JPS6147035B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテレビジヨン装置に関し、特にNTSC
カラー・テレビジヨン信号のデイジタル形態の符
号化および復号化のための装置に関する。

デイジタル・テレビジヨン方式においては、送
信チヤネル又はデイジタル・ストアが容量的に制
約がある場合、通常はパルス・コード変調
（PCM）信号であるデイジタル形態のテレビジヨ
ン信号のビツト速度を減らすことが必要となる。
このための一方法はPCM符号化周波数Fsを低く
することであるが、ナイキスト・サンプリング限
度にすぐに達し、サンプリング周波数をこれ以上
低くすれば、Fsの低い方の側波帯が基底帯域の
ビデオ周波数と重合する時「折り返し成分
（alias components）」のためビート歪みを生じ
る。テレビジヨンのNTSC方式における基底帯域
のビデオ帯域巾Fvは4.2MHzであるから、Fs＝
2Fvのナイキスト・サンプリング限度に達する。
即ち、Fs＝8.4MHz。

本出願人の米国特許第4065784号からは、ビデ
オ信号の輝度成分又はクロミナンス成分によつて
は通常占有されないスペクトルの該当部分に前記
折り返し成分をおくことによつて、NTSC方式の
カラー・テレビジヨン信号をサブ・ナイキスト速
度でデイジタル的に符号化することができること
が判る。前記特許の方式においては、Fsは正に
2Fsc＋1/4Fh又は2Fs−1/4Fhである。但し、
FscはNTSC方式のカラー・サブキヤリアの周波
数、Fhは線走査周波数である。このように符号
化された信号における折り返し信号の殆んどは、
（Fs−Fv）とFv間のコームフイルム処理により
基底帯域ビデオ信号から除かれる。

最近、画質を維持しかつデイジタル処理を容易
にするため、NTSC方式のカラー・テレビジヨン
信号をカラー・サブキヤリア周波数の４倍のサン
プリング速度（即ち、4Fsc）で符号化すること
が提起された。このサンプリング周波数における
符号化は114Mb/sのビツト速度を生じ、これはあ
る用途に対しては過大となる。サブ・ナイキスト
符号化はビツト速度を低下するための一方法であ
るが、前記米国特許に記載された四分の一ライン
周波数オフセツト法は、4Fsc符号化PCMテレビ
ジヨン信号からの適正サンプルの取得を困難に
し、高価なものにする。

本発明の主要な目的は、補間措置を必要とせず
に4Fscサンプルから直接サブ・ナイキスト・サ
ンプリングされた信号を4Fscサンプルへ再変換
するための装置の提供にある。

本発明の別の目的は、4Fscサンプルが容易に
再形成できるサブ・ナイキスト符号化PCM信号
をアナログ形態のカラー・テレビジヨン信号から
得るための装置の提供にある。

簡潔に述べれば、本発明の一特質によれば、結
果的に得られる折り返し成分がエネルギ・スペク
トルの輝度およびクロミナンスのピーク間でイン
ターレースされてこれ等成分のコームフイルタに
よる基底帯域ビデオ信号からの除去を可能にする
２倍のカラー・サブキヤリア即ち2Fscのサンプ
リング速度を有するサブ・ナイキストサンプリン
グされたNTSC方式のカラー・テレビジヨン信号
が、カラー・サブキヤリア周波数の４倍（即ち、
4Fsc）でサンプルされたPCM符号化信号の１つ
おきのサンプルを保持し、順次のテレビジヨン・
ライン２本毎に１つのサンプル変位を導入するこ
とによつて得られるのである。これは、2Fscサ
ンプリング周波数の各交番時系列テレビジヨン・
ラインにおいて180゜の位相変位を導入すること
によつて補間の必要なしに達成される。折り返し
成分を除去するためコームフイルタを用いて
4Fscサンプルが再形成でき、サブ・ナイキスト
への2Fsc符号化および再び4Fscへの変換プロセ
スは、必要に応じて第１の変換中に導入されたテ
レビジヨン画像以上にテレビジヨン画像を損うこ
となく反復することができる（即ち、再変換プロ
セス）。

