JP3450845B2 - 広帯域カラー画像信号送信装置および受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、広帯域カラー画
像信号をフィールド間およびフレーム間の多重オフセッ
トサブサンプリングにより帯域圧縮して伝送する広帯域
カラー画像信号送信装置および受信装置に関し、特に、
広帯域カラー画像信号の動画像領域における伝送画質を
動画像の物理的特性並びに視覚的特性に対する知見に基
づいて改善するようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】広帯域カラー画像信号の多重サブサンプ
リングによる帯域圧縮伝送方式の一つに、本発明者らの
開発に係るＭＵＳＥ方式（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｕｂ−
Ｎｙｑｕｉｓｔ Ｓａｍｐｌｉｎｇ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ）と称する広帯域カラー画像信号サブサ
ンプル伝送方式があり、広帯域カラー画像信号に対する
優れた帯域圧縮狭帯域伝送方式として日本における高精
細度カラーテレビジョンの実験放送に供されている。

【０００３】このＭＵＳＥ方式における帯域圧縮狭帯域
伝送の基本は、互いに隣接するライン問、フィールド間
もしくはフレーム間でサンプル点の位置を互いに異なら
せてサブサンプリングを行ない、なるべく少ない個数の
サンプル値によりなるべく多くの画像情報を伝送すると
ともに、サブサンプリングに伴って再生画像に混入する
折返し歪をエンコーダにおける前置フィルタによる適切
な帯域制限によって効率よく予め除去しておくことにあ
る。

【０００４】しかして、ＭＵＳＥ方式におけるサブサン
プリングは、動画像および静止画像のいずれに対して
も、所定のサンプルレートでサブサンプリングを行なう
固定密度サンプリング方式の採用を原則としてライン
間、フィールド間およびフレーム間のサブサンプリング
を行なうが、実際には各種サンプルレートの組合わせに
より若干複雑なサブサンプル方式を採っている。

【０００５】その結果、エンコーダから送出する伝送信
号のサンプリングパターンは、各フィールドにおけるサ
ンプル点の配置が４フィールドで一巡する五の目サンプ
ルパターンをなして、各フィールド毎のサンプル数をな
るべく低滅するようにしており、一方、デコーダにおい
ては、伝送された来た五の目パターンのサンプル値に対
し、静止画像領域については、パターンが完結する４フ
ィールド分のサンプル値全部を利用してフィールド間お
よびフレーム間でサンプル値の内挿補間を行ない、原画
像をほぼ完全に再生しているが、動画像領域について
は、画像の動きに伴い、画像内容にフィールド間で１／
６０秒の時間差が生ずるので、フィールド間の内挿補間
は行ない得ず、各フィールド毎の１フィールド分のサン
プル値のみに対してフィールド内すなわちライン間の内
挿補間を行なっている。

【０００６】かかるＭＵＳＥ方式の詳細に関しては、本
顧人の出願に係る 特願昭５８−１９４，１１５号（米国特許第４，７４
５，４５９号対応） および 特願昭６０−１０６，１３２号（米国特許第４，６９
２，８０１号対応） の明細書、並びに、本願人の発行に係る文献：ＮＨＫラ
ボラトリーノート第３４８号「Ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ
ｔｈｅ ＭＵＳＥ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｔｓ Ｐ
ｒｏｔｏｃｏｌ」に記載されているが、ここでは、この
発明の要旨に関連を有するＭＵＳＥ方式エンコーダの概
略を第１図に基づいて説明する。

【０００７】第１図に示す概略構成のＭＵＳＥ方式エン
コーダにおいては、高精細度カラーテレビジョン、すな
わち、いわゆるハイビジョンの各原色画像信号Ｒ，Ｇ，
Ｂを、いずれも帯域上限を２１ＭＨｚ乃至２２ＭＨｚと
する低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１_R ，１_G ，１_B を介
し、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器２_R ，２
_G ，２_B に導いてクロックレート４８．６ＭＨｚでディ
ジタル化し、さらに、ガンマ補正回路３を共通に介して
マトリクス回路４に導き、三原色画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを
マトリクスして輝度信号Ｙおよび２種類の色差信号Ｃ
₁ ，Ｃ₂ に変換し、輝度信号Ｙを直接にＴＣＩエンコー
ダ６に供給するとともに、色差信号Ｃ₁ ，Ｃ ₂ を、それ
ぞれ、ともに帯域上限を８．１ＭＨｚとする低域通遇フ
ィルタ（ＬＰＦ）５_C1，５_C2を介して同じＴＣＩエンコ
ーダ６に供給する。

【０００８】このＴＣＩエンコーダ６は、輝度信号Ｙお
よび色差信号Ｃ₁ ，Ｃ₂ に時間軸圧縮および時分割多重
を施して単一の時系列信号に変換するものであり、色差
信号Ｃ₁ ，Ｃ₂ の時間軸を圧縮したうえで線順次交互に
組合わせたものを輝度信号Ｙの水平帰線期間に挿入して
３信号を時分割多重する。

【０００９】かかるＴＣＩエンコーダ６から取出した時
系列画像信号を静止画像系Ｓと動画像系Ｍとに分離し、
静止画像系Ｓの時系列画像信号は、フィールド間プリフ
ィルタ７に導いて以後のサブサンプリングに伴って折返
し歪を生ずる周波数領域の信号成分を予め除去したうえ
で、フィールド間オフセット・サブサンプラ８に導き、
２４．３ＭＨｚのサンプルレートでフィールド間オフセ
ット・サブサンプリングを施し、その出力サブサンプル
列画像信号を、帯域上限を１２ＭＨｚとした低域通過フ
ィルタ（ＬＰＦ）９を介してサンプルレート変換器１０
に導き、サンプルレートを４８．６ＭＨｚから３２．４
ＭＨｚに変換したうえで混合器１３に供給する。

【００１０】一方、動画像系Ｍの時系列画像信号は、フ
ィールド内プリフィルタ１１に導いて以後のサブサンプ
リング操作に伴って折返し歪を生ずる周波数領域の信号
成分を予め除去したうえでサンプルレート変換器１２に
導き、サンプルレートを４８．６ＭＨｚから３２．４Ｍ
Ｈｚに変換したうえで同じ混合器１３に供給する。

【００１１】その混合器１３においては、エンコーダに
別途設けた動き検出器１４の動き検出結果に応じて静止
画像系Ｓと動画像系Ｍとの時系列画像信号を適切に混合
し、その混合出力時系列画像信号をライン・フレーム間
オフセット・サブサンプラ１５に導き、サンプルレート
１６．２ＭＨｚで五の目パターンによるフレーム間・ラ
イン間オフセットサブサンプリングを施してＭＵＳＥ方
式のサンプル列画像伝送信号を形成する。

【００１２】広帯域カラー画像信号サブサンプル伝送方
式の好適例と認められるＭＵＳＥ方式におけるエンコー
ダは、基本的には第１図につき上述したように構成され
ており、その特徴とするところは、画像信号のサブサン
プル伝送モードを、画像の動きの有無・大小に応じて静
止画像伝送モードと動画像伝送モードとに区分し、画像
の動きの検出結果に応じ、両者を適切な比率で混合し、
あるいは、両者を適切に切換えて原画像をほぼ忠実に最
適の画質で再生し得るようにしていることにあり、静止
画像伝送モードでは４フィールド周期で一巡するサンプ
リングパターンにフィールド間・フレーム間の内挿補間
を施して原画像をほぼ完全に再生し、動画像伝送モード
では、画像内容のフィールド間時間差を避けてフィール
ド内の内挿補間により原動画像の画質を実質的に保持し
て再生している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、第１図に
示した概略構成のエンコーダにおいては、静止画像信号
および動画像信号の伝送帯域をそれぞれ制限するプリフ
ィルタ７および１１の通過帯域特性を、それぞれの伝送
モードに適合するように設定しており、特に、動画像伝
送モードについては、基本的に、フィールド毎の画像サ
ンプル値のみに対する単純なフィールド内信号処理を前
提とした帯域制限を行なっているので、対応するフィー
ルド内の内挿補間による再生画像には、画像の動きによ
り視覚的に所要精細度が緩和されるとはいえ、画像情報
量の不足に基づくぼけ感など改善を要する画質劣化の問
題があった。

