JPH06133252A - 信号変換方式および信号逆変換方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】送信側では、有意信号をマトリクス演算により
変換信号に変換し、受信側では、該変換信号に対して逆
マトリクス演算を行って再生信号を得る。 【効果】現行受信機との両立性を十分に確保でき、新受
信機においても高品質の再生信号が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、信号変換方式および信
号逆変換方式に係り、特に、テレビジョン音声信号に用
いて好適な信号変換方式および信号逆変換方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現行テレビジョン方式（ＮＴＳＣ方式）
では、２チャネルの音声信号（主音声信号Ａ１および副
音声信号Ａ２）がアナログ信号形態でＦＭ変調されて、
画像信号とともに伝送されている。この２チャネル音声
伝送方式の具体的なサービス形態として、次に述べる２
か国語モノラルモードと２チャネルステレオモードがあ
る。

【０００３】２か国語モノラルモードでは、例えば、モ
ノラルの日本語信号（信号Ｊ）と英語信号（信号Ｅ）な
どを、それぞれ主信号Ａ１と副音声Ａ２として伝送して
いる。

【０００４】２チャネルステレオモードでは、左音声信
号(信号Ｌ）と右音声信号(信号Ｒ）の和信号（(Ｌ＋Ｒ)
／２）を主信号Ａ１として伝送し、両者の差信号（(Ｌ
−Ｒ)／２）を副信号Ａ２として伝送している。これに
より、主信号Ａ１しか再生できない受信機との両立性を
保っている。

【０００５】一方、現行テレビジョン方式と両立性を保
ったまま高画質化，高音質化する第２世代ＥＤＴＶ方式
では、従来のアナログ音声２チャネルに加え、新規に２
ないし４チャネルのディジタル音声を伝送することが検
討されている（参考文献：野田ほか；“現行ＮＴＳＣテ
レビ放送のためのディジタル音声信号多重方式と両立性
について，”テレビ誌，４２，９，pp.９７９−９８６
(Sep.１９８８)）。

【０００６】一例として、新規に２チャネルのディジタ
ル音声信号（信号Ｄ１およびＤ２）が伝送される場合に
は、従来のアナログ音声チャネルと併せて、合計４チャ
ネルの信号伝送が可能となる。このとき、従来のサービ
ス形態に加え、以下に述べる４か国語モノラルモード，
２か国語ステレオモード，４チャネルステレオモードな
どのサービス形態が考えられる。

【０００７】４か国語モノラルモードでは、例えば、モ
ノラルの日本語信号（信号Ｊ），英語信号（信号Ｅ），
仏語信号（信号Ｆ），独語信号（信号Ｇ）などが同時に
伝送可能となる。

【０００８】２か国語ステレオモードでは、例えば、ス
テレオ日本語信号（信号ＪＬと信号ＪＲ）とステレオ英
語信号（信号ＥＬと信号ＥＲ）などが同時に伝送可能と
なる。

【０００９】４チャネルステレオモードでは、左音声信
号(信号Ｌ）と右音声信号（信号Ｒ)に加え、例えば、中
央音声信号（信号Ｃ）とサラウンド音声信号（信号Ｓ）
などが同時に伝送可能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】４か国語モノラルモー
ドでは、各信号Ｊ，Ｅ，Ｆ，Ｇを各伝送信号チャネルＡ
１，Ａ２，Ｄ１，Ｄ２に割り当てればよい。しかし、２
か国語ステレオモードおよび４チャネルステレオモード
では、以下に述べるように、現行受信機との両立性を十
分に確保したまま、如何に伝送チャネルを割り当てるか
が課題となる。

【００１１】２か国語ステレオモードの場合について、
以下詳しく説明する。まず、単純に信号ＪＬ，ＪＲ，Ｅ
Ｌ，ＥＲを、それぞれ伝送信号Ａ１，Ａ２，Ｄ１，Ｄ２
に割り当てた場合、信号Ａ１とＡ２しか再生できない現
行受信機では日本語信号しか再生できない。また、信号
ＪＬ，ＪＲ，ＥＬ，ＥＲを、それぞれ伝送信号Ａ１，Ｄ
１，Ａ２，Ｄ２に割り当てた場合、４チャネルとも再生
できる新受信機では、左音声信号（ＪＬ，ＥＬ）をアナ
ログ信号形態で、右音声信号（ＪＲ，ＥＲ）をディジタ
ル信号形態で再生することになり、左右チャネル間の音
質差や遅延差を生じるため、非常に不自然な再生信号と
なる。

