JPH058626B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 この発明は、高精度（ハイデイフイニシヨン）
テレビジヨン信号に、およびその様な信号の発生
と処理方法に関するものである。 〔背 景〕 テレビジヨンの初期には、大部分の放送プログ
ラムはテレシネ装置を介して送られる映画であつ
た。生のプログラムは、スタジオ内で行なうニユ
ースキヤスタの場面、特別なバラエテイ・シヨウ
および生で送られる機に応じたスポーツ番組など
であつた。この生プログラムは、米国では走査線
数525本、毎秒60フイールドで２：１の飛越し走
査方式のNTSC標準（525/60）で、また欧州では
同様に625/50のCCIR標準で動作するテレビジヨ
ン・カメラによつて得られる場面である。毎秒24
フレームの映画は、米国ではテレシネ装置内で３
−２プルダウン技法により変換される。フイルム
の或る所定フレームを３フイールド分走査し続い
て次のフレームを２フイールド分走査する。欧州
では、フイルムを単純により速く毎秒25フレーム
の割で移動させており、その場合、音声チヤンネ
ルのピツチも同一割合で増大させるが、４％の速
度誤差は許容していた。 プログラムを世界的な規模で電子的に配給する
通信衛星計画が生まれるまでは、フイルム以外の
媒体で世界の525/60地域と625/50地域との間のプ
ログラムの互換性については、極く僅かしか提案
されていなかつた。そのころ、デジタル的に標準
方式を変換することが開発されたが、それは高価
であり、またフレームごとの変換のために変換さ
れた信号を表示するとぎこちない人工的な感じの
像になつた。 今日、多くの媒体を通じて配給することを意図
して作られるプログラムはフイルム上に記録され
た場合である。フイルム上に記録することの主た
る欠点は、撮影と編集のときに巻捩し時間が長く
かゝることである。しかし、その利点は、高い精
細度とフイルム形式に世界的な標準があることで
ある。 従つて、プログラムや特別番組の電子的制作に
関して、世界共通の標準による高精度テレビジヨ
ン（HD TV）方式を作ることが望まれている。
その様な方式は、フイルム、525/60および625/50
テレビジヨン方式に対して、質の低下を最小に止
めかつ人工的な動きを最小にしつゝ、簡単に適用
し得るものでなければらない。電子的な制作は、
目的とするどの配給媒体よりも高い解像度（水
平、垂直および時間的に）で行なつて、制作（編
集）操作後に高い品質を維持するようにせねばな
らない。 世界標準方式についての他の望ましい特性は、 １ 525/60、625/50およびフイルムへの変換を
ほゞ同等の容易さで行ない得ること、 ２ 制作後に最大の融通性が得られるように、垂
直、水平の解像度の平衡がとれていること。 ３ 配給のためのフイルムへのプリントの米国基
準である1.85という様に、アスペクト比が広い
こと、 ４ 13.5MHzという世界のデジタル・スタジオ標
準と両立すること、 などである。 満足せねばならぬ困難な要求は、電子的記録方
式において要求される極めて広い帯域幅という程
に高くはないが、時間的なエイリアシング（スト
ロービング）を除き得る位に充分高い時間的な解
像度（動作速度）である。 第１図には、フレーム速度変換のための時間的
内挿（インタポレーシヨン）の問題が示されてい
る。たとえば、手の様な物体が横切つて動いたと
すると、連続する２つのフレームＡとＢにおい
て、この物体は実線で描かれたように相異なる位
置に現われる。もし、両フレーム間にたとえばそ
の時間差の60％の位置に中間フレームを内挿した
とすると、観察者は上記連続する２つの入力フレ
ーム内にある物体相互間距離の約60％の位置に、
破線で示したような物体を見ることになる。連続
する２つのフレームにおける、または連続する少
数フレームにおける対応ピクセル間の振幅内挿を
行なつても、正確な結果を得ることができるとは
考えられないが、それでも今日のフレーム速度変
換器ではその様な内挿が行なわれている。 第１図は、もちろん、実際の例を誇張して示し
たもので、テレビジヨンでもフイルムでも正常な
時間的なサンプリング率（サンプリング周波数）
の場合には両フレーム間における物体の動く距離
はもつと短かい。振幅内挿を行なうと、２つの互
に広く離れた鮮鋭なはつきりした像でなく、鮮明
さに欠けるぼんやりした２重（または多重）像が
生ずる。実際に、ストロービング効果も除去また
は軽減するために、すなわち、鮮鋭に結像した物
体が視野を横切つて相異なる位置間を急に動く場
合には、フイルム・カメラマンは、フレーム時間
のうちの相当長い間レンズ開口を開いた状態にし
て、物体がその通路に沿つてフイルムに写る間像
がぼけるようにしている。人の眼は動く物体を高
い解像度で見分け得ないから、この像のぼけによ
つて、観察者には、像にぎこちない動きがなく連
続的な動きをしているような感じを受ける。テレ
ビジヨンの場合には、フレームが飛越し走査され
て実効移動速度がフレーム速度の２倍になること
と、更に多くのテレビジヨンカメラ撮像装置には
時間的遅れがあつて数個の走査フイールド期間を
通じて像をぼかすので、ストロービングがそう
度々発生することはない。 より高次の飛越し走査、たとえば、３：１、
４：１および５：１というような高次飛越し率を
使用すれば時間的サンプリング率を改善し得る
が、高次飛越し法は表示画像にひどい線クロール
効果を生ずることが知られている。一方、飛越し
による線クロール効果を低減するために、表示器
にフレーム蓄積機能を付加して表示器上に描かれ
るすべての像を各フイールドごとに順次更新する
方法もある。 この考え方は、表示速度およびカメラ走査速度
（撮影速度）を、第２図に示すように、伝送速度
と分離するという思想につながつている。フレー
ム蓄積器のカメラ側端子における情報は、撮影速
度で更新されるが、伝送信号は、たとえばチヤン
ネルの特性に合うようにより低い別の伝送速度で
送られるように選定される。同様に、表示器器の
更新速度は、大面積のフリツカと線間フリツカの
ような効果を減少させるために伝送速度より充分
高くなる。 〔発明の概要〕 この発明は、フレーム当り走査線数がN₁（たと
えば525本）で毎秒のフレーム周波数がF₁（たと
えぱ30フレーム）であるような第１テレビジヨン
形式に、またはフレーム当り走査線数がN₂（たと
えば625本）で毎秒のフレーム周波数がF₂（たと
えば25フレーム）であるような第２テレビジヨン
形式に、或いは毎秒当りフイルム・フレーム速度
がF₃（たとえば24フレーム）であるフイルムを対
象とした第３形式に変換するに適したビデオ信号
を発生する高精度テレビジヨン方式を提供するも
のである。カメラの様な装置が、或る１つのラス
タのパターンの形に像を走査してビデオ信号を発
生する。このビデオ信号は、上記ラスタを構成す
るラスタ線に関連したビデオ線の形で、像を表わ
す情報を含んでいる。このビデオ線は、たとえ
ば、上記第１および第２のテレビジヨン形式にお
けるラスタ線の向き（たとえば水平方向）に対し
て直交する方向（たとえば垂直方向）のラスタ線
を表わしている。同期回路があつて、これは、第
１および第２テレビジヨン形成および第３形式の
各々のフレーム期間中に整数本のビデオ線を形成
し得るようなビデオ線周波数でビデオ線を発生さ
せるために上記装置が使用する同期信号を発生す
る。このHD TVのビデオ線は、フレーム周波数
F₁、F₂およびF₃の最小公倍数（LCM）であるフ
イールド周波数をもつフイールドを構成するよう
に配列される。 〔詳細な説明〕 次記の表に示したこの方式の諸パラメータは、
この発明の思想を使用した電子シネマトグラフイ
用デジタルHDTV方式の輝度成分の諸パラメー
タである。これらのパラメータ選定の根拠になつ
た新しい原則の幾つかは次の通りである。 (イ) 種々の撮影（シユーテイング）媒体の所要フ
レーム周波数のLCMに等しい時間的サンプリ
ング周波数は、カメラ信号が消去（ブランク）
されると同時にフレームまたはフイールド消去
（ブランキング）期間に各標準についてフレー
ム蓄積器の読出しをし得る利点を持つている。
これは、あるフイールド周波数の選定、すなわ
ち毎秒当り600フイールド・サンプルである。
24、25および30の最小公倍数を暗示している。
従つて、600フイールド／秒で25：１の飛越し
走査を行なう方式では、たとえば24／秒のフレ
ーム周波数を持つことになり、更に1/25および
１／３０秒の整数個のフイールドを持つことにな
る。この発明のこの様な構成の特徴は、その様
方式から得られるビデオ信号は、後述するよう
に像のぼけを得るために何か時間的なフイルタ
処理をすることが望ましいかも知れないが、中
間蓄積を必要とすることなくフイルムに直接書
込み得ることである。 (ロ) 種々の他の標準を持つ媒体に対し変換による
動きのぎこちなさ（アーテイフアツク）を減少
させるために、この高精度方式は他の標準用に
選ばれたフレーム周波数よりも高いフレーム周
波数を持つて時間的な前フイルタ処理を行ない
得るようにできる。その様な周波数として都合
の良い選択は毎秒当り40フレームの率である。
このフレーム周波数は、24、25および30に対し
てそれぞれ簡単な比５／３、８／５および４／
３を呈するものであり、また毎秒600フイール
ドのサンプル周波数の分数であつて15：１の飛
越し率を表わしている。 (ハ) 配給媒体の各出力フイールドまたはフレーム
の期間中に整数本のHDTV走査線を得られる
ような線周波数をこの方式が持つことも有利で
ある。毎秒線数60000本という値はこの点で新
しいものであり、1/25、1/25および1/30秒間に
それぞれ2500、2400および2000本の走査線が得
られる。事実、線数60000本／秒は、NTSCカ
ラーテレビジヨン方式525/60のフイールド期間
である1/59.94秒に1001本の線を有することに
なる。 (ニ) たとえば、54MHzのサンプリング周波数を使
用することにより、デジタル装置は13.5MHzの
デジタル・スタジオ標準と両立し得る。しかし
それをアナログ形式に構成するとより低い記録
帯域幅（22MHzベースバンド）を要する。 (ホ) 垂直走査を選択したことによつて、広いアス
ペスト比の小寸法方向で高周波数走査が行なわ
れ、そのためカメラ撮像管や表示管の電子ビー
ム偏向に要するエネルギが低減し、また同じフ
イルムのレーザビーム書込みまたは電子ビーム
書込みと直交する方向にフイルムのテレシネ読
取りを行ない得る。デイスチヤート（R.A.
