JPH04273684A - 高精細テレビジョン伝送及び受信装置 - 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】この発明は高精細テレビジョン伝
送及び受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高精細なテレビジョン信号を伝送する方
式としてＭＵＳＥ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＳｕｂ−Ｎｉｑｕ
ｉｓｔ　　Ｓｕｍｐｌｉｎｇ）方式が開発されている（
テレビジョン学会誌　　Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ８，Ｐ８２
３〜８３０，１９８８）。ＭＵＳＥ方式においては、図
８の周波数特性に見られるように画像の静止している部
分（静画）に比べて動いている部分（動画）の解像度を
落として伝送している。即ち、静画は４フィールドに渡
って間引いて送り、動画はフィールド毎に送るという方
法である。受信側では、入力端子１から入力したＭＵＳ
Ｅ信号を動画処理部２、静画処理部３、動き検出部４に
導き、動き検出部４からは動画と静画の入力状況を判別
した動き検出信号を得ている。動画処理部２では毎フィ
ールドサンプル補間を行って動画用信号を再生し、静画
処理部３では４フィールドに渡って画素を合成して静画
用信号を再生している。動画用と静画用の信号は、時間
合わせされて混合器５に入力されるが、混合器５は動き
検出信号に応じて両入力信号の混合割合を制御され、そ
の混合出力をＭＵＳＥ再生信号として出力端子６に導出
している。

【０００３】上記の説明からわかるように、ＭＳＵＥ方
式では、静画と動画の解像度が大きく異なることになる
。このため視覚上で違和感を感じることがある。また、
ＭＳＵＥ信号は、本来ならば水平帯域は３０ＭＨｚまで
の高精細テレビ情報があるのであるが、伝送上の制約が
あるために２４ＭＨｚまでに帯域制限されている。 これらの問題点は、将来高精細テレビジョンが普及し、
さらに高画質化が要求されてきたときに大きな問題とな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、ＭＵ
ＳＥ方式では動画と静画の解像度に大きな差があること
と、及び伝送上の制約のために水平帯域の情報が十分伝
送されていないという問題がある。

【０００５】そこでこの発明は、動画と静画の解像度に
差異を生じること無く、かつ水平帯域の情報を十分に伝
送し再生することができる高精細テレビジョン伝送及び
受信装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、伝送側では
、高精細テレビジョン信号を、その低域成分と高域成分
とに分離する手段と、前記低域成分をＭＵＳＥエンコー
ダを介して第１のチャンネルで送出する手段と、前記高
域成分を高精細成分エンコーダを介して第２のチャンネ
ルで送出する手段とを備え、

【０００７】受信側では、前記第１のチャンネルの信号
を処理するＭＵＳＥデコーダの静画処理部出力を帯域制
限し、動画処理部の出力の帯域特性と同じ低域成分の帯
域で導出する手段と、この手段からの出力と前記動画処
理部の出力とを、画像動き検出手段の検出信号に応じて
混合して出力する手段と、前記第２チャンネルの信号を
復調して高精細成分としてデコードし、前記混合出力に
加算する手段とを備えるものである。

【０００８】

【作用】上記の手段により、ＭＵＳＥ方式によるエンコ
ード、デコード処理を行っても、高精細に不足分は別チ
ャンネルで伝送、受信されので、デコーダにおいては高
精細に必要な成分は十分得られることになる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【００１０】図１はこの発明の一実施例である。まず伝
送側から説明する。入力端子１１には高精細テレビジョ
ン信号が入力され、２次元フィルタ１２及び１３に供給
される。２次元フィルタ１２は、ＭＵＳＥ信号の静画伝
送帯域（図２の（Ｃ））と同じ伝送帯域を持つ周波数特
性である。この２次元フィルタ１２から出力された信号
は、ＭＵＳＥエンコーダ１４にてエンコード処理を受け
てＭＵＳＥ信号として出力されＦＭ変調器１５に入力さ
れる。そしてＦＭ変調を受けたＭＵＳＥ信号は出力端子
１６を通して伝送路に導出される。

