JP5395696B2 - 映像信号送信装置および伝送用映像信号生成プログラム、映像信号受信装置および伝送用映像信号変換プログラム、並びに、映像信号伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、映像信号の伝送技術に係る映像信号送信装置および伝送用映像信号生成プログラム、映像信号受信装置および伝送用映像信号変換プログラム、並びに、映像信号伝送システムに関する。

従来、テレビジョン映像信号を伝送する手法として、カメラで撮影した、あるいは、電子的に生成した三原色の色信号であるＲ（赤）信号、Ｇ（緑）信号およびＢ（青）信号から、輝度信号と色差信号とを生成し伝送する手法が用いられている（非特許文献１参照）。

ここで、図１２を参照して、従来の輝度信号と色差信号とにより映像信号を伝送する手法（従来手法１）について説明する。まず、図１２（ａ）に示すように、映像信号の送信装置１Ｂは、非線形変換手段（ガンマ補正手段）５０によって、線形信号であるＲＧＢ信号に対してガンマ補正（受信装置２Ｂのガンマ特性の逆特性）を行うことで、信号レベルの小さい領域については信号を伸長し、信号レベルの大きい領域については信号の圧縮を行う処理（非線形圧縮伸長処理）を行う。これによって、線形信号であるＲＧＢ信号が、非線形信号であるＲ^αＧ^αＢ^α信号に変換される。
そして、送信装置１Ｂは、マトリクス変換手段５１によって、ガンマ補正されたＲ^αＧ^αＢ^α信号に対して、以下の（１）式に示すマトリクス変換を行って、輝度信号Ｙ′と、色差信号Ｃｂ′，Ｃｒ′とを生成する。

ここで、ｒ，ｇ，ｂは輝度信号を生成するための係数で、例えば、ＨＤＴＶ信号規格であれば、ｒ＝０．２１２６、ｇ＝０．７１５２、ｂ＝０．０７２２である。
また、ｋｃｂ，ｋｃｒは、（Ｂ^α−Ｙ′）や（Ｒ^α−Ｙ′）が元の信号（Ｂ（Ｂ^α），Ｒ（Ｒ^α））の約２倍のダイナミックレンジを持つため、色差信号Ｃｂ′，Ｃｒ′をそのダイナミックレンジ内に収めるための係数である。

そして、送信装置１Ｂは、色差信号Ｃｂ′，Ｃｒ′に対して、帯域制限手段（ＬＰＦ；低域通過フィルタ）５２によって、低域周波数成分を抽出する帯域制限を行い、ダウンサンプル手段５３によって、画素を水平方向、あるいは、水平垂直方向に１画素置きにダウンサンプルすることで、色差信号Ｃｂ′_ＬＤ，Ｃｒ′_ＬＤに変換する。
これによって、送信装置１Ｂは、４：２：２形式、４：２：０形式等の信号（Ｙ′，Ｃｂ′_ＬＤ，Ｃｒ′_ＬＤ）を生成する。
このように生成された輝度信号Ｙ′と色差信号Ｃｂ′_ＬＤ，Ｃｒ′_ＬＤとが受信側に送信される。

一方、図１２（ｂ）に示すように、映像信号の受信装置２Ｂは、受信した映像信号のうち、色差信号Ｃｂ′_ＬＤ，Ｃｒ′_ＬＤについては、アップサンプル手段６０によって、アップサンプリングを行うことで、サンプル数および画素構造を輝度信号Ｙ′と同じサンプル数および画素構造に戻す。
そして、受信装置２Ｂは、逆マトリクス変換手段６１によって、前記（１）式の逆変換（逆マトリクス変換）を行うことで、Ｒ^αＧ^αＢ^α信号を生成する。
そして、受信装置２Ｂは、線形変換手段６２によって、Ｒ^αＧ^αＢ^α信号に、送信装置１Ｂの非線形変換手段５０におけるガンマ補正の逆特性を与えることで、ＲＧＢ信号を生成する。なお、この線形変換手段６２は、表示装置がＣＲＴ等のガンマ特性を有する表示装置であれば、当該表示装置に相当し、Ｒ^αＧ^αＢ^α信号が、表示装置のガンマ特性を経た光として再生される。

しかし、この手法では、マトリクス変換手段５１において、ガンマ補正を行った非線形なＲＧＢ信号（Ｒ^αＧ^αＢ^α信号）から、輝度信号と色差信号とを生成し、さらに、帯域制限手段５２によって、色差信号を帯域制限している。そのため、受信装置２Ｂでは、輝度信号、色差信号からＲＧＢ信号を復元した際に、輝度情報を正しく再現できないという問題がある。これは、輝度を復元するための情報は、伝送用の輝度信号だけで伝送され、色信号に影響されないことが重要であるという定輝度原理を満足しないためである（非特許文献１参照）。
さらに、この手法では、色差信号への帯域制限が、非線形信号に対する帯域制限であるため、非線形信号に含まれる情報（高調波成分）の一部が帯域制限によって失われてしまい、色情報が正しく再現できないという問題もある。

この問題を解決するには、輝度信号を線形なＲＧＢ信号から生成するとともに、非線形信号に対して帯域制限を行うのではなく、線形信号に対して帯域制限を行えばよい。このような手法として、ＨＤＴＶ（High Definition TeleVision）のアナログ伝送方式（ＭＵＳＥ方式）が採用した方式が存在する。

ここで、図１３を参照して、従来の輝度信号と色差信号とにより映像信号を伝送する他の手法（従来手法２）であるＭＵＳＥ方式の伝送手法について説明する。
図１３（ａ）に示すように、ＭＵＳＥ方式の送信装置１Ｃは、図１２（ａ）で説明した送信装置１Ｂに対して、非線形変換手段５０を、マトリクス変換手段５１、帯域制限手段５２やダウンサンプル手段５３の後段に設けている。

また、図１３（ｂ）に示すように、ＭＵＳＥ方式の受信装置２Ｃは、図１２（ｂ）で説明した受信装置２Ｂに対して、線形変換手段６２を逆マトリクス変換手段６１よりも前段に配置し、受信した輝度信号、色差信号を最初に線形信号に変換する構成としている。
すなわち、送信装置１Ｃでは、線形信号であるＲ，Ｂ信号と、線形信号である輝度信号Ｙの差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに対して帯域制限を行った後、ガンマ補正を行い伝送用の映像信号を生成している。
このようにＭＵＳＥ方式の伝送手法では、定輝度原理を満足する定輝度伝送が可能になる。

日下秀夫 監修，「カラー画像工学」，映像情報メディア学会，オーム社，１９９７年４月２５日，ｐｐ．１２６−１２９ ITU-R BT.709：Parameter values for the HDTV standards for production and international programme exchange

前記したように、従来手法１は、定輝度原理を満足しないため、受信側において、輝度情報や色情報を正しく再現できないという問題がある。
一方、前記した従来手法２は、従来手法１に比べて、輝度情報や色情報を正しく再現することが可能である。しかし、従来手法２は、差信号Ｒ−Ｙ（図１１中、Ｃｒ等）、差信号Ｂ−Ｙ（図１１中、Ｃｂ等）に対して、非線形変換を行うため、振幅の大きな信号（差信号が大きい＝高彩度部）において、振幅を圧縮する変換が行われることになる。
そのため、従来手法２は、高彩度部において、ＳＮ比（signal-to-noise ratio；信号対雑音比）が、低下するという問題がある。

なお、従来のＭＵＳＥ方式では、色差信号の非線形特性を輝度信号よりも緩やかな特性とするとともに、振幅を２倍にすることで、高彩度部のＳＮ比の低下を抑制していた。しかし、アナログ映像信号において振幅を２倍にするということは、デジタル映像信号においてはビット数を増やす必要があり、映像信号のデータ量が増えてしまうという問題がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、定輝度原理を満足する定輝度伝送を行いつつ、非線形変換（ガンマ補正）の圧縮伸長に起因するＳＮ比の低下を抑制することが可能な映像信号送信装置および伝送用映像信号生成プログラム、映像信号受信装置および伝送用映像信号変換プログラム、並びに、映像信号伝送システムを提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載の映像信号送信装置は、入力された三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成して送信する映像信号送信装置において、輝度信号生成手段と、帯域制限手段と、ダウンサンプル手段と、非線形変換手段と、色差信号生成手段と、を備える構成とした。

かかる構成において、映像信号送信装置は、輝度信号生成手段によって、線形信号である三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である線形輝度信号を生成する。このように、線形な色信号から輝度信号を生成することで、非線形な色信号から輝度信号を生成する場合に比べて、より正確な輝度信号を生成することができる。
そして、映像信号送信装置は、帯域制限手段によって、第１ないし第３色信号から低域周波数成分の信号を抽出し、ダウンサンプル手段によって、抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルする。なお、帯域制限手段やダウンサンプル手段は、４：２：２形式や４：２：０形式等で予め定められた周波数やサンプル比に応じて帯域制限やダウンサンプルを行えばよい。

そして、映像信号送信装置は、非線形変換手段によって、ダウンサンプル手段でダウンサンプルした各信号と、輝度信号生成手段で生成した輝度信号とを、非線形変換により非線形信号に変換する。この輝度信号を非線形信号に変換した非線形輝度信号が、伝送用の映像信号の一部となる。

そして、映像信号送信装置は、色差信号生成手段によって、非線形変換手段で変換した第１色信号に対応する低域非線形第１色信号と、第２色信号に対応する低域非線形第２色信号と、第３色信号に対応する低域非線形第３色信号との３つの色信号から、予め定めた２種類の混合比率で混合することで、２つの色差信号を生成する。このように、映像信号送信装置は、非線形信号に変換した後の信号から色差信号を生成する。この２つの色差信号が、伝送用の映像信号の一部となる。

なお、４：２：２形式や４：２：０形式といった色差信号を帯域制限した信号は、高域周波数成分については輝度情報のみを伝送することと等価であり、ディスプレイで再生される映像信号は、ＲＧＢ信号のそれぞれの低域周波数成分と、輝度信号の高域周波数成分である。

すなわち、本発明に係る映像信号送信装置は、色差信号によって、ＲＧＢ信号のそれぞれの低域周波数成分が伝送され、輝度情報の高域周波数成分は、輝度信号に含まれる高域周波数成分によって伝送されることになり、４：２：２形式等の信号形式の条件を満足するものである。

