JPS6132682A - テレビジヨン信号処理装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、テレビジョン信号処理装置、特に広帯域なテ
レビジョン信号を扱う高精細テレビジョンに好適な信号
処理装置に関する。

〔発明の背景〕

高精細テレビジョン信号方式として、現行テレビジョン
と完全交信性を有する方式が提案されている（吹抜、平
野、「完全交信性を有する高精細ＴＶ方式の提案」電子
通信学会技術研究報告Ｃ５８３−６１，１９８３年７月
）。また、具体的構成法も検討されている（平野他、「
完全交信性を有する高精細ＴＶ方式の３次元信号処理」
昭和５９年度電子通信学会総合全国大会、８１４−１１
，５１４−１２）。

本月明は、その構成法に係る。以下の説明を容易とする
ため、まず、上記従来提案方式の概略を述べる。

第１図は、テレビジョン信号の周波数スペクトルを示す
。

現行ＮＴＳＣ方式では、第１図（ａ）で示す４．２ＭＨ
ｚ　　に帯域が制限されている。前記従来提案方式は、
この帯域内で周波数の隙間に高精細情報（ここでは水平
輝度信号の高域成分ＹＲ）を挿入する。その方式にはフ
ィールド間転置方式（Ｆ方式）と色差信号に積み上げる
方式（Ｈ方式）とがある。

Ｆ方式では、第１図（ｃ）に示す如く、色信号Ｃと輝度
信号Ｙの周波数スペクトルの間に高精細情報Ｙｗｔ’　
を周波数シフトして挿入する。Ｈ方式は、第１図（ｂ）
に示す如く、低域部分（０〜２Ｍ　Ｈｚ　）には色成分
がないため、ここに高精細情報ＹＷ２’　を周波数シフ
トして挿入する。

第２図は、時間方向の周波数ｆを横軸、垂直方向の空間
−波数υを縦軸とした２次元周波数領域で表示したもの
である。ＮＴＳＣ方式では色信号Ｃは同領域で表わした
場合、第２象限と第４象限に存在する。Ｈ方式は色信号
と同じ場所に挿入する。Ｆ方式は、第１．第３象限に挿
入するものである。

具体的周波数シフトは振幅変調により行なう。

Ｈ方式では、高域輝度信号Ｙ３２を色信号の高域部（１
，，５〜３．５８ＭＨｚ、）に振幅変調により、周波数
シフトし、色信号に積み上げる。その後の処理は通常の
ＮＴ’ＳＣの色信号と同様に、色副搬送波により変調し
、輝度信号Ｙと共に合成する。

受信側では上記と逆の信号処理により復調される。

Ｆ方式も高域輝度信号Ｙｌ１１を振幅変調により周波数
シフトするが、第２図に示した時空間周波数領域の第１
象限と第３象限に挿入するために、振幅変調の搬送波を
ライン毎、フィールド毎に位相反転制御する。受信側で
は、同期検波により復調する。

上記提案方式によれば、高域輝度信号成分は、Ｆ方式で
最大４．２ＭＨｚ　、Ｈ方式で約２　Ｍ　Ｈｚ分挿入す
ることが可能である。したがって、Ｆ方式、Ｈ方式を併
せて用いることにより、伝送できる輝度信号の帯域は現
行の４　、２　Ｍ　Ｈｚ　　に対して、約１０　Ｍ　Ｈ
ｚまで広げたものを送ることができる。

問題は、具体的ハード構成に関してである。上記方式の
具体的回路は１時空間処理が入るためにディジタル回路
で構成することになる。ディジタル化する際の標本化周
波数は、扱う信号の２倍以上のものが必要であり、上記
方式では約１０ＭＨｚの信号を扱うため、２０　Ｍ　Ｈ
ｚ；以上の高速な標本化周波数が必要となる。

ただ、これは、撮像・表示共にＮＴＳＣの走査線５２５
本、フィールド数６０７秒、フレーム数３０／秒の場合
である。

前記提案方式では、撮像・表示共に走査線数５２５本、
フィールド数６０７秒、フレーム数６０／秒の順次走査
として垂直解像度の向上、折り返し雑音の除去などを行
なう。この場合には、扱う信号は２０ＭＨｚとなり、標
本化周波数は４０　Ｍ　Ｈｚ以上の高速なものを必要と
することになる。