Dischert）氏他の米国特許第4449143号中に開
示されているように、垂直走査方式はまた525
本および625本の水平走査への変換を容易化す
る。この線周波数変換は、垂直像当り525個ま
たは625個のサンプルを得るように適当な周波
数でアナログ・ビデオ信号をサンプリングする
ことにより簡単に行なわれる。垂直線消去に約
20％を割当て水平フイールド消失に約７％を割
当てると、毎フレーム当り、有効サンプル756
個／線が900に、有効線1398本が1500本に増加
する。 [Industrial Application Field] This invention is applicable to high-precision (high-definition)
It relates to television signals and methods of generating and processing such signals. [Background] In the early days of television, most broadcast programs were movies sent via telecine equipment. Live programming included in-studio newscast scenes, special variety shows, and opportunistic sports programs broadcast live. This raw program is compatible with televisions operating on the NTSC standard (525/60) with 525 lines and 2:1 interlaced scanning at 60 fields per second in the United States, and on the CCIR standard of 625/50 in Europe as well. This is a scene captured by Jiyoung Camera. 24 per second
Frame movies are produced in the United States in telecine equipment at 3.
−2 converted by pulldown technique. A predetermined frame of the film is scanned for three fields, and then the next frame is scanned for two fields. In Europe, the film was simply moved faster at 25 frames per second, increasing the pitch of the audio channel by the same percentage, but allowing for a 4% speed error. Until the advent of the communications satellite program to distribute programs electronically on a worldwide basis, there was little knowledge of program compatibility between the 525/60 and 625/50 regions of the world on media other than film. Only one proposal had been made. Around that time, converting the standard digitally was developed, but it was expensive, and the frame-by-frame conversion resulted in an awkward, artificial-looking image when displayed. Today, programs intended for distribution through many media are recorded on film. The main disadvantage of recording on film is the long winding time required for shooting and editing. However, its advantages are high definition and a worldwide standard for film formats. Accordingly, it would be desirable to create a universal standard high definition television (HD TV) system for the electronic production of programs and specials.
Such methods include film, 525/60 and 625/50
It must be easily applicable to television systems with minimal loss of quality and minimal artifacts. Electronic production is
It must be done at a higher resolution (horizontally, vertically and temporally) than any intended distribution medium to ensure that high quality is maintained after the production (editing) operation. Other desirable properties of the world standard system are: 1. Conversion to 525/60, 625/50 and film can be done with nearly equal ease; 2. Vertical design for maximum flexibility after production. , the horizontal resolution is balanced. 3) It must have a wide aspect ratio, such as 1.85, which is the US standard for printing on film for distribution, and 4) It must be compatible with the world digital studio standard of 13.5MHz. The difficult requirements that must be met are not as high as the extremely wide bandwidth required in electronic recording systems, but a temporal resolution that is high enough to eliminate temporal aliasing (strobing). operating speed). FIG. 1 illustrates the problem of temporal interpolation for frame rate conversion. For example, if an object such as a hand moves across, the object appears at different positions in two consecutive frames A and B, as shown by solid lines. If an intermediate frame is interpolated between the two frames, for example, at a position of 60% of the time difference, the observer will be at a position of about 60% of the distance between the objects in the two consecutive input frames.
You will see an object like the one shown by the broken line. Amplitude interpolation between corresponding pixels in two consecutive frames or in a small number of consecutive frames is unlikely to yield accurate results, but today's frame rate converters still Various types of interpolation are performed. Figure 1 is, of course, an exaggerated representation of an actual example, and shows the normal temporal sampling rate (sampling frequency) for both television and film.
In this case, the distance the object moves between the two frames is relatively short. Amplitude interpolation produces a blurred double (or multiple) image that lacks sharpness, rather than two widely spaced, sharp, sharp images. In fact, in order to also eliminate or reduce the strobing effect, i.e. when a sharply imaged object moves suddenly between different positions across the field of view, film photographers have to The lens aperture is left open for a considerable period of time so that the image is blurred as the object travels along its path onto the film. Since the human eye cannot distinguish moving objects with high resolution, this blurring of the image gives the viewer the impression that the image is in continuous motion without any jerky movements. In the case of television, frames are interlaced so that the effective movement rate is twice the frame rate, and in addition, many television camera imagers have a time delay that spans several scan field periods. Since the image is blurred through the lens, strobing does not occur frequently. Higher order interlaced scanning, e.g. 3:1,
Although using higher order interlacing ratios such as 4:1 and 5:1 can improve the temporal sampling rate, higher order interlacing methods are known to produce severe line crawling effects in the displayed image. . On the other hand, in order to reduce the line crawling effect caused by interlacing, there is also a method of adding a frame storage function to the display and sequentially updating all images drawn on the display for each field. This idea is connected to the idea of separating display speed and camera scanning speed (shooting speed) from transmission speed, as shown in FIG. The information at the camera-side terminal of the frame storage is updated at the recording rate, but the transmission signal is selected to be sent at a different transmission rate, which is lower, for example to suit the characteristics of the channel. Similarly, the display update rate is sufficiently higher than the transmission rate to reduce effects such as large area flicker and line-to-line flicker. [Summary of the Invention] The present invention provides a first television format in which the number of scanning lines per frame is N ₁ (for example, 525) and the frame frequency per second is F ₁ (for example, 30 frames), or to a second television format where the number of scan lines is N ₂ (e.g. 625) and the frame frequency per second is F ₂ (e.g. 25 frames per second), or the film frame rate is F ₃ (e.g. 24 frames per second). The present invention provides a high-precision television system that generates a video signal suitable for conversion to a third format intended for films such as . A device, such as a camera, scans the image in a raster pattern to generate a video signal. This video signal contains information representing the image in the form of video lines that are related to the raster lines that make up the raster. This video line represents, for example, a raster line in a direction (eg, vertical direction) orthogonal to the orientation (eg, horizontal direction) of the raster line in the first and second television formats. There is a synchronization circuit for generating video lines at a video line frequency such that an integral number of video lines can be formed during each frame period of the first and second television formation and third formats. Generates synchronization signals used by the above device. This HD TV video line has a frame frequency
They are arranged to form a field with a field frequency that is the least common multiple (LCM) of F ₁ , F ₂ and F ₃ . [Detailed explanation] The parameters of this method shown in the table below are:
These are various parameters of the luminance component of a digital HDTV system for electronic cinematography using the idea of this invention. Some of the new principles underlying the selection of these parameters are: (b) The camera signal is blanked at a temporal sampling frequency equal to the LCM of the required frame frequency of various shooting media.
It has the advantage of being able to read the frame store for each standard during frame or field blanking periods at the same time as it is being read.
This is a selection of field frequencies, 600 field samples per second.
It implies the least common multiple of 24, 25 and 30.
Therefore, a system that performs 25:1 interlaced scanning at 600 fields/second will have a frame frequency of, for example, 24/second, and will also have an integer number of fields of 1/25 and 1/30 seconds. become. The feature of this configuration of the present invention is that the video signal obtained from such a method may be desirably subjected to some temporal filter processing in order to obtain image blurring, as will be described later; It is possible to write directly to the film without the need for storage. (b) In order to reduce conversion artifacts for media with various other standards, this high-precision method has a frame frequency that is higher than the frame frequency chosen for the other standards. can be used to perform temporal prefiltering. A convenient choice for such a frequency is a rate of 40 frames per second.
This frame frequency has simple ratios 5/3, 8/5 and 4/3 for 24, 25 and 30, respectively.
3, and is a fraction of the sampling frequency of 600 fields per second, representing an interlace ratio of 15:1. (c) It is also advantageous for the system to have a line frequency such that an integral number of HDTV scan lines are obtained during each output field or frame of the distribution medium. The value of 60,000 lines per second is new in this respect, giving 2500, 2400 and 2000 scan lines in 1/25, 1/25 and 1/30 seconds, respectively. In fact, 60,000 lines/second means that there are 1,001 lines in 1/59.94 seconds, which is the field period of NTSC color television system 525/60. (d) For example, by using a 54 MHz sampling frequency, digital equipment can be compatible with the 13.5 MHz digital studio standard. However, configuring it in analog format requires lower recording bandwidth (22MHz baseband). (e) By choosing vertical scanning, a high frequency scan is performed in a small dimension direction with a wide aspect ratio, which reduces the energy required to deflect the electron beam in the camera imager tube or display tube, and also reduces the Telecine reading of the film may be performed in a direction perpendicular to laser beam writing or electron beam writing. Death Chart (RA)
Vertical scanning schemes can also be used in 525
Facilitates conversion to books and 625 horizontal scans. This linear frequency conversion is simply performed by sampling the analog video signal at an appropriate frequency to obtain 525 or 625 samples per vertical image. Vertical line erase approx.
