JPH05501034A - 適応型ビデオ信号ノイズ低減システム - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 適応型ビデオ信号ノイズ低減システム この発明は、圧伸技法（コンバンディング）および予測信号処理技法を用いるビ デオ信号ノイズ低減システムに関するものである。

潜在的にノイズの多いチャンネルを介して、テレビジョン信号のようなビデオ信 号を送信するに当たっては、通常、チャンネルノイズがビデオ信号の信号対ノイ ズ比および再生画像の品質を低下させないようにするための考慮が払われる。圧 伸技法は、ノイズの多い環境で伝達されるビデオ信号の品質を改善するための一 方法である。

圧伸技法では、ビデオ信号の振幅が送信機で圧縮するこ七によってその信号の平 均対ピーク電力比が、従ってその対ノイズ不感度を向上させる。その信号は、受 信機において送信機の圧縮関数と逆の伝達関数をもって振幅伸長されて、表示用 の正しい信号を得るように元のビデオ信号振幅分布状態を回復する。送信機にお いて非線形圧線を行う場合には、その信号は、小信号の伸長と大信号の圧縮との 組合わせによって変形される。受信機側では上記と相補的な作用が行われる。

ノイズの電力は、圧伸器（コンパンダ）の伝達関数の勾配の関数として低減され る。その勾配が急峻になるほどノイズは大幅に低減される。急峻な勾配を有する 圧伸器の伝達関数の範囲はダイナミックレンジの観点から制限される。大抵の信 号に対して、相異なる時間期間を通じての信号のダイナミックレンジは異なって いる。もし、相異なる時間期間に亘っての相対的なダイナミックレンジについて 初めから判っていれば、その各期間に適切な動作が行われるように圧伸器の伝達 関数を調節することができる。しかし、この相対的なダイナミックレンジに関す る情報は、圧伸システムの送信端と受信端の双方で得ることが可能でなければな らないことに、注意すべきである。

１つの水平線と次の水平線との各ビデオ信号または１つのフレームと次のフレー ムとの各ビデオ信号間に高度の冗長性（リダンダンシ）があることは、良く知ら れている。この冗長性の存在によって、ビデオ信号の振幅の値は相当高い正確さ をもって予測することができる。前に生じた信号からの予測によって現在のビデ オ信号の相対振幅を知れば、各信号期間に亘っての信号の瞬時ダイナミックレン ジを決定することができる。順次発生するビデオ信号の予測値を使用することに よって、ビデオ信号伝送システムにおいて適応型圧伸システムを構成することが できる。

送信機で非線形振幅圧縮を行うと、たとえばテレビジョン型のビデオ信号の場合 には４．２　Ｍ）ｌｚよりも高い、不所望な帯域外高周波数信号成分を生じるこ とがある。この様な不所望な高周波数成分は、送信機の出力における低域通過フ ィルタによって除くことができる。しかし、送信端で周波数成分の除去を行うと 、受信機側における相補的な伸長作用の正確さに影響を及ぼし易い。

一般に再生画像中におけるノイズは、静止画像におけるよりも運動物体を含んで いる画像における方が、目障りではない。更に、送信機側で時間的な処理を受け たビデオ信号については、非線形圧伸過程によっては静止画像の場合よりも運動 画像の場合により大きな帯域外成分を作り出す。従って、各再生画像中における 運動の程度によって異なった圧伸関数でビデオ信号を圧伸すること、すなわち時 間的な処理を受けた静止画像に対しては大きく圧伸を行い時間的な処理を受けた 運動画像に対してはそれよりも少ない圧伸を行うこと、が有利である。

この発明は、選択可能な複数の圧伸特性をもった圧伸器を含むビデオ信号伝送シ ステムに実施される。たとえばビデオ信号の振幅を予測し、その結果に応じて使 用すべき特定の圧伸特性を決める回路を具えている。

図面の簡単な説明 第１図および第２図は、テレビジョン・システムの送信端および受信端でそれぞ れビデオ信号の圧伸を行うために利用される圧伸装置のブロック図である。

第３図および第４図は、ワイドスクリーン・テレビジョン信号処理システム送信 部および受信部にそれぞれ圧伸回路が含まれていることを示すブロック図である 。

第５Ａ図と第６図は、テレビジョン信号伝送システムの送信部および受信部のそ れぞれにおける適応型圧伸回路のブロック図である。

第５Ｂ図は、第５Ａ図の圧伸器制御素子と直接、圧伸器を実現するために利用さ れる回路のブロック図である。

第７図および第８図は、テレビジョン信号伝送システムの送信部および受信部の それぞれにおける適応型圧伸回路のまた別の実施例のブロック図である。

第９図および第１Ｏ図は、システムの送信端および受信端のそれぞれにおける圧 伸回路を含む更に別の適応型ビデオ信号圧伸システムのブロック図である。

第１１図は、適応型圧伸器において実現できる複数の圧伸器伝達特性を示す図で ある。

第１図の送信装置において、入力ビデオ信号は信号減算器ｌＯの、一方の入力に 供給され、またその他方の入力には後述するように信号予測回路１５からの信号 が供給される。減算器１０からの出力差信号（Ｄ　Ｉ　Ｆ　Ｆ）は、時間的に処 理されたビデオ信号を表わすもので、次に枠１２の上に示されたような非線形伝 達関数を有する振幅圧縮器１２によって非線形的に振幅圧縮処理を受ける。圧縮 器１２は、所定の振幅閾値よりも大きな大信号の振幅を圧縮し、小振幅信号に対 しては振幅伸長（増幅）を行う。圧縮器１２は、この圧縮器と相補的な伝達関数 を有する受信機の振幅伸長器と共に、圧伸システムの一つの要素を構成するもの である。

圧縮器１２の非線形伝達特性は、この実施例においてはビデオ信号帯域の上限値 ４．２ＭＨｚよりも高い部分に延在している、不所望な高周波成分（たとえば高 調波）を発生する可能性がある。これらの帯域外高周波数成分は、低域通過フィ ルタ１４によって濾波され、然る後出力信号は、信号を劣化させるノイズを含ん でいる可能性のあるチャンネルを通して伝送される。しかし、フィルタ１４は固 有の不所望信号歪を導入する可能性がある。このフィルタ歪は、たとえば特に画 像に運動が含まれる場合には、実際に生じる可能性のある送信機における圧縮と 伸長関数間の不整合に起因する歪と共に、予測回路１５を組合わせることによっ て低減または除去される。

予測器１５は、第１図の装置によって送信された信号を受信する受信機中に設け られている振幅伸長および予測回路のレプリカである。いま暫時系２図を参照し て説明を進めるが、送信機で非線形的に振幅圧縮されている受信入力信号は、振 幅伸長器２１６によって、送信機の非線形伝達関数の逆数をもって振幅伸長され る。伸長器２１６は、送信機の圧縮器１２と同様に、瞬時伝達関数を呈するもの で、ＲＯＭルックアップ・テーブルの形に構成することができる。

