JP2566027B2 - テレビジョン信号受信機 - Google Patents

テレビジョン信号受信機

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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受信機に係り、特に送信側
で映像信号に動き情報を周波数多重化した伝送信号より
受信側で動き情報を復調して、該動き情報に基づき動き
適応処理を施し、高精細の映像を得るようにしたテレビ
ジョン信号受信機に関するものである。
従来の技術 最近テレビジョン受信機の画面が大型化する傾向があ
るが、画面が大型化するとクロスカラーやドット妨害,
また輝度信号や色信号の帯域の制限による解像度の不足
或いはインターレース(飛び越し走査)によるラインフ
リッカなどNTSC方式のしくみに起因する画質の劣化が目
立つようになってきた。
これに対処するため現行の放送方式には手を加えず受
信側における信号処理の方法を工夫してより高画質化を
しようとするIDTV(Improved Definition TV)や現行の
カラーテレビジョン放送を互換性を持ちながら放送方式
に改良を加え受信側でも改良を加えて一層の高画質化を
図ろうとするEDTVが開発されている。
IDTVではテレビジョン受信機側において、インタレー
ス画面をインインターレース(順次走査)画面に変更し
てラインフリッカを除去し、垂直解像度を向上させた
り、また動き適応走査線補間或いは動き適応Y・C分離
を行い解像度の改善を行っている。またEDTVでは上記ID
TVによる受信側での改善に加え送信側でも、 輝度信号の高域成分を周波数シフトし色信号成分の帯
域に多重して高解像度化を図る 送信側のガンマ補正による高彩度部の解像度劣化を補
正する。
色信号の広帯域化を図る テレビカメラの垂直解像度を高める信号源の改善を図
る 適応形エンファシスをかけてノイズの改善を行う 映像搬送波の直交変調による高精細成分またはワイド
スクリーン画像の両端画像を多重伝送する ゴースト除去のための基準信号を挿入する等が実施或
いは検討されている。
上述するようにIDTV,EDTV共にノンインターレース方
式,動き適応走査線補間及び動き適用Y・C分離はいず
れも受信機側で対応しているため、受信機に1フレーム
間差或いは2フレーム間差の動き情報を検出する大容量
のフィールドメモリ或いはフレームメモリを必要として
いた。
発明が解決しようとする課題 上記従来技術では、受信側において1フレーム間差或
いは2フレーム間差をとって動き情報を検出しているの
で、受信機に大容量のメモリを含めた動き検出回路が必
要になって回路構成が複雑高価になる。また、放送局よ
り送信されて来る情報がインターレース信号であるた
め、原理的に動き検出が不可能な画像がある。例えばち
ょうどフレーム周期1/30秒で動く画像は時間周波数fT
30Hzであるため受信機側では動画であるにもかかわらず
静止画として検出されてしまうという問題があった。
課題を解決するための手段 本発明は前記の問題を解決するため、送信側で予じめ
検出した動き情報に基づく動き検出信号を走査線毎およ
びフレーム毎に位相が反転し、色副搬送波fscの周波数
と相関のある搬送波で低域変換して、クロマ信号の周波
数帯域よりも低域側でテレビジョン信号と周波数多重す
る複合カラーテレビジョン信号の受信機において、上記
複合カラーテレビジョン信号から上記動き検出信号を復
調する復調手段と、上記複合カラーテレビジョン信号か
ら上記復調した動き検出信号に基づいて輝度(Y)信号
とクロマ(C)信号を分離する動き適応Y・C分離手段
と、上記復調した動き検出信号に基づいて走査線を補間
する動き適応走査線補間手段とを設けた構成にする。
尚、動き検出信号としては受信側で動き検出し得るこ
とはせず、受信復調した動き検出信号のみを用いる。
