JP2530766B2 - 適応変調による映像信号送受信方法及び回路 - Google Patents

適応変調による映像信号送受信方法及び回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高精細ＴＶにおける映像
信号送受信方法及び回路に関するもので、特に映像信号
をサブバンドに分割して伝送する時、各バンドによって
適応的に伝送チャンネルのノイズを抑制する為の適応変
調による映像信号送受信方法及び回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に適応変調（アダプティブモジュ
レーション）は量子化ノイズによる輪郭アーティファク
トの劣化を除去する為の偽雑音量子化の概念から始まっ
た。現在、米国のＡＴＶ（アドバンストテレビジョン）
で提案された映像信号送受信技法は映像帯域アルゴリズ
ムでサブバンドコーディングを使用するもので、これは
映像帯域をハイバンド成分とローバンド成分に分割して
送信側で各バンドに一括的なノイズ抑制処理をする方法
であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記提案された映像信
号帯域圧縮アルゴリズムでローバンド映像信号成分は空
間的にも時間的にも低い周波数成分即ち相関関係（コリ
レーション）が高い信号なので、このローバンド映像信
号成分にチャンネルノイズが含まれる場合は受信側のデ
コーダでノイズが増加するし、又一方で低い振幅を持つ
ハイバンド映像信号成分を復元するにおいてチャンネル
ノイズを除去出来なければ画質の劣化が招来される問題
がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的
は、映像信号送受信方法及び回路において各バンドによ
って適応的に伝送チャンネルのノイズを抑制する為の適
応変調による映像信号送受信方法及び回路を提供するに
ある。本発明の他の目的は、適応係数表のロジックによ
るハイバンド映像信号適応変調方法を提供するにある。
【０００５】本発明のまた他の目的は時間累積フィルタ
の特性を持つノイズリデューサを通じて送信側のローバ
ンド映像信号処理方法を提供するにある。本発明の別の
目的は低い振幅のチャンネルノイズを除去するコアリン
グの概念を導入した非線形変換部を通じて受信側のハイ
バンド映像信号処理方法を提供するにある。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説
明する。図１は本発明によるブロック図で、送信側１０
と受信側２０に分割され上記の送信側１０はローバンド
映像信号入力端１２のローバンド映像信号をノイズ抑制
処理しなくてそのままにローバンド映像信号出力端１０
ａに出力する上記ローバンド映像信号出力端１０ａと、 ハイバンド映像信号入力端１１のハイバンド映像信号を
入力してこれを遅延させて出力する遅延部５３と、 上記ハイバンド映像信号入力端１１のハイバンド映像信
号を入力して適応インデックス情報の代表値である適応
係数ｆｉ及び上記適応インデックス情報を出力する適応
変換部５０と、 上記遅延部５３の遅延出力されたハイバンド映像信号と
上記適応変換部５０から出力された適応係数ｆｉを乗算
する乗算器１５と、 上記乗算器１５の乗算されたハイバンド映像信号を非線
形に変換してハイバンド映像信号出力端１０ｂに出力す
る非線形変換部１６と、 上記適応変換部５０から出力された適応インデックス情
報を出力する適応インデックス情報出力端１０ｃとで構
成され、 上記受信側２０はローバンド映像信号受信入力端１０
ａ’の入力を低域濾波してローバンド映像信号受信端２
１に出力するノイズリデューサ１０１と、 ハイバンド映像信号受信入力端１０ｂ’の入力を一定レ
ベル以下はクリッピングして出力する非線形変換部１０
