JP2621730B2 - ワイド画面テレビ信号の送信装置及び受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現行のテレビジョン放
送用の機器で使用されている伝送帯域内で、現行のテレ
ビジョン放送との両立性を保ちながら、現行のテレビジ
ョンに比べて高画質でアスペクト比が大きい画像を伝送
できるワイド画面テレビ信号の送信装置及び受信装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現行のカラーテレビジョン放送は、日本
や米国ではＮＴＳＣ方式として走査線数５２５本、２：
１飛び越し走査、 輝度信号水平帯域幅４．２ＭＨｚ、
アスペクト比４：３という諸仕様 （例えば、文献：放
送技術双書 カラーテレビジョン日本放送協会編、 日本
放送出版協会、 １９６１年を参照） を有しており、昭
和３５年に開始されて以来、３０年以上が経過してい
る。その間、高精細な画面に対する要求とテレビジョン
受信機の性能向上に伴い、各種の新しいテレビジョン方
式が提案されている。また、サービスされる番組の内容
自体も単なるスタジオ番組や中継番組などから、シネマ
サイズの映画の放送など、より高画質で臨場感を伴う映
像を有する番組へと変化してきている。

【０００３】このような背景のもとで現行放送との両立
性及び、画面のワイド化を図ったワイドテレビジョン信
号伝送装置が提案されている。そのひとつは、いわゆる
レターボックス方式として知られているもので、有効走
査線数を４８０本から３６０本に圧縮し上下に黒の部分
（以下、無画部と称する）を残す。こうすることによっ
て、アスペクト比は１６：９になるが、垂直の解像度が
落ちるので垂直補強信号をこの上下の無画部に多重して
伝送する。さらに水平の解像度を上げるために、これも
水平補強信号として画面内に何らかの方法で多重した
り、上下の無画部で伝送することが考えられている。

【０００４】（図５）はレターボックス変換が施された
ワイド画面テレビ信号の画像の概観と信号波形を示した
ものであり、同図（ａ）（ｂ）は本発明に関わるワイド
画面テレビ信号の局内伝送装置に使用される伝送規格
を、同図（ｃ）（ｄ）は第２世代ＥＤＴＶの伝送規格を
表している。ワイド画面テレビ信号の局内伝送規格はワ
イド画面テレビ信号エンコーダの出力から得られ、第２
世代ＥＤＴＶ伝送規格に容易に変換できるものとなって
いる。上下の黒い部分はいずれも、フィールド当たり合
計６０本で、主画面のアスペクト比が１６：９の部分は
フィールド当たり１８０本の走査線を有する。このよう
に画像を見る限りにおいては両者は似通っているが、上
下の黒い部分への補強信号の多重の仕方や多重レベルで
相違している。一例としてその部分の波形を示したが、
ワイド画面テレビ信号の局内伝送規格においては補強信
号の多重レベルは１００ＩＲＥ（黒から白まで）である
のに対し、第２世代ＥＤＴＶ伝送規格では、現行テレビ
受信器における妨害軽減の観点から２５ＩＲＥ程度にす
る必要があるといわれている。

【０００５】（図６）に各種のテレビ信号の３次元スペ
クトラムを示す。同図（ａ）は水平走査線数５２５本、
１：１順次走査、輝度信号水平周波数帯域６．０ＭＨｚ
のテレビ信号の３次元スペクトラムを示す。 この信号
の有効走査線数は４８０本である。同図（ｂ）は水平走
査線数５２５本、２：１飛び越し走査、輝度信号水平周
波数帯域４．２ＭＨｚのテレビ信号の３次元スペクトラ
ムで、現行のＮＴＳＣ方式によるテレビ放送で主として
使用されている。同図（ｃ）はレターボックス法を用い
て有効走査線数を４８０本から３６０本に減じ、それに
よって生じた上下の無画部に何も多重しない場合の３次
元スペクトラムである。

【０００６】ワイド画面のテレビ信号源として（図６
（ａ））で示したような走査線数５２５本、１：１順次
走査のカメラを使用することが考えられている。この場
合、伝送路との互換性を保つため走査線５２５本、２：
１飛び越し走査に変換する信号処理が必要となるが、こ
の変換処理で生成される信号（以下、動画補強信号とい
う）は（図６）の（ａ）と（ｂ）の差に相当する部分の
帯域からなり、これを補強信号として伝送すれば、受信
側での２：１飛び越し走査から１：１順次走査への逆変
換が容易になる等の利点がある。この場合の補強信号も
上下の無画部で伝送される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように３種類の
補強信号はすべて上下の黒い部分で伝送されることにな
るが、上下の黒の部分は１２０本ですべての補強信号を
伝送するには不足している。そこで補強信号に何らかの
帯域制限などの制約を設けることが必要となる。この方
法は既存のスタジオ内で使用されている放送用機器との
両立性を保つ必要がある。

