JPH03248694A - テレビジョン信号伝送方式 - 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〕 本発明は、現行テレビジョン受像機との互換性を保ちつ
つワイドスクリーン化するテレビジョン信号の伝送方式
に関するものである。

［従来の技術］ 現行ＮＴＳＣテレビジョン信号のアスペクト比（画面の
横と縦の長さの比）は４：３である。このアスペクト比
を水平方向に広くしたワイドアスペクトのテレビジョン
信号を、現行ＮＴＳＣテレビジョン信号の伝送帯域内で
かつ現行のテレビジョン受像機でも、原画像の中心部分
の画像の再生が可能となるように伝送する方式が幾つか
提案されている。

テレビジョン学会技術報告ＴＥＢ３８Ｂ−４２ｒワイド
アスペクト画像伝送方式の検討」　（文献１）に示され
る方式では、第６図（ａ）に示すように走査線数４４４
本でアスペクト比１６：９のワイドアスペクト画像をセ
ンターパネル部分■とサイドパネル部分■および■に分
割し、第６図（ｂ）に示す形式に並べ替える。即ち、セ
ンターパネル部分■はそのまま部分■の位置に配置し、
サイドパネル部分■および■については部分■の上下左
右（部分■、■。

■、■）に配置する。

このように配置すると現行ＮＴＳＣテレビジョン受像機
では、部分■に配置された信号が画面に表示され、部分
■、■、■、■に配置された信号はオーバースキャンに
より見えなくなる。ただし、サイドパネル部分について
は、輝度信号の低域周波数成分（０〜１．０５ＭＨｚ）
と１／４に帯域制限された色信号を部分■および■の位
置に配置し、輝度信号の１．０５ＭＨｚ以上の成分を１
／３に帯域圧縮して部分■および■の位置に配置する。

なお、第６図において画像の横方向の数値は画素数を表
現しており、現行ＮＴＳＣテレビジョン信号を色副搬送
波ｒｓｃの４倍（およそ１４．３ＭＨｚ）で標本化した
ときの画素密度を保って標本化したときの画素数である
。

またテレビジョン学会技術報告ＴＥＢＳ８８−４３　　
ｒワイドテレビの実験方式」　（文献２）に示される方
式を適用すると、第７図（ａ）に示すように走査線数４
１１本でアスペクト比およそ１６：９のワイドアスペク
ト画像を伝送することが可能となる。まずワイドアスペ
クト画像をセンターパネル部分■とこれら若干オーバー
ラツプするサイドパネル部分■および■に分割し、第７
図℃）に示す形式に並べ替える。即ち、センターパネル
部分■はそのまま部分■の位置に配置し、サイドパネル
部分■および■の信号はセンターパネル部分■の上下に
並べ替えて伝送する。なお、第７図において画像の横方
向の数値は第６図と同様に画素数である。第７図の数値
を用いた場合には、アスペクト比は１６：９よりも若干
水平方向に狭くなる。

一方、画像の高精細化の技術としてテレビジョン学会誌
Ｖｏ１．３９．　Ｎｏ、１０　　’完全両立性を有する
ＨＤＴＶ信号方式（その１．そ（７）２）Ｊ（文献３）
に記載されている方式がある。この方式では現行ＮＴＳ
Ｃテレビジョン信号を垂直・時間の２次元周波数空間（
ν、ｆ）で考えて、色信号の多重されている（ν、　　
ｆ）　＝　（５２５／４．−１５）、（−５２５／４．
１５）を中心とした信号帯域の共役位置（ν。

ｒ　）　＝　（５２５／４．１５）、（−５２５／４．
−１５）に水平方向の高精細情報を多重するものである
。

［発明が解決しようとする課題］ 文献１を用いて説明した従来技術では、サイドパネル部
分を輝度信号については１／２、色信号については１／
４に帯域圧縮しているため、センターパネル部分との画
質差が顕著であるという欠点がある。また、センターパ
ネル部分で文献３に例示した画像の高精細化が行われる
場合には、さらに画質差が目立つことになる。

