JPH01168189A - テレビジョン信号合成装置 - Google Patents

テレビジョン信号合成装置

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JPH01168189A
JPH01168189A JP62325875A JP32587587A JPH01168189A JP H01168189 A JPH01168189 A JP H01168189A JP 62325875 A JP62325875 A JP 62325875A JP 32587587 A JP32587587 A JP 32587587A JP H01168189 A JPH01168189 A JP H01168189A
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JP
Japan
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signal
time axis
aspect ratio
frequency
television
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Application number
JP62325875A
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English (en)
Inventor
Teiji Kageyama
定司 影山
Yoshio Abe
阿部 能夫
Yoshio Yasumoto
安本 吉雄
Hideo Inoue
井上 秀士
Hideyo Uehata
秀世 上畠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、現行のテレビジョン方式と異なるアスペクト
比の映像信号を、現行のテレビジョン方式と両立性を保
ちながら伝送可能とするテレビジョン信号合成装置に関
するものである。
従来の技術 我が国の現在のNTSC(ナショナル テレビジョン 
システム コミソティ(National Te1e−
vision 5ystera Comm1ttee 
) )方式によるカラーテレビジョン放送が昭和35年
に開始されて以来、25年以上が経過した。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。
このような背景のもとで、日本放送協会(NHK)は高
品位テレビジョン方式を提案した。(例えば、文献特集
高品位テレビジョン(テレビジョン学会誌 第36巻、
第10号、1982年、参照))その内容は、走査線数
1125本、2:1飛越走査、輝度信号水平帯域幅20
MHz、と高精細化を計ると共に、臨場感などの視覚工
学の立場からアスペクト比(画面の横と縦の比)を5:
3としたものである。
この方式はクローズド系ではすでにほぼ完成し、さらに
衛星放送の開始とともに衛星1チヤンネルの帯域で高品
位テレビを伝送するMUSE方式(文献、二宮佑−他、
高品位テレビの衛星1チャンネル伝送方式(MUSE)
(電子通信学会技術研究報告 IE84−72.198
4年))を提案し、実験を進めている。
一方現行放送は、走査線数525本、2:1飛越走査、
輝度信号水平帯域幅4.2MHz、アスペクト比4:3
という諸仕様を有している。(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、参照)そして、上記番組として映
画をサービスする場合には、その画面サイズを現行のテ
レビ受信機の、アスペクト比4:3になるよう両端を切
るか、もしくは画面の上下に無効画面を設けて有効画面
のアスペクト比を映画の値になるように送出している。
発明が解決しようとする問題点 以上のように、現行放送で映画番組や臨場感ある画面を
送出・サービスする場合、画面が一部カソトされるとか
、画面面積が小さくなるなどのため、製作者の意図が十
分に伝わらない、という問題があった。また、単に、ア
スペクト比が4=3より大きい信号を単純に伝送したの
では、通常の受信機では、受信できなくなる。走査線数
、フレーム周波数が現行放送と等しい場合、同じ水平解
像度を得るためには、アスペクト比m:3(mは4以上
