JPH01279687A

JPH01279687A - 映像信号伝送方式

Info

Publication number: JPH01279687A
Application number: JP63107712A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Emori; 江森　隆久
Original assignee: ATEIN KAIHATSU KK
Current assignee: ATEIN KAIHATSU KK
Priority date: 1988-05-02
Filing date: 1988-05-02
Publication date: 1989-11-09
Also published as: KR920001107B1; KR890017981A; US4974079A

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〕本発明は映像信号伝送り式に係り、特に映像信号を帯域
圧縮して伝送する映像信号伝送方式に関する。

映像信号を所定の信号形態に変換して記録媒体その他の
伝送路を介して伝送する映像信号伝送方式においては、
高解像度が最大の関心となっている。この場合、現行の
映像機器との互換性を確保しつつ解像度を高める映像信
号伝送方式が重要となる。

〔従来の技術〕

現行のテレビジョン方式規格を変更しないで、主にテレ
ビジョン受像機で画質を向上させる従来の伝送方式どし
て、ディジタルメモリを使ってフィールド内処理、フィ
ールド間処理あるいはフレーム間処理を行ない、ノンイ
ンターレース方式のテレビジョン受像機で見掛ｔ−Ｊ上
の垂直解像度を上げる方“式が知られている。

また、磁気記録再生装置（ＶＴＲ）では、ディジタルフ
ィールドメモリを使用して、映像信号のフィールド相関
を利用したノイズラダ９９１２回路により画質改善を図
ったものが知られている。

更に、磁気テープ技術、ヘッド加工技術１同路技術の向
上により、既存の家庭用Ｖ　Ｔ　Ｒの被周波数変調輝度
信号よりも広帯域で、かつ、搬送波周波数が高くされた
被周波数変調輝度信号を記録、再生づる高解像度Ｖ［Ｒ
′／Ｊ＜普及されるに到った。この高解像度ＶＴＲによ
れば伝送帯域が５ＭＨ２程度で、伝送帯域３　Ｍ　ｌ−
Ｉ　Ｚ程度の既存の家庭用ＶＦＲにくらべ、再生画像は
高Ｗ？像度となる。

（発明が解決しようとする課題〕しかし、前記したディジタルテレビやノンインターレー
ス方式テレビ、ノイズリダクション回路を有するＶ　Ｔ
　Ｒは、いずれも画像の高解像度化が不」分であった。

特にノイズリダクション回路を有するＶ　’Ｔ　Ｒの場
合は、本質的に画質を向上させるものではなく、ノイズ
を視覚的に軽減するようにしたものにすぎない。また、
フレームメモリを使用してフレーム相関を利用したもの
は、動きの速い動画やフレーム相関がない画像の画質の
劣化が避けられなかった。

一方、視性方式の映像信号の画質を木質的に改善するも
のとして、前記した高解像度ＶＴＲが知られており、ま
た日本放送協会が提案した１−（Ｄ（Ｈｉｇｈ　Ｄｅｆ
ｉｎｉｔｉｏｎ）テレビジョン方式（ハイビジョン）も
知られている。

しかし、高解像度ＶＴＲは広く前及している既存の家庭
用ＶＴＲとの互換性がなく、磁気−ｊ−−プも既存のも
のを使用することができない。また、上記のＨＤテレビ
ジョン方式も現行のＮ　Ｔ　Ｓ　Ｃ方式とは全く異なる
新しい放送方式であり、現在−般家紅に広く普及してい
る一アレビジ］ン受像機では受像できず、互換性がない
。

