JPH04503448A - 高品位テレビジョン画像を放送する方法とシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高品位テレビジ謬ン圃像を放送する方法とシステム技術分野 本発明は、例えばライン数が（現在の６２５ラインではな（）１２５０ラインで 、ラインごとの画素も２倍であり、現行規格よりずっとライン数も画素数も多い 画像を提供する、いわゆるＨＤＴＶと呼ばれる高品位テレビジ曹ン画像を放送す る方法とシステムに関するものである。本発明は、いわゆるＤＭＡＣと呼ばれる 画像を放送するのに特に利用される。

背景技術 ＨＤＴＶ受信像に必要とされる帯域幅を衛星放送または地上放送のチャンネルで 利用できる値まで低減させるために、種々のデータ圧縮プロセスが提案されてい る。これらのプロセスは、放送の際のサブサンプリングと受信の際の補間に関係 する。取分け、低い時間活動を有する高品位画像（すなわち、その場合、１個の 映像から次の映像までの修正は小さい）が、いくつかの連続するテレビジーン・ フレームにわたつて画像の空間的データを広げることにより、狭い放送チャンネ ルにおいて搬送され得る。ＨＤＭＡＣ放送の原理は、ｒＨＤＭＡｃ帯域幅の減少 コード原理（ＨＤＭＡＣｂａｎｄｗｉｄｔｈ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｄｉｎ ｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ）Ｊと題された１９８９年１月１２日付けのＣＣＩＲ 書１１ＮＯ，ｌＩ／−６２０１３に記述されており、本書を寮照することができ る。

フランス特許の申請Ｎｏ、８７　ｔ５６４８　（ＥＰ−Ａ−０３１６２３２）は 、映像信号のスペクトル帯域よりも少ない容量を有する送信チャンネルにわたり 高品位テレビジＷン潤像を放送する方法を開示し、特許の請求をしている。その 方法においては、送信の際に、映画のサブサンプリングがａｌｌの連続するフレ ーム（ｎは！より大きい整数である）にわたり空間的データが配分され、さらに 、受信の際には、補間フィルタリングが実行され、高品位符号化映像が次のこと を受けることを特徴とする。すなわち、高品位符号化後でかつ送信前のｆ、／ｎ （ｆ。は画像周波数である）に近接した領域におけるエネルギーの時間減衰フィ ルタリングと、受信の際の高品位符号解読前の減衰に対応する時間増大フィルタ リングとを受ける。

この方法は、低い時間活動を有する画像地域、あるいは時間活動がゼロの画像区 域にたいし、その画像区域が空間的に比較的均質であれば、比較的満足すべき結 果をもたらす。

発　明　の　目　的 本発明は、高い時間活動を有する画像区域におけるよりも品位の低下に対し、視 覚がずっと敏感であることに鑑み、これらの画像区域の品質をさらに改善し、さ らに、低い時間活動を有するシーケンスの始まりと終わりの転移を容易にするこ とを目的としている。

発明の開示 この目的において、本発明は、時間減衰度を地域の空間的活動すなわち、地域の スペクトルの要領に適応した値とすることを提案する。より具体的には、本発明 は、高い空間分解能を有する豊かな画像区域、即ち、画像信号が振幅の大きな高 周波成分を提示する画像区域に対する時間減衰（またた相関的に時間増大）の値 を、空間分解能は高いがあまり豊かではない画像区域より大きくすることを特徴 とする、上記に定義された方法を提案する。

本発明は、さらに、ＨＤＴＶ受信によって再構成された高品位画像を悪化する可 能性のある修正をＨＤＴＶ信号にもたらさずに、ＨＤＴＶ信号から両立画像（す なわち、ＨＤＴＶのデータのすべてを利用することはできない第一世代受信機が 提供する画像）を得ることも可能にする。

本発明は、さらに、上記に定義した方法を放送システムで利用することのできる 送信機と受信機を提案する。

本発明は、時間活動が低い、或はゼロの区域の画素の輝度が、縦方向のシャフリ ングのある４個のフレーム上のジグザグライン画像分析ストラッチ中によって行 われるＨＤＭＡＣテレビジ蓼ン・プログラムの放送に関する後述の実施例の記述 を読めば、さらに理解が深まる。この記述は、下記の図に基づいている。

