JPH05344480A

JPH05344480A - テレビジョン信号の構成装置

Info

Publication number: JPH05344480A
Application number: JP14721092A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Hirano; 裕弘平野; Norihiro Suzuki; 教洋鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-06-08
Filing date: 1992-06-08
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】現行テレビジョン方式との両立性を有して画面
のワイド化を図るレターボックス方式のテレビジョン信
号の構成方法および装置を提供する。【構成】アスペクト比が４対３とは異なる横長なアスペ
クト比の横長画像部を画面の上下に無画部領域を設けて
送像するレターボックス方式において、高精細化・高画
質化のための垂直高域成分などの情報を高能率符号化し
たディジタルの補助信号の形態で上下の無画部領域に重
畳してテレビジョン信号を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は現行テレビジョン方式と
の両立性を有して高精細化・高画質化・画面のワイド化
を図るＥＤＴＶ方式に好適なテレビジョン信号の構成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現行テレビジョン方式との両立性を保有
してより臨場感のある画像サービスの提供が可能なＥＤ
ＴＶ方式の研究開発が進められている。ＥＤＴＶ方式で
は実現形態に関して様々な考案が行なわれているが、そ
の一つにレターボックス方式と呼ばれるものがある。こ
れは、アスペクト比が４対３とは異なる横長なアスペク
ト比（例えば１６対９）の横長画像を画面の上下に無画
部領域を設けて送像するものである。そして、上下の無
画部領域には高精細化・高画質化を図るための情報を補
助信号として重畳し、受像部ではこの補助信号を復調し
て高精細・高品質な横長なアスペクト比のテレビジョン
画像を再生する。

【０００３】また、このレターボックス方式の信号を現
行テレビジョン方式の受像機で受信した場合でも横長な
アスペクト比のテレビジョン画像が受像できるという利
点がある。しかし、画面の上下の無画部領域に重畳され
る補助信号が妨害になる。そこで、補助信号の重畳に関
しては、この妨害が目立ちにくい様に振幅レベルを小さ
くするなどの対策が行なわれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術による補助信
号の重畳は、受像部において抽出した補助信号を増幅し
て正規の振幅レベルの信号に復調する。しかし、補助信
号はアナログ信号で形成されているために雑音の影響を
受けやすく、受信状況の悪い場合には補助信号のＳ／Ｎ
が劣化して再生画像に画質妨害があらわれる。あるいは
高精細化・高画質化のための情報として使用できないな
どの問題がある。

【０００５】また、伝送路で発生する位相歪などの影響
を受けやすいなどの問題もある。

【０００６】本発明の目的は、受信状況の悪い場合にも
高精細・高品質な画像の再生が可能で、かつ、現行テレ
ビジョン方式の受像機での妨害も少ないレターボックス
方式のテレビジョン信号の構成装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では垂直方向の周波数の高域成分を高能率符
号化によって情報量を圧縮したディジタル信号系列を生
成し、このディジタル信号系列を補助信号として画面の
上下の無画部領域に重畳する。

【０００８】また、本発明では垂直方向の周波数の高域
成分には、インタレース走査によって失なわれる垂直高
域成分、あるいは送受像部の横長画像部の走査線圧縮・
伸長の信号処理で失なわれる垂直高域成分を使用して、
高精細化を実現する。

【０００９】

【作用】本発明では、補助信号を従来のアナログ信号と
は異なりディジタル信号で重畳する。このため、Ｓ／Ｎ
の悪い状況でも受像部ではディジタル信号を復号するこ
とによって雑音のないもとの高精細な情報が復調でき
る。したがって、従来技術で問題となる雑音に起因した
画質劣化もなく、高精細化を実現できる。

【００１０】また、重畳する補助信号はディジタル信号
であるため、その振幅レベルを、例えば、０が黒レベ
ル、１が黒レベル＋△（△は例えば０.１Ｖ程度）に設
定することによって、現行テレビジョン方式の受像機で
の妨害がほとんど検知できない程度に低減できる。

【００１１】なお、ディジタル信号の場合には、アナロ
グ信号に比較してデータ量が多くなるという問題がある
が、これに関しては画像信号の冗長性に適合した高能率
符号化によって情報量の圧縮を図ることが可能である。
したがって、高精細化に必要な情報として、インタレー
ス走査によって失なわれる垂直高域成分、あるいは送受
像部での横長画像部の走査線圧縮・伸長の信号処理で失
なわれる垂直高域成分を使用し、これを高能率符号化す
ることで、上下の無画部領域にディジタル信号の形態の
補助信号として重畳できる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明による第１の実施例における送
像部の全体のブロック図を示し、補助信号としてインタ
レース走査で失なわれる垂直高域成分を重畳するのに好
適例である。

【００１３】撮像部１より得られるアスペクト比１６対
９，走査線数５２５本，６０フレーム／秒，順次走査，
有効画素走査線数４８０本の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の画
像信号系列ＶＰは、Ａ／Ｄ変換部２で、例えば、色副搬
送波ｆｓｃの８倍の周波数で標本化を行ない、ディジタ
ルの信号系列ＶＰＤに変換する。そして、ＹＩＱ変換部
３では、所定のマトリクス演算操作を行なって輝度信号
Ｙ，色差信号Ｉ，Ｑの画像信号系列ＶＰＹに変換する。

【００１４】走査線圧縮部４では、例えば、走査線数の
４〜３変換処理などで有効画素走査線数４８０本の画像
信号系列から有効画素走査線数が３６０本の画像信号系
列への走査線数変換の圧縮操作を行なう。そして、イン
タレース走査変換部５では走査線の２対１の間引き処理
による順次走査からインタレース走査への走査変換を行
なって、走査線数５２５本，３０フレーム／秒，２：１
インタレース走査，有効画素走査線数３６０本の輝度信
号Ｙ，色差信号Ｉ，Ｑを生成する。そして、色変調部６
では現行テレビジョン方式と同様に色差信号Ｉ，Ｑを色
副搬送波ｆｓｃで直交変調して色信号Ｃをつくる。加算
回路７では輝度信号Ｙに色信号Ｃを加算して、横長画像
部に対応する信号ＶＭを生成する。