第２図に示す回路中の残余の各素子は、第１図の予測器１５によって生成される 予測信号に対応する予測信号を発生することを含む、幾つかの機能を果たすもの である。

第２図において、伸長器２１６の出力信号はビデオ差信号である。加算器２１８ 、遅延素子２２０および増幅器２２２は、閉ループ状に接続されて漏洩積分器を 形成しており、ビデオ差信号を積分して、加算ｉ１！　２１８の出力端子に再構 成されたビデオ信号を生成する。この遅延素子２２０は、たとえばフレーム遅延 素子であって、ビデオ信号が呈する高度の冗長度特性のために、その出力にその 時のビデオ信号の予測値を供給する。遅延素子２２０の出力は、増幅器２２２中 で１よりも小さい係数で重み付けされる。増幅器２２２は重み付けされた予測信 号を生成する。この信号は予測器１５が生成する予測信号と実賀的に等しい。

素子２１８．２２０および２２２を含む積分器は、本質的に再帰型フィルタを構 成する。ビデオ信号の前後に連続するフレーム間には冗長度すなわち相関性があ るので、この積分器の再帰型濾波作用は、加算器２１８から供給される信号の信 号対ノイズ比を増大させる傾向を示す。

ここに示す例における予測過程は、単一画像点からの時間的に遅延したサンプル を含むが、複数フィールドからの空間的に関連した複数画像点からの多数のサン プルを含むことができることが判る。定格的には、スケーリング係数Ａは、この 積分ループを安定に維持するために、ｌより小さな値に制限されている。

第１図に戻って、予測器１５の出力から得られる予測信号は、遅延した受信機出 力信号の見積り値に係数Ａを乗じたものを表わしている。ユニット１０は入力信 号からこの予測信号を差引いて差信号を作る。この差信号はユニット１２と１４ で処理されて伝送されるべき出力信号を生成する。

第１図の送信装置において、上記の差信号は入力信号と予測信号との間の差であ る。加算器１８の出力は受信機の出力のモデルである。受信機の出力における信 号は送信機入力に供給される信号と同様なものであると、示すことができる。も し、送信機の減算器で生成されるこの差信号が小さい（良好な予測を表わす）と きは、非線形振幅圧縮器１２はこの差信号を増幅し、それによって伝送に先立っ てその信号の信号対ノイズ特性を具合よく改善できる。

ここに開示したシステムを４．２　ＭＨｚのルミナンス信号に対して使用し動作 させたところ、スケーリング係数Ａを０．７５とし、圧伸パラメータ（μ）が１ １のμ則型圧神器を使用して、２．７ｄｂのノイズ低減が得られた。Ａを０．９ ０゜μを４０とすると４．１ｄｂのノイズ低減が得られた。

第３図は、両立型ワイドスクリーン・テレビジョン・システム用の、たとえば５ 対３の広アスペクト比の信号を処理するための、第１図に示す形式の圧縮および 予測回路を含んだエンコーダのブロック図である。上記の両回路を除けば、第３ 図のシステムは米国特許第４８１６８９９号（ストロール氏他による）に詳細に 開示されている。

第３図において、ワイドスクリーン・テレビジョン信号源３１０は、ワイドスク リーン・テレビジョン・カラービデオ成分Ｙ（ルミナンス）とＩ、Ｑ　（色差） を、デジタル形式で供給する。信号源３１０は、また、たとえばマトリクス、ア ナログ−デジタル変換器および低域通過フィルタ回路を含んでいる。信号源３１ ０がらの信号は、側部−中央パネル信号分離器およびプロセッサ３１８により処 理されて、３グループの出力信号、ＹＥ、ＩＥおよびＱＥ；ＹＯ１！０およびＱ Ｏ；およびＹＨＳＩＨおよびＱＨ，＋生成する。最初の２グループの信号（ＹＥ 、ＩＥ、ＱＥとＹＯ１■０、ＱＯ）は、処理されて、中央パネル成分を含む信号 と水平画像過走査領域中に時間圧縮された側部パネル低周波数ルミナンス情報と 、をそれぞれ生成する。第３のグループの信号（ＹＨｌＩＨ，ＱＨ）は、処理さ れて、側部パネル高周波数情報（側部パネル高）を含んだ信号を生成する。この 中央パネル信号成分と側部パネル信号成分とが最終的に合成されると、表示アス ペクト比が４対３のＮＴＳＣ両立性ワイドスクリーン信号が生成される。信号Ｙ Ｏ１■０およびＱＯは、側部パネル高周波数情報を除いた低周波数側部パネル情 報を与えるもので、左右の水平過走査領域中に挿入される。

信号Ｙ０，１０およびＱＯは、たとえば時間多重化器であるような側部−中央信 号合成器３２８によって信号ＹＥ１１ＥおよびＱＥと組合わせられるに先立って 、ブロック３２２内の振幅圧縮回路および予測回路（第１図に示した形式を育す る）によって、個々に処理される。合成器３２８は、標準的な４対３の画像アス ペクト比を持った信号ＹＮＳ　ＩＮおよびＱＮを生成する。

信号プロセッサおよびＮＴＳＣエンコーダ３３６は、信号ＹＮ、ＩＮおよびＱＮ を処理してＮＴＳＣ両立型出力信号Ｃ／ＳＬを発生する。この出力信号は中央パ ネル情報と水平過走査領域中に圧縮挿入された側部パネル低周波数情報とより成 るものである。ユニット３３６は、ルミナンス・フィルタおよびクロミナンス・ フィルタ、クロミナンス変調器およびルミナンス情報とクロミナンス情報をエン コードするための普通のＮＴＳＣエンコーデニーグ回路を含んでいる。

側部パネル高周波数成分ＹＨ１ＩＨおよびＱＨはユニット３２１によって時間伸 長された後にユニット３４３によって更に処理される。ユニット３４３では、フ ィールド周波数で位相が反転する補助抑圧副搬送波を、側部パネル高で変調する 。変調された副搬送波は振幅圧縮と帯域通過濾波処理を受けて、側部パネル高信 号ＳＨを発生する。

この信号は合成器３４０内で信号Ｃ／ＳＬと合成されて、ワイドスクリーン両立 型信号ＮＴＳＣを生成する。信号ＮＴＳＣは、デジタル−アナログ変換器（ＤＡ Ｃ）３４５でアナログ形式に変換された後、ＲＦ変調器と送信機回路３５５へ供 給され、アンテナ３５６を介して放送される。

振幅圧縮および予測回路３２２は、前記ストロール氏他の米国特許に開示されて いる一例ワイドスクリーン・エンコーダ・システムの画像品位が改善された構成 中に同様に配置することができる。その様な品位が改善されたシステムはアニー ラ氏（Ｆｕｈｒｅｒ）の米国特許出願第１３９３３９号に開示されている。

第４図は、第３図の送信機のエンコーダによって生成された両立型ワイドスクリ ーン・テレビジョン信号用のワイドスクリーン受信機のデコーダのブロック図を 示している。伸長および予測回路４２２を除けば、この第４図のシステムは前記 したストロール氏他の米国特許中に詳細に開示されている。

送信された両立型ワイドスクリーン信号は、アンテナ４１０で受信され、入力復 調および信号処理ユニット４２２によりｉｊ［！Ｉされて、信号ＹＮ、ｌＮ５Ｑ Ｎと側部パネル高信号ＳＨを発生する。ユニット４２２は、信号ＳＨを再生する ための濾波回路および振幅伸長回路と、信号ＹＮ、ＩＮおよびＱＮを再生するた めの濾波回路およびクロミナンス復調回路を含んでいる。プロセッサ４５４は側 部高信号ＳＨに応答して信号ＹＨ，ＩＨおよびＱＨを生成する。プロセッサ４５ ４では、補助副搬送波が復調され、ルミナンスおよびクロミナンス側部パネル高 成分が互いに分離され、ルミナンス側部パネル高は時間圧縮されて側部パネル高 信号成分ＹＨ，ＩＨおよびＱＨが生成される。