図面の簡単な説明 第１図は本発明による減衰器の可能な構成を示すプロ１り図、箪２図は第１図の 空間セレクタの可能な構成を示すブロック図、第３図は連続する３ライン上にそ れぞれ３Ｗ素を有する連続する区域における空間フィルタリングの一例を示す図 、第４図は図３と同様に軍１図に示された減衰器が送信機に装備された放送シス テムで利用することのできる増大器のブロック図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明による方法として、画像の空間的要素を４個の送信フレームに配分し、時 間活動の低い、或はゼロの部分がジグザグ・ライン・ストラフチャと時間的サブ サンプリングによって分析されるＨＤＩ！像のケースに付いて解説される。送信 は、ＥＰ−＾−０３１６２３２書類の図１と２に示されたシャフリングによりて 行われる。

５０Ｈｚでのインターレースを有するＨＤｇ像の場合には、画像繰返期間は、ｌ ／２５秒であり、ストラクチ中一式は８０ｍ５で送信される。

時間的減衰フィルタンリングは、サブサンプリングが行われるコーディングと変 調の間に実施される。図１の場合には、減衰フィルタリング・モデ、−ルは、二 つの画像の時間的オープニング（ｏｕｖｅｒｔｕｒｅ　ｉｓ園ｐｏｒｅｌ　ｌａ ）を備えている（この数は限定されていない）。減衰フィルタリングは横型であ り、受信時の減衰フィルタリングには回帰性がある。

ｊｌＥ１図に示された減衰モデエールは、ＥＰ−Ａ−０３１６２３２書類の図８ −に示された減衰モダ１−ルと同様、ｔ−Ｔの時間の映像に適用される読取／書 込メモリ２４２を備えている（ただし、Ｔは偶数または奇数のフレームの繰返期 間、すなわち、ヨーロッパ規格の場合には４０ｍ５）。メモリ２４２の後段には デジタル・フィルタ２２４が接続されており、フィルタ２２４が連続する二つの 時間面において画素から画素への対応を行えるように、時刻ｔにおける画面の画 素信号（信号値は例えば輝度である）とｔ−７時間に対応する画素信号を同時に 受信する。フィルタ２２４の出力にはコミ１テータ２２６が接続されており、減 衰そデニールの出力は、フィルタ２２４の出力Ｓ１１或はフィルタ２２４の処理 期間に対応する遅延を伴ってエンコーダの出力信号を出力するタイムエレメント ２２９の出力Ｓ、に接続される。コミ１テータ２２６は、エンコーダからの動き データ２２８によりて制御される。

これまでに記述した構成は、ＥＰ−＾−０３１６２３２書類に定義された構成に 類似している。但し、本発明に基づくフィルタ２２４は、具なる空間周波数に対 応する、少な（とも二つの分岐と、翼なる減衰係数を備えている。それぞれの分 岐は、一方がエンコーダからの直接信号を、もう一方が遅延信号を受信するが、 空間スペクトルの部分については、ニラの分岐とも同じという訳ではない。

それぞれの分岐の構成は、ＥＰ−Ａ−０３１６２３２書類に記述された構成に類 似している。例えば、上部の分岐については、（ｘ、ｙ）点に対する放送値ｆ＋ ｔ（ｘ、７．ｔ）は、次の関係式により、同じ点ｓａ＜ｘ、ｙ、ｔ）と夏。

（ｘ、ｙ、ｔ−Ｔ）に対する初期値に関係付けられるように、減衰される。

１＋ｔ（ｘ、Ｆ＋ｔ）−＠ａ＋Ｉｅ（Ｘ＋Ｆ＋ｉ）＋ａ＋＋Ｉ＊（Ｘ、７＋！− Ｔ）減衰フィルタ２２４の下部分岐は、上部のものと同じ構成をしているが、時 間フィルタリング係数がａ。およびａｌｌと翼なっており、送信値１ｔ（Ｘ、ｙ 、ｔ）は次の時間減衰関係式によって初期値に関係付けられる。

Ｉｔｔ（ｘ、Ｆ＋　ｔ）−ａｅｓｌｓ（Ｘ＋　Ｆ＋　ｔ）＋Ｉ＋５ｌｓ（Ｘ、３ １．ｔ−Ｔ）フィルタは、入力信号ｔｏ（ｘ＋　３’＋　ｔ）とＩ＊Ｃｘ、ｙ、 ｙ−７）のエネルギーを、最初の分岐に適用される（座標Ｘ＋Ｙの）処理する画 素の近くのスペクトル低周波数に対応する部分と、二つ目の分岐に適用されるス ペクトルの高周波数に対応する部分に分割するため、さらに二つのセレクタ２３ １．および２３１１を備えている。セレクタ２３１．は、ソースと同位相の時刻 ｔにおける信号を処理し、セレクタ２３１＋はメモリ２４２から出力される時間 Ｔだけ遅延した遅延信号を処理する。

