JPH06350880A - 多重信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レターボックス形式にエンコードした信号のう
ち上下無画部に多重される信号レベルをフィルタリング
で低減して伝送し、現行受像機における妨害を低減し、
かつデコードした場合ノイズレベルの増加を押さえ良好
に再現する。 【構成】エンコーダ側では横長画面をレターボックス形
式にするために、主画面部の信号と上下無画面部へ多重
する信号とに分離部３０２で分離し、各処理部３０３、
３０４で処理する。上下画面部へ多重する信号は妨害低
減エンコーダ４０１にてフィルタリングされて任意の帯
域がレベル低減され、並び替え部３０５、合成部３０６
を介して上下無画部に多重される。デコーダ側では、上
下無画部の信号は、並び替えの後、上記フィルタリング
特性とは逆特性の妨害低減デコーダで処理れ、上下無画
面処理部３１１でもとの補助信号に戻される。主画面部
の信号は主画面処理部３１０でもとの状態に戻され補助
信号と合成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラーテレビジョン
信号を伝送し、受信するシステムにおける多重信号処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アスペクト比１６：９の横長画面のテレ
ビジョン信号をカメラで撮影し、アスペクト比４：３の
ディスプレイに表示すると、真円率を保てなくなり、円
形の被写体は縦長の楕円形になってしまう。このままで
は、横長画面テレビジョンシステムと、現行テレビジョ
ンシステムとの両立性が得られない。そこで、送り側で
横長の画像を垂直方向に３／４に圧縮して伝送し、これ
を現行のテレビジョンシステムの受信機で表示した場
合、ディスプレイの上下に無画部を伴うが画像には歪み
が生じないようにした、いわゆるレターボックス形式と
いわれる信号処理方式が提案されている。

【０００３】図９（Ａ）は、レターボックス形式のテレ
ビジョン信号を現行の受信機で受信し表示した場合の画
面上の状態を示している。アスペクト比４：３の現行受
信機の画面にアスペクト比１６：９の横長画面が確保さ
れている。横長の画面（主画面）の上下には、上、下無
画部がそれぞれ生じている。主画面部ではフレーム走査
線数３６０本が存在し、上下無画部ではそれぞれフレー
ム走査線数６０本が存在する。従って、横長画面を主画
面部に収めるためには、横長画面は３／４に垂直方向に
圧縮する必要があるが、圧縮前に３６０［本／フレー
ム］以下の帯域に制限される。つまり、横長画面に含ま
れている３６０［本／フレーム］以上の成分は、主画面
部に含めて伝送することができない。

【０００４】一方、横長画面をデコードするデコーダか
ら見た場合、もとの解像度の横長画面を再現するために
は、上記主画面部に含めて伝送できなかった３６０［本
／フレーム］以上の成分が必要である。そこで、レター
ボックス形式では、３６０［本／フレーム］以上の成分
を補助信号とし、この補助信号を伝送しやすいように処
理して多重用信号にし、この多重用信号を上下無画部に
多重して伝送するようにしている。

【０００５】図９（Ｂ）は、レターボックス形式のエン
コーダ及びデコーダの基本構成を示している。入力端子
３０１には、有効走査線数４８０［本／フレーム］、フ
レーム周波数６０［Ｈｚ］、１：１の順次走査信号が入
力される。入力信号は、分離部３０２において主画面部
用信号と上下無画部用信号に分離される。主画面用信号
は、主画面処理部３０３に入力され、上下無画部用信号
は、上下無画面処理部３０４に入力される。主画面処理
部３０３は、垂直方向帯域を３６０［本／フレーム］以
下の帯域に制限する。帯域制限は低域通過フィルタを用
いることにより実現される。垂直方向に帯域制限を受け
た信号は、次に３／４倍の走査線数の変換処理を受け
る。これにより有効走査線数が４８０本から３６０本に
なり、かつ帯域も３６０［本／フレーム］の信号とな
る。一方、上下無画面処理部３０４では、主画面部で伝
送できない垂直方向の高域成分及び水平方向の高域成分
を圧縮処理して伝送する。上下無画部で伝送できる帯域
は、有効走査線の４８０本から主画面部の３６０本を差
し引いた１２０本分である。したがって、上下無画部に
はそれぞれ６０本を割り当てることができる。そこで、
主画面部で伝送できなかった高域成分は、２×６０本の
走査線に多重しやすいように並び替え部３０５により並
び替えられる。並び替え部３０５の出力（多重用信号）
は、合成部３０６において、主画面部の上下の無画部に
多重され、伝送路３０７に送出される。この場合、合成
部３０６は、レターボックス形式有効走査線４８０［本
／フレーム］、フレーム周波数３０［Ｈｚ］（フィール
ド周波数６０［Ｈｚ］）の飛び越し走査信号に変換して
出力される。

【０００６】伝送路３０７からのレターボックス形式の
信号は、デコーダ側の分離部３０８に入力される。分離
部３０８は、主画面部と上下無画部の信号を分離する。
分離された主画面部の信号は、主画面処理部３１０に入
力され、分離された上下無画部の信号は並び替え部３０
９に入力される。並び替え部３０９では、１２０本の有
効走査線に多重されている信号を抽出して、基の配列に
並び替え、上下無画面処理部３１１に供給する。上下無
画面処理部３１１は、主画面部で伝送されていない先の
高域成分を再生する。主画面処理部３１０は、主画面部
の信号を４／３倍に走査線変換して画像伸張する。主画
面処理部３１０の出力と上下無画面部３１１の出力と
は、合成部３１２に入力されて４８０［本／フレー
ム］、フレーム周波数６０［Ｈｚ］の順次走査信号に変
換される。