の実数)では現行のm/4倍の映像帯域を必要とする。
しかし電波資源の有効利用という点からすると、徒に伝
送帯域を拡張するわけにはいかない。
そこでアスペクト比が4:3以上の映像、すなわちワイ
ドアスペクト比の映像を伝送する装置が発明されている
。以下それについて説明する。一般に走査線数、フレー
ム周波数が等しい場合に同一の水平解像度を得るために
は、アスペクト比5:3のシステムではアスペクト比4
:3のものにくらべて、伝送に必要な帯域は1.25倍
になる。そこで増加した帯域分を、「時間−垂直」2次
元周波数上の第1、第3象限に、あるいは色信号の高域
に積み上げる等の手法により、水平解像度を保ちながら
、現行テレビジョン方式の帯域内でワイドアスペクト比
の映像を伝送しようというものである。
(特開昭60−213185号公報 参照)しかし、こ
のような従来の技術でこのままアスペクト比5:3の映
像を伝送したのであれば、現行のテレビジョン受信機で
受信した場合、縦長の映像になってしまい現行のテレビ
ジョン受信機との両立性を保つことができないという欠
点がある。
また動画の場合、増加した帯域分は「時間−垂直」2次
元周波数上の第1、第3象限にはクロストークの関係で
多重できないので、水平解像度は低下することになる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、現行のテレ
ビジョン方式と両立性があり、更により横長のアスペク
ト比を有するテレビジョン信号を生成させるテレビジョ
ン信号合成装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のテレビジョン信号
合成装置は、4:3より大きいアスペクト比を有する原
画像を撮像して得られる電気信号のうちアスペクト比4
:3に相当する部分を、第1のコンポジット信号とし時
間軸伸長し残留側波帯振幅変調する手段と、残留側波帯
振幅変調されたテレビジョン信号に、映像搬送波と同一
周波数でかつ位相が異なる搬送波を、電気信号の残りの
部分から得られる信号の高域周波数成分を第2のコンポ
ジット信号とし時間軸伸長した信号で両側波帯振幅変調
あるいは車側波帯振幅変調し、受信機の映像中間周波増
幅段までの周波数特性とは逆の周波数特性をもつナイキ
ストフィルタにより帯域制限した信号を多重する手段と
、電気信号の残りの部分から得られる信号の低域周波数
成分を第3のコンポジット信号とし時間軸圧縮した信号
を、少なくとも映像信号期間の一部か帰線期間の一部に
時間軸多重する手段を具備している。
作用 本発明は、上記した方法によって、現行テレビジョン放
送と両立性を保ちながら別の情報を多重伝送可能とする
テレビジョン信号を生成することにより、専用の受信機
では従来のテレビジョン放送の映像のみならず多重され
た情報をも得ることができる、すなわちワイドアスペク
ト比を有する映像を得ることができ、さらに現行のテレ
ビジョン受信機でも従来のテレビジョン放送の映像とし
て殆ど支障なく受信することができる。
実施例 以下本発明の一実施例のテレビジョン信号合成装置につ
いて、図面を参照しながら説明する。第2図(a)は、
現行テレビジョンの表示画面の一例を、第2図(b)は
前記画面中央付近の一走査線期間の複合映像信号を示し
たものである。アスペクト比が4:3であるため、第2
図(a)の表示例のように3つの円のうち左右の円の一
部が欠けてしまうことがある。第3図(a)はアスペク
ト比を現行のものより太き(したもの、例えば5:3に
した場合の表示画面の一例を、第3図fb)は前記画面
中央付近の一走査線期間の映像信号を、第3図(C1は
時間軸のスケールが第2図(blと等しくなるように第
3図(blの映像信号を書きかえ同期信号とカラーバー
スト信号を付加した複合映像信号を示したものである。
なおアスペクト比は5:3に限るものではない。第3図
(a)のようにアスペクト比を大きくすれば、第2図t
a>のような画面よりも、より多くの映像情報を得るこ
とができる。ここで、現行のテレビジョン受信機で、前
記アスペクト比5:3の映像信号を受信した際にも、従
来と比べて支障なく受像できる、すなわち両立性を保つ
ために、現行のテレビジョン受信機の画面に表示される
期間のテレビジョン信号に対して、時間軸伸長を施す。
これは、第2図(blと第3図FC+を比較してもわか
