JPH02186785A - アナログチャネルを介した信頼型テレビジョン伝送 - Google Patents

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】 の 本発明は、アナログチャネルを介したテレビジョン信号
の伝送に係り、特にテレビジョン信号のアナログ記録に
関する。

良来改屍 テレビジョン伝送用のアナログチャンネルにはＶＨＦ帯
域およびＵＨＦ帯域での地上伝送、同軸ケーブル伝送、
衛星伝送、およびアナログモードでの光フアイバ伝送が
ある。アナログ記録システムにはテープ、ディスク等が
ある０通常、これらメディアの全てにおいて、受信信号
がランダムノイズに因る品質劣化、他の局からの混信、
マルチパス（エコー）、および周波数ひずみを受ける。

これは特にテレビジョン放送でよくあることで、家庭の
受信機に映る画像はスタジオでつくられる画像に比べて
格段に品質が低下する。高品位（ｈｉｇｈ−ｄｉｆ　１
ｎｉｔｉｏｎ）Ｔ　Ｖにおいては、せっかくの可能な高
解像度が上記のチャンネル不良によって無効になってし
まうので、そのような現象を低減または除去することが
特に重要とされる。

地上放送において、画像の信号対ノイズ比（ＳＮ比）は
、実効伝送電力、送信機と受信機間の距離、受信機アン
テナの実効性、およびチューナ回路の品質の関数である
。これらファクタの全てが経済的な面からの制約を受け
る。混信は、送信機間の間隔、アンテナ、および受信機
回路の選択度に関係する。出来るだけたくさんの局が存
在してほしいが、他のファクタがやはり経済的制限を受
ける。エコー条件に因るマルチパスは高価なアンテナで
緩和できるが、これもやはり経済的観点からの制約を受
ける。チャンネル周波数応答は、送信機・受信機それぞ
れのフィルタ、アンテナ特性およびチューナ回路の品質
の関数であるが、これも同様に経済的に制限される。

ケーブル伝送においてＳＮ比は、増幅器電力および伝送
距離に対するケーブル損失によって決定される。有害な
マイクロ反射は不適正な成端によって生ずる。チャンネ
ル周波数応答は、放送で受けるものと同様な種々の制限
を受ける。

原理的には、エコーおよび周波数ひずみを低減するには
受信機に自動等止器を用いればよい、シシオラ（Ｗ、　
Ｃ１ｃｉｏｒａ　　ｅｔ　　ａｌ、　）、“テレビジョ
ン・シテスムにおける自動ゴースト除去 （Ａｕｔｏｓ＋ａｔｉｃ　　　Ｇｈｏｓｔ　　　Ｃａｎ
ｅｅｌｌａｔｉｏｎｉｎＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ　　Ｓｙ
ｓｔｅｍｓ、）”ＩＥＥＥ）ランザクジョン、コンス−
マー・エレクトロニクス、２５巻、Ｎｏ。

１．１９７９年１月、９−５４ページ、フレーム巡回時
間フィルタを用いてノイズをある程度まで減らすことが
可能であるが、この種のフィルタは消賢者の使用目的に
は相当高価なものである。

Ｊ　、　Ｄ　ｒｅｖｅｒｙ等の米国特許第４．０５８．
８３６　。

別の極簡単なノイズ低減方法は、コアリング（ｃｏｒｉ
ｎｇ）と称されるものである。ビー・シー・ゴールドマ
ーク等番こよる（Ｐ　、　Ｃ、Ｇｏｌｄｍａｒｋ　　ｅ
ｔａｌ、、）”テレビジョン画の鮮明さを改善する新技
術（Ａ　　Ｎｅｗ　　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　　ｆｏｒ　
　Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　　ｔｈｅＳ　ｈａｒｐｎｅｓｓ
　　ｏｆ　　Ｔｅ１ｅｖｉｓｉｏｎ　　Ｐ　１ｃｔｕｒ
ｅｓ）”ＩＲＥ会報、３９巻、Ｎｏ、１０．１９５１年
１０月。

１３１４−１３２２ページ、この方法はＶＣＲに使われ
ているが、ひずみが多く出る。より精巧な方法がこれま
で広く研究されてきたが、コスト面および有効性の限界
から実際のＴＶ伝送にまだ採用されていない、イー・デ
ュボイス等による（Ｅ。

Ｄｕｂｏｉｓ　　ｅｔ　　ａｌ、　）、”像シーケンス
におけるノイズ減少（Ｎｏｉｓｅ　　Ｒｅｄｕｃｔｉｏ
ｎ　　ｉｎ　　Ｉ　ｓａｇｅＳ　ｅｑｕｅｎｅｅｓ　、
　）ＩＥＥＥ）ランザクジョン・コミュニケーション、
３２巻、Ｎｏ、７．１９８４年７月。

５０２−５２２ページ、デー・マーチン等による（Ｄ　
、　Ｍａｒｔｉｎｅｓ　　ｅｔ　　ａｌ、、）”動ビデ
オシーンの絶対的な動作補償ノイズ減少（Ｉ　ｍｐｌｉ
ｃｉｔ　　ＭｏｔｉｏｎＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　　Ｎ
ｏ１ｓｅ　　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　　ｏｆＭｏｔｉｏｎ
　　Ｖｉｄｅｏ　　５ｃｅｎｅｓ、）”ＩＥＥＥ会報１
会報１議際会議学、スピーチ及び信号処理、３月２６．
１９８６年、３７５−３７８ページ、数種類のノイズ低
減方法がテープレコーダに使われている。米国特許第４
．６０７．２８５　、第４，６１８゜３９３、および第
４　、ＯＯ７，４８３を参照のこと。