【０００７】レターボックス形式によるテレビジョン信
号の送受信システムは、上述の如く構成されている。と
ころで上下無画部に多重する補助信号（主画面部で伝送
できない３６０［本／フレーム］から４８０［本／フレ
ーム］の高域成分）を作成する方法としては、次の２つ
の方法がある。第１は、主として時間方向に高域成分と
低域成分とに分けて、高域成分を補助信号とする方法、
第２は、走査線間の差分信号を補助信号とする方法であ
る。

【０００８】以下、前者の補助信号を伝送する方法を採
用して検討されたエンコーダ及びデコーダの具体例を説
明することにする。 ［エンコーダ］図１０はエンコーダである。入力端子１
０１に入力された４８０本、フレーム周波数１／６０秒
の順次走査信号は、フレーム遅延回路１０２、加算器１
０３、減算器１０４に入力される。フレーム遅延回路１
０２は１フレーム分に遅延量を有し、その出力は、加算
器１０３、減算器１０４に供給される。加算器１０３か
らは第１フレームと第２フレームを加算した結果（フレ
ーム間和と言う：時間方向の低域成分）が得られ、減算
器１０４からは第２フレームから第１フレームを減算し
た結果（フレーム間差と言う：時間方向の高域成分）が
得られる。加算器１０３の出力（フレーム間和）は、係
数器１０５で１／２倍され、時間伸張回路１０６でフレ
ーム間間引きされ、走査線数４８０本、フレーム周波数
１／６０秒の順次走査信号から走査線数４８０本、フレ
ーム周波数１／３０秒の順次走査信号に変換される。時
間伸張回路１０６の出力は、垂直低域通過フィルタ（Ｖ
ＬＰＦ）１０７と垂直高域通過フィルタ（ＶＨＰＦ）１
１３に入力される。

【０００９】ＶＨＰＦ１１３では、垂直方向の高域成分
（Ｖｈ：静画モード補助信号）が抽出される。この高域
成分（Ｖｈ）は、３６０［本／フレーム］以上の成分で
ある。高域成分（Ｖｈ）は、垂直方向への周波数シフト
回路（Ｖシフト）１１４により、垂直方向の低域に周波
数シフトされ、さらに水平低域通過フィルタ（ＨＬＰ
Ｆ）１１６により水平方向に帯域制限された後、４→３
走査線変換回路１１７に供給される。４→３走査線変換
回路１１７は、水平低域通過フィルタ１１６の出力を、
垂直方向に３／４倍に圧縮処理するもので、走査線数４
８０本、フレーム周波数１／３０秒の順次走査信号を、
走査線数３６０本、フレーム周波数１／３０秒の順次走
査信号に変換する。

【００１０】ＶＬＰＦ１０７では、垂直方向の帯域制限
が行われる。帯域制限は４８０［本／フレーム］から３
６０［本／フレーム］への制限である。ＶＬＰＦ１０７
の出力は、４→３走査線変換回路１０８に入力され、走
査線数４８０本、フレーム周波数１／３０秒の順次走査
信号から、走査線数３６０本、フレーム周波数１／３０
秒の順次走査信号に変換される。

【００１１】４→３走査線変換回路１０８の出力は、静
画モード主画面信号Ｙｓとして混合回路（ＭＩＸ）１１
２の一方に供給されると共に、水平垂直低域通過フィル
タ（ＨＶＬＰＦ）１１０に供給される。ＨＶＬＰＦ１１
０の出力は、加算器１１１に入力され、後述する動画補
償用信号と加算された後、動画モード主画面信号Ｙｍと
して混合回路１１２の他方に供給される。混合回路１１
２は、動き検出回路１３４からの動き検出信号に応じ
て、動画モード主画面信号Ｙｍと静画モード主画面信号
Ｙｓとを混合して出力し、画像の動きが大きいときは動
画モード主画面信号Ｙｍの比率が大きくなり、静画のと
きは静画モード主画面信号Ｙｓの比率が大きくなる。動
き検出回路１３４は、４→３走査線変換回路１１７、１
０８の出力を用いて画像動きを検出している。

【００１２】一方、減算器１０４から出力されたフレー
ム間差は、係数器１２２に入力されて１／２倍された
後、時間伸張回路１２３に入力される。この時間伸張回
路１２３も、先の時間伸張回路１０６と同様に、入力し
た順次走査信号のフレーム間間引きを行い、走査線数４
８０本、フレーム周波数１／６０秒の順次走査信号を、
走査線数４８０本、フレーム周波数１／３０秒の順次走
査信号に変換する。時間伸張回路１２３の出力は、水平
垂直低域通過フィルタ（ＨＶＬＰＦ）１２４に入力され
て水平方向及び垂直方向へ帯域制限を受ける。垂直方向
の帯域制限によりその成分の帯域は、３６０［本／フレ
ーム］以下となる。ＨＶＬＰＦ１２４の出力は、４→３
走査線変換回路１２５に入力されて走査線数が変換さ
れ、走査線数４８０本、フレーム周波数１／３０秒の順
次走査信号から、走査線数３６０本、フレーム周波数１
／３０秒の順次走査信号に変換される。４→３走査線変
換回路１２５の出力は、周波数シフト回路１２７に入力
されて、垂直方向高域に周波数シフトされ、先の加算器
１１１に供給される。

【００１３】上記のようにフレーム間差を処理する周波
数シフト回路１２７から得られた垂直方向高域成分を加
算器１１１において、ＨＶＬＰＦ１１０の出力と加算す
るのは、レターボックス形式のテレビジョン信号をその
まま現行方式の受信機で受信して映出した際の主画面部
の動画の解像度を良くするためである。フレーム間差
は、時間方向（フレーム方向）の動き情報を含んでい
る。

【００１４】先の４→３走査線変換回路１２５の出力
は、減算器１３１にも供給されている。この減算器１３
１には、先の混合回路１１２の出力から、垂直高域通過
フィルタ（ＶＨＰＦ）１２８により垂直高域成分が抽出
され、周波数シフト回路１２９により垂直低域にシフト
されて供給されている。そしてこの減算器１３１の出力
は、垂直高域成分（Ｖｔ：動画モード補助信号）として
混合回路１１８に供給されている。

