JPH0575976A

JPH0575976A - テレビジヨン信号伝送装置

Info

Publication number: JPH0575976A
Application number: JP4049004A
Authority: JP
Inventors: Basudebu Nainparii Seipurasatsudo; バスデブナインパリーセイプラサツド
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 1993-03-26
Also published as: EP0496578A3; EP0496578A2; US5387939A

Abstract

(57)【要約】【目的】適切な受像機によって、強化された解像度を
再生し得るＮＴＳＣ両立テレビジョンシステムを得る。【構成】１６：９フォーマットでの強化された解像度
を達成するのに必要な付加情報はビット低減され、ＮＴ
ＳＣ標準受像機上で見たとき存在するマスク領域の期
間、ならびに、普通、ＮＴＳＣ受像機による特別の復号
器以外では見ることのできない直交チャンネルで伝送さ
れる。マスク領域の期間で伝送されたデイジタル情報、
ＮＴＳＣ画像、ならびに、直交チャンネルで伝送された
デイジタル情報は組み合わされて強化解像度テレビジョ
ン（ＥＤＴＶ）のデイスプレイに到達する。【効果】このシステムに伴うビデオ伝送は標準ＮＴＳ
Ｃテレビジョン受像機で受像でき、レターボックスフォ
ーマットでデイスプレイされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現行のＮＴＳＣテレビ
受像機と両立可能なビデオ信号の伝送を可能とする拡張
精細度形テレビジョン（ＥｘｔｅｎｄｅｄＤｅｆｉｎ
ｉｔｉｏｎＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）（以後ＥＤＴＶと略
称する）信号に適したテレビジョン信号伝送装置に関す
る。特に、本発明は現行のＮＴＳＣシステムに両立可能
なＥＤＴＶ伝送システムに関するものであり、このシス
テムでは、信号はレターボックスフォーマットでの標準
ＮＴＳＣテレビ受像機による受信に対して伝送される。

