JPH04503592A - 高鮮明度のb―macテレビジョン信号の伝送システム - Google Patents
高鮮明度のb―macテレビジョン信号の伝送システムInfo
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- JPH04503592A JPH04503592A JP2-501213A JP50121390A JPH04503592A JP H04503592 A JPH04503592 A JP H04503592A JP 50121390 A JP50121390 A JP 50121390A JP H04503592 A JPH04503592 A JP H04503592A
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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】
高鮮明度のB −MMCテレビジョン信号の伝送システム腎景技街
伎街分野
本発明は、テレビジョン信号の伝送システムの分野に関し、特に標準的な解像度
のNTSCフォーマット又はヨーロッパフォーマットのちとで伝送されるものよ
りもより高い解像度の画像を提供する信号を伝送するためのテレビジ5ン信号の
伝送システムに間する。
聚漣技±Ω説所
水平次元及び垂直次元の両方において、画像の鮮明度を増大するテレビジョン信
号の伝送に関心が高まっている。垂直次元においては、そのような信号は在来の
標準的なものと比較すると、2倍の数の走査線を有しており、他方、水平次元に
おいては、走査線当りの画素の数は同様に増加されている。標準的な水平及び垂
直解像度を提供する結果、伝送される信号を広いスクリーンに表示すると悪影響
が生じることになる。標準的な信号について見ている人は比較的接近して見る場
合、ぼやけた又は不鮮明な画質について不満をもらすことになろう、これらの悪
影響は、より高い解像度の画像によって克服されるが、しかし、在来の伝送シス
テムは、高い解像度の画像を伝送するのに容易に適合され得るものではない。
信号伝送に必要な帯域幅を増大せずに高い解像度の画像を提供するという課題に
対する1つの解決策が1987年9月2日に出願された米国特許第092.30
5号に説明されている。高い解像度の信号は斜め方向にフィルタがかけられ、1
つおきのサンプルは画像サンプルの5の字形(figure−of−five)
又は5点形(quincunx)を残すようにデジタルサンプリング手法に従っ
て1つおきの走査線上において消去される。奇数の走査線サンプルは偶数の走査
線サンプルに加えられ、走査線の和信号を形成する。斜め対称(skew−sy
smetrical )フィルタリング技法によって、限界値の対角線方向の情
報を通常搬送している信号の高解像度の水平方向情報領域にフィルタがかけられ
る。伝送される信号からの対角線方向の情報のロスは、送信機に入力されるオリ
ジナルの高解像度の画像に感知し得る障害を引き起こすことはない、ただ映像の
走査線の記憶が送信機において必要とされるだけである。
何等のフィールド記憶装置も必要とされない、更に、受像機において必要とされ
るデジタル式のフィルタリングは、従来技術の補間技法に比較して相対的に高価
である。
高解像度の画像を伝送するという課題に対するもう1つの解決策は、標準的なテ
レビジ5ン信号を伝送し、いわゆる増強チャンネルを造って伝送することである
。上述の第1の解決策によると、標準的な帯域幅の受信信号を処理するのに新し
い受信機が必要とされる。この解決策によると、標準的な解像度の画像を受信し
て表示するのに受像機回路は何部変更されない、しかし、高解像度のデータを含
んだ増強チャンネルを受信し、その高解像度データを標準的な解像度の画像に再
構築して高解像度の画像を提供するのに、別のアダプタ回路が必要とされる。
増強チャンネルを使用してNTSC方式の映像信号の品位を高める方法と装置に
ついては】988年8月4日に出願された米国特許出願第228.274号に説
明されている。
その出願に取入れられたアプローチに依ると、走査線和信号と走査線差信号の両
方が高解像度のテレビジョン信号から形成されている。中間の映像信号帯域幅に
おける走査線和信号の逆方向の一つおきのサンプリングによって、高解像度の水
平情報はベースバンドに変換され、走査線差信号からの高解像度の垂直情報に付
加され、必要な増強チャンネルとして共に伝送される。
しかし、これらのアプローチのいずれも、標準的解像度のテレビジョン信号と比
較して高められた水平方向及び垂直方向解像度を存してはいるものの、標準的解
像度の多重アナログ成分(MMC)の合成信号を受信するのに在来のMAC受信
jS/デコーダの改造を必要としない高鮮明度のMACテレビジッン信号を伝送
する課題に対して解決策を提供するものではない。
1970年代は、サブ・ナイキスト方式のサンプリング技法が、OKの独立放送
公社において本願発明者や同僚によってデジタルテレビジランの技術に適用され
た。
エリアシング(aliasing)を除去するデジタル技法が、LL紅肢五饅報
(P −3−15)のに、H,バラッド氏と本願発明者による「サブ−ナイキス
ト方式のサンプリング」のいう表題の論文に説明されている。J」、テーラ−氏
による「デジタル・サブ−ナイキスト方式のフィルター」という表題の同誌の論
文において、信号サンプリングを最適化するためにPAL方式テレビジッン信号
の環境に通用可能な映像データのダウン変換やアップ変換のくし形フィルタにつ