【００１５】混合回路１１８は、動き検出回路１３４か
らの動き検出信号に応じて、動画モードのときは成分Ｖ
ｔを選択導出し、静画モードのときは成分Ｖｈを導出す
る。混合回路１１８の出力は、３→２走査線変換回路１
１９に入力され、２／３倍に圧縮処理される。これによ
り、走査線数３６０本、フレーム周波数１／３０秒の順
次走査から、走査線数２４０本、フレーム周波数１／３
０秒の順次走査信号になる。走査線変換回路１１９から
出力された補助信号は、時間圧縮回路１２０に入力され
て、水平方向に圧縮され、次に並び替え回路１２１に入
力され、上下無画部の走査線上に配列できるように並び
替えされ、セレクタ１５１に入力される。

【００１６】先の混合回路１１２の出力は、飛び越し走
査変換回路１３３に入力され、順次走査信号から飛び越
し走査信号に変換される。飛び越し走査に変換された信
号は、動き検出回路１４４、プリコーミング回路１４
５、混合回路１４７に入力される。混合回路１４７は、
動き検出回路１４４からの動き検出信号に応じて制御さ
れ、動画モードではプリコーミング回路１４５の出力を
多くし、静画モードでは飛び越し走査変換回路１３３か
らの出力を多くする。混合回路１４７の出力は、加算器
１５０に入力され、後述する搬送色信号と混合され、そ
の混合出力はセレクタ１５１に供給される。プリコーミ
ング回路１４５は、予め輝度信号を色信号のスペクトル
帯域から分離するための回路である。

【００１７】色信号Ｉは、垂直低域通過フィルタ（ＶＬ
ＰＦ）１３５で垂直方向に帯域制限され、次に水平低域
通過フィルタ（ＨＬＰＦ）１３６で水平方向に帯域制限
され、次に飛び越し走査変換回路１３７にて飛び越し走
査信号に変換され、次に４→３走査線変換回路１３８に
おいて垂直方向へ３／４倍に圧縮される。この結果、走
査線数４８０本から３６０本に圧縮される。色信号Ｑも
色信号Ｉと同様に、ＶＬＰＦ１３９、ＨＬＰＦ１４０、
飛び越し走査変換回路１４１、４→３走査線変換回路１
４２により順次処理され、３／４倍に圧縮される。４→
３走査線変換回路１３８、１４２の出力は、Ｉ・Ｑ多重
回路１４３にて時分割多重され、動き検出回路１４４、
プリコーミング回路１４６、混合回路１４８に入力され
る。混合回路１４８は、動き検出回路１４４からの動き
検出信号に応じて制御され、動画モードではプリコーミ
ング回路１４６の出力を多くし、静画モードではＩ・Ｑ
多重回路１４３からの出力を多くする。混合回路１４８
の出力は、変調回路１４９に入力されて、色搬送波周波
数により変調され搬送色信号となり、加算器１５０に入
力される。プリコーミング回路１４６は、予め色信号を
輝度信号のスペクトル帯域から分離するための回路であ
る。

【００１８】セレクタ１５１では、主画面部のタイミン
グでは、加算器１５０の出力を選択し、上下無画部のタ
イミングでは並び替え回路１２１からの出力を選択導出
する。この導出された信号は、同期付加回路１５２にお
いて同期信号が付加され、次にデジタルアナログ（Ｄ／
Ａ）変換回路１５３でアナログ信号に変換され、エンコ
ード信号として出力される。この信号は有効走査線数４
８０本のレターボックス型のテレビジョン信号でありア
スペクト比４：３の現行のテレビジョン受信機で受信し
再生することができる。

【００１９】［デコーダ］図１１は上記エンコーダから
の信号をデコードするデコーダを示している。エンコー
ド信号は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換回路２１１
でデジタル信号に変換され、輝度色（Ｙ／Ｃ）分離回路
２１２及び並び替え回路２３１に供給される。Ｙ／Ｃ分
離回路２１２では、主画面部から輝度信号と色信号の分
離を行う。輝度信号は、フレーム合成回路２１４に入力
され、第１フィールドと第２フィールドが合成され、フ
レーム周波数１／３０秒の飛び越し走査信号からフレー
ム周波数１／３０秒の順次走査信号に変換される。この
順次走査信号は、垂直高域通過フィルタ（ＶＨＰＦ）２
１５、動き検出回路２１９に供給される。ＶＨＰＦ２１
５で抜き取られた垂直高域成分は、周波数シフト回路２
１６により垂直低域にシフトされた後、加算器２１７に
入力される。動き検出回路２１９では画像の動きが検出
される。

【００２０】並び替え回路２３１では、上下無画部に多
重されている多重用信号が基の状態に並び替えされる。
並び替えされた信号は、時間伸張回路２３２で水平方向
に伸張され、基のラインの長さに戻される。時間伸張回
路２３２の出力（２４０本）は、２→３走査線変換回路
２３３において、３／２倍に伸張され、２４０本、フレ
ーム周波数１／３０秒の順次走査信号から走査線数３６
０本、フレーム周波数１／３０秒の順次走査信号に変換
され、係数器２３４に入力されるとともに加算器２１７
に入力される。

【００２１】加算器２１７は、２→３走査線変換回路２
３３の出力と、先の周波数シフト回路２１６の出力を加
算して、その出力を係数器２１８に供給している。２→
３走査線変換回路２３３の出力は、動画モードの場合、
エンコーダ側の減算器１３１の出力に対応し、周波数シ
フト回路２１６の出力は、エンコーダ側の周波数シフト
回路１２９の出力に対応する。したがって加算器２１７
では、エンコーダ側の４→３走査線変換回路１２５の出
力が再現されたことになる。