【０００２】

【従来の技術】米国における現行のテレビ放送の標準方
式は国家テレビジョン方式委員会（Ｎａｔｉｏｎａｌ
ＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓＣｏｍｍｉｔ
ｔｅｅ，ＮＴＳＣ）によって定義されている。この標準
方式は１９４１年連邦通信委員会（ＦｅｄｅｒａｌＣ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）
によって白黒テレビジョン放送に対して承認され、さら
に１９５４年ＮＴＳＣカラーテレビジョンに対して拡張
されている。このＮＴＳＣ標準は、各テレビチャンネル
に、すなわち１チャンネル分の時間順次ビデオ映像信号
ならびに音声信号の放送に６メガヘルツのバンド幅を割
り当てている。ＮＴＳＣ標準を用いた５４から６０メガ
バンド（すなわち、第２チャンネル）での標準的なテレ
ビチャンネル放送の周波数割当ての様子を図１に示す。
図示のように、このチャンネルの最低周波数、すなわ
ち、５４ＭＨｚの１．２５ＭＨｚ上側にＡＭ変調された
主映像キャリアーがあり、この主映像キャリアーの３．
５８ＭＨｚ上側にカラーサブキャリアーがある。ＦＭ変
調された音声キャリアーが上記の主映像キャリアーの
４．５ＭＨｚ上側にある。このチャンネルのバンド幅を
６ＭＨｚとしているので、音声キャリアーは６０ＭＨｚ
のところに位置する本チャンネルの上端から０．２５Ｍ
Ｈｚ（または、２５０ｋＨｚ）下側にあることになる。
ＡＭ変調された主映像キャリアーはビデオ成分で変調さ
れた残留側波帯である。ＤＣから約１ＭＨｚまでの範囲
のビデオ信号は、両側波帯変調されるが、約１ＭＨｚか
ら４．２ＭＨｚまでの高周波成分は単側波帯変調され
る。事実、１．２５ＭＨｚ以上の全変調周波数は、音声
信号部分を含んで単側波帯となっている。標準ＮＴＳＣ
のテレビカメラ−伝送系の組合せは上述の周波数スペク
トルを用いて１枚の映像フレームを形成するのに２枚の
「インターレースされた」フィールドを続けて伝送す
る。これら２枚のフィールドの各々は時間順次で送出さ
れた多くの走査線で構成されている。画像の横幅に対す
る高さの比として定義される全体の画像の画像比（縦横
比）は３：４である。第１フィールドは垂直方向に等間
隔を保った２６２・５本の走査線から成り、それらは１
／３０秒毎に発生される。第２フィールドは第１フィー
ルドから時間的に１／６０秒、位置的に垂直方向半走査
線分だけずらされており、第１フィールドと同様１／３
０秒毎に送出される。各フィールドの２６２．５本の走
査線のうち２４０本分が実際の画面上にデイスプレイさ
れる情報を保持しており、１フィールド分の残りの部分
は各種の同期信号を送出するのに使われる。この両フィ
ールド分の走査線が、これら２フィールド分を送出する
時点でのカメラに受光された画像を構成することにな
る。各走査線は画像中の当該走査線に対応する箇所にお
けるそれぞれの走査線の幅内にある画像の細かな強度値
の情報を含んでいる。これら２つのフィールドは、第２
フィールドの隙間に第１フィールドがはまり込んでいる
ということから、インターレース（織り合わ）されてい
ると云われる。このように、インターレースされた２枚
のフィールドを１／３０秒毎にＮＴＳＣ受像機のスクリ
ーン上に順次再生すると、各フィールドを構成している
送出走査線中に含まれる情報を表示できる画像が形成さ
れることになる。ＮＴＳＣカラーテレビジョン方式は、
テレビカメラ、テレビ受像機の両方に対して毎秒１５，
７３４．２６４本の走査速度を用いて時間順次に画像の
伝送、デイスプレイを行っている。従って、ＮＴＳＣ方
式は、フィールド当り２４０本の垂直解像度を持つこと
となる。高精細度形テレビジョン（ＨＤＴＶ）として近
年提案された技術による新しいシステムでは、テレビジ
ョン画像を伝送するのに、より高い解像度標準を用いて
いる。最近、この種のＨＤＴＶテレビカメラは、１／６
０秒毎に１フィールドを発生し、９：１６の画像比を持
ち、各フィールドはＮＴＳＣ標準方式の受像機に用いら
れている１フィールド当り２６２・５本の２倍に当たる
５２５本の走査線で構成されており、このことは画像の
垂直方向の解像度がＮＴＳＣ方式に比べて２倍改善され
ていることを意味している。更に、水平解像度も、ＮＴ
ＳＣ方式のそれの少なくとも２倍となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＨＤＴＶシステムは、
このように、より良質なテレビジョン画像を提供してく
れるが、ＨＤＴＶ画像放送は現行のＮＴＳＣの受像機と
は両立性を保持していない。従って、ＨＤＴＶシステム
とは両立性を持たないＮＴＳＣ方式の現在の多数にのぼ
る設置台数を考えるとき、ＮＴＳＣ方式から高画質のＨ
ＤＴＶシステムに如何に移行するかという問題が残る。
ＮＴＳＣとＨＤＴＶ両方式の間の両立性を維持すること
によって、現行のＮＴＳＣ受像機の使用を可能としなが
ら、同時にＨＤＴＶ放送の高画質の利益の一部をも利用
できるような中間的な標準方式を考えることによって、
ＮＴＳＣ方式からＨＤＴＶシステムへとスムーズに且つ
徐々に移行することが望ましいことは明らかである。こ
のように、ＨＤＴＶへの移行に当たっての摩擦を最小限
に抑えることのできる中間的なステップとして計画され
たシステムのことを一般に拡張精細度形テレビジョン
（ＥｘｔｅｎｄｅｄＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＴｅｌｅ
ｖｉｓｉｏｎ（以下ＥＤＴＶ））システムと呼んでい
る。ＮＴＳＣ標準との伝送両立性を維持しながら、同時
にＨＤＴＶの高画質の有利性の一部をも利用できるごと
き種々のＨＤＴＶシステムが提案されてきている。これ
らのＥＤＴＶシステムは、一般に、次の３種類の形式に
大別できる。すなわち、ａ）：サイドパネル形式、
ｂ）：レターボックス形式、ｃ）：ａ）とｂ）との間の
中間的な組合せの形式、の３つである。ａ）：サイドパネル形ＥＤＴＶシステムでは、普通、Ｎ
ＴＳＣ伝送のの３：４の画像比は保持され、通常のイン
ターレースされた２４０本の有効走査線の全てがＮＴＳ
Ｃ受像機にデイスプレイされる。一方、ＥＤＴＶ受像機
上にＥＤＴＶ画像を構成し、デイスプレイするには、
３：４の画像比を持つ画像をＥＤＴＶの９：１６の画像
比を持つ画像に変換するために、標準のＮＴＳＣ画像の
左右にサイドパネルが追加される。サイドパネルはＮＴ
ＳＣ受像機にはデイスプレイされない画像情報から成っ
