JPS6016799B2 - カラ−テレビジョン信号符号化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カラーテレビジョン信号を例えばＰＣＭ信号
等に符号化してディジタル信号に変換するカラーテレビ
ジョン信号符号化方法に関するものである。

従来、カラーテレビジョン信号の長距離伝送その他にお
ける伝送特性を改善するために、カラーテレビジョン信
号をパルスコード変調（ＰＣＭ）等により符号化してデ
ィジタル伝送することが試みられているが、かかる従来
のカラーテレビジョン信号の符号化においては、ＮＴＳ
Ｃ方式等の複合カラーテレビジョン信号を、例えば色副
搬送波周波数の整数倍、通例、３倍に設定したクロック
周波数を用いて標本化し、かつ、ディジタル演算を行な
って符号化していたので、通常の電話回線のＰＣＭ伝送
等に比して遥かに高速のディジタル演算回路を必要とし
、かつ、その演算回路の構成も複雑高価となっていた。

本発明の目的は、従来、カラーテレビジョン信号の符号
化に必要と考えられていた上述のような高速のディジタ
ル演算回路の使用をできるだけ排し、低速かつ簡単な構
成のディジタル演算回路を用いてカラーテレビジョン信
号をディジタル信号に変換し得るようにしたカラーテレ
ビジョン信号符号化方法を提供することにある。すなわ
ち、本発明カラ−テレビジョン信号符号化方法は、カラ
ーテレビジョン信号を符号化するにあたり、従来のよう
に、複合カラーテレビジョン信号を高いクロック周波数
を用いてそのまま符号化することを避け、カラーテレビ
ジョンカメラの撮像出力三原色信号をまず２進符号信号
に変換し、かかる符号化三原色信号にディジタルェンコ
ードを施すことにより、比較的低速のクロツク周波数に
よるディジタル演算を行なって、従来と同等の符号化複
合カラーテレビジョン信号を形成するようにしたもので
あり、三原色信号のうち、緑色信号および赤色信号より
なる第１の色差信号と緑色信号および青色信号よりなる
第２の色差信号とをそれぞれ所定の比率の成分とする所
定複数の相の循環ベクトルによりカラーテレビジョン信
号を表わすとともに、そのカラーテレビジョン信号の色
副搬送波周波数に関連した周期のクロツク信号により前
記三原色信号をそれぞれ標本化してディジタル三原色信
号に変換し、それらのディジタル三原色信号により、前
記第１および第２の色差信号にそれぞれ対応し、かつ、
前記色副搬送波周波数に対応した第１の周期を有する第
１および第２のディジタル色差信号を形成し、前記所定
の比率をそれぞれ乗じ、かつ、前記第１の周期を前記所
定複数に等分した第２の周期に相当する時間長ずつそれ
ぞれ順次に遅延させた前記第１および第２のディジタル
色差信号と、前記ディジタル三原色信号のうちの前記第
２の周期を有するディジタル緑色信号とを加算すること
により、前記所定複数の相の循環ベクトルを符号化した
形態のカラーテレビジョン信号を形成することを特徴と
するものである。

以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。

一般に、ＮＴＳＣ方式カラーテレビジョン信号を伝送す
るには、撮像出力の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各
原色信号を合成してＹ＝０．３血十０．５９０十０．１
１Ｂ なる形態の輝度信号Ｙを形成し、このＹ信号を用いて直
角位相べクドルをなすＲ−ＹおよびＢ−Ｙの２種類の色
差信号を形成し、これらの色差信号により互に直角位相
をなすカラー副送電波をそれぞれ平衡変調して形成した
搬送色差信号を輝度信号Ｙに周波数間務により多重して
複合カラーテレビジョン信号を形成して伝送しており、
この複合カラーテレビジョン信号を符号化するには、従
来は、前述したように、カラー副搬送波周波数の例えば
３倍に設定した標本化周波数で直接に標本化していたが
、本発明符号化方法においては、従来直角位相の２べク
ドルで表わしていた色差信号を例えば３相の循環ベクト
ルによって表わし、その循環ベクトルを標本化した形態
にして符号化する。

