(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ型画像又はフィルム型画像によって構成されたフレームのシーケンスに対応するディジタル入力信号の符号化装置であって、前記フィルム型画像が、所定の比率だけ前記ビデオ型画像より下の周波数を有する原フィルム型画像から生成され、二つの飛び越し走査されたフィールドに分離されて、さらに所定のパターンに従って二重にされたフィールドを導入することによって、前記ビデオ型画像と同一周波数に変換された画像であり、
前記ディジタル入力信号を符号化する第１手段であって、前記ビデオ型画像を処理する第１動作モード及び前記フィルム型画像を処理する第２動作モードを有する第１手段と、
前記フィルム型画像のシーケンスを検出するために、前記二重にされたフィールドの前記パターンを前記ディジタル入力信号から検出する第２手段であって、ａ）前記パターンが検出できる程度に十分長いフレームのシーケンスを格納する画像メモリと、ｂ）前記画像メモリに接続され、前記画像メモリに格納された前記フレームのシーケンスをなすフィールド間の比較により、該シーケンス内の前記二重にされたフィールドの前記パターンを検出する比較器とを具える第２手段と、
前記フィルム型画像のシーケンスが前記第２手段によって検出された場合、前記第１手段を前記第１動作モードから前記第２動作モードに切り替える第３手段とを具え、
前記第１手段が、
符号化に先立って前記フィルム型画像のシーケンスを前記原フィルム型画像の前記周波数と一致する周波数に再変換するように、該第１手段が前記第２動作モードに切り替わったときに、前記第２手段が検出した前記フィルム型画像のシーケンス内の前記二重にされたフィールドを消去することにより、前記ディジタル入力信号の逆周波数変換を行う前処理段を具え、
前記第１手段が、
予め設定された長さと一定の周波数とを有するフレーム群ごとにのみ符号化を許可する制約を有するＭＰＥＧタイプの符号器を含み、
前記第２手段が、
前記ＭＰＥＧタイプの符号器によって課せられた前記制約内において、前記第１手段が前記第２動作モードに切り替わり前記逆周波数変換が行われる際のフレームが１つのフレーム群の最初のフレームと一致するように、現在のフレームに対して逆周波数変換が許可されるか否かを確認して、前記第３手段が前記第１手段を前記第２動作モードに切り替えて前記前処理段を作動させるときを制御する制御回路を更に具えることを特徴とするディジタル信号の符号化装置。
【請求項２】
ビデオ型画像又はフィルム型画像によって構成されたフレームのシーケンスに対応するディジタル入力信号の符号化装置であって、前記フィルム型画像が、所定の比率だけ前記ビデオ型画像より下の周波数を有する原フィルム型画像から生成され、二つの飛び越し走査されたフィールドに分離されて、さらに所定のパターンに従って二重にされたフィールドを導入することによって、前記ビデオ型画像と同一周波数に変換された画像であり、
前記ディジタル入力信号を符号化する第１手段であって、前記ビデオ型画像を処理する第１動作モード及び前記フィルム型画像を処理する第２動作モードを有する第１手段と、
前記フィルム型画像のシーケンスを検出するために、前記二重にされたフィールドの前記パターンを前記ディジタル入力信号から検出する第２手段であって、ａ）前記パターンが検出できる程度に十分長いフレームのシーケンスを格納する画像メモリと、ｂ）前記画像メモリに接続され、前記画像メモリに格納された前記フレームのシーケンスをなすフィールド間の比較により、該シーケンス内の前記二重にされたフィールドの前記フィルム型画像のパターンを検出する比較器とを具える第２手段と、
前記フィルム型画像のシーケンスが前記第２手段によって検出された場合、前記第１手段を前記第１動作モードから前記第２動作モードに切り替える第３手段と、
前記第３手段に接続され、前記第２手段により前記パターンが検出された前記フレームのシーケンスについて、前記二重にされたフィールド以外の少なくとも２つのフィールド間の動きを検出して、動きが検出されないときに前記第１手段が前記第２動作モードに切り替わるのを防止する動き検出回路とを具え、
前記第１手段が、
符号化に先立って前記フィルム型画像のシーケンスを前記原フィルム型画像の前記周波数と一致する周波数に再変換するように、該第１手段が前記第２動作モードに切り替わったときに、前記第２手段が検出した前記フィルム型画像のシーケンス内の前記二重にされたフィールドを消去することにより、前記ディジタル入力信号の逆周波数変換を行う前処理段を具えることを特徴とするディジタル信号の符号化装置。
【請求項３】
ビデオ型画像又はフィルム型画像によって構成されたフレームのシーケンスに対応するディジタル入力信号の符号化装置であって、前記フィルム型画像が、所定の比率だけ前記ビデオ型画像より下の周波数を有する原フィルム型画像から生成され、二つの飛び越し走査されたフィールドに分離されて、さらに所定のパターンに従って二重にされたフィールドを導入することによって、前記ビデオ型画像と同一周波数に変換された画像であり、
前記ディジタル入力信号を符号化する第１手段であって、前記ビデオ型画像を処理する第１動作モード及び前記フィルム型画像を処理する第２動作モードを有する第１手段と、
前記フィルム型画像のシーケンスを検出するために、前記二重にされたフィールドの前記パターンを前記ディジタル入力信号から検出する第２手段であって、ａ）前記パターンが検出できる程度に十分長いフレームのシーケンスを格納する画像メモリと、ｂ）前記画像メモリに接続され、前記画像メモリに格納された前記フレームのシーケンスをなすフィールド間の比較により、該シーケンス内の前記二重にされたフィールドの前記フィルム型画像のパターンを検出する比較器とを具える第２手段と、