【００１４】この発明の目的は、上述した従来の問題を
解決し、従来の基本的構成によるサブサンプル伝送系に
生じていた伝送画質の劣化、特に、主としてフィールド
内信号処理を前提とする動画像領域に生じていた伝送画
質の劣化を諸種の見地から広く検討して著しく改善し得
るようにした広帯域カラー画像信号送信装置および受信
装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述した
ＭＵＳＥ伝送方式の開発並びに引読く実験放送から得た
種々の知見に鑑み、広帯域カラー画像信号のサブサンプ
ル狭帯域伝送における伝送画質改善の余地を諸種の見
地、特に動画像領域における伝送画質改善の見地から種
々検討し、画質劣化の物理的要因並びに視覚的要因を究
明するとともに、諸種の要因が、いずれも、動画像領域
の画像信号に従来施していたフィールド内信号処理に主
として起因する、との新たな知見に基づき、動画像傾域
の画像信号に施す信号処理に対し、フィールド間処理、
特に、フレーム単位で完結する形のフィールド間信号処
理を導入することを根幹とし、画質劣化を生ずる諸種の
要因にそれぞれ適応した改善策をそれぞれ付加した構成
の広帯域カラー画像信号送信装置および受信装置を発明
した。

【００１６】すなわち、まず、画質劣化を生ずる第１の
要因として、フレーム周波数の１／２の周波数１５Ｈｚ
のフリッカがあり、動画像領域の画像信号に従来施して
いた単純なフィールド内フィルタ信号処理によっては、
サンプリング処理過程で生ずる動画像再生に寄与しない
水平・垂直空間周波数領域における特定のスペクトル分
布を、垂直周波数帯域に関しては垂直周波数軸方向に無
制限に拡がり、実際に信号処理をする従来のハードウェ
アでは完全には除去し得ず、再生動画像に折返し歪とし
て現われるために著しい画質劣化を生じていた。かかる
フリッカを顕著に生ずる空間周波数領域の特定の成分
を、フィールド間信号処理により的確に除去することに
よって、再生動画像の解像度向上も達成し得た。

【００１７】つぎに、画質劣化を生ずる第２以降の各要
因に共通の問題として、動画像領域の画像信号に従来施
していたフィールド内信号処理を前提とすることによる
再生動画像情報量の不足があるが、各要因に適応した適
切な条件のもとでは、動画像領域における信号処理に導
入したフィールド間処理により、各要因によって生ずる
画質劣化をそれぞれ適切に改善し得ることを見出した。

【００１８】すなわち、画質劣化を生ずる第２の要因と
して、フィールド内信号処理を施す動画像領域において
内挿補間する画像情報量の不足により動画像領域におけ
る再生カラー画像の精細度が本来的に低下していたが、
従来、動画像領域については静止画像領域に比べてベー
スバンド帯域を半減させていた色差信号に対し、フィー
ルド間オフセットサブサンプリング並びに折返し歪発生
防止のための周波数帯域制限および再生時の内挿補間を
フレーム単位で完結させることにより、色差信号の周波
数帯域を拡大してカラー動画像の再生画質改善を達成し
得た。

【００１９】また、画質劣化を生ずる第３の要因とし
て、フィールド内信号処理を施す動画像領域のカラー画
像信号については、ベースバンドを半滅させて伝送する
色差信号のみならず、輝度信号についても視覚的に解像
度が不足していたが、垂直方向における画像の動きが小
さい範囲では、輝度信号に対しても奇偶両フィ−ルド間
におけるフレーム内完結の信号処理を施すことにより、
静止画像と垂直方向の動きの大きい動画像との中間の解
像度を有する再生動画像を得て、総合画質の一層の改善
を達成し得た。

【００２０】すなわち、この発明の広帯域カラー画像信
号送信装置は、原始サンプリングを施した広帯域カラー
画像信号の少なくとも輝度信号成分に２フレームを周期
として一巡するライン間乃至フレーム間のオフセット・
サンプル・パターンによりオフセット・サブサンプリン
グをそれぞれ施して帯域圧縮した前記広帯域カラー画像
信号を伝送する広帯域カラー画像信号送信装置におい
て、該装置は、動画像の画像信号に対して、フィールド
間のオフセット・サブサンプリングを行うためのフィー
ルド・オフセット・サブサンプラと該フィールド・オフ
セット・サブサンプラの入力側に接続されたフィールド
間プリフィルタとを備え、前記フィールド間プリフィル
タは、縦続接続された２個のフィールドメモリと、該フ
ィールドメモリの各入出力をフィールド周期で切替えて
出力する切替器と、該切替器によって切替えられた前記
フィールドメモリの入出力信号が入力され前記フィール
ド間のオフセット・サブサンプリングに伴って再構成画
像に生ずる折り返し歪みを減少させる帯域制限フィルタ
とからなるフィールド間プリフィルタであることを特徴
とするものである。

【００２１】また、この発明の広帯域カラー画像信号受
信装置は、広帯域カラー画像信号送信装置から伝送され
てきた前記帯域圧縮した広帯域カラー画像信号を受信し
て帯域圧縮される以前の広帯域カラー画像信号を再構成
する広帯域カラー画像信号受信装置において、該装置
は、動画像の画像信号に対して、フィールド間でサンプ
ル値の内挿補間を施すフィールド間ポストフィルタであ
って、縦続接続された２個のフィールドメモリと、奇偶
のフィールドよりなるフレーム単位で少なくとも輝度信
号の帯域制限およびサンプル値の内挿補間の信号処理が
完結するように前記フィールドメモリの各入出力を送受
対応させてフィールド周期で切替えて出力する切替器
と、該切替器によって切替えられた前記フィールドメモ
リの入出力信号が入力され前記フィールド間でサンプル
値の内挿補間を施す補間フィルタからなるフィールド間
ポストフィルタを備えることを特徴とするものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、発明の
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。請求項
１，２に記載の本発明は、本明細書中、特に、段落〔０
０３１〕乃至段落〔００４３〕に詳細に説明されてい
る。

【００２３】ＭＵＳＥ方式などハイビジョン放送方式に
おける動画像信号の信号処理系は、従来、一般に、第２
図に示すように構成されている。すなわち、例えばＭＵ
ＳＥ方式における送信側のエンコーダにおいては、原サ
ンプル周波数４８．６ＭＨｚの入力画像信号を、伝送時
のサンプル周波数１６．２ＭＨｚを通過帯域の上限とす
る水平周波数領域のローパスフィルタ２１を介してサン
プルレート変換器２２に供給し、高精細度伝送用の原サ
ンプル周波数４８．６ＭＨｚを２／３に落として、フレ
ーム間で画像が変化する動画像の伝送に適したフレーム
間オフセットサンプリング用サンプル周波数３２．４Ｍ
Ｈｚに変換する。ついで、そのサンプル動画像信号をフ
ィールド内プリフィルタ２３に供給し、サンプリングに
伴って折返し歪を発生させるサンプル点近傍の高域成分
を予め除去するための帯域制限を画像の動きを考慮して
フィールド内で施す。ついで、その帯域を制限したサン
プル動画像信号をラインオフセット・サブサンプラ２４
に供給し、さらにライン間オフセット・サブサンプリン
グを施してサンプル周波数１６．２ＭＨｚのサブサンプ
ル伝送用動画像信号を取出す。

【００２４】一方、受信再生系のデコーダにおいては、
上述のサブサンプル伝送用動画像信号をフィールド内補
間フィルタ２５に供給し、伝送動画像信号のサンプル値
にフィールド内で内挿補間を施してサンプル周波数３
２．４ＭＨｚのサンプル動画像信号を再生し、そのサン
プル動画像信号をサンプルレート変換器２６に供給し、
サンプル周疲数３２．４ＭＨｚを原サンプル周波数４
８．６ＭＨｚに再変換して送信側入力画像信号の形態に
復元する。

【００２５】上述のような構成の信号処理系における送
信側のフィールド内プリフィルタ２３からラインオフセ
ット・サブサンプラ２４に供給する帯域制限サンプル動
画像信号の水平・垂直空間周波数領域におけるスペクト
ル分布は第３図に示すようになっている。すなわち、サ
ンプル動画像信号の水平周波数帯域は、水平ローパスフ
ィルタ２１により伝送用サンプル周波数１６．２ＭＨｚ
以下に抑えられているが、垂直周波数帯域に関しては、
座標原点を頂点として水平周波数軸上のサンプル点１
６．２ＭＨｚと垂直周波数軸上の対応点１１２５／２Ｔ
Ｖ本とを結ぶ直角三角形状の空間周波数領域が１１２５
／２ＴＶ本の周期で垂直周波数軸方向に交互に反転しな
から無制限に拡がっている。

【００２６】かかるスペクトル分布のサンプル動画像信
号をサブサンプラ２４に供給してラインオフセット・サ
ブサンプリングを施すと、そのスペクトル分布は第４図
に示すようになる。すなわち、原画像信号に、垂直周波
数領域で１１２５／２ＴＶ本を超えて静止画像において
のみ表現可能の高解像度信号成分が含まれていたとする
と、第４図に示す菱形の空間周波数帯域内に、黒点で
それぞれ図示するサンプリングキャリヤおよびによ
って折返した１１２５／２ＴＶ本を超える垂直周波数信
号成分が形成されることになる。

