JP2845458B2 - 信号処理方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、画像通信，衛星通信,CATV等による画像の
個別配信に用いることのできるテレビジョン信号の信号
処理方式に関する。

従来の技術 従来のテレビジョン信号の伝送方式においては、全期
間に圧縮しないテレビジョン信号を伝送するが、水平走
査線単位或いはフィールド単位の圧縮伝送を行うように
していた。しかし、この場合、全ての信号の圧縮伝送を
行っているため、極めて大規模な装置を必要としてい
た。

発明が解決しようとする課題 このように、従来の信号の時間圧縮伝送方式では、装
置が大規模になり、特に、受信側の装置が大規模にな
り、大規模伝送業者等以外では使いにくいという問題が
あった。そこで、本発明はかかる従来の問題を解決し
て、実質的に短い時間でテレビジョン信号を伝送して、
信号の伝送効率、利用範囲を拡大することができ、しか
も、そのための信号処理装置も簡略化することのできる
信号処理方式を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明においては、テレビジョン信号を水平走査線単
位に分割し、一つのフィールド中で第ｎ番目の水平走査
期間の映像信号V_nと第（ｎ−１）番目の水平走査期間の
映像信号V_n-1とを比較し、両者映像信号の一部または全
部が異なっている時に映像信号V_nのかわりにその映像信
号V_n-1と異なっている映像信号V_nの部分の映像信号V_xの
みを送信するようにしたことを特徴とする。

その際、映像信号V_xの始めまたは終りの位置を示すコ
ード信号をもその映像信号V_xの含まれるフィールド内に
送出するようにし、また、第ｎ番目の水平走査期間の映
像信号V_xを送出する他を元の映像信号V_n中でその映像信
号V_xが存在したタイミングとは変えるとともに、その変
更位置を示すコード信号を映像V_xの含まれるフィールド
内に送出するようにしてもよい。

また、テレビジョン信号中の水平同期信号の期間を狭
くしその狭くした位置に映像信号V_xの始めまたは終りの
位置を示すコード信号または変更位置を示すコード信号
を挿入して送出するようにすることができる。

そして、第ｎ番目の水平走査期間の映像信号V_x以外の
部分にアナログまたはデジタルの信号を挿入して伝送す
ることにも特徴を有する。

作 用 かかる本発明の方式によれば、テレビジョン信号の全
てを送出するのではなく、相続く２水平走査期間を比較
して両者で異っている部分のみを送出し、同一の部分は
送出しないようにしたので、実質的に伝送に要する期間
を短く圧縮することができる。従って、その残りの期間
に他の信号を挿入して伝送することも可能にすることが
できる。

しかも、その送出すべき信号を決定する手段として相
続く２水平走査期間のテレビジョン信号を比較してその
異同を検出するようにしているので、送出側はたとえば
ディレイラインと比較器及びそれらの制御回路等で構成
することができ、また、受信側はディレイラインと信号
の挿入切替回路及びそれらの制御回路等で構成すること
ができ、簡易な構成で実施することができる。

さらに伝送の不用な同一信号の部分の期間には他の信
号を挿入して伝送することができ、信号の伝送効率、利
用範囲を大幅に拡大することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照して説
明する。

本発明の信号処理方式を実施する一実施例の回路構成
例を第１図に示す。第１図はテレビジョン信号送出側の
信号処理回路のブロック図である。図中、１はテレビジ
ョン信号の信号源であって、ここでは、NTSC方式のテレ
ビジョン信号φ_１の信号源とする。２は同期信号の再生
回路であって、垂直駆動信号VD,水平駆動信号HD,及び色
副搬送波scを信号源１の出力φ_１から再生し、scの
４倍のクロック信号も作成する。この４scのクロック
信号はHD,VD及びscと同期している。