るように、第3図(C)の信号を現行のテレビジョン受
信機で受信すると、原画像は円であるにもかかわらず、
縦長の楕円になってしまうので、第3図(C)の信号を
時間軸伸長してやる必要がある。即ち従来より横長のア
スペクト比m:3(mは4以上の実数)で原画像を撮像
した場合には、現行テレビジョン受信機4:3の画面に
表示される部分に相当する撮像信号をm/4倍時間軸伸
長すればよい。更に、アスペクト比m:3の画面情報を
得るために残りの信号部分は、周波数の低い成分を時間
軸多重、周波数の高い成分を周波数多重により送ること
にする。
なおCODカメラ等で水平帰線期間が撮像管はど必要と
しないものでは、現行テレビジョン受信機の画面に表示
される部分に相当する撮像信号を、必ずしも時間軸伸長
してやる必要はない。すなわち水平帰線期間が短くなる
分だけ、時間軸方向に対して余裕ができるからである。
第4図は、本発明の一実施例に係るテレビジョン信号合
成装置の周波数多重処理方法を示すスペクトル図である
。第4図(alは現行テレビジョン方式における残留側
波帯振幅変調されたテレビジョン信号のスペクトル図で
ある。ここでは映像搬送波P、の下側波帯が残留側波帯
となっている場合を示す。第4図(blは第4図(a)
で示したテレビジョン信号とは別の多重信号で、映像搬
送波P、と同一周波数でかつ位相が90”異なる搬送波
P2を、搬送波P2を除去するように残留側波帯振幅変
調したものである。第4図(blの信号を第4図(al
のテレビジョン信号に多重したものが第4図(C)であ
り、本発明により合成されるテレビジョン信号となる。
なお多重信号で変調した信号の帯域が、搬送波P2より
4.25MHz低い周波数から1.25MHz高い周波
数までとなっているがこれに限るものではない。
次に受信側でのテレビジョン信号処理方法について説明
する。以下では地上放送の場合を例にとる。第5図(a
)は映像同期検波をおこなっている現行のテレビジョン
受信機のブロック図である。241はアンテナ、242
はチューナ、243は映像中間周波フィルタ、244は
映像検波器、245は搬送波再生回路、246は映像ベ
ースバンド信号出力端子である。送信側から送出された
信号はアンテナ241で受信され、チューナ242で中
間周波数帯に周波数変換され、映像中間周波フィルタ2
43で帯域制限される。帯域制限された信号は、映像検
波器244、搬送波再生回路245に供給される。搬送
波再生回路245では、同期検波用の搬送波■1を再生
する。
帯域制限された信号は、搬送波■1で映像検波器244
において検波され、映像ベースバンド信号となる。ここ
で映像中間周波フィルタ243の周波数特性について述
べる。その周波数特性を示したものが第5図(blであ
る。すなわち映像搬送波11のところで振幅が6dB減
衰し、映像搬送波I、に関してほぼ奇対称な振幅特性を
有するようなナイキストフィルタ特性となっている。一
方策4図(b)で示したように、多重信号を前記受信機
の映像中間周波フィルタの周波数特性とは逆の特性をも
つフィルタで帯域制限すれば、第5図(b)の斜線部分
の多重信号成分はほぼ両側波帯となる。これをヘクトル
表示すると第5図(C)のようになる。ここで11は映
像ベースバンド信号の映像搬送波、■2は多重信号の搬
送波で■1と同一周波数でかつ位相が90°異なる搬送
波である。映像ベースバンド信号は搬送波■1を中心に
考えると残留側波帯となっているので、上下側波帯はベ
クトルaU、ベクトルaLとなり直交ベクトルに分解す
るとベクトルaI、ベクトルa2となる。また多重信号
はほぼ両側波帯となっているので、上下側波帯をベクト
ルbu、ベクトルbLとすればそれらの合成ベクトルは
b2となり、ベクトル■、と直交する成分だけとなる。
すなわち搬送波■、で同期検波するとベクトルat、ベ
クトルb2成分による直交ひずみは発生せず、映像同期
検波をおこなっている現行のテレビジョン受信機に対す
る多重信号による妨害は原理的におこらない。
第1図+8)は、本発明の一実施例に係るテレビジョン
信号合成装置のブロック図である。第1図(a)におい
て、1は信号発生器、2は主信号入力端子、3は振幅変
調器、4は第1フイルタ、5は加算器、6は発振器、7
は移相器、8は多重信号入力端子、9は変調器、10は