【００２７】第２図に示した構成の動画像信号伝送処理
系の送信側で形成されたかかる折返し信号成分は、受信
再生側の補間フィルタ２５によって除去されるので、原
理的には再生動画像に信号歪としては現われず、特に問
題とはならない筈てあるが、実際に信号処理系を構成す
るハードウェアにおいては、不所望信号成分を除去する
プリフィルタ２３も所望信号成分を内挿する補間フィル
タ２５も完全に原理どおりの特性は実現困難なので、か
かる折返し信号成分、特に、座標原点０の水平周波数軸
上でかつ垂直周波数が１１２５／２ＴＶ本の奇数倍の近
傍に折返った折返し信号成分は、完全には除去されず、
再生動画像に折返し歪として現われ、フレーム周波数の
１／２の１５Ｈｚのフリッカを生じて再生画質を著しく
劣化させる。したがって、再生動画像に現われるかかる
折返し歪の除去が解決すべき従来の課題となっていた。

【００２８】この発明においては、上述した従来の課題
をつぎのように解決している。この発明によりサンプル
動画像信号を伝送するようにした送信側エンコーダおよ
び受信再生側デコーダよりなる広帯域カラー画像信号送
信装置および受信装置の構成例を第２図に示した従来構
成と容易に対比し得るようにして第５図に示す。第５図
に示す構成のこの発明による送信装置および受信装置
は、第２図に示した従来構成に、鎖線で囲んで示す構成
の空間周波数フィルタＡおよびＢをエンコーダおよびデ
コーダにそれぞれ介挿したものである。

【００２９】第５図に示すこの発明による送信装置およ
び受信装置においては、フィールド内プリフィルタ２３
から得た帯域制限サンプル動画像信号を空間周波数フィ
ルタＡ中の水平ローパスフィルタ２７に供給し、例えば
伝送用サンプル周波数１６．２ＭＨｚの半分８．１ＭＨ
ｚ以下の低域水平周波数成分を取出して減算器２８に供
給するとともに、水平ローパスフィルタ２７の入力信号
を直接に滅算器２８に供給して等価の水平ハイパスフィ
ルタを構成し、その等価フィルタから取出した高域水平
周波数成分をフレーム内垂直フィルタ２９に供給して、
第３図に示したスペクトル分布のうち、垂直周波数１１
２５本における折返し軸によって生ずる、垂直周波数１
１２５／２ＴＶ本乃至１１２５×３／２ＴＶ本の範囲に
存在して主たる折返し歪を発生させる高域水平周波数成
分を除去したフィルタ出力を加算器３０に供給し、水平
ローパスフィルタ２７からの低域水平周波数成分と加算
して得た空間周波数フィルタＡのフィルタ出力を従来ど
おりのラインオフセット・サブサンプラ２４に供治す
る。したがって、サブサンプラ２４に入力するサンプル
動画像信号のスペクトル分布は、第３図に示した従来の
スペクトル分布において太線で示したベースバンド信号
帯域中の高域水平周波数成分が除去されて、第６図に太
線で示すようなスペクトル分布となる。その結果、サブ
サンプラ２４から取出すサブサンプル伝送用動画像信号
のスペクトル分布は、第７図に示すようになり、第４図
に示した従来のスペクトル分布において黒点で示した各
サンプリングキャリヤ，，をそれぞれ中心とする
菱形の折返し信号成分発生帯域が各サンプリングキャリ
ヤの近傍の楕円形帯域に局限され、特に、従来主たる折
返し歪を発生させていた垂直周波数１１２５／２ＴＶ本
乃至１１２５×３／２ＴＶ本の垂直周波数帯域における
信号成分が垂直軸上でかつ垂直周波数が１１２５／２Ｔ
Ｖ本の近傍に折返らなくなるので、再生動画像に現われ
る折返し歪が実質的に除去され、従来のように１５Ｈｚ
のフリッカが生ずることのない、安定した再生動画像が
得られる。なお水平ローパスフィルタ２７の通過帯域の
上限は、４ＭＨｚ乃至８ＭＨｚ程度に選定するのが好適
である。

【００３０】なお、この発明による広帯域カラー画像信
号送信装置および受信装置においては、第５図に示すよ
うに、受信再生側についても、水平ローパスフィルタ３
１、減算器３２、フレーム内垂直フィルタ３３および加
算器３４により、送信側のフィルタＡと全く同様に構成
して全く同様に作用させる空間周波数フィルタＢを介挿
し、伝送中にも生ずるおそれのある折返し歪発生信号成
分を、送信側におけると同様にして、繰返し除去する。

【００３１】さて、画像信号を狭帯域伝送する手法とし
て、画像信号の全画像情報は逐一伝送せず、適切な間隔
で選んだサンプル値のみを伝送し、受信再生時にはサン
プル値の相互間に適切な信号値を内挿補間して原画像信
号の全画像情報をほば復元するサンプル伝送方式が多く
用いられており、画像信号サンプリングの手法として
は、適切な時間間隔で１枚の画像、すなわち、いわゆる
フレーム乃至フィールドを伝送する時間的サンプリング
と１枚の画像すなわちフレームを構成する走査線による
空間的サンプリングの他に、各走査線上の画像情報を時
空間的にサンプリングするサブサンプルなる手法が広く
用いられていることは前述したとおりであり、そのサブ
サンプルの中でも、信号処理が簡明で容易なフィールド
オフセット・サブサンプルおよびラインオフセット・サ
ブサンプルが特に多く用いられている。すなわち、フィ
ールドオフセット・サブサンプルは、１枚の画像すなわ
ちフレームを構成する奇偶のフィールド相互間で走査線
上のサンプル点の位置を互い違いにずらし、フレーム当
りのサンプル数は変えずにフィールド当りのサンプル数
を半減させたものであり、また、ラインオフセット・サ
ブサンプルは、フレーム乃至フィールドを構成するライ
ン相互間で走査線上のサンプル点の位置を互い違いにず
らしたものである。

【００３２】しかして、フィールドオフセット・サブサ
ンプルは、静止画像については、任意の隣接フィールド
間でサンプル点を相互に内挿補間し得るので、簡単な内
挿補間の信号処理により、精細度を落さずにサンプル値
伝送量を低減させることかでき、フィールドオフセット
・サブサンプルによる静止画像の再生画質はラインオフ
セット・サブサンプルに勝るが、動画像については、フ
レーム間で画像内容が相違するので、任意の隣接フィー
ルド間での内挿補間が行なえず、フィールドオフセット
・サブサンプルによる動画像の再生画質はラインオフセ
ット・サブサンプルに劣る。しかしながら、適切なフィ
ールド間信号処理を行なうことにより、動画像について
フィールドオフセット・サブサンプルを用いても一定以
上の再生画質が得られることを見出した。

【００３３】まず、静止画像信号のサブサンプル伝送に
好適とされたフィールドオフセット・サブサンプルを用
いた従来のサブサンプル伝送信号処理系における要部の
概略構成を第８図に示す。図示の従来構成においては、
入力画像信号を送信側エンコーダに供給し、まず、アナ
ログ・ローパスフィルタ４１により信号帯域を制限した
うえで、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器４２に
導き、画像信号のサブサンプル伝送一般に適合したサン
プル周波数で量子化したディジタル画像信号を鎖線で囲
んで示すフィールド間プリフィルタ４３に供給し、画像
信号のサンプリングに伴って受信再生画像に生ずる折返
し歪の発生因子となる高域信号成分を除去してその発生
を予め抑えるための帯域制限を施す。

【００３４】すなわち、従来構成のフィールド間プリフ
ィルタ４３においては、第８図に示すように、単一のフ
ィールドメモリ４４を備えてその入出力における１フィ
ールド期間隔てた順次の隣接フィールドの画像信号を、
例えばトランスバーサルフィルタなどにより構成したデ
ィジタルフィルタ４５に導き、順次の隣接フィールド間
で上述した帯域制限の濾波作用を施し、かかるフィール
ド間プリフィルタ４３の濾波出力画像信号をフィールド
オフセット・サブサンプラ４６に導いて奇偶のフィール
ド間でオフセットしたサブサンプルを施したうえで伝送
路に送出する。

【００３５】一方、受信再生側デコーダにおいては、上
述のサブサンプル伝送画像信号を鎖線で囲んで示すフィ
ールド間ポストフィルタ４７に供給し、隣接フィールド
間でサンプル値の内挿補間を施す。