If we allocate 20% and approximately 7% to horizontal field disappearance, we get 756 effective samples per frame.
number/line increases to 900, and 1398 active lines increases to 1500.

【表】 第３図は走査ラスタを示し、このラスタは1500
本の垂直線が、それぞれ15本の線を含む100個の
垂直区分で構成されているものと考え得る。最後
の７個の区分（94〜100）は水平消去期間を含ん
でいる。像は、各フイールド期間中に左から右へ
各区分ごとに１本ずつ走査され、従つて各区分中
のすべての線を走査するには連続する15フイール
ドを必要とする。 或る区分中の線を連続するフイールドにおいて
左から右へ順次走査するとすれば、右から左へ動
く物体は左から右へ移動する物体とは違つた形で
処理されて、動きのぎこちなさが生ずる可能性が
ある。そのために、第３図の例では、各連続する
フイールドの線はその区分を通して或るモジユー
ル・パターンで飛び越しすなわちスキツプするよ
うなつている。すなわち、どの区分でも走査線が
第１の位置にあるフイールドをフイールド１と決
めると、次のフイールドであるフイールド２では
右方へｐ本の線だけ隔つた位置に線を定めること
にする。こゝにｐは15と共約数を持たない整数で
ある。この形を続けると、ｎ番目のフイールドｎ
では、〔１＋（ｎ−１）ｐ〕モジユーロ15の位置に
線が在ることになる。ｐ＝４の場合には、連続す
る各フイールド中の線の位置は、１、５、９、
13、２、６、10、14、３、７、11、15、４、８、
12となり続いて１から繰返すことになる。 ｐの値として４以外の数を使用することもでき
るが第４図に示されるように、この４という値は
有利であると考えられている。第４図は、ｘ軸に
とつたフイールド番号（１−15）に対して或るフ
イールドの線位置（１−15）をｙ軸にプロツトし
た図である。第４図は、モジユーロ・ホツピン
グ・ケースｐ＝４の線位置を示し、隣接フイール
ドにおける対応する線を空間的に４本分隔てゝ位
置させていることが判る。フイールド線はこの番
号―位置（ｘ、ｙ）平面内で正三角形のグリツド
（網目）状に配置されていて、どの線位置もそれ
に隣接する６個の位置から等距離にある。このパ
ターンは、動きの不自然さがあつたとしてもそれ
を像区域内でどの方向にも比較的一様に、すなわ
ち動きの方向に無関係にすることが判つている。 これまでのところでは、前掲の表のビデオ信号
走査パラメータは、輝度成分に適用するものとし
て一般的な用語で論議して来て、カラーすなわち
クロミナンス成分について言及していない。制作
の標準の一部として、カラーは、輝度Ｙ成分のベ
ースバンド幅の約半分のベースバンド幅をそれぞ
れ占める２つの色差成分Ｒ−ＹとＢ−Ｙ中に担持
されているものとする。従つて、クロミナンス信
号は、第５図に示された様に圧縮された形で時間
的に多重化された２つのカラー成分として、輝度
成分と同じ様なビデオ信号中の独立したケーブル
を介して運ばれる。 第５図におけるHDTV信号１００のクロミナ
ンス信号の１００ｂのＲ−Ｙ部分とＢ−Ｙ部分と
は、それぞれ有効輝度信号１００ａの持続時間の
半分を占めていて、そのため輝度信号とクロミナ
ンス信号の両者とも等しいベースバンド幅を有し
前述の論議は両者に適用できる。或いはまた、輝
度信号とクロミナンス信号とは、時間圧縮アナロ
グ多重化（TCAM）法または毎秒108メガサンプ
ルのビツト列のピクセルごとにＲ−Ｙ，Ｙ，Ｂ−
Ｙの順序に並べたデジタル区分法によつて、単一
ケーブ中に互に時間的に多重化することもでき
る。TCAM法の場合にはベースバンド幅は44M
Hzになるが、前掲の表中の他のパラメータは分離
（デマルチプレクス）されたＹに対して或いは分
離およびマトリクス処理後のＲ，ＧおよびＢに対
して適用できる。 以下の説明では、輝度成分とクロミナンス成分
は別々に処理されるものと仮定して、説明を進め
ることにする。 HDTV信号は、600Hzの水平フイールド周波数
と60KHzの垂直線周波数の偏向周波数を有するよ
うに構成されたＲ，Ｇ，Ｂモニタに直接表示され
る。各フイールドには僅か100本の線しか含まれ
ないが、眼（および蛍光体）の残像現象のために
１つのフイールドが見えることはない。肉眼の応
答時間は15〜20ミリ秒程度であるから、連続する
10〜12個のフイールドが１つに見えまた1500本の
うちの1000〜1200本の線がほゞ同じ明るさで同時
に見える。従つて大面積のフリツカは全然無い。
各線は25ミリ秒後にのみ更新されるから、40Hzの
線間フリツカが幾分見えるかも知れない。動いて
いる物体は、端縁部にぼけを生じ、不鮮明になり
また多分きれぎれになるが、高い時間的周波数の
ために運動はほとんど連続的に見える。 第６図はこの発明の考え方によるHDTV装置
７０の制作（プロダクシヨン）および表示段のブ
ロツク図である。幅の広いアスペクト比の
HDTVカメラ７１は、内部の像ピツクアツプ素
子の垂直線走査によつて高解像度Ｒ，Ｇ，Ｂビデ
オ信号を生成することができる。カメラ用の線、
フイールドおよびフレーム同期信号を供給するた
めに、54MHzのクロツク７８の出力を分周器７９
で分周してf_V＝60KHzの繰返し周波数を有する垂
直線走査同期信号S_Vを発生させている。分周器
７９の出力は、分周器８０で更に分周されてf_H＝
600Hzの繰返し周波数を持つ水平フイールド同期
信号S_Hを発生する。分周器８０の出力も更に分周
器８１で分割されてf_F＝40Hzの繰返し周波数を有
するフレーム同期信号S_Fを発生する。 垂直線同期、水平フイールド同期およびフレー
ム同期信号S_V，S_H，S_FはHDTVカメラ７１に供
給されて、第３図に図示して説明したようにカメ
ラがラスタ走査できるようにする。その線走査は
垂直方向でフイールド走査は水平方向である。フ
レーム同期信号S_Fは、カメラ７１中の同期信号発
生回路において線およびフイールド同期信号S_V
およびS_Hと組合せ使用されて、第４図に示される
ような適切な飛越し順序を作り出す。 カメラ７１によつて発生した高精度Ｒ，Ｇ，Ｂ
信号は、マトリクス７２に供給されて、別々の信
号線路上に輝度信号Ｙとクロミナンス信号Ｒ−
Ｙ，Ｂ−Ｙを発生する。Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙクロミナ
ンス信号は時間圧縮段７３と７４中で時間係数２
により時間圧縮された後マツチプレクサ７５によ
つて１本の信号線路上に多重化して出力される。
マルチプレクサ７５から得られたクロミナンス信
号とマトリクス７２から得られた輝度信号とは、
同期挿入器９９へ供給されて、クロミナンス信号
と輝度信号のそれぞれに同期信号部分が付加され
る。同期挿入器９９の出力には、第５図に示す
HDTV信号１００が発生する。すなわち、輝度
信号１００ａは信号線路９８上に発生し、別チヤ
ンネルのクロミナンス信号１００ｂが信号線路９
８上に生ずる。 HDTV信号１００はHDTVビデオテープレコ
ーダ７６に供給されて、カメラ７１によつて撮像
されたプログラム内容の制作（プロダクシヨン）
テープ７７が出来る。 撮像されているときテレビジヨン制作内容をモ
ニタするために、カメラ７１によつて発生した
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号は、第６図に示されていない回路
で緩衝された後、直接ビデオ入力を受入れ得る高
精度テレビジヨン・モニタ８２に供給される。モ
ニタ８２は、高解像能力を有すると共に、垂直方
向に線走査を行ない水平方向にフイールド走査を
行なう偏向回路を持つている。モニタ８２上のラ
スタ走査を同期させるために、線、フイールドお
よびフレーム同期信号S_V，S_H，S_Fがモニタ８２
の同期回路に供給される。 第７図は、第６図のHDTV装置７０によつて
発生されたプログラム内容の、制作後の経過すな
わち制作後の処理過程を示している。第６図の装
置７０によつて作られた制作テープ７７は、第７
図のHDTVビデオテープレコーダ８４によつて
再生されてHDTV信号１００が再生成される。
HDTV信号１００の情報内容は、制作後処理段
８５において、見出し付け、図形、スローモーシ
ヨンやスクリン分割のような特殊効果および同種
の他の編集処理を施すために、変更される。 制作後処理段８５中で発生した変更情報内容を
持つたHDTV信号１００′は、HDTVビデオテ
ープレコーダ８６に供給されて、配給および記録
用のマスタ・テープが作られる。 HDTV信号１００′のプログラム内容は、ま
た、他の制作標準によつて定められた形式でビデ
オテープや35ミリメートル・フイルムテープの様
な種々の記録媒体にも記録蓄積される。たとえ
ば、HDTV信号１００′のプログラム内容は、52
５／６０ビデオ形式でデジタル・テープ９２に記録で
きるし、また625/50CCIRビデオ形成でデジタ
ル・テープ９３に記録され、或いは、たとえば毎
秒24フイルムフレームの撮影速度を持つているよ
うな、幾つかの所定形式の中の任意の一形式で35
ミリメートル・フイルム・テープ９４にも記録す
ることができる。 前掲の表に示されたHDTV信号１００′の形式
から記録媒体９２〜９４で使用される他の形式の
各々に形式変換をするために、HDTV信号１０
０′はこの発明の原理に従う各標準信号変換器２
００，３００，４００に供給される。標準信号変
換器２００は、HDTV信号１００′を標準の525/
６０デジタル成分形式を持つビデオ信号V₂に変換
する。次いでビデオ信号V₂はビデオテープレコ
ーダ８８によつてデジタルテープ９２に記録され
る。標準信号変換器３００は、HDTV信号１０
０′を標準の625/50デジタル成分形式をもつビデ
オ信号V₃に変形する。ビデオ信号V₃は次いでビ
デオテープレコーダ８９によつてデジタルテープ
記録される。標準信号変換器４００は、HDTV
信号１００′を、フイルムレコーダ９０によつて
フイルムテープ９４に記録できる信号V₄に変換
する。 この発明のHDTV信号１００′のために選ばれ
た諸パラメータによつて、他の制作標準への変換
は大幅に容易化され、また標準信号変換器２００
乃至４００の構成も非常に簡単化することができ
る。たとえば、カメラが垂直線走査を採用したこ
と、および適切な線およびフイールド走査周波数
と飛越し率を選定したことによつて、HDTV信
号１００′の毎秒当り40フレームと他の標準によ
るフレーム周波数との間のフレーム周波数変換
が、標準信号変換器に設けられているフレーム蓄
積器の内容を適当なやり方でサンプリングする簡
単なことになつた。このフレーム蓄積器を適正な
順序でアドレスすれば自然の時間内挿関数が得ら
れるので、時間的な内挿操作は必要としない。 第６図に示したHDTV装置７０の新規な構成
によつて生成されるHDTV信号１００の制作標
準用のパラメータを適切に選定する一例として、
前掲の輝度信号のパラメータの表を検討して見よ
う。走査は、フイールド当り100本の線の割合で
垂直に、かつ毎秒600フイールドで行なわれるの
で、垂直線走査周波数f_Vは60000Hzになる。この
HDTV信号の解像度を54MHzのサンプリング周
波数と合うように選定することによつて、毎垂直
線当り900サンプルの高解像度サンプリング能力
が得られ、一方このサンプリング周波数はスタジ
オ制作用サンプリング周波数の世界標準である
13.5MHzの整数倍値としておくことができる。 また、毎秒600フイールドは、種々のフイルム
およびテレビジヨン標準として現存しまた希望さ
れているフレーム周波数およびフイールド周波数
を表わす各数24、25、30、40、60の整数倍値であ
ることに注目すべきである。更に、60000Hzとい
う垂直走査周波数は、種々のフイルムおよびテレ
ビジヨン標準の種々のフイールドおよびフレーム
周波数で除算すると、整数、たとえば60000÷60
＝1000、60000÷59.94＝1001、60000÷40＝1500、
60000÷30＝2000、60000÷29.97＝2002、60000÷
25＝2400、60000÷24＝2500、になることにも注
意すべきである。これらの整数分数間の関係は、
第７図における各標準信号変換器２００乃至４０
０に付属するフレーム蓄積器回路の設計を簡単化
する上での重要な因子である。 別の発明的面として、第７図の信号変換器２０
０の様な標準信号変換器は、HDTV信号１０
０′を、たとえば世界標準デジタル成分スタジオ
形式で525/60テレビジヨン形式に変換する。この
変換の一部として像の空間的解像度はエイリアシ
ングを除くために低下させられる。また、垂直走
査から水平走査への変換も行なわれて像は端部を
切落されて４：３のアスペクト比になる。 所要の空間的帯域幅の４倍になるようにサンプ
リング数の増加か内挿を行い次にこの信号に２：
１の濾波を施して1/2ナイキスト周波数とし、更
に出力のサンプルを１つおきに選択することによ
つて、空間的濾波をすることができる。フレーム
周波数変換は、この濾波された信号を高い時間的
な多重飛越しフイールド周波数でフレーム蓄積器
