブ
ロック単位でデータをＤＣＴ回路６に出力するようにな
っている。

【００４１】図２乃至図４は図１中のアドレス生成回路
及びフレームメモリによるブロック化を説明するための
説明図である。

【００４２】アドレス生成回路24は、判別信号によって
ＮＴＳＣ方式の信号が入力されたことが示されると、Ａ
／Ｄ変換器21からの映像データのデータ配列を変更して
フレームメモリ23に書込みを行ってフレーム画面を作成
すると共に、読出しを制御することにより８×８のＤＣ
Ｔブロック単位でデータをＤＣＴ回路６に出力させる。

【００４３】一方、アドレス生成回路24は、判別信号に
よって第２世代ＥＤＴＶ方式の信号が入力されたことが
示されると、例えば、図１２に示したフレーム画面のデ
ータ配列を変更して、図２に示すデータ配列となるよう
に、フレームメモリ23に書込みアドレスを与える。即
ち、アドレス生成回路24によって、フレームメモリ23に
３６０ラインの主画部のデータを連続して配列し、この
主画部のデータに続けて６０ラインずつの上下無画部の
データを連続して配列する。更に、アドレス生成回路24
は、無画部については図３に示すデータ配列となるよう
に書込みアドレスを与える。即ち、無画部の記憶領域と
して設定された７２０画素×１２０ラインの領域に、２
４０画素×３６０ラインのデータを書込む。この場合に
は、第１ラインの２４０画素分のデータとして、主画部
の第１ラインに対応する垂直補強信号（ＶＴ及びＶＨ信
号）を配列し、第２ラインの２４０画素分のデータとし
て主画部の第２ラインに対応する垂直補強信号を配列す
る。以後、同様にして、第３乃至第３６０ラインの２４
０画素分のデータとして、主画部の第３乃至第３６０ラ
インに対応する垂直補強信号を配列する。

【００４４】アドレス生成回路24は、主画部のデータに
ついては、８×８のＤＣＴブロック単位で順次データを
読出す。主画部のデータによって、４５×９０個のＤＣ
Ｔブロックが構成される。また、同様に、アドレス生成
回路24は、無画部のデータについても、図４に示すよう
に、８×８ラインのブロック単位で読出を行う。これに
より、フレームメモリ23は無画部に対する４５×３０個
のＤＣＴブロックをＤＣＴ回路６に出力するようになっ
ている。

【００４５】ＤＣＴ回路６はフレームメモリ23からのブ
ロックデータに２次元ＤＣＴ（離散コサイン変換）処理
を施すことにより、空間座標軸成分を周波数軸成分に変
換する。ＤＣＴ回路６からの変換係数は量子化回路７に
与える。量子化回路７は所定の量子化係数を用いて変換
係数を量子化して可変長符号化回路８に出力する。可変
長符号化回路８は量子化出力を所定の可変長符号表を用
いて可変長符号化して符号化出力を出力するようになっ
ている。

【００４６】次に、このように構成された実施例の動作
について説明する。

【００４７】入力映像信号として現行ＮＴＳＣ方式の信
号が入力されるものとする。Ａ／Ｄ変換器21は入力映像
信号をディジタル信号に変換してフレームメモリ23に出
力する。入力映像信号は方式判別回路22にも与え、方式
判別回路22は入力映像信号が現行ＮＴＳＣ方式の信号で
あることを判別して判別信号をアドレス生成回路24に出
力する。これにより、アドレス生成回路24は、入力映像
信号をフレーム化するためのアドレス出力をフレームメ
モリ23に出力する。フレームメモリ23にはフレーム化さ
れたデータが格納される。アドレス生成回路24はフレー
ムメモリ23から８×８のブロック単位でデータを読出し
てＤＣＴ回路６に与える。

【００４８】このブロックデータはＤＣＴ回路６によっ
てＤＣＴ処理し、量子化回路７によって量子化して可変
長符号化回路８に与える。可変長符号化回路８は量子化
出力を可変長符号化して符号化出力として出力する。

【００４９】ここで、第２世代ＥＤＴＶ方式の信号を入
力映像信号として入力するものとする。方式判別回路22
は第２世代ＥＤＴＶ方式の信号が入力されたことを示す
判別信号をアドレス生成回路24に出力する。第２世代Ｅ
ＤＴＶ方式の信号はＡ／Ｄ変換器21によってディジタル
信号に変換した後、フレームメモリ23に与える。本実施
例においては、アドレス生成回路24は、主画部のデータ
と上下無画部のデータとを夫々連続させると共に、上下
無画部のデータは、図３に示す配列に変更してフレーム
メモリ23に書込ませる。