【００３６】すなわち、従来構成のフィールド間ポスト
フィルタ４７においては、送信側のフィールド間プリフ
ィルタ４３と全く同様に、単一のフィールドメモリ４８
を備えてその入出力における１フィールド期間隔てた順
次の隣接フィールドの画像信号をディジタルフィルタ４
９に導き、順次の隣接フィールド間でオフセットしたサ
ンプル値を内挿補間し、かかるフィールド間ポストフィ
ルタ４７の濾波出力画像信号をディジタル・アナログ
（Ｄ／Ａ）変換器５０に導いてアナログ画像信号に復元
し、アナログローパスフィルタ５１により不要高域成分
を除去したうえで再生出力画像信号として取出す。

【００３７】しかして、第８図に示した従来構成のサブ
サンプル伝送信号処理系においては、フィールド間プリ
フィルタ４３およびフィールド間ポストフィルタ４７の
双方とも、単一のフィールドメモリ４４および４８の入
出力からそれぞれ取出した隣接フィールドの画像信号間
で帯域制限および内挿補間のための濾波作用をそれぞれ
施しているので、フィールド間の濾波作用が、常に、現
フィールドとその直前のフィールドの間で行なわれるこ
とになる。かかる送信側の帯域制限のための濾波作用と
受信再生側の内挿補間のための濾波作用とは、同一構成
のフィルタにより、送信側と受信再生側とで相呼応して
同一状態で施すのが基本原理であり、その基本原理から
外れる程原画像の忠実な復元が困難になる。

【００３８】しかるに、第８図に示した従来構成の信号
処理系においては、送信側、受信再生側ともに、上述し
たように、常に、現フィールドと直前のフィールドとの
間で濾波作用を施しているので、第９図に示すように、
送信側では、順次の入力フィールド，，，，--
- の画像信号にかかる濾波作用を施した順次の伝送フィ
ールドａ，ｂ，ｃ，ｄ，--- の各画像信号は、それぞ
れ、順次の２入力フィールドと，と，と，
と--- の各画像信号を組合わせたものとなり、さら
に、受信再生側では、順次の再生フィールドα，β，
γ，δ，--- の各画像信号は、それぞれ、順次の２伝送
フィールドａとｂ，ｂとｃ，ｃとｄ，ｄと---の各画像
信号を組合わせたものとなる。したがって、信号処理系
全体を通して見れば、順次の再生フィールドα，β，
γ，δ，--- の各画像信号は、それぞれ、順次の３入力
フィールドとと、とと，とと--- ，--
- の各画像信号を組合わせたものとなり、信号処理系全
体としては入出力画像信号の画像情報が互いに対応しな
くなる。特に、フレーム毎の画像情報が刻々変化する動
画像においては、かかる入出力画像情報の不一致がその
まま再生動画像の画質劣化となった。

【００３９】かかる再生動画像の画質劣化を排除するよ
うにしたこの発明の広帯域カラー画像信号送信装置およ
び受信装置における信号処理系の要部の概略構成を、第
８図に示した従来構成に対応させて第１０図に示す。第
１０図と第８図とを対比すれば明らかなように、第１０
図に示すこの発明による信号処理系の第８図に示した従
来構成との相違点乃至改良点は、送信側プリフィルタ４
３および受信再生側ポストフィルタ４７に従来それぞれ
備えていた単一のフィールドメモリ４４および４８を、
それぞれ、縦続接続した２個のフィールドメモリ４４−
１，４４−２および４８−１，４８−２に替え、従来は
常に単一のフィールドメモリ４４および４８の入出力か
らそれぞれ取出していた隣接２フィールドの画像信号
を、プリフィルタ４３およびポストフィルタ４７の入力
における現フィールドが奇数フィールドのときには、フ
ィールドメモリ４４−２および４８−２の出入力におい
て１フレーム周期前に１フレームを構成する奇偶フィー
ルドの画像信号を従来の隣接フィールドとして取出し、
また、現フィールドが偶数フィールドのときには、フィ
ールドメモリ４４−１および４８−１の出入力において
１フレームを構成する奇偶フィールドの画像信号を従釆
の隣接フィールドとして取出し、かかるフィールド周期
毎に交替する奇偶フィールドの組合わせを切換えスイッ
チＳＷｌおよびＳＷ２によりそれぞれ切換えてディジタ
ルフィルタ４５および４９にそれぞれ供給する。

【００４０】したがって、この発明による伝送方式の信
号処理系においては、送信側、受信再生側ともに、常
に、１フレームを構成する奇偶フィールド間に帯域制限
および内挿補間のための濾波作用を送受対応して単位の
フレーム周期毎に完結させているので、第１１図に従来
の第９図に做って示すように、送信側では、順次の２入
力フィールドと，と，--- の各画像信号をそれ
ぞれ組合わせて濾波作用を施し、順次の２伝送フィール
ドａとｂ，ｃとｄ，--- の各画像信号を形成し、また、
受信再生側では、順次の２伝送フィールドａとｂ，ｃと
ｄ，--- の各画像信号をそれぞれ組合わせて濾波作用を
施し、順次の再生フィールドαとβ，γとδ，--- の各
画像信号をそれぞれ形成している。したがって、信号処
理系全体を通して見れば、順次の再生フィールドαと
β，γとδ，--- の各画像信号は、それぞれ、送信側に
おける順次の２伝送フィールドａとｂ，ｃとｄ，--- に
対応して、順次の２入力フィールドと，と，--
- の各画像信号をそれぞれ組合わせたものとなるので、
再生動画像の画質を向上させることができる。

【００４１】なお、フィールドオフセット・サブサンプ
ルによる静止画像の再生画質はラインオフセット・サブ
サンプルに勝るが、動画像については、フレーム間で画
像内容が相違するので、任意の隣接フィールド間での内
挿補間が行なえず、フィールドオフセット・サブサンプ
ルによる動画像の再生画質はラインオフセット・サブサ
ンプルに劣ることを先に述べたが、かかる特質を考慮し
て、静止画像乃至同一画像中の静止画領域の標本化伝送
にはフィールドオフセット・サブサンプルを用い、動画
像乃至同一画像中の動画領域の標本化伝送にはラインオ
フセット・サブサンプルを用い、当該画像について別途
検出した画像の動きを表わす動き信号の制御のもとに、
画像の動きの有無に適応して両者を切換える混成標本化
伝送方式、すなわち、いわゆるＭＵＳＥＴ方式などが従
来開発されていた。

【００４２】しかしながら、かかる混成サブサンプル伝
送方式においては、送信側と受信再生側とで、上述した
適応切換えをそれぞれ制御する動き信号を得るために、
それぞれ別個に画像の動き検出を行なうか、あるいは、
送信側で検出した画像の動きを表わす動き信号をサンプ
ル画像信号とともに受信側に伝送する必要がある。しか
も、送信側および受信再生側の双方に、静止画用と動画
用との２系統の信号処理系をそれぞれ備えて切換える必
要があり、さらに、同一画像中に静止画領域と動画領域
とが混在する場合にはその切換えを目立たぬように行な
う必要があり、それぞれの信号処理装置が大規模となる
のみならず、画像の動き検出が適切でなく、誤検出があ
ったり、信号処理系の切換えが適切でなかったりする
と、再生画像に新たな画質劣化が生ずるなど、幾多の問
題があった。

【００４３】さて、第１０図および第１１図については
動画像の画質改善を述べたが、静止画像に対しても所定
の画質で信号処理が可能なので、この発明においては、
上述した従来の問題をつぎのようにして解決し、送信側
および受信再生側に、それぞれ、第１０図に示した構成
による１系統のみの信号処理系を備えることにより、信
号処理系の切換え、したがって、その切換え制御のため
の画像の動き検出を不要とし、小規模の信号処理系では
あるが、動画像・静止画像いずれの領域についても一定
以上の画質を保持して画像伝送を可能とした。

【００４４】さて、高精細度カラーテレビジョン放送方
式として開発された上述のＭＵＳＥ方式においては、広
帯域の高精細度カラー画像信号を構成する帯域２０ＭＨ
ｚの輝度信号およびそれぞれ帯域７ＭＨｚの２種類の色
差信号を衛星放送１チャネルの伝送帯域幅２７ＭＨｚで
ＦＭ伝送し得るようにするために、各成分信号をディジ
タル化して適切にサブサンプルしたものを時間軸圧縮・
時分割多重し、各成分信号のベースバンド帯域を８ＭＨ
ｚ以下に制限して狭帯域伝送するようにしている。

【００４５】かかるＭＵＳＥ方式におけるカラー画像信
号のサブサンプル伝送は、２フレームすなわち４フィー
ルドで一巡するサンプリングパターンによるオフセット
サンプリングを原則としており、静止画像領域について
は、順次のフィールド間で行なうフィールドオフセット
・サブサンプリングおよびその再生時における内挿補間
によって所要の高精細度カラー画像を再生し得るが、動
画像領域については、画像の動きによりフレーム間で画
像内容が異なるため、従来は、専ら同一フィールド内に
おけるラインオフセット・サブサンプリングおよびその
再生時における内挿補間を行なっていた。

