JPS60261269A - 空間的―時間的周波数スペクトルを再構成する装置 - Google Patents

空間的―時間的周波数スペクトルを再構成する装置

Info

Publication number
JPS60261269A
JPS60261269A JP60117639A JP11763985A JPS60261269A JP S60261269 A JPS60261269 A JP S60261269A JP 60117639 A JP60117639 A JP 60117639A JP 11763985 A JP11763985 A JP 11763985A JP S60261269 A JPS60261269 A JP S60261269A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spectrum
signal
video signal
frequency
spatial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60117639A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2528631B2 (ja
Inventor
グレン アーサ ライトマイヤ
カーテイス レイモンド カールソン
クリストフア ヒユー ストロール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/615,094 external-priority patent/US4621286A/en
Priority claimed from US06/615,091 external-priority patent/US4621287A/en
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Publication of JPS60261269A publication Critical patent/JPS60261269A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2528631B2 publication Critical patent/JP2528631B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/12Systems in which the television signal is transmitted via one channel or a plurality of parallel channels, the bandwidth of each channel being less than the bandwidth of the television signal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/015High-definition television systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/30Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using hierarchical techniques, e.g. scalability

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Television Systems (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はビデオ信号の空間的(スペーシャル)一時間
的(テンポラル)周波数間挿方式に関するものである。
〔発明の背景〕
高品位(ハイ・デイフイニション)テレビジョンにおけ
る重要な目標は、放送や現在の汎用テレビジョン受像機
によって得られる画像よりも鮮明で良好な画像を得るこ
とである。高品位テレビジョン方式の為に提案された幾
つかの特性は、線周波数を通常の1フレーム当り525
本または625本以上にたとえば1フレーム当り105
0本または1250本に増加させること、アスペクト比
を普通の4=3からたとえば5:3に拡大すること、お
よび画像の実効解像度を上げること等である。
これらの特性の全部または大部分を実現しようとする高
品位テレビジョン方式は、これまで、伝送チャンネルの
帯域幅の大幅な拡大か、上記した特性のうちの1つ以上
についてその仕様に事実上の妥協を必要としていた。こ
の発明の一特徴によれば、画像の所要情報内容を実質的
に減少させることなしに画像伝送に必要なチャンネル帯
域幅を減少させるように、画像の空間的一時間的周波数
スペクトルを再構成するのに空間的一時間的周波数間挿
技法を使用するものである。
を分離し、この情報で、高周波数情今ベースバンド・ス
ペクトルの低周波数情報に間挿するように空間的一時間
的搬送波を変調することを含んでいる。高周波数情報間
挿の利点は、高空間周波数の歪に対する眼の感度が比較
的鈍いことによって、間挿によってもたらされる不自然
さくartifacts )が一般にそれほど目障わり
にならないことである。
高品位テレビジョン信号処理装置にサンプリング技法を
使用すると、そのサンプリング操作のためにスペクトル
的に中心(周波数)が繰返えす形で本質的に高周波数搬
送波か誘起される。この発明の特徴として、その空間的
一時間的周波数範囲中の搬送波または特定諸点の反復中
心(周波数)を選択する際の融通性が大きくなる。空間
的一時間的搬送波発生法を使用することの効果は、画像
のスペクトルを再構成して、ベースバンド・スペ □ク
トルの一部をその空間的一時間的周波数範囲中の異なる
位置へ移すことである。
〔発明の概要〕 この発明の一特徴によれば、少くともa次元の空間的一
時間的周波数スペクトルが付帯する画像を含んだビデオ
信号が生成される。ビデオ信号中に含まれている画像で
変調された空間的一時間的ルの一区分が画像スペクトル
に隣接した補足位置に間挿されるような具合に、操返し
スペクトルを画像スペクトルに隣接配置するようにされ
る。ビデオ信号はこの変調信号が生成されるに先立って
濾波されて、画像スペクトルの伝送されるべき部分に隣
接した補足位置に位置する画像のスペクトル成分が除か
れる。こうしてたとえは、画像スペクトルが仮に時間的
なディメンションを含んでいても、周波数間挿された部
分と原画像スペクトルの時間的成分との間の相互作用に
基くンーンの動きの不自然さが除かれる。
この発明のまた別の特徴は、周波数間挿されたビデオ信
号の空間的一時間的スペクトルを再構成するために、周
波数間挿された信号の空間的一時間的周波数スペクトル
による空間的一時間的搬送波変調を表わしかつ元の位置
に回復されるべき画像スペクトルの除去された部分を含
む第1の信号が生成される。この第1の信号は、そのス
ペクトルから繰返しスペクトルの不所望部分を除くため
に濾波される。この濾波された信号から再構成された画
像冬ベクトルを含む第2の信号が生成される。
後述するように、搬送波変調は、画像情報と共に表示さ
れる不都合な不自然さを起す可能性のある強いエイリア
スを導入する傾向がある。この様な現象は、間挿された
スペクトル部分の振幅を伝送されるビデオ信号の残余の
スペクトル部分に比べて小さくして伝送することにより
大幅に減少させることができる。受像機では、空間的一
時間的に周波数間挿されたビデオ信号で変調された空間
的一時間搬送波を表現する相補的な(逆の)過程が行な
われる。間挿された部分は、画像スペクトル中の元の位
置に戻され、かつ同時に振幅が大きくされる。
高品位テレビジョン信号処理方式がサンプリング技法を
線用すると、そのサンプリング過程によりスペクトル的
に繰返す中心(周波数)の形で高周波搬送波が導入され
る。アナログ処理回路を朗用すると、たとえば適当に選
はれた搬送波をビデオ信号で変調することによって空間
的な繰返しスペクトルが導入される。
空間的一時間的周波数範囲中の特定複数点に繰返し中心
を生する空間的一時間的搬送波の選択には大きな融通性
が与えられる。空間的一時間的搬送波の発生を使用する
ことによる効果は、ベースバンド・スペクトルの一部を
空間的一時間的周波数範囲の異なる位置に転位させるよ
うに、画像のスペクトルを再構成することである。この
発明の一実施例でト、ビデオ信号のベースバンド空間的
一時間的周波数スペクトルが、そのスペクトルの矩形部
分か間挿され得るように構成される。使用されるベース
バンド周波数スペクトルは、たとえハ、十字形領域であ
る。その様なスペクトル的、対角線方向の解像度を堪性
にして水平および垂直方向の解像度を改善することがで
きる。この形の妥協は、眼の生理的機能、と視覚系によ
る画像の知覚力とを考慮に入れて一層感じの良い画像を
生成することができる。また、周波数間挿の目的でベー
スバンド・ビデオスペクトルから、両側が水平および垂
直方向と平行に向けることができるような形と向きのス
ペクトル部分(区分)を抜き出すと別の利点も生ずる。
一般に、空間的一時間的周波数間挿技法は、高い水平周
波数中に含まれている情報のような空間的情報の1片を
対角線周波数中に含まれている情報のような他の情報片
の代りに置換えるもので、上記の情報は双方とも比較的
高周波数の空間的情報である。この発明の別の特徴によ
れば、対角線および高水平周波数情報のような相異なる
空間的情報の断片か、フレーム周波数という様な所定の
周波数で情報片を交番させるまたは時間的に多重化する
伝送法によって、具合よく受信機側に伝送される。こう
して、画像を含む対角線周波数情報のビデオ信号が1フ
レーム中に伝送され、一方画像を含む高水平周波数情報
のビデオ信号が上記と交互するフレーム中に伝送される
。フレーム周波数を30Hzと仮定すると、その様な伝
送系中に導入される可視的な不自然さは2分の1フレ一
ム周波数の15Hzのちらつきである。
〔詳細な説明と実施例〕
以下、図面を参照して詳細に説明すると、先ず、説明の
目的のみのために、画像の伝送される輝度空間周波数ス
ペクトルを再構成してそのスペクトルがより良く人間の
視覚系の特性に適合し得るようにすることが望まれてい
るものと仮定する。またこの論議の目的のみのために、
ビデオ信号の元のベースバンド空間周波数スペクトル、
fx対fyハ、第1A図に矩形22で示されるように矩
形であるものとする。こ5にfxは画像の幅当りのサイ
クル数で表わされ、fyは画像の高さ当りのサイクル数
で表わされるものとする。
伝送される最大水平空間解像度を決定する1つのファク
タはそのビデオ信号を搬送するために割当てられたチャ
ンネルの帯域幅である。チャンネルの帯域幅は、従って
、伝送される画像の最大垂直空間周波数譜7を決定する
1つの重要なファクタである。最大垂直空間周波数fr
11yで表わされる垂直解像度は1フレーム当りの走査
線数の関数である。従って、普通の伝送系では、第1B
図中の矩形2上で囲まれた空間周波数スペクトルだけが
送られる。
しかし実験によると、空間周波数に対する人間の可視応
答は第1A図の空間周波数スペクトル23によって示さ
れるような菱形領域内に限られていることが明らかにな
った。第1A図のこの菱形領域23は第1B図の矩形領
域21と同じナイキスト面積を持っている。従って、第
1B図の周波数スペクトルで得られる対角線方向解像度
を下げて代りに垂直または水平解像度を上けることによ
って、表示される画像の品質を改善することができる。
第1A図では水平方向に解像度が増加している。第1A
図の菱形スペクトル23中の水平空間周波数は、glB
図のスペクトルの水平方向の最大空間周波数の2倍であ
る周波数2frlIXまで拡大している。
この発明の一特徴によれば、空間周波数間挿法を使うこ
とによって、9K 1 A図の領域23のスペクトルと
同様なスペクトルを持つ信号を、第1B図のスペクトル
に似たスペクトルを有する信号を伝送する時に使用する
ものと同一の狭帯域伝送チャンネルを通して伝送するこ
とができる。
2frnXの水平解像度を含む画像の伝送を可能とする
ように周波数間挿が企てられる前に、この信号は対角線
的に崗波されてその空間周波数スペクトルが破線矩形2
2のスペクトルから菱形領域23のスペクトルへ変えら
れる。機械装置(ハードウェア)を簡単化するためにこ
の濾波処理はデジタル的に行なうことができる。先ず、
第2A図のX−Y画像空間の対角線サンプリング点格子
に従って水平方向に信号がサンプルされる。@2A図に
はサンプリング点が黒丸点で示されている。ナイキスト
の理論に従って、水平方向に元の”’ ”mxの解像度
を維持するために、画像中に生ずる最大水平空間周波数
の2倍の周波数で水平方向に画像をサンフルする。従っ