本発明は上記の点に鑑みて創作されたもので互換性を確
保しつつ高解像度の画像が得られる映像信号伝送方式を
提供することを目的どする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の映像信号伝送方式は、送信側において最高周波
数ｆｍの映像信号を次式％式％（ただし、Ｍ、Ｎは正の整数、Ｎ＞Ｍ、Ｎ／Ｍは既約分
数、ｆｌ（は上記映像信号の水平走査周波数）を満足す
るサンプリング周波数ｆｃ　　（ただし、ｆＣは既存の
伝送路の伝送最高周波数の２倍以下の周波数で、ｆｃ＞
ｆｙｎ）でサンプリングして標本化信号を生成し、上記
標本化信号をアナログ映像信号に変換した後、上記既存
の伝送路へ送出する。また受信側においては既存の伝送
路を杼で入来したアナログ映像信号を前記サンプリング
周波数丁ｃで再標本化して再標本化信号を生成し、この
再標本化信号を遅延回路により所定水平走査期間遅延し
で得た遅延再標本イし信号の高域成分と上記「延回路の
入力再標本化信号の低域成分とより＝　　４　− なる第１の合成信号と、上記遅延回路の入力再標本化信
号とを周Ｍ　１　／　（２ｆ　ｃ　）で交互に貼系列的
に合成した第２の合成仁君を生成し、この第２の合成信
号をクロック周波数２ｆｃのＤＡ変換器を通して再生映
像信号を得る。１〔作用］映像信号はライン相関があるので、この特徴を利用する
ことにより、υ”ンプリング周波数ｆＣが映像信号の最
高周波数ｆｍの２倍の周波数より低くても、その場合に
生ずる折り返し成分は２ライン以上のサンプリングの補
間により相殺される。

すなわち、ＮＴＳＣ方式カラー映像信号は周知のように
、輝度信号の高周波数領域に搬送色信号が帯域共用多重
化されて伝送されるが、ライン相関を利用して１Ｈ（た
だし、Ｈは水平走査期間）遅延回路とその入出力を加減
算する回路とよりなるくし形フィルタを用いて搬送色信
号が帯域共用多重化されていた高周波数領域の輝度信号
成分を損うことなく、輝度信号と搬送色信号とを分離す
ることができるから、低域フィルタにＪ：り十記高周波
数領域の輝度信号成分が含まれない輝度信号をＮ　Ｔ　
Ｓ　Ｃ方式カラー映像信号より分１Ｉｌｌｔｔ戸波する
方法に比し、輝度信号の高解像度化を図ることかできる
。

このことは２ライン（水平走査線）以上で初めて解像度
が十がるということであるから、１ライン内の映像情報
は半分で十分であることになる。

そこで、受イＪ：側にＬ１３いて再標本化信号を２ライ
ン以上で補間することにより、広帯域映像信号を帯Ｉｇ
１斤縮して伝送できる。

ただし、このままでは帯域圧縮された前記サンプリング
周波数ｆＣの標本化信号を伝送できるだ（Ｊであり、画
質は劣化している１、そこで、本発明では受信側で補間
される再標本化信号（ディジタル信号）を高域成分だ番
ノとし、再標本化信号の低域成分は現ラインのものをそ
のまま使用する。これににす、低域成分である垂直解像
度を劣化させずに、水平解像度を向」−でき、また前記
折り返し成分はライン相関により略相殺されて画面上目
立たなくできる。

本発明は以上の点に鑑みてυンブリング周波数ｆＣを選
定し、更にサンプリング周波数ｆＣを現行方式との互換
性の点から既存の伝送路の伝送最高周波数の２倍以下に
選定する。これにより、既存の伝送路でも広帯域の映像
信号を帯域圧縮して伝送することができる。。

〔実施例〕

第１図は本発明の送信系（記録系）の一実施例のブロッ
ク系統図を示す。本実施例はＶＴＲに本発明を適用した
例で、入力端子１に入来した広帯域の映像信号は、低域
フィルタ２に供給され、ここで後述のサンプリング周波
数ｆｃ以上の周波数成分を除去されに後ＡＤ変換器３に
供給される。

ＡＤ変換器３は入力映像信号をサンプリング周波数ｆＣ
のザンブリング信号でサンプリングして標本化信号を生
成する。ここでは、上記のシンプリング周波数ｆＣは前
記式中、Ｎ＝　６３７．　Ｍ−＝２の場合の５．０１１
３６３　ＭＨｚ　　（以下、便宜上、５ＭＨｚという）
に選定されている。