そのため、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換器、メモリ、論理素子等
の構成要素全て高速なものが要求される。

あるいは、低速なもので構成しようとすると並列動作と
なり、回路規模が大幅に増大し、かつ複雑になるという
問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記問題点を解決し、広帯域信号を含
む高精細テレビジョン信号を、低速かつ小規模な構成で
処理できるテレビジョン信号処理装置を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため、広帯域なテレビジョ
ン信号を：アナログ信号のままで高域部分と低域部分に
分割し、各々別々にディジタル信号に変換する。

そして、低域部分は通常の通り分割周波数の２倍以上の
周波数で標本化する。分割された高域部分は、低域成分
が空いているので、標本化による折り返し成分が、その
空いている低域部に入るように標本化する。このように
すれば最高周波数の２倍より低い周波数で標本化するこ
とができる。

このとき、分割する周波数は、扱う信号の最高周波数の
１／２以上となる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

第３図は、本発明の一実施例における送信側の周波数シ
フト過程を示している。

本実施例の説明では、高精細情報として挿入する高域輝
度信号は第３図に示す如＜　４　、２　Ｍ　Ｈｚ〜９　
、３　Ｍ　Ｈｚ　　までの信号（Ｙ＋＋ｔとＹ、２）を
扱う場合について述べる。そして、Ｙｕｓ　（４，２〜
７．２ＭＨｚ）はＦ方式で、Ｙｌ１２（７，２〜９．３
Ｍ　Ｈｚ　）はＨ方式で伝送する場合について述べる。

また本実施例は、簡単のため、撮像９表示共に走査線５
２５本、３０フレ一ム／秒の場合を示す。

通常のＮＴＳＣの信号をディジタル信号に変換す名湯合
は、４　、２　Ｍ　Ｈｚ　　の２倍の周波数（８，４Ｍ
Ｈｚ　）以上で標本化すればよい。その場合１色副搬送
周波数ｆ　−ａ　（３−５８Ｍ　Ｈｚ　）の４倍（１４
，３ＭＨｚ　）を標本化周波数として選ぶと便利な場合
が多い。ここでも、４ＪａｌｌＩを標本化周波数とする
６ カメラから祷られたアナログの輝度信号を、まず、標本
化周波数の１７２の２ｆａｏ（約７　、２　ＭＨｚ）で
分割し、Ｙ、、＋Ｙ、１　　（０〜７．２　ＭＨｚ）と
Ｙ　ｍｘ　（７、２Ｍ　Ｈｚ　〜９　、３　　Ｍ　Ｈｚ
　）に分ける。

そして、分割された低域部分ｙ、＋ｙＲ，を４Ｊ８゜（
１４、３Ｍ　Ｈｚ　）で標本化し、ディジタル化する。

次にＹ　Ｗ　１（４、２〜７　、２　Ｍ　Ｈｚ　）を抽
出して。

周波数がｆ７１（＋の搬送波を振幅変調してその下側帯
波を採ることによりＹ□’　　（０，６ＭＨｚ〜３．５
８ＭＨｚ）を得る。この際に搬送波はライン毎、フィー
ルド毎に位相反転し、第２図で示した時間垂直周波数領
域の第１．第３象限にＹ０′が存在するようにする。こ
れでＹ、１の周波数シフトが完了する。

分割された高域成分Ｙ　Ｎ、（７−２Ｍ　Ｈｚ　〜９　
、３Ｍ　Ｈｚ　）の標本化周波数は、分割した周波数７
　、２　Ｍ　Ｈｚ　　の２倍以下で、最高周波数（９，
３Ｍ　Ｈｚ　）以上とすれば、折り返し成分は、元の信
号成分と重ならない。本実施例では、分割された高域成
分の標本化周波数として、後の処理を容易とするため、
分割周波数の２倍の４ｆ、ｌ、（１４，３ＭＨｚ）とし
ている。高域成分Ｙ、１２の信号処理のようすを第３図
（４）〜（７）に示す。