前記フィルム型画像のシーケンスが前記第２手段によって検出された場合、前記第１手段を前記第１動作モードから前記第２動作モードに切り替える第３手段とを具え、
前記第１手段が、
符号化に先立って前記フィルム型画像のシーケンスを前記原フィルム型画像の前記周波数と一致する周波数に再変換するように、該第１手段が前記第２動作モードに切り替わったときに、前記第２手段が検出した前記フィルム型画像のシーケンス内の前記二重にされたフィールドを消去することにより、前記ディジタル入力信号の逆周波数変換を行う前処理段
を具え、
前記前処理段が、前記第１手段が前記第２動作モードにある場合、前記画像メモリ内のフィールドのうち、前記原フィルム型画像のフィールドに対応する位置の飛び越し走査されたフィールドのみを、一定の時間間隔で前記画像メモリから読み出す読出し回路を具えることを特徴とするディジタル信号の符号化装置。
【請求項４】
ビデオ型画像のシーケンス及びフィルム型画像のシーケンスを具えるフレームシーケンスであって、該フレームシーケンス中に含まれるフレームの周波数の指示子を含むフレームシーケンスに対応する、請求項１から３いずれか１項記載の符号化装置によって符号化された信号を復号する信号復号装置であって、
前記フレームシーケンスを復元するモジュールと、
符号化された信号のストリームから前記フレームシーケンスの前記周波数の指示子を読み出す手段と、
読み出した前記周波数の指示子に応答して、前記フレームシーケンスを復元するモジュールを、第１動作モードと第２動作モードとの間で切り替える手段とを具え、
前記フレームシーケンスを復元するモジュールが、二重にされたフィールドを追加することによって、前記第２動作モードにおいてのみ、復号された前記フィルム型画像の周波数を前記ビデオ型画像の周波数に変換する段を具えることを特徴とする信号復号装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ビデオ型画像<video-type images>又はフィルム型<film-type>画像によって構成されたフレームのシーケンスに対応するディジタル入力信号の符号化装置に関する。
【０００２】
このような装置は、動画<animated images> を伝送するという分野、特に60Hzの周波数で運用されるテレビジョン・システムにおいて重要な適用分野が見出され、それはMPEG<Moving Picture Expert Group> 標準（これの重要な特徴については後述する）に合致するディジタル信号を符号化するのに特に適している。
【０００３】
【従来の技術】
上述のタイプの符号化装置は米国特許第 5,027,206号に記載されている。それは本出願の考察する目的とは究極的には異なる目的を記載しているが、この文献が開示しているのは、それによって符号化装置の動作条件が画像の型の関数として調整できるところの原理である。高規格<high-definition> テレビジョン画像とそれより低規格のテレビジョン画像との両立的な<compatible>受信に関する茲に記載の装置は、画像がビデオ型であるかフィルム型であるかに従ってしきい値と動作範囲とが変わる動き評価器を含み、その主要な目的は、より低価格の符号化及び復号システムを得ることである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の１番目の目的は、画像の型を表す信号を符号化器に更によく適合させるという観点から、画像の型に従って異なる種類の変形を使用する符号化装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的のために、冒頭に記載の本発明による符号化装置は、前記ディジタル入力信号を符号化し、前記ビデオ型画像を処理する第１動作モード及び前記フィルム型画像を処理する第２動作モードを有する第１手段と、前記フィルム型画像のシーケンスを検出するために、前記二重にされたフィールドのパターンによって形成された特性サインを前記ディジタル入力信号から検出し、ａ）前記パターンが検出できる程度に十分長いフレームのシーケンスを格納する画像メモリと、ｂ）前記画像メモリに接続され、前記画像メモリに格納された前記フレームのシーケンスのフィルム型画像のパターンを検出する比較器とを具える第２手段と、前記フィルム型画像のシーケンスが前記第２手段によって検出された場合、前記第１手段を前記第１動作モードから前記第２動作モードに切り替える第３手段とを具える。
【０００６】
従って、フレーム・シーケンスのフィルム型であるか又はビデオ型であるかという性格は、２つの場合のうちの一方で前処理操作の対象になることにより、それらが符号化される前に検出される。
【０００７】
本発明のもう１つの目的は、前記フィルム型画像が、所定の比率だけ前記ビデオ型画像より下の周波数を有する原フィルム画像から生成され、二つの飛び越し走査されたフィールドに分離されて二重にされたフィールドを導入することによって前記ビデオ型画像と同一周波数に変換されるという状況に適合することが特に可能であるような符号化装置を提供することである。
【０００８】
この目的のために、本発明による符号化装置は、上記特性サインが、フレームのシーケンス中のこれら二重にされたフィールドにより形成されるパターンであること、及び、かかるパターンの検出に応じて第２動作モード中の前処理動作が、導入された上記の二重にされたフィールドを符号化動作の前に消去することにより、逆周波数変換を実現する動作であることを特徴とする。
【０００９】
