JPH0646386A - テレビジョン信号受信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズによるヘルパ信号の崩壊の再生画像に
対する影響を減じる。 【構成】 テレビジョン信号受信機は主画像領域と、飛
越し走査から順次走査への変換を助ける補助ヘルパ情報
を含むバー領域を有する郵便受け画像表示フォーマット
を表すテレビジョン信号を処理する。画像に動きがある
時、主画像成分とヘルパ成分が合成され(40)、ビデオプ
ロセッサ（52-56)に供給される。画像の動きがない時、
フィールド繰り返し情報のような他の画像情報がビデオ
プロセッサに供給される。ビデオプロセッサに送られる
情報は、高周波数画像情報を実質的に除く低周波数ルミ
ナンス情報を感知する動き検出器(45)からの制御信号に
応答するスイッチング回路網(42)によって決められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、受信機側でテレビジ
ョン信号を一つの画像走査フォーマットから別のフォー
マットに、例えば、飛越し走査から順次走査に変換する
操作を容易にするための所謂「ヘルパ」信号を供給する
システムに関するものである。

【０００２】

【発明の背景】従来のテレビジョン受像機、例えば、米
国その他で採用されているＮＴＳＣ放送方式に従う受像
機は線飛越し画像を４×３のアスペクト比（表示画像の
幅対高さの比）で表示する。最近では、より広い画像ア
スペクト比、例えば、１６×９あるいは５×３、及び順
次走査画像等を含む増強画像表示フォーマットを用いる
ことに関心が高まってきている。

【０００３】コンパティブル・ワイドアスペクト比（ワ
イドスクリーン）テレビジョン信号処理システムの中の
２つの優れたタイプのものとして、「サイドパネル」方
式と「郵便受け（ｌｅｔｔｅｒｂｏｘ）」方式がある。
サイドパネル方式では、画像の左右の側のパネル（サイ
ドパネル）が主画像パネルに継合わされて、１６×９の
アスペクト比を持つワイドスクリーン画像が作られる。
ＮＴＳＣ方式とコンパティブルな増強精細度（エンハン
スト・ディフィニション）ワイドスクリーンシステムの
１つの形式が米国特許第４，９７９，０２０号に記載さ
れている。郵便受け方式は、ヨーロッパにおいて、ワイ
ドアスペクト比の映画をテレビジョン放送するために普
通に用いられている。そのような場合、標準の４×３の
アスペクト比のテレビジョン受像機で、ワイドアスペク
ト比（例えば１６×９）の画像を表示すると、表示画像
の上下の辺に沿って黒いバーが現れる。サイドパネル・
ワイドスクリーンフォーマットではこのような郵便受け
フォーマットにおける黒いバーは現れないが、このサイ
ドパネルフォーマットに伴う信号処理はより複雑であ
る。

【０００４】サイドパネル方式も郵便受け方式も、解像
度がより高い表示として感じられる表示を行うために、
２：１の飛越し走査フォーマットではなく、１：１の順
次走査（線順次）フォーマットで画像を表示することが
ある。この方法では、しばしば、受信した飛越し走査画
像信号を、所謂「ヘルパ」信号を利用して順次走査画像
信号に変換するという操作が含まれる。

【０００５】例えば、コンパティブル郵便受け方式を例
にとって説明すると、元の（源の）画像情報が順次走査
フォーマットの時は、郵便受けエンコーダが順次走査画
像信号をサブサンプルして、標準の受像機へ送るための
ＮＴＳＣコンパティブル線飛越し走査信号を作る。この
エンコーダはさらに、ワイドスクリーン順次走査受像機
において、コンパティブルな郵便受けコード化飛越し走
査信号を元の順次線走査フォーマットに再変換する助け
とするために、サブサンプリングに先立って垂直ヘルパ
信号を発生する。ヘルパ信号はコンパティブル郵便受け
コード化信号のバー領域で送られる。ワイドスクリーン
受像機において、バー領域から再生されたヘルパ信号
は、順次走査から飛越し走査へそして再び順次走査へと
いう変換サイクル中に失われた垂直解像度を再生するこ
とを可能とする。このようなヘルパ信号の生成及び使用
技術は公知である。