また、請求項２に記載の伝送用映像信号生成プログラムは、入力された三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成するために、コンピュータを、輝度信号生成手段、帯域制限手段、ダウンサンプル手段、非線形変換手段、色差信号生成手段、として機能させる構成とした。

かかる構成において、伝送用映像信号生成プログラムは、輝度信号生成手段によって、線形信号である三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である線形輝度信号を生成する。
そして、伝送用映像信号生成プログラムは、帯域制限手段によって、第１ないし第３色信号から低域周波数成分の信号を抽出し、ダウンサンプル手段によって、抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルする。

そして、伝送用映像信号生成プログラムは、非線形変換手段によって、ダウンサンプル手段でダウンサンプルした各信号と、輝度信号生成手段で生成した輝度信号とを、非線形変換により非線形信号に変換する。
そして、伝送用映像信号生成プログラムは、色差信号生成手段によって、非線形変換手段で変換した第１色信号に対応する低域非線形第１色信号と、第２色信号に対応する低域非線形第２色信号と、第３色信号に対応する低域非線形第３色信号との３つの色信号から、予め定めた２種類の混合比率で混合することで、２つの色差信号を生成する。

さらに、請求項３に記載の映像信号受信装置は、三原色の色信号である第１ないし第３色信号から生成した輝度信号を非線形変換した非線形輝度信号と、前記第１ないし第３色信号から、または、前記第１ないし第２色信号および前記輝度信号から低域周波数成分を抽出しダウンサンプルした後に非線形変換した信号から生成した色差信号とを伝送用の映像信号として受信して、色信号に変換する映像信号受信装置であって、線形変換手段と、帯域制限手段と、ダウンサンプル手段と、非線形変換手段と、色信号生成手段と、第２の線形変換手段と、アップサンプル手段と、高域信号生成手段と、高域信号加算手段と、を備える構成とした。

かかる構成において、映像信号受信装置は、線形変換手段によって、送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、非線形輝度信号を線形輝度信号に変換する。なお、非線形輝度信号は、送信側において、線形信号である色信号から生成した輝度信号に非線形変換を行ったものであるため、この非線形変換の逆特性を与えることで、輝度信号が正確に再現される。

そして、映像信号受信装置は、帯域制限手段によって、線形輝度信号から低域周波数成分を抽出し、ダウンサンプル手段によって、予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルする。これによって、輝度信号の低域周波数成分がダウンサンプリングされた信号（低域線形輝度信号）が生成される。

さらに、映像信号受信装置は、非線形変換手段によって、低域線形輝度信号を非線形信号（低域非線形輝度信号）に変換する。
そして、映像信号受信装置は、色信号生成手段によって、低域非線形輝度信号と、２つの色差信号とから、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを生成する。

さらに、映像信号受信装置は、第２の線形変換手段によって、送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを、線形信号である低域線形第１色信号と低域線形第２色信号と低域線形第３色信号とに変換する。

そして、映像信号受信装置は、アップサンプル手段によって、低域線形第１色信号、低域線形第２色信号および低域線形第３色信号を、線形輝度信号と同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルする。

そして、映像信号受信装置は、高域信号生成手段によって、線形輝度信号から、当該線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する。
そして、映像信号受信装置は、高域信号加算手段によって、低域線形第１色信号、低域線形第２色信号および低域線形第３色信号に高域輝度信号を加算する。これによって、映像信号受信装置は、色信号を再生することができる。

また、請求項４に記載の映像信号受信装置は、請求項３に記載の映像信号受信装置において、前記高域信号生成手段が、減算手段を備える構成とした。

かかる構成において、映像信号受信手段は、高域信号生成手段の減算手段によって、線形輝度信号から、帯域制限手段で抽出した低域周波数成分の信号を減算する。これによって、輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を抽出することができる。

また、請求項５に記載の映像信号受信装置は、請求項３に記載の映像信号受信装置において、前記高域信号生成手段が、輝度信号生成手段と、アップサンプル手段と、減算手段と、を備える構成とした。

かかる構成において、映像信号受信手段は、高域信号生成手段の輝度信号生成手段によって、低域線形第１色信号、低域線形第２色信号および低域線形第３色信号から、低域線形輝度信号を生成する。そして、映像信号受信手段は、高域信号生成手段のアップサンプル手段によって、輝度信号生成手段で生成した低域線形輝度信号を、線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルする。
そして、映像信号受信手段は、高域信号生成手段の減算手段によって、線形輝度信号から、アップサンプル手段でアップサンプルした低域線形輝度信号を減算する。これによって、輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を抽出することができる。

また、請求項６に記載の伝送用映像信号変換プログラムは、三原色の色信号である第１ないし第３色信号から生成した輝度信号を非線形変換した非線形輝度信号と、前記第１ないし第３色信号から、または、前記第１ないし第２色信号および前記輝度信号から低域周波数成分を抽出しダウンサンプルした後に非線形変換した信号から生成した色差信号とを伝送用の映像信号として受信して、色信号に変換するために、コンピュータを、線形変換手段、帯域制限手段、ダウンサンプル手段、非線形変換手段、色信号生成手段、第２の線形変換手段、アップサンプル手段、高域信号生成手段、高域信号加算手段、として機能させる構成とした。

かかる構成において、伝送用映像信号変換プログラムは、線形変換手段によって、送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、非線形輝度信号を線形輝度信号に変換する。
そして、伝送用映像信号変換プログラムは、帯域制限手段によって、線形輝度信号から低域周波数成分を抽出し、ダウンサンプル手段によって、予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルする。これによって、輝度信号の低域周波数成分がダウンサンプリングされた信号（低域線形輝度信号）が生成される。

さらに、伝送用映像信号変換プログラムは、非線形変換手段によって、低域線形輝度信号を非線形信号（低域非線形輝度信号）に変換する。
そして、伝送用映像信号変換プログラムは、色信号生成手段によって、低域非線形輝度信号と２つの色差信号とから、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを生成する。

さらに、伝送用映像信号変換プログラムは、第２の線形変換手段によって、送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを、線形信号である低域線形第１色信号と低域線形第２色信号と低域線形第３色信号とに変換する。

そして、伝送用映像信号変換プログラムは、アップサンプル手段によって、低域線形第１色信号、低域線形第２色信号および低域線形第３色信号を、線形輝度信号と同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルする。
そして、伝送用映像信号変換プログラムは、高域信号生成手段によって、線形輝度信号から、線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する。

そして、伝送用映像信号変換プログラムは、高域信号加算手段によって、低域線形第１色信号、低域線形第２色信号および低域線形第３色信号に高域輝度信号を加算する。これによって、映像信号受信装置は、色信号を再生することができる。

また、請求項７に記載の映像信号伝送システムは、三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成して送信する映像信号送信装置と、前記映像信号を受信して、当該映像信号を前記色信号に変換する映像信号受信装置とからなる映像信号伝送システムであって、前記映像信号送信装置は、輝度信号生成手段と、帯域制限手段と、ダウンサンプル手段と、非線形変換手段と、色差信号生成手段と、を備え、前記映像信号受信装置は、線形変換手段と、第２の帯域制限手段と、第２のダウンサンプル手段と、第２の非線形変換手段と、色信号生成手段と、第２の線形変換手段と、アップサンプル手段と、高域信号生成手段と、高域信号加算手段と、を備える構成とした。

かかる構成において、映像信号伝送システムは、映像信号の送信側の映像信号送信装置が、輝度信号生成手段によって、線形信号である三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である線形輝度信号を生成する。
そして、映像信号送信装置は、帯域制限手段によって、第１ないし第３色信号から低域周波数成分の信号を抽出し、ダウンサンプル手段によって、抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルする。

そして、映像信号送信装置は、非線形変換手段によって、ダウンサンプル手段でダウンサンプルした各信号と、輝度信号生成手段で生成した輝度信号とを、非線形変換により非線形信号に変換する。この輝度信号を非線形信号に変換した非線形輝度信号が、伝送用の映像信号の一部となる。

そして、映像信号送信装置は、色差信号生成手段によって、低域周波数成分である低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号との３つの色信号から、予め定めた２種類の混合比率で混合することで、２つの色差信号を生成する。この２つの色差信号が、伝送用の映像信号の一部となる。

そして、映像信号の受信側の映像信号受信装置は、線形変換手段によって、送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、非線形輝度信号を線形輝度信号に変換する。
そして、映像信号受信装置は、第２の帯域制限手段によって、線形輝度信号から低域周波数成分を抽出し、第２のダウンサンプル手段によって、予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルする。これによって、輝度信号の低域周波数成分がダウンサンプリングされた信号（低域線形輝度信号）が生成される。

さらに、映像信号受信装置は、第２の非線形変換手段によって、低域線形輝度信号を非線形信号（低域非線形輝度信号）に変換する。
そして、映像信号受信装置は、色信号生成手段によって、低域非線形輝度信号と、２つの色差信号とから、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを生成する。

さらに、映像信号受信装置は、第２の線形変換手段によって、送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを、線形信号である低域線形第１色信号と低域線形第２色信号と低域線形第３色信号とに変換する。

そして、映像信号受信装置は、アップサンプル手段によって、低域線形第１色信号、低域線形第２色信号および低域線形第３色信号を、線形輝度信号と同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルする。

そして、映像信号受信装置は、高域信号生成手段によって、線形輝度信号から、当該線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する。

そして、映像信号受信装置は、高域信号加算手段によって、低域線形第１色信号、低域線形第２色信号および低域線形第３色信号に高域輝度信号を加算する。これによって、映像信号受信装置は、色信号を再生することができる。

また、請求項８に記載の映像信号伝送システムは、請求項７に記載の映像信号伝送システムにおいて、前記高域信号生成手段が、減算手段を備える構成とした。

かかる構成において、映像信号伝送システムは、高域信号生成手段の減算手段によって、線形輝度信号から、第２の帯域制限手段で抽出した低域周波数成分の信号を減算する。これによって、輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を抽出することができる。

また、請求項９に記載の映像信号伝送システムは、請求項７に記載の映像信号伝送システムにおいて、前記高域信号生成手段が、第２の輝度信号生成手段と、第２のアップサンプル手段と、減算手段と、を備える構成とした。