【００４６】したがって、動画像領域において内挿補間
する画像情報量が静止画像領域に比して著しく少ないた
めに、動画像領域における再生カラー画像の精細度が本
来的に低下するので、従来、動画像領域については、色
差信号のベースバンド帯域を４ＭＨｚ程度に制限してい
た。

【００４７】この発明においては、上述した従来の課題
をつぎのようにして解決し、サブサンプルした画像信号
の再生時に内挿補間する画像情報量を増大させるととも
に色差信号の周波数帯域を拡大してカラー動画像の再生
画質を改善している。

【００４８】まず、ＭＵＳＥ方式カラー画像信号の動画
像領域における色差信号をサブサンプル伝送するための
色差信号処理系すなわちエンコーダおよびデコーダの従
来構成を第１２図に示す。図示の従来構成による色差信
号処理用エンコーダにおいては、高精細度カラー画像信
号、すなわち、いわゆるハイビジョンの撮像出力三原色
ＲＧＢ信号をアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器６
１に供給して４８．６ＭＨｚのクロック信号によりディ
ジタル化し、マトリックス回路６２に導いて輝度信号
（Ｙ）および色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を形成す
る。分離して別途処理する輝度信号（Ｙ）を除くマトリ
クス出力の色差信号（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）は、帯
域上限８ＭＨｚの低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６３を介
してサブサンプラ６４に導き、１６．２ＭＨｚのクロッ
ク信号の制御のもとにクロック周波数を１６．２ＭＨｚ
に変換して水平方向のサブサンプリングを施し、線順次
交互の２色差信号サンプル列（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を
ＴＣＩ回路６５に導いて時間軸圧縮・時分割多重を施
し、輝度信号の水平帰線期間に多重し得る時系列信号の
形態に変換する。

【００４９】従来構成の色差信号エンコーダにおいて
は、かかる色差信号サンプル列をフィールドオフセット
サブサンプラ６６に導いてフィールド間オフセットによ
りサンプルレートを８．１ＭＨｚに半減させたうえで、
図示してない慣用の動き検出出力の制御のもとに、静止
画像領域の色差信号サンプル列を分離して別途処理する
とともに、動画像領域におけるサンプルレート８．１Ｍ
Ｈｚの色差信号サンプル列を低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｆ）６７に導いて周波数帯域を４ＭＨｚに制限し、さら
に、２次元フィルタ６８に導いて水平・垂直の空間周波
数帯域を制限する。

【００５０】第１２図に示す従来構成によりかかる帯域
制限を施した動画像領域の色差信号サンプル列に対して
は、走査線数１１２５本のＭＵＳＥ方式カラー画像信号
における色差信号の線順次交互の信号形態およびサンプ
ルレート８．１ＭＨｚに基づき、空間周波数領域におけ
るサブサンプル・キャリヤの位置は、垂直方向には１１
２５／２ＴＶ本間隔、水平方向には８．１ＭＨｚ間隔と
なり、かかるサブサンプル・キャリヤ間隔の中点を結ぶ
線分により制限される色差信号伝送可能の空間周波数帯
域は、第１３図に示すように、座標原点と垂直軸上の１
１２５／４ＴＶ本の点および水平軸上の４ＭＨｚの点と
を頂点とする三角形の帯域となる。なお、第１３図並び
に後出の同様の図面、第１５図および第１７図乃至第２
０図は、いずれも、線順次化した形態の画像信号につい
て示してある。

【００５１】かかる帯域制限を受けた動画像領域の色差
信号サンプル列をミクサ６９に導いて別途処理した静止
画像領域の色差信号サンプル列と混合し、その混合出力
色差信号を多重回路７０に導いて別途処理した輝度信号
の水平帰線期間に多重したうえで、かかるカラー画像信
号サブサンプル列をフレームオフセット・サブサンプラ
７１に導き、ＭＵＳＥ方式のサブサンプル伝送形態であ
る２フレーム一巡のサンプルパターンに変換し、ディジ
タル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器７２を介してアナログ
伝送する。

【００５２】一方、第１２図に示す従来構成の色差信号
処理用デコーダにおいては、エンコーダにつき上述した
のとは逆の信号処理を行ってハイビジョンの三原色ＲＧ
Ｂ信号を再生する。すなわち、上述のようにアナログ伝
送したカラー画像信号の時間軸圧縮・時分割多重サブサ
ンプル列をアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器７３
に供給して再度ディジタル信号に変換し、その変換出力
サブサンプル列をスイッチングしてエンコーダにおける
と同様に輝度信号および静止画像領域の色差信号を分離
してそれぞれ別途処理するとともに、動画像領域の色差
信号サブサンプル列を２次元フィルタ７４および帯域上
限４ＭＨｚの低域通過フィルタ（ＬＰＦ）７５に順次に
導き、エンコーダにおけると全く同様の帯域制限による
サブサンプル列の内挿補間を施したうえで、ミクサ７６
に導いて別途処理した静止画像領域の色差信号サブサン
プル列と混合し、その混合出力色差信号サブサンプル列
を逆ＴＣＩ回路７７に導いて時間軸圧縮・時分割多重さ
れている色差信号サブサンプル列をもとの信号形態に復
元し、色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を取出して逆マ
トリックス回路７８に導き、別途処理した輝度信号を加
えて三原色ＲＧＢ信号の形態に復元し、ディジタル・ア
ナログ（Ｄ／Ａ）変換器７９を介し、再生出力として取
出す。

【００５３】上述した従来構成の色差信号処理系に対
し、動画像領域の伝送可能空間周波数帯域を拡大するよ
うに改良したこの発明による色差信号処理系の構成例
を、第１２図に示した従来構成におけると同一の各ブロ
ックには同一の符号をそれぞれ付し、同一の配列にして
第１４図に示す。

【００５４】第１２図と第１４図とを対比すれば判るよ
うに、この発明による構成と従来構成との相違点は、エ
ンコーダにおいては垂直周波数帯域制限用回路ブロック
８１ _R ，８１_B ，８２_R , ８２_B ，８３_R , ８３_B とＴ
ＣＩ回路６５の配置とのみであり、また、デコーダにお
いては、垂直方向内挿補間用回路ブロック８５_R ，８５
_B ，８６_R ，８６_B ，８７_R ，８７_B とフレーム内内挿
回路８４および内挿フィルタ８８の新設と逆ＴＣＩ回路
７７の配置とであり、その他の各回路ブロックはこの発
明による構成においても前述した従来構成におけると全
く同一に作用するので、以下にはこの発明による構成の
従来との相違点のみについて説明する。

【００５５】この発明による構成のエンコーダにおいて
は、垂直周波数帯域制限用回路ブロックとＴＣＩ回路６
５との配列順を入れ替え、サブサンプラ６４からのサン
プルレート１６．２ＭＨｚの色差信号サンプル列（Ｒ−
Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）とを並列に取出し、静止画像領域の色
差信号を別途処理のために分離するとともに、動画像領
域の色差信号（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）を並列のまま
別個の垂直周波数帯域制限用回路ブロックにそれぞれ導
き、水平方向のサンプルレート１６．２ＭＨｚの色差信
号サブサンプル列（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）の垂直方向に
おける空間周波数帯域を、２フィールド毎にフレーム単
位で処理してフレーム内で完結する形で１１２５／８Ｔ
Ｖ本にそれぞれ制限する。

【００５６】すなわち、サブサンプラ６４からの色差信
号サンプル列（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）を、それぞ
れ、フィールドメモリ８１_R ，８２_R の直列接続および
８１_B，８２_B の直列接続にフィールド毎に順次に供給
するとともに、それぞれ、切換えスイッチＳＷ１_R およ
びＳＷ１_B の各ａ端子に導き、それらの切換えスイッチ
の各ｂ端子にはフィールドメモリ８２_R および８２_B か
らの２フィールド遅延した色差信号サンプル列（Ｒ−
Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）を導き、各スイッチＳＷ１_Rおよ
びＳＷ１_B をフィールド周期で同時に切換え、さらに、
各スイッチの切換え出力と各フィールドメモリ直列接続
の中間点出力とを、それぞれ、通過帯域上限を１１２５
／８ＴＶ本にした垂直フィルタ８３_R および８３_B に導
く。

