JPH03198593A - テレビジョン方式 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はシネマスコープ画面を通常のテレビジョン受像
機により受像するような場合、画面の上下に発生してい
る無画部を有効に活用し、特に画面に動きがある場合で
あっても、解像度を向上させるテレビジョン送像・受像
方式に関する。

［従来の技術］ 米国マサチューセ・ノツエ科大学では受像機互換方式と
称する単チャネルの高解像度テレビジョン方式を提案し
ている。これはＮＴＳＣ方式による画面の高さ方向を縮
小して、画面の上下部に生じる空所に解像度を向上させ
る信号を織り込むことである。「丸善株式会社発行」雑
誌「スペクトラム」第１１号、２０〜２５頁、Ｎｏｖ、
１９８８、参照）。

また通常の３対４のアスペクト比を有するテレビジョン
画面の垂直方向解像度を向上させるため、所定の走査線
と同数の解像度向上用走査線を受像機において作成し、
画像の原走査線の中間を走査させ、且つ上下の画像用走
査線の差分信号を載せて、見た目には走査線を倍増させ
る試みがなされている。

本発明の出願人は、特願昭６３−２６６８４８号明細書
において、解像度を向上させたテレビジョン方式を提案
した。この方式は特に送像側において、垂直・水平両方
向の解像度を向上させるための信号を前記無画部に挿入
して伝送させる。また受像機においてはインクレース信
号の動きを検知する回路を有して、前フィールドの情報
を利用しながら垂直方向の解像度を向上させている。

［発明が解決しようとする課題］ マサチューセッツ工科大学の考え方は解像度向上のため
特に垂直方向の解像度を向上することを意図していると
想像され、水平方向の解像度を向上することまでは意図
してないと考えられるから、画像は格別良好とはならな
い。

また同数の走査線を余計に法って解像度を向上させる試
みは、送像側においてシネマスコープ画面のように画信
号を送像しない部分を設けて、余計な走査線を伝送する
としても、所定の走査線を全て伝送することは困難とな
り、また仮に出来たとしても垂直方向のみの解像度を向
上できるに過ぎない。

本発明の出願人が先に提案した技術によると、シネマス
コープ画面において、ラスタの上下部に生じる無画部に
水平方向と垂直方向の解像度補償成分を同時に伝送し、
受像側ではラスタの中央部にある横長画面部の信号に前
記のラスタの無画部で伝送された信号を復元して加算す
ることで、高解像度の画像を得るものであった。

しかし、ラスタ中央部の横長画面部の再生画像は、この
テレビジョン方式の伝送信号がＮＴＳＣ方式と同じくイ
ンクレース信号であることから、画像の動き部の垂直方
向解像度は画像の静止部のそれの２となってしまう。こ
のような画像信号に対して、先に提案した技術ではラス
タ無画部で伝送されるところの解像度補償信号を復号し
て加えるものであるが、基本となる画像の信号が動き時
には解像度が大幅に低下してしまうので、動き時にも従
来どおり解像度補償動作を行うことは、無意味となった
。なお画像の静止部については所定の効果が得られてい
る。

本発明の目的は前述の欠点を改善し、画像の動き部であ
っても、垂直・水平両方向の解像度を確実に向上させる
ことのできるテレビジョン送像・受像方式を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ アスペクト比が３対４のテレビジョン画面に対し、前記
とは異なるアスペクト比の横長画面を上下に無画部を設
けて送像し、該無画部には補助信号を挿入して、且つ該
信号を受像機側において解像度を向上させるための信号
としているテレビジョン送像方式において、本発明は下
記の構成としている。即ち、 前記補助信号としては、横幅によって定まる水平方向帯
域を超える信号成分を周波数の低い方向にシフトして得
た信号と、下記向れかの信号とを共に伝送することであ
る。

イ、画像の静止部においては、横長画面部の高さの走査
線数によって定まる垂直方向周波数以上の帯域の信号成
分を周波数の低い方向にシフトして得た信号であり、 口５画像の動き部においては、画像の動き検知回路の制
御により前記静止部の信号に代えた走査線間差信号であ
ること。

受像機側では、動きのある画面を検知する回路を設けて
、受信した信号について処理する。

［作用］ 水平方向の解像度向上のためにラスタの横幅と等しい新
画面の横幅によって定まる水平方向帯域を超える水平方
向信号成分を周波数シフトしたものを、無画部に挿入し
て伝送する。