しかして、かかる循環ベクトルへの変換にあたっては、
従来Ｒ一Ｙ，Ｂ−Ｙの形態とした色差信号をＲ−Ｇ，Ｂ
−Ｇの形態に変換し、かかる形態の色差信号を表わすに
適合した位相軸、すなわち、従来のＢ−Ｙ色差髄に対し
て１３．５ｏの位相角をなす軸を基準にして１２０ｏず
つの位相角をなす３相循環位相軸にかかる色差信号を投
影して形成した複合カラーテレビジョン信号の３相循環
ベクトルを第１図に示す。

第１図示の３相循環ベクトルにおいて、その直流分、す
なわち、各ベクトル振幅の平均値はＧ信号を補正して前
述したＮＴＳＣ方式カラーテレビジョン信号輝度信号Ｙ
となる値、すなわち、０．３０（Ｒ−Ｇ）＋０．１１（
Ｂ−Ｇ）となっており、また、この３相循環ベクトルの
交流分、すなわち、各べクドル振幅の上述した平均値か
らの偏差は、それぞれの位相軸におけるカラー副搬送波
周波べクドルを表わすことになる。

本発明符号化方法においては、例えばかかる３相の循環
ベクトルについて、輝度信号Ｙに替る緑信号Ｇに対して
は、従釆のとおりに、カラー副搬送波周波数の３倍の標
本化周波数で標本化を行ない、低域成分よりなる色差信
号に対しては、その１／３の標本化周波数、すなわち、
カラー副搬送波周波数で標本化を行ない、その符号化を
低速化する。上述のような符号化を行なうようにした本
発明符号化方法によるカラーテレビジョン信号のディジ
タルカラーエンコーダーの構成例を第２図に示す。

第２図示のディジタルカラーエンコーダーにおいては、
例えばカラーテレビジョン力メラ綴像出力のアナログ三
原色信号Ｇ，Ｒ，Ｂをアナログーディジタル（Ａ／Ｄ）
変換器１，２，３によりそれぞれディジタル化してディ
ジタル三原色信号に変換するが、そのＡ／○変換にあた
っては、色副搬送波周波数ｆｓｃの３倍の繰り返し周波
数乳ｓｃを有するとともに１′丸ｓｃ間隔より狭いパル
ス幅を有するクロックパルス信号により各原色信号Ｇ，
Ｒ，Ｂをそれぞれ標本化する。

ついで、Ａ／Ｄ変換器１からのディジタル緑色信号Ｇを
二次元輪郭補償器１１を介して加算器１２に導くととも
に、減算器４および５に導き、Ａ／Ｄ変換器２および３
からそれぞれ導いたディジタル赤色信号Ｒおよびディジ
タル青色信号Ｂから減じて第１図示の３相循環ベクトル
の成分をなす色差信号Ｒ−ＧおよびＢ−Ｇをそれぞれデ
ィジタル化した形態のディジタル色差信号をそれぞれ形
成する。

なお、上述した２次元輪郭補償器１１においては、ディ
ジタル緑色信号を、例えば１ビットずつ順次に遅らせた
遅延信号と組合わせた水平方向の画像輪郭を強調した形
態に変換し、あるいは、１ラインずつ順次に遅らせた遅
延信号と組合わせて垂直方向の画像輪郭を強調した形態
に変換する。