【００１５】一方、垂直高域成分抽出部８では、順次走
査の形態の輝度信号ＹＰの隣接する３走査線の信号ＹＰ
_i-1，ＹＰ_i，ＹＰ_i+1でインタレース走査で失なわれる
垂直高域成分ＶＥ(ＶＥ＝ＹＰ_i−(ＹＰ_i-1＋ＹＰ_i+1)／
２）を抽出する。そして、補助信号符号化部９では標本
点の間引き処理，高能率符号化処理、誤り訂正符号の付
加、ならびに時系列変換処理を行ない、上下の無画部領
域に重畳するディジタルの補助信号ＶＨを生成する。

【００１６】プロセス部１０では、補助信号ＶＨと横長
画像部の信号ＶＭを結合し、同期信号，バースト信号，
識別信号などの所定の信号を付加する。そして、Ｄ／Ａ
変換部１１でアナログ信号に変換し、現行テレビジョン
方式と両立性を有するレターボックス方式のテレビジョ
ン信号ＶＳを生成する。

【００１７】つぎに、図２に本発明の第２の実施例にお
ける送像部の全体ブロック図を示す。これは撮像部がイ
ンタレース走査の形態の場合に好適なものである。

【００１８】撮像部１２より得られるアスペクト比１６
対９，走査線数５２５本，３０フレーム秒，２：１イン
タレース走査，有効画素走査線数４８０本の３原色Ｒ，
Ｇ，Ｂ信号の画像信号系列ＶＰＩは、Ａ／Ｄ変換部２
で、例えば、色副搬送波ｆｓｃの４倍の周波数で標本化
し、ディジタルの信号系列ＶＰＩＤに変換する。そし
て、ＹＩＱ変換部３では所定のマトリクス演算操作で輝
度信号Ｙ、色差信号Ｉ，Ｑの画像信号系列ＶＰＩＹをつ
くる。

【００１９】走査線変換圧縮部１３では、走査変換およ
び走査線数変換の処理を行ない、有効画素走査線数４８
０本、２：１インタレース走査の画像信号系列を有効画
素走査線数３６０本，６０フレーム／秒，順次走査の画
像信号系列に変換する。そして、インタレース走査変換
部５では走査線の２対１の間引き処理で順次走査からイ
ンタレース走査への走査変換を行ない、走査線数５２５
本，有効画素走査線数３６０本，３０フレーム／秒，
２：１インタレース走査の輝度信号Ｙ，色差信号Ｉ，Ｑ
をつくる。色変調部６では現行テレビジョン信号と同様
に色差信号Ｉ，Ｑを色副搬送波ｆｓｃで直交変調して色
信号Ｃをつくる。そして、加算回路７で輝度信号Ｙに色
信号Ｃを加算して、横長画像部に対応する信号ＶＭを生
成する。

【００２０】一方、垂直高域成分抽出部８では、順次走
査の輝度信号ＹＰの隣接する３走査線の信号ＹＰ_i-1，
ＹＰ_i，ＹＰ_i+1によりインタレース走査で失なわれる
垂直高域成分ＶＥ(ＶＥ＝ＹＰ_i−(ＹＰ_i-1＋ＹＰ_i+1)／
２）を抽出する。そして、補助信号符号化部９では、標
本点の間引き処理，高能率符号化処理，誤り訂正符号の
付加を行なって情報量を圧縮し、時系列変換処理で上下
の無画部領域に重畳するディジタルの補助信号ＶＨをつ
くる。

【００２１】プロセス部１０では、補助信号ＶＨと横長
画像部の信号ＶＭを結合し、所定の同期信号，バースト
信号，識別信号などを付加する。そして、Ｄ／Ａ変換部
１１でアナログ信号に変換して、現行テレビジョン方式
と両立性を有するレターボックス方式のテレビジョン信
号ＶＳを生成する。

【００２２】つぎに、図３に本発明の第３の実施例にお
ける送像部の全体のブロック図を示す。これは撮像部が
インタレース走査の複合カラーテレビジョン信号の場合
に好適なものである。

【００２３】撮像部１４より得られるアスペクト比１６
対９，走査線数５２５本，３０フレーム／秒，２：１イ
ンタレース走査，有効画素走査線数４８０本の複合カラ
ーテレビジョン信号ＶＣは、Ａ／Ｄ変換部１５で、例え
ば、色副搬送波ｆｓｃの４倍の周波数で標本化を行な
い、ディジタルの信号ＶＣＤに変換する。そして、復調
部１６では、ＹＣ分離処理，色信号復調の処理を行な
い、輝度信号Ｙ，色差信号Ｉ，Ｑの画像信号系列ＶＰＩ
Ｙを復調する。

【００２４】走査線変換圧縮部１３では、走査変換と走
査線数変換の処理を行なって、有効画素走査線数４８０
本，２：１インタレース走査の画像信号系列から有効画
素走査線数３６０本，６０フレーム／秒、順次走査の画
像信号系列をつくる。インタレース走査変換部５では走
査線の２対１の間引き処理でインタレース走査への走査
変換を行ない、走査線数５２５本，有効画素走査線数３
６０本，３０フレーム／秒，２：１インタレース走査の
輝度信号Ｙ，色差信号Ｉ，Ｑをつくる。色変調部６では
現行テレビジョン信号と同様に色差信号Ｉ，Ｑを色副搬
送波ｆｓｃで直交変調して色信号Ｃをつくる。そして、
加算回路７で輝度信号Ｙに色信号Ｃを加算して、横長画
像部に対応する信号ＶＭを生成する。

【００２５】一方、垂直高域成分抽出部８では、順次走
査の輝度信号ＹＰの隣接する３走査線の信号ＹＰ_i-1，
ＹＰ_i，ＹＰ_i+1によりインタレース走査で失なわれる
垂直高域成分ＶＥ(ＶＥ＝ＹＰ_i−(ＹＰ_i-1＋ＹＰ_i+1)／
２）を抽出する。そして、補助信号符号化部９では、標
本点の間引き処理，高能率符号化処理，誤り訂正符号付
加などで情報量の圧縮を行ない、時系列変換処理で上下
の無画部領域に重畳するディジタルの補助信号ＶＨを生
成する。