【００２２】係数器２１８と係数器２３４とは動き検出
回路２１９からの動き検出信号により相補的に制御され
る。動画モードのときは係数器２１８の出力が大きくな
り、静画モードのときは係数器２３４の出力が大きくな
る。

【００２３】係数器２１８の出力は、３→４走査線変換
回路２２４に供給されると共に、周波数シフト回路２２
２に供給される。周波数シフト回路２２２では、その入
力を垂直高域にシフトし、加算器２２３に供給してい
る。加算器２２３には、先のフレーム合成回路２１４の
出力が供給されている。

【００２４】周波数シフト回路２２２の意義について説
明する。エンコーダ側では、動画モード主画面信号Ｙｍ
は、加算器１１１において垂直高域成分を加算され、現
行受像機で再生しても動画の解像度が劣化しないように
されている。この信号処理は、現行受像機における再現
性を考慮したものである。しかしデコーダ側では、この
主画面信号Ｙｍに合成されている動画用の付加信号は、
不要である。これは、横長画面に対する動画モード補助
信号は、加算器２１７、係数器２１８、３→４走査線変
換回路２２４の系統で忠実に再現されるからである。そ
こで、周波数シフト回路２２２において、動画モード主
画面用信号Ｙｍに加算器１１１にて加算していた垂直高
域成分を、ここではフレーム合成回路２１４の出力から
減算する必要がある。このために、周波数シフト回路２
２２、減算器２２３が設けられている。

【００２５】減算器２２３の出力は、３→４走査線変換
回路２２５に供給され、４／３倍に伸張され、加算器２
２６に供給される。一方、係数器２３４の出力は、３→
４走査線変換回路２３５で４／３倍に伸張され、走査線
数３６０本、フレーム周波数１／３０秒の信号から走査
線数４８０本、フレーム周波数１／３０秒の順次走査信
号に変換され、周波数シフト回路２３６に供給され、垂
直高域にシフトされる。この周波数シフト回路２３６
は、エンコーダ側の周波数シフト回路１１４のシフト分
を元に戻す役割を果たしている。この周波数シフト回路
２３６の出力は、静画モードの補助信号として加算器２
２６に供給される。加算器２２６から出力された信号
は、加算器２４０及び減算器２４１に供給される。加算
器２４０と減算器２４１には、３→４走査線変換回路２
２４からの信号が供給されている。

【００２６】加算器２４０の出力は、順次走査変換回路
２４２に供給され、減算器２４１の出力は順次走査変換
回路２４３に供給される。順次走査変換回路２４２、２
４３では、走査線数４８０本、フレーム周波数１／３０
秒の順次走査信号を、走査線数４８０本、フレーム周波
数１／６０秒の順次走査信号に変換して出力する。順次
走査変換回路２４２、２４３の出力は、セレクタ２４４
によりフレーム（１／６０秒）毎に切り替えて導出さ
れ、マトリックス回路２５６に入力される。

【００２７】一方、Ｙ／Ｃ分離回路２１２で分離された
色信号は、色復調回路２５１で復調され、３→４走査線
変換回路２５２で４／３倍に垂直方向へ伸張され、走査
線数３６０本、フレーム周波数（１／３０）秒の飛び越
し走査信号から、走査線数４８０本、フレーム周波数
（１／３０）秒の飛び越し走査信号に変換される。次に
順次走査変換回路２５３に入力されて、走査線数４８０
本、フレーム周波数（１／６０）秒の順次走査信号に変
換された後、マトリックス回路２５６に入力される。マ
トリックス回路２５６では、入力されたＹ、Ｉ、Ｑ信号
をマトリックス演算しＲ、Ｇ、Ｂ信号を導出する。Ｒ、
Ｇ、Ｂ信号はそれぞれデジタルアナログ変換回路２５７
にてアナログ信号に変換される。

【００２８】上記のようにエンコーダでは、上下無画部
に付加信号（多重用信号）を多重して伝送するために、
現行受像機で受信した場合、主画面部だけでなく上下無
画部までも表示される。このために、多重用信号のレベ
ルが大きいと無画部にちらつきが生じ妨害が発生する。

【００２９】図１２には、上述したエンコーダ、デコー
ダの原理動作を説明するために、テレビジョン信号のラ
イン及びフレーム構造を示している。フレームＡ、フレ
ームＢは、順次走査段階の第１、第２のフレームである
（ステップＳ１）。この第１、第２のフレームを合成し
て得られたフレームフレームＦ１（フレーム間和）が
（Ａ＋Ｂ）／２、フレームＦ２（フレーム間差）が（Ａ
−Ｂ）／２である（ステップＳ２）。このフレームＦ２
は、画像の動きを現す成分になっている。これらの信号
は、途中帯域制限などの処理を受けるが、最終的には、
主画面にはフレーム間差成分の一部が加算され、動き成
分を再生されて（ステップＳ３）、飛び越し走査信号と
して伝送されている（ステップＳ４）。ステップＳ３に
おいて動き成分を主画面で再生しているのは、現行受像
機で再生した場合に動画の解像度を改善するためであ
る。

【００３０】デコーダでは、第１、第２フィールドＡ
´、Ｂ´が合成されて順次走査信号に変換され第１フレ
ームＦ１´＝（Ａ＋Ｂ）／２、第２フレームＦ２´＝
（Ａ−Ｂ）／２とされ、垂直方向に伸張される。そして
Ｆ１´＋Ｆ２´＝Ａ、Ｆ１´−Ｆ２´＝Ｂが再現される
ようになっている（加算器２４０、減算器２４３）。そ
してＡ、Ｂが交互に取り出されるようになっている（セ
レクタ２４４）。

【００３１】このようにエンコード、デコードが実現さ
れるが、画像の動きが大きい程、フレーム間差成分のレ
ベルが大きくなる。このフレーム間差成分は、上述のよ
うに一部が主画面にも加算されるが、上下無画部にも多
重用信号として多重される。上下無画部に多重するの
は、横長画面を再現する場合に動画の高域成分が必要で
あるからである。この多重用信号は、画像の動きが大き
い程レベルが大きくなることは前述した通りである。し
かし、この多重用信号のレベルが大きくなると、上下無
画部においてちらつきが現れ妨害を発生する。