かかる構成において、映像信号伝送システムは、高域信号生成手段の第２の輝度信号生成手段によって、低域線形第１色信号、低域線形第２色信号および低域線形第３色信号から、低域線形輝度信号を生成する。そして、映像信号伝送システムは、高域信号生成手段の第２のアップサンプル手段によって、輝度信号生成手段で生成した低域線形輝度信号を、線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルする。
そして、映像信号伝送システムは、高域信号生成手段の減算手段によって、線形輝度信号から、アップサンプル手段でアップサンプルした低域線形輝度信号を減算する。これによって、輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を抽出することができる。

本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
請求項１〜９に記載の発明によれば、線形な色信号から輝度信号を生成するため、より正確な輝度信号を生成することができ、輝度を復元するための情報を、伝送用の輝度信号によって正しく伝送することができる。これによって、請求項１〜９に記載の発明は、定輝度原理を満足した輝度の伝送が可能になり、受信側において正しく輝度の情報を再現することが可能になる。

また、請求項１〜９に記載の発明によれば、線形な色信号を帯域制限およびダウンサンプルした後に非線形信号に変換するため、非線形信号に含まれる情報が帯域制限によって失われることがない。これによって、請求項１〜９に記載の発明は、色の情報を低歪みで再現することが可能になる。

さらに、請求項１〜９に記載の発明によれば、非線形信号に変換した後の輝度信号や色信号から色差信号を生成するため、従来のように、色差信号に非線形変換を行うことで色差信号の振幅の大きな信号（高彩度部）が圧縮されることがない。これによって、請求項１〜９に記載の発明は、映像信号のビット数を増加させずに低歪みで映像信号を伝送することができる。

本発明の実施形態に係る映像信号伝送システムの構成を示すシステム構成図である。 本発明の第１実施形態に係る映像信号送信装置の構成を示すブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る映像信号受信装置の構成を示すブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る映像信号受信装置の変形例の構成を示すブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る映像信号送信装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る映像信号受信装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る映像信号送信装置の構成を示すブロック構成図である。 本発明の第２実施形態に係る映像信号受信装置の構成を示すブロック構成図である。 本発明の第２実施形態に係る映像信号受信装置の変形例の構成を示すブロック構成図である。 本発明の第２実施形態に係る映像信号送信装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る映像信号受信装置の動作を示すフローチャートである。 従来の映像信号を伝送する手法（従来手法１）を説明するための図であって、（ａ）は送信装置、（ｂ）は受信装置の構成を示すブロック構成図である。 従来の映像信号を伝送する手法（従来手法２）を説明するための図であって、（ａ）は送信装置、（ｂ）は受信装置の構成を示すブロック構成図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［映像信号伝送システムの構成］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る映像信号伝送システムの構成について説明する。

映像信号伝送システムＳ（Ｓ_Ｂ）は、デジタル映像信号（以下、単に映像信号という）を、輝度信号と２つの色差信号とで扱うＹＣＣコンポーネント方式の伝送システムである。
この映像信号伝送システムＳ（Ｓ_Ｂ）は、図１に示すように、伝送路Ｎを介して映像信号を伝送する。ここでは、映像信号伝送システムＳ（Ｓ_Ｂ）は、映像信号を送信する側に映像信号送信装置１（１Ｂ）を備え、伝送路Ｎを介して映像信号を受信する側に映像信号受信装置２（２Ｂ）を備えている。

映像信号送信装置１（１Ｂ）は、三原色の色信号であるＲ（赤）信号、Ｇ（緑）信号およびＢ（青）信号から伝送用の映像信号を生成して送信するものである。
この映像信号送信装置１（１Ｂ）は、カメラＣから入力したＲＧＢ信号から、輝度信号と色差信号とを生成し、ケーブル、通信回線等の伝送路Ｎを介して、映像信号受信装置２に送信する。また、ここでは、映像信号送信装置１（１Ｂ）は、ＲＧＢ信号をカメラＣから入力しているが、映像信号を電子的に生成する装置、例えば、ＣＧ装置等から入力する構成であっても構わない。

映像信号受信装置２（２Ｂ）は、輝度信号と色差信号とを受信し、当該信号からＲＧＢ信号を生成し出力するものである。
この映像信号受信装置２（２Ｂ）は、伝送路Ｎを介して、映像信号送信装置１（１Ｂ）から、輝度信号と色差信号とを受信し、ＲＧＢ信号として表示装置Ｄに出力する。なお、表示装置Ｄは、映像信号受信装置２（２Ｂ）の内部に備える構成であっても構わない。

また、映像信号受信装置２（２Ｂ）が出力したＲＧＢ信号を、各種の映像信号処理装置で処理した後、再び映像信号伝送システムで伝送してもよい。
以下、本発明の第１実施形態に係る映像信号送信装置１および映像信号受信装置２の構成および動作と、本発明の第２実施形態に係る映像信号送信装置１Ｂおよび映像信号受信装置２Ｂの構成および動作とについて順次説明する。

〔第１実施形態：映像信号送信装置の構成〕
最初に、図２を参照（適宜図１参照）して、本発明の第１実施形態に係る映像信号送信装置１の構成について説明を行う。ここでは、映像信号送信装置１は、輝度信号生成手段１０と、帯域制限手段１１と、ダウンサンプル手段１２と、非線形変換手段１３Ａ，１３Ｂと、色差信号生成手段１４と、を備えている。なお、映像信号送信装置１は、ＲＧＢ信号を入力する入力手段や、輝度信号と色差信号とを、伝送路Ｎを介して、映像信号受信装置２に出力する出力手段も備えるが、ここでは図示を省略する。また、各手段の処理遅延を補正するための遅延手段（遅延回路）についても、ここでは図示を省略する。

また、この映像信号送信装置１に入力されるＲＧＢ信号は、その信号レベルと光強度とが線形な関係を有する線形信号とする。なお、ＲＧＢ信号がガンマ補正された非線形信号である場合は、入力したＲＧＢ信号に逆ガンマ特性により線形信号に変換する線形変換手段（図示せず）をさらに備えることとする。

輝度信号生成手段１０は、入力手段（不図示）を介して入力した線形信号であるＲＧＢ信号を予め定めた混合比率で混合することで輝度信号を生成するものである。この輝度信号生成手段１０は、以下の（２）式に示す混合式によって、輝度信号Ｙを生成する。

ここで、ｒ，ｇ，ｂは輝度信号を生成するための係数である。この係数は、ＲＧＢ信号から輝度信号を生成する一般的な規格に準拠すればよく、例えば、ＨＤＴＶ信号規格であれば、ｒ＝０．２１２６、ｇ＝０．７１５２、ｂ＝０．０７２２である。あるいは、厳密に輝度を表すことにはならないが、これらを簡略化して、ｒ＝０．２、ｇ＝０．７、ｂ＝０．１等としてもよい。
この輝度信号生成手段１０は、生成した輝度信号Ｙを、非線形変換手段１３Ａに出力する。

帯域制限手段１１は、入力手段（不図示）を介して入力したＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号とから、それぞれ予め定めた低域周波数成分の信号（Ｒ_Ｌ，Ｇ_Ｌ，Ｂ_Ｌ）を抽出するものである。この帯域制限手段１１は、一般的な低域通過フィルタによって構成することができる。

また、この低域周波数成分は、後記するダウンサンプル手段１２におけるダウンサンプルの度合いに応じて予め定まるもので、例えば、ダウンサンプルを１／２にする場合であれば、周波数成分の低域周波数側の半分の成分とする。

すなわち、例えば、映像信号の伝送形式を４：２：２形式とする場合、帯域制限手段１１は、水平の１次元フィルタで構成することができ、水平方向の周波数成分のうち低域周波数側の半分の帯域の信号のみを通過させるものとする。また、例えば、映像信号の伝送形式を４：２：０形式とする場合、帯域制限手段１１は、水平垂直の２次元フィルタで構成することができ、水平方向および垂直方向の周波数成分のうちそれぞれ低域周波数側の半分の帯域の信号のみを通過させるものとする。
この帯域制限手段１１は、抽出した各信号（Ｒ_Ｌ，Ｇ_Ｌ，Ｂ_Ｌ）を、ダウンサンプル手段１２に出力する。

ダウンサンプル手段１２は、帯域制限手段１１で抽出した各信号（Ｒ_Ｌ，Ｇ_Ｌ，Ｂ_Ｌ）を予め定めたサンプリング間隔（ダウンサンプル比）でダウンサンプルするものである。
このサンプリング間隔は、映像信号の伝送形式に応じて予め定められている間隔である。例えば、映像信号の伝送形式を４：２：２形式とする場合、ダウンサンプル手段１２は、画素を水平方向に１画素置きにダウンサンプルする。また、例えば、映像信号の伝送形式を４：２：０形式とする場合、ダウンサンプル手段１２は、画素を水平方向、垂直方向ともに１画素置きにダウンサンプルする。

なお、帯域制限手段１１におけるフィルタ特性と、ダウンサンプル手段１２におけるダウンサンプル比とを変えることで、４：２：２形式や４：２：０形式以外の形式、例えば、３：１：１形式等所望のサンプル数比とすることが可能である。
このダウンサンプル手段１２は、ダウンサンプルした各信号（Ｒ_ＬＤ，Ｇ_ＬＤ，Ｂ_ＬＤ）を、非線形変換手段１３Ｂに出力する。

非線形変換手段１３Ａ，１３Ｂは、入力した線形信号を非線形信号に変換するものである。ここで、非線形変換手段１３Ａは、輝度信号生成手段１０で生成した線形信号である輝度信号Ｙを、非線形信号に変換する。また、非線形変換手段１３Ｂは、ダウンサンプル手段１２でダウンサンプルした線形信号である各信号（Ｒ_ＬＤ，Ｇ_ＬＤ，Ｂ_ＬＤ）を、非線形信号に変換する。
この非線形変換は、信号レベルの小さい領域については信号を伸長し、信号レベルの大きい領域については信号の圧縮を行う処理（非線形圧縮伸長処理）である。一般的に、非線形変換は、以下の（３）式や（４）式で表すことができる。

ここで、Ｅは非線形変換前の線形信号、Ｅ′は非線形変換後の非線形信号、α，ａ，ｂ，ｃ，ｄは係数を表している。なお、Ｅが小さい領域については、Ｅ′＝ｅＥ（ｅは係数）で表される線形特性を与える場合もある。
例えば、ＨＤＴＶ信号規格では、線形信号Ｅから非線形信号Ｅ′への変換式は、以下の（５）式に示すように規定されている。