作 用 動き検出信号を周波数多重で重畳した送信側からの複
合カラーテレビジョン信号を受信すると復調手段により
上記動き検出信号が復調される。この動き検出信号に基
づき、動き適応Y・C分離手段及び動き適応走査線補間
手段では動きが速い画像についてはライン間で、また動
きが遅い画像或いは静止画ではフレーム間で各画素毎に
演算処理が行われて動き適応Y・C分離及び動き適応走
査線補間が行われる。このようにして動き適応処理が施
された輝度信号及び色差信号はRGB信号に変換された
後、表示駆動装置に導かれる。
実施例 本発明の実施例を説明するに先立ち、送信側において
動き情報を多重化した本発明に用いるテレビジョン信号
の伝送方式について説明する。
第7図は本発明に用いる伝送方式においてテレビジョ
ン信号を作成するエンコーダ部のブロック図である。
図において、1はフレーム周期1/60秒のノンインター
レースでテレビジョン画像信号赤(R),緑(G)、青
(B)信号を導出する順次走査カメラ、2,3,4は上記赤
(R),緑(G),青(B)信号のアナログ信号をディ
ジタル信号に変換するA/D変換器,5は上記A/D変換器2,3,
4の出力を輝度信号Y,色差信号I,Qに変換する変換回路で
あり、6は上記輝度信号Y及び色素信号I,Qを525ライン
/60Hzのノンインターレース信号より525ライン/30Hzの
インターレース信号に変換する走査変換回路である。7
は上記走査変換回路6からの色差信号I,Qは色副搬送波f
scで変調してクロマ信号Cを出力する変調器,8は該変調
器7からのクロマ信号Cと上記走査変換回路6からの輝
度信号Yから、それぞれ後述する動き情報変調信号を減
算器9a,9bにより取り除いた輝度信号とクロマ信号を加
算してNTSC方式のテレビジョン信号を導出する加算器で
ある。一方、11,12,13は動き検出回路であり、該動き検
出回路11は順次走査カメラ1からのインインターレース
の輝度信号の1フレーム間差より動き情報を検出し、動
き検出回路12はインターレース信号に変換された輝度信
号の1フレーム間差より動き情報を検出し、動き検出回
路13はインターレース信号に変換されたクロマ信号Cの
2フレーム間差より動き情報を検出する。14,15,16は上
記各動き検出回路11,12,13の出力信号の夫々の絶対値を
とる絶対値変換回路であり、17は上記絶対値変換回路1
4,15,16の最大値を選択する最大値選択回路である。18
は上記最大値選択回路17の出力を入力とし、色副搬送波
fscを例えば2分周したクロックμo′と該クロックμ
o′を半クロックシフトしたクロック▲▼で奇数
番目の画素の動き検出信号と偶数番目の画素の動き検出
信号を分離するD型フリップフロップであり、19,20は
上記奇数番目と偶数番目の画素の動き検出信号を直交変
調する変調器であり、21はこれらの直交変調した動き検
出信号を加算する加算器であり、該加算器21の出力は上
記加算器8より導出するNTSC信号と加算する加算器10に
導くと共に上記減算器9a,9bに導く。22は上記加算器10
からのディジタル出力をアナログ信号に変換するディジ
タル/アナログ(以下「D/A」という)変換器である。
本発明に用いる伝送信号のエンコーダ部は以上の構成
より成り、以下にその動作を説明する。
まず、順次走査カメラ1によりフレーム周期1/60秒で
走査して画像信号,赤(R),緑(G),青(B)信号
を得る。これらの信号はA/Dコンバータ2,3,4によりディ
ジタル信号に変換後、変換回路5により輝度信号(Y)
と色差信号I,Qに変換し、更に走査変換回路6によりイ
ンターレース信号に変換する。インターレース信号に変
換された輝度信号Y及び色差信号I,Qのうち色素信号I,Q
は変調器7により第4図(a)に示す様にある走査線と
同一位相の隣接走査線がフィールド毎に垂直の一方向に
上昇する色副搬送波fscで変調されてクロマ信号Cを導
出し(第4図(a)(b)に於て、各丸印は走査線を表