中に読込み、そのフレーム蓄積器を新しいフレー
ム周波数で２：１の飛越し率で読出すことによつ
て、簡単に行なわれる。フレーム蓄積器は垂直に
入力された水平に読出されて、走査方向が変換さ
れる。サンプリングクロツク周波数と垂直線当り
のサンプル数を除けば、625/50への変換全く同じ
方法を使用できるが、以下では525/60への変換つ
いてこの方法を説明する。再発生される同期々間
も上記２つの標準の間で僅か異なつている。 484×720の素子の13.5MHzの標準有効画像グリ
ツドとするためには、先ず水平方向のHDTV有
効画像グリツドの1398個の有効素子を増大化また
は内挿法により1998個にすることが便利である。
この1998という数は、720と係数２およびアスペ
クト比を1.85：１から４：３に変換する補正係数
とに関係している（すなわち、1998÷1.85×4/3
＝1440＝２×720である）。 垂直方向では、このHDTVアナログ信号は低
域通過型の濾波処理をされて756個の有効ピクセ
ルが484個に変換される。 第８図は信号変換器２００の輝度信号処理部２
００Ｌの特定の具体例を示している。図示されて
いないが、同様に構成された処理部がHDTV信
号１００′のクロミナンス信号を処理する。変換
器２００において、22MHzの帯域幅をもつ
HDTV輝度信号はフイルタ２２０中で予め濾波
されて、何の手段も講じければ像中の動く端縁部
に対する多重飛越し効果に起因して個々のフレー
ムに現われる。端縁部の乱れ（小断片状になるこ
と）をぼかすようにされる。フイルタ２２０の出
力は、次フイルタ４１によつて14.1MHzに低域通
過型濾波をされて係数484/756に従つて垂直解像
度を低減させる。この濾波された信号は、たとえ
ば34.56MHzのクロツクCK２でクロツク制御され
るアナログ―デジタル変換器４１中でサンプルさ
れデジタル化される。このクロツクCK２と、信
号変換器２００用の他のすべてのクロツクたとえ
ばCK１，CK３およびCK４は、ビデオ信号１０
０′で同期化された装置用クロツク発生器５４に
よつて発生する。 同期信号f_V，f_Hおよびf_Fは同期検出器４３によ
つて取出される。同期信号f_Vとf_Hは、垂直および
水平カウンタ４４と４５にそれぞれ供給されて、
ゲート４６と４７を制御し、これらゲートは各有
効線の484個のサンプルと各フレームの1398本の
有効線とをゲートして取出す。この484個の有効
サンプルは、垂直線蓄積器として働く１対の
FIFOバツフア蓄積器５２ａと５２ｂに書込まれ
次いで時間圧縮される。これらのサンプルは、処
理されたHDTV信号１００′の大体４本の垂直線
を、525/60NTSC信号の１水平線がフレーム蓄積
器５０から読出される時間とほゞ同一時間で、フ
レーム蓄積器５０へ垂直に読込みできるような速
い周波数でクロツク制御され読出される。フレー
ム蓄積器５０は、〔１＋４（ｎ−１）〕モジユーロ
１５アルゴリズムによつて（同期信号f_V，f_H，f_F
を使用して）動作しHDTVラスタの隣接垂直線
をこのフレーム蓄積器中の隣接位置すなわちアド
レスへ配置するようなアドレス発生器４８によつ
て、垂直に入力される。 フレーム蓄積器５０から読出された各水平線
は、次に水平線蓄積器として働く１対のFIFOバ
ツフア５２ｃと５２ｄ中で時間伸張される。この
サンプルは、525/60の所望出力の飛越し走査と同
一の周波数でクロツク制御され読出される。フレ
ーム蓄積器５０はHDTV装置の全水平解像度と
アスペクト比とを収容できるが、信号処理のこの
点では垂直解像度が低くなつているので垂直方向
の484個のサンプルだけを蓄積できればよい。各
有効出力線の1398個のサンプルは、読出された後
内挿用サンプル増加器４９に与えられて、水平方
向に1998個のサンプルを生成する。内挿器４９
は、普通の多数点内挿器として作られたもので
も、或いはパワーズ（K.H.Powers）氏による
1983年４月13日付米国特許出願第484527号中に記
載されているものと同様に構成されたものでも良
い。 タイミングユニツト５３は、書込みクロツクＷ
１とＷ２および読出しクロツクＲ１とＲ２を発生
し、これらクロツクは線蓄積器５２ａ〜５２ｄの
書込端子CW１とCW２および読出し端子CR１と
CR２にそれぞれ供給される。タイミングユニツ
ト５３は、また線蓄積器のＲ／端子に供給され
て各線蓄積器の動作モードを読出しモードと書込
みモードとの間で切換えるため、モード制御信号
Ａ１およびＡ２も発生する。タイミングユニツト
５３は信号線路５５にスイツチング信号を発生
し、この信号は、スイツチ５１ａ〜５１ｄに所要
の同期動作をさせて、線ゲート４７を通過した有
効サンプルの４本の有効線が、フレーム蓄積器５
０から供給される１水平線が内挿器４９から送ら
れるのとほゞ同じ時間に、フレーム蓄積器５０に
読込まれるようにするものである。 内挿器４９によつて発生した内挿サンプルはデ
ジタル低域通過フイルタ５７に与えられる。この
フイルタは上記サンプルを濾波してナイキスト周
波数の半分にする。低域通過フイルタ（LPF）
５７は、サンプル遅延素子Ｄ１〜Ｄ６、加算器６
１〜６３、乗算器６４〜６７および減算器６７で
構成されている。このデジタルLPFは第１０図
に示す高域通過フイルタ応答と相補的な応答特性
を有し、次に説明する。 低域通過フイルタ５７の出力は、1998個の有効
サンプルを持つた水平線を含んでいるが、その帯
域幅は、解像度がピクセル数999個のそれと同等
まで低下している。フイルタ５７の出力から得ら
れ１つおきのサンプルは交互サンプルゲート５８
で除去される。ゲート５９は、アスペクト比を
４：３に端切りするが、999個のサンプルのうち
から中央にある720個のサンプルを選択すること
によつて、そのアスペクト比を1.85から1.33に変
更し、720個の有効サンプルを525/60出力として
供給する。挿入段６０は、水平帰線（ブランキン
グ）の138個のサンプルと、フイールド当り20〜
21本の線の垂直同期信号部分を加える。クロツク
周波数CK２乃至CK４は、HDTV信号１００′の
１垂直線期間内にまたは525/60デジタルテレビジ
ヨン信号の１水平線期間内に、整数個のクロツク
サイクルが生ずるように選定されていることに注
意すべきである。 同期挿入段６０の出力は、13.5MHzの世界標準
周波数でクロツクされたサンプルを持つデジタル
成分ビデオ信号の輝度信号成分である。第５図に
示されるように時間圧縮されかつ多重化された形
式で供給される。HDTV信号１００′のクロミナ
ンス信号は、第７図の標準信号変換器２００のク
ロミナンス部で処理される。このクロミナンス部
は図示されていないが第８図の輝度部２００Ｌと
同じ構成のものである。 変換器２００の出力は、標準４：２：２、２チ
ヤンネル、時間多重化525/60の形式で表示するた
めにデジタルVTRに記録される。 第９図は、対策を構じなければ個々のフレーム
に現われる可能性のある端縁部の乱れ（小断片
化）をぼかすための時間的濾波作用を行なうため
の、第８図に示すフイルタ２２０の、この発明に
よる特定の実施例を示している。HDTV信号１
００′は、54MHzのサンプリング周波数で動作す
るアナログ―デジタル変換器２１中でデジタル形
式に変換される。そのサンプルは、全フレームよ
り幾分大きな記憶容量をもつメモリ中に蓄積され
る。このメモリは縦続接続されたフイールド遅延
器２２〜２６として構成されている。Ａ点におけ
る信号は、入力に対して正確に１完全フレーム
（15フイールド）分だけ遅延させられている。Ｂ
またはB′における信号は、Ａ点における信号に
対して、４フイールドだけそれぞれ進みまたは遅
延している。ｐ＝４のモジユーロホツプ飛越し式
では、４フイールド分だけ進みまたは遅れた信号
は、Ａ点のピクセルから線３本分だけ右方へまた
は左方へ隔つたピクセルに、それぞれ、相当す
る。同様に、ＣまたはC′における信号はＡ点にお
けるよりも７フイールド分だけ進みまたは遅れて
いて、Ａ点におけるピクセルに対しそれぞれ左ま
たは右の直接隣接する線上のピクセルに相当す
る。 適当な、加算器２７〜２９、乗算器３０〜３２
および減算器３３を信号点Ａ，Ｂ，B′，Ｃ，C′に
結合することによつて、第９図のデジタルフイル
タ２２０は、第１０図に示す応答特性をもつた水
平空間周波数域の高域通過フイルタを構成する。
これは、ナイキスト周波数の約２分の１より上の
周波数または水平方向の線周波数の４分の１より
上の周波数を通過させる普通の高域通過デジタル
フイルタである。 デジタル高域通過フイルタ２２０の出力は、デ
ジタル―アナログ変換器３４中でアナログ形式に
変換され、次いで第１１図に示すような応答特性
をもつアナログ高域通過フイルタ２５を通され
る。この後者のフイルタは、フレーム遅延画像中
の低い（垂直の）空間周波数を除去するように働
く。乗算器３６で適当な乗数Ｋを用いることによ
つて、前のフレームから得られる画像の高い空間
周波数が、加算器３７中でその時のフレーム中の
画像に加算される。加算器３７の出力は濾波済の
HDTV信号１００Ｆである。 ＣおよびC′点における隣接線はＡ点に対して時
間的に隔つているから、この空間周波数濾波は時
間的な濾波成分も持つている。この低い空間周波
数は、運動中の物体の２重像を生成することを防
ぐために除去される。第９図の時間的濾波の効果
は、モジユーロ飛越しによつて乱れた形になろう
とする運動物体の端縁部をぼかすことである。こ
の空間的時間的濾波作用は、像の静止部分には何
の影響もなく、空間的解像度も高周波運動範囲以
外では損なわれない。 第９図はまたフイルタ２２０内における信号処
理のタイミング関係を示している。適当に定めた
起点（ｔ＝０）に対してｔ＝20のサンプル点は、
HDTV信号の水平フイールド消去期間中に生じ、
カメラ中で2500本の線が、または100本の線を含
むフイールド25個が走査され終つたとき（ｔ＝０
から30分の１秒後）の点を表わしている。 ｔ＝20の時点では、フイルタ２２０のメモリの
フレーム蓄積器、すなわちフイールド遅延器２３
〜２６は、最も新しい15フイールドの情報を表わ
す1500本の線の全入力フレームを収容している。
HDTV信号を525/60形式に変換する前に第８図
の時間的前置フイルタとして第９図のフイルタ２
２０を使用することによつて、何もしなければ第
９図の遅延器２２中に蓄積された最初の10フイー
ルドが捨てられる無駄を避けることができる。 第１２図は、第７図の625/50CCIR標準信号変
換器３００の輝度処理部３００Ｌの一特定実施例
を示している。図示されていないクロミナンス処
理部はこの輝度処理部３００Ｌと同様な構造であ
る。変換器３００は、タイミング同期と或るクロ
ツク周波数を除けば第８図の変換器２００と同様
なものである。従つて、第８図と第１２図におけ
る殆どの要素の機能或いはパラメータは同様なも
のである。この２つの図における一例相異点は、
第１２図の次の点にある。すなわち、575個の有
効垂直ピクセルが線蓄積器５２ａと５２ｂおよび
フレーム蓄積器５０中に蓄積され、低域通過フイ
ルタ４１のカツトオフ周波数が16.7MHzであり、
アナログ―デジタル変換器４２のクロツク周波数
CK２が41.10MHzであり、フレーム蓄積器５０の
蓄積容量575×1398サンプルであり、かつ水平線
消去期間中に同期挿入器６０によつて挿入される
サンプル数が144個である点である。13.5MHzの
スタジオ標準サンプリング周波数におけるフレー
ム周波数は、525/60で毎秒29.97であるに対し62
５／５０では毎秒25である。 第１２図の時間的前置フイルタとして使用され
る第１３図のデジタル高域通過フイルタ３３０は
第９図のフイルタ２２０と同じ設計のものであ
る。第９図と第１３図のタイミング図の部分は、
サンプル点が第９図ではｔ＝20の時点に生ずるの
に第１３図ではｔ＝24の時点に生ずることを除け
ば、同様なものである。 第１４図は、第７図のフイルム標準信号変換器
４００の或る特定例を示している。説明のための
一例として、第７図のフイルムレコーダ９０は、
変換器４００からのデジタルビデオ信号V₄によ
つて毎秒24フレームの割合で１フレーム当り750
本で水平方向に順次（非飛越し）走査を行なうよ
うに、駆動されるものとする。ビデオ信号V₄の
線周波数は、従つて18KHzである。サンプル周波
数が27MHzとすれば、このビデオ信号は線１本当
り1500個のサンプルを供給し、水平帯域幅は11M
Hzである。その様な走査方式によれば、681×
1260個のピクセルよりなる有効画像グリツドを形
成し、かつ画像高さについてサイクル数で表わし
て同等の水平および垂直解像度をもつて1.85のア
スペクト比を維持することができる。HDTV信
号１００′におけるような垂直走査でフイルムに
レコードすることも可能であるが、フレーム周波
数は40から24フレーム／秒に変換させねばならな
い。変換器２００おび３００と同様な構成の変換
器をフイルム標準変換器として使用して垂直―水
平走査変換も行ない得る。現用の大抵のフイルム
レコーダは水平走査型に設計されている。 第１４図に示されたように、RAMフレーム蓄
積器５０は681×1398個のサンプルを保持し、垂
直解像度はビデオ帯域幅を19.8MHzにする低域通