非線形変換手段１３Ａ，１３Ｂは、この（５）式を用いて非線形変換を行うこととしてもよい。なお、ここでは、前記（３）式を簡略化し、ａ＝１，ｂ＝０，ｃ＝０とすることで、Ｅ^α（αのべき乗表記）を、非線形変換手段１３Ａ，１３Ｂにおける非線形変換後の非線形信号の表記とする。

すなわち、非線形変換手段１３Ａは、輝度信号生成手段１０で生成した輝度信号Ｙを非線形変換することで、非線形輝度信号Ｙ^αに変換する。
また、非線形変換手段１３Ｂは、ダウンサンプル手段１２でダウンサンプルした信号Ｒ_ＬＤを非線形変換することで、低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αに変換し、信号Ｇ_ＬＤを低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αに変換し、信号Ｂ_ＬＤを低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αに変換する。

この非線形変換手段１３Ｂは、変換した低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^α、低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αおよび低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αを、色差信号生成手段１４に出力する。
また、非線形変換手段１３Ａで変換した非線形輝度信号Ｙ^αは、外部に出力する伝送用の映像信号の一部となる。

色差信号生成手段１４は、非線形変換手段１３Ｂで変換した低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^α、低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αおよび低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αから、色差信号を生成するものである。この色差信号生成手段１４は、各色信号Ｒ_ＬＤ ^α，Ｇ_ＬＤ ^α，Ｂ_ＬＤ ^αから、以下の（６）式に示す混合式によって、色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^αと色差信号Ｃｒ_ＬＤ ^αとを生成する。

ここで、ｒ_Ｃｂ，ｇ_Ｃｂ，ｂ_Ｃｂ、ｒ_Ｃｒ，ｇ_Ｃｒ，ｂ_Ｃｒは、色差信号を生成するための係数で、例えば、ＨＤＴＶ信号規格であれば、ｒ_Ｃｂ＝−０．２１２６／１．８５５６、ｇ_Ｃｂ＝−０．７１５２／１．８５５６、ｂ_Ｃｂ＝０．５、ｒ_Ｃｒ＝０．５、ｇ_Ｃｒ＝−０．７１５２／１．５７４８、ｂ_Ｃｒ＝−０．０７２２／１．５７４８である。

この色差信号生成手段１４で生成した色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αは、外部に出力する伝送用の映像信号の一部となる。
このように、非線形変換手段１３Ａで変換した非線形輝度信号Ｙ^αと、色差信号生成手段１４で生成した色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αは、図示を省略した出力手段を介して、映像信号受信装置２に送信される。

以上、本発明の第１実施形態に係る映像信号送信装置１の構成について説明したが、本発明は、本実施形態の形式に限定されるものではない。前記した各手段は、回路を用いたハードウェア構成で実現することもできるし、ソフトウェアにより実現することもできる。この映像信号送信装置１をソフトウェアで実現する場合、図示を省略したＣＰＵやメモリを搭載した一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させる伝送用映像信号生成プログラムによって動作させることができる。

〔第１実施形態：映像信号受信装置の構成〕
次に、図３を参照（適宜図１参照）して、本発明の第１実施形態に係る映像信号受信装置２の構成について説明を行う。ここでは、映像信号受信装置２は、線形変換手段２０と、帯域制限手段２１と、ダウンサンプル手段２２と、非線形変換手段２３と、色信号生成手段２４と、線形変換手段２５と、アップサンプル手段２６と、高域信号生成手段２７と、高域信号加算手段２８と、を備えている。なお、映像信号受信装置２は、伝送路Ｎを介して、輝度信号と色差信号とを入力する入力手段や、ＲＧＢ信号を出力する出力手段も備えるが、ここでは図示を省略する。また、各手段の処理遅延を補正するための遅延手段（遅延回路）についても、ここでは図示を省略する。

線形変換手段２０は、映像信号送信装置１から送信され、入力手段（不図示）を介して入力した輝度信号（非線形輝度信号Ｙ^α）を、映像信号送信装置１において行う非線形変換の逆特性を与えることにより、線形な輝度信号（線形輝度信号Ｙ）に変換するものである。なお、この非線形輝度信号Ｙ^αは、映像信号送信装置１において、前記（２）式によって、線形信号であるＲＧＢ信号から生成された後、非線形変換されたものであるため、線形変換手段２０において、その非線形変換の逆特性による変換を行うことで、（線形）輝度信号Ｙが正しく再現されることになる。
この線形変換手段２０は、変換した線形輝度信号Ｙを、帯域制限手段２１と高域信号生成手段２７とに出力する。

帯域制限手段２１は、線形変換手段２０で変換した線形輝度信号Ｙから、予め定めた低域周波数成分（Ｙ_Ｌ）を抽出するものである。なお、この帯域制限手段２１が抽出する低域周波数成分は、後記するダウンサンプル手段２２におけるダウンサンプルの度合いに応じて予め定まるものである。この帯域制限手段２１は、入力する信号の数が異なるだけで、映像信号送信装置１の帯域制限手段１１（図２参照）と同様の機能を有するものである。よって、ここでは、機能の詳細な説明について省略する。
この帯域制限手段２１は、抽出した信号（Ｙ_Ｌ）を、ダウンサンプル手段２２に出力する。

ダウンサンプル手段２２は、帯域制限手段２１で抽出した信号（Ｙ_Ｌ）を予め定めたサンプリング間隔（ダウンサンプル比）でダウンサンプルするものである。このサンプリング間隔は、映像信号の伝送形式に応じて予め定められている間隔である。例えば、映像信号送信装置１から送信される映像信号の伝送形式を４：２：２形式とする場合、ダウンサンプル手段２２は、画素を水平方向に１画素置きにダウンサンプルする。また、例えば、映像信号送信装置１から送信される映像信号の伝送形式を４：２：０形式とする場合、ダウンサンプル手段２２は、画素を水平方向、垂直方向ともに１画素置きにダウンサンプルする。

すなわち、ダウンサンプル手段２２は、映像信号送信装置１のダウンサンプル手段１２（図２参照）と同様のダウンサンプルを行う。
このダウンサンプル手段２２は、ダウンサンプルした線形信号である信号（Ｙ_ＬＤ）を、非線形変換手段２３に出力する。

非線形変換手段２３は、ダウンサンプル手段２２でダウンサンプルした線形信号である信号（Ｙ_ＬＤ）を、非線形変換により非線形信号に変換するものである。なお、この非線形変換は、映像信号送信装置１の非線形変換手段１３（図２参照）が行う非線形変換と同一の変換である。
この非線形変換手段２３は、変換した輝度信号（低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^α）を、色信号生成手段２４に出力する。

色信号生成手段２４は、非線形変換手段２３で変換した低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αと、映像信号送信装置１から送信され、入力手段（不図示）を介して入力した色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αとから、低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^α、低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αおよび低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αを生成するものである。

この色信号生成手段２４は、映像信号送信装置１の色差信号生成手段１４（図２参照）において、前記（６）式によって、色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αを演算する場合、以下の（７）式により、低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^α、低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αおよび低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αを生成する。

ここで、（７）式は、前記（２）式および（６）式の逆変換式であり、ｙ_Ｒ，ｃ_ｂＲ，ｃ_ｒＲ，ｙ_Ｇ，ｃ_ｂＧ，ｃ_ｒＧ，ｙ_Ｂ，ｃ_ｂＢ，ｃ_ｒＢは、輝度信号および色差信号から赤信号、緑信号および青信号を生成するための係数で、例えば、ＨＤＴＶ信号規格であれば、ｙ_Ｒ＝１，ｃ_ｂＲ＝０，ｃ_ｒＲ＝１．５７４８，ｙ_Ｇ＝１，ｃ_ｂＧ＝−０．０７２２×１．８５５６／０．７１５２，ｃ_ｒＧ＝−０．２１２６×１．５７４８／０．７１５２，ｙ_Ｂ＝１，ｃ_ｂＢ＝１．８５５６，ｃ_ｒＢ＝０である。

この色信号生成手段２４は、生成した色信号である低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^α、低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αおよび低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αを、線形変換手段２５に出力する。

線形変換手段２５は、色信号生成手段２４で生成した低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^α、低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αおよび低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αを、映像信号送信装置１の非線形変換手段１３Ｂ（図２参照）において行う非線形変換の逆特性を与えることにより、線形信号である低域線形赤信号Ｒ_ＬＤ、低域線形緑信号Ｇ_ＬＤおよび低域線形青信号Ｂ_ＬＤにそれぞれ変換するものである。
この線形変換手段２５は、変換した低域線形赤信号Ｒ_ＬＤ、低域線形緑信号Ｇ_ＬＤおよび低域線形青信号Ｂ_ＬＤを、アップサンプル手段２６に出力する。

アップサンプル手段２６は、線形変換手段２５で変換した低域線形緑信号Ｇ_ＬＤ、低域線形青信号Ｂ_ＬＤおよび低域線形赤信号Ｒ_ＬＤを、（線形）輝度信号Ｙと同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルするものである。

例えば、映像信号送信装置１から送信される映像信号の伝送形式が４：２：２形式である場合、アップサンプル手段２６は、水平方向に１画素ごとに画素の挿入を行う。また、映像信号送信装置１から送信される映像信号の伝送形式が４：２：０形式である場合、アップサンプル手段２６は、水平方向、垂直方向ともに１画素ごとに画素の挿入を行う。なお、ここで、画素の挿入は、隣接画素からの補間フィルタより求めた画素値の画素を挿入する。

このアップサンプル手段２６は、アップサンプルした低域線形赤信号Ｒ_Ｌ、低域線形緑信号Ｇ_Ｌおよび低域線形青信号Ｂ_Ｌを、高域信号加算手段２８に出力する。

高域信号生成手段２７は、線形変換手段２０で変換した線形輝度信号Ｙから、高域周波数成分の信号（高域輝度信号Ｙ_Ｈ）を抽出するものである。ここでは、高域信号生成手段２７を、減算手段２７１で構成している。
減算手段２７１は、線形変換手段２０で変換した線形輝度信号Ｙから、アップサンプル手段２６でアップサンプルした低域線形輝度信号Ｙ_Ｌを減算することで、輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号Ｙ_Ｈを生成する。

