JPS6314557B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カラーテレビジヨン信号（以下カラ
ーTV信号と略記する）の伝送において、VIR信
号及びVIT信号の様な隣接ラインとの間に相関
を持たない信号の帯域圧縮伝送に関するものであ
る。

現在アメリカにおけるほとんどの放送局におい
て、受信信号のモニタ用として、垂直ブランキン
グ期間中の所定の水平走査期間内にVIR信号ある
いはVIT信号などを付加したNTSCカラーTV信
号が放送されている。

上記VIR信号は、テレビジヨン受像機のモニタ
に映し出される映像の色相や色飽和度を所定の適
正な状態に設定するために挿入された一種の基準
信号（Refference Signal）である。一方、VIT
信号は主に伝送路で生ずる種々の劣化を監視した
り、修正したりするために作成されたテスト信号
である。したがつて、これらの信号が伝送途路に
おいて劣化するようなことがあれば、テレビジヨ
ン画面上に重大な悪影響を及ぼすことになる。

また、カラーTV信号をある伝送路を通して伝
送しようとする場合、その伝送路によつて帯域制
限を受ける場合がしばしば存在する。このような
伝送路としては、例えば磁気記録再生系（VTR）
などが考えられる。このような場合、伝送すべき
情報をできる限り劣化の発生しない範囲内で情報
圧縮するのが、通常採用される一手段である。例
えば、伝送すべき情報がTV信号の場合である
と、２次元DPCMのように、隣接ドツトおよび
隣接ライン間の相関を利用するような情報圧縮系
を使用することが多い。ところが、この様な相関
を利用した情報圧縮では、VIR信号あるいはVIT
信号などは、隣接ライン信号との間には何ら相関
関係がないために、VIR信号やVIT信号それ自身
が重大な劣化を生じると同時に、上記隣接ライン
信号も、劣化してしまう。その結果、受信された
カラーTV信号はテレビジヨン画面上で著しい画
質劣化を呈する。

上記の事柄は、DPCMに限らず一般に隣接ラ
イン間の相関を利用した様な情報圧縮（例えば直
交変換など）に関しても同様に言える。

本発明は、カラーTV信号の圧縮伝送を行つて
も、必要帯域幅を拡大することなしにVIR信号
VIT信号などのライン相関のない信号をも良好
に伝送し、良好なる画像を得ることを目的とす
る。

第１図は垂直ブランキング期間中のVIR信号及
びVIT信号を示す。第１図において、１は等価
パルス、２は水平同期信号、３はカラーバースト
信号、４は映像信号であり、５がVIR信号、６が
VIT信号である。これらVIR信号５及びVIT信号
６はそれぞれ垂直ブランキング期間中の17番目及
び19番目の１水平走査期間内に挿入されている。

第２図はカラーTV信号の一般的な圧縮伝送系
ブロツク図である。７は入力端子、８はＡ−Ｄ変
換器、２００は圧縮器、１６は伝送路、２０１は
伸長器、２２はＤ−Ａ変換器、２３は出力端子で
ある。入力端子７に入力されたアナログカラー
TV信号はＡ−Ｄ変換器８でデジタル信号に変換
される。２００，２０１はそれぞれ一般的な帯域
圧縮、伸長器であり、圧縮器２００で所要帯域ま
で圧縮されたカラーTV信号は、伝送路１６を通
過した後、伸長器２０１でもとの帯域に伸長さ
れ、Ｄ−Ａ変換器２２でアナログ信号に戻され
る。

第２図では、帯域圧縮器２００の一構成法とし
てDPCMを用いた場合のブロツク図を示してい
る。図中で、圧縮側の９は減算器、１０は量子化
器、１１は加算器、１００は予側器であり、伸長
側の１７は加算器、１０１は上記予側器１００と
同一構成より成る予側器である。上記予側器１０
０，１０１について以下例を挙げて少し詳しく説
明する。

