JPS6027232B2 - アダマ−ル変換符号化方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアダマール変換を用いた帯城圧縮方式に関する
もので、カラーテレビジョン信号の色信号が色副搬送波
で変調されて輝度信号に多重されていることによる帯域
圧縮率の低下を防ぐことを目的とするものである。

テレビジョン信号の電力分布を統計的にみると、高域周
波数成分が少ない。

そこで高域周波数成分を伝送するのに使用するビット数
を減少させることにより帯城圧縮を行なう考え方がある
。この一例に時間軸領域を周波数軸領域に変換する手段
としてアダマール変換を用いる方法がある。例えばカラ
ーテレビジョン信号の時系列上の８点を標本化た値をＸ
．，Ｘ２，・・・・・…・Ｘ８とし、〔Ｈ〕を８次のア
ダマール行列とすれば８次のアダマール変換は次式のに
実現できる。ここで瓜，，ｈ２，………ｈ８〕はァダマ
ール変換により周波数軸領域へ変換された８次のシーケ
ンスである。

この８次のシーケンスはフーリエ変換での周波数軸に概
略対応するものと考えることができ、最低次のシーケン
スｈ，はカラーテレビジョン信号の直流成分の量、最高
次のシーケンスｈ８はカラーテレビジョン信号の最高周
波数成分の量、ｈ２〜ｈ７は次数の高い程、カラーテレ
ビジョン信号の高い周波数成分の量を表現するパラメー
タと考えることができる。前述のようにカラーテレビジ
ョン信号の含む高域周波数成分の電力は低域周波数成分
に対して少ないと考えられる。従って【１｝式で求めた
８次のシーケンスｈ，，Ｑ，………ｈ８のビット配分を
第１表のように行って平均４ビットに圧縮することがで
きる。従来は、アダマール変換を行なう場合に、カラー
テレビジョン信号を水平同期信号と位相同期したクロッ
クで標本化していた。

例えば３×ｆｓｃ（＄ｃは色副搬送波の周波数）で標本
化を行なう時は、１水平期間毎にクロック位相反転を行
なうＰＡＬＥ（Ｐｈａｓｅ Ｎｔｅｒ肌ｔｅＬｉｎｅＥ
ｎｃｏｄｉｎｇ）の手法を用いて第１図に示すように標
本点を選んでいる。第１図のように標本点を選び、標本
点ｄ，，ら，………Ｑを１つのブ。ツクとしてアダマー
ル変換を行なった場合、例えば第１図ｂのようにブロッ
クを選んで８次のアダマール変換を行った時に、最適量
子化の手法を用いて８次のシーケンスｈ，，ｈ２，・・
・・・・・・・ｈ８に最適ビット配分を行なった例を第
１表に示す。第１表から判明することは高次のシーケン
スに対するビット配分が低次のシーケンスに比較して多
くなっていることである。第１表これはカラーテレビジ
ョン信号の輝度信号の周波数成分は蒲域周波数成分にな
るほど少ないにもかかわらず、色信号が色副搬送波で変
調されて輝度信号に多重されているためで、飽和度の高
い色を含む画信号ほどこの傾向が強い。

即ち第１図に示すような標本点の選択の方法はカラーテ
レビジョン信号の特質を生かしていないと考えられる。
本発明はこのような点を改善し帯城圧縮率を向上させる
ためになされたものであり、カラーテレビジョン信号の
色信号の特質を生かして標本点を選択し、ブロック化を
行なうことにより帯城圧縮率の向上を行なうアダマール
変換符号化方式を提案するものである。以下本発明の一
実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例ではカラーテレビジョン信号を３×＄ｃ＝１．
０７ＭＨｚ（氏ｃは色副搬送波周波数）で標本化する例
について示したが４×＄ｃで標本化する場合にも応用で
きる。第２図ａ，ｂは１０．７ＭＨｚでカラーテレビジ
ョン信号を標本化した標本点を示したもので、第２図Ｍ
こついて説明を行う。

第ｊ番目（ｊ＝０、１、２、…・・・・・・）の水平走
査線の隣接する標本点ｄｊ、．，ｄｊ、２、第ｊ＋１番
目の水平走査線の隣接する標本点ｄＭ、．、ｄｊ小２、
同様にｄＭ、・，ｄｉ＋２、２およびｄｉ＋３、．，ｄ
ｊ＋３、２の８標本点でアダマール変換のブロックを構
成する。ここで標本点ｄｊ＋ｑ、ｐ（ｑ＝１、２、３「
………１−１；１＝２ｎ、ｎ＝１、２、３………）およ
びｐ＝１、２、………ｋ；ｋ＝２ｍ、ｍ＝０、１、２・
・・・…・・）のうちサフィクスｐが同一の標本点は色
副搬送波の位相に対して同一相関係にあるものとする。
このような方法でブロックを次々に構成していって画面
の全領域に対してァダマール変換を行なう。標本点ｄｊ
＋ｑ、ｐの標本値をＸｊ＋ｑ、ｐとすれば、このブロッ
クに対するアダマール変換は‘１｝式に従ってと表わさ
れる。