なお、この高域信号生成手段２７は、線形輝度信号Ｙから、予め定めた高域周波数成分を抽出するものとして構成してもよい。この場合、高域信号生成手段２７は、一般的な高域通過フィルタによって構成することができる。また、この高域周波数成分は、帯域制限手段２１において行う低域周波数成分の残りの高域側の成分として予め定めておくものとする。なお、高域信号生成手段２７を高域通過フィルタで構成する場合、高域信号生成手段２７は、帯域制限手段２１で帯域制限した低域線形輝度信号Ｙ_Ｌを使用しない。
この高域信号生成手段２７は、生成した高域輝度信号Ｙ_Ｈを、高域信号加算手段２８に出力する。

高域信号加算手段２８は、アップサンプル手段２６でアップサンプルした低域線形赤信号Ｒ_Ｌと、低域線形緑信号Ｇ_Ｌと、低域線形青信号Ｂ_Ｌとに、それぞれ高域輝度信号Ｙ_Ｈを加算することで、ＲＧＢ信号を生成するものである。すなわち、高域信号加算手段２８は、以下の（８）式によって、ＲＧＢ信号を生成する。

このように、高域信号加算手段２８は、ＲＧＢ信号の帯域制限した低域周波数成分の信号（Ｒ_Ｌ，Ｇ_Ｌ，Ｂ_Ｌ）と、輝度信号の高域周波数成分の信号（Ｙ_Ｈ）とから、ＲＧＢ信号を生成することができる。

以上、本発明の第１実施形態に係る映像信号受信装置２の構成について説明したが、本発明は、本実施形態の形式に限定されるものではない。前記した各手段は、回路を用いたハードウェア構成で実現することもできるし、ソフトウェアにより実現することもできる。この映像信号受信装置２をソフトウェアで実現する場合、図示を省略したＣＰＵやメモリを搭載した一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させる伝送用映像信号変換プログラムによって動作させることができる。

なお、映像信号受信装置２は、図４に示すように、変形することも可能である。
ここで、図４を参照して、第１実施形態に係る映像信号受信装置２の変形例について説明する。図４に示した映像信号受信装置２ａは、映像信号受信装置２の高域信号生成手段２７を、高域信号生成手段２７Ｂに替えて構成している。高域信号生成手段２７Ｂ以外の構成については、映像信号受信装置２（図３参照）と同じである。

高域信号生成手段２７Ｂは、線形変換手段２０で変換した線形輝度信号Ｙから、高域周波数成分の信号（高域輝度信号Ｙ_Ｈ）を抽出するものであるが、内部で低域線形輝度信号Ｙ_Ｌを生成している点が、映像信号受信装置２の高域信号生成手段２７とは異なっている。ここでは、高域信号生成手段２７Ｂは、減算手段２７１と、輝度信号生成手段２７２と、アップサンプル手段２７３と、を備えている。なお、減算手段２７１は、低域線形輝度信号Ｙ_Ｌの入力元が異なるのみで、映像信号受信装置２の高域信号生成手段２７と同一のものである。

輝度信号生成手段２７２は、線形変換手段２５で変換した低域線形赤信号Ｒ_ＬＤ、低域線形緑信号Ｇ_ＬＤおよび低域線形青信号Ｂ_ＬＤから、低域線形輝度信号Ｙ_ＬＤを生成するものである。この輝度信号生成手段２７２は、以下の（９）式によって、低域線形輝度信号Ｙ_ＬＤを生成する。

ここで、ｒ，ｇ，ｂは、映像信号送信装置１の輝度信号生成手段１０（図２参照）において、前記（２）式で用いた係数と同じものである。
この輝度信号生成手段２７２は、生成した低域線形輝度信号Ｙ_ＬＤを、アップサンプル手段２７３に出力する。

アップサンプル手段２７３は、輝度信号生成手段２７２で生成した低域線形輝度信号Ｙ_ＬＤを、（線形）輝度信号Ｙと同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルするものである。なお、このアップサンプル手段２７３におけるアップサンプルの処理内容は、入出力信号が異なるのみで、アップサンプル手段２６と同一であるため、説明を省略する。
このアップサンプル手段２７３は、アップサンプルした低域線形輝度信号Ｙ_Ｌを、減算手段２７１に出力する。
このように、映像信号受信装置２ａを構成しても、映像信号受信装置２（図３参照）と同一の作用効果を奏することができる。

［第１実施形態：映像信号伝送システムの動作］
次に、本発明の第１実施形態に係る映像信号伝送システムＳの動作について説明する。なお、以下では、映像信号送信装置１の動作、映像信号受信装置２の動作について順次説明を行う。

〔第１実施形態：映像信号送信装置の動作〕
最初に、図５を参照（適宜図１，図２参照）して、映像信号送信装置１の動作について説明する。

まず、映像信号送信装置１は、図示を省略した入力手段によって、外部から映像信号を入力する（ステップＳ１）。なお、この映像信号は、線形信号である三原色信号（ＲＧＢ信号）である。
そして、映像信号送信装置１は、輝度信号生成手段１０によって、ステップＳ１で入力したＲＧＢ信号を予め定めた混合比率で混合することで輝度信号Ｙを生成する（ステップＳ２）。具体的には、輝度信号生成手段１０は、前記（２）式によって輝度信号Ｙを生成する。

そして、映像信号送信装置１は、帯域制限手段１１によって、ステップＳ１で入力したＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号とから、予め定めた低域周波数成分（Ｒ_Ｌ，Ｇ_Ｌ，Ｂ_Ｌ）を抽出する（ステップＳ３）。
さらに、映像信号送信装置１は、ダウンサンプル手段１２によって、ステップＳ３で抽出した各信号（Ｒ_Ｌ，Ｇ_Ｌ，Ｂ_Ｌ）を、伝送形式（４：２：２形式、４：２：０形式等）により予め定めたサンプリング間隔（ダウンサンプル比）でダウンサンプルした信号（Ｒ_ＬＤ，Ｇ_ＬＤ，Ｂ_ＬＤ）を生成する（ステップＳ４）。

そして、映像信号送信装置１は、非線形変換手段１３Ａによって、ステップＳ２で生成した輝度信号Ｙを、非線形変換により非線形信号に変換し、非線形変換手段１３Ｂによって、ステップＳ４で生成した低域周波数成分の信号（Ｒ_ＬＤ，Ｇ_ＬＤ，Ｂ_ＬＤ）を、非線形変換により非線形信号に変換する（ステップＳ５）。すなわち、非線形変換手段１３Ａは、輝度信号Ｙを非線形輝度信号Ｙ^αに変換する。また、非線形変換手段１３Ｂは、信号Ｒ_ＬＤを低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αに変換し、信号Ｇ_ＬＤを低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αに変換し、信号Ｂ_ＬＤを低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αに変換する。

そして、映像信号送信装置１は、色差信号生成手段１４によって、ステップＳ５で生成した低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^α、低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αおよび低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αから、色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αを生成する（ステップＳ６）。具体的には、色差信号生成手段１４は、前記（６）式によって色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αを生成する。

その後、映像信号送信装置１は、図示を省略した出力手段によって、ステップＳ５で生成した非線形輝度信号Ｙ^αと、ステップＳ６で生成した色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αとを、伝送用の映像信号として、伝送路Ｎを介して、映像信号受信装置２に出力する（ステップＳ７）。
以上の動作によって、映像信号送信装置１は、輝度信号（非線形輝度信号Ｙ^α）と、色差信号（Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^α）とを、映像信号受信装置２に送信することができる。

〔第１実施形態：映像信号受信装置の動作〕
次に、図６を参照（適宜図１，図３参照）して、映像信号受信装置２の動作について説明する。

まず、映像信号受信装置２は、図示を省略した入力手段によって、映像信号送信装置１から、伝送路Ｎを介して、伝送用の映像信号である非線形輝度信号Ｙ^αと色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αとを入力する（ステップＳ１０）。
そして、映像信号受信装置２は、線形変換手段２０によって、ステップＳ１０で入力した非線形輝度信号Ｙ^αに非線形変換の逆特性を与え線形輝度信号Ｙに変換する（ステップＳ１１）。

そして、映像信号受信装置２は、帯域制限手段２１によって、ステップＳ１１で変換した線形輝度信号Ｙから、低域周波数成分（Ｙ_Ｌ）を抽出し（ステップＳ１２）、ダウンサンプル手段２２によって、映像信号の伝送形式に応じて予め定められているサンプリング間隔（ダウンサンプル比）でダウンサンプルする（ステップＳ１３）。
さらに、映像信号受信装置２は、非線形変換手段２３によって、ステップＳ１３でダウンサンプルした線形信号である輝度信号（Ｙ_ＬＤ）を、非線形変換により非線形信号の輝度信号（低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^α）に変換する（ステップＳ１４）。

その後、映像信号受信装置２は、色信号生成手段２４によって、ステップＳ１４で変換した低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αと、ステップＳ１０で入力した色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αとから、低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^α、低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αおよび低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αを生成する（ステップＳ１５）。具体的には、色信号生成手段２４は、前記（７）式によって低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^α、低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αおよび低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αを生成する。

そして、映像信号受信装置２は、線形変換手段２５によって、ステップＳ１５で生成した低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^α、低域非線形緑信号Ｇ_ＬＤ ^αおよび低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αに、それぞれ非線形変換の逆特性を与えることで、信号Ｒ_ＬＤ ^α，Ｇ_ＬＤ ^α，Ｂ_ＬＤ ^αを、線形信号である低域線形赤信号Ｒ_ＬＤ、低域線形緑信号Ｇ_ＬＤおよび低域線形青信号Ｂ_ＬＤに変換する（ステップＳ１６）。

そして、映像信号受信装置２は、アップサンプル手段２６によって、ステップＳ１６で変換した低域線形赤信号Ｒ_ＬＤ、低域線形緑信号Ｇ_ＬＤおよび低域線形青信号Ｂ_ＬＤを、（線形）輝度信号Ｙと同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルする（ステップＳ１７）。

また、映像信号受信装置２は、高域信号生成手段２７（減算手段２７１）によって、ステップＳ１１で変換した線形輝度信号Ｙから、ステップＳ１２で抽出した低域線形輝度信号Ｙ_Ｌを減算することで、輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号Ｙ_Ｈを生成する（ステップＳ１８）。