【００１１】一方２次元フィルタ１３は、高精細テレビ
信号伝送帯域（図２の（Ｄ）即ち、垂直解像度１１２５
ＴＶ本、水平帯域３０Ｈｚ）からＭＵＳＥ信号の動画伝
送帯域（図２の（Ａ））を除去した残りの帯域（図２の
Ｂ））の伝送帯域と同じ周波数特性である。この２次元
フィルタ１３から導出された高精細成分は、高精細エン
コーダ１７に入力されてエンコード処理を受けた後、Ｑ
ＰＳＫ（４相位相）変調器１８に入力される。ＱＰＳＫ
変調を受けた高精細成分は、出力端子１９を介して伝送
路に導出される。但しＭＵＳＥ信号の伝送路とは別チャ
ンネルである。次に、受信側について説明する。

【００１２】入力端子２１にはＦＭ変調されたＭＵＳＥ
信号が導入され、入力端子２２にはＱＰＳＫ変調された
高精細成分が導入される。ＦＭ変調されたＭＵＳＥ信号
は、ＭＵＳＥデコーダ２３に供給される。ＭＵＳＥデコ
ーダ２３は、大きく別けて、ＭＦ復調部２４、動画処理
分２５、静画処理分２６、動き検出分２７を有する。Ｆ
Ｍ復調部２４で復調されたＭＵＳＥ信号は、動画処理部
２５、静画処理部２６、動き検出部２７に入力される。 動画処理部２５で処理された動画信号及びまた静画処理
部２７で処理された静画信号は、混合器３０に入力され
る。混合器３０は、動き検出部２７からの動き検出信号
により動画信号と静画信号との混合割合を制御されるも
ので、その出力は加算器３３に入力される。

【００１３】静画処理部２６からの静画信号は、通常は
、直接スイッチ２９を介して混合器３０に入力される。 このときは通常のＭＵＳＥ処理と同じである。しかし、
高精細受信モードのときは、スイッチ２９は端子Ｂ側に
切り替えられる。これにより静画処理部２６からの静画
信号は、２次元フィルタ２８にてフィルタリングされて
混合器３０に入力される。

【００１４】ここで２次元フィルタ２８の周波数特性は
、図２の（Ａ）に示すような特性（ＭＵＳＥ信号の動画
伝送領域に対応した特性）であり垂直解像度１１２５／
２ＴＶ本、水平帯域１６．２ＭＨｚである。従って、こ
の場合は、静画の特性と、動画の特性とは同じ特性とな
る。よって動画と静画の切り替わり時における不自然さ
はなくなる。

【００１５】一方、別チャンネルで伝送されてきた高精
細成分は、入力端子２２からＱＰＳＫ復調器３１に入力
されて復調され高精細成分デコーダ３２に入力される。 デコードされた高精細成分は、加算器３３に入力される
。高精細成分は、高精細モードのとき伝送されてくる。 この結果加算器３３では、図２の（Ａ）に示す特性と（
Ｂ）に示す特性の信号が加算されることになり、出力端
子３４には図２の（Ｄ）に示す特性が得られることにな
る。

【００１６】このときに得られる信号は、通常のＭＵＳ
Ｅ復調信号のように動画、静画の解像度の差がなく、画
像が動いたときに輪郭がぼけるという不自然さがない。 さらに全体の解像度は、図２の（Ｃ）と（Ｄ）を比較す
ればわかるように、高精細テレビジョン信号を十分に復
元したものとなっている。次に、高精細成分の伝送及び
受信についてさらに詳しく説明する。