ており、基本的には、ＥＤＴＶ受像機上で見るとき、
９：１６の画像比を構成するために、もとのＮＴＳＣ画
像に基本的に「付加」されるものである。このようなシ
ステムは、例えば、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓｏｎＣｏｎｓｕｍｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、
３５巻、３号、１９８９年８月号、１３４−１４１頁所
載のＫａｗａｉ他による「ワイドスクリーンＥＤＴＶ」
などの論文において議論されている。しかし、この形の
ＥＤＴＶシステムには、いくつかの制限がある。すなわ
ち、受像されたサイドパネル画像の信号対雑音比（以
後、ＳＮ比）は受信されたＮＴＳＣ画像のＳＮ比とは違
ってくるので、サイドパネルの画質はＮＴＳＣ中央部の
それに比べて異なってくる。ＥＤＴＶ受像機では、同一
スクリーン上に、このような２つのサイドパネルとＮＴ
ＳＣ部とが隣り合わせに組み合わされてデイスプレイさ
れるので、３つの分割画面が上述のそれぞれ異なるＳＮ
比に起因する３つの異なった画質でデイスプレイされる
ことになり、快適な画面とは云い難いものとなる。その
上に、このサイドパネル形の伝送システムに付随するい
ま１つの問題として、サイドパネルでデイスプレイされ
る情報は、ＮＴＳＣ受像機で見ると、失われてしまうと
いうことがある。実際、ＮＴＳＣ受像機はＥＤＴＶ画像
のＮＴＳＣ部だけをデイスプレイするものであり、サイ
ドパネル部のこのような喪失は種々の問題を生ずる。例
えば、テニスの試合を見ようとすると、画像のうちのＮ
ＴＳＣ部はその中央部にネットだけを映し出し、両サイ
ドでプレイしているプレイヤーは視聴者には見えないこ
とになる。ｂ）：レターボックス形ＥＤＴＶ伝送では、上のサイド
パネル形とは対照的に、標準ＮＴＳＣ受像機上の画像
は、もとのＥＤＴＶ信号の画像の全高ならびに全幅にわ
たる全画像の低周波成分を全て含んで、もとの９：１６
の画像比を保つことができる。ＥＤＴＶの９：１６の画
像比をＮＴＳＣ受像機の３；４の画像比のデイスプレイ
に合わせるためには、ＮＴＳＣ受像機で再生されるＥＤ
ＴＶ画像上の天地の部分にマスク領域を導入する必要が
ある。ＮＴＳＣ受像機では、これらのマスク領域は、画
像映出部の上下に画像のない上部ならびに下部の水平バ
ンド領域となって現れる。これら２つのバンド領域はそ
の中に含まれる映像情報を通常のＮＴＳＣシステムに使
われているフィールド当り２４０本の実効走査線に相当
するサブセットに制限する。幾何学的配置の考察から、
３：４の画像比を持つスクリーンに９：１６の画像比を
持つ画像をデイスプレイしようとすれば、ＮＴＳＣ受像
機でＥＤＴＶ画像をデイスプレイするのに使える走査線
の数は１８０本となる。このことは、９：１６の画像比
を持つ画像を３：４の画像比を持つ画像のスクリーンに
デイスプレイするのに３：４のスクリーンの高さ寸法の
うち、ちょうど７５％を使えばよいという考察から導か
れる。スクリーンの高さ寸法をフルに使ったＮＴＳＣ画
像は２４０本の走査線を含んでいるので、その７５％は
１８０本になる。これら１８０本の走査線は３：４の標
準ＮＴＳＣ受像機上に９：１６のＥＤＴＶの全画面をデ
イスプレイするのに利用可能な本数の大部分に相当す
る。従来のレターボックスシステムでは、画像のうちＮ
ＴＳＣ両立可能部の伝送の直前と直後に画像の天と地の
マスク領域を含んで全ＥＤＴＶ画像の伝送に必要な情報
をアナログ形式で送っている。従って、レターボックス
システムでは、適正なＥＤＴＶ受像機で見るときには、
ＥＤＴＶ画像はＮＴＳＣ部信号と同一の均一性を保証し
ている伝送チャンネルを通して伝送された映像情報から
再生されているので、サイドパネルシステムに比べて、
より均一性の高いＥＤＴＶ画像が再生できることにな
る。ＥＤＴＶ画像に含まれる全体の映像情報の大きなパ
ーセンテージが、ＥＤＴＶ受像機で再生されるときには
混ぜ合わされるので、画像の各部について、受信ビデオ
信号のＳＮ比の際だった差がはっきりと出てくるような
ことはなくなる。レターボックス形システムの典型的な
例は、ＮｏｒｉｈｉｋｏＳｕｚｕｋｉ他によって、１９
９０年１０月、ニューヨーク市で開催されたＳＭＰＴＥ
技術コンファレンスで発表された「レターボックス形ワ
イド画像比ＥＤＴＶの提案とその実験的ハードウエア」
中で、Ｗ．Ｆ．Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ他によって、１９８
８年３月、イタリーで開催された第２回ＨＤＴＶワーク
ショップで発表された「単一チャンネルＨＤＴＶシステ
ム、両立方式、非両立方式」中で、また、Ｙ．Ｋａｎａ
ｔｓｕｇｕ他による、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓｏｎＣｏｎｓｕｍｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，
３５巻，３号，１９８９年８月号、１５３−１５８頁所
載の「ＭＵＳＥＦａｍｉｌｙシステムの発展」中な
どで、述べられている。また、１．２５ＭＨｚの下側チ
ャンネルリミットで制限されている周波数スペクトル中
の主映像キャリアーを変調して、必要な付加情報を直交
チャンネル上にアナログ形式で伝送するようにしたＥＤ
ＴＶシステムも提案されている。これについては、Ｙｏ
ｓｈｉｏＹａｓｕｍｏｔｏ他による、ＩＥＥＥＴｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｎｓｕｍｅｒＥｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＣＥ−３３巻，３号，１９８７年
８月号、１４６−１５３頁所載の「逆ナイキスト・フィ
ルターによる直交変調を用いた拡張精細度形テレビジョ
ン・システム」を参照されたい。この直交変調は、標準
ＮＴＳＣ受像機で復調することが出来ないので、ＮＴＳ
Ｃ受像機にとっては「見えない」ことになる。これらア
ナログ方式のＥＤＴＶシステムでは、もとのＮＴＳＣ信
号と同様に、一般的な「アナログ」形式で情報が伝送さ
れ処理される。従って、伝送できる情報量に制限ができ
てしまい、結果として、ＥＤＴＶ受像機でＥＤＴＶ画像
を見たときにも、画質が制限されてしまう。ｃ）：前記両形式の中間的な形式、すなわちＥＤＴＶシ
ステム用に各種のハイブリッド方式、または、サイドパ
ネルとレターボックスの両方の形の特徴を用いて、種々
