JPS63123289A - 高精細度テレビジヨン信号送信機及び受信機 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） コノ発明は、ＮＴＳＣ標準テレビジョン方式の制限帯域
内に高精細度情報が多重されたテレビジョン信号を扱う
高精細度テレビジョン信号送信機及び受信機に関する。

（従来の技術） 現在、我が国で採用されている標準テレビジョン方式は
ＮＴＳＣ方式である。ＮＴＳＣ方式は、輝度信号の水平
周波数帯域が４．２ＭＨｚに制限されており、水平解像
度の理論限界値は３２０〜３５０ＴＶ本である。他方の
垂直解像度の理論限界値は４５０本あり、画質の精細感
は、水平、垂直いずれか低い方の解像度により決定され
る。したがって、精細感を増すためには、水平解像度を
向上させる必要がある。

そこで送信側で前記制限帯域（４，２ＭＨｚ）を越える
高域の輝度信号であるところの高精細度情報をＮＴＳＣ
方式の周波数帯域の隙間に挿入し、受信側では前記高精
細度情報を再現することにより、水平解像度の向上を計
る方式が提案されている。−例としては、ＩＥＥＥ　　
ＴＲＡＮＳＡＮＣＴＩＯＮＳ　　ＯＮ　　ＣＯＭＭＵＮ
ＩＣＡＴＩＯＮＳ、ＶＯＬ、Ｃ０Ｍ−３２，Ｎｏ、８．
ＡＵＧＵＳＴ　　１９８４．Ｐ、９４８〜Ｐ、９５３に
記載されている高精細度テレビジョン方式がある。

ＮＴＳＣ方式のテレビジョン信号の構成を垂直方向空間
周波数ν［ｃｐｈｌと時間方向空間周波数ｆ　［Ｈｚ］
の２次元で見てみる。このとき色信号Ｃは第９図（ａ）
に示すように、 （シ、ｆ）−（５２５／４．−１５）、（−５２５／４
．　１５） の領域にそれぞれ位置しており、 （シ、ｆ）−（５２５／４．１５）、 （−５２５／４．−１５） の領域は空き領域であることが解る。

上記高精細度テレビジョン方式は、この点に着目し、第
９図（ｂ）に示す如く、前記高精細度情報ＨＤを上述の
空き領域に多重するものである。

受信側では多重された前記高精細度情報ＨＤを分離、復
調することにより、水平解像度を向上させることができ
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の高精細度テレビジョン方式は、前記高精細度情報
を分離することができる専用の受信機を用いることによ
り、静止画を再現する場合には大幅な水平解像度の向上
を果すことができる。

しかしながら、高精細度情報は時間周波数１５Ｈｚの領
域に多重されているため、これに近接する時間周波数成
分を有する動画像に対しては高精細度情報を多重するこ
とができない。よって上記方式より、水平解像度が改善
されるのは、時間方向空間周波数が７．５Ｈｚ以下の略
静止画に限られることになる。

また、多重された高精細情報は、垂直・時間空間周波数
領域で分離しなければならないため、上記専用の受信機
は時間方向の処理を行なうための大容量フレームメモリ
（最低でも１．５フレームメモリ）が必要となる。した
がって、この種の受信機は高価なものとならざるを得な
い。

さらに上記方式による高精細度テレビジョン信号を現行
の受信機で受信した場合には、付加した高精細情報が妨
害となり、却って画質が劣化する。

すなわち、色信号について言えば、現行の受信機では色
信号と高精細情報の分離ができないため、クロスカラー
現象が生じる。トた、輝度信号に対しても高精細情報が
洩れ込む。高精細情報は時間方向に１５Ｈｚの動きとし
て多重されているため、１５Ｈｚのフリッカが表われる
のである。上記従来の高精細度テレビジョン方式は、こ
のように現行のＮＴＳＣ方式との両立性において不満を
残すものである。