て、画像の幅当りのサンプル数を敗で表わせば、ナイキ
ストの法則を満足させるためにNx=4frnxとなる
。第2A図の対角線サンプリングが格子の水平サンプル
相互間の周期をR1とすると、R1−1/Nx=1/(
4fmx)である。第2A図の垂直サンプル相互間の周
期R2は、R2= 1/Ny =1/(2flT]y)
で、こ\にNyの値は画像の高さ当りの走査線数に等し
い。
第2A図のサンプリング点格子で略示したこの2次元対
角線サンプリング法は、第2B図に示されるように空間
周波数ドメイン内に複数の矩形繰返しスペクトル22f
を生じさせる。この繰返しスペクトル22rは、水平方
向に4fmxで垂直方向に2f1.nyの周波数間隔を
持つ対角線格子を形成するような繰返し中心Cを持って
いる。各繰返しスペクトル22rは、理想的には、原点
Oを中心とするベースバンド・スペクトル中に含まれて
いるのと実質的に同じ画像情報を含んでいる。
サンプルされた信号は、次いで2次元的にデジタル1t
fi 波されて、ベースバンド・スペクトルが菱形領域
23の形に濾波され、また繰返しスペクトルが菱形領域
23rの形に濾波される。これらは第3図ノすべての陰
影部分で示されている。
周波数間挿処理における次の段階は、信号を適切にす、
ンプリングして第3図のベースバンド・スペクトル23
に近接した空領域中に付加繰返しスペクトルを生成する
ことである。5の口型(guincunx)の2次(サ
ブ)サンプリングを選へは、第3図の既存の菱形ベース
バンドOスペクトル23と菱形繰返しスペクトル23r
に対して相補的にかつ重畳しないように付加繰返しスペ
クトルを配置することができる。5つ口型補助サンプリ
ングの一つの形式は、第4A図のサンプリング点格子で
表わされるフィールド5の口型サンプリング法である。
線およびフレーム5の口型2次サンプリングのような他
の5の口型2次サンプリングを使用することもできる。
フィールド50目型2次サンプリングでは、元の絵素(
ピクセル)の1つおきのものか線飛越しベースで捨てら
れる。その結果生するサンプリング点格子は第4A図に
示す通りで、非対角線5の口型または50字パターンを
構成する。フィールド5の口型2次サンプリングは、原
水平サンプリング周波数の2分の1で飛越しビデオ線を
2次サンプリングし、かつサンプリング・クロックの位
相をフィールド毎のベースで変えることによって行ない
得るか、それらについてはハードウェアの構成を説明す
る際に後述する。
周波数ドメインのフィールド5の口型2次サンプリング
の効果を第4B図に示す。原点Oまたは繰返し中心Cま
たはC′のうちの何れか1つが対応する4個の近接繰返
し中心と共に5の字型パタンを形成するように、繰返し
中心C′を有する付加繰返しスペクトル23rが導入さ
れる。この付加繰返しスペクトル23rの形はベースバ
ンド・スペクトル23の型と同じである。繰返し中心C
′は他の中心C′と、水平方向に4f 垂直方向に2f
myだけX 1 隔っている。第4C図は第4B図の周波数間隔の一部を
示しているが、ベースバンド・スペクトル23に隣接し
かつ繰返し中心C′を中心とする繰返しスペクトル23
rのみを含んでいる。第4C図において、ベースバンド
周波数スペクトル23を4個の区画1,2.3.4に区
分することができる。上記と同じ画像と空間層′波数成
分を含むが繰返し中心C′を中心とする上記に対応する
区画を1’、2’、3/ 、4/で示す。
この発明の一つの特徴によれは、2次サンプリングが行
なわれた後、信号は後濾波されて信号の空間周波数が、
帯域幅の制限されたチャンネルを通して伝送するために
必要な制限内に入るようにされる。−例として、制限さ
れたチャンネル帯域幅を含む種々の理由で、信号は・譜
より高くない空間周波数と共に伝送することが望ましい
と仮定する。すなわち、たとえは、信号の水平空間周波
数が最大周波数±2irnまで延長しており第4B図の
菱形ベースバンド領域23を持つ信号にフィールド5の
口型2次サンプリングを使用するときには、5の口型2
次サンプルされた信号の後濾波は水平空間周波数の範囲
を最大±fITIXに制限するように行なう。カメラと
テレビジョン受像機における走査過程では繰返しスペク
トルを減衰させるように組合せるから、後濾波は、垂直
軸fy上に位置する繰返し中心に付帯する繰返しスペク
トルを除くように行なう必要はない。簡単化のために第
4D図にはその様な繰返しスペクトルは描かれていない
後濾波処理の結果、伝送される空間周波数スペクトルは
、水平遮断周波数がfITlxで垂直遮断周波数がfm
′yであるM4 D図の実線矩形121の矩形状をして
いる。この第4D図の実線矩形121で囲まれた全ナイ
キスト面積は、ベースバンド菱形スペクトル23の全ナ
イキスト面積と同一である。
更に、空間周波数間挿処理のために、全ベースバンド・
スペクトル23の画像成分は、ベースバンド周波数情報
を全く失なうことなしに第4D図の矩形スペクトル12
1中に保持されている。第4D図の菱形ベースバンド・
スペクトル23の三角形の区画1a、2a、3aおよび
4aに元々位置していた、fmxを超えた周波数のベー
スバンド情報は、4個の隣接中心C′に付帯する繰返し
スペクトルの対応する形 波数スペクトル121の隅に保存されている。
第4p図において、ベースバンド・スペクトル23ノ周
波数区画1a、 2a、 ’3a、 4aは、5の口型
2次サンプルされた信号を後濾波したことによって生じ
た低遮断周波数frrlxのために、除去されている。
しかし、5の口型2次サンプリングの結果、隣、接する
各繰返しスペクトルの相補的な区画1a’ 、2a’、
3a’ 、4a’ が置換って、すなわちベースバント
・スペクトル23の残留区画1b、2b、3t)、 4
bに間挿されている。
上記の新規な周波数間挿技法の一特徴は、元のスペクト
ルを伝送信号の全ナイキスト面積を埋めるように再配列
することによって、高空間周波数成分情報を伝送できる
1、帯域幅の制限されたチャンネルの能力にあることが
判る筈である。
受像機側では、第1A図における菱形ベースバンド・ス
ペクトル23の様な元のベースバンド・スペクトルが、
後述するように相補的な50目型2次サンプリング法に
よって、第4D図の矩形スペクトル121のような空間
周波数スペクトルを持つ信号から、再構成される。
第5図は、前述の空間的一時間的周波数間挿法を実施す
る符号器(エンコーダ)20を示す。第5図において、
たとえば、圧縮する前の普通の多重化(マルチブレツク
スト)アナ・ログ成分形式すなわちMAO形式であるよ
うな時分割多重化成分形式をとる、輝度信号成分のよう
な2対1飛越しベースバンド・ビデオ信号Vbが、端子
1つに発生する。
9のベースバンド・ビデオ信号は、図示されていないが
通常のカメラおよびスタジオ機器から得られるもので、
第1A図のスペクトル22のような矩形の空間周波数ス
ペクトルを有し、その水平周波数は2fmXまで、垂直
周波数はfmyまで延長している。走査過程のために生
ずる。fy軸上に繰返し中心をもつ繰返しスペクトルは
、こ\での論議の目的から見て重要なものでないから、
示されていない。
ベースバンド・ビデオ信号■。は、このベースバント・
ビデオ信号中の同期情報と同期化される周波、数間挿用
符号器20に対するクロック信号を発生するクロック発
生器27に、印加される。クロック発生器27は、ベー
スバンド・ビデオ信号のフィールド周波数のクロック信
号V、ckを発生すると共に、符号器20の種々のデジ
タル部分に供給するための幾つかのサンプリング・クロ
ックおよび補助サンプリング・クロックを発生する。
ベースバンド・ビデオ信号Vbは、また、クロック発生
器27からのクロック信号fS、ckに応じてサンプリ
ング周波数fSでこの、信号をサンプリングするために
、アナログ−デジタル変換器(ADC)25にも印加さ
れる。サンプリング周波数f6は、距離R1づつ隔った
第2A図のサンプリング格子中のサンプル点を生成する
ように選ばれるものである。
従って、ADC25の出力に生ずるデジタル化ビデオ信
号の周波数スペクトルは、ベースバンド矩形スペクトル
22と各繰返し中心Cを中心とする複製矩形スペクトル
22rとを持つ、第2B図に示されたスペクトルである
デジタル化されサンプル化されたビデオ信号は次に空間
的低域通過フィルタ26に供給される。このフィルタは
、ベースバンド・スペクトル22を濾波して第3図の菱
形ベースバンド領域23にすると共に繰返しスペクトル
22rを濾波して菱形繰返しスペクトル23rにする。
空間的低域通過フィルタ26はN次最高フラットフィル
タ様な、幾つかの在来型デジタル°フィルタのうちの何
れか1種で良い。フィルタの次数か高くなる程そのフィ
ルタの周波数遮断特性はシャープになる。しかし、フィ
ルタの次数が高くなると、フィルタの構成が一層複雑化
することになる。一方、遮断特性のシャープな(シャー
プカットオフ)フィルタは、伝送される空間周波数イン
パルス応答関数の画像空間に感知し得る不都合なサイド
ローブを導入する。このフィルタは、また、飛越し信号
の隣接線を処理することができるようにするフィールド
蓄積機能ももっている。もし非飛越し信号を処理する場
合には、フィルタには全フィールド蓄積機能は必要では
ない。
信号が濾波されて菱形ベースバンドと繰返しスペクトル
になった後、この信号は、使用される伝送チャンネルに
よって要求される帯域幅を満足するように、その空間周
波数が再構成される。たとえば、符号器20の出力から
得られる周波数間挿信号を受入れるチャンネルの帯域幅
が、最大周波数fmx以下の水平空間周波数のみを伝送
し得る制限された帯域幅を持つものである。フィールド
5の口型サンプリング技法(既述の如き)を使って第4
C図のベースバンド周波数スペクトル23を再構成して
第4D図の矩形周波数スペクトル121にすることがで
きる。
この再構成を行なうために、第5図の空間的低域通過フ
ィルタ26の出力はスイッチ30に印加され、このスイ
ッチが第4A図に示すサンプリング・パタンの、ビデオ
信号のフィールド5の口型2次サンプリングを行なう。
スイッチ30は、2分の1周波数のサンプリング・クロ
ック信号f’、、/g 、 ckの印加に応じて、低域
通過フィルタ26からの入力サンプルを1つおきに、位
相の交番する線こと(ライン・パイ・ライン)のベース
で通過させる。
fv2.ck倍信号、クロック発生器27が発生する2
つのクロック信号+fS//2.ckと−f!3//2
.Ckの一方をフィールド毎(フィールド・パイ・フィ
ールド)のベースで交互に選択することにより発生され
る。
この2つのクロック信号% −、Okは互に180度の
位相差があり、ADC25のサンプリング・クロック信
号f6.ckに同期しかつその2分の1の周波数を持っ
ている。
50目型スイツチ30の正確なスイッチングを行なわせ
るために、信号V、C1kかT型フリップフロップ28
を制御してその出力にフィールド交番ベースで高および
低状態を生じさせる。フリップフロップ28の出力はマ
ルチプレクサ(MUX)29の選択入力端子Sに印加さ
れる。信号十f9//2. OkはA入力に印加される
。信号−fJ2.ckはB入力に印加される。
MUX29の出力は、スイッチ30に5つ口型2次サン
プリング動作を行なわlるに必要なりロック信号fs’
/2.ckである。
50目型2次サンプリングのために、スイッチ30の出
力に生ずる゛サンプルされたビデオ信号サンプルXiの
スペクトルは、第4B図に示されるようなもので、菱形
ベースバンド中スペクトル23ト共に繰返し中心07周
りのみならず繰返し中心Cの周りにも位置する繰返しス
ペクトル23rを有するものである。低減された水平遮
断周波数fmXを有する第4D図の矩形スペクトル12
1を得るために、水平低域通過フィルタ50aを含む補
間器(インタボレータ)12に上記のビデオサンプルx
1を印加する。フィルタ50aはf8/2なる周波数で
補間された2次すンプルx/l を生成する。フィルタ
50aの適当なタップから未処理ビデオ・サンプルxi
が取出される。
サンプルX1は補間器12のマルチプレクサ(MUX)
32のへ入力に印加され、補間されたサンプルへはB入
力に印加される。1φUX32に対するこのA、8両入
力は選択端子Sに印加される選択クロック信号f’s 
、ckに応じてM U Xからクロック送出される。こ
のf’s 、ckは、逓倍部31における周波数2逓倍
作用によりV2. ckから生成される。クロック信号
f’s 、 ckを使用することによって、5の口型2
次サンプリング処理に必要な線ことの位相交番が確保さ
れ°る。
MUX32の出力に生ずるビデオ・サンプルX′τは、
第4D図に示された矩形ベースバンド・スペクトル12
1の周波数間挿されたベースバンド・スペクトルを持っ
ている。空間的低域通過フィルタ26の出力に生じた、