２と、 適応インデックス情報受信入力端１０ｃ’の入力を受け
て適応係数ｆｉを出力する適応変換部７０と、 適応係数表によって上記非線形変換部１０２のハイバン
ド映像信号を上記適応変換部７０から出力された適応係
数で除算してハイバンド映像信号受信端２２に出力する
除算器２７とで構成される。
【０００７】適応係数は適応インデックス情報を抽出す
るために必要であり、例えば、適応係数１０をすぐに伝
送するためには４ビットが必要であるが、ＲＯＭテーブ
ルにデータ１０を４ビットとして記憶しておき、対応す
るアドレスを割り当てて２ビットとして読み出すことが
できる。したがって、適応係数の代表値が適応インデッ
クス情報であり、適応係数を直接伝送するよりも適応イ
ンデックス情報を伝送することにより、情報量をさらに
減少させることが可能になる。
【０００８】図２は本発明による図１の送信側の具体回
路図で、上記の遅延部５３は、ハイバンド映像信号入力
端１１の映像信号を入力してシステムクロックＣＫのク
ロック信号によって入ってくる入力順序で出力させるメ
モリ６０と、 上記メモリ６０から出力されたハイバンド映像信号を適
応係数ｆｉが求められる間遅延させて出力するディレー
バッファ６１とで構成され、 上記適応変換部５０はハイバンド映像信号入力端１１の
映像信号を入力してその値を絶対値化する絶対値回路部
５１ａと、 上記絶対値回路部５１ａの絶対値出力をバッファリング
して入力するバッファ５１ｂ−５１ｃと、 上記バッファ５１ｃにハイバンド映像信号の波形が時間
軸上に存在するときに一定の区間に等分した適応区間ご
とに１つずつ発生され上記適応区間の開始点を指示する
区間パルスを反転させて印加するインバータ５１ｄと、 上記バッファ５１ｂ−５１ｃの出力をラッチして出力さ
せるラッチ部５１ｆと、上記絶対値回路部５１ａの出力
と上記ラッチ部５１ｆの出力を所定期間比較して大きな
値を出力する比較器５１ｈと、 上記比較器５１ｈの出力を反転して上記バッファ５１ｂ
に入力させるインバータ５１ｅと、 上記比較器５１ｈの出力と区間パルスを論理和して上記
ラッチ部５１ｆをラッチ出力させる為の信号を印加する
オアゲート５１ｉと、 上記ラッチ部５１ｆの所定期間Ｔ１の最大値出力を区間
パルスによって入力しラッチ出力するラッチ部５１ｇ
と、 上記ラッチ部５１ｇから出力された最大値のレベルに従
って適応インデックス情報と適応係数ｆｉを出力する適
応係数メモリ部５２とで構成される。
【０００９】図３は図２に基くタイミング図で、３ａは
システムクロックを表わす。３ｂはハイバンド映像信号
の入力タイミングを示す。３ｃは区間パルスのタイミン
グを示す。３ｄはラッチ部５１ｆのクロック入力タイミ
ングを示す。３ｅは適応係数メモリ部５２のタイミング
を示す。３ｆはＴ１期間遅延されたハイバンド映像信号
の出力タイミングを示す。
【００１０】図４は図１に基づくブロック特性図で、Ａ
は図１の非線形変換部１６の変換特性を示す。Ｂは図１
の非線形変換部１０２の変換特性を示す。図５は図１に
基づくブロックの具体図で、ノイズリデューサ１０１は
ローバンド映像信号受信入力端１０ａ’とフィードバッ
クされるローバンド映像信号受信端２１との間に、加算
器１０１ａを接続し、上記加算器１０１ａの出力を入力
して濾波する積分器１０１ｂと、上記積分器１０１ｂの
低域濾波出力を入力して図示されていないクロック信号
によって上記加算器１０１ａにフィードバックすると同
時に出力端２１に出力するフレームメモリ１０１ｃとで
構成される。
【００１１】図６は本発明に基づく適応係数表でアドレ
スのレベルは０−１２７まで、インデックスは０−６ま
であり、上記インデックス０−６に該当する適応係数ｆ
ｉ値は１，２，４，８，１６，３２，６４で上記適応係
数表のロジックは図２の適応係数メモリ部５２に記憶さ
れている。図７は本発明に基づく映像信号処理波形図