そして、映像信号受信装置２は、高域信号加算手段２８によって、ステップＳ１７でアップサンプルした低域線形赤信号Ｒ_Ｌ、低域線形緑信号Ｇ_Ｌおよび低域線形青信号Ｂ_Ｌに、ステップＳ１８で生成した高域輝度信号Ｙ_Ｈをそれぞれ加算することで、ＲＧＢ信号を生成する（ステップＳ１９）。

その後、映像信号受信装置２は、図示を省略した出力手段によって、ステップＳ１９で生成したＲＧＢ信号（映像信号）を出力する（ステップＳ２０）。
以上の動作によって、映像信号受信装置２は、映像信号送信装置１から出力される非線形輝度信号Ｙ^αと色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αとから、三原色信号（ＲＧＢ信号）の映像信号を生成することができる。

以上、第１実施形態に係る映像信号送信装置１および映像信号受信装置２について説明した。この第１実施形態においては、色差信号生成手段１４（図２参照）において、伝送用の色差信号をＲＧＢの各色信号から生成することとした。しかし、この色差信号は、輝度信号と色信号との差によって生成することとしてもよい。
そこで、第１実施形態の変形例である輝度信号と色信号との差によって色差信号を生成して伝送する映像信号送信装置１Ｂおよび映像信号受信装置２Ｂについて、本発明の第２実施形態として説明する。

〔第２実施形態：映像信号送信装置の構成〕
まず、図７を参照（適宜図１参照）して、本発明の第２実施形態に係る映像信号送信装置１Ｂの構成について説明を行う。ここでは、映像信号送信装置１Ｂは、輝度信号生成手段１０と、帯域制限手段１１Ｂと、ダウンサンプル手段１２Ｂと、非線形変換手段１３Ａ，１３Ｃと、色差信号生成手段１４Ｂと、を備えている。

帯域制限手段１１Ｂ、ダウンサンプル手段１２Ｂ、非線形変換手段１３Ｃおよび色差信号生成手段１４Ｂ以外の構成については、図２で説明した映像信号送信装置１と同一の構成であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

帯域制限手段１１Ｂは、輝度信号生成手段１０で生成した輝度信号Ｙと、入力手段（不図示）を介して入力したＢ信号、Ｒ信号とから、それぞれ予め定めた低域周波数成分の信号（Ｙ_Ｌ，Ｂ_Ｌ，Ｒ_Ｌ）を抽出するものである。なお、この帯域制限手段１１における帯域制限の処理内容は、入出力信号が異なるのみで、図２で説明した帯域制限手段１１と同一であるため、説明を省略する。
この帯域制限手段１１Ｂは、抽出した各信号（Ｙ_Ｌ，Ｂ_Ｌ，Ｒ_Ｌ）を、ダウンサンプル手段１２Ｂに出力する。

ダウンサンプル手段１２Ｂは、帯域制限手段１１Ｂで抽出した各信号（Ｙ_Ｌ，Ｂ_Ｌ，Ｒ）を予め定めたサンプリング間隔（ダウンサンプル比）でダウンサンプルするものである。なお、このダウンサンプル手段１２Ｂにおけるダウンサンプルの処理内容は、入出力信号が異なるのみで、図２で説明したダウンサンプル手段１２と同一であるため、説明を省略する。
このダウンサンプル手段１２Ｂは、ダウンサンプルした各信号（Ｙ_ＬＤ，Ｂ_ＬＤ，Ｒ_ＬＤ）を、非線形変換手段１３Ｃに出力する。

非線形変換手段１３Ｃは、ダウンサンプル手段１２Ｂでダウンサンプルした線形信号である各信号（Ｙ_ＬＤ，Ｒ_ＬＤ，Ｂ_ＬＤ）を、非線形信号（Ｙ_ＬＤ ^α，Ｂ_ＬＤ ^α，Ｒ_ＬＤ ^α）に変換するものである。なお、この非線形変換手段１３Ｃにおける非線形変換の処理内容は、入出力信号が異なるのみで、図２で説明した非線形変換手段１３Ｂと同一であるため、説明を省略する。
この非線形変換手段１３Ｃは、変換した低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^α、低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αおよび低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αを、色差信号生成手段１４Ｂに出力する。

色差信号生成手段１４Ｂは、非線形変換手段１３Ｃで変換した低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^α、低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αおよび低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αから、色差信号を生成するものである。この色差信号生成手段１４Ｂは、以下の（１０）式に示すように、低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αと低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αとの差信号を色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^αとし、低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αと低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αとの差信号を色差信号Ｃｒ_ＬＤ ^αとする。

なお、色差信号生成手段１４Ｂは、色差信号のダイナミックレンジを輝度信号のダイナミックレンジと同じにするために、予め定めた係数で除算することとしてもよい。
すなわち、色差信号生成手段１４Ｂは、以下の（１１）式に示すように、低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αと低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αとの差信号を係数ｋｃｂで除算することで色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^αとし、低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αと低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αとの差信号を係数ｋｃｒで除算することで色差信号Ｃｒ_ＬＤ ^αとする。なお、この係数ｋｃｂ，ｋｃｒは、色差信号のダイナミックレンジを輝度信号のダイナミックレンジと同じにするための係数であるが、簡略化してそれぞれの値を“２”としてもよい。

この色差信号生成手段１４Ｂで生成した色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αは、外部に出力する伝送用の映像信号の一部となる。
このように、非線形変換手段１３Ｂで変換した非線形輝度信号Ｙ^αと、色差信号生成手段１４Ｂで生成した色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αは、図示を省略した出力手段を介して、映像信号受信装置２に送信される。

以上、本発明の第２実施形態に係る映像信号送信装置１Ｂの構成について説明したが、本発明は、本実施形態の形式に限定されるものではない。前記した各手段は、回路を用いたハードウェア構成で実現することもできるし、ソフトウェアにより実現することもできる。この映像信号送信装置１Ｂをソフトウェアで実現する場合、図示を省略したＣＰＵやメモリを搭載した一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させる伝送用映像信号生成プログラムによって動作させることができる。

〔第２実施形態：映像信号受信装置の構成〕
次に、図８を参照（適宜図１参照）して、本発明の第２実施形態に係る映像信号受信装置２Ｂの構成について説明を行う。ここでは、映像信号受信装置２Ｂは、線形変換手段２０と、帯域制限手段２１と、ダウンサンプル手段２２と、非線形変換手段２３と、色信号生成手段２４Ｂと、線形変換手段２５Ｂと、色信号生成手段２４Ｃと、アップサンプル手段２６Ｂと、高域信号生成手段２７と、高域信号加算手段２８と、を備えている。

色信号生成手段２４Ｂ、線形変換手段２５Ｂ、色信号生成手段２４Ｃおよびアップサンプル手段２６Ｂ以外の構成については、図３で説明した映像信号受信装置２と同一の構成であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

色信号生成手段２４Ｂは、非線形変換手段２３で変換した低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αと、映像信号送信装置１Ｂから送信され、入力手段（不図示）を介して入力した色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αとから、低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αと低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αとを生成するものである。

この色信号生成手段２４Ｂは、色差信号生成手段１４Ｂ（図７参照）において、前記（１０）式によって、色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αを演算する場合、以下の（１２）式に示すように、色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^αと低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αとを加算することで、低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αを生成し、色差信号Ｃｒ_ＬＤ ^αと低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αとを加算することで、低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αを生成する。

また、色信号生成手段２４Ｂは、色差信号生成手段１４Ｂ（図７参照）において、前記（１１）式によって、色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αを演算する場合、以下の（１３）式に示すように、色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^αに係数ｋｃｂを乗算した後、低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αを加算することで、低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αを生成し、色差信号Ｃｒ_ＬＤ ^αに係数ｋｃｒを乗算した後、低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αを加算することで、低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αを生成する。

なお、色差信号生成手段１４Ｂ（図７参照）において、前記（１０）式によって色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αを生成するか、前記（１１）式によって色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αを生成するかは、映像信号受信装置２Ｂにおいて既知であるものとする。
この色信号生成手段２４Ｂは、生成した色信号である低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αおよび低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αを、線形変換手段２５Ｂに出力する。

線形変換手段２５Ｂは、色信号生成手段２４Ｂで生成した低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αと低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αとを、映像信号送信装置１Ｂの非線形変換手段１３Ｃ（図７参照）において行う非線形変換の逆特性を与えることにより、線形信号である低域線形青信号Ｂ_ＬＤと低域線形赤信号Ｒ_ＬＤとに変換するものである。
この線形変換手段２５Ｂは、変換した低域線形青信号Ｂ_ＬＤおよび低域線形赤信号Ｒ_ＬＤを、色信号生成手段２４Ｃおよびアップサンプル手段２６Ｂに出力する。

色信号生成手段２４Ｃは、ダウンサンプル手段２２でダウンサンプルした低域線形輝度信号Ｙ_ＬＤと、線形変換手段２５Ｂで変換した低域線形青信号Ｂ_ＬＤおよび低域線形赤信号Ｒ_ＬＤとから、低域線形緑信号Ｇ_ＬＤを生成するものである。この色信号生成手段２４Ｃは、以下の（１４）式によって、低域線形緑信号Ｇ_ＬＤを生成する。

ここで、ｒ，ｇ，ｂは、映像信号送信装置１Ｂの輝度信号生成手段１０（図７参照）において、前記（２）式で用いた係数と同じものである。
この色信号生成手段２４Ｃは、生成した低域線形緑信号Ｇ_ＬＤを、アップサンプル手段２６Ｂに出力する。

アップサンプル手段２６Ｂは、線形変換手段２５Ｂで変換した低域線形青信号Ｂ_ＬＤおよび低域線形赤信号Ｒ_ＬＤと、色信号生成手段２４Ｃで生成した低域線形緑信号Ｇ_ＬＤとを、（線形）輝度信号Ｙと同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルするものである。なお、このアップサンプル手段２６Ｂにおけるアップサンプルの処理内容は、図３で説明したアップサンプル手段２６と同一であるため、説明を省略する。

このアップサンプル手段２６Ｂは、アップサンプルした低域線形緑信号Ｇ_Ｌ、低域線形青信号Ｂ_Ｌおよび低域線形赤信号Ｒ_Ｌを、高域信号加算手段２８に出力する。

以上、本発明の第２実施形態に係る映像信号受信装置２Ｂの構成について説明したが、本発明は、本実施形態の形式に限定されるものではない。前記した各手段は、回路を用いたハードウェア構成で実現することもできるし、ソフトウェアにより実現することもできる。この映像信号受信装置２Ｂをソフトウェアで実現する場合、図示を省略したＣＰＵやメモリを搭載した一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させる伝送用映像信号変換プログラムによって動作させることができる。

