JPH0479493A - テレビジョン信号送信処理装置および受信処理装置 - Google Patents

テレビジョン信号送信処理装置および受信処理装置

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JPH0479493A
JPH0479493A JP2189415A JP18941590A JPH0479493A JP H0479493 A JPH0479493 A JP H0479493A JP 2189415 A JP2189415 A JP 2189415A JP 18941590 A JP18941590 A JP 18941590A JP H0479493 A JPH0479493 A JP H0479493A
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JP
Japan
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signal
frame
scanning
lines
scanning line
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JP2189415A
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Kiyoyuki Kawai
清幸 川井
Seijirou Yasuki
成次郎 安木
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Toshiba Corp
Nippon Television Network Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Television Network Corp
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Publication date
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    • H04N11/30High-definition television systems with transmission of the extra information by means of quadrature modulation
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    • H04N5/44Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
    • H04N5/455Demodulation-circuits
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N7/007Systems with supplementary picture signal insertion during a portion of the active part of a television signal, e.g. during top and bottom lines in a HDTV letter-box system

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Television Systems (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)

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】 [発明の目的コ ] 0 (産業上の利用分野) この発明は、現在普及しているアスペクト比のテレビジ
ョン信号とは異なるアスペクト比のテレビジョン信号を
、現在普及しているアスペクト比のテレビジョン受像機
でも受信可能なコンパチブル信号に変換するテレビジョ
ン信号送信処理装置と、上記コンパチブル信号を受信し
て再生するテレビジョン信号受信処理装置に関する。
(従来の技術) 現在普及している一般のテレビジョン受像機の画面のア
スペクト比は4:3であるが、これよりも横長なアスペ
クト比]6:9のワイド画面のテレビジョン信号(以下
ワイド画面信号という)を扱うシステムが開発されてい
る。
ワイド画面信号をそのまま放送したのでは、専用の伝送
路と受像機か必要である。そこで、ワイド画面信号を既
存の伝送路で伝送できるように変換処理し、コンパチブ
ル信号として伝送する技術か考えられている。この伝送
路で伝送されるコンパチブル信号は、現在普及している
テレビジョン受像機で受信し再生することができるとと
もに、ワイド画面用テレビジョン受信機で受信すればワ
イド画面として再生するできる。
コンパチブル信号を得る考えかたとして、以下の2つの
種類がある。
(])サイドパネル方式 この方式は、アスペクト比16:9のワイド画面信号か
ら、アスペクト比4:3に相当する中央部(センターパ
ネル)を切取り、このセンターパネルのみかアスペクト
比4:3のテレビジョン受像機で表示されるように設定
する。従って、切取りにより残ったワイド画面の両端部
(サイドパネル)は、アスペクト比4・3のテレビジョ
ン受像機では表示されない。
(2〉 レターボックス方式 この方式は、アスペクト比16:9のワイド画面信号を
、そのまま縦(垂直)方向に3/4に圧縮し、横(水平
)方向の圧縮分を相殺するという考えかたである。この
方式により伝送された、コンパチブル信号は、アスペク
ト比4.3のテレビジョン受像機においては、画面の上
下中央部でのみ画像が表示される。従って、アスペクト
比4:3のテレビジョン受像機において、ワイド画面の
すべてを見ることができるが、画面の大きさが縦方向に
3/4に圧縮され、画面の上下では画像が現れない領域
が生じる。
上記したように、サイドパネル方式によると、ワイド画
面のセンターパネルのみがアスペクト比4:3のテレビ
ジョン受像機の画面に表示され、センターパネルは表示
されない。
一方、レターボックス方式は、ワイド画面の全体を圧縮
してみることができるか、アスペクト比4;3のテレビ
ジョン受像機における画面の上下端部に画像があられれ
ない領域が生じる。
レターボックス方式は、画面情報の欠落がないために、
番組制作側の立場からは好ましい。
以下、レターボックス方式の技術について説明する。
第10図は、レターボックス方式のシステムを示してい
る。
入力側子50には有効走査線数480[本/フレーム]
でアスペクト比16:9のワイド画面信号が供給される
。この信号は、垂直低域通過フィルタ51に供給される
とともに減算器52に供給される。垂直低域通過フィル
