JPS60208191A - 広帯域画像信号伝送方式 - Google Patents

広帯域画像信号伝送方式

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JPS60208191A
JPS60208191A JP59063758A JP6375884A JPS60208191A JP S60208191 A JPS60208191 A JP S60208191A JP 59063758 A JP59063758 A JP 59063758A JP 6375884 A JP6375884 A JP 6375884A JP S60208191 A JPS60208191 A JP S60208191A
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signals
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phase
image signal
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JP59063758A
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Kenichi Torii
鳥居 憲一
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、広帯域画像信号を時間軸圧縮伸長を施して
伝送する広帯域画像信号伝送方式に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] この種の画像伝送方式はTCI(TimeCon+pr
essed l nteorati*n)と称され、現
在実施されている標準テレビ放送(NTSC)方式に比
べて伝送歪みに強い、輝度信号と色差信号との干渉が少
ない、FM放送では雑音のバランス性が均一化される等
の特長から、将来の高精細テレビ放送に適した方式とし
て注目されている。
第1図はTCI伝送方式におけるベースパン信号の連続
した2H(2水平走査期間)の波形を示したもので、1
は音声および水平同期信号のバースト波、2は広帯域色
差信号(以下、Cw倍信号いう)、3は輝度信号(Y信
号)の低域成分(YL)、4は狭帯域色差信号(以下、
CN信号という)、モして5はY信号の低域および高域
成分(YH)の和の信号を示している。これらの各信号
の時間軸圧縮前および後の帯域幅と1H内時間占有率お
よび圧縮比の関係は次表の通りである。
第1図のTCI信号波形のうちY信号は各日毎に出力さ
れるが、同期信号と色差信号は1日おきに、いわゆる色
線順次信号として出力され、また各々の信号の最高周波
数は全て同一の約20MHzになるようにバランスされ
ている。こうして得られたTCI信号(ベースバンド信
号)が例えば周波数変調されて送信される。受信側では
受信復調の後、時間軸が圧縮比の逆数倍されて伸長され
ることにより、元の広帯域画像信号が復元される。
しかしながら、上記の方式では伝送帯域幅が周波数変調
の場合でも最低ベースバンド信号の2倍(この例では4
0MH2)は必要である。このような信号を衛星を使っ
て放送や通信に供する場合、現在割当てられている1チ
ャネル当りの伝送帯域幅は日本の場合で27MHzuか
ないので、隣接チャネルへの妨害を与えることなく伝送
することはできない。さらに、通信や放送の場合のみな
らず、TCI信号を記録媒体に記録する際にも、元の広
帯域画像信号を忠実に再生することは困雌であるという
問題があった。
[発明の目的] この発明の目的は、広帯域の画像信号を従来のTCI方
式に比べさらに帯域幅を圧縮して伝送できるようにした
広帯域画像信号伝送方式を提供することである。
[発明の概要] この発明に係る広帯域画像信号伝送方式は、輝度信号と
広帯域および狭帯域の2つの色差信号とからなる広帯域
