JPS598989B2 - カラ−信号フレ−ム間符号化方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フレーム間相関を利用したカラーテレビ信号
を能率的に予測符号化するカラー信号フレーム間予測符
号化方式に関するものである。

ＮＴＳＣ方式等の複合カラーテレビ信号においては、周
知のようにカラーサブキャリア周波数を中心とした高周
波域に大きなパワーを持つ搬送色信号成分が配置されて
おり、しかも、サブキャリア周波数がフレーム周波数の
１／２の奇数倍に設定されているため、隣接するフレー
ム間で搬送色信号成分は互いに逆位相となつている。こ
のようなカラー信号では、隣接フレーム間の信号の相関
がモノクロテレビ信号に比べて著しく低下しているので
、モノクロ信号に対して有効なフレーム間符号化方式を
そのままカラー信号に適用することは不可能である。従
つて、従来はこの複合カラーテレビ信号を輝度信号と２
つの色信号（例えばＩ、Ｑ信号）に分けた後、これを時
分割多重化してＴＤＭ信号を作り、このＴＤＭ信号に対
してフレーム間符号化処理を行なう方式が実施されてき
た。しかしながら、この方式では、カラー信号の分離、
合成処理および時分割多重、分離処理が必要となるため
装置規模が増大するという欠点があつた。また、フレー
ムメモリを２フレーム分用いることにより、搬送色信号
の位相が同相となる２フレーム前の信号をつかつて、Ｎ
ＴＳＣ信号を直接フレーム間予測符号化する方式も考え
られるが、フレームメモリ容量が２倍も必要となるため
、やはり装置規模が増大するという欠点があつた。本発
明は、１フレーム分のフレームメモリを用いてＮＴＳＣ
カラー信号を直接フレーム間符号化する方式であり、複
合カラー信号フレームと輝度信号フレームとを１フレー
ム毎に交互に伝送すること、および送受のフレームメモ
リの内容の書き換えを２フレーム毎の複合カラーフレー
ムの時点で行なうこと等を特徴としており、能率的かつ
経済的なカラー信号フレーム間符号化方式を提供するこ
とを目的とするものである。

以下、図面により実施例を詳細に説明する。第１図は、
本発明の一実施例を示したもので、１は入力端子、２は
輝度信号抽出用くし型フイルタ、３は切換スイツチ、４
，５は切換スイツチの選択端子、６は減算器、７は量子
化器、８は出力端子、９は加算器、１０は切換スイツチ
、１１，１２は切換スイツチの選択端子、１３は１フレ
ームメモリ、１４は輝度信号抽出用くし型フイルタ、１
５は切換スイツチ、１６，１７は切換スイツチの選択端
子である。

また、Ｙ＋Ｃは輝度信号と搬送色信号とから成る複合カ
ラー信号、Ｙは抽出された輝度信号、ｘはフレーム間符
号化回路への入Δ力で、ｘ＝Ｙ＋Ｃまたはｘ＝Ｙであり
、また、ｘはｘに対する予測値であり、入力信号は既に
Ａ／Ｄ変換器によつてＰＣＭ信号に変換されているもの
とする。

次に、この実施例の動作を説明する。

まず、入力端子１に加えられた入力信号Ｙ＋Ｃは二つの
経路に分けられ、一方の信号は端子５に送られ、他方の
信号はくし型フイルタ２でＹ信号成分のみが抽出されて
端子４に送られる。スイツチ３は１フレーム毎に交互に
端子４と５を選択するので、スイツチ３からフレーム間
符号化回路へ送られる信号ｘは１フレーム毎にＹ＋Ｃお
よびＹになる。第２図は、この処理フレームの系列を示
したもので、第ｎフレームではＹｎ＋Ｃｎｌ第ｎ−１フ
レームではＹｎ−１ 第ｎ−２フレームではＹｎ？２＋
Ｃｎ−２，・・・・・・・・・となつていφ。次に、第
１図に戻つて、上記の信号ｘは減算器Δ６で予測値ｘと
の引算が行なわれ、その予測誤差は量子化器７で量子化
された後、出力端子８からバツフアメモリ、符号変換器
等を経由して伝送路へ送出される。

また、この量子化予測誤差は同時△に加算器９で予測値
ｘに加算されて復号信号が作られ、スイツチ１０へ送ら
れる。

スイ，ツチ１０はスイツチ３と連動して１フレーム毎に
切換わり、ｘ：Ｙ＋Ｃのフレームのときには端子１２を
選択し、ｘ＝Ｙ゛７レームのときには端子１１を選択す
るので、フレームメモリ１３の内容は２フレーム毎に書
き換えられる。即ち、ｘ＝Ｙ＋Ｃのフレームのときにの
み書き換えるようになつている。このフレームメモリ１
３の出力は二つの経路に分かれ、その一方は端子１７に
直接送られ、他方はくし型フイルタ１４に導びかれてＹ
信号が抽出された後、端子１６へ送られる。スイツチ１
５はスイツチ３，１０と連動して１フレーム毎に切換わ
り、ｘ＝Ｙ＋Ｃのときには端子１７を選択し、またｘ＝
Ｙのフレームのときには端子１６を選択する。このよう
に、フレームメモリ１３の内容を２フレーム毎にｘ：：
Ｙ＋Ｃのフレームのときだけ書き換えるので、第ｎフレ
ームでｘ＝Ｙｎ＋Ｃｎとすれ△八ば、スイツチ１５の出
力である予測値ｘは、ｘ二Ｙ′ｏ−２＋Ｃ！／ｎ−２と
なる。

