JPS5852390B2 - テレビジヨン画像信号伝送方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テレビジョン画面の同辺に対する視覚特性の
劣化を利用して画像情報の伝送量を節減するようにした
テレビジョン画像信号伝送方式に関するものである。

従来、テレビジョン画面の走査は、テレビジョンカメラ
および受像機等の画像表示装置の双方ともに、水平、垂
直の両方向とも直線的速度で行ない、画面上の位置の如
何に拘りなくて定の解像度となるようにしていた。

したがって、将来実現が期待される高品位テレビジョン
のように画面の走査線数を増大させた場合には、テレビ
ジョン画像信号の伝送に要する同波数帯域幅が従来の数
倍乃至十数倍になるので、その実現が困難となる。

かかる場合には、例えば本願人の出願に係る特開昭５０
−１３２８１１号公報の記載のように、テレビジョン画
面の水平走査速度を走査線の中央部と両端部とで相違さ
せるとともに、走査線のピンチを画面の中央部と上下両
端部とで相違させて、非直線的速度の画面走査を行なっ
て伝送帯域幅を節減することも従来考えられていたが、
かかる非直線的速度で画面走査を行なう場合には、送信
側から受信側に対して走査速度の非直線性を表わすイン
デックス信号を伝送して、受信側における画像表示の走
査速度を制御し、送信側と受信側とにおける画面走査速
度の非直線性を一致させなげればならず、かかるインデ
ックス信号の伝送および再生が伝送系の安定性上問題と
なるのみならず、かかるインデックス信号を如何にして
画像信号に重畳して伝送するかにも問題を生ずる。

例えば、上述したように、水平走査速度を各走査線につ
いて一律に同じ非直線性をもって変化させるとともに走
査線ピッチを変化させる場合には、各走査線に共通の水
平走査速度の非直線性を表わすインデックス信号を垂直
帰線消去期間の一水平走査期間に重畳して伝送するとと
もに、走査線ピッチの非直線性を表わすインデックス信
号を各水平走査期間のカラーバースト信号の挿入位置に
、例えばカラーバースト信号に引続き、あるいは、カラ
ーバースト信号を変調するなどして重畳して伝送するよ
うにし、水平・垂直両方向のインデックス信号を分離し
て伝送することができるが、その場合には、例えば第１
図ａに示すように、水平・垂直両方向ともに高低二様の
走査速度で画面走査を行なうとすると、画面の周辺部に
斜線を施して示す高速度走査領域、すなわち、粗い画面
走査を行なう領域と、画面の中央部に二重斜線を施して
示す低速度走査領域、すなわち、綿密な画面走査を行な
う領域との境界が方形となる。

しかるに、テレビジョン画面におち・て視覚特性上高解
像度を必要とする領域は、第１図すに示すように、長円
形の領域であり、画面の斜め方向に対しては高解像度と
するを要しない。

したがって、第１図ａに示したように高解像度領域を長
方形としたのでは、視覚特性を十分に利用して伝送帯域
幅を十分に節減したとはいえず、伝送帯域幅を十分に節
減するには、第１図すに示したように高解像度領域を長
円形とするために、水平走査速度の非直線性を各走査線
毎に変化させなげればならない。

しかし、そのためには、各走査線毎に、従来と同様に走
査線ピッチの非直線性を表わすインデックス信号を伝送
するとともに、水平走査速度の非直線性を表わすインデ
ックス信号を伝送しなげればならないことになる。

しかして、例えばテレビジョン信号を符号化して伝送す
る場合ならば、多数のビットで表わす符号化画素信号に
かかる水平走査速度の非直線性を表わす情報を重畳して
伝送するようにした符号形式とすることも不可能ではな
いが、伝送すべき情報量の増加となるので、情報伝送量
節減の目的に反することになり、ことに、垂直方向のイ
ンデックス信号とともに、複雑となる水平方向のインデ
ックス信号をも、各水平走査期間毎のカラーバースト信
号の挿入位置に重畳して伝送することは不可能に近く、
したがって、高解像度領域を十分に視覚特性に合致させ
て長円形とするようにした水平・垂直両方向の走査速度
の非直線性を表わすインデックス信号を画像信号ととも
に伝送して送受信双方の画面走査速度の非直線性を一致
させて伝送帯域幅を十分に節減することは、従来、極め
て困難乃至不可能と考えられていた。