このサンプリング周波数５ＭＨｚは、現行のＮＴＳＣ方
式の映像信号の最高周波数／１．２ＭＨ２より高い周波
数であるという条件と、また後述の既存のＶＴＲ６の記
録再生帯域の最高周波数である３　Ｍ　ＩＩ　ｚ稈度の
２倍の周波数より低い周波数であるという条件を満たし
ている。

また、上記のリンプリング周波数５ＭＨ２によってシン
プリングされた映像信号のサンプリング点は、画面」−
において図丞すると、第２図に模式的に示Ｊ如くになる
。第２図かられかるように、４ノンブリング点は第１フ
イールドでは白丸、第２フイールドでは黒丸、第３フイ
ールドでは白四角、第４フイールドでは黒四角で夫々示
す装置のものどなり、勺ンブリング点は各フィールドで
異なり、４フイールド（２フレーム）で−巡する。

再び第１図に戻って説明するに、ＡＤ変換器３にり取り
出された標本化信号はＤＡ変換器４に供給され、ここで
クロック周波数５ＭＨｚに基づいてディジタル−アナロ
グ変換されてアナログ映像信号に戻された後、カットオ
フ周波数ｒ　ｃ　／　２（すなわち、２．５Ｍ＋−１２
＞の低域フィルタ５によリサンプリング周波数の１／２
倍以下の第５図（Ａ）に示す如き周波数スペクトラムの
映像信号成分がＰ波されてＶＴＲ６の記録系に供給され
る。

なお、第５図（Ａ）、（Ｂ）中、斜線部分は折り返し成
分を示す。

ＶＴＲ６は悦在広く普及している既存の家に用ＶＴＲで
、上記の低域フィルタ５よりの映像信号を公知の手段で
従来と同様にして磁気テープに配録する。この磁気テー
プに記録される映像１１号は第２図の説明からも明らか
なように、第１フイールドでは画面上第３図（Ａ＞に模
式的に丞すリーンプリング点の映像信号であり、第２フ
イールドでは第３図（Ｂ）に、第３フイールドでは第３
図（Ｃ）に、更に第４フイールドでは第３図（Ｄ）に夫
々模式的に示すサンプリング点の映像信号である。また
その帯域は２．５ＭＨ２なので、Ｖ　Ｔ　Ｒ６により支
障なく記録できる。

かかる映像信号が記録された記録済磁気テープを、既存
のＶＴＲ６で再生しｌ〔場合は、画面上には第１フイー
ルド、第２フイールド、第３フィ−ルド、第４フィール
ドの順で一巡するように、第３図（Δ＞、（Ｂ）、（Ｃ
）及び（Ｄ）に模式的に示す４フイ一ルド周期のサンプ
リング点の画像が再生表示されることになる。従って、
本実施例によれば、既存のＶ　Ｔ　Ｒ６で記録再生がで
き、その再生映像信号を既存のテレビジョン受像機で、
実用上差し支えない程度の画質で表示することができる
（すなわち、乃換再生が確保できる）。

次に本発明の受信系（再生系）の一実施例について説明
する。第４図は本発明方式の受信系（再生系）の一実施
例のブロック系統図で、上記の如く既存のＶＴＲ６で再
生された映像信号は第５図（Ａ）に示す如き周波数スペ
クトラムを有しており、カッ１〜オフ周波数ｆｃ／２（
ここでは２．５Ｍト１ｚ）の低域フィルタ７により不要
高周波成分が除去された後、ＡＤ変換器８に供給され、
ここでサンプリング周波数５ＭＨｚでサンプリングされ
て再標本化信号となる。

この再標本化信号は画素データからなるディジタル信号
で、ラインメモリから構成された１Ｈｉｆｆ延回路９に
供給される。１１」遅延回路９を構成するラインメモリ
は例えばに段のシフトレジスタで構成され、クロック周
波数２ｆｃ　　（ここでは１０ＭＨｚ）のクロックに基
づいてに回シフトを行なうことにより、１Ｈの遅延時間
のイ」与された再標本化信号を出力する。ここで、ＡＤ
変換器８の入力５ＭＨｚクロックを第６図（Ａ）に示す
ものとすると、その出力信号は第６図（Ｂ）に示す如く
成るフィールドの第１ラインの最後の画素ａＮの信号に
引続いて同じフィールドの第２ラインの最初の画素ｂ１
が出力される。また、１］」芹延回路９内の初段のシフ
トレジスタ出力データは、第６図（Ｃ）に示す１０ＭＨ
ｚのクロックに基づき同図（Ｄ）に示す如くになる１、
なお、第６図中、■。