【０００６】標準のアスペクト比の受像機で表示される
ワイドアスペクト比の郵便受け画像のバー領域が、見る
人にとって不快なものとならないようにするために、即
ち、ヘルパ信号の可視性を減じるために、エンコーダに
おいて、ヘルパ信号の振幅を小さくし、かつ、黒画像方
向にシフトさせることにより、バー領域が表示された時
に、全てとは言わないまでも、殆どの画像について、バ
ー領域が確実に黒に見えるようにすることができる。ワ
イドスクリーン受像機においては、このヘルパ信号は、
送信機／エンコーダにおいて行った減衰及びシフト操作
と逆の操作を施すことにより回復することができる。

【０００７】このヘルパ信号は、例えば伝送チャンネル
のノイズ等のノイズによって相当品質が低下してしま
い、受像機で表示される再生画像の画質に悪影響を生じ
させる可能性がある。このようなことが起きる可能性
は、例えば、ヘルパ信号と画像信号が互いに異なる形式
の信号処理を受ける場合などに特に大きい。郵便受け方
式の場合は、チャンネルノイズが、コンパティブルな郵
便受けテレビジョン信号のバー領域中へ圧縮されたヘル
パ信号に対して悪影響を与えやすいことが認識されてい
る。この発明によるシステムは、ノイズによって崩れた
ヘルパ信号に応答して再構成される画像に対するノイズ
の影響を減じる。

【０００８】

【発明の概要】この発明の原理に従うシステムにおいて
は、受信されたテレビジョン信号は画像成分と補助成分
とを含んでいる。補助成分は画像を所要の画像走査フォ
ーマットで構成することを助けるための情報を含んでい
る。この補助成分はノイズによって崩れる可能性のある
ものである。画像に動きが含まれている場合には、画像
成分と補助成分は組み合わされてビデオプロセッサに送
られる。動きがない場合には、他の画像情報、例えば、
フィールド繰り返し画像情報がビデオプロセッサに送ら
れる。ビデオプロセッサに送られる情報は、高周波数画
像信号情報を実質的に含まない低周波数画像情報を検出
する動き検出器からの制御信号によって決められる。

【０００９】例示した実施例においては、受信テレビジ
ョン信号は、画像領域と圧縮された形の補助情報を含ん
でいる上下バー領域とを有する郵便受けフォーマットの
信号である。この補助成分は順次走査画像の生成を助
け、また制御信号は低域通過濾波された分離されたルミ
ナンス成分から取り出される。

【００１０】

【実施例の説明】受信されたＮＴＳＣコンパティブル郵
便受け形テレビジョン信号は、４８０本の画像線と４×
３のアスペクト比とを有する５２５本線２：１飛越し線
走査フォーマットを呈する。即ち、この受信テレビジョ
ン信号は、３６０本の画像線を有する中央画像領域を表
す中央画像成分と、上下バー領域の各々を表し、各々６
０本の非画像線からなる上下バー成分とを含み、合計４
８０本の線を含む。テレビジョン信号は画像成分とバー
成分を分離するデマルチプレクサ（ＤＥ−ＭＵＸ）１６
に加えられる。

【００１１】デマルチプレクサ１６からのバー成分は、
このバー成分から垂直ヘルパ信号を再生する装置を含ん
でいるヘルパ信号処理路中のレベルシフタ２０に供給さ
れる。この垂直ヘルパ信号は、伝送されてきた飛越し走
査画像情報を元の順次走査形に変換する助けをし、送信
機／エンコーダでのサブサンプリング処理により棄てら
れたデータと送信データから得た予測値との差を含んで
いる。殆どの場合、この差は小さいので、ヘルパ信号は
低エネルギ信号である。単純なヘルパ信号（Ｈ）は
〔（ａ＋ｃ）／２〕−ｂで表すことができる。ここで、
ａ、ｂ及びｃは元の順次走査信号の３本の隣接する線上
で垂直に整列して位置する３個のピクセルである。受像
機側で、ピクセルａとｃはヘルパ信号Ｈと共に再生され
る。ピクセルｂは、ピクセルａとｃの平均からヘルパ信
号を減算することにより、即ち、〔（ａ＋ｃ）／２〕−
Ｈによって再生することができる。

【００１２】この例においては、ヘルパ信号は郵便受け
信号の上下のバー領域中にマッピングされている。従っ
て、３本のヘルパ信号線が１本のバー線中にマッピング
される。これは送信機／エンコーダ側で、信号を係数
３：１で水平サブサンプル（データ圧縮）し、その後、
水平方向に圧縮されたヘルパ信号情報をバー領域に移動
させる「カット・アンド・ペースト（切って貼る）」マ
ッピング処理して行われる。送信機側における元のヘル
パ信号情報は正規のグレーレベルを呈するので、郵便受
け信号情報が標準アスペクト比のＮＴＳＣ受像機で表示
される場合に、バー領域中のヘルパ信号情報を見えにく
くするために、ヘルパ信号は非直線的に振幅圧縮され黒
画像方向にレベルシフトされている。