過フイルタ４１中で981/756の率で低下するが、
HDTV信号１００′と同じ水平解像度を有する。
内挿器４９はこの場合にフレーム蓄積器５０から
得られる1398個のサンプルを2520個（フイルム走
査線標準の1260個の水平有効サンプル数の２倍）
に増加変換する。この様な動作では、クロツク
CK３およびCK４の周波数としてそれぞれ
22.85MHzおよび41.19MHzを必要とする。アナロ
グ―デジタル変換器４２用のクロツクCK２は
48.66MHzで、同期挿入器６０からのフイルム標
準信号出力用のクロツクCK１は27MHzである。 第１４図の時間的前置フイルタとして使用され
る第１５図のデジタル高域通過フイルタ４４０は
第９図のフイルタ２２０と同じ構造のものであ
る。第９図と第１５図のタイミング図の部分は、
第１５図で時点ｔ＝25で生ずるサンプル点が第９
図ではｔ＝20の時点に生ずることを除けば、同様
なものである。[Table] Figure 3 shows a scanning raster, this raster consists of 1500
The vertical lines of a book can be thought of as being made up of 100 vertical sections each containing 15 lines. The last seven sections (94-100) contain horizontal erasure periods. The image is scanned from left to right during each field, one line per segment, thus requiring 15 consecutive fields to scan all lines in each segment. If the lines in a segment are scanned sequentially from left to right in successive fields, an object moving from right to left will be treated differently than an object moving from left to right, and the jerkiness of the motion will be reduced. This may occur. To this end, in the example of FIG. 3, each successive field line is arranged to intersect or skip in a modular pattern through its section. That is, if the field in which the scanning line is in the first position in any section is determined to be field 1, then in the next field, field 2, the line is determined to be at a position spaced to the right by p lines. Here, p is an integer that has no common divisor with 15. Continuing this form, the nth field n
Then, there will be a line at the position of [1+(n-1)p]module 15. For p=4, the positions of the lines in each successive field are 1, 5, 9,
13, 2, 6, 10, 14, 3, 7, 11, 15, 4, 8,
12, and then repeat from 1. Although it is possible to use values other than 4 for p, this value of 4 is believed to be advantageous, as shown in FIG. FIG. 4 is a diagram in which the line position (1-15) of a certain field is plotted on the y-axis with respect to the field number (1-15) plotted on the x-axis. FIG. 4 shows the line positions for the modulus hopping case p=4, and it can be seen that the corresponding lines in adjacent fields are spatially located four lines apart. The field lines are arranged in the number-position (x,y) plane in a grid of equilateral triangles, with every line position equidistant from its six neighbors. This pattern has been found to make the motion artifacts, if any, relatively uniform in any direction within the image area, ie, independent of the direction of motion. So far, the video signal scanning parameters in the table above have been discussed in general terms as they apply to the luminance component and do not refer to the color or chrominance component. As part of production standards, color is assumed to be carried in two chrominance components R-Y and B-Y, each occupying a baseband width approximately half that of the luminance Y component. Therefore, the chrominance signal is transmitted over separate cables in the same video signal as the luminance component, as two color components multiplexed in time in a compressed manner as shown in FIG. carried. The R-Y and B-Y portions of the chrominance signal 100b of the HDTV signal 100 in FIG. 5 each occupy half the duration of the effective luminance signal 100a, so that both the luminance signal and the chrominance signal are equal. The above discussion is applicable to both baseband widths. Alternatively, the luminance and chrominance signals may be processed using time compressed analog multiplexing (TCAM) or R-Y, Y, B-by-pixel in a stream of bits at 108 megasamples per second.
The Y-ordered digital partitioning also allows for temporal multiplexing of each other into a single cable. In the case of TCAM method, the baseband width is 44M
Hz, but the other parameters in the table above are applicable to separated (demultiplexed) Y or to R, G and B after separation and matrix processing. In the following explanation, it is assumed that the luminance component and the chrominance component are processed separately. The HDTV signal is displayed directly on an R, G, B monitor configured to have a horizontal field frequency of 600 Hz and a deflection frequency of 60 KHz vertical line frequency. Each field contains only 100 lines, but one field is never visible due to eye (and phosphor) afterimage phenomena. Since the response time of the naked eye is about 15 to 20 milliseconds, continuous
10 to 12 fields can be seen as one, and 1000 to 1200 lines out of 1500 can be seen at the same time with almost the same brightness. Therefore, there is no large-area frizz at all.
Each line is only updated after 25ms, so you may see some 40Hz line-to-line flicker. A moving object will have edges blurred, smudged, and perhaps choppy, but due to the high temporal frequency, the motion will appear almost continuous. FIG. 6 is a block diagram of the production and display stage of an HDTV device 70 based on the idea of the present invention. wide aspect ratio
HDTV camera 71 is capable of producing high resolution R, G, B video signals by vertical line scanning of an internal image pickup element. camera wire,
The output of the 54 MHz clock 78 is connected to a frequency divider 79 to provide field and frame synchronization signals.
A vertical line scanning synchronizing signal S _V having a repetition frequency of f _V =60 KHz is generated. The output of the frequency divider 79 is further divided by the frequency divider 80 so that f _H =