低周波数フィルタリングの実施が容易であるため、セレクタ２３１．および２３ １、の各々には、さらに低周波部分を直接提供する空間フィルタと、処理すべき 信号と空間フィルタの出力を適用する減算器が装備されている。箪２図は、この ようなセレクタ２３１．の構成を示している。空間フィルタ２４７は、出力端２ ４８から低周波信号を直接発信する。高周波信号は、減算器２５０から発信され る。

各種のタイプの空間フィルタを使用することができる。各空間フィルタ２４７は 、従来の方法でマルチプライヤと減算器から構成され、フィルタリングが行われ る近くに対応する容量を持つ直列メモリ２５２および２５４（例えば、連続する ３本のラインのそれぞれについて、三つの画素）を仲介して、直接入力データと 遅延入力データを受信する。第３１ｉ１１は、利用の可能なフィルタリング方法 を示している。３Ｘ３［１素の各輝度に対し、当該画素に対しては重みづけ係数 ４、最も近くにある四つの画素に対しては２、遠い画素に対してはｌを適用する 。

フィルタ２２４の分岐の係数３は、大きく変化することがありｓ　ａ　＊＋／　 ”　６ｍの関係は、取分け、空間フィルタのセレクタの特徴に基づいて選択され る。

実際上、減衰は、低周波部分については０から６６８．高周波数部分については ４から１０ｄＢとなる。例えば、８値をそれぞれ３ｄＢと６ｄＢとした場合、係 数は次のようになる。

３□　諏　０．８５ 畠　＋＋＝０．１５ 自。露　０．７５ ａ、、　ｍ　０．　２５ 二つの分岐の出力信号は、まず、デジタル積算ｍ２５５の各分岐に加算され、該 加算結果が、フィルタ２２４の出力Ｓ＋を形成するデジタル積算器２５６に入力 される。

本発明の付属的な長所は、空間フィルタが必要な移転を行うているため、低い時 間活動を有するシーケンスの始まりと終わりを翼なる方法で処理する必要がない ということである。

コミ１テータ２２６の回路は、ＥＰ−Ａ−０３１６２３２書類に既述の構成とす ることができる。

ＨＤ受信機に設けられる増大モデエール２３０は、減衰モデエールが第１図の構 成の場合には、第４図に示す構成をとる。

増大モデエール２３０は、完べきな回帰型であり、受信回路と復調回路からの入 力信号を、直接的に或はコミ、データ２３６の出力による再供給を受ける画像メ モリ２４６を仲介して、受信する。このフィルタには、ｚａｔｅと２３１１の同 じセレクタが装備され、減衰フィルタ２２４と同じ２分岐構成となっているが、 時間重みづけ係数は次の通りである。

ｂ、　−１／Ｉ＠ｌ　ｂｅｓ　−１／ａｓｓｂ１１　＝　１−ｂｓ＋　ｌ）＋ｓ 　−１−ｂｅｓ但し、ａは、画像サンプリング周波数ｆ【に対する減衰値である 。すなわち、本実施例の場合には、ｆｔ　＝　（５０／４）Ｈｚである。

システムの補足的構成要素、取分け、コミ１テータ２３６は、ＥＰ−Ａ−０３１ ６２３２３書類に既述のものとすることができる。コ！１テータは、処理済み信 号、或はエレメント２６０によって遅延した直接信号を、デコーダに発信する。

本発明の実施例には、多数の代案が考えられる。取分け、本発明は、減衰フィル ターの時間オープニングにかかわらず適用が可能である。区間活動の決定に隣接 する領域は、上述の領域とは翼なることがある。最後に、本発明は、１９８８年 ６月１６日付けのフランス特許の申請Ｎｏ、８８　０８０９６に解説された両立 性のある画像改善ブクセスと組み合わせて使用することがてきる。