で、 ７ａは適応区間内の原信号波形図、 ７ｂは図１のローバンド映像信号出力端の波形図、 ７ｃは図１のハイバンド映像信号入力端の波形図、 ７ｄは上記７ｃの波形に適応係数を乗じた図１の乗算器
出力波形図、 ７ｅは図１の非線形変換部の出力波形図、 ７ｆは図１のハイバンド映像信号受信入力端の波形図、 ７ｇは図１の非線形変換部の出力波形図、 ７ｈは図１の除算器２７の出力波形図、 ７ｋは図１のローバンド映像信号受信端とハイバンド映
像信号受信端の合成された波形図である。
【００１２】以下本発明の一実施例を図１−図６を参照
して詳細に説明する。図１で映像信号帯域中のローバン
ド映像信号は送信側１０のローバンド映像信号入力端を
過ぎてノイズ抑制処理なくそのままにローバンド映像出
力端１０ａに出力されるが、ハイバンド映像信号はハイ
バンド映像信号入力端１１を通じて遅延部５３及び適応
変換部５０に同時に入力される。これは振幅は大きくな
いが、全体的に変移が甚だしいハイバンド映像信号の成
分を適応区間を定めて信号のピーク値を求めた後、伝送
時送ることが出来る最大許容ピーク値と比較して適応係
数ｆｉに上記ハイバンド映像信号を乗じて全体的な信号
の大きさを増加させるためである。適応区間とは、ハイ
バンド映像信号の波形が時間軸上に存在するときに一定
の区間に等分した区間を意味する。
【００１３】ここで上記適応係数ｆｉは次の式
【００１４】
【数１】
【００１５】（ｆｉは適応係数、ｋはバンドの最大許容
値、｜ｈ｜ｍａｘはハイバンド信号成分の絶対値の最大
ピーク値）を満足させなければならない。本発明では適
応係数アルゴリズムを図６の適応係数表をもって簡単に
解決した。上記遅延部５３に入力されたハイバンド映像
信号は図２の如くシステムクロックＣＫによってメモリ
６０の出力がディレーバッファ６１に入力される。
【００１６】ここで上記ディレーバッファ６１に入力さ
れたハイバンド映像信号は上記適応変換部５０から適応
係数ｆｉが出力される時まで所定期間Ｔ１だけ遅延して
出力される。これは図３の３ｆに表わされたのと同一で
ある。一方、上記適応変換部に入力されたハイバンド映
像信号は絶対値回路部５１ａによって絶対値化された
後、上記絶対値をバッファ５１ｂ−５１ｃ及び比較器５
１ｈに印加し、この時図３の区間パルス３ｃがインバー
タ５１ｄを通じて上記バッファ５１ｃのクロック端に入
れば上記バッファ５１ｃの初期値絶対値はラッチ部５１
ｆに入力され、ラッチ状態を次の絶対値が入ってくる時
まで維持し、続いて次の絶対値が上記バッファ５１ｂ−
５１ｃ及び比較器５１ｈに入って来たら比較器５１ｈは
初期値絶対値と次に入る絶対値を比較して大きな値をイ
ンバータを通じて上記バッファ５１ｂに出力する。
【００１７】上記バッファ５１ｂに入力された絶対値は
再び上記ラッチ部５１ｆに入力され、上記比較器５１ｈ
がその次の絶対値と上記ラッチ部５１ｆの絶対値を再び
比較する。上記の過程を継続的に上記Ｔ１期間中繰り返
して上記比較器５１ｈから最大値が出力されて上記ラッ
チ部５１ｆに入力され、上記Ｔ１の最終段階でタイミン
グに合う区間パルスが入って来ると、上記ラッチ部５１
ｆでラッチされていた上記期間Ｔ１の最大値がラッチ部
５１ｇに入力され、上記ラッチ部５１ｇは区間パルスを
受けて適応係数メモリ部５２のアドレス端子に最大値を
入力し、上記適応係数メモリ部５２は入力された最大値
のレベルによって記憶している適応インデックス情報及
び適応係数ｆｉを選択出力する。
【００１８】ここで、上記適応係数メモリ部５２に内蔵
された適応係数表は図６に表わされた如く、振幅の最大
値レベルを１２７にして７等分しそれによる適応係数を
選択するようにした。この時、乗算器１５によって上記
適応係数メモリ部５２から出力された適応係数ｆｉと上
記ディレーバッファ６１に上記Ｔ１期間だけ遅延された