次に画像の動き部においては、垂直方向の解像度向上の
ための走査線間差信号を得て、前記水平方向の解像度向
上用の信号と共に無画部で伝送する。走査線間差信号と
は、インタレース信号において、毎フィールドともラス
タの走査線数と同じ走査線数による信号であって、ラス
タを構成する各走査線の間に挿入することにより信号の
空間解像度を向上させる機能を持つ信号である。　実際
には、無画部の走査線数が少ないため、周波数多重また
は時分割多重してから載せる。画像の静止部においては
、横長画面部の走査線数による垂直方向周波数以上の帯
域の成分を、周波数の低い方向にシフトして得た信号を
前記水平方向の解像度向上用の信号と共に無画部で伝送
する。この際、画像の動き部・静止部の判別は画素単位
の動き検知回路によって行う。

受像機側では、無画部に挿入された補助信号を時分割に
分離してから、画面の動きを検知する回路の出力によっ
て信号処理経路を変更する。そのため動きのある画面で
も静止画面と同じく解像度が向上できる。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例として送像側の装置構成を示す
図である。第１図において、１はＴＶカメラ、２は映画
フィルムなどのフィルム送像機、３は垂直信号の低域通
過フィルタ、４は垂直信号のサイズ縮小回路、５はＮＴ
ＳＣエンコーダ、６は水平信号の低域通過フィルタ、７
は高域通過フィルタ、９は垂直方向のサイズ縮小回路、
１０は水平信号の低域通過フィルタ、１１は水平信号の
高域通過フィルタ、１２は水平周波数シフトダウン回路
、１３．１４は信号加算器、１５−Ｌ　１５−２は後述
する付加回路ＡＸ、４１は動きを検知する回路、４２は
動きのある時の垂直方向の高域成分生成回路、４３は水
平信号低域通過フィルタ、４４は走査線複合多重化回路
、４５は電子スイッチ、４６は非直線化回路とセットア
ツプ付加回路、４７は水平信号低域通過フィルタを示す
。

今、テレビカメラ１またはフィルム送像機２によりアス
ペクト比が３対５のシネマスコープ型映画フィルムを送
像して、ＮＴＳＣ式受像機でそのまま受像すると、横幅
を一杯にとるから画面の上下に無画部が生じることとな
る。近年、高品質テレビジョンが研究されて解像度の向
上した受像を行うことが要望されて来た。本発明は解像
度向上用の信号を送出し、受像機側で処理する場合、動
きのある時、静止時に係わらず垂直方向の解像度を向上
させ、更に水平方向の解像度を向上させることを同時に
満足させるものである。

第２図は走査ラスタの構成を示す図であって、ＮＴＳＣ
式では５２５本の水平走査線により送像・受像している
が、通常の画面ではそのうち４８０本程度外使用されて
いる。そして飛越走査を行うことと、１秒間３０枚の画
像を要するため水平走査の周波数が１５．７５　ｋＨｚ
であり、白黒の信号を１本置きの走査線で表示する最も
極端な場合を考えると、画面垂直方向の空間周波数は（
４８０／２）ＣＰＨとなる。ＣＰＨはサイクル／高さを
表す単位であり、水平方向では解像度６ＭＨｚに相当す
る。

空間周波数により第１図に示すブロック図各部の信号波
形を示すとき、第３図のようになる。第３図において、
（ａ）、　（ｂ）−は両図における対応する位置を示し
、縦軸は前述の垂直方向の空間周波数を示し、横軸は水
平方向のＨｚ単位の周波数で表した帯域値である。そし
て第３図（ａ）はＴＶカメラ１またはフィルム送像機２
の出力画像信号を示す図である。シネマスコープ型画面
では垂直方向４８０本で表現していた画像が３６０本に
節約して送像され、水平方向は画面−杯に表示している
がら、垂直方向の画像の一部が消えたこととなり、垂直
方向の解像度が低下している。そのため第１図（ａ）と
示す位置では縦横画面の信号が充分に揃っていて、垂直
サイズ縮小回路４の出力側の図に示すようにシネマスコ
型画面では画面の上下端部に無画部を生じるから、その
所に解像度向上用の情報、即ち従来は伝送せず消えてい
た信号を、その周波数をシフトして伝送することなどを
行う。