■は第１ライン、第２ラインを示す。

１Ｈ遅延回路９より取り出された万延再標本化信号は、
ディジタル高域フィルタ１０に供給され、ここで第７図
（Ｂ）に示す如ぎ高域フィルタ特性を（＝Ｉ与されて高
域成分が取り出される。

また、ＡＤ変換器８の出力再標本化信号はデイジタル低
域フィルタ１１に供給され、ここで第７ｊＫ（Ａ）に示
す如き低域フィルタ特性を付与されて低域成分が取り出
される。上記の高域成分と低域成分は加算回路１２に供
給され、ここで加算合成されて第１の合成信号とされて
スイッチ回路１３の端子１３ａに入力される。

スイッチ回路１３は周波数ｆｃ　　（すなわち５Ｍ）１
ｚ）のスイッヂングパルスにより、端子１３ａに入力さ
れる第１の合成信号と端子１３ｂに入力されるＡＤ変換
器８の出力再標本化信号とを周期１　／　（２’Ｉ’　
ｃ　）　、すなわち１００ｎＳ毎に交互に切換出力して
ＤＡ変換器１４へ出力する。すなわち、ＤＡ変換器１４
へ供給される信号は第１の合成信号と再標本化信号とが
１００ｎｓ毎に交互に時系列的に合成された第２の合成
信号であり、サンプリング周波数が見掛は上２ｆｃ　　
（すなわち１０ＭＨｚ）とされている。

ここで、ＡＤ変換器８の出力再標本化信号をそのままＤ
Ａ変換して表示すると画面上、第８図（△）に模式的に
示す如く、同じフィールドの第１ラインと第２ラインの
各画素（サンプリング点）が１／（２ｆｃ）だけずれて
１／ｆｃ毎に表示されることは第２図にも示した通りで
ある。

これに対し、上記第２の合成信号をそのままＤＡ変換し
て表示すると画面上、第８図（Ｂ）に模式的に六ず如く
、上記の第１ラインと第２ラインの各画素が１／（２’
ｌ’ｃ）毎に表示される。ここで、第８図（Ｂ）中、ダ
ッシュを付した画素は前記第１の合成信号による画素で
、例えば第２ラインの画素ｂｉ′はｂ　′−／じ（ｂ、　　＋ｂ、）　十」−ａ。

＋　　　　２　　　　＋−１＋　　　　　２　　　＋−
」−（ａ、　　＋ａ、　　）４　　　１−１　　１＋１で表わされる、１上式中（１／２）・（ｂ、−、＋−ｂ
、）は前記低域成分で、（１／２＞ａ、　−（１／４）
・（”ｉ−１１−ａｉ＋１　）が前記高域成分である。

この第２の合成信号は現ラインの再標本化信号の折返し
成分が、１１」前のラインの前記高域成分とのライン相
関性により略相殺され、また現ラインの低域成分をその
まま有する信号となる。なお、この低域成分にはもとも
と折返し成分が少ししか含まれていない。

従って、この第２の合成信号がクロック周波数２ｆｃ　
　（すなわち１０Ｍｔ−１ｚ）で動作するＤＡ変換器１
４によりディジタル−アナログ変換された後、低域フィ
ルタ１５により周波数ｆｃ　　（すなわち５ＭＨ２）以
下の信舅成分のみを）戸波されることにより、出力端子
１６へ出力される再生映像信号は第５図（Ｂ）に■で示
す如き周波数スペクトラムを右する広帯域の再生映像信
号どなる。なお、第５図（Ｂ）中、斜線部分は折返し成
分であるが、通常の画像では問題ない程度の１であり、
３ＭＨｚ程度の伝送帯域を持つ既存のＶ　Ｔ　Ｒに比べ
て広帯域の再生映像信号が１′？られるから水平解像度
は向上しており、また重置解像度は低域成分をそのまま
使用するので劣化させることはない。（）かも、フレー
ム相関でなくフィールド内相関又はライン相関を利用し
ているから、動画やフレーム相関のない映像信号に対し
も十分な高解像度が１ｑられる。