いて説明されている。これらのアンチ・エリアシングのデジタルサンプリング技
術は水平解像度を改善するために開発の基礎を提供する。しかし、伝送される多
重アナログ成分のテレビジョン信号の水平及び垂直の両方の解像度を改善する方
法と装置の技術にいぜん必要条件が残っている。
光皿■!約
本発明は、高品位の多重化アナログ成分(MAC)のテレビジョン信号を送信し
受信する方法と装置に関する。複合信号伝送のB型MAC伝送フォーマットによ
れば、映像信号は有効ライン期間中に搬送されており、一方、少なくともオーデ
ィオ、制御データ、設備データ、テレテキストから成る全ての他の信号はライン
・ブランキング期間又はより長いフィールド・ブランキング期間中に伝送されて
いる。
別々輝度及びクロミナンス信号が映像ライン信号の別々の部分でデジタル的にサ
ンプリングされ、圧縮され、送信される0周知のB−MACフォーマットに従っ
て、輝度サンプルは3:2の比で送信のために圧縮され、他方、クロミナンスは
3:1の比で圧縮される。クロミナンス情報は1,1つおきのラインで送信され
るU成分とV成分とに変換される。
一般的に多重化アナログ成分のフォーマットの境界内で、且つ、本発明の方法に
したがって、高解像度の映像情報の伝送を達成するために、高い水平解像度情報
の折り込み(folding)は、サンプリングされた映像信号の高周波の対角
線成分(diagonal components)へと遂行される。 5MH
2(フォーマントに従って3:2に時間圧縮されたときは7MHz )より低い
ベースバンド周波数では、スペクトルは変更されない、かくして、例えば標準的
B −MMCデコーダは、一般にその入力部に5.3MHzの通過帯域のローパ
スフィルタを備えているので、折り込まれた高解像度情報は受信に影響しない、
高周波数の付加的に伝送される情報は簡単に阻止され、無視される。
特に、本発明の送信方法によれば、高品位アナログ・テレビジ四ン信号は、先ず
28[IMz (3,58MHz又は8Fscのカラー副搬送波の8倍の割合)
で直交サンプリングされる(orthogonally sampled) 、
結果的に、2次元のサンプル・スペクトルが得られ、それは次いで対角線周波数
応答を減じる対角線デジタル・フィルタ(diagonal digital
filter)を通される。その減少は、実際には見ている人には感知し得ない
ものである。
対角線フィルタ処理されたデータは、次いで、一つおきのライン上の一つおきの
サンプルを捨てることによって削除(deci■ate)される、結果的に、5
の字形(figure−of−five)又は5点形(quincunx)のサ
ンプル・パターンが残る。一つおきのサンプルの削除の結果として、ベースバン
ド・スペクトルは、変化の無いままとなっているが、水平及び垂直の解像度成分
から成る高解像度の反復スペクトル(repeat spectrum)はサン
プリング周波数の2とそのサンプリング周波数とに存在する0反復スペクトルは
、付加的な解像度をベースバンド信号に折り込む作用をする。
折り込まれた信号サンプルは次いでアナログ形式に変換され、7MHzを中心と
するローパス斜め対称フィルタ(skew−symmetrical filt
er)に通され、又は、同様にデジタル・フィルタ処理される。従って、水平次
元に関係した高解像度情報は、7MHzで対角線に関して約5〜7MHzへ、又
は通過ベースバンド信号の高周波数部分に折り込まれる。結果的に、高解像度情
報は対角線情報と交換される。
本発明の送信装置によると、符号器のデジタル対角線フィルタは、別々の水平フ
ィルタ及び垂直フィルタから構成される。送信機における垂直フィルタは、水平
フィルタがストップ・バンドで40db阻止を行う上で充分複雑であるならば、
非常に簡単なものとなる。例えば、送信機の水平フィルタ(0〜5MHzの通過
帯域を許容する)は、16個の係数のレベルの複雑さとなり得る。送信機におけ
る非常に簡単な垂直フィルタが対角線フィルタとなり得るようにする他、送信機
において複雑な水平フィルタを使用した結果、非常に安価でより簡単な対角線フ
ィルタ処理構造が送信機において使用され得る特に、送信機における5闘2のロ
ーパスフィルタは、ただの8個の係数から構成される必要がある0本発明は、輝
度の水平方向細部(horizontal detail)について改善すると
いう特有の表現で説明されているのであるが、その技術と装置についてはクロミ
ナンスの水平方向細部について改善するようになされる。
クロミナンスの水平方向細部を改善するための実施例は、輝度の水平方向細部を
改善するために適用された実施例に同様な原理を適用している。しかしながら、
水平方向のクロミナンス細部における意図的な増強についてはB−MMC信号に
対しては不必要であるとみなされており、クロミナンスの伝送に対してより簡単
な技法を提供している。
垂直フィルタ・補間器は、その入力部において525のラインで1:1の飛び越
しのない信号、1050ラインで2:1の飛び越しのある信号、又は1125の
ラインで2:1の飛び越しのある信号を受信する。その信号は垂直方向において
適切にフィルタ処理され、4:1のライン削除(line decimatio
n)回路に出力が与えられる。そのライン削除回路の出力は、2.5M1(Zの
中心周波数に関して水平次元においてフィルタ処理され、高周波出力のサンプル
はマルチプレクサに提供される。マルチプレクサは、送信のためにクロミナンス
、輝度及びデータ/オーディオ信号を結合する。しかし、送信に先立って、結合
