JPH0418883A

JPH0418883A - 画像高周波成分多重伝送装置及び受信装置

Info

Publication number: JPH0418883A
Application number: JP2122410A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sugiyama; 賢二杉山
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1990-05-11
Publication date: 1992-01-23
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: EP0456489A3; EP0456489B1; EP0456489A2; KR940011065B1; JP2514100B2; DE69131476D1

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】（産業上の利用分野）画像の伝送や記録において、本来の伝送空間周波数より
高い高周波成分を分離して基本周波成分に多重して伝送
や記録する画像高周波成分多重伝送装置及び受信装置に
関する。

（従来の技術）日本国内では、１９８９年１０月より第１世代のＥＤＴ
Ｖ（εｒ（ｅｎｄｅｄ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｔｅ１
ｅｖｉｓｉｏｎ）方式の本格的放送サービスが開始され
た。

これは、クリアビジョンとも呼ばれ、基本的な画質改善
技術やゴーストリダクション技術から成るものであり、
現行の放送方式の画質改善を目的としたものである。

一方、さらに現行の放送と互換性を保ちながら、専用受
像機で見ることにより、より一層の高画質化とワイドア
スペクト化が実現できる第２世代のＥＤＴＶ方式が検討
されている。

例えば、解像度を改善するために、本来の伝送空間周波
数（ＮＴＳＣ方式では水平４．２ＮＨ４，垂直４８０Ｔ
￥本）より周波数の高い高周波成分を基本周波成分に多
重して伝送する。

高周波成分の伝送路は、色副搬送波の時空間共役孔（Ｆ
ｕｋｉｎｏｋｉ　Ｈｏ１ｅとも呼ばれる）部分等が検討
されている。

一方、画面を横長のワイドにする方法も検討されており
、その−例として画像の上下部分を黒くマスクしワイド
画面とする方式がある。

この方式は上下マスク方式、又はレターボ・ンクス方式
と呼ばれている。

ワイド化に伴って画面の上下部が空白となり、解像度が
低下するので、高周波成分を分離して、上下マスク部分
で伝送する方式が提案されている。

これは例えば、「テレビジョン学会技術報告コシ’０１
．１３．　Ｎｏ、　４１、ｐｐ５ｓ〜６０．　ＢＣ５８
９−１０（Ｓｅｐ、　１９８９）伊東能・　ｒＮＴＳＣ
両立ワイドアスペクト放送方式の検討と実験」等に、画
面の上下部分を約２５％マスクして伝送する方式が記載
されているので、ここでは詳細な説明は省略する。

（発明が解決しようとする課題）いずれの多重方式でも、多重伝送路は帯域に制約がある
ので、伝送できる高周波成分は必ずしも十分ではない。

特に、上下マスク方式では基本的な解像度が低下するの
で、それを補う必要があり、より多くの高周波成分を多
重しなければならず、多重伝送路の帯域に制約があると
解像度が十分に改善されないという不具合があった。

本発明は以上の点に着目してなされたものであり、画像
の水平高周波成分と垂直高周波成分の量を検出し、その
検出結果に対応して水平高周波成分の空間周波数領域と
垂直高周波成分の空間周波数領域の割合を画像の部分毎
に変えて基本周波成分に多重伝送し、受信側でも同様な
手段で復調するので、伝送できる高周波帯域が実質上約
２倍に拡大され、多重伝送路の帯域に制約があっても十
分に高解像度が得られる画像高周波成分多重伝送装置及
び受信装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記課題を解決するために、（１）画像信号
の水平高周波成分と垂直高周波成分を分離して基本周波
成分に多重伝送する画像高周波成分多重伝送装置におい
て、画像の水平高周波成分と垂直高周波成分の量を検出
する高周波成分検出手段と、前記高周波成分検出手段の
検出結果に対応して、水平高周波成分の空間周波数領域
と垂直高周波成分の空間周波数領域の割合を画像の部分
毎に変えて、高周波成分を基本波成分に多重する高周波
成分多重手段より構成されることを特徴とする画像高周
波成分多重伝送装置を提供し、（２）請求範囲（１）の
画像高周波成分多重伝送装置によって多重伝送された信
号を受信する受信装置において、画像の水平高周波成分
と垂直高周波成分の量を検出する高周波成分検出手段と
、前記高周波成分検出手段の検出結果に対応して、水平
高周波成分の空間周波数領域と垂直高周波成分の空間周
波数領域の割合を画像の部分毎に変えて、多重伝送され
た高周波成分を復調して高周波成分を基本波成分に加算
する高周波成分加算手段より構成されることを特徴とす
る画像高周波成分多重受信装置を提供するものである。