【００３２】上記の説明は、横長画面を得るテレビジョ
ン信号のフレーム間和、フレーム間差をとって、現行テ
レビジョン方式と両立性のある信号に変換して伝送する
方式を説明した。

【００３３】この方式の他に、横長画面を得るテレビジ
ョン信号を現行のテレビジョン方式と両立性のある信号
に変換し、走査線間の差分信号をデコーダ側で用いる補
助信号として伝送する方式もある。

【００３４】図１３は、この方式の原理を説明するため
に示したライン及びフレーム構造である。順次走査信号
は、飛び越し走査信号に変換される。この場合、走査線
の情報が１ライン毎に欠落することになる。今、走査線
ａ、ｂ、ｃの部分が走査線変換されて主画面の走査線
ａ、ｂになったとする。ここで走査線ｃが欠落する。そ
こでこの走査線ｃをデコーダで再現するために、走査線
ａ、ｂによりライン補間を行い補間走査線ｃ´＝（ａ＋
ｂ）／２を作成する。しかしこの補間では正確に走査線
ｃを再現できない。そこで、補助信号として補間ｃとｃ
´の差、つまり［ｃ−（ａ＋ｂ）／２］をあらかじめ作
成して伝送しておき、これをデコーダ側で補間走査線ｃ
´に加算するようにすれば、比較的正確に走査線ｃを再
現できることになる。

【００３５】このような方式においても、走査線間の差
が大きい場合には、上下無画部に多重される補助信号の
レベルが大きくなる。よって、先にのべた方式と同様に
上下無画部においてちらつきが現れ妨害を発生するとい
う問題がある。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように高画質
な画像をレターボックス形式にエンコードして現行受像
機と両立性をもたせ、またデコーダで高画質な画像を再
生する方式においては、上下無画部に補助信号を多重し
て伝送している。レターボックス形式にエンコードされ
た信号は、現行受像機においても図形歪みを生じること
なく再生される。しかしながら、上下無画部に多重され
ている補助信号のレベルが大きくなると上下無画部にち
らつきが生じ妨害となる。これを回避するには、単純に
補助信号のレベルを下げて伝送すれば良い。しかし、デ
コーダ側で再生を行う場合、信号レベルをもとにもどす
ために増幅を行うのであるが、このときに伝送路で重畳
されたノイズレベルも増幅されてしまうため、Ｓ／Ｎの
劣化を生じる。これを避けるために信号のレベルを制限
するクリップ処理を行うことも考えられるが、非線形な
歪みを生じ、やはりデコーダ側での信号の再現性に問題
がある。

【００３７】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明の目的と
するところは、上下無画部に多重して伝送する信号の特
性を制御して上下無画部で信号妨害が生じないようにし
た多重信号処理装置を提供することにある。

【００３８】この目的を達成するために、この発明で
は、送信側では画面の中央部で信号Ｍを伝送し、上下無
画部で信号Ａを伝送し、受信側では前記信号Ｍと信号Ａ
を受信して処理するテレビジョン信号の送受信装置にお
いて、前記送信側に前記信号Ａのレベルをデジタルフィ
ルタにより低減する手段を設け、受信側に前記信号Ａの
レベルをデジタルフィルタにより持ち上げる手段を設け
るものである。

【００３９】

【作用】上記の手段によると、フィルタを用いるために
信号Ａの周波数領域においてノイズの目立ちやすい領域
に対してレベルの制御を行うことができ、上下無画部の
妨害を有効になくし、伝送路で生じたノイズを増幅して
しまうような都合な割合も格段と低減される。

【００４０】

【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。図１は、レターボックス形式のテレビジョン信
号送受信システムにおいて、この発明の多重信号処理装
置におけるエンコーダ及びデコーダを示している。

【００４１】図９（Ｂ）で説明した装置と異なる部分
は、エンコーダ側の上下無画面処理部３０４と並び替え
部３０５の間に妨害低減エンコーダ４０１が設けられて
いる点、デコーダ側で、並び替え処理部３０９と上下無
画面処理部３１１との間に妨害低減デコーダ４０２が設
けられている点である。他の部分は、図９（Ｂ）で説明
した構成と同じであるから、図９（Ｂ）と同一符号を付
している。

【００４２】入力端子３０１には、有効走査線数４８０
［本／フレーム］、フレーム周波数６０［Ｈｚ］、１：
１の順次走査信号が入力される。入力信号は、分離部３
０２において主画面部用信号と上下無画部用信号に分離
される。主画面用信号は、主画面処理部３０３に入力さ
れ、上下無画部用信号は、上下無画面処理部３０４に入
力される。主画面処理部３０３は、垂直方向帯域を３６
０［本／フレーム］以下の帯域に制限する。帯域制限は
低域通過フィルタを用いることにより実現される。垂直
方向に帯域制限を受けた信号は、次に３／４倍の走査線
数の変換処理を受ける。これにより有効走査線数が４８
０本から３６０本になり、かつ帯域も３６０［本／フレ
ーム］の信号となる。一方、上下無画面処理部３０４で
は、主画面部で伝送できない垂直方向の高域成分及び水
平方向の高域成分を圧縮処理して伝送する。上下無画部
で伝送できる帯域は、有効走査線の４８０本から主画面
部の３６０本を差し引いた１２０本分である。したがっ
て、上下無画部にはそれぞれ６０本を割り当てることが
できる。