ディジタル化されたＹｏは、搬送周波数ｆ８．．で振幅
変調され、その下側帯域Ｙ＋＋ｚ’　　（１，５ＭＨｚ
〜３．５８ＭＨｚ　）が採られる。そして、色信号の高
域部に加えられて、色信号と共に色副搬送波で変調され
Ｙ、１．’　　（０〜２．１ＭＨｚ　）として伝送され
る。

次に受信側の周波数シフト過程を第４図により説明する
。

まず受信信号を４ｆ、、で標本化、ディジタル化する。

そして、Ｆ方式により挿入されたＹ□′（０、６Ｍ　Ｈ
ｚ　〜３　、５８　Ｍ　Ｈｚ　）を、公知の時空間フィ
ルタ（前記文献参照）により伝送されてきた信号から抽
出する。次に、搬送波周波数ｆ　ｓｏの搬送波（ライン
毎、フィールド毎に位相反転）で同期検波して、この上
側帯波を採ることによりＹ、、を得る。

次に、Ｈ方式により挿入されたＹＩＩ２′　を色信号Ｃ
と共に公知の時空間フィルタ（前記文献参照）により受
信信号から抽出する。そして、色副搬送波により同期検
波した後、帯域フィルタでＹ　、、　１（１，５〜３　
、５８　Ｍ　Ｈｚ　）を得る。さらに、ｆ　ｌｌｎの搬
送周波数で＃Ｊ幅変調し、その上側帯波を採る。

そして、アナログ信号に戻すときに、標本化による上側
帯波を採ることによりＹｌｌ、を再生する。

第５図に本発明の実施例の送信側の析成を示す。

第５図において、カメラからのＲ，０，Ｂ信号（アナロ
グ）は遮断周波数２ｆ、、（７，２ＭＴＩｚ）の低域フ
ィルタ１，２．３を通して、Ａ／Ｄ変換器４，５．６に
各々入れられてディジタル信号に変換される。各々のＡ
／Ｄ変換器の標本化クロック（ＣＬ　Ｋ）の周波数は４
ｆ、。（１４，３ＭＨｚ）である。

ディジタル化されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は一般に知られてい
るｒＲＧＢ−ＹＩＱＪ変換回路７で輝度信号Ｙ、色信号
１．Ｑに変換される。

Ｙ信号は、高域通過フィルタ８（遮断周波数４．２ＭＨ
ｚ）によりＹ、、（４、２〜７　、２　Ｍ　Ｈｚ　）が
抽出され、振幅変調器９で搬送波（周波数！、、）を振
幅変調する。ここで、搬送波は、ライン毎、フィールド
毎に位相反転する。変調波は低域通過フィルタ１０（遮
断周波数３．５８ＭＨｚ　）により、その下側帯波が採
られ、Ｙ、、’　　（０，６〜３．５８ＭＨｚ）が得ら
れる。これらの周波数シフト過程は、第３図に示した通
りである。

一方、Ｙ信号は減算器１１によりＹ工、が減算され０〜
４　、２　Ｍ　Ｈｚ　　の低域輝度信号Ｙ、となり、カ
ラーエンコーダー１２に入る。

さて、カメラから得られたＲ、Ｇ、Ｂのアナログ信号は
、変換回路１３により、輝度信号に変換され、帯域通過
フィルタ１４によりＹ、、（７，２ＭＨｚ　〜９．３Ｍ
Ｈｚ　　）が得られる。このＹＨ２はＡ／Ｄ変換器１５
でディジタル信号に変換される。