の目標を達成しようとするサイドパネルとレターボック
ス・システムの中間的な組合せも提案がなされている。
このような中間的なシステムは、ＭｉｎｏｒｕＡｓｈ
ｉｂｅ他によって、１９９０年１０月、ニューヨーク市
で開催されたＳＭＰＴＥ技術コンファレンスで発表され
た「ワイド画像比ＮＴＳＣ両立可能ＥＤＴＶシステム」
中で述べられているが、充分な作用は得られない。上記
のような課題が従来存在していたので、これらの課題を
解決するべく、本発明の目的とするところは、ＥＤＴＶ
テレビジョン・システムの有するこのような種々の短所
を考えて、サイドパネルシステムに比べて、より均一性
が高く、かつ既存のＥＤＴＶレターボックスシステムよ
り良質な画像を有する新しいＥＤＴＶレターボックスシ
ステムを提供することである。本発明のいま１つの目的
は、ＮＴＳＣ受像機でもデイスプレイできるＥＤＴＶ信
号をデイジタル信号に符号化し伝送する装置と方法を提
供し、かつ、ＥＤＴＶ受像機上にデイスプレイできる付
加増強映像情報を提供することである。本発明のより特
定された目的は、ＥＤＴＶ画像の解像度を向上するため
に、テレビジョン画像に必要となる増強された付加情報
をデイジタル形式に符号化し、伝送することのできる新
しいＥＤＴＶレターボックスシステムを提供することで
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によるテレビジョ
ン信号伝送装置は、標準ＮＴＳＣ信号と両立可能でかつ
強化されたテレビジョン信号を伝送するシステムであっ
て、強化されたテレビジョン画像を供給するための情報
を含むデイジタル符号化信号をテレビジョン画像フィー
ルドのある一部分に入れて送出するための手段と、ＮＴ
ＳＣアナログ信号を、標準ＮＴＳＣ信号を供給する情報
を含むテレビジョン画像フィールドの他の一部分に入れ
て送出するための手段と、を具備する。本発明によるテ
レビジョン信号伝送装置は、低周波成分と高周波成分と
の両方を含む５２５本の走査線よりなるＨＤＴＶ映像信
号フィールドが９：１６の画像比を持つ画像標本として
伝送されるテレビジョン信号伝送において、上記ＨＤＴ
Ｖ映像信号フィールドの上記９：１６の画像比を持つ画
像の低周波成分がＮＴＳＣ受像機によって、ＮＴＳＣ受
像機との両立性を維持しつつ、その全体がデイスプレイ
されるように変換され、かつ、強化された映像信号を符
号化するテレビジョン信号伝送装置であって、ＨＤＴＶ
フィールド中の映像情報の実効走査線数と既知の関係を
有する情報の走査線数を持つ第１の出力信号を供給する
ための手段と、上記第１の出力信号に応じて、所定の走
査線数を選択し、帯域制限を行って、ＮＴＳＣ両立出力
信号をつくるための手段と、上記ＨＤＴＶ信号から上記
第１の出力信号を差し引いて、第２の出力信号をつくる
ための手段と、上記第２の出力信号に応じて、少なくと
も、強化された映像信号をつくるためのデイジタルフォ
ーマットでビットレート低減映像情報を含む第３の出力
信号をつくるための手段と、第１の特定期間内に上記Ｎ
ＴＳＣ両立出力信号と上記ＮＴＳＣ両立出力信号を含む
第４の出力信号をつくるための出力信号を、また第２の
特定期間内に第３の出力信号を受信するスイッチング手
段と、を具備してなる。本発明によるテレビジョン画像
受像機は、強化されたテレビジョン信号を受像するテレ
ビジョン受像機であって、強化されたテレビジョン信号
をテレビジョン画像フィールドの一部分に入れて送出さ
れるデイジタル符号化信号を受信し復号するための手段
と、付加されたアナログ映像情報を含む上記テレビジョ
ン画像フィールドの他の一部分でＮＴＳＣアナログ信号
を受信し復号するための手段と、上記のデイジタルなら
びにアナログ信号を組み合わせて強化されたテレビジョ
ン画像を形成する手段と、を具備する。本発明によるテ
レビジョン画像受像方法は、強化されたテレビジョン信
号を受像する方法であって、強化されたテレビジョン信
号を供給するための情報を含みテレビジョン画像フィー
ルドの一部分でデイジタル符号化信号を受信し復号する
ステップと、付加されたアナログ映像情報を含む上記テ
レビジョン画像フィールドの他の一部分でＮＴＳＣアナ
ログ信号を受信し復号するステップと、上記デイジタル
ならびにアナログ信号を組み合わせて強化されたテレビ
ジョン画像を形成するステップと、を具える。本発明に
よるテレビジョン信号伝送装置は、直交位相成分を含ん
だ標準ＮＴＳＣ信号と両立可能な強化されたテレビジョ
ン信号を伝送するシステムであって、強化されたテレビ
ジョン信号を供給するための情報を含むデイジタル符号
化信号をテレビジョン画像フィールドの第１の部分に入
れて送出するための手段と、ＮＴＳＣアナログ信号を標
準ＮＴＳＣ信号を供給する情報を含むテレビジョン画像
フィールドの第２の部分に入れて送出するための手段
と、付加されたデイジタル符号化信号を上記テレビジョ
ン画像フィールドの中の上記直交位相成分にのせて送出
するための手段と、を具備する。本発明によるテレビジ
ョン信号受像機は、強化されたテレビジョン信号を受像
するテレビジョン受像機であって、上記信号は直交位相
成分を持っており、強化されたテレビジョン信号を供給
するための情報を含み画像情報の第１の部分に入れて送
出されるデイジタル符号化信号を受信し復号するための
手段と、付加されたアナログ映像情報を含む上記テレビ
ジョン画像フィールドの第２の一部分でＮＴＳＣアナロ
グ信号を受信し復号するための手段と、テレビジョン画
像フィールドの上記第１と第２の部分において、上記直
交位相成分にのせて伝送されるデイジタル符号化信号を
受信し復号するための手段と、上記デイジタルならびに
アナログ信号を組み合わせて強化されたテレビジョン画
像を形成する手段と、を具備する。本発明によるテレビ
ジョン信号受像方法は、強化されたテレビジョン信号を
受像する方法であって、主キャリアー上で、テレビジョ
ン画像フィールドの第１の部分で、強化されたテレビジ
ョン画像を供給するための情報を含むデイジタル符号化
信号を受信し復号するステップと、付加されたアナログ
映像情報を含む上記テレビジョン画像フィールドの第２
の一部分でＮＴＳＣアナログ信号を受信し復号するステ
ップと、直交キャリアー上で、強化されたテレビジョン
画像を供給するためのデイジタル情報を含むデイジタル
符号化信号を上記テレビジョン画像フィールド中で受信
し復号するステップと、上記デイジタルならびにアナロ
グ信号情報を結合して強化されたテレビジョン画像を形
成するステップと、を具える。