タ51は、入力信号の垂直スペクトルを360[テレビ
本/画面高]に制限して出力する。この垂直低域通過フ
ィルタ51の出力は、減算器52に入力されるとともに
、4−3走査線変換器53に入力される。
4→3走査線変換器53は、アスペクト比43の画面の
中央に360[本/フレームコの画面を挿入した形で出
力する。
減算器52は、垂直スペクトルを360[テレビ本/画
面高]以上の高域に制限することになる。
減算器52の出力は、4→1走査線変換器54に入力さ
れる。4−1走査線変換器54は、入力信号をアスペク
ト比4・3の画面の上下端部の領域に120[本/フレ
ーム]の画面で挿入した形で出力する。
但し、4−1走査線変換器54の出力は、アスベクi・
比43の現行テレビジョン受像機(480本/フレーム
)で受像した場合、画面の」二下に対応する。そしてア
スペクト比4・3の画面の中央部にアスペクト比16二
9のワイド画面が表示される。
第11図は、4−3走査線変換器53の構成例を示し、
第12図は、その走査線変換の様子を説明するために示
した走査線構造である。
入力側子6]には、先の垂直低域通過フィルタ5]によ
り、垂直スペクトルを360[テレビ本/画面高]に制
限した信号S1が入力される。この信号の走査線構造は
、第12図(A)に示す通りである。
上記信号S1は、1フイールド遅延器62、フィールド
間走査線補間フィルタ63、フィールド内走査線補間フ
ィルタ64、動き検出器65に供給される。1フイール
ド遅延器62の出力も、フィールド間走査線補間フィル
タ63に人力される。
フィールド間走査線補間フィルタ63は、第12図(A
)の前後のフィールドの走査線信号を用いて4本に3本
の割合で走査線信号を作成する。
またフィールド内走査線補間フィルタ64は、第12図
(A)のフィールド内の走査線信号を用い、フィールド
毎に4本に3本の割合で走査線信号を作成する。
フィールド間走査線補間フィルタ63とフィールド内走
査線補間フィルタ64で、変換された走査線信号は、そ
れぞれ切換え回路11に入力される。この切換え回路6
6は、動き検出器65からの動き検出信号に応して、い
ずれか一方の入力を選択して導出する。
動き検出信号が、動画を示す場合には切換え回路66は
、フィールド内走査線補間フィルタ64からの出力を選
択し、静画を示す場合にはフィルド間走査線補間器63
からの出力を選択する。
第12図(A)の入力信号と、切換え回路66から得ら
れる変換信号との走査線の位置関係をみると、第12図
CB)に示すように、走査線nは走査線mと一致し、走
査線(n+1)に対して走査線(m+1)は下側に]/
3[ライン]すれている。また走査線(n+2)に対し
て、走査線(m+2)は下側に2/3[ライン]ずれて
いる。
第12図(B)に示す信号は、入力信号と走査期間かず
れているので、切換え回路66の出力は、バッファメモ
リ67に一旦書き込まれ、入力信号の走査期間に合わせ
て、第12図(C)に示すように読み出される。但し、
垂直方向は、3/4倍に圧縮されたものとなる。
上記した走査線数の変換過程において、静画では、フィ
ールド間で動きがないので、第1および第2のフィール
ドの走査線信号が用いられて変換信号が作成されている
。このことは、有効走査線480本の情報を用いている
ことを意味する。
これに対して、動画では、フィールド内のみの信号を用
いて変換信号を作成している。このことは、第13図に
示すように片方のフィールドの有効走査線240本の情
報しか用いていないことを意味する。そして、この24
0本の情報を用いて、走査線変換により、っまり180
 (=240x3/4)本に変換される。4−3走査線
変換器64は、実質240本の走査線から180本の走
査線に変換している。
従って、ナイキストの定理により、上記のシステムでは
、動画の垂直解像度は180[テレビ本/画面高]が限
度である。
しかし、動画に関する垂直解像度を180[テレビ本/
画面高コに制限すると、垂直解像度が非常に低下する。
これを解決するには、垂直折り返しが発生する程度の高
域の成分まで伝送せざるを得ない。
すると、垂直折り返しの発生を避けられず、垂直折り返
し歪みによるモワレが生じて不自然なモザイク感の発生
があり、画質を著しく劣化させる要因となる。この現象
は、画像のシーンにより画質を劣化させる程度が異なる
が、とくに垂直高域成分を多く含み縦方向に動きのある
シーンにおいては顕著に現れる。
(発明が解決しようとする課題) 」二足したように従来のレターボックス方式による信号
伝送処理によると、走査線変換処理の過程において動画
に関する垂直解像度を大幅に低下させている。
そこでこの発明は、いままでの方式とは全く異なる方式
によりワイド画面信号を処理して伝送し、また受信する
装置であり、しがも静画、動画にかかわらず画質劣化が
生じないテレビジョン信号伝送処理装置および受信処理
装置を提供することを目的とする。
[発明の構成コ (課題を解決するための手段) この発明は、走査線数N(N:自然数)C本/フレーム
]の順次走査信号から走査線数M(M自然数、M、N)
[本/フレーム]のテレビ信号に変換した主信号を画面
上下方向中央部でM[本/フレーム]の走査線で伝送し
、画面上下方向上下端部で(N−M)[本/フレーム]
の走査線で付加信号として伝送するテレビジョン信号送
信処理装置において、 前記走査線数N[本/フレームコの順次走査信号を2フ
レーム単位毎にフレーム間和平均演算処理したフレーム
間和出力と、フレーム間差平均演算処理したフレーム間
差出力とを得る手段と、前記フレーム間和出力の空間周
波数を帯域制限する第1の帯域制限手段と、 前記フレーム間差出力の空間周波数を前記第1の帯域制
限手段とは異なる特性で帯域制限する第2の帯域制限手
段と、 前記第コの帯域制限手段からの出力を走査線数M[本/
フレーム]に変換する第1の走査線変換手段と、 前記第2の帯域制限手段からの出力を走査線数M[本/
フレーム]に変換する第2の走査線変換手段と、 前記第1と第2の走査線変換手段からの出力を和演算手
段に入力して、前記2フレーム単位での第2フレーム信
号を生成する手段と、 前記第1と第2の走査線変換手段からの出力を差演算手
段に入力して、前記2フレーム単位での第2フレーム信
号を生成する手段と、 前記第1と第2フレーム信号を前記画面中央部でM[本
/フレームコの飛び越し走査線で伝送する手段と、 前記第2の帯域制限手段からの出力を走査線数(N−M
)[本/フレーム]に変換する第3の走査線変換手段と
、 前記第3の走査線変換手段の出力を前記」1下端部で(
N−M)[本/フレームコの飛び越し走査線で上記付加
信号として伝送する手段きを備えるものである。
さらにまたこの発明は、画面上下方向中央部のM[本/
フレームコの走査線のメイン信号、画面上下端部の(N