例として、NTSCカラーTV信号をサンプリン
グ周波数3fs_Cでサンプリングした場合を考える。
ここでfs_Cはサブキヤリア周波数であり、3.58MHz
である。このサンプリングの様子を示したのが第
３図である。第３図において、２４，２５は１フ
イールド中の相隣接する２本のラインであり、そ
れぞれｌ−１番目、ｌ番目のラインとする。ま
た、２６，２７は上記２ライン上でのサブキヤリ
ア波形、２８は各サンプル点であり、２９が予測
点Ｘ、３０，３１はそれぞれ予測点Ｘの予測に使
用されるサンプル点Ａ，Ｂである。NTSCカラー
TV信号を3fs_Cでサンプリングする場合、サンプ
ル点は各ライン毎に、半周期ずつずれることにな
る。したがつて同一ライン上で予測点Ｘと最も相
関の強い点はサンプル点Ａ３０であり、同様に１
ライン前のライン上でのそれはサンプル点Ｂ３１
である。そこで、予測点Ｘの予測のために上記２
サンプル点Ａ，Ｂを使用すれば、Ｘの予測値X〓は
次式で表わされる。

X〓＝１／２（Ａ＋Ｂ） ………(1) ここで通常のカラーTV信号の場合は、隣接す
るライン間の相関は非常に強く、(1)式で与えられ
る点Ｘの予測値X〓は、予測点Ｘの値に非常に近い
ものとなる。この場合、前述の予測器１００，１
０１の構成としては、第２図の如くである。この
図で圧縮側の１２は（1H−1.5）サンプル遅延
器、１３は３サンプル遅延器、１４は加算器、１
５は1/2係数器であり、伸長側も全く同様に、８
は（1H−1.5）サンプル遅延器、１９は３サンプ
ル遅延器、２０は加算器、２１は1/2係数器であ
る。このように隣接ライン間の強い相関を利用し
たようなDPCMは一般に２次元DPCMと呼ばれ
ている。この２次元DPCMを用いた圧縮、伸長
系は、通常のカラーTV信号のように隣接ライン
間に強い相関のある信号に対しては、入力信号を
ほとんど劣化なしに伝送し得る。

ところがVIR信号あるいはVIT信号を含むよう
なカラーTV信号に対しては、事情が異なる。例
えば、ｌライン２５がVIR信号であれば、ｌ−１
ラインとの間に全く相関がないために、(1)式で与
えられる予測値X〓は予測点Ｘの値とは、かけ離れ
た値となる。このことは、VIR信号が前のライン
の信号によつて犯されることを意味している。次
に、ｌ−１ライン２４がVIR信号であるような場
合には、前記の場合と全く同様な理由で、今度
は、次のラインの映像信号が犯される、この予測
値の乱れは、後続のラインへ次々と伝搬してい
き、場合によつては、一画面全体を犯すことにも
なる欠点を有するものである。上述の事柄は
VIT信号に対しても同様に当てはまる。

本発明は、このような点に鑑み、VIR信号及び
VIT信号のような隣接ライン間に相関のないよ
うな信号をも良好に伝送するようにしたカラー
TV信号伝送装置を提供するものである。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第４図は本発明を実現するための系の具体的
なブロツク図である。３２は入力端子、３３は垂
直同期信号分離回路（以下Ｖ同期分離回路と略記
する）、３４はコントローラ、３５はＡ−Ｄ変換
器、３６，３７はゲート、３８は圧縮器、３９は
時間軸伸長器、４０は同期パターン発生器、４１
は切換スイツチ、４２は並列−直列変換器、４３
は符号器、４４は伝送路、４５は復号器、４６は
直列−並列変換器、４７はＶ同期検出回路、４８
はコントローラ、４９，５０はゲート、５１は伸
長器、５２は時間軸圧縮器、５３は遅延回路、５
４は切換スイツチ、５５はＤ−Ａ変換器、５６は
出力端子である。