第2フイルタ、11は合成信号出力端子、12は送信機
、13はアンテナ、14は多重信号重畳回路である。信
号発生器lで主信号及び多重信号を発生させる。主信号
は主信号入力端子2から多重信号重畳回路14に入力さ
れる。多重信号は多重信号入力端子8から多重信号重畳
回路14に入力される。多重信号重畳回路14に入力さ
れた主信号で、発振器6から得られる搬送波P1を振幅
変調器3により振幅変調する。得られた振幅変調波を第
1フイルタ4で帯域制限し残留側波帯にした後に加算器
5に加える。発振器6から得られる搬送波P1を移相器
7により、加算器5で搬送波がおたがい直交するように
位相シフトさせたものを搬送波P2とする。多重信号重
畳回路14に入力された多重信号で、搬送波P2を変調
器9により少なくとも帰線期間では搬送波除去の両側波
帯振幅変調あるいは単側波帯振幅変鋼する。なお、移相
器7の位相シフト方向は固定でもよいが、例えば少なく
とも一水平走査期間毎、−フィールド毎、−フレーム毎
に位相シフト方向を変えてやってもよい。変調器9の出
力を第2フイルタ10で帯域制限した後に加算器5に加
える。加算器5の出力が合成信号となる。合成信号は送
信機12、アンテナ13により送出される。ここで第2
フイルタ10の周波数特性は、第4図(blのような特
性を有するものとする。なお、第2フイルタ10の出力
と振幅変調器3の出力を加算して第1フイルタ4に入力
し、第1フイルタ4の出力を合成信号としてもよい。
第1図(blは、第1図(a)の信号発生器1の内部構
成の一例を示すブロック図である。51は例えば現行の
アスペクト比より大きいカメラで撮像した信号より得ら
れる輝度信号Yの入力端子、56は前記信号から得られ
る色信号Iの入力端子、61は前記信号から得られる色
信号Qの入力端子、67.71は時間軸伸長回路、68
は時間軸圧縮回路、54.59.64.69は切替器、
53.58.63はLPF (低域通過濾波器)、52
.57.62はHPF (高域通過濾波器)、55.6
6は加算器、60.65は平衡変調回路、70は主信号
出力端子、72は多重信号出力端子である。例えば現行
のアスペクト比より大きいカメラで撮像した信号から周
知のマトリクス回路等を経て得られる輝度信号Yは、切
替器54、LPF53及びHPF52に人力される。現
行テレビジョン受信機の画面に表示される部分に相当す
る信号を第1信号、それ以外の例えば画面両側あるいは
片側の部分に相当する信号を第2信号とする。従来より
横長のアスペクト比m:3(mは4以上の実数)で原画
像を撮像した場合には、現行テレビジョン受信機の画面
に表示される部分に相当する第1信号は、切替器54を
通過して加算器55に入力される。輝度信号は、時間軸
上では1例として第7図(a)のような波形をしており
、周波数軸上では、−船釣な画像信号の特性として、第
8図(alに示すように高周波成分のエネルギーが低い
スペクトラム分布を示す。画面両側あるいは片側の部分
に相当する第2信号の輝度信号は、LPF53とHPF
52によってエネルギーの高い低周波成分(第7図(b
)の波形、第8図(b)の周波数スペクトラム)とエネ
ルギーの比較的低い高周波成分(第7図(dlの波形、
第8図(d)の周波数スペクトラム)とに分離され、そ
れぞれ加算器66と切替器54に供給される。画面両側
あるいは片側の部分に相当する期間ではHPF52の出
力が切替器54を通過して加算器55に入力される。
色信号■及び色信号Qも同様に処理される。例えば現行
のアスペクト比より大きいカメラで撮像した信号から周
知のマトリクス回路等を経て得られる色信号■及び色信
号Qは、切替器59.64、LPF58.63及びHP
F57.62にそれぞれ入力される。従来より横長のア
スペクト比m:3(mは4以上の実数)で原画像を撮像
した場合には、現行テレビジョン受信機の画面に表示さ
れる部分に相当する第1信号の色信号■及び色信号Qは
、それぞれ切替器59.64を通過して平衡変調回路6
0に人力される。画面両側あるいは片側の部分に相当す
る第2信号の色信号■及び色信号Qは、それぞれLPF
58.63とHPF57.62によってエネルギーの高
い一低周波成分とエネルギーの比較的低い高周波成分と
に分離される。画面両側あるいは片側の部分に相当する
期間ではHPF57.62の出力がそれぞれ切替器59