画像信号を時間軸圧縮伸長して伝送する広帯域画像信号
伝送方式において、前記広帯域画像信号の連続した2水
平走査周期分毎に時間軸伸長された輝度信号と時間軸圧
縮された広帯域色差信号からなる第1チヤネルの信号と
、時間軸伸長された輝度信号と時間軸圧縮された狭帯域
信号とからなる第2チヤネルの信号とを1つの変調波と
して伝送媒体に供給し、この伝送媒体を介して得られた
前記第1および第2チヤネルの信号から元の輝度信号と
広帯域および狭帯域の2つの色差信号からなる広帯域画
像信号を復元することを特徴としている。
[発明の効果] この発明によれば、広帯域画像信号を2つのチャネルに
分配した各信号のうち、特に広帯域である輝度信号につ
いては時間軸の伸長を行ない、輝度信号に比べて比較的
狭帯域である2つの色差信号については逆に時間軸の圧
縮を行なうことで帯域幅を揃えて1つの周波数変調波と
して伝送することから、原理的に伝送帯域幅が狭くてす
み、従来のTCI方式に比べ1.5〜2倍近く帯域幅が
圧縮される。
従って、衛星放送や衛星通信に適用した場合でも、隣接
チャネルへの妨害がなく、スムーズなシステム運用が可
能となる。
また、広帯域画像信号をビデオディスク等の記録媒体に
記録し再生する場合においても、忠実度に優れ高品質の
画像再生が期待されるばかりでなく、記録密度の向上に
より記録媒体の小型化ないしは長時間記録が可能となる
という利点がある。
[発明の実施例] 第2図はこの発明の一実施例を説明するための図で、(
a)は送信側、(b)は受信側の構成をそれぞれ示した
ものである。また、第3図はその動作を説明するための
タイムチャートである。
第2図(a)に示す送信側において、入力される3原色
信号R,G、Bはマトリックス回路11で第3図<a)
(b)(c)に示す輝度信号(Y信号)、広帯域色差信
号(Cw倍信号および狭帯域色差信号(しN)に変換さ
れる。これらの信号はそれぞれローパスフィルタ(LP
F)12a〜12Gを経てA/D変換器13a〜13C
でディジタル信号に変換される。ディジタル化された各
信号のうち、Y信号は時間遅れ補償用の遅延回路14を
経て、またCw倍信号よびON信号は垂直LPF15a
、15bを経て、それぞれ書込みスイッチ16a−16
0により時間軸圧縮伸長のための1日メモリ群11に供
給される。なお、垂直LPF15a〜15bは例えば1
H前の信号との加算平均により画面の垂直方向における
平均化を図って、折返し成分の混入を防止するためのち
のである。1日メモリ群LLの内容は読出しスイッチ1
88〜18dを介して読出される。
タイミング発生器19は周波数fcなるり0ツクをA/
D変換器138〜13Gに供給するとともに、スイッチ
16a 〜16c、18a 〜18dに切換え信号を、
また1日メモリ群工りに書込み。
読出し用のクロックを供給する。すなわち、書込み用ス
イッチ16a〜16Gは水平走査周波数fHで切換えら
れ、1日メモリ群17にデータを書込む。これらのデー
タはY信号、Cw倍信号よびCNの各データに対してそ
れぞれfc/1.7゜1.7fcおよび2.3fcなる
周波数の読出し用クロックにより読出される。読出用ス
イッチ18a〜18dは1 / 2 f H毎に切換え
られる。この1日メモリ群17のそれぞれの書込みおよ
び読出しの動作を、第3図(d)〜(k)に示す。これ
らの1日メモリ群LLから読出された各信号は加算器2
0a、20bで合成され、第1および第2ヂヤネルの信
号A、Bとなる。なお、PCM/バースト信号発生器2
1から発生されるPCM信号および同期用バースト信号
も加算器20a。
20bに供給され、これら各チャネルの信号A。
Bに加算される。こうしてPCMおよび同期用バースト
信号が付加された第1および第2チヤネルの信号A、B
を第3図(ρ)(m)にそれぞれ示す。同図から明らか
なように、これらの信号はそれぞれ2Hの周期を持って
いる。すなわち、第1チヤネルの信号Aは先頭に付加さ
れたPCMおよヒバ−スト信号P/Bと、n、n+2.