信号ＹＮ、ＩＮおよびＱＮは、側部−中央分離器（デマルチプレクサ）４４０に よって、低周波数側部パネル成分ＹＯ１Ｔｏ１ＱＯと中央パネル成分ＹＥＳ　Ｉ Ｅ、ＱＥとに分別される。信号ＹＥ、ＩＥＳＱＥはユニット４４４で時間圧縮さ れて所定の中央パネル表示領域を占めるようにされる。信号ＹＯ１１０，ＱＯは 、所定の側部パネル表示領域を占めるようにユニット４４５により時間伸長され る前に、回路４４２中で個々に振幅伸長処理と予測信号処理を受ける。回路４４ ２は、それぞれ信号ＹＯ，ＩＯおよびＱＯを処理するために、第２図に示した形 式の回路を含んでいる。

時間伸長器４４５からの制御パネル低信号とプロセッサ４５４からの側部パネル 高信号は、ユニット４４６で合成されて、側部パネルルミナンスおよびクロミナ ンス信号ＹＳ、ＩｓおよびＱＳになる。再構成された側部パネル信号ＹＳ、ＩＳ 、ＱＳは、時間圧縮器４４４からの再構成された中央パネル信号ＹＣ，ＩＣ，Ｑ Ｃとスプライサ４６０において継ぎ合わ（スプライス）されて、Ｙ、ＩおよびＱ 成分を含む完全に再構成されたワイドスクリーン信号となる。

ワイドスクリーン信号Ｙ、Ｉ、Ｑは、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）４６ ２によってアナログ形式に変換されてから、ビデオ信号プロセッサおよびマトリ クス増幅器４６４に供給される。ユニット４６４のビデオ信号プロセッサ素子は 、信号増幅、ＤＣレベルシフト、ピーキング、輝度制御、コントラスト制御およ びその他通常の特性をもったビデオ信号処理回路を具えている。マトリクス増幅 器４６４は、ルミナンス信号Ｙと色差信号！およびＱを合成してカラー像を表わ すビデオ信号ＲＳＧおよびＢを生成する。これらのカラー信号は、ユニット４６ ４中の表示器駆動増幅器によって、ワイドスクリーン・カラー画像表示器４７０ たとえばワイドスクリーン映像管を直接駆動するに適したレベルに増幅される。

上述したように、第３図のエンコーダ装置は低周波数側部パネル情報を時間圧縮 された形にコード化する。たとえば、ＤＣから７００　ＫＨｚまでのルミナンス 情報は約６・ｌに時間圧縮され、その結果側部パネル低周波数情報は４．２　Ｍ Ｈｚの帯域幅を占めるようになる。受信機（第４図）は、上述のように上記に対 応した時間伸長を行う。

送信機における非線形振幅圧縮の過程は、この実施例におけるように時間圧縮に よって所要周波数帯の上限値（たとえば、４．２　ＭＨｚ　）またはそれに近い 周波数の信号が生成される場合には、特に不所望な帯域外周波数を発生し易い。

時間圧縮および時間伸長をすることによって、側部パネル低周波数成分は、ノイ ズの多いチャンネル条件の下では同じ周波数帯の中央パネル情報よりも多量のノ イズエネルギを含むことになる。この状聾は、表示器上の中央パネル画像と側部 パネル画像間に生ずる目障りなノイズの違いとして現れる。詳しく言うと、側部 パネル画像は水平に筋が現れる低周波数ノイズを呈し、これは中央パネル画像の より広帯域にわたるノイズとは対照的であって、一層目障りである。従って、側 部パネル情報は、特に信号対ノイズ比が約３５ｄｂ以下の伝送チャンネルの場合 には、中央パネル情報から肉眼で明らかに異なって見える。そこで、第１図と第 ２図の装置が、時間圧縮された側部パネル低周波数情報の信号対ノイズ特性を向 上させるために、有利に使用される。ここに開示した装置は、第３図の送信機シ ステムでユニット３１８と時間圧縮器３２０との間に代替使用できる。その場合 、第１図の装置の出力信号路は、６：１に圧縮されたルミナンス低に対して７０ ０　ＫＨ２に低域濾波される。

ここに開示した信号圧伸および予測装置は、また、第３図のユニット３２１から 供給される時間伸長された側部パネル高周波数信号ＹＨ，ＩＨおよびＱＨを処理 するために使用することもできる。その場合、例示された第３図のシステムを使 うと、伸長器３２１による時間伸長作用のために側部パネル高周波数情報は信号 対ノイズ特性が改善されることに注目すべきである。しかし、この改善は、ワイ ドスクリーン・テレビジョン信号を４対３の標準アスペクト比を有する標準テレ ビジラン受像機で受信したときに、側部高で変調された補助副搬送波が目立たな くするようにその変調された補助副搬送波に対してユニット３４３が与える振幅 減衰との妥協となる。ここに開示したノイズ低減装置は、特定システムの要求す るところに従って、側部高情報の雑音余裕度を向上させるために使用することが できる。

再び第１図を参照すると、減算器１０から供給される差信号の大きさがフレーム 間の運動の関数であることは、ビデオシステム設計の分野における専門家にとっ ては容易に理解されよう。スケール係数Ａを１にセットするとする。この様な場 合、もし連続する画像がすべて互いに同じものである、すなわち静止画像を表わ している、とすると、上記の差信号の振幅は零になる。逆に、連続する画像が異 なったものであれば、上記差信号は連続する画像相互間の差を表わし、より大き な振幅となる。差信号のエネルギ密度は連続する画像相互間の違いが大きくなる 程大きくなる。

圧伸技法によって得られるノイズ低減の程度は入力信号統計と出力信号チャンネ ルのダイナミックレンジの関数である。もしも、特定信号期間中の圧伸器に対す る入力信号のダイナミックレンジが判れば、その各ダイナミックレンジに対する 圧伸関数を選択的に調節するのに都合が良い。

第５Ａ図は、画像の運動に応動して選択可能な伝達関数を持った適応型ビデオ信 号圧伸システムを示している。

減算器５００の一方の入力端子には入力ビデオ信号が供給され、その第２入力端 子には素子５８０および５７０から得られるスケーリングされかつフレーム遅延 されたビデオ信号が供給される。静止画像および／または画像中の静止部分に対 しては、減算器５００から供給される差信号のダイナミックレンジと振幅は可成 り小さい。運動画像および輝度レベルが変化する画像の場合には、差信号のダイ ナミックレンジと振幅は増大する。

