JPS604383A - テレビジヨン信号デジタル磁気記録再生装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はテレビジョン信号を符号化して記録するテレビ
ジョン信号デジタル磁気記録再生装置に関する。

従来例の構成とその問題点 従来、テレビジョン信号を標本化して能率よく醐送ある
いは記録・再生を行なうために、種々の高能率符号化法
が提案されている。

例えばＮＴＳＣカラーテレビ信号をカラー副搬送波ｆｓ
ｃの３倍で標本化し、この標本化された信号に対してＤ
ＰＣＭ符号化あるいはアダマール変換等の直交変換符号
化を適用している例がある。

しかしながら、ＮＴＳＣカラーテレビ信号を３・／ＳＣ
の周波数で標本化し、これを８ピントに符号化した場合
には８６Ｍｂ　ｉ　ｔ／ｓ　の高いに送ビットレートと
なり、これをさらに−上記の各高能率符号化を用いて標
本点当り４〜５　ｂｉｔ程度に低減できたとしても、云
送ビントレ゛−トは、まだ４０Ｍｂｉｔ／ｓ〜５０Ｍｂ
ｉｔ／ｓと高く、十分なものとは言えない。そこで従来
より標本化周波数をさらに低減させる試みが種々行なわ
れてきた。一般に、テレビジョン（８号の帯域をｆｃと
すると２ｆｃ　（これをナイキスト周波数という）以上
の周波数ｆＳで標本化しないと、元の信りが再生できな
い。しかしながら、テレビジョン信ＩＪ′等のように、
その周波数スペクトラムが特別なｊヒを有する１討けに
対しては、このスペクトルの形をうまく利用して、上記
のナイキスト周波数以下の周波数で標本化を行なっても
ほぼ元の信号が再生できるサブナイキスト標本化法が知
られている。例えば、ＮＴＳＣカラーテレビジョン信号
に対して２ｆｓｃのサブナイキスト周波数で標本化を行
なうような場合である。この場合には、ｆｒｘｚ；ピン
トレートは２９Ｍｂ　ｉ　ｔ／ｓ〜３６Ｍｂ　ｉ　ｔ／
ｓと前述のピントレートに比して大１固に低減できる。

ところで、デジタルＶＴＲ等のようＶＣＪｔＺ較的ビッ
ト誤り率の高い云送路に上述の高能率符号化をｊｉ％用
する場合、Ｉ）ＰＣＭ符号化のように時系列イ、−４号
の相関をＪざ次利用していくような符号化法では誤り醒
搬が重要な問題となってくる。一方、アダマール友１負
の揚高−には誤り沃撮は品々１ブロツク内で；斉むので
、デジタルＶＴＲ等に適用する高能率狩り化として（・
すアダマール変換が有利である。

上記の如き理由か−ら、サブナイキスト標本化とアダマ
ール変換を組み合せた高能率符号化が考えられる。

第１図はサブナイキスト標本化とアダマール変換を組み
合せた高能率符号化装置のブロック構成の−し１１を示
す。入力端子（１０１）から入力さＪｚたＮＴＳＣカラ
ーテレビジョン信号は、Ａ／Ｄ変換器（１０２）におい
で４７ｓｃの周波数で標本化され、例えば８ピントに振
子化される。次のサブナイキストサンプラー（ｔｏ３）
で標本点は半分に間引かれ等制約に２ｆｓｃの標本化周
波数で標本化されたのと同等になる。この間引き方によ
って、以下に述べるＩ　Ｈ型（Ｈは水平走査期間を表わ
す）、２Ｈ型およびフィールド型のサブナイキスＦ　４
１．Ｌｌ木化が存在する。

２ｆｓｃでプープサンプルされた８ピントのデジタル信
号は次のアダマール変換ｔ８（ｉｏ４）で４〜５ビット
程度に圧縮され、トータルとして２９Ｍｂ　ｉ　ｔ／ｓ
〜３６Ｍｂｉｔ／ｓのピントレートで醒送路（ｌｏ５）
へ送られる。

沃送路（１０５）を通過した信号はアゲマール逆変換器
（１０６）で尤の８ピントの信号に民され、さらに補間
再生器（１０７）で間引かれたｆ、”ｉ　！−）が合成
補間され４ｆｓｃのダーンプル列に仄されてＤ／Ａ変換
器（１０８）へ送られる。１）／Ａ変換器（１０８）で
アナログ信号に戻されたＮＴＳＣカラ−テレビジョンイ
ｄらは出力端子（１０９）から出力される。