本発明の別の性質によれば、4Fscサンブルか
らサブ・ナイキスト・サンプリングされた信号を
得る代りに、エネルギ・スペクトルの輝度および
クロミナンスのピーク間に折り返し成分がインタ
ーレースされるPCM符号化信号を得るため、サ
ンプリング周波数2Fscでアナログ形態のNTSC
カラー・テレビジヨン信号をサンプリングするた
めの装置が提供される。折り返し成分を除去する
ためコームフイルタを用いることにより、2Fsc
サンプルから4Fscサンプルが構成され、このよ
うに形成された4Fscサンプルは、必要に応じて
再び2Fscサンプル信号に戻す前項に説明した方
法でサンプルすることができる。

本発明の他の目的、特徴および長所、およびそ
の構成および作用については、添付図面に関して
以下の記述を読めば更に明瞭になるであろう。

本発明によるサブ・ナイキスト符号化システム
の説明に先立つて、テレビジヨン信号のサブ・ナ
イキスト符号化に固有の問題、およびNTSC方式
のカラー・テレビジヨン信号の重要なスペクトル
特性について検討することが有益であろう。既に
述べたように、PCM符号化NTSC方式のテレビ
ジヨン信号においてナイキスト・サンプリング限
度以下にサンプリング周波数Fsを低くしようと
する時、第１図に示す如く基底帯域のビデオ信号
と重複するPCM符号化周波数Fsの低い側波帯の
ため、ビート歪み即ち「折り返し（aliasing）」
歪みが生じる。NTSC方式のテレビジヨンにおい
てはFv＝4.2MHzであり、従つて、Fs＝2Fv、即
ちFs＝8.4MHzの時にナイキスト・サンプリング
限度に達する。

NTSC方式のカラー・テレビジヨン信号におい
ては、輝度（Ｙ）信号のスペクトル・エネルギは
必然的に線走査周波数Fhの倍数点、即ち、nFh
（但し、ｎは整数）に集中される。クロミナンス
(C)信号のスペクトル・エネルギは1/2Fhの奇数倍
点、即ち（ｎ＋1/2）Fhでピークに達する。この
ように、輝度およびクロミナンス・エネルギ束は
第２図に示す如く周波数でインターリーブされ
る。

サブ・ナイキスト・サンプリング速度において
PCM化NTSC方式カラー・テレビジヨン信号を
符号化し、更に折り返し成分を除くためには、こ
の符号化周波数Fsは第３図に示す如く所望の輝
度とクロミナンス成分間の折り返し成分を周波数
でインターリーブするように選択されるべきであ
る。これに含まれるものは、輝度およびクロミナ
ンス信号のピークの基底帯域周波数成分Ｙ_Bおよ
びＣ_B、および折り返し輝度成分Ｙ_Aと折り返しク
ロミナンス成分Ｃ_Aである。前記米国特許におい
て記載されたサブ・ナイキストシステムにおいて
は、第３図に示した周波数スペクトルを生じるた
めに2Fsc＋1/4Fhの符号化周波数を使用する。不
都合にも、このようなサンプルは、放送産業にお
ける推奨基準となり得る4Fsc符号化PCMテレビ
ジヨン信号からは容易に得ることはできない。

本出願人は、前記米国特許において、NTSC方
式カラー・テレビジヨン信号において選択された
サブ・ナイキスト・サンプリング周波数が第３図
に示すスペクトル周波数レスポンスを生じる時、
輝度およびクロミナンス情報は回収することが可
能であり、不要な折り返し成分は、適当なトラン
スバザール・コーム・フイルタにより排除され得
ることを示したが、その記載については本文中に
参考のため引用される。しかし、サブ・ナイキス
ト・サンプリング速度におけるPCM符号化
NTSC方式カラー・テレビジヨン信号に対する本
方法を明瞭に理解するため、コームフイルタによ
る折り返し信号の排除のための手法については簡
単に説明する。第３図に示される如く、個々のエ
ネルギ・バーストの中心は1/2Fhの周波数間隔で
分離される。従つて、このコーム・フイルタはそ
の最大レスポンス（櫛の歯部）又はその最小のレ
スポンス（零部）が1/2Fhの周波数間隔となる。
このようなコーム・フイルタは、交番時系列テレ
ビジヨン・ラインからのビデオ信号の組合せを行
うことにより作ることができる。例えば、特定の
フイールドにおいては、ラインｌはライン（ｌ−
２）又は（ｌ＋２）と合成されることになる。テ
レビジヨン・ラインを合成するトランスバーサル
フイルタはテレビジヨン画像における望ましくな
い過渡現象および垂直方向の解像度の損失を生じ
得るため、所要のコーム・フイルタの周波数レス
ポンスを得るためできるだけ少いラインを合成す
ることが望ましい。下記のコームフイルタ・アル
ゴリズムのいずれかを用いることにより、折り返
し成分は第３図に示すスペクトル周波数レスポン
スを有するサブ・ナイキスト符号化NTSC方式カ
ラー・テレビジヨン信号から除去できる。即ち、 １ テレビジヨン・ラインｌの（１−２）への加
算。