【０００５】

【作用】本発明は、映像情報の１フィールド当り５２５
本の走査線を持つＨＤＴＶ映像信号がビデオカメラよっ
て発生され、９：１６の画像比を有するＥＤＴＶシステ
ムに最もよく適合して利用できる。すなわち、ＮＴＳＣ
受像機との両立性を可能とするために、ＮＴＳＣ受像機
上で水平方向に９：１６の画像比を持つ画像をデイスプ
レイできるように、ＨＤＴＶ映像信号はＥＤＴＶ標準信
号に変換される。本発明によれば、増強された画像の作
成に必要となる情報は、標準ＮＴＳＣ信号に必要なアナ
ログ情報を含まないテレビジョン画像フィールド中の一
部分にのせてデイジタル・フォーマットで伝送される。
また、上述の増強された画像の作成に必要な付加デイジ
タル情報は、映像キャリアーの直交位相成分上に、有効
ビデオ時間の全域にわたって伝送してもよい。より詳し
く云うと、本発明によれば、ＨＤＴＶ映像信号は、１８
０本走査線ならびにＮＴＳＣ水平バンド幅に対応する解
像度へと低域通過濾過される。このような低域通過瀘過
の後、４８０本走査線信号は次の２段階の処理ステップ
を受ける。一方において、３／８の割合で間引きされ、
ＮＴＳＣの解像度を持つ信号に変換される。すなわち、
もとの４８０本の走査線から１８０本の走査線が抽出さ
れる。他方において、また、低域通過濾過された４８０
本走査線信号が実効・バンド制限なしの走査線を持つも
とのＨＤＴＶ映像信号から差し引かれる。この差が標準
のＮＴＳＣ映像信号に比して増強された映像信号を表す
情報を形成する。この差出力は、好ましくは、さらに２
次元フィルターでデイジタル処理され、互いに異なった
情報（すなわち、バンド幅と走査線数）内容を持つ２つ
の分離されたデイジタル出力信号となる。これら両方の
信号に公知のデイジタル・ソース符号化技術が適用さ
れ、あるテレビジョン・フィールドとそれに続くフィー
ルドとの間における空間的ならびに時間的冗長度を利用
して、それらのビットレートが低減される。ここで、デ
イジタル出力信号の１つはテレビジョン信号の伝送に関
した直交チャンネルへと符号化される。もう１つのデイ
ジタル出力信号は直交チャンネルへと符号化されるので
はなく、ＮＴＳＣ受像機の天と地のマスクの領域を形成
するＥＤＴＶ信号の部分にのせて伝送される。あるい
は、この差出力信号をすべて、公知のデイジタル・ソー
ス符号化技術で処理し、直交チャンネルの使用を省いて
もよい。１８０本走査線のＮＴＳＣ両立出力と非直交符
号化・ビット低減・デイジタル出力信号とを適時に切り
換えるスイッチング手段が備えられている。こうして組
み合わされた結合信号は通常のＮＴＳＣ画像キャリアー
を変調する。残留側波帯をフィルターした後、結合信号
は直交チャンネルに加えられ、それによって、トータル
のＥＤＴＶ信号が形成される。テレビジョン信号受像機
はデイジタル符号化された情報を復号するのに必要な逆
のステップを実行する。この受像機は直交チャンネル上
にデイジタル符号化された情報ならびに天地のマスク領
域分に対応する時間内に伝送された情報の何れをも抽出
する能力を持っている。テレビジョン信号受像機はデイ
ジタル符号化された増強情報とＮＴＳＣ画像とを結合
し、高解像度のＥＤＴＶ画像をつくる。一方、標準のＮ
ＴＳＣ受像機は、伝送されたＥＤＴＶ信号に応じて、レ
ターボックス・フォーマットのＮＴＳＣ画像を受像し、
デイスプレイする。