n+4・・・ラインの広帯域色差信号Cwおよび輝度信
号Yとからなり、また第2チヤネルの信号Bは同様にP
CMおよびバースト信号P/Bが先頭に付加されたn+
1.n+3.n+5・・・ラインの狭帯域色差信号CN
および輝度信号Yからなっている。
これらP/B信号とCw倍信号CN信号およびY信号の
時間軸圧縮伸長前と後における帯域幅と1H内時間占有
率、圧縮伸長比の関係を次表に示す。但し、P/B信号
についてはY、CwおよびCNの各信号の圧縮伸長後に
おける1日内時間占有率のみを示した。
第2表に示すように、ベースバンド信号の帯域幅はY、
Cw、CN共にほぼ9.2MH2に均一化される。
こうして得られた第1および第2のチャネルの信号A、
Bは、それぞれD/A変換器およびLPF22a、22
bによりアナログ信号に戻された債、ミキサ23a、2
bに入力される。ミキサ23a、23bの他方の入力に
はタイミング発生器19からカラーサブキャリア周波数
fscの信号およびこれをπ/2移相器24で位相シフ
トした信号、つまり直交搬送波が与えられており、これ
らのミキサ23a、23bによって直交2相変調される
。これらのミキサ23a、2,3bからは搬送波成分の
抑圧されたAM信号がそれぞれ得られ、これらがLPF
24a、24bをそれぞれ介して加算器26で加算合成
される。加算器26にはタイミング発生器19からの周
波数fscの信号がπ/4移相器27と、タイミング発
生器19からPCM信号が発生している期間のみ閉じる
スイッチ28を介して供給され、この信号が後述する受
信側での直交2相復調のための基準位相信号としてAM
信号に重畳される。加算器26の出力信号はVSBフィ
ルタ29により上側帯波成分が除去されて変調用ベース
バンド信号となり、次いでFM変調器30で周波数変調
されて伝送媒体、例えば衛星を用いた伝送系または通信
系、あるいは記録媒体等に送出される。
第4図は受信側におけ各信号の周波数スペクトルを示し
たものである。同図(a)は圧縮伸長前のベースバンド
信号(Y、Cw、CN )の周波数スベク]・ルであり
、これが圧縮伸長されて第1および第2チヤネルに振分
けられた状態のスペクトルが(b)である。同図(C)
は(b)の信号をfscなる周波数で直交2相変調して
加算した信号のスペクトル、(d)は(C)の信号にP
CMおよびバースト信号の期間のみ周波数fscの搬送
波を重畳しVSBフィルタを通過させたときの変調用ベ
ースバンド信号のスペクトルである。同図(d)に示す
ように、VSBフィルタの特性は9゜2MH2から傾斜
し始め、カットオフ周波数は13MH2となっている。
この変調用ベースバンド信号は浅い変調度のFM変調に
なるとAM変調と同様にベースバンドの2倍の帯域で伝
送でき、この場合13X2−26MHzの伝送帯域を持
つ。
この程度の帯域幅であれば、衛星を用いた放送や通信の
ためのチャネル帯域で他のチャネルに妨害を与えずに伝
送することができる。
一方、第2図(b)に示す受信側において受信されたF
M信号はFMtI調器31で復調された後、ミキサ32
a、32bに入力されるとともに、タンク回133に供
給され、ここで2H毎のP CM信号期間に挿入されて
いるfscの搬送波成分、つまり!!準位相信号が抽出
される。この基準位相信号は可変移相器34で位相シフ
トされた後、さらにπ/4移相器35aおよび−π/4
移相器35bにより位相シフトされて直交搬送波となる
これらの直交搬送波はミキサ32a、32bの他方の入
力に供給される。ミキサ32a、32bの出力がLPF
36a、36bを通過することにより、第1および第2
チヤネルの信号A、Bが再生される。これらの信号A、
BはA/D変11+器37a、37bでディジタル信号
に変換される。
LPF36a、36bの出力はバースト抽出回路38a
、38bにも供給され、ここでPCMおよび同期用バー
スト信号P/Bが抽出された後、検波器39a、39b
でそれらの振幅が検出されて振幅に比例した直流電圧が
得られる。これらの検波器39a、39bの出力が電圧
比較器40で比較され、両信号のレベル差に比例した信
号が得られる。この信号はループフィルタ41を介して
前記可変移相器34の位相シフト量を制御する信号とな
