JP3106579B2 - 画像信号伝送方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原画像信号を主信号と補
助信号とに分離してアナログ伝送する画像信号伝送方式
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の画像信号伝送方式とし
て、文献１「走査線間マトリクス演算を用いた上下マス
ク式ワイドＴＶの一検討」（１９８９年テレビジョン学
会全国大会１３−１３）に提案されている方式がある。
この方式は、図２に示すように、９：１６の縦横比を持
つ原画像を縦横各々３／４に圧縮して３：４の縦横比を
持つＮＴＳＣ方式の画像信号として伝送し、ワイド専用
受像機では４／３倍に伸張してワイド画像を復号するも
のである。３／４の圧縮は、水平方向については走査速
度を変化させることで実現し、垂直方向については行列
Ａを用いた行列変換により走査線数を３／４に変換する
ことで実現する。この行列変換は、垂直方向御連続する
４画素を一まとまりとして入力し、３画素の主信号と１
画素の補助信号とを生成する。主信号はＮＴＳＣ受像機
でも画像の再生が可能な形式で画面の中心部分を用いて
伝送し、補助信号は図２中の斜線部に示すように画面の
上下部分を用いて伝送する。専用受像機では、行列Ａの
逆行列Ｂを用いて主信号と補助信号とを合成して走査線
数変換を行うことで、垂直方向の解像度が原画像に等し
い９：１６の縦横比を持つ画像が再生される。またＮＴ
ＳＣ受像機では、画面の３／４の面積をもつ中心部分に
９：１６の縦横比を持つ画像が再生される。行列Ａとし
て、文献１では次式の行列を用いている。

【０００３】

【０００４】第１行から第３行までが主信号を生成し、
第４行が補助信号を生成することになる。この時、Ａの
逆行列Ｂは次式となる。

【０００５】

【０００６】入力の原画像信号を垂直方向４画素のベク
トルＸ、伝送信号（３画素の主信号と１画素の補助信
号）を同様にベクトルＹとすると次式が成り立つ。

【０００７】

【０００８】ここでｙ（４）が補助信号である。伝送信
号Ｙが雑音等に起因する劣化無しに受信された場合に
は、次式によってベクトルＸが劣化無く復元される。

【０００９】Ｘ＝Ｂ・Ｙ

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の画像信号
伝送方式において、伝送時に雑音ベクトルＮが加算され
たとすると専用受信機で復号されるベクトルＺは次式と
なる。

【００１０】 Ｚ＝Ｂ・（Ｙ＋Ｎ） ＝Ｂ・Ｙ＋Ｂ・Ｎ ＝Ｘ＋Ｂ・Ｎ 即ち、ベクトルＺはベクトルＸに比較してＢ・Ｎだけ劣
化している。ベクトルＺをその要素をｚ（ｓ）毎に見て
みると次式となる。

【００１１】

【００１２】ここでｘ（ｓ）、ｎ（ｔ）は各々ベクトル
ＸのＳ行の要素、ベクトルＮのｔ行の要素であり、ｂ
（ｓ，ｔ）は行列Ｂのｓ行ｔ列の要素である。雑音が画
素毎にランダムに付加されるとすれば、Ｅ｛ｐ｝をｐの
平均として次式が成り立つ。

【００１３】

【００１４】従って画素毎の雑音電力ｗ（ｓ）は次式で
表現される。

【００１５】

【００１６】上述の行列Ｂについてｗ（ｓ）を計算し、
ベクトルＷとして表現すると次のようになる。

【００１７】

【００１８】従って、上述の従来方式では、走査線毎に
４ライン周期で雑音が大きく異なるという欠点があるこ
とが解る。

【００１９】本発明の目的は、このような従来方式の欠
点を緩和せしめ、走査線毎に雑音が大きく変化しない画
像信号伝送方式を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の画像伝送方式
は、画像信号を主信号および補助信号に分離し伝送する
変換回路と、前記主信号および前記補助信号を受けてこ
れらを合成し復号画像信号を出力する逆変換回路とを備
え、前記変換回路は前記画像信号を復号時の画素毎の雑
音量の差を最小とする行列要素の変換手段を有し、前記
逆変換回路は前記行列要素の逆行列を要素とする逆行列
要素の変換手段を有することを特徴としている。

【００２１】

【作用】本発明では、画像信号を行列変換によって主信
号と補助信号に分離する際に、復号時の画素毎の雑音の
差が最小となるように行列の要素を決定する。ただし、
主信号については既存の伝送システムとの互換性を重視
して行列の要素を決定してもよい。本発明により、専用
受像機では画素毎に雑音の差が最小となって、雑音の量
が画素毎に変化することによる画質劣化を軽減すること
ができる。