【００１２】４チャネルステレオモードの場合につい
て、以下詳しく説明する。単純に信号Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ
を、それぞれ伝送信号Ａ１，Ａ２，Ｄ１，Ｄ２に割り当
てた場合、２チャネルしか再生できない現行受信機で
は、中央に定位した音源から発せられた中央音声信号Ｃ
が再生できないため不自然になり、またサラウンド信号
Ｓも再生できないためサラウンド効果も得られない。

【００１３】このように、単純に各信号を各チャネルに
割り当てた場合には、現行受信機との両立性、あるいは
新受信機における信号再生特性に問題が生じる。

【００１４】本発明の目的は、現行受信機との両立性を
十分に確保でき、新受信機でも高品質の再生信号が得ら
れる信号変換方式および信号逆変換方式を提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】ｎ（ｎは３以上の整数）
チャネルの有意信号を入力してｎチャネルの変換信号を
得る正則なマトリクス演算手段、およびその逆マトリク
ス演算手段を用いることにより、上記目的は達成でき
る。

【００１６】

【作用】２か国語ステレオモードの場合は、信号ＪＬ，
ＪＲ，ＥＬ，ＥＲを、例えば図２（ａ）に示すマトリク
ス演算により伝送信号Ａ１，Ａ２，Ｄ１，Ｄ２に割り当
てて伝送する。その結果、信号Ａ１しか再生できない現
行受信機でも日本語信号（(ＪＬ＋ＪＲ)／２）を再生で
き、信号Ａ１およびＡ２しか再生できない現行受信機で
も日本語信号（(ＪＬ＋ＪＲ)／２）および英語信号
（(ＥＬ＋ＥＲ)／２）を再生できるため、それぞれ従来
と同様のサービスを十分に受けられることになる。ま
た、４チャネルすべてを再生できる新受像機では、伝送
信号Ａ１，Ａ２，Ｄ１，Ｄ２に対して図２（ｂ）に示す
逆マトリクス演算を行えば、もとの信号ＪＬ，ＪＲ，Ｅ
Ｌ，ＥＲを独立して再生でき、各言語ともにステレオ音
声を得ることができる。また、チャネル間の演算による
干渉は信号ＪＬとＪＲの間、および信号ＥＬとＥＲの間
で格差がないため、左右チャネル間の音質差や遅延差は
生じない。

【００１７】４チャネルステレオモードの場合は、信号
Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓを、例えば、図３（ａ）に示すマトリク
ス演算により伝送信号Ａ１，Ａ２，Ｄ１，Ｄ２に割り当
てて伝送する。その結果、信号Ａ１しか再生できない現
行受信機でも信号（(Ｌ＋Ｒ＋Ｃ)／２）を再生できる。
また、信号Ａ１およびＡ２だけから左音声信号Ｌ′＝
(Ａ１＋Ａ２)と右音声信号Ｒ′＝(Ａ１−Ａ２)を再生す
る現行受信機でも、信号Ｌ′＝（Ｌ＋（Ｃ＋Ｓ)／２）
および信号Ｒ′＝(Ｒ＋(Ｃ−Ｓ)／２）を再生できるた
め、中央音声信号Ｃが左右同相となって中央に定位する
とともに、サラウンド信号Ｓが左右逆相となりサラウン
ド効果も得られるため、従来と同様のサービスを十分に
受けられる。４チャネルすべてを再生できる新受信機で
は、伝送信号Ａ１，Ａ２，Ｄ１，Ｄ２に対して図３
（ｂ）に示す逆マトリクス演算を行えば、もとの信号
Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓを独立して再生できる。また、信号Ｌ，
Ｒ，Ｃ，Ｓは互いに相関性が大きいため、チャネル間演
算により干渉（漏話）が生じても影響は小さい。

【００１８】送信側で上述した処理モードを識別するた
めの識別信号を付加し、受信側でその識別信号に従って
逆マトリクス係数を選択的に変更すれば、各処理モード
に対応した逆変換を行うことができる。なお、本発明の
信号変換方式であることを示す識別信号が検出されない
場合には、従来の信号再生方法（例えば、信号Ａ１およ
びＡ２のみを用いて再生信号を得る、などの方法）を用
いればよい。