２ テレビジヨン・ラインｌの（１＋２）への加
算、又は、 ３ テレビジヨン・ラインｌの1/2〔（ｌ−２）＋
（ｌ＋２）〕への加算。

デコーダにおけるフイールド間記憶の必要を避
けるため、全てのラインは１つのフイールドから
得る。３つの可能なコーム・フイルタのブロツク
図は第４図、第５図、第６図に示され、これ等は
それぞれ前記米国特許の第６図、第７図、第８図
に対応する。第４図および第５図のフイルタの周
波数レスポンスは第７図に示され、第６図のフイ
ルタの周波数レスポンスは第８図に示される。第
７図および第８図では、折り返しピーク振巾周波
数成分において零となり、かつ櫛歯部は基底帯域
信号のピーク振巾周波数成分に集中することが判
る。

前に述べた如く、NTSC方式カラー・テレビジ
ヨン信号について選択されたサブ・ナイキストサ
ンプリング周波数は、輝度およびクロミナンスの
情報を回収し不要の折り返し成分を排除すること
を容易にするために、第３図に示したスペクトル
周波数レスポンスを生じるべきである。nFhのサ
ブ・ナイキスト・サンプリング周波数は、基底帯
域の主要輝度成分と重複する輝度折り返し成分
と、基底帯域のクロミナンスと重複するクロミナ
ンス折り返し成分を生じることになる。1/2Fhオ
フセツトを伴うnFhにおけるサブ・ナイキスト・
サンプリングは、輝度折り返し成分を基底帯域ク
ロミナンスと重複させ、クロミナンス折り返し成
分を基底帯域輝度と重複させる。従つて、これ等
２つのサンプリング方法は作用しない。前記米国
特許のシステムムにおいては、nFhサブ・ナイキ
スト・サンプリング速度における1/4Fhオフセツ
トが基底帯域輝度およびクロミナンスの主周波数
成分間に折り返し成分をおくが、この方法は満足
に作用する。しかし、四分の一ラインの周波数オ
フセツトは、放送産業における推奨基準たり得る
4Fsc符号化PCMテレビジヨン信号からの適正サ
ンプルの取得を難しくかつ高コストにし、このた
め4Fscサンプル信号からのサブ・ナイキスト・
サンプル信号の取得を容易にすることの必要が生
じる。4Fsc＝910Fhなる事実によりサブ・ナイキ
スト・サンプリング周波数が2Fsc、即ち455Fhで
なければならないことを示唆し、このことは1/4
Fh周波数オフセツト以外の手段が輝度およびク
ロミナンスのエネルギ・ピーク間に結果的な折り
返し成分をインターレースするために設けられね
ばならないことを示す。