減算器５００からの差の値は圧伸回路５１０に印加される。

圧伸回路５１０は、入力信号の所定振幅範囲（たとえば約ゼロ）に対してはｌよ り大きな勾配を有しこの所定範囲外の入力信号の振幅に対してはｌより小さな勾 配を持った、選択可能な伝達関数を持っている。圧伸器５１０がらの出力信号は 受信装置（図示省略）に伝送される。圧伸器５１０からの出力信号は、また、こ の圧伸器５１０と逆の作用を行う圧伸器５２０にも結合される。圧伸器５２０は 受信装置中に設けられた圧伸器に対応するものである。圧伸ｉｉ　５２０から得 られる伸長された差の値は、加算器５６０、遅延素子５７０およびスケーラ５８ ０を含む回路に供給される。この回路は伸長された差信号を積分して入力信号の スケーリングされた予測信号を生成する。この実施例において、上記出力端子と 第２入力端子間のループを通じての総遅延量は１画素周期、たとえば１水平線期 間、ｌフィールド期間またはｌフレーム期間という様なものである。遅延素子５ ７０によって与えられる信号遅延はこの制約を満足するように選ばれる。この制 約の観点から、たとえば素子５８０と５６０の間という様な成る信号路には補償 用の遅延素子を含ませることが必要になろう。しかし、回路設計に詳しい人にと っては、その様な要求に応じかつ必要な素子を挿入することは容易なことと思わ れる。

画像期間相互間の信号変化または画像相互間の運動は、相連続する画像周期から のビデオ信号を差引き処理することによって検出できる。これは減算器５５０内 において、遅延素子５７０からの１画像周期遅延したビデオ信号からそのとき遅 延素子５７０に供給されるビデオ・サンプルを差引くことによって行われる。減 算器５５０から供給されるこの運動信号は、低域通過フィルタ５４０に供給され 、そこでビデオ信号におけるノイズの影響または量子化誤差が改善され、および ／または急峻な運動信号の変化が除去される。この低域濾波された運動信号は、 圧伸器５１０と５２０の゛伝達特性を決定する圧伸器制御回路５３０に結合され る。

デジタル信号処理装置における圧伸器制御回路５３０と圧伸器回路５１０　（５ ２０）は第５Ｂ図に示される回路素子５３１と５１１によってそれぞれ実現でき る。圧伸器側回路５３１は、低域通過フィルタ５４０から運動信号をそのアドレ ス入力ポートに印加される読取り専用メモリ（ＲＯＭ）である。ＲＯＭ５３１は 、その各記憶位置が各アドレス値に応じて適切な制御信号を出力するように予め プログラムされている。たとえば、ＲＯＭ５３１は０−２０ユニツトのアドレス 値に対して２進値ＯＯの制御信号を２１−４０ユニツトのアドレス値に対して２ 進制御値０１を、４１−６０ユニツトのアドレス値に対して２進制御値１０を、 ６０ユニツトよりも大きなアドレス値に対して２進制御値１１を、という風に供 給する様にプログラムされる。

圧伸器５１１は、アドレス入力端子の一方にビデオ信号が供給され、同端子の他 方に制御信号が供給されるまた別のＲＯＭである。ＲＯＭ５１１は、複数のテー ブルを構成するように配列された記憶位置を有し、その各テーブルは特定の圧伸 関数でプログラムされている。利用される特定のテーブルは制御信号の値によっ て決定される。

ビデオ差信号は利用されるテーブル中の各記憶位置をアドレスする。それらの位 置は各アドレス値に対応する圧伸処理された出力信号で予めプログラムされてい る。たとえば、ＲＯＭ５１１は、制御アドレス００．０１．１０および１１によ って選択される４つのテーブルを含んでいる。それらの制御アドレスは、ＲＯＭ 　５３１の例について前述した制御値に対応しているものとする。この場合、順 次大きな制御値によってアドレスされるテーブルにより決定される圧伸関数は、 順次大きな振幅を持つ入力信号を最適に圧伸するように設計されている。

第６図はこの適応型圧伸システムの受信機部分を例示している。第６図において 、伝送された圧伸器ビデオ差信号は、第５Ａ図の圧伸器５２０と同様な逆圧神器 ６００に供給される。逆圧神器６００によって供給されるこの伸長されたビデオ 差信号は、加算器６１０．遅延素子６３０およびスケーラ６２０を含む回路素子 に印加される。この回路はビデオ差信号を積分して原ビデオ信号を再生する。第 ５Ａ図の運動検出回路と同様な運動検出回路は、遅延素子６３０に結合された減 算器６４０と低域通過フィルタ６５０を含み、運動信号を発生して圧伸器制御回 路６６０に結合する。圧伸器制御回路６６０はこの運動信号に応答して圧伸器６ ００の伝達特性を適応型に制御する。

送信システム中の圧伸器５１０は、伝送チャンネル中のノイズによって大きく影 響されることのない強い信号を発生する。従って、受信機中の圧伸器６００に供 給される信号は、送信機中の圧伸器５２０に供給される信号と実質的に同様なも のである。第６図の回路は第５Ａ図の回路素子５２０−５８０の組合わせと同様 なものであるから、その応答特性を性格に模倣したものとなる。更に、５Ａ図の 回路はプロセッシング誤差を最小にするように閉帰還ループ型に構成されている から、加算器５６０の出力、従って加算器６１０の出力は原人力信号を正確に表 わしたものとなる。

第７図は適応型圧伸システムのまた別の実施例である。

第７図の装置は、圧伸器制御信号の発生の点以外では、第５Ａ図の装置と同様な 動作をする。策７図において、圧伸器７１０と７２０は、画像の運動に対してで はなく、減算器７００から供給される信号差の予想ダイナミックレンジに対して 調整される。

入力信号の値の範囲はＯから１００ユニツトまであると仮定する。従って、減算 器７００から供給される差のダイナミックレンジは、２００ユニツトすなわち− １００から＋１００ユニツトの範囲である。しかし、入力信号の振幅が予測でき るときは差信号のダイナミックレンジは予測できる。入力信号の振幅がＸと予測 されるとすると、差信号の振幅は−Ｘから１００−Ｘユニットまでとなる。たと えば、もしＸが２５であると予測されかつ実際の入力信号がＯまたは１００の両 極限値の一方であるとすれば、差信号は−２５または＋７５となり１００ユニツ トのダイナミックレンジを持つことになる。従って、入力信号の値の振幅予測か ら、減算器７００から供給される信号のダイナミックレンジは係数１／２だけ減 少する。しかし、これは特定された振幅限界に固定されていない浮動ダイナミッ クレンジである。しかし、入力信号の予測値を知れば、如何なる時点ででもこの 浮動ダイナミックレンジの限界値は知ることができ、信号差のその時のダイナミ ックレンジの相対的位置に従って圧伸器の伝達特性を選択することができる。

第７図において、積分ループ内の遅延は２つの素子７７０と７５０とに分割され ている。これらの素子の合成遅延素子は、減算Ｗ　７００の出力端子と入力端子 間のループに関する総遅延量が１画像周期であるように選択される。この遅延量 は、予測器回路をその応答タイミングが両圧伸器に印加される信号に対し時間的 に適正に一致するように構成できるように分割される。

入力信号レベルの予測は、たとえば前のフレームから得られる成る数のピクセル であって入力信号によって現に表わされているピクセルに対応するピクセルの周 りに位置しているものを、フィルタ７４０によって空間的に濾波するまたは平均 化することによって、行われる。空間フィルタ７４０から得られるこの予測信号 値は圧伸器制御回路７３０に結合される。空間フィルタ７４０から供給されるこ の予測信号は、低域通過濾波することにより、このプロセスを損なうノイズを除 去し、または圧伸関数の過大な変化を抑止することが望ましい。

圧伸器制御回路７３０と圧伸器回路７１０　（７２０）は第５Ｂ図の装置と同様 に構成することができる。この場合、制御回路ＲＯＭ５３１は、差信号の予想ダ イナミックレンジ（−ＸＳＲ−Ｘ）に対応する制御値で予めプログラムされるこ とになる。なお、上記において、Ｘは予測値、Ｒは入力信号（入力信号がＯとＲ の間の範囲であると仮定して）の最大値である。