定格のテレビジョンシテスムにおいて常に考慮されるも
のではない別のファクタは、混信性能であって、これは
他の信号へ生ずる混信の程度と他の信号からの混信に対
応できる信号能力との両方を意味する。混信応答を改善
することにより、送信機間の間隔を小さくすることがで
きる。”スペクトル・コンパチブル・ＨＤＴＶシステム
（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　　Ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ　　ＨＤ
ＴＶ　　Ｓｙｓｔｅｍ、）”ジェニス・エレクトロニク
ス（ＺｅｎｉｔｈＥ　Ｉｅｃｔｒｏｎ）社、イリノイ州
、グレンビュー、９月１．１９８８゜ 本出願に関連する私の米国出願第１４９゜６７３（１９
８８年１月２８日）には、副帯域コーディングとして知
られる技法が記載されている。

このクラスの方法においては、高品質カメラによって生
成された映像信号の３次元スペクトルが空間時間成分に
分割される。各成分は、好ましくは別個のフィルタによ
って選択される。これは、カスケード接続された３個（
垂直、水平および時間）の１次元フィルタが使われるこ
とを意味する。これらの成分は、各々が例えば静止層非
線形増幅器および適応形変調器によって独立的に処理さ
れるよう、時間多重化されて伝送される。Ｗ、Ｆ。

５ｃｈｒｅｉｂｅｒ　　等による。“チャンネル・コン
パチブル５　Ｍ　Ｈｚ　　ＨＤ　Ｔ　Ｖ分配システム（
Ｃｈａｎｎｎｅｌ　−Ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ　　　５−
ＭＨｚ　　　ＨＤＴＶ　　　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
　　Ｓｙｓｔｅｍ）、”１９８８．受信機側では、各成
分が復調され、次いで全部の成分が加え合わされて再生
映像信号がつくられる。この技法の利点は視覚的に重要
な成分を伝送に使えることで、望むならばそれらの成分
を適当に選択してもよく、そして各々の成分をその視覚
特性に応じて適正に処理することができる点である。

１９８７年６月１０日出願の私の関連米国出願第６１．
１４Ｏｒ適応形周波数変調を用いるアナログチャンネル
を介した改善型信号伝送Ｊには、適応形変調によって品
質改善を達成できることが記載されている。テレビジョ
ン画像は、その性質上、一般に１つの画素よりも大きな
サイズで変化するオブジェクトを含む、しかして、１つ
の画像内の画素の殆どはオブジェクトの内側に位置する
が、オブジェクトの縁部にも少なからずの画素が存在し
、ここの画素間で映像信号が大きく変化する。

人間の視覚システムは、オブジェクト縁部の変化の激し
い領域または細部の領域におけるノイズよりもオブジェ
クト内部の比較的単調な領域におけるノイズに対してよ
り敏感に感じるようになっている。このような比較的単
調な領域の信号成分は、全て（直流レベルを含む信号成
分および低空間時間周波数は除く）が非常に小さな信号
である。これらの小信号は、送信機で大きく増幅してか
ら送信でき、受信機ではその増幅に対応した分だけ（ノ
イズと一緒に）減衰することができる。このように、適
応形変調は、人間の目に最も感じられる領域の部分につ
いてはそれがどんなものであってもノイズを大幅に低減
する。適応形変調は単調領域内の非常に小さな信号つま
り高周波信号に対しても最も大きな効果を奏する。直流
および低周波ＲＧＢ信号（またはＬ／Ｃシステムにおけ
る輝度／色信号）は、このような特性をもたない。

よく知られるように、ディジタル伝送によれば大抵の場
き、あらゆる種類のノイズが根本的に除去される。ディ
ジタル伝送は、光フアイバ伝送ラインやディスク記録シ
ステムで使われることがあるが、通常のテレビジョン伝
送にはチャンネル帯域幅の大幅な増大を必要とするため
使用されてはいない。

比較的広い帯域幅を使ってＳＮ比を改善する別の方法は
周波数変調である。この方式は、広帯域幅が使える衛星
伝送で利用されている。磁気映像記録では、不所望な信
号レベル変化の影響を抑えるために狭帯域形の周波数変
調が使われている。

しかし、通常のテレビジョン伝送では、広い帯域幅を必
要とするため、使われていない。

１帆へ１紅 概括的に、本発明の第１の特徴は、テレビジョン信号の
個々の画素の伝送の順序に疑似乱数的なスクランブルを
かけることにある。好適な実施例において、テレビジョ
ン信号はスペクトル分割されて（空間的および時空間的
に）少なくとも１つの低周波成分と少なくとも１つの高
周波成分とに分けられ、スクランブルは高周波成分に対
してのみかけられ、低周波成分はディジタルか周波数変
調で伝送され、単調な画像領域の信号に大きな相対的増
幅度を与えるようスクランブルに先立ってその信号中の
高周波成分に適応形の変調がかけられ、連続する個々の
画像フレームに対して異なる疑似ランダム・シーケンス
が用いられ独立的な疑似ランダム・シーケンスを用いて
水平および垂直画素アドレスに独立的なスクランブルが
かけられ、高周波成分が複数の空間時間成分で構成され
、信号が伝送されるチャンネルは適応方式で等化される
。

本発明の第２の特徴は、送信前の信号に疑似ランダム的
なスクランブルをかけ、受信された信号にデスクランブ
ルをかけることにより、テレビジョン信号中の周波数ひ
ずみに対する識別を行うことである。

本発明の第３の特徴は、高周波成分については適応形変
調で伝送を行い、低周波成分についてはＳＮ比改善のた
めに広い帯域幅を交換する方法（例えばディジタル伝送
または周波数変調）で伝送を行うことにより、伝送テレ
ビジョン信号のＳＮ比を改善することにある。

本発明の第４の特徴は、“データ下付け（ｄａｔａ　−
ｕｎｄ！ｒ）”法を用いてテレビジョン信号の低周波お
よび高周波成分を伝送することにある。この方法によれ
ば、高周波成分は、低周波成分のディジタル伝送の上に
多重され、適応形変調を用いてアナログ変調として伝送
される。好適な実施例においては、音声およびデータ信
号も低周波成分と結合してディジタルで伝送される。