わし、その中の矢印が搬送波の位相を表わす。上向きの
矢印が位相θである搬送波であるとすると、下向きの矢
印は位相θπの搬送波である)、また輝度信号Yは減
算器9aで、上記クロマ信号Cは減算器9bでそれぞれ後述
の動き情報変調信号が取り除かれた後、加算器8で加算
されてNTSCのテレビジョン信号を得る。
また、動き検出回路11では、フレーム周波数60Hzの順
次走査カメラ1による525ライン/60Hzで順次走査した順
次走査信号の走査線(第5図(a)に走査線の位置関係
を示す)のフレーム間差により第5図(b)の斜線で示
す周波数スペクトルの領域の動きを検出する。これによ
りフレーム周期1/30秒で動き画像の動きも検出可能にな
る。更に動き検出回路12,13では上記順次走査信号を走
査変換回路6で走査変換した第6図(a)に示す如き位
置関係にある525ライン/30Hzインターレース信号の走査
線の1フレーム間差と2フレーム間差により第6図
(b)(c)の斜線で示す周波数スペクトルの範囲の動
きを検出する。上記動き検出回路11,12,13からのフレー
ム間差信号は、それぞれ絶対値変換回路14,15,16により
絶対値を取った後、最大値選択回路17により3つのフレ
ーム間差信号のうちの最大値を選択し、これをその点の
動き検出信号とする。尚、動き検出信号はNTSCの伝送帯
域等を考慮し、各走査線につき色副搬送波fscでサンプ
リングした画素数で行う。
上記の様にして得られた第3図の(a)に示す如き動
き検出した各画素(第1画素,第2画素,第3画素,第
4画素…)信号より成る動き検出信号はD型フリップフ
ロップ18に導かれ、該D型フリップフロップ18により色
副搬送波fscの周波数を3/5分周した周波数(約2.15MH
z)で、走査線毎,フレーム毎に位相が反転する搬送
波、例えば、第4図(c)(d)に示す様に色副搬送波
fsc 3/5分周の周波数で且つ時間−垂直周波数の2次元
周波数領域で第4図(b)(d)に示す様に上記搬送波
μoと共役な関係にある搬送波μo′と、この搬送波μ
o′を半クロックシフトした搬送波▲▼で1画素
ずつ間引いてサンプリングして奇数番目の画素は第3図
(b)に、偶数番目の画素は第3図(c)に示すように
2つの動き検出信号に分離する。これらの第3図の
(b)(c)に示す分離した動き検出信号を上記搬送波
μo′とπ/2だけ位相シフトした搬送波▲▼とを
用いて変調器19,20で直交変調する。直交変調した2つ
の動き検出信号はそれぞれ加算器21で加算する。また、
受信側で復調等の処理を考えこの動き情報変調信号の識
別信号として を垂直ブランキング期間などにバースト的に搬入してお
く。上記加算器21より導出した動き情報変調信号は上記
減算器9a,9bに導き、該減算器9a,9bで予じめ輝度信号及
びクロマ信号Cの周波数領域からこの動き情報変調信号
の周波数領域(2.15MHz)を取り除く。最後に、加算器1
0で上記カラーテレビジョン信号と上記動き情報変調信
号を周波数多重し、D/Aコンバータ22によりアナログ信
号に変換して、新しいカラーテレビジョン信号として導
出する。
第1図は上記のテレビジョン信号伝送方式により周波
数多重されて伝送された複合カラーテレビジョン信号を
再生する本発明のテレビジョン信号受信機のデコーダ部
のブロック図である。
第1図において、32は入力端子31から入力される上記
複合カラーテレビジョン信号をA/D変換するA/D変換器で
あり、33は上記A/D変換された複合カラーテレビジョン
信号の1フィールド分を記憶するフィールドメモリ、34
は上記複合カラーテレビジョン信号と上記フィールドメ
モリ33で記憶された1フィールド前の複合カラーテレビ
ジョン受信信号との差をとる減算器であって、該減算器
34の出力は約2.15MHz帯域通過のバンドパスフィルタ
(以下「BPF」という)35を介して動き検出信号を復調
するデコーダ37に導く。36は送信側より送られて来る複