周波数に対し、及びビデオ型画像の飛び越し走査配置に対し、原フィルム型画像を適合させるために、原フィルム型画像の前処理は、情報には何らの寄与もしないデータの追加を、符号化すべき対応の信号中に導入し、これら追加データの無用な符号化は、続いて復元されるフレームの品質の悪化に貢献する。この不都合は、フィルム型画像があるときに、符号化動作に先立ってこれら追加データを消去する上述の符号化装置によって、未然に防ぐことができる。
【００１０】
本発明による符号化装置の１つの特定の実施例では、前記フィルム型画像のシーケンスを検出するために、前記二重にされたフィールドのパターンによって形成された特性サインを前記ディジタル入力信号から検出し、ａ）前記パターンが検出できる程度に十分長いフレームのシーケンスを格納する画像メモリと、ｂ）前記画像メモリに接続され、前記画像メモリに格納された前記フレームのシーケンスのフィルム型画像のパターンを検出する比較器とを具える。
【００１１】
この実施例は、テレビジョン・システムが60Hzの周波数で運用されている米国や日本のような国、すなわち画像周波数が１秒当たり30の飛び越し走査されたフレームの国では特に有利である。原フィルム型フレームが１秒当たり24の連続フレームで生成されるのだから、フィルム型画像のシーケンスをテレビジョンで可視化するために、5/4 の比率で周波数変換を実行することが必要である。「3:2プルダウン」と呼ばれる現在使用される技術が、以下に説明される。これは５個の飛び越し走査されたフレームを創造することから成り、それは、４個の原フィルム型フレームのシーケンスに基づき、これらのフレームの各々を２つに分割して２つの奇フィールドと２つの偶フィールドとを形成することにより、又こうして得られた８個のフィールドのうちの２個を二重にすることにより、テレビジョンで可視化する<visualize> ことのできるものである。それが、本発明の範囲内で消去されるべき冗長な情報を構成するところの、二重にされることにより得られたこれら２つの追加フィールドである。
【００１２】
本発明による好適実施例の１つでは、前記第１手段が、予め設定された長さのフレーム群ごとにのみ符号化を許可する制約を有するＭＰＥＧタイプであり、前記第２手段が、前記第１手段によって課せられた制約内の現在のフレームに対して逆周波数変換が許可されるか否かを確認して、前記前処理を行う段を作動させるときを制御する制御回路を更に具える。
【００１３】
更に、前記第３手段に接続され、フィルムのパターンを構成しないフレームのシーケンスのフィールド間の動きを検出して、動きが検出されないときに前記第２動作モードに切り替わるのを防止する動き検出回路を具える。
【００１４】
事実、極めて短い時間の間におけるあまりに多数の切り換え動作を避けることは必要であり、固定フレーム・シーケンスに対し動作モードを変更することは特に無用である。
【００１５】
本発明による好適実施例の１つでは、前処理段が、原フィルム型画像に対応する飛び越し走査されたフィールドのみを、一定の時間間隔で前記画像メモリから読み出す読出し回路を具える。
【００１６】
従って、フィルム型画像のシーケンスの冗長なフィールドは、読み出し中に消去されてMPEG符号器には与えられず、それ故にMPEG符号器は30Hzでビデオ型画像シーケンスを、また24Hzでフィルム型画像シーケンスを、交互に受信する。
【００１７】
本発明はまた、ビデオ型画像シーケンス及びフィルム型画像シーケンスを具えるフレームシーケンスに対応する既に符号化された信号を復号する信号復号装置であって、
前記フレームシーケンスを復元するモジュールと、
符号化された信号のストリームからフレームのシーケンスの周波数を読み出す手段と、
前記周波数の読出しに応答して、第１動作モードから第２動作モードに切り替えて前記フレームシーケンスを復元する手段とを具え、
前記フレームシーケンスを復元する手段が、二重にされたフィールドを追加することによって、前記第２動作においてのみ、復号されたフィルム型画像の周波数をビデオ型画像の周波数に変換する段を具えることを特徴とする信号復号装置にも関する。
【００１８】
【実施例】
本発明のこれらの態様及び他の態様は以下に述べる実施例の説明から明らかになるであろう。
【００１９】
図１に示す符号化装置は、入力信号を符号化する手段11、一連の入力信号からフィルム型の画像シーケンスを検出する手段12、及びこの検出に応じて符号化手段11の１番目の動作モードから２番目の動作モードへ切り換える手段13を有する。更に詳しく云えば検出手段12は、あるフィルム型の画像シーケンスの少なくとも１つの特性サイン<characteristic sign> をマークする回路を有する。符号化手段11は符号化すべき信号を前処理するための段14を有し、該段は２番目の動作モードでのみ能動化し、またフレームを圧縮する回路15を有する。
【００２０】
例えば米国や日本では、１秒当たり24の連続<sequntial> フレームの周波数を持つ原フィルム型画像が、１秒当たり30の飛び越し走査される<interlaced>フレームの周波数を持つビデオ型画像と交互に起きるときは、フィルム型画像の構造をビデオ型画像に整列させるのに「3:2 プルダウン」技術を用い、それについては図２によって更に詳細に説明される。
【００２１】
