JPH01253377A - 画像伝送システム - Google Patents

画像伝送システム

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JPH01253377A
JPH01253377A JP63078105A JP7810588A JPH01253377A JP H01253377 A JPH01253377 A JP H01253377A JP 63078105 A JP63078105 A JP 63078105A JP 7810588 A JP7810588 A JP 7810588A JP H01253377 A JPH01253377 A JP H01253377A
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Taishirou Kurita
泰市郎 栗田
Yutaka Tanaka
豊 田中
Daiji Nishizawa
台次 西澤
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Nippon Hoso Kyokai NHK
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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、走査線数の大きいインタレース走査テレビジ
ョン信号を走査線数の小さいインタレース信号に走査変
換して伝送し、受信側において元の走査線数と同じイン
タレース信号または元の走査線数の局の走査線数を持つ
順次走査信号に走査変換して表示する画像伝送システム
に関するものである。
換言すれば、本発明はA T V (Advanced
 Te1e−vison)に係り、特に現行NTSC受
像機と両立性を保ちつつアスペクト比1B=9の信号を
伝送するシステムに関する。
〔発明の概要〕
本発明は、走査線数の大きいインタレース走査テレビジ
ョン信号を走査線数の小さいインタレース信号に走査変
換して伝送し、受信側において元の走査線数と同じイン
タレース信号または元の走査線数の局の走査線数を持つ
順次走査信号に走査変換して表示する画像伝送システム
において、送信側では原信号の垂直空間周波数の高域成
分にフレームリセットをかけた線順次の正負の極性反転
を施してから垂直空間周波数の低域成分と同様な走査変
換を行って垂直高域伝送信号とし、受信側では垂直高域
伝送信号を垂直低域信号と同様な走査変換を行ってから
、送信号の位相に同期した線順次の極性反転を行うこと
により、通常の伝送信号では伝送し得ない高い垂直空間
周波数成分の信号を伝送するものである。
(従来の技術) アスペクト比が16:9であるHDTV (ハイビジョ
ン)信号をNTSCなどアスペクト比が4=3である信
号のための伝送路を利用して伝送する場合、HDTV信
号を単に走査変換したのみで伝送すると、NTSC受信
機ではかなり縦長の画像が再生され、両立性に問題を生
じる。
このため、HDTV信号の左右両脇を切り離して伝送す
る「サイドパネル方式」、または、HDTV信号を52
5本より少ない走査線に変換してNTSC信号と横のサ
イズを合わせ、変換された信号の上下に黒信号など無効
な信号を挿入して伝送する「上下異方式」などが考えら
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述した「サイドパネル方式」は画面の
一部を切り離して伝送するため、伝送路の特性がかなり
良好でないとアスペクト比16:9の専用受像機で再生
した画像に継ぎ目を生じるという欠点がある。
また、「上下異方式」では継ぎ目の問題は生じないが、
より少ない走査線数に変換しているため伝送路を介して
伝送できる垂直空間周波数帯域が狭くなり、再生画像の
垂直解像度が劣化するという欠点がある。
よって本発明の目的は上述の点に鑑み、「上下異方式」
における垂直解像度の劣化を改善する画像伝送システム
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
かかる目的を達成するために本発明では、インタレース
走査テレビジョン信号の垂直空間周波数に関する低域成
分をより少ない走査線数のインタレース信号に走査変換
して低域伝送信号とし、高域成分にはフレーム毎にリセ