【００１３】デマルチプレクサ１６からのバー成分はヘ
ルパ信号路中のレベルシフタ２０に加えられて、その平
均レベルが元のグレーレベルにシフトされる。振幅コン
パンダ（圧伸器）２２がバー信号の振幅を、エンコーダ
で圧縮された分だけ伸張し、それによってヘルパ信号情
報の元のダイナミックレンジが回復される。ユニット２
４はバー信号の逆ラスタマッピングを行う。即ち、ユニ
ット２４は、３：１データ圧縮されたヘルパ信号情報を
バー領域から画像中の元の垂直位置に移動させるために
「カット・アンド・ペースト」処理を用いて、エンコー
ダ側で施されたラスタマッピング操作の逆を行う。ユニ
ット２４は、線の長さを全スクリーン幅にするために、
ヘルパ信号情報を水平方向に３倍に伸張するための８点
補間器を含んでいる。この時点で、再構成された３６０
本線全スクリーン幅ヘルパ信号が生成される。

【００１４】この例において用いられているような低エ
ネルギ差形式の垂直ヘルパ信号は、通常、ゼロ近傍の大
きさを有し、また、典型的には、多量の垂直細部を含ん
でいる特殊な画像の場合においても、全ＮＴＳＣルミナ
ンス範囲（−４０〜１２０ＩＲＥ）の±１０％を占め
る。エンコーダ側の振幅コンパンダ（図示せず）とデコ
ーダ側の振幅コンパンダ（ユニット２２）は、相補的な
非線形μ法則圧伸特性を呈する。エンコーダ側のコンパ
ンダはヘルパ信号を、ヘルパ信号情報の大部分が存在し
ていると考えられるゼロ振幅の近傍で、比較的線形の低
圧縮係数（例えば、４以下、典型的には１）で振幅圧縮
する。この領域での低振幅圧縮を行うことにより、ノイ
ズを大きく増大させることなく、信号値を正確に再構成
できる。この領域からはみ出る少量のヘルパ信号は、よ
り強い、非線形の圧縮を受ける。

【００１５】ヘルパ信号のダイナミックレンジの大部分
はエンコーダ側で僅かしかあるいは全く圧縮を受けない
ので、ヘルパ信号のこの領域中の関連するノイズは、ヘ
ルパ信号の振幅がユニット２２によって伸張される時、
僅かしかあるいは全く増強されない。しかし、エンコー
ダ側では、ヘルパ信号に大きな振幅の振れがあると、こ
のような振れは相当な、例えば、４より大きな係数で、
非線形の圧縮を受ける。従って、ヘルパ信号の大きな振
幅の振れに伴うノイズ、あるいは、それ自身が小さいヘ
ルパ信号の大きさを相当増大させてしまうような大きな
ノイズは、そのような振幅の振れがデコーダ側のユニッ
ト２２で伸張される時に、大きく増幅されることにな
る。このような増幅を受けたノイズは、ユニット２４に
おける１：３の水平伸張の結果、ピクセル約３個分の幅
を持った感知されうる明るいスポットまた暗いスポット
として、復号画像中に現れるという不都合が生じる。こ
のように、非線形の圧伸（コンパンディング）動作によ
り、ヘルパ信号の大部分はノイズに対する感度が低下す
るが、上述したように、ある条件下ではノイズ感度が上
昇することがある。

【００１６】ノイズ依存型可変減衰器２６が、上述の望
ましくないノイズの効果を減じる助けをする。減衰器２
６の利得は受信信号のノイズ含有量の関数であり、減衰
器２６は実質的にノイズのない入力に応答して実質的に
１の利得を呈し、入力信号のノイズが増加するに伴って
利得は次第に減少する。従って、ノイズが存在する状況
では、ヘルパ信号の一部のみが通過し、最終的に画像信
号に加えられる。この付加されるヘルパ信号の量は、表
示画像中に存在するノイズが不快とならないであろうと
考えられる量に予め定められる。どの様な量であれヘル
パ信号があれば、順次走査画像信号を変化する精度で再
構成することを助けることができ、かつ、全体として、
ヘルパ信号を用いない場合よりも良好な結果が得られる
ので、ヘルパ信号をこのような方法で減衰することは許
容できる。このように、ヘルパ信号がノイズによって崩
れ、そのために、前述したように、再構成された画像に
不快な明るい、あるいは暗いスポットが含まれる可能性
がある場合、画像信号に加えられるヘルパ信号の量は存
在するノイズの量によって決まる量だけ少なくされる。