【００４３】そこで、主画面部で伝送できなかった高域
成分は、２×６０本の走査線に多重しやすいように、か
つ妨害を生じないように処理される。まず妨害低減エン
コーダ４０１に入力されて、デジタルフィルタリングさ
れ（この部分については後で詳細に説明する）、次に並
び替え部３０５により並び替えられる。並び替え部３０
５の出力は、合成部３０６において、主画面部の上下の
無画部に多重され、伝送路３０７に送出される。この場
合、合成部３０６は、レターボックス形式有効走査線４
８０［本／フレーム］、フレーム周波数３０［Ｈｚ］
（フィールド周波数６０［Ｈｚ］）の飛び越し走査信号
に変換して出力される。

【００４４】伝送路３０７からのレターボックス形式の
信号は、デコーダ側の分離部３０８に入力される。分離
部３０８は、主画面部と上下無画部の信号を分離する。
分離された主画面部の信号は、主画面処理部３１０に入
力され、分離された上下無画部の信号は並び替え部３０
９に入力される。並び替え部３０９では、１２０本の有
効走査線に多重されている信号を抽出して、基の配列に
並び替えし、その出力を妨害低減デコーダ４０２に入力
する。この妨害低減デコーダ４０２は、先の妨害低減エ
ンコーダ４０１とは逆のフィルタリング特性をもつ。こ
の妨害低減エンコーダ４０２の出力は上下無画面処理部
３１１に供給される。上下無画面処理部３１１は、主画
面部で伝送されていない先の高域成分を再生する。主画
面処理部３１０は、主画面部の信号を４／３倍に走査線
変換して画像伸張する。主画面処理部３１０の出力と上
下無画面部３１１の出力とは、合成部３１２に入力され
て４８０［本／フレーム］、フレーム周波数６０［Ｈ
ｚ］の順次走査信号に変換される。

【００４５】図２は、上記したエンコーダ側を具体的に
示し、図３はデコーダ側を具体的に示している。図２の
エンコーダが、図１０で説明したエンコーダと異なる部
分は、時間圧縮回路１２０と並び替え回路１２１との間
に妨害低減エンコーダ４０１が設けられている点であ
る。他の部分は、図１０の回路と同じであるから、同一
部分には同一符号を付している。また図３のデコーダが
図１１で説明したデコーダと異なる部分は、並び替え回
路２３１と時間伸張回路２３２との間に妨害低減デコー
ダ４０２が設けられている点である。他の部分は、図１
１の回路と同じであるから、同一部分には同一符号を付
している。

【００４６】従って、図２、図３においては、それぞれ
図１０、図１１の回路と異なる部分及びその周辺につい
て説明することにする。図２において、３→２走査線変
換回路１１９の出力は、時間圧縮回路１２０に入力さ
れ、時間圧縮される。時間圧縮回路１２０に入力される
信号は、垂直２４０本、水平４．２［ＭＨｚ］の帯域を
もつ。しかし上下無画部で伝送できる帯域は、垂直１２
０本、水平４．２［ＭＨｚ］である。そこでまず、水平
帯域を２．０［ＭＨｚ］に制限し、垂直２４０本、水平
２．０［ＭＨｚ］の帯域の信号とする。このように水平
２．０［ＭＨｚ］に制限すると、１ラインを１／２ライ
ンに圧縮することができる。圧縮された信号は、垂直２
４０本、水平２．０［ＭＨｚ］の帯域の信号である。す
ると、並び替え処理を行う際に、上下無画部の１２０本
のラインに多重して、圧縮された２４０本を多重できる
ことができる。これにより、上下無画部は、垂直１２０
本、水平４．２［ＭＨｚ］の多重用信号となる。

【００４７】このシステムでは、並び替えの前に妨害低
域エンコーダ４０１による処理が行われる。この妨害低
域エンコーダ４０１では、垂直２４０本、水平２．０
［ＭＨｚ］の帯域の信号が処理されることになる。妨害
低域エンコーダ４０１の構成及び動作については、後で
さらに詳しく説明することにする。

【００４８】妨害低域エンコーダ４０１で処理された信
号は、並び替え回路１２１に入力されて上無画部（６０
本）と、下無画部（６０本）に多重される。次に、図３
において、並び替え回路２３１には、エンコード信号が
入力される。並び替え回路２３１では、上無画部（６０
本）と、下無画部（６０本）に多重されている垂直１２
０本、水平２．０［ＭＨｚ］の多重信号をバッファメモ
リを用いて並び替えして、２４０本、４．０［ＭＨｚ］
の信号に作成する。この並び替えされた信号は、妨害低
減デコーダ４０２に入力されて、先の妨害低減エンコー
ダ４０１と逆の特性により処理される。これにより基の
信号が再現され、以後は、時間伸張回路２３２に入力さ
れて、水平方向の伸張が行われ、２４０本、２．０［Ｍ
Ｈｚ］の信号に戻される。この後の処理は前述した通り
である。

【００４９】妨害低減エンコーダ４０１及び妨害低減デ
コーダ４０２について説明する。まず、妨害低減エンコ
ーダ４０１に入力される信号成分について、検討して見
る。図２の混合回路１１２に入力する信号成分は、図４
（Ａ）のようになっている。図４は縦軸に垂直の周波
数、横軸にレベルを示している。混合回路１１２に入力
する信号は、ＨＶＬＰＦ１１０からの信号ＹＬと、周波
数シフト回路１２７からの信号ＹＨとで構成されてい
る。この信号は動画モード主画面を構成する信号であり
図４（Ａ）のような成分となる。この混合回路１１２の
出力信号は、高域側がＶＨＰＦ１２８により抽出される
（図の例では２７０本以上の信号を抽出している）。こ
の信号は周波数シフト回路１２９で低域にシフトされ図
４（Ｂ）のような信号となり、減算器１３１に供給され
る。この減算器１３１には４→３走査線変換回路１２５
から図４（Ｃ）に示すような信号が供給されている。図
４（Ｃ）に示す信号から図４（Ｂ）に示す信号が減算さ
れると、図４（Ｄ）に示すような信号となる。この信号
が減算器１３１の出力信号であり混合回路１１８に（Ｖ
ｔ）として供給されている。