る。
この動作によって伝送媒体による位相歪みが低減される
。このことを第5図を用いて説明する。
第5図において第1および第2のチャネルの信号A、B
は直交2相変調によりXなるベクトルを本来持つが、伝
送媒体で歪みを受けることによりθだけ位相がずれてX
′なるベクトルとして受信側で受信されたとする。この
ベクトルX′の信号を直交搬送波で検波して第1および
第2のチャネルに分離すると、次式に示すように両チャ
ネル間で干渉を起こす。
第1チャネル:ACOSθ−3sinθ ・+11第2
チャネル:ASinθ+3 cosθ ・12J従って
、直交搬送波の位相、っまりミキサ32a、32bでの
復調軸を信号A、Bからそれぞれ抽出された基準位相信
号のレベル差が零となるようにθ分だけ変化させれば、
伝送媒体での位相歪みによる信号劣化を防止することが
できる。
こうして復調された第1および第2チヤネルの信号A、
Bは、タイミング再生回路46から周波数t’cなるサ
ンプリングクロックが与えられたA/D変換器37a、
37bによりディジタル信号とされた後、同じくタイミ
ング再生回路46から供給される切換え信号により1 
/ 2 f oの周波数で切換えられる自込み用スイッ
チ42a、42bによって1日メモリ群43に書込まれ
る。なお、タイミング再生回路46は前記タンク回路3
3がらの出力に基いて受信動作に必要な各種の信号を発
生する。
1日メモリ群玉のうち、#23. #24. #25の
各メモリは書込み速度fCの1.7倍の速度で読出され
、#21. #22の各メモリは1/1.7倍、また#
27. #28の各メモリは2.3倍の速度で読出され
る。1日メモリ群玉1から読出されたこれらの信号は、
タイミング発止器46からの切換え信号により周波数1
/2fHで切換えられる読出し用スイッチ448〜44
dと、周波数fHで切換えられるスイッチ45とによっ
て取出され、元の信号に戻される。この1日メモリ群4
3への書込みおよび読出しのタイミングを第3図(n)
〜(W >に示す。補間回路47a、47bはそれぞれ
1日メモリ群上1からのnH目の内容とn+1H目の内
容の平均値を出力する。こうしてスイッチ45から出力
されるY信号および補間回路47a、47bの出力Cw
、CNは、D/A変換器およびLPF48a〜48cを
経てアナログ信号に戻され、第3図(X)〜(Z)とな
る。これらの信号が逆マトリックス回路49によりR,
G。
Bの3原色信号として復元される。
また、1日メモリ群上1のうちのapl、#p2から読
出されたPCMおよび同期用バースト信号P/BはPC
M復号器50で再生される。
なお、上記実施例では信号をFMで伝送する場合につい
て説明したが、AMで伝送してもよく、その場合にはタ
イミング発生器19からの周波数fscの信号をAMの
伝送周波数にまで高めるとともに、加算器26の出力を
VSBフィルタ29のみを通して伝送媒体に送出すれば
よい。このとき、受信側では受信信号を直接または周波
数変換してミキサ32a、32bに入力すればよく、そ
の後の処理はFM伝送の場合と同様でよい。
さらに、上記実施例ではミキサ23a、23b、LPF
25a、25b1加算器26、スイッチ28、VSBフ
ィルタ29およびミキサ32a。
32b等をアナログ回路として説明したが、ディジタル
信号のまま同様の処理を行なうものであってもよい。そ
の場合、FM変調器30の前段でD/A変換器によりア
ナログ信号に直し、FM復調器31の後段でLPFを通
してA/D変換器でディジタル化してその後の処理をデ
ィジタル的に行なうことができる。
次に、第6図を参照してこの発明の他の実施例を説明す
る。この実施例は第1および第2の2つのチャネルの信
号を個別にFM変調した後、1つのFM波に多重化して
伝送する方式であり、この方式は本発明者が特願昭57
−202032〜3で既に提案しているので、ここでは
概略的に説明を行なう。
第6図(a)に示す送信側においては、D/A変換器お
よびLPF22a、22b以降の処理が第2図(a)の
場合と異なっている。すなわち、D/A変換器およびL
PF22a、22bの出力に得られる第1および第2チ
ヤネルの信号A、BはFM変調器618.61bで個別