.64通過して平衡変調回路60に入力される。LPF
5B、63の出力は平衡変調回路65に入力される。平
衡変調回路60.65で直交変調された信号は加算器5
5.66に入力される。
加算器55の出力のうち、現行テレビジョン受信機の画
面に表示される部分に相当する信号は、時間軸伸長回路
67で時間軸伸長され、切替器69に入力される。時間
軸伸長回路67では例えば第6図に示すようにm/4倍
時間軸伸長する。なお前述したようにCODカメラ等で
水平帰線期間がI最像管はど必要としないものでは、現
行テレビジョン受信機の画面に表示される部分に相当す
る信号は、必ずしも時間軸伸長してやる必要はない。加
算器55の出力のうち、前記以外の信号は時間軸伸長回
路71で時間軸伸長される。時間軸伸長回路71におい
ては、第7図(dlに示す高周波成分が同図(elに示
すように、帯域が周波数軸多重できる帯域以下となるよ
うに時間軸伸長される。加算器66の出力は時間軸圧縮
回路68で時間軸圧縮され切替器69に入力される。時
間軸圧縮回路68においては、第7図(blに示す低周
波成分が同図(C1に示すように、NTSC方式で伝送
可能な帯域以下におさまる周波数スペクトラムに時間軸
圧縮されて、切替器69に供給され、ここで時間軸多重
される。切替器69の出力が主信号となる。時間軸伸長
回路71の出力が多重信号となる。なお時間軸圧縮回路
68においては、第6図に示すように少なくとも受信機
の電子ビーム過走査期間の一部か水平帰線期間のフロン
トポーチの一部の期間に、時間軸圧縮された信号が時間
軸多重されるように時間調整するものとする。
一般に受信機では有効画面の約8%程度電子ビームの過
走査を行っている。従って例えばそのうちの2%および
、フロントポーチの有効画面2%に相当する期間に、時
間軸圧縮された信号が時間軸多重されるように時間調整
すれば、一般の受信機の再生映像に時間軸多重された信
号が妨害を与えることはない。時間軸調整は例えばメモ
リ等で信号を遅延させてやればよい。時間軸伸長、時間
軸圧縮は、例えばメモリへの書込みと読出しクロックを
変えることによって行うことができる。
HPF57.62をLPFとすれば、LPF58.63
、平衡変調回路65及び加算器66はなくてもよい。
なお、同期信号やバースト信号などの帰線期間信号は省
略しであるが、基準信号や識別信号などは帰線期間に多
重してやってもよい。基準信号というのは、受信側で例
えば白信号レベル、黒信号レベル、色信号の振幅、位相
等を補正できるような基準参照信号や、再生キャリアを
制御する制御信号のことである。また識別信号というの
は、例えば該合成信号と現行放送のテレビジョン信号と
を識別するための信号のことである。
時間軸伸長された信号は、受信側で時間軸圧縮すること
により帯域は広がるので、アスペクト比が大きくなった
からといって解像度が低下するということはない。アス
ペクト比4:3の画面に入らない画面両側あるいは片側
の情報に相当する第2信号のうち、周波数多重した信号
は現行のテレビジョンとスペクトルが重なっていても、
現行の受信機では映像搬送波で同期検波することにより
ほぼ打ち消されるので、周波数多重信号による妨害は殆
ど発生しない。また多重信号復調用の受信機では、現行
の受信機と同様に主信号を直交ひずみなく取り出すこと
ができ、そしてフィルタリング及び位相制御された映像
搬送波で同期検波することにより、アスペクト比4:3
の画面に入らない両側あるいは片側の情報に相当する周
波数多重信号も直交ひずみなく取り出すことかできる。
また時間軸多重された信号も時間軸伸長等の処理により
再生することができる。すなわち、送信側で撮像された
4:3以上のアスペクト比をもつ原画像を再生ずること
ができるのである。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、現行テレビジョン放送
と両立性を保ちながら、別の情報を多重伝送可能とする
テレビジョン信号を生成することにより、専用の受信機
では従来のテレビジョン放送の映像のみならず多重され
た情報をも得ることができる。すなわちワイドアスペク
ト比を有する映像を再生することが可能である。また現
行のテレビジョン受信機で受信した場合に妨害が殆どな
く現行のテレビジョン受信機との両立性が確保されてい