本発明は、以上の種々の問題点に鑑み成されたもので、
水平解像度の改善度の幅を静止画に限らず多少とも動画
に対し広めることができ、かつ現行受信機との両立性を
高め、さらに専用の受信機を得るにおいても、安価に製
作できる高精細度テレビジョン方式を実現することを目
的とし、これを達成し得る高精細度テレビジョン信号送
信機及び受信機を提示するものである。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明に係る高精細度テレビジョン信号送信機は、高精
細情報を含む広帯域テレビジョン信号（輝度信号）の斜
め高域成分を除去し、さらにサブサンプルすることによ
り前記高精細情報をＮＴＳＣ方式の制限帯域内に納める
と共に、これに色変調信号を水平・垂直空間周波数領域
内において前記高精細情報と分離可能に多重して高精細
度テレビジョン信号を構成し、これを送信することを骨
子とする。

また、本発明に係る高精細度テレビジョン信号受信機は
、送信側から送信される上記高精細度テレビジョン信号
を受信し、これより分離して得られる輝度信号をサブサ
ンプルした後補間するか、もしくは上記輝度信号を周波
数濾波して高精細情報と低域輝度信号とに分離し、前記
高精細情報を検波した後、前記低域輝度信号に加算する
かして広帯域テレビジョン信号を復元することを骨子と
する。

（作用） 本発明に係る高精細度テレレビジョン信号送信機によれ
ば、高精細情報を水平・垂直空間周波数領域で分離可能
にして送信することができる。

また、送信される高精細度テレビジョン信号中の高精細
情報は時間変動のない領域に多重されているため、フリ
ッカ妨害などの発生がなく、現行の受信機との両立性も
改善されたものとなる。

また、本発明に係る高精細度テレビジョン信号受信機は
、大容量メモリを使用せず、容易に高精細情報の分離を
行なうことができ、安価に製作することができる。

（実施例） 以下、図面に基づいて、本発明の実施例を詳しく説明す
る。

第１図に、本発明に係る送信機の一実施例を示す。入力
端子１０１．１０２．１０３にはノンインターレースの
Ｒ信号、Ｃ信号、Ｂ信号が入力される。入力されたＲ信
号、Ｃ信号、Ｂ信号は、マトリックス回路１０４に人力
され、Ｙ信号、■信号、Ｃ信号に変換される。Ｙ信号は
、Ａ／Ｄ変換器１０５に入力され、デジタル信号に変換
される。

変換されたＹ信号は、水平・垂直空間周波数領域のロー
パスフィルタ１０８により斜め成分の帯域を制限される
。

一方、前記入力信号は、同時に奇、偶フイールド決定回
路１２０、バースト発生回路１２１に入力される。奇、
偶フイールド決定回路１２０は、現在処理中のテレビジ
ョン信号が奇数フィールドであるか、偶数フィールドで
あるかの決定を行ない、サブサンプル回路１０９、イン
ターレース変換回路１１１．１１３に破線で示す制御信
号を出力する。

また、前記バースト発生回路１２１は、基本クロック信
号であるサンプリングクロック分周波形８０１を発生す
る。この分周波形８０１は加算器１２２により、送信テ
レビジョン信号の水平帰線期間内の金縁部８０２に多重
される。

さて、前記ローパスフィルタ１０８の出力信号は、オフ
セット令サブサンプル回路１０９に入力される。オフセ
ット・サブサンプル回路１０９は、奇、偶フイールド決
定回路１２０より出力される制御信号をもとに、例えば
、偶フィールドでは前記バースト信号と同位相、奇フィ
ールドでは前記バースト信号と逆位相となるようにサブ
サンプル位相を決定し、オフセット・サブサンプルを行
なう。

上記サブサンプル回路１０９の出力は、水平方向のナイ
キストローパスフィルタ１１０により帯域制限される。

その後、奇、偶フイールド決定回路１２０の制御信号に
従い、インターレス変換回路１１１により、フィールド
間オフセットサブサンプリング構造のインターレース信
号に変換される。

一方、マトリックス回路１０４から出力される前記Ｉ信
号、Ｃ信号は、水平・垂直周波数領域のローパスフィル
タ１１２により帯域制限された後、インターレース変換
回路１１３によりインターレース信号に変換される。変
換された■、Ｃ信号は、平衡変調器１１４により直角２
相変調され、Ｃ信号に変換される。このＣ信号は、加算
器１１５により輝度信号に多重される。こうして得られ
た高精細度テレビジョン信号は、Ｄ／Ａ変換器１１６に
よりアナログ信号に変換され、出力端子１１７より、出
力され、送信される。