された高品位B −MMC信号は、デコーダにおける優待フィルタ部と組んでデ
コードされた信号におけるエリアシング(aHac3ng)を排除する10.7
MH2を中心とする斜め対称フィルタに通される。結果的にエンコーダの同じ様
な斜め対称フィルタ部は輝度とクロミナンスの両方の処理に割り当てられる。
園皿曵固単久説所
第1図は、高品位テレビジョン信号の垂直対水平の鮮明度のグラフ図である。
第2図は、28.6MH2(9,0MHzでの予備フィルタ処理後の8Fsc)
で第1図の信号をサンプリングするための直交サンプリング・グリッドを表示し
ている。
第3図は、ベースバンド・スペクトルが結果として生じ又同時に反復スペクトル
がサンプリング周波数を中心とするように第2図の直交サンプリング・グ、リン
トを適用した結果としての垂直対水平の鮮明度のグラフ図である。
第4図は、対角線情報、例えば5MHzと9朋2の間のデータブロックが第3図
の直交サンプリングされたスペクトルからフィルタ処理されている垂直対水平の
鮮明度のグラフ図である。
第5図は、5の字形又は5点形のサンプル形状を達成するために1つおきのライ
ン上で一つおきのサンプルを放棄して形成された14MHzのサンプリング・グ
リッドを表示している。
第6図は、28M)Izにおける反復スペクトルの他に、14MHzにおける2
つの反復スペクトルと、初期のサンプリング速度の2とが導入されている場合の
1つおきのサンプルの削除(decimation)の結果を示すグラフ図であ
る。
第7a図は、フィルターが斜め対称ローパス応答を有している場合における約7
MHzの中心周波数に関するフィルタリング処理を示す垂直対水平のグラフ図で
あり、第7b図は、その特徴的な振幅対周波数応答のグラフ図である。
第8図は、受信機において達成される処理の第1工程のグラフ図であり、第5図
に示されている5の字形のパターンを使用して14MHzで再度サンプリングを
かけることによって、折り込まれた(folded)高解像度の水平次元情報が
高周波に戻されている。第8a図は、垂直対水平の鮮明度の第1グラフ図を示し
、第8b図は、どのようにしてエリアシングが排除されるか又どのようにして7
MHzに近い情報がフィルタの斜め対称特性によって再生されるかを示している
振幅対周波数のグラフ図である。
第9図は、14MHzから28MHzヘアツブ変換した結果を示す垂直対水平の
鮮明度のグラフ図であり、対角線フィルタ処理した時、5〜9M)Izの範囲の
高い対角線周波数に対する零が形成される。高い水平解像度を有する信号を残し
ているが、対角線情報は感知することのできない犠牲を被るのみである。
第10図は、高品位B−MMCのテレビジョン信号を符号化するための送信機装
置の概路線図である。
第11図は、高品位テレビジョン信号を復号するための受信機装置の概路線図で
ある。
第12図は、第10図に示されている係数データを含んだ16係数の水平方向ロ
ーパスフィルターの特徴的応答のグラフを示している。
第13図は、第11図に示されている係数データを含んだ8係数の水平ローパス
フィルタの特徴的応答のグラフを示している。
第14図は、1125本のラインのMUSE信号伝送システムで使用されている
一層高価な多重フィールド記憶装置技術の結果に対し、B −1’lAcにおけ
る在来のしかし占有にかかわる走査変換・ライン倍加技術と組合わせた本発明の
適用の特徴を示し、画面高さ当りのラインにおける垂直解像度対画面幅当りのラ
インにおける水平解像度のグラフを示している。
第15図は、本案の技術の適用された3つのフィルタと対角線フィルタと予備フ
ィルタと斜め対称フィルタとの振幅対周波数及び水平対垂直の解像度のグラフを
示しており、第15a図は、振幅対周波数のグラフであり、第15b図は、垂直
対水平の解像度のグラフである。
第16図は、第14図に比較し得る伝送された信号の二次元の輪郭応答のグラフ
図であり、水平解像度は、本発明に係るシステムにおける対角線解像度と交換さ
れている。
第17図は、本発明に係る高品位B−MMC符号器の位置における輝度処理回路
のブロック概路線図である。
第18図は、本発明に係る高品位B−M^Cエンコーダの位置におけるクロミナ
ンス処理回路のブロック概路線図である。
第19図は、本発明に係る高品位B−?IAC復号器の位置における処理のブロ
ック概路線図である。
第20図は、第19図の高品位B −MAC復号器の出力を処理する高品位テレ
ビジョン受信機のブロック概路線図である。
第21図は、高品位又は標準解像度のテレビジョン環境に多くの応用を有する高
品位テレビジョン受信機のブロック概路線図である。
区面坐踵頻l説■
第1図を参照すると、垂直対水平の解像度の表現でグラフ状に描かれた高品位テ
レビジョン信号が図示されている。
第1図に依ると、525本のラインを使用してシーケンシャルに走査された高品
位の16:9の横縦比の画像に本願方法は適用すにものと過程する。水平解像度
は、9MHzで少なくても945本のラインとなっている。この種のシーケンシ
ャル走査信号は、480本のラインの垂直鮮明度を支持している。
入力としてのこの信号と共に、この説明は、例として、対角線解像度(diag
onalvesolu 5ion)を感知し得ない程はんのわずか犠牲にして増
強された解像度を担う新型のB−MMC信号に言及している。しかし、それは、
別の多重化アナログ成分映像信号伝送システムにも同様に適用し得る。増強され
た解像度は、高映像周波数に折込まれる。 5MHz(MACにおいて時間圧縮
されたときは7M)Iz )より低いペースバンド周波数ではスペクトルは変更
