JPH0744695B2

JPH0744695B2 - 高精細テレビジヨン信号処理方法

Info

Publication number: JPH0744695B2
Application number: JP62066320A
Authority: JP
Inventors: 秀士井上; 定司影山; 吉雄安本; 能夫阿部
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1995-05-15
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPS63232788A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、現行のテレビジョン放送信号と互換性を持
ち、現行のテレビジョン放送信号に含まれない高精細な
輝度信号や色信号を多重伝送できる高精細テレビジョン
信号処理方法に関するものである。

従来の技術我が国の現在のNTSC（ナショナルテレビジョンシス
テムコミッティ（National Televisi−on System Com
mittee））方式によるカラーテレビジョン放送が昭和35
年に開始されて以来、25年以上が経過した。その間、高
精細な画面に対する要求と、テレビジョン受信機の性能
向上に伴い、各種の新しいテレビジョン方式が提案され
ている。また、サービスされる番組の内容自体も単なる
スタジオ番組や中継番組などから、シネマサイズの映画
の放送など、より高画質で臨場感を伴う映像を有する番
組へと変化してきている。

現行放送は、走査線数525本,2:1 飛越走査，輝度信号
水平帯域幅4.2MHz,アスペクト比4:3という諸仕様（たと
えば、文献放送技術双書カラーテレビジョン日本
放送協会編日本放送出版協会 1961年参照）を有し
ているが、このような背景のもとで現行放送との両立性
および水平解像度の向上を図ったテレビジョン信号構成
方法が提案されている。一例を以下に述べる。NTSC方式
のテレビジョン信号を時間周波数f₁と垂直周波数f₂の２
次元平面で図示すると第８図のようになる。色信号Ｃは
色副搬送波fscの位相関係から第2,第４象限に存在する
ことになる。ここで空いている第1,第３象限に輝度信号
の高域成分を多重し、受信側ではフィールド演算により
色信号と多重高域成分を分離し水平解像度を向上させる
ということを特徴としている。（特開昭59−171387号公
報参照）次にこの方式の具体的な信号処理方法について
ブロック図にもとづいて説明する。第５図はそのブロッ
ク図、第６図は信号合成方法を説明するための各部の周
波数スペクトル図、第７図は信号復調方法を説明するた
めの各部の周波数スペクトル図である。まず広帯域の輝
度信号（０〜6.2MHz）が周波数分離器１に入力され、広
域成分YHと低域成分YLに分離される。図に示された英記
号は第６図，第７図の英記号に対応する。ここで輝度信
号の低域成分YLは従来のNTSC方式の輝度信号に対応す
る。一方輝度信号の広域成分YHは周波数変換器２で低域
に変換される。色信号I,Qは、通常のTSC方式と同様に直
交変調され、加算器４で輝度信号YL及び低域変換された
輝度信号の広域成分と加算される。このようにして合成
された複合映像信号は第６図の（ｈ）に示す周波数スペ
クトルを有し、第８図に示したような３次元空間周波数
配置になっている。

つぎにこのように合成して得られた信号を復調するに
は、まず第５図にあるYC分離器５により輝度信号YLと色
信号に分離する。ここで多重された高域の輝度信号Yh′
は色信号の方に分離される。YH′,C′分離器６はフィー
ルドメモリで構成されYH′とＣ′を分離する。色信号
Ｃ′は従来どうり直交復調器８で復調される。一方YH′
は周波数変換器７で周波数変換され元の広域の輝度信号
に変換される。最後に加算器９で輝度信号YLと加算され
広帯域の輝度信号を得る。

このように周波数の隙間に高域の輝度信号を多重し水平
の解像度を向上させるのであるが、現行のNTSC方式のテ
レビ受信機で受像した場合多重した信号が妨害となって
画面に現れることがある。特に低域の輝度信号にドット
妨害となり現れる場合は著しく見辛い画面となる欠点が
ある。これは現行の受信機のなかにはYC分離器に簡単な
バンドパスフィルターを用いて狭帯域色復調をしている
ものが多いからである。

もう一つの欠点としては、動画伝送の場合に重畳した信
号と元の色信号が干渉し受信時にうまく分離できないこ
とがある。そのため動画伝送の場合には多重をやめるこ
とが考えられている。これは静止画像と動画像の解像度
の差が目につきやすく違和感を与える欠点がある。

また、重畳する信号として輝度信号の高域成分だけでな
く、色信号の高域成分を多重することも考えられる。NT
SC方式のテレビジョン信号においては、色信号のうちＩ
信号は1.5MHz、Ｑ信号は0.5MHzに帯域が制限されてい
て、受像機において色にじみや色ずれの原因にもなって
いる。そこでNTSC方式においても、色信号の伝送帯域を
ひろげ高精細な色信号を伝送しようという試みもある。