なお、映像信号受信装置２Ｂは、図９に示すように、変形することも可能である。
ここで、図９を参照して、第２実施形態に係る映像信号受信装置２Ｂの変形例について説明する。図９に示した映像信号受信装置２Ｂａは、映像信号受信装置２Ｂの高域信号生成手段２７を、高域信号生成手段２７Ｃに替えて構成している。高域信号生成手段２７Ｃ以外の構成については、映像信号受信装置２Ｂ（図８参照）と同じである。

高域信号生成手段２７Ｃは、線形変換手段２０で変換した線形輝度信号Ｙから、高域周波数成分の信号（高域輝度信号Ｙ_Ｈ）を抽出するものであるが、ダウンサンプル手段２２がダウンサンプルした信号Ｙ_ＬＤを使用して高域輝度信号Ｙ_Ｈを生成している点が、映像信号受信装置２Ｂの高域信号生成手段２７とは異なっている。ここでは、高域信号生成手段２７Ｃは、減算手段２７１と、アップサンプル手段２７３Ｂと、を備えている。なお、減算手段２７１は、低域線形輝度信号Ｙ_Ｌの入力元が異なるのみで、映像信号受信装置２Ｂの高域信号生成手段２７と同一のものである。

アップサンプル手段２７３Ｂは、ダウンサンプル手段２２でダウンサンプルした信号Ｙ_ＬＤを、（線形）輝度信号Ｙと同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルするものである。なお、このアップサンプル手段２７３Ｂにおけるアップサンプルの処理内容は、入出力信号が異なるのみで、アップサンプル手段２６Ｂと同一であるため、説明を省略する。
このアップサンプル手段２７３Ｂは、アップサンプルした低域線形輝度信号Ｙ_Ｌを、減算手段２７１に出力する。
このように、映像信号受信装置２Ｂａを構成しても、映像信号受信装置２Ｂ（図８参照）と同一の作用効果を奏することができる。

［第２実施形態：映像信号伝送システムの動作］
次に、本発明の第２実施形態に係る映像信号伝送システムＳ_Ｂの動作について説明する。なお、以下では、映像信号送信装置１Ｂの動作、映像信号受信装置２Ｂの動作について順次説明を行う。

〔第２実施形態：映像信号送信装置の動作〕
まず、図１０を参照（適宜図１，図７参照）して、映像信号送信装置１Ｂの動作について説明する。なお、図１０に示したステップＳ３Ｂ〜Ｓ６Ｂ以外の動作については、図５で説明した映像信号送信装置１Ｂの動作と同一であるため説明を省略する。

ステップＳ２の後、映像信号送信装置１Ｂは、帯域制限手段１１Ｂによって、ステップＳ２で生成した輝度信号Ｙと、ステップＳ１で入力したＢ信号，Ｒ信号とから、予め定めた低域周波数成分（Ｙ_Ｌ，Ｂ_Ｌ，Ｒ_Ｌ）を抽出する（ステップＳ３Ｂ）。
さらに、映像信号送信装置１Ｂは、ダウンサンプル手段１２Ｂによって、ステップＳ３Ｂで抽出した各信号（Ｙ_Ｌ，Ｂ_Ｌ，Ｒ_Ｌ）を、伝送形式（４：２：２形式、４：２：０形式等）により予め定めたサンプリング間隔（ダウンサンプル比）でダウンサンプルした信号（Ｙ_ＬＤ，Ｂ_ＬＤ，Ｒ_ＬＤ）を生成する（ステップＳ４Ｂ）。

そして、映像信号送信装置１Ｂは、非線形変換手段１３Ａによって、ステップＳ２で生成した輝度信号Ｙを、非線形変換により非線形信号に変換し、非線形変換手段１３Ｃによって、ステップＳ４Ｂで生成した低域周波数成分の信号（Ｙ_ＬＤ，Ｂ_ＬＤ，Ｒ_ＬＤ）を、非線形変換により非線形信号に変換する（ステップＳ５Ｂ）。すなわち、非線形変換手段１３Ａは、輝度信号Ｙを非線形輝度信号Ｙ^αに変換する。また、非線形変換手段１３Ｃは、信号Ｙ_ＬＤを低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αに変換し、信号Ｂ_ＬＤを低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αに変換し、信号Ｒ_ＬＤを低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αに変換する。

そして、映像信号送信装置１Ｂは、色差信号生成手段１４Ｂによって、ステップＳ５Ｂで生成した低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^α、低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αおよび低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αから、色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αを生成する（ステップＳ６Ｂ）。具体的には、色差信号生成手段１４Ｂは、前記（１０）式または（１１）式によって色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αを生成する。

その後、映像信号送信装置１Ｂは、ステップＳ７の動作によって、輝度信号（非線形輝度信号Ｙ^α）と、色差信号（Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^α）とを、映像信号受信装置２Ｂに送信することができる。

〔第２実施形態：映像信号受信装置の動作〕
次に、図１１を参照（適宜図１，図８参照）して、映像信号受信装置２Ｂの動作について説明する。なお、図９に示したステップＳ１５Ｂ〜Ｓ１７Ｂ以外の動作については、図５で説明した映像信号送信装置１Ｂの動作と同一であるため説明を省略する。

ステップＳ１４の後、映像信号受信装置２Ｂは、色信号生成手段２４Ｂによって、ステップＳ１４で変換した低域非線形輝度信号Ｙ_ＬＤ ^αと、ステップＳ１０で入力した色差信号Ｃｂ_ＬＤ ^α，Ｃｒ_ＬＤ ^αとから、低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αと低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αとを生成する（ステップＳ１５Ｂ）。具体的には、色信号生成手段２４Ｂは、前記（１２）式または（１３）式によって低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αと低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αとを生成する。

そして、映像信号受信装置２Ｂは、線形変換手段２５Ｂによって、ステップＳ１５Ｂで生成した低域非線形青信号Ｂ_ＬＤ ^αと低域非線形赤信号Ｒ_ＬＤ ^αとに非線形変換の逆特性を与えることで、信号Ｂ_ＬＤ ^α，Ｒ_ＬＤ ^αを、線形信号である低域線形青信号Ｂ_ＬＤと低域線形赤信号Ｒ_ＬＤとに変換する（ステップＳ１６Ｂ）。

そして、映像信号受信装置２Ｂは、色信号生成手段２４Ｃによって、ステップＳ１３でダウンサンプルした線形信号である輝度信号Ｙ_ＬＤと、ステップＳ１６Ｂで変換した低域線形青信号Ｂ_ＬＤおよび低域線形赤信号Ｒ_ＬＤとから、低域線形緑信号Ｇ_ＬＤを生成する（ステップＳ１６Ｃ）。具体的には、色信号生成手段２４Ｃは、前記（１４）式によって低域線形緑信号Ｇ_ＬＤを生成する。

そして、映像信号受信装置２は、アップサンプル手段２６Ｂによって、ステップＳ１６Ｂで変換した低域線形赤信号Ｒ_ＬＤおよび低域線形青信号Ｂ_ＬＤと、ステップＳ１６Ｃで生成した低域線形緑信号Ｇ_ＬＤとを、（線形）輝度信号Ｙと同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルする（ステップＳ１７Ｂ）。
その後、映像信号受信装置２Ｂは、ステップＳ１８〜Ｓ２０の動作によって、三原色信号（ＲＧＢ信号）の映像信号を生成する。

以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態に係る映像信号伝送システムＳ（Ｓ_Ｂ）の構成および動作について説明したが、本発明は、第１実施形態と第２実施形態とにおいて、それぞれの送受信装置を入れ替えて映像信号の伝送を行ってもよい。すなわち、第１実施形態に係る映像信号送信装置１が送信した映像信号を、第２実施形態に係る映像信号受信装置２Ｂで受信することとしてもよいし、第２実施形態に係る映像信号送信装置１Ｂが送信した映像信号を、第１実施形態に係る映像信号受信装置２で受信することとしてもよい。

［色再現誤差の比較］
次に、本発明の実施形態に係る映像信号伝送システムＳ（Ｓ_Ｂ）による映像信号の伝送方式と、従来手法による映像信号の伝送方式との性能の比較について説明する。
ここでは、一般的な色再現の評価方法であるＬ^＊ａ^＊ｂ^＊均等色空間における色の誤差を示す指標ΔＥ_ａｂ ^＊を用いて、８ビットの非線形Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のすべての組み合わせについて再現される色の誤差ΔＥ_ａｂ ^＊を集計した。なお、従来手法は、図１３に示した従来手法２である。

この表に示すように、色の誤差ΔＥ_ａｂ ^＊の平均値および最大値ともに本発明の手法が小さい値となっており、本発明の手法が従来手法に比べて、色再現性が大きく改善していることが分かる。
このように本発明は、定輝度伝送を可能にしつつ、ＳＮ比の低下を抑制することができる。

以上説明したように、映像信号伝送システムＳ（Ｓ_Ｂ）は、映像信号送信装置１（１Ｂ）において、線形なＲＧＢ信号から輝度信号Ｙを生成し、輝度信号Ｙに非線形変換を行うことで、非線形輝度信号Ｙ^αを生成する。この非線形輝度信号Ｙ^αは、映像信号受信装置２（２Ｂ）において、この非線形変換の逆特性を与えることで、輝度信号Ｙを正しく再現することができる。

また、映像信号伝送システムＳ（Ｓ_Ｂ）は、映像信号送信装置１（１Ｂ）において、線形な色信号を帯域制限およびダウンサンプルした後に非線形変換によって非線形信号に変換する。この非線形信号は、受信側において非線形変換の逆特性によって線形信号に戻されるため、色を低歪みで再現することが可能になる。

また、映像信号伝送システムＳ（Ｓ_Ｂ）は、映像信号送信装置１において、線形信号の低域周波数成分の信号である信号Ｒ_ＬＤ，Ｇ_ＬＤ，Ｂ_ＬＤ（または、Ｙ_ＬＤ，Ｒ_ＬＤ，Ｂ_ＬＤ）に対して非線形変換を行った後、色差信号を生成する。これによって、映像信号伝送システムＳは、映像信号の高彩度部におけるＳＮ比の低下を抑制することができる。