好ましい幾つかの実施例では、既存チャンネル上で伝送
される通常のＮＴＳＣ伝送を増強するための情報が、低
電力・高周波信号の形態で“禁止（ｔａｂｏｏ）”チャ
ンネル上で伝送される。“禁止”チャンネルとは、既存
のＮＴＳＣ局との混信を避けるため所与の地域において
現在使用を禁止されているチャンネルである。

本発明は、以下の幾つかの重要な技術を具現する。

スｌシじ６１ルー 画像をディジタル化して送信機と受信機の双方でそれを
記憶する場合（これは、先進のテレビジョンシステムで
は標準になりつつある）の伝送とは、送信機のメモリよ
りデータを読み出し、受信機のメモリにそれらを書き込
むことであると考えることができる。従来の通常の伝送
であれば、通常のラスク走査方式で１画素ずつ１ライン
ずつデータを読み出し、それを受信機メモリの対応する
記憶位置に書き込むであろう０本発明は、従来のラスク
走査を疑似ランダムな配列に代える０本発明では、１７
レームの送信に充てられた期間中にメモリの各位置が１
度だけ読み出しされ、正確な伝送を保証するために送信
機と受信機との間で同一の疑似ランダム・シーケンスが
使われる。そして、画像が受信機のメモリに格納された
後は従来方式にしたがってラスク走査で読み出され、そ
れによってブラウン管の画面上に表示可能な通常の映像
信号が得られる。

スクランブルの効果は、ランダムノイズとしてのエコー
を分散することにある。伝送される信号中の連続するサ
ンプルは画像中の隣合う画素を表すものではないから、
エコー・サンプルはランダムな位置に分散されて付加的
なノイズとして現れ、シフト画像として表れることはな
い。その結果書られるノイズの実効値はエコーの実効値
だけであり、これは相当なものである。したがってこの
技法は、電力が非常に低い高周波成分に対して最良の効
果を発揮する。

周波数ひずみもランダムノイズとして分散される。エコ
ーは線形フィルタの結果としてモデル化でき、そしてス
クランブルによってエコーが分散されるから、スクラン
ブルによって周波数ひずみのような他の任意の線形フィ
ルタ作用の影響も分散される。そのような線形フィルタ
作用は、各画素から付近の画素へエネルギの一部を拡散
させる作用があると考えられる。当該画素の値の減少と
それに対応する近隣画素の変化は、局所化されたノイズ
、または閉じた（ｃｌｏｓｅ　−ｉｎ）エコーと考えら
れる。スクランブルによれば、拡散エネルギを受は取る
画素は、近隣画素ではなく、画像内のランダムな位置の
画素である。しかして、周波数応答が完全ではないチャ
ンネルを介して伝送される信号に対して、スクランブル
効果は周波数ひずみの全熱ない雑音信号を生成する。ひ
ずみがたくさんあるときは許容範囲を越えるノイズとな
ろう。

しかし、スクランブルを電力の低い高域部信号に適用し
、かつチャンネルひずみの一部を補正する適応形等化器
を使用した場合は、スクランブルによってその残りのひ
ずみを許容範囲のノイズレベルまで除去することができ
る。

他の信号からの混信もランダムノイズとして分散される
。スクランブルによって任意のノイズがランダム化され
ることは当然である。これにより、他の映像信号からの
混信の目につく程度が低減される。さらに、スクランブ
ルをかけられた信号の各々が他の全ての信号（スクラン
ブルにかけられたものまたはそうでないもの）に対して
ノイズのように見え、スクランブルをかけられない１つ
の信号に対してはスクランブルをかけられた１つの信号
がノイズのように見え、そのどちらも非常に好ましい結
果である。

るス　−ンブル スクランブルと適応形変調とを組み合わせると顕著な結
果が得られる。スクランブルによって分散されたランダ
ムノイズは、単調領域では減衰せしめられる。スクラン
ブルをかけない場合はそのような領域でノイズが最も目
につく。

このような著しく有益な結果が得られる理由は−ｍの画
像において比較的単調な領域のほうが縁部または極細部
よりもずっと多くの画素を含むためである。１つの典型
的な画素が、符号器では１つの適応ファクタを乗算され
、復号器では別の適応ファクタで割算される。主画像内
の画素に対してこれらのファクタは同一で、変化はなく
、付加的チャンネルノイズだけが低減される０分散され
たエコーの画素について最初のファクタは、縁部の画素
に対しては小さく（１に近い）単調領域の画素に対して
は大きい、第２のファクタは、単調領域の中に入ってい
る画素に対しては大きく、縁部に入っている画素に対し
ては小さい、最も重要なケースは、縁部の画素が単調領
域内に分散している場合で、この場合それらの振幅が大
いに減少する。しかして、分散されたエコーのエネルギ
は、ランダム化されるだけでなく著しく低減される。

上記高域部成分に必要なレベルよりも１２デシベル高い
信号レベルで伝送が許されるときは、高域部情報と一緒
に２レベルディジタル信号を伝送するのに“データ下付
は法”が使用できる。これは、ディジタル音声およびデ
ータに有効的に使用できる。

１区鼓１藍 適応形等化は、最初は電話線でのディジタル伝送に広く
使われ（アール・ダブリュ・ラッキイによるディジタル
通信のための自動エコライジューシラン。ベル・システ
ム技術４４巻、Ｎｏ、４゜１９６５年４月、５４７〜５
８８ページ）、先進のテレビジョンシステムでも検討さ
れたものであるが、本発明の他の特徴と協同すると格別
良好に作用する。適応形等化を使えば、周波数ひずみが
スクランブル、特に適応形変調と協同したスクランブル
によって完全に除去されるほどまでに低減される。