「3:2 プルダウン」技術では、１秒当たり24の連続フレームの原シーケンスが１秒当たり30の飛び越し走査されるフレーム(30Hz)のシーケンスに変換できる。この２つのレート間の比は5:4 である、すなわち４個の原フィルム型画像はテレビジョンで生成されることのできる５個のフレームに変換されなければならない。これは周期的な変換であってその各周期は４個の原フィルム型画像を含む。その原理が４個の原フィルム型画像A,B,C,D によって説明される。それらの各々から２つの奇<odd> フィールドと２つの偶<even>フィールドAiとAp, BiとBp, CiとCp, 及びDiとDpが形成され、それは奇フィールドが原フレームの奇ラインで形成され、偶フィールドが原フレームの偶ラインで形成されるものである。続いて、30Hzの周波数でのフレームの新しいシーケンスが、これら８個のフィールドのうちの２個Ai及びCpを繰り返し、AiとAp, AiとBp, BiとCp, CiとCp, 及びDiとDpに再グループ化されることにより形成されて、F1からF5までの５個のフレームが形成される。このフレーム・シーケンスはフィルム・パターンといわれるパターンを示す：それはフレームF1の最初のフィールドがフレームF2の最初のフィールドに等しく、フレームF3の２番目のフィールドがフレームF4の２番目のフィールドに等しい。フレーム・タイプと呼ばれるこれらの記号F1ないしF5は、この説明中では、変換周期に関するフィルム型画像の位置を示すものとして用いられる。
【００２２】
一連の入って来る信号中のフィルム型画像のシーケンスを検出するために探索される特性サインを構成するのはこのパターンであり、当面する前処理演算が２個の補充フィールドAi及びCpを符号化演算の前に消去するために実行され、該補充フィールドは冗長な情報を構成する。
【００２３】
こうして、１番目のフレームの最初のフィールドと２番目のフレームの最初のフィールドとを比較し、３番目のフレームの２番目のフィールドと４番目のフレームの２番目のフィールドとを比較することにより、フィルム・パターンはフレームのシーケンス中で同定される。従って少なくとも４個のフレームを含むこれらの比較のために探索窓<search window> を用いることが必要である。１フレーム・シーケンス中のフィルム・パターンを同定するためのこの探索窓の置き換えは幾つかの案<scheme>に従って実行できる。最初の可能な案はフレーム内部のフレームの置き換えである。次の案は例えば４個のフレームの群ごとの置き換えである。この説明中では最初の案を用いることにする。
【００２４】
この説明を続ける前に、MPEG（Moving Picture Expert Group - 動画エキスパート・グループ）標準の特性原理を思い出すことが必要であろうと思われる。それは本発明による符号化装置の好適実施例が、或る数の制約を課するこの標準に適合するからである。
【００２５】
標準化グループMPEGにより近年開発された MPEG1標準はその目的が、ディジタル形に変換された動画フレーム<animated frames> 及び付随する可聴データを圧縮する効率的な方法を提案することである。茲にその詳細を説明しない幾つかの技術に基づくこの符号化標準は特に、動画フレームのシーケンス中の時間的冗長さの減少をもたらすもので、それにはこのフレーム・シーケンスのフレームとそれに先行又は後続するフレームとの間に存在するであろう類似性を利用する。
【００２６】
更に詳しく云えば、フレームは関連の符号化モードに従って３つの異なるカテゴリーに属するであろう。フレームＩ（内部符号化）は他のフレームとは独立に符号化される、フレームＰ（予見符号化）はＩカテゴリー又はＰカテゴリーの先行フレーム又は後続フレームに基づいて一方向の動き補償により予見される、そしてフレームＢ（双方向予見符号化）はＩカテゴリー又はＰカテゴリーの前のフレーム又は後のフレームに基づいて双方向の動き補償により予見される。幾つかのフレームがGOP(Group Of Pictures)と呼ばれる１フレーム群を構成し、その内部では符号化の目的のためにフレームは復号器がそれらを必要とする順序で位置している（つまり、フレームＢは予見に使われる次のフレームの前には復号できない、従って符号化についてもその順に置いてある）。フレームは復号過程の開始時にその自然の順序に復帰する。各 GOPの初頭はこのGOP の特性を含むヘッダーを持つ。GOP 内部の異なるカテゴリーのフレームの分布は一般的に（しかし義務付けられたものではなく）次の規約に基づく。ランダムアクセスとチャネル切替えを許容するには各GOP は自立していなければならない、すなわち他のGOP とは独立に符号化されることが可能でなければならない。GOP の最初のフレームはフレームＢで、２番目のフレームはフレームＩであり、それは、最初に符号化されるフレームはフレームＩであってその結果 GOPの初頭はそれに先行するものと独立であることを意味する。同様に GOPの最後のフレームはカテゴリーＩ又はＰであり、従って GOPの終わりはその後に続くものとは独立である。最後に、フレームの継続は一般に周期的である：あるフレームＰと次のカテゴリーＰ又はＩのフレームとの距離はパラメタＭを用いて固定することができ、パラメタＮはGOPに含まれるフレームの最大数を示す。実際には、他のフレームと独立に符号化されるフレームＩは情報に関し費用が掛かり、従ってその使用は限定される。以下に述べる実施例では、これらの規約が尊重され、GOP 当たりのフレームＩの数は１に制限される。最後に、幾つかのGOP がシーケンスの開始とシーケンスの特性を示す指示子を有するヘッダーを含むシーケンスに再グループ化される。特に、それはシーケンス中に含まれるフレームの周波数を有する。このことは、符号化されるべきフレームの周波数が変わる毎に新しいシーケンスが、すなわち新しいGOP がスタートしなければならない、ということを意味する。
【００２７】