【００５０】ここで図４（Ｄ）の信号に着目すると、垂
直９０本以下の成分については低減されているものの、
垂直９０本以上でこの近辺の信号のレベルは大きい。こ
のレベルは、画像の動きが大きい程顕著に大きくなり上
述した妨害の要因となる。

【００５１】そこでこのシステムでは、図５（Ａ）に示
すようなフィルタリング特性を妨害低減エンコーダ４０
１に持たせるものである。またデコーダ側の妨害低減デ
コーダ４０２には図５（Ｂ）に示すようなフィルタリン
グ特性を持たせるものである。これらの特性はロールオ
フの関係にあり、エンコーダ、デコーダを合わせると全
体では平坦な特性となるように設計されている。

【００５２】図６（Ａ）は妨害低減エンコーダ４０１の
具体的構成、図６（Ｂ）は妨害低減デコーダ４０２の具
体的構成を示している。入力端子６０１には、上下無画
部に多重するための多重用信号が入力される。この信号
は、加算器６０２に入力され、係数器６０４からの信号
（２ライン遅延している）と加算される。加算器６０２
の出力は、係数器６０３に入力されると共に、２ライン
（２Ｈ）遅延回路６０５に入力される。２ライン遅延回
路６０５の出力は、係数器６０４に入力されている。こ
の回路は、巡回型デジタルフィルタを構成するもので、
入力端子６０１から出力端子６０６までの特性は、先の
図５（Ａ）で示したような特性となる。

【００５３】図６（Ｂ）は上記のフィルタとは逆特性を
持つ非巡回型デジタルフィルタである。入力端子６１０
には並び替え回路２３１からの信号が供給される。この
信号は、減算器６１１と２ライン（２Ｈ）遅延回路６１
３に供給される。２ライン遅延回路６１３の出力は、係
数器６１４を介して減算器６１１の負極入力端子に供給
される。減算器６１１の出力は、係数器６１２に供給さ
れる。このフィルタの入力端子６１０から出力端子６１
５までの特性は、図５（Ｂ）で示したような特性とな
る。

【００５４】上記のように、多重用信号の伝送系路にお
いて、送信側で巡回型デジタルフィルタを用い、受信側
で非巡回型デジタルフィルタを用いることにより、伝送
系で重畳されたノイズ成分が増大することなく、多重用
信号（付加信号）を再現することができる。また、巡回
型と非巡回型のデジタルフィルタを組み合わせることに
より総合周波数特性を平坦にすることができる。

【００５５】図７は、妨害低減エンコーダ及びデコーダ
の他の実施例である。図７（Ａ）において、入力端子７
０１には、上下無画部に多重するための信号が供給され
る。この信号は、加算器７０２に入力され、係数器７０
５〜７０７の出力と加算され、係数器７０３を介して出
力端子７０４に出力される。また加算器７０２の出力
は、１Ｈ遅延回路７０８、７０９、７１０にて順次遅延
されいる。１Ｈ遅延回路７１０の出力は係数器７０５に
供給され、１Ｈ遅延回路７０９の出力は係数器７０６に
供給され、１Ｈ遅延回路７０８の出力は係数器７０７に
供給されている。このフィルタも巡回型デジタルフィル
タである。

【００５６】図７（Ｂ）において、入力端子７１１には
並び替え回路２３１からの信号が供給される。この信号
は、減算器７１２と１Ｈ遅延回路７１７に供給される。
１Ｈ遅延回路７１７の出力は、１Ｈ遅延回路７１８へ入
力されるとともに係数器７１４に入力され、１Ｈ遅延回
路７１８の出力は１Ｈ遅延回路７１９に入力されると共
に係数器７１５に入力される。また１Ｈ遅延回路７１９
の出力は係数器７１６に入力される。そして係数器７１
４〜７１６の出力が減算器７１２に入力される。減算器
７１２の出力は、係数器７１３を介して出力端子７２０
に導出される。

【００５７】上記したようなフィルタによってもこの発
明の目的は達成できる。さらに上記のフィルタに限らず
この発明はそのほか種々の実施例が可能である。送信側
で巡回型のフィルタを用いず、巡回型フィルタの特性を
近似した非巡回型フィルタによって実現することができ
る。

【００５８】そのほか図７（Ｃ）に示すように、送信側
において、ＤＣ（直流）レベルが持ち上がるような特性
にすることも可能である。即ち、多重用信号のレベルの
小さい成分をあらかじめ持ち上げておき、妨害を増やさ
ずに伝送し、受信側でレベルを下げてノイズレベルを低
減するようにしても良い。

【００５９】さらにまたこの発明では、図２に示したＶ
ＨＰＦ１２８の特性が、広帯域に選定された場合、主画
面部の信号（図４の点々を付した部分の成分）のもれ込
みが多くなるが、上下無画部の信号は少なくなる。逆に
ＶＨＰＦ１２８の特性が、狭帯域に選定された場合、主
画面部の信号（図４の点々を付した部分の成分）のもれ
込みは小さくなるが、上下無画部の信号成分は大きくな
る。従って、ＶＨＰＦ１２８の帯域特性を絵柄、ノイズ
の量等に応じて最適となるように適応的に切り替え、妨
害低減エンコード処理を適応的に切り替えることも可能
である。ただしこの場合は、デコーダ側においてもエン
コーダ側に適合した処理を選ぶ必要があり、判別信号等
の伝送を行う必要がある。判別信号の伝送は、垂直ブラ
ンキング領域を利用すれば可能である。

【００６０】なおこの発明は、異なる信号を同時に伝送
するエンコード方式において多重用信号を多重伝送する
場合にそのフィルタリング処理に着目したものであり、
他のエンコーダにおいても適用できることは勿論であ
る。