【００２６】プロセス部１０では、補助信号ＶＨと横長
画像部の信号ＶＭを結合し、所定の同期信号，バースト
信号，識別信号などを付加する。そして、Ｄ／Ａ変換部
１１でアナログ信号に変換して、現行テレビジョン方式
と両立性を有するレターボックス方式のテレビジョン信
号ＶＳを生成する。

【００２７】以下、これら実施例における各ブロックに
関して実施例をもとに説明する。

【００２８】まず、図４，図５により走査線圧縮部４を
説明する。図４は、走査線の４〜３変換による走査線数
変換の動作説明図である。有効画素走査線数４８０本の
順次走査の４本の走査線ａ，ｂ，ｃ，ｄの信号に係数ｋ
₁，ｋ₂を加重加算して、ドットで示す有効画素走査線数
３６０本の順次走査の３本の走査線ａ′，ｂ′，ｃ′の
信号の生成を行なって走査線数の４〜３変換を実現す
る。この一実施例を図５に示す。信号ＶＰＹＹ、および
１Ｈ遅延回路１７で順次走査の１走査線期間遅延させた
信号は、係数加重回路１８で図４に示した係数値ｋ₁、
ｋ₂を係数加重し、加算回路１９で両者を加算して４〜
３変換による走査線ａ′，ｂ′，ｃ′の信号Ｓをつく
る。そしてメモリ回路２０に書き込む。このＷＴ動作は
１フレーム期間を周期とする４８０走査線期間で４走査
線期間毎に３本の走査線ａ′，ｂ′，ｃ′の信号の書き
込みを行なう。一方、メモリ回路からは、１フレーム期
間を周期とする３６０走査線期間（横長画像部領域に対
応した期間）で連続したＲＤ動作で読み出して有効画素
走査線数が３６０本の画像信号系列をつくる。これらの
動作に必要な制御信号類は制御回路２１でつくる。

【００２９】つぎに、図６，図７により走査線変換圧縮
部１３を説明する。図６はこの走査変換の動作の説明図
である。有効画素走査線数４８０本，２：１のインタレ
ース走査の信号に係数値ｋ₁，ｋ₂を加重加算して、ドッ
トで示す有効画素走査線数が３６０本、順次走査の走査
線の信号を生成する。なお、生成する走査線が順次走査
の関係を満足する様に、係数値ｋ₁，ｋ₂はインタレース
走査の第１フィールドと第２フィールドの期間ではそれ
ぞれ異なったものを使用する。この一実施例を図７に示
す。インタレース走査の信号ＹＰＩＹＹは、各フィール
ド毎に２４０走査線期間のＷＴ動作によってメモリ回路
２２へ書き込む。一方、メモリ回路からは順次走査の１
フレーム期間を周期に３６０走査線期間（横長画像部領
域に対応した期間）で３走査線毎に走査線ａ，ａ，ｂ，
ｃ，ｃ，ｄに対応した信号ＳＩを読み出す。そして、信
号ＳＩ、および１Ｈ遅延回路１７で１走査線期間遅延さ
せた信号は、係数加重回路１８で図６に示した係数値ｋ
₁，ｋ₂を加重し、加算回路１９で両者を加算して信号Ｓ
１，Ｓ２をつくる。そして、選択回路２４では、信号Ｓ
Ｉが第１フィールドの場合には、信号Ｓ１、第２フィー
ルドの場合にはＳ１，Ｓ２を同図に示す様に選択出力し
て、有効画素走査線数が３６０本の画像信号系列をつく
る。制御回路２３ではこれらの動作に必要な各種制御信
号類をつくる。

【００３０】つぎに、垂直高域成分抽出部８を図８、図
９により説明する。図８はこの一実施例を示す。順次走
査の輝度信号ＹＰ_i+1、および１Ｈ遅延回路１７で１走
査線期間遅延させた信号ＹＰ_i，ＹＰ_i-1に対し、演算回
路２５では両者の信号の平均値(ＹＰ_i-1＋ＹＰ_i+1)／２
を出力する。また、減算回路２６では両者の信号の差分
値ＹＰ_i−(ＹＰ_i-1＋ＹＰ_i+1)／２を出力して、インタ
レース走査で失なわれる垂直高域成分ＶＥ_iを生成す
る。この垂直高域成分ＶＥ_iの生成動作を図９に示す。
順次走査の走査線Ｌ１，Ｌ２，……Ｌ６に対して、イン
タレース走査では実線の走査線の信号を伝送する。すな
わち、第１フィールドでは走査線Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５、第
２フィールドでは走査線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６の信号を伝送
する。したがって、インタレース走査で失なわれる垂直
高域成分として、第１フィールドではＶＥ２，ＶＥ４，
ＶＥ６、第２フィールドではＶＥ３，ＶＥ５を生成す
る。そして、受像部ではインタレース走査で伝送された
隣接する走査線の信号の平均値に垂直高域成分を加算し
て、インタレース走査で抜けた走査線の信号を再生でき
る。例えば、第１フィールドのＬ２の走査線は、走査線
Ｌ１，Ｌ３の信号の平均値に垂直高域成分ＶＥ２を加算
して再生することができる。

【００３１】つぎに、図１０に補助信号符号化部９の一
実施例を示す。標本点間引き回路２７では、例えば、標
本点の４対１の間引き処理を行なう。そして、高能率符
号化回路２８では、ＤＰＣＭ符号化、直交変換符号化な
どによる符号化処理を行なう。符号誤り制御回路２９で
は、例えばハミング符号，ＢＣＨ符号，ＣＲＣＣ符号な
どの誤り訂正あるいは誤り検出の可能な符号を付加す
る。そして、時系列変換回路３０では時系列の変換およ
び並び換えの操作によって上下の無画部領域の期間への
時系列変換を行ない、補助信号ＶＨを生成する。