原信号サンプルの画像情報は、すべてサンプルX′1の
周波数間挿スペク)JL’(−i量中に含まれているが
、狭帯域幅伝送の要求に合うように再配列されている。
デジタル・ビデオ・サンプルX ”iはデジタル−アナ
ログ変換器CDAC)33に供給されて、第4B図の矩
形ベースバンド・スペクトル121を有するアナログ・
ビデオ信号が生成される。この信号は次いで、放送また
はケーブルその他適当な伝送系により伝送するために送
信機段へ送り出されるに先立って、チャンネル低域通過
フィルタ34に通されて周波数間挿ベースバンド・ビデ
オ信号■f1が生成される。チャンネル低域通過フィル
タ34は水平遮断空間周波数かfmxで、送信機チャン
ネルの帯域幅限界に適合している。フィルタ34は、独
立したフィルタでもよいが、或いは選はれた制限帯域幅
をもつ伝送チャンネルの総合濾波作用を代表する場合も
ある。第5図にも、他の形式の符号器を示す後述の図に
も示されていないが、輝度信号を圧縮しかつそれを圧縮
されたクロミナンス信号、基準バーストまたは他のタイ
ミング信号、およびパルス符号変調された部分と合成゛
してMAC形式の信号を得るための付加的な通常のMA
C(多重化アナログ成分)処理後も設けられている。
第7図は、第5図に示す補間器12が水平低域通過フィ
ルタ50aの詳細な実施例を含む形で示している。3段
遅延線は遅延素子61.62および63で構成されてい
る。各遅延素子はfv2.ckてクロック制御される。
50目型サンプルX工が、第1の遅延素子61の加算器
66の入力とに供給される。第3の遅延素子63の出力
は加算器66の他方の入力に印加される。加算器66の
出力は、重み付は係数(We−2を有する係数乗算器6
7によって重み付けをされる。
係数乗算器67の出力は加算器68の入力に結合される
。遅延素子62の出力か加算器64の1入力に印加され
、また遅延素子61の出力がその加算器64の他方の入
力に供給される。加算器64の出力は、重み付は係数値
a工を有する係数乗算器65に印加されろ。
係数乗算器65の出力は加算器68の他方の入力に供給
される。
′ 加算器68の出力は、MUX32のB入力に供給さ
れる補間されたサンプル4である。遅延素子61の出力
は未処理サンプルXiで、MUX32のへ入力に供給さ
れる。MUX32の出力サンプルX′τは実サンプルと
の交番列から成る。従って、フィルタ50aは、先行お
よび後続する2つの実サンプルXiを補間する補間サン
プルxi を生成する。
第6図は、第5図の周波数間挿符号器20によって生成
された周波数間挿ベースバンド・ビデオ信号■fiから
第1B図の菱形ベースバンド・スペクトル23を再構成
する、テレビジョン受像機中の復号器(テコーダ)40
を示している。伝送が高周波数の変調された放送用搬送
波で行なわれるものと仮定すれは、伝送されたビデオ信
号がテレビジョン受像機で受濡され、チューナや11段
の如きその前端段で処理され、またMAC処理処理中で
分離(デマルチプレクス)された圧縮状態が戻された影
、ベースバンド周波数間挿ビデオ信号■fiが第6図の
端子119に出力する。第5図4第6図の中で同様な符
号の付いている要素は、同様な働きヲスルカ、同様な量
を表わしているものとする。
菱形ベースバンド・スペクトルを再構成する第1段階は
、信号サンプルyiを発生させるために、2分の1→ノ
一ンプリング周波数f8//2で周波数間挿ビデオ信号
■f1を5の口型2次サンプルすることである。5の口
型2次サンプリンタのために、信号サンプルy工の周波
数スペクトルは第4B図の周波数スペクトルのそれであ
る。アナログ信号vfiのデジタル化を同時にやりなが
ら、5の口型2次サンプリンタを行なうために、アナロ
グ−デジタル変換器A D C125は周波数間挿信号
■fiを受入れて、これを、マルチプレクサMUX29
から供給されるクロッキング信号fS/2.Ckに従っ
て5の口型に2次サンプルする。
2次サンプルされた信号y工は、空間的低域通過26′
を角む補間器13に供給される。空間的低域通過フィル
タ26′の機能は、信号サンプルyiを濾波して繰返し
中心C′の周りに位置する第4B図の繰返しスペクトル
23rをすべて除去することである。
このフィルタ26′の出力におけるサンプルyiはマル
チプレクサMUX32のB入力に結合される。未処理の
サンプルy工がへ入力に結合さレル。MUX32の出力
にはfSの周波数でデジタル・サンプルy′1が発生す
る。デジタル・サンプルy′τは、未処理サンプルVi
と補間されたサンプルy′mとの間で交番し、第3図の
空間周波数スペクトルを含んでいる。
サンプルy″iをアナログ・ビデオ信号に変換するため
に、このサンプルは、フィールドごとに位相の変わる信
号f’8.ckによってクロック制御されるデジタル−
アナログ変換器33に印加される。低域通過フィルタ1
34は水平空間遮断周波数2f]Tlxより大きさの大
きな水平周波数を有する繰返しスペクトルを除去する。
低域通過フィルタ134の出力は、第1A図の菱形ベー
スバンド・スペクトル23を有する再構成されたベース
バンド・ビデオ信号■bdを供給する。この信号”1)
dは、また、第1A図には示されていないが垂直軸fy
上に位置する繰返しスペクトルも含んでいる。これらの
垂直繰返しスペクトルは、テレビジョン受像機内での走
査過程によって減衰させられるので、この場合余り重要
ではない。
第5図のフィルタ26と第6図のフィルタ26′とはそ
れぞれ周波数間挿符号器20と周波数再構成復号器40
の中で似たような作用を行なう。これら両フィルタの各
々は、その各信号サンプルを受入れ下処理し、菱形スペ
クトルを持った信号サンプルを発生する。従って、空間
的低域通過フィルタ26と26′は、フィルタ26への
入力サンプル周波数がフィルタ26′への入力サンプル
周波数の2倍であるということを考慮に入れて、同様に
構成することができる。
高品位テレビジョン信号の周波数間挿のためにサンプリ
ングを使用することは、低空間周波数情報に高空間周波
数情報を間挿するために搬送波を信号で変調するアナロ
グ処理と対応するものである。第5図のデジタル化ビデ
オ信号Vbの5の口型2次サンプリングが、50目型ス
イツチ30の出力におけるデジタル・サンプルを1つお
きに強制的にOにするように構成されているものとする
。第8図は、D型フリップフロップ130を含むその様
な5つ口型スイッチングを持った第5図の方式の一部を
示す。第9図は、ビデオ信号乙の実サンプルXiを示す
。信号v′bは第8図のフィルタ26によって空間低域
通過濾波された後のデジタル化ビデオ信号のアナログ等
価信号である。第9図のサンプルXJは第8図のD型フ
リップフロップ130の働きで強制的にOにされた1つ
おきのサンプルを表わしている。
第9A図において、搬送波信号s (t)はサンプリン
グとXjO値にそれぞれ対応する極大値および楔小値を
有する形に描くことができる。従って、第9A図から、
2次サンプリング過程はビデオ信号°へに搬送波信号 s (t) = 1/24−1/2 C08(πfst
)を乗算すること\等価であると結論できる。
このサンプリングまたは等制激送波変調は、次に説明す
る強いエイリアスを誘導する傾向があり、このエイリア
スは画像情報と共に不都合な不自然さを表示面に表示す
る可能性がある。既に述べたように、エイリアシングの
効果は、伝送されるビデオ信号の残余のスペクトル部分
に比べて間挿されたスペクトル部分を小振幅で伝送すれ
ば実質的に低減させることができる。受像機側では、空
間的一時間的周波数間挿ビデオ信号の空間的一時間的搬
送波の変調を表わす相補的な過程が行なわれる。間挿さ
れた部分は、画像スペクトル中の元の位置に回復され、
一方向時にその振幅は増大される。
エイリアシングの超厚を説明するために、第9A図のビ
デオ変調された搬送波信号孔・s (t)は第9B図に
示された信号と同様なものであることに注目されたい。
このスペクトルは、周波数f−に終る実線ノベースバン
ド・スペクトルとたとえは周?a数f9//2で最大振
幅を有し原点に近づくにつれてOに漸減する破線で示す
複製スペクトルを含んでいる。
349B図で、複製スペクトルはベースバンド・スペク
トルに比べて全振幅を持っていることが判b5表示画像
中への不都合な不自然さが導入されることを防ぐために
、ベースバンド・スペクトルに比べてこの複製スペクト
ルの振幅を低減することが望ましい。
複製スペクトルの振幅を低減させるために、信号V/b
を周波数fBでサンプルし、1つおきのサンプルの値を
1より小さくしかもOではない値に減殺する。第10A
図に示すように、元のサンプルXiはその元の値上を保
持し、1つおきのサンプルXjは小さな値となっている
このサンプルX5の値を低減させることの効果は信号v
′。を信号s’(t) −(1−0) + (C) 0
08(πf8t)で変調した搬送波と等価である。なお
、こ\にCはOより大きくlより小さい数である。たと
えば、第10A図ではc = 1/4である。
搬送波変調信号V’、、 −s (ti のスペクトル
は第10B図に例示されており、元のベースバンド・ス
ペクトルとこのベースバンド・スペクトルに比へて振幅
が大幅に小さな複製スペクトルとを含んでいる。
C二l/4の例では、複製スペクトル振幅はベースバン
ドの振幅の3分の1に減じられ、そのため工イリアシン
グに起因する不自然さが大幅に目立たなくなる。
第11図は、前述の空間的一時間的周波数間挿技法を行
なうための、振幅低減搬送波5の口型スイッチング段3
30を含む符号器20’を示す。第5図と第11図にお
いて同様な符号をつけられた要素は同様に機能し或いは
同様な量を表わしている。
第11図では、クロック発生器27が生成したクロック
信号f8. ckに応じてサンプリング周波数f8てベ
ースバンド・ビデオ信号をサンプルするために、このビ
デオ信号■bがA D ’C25に印加されている。
サンプリング周波数f8は第2A図のサンプリング格子
中で互に距離R1たけ隔ったサンプル点は生成するよう
に選ばれている。従って、ADC25の出力に生ずるデ
ジタル化されたビデオ信号の空間周波数スペクトルは、
ベースバンド矩形スペクトル22と繰返し中心Cを中心
とする複製矩形スペクトル23r々を持った第2B図に
示されたものとなる。
デジタル化されサンプル化されたビデオ信号は次に空間
的低域通過フィルタ26に印加される。このフィルタは
、ベースバンド・スペクトル22を濾波して第3図の菱
形ベースバンド領域23に、および繰返しスペクトル2
2rを濾波して菱形繰返しスペクトル23rにする。
濾波された信号を使用伝送チャンネルの帯域幅の要求を
満足させる空間周波数に再構成するために、空間的低域
通過フィルタ26の出力は5の口型スイッチ330に印
加され、このスイッチで第4A図に示されたサンプリン
グ・バタン中のビデオ信号の5の口型2次サンプリング
が行なわれる。スイッチ330は、低域通過フィルタ2
6から得られる入力サンプルXiの各1つおきのサンプ
ルを変形させずに出力線91に通過させる。この通過作
用は、スイッチ330のマルチプレクサへの2分の1周
波数のサンプリング・クロック信号f′s/2.ck 
の印加に応じて、フィールド毎に位相が交番する形で行
なわれる。
第11図の空間的低域通過フィルタ26の出力に生ずる
サンプルXiは、また、スイッチ330内の係数乗算機
71にも印加され、そこでこれらのサンプルXiに係数
(1−2c)が乗ぜられてマルチプレクサ230の出力
にサンプルXjが発生する。選択入力端子Sをクロック
信号f′E3.cRでクロック制御することによって、
サンプルX1とXjより成る列がlIglOA図に示さ
れるような形式で生成される。第10A図の振幅の低減
された搬送波に等価な振幅の低減された空間搬送波のた
めに、第4C図と第4D図の複製されたスペクトル23
rの区画1′乃至4′中の空間周波数の振幅は、ベース
バンド区画1乃至4中の周波数に比べて小振幅となって
いる。
5の口型サンプリングのために、ス4イッチ330の出
力におけるサンプルされたビデオ信号すなわちサンプル
Xよ、XJのスペクトルは、第4B図に示されるような
ものとなり、菱形ベースバンド・スペクトル23と共に
繰返し中心αの周りのみならず繰返し中心Cの周りにも
位置する繰返しスペクトル23rを有するものである。
より低い水平遮断周波数fmXにおける第4D図の矩形
スペクトル121を得るために、ビデオ・サンプルXi
、Xjは水平低域通過フィルタ150aに印加される。
フィルタ150aにiいて、サンプルXiとXjはクロ
ック信号f′B’−akでクロック制御されるラッチ7
2中に記憶される。クロック信号f/・ckは、f′B
/2.Ck倍信号ら第5図の逓倍段31におけるような
周波数2逓倍処理により得られる。これらのサンプルは
