JPH04233381A - データ伝送装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデータ伝送に係り、特に
高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）の伝送に関する。

【０００２】

【従来の技術】ナショナル　　テレビジョン　　スタン
ダード　　コミッテイ（ＮＴＳＣ）テレビジョンチャネ
ルの帯域幅は、６メガヘルツ（ＭＨｚ）であり、これは
、近い将来、変りそうもない。最近、高精細度テレビジ
ョン（ＨＤＴＶ）の提案がなされている。ＨＤＴＶの画
像は、ＮＴＳＣテレビジョン画像に対し水平方向及び垂
直方向の両方において約２倍の分解能を有している。し
たがって、ＨＤＴＶ画像を伝送するためには、ＮＴＳＣ
テレビジョンチャネルにより提供される６ＭＨｚよりも
大きな情報帯域幅が要求される。

【０００３】ＮＴＳＣチャネルにより提供される６ＭＨ
ｚ帯域幅のみを使用してＨＤＴＶ画像を伝送するシステ
ムが一部提案されている。この一つのシステムは、１９
９０年２月２日にエル．ズッカ−（Ｌ．Ｚｕｃｋｅｒ）
に対して与えられた米国特許第４，９０５，０８４号に
記載されている。この特許は、互いに直交方向に偏向さ
れた二つの搬送波を使用することによって同一のＮＴＳ
Ｃテレビジョンチャネルで二つの信号を伝送するシステ
ムを記載している。第一信号は、ＮＴＳＣ信号であり、
第二信号は、より高い分解能のテレビジョン画像に対し
ＮＴＳＣテレビジョン画像を高品質化するために必要と
される追加デ−タであるが、このより高い分解能テレビ
ジョン画像は、ＨＤＴＶ画像よりも幾分劣る分解能を有
している。

【０００４】ＨＤＴＶ画像を伝送するために二つの隣接
ＮＴＳＣチャネルを使用するか、または、単一チャネル
で上側波帯および下側波帯の変調を使用する他の提案が
なされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの提案のすべて
は、幾分許容可能な画像を提供はするが、ＮＴＳＣ信号
と同一チャネルで伝送される追加情報により生じる何等
かの干渉が常に存在するということが理解される。した
がって、ＮＴＳＣテレビジョン受像機により受信される
と、ＮＴＳＣ画像は、そのチャネルで任意の追加情報な
しに伝送される場合に現れる表示より幾分劣化されて表
示される。本発明の目的は、これらの同時伝送される信
号間の干渉を除去することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、同時に
伝送される第二信号により生じる、第一信号内の干渉を
低減させる方法及び装置が提供される。第一信号は、如
何に「ビジ−」であるかを判別するために監視される。 第二信号の伝送パワ−を、第一信号がビジ−である間に
、変化させ、例えば増大させ、そして、アイドル（遊び
）期間中に減少させる。第一信号は、ビジ−部分中の大
きな干渉量を許容することができるので、第二信号のよ
り大きな伝送パワ−は、第一信号を実質的に崩壊させる
ことはない。

【０００７】アイドル期間中、第一信号が、第二信号か
らの干渉により大きく崩壊されるような場合、第二信号
の伝送パワ−は、第一信号とはあまり干渉しないように
適切に減少される。この方法では、第二信号の平均的な
伝送パワ−は、許容可能な性能を提供できる程に大きく
、伝送される第一信号を劣化させない程度に小さい。

【０００８】

【実施例】図１は、テレビジョン伝送システムで使用さ
れる本発明の実施例のブロック線図を示す。図１のテレ
ビジョン伝送システムは、（１）テレビジョン変調器１
００、（２）ビジ−検出回路１０６、（３）バッファ１
０１、（４）データ変調器１０５、及び（５）水平偏向
アンテナ１０８と垂直偏向アンテナ１０９を有している
。入力１０３のデ−タは、ＮＴＳＣ信号をＨＤＴＶ信号
に変換するために必要とされる追加デ−タであってもよ
く、独立に符号化されたＨＤＴＶ信号であってもよく、
または、テレビジョンチャネルで伝送されるべきどんな
他の追加デ−タであってもよい。図１の構成では、分散
のような大気効果のために、水平偏向アンテナ１０８か
ら伝送された信号と、垂直偏向アンテナ１０９から伝送
された信号との間に干渉が生じる。