図３は、パラメタＭ及びＮがそれぞれ２及び12に等しいように選ばれている場合の、GOP の構成の一例を示す。これらの条件下で且つ前節に記載の制約を考慮に入れて、６個のGOP のフォーマットが可能である。これら６個のフォーマット(GOP1 から GOP6)は１番目のフレームB1を用いて表される。GOP1は２個のフレームB1及びI2を含む；GOP2は４個のフレームB1, I2, B3及びP4を含む；GOP3はB1からP4までとこれに続くB5及びP6の６個のフレームを含む；GOP4はB1からP6までとこれに続くB7及びP8の８個のフレームを含む；GOP5はB1からP8までとこれに続くB9及びP10 の10個のフレームを含む；GOP6はB1からP10 までとこれに続くB11 及びP12 の12個のフレームを含む。これらのGOP の各々の最初のフレームはフレームＢ(B1)であり、２番目のフレームはフレームＩ(I2)であり、また最後のフレームはフレームＩ(I2)であるか又はフレームＰ(P4,P6,P8,P10,P12)である。フレームＰとフレームＰ又はフレームＩとの間の距離は２である。
【００２８】
図４は、パラメタＭ及びＮがそれぞれ３及び12に等しいように選ばれている場合の、GOP の構成の一例である。これらの条件下で且つ前に記載の制約を考慮に入れて、４個のGOP のフォーマットが可能である。これら４個のフォーマット(GOP1 から GOP4)は１番目のフレームB1を用いて表される。GOP1は３個のフレームB1, B2及びI3を含む；GOP2は６個のフレームB1, B2, I3, B4,B5 及びP6を含む；GOP3はB1からP6までとこれに続くB7, B8及びP9の９個のフレームを含む；GOP4はB1からP9までとこれに続くB10, B11及びP12 の12個のフレームを含む。これらのGOP の各々の最初のフレーム及び２番目のフレームはフレームＢ (B1及びB2) であり、３番目のフレームはフレームＩ(I3)であり、また最後のフレームはフレームＩ(I3)であるか又はフレームＰ (P6,P9,P12)である。フレームＰとフレームＰ又はフレームＩとの間の距離は３である。
【００２９】
これからは図３に示す場合について話を進める、すなわちパラメタＭ及びＮがそれぞれ２及び12に等しい場合である。
【００３０】
既に述べたように、図１中に示される前処理段14は、「3:2 プルダウン」技術を用いて先ず最初に30Hzに変換されているフィルム型画像の全シーケンス中に含まれる冗長な情報を、符号化に先立って消去する。フィルム型フレームとして検出されたフレームは、フレーム圧縮のためにモジュール15の入力に与えられる前に元の周波数24Hzに再変換される。するとモジュール15で受信するデータの流れの中で周波数の変更が生成される。この周波数の変更はシーケンスの変更と一致しなければならない、従ってGOP の変更と一致しなければならない。前節で説明した通り、GOP は常にフレームＢでスタートする。従って周波数の変更は、後に図６ないし図８で詳細に説明するように任意の瞬間に起きるかも知れない。符号化されるべきフレーム・シーケンス中のフィルム・パターンをそれと識別することは、フレーム・シーケンス中のフィルム型画像の検出とははっきり区別しなければならず、それはGOP の変更が可能であるときにのみ実現する。
【００３１】
上述のようにフィルム型画像のシーケンス中のフィルム・パターンをそれと識別するには、少なくとも４個のフレームを含む探索窓を使用することが必要である。図５は、同じフレーム・シーケンスについて、４フレームしか含まない探索窓では入って来るフレームの型の変更を検出しないこと、及び５フレームを含む探索窓ではそれを検出することを説明している。入って来るフレームの流れは６個のフィルム型画像で構成され、その最初のフレームはF5タイプのフレームＢであり、それに続くフレームはF1ないしF5タイプのフレームである。探索窓が４個のフレームを有するときは、１番目のポジションW1ではそれは最初のタイプF5のフレームとそれに続くタイプF1ないしF3のフレームを含む。従ってフィルム・パターンは同定されない。２番目のポジションW2ではそれはタイプF1ないしF4のフレームを含み、そのときにはフィルム・パターン（この場合T1＝T3及びT6＝T8）は同定される。しかし、タイプF1のフレームはフレームＰであり、従って新しいGOP をスタートすることはできない。こうして、このフレーム・シーケンスはビデオ型画像のシーケンスとして検出されるであろう。対照的に探索窓が５個のフレームを有するときは、１番目のポジションW1ではそれは最初のタイプF5のフレームとそれに続くタイプF1ないしF4のフレームを含む。従ってフィルム・パターン (この場合T3＝T5及びT8＝T10)は同定され、最初のフレームはフレームＢであるからGOP を変更することができる。こうして、該フレーム・シーケンスはフィルム型画像のシーケンスとして検出される。もし最初のタイプF1のフレームがフレームＢであったならば、フレーム・シーケンスは両方の場合共フィルム型画像のシーケンスとして検出されていたであろう、ということに注意しなければならない。つまり、もし窓が５フレームを有しているならば、それはポジションW2ではタイプF1ないしF5のフレームを含んでいる。従ってそのときT1＝T3及びT6＝T8に対応するフィルム・パターンは同定される；最初のフレームがフレームＢであるからGOP の変更が可能である。
【００３２】
４フレームの探索窓では、フィルム型画像のシーケンスの通過の検出は、こうしてフレームＢに一致する筈のタイプF1のフレームにおいてのみ実現できる。５フレームの探索窓では、これはフレームＢに一致するタイプF1のフレーム及びタイプF5のフレームにおいて実現できる。従って検出の程度が上がる。探索窓中のフレーム数が増加すればメモリの規模の増大と更に複雑な演算とが必然になる。それは検出機能と演算の複雑さとの最もよい妥協の問題である。