この方式の一般的手法によれば、チャンネル周波数応答
の測定に用いるテスト信号を映像信号と一緒に伝送する
。これにより、通常は周波数応答とＳＮ比とに関係した
ある基準にしたがって、可能な最適な補正を行える補正
フィルタが自動的に得られる。マルチパス伝送によるエ
コーは周波数ひずみとしてモデル化できる。これにより
、補正フィルタのインパルス応答がエコーを包囲するの
に十分な時間的範囲を有する限り、自動等止器によって
エコーも補正される。他に、容易に補正可能なチャンネ
ル劣化としては、非線形ひずみがある。この補正のため
、零から最大値までの範囲にわたって１６個程度のレベ
ルをもつステップ信号が１７レームにつき１回伝送され
る。そして、これらレベルの受信値が測定され、補償非
線形性が計算されてそれが受信信号に加味される。

電上フゴ」」二え 映像信号の高周波成分は、受信機で低周波成分よりも高
いＳＮ比を必要としない、ＮＴＳＣ方式で良好な画像を
得るのに十分なほど搬送波対ノイズ比（ＣＮ比）が高い
とき（例えば４０デシベル程度）、適応形変調によるＳ
Ｎ比は高周波成分にとって高すぎるくらいである。この
場合、余ったチャンネル容量を付加情報の伝送に利用す
ることが可能である。これを行うための方法の１つは、
高周波成分の１つをその振幅を適当な値に小さくしてマ
ルチレベル・ディジタル信号の“上（ｕｎｄｅｒ）”に
付加することである０例えば、アナログの高周波信号の
“下（ｕｎｄｅｒ）”にディジタル信号を置く場合、そ
のアナログ信号はその量子化（ディジタル）信号の隣合
う２つのレベルの間に適合するように少なくとも１／４
に小さくされなければならない、この場合、下側の信号
は１サンプルで２ビツトを伝送し、アナログ信号はＳＮ
比で１２デシベルだけ下げられる。実際は、チャンネル
ノイズに対する幾らかの空き場所が取られる０例えば、
１７２レベルに等しいノイズをその空き場所に入れるべ
きとき、アナログ信号は１／８に、つまり１８デシベル
だけ下げられる。下側の信号が２レベル、つまり１サン
プルにつき１ビツトで、かつ１／２レベルのノイズを空
き場所に入れるべきときは、アナログ信号のＳＮ比は１
２デシベル下げられる。

信号劣化から保護されるべき最も重要な信号部分は音声
、低周波成分およびデータであるから、“種々のチャン
ネル条件下で最高の性能を得るのにデータ下付け”法が
効果的に利用できる。この方法によれば、それら３つの
重要な成分はディジタル化され“下“側の信号として伝
送され、一方、高周波成分は全てその振幅を下げられ“
上”側の信号として伝送される。これによって、全チャ
ンネル帯域が高周波信号に使用できる。チャンネル条件
が極度に悪い場合は、高周波成分を捨て、上記の３成分
だけで画像を構成するようにしてもよく、それでも許容
可能な結果が得られる。

“データ下付は法”によって伝送可能な特別データの量
は非常に多い０例えば、２ビツト／サンプルを表す４レ
ベル信号は、少なくとも１／４につまり１２デシベルだ
け減衰されたアナログ信号の下に隠れることができる。

低周波成分にチャンネル容量の１／３が使える６ＭＨｚ
チャンネルの場合、特別データは１６メガビツト／秒に
なる。実際のプラクティスでは、この値をいくらか下げ
なければならないであろう、１サンプル／サイクル（ナ
イキスト周波数の半分）だけを使っても、１ビツト／サ
ンプルで４メガビット／秒の容量が与えられるであろう
、特に、全受信機のＣＮ比がある最小値を越えるような
ケーブル伝送においては、この特別な容量を種々の異な
る目的に使用できる。

しかし、放送の場合は、ＣＮ比が２信号の分離に要求さ
れる値よりも低いフリンジエリアにおいて受信損失が生
じるであろう。

の−ジル スクランブルおよび適応形変調の好ましい結果は高周波
成分が単調領域で小さい場合に得られるのであるから、
そのような特性をもたない信号成分についてはノイズを
低減するとともにディジタル伝送を最適な伝送とする他
の方法によって周波数ひずみを除去しなければならない
、ディジタル伝送ではチャンネル容量の増大を必要とす
るが、原映像信号のほんの一部だけがその対称となるの
で、そのシステムにおける不利益はそれほど大きいもの
ではない、原映像信号の大部分は、本稿で記述される方
法によって帯域幅を全熱拡張することなく伝送できる０
周波数変調は、ＳＮ向上の引き替えに帯域幅を広げる別
の技術であるが、これをディジタル伝送に代えて使うこ
ともできる。

受信機互換性はケーブル伝送その他の非放送伝送に必要
なものではなく、この場合、利用可能な帯域幅および電
力で最高の品質をもつシステムを設計するために上記方
法の全部を自由に使うことができる。このようなシステ
ムは終局的には放送に対しても使用可能であり、その場
合、現行の６ＭＨｚの範囲内でＮＴＳＣよりも格段に高
い品質を与えるだけでなく、（典型的な）劣悪チャンネ
ル条件の下でも良好な結果をもたらすであろう。

低いＣＮ比で良好な結果をもたらすそのようなシステム
は、別の興味ある可能性を提起する。そのようなシステ
ムは所与のＳＮ比に対してＮＴＳＣ方式よりも高い品質
を結果するから、不所望なレベルに対する所望なレベル
の比率を相当に下げても機能することが可能である。し
たがって、許容できないほどの混信を生ずるような低い
電力で独立的なＨＤＴＶ信号を既存の“禁止（ｔａｂｏ
ｏ）”チャンネル内で伝送することが可能となる。“禁
止”チャンネルとは、既存のＮＴＳＣ局と混信を起こす
理由から所与の地域で現在使用を禁じられているチャン
ネルのことである。