Generates a horizontal field synchronization signal S _H with a repetition frequency of 600Hz. The output of frequency divider 80 is further divided by frequency divider 81 to generate a frame synchronization signal S _F having a repetition frequency of f _F =40 Hz. Vertical line sync, horizontal field sync and frame sync signals S _V , S _H , _SF are provided to HDTV camera 71 to enable the camera to raster scan as shown and described in FIG. The line scan is vertical and the field scan is horizontal. The frame synchronization signal S _F is generated by the line and field synchronization signal S _V in the synchronization signal generation circuit in the camera 71.
and S _H in combination to produce the appropriate interlacing order as shown in FIG. High precision R, G, B generated by camera 71
The signals are fed to a matrix 72 to generate a luminance signal Y and a chrominance signal R- on separate signal lines.
Generate Y, B-Y. The R-Y, B-Y chrominance signals are compressed by a time factor of 2 in time compression stages 73 and 74.
After being time-compressed by the multiplexer 75, the signals are multiplexed onto one signal line and output.
The chrominance signal obtained from the multiplexer 75 and the luminance signal obtained from the matrix 72 are as follows.
The signal is supplied to a synchronization inserter 99, and a synchronization signal portion is added to each of the chrominance signal and the luminance signal. The output of the synchronization inserter 99 is as shown in FIG.
An HDTV signal 100 is generated. That is, the luminance signal 100a is generated on the signal line 98, and the chrominance signal 100b of another channel is generated on the signal line 98.
Occurs on 8. The HDTV signal 100 is supplied to an HDTV videotape recorder 76 for production of program contents imaged by the camera 71.
Tape 77 is completed. To monitor the television production as it is being imaged, the R, G, B signals generated by camera 71 are buffered in circuitry not shown in FIG. 6 before accepting direct video input. A high-definition television monitor 82 is provided. The monitor 82 has a high resolution capability and also has a deflection circuit that performs line scanning in the vertical direction and field scanning in the horizontal direction. To synchronize the raster scan on monitor 82, line, field and frame synchronization signals S _V , S _H , _SF are applied to monitor 82 .
synchronous circuit. FIG. 7 shows the progress of the program content generated by the HDTV device 70 of FIG. 6 after production, that is, the processing process after production. The production tape 77 produced by the apparatus 70 of FIG.
The HDTV signal 100 is reproduced by the HDTV video tape recorder 84 shown in the figure.
The information content of the HDTV signal 100 is modified in a post-production processing stage 85 to provide indexing, graphics, special effects such as slow motion and screen splitting, and other editing operations of the same type. The HDTV signal 100' with the modified information content generated in the post-production processing stage 85 is provided to an HDTV videotape recorder 86 to create a master tape for distribution and recording. The program content of the HDTV signal 100' may also be stored on various recording media, such as videotape or 35 mm film tape, in formats prescribed by other production standards. For example, the program content of HDTV signal 100' is 52
It can be recorded on digital tape 92 in 5/60 video format, and it can also be recorded on digital tape 93 in 625/50 CCIR video format, or in some other format, such as having a recording speed of 24 film frames per second. 35 in any one of the prescribed formats
It can also be recorded on millimeter film tape 94. In order to perform format conversion from the format of the HDTV signal 100' shown in the table above to each of the other formats used in the recording media 92-94, the HDTV signal 100' is
0' is each standard signal converter 2 according to the principles of the invention.
00,300,400. The standard signal converter 200 converts the HDTV signal 100' into a standard 525/
Convert to video signal _V2 with 60 digital component format. Video signal V ₂ is then recorded onto digital tape 92 by video tape recorder 88 . The standard signal converter 300 converts the HDTV signal 10
0' into a video signal _V3 having a standard 625/50 digital component format. Video signal V ₃ is then digitally tape recorded by video tape recorder 89. The standard signal converter 400 is an HDTV
The signal 100' is converted into a signal V ₄ that can be recorded on a film tape 94 by a film recorder 90. The parameters chosen for the HDTV signal 100' of the present invention greatly facilitate conversion to other production standards, and the standard signal converter 200'
The configuration of 400 to 400 can also be greatly simplified. For example, by employing vertical line scan in the camera and by selecting appropriate line and field scan frequencies and interlacing rates, the 40 frames per second of an HDTV signal 100' can be compared with the frame frequency of other standards. The frame frequency conversion between has become a simple matter of sampling the contents of the frame store provided in the standard signal converter in an appropriate manner. No temporal interpolation operation is required since addressing this frame accumulator in the proper order results in a natural temporal interpolation function. As an example of appropriately selecting production standard parameters for the HDTV signal 100 generated by the new configuration of the HDTV device 70 shown in FIG.
Let us consider the table of luminance signal parameters shown above. The scanning is done vertically at a rate of 100 lines per field and 600 fields per second, resulting in a vertical line scanning frequency f _V of 60000 Hz. this
By selecting the HDTV signal resolution to match the 54MHz sampling frequency, a high-resolution sampling capability of 900 samples per vertical line is obtained, while this sampling frequency is the world standard for studio production sampling frequencies.