本発明の目的は、かかる従来の問題を解決してその欠点
を除去し、視覚特性を十分に活用し、テレビジョン画面
の水平・垂直両方向ともに非直線的速度の画面走査を行
なって伝送帯域幅を十分に節減するとともに、かかる非
直線的走査速度を送受信の双方で一致させるに必要なイ
ンデックス情報の伝送をも節減し、しかも、安定確実に
画像情報を伝送し得るようにしたテレビジョン画像信号
伝送方式を提供することにある。

すなわち、本発明伝送方式は、テレビジョン画面を複数
のブロックに分割し、各ブロック毎に異なった解像度を
もたせて、画面の中心からそれぞれのブロックまでの距
離など、画面上における各ブロックの位置の関数として
解像度を変化させ、例えば、画面の周辺部におけるブロ
ックの解像度を中央部におけるブロックの解像度より低
下させるようにして、画面全体の画像情報伝送量の節減
を図るとともに、その節減に際して従来必要としたかか
るブロック毎の解像度情報の伝送を省略し得るようにし
たものであり、すなわち、本発明は、テレビジョン画像
信号を表示する画面を複数の区画に区分し、それらの区
画毎に前記画面に付与する解像度情報を記憶させた記憶
装置を送信側および受信側の双方にそれぞれ備え、それ
らの記憶装置からそれぞれ読出した前記区画毎の解像度
情報に基づき、送信側においては、順次の画面毎に前記
複数の区画毎に時間軸を変化させたテレビジョン画像信
号を送信し、受信側においては、同じく順次の画面毎に
受信したテレビジョン画像信号の時間軸を前記複数の区
画毎に復元して表示するようにしたことを特徴とするも
のである。

以下に図面を参照して実施例につき本発明の詳細な説明
する。

まず、本発明伝送方式におけるテレビジョン画面分割の
態様の一例を第２図に模式的に示す。

第２図においては、テレビジョン画面を、仮に、水平方
向の５区画、垂直方向の３区画に区分して計１５ブロッ
クＢ１〜１５ に分割し、各ブロックは、従来の走査方
式でいえば、縦Ｎライン、横Ｍサンフル、すなわち、Ｎ
Ｍ個の画素により構成し、それぞれのブロックに特有の
解像度を付与する。

つぎに、本発明方式により第２図示のかかるブロック別
の解像度を、もってテレビジョン画像信号を伝送するよ
うにした伝送系の構成例を送信側と受信側とに分けて第
３図に示す。

第３図示のテレビジョン画像伝送系においては、撮像管
１の光電変換面を直線走査して従来どおりの撮像出力画
像信号を形成し、その出力画像信号をアナログ・ディジ
タル変換器２に導いて符号化する。

一方、外部から供給した基準のクロック信号と水平走査
同期の水平駆動信号ＨＤとにより、ブロック別サンプル
レートテーブルを記憶させたリードオンリーメモリ３を
駆動して、各時点で撮像管１における画面走査が第２図
示のいずれのブロックに当っているかを判定し、そのブ
ロックに付与された解像度に相当するサンプルレートを
読み出し、その読み出したサンプルレートの標本化用ク
ロックパルスによりアナログ・ディジタル変換器２の変
換動作およびその変換器２の変換出力ディジタル画像信
号を供給したフレームメモリ４の書込み動作を制御する
ことにより、撮像管１からの撮像出力画像信号を各ブロ
ック毎に所要の解像度に対応したサンプルレートで符号
化したディジタル画像信号をフレームメモリ４に一旦記
憶する。

ついで、各ブロック毎に異なるサンプルレートで書込ん
だディジタル画像信号を、クロックパルス発生器５から
印加した一定速度の伝送用クロックパルスにより一定速
度で読出して伝送路６を介して送信する。