次に、第２図をもとに、上述の動作により高精細情報が
多重される原理について述べる。

上記送信機のＡ／Ｄ変換器１０５は、水平走査周波数を
ｆＨ［Ｈ２］とすると、２に−ｆＨ（ただしｋは整数）
のクロックにより、第２図（ｂ）に示すように格子状サ
ンプリングを行なう。以下、−例として、サブサンプリ
ング周波数を８ＭＨｚ近傍に選び、高精細情報を４．２
ＭＨｚ〜６ＭＨ２とした場合について説明する。

まず、第１図のローパスフィルタ１０８により、第２図
（ａ）に示すように、斜め成分を除き、水平周波数μの
最高周波数を６　Ｍ　Ｈｚ　ｓ垂直周波数νの最高周波
数５２５　／　２　ｃ　ｐ　ｈに各々制限する。

帯域制限された信号３０１は、第２図（ｄ）に示すよう
に、４．２ＭＨｚ以上の高精細情報３０３が水平の低域
に折り返される。図中の点３０２は折り返し点を示して
いる。

さらに、サンプルされた信号は、第３図に示す特性の水
平方向のナイキストローパスフィルタ１１０により、４
．２ＭＨ２以上の成分が除去される。この後、色信号を
多重すると、第２図（ｅ）に示すスペクトルが得られる
。第２図（ｅ）において、高精細情報３０４は、色信号
３０５の垂直方向の高域に多重されているため。、色信
号への洩れ込みは少ない。なお、高精細情報の垂直方向
の帯域制限をローパスフィルタ１０８により厳しく行な
えば、第２図（ｆ）に示すように、さらに洩れ込みの量
を減らすことができる。

本発明による高精細情報の多重は、垂直周波数５２５／
２ｃｐｈ、時間周波数ＯＨｚにおいて行なわれる。そし
て、伝送は現行方式と同じくインターレース変換後の信
号で行なわれる。インターレース構造では時間周波数３
０　Ｈｚ　ｓ垂直周波数５２５　／　２　ｃ　ｐ　ｈに
折り返えし点を持つ。従って本発明による高精細情報の
多重は、時間方向空間周波数が１５Ｈｚ以下の静止画及
び非常に遅い動きの動画に対して有効と言える。しかし
ながら、テレビジョンカメラは動画を撮像する際には解
像度が低下するため、実際には通常速度の動画に対して
も本発明は支障なく用いられる。

次に第４図に本発明に係る受信機の一実施例を示す。

入力端子４０１に上述の高精細情報が多重された高精細
度テレビジョン信号が入力される。入力された信号はＹ
／Ｃ分離回路４０２により、Ｙ信号とＣ信号とに分離さ
れる。分離されたＹ信号はノンインターレース信号に変
換され、サブサンプル回路４０５に入力される。

一方、前記入力信号は、バースト再生回路４２０及び奇
、偶フイールド判定回路４２１にも入力される。バース
ト再生回路４２０は第８図に示した水平帰線期間の前縁
部８０２に多重されたバースト信号８０１に位相同期し
たサンプリングクロックを再生し、サブサンプリング回
路４０５に出力する。

また、奇、遇フィールド判定回路４２１は現在、処理を
行なっているフィールドが、奇数フィールドが偶数フィ
ールドかの判定を行ない、判定信号をサブサンプル回路
４０５に出力する。サブサンプル回路４０５は、奇、遇
フィールド判定回路４２１より出力される奇数、偶数フ
ィールドを判別する信号により、バースト再生回路４２
０より出力されるサンプリングクロックのサンプリング
位相をフィールドごとに切換え、入力信号を第３図（ｄ
）に示されるサンプル構造の信号にする。この場合、サ
ンプリング位相は送信側であらかじめ取決められた、例
えば、偶数フィールドでバースト位相８０１と同相、奇
数フィールドでバースト位相８０１と逆相というような
条件によって決定される。