−M)[本/フレーム]の走査線の付加信号を含む飛び
越し走査信号を、走査線数N[本/フレーム]の順次走
査信号に変換する装置において、 上記飛び越し走査信号のフィールドを重ね合わせてM[
本/)1ノームコの第1の順次走査信号を得る手段と、 上記(N−M)[本/フレーム]の信号をM[本/フレ
ーム]の走査線信号に変換する第4の走査線変換手段と
、 この第4の走査線変換手段から出力された信号を垂直高
域に周波数シフトし上記第1の順次走査信号に加える手
段と、 この手段から得られた信号を8本の走査線信号に変換す
る第5の走査線変換手段と、 上記(N−M)[本/フレーム]の信号を8本の走査線
信号に変換する第6の走査線変換手段と、この第6の走
査線変換手段から得られた信号をテンポラル高域に周波
数シフトシ前記第5の走査線変換手段で得られた信号に
加算し、送信側原信号と同じフレーム周波数をもつN[
本/フレーム]の順次走査信号に変換する手段とを備え
るものである。
(作用) 」1記の手段により、画面中央の上側と下側には、動画
情報であるテンポラル高域成分のうち垂直高域成分と垂
直低域成分が時分割で時間多重されていることになり、
これを用いてワイド画面信号の動画部分の画質向」二を
得ることができる。また、画面中央の信号にはコンパチ
ブル信号のための動画情報か多重されているために、現
行方式の受像機で受信しても動画についての自然な動き
が得られる。さらにまた、ワイド画面信号うが静画であ
る場合には、静画のための高域成分が上記画面中央の上
側と下側の領域を利用して伝送され一層の画質向上を得
ることができる。
(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。
第1図はこの発明の一実施例における伝送処理装置を示
す。
入力側子100には、ワイド画面信号が入力される。走
査線数480本、フレーム周波数59.9411z(以
下便宜上60H2と表すことにする)、インターレース
1:1である。
ワイド画面信号は、1/60秒遅延器101、減算器1
02、加算器103に供給される。減算器102は、1
/60秒遅延器101の出力と、入力とを減算処理(フ
レーム間減算)し、加算器103は1フイールド遅延器
103の入力と出力との加算処理(フレーム間加算)を
行う。
上記の処理は、走査線数N (N−480本、525本
方武力[本/フレームコの順次走査信号を、2フレーム
単位毎にフレーム間和平均演算、フレーム間差平均演算
を行ったことである。つまり、入力順次走査信号は、テ
ンポラル低域成分であるフレーム間和平均出力とテンポ
ラル高域成分であるフレーム間差平均出力とに分離され
ている。
この2つの演算出力には、入力順次走査信号の全情報が
保存されている。
加算器103の出力(フレーム間和信号)は、スイッチ
104を介して時間伸張回路105に入力される。
スイッチ104は、1/30秒周期のパルスにより1/
60秒期間毎に開閉される。1/30秒周期のパルスは
、タイミング発生器150から出力されている。スイッ
チ104の出力は、時間伸張回路105に入力されて、
水平走査時間が2倍に時間伸張される。
この結果、時間伸張回路105からは、順次走査信号(
走査線数480本/フレーム周波数30H2/1:1)
の信号が得られる。
時間伸張回路105の出力は、減算器106及び垂直低
域通過フィルタ(V−LPF)107に入力され、帯域
制限される。垂直低域通過フィルタ107からは、0〜
360[テレビ本/画面高]に帯域が制限された信号が
得られる。
この信号の空間周波数領域は、第2図及び第3図の領域
A1の如くなる。
垂直低域通過フィルタ107から出力された信号は、4
→3走査線変換器108に入力されるとともに、減算器
106に入力される。4→3走査線変換器108は、4
80本の走査線を360本に変換する。この変換器10
8の出力は、スイッチ109に入力される。
先の減算器106は、垂直低域通過フィルタ107の入
力と出力を用いて減算処理を行っているので、その出力
は、垂直高域成分(360〜480[テレビ本/画面高
])となる。この減算器106の出力信号は、第2図の
領域A2の成分である。
上記の説明は、フレーム間和信号のフレーム周波数変換
及び、走査線数変換処理、及び垂直高域成分抽出につい
て述べた。
次に、フレーム間差信号の処理系統についてのべる。
先の減算器102からのフレーム間差信号は、スイッチ
110を介して時間伸張回路111に入力される。
スイッチ110は、タイミング発生器180からの1/
30秒周期のパルスにより1/60秒期間毎に開閉され
る。スイッチ110の出力は、時間伸張回路111に入
力されて、水平走査時間が2倍に時間伸張される。
この結果、時間伸張回路1]1からは、順次走査信号(
480本/30H7/1 : 1)の信号が得られる。
時間伸張回路]11の出力は、減算器112及び垂直低
域通過フィルタ(V−LPF)113に入力され、帯域
制限される。垂直低域通過フィルタ113からは、0〜
120[テレビ本/画面高]に帯域が制限された信号が
得られる。
この帯域制限された信号は、減算器1]2に入力される
とともに水平低域通過フィルタ114に入力される。水
平低域通過フィルタ114では、さらに水平周波数帯域
が0〜2,7肝2以下に制限される。一方、減算器]コ
2からは、垂直帯域か、120〜360[テレビ本/画
面高コに帯域制限された信号が得られ、さらにこの信号
は垂直低域通過フィルタ115に入力されて120〜2
40[テレビ本/画面高コに帯域制限される。
そして、この信号は、水平低域フィルタ116に入力さ
れて水平周波数がO〜1.35MHzに帯域制限される
従って、上記した水平低域通過フィルタ114.116
から得られる各信号及び先の垂直低域通過フィルタ10
7の信号のスペクトラムを領域を示すと、第3図に示す
ようになる。領域A]か垂直低域通過フィルタ107の
出力、領域B1か水平低域通過フィルタ114の出力、
領域B2が水平低域通過フィルタ]16の出力を示して
いる。
次に、上記フレーム間差信号から得られた信号と、フレ
ーム間和信号から得られた信号との関係を説明する。
まず、水平低域通過フィルタ]14の出力は、4→3走
査線変換器120に入力される。ここで変換された走査
線360本の信号は、切換え回路12]において動画の
時のみ通過させられスイッチ123に入力される。切換
え回路12]は、後述する動き検出器145からの検出
信号により制御されている。
スイッチ123とスイッチ109とは、タイミイング発
生器180からのライン切換えパルスにより制御されて
いる。スイッチ109は、ライン毎に入力を振り分けて
加算器124と減算器125に供給する。またスイッチ
123もライン毎に入力を振り分けて減算器125と加
算器124に供給する。すなわち、スイッチ109.1