ｈ，を最低次のシーケンスとし、順にｈ２，ｈ３，・・
・・・・・・・と高次のシーケンスを構成すればアダマ
ール行列〔Ｈ〕は次のように表現できる。第３図に従っ
てシステムの構成を説明する。

第３図において入力端子１川こ到来するカラーテレビジ
ョン信号をＡ／Ｄ変換器１１で例えば８ビットに符合化
し、４水平走査線に含まれる標本点、すなわち同一水平
走査線に対しては互いに隣接し、かつ隣接する垂直走査
線に対しては色副搬送波に対し同一位相関係にある標本
点の標本値を第１のメモリ１２に記憶する。次に第１の
メモリ１２から前述の１つのブロックの標本値×ｊ、．
，×ｊ＋１・１，Ｘｊ＋２・ノー，Ｘｊ十３・１，Ｘｊ
、２，Ｘｊ十１・２，Ｘｊ＋２、２，×ｊ＋３、２を読
み出し、■式で示す演算を行なうアダマール変換器１・
３により、アダマール変換を行ない、８次のシーケンス
ｈ，，ｈ２，ｈ３，…・・…・＆を求める。例えばｈ，
．ｈ２，ｈ３，……・・・ｈ８が８ビットで求められた
とすれば、第１の量子化器１４で各シーケンスに対して
量子化を行ってＱ，ｈ，，Ｑ２ｈ２，Ｑ３ｈ３，………
Ｑ８ｈ８を求める。Ｑ，〜Ｑは各シーケンスに対するオ
ペレータであって、この第１の量子化器１４で各シーケ
ンスに対する最適ビット配分を行ない、伝送すべき各シ
ーケンスのビット数の削減をすることにより帯城圧縮を
行なう。第２表は本発明のような標本点の選び方をした
場合の各シーケンスに対する最適ビット配分を行なった
時に各シーケンスに配分するビット数を示たものである
。第２表 以上の部分は符号化側を示し、復号化側では、第２表の
ようなビット配分で伝送された各シーケンス信号Ｑ，ｈ
，，Ｑ２ｈ２・・・・・・・・・Ｑ８〜を受信し、第２
の量子化器１５でＱ；ＩＱ，ｈ，，Ｑ夏ＩＱよ２，・・
・・・・…Ｑ；ＩＱｈ８を求る。

Ｑ（１，Ｑ客１……・・・Ｑ寡１はＱ，，Ｑ２，…・・
・…Ｑの逆オペレータで、第２の量子化器５の出力ｈ′
，＝ＱｆＩＱ，ｈ，，ｈ′２＝Ｑ夏ＩＱ２ｈ２，………
ｈ′８＝ＱきＩＱ８ｈ８はそれぞれ８ビットに復号され
ている。アダマール逆変換はで表現される。

ここで〔Ｈ‐１〕＝〔Ｈ〕であり、Ｘ′，，Ｘ′２，Ｘ
′３，………Ｘ′８はＸ．，Ｘ２，Ｘ３，………Ｘ８を
ァダマール変換により再生したもので、帯城圧縮を行な
ったために、Ｘ，，Ｘ２，Ｘ３，・…・・・・・Ｘ８と
は値が異る。（４｝式で示される演算はアダマール逆変
換器１６で行なわれ、該ァダマール逆変換器１６の出力
信号として得られるＸ′，，Ｘ′２，Ｘ′３，…・・・
・・・Ｘ′８は４水平走査線に含まれる標本値を記憶す
る容量をもつ第２のメモリ１７に記憶し、この第２のメ
モリ１７からＸ′，，Ｘ′２，………Ｘ′８をカラーテ
レビジョン信号の同期信号に同期して読み出し、Ｄ／Ａ
変換器１８でアナログ信号に変換し、カラーテレビジョ
ン信号を出力端子１９に得ることができる。第３図の説
明は第２図ｂのように標本点を選択しブロック化する方
法について行なったが、第２図ａ，ｂからわかるように
本発明の特徴は１つの水平走査線の隣接する各標本点の
それぞれについて、その標本点と色副搬送波に対する位
相が同一となる藤本点を隣接する水平走査線から選択し
ていることにある。