受信側においては、伝送路６から上述した一定速度のデ
ィジタル画像信号を受信してフレームメモリ７に供給し
、クロックパルス発生器５から画像信号とともに伝送し
、あるいは、そのディジタル画像信号から抽出した送信
側と同期した一定速度のクロックパルスにより制御して
、受信した一定速度のディジタル画像信号を一定速度で
フレームメモリ７に書込んで一旦記憶し、ついで、送信
側におけると同様に基準のクロックパルスおよび水平駆
動信号ＨＤにより駆動するブロック別サンプルレートテ
ーブルメモリ９からの第２図示のブロック別に異なるサ
ンプルレートのクロックパルスにより制御して受信した
ディジタル画像信号を各ブロック毎に付与したサンプル
レートでフレームメモリ７から順次に読出し、同じくブ
ロック別サンプルレートのクロックパルスで駆動するデ
ィジタル・アナログ変換器８により各ブロック毎に解像
度の異なるアナログ画像信号に復元し、そのアナログ画
像信号を通常の一定速度で画面走査を行なう受像管１０
に供給して、第２図示のブロック毎に設定した解像度分
布を有するテレビジョン画像を表示する。

上述したような構成の伝送系により、テレビジョン画面
の同辺部に相当するブロックにおげろサンプルレートを
低下させ、したがって、その部分におげろ画像信号の解
像度を低下させることにより、１フレ一ム全体の画像情
報伝送量を節減し、かつ、伝送帯域幅を節減することが
できる。

また、以上に述べた本発明方式の画像信号伝送系におい
ては、テレビジョン画像信号をディジタル化して伝送す
るものとし、そのサンプルレートを変化させるようにし
たが、前述した特開昭５０−１３２８１１号公報の記載
のように、アナログ画像信号の形態のままで、撮像管お
よび受像管における画面の走査速度乃至偏向速度を変化
させて伝送すべき画像信号の時間軸を画面上の各ブロッ
ク毎に変化させ、また、復元するようにすることもでき
、さらに、後述するように、送信側においては撮像管の
画面走査速度乃至偏向速度をブロック毎に変化させ、受
信側においては受信した画像信号のサンプルレートをブ
ロック毎に変化させて時間軸を復元するようにすること
もできる。

すなわち、上述した特開昭５０−１３２８１１号公報の
記載によれば、テレビジョン画面の同辺部における解像
度を中央部におけろよりも低下させて画像信号を伝送す
るために、第４図に示すように、テレビジョンカメラの
撮像面の水平走査速度を一定とはせず、中央部において
は遅くして綿密な画面走査を行ない、周辺部においては
速くして粗い画面走査を行なうようにし、かかる可変走
査速度の撮像出力画像信号を、中央部に対して必要とす
る解像度に対応した上限遮断同波数を有する低域通過Ｐ
波回路を介することにより、高速度走査により高い周波
数成分を必要とする周辺部の撮像出力画像信号の所要帯
域を削減してその解像度を低下させた状態の所望の伝送
用画像信号を形威し、あるいは、第５図に示すように、
撮像管１においては一定の直線的速度で画面を走査して
形成した撮像出力画像信号を一旦フレームメモリなどメ
モリ装置４に書き込み、その書込んだ画像信号を非直線
的速度の画面走査に対応した時間間隔で読出すことによ
り、撮像管１において直接に非直線的速度の画面走査を
行なったのと等価の伝送用画像信号を形成している。

しかして、これらの伝送用画像信号のいずれに対しても
、受信側においては、受撮管の画面走査を撮像管におけ
る画面走査と同期させて、第４図示のような可変速度と
することにより、所望の画像表示を行なうようにしてい
る。

これに対して、本発明方式においては、上述した例に見
られるように、受信側におげろ受像管の画面走査を、非
直線的速度によらず、直線的速度で行なってもよいし、
また、送受信双方の画面走査を非直線的速度で行なうこ
とによって生ずる画面走査時の時間的間隙に、他の情報
信号、例えば色情報信号などを間挿して多重伝送するこ
ともできる。

なお、撮像管の画面走査を非直線的速度で行なうことは
、撮像管の電子ビーム偏向角が小さいので偏向速度の可
変が容易な電位偏向を用いることができ、また、テレビ
ジョン伝送系全体からみて撮像管は使用個数が少ないの
で、画面走査の可変速度に高度の技術を使用しても経済
的に引き合うので、有利であるが、受像管は、撮像管に
比して偏向角が大きく走査画面が大きいために電磁偏向
とする必要があり、また、テレビジョン伝送系全体から
みて使用個数が極めて多（、複雑な高度の技術の使用は
量産に適せず、不経済となるため、受像管の画面走査を
非直線的速度で行なうことは、あまり得策ではない。