本発明の他の特徴および利点は、以下の好適な実施例、
および請求範囲の記載から明らかになるう。

圧漬シＪ口ＩＩ 第１図において、テレビカメラ１０（またはＶＴＲその
他の再生システム）より供給された映像信号は、ＡＤＣ
ｌ　２でディジタル化されたのちフィルタ・バンク１４
に送られ、ここで多数の空間時間成分に分解される。こ
れらの空間時間成分は直流値（低域部）を含むものと、
そうでないもの（高域部）とに分けられる。前者は、典
型的には直流および低周波の空間時間成分を表す赤、緑
、青の映像信号で、適応形変調が有効に適用され得ない
ものである。これらの成分は前置プロセッサ１６に送ら
れ、ここで映像信号と一緒に送信されるべき音声信号お
よびデータ信号に結合され符号化処理を受ける。この符
号化処理は、ディジタル的に行われるのが望ましい。符
号化の目的は、使用されるアナログ伝送リンクを考慮し
て可能な最小量のデータでディジタル伝送またはＦＭ伝
送が行えるように、これらの成分を調整することにある
。

パルスコード変調（ＰＣＭ）、差分ＰＣＭ、変換符号化
、ベクトル符号化等の任意の周知な符号化方法が使用可
能である。ＦＭ伝送の場合、ディジタル的な符号化処理
が好ましく、そのようにするとディジタルデータ流がア
ナログ変換された時に正確なＦＭ信号となる。

フィルタ・バンク１４より生成される成分のうち直流成
分を含まない高周波成分は、適応形変調器１８で処理さ
れる。その結果、これらの成分のレベルは、従来通りに
、チャンネル過負荷を来すことなく最大限の高さに上げ
られる。Ｗ、Ｆ。

Ｓ　ｃｈｒｅｉｂｅｒ等による。“チャンネル互換型６
ＭＨｚＨＤＴＶ分配システム（Ｃｈａｎｎｅｌ　−Ｃｏ
ｍｐａｔｉｂｌｅ６−ＭＨｚ　　ＨＤＴＶ　　　Ｄｉｓ
ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　　　Ｓｙｓｔｅｍ）”は１９８８
年１月２９日にナッシュビイレーで５ＹＰＴＥ会議で提
出された。この方法においては、に、ｙ、を信号空間が
、例えば４Ｘ４Ｘ４画素サイズのブロックに分割される
。各ブロックには１つの適応ファクタが入る。これらの
ブロック・ファクタは、データ・チャンネル内の受信機
へ伝送される。送信機および受信機の双方で、各画素に
実際に用いられるファクタは補間技術によってブロック
・ファクタから得られる。したがって、その実際に用い
られるファクタは画素が変わるにつれて緩やかに変化し
、これによりブロック効果を回避するようにしている。

適応形変調を受けた高周波成分および他の処理された成
分は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２を介してメモリ２
０に入れられる。このメモリ２０は、少なくともｌフレ
ーム情報を保持するメモリである。使用される成分およ
びデータの入る位置は、制御ユニット２４およびアドレ
ス発生器２６の指示の下でマルチプレクサ２２により選
ばれる。１７レーム内に用いられるべきサンプルの全部
が１７レ一ム期間中にメモリ２０に書き込まれ送信のた
め読み出されなければならない、制御ユニット２４は本
符号器内の他の部分の動作も制御する。

送信のためメモリ２０よりデータが２つの相関係するデ
ータ流となって読み出され、それぞれアナログ信号に変
換される。その結果得られた２つのアナログ信号は、次
に直交変調を受けて単一搬送波に乗せられる。送信機は
、単純には周波数偏移変調機と線形映像増幅器とで構成
できる。大事なことは、放出さ“れな信号が符号器の出
力信号を忠実に周波数偏移したものであることである。

通常の６ＭＨｚテレビチャンネルで伝送される信号の場
合、メモリ２０からの２つの信号はそれぞれ６メガサン
プル／秒のレートで読み出され、各アナログ信号の帯域
幅は３ＭＨｚとなる。

データ・スクランブルは、読出処理の間にアドレス発生
器より適当なシーケンスのアドレスを発生することによ
って達成される。この場合、受信機側でもそれらのアド
レスを知っておかなくてはならないので、完全ランダム
処理よりは疑似ランダム処理が好ましい、この目的のた
め幾つかの周知な技法が使える。十分なスクランブルを
与えるスクランブルの構築に、列アドレスとは無関係仁
行アドレスを疑似ランダム的にごちゃまぜにするような
簡易化法が使えることがわかっている。この方法によれ
ば、ランダムに再配列した行アドレスを用いて列アドレ
スをランダムに読み出すことができる。

ノイズの現出を最小化し、かつ暗号化（ｅｎｃｒｙ　−
ｐｔ　１ｏｎ）を図る上で、多数の可能なシーケンスの
レパートリの中から連続する個々のフレームに使用され
るランダムなシーケンスを任意に選ぶことが可能でなく
てはならない、各々のシーケンスは非常に短い生成多項
式で特徴付けられるから（Ｌ　、　Ｇ　、　Ｒｏｂｅｒ
ｔによる、“再符号化使用疑似ランダム・ノイズ（Ｐ　
１ｃｔｕｒｅ　　Ｃｏｄｉｎｇ　　Ｕ　ｓｉｎｇＰ　ｓ
ｅｕｄｏｒａｎｄａｍ　　Ｎ　ｏｉｓｅ）”　Ｉ　ＲＥ
　）ランザクジョン、情報論、８巻、Ｎｏ、２．１９６
２年２月、１４５−１５４ページ）、上記目的の達成に
必要なことは、各シーケンスに番号を付けること、符号
器および復号器の双方で番号とそれに対応する生成多項
式のテーブルを記憶しておくことそして各フレームに対
して使われているシーケンスを示す番号をデータチャネ
ルで伝送することである。別な方法として、単一のラン
ダムシーケンスについてのランダムな開始アドレスをテ
ーブルに記憶しておくことも可能である。テーブルそれ
自体は暗号目的のために時々変更されてもよい。