に変調されて、変調度の比較的浅いFM波となる。位相
検波器62aは第1チヤネルのFM波と第2チヤネルの
FM波をインバータ63により反転したものとの位相差
を検出し、位相検波器62bは第1および第2チヤネル
の各FM波の位相差を検出する。位相検波器62a、6
2bの出力はそれらをインバータ64a、64bで反転
した信号とともにスイッチ658.65bに入力され、
スイッチ65a。
65bを通過した信号はさらにスイッチ65Cで選択さ
れる。スイッチ658〜65cはスイッチ65Gを通過
した信号のパルス幅がある設定値より小さくなったこと
がパルス幅検出回路66で検出されたとき切換えられ、
位相検波器62a。
62bの出力をそれらのパルス幅が均一にな、ように出
力する。これにより伝送用FM波の平均周波数は第1お
よび第2両チャネルのF M波の平均周波数となり、第
1および第2チヤネルの信号の情報はスイッチ65cか
らの出力パルスの立上りと立下り時点に含まれた形で伝
送される。
一方、第6図(b)に示す受信側では受信信号が増幅器
67で増幅された後、変化点検出回路68およびパルス
幅検出回路69に入力される。
変化点検出回路68は例えばある時点において第1ヂヤ
ネルの信号の情報が立上り点に存在するならば、そのパ
ルス波をFM復調器70に供給する一方、第2チヤネル
の信号の情報については立下り時点のパルス波を位相同
期回路(PLL)71に供給する。パルス幅検出回路6
9は入力パルスのパルス幅が設定値より小さくなった場
合にそのパルス波を変化点検出回路68に与え、もって
第1チヤネルは立下りの情報を、また第2チヤネルは立
上りの情報をそれぞれFMtlll器705位器量05
位相同 回路71は変化点検出回路68で変化点が検出された的
点での第1および第2チヤネルに対応した立上りと立下
りパルスの重複した信号の調整を行なうためのものであ
って、その出力では常に例えば立上り点の情報が選び出
されるようになっている。この位相同期回路71の出力
はもう1つのFM復調器72に入力され、第2チヤネル
のベースバンド信号が再生される。第1チヤネルのベー
スバンド信号は変化点検出回路68の出力からFM復調
器70によって復調される。それ以後の処理は第2図(
b)の場合と全く同様である。このようにして2つのF
M波を単一のFM波に多重化して伝送することも可能で
ある。なお、この実施例ではFMtlil器72の出力
からバースト抽出回路73で抽出されたバースト信号が
タイミング再生回路46に供給される。
この発明は上記した実施例に限定されるものではなく、
例えば第2図の実施例ではVSBフィルタで伝送信号の
周波数帯域を制限して伝送したが、帯域制限より伝送品
質が要求される場合はVSBフィルタを通さずに伝送し
てもよい。その他、この発明は要旨を逸脱しない範囲で
種々変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の広帯域画像信号伝送方式を説明するため
の伝送信号波形を示す図、第2図(a)(b)はこの発
明の二実施例における送信側および受信側の構成を示す
図、第3図は同実施例の動作を説明するためのタイムチ
ャート、第4図は同実施例における各ベースバンド信号
の周波数スペクトルを示す図、第5図は同実施例におけ
る受信側での復調軸を説明するためのベクトル図、第6
図(a)(b)はこの発明の他の実施例における送信側
および受信側の構成を示す図である。 11・・・マトリックス回路、12a〜12G・・・ロ
ーパスフィルタ、13a〜13c・・・A/D変換器、
14・・・遅延補償用遅延回路、15a、15b・・・
垂直ローパスフィルタ、16a〜16c・・・書込み用
スイッチ、17・・・1日メモリ群、18a〜18d・
・・読出し用スイッチ群、19・・・タイミング発生器
、20a、20b・・・加算器、21・・・PCMおよ
び同期用バースト信号発生器、22a、22b・・・D
/A変換器およびローパスフィルタ、23a。 23b・・・ミキサ、24・・・π/2移相器、25a
。 25b・・・ローパスフィルタ、26・・・加算器、2
9・・・VSBフィルタ、30・・・FMlf:調器、
31・・・F〜1復調器、32a、32b・・・ミキサ