されない。公知のB−MMCデコーダは、通過帯域を6.3MHzに限定するロ
ーパス入力フィルタを有しているので、デコーダの動作は付加的に伝送された情
報によって影響されない。他方、本発明に係るB −?lACデコーダは、折り
込まれた水平方向の細部情報(detail 1nfors+ation)を再
生してデコードし、高解像度画像が受像機によって表示されるようにする。
標準的解像度の525本のラインの2:1飛び越し映像信号は、各々240本の
有効ラインを含んだ2つのフィールドから構成されている。全ての480本の有
効ラインが表示スクリーン上記に規則的に隔設されるように、一つおきの(奇数
)フィールドのラインは、偶数フィールドのラインに対して空間的にオフセット
されている。
原則的に、このライン構成は、静止画像用の480本の有効ラインに等しい垂直
解像度を担うことができる。しかし、通常の飛び越し表示ではこの値は達成され
ない、この理由は、ただ240本のラインだけが各フィールドに表示されている
という事実に存しており、人の目/脳は、2つのフィールドを合わせて全ての4
80本のラインを感知する。それは、これを完全にはできない、目/脳で知覚さ
れた第1フイールドの強さは、第2フイールドが(1/60秒後に)到達する時
間までにその初期値の50%まで減少してしまっている。これは2つの結果を存
している。
(i) ライン構成は、ディスブレン上で見えるようになる。
(ii) 240本のラインを越す垂直周波数は、ディスプレイで部分的にエリ
アシングされる。
正味の結果は、標準的な解像度の525本のラインの飛越し表示の感知しうる垂
直解像度が480ラインと240ラインとの間のどこかに存在している点である
。480本のラインからの減少は、いわゆる「ケル係数」の概念を導入すること
で従来から説明されていることである。
知覚される解像度−480X0.66 (ケル係数)…320ライン
静止画像に対してはケル係数は完全に除去され、各1/60秒のフィールド周期
で全ての480本のライン(奇数と偶数のフィールドからのライン)を表示する
ことで480本のラインに解像度は復元される。この技術は走査変換として知ら
れている。この技術の適用は、情報をフィールド間で移動させるために全ての2
40本の有効ラインを記憶するフィールド記憶メモリと通常のライン周波数の2
倍での表示との使用を含んでいる。しかし、重要な運動はフィールドの間で起き
るので、本方法は画像の静止部分にのみ直接適用され得る。したがって、モーシ
ラン検出器も、フィールド間の内挿が静止対象物に対して使用され、ラインの内
挿が動く対象物に使用されるように必要となる。アダプティブなフィールド記憶
のライン倍加技術を使用した走査変換技術は、かくして静止画像に対して垂直解
像度の480本のラインと映像の動いている動的領域に約320本のラインを達
成する。
フィールド記憶のライン倍加法は、垂直鮮明度を増強するための標準的方法とし
てTν上セツトーカに受け入れられている。その主要な長所は、それは、何んら
の付加情報を伝送せずに、ライン構造を除去し、大幅に画質を改善する点である
。
TV受像機やプロジェクタの幾つかのメーカーは、独占権に係るライン倍加技術
を使用しており、フィリップス、日立、ソニー、地上等が在る。その明白な長所
は、(i) この技術は、5−VB2 VCRを含むいずれのソースから受信さ
れた成分信号(輝度、クロミナンス)やNTSC信号に等しく適用される。
(11) この技術は、テレビジョン受像機に適用され、それ故にTVセント(
NTCS又は広IF域Y/C)への525の飛び越し連結の保持を許容する。
(市) TV上セツト画像プロジェクタにおけるフィールド記憶は、画像中への
画像挿入やノイズ減少のような他の消費者特別提供物として使用される。
(1v) この技術は、何んらの付加伝送情報を必要としておらず、また、任意
の高品位テレビジョン(HDTV)フォーマットが水平鮮明度を増強するという
課題に集中できるようにしている。
「走査変換によってテレビジョン信号の垂直鮮明度を改善する方法と装置」とい
う表題でクリストファー・バーチ氏が1988年10月11日に出願した米国特
許出願第255.328号に、ディスプレイ用に複数の交互に補間された値を展
開してシェーディングや動きや垂直方向エッヂの転調のための映像信号のテスト
に従って特定の値を選択することにより、テレビジョン信号の垂直解像度を改善
する技術が説明されている。
水平解像度を増強するという課題を解決するために本願の高品位11Acシステ
ムは、対角線解像度を増強された水平解像度と交換するためにサブ・ナイキスト
サンプリング法(スペクトルの折込み法)を使用している。その処理については
、第2図から第9図に関連して説明すると共に、送信機又は受信機におけるその
装置については第10図と第11図と関連して説明する。全ての引用されている
周波数(バンド幅やサンプリング周波数)は、B −MAC信号の圧縮されてい
ない輝度信号を参照している0時間の圧縮された(MMC)ドメインにおける等
価バンド幅とサンプル周波数とは、1.5(3: 2)の係数によって増強され
なければならない。
525ラインの2:1で飛び越しされた輝度信号は、ローパス・アナログフィル
タを使用して9MHzにまずバンド制限される。簡単に第10図を参照すると、
そのフィルタは8.7MHzのプレフィルタとして説明されている。このバンド
幅(BW)は、次のように計算される加増M (FW)当り945本のラインの
水平解像度を達成するのに充分な広さを有している。