（作用）画像の局所的形状を見ると、垂直高周波成分と水平高周
波成分が同時に多く存在する部分は少ないので、垂直高
周波帯域と水平高周波帯域の広さを画像の部分により変
えて伝送すればよい。

垂直高周波成分が多いと思われる部分は垂直高周波帯域
を広くし、水平高周波成分が多いと思われる部分は水平
高周波帯域を広（する。

垂直と水平の領域の割合は、常に伝送される基本周波数
領域の垂直高周波成分と水平高周波成分の量によって判
断し、送信側で制御された帯域が受信側で判るようにす
る。

垂直高周波成分が多いところは垂直高周波成分が、水平
高周波成分が多いところは水平高周波成分が多く伝送さ
れるので、従来片方だけの伝送路で垂直、水平の両方が
伝送でき、伝送できる高周波帯域が実質上２倍近くまで
拡大される。

逆の見方をすると、上下マスクなどで、高周波情報の伝
送に使うマスク部分がそれだけ少なくてもよいことにな
る。

（実施例）第５図は本実施例における上下マスクの画面を説明する
ための図である。

伝送信号は例えば、日米のテレビ放送で使われているＮ
ＴＳＣ方式の信号とする。

ＮＴＳＣ方式の走査線５２５本のうち、実際に画像のあ
る有効走査線数を４８０本と仮定する。

第５図において、通常のＮＴＳＣ方式では、画面のアス
ペクト比（縦横比）は３：４である。

ここで、高周波成分を多重伝送するために上下３５ライ
ンずつがマスクされ、残りの約４１０本で基本画像が伝
送される。

上下マスク部分で多重伝送されるのは、Ｙ（輝度）信号
の高周波成分のみで、Ｃ（色）信号は基本領域のみで伝
送される。

本実施例では、現行受像機での画像面積を多く取るため
、マスクする領域を約１４％に抑えている。

その結果、ワイド画像のアスペクト比は通常は１６９で
あるが、本実施例では１４．９である。

１６９の画像を伝送する際はサイドパネルなど他のワイ
ド化方式を併用すればよい。

第１図は本発明の画像高周波成分多重伝送装置の原理を
説明するための図であり、これは画像の２次元周波数の
様子を示している。

横軸は水平空間周波数であり、縦軸は垂直空間周波数で
あり、単位はいずれもＴＶ本である。

第１図（Ａ）において、例えば、ＮＴＳＣ方式で本来伝
送できる２次元空間周波数は垂直４８０ＴＶ本、水平３
３０ＴＶ本であるが、約１４％の上下マスクにより実効
画面が狭くなり、多重無しに伝送できる空間周波数は垂
直４１ＯＴＶ本、水平２８ＯＴＶ本となる。

