JPS63169177A - 非線形エンハンス装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、フィルタ出力画像信号の帯域制限に基づく画
質劣化を信号帯域成分の選択的エンハンスにより補償す
る非線形エンハンス方式に間するものである。

（従来の技術） 本発明を適用するに最も適した技術分野としては、広帯
域の高品位テレビジョン画像信号のフィールド間および
フレーム間多重オフセットサブサンプリング伝送方式が
ある。この多重オフセットサブサンプリング伝送方式に
おいては、信号帯域２４Ｍ　ＨＺの高品位テレビジョン
画像信号に２フレ一ム周期で一巡する周波数２４．３Ｍ
　ＨＺのサンブリングによりフィールド間およびフレー
ム間の多重オフセットサブサンプリングを施して帯域圧
縮伝送し、受信側ではフレーム間内挿およびフィールド
間内挿を行なって、原理的には原画像信号をほぼ完全に
復元する。

しかして、時間的に変化のない静止画像信号については
原理的にほぼ完全な原画像信号の復元を行ない得るが、
時間の経過に伴って画素情報の位置ずれが生ずる動画像
信号についてはフィールド間乃至フレーム間の内挿を行
ない得ないので、空間的なフィールド内内挿によって原
画像信号を復元する。また、サンプリングに伴い、サン
プリング周波数と高域信号成分との差の成分が低域信号
成分に混入するいわゆる折返し歪が生ずるので、伝送す
る画像信号帯域をｌｌｌ】限するとともに、サンプリン
グ周波数を折返し歪の発生を避けて適切に選定し、ある
いは、信号処理の過程で適切に変換する必要がある。

したがって、高品位テレビジョン画像信号の多重オフセ
ットサブサンプリング伝送においては、上述したところ
を考慮して静止画像信号と動画像信号とに別個の信号処
理を施すとともに、視覚的に必要な精細度が低下する動
画像信号に対しては、伝送する信号帯域を、例えば静止
画像信号の２４ＭＨ２に比して格段に狭い１２〜１６Ｍ
Ｈｚ程度に予め低域して取後の信号処理を行なっている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、動画像信号に対し、視覚評価実験の結果に基
づいて上述のような許容範囲に伝送信号帯域を制限して
も、例えば画像の動きの小さいときなどに精ＩＩＩの不
足によるいわゆる画像のぼけを感する場合があるので、
例えば本発明者の執筆係るＮＨＫ技研月報、昭和５９年
７月号掲載の「高品位テレビの新しい伝送方式」なる論
文中に記載されているように、動画像のぼけの感じを少
しでも少なくするために、送信側における信号処理に先
立つて信号帯域を制限しておくためのブリフィルタの遮
断領域に近い信号通過領域のレスポンスを３〜４ｄＢ程
度、大振幅信号に対しては少なく、小振幅信号に対して
大きく作用するように、非線形のフィルタ・レスポンス
とすることが従来性なわれていた。

しかしながら、上述のように処理しても、なお、受信側
で再生表示した動ｍ！ｌについては、特に、静止画像か
ら動画像に切換わつだとき、あるいは、静止画像領域と
動画像領域とが同一画面に混在して、時間的あるいは空
間的に双方の精細度を直接対比して観視し得る場合に、
視覚的にぼけを感じて高品位テレビジョンとしては看過
し得ない程度の画質劣化が生ずるという問題があった。

再生動Ｗｉ＊にかかるぼけ感が生ずる原因について本発
明者らが種々検討した結果では、多重オフセットサブサ
ンプリング伝送した動画像信号に受信側で施すフィール
ド内内挿が、原理的に、実質的な低域通過フィルタとし
て作用し、そのために、送信側において適切な処理を施
したにも拘らず、再生表示した動画像に上述したぼけ感
が生ずることが新たな問題点として明らかになった。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、上述した従来の問題点を解決し、高品
位テレビジョン画像信号など広帯域画像信号の帯域圧縮
伝送の受信側に実質的に介在する低域通過フィルタの作
用による再生画像の画質劣化を簡単な構成により容易に
除去し得る手段として従来に比し格段に改良した非線形
エンハンス方式を提供することにある。

すなわち、本発明非線形エンハンス方式は、遮断周波数
の異なる複数種類の低域通過フィルタをそれぞれ介し同
一画像信号に別個に信号処理を施して再生した信号帯域
幅の興なる複数種類の再生画像信号を時間的乃至空間的
に近接して表示したときのみ前記複数種類の再生画像信
号間に視覚的に８１１１度の差が生ずるときには、信号
帯域幅の狭い方の前記再生画像信号の信号帯域における
中高域の信号成分に非線形のエンハンスを施すようにし
たことを特徴とするものである。

（作用） 本発明によれば、例えば高品位テレビジョン画像信号伝
送における送受信装置の構成をほとんど変更することな
く、再生動画像の精細度劣化を容易に防止することがで
きる。

（実施例） 以下に図面を参照して実施例につき本発明の詳細な説明
する。

まず、本発明を適用するに最適の高品位テレビジョン画
像信号多重オフセットサブサンプリング伝送に用いる送
信装置および受信装置の概略構成を第１図（ａ　）およ
び（ｂ　）にそれぞれ示して簡単に説明する。