これは、本発明によれば、サンプリング周波数
の各交番時系列テレビジヨン・ラインにおける
180゜の位相変移を導入することによつて達成さ
れるのである。この措置の結果は、イメージ面上
の空間画像サンプルのパターンを示す第９図の説
明から判るか、各点は、14.32MHz即ちカラー・
サブ・キヤリア周波数の４倍の速度でひろつたサ
ンプリング地点を示し、前記サンプリング地点は
順次のビデオ走査線（ｌ−２）、（ｌ−１）、ｌ、
（ｌ＋１）等の襖空間に配置され、１／４Ｆｓｃ即ち70
ナ ノ秒宛間隔を与えられている。各円は、4Fscサ
ンプル信号から得たサブ・ナイキスト・サンプリ
ングによるPCM符号化NTSC方式カラー・テレ
ビジヨン信号のサンプリング点を表わし、各円は
走査線に沿つて１／２Ｆｓｃ即ち公称140ナノ秒宛離間
さ れ、２本の隣接テレビジヨン・ライン毎に１サン
プル間隔宛変位される。即ち、ライン（ｌ−１）
およびｌにおける各円は、それ等の前後の２本の
テレビジヨン・ラインにおける各円に対して適正
な１サンプル間隔位置変位されるのである。要約
すれば、サブ・ナイキスト・サンプルのサンプリ
ング周波数は、異なるテレビジヨン・ラインの始
めに適正な位相変移を行つて丁度2Fscとなる。
この手法により、サブ・ナイキスト符号化信号は
補間操作を要すことなく4Fsc符号化信号から得
ることができることが判るが、このプロセスは
6Fscサンプルの適当なものを保持する方法の１
つである。適正な任意を払えば、同じフレームか
ら同じサンプルが選択される限り、4Fsc符号化
信号への第１の変換によつて生じるもの以上のビ
デオ信号劣化を生じることなく回数の制限なしに
4Fse符号化信号と2Fsc符号化信号間の変換の繰
返しを行うことができる。このため、サブ・ナイ
キスト・デイジタル・ストリームが常に処理を行
わない元の4Fscサンプルの選択された組（第９
図による）からなることを保証するのである。

もしサブ・ナイキスト・デイジタル・ストリー
ムにおけるどの２つのサンプルも周期1/2Fscよ
りも少く分離されることがないとすれば、その結
果の長期平均サンプリング周波数は2Fsc−1/4Fh
となることを知ることは興味あることである。こ
のように、前記米国特許のシステムと異なり本例
においては、この周波数オフセツトが連続的でな
く２本のテレビジヨン・ライン毎に導入されるサ
ンプル変位の結果であることを除いて、1/4Fh周
波数オフセツトが生じる。

第１０図は、2Fscのサブ・ナイキスト速度に
おけるNTSC方式カラー・テレビジヨン信号の
PCM符号化を行うためのシステムをブロツク図
で示している。望ましくは以下に述べる理由と方
法でコームフイルタ処理を受けたアナログ形態の
入力NTSCビデオ信号は回線３０で受取られ、ア
ナログ・デイジタル・コンバータ３２の入力側、
同期分離装置３４およびカラー・サブキヤリア再
生装置３６に接続される。このカラー・サブキヤ
リア再生装置は従来周知の構成で、NTSC方式カ
ラー・テレビジヨンシステムにおいては
3.58MHzであるカラー・サブキヤリアを再生す
る。この再生されたカラー・サブキヤリア信号は
クロツク・ゼネレータ３８に与えられてこれを制
御するが、このゼネレータは、第１１図の波形Ａ
とＢにより示される如く、共に4Fscの周波数を
有するが一方が他方に対して180゜位相がずれた
２列のクロツク・パルスを生じる。4Fscパルス
列はAND回路４０の一入力に与えられ、4scパ
ルス列はそのターミナルがAND回路４０に対
する第２の入力として接続される「Ｄタイプ」の
フリツプフロツプ回路４２のクロツク入力側に与
えられる。従来周知の同期分離装置３４は連続す
るテレビジヨン・ラインの水平同期パルスと同期
して水平駆動パルス（第１２図の波形Ｃ）を生
じ、前記テレビジヨン・ラインは両方共「Ｄタイ
プ」である２つのフリツプフロツプ回路４４，４
６の各々のクロツク入力側に与えられる。フリツ
プフロツプ４４の出力はデータＤ入力に接続さ
れて、第４のフリツプフロツプ回路４８のクロツ
ク・ターミナルに与えられる第１２図の波形Ｄで
示される水平駆動周波数の半分のパルス信号を生
じる。フリツプフロツプ４８の出力はそのデー
タ入力に接続され、Ｑ出力（波形Ｅ）はAND回
路５０に対する一入力として与えられ、前記
AND回路の他方の入力はフリツプフロツプ４２
の出力（波形Ｇ）である。フリツプフロツプ４
２のＱ出力（波形Ｆ）はフリツプフロツプ４８を
リセツトする。ANDの結果の波形ＡとＢのAND
回路４０の出力は第１１図の波形Ｈとして示され
るが、第５のＤタイプフリツプフロツプ５２のク
ロツク・ターミナルに与えられ、このフリツプフ
ロツプの出力ターミナルはそのデータ・ターミ
ナルに接続される。前記の接続により、フリツプ
フロツプ５２はそのＱ出力側で第１１図の波形Ｉ
として示されADC２に与えられる2Fscの周波数
を有するクロツク信号を生じる。本実施例では
PCMエンコーダであるADCはこのクロツク信号
の制御下でアナログ・ビデオ信号をサンプルし、
これが2H毎に、即ちテレビジヨン・ライン２本
毎にサンプリング位相を移相し、これにより第９
図における複数の円により示されるサンプリン
グ・パターンを生じる。