直交変調される２つの信号の間には、復号段階で位相誤
差が現れた場合に画像への影響を比較的小さく抑えるよ
うに、密接な関係を持たせるのが好ましい、これは、メ
モリ２０を各々がインタリーブされた走査線の各半数分
のデータを含む（少なくとも概念的には）２つのユニッ
トに分割することによって達成できる。それらユニット
の読出動作は同一で、垂直方向に隣接する画素が２つの
チャンネルにより同時に伝送される。これにより復調エ
ラーは、垂直方向で隣り合う画素間のクロストークとし
て、つまり垂直解像度の小さな損失として現れることに
なる。

次に、第２図を参照して復号器の動作を説明する。アン
テナまたは伝送ラインによってとらえられた無線周波信
号はチューナ２８に送られ、ここでは選択された伝送ス
ペクトラムが可能な限り低い周波数範囲に移される０例
えば、６ＭＨｚ伝送の場合、この周波数範囲は２ないし
８　Ｍ　Ｈｚでよい、この周波数シフトによって得られ
た信号は、ＡＤＣ３０でディジタル信号に変換され、デ
ィジタル検波器３２に送られる。この検波器３２は、送
信時に搬送波に多重され伝送中にエラーをもつに至った
２つの３ＭＨｚベースバンド信号を回復する。これら２
つの信号は自動等止器３４に入力され、ここで上述した
非線形ひずみと当該チャンネルの周波数応答とが補償さ
れる。

等止器３４で補正された各信号は、制御部４０の制御の
下でアドレス発生器３８により指示されたメモリ３６の
記憶番地に格納される。なお、制御部４０は本復号器内
の他の各部の制御も行う。

このメモリ３６への書込みの段階でデスクランプリング
が行われる。このために、各フレーム内の特定の疑似ラ
ンダムパターンが制御ユニット４０に知られてなければ
ならない、しかして、アドレス発生器３８によって指示
されたメモリ３６の記憶位置より信号が読み出され、デ
マルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）４２はその読み出された
信号を直流および低周波成分に対応するデータと高周波
成分に対するデータとに分ける。前者のデータはプロセ
ッサ４４で復号され、これによって低周波成分および音
声／データ信号が生成される。後者のデータは復調器４
６で復号されたのちフィルタ・バンク４８で補間され、
これによって種々の高周波成分が生成される０次に、そ
れら高周波成分と低周波成分とが互いに混合されること
により、システム映像入力信号に近似した映像出力信号
が得られる。

互換性や混信が問題とならず、むしろ様々な伝送条件の
下で可能な限り最良の性能を達成することが望まれる場
合は、当然のことであるが、音声および（色信号を含む
）低周波成分が最大限に保護されなければならない、そ
のようなシステムにおいてはそれらの成分をディジタル
的に伝送するのが望ましいように思われる。１サンプル
につき１ビツトを用いたときは、少なくとも６メガビツ
ト／秒のレートで、“データ下付け”チャンネルでは約
１２メガビツト／秒のレートで伝送できなくてはならな
い、そうしたときの伝送情報は本質的にノイズをもたな
いであろう、なお、高域部の成分は、約３６デシベルの
ＣＮ比ではチャンネル劣化の影響を絶対に受けてはなら
ない。

２レベルディジタル信号に６ＭＨｚ帯域のアナログ信号
を加えたものは１２メガサンプル／秒に相当する。２０
個の高域部成分を各々１２フレ一ム／秒で用いた場合、
各成分は６００キロサンプル／秒を使用することができ
、１６６画素／画高×３００画素／画幅の解像度を有す
る。その結果１２フレ一ム／秒で６６４Ｘ１２００がら
６０フレ一ム／秒で１６６Ｘ３００までの輝度信号解像
度が得られる。色信号の解像度は１２フレ一ム／秒で１
６６Ｘ３００である。また、３６フレ一ム／秒の解像度
は３３２Ｘ６００で、ＮＴＳＣ方式よりもずっと高い値
である。本質的にノイズのない受信とするには、約３６
デシベルのＣＮ比が必要とされよう。

なお、互換型のシステムが９　Ｍ　Ｈｚが使用し非互換
型のシステムが６　Ｍ　Ｈｚを使用するという事実にも
かかわらず、前者の総合応答特性は後者のそれよりも若
干劣る。さらに、非互換型システムの信号は低いＣＮ比
でも使えるが、互換型システムにおいては増設チャンネ
ルに対してしか低いＣＮ比は使えない、ＮＴＳＣチャン
ネルでは、高品質画像のために高いＣＮ比を必要とする
。このことは、ＮＴＳＣ受信機の互換性のため高い代償
を支払わなければならないことを示している。

既存局に対して許容範囲を越えるような電波障害を起こ
さずにＵＨＦおよびＶＨＦ帯域の゛禁制”チャンネルで
伝送を行う場合は、ゼニス社より提案されている考案が
使える。この考案では、近隣の全ての局の垂直帰線期間
が同時になるようにそれらの局間で十分な同期がとられ
る。そして、ディジタル成分はその垂直帰線期間中にマ
ルチレベル信号として伝送され、アナログの高域部信号
はＮＴＳＣフィールドのアクティブ期間中に非常に低い
レベルで伝送される。音声および低域部成分が例えばフ
ィールド期間の１０％で伝送できるとすると、その結果
得られる線形解像度は上記引用例よりも５％低くなるで
あろう、実質的にノイズ無しの受信とするのに要求され
るノイズ比は２４デシベル程度であろう。