しかし、これは従来例で２５％マスクした場合の垂直３
６ＯＴＶ本、水平２４ｒＪＴＶ本よりは多くなっている
。

多重される垂直高周波成分は図中のｖｈで示され、垂直
軸か４１０から５５０で、水平軸が０から１４０の領域
である。

同様に、多重される水平高周波成分は図中のＨｈで示さ
れ、水平軸が２８０から４２０で、垂直軸が０から１４
０の領域である。

しかし、入力をＮＴＳＣ信号とすれば、そもそも垂直は
４ＨＴＶ本しかないので、それより上の周波数帯域は使
われないが、ＮＴＳＣ信号より帯域７７１２：１．ＩＨ
ＤＴＶ（ハイビジョン）信号が入力した場合には、これ
ら高周波領域がより有効に活用されるｖｈは第１図（Ｂ）に示す如く垂直方向に周波数の高低
を反転され、２次元的に低域に変換される。

同様に、Ｈｈは第１図（Ｃ）に示す如く水平方向に周波
数の高低を反転されて、２次元的に低域に変換される。

これはそれぞれの高周波成分を帯域制限する際に、基本
伝送領域と帯域がつながるようにするためである。

そして、ｖｈ領領域ＨｈｌＪ域はそれぞれ可変ＢＰ　Ｆ
　（Ｂａｎｄ　Ｐａ５ｆＦｉｌｔｅｒ）によって帯域を
制御され、それぞれ第１図（Ｄ）及び（Ｅ）に示す如く
なる。

そして、第１図（Ｄ）で示される垂直高周波成分と、第
１図（Ｅ）で示される水平高周波成分が加算される。

帯域制御は、垂直と水平を加算した後、両者が重ならな
いようにするため、片方が他方の逆になるように帯域を
制限される。

これによりｖｈとＨｈは加算されても重ならない。

加算された帯域は垂直水平とも＋４０ＴＶ本であり、伝
送に使われるマスク部のラインは７０本なので、垂直に
２分割し、１４０本を７０本にする。

これは、例えば、水平方向にリサンプル等の方法で２ラ
インを１ラインに圧縮すれば良い。

これにより水平帯域２１１ＱＴＶ本、垂直ライン７０本
の信号となり、マスク部に多重される。

帯域の制御は、垂直と水平の高周波成分の量に対応して
行われるので、適応処理と呼ばれ、基本周波成分の周波
数分布によって行なわれる。

即ち、適応処理の制御に使われる領域は、基本周波成分
として伝送される領域内であり、垂直が第１図（Ａ）中
のＶｄで示された垂直軸が２０５から４１０で水平軸が
０から１４０の領域と、水平が図中のＨｄで示された水
平軸１４Ｇから２８０で垂直軸０から２０５の領域であ
る。

この領域は送信側、受信側で適合させれば変えてもあま
り問題は無い。

ｖｈとＶｄ、ＨｈとＨｄは異なった周波数領域であるが
、それぞれ隣接しており、その周波数成分の発生につい
ては相関が強い。

例えば縦方向エツジ（横線）では、ｖｈとＶｄの両方に
周波数成分が生じる。

ＶｄとＨｄの２つの周波数領域の高周波成分の量が検出
され、その比によってｖｈとＨｈの比が決定される。

Ｈｄｉこ対しＶｄが多い部分ではｖｈを広くしてＨｈを
狭くする。

逆の部分ではＨｈを広くしてｖｈを狭くする。

第２図は帯域の適応処理の様子を示す図である。

第２図（Ａ）は垂直成分が多い場合であり、第２図（Ｂ
）は両方が同程度の場合であり、第２図（Ｃ）は水平成
分が多い場合である。

この様に制御判定を基本周波成分領域で行なうため、ｖ
ｈやＨｈだけの信号は検出されず帯域制限されてしまう
可能性があるが、送信側と受信側で同一の適応処理がで
き、垂直と水平を間違えるといった誤動作は起こらない
。