圧伸器ＲＯＭ５１１は、この制御信号によって決定される差信号のダイナミック レンジに対して適当な伝達関数の各テーブルで予めプログラムされる。

第８図は、第７図の圧伸システムの受信端における相補的な圧伸装置を例示して いる。第８図において、この回路は、後述する設置選択自由なコアリング回路８ ００を除いて、第７図の装置におけると同様な信号予測および圧伸器制御回路を 含んでいる。第８図中の各素子で第７図の素子と同様な数字で示したものは同様 な機能を果たす。

第９図はビデオ信号適応型圧伸回路の別の実施例を示す。しかし、この回路は、 ビデオ信号の差に対してでなく直接ビデオ信号に関して動作する。

通常、圧伸器（システムの送信端において）は低振幅信号の振幅を伸長し高振幅 信号の振幅を圧縮して、信号対ノイズ比の改善を行う。その様なプロセスは、低 レベル信号の品質を向上させるが高レベル信号に対しては余り改善しない。一方 もし処理されるべき信号の相対的振幅が判っていれば、適応型圧伸処理によって 、殆ど如何なるレベルの信号の信号対ノイズ比でも改善できる。これは、信号サ ンプルが発生すると予想される振幅範囲中に最大勾配を有する圧伸伝達特性を選 択することによって、達成できる。第１１図に例示した圧伸曲線を検討しよう。

これらの曲線は、圧伸システムの送信端に設けられている圧伸器に応用できるも のである。（軸の表示を「入力」と「出力」から「出力」と「入力」に変えるこ とによりこれらの曲線が逆のすなわち受信端の圧伸曲線に相当するものになるこ とは、容易に理解されよう）もし、入力信号の振幅がたとえば８０〜１００ＩＲ Ｅの間にあると予想されるなら、この範囲の信号は伸長され、それよりも小さな 振幅の信号は圧縮されことが、良く判る。

或はまた、もし信号が５０１ＲＥと予測されれば、約５０±１０ＩＲＥの範囲に ある信号は伸長され、それよりも大および小振幅の信号は圧縮される。この様な 形の動作を行うシステムは振幅トラッキング圧伸システムと言うことができる。

線間、フィールド間またはフレーム間に高い相関性をもったビデオ信号は、上記 の様なトラッキング圧伸システムの実現を可能とする。

第９図において、圧伸すべきビデオ信号は多重特性圧伸器９００に印加される。

この圧伸器９００は送信すべき圧伸済み信号を出力端子に供給する。圧伸器９０ ０は複数の伝達特性テーブルでプログラムされたＲＯＭでよく、その各テーブル は第１１図に例示されているような１つの圧伸特性を決めるものである。その時 々に使用される特定テーブルの選択は、圧伸器制御回路９８つによって発生する 制御信号によって決められる。

圧伸された信号は、また、素子９１０−９８０を含む逆圧伸回路にも結合され、 この回路はこの伝送系の受信端における伸長回路と同様なものである。圧伸器９ １０からの伸長された信号は、素子９２０−９２３を含む第１信号予測回路と、 素子９３０−９３８を含む第２信号予測回路とに供給される。

第２信号予測回路は、信号を実質的に１ビデオフレ一ム期間から１水平線期間を 差引いた期間だけ遅延させる遅延素子９３０と、各々ｌ水平線期間だけ信号を遅 延させる遅延素子９３１および９３２とのカスケード構成から成る。

この遅延素子９３０．９３１および９３２からのビデオ信号は、それぞれ信号重 み付は回路９３５．９３４および９３３に、供給される。重み付は回路９３５． ９３４および９３３は、供給された信号をそれぞれ係数１／４．１／２および１ ／４をもってスケーリングする。これらの重み付は回路９３３−９３５から得ら れるビデオ信号は、加算器回路９３６で加算される。回路９３６はその時のビデ オ信号に時間的に関連をもった予測信号を発生する。加算器回路９３６からのこ の時間的予測信号は可変重み付は回路９４２に結合され、この回路中で制御信号 発生器９６０から供給される可変係数Ｋによってスケーリングされる。

時間的予測信号はその時の画像からの寄与分を含んでいる。これは、圧伸器９１ ０の出力と加算器回路９３６の間を結ぶ破線矢印の接続線で示されている。この 接続は、その時のａｍフレームの１個またはそれ以上の点からの信号が重み付け されて、その前のフレームから得られた信号に組合わせられることを含蓄してい るということを意味している。

第１予測回路はその時の画像フィールドからの信号からの予測信号を生成する。

第９図の実施例においては、圧伸器９１０からの出力信号が、遅延素子９２０に よって１水平線期間からＴを差引いた時間だけ遅延される。この時間Ｔは、短い 時間で典型的な値としては色副搬送波の１周期の４分の１またはその倍数時間に 等しい長さである。この遅延された信号は、カスケード接続された遅延素子９２ １と９２２により更に遅延される。これらの遅延素子９２１．９２２は何れも時 間Ｔの遅延を与えるものである。

遅延素子９２０−９２２から得られる遅延信号はスケーリングおよび合成回路９ ２３に結合され、そこで空間的予測信号が生成される。スケーリングおよび合成 回路９２３は、時間的予測回路の素子９３３−９３６と同様なものである。

素子９２３から供給されるこの空間的予測信号は可変重み付は回路９４０に供給 される。この回路９４０は空間的予測信号を制御回路９６０から供給される可変 係数（１−Ｋ）でスケーリングする。

無運動画像、または画像中でフレーム相互間に動きのない部分の場合には、その 時間的平均はその時の信号のより正確な予測になる。運動画像、またはフレーム 相互間に動きのある画像中の部分については、空間的平均がその時の信号のより 正確な予測になる。システムが、画像に動きのある場合と無い場合の双方の条件 の下でうまく動作するために、圧伸器９１０から得られる伸長信号を動きが有る か否かモニタして、適切な予測信号を選択し得るようにする。

運動検出器９５０は遅延素子９３０への入力と遅延素子９３１の出力との間に結 合されている。運動検出器９５０はフレーム相互間の画像信号の差に相当する信 号を供給する。

この差信号は制御信号発生器９６０に結合され、制御信号発生器９６０は特定範 囲の差信号に対応して可変制御信号Ｋを発生する。運動を含んでいない画像部分 に対しては、すなわち運動検出器９５０が生成する差信号が零の場合には、制御 信号発生器は１に相当するに値を発生する。この場合、重み付は回路９４２と９ ４０は、それぞれ時間的予測を通し空間的予測を除去するように調節されている 。

運動検出器が、顕著な画像運動を表わす大振幅の差信号を発生すると、発生器９ ６０は零に相当するに値を生成し、時間的予測を除いて空間的予測を通過させる ように重み付は回路９４０と９４２を調整する。画像差信号の値が中間的な値を とる場合は、発生器９６０は零と１の間の中間的な値のＫを発生する。この値の Ｋは、空間的および時間的予測信号を相補的な比率で通過させるように重み付は 回路９４０と９４２を調整する。