第２図ｂについて見ればｄｊ、Ｉ’ｄｉ＋・、・，ｄｉ
＋２、．，ｄｉ＋３、．の標本点およびｄｉ、２，ｄｉ
＋・、２，ｄｉ十２、２，ｄｉ十３、２が色副搬送波に
対して同一位相の標本点群である。もう１つの特徴は、
（２ー式で示されているように、標本点の配列をｄｉ、
．，ｄｉ十．、．，ｄｉ十２、・，ｄｉ＋３、・，ｄｉ
、２，ｄｉ十・、２，ｄｉ＋２、２，ｄｉ十３、２のよ
うに配列することである。なお本発明はかかる標本点の
配列のみに制限されるものではなく、カラーテレビジョ
ン信号の種類によっては他の配列方法も考られる。第１
表のビット配分は第１図Ｍこ示すように標本化とブロッ
ク化を行なった従来の方法によるものであり、第２表の
ビット配分は第２図Ｍこ示すように標本化とブロック化
を行なった本発明によるものである。

これはＮＴＳＣ信号を１０．７ＭＨｚで標本化した原画
像に対して計算機シミュレーションを行なって得た結果
であり、本発明の方法によれば、同じ帯域圧縮率の時に
従釆の方法に比較して約３．４ｄＢのＳｐ−ｐ／Ｎ皿ｓ
の改善が得られた。計算機シミュレーションに用いた原
画像は、カラーバー、文字、人物、三角波、解像度パタ
ーンを合成した画像を用いたので、この結果は原画像の
特殊性により得られた結果ではない。このように良好な
結果が得られた原因は、第１表と第２表の比較からわか
るように、第２表の方が低次のシーケンス特にｈ２に対
するビット配分が多く、高次のシーケンス特にｈ７に対
するビット配分が少なくなっていることから考えると、
従来の方法では色信号の影響で高次シーケンスでのビッ
ト配分を少なくできなかったことによる。

即ち力ラーテレビジョン信号の特質は高域周波数成分が
少ないにもかかわらず、色信号が多重されていることに
より、従来はこの性質を生かしていなかったと云える。
本発明はこの性質を生かすもので、高次シーケンスのビ
ット配分を減らし低次シーケンスのビット配分を増やす
ことにより、カラーテレビジョン信号の低周波成分の歪
を減少させて画質の改善を行い、帯域圧縮率の減少を防
ぐものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の方法による標本点の選び方とブロ
ック化の例を示す図、第２図ａ，ｂは本発明による標本
点の選び方とブロック化の例を示す図、第３図は本発明
の一実施例を示すブロック図である。 １ １・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、１２・・・・・・メ
モリ、１３・・・・・・アダマール変換器、１４・・・
・・・量子化器、ｄｊ、．，ｄｊ、２…・・・第ｉ番目
の水平走査線の隣接標本点、ｄＭ、．，ｄＭ、２，ｄｉ
＋２、・，ｄｉ十２、２’ｄｊ十３、．，ｄｊ＋３、２
……第ｉ十１番〜第ｉ＋３番目の水平走査線の隣接標本
点。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アダマール変換を用いたカラーテレビジヨン信号の
   符号化において、カラーテレビジヨン信号を色副搬送波
   の整数倍でサンプリングし、第ｊ番目（ｊ＝０、１、２
   、……）の水平走査線に含まれる互いに隣接する標本点
   ｄ＿ｊ、＿ｐ（ｐ＝１、２、３、……、ｋ；ｋ＝２＾ｍ
   、ｍ＝０、１、２、……）から、色副搬送波に対して前
   記標本点のそれぞれと同一位相関係にありかつ垂直方向
   に互いに隣接する第ｊ＋ｑ番目（ｑ＝１、２、３、……
   、ｌ−１；ｌ＝２＾ｎ、ｎ＝１、２、３、……）の水平
   走査線の標本点ｄ＿ｊ＿＋＿ｑ、＿ｐまでのｋ×ｌケの
   標本点でブロツクを構成したことを特徴とするアダマー
   ル変換符号化方式。 ２ ｋ×ｌ次のアダマール変換シーケンスの行列を最低
   次シーケンスｈ＿１から順にｈ＿２、ｈ＿３、……ｈ＿
   ｋ＿×＿ｌと次数の高い方へ配列し、アダマール行列を
   〔Ｈ〕とし、標本点ｄ＿ｊ＿＋＿ｑ、＿ｐの標本値をＸ
   ＿ｊ＿＋＿ｑ、＿ｐとした時標本値行列〔Ｘ＿ｊ＿＋＿
   ｑ、＿ｐ〕を▲数式、化学式、表等があります▼で表わ
   されるように配列したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のアダマール変換符号化方式。