第３図は本発明の画像高周波成分多重伝送装置（エンコ
ーダ）の実施例を示すブロック図である。

伝送装置において、垂直高周波成分と水平高周波成分が
適応処理される以外の部分は、従来の伝送装置と同じで
あるので、説明は省略する。

伝送装置への入力信号は、ＮＴＳＣ方式信号より帯域の
広いＨＤＴＶ　（ハイビジョン）信号であり、Ｃ信号と
Ｙ信号に分離されて入力している。

Ｃ信号入力端子１より入力されたＣ信号は、ライン変換
器２へ供給されている。

一方、Ｙ信号入力端子３より入力されたＹ信号は、ライ
ン変換器２．垂直変化検出器４、水平変化検出器５及び
周波数変換器６，７へ供給されている。

ライン変換器２は、Ｙ信号、Ｃ信号ともに基本画像とし
て４１０ＴＶ本に帯域制限したのち、１０３５ラインか
ら４１０ラインに変換する。

ライン変換器２の出力信号は、ＮＴＳＣ変調器８に入力
され、上下７０本が無い第５図に示す基本周波成分のＮ
ＴＳＣ信号になる。

ＮＴＳＣ変調器８の出力信号であるＮＴＳＣ信号は、切
り換えスイッチ９の端子９ａへ供給されている。

次に帯域制御部分について説明する。

垂直変化検出器４は、第１図のＶｄ帯域を通過させる２
次元ＢＰＦと絶対値回路で構成され、垂直高周波成分を
検出する。

同様に、水平変化検出器５は、第１図の）Ｉｄ帯域を通
過させる２次元ＢＰＦと絶対値回路で構成され、水平高
周波成分を検出する。

垂直変化検出器４及び水平変化検出器５の出力信号は、
制御回路１０へ供給されている。

制御回路１０は、前記の制御特性を予め書いであるテー
ブルＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　ＭｅｍｏＢ）等で
構成され、２個の入力値に対応した最適な制御値をすぐ
に取り出し、制御信号として出力している。

一方、周波数変換器６はｖｈを第１図（Ｂ）に示す如く
垂直方向に周波数の高低を反転し、２次元的に低域に変
換する。

同様に、周波数変換器７はＨｈを第１図（Ｃ）に示す如
く水平方向に周波数の高低を反転し、２次元的に低域に
変換する。

周波数変換器６及び７は、それぞれ垂直５５０ＴＶ本で
水平Ｏ１水平４２［１ＴＶ本で垂直０の周波数の局部発
振信号と、垂直水平とも１４０ＴＶ本の２次元ＬＰ　Ｆ
　（Ｌｏｗ　Ｐａ５ｓ　Ｆ酉ｔｅ＋）によって実現でき
る。

周波数変換器６の出力信号は垂直可変ＢＰＦ１１へ供給
されている。

同様に、周波数変換器７の出力信号は水平可変ＢＰＦ１
２へ供給されている。

垂直可変ＢＰＦＩＩ及び水平可変Ｂ　Ｐ　Ｆ　１．２は
、前記制御回路１０より供給される制御信号によって、
第１図（Ｄ）、（Ｅ）　に示す如＜ｖｈとＨｈの通過帯
域を可変制御する。

前記通過帯域の可変は、フィルタのタップ係数を変える
ことによって行なわれる。

垂直可変ＢＰＦＩＩ及び水平可変ＢＰＦ１２の出力信号
は、それぞれ加算器１３へ供給され、加算される。

加算器１３の出力信号は、ライン変換器１４へへ供給さ
れ、垂直に２分割された後、１０３５ラインから７０ラ
インに変換される。

ライン変換器１４の出力信号は、切り換えスイッチ９の
端子９ｂへ供給されている。

切り換えスイッチ９は、画面の垂直位置によって制御さ
れ、第５図に示す如く上３５ラインと下３５ラインでは
、端子９ｂより供給されるライン変換器１４の出力信号
である追加の高周波成分（高周波信号）か選択される。

一方、それ以外の中央部分４１０ラインでは、端子９ａ
より供給されるＮＴＳＣ変調器８の出力信号である基本
成分（基本信号）が選択される。

切り換えスイッチ９で選択された信号は、ＮＴＳＣと互
換性のあるＥ　Ｄ　Ｔ　Ｖ　（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　Ｄｅ
ｌｉｎｉ＋ｏｎ　Ｔｅ１ｅｖｉｓｉｏｎ）信号として端
子９Ｃを介して伝送信号出力端子１５より出力される。