【００３３】
４フレームの探索窓の場合のフィルム型画像のシーケンスの不検出の危険を以下に評価する。２つの場合が起こり得る：ビデオ型画像の２つのシーケンスの間に孤立しているフィルム型画像の長いシーケンスのスタートの不検出とフィルム型画像の短いシーケンスのスタートの不検出とである。図６では最初の場合を説明する。これは、最初にビデオ型画像Ｖを有し、それに続いてタイプFj（ｊは１から５までを変動する整数）のフィルム型画像列を有するフレーム・シーケンスを示す。このフィルム型画像のシーケンスはタイプF2のフレームでスタートする。探索窓が１番目のポジションW1にあるとき、それは最初のビデオ型画像Ｖを含み、これに続いてタイプF2ないしF4の３つのフィルム型画像を含む。対応するフレーム・シーケンスはタイプF1のフレームを含まない。フィルム・パターンは同定できないし、シーケンスのフレームのフィルム型は検出されない。探索窓がポジションW2にあるとき、それはタイプF1ないしF4の４つのフィルム型画像を含み、パターンは同定される。しかしタイプF1のフレームがフレームＰであるから、GOP を変更することはできない。従ってこの２番目のシーケンスのフレームもまたビデオ型画像として検出される。パラメタＭが２に等しいと、タイプF1ないしF4の４つの後続フィルム型画像を含む３番目のポジションW3に探索窓があるときに、タイプF1のフレームはフレームＢである。するとGOP を変更することは可能でこれらのフレームはフィルム型フレームとして検出される。最初のF2タイプのフレームと最後のF5タイプのフレームとの間にある９個のフレームは、フィルム型画像であるがそのようには検出されない。このシナリオは、不検出の最悪の場合におけるフィルム型画像の長いシーケンスのスタートに対応する、すなわち、そのようには検出されないフィルム型画像の数が最大となる場合に対応する。
【００３４】
図７は２番目の場合を説明する。これは、最初にビデオ型画像Ｖがあり、F2タイプのフレームで始まるタイプFj（ｊは１から５までを変動する整数）のフィルム型画像列がそれに続き、更にそのフィルム型画像列の後にビデオ型画像Ｖが続くものである。探索窓のポジションW1及びW2に対応するシナリオは図６についての記述と同じである。しかし探索窓が３番目のポジションW3にあるときには、それはタイプF1ないしF3の３つのフィルム型画像しか含まず、ビデオ型画像Ｖがそれに続く。従ってフィルム・パターンは同定されず、同じくタイプF1のフレームがフレームＢであるからフィルム型画像がそのようには検出されない。12個のフィルム型画像（最初のフレームF2から最後のフレームF3まで）がビデオ型画像として検出される。このシナリオは、不検出の最悪の場合における孤立したフィルム型画像シーケンスに対応する、すなわち、不検出のシーケンスが最大長の場合に対応する。
【００３５】
孤立したフィルム型画像のシーケンス（最悪の場合４フレームの探索窓に対する12フレーム）の不検出は、フレームの品質を僅かに低下させる。しかしそれにより１つの動作モードから他のモードへの余りに頻繁な転移を避けることが許容される。フィルム型画像の長いシーケンスの最初のすべてのフレーム（最悪の場合４フレームの探索窓に対する９フレーム）の不検出は不可避である。それは探索窓の規模を大きくすることにより改善できるであろうが、それにより動作の複雑さ及び所要メモリ・スペースに悪影響をもたらす。４フレームという探索窓の規模は使用される方法の機能と複雑さとの妥当な折衷であると思われる。従ってこの解が以下の記述中でも保持される。その結果は、フィルム型画像のシーケンスの通過の検出が常にタイプF1のフレームにおいて実現すること、及びフィルム型画像のGOP は４の倍数（すなわち４，８又は12）の長さを持つことである。結果的に、且つＭ＝２であるが故に、フィルム型画像のGOP は常にフレームＰで終わる。
【００３６】
これら種々の詳細説明の後で今や本発明による符号化装置の実施例の、符号化手段がMPEGタイプの符号器を有する場合について、図８により記述できるようになった。
【００３７】
入力51で受信したフレームの流れは、同時に４個のフレームを含む画像メモリ52に記憶される。これらのフィールドの番号はその受信の順序でT1からT8とする。フィールドT1, T3, T6及びT8は、可能性のあるフィルム・パターン：T1＝T3及びT6＝T8の存在を確認するために比較器53に与えられる。比較器53は、２つのメモリの内容：すなわち読み出しモードに対しメモリ54及びフレームのタイプに対しメモリ55の内容、への読み出し及び書き込みアクセスを持つ。読み出しモード・メモリ54は画像メモリ52の現時点の読み出しモード（フィルム又はビデオ）となっている（読み出しモード・メモリ54の内容が空のときはビデオ・モード）。画像メモリ55の内容は現時点のフィルム型画像のタイプ（F1, F2, F3, F4又はF5）に対応する１から５までの間の整数である。比較器53が能動化されると、動き検出回路57が、フィールドT1, T2, T4, T5, T6及びT7を比較することにより、画像メモリ52に含まれるフレームのシーケンスが動画であるか否かを確認する。同様に、動き検出回路が能動化されると、制御回路56が、以前に符号化されたフレームのカテゴリーと用いられるパラメタＭ及びＮの関数として、新しいGOP を創造できるか否かを判定する。制御回路56は読み出しモード・メモリ54とフレーム・タイプ・メモリ55とに書き込みアクセスを持つ。画像メモリ52に含まれるフレームは、読み出しモード・メモリ54に含まれる読み出しモードに従って、読み出し回路58により読み出される。フィルム・モードが関係するときは画像メモリ52の或るフィールドのみが読み出されなければならない。それらは、フレーム・タイプ・メモリ55によってそれ自身が読み出し回路58に与えられる現時点のフレームのタイプにより定まる。