また文献２を用いて説明した従来技術では、現行ＮＴＳ
Ｃテレビジョン受像機で見たときに、本来左右両端にあ
るべき画像が上下左右に並べ替えられてそのまま見えて
しまうという欠点がある。

本発明の目的はこのような従来方式の欠点を緩和し、セ
ンターパネル部分とサイドパネル部分との画質差を小さ
くし、さらにワイドアスペクト画像の有効走査線数を文
献２で説明した従来技術よりも増やすことが可能なテレ
ビジョン信号伝送方式を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、基準となる縦横比よりも水平方向に広い縦横
比を有し、輝度信号については垂直方向にν。で時間方
向にｆｏの周波数帯域を有するワイドアスペクト画像信
号を前記基準となる縦横比を有する画像信号の伝送系を
用いて飛び越し走査で伝送する方式であって、前記ワイ
ドアスペクト画像信号を画像の中心部分のセンターパネ
ル部分と画像の左右両端のサイドパネル部分に分け、前
記サイドパネル部分の信号を前記センターパネル部分の
信号の上下左右に並べ替えて伝送するテレビジョン信号
伝送方式において、 前記サイドパネル部分の信号を前記センターパネル部分
の信号の上下左右を並べ替える際に、前記サイドパネル
部分の輝度信号から画像の垂直方向あるいは水平方向の
少なくともどちらか一方の高域周波数成分を抽出し、前
記サイドパネル部分の輝度信号から前記高域周波数成分
を除いた信号である低域周波数成分を水平方向の周波数
成分により水平低域成分と水平第１中間成分と水平第２
中間成分の３個の成分に分割し、前記水平第１中間成分
に対して垂直・時間周波数空間（ν、ｆ）でのフィルタ
処理により（ν、ｆ）＝（±ν。／２、±ｆ０／２）の
４点を中心とした信号成分を除去して帯域制限水平第１
中間成分とし、前記水平第２中間成分に対して帯域圧縮
処理を施して帯域圧縮水平第２中間成分とし、前記高域
周波数成分を第１高域成分と第２高域成分の２個の信号
成分に分割し、前記第１高域成分を水平方向には前記水
平第１中間成分と同じ周波数帯域に周波数変換しかつ垂
直・時間周波数空間（ν、ｆ）においては（ν、ｆ）＝
（ν。／２．ｒｏ／２）、（−ν。

／２．−１．／２）へ周波数シフトした信号を第１変調
信号とし、前記第２高域成分を水平方向には前記水平第
１中間成分と同じ周波数帯域に周波数変換しかつ垂直・
時間周波数空間（ν、ｆ）においては（ν、ｆ）＝（ν
。／２．−ｆＯ／２）、（−ν。／２、ｆ０／２）へ周
波数シフトした信号を第２変調信号とし、前記帯域制限
水平第１中間成分と前記第１変調信号と前記第２変調信
号の３個を加算して周波数多重信号とし、前記水平低域
成分と前記周波数多重信号と前記帯域圧縮水平第２中間
成分と帯域圧縮された前記サイドパネル部分の色信号の
４個の成分を、前記センターパネル部分の信号の上下左
右に時分割多重して伝送することを特徴としている。

なお、色信号についてはその一部あるいは全部前記水平
低域成分と周波数多重して伝送してもよい。

〔作用〕

本発明は、基準となるアスペクト比よりも水平方向に広
いアスペクト比を有するワイドアスペクトテレビジョン
信号の、サイドパネル部分の帯域圧縮方法と伝送方法に
関するものである。

一般のテレビジョン画像では、輝度信号について水平方
向の周波数成分が成る程度以上の成分に関しては、垂直
・時間周波数空間（ν、ｆ）でのフィルタにより（ν、
ｆ）＝（±ν。／２．±ｆ０／２）の４点を中心とした
信号成分を除去しても画質的には大きな影響が無いと言
われている。これは、水平方向高域成分においては、動
き領域では時間高域まで信号成分が伸びるものの垂直成
分がν。／２ｃｐｈ（サイクル・バー・ハイド）以上の
信号成分が少なく、また、静止領域では時間方向の周波
数成分がほとんど無いためである。