【００３２】図１１は各部における信号形態の一例を示
す。高能率符号化回路２８の出力信号ＥＡはデータ同期
部ＤＳ（１６ビット）、および符号化されたデータ部
（240ビット）で構成する。そして、データ同期部ＤＳ
には、画面をＬ×Ｍのブロックに分割したブロックのア
ドレスを割り当てる。符号誤り制御回路２９の出力信号
ＥＢでは、信号ＥＡに対して誤り訂正，誤り検出のため
のパリティ部ＣＲＣ（１６ビット）を付加する。時系列
変換回路３０の出力信号ＶＨは、受像部でのクロック再
生に必要なビット同期（１６ビット）、およびバイト同
期(８ビット)を付加し、インタレース走査の１走査線期
間で２９６ビットのＮＲＺの信号系列（瞬時ビットレー
ト８ｆｓｃ／５ビット／秒）を構成する。

【００３３】図１２，図１３に高能率符号化回路２８の
一実施例を示す。図１２はＤＰＣＭ符号化によるもので
ある。信号ＶＥＳ、および１画素遅延回路３１で１標本
点遅延させた信号は減算回路３２で両者の信号の差分値
を抽出し、量子化回路３３で量子化を行なった信号ＥＱ
をつくる。符号化回路３４では信号ＥＱの発生頻度に応
じたハフマン符号化などの符号化処理、およびデータ同
期部へのアドレスの割り当てを行ない、信号ＥＡをつく
る。一方、図１３はＤＣＴ(離散コサイン変換)による直
交変換符号化の例である。ＤＣＴ演算回路３５ではマト
リクス演算によってＤＣＴ係数を算出し、量子化回路３
６で量子化を行ない信号ＥＱをつくる。そして、符号化
回路３７でハフマン符号化などの符号化処理、およびデ
ータ同期部へのアドレスの割り当てを行ない、信号ＥＡ
を生成する。

【００３４】つぎに、図１４にインタレース走査変換部
５の一実施例を示す。これはメモリ回路３８およびこの
動作を制御する制御回路３９で構成する。順次走査の信
号ＹＰ（ＩＰ，ＱＰ）はフレーム周期毎に奇数走査線Ｌ
₁，Ｌ₃，……、および偶数走査線Ｌ₂，Ｌ₄，Ｌ₆，……
の信号がＷＴ動作によってメモリ回路３８に書き込まれ
る。一方、メモリ回路からはインタレース走査の１走査
線期間で書き込まれた走査線の信号を、順次、読み出す
ＲＤ動作によって、時間軸が２倍に伸長されたインタレ
ース走査の系の第１フィールドの信号系列Ｌ₁，Ｌ₃，Ｌ
₅，…… 、第２フィールドの信号系列Ｌ₂，Ｌ₄，Ｌ₆，
…… に走査変換した信号Ｙ（Ｉ，Ｑ）をつくる。

【００３５】つぎに、図１５に復調部１６の一実施例を
示す。これはＹＣ分離の処理を動き適応の信号処理で行
なうものである。フレーム櫛型フィルタ４０は静止画に
適した色信号成分ＣＦを抽出する。ライン櫛型フィルタ
４１は動画に適した色信号成分ＣＬを抽出する。また、
動き検出回路４４では２フレーム間の差分信号，１フレ
ーム間の差分信号の抵域成分などから画像の動きを検出
し、動き情報１−ｋ，ｋ（０＜ｋ＜１，静止時ｋ＝０）
をつくる。係数加重回路４２ではこの動き情報１−ｋ，
ｋを係数加重し、加算回路４３で両者の信号を加算して
色信号成分Ｃ（Ｃ＝（１−ｋ）・ＣＦ＋ｋ・ＣＬ）を抽
出する。そして、色復調回路４７では色副搬送波ｆｓｃ
による同期検波を行ない、色差信号Ｉ，Ｑを生成する。
一方、減算回路４６では遅延回路４５で時間遅延を調整
した信号から色信号成分Ｃを減算して、輝度信号成分Ｙ
を生成する。

【００３６】以上で、送像部の説明を終り、つぎに、こ
れらの実施例に対応した受像部の構成を図１６に示すブ
ロック図で説明する。

【００３７】現行テレビジョン方式と両立性を有するレ
ターボックス方式のテレビジョン信号ＶＳは、Ａ／Ｄ変
換部４８で、例えば、色副搬送波ｆｓｃの４倍の周波数
で標本化し、ディジタルの信号に変換する。そして、分
離部４９では上下の無画部領域の補助信号ＶＨ、および
横長画像部の信号ＶＭに分離する。補助信号復号部５０
では送像部とは逆の所定の復号処理を行ない、垂直高域
成分ＶＥを復調する。

【００３８】一方、復調部１６では、ＹＣ分離処理，色
復調処理を行ない、有効画素走査線数３６０本，２：１
インタレース走査の輝度信号，色差信号Ｉ，Ｑの画像信
号系列ＶＰＩＹを生成する。そして、順次走査変換部５
１ではインタレース走査で抜けた走査線を補間操作およ
び垂直高域成分ＶＥで生成し、有効画素走査線数360
本，６０フレーム／秒，順次走査の輝度信号ＹＰ，色差
信号ＩＰ，ＱＰをつくる。

【００３９】走査線伸長部５２では走査線数の３〜４変
換による走査線数変換の処理を行ない、有効画素走査線
数４８０本，６０フレーム／秒の順次走査の画像信号系
列ＶＰＹをつくる。そして、ＲＧＢ変換部５３では所定
のマトリクス演算操作を行ない、３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号
の画像信号系列ＶＰＤに変換する。そして、Ｄ／Ａ変換
部５４でアナログ信号に変換して、アスペクト比１６対
９，走査線数５２５本，有効画素走査線数４８０本，６
０フレーム／秒，順次走査の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の画
像信号系列ＶＰを再生する。

【００４０】つぎに、この各ブロックについて実施例を
もとに説明する。

【００４１】図１７は補助信号復号部５０の一実施例で
ある。時系列変換回路５５では時系列の並び換え操作を
行ない、もとの時系列の信号に変換する。誤り訂正回路
５６では符号誤りの訂正動作、あるいは符号誤りの検出
を行ない、信号ＥＡを再生する。なお、符号誤りの訂正
が不能、あるいは符号誤りがある場合にはエラーフラグ
を発生する。高能率復号化回路５７では送像部とは逆の
所定の復号動作を行ない、もとの信号ＶＥＳに復号す
る。なお、エラーフラグがある場合には復号動作は行な
わず、例えば、０のデータを信号ＶＥＳとして出力す
る。標本点補間回路５８ではデータ補間によって元の標
本点の信号系列をつくり、垂直高域成分ＶＥを復調す
る。