次に具体的な例を挙げて系全体の動作原理を説
明する。ここでは説明を簡単にするために垂直ブ
ランキング期間中にVIR信号のみが挿入されてい
る場合を考える。VIT信号が挿入されている場
合にも容易に拡張できる。例として、NTSCカラ
ーTV信号に対して、サンプリング周波数3fs_C、
１サンプル当りの量子化ビツト数８ビツトを考え
る。この場合、PCMデータをそのまま伝送しよ
うとすると、86Mbit／ｓのデータレートになり、
このような高ビツトレートの情報を例えばVIRな
どに記録することは、きわめて困難となる。した
がつて、このデータレートを低減させる必要があ
る。そこで、本実施例においては、通常の映像信
号は例えば圧縮器３８で４ビツトに圧縮して伝送
する。一方、VIR信号の方は圧縮せずに伝送する
のであるが、このままでは伝送路の帯域をオーバ
ーしてしまうため、８ビツトのデータを上位４ビ
ツトと下位４ビツトに分割し、前者をVIR信号が
挿入されていた１水平走査期間で伝送し、後者を
その次の１水平走査期間で伝送するという方法で
時間軸を２倍に伸長して伝送している。

この時間軸伸長器３９及び時間軸圧縮器５２の
ブロツク構成を示したのが第５図ａ，ｂである。
この図において、５７〜６３は時間軸伸長器、６
４〜６９は時間軸圧縮器である。５７は入力端
子、５８はレジスタ、５９は上位４ビツトデータ
（以下、上位ワードと略記する）、６０は下位４ビ
ツトデータ（以下、下位ワードと略記する）、６
１はメモリ、６２はOR回路、６３は出力端子で
ある。また６４は入力端子、６５は上記５９に対
応する上位ワード、６６は上記６０に対応する下
位ワード、６７はメモリ、６８はレジスタ６９は
出力端子である。

第６図は第４図における各部のタイミング及び
信号波形を示したものである。第６図ａは第４図
の入力端子３２に入力される信号波形、第６図ｂ
はＶ同期分離回路３３の出力波形、第６図ｃはゲ
ート３６に与えられるゲート信号、第６図ｄはゲ
ート３６の出力波形、第６図ｅはゲート３７に与
えられるゲート信号、第６図ｆ，ｇ，ｈはそれぞ
れ圧縮器３８の出力、時間軸伸長器３９の出力、
及び同期パターン発生器４０の出力の切換タイミ
ングである。

次に上記例について、第５図、第６図を参照し
ながら、第４図の動作原理を説明する。まず送信
側では、入力端子３２から第６図ａのようなアナ
ログカラーTV信号が入力される。この信号は２
分割されて、一方はＡ−Ｄ変換器３５で3fs_Cのレ
ートでサンプリングされ、１ワード８ビツトのデ
ジタル値に変換される。また他方はＶ同期分離回
路３３に導かれて、第６図ｂのようなＶ同期信号
が抜きとられる。ゲート３６は第６図ａに示した
位置に挿入されているVIR信号を抜き出すための
回路であり、これはＶ同期信号を入力とするコン
トローラ３４からの第６図ｃのようなゲート信号
によつて第６図ａの信号をゲートする。そしてこ
の抜き取られたVIR信号（第６図ｄ）は次の時間
軸伸長器３９の入力端子５７（第５図ａ）に入力
される。この入力信号は、１ワード８ビツトの並
列データであり、これをレジスタ５８で上位ワー
ドと下位ワードとに分割する。そして、上位ワー
ドはそのままOR回路６２に送り、下位ワードの
方はメモリ６１に一時記憶し、上位ワードに対し
て丁度1H遅れたタイミングで読み出して、OR回
路６２に送る。上記のような手段を用いて、VIR
信号を処理すれば、出力端子６３からは、元の
VIR信号に対して２倍に時間軸伸長されたデータ
が得られる。したがつて、この時のデータレート
は43Mbit／ｓと元のレートの半分になつている。