従って、本発明ではサイドパネル部分の信号からこの周
波数帯域の信号成分を除去し、その空き地に水平あるい
は垂直方向の高域成分を変調して多重することにより、
信号成分を除去することによる劣化をあまり起こさずに
センターパネル部分と同様に高精細化を行うことが可能
となる。

また、人間の視覚特性は画像の水平あるいは垂直方向よ
り斜め方向に対しては解像度劣化が検知し難く、さらに
画像の高精細成分は動き領域ではあまり検知できないこ
とが知られている。そこで本発明では、サイドパネル部
分の水平方向に中高域である信号成分のうち垂直方向あ
るいは時間方向にも高域である周波数成分を除去するこ
とで、大きな画質劣化を起こすことなく帯域の圧縮を可
能としている。この帯域圧縮により大きな画質劣化を起
こすことなく、ワイドアスペクトテレビジョン信号の有
効走査線数を増やすことができる。

なお上述のような帯域圧縮を輝度信号に対して施した場
合には、現行ＮＴＳＣ信号のように色信号を輝度信号に
周波数多重して伝送すると、色信号と輝度信号の間のク
ロストークによる劣化が目立ち易くなるため、色信号は
輝度信号と時分割で伝送することが望ましい。しかし、
色信号を輝度信号に周波数多重して伝送すれば全体とし
ての帯域圧縮率を上げることができ、ワイドアスペクト
テレビジョン信号の有効走査線数を増やすことができる
。

また、はとんどの現行テレビジョン受像機では伝送され
てくる映像信号を全て表示しているわけではなく、画像
の上下左右各々４％程度の部分はオーバースキャンによ
り表示されていないことが知られている。従って、上述
のように帯域圧縮された信号を時分割で伝送することに
より、オーバースキャンされて見えなくなる領域を有効
に利用することができる。

〔実施例〕

次に第１図〜第５図を用いて本発明の実施例について説
明する。以下では一例として、走査線数ν。×２本、順
次走査ワイドアスペクトテレビジョン信号を入力として
、そのサイドパネル部分について帯域制限処理と多重処
理を施した後、飛び越し走査で受信側に伝送する場合に
ついて説明する。また、ここでは入力動画像信号の水平
方向の信号帯域μはμ〈μ。、垂直方向の信号帯域νは
ν〈ν。、時間方向の信号帯域ｆはｆ＜ｆＯであるとす
る。さらに時間方向の処理に関しては、例として動領域
と静止領域を区別することなく処理を行うこととする。

また、伝送する輝度信号の高域周波数成分としては、−
例として垂直方向と水平方向の両方の高域周波数成分を
伝送する場合について説明する。また、サイドパネル部
分の色信号としては、現行ＮＴＳＣテレビジョン信号で
用いている■信号とＱ信号を用いることにする。

第４図は本発明の一実施例に用いるテレビジョン信号伝
送装置の基本構成を示すブロック図であり、第１図は本
実施例により伝送可能となる信号帯域を示す図である。

順次走査のサイドパネル部分の輝度信号５０を入力し、
まず、垂直高域抽出回路１において画像の垂直方向には
高域でありかつ時間方向には低域である垂直高域成分（
第１高域成分）５１を抽出する。

垂直高域成分５１は、−例として第１図に示すように水
平方向には０≦μくμ４（−μ。−μｍ）、垂直方向に
はν、（＝ν。Ｘ３／４）≦νくν。、時間方向には０
≦ｆ＜ｆ、／４に帯域制限された後、そこからさらに垂
直・時間周波数空間で１／２に帯域制限されているもの
とする。垂直高域成分５１は変調回路２において、水平
方向にμ３（−μ２μ４）、垂直方向に一ν。／２およ
び時間方向に＋ｆｏ／２だけシフトされて第１変調信号
５２となる。なお、変調回路２においては、周波数シフ
トをした後に順次走査の信号を飛び越し走査に変換する
ものとする。ただし、ここでの新たな帯域制限処理は行
わない。