23、加算器124、および減算器]25により垂直高
域への周波数シフト動作を行っている。
これにより、加算器124からは、元の信号の例えば奇
数フレームの成分が得られ、加算器]25からは偶数フ
レームの成分が得られる。また、スイッチ109と12
3で走査線360本の信号が、1ライン毎に振り分けら
れたのであるから、各信号は180本の走査線となって
いる。さらにまた、これらの信号には、フレ−ム間差信
号による情報、つまり動き情報も含まれることになり、
この動き情報は、既存の受像機でそのまま受信して再生
した場合に動画の自然な動きに寄与するコンパチブル性
をもつことになる。
各加算器124の出力と、減算器125の出力とは、そ
れぞれ]/2係数器126.127に入力される。係数
器126の出力は、スイッチ129の一方の入力側子に
供給され、係数器127の出力は、]/60秒遅延器1
28を介してスイッチ129の他方の入力側子に供給さ
れる。
スイッチ129は、2つの入力をフィールド毎に交互に
選択して導出する。つまり元の奇数フレームの180本
の信号を奇数フィールド、偶数フレームの180本の信
号を偶数フィールドとして導出する。
この結果、スイッチ129の出力は、飛び越し走査信号
(360/60/2 : 1)として得られる。
スイッチ129の出力は、1/60秒遅延器130を介
してバッファメモリ131に入力される。バッファメモ
リ131では、格納されているデータによる画面が現行
方式の画面の中央に位置するようにタイミングか調整さ
れてデータ読出しが行われる。
以上は、ワイド画面が縮小されて、現行テレビジョン画
面の中央に位置するように処理されることを説明した。
しかも、この信号は、525本方武力現行のテレビジョ
ン受像機でそのまま受信した場合、画面上下中央部に映
出されるように伝送されるが、フレーム間差信号から得
られた動き情報も含むために、動画に関しても自然な画
像を得ることができる。
次に、画面の上下中央部に対してその上下端部に対応し
た期間に挿入される信号について説明する。
フレーム間差信号より得られた水平低域通過フィルタ]
]4と116の出力は、それぞれ時間圧縮回路]41と
142に供給される。
時間圧縮回路141は、水平周期で、水平低域通過フィ
ルタ114の出力を、水平期間の2/3の期間に納まる
ように圧縮する。また、時間圧縮回路]42は、水平周
期で、水平低域通過フィルタ116の出力を、水平期間
の1/3の期間に納まるように圧縮する。時間圧縮回路
141と142の出力は、スイッチ143により1水平
期間のうち1回ずつ2/3と1/3期間ずつ選択され、
動き検出器145および切換え回路146に入力される
動き検出器146は、入力信号から動画と静画の判別す
る動き検出信号を得る。切換え回路146は、この動き
検出信号に応答して、動画の場合は、スイッチ143の
出力を選択して導出し、静画の場合は、さきに述べた減
算器1.06からの信号(静止画の垂直高域成分)を選
択して導出する。
切換え回路146から出力された信号は、4→1走査線
変換器147に入力される。4−1走査線変換器]47
は、4本に1本の割合でライン圧縮を行うもので、この
変換器の出力信号は、120本の走査線となる。この出
力信号は、スイッチ148に入力される。スイッチコ4
8は、ライン切換えパルスにより、]ライン毎に振り分
けて、例えば奇数ラインをスイッチ150の一方149
に供給する。1/60秒遅延器149の出力は、スイッ
チ150の他方の端子に供給される。
スイッチ150は、フィールド切換えパルスにより奇数
フィールドでスイッチ148からの直接信号、偶数フィ
ールドで1/60秒遅延器149からの出力信号を選択
する。これにより、スイ・ソチ150からは、走査線数
120本、フィールド周波数60.飛び越し走査(21
)の信号か得られる。
スイッチ150の出力信号は、バッファメモリ151に
格納される。バッファメモリ151では、格納されてい
るデータによる画面が現行方式の画面の上側と下側に位
置するようにタイミングが調整されてデータ読出しか行
われる。
これにより、スイッチ152は、画面中央に対応する信
号をバッファメモリ13]から選択し、画面の上側と下
側に対応する信号をバッファメモリ]51から選択して
導出し、480/60/21のコンパチブル信号を導出
することができる。
バッファメモリ151からの信号は、とくにワイド画面
信号のデコーダにおいて、動画および静止画について高
品位化を得るのに寄与する信号である。
第4図は、上記したエンコーダの動作を、画面を用いて
観念的に示している。
即ち、ワイド画面信号400のフレーム間和信号401
と、フレーム間差信号402が作成される。フレーム間
和信号401及び差信号402は、それぞれ、フィ−ル
周波数変換及び時間伸張により、フレーム周波数30H
zの順次走査信号(480/30/1 + 1)となる
この信号401は、4−3走査線変換器108.120
により縦方向の圧縮信号(360/3o/1:1)に変
換され、画面403に表示される。
一方、順次走査信号402 (480/30/]1)(
垂直帯域か限定されている)は、4→1走査線変換器]
47により走査線数120本の信号(] 20/30/
]、+ 1.)に変換され、画面404の部分に時間多
重される。
ここで、画面404の部分に多重される信号は、動画の
場合は、フレーム間差信号の低域成分であり、静画の場
合は、フレーム間和信号の高域成分である。さらに、動
画の場合は、O〜]20[テレビ本/画面高コの成分と
、120〜240[テレビ本/画面高コの成分とを時分
割多重して、画面405と406の部分に多重している
。これらの信号は、ワイド画面用デコーダにおいて再生
され高解像度を得るのに利用される。
以」二のエンコーダによると、動画情報をO〜120 
[テレビ本/画面高]の成分と、120〜240[テレ
ビ本/画面高コの成分で伝送するために、動画の画質劣
化かない。また、静画の場合は、静画の高域成分を伝送
するので、より一層の高画質化が得られる。
次に、デフーダ側について説明する。
第5図はデコーダの一実施例である。
入力側子200には、第1図のスイッチ152の出力信
号、つまりコンパチブル信号が入力される。従って、こ
の信号をそのまま現行方式の例えばNTSCエンコーダ
に供給すれば、第4図で示I、たように4:3のアスペ
クトの画面内に、169の実画面403と、その上下に
ブラインド画面404を得ることができる。
入力側子200の飛び越し走査信号は、バッファメモリ
20]と202に入力される。バッファメモリ201と
202の出力信号は、スイッチ203の各入力側子に供
給される。スイッチ203は、ライン毎に交互ににバッ
ファメモリ201と202の出力を選択導出することに
より、奇数フィールドと偶数フィールドを交互に読出し