【０００９】動作において、入力１０２に、変調される
べきテレビジョン信号が到達し、そして、テレビジョン
変調器１００に送られる。テレビジョン変調器１００は
、出力１０７に信号を出力する。出力１０７は、水平偏
向アンテナ１０８に接続されている。水平偏向アンテナ
１０８から、信号は、テレビジョン受像機による受信の
ために自由空間内に放射される。

【００１０】テレビジョン信号の送信と同時に、デ−タ
信号は、入力１０３に到達する。入力１０３の信号は、
一般的にはデ−タ信号と呼ばれるが、音声、デ−タ、ま
たは、さらに、他のテレビジョンチャネルのようなどん
な信号も使用してよい。デ−タ到着速度の変動を考慮す
るために設置任意のバッファ１０１内に入力１０３のデ
−タ信号を一時的に記憶してもよい。

【００１１】バッファ１０１からのデ−タは、順次出力
１０４を介して読み出され、そして、デ−タ変調器１０
５を変調するために使用される。デ−タ変調器１０５の
出力パワ−は、後でさらに詳しく述べるビジ−検出回路
１０６により使用される。この変調されたデ−タ信号は
、次ぎに、垂直偏向アンテナ１０９を介して送信される
。テレビジョン変調器１００とデ−タ変調器１０５は、
両方とも、同一周波数で送信するように構成されている
ので、干渉は、変調テレビジョン信号とデ−タ信号との
間に存在する。

【００１２】ビジ−検出回路１０６は、テレビジョン信
号を監視して、そのビジ−部分期間中に出力パワ−を増
大するように構成されている。基本的には、ビジ−検出
回路１０６に応答してデ−タ変調器１０５の出力パワ−
を如何に調節すべきかについて二つの競合条件が存在す
るということが分かる。まず、デ−タ変調器１０５から
伝送された変調デ−タ信号を受信したときに許容可能な
性能を提供するために、デ−タ変調器１０５の出力パワ
−は、できるだけ大きくあるべきである。一方、しかし
、デ−タ変調器１０５の出力パワ−がより大きくなるに
したがって、水平偏向で伝送されるテレビジョン信号と
のより多くの干渉が生じる。

【００１３】従って、これら二つの競合条件間で妥協を
計ることが望ましい。前述のように、これを行う一つの
方法は、テレビジョン信号のビジ−部分期間中にデ−タ
変調器１０５の出力パワ−を増大することである。これ
らのビジ−部分期間中、テレビジョン信号は、より大き
な干渉に耐えることができる。それは、画像のビジ−に
より、視聴者が、変調デ−タ信号により生じるかなりの
干渉を見るのを防止されるからである。

【００１４】好適な実施例では、テレビジョン信号は、
ＮＴＳＣテレビジョン信号であり、そして、追加デ−タ
は、ＨＤＴＶ画像のようなより高い分解能の画像にまで
品質を高めることが要求されるデ−タである。この実施
例では、テレビジョン信号のビジ−部分は、多くの異な
る形状をもつ複雑な絵のクロ−ズアップのようなスクリ
−ンの一部にある複雑なパタ−ンとなろう。この種の絵
が表示されると、人間の目は非常に容易には干渉を検出
することはできない。従って、デ−タ信号の振幅を増大
し、かつ、テレビジョン信号とのより多くの干渉を許容
することは容認してもよい。

【００１５】逆に、アイドル部分は、例えば、大きな野
球場となろう、すなわち、ほとんどの空間的な変化がな
く、低空間周波数のみの大きな領域の草原となろう。こ
の種の画像が表示されると、人間の目はわずかな干渉で
も検出する。従って、この画像の部分が送信されると、
低い干渉レベルのみが許容され、そして、デ−タ信号の
伝送パワ−は減少されなければならない。