合カラーテレビジョン信号の垂直ブランキング期間内に
挿入されている搬送波識別信号より搬送波を復調する搬
送波復調器であり、該搬送波復調器36で復調された搬送
波を上記デコーダ37に導き、直交変調されている2つの
動き検出信号を復調する。38は上記動き検出信号を色副
搬送波fscの周波数で内挿処理し、動き係数Kを導出す
るマルチプレクサである。39はラインくし形フィルタ4
0,フレームくし型フィルタ41,上記動き係数Kを乗算す
る乗算器42,動き係数1−Kを乗算する乗算器43及び上
記両乗算器42,43の出力を加算する加算器45より成る動
き適応Y・C分離回路であり、44は上記A/D変換器32か
らの複合カラーテレビジョン信号より上記BPF35の出力
を減算する減算器,46は上記動き適応Y・C分離回路39
より分離したクロマ信号Cを上記A/D変換器32からの複
合カラーテレビジョン受信信号より減算する減算器,47
は上記クロマ信号Cを色復調して色差信号IR,QRを導出
する色復調回路である。48は上記減算器46及び色復調回
路47の出力YR,IR,QRを入力とし、ライン補間回路49,フ
ィールド補間回路50,上記マルチプレクサ38からの動き
係数K及び1−Kを乗算する乗算器51,52及び該乗算器5
1,52の出力を加算する加算器53より成り、走査線補間輝
度信号Y1,走査線補間色差信号II,QIを出力する動き適応
走査線補間回路である。54は上記輝度信号YR,色差信号I
R,QRに補間輝度信号Y1,補間色素信号I1,Q1を挿入して、
インターレース信号をノンインターレース信号に変換す
る走査変換回路であり、55は上記走査変換回路54からの
出力である輝度信号YD,色差信号ID,QDよりR,G,B信号を
導出するRGB変換回路であり、56,57,58は上記ディジタ
ルR,G,B信号をアナログR,G,B信号に変換するD/A変換器
である。
第7図で説明した伝送方式で伝送される複合カラーテ
レビジョン信号を受けて、これを再生する本発明に係る
テレビジョン信号受信機のデコーダ部は以上のような構
成より成り、以下にその動作を説明する。
第1図に於て、入力端子31から入力される上記複合カ
ラーテレビジョン信号はA/D変換器32によりディジタル
信号に変換され、フィールドメモリ33と減算器34により
色信号と動き情報変調信号が取り出される。これを更に
2.15MHz帯域通過のバンドパスフィルタ35を通し、不要
成分を除去後、動き情報変調信号を取り出す。この動き
情報変調信号は次段のデコーダ37に導かれると共に減算
器44に導かれ、該減算器44でA/D変換器32からの複合カ
ラーテレビジョン信号より動き情報の変調信号の周波数
成分が取り除かれる。また、搬送波復調回路36で送られ
てきたテレビジョン信号中垂直ブランキング期間内に挿
入されている搬送波識別信号 より搬送波μoを復調し、この搬送波μoとπ/2だけ位
相シフトした搬送波を用いデコーダ37で直交変調されて
いる2つの動き検出信号第3図(b)(c)を復調す
る。上記復調された2つの動き検出信号(第3図(b)
(c))はマルチプレクサ38により色搬送波fscの周波
数で第3図(a)に示す如く内挿処理され、動き係数K
として取り出される。動き適応Y・C分離回路39ではラ
インくし形フィルタ40によるライン間演算とフレームく
し形フィルタ41によるフレーム間演算を行い、上記マル
チプレクサ38からの動き係数K及び1−Kで動きの激し
い画面のときは乗算器42によりクロマ信号Cと動き係数
Kを、また静止画のときは乗算器43により、クロマ信号
Cと動き係数1−Kを夫々乗算して、その乗算結果を加
算器45に導き、該加算器45でミックスして動き適応クロ
マ信号Cを抽出する。減算器46では、上記減算器44によ
り動き情報変調信号が取り除かれた複合カラーテレビジ
ョン信号より上記のクロマ信号Cを差し引き、輝度信号
YRを取り出す。また色復調回路47では、上記のクロマ信