【００１７】可変減衰器２６は、公知の技術を用いてノ
イズのレベルの関数として動作するようにすることがで
きる。例えば、減衰器２６は、垂直ブランキング期間の
「静かな」部分でルミナンス信号の高周波数成分をサン
プリングして、ノイズの存在を検出するためのキード回
路と、ノイズを表すサンプル出力の大きさの関数として
の制御電圧を発生するフィルタと、この制御電圧に応答
して減衰の量を制御電圧の大きさの関数として調整する
ための利得制御入力を設けることができる。

【００１８】デマルチプレクサ１６からの、中央の３６
０本の画像線を含んでいる画像成分は、ルミナンス−ク
ロミナンス分離器３２、例えば、線櫛形フィルタ型の適
応形ルミナンス−クロミナンス分離器によってクロミナ
ンス成分（Ｃ）とルミナンス成分（Ｙ）に分離される。
簡単に説明すると、ユニット３２は３本の隣接水平線の
それぞれからの垂直に整列した３個のピクセルをサンプ
ルする。クロミナンス情報は、プログラムされたアルゴ
リスムに従って櫛形濾波されて各水平線についての櫛形
濾波されたクロミナンス出力信号が生成される。櫛形濾
波されたクロミナンス信号は、予め櫛形濾波された信号
から内部で減算され、実質的にクロミナンス情報を含ま
ない櫛形濾波されたルミナンス出力信号が生成される。
分離されたルミナンス成分はユニット３６によって垂直
方向に補間される。即ち、ユニット３６は、その時のフ
ィールド中の再構成されている線の上下に隣接する線を
垂直に平均する。ユニット２６からのヘルパ信号がユニ
ット４０で、ユニット３６からの垂直に平均された線と
組合わされて、再構成されたルミナンス画像信号が生成
される。ヘルパ信号はエンコーダ側で棄てられたデータ
と送信されたデータとの差を含んでおり、平均された画
像線に加えられて元のルミナンス情報が生成される。

【００１９】「ソフト」スイッチ４２は、その一方の入
力にユニット４０からのルミナンス画像情報を受け、別
の入力にユニット３８からのフィールド繰り返しルミナ
ンス情報を受け取る。ユニット３８は、フィールド記憶
メモリ装置を含むものを用いることができる。ユニット
３８は、失われた線が前のフィールドから、繰り返しの
形で得られるルミナンス情報を含む出力信号を生成す
る。従って、ユニット３８からの出力信号は、順に、そ
の時のフィールドからの線情報、それに続いてその前の
フィールドからの線情報、等々と続く線情報を含んでい
る。スイッチ４２の動作は動き検出器４５からの制御信
号によって制御される。

【００２０】動き検出器４５は、クロミナンス情報を含
む高周波数情報を除いて、低周波数ルミナンス信号ＹＬ
（約０〜１．４ＭＨｚ）に伴う低周波数画像情報を感知
して、画像の動きがあるかないかを検出する。信号ＹＬ
は分離されたルミナンス成分から水平低域通過フィルタ
（水平ＬＰＦ）３４によって取り出される。ユニット４
０とユニット３８からの組合わされる信号の相対的な量
は動き検出器４５からの制御信号の値の関数である。制
御信号の一方の極限値は動きのある画像を表し、その場
合は、その時のフィールドの再構成された順次走査ルミ
ナンス信号がスイッチ４２の出力に現れる。制御信号の
他方の極限値は動きのない画像を表し、この場合は、ユ
ニット３８からの出力信号がスイッチ４２の出力に現れ
る。これらの両極限値の間の中間の値により、合成され
たルミナンス信号またはフィールド繰り返しルミナンス
信号の所定部分がスイッチ４２の出力に現れるようにさ
れる。フィルタ３４の遮断周波数は、ノイズの効果を減
じるための特定のシステムに必要とされる場合はそれに
応じて低くしたり、あるいは、例えば、４．０ＭＨｚま
で高くすることができる。