〔動きのない画面における垂直方向解像度向上〕第１図
（ｂ）に示す波形は第３図（ｂ）に示すように画面垂直
方向の空間周波数を（３６０／２）ＣＰＨまでの信号と
するように低域通過フィルタ３を通過させたものである
。低域通過フィルタ３を通過した信号は第２図に示すラ
スタの３６０本の範囲にサイズを圧縮して伝送され、第
３図（Ｃ１に示す通過出来ない信号はラスタの上下６０
本の範囲にサイズを圧縮して伝送される。そのための手
段として、高域通過フィルタフにより第３図（ｂｌに示
す信号を反転して、第３図（ａ）に示す信号と加算し、
第３図（Ｃ）に示す信号を得ている。次に第３図（Ｃ１
の信号を周波数シフトダウン回路８によりシフトして第
３図（ｄ）を得る。垂直方向解像度向上のみを実行する
場合には第３図（ｄ）の信号を加算器１４により第３図
（ｅ）の信号と時間的な加算を行って、放送することも
可能である。また第１図７に示す高域通過フィルタは通
常の単一構成のものであっても良い。

〔動きのある画面における垂直方向解像度向上〕第１図
において動き検知回路４１乃至非直線化及びセットアツ
プ付加回路４６までが動きのある画面のとき主として動
作する。第１図中のＣ１＞と示す信号は動きのある画面
において垂直方向の解像度向上に効果のある垂直方向の
高域成分の信号であり、同信号の生成回路４２は第７図
に示すように動作している。第７図（ａ）は高域成分生
成回路４２の入力信号、同（ｂ）はＮＴＳＣエンコーダ
５の入力信号、同（Ｃ）は生成回路４２内の走査線信号
、同（ｄ）は生成回路４２の出力の走査線信号を示す。

生成回路４２の出力信号＜ｉ＞は飛越走査信号となる。

この信号は後述の第７図に示すように、走査線信号の差
を演算して得られるもので、垂直方向の高域成分を持っ
ている。信号（１）は水平信号低域通過フィルタ４３に
より水平方向の帯域を０．５〜ＩＭＨｚ程度に制限して
信号（ｍ）とする。本発明においては解像度向上用の信
号を、画面の上下に在る無信号部において伝送している
。そのとき無信号部の走査線数は１２０本であり（１フ
イルードではその半分の６０本）このままでは信号（ホ
）を直ちに伝送することが出来ない。

そのため走査線複合多重化回路４４において、第８図に
示すように複数の走査線の信号を周波数多重することに
よって、１本の走査線の信号に変換する。例えば４８０
本の走査線信号を４本ずつまとめれば変換後の走査線は
１２０本で良い。なお、走査線の本数は飛越走査ではフ
レームで表現する場合の半分であるから、回路４４の出
力（ｎ）はフィールド毎に６０本となる。信号（ｎ）は
受像側での弁別を容易にするため、非直線化及びセント
アンプ付加回路４６において振幅方向の処理を加えられ
て信号（０１となる。回路４６の動作は第１２図に示す
ように、回路４７の出力に対し所定のセソトア・ノブを
付加することである。

なお、垂直方向の画像の静止部補償用の高域成分の信号
として垂直方向サイズ縮小回路９の出力（ｄｌに対し、
非直線化及びセントアンプ付加回路４７により、振幅方
向の信号処理を加えられて信号（ｐ）となる。回路４７
の動作は第１３図に示すように、第１２図の場合と同様
である。信号（１））と信号（０）とは電子スイッチ４
５において、動き検知回路４１の出力により何れかに切
換えられてから、水平信号低域通過フィルタ１０に入る
。次いでＡＸ１５−１と示す付加回路を経て、水平高域
成分信号に加算され、加算器１４において、画面中央部
にある主画面の信号に時間的に加算される。

〔水平方向解像度の向上について〕

本発明は水平方向解像度も向上できるように、先ず第３
図（ｄ）に示す信号、即ち画像の静止部の垂直解像度向
上用の信号に対して次の処理を行う。

第３図（ｄ）に示す信号は水平方向の周波数が６．３Ｍ
Ｈｚまて充分に分布しているが、低域通過フィルタ１０
を通過させて第３図（ｆｌとする。一方、第３図（ａ）
の信号を垂直信号低域通過フィルタ１６を通過させる。