【０００８】本発明はかかる問題に鑑みてなされたもの
で、現行のテレビジョン放送用のスタジオ設備との互換
性を保ちながらワイド画面テレビ信号を伝送するための
送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明のワイド画面テレビ信号の送信装置及び受信
装置では、順次走査カメラと一体にレターボックスエン
コーダを持ち、垂直補強信号および動画補強信号を上下
の黒い部分に多重する。特に垂直補強信号と動画補強信
号の間のクロストークを減じるため、それぞれ周波数の
３次元空間で互いに重なりにくい位置に多重することを
特徴とする。また水平補強信号は上下の無画部で伝送せ
ず、輝度信号水平帯域幅を６．０ＭＨｚまで拡張するこ
ととする。これは現行のスタジオ内の伝送路やＶＴＲで
対応できる。

【００１０】

【作用】本発明は、上記した方法によって放送局内は従
来方式と互換性のある走査線数５２５本、２：１飛び越
し走査、輝度信号水平帯域幅６．０ＭＨｚの形式を維持
することができる。また３種類の補強信号はできるだけ
帯域制限をすることなく、また互いにクロストークする
ことが少なく、多重伝送することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例におけるワイド画面
テレビ信号の送信装置及び受信装置について、図面を参
照しながら説明する。

【００１２】（図１）は本発明のワイド画面テレビ信号
の送信装置のエンコーダの一実施例のブロック図を示
す。ワイド画面テレビ信号源１００は水平走査線数５２
５本、１：１順次走査、アスペクト比１６：９のテレビ
信号源で、通常カメラやＶＴＲを仮定している。またこ
の信号源は有効走査線数４８０本を有している。この信
号をレターボックス法を用いてエンコードし、かつ補強
信号を伝送するための処理を施すのがこのエンコーダの
特徴である。

【００１３】ここでこのワイド画面エンコーダの全体の
送信装置に占める位置づけについて（図３）を用いて説
明する。（図３）はワイド画面テレビ信号の送信装置の
全体を示した図である。ワイド画面テレビ信号を発生す
る新ワイドカメラ１は水平走査線数５２５本、１：１順
次走査、アスペクト比１６：９の諸元を有する。この信
号がワイド画面エンコーダ２へ入力され、レターボック
ス法によりエンコードされる。一方従来カメラ３は水平
走査線数５２５本、２：１飛び越し走査、アスペクト比
４：３の信号を発生する。このようにワイドカメラと従
来カメラの両方が同時に使用される。

【００１４】新サブスイッチャ（ＳＷ）４は従来のスイ
ッチャと違い、上記両方のカメラからの信号を切替えた
り、特殊効果を施す。レターボックス法にエンコードさ
れた信号はデコーダ４０１で一旦デコードされてから、
切替えられる。従来カメラから入力される信号はそのま
ま切替えられる。出力される信号はエンコーダ４０２を
通過し、再びレターボックス法によりエンコードされる
か、または従来のままのＮＴＳＣ信号かのどちらかであ
る。これらの信号の判別はそれぞれの信号に識別信号を
付加することで容易に実現できる。

【００１５】局内には従来から使用されている、旧サブ
スイッチャ（ＳＷ）５も存在し、これらの複数のサブス
イッチャから出力されたテレビ信号は最終的にマスター
スイッチャ（ＳＷ）６へ入力される。このマスタースイ
ッチャ６からの出力は第２世代ＥＤＴＶエンコーダ７で
所定の放送規格にエンコードされて、送信機８より放送
されたり、そのまま伝送回線９により系列地方局へ伝送
される。このように、従来から使用されているＮＴＳＣ
方式の放送機器を引続き使用しながら、部分的に変更を
加えることによりワイド画面のテレビ信号を伝送して、
最終的に放送することがこの送信装置の目的である。