３は１ライン分のメモリで、ここでは、テレビジョン
信号φ_１をＡ−Ｄ変換してデジタル信号で１ライン分メ
モリするものとする。１ラインメモリ３用クロック信号
としては前記４scまたはそれと同期したクロック信号
を使う。１ラインメモリい３は信号源１の出力信号φ_１
を１ライン分蓄えることにより１水平走査期間（1H）だ
け遅延させるので、１ラインメモリ３の出力信号φ_３と
ものテレビジョン信号φ_１と関係は第２図に示す如く1H
づつずれる。o,p,q,r,s…１フィールド中の適当な水平
走査期間を表わすが、以下の説明では、ｏを垂直帰線期
間の最後即ち第21H目とし、ｐは第22H目……とする。そ
れぞれの映像信号の内容をA₀,A₁,A₂,……とする。

４は比較器で、信号源１の出力テレビジョン号φ_１を
Ａ−Ｄ変換して1H遅延させたメモリ３の出力テレビジョ
ン信号φ_３と比較し、両者が一致している期間の間、一
致信号例えば高レベルの一致信号を出力する。この比較
器４の出力は４scのクロック信号の１クロック分単位
の長さに変化するが、タイミング制御回路５では狭い期
間の一致信号は無視し、所定以上の長い期間の一致信号
を用いて、ANDゲート８を制御するようにする。

具体回路構成について更に言及するならば、タイミン
グ制御回路５では、狭い期間の一致信号は無視し、所定
以上の長い期間の一致信号を用いることから、例えば、
再トリガー可能なマルチバイブレータを用い、比較器４
の出力である一致（パルス）信号の立上がりでトリガー
するように構成すれば、ANDゲート８を制御するための
入力ゲートパルスが作成できる。再トリガー可能なマル
チバイブレータの出力パルスの幅は、例えば1/2H〜1/4H
に選択される。その結果、例えば第３図に示す如く、第
pH目と第qH目のt_q4〜t_q5以外の期間は常に一致信号が出
力されていて、t_q4〜t_q5の期間では短い巾の一致信号が
出力されているような場合には、st_q4〜t_q5の期間にタ
イミング制御回路５からANDゲート８へ高レベルの信号
が供給され、信号源１の出力信号がANDゲート８の出力
となってメモリ7A（または7B、１水平走査期間毎にタイ
ミング制御回路５からの信号により交互に切替えられ
る）へ供給される。即ち、第２図φ_８の信号であって、
これは第３図で１ライン前の水平走査期間（第pH目）と
現在の水平走査期間（第qH目）とのテレビジョン信号で
の差異のある部分t_q4〜t_q5において、その部分の第qH目
のテレビジョン信号φ_８をANDゲート８の出力信号とし
て取り出していることいなる。この信号は第２図φ_８中
のC₂の部分に相当する。同様に第qH目とrH目のテレビジ
ョン信号を比較し、差異のある部分のみを取り出すと、
第２図φ_８中のC₃となる。以下、同様に1Hずつ比較し、
差のある部分のみ、ANDゲート８を通過させる。この制
御は比較器４の出力と、同期再生回路２の出力を用い
て、タイミング、発生回路５で行う。

ANDゲート８の出力はANDゲート9A及び9Bへ伝えられ
る。第pHと第rH（第22H目，第24H目……の偶数Ｈ目）の
時の差のある部分のテレビジョン信号はANDゲート9Aを
介してメモリ7Aに蓄えられる。同様に第oH,第qH,第sH…
…（第21H目，第23H目，第25H目……の奇数Ｈ目）の時
の差のある部分のテレビジョン信号はANDゲート9Bを介
してメモリ7Bに蓄えられる。即ち、ANDゲート9A及び反
転器9Rに加えられるタイミング制御回路５からの切替出
力は、偶数Ｈ目（奇数Ｈ目）では高レベル（低レベル）
となり、ANDゲート9A（9B）を導通させ、反転器9Rの出
力は低レベル（高レベル）となって、ANDゲート9B（9
A）を遮断させる。従ってメモリ7Aは偶数Ｈ目に書込モ
ード、奇数Ｈ目に読出しモードとなり、メモリ7Bは逆に
なるようにタイミング制御回路５の出力で制御される。