ットをかけた線順次の極性反転処理または線順次に位相
反転したキャリアによる変調処理を施してから低域成分
と同様な走査変換を行って高域伝送信号とする送信部と
、低域伝送信号を元の走査または元の走査線数の半分の
走査線数を持つ順次走査に走査変換して低域再生信号と
し、高域伝送信号に低域伝送信号と同様な走査変換を施
した後、前記送信部に同期した位相で線順次の極性反転
処理または線順次に位相反転したキャリアによる復調処
理を行って高域再生信号とし、低域再生信号に高域再生
信号を加える受信部とを備える。
(作 用) 本発明によれば、送信側では原信号の垂直空間周波数の
高域成分にフレームリセットをかけた線順次の正負の極
性反転を施してから垂直空間周波数の低域成分と同様な
走査変換を行って垂直高域伝送信号とし、受信側では垂
直高域伝送信号を垂直低域信号と同様な走査変換を行っ
てから、送信側に同期した線順次の極性反転を行うこと
により、通常の伝送信号では伝送し得ない高い垂直空間
周波数成分の信号を伝送するものである。
(実施例〕 以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明を適用した送信側の一実施例を示す。
本図において、入力信号は走査線1125木、フィール
ド周波数60Hz、  2 : 1インタレースのRG
Bハイビジョン(HDTV)信号とする。
また、垂直の有効走査期間は走査線1035本とする。
HDTV信号はマトリクス回路1でY、I、Q信号に変
換される。YIQ信号は8:3ライン(走査線)変換器
2,6.7で各々走査線変換がなされる。HDTVの有
効走査線1035本は388本に変換されてライン変換
器2,6.7内部のメモリに蓄積される。この信号を5
25木2:1インタレースの同期で読み出すと、Y、I
、Qの低域伝送信号となる。これらを通常のNTSCエ
ンコーダ8でエンコードすると、垂直空間周波数388
本以下の垂直低域成分のみを含むNTSC信号とコンパ
チブルな低域複合信号を生じる。ここで8:3ライン変
換器2,6.7は公知の技術、例えば特願昭58−17
4325号「走査線数変換方式」などを利用して実現で
きる。
一方、マトリクス回路1のY出力は垂直高域成分の伝送
信号YvHのためのブリフィルタ3にも人力される。ブ
リフィルタ3は例えば垂直空間周波数に関する帯域通過
フィルタである。このブリフィルタ3の出力を入力する
乗算器4において、ライン毎(走査線毎)に+1、−1
が交互に乗算される。すなわち、ブリフィルタ3の出力
は線順次す1 に正負の極性反転が行われる。ここで+1の極Z反転は
フレーム毎にリセットがかけられるものとする。すなわ
ち、あるフレームにおいであるラインに+1が乗算され
たとすれば、他のどのフレームにおいてもそのラインに
は+1が乗算されるものとする。
乗算器4の出力はライン変換器2,6.フと全く同様な
ライン変換器5によって有効走査線388木の垂直高域
伝送信号YVHに変換される。このYv)lは多重信号
作成器9によって低域複合信号に多重できる形式の高域
多重信号Y ’vHに変換され、この信号Y’VHは加
算器IOにおいて低域複合信号に加算される。加算器I
Oの出力はNTSC信号とコンパチブルな複合伝送信号
である。
多重信号作成器9は後に述べる第6図の構成のほか、例
えば本願人になる本発明と同日出願の「テレビジョン信
号走査変換伝送方式」の実施例にあるように388木の
走査線を4:1にD/D変換し、時間軸圧縮して525
−388 =137木の垂直ブランキングに信号を詰め
込む回路などが利用できる。なお、第1図において、1
1は送信側の走査線変換部全体を示している。
第2図は、本発明を適用した受信側の一実施例を示す0
本図において、複合伝送信号は多重信号分離器21によ
って低域複合信号と高域多重信号Y’VHに分離され、
前者(低域複合信号)は通常のNTSCデコーダ22に
よってYIQの低域伝送信号にデコードされる。また高
域多重信号Y′vHは多重信号復元器23にょワて高域
伝送信号YVHに復元される。高域多重信号Y′vイが
例えば上述のように4:1に時間軸圧縮されて垂直ブラ
ンキングに詰め込まれた信号ならば、前記の「テレビジ
ョン信号走査変換伝送方式」の別の実施例にあるように
多重信号分離器21は垂直同期に同期したスイッチによ
って、多重信号復元器23は時間軸伸張器によって実現