【００６１】図８は、図６の構成をより一般化した例で
ある。送信側の入力端１３００に信号が入力され、この
信号は加算器１３０１に供給される。加算器１３０１の
出力は、出力端１３０４に導出される、この出力がＶＨ
ＰＦに入力され、さらに非線形回路１３０２を通して加
算器１３０１に入力される構成となり、巡回型のフィル
タを形成している。

【００６２】受信側では、入力端１３０５の信号が、加
算器１３０８、ＶＨＰＦ１３０６に入力される。ＶＨＰ
Ｆ１３０６の出力は、非線形回路１３０７を通して加算
器１３０８に入力される。加算器１３０９の出力が出力
端子に導出される。

【００６３】送信側のＶＨＰＦ１３０８、非線形回路１
３０２と受信側のＶＨＰＦ１３０６、非線形回路１３０
７を同一特性に設定すれば、送受で平坦な伝送特性が得
られる。非線形回路１３０２、１３０６を例えば小入力
に対して利得を小さくし、大入力に対して利得を大きく
すれば伝送信号の垂直高域成分のレベルを小さくして伝
送可能となる。

【００６４】

【発明の効果】上述したようにこの発明によれば、レタ
ーボックス形式にエンコードした信号のうち、上下無画
部に多重される信号のレベルをフィルタリングにより低
減させて伝送し、現行受像機における妨害を大幅に改善
することができる。しかもデコードした場合に、ノイズ
レベルの増加を押さえ信号再現も良好に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図。

【図２】図１のエンコーダを具体的に示す図。

【図３】図１のデコーダを具体的に示す図。

【図４】この発明の要部に関わる信号のスペクトルの説
明図。

【図５】図１の妨害低減エンコーダ及びデコーダの特性
説明図。

【図６】この発明に係わる妨害低減エンコーダ及びデコ
ーダの具体例を示す図。

【図７】この発明に係わる妨害低減エンコーダ及びデコ
ーダの具体例を示す図及びフィルタリング特性の他の例
を示す図。

【図８】この発明に係わる妨害低減エンコーダ及びデコ
ーダの具体例を示すさらに他の例を示す図。

【図９】レターボックス形式の画面説明図及びレターボ
ックス形式の信号処理装置におけるエンコーダ及びデコ
ーダを示す図。

【図１０】図９のエンコーダを具体的に示す図。

【図１１】図９のデコーダを具体的に示す図。

【図１２】図９のエンコーダ及びデコーダの原理説明の
ために示したライン及びフレーム構造の図。

【図１３】レターボックス形式の他の例を説明するため
に示したライン及びフレーム構造の図。

【符号の説明】

３０２…分離部、３０３…主画面処理部、３０４…上下
無画面処理部、３０５…並び替え部、３０６…合成部、
３０７…伝送路、２０８…分離部、３０９…並び替え
部、３１０…主画面処理部、３１１…上下無画面処理
部、３１２…合成部、４０１…妨害低減エンコーダ、４
０２…妨害低減デコーダ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安木 成次郎 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝映像メディア技術研究所内 (72)発明者 海瀬 哲也 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側では画面の中央部で信号Ｍを伝送
   し、上下無画部で信号Ａを伝送し、受信側では前記信号
   Ｍと信号Ａを受信して処理するテレビジョン信号の送受
   信装置において、 前記送信側に前記信号Ａのレベルをデジタルフィルタに
   より低減する手段を有し、受信側に前記信号Ａのレベル
   をデジタルフィルタにより持ち上げる手段を有したこと
   を特徴とする多重信号処理装置。
2. 【請求項２】 送信側では画面の中央部で信号Ｍを伝送
   し、上下無画部で信号Ａを伝送し、受信側では前記信号
   Ｍと信号Ａを受信して処理するテレビジョン信号の送受
   信装置において、 前記送信側には、送信すべき入力信号を、主画面の前記
   信号Ｍと上下無画部の前記信号Ａとに分離する分離手段
   と、分離された前記信号Ａの中域あるいは高域成分を低
   減する特性を有したフィルタリング手段と、フィルタリ
   ングされた前記信号Ａを並べ替えて前記上下無画部に多
   重できる形式の信号Ｂに変換する並び替え手段と、前記
   分離された信号Ｍと前記信号Ｂとを伝送する伝送手段と
   を具備したことを特徴とする多重信号処理装置。
3. 【請求項３】 前記フィルタリング手段は、巡回型のデ
   ジタルフィルタで構成されていることを特徴とする請求
   項２記載の多重信号処理装置。
4. 【請求項４】 送信側では画面の中央部で信号Ｍを伝送
   し、上下無画部で信号Ａを伝送し、受信側では前記信号
   Ｍと信号Ａを受信して処理するテレビジョン信号の送受
   信装置において、 前記送信側には、送信すべき入力信号を、主画面の前記
   信号Ｍと上下無画部の前記信号Ａとに分離する分離手段
   と、分離された前記信号Ａの中域あるいは高域成分を低
   減する特性を有した送信側フィルタリング手段と、フィ
   ルタリングされた前記信号Ａを並べ替えて前記上下無画
   部に多重できる形式の信号Ｂに変換する送信側並び替え
   手段と、前記分離された信号Ｍと前記信号Ｂとを伝送す
   る伝送手段とを有し、 受信側には、前記信号Ｍと前記信号Ｂとを受信する受信
   手段と、前記信号Ｂを並べ替えてもとの配列に前記信号
   Ａに戻す受信側並び替え手段と、この受信側並び替え手
   段により並び替えられた信号をフィルタリングして、前
   記送信側で低減された成分を持ち上げ信号スペクトルを
   平坦にする受信側フィルタリング手段とを有したことを
   特徴とする多重信号処理装置。
5. 【請求項５】 前記受信側フィルタリング手段は、非巡
   回型のデジタルフィルタで構成され、前記送信側フィル
   タ手段と受信側フィルタ手段のオーバーオール特性が平
   坦となるように設定されていることを特徴とする請求項
   ４記載の多重信号処理装置。