次に、メモリ7Bへの書込みについて説明する。第３図
中、φ₁₀₁とφ₁₀₂は第pH目と第qH目の信号であり、第qH
目の時刻にテレビジョン信号φ₁₀₁とφ₁₀₂（第２図のφ
_１中のA₂とφ_３中のA₁に相当）を比較し、t_q4〜t_q5の部
分で両信号に差があると比較器４で判定した時、t_q4〜t
_q5の部分のテレビジョン信号即ち第２図φ_８中の部分信
号C₂をφ₁₀₂に示されているタイミングでメモリ7Bに書
込む。メモリ7Bを１ラインの容量のメモリとし、そのア
ドレス指定は列方向のみとすると、１ライン分のメモリ
の後半部分（第３図φ₁₀₂中のt_q4〜t_q5の位置に対応す
るアドレス）に書込む。この書込み位置はタイミング制
御部５で記憶しておき、第rH目で、第２図φ₁₁の如く第
ｑ′Ｈ目の信号として読み出す。即ち、第２図φ_１の如
く、第pH目のA₁の信号が第oH目のA₀と全て異なる時、AN
Dゲート８の出力はC₁＝A₁即ち、信号源１の出力信号が
そのままバッファメモリ7Aに菊送され、1H遅れて、第qH
目に第２図φ₁₁の第ｐ′Ｈ目の信号として読み出され
る。即ち、1H全体で前の水平走査期間と信号が異なれ
ば、φ_１とφ₁₁に示される如く、1H遅れてORゲート11か
ら１水平走査期間分の全体の信号が出力される。第２図
φ₁₁のｐ′,q′,r′は、φ_１より1H分遅れていることを
示す。第qH目にメモリ7Bに記憶された信号は、φ₂₀₂又
はφ′₂₀₂のt_q4〜t_q5のタイミングで読み出される。バ
ッファメモリ7Bからの読出しタイミングは任意である。

一方、t_q4〜t_q5の間の信号C₂が元のqH目の信号A₂の中
のどの位置のものであるかを示すコード信号、たとえば
その始めt_q4と終りt_q5の位置を示すコード信号をコード
信号形成回路６で発生させ、第３図中のt_q1〜t_q3の間
に、水平同期パルス，カラーバーストとともに挿入して
送出すれば、受信側でこれを検出し、正規のタイミング
で読み出し、A₁とC₂からA₂を合成することが容易にでき
る。以下、同様の動作を奇数ラインと偶数ラインについ
て交互に行い送出すれば第２図のφ₁₁が得られる。バッ
ファメモリ7AにはC₁（＝A₁）C₃……が、バッファメモリ
7BにはC₂,C₄……が、それぞれ交互に記憶される。

第２図のφ₁₁の形成について説明する。第rH目では、
１ライン目３の出力信号即ちφ_３中のA₂と信号源１の出
力信号即ちφ_１中のA₃を比較し、差異のある部分につい
て、ANDゲート８を介してA₃の該当部分をメモリ7Aへ記
憶させ、その間ｑ′の信号を、ORゲート11から出力す
る。即ち、A₁とA₂の差異のあるA₂の部分の信号C₂をバッ
ファメモリ7Bから読み出す。なお、第２図では、第３図
のt_q0〜t_q3即ち、水平の帰線期間についての表示を省い
てある。第SH目では、１ライン目３の出力信号即ちφ_３
中のA₃と信号源１の出力信号即ちφ_１中のA₄を比較し、
差異のある部分について、ANDゲート８を導通させ、A₄
の該当部分をメモリ7Bへ記憶させ、その間ｒ′の信号を
ORゲート11から出力する。即ち、A₂とA₃の差異のあるA₃
の部分の信号C₃をバッファメモリ7Aから読み出す。以降
これを繰返す。ORゲート10はバッファメモリ7A又は7Bの
出力信号を通過させ、ORゲート11はORゲート10の出力信
号とコード信号形成回路６の出力のコード信号を合成し
て通過させ、第３図のφ₂₀₁,φ₂₀₂,φ′₂₀₂の信号を形
成する。