次にラッチ7zから遅延段93と74から成る2段遅延
器にクロック送出される。更に、ラッチ72の出力にお
けるサンプルは係数乗算器75において乗算処理された
後加算器78に印加され、また遅延段73の出力に生じ
たサンプルは係数乗算器76で乗算処理されて加算器7
8に供給される。遅延段74の出力に生じたサンプルは
係数乗算器77で乗算されて加算器78に印加される。
加算器78の出力におけるサンプルは係数乗算器79で
乗算処理されて、第11図の周波数間挿デジタル・サン
プルX/、となる。サンプルX11Xjとサンプルf>
との間の総利得を1に保つために係数乗算器79の値は
1/(1−0)である。
フィルタ150aの出力に生じたビデオ・サンプルXi
′は第4D図に示される矩形ベースバンド・スペクトル
121の周波数間挿ベースバンド・スペクトルを持って
いる。空間的低域通過フィルタ26の出力に生じた元の
信号サンプルの全画像情報は、このサンプルX1′の周
波数間挿スペクトル信号中に含まれているが狭帯域の伝
送要求に合うように配列度えされている。
デジタル・ビデオ・サンプルX1/は、デジタル−アナ
ログ変換器DAC33に印加されて、第4D図の矩形ベ
ースバンド・スペクトル121を有するアナログ周波数
間挿ベースバンド・ビデオ信号が発生する。第5図にお
けるように、この信号は次に送信機段へ送られる前にチ
ャンネル低域通過フィルタ34を通される。
フィルタ34の出力に生じた周波数間挿ビデオ信号■f
工は第4D図の矩形ベースバンド・スペクトル121を
含んでいる。
間挿された区画の相対振幅を小さくしてエイリアシング
による不自然さの導入を除こうとする考えは、この発明
の他の実施例にも具合良く利用することができる。従っ
て、第14図乃至第17図に関連して説明されるような
アナログ処理を使用する実施例においては、間挿された
区画の振幅を小さくした搬送波を使用して低減させ、次
いで相補的な搬送波変調処理で元の画像スペクトルを再
構成する受像機例では、振幅を大きくした搬送波を使用
して、再配置された区画の振幅をその元のレベルに復元
する。
第12図は、第11図の周波数間挿符号器20’によっ
て生成された周波数間挿ベースバンド・ビデオ信号■f
iから第1B図の菱形ベースバンド・スペクトル23を
再構成する、テレビジョン受像機中の復号器40’の構
成を示している。伝送されたビデオ信号がテレビジョン
受像機で受信され、かつ、この伝送が高周波数の変調さ
れた放送搬送波によって行なわれたと仮定して上記受像
機のチューナや工F段のような前端部段で処理され、M
AO処理器中で分離(デマルチプレクス)され圧縮状態
が戻された後、ベースバンド周波数間挿ビデオ信号■f
iが第12図の端子119に生成される。第11図と第
12図で同様な符号を付けた要素は、第6図と第12図
中の同様な符号をもつ要素と同じく、同様に機能し或い
は同様な量を表わすものとする。
菱形ベースバンド・スペクトルの再構成を行なう第1段
階として、周波数間挿されたビデオ信号■fiは、信号
サンプルyiを発生させるために、2分の1サンプリン
グ周波数f!3/2で5の口型2次サンプルされる。5
の口型サンプリングによって、信号サンプルyiの周波
数スペクトルは第4B図の周波数スペクトルとなる。こ
の5目型2次サンフリンタを行ない、同時に一方ではア
ナログ信号■fiのデジタル化を行なうために、アナロ
グ−デジタル変換器A D C125が周波数間挿信号
Vf工を受入れて、クロック信号fS/z 、ckによ
ってそれの5の口型2次サンプリングを行なう。
2次サンプルされた信号y1は補間器13に供給され、
そこでデジタル・サンプルy′τとなって高い数fSで
出力に出て来る。空間的低域通過フィルタ26′を含む
、補間器13の特定例が第13図に示されている。空間
的低域通過フィルタ26′の作用は、信号サンプルy1
を1慮波して繰返し中心C′の周りにある第4B図のす
べての繰返しスペクトル23rをを除くことである。空
間的低域通過フィルタ26′の出力に生ずるサンプルへ
はマルチプレクサMUX320B入力に結合される。そ
のA入力にはフィルタ26′の適当なタップから未処理
サンプルyiが結合される。MUX32の出力にはデジ
タル・サンプ図のベースバンド・スペクトル23を含む
第3図の空間周波数スペクトルを含んでいる。
変調された搬送波の振幅を小さくするという前述の技法
によって、サンプルy′τ中に含まれている第1A図の
再構成された区画1a’乃至4a/は、なお振幅か小さ
い。それらの周波数を区画を元の振幅に回復させるため
に、サンプルy//、は、水平高域通過濾波処理され、
利得(1−0)10を乗ぜられ、かつ元のサンプルy/
/、が水平低域通過濾波処理された後そのサンプルy″
、に戻し加算される。
第12図に示される如く、補間器13の出力におけるサ
ンプルy′τは水平高域通過フィルタ86に結合されて
fr]1Xよりも大きさの小さな(低い)水平空間層波
数が除かれる。高域通過フィルタ86の出力のベースバ
ンド拳スペクトルは区画1a’乃至4.a’のみを含ん
でいる。高域通過フィルタ86の出力サンプルは、係数
乗算器81に供給されて、区画1a’乃至4a’か完全
な振幅に戻される。
補間器13の出力におけるサンプルy″1も水平低域通
過フィルタ83に結合されて、そこで±fmxを超えて
延在するすべての空間周波数か除かれる。
低域通過フィルタ83の出力のベースバンド・スペクト
ルは第1A図の区画1b乃至4bのみを含んでいる。
水平低域通過フィルタ83と係数乗算器81の両出力に
おける各サンプルは加算器82に供給されて、全振幅に
戻された第1A図の区画1a’乃至4a’を持った信号
サンプルy′〜が再生成される。
サンプルy′1をアナログ・ビデオ信号に変換するため
に、これらのサンプルは、フィールドことに位相交番す
る信号f′6・ckによりクロック制御されるデジタル
−アナログ変換器33に印加される。
低域通過フィルタ134は水平空間遮断周波数” fm
xを有し、2flTlxより大きさの大きな(高い)水
平周波数を有する繰返しスペクトルを除く。この低域通
過フィルタ134の出力は第1A図の菱形ベースバンド
・スペクトル23を有する再構成されたベースバンド・
ビデオ信号Vbαを供給する。信号vblliは、また
、第1A図には示されていないが垂直軸fy上に在る繰
返しスペクトルも含んでいる。
この様な垂直繰返しスペクトルは、テレビジョン受像機
における走査過程で減衰を受けるから、こ\での論議の
目的から見て重要なものではない。
第11図のフィルタ26と第12図のフィルタ26′は
、周波数間挿符号器20′と周波数再構成復号器40’
の中で、それぞれ、類似の機能を果す。両フィルタは各
々、その各信号サンプルを受入れ、処理して、菱形スペ
クトルを有する信号サンプルを発生させる。従って、低
域通過フィルタ26と26′は、フィルタ26に対する
入力サンプル周波数がフィルタ26′のそれの2倍であ
ることを考慮しておけば、同様に構成す−ることかでき
る。
高品位テレビジョン信号処理方式にサンプリング技法を
取入れると、そのサンプリング過程によって、スペクト
ル繰返し中心の形で高周波数搬送波が必然的に導入され
る。アナログ処理回路を使用すると、たとえば、適当に
選ばれた搬送波をビデオ信号で変調することによって、
空間繰返しスペク七ルか導入される。
空間的一時間的周波数範囲中の特定点に繰返し中心を発
生させる空間的一時間的搬送波の選択には A大きな゛融通性がある。空間的一時間的搬送波を発生
する効果は、画像のスペクトルを再構成してベースバン
ド・スペクトルの一部を空間的一時間的周波数範囲中の
異なる位置へ移すことである。
既述のように、ビデオ信号のヘースバンド空間的一時間
的周波数スベクトルはスペクトルの矩形区画か間挿てき
るように構成することかできる。
使用されるベースバンド周波数スペクトルは第14図に
実線で示した十字形領域である。その様なスペクトルは
、対角線方向の解像度を犠牲にして水平および垂直解像
度を改善することができる。この形のやりくりによって
、目の生理的機能および視覚系による画像の知覚能力を
考慮に入れて、一層快適な画像を作ることができる。更
に、周波数間挿のために、仮に両側辺を水平および垂直
方向に平行にすることができるような形状と向きのスペ
クトル区画をベースバンド・ビデオ・スペクトルから抽
出すれは、別の利点も得られる。送信機側におけるビデ
オ信号の周波数間挿符号化とテレビジョン受像機側にお
けるこの周波数間挿信号の復号の双方は、アナログ処理
回路と複数個の1次フィルタに分離できる簡単化したフ
ィルタ構成とによって容易に行なうことができる二この
アナログ回路式の符号器は適当に選ばれた搬送波を変調
し、またアナログ回路式復号器は受信した空間的一時間
的周波数間挿信号を復調する。
第16図に示されるアナログ回路において、普通のカメ
ラおよびスタジオ機器によって、周波数間挿符号器20
の端子219にベースバンド・ビデオ信号■。が供給さ
れる。
ビデオ信号Vbは、たとえは、圧縮する前の、多重化さ
れたアナログ成分形式またはMAO形式%のような時分
割多重化成分形式の輝度信号成分を含むものである。ビ
デオ信号■。の空間的一時間的周波数スペクトルは、例
示目的のためには、十字形領域118を含む第14A図
の矩形領域117を適当にカバーするものと考えること
ができる。
ベースバンド・ビデオ信号■。は水平低域通過フィルタ
223に結合される。このフィルタは、画像の水平空間
周波数の範囲を画面幅当り±fh3の周波数に制限する
ものである。第14A図乃至第14D図には示されてい
ないが、垂直軸fv上に繰返し中心のある繰返しスペク
トルがある。これらの繰返しスペクトルは走査過程で必
然的に発生する。しかし、カメラとテレビジョン受像機
の双方においテ全り同一の過程を行なえはそれらのスペ
クトルは減衰させられる。
水平低域通過フィルタ223の出力に生ずるビデオ信号
v/ll)の空間周波数スペクトルは、第14B図に示
されるようなスペクトルで、所要の十字形領域118と
隅の部分6a乃至6dを含んでいる3゜使用される伝送
チャンネルは、第14A図と第14B図の十字形領域1
18に等しいナイキスト領域を有する信号は伝送可能で
あるが、空間周波数±fh2よりも高い水平空間周波数
は伝送し得ないものと、仮定する。この発明の一特徴に
よる周波数間挿技法を使って、第14B図の十字形領域
118中の区画1a、1b、5a、 5bを取って次に
それらの領域中の内容を第14D図に示すように十字形
領域118の隅に移すことができる。第14D図の矩形
空間周波数スペクトル221は、能力の制限されたチャ
ンネルを通して伝送できるように配置代えされた、第1
4D図と第14B図の元の十字形スペクトル118のそ
れと同じスペクト、ル内容を含んでいる。
この配置代えは符号器220によって次の様にして行な
われる。濾波されたビデオ信号V’bが水平フィルタ2
24に供給されて第14B図の隅6a乃至6dに位置す
る不所望空間周波数が除かれる。フィルタ224の低域
通過出力信号線231は、信号■ゎ′から取出された、
±fh工以工区下がる水平空間周波数を含むビデオ信号
Aを出力する。従って、信号Aは第14B図の矩形区画
3の空間周波数を含んでいる。フィルタ224の高域通
過出力線232は、信号Vb’から取出された、周波数
f1.1よりも大きさの大きな水平空間周波数を含むビ
デオ信号りを出力する。従って、信号りは第14B図の
区画1.2.4.5.6a−6αの空間周波数を含んで
いる。
高域通過出力線232上の信号1〕を垂直低域通過フィ
ルタ225に結合さ、画面高さ当り(c、p、h)周波
数’Vlサイクルより大きさの大きな垂直空間周波数か
除かれる。信号線233上の垂直低域通過フィルタ22
5の出力は第3B図の区画1,2.4.5の空間周波数
を含むビデオ信号国より成る。従って、隅の区画6a乃
至6dは信号Eから除去されている。
線23,3上の信号Eは、周波数f112よりも大きさ
の大きな水平空間周波数を除く水平低域通過フィルタ2
26に結合される。信号線234」−に現われる水平低
域通過フィルタ226の出力は、第14B図の区画2と
4のみの空間周波数を倫むビデオ信号Bより成る。
線233上の信号Eは、また、周波数f1ユ、よりも大
きさの小さなすべての水平空間周波数を除去する水平高
域通過フィルタ227にも結合される。水平高域通過フ
ィルタ227の信号線235上に現われる出力は、第1
4B図の区画工と5の空間周波数を含むビデオ信号Cよ
り成る。適当な空間搬送波信号に空間的に変調されるの
はこの区画1と5で、この搬送波信号はこれらの区画を
十字形領域118の隅に空間的に周波数間挿する。
ラスク走査装置によって伝送される画像:L(x、 y
)を対象として考えるが、簡弔化のためその画像に付帯