ハイバンド映像信号は乗算されて振幅が最大になり、図
７の７ｄの波形になる。
【００１９】上記乗算器１５で乗算されたハイバンド映
像信号は非線形変換部１６によって変換されるが、図７
で７ｅの波形の如くレベルが低い成分の信号は高い成分
の信号に比べて指数関数的に増幅されて現われ、上記非
線形変換部１６の出力はハイバンド映像信号出力端１０
ｂに出力される。従って上記ローバンド映像信号出力端
１０ａではローバンド映像信号がチャンネルを通じて受
信側２０に伝送され、上記ハイバンド映像信号出力端１
０ｂではハイバンド映像信号かチャンネルを通じて受信
側２０に伝送される。上記適応変換部５０の適応インデ
ックス情報出力端１０ｃでは適応係数ｆｉによるインデ
ックス信号がチャンネルを通じて受信側２０に伝送され
る。
【００２０】また上記受信側２０では上述した送信側１
０の送信過程と同一説明の反対過程であるから、これに
対する説明は図７の映像信号処理波形図で代える。上記
ローバンド映像信号出力端１０ａから出力されるローバ
ンド映像信号はチャンネルノイズが含まれて図７の７ｉ
の如くになり、これは図１のローバンド映像信号受信入
力端１０ａ’に現われる波形である。
【００２１】上記受信入力端１０ａのローバンド映像信
号は図５のノイズリデューサ１０１の入力端１０ａ’に
入力され、前述の如く時間累積フィルタの特性を持つ上
記ノイズリデューサ１０１を通過したローバンド映像信
号はチャンネルノイズが殆ど除去された図７の７ｊのよ
うに現われる。一方、上記ハイバンド映像出力端１０ｂ
の波形はチャンネルノイズを含んで図７の７ｆのように
現われ、上記７ｆの波形は図４４ｂの特性図が示すよう
に一定レベル以下は変換値をゼロに処理するコアリング
の概念を導入した非線形変換部によって振幅のレベルが
低い側のノイズを相対的に多く除去する。この時のハイ
バンド映像信号出力波形は図７の７ｇのように現われて
図１の除算器２７に入力される。
【００２２】上記除算器２７は適応変換部７０から出力
された適応係数ｆｉで上記７ｇの波形を除算して７ｈの
ようになる。上記ローバンド映像信号波形７ｊは上記の
ハイバンド映像信号７ｈと合成されて図７の７ｋで復元
される。これは図１の受信側２０の最終受信端２１，２
２で得られる波形になり、全体的にノイズが除去された
映像信号波形を受信する。
【００２３】
【発明の効果】従って、振幅が低いレベルにおけるハイ
バンド再生映像信号の波形は綺麗な元来の波形に復元さ
れるし、全体的なチャンネルノイズも元来の映像信号と
比べて相対的に減殺され画質の劣化を防止する利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくブロック図である。
【図２】本発明に基づく図１の送信側具体回路図であ
る。
【図３】図２に基づくタイミング図である。
【図４】本発明に基づく図１の非線形変換部１６、１０
２の特性図である。
【図５】本発明に基づく図１のノイズリデューサ１０１
の具体回路図である。
【図６】本発明に基づく適応係数表を示す図である。
【図７】本発明に基づく映像信号処理波形図である。
【符号の説明】
１０ 送信側 １０ａ，１０ａ’ 映像信号出力端 １０ｂ，１０ｂ’ ハイバンド映像出力端 １０ｃ，１０ｃ’ 適応インデックス情報出力端 １１，１２ 映像信号入力端 １５ 乗算器 １６，１０２ 非線形変換部 ２０ 受信側 ２１ ローバンド映像信号受信端 ２２ ハイバンド映像信号受信端 ５０ 適応変換部 ５１ａ 絶対値回路部 ５１ｂ，５１ｃ バッファ ５１ｄ，５１ｅ インバータ ５１ｆ，５１ｇ ラッチ部 ５１ｈ 比較器 ５１ｉ オアゲート ５３ 遅延部 ６０ メモリ ６１ ディレーバッファ ７０ 適応変換部 １０１ ノイズリデューサ １０１ａ 加算器 １０１ｂ 積分器 １０１ｃ フレームメモリ