また、輝度信号５０から垂直高域成分５１が差し引かれ
た信号である垂直低域成分５３は水平方向帯域分割回路
３に入力され、画像の水平方向の周波数により水平低域
成分５６（０≦μ〈μ３）と、水平第１中間成分５５（
μ３≦μ〈μ２）と、水平第２中間成分５７（μ２≦μ
〈μｍ）と、水平高域成分（第２高域成分）５４（μｍ
≦μ〈μ。）との４個の成分に分割される。

水平高域成分５４はフィルタ回路４において垂直・時間
周波数空間内での低域通過型フィルタ処理が施され、−
例として第１図に示すように垂直方向にν〈ν。／４で
時間方向にｆ＜ｆ０／４に帯域制限され、さらに垂直・
時間周波数空間において斜め方向成分を除去することで
１／２に帯域制限される。

フィルタ回路４の出力信号５８は、変調回路８において
水平方向に−（μｍ−μ、）、垂直方向に一ν。／２お
よび時間方向に＋ｆ０／２だけ周波数シフトされて第２
変調信号５９となる。なお、変調回路８においては、周
波数シフトをした後に順次走査の信号を飛び越し走査に
変換するものとする。

ただし、ここでの新たな帯域制限処理は行わない。

水平第１中間成分５５はフィルタ回路５において、垂直
・時間周波数空間（ν、ｆ）でのフィルタにより（ν、
ｆ）＝（±ν。／２．±ｆ　ｏ／　２　）の４点を中心
として第１変調信号５２および第２変調信号５９の信号
帯域分だけ信号成分が除去されて帯域制限水平第１中間
成分６０となる。この帯域制限水平第１中間成分６０は
走査変換回路６において、順次走査から飛び越し走査に
変換されて走査変換信号６１となる。この際、走査変換
する前に垂直８時間周波数空間において帯域制限のため
のフィルタ処理を施す必要がある。走査変換信号６１は
第１変調信号５２および第２変調信号５９と加算されて
周波数多重信号６２となる。周波数多重信号６２は第２
図に示すような形で、走査変換信号６１に第１変調信号
５２および第２変調信号５９が多重された信号である。

水平第２中間成分５７は帯域圧縮回路７において、例え
ば第１図に示されるように垂直方向に０≦Ｖくν。／２
、時間方向に０≦ｆ　＜　ｆ　ｏ／　２に帯域制限され
、さらに垂直・時間周波数空間で１／２に帯域制限され
た後、水平方向に一μ２だけ周波数シフトされ、さらに
垂直方向に１／２と時間方向に１／２の間引き処理が施
され飛び越し走査に変換されて帯域圧縮信号６４となる
。

また水平低域成分５６は走査変換回路６において、帯域
制限水平第１中間成分６０に対して行ったのと全く同じ
処理により飛び越し走査に変換されて走査変換水平低域
信号６３となる。

一方、サイドパネル部分の■信号６５およびＱ信号６６
は、各々帯域圧縮回路１１および帯域圧縮回路１２にお
いて、例えば帯域圧縮回路マと同様にして帯域圧縮処理
が施されて帯域圧縮Ｉ信号６７および帯域圧縮Ｑ信号６
８となる。即ち、−例として第３図に示すように垂直方
向にν〈ν。／２で時間方向にｆ＜ｆｏ／２に帯域制限
され、さらに垂直・時間周波数空間において斜め方向成
分を除去することで１／２に帯域制限され、さらに垂直
方向に１／２と時間方向に１／２の間引き処理が施され
飛び越し走査に変換される。