する時間的ティメンジョンは考慮外とする。
空間的周波数ドメインでは、この画像の変換(トランス
フオーム)はI(fh、 fv)であり、こ\に工(f
h、fv)はj−(x 、 y)のフーリエ変換である
。画像i(x、y)は空間的正弦波格子5(fh、fv
)の重畳と考えることかできる。
所定の空間周波数と向きを持つ正弦波格子は、空間周波
数ドメインで2つの対角線上に相対向するスペクトル中
心(」−掬、+fV)と(−f釘 f’ )を持つ空間
搬送波よして児ることができる。空間搬送波s(f¥I
 S ’V)上に画像i、(x、、y)を空間的に変調
することによって、この油11象のスペクトルエ(fh
、 fv)は、原点を基準としたその位置からそれぞれ
スペクトル中心(+f魯、+f/V)と(−f箸、−f
lV)を基準とする2位置の各々に転位させられる。
ラスク走査過程で所定の画像i(x 、 y)を所定の
ビデオ信号v (t)上に写し、同様にこの走査過程は
所定の空間搬送波5(fh、 、 fV)を所定のビデ
オ搬送波信号s’ (t)上に写す。
ビデオ搬送波信号S (t)の各線nはC!O82π(
fz、f p を十△φn)の形を有し、こ\にflは
たとえばNTSCの2対1の飛越し法を使用する方式の
場合には毎秒15734本であり、また2倍線周波数順
次走査方式の場合には毎秒31468本であるような線
走査周波数であり、また△φ。はビデオ搬送波信号vi
tlOn番目の線に対する付加位相項である。この位相
項へφ7は、空間周波数と空間的中心(+f′n、+f
/V)と(fl 、 −flXI)を有する空間搬送波
の向きとの関数である。空間スペクトル中心を適切に選
択することによってこの位相項△φ。はすべてのビデオ
線に対して0に等しくすることができ、このビデオ搬送
波信号s (t)を連続波信号 V (t) : 00
82πf′hfltとすることができる。
次に、第16図へ戻って、線235土のビデオ信号Cは
変調器22B中で搬送波信号s (t)を変調する。
適切に5(t)を選択すれは、信号Cで搬送波信号s 
(t)を変調することによシ第14c図のスペクトル中
心Cl1l。dl乃至Cmod4を生成す′るように選
はれた変調信号Scか発生−する。この4個の中心の位
置は座標(±fho、±fv2)である。
第14B図における区画lおよび5のみを含むビデオ信
号Cでビデオ搬送波s (t)を変調すると、この変調
されたビデオ信号Scは第14c図の十字領域118の
隅に近接位置する実線矩形区画1a、1b、5a、5b
で示される空間的スペクトル成分を有するこ吉に々る。
区画1a’、lb’1..1.5b+は第14B図中の
区画1と5の各上側およびF側部分1a= lb、5a
、5bに相当する。
加算器229の出力はビデオ(g@A、BおよヒScの
和である。チャンネル低域通過フィルタ23ワは大きさ
かf112より大きな不要に導入された空間成分をすべ
て除去する。フィルタ237の出方は、周波数間挿ベー
スバンド・ビデオ信号Vf1で、これは次に放送投信系
中のRF変調器段のような通常の送信機段に送られる。
ビデオ信号vfIの空間スペクトル成分は第14D図に
示されており、ビデオ信号Aから得られる区画3、ビデ
オ信号Bから弓られる区画2と4、および変調されたビ
デオ搬送波信号Scから得られる区画1a= 5a、5
bを含んでいる。従って、周波数間挿技法によって、第
14A図の原子字形領域118は第14D図の矩形領域
221に移される。
前述の−ように、画像スペクトルを濾波して間挿された
位置における元の画像スペクトル成分を除去すると1間
挿されたスペクトル情報との相互作用による不自然さか
除かれる。この不自然さはその画像か静止しているもの
である場合のみならず画像中にりjきのある場合でも、
除去される。
テレビジョン受陣機側において、第17図に示される復
号器340は、到来するビデオ信号v、iのベースバン
ド空間周波数スペクトルをその元の十字形スペクトル1
18に回復する。伝送されたビデオ信号かテレビジョン
受像機に受信され、この伝送がRFの変調された放送搬
送波で行々われるものと仮定して上記信号かチューナや
IP段の如き前端部段で処理され、MAC処理器中で分
離され圧縮か戻された後、第17図の端子319にMA
C信号の輝度成分を表わす周波数間挿ベースバンド・ビ
デオ信号V か現われる。信号vf1の空間周波数スぺ
i クトルは第14D図に示された矩形スペクトル221で
ある。
間挿されたスペクトル成分を分離するためにこのビデオ
信号vr1は水平フィルタ341 K供1袷される。フ
ィルタ341の低域通過出力信号線348にビデオ搬送
波Mか生じ、この信号は第14D図の周波数fh1よシ
も大きさの小さい空間周波数のみを含んでいる。従って
、ビデオ信号Mの空tPjスペクトル成分は第14D図
の区画3の成分である。
ビデオ信号Nは水平フィルタ341の高域通過出力信号
線345に生ずる。信号Nの空間、朝波数成分は空間周
波] f h□より大きさの大きな周波数のみを含んで
いる。従って、ビデオ信号Nは第14DIAIの区画2
.4と区画1a、 lb、5a、5bの空間周波数を含
んでいる。
信号Nは垂直フィルタ342に結合される。低域通過出
力線347に生ずるビデオ信号Qは大きさか周波数fv
□よりも大きくない垂直空間周波数を含んで−る。従っ
て4Th号Qは第14D図のスペクトル区画2および4
を含んでいる。
垂直フィルタ342の高域通過出力信号線346にはビ
デオ信号Pか生じ、この信号は大きさが周波数fv□よ
り大きな垂直空間周波数を含んでいる。
従って信号Pは第14c図における位置の区画1a、l
b’、5a’、 5b’のスペクトル成分のみを含んで
いる。
区画1a′、1b′、5a+、5b1ノスベクトル成分
ハ、第15し1の水平軸fhに近接した区画1a、Ib
、5a、5bのようなそれらの元の位置へ戻さねばなら
ない。これを行なうためにビデオ信号Pを復調器343
の1人力に供給する。復調器343の他方の人力には同
じ搬送波信号s’(t)か供給される。ビデオ信号Pに
よるこの搬送波信号s”(t)の変調によって信号線3
49上に変調されたビデオ搬送波信号SPか発生する。
ビデオ信号Pによるとのビデオ搬送波変調の作用は空間
搬送波変調を行なうことで、それにより第15し1に示
された位置にスペクトル中心Cdem1乃。
至Cd em4か導入される。これらの位置は第14C
図の空間スペクトル中心の位置と同じである。これらの
中心に付帯する空間スペクトルは第15図の十字形領域
118の適正々ベースバンド位置におけるベースバンド
・スペクトル区画1a、lb、5a−51)ト全く向し
区画を持って−る。
この変調過程で、第15図に(は示されて1.Aなりか
大きさかfh2よりも小さな水i11重量層波数の望ま
しくなめ空間スペクトルも欅人される。遮断周波数がf
h2で水平高域通過フィルタ352かビデオ信号SPを
受入れて、不要スペクトル区画を除き、線351上にベ
ースバンド空間区画1a、 lb、 5a、5bのみを
含むビデオ信号SPを生成する。前に指摘したように、
第15図には示してないが垂直繰返しスペクトルは、テ
レビジョン受像機中の走査過程で減衰するので、この論
議に当っては重要なものではない。
第14A図の十字形ベースバンド・スペクトル領域11
8を再構成するために、ビデオ信号M、QおよびSPを
加算器344中で加算して、出力信号線350に、輝度
チャンネル情報を表わす再構成されたベースバンド・ビ
デオ信号vbか生成される。ベースバンド・ビデオ信号
vbの空間周波数スペクトルは所望の十字形スペクトル
118である。
空間スペクトル中心(±f 、±fV2)の位置O 選択に或種の簡単化を施すことによフ、ビデオ搬送嫁信
号5(t)は連続波の正弦波信号より成るものとなる。
たとえは、第14D図中に矩形の間挿スペクトル221
を発生させるために、 f h3−4 fho ’+ f h2 = 3fho
 、 fhl 42 fho−fv2 ”2fvlと仮
定する。fh2を、所定の伝送チャンネルの帯域幅毎秒
fBNサイクルに合わせて、画面幅当シ2分の1サイク
ルの整数m倍である最大水平空間周波数に選ぶ。すると
、fh2〜fBN/fΔ、都。4厭/3flとなる。水
平空間周波数fhaを有し、第14c図の空間スペクト
ル中心C乃至Cmod4を発生mod工 させる連続波のビデオ搬送波s (t)は次の通シであ
る。
s’(t)二CO82πf110f召tNCO5(2π
fBN(/3)画像をラスク走査するのに2:1飛越し
形式を使用するとすれは、このビデオ搬送波s (t)
は空間スペクトル中心の垂直空間周波ムを設定する。
fv2の大きさは、画面高さ当j) fv2 = NF
R/ 4サイクルであり、こ\にNF几は画面高さくま
たはフレーム)当りの走査線の数に等しく、たとえはN
TSC走査形式でばNpa = 525である。
特定の例として、フレーム当り走査線斂か525本、毎
秒29.9’7フレーム、水平走査周波数flか毎秒1
5′734本+7)NTSC式2:1飛越し走査方式を
使用するMAC方式を考えると、このMAC信号用のビ
デオ伝送チャンネル帯域幅は5.61MHzである。こ
のMAC信号の輝度成分の圧縮比を4二3とすれは、非
圧縮輝度成分に比べてこのMACチャンネルの帯域幅f
BNは4.21MHzである。水平空間周波数f112
はfBN/ fBに最も近い周波数で、画面幅当シ2分
の1サイクルの整数倍またはfh2二267%サイクル
である。空間周波数間挿の目的で使用されるビデオ搬送
波5(t)の周波数は・ f(t)=f f/:5〜fBN/3=1.4’OMH
zh2β である。スペクトル中心の水平空間周波fhOは、画面
幅当り f ===f /3=89.2サイクルであh
o h2 る。スペクトル中心の垂直空間周波数fv2は1画面高
さ当りfv2−NF几/4 =525/4=131’/
1サイクルである。水平空間解像度の増加量は、(fh
3−fh2)/fh2−% である・換言すれは、上述
のこの発明による空間的一時間的周波数間挿技法を使用
すれば、所定のチャンネル帯域幅で伝送し得る水平空間
周波数は3分の1増大することになる。
上記した周波数間挿技法は、第16図の空間周波数間挿
ビデオ信号vf1を発生し、これはビデオ処理段に復号
器340のような復号器を持っていないテレビジョン受
像機でも処理できる。その表示画面に生する不自然さは
、空間周波数間挿ビデオ搬か上記テレビジョン受像機の
スクリン上に表示されるので、細かい基盤の目状のドツ
ト/マタンである。この様々不自然さは、表示された画
像の比較的高い空間周波数領域でのみ発生するので、観
察者にとって余り気になるものではない。
ビデオ搬送波5I(t)の周波数が水平線周波数の2分
の1の整数倍に選ばれた上述の簡単々実層側では、任意
時点におけるビデオ搬送波の位相は1フレーム後のビデ
オ搬送波の位相と180度ずれている。復号器を使用せ
ずにこの間挿ビデオ信号を処理したときに生ずる不自然
さは、画面の両端辺に沿ってラインクロールを含み勝ち
である。この様なラインクロール現象は、必要とあれは
、フレームごとにビデオ搬送波s (t)の位相を反転
させることによって消去することかできる。
周波数間挿の目的(C十字形ベースバンド・ビデオ信号
を使用しかつ間挿される区画として矩形区画を使用する
ことによシ棟々の利点か生rる。第16図の符号器22
0と第1ワ図の復号器340はデジタル処理段ではなく
比較的簡単なアナlコグ処理段を使用することかできる
。この符号器と復号器の双方の中には比較的複雑でなり
分離可能の水平および垂直フィルタを使用できる。この
フィルタの複雑さの減少により、信号の選択について余
り拘束なしに選んだ搬送波を使用できる。間挿過程で第
14B図と第15図の矩形領域1a、1b、5a、 5
1)を使用することにより、理想的フィルタに近い分離
可能な水平および垂直フィルタを容易に実現できるから
、表示される画像中の可視的な不自然さは大幅に減少す
る。
一般に、分離可能な(2つの)フィルタに、同様なロー
ルオフ特性を有する分離することのできない(2つの)
フィルタを使用するには、実質的により沢山の数学的演
算をすることが必要である。
たとえは、ll X 11の分離できないフィルタは公
称約121のフィルタ係数(乗算と加算の結果得られる
)を使用することを必要とする。これに反し、21固の
11次1次元フィルタよシ成る分離可能のフィルタ構成
は、大体22の係数しか使用せず、ノ・−ドウエアか大
幅に少々くなる。
ベースバンド・ビデオ信号をサンプリング周波afsで
サンプルするのにテジタル処理回路を使用すると、1ザ
イクルに亘って生ずる搬送波の項、cos(2πf1T
lodt)の値を記憶するメモリを使用して上記搬送波
s’ (t)によるものと等価の変調を行なうことがで
きる。なお、こXに各値は隣接値から時間的に1/f 