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送信側で、 映像信号をローバンド映像信号とハイバンド映像信号に
    分離して上記ローバンド映像信号はノイズ抑制処理なく
    そのまま伝送し、上記ハイバンド映像信号を所定時間程
    遅延させ、ハイバンド映像信号の波形が時間軸上に存在
    するときに一定の区間に等分した適応区間内のハイバン
    ド映像信号のピーク値を求めて伝送し得る最大許容ピー
    ク値と比較した後バンドの最大許容値をハイバンド信号
    成分の絶対値の最大ピーク値で割って求めた適応係数及
    び上記適応係数の代表値として選択された上記適応イン
    デックス情報を出力させるための第１の適応変換部に入
    力し、上記遅延されたハイバンド映像信号に上記第１の
    適応変換部から出力される適応係数を乗算してその出力
    を非線形特性を持つ第１の非線形変換部によって指数関
    数的に非線形増幅して変換させて上記ハイバンド映像信
    号を伝送し、 受信側で、 上記伝送されたローバンド映像信号はチャンネルノイズ
    を減殺させるためのノイズリデューサによって濾波させ
    て上記ローバンド映像信号を受信し、 上記伝送されたハイバンド映像信号は振幅が低いレベル
    のノイズを相対的に減少させるための第２の非線形変換
    部によって第１の非線形変換部とは逆に逆指数関数的に
    減衰させ、且つ所定レベル以下は０レベルに変換した
    後、その出力を上記第１の適応変換部の適応インデック
    ス情報を受信して適応係数を出力させる第２の適応変換
    部の適応係数で除算して上記ハイバンド映像信号を受信
    することを特徴とする適応変調による映像信号送受信方
    法。
  2. 【請求項２】 上記第１の適応変換部は、適応区間内で
    ハイバンド映像信号の最大値を抽出する過程と、適応係
    数メモリ部から上記適応係数及び適応インデックス情報
    を出力する過程を有することを特徴とする請求項１記載
    の適応変調による映像信号送信方法。
  3. 【請求項３】 上記ノイズリデューサはチャンネルノイ
    ズが含まれたローバンド映像信号を無限インパルス応答
    フィルタリングにより時間的にフィードバックさせて濾
    波することを特徴とする請求項１記載の適応変調による
    映像信号受信方法。
  4. 【請求項４】 上記第２の非線形変換部はチャンネルノ
    イズが含まれたハイバンド映像信号を振幅が一定レベル
    以下はクリッピングして低いレベルのノイズを相対的に
    減少させて変換することを特徴とする請求項１記載の適
    応変調による映像信号受信方法。
  5. 【請求項５】 送信側（１０）はローバンド映像信号入
    力端（１２）のローバンド映像信号をノイズ抑制処理な
    くそのままにローバンド映像信号出力端（１０ａ）に出
    力する上記ローバンド映像信号出力端（１０ａ）と、 ハイバンド映像信号入力端（１１）のハイバンド映像信
    号を入力し、遅延させて出力する遅延部（５３）と、 バンドの最大許容値をハイバンド信号成分の絶対値の最
    大ピーク値で割って求めた適応係数（ｆｉ）及び上記適
    応係数の代表値として選択された上記適応インデックス
    情報を出力する第１の適応変換部と、 上記遅延部（５３）の遅延出力されたハイバンド映像信
    号と上記第１の適応変換部から出力された適応係数（ｆ
    ｉ）を乗算する乗算器（１５）と、 上記乗算器（１５）の乗算されたハイバンド映像信号を
    非線形に変換して上記ハイバンド映像出力端（１０ｂ）
    に出力させる第１の非線形変換部（１６）と、 上記第１の適応変換部（５０）から出力された適応イン