【００２１】以上説明したシステムは、順次走査ルミナ
ンス信号の再構成がノイズによる悪影響を受けるという
可能性を減じる効果を持つ。ノイズがあると、動き検出
器は動き、特に静止画像領域中の動きの存在を誤って表
示してしまう可能性がある。動き検出器４５によって低
周波数ルミナンス情報を検出するようにすることによ
り、動き検出器４５がノイズによる影響を受けて、動き
を誤って表示したり、スイッチ４２が、ノイズによる汚
染を受けている可能性のあるヘルパ信号を含む合成器４
０からの出力信号を出力してしまうというようなことが
減少する。また、ここに開示した検出構成は、ノイズに
似ているようなクロミナンス情報によって、特に静止画
像がある時に、動き検出器４５から誤った出力が生成さ
れる可能性を減じるという効果もある。

【００２２】ユニット３２からの分離されたクロミナン
ス成分（Ｃ）は、Ｉ及びＱ色差成分を回復するための従
来設計のクロミナンス復調器５０に供給される。Ｉ−Ｐ
走査変換器ユニット５２と５４がこれらの成分を、隣接
する水平線を垂直に平均することにより順次走査形に変
換する。ユニット５６、例えば、マトリクス回路網がユ
ニット５２と５４からのＩ、Ｑ信号と、スイッチ４２か
らのルミナンス出力信号とに応答して、画像を表示する
赤、緑及び青信号Ｒ、Ｇ、Ｂを生成する。ユニット５６
へのルミナンス（Ｙ）入力は、時間マルチプレクサ（Ｍ
ＵＸ）５３によって供給される順次走査ルミナンス信号
である。マルチプレクサ５３の一方の入力には、分離器
３２の出力と線ダブラ（２倍器）３３とを介して線周波
数を２倍した（「現実の（ｒｅａｌ）」）ルミナンス信
号が供給される。またマルチプレクサ５３の別の入力に
は線ダブラ４３とスイッチ４２の出力を介して線周波数
の２倍の間挿線ルミナンス信号が供給される。垂直ラス
タマッパ６０、６２、６４は再構成された３６０本線の
Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号を垂直に伸張して、４８０本の画像
線からなる全表示スクリーン高さにする。ユニット６
０、６２、６４からのＲ、Ｇ、Ｂ信号の各々は、５２５
本線の順次走査４８０本画像線の信号であり、表示器ド
ライバ６６を介して画像表示装置６８（例えば、カラー
映像管）に供給される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による装置により郵便受け型テレビジ
ョン信号を処理するためのワイドアスペクト比テレビジ
ョン受像機の一部を示す図である。

【符号の説明】

３２ 主信号路を構成するルミナンス−クロミナンス分
離器 ３６ 主信号路を構成する垂直補間器 ２０ 補助信号路を構成するレベルシフタ ２２ 補助信号路を構成するコンパンダ ２４ 補助信号路を構成する逆ラスタマッパ ２６ 補助信号路を構成する可変減衰器 ４０ 合成手段 ５２ ビデオ信号処理手段を構成する飛越し走査−順次
走査変換器 ５４ ビデオ信号処理手段を構成する飛越し走査−順次
走査変換器 ５６ ビデオ信号処理手段を構成するＹＩＱ−ＲＧＢ変
換器 ４２ 制御信号に応答する手段を構成するソフトスイッ
チ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スチユアート スタンリー パールマン アメリカ合衆国 ニユージヤージ州 08540 プリンストン プロスペクト・ア ベニユ 487

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報を含む主画像領域と、所要の表
   示走査フォーマットで画像を構築する助けとなる補助情
   報を含むバー領域とを有するテレビジョン信号を受信す
   るシステムであって、上記画像情報を処理するための主
   信号路と、上記補助情報を処理するための補助信号路
   と、上記主信号路と補助信号路からの出力信号を合成し
   て出力信号を生成する手段と、ビデオ信号処理手段と、
   制御信号に応答して、上記ビデオ信号処理手段に（ａ）
   画像に動きがある場合は上記合成手段からの上記出力信
   号を供給し、（ｂ）画像の動きがない場合は繰り返され
   た画像情報を供給する手段とを有し、このシステムのノ
   イズ不感性を増強するために、上記制御信号が、実質的
   に高周波数画像情報を含まない低周波数画像情報から取
   り出されるように構成された、テレビジョン信号受信シ
   ステム。