だけ隔てられぞお9、またfmodは搬送波周波数であ
る。ベースバンド・ビデオ信号のサンプルは、次に順列
組合せ的な乗敬のうちの搬送波頂の対応する(直を乗ぜ
られて、第14D図の空間的一時間的周波数間挿スペク
トルを含む変調された搬送波ビデオ信号のサンプルか得
られる。
前述の説明を参照して、かつ一段に、空間的一時間的周
波数間挿技法とは、高い水平周波数中に含まれてbる情
報のような空間的・16報の一片を対角線周波数中に含
まれている情報のよう々飴の情報片の代りに置換するこ
々である(上記双方は共に比較的周波数の高す空間的情
報である)と言うことかできる。第18図乃至424図
は、対角線周波数情報と高い水平周G数情報のような相
異なる空間的情報の片を、フレーム周波θという様な所
定の周波数による情報片の交毎す々わち時間的多重化伝
送法により受像機に伝送する方式に関係する図を示して
層る。すなわち、対角線周波数情報を含む画像のビデオ
信号が1フレームで伝送され、また高い水平周波数情報
を含む画像のビデオ信号がそれと交互するフレームで伝
送される。フレーム周波数を30H2とすれば、その様
な伝送系中に導入される可視的な不自然さは2分の1フ
レ一ム周波数15Hzのちらつきである。
第18図のビデオ信号発生器400では、通常のカメラ
とスタジオ&器によってベースバンド・ビデオ信号vb
か端子419に発生する。ビデ゛オ信号vbは、た々え
は、圧縮前の普通の多重化アナログ成分すなわちMAC
’形式のような時分割多重化形式をとる2対l飛越し輝
度信号成分より成るものである。
ビデオ信号vbの空間的一時間的周波数スペクトルは、
説明の目的上、第14A図2同様に十字形領域118を
含む第22A1glの矩形領域117に適当に跨るもの
と考えることができる。第14A図に関連して説明した
ように、この対象スペクトルのスペクトル成分は、高水
平空間周波数区画1a、2a、5a、5bを含む十字形
領域118内に跨っている成分である。しかし、前述の
ように、ビデオ信号を受像機に伝送するのに利用するR
F放送チャンネルのようなチャンネルは、容量に制限が
ありまた大きさが第2.2A図の11,2よりも大きな
水平空間周波数を有するビデオ信号を伝送し得々いもの
と仮定する。
第18図のビデオ信号発生器4oOは、ビデオ信号vb
(の空間スペクトルを第14D図と同11々第22B図
のスペクトル221に再構成するのに周波数間挿符号器
220を使用するととかできる。第22A図のスペクト
ル118の高水平区画1a、1b、!5;1.5))は
十字形スペクトルの隅の次に位置つけられていて、それ
ぞれ第2213図の矩形スペクトル221の相補的な区
画1a’、lb’、 5a、5bを形成している。矩形
スペクトル221は大きさか前ボの周波数fh2より大
きくない水平空間周波数を含んでいる。
、ビデオ信号Vbのスペクトル角構成を行々うために、
第16図に示されたものと同様なものでよい周波数間挿
符号器220はイL号’ffM 426土に周波V間挿
されたビデオ信号vf1 を生成する。ビデオ信号vf
1の空間周波数スペクトルは、第14D図に示し更に第
22A図中に示した前述した矩形スペクトル221であ
る。信号vfIは、スペクトル221の隅の部分に区画
1a’、lb’、5a1.5b’として移動させられた
。すなわち間挿された高水平空間周波数を含んでいる。
ビデオ信号v、1は、それ故、如何なる対角線情報も含
んでい々い。
ベースバンド・ビデオ信号vbも水平低域通過フィルタ
422に結合され、そこで士fh2を超えて延在空間周
波数か除かれる。遅延ユニット423中で適切に遅延さ
れた後、信号線42ワ上に一第22]3図に示された空
間周波数スペクトル321を持つ濾波されたビデオ信号
Vblが生ずる。ビデオ信号vb工のスペクトルは、周
波数間挿信号v1□にっbて高水平空間周波数か位置づ
けされた隅の部分と同じ部分に位置づけられた対角線空
間周波数Dl乃至D4を含んでいる。第22B図と第2
2A図を比較すれば両信号とも共通のスペクトル区画1
80を持っていることか判る。この2つの信号のスペク
トル成分が異々るところは隅の部分で、そこでは、信号
几、は対角線空間周波数が優祝(で一方信月Vf1は高
水平空間周波数が優勢である。
ビデオ信号v、尖は単極双投スイッチ424の接点S1
に結合される。ビデオ信号V は接点s2にm1合i される。通常のように取出された垂直同期信号がスイッ
チ424に供給されてそのスイッチの腕をフレーム周波
数で接点S1と82の間で動かす。たとえばフレームl
の間はビデオ信号V がスイッチ42、l の極S3に結合され、フレーム2の期間はビデオ信号v
fiが極S3に供給される。信号線428上に生ずるビ
デオ信号Vsは、輝度信号でフレーム1期間のビデオ信
号vblとこのフレーム1と交番するフレーム2期間の
ビデオ信号Vf1とより成るものである。従って、ビデ
オ信号Vsの空間周波数スペクトルは、フレーム1期間
の第22B図のスペクトル321とフレーム2期間の第
22AIdのスペクトル221の間で交番する。
ビデオ信号Vsはチャンネル低域通過フィルタ425で
濾波された後、通常の送信機段たとえは放送伝送系のR
F変調段に送シ込まれる。
第19図は、時間的に多重化されたビデオ信号v8のベ
ースバンドを受入れて、対角線空間周波数情報と高水平
空間周波数情報を含むが同一フレーム中には含まなめ引
延ばされた空間周波数ビデオ信―号vb2を発生させる
。テレビジョン受像機中のビデオ信号処理器500を示
すものである。
伝送されたビデオ信号がテレビジョン受像機で受信され
て、この伝送がRFの変調された放送搬送波によって行
なわれたものとして、受像機のチューナや12段の如き
前端部段で処理され、かつMAC処理処理中で分離(デ
マルチプレクス)され圧縮が戻された後、MAC信号の
輝度成分を表わす時間的に多重化されたベースバンド・
ビデオ信号Vsか、第19図の端子519に発生する。
第19図において、ビデオ信号Vsは、第17図に示さ
れたような周波数間挿復号器340に供給されて信号線
526上にビデオ信号V、を生成する。上記のフレーム
2に相当する交番フレーム期間中のこのビデオ信号vb
の空間周波数スペクトルは、第14A図に示された再構
成された空間周波数スペクトル118である。
ビデオ信号v″はスイッチ424の接点s2に結合され
、ビデオ信号v8は、信号線527に沿って遅延ユニッ
ト523を介して接点Slに結合される。第19図のス
イッチ424は第18凶のスイッチ424と同様に構成
されており同様な動作を行なう。従って、フレーム1の
期間中はスイッチ424の腕は接点81に結合されてい
てビデオ信号Vsを極s3へ通す。ま、たフレームlの
期間中ビデオ信号Vsは、Dl乃至D4の対角線空間周
波数を含む第18図の前記ビデオ信号V6、よシ成る。
フレーム1の期間中、信号線528に生ずるビデオ信号
Vb2はビデオ信号Vblよシ成る。フレーム2の期間
中、スイッチ424の椀は接点s2に結合されて信号線
528にビデオ信号vb通す。従って、フレーム2の期
間中ビデオ信号vl)2は角−構成されたビデオ信号V
bより成る。
ビデオ信号Vb2は第23図に示される空間周波□スペ
クトル510を含む輝度信号より成る。空間周波数スペ
クトル510は、再構成されたビデオ信号死′とビデオ
信号界□の双方に共通の中心区画180よシ成る。フレ
ーム1の期間中、スペク)ル510は対角線周波数区画
Dl乃至D4を含むが高水平周波数区画1a、 IJ 
5a、 5bを含まない。フレーム2の期間中、スペク
トル510は高水平周波数区画1a。
1b、5a、5bを含むか対角線周波数区画Dl乃至D
4を含んでいない。
第23図の空間周波数スペクトル510を含むビデオ信
号vb2を得るのに第2図のビデオ処理器500 ’を
使用すると、表示された画像の対角線空間周波数成分中
に、および高水平空間周波数成分中に、15Hzのちら
つきか導入される。第20図のビデオ処理600はこの
発明のまた別の実施例を示すもので、■b2は同じ空間
周波数スペクトル51○ヲ有するか15J−1zのちら
つきを持だ々−ように、ビデオ信号Vs力・ら延はされ
た空間周波数ビデオ信号vb1を生成する。
第20図において、端子6ic+に生じた時間的に多重
化されたビデオ信号vsば、低空間周波数から信号Vs
の高い空間周波数を分離する水平および垂直フィルタ6
20に供給される。出力線625上には。
信号Mが出力され、この信号は第22A図と第22.1
3図の信号Vf1とvblのスペクトルの共通区画18
0よシ成る空間周波数成分を持つ−〔いる。出力線62
6には信号v8の高空間周波数成分を含む信号Tが生成
する。フレーム1の期間中、信号Tは第22131i+
の区画Dl乃至D4の対角ム空間周波数を含み、またフ
レーム2の期間中は第22A図の区画1a1.1b′、
5a1゜5bの高水平空間周波数を含んでいる。
信号Tはクレーム記憶装置621に供給されてフレーム
遅延された出力を信号線631上に生成し、これは隣接
する2つのフレームで対角線区画1)1乃5bへのアク
セスを行なう。
フレーム記憶装置621はタロツク信号f工、 ckに
よシ周波数fよでクロンク制仙jされる。このサンプリ
ング周波数と記憶装置621のピクセル容量は、水平空
間周波数±f1,2と垂直空間周波数±fv2に最大の
解像度を馬えるようなものである。
信号線626上に生じた非遅延信号Tと信号線631に
生じたフレーム遅延信号Tとは2極双投スイツチ624
に結合される。スイッチ624の2個の腕は。
それぞれの接触端子の間をフレーム周波数で同時に切換
えるように連動結合されている。たとえばフレーム1の
間は、極S3の腕が端子S2と接触し極S6の腕か端子
S4と接触する。次のフレーム20間は、極S3の腕が
端子S1と接触し、極S6の腕が端子S5と接触する。
信号線626は端子S1とS4に結合され、信号線63
1は端子S2とS5に結合されている。
動作時には、艮イツチ624は、信号Tの対角線周波数
区画Dl乃至D4を間挿された高水平周波数区画1a、
1b、5a、5bから時間的に分離して、極S3に結合
された線627上に信号Fをまた極S6に結合された線
629上に信号Gを生成する。信号Fは1人カビデオ信
号Vs中に間挿高水平周波数区画1a、2b。
−ム記憶の動作によって、ビデオ信号vs中に対角線区
画Dl乃至D4が現われるフレーム1期間中も、でいる
。同様に、信号Gは、対角線周波数区画Dl乃至D4が
人カビデオ信号Vs中に現われるフレーム1の期間中、
およびフレーム記憶作用により1間挿高水平周波数区画
かビデオ信号vs中に現われるフレーム2の期間中も、
対角線周波数区画Dl乃至D4のみを含んでいる。
信号Fは変調器343へ結合される。搬送波信号s’(
t)も変調器343へ、請合されて、信号線628上に
搬送波谷調信号SPを生ずる。高域通過フィルタ352
は、大きさかfh2より小さな水平空間周波数を有する
好ましくない空間的区画を除去す、る。既に説明したよ
うに、この後調法のために、フィルタ352の出力にお
ける信号Spの空間周波数スペクトルは第23図の周波
数再構成された高水平区画1a、1b、5a、5bであ
る。信号M、 SpおよびGは加算器623中で加え合
わされて、第23図)に示された空間周波数スペクトル
510を含む引延ばされた空間周波数ビデオ信号vb2
を信号線630土に生ずる。第23図では、対角線空間
周波数と高水平空間周波数の双方かどのフレーム期間中
でもビデオ信号中に同時に含まれている。
第20図のビデオ信号処理器600においては、第23
図の対角線空間周波数区画Dl乃至D4および高水平空
間周波数区画1a、1b、5a、5bの双方が同時に引
延ばされたビデオ信号vb2中に同時に含まれている。
これと対照的に、第19図のビデオ信号処理器500ば
、フレームごとに対角線空間周波数と高水平空間周波数
とを交互に含んだ引延ばされたビデオ信号V b 2を
生成する。
ビデオ信号処理器600は、対角線および高水平周波数
情報の15Hzのちらつきの影響を生じ々い。
しかし、この情報はフレーム1と2の双方で繰返えされ
るので、運動物体について対角線および/または高周波
数水平空間周波数の不揃いという様なまた別の不自然さ
か生ずる。
第22A図は、第20図の水平垂直フィルタ620の出
力における信号Tの空間周波数スペクトルを示している
。区画Hl乃至H4は高空間周波数区画で、フレーム1
期間中の対角線区画Dl乃至D4、またはクレーム2期
間中の高水平周波数区画1a、1b、5a、5ルより成
る。区画Hl乃至H4は、その原点から第22A図と第
22B図のスペクトル221と321の隅の位置に対応
する位置まで離れている。しかし、スペクトル221お
よび321とは違って、第24A図の信号Tの空間周波
数スペクトルは、区画Hl乃至H4中に含まれている情