第１０図に示される回路の残部は、奇数番目の
フイールド上の対応するラインの第１のサンプリ
ング点を重合させ、かつ偶数番目のフイールド上
の全ての対応するラインのサンプリング点を重合
させるべく強制することにより垂直方向のカラー
変換におけるちらつきを最小限度にするために設
けられる。この関係は、各フレームの始めにおけ
るクロツク位相のリセツトにより第１０図のシス
テムにおいて確保される。これは、同期分離装置
３４からの連続するフレーム・パルスをフリツプ
フロツプ５４のクロツク・ターミナルに与えるこ
とにより達成され、このフリツプフロツプのデー
タ入力ターミナルは「ハイ」にセツトされ、又そ
の「リセツト」入力は前に述べたフリツプフロツ
プ４６のＱ出力側に接続される。フリツプフロツ
プ５４の出力はAND回路５６に対する一入力と
して与えられ、その他方の入力は、入力としてＨ
駆動信号（波形Ｃ）とフリツプフロツプ４４のＱ
出力とを有するAND回路５８の出力である。
AND回路５６の出力は、そのデータ入力が「ロ
ー」にセツトされかつそのクロツク・ターミナル
に対してＨ駆動信号が与えられるフリツプフロツ
プ４６の「セツト」ターミナルに与えられる。前
述の如き接続により、フリツプフロツプ４４の
「セツト」ターミナルに与えられるフリツプフロ
ツプ４６のＱ出力は、同一のサンプルが隣接フレ
ームにおいて選択されることを保証する。

第１０図の符号化システムの適正な作用にとつ
ては、アナログ形態のNTSC方式のカラー・テレ
ビジヨン信号が（2Fsc−Fv）からFvまで拡がる
スペクトル内で周波数（ｎ＋1/4）Fhにおいてエ
ネルギ成分がないことが重要であるが、これは、
さもなければ、サブ・ナイキスト符号化によつて
生成される折り返し成分が基底帯域のビデオ信号
の主要スペクトル・エネルギ成分と重合しかつ分
離不能であるためである。この問題は、サブ・ナ
イキスト符号化に先立つてテレビジヨン信号をコ
ームフイルタ処理して全ての（ｎ＋1/4）Fhのエ
ネルギ成分を除くことにより回避することはでき
るが、垂直方向の解像度の過大な損失を避けるた
めに適正なタイプのコームフイルタを使用するよ
う注意しなければならない。もし予め符号化する
コームフイルタ法を用いる場合は、サブ・ナイキ
スト符号化前のフイルタ処理が符号化後のフイル
タ処理の手法を用いて、第４図および第５図に示
した２本のラインのコーム・フイルタのみを使用
すべきである。

第１２図は、4Fsc速度でPCM符号化された
NTSC方式のカラー・テレビジヨン信号からの
2Fscのサブ・ナイキスト・サンプリング速度で
信号を得るためのシステムをブロツク図で示して
いる。前に述べた理由と方法によるコームフイル
タ処理を受けることが望ましい4FscでPCM符号
化されたデイジタルNTSCカラー・ビデオ信号は
回線３１上で受取られ、ANDゲート３３、同期
分離装置３５、および4Fscクロツク再生装置３
９の入力側に接続される。回線３１における
PCM信号が、4Fsc×Ｎビツト速度における直列
のビツト・ストリーム（但し、Ｎは各ビデオ・サ
ンプルを量子化するために用いられるビツト数）
か、4FscのＮ個の並列ビツトのPCM符号化信号
からなり得ることに注目すべきである。後者の場
合には、回線３１は実際にはＮ本の線からなり、
ゲート３３はNANDゲートを表わすものとする。
クロツク再生装置３９は、第１１図の波形ＡとＢ
により示される如く、周波数が共に4Fscである
が一方が他方に対して180゜位相がずれている２
列のクロツク・パルスを生じる。