る。すなわち別の情報を多重伝送できるので電波資源の
有効利用という観点からしても非常に効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(alは本発明の一実施例におけるテレビジョン
信号合成装置のブロック図、第1図(blは第1図(a
)の信号発生器1の内部構成の一例を示すブロック図、
第2図(alは現行テレビジョンの表示画面の一例を示
した正面図、第2図(b)は前記画面中央付近の一走査
線期間の複合映像信号を示した波形図、第3図(a)は
アスペクト比を例えば、5:3にした場合の表示画面の
一例の正面図、第3図fb)は前記画面中央付近の一走
査線期間の映像信号を示した波形図、第3図(C)は時
間軸のスケールが第2図fblと等しくなるように第3
図(b)で示した映像信号を書きかえ同期信号とカラー
バースト信号を付加した複合映像信号を示した波形図、
第4図(alは、現行テレビジョン方式における残留側
波帯振幅変fflすれたテレビジョン信号のスペクトル
図、第4図(b)は本発明の一実施例における第4図(
alで示した信号とは別の信号で変調し帯域制限したス
ペクトル図、第4図(C)は第4図(b)で示した信号
を第4図(a)の信号に多重したスペクトル図、第5図
(a)は映像同期検波をおこなっている現行のテレビジ
ョン受信機のブロック図、第5図(bl、第5図(C1
は現行のテレビジョン受信機の同期検波時のスペクトル
図およびベクトル図、第6図は時間軸圧縮、時ベクトル
で示した波形図である。 67、71・・・・・・時間軸伸長回路、68・・・・
・・時間軸圧縮回路、60.65・・・・・・平衡変調
回路、7・・・・・・移相器、4・・・・・・第1フイ
ルタ、10・・・・・・第2フイルタ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第4□  
     P、−吠儂嶽送我C−−一色iI3厭送我 P2−一一搬送:皮 ツ ー4.25 −1.25 0  1.25周周数数閃H
zl −4,25−1,25θ  1,25       3
.58  φ5川弐蚊(MHzl 第6図 映像信号期間   木平%魂期間

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)4:3より大きいアスペクト比を有する原画像を
    撮像して得られる電気信号のアスペクト比4:3に相当
    する部分を、第1のコンポジット信号とし時間軸伸長し
    たのちに複合映像信号を生成する複合映像信号生成手段
    と、前記電気信号の残りの部分から得られる信号を周波
    数の高域成分と低域成分に分離する手段と、前記周波数
    の高域成分を第2のコンポジット信号としたのちに時間
    軸伸長し周波数軸多重する周波数軸多重手段及び、前記
    周波数の低域成分を第3のコンポジット信号としたのち
    に時間軸圧縮し時間軸多重する時間軸多重手段を具備す
    るテレビジョン信号合成装置。
  2. (2)周波数軸多重手段は、搬送波発生手段と、搬送波
    発生手段の出力である搬送波を前記複合映像信号で残留
    側波帯振幅変調する第1の振幅変調手段と、搬送波を移
    相する移相手段と、前記周波数の高域成分を第2のコン
    ポジット信号としたのちに時間軸伸長した信号で移相手
    段の出力搬送波を少なくとも帰線期間の一部で搬送波除
    去の両側波帯振幅変調あるいは単側波帯振幅変鋼する第
    2の振幅変調手段と、第2の振幅変調手段の出力を帯域
    制限するナイキスト特性を有するフィルタを具備するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のテレビ
    ジョン信号合成装置。
  3. (3)時間軸多重手段は、前記周波数の低域成分を第3
    のコンポジット信号としたのちに時間軸圧縮した信号を
    少なくとも映像信号期間の一部か帰線期間の一部に多重
    する手段を具備することを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載のテレビジョン信号合成装置。
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