上述のような考え方に従って、本発明方式により送受信
双方で対応させて伝送すべき画像信号の時間軸を変換す
るにあたって、少なくとも、受信側においては受像画面
の走査を非直線的速度では行なわないようにした場合に
おげろ本発明画像信号伝送方式の実施例の概念を第６図
に示す。

すなわち、第６図において、点線１２口は撮像管におけ
る画面走査の非直線的速度特性を示し、実線ハは受像管
におげろ画面走査の直線的速度特性を示し、またｔＮお
よびｔ４．は、それぞれ、撮像管および受像管における
１回の画面走査の時間長を示しており、従来の標準方式
テレビジョン画像信号の伝送においては、撮像管、受像
管ともに、第６図示のハの直線的速度の画面走査を行な
っている。

しかして、前述した特開昭５０−１３２８１１号公報に
記載の伝送方式においては、撮像管の画面走査について
、第６図の点線口に示すように、画面の中央部における
走査速度を標準方式におけるよりも遅くし、画面の周辺
部における走査速度を標準方式におげろよりも速くして
、画面全体の走査時間は標準方式におけると同一となる
ようにし、さらに、画面中央部に必要な解像度に対応す
る伝送帯域幅に撮像出力信号の帯域幅を制限することに
よって、伝送路の所要帯域幅を従来の標準方式画像信号
の伝送におけるよりも節減し得るようにしている。

これに対し、本実施例においては、撮像管の画面走査速
度を、画面の中央部に対しては標準方式におけると同一
とし、画面の周辺部に対しては標準方式におけるより速
くして、第６図の点線イに示すようにし、もって、１回
の画面走査に要する時間長ｔＮを標準方式における時間
長ｔＬより短かくするとともに、受像管の画面走査速度
は、第６図の実線へに示すように、従来の標準方式にお
けると同一の直線的な一定速度とし、したがって、１回
の画面走査に要する時間も標準方式におけろと同一とす
る。

したがって、撮像管における画面走査時間ｔＮと受像管
における画面走査時間ｔＬとにはｔＬ−ｔＮの時間長の
差が生ずるので、伝送路にはその差に相当する空き時間
が生ずる。

本実施例においては、撮像管における可変速度の画面走
査により前述した公報記載の伝送方式におけると同様に
伝送帯域幅の節減を図るだけでなく、上述した伝送路の
空き時間に他の情報信号を時分割多重して伝送し得るよ
うにしている。

上述のようにして形成した伝送路の空き時間を利用して
、従来、輝度信号に周波数間挿することによって伝送し
ていた搬送色信号を時分割多重により伝送するようにし
たカラー画像信号伝送系の構成例を第７図に示す。

第７図示の構成例においては、撮像管１の画面走査を、
第６図の点線イに示したように、画面の中央部に比して
周辺部で速（した非直線的走査速度によって標準方式に
おげろより短縮した走査時間で行ない、時間軸が非直線
的に変化した輝度信号Ｙおよび色信号Ｃを形成する。

かかる撮像出力輝度信号Ｙを、画面の中央部で必要とす
る解像度に対応した遮断周波数を有する低域通過沢波器
１２を介してその周波数帯域を制限したうえでタイムマ
ルチプレクサ１５に供給する。

一方、撮像出力色信号Ｃについては、標準方式において
は輝度信号に比してはるかに狭帯域であるが、上述した
高速度の画面走査により標準方式におけるよりも広帯域
となり、さらに、上述した時間長ｔＬ−ｔＮに適合する
ように時間軸を圧縮しても、色信号Ｃの帯域幅が上述し
た輝度信号の帯域幅に対応する伝送路の伝送帯域幅を超
えないようにするために、低域通過沢波器１３を介して
その信号帯域幅をあらかじめ適切に制限したうえで時間
軸圧縮回路１４に供給して時間長ｔＬ−ｔＮに適合する
ように時間軸を圧縮し、かかる時間軸圧縮を施した色信
号Ｃを間欠的にタイムマルチプレクサ１５に供給して、
前述したようにして輝度信号Ｙに時分割多重し、第８図
に示すように、０−ｔＮの期間の輝度信号Ｙに対してｔ
Ｎ−ｔＬの期間に色信号Ｃを間挿した形態の時分割多重
伝送信号を形成し、伝送路１６を介して伝送する。