【００１７】図３は、高精細成分の伝送及び受信ブロッ
クを示している。入力端子３０１には、図１に示した２
次元フィルタ１３（特性は図２（Ｂ））からの信号が供
給される。この信号は、２次元フィルタ１３のフィルタ
リングにより直流成分（ＤＣ）及び低域成分が除去され
ている。即ち、信号の例を示すと、図４（Ａ）に示すよ
うに原信号は、低域成分が除去されるので、パルス状の
波形となっている。

【００１８】２次元フィルタ１３の出力、つまり入力端
子３０１の信号は、非線形処理部３０２に入力される。 非線形処理部３０２の特性は、図４（Ｂ）に示すような
特性であり、信号のレベルに小さい部分は伸張され、大
きい部分は圧縮されるような特性である。このような処
理を施しておくことにより、後段の符号化の過程で歪み
が発生した場合、信号レベルの小さい部分は歪みがなく
、レベルの大きい部分は歪みが大きく分配されるように
なるので、視覚上で好都合となる。

【００１９】非線形処理を受けた信号は、ブロック分割
部３０３に入力される。ブロック分割部３０３は、入力
信号を複数の画素よりなる小ブロック（例えば８×８画
素）に区切り、ブロック化する。分割されたブロックは
、離散コサイン変換器（以下ＤＣＴ）３０４により直交
変換される。図４の（Ｃ）は、８×８に分割されたＤＣ
Ｔ出力の６４個のパターンを、２次周波数の模して並べ
た例である。原点はＤＣ成分のパターンを表し、右方向
に行くに従って水平方向の高域成分が増大し、上方向に
行くに従って垂直方向の高域成分が増大するように配列
される。ＤＣＴ出力のパターンは、２次元周波数平面を
サンプルした形となるので、図２（Ｂ）の周波数成分を
もつ信号をＤＣＴ３０４に通すと近似的に図４の（Ｃ）
に斜線で示す位置のパターンとなるのでこの部分の信号
のみを用いることにする。ここで、各パターンの係数を
どのような順序で伝送するか、つまり、各パターンをど
のようにスキャンするかが符号化効率を左右することに
なる。

【００２０】図５の（Ａ）〜（Ｃ）は、図４（Ｃ）の斜
線部分のパターンをスキャンする場合の３つの例を示し
ている。図５（Ａ）は斜めにスキャンする例、同図（Ｂ
）は横方向にスキャンする例、図５（Ｃ）は縦方向にス
キャンする例である。（Ａ）のスキャンは、斜め方向の
成分が多い場合、（Ｂ）の方法は縦線の多い画面（水平
周波数成分が多い）場合、（Ｃ）の方法は横線の多い画
面（垂直周波数成分が多い）場合に適している。 パターン検出器３０５は、画面に斜め成分が多いか、縦
線が多いか、横線が多いかを判定し、図５の（Ａ）〜（
Ｃ）のうちのいずれのスキャンを行うかを決定し、スキ
ャン選択部３０６のスキャン方向を制御する。これによ
りスキャン選択部３０６は、ＤＣＴ出力のスキャンを行
い、ＤＣＴ係数を順番に量子化し、その出力を可変長符
号化部３０７に導入する。

【００２１】量子化されたデ−タは、可変長符号化部３
０７において可変長符号化され、誤り訂正符号化部３０
８に供給される。ここでは誤り訂正符号が入力デ−タに
付加され、出力端子３０９に出力され伝送路へ送出され
る。

【００２２】図５の（Ｄ）は、上記パターン検出部３０
５のブロック構成を示している。入力端子３２１に入力
したＤＣＴ出力パターンは、水平成分検出器３２２と垂
直成分検出器３２３に入力される。水平成分検出器３２
２は、図５（Ｅ）に示す領域のうち領域Ｘにある係数の
絶対値和を求め、垂直成分検出器３２３は領域Ｙにある
係数の絶対値和を求める。検出器３２２と３２３の出力
Ｈ、Ｖは、比較器３２４にて比較される。比較器３２４
は、以下の判定基準によりスキャンモードを決定するた
めの判定信号を出力する。 Ｈ＞＞Ｖのとき図５（Ｂ）のスキャンモードＨ＜＜Ｖの
とき図５（Ｃ）のスキャンモードそれ以外のとき図５（
Ａ）のスキャンモード次に、高精細成分のデコーダ側に
ついて説明する。