【００３８】
画像メモリ52内にあるデータはどの瞬間においても探索窓にあるデータに対応している。探索窓の各ポジションに対し、図８の装置は次の動作を実行する。
【００３９】
比較器53は画像メモリ52からフィールドT1, T3, T6及びT8を読み出し、フィルム・パターン（T1＝T3及びT6＝T8）を探索する。
−  もしフィルム・パターンが同定されたら、フィールドT1及びT2はタイプF1のフィルム型画像に対応する。すると、比較器53は読み出しモード・メモリ54の内容を読み出して、前のステップで使われた読み出しモードを知る。そのとき２つの場合が生じる：
−  フィルム・モードのとき：比較器53はフレーム・タイプ・メモリ55にある値を再初期化して１にする。
−  ビデオ・モードのとき：比較器53は動き検出回路57に能動化命令を与えて、各読み出しモードの変更の前にフレームのシーケンスが有効に動画化されているか否かを確認する。
−  もしフィルム・パターンが同定されなかったら、比較器53は読み出しモード・メモリ54の内容を読み出して、前に使われた読み出しモードを知る。そのとき２つの場合が生じる：
−  ビデオ・モードのとき：何の変形も必要としない。
−  フィルム・モードのとき：比較器53はフレーム・タイプ・メモリ55の内容を読み出して、直前のフレームのタイプを知る。もしこれがタイプF5のフレームならば、これはフィルム・モードからビデオ・モードへの通過があることを表し、比較器53は新しい読み出しモードを読み出しモード・メモリ54に書き込む（フィルム型画像のシーケンスは常にフレームＰで終わるから、GOP の変更が認可されたか否かを確認する必要はない）。もし直前のフレームのタイプがタイプF5のフレームでないならば、これはフィルム型画像のシーケンスが今や存在することを意味する。フレーム・タイプ・メモリ55の内容は１だけ上げられる。
【００４０】
動き検出回路57が比較器53により能動化されると、動き検出回路57は画像メモリ52からフィールドT1, T2, T4, T5, T6及びT7を読み出す。続いてそれはフレームのシーケンスが動画化されているか否かを確認する（このためには、次の不等式のうちの１つが確認されれば十分である：T1≠T5, T1≠T7, T5≠T7, T2≠T4,T4≠T6, T2≠T6）。もしシーケンスが固定されているならば読み出しモードを変更する必要はない。従って、動き検出回路57は、シーケンスが動画化されているときに制御回路56に能動化命令を送るのみである。
【００４１】
制御回路56は、ビデオ・モードがフィルム・モードに変わるとき、動き検出回路57により能動化される。先行の送出されたフレームのカテゴリー(I,P又はB)に基づき且つ使われるパラメタＭ及びＮの関数として、それは送出されるフレームがフレームＢであるか否かを確認する。これがフレームＢである場合には、それはフレーム・タイプ・メモリ55の内容を１に設定し、続いて読み出しモード・メモリ54に、新しい読み出しモードがフィルム・モードであることを書き込む。もしフレームＢでないならば、新しいGOP を創造することはできず、フレームのシーケンスのタイプの変更は検出されず、メモリ54及びメモリ55の内容は変形されない。
【００４２】
読み出し回路58は、読み出しモード・メモリ54により与えられる読み出しモードに従って一定の時間間隔で画像メモリ52から２つのフィールドを読み出す。フィルム・モードのときには、フレーム・タイプ・メモリ55から現時点のフレームのタイプを読み出し、画像メモリ52から読み出すべきフィールドのポジションを知る。
【００４３】
上述のすべての比較は、好適には輝度信号及びクロミナンス信号について実行するべきである。更に、同等性<equality>の関係は、もし「3:2 プルダウン」の繰り返しが数値的に実現すれば、且つもしアナログの取扱いが後続しなければ、確認されるに過ぎない。反対の場合には同等性の概念は再定義されなければならない。例えば、考察の対象であるフィールドの画素でそれに対して輝度とクロミナンスとのいずれか一方又は双方が最初の予め定義された量より少なく異なるものを計数することは可能である。もしこれらの画素の数が所与の百分比を越えるならば、且つそれ以外の画素が輝度とクロミナンスとのいずれか一方又は双方において２番目の予め定義された量より少なく異なるならば、フィールドは等しいものと考えられる。
【００４４】
図９は、フレームのシーケンスの１つの実例に対し、読み出し回路58により読み出されたフィールドを示す。これは10個のフレームのシーケンスを示し、それは、Vi1 及びVp1 とフィールドに番号を付した最初のビデオ型画像と、それに続くところのAi2,Ap2,Ai3,Bp3,Bi4,Cp4,Ci5,Cp5,Di6,Dp6, Ai'7, Ap'7,Ai'8,Bp'8,Bi'9及びCp'9とそれぞれフィールドに番号を付した８個のフィルム型画像と、更にそれに続くところのビデオ型画像列のうち最初のフレームのみが示されているものとから成る。該フレームの２つのフィールドにはVi10及びVp10と番号を付してある。この装置は次の動作を順次実行する：
−  ポジションW1では、探索窓はフィールドVi1 からCp4 までを含む。フィルム
・パターンは同定されず、画像メモリ52はビデオ・モードで読み出し、従ってフィールドT1及びT2 (すなわちVi1 及びVp1)は読み出し回路58により読み出される。対応するフレームはフレームＰである。