できる。
Y、YVH,I、Qの各信号は各々全く同様な構成の3
=4ライン(走査線)に゛変換器24〜27で有効走査
線が388本から517本に変換されると共に、2:1
インタレース走査から順次走査に走査変換され、525
木順次走査信号となる。これらライン変換器24〜27
は送信側のライン変換器2゜5.6.7と同様に公知の
技術、例えば前記の特願昭513−174325号や特
願昭58−205377号「適応型時空間フィルタ」の
技術を利用することにより実現できる。
高域伝送信号YvHをライン変換したライン変換器25
の出力は、乗算器28において第1図示の乗算器4にお
けると同様にライン毎に+1が交互に乗算され、線順次
に極性が反転される。このとき525本順次走査のフレ
ーム(=フィールド)毎にリセットがかけられるものと
する。すなわち、あるフレームにあるラインに+1が乗
じられるとすれば、どのフレームにおいてもそのう、イ
ンには+1が乗じられる。さらにこの極性は、送信側に
同期している。すなわち、送信側で+1が乗じられたラ
インに相当する画面上の位置を占めるラインには、やは
り+1が乗じられるものとする。
乗算器28の出力は加算器29においてライン変換器2
4の出力に加算され、加算器29およびライン変換器2
6.27の出力は各々逆マトリクス回路3oのYIQ入
力となる。逆マトリクス回路30の出力は517本の有
効走査線を持つRGBの525木順次走査信号であり、
アスペクト比は元のHDTV信号と同じ<18:9であ
る。なお、第2図において31は受信側の走査線変換部
全体を示している。
第3図は第1図および第2図における複合伝送信号を通
常のNTSC受像機で再生した場合の画像の大きさの一
例を示している0本図中の破線(イ)で表す部分がNT
SC信号全体が作り得るブランキング部分を含んだ画像
の大きさとすると、実線(ロ)はNTSC信号の有効走
査期間であり、正確なスキャンサイズを有するNTSC
受像器が再生する画像の範囲である。これに対して、実
線(ハ)は第1図における複合伝送信号の有効映像期間
であり、有効走査線388本、アスペクト比16:9の
映像である。また本図において、(ロ)と(ハ)は画面
中心の位置をそろえた場合を示している。
水平有効走査率はHDTVにおいて例えば(29,63
μsec −3,77μsec ) /29.63μs
ec =0.873であるので、第3図(ハ)の水平有
効走査期間は63.6μsec x O,873= 5
5.5μsecである。
すると、NTSCの水平ブランキングに両側に1.4μ
secずつはみ出すが、NTSC信号のブランキングは
水平同期パルスとカラーバースト以外に約3μsecの
余裕があるので、両立性に問題はない。また、斜線の領
域は画像の無効部分となるが、その面積は小さく、(ハ
)の画像は(ロ)に比べてそれ程見づらい画像ではない
一般の受像機は通常ややオーバースキャンなので、無効
部分はさらに小さい。第3図示の状態で(ロ)に対する
(ハ)の真円率の誤差は2%程度であり、この点の両立
性についても全く問題ないと言える。
第4図は第1図および第2図に示した送受信系を使用し
た場合の時間・垂直スペクトル特性の一例を示す。本図
中の(1)〜(4)は各々8二3ライン変換前のスペク
トル、低域伝送信号Yのスペクトル、高域伝送信号Yv
Hのスペクトル、3:4ライン変換後の525本順次走
査のスペクトルを示している。いずれにおいても、横軸
は時間周波数f(Hz)、縦軸は垂直空間周波数または
垂直解像度V(本)である。
第4図(1)中のaはv=o−1035木の範囲に広が
る3角形のスペクトルであり、第1図におけるマトリク
ス回路1のY出力のスペクトルとする。aは(f、 v
> = (30,1035)に位置するインタレースキ
ャリアCI により折り返し成分a′を生じる。
第2図の構成では、受信後の信号は有効走査線517本
の順次走査信号に変換されるので、シ=517〜388
本の成分を垂直高域成分す、b’ 。
シー 388〜0本の成分を垂直低域成分c、c’ と
する、成分Cは8:3ラインに変換器2により走査変換
されて第4図(2)の低域伝送信号Yとなる。ここで、
C」は伝送路でのインタレースキャリアである。
一方、第1図のYV□ブリフィルタ3がシ≠388〜5
17本の通過域を持つ帯域通過フィルタとすれば、成分
すはブリフィルタ3の出力に相当する。