次にゲート３７は、第６図ｅのようなゲート信
号によつて第６図ａの信号をゲートし、第６図ａ
の信号からVIR信号とＶ同期信号とを抜き取つた
信号を次の圧縮器３８に入力する。ところで、こ
のゲート３７の出力信号は、VIR信号に対応する
期間その値を例えばペデスタルレベルに固定して
おく。こうすることによつて隣接ラインとの相関
は完全に保つことができ、たとえ圧縮器３８に通
したとしても、もはや前述したような不都合は生
じない。このようにして、圧縮器３８からは常時
１ワード４ビツトの並列データが出されており、
時間軸伸長器３９からはVIR信号の挿入されてい
た期間及びその次の水平走査期間中の対応する期
間にやはり、１ワード４ビツトの並列データが出
力されることになる。またそれと同時に、同期パ
ターンと発生器４０によつてＶ同期信号に対応し
たパターンを発生させる。上記圧縮器３８、時間
軸伸長器３９、同期パターン発生器４０のそれぞ
れの出力を切換スイツチ４１へ入力し、それぞれ
第６図ｆ，ｇ，ｈのタイミングで切換えて次の並
列−直列変換器４２へ入力する。この並列−直列
変換器４２の出力は元のデータレート86Mbit／
ｓに対して、1/2のデータレート43Mbit／ｓまで
帯域圧縮が行われており、しかもVIR信号及び隣
接ラインの信号は劣化を受けることなく伝送され
ることになる。この直列データを符号器４３で伝
送路に最も適した符号に符号化した後、伝送路４
４に伝送する。この伝送路４４として例えば
VTRの磁気記録再生系などを考えると、適した
符号としては、NRZI、MFMなどが考えられる。

次に受信側であるが、これは送信側に対して全
く逆の操作を行なうものである。伝送路４４を通
過した信号は、復号器４５で復号され、直列−並
列変換器４６で１ワード４ビツトの並列信号に変
換される。この信号中のＶ同期信号がＶ同期検出
回路４７によつて検出され、このＶ同期信号によ
つて制御されるコントローラ４８が２つのゲート
４９，５０及び切換スイツチ５４を制御する。ゲ
ート４９には第６図ｇの様なゲート信号が与えら
れ、VIR信号の上下ワードを含む期間が抜き取ら
れて、時間軸圧縮器５２の入力端子６４（第５図
ｂ）に入力される。そして最初に入つてくる上位
ワード６５をメモリ６７に一時記憶し、下位ワー
ド６６が丁度1H遅れてレジスタ６８に入つてく
るタイミングで、メモリ６７の読み出しを開始
し、順次レジスタ６８に入力してやる。このレジ
スタ６８で、上位ワード６５と下位ワード６６が
再び統合されて、元の１ワード８ビツトの並列信
号として出力端子６９に出力される。またゲート
５０からは第６図ｆによつてゲートされた信号が
取り出され、伸長器５１に入力される。この伸長
器５１によつて１ワード８ビツトの元に戻された
信号は、次の遅延回路５３によつて１水平走査期
間だけ遅延される。これは、時間軸圧縮器５２に
おいて再生されるVIR信号が元の信号に対して１
水平走査期間だけ遅れるためである。上記Ｖ同期
検出回路４７の出力、時間軸圧縮器５２の出力、
及び遅延回路５３の出力はそれぞれ切換スイツチ
５４によつて切換えられて元の１ワード８ビツト
のPCM信号に復元される。そして最後にＤ−Ａ
変換器５５によつて元のアナログカラーTV信号
が再生されるが、この時VIR信号及びその隣接像
信号は何ら劣化のない、正常な信号となる。

このような方法でVIR信号を伝送してやると、
第６図ｇのタイミングで示される期間、圧縮器３
８の出力が伝送されないことになる。しかし、こ
の期間の隣接ライン間の信号には完全な相関があ
り、圧縮出力をほぼ０とみなしても、大きな誤差
は生じない。