【００４２】つぎに、図１８により順次走査変換部５１
を説明する。２：１インタレース走査の輝度信号Ｙ、お
よび１Ｈ遅延回路５９でインタレース走査の１走査線期
間遅延させた信号は、演算回路６０で両者の信号の平均
値を演算する。そして、加算回路６１で垂直高域成分Ｖ
Ｅを加算して、インタレース走査で抜けた走査線の信号
ＹＩＰを再生する。そして、メモリ回路６２，６３には
１走査線期間を周期とするＷＴ動作によって信号ＹＭ，
ＹＩＰの各走査線の信号Ｌ₁，Ｌ₁′，Ｌ₂，Ｌ₂′，……
を書き込む。一方、メモリ回路からは順次走査系の１走
査線毎にメモリ回路６２，６３を交互に読み出すＲＤ動
作を行ない、選択回路６４でこれらを交互に選択出力し
て、６０フレーム／秒，順次走査の輝度信号ＹＰをつく
る。また、色差信号Ｉ，Ｑについても同様な動作で順次
走査の信号ＩＰ，ＱＰをつくる。そして、制御回路６５
ではこれらの動作に必要な制御信号類をつくる。

【００４３】つぎに、走査線伸長部５２を図１９，図２
０によって説明する。図１９はこの動作説明図で、走査
線数の３〜４変換による走査線伸長を示す。有効画素走
査線数３６０本の順次走査の３本の走査線ａ，ｂ，ｃに
対して係数ｋ₁、ｋ₂を加重加算して、ドットで示す有効
画素走査線数４８０本の順次走査の４本の走査線ａ′，
ｂ′，ｃ′，ｄ′の信号を生成する。この一実施例を図
２０に示す。有効画素走査線数３６０本の順次走査の信
号ＹＰは、１フレーム期間を周期として３６０走査線期
間のＷＴ動作でメモリ回路６６に書き込む。一方メモリ
回路からは１フレーム期間を周期として４８０走査線期
間で同図に示す様なＲＤ動作で４走査線期間毎に走査線
ａ，ｂ，ｃに対応する信号を読み出す。そして、１Ｈ遅
延回路６８で１走査線期間遅延させた信号に対して係数
加重回路６９で係数値ｋ₁，ｋ_２を加重し、加算回路７
０で両者の信号を加算して、有効画素走査線数が４８０
本に走査線数変換した順次走査の信号ＶＰＹＹをつく
る。色差信号ＩＰ，ＱＰに関しても同様な構成で信号Ｖ
ＰＹＩ，ＶＰＹＱをつくる。制御回路６７ではこれらの
動作に必要な制御信号類をつくる。

【００４４】以上の実施例によれば、受信状況の悪い場
合にも高精細・高品質な画像再生が可能で、かつ、現行
テレビジョン方式の受像機への妨害も少ないテレビジョ
ン信号を構成する装置を実現できる。

【００４５】つぎに、補助信号として送受像部での走査
線圧縮・伸長で失なわれる垂直高域成分を重畳するのに
好適な実施例について説明する。

【００４６】図２１はこの一実施例の送像部のブロック
図である。撮像部１より得られるアスペクト比１６対
９，走査線数５２５本，６０フレーム／秒，順次走査，
有効画素走査線数４８０本の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の画
像信号系列ＶＰは、Ａ／Ｄ変換部２で、例えば、色副搬
送波ｆｓｃの８倍の周波数で標本化を行ない、ディジタ
ルの信号系列ＶＰＤに変換する。そして、ＹＩＱ変換部
３では所定のマトリクス演算操作を行なって、輝度信号
Ｙ，色差信号Ｉ，Ｑの画像信号系列ＶＰＹをつくる。

【００４７】走査線圧縮部４では、例えば、走査線数の
４〜３変換処理で有効画素走査線数４８０本の画像信号
系列を有効画素走査線数が３６０本の画像信号系列への
走査線変換の圧縮操作を行なう。そして、フレーム完結
インタレース走査変換部７１では順時走査の信号系列の
並び換え操作によってインタレース走査の信号系列を生
成する走査変換処理を行ない、走査線数５２５本，有効
画素走査線数３６０本，３０フレーム／秒，２：１イン
タレース走査の輝度信号Ｙ，色差信号Ｉ，Ｑをつくる。
そして、色変調部６では現行テレビジョン方式と同様に
色差信号Ｉ，Ｑを色副搬送波ｆｓｃで直交変調して色信
号Ｃをつくる。加算回路７では輝度信号Ｙに色信号Ｃを
加算し、横長画像部に対応する信号ＶＭを生成する。

【００４８】一方、垂直高域成分抽出部７２では、送受
像部での走査線圧縮（４〜３変換)、走査線伸長（３〜
４変換）で失なわれる垂直高域成分ＶＥを抽出する。そ
して、補助信号符号化部９では、標本点の間引き処理，
高能率符号化処理，誤り訂正符号の付加，時系列変換処
理などを行ない、上下の無画部領域に重畳するディジタ
ルの補助信号ＶＨを生成する。

【００４９】プロセス部１０では、補助信号ＶＨと横長
画像部の信号ＶＭを結合し、所定の同期信号，バースト
信号，識別信号などを付加する。そして、Ｄ／Ａ変換部
１１でアナログ信号に変換し、現行テレビジョン方式と
両立性を有するレターボックス方式のテレビジョン信号
ＶＳを生成する。

【００５０】また、図２２は本発明の第５の一実施例の
送像部のブロック図であり、撮像部からの信号がフレー
ム完結走査変換でつくられたインタレース走査の複合カ
ラーテレビジョン信号の場合に好適なものである。

【００５１】撮像部１４より得られるアスペクト比１６
対９，走査線数５２５本，有効画素走査線数４８０本，
３０フレーム／秒，２：１インタレース走査の複合カラ
ーテレビジョン信号ＶＣは、Ａ／Ｄ変換部１５で、例え
ば、色副搬送波ｆｓｃの４倍の周波数で標本化してディ
ジタルの信号ＶＣＤに変換する。そして、復調部１６で
はＹＣ分離処理，色復調処理を行ない、輝度信号Ｙ，色
差信号Ｉ，Ｑの画像信号系列ＶＰＩＹを復調する。