ブリフィルタ3の出力には乗算器4において極性反転が
なされるが、フレームリセットをかけた線順次の極性反
転のキャリアはc、、cL’で表わされる。極性反転の
作用は成分すをC,で振幅変調することと等価であるか
ら、bとC1の差成分としてd、d’ を、また和成分
としてe、e’ を生じる。ここでYVH用のライン変
換器5の変換特性(補間特性)を例えばIQ用のライン
変換器6゜7と同様であるとすると、その通過帯域は例
えばf、f’のようになり、成分e、e’ はカットさ
れて成分d、d’のみが走査変換され、第4図(3)の
高域伝送信号YVHのスペクトルを生じる。またf、f
’の通過域は色信号に対する静止画用の補間フィルタの
一例である。
受信側では、第4図(2)および(3)のスペクトルを
まず3:4ライン変換器で走査変換して第4図(4)の
Y、YvHのスペクトルを生じるYV)lの成分は送信
側に同期したフレームリセットをかけた線順次の極性反
転が行われる。極性反転のキャリアは第4図のCIであ
るため、その結果として、高域成分gを生じる0gとY
を加算することにより、元のHDTV信号の120〜5
17本の成分が再生できる。
本実施例において帯域拡大を行っているシ=388〜5
17本の帯域は、人間の視覚特性から考慮して画質向上
に大きく寄与する成分である。
第5図は本発明を適用した第2の実施例を示す。人間の
視覚特性から考慮して、色信号IQおよびY信号の垂直
高域成分は、Y信号の垂直低域成分よりかなり低い水平
空間周波数に帯域制限してもほとんど画質劣化は生じな
い。そこで第1図のマトリクス回路1のIQ比出力よび
乗算器4の出力側に、第5図に示すような低域フィルタ
(LP F ) 40.41.42を挿入し、例えば回
路のサンプリング周波数fs対してf s / 6以下
に帯域制限を行う、すると、LPF40〜42の出力は
サンプリング周波数をf s / 3に減じても折り返
し歪を生じない信号となる。そこで、スイッチ43によ
りLP F2O,41,42の出力をf s / 3を
周期として切替えると、スイッチ43の出力には、各成
分に対してはf s / 3のサンプリング周波数、全
体としてはサンプリング周波数fsの多重信号が生じる
この信号を第1図示のライン変換器5,6.7と全く同
様なライン変換器44によりライン変換し、スイッチ4
3に同期したスイッチ45で3つの成分を分離して1:
3D/D変換器4B、 47.48でサンプリング周波
数をfsに戻すと、I、Qの低域伝送信号および高域伝
送信号Yv1が生じる。
第5図示の構成によれば、第1図に比べてハードウェア
規模の大きい8:3ライン変換器を4個から2個に減ら
すことができ、且つ、はとんど同等の画質を保つことが
できる。本実施例では垂直高域成分に対する走査変換の
特性は線順次の極性反転により低域成分に対する変換特
性と同じ特性が使用できるので、このような変換器の多
重使用が可能である。
この手段は第5図と全く同様にして第2図示の受信側構
成にも適用できる。
第6図および第7図はそれぞれ本発明を適用した送信側
および受信側のその他の実施例を示す。
第1図および第2図に関する説明において高域伝送信号
は時間軸圧縮して垂直ブランキングに詰め込まれていた
が、その場合にはNTSC受像機において388本の上
下の無効部分に場合によっては多重信号が見えてしまい
、この点に関して両立性に問題を生じる可能性がある。
さらに、多重するYVHの帯域によっては垂直ブランキ
ングをY′vHで使いきってしまい、文字放送など他目
的の信号のために垂直ブランキングを開放することが困
難となる。
そこで、第6図および第7図に示した実施例では、特願
昭50−134125号「カラーテレビジョン信号伝送
方式」の技術を応用して高域多重信号Y′vHを形成し
ている。
第6図において、11は第1図と同じく送信側走査変換
部の全体を示しており、同様に第7図の31は第2図と
同じく受信側走査変換部の全体を示している。
第6図においてYVHはπ移相器52とスイッチ51に
よフてフィールド毎に位相反転された周波数fsc (
fscは色副搬送波の周波数)のキャリアによって乗算
器50で変調され高域多重信号’Y’vHとなる。Y′
vHはNTSCエンコーダ8の出力である低域複合信号
に加算器53において加算される。加算器53の出力は
525−388本の垂直ブランキング(VBLK)には