また、帯域圧縮■信号６７および帯域圧縮Ｑ信号６８は
多重回路１３において、例えば周波数多重されて多重色
信号６９となる。

以上の処理の後、選択回路１０において、周波数多重信
号６２と帯域圧縮信号６４と走査変換水平低域信号６３
と多重色信号６９とが時分割で多重される。

即ち、−例として伝送路の信号帯域がμ、でありμ　３
　　＝　μ　４　、　　μ　１　　＝　μ　２×　２　
、　　μ　冨　＋　μＱ≦　μ　２　（Ｉ信号６５およ
びＱ信号６６の水平方向の信号帯域を各々μｍおよびμ
。とする）とすると、第５図（ａ）に示すように走査線
数４２０本のワイドアスペクト画像を第５図（ｂ）の形
式に丁度並べ替えることができる。ここで、走査変換水
平低域信号６３は、部分■および■の位置に数画素分の
つなぎ目信号とともに挿入され、周波数多重信号６２と
帯域圧縮信号６４と多重色信号６９が、部分■および■
の位置に挿入される。即ち、サイドパネル（片側）の１
走査線あたりの画素数を８３画素とし、センターパネル
部分■と左右各々５画素ずつオーバーラツプさせて伝送
する場合には、８日画素分の信号を伝送する必要がある
。このとき水平低域成分６３を表現するのに必要な画素
数は１走査線あたりのサイドパネルの片側骨で２２画素
となり、３画素のつなぎ目を含めて２５画素を用いるこ
とになる。また、周波数多重信号６２を表現するのに必
要な画素数も２２画素となり、３画素のつなぎ目を含め
て２５画素を、部分■あるいは■の位置に１走査線あた
り３０個（計７５０画素）並べると、走査線数２８本を
用いることで走査線数４２０本分の周波数多重信号６２
が伝送できる。また、帯域圧縮信号６４あるいは多重色
信号６９を表現するのに必要な画素数は、１走査線あた
りサイドパネルの片側骨で４４画素となり、３画素のつ
なぎ目を含めて４７画素を、部分■あるいは■の位置に
１走査線あたり１６個（計７５２画素）並べることがで
きる。

ここで、帯域圧縮信号６４あるいは多重色信号６９は時
間方向および垂直方向に各々１／２に間引かれているこ
とを考慮すれば、走査線数１４本を用いることで走査線
数４２０本分の帯域圧縮信号６４あるいは多重色信号６
９が伝送できる。即ち、部分■および■の位置の走査線
５６本を用いることで周波数多重信号６２と帯域圧縮信
号６４と多重色信号６９が伝送できることになる。

なお、第５図において画像の横方向の数値は画素数を表
現しており、現行ＮＴＳＣテレビジョン信号を色副搬送
波Ｅｓｃの４倍（およそ１４．３ＭＨｚ）で標本化した
ときの画素密度を保って標本化したときの画素数である
。

本実施例により走査線数４２０本の高精細化されたワイ
ドアスペクト画像信号を走査線数４７６本を用いて伝送
できることになる。

なお、本実施例では変調回路２および８において、垂直
高域成分５１を垂直方向の一ν。／２および時間方向に
＋ｆ０／２だけ周波数シフトし、フィルタ回路４の出力
信号５８を垂直方向に一ν。／２および時間方向に十ｆ
０／２だけ周波数シフトしているが、垂直高域成分５１
を垂直方向に＋ν。

／２および時間方向に十ｆ０／２だけ周波数シフトし、
フィルタ回路４の出力信号５８を垂直方向に＋ν。／２
および時間方向に＋ｆ０／２だけ周波数シフトしてもよ
い。

また、本実施例では第１高域成分として垂直高域成分５
１を選択し、第２高域成分として水平高域成分５４を選
択しているが、これはともに垂直あるいは水平の高域成
分であってもよい。

また、垂直高域成分５１を求める際に、順次走査の輝度
信号５０を一度走査変換して飛び越し走査とし、さらに
逆走査変換を施して順次走査信号を復号して、この復号
された信号と入力の輝度信号５０との差分を垂直高域成
分５１としてもよい。

また、本実施例では時間方向の処理を行う際に動領域と
静止領域の区別をしていないが、例えば高精細信号の多
重は静止領域のみで行う等の適応処理を行うようにして
もよい。また、水平方向の高域成分のみを多重して伝送
する場合には、入力のサイドパネル信号として飛び越し
走査の信号を用いてもよい。