【００２３】入力端子３１１に導入された高精細成分の
ＤＣＴ出力係数列は、誤り訂正部３１２にて誤り訂正さ
れ、復号部３１３にて復調される。伝送側のスキャン方
向情報は、復号出力の中に含まれており、この情報は、
スキャン選択部３１４に入力されるようになっている。 これにより復号出力は、スキャン選択部３１４により送
り側とは逆方向のスキャンを受けて元の配列に並べかえ
られ、逆ＤＣＴ３１５に入力される。これにより送り側
のブロック分割部３０３の出力と同じ信号が得られ、こ
の信号は送り側とは逆特性の非線形処理部３１６に入力
され、元の高精細成分に復元され出力端子３１７に出力
される。ここで、高精細成分エンコーダの出力を変調す
るためのＱＰＳＫ変調器１８についてさらに説明する。

【００２４】高精細成分のビットレートについて整理す
ると以下のようになる。高精細テレビジョン信号の画素
数は、１９２０×１０３５と規格化されている。１画素
の量子化ステップを８ビットとすると、輝度信号のビッ
トレートは 　　８×（１９２０×１０３５）画素×３０Ｈｚ＝４７
７Ｍｂｐｓ色差信号Ｐｒ、Ｐｂは、輝度信号の帯域の１
／４とすると、全体のビットレートは ４７７×１．５＝７１６Ｍｂｐｓ であり、これにＤＣＴの圧縮率を１／１６、図４（Ｃ）
のパターン減少率を２６／６４として乗じると７１６×
（１／１６）×（２６／６４）＝１８Ｍｂｐｓとなる。 従って、高精細エンコーダ３２においては、これに誤り
訂正、コントロール信号、その他を付加して３２Ｍｂｐ
ｓのデ−タ作っている。

【００２５】このデ−タは、２相１６ＭＨｚのデ−タに
され、１６ＭＨｚレートのＱＰＳＫ変調される。このと
きの伝送レートは、ＭＵＳＥ信号の伝送レート１６．２
ＭＨｚと等しくとってある。このようにするとＭＵＳＥ
デコーダとの同期がとりやすく好都合である。、

【００
２６】伝送路のＣ／Ｎがよい場合には、ＱＰＳＫではな
く多値のＱＡＭ伝送を行えば、より高いレートのデジタ
ル伝送が得られる。例えばサンプルレートを２４ＭＨｚ
にした１６値ＱＡＭ伝送を行うと、９６Ｍｂｐｓ程度ま
で伝送が可能となり、歪みの無い符号化伝送、あるいは
さらに解像度領域を広げた伝送も可能となる。図６は、
この発明の他の実施例である。

【００２７】図１と同じ部分には図１と同一符号を付し
ている。この実施例では、高精細エンコーダ１７へ入力
する信号は、混合器５３から供給される。この混合器５
３には、入力端子１１の高精細テレビジョン信号を２次
元フィルタ５１と５２に通した信号が供給されている。 混合器５３は、動き検出器４３からの動き検出信号に応
じて混合して出力するもので、動画の場合は２次元フィ
ルタ５１からの出力の割合を多くし、静画の場合は２次
元フィルタ５２からの出力の割合を多くする。なお動き
検出器４３は、ＭＵＳＥエンコーダ１４の内部のものが
利用されている。ＭＵＳＥエンコーダ１４は、図１では
示さなかったが、動画処理部４１、静画処理部４２、混
合器４４により構成されている。