【０００６】

【実施例】以下本発明を実施したテレビジョン信号受像
機を、特にそのＥＤＴＶ符号化器、送出部、ならびに、
復号器の部分について説明する。ワイドスクリーンＨＤ
ＴＶ両立可能なテレビジョンプログラムは９：１６の画
像比を持つフィールドを用いて時間順次的に伝送され、
各フィールドは５２５本の走査線より成る。フィールド
は必ずしもインターレースされる必要はない。フィール
ドの繰り返し率は毎秒５９．９４枚である。５２５本の
走査線の内、４８０本は実効本数、つまり、実際の画像
をデイスプレイするのに使われ、それ以外の本数はブラ
ンキングやその他の目的に使われる。図２および図３に
示すように、ＨＤＴＶワイドスクリーンビデオ信号はＡ
／Ｄコンバーター１１０によってデイジタル化され、２
つの経路に分けられる。第１の経路においては、ＨＤＴ
Ｖ信号は２次元低域通過フィルター１２０に入力され、
４８０本の実効走査線が１８０本分に相当する垂直解像
度とＮＴＳＣの水平解像度に対応する水平解像度に低域
通過濾過される。従って、これらの４８０本は１８０本
分の情報に相当し、冗長性を含むことになる。ＨＤＴＶ
カメラからの信号を示した図３の（ａ）によれば、ＨＤ
ＴＶカメラは垂直方向に５２５本の走査線を含み、その
内、垂直方向に４８０本の走査線が実際の画像を表すも
のである。さらに、各走査線は図３に示すように、ＮＴ
ＳＣ水平バンド幅の信号容量よりも広いＨＭＨｚの
水平バンド幅の信号容量を持っている。この５２５本
ＨＭＨｚの情報ブロックは２次元フィルター１２０によ
って信号１に変換される。低域通過フィルター１２０の
中では、４８０本の実効走査線で表現される垂直方向の
情報が１８０本の情報に減少され、かつ、標準ＮＴＳＣ
信号に等しい水平バンド幅は４．２ＭＨｚに低減され
る。このような低域通過フィルターは当該技術分野にお
いて公知であるし、また、Ｄ．Ｅ．Ｄｕｇｄｅｏｎと
Ｒ．Ｍ．Ｍｅｒｓｅｒｅａｕとによって、Ｐｒｅｎｔｉ
ｃｅＨａｌｌＩｎｃ．より１９８４年に出版された
「多次元デイジタル信号処理」中の第３章、１１２−１
６２頁の「２次元ＦＩＲフィルターの設計と実行」で説
明されているところである。信号１は通常の垂直時間圧
縮・ＮＴＳＣ複合ビデオ回路１３０に印加され、走査線
中に含まれる情報を失うことなく、走査線数が４８０本
から１８０本に減少される、すなわち、信号１から走査
線数２本につき２／３本の割合でビデオライン１本が抽
出される。この操作の結果、１８０本の走査線よりなる
情報が得られる。この１８０本の走査線は４８０本走査
線から成るＨＤＴＶ信号の幾何学的形状から走査線数２
本につき２／３本の割合で抽出されているので、それら
の走査線で描かれる形状の縦横比はそのまま保存される
ことになる。例えば、ＨＤＴＶカメラによって撮影され
た円の画像は１８０本でサンプルされた画像においても
楕円に歪むことなく、円として表示される。信号１はま
た、もとのＨＤＴＶ信号とともに、引算器１４０に印加
され、図３の（ａ）で示されている信号２をつくる。信
号２は第２の２次元低域通過フィルター１５０に印加さ
れ、そこで図３の（ｂ）に示されるような信号Ｃと信号
Ｄに分割される。図３の（ｂ）部は送出された信号を示
す。信号Ｃ出力に含まれる周波数・走査線数コンビネー
ションは、信号Ｄ出力中には存在しない。すなわち、図
３の（ｂ）に示されるように、ある走査線数・周波数コ
ンビネーションに対応する面積部分に含まれる情報が信
号Ｃに割り当てられ、それ以外の面積部分に含まれる情
報が信号Ｄに割り当てられている。信号ＣとＤはそれぞ
れソース符号化回路１６０と１７０に印加される。ソー
ス符号化回路１６０と１７０は、特にこのような信号の
伝送時に現れるビットレート低減のための一般的な構成
を有している。ソース符号化回路１６０で用いられてい
るソース符号化は、その中で処理される情報が異なるた
め、普通、ソース符号化回路１７０で用いられるものと
は異なっている。必要ならば、同じソース符号化を両方
の場合に使ってもよい。このようなソース符号化技術は
公知であり、例えば、Ａ．Ｗｏｎｇ他によって、ＩＥＥ
ＥＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＭａｇａｚｉｎｅ
２８巻、１１号、１９９０年１１月、２２−３２ペー
ジに発表された「ＭＣＰＩＣ：伝送とメモリーのための
ビデオ符号化アルゴリズム」に詳しく述べられている。
これらの技術はビデオ画像からの冗長な空間的ならびに
時間的情報を除去するのに用いられ、それによって、単
位時間当りより大量の情報の伝送を可能とするものであ
り、その結果、解像度の高いＥＤＴＶ画像が得られる。
ソース符号化回路１６０の出力は従来形のチャンネル符
号化変調回路１８０に印加され、いくらかの冗長ビット
を信号に導入して伝送の信頼性と信号対雑音比を向上
し、デイジタル変調を実行する。このようなチャンネル
符号化とデイジタル変調の技術は公知であり、Ｐｅｙｔ
ｏｎＰｅｅｂｌｅｓ，Ｊｒ．著で、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ
ＨａｌｌＩｎｃ．より１９８７年に出版された「デ
イジタル通信システム」中の第３．５章、８７−１０１
頁の「チャンネル符号化の基礎」やまた、Ｌ．Ｗ．Ｃｏ
ｕｃｈ２世著で、ＭｃＭｉｌｌａｎ出版社から１９９
０年に出版された「デイジタルならびにアナログ通信シ
ステム」第３版中の第５章、３３１−３５６頁などで説
明されているところである。ソース符号化回路１７０の
出力は、その後の伝送に備えて、ソース符号化回路１７
０からのビット低減化信号の符号化をその機能とするチ
ャンネル符号化変調回路１９０に印加される。チャンネ
ル符号化と変調は前にも述べたようにチャンネル符号化
変調回路１８０でも行われる。チャンネル符号化変調回
路１９０で発生された信号はＤ／Ａ変換器２００に印加
され、従来例で述べたＹａｓｕｍｏｔｏ他の文献で述べ
られているように、ミキサー２１０で主キャリアーに対
して９０°位相シフトしたキャリアーで変調される。ス
イッチング手段２２０は、図４に示す時間Ｔ_１、Ｔ_２お
よびＴ_３に、ＮＴＳ信号発生器１３０でつくられた１８
０本ＮＴＳＣ両立出力か、チャンネル符号化変調回路１
８０の出力かを切り換えてＤ／Ａ変換器２４０とチャン
ネルミキサー２３０への主信号として印加するためのも
のである。図示のように、ＮＴＳＣ信号発生器１３０か
らのＮＴＳＣ信号が時間Ｔ_２（図４）の間だけＤ／Ａ変
換器２４０とさらにミキサー２３０へと印加され、一
方、チャンネル符号化変調器１８０からのビット低減信
号Ｃが実効時間のバランンスを保つために印加される。
主チャンネルミキサー２３０の出力はＮＴＳＣ標準信号
を満足するため残留側波帯フィルター２５０によって濾
過され結合器２６０への入力となる。結合器２６０への
いま１つの入力は逆ナイキストフィルター２７０通過後
の直交変調器の出力である。逆ナイキストフィルターの
役目はＹａｓｕｍｏｔｏ他の論文に述べられているよう
に、主チャンネルと直交（またはサブ）チャンネル間の
クロストークを低減することである。結合器２６０の出
力はＩＦ信号を形成し、それはまた、ＲＦに変換された
後伝送される。これらの結果、伝送されたＥＤＴＶ信号
は以下のものから構成されていることになる：１．主または非直交チャンネル上の映像キャリアーの位
相、Ｔ_１ならびにＴ_３時間中は、適宜なチャンネル符号
化デイジタル変調後のビット低減信号Ｃ、Ｔ_２時間中
は、ＮＴＳＣ信号の１８０本走査線。２．直交チャンネル上の映像キャリアーの位相、Ｔ_１、
Ｔ_２、およびＴ_３時間中は、適宜なチャンネル符号化及
びデイジタル変調後のビット低減信号Ｄ。図５は本発明に従って符号化され伝送されたＥＤＴＶ信
号を検出し復号化するのに必要なＥＤＴＶ復号器３００
のブロック図である。基本的には、受像器は、ＥＤＴＶ
画像をスクリーン上に形成するに必要な掃引情報を発生
すべく、伝送装置で行われる動作の逆を実行するもので
ある。受信した高周波信号（図示していない）を通常の
方法で増幅した後、ビデオ信号を含む中間周波（ＩＦ）
信号が既知の手段で抽出される。受像器においてＩＦ信
号になされるべき次のステップは、それの直交復調器３
１０による主（同相）ならびに直交信号への復調であ
る。この第１の出力は直交チャンネル上に符号化された
信号である。第２の出力は通常のＮＴＳＣビデオ信号に
関係する非直交または主信号であり、それは普通、ＮＴ
ＳＣ受像器で復号化されるもので、１８０本走査線分の
ＮＴＳＣビデオ信号と６０本走査線分のフィール当りの
デイジタル変調された強化情報を含んでいる。直交なら
びに非直交信号を抽出した後、デイジタル復調器３６０
で直交信号のデイジタル復調とソース復号が行われる。
直交信号は先にソース符号化回路１７０とチャンネル符
号化変調器で符号化された信号Ｄの要素を含んでいる。
この符号化情報抽出に必要な逆操作は公知であり、ま
た、ソース符号化回路１７０とチャンネル符号化回路１
９０について説明している文献においても述べられてい
る。非直交チャンネル、すなわち主チャンネルは、時間
Ｔ_２内にＮＴＳＣ両立信号を有し、時間Ｔ_１ならびにＴ
_３内にソース符号化回路１６０とチャンネル符号化変調
回路１８０からのデイジタル符号化情報を有する。通常
のＮＴＳＣ復号器３２０は、時間Ｔ_２中でＮＴＳＣ画像
情報を抽出し、一方、デイジタル復調器３３０は時間Ｔ
_１ならびにＴ_３中に伝送されてきたデイジタル情報を抽
出する。復号器３４０は、結合器３５０による最終画像
への統合を目指して、デイジタル変調器３３０からの情
報のソース符号化を行う。同様にして、直交チャンネル
においては、デイジタル復調器３６０が、伝送装置中で
チャンネル符号化回路１９０が果たしたのと逆の機能を
果たすことによって、デイジタル情報が抽出された後、
復号器３７０がソース符号化を行い、それに続いて、信
号は最終画像へと統合される。また、ＮＴＳＣ情報は内
挿器３８０によって４８０本へと上方変換され、結合器
３５０に印加される。結合器３５０は復号器３４０と３
７０からの画像情報を内挿器３８０からの画像情報と結
合し、もともと伝送されてきたＥＤＴＶ画像に含まれて
いた情報を再構成する。ＮＴＳＣ受像器においては、伝
送信号のＮＴＳＣ部分が受信され、レターボックスフォ
ーマットでデイスプレイされる。以上に説明された実施
例について、それ以外の多くの変形、付加、もしくは一
部の削除は、本発明の精神と請求範囲から逸脱すること
なくなされ得るものであり、それらは特許請求範囲の中
に示され均等である。