次に垂直方向サイズ縮小回路１７と水平信号高域通過フ
ィルタ１１を通して第３図（川の信号を得る。そして周
波数シフトダウン回路１２Ｇこより第３図（ｈ）を得る
。第３図（ｆ）と（ｈ）の信号とを加算器１３により加
算することにより、水平方向の前述のあらゆる信号の伝
送所要帯域は送信の規定であるところの４．２　Ｍ　Ｈ
ｚに制限され放送される。

一方、画像の動き部については上述の画像の静止部の垂
直解像度向上用の信号に代えて、回路４２〜４６から得
られる信号を水平方向の解像度補償用の信号（ｈｌと同
時に送出する。

なお、回路４９からの出力は第９図に示すもので、且つ
信号全体の帯域は２ＭＨｚのものである。

（帯域は第３図（ｆ）と同じである。）〔受像機の処理
動作について〕 第４図は第１図と対応する受像機の構成を示す図である
。第４図において２０−１．２０−２は後述する付加回
路ＢＸ、２１は信号の時間的分離回路で、例えば走査線
数を計数して分離する回路、２２はＮＴＳＣカラーデコ
ーダ、２３．２４は垂直方向サイズ拡大回路、２５は水
平信号低域通過フィルタ、２６は垂直周波数シフトアン
プ回路、２７は水平信号の高域通過フィルタ、２８は水
平周波数シフトアップ回路、２９．３０は加算器、３１
は横長サイズスキャンモニタ、５１は動き検知回路、５
２．５３は非直線化及びセットアツプ除去回路、５４は
水平方向低域通過フィルタ、５５は走査線複合多重化復
号回路、５６は電子スイッチを示す。

垂直周波数シフトアップ回路２６によって得られた（ｅ
）の信号で水平帯域２．１　Ｍ　ｌｌｚの信号は、垂直
方向の高域情報（解像度向上の情報）であるが、電子ス
イッチ５６の一方に入る。

時間分離回路２１の出力の一部は回路５３において信号
のレベルが所定の値以上あることを利用して弁別を行っ
てから送像側の回路４６で加えた信号処理とは逆の信号
処理を行い、しかるのち水平信号低域通過フィルタ５４
に入る。この出力は第９図に示すような周波数成分を有
する信号であるが、走査線多重化復号回路５５に入る。

ここでは第１０図に示すように複数の走査線に多重化さ
れた信号を復号する。

回路２４とＢＸ２０−１との間にある回路５２は、回路
５３と同様に垂直方向の静止時の高域情報信号を弁別し
、送像側の回路４７で加えた処理とは逆の信号処理を行
う。第１４図に回路５３の、第１５図に回路５２の動作
を示す。それぞれ復号された走査線の信号帯域は第１１
図に示すものとなる。

ここでは画面の無画部で伝送された信号の走査線数はフ
ィルド毎に６０本であり、回路５５の出力の走査線数は
４倍の２イ、本（フィールド毎）となる。

電子スイッチ５６は動き検知回路５１の出力によって制
御され、静止時には回路２６の出力信号を、動きのある
時には回路５５の出力を加算器２９に供給し、回路２８
より得られる水平方向の解像度向上情報と加算されてか
ら加算器３０において画面中央部の主画像に加算される
。

このようにすることにより、横長サイズスキャンモニタ
には、水平方向、動きのある画面の垂直方向、静止時の
垂直方向それぞれの高域情報を含む高域情報を含む高い
解像度の画像が得られる。

なお、受像側の構成第４図において、時間分離回路２１
に入る信号、ＮＴＳＣエンコーダ２２の入力信号、動き
検知回路５１の入力信号、ＮＴＳＣエンコーダの入力信
号、動き検出回路５１の入力信号、垂直方向サイズ拡大
回路２４及び走査線複合多重化復号回路５５の入力信号
は飛越走査形式であり、それ以外の各部の信号は順次走
査形式である。

〔挿入信号が目立つときの処理について〕前記処理を行
うとき通常の受像機では、上下の端部に無画部が生じて
、解像度向上用の信号の存在することが目立つことがあ
る。その場合は下記の手段を付加することが良い。