【００１６】次に（図１）に戻り、ワイド画面テレビ信
号エンコーダの構成について説明する。信号源１００か
らの順次走査テレビ信号は走査線変換器２０１へ入力さ
れる。入力される信号は輝度信号Ｙ、色差信号Ｉ、Ｑと
する。走査線変換器２０１では有効走査線数が４８０本
から３６０本に変換され、上下の１２０本は黒くなるい
わゆるレターボックス変換が行なわれる。この変換の過
程で、輝度信号については４８０本と３６０本の差に相
当する１２０本の信号が垂直補強信号ＶＨとなる。色差
信号については差に相当する１２０本の信号は使用しな
い。レターボックス変換された信号は、次に順次・飛び
越し変換器２０２へ入力される。この変換器では順次走
査から飛び越し走査への変換が行なわれ、主画面として
フィールド当たり有効走査線が１８０本のテレビ信号
と、別に１８０本の信号が生成される。主信号について
は輝度信号と色差信号の両方が次のＮＴＳＣエンコーダ
２０８へ導入されるが、別の１８０本の信号は輝度信号
のみがいわゆる動画補強信号ＶＴとして利用される。こ
れらの２つの補強信号は後に示すような処理をされた
後、合成器２０９で、ＮＴＳＣエンコードされた主信号
の上下の無画部に多重される。

【００１７】次に（図１）に従って２つの補強信号の処
理方法と上下の無画部への多重方法について説明する。
垂直補強信号ＶＨはフィールド当たり１２０本分あるの
で、このままでは６０本の無画部に多重できない。少な
くとも半分に圧縮する必要があり、水平方向に解像度を
半分にするか、時間方向に解像度を半分にするかの２通
りが考えられる。ここでは時間方向に解像度を半分に圧
縮する方法について説明する。まず、水平ＬＰＦ２０３
で水平の帯域を４．２ＭＨｚに制限し、次に２フィール
ド平均演算回路２０４で２フィールドの平均をとること
により時間方向の解像度を１５Ｈｚとする。このように
して、フィールド当たり６０本分の垂直補強信号が生成
される。次にこの信号を変調器２０５へ入力し、色の副
搬送波の１１／７倍の搬送波を変調する。

【００１８】一方、時間補強信号ＶＴは水平ＬＰＦ２０
６で水平帯域を制限する。時間補強信号はフィールド当
たり１８０本であるので、１／３に圧縮する必要があ
る。ここでは水平帯域を１／３の１．４ＭＨｚに制限す
る。次に時間軸圧縮器２０７で時間軸を１／３に圧縮す
ることにより１８０本を６０本にすることができる。圧
縮した信号の水平周波数帯域は再び４．２ＭＨｚとな
る。最後に合成器２０９においてＮＴＳＣエンコードし
た主信号、変調した垂直補強信号、時間軸圧縮した動画
補強信号を合成する。２つの補強信号は上下の無画部に
多重する。

【００１９】（図４）に３次元空間周波数スペクトラム
を示す。垂直補強信号ＶＨの搬送波は（図４（ｂ）
（ｃ））に示すように、その垂直周波数は６０／２、時
間周波数は１５Ｈｚ、水平周波数は既に述べた通り色の
副搬送波ｆｓｃの１１／７倍である。垂直補強信号ＶＨ
は垂直解像度は６０／２であるので、新しい搬送波で変
調すると、（図４（ｂ））で示した点線で囲まれた範囲
に存在することになる。垂直補強信号の水平周波数のＤ
Ｃ成分は搬送波のところに位置し、水平周波数が高くな
る程搬送波から遠くに位置するが、上側波は切捨て下側
波だけで伝送する。下側波は１．４ＭＨｚまで達する。
一方、動画補強信号はそのまま多重される。この信号も
垂直解像度は６０／２であり、水平周波数は４．２ＭＨ
ｚまで達する。両者が互いに重なる領域、１．４ＭＨｚ
から４．２ＭＨｚまでとなる。この垂直補強信号と水平
補強信号は、それぞれ水平周波数のＤＣ成分付近はエネ
ルギーが高いが周波数が高くなるに従って急速に低下す
ると考えられる。そこでこのように多重すると、お互い
に重なっている部分でのクロストークは少ないと予想さ
れる。もちろん、両者の水平周波数を制限することによ
り、互いに重なる領域をなくすることも可能で、その場
合はクロストークは存在しなくなる。

【００２０】（図２）は本発明に係わるワイド画面テレ
ビ信号の受信装置のデコーダに関する一実施例のブロッ
ク図である。このデコーダに入力される信号は、既に説
明したエンコーダで生成された信号である。このデコー
ダでは入力された信号を、水平走査線数５２５本（有効
走査線数４８０本）、１：１順次走査の信号に変換して
出力する。まず入力された信号は、分離器３０１で主画
面のフィールド当たり１８０本の部分と上下の無画部に
分離される。主画面はＮＴＳＣデコーダ３０９で輝度信
号Ｙと色差信号Ｉ、Ｑに分離される。一方走査線数６０
本の無画部はＶＴ・ＶＨ分離器３０２で垂直補強信号Ｖ
Ｈと動画補強信号ＶＴに分離される。このうち垂直補強
信号ＶＨは復調器３０３で別に再生した搬送波で復調さ
れ、フィールドメモリ３０５と加算器３０７で構成され
る回路で１２０本分の元の信号が合成される。動画補強
信号は時間軸伸長器３０４で３倍に時間軸伸長され、元
の１８０本分の信号が再生される。両者の補強信号はそ
れぞれ水平ＬＰＦ（低域通過フィルタ）３０６と３０８
で帯域制限された後、走査線変換器３１１と飛び越し・
順次変換器３１０で主画面と加算処理される。最後に走
査線変換器３１１から出力される信号は有効走査線数４
８０本、１：１順次走査の信号となる。