【００１６】テレビジョン信号が干渉を許容することが
できる時を決定する技術、および、伝送パワ−の適切な
値は、システムごとに異なる。しかし、ＮＴＳＣテレビ
ジョン画像の場合、許容可能なパラメ−タは、経験的に
決定されており、以下に述べることにする。

【００１７】図２は、９個の画素であって、各画素がＮ
ＴＳＣテレビジョン画像の三つの連続する時間フレ−ム
で表されるこを示す。画素２０１〜２０９は、三つの連
続するフレ−ム中、それぞれ画素２１０〜２１８と２１
９〜２２７と同一位置にある。ＮＴＳＣ画素、例えば、
図２の画素２１４の輝度成分を考える。ビジ−は、空間
および時間の両方において、画素２１４が、その隣の画
素との異なる度合として見ることができる。

【００１８】図２は、空間および時間の両方において、
画素２１４の前後の一つの隣の画素を示す。特に、垂直
方向においては、画素２１１と２１７は、画素２１４の
それぞれの前後の画素であり、水平方向では、画素２１
３と２１５は、それぞれ、画素２１４の前後の画素であ
る。時間方向においては、画素２０５と２２３は、それ
ぞれ、画素２１４の前後の画素である。

【００１９】図２に関して、画素２１４のビジ−ネス（
ｂｕｓｙｎｅｓｓ）Ｍは次の通り定義することができる
。

【数１】数１ではαとβは、本明細書で後で更に詳細に
述べるように定数であり、ｄｈ，ｄｖおよびｄｔは、テ
レビジョン信号の輝度部分の導関数のそれぞれの、水平
成分、垂直成分および時間成分を表す。従って、上記の
二重総和の各項は、テレビジョン信号の輝度部分の導関
数の近似値を表す。

【００２０】上記の総和は、−１と＋１との間に存在す
るが、一般的には、−ｐと＋ｐ（ここでｐは任意の整数
）との間に存在してもよいということは注目に値する。 しかしこの場合、異なる定数αとβは、問題の画素の隣
りの画素の各行または各列と関連する。例えば、第一画
素のビジ−ネスを計算することが望まれると仮定する。 この第一画素から２行および２列離れたところに存在す
る画素の導関数は、第一画素から一行および一列離れた
ところに位置付けられた画素よりも「重み付け」が少な
い。

【００２１】一般的に、画素のビジ−ネスは、隣の画素
の導関数の重み付けの和であり、より大きな重みは、問
題の画素により接近して配置された画素の導関数に与え
られる。例えば、隣の画素に各余分な行または列の画素
が加えられる場合に、αとβを０．８だけ減少すること
ができよう。この総和を計算するためのビジ−検出回路
の実際の構成を図３に関して説明する。

【００２２】図３は、図１のビジ−検出回路１０６の実
施例のブロック線図である。図３の構成は、遅延要素３
０１と３０５〜３０７、組合せ器３０２〜３０４、およ
び論理ブロック３０８を有している。遅延要素３０５〜
３０７の各々からの論理ブロック３０８への接続はバス
により行われるものとするが、単一の線が、明確化のた
めに各々から示してある。

【００２３】動作において、各画素の輝度は、遅延要素
３０１に入力される。遅延要素３０１は、画素の全フレ
−ムの輝度を保持することができる、例えば、シフトレ
ジスタであってもよい。結合器３０２〜３０４の各々は
、現在の画素の輝度から別の他の画素の輝度を減算する
。特に、結合器３０２は、現在の画素の輝度から、同一
行からの前画素の輝度を減算する。結合器３０３は、現
在の画素の輝度から列の前画素の輝度を減算する。最後
に、結合器３０４は、現在の画素の輝度から前フレ−ム
の同一位置にある画素の輝度を減算する。