−  探索窓はポジションW2に移動し、該ポジションで探索窓はフィールドAi2 か
らCp5 までを含む。窓の最初の２つのフィールドはF1タイプのフレームを形成する。そのときフィルム・パターンは同定される。前段階で読み出されたフレームはフレームＰであるから、この段階で読み出され２つのフィールドにより形成されるフレームはフレームＢである。従ってGOP の変更は可能である：フィルム読み出しモードに切り替えられる。フィールドT1及びT2 (すなわちAi2 及びAp2)は読み出し回路58により読み出される。
−  ポジションW3では、探索窓はフィールドAi3 からDp6 までを含む。窓の最初の２つのフィールドはF2タイプのフレームを形成し、従って読み出しモードはフィルム・モードのままであり、フィールドT3と、その後にT2と (すなわちBi4 及びBp3)が読み出し回路58により読み出される。対応するフレームはフレームＩである。
−  ポジションW4では、探索窓はフィールドBi4 からAp'7までを含む。窓の最初の２つのフィールドはF3タイプのフレームを形成する。従ってフィールドT3及びT2 (すなわちCi5 及びCp4)が読み出し回路58により読み出される。対応するフレームはフレームＢである。
−  ポジションW5では、探索窓はフィールドCi5 からBp'8までを含む。窓の最初の２つのフィールドはF4タイプのフレームを形成する：読み出し回路58によってフィールドは読み出されない。
−  ポジションW6では、探索窓はフィールドDi6 からCp'9までを含む。F5タイプのフレームを形成するフィールドT1及びT2 (すなわちDi6 及びDp6)が読み出し回路58により読み出される。対応するフレームはフレームＰである。
−  ポジションW7では、探索窓は完全なフィルム・パターンを含まない。前段階で読み出されたフレームはフレームＰである。従ってGOP の変更は可能である：読み出しモードは再びビデオ・モードになる。それ故に読み出し回路58はこの瞬間以後各段階でフィールドT1及びT2 (すなわちAi'7,Ap'7,Ai'8,Bp'8,Bi'9,Cp'9,Vi10及びVp10) を時間的順序で読み出し、それらはカテゴリーB,I,B 及びP NOフレームにそれぞれ対応する。
【００４５】
逆に、フィルム型画像シーケンスとビデオ型画像シーケンスとを交互に含むフレームのシーケンスが、図８により説明したタイプの符号化装置による取り扱い後に送出されるときは、本発明によればこのフレームのシーケンスは図10により説明されるタイプの復号装置により復号される。
【００４６】
図10に示すように、MPEGフォーマットのデータの流れが、復号装置の入力101に与えられ、該入力は以前に符号化されたフレーム・シーケンスを復元するためのモジュール102 に接続される。該モジュールはMPEGタイプの普通の復号器であり、また入って来るシーケンスの周波数を読み出すための手段103 がある。この復号器102 からの復号されたデータは読み出し手段103 により制御されるスイッチ104 に与えられる。スイッチ104 は、ビデオ型画像のときには復号されたデータの流れを復号装置の出力105 に直接向かわせ、或いは、フィルム型画像のときには「3:2 プルダウン」変換用の段106 を経由して出力105 に向かわせる。それらの周波数が一旦30Hzに変換されると、これらのフレームは復号装置の出力105 から供給されて、60Hzで動作するテレビジョン・システムにより送り出すことができる。
【００４７】
以上述べた実施例の変形については、特に同等な技術的手段による置き換えについては、本発明の範囲を逸脱することなく可能であるということは明らかであろう。
【００４８】
特にパラメタＭとＮ、探索窓の大きさ（これは使用される画像メモリのサイズの変更を含む）及び置き換えの振幅は、以上の記述に用いられたものとは異なる数値であっても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明による符号化装置の基本的ダイアグラムの一例である。
【図２】  図２は、「3:2 プルダウン」技術の動作原理を示すダイアグラムである。
【図３】  図３は、MPEG標準の要求に合致するフレームのシーケンスを構成する１つの実例である。
【図４】  図４も、MPEG標準の要求に合致するフレームのシーケンスを構成する１つの実例である。
【図５】  図５は、入って来るフレームのタイプの変更を検出する１つの実例である。
【図６】  図６も、入って来るフレームのタイプの変更を検出する１つの実例である。
【図７】  図７も、入って来るフレームのタイプの変更を検出する１つの実例である。
【図８】  図８は、本発明による符号化装置の具体例を示す図である。
【図９】  図９は、本発明による符号化装置の動作の一例を示すダイアグラムである。
【図１０】  図１０は、本発明による復号装置を説明する主要回路ダイアグラムである。
【符号の説明】
11  符号化手段
12  検出手段
13  切り換え手段（スイッチ）
14  前処理段
15  圧縮回路
52  画像メモリ
53  比較器
54  読み出しモード・メモリ
55  フレーム・タイプ・メモリ
56  制御回路
57  動き検出回路
58  読み出し回路
102   フレーム・シーケンス復元モジュール（復号器）
103   周波数読み出し手段
104   スイッチ
106   「3:2 プルダウン」変換段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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