サブナイキスト標本化の第１の例としてＬＨ型サブナイ
キストを考える。この場合、第１図のサグナイキストサ
ンプラー（１０３）でのサブサンプリングけＩＨ毎に１
８０位相を変えて行々われる。第２図にサブナイキスト
サンプラー（１０３）によってサブサンプリングされた
各標本点の関係を示す。

この図で白丸Ｗがサブサンプルによって得られる標本点
、小さな黒丸すが間引かれたイ゛、〒Ｊ零点である。

例として２次元８次アダマール変換を考えると、アダマ
ール変換のブロックとしてへブロックアルいけ１３ブロ
ツクのようなものが考えられる。Ｃブロックも考えられ
るが、この場合はブロック内のダ°ンプル、【お、１１
１１の距離が水平方向に長くなりすぎるため、蔵当でな
い。ＡブロックとＢブロックにおいて、１走査線毎に標
本点の位相が１８０°異なっているために、Ａ、Ｂどち
らの場合にも、ブロックの形に、長方形とはならず凹凸
のある形となっている。一般にテレビジョン信号では画
「Ｒ１中の水平方向及び垂直方向に距離的に近い信けほ
ど相関性が強いという性質があるので、アダマール変換
のブロックの形としては長方形か最も望ましく能率が高
い変換が可能となる。したがって、ＩＨ型のサブナイキ
ストサンプリングでは、アダマール変換のブロック構成
として望ましくないものになってしまうという欠点があ
る。さらに、ＮＴＳＣカラーテレビジョン信号にこのＩ
Ｈ型を適用する場合には、輝度信号の高域成分は除かれ
てしまうため、画面上で水平解像度が著しく劣化してし
まう。

次に第２の例として、２Ｈ型サブナイキストを考える。

この場合、第１図のサブサンプラー（１０３）でのサブ
サンプリングは２Ｈ毎に１８０位相を変えて行なわれる
。第３図に、このようなサブサンプリングによって得ら
れる標本点の関係を示す。この場合も、ＩＨ型と同様［
２次元８次のアダマール変換のブロックの構成を考える
。Ａの様にブロックを構成すれば長方形とすることがで
きるが、Ｂのブロックでは長方形になり得ない。したが
って２Ｈ型の場合にもＩＨ型と同様な欠点を持つことに
なる。さらに、２Ｈ型の場合は輝度信号の高域成分及び
色４８号成分に関して垂直方向の帯域がほぼ１／４に制
限されるため垂直方向の解像度が著しく損われる。

発明の目的 本発明は、テレビジョン信号を周波数帯域ｆｃの２倍よ
りも低い標本化周波数ｆｓでサグナイキスト標本化し、
これにアダマール変換を適用した場合アダマール変換の
ブロックの形を理想的な長方形に構成することができ、
かつｉｉ■質劣化のきわめて少ないテレビジョン信号デ
ジタル磁気記録再生装冒を提供することを目的とする。

発り］の構成 本発明のテレビジョン信り″デジタル磁気記録再生装置
は、周波数帯域ｆｃの被記録テレビジョン信号をフィー
ルド毎に標本化位相相を１８０°移相して２ｆｃより低
く水平走査周期の整数倍の周波数ｆｓで標本化するフィ
ールドオフセントサブナイキスト標本化）３１慝と、こ
の標本化された同一フイールド内の標本点のうち水平方
向及び垂直方向に直線状に配列した標本点により囲まれ
た一定個数の標本点からなるブロックに対してアダマー
ル変換を施すアダマール変換部と、このアダマール変換
に対して逆変換を施すアダマール逆変換部と、このアダ
マール逆変換がなされたテレビジョン信号に対して低周
波成分は現走査線中の隣接する標本点から合成し高周波
成分はｌフィールド前の走査線中の隣接する標本点から
合成する補間信号合成部と、上記フィールドオフセット
サブナイキスト標本化信号と上記補間合成信号とを交互
に切り換えて信号を抽出し見かけ上棟本化周波数ｆｓの
２倍で標本化したテレビジョン信号を再生する補間処理
部とを備えたことを特徴とする。