そのときの標本化周波数は４　ｆ　Ｓｃ（１４、３Ｍ　
ＨＺ　）である。

そして、振幅変調器１６で周波数がｆｏの搬送波を変調
し、低域通過フィルタ］、７でその下側帯波を採りＹ　
ｎ　＊　’　　（１、５Ｍ　Ｈｚ　〜３−５８　Ｍ　Ｈ
ｚ　）を得る。ＹＩＩ２′は、低域通過フィルタ１８（
遮断周波数０．５Ｍ’Ｈｚ）により帯域制限されたＱ信
号と加算器１９により加算されて、カラーエンコーダ１
２に入る。カラーエンコーダ１２では、低域通過フィル
タ２０（遮断周波数１．５ＭＨｚ　）で帯域制限された
工と共に、色副搬送波（周波数ｆ、。＞で直交変調され
、ＹＬと合成されてＮＴＳＣの複合信号となる。ＹＲ２
′はこれにより’Ｙ　１１　、′（０〜１　、５　Ｍ　
Ｈｚ　　）に変換される。

そして、カラーエンコーダ】２の出力は、加算＠２１で
Ｙ。１′と加算された後、Ｄ／Ａ変換器２２でアナログ
信号に変換され、低域酒過フィルタ（遮断周波数４．２
ＭＨｚ）を通して伝送信号ＥＮＴＳＣとなる。

なお、ここでは、省略しているが、カラー信号Ｉ、Ｑと
、高域輝度信号成分Ｙ、１１′、ＹＲ２′が、輝度信号
Ｙ、と互に混入し合わないように、各々時空間フィルタ
により帯域制限した方が望ましい。

次に本発明の受信側の実施例の構成を第６図を用いて説
明する。各信号の処理過程は第４図に示した通りである
。

受信されたＥＮＴＳＧ信号は、Ａ／Ｄ変換器２４で標本
化周波数４ｆａａ　（１４，３ＭＨｚ　）でディジタル
信号に変換され、時空間フィルタ２５（構成例を第７図
に示した）で高域輝度信号成分の一つＹ　＊　□’　　
（０、６〜３　、５８　Ｍ　Ｈｚ　）が抽出される１ｌ
Ｙｌ１１′は復調器２６でｆｏの周波数で同期検波され
、高域通過フィルタ２７（遮断周波数４．２ＭＨｚ）に
より、上側帯波が採られてＹ、１１が再生される。

一方、Ａ／Ｄ変換器２４でディジタル信号に変換された
ＥＮＴＳＣ信号は、減算器２８でＹｌ１１′が減算され
、カラーデコーダ２９に入る。カラーデコーダ１２では
、輝度信号Ｙ５１、色差信号ＩＩ。

Ｑ′がそれぞｈ分離、復調される。ここで、■′。

Ｑ′は色副搬送波Ｃｆ、、）で同期検波されたままの信
号で上、下側帯波を含んだものである。

Ｑ′信号から帯域通過フィルタ３０によりＹＩＩＳ’　
　（１，５〜３．５８ＭＨｚ）が抽出され、復調器３１
で、ｆｎｃの周波数により復調され、高域通過フィルタ
３２で上側帯波が採られる。そして、Ｄ／Ａ変換器３３
でアナログ信号に戻され、ここで、通常のＤ／Ａとは異
なり、帯域通過フィルタ３４（遮断周波数７　、２〜９
　、３　Ｍ　Ｉ（ｚ　）で標本化に伴う上側帯波を抽出
することにより、元の高域輝度信号成分Ｙ　、、、が再
生さ九る。

一方、Ｑ′信号は低域通過フィルタ（遮断周波数５００
　Ｋ　Ｉ−Ｉ　ｚ　）により元のＱ信号に戻され、ｒＹ
、Ｉ、Ｑ−Ｒ，Ｇ、ＢＪ変換回路３６に入れられる。工
′信号も低域通過フィルタ３７（遮断周波数１．５Ｍ）
Ｔｚ）により、元のＴ　＜ｎ号に再生され、ｒＹＴＱ−
ＲＧＢＪ変挽回路３６に入れられる。

そして、カラーデコーダ２９からの輝度信号Ｙ１は、加
算器３８でＹＩｌｌと加算され、ｒＹＩＱ−ＲＧＢＪ変
換回路３６に加えられる。一般によく知られるｒＹＩＱ
−ＲＧＢＪ変換回路３６により得られたＲＧＢ信号は、
各々Ｄ／Ａ変換器３９゜４０．４１によりアナログ信号
に変換され、低域通過フィルタ４２．４３．４４を通し
た後、加算回路４５，４６，４７でＹＮｚと加算されて
元の高精細な信号を含む信号が再生される。