【０００７】

【発明の効果】本発明によれば、ＥＤＴＶ信号は既存の
ＮＴＳＣ受像器によっても、また、ＮＴＳＣ受像器や既
存のＥＤＴＶ受像器に比してより高解像度の画像をつく
ることのできる強化伝送信号を用いるＥＤＴＶ受像器に
よっても受像できるように変換される。（ＮＴＳＣ受像
器自体は本発明のいずれの部分をも構成しないし、ま
た、この種の受像器は本発明に従って伝送されるＮＴＳ
Ｃテレビジョン信号を受像する技術に精通した何人によ
っても容易に設計し得る。）このシステムに伴う映像信
号伝送は標準ＮＴＳＣテレビジョン受像器で受像でき、
レターボックスフォーマットでデイスプレイされる。１
６：９フォーマットでの強化された解像度を達成するの
に必要な付加情報はビット低減され、ＮＴＳＣ標準受像
器上で見たとき存在するマスク領域の期間、ならびに、
普通、ＮＴＳＣ受像器による特別の復号器以外では見る
ことのできない直交チャンネルで伝送される。マスク領
域の期間で伝送されたデイジタル情報、ＮＴＳＣ画像、
ならびに、直交チャンネルで伝送されたデイジタル情報
は組み合わされて強化解像度テレビジョンデイスプレイ
に到達する。それ故このシステムによるビデオ伝送は、
標準ＮＴＳＣテレビジョン受像機で受像でき、レターボ
ックスフォーマットで美しくデイスプレイされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＮＴＳＣ標準に準拠する５４から６０ＭＨｚの
チャンネル２に関するビデオチャンネル中の種々の成分
についての周波数スペクトルの配置図である。