実施例の説明 以下、一実施例をもとに本発明の詳細な説明する。

第５図は本発明の一実施例の具体的なブロック図で、こ
こでは入力テレビジョン信号としてＮＴＳＣカラーテレ
ビジョン信号を考える。入力端子（５０１）に入力され
たＮＴＳＣカラーテレビジョン信号はＡ／Ｄ変換器（５
０Ｂ）において副搬送波周波数の４倍すなわち４ｆｓｃ
の周波数で標本化され、例えば８ビツトに量子化された
後、サブサンプラー（５０３）において２ｆｓｃの周波
数で再標本化される。この時、２ｆｓｃの位相はフィー
ルド毎に１８０°だけオル和されるよう構成されている
。したがって、このサグサンプラ＋７　（５０３）の出
力では標本点は第４図に示す様に各フィールドで規則正
しい格子状に配列される。（、〜）。

（Ａつ、（ｓｌ、　（Ｂりがアダマール変換プロンタで
ある。次にアゲマール変換器（５０４）で、定められた
ブロック内の各標本点に対して以下に述べる演算が施さ
れる。本実施例ではアダマール変換のブロックの構成と
して、第６図に示すものを考える。これは２次元８次ア
ダマール変換に相当するものである。

エプロンク中のサンプル値列よりなる入力行ベクトルを
Ｘ１アダマール変換後の出力行ベクトルをＹとすると これによりアダマール変換器（５０４）におけるアタ。

マール変換は次式で表わされる。

Ｙ　＝　Ｈ，・Ｘ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・■ここでＨ−は８次アダマール変換行列で、次
式で表わせる。

但し、°＋１は＋１．“−”は−１である。

次に１このアダマール変換値列ｙ＝（ｙ、、Ｙ２１　Ｙ
３１’Ｊａｒ　Ｙ５＋ｙ６１　Ｙｙ＋　ＹＩｌ）　のそ
れぞ科の成分に対して最適な量子化特性を有するＭ子化
器（５０５）において、標本点当り平均４〜５ピント程
度に圧縮符号化され、蔽送路（５０６）へ送出される。

そして逆量子化器（５０７）アダマール逆変換器（５０
８）において、元の８ピントの入力値列Ｘ＝（ｘｌ、ｘ
２．ｘ３．Ｘ４＋　Ｘ５＋　”６＋　Ｘ７＋−に戻され
る。

Ｘ＝Ｈ８’−１・Ｙ　・・・・・・・・・・・・・・・
・・・■ここでＩｖＩはへの逆行列である。このアダマ
ール変換・逆変換部では、アダマール変換のブロックの
構成が第６図の様に長方形になっているため、能率の良
い圧縮が可能となる。さて次に補間処理部であるが、信
号の高域成分け１フイールド前（訂ＳＣカラーテレビジ
ョン信号では副搬送波の位相が同じになる２６２Ｈ前）
の隣接画素から合成し、低域成分は現走査線の隣接画素
から合成し、両者を加算して補間信号として使う。すな
わち、アダマール逆変換器（５０８）からの出力信号け
１フイールドメモリ（ｓｏ９）を通り、２６２Ｈ遅延さ
せられた後、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと称す
）　（５１０）へ送られる信号と、その１１０−パスフ
イルタ（以下ＬＰＦと称す）　（５１１）へ送られる信
号とに２分される。上記、ＢＰＦ　（・５１ｇ）ｉ及・
びＬＰＦ（５１１）はそれぞれデジタルフィルタで構成
されており、ＢＰＦでは信号の高域成分をＬＰＦでは信
号の低域成分を合成するように構成されている。次に両
者の出力は、加算器（５１２）で加算・合成される。切
換スイッチ（５１３）はサブテンプラ−（ｓｏ３　）と
同様に２ｆｓｃ（７）レートで■点、■点の信号を切換
え、フィールド毎にこの切換え位相が逆転する。すなわ
ち、切換スイッチ（５１３）が■側に倒れた時には送ら
れてきた信号が通過し、■側に倒れた時には前記補間合
成信号が通過する。これにより、第６図中の小さな黒丸
印の標本点が補間合成信号により補間され、見かけ上４
ｆｓｃの周−波、故のサンプル点が伝送されたのと同様
の効果が得られる。そして最後に４ｆｓｃの周波数で動
作ｊるＤ７．変換器で元のアナログ信号に戻されて出力
端子（５１５）から出力される。