何も情報を有していないので、ここに別目的の信号、例
えば文字情報などを挿入することができる。54はその
ためのスイッチであり、VBLK中は付加情報を、そう
でないとき(VBLK)は加算器53の出力を選択する
スイッチ54の出力である複合伝送信号のスペクトルを
2mfhの近傍(ここでmは整数、fhは水平同期周波
数)について拡大してみると、第8図のようになる。す
なわち、低域複合信号中のY信号についてはM=2mf
hを中心としてf、= 30HzCtpはフレーム周波
数)の間隔で線スペクトルが並んでおり、C信号(搬送
色信号)についてはfv= ?、fp (fvはフィー
ルド周波数)間隔で線スペクトルが並んでいる。C信号
はM=2mfhのY信号に対して一15H2のオフセッ
トをもっている。
これに対して、第6図によりYvHは色副搬送波とf、
w3GHzのオフセットを持ったキャリアで変調されて
いるので、C信号に対しては30Hzのオフセットを持
った位置に線スペクトルが並んでいる。このY’VHは
M=2mfhのY信号に対して◆15Hzのオフセット
を持っている。
このように第6図の構成によれば、低域複合信号とクロ
ストークを生じることなくY’vHを伝送できる。
第7図では、第6図による複合伝送信号を以下の手段で
分離・復元している。まず、スイッチ70で映像信号と
付加情報を切り分けたあと、通常のY/C分離回路60
によりY信号とc+y’ν□信号に分離される。Y信号
はそのまま受信側走査変換部31のY入力となる。C+
 Y ’VH信号は262H(262ライン)デイレイ
回路61.加算器62.減算器651月係数器63およ
び66によりC信号とY ’VW信号に分離される。こ
れらの回路でCとY’V、を分離できることは上記特願
昭50−134125号に開示されている。
C信号は通常の色復調回路64により1.Q信号に復調
され、受信側走査変換部31の入力となる。
Y ’VHはπ移相器69.第6図示のスイッチ51に
同期したスイッチ689乗算器67により復調されYv
)lに復調される。このYvHも走査変換部31に入力
される。
第7図に示した上記61〜66の各回路は、262Hデ
イレイ回路61を利用した演算を行っているので、公知
のように動画においては二重像等の画質劣化を生じる可
能性があるが、その場合は例えば第6図において動画の
画素についてはY’VHを多重しないような回路を追加
すればよい。
本発明は、以上に示した有効走査線1035本〜388
本〜517本の系に限らず、他の走査線数の伝送系にも
利用できる。
また、第2図および第7図の実施例においては有効51
7本の525本順次走査に走査変換しているが、有効1
035本(7)1125本または1050本2:1イン
タレース走査または有効517本の563木順次走査に
走査変換しても同様な手段により同様な効果が得られる
第1図および第4図おいてYV)lブリフィルタは垂直
の帯域通過フィルタとしているが、例えば517本以下
を通過域とする垂直低域フィルタでもよい。さらに、入
力のHDTV信号がシー51フ本以上の成分をあまり有
しない場合は、ブリフィルタ3は不要である。
また、第4図においてYVHのライン変換器の特性の一
例としてfを示したが、これに限らすν方向に関し低域
通過型の特性であれば良く、例えばfのような静止用で
はなく動画用の変換特性でもよい。
さらに第1図、第2図および第5図における線順次の極
性反転のかわりに、線順次に位相が反転するキャリアに
よる変復調を行っても高域伝送信号yvoの水平周波数
がシフトするだけで全く同様な効果が得られる。
また、第6,7図において、51.52.88.69に
入力されるキャリア周波数はfscに限らず他の周波数
でもよい。
〔発明の効果〕
本発明を実施することにより、いわゆる「上下黒方式」
における垂直解像度の劣化を防ぎ、NTSCなど従来の
受信機と両立性を保ちつつ継ぎ目のない高画質のHDT
V信号を伝送することができる。
また、本発明の一実施例(特許請求の範囲第2項参照)
によれば、発明を実施するために要するハードウェアの
増加は極めて低く抑えることができる。さらに、その他
の実施例(特許請求の範囲第3項参照)によれば、垂直
でランキングに多重信号が挿入されないので、両立性に
おいてさらに良好であり、加えて垂直ブランキング期間