【００２８】２次元フィルタ５１の伝送帯域特性は、図
７の（Ａ）のように設定され、２次元フィルタ５２の伝
送帯域特性は図７の（Ｂ）のように設定されている。従
って、ＭＵＳＥモードで動画の場合は２次元フィルタ５
１の出力がＭＵＳＥ動画を高精細成分を補うように混合
器５３から導出され、静画の場合は２次元フィルタ５２
の出力がＭＵＳＥ静画を高精細成分で補うように混合器
５３から導出される。

【００２９】一方、ＭＵＳＥデコーダ２３は、従来のも
のとまったく同じ構成でよい。これは、動画、静画の両
方について各々を高精細成分が補うように、しかもに全
帯域は動画、静画共に同じ帯域となるように伝送されて
いるからである。従って、ＭＵＳＥデコーダ２３は、動
画処理部２５、静画処理部２６、動き検出部２７、混合
器３０により構成され、混合器３０の出力が加算器３３
に入力されるように構成されている。他の部分は、図１
実施例と同じである。この実施例の場合、デコーダ側の
高精細処理系統を追加すれば、従来のＭＵＳデコーダと
互換性を得ることが容易である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
動画と静画の解像度に差異を生じること無く、かつ水平
帯域の情報を十分に伝送し再生することができ、高精細
テレビジョン信号としての解像度不足を解決することが
できる。また、ＭＵＳＥエンコーダ及びデコーダに対し
て追加構成することが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図。