発明が解決しようとする問題点以上のように、現行のテレビジョン放送は信号の帯域が
規格で制限されており、さらに何らかの多重情報を付加
することは容易ではなく前述のように水平解像度を向上
させる方法の提案がなされているが、現行のテレビジョ
ン放送に対する両立性および動画像時における多重成分
復調特性の劣化という観点からすると問題が残されてい
る。また電波資源の有効利用という点からすると、徒に
伝送帯域を拡張するわけにはいかない。本発明はかかる
問題点に鑑みてなされたもので、現行のテレビジョン方
式と両立性があり、規格で定められた帯域内で高精細な
輝度信号と色信号を同時に多重伝送できるテレビジョン
信号伝送処理方法を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために本発明のテレビジョン信号
処理装置は、残留側波帯振幅変調されたテレビジョン信
号の残留側波帯内および前記残留側波帯振幅変調の搬送
波の周波数に関して前記残留側波帯とは対称な帯域内
に、前記テレビジョン信号の搬送波と同一周波数でかつ
位相が90゜異なる搬送波を、前記テレビジョン信号に含
まれない多重信号で搬送波抑圧両側波帯振幅変調し、受
信機の映像中間周波数増幅段の周波数特性とは逆の周波
数特性をもつナイキストフィルタ（逆ナイキストフィル
ターと称する）により残留側波帯にしたものを多重する
ことを特徴とする。また、多重信号は元のテレビジョン
信号の同期信号以外の部分にのみ多重するようにしても
よい。

作用本発明は、上記した方法によって現行テレビジョン放送
の規格の帯域内で高精細な輝度信号や色信号を多重伝送
可能とするテレビジョン信号を合成することにより、専
用の受信機では従来のテレビジョン放送の映像のみなら
ず輝度信号および色信号の帯域を拡大した高精細な映像
をも得ることができ、さらに現行のテレビジョン受信機
でも従来のテレビジョン放送の映像を殆ど支障なく受信
することができる。また多重信号は動画伝送時でも静止
画伝送時と同様に多重できるので、常に違和感のない高
画質がえられる。

実施例以下本発明の高精細テレビジョン信号処理方法の一実施
例について、図面を参照しながら説明する。

第１図（ａ）は、本発明の一実施例に係る送信側での高
精細テレビジョン信号合成方法を示すブロック図であ
る。また第２図は、それに対応した各部所の信号波形を
示した説明図である。また第１図（ｂ）は、本発明の一
実施例に係る受信側での高精細テレビジョン信号復調方
法を示すブロック図である。また第３図は、それに対応
した各部所の信号波形を示した説明図である。

はじめに第１図（ａ）に示す送信側の信号合成方法につ
いて説明する。広帯域（０〜5.2MHz）の輝度信号が、合
成器６で変調色信号と加算される。ここでは色差信号I,
Qはそれぞれ1.5MHzの広帯域で変調器１および２に入力
される。変調器１および２は位相が90゜違う搬送波sin
ωsctとcosωsctで直角２相変調され、加算器５で加算
される。加算された信号は第２図（ｄ）に示すように、
2.1〜4.1MHzに成分をもつ。このようにしてつくられた
変調色信号は合成器６で輝度信号と加算される。第２図
（ｅ）にその信号スペクトルを示す。つぎに周波数分離
器７で4.2MHz以下の部分と4.2MHz以上の部分に分離す
る。

4.2MHz以上の部分（第２図（ｆ））は4.2MHzの信号cos
ωcctを乗算して周波数変換器８で周波数変換し、０〜
1.0MHzの信号（第２図（ｇ））にする。この周波数変換
のための信号cosωcctは別途、たとえば垂直帰線期間な
どに多重伝送する。さらに低域変換された輝度信号は変
調器９で、4.2MHz以下の部分は変調器10で、それぞれ映
像搬送波sinωvct,cosωvctで直交変調される。この場
合変調器９で変調される帯域幅1MHzの多重信号は直流成
分をあらかじめ抑圧しておけば、第２図（ｉ）に示すよ
うに搬送波抑圧変調になって後で示すように都合がよ
い。この信号は第２図（ｉ）に図示するような特性の逆
ナイキストフィルタ11を通過し、一方の主映像信号は第
２図（ｈ）に示すようなVSBフィルタ12を通過し、合成
器13で合成され、第２図（ｊ）に示すような信号とな
る。この合成信号は残留側波帯振幅変調した主映像信号
に対して、約1MHzの多重信号（4.2〜5.2MHzの輝度信号
と0.5〜1.5MHzのI,Q信号）が残留側波帯部分に重畳され
た形になっている。この合成信号を現行の受像機で受信
した場合に再生される映像信号は、第３図（ｄ）で示す
ような信号となり0.5MHz以上でのI,Q信号間のクロスト
ークが考えられるが、現行受像機ではI,Q信号を0.5MHz
までしか利用していないため問題は生じない。また、第
１図（ａ）の合成器13を制御して元のテレビジョン信号
の同期信号以外の部分だけ多重信号を加算するようにし
てもよい。この場合後で述べるように、同期信号を基準
として映像搬送波を再生する方式の映像同期検波器にお
いては多重信号の重畳による特性の劣化がなく従来どう
り良好な受信性能がえられる。