を文字放送など他目的の信号に開放できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用した送信側の一実施例を示す図、 第2図は本発明を適用した受信側の一実施例を示す図、 第3図は本発明によりNTSC受信機で再生される画像
の一例を示す図、 第4図は本発明による時空間スペクトルの一例を示す図
、 第5図はその他の実施例を示す図、 第6図は送信側におけるその他の実施例を示す図、 第7図は受信側におけるその他の実施例を示す図、 第8図は第6図の構成による伝送信号のスペクトルを示
す図である。 1・・・マトリクス回路、 2・・・ライン変換器、 3・・・ブリフィルタ、 4・・・乗算器、 5.6.7・・・ライン変換器、 8・−N T S Cエンコーダ、 9・・・多重信号作成器、 lO・・・加算器、 11・・・送信側走査変換部、 21−・・多重信号分離器、 22・・・NTSCデコーダ、 23・・・多重信号復元器、 24.25,28.27・・・ライン変換器、28・・
・乗算器、 29・・・加算器、 30・・・逆マトリクス回路、 31・・・受信側走査変換部、 40.41.42・・−LPF。 43・・・スイッチ、 44・・・ライン変換器、 45・・・スイッチ、 46.47.48・・・1:3D/D変換器、50・・
・乗算器、 51・・・スイッチ、 52・・・π移相器、 53・・・加算器、 54…スイツチ、 60・・・Y/C分離回路、 61・・−262Hデイレイ回路、 62・・・加算器、 63・・・%係数器、 64・・・色復調回路、 65・・・減算器、 66・・・局係数器、 67・・・乗算器、 68・・・スイッチ、 69・・・π移相器、 70・・・スイッチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)インタレース走査テレビジョン信号の垂直空間周波
    数に関する低域成分をより少ない走査線数のインタレー
    ス信号に走査変換して低域伝送信号とし、高域成分には
    フレーム毎にリセットをかけた線順次の極性反転処理ま
    たは線順次に位相反転したキャリアによる変調処理を施
    してから低域成分と同様な走査変換を行って高域伝送信
    号とする送信部と、 低域伝送信号を元の走査または元の走査線数の半分の走
    査線数を持つ順次走査に走査変換して低域再生信号とし
    、高域伝送信号に低域伝送信号と同様な走査変換を施し
    た後、前記送信部に同期した位相で線順次の極性反転処
    理または線順次に位相反転したキャリアによる復調処理
    を行って高域再生信号とし、低域再生信号に高域再生信
    号を加える受信部と を備えたことを特徴とする画像伝送システム。 2)輝度信号に対する前記垂直高域成分の信号に水平の
    帯域制限を施して色信号と時分割多重し、前記垂直高域
    成分のための走査変換器を前記送信部または/および前
    記受信部において色信号垂直低域成分のための走査変換
    器と共用したことを特徴とする請求項第1項記載の画像
    伝送システム。 3)前記高域伝送信号をNTSC信号における搬送色信
    号とフレーム周波数だけオフセットしたキャリアで振幅
    変調し、低域伝送信号に多重して伝送することを特徴と
    した請求項第1項記載の画像伝送システム。 4)インタレース走査テレビジョン信号の垂直空間周波
    数に関する低域成分をより少ない走査線数のインタレー
    ス信号に走査変換して低域伝送信号とし、高域成分には
    フレーム毎にリセットをかけた線順次の極性反転処理ま
    たは線順次に位相反転したキャリアによる変調処理を施
    してから低域成分と同様な走査変換を行って高域伝送信
    号とすることを特徴とした画像送信方法。 5)低域伝送信号を元の走査または元の走査線数の半分
    の走査線数を持つ順次走査に走査変換して低域再生信号
    とし、高域伝送信号に低域伝送信号と同様な走査変換を
    施した後、前記送信部に同期した位相で線順次の極性反
    転処理または線順次に位相反転したキャリアによる復調
    処理を行って高域再生信号とし、低域再生信号に高域再
    生信号を加えることを特徴とした画像受信方法。
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