デイジタル同期分離装置３５は第１０図の同期
分離装置３４の機能に類似の機能を実施する。第
１１図のゲート信号Ｉにより制御されるANDゲ
ート３３は１つおきの4Fscサンプルが通ること
を許容し、更に2H毎に、即ちテレビジヨン・ラ
イン２本毎に別のサンプル変位を生じて第９図の
円で示したサンプリング・パターンを生じる。

第１２図のシステムの全ての他の回路は第１０
図におけるものと同じ回路であり、第１１図の波
形および第１０図の回路の作用説明は又第１２図
についても妥当する。

サブ・ナイキスト・サンプル信号が第１２図の
システムを用いて4Fscサンプルから得られる
か、あるいは第１０図のシステムによりアナログ
形態のNTSCビデオ信号のサンプリングにより得
られるかに従つて4Fscサンプルは多くの方法に
より再生することができ、その一例を第１３図に
示す。これは、サブ・ナイキストからスーパー・
ナイキストへのデイジタル・デイジタル変換のた
めの第４図のフイルタ回路のデジタル構成であ
る。7.16MW／秒の周波数のサブナイキスト信号
が回線６０上で受取られ、２本のテレビジヨン・
ラインの遅延を有するデイジタル遅延装置６２
と、６４で略示されるスイツチング装置の１つの
ターミナル64aと、又低減フイルタ兼インターポ
レータ６６の入力ターミナルとに与えられる。ス
イツチング装置６４は4Fscのスイツチング速度
を有し、これにより遅延されないビデオ・サンプ
ル（ラインｌとして表わされる）と、２本のテレ
ビジヨン・ラインだけ遅延された（即ち、ライン
ｌ−２）からビデオ信号との間で交互に切り変わ
る。この２本のテレビジヨン・ラインからのデイ
ジタル・ビツト・ストリームの加算の操作（コー
ムフイルタ）は、実際にライン（ｌ−２）からの
ビデオ・サンプル間に現時点のラインｌのサンプ
ルを挿入することからなり、これにより4Fscサ
ンプリング速度が再び得られる。しかし、その結
果得られる信号はあらゆるビデオ基底帯域にわた
るコーム・フイルタ特性を呈示し、この問題は、
（2Fsc−Fv）以上の周波数帯域にコーム・フイル
タのレスポンスを制限する特性を有する高域フイ
ルタ６８に4Fsc信号を通すことによつて克服さ
れる。コームフイルタ処理されない低いビデオ基
底帯域は、低域フイルタ６６においてラインｌの
信号をdcから（2Fsc−Fv）に低域ろ波し、又周
知の構成の線形位相インターポレータによりその
サンプリング速度を２倍にすることによつて得ら
れる。フイルタ兼インタポレータ６６の出力は、
７０で示される加算装置においてフイルタ６８か
らの高域ろ波された信号に加算されて、本実施例
においては4Fscのサンプリング速度即ち
14.3MW／秒のサンプリング速度を有するスーパ
ー・ナイキスト・サンプル・ビデオ信号を構成す
る。