、フレーム周波数30肚の順次走査信号を得る。
この順次走査信号は、係数器204に入力されて2倍に
増幅され加算器205に入力される。この加算器205
においては、後述する動画情報か加算され、コンパチブ
ルのために中央画面に挿入していたフィールド内の動画
情報がキャンセルされる。
加算器205の出力は、3−4走査線変換器206に入
力され、画面中央に相当する360本の順次走査信号を
、480本に変換する。
次に、中央画面の上下側に配置して伝送されてきた信号
処理系統について説明する。
スイッチ203の出力は、バッファメモリ211に入力
される。バッファメモリ211は、画面の上下に位置す
る部分の信号を取出し、スイッチ212に供給する。こ
のスイッチ212は、]水平期間内の2/3期間と、1
/3期間とを振り分けて、273期間は、バッファメモ
リ211の出力を時間伸張回路213に供給し、1/2
期間は時間伸張回路2]4に供給する。つまり、第4図
に示した画面404を前半の画面405と後半の画面4
06に振り分けたことに相当する。
時間伸張回路213は、時間圧縮されていた信号を元の
水平期間に戻すように3/2に伸張する。
また時間伸張回路214は、3倍に伸張する。
時間伸張回路213で伸張された信号は、0〜2.7M
Hzの成分である。
この信号は、1−3走査線変換回路215に入力され、
360本の順次走査信号となる。この順次走査信号は、
乗算器217に入力されて、後述する動き検出信号に応
じて利得制御され、スイッチ219の一方の端子に直接
供給されるとともに、反転器2]8を介してスイッチ2
19の他方の端子に供給される。すなわち、反転器21
8とスイッチ219により垂直高域への周波数シフト動
作を行っている。
ここで、加算器205において、係数器204からの出
力に対して、乗算器217からの出力が止転、または反
転されて加算されることの意味について説明する。
送信側においては、ワイド画面信号の第1と第2フレー
ムO,Eの和平均信号と差平均信号が作成され、それぞ
れの信号が走査線数変換された。
走査線数変換された信号は、ライン毎に振り分けられて
走査線数変換された和平均信号と差平均信号とが加算と
減算処理を受けている(スイッチ109.123、加算
器124、減算器125)。
これにより、画面中央部の信号には、フレーム単位で和
による動画情報と、差による動画情報とが含まれている
ことになる。これは、通常のテ1ノビジョン受像機で入
力側子200の信号をそのまま再生した場合に飛び越し
走査画面の動画の自然さを表現するのに利用された。し
かし、第5図の受信側では、まず第1と第2フイールド
を用いて順次走査信号を作成している(バッファメモリ
201.202)が、コンパチブルを確保するための胴
が情報であるので完全な301(zの順次走査信号とは
ならない。従って、送信側の加算と減算により動画情報
は、成分OとEのフィールド間差分信号として存在する
とみてよい。そこで奇数)イールドの加算により含めら
れている動画情報に対しては反転、偶数フィールドの減
算により含められている動画成分に対しては正転で再生
動画情報を一層キャンセルし、完全な3011zのテン
ポラル低域側である順次信号を再現するものである。
次に、画面中央の上下の位置に挿入されてきた信号を再
生処理する系統についてさらに説明する。
垂直方向の補助成分は、送信側においては、フレーム間
差信号か用いられて作成され、中央画面の上下の位置に
挿入されて伝送でくる。しかも、水平帯域も分けられて
いる。
時間伸張回路213から出力された信号(水平帯域0〜
2. 7MHz ) )は、1→4走査線変換器216
に入力されて、480本の順次走査信号に変換される。
また、時間伸張回路214の出力信号(水平帯域0〜2
 、 7 Mllz)も、]−4走査線変換器222に
入力され、480本の順次走査信号に変換される。]−
4走査線変換器223には、バッファメモリ2]]の出
力か人力されており、この走査線変換器223も120
本の走査線を480本に変換している。
1−4走査線変換器216と222からの信号は、加算
器224において加算され、切換え回路225の一方の
入力側子に入力される。また加算器224の出力は、反
転器226を介して切換え回路227の一方の入力側子
に入力される。切換え回路225と227との他方の入
力側子には、1−4走査線変換器223の出力が供給さ
れている。
また加算器224の出力は、動き検出器228に入力さ
れる。この動き検出器228で得られた動き検出信号は
、先の乗算器217、切換え回路225.227の制御
端子に供給される。
切換え回路225.227は、動画の場合は動き検出信
号により制御されて、加算器224側からの出力を選択
して導出し、静止画の場合は、1−4走査線変換器22
3からの信号を選択する。
切換え回路225と227から導出された信号は、それ
ぞれ加算器231と232に供給される。
今、動画の信号処理状態であるとすると、切換え回路2
25と227からは、垂直補助成分である信号か得られ
るが、これらを第1、′f82フィルドの成分の関係で
現すと(O−E) 、−(OE)となる。
これに対して、3−4走査線変換器206から出力され
ている画面中央の信号は、(0+E)である。
従って、加算器231からは、第1フレーム(○)の成
分が得られ、加算器232からは第2フレーム(E)の
成分か得られることになる。
これらの信号は、係数器233と234にそれぞれ供給
され1/2倍される。係数器234の出力は、]/60
秒遅延器235に入力される。この1/60秒遅延器2
35の出力と、先の係数器233の出力とはそれぞれ、
時間圧縮回路236.237に入力されて、水平走査期
間が1/2に圧縮、即ち倍速変換され、スイッチ238
の各一方と他方の端子に供給される。すなわち、極性反
転器226、加算器231と遅延器235及びスイッチ
238の一連の動作でテンポラル高域への周波数シフト
動作を行っている。
スイッチ238は、各入力信号を60Hzで交互選択し
、出力端子239に、再現されたワイド画面信号(48
0/60/1 : 1.)を得ることかできる。
上記したようにこのデコーダからは、画面中央の上側と
下側には、動画情報の高域成分と低域成分が時分割で挿
入されていることになり、これを用いて動画部分の画質
向上を図ることができる。また、静止画のときは、1−
4走査線変換器223から、静止画の画質向上のための
成分が加算器231.232にて加算され垂直解像度4
80[テレビ本/画面高コとなり、静止画の一層の画質
向上を得ることができる。
この発明は上記の実施例に限定されるものではない。
第6図はデコーダの他の実施例である。第5図の実施例
と異なる部分は、 静止画に関する高域成分を再生ずるの系列であり、他の