【００５２】フレーム完結順次走査変換部７３ではイン
タレース走査の信号系列の再配列操作、フレーム補間操
作を行ない、６０フレーム／秒，順次、走査の画像信号
系列ＶＰＹをつくる。走査線圧縮部４では、例えば、走
査線数の４〜３変換処理で有効画素走査線数４８０本の
画像信号系列を有効画素走査線数が３６０本の画像信号
系列へ走査線数変換の圧縮操作を行なう。

【００５３】フレーム完結インタレース走査変換部７１
では順次走査の信号系列の並び換え操作でインタレース
走査の信号系列を生成する走査変換処理を行ない、走査
線数５２５本，有効画素走査線数３６０本，３０フレー
ム／秒，２：１インタレース走査の輝度信号Ｙ，色差信
号Ｉ，Ｑをつくる。そして、色変調部６では現行テレビ
ジョン方式と同様に色差信号Ｉ，Ｑを色副搬送波ｆｓｃ
で直交変調して色信号Ｃをつくる。加算回路７では色信
号Ｃを輝度信号Ｙに加算し、横長画像部に対応する信号
ＶＭを生成する。

【００５４】一方、垂直高域成分抽出部７２では、送受
像部での走査線圧縮(４〜３変換)、走査線伸長（３〜４
変換）で失なわれる垂直高域成分ＶＥを抽出する。そし
て、補助信号符号化部９では、標本点の間引き処理，高
能率符号化処理，誤り訂正符号の付加、時系列変換処理
などを行ない、上下の無画部領域に重畳するディジタル
の補助信号ＶＨを生成する。

【００５５】プロセス部１０では、補助信号ＶＨと横長
画像部の信号ＶＭを結合し、所定の同期信号、バースト
信号、識別信号などを付加する。そして、Ｄ／Ａ変換部
１１でアナログ信号に変換し、現行テレビジョン方式と
両立性を有するレターボックス方式のテレビジョン信号
ＶＳを生成する。

【００５６】つぎに、これら実施例における各ブロック
について実施例をもとに説明する。

【００５７】図２３は垂直高域成分抽出部７２の一実施
例である。有効画素走査線数３６０本、順次走査の信号
ＹＰは図１９，図２０に動作，構成を示した走査線伸長
部５２において走査線数の３〜４変換による走査線数変
換を行ない、有効画素走査線数が４８０本の順次走査の
信号ＹＰＰをつくる。この信号ＹＰＰは送受像部での走
査線圧縮・伸長処理で得られるものに相当する。また、
有効画素走査線数４８０本の原信号ＶＰＹＹは遅延回路
７４で時間遅延を調整する。そして、減算回路７５では
この信号から信号ＹＰＰを減算して、送受像部での走査
線圧縮・伸長で失なわれる垂直高域成分ＶＥを抽出す
る。

【００５８】図２４はフレーム完結走査変換による順次
走査〜インタレース走査変換の動作説明図である。６０
フレーム／秒，順次走査から３０フレーム／秒，２：１
インタレース走査への走査変換は、順次走査の一つのフ
レームの奇数走査線１，３の信号をインタレース走査の
第１フィールドの走査線の信号、偶数走査線２，４の信
号を第２フィールドの走査線の信号とする並び換え操作
で行なう。一方、インタレース走査から順次走査への走
査変換は、インタレース走査の信号の再配列操作で再生
フレーム（毎秒３０枚）をつくり、補間フレーム（毎秒
３０枚）を再生フレームの信号系列のくり返し、あるい
は平均などのフレーム補間操作でつくり、６０フレーム
／秒，順次走査の信号系列を生成することで行なう。

【００５９】図２５はフレーム完結インタレース走査変
換部７１の一実施例で、メモリ回路７６、およびこの動
作を制御する制御回路７７で構成し、フレーム完結走査
変換により順次走査からインタレース走査への走査変換
を行なう。メモリ回路７６には順次走査の２フレーム周
期毎のフレームの信号が書き込まれる。一方、メモリ回
路からはインタレース走査の第１フィールドの期間は奇
数走査線の信号、第２フィールドの期間は偶数走査線の
信号を読み出して、インタレース走査に走査変換した信
号を生成する。

【００６０】図２６はフレーム完結順次走査変換部７３
の一実施例で、再生フレームの信号系列の繰返しで補間
フレームの信号系列を生成する場合のものである。イン
タレース走査の信号ＶＰＩＹは１フレーム期間を周期と
して、第１フィールド期間では走査線１，３，……、第
２フィールド期間では走査線２，４，６，……の信号を
ＷＴ動作によってメモリ回路７８に書き込む。一方、メ
モリ回路からは順次走査の１フレーム期間を周期に第
１，第２フィールドの信号を１走査線期間毎に交互に読
み出すＲＤ動作を行なって走査線１，２，３，４，……
の信号を読み出し、順次走査に走査変換した信号ＶＰＹ
を生成する。この動作に必要な制御信号類は制御回路７
９でつくる。

【００６１】つぎに、これら実施例に対応した受像部の
一実施例を図２７に示すブロック構成図により説明す
る。

【００６２】現行テレビジョン方式と両立性を有するレ
ターボックス方式のテレビジョン信号ＶＳは、Ａ／Ｄ変
換部４８で、例えば、色副搬送波ｆｓｃの４倍の周波数
で標本化してディジタルの信号に変換する。そして、分
離部４９では上下の無画部領域の補助信号ＶＨ、および
横長画像部の信号ＶＭに分離する。補助信号復号部８０
では送像部とは逆の所定の復号処理を行ない、送受像部
での走査線圧縮・伸長処理で失なわれる垂直高域成分Ｖ
Ｅを復調する。

【００６３】一方、復調部１６ではＹＣ分離処理，色復
調処理を行ない、有効画素走査線数３６０本，２：１イ
ンタレース走査の輝度信号，色差信号Ｉ，Ｑの画像信号
系列ＶＰＩＹを生成する。そして、フレーム完結順次走
査変換部７３ではフレーム完結走査変換によるインタレ
ース〜順次走査変換を行ない、有効画素走査線数360
本，６０フレーム／秒，順次走査の輝度信号ＹＰ，色差
信号ＩＰ，ＱＰをつくる。