この信号は、第2図に示されているような直交サンプリング・グリッドを使用し
て28.6MHz(8Fsc)で当初サンプリングされる。直交サンプリングの
結果及び第3図に従うと、サンプリング周波数を中心とするベースバンド・スペ
クトル及び反復スペクトルが結果として生じる。そのベースバンド・スペクトル
は、9MHzもの高い周波数での又は上で算出されたような945ラインの高い
水平方向解像度成分から構成されている。
対角線デジタルフィルタは、対角線周波数応答(工程2)を減するもので1、次
いで適用される0分離可能な水平と垂直のフィルタが、第10図と第11図の論
考と関連して更に説明されるように簡便化のために使用されている。第4図を参
照すると、対角線(水平対垂直)情報のブロックは、ベースバンド・スペクトル
及び反復スペクトルにおける5MH2と9MHzの間の水平周波数で除去される
のが理解されよう。
さて、1つおきのサンプルは、エリアシングを起さずに約14聞z(4Fsc)
で「5点形」 (5の字形)のサンプルパターンを残すように放棄される。第5
図によると、1つおきのライン上の1つおきのサンプルが削除されている。
工程3の結果は、1つおきのサンプルの削除工程の14MHzのサンプリング周
波数において反復スペクトルが存在している、第6図に示されている密にされた
二次元のスペクトルを有するデジタル・サンプルのシーケンスである。
送信の前に水平解像度の改善情報が送信用信号に折り込まれる。例えば、サンプ
ルはアナログの形に変換され、特定の特性を有した送信フィルタに通される。
アナログ送信フィルタは、7MH2で6dBとなっている斜め対称ローパス応答
を有する。その結果については、7〜9MHzにおける高解像度情報が対角線フ
ィルタリング(diagonal filterjng)から形成された空所を
満すように変換されている第7a図に示されている0代りとして、デジタル式の
非再帰(non−recursive)フィルタがデジタルからアナログへの変
換、又は28MHzのサンプリングへのアップ変換に対する必要性をなくすもの
として、ここで更に説明するように適用される。
効果的に、7MHzと9MHzの間の水平解像度が7MH2を中心に折り込まれ
ており、又、5MH2とIMHzの間の対角線解像度に取って代っている。第7
b図によると、フィルタ特性応答は、7MHzにおいて6dBo)減衰で示され
ている。多重アナログ成分(MAC)伝送においては、伝送フィルタは時間圧縮
係数(3:2)による1、5X7MHzに関して斜め対称となることに注目すべ
きである。この信号は、現時点で伝送の準備ができており、工程5とされる。
信号が受信されると、1つおきの5点形(5の字形)のサンプリングパターンを
使用して14MHzで再度サンプリングされる(工程6)。14MH2における
再度のサンプリングによって、第8a図に従った7〜9Mhへの高周波情報の変
換が起きる。
再度のサンプリング処理はかくして7MHzと9MHzの間の水平方向のエネル
ギーを再生する。第8b図を参照すると、7MHzに関する送信フィルタにおけ
る損失は、もしデコーダ処理と組み合わさった送信フィルタが斜め対称応答:A
+(1−A)−1を存していれば、エリアシング環Aによって更に補償される。
換言すれば、導入されたエリアシング環は、7MH2に接近したオーバラップし
ている点線と実線の領域のどこで振幅Aが計測されても、必然的にキャンセルさ
れる。
第8図のスペクトルは、5点形のサンプルの14MHzのシーケンスに適用され
る。
残りは、28MHzにアップ変換し、対角線における残存エネルギを除去するた
めに二次元フィルタを導入し、信号を9MFIzに帯域制限することである。
対角線フィルタ(5〜9聞2の範囲の高い垂直周波数に零を生成する)は、14
MHzのサンプル率では実行され得ない、それで28MHzへのサンプル率のア
・7プ変換はデジタル・フィルタリング処理の一部として起きる。第9図による
と、アップ変換と対角線フィルタリングは、対角線周波数における零と改善され
た水平解像度とを提供することになる。
工程7は、直交サンプリング・グリッドによる28MHzでの一連のサンプルを
結果的に提供する。それは、エリアシングの伴っていない9MHzの水平解像度
のスペクトルを担う、これらのサンプルは、アナログ形式に直接変換するのに利
用できる。 9MHzへの帯域制限後に、アナログ信号は高品位受信機に表示さ
れる。
代りに、1988年10月11日に出願されたクリストファー・バーチ氏の「走
査変換によるテレビジラン信号の垂直鮮明度を改善する方法と装置」という表題
の米国特許出願第255,238号によって説明され且つここで緩用されている
装置のような垂直鮮明度を増強するライン倍加用の公知のしかし独占権に係るフ
ィールド記憶走査変換器に直接通される。走査変換の結果は、56MHz (2
X 28MHz)でサンプリングされ且つ18MHzまでの水平輝度解像度を担
う525シ一ケンス走査信号である。
(ライン倍加処理は、有効ライン周期を2にし、サンプリング周波数と映像゛パ
ンド幅の両方を倍加する)。
説明された処理は、本装置のエンコーダとデコーダについての第1O図、第11
図のブロック概路線図と関連して説明する多重化アナログ成分信号伝送システム
に非常にコスト効果の高い手段を提供することになる。
第10図に係る送信装置は、上記した処理の送信工程を実行する。
工程1 :8.7M)lzのプレフィルタを通用後、28MHzの直交サンプリ
ングを行う。
工程2:デジタル式対角線フィルタリングを行う。
工程3 : 28MHz〜14M)Izの一つおきのサンプルの削除を行う。