次に、φ₂₀₂,φ₂₀₁′の形成について説明すると、φ
₂₀₂,φ₂₀₂′で、t_q4〜t_q5以外の水平走査部分は、黒で
も白でもよいが、ここでは灰色（中間値）にしている。
このレベルの設定は、ORゲート10の出力をクランプし、
クランプレベルを変化すれば容易に変更できる。

また、φ₂₀₂′の如く、t_q4〜t_q5の信号の位置をt_q3か
ら離してもよく、この距離を毎Ｈ変化させてもよい。t
_q3〜t_q4の距離を示すコード信号をt_q1〜t_q2の間に挿入
してもよい。又、t_q3〜t_q4以外の部分に別のデジタル信
号，アナログ信号等（t_q11〜t_q12）を挿入して伝送する
こともできる。また、信号処理が若干複雑になるが第４
図に示す如く、A_nとA_n-1の差異の部分の信号C_n1,C_n2,…
…を複数とし、C_n1,C_n2,……の位置情報をコード化して
同一Ｈの信号に挿入してもよい。即ち、第４図で、t_n4
〜t_n5はC_n1の部分、t_n14〜t_n15はC_n2の部分である。
t_n4′〜t_n4にはC_n1の信号のAnの中の元の位置を示すコ
ード信号を、t_n14′〜t_n14にはC_n2の信号のA_nの中の元
の位置を示すコード信号を挿入しており、受信側ではこ
のコード信号によりC_n1,C_n2を元のA_nの信号の適切な位
置に挿入できる。これらの制御はタイミング制御５で行
う。５はMPUを含んでいるものとする。

次に、差異を示す信号が、1Hに１個の場合のコード信
号について、第５図と共に述べる。第５図は第３図のφ
₂₀₂′を拡大したものである。第５図埋中、t_n1はt_q1に,
t_n2はt_q2に対応している。1H分の信号を４scのクロッ
ク信号でサンプリングすると910のサンプルとなる。同
期信号バースト信号等の部分を除いても、t_q3〜t_q6の水
平走査期間のサンプル数は512以上であるから、アドレ
ス信号としては10ビット必要である。第５図に示す如
く、a₀〜a₉の10ビットでφ₂₀₁の中のt_q4の位置を表わ
し、b₀〜b₉の10ビットでφ₂₀₁の中のt_q5の位置を表わ
す。c₀〜c₅の６ビットにより、４scの16クロック単位
でφ₂₀₂′のt_q4の位置を示す。即ち、φ₂₀₂′の如く、t
_q4〜t_q5の信号を時間シフトする場合、４scの16クロ
ック（即ち約1.1μsec）刻み程の粗さであっても、実用
上支障ないので、ビット数節約のために、ここでは６ビ
ットとした。a₀〜c₅の前後に、スタート，ストップの１
ビットを付加すると、全部で28っビットとなる。１ビッ
トの巾を1/sc≒139.4nsecとすると、28×139.7≒3.91
μsecとなる。従って、NTSC方式の同期信号の大半を上
記28ビットに割当て、第５図の如く、t_n1〜t_n8に水平同
期トリガーを入れることは可能である。