【００６４】走査線伸長部５２では走査線数の３〜４変
換による走査線数変換の伸長処理を行ない、有効画素走
査線数４８０本，６０フレーム／秒の順次走査の画像信
号系列ＶＰＹをつくる。この際、輝度信号に関しては垂
直高域成分ＶＥを加算して垂直解像度の高い信号を生成
する。

【００６５】ＲＧＢ変換部５３では所定のマトリクス演
算操作で３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の画像信号系列ＶＰＤを
つくる。そして、Ｄ／Ａ変換部５４でアナログ信号に変
換し、アスペクト比１６対９，走査線数５２５本，有効
画素走査線数４８０本，６０フレーム／秒，順次走査の
３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の画像信号系列ＶＰを再生する。

【００６６】以上の実施例によれば、受信状況の悪い場
合にも高精細・高品質な画像再生が可能で、かつ、現行
テレビジョン方式の受像機への妨害も少ないレターボッ
クス方式のテレビジョン信号を構成する装置が実現でき
る。

【００６７】つぎに、本発明の第６の一実施例の送像部
を図２８に示すブロック図によって説明する。これは送
受像部での走査線圧縮・伸長処理およびインタレース走
査で失なわれる垂直高域成分を補助信号として重畳する
場合に適したものである。

【００６８】撮像部１より得られるアスペクト比１６対
９，走査線数５２５本，６０フレーム／秒，順次走査，
有効画素走査線数４８０本の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の画
像信号系列ＶＰは、Ａ／Ｄ変換部２で、例えば、色副搬
送波ｆｓｃの８倍の周波数で標本化を行ない、ディジタ
ル信号系列ＶＰＤに変換する。そして、ＹＩＱ変換部３
では所定のマトリクス演算操作を行ない、輝度信号Ｙ，
色差信号Ｉ，Ｑの画像信号系列ＶＰＹをつくる。

【００６９】走査線圧縮部４では、例えば、走査線数の
４〜３変換処理で有効画素走査線数４８０本の画像信号
系列を有効画素走査線数が３６０本の画像信号系列への
走査線数変換の圧縮操作を行なう。そして、インタレー
ス走査変換部５では走査線の２対１の間引き処理により
順次〜インタレース走査変換を行ない、走査線数525
本，有効画素走査線数３６０本，３０フレーム／秒，
２：１インタレース走査の輝度信号Ｙ，色差信号Ｉ，Ｑ
をつくる。色変調部６では現行テレビジョン方式と同様
に色差信号Ｉ，Ｑを色副搬送波ｆｓｃで直交変調して色
信号Ｃをつくる。そして、加算回路７では輝度信号Ｙに
色信号Ｃを加算して、横長画像部に対応する信号ＶＭを
生成する。

【００７０】一方、垂直高域成分抽出部８１では、送受
像部での走査線圧縮・伸長処理およびインタレース走査
で失なわれる垂直高域成分ＶＥを抽出する。そして、補
助信号符号化部９では、標本点の間引き処理，高能率符
号化処理，誤り訂正符号の付加，時系列変換処理などを
行ない、上下の無画部領域に重畳するディジタルの補助
信号ＶＨを生成する。

【００７１】プロセス部１０では、補助信号ＶＨと横長
画像部の信号ＶＭを結合し、所定の同期信号，バースト
信号，識別信号などを付加する。そして、Ｄ／Ａ変換部
１１でアナログ信号に変換し、現行テレビジョン方式と
両立性を有するレターボックス方式のテレビジョン信号
ＶＳを生成する。

【００７２】この実施例における垂直高域成分抽出部８
１の一実施例を図２９に示す。インタレース走査の輝度
信号Ｙは、順次走査変換部５１でインタレース走査の上
下の走査線の信号の平均値で生成した補間走査線の信号
を用いて順次走査の信号に変換する。そして、走査線伸
長部５２では走査線の３〜４変換処理を行ない、有効画
素走査線数が４８０本の順次走査の信号ＹＰＰ′をつく
る。減算回路８３では遅延回路８２で時間遅延を調整し
た信号ＶＰＹＹから信号ＹＰＰ′を減算し、送受像部で
の走査線圧縮・伸長処理ならびにインタレース走査で失
なわれる垂直高域成分ＶＥを抽出する。

【００７３】つぎに、この実施例に対応した受像部の一
実施例を図３０に示すブロック図により説明する。

【００７４】現行テレビジョン方式と両立性を有するレ
ターボックス方式のテレビジョン信号ＶＳは、Ａ／Ｄ変
換部４８で、例えば、色副搬送波ｆｓｃの４倍の周波数
で標本化してディジタルの信号に変換する。そして、分
離部４９では上下の無画部領域の補助信号ＶＨ、および
横長画像部の信号ＶＭに分離する。補助信号復号部８４
では送像部とは逆の所定の復号処理を行ない、送受像部
での走査線圧縮・伸長処理およびインタレース走査で失
なわれる垂直高域成分ＶＥを復調する。

【００７５】一方、復調部１６ではＹＣ分離、色復調処
理を行ない、有効画素走査線数360本，２：１インタレ
ース走査の輝度信号，色差信号Ｉ，Ｑの画像信号系列VP
IYを生成する。そして、順次走査変換部５１ではインタ
レース走査の上下の走査線の信号の平均値で補間走査線
の信号を生成し、有効画素走査線数３６０本，６０フレ
ーム／秒，順次走査の輝度信号ＹＰ，色差信号ＩＰ，Ｑ
Ｐをつくる。

【００７６】走査線伸長部５２では走査線数の３〜４変
換による走査線数変換の伸長処理を行ない、有効画素走
査線数４８０本，６０フレーム／秒の順次走査の画像信
号系列ＶＰＹをつくる。この際、輝度信号に関しては垂
直高域成分ＶＥを加算して垂直解像度の高い信号を生成
する。