【００２２】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。実施
例として、図２に示すように、９：１６の縦横比を持つ
原画像を縦横各々３／４に圧縮して３：４の縦横比を持
つＮＴＳＣ方式の画像信号として伝送し、専用受像機で
は４／３倍に伸張してワイド画像を復号する場合につい
て説明する。３／４の圧縮は、水平方向については走査
速度を変化させることで実現し、垂直方向については行
列変換により走査線数を３／４に変換することで実現す
る。この行列変換は、垂直方向の連続する４画素を一ま
とまりとして入力し、３画素の主信号と１画素との補助
信号を生成する。主信号についてはＮＴＳＣ受像機でも
画像の再生が可能な形式で画面の中心部分を用いて伝送
し、補助信号は図２中の斜線部に示すように画面の上下
部分を用いて伝送する。本実施例では、主信号について
はＮＴＳＣ受像機との互換性を重視して行列の要素を決
定し、補助信号については専用受像機での画素毎の雑音
差が最小となるように行列Ａの要素を決定する。

【００２３】この条件に従って、送信側の変換行列Ａを
次のようにおく。

【００２４】

【００２５】このようにすると、第１から３行までが主
信号を生成し、第４行が補助信号を生成することにな
る。ＮＴＳＣ信号として伝送するため、 ┃ａ┃＋┃ｂ┃＋┃ｃ┃＋┃ｄ┃≦１ である必要がある。この時、Ａの逆行列Ｂは次式とな
る。

【００２６】

【００２７】ここで、 ｒ＝２ｂ−４ｃ＋２ｄ この時、（１）式で計算されるｗ（ｓ）の差が最小とな
るａ、ｂ、ｃ、ｄを少数点以下３桁まで求めると、

【００２８】

【００２９】または

【００３０】

【００３１】となる。この時、（１）式からｗ（ｓ）を
求めると、

【００３２】

【００３３】 となる。即ち、従来方式で説明した行列
を用いるのに比較して、専用受像機で復号された画像の
雑音電力の差がかなり小さく抑えられているのが解る。

【００３４】図１は本実施例を適用した走査線数変換シ
ステムの基本構成を示すブロック図である。入力信号５
０は、送信側の変換回路１にて上述の行列Ａにより主信
号５１と補助信号５２とに変換され、受信機に伝送され
る。受信機では、主信号５１と補助信号５２とを逆変換
回路２において上述の行列Ｂにより合成する。

【００３５】なお本実施例では補助信号５２の全帯域を
伝送する場合について説明したが、伝送帯域を狭くする
為に水平方向高域成分を削除して伝送してもよい。

【００３６】また、本実施例では４行４列の行列を用い
たがこれに限定する必要は無く、走査線数変換の比率が
異なっていもよい。

【００３７】また、復号画像の画素毎の雑音差が最小と
なるように行列を決定する際に、ＮＴＳＣ受像機で画面
の上下部分に見える補助信号の妨害が許容される範囲内
で、雑音差が最小となるように決定してもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上陳べてきたように本発明によれば、
ワイド専用受像機では画素毎の雑音量の差が最小となっ
て、雑音量が画素毎に変化することによる画質劣化を従
来方式よりも軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を適用したシステムの基本構成
を示すブロック図である。

【図２】従来および本発明の画像信号伝送方式を説明す
るための変換過程図である。

【符号の説明】

１ 変換回路 ２ 逆変換回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号を主信号および補助信号に分離し
   伝送する変換回路と、前記主信号および前記補助信号を
   受けてこれらを合成し復号画像信号を出力する逆変換回
   路とを備え、 前記変換回路は前記画像信号を復号時の画素毎の雑音量
   の差を最小とする行列要素の変換手段を有し、 前記逆変換回路は前記行列要素の逆行列を要素とする逆
   行列要素の変換手段を有し、前記行列要素の変換手段の
   変換特性は、４行４列の行列であり、 その第１行は、（１，０，０，０）であり、 その第２行は、（０，２／３，１／３，０）であり、 その第３行は、（０，０，１／３，２／３）であり、 その第４行は、（０，ｂ、ｃ、ｂ）であり、 （ｂ、ｃ）＝（０．２３１、−０．５３８）または（−
   ０．２３１、０．５３８）で表される ことを特徴とする
   画像信号伝送方式。