第５図は送像側において、第１図のＡＸ１５−１゜１５
−２と示す付加回路の構成を一方のみ示す図である。第
５図において、１８は変調器、１９は搬送波発振器を示
す。即ち、送像側においては解像度向上用の２種の補助
信号を、本来の画像信号に対し加算器１４で加算する前
に、それぞれの補助信号を所定の搬送波信号によりそれ
ぞれの変調器１８で変調する。２つの発振器１９の発振
周波数の位相はこの場合、同時に伝送しても、受像側で
分離できるように９０度ずらし、発振器１９の発振周波
数は水平走査周波数１５．７５　ｋｌｌｚの半分の奇数
倍の値、所謂インタリーブの関係に在るように設定する
となお良い。このとき無画部において、解像度向上用の
挿入信号はドツト状で、上下位置がずれるから目立ち方
が少なくなる。また変調器１８は搬送波抑圧型振幅変調
器を使用することが好適である。そしてこの場合は第１
図において、水平周波数シフトダウン回路１２の動作は
４．２〜６．３Ｍ　ｌｌｚの信号をＯ〜２．１　Ｍ　Ｉ
ｌｚにシフトダウンさせるものとする。

第６図は受像側において、第４図のＢＸ２０−１２０−
２と示す付加回路の構成を示す図である。第６図におい
て、３２は復調器、３３は搬送波発振器を示す。発振器
３３はその発振周波数を送像側の発振器１７の発振周波
数と同一に設定する。また付加回路Ｂ　Ｘ２０−１．２
０−２は垂直方向サイズ拡大回路の出力側に挿入する。

そして、この場合は第４図の水平周波数シフトアンプ回
路２８の動作はＯ〜２．　Ｉ　Ｍ　Ｈｚの信号を４．２
〜６．３　Ｍ　Ｈｚにシフトアップさせることで、また
水平信号高域通過フィルタ２７は取り除く必要がある。

［発明の効果コ このようにして本発明によると、シネマスコープ型画面
のように横長画面を送像・受像するとき、その解像度を
向上するため、本来は無画部となっている部分に、垂直
・水平両方向の解像度向上用の補助信号を挿入し、特に
画面に動きのある場合であっても、垂直方向の解像度よ
ついて、画面に動きのない場合と同様に良好な画面を得
ることができる。したがって横長方向に走査する専用モ
ニタで受像するときは、そのままで解像度の向上した画
面が得られ、従来の受像機によって受像するときは無画
部における伝送情報は目障りにならず受像することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例として送像側の構成を示す図、 第２図はラスタの構成を示す図、 第３図は第１図の各部の信号波形を示す図、第４図は受
像側の構成を示す図、 第５図・第６図は本発明で使用する補助信号の目立ち方
を軽減する手段を示す図、 第７図は本発明における走査線処理を説明するための図
、 第８図は複数の走査線の情報を多重することを示す図、 第９図は単一の走査線に複数の走査線情報を周波数多重
することを示す図、 第１０図は複数の走査線情報が多重化された信号から多
重化された信号を分離することを示す図、第１１図は分
離された信号の帯域を示す図、第１２図乃至第１５図は
本発明の実施例におけるセントアップとその除去につい
て説明するための図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 I 、アスペクト比が３対４のテレビジョン画面に対し
   、前記とは異なるアスペクト比の横長画面を上下に無画
   部を設けて送像し、該無画部には補助信号を挿入して、
   且つ該信号を受像機側において解像度を向上させるため
   の信号としているテレビジョン送像方式において、 前記補助信号としては、ラスタの横幅によって定まる水
   平方向帯域を超えた信号成分を周波数の低い方向にシフ
   トして得た信号と、 下記の何れかの信号とを共に伝送すること を特徴とするテレビジョン送像方式。 イ、画像の静止部においては、横長画面部の高さの走査
   線数によって定まる垂直方向周波数以上の帯域の信号成
   分を周波数の低い方向にシフトして得た信号であり、 ロ、画像の動き部においては、画像の動き検知回路の制
   御により前記静止部における信号に代えた走査線間差信
   号であること。 II、第１項記載の無画部の走査線数を上回る走査線数の
   線間差信号を周波数多重または時分割多重して伝送する
   ことを特徴とするテレビジョン送像方式。 III、請求項第 I 項または第II項記載のテレビジョン送
   像方式による送像信号を受像するテレビジョン方式にお
   いて、送像側では動きのある画面に対応する情報と動き
   のない画面に対応する情報とを区別して伝送し、受像機
   内には動きのある画面を検知する回路を設け、該検知す
   る回路の出力により伝送された信号を区別して処理する
   ことを特徴とするテレジビヨン受像方式。