工程4:デジタルからアナログへの変換及び斜め対称伝送フィルタリングを行う
。
対角線フィルタが28MHzのサンプル率で実現されなければならないように見
えるけれども、サンプルは工程3で放棄されるという事実により単純化される。
第1O図はデジタルフィルタの主要エレメントが14MHzのサンプル率で実現
される構成を示している。
対角線フィルタは、2つの分離可能な(水平及び垂直の)フィルタとして実現さ
れる。垂直フィルタは極めて警単でよい、即ち、ライン記憶装置101と加算器
102とが設けられた水平フィルタ103はストップバンドで約40dBの阻止
を達成する。
る、そのような阻止を達成するために、水平フィルタ103 (5MHzローパ
ス)は、28MHzで16個の係数を使用する。水平フィルタ103の設計は9
ビツト係数値で最適化されている対称形の非再帰型フィルタである。応答と係数
は第12図に示されている。
第10図によると、スイッチ100は、プレフィルタ処理された28MHzのサ
ンプリング信号の一つおきのサンプルを2つの14M)lzの経路に切換える。
上側の経路によると、サンプルは、垂直フィルタ処理及び水平フィルタ処理され
る。下部の経路は加算器102において上部経路から減じられており、上部経路
は加算器104において下部経路に加算される。フィルター103の出力部には
、零周波数で零エネルギのローパスくし形特性が示されており、また加算器10
4の出力部には、零周波数で9聞2に及びぶエネルギの低周波数くし形特性(実
線)と5MHz以上の高周波数のエリアシングされた特性(点線)が示されてい
る。加算器105の出力の結果は5〜7MHzの範囲に折込まれた水平解像度で
の送信信号である。各al、 blサンプル対に対して、一つのサンプルが図示
のように14MHzによって分離された一つおきのライン上の5魚形サンプリン
グから残っている。結果的に、一つおきのサンプル削除によって28MHz処理
が14MHzで達成される。
第11図は、14MHzでのデジタル・フィルタを実現することもできるデコー
ダを示している。この場合、5MHzのローパスフィルタ11は8個の係数を含
み、その特性応答と係数データが第13図に示されている。
第11図によると、14MHzの入力信号は、14MHzで示されている5点線
に従ってサンプリングされる。受信機のデコーダは、更に上部経路の加算器11
2とライン記憶装置113とを含む、下部経路は更らに、単一エレメントの遅延
器りを含む補間回路114と、失ったデータをサンプル・パターンに回復する平
均(2で割る)回路とを含む、上部と下部の経路は、28MHzで切換可能にア
ップ変換され、加算器115で加算される。
第14図は、日本放送協会(NHK)によって開発された公知の高品位1125
ラインMUSEシステムと比較して、本システムによって達成される理想化され
た二次元の周波数応答を示している。 MUSEシステムは、複数の複数の記憶
器を含んでおり、かくして、1つのフィールド記憶器を含む走査変換装置を備え
た本発明よりも実装するのに大幅に高価なものとなる。それでも、動的又は静止
画像に対して、水平解像度は、本発明によれば間SEシステムに等しいか又は明
らかに優れており、また、走査変換では垂直鮮明度でほとんど匹敵し得るもので
ある。
第15図は、説明してきたフィルタを使用して達成される実際の応答を示してい
る。第15a図によると、折込まれたエネルギーの位置(斜線の区域)も−次元
で示されている。第15a図又は第15b図において、Aはエンコーダの対角線
フィルタに関連しており、Bはプレフィルタに、Cは斜め対称フィルタに関連し
ている。
斜め対称送信フィルタは、上述した方法によればナアログの形で実行される。上
述した装置によれば理想的な直線状の位相特性を発生する対称形の非再帰型フィ
ルタが交互に使用される。もしデジタル・フィルタが斜め対称応答を作り出すた
めに使われると、28M)lzのサンプリングへのアップ変換は必要がない、必
要とされるデジタル・フィルタは、中央の項を除いて全ての交互の係数に0を有
することになり、それで14MHzでの実行に到る(28MHzでの実行は1つ
おきのサンプルが自動的に1つおきの0の係数で落とされる時は必要とされない
、中央の項は別に扱われる。)第15図は、16係数の非再帰型フィルタの使用
を示している。
第16図は、本システムによって達成される実際の二次元応答を示している。第
14図と比較して第16図からは対角線情報を犠牲にした945 (950)ラ
インに及ぶ改善された水平解像度を示している。上述した実施例と方法によると
、輝度の水平解像度は改善されており、又走査変換の垂直解像度に関しても同様
に改善されている0本発明は、1つおきの伝送されたラインにおけるU/Vクロ
ミナンス・データの3:1の圧縮を実現して、改善されたクロミナンスの水平解
像度を提供することになる。走査変換は、クロミナンスの垂直解像度の改善を行
うようになされている。しかし、B−MMCにおいては、意図的にクロミナンス
解像度を改善することは必要とされない。
高品位B−MMC送信機と受信機の細部にわたる概略線図が第10図と第11図
を参照にして述べてきたが、輝度とクロミナンスの処理について更に第17図か
ら第19図を参照にして説明する。
第17図を参照にすると、エンコーダ位置でのクロミナンス処理用回路と協力し
て作動する同しエンコーダ位置での輝度処理用回路のブロック線図が示されてい
る。第17図と第18図によると、別々の処理経路は、同じ斜め対称フィルタ部