また、第ｎ−１フレ△ームではＸ：＝ＹＯ−１であり、
このとき予測誤差ｘ△は、ｘ二Ｙ／ｎ−，となる。

ただし、Ｙ′Ｋ，Ｃ′ｋはフレームメモリに記憶されて
いる第ｋフレーム処理信号（復号信号）を示すものとす
る。第３図は、ｎ−４，ｎ−３，ｎ−２，ｎ−１，ｎの
各フレームの時点における処理すべきフレームの内容と
、そのときのフレームメモリ１３の内容との対応関係を
示したもので、第ｎ−４フレームでは、Ｘ：＝Ｙｎ−４
＋Ｃｎ−４であり、そのときのフレームメモ１月３の内
容はＹ′。

−６＋Ｃ′。−６八 ＾となり、従つて、予測
値Ｘは、ｘ＝Ｙ′。

−６＋Ｃ′。．６であり、処理されたサンプルから順次
書き換えられてフレームメモリ１３の内容はＹＡ−４＋
Ｃ′。−４に変わる。また、第ｎ−３フレームではｘ＝
Ｙｎ−，であり、そのときのフレームメモリへ１３の内
容はＹ′。

一。＋Ｃ′。−４であり、予測値Ｘ八はこれから輝度成
分のみを抽出して、Ｘ＝Ｙ′ｎ−４となる。

ただし、このフレームではフレームメモリ１３の内容の
書き換えは実行されないから、１フレーム処理が終了し
た時点でも、フレームメモリ１３の内容は、Ｙ′。−４
＋Ｃｎ−４のままである。第ｎ−２フレームではＸ＝Ｙ
ｎ−，＋Ｃｎ−，であり、そのときのフレームメモリ１
３の内容はＹ′。−４＋Ｃｎ−４となり、従つて予測値
ｘは、ｘ−Ｙ７。−４＋Ｃ′。−４であり、処理された
サンプルから順次書き換えられて、このフレームメモリ
１３の内容はＹ′。−２＋Ｃ′。−２にかわる。以下、
同様な動作を行ない、フレームメモリ１３の内容および
予 ３測値が変えられる。第４図は、本発明の一実施例
の受信部を示したもので、１８は受信入力端子、１９は
加算器、２０は切換スイツチ、２１，２２は切換スイツ
チ２０の選択端子、２３はフレームメモリ、２４は１搬
送色信号抽出用くし型フイルタ、２５は減算器、２６は
切換スイツチ、２７，２８は切換スイツチの選択端子、
２９は出力端子、３０は輝度信号抽出用くし型フイルタ
、３１は切換スイツチ、３２，Ａ３３は切換スイツチの
選択端子であり、Ｘは予測１値、Ｅ１は受信された量子
化予測誤差信号である。

次に、この実施例の動作を説明する。まず、端子１８か
ら入力された量子化予測誤差信号は加算へ器１９におい
て予測値ｘを加算され、復号信号が作られる。

この復号信号は１フレーム毎に交互に二輝度信号Ｙ′ま
たは複合カラー信号（Ｙ′＋Ｃ●になつている。この復
号信号は二つの経路に分けられ、その一方の信号はスイ
ツチ２０に送られる。このスイツチ２０は１フレーム毎
に切換わり、復号信号がＹ′＋Ｃ′（カラーフレーム）
のときに端子２２が選択され、復号信号がＹ′（輝度フ
レーム）のときに端子２１が選択され、フレームメモリ
２３に入力される。このフレーム２３の内容は２フレー
ム毎に、即ちカラーフレームのときにのみ新しい復号信
号値に書き換えられる。このように予測値を作るアルゴ
リズムは送信部と全く同じである。また復号信号は減算
器２５および端子４８に接続され、この減算器２５はく
し型フイルタ２４から送られてくるフレームメモリ２３
の内容より抽出された搬送色成分との減算が行なわれる
。なお、復号信号がＹ′ｋのときのフレームメモリの内
容はＹ！ｋ−１＋Ｃｋ−１であるから、減算器２５の出
力はＹ／ｋ−Ｃ／ｋ−１となる。即ち、輝度信号のみが
伝送されてくるフレームに対しては１つ前のフレームの
搬送色信号の位相の反転させたものを使つて色成分の再
生が行なわれる。また、スイツチ２６は１フレーム毎に
切り換わり、カラーフレームのときに端子２８に接続さ
れ、復合された複合カラー信号が選択され、また輝度フ
）レームのときには端子２７に接続されて前述の再生カ
ラー信号（復号輝度信号一前フレームの搬送色信号）が
選択されて端子２９から送出される。