第１図（ａ　）に示す送信装置においては、ＡＤ変換器
１Ｓにより帯域２４Ｍ　Ｈｚの入力画像信号を周波数４
８．６Ｍ　ＨＺでディジタル化し、静止画像信号成分は
、フィールド間ブリフィルタ２により２４．３Ｍ　ＨＺ
を超える信号成分を除去し、２４．３ＭＨｚサブサンプ
ラ５ａにより周波数２４．３Ｍ　ＨＺのフィールド間オ
フセットサブサンプリングを施し、２４．３Ｍ　ＨＺ　
−３２，４Ｍ　ＨＺ変換回路６ａによりサンプリング周
波数を変換して線形混合回路７Ｓに導く。一方、動画像
信号成分は、１６Ｍ　ＨＺブリフィルタ３により１６Ｍ
　ＨＺに信号帯域を制限したうえで、２４．３Ｍ　Ｈｚ
　−３２，４Ｍ　Ｈｚ変換回路５ｂによりサンプリング
周波数を変換してさらにフィールド内プリフィルタロｂ
を介し同じく線形混合回路７Ｓに導く。なお、かかるサ
ンプリング周波数の変換は動き検出の完成度を高めるた
めのものである。

さらに、ＡＤ変換器１Ｓの出力ディジタル画像信号を動
き検出回路４Ｓに導いてフレーム間差絶対値の非線形処
理により画像の動き量を検出して線形混合回路７Ｓにお
ける静止画像・動画像両信号成分の混合比率を制御する
。その混合出力画像信号を１６，２Ｍ　ＨＺサブサンプ
ラ８により周波数１６．２Ｍ　ＨＺのフレーム間オフセ
ットサブサンプリングを施し、得られた多重オフセット
サブサンプリング伝送信号を伝送路フィルタ９Ｓにより
伝送路における波形伝送特性を制御し、Ｄ４変換器１０
によりアナログ画像信号に戻したうえで伝送路に送出す
る。

第１図（ｂ　）に示す受信装置においては、入力アナロ
グ画像信号をＡＤ変換器１Ｒにより周波数３２．４Ｍ　
Ｈｚでディジタル化し、静止画信号成分は、フレーム間
内挿フィルタ１１により２フレ一ム周期のオフセットサ
ンプルを集めてほぼ完全に原信号を復元し、３２．４−
２４．３Ｍ　Ｈｚ変換回路１３ａによりサンプリング周
波数を変換したうえで、フィールド間内挿フィルタ１４
により折返し成分を除去して線形混合回路７Ｒに導く。

一方、動画像信号成分は、フィールド内内挿フィルタ１
２によりフィールド毎に空間的内挿を施して折返し成分
を除去し、３２．４Ｍ　Ｈｚ　−２４，３Ｍ　Ｈｚ変換
回路１３ｂによりサンプリング周波数を静止画像信号成
分に揃えたうえで同じく線形混合回路７Ｒに導く。さら
に、ＡＤ変換器１Ｒの出力ディジタル両画信号を動き検
出回路４Ｒに導き、送信側と同様にして検出した画像の
動き量に応じて線形混合回路７Ｒにおける静止画像・動
画像両信号成分の混合比率を制御し、その混合出力画像
信号をＤＡ変換器９Ｒによりアナログ画像信号に戻し、
再生出力画像信号として取出す。

しかして、前述したように、第１図（ｂ　）に示した受
信装置におけるフィールド内内挿フィルタ１２が実質的
に遮断周波数ＩＢＭ　Ｈｚの低域通過フィルタとして動
画像信号成分の信号帯域を制限し、再生表示した動画像
領域に前述した態様のぼけ感を視覚的に生ずることにな
る。

本発明においては、そのぼけ感を視覚的に除去乃至軽減
するために、例えば第２図に示すように受信装置の構成
の一部を簡単に変更して、視覚的にぼけ感を除去し得る
ようにする。第２図示の構成例においては、フィールド
内内挿フィルタ１２が実質的に作用する遮断周波数１６
Ｍ　ＨＺの動画像用低域通過フィルタ１５の出力信号を
非線形エンハンス回路１６に導き、フィルタ出力信号帯
域における例えば１２Ｍ　ＨＺを中心とした中高域信号
成分のレスポンスを低域信号成分のレスポンスに比して
例えば３〜６ｄ８程度、適切に増強した非線形エンハン
スを施したうえで線形混合回路７Ｒに導き、フレーム間
内挿フィルタ１１およびフィールド間内挿フィルタ１４
が実質的に作用する遮断周波数２４ＭＨ２の静止画像用
低域通過フィルタ１７の出力信号を、フィルタ１５と１
７とによる信号遅延量の差の遅延量を有する遅延回路１
８を介して同じく線形混合回路７Ｒに導き、双方のタイ
ミングを揃えて静止画像信号成分と動画像信号成分とを
混合し、あるいは、スイッチ回路により切換えて取出す
。

上述の非線形エンハンス回路１６は、例えば第３図に示
すように構成して所要の非線形中高域エンハンスを行な
う。すなわち、入力とするフィルタ出力動画像信号成分
を帯域通過フィルタ１９に導いて例えば１２Ｍ　ＨＺを
中心にした例えば３ｄＢ帯域幅で３．３Ｍ　Ｈｚの中高
域信号成分のみを抽出して非線形回路２０に導く。その
非線形回路２０においては、入力中高域信号成分のうち
例えば８ビツトの画像信号に対して２５５　”＝２５５
　’　Ｂの範囲の中間的信号レベルの部分に対してのみ
例えば３〜６ｄＢ程度の適切なレスポンスを与え、低信
号レベルおよび高信号レベルの部分に対しては零レスポ
ンスとする非線形処理を施す。すなわち、非線形エンハ
ンス回路１６においてエンハンスする信号周波数帯域が
比較的高いので、低レベルの信号部分をエンハンスする
と低ＳＮ比の信号を強調するのであるから、再生画像の
該当部分のノイズ が増大して目立つようになり、また、高レベルの信号部
分をエンハンスすると、もともと高レベルの信号部分を
さらに強調することになるので、再生画像の該当部分に
不自然感が生