、33・・・タンク回路、34可変移相器、35a・・
・π/4移相器、35b−・−−7r/4/移相器、3
6a、36b・・・ローパスフィルタ、37a、37b
・・・A/D変換器、38a、38b・・・バースト信
号抽出回路、39a、39b・・・検波器、40・・・
電圧比較器、41・・・ループフィルタ、42a、42
b・・・書込み用スイッチ1.li・I Hメモリ群、
44a〜44b、45・・・読出し用スイッチ、46・
・・タイミング再生回路、47a、47b・・・補間回
路、48a〜48c・・・D/A変換器およびローパス
フィルタ、49・・・逆マトリックス回路、50・・・
P CM (1号器、61a、61b・FM変調器、6
2a、62b・・・位相検波器、63,64a。 64b・・・インバータ、65a〜65c・・・スイッ
チ、66・・・パルス幅検出回路、67・・・増幅器、
68・・・変化点検出回路、69・・・パルス幅検出回
路、70゜72・・・FM復調器、7・・・位相同期回
路、73・・・バースト抽出回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 ・、IH;IH−−−−÷ 第4図 40IJ(I41−1z)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ++)!4度信号と広帯域および狭帯域の2つの色差信
    号とからなる広帯域画像信号を時間軸圧縮伸長して伝送
    する広帯域画像信号伝送方式において、前記広帯域画像
    信号の連続した2水平走査周期分毎に時間軸伸長された
    輝度信号と時間軸圧縮された広帯域色差信号からなる第
    1チヤネルの信号と、時間軸伸長された輝度信号と時間
    軸圧縮された狭帯域信号とからなる第2チヤネルの信号
    とを1つの変調波として伝送媒体に供給し、この伝送媒
    体を介して得られた前記第1および第2チヤネルの信号
    から元の輝度信号と広帯域および狭帯域の2つの色差信
    号からなる広帯域画像信号を復元することを特徴とする
    広帯域画像信号伝送方式。 (2)第1および第2のチャネルの信号を直交2相変調
    した後、両信号を加算してから周波数変調して伝送媒体
    に供給することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の広帯域画像信号伝送方式。 (3)第1および第2のチャネルの信号を基準位相信号
    を付加して直交2相変調した後、両信号を加算してから
    周波数変調して伝送媒体に供給するともに、第1および
    第2のチャネルの信号からそれぞれ再生される各M準位
    相信号のレベル差を検出し、このレベル差が零となるよ
    うに直交2相復調のための復調軸を可変制御することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の広帯域画像信号
    伝送方式。 (4)直交2相変調した第1および第2のチャネルの信
    号を加算した信号をVSBフィルタを通した後、周波数
    変調することを特徴とする特許請求の範囲第2項または
    第3項記載の広帯域画像信号伝送方式。 (5)第1および第2のチャネルの信号を個別に周波数
    変調してから1つの周波数変調波として多重化して伝送
    媒体に供給することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の広帯域画像信号伝送方式。
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JP (1) JPS60208191A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4979041A (en) * 1988-01-28 1990-12-18 Massachusetts Institute Of Technology High definition television system
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