Ｓ，Ｓ_Ｂ 映像信号伝送システム
１，１Ｂ 映像信号送信装置
１０ 輝度信号生成手段
１１，１１Ｂ 帯域制限手段
１２，１２Ｂ ダウンサンプル手段
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ 非線形変換手段
１４，１４Ｂ 色差信号生成手段
２，２Ｂ 映像信号受信装置
２０ 線形変換手段
２１ 帯域制限手段（第２の帯域制限手段）
２２ ダウンサンプル手段（第２のダウンサンプル手段）
２３ 非線形変換手段（第２の非線形変換手段）
２４，２４Ｂ 色信号生成手段
２４Ｃ 色信号生成手段（第２の色信号生成手段）
２５，２５Ｂ 線形変換手段（第２の線形変換手段）
２６Ｂ 輝度信号生成手段
２６，２６Ｂ アップサンプル手段
２７ 高域信号生成手段
２７１ 減算手段
２７２ 輝度信号生成手段（第２の輝度信号生成手段）
２７３，２７３Ｂ アップサンプル手段（第２のアップサンプル手段）
２８ 高域信号加算手段

Claims (9)

1. 入力された三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成して送信する映像信号送信装置において、
   線形信号である前記三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である線形輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
   前記第１ないし第３色信号から低域周波数成分の信号を抽出する帯域制限手段と、
   この帯域制限手段で抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルするダウンサンプル手段と、
   このダウンサンプル手段でダウンサンプルした各信号と、前記輝度信号生成手段で生成した線形輝度信号とを、非線形変換により非線形信号に変換する非線形変換手段と、
   この非線形変換手段で変換した前記第１色信号に対応する低域非線形第１色信号と、前記第２色信号に対応する低域非線形第２色信号と、前記第３色信号に対応する低域非線形第３色信号との３つの色信号を予め定めた混合比率で混合することで２つの色差信号を生成する色差信号生成手段と、を備え、
   出力手段を介して、前記非線形変換手段で変換した前記輝度信号に対応する非線形輝度信号と、前記色差信号生成手段で生成した２つの前記色差信号とを前記伝送用の映像信号として出力することを特徴とする映像信号送信装置。
2. 入力された三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成するために、コンピュータを、
   線形信号である前記三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である線形輝度信号を生成する輝度信号生成手段、
   前記第１ないし第３色信号から低域周波数成分の信号を抽出する帯域制限手段、
   この帯域制限手段で抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルするダウンサンプル手段、
   このダウンサンプル手段でダウンサンプルした各信号と、前記輝度信号生成手段で生成した線形輝度信号とを、非線形変換により非線形信号に変換する非線形変換手段、
   この非線形変換手段で変換した前記第１色信号に対応する低域非線形第１色信号と、前記第２色信号に対応する低域非線形第２色信号と、前記第３色信号に対応する低域非線形第３色信号との３つの色信号を予め定めた混合比率で混合することで２つの色差信号を生成する色差信号生成手段、として機能させ、
   出力手段を介して、前記非線形変換手段で変換した前記輝度信号に対応する非線形輝度信号と、前記色差信号生成手段で生成した２つの前記色差信号とを前記伝送用の映像信号として出力することを特徴とする伝送用映像信号生成プログラム。
3. 三原色の色信号である第１ないし第３色信号から生成した輝度信号を非線形変換した非線形輝度信号と、前記第１ないし第３色信号から、または、前記第１ないし第２色信号および前記輝度信号から低域周波数成分を抽出しダウンサンプルした後に非線形変換した信号から生成した色差信号とを伝送用の映像信号として受信して、色信号に変換する映像信号受信装置であって、
   送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、前記非線形輝度信号を線形輝度信号に変換する線形変換手段と、
   この線形変換手段で変換した線形輝度信号から低域周波数成分を抽出する帯域制限手段と、
   この帯域制限手段で抽出した信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルするダウンサンプル手段と、
   送信側と同じ非線形変換の特性を与えることにより、前記ダウンサンプル手段でダウンサンプルした低域線形輝度信号を非線形信号に変換する非線形変換手段と、
   この非線形変換手段で変換した低域非線形輝度信号と前記色差信号とから、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを生成する色信号生成手段と、
   送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、前記色信号生成手段で生成した低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを、線形信号である低域線形第１色信号と低域線形第２色信号と低域線形第３色信号とに変換する第２の線形変換手段と、
   前記低域線形第１色信号、前記低域線形第２色信号および前記低域線形第３色信号を、前記線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルするアップサンプル手段と、
   前記線形輝度信号から、当該線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する高域信号生成手段と、
   前記低域線形第１色信号、前記低域線形第２色信号および前記低域線形第３色信号に前記高域輝度信号を加算することで、前記色信号である第１ないし第３色信号を生成する高域信号加算手段と、
   を備えることを特徴とする映像信号受信装置。
4. 前記高域信号生成手段は、
   前記線形輝度信号から、前記帯域制限手段で抽出した低域周波数成分の信号を減算することで前記高域輝度信号を生成する減算手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の映像信号受信装置。
5. 前記高域信号生成手段は、
   前記低域線形第１色信号、前記低域線形第２色信号および前記低域線形第３色信号から、低域線形輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
   この輝度信号生成手段で生成した低域線形輝度信号を、前記線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルするアップサンプル手段と、
   前記線形輝度信号から、前記アップサンプル手段でアップサンプルした低域線形輝度信号を減算することで前記高域輝度信号を生成する減算手段と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の映像信号受信装置。
6. 三原色の色信号である第１ないし第３色信号から生成した輝度信号を非線形変換した非線形輝度信号と、前記第１ないし第３色信号から、または、前記第１ないし第２色信号および前記輝度信号から低域周波数成分を抽出しダウンサンプルした後に非線形変換した信号から生成した色差信号とを伝送用の映像信号として受信して、色信号に変換するために、コンピュータを、
   送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、前記非線形輝度信号を線形輝度信号に変換する線形変換手段、
   この線形変換手段で変換した線形輝度信号から低域周波数成分を抽出する帯域制限手段、
   この帯域制限手段で抽出した信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルするダウンサンプル手段、
   送信側と同じ非線形変換の特性を与えることにより、前記ダウンサンプル手段でダウンサンプルした低域線形輝度信号を非線形信号に変換する非線形変換手段、
   この非線形変換手段で変換した低域非線形輝度信号と前記色差信号とから、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを生成する色信号生成手段、
   送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、前記色信号生成手段で生成した低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを、線形信号である低域線形第１色信号と低域線形第２色信号と低域線形第３色信号とに変換する第２の線形変換手段、
   前記低域線形第１色信号、前記低域線形第２色信号および前記低域線形第３色信号を、前記線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルするアップサンプル手段、
   前記線形輝度信号から、当該線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する高域信号生成手段、
   前記低域線形第１色信号、前記低域線形第２色信号および前記低域線形第３色信号に前記高域輝度信号を加算することで、前記色信号である第１ないし第３色信号を生成する高域信号加算手段、
   として機能させることを特徴とする伝送用映像信号変換プログラム。
7. 三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成して送信する映像信号送信装置と、前記映像信号を受信して、当該映像信号を前記色信号に変換する映像信号受信装置とからなる映像信号伝送システムであって、
   前記映像信号送信装置は、
   線形信号である前記三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である線形輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
   前記第１ないし第３色信号から低域周波数成分の信号を抽出する帯域制限手段と、
   この帯域制限手段で抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルするダウンサンプル手段と、
   このダウンサンプル手段でダウンサンプルした各信号と、前記輝度信号生成手段で生成した線形輝度信号とを、非線形変換により非線形信号に変換する非線形変換手段と、
   この非線形変換手段で変換した前記第１色信号に対応する低域非線形第１色信号と、前記第２色信号に対応する低域非線形第２色信号と、前記第３色信号に対応する低域非線形第３色信号との３つの色信号を予め定めた混合比率で混合することで２つの色差信号を生成する色差信号生成手段と、を備え、
   前記非線形変換手段で変換した前記輝度信号に対応する非線形輝度信号と、前記色差信号生成手段で生成した２つの前記色差信号とを前記伝送用の映像信号とし、
   前記映像信号受信装置は、
   送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、前記非線形輝度信号を線形輝度信号に変換する線形変換手段と、
   この線形変換手段で変換した線形輝度信号から低域周波数成分を抽出する第２の帯域制限手段と、
   この第２の帯域制限手段で抽出した信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルする第２のダウンサンプル手段と、
   送信側と同じ非線形変換の特性を与えることにより、前記第２のダウンサンプル手段でダウンサンプルした低域線形輝度信号を非線形信号に変換する第２の非線形変換手段と、
   この第２の非線形変換手段で変換した低域非線形輝度信号と前記色差信号とから、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを生成する色信号生成手段と、
   送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、前記色信号生成手段で生成した低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号と低域非線形第３色信号とを、線形信号である低域線形第１色信号と低域線形第２色信号と低域線形第３色信号とに変換する第２の線形変換手段と、
   前記低域線形第１色信号、前記低域線形第２色信号および前記低域線形第３色信号を、前記線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルするアップサンプル手段と、
   前記線形輝度信号から、当該線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する高域信号生成手段と、
   前記低域線形第１色信号、前記低域線形第２色信号および前記低域線形第３色信号に前記高域輝度信号を加算することで、前記色信号である第１ないし第３色信号を生成する高域信号加算手段と、
   を備えることを特徴とする映像信号伝送システム。
8. 前記高域信号生成手段は、
   前記線形輝度信号から、前記第２の帯域制限手段で抽出した低域周波数成分の信号を減算することで前記高域輝度信号を生成する減算手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の映像信号伝送システム。
9. 前記高域信号生成手段は、
   前記低域線形第１色信号、前記低域線形第２色信号および前記低域線形第３色信号から、低域線形輝度信号を生成する第２の輝度信号生成手段と、
   この輝度信号生成手段で生成した低域線形輝度信号を、前記線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルする第２のアップサンプル手段と、
   前記線形輝度信号から、前記第２のアップサンプル手段でアップサンプルした低域線形輝度信号を減算することで前記高域輝度信号を生成する減算手段と、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載の映像信号伝送システム。

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