【００５７】したがって、例えば、色差信号（Ｒ−Ｙ）
を供給するフィールドメモリ８１_R，８２_R の直列接続
について説明するに、色差信号（Ｒ−Ｙ）の順次のフィ
ールドを＃１，＃２，＃３，＃４，＃５--- とし、フィ
ールドメモリ８１_R の入力端子を、フィールドメモリ
８１_R ，８２_R の中間端子を、フィールドメモリ８２
_R の出力端子をとする。しかして、まず、切換えスイ
ッチＳＷ１_R をａ端子に接続したときに、各メモリ端子
，，に順次のフィールド＃３，＃２，＃１の色差
信号（Ｒ−Ｙ）が現われているとすると、垂直フィルタ
８３_R には、メモリ端子およびに現われているフィ
ールド＃３および＃２の色差信号（Ｒ−Ｙ）が供給さ
れ、ついで、次のフィールド期間に切換えスイッチＳＷ
１_R をｂ端子に接続したときには、順次に移動してその
ときメモリ端子およびに現われているフィールド＃
３および＃２の色差信号（Ｒ−Ｙ）が再び垂直フィルタ
８３ _R に供給されることになる。したがって、フィール
ド＃２と＃３とが同一フレームを構成しているものとす
れば、垂直フィルタ８３_R には、つねに、同一フレーム
を構成する２フィールドの色差信号（Ｒ−Ｙ）が供給さ
れることになるので、垂直フィルタ８３_R においては、
つねに、連続した２フィールドにおけるサンプルレート
１６．２ＭＨｚの色差信号サンプル列（Ｒ−Ｙ）に対
し、垂直空間周波数帯域の制限がフレーム単位で完結す
る形で施されることになり、かかる周波数帯域制限は、
色差信号サンプル列（Ｂ−Ｙ）に対しても同時に全く同
様に施されることになる。

【００５８】かかるフレーム単位の周波数帯域制限をそ
れぞれ施した色差信号サンプル列（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ
−Ｙ）を垂直フィルタ８３_R および８３_B からＴＣＩ回
路６５に並列に供給し、それぞれフレーム当りの走査線
数１１２５本の色差信号サンプル列（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−
Ｙ）に時間軸圧縮・時分割多重を施して水平帰線期間に
挿入可能の線順次交互の信号形態に変換すると、引続く
ミクサ６９には第１２図に示した従来構成におけると同
一信号形態を呈する動画像領域の時系列色差信号が供給
されることになるが、その動画像領域時系列色差信号の
伝送可能空間周波数帯域は、後述するように第１５図に
示すようになり、第１３図に示した従来の周波数帯域に
比して倍増される。

【００５９】かかる動画像領域時系列色差信号に対して
は、ミクサ６９以降において第１２図に示した従来構成
におけると全く同様の信号処理を施して伝送するが、フ
レームオフセットサブサンプラ７１においては、フレー
ムオフセットサブサンプルを兼ねたフィールド間オフセ
ットサブンプリングがフレーム単位で施される。

【００６０】一方、この発明による構成の色差信号処理
用デコーダにおいては、エンコーダからアナログ伝送し
たカラー画像信号の時間軸圧縮・時分割多重サブサンプ
ル列を、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器７３を
介して再度ディジタル化したうえで、別途処理する輝度
信号を分離した後の時系列色差信号に対し、エンコーダ
においてサブサンプリングに伴う折返し歪の発生を防ぐ
周波数帯域制限のための上述した信号処理に対応した信
号処理を施して、色差信号サブサンプル列に対する内挿
補間を行なう。

【００６１】すなわち、Ａ／Ｄ変換器７３からの時系列
色差信号を、まず、フレーム内内挿回路８４に導き、エ
ンコーダのフレームオフセットサブサンプラ７１におけ
るフィールド間すなわちフレーム内オフセットサブサン
プリングに対応したフィールド間内挿補間を、エンコー
ダに做ってフレーム単位で完結する形で行ない、かかる
フレーム内内挿補間を施した時系列色差信号を逆ＴＣＩ
回路７７に導き、それぞれフレーム当り１１２５／２本
の線順次交互の時系列の信号形態を解いて、それぞれフ
レーム当り１１２５本の走査線からなる２系統の色差信
号（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）の信号形態に復元したう
えで、エンコーダにおける垂直周波数帯域制限用回路ブ
ロックと全く同様にそれぞれ構成した垂直方向内挿補間
用回路ブロック群８５_R ，８５_B ，８６_R ，８６_B ，８
７_R ，８７_B に並列に供給する。

【００６２】それらの垂直方向内挿補間用回路ブロック
群においては、エンコーダにおける垂直周波数帯域制限
と全く同様の回路動作により、フレーム単位で完結する
形で垂直方向の内挿補間を行なうが、その内挿補間に用
いる垂直フィルタ８７_R および８７_B は、エンコーダに
おける垂直フィルタ８３_R および８３_B と全く同様の帯
域上限１１２５／８ＴＶ本の垂直方向低域通過フィルタ
（ＬＰＦ）とする。

【００６３】上述のように２系統の色差信号を並列に処
理する都合上、第１２図に示した従来構成とは内挿補間
用回路と逆ＴＣＩ回路７７との配列順を入れ替えて内挿
補間を施した２系統の色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）
をミクサ７６に並列に導き、エンコーダで検出して伝送
し、あるいは、デコーダで検出した画像の動き検出出力
の制御のもとに、別途処理した静止画像領域の色差信号
（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）とそれぞれ混合し、かかる混合
出力の色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を内挿フィルタ
８８に並列に導く。

【００６４】第１４図に示したこの発明による構成の色
差信号処理系において上述したように垂直方向の周波数
帯域制限および内挿補間を施した色差信号サブサンプル
列（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）の水平方向におけるサンプル
レートは、エンコーダのサブサンプラ６４において４
８．６ＭＨｚから１６．２ＭＨｚに低減したままである
から、ミクサ７６の混合出力色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ
−Ｙ）を内挿フィルタ８８に導いて水平方向の内挿補間
を施し、それぞれのサンプルレートを１６．２ＭＨｚか
ら４８．６ＭＨｚに変換する。なお、この内挿補間用フ
ィルタ８８は、エンコーダにおけるＬＰＦ６３に対応し
て帯域上限８ＭＨｚとした低域通過フィルタにより構成
する。また、かかるサンプルレート４８．６ＭＨｚの色
差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を逆マトリックス回路７
８に導き、別途処理した輝度信号と組合わせて三原色Ｒ
ＧＢ再生出力信号の形態に復元する。以後の信号処理
は、第１２図に示した従来構成におけると同様である。

【００６５】第１４図につき上述したこの発明による信
号処理をＭＵＳＥ方式の高精細度カラー画像信号に施し
た場合における動画像領域の色差信号サンプル列に対す
る水平・垂直の２次元空間周波数領域におけるサブサン
プル・キャリヤの位置および伝送可能な空間周波数範囲
は、従来構成の場合を示した第１３図と同様に、時間軸
上の周波数を零とした平面について示すと第１５図に示
すようになる。すなわち、サブサンプル・キャリヤ位置
の水平方向における間隔は、水平方向のサブサンプルレ
ート１６．２ＭＨｚそのままであるから、水平方向の周
波数帯域は、そのサンプル・キャリヤ間隔の半分の８．
１ＭＨｚまで拡張され、デコーダにおける内挿補間の信
号処理に用い得るサンプル数が、信号処理をフレーム単
位で行なうことによって２倍に増大している。

【００６６】一方、垂直方向におけるサブサンプル・キ
ャリヤ位置の間隔は、垂直方向の信号処理が２フィール
ドずつのフレーム単位で行なわれるので、第１３図に示
した従来構成の場合に比して倍増し、垂直方向周波数範
囲の上限は、逆に、１１２５／８ＴＶ本に半減するの
で、結局、２次元空間周波数領域における伝送可能の周
波数範囲は第１５図に示すようになり、第１３図に示し
た従来構成の場合に比して２倍に増大する。

【００６７】なお、時間軸方向の解像度に関しては、２
フィールドずつのフレーム単位で信号処理が行われるた
めに、従来構成の場合に比して半減する。一般に、輝度
信号に対しては、フィールド周波数６０Ｈｚの画像信号
にフレーム単位の信号処理を施すと、時間軸方向の解像
度が半減し、１５Ｈｚ相当の解像度となり、動きの速い
動画像においては動きの滑かさが失なわれ、ジャダーが
発生する。しかしながら、色差信号に対しては、時間軸
方向の解像度低下に対する人間の視覚特性が劣化してい
るので、色差信号にフレーム単位の信号処理を施してそ
の時間軸方向の解像度を１５Ｈｚに低下させても、視覚
的にはカラー画質の劣化は認められないことになる。

【００６８】さらに、この発明においては、動きが比較
的小さい動画像領域の画像信号については、フィールド
間オフセット・サブサンプリングを施すとともに、フィ
ールド間信号処理を施して折返し歪発生防止のための帯
域制限および再生時の内挿補間を行なうことにより、静
止画像と動きの大きい動画像との中間の解像度を有する
再生動画像を得て、総合の再生画質を一層向上させるよ
うにしている。上述の場合におけるこの発明による広帯
域カラー画像信号送信装置および受信装置のエンコーダ
およびデコーダの構成例を第１６図（ａ）および（ｂ）
にそれぞれ示す。