報以外には破線矩形421の内側ノ情報を全く持ってい
々い。
水平方向における空間周波数の範囲は比較的に狭り範囲
△fh ”fh2 ’hlであ東から、第20 図6D
フレーム記憶装置621のよう′な全解像度フレーム記
憶は、区画Hl乃至H4中に含まれている空間H4波数
を解像する(では必要ではない。同様に、信号Tのスペ
クトル眞はfv工より低い垂直空間周波数は含まれてい
々いから、フレーム記憶装置621は垂直空間周波数の
範囲△fv−fv2−fv□を解像するに必要とする以
上の線記憶容量を持っている。
この発明のまた別の特徴によれは、第21図に示された
引延はされた空間周波数ビデオ信号処理器900は小容
量のフレーム記憶装置721と共に使用するとさもでき
る。第21図にお(八で、端子719に生ずる時間的に
多重化されたビデオ信号Vsは水平および垂直フィルタ
620に供給されて、線626には第24A図に示され
た空間周波数スペクトルを含む信号Tを、信号線625
上には第22A図と第2213図の区画180の空間周
波数スペクトルを含む信号Mを発生する。
信号Tは変調器722の一方の人力に供給され、また他
方の入力には搬送波信号5(t)が結合される。変調器
ワ22.は、信号Tでこの搬送波信号s”(t)を振幅
変調する。振幅変調された搬送波信号STが線728に
生じ、これは第24A図の空間周波数スペクトルを持っ
ている。この変調過程に゛よって、空間周波数ドメイン
中に、原点Oに近接した繰返し中に01乃至C4を含む
繰返し中心が生ずる。第24B図には、とXの説明の目
的からそれらが重要な繰返し中心をなしてbるという理
由で、繰返し中心C1乃至C4のみを示している。繰返
し中心C1乃至C4の位置は、第24’A図の区画Hl
乃至H4を原点0の周シの新装置に移動させて第22B
図の対応する空間る。低域通過フィルタ735は、図に
は示されていないか大きさかfhoより大きな水平空間
周波θを有する不所望な空間区画を除いて、その出力に
振幅変鷹された搬送波信号S2□、を発生させる。
この同周波数空間情報区画l−Tl乃至1−、T4は原
点0の近くに集まってbるので、比較的小容量のフレー
ム記憶装尚721を使って第2213しくの再配置され
たスペクトルを含む信号STをナンプルすることかでキ
ル。フレーム記憶装置ワ21のクロッキング信号f2、
ckの水平サンプリンク周波数f2は第20図1の全解
像フレーム記′臆装置621の%1応する周波ルタf1
よりも低い周波数である。
更に、この信号STの垂直空間周波n解稼反か低いこと
で全サンプル線を省略するこ七か−〔きる。
サンプル線を’41116するために、フィルタ735
の出力における信号STは水平開IQI信号で制叫」さ
れるスイッチ723を介して小容量のフレーム記1、σ
装置721に供給される。もしたとえば信号ST中に含
まれている垂直空間解像度か信号Tか含む解1豫度の2
分の1であるとすれは、スイッチワ23は1本おきの水
平線のみを通過させる。
スイソチワ23の出力から緋ワ29に生じた信号STと
小容量のフレーム記憶装置721の出力の線730に生
じたフレーム遅延された信号STは、第20図の回路に
ついて前述したスイッチ624と同じ動作をする2極双
投スイツチ624に供給される。このスイッチ624の
極S3に結合された線731に生じた信5a、5bを含
み、極S6に結合された線732に生じた信号Jl第2
4]3図の対角線空間周波数区画Dl乃至D4を含んで
bる。
信号Jは変調器ワ26の一方の入力に゛、また前述の搬
送波信号s (t)か変調器726の他方の入力に供給
される。線ワ34に生ずる変調された信号G1は、第2
3図に示されたそれぞれ適正な隅の部分に位置つけられ
た再構成された対角線空間周波数区画Dl乃至D4を含
んでいる。その他の不所望低周波数スペクトル区画は、
図示されてbないか、遮断周波数かfhlの低域通過フ
ィルタ737で除去されて。
対角線空間周波θ区画D1乃至D4のみを含む信号Gか
線738土に発生する。
信号■が変調器725の一方の人力に結合されまた搬送
波信号s (t)か他方の入力に結合されて、線733
上に45号S1.を生ずる。搬送波信号・5a(t)は
、第24B図に示された水平軸fh土の位置に繰返し中
心CaおよびCbをイjする繰返しスペクトルを生成す
るように選ばれている。第24B図には繰返し中心Ca
およびCbのみを示したか、それはこの説明のためには
それらのみか1M ”9であるからである。
繰返し中心CaとCbを口承のように位置ずけすること
によって、区画1a11.1b11.5311.5b1
1は原点OK近接した元の位置から繰返し中心C3とC
bに近接した位置に移動する。従って、区画1a、 l
b、5a、 5bの高水平空間周波数情報は、第23図
Gで示された位置にある。空間周波数ドメイン中の適切
な位置□に保存される。不所望なよシ低−周波数スベク
トル区画を除くために、信号Slを、遮断周波数fh2
の高域通過フィルタ739でρζ波して、スペクトル区
画la、 lb、 5a、5bのみを翁する信号SPか
線740土に生ずる。
信号M、81)およびGは、加算器623中で加え合わ
されて、対角線空間周波数情報と高水平空間周波数情報
の双方を含む、第23図の空間周波数スペクトル510
を有する引延ばされた空間周波数ビデオ信号vb2かk
 630上に生ずる。
上述のような時間的に多重化された空間周波数スペクト
ルは、第22A図と第22B図の空間周波数スペクトル
221と231をフレーム交番ヘースで多重化する以外
の多重化装置に拡張可能であることか埋1’#できる。
たとえは、対角線空間周波数情報、高水平空間周波θ情
報および高垂直空間周波数情報を伝送する時間多重化形
式も考えら゛れる。たとえは、フレーム1期間中は対角
線空間周波数情報を、フレーム2期間中は高水平空間周
波数情報を、そしてフレーム3期間中には高垂直空間周
波数情報を伝送する。更に、時間的多重化はフレームか
らフレームベースでなくフィールドからフィールドベー
スで行なうとともできる。これらの各形式におめで、ち
らつきによる不自然さの発生、空間的な不自然さの発生
および動きの不自然さの発生に関して相互間の妥協を画
らねばならぬことは当然である。
MAC形の伝送方式の受像機において、前述の復号器に
よって生成された引ノ池ばされた空間周波数排反信号と
図示されていないMAC処理処理上って発生したタロミ
ナシス信号成分とは、マトリ゛クス処理された後、映鐵
管5叱り07段に結合されてこれらの信号中に含まれて
いる高解1政Pj1画1球成分が表示されるとさか判る
であろう。八(AC信号の輝度信号成分を例にとって周
波数間挿過程を説明したが、同様々周波む間挿技法は、
りoミナシス信月成分やその他の信号形式における空間
周波数を拡張するためにも使用することかできる。
【図面の簡単な説明】
第1A図、第1B図、第2A図、第2B図、第3図およ
び第4A図乃至第4D図は、それぞれ、周波数間挿過程
における種々の点における空間周波数スペクトルを示す
図、第5図はこの発明を実施した空間的一時間的周波数
間挿符号器の一例構成を示す図。 第6図(はとの発明を実施した空間的一時間的周波数間
挿符号器の一例構成を示す図、第7図は第5図に示され
た水平低域通過フィルタの一特定例の構成を示す図、第
8図は信号のザンブリングと信号による搬送波変調の間
の類似性を説明するに有用々空間的5の口型スイッチン
グ構成を示す図、第9A図は信号で変調された搬送波と
そのサンプリング点を示す図、第9B図は第9A図の信
号変調搬送波の周波数スペクトルを示す図、第10A図
は、サンプル点を有する信号変調搬送波であって、この
発明の一特徴により、信号変調搬送波の交互のサンプル
の振幅か小さくされた搬送波を示す図、第1oB図は第
10A図の信号変調搬送波の周波数スペクトルを示す図
、第11図は間挿された区画の振幅か小さくされた、こ
の発明を実施した空間的一時間的周波数間挿符号器の構
成を示す図、第12図はこの発明を実施した空間的一時
間的周波数間挿符号器て、周波数間挿された区画か振幅
を増大されて画像スペクトル中の元の位置に保存される
ように構成された復号器を示す図、第13図は第11図
中に示された補間器の一実施例を示す図、第14A図乃
至第14D図および第15図はそれぞれこの発明のまた
別の特徴による周波数間挿および再構成過程における種
々の点の空間周波数スペクトルを示す図、第16図は上
記別の特徴による過程用の空間的一時間的周波数間挿符
号器の構成を示す図、第17図は第16図の装置によっ
て生成されるよう々空間的一時間的周波数間挿ビチオ信
号用の復号器の構成を示す図、第18図はこの発明のま
た別の特徴による時間多重化空間的一時間的周波数間挿
符号器の構成を示す図、第19図乃至第21図は何れも
時間多重化空間的一時間的周波数間゛拝復号器の構成を
示す図、第22A図、第22[3図、第23図、第24
A図、第24B図は、それぞれ第18図乃至第21図の
符号器と復号器の周波数間挿およびP+構成過程の・:
重々の点における空間周波Uスペクトルを示す図である
。 23(第1図)、118(第14B図)・・空間的一時
間的周波数スペクトル、25,3°0(第4C図)、2
27−229 (第16図) 繰返しスペクトル発生手
段、23r(第4C図)、1a、1b、5a、5bC第
14c図)・・・繰返しスペクトル、23,118・・
・画像スペクトル、26(第5図) 、223−225
 (第16図)・・濾波手段、50a(第5図)、22
6(第16図)・・・濾波手段、29.30・・5の口
型サンプリング手段、228・・・第3のビデオ信号発
生手段、229・・・第4のビデオ信号発生手段、42
2,425(第18図)・・・第1の利用可能々ビデオ
信号(V、0. )生成手段、vfI・・・第2の利用
可能なビデオ信号、424・・・出力ビデオ信号(vs
)発生手段。 特許出願人 アールシーニー コーポレーション代 理
 人 清 水 哲 ほか2名 tζn、c、x tstcx 1/Is 才9A図 798図 第1頁の続き 優先権主張 [相]198拝5月29日[相]米国(L
IS)[株]615092[相]1984年5月29日
[相]米国(US)[有]615093 。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ビデオ信号中に含まれている画像の少なくとも
    2次元的な空間的一時間的周波数スペクトルを間挿する
    ための装置であって、。 画像スペクトルの少なくとも1区画の繰返しスペクトル
    を、その繰返しスペクトルの少なくとも1部が」1記画
    像スペクトルに隣接した相補的な位置に間挿される具合
    に上記画像スペクトルに隣接して位置つけして、発生さ
    せる手段と、上記相補的な位置に位置つけされたそのス
    ペクトル成分を除去するように上記ビデオ信号を濾波す
    る手段と、上記画像スペクトルから隣接繰返しスペクト
    ルの間挿部分に相当する部分を濾波する手段と、を具備
    してなる、空間的一時間的周波数スペクトルを間挿する
    ための装置。
  2. (2) ビデオ信号中に含まれている画像の少なくとも
    2次元的な空間的一時間的周波数スペクトルを間挿する
    だめの装置であって、 画像スペクトルの少なくとも1区画の繰返しスペクトル
    を、その繰返しスペクトルの少なくとも1部が上記画像
    スペクトルに隣接した相補的な位置に間挿される具合に
    上記画像スペクトルに隣接して位置つけして、発生させ
    る手段と、上記相補的な位置に位置つけされたそのスペ
    クトル成分を除去するように上記ビデオ信号を濾波する
    手段と、上記画像スペクトルから隣接繰返しスペクトル
    の間挿部分に相当する部分を濾波する手段と、上記ビデ
    オ信号を5の口型サンプリングする手段とを真補し、上
    記濾波手段の前者は、三角形のスペクトル区画を除去し
    て菱形画像スペクトルを残す空間的低域通過フィルタよ
    りなり、上記繰返しスペクトル発生手段は、上記隣接し
    た繰返しスペクトルの三角形区画が上記低域通過フィル
    タによって除去された三角形のスペクトル区画の位置に
    間挿されるように搬送波変調を行なうことを特徴とする
    、空間的一時間的周波数スペクトルを間挿するだめの装
    置。
  3. (3)上記′の両濾波手段が、上記ビデオ信号を上記2
    次元のうちの第1次元および第2次元の双方において、
    濾波して上記画像スペクトルの抽出区画を含む第2のビ
    デオ信号を発生させる複数個の個別1次元フィルタと、
    上記第1のビデオ信号を濾波して上記間挿位置に位置づ
    けられたスペクトル成分を除去する個別の1次元フィル