３ＭＨｚ付加チャンネルを用いた受信機互換型システム
が次の文献で提案されている。

Ｗ、Ｅ、０ｌｅｎｎ等による゛高解像度テレビ互換伝送
システム（Ｈｉｇｈ　　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　　Ｔｅ
１ｅｖｉｓｉｏｎＣｏｅ＊ｐａｔｉｂｌｅ　　Ｔｒａｎ
ｓｍｉｓｓｉｏｎ　　５ｙｓｔｅａ＋）’Ｉ　ＥＥＥ　
）ランザクジョン、放送りＮＣ−３３巻。

Ｎｏ、４．１９８７年１２月、１０７−１１５ページ、
及び“ＮＴＳＣと互換可能な断層的な高解像度テレビシ
ステム°’１９８７年９月、ニューヨーク。

プリアクリフ・マーチ−。北アメリカ・フリップ社、Ｎ
ＴＳＣ信号の中に付加情報を隠すシステムに対する上記
システムの利点は、通常信号を全熱変更せず、それによ
り互換性を保証することである。もつとも、所要チャン
ネル空間は大きくなる。

この方式によれば、非常に低い電力の補助チャンネルで
極めて大きな品質改善が図れる。

ＮＴＳＣ方式では、輝度信号の帯域が３ＭＨｚに制限さ
れ、色信号の帯域が０．６ＭＨｚに制限されている。こ
れによると、今日のハイエンド受信機での解像度が若干
低下するものの、クロス効果は除去され、付加（ｅｎｈ
ａｎｃｅｍｅｎｔ）に対して良好なベース信号が与えら
れる。３ＭＨｚの付加チャンネルで付加的なスペクトル
成分が３０フレ一ム／秒や１６フレ一ム／秒で伝送され
る。これらの成分は通常のチャンネルで伝送される信号
に加えられ、これによって特定の受信機で付加的な（ｅ
ｎｈａｎｓｅｄ−ｄｉｆｉｎｉｔｉｏｎ）画像が得られ
る。適応形の変調器とスクランブルを用いた場合、それ
らの付加成分を実質的にノイズなしで映すために要求さ
れるＳＮ比は、約２４デシベルないしそれ以下である。

＼ 約３６デシベルのＣＮＲでは、それらの付加用成分を２
レベルディジタル信号にスーパーインポーズして少なく
とも３メガビット／秒の付加的伝送レートを達成できる
はずである。これにより、多量のデータと極めて高品寅
な音声信号を付加することが可能である。もちろん、デ
ィジタル・チャンネルは、付加的な解像度の増大のため
にも使用できる。

Ｗ、　Ｊ、　ＢｕＬｅｒａによる“像の多重スケール符
号化（ＭｕｌＬｉｓｃａｉｅ　　ＣｏｄｉＢ　　ｏｆ　
　Ｉｍａｇｅｓ）”Ｍ、Ｓ、Ｔｈｅｓｉｓ３．Ｍｅｄｉ
ａ　　Ａｒｔｓ　　＆　　　５ｃｉｅｎｃｅｓ。