【００６９】第１６図（ａ）に示すエンコーダにおいて
は、入力カラー画像信号の輝度信号成分をアナログ・デ
ィジタル（Ａ／Ｄ）変換器９１に導いてサンプル周波数
４８．６ＭＨｚでディジタル化したのちに帯域上限１
６．２ＭＨｚの水平方向低域通過フィルタ（ＬＰＦ）９
２を介してサンプリング周波数変換器９３に導き、サン
プル周波数を４８．６ＭＨｚから３２．４ＭＨｚに変換
し、その変換出力輝度信号を帯域上限１１２５／２ＴＶ
本の垂直方向低域通過フィルタ（ＬＰＦ）９４を介して
サブサンプラ９５に導き、サンプル周波数３２．４ＭＨ
ｚでフィールド間オフセット・サブサンプリングを施
し、さらに、帯域上限８．１ＭＨｚの水平方向低域通過
フィルタ（ＬＰＦ）９６を介してサブサンプラ９７に導
き、サンプル周波数１６．２ＭＨｚでフレーム間および
ライン間のオフセット・サブサンプリングを施し、ＭＵ
ＳＥ方式の五の目サンプリングパターンによるサブサン
プル伝送用信号を形成し、ディジタル・アナログ（Ｄ／
Ａ）変換器９８を介してアナログ伝送する。

【００７０】一方、第１６図（ｂ）に示すデコーダにお
いては、上述したサンプル周波数１６．２ＭＨｚのサブ
サンプル伝送用信号をアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）
変換器９９に導いて再度ディジタル化したのちにフィー
ルド間内挿回路１００に導き、フィールドメモリ１０１
とのフィールド毎の信号授受によりフィールド間内挿補
間を施し、オフセット・サブサンプリングにより欠落し
た位置のサンプル値を内挿補間したうえで、帯域上限
８．１ＭＨｚの水平方向低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１
０２を介してサブサンプラ１０３に導き、フィールド間
内挿補間を施したサンプル列のサンプル周波数１６．２
ＭＨｚを３２．４ＭＨｚに変換したのちに、帯域上限１
１２５／２ＴＶ本の垂直方向低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｆ）１０４に導いて垂直方向の内挿補間を施し、水平・
垂直両方向の内挿補間を施したサンプル列をサンプリン
グ周波数変換器１０５に導いてサンプル周波数３２．４
ＭＨｚを原サンプル周波数４８．６ＭＨｚに戻し、ベー
スバンド上限１６．２ＭＨｚの水平方向低域通過フィル
タ（ＬＰＦ）１０６およびディジタル・アナログ（Ｄ／
Ａ）変換器１０７を順次に介し、再生出力輝度信号とし
て取出す。

【００７１】一般に、動画像領域の画像信号について
は、フレーム間は勿論、フィールド間においても画像の
動きにより画像内容がずれて来るので、動画像信号のサ
ンプリングおよび再生時の内挿補間は、従来フィールド
内のラインオフセットのみによって行なわれていたが、
水平方向に比して元来動きが小さい垂直方向における画
像の動きが比較的小さい場合には、上述したように、輝
度信号に対してもフレーム間信号処理を施して従来の再
生動画像よりは遥かに解像度の優れた再生動画像を得る
ことができる。

【００７２】しかして、画像信号にフィールド内ライン
オフセット・サブサンプリングを施したときの水平・垂
直空間周波数領域におけるサブサンプル・キャリヤの位
置は第１７図に●印で示すようになるが、フィールド間
内挿補間を施すと、第１８図に×印で示す位置のサブサ
ンプル・キャリヤが消滅する。したがって、かかるサブ
サンプル・キャリヤが消滅した位置には他の情報を多重
して伝送することが可能となる。

【００７３】また、フィールド内ラインオフセット・サ
ブサンプルを施した画像信号の伝送サンプル列にフィー
ルド内内挿補間を施したときの空間周波数領域において
再生可能な周波数範囲は、前述したとおりに、第１９図
に示す三角形の範囲であるが、フィールド間内挿補間を
施したときに再生可能な周波数範囲は第２０図に示す長
方形の範囲となり、従来のフィールド内信号処理を施し
た場合の２倍に拡大される。

【００７４】さらに、従来のサブサンプル伝送において
基本とした２フレームで一巡するサンプル・パターンに
より伝送した画像信号においては、１５Ｈｚが基本周波
数となるが、フレーム毎にフィールド間信号処理を施し
た画像信号においては、３０Ｈｚが基本周波数となる。

【００７５】しかして、人間の視覚特性は１５Ｈｚの周
波数成分に対して敏感であるために、従来の２フレーム
で一巡するサンプル・パターンにより伝送した再生画像
信号では１５Ｈｚのフリッカが感じられる欠点があるの
に対し、フィールド間信号処理を施した場合にはかかる
フリッカが生じない点でも優れており、したがって、エ
ンコーダにおけるサブサンプリング方式の如何に抱わり
なく、デコーダにおいてフィールド間内挿補間を行なえ
ば、１５Ｈｚのフリッカの発生を抑えることができる。

【００７６】ここで、第１６図（ａ）に示したエンコー
ダにおける各段階のサンプル・パターンを第２１図
（ａ）〜（ｅ）に噸次に示しておく。なお、図中○印は
奇数フィールドのサンプル・パターンを示し、●印は偶
数フィールドのサンプル・パターンを示す。第２１図に
おいて、（ａ）は、ＭＵＳＥ方式の基本とするサンプル
周波数４８．６ＭＨｚのアナログ・ディジタル（Ａ／
Ｄ）変換器９１における原始サンプルパターンであり、
（ｂ）は、サンプリング周波数変換器９３においてサン
プル周波数を３２．４ＭＨｚに変換したサンプル・パタ
ーンであり、垂直方向に１１２５ＴＶ本、水平方向に３
２．４ＭＨｚの間隔で並んだ正方形格子状のサンプル・
パターンをなしている。

【００７７】また、第２１図（ｃ）は、サブサンプラ９
５においてサンプル周波数３２．４ＭＨｚでフィールド
間オフセット・サブサンプリングを行なったときのサン
プル・パターンであり、感覚的にはサンプル周波数１
６．２ＭＨｚのサンプル・パターンとも見られるが、サ
ンプル周波数３２．４ＭＨｚで１サンプルおきにサンプ
ル値を零としたサンプル・パターンと見做したものであ
る。

【００７８】さらに、第２１図（ｄ）は、サブサンプラ
９７においてフレーム間およびライン間のオフセット・
サブサンプリングを行なったときのＭＵＳＥ方式伝送信
号のサンプル・パターンであり、第２１図（ｅ）は、そ
の偶数フィールド分のみを示したものである。なお、２
フレームで一巡するＭＵＳＥ方式伝送信号においては、
フレーム交互に第２１図（ｄ）に示したサンプル・パタ
ーンが反転する。

【００７９】上述したように垂直方向の動きが小さい動
画像領域の画像信号に施すフィールド間信号処理を、静
止画領域の画像信号に施す２フレーム一巡の信号処理お
よび動きが大きいときの動画像領域の画像信号に施すフ
ィールド内信号処理と組合わせれば、サブサンプル伝送
方式における再生画質を総合的に著しく向上させること
ができる。

【００８０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、サブサンプル伝送するハイビジョン放送方
式、例えばＭＵＳＥ方式の動画像信号における垂直周波
数１１２５／２ＴＶ本乃至１１２５×３／２ＴＶ本の範
囲における水平高域信号成分が０ＭＨｚ、１１２５／２
ＴＶ本の近傍には折返ることがなくなり、折返し歪のな
い安定した再生動画像を得ることが可能となるので、そ
の結果、サブサンプル動画像に対する折返し歪の除去の
ために従来用いていた送信側のプリフィルタおよび受信
再生側の補間フィルタの通過帯域を従来より拡げても折
返し歪が目立たなくなり、再生動画像の解像度を著しく
向上させ得る、という格別の効果を挙げることができ
る。

【００８１】また、サブサンプリングに伴い再生画像に
生ずる折返し歪を軽減するための送信側における信号帯
域制限および受信再生側における内挿補間のフィールド
間信号処理を各組の奇偶フィールド間に施し、送受対応
してフレーム単位で完結させるので、各フィールドの再
生画像に３入力フィールドの画像情報が混入するおそれ
がなくなり、再生画質、特に、フレーム間で画像情報が
変化する動画像の再生画質が従来に比して格段に改善さ
れる。