It can be set as an integer multiple of 13.5MHz. Also note that 600 fields per second is an integer multiple of the numbers 24, 25, 30, 40, and 60, respectively, representing the existing and desired frame and field frequencies for various film and television standards. Should. Furthermore, the vertical scan frequency of 60,000Hz can be divided by the various field and frame frequencies of various film and television standards to yield an integer, e.g., 60,000÷60.
= 1000, 60000÷59.94=1001, 60000÷40=1500,
60000÷30＝2000, 60000÷29.97＝2002, 60000÷
It should also be noted that 25=2400, 60000÷24=2500. The relationship between these integer fractions is
Each standard signal converter 200 to 40 in FIG.
This is an important factor in simplifying the design of the frame accumulator circuit attached to 0. In another inventive aspect, the signal converter 20 of FIG.
Standard signal converters such as 0 can convert HDTV signals to 10
0' to 525/60 television format, for example, in world standard digital component studio format. As part of this transformation, the spatial resolution of the image is reduced to eliminate aliasing. A vertical to horizontal scan conversion is also performed and the image is truncated to a 4:3 aspect ratio. This signal is then multiplied or interpolated to be 4 times the desired spatial bandwidth by 2:
Spatial filtering can be done by applying a filter of 1 to 1/2 Nyquist frequency and selecting every other sample of the output. Frame frequency conversion is performed by loading this filtered signal into a frame accumulator at a high temporal multiplex interlaced field frequency and reading the frame accumulator at a new frame frequency with an interlaced ratio of 2:1. It's easy to do. The frame store is read out horizontally with vertical input to convert the scan direction. Exactly the same method for converting to 625/50 can be used, except for the sampling clock frequency and the number of samples per vertical line, but this method is described below for converting to 525/60. The regenerated contemporaneous intervals also differ slightly between the two standards. To obtain a 13.5 MHz standard effective image grid of 484 x 720 elements, it is convenient to first increase or interpolate the 1398 effective elements of the horizontal HDTV effective image grid to 1998 elements. .
The number 1998 is related to 720 plus a factor of 2 and a correction factor that converts the aspect ratio from 1.85:1 to 4:3 (i.e. 1998÷1.85×4/3
= 1440 = 2 x 720). In the vertical direction, this HDTV analog signal is low-pass filtered to convert the 756 effective pixels to 484. FIG. 8 shows the luminance signal processing section 2 of the signal converter 200.
A specific example of 00L is shown. Although not shown, a similarly configured processing section processes the chrominance signal of the HDTV signal 100'. In the converter 200, the bandwidth is 22MHz.
The HDTV luminance signal is prefiltered in filter 220 and otherwise appears in individual frames due to multiple interlacing effects on moving edges in the image. Edge disturbances (small fragments) are blurred. The output of filter 220 is then low pass filtered to 14.1 MHz by filter 41 to reduce the vertical resolution by a factor of 484/756. This filtered signal is sampled and digitized in an analog-to-digital converter 41 clocked, for example, by a 34.56 MHz clock CK2. This clock CK2 and all other clocks for the signal converter 200, such as CK1, CK3 and CK4, are connected to the video signal 10.
Generated by device clock generator 54 synchronized at 0'. The synchronization signals _fV , _fH and _fF are taken out by a synchronization detector 43. The synchronization signals _fV and _fH are supplied to vertical and horizontal counters 44 and 45, respectively, and
It controls gates 46 and 47 which gate out 484 samples of each active line and 1398 active lines of each frame. These 484 valid samples are composed of a pair of vertical line accumulators.
It is written to FIFO buffer accumulators 52a and 52b and then time compressed. These samples send approximately four vertical lines of the processed HDTV signal 100' to the frame accumulator 50 at approximately the same time that one horizontal line of the 525/60 NTSC signal is read from the frame accumulator 50. It is clocked and read out at a fast frequency that allows it to be read vertically. The frame accumulator 50 uses the [1+4(n-1)] module 15 algorithm (synchronizing signals f _V , f _H , f _F
vertically by an address generator 48 which operates (using the HDTV raster) to place adjacent vertical lines of the HDTV raster into adjacent positions or addresses in this frame store. Each horizontal line read from frame store 50 is then time expanded in a pair of FIFO buffers 52c and 52d, which serve as horizontal line stores. This sample is clocked and read out at the same frequency as the 525/60 desired output interlaced scan. Although the frame store 50 can accommodate the full horizontal resolution and aspect ratio of an HDTV device, it only needs to store 484 vertical samples since the vertical resolution is reduced at this point in the signal processing. The 1398 samples of each valid output line are read out and then applied to an interpolation sample multiplier 49 to produce 1998 samples in the horizontal direction. interpolator 49
can be constructed as an ordinary multi-point interpolator, or can be constructed as an ordinary multi-point interpolator, or by KHPowers
It may be constructed similarly to that described in U.S. Patent Application No. 484,527, filed April 13, 1983. The timing unit 53 has a write clock W.
1 and W2 and readout clocks R1 and R2, which are connected to write terminals CW1 and CW2 and readout terminals CR1 and R2 of line accumulators 52a-52d.
Each is supplied to CR2. Timing unit 53 also generates mode control signals A1 and A2 which are applied to the R/ terminals of the line accumulators to switch the mode of operation of each line accumulator between read and write modes. The timing unit 53 generates a switching signal on the signal line 55 which causes the switches 51a-51d to perform the required synchronized operation so that the four valid lines of valid samples passing through the line gate 47 are connected to the frame accumulator. 5
This causes the 1 horizontal line supplied from 0 to be read into the frame store 50 at approximately the same time as it is sent from the interpolator 49. The interpolated samples generated by interpolator 49 are provided to digital low pass filter 57. This filter filters the sample to half the Nyquist frequency. Low pass filter (LPF)
57, sample delay elements D1 to D6, adder 6
1 to 63, multipliers 64 to 67, and subtractor 67. This digital LPF has response characteristics complementary to the high-pass filter response shown in FIG. 10, which will be described next. The output of low pass filter 57 contains a horizontal line with 1998 valid samples, but its bandwidth has been reduced to a resolution comparable to that of 999 pixels. Every other sample obtained from the output of filter 57 is passed through alternating sample gate 58.
will be removed. Gate 59 rounds off the aspect ratio to 4:3, but by selecting the central 720 samples out of 999 samples, it changes the aspect ratio from 1.85 to 1.33, and 720 Provides 525/60 valid samples as output. The insertion stage 60 contains 138 samples of horizontal retrace (blanking) and 20 to 20 samples per field.
Add vertical sync signal part of 21 lines. Note that clock frequencies CK2-CK4 are selected such that an integral number of clock cycles occur within one vertical line period of the HDTV signal 100' or within one horizontal line period of the 525/60 digital television signal. Should. The output of the sync insertion stage 60 is the luminance signal component of the digital component video signal with samples clocked at the world standard frequency of 13.5 MHz. It is provided in a time compressed and multiplexed format as shown in FIG. The chrominance signal of HDTV signal 100' is processed in the chrominance section of standard signal converter 200 of FIG. Although this chrominance section is not shown, it has the same structure as the luminance section 200L in FIG. 8. The output of converter 200 is recorded on a digital VTR for display in a standard 4:2:2, two channel, time multiplexed 525/60 format. FIG. 9 shows the filter 220 shown in FIG. 8 for performing a temporal filtering action to blur edge disturbances (small fragmentation) that may otherwise appear in individual frames. shows a specific embodiment according to the invention. HDTV signal 1
00' is converted to digital form in an analog-to-digital converter 21 operating at a sampling frequency of 54 MHz. The samples are stored in memory with a storage capacity somewhat larger than the entire frame. This memory is configured as cascaded field delays 22-26. The signal at point A is delayed by exactly one complete frame (15 fields) with respect to the input. B
Alternatively, the signal at B' leads or lags the signal at point A by four fields, respectively. For a modulus hop interlacing scheme with p=4, a signal that is advanced or delayed by four fields corresponds to a pixel that is three lines to the right or to the left from the pixel at point A, respectively. Similarly, the signal at C or C' is seven fields ahead or behind that at point A and corresponds to the pixel on the immediately adjacent line to the left or right, respectively, of the pixel at point A. Appropriate adders 27-29, multipliers 30-32
By coupling the subtracter 33 to the signal points A, B, B', C, and C', the digital filter 220 of FIG. Configure a high-pass filter.
This is a conventional high-pass digital filter that passes frequencies above approximately one-half the Nyquist frequency or one-fourth the horizontal line frequency. The output of digital high pass filter 220 is converted to analog form in digital to analog converter 34 and then passed through analog high pass filter 25 having a response characteristic as shown in FIG. This latter filter serves to remove low (vertical) spatial frequencies in the frame-delayed image. By using a suitable multiplier K in multiplier 36, the high spatial frequency of the image obtained from the previous frame is added in adder 37 to the image in the current frame. The output of adder 37 is filtered
The HDTV signal is 100F. Since the adjacent lines at points C and C' are temporally separated from point A, this spatial frequency filtering also has a temporal filtering component. This low spatial frequency is removed to avoid creating double images of objects in motion. The effect of the temporal filtering of FIG. 9 is to blur the edges of moving objects that tend to be distorted by modi-euro jumping. This spatial and temporal filtering has no effect on the stationary portion of the image, and spatial resolution is not compromised except in the range of high frequency motion. FIG. 9 also shows the timing relationships for signal processing within filter 220. The sample point at t=20 with respect to the appropriately determined starting point (t=0) is
Occurs during the horizontal field cancellation period of an HDTV signal,
When 2500 lines or 25 fields containing 100 lines have been scanned in the camera (t=0
represents the point 1/30th of a second after. At time t=20, the frame accumulator of the memory of filter 220, ie field delay 23
~26 contains the entire input frame of 1500 lines representing the most recent 15 fields of information.