重み付は回路９４０と９４２からの重み付けされた空間的および時間的の両予測 信号は加算器回路９４４に結合される。加算器回路９４４は所要の予測信号に相 当する和を作り出す。加算器回路９４４からのこの予測信号は圧伸器制御回路９ ８０に結合される。圧伸器制御回路９８０は、加算器回路９４４からの予測信号 に応答して、適切な制御信号を発生して、圧伸器９００と９１０を調整し、その 再選択伝達特性のうちの特定の１つに従って動作するように、する。圧伸器制御 回路９８０と圧伸器９００　（９１０）は第５Ｂ図に示した回路と同様に構成で きる。

第１０図は、システムの送信端に第９図の圧伸回路を設けたシステムの受信端に 用いる圧伸回路を例示している。

第９図の装置の各素子と同様な符号を付けた素子は、該多素子と同様なもので同 様な機能を果たすものである。

第８図に戻って、素子７５０−７８０を含む循環ループについて考察する。この 循環ループは、信号対ノイズ比を改善するものであるが、加算器７６０の出力に おけるノイズ電力を増大させようとする。ノイズ電力のこの増大は、重み付は回 路７８０と加算器７６０の間にコアリング回路８００を組込むことによって低減 させることができる。この様なコアリング回路が第８図の回路中に組込む場合に は同様なコアリング回路を第７図の重み付は回路７８０の出力にも組込むべきで あって、それにより第７図と第８図の装置で発生した予測信号は同様なものとな る。このコアリング回路８００は、通常の設計のものでよく、特定の振幅範囲内 の信号を所定値にクランプし、この特定の振幅範囲外の信号を実質的に変化させ ずに通過させる働きをする。たとえば、このコアリング回路は、たとえば±５Ｉ ＲＥよりもそれぞれ大および小の信号振幅値をすべて通過させ、一方±５１ＲＥ 間の信号振幅をＩＲＥ値零にクランプするものである。或はまた、ここで参照文 献として引用する米国特許第４．５３８．２３６号中に記述されているコアリン グ回路のような、適応型のものでもよい。

第１図、第２図、第５Ａ図および第６−１Ｏ図の各装置にもコアリング回路を組 込むことが望ましく、その場合上記の様なコアリング回路は重み付は回路（たと えば、７８０）の出力以外の位置に挿入すればよい。たとえば、第７図と第８図 では、加算器７６０と遅延素子７５０の間に、または圧伸器７２０と加算器７６ ０の間に、コアリング回路を設けることができる。これら各々の場合、その効果 は加算Ｎ７６０の出力におけるノイズ出力の低減である。また、遅延素子７５０ と圧伸器制御回路７３０の間にコアリング回路を入れることも、有利である。

コアリング回路は、また、量子化誤りを低減するためにも有利に使用できる。そ の−例は、第９図と第１０図の加算器回路９４４を圧伸器制御回路９８０との間 にコアリング回路９７０を入れた形である。いま、発生器９６０は相異なる９個 のに値すなわちＯＳ　ｌ／８、・・・・７／８．１に相当する値のみを発生する ように構成され、また重み付は回路９４０と９４２とはビットシフトおよび加算 型であると仮定する。こうした場合、加算器９４４の出力は量子化誤りをもった 和を生成する。この様な誤りは低振幅信号に対してはより重要になって来る。従 って、予測信号の最低範囲を通じてこの潜在誤りを除くことが望ましい。

コアリング回路９７０は、零を中心とした信号振幅の所定範囲に対しては値が零 の出力信号を供給し、その他の信号はすべてこれを通過させることによって、低 レベル信号に対して量子化誤りを除去する。

第５図乃至第１０図の各回路では、予測信号および／または制御信号とその時の 入力サンプルとを時間的に適切に一致させるために、上記各回路中の成る信号路 中に補償用の遅延素子が必要になることがあるのは、容易に理解できよう。しか し、その様な遅延がシステム中のどこに必要かどこに組込むかは、回路設計の専 門家にとっては容易に判るであろう。更に、非線形圧伸作用によって発生するバ ンド周波数成分を除去するために、第５Ａ図、第７図および第９図の回路で、直 接圧伸器と逆圧伸器との間に、低域通過フィルタを挿入することもできる。最後 に、第５Ａ図、第７図または第９図の装置は、第３図のワイドスクリーン・ビデ オ信号伝送システムに組込むことができ、また第６図、第８図または第１Ｏ図の 装置は対応する第４図のワイドスクリーン・ビデオ信号受信システムに組込むこ とができることは理解されよう。圧伸回路は、第３図と第４図の側部パネル低周 波数信号路中にのみ示されているが、これと同様な圧伸回路を側部パネル高周波 数信号路中に組込むこともできる。

ＦＩＧＵＲＥ　５Ａ ＦＩＧＵＲＥ７ ＦＩＧＵＲＥ８ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成４年４月２日 ｌ　特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ　９０１０５３０８ ２　発明の名称 適応型ビデオ信号ノイズ低減システム ３　特許出願人 住所　アメリカ合衆国　ニューヨーク州　１２３４５スケネクタデイ　リバー・ ロード　１ 名称　ゼネラル　エレクトリック　カンパニイ４代理人 郵便番号　６５１ 住所　神戸市中央区雲井通７丁目１番１号６　添付書類の目録 補正書の翻訳文　１通 適応型ビデオ信号ノイズ低減システム この発明は、圧伸技法（コンバンディング）および予測信号処理技法を用いるビ デオ信号ノイズ低減システムに関するものである。

潜在的にノイズの多いチャンネルを介して、テレビジョン信号のようなビデオ信 号を送信するに当たっては、通常、チャンネルノイズがビデオ信号の信号対ノイ ズ比および再生画像の品質を低下させないようにするための考慮が払われる。圧 伸技法は、ノイズの多い環境で伝達されるビデオ信号の品質を改善するための一 方法である。

圧伸技法では、ビデオ信号の振幅が送信機で圧縮することによってその信号の平 均対ピーク電力比が、従ってその対ノイズ不感度を向上させる。その信号は、受 信機において送信機の圧縮関数と逆の伝達関数をもって振幅伸長されて、表示用 の正しい信号を得るように元のビデオ信号振幅分布状態を回復する。送信機にお いて非線形圧縮を行う場合には、その信号は、小信号の伸長と大信号の圧縮との 組合わせによって変形される。受信機側では上記と相補的な作用が行われる。固 定伝達関数圧伸に関する一つの例が、英国特許公報Ｇ　Ｂ　２１９６２０５号に 開示されている。

ノイズの電力は、圧伸器（コンパンダ）の伝達関数の勾配の関数として低減され る。その勾配が急峻になるほどノイズは大幅に低減される。急峻な勾配を有する 圧伸器の伝達関数の範囲はダイナミックレンジの観点から制限される。大抵の信 号に対して、相異なる時間期間を通じての信号のダイナミックレンジは異なって いる。もし、請求の範囲 （１）　ビデオ信号を表わす適応型に圧伸された信号を印加する手段を有し；こ の圧伸された信号を印加する手段が、出力端子と制御端子を具え、かつその制御 端子に印加された制御信号に選択的に応動する複数の圧伸伝達特性を有する適応 型圧伸器であって、上記適応型に圧伸された信号に応じて圧伸作用を行って上記 ビデオ信号を表わす非圧伸信号を生成する適応型圧伸器と；上記適応型圧伸器の 出力端子に結合されていて出力ビデオ信号を供給する手段と： 上記出力ビデオ信号に応動して上記ビデオ信号の性質を表わす信号を発生する手 段と； 上記ビデオ信号の特質を表わす上記信号に応動して上記制御信号を発生する手段 と； を具えて成る、ビデオ信号処理用の適応型圧伸システム。