第７図は、受信時にＹＩ１１′　を抽出する時空間フィ
ルタを示す。帯域通過フィルタ４８を通った受信信号は
、２６２水平走査線分の遅延素子４９を数が乗ぜられて
加算されＹｗｉ′成分が抽出される。

このように、受信側のディジタル回路も、送信側と同じ
ように、４　ｆ　１１０（１４、３ＭＨｚ　　）の速度
で動作可能である。

本発明の構成は、以上述べたものに限定されるものでは
なく、種々の変形が考えられる。送信側の他の実施例の
構成を第８図に示す。

第８図で、第５図と異なる部分を破線で囲んで示してい
る。カメラからのＲ，Ｇ、Ｂ信号！よ、アナログ信号の
ままｒＲＧＢ−ＹＩＱＪ変換回路５１に入れられＹＩＱ
信号に変換される。Ｙ信号は低域通過フィルタ５２（遮
断周波数７　、２．　Ｍ　Ｈｚ　）を通してＡ／Ｄ変換
器５３に入れられディジタル信号に変換される。標本化
周波数は４ｆ、。

（１４，３ＭＨｚ　）である。後の動作は第５図でＹで
示した信号と同様である。

一方、ｒＲＧＢ−ＹＩＱＪ変換回路５１からの輝度信号
Ｙから減算器６６で、７．２ＭＨｚ　　以下の信号が取
り除かれ高域輝度信号Ｙ、、２が抽出されてＡ／Ｄ変換
器６７に入れられる。Ａ／Ｄ変換器６７の標本化周波数
は４　ｊａａ　（１４，３ＭＨｚ　）で行なう。そして
、以下のＹｏの処理は、第５図の説明で述べた通りであ
る。

Ｑ信号は低域通過フィルタ５４（遮断周波数５００ＫＨ
ｚ）で帯域制限されてＡ／Ｄ変換器５５に入れられディ
ジタル信号に変換される。そして、加算器１９でＹＩＩ
２′と加算され、カラーエンコーダーに入れられる。工
信号は低域通過フィルタ５６（遮断周波数１．５ＭＨｚ
）を通った後Ａ／Ｄ変換器５７に加えられディジタル信
号に変換される。ここで、Ｉ、Ｑ用のＡ／Ｄ変換器５５
．５７の標本化周波数はＣＬＫ２で与えられ、２　ｆ　
−ａ　（７、２ＭＨｚ　）でよい。

第９図は受信側の他の実施例の構成を示す。第６図で示
したものと異なる部分を破線で示す。第９図に示す如く
、この構成は、アナログ信号に戻してからｒｙＩＱ−Ｒ
ＧＢＪ変換を行なう。第６図と異なる部分について説明
する。

（ｙ、＋ｙ＊ｚ　）の信号はＤ／Ａ変換器５８、低域通
過フィルタ５９を通してアナログ信号に戻される。一方
、Ｙ、□は第６図で説明したように、Ｄ／Ａ変換器３３
の出力信号を帯域通過フィルタ３４を通すことにより得
られ、加算器６０で（Ｙｂ＋Ｙｇｘ　）信号と加算され
て、元の広帯域なＹ信号が再生される。

Ｑ信号、工信号は、各々Ｄ／Ａ変換器６１゜６２および
、低域通過フィルタ６３．６４を通してアナログ信号と
して再生される６そして、ｒＹＩＱ−ＲＧＢＪ　変換回
路６５　ニＪ１．　リ、Ｒ，Ｇ。

Ｂの信号が再生される。

以上の実施例では、撮像９表示共に、走査線５２５本、
３０フレ一ム／秒の場合について述べたが、５２５本、
６０フレームの順次走査の場合にも同様に適用できる。

第１０図、第１１図、第１２図は撮像９表示ともに５２
５本、６０フレ一ム／秒の順次走査の場合の本発明の実
施例を示す。

第１０図は送信側の他の構成例を示す。これは、第５図
に示した構成に、走査線の変換回路６８゜６９を追加し
たものである。この走査線変換回路６８．６９は、カメ
ラからの信号は５２５本／６０フレームの順次走査であ
るが、これを。