BBC Research Department Report 1977／21
におけるJ.H.ScottおよびT.J.Phillipsによる文献
「デイジタル・ビデオ、多重サブ・ナイキスト・
コーデイング」（Digital Video：Multiple sub−
Nyquist coding）においては、PAL方式のテレ
ビジヨン信号の反復されるサブ・ナイキスト符号
化法は最初のサンプリング操作により導入される
以上にテレビジン画像をそれ程劣化させないこと
が示されている。NTSC方式のカラー・テレビジ
ヨン信号における本文中に説明したサブ・ナイキ
スト・サンプリング法は多重サブ・ナイキスト符
号化操作を受けるPAL方式の信号に対するBBC
レポートに述べられた全ての要件を満足するか
ら、PAL方式信号に対する本文に述べた分析は
NTSC方式の信号についてもこれを拡張して、再
サンプリング法によるこれ以上の劣化が生じない
ことを保証することができる。実際に、再サンプ
リング法は、厳密に最初の変換によつて生じた以
上に何らの劣化も生じることなく実施されること
が容易に判る。このことは、第１３図のブロツク
図に示されたシステムを機械的に相等のものとし
て構成された第１４図のブロツク図を考察すれば
更に容易に理解されよう。第１４図に示した構成
においては、遅延装置７４により2Hだけ遅延さ
れたテレビジヨン・ライン（ｌ−２）は（2Fsc
−Fv）以上で高域ろ波されて、低減フイルタ６
６において（2Fsc−Fv）で低域ろ波された遅延
されないテレビジヨンラインｌと加算装置８０で
加算される。低域フイルタ６６は、テレビジヨ
ン・ライン（ｌ−２）からのサンプルと時間的に
一致するテレビジヨン・ラインｌにおけるビデ
オ・サンプルを生成するためのインターポレータ
を含んでいる。ラインｌの遅延されないデイジタ
ル・ビツト・ストリームは又は、4Fsc即ち
14.3MHzのスイツチング速度を有する出力スイ
ツチ８２に対しても直接与えられる。スーパー・
ナイキスト信号は、ラインｌからの実質的に処理
されないサンプル（これも又4Fscサンプル・ビ
デオの元のサンプルである）をとり、これ等サン
プル間にｌおよび（ｌ−２）のサンプルの低域ろ
波／高域ろ波された組合せを挿入することによつ
てスイツチ８２において再生される。その結果得
られるスーパー・ナイキスト信号は正しく4Fsc
のPCM符号化NTSC方式テレビジヨン信号で、
これは第４図に示されたコーム・フイルタ・プロ
セスに等しいプロセスを受けたものである。同一
のフレームからの同一のサンンプルが常に選択さ
れる限り、サブ・ナイキスト・デイジタル・スト
リームが常に選択された１組の処理されない
4Fscサンプルからなるため、サブ・ナイキス
ト・コーデイング操作を無制限に反復することが
可能であることが明らかであろう。

種々のNTSCカラー・テレビジヨン信号を用い
たこのサブ・ナイキスト・サンプリング方式のテ
ストは良好な結果を示した。サブ・ナイキストサ
ンプリングされた信号を得るため第１０図又は第
１２図のシステムを用い、4Fscサンプルが第１
４図のシステムを用いて再生された。その結果
は、本出願人の米国特許第4065784号により教示
される2Fsc−1/4Fh又は2Fsc＋1/4Fhを用いて得
た結果よりも優れていた。隣接するフレーム上の
サンプリング点を重合させるよう強制するフレー
ム・リセツテイング・パルスの使用により、垂直
方向のカラー変換における7.5Hzのちらつきを除
去することから改善を得た。もし同期分離装置か
らのフレームパルスを用いなければ、前記のシス
テムで得たものと相等の結果が得られる。

輝度の細部に関するサブ・ナイキスト・サンプ
リングの影響は画像の細部と走査線との間の角度
に依存することに注目すべきである。垂直方向の
輝度変化は、その周波数成分がコーム・フイルタ
の通過帯域に迄拡がらないため、通常劣化される
ことはない。しかし、斜め方向の変化において
は、コーム・フイルタはFs−Fv以上の所要の周
波数成分の振巾を減衰し、これと対応する折返し
成分は完全に除去される。しかし、一般に、斜め
方向の変化の微小な劣化は殆んど問題になる程度
には生じない。水平方向の変化は実質的に影響を
受けることがないが、これはそのエネルギ成分が
通常コーム・フイルタの零部内に落ちないためで
ある。

クロミナンスに関するサブ・ナイキスト方式の
影響は殆んどの放送信号においては無視できるも
のと考えられた。高度に飽和された色彩が鋭い垂
直方向のカラー変化過程において１本又は２本の
不適正なクロミナンスのラインを生じるのみであ
る。この問題は特に100％飽和状態の分割フイー
ルド・カラー・バーにおいて見出される。
SMPTE テレビジヨン・カラー基準スライド・
セツトのスライドNo.1から15迄の情景を含む他
の静止画像は目につく程劣化されないものと判断
された。