【００５０】アドレス生成回路24は、フレームメモリ23
から８×８のＤＣＴブロック単位でデータを読出す。フ
レームメモリ23からのブロックデータはＤＣＴ回路６に
与えてＤＣＴ処理し、更に、量子化回路７に与えて量子
化する。この場合には、上下無画部のデータは、ＶＴ，
ＶＨ信号であり、主画部信号と同様に、隣接するライン
相互間で高い相関を有する。図３に示すように、アドレ
ス生成回路24によって、無画部の垂直補強信号は、垂直
方向に高い相関を有するように配列されており、無画部
のブロックに対するＤＣＴ変換係数の高域成分のパワー
は比較的小さい。従って、無画部についても、主画部と
同様に、量子化出力の符号量を十分に低減させることが
できる。量子化出力は可変長符号化回路８に与えて可変
長符号化した後符号化出力として出力する。

【００５１】このように、本実施例においては、第２世
代ＥＤＴＶ方式の信号が入力された場合には、フレーム
メモリの書込み及び読出しを制御することにより、無画
部の各ラインのデータを垂直方向に高い相関を有するよ
うに配列してブロック化しており、無画部についても高
い圧縮率で符号化することができる。また、ＤＣＴブロ
ックは連続した画像によって構成されることから、再生
画面に歪が発生することを防止することができる。

【００５２】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。

【００５３】本実施例は垂直補強信号復調回路31及びセ
レクタ32を付加した点が図１の実施例と異なる。入力映
像信号は垂直補強信号復調回路31及びセレクタ32に与え
る。垂直補強信号復調回路31は入力映像信号が与えられ
て、無画部に多重されている垂直補強信号を復調してセ
レクタ32に出力するようになっている。セレクタ32には
アドレス生成回路24から無画部のタイミングを示す信号
が入力される。セレクタ32は主画部の期間には入力映像
信号を選択し、無画部の期間には垂直補強信号復調回路
31の出力を選択してＡ／Ｄ変換器21に出力するようにな
っている。

【００５４】このように構成された実施例においては、
セレクタ32によって、主画部期間に入力映像信号をＡ／
Ｄ変換器21に与え、無画部期間には垂直補強信号復調回
路31の出力をＡ／Ｄ変換器21に与える。垂直補強信号復
調回路31は周波数変調されて多重されている垂直補強信
号を復調してベースバンドの垂直補強信号を出力してい
る。無画部期間には、Ａ／Ｄ変換器21にベースバンドの
垂直補強信号を与えているので、Ａ／Ｄ変換器21は確実
に垂直補強信号をサンプリングしてディジタル化するこ
とができる。

【００５５】他の作用及び効果は図１の実施例と同様で
ある。

【００５６】図６は本発明に係るディジタル画像伸張装
置の一実施例を示すブロック図である。図１において図
９と同一の構成要素には同一符号を付してある。なお、
図１においては、色信号系については図示を省略してい
る。

【００５７】例えば、図１のディジタル画像圧縮装置に
よって圧縮された映像信号を符号化入力として可変長復
号化回路15に与える。可変長復号化回路15は符号化入力
を可変長復号化して固定長データに戻して逆量子化回路
17に出力する。逆量子化回路17は入力されたデータを逆
量子化することにより量子化前の変換係数を再現して逆
ＤＣＴ回路18に出力する。逆ＤＣＴ回路18は逆量子化出
力を逆ＤＣＴ処理することにより、周波数軸成分を空間
座標軸成分に戻してブロックデータをフレームメモリ44
に出力する。

【００５８】本実施例においては、符号化入力がＮＴＳ
Ｃ方式の信号を符号化したものであるか又は第２世代Ｅ
ＤＴＶ方式の信号を符号化したものであるかを示す判別
信号をアドレス生成回路45に与えるようになっている。
アドレス生成回路45は、判別信号に基づく書込みアドレ
ス及び読出しアドレスを発生してフレームメモリ44を制
御するようになっている。ＮＴＳＣ方式の符号化入力を
示す判別信号が与えられると、アドレス生成回路45はフ
レームメモリ44に記憶されたデータをフィールド順に読
出してＤ／Ａ変換器46に出力する。

【００５９】一方、第２世代ＥＤＴＶ方式の符号化入力
を示す判別信号が与えられると、アドレス生成回路45は
図２及び図３に示したデータ配列でフレームメモリ23に
記憶されているデータを、通常のフィールド順に変換し
て読出すためのアドレス出力を出力する。

【００６０】フレームメモリ44から読出された映像デー
タはＤ／Ａ変換器46に与える。Ｄ／Ａ変換器46はディジ
タル映像信号をアナログの映像信号に変換して出力映像
信号として出力するようになっている。

【００６１】このように構成された実施例においては、
図１又は図５の実施例によって得られた符号化出力を伸
張する。符号化入力は可変長復号化回路15によって可変
長復号化し、逆量子化回路17によって逆量子化し、逆Ｄ
ＣＴ回路18によって逆ＤＣＴ処理して元のブロック単位
の画素データに戻す。逆ＤＣＴ回路18の出力はアドレス
生成回路45からの書込みアドレスに基づいてフレームメ
モリ44に書込む。