上記実施例におい′ては、テレビジョン信号トシてＮＴ
ＳＣカラーテレビジョンのみを考えたが、本発明を基底
帯域のテレビジョン信号に適用した場合各標本点の水平
方向及び垂直方向に距離的に近い記号の相関性は一段と
強くなり、より効果的である。またアダマール変換とし
て８次のものだけを説明したが、その他の次数のアダマ
ール変換に対しても本発明が有効なのは言うまでもない
。さらに本発明のアダマール変換行列及び逆行列の係数
はともに”／ｆＦ（であるが、これも例えば変換行列の
係数を１／８に　し、逆変換行列の係数を１にする。

七 あるいけその逆などもちろん可能である。

１八 まだ、本発明において、サブサングラ−の前に、サブサ
ンプリングによって生ずる折り返し雑音を極力少なくす
るためにあらかじめその部分の帯域を制限するような前
后フィルタを設けることも当然考えられる。

発明の詳細 な説明のように本発明゛のテレビジョン信号デジタル記
録再生装置によると、サブサンプリングは１フイールド
毎に１８０位相を変えて行なわれるため、サブサンプリ
ングされた標本点は格子状に配列されアダマール変換の
能率を向上させることが可能である。さらにフィールド
聞の相関を利用して、サブナイキストの補間信号を合成
しているだめＩＨ型あるいは２Ｈ型で問題となった画質
劣化はなくなり、高能率圧縮できしかも高画質が保てる
。よって帯域制限された云送路を通してテレビジョン信
号を画質劣化極めて少なく云えることがｃＴＪ能となる
。特に、　ＶＴＲなどのように比較的誤り率が高く、Ｄ
ＰＣＭの如き誤り４伝搬を伴なう高能率符号化が極用で
きない伝送系において、本発明を適用すれば、より効果
が期待できるものである。

【図面の簡単な説明】

９１図はサブナイキストとアダマール変換を組み合せた
高能率符号化装置のグロン、り図、第２図はＩＨ型サブ
ナイキストのサンプル点の配置とアダマール変換のブロ
ックの関係図、第３図は２Ｈ型丈ブナイキストの場合の
関係図、第４図はフィールド型サブナイキストの場合の
関係図、第５図と第６図は本発明の一実施例の構成図と
説明図である。 （５０２）・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、（５０３）・・
・・・・サブサンプラー、（５０４）・・・・・・アダ
マール変換器、（５０５）・・・・・・世子化器、（５
０７）・・・・・・逆量子化器、（ｓｏ８）・・・・・
・アダマール逆変換器、（５０９）・・・・・・１フイ
ールドメモリ、（５１０）・・・・・・ＢＰＦ、（５１
１）・・・・・・ＬＰＦ、（５１２）・・・・・・加算
器、（５１３）・・・・・・切換スイッチ、（５１４）
・・・・・・Ｄ／Ａ変換器。 代理人森本義弘 第１図 第２図 １す２Ｉ 第３図　ｌす２ｔ ｈ５ 第４図 ４高数フイールド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １゜　周波数帯域ｆｃの被記録テレビジョン信号をフィ
   ールド毎に標本化位相を１８０移相して２ｆｃより低く
   水平走査周期の整数倍の周波数ｆｓで標本化スるフィー
   ルドオフセットサブナイキスト標本化部と、この標本化
   された同一フィールド内の標本点のうち水平方向及び垂
   直方向に直線状に配列した標本点により囲捷れた一定個
   数の標本点からなるズロンクに対してアゲマール変換を
   施すアダマール変換部と、このアダマール変換に対して
   逆変換を施すアダマール逆変換部と、このアダマール逆
   変換がなされたテレビジョン信号に対して低周波成分は
   現走査線中の隣接する標本点から合成し高周波成分は１
   フィールド曲の走査線中の隣接する標本点から合成する
   補間信号合成部と、上記フィールドオフセットサブナイ
   キスト標本化信号と上記補間合成信号とを交互に切り換
   えて信号を抽出し晃かけよ標本化周波数ｆｓの２倍で標
   本化したテレビジョン信号を再生する補間処理部とを備
   えたプレビジョン信号デジタル磁気記録再生装置。 ２、　被記録テレビジョン信号をＮＴＳＣカラーテレヒ
   ション信号とし、フィールドオフセントサブナイキスト
   標本化周波数ｆｓを副搬送波周波数ｆｓｃの２倍とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のテレビジ
   ョン＠号デジタル磁気記録再生装置。