【図面の簡単な説明】

第１図はFsが2Fvよりも小さい時の基底帯域ビ
デオ信号に対する符号化ビデオ信号の下側波帯の
重合の状態を示すグラフ、第２図はクロミナンス
の側波帯内のNTSC方式カラー・テレビジヨン信
号の主要なＹおよびＣエネルギ成分のスペクトル
特性を示すグラフ、第３図は、サブ・ナイキス
ト・サンプリングされたNTSC方式カラー・テレ
ビジヨン信号についての望ましいスペクトル特性
を示すグラフ、第４図、第５図および第６図は本
発明の実施において有効なコーム・フイルタの３
つの異なる形態を示すブロツク図、第７図はコー
ム・フイルタの一形態の周波数レスポンスを示す
グラフ、第８図は別形態のコーム・フイルタの周
波数レスポンスを示すグラフ、第９図は4Fscサ
ンプル信号から得たサブ・ナイキストサンプル
PCM化NTSC方式カラー・テレビジヨン信号の
イメージ面上の空間サンプリング・パターンを示
す図、第１０図はサブ・ナイキスト周波数2Fsc
におけるアナログ形態のNTSC方式テレビジヨン
信号のサンプリングを行うシステムを示すブロツ
ク図、第１１図は第１０図のシステムの作用の理
解に役立つ同システムの異なる点における１組の
波形を示す図、第１２図は4Fscサンプル信号か
らサブ・ナイキスト・サンプル信号を得るための
システムを示すブロツク図、第１３図は第４図に
示すフイルタの等価デイジタル構成を示すブロツ
ク図、および第１４図はサブ・ナイキスト・サン
プル信号から4Fscサンプル信号に変換するため
のデイジタル・デイジタル・コンバータを示すブ
ロツク図である。 ３０，３１……回線、３２……アナログ・デイ
ジタル・コンバータ、３４，３５……同期分離装
置、３６……カラー・サブキヤリア再生装置、３
８……クロツク・ゼネレータ、３９……クロツク
再生装置、３３，４０，５０，５６，５８……
AND回路、４２，４４，４６，４８，５２，５
４……フリツプフロツプ、６０……回線、６２…
…デイジタル遅延装置、６４……スイツチング装
置、６６……低域フイルタ兼インターポレータ、
６８……高域フイルタ、７０，８０……加算装
置、８２……スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カラー・サブキヤリア周波数Fscと、ライン
   走査周波数Fhと、最大基底帯域周波数Fvを有
   し、2Fscのサブ・ナイキスト・サンプリング周
   波数を有しそのサンプリング位相が各交番時系列
   テレビジヨン・ライン毎に180゜シフトする（第
   ９図）サンプリング信号でサンプルされパルス・
   コード変調されたNTSCカラー・テレビジヨン信
   号から4Fscのサンプリング周波数を有するパル
   ス・コード変調NTSCカラー・テレビジヨン信号
   を得る装置であつて、 前記の2Fscの周波数でサンプルされた信号を
   ２本のテレビジヨン・ラインだけ遅延させる装置
   と、 前記の遅延させられた2Fscの周波数のサンプ
   ルされた信号を高域ろ波して（2Fsc−Fv）より
   高い帯域における周波数を通過させる装置と、 前記の2Fscの周波数でサンプルされた信号を
   低域ろ波して直流から（2Fsc−Fv）の帯域にお
   ける周波数を通過させる装置と、 前記の低域ろ波され2Fscでサンプルされた信
   号で補間して、２本のテレビジヨン・ラインだけ
   遅延させられた前記2Fscサンプル信号のビデオ
   信号サンプルと時間的に一致するビデオ信号サン
   プルを生成する装置と、 前記の高域ろ波され遅延させられたサンプル信
   号を前記の補間された低域ろ波サンプル信号に加
   算する装置と、 前記加算装置からの出力信号と前記の2Fscサ
   ンプル信号を交互にスイツチング速度4Fscで装
   置の出力ターミナルに切換える装置とを設けるこ
   とを特徴とするサブ・ナイキスト・サンプリング
   されたPCM符号化NTSCカラーテレビジヨン信
   号のスーパー・ナイキスト・サンプル化装置。