部分は、第5図の回路と同じであるから、第5図と同一
符号を付している。第6図の実施例の場合、バッファメ
モリ211の出力が、]→4走査線変換器240に供給
されて、120本から480本の順次走査信号に変換さ
れるが、この場合の出力成分は、0〜120[テレビ本
/画面高コの成分を持つ。
そして]→4走査線変換器240の出力は、垂直方向の
周波数シフト回路24]に入力され、360〜480[
テレビ本/画面高コの領域の成分に変換され、静画の場
合の垂直公式成分として利用される。周波数シフト回路
241の出力は、切換え回路225及び227に供給さ
れている。
その他の構成は、先の実施例と同じである。
第7図は、この発明に係わる装置のエンコーダの他の実
施例である。
この実施例は、静止画に関する補助信号も、動画の補助
信号を伝送するのと同様に伝送する例である。
従って、第1図に示した動き検出器145や切換え回路
12]、146、及び減算器106か省略されている。
従って、スイッチ143の出力か直接4→1走査線変換
器〕47に人力される。また4→]走査線変換器]20
の出力が直接スイッチ123に入力される構成となる。
他の部分は、第1図の構成と同じである。
第8図には、第7図のエンコーダに対応したデコーダを
示している。
この実施例の場合は、動き検出を行う必要がないので、
第5図に示したデコーダに比べて、動き検出器228、
切換え回路235.227、乗算器217、さらに1−
4走査線変換器223か省略されている。従って、加算
器224の出力が直接加算器231に供給され、反転器
226の出力が直接加算器232に供給される構成とな
っている。また1→3走査線変換器215の出力か直接
スイッチ2]9の一方の端子と反転器218に供給され
る構成となっている。他の部分は、第5図の実施例と同
じであり各部の動作も同じである。
第9図には、デコーダのさらに他の実施例を示している
第8図のデコーダに比べて、加算器232と遅延器23
5の間に、係数器250、ラインメモリ25]、加算器
252、係数器253か設けられている。即ち、加算器
232の出力が、係数器250と加算器252に供給さ
れる。係数器250の出力は、ラインメモリ251に供
給される。ラインメモリ25]の出力は加算器252に
おいて加算器232の出力と加算される。そして加算器
252の出力は、係数器253で1/2倍されて遅延器
235に供給される。
この回路によりライン間平均をとった信号を得ると、飛
び越し走査信号のライン位置に適した信号を得ることか
できる。他の部分は、第8図のデコーダと同しである。
なおこの発明は、」1記の実施例に限定されるものでは
なく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
できるものである。
上V己したこの発明による送信処理側と受信処理側を再
度振り返って、そのブロック的な機能を説明する。
走査線数N (N=480本、525本方武力[本/フ
レーム]の順次走査信号を、2フレーム単位毎にフレー
ム間和平均演算、フレーム間差平均演算を行ったことで
ある。つまり、人力順次走査信号は、テンポラル低域成
分であるフレーム間和平均出力とテンポラル高域成分で
あるフレーム間差平均出力とに分離されている。この2
つの演算出力には、入力順次走査信号の全情報が保存さ
れている。
この情報を視覚上の寄与について見ると、フレーム間和
平均出力は、水平・垂直方向の高解像度感に寄与し、フ
レーム間差平均出力は、テンポラル方向の高解像度感、
すなわち動きの自然さに寄与する成分である。
画質への寄与度の低い成分は削除しても視覚上の画質劣
化はほとんど無い。そこで走査線数525本方武力テレ
ビジョンを例にとると、フレーム間差平均出力のスペク
トルを水平方向へ160〜240[本/画面高]以下と
し、同時に垂直方向を240[本/画面高コ以下に帯域
制限しても視覚上の画質劣化がほとんどないことが実験
的に確認できた。また、もし飛び越し走査表示であるな
らば、さらに垂直方向を120[本/画面關]以下に帯
域制限しても視覚上の画質劣化がほとんど無いことか実
験的に確認できた。
フレーム間和平均出力は、垂直低域フィルタで帯域制限
され、垂直スペクトルをM(M=360.525本方式
)[本/画面高]以下に制限している。この制限を行っ
ても動画での画質劣化はほとんど目立つことかなく、N
本からM本への走査線変換を行っても垂直折り返し歪み
は発生しない。
帯域制限された、信号は、M本の走査線に走査線変換さ
れる。
走査線変換後の帯域制限されたフレーム間和平均出力と
フレーム間差平均出力との加算を行うことで、2フレー
ム単位の第1フレームに相当する信号を得、減算を行う
ことで2フレーム単位の第2フレームに相当する信号を
得ている。これは、飛び越し走査信号に変換する前処理
であるとともこ、現行方式のテレビジョン受像機で受信
した場合に動画の画質を低下させないための成分を混入
することでもある。
この処理のあと、スイッチ129において伝送すべき飛
び越し走査信号に変換されている。
」二足飛び越し走査信号に変換する前の段階では、全て
順次走査信号として取り扱っているので、飛び越し走査
では不可避な垂直・時間方向の折り返し歪みか発生する
ことなくN本からM本への走査線変換が可能である。
一方、ワイド画面信号のための動画情報は、次のように
伝送される。帯域制限されたフレーム間差平均出力は、
さらに低域成分と高域成分とに帯域制限され、低域成分
に関しては、水平期間の前半、高域成分に関しては水平
期間の後半に時間圧縮される。この信号は、走査線数が
(N−M)本に変換され、動画のときに伝送される。こ
の伝送に関しては、飛び越し走査信号に変換されかつ、
画面中央部の上下端部に位置するように伝送される。
上記のように動画情報は伝送されるか、この情報はメイ
ン信号か動画である場合に伝送される。
メイン信号が静画である場合には、静画の高解像度が伝
送される。即ち、M−N[本/画面高コの成分は、静画
の場合に上記動画情報伝送経路に導入されるようになっ
ている。そして(N−M)本に走査線変換されたのち画
面中央の上下端部に挿入されて伝送される。また、これ
らの動画情報の伝送は画面上下部における伝送のみに限
定されるものではなく、周波数多重等地の伝送手段を用
いてもよいことは当然である。
受信側のデコーダでは、上記のように伝送されてきた信
号に対して、上記とは逆の信号処理を行い、元のワイド
画面信号に限りなく近い信号を再現している。
飛び越し走査で伝送されてきた525本方式のコンパチ
ブル信号は、その画面中央部(360本)と上下端部(
120本)の信号か順次走査に変換される。上下端部の
信号は、時間伸張により水平方向に圧縮されていた他号
が1水平期間に伸張される。
4つ メイン信号が動画に場合は、水平方向の前半か動画情報