国際調査報告 国際調査報告 ＦＲ９０００５２７ ＳＡ　３９０００

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．画像信号のスペクトル帯域より容量の小さな送信チャンネルにより高品位テ レビジョン画像を放送する方法であり、送信の際に、画像のサブサンプリングが ｎ個（ｎは１より大きい整数である）の連続するフレームにわたり空間的データ を配分し、さらに、高品位符号化後でかつ送信前のｆ■／ｎ（ｆ■は分析フレー ム周波数）に近接した領域におけるエネルギー時間減衰フィルタリングを行い、 受信の際に、高品位符号解読前の減衰に対応する補間フィルタリングと時間増大 フィルタリングを行い、画像の時間減衰度を地域の空間活動に適応した値とする ことを特徴とする高品位テレビジョン画像を放送する方法。
2. ２．減少されたスペクトル・エネルギーを有する映像区域におけるより、高いス ペクトル・エネルギーを有する区域において、減衰及び増大時の値をより大きく することを特徴とする、請求項１記載の高品位テレビジョン画像を放送する方法 。
3. ３．減衰期間に、映像が各画素の近くの空間活動の決定を受け、総和前に、この 決定に由来する低周波映像と高周波エネルギーが係数の異なる時間減衰フィルタ リングを受けることを特徴とする、請求項１記載の高品位テレビジョン画像を放 送する方法。
4. ４．決定が、空間低周波フィルタリングと、総エネルギーから低周波エネルギー を引き算することによって行われることを特徴とする、請求項３に記載の高品位 テレビジョン画像を放送する方法。
5. ５．低周波フィルタリングが、画素に隣接する連続した５本のラインの５個の画 素について行われることを特徴とする、請求項４に記載の高品位テレビジョン画 像を放送する方法。
6. ６．減衰後、ある座標（ｘ，ｙ）に対応し、時刻ｔに発信された値Ｉｔ（ｘ，ｙ ，ｔ）が、同座標における、時刻ｔの初期値Ｉ■に次の関係式によって関係付け られるように時間減衰フィルタリングが行われ、Ｉｔ（ｘ，ｙ， ｔ）＝ａ■Ｉ■（ｘ， ｙ，ｔ）＋ａ−１Ｉ■（ｘ，ｙ， ｔ−Ｔ） 但し、 Ｔは画像の繰返期間であり、 ａ■＝（１＋ａ）／２ ａ−１＝（１−ａ）／２ ａは、ｆ■／ｎの周波数に対して予め定められた減衰であり、ｎは時間開口に対 応するフレームの数であり、 また、Ｉｒ（ｘ，ｙ，ｙ）値が送信値 うに増大され、 Ｉｔに次の関係式によって関係付けられるよＩｒ（ｘ，ｙ，ｔ）＝ｂ■Ｉｔ（ｘ ，ｙ，ｔ）＋ｂ−１Ｉｒ（ｘ，ｙ，ｔ−Ｔ）但し、ｂ■＝１／ａ■及びｂ−１＝ １／ｂ■であり、ａが高周波エネルギーと空間低周波エネルギーに対する異なる 値であることを特徴とする、請求項１記載の高品位テレビジョン画像を放送する 方法。
7. ７．減衰ａが、低周波エネルギーについては０から６ｄＢ、高周波エネルギーに ついては１から１０ｄＢの間の値であることを特徴とする請求項５記載の高品位 テレビジョン画像を放送する方法。
8. ８．高品位送信機と受信機から構成され、送信機が高品位エンコーダと送信変調 器の間に時間衰退モデュールを備え、受信機が変調器と高品位デコーダの間に時 間増大モデュールを備えていることを特徴とし、それぞれのモデュールには、異 なるスペクトル周波数に対応する、少なくとも二つの分岐と、その分岐の間にエ ネルギー配分セレクタ（２３１■、２３１１）が装備され、セレクタ数はフレー ム数に対応し、減衰と増大が行われる時間開口を示している、請求項１記載の方 法を実施するための高品位テレビジョン画像の放送システム。
9. ９．増大モデュールが少なくとも異なるスペクトル周波数に対応する二つの分岐 と、その分岐の間に、増大が行われる時間開口に対応する数のエネルギー配分セ レクタ、及びデジタル積算器を備え、各チャンネルがそれぞれのセレクタの出力 を受信し、増大係数によって倍増するマルチプライヤと積算器から構成されてい ることを特徴とし、空間高周波の方が係数がより小さい、請求項１記載の方法、 受信回路、変調回路、時間増大モデュール、高品位デコーダにより送信される高 品位デレビジョン・プログラムの受信機。