同期信号及びバースト信号は、コード信号形成回路６
より、a₀〜c₅の前後に続けて送出すればよい。

第４図の場合は、t_n4′〜t_n4は不要で、t_n14′〜t_n14
に28ビットを入れればよい。このように前の水平走査期
間の信号と現在の水平走査期間の信号の差を送受し、残
りの共通部を送らないようにすれば、１フィールド中、
かなりの水平走査期間について、第３図φ₂₀₂′に示す
ように、他の信号をt_q11〜t_q12に挿入することができ
る。一般に、テレビジョン信号には、相当多くの同一信
号が含まれるので、画面と同期させる必要のない信号は
第３図φ₂₀₂′のt_q11〜t_q12を使って送ることができ
る。このような付加信号は、タイミング制御回路５の出
力により制御される付加信号形成回路（図示せず）で作
成し、ORゲート11に供給することにより送出することが
できる。このような信号形式は一般家庭の受信機では受
信できないが、通信衛星を使たり、CATV等により、送り
手と受け手が１対１に対応する信号の送信，受信には便
利である。例えば、第５図のa₀〜a₉,b₀〜b₉,c₀〜c₅に対
して、一定の演算を施すことを予め決めておき、各受信
機毎に演算式を別々にしておくと通信の秘密を保つこと
ができる。また、t_q11〜t_q12の部分に、上記演算式につ
いての情報を入れて送受することもできる。

本実施例の信号処理方式によって伝送された信号は、
次のような受信システムで復元できる。すなわち、受信
装置にバッファメモリを設け、第nHの映像信号と、第
（ｎ＋１）Ｈの信号とを用い、当該第（ｎ＋１）Ｈの映
像信号を再生し、色復調するとともに、前記の再生され
た映像信号をバッファメモリに蓄えるようにする。これ
を反復することで、各画面の映像を再生することができ
る。尚、受信側で色復調を行う場合には、色副搬送波
と、バッファメモリの周力の映像信号中の色信号との間
で位相がずれる場合が予想される。そこで、バッファメ
モリの出力をYC分離し、Ｃ成分のみの反転を行うか、あ
るいは、色副搬送波を反転し、位相を合わせる必要があ
ることは言うまでもない。

発明の効果 このように、本発明の信号処理方式によれば、送出側
は、遅延線等により、テレビジョン信号の送出量を圧縮
でき実質的に信号の伝送効率を上げることができる。ま
た、受信側もほぼ同じ構成で、元の信号を再現でき、回
路が簡単にできる。また、その送信内容が、特定の受信
者にのみ判り、他の受信者に判らないようにできる。さ
らに、テレビジョン信号（画面）以外のデジタル信号や
アナログ信号も簡単に送ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における信号処理方式を実現
する装置のブロック図、第２図，第３図，第４図，第５
図は第１図の動作説明のための波形図である。 １……信号源、２……同期再生回路、３……１ラインメ
モリ、４……比較器、５……タイミング制御回路、６…
…コード信号形成回路、7A,7B……バッファメモリ、8,9
A,9B……ANDゲート、10,11……ORゲート。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テレビジョン信号中の垂直帰線期間、水平
   帰線期間以外の映像信号が送出される期間（走査期間）
   の映像信号に対し、第ｎ番目の水平走査期間の映像信号
   V_nと第（ｎ−１）番目の水平走査期間の映像信号V_n-1と
   を比較し、これらの映像信号V_nとV_n-1の一部又は全部が
   異なるとき、異なる部分の映像信号をV_x、同一の部分の
   映像信号をV_yとした場合、前記映像信号V_yの長さが零で
   ない場合に、前記映像信号V_yを送出しないことにより生
   じる映像信号が送出されない期間の部分に同一水平走査
   期間の前記映像信号V_xを送出すると共にその他の情報を
   送出できるようにし、前記映像信号V_xの同一フィールド
   期間に前記映像信号V_xの移動前の位置を示す情報を送出
   することを特徴とする信号処理方式。
2. 【請求項２】映像信号V_xの一部又は全部を移動させる時
   間幅を、移動前の映像信号V_xの位置に対し水平走査線毎
   に変化させることを特徴とする請求項１記載の信号処理
   装置。