一方、減算器４および５からのディジタル色差信号Ｒ−
ＧおよびＢ−Ｇは、標本化数低減器６および７にそれぞ
れ導いてそれぞれの画素数を１／３に低減し、さきに色
副搬送波周波数ｆｓｃの３倍の繰返し周波数＄ｓｃを有
するとともに１′乳ｓｃ間隔より狭いパルス幅を有する
クロックパルス信号により標本化した形態のディジタル
色差信号の標本値を３個毎に１個ずつ抽出し、その標本
化周波数を１′３に低減してディジタル色差信号を低速
符号化した形態にし、もって、以後の演算回路の構成を
容易にする。なお、かかる標本化数の低減にあたっては
、複数個の標本値をそれぞれに適切な重みを付して加え
合わせ、アナログ信号を低減通過瀬波器に通したと同様
の形態にしたのち、標本化数を１′３に低減するのが好
適であり、その際標本化数低減器６および７からは、減
算器４および５からのディジタル色差信号Ｒ−Ｇおよび
Ｂ−Ｇのビットレートを１／３に低減した低速ディジタ
ル信号が得られる。ついで、これらの低速ディジタル色
差信号Ｒ−ＧおよびＢ−Ｇをそれぞれ３個ずつの乗算回
路８，〜３および８４〜８に導いて第１図示の３相循環
ベクトルの各相におけるそれぞれの色差信号成分の成分
比に相当する係数の乗算を行ない、さらに、それぞれの
成分比率を乗じたディジタル色差信号を、色副搬送波周
波数ｆｓｃの３倍の周波数に設定したクロツク信号の１
ビット周期ずつ順次に遅延させて第１図示の３相循環ベ
クトルのタイミングに合わせるために、上述のクロック
信号群ｓｃにより駆動して１ビットおよび２ビットの遅
延を生ずるシフトレジスター９，〜２および９３〜４を
介し、かつ、第１図示の３相循環ベクトルにおける成分
信号の樋性に対応した犠牲にして前述の加算器１２に導
き、さき‘こ導いた高域輝度信号成分としてのディジタ
ル緑色信号に第１図示の３相循環ベクトルに対応したデ
ィジタル低域輝度信号成分およびディジタル搬送色信号
成分を加算して符号化カラーテレビジョン信号を形成す
る。

この符号化信号においては、第１図示の３相循環ベクト
ルの平均値、すなわち、直流分が低域の輝度信号成分と
なり、３相循環ベクトルの変化成分、すなわち、交流分
が搬送色信号成分となるが、ディジタル緑色信号に施す
二次元輪郭補償のディジタル演算を＄ｓｃクロツ周期で
行なう他は、搬送色信号成分に関する係数乗算および遅
延のディジタル演算は、すべてその１′３のクロック周
期で低速演算として行ない得るので、ディジタル演算を
すべて群ｓｏのクロック周期で行なっていた従来に比し
、ディジタルカヲーヱンコーダ一の演算を全体として低
速化し、その構成を簡単化することができる。つぎに、
第２図示の横成において入力三原色信号をディジタル化
する３個のＡ／Ｄ変換器ョ，２，３のうち、Ａ／Ｄ変換
器２および３もを１／３クロック信号周期で低速動作さ
せるよにした他の構成例を第３図に示す。第３図示の構
成例においては、赤色信号Ｒおよび青色信号Ｂをそれぞ
れアナログ低域通過櫨波器１０および１０′を介して低
域成分のみを低速Ａ／Ｄ変換器２および３に導き、周波
数群ｓｃのクロック信号を逓降器１０１に導いて１′３
の周波数に変換した低速クロック信号で駆動して低速デ
ィジタル原色信号に変換するが、輝度信号成分に相当す
る緑色信号ＧはそのままＡ／Ｄ変換器１に導き、周波数
幻ｓｃのクロツク信号により駆動して高速ディジタル緑
色信号に変換する。その高速ディジタル緑色信号Ｇを導
いた二次元輪郭補償器１１は、その出力を２分し、その
一方は、前述したように遅延信号との組合わせなどによ
り形成した水平方向および垂直方向の輪郭強調信号△日
および△Ｖを高速ディジタル緑色信号に付加したＧ＋△
Ｈ＋△Ｖの形態にし、輝度信号成分として加算器１２に
導き、その他方は、標本化数低減器６に導いてその標本
数を１／３に低減し、クロック周波数を１／３に低減し
た低速ディジタル緑色信号し、して減算器４および５に
導き、低速Ａ／Ｄ変換器２および３からの低速ディジタ
ル赤色信号および低速ディジタル青色信号から減算して
それぞれ低速ディジタル色差信号を形成する。したがっ
て、減算器４，５２汎降の色差信号演算系のビルトレー
トはすべて１／３クロツク周波数の低減演算を行なうこ
と、第２図示の前掲例におけると全く同様であり、同様
に簡単容易に構成した演算回路により符号化カラーテレ
ビジョン信号を得ることができるうえに、原色信号をデ
ィジタル化するＡ／Ｄ変換器をも低速化することができ
る。なお、上述したように、本発明方式による符号化カ
ラーテレビジョン信号の輝度信号成分は、従来の符号化
カラーテレビジョン信号における輝度信号成分Ｙの低速
成分（Ｙ）Ｌに高速ディジタル緑色信号Ｇのみからなる
高速全分（Ｇ）日を付加した（Ｙ）Ｌ十（Ｇ）日の形態
となるが〜高域輝度信号成分をＮＴＳＣ方式カラーテレ
ビジョン信号中で高い成分比率を占める緑色信号Ｇの成
分のみとしても視覚的には十分であり、高遠演を要する
のはディジタル緑色信号のみであるから符号化回路をそ
れだけ簡単化することができる。