次に、本発明の要部の他の実施例について説明する。第
９図は本発明の受信系（再生系）の要部の仙の実施例の
ブロック系統図で、第４図と同一構成部分には同一符号
を伺し、その説明を省略する１、第９図において、１８
，１９．２１，２２゜２４．２５，２６，２８，２９，
３０．３２及び３３は夫々ラッチ回路で、いずれも周波
数２　’ｌ’　ｃのラッチパルスでラッチ動作を行なう
。ＡＤ変換器８より取り出された第１０図（Ａ）に示す
如き周波数スペクトラムを有し、第１１図（Δ）に示す
如く変化する映像情報をもつ再標本化信号は１日遅延回
路って１日遅延された後、ラッチ回路１８．１９を順次
経て減算回路２０に供給され、ここでラッチ回路１８よ
りの１／（２ｆｃ）前の時間の再標本化信号と減算され
る。なお、第１０図中、斜線部分は折返し成分を示す。

一方、上記の入力再標本化信号はラッチ回路２１及び２
２を夫々通して加算回路２３に供給され、ここでラッチ
回路２１よりの１／（２ｆｃ）前の時間の再標本化信号
と加算される。加算回路２３の出力信号はラッチ回路２
７１Ｉに供給され、ここで下位ピッ）〜方向へ１ビット
分シ゛ノドされて情報内容が１／２倍されて一時記憶さ
れた後、ラッチ回路２５及び２６を夫々通して加算器２
７に供給される。

他方、前記減算回路２０より取り出された信号は、ラッ
チ回路２８により１・−位ビッ１〜ｈ向へ１ピッ１−分
シノドされて一時記憶された後、減算回路３１に供給さ
れる一方、ラップ回路２９及び３０を人々通して減算回
路３１に供給される。この減９回路３１の出力信号はラ
ッチ回路３２に供給され、ここで下位ビット方向へ１ビ
ット分シフトされて１／２倍されたデータを一時記憶し
た後Ｏｆｆ記高域成分として加算回路２７においてラッ
チ回路２６の出ノＪ信号と加算される。この加算回路２
７の出ツノ信弓はラッチ回路３３でラッチされた後、前
記ＤＡ変換器１／Ｉへ出力される。

以上の構成にお（プる主要なラップ回路１８，２１．２
６．２８及び３２のデータ内容０戸００　ｎ　ｓ毎の変
化を法衣にまとめて示す。Ｉ、：だし、数表中、８１〜
ａＴＩはＡＤ変換器８の出力再標本化信号の第１ライン
の各画素、ｂ＋−・ｂ、は第２ラインの各画素の値を示
す、１１・【 ■ Ｉ上記衣かられかるように、ラッチ回路２６から加算回路
２７へ出力される信号は、第１０図（Ｂ）に示す周波数
スペクトラムと第１１図（Ｂ）に示す如く変化する映像
信号情報をもつ第１の信号と、第１０図（Ｃ）に示す周
波数スペクトラムと第１１図（Ｃ）に示す如く変化する
映像情報をもつ第２の信号（前記低域成分）とが１００
ｎｓ毎に交Ｈに時系列的に合成された信号である。

また、ラッチ回路３２から加算回路２７へ出力される信
号は、第１０図（Ｄ）に示す周波数スペクトラムと第１
１図（Ｄ）に示す如く変化する映像情報をもつ、１Ｈ遅
延された前記高域成分で、これが１００ｎＳおき毎に出
力される。

従って、これらを加算して得られたラッチ回路３３の出
ツノ信号は、第１０図（Ｅ）に示す如き周波数スペクト
ラムを有し、かつ、第１１図（Ｅ）に示す如く変化する
映像情報をもつ前記第２の合成信号となる。すなわち、
このラッチ回路３３の出力信号は第４図に示したスイッ
チ回路１３の出力信号と同一となり、第８図（Ｂ）に示
したように表示される。本実施例においても、第４図と
同様に高解像度の再生映像信号が得られる。