【００１９】従って、現行受信機との両立性を十分に確
保でき、新受信機でも高品質の再生信号が得られる信号
変換方式および信号逆変換方式を実現でき、上記目的を
達成することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を第２世代ＥＤＴＶ方式の４チ
ャネル音声信号変換および逆変換方式に適用した場合を
例に挙げて、実施例を説明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施例の構成図を示し
たものである。同図において、入力された信号Ｃｈ１〜
Ｃｈ４は、後述するマトリクス演算回路１により信号Ａ
１，Ａ２，Ｄ１，Ｄ２に変換して、後述する多重回路２
に入力する。このときのマトリクス係数は係数回路３に
より入力され、係数回路３は、手動、あるいは外部から
入力された識別信号により制御される制御回路５により
制御される。また、これと同時に、本発明の方式である
ことと、どのマトリクス係数を用いているかを示す識別
信号を、識別信号付加回路４により付加し、多重回路２
に入力する。

【００２２】多重回路２の出力を、有線あるいは無線に
より伝送する。あるいは、磁気テープ，磁気ディスク，
光ディスクなどに蓄積する。伝送、あるいは蓄積された
信号は、後述の分離回路６により信号Ａ１，Ａ２，Ｄ
１，Ｄ２を分離し、逆マトリクス演算回路７に入力す
る。また、これと同時に、識別信号検出回路８により識
別信号を検出し、これをもとに制御回路１０および係数
回路９を用いて、係数回路３で用いられたマトリクス係
数に対する逆マトリクス係数を作成し、逆マトリクス演
算回路９に入力する。逆マトリクス演算回路７では、マ
トリクス演算回路１の逆演算を行って、もとの信号Ｃｈ
１〜Ｃｈ４を得る。

【００２３】マトリクス演算および逆演算の係数は、例
えば、本発明の図２および図３に示す係数などを用いれ
ばよい。なお、入力する信号Ｃｈ１〜Ｃｈ４は、アナロ
グ信号形態のままでもよいが、ディジタル信号形態に変
換した方が信号処理が容易となる。

【００２４】図４に、本発明に用いるマトリクス演算回
路１のブロック図を示す。この回路では、入力信号Ｃｈ
１〜Ｃｈ４に対して、乗算器１１〜１４，１６〜１９，
２１〜２４，２６〜２９、および加算器１５，２０，２
５，３０を用いて、係数回路３からのマトリクス係数と
の積和演算を行い、信号Ａ１，Ａ２，Ｄ１，Ｄ２を得
る。係数が０の乗算器は省略できる。また、係数が２の
べき乗で表される場合には、乗算器は信号Ｃｈ１〜Ｃｈ
４のビットシフトなどで代用できる。なお、逆マトリク
ス演算回路７の構成も同様である。また、係数回路３，
９は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などで容易に実現
できるため、ここでは図示は行わない。

【００２５】図５に、本発明に用いる多重回路２のブロ
ック図を示す。信号Ａ１およびＡ２は、ＤＡ変換器３
１，３２によりそれぞれアナログ信号形態に変換し、Ｆ
Ｍ変調回路３３，３４によりそれぞれ現行受信機で受信
できる形態に変調し、周波数・時分割多重回路３８によ
り、後述のように周波数多重あるいは時分割多重する。
また、信号Ｄ１およびＤ２は、合成回路３５を用いて時
分割多重などにより一つの信号に合成したのち、ディジ
タル信号処理回路３６により圧縮，コード化処理などを
行い、変調回路３７により後述の信号形態に変調し、識
別信号付加回路４からの識別信号とともに、周波数・時
分割多重回路３８に入力する。このときのディジタル信
号処理および変調・多重手法として、例えば、参考文献
（野田ほか；“現行ＮＴＳＣテレビ放送のためのディジ
タル音声信号多重方式と両立性について，”テレビ誌，
４２，９，pp.９７９−９８６(Sep.１９８８))記載の手
法などを用いることができるため、ここでは詳しい図示
は行わない。

【００２６】図６により、周波数・時分割多重回路３８
の動作を説明する。同図において、信号Ａ１およびＡ２
は、現行受信機でも受信可能なように、現行の音声信号
と同じ形態で周波数多重する。また、信号Ｄ１およびＤ
２は、映像信号を変調している映像搬送波と位相直交す
る直交搬送波により変調して多重する。このとき、現行
受信機の映像信号への影響を少なくするため、逆ナイキ
ストフィルタ処理を行った方が好ましい。また、識別信
号は、垂直ブランキング時間などの画像の無信号部分に
多重すればよい。なお、信号多重方法はこれに限定され
るわけではなく、例えば、レターボックス手法で画像が
伝送される場合には、信号Ｄ１，Ｄ２および識別信号
は、画面上下の無画部などに時分割多重してもよい。