【００２４】上記のことから、結合器３０２〜３０４の
出力は、一次導関数の逆近似値であるということが分か
る。結合器３０２〜３０４の出力は、輝度信号の導関数
の水平成分、垂直成分および時間成分を表す。逆近似値
が、本明細書で使用されているが、当業者は、正近似値
、台形規則、または、任意の他の導関数近似技術を使用
してもよいということについて容易に理解するであろう
。

【００２５】遅延要素３０５〜３０８は各々、画素の二
つの水平行プラス余分な二つの画素に関連した輝度の導
関数を記憶するに十分な大きさである。論理ブロック３
０８は、変調器１０６に適切な利得制御を与えるために
、遅延要素３０５〜３０７からの適切な位置を「取り出
す」。その詳細は、例として図４に関して最もよく理解
されよう。

【００２６】図４は、遅延要素３０５の拡大図である。 遅延要素３０５が８０２の記号のシフトレジスタとして
構成され、すなわち、導関数が右から左へ順次にシフト
され、そして、いつも、遅延要素が、８０２個の画素の
導関数を含むと仮定する。特定のテレビジョンの画像は
、５２５個の画素行で一行当たり、４００個の画素を含
むと仮定する。図２は、このような画像の小部分を表す
。数１から、例えば、画素２１４のビジ−ネスは、画素
２１０〜２１８の水平導関数、垂直導関数および時間導
関数の関数であるということが分かる。

【００２７】したがって、画素２１４の導関数が、各遅
延要素の４２０番目の位置にあるときに、遅延要素は、
画素２１４のビジ−ネスを計算するに必要な全ての情報
を含む。これは、図４に絵画的に示してあり、図４では
、遅延要素３０５の幾つかの位置は、左から右に番号を
付され、そして、これらの位置にある画素は、図２から
対応表示を与えられている。図４から分かるように、遅
延要素は、位置４０２にある導関数とどのような画素が
関連しようとも、その画素のビジ−ネスを計算するに必
要な全ての情報を常に含んでいる。図１のデ−タ変調器
１０５で使用されるべき適切な利得を計算するためには
、テ−ブルルックアップを利用することができる。

【００２８】このテ−ブルルックアップで使用すること
ができ、そして、上に述べた３×３の画素マトリクスを
持つ優れた結果を示す一組の値を以下に表１で示す。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　表１　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　Ｍ（ｉｊ）　　　　　　　　Ｇ（
ｉｊ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　０〜１０　　　　　　　　　　　　　　１　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１〜３０　　
　　　　　　　　　　　　１．５　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　３１〜６０　　　　　　　　
　　　　　　２　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　６１〜２５５　　　　　　　　　　　　３ここ
で、Ｍ（ｉｊ）は、ｉ番目の行、ｊ番目の列の画素のビ
ジ−ネスであり、Ｇ（ｉｊ）は、その画素に与えられる
べき相対利得である。

【００２９】上記の表１は、デ−タ変調器の出力振幅が
ある初期の最小値で規格化され、そして、ビジ−ネスが
、２１５で規格化されているということを前提とする。 したがって、各画素ごとに、ビジ−ネスは上記の公式を
用いて計算され、そして、デ−タ変調器の初期の振幅は
、１と３との間の何等かの係数を乗算される。最後に、
図２から、画像の画素の一番左側の列または一番上の列
のような消滅した隣の画素である画素のビジ−ネスを計
算するためには、この消滅した画素は、零の輝度をもつ
と仮定してよい。これは、ビジ−検出回路１０６におけ
る何等かの過度に単純化した制御回路を介して達成する
ことができる。

【００３０】なお、上記の例は、単に例示的に与えたも
のであり、そして、本発明の一実施例のみを表すと理解
されるべきである。上記の、ビジ−ネスの計算よりもむ
しろ、さらに干渉に耐えることができる信号部分を決定
するどのような方法も使用してよい。二つの干渉信号は
、別々の偏向状態にある必要はない。むしろ、第一信号
は、第二信号により干渉されるどのような信号であって
もよい。さらに、ビジ−検出回路は、二つの信号が比較
され、そして、最小の干渉に耐えることができる信号が
、より多くの干渉に耐えることができる信号よりも大き
くされるように、並列に構成してもよい。信号が耐える
ことができる干渉量は、もちろん、その忍耐度を測定す
る特定のシステムおよび方法の関数である。