【００８２】なお、フレームを単位とする信号処理は、
前述したように、静止画像についても一定以上の画質が
得られるので、動・静止の両画像に共通に単一のフィー
ルドオフセット・サブサンプル用信号処理系のみを用い
るようにすることも可能であり、その場合には、それだ
け装置を小規模にし得るのみならず、静止画処理系と動
画処理系との切換え制御に従来要していた画像の動きの
検出なども不要となるなど、幾多の顕著な効果を挙げる
ことができる。

【００８３】さらに、広帯域の高精細度カラー画像信号
をサブサンプル伝送する際に、動画像領域における色差
信号の伝送可能空間周波数帯域を従来の２倍に増大させ
て動画像領域の再生カラー画質を従来に比して著しく向
上させることができ、しかも、サブサンプル伝送におけ
るエンコーダおよびデコーダのいずれについても従来の
ものとの互換性を保持することができる。

【００８４】すなわち、この発明の広帯域カラー画像信
号サブサンプル伝送方式を使用すれば、ハイビジョン放
送における動画像領域の解像度が改善され、従来のこの
種の伝送方式と併用すればよりきめ細かなハイビジョン
信号の放送が可能となり、あるいは、従来の画質を保持
した状態で伝送系の構成を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のカラー画像信号サブサンプル伝送方式
によるエンコーダの概略構成を示すブロック線図であ
る。

【図２】 従来の画像信号サブサンプル伝送系の概略構
成を示すブロック線図である。

【図３】 同じくその従来の伝送系におけるラインオフ
セット・サブサンプラの入力画像信号のスペクトル分布
を示す線図である。

【図４】 同じくそのサブサンプラの出力画像信号のス
ペクトル分布を示す線図である。

【図５】 この発明による広帯域カラー画像信号送信装
置および受信装置の構成例を示すブロック線図である。

【図６】 同じくその送信装置および受信装置における
ラインオフセット・サブサンプラの入力画像信号のスペ
クトル分布を示す線図である。

【図７】 同じくそのサブサンプラの出力画像信号のス
ペクトル分布を示す線図である。

【図８】 従来の画像信号サブサンプル伝送方式におけ
る信号処理系の構成を示すブロック線図である。

【図９】 同じくその信号処理系における信号処理の態
様を示す線図である。

【図１０】 この発明による広帯域カラー画像信号送信
装置および受信装置における信号処理系の構成例を示す
ブロック線図である。

【図１１】 同じくその信号処理系における信号処理の
態様を示す線図である。

【図１２】 従来方式によるカラー画像信号サブサンプ
ル伝送系の構成を示すブロック線図である。

【図１３】 同じくそのサブサンプル伝送系における動
画像領域色差信号の伝送可能空間周波数帯域を示す特性
曲線図である。

【図１４】 この発明による広帯域カラー画像信号送信
装置および受信装置の構成例を示すブロック線図であ
る。

【図１５】 同じくそのサブサンプル伝送系における動
画像領域色差信号の伝送可能空間周波数帯域の例を示す
特性曲線図である。

【図１６】 この発明による広帯域カラー画像信号送信
装置および受信装置におけるエンコーダおよびデコーダ
の概略構成をそれぞれ示すブロック線図である。

【図１７】 フィールド内ラインオフセット・サブサン
プル伝送画像信号の空間周波数領域におけるサンプルキ
ャリヤの位置を示す線図である。

【図１８】 フィールド間オフセット・サブサンプル伝
送画像信号の空間周波数領域におけるサンプルキャリヤ
の位置を示す線図である。

【図１９】 フィールド内ラインオフセット・サブサン
プル伝送画像信号の空間周波数領域における伝送可能周
波数帯域を示す線図である。

【図２０】 フィールド間オフセット・サブサンプル伝
送画像信号の空間周波数領域における伝送可能周波数帯
域を示す線図である。

【図２１】 図１６に示したエンコーダおよびデコーダ
の各部におけるサンプリングパターンを順次に示す線図
である。

【符号の説明】

２１ 水平方向低域通過フィルタ（ＬＰＦ） ２２ サンプルレート変換器 ２３ フィールド内プリフィルタ ２４ ラインオフセット・サブサンプラ ２５ フィールド内補間フィルタ ２６ サンプルレート変換器 ２７ 水平方向低域通過フィルタ（ＬＰＦ） ２８ 減算器 ２９ フレーム内垂直方向フィルタ ３０ 加算器 ３１ 水平方向低域通過フィルタ（ＬＰＦ） ３２ 減算器 ３３ フレーム内垂直方向フィルタ ３４ 加算器 ４１ アナログ・ローパスフィルタ ４２ アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器 ４３ プリフィルタ ４４−１，４４−２ フィールドメモリ ４５ ディジタルフィルタ ４６ フィールドオフセット・サブサンプラ ４７ ポストフィルタ ４８−１，４８−２ フィールドメモリ ４９ ディジタルフィルタ ５０ ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器 ５１ アナログ・ローパスフィルタ ６１ アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器 ６２ マトリックス回路 ６３ 低域通過フィルタ（ＬＰＦ） ６４ サブサンプラ ６５ ＴＣＩ回路 ６９ ミクサ ７０ 多重回路 ７１ フレームオフセット・サブサンプラ ７２ ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器 ７３ アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器 ７６ ミクサ ７７ 逆ＴＣＩ回路 ７８ 逆マトリックス回路 ７９ ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器 ８１_R ，８１_B ，８２_R ，８２_B フィールドメモリ ８３_R ，８３_B 垂直方向フィルタ ８４ フレーム内内挿回路 ８５_R ，８５_B ，８６_R ，８６_B フィールドメモリ ８７_R ，８７_B 垂直方向フィルタ ８８ 内挿補間用フィルタ ９１ アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器 ９２ 水平方向低域通過フィルタ（ＬＰＦ） ９３ サンプリング周波数変換回路 ９４ 垂直方向低域通過フィルタ（ＬＰＦ） ９５ サブサンプリング回路 ９６ 水平方向低域通過フィルタ（ＬＰＦ） ９７ サブサンプリング回路 ９８ ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器 ９９ アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器 １００ フィールド間内挿回路 １０１ フィールドメモリ １０２ 水平方向低域通過フィルタ（ＬＰＦ） １０３ サブサンプリング回路 １０４ 垂直方向低域通過フィルタ １０５ サンプリング周波数変換回路 １０６ 水平方向低域通過フィルタ（ＬＰＦ） １０７ ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器

フロントページの続き (72)発明者 山口 孝一 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会 放送技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−86994（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 11/00 - 11/22 H04N 7/00 - 7/68

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原始サンプリングを施した広帯域カラー
   画像信号の少なくとも輝度信号成分に２フレームを周期
   として一巡するライン間乃至フレーム間のオフセット・
   サンプル・パターンによりオフセット・サブサンプリン
   グをそれぞれ施して帯域圧縮した前記広帯域カラー画像
   信号を伝送する広帯域カラー画像信号送信装置におい
   て、該装置は、 動画像の画像信号に対して、フィールド間のオフセット
   ・サブサンプリングを行うためのフィールド・オフセッ
   ト・サブサンプラと該フィールド・オフセット・サブサ
   ンプラの入力側に接続されたフィールド間プリフィルタ
   とを備え、 前記フィールド間プリフィルタは、縦続接続された２個
   のフィールドメモリと、該フィールドメモリの各入出力
   をフィールド周期で切替えて出力する切替器と、該切替
   器によって切替えられた前記フィールドメモリの入出力
   信号が入力され前記フィールド間のオフセット・サブサ
   ンプリングに伴って再構成画像に生ずる折り返し歪みを
   減少させる帯域制限フィルタとからなるフィールド間プ
   リフィルタであることを特徴とする広帯域カラー画像信
   号送信装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の広帯域カラー画像信号送
   信装置から伝送されてきた前記帯域圧縮した広帯域カラ
   ー画像信号を受信して帯域圧縮される以前の広帯域カラ
   ー画像信号を再構成する広帯域カラー画像信号受信装置
   において、該装置は、 動画像の画像信号に対して、フィールド間でサンプル値
   の内挿補間を施すフィールド間ポストフィルタであっ
   て、縦続接続された２個のフィールドメモリと、奇偶の
   フィールドよりなるフレーム単位で少なくとも輝度信号
   の帯域制限およびサンプル値の内挿補間の信号処理が完
   結するように前記フィールドメモリの各入出力を送受対
   応させてフィールド周期で切替えて出力する切替器と、
   該切替器によって切替えられた前記フィールドメモリの
   入出力信号が入力され前記フィールド間でサンプル値の
   内挿補間を施す補間フィルタからなるフィールド間ポス
   トフィルタを備えることを特徴とする広帯域カラー画像
   信号受信装置。