次に、前記サブサンプル回路４０５の出力信号は、送信
側の帯域制限を行なったローパスフィルタ１０８と同様
の特性を有する水平・垂直周波数領域の補間フィルタ４
０６により、第６図（ｂ）のサンプル構造に変換される
。このとき、信号のスペクトルは、第３図（ａ）に示す
ように水平周波数帯域が６ＭＨｚの広帯域テレビジョン
信号となっており、これにより高精細な画像を復元する
ことが可能となる。

一方、Ｙ／Ｃ分離回路４０２により分離されたＣ信号は
、ＩＱ復調回路４０３に入力され、■信号とＱ信号が出
力される。マトリックス回路４０７はＹ、Ｉ％Ｑ信号を
Ｒ，Ｇ、Ｂ信号に変換し、出力端子４０ｇ、４０９．４
１０に出力する。

次いで第５図に本発明に係る受信機の第２の実施例を示
す。

Ｙ／Ｃ分離回路４０２で分離されたＹ信号は、フィール
ドメモリ５０４に入力される。このメモリ５０４の出力
するＹ信号と前記原Ｙ信号の２フイ一ルド分の情報から
等価的にノンインターレース信号を得て、これを水平・
垂直空間周波数領域において高域斜め成分のみを通過さ
せる水平・垂直周波数領域バイパスフィルタ５０５に導
びくことにより、高精細情報だけを分離することができ
る。

分離された高精細度情報ＨＤは、第６図に示すようの垂
直周波数Ｏｃ　ｐ　ｈ　ｓ時間周波数３０Ｈｚの領域に
多重されているため、時間周波数が３０Ｈｚ　ｓ垂直周
波数０ｃｐｈのキャリアにより検波すれば、時間周波数
がＯＨｚ、垂直周波数０ｃｐｈの領域にシフトし、復調
することができる。

上記キャリアはキャリア発生回路５１０により発生され
る。キャリア発生回路５１０は、バースト再生回路４２
０より出力されるバースト信号に位相同期し、さらに奇
、偶フイールド判定回路４２１より出力される判定信号
に応じ、ｍ　ｆ　ＩＩ±３９Ｈｚのキャリアを発生する
。

前記バイパスフィルタ５０５により分離された高精細情
報ＨＤは、前記キャリアを用いて掛算器５０７により検
波される。上記検波により、第６図（ａ）に示すように
、高精細情報ＨＤは、時間方向に３０Ｈｚシフトされ、
さらに第６図（Ｃ）に示すように水平方向にｍｆｌ（＋
３０Ｈｚシフトされる。

上記検波された高精細情報は、ローパスフィルタ５０８
に入力される。ローパスフィルタ５０８の出力は、加算
器５０６を用いてＹ信号から前記高精細情報ＨＤを減算
して得た信号と加算器５０９において加算され、以って
広帯域テレビジョン信号を復元することができる。

次に第７図に本発明に係る受信機の第３の実施例を示す
。

ノンインターレース変換されたＹ信号は、水平・垂直空
間周波数領域ローパスフィルタ６０１及び加算器６０２
により、高精細情報ＨＤを分離する。分離された高精細
情報は、キャリア発生回路１０５により出力されるキャ
リアによって、掛算器６０３により検波される。前記掛
算器６０３の出力は、ローパスフィルタ６０６を介し、
加算器６０４に入力され、ローパスフィルタ６０１の出
力と加算される。この結果、前記加算器６０４の出力に
広帯域テレビシコン信号を得ることができる。

本実施例においては、垂直周波数５２５　／　２　ｃｐ
ｈのキャリアにより検波を行なうことにより高精細情報
は垂直方向に５２５　／　２　ｃ　ｐ　ｈシフトされ、
復調される。このようなキャリアは、ノンインターレー
スに変換されているため、バースト発生回路１２１より
出力されるバースト信号を用いた２ｆＨＸ奇数／２、つ
まりｆＨの奇数倍の周波数を有したものであり、さらに
フィールドごとに位相を揃えるために奇、偶フイールド
判定回路４２１から得られる奇数、偶数フィールドを判
定する信号によりフィールドごとに切り換えられるもの
が選ばれる。

さて、上述してきた実施例においては、サンプルクロッ
クあるいはキャリアを得るに際し、第８図に示す如く、
水平同期信号８０３の前縁部８０２に、新たに挿入した
バースト信号を用いている。