【００６２】アドレス生成回路45は、判別信号に基づい
て読出しアドレスを作成して、フレームメモリ44に書込
まれたデータをフィールド順で読出す。このデータはＤ
／Ａ変換器46によってアナログ信号に戻して出力映像信
号として出力する。

【００６３】本実施例においては、図１又は図５の実施
例によって作成した符号化出力を復号化して、画像を再
現することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
縮効率を低下させることなく第２世代ＥＤＴＶ信号を圧
縮すると共に、再生画像の画面歪を防止し、更に、ＶＴ
及びＶＨ信号を正しく再生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】本発明に係るディジタル画像圧縮装置の一実施
例を示すブロック図。

【図２】実施例を説明するための説明図。

【図３】実施例を説明するための説明図。

【図４】実施例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】本発明に係るディジタル画像伸張装置の一実施
例を示すブロック図。

【図７】第２世代ＥＤＴＶ方式の信号を説明するための
説明図。

【図８】水平及び垂直補強信号の多重状態を説明するた
めの説明図。

【図９】従来のディジタル画像圧縮装置及びディジタル
画像伸張装置が組込まれたディジタルＶＴＲを示すブロ
ック図。

【図１０】ブロック化を示す説明図。

【図１１】マクロブロックを示す説明図。

【図１２】フレーム画面の構成を示す説明図。

【図１３】フレーム画面の上部無画部の６０ラインのデ
ータを説明するための説明図。

【図１４】上部無画部のブロック化を説明するための説
明図。

【図１５】無画部を含むＤＣＴブロックを示す説明図。

【符号の説明】

６…ＤＣＴ回路、７…量子化回路、８…可変長符号化回
路、21…Ａ／Ｄ変換器、22…方式判別回路、23…フレー
ムメモリ、24…アドレス生成回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 稔 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝マルチメディア技術研究所内 (72)発明者 照井 孝 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝マルチメディア技術研究所内 (72)発明者 坂崎 芳久 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝マルチメディア技術研究所内 (72)発明者 阿部 修司 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝マルチメディア技術研究所内 (72)発明者 大沢 真一 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無画部期間に主画部の解像度を改善する
   ための垂直補強信号が多重されたワイドアスペクトテレ
   ビジョン信号又は現行テレビジョン信号に基づく入力映
   像信号が入力され前記識別信号に基づいて前記入力映像
   信号の方式を判別する方式判別手段と、 前記入力映像信号を記憶しブロック化して出力する記憶
   手段と、 この記憶手段からのブロックデータを直交変調して圧縮
   し符号化出力を出力する圧縮手段と、 前記方式判別手段の判別結果に基づいて前記記憶手段の
   書込み及び読出しを制御して前記ブロックデータの垂直
   方向の相関性を向上させる制御手段とを具備したことを
   特徴とするディジタル画像圧縮装置。
2. 【請求項２】 前記ワイドアスペクトテレビジョン信号
   は、第２世代ＥＤＴＶ方式の信号であり、前記制御手段
   は、無画部期間に多重された垂直補強信号のデータ配列
   を変更することにより前記ブロックデータの垂直方向の
   相関性を向上させることを特徴とする請求項１に記載の
   ディジタル画像圧縮装置。
3. 【請求項３】 無画部期間に主画部の解像度を改善する
   ための垂直補強信号が周波数変調されて多重されたワイ
   ドアスペクトテレビジョン信号又は現行テレビジョン信
   号に基づく入力映像信号が入力され前記識別信号に基づ
   いて前記入力映像信号の方式を判別する方式判別手段
   と、 前記入力映像信号の無画部期間に多重された前記垂直補
   強信号を復調する垂直補強信号復調手段と、 主画部期間には前記入力映像信号を選択し無画部期間に
   は前記垂直補強信号復調手段の出力を選択する選択手段
   と、 この選択手段の出力を記憶しブロック化して出力する記
   憶手段と、 この記憶手段からのブロックデータを直交変調して圧縮
   し符号化出力を出力する圧縮手段と、 前記方式判別手段の判別結果に基づいて前記記憶手段の
   書込み及び読出しを制御して前記ブロックデータの垂直
   方向の相関性を向上させる制御手段とを具備したことを
   特徴とするディジタル画像圧縮装置。
4. 【請求項４】 前記垂直補強信号は、１／３に時間圧縮
   されて前記無画部期間に多重されており、前記制御手段
   は、前記無画部期間の各走査線のデータを１／３ずつ分
   割して垂直方向に配列して時間圧縮前の元のラスタ順に
   戻すことにより、前記垂直補強信号のブロックデータの
   垂直方向の相関性を向上させることを特徴とする請求項
   １又は３のいずれか１つに記載のディジタル画像圧縮装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１又は３のいずれか１つに記載の
   ディジタル画像圧縮装置からの符号化出力を復号化して
   ブロックデータを出力する復号化手段と、 この復号化手段からのブロックデータを記憶すると共に
   ラスタ順で出力するデータ配列手段とを具備したことを
   特徴とするディジタル画像伸張装置。