次に本発明の一実施例における受信側での高精細テレビ
ジョン信号復調方法を第１図（ｂ）と第３図にもとづき
説明する。

受信された合成変調信号は第３図（ａ）のようになって
いる、これは第２図（ｊ）と同じである。通常の受信機
ではチューナの出力がこれにあたる。第１図（ｂ）にお
いて入力された合成変調信号はナイキストフィルタ14と
バントパスフィルタ15に導入される。第１図（ｂ）にお
いてこのナイキストフィルタから復調器16、YC分離器20
の系列は通常のNTSC受信機と同じ構成になっている。こ
のナイキストフィルタは映像搬送波I₁のところで振幅が
6dB減衰し、映像搬送波I₁に関してほぼ奇対称な振幅特
性を有するような特性となっている。一方第２図（ｉ）
で示したように、多重信号を送信側でこのフィルタの周
波数特性とは逆の特性をもつ逆ナイキストフィルタで帯
域制限するので、第３図（ｂ）の多重信号成分はほぼ両
側波帯となる。次にこれをベクトル表示すると第４図
（ａ）のようになる。ここでI₁は主映像信号の映像搬送
波、I₂は多重信号の搬送波（通常抑圧するので点線で示
してある）でI₁と同一周波数でかつ位相が90゜異なる搬
送波である。ナイキストフィルタ通過した主映像信号
（第３図（ｂ））は搬送波I₁を中心に考えると第４図
（ｂ）に示すように残留側波帯となっているので、上下
側波帯はベクトルa_U,ベクトルa_Lとなり直交ベクトルに
分解するとベクトルa₁,ベクトルa₂となる。またこの場
合多重信号はほぼ両側波帯となっているので、上下側波
帯をベクトルb_U,ベクトルb_Lとすればそれらの合成ベク
トルはb₂となり、ベクトルI₁と直交する成分だけとな
る。すなわち搬送波I₁で同期検波するとベクトルa₂,ベ
クトルb₂成分による直交ひずみは発生せず、映像同期検
波をおこなっている現行のテレビジョン受信機に対する
多重信号による妨害は原理的におこらない。

次に本発明の実施例における受信側での多重信号復調方
法について説明する。チューナの出力である映像中間周
波帯の信号を第１図（ｂ）のバンドパスフィルタ15で帯
域制限する（第３図（ｂ））。これをベクトル表示する
と第４図（ｃ）のようになる。多重信号は搬送波I₂を中
心に考えると残留側波帯となっているので、上下側波帯
はベクトルb_U,ベクトルb_Lとなり直交ベクトルに分解す
るとベクトルb₁,ベクトルb₂となる。また主映像信号は
バンドパスフィルタによりほぼ両側波帯となるので、上
下側波帯をベクトルa_U,ベクトルa_Lとすればそれらの合
成ベクトルはa₁となり、ベクトルI₂と直交する成分だけ
となる。すなわち搬送波I₂で同期検波するとベクトル
a₁,ベクトルb₁成分による直交ひずみは発生せず、多重
信号成分のみを復調することができる。

第１図（ｂ）において主映像信号は復調器16で、多重信
号は復調器17でそれぞれ再生搬送波sinωvct,cosωvct
で直交同期検波される。検波された多重信号は周波数変
換器18で第３図（ｆ）に示すように元の周波数に変換さ
れる。ここで、変換のために必要な信号cosωcctはたと
えば垂直帰線区間などに多重して別途伝送されるもので
ある。周波数変換された信号は、復調器16で検波された
主映像信号と加算器19で加算され（第３図（ｇ））、YC
分離器20で広帯域の輝度信号Ｙと色信号Ｃに分離され
る。この色信号Ｃは、直交復調器21によってI,Q信号に
分離される。このようにして広帯域の輝度信号Ｙ（第３
図（ｈ）），帯域1.5MHzの色信号Ｉ（第３図（ｉ））お
よびＱ（第３図（ｊ））が再生される。なお、本実施例
では伝送するＩ信号の帯域をNTSC方式と同じ1.5MHzとし
たが、Ｉ信号の帯域は2MHz程度まで拡大してもよい。た
だし、その場合でも本発明による多重方法で1MHzの帯域
に多重できるＩ信号の帯域は0.5〜1.5MHzである。