【００２１】

【発明の効果】 以上の説明から明らかなように、本発明
によればレターボックス法により放送されるＥＤＴＶに
おいて、必要とされる垂直補強信号、動画像補強信号と
いった二つの異なる補強信号をそれぞれの間のクロスト
ークを極力少なくしながら送受信し、かつ従来の放送用
機器との両立性を維持することができる。

【００２２】さらに所定の伝送規格への変換も容易であ
り、放送局間の番組交換にも従来の伝送回線が使用でき
るなどの特長を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワイド画面テレビ信号の送信装置のエ
ンコーダ部分の一実施例におけるブロック図

【図２】本発明のワイド画面テレビ信号の受信装置のデ
コーダ部分の一実施例におけるブロック図

【図３】ワイド画面テレビ信号の送信装置が使用される
局内の全体を説明する図

【図４】本発明のワイド画面テレビ信号の送信装置及び
受信装置に使用する伝送規格を説明するための３次元周
波数スペクトラム

【図５】レターボックス法を用いたワイド画像テレビ信
号の局内伝送規格と第２世代ＥＤＴＶ伝送規格を説明す
る図

【図６】各種のテレビ信号の３次元周波数スペクトラム

【符号の説明】

１００ ワイド画面テレビ信号源 ２０１，３１１ 走査線変換器 ２０２ 順次・飛び越し変換器 ２０３，２０６，３０６，３０８ 水平ＬＰＦ ２０４ ２フィールド平均演算器 ２０５ 変調器 ２０７ 時間軸圧縮器 ２０８ ＮＴＳＣエンコーダ ２０９ 合成器 ３０１ 分離器 ３０３ 復調器 ３０４ 時間軸伸長器 ３０９ ＮＴＳＣデコーダ ３１０ 飛び越し・順次変換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上畠 秀世 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 Ｔ バウザー 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 林 健一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−240982（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−207519（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−21296（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アスペクト比が１６：９で水平走査線数
   が５２５本で１：１の順次走査の仕様のワイド画面テレ
   ビ信号を入力し、順次走査から飛び越し走査に変換した
   上で有効走査線数を３／４に圧縮するレターボックス処
   理をし、順次走査から飛び越し走査に変換する際に生成
   される動画補強信号を水平周波数帯域を制限した上で時
   間軸圧縮しレターボックス画面の上下無画部に多重し、
   有効走査線を３／４に圧縮する際に失われる垂直解像度
   を補強するための垂直補強信号を垂直周波数が画面高当
   たり４８０／４サイクル、時間周波数が１５Ｈｚである
   搬送波で変調した後上下の無画部に多重し、それぞれ伝
   送することを特徴とするワイド画面テレビ信号の送信装
   置。
2. 【請求項２】 動画補強信号の時間軸圧縮の比率が３倍
   であることを特徴とする請求項１記載のワイド画面テレ
   ビ信号の送信装置。
3. 【請求項３】 通常の有効走査線数の３／４にＮＴＳＣ
   方式の画像を有し、かつ残りの１／４の無画部に垂直補
   強信号と動画補強信号の２種類の補強信号が多重されて
   いるレターボックス画面のテレビ信号を入力し、それぞ
   れの補強信号を無画部より分離して取り出し、動画補強
   信号については時間軸伸長し主信号をＮＴＳＣデコード
   した後飛び越し走査から順次走査に変換する際に使用
   し、垂直補強信号については、垂直周波数が画面高当た
   り４８０／４サイクル、時間周波数が１５Ｈｚである搬
   送波で復調して元の信号を再生した後、３／４に圧縮さ
   れた主信号を元の走査線数に変換する際に垂直解像度を
   補強するのに使用することとし、アスペクト比が１６：
   ９で水平走査線数が５２５本で１：１の順次走査の仕様
   のワイド画面テレビ信号を出力することを特徴とするワ
   イド画面テレビ信号の受信装置。
4. 【請求項４】 動画補強信号の時間軸伸長の比率が３倍
   であることを特徴とする請求項３記載のワイド画面テレ
   ビ信号の受信装置。