【図２】この発明の装置を説明するための帯域特性説明
図。

【図３】図１の高精細成分のエンコーダ及びデコーダ経
路を示す図。

【図４】図３のエンコーダ及びデコーダの動作を説明す
るために示した説明図。

【図５】図３のエンコーダ及びデコーダの動作を説明す
るために示した説明図及び図３のパターン検出部の構成
例を示す図。

【図６】この発明の他の実施例を示す図。

【図７】図６の装置の動作を説明するために示した帯域
特性説明図。

【図８】従来のＭＵＳＥデコーダを示す説明図。

【符号の説明】

１２、１３、５１、５２…２次元フィルタ、１４…ＭＵ
ＳＥエンコーダ、１５…ＦＭ復調器、１７…高精細成分
エンコーダ、１８…ＱＰＳＫ変調器、２４…ＦＭ復調部
、２５…動画処理部、２６…静画処理部、２７…動き検
出部、２８…２次元フィルタ、２９…スイッチ、３０…
混合器、３１…ＱＰＳＫ復調器、３２…高精細成分デコ
ーダ、３３…加算器。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高精細テレビジョン信号を、その低域
   成分と高域成分とに分離する手段と、前記低域成分をＭ
   ＵＳＥエンコーダを介して第１のチャンネルで送出する
   手段と、前記高域成分を高精細成分エンコーダを介して
   第２のチャンネルで送出する手段とを具備したことを特
   徴とする高精細テレビジョン伝送装置。
2. 【請求項２】　　第１のチャンネルの信号を処理するＭ
   ＵＳＥデコーダの静画処理部出力を帯域制限し、動画処
   理部の出力の帯域特性と同じ低域成分の帯域で導出する
   手段と、この手段からの出力と前記動画処理部の出力と
   を、画像動き検出手段の検出信号に応じて混合して出力
   する手段と、第２チャンネルの信号を復調して高精細成
   分としてデコードし、前記混合出力に加算する手段とを
   具備したことを特徴とする高精細テレビジョン受信装置
   。
3. 【請求項３】　　伝送側にあって、高精細テレビジョン
   信号を、その低域成分と高域成分とに分離する手段と、
   前記低域成分をＭＵＳＥデコーダを介して第１のチャン
   ネルで送出する手段と、前記高域成分を高精細成分デコ
   ーダを介して第２のチャンネルで送出する手段とを備え
   、受信側にあって、前記第１のチャンネルの信号を処理
   するＭＵＳＥデコーダの静画処理部出力を帯域制限し、
   動画処理部の出力の帯域特性と同じ低域成分の帯域で導
   出する手段と、この手段からの出力と前記動画処理部の
   出力とを、画像動き検出手段の検出信号に応じて混合し
   て出力する手段と、前記第２チャンネルの信号を復調し
   て高精細成分としてデコードし、前記混合出力に加算す
   る手段とを備えたことを特徴とする高精細テレビジョン
   伝送及び受信装置。
4. 【請求項４】　　ＭＵＳＥ信号の静画伝送帯域特性を持
   つ第１の２次元フィルタと、高精細テレビジョン信号帯
   域から前記ＭＵＳＥ信号の静画伝送帯域よりも低域であ
   る動画伝送帯域を除去した伝送帯域特性を持つ第２の２
   次元フィルタと、高精細テレビジョン信号帯域から前記
   静画伝送帯域を除去した伝送帯域特性を持つ第３の２次
   元フィルタと、前記第１の２次元フィルタの出力をＭＵ
   ＳＥエンコーダを介して第１のチャンネルで送出する手
   段と、前記第２と第３の２次元フィルタの出力をＭＵＳ
   Ｅデコーダの動き検出信号に基づいて混合して出力し、
   この出力信号を高精細成分としてエンコードし第２のチ
   ャンネルで送出する手段とを具備したことを特徴とする
   高精細テレビジョン伝送装置。
5. 【請求項５】　　第１のチャンネルの信号を処理するＭ
   ＵＳＥデコーダと、第２チャンネルの信号を復調して高
   精細成分としてデコードし、前記ＭＵＳＥデコーダ出力
   に加算する手段とを具備したことを特徴とする高精細テ
   レビジョン受信装置。
6. 【請求項６】　　伝送側にあって、ＭＵＳＥ信号の静画
   伝送帯域特性を持つ第１の２次元フィルタと、高精細テ
   レビジョン信号帯域から前記ＭＵＳＥ信号の静画伝送帯
   域よりも低域である動画伝送帯域を除去した伝送帯域特
   性を持つ第２の２次元フィルタと、高精細テレビジョン
   信号帯域から前記静画伝送帯域を除去した伝送帯域特性
   を持つ第３の２次元フィルタと、前記第１の２次元フィ
   ルタの出力をＭＵＳＥエンコーダを介して第１のチャン
   ネルで送出する手段と、前記第２と第３の２次元フィル
   タの出力をＭＵＳＥデコーダの動き検出信号に基づいて
   混合して出力し、この出力信号を高精細成分としてエン
   コードし第２のチャンネルで送出する手段と備え、受信
   側にあって、前記第１のチャンネルの信号を処理するＭ
   ＵＳＥデコーダと、前記第２チャンネルの信号を復調し
   て高精細成分としてデコードし、前記ＭＵＳＥデコーダ
   出力に加算する手段とを具備したことを特徴とする高精
   細テレビジョン伝送及び受信装置。
7. 【請求項７】　　前記高精細成分のエンコード手段は、
   高域成分を非線形処理する非線形処理部と、この非線形
   処理部の出力をブロック分割する分割部と、この分割部
   の出力を離散コサイン変換する離散コサイン変換器と、
   この離散コサイン変換器の出力の係数パターンを判定し
   、符号化の効率のために係数出力順を決定し、これに従
   って前記離散コサイン変換器出力を取り出す手段と、こ
   の手段で得られた信号を符号化して前記第２のチャンネ
   ルで伝送する信号とする手段とを具備したことを特徴と
   する請求項１記載の高精細テレビジョンビジョン伝送装
   置。
8. 【請求項８】　　前記高精細成分のデコード手段は、第
   ２チャンネルで伝送されかつ復調された信号を復号し、
   かつ伝送されたきたスキャン情報に応じて復調出力を取
   り出して逆離散コサイン変換器に供給する手段と、この
   手段の出力を伝送側とは逆特性で非線形処理する非線形
   処理部と具備したことを特徴とする請求項２記載の高精
   細テレビジョン受信装置。