【００２７】図７に、本発明に用いる分離回路６のブロ
ッ図を示す。この回路では、上述した多重回路２の処理
の逆処理を行う。すなわち、周波数・時分割分離回路３
９によりアナログ信号，ディジタル信号，識別信号を分
離する。アナログ信号は、ＦＭ復調回路４０，４１によ
りベースバンドに復調したのち、ＡＤ変換器４２，４３
によりディジタル信号形態に変換して、信号Ａ１および
Ａ２を得る。一方、分離されたディジタル信号は、復調
回路４４，ディジタル信号処理回路４５，分割回路４６
により、デコード化・補間・伸張処理などを行って、信
号Ｄ１およびＤ２を得る。この処理についても、参考文
献記載の手法を用いることができるため、ここでは詳し
い図示は行わない。

【００２８】以上、本発明を第２世代ＥＤＴＶの４チャ
ネル音声信号変換および逆変換方式に適用した場合につ
いて説明したが、本発明はこの他にも、アナログ音声信
号２チャネル(信号Ａ１，Ａ２)＋ディジタル音声信号４
チャネル（信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）の合計６チャ
ネル音声信号変換および逆変換方式にも適用できる。例
えば、４チャネルステレオモードで信号Ｌ，Ｒ，Ｃ，Ｓ
を伝送する場合、本発明により、送信側でＡ１＝(Ｌ＋
Ｒ＋Ｃ)／２，Ａ２＝(Ｌ−Ｒ＋Ｓ)／２，Ｄ１＝Ｌ，Ｄ
２＝Ｒ，Ｄ３＝Ｃ，Ｄ４＝Ｓなどの変換を行って伝送す
ることにより、現行受信機との両立性を保つことができ
る。また、テレビジョン音声信号に限定されるわけでは
なく、一般の音声信号や画像信号にも広く適用できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、現行受信機との両立性
を十分に確保でき、新受信機においても高品質の再生信
号が得られる信号変換方式、および信号逆変換方式を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のフローチャート。

【図２】本発明の動作説明図。

【図３】本発明の動作説明図。

【図４】本発明に用いる回路のブロック図。

【図５】本発明に用いる回路のブロック図。

【図６】本発明に用いる回路の動作説明図。

【図７】本発明に用いる回路のブロック図。

【符号の説明】

１…マトリクス演算回路、２…多重回路、３，９…係数
回路、４…識別信号付加回路、５，１０…制御回路、６
…分離回路、７…逆マトリクス演算回路、８…識別信号
検出回路。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ｎ（ｎは３以上の整数）チャネルの有意信
   号に対して、マトリクス演算を行ってｎチャネルの変換
   信号を得ることを特徴とする信号変換方式。
2. 【請求項２】請求項１において、前記変換されたｎチャ
   ネルの前記変換信号に対して、逆マトリクス演算を行っ
   てｎチャネルの再生信号を得る信号逆変換方式。
3. 【請求項３】請求項１において、有意信号，変換信号
   は、音声信号である信号変換方式。
4. 【請求項４】請求項２において、再生信号は、音声信号
   である信号逆変換方式。
5. 【請求項５】請求項３において、前記変換信号は、２チ
   ャネルがアナログ信号形態で伝送あるいは蓄積され、
   （ｎ−２）チャネルがディジタル信号形態で伝送あるい
   は蓄積される信号変換方式。
6. 【請求項６】請求項４において、前記変換信号は、２チ
   ャネルがアナログ信号形態で伝送あるいは蓄積され、
   （ｎ−２）チャネルがディジタル信号形態で伝送あるい
   は蓄積される信号逆変換方式。
7. 【請求項７】請求項１ないし６において、前記信号変換
   方式および処理モードを識別するための識別信号を変換
   信号に付加する信号変換方式。
8. 【請求項８】請求項２，４または６において、前記信号
   変換方式および処理モードを識別するための識別信号を
   検出し、前記識別信号に応じて前記逆マトリクス演算の
   特性を変更する信号逆変換方式。