【００３１】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。

【発明の効果】以上述べたごとく本発明によれば、同時
伝送される信号間の干渉が除去されて画質の劣化のない
高精細度画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】テレビジョン変調器で利用される本発明の実施
例のブロック線図である。

【図２】各々が、三つの連続する時間フレ−ムで表され
る例示的な９個の画素の略図である。

【図３】図１のビジ−検出回路のさらに詳細なブロック
線図を示す。

【図４】図３の遅延要素の拡大図である。

【符号の説明】

１００　　テレビジョン変調器 １０１　　バッファ １０５　　デ−タ変調器 １０６　　ビジ−検出回路 １０８　　水平偏向アンテナ １０９　　垂直偏向アンテナ ２０１〜２２７　　画素 ３０１　　遅延要素 ３０２〜３０４　　結合器 ３０８　　論理ブロック ３０５〜３０７　　遅延要素　　。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第一信号の所定部分によって許容可能
   な、第二の信号部分により生ずる、干渉量を決定する手
   段と、この決定する手段に応答して、第一信号の各部分
   が許容可能な干渉量に基く第二信号を変更する手段を有
   することを特徴とする装置。
2. 【請求項２】　　偏向する手段が、第二信号の振幅を増
   大する手段を有することを特徴とする請求項１記載の装
   置。
3. 【請求項３】　　第一信号が、テレビジョン信号である
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】　　第一信号が、テレビジョン信号である
   ことを特徴とする請求項２記載の装置。
5. 【請求項５】　　決定する手段が、テレビジョン信号の
   ビジーネスを計算する手段を有することを特徴とする請
   求項３記載の装置。
6. 【請求項６】　　決定する手段が、テレビジョン信号の
   ビジーネスを計算する手段を有することを特徴とする請
   求項４記載の装置。
7. 【請求項７】　　ビジ−ネスＭが、次ぎのごとく定義さ
   れ、 【数１】 ここでαとβが定数であり、ｄｈ、ｄｖ及びｄｔが，そ
   れぞれ、テレビジョン信号の、輝度部分の派生物の、そ
   れぞれ水平成分、垂直成分及び時間成分であることを特
   徴とする請求項３記載の装置。
8. 【請求項８】　　ビジ−ネスＭが，次ぎのごとく定義さ
   れ、 【数１】ここでαとβが定数であり、ｄｈ、ｄｖ及びｄ
   ｔが，それぞれ、テレビジョン信号の、輝度部分の派生
   物の、それぞれ水平成分、垂直成分及び時間成分である
   ことを特徴とする請求項４記載の装置。
9. 【請求項９】　　ビジ−ネスＭが次ぎのごとく，定義さ
   れ、 【数１】ここでαとβが定数であり、ｄｈ、ｄｖ及びｄ
   ｔが，それぞれ、テレビジョン信号の、輝度部分の派生
   物の、それぞれ水平成分、垂直成分及び時間成分である
   ことを特徴とする請求項５記載の装置。
10. 【請求項１０】　　ビジ−ネスＭが，次ぎのごとく定義
    され、 【数１】ここでαとβが定数であり、ｄｈ、ｄｖ及びｄ
    ｔが，それぞれ、テレビジョン信号の、輝度部分の派生
    物の、それぞれ水平成分、垂直成分及び時間成分である
    ことを特徴とする請求項６記載の装置。
11. 【請求項１１】　　第一信号と第二信号が互いに異なる
    方向に偏向されていることを特徴とする請求項１、２、
    ３、４、５、６、７、８、９または１０に記載の装置。
12. 【請求項１２】　　互いに異なる方向は、直交している
    ことを特徴とする請求項１１記載の装置。