つぎに、クロック周波数＄を色副搬送波周波数＄ｃの４
倍に設定した場合における本発明符号化方式の構成につ
いて説明する。

クロック周波数４８ｃのクロック信号により三原色信号
を標本化して符号化カラーテレビジョン信号を形成する
場合には、クロック周波数群ｓｃの場合における第１図
示の３相循環ベクトルと同様にして、第４図に示す４相
循環ベクトルを設定し、この４相循環ベクトルに基づき
、第２図示の前掲例と全く同様にして符号化カラーテレ
ビジョン信号を形成するように構成したディジタルカラ
ーエンコーダーの構成例を第５図に示し、その構成をさ
らに簡単化した構成に例を第６図に示す。

第５図示の構成例においては、第２図示の構成における
と同様にして三原色信号をディジタル化するＡ／Ｄ変換
器１，２，３を周波数４ｆｓｃのクロック信号により駆
動してのち、第２図示の構成におけると全く同様の演算
を行なって低速ディジタル色差信号Ｒ−ＧおよびＢ−Ｇ
を形成し、それらの低速ディジタル色差信号を第４図示
の４相循環ベクトルの各相における成分比率に従い、乗
算器８１１〜・４および８・５〜，８によりそれぞれの
係数を案じたのち、周波数４＄ｃのクロック信号におけ
る１ビットずつ順次に遅延させるシフトレジスター９を
介して加算器１２に導き、二次元輪郭補償器１１からの
高速ディジタル緑色信号と加算して第４図示の４相循環
ベクトルに対応した形態で符号化カラーテレビジョン信
号を形成する。しかして、第４図示の４相循環ベクトル
において互に逆位相の関係にある水平および垂直の２組
の２組ベクトルの振幅は互に対称の関係にあるのでｔそ
れぞれの振幅を表わす色差信号成分の成分比率は同一係
数値となるから、第５図示の構成において標本化数低減
器６および７からの低速ディジタル色菱信号Ｒ一Ｇおよ
びＢ−Ｇに乗ずる係数を、水平および垂直の２相ベクト
ルの交流分に対応する２個の係数と、直流分に対応する
１個の係数との計３個の係数とすれば、それらの係数の
乗算を、第６図の構成例に示すように、３個ずつの乗算
器８，〜３および８４〜６によって行なうことができ、
かかる係数乗算を行なったディジタル色差信号Ｒ−Ｇお
よびＢ−Ｇを第４図示の４相循環ベクトルに対応して順
次に１ビットずつ遅延させ、かつ、適切な極性にして加
算器１１２に導いて合成すれば、その加算出力の低速デ
ィジタル色差信号成分は、第５図示の構成におけると同
じになるのでそのまま加算器１２に導き、二次元輪郭補
償器１１からの高速ディジタル緑色信号と加算して、第
５図示の構成におけると同様に符号化カラーテレビジョ
ン信号を形成することができ、通例複雑な構成となる係
数乗算用の乗算器８の個数を減らして、ディジタルカラ
ーエンコーダーの構成をさらに簡単化することができる
。