    タとを含む濾波装置と、上記第2のビデオ信号に応じて
    上記画像スペクトルに隣接した間挿位置に位置っけされ
    た間挿区画として上記抽出区画の搬送波変調を表わす第
    3のビデオ信号を発生させる手段と、上記第3のビデオ
    信号に応じて上記画像スペクトルに隣接した上記間挿区
    画を含む第4のビデオ信号を発生させる手段と、で構成
    されて成る特許請求の範囲第1項に記載の装置。
  4. (4)空間的一時間的周波数範囲の画像スペクトルを付
    帯する画像を表わす原ビデオ信号の処理装置であって、 上記原ビデオ信号に応じて上記画像スペクトルの第1の
    部分を含む第1の利用可能なビデオ信号を生成する手段
    と、上記原ビデオ信号に応じて上記画像スペクトルの対
    応部分から取出された空間的一時間的に間挿された部分
    を有するスペクトルを含む第2の利用可能なビデオ信号
    を発生させる手段と、上記利用可能な両信号に応じて上
    記画像スペクトルの上記第1の部分と上記空間的一時間
    的に間挿された部分との間に時間的多重化されたスペク
    トルを含む出力ビデオ信号を発生させる手段と、を具備
    して成る処理装置。
JP60117639A 1984-05-29 1985-05-29 空間的―時間的周波数スペクトルを再構成する装置 Expired - Lifetime JP2528631B2 (ja)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US61509284A 1984-05-29 1984-05-29
US61509384A 1984-05-29 1984-05-29
US06/615,094 US4621286A (en) 1984-05-29 1984-05-29 Spatial-temporal frequency interleaved processing of a television signal with reduced amplitude interleaved sections
US615093 1984-05-29
US615092 1984-05-29
US06/615,091 US4621287A (en) 1984-05-29 1984-05-29 Time-multiplexing of an interleaved spectrum of a television signal
US615091 1990-11-19
US615094 1996-03-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60261269A true JPS60261269A (ja) 1985-12-24
JP2528631B2 JP2528631B2 (ja) 1996-08-28

Family

ID=27505121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60117639A Expired - Lifetime JP2528631B2 (ja) 1984-05-29 1985-05-29 空間的―時間的周波数スペクトルを再構成する装置

Country Status (3)

Country Link
EP (2) EP0489713A3 (ja)
JP (1) JP2528631B2 (ja)
DE (1) DE3586512T2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62274994A (ja) * 1986-05-23 1987-11-28 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 画像信号の帯域圧縮方式
JPS6320984A (ja) * 1986-07-15 1988-01-28 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> テレビジョン信号帯域圧縮装置
JPS63502713A (ja) * 1986-02-17 1988-10-06 インデペンデント・ブロ−ドキヤステイング・オ−ソリテイ 埋設コードとしての送信を可能にする放送品質のテレビジョン信号を符号化する装置とその符号化信号を復号化する装置を含むシステム
JPH04345286A (ja) * 1991-02-20 1992-12-01 Samsung Electron Co Ltd 空間フィルターを用いた記録及び再生方法及び装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63215185A (ja) * 1987-03-03 1988-09-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd サブナイキスト符号化装置および復号化装置
FR2660140B1 (fr) * 1990-03-20 1992-07-17 France Etat Procede et installation de diffusion de programmes de television haute definition sur canal a bande etroite.
JP3206584B2 (ja) * 1999-02-05 2001-09-10 日本電気株式会社 画像データ処理方法及び装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE506696A (ja) * 1950-10-31 1900-01-01
US2716151A (en) * 1951-07-13 1955-08-23 Philco Corp Electrical system
GB1431378A (en) * 1972-04-19 1976-04-07 Rca Corp Colour information translating systems
DE3103906A1 (de) * 1981-02-05 1982-09-09 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zum uebertragen von fernsehsignalen ueber einen genormten bandbreitebegrenzten uebertragungskanal und anordnung zum durchfuehren des verfahrens
NL8104476A (nl) * 1981-10-01 1983-05-02 Philips Nv Televisiesysteem voor hoge-definitie televisie en er voor geschikte televisie zender en ontvanger.

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63502713A (ja) * 1986-02-17 1988-10-06 インデペンデント・ブロ−ドキヤステイング・オ−ソリテイ 埋設コードとしての送信を可能にする放送品質のテレビジョン信号を符号化する装置とその符号化信号を復号化する装置を含むシステム
JPS62274994A (ja) * 1986-05-23 1987-11-28 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 画像信号の帯域圧縮方式
JPS6320984A (ja) * 1986-07-15 1988-01-28 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> テレビジョン信号帯域圧縮装置
JPH04345286A (ja) * 1991-02-20 1992-12-01 Samsung Electron Co Ltd 空間フィルターを用いた記録及び再生方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2528631B2 (ja) 1996-08-28
EP0163512B1 (en) 1992-08-19
EP0163512A2 (en) 1985-12-04
EP0489713A2 (en) 1992-06-10
DE3586512T2 (de) 1993-03-11
DE3586512D1 (de) 1992-09-24
EP0489713A3 (en) 1992-07-29
EP0163512A3 (en) 1987-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4621286A (en) Spatial-temporal frequency interleaved processing of a television signal with reduced amplitude interleaved sections
US4558347A (en) Progressive scan television system employing vertical detail enhancement
KR920010911B1 (ko) 텔레비젼형 신호 처리 및 수신 장치
EP0082489B1 (en) Picture signal processing system including spatio-temporal filter
KR100232778B1 (ko) 텔레비전 신호 처리장치 및 재구성 장치
US4227204A (en) Method and apparatus for PCM-encoding NTSC color television at sub-Nyquist rate
DD292798A5 (de) Vorrichtung zur videosignalsynchronisation fuer ein breitbild-fernsehsignal-verarbeitungssystem mit erweiterter aufloesung
GB2311432A (en) Processing an input image
JP2000270326A (ja) 狭い帯域幅のチャネルを通じて高精細度テレビジョンを伝送する方法
JP2603813B2 (ja) 順次走査ビデオ信号処理装置
EP0376978B1 (en) Method and apparatus for increasing the vertical definition of a transmitted television signal
JPH02500156A (ja) 2ラインmac高精細度テレビジョン伝送システム
JPS60261269A (ja) 空間的―時間的周波数スペクトルを再構成する装置
JPH0439275B2 (ja)
JPH103542A (ja) 入力画像処理方法及び装置
Ouellet et al. Sampling and reconstruction of NTSC video signals at twice the color subcarrier frequency
EP0102965B1 (en) A filter for extending the difinition of a television signal in component form
JPH04502988A (ja) 高品位b―macテレビジョン信号送信システム
DE3423484C2 (de) Analysatoranordnung zur Verarbeitung eines Originalsignals und Anordnung zur Synthese von N+1 Mengen von Abtastwerten
EP0496451B1 (en) Non-linear signal processor
EP0558562B1 (en) Television system with increased horizontal bandwidth of the chrominance signal
JPH02192377A (ja) 高精細度時分割多重アナログ画像テレビジョン方式
Isnardi Multidimensional interpretation of NTSC encoding and decoding
JPH0224074B2 (ja)
US4616251A (en) Progressive scan television system employing a comb filter

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term