なお、上述した１回の画面走査時間ｔＨ，ｔＬは、以上
の説明よりすれば、１水平走査期間ということになり、
第８図示の時分割多重は水平走査周期にて行なうことに
なるが、厳密には、テレビジョン画面の上下端部と中間
部とにて水平走査に要する時間が異なるために、フレー
ム周期乃至フィールド周期というべき性格のものである
。

また、本実施例におげろ時分割多重は、多重信号におげ
ろ時分割の比率が上述した（Ｏ〜ｔＮ）と（ｔＮ−ｔＬ
） との比であればよく、例エバ、第９図に示すよう
に、１回の画面走査時間Ｏ〜ｔ４．の間に輝度信号Ｙと
色信号Ｃとを所定の規則に基づいて分散させ、第９図示
の場合には、走査時間０−１αおよびｔβ〜ｔＬの期間
には輝度信号Ｙと色信号Ｃとを交互に割当て、また、走
査時間ｔα〜ｔβの期間には輝度信号Ｙのみを割当てて
、画素単位の周期にて時分割多重することもできる。

かかる時分割多重信号を受信した受信側においでは、そ
の時分割多重信号をデマルチプレクサ１７に供給して輝
度信号Ｙと色信号Ｃとに分離し、色信号Ｃについては時
間軸伸長回路１８により送信側で圧縮した時間軸を伸長
して復元したうえで、上述したように撮像管における非
直線的速度の画面走査により時間軸が非直線的に変化し
ている輝度信号Ｙおよび色信号Ｃを非直線−直線変換回
路１９および２０にそれぞれ供給して時間軸一定の通常
の輝度信号および色信号に変換したうえで、第６図の実
線へに示したように直線的走査速度で画面走査を行なう
受像管１０により通常のごとく表示する。

なお、第７図示の構成例における撮像管１の非直線的走
査速度による画面走査は非直線偏向信号発生回路１１か
らの非直線偏向信号を撮像管１に印加して行なうのであ
るが、その非直線偏向信号発生回路１１並びに受信側に
おける非直線−直線変換回路１９および２０におけろ非
直線動作は、第３図示の構成例におげろと同様に、基準
クロックパルスおよび水平駆動信号ＨＤにより駆動する
ブロック別サンプルレートテーブルメモリ３並びに９と
同様の非直線情報メモリにより制御し得ること勿論であ
る。

また、第７図示の構成に若干の変更を施して、従来方式
に見られるように、受信側における非直線−直線変換回
路１９゜２０における非直線動作の制御は、上述のよう
な非直線情報メモリによらず、例えば、送信側から伝送
用多重化画像信号の垂直帰線期間の例えば１水平走査期
間に必要な非直線情報を挿入して伝送するようにするこ
とも、その非直線情報が冒頭に述べたように複雑となら
ない範囲においては可能であり、さらにまた、受信側に
おいて、非直線直線変換回路１９および２０を制御する
ための非直線情報メモリは、非直線−直線変換のタイミ
ングのみを指示すれば、変換の態様、すなわち、如何な
る比率で変換するか等の非直線情報は例えばメモリ装置
にあらかじめ記憶しておくなどして伝送する必要がない
場合には、かかるタイミング情報の伝送のみならば、信
号レベルの方向のノイズに乱されることなく、安定に伝
送することができろ。

本発明はかかる態様の実施をも含むものである。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、画像
表示面における中央部と周辺部とに対する視覚特性の相
違を利用して、高品位のカラーテレビジョン画像信号を
狭帯域の伝送路により安定に伝送し得るのみならず、か
かる狭帯域伝送を可能にするために行なう伝送用画像信
号の時間軸の非直線的変換を制御する非直線情報を画像
信号とともに伝送することなく、送受信双方の側にそれ
ぞれ設けた小容量のメモリ素子、例えばリードオンリー
メモリーにあらかじめ蓄積しておくので、伝送すべき情
報量を、従来に比して格段に節減することができる。