1710越しをした又は1125本のラインで2:1の飛び越しをした映像輝度
信号は、本発明に従って垂直フィルタ/補間器回路1701に提供され、480
本のラインの静止垂直解像度を提供することになる。既に説明したように、1つ
おきのラインは、デシメータ(decisator)1702で削除されて結果
的に2=1で飛び越された525本のラインの信号を提供し、又、対角線フィル
タ1703に与えられる。対角線フィルタの28MI(zのサンプリング出力は
、次いで1つおきのライン上の1つおきのサンプルを削除する削除(decim
ation)回路1704に与えられて14MHzのサンプリング率で5点形の
サンプル構成を残す、結果として生したサンプルはメモリに記憶され、・時間圧
縮回路1705において時間ドメインにおける3;2のサンプル圧縮を実行する
異なった割合で読み取られる0時間圧縮されたサンプルは次いで加算器1706
において送信用のクロミナンス及びデータ/オーディオ信号と混合される。斜め
対称フィルタ部1710は、処理された輝度とクロミナンスとの信号によって共
有されている。
第18図を参照すると、クロミナンス処理は輝度処理と同様であるが、U/V成
分信号は1つおきのライン毎に送信されることを実現し、又、クロミナンスは通
常B−MMC伝送フォーマットに従って3:1の割合で圧縮される。結果的に、
輝度信号として飛越された又は飛越しの無いフォーマットのいずれにおいて同じ
数のラインのクロミナンス入力は、画像の高さにおける120本のラインの動的
又は180本のラインの静止クロミナンス解像度を達成するために垂直フィルタ
/補間器1801に提供される。水平方向次元では、達成されたクロミナンス解
像度は画像幅の300ラインにまで達する。一つおきのラインが処理されるので
、Uと■の成分に対するライン削除回路1802は11の割合で作動される。ラ
イン削除回路の出力は、2.5MHzに中心を置く水平フィルタ1803に与え
られる。水平フィルタからの高周波数カラー・サンプル出力は、時間圧縮回路1
804でのB−MAC伝送標準に従って3=1に時間圧縮され、次いでカラー信
号は送信のために混合される。即ちUとVの成分はマルチプレクサ1706で輝
度信号と混合されて、標準B−MMCにおけるように1ライン毎に送信される。
オーディオ又はデータチャンネルもマルチプレクサ1706へ入力される。第1
8図に示すように、同じ斜め対称フィルタ部1710が送信に先立って、結合さ
れた信号に加えられる。
さて、第19図を参照すると、輝度とクロミナンスの画情報から成る高品位BJ
IAC信号の処理の一実施例が示されている0本発明に依ると、10.7MHz
の優待(compli−sentary)斜め対称フィルタ部1901はHMB
−MAC信号を受信する。結果として、複合信号のエリアシングは排除される。
斜め対称フィルタ部1901の出力は、21MHzの率でサンプリングされ、輝
度経路とクロミナンス経路とに与えられる。その結果は、5の字形又は5点形の
サンプル構成である。輝度サンプルは、時間伸長回路1902で3:2に時間伸
長される。その出力は、一つおきのラインでの置換され失われた一つおきのサン
プルをデジタル出力に与える対角線フィルタ/補間器段1903に与えられる。
クロミナンス経路によると、クロミナンス・サンプルは時間伸長回路1904で
3:1によって時間伸長され、7MHzでの時間伸長されたサンプルは、使用可
能なR−YとB−Yのクロミナンス出力を提供するために垂直フィルタ/補間器
1905に与えられる。これらは、変調器1906で変調され、輝度とクロミナ
ンスの出力YとCとを提供するために共有されたデジタル・アナログ変換器19
07に与えられるか、又は高品位テレビジラン受像装置に別々に出力される。
高品位テレビジョン受像機は、第20図に係るブロック線図の形で示されている
。
第19図のデコーダから出力された輝度サンプル4は、別々のR−YとB−Y入
力と共に高品位受像機へ入力される。ブロック図によると、フィールド記憶器2
01、モーシラン検出器2003及び補間アルゴリズム理理器2004を組合せ
て成る走査変換器22001が設けられている。意図するところは、できるだけ
迅速に垂直方向次元でライン倍加を行う点にある。走査変換装置は、1988年
10月11日に出願された出願番号第255.238号に開示されているように
使用され、ここに援用されている。
フィールド記憶器と関連した遅延を必要とする補間処理の結果として、別の輝度
信号経路は2:1圧縮のための遅延・圧縮回路2005.2006を含み、2:
1圧縮は圧縮回路2007を介して走査変換器出力とマルチプレクサ2008に
おいて混合されて表示される。
クロミナンス情報は、垂直補間器2010で垂直次元で補間され、圧縮回路2o
11で4:1に圧縮され、マルチプレクサ2012において表示のためにクロミ
ナンス入力信号と混合される。
第21図を参照すると、全体のエンドユーザの位置が示されている。高品位B−
M^C信号2101は、受信されてビデオカセット用レコーダ出力部2102又
は地上線ケーブルの入力部2103に交互に表示される得る0図の高品位テレビ
ジぢン受像機は、セレクタ2104を介して入力されたユーザ選択の入力に応答
して、例えば走査変換器2105においてラインを倍加する既述のアダプティブ
な走査変換方法を適用し、高品位の16:9の縦横比の映像を表示する。更に、
送信された(off−the−air)放送テレビジラン信号2108は、アン
テナによって受信され、チェーナ2109で同調され、必要ならばNTSCデコ