以下、バースト信号８０１を用いる理由について説明す
る。

水平・垂直空間周波数領域で多重された信号を受信側で
復調するには、送信側の信号処理に用いられるサンプル
クロックと位相同期したサンプルクロックあるいはキャ
リアを用いなければならない。

現行受信機で得られる最も安定度の高い信号は色副搬送
波ｆ　ｓｃである。しかし現行受信機への妨害を最少に
し、かつ高精細受信機で最大の効果を得るには、高精細
情報の多重位置を色副搬送波周波数に拘束されずに設定
出来ることが望ましい。

例えば、送信側のサンプルクロックを水平周期周波数ｆ
　＋１のｍ倍とし、受信機側でもｍ　ｆ　Ｈを用いる方
法が考えられる。このとき受信機側では第８図の水平同
期信号８０３を入力として、水平ＡＦＣを用いれば安定
した周波数ｎｆＨのクロックを得ることができる。しか
し、現実には水平同期信号８０３のエツジの傾きやゴー
スト障害のために正確にｍ　ｆ　Ｈの信号位相まで規定
できない。そこで第８図に示すように、水平帰線期間内
の前縁部８０２へｍ　ｆ　Ｈ／　ｎの周波数成分を持つ
バースト信号８０１を新たに挿入することによりこのバ
ースト信号８０１を位相基準としてｍ　ｆ　Ｈの連続信
号の再生を容易に行うことができる。

なお前縁部８０２に挿入するｍ　ｆ　１１　／　ｎの周
波数成分は４ＭＨｚ程度の高域成分に選ぶことが可能な
ので、現行受信機の同期再生へ悪影響を与える可能性は
少ない。

［発明の効果］ 以上、本発明の高精細度テレビジョン信号送信機によれ
ば、高精細情報を水平・垂直空間周波数領域で容易に分
離できるように送信でき、現行受信機で受信した場合に
も色信号への洩れ込みが少なく、さらに高精細情報の多
重位置は時間周波数がＯＨｚの位置であるため、フリッ
カ−妨害が生じない。よって本発明の送信機は現行受信
機に対して極めて良好な両立性を有した高精細度テレビ
ジョン信号を送信することができる。