【図２】本発明のテレビジョン信号伝送装置の一実施例
を示すブロック図である。

【図３】図２に示した信号とフィールド毎の走査線につ
いてのそれぞれの垂直方向の解像度をメガサイクルで表
したバンド幅を示す図である。

【図４】本発明のテレビジョン信号伝送装置の１フィー
ルドについての信号の表示形態を示す図である。

【図５】本発明のテレビジョン信号伝送装置の復号器の
ブロック図である。

【符号の説明】

１２０２次元低域通過フィルター１４０引算器１５０２次元低域通過フィルター１６０ソース符号化回路１７０ソース符号化回路１８０チャンネル符号化変調回路１９０チャンネル符号化変調回路２２０スイッチ手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】標準ＮＴＳＣ信号と両立可能でかつ強化
されたテレビジョン信号を伝送するシステムであって、強化されたテレビジョン画像を供給するための情報を含
むデイジタル符号化信号をテレビジョン画像フィールド
のある一部分に入れて送出するための手段と、ＮＴＳＣアナログ信号を、標準ＮＴＳＣ信号を供給する
情報を含むテレビジョン画像フィールドの他の一部分に
入れて送出するための手段と、を具備するテレビジョン信号伝送装置。
【請求項２】デイジタル符号化信号はテレビジョン画
像フィールド中において標準ＮＴＳＣ信号を供給するた
めの情報の送出の前と後において発生される請求項１記
載のテレビジョン信号伝送装置。
【請求項３】標準ＮＴＳＣ受像機では検出できない方
法で、テレビジョン画像フィールド中において標準ＮＴ
ＳＣ信号を供給するための情報の送出の前と後において
デイジタル符号化信号を送出する手段を備えている請求
項２記載のテレビジョン信号伝送装置。
【請求項４】低周波成分と高周波成分との両方を含む
５２５本の走査線よりなるＨＤＴＶ映像信号フィールド
が９：１６の画像比を持つ画像標本として伝送されるテ
レビジョン信号伝送において、上記ＨＤＴＶ映像信号フ
ィールドの上記９：１６の画像比を持つ画像の低周波成
分がＮＴＳＣ受像機によって、ＮＴＳＣ受像機との両立
性を維持しつつ、その全体がデイスプレイされるように
変換され、かつ、強化された映像信号を符号化するテレ
ビジョン信号伝送装置であって、ＨＤＴＶフィールド
中の映像情報の実効走査線数と既知の関係を有する情報
の走査線数を持つ第１の出力信号を供給するための手段
と、上記第１の出力信号に応じて、所定の走査線数を選択
し、帯域制限を行って、ＮＴＳＣ両立出力信号をつくる
ための手段と、上記ＨＤＴＶ信号から上記第１の出力信号を差し引い
て、第２の出力信号をつくるための手段と、上記第２の出力信号に応じて、少なくとも、強化された
映像信号をつくるためのデイジタルフォーマットでビッ
トレート低減映像情報を含む第３の出力信号をつくるた
めの手段と、第１の特定期間内に上記ＮＴＳＣ両立出力信号と上記Ｎ
ＴＳＣ両立出力信号を含む第４の出力信号をつくるため
の出力信号を、また第２の特定期間内に第３の出力信号
を受信するスイッチング手段と、を具備するテレビジョン信号伝送装置。
【請求項５】実効走査線数と既知の関係を有する情報
の走査線数を持つ第１の出力信号を供給するための手段
が２次元の低域通過フィルターである請求項４記載のテ
レビジョン信号伝送装置。
【請求項６】第３の出力信号に応じて動作する手段は
第３の出力信号を第５と第６の出力信号に分離し、上記
第５の出力信号はスイッチング手段に伝送され、一方、
第６の出力信号は、この出力を第４の出力中に含ませる
ための直交符号化手段へと伝送される請求項４記載のテ
レビジョン信号伝送装置。
【請求項７】第５の出力信号がソース符号化手段で処
理され、スイッチング手段に伝送される前に、第５の出
力信号に含まれる映像情報を表すデイジタルビットの数
が低減される請求項６記載のテレビジョン信号伝送装
置。
【請求項８】第５の出力信号がチャンネル符号化手段
で処理されることにより第５の出力信号の外部インター
フェースへの許容度が改善されるようにした請求項７記
載のテレビジョン信号伝送装置。
【請求項９】第６の出力信号がソース符号化手段で処
理され、直交符号化手段に伝送される前に、第６の出力
に含まれる映像情報を表すデイジタルビットの数が低減
される請求項６記載のテレビジョン信号伝送装置。
【請求項１０】第６の出力信号がチャンネル符号化手
段で処理されることにより第６の出力信号の外部インタ
ーフェースへの許容度が改善されるようにした請求項９
記載のテレビジョン信号伝送装置。
【請求項１１】強化されたテレビジョン信号を受像す
るテレビジョン受像機であって、強化されたテレビジョン信号をテレビジョン画像フィー
ルドの一部分に入れて送出されるデイジタル符号化信号
を受信し復号するための手段と、付加されたアナログ映像情報を含む上記テレビジョン画
像フィールドの他の一部分でＮＴＳＣアナログ信号を受
信し復号するための手段と、上記のデイジタルならびにアナログ信号を組み合わせて
強化されたテレビジョン画像を形成する手段と、を具備するテレビジョン画像受像機。
【請求項１２】強化されたテレビジョン信号を受像す
る方法であって、強化されたテレビジョン信号を供給するための情報を含
みテレビジョン画像フィールドの一部分でデイジタル符
号化信号を受信し復号するステップと、付加されたアナログ映像情報を含む上記テレビジョン画
像フィールドの他の一部分でＮＴＳＣアナログ信号を受
信し復号するステップと、上記デイジタルならびにアナログ信号を組み合わせて強
化されたテレビジョン画像を形成するステップと、を具えるテレビジョン画像受像方法。
【請求項１３】直交位相成分を含んだ標準ＮＴＳＣ信
号と両立可能な強化されたテレビジョン信号を伝送する
システムであって、強化されたテレビジョン信号を供給するための情報を含
むデイジタル符号化信号をテレビジョン画像フィールド
の第１の部分に入れて送出するための手段と、ＮＴＳＣアナログ信号を標準ＮＴＳＣ信号を供給する情
報を含むテレビジョン画像フィールドの第２の部分に入
れて送出するための手段と、付加されたデイジタル符号化信号を上記テレビジョン画
像フィールドの中の上記直交位相成分にのせて送出する
ための手段と、を具備するテレビジョン信号伝送装置。
【請求項１４】デイジタル信号は、テレビジョン画像
フィールド中の第１の部分が、標準ＮＴＳＣ信号を供給
するための情報の前と後において送出される請求項１３
記載のテレビジョン信号伝送装置。
【請求項１５】強化されたテレビジョン信号を受像す
るテレビジョン受像機であって、上記信号は直交位相成
分を持っており、強化されたテレビジョン信号を供給するための情報を含
み画像情報の第１の部分に入れて送出されるデイジタル
符号化信号を受信し復号するための手段と、付加されたアナログ映像情報を含む上記テレビジョン画
像フィールドの第２の一部分でＮＴＳＣアナログ信号を
受信し復号するための手段と、テレビジョン画像フィールドの上記第１と第２の部分に
おいて、上記直交位相成分にのせて伝送されるデイジタ
ル符号化信号を受信し復号するための手段と、上記デイジタルならびにアナログ信号を組み合わせて強
化されたテレビジョン画像を形成する手段と、を具備するテレビジョン信号受像機。
【請求項１６】強化されたテレビジョン信号を受像す
る方法であって、主キャリアー上で、テレビジョン画像フィールドの第１
の部分で、強化されたテレビジョン画像を供給するため
の情報を含むデイジタル符号化信号を受信し復号するス
テップと、付加されたアナログ映像情報を含む上記テレビジョン画
像フィールドの第２の一部分でＮＴＳＣアナログ信号を
受信し復号するステップと、直交キャリアー上で、強化されたテレビジョン画像を供
給するためのデイジタル情報を含むデイジタル符号化信
号を上記テレビジョン画像フィールド中で受信し復号す
るステップと、上記デイジタルならびにアナログ信号情報を結合して強
化されたテレビジョン画像を形成するステップと、を具えるテレビジョン信号受像方法。