現行の受像機は殆ど映像復調は同期検波方式を採用して
いるが、映像搬送波の再生は完全ではない。すなわち同
期信号部分の映像搬送波の大きい所で位相比較している
が、伝送路の種々の歪などで位相がずれることもある。
また同期信号部分には多重信号を重畳しない方が望まし
い。また一部の受像機で搬送波再生型の検波方式を採用
しているが、この場合は多重信号により検波軸が多少ず
れることもある。その意味ではこの発明のように輝度信
号の高域成分や色信号の高域成分を多重する場合は比較
的直交歪が目につきにくいといえる。以上述べたように
現行の受信機では、映像搬送波I₁で同期検波することに
より、多重信号はほぼ打ち消されるので、多重信号によ
る妨害は殆ど発生しない。また多重信号復調用の受信機
では、前記処理と同様に主映像信号だけでなく、フィル
タリングおよび映像搬送波I₂で同期検波することによ
り、多重された高精細な輝度信号と色信号も直交ひずみ
なく取り出すことができる。またこの発明の方式では、
多重信号は主映像信号の映像搬送波と直行二相変調をし
ているため、動画伝送時にも静止画伝送時と同様に伝送
が可能である。

発明の効果以上の説明から明らかなように、残留側波帯振幅変調さ
れたテレビジョン信号の残留側波帯内に前記残留側波帯
振幅変調の搬送波の周波数に関して前記残留側波帯とは
対称な帯域内に、前記テレビジョン信号の高域輝度信号
と高域色信号を同時に重畳させることにより、現行のテ
レビジョン方式の帯域内に高精細な輝度信号と色信号を
多重することができ、さらに、現行のNTSC方式ではＩ信
号の0.5〜1.5MHzの帯域については片側波で伝送してい
るのに対し、Ｉ信号を０〜1.5MHzの帯域で両側波伝送し
ているのと同様の効果が得られる。そして現行のテレビ
ジョン受信機で受信した場合も妨害を殆ど与えず両立性
がある。また専用の受信機では多重した信号を直交ひず
みなく取り出すことができ、電波資源の有効利用という
観点からしても非常に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例における送信側での高
精細テレビジョン信号合成方法を示すブロック図、第１
図（ｂ）は本発明の一実施例における受信側での高精細
テレビ信号復調方法を示すブロック図、第２図（ａ）〜
（ｊ）は本発明の一実施例における送信側での各部にお
ける信号のスペクトル図、第３図（ａ）〜（ｊ）は本発
明の一実施例における受信側での各部における信号のス
ペクトル図、第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の
多重方法を説明するためのベクトル図、第５図は従来の
高精細テレビジョン信号伝送ブロック図、第６図（ａ）
〜（ｈ）は従来の高精細テレビジョン信号合成装置の各
部の信号のスペクトル図、第７図（ａ）〜（ｉ）は従来
の高精細テレビジョン信号復調装置の各部の信号のスペ
クトル図、第８図は従来からあるNTSC方式と互換性のあ
る高精細信号多重方式のテレビジョン信号を時間周波数
ｆと垂直周波数νの２次元平面で示したスペクトル図で
ある。 11……逆ナイキストフィルタ、12……VSBフィルタ、14
……ナイキストフィルタ、15……バンドパスフィルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】残留側波帯振幅変調されたテレビジョン信
号の残留側波帯内および前記残留側波帯振幅変調の搬送
波の周波数に関して前記残留側波帯とは対称な帯域内
に、前記搬送波と同一周波数でかつ位相が90゜異なる搬
送波を、前記テレビジョン信号の高精細輝度信号と高精
細色信号の複合信号で変調し、搬送波周波数で半分に減
衰し、前記搬送波周波数に関して奇対称な振幅特性を有
するナイキストフィルタにより残留側波帯にした信号を
重畳することを特徴とする高精細テレビジョン信号処理
方法。
【請求項２】多重信号で変調した信号は、前記多重信号
を元のテレビジョン信号の同期信号以外の部分にだけ多
重したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
の高精細テレビジョン信号処理方法。
【請求項３】多重されたテレビジョン信号を、映像搬送
波と90゜位相が違う信号で復調し元の高精細な輝度信号
と色信号を得ることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の高精細テレビジョン信号処理方法。