    デックス情報を出力する適応インデックス情報出力端
    （１０ｃ）とで構成され、 受信側（２０）はローバンド映像信号受信入力端（１０
    ａ’）の入力を低域濾波させてローバンド映像信号受信
    端（２１）に出力させるノイズリデューサ（１０１）
    と、 ハイバンド映像信号受信入力端（１０ｂ’）の入力を振
    幅が低いレベル側のノイズを相対的に減少させて出力す
    るための第２の非線形変換部（１０２）と、 適応インデックス情報受信入力端（１０ｃ’）の入力を
    受けて適応係数（ｆｉ）を出力させる第２の適応変換部
    （７０）と、 上記第２の非線形変換部（１０２）のハイバンド映像信
    号を上記第２の適応変換部（７０）から出力された適応
    係数で除算してハイバンド映像信号受信端（２２）に出
    力させる除算器（２７）とで構成されることを特徴とす
    る適応変調による映像信号送受信回路。
  6. 【請求項６】 上記遅延部（５３）は上記ハイバンド映
    像信号入力端（１１）の映像信号を受けてそれをシステ
    ムクロック（ＣＫ）のクロック信号によって入って来る
    入力の順序に従って出力させるメモリ（６０）と、 上記メモリ（６０）から出力されたハイバンド映像信号
    を上記適応係数が求められるＴ１期間だけ遅延させた後
    出力させるディレーバッファ（６１）とで構成されるこ
    とを特徴とする請求項５記載の適応変調による映像信号
    送受信回路。
  7. 【請求項７】 上記第１の適応変換部（５０）は上記ハ
    イバンド映像信号入力端（１１）の映像信号を入力しそ
    の値を絶対値比する絶対値回路部（５１ａ）と、 上記絶対値回路部（５１ａ）の絶対値出力をバッファリ
    ングして入力するバッファ（５１ｂ−５１ｃ）と、 上記バッファ（５１ｃ）に上記適応区間ごとに１つずつ
    発生され上記適応区間の開始点を指示する区間パルスを
    反転させて印加するインバータ（５１ｄ）と、 上記バッファ（５１ｂ−５１ｃ）の出力をラッチして出
    力させるラッチ部（５１ｆ）と、 上記絶対値回路部（５１ａ）の出力と上記ラッチ部（５
    １ｆ）の出力を所定期間Ｔ１比較して二つの値の中で大
    きな値を出力する比較器（５１ｈ）と、 上記比較器（５１ｈ）の出力を反転して上記バッファ
    （５１ｂ）に入力させるインバータ（５１ｅ）と、 上記比較器（５１ｈ）出力を区間パルスを論理和して上
    記ラッチ部（５１ｆ）をラッチ出力させるための信号を
    印加するオアゲート（５１ｉ）と、 上記ラッチ部（５１ｆ）の所定期間Ｔ１の最大値出力を
    区間パルスによって入力してラッチ出力するラッチ部
    （５１ｇ）と、 上記ラッチ部（５１ｇ）から出力された最大値のレベル
    に従って適応インデックス情報と適応係数（ｆｉ）を出
    力する適応係数メモリ部（５２）とで構成されることを
    特徴とする請求項５記載の適応変調による映像信号送信
    回路。
  8. 【請求項８】 上記ノイズリデューサ（１０１）はロー
    バンド映像信号受信入力端（１０ａ’）とフィードバッ
    クされるローバンド映像信号受信端（２１）との間に加
    算器（１０１ａ）を接続し、上記加算器（１０１ａ）の
    出力を入力して低域濾波させ積分器（１０１ｂ）と上記
    積分器（１０１ｂ）の低域濾波出力を入力してクロック
    信号によって上記加算器（１０１ａ）にフィードバック
    させると同時に出力端（２１）に出力するフレームメモ
    リ（１０１ｃ）とで構成されることを特徴とする請求項
    ５記載の適応変調による映像信号受信回路。
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