以上述べたように本実施例によれば、隣接ライ
ン相関を利用した帯域圧縮系を有するようなカラ
ーTV信号の伝送系において、垂直ブランキング
期間にVIR信号を含むようなカラーTV信号の伝
送に対しても、VIR信号自身あるいはその隣接ラ
イン信号を劣化させることなく伝送することが可
能となる。

上記の例では、VIR信号の時間軸を伸長する方
法として８ビツトのデータを上位４ビツトと下位
４ビツトに分割して、それらを連続する２水平走
査期間で伝送することを考えたが、この分割の仕
方は必ずしも上下４ビツトに限ることはなく、こ
のVIR信号１ワード８ビツトのまま時間軸上で前
後に２分割することもできる。この他にも時間軸
を伸長する方法としては、フイールド毎に前記２
分割した信号を交互に伝送する方法、あるいはメ
モリの読み出し時間を書き込み時間の２倍に伸ば
して読み出す方法などが考えられる。後者の方法
は、例えば3fs_Cの速度でメモリに書き込んだ信号
を、2H時間を利用して3/2fs_Cの速度で読み出し
てやる方法である。また一般に１ワードｎビツト
の信号を任意の圧縮率で圧縮伝送する場合にも、
垂直ブランキング期間をうまく利用することによ
り、上記の方法をそのまま拡張して、その圧縮率
に対応する比率で時間軸伸長を行うことが可能で
ある。

また上記の例では、VIR信号のみについて述べ
てきたが、本発明はVIT信号に対しても、さら
にはVIR信号とVIT信号が同時に挿入されている
場合に対しても同様に適用できることは明らかで
ある。さらにまた、本方式は垂直ブランキング内
の数Ｈに文字情報を挿入した最近の文字多重放送
に対しても適用できる非常に有用な方式である。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、カラーTV信号を狭帯域の伝送路に隣接ライ
ン間の相関を利用した帯域圧縮を行つて伝送しよ
うとする場合、そのTV信号中に例えばVIR信号
またはVIT信号のような隣接ラインとの間に何
ら相関を持たないような信号が挿入されていて
も、その信号及びそれに隣接するラインの信号と
もに劣化させることなく、そのカラーTV信号を
良好に伝送し得るという極めて甚大な効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は垂直ブランキング中に挿入されたVIR
信号及びVIT信号の位置を示す波形図、第２図
は情報圧縮方式として２次元DPCMを用いた場
合のカラーTV信号伝送系の一般的ブロツク図、
第３図は隣接ライン間のサンプル点の配置図、第
４図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第５
図は時間軸圧縮及び伸長器のブロツク図、第６図
は第４図の各部の信号及びタイミングを示す波形
図である。 ３８……圧縮器、３９……時間軸伸長器、４
１，５４……切換スイツチ、４４……伝送路、５
１……伸長器、５２……時間軸圧縮器、５３……
遅延回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくともライン相関を利用した情報圧縮系
   を備えたカラーテレビジヨン信号伝送系におい
   て、垂直ブランキングに挿入されたVIR信号また
   はVIT信号などのライン相関を持たない第１の
   信号に対して前記情報圧縮を行なわない手段と、
   前記情報圧縮された信号の伝送レートと等しいか
   もしくはそれ以下の伝送レートになるよう第１の
   信号を時間軸伸長する手段とを具備し、この時間
   軸伸長された信号を前記情報圧縮された信号に混
   合して伝送するようにしたことを特徴とするカラ
   ーテレビジヨン信号伝送装置。 ２ 時間軸伸長を行なう手段は、第１の信号を伸
   長率に対応した数のブロツクに分割し、該ブロツ
   クを垂直ブランキング中のブロツク数だけの水平
   走査期間に分割するように構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラーテ
   レビジヨン信号伝送装置。 ３ 時間軸伸長する手段は、第１の信号をサンプ
   リングと同じレートで記憶し、該記憶信号を伸長
   率に比例した遅いレートで読み出すように構成さ
   れてい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伝送装置。