なお、上記実施例の説明では、予測値を作る場合にフレ
ームメモリに記憶されている過去のフレームの信号値の
みを用いたが、現フレームの隣接ラインまたはサンプル
値をもあわせて用いることも可能である。以上説明した
ように、本発明によれば、複合カラーフレームと輝度信
号フレームとが１フレーム毎に交互に符号・復号化処理
され、フレームメモリの内容は複合カラー信号フレーム
のときにのみ書きかえられ、また複合カラー信号に対し
てはフレームメモリに記憶されている２フレーム前の複
合カラー信号を予測値として用いているが、２フレーム
前の搬送色信号は現フレームのそれと同位相となつてい
るため、ＮＴＳＣカラー信号のフレーム間符号化で最も
問題となる搬送色信号位相のフレーム毎の反転の影響は
全たく生じない。

また輝度信号に対してはフレームメモリに記憶されてい
る１フレーム前の複合カラー信号から抽出した輝度信号
を予測値として用いているが、この場合には搬送色信号
成分は存在しないから、フレーム毎の色信号の位相反転
の影響はやはり生じない。このため、予測精度はきわめ
て高くなり能率的なフレーム間符号化を行なうことがで
きる。また、輝度信号フレームに対して、隣接フレーム
の色成分を用いて色信号再生を行なつているが、色信号
に対する人間の目の特性は輝度信号にくらべて鈍くなつ
ているので、その影響は無視できると考えてよい。さら
に送受各１フレームずつのフレームメモリを用いるだけ
でカラーテレビ信号を直接フレーム間符号化できるので
、装置規模を小さくできるという利点があり、従つて、
本発明は能率的かつ経済的なフレーム間符号化方式を実
現する上できわめて有効なカラー信号フレーム間符号化
方式を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における送信部のプロツク図
、第２図は処理フレームの系列を示す図、第３図はフレ
ームメモリの内容と処理フレームの内容との対応関係を
示す図、第４図は本発明の一実施例における受信部のプ
ロツク図である。 １・ ・入力端子、２・・・・・・輝度信号抽出用くし
型フイルタ、３・・・・・・切換スイツチ、４，５・・
・・・・切換スイツチの選択端子、６・・・・・・減算
器、７・・・・・・量子化器、８・・・・・・出力端子
、９・・・・・・加算器、１０・・・・・・切換スイツ
チ、１１，１２・・・・・・切換スイツチの選択端子、
１３・・・・・・フレームメモリ、１Ａ・・・・・・輝
度信号抽出用くし型フイルタ、１５・・・・・・切換ス
イツチ、１６，１７・・・・・・切換スイツチの選択端
子、１８・・・・・・受信入力端子、１９・・・・・・
加算器、２０・・・・・・切換スイツチ、２１，２２・
・・・・・切換スイツチの選択端子、２３・・・・・・
フレームメモリ、２４・・・・・・搬送色信号抽出用く
し型フイルタ、２５・・・・・・減算器、２６・・・・
・・切換スイツチ、２７，２８・・・・・・切換スイツ
チの選択端子、２９・・・・・・出力端子、３０・・・
・・・輝度信号抽出用くし型フイルタ、３１・・・・・
・切換スイツチ、３２，３３・・・・・・切換スイツチ
の選択端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 輝度信号と搬送色信号とからなる複合カラー信号に
   対して、送信部では前記複合カラー信号そのものから成
   るカラーフレームと前記複合カラー信号より抽出された
   輝度信号のみから成る輝度フレームとを１フレーム毎に
   交互に用意し、前記カラーフレームの入力信号に対して
   はフレームメモリに記憶されている２フレーム前の複合
   カラー信号の復号信号画素値を用いて予測値をつくり、
   入力信号画素値と該予測値との差分を量子化・符号化し
   て伝送すること、前記輝度フレームの入力信号に対して
   はフレームメモリに記憶されている１フレーム前の複合
   カラー信号の復号信号から抽出した輝度信号画素値を用
   いて予測値をつくり、入力信号画素値と該予測値との差
   分を量子化・符号化して伝送すること、前記カラーフレ
   ームの入力信号の符号化を行うフレーム期間中は予測値
   と量子化差分値とを加算して得られる新しい復号信号画
   素値でフレームメモリの内容を画素毎に順次書き換え、
   かつ、前記輝度フレームの入力信号の符号化を行うフレ
   ーム期間中はフレームメモリの内容の書き換えを停止す
   ること、受信部では受信した量子化差分値を送信部と同
   じアルゴリズムでつくられる予測値に加算して前記カラ
   ーフレームおよび前記輝度フレームの信号を１フレーム
   毎に交互に復号化すること、前記カラーフレームの信号
   の復号化を行うフレーム期間中はフレームメモリの内容
   を新しい復号信号画素値で順次書き換え、かつ前記輝度
   フレームの信号の復号化を行うフレーム期間中はフレー
   ムメモリの内容の書き換えを停止すること、ならびに、
   前記輝度フレームの復号信号に対しては隣接するカラー
   フレームの復号信号から抽出した搬送色信号を用いて色
   成分の再生を行うことを特徴とするカラー信号フレーム
   間符号化方式。