第４図は本発明の画像高周波成分多重受信装置（デコー
ダ）の実施例を示すブロック図である。

受信装置での処理は、基本的には伝送装置の逆になる。

第４図において出力信号（画像の表示）は、第３図に示
すエンコーダの入力信号と同じＨＤＴＶ信号としたが、
伝送している帯域を再生できる範囲であればどの様なラ
イン数でもよい。

伝送信号入力端子１６より入力されたＨＤＴＶ信号は、
画像の垂直位置によって制御される切り換えスイッチ１
７の端子１７ｃへ供給されている。

切り換えスイッチ１７の端子１７ｃは、上３５ラインと
下３５ライン期間には端子１７ｂを介してライン数変換
器１８に接続され、追加の高周波成分が供給される。

そして、それ以外の中央部分４１０ライン期間には、端
子１７ａを介してＮＴＳＣ復調器１９に接続され、基本
周波成分が供給される。

ＮＴＳＣ復調器１９は、基本周波成分であるＮＴＳＣ信
号からＹ信号とＣ信号を復調し、ライン変換器２０へ供
給している。

ライン変換器２０は、Ｙ信号、Ｃ信号ともにライン補間
し、４１Ｇラインから１０３５ラインに変換し、Ｃ信号
はそのままＣ信号出力端子２１を介して出力され、Ｙ信
号は加算器２２．垂直変化検出器２３及び水平変化検出
器２４へ供給されている。

次に帯域制御部分について説明する。

垂直変化検出器２３は、第１図のＶｄ帯域を通過させる
２次元ＢＰＦと絶対値回路で構成され、垂直の成分を検
出する。

同様に、水平変化検出器２４は、第１図のＨｄ帯域を通
過させる２次元ＢＰＦと絶対値回路で構成され、水平の
成分を検出する。

垂直変化検出器２３及び水平変化検出器２４の出力信号
は、制御回路２５へ供給されている。

制御回路２５は、前記の制御特性を予め書い°Ｃあるテ
ーブルＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅｃｏｒｙ）
等て構成され、２個の入力値に対応した最適な制御値を
すぐに取り出し、制御信号として出力している。

又、ライン変換器１８は、スイッチ１７より供給された
追加の高周波成分を、垂直に２分割されているのを元に
戻し、ライン数７０本を１０３５本に変換している。

ライン変換器１８の出力信号は、垂直可変ＢＰＦ２６及
び水平可変ＢＰＦ２７へ供給されている。

垂直可変ＢＰＦ２６及び水平可変ＢＰＦ２７は、前記制
御回路２５より供給される制御信号によって、第１図（
Ｄ）、（Ｅ）に示す如＜ｖｈとＨｈの通過帯域を可変制
御する。

垂直可変ＢＰＦ２６の出力信号は、周波数変換器２８へ
供給されている。

同様に、水平可変ＢＰＦ２７の出力信号は、周波数変換
器２９へ供給されている。

周波数変換器２８はｖｈを垂直方向に周波数の高低を反
転し、第１図とは逆に２次元的に高域に変換する。

同様に、周波数変換器２９はＨｈを水平方向に周波数の
高低を反転し、第１図とは逆に２次元的に高域に変換す
る。

周波数変換器２８及び２９の出力信号は、それぞれ加算
器３０へ供給され、加算されて追加高周波成分が得られ
る。

加算器３０の出力信号である追加高周波成分は、加算器
２２へ供給されている。

加算器２２は、前記ライン変換器２０より供給される基
本周波成分と、加算器３０より供給される追加高周波成
分を加算して、ＨＤＴＶ用のＹ信号を得て、Ｙ信号出力
端子３１を介して出力している。