ｔＩＴ、１９８８年、９月によれば、何らの目立った影
響を与えることなく色信号のフレーム・レートを１６フ
レ一ム／秒まで減少できることが証明されている。それ
によって得られるスペクトルの“穴（１＋ｏｌｅ）“を
利用して色信号の解像度を倍増することができ、非常に
好ましい結果となる９なお、請求項の技術範囲には上記
実施例以外の実施例も含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好適な実施例による符号器の構成を
示す図、および 第２図は、本発明の好適な実施例による符号器の構成を
示す図である。 １０・・・テレビカメラ　　１６・・・プロセッサ１８
・・・適応形変調器　　２０・・・メモリ２４・・・制
御部　　　　　２６・・・アドレス発生器２８・・・チ
ューナ　　　　３２・・・復号器３４・・・適応形等化
器　　３６・・・メモリ３８・・・アドレス発生器　４
０・・・制御部４２・・・適応形復調器　　４４・・・
プロセッサ（外４名） 図「ｍの浄Ｉ；（内容に変更なし） 手 続 補 正 書 １、事件の表示 平成１年 特許願第２６７９３８号 ２、発明の名称 アナログチャネルを介した信頼型テレビジョン伝送３゜ 補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 名　称　　マサチューセッツ・インステチュート・オブ
・テクノロジー ４、代理人 住所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町
ビル　２０６区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プロダクション・テレビジョン信号（例えば、テレ
   ビジョン・カメラまたはプロダクション施設でつくられ
   た信号）を処理して伝送するテレビジョン・シテスムに
   おいて、 １つまたは２つ以上の疑似ランダム・シーケンスを発生
   する手段と、前記疑似ランダム・シーケンスを用いて前
   記信号の個々の画素の伝送順序にスクランブルをかける
   手段とを有する符号器を備えたテレビジョン・シテスム
   。 ２、前記符号器で使用される前記疑似ランダム・シーケ
   ンスと同一の疑似ランダム・シーケンスを発生する手段
   と、前記同一の疑似ランダム・シーケンスを用いて前記
   画素にデスクランブルをかける手段とを有する復号器を
   備えた請求項１記載のテレビジョン・シテスム。 ３、前記符号器は、前記信号を（空間的または時空間的
   に）少なくとも１つの低周波成分と少なくとも１つの高
   周波成分とに分けるスペクトル分離手段を有し、前記ス
   クランブル手段は前記高周波成分に対して作用する請求
   項１記載のテレビジョン・シテスム。 ４、スクランブルをかけることなく前記低周波成分を伝
   送する手段を備えた請求項３記載のテレビジョン・シテ
   スム。 ５、前記低周波成分をディジタル的に伝送する手段を備
   えた請求項４記載のテレビジョン・シテスム。 ６、前記低周波成分を周波数変調によって伝送する手段
   を備えた請求項４記載のテレビジョン・シテスム。 ７、前記高周波成分が比較的低い値である領域（例えば
   、画像内の単調領域）に対して比較的大きな相対増幅度
   を与えるよう、スクランブルに先立って前記高周波成分
   に適応形の変調をかける手段を備えた請求項３記載のテ
   レビジョン・シテスム。 ８、前記符号器で用いられる疑似ランダム・シーケンス
   と同一の疑似ランダム・シーケンスを発生する手段と、
   前記同一の疑似ランダム・シーケンスを用いて前記高周
   波成分にデスクランブルをかける手段と、前記デスクラ
   ンブルの後に前記高周波成分に適応形の復調をかける手
   段とを有する復号器を備えた請求項７記載のテレビジョ
   ン・シテスム。 ９、前記疑似ランダム・シーケンスを発生する手段は、
   時間的に（例えば、連続する画像フレームに対して）異
   なる前記疑似ランダム・シーケンスを使用する手段を有
   する請求項１記載のテレビジョン・シテスム。 １０、独立的な疑似ランダム・シーケンスを用いて前記
   高周波成分の水平および垂直画素アドレスに独立的なス
   クランブルをかける手段を備えた請求項１記載のテレビ
   ジョン・シテスム。 １１、前記スペクトル分離手段は前記信号を複数の空間
   時間成分に分離する手段を有し、複数の前記高周波成分
   はその各々が前記信号の高周波空間時間成分を表す請求
   項１記載のテレビジョン・シテスム。 １２、前記高周波成分が比較的低い値である領域（例え
   ば、画像内の単調領域）に対して比較的大きな相対増幅
   度を与えるよう、スクランブルに先立って前記高周波成
   分に適応形の変調をかける手段を備えた請求項１１記載
   のテレビジョン・シテスム。 １３、前記信号を伝送するチャンネルに適応形の等化を
   かける適応形等化手段を備えた請求項１記載のテレビジ
   ョン・シテスム。 １４、前記信号を伝送するチャンネルに適応形の等化を
   かける適応形等化手段を備えた請求項７記載のテレビジ
   ョン・シテスム。 １５、伝送前に伝送信号に疑似ランダム的なスクランブ
   ルをかけ、受信信号にデスクランブルをかけることによ
   って周波数ひずみに対する識別を与えるようにしたテレ
   ビジョン信号の伝送方法。 １６、前記信号を少なくとも１つの低周波成分と少なく
   とも１つの高周波成分とにスペクトル的に分離し、前記
   高周波成分に対してのみスクランブルをかけ、前記高周
   波成分が低い画像領域に対して比較的低い増幅度を与え
   るようスクランブルに先立って前記高周波成分に適応形
   の変調をかけるようにした請求項１５記載の伝送方法。 １７、前記高周波成分に復号器でデスクランブルをかけ
   、次いで適応形の復調をかけるようにした請求項１６記
   載の伝送方法。 １８、マルチパスひずみおよび他の伝送からの混信に対
   する識別を前記スクランブルによって行うようにした請
   求項１７記載の伝送方法。 １９、プロダクション・テレビジョン信号（例えば、テ
   レビジョン・カメラまたはプロダクション施設でつくら
   れた信号）を処理して伝送するテレビジョン・シテスム
   において、 前記信号を（空間的または時間的に）少なくとも１つの
   低周波成分と少なくとも１つの高周波成分とに分けるス
   ペクトル分離手段と、 前記高周波成分が比較的低い値である領域に対して比較
   的大きな相対増幅度を与えるよう、前記高周波成分に適
   応形の変調をかける適応形変調手段と、 ＳＮ比向上の引き替えに帯域幅を拡大する方法によって
   前記低周波成分を伝送する手段と、を符号器に備えたテ
   レビジョン・シテスム。 ２０、前記低周波成分をディジタル的に伝送するように
   した請求項１９記載のテレビジョン・シテスム。 ２１、前記低周波成分を周波数変調して伝送するように
   した請求項２０記載のテレビジョン・シテスム。 ２２、プロダクション・テレビジョン信号（例えば、テ
   レビジョン・カメラまたはプロダクション施設でつくら
   れた信号）を処理して伝送するテレビジョン・シテスム
   において、 前記信号を（空間的または時間的に）少なくとも１つの
   低周波成分と少なくとも１つの高周波成分とに分けるス
   ペクトル分離手段と、 前記高周波成分が比較的低い値である領域に対して比較
   的大きな相対増幅度を与えるよう、前記高周波成分に適
   応形の変調をかける適応形変調手段と、 前記低周波成分をディジタル信号として伝送する手段と
   、 前記低周波成分を表す前記ディジタル信号と前記適応形
   変調をかけられた高周波成分を表すアナログ信号とを前
   記ディジタル信号の各レベルの上に前記アナログ信号を
   置く仕方で結合することによって、“データ下付け”法
   により前記ディジタル信号および前記高周波成分を伝送
   する手段と、を符号器に備えたテレビジョン・シテスム
   。 ２３、前記テレビジョン信号には音声信号および復号用
   の情報を運ぶデータが含まれ、前記ディジタル信号と前
   記アナログ信号とを結合する手段には前記音声およびデ
   ータ信号をディジタル的に伝送する手段が含まれ、前記
   の手段には前記音声信号、データ信号および低周波成分
   の三者全部を前記アナログの高周波成分の上に置く手段
   が含まれる請求項２３記載のテレビジョン・シテスム。 ２４、既存の伝送チャンネルで受信機両立性の信号を伝
   送する手段と、既存伝送チャンネルの伝送と混信を起こ
   さないように十分低いレベルの電力で付加情報を高周波
   成分として伝送することにより“禁止”チャンネルで付
   加情報を伝送する手段とを前記テレビジョン伝送に備え
   た請求項１または７記載のテレビジョン・シテスム。 ２５、前記高周波付加情報の下で付加的な２レベルのデ
   ィジタル信号を伝送する手段を備えた請求項２４記載の
   テレビジョン・シテスム。