なお、第５図および第６図に示した構成例における三原
色信号ディジタル化のためのＡ／Ｄ変換器１，２，３の
駆動を第３図示の構成におけると同様にすれば、Ａ／Ｄ
変換器２，３が低速動作となるので、ディジタルカラー
ェンコ・−ダー全体の構成をさらに低速化して簡単にす
ることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＮＴ
ＳＣ方式カラーテレビジョン信号を符号化するにあたり
、従来のように複合カラーテレビジョン信号をそのまま
標本化してディジタル信号に変換する複雑な演算は行な
わず、まず三原色信号をディジタル化したのち、輝度信
号成分を表わすディジタル緑色信号Ｇのみを広帯域の高
速ディジタル信号として演算し、他のディジタル原色信
号並びにディジタル色差信号はすべて低速ディジタル信
号として演算し、しかもクロック周波数と色副搬送波周
波数との比に相当する相数の循環ベクトルによって搬送
色信号を表わし、その循環ベクトルの直流分によって高
城輝度信号成分としての緑色信号Ｇを補正して輝度信号
Ｙを形成し、循環ベクトルの交流分によって搬送色信号
を形成するようにディジタル演算を行なうように構成し
てカラーテレビジョン信号を符号化するので、カラーテ
レビジョン信号符号化のためのディジタル乗算など複雑
なディジタル演算は、すべて、色副搬送波周波数に対応
する低速クロック周期による低速演算として行なうこと
になり、ディジタルカラーエンコーダーの演算回路を簡
単かつ安価に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラーテレビジョン信号の搬送色信号と補正信
号とを作り出す３相循環ベクトルを示す線図、第２図は
本発明符号化方法の構成例を示すフロック線図、第３図
は同じくその他の構成例を示すブロック線図、第４図は
搬送色信号と補正信号とを作る４相循環ベクトルを示す
線図、第５図は本発明符号化方法の更に他の構成例を示
すブロック線図、第６図は同じくその更に他の構成例を
示すブロック線図である。 １〜３・・…・アナログーディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
、４，５・・・・・・減算器、６，７・・・・・・標本
化数低減器、８，８，〜６，８，．〜，８・・・・・・
乗算器、９，６，〜４・・・・・・シフトレジスター、
１０，１０′・・・・・・低域通過奨波器、１１・・・
・・・二次元輪郭補償器、１２・・・・・・加算器、１
０１……透降器、１１２…・・・加算器。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 三原色信号のうち、緑色信号および赤色信号よりな
   る第１の色差信号と緑色信号および青色信号よりなる第
   ２の色差信号とをそれぞれ所定の比率の成分とする所定
   複数の相の循環ベクトルによりカラーテレビジヨン信号
   を表わすとともに、そのカラーテレビジヨン信号の色副
   搬送波周波数に関連した周期のクロツク信号により前記
   三原色信号をそれぞれ標本化してデイジタル三原色信号
   に変換し、それらのデイジタル三原色信号により、前記
   第１および第２の色差信号にそれぞれ対応し、かつ、前
   記色副搬送波周波数に対応した第１の周期を有する第１
   および第２のデイジタル色差信号を形成し、前記所定の
   比率をそれぞれ乗じ、かつ、前記第１の周期を前記所定
   複数に等分した第２の周期に相当する時間長ずつそれぞ
   れ順次に遅延させた前記第１および第２のデイジタル色
   差信号と、前記デイジタル三原色信号のうちの前記第２
   の周期を有するデイジタル緑色信号とを加算することに
   より、前記所定複数の相の循環ベクトルを符号化した形
   態のカラーテレビジヨン信号を形成することを特徴とす
   るカラーテレビジヨン信号符号化方法。 ２ 前記第２の周期を有するデイジタル緑色信号に二次
   元輪郭補償を施したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のカラーテレビジヨン信号符号化方法。 ３ 前記三原色信号を前記第２の周期を有するクロツク
   信号により標本化して前記デイジタル三原色信号に変換
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラ
   ーテレビジヨン信号符号化方法。 ４ 前記三原色信号のうち、緑色信号を前記第２の周期
   を有するクロツク信号により標本化するとともに、赤色
   信号および青色信号を前記第１の周期を有するクロツク
   信号によりそれぞれ標本化して前記デイジタル三原色信
   号に変換することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のカラーテレビジヨン信号符号化方法。 ５ 前記複数の相を４相としたとき、前記循環ベクトル
   において互に逆相の関係にある２相ベクトルの２組がそ
   れぞれ有する成分の前記所定の比率にそれぞれ対応する
   ２個の係数、および、それらベクトルの振幅の平均値に
   対応する１個の係数をそれぞれ乗じた前記第１および第
   ２のデイジタル色差信号を、前記第１の周期を４等分し
   た前記第２の周期に相当する時間長ずつそれぞれ順次に
   遅延させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のカラーテレビジヨン信号符号化方法。