Filter 2 of Figure 9 is used as the temporal prefilter of Figure 8 before converting the HDTV signal to 525/60 format.
By using 20, the waste of the first 10 fields stored in delay 22 of FIG. 9 which would otherwise be discarded is avoided. FIG. 12 shows one particular embodiment of the luminance processing section 300L of the 625/50 CCIR standard signal converter 300 of FIG. A chrominance processing section (not shown) has a similar structure to this luminance processing section 300L. Converter 300 is similar to converter 200 of FIG. 8, except for timing synchronization and certain clock frequencies. Therefore, the functions or parameters of most of the elements in FIGS. 8 and 12 are similar. An example of the difference between these two figures is
It is at the next point in Figure 12. That is, 575 valid vertical pixels are stored in line accumulators 52a and 52b and frame accumulator 50, the cutoff frequency of low pass filter 41 is 16.7 MHz,
Clock frequency of analog-to-digital converter 42
CK2 is 41.10 MHz, the storage capacity of frame storage 50 is 575×1398 samples, and the number of samples inserted by synchronization inserter 60 during the horizontal line erasure period is 144. The frame frequency at the studio standard sampling frequency of 13.5MHz is 62, whereas at 525/60 it is 29.97 per second.
5/50 is 25 per second. Digital high pass filter 330 of FIG. 13, used as the temporal prefilter of FIG. 12, is of the same design as filter 220 of FIG. The timing diagrams in Figures 9 and 13 are as follows:
They are similar except that the sample point occurs at t=24 in FIG. 13 while it occurs at t=20 in FIG. FIG. 14 shows a particular example of the film standard signal converter 400 of FIG. As an example for explanation, the film recorder 90 in FIG.
750 per frame at a rate of 24 frames per second by the digital video signal V ₄ from converter 400
Assume that the book is driven in a horizontally sequential (non-interlaced) scan. The line frequency of video signal V ₄ is therefore 18KHz. Assuming a sample frequency of 27MHz, this video signal provides 1500 samples per line and a horizontal bandwidth of 11M
It is Hz. According to such a scanning method, 681×
An effective image grid of 1260 pixels can be formed and an aspect ratio of 1.85 can be maintained with equivalent horizontal and vertical resolution in cycles for image height. It is also possible to record on film with vertical scanning as in HDTV signal 100', but the frame frequency must be converted from 40 to 24 frames per second. A transducer of similar construction to transducers 200 and 300 may also be used as a film standard transducer to perform vertical-to-horizontal scan conversion. Most current film recorders are designed to be horizontally scanned. As shown in Figure 14, the RAM frame store 50 holds 681 x 1398 samples and the vertical resolution is at a rate of 981/756 in the low pass filter 41 which brings the video bandwidth to 19.8MHz. Although it decreases,
It has the same horizontal resolution as HDTV signal 100'.
Interpolator 49 in this case converts the 1398 samples obtained from frame accumulator 50 into 2520 samples (twice the 1260 horizontal effective samples of the film line standard).
Convert to increase. In this kind of operation, the clock
as the frequency of CK3 and CK4 respectively
Requires 22.85MHz and 41.19MHz. Clock CK2 for analog-digital converter 42 is
The clock frequency is 48.66 MHz, and the clock CK1 for outputting the film standard signal from the synchronization inserter 60 is 27 MHz. Digital high pass filter 440 of FIG. 15, used as the temporal prefilter of FIG. 14, is of the same construction as filter 220 of FIG. The timing diagrams in Figures 9 and 15 are as follows:
In Fig. 15, the sample point occurring at time t = 25 is the 9th sample point.
In the figure, it is the same except that it occurs at time t=20.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は２つのフレーム間の情景を中間フレー
ムへ内挿する状況を示す図、第２図はカメラ側か
ら表示器側への高精度テレビジヨン伝送系を示す
図、第３図はこの発明に関する新しい高精度テレ
ビジヨン信号を生成する飛越し垂直線走査の概要
を示す図、第４図はこの発明に関する新しい高精
度テレビジヨン信号のため利用し得る飛越し順序
を示す図、第５図は上記高精度テレビジヨン信号
の４：２：２時間圧縮形式をとる揮度信号とクロ
ミナンス信号を示す図、第６図はこの発明を使用
した高精度テレビジヨン装置の一例構成を示す
図、第７図は上記新しい高精度テレビジヨン信号
を処理するための、標準変換段を含む、制作後の
経過を示す図、第８図は第７図の525/60標準信号
変換器のこの発明による新しい実施形態を示す
図、第９図は第８図の時間的前置フイルタの一構
成例を示す図、第１０図は第９図のデジタルフイ
ルタのデジタルフイルタ応答特性を示す図、第１
１図は第９図のアナログ高域通過フイルタのフイ
ルタ応答特性を示す図、第１２図は第７図の625/
５０標準信号変換器のこの発明に関連する新しい一
構成を示す図、第１３図は第１２図の時間的前置
フイルタの一例構成を示す図、第１４図は第７図
のフイルム標準変換器のこの発明に関連する新し
い一構成を示す図、第１５図は第１４図の時間的
前置フイルタの一例構成を示す図である。 ７１，７２，７３，７４，７５，９９……ビデ
オ信号を生成する手段を構成するカメラ、マトリ
クス、時間圧縮器、時間圧縮器、マルチプレクサ
および同期挿入器、７８，７９，８０，８１……
同期信号発生回路を構成するクロツクと３個の分
周器。 Fig. 1 is a diagram showing a situation in which a scene between two frames is interpolated into an intermediate frame, Fig. 2 is a diagram showing a high-precision television transmission system from the camera side to the display side, and Fig. 3 is a diagram showing the invention. FIG. 4 is a diagram illustrating an interlaced vertical line scan that can be used to generate a new high-definition television signal according to the present invention; FIG. FIG. 6 is a diagram showing a volatile signal and chrominance signal in a 4:2:2 time compression format of the high-precision television signal; FIG. 6 is a diagram showing an example configuration of a high-precision television apparatus using the present invention; FIG. Figure 8 shows the progress of production, including a standard conversion stage, for processing the new high-definition television signal described above; Figure 8 is a new implementation of the 525/60 standard signal converter of Figure 7 according to the present invention; FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the temporal prefilter in FIG. 8. FIG. 10 is a diagram showing the digital filter response characteristics of the digital filter in FIG.
Figure 1 is a diagram showing the filter response characteristics of the analog high-pass filter in Figure 9, and Figure 12 is a diagram showing the filter response characteristics of the analog high-pass filter in Figure 7.
13 is a diagram showing an example configuration of the temporal prefilter of FIG. 12, and FIG. 14 is a diagram showing a new configuration of the film standard signal converter of FIG. FIG. 15 is a diagram showing an example of the structure of the temporal prefilter shown in FIG. 14. 71, 72, 73, 74, 75, 99...Camera, matrix, time compressor, time compressor, multiplexer and synchronization inserter, 78, 79, 80, 81... constituting means for generating a video signal.
A clock and three frequency dividers make up the synchronization signal generation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ N1、N2、F1、F2、F3を正の数とするとき、
毎フレーム当りN1本のラスタ線と毎秒当りのフ
レーム数がF1のフレーム周波数をもつ第１のテ
レビジヨン形式に、または毎フレーム当りN2本
のラスタ線と毎秒当りのフレーム数がF2のフレ
ーム周波数をもつ第２のテレビジヨン形式に、或
いは毎秒当りのフレーム数がF3のフイルムフレ
ーム周波数を有する第３のフイルム用形式に変換
するに適したビデオ信号を発生するための高精度
テレビジヨン装置であつて、 １つのラスタパターン状の像を走査して、この
ラスタのラスタ線に関連したビデオ線の形で上記
像を含んでいるビデオ信号を発生する手段と、 上記第１および第２のテレビジヨン形式および
第３のフイルム用形式における各フレームの持続
時間中に整数本の上記ビデオ線を得ることのでき
るビデオ線周波数で上記ビデオ線を発生させるた
めに、および上記フレーム周波数F1、F2および
F3の最小公倍数であるフイールド周波数のフイ
ールドを形成するように上記ビデオ線を配列する
ために上記手段が使用する同期信号を発生する回
路を有する、高精度テレビジヨン装置。[Claims] 1. When N1, N2, F1, F2, and F3 are positive numbers,
a first television format with a frame frequency of N1 raster lines per frame and a number of frames per second of F1, or a frame frequency of N2 raster lines per frame and a number of frames per second of F2; a high-precision television apparatus for producing a video signal suitable for conversion to a second film television format having a film frame frequency of F3 frames per second; , means for scanning an image in a raster pattern to generate a video signal containing said image in the form of video lines associated with raster lines of said raster; and said first and second television formats. and for generating said video lines at a video line frequency such that an integral number of said video lines can be obtained during the duration of each frame in a third film format, and said frame frequencies F1, F2 and
A high precision television apparatus comprising circuitry for generating a synchronization signal used by said means to arrange said video lines to form a field of field frequencies that are the least common multiple of F3.