なｄ３、本発明は上記の実施例に限定されるしのではな
く、３ライン、４ライン等で補間Ｊるようにすることも
でき、またυンプリング周波数は５）Ｍｌ−１ｚに限定
されるものではなく、映像信号はハイビジョン信号でも
適用でき、更にディスク等の他の記録媒体に映像信号を
記録再生するｉｍｐ、また更には有線あるいは無線によ
り映像信号を伝送する伝送方式一般に広く適用すること
ができるものである。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、既存の伝送路の伝送帯域
より広帯域の映像信号を帯域圧縮して伝送できると共に
、既存の受信系でも画質の劣化をもたらさずに互換再生
でき、しかも本発明の受信系（再生系）により、動画や
フレーム相関のない画像に対してもフィールド内相関又
はライン相関がある限り、従来より−Ｕ分に高い水平解
像ｔσで、かつ、垂直解像度の劣化のない高品質の再生
画像を得ることができる雪の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図【よ本発明の送信系の一実施例のブロック系統図
、第２図は本発明による画面上でのサンプリング点の一
例を示す図、第３図は第１図図示ブ［１ツク系統におけ
る記録映像信号の各ノイールドでのサンプリング点の説
明図、第４図は本発明の受信系の一実施例を示すブロッ
ク系統図、第５図は第４図図示ブロック系統の入力、出
力各映像信号の周波数スペクトラムの一例を示す図、第
６図（ま第４図図示ブロック系統の要部の動作説明用タ
イムチャート、第７図は第４図図示ブロック系統中のフ
ィルタ特性の一例を丞す図、第８図は本発明受信系にお
ける表示画素（→ノンプリング点）を説明する図、第９
図は本発明の受信系の要部の他の実施例を示すブロック
系統図、第１０図は第９図図示ブロック系統の各部の信
号の周波数スペクトラム図、第１１図はＭ９図図示ブロ
ック系統の各部の信号の変化を説明する図である。１・・・映像信号入力端゛ｒ、３，８・・・ＡＤ変換器
、４，１４−ＤΔ変換器、６　・Ｖ　−ｒ　Ｒ１９・　
ｌｌｌ遅延回路、１０・・・ディジタル高域フィルタ、
１１・・・ディジタル低域フィルタ、１２．２３．２７
・・・加算回路、１３・・・スイッチ回路、１６・・・
再生映像信号出力端子、２０．３１・・・減算回路、３
特許出願人　アテイン開発株式会礼第１０図第ｉｔ図

Claims

【特許請求の範囲】送信側において最高周波数ｆ＿ｍの映像信号を次式ｆ＿Ｃ＝（Ｎ／Ｍ）×ｆ＿Ｈ（ただし、Ｍ、Ｎは正の整数、Ｎ＞Ｍ、Ｎ／Ｍは既約分
数、ｆ＿Ｈは該映像信号の水平走査周波数）を満足する
サンプリング周波数ｆ＿Ｃ（ただし、ｆ＿Ｃは既存の伝
送路の伝送最高周波数の２倍以下の周波数で、ｆ＿Ｃ＞
ｆ＿ｍ）でサンプリングして標本化信号を生成し、該標
本化信号をアナログ映像信号に変換した後、上記既存の
伝送路へ送出し、受信側において該既存の伝送路を経て
入来したアナログ映像信号を前記サンプリング周波数ｆ
＿Ｃで再標本化して再標本化信号を生成し、該再標本化
信号を遅延回路により所定水平走査期間遅延して得た遅
延再標本化信号の高域成分と上記遅延回路の入力再標本
化信号の低域成分とよりなる第１の合成信号と、上記遅
延回路の入力再標本化信号とを周期１／（２ｆ＿Ｃ）で
交互に時系列的に合成した第２の合成信号を生成し、該第２の合成信号をクロック周波数２ｆ＿ＣのＤＡ変換
器を通して再生映像信号を得ることを特徴とする映像信
号伝送方式。