の高域成分、後半が低域成分である。これらの成分は、
それぞれ走査線変換により(NM)本からN本に変換さ
れて合成される。
一方、メイン信号は順次走査信号に変換されたのち、不
要な成分がキャンセルされ、M本からN本の走査線に変
換される。そしてこの変換信号に先の動画情報が付加さ
れる。ここで動画情報は、送信側においてフレーム間差
平均信号を用いて作成したものであり、メイン信号はフ
レーム間和信号を用いて作成したものであるから、N本
の順次走査信号を飛び越し走査信号に変換する場合、方
のフィールドに対しては動画信号を加算し、他方のフィ
ールドに対しては動画情報を減算することで、飛び越し
走査信号の各フィールド信号を得手いる。そして一方の
フィールドの信号は時間遅延され、各フィールドの信号
か1/2の時間に圧縮されることにより、元のワイド画
面信号か作成されている。
上記の実施例においては、ワイド画面信号とコンバチブ
ルの関係にある方式としてNTSC方式を例示したか、
PAL、SECAM方式の信号であってもこの発明は適
用できることはもちろんである。
[発明の効果コ 以上説明したようにこの発明によれば、いままでの方式
とは全く異なる方式によりワイド画面信号を処理して伝
送し、また受信する装置であり、しかも静画、動画にか
かわらず画質劣化を生じさせることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例におけるデコーダを示すブ
ロック図、第2図及び第3図は第1図のデコーダを説明
するために示したスペクトラム説明図、第4図は第1図
のデコーダの動作を説明するために示した画面説明図、
第5図はこの発明の一実施例におけるエンコーダを示す
ブロック図、第6図はエンコーダの他の実施例を示すブ
ロック図、第7図はエンコーダの他の実施例を示すブロ
ック図、第8図及び第9図はデコーダのさらに他5] の実施例を示すブロック図、第10図はレターボックス
方式の概念を説明するために示した図、第11図は走査
線変換器の構成例を示す説明図、第12図は走査線変換
処理の動作を説明するために示した走査線構造説明図、
第13図は従来の走査線変換器における動画情報の説明
図である。 101.128、]30.149・・・1/60遅延器
、102.106.105・・・減算器、103.12
4・・・加算器、104.110.109.123.1
29.148.150.152 ・スイッチ、105.
111・・・時間伸張回路、107.113.115・
・垂直低域通過フィルタ、121.146・・・切換え
回路、114.1]6 水平低域通過フィルタ、131
.151・・・バッファメモリ、180・・・タイミン
グパルス発生器、]08.120・・4−3走査線変換
器、147・・4−1走査線変換器、141.142・
・時間圧縮回路、145・・・動き検出器、201.2
02.211バツフアメモリ、213.214・・・時
間伸張回路、206.215.2]6.222.223
・・走査線変換器、217・・・乗算器、224.23
1.232・・・加算器、228・・・動き検出器、2
25.227・・・切換え回路、235・・・1/60
遅延器、236.237・・時間圧縮回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 480/60/1 : 1 480/60/2:1 74−7レトパ内 (240奎) ス止工里 60参 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)走査線数N(N:自然数)[本/フレーム]の順
    次走査信号から走査線数M(M:自然数、M、N)[本
    /フレーム]のテレビ信号に変換した主信号を画面上下
    方向中央部でM[本/フレーム]の走査線で伝送し、画
    面上下方向上下端部で(N−M)[本/フレーム]の走
    査線で付加信号として伝送するテレビジョン信号送信処
    理装置において、 前記走査線数N[本/フレーム]の順次走査信号を2フ
    レーム単位毎にフレーム間和平均演算処理したフレーム
    間和出力と、フレーム間差平均演算処理したフレーム間
    差出力とを得る手段と、前記フレーム間和出力の空間周
    波数を帯域制限する第1の帯域制限手段と、前記フレー
    ム間差出力の空間周波数を前記第1の帯域制限手段とは
    異なる特性で帯域制限する第2の帯域制限手段と、 前記第1の帯域制限手段からの出力を走査線数M[本/
    フレーム]に変換する第1の走査線変換手段と、 前記第2の帯域制限手段からの出力を走査線数M[本/
    フレーム]に変換する第2の走査線変換手段と、 前記第1と第2の走査線変換手段からの出力を和演算手
    段に入力して、前記2フレーム単位での第1フレーム信
    号を生成する手段と、 前記第1と第2の走査線変換手段からの出力を差演算手
    段に入力して、前記2フレーム単位での第2フレーム信
    号を生成する手段と、 前記第1と第2フレーム信号を前記画面中央部でM[本
    /フレーム]の飛び越し走査線で伝送する手段と、 前記第2の帯域制限手段からの出力を走査線数(N−M
    )[本/フレーム]に変換する第3の走査線変換手段と
    、 前記第3の走査線変換手段の出力を前記上下端部で(N
    −M)[本/フレーム]の飛び越し走査線で上記付加信
    号として伝送する手段とを具備したことを特徴とするテ
    レビジョン信号送信処理装置。 (2)画面上下方向中央部のM[本/フレーム]の走査
    線のメイン信号、画面上下端部の(N−M)[本/フレ
    ーム]の走査線の付加信号を含む飛び越し走査信号を、
    走査線数N[本/フレーム]の順次走査信号に変換する
    装置において、 上記飛び越し走査信号のフィールドを重ね合わせてM[
    本/フレーム]の第1の順次走査信号を得る手段と、 上記(N−M)[本/フレーム]の信号をM[本/フレ
    ーム]の走査線信号に変換する第4の走査線変換手段と
    、 この第4の走査線変換手段から出力された信号を垂直高
    域に周波数シフトし上記第1の順次走査信号に加える手
    段と、 この手段から得られた信号をN本の走査線信号に変換す
    る第5の走査線変換手段と、 上記(N−M)[本/フレーム]の信号をN本の走査線
    信号に変換する第6の走査線変換手段と、この第6の走
    査線変換手段から得られた信号をテンポラル高域に周波
    数シフトし前記第5の走査線変換手段で得られた信号に
    加算し、送信側原信号と同じフレーム周波数をもつN[
    本/フレーム]の順次走査信号に変換する手段とを具備
    したことを特徴とするテレビジョン信号受信装置。 (3)画面上下方向中央部のM[本/フレーム]の走査