また本発明に係る高精細度テレビジョン信号受信機は、
送信される高精細情報の分離を水平・垂直空間周波数領
域の２次元フィルタを用いて行なえばよく、回路規模、
価格共に従来に比べ縮小することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る送信機の一実施例を示す構成図、
第２図は本発明による高精細度テレビジョン信号の構成
を説明するための周波数特性図、第３図は本発明の送信
機に用いられる水平方向のナイキストローパスフィルタ
の特性図、第４図、第５図、第７図は本発明に係る受信
機の一実施例を示す構成図、第６図は本発明の受信機に
おいて行なわれる高精細情報の検波方法を説明するため
の周波数特性図、第８図は本発明の送信機により送信さ
れるバースト信号を示す波形図、第９図は従来の高精細
度テレビジョン方式を説明するための周波数特性図であ
る。 １０８・・・水平、垂直ローパスフィルタ、１０９・・
・サブサンプル回路、 １１０・・・ナイキストローパスフィルタ、１１１．１
１３・・・インターレース変換回路、１１２・・・水平
・垂直フィルタ、 １１５．１２２・・・加算器、 １２０・・・奇、偶フイールド決定回路、１２１・・・
バースト発生回路、 ４０２・・・Ｙ／Ｃ分離回路、 ４０４・・・ノンインター変換回路、 ４０５・・・サブサンプル回路、 ４０６・・・水平・垂直補間フィルタ、４０７・・・マ
トリックス回路、 ４２０・・・バースト再生回路、 ４２１・・・奇・、偶フイールド判定回路、５０５・・
・水平◆垂直バイパスフィルタ、５０６．５０７．５０
９・・・加算器、５１０・・・キャリア発生回路、 ６０１・・・水平幣垂直ローパスフィルタ、６０２．６
０３．６０４・・・加算器、５０５・・・キャリア発生
回路、 ８０１・・・バースト信号、 ＨＤ・・・高精細情報。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＮＴＳＣ標準テレビジョン方式で制限される制限
   帯域よりも広い水平周波数帯域を有し高精細情報を含む
   広帯域テレビジョン信号を入力し、この信号中よりその
   水平周波数成分μ、垂直周波数成分νが、 μν０＋μ０ν＞μ０ν０ μ０：前記広帯域テレビジョン信号の 最高水平周波数 ν０：前記広帯域テレビジョン信号の 最高垂直周波数 を満す斜め高域成分の信号を少なくとも除去して第１の
   帯域制限信号として出力する第１の帯域制限手段と、 前記最高水平周波数μ０以上の高いサンプリング周波数
   を有するサンプリング信号により前記第１の帯域制限信
   号をオフセット・サブサンプルすることにより、前記第
   １の帯域制限信号中の前記制限帯域以上の水平周波数領
   域にある前記高精細情報を、前記斜め高域成分が除去さ
   れた周波数領域に折返して前記第１の帯域制限信号に多
   重するサブサンプル手段と、 前記サブサンプル手段の出力する多重化信号の水平周波
   数帯域を前記制限帯域に制限し第２の帯域制限信号を出
   力する第２の帯域制限手段と、色信号を入力しこれを前
   記高精細情報が多重された周波数領域よりも低い周波数
   領域内の信号となるように垂直帯域制限した後、色副搬
   送波により変調して色変調信号を得る変調手段と、 前記色変調信号を前記第２の帯域制限信号に多重するこ
   とにより、前記高精細情報を前記制限帯域内に含むサブ
   サンプルされた高精細度テレビジョン信号を得る多重手
   段とを具備し前記高精細度テレビジョン信号を送信する
   ことを特徴とする高精細度テレビジョン信号送信機。
2. （２）第１の帯域制限手段は水平周波数ｆＨを整数２に
   倍した２ｋ・ｆＨの周波数を有するクロック信号により
   駆動されると共に、サブサンプル手段におけるサンプリ
   ング周波数はｋ・ｆＨであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の高精細度テレビジョン信号送信機。
3. （３）ＮＴＳＣ標準テレビジョン方式で制限される制限
   帯域よりも広い水平周波数帯域を有し高精細情報を含む
   広帯域テレビジョン信号の斜め高域成分を除去し、サブ
   サンプルすることにより前記高精細情報を前記制限帯域
   内に含ませると共に、これに色変調信号を水平−垂直空
   間周波数領域内において前記高精細情報と分離可能に多
   重して構成される高精細度テレビジョン信号を受信し、
   輝度信号と前記色変調信号とを分離出力するＹ／Ｃ分離
   手段と、 前記輝度信号をサブサンプルし、前記高精細情報を前記
   制限帯域以上の水平周波数帯域内に変換配置するサブサ
   ンプル手段と、 前記サブサンプル手段の出力信号を補間し、サンプリン
   グ形態を格子状に変換し、前記斜め高域成分が除去され
   た形の広帯域テレビジョン信号に復元し出力する補間手
   段とを具備したことを特徴とする高精細度テレビジョン
   信号受信機。
4. （４）ＮＴＳＣ標準テレビジョン方式で制限される制限
   帯域よりも広い水平周波数帯域を有し高精細情報を含む
   広帯域テレビジョン信号の斜め高域成分を除去し、サブ
   サンプルすることにより前記高精細情報を前記制限帯域
   内に含ませると共に、これに色変調信号を水平−垂直空
   間周波数領域内において前記高精細情報と分離可能に多
   重して構成される高精細度テレビジョン信号を受信し、
   輝度信号と前記色変調信号とを分離出力するＹ／Ｃ分離
   手段と、 前記輝度信号を周波数濾波することにより前記高精細情
   報と低域輝度信号とを分離出力する周波数分離手段と、 前記分離された高精細情報を入力し、その垂直周波数と
   時間周波数が０となるように周波数変換を行なう検波手
   段と、 前記検波手段により検波された高精細情報と前記低域輝
   度信号とを加算し前記広帯域テレビジョン信号を復元し
   出力する加算手段とを具備することを特徴とする高精細
   度テレビジョン信号受信機。