また、本実施例では色信号を輝度信号と時分割多重して
伝送しているが、例えば文献１の方法と同様の方法で走
査変換水平低域成分６３と周波数多重して伝送してもよ
い。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によればセンターパネル
部分とサイドパネル部分との画質差を小さくし、さらに
帯域圧縮技術を用いることでワイドアスペクト画像の有
効走査線数を増やすことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における輝度信号の帯域制限
方法を示す図、 第２図は本発明の一実施例における信号多重方法を示す
図、 第３図は本発明の一実施例における色信号の帯域制限方
法を示す図、 第４図は本発明の一実施例に用いられるテレビジョン信
号伝送装置の構成を示す図、 第５図は本発明の一実施例におけるサイドパネル部分の
並べ替え方法を示す図、 第６図および第７図は従来技術におけるサイドパネル部
分の並べ替え方法を示す図である。 １・・・・・垂直高域抽出回路 ２．８・・・変調回路 ３・・・・・水平方向帯域分割回路 ４．５・・・フィルタ回路 ６・・・・・走査変換回路 ７、１１．１２・・・帯域圧縮回路 ｌＯ・ ・選択回路 １３・ ・多重回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基準となる縦横比よりも水平方向に広い縦横比を
   有し、輝度信号については垂直方向にν＿０で時間方向
   にｆ＿０の周波数帯域を有するワイドアスペクト画像信
   号を前記基準となる縦横比を有する画像信号の伝送系を
   用いて飛び越し走査で伝送する方式であって、前記ワイ
   ドアスペクト画像信号を画像の中心部分のセンターパネ
   ル部分と画像の左右両端のサイドパネル部分に分け、前
   記サイドパネル部分の信号を前記センターパネル部分の
   信号の上下左右に並べ替えて伝送するテレビジョン信号
   伝送方式において、 前記サイドパネル部分の信号を前記センターパネル部分
   の信号の上下左右を並べ替える際に、前記サイドパネル
   部分の輝度信号から画像の垂直方向あるいは水平方向の
   少なくともどちらか一方の高域周波数成分を抽出し、前
   記サイドパネル部分の輝度信号から前記高域周波数成分
   を除いた信号である低域周波数成分を水平方向の周波数
   成分により水平低域成分と水平第１中間成分と水平第２
   中間成分の３個の成分に分割し、前記水平第１中間成分
   に対して垂直・時間周波数空間（ν、ｆ）でのフィルタ
   処理により（ν、ｆ）＝（±ν＿０／２、±ｆ＿０／２
   ）の４点を中心とした信号成分を除去して帯域制限水平
   第１中間成分とし、前記水平第２中間成分に対して帯域
   圧縮処理を施して帯域圧縮水平第２中間成分とし、前記
   高域周波数成分を第１高域成分と第２高域成分の２個の
   信号成分に分割し、前記第１高域成分を水平方向には前
   記水平第１中間成分と同じ周波数帯域に周波数変換しか
   つ垂直・時間周波数空間（ν、ｆ）においては（ν、ｆ
   ）＝（ν＿０／２、ｆ＿０／２）、（−ν＿０／２、−
   ｆ＿０／２）へ周波数シフトした信号を第１変調信号と
   し、前記第２高域成分を水平方向には前記水平第１中間
   成分と同じ周波数帯域に周波数変換しかつ垂直・時間周
   波数空間（ν、ｆ）においては（ν、ｆ）＝（ν＿０／
   ２、−ｆ＿０／２）、（−ν＿０／２、ｆ＿０／２）へ
   周波数シフトした信号を第２変調信号とし、前記帯域制
   限水平第１中間成分と前記第１変調信号と前記第２変調
   信号の３個を加算して周波数多重信号とし、前記水平低
   域成分と前記周波数多重信号と前記帯域圧縮水平第２中
   間成分と帯域圧縮された前記サイドパネル部分の色信号
   の４個の成分を、前記センターパネル部分の信号の上下
   左右に時分割多重して伝送することを特徴とするテレビ
   ジョン信号伝送方式。
2. （２）請求項１記載のテレビジョン信号伝送方式におい
   て、 サイドパネル部分の色信号についてはその一部あるいは
   全部を水平低域成分と周波数多重して伝送することを特
   徴とするテレビジョン信号伝送方式。