さらに、第７図のような本発明の好適な実施例において
は、伝送すべき画像信号の時間軸の非直線的変換により
伝送用画像信号の伝送時間を圧縮して他の情報信号を時
分割多量により同時に伝送することができ、カラー画像
信号における輝度信号に色信号を時分割多量して伝送す
るようにすれば、従来のように輝度信号に搬送色信号を
周波数多重して伝送する場合のように輝度信号と色信号
との相互干渉によって輝度信号、色信号ともに著しく品
質の劣化を生ずることなく、従来に比して格段に優れた
高品位のカラー画像信号を伝送することができる。

また、上述した伝送用画像信号の伝送時間の圧縮を伝送
時間の半減にまで及ぼせば、２系統の画像信号を時分割
多重して単一の伝送路により同時に伝送することも可能
となる。

さらに、上述のような本発明伝送方式を例えば放送局間
の画像信号伝送のみに適用し、一般の放送には従来どお
りの標準方式による画像信号伝送を行なうようにすれば
、高度の技術を要し、がっ、装置の構成が従来の標準方
式によるよりは複雑となる部分を放送局間の画像信号伝
送のみに限定し、一般視聴者の受信装置には何らの負担
もかけることな（、画像信号伝送路の有効利用、あるい
は、伝送コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂは従来方式および本発明方式における
画像信号の解像度分布の態様をそれぞれ示す線図、第２
図は本発明方式における画像表示面区分の例を模式的に
示す線図、第３図は本発明方式による画像信号伝送系の
構成例を示すブロック線図、第４図は従来方式における
画面走査速度の変化の態様の例を示す特性曲線図、第５
図は第４図示と同様の特性を画像信号に付与する撮像系
の構成例を示すブロック線図、第６図は従来方式と本発
明方式の一実施例とにおける画面走査速度の変化の態様
を比較して示す特性曲線図、第７図は本発明方式による
画像信号伝送系の他の構成例を示すブロック線図、第８
図は同じくその伝送用画像信号の構成の例を示す線図、
第９図は同じくその構成の他の例を示す線図である。 １・・・・・・撮像管、２・・・・・・アナログ・ディ
ジタル変換器、３，９・・・・・・フロック別サンプル
レートテーブルメモＩＪ、４，７・・・・・・フレーム
メモリ、５・・・・・・クロックパルス発生器、６・・
・・・・伝送路、８・・・・・・ディジタル・アナログ
変換器、１０・・・・・・受像管、１１・・・・・・非
直線偏向信号発生回路、１２，１３−・・・・・低域通
過を波器、１４・・・・・・時間軸圧縮回路、１５・・
・・・・タイムマルチプレクサ、１６・・・・・・伝送
路、１７・・・・・・デマルチプレクサ、１８・・・・
・・時間軸伸長回路、１９，２０・・・・・・非直線−
直線変換回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ テレビジョン画像信号を表示する画面を複数の区画
   に区分し、それらの区画毎に前記画面に付与する解像度
   情報を記憶させた記憶装置を送信側および受信側の双方
   にそれぞれ備え、それらの記憶装置からそれぞれ読出し
   た前記区画毎の解像度情報に基づき、送信側においては
   、順次の画面毎に前記複数の区画毎に時間軸を変化させ
   たテレビジョン画像信号を送信し、受信側においては、
   同じく順次の画面毎に受信したテレビジョン画像信号の
   時間軸を前記複数の区画毎に復元して表示するようにし
   たことを特徴とするテレビジョン画像信号伝送方式。 ２ テレビジョン画像信号の時間軸を、順次の画面毎に
   前記複数の区画のうち、画面の中央部における区画につ
   いては伸長し、画面の同辺部における区画については圧
   縮するようにして、前記複数の区画毎に付与する解像度
   情報を設定した特許請求の範囲第１項記載のテレビジョ
   ン画体信号伝送方式。 ３ テレビジョン画像信号の前記区画毎の時間軸伸長・
   圧縮およびその復元を、送信側においては撮像手段の偏
   向の非直線制御により行なうとともに、受信側において
   は非直線−直線変換回路を用いて行なうようにした特許
   請求の範囲第２項記載のテレビジョン画像信号伝送方式
   。