（２）　特質を表わす信号を発生する上記手段が、画像相互間の運動を表わす運 動信号を発生する運動検出器を具えて成る、請求の範囲（１＋に記載の適応型圧 伸システム。

（３）　上記の特質を表わす信号を発生する手段が、更に、上記出力ビデオ信号 に応動して、上記適応型に圧伸された信号で表わされる上記ビデオ信号の振幅の 空間的予測を発生する手段と； 上記出力ビデオ信号に応動して、上記適応型に圧伸された信号で表わされる上記 ビデオ信号の振幅の時間的予測を発生する手段と； 上記運動信号、上記空間的予測および上記時間的予測に応動して、特質を表わす 上記信号を発生する手段と；を具備してなる、請求の範囲（２）に記載の適応型 圧伸システム。

（４）　特質を表わす上記信号を上記制御信号を発生する手段に結合するコアリ ング回路を含んで成る請求の範囲（３）に記載の適応型圧伸システム。

（５）　特質を表わす信号を発生する手段が、上記出力ビデオ信号に応動して上 記適応型に圧伸された信号で表わされる上記ビデオ信号の振幅の空間的予測を表 わす信号を発生する手段を含んで成る、請求の範囲ｆｉｌに記載の適応型圧伸シ ステム。

（６）　特質を表わす信号を発生する手段が、更に、上記出力ビデオ信号に応動 して、上記適応型に圧伸された信号によって表わされた上記ビデオ信号の時間的 予測を表わす信号を発生する手段と；上記空間的および時間的予測を表わす上記 両信号を合成して、上記特質を表わす信号を発生する手段と；を具備してなる、 請求の範囲（５）に記載の適応型圧伸システム。

（７）　上記空間的予測を表わす上記信号を、上記制御信号を発生する手段に結 合するためのコアリング回路を具えて成る、請求の範囲（５）に記載の適応型圧 伸システム。

（８）　特質を表わす信号を発生する上記の手段が、上記出力ビデオ信号に応動 して上記適応型に圧伸された信号で表わされたビデオ信号の振幅の予測を表わす 信号を発生する手段、を具えて成る、請求の範囲（１）に記載の適応型圧伸シス テム。

（９）上記制御信号を発生する上記手段に対して予測を表わす上記信号を結合す るためのコアリング回路を含んで成る、請求の範囲（８）に記載の適応型圧伸・ システム。

α０　上記の予測を表わす信号を発生する手段に対して上記出力ビデオ信号を結 合するためのコアリング回路を具えて成る、請求の範囲（８）に記載の適応型圧 伸システム。

αυ　ビデオ信号を表わす上記適応型に圧伸された信号が順次連続する画像期間 から得られるビデオ信号相互間の差を表わす圧伸された差信号であり、上記出力 ビデオ信号を供給する上記手段が、 上記適応型圧伸器の出力端子に結合された第１人力と、第２入力端子と、上記出 力ビデオ信号を供給する出力端子とを有する信号合成手段と； 上記信号合成手段の出力端子に結合された入力端子と、出力端子とを有し、供給 された信号を実質的に１画像期間だけ遅延させる遅延手段と； 上記遅延手段の出力端子と上記信号合成手段の第２入力端子とにそれぞれ結合さ れた入力端子と出力端子とを有し、供給された信号に対し１またはそれ以下の係 数をもってスケーリングを施す重み付は回路と；を具えて成る、請求の範囲＋１ １に記載の適応型圧伸システム。

αＺ　上記信号合成手段の出力端子と上記遅延手段の入力端子との間に信号コア リング回路が結合されている、請求の範囲αＤに記載の適応型圧伸システム。

ａ３　上記遅延手段の出力端子と上記信号合成手段の第２入力端子との間にコア リング回路が結合されている、請求の範囲ＣＤに記載の適応型圧伸システム。

α心　上記ビデオ信号を表わす適応型に圧伸された信号を供給するための上記手 段が、 入力ビデオ信号を供給するためのビデオ信号入力端子と； 上記ビデオ信号入力端子に結合された第１入力端子と、第２入力端子と、出力端 子とを有する信号の減算的合成手段と； 上記信号の減算的合成手段の出力端子に結合された入力端子と、上記ビデオ信号 を表わす上記適応型に圧伸された信号を供給する出力端子と、上記制御信号を発 生するための上記手段に結合された制御入力端子とを有し、上記制御信号に応動 して上記適応型圧伸器と反対の圧伸作用を行う別の適応型圧神器と； 上記重み付は回路の出力端子を上記信号の減算的合成手段の第２入力端子に結合 する手段と；を具備して成る、請求の範囲αＤに記載の適応型圧伸システム。

α９　上記信号の減算的合成手段の出力端子と上記遅延手段の入力端子との間に 結合された信号コアリング回路を有する、請求の範囲α４に記載の適応型圧伸シ ステム。

ａ９　上記遅延手段の出力端子と上記信号の減算的合成手段の第２入力端子との 間に結合された信号コアリング回路を具えた、請求の範囲αａに記載の適応型圧 伸システム。

面　ビデオ信号を表わす適応型に圧伸された信号を供給する上記手段が、 入力ビデオ信号を供給するためのビデオ信号入力端子と； 上記ビデオ信号入力端子に結合された入力端子と、ビデオ信号を表わす上記適応 型に圧伸された信号を供給する出力端子と、制御信号を発生する上記手段に結合 された制御端子とを有し、上記制御信号に応動して上記適応型圧伸器と逆の圧伸 作用を行う別の適応型圧伸器と。

を具備して成る、請求の範囲（１）に記載の適応型圧伸システム。

０ｇ　ビデオ信号を受入れる入力端子と、処理されたビデオ信号を供給する出力 端子とを有する圧伸器であって、特徴として制御信号に選択的に応動する複数の 圧伸特性を有する圧伸器と； 上記圧伸器の出力端子に結合され上記処理されたビデオ信号に応動して上記圧伸 器を選択的に制御する上記制御信号を発生する手段と； を具備して成る、ビデオ信号処理用の適応型圧伸システム。

σ９　上記ビデオ信号を表わす適応型に圧伸された信号が順次連続する画像期間 から取出したビデオ信号相互間の差を表わす圧伸された差信号であり、」二足出 力ビデオ信号を供給する手段が、 上記適応型圧伸器の出力端子に結合された第１人力と、第２入力端子と、上記出 力ビデオ信号を供給するための出力端子とを有する信号合成手段と： 上記信号合成手段の出力端子に結合された入力端子と、上記信号合成手段の第２ 入力端子に結合された出力端子とををし、供給された信号を実質的に１画像期間 だけ遅延させる遅延手段と： を具備して成る、請求の範囲（１１に記載の適応型圧伸システム。