【００７７】ＲＧＢ変換部５３では所定のマトリクス演
算操作で３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の画像信号系列ＶＰＤを
つくる。そして、Ｄ／Ａ変換部５４でアナログ信号に変
換し、アスペクト比１６対９，走査線数５２５本，有効
画素走査線数４８０本，６０フレーム／秒，順次走査の
３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の画像信号系列ＶＰを再生する。

【００７８】本実施例によれば、受信状況の悪い場合に
も高精細・高品質な画像再生が可能で、かつ、現行テレ
ビジョン方式の受像機への妨害も少ないレターボックス
方式のテレビジョン信号を構成する装置が実現できる。

【００７９】なお、本発明の実施例では、送受像部での
走査線圧縮・伸長処理をいずれも走査線数の４〜３変
換，３〜４変換で実現する場合を例に説明した。しか
し、この走査線圧縮・伸長処理は、例えば、マトリクス
法、フィルタ法などでも実現することができる。

【００８０】また、本発明では、輝度信号，色信号など
の水平高域成分も高精細情報として垂直高域成分ととも
に上下の無画部領域に補助信号として重畳する形態でテ
レビジョン信号を構成することもできる。

【００８１】さらに、本発明では、輝度信号，色信号な
どの水平高域成分を周波数シフト操作で低い周波数帯の
信号成分に変換し、横長画像部の領域に重畳する形態で
テレビジョン信号を構成することもできる。

【００８２】また、本発明では、ＨＤＴＶ撮像部より得
られる走査線数１１２５本，２：１インタレース走査、
アスペクト比１６対９の画像信号系列をダウンコンバー
トして生成した、走査線数５２５本，アスペクト比１６
対９の６０フレーム／秒の順次走査、あるいは３０フレ
ーム／秒の２：１インタレース走査の信号系列に対して
も適用することができる。

【００８３】さらに、ディジタルの補助信号の形態は本
発明ではＮＲＺを例に説明したが、これに限定されるこ
となく、様々な形態で補助信号を構成することもでき
る。また、高能率符号化に関しても、ＤＰＣＭ，直交変
換符号化に限定されず、これ以外の高能率符号化の手法
を適用することもできる。

【００８４】

【発明の効果】本発明によれば、Ｓ／Ｎの悪い受信状況
の場合や伝送路の位相歪などに対しても受像部ではこれ
らの影響を受けることなく補助信号を正しく復調するこ
とが可能である。したがって、高精細・高品質なワイド
画面の画像再生ができ、現行テレビジョン方式との両立
性を保ってより臨場感のある画像サービスの提供が可能
なテレビジョン信号の構成装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の一実施例の送像部のブロック
図。

【図２】第２の一実施例の送像部のブロック図。

【図３】第３の一実施例の送像部のブロック図。

【図４】走査線圧縮部の動作説明図。

【図５】走査線圧縮部のブロック図および動作説明図。

【図６】走査線変換圧縮部の動作説明図。

【図７】走査線変換圧縮部のブロック図および動作説明
図。

【図８】垂直高域成分抽出部の一実施例のブロック図。

【図９】垂直高域成分抽出部の動作説明図。

【図１０】補助信号符号化部の一実施例のブロック図。

【図１１】補助信号符号化部の一実施例における信号形
態の説明図。

【図１２】高能率符号化回路の一実施例のブロック図。

【図１３】高能率符号化回路の他の一実施例のブロック
図。

【図１４】インタレース走査変換部の一実施例のブロッ
ク図および動作説明図。

【図１５】復調部の一実施例のブロック図。

【図１６】本発明の第１，第２，第３の実施例の受像部
のブロック図。

【図１７】補助信号復号部の一実施例のブロック図。

【図１８】順次走査変換部の一実施例のブロック図およ
び動作説明図。

【図１９】走査線伸長部の動作説明図。

【図２０】走査線伸長部のブロック図および動作説明
図。

【図２１】本発明の第４の一実施例の送像部のブロック
図。

【図２２】本発明の第５の一実施例の送像部のブロック
の説明図。

【図２３】垂直高域成分抽出部の一実施例のブロック
図。

【図２４】フレーム完結インタレース走査変換部の動作
説明図。

【図２５】フレーム完結インタレース走査変換部のブロ
ック図および動作説明図。

【図２６】フレーム完結順次走査変換部の一実施例の説
明図。

【図２７】本発明の第４，第５の実施例の受像部のブロ
ック図。

【図２８】本発明の第６の一実施例の送像部のブロック
図。

【図２９】垂直高域成分抽出部の一実施例のブロック
図。

【図３０】本発明の第６の実施例の受像部のブロック
図。

【符号の説明】

１…撮像部、２…Ａ／Ｄ変換部、３…ＹＩＱ変換部、４
…走査線圧縮部、５…インタレース走査変換部、６…色
変調部、７…加算回路、８…垂直高域成分抽出部、９…
補助信号符号化部、１０…プロセス部、１１…Ｄ／Ａ変
換部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アスペクト比が４対３とは異なる横長画像
を上下に無画部領域を設けて送像するテレビジョン方式
において、垂直方向の周波数の高域成分を抽出する手
段、上記高域成分を高能率符号化により情報量の圧縮し
たディジタル信号系列を生成する手段を有し、上記ディ
ジタル信号系列を補助信号として上記上下の無画部領域
に重畳する手段を含むことを特徴とするテレビジョン信
号の構成装置。
【請求項２】請求項１において、上記高能率符号化とは
ＤＰＣＭ符号化であるテレビジョン信号の構成装置。
【請求項３】請求項１において、上記高能率符号化とは
離散コサイン変換（ＤＣＴ），アダマール変換などの直
交変換符号化であるテレビジョン信号の構成装置。
【請求項４】請求項１，２または３において、垂直方向
の周波数の高域成分とは、順次走査の隣接した３本の走
査線の信号ＳＬ_i-1，ＳＬ_i，ＳＬ_i+1に対してＳＬ_i−
（ＳＬ_i+1＋ＳＬ_i-1）／２の演算で生成する信号である
テレビジョン信号の構成装置。
【請求項５】請求項１において、上記垂直方向の周波数
の高域成分とは、送受像部における横長画像部での走査
線圧縮・伸長の信号処理で失なわれる垂直高域成分であ
るテレビジョン信号の構成装置。