号Cを色復調して色差信号IR,QRを得る。次に動き適応
走査線補間回路48では、上記輝度信号YRと色差信号IR,Q
Rをライン補間回路49及びフィールド補間回路50に導
き、ライン補間信号及びフィールド補間信号を作る。第
2図はその様子を説明するための図であり、ライン補間
Xは図示するように対応する上下の走査線の画素C,Dの
平均値(C+D)/2を取り、フィールド補間Zは前フィ
ールドの値Aをそのまま遅延させて補間信号とする。そ
して上記のライン補間信号及びフィールド補間信号は乗
算器51及び52に導き、ここで動き係数K及び1−Kと乗
算し、その結果を加算器53に導き、該加算器でミックス
して動き適応の補間信号YI,II,QIを得る。この補間輝度
信号YI,補間色差信号II,Q1は上記減算器46からの輝度信
号YR及び上記色復調回路47からの色差信号IR,QRと共に
走査変換回路54に導かれ、525ライン/30Hzのインターレ
ース信号から525ライン/60Hzの順次走査信号に走査変換
された輝度信号YD,色差信号ID,QDを導出する。この順次
走査信号である輝度信号YD及び色差信号ID,QDはR,G,B変
換回路55によりR,G,B信号に変換され、更にD/A変換器5
6,57,58によりアナログ信号に変換されて順次走査のア
ナログRGB信号を得る。以上のようなデコーダ部により
第7図で説明した伝送方式によって伝送される動き情報
を周波数多重した複合カラーテレビジョン信号は順次走
査のRGB信号に復調することができ、このRGB信号により
テレビジョン受信機を順次走査して、精細な画質の表示
を行わせることができる。
発明の効果 本発明は以上のような構成であるので、動き情報を多
重伝送する信号に基づき受信側で動き適応処理を施すの
で、受信側での動き検出誤りを抑えることが可能になる
と共に、受信側に1フレーム間差,2フレーム間差等の大
容量を用いた動き検出回路を設ける必要がなくなり受信
機の回路構成を簡単安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の要部のブロック図、第2図
は走査線補間の模式的説明図、第3図は動き情報の多重
化の説明図、第4図(a)(b)はそれぞれ色副搬送波
及び動き情報搬送波の位相に関する走査線構造を示す模
式図、第4図(c)(d)は第4図(a)(b)におけ
る3次元周波数空間の時間−垂直周波数平面での特性
図、第5図(a)(b)は順次走査信号の走査線の位置
関係とその動き検出範囲の周波数スペクトルを示す図、
第6図(a)(b)(c)はインターレース信号の走査
線の位置関係とその場合の1フレーム,2フレーム差にお
ける動き検出範囲の周波数スペクトルを示す図、第7図
は送信側の伝送方式を説明するためのブロック図であ
る。 11,12,13……動き検出回路, 36……搬送波復調器,37……デコーダ, 39……動き適応Y・C分離回路, 48……動き適応走査線補間回路。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送信側で予じめ検出した動き情報に基づく
    動き検出信号を走査線毎およびフレーム毎に位相が反転
    し色副搬送波fscの周波数と相関のある搬送波で低域変
    換して、クロマ信号の周波数帯域よりも低域側でテレビ
    ジョン信号と周波数多重する複合カラーテレビジョン信
    号の受信機において、 上記複合カラーテレビジョン信号から上記動き検出信号
    を復調する復調手段と、 上記複合カラーテレビジョン信号から上記復調した動き
    検出信号に基づいて輝度(Y)信号とクロマ(C)信号
    を分離する動き適応Y・C分離手段と、 上記復調した動き検出信号に基づいて走査線を補間する
    動き適応走査線補間手段と、 を有するテレビジョン信号受信機。
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