■　上記ビデオ信号を表わす適応型に圧伸された信号を供給する手段が、 入力ビデオ信号を供給するビデオ信号入力端子と；上記ビデオ信号入力端子に結 合された第１入力端子と、第２入力端子と、出力端子とを有する信号の減算的合 成手段と； 上記信号の減算的合成手段の出力端子に結合された入力端子と、上記ビデオ信号 を表わす上記の適応型に圧伸された信号を供給するための出力端子と、上記制御 信号を発生する手段に結合された制御入力端子とを有し、上記制御信号に応動し て上記の適応型圧伸器に対し逆の圧伸作用を行う別の適応型圧神器と： 上記遅延手段の出力端子を上記信号の減算的合成手段の第２入力端子に結合する 手段と； を含んで成る、請求の範囲Ｇ９に記載の適応型圧伸システム。

国際調査報告 国際調査報告 ＬＩＳ　９００５３０８ ＳＡ　４］００６

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビデオ信号を表わす適応型に圧伸された信号を印加する手段と； 出力端子と制御端子を具え、かつその制御端子に印加された制御信号に応じて選 択可能な複数の圧伸伝達特性を有する適応型圧伸器であって、上記適応型に圧伸 された信号に応じて圧伸作用を行って上記ビデオ信号を表わす非圧伸信号を生成 する適応型圧伸器と；上記適応型圧伸器の出力端子に結合されていて出力ビデオ 信号を供給する手段と； 上記出力ビデオ信号に応動して上記ビデオ信号の性質を表わす信号を発生する手 段と； 上記ビデオ信号の特質を表わす上記信号に応動して上記制御信号を発生する手段 と； より成るビデオ信号処理用の適応型圧伸システム。
2. （２）特質を表わす信号を発生する上記手段が、画像相互間の運動を表わす運動 信号を発生する運動検出器を具えて成る、請求の範囲（１）に記載の適応型圧伸 システム。
3. （３）上記の特質を表わす信号を発生する手段が、更に、上記出力ビデオ信号に 応動して、上記適応型に圧伸された信号で表わされる上記ビデオ信号の振幅の空 間的予測を発生する手段と； 上記出力ビデオ信号に応動して、上記適応型に圧伸された信号で表わされる上記 ビデオ信号の振幅の時間的予測を発生する手段と； 上記運動信号、上記空間的予測および上記時間的予測に応動して、特質を表わす 上記信号を発生する手段と；を具備してなる、請求の範囲（２）に記載の適応型 圧伸システム。
4. （４）特質を表わす上記信号を上記制御信号を発生する手段に結合するコアリン グ回路を含んで成る請求の範囲（３）に記載の適応型圧伸システム。
5. （５）特質を表わす信号を発生する手段が、上記出力ビデオ信号に応動して上記 適応型に圧伸された信号で表わされる上記ビデオ信号の振幅の空間的予測を表わ す信号を発生する手段を含んで成る、請求の範囲（１）に記載の適応型圧伸シス テム。
6. （６）特質を表わす信号を発生する手段が、更に、上記出力ビデオ信号に応動し て、上記適応型に圧伸された信号によって表わされた上記ビデオ信号の時間的予 測を表わす信号を発生する手段と；上記空間的および時間的予測を表わす上記両 信号を合成して、上記特質を表わす信号を発生する手段と；を具備してなる、請 求の範囲（５）に記載の適応型圧伸システム。
7. （７）上記空間的予測を表わす上記信号を、上記制御信号を発生する手段に結合 するためのコアリング回路を具えて成る、請求の範囲（５）に記載の適応型圧伸 システム。
8. （８）特質を表わす信号を発生する上記の手段が、上記出力ビデオ信号に応動し て上記適応型に圧伸された信号で表わされたビデオ信号の振幅の予測を表わす信 号を発生する手段、を具えて成る、請求の範囲（１）に記載の適応型圧伸システ ム。
9. （９）上記制御信号を発生する上記手段に対して予測を表わす上記信号を結合す るためのコアリング回路を含んで成る、請求の範囲（８）に記載の適応型圧伸シ ステム。
10. （１０）上記の予測を表わす信号を発生する手段に対して上記出力ビデオ信号を 結合するためのコアリング回路を具えて成る、請求の範囲（８）に記載の適応型 圧伸システム。
11. （１１）ビデオ信号を表わす上記適応型に圧伸された信号が順次連続する画像期 間から得られるビデオ信号相互間の差を表わす圧伸された差信号であり、上記出 力ビデオ信号を供給する上記手段が、 上記適応型圧伸器の出力端子に結合された第１入力と、第２入力端子と、上記出 力ビデオ信号を供給する出力端子とを有する信号合成手段と； 上記信号合成手段の出力端子に結合された入力端子と、出力端子とを有し、供給 された信号を実質的に１画像期間だけ遅延させる遅延手段と； 上記遅延手段の出力端子と上記信号合成手段の第２入力端子とにそれぞれ結合さ れた入力端子と出力端子とを有し、供給された信号に対し１またはそれ以下の係 数をもってスケーリングを施す重み付け回路と；を具えて成る、請求の範囲（１ ）に記載の適応型圧伸システム。
12. （１２）上記信号合成手段の出力端子と土記遅延手段の入力端子との間に信号コ アリング回路が結合されている、請求の範囲（１１）に記載の適応型圧伸システ ム。
13. （１３）上記遅延手段の出力端子と上記信号合成手段の第２入力端子との間にコ アリング回路が結合されている、請求の範囲（１１）に記載の適応型圧伸システ ム。
14. （１４）上記ビデオ信号を表わす適応型に圧伸された信号を供給するための上記 手段が、 入力ビデオ信号を供給するためのビデオ信号入力端子と； 上記ビデオ信号入力端子に結合された第１入力端子と、第２入力端子と、出力端 子とを有する信号の減算的合成手段と； 上記信号の減算的合成手段の出力端子に結合された入力端子と、上記ビデオ信号 を表わす上記適応型に圧伸された信号を供給する出力端子と、上記制御信号を発 生するための上記手段に結合された制御入力端子とを有し、上記制御信号に応動 して上記適応型圧伸器と反対の圧伸作用を行う別の適応型圧伸器と； 上記重み付け回路の出力端子を上記信号の減算的合成手段の第２入力端子に結合 する手段と；を具備して成る、請求の範囲（１１）に記載の適応型圧伸システム 。
15. （１５）上記信号の減算的合成手段の出力端子と上記遅延手段の入力端子との間 に結合された信号コアリング回路を有する、請求の範囲０４に記載の適応型圧伸 システム。
16. （１６）上記遅延手段の出力端子と上記信号の減算的合成手段の第２入力端子と の間に結合された信号コアリング回路を具えた、請求の範囲（１４）に記載の適 応型圧伸システム。
17. （１７）ビデオ信号を表わす適応型に圧伸された信号を供給する上記手段が、 入力ビデオ信号を供給するためのビデオ信号入力端子と； 上記ビデオ信号入力端子に結合された入力端子と、ビデオ信号を表わす上記適応 型に圧伸された信号を供給する出力端子と、制御信号を発生する上記手段に結合 された制御端子とを有し、上記制御信号に応動して上記適応型圧伸器と逆の圧伸 作用を行う別の適応型圧伸器と；を具備して成る、請求の範囲（１）に記載の適 応型圧伸システム。
18. （１８）ビデオ信号を受入れる入力端子と、処理されたビデオ信号を供給する出 力端子と、制御信号に応動して選択可能な複数の圧伸特性を有する圧伸器と；上 記圧伸器の出力端子に結合され、また上記処理されたビデオ信号に応動して上記 圧伸器を選択的に制御する上記制御信号を発生する手段と； を具えて成る、ビデオ信号処理用の適応型圧伸システム。