    線のメイン信号、画面上下端部の(N−M)[本/フレ
    ーム]の走査線の付加信号を含む飛び越し走査信号を、
    走査線数N[本/フレーム]の順次走査信号に変換する
    装置において、 上記飛び越し走査信号のフィールドを重ね合わせてM[
    本/フレーム]の第1の順次走査信号を得る手段と、 上記(N−M)[本/フレーム]の信号を、M[本/フ
    レーム]の走査線に変換する第4の走査線変換手段と、 この第4の走査線変換手段から出力された信号号を垂直
    高域に周波数シフトし上記第1の順次走査信号に加える
    手段と、 この手段から得られた信号をN本の走査線信号に変換す
    る第5の走査線変換手段と、 上記(N−M)[本/フレーム]の信号をN本の走査線
    信号に変換する第6の走査線変換手段と、この第6の走
    査線変換手段から得られた信号の正転出力を前記第5の
    走査線変換手段で得られた信号に加算する第1の加算手
    段と、 前記第6の走査線変換手段から得られた信号の反転出力
    を前記第5の走査線変換手段で得られた信号に加算加算
    する第2の加算手段と、 前記第1と第2の加算手段から得られた各信号を用いて
    倍速のN[本/フレーム]の順次走査信号に変換する手
    段とを具備したことを特徴とするテレビジョン信号受信
    処理装置。(4)前記第2の帯域制限手段は、垂直帯域
    を2つの帯域に分割して第1の帯域信号と、第2の帯域
    信号を得る手段を有し、 前記第3の走査線変換手段は、前記第1の帯域信号を水
    平方向の前半部、第2の帯域信号を水平方向の後半部に
    時間圧縮して、水平方向に時間多重した信号を得る手段
    と、この手段から得られた信号の走査線数を変換する手
    段とを具備したことを特徴とする請求項第1項記載のテ
    レビジョン信号送信処理装置。 (5)前記第1の帯域制限手段は、垂直帯域の高域成分
    を導出する手段を有し、 前記水平方向に時間多重された信号を得る手段は、さら
    に動き検出手段と、この検出手段からの動き検出信号に
    応じて、前記垂直帯域の高域成分と前記時間多重された
    信号とを選択的に導出する手段を有し、 この手段から得られた信号の走査線数を変換する手段を
    具備したことを特徴とする請求項第1項記載のテレビジ
    ョン信号送信処理装置。 (6)前記(N−M)[本/フレーム]の信号をM本の
    走査線信号に変換する手段は、 第1の順次走査信号の前記(N−M)[本/フレーム]
    の信号を水平方向に時間分離した一方をを1水平期間分
    に時間伸張した第1の伸張信号を取り出す手段と、 この手段より取り出された第1の伸張信号を上記M本の
    走査信号に変換する手段とを具備したことを特徴とする
    請求項第3項記載のテレビジョン信号受信処理装置。 (7)前記(N−M)[本/フレーム]の信号をN本の
    走査線信号に変換する手段は、 前記第1の順次走査信号の前記(N−M)[本/フレー
    ム]の信号を水平方向に時間分離してその分離した他方
    を1水平期間分に時間伸張した第2の伸張信号を取り出
    す手段と、この第2の伸張信号及び前記第1の伸張信号
    をそれぞれN本の走査線信号に変換して合成し合成信号
    を得る手段とを具備したことを特徴とする請求項第6項
    記載のテレビジョン信号受信処理装置。 (8)前記(N−M)[本/フレーム]の信号をN本の
    走査線信号に変換する手段は、 前記第1の順次走査信号の前記(N−M)[本/フレー
    ム]の信号を直接N本の走査線信号に変換する手段と、 前記合成信号を用いて動き検出を行い動き検出信号を得
    る手段と、 前記動き検出信号に応じて、前記直接得たN本の走査線
    信号若しくは前記合成により得たN本の走査線の合成信
    号のいずれか一方を選択的に導出する手段とを具備した
    ことを特徴とする請求項第7項記載のテレビジョン信号
    受信処理装置。 (9)前記(N−M)[本/フレーム]の信号をM本の
    走査線信号に変換する手段は、その変換出力に係数を乗
    じる乗算器を有し、前記動き検出信号は前記乗算器にも
    供給され、動画のとき係数値を大きくすることを特徴と
    する請求項第8項記載のテレビジョン信号受信処理装置
    。 (10)前記動き検出信号に応じて、前記直接得たN本
    の走査線信号若しくは前記合成により得たN本の走査線
    の合成信号のいずれか一方を選択的に導出する手段は、 前記合成信号の正転出力が一方の入力端子に供給され、
    他方の入力端子に前記直接得たN本の走査線信号が供給
    される第1の切換え回路と、前記合成信号の反転出力が
    一方の入力端子に供給され、他方の入力端子に前記直接
    得たN本の走査線信号が供給される第2の切換え回路と
    を有し、前記第1の切換え回路の出力が前記第1の加算
    手段へ、第2の切換え回路の出力が前記第2の加算手段
    へ供給されることを特徴とする請求項第8項記載のテレ
    ビジョン信号受信処理装置。 (11)前記(N−M)[本/フレーム]の信号をN本
    の走査線信号に変換する手段は、前記(N−M)[本/
    フレーム]の信号を直接N本の走査線信号に変換する手
    段と、 この手段より得られた走査線信号を周波数シフトする手
    段と、 前記合成信号を用いて動き検出を行い動き検出信号を得
    る手段と、 前記動き検出信号に応じて、前記周波数シフトにより得
    たN本の走査線信号若しくは前記合成により得たN本の
    走査線の合成信号のいずれか一方を選択的に導出する手
    段とを具備したことを特徴とする請求項第7項記載のテ
    レビジョン信号受信処理装置。 (12)前記第1と第2の加算手段から得られた各信号
    を用いて倍速のN[本/フレーム]の飛び越し走査信号
    に変換する第1の時間圧縮手段は、第1の加算手段から
    得られた信号の水平期間を1/2に時間圧縮する手段と
    、 前記第2の加算手段から得られた信号をラインメモリに
    入力して、このラインメモリの入力側と出力側の信号を
    加算してその平均値信号を求める手段と、 この平均値信号を1フィールド分遅延し、水平期間を1
    /2に時間圧縮する第2の時間圧縮手段と、前記第1と
    第2の時間圧縮手段の出力をフィールドごとに選択して
    導出する手段とを具備したことを特徴とする請求項第3
    項記載のテレビジョン信号受信処理装置。
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