ＮＴＳＣに合せるために、５２５本、３０フレ一ム／秒
のインタレース走査の信号に変換するものである。第１
０図、第１１図でＲ，Ｇ、Ｂ信号は、第５図で説明した
信号の倍の周波数となっているので、Ａ／Ｄ変換器４，
５，６．１５の標本化周波数は８ｆ、ｃｃ二２８．６Ｍ
Ｈｚ）である。

第１Ｏ図は、分割さ九た高域成分Ｙｉ２用の走査変換回
路６８を、分割された低域成分用のもの６９と別に設け
たものであり、第１１図は共通したものである。

次に受信側の実施例の構成を第１２図に示す。

これは、第６図の構成に、５２５本、３０フレームのイ
ンタレース走査の信号を５２５本、６０フレームの順次
走査の信号に変換する走査線変換回路７０．７１を付加
したものである。

なお、以上述べた実施例では省略したが、分割した高域
成分Ｙ　ｎ？の再生時に、Ｄ／Ａ変換して標本化による
上側帯波を採る際に、アパーチャー効果による高域成分
の低下を補償する回路を付加することが望ましい。

また、ここでは、テレビジョン信号を低域と高域の２つ
の部分に分割したが、２つ以上に分割してもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、広帯域な信号を含
む高精細なテレビジョン信号を、低速、かつ、小規模な
構成で処理できる点、実施して、効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はテレビジョン信号の周波数スペクトル、第２図
は時間−垂直空間周波数で表わしたテレビジョン信号、
第３図は本発明による送信側の高精細信号の周波数シフ
ト過程を示す図、第４図は本発明による受信側の周波数
シフト過程の図、第５図は本発明による装置の送信側の
一実施例の構成図、第６図は本発明による装置の受信側
の一実施例の構成図、第７図は時空間フィルタの構成例
、第８図、第１０図、第１１図は本発明による装置の送
信側の他の実施例の構成図、第９図、第１２図は本発明
による装置の受信側の他の実施例の構成図である。 １３・・・変換回路、１４・・・高域通過フィルタ、１
５・・・Ａ／Ｄ変換器、１６・・・振幅変調器、１７・
・・低域通過フィルタ、１２・・・カラーエンコーダー
、１゜２．３・・・低域通過フィルタ、、４，５．６・
・・Ａ／Ｄ変換器、７・・・ｒＲＧＢ−ＹＩＱＪ変換回
路、２４・・・Ａ／Ｄ変換器、２５・・・時空間フィル
タ、２８・・・減算器、２９・・・カラーデコーダ、３
０・・・帯域通過フィルタ、３１・・・復調器、３２・
・・高域通過フィルタ、３３，３９，４０，４１・・・
Ｄ／Ａ変換器、３４・・・帯域通過フィルタ、４２，４
３，４４・・・低域通過フィルタ、４５，４６，４７・
・・加算器、２６・・・復調器、２７・・・高域通過フ
ィルタ、５１・・・ｒＲＧＢ−ＹＩＱＪ変換回路、５２
，５４，５６・・・低域通過フィルタ、６６・・・減算
器、６７．５３゜５５．５７・・・Ａ／Ｄ変換器、５８
，６１．６２・・・Ｄ／Ａ変換器、５９，６３，６４・
・・低域通過フィルタ、６０・・・加算器、６５・・・
ｒＹＩＱ−ＲＧＢＪ変換回路、６８，６９，７０・・・
走査変換回路。 茗１図 冨２図 （Ｈオ久−）　　　　　　　　　　　（Ｔ万民）第　　
３　　図 第　４　固 ｙ、プＮ＃ｚ ■　５　　図 γに図 第　７　　口 Ｚ　３　図 第　　ｑ　　図 第　ｌθ　ロ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. テレビジョン信号を低域成分と高域成分に分割する手段
   、該高域成分を該高域成分の最高周波数の２倍より低い
   周波数で標本化してディジタル信号に変換する手段を有
   することを特徴とするテレビジョン信号処理装置。