ーダー2110でデコードされ、ディスプレイのために同じ走査変換装置210
5を経て出力される。もし放送信号2108が高品位であれば、地上用高品位デ
コーダ2111が必要とされる。結果的に、高品位テレビジボン受像機を有する
ユーザは、受信信号が高又は低解像度の多重ナアログ成分フォーマットでエンコ
ードされたものと、高品位のものと、標準のNTSCの低解像度のものとにかか
わらず、表示される映像の解像度を改善することができる。
浄)(内存に変更なし)
浄書(内容に変更なし)
浄書(内存に変更なL)
FIG、 8b
浄さく内容に変更なし)
FIG、 10
1ヂ責(内存に変更なし)
FIG、 15b
FIG、 16
(応答
手続補正書(方式)
平成 4年 3月r0日[和
Claims (10)
- 1.送信のために所定のサンプルを削除することによってテレビジョンの輝度成 分信号を処理する輝度処理手段と、 送信のために所定のサンプルを削除することによってテレビジョンのクロミナン ス成分信号を処理するクロミナンス処理手段と、送信のために、処理された輝度 成分信号とクロミナンス成分信号とを結合する多重化手段と、 送信のために、多重化された前記信号をフィルタ処理するべく、前記多重化手段 に応答し且つ優待フィルタ部に連結された斜め対称フィルタ部とを具備すること を特徴とする送信用の高品位の多重送信アナログ成分テレビジョン信号を符号化 する装置。
- 2.前記輝度処理手段は、 到来する映像信号をフィルタ処理するための垂直フィルタ補間回路と、一つおき のラインを削除するために前記垂直フィルタ補間回路に応答するライン削除回路 と、 5点形の映像サンプル構成を提供するために前記ライン削除回路に応答する対角 線フィルタと、 送信のために映像信号サンプルを圧縮するために前記対角線フィルタに応答する 時間圧縮回路とを含む請求の範囲第1項記載の高品位テレビジョン信号を符号化 する装置。
- 3.前記クロミナシス処理手段は、 到来する映像信号をフィルタ処理するための垂直フィルタ補間回路と、UとVと の成分の端々を一つおきのラインで削除するために前記垂直フィルタ補間回路に 応答するライン削除回路と、カラー中央周波数でフィルタ処理するために前記ラ イン削除回路に応答する水平フィルタと、 送信のために3:1の比で高周波数カラーサンプルを圧縮するために前記水平フ ィルタに応答する時間圧縮回路とを備える請求の範囲第1項記載の高品位テレビ ジョン信号を符号化する装置。
- 4.送信のために所定のサンプルを削除することによってテレビジョンの輝度成 分信号を処理する輝度処理手段と、 送信のために所定のサンプルを削除することによってテレビジョンのクロミナン ス成分信号を処理するクロミナンス処理手段と、送信のために高品位の多重化さ れた送信アナログ成分信号をフィルタ処理するために、前記輝度処理手段と前記 クロミナンス処理手段とに応答し且つ優待斜め対称フィルタ部に結合された斜め 対称フィルタ部とを具備する送信用の高品位の多重化アナログ成分テレピジョン 信号を符号化する装置。
- 5.所定のテレビジョン信号サンプルが送信に先立って削除されており、受信時 に高品位の多重化アナログ成分テレビジョン信号を復号する装置において、受信 されたテレビジョン信号をフィルタ処理するために優待斜め対称フィルタ部に連 結された斜め対称フィルタ部と、前記のフィルタ処理された信号をサンプリング するために前記斜め対称フィルタ部に応答するサンプリング手段と、 削除された輝度サンプルを補間することによって、前記のサンプルされた信号を 処理するための輝度処理手段と、 失なわれた輝度サンプルを補間することによって、前記のサンプルされた信号を 処理するためのクロミナンス処理手段と具備する装置。
- 6.前記輝度処理手段は、 時間伸長回路と、 削除された輝度サンプルを再生するための対角線フィルタ及び補間器とを備える 請求の範囲第5項記載の装置。
- 7.前記クロミナンス処理手段は、 時間伸長回路と、 削除されたクロミナンス・サンプルを再生するための垂直フィルタ及び補間器と を備える請求の範囲第5項記載の装置。
- 8.第1と第2のフィールドの間のモーションから決定される輝度サンプルを補 間するためのモーション検出・補間回路を請える輝度処理径路と、クロミナンス ・サンプルを補間するための垂直補間回路を含むクロミナシス処環経路とを具備 する、表示のために輝度成分信号とクロミナンス成分信号とを処理するための高 品位の多重化送信アナログ成分テレビジョン信号デコーダに結合された装置。
- 9.前記モーション検出・補間回路は、第1のフィールドを記憶するためのフィ ールド記憶器と、前記の記憶されたフィールドと第2のフィールドとからのサン プルを補間するために前記モーション検出器に応答する補間器とを備える請求の 範囲第8項記載の処理装置。
- 10.更に、遅延された輝度入力信号と前記モーション検出・補間回路の出力と を各々圧縮するための第1と第2の圧縮回路と、前記第1と第2の圧縮回路の各 出力を多重化するためのマルチプレクサとを備える請求の範囲第8項記載の処理 装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US272,064 | 1988-11-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04503592A true JPH04503592A (ja) | 1992-06-25 |
Family
ID=
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