又、本実施例では上下マスク方式について説明したか、
色副搬送波の時空間共役孔部分等を利用する高周波伝送
などにも有効であることは勿論である。

その場合には、高周波成分はマスク部で伝送される代わ
りに色副搬送波共役孔部分で伝送され、適応処理部の構
成や処理方法は変わらない。エンコーダは第３図でライ
ン変換器２．１４が無く、ライン変換器１４の代わりに
色副搬送波共役孔部分の変調器を用いる。

デコーダも同様で、第４図でライン変換器１８゜２０が
無く、ライン変換器１８の代わりに色副搬送波共役孔部
分の復調変調器が必要になる。

本発明によれば、画像高周波成分を多重伝送する際に、
垂直高周波成分の帯域と水平高周波成分の帯域を画像の
周波数分布により適応的に変えることで、実質的により
広い周波数帯域が伝送できることが分かる。

従って、ＨＤＴＶなどにおいて、解像度の改善を大きく
できる。

（発明の効果）本発明の画像高周波成分多重伝送装置及び受信装置は、
画像の水平高周波成分と垂直高周波成分の量を検出し、
その検出結果に対応して水平高周波成分の空間周波数領
域と垂直高周波成分の空間周波数領域の割合を画像の部
分毎に変えて基本周波成分に多重伝送し、受信側でも同
様な手段で復調するので、伝送できる高周波帯域が実質
上約２倍に拡大され、多重伝送路の帯域に制約があって
も十分に高解像度が得られる等、実用上極めて優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像高周波成分多重伝送装置の原理を
説明するための図、第２図は帯域の適応処理の様子を示
す図、第３図は本発明の画像高周波成分多重伝送装置の
実施例を示すブロック図、第４図は本発明の画像高周波
成分多重受信装置の実施例を示すブロック図、第５図は
本実施例における上下マスクの画面を説明するための図
である。１・・・Ｃ信号入力端子、２．１４．１８．２０・・・
ライン変換器、３・・・Ｙ信号入力端子、４，２３・・
・垂直変化検出器、５．２４・・・水平変化検出器、６
゜７．２８．２９・・・周波数変換器、８・・・ＮＴＳ
Ｃ変調器、９，１７・・・切り換えスイッチ、１０．２
５・・制御回路、１１．２６・・・垂直可変ＢＰＦ、１
２゜２７−水平可変ＢＰＦ、１３，２２．３０・・・加
算器、１５・・・伝送信号出力端子、１６・・・伝送信
号入力端子、１９・・・ＮＴＳＣ復調器、２１・・・Ｃ
信号出力端子、３１・・・Ｙ信号出力端子。特許出願人　日本ビクター株式会社代表者　　埋木　邦夫Ａく１乙村ン藺ｈ９フ焚４七と（ＴＶｉ≦）（Ａ）ＣＣ’）（Ｅ）第図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像信号の水平高周波成分と垂直高周波成分を分
離して基本周波成分に多重伝送する画像高周波成分多重
伝送装置において、画像の水平高周波成分と垂直高周波成分の量を検出する
高周波成分検出手段と、前記高周波成分検出手段の検出結果に対応して、水平高
周波成分の空間周波数領域と垂直高周波成分の空間周波
数領域の割合を画像の部分毎に変えて、高周波成分を基
本波成分に多重する高周波成分多重手段より構成される
ことを特徴とする画像高周波成分多重伝送装置。
（２）請求範囲（１）の画像高周波成分多重伝送装置に
よって多重伝送された信号を受信する受信装置において
、画像の水平高周波成分と垂直高周波成分の量を検出する
高周波成分検出手段と、前記高周波成分検出手段の検出結果に対応して、水平高
周波成分の空間周波数領域と垂直高周波成分の空間周波
数領域の割合を画像の部分毎に変えて、多重伝送された
高周波成分を復調して高周波成分を基本波成分に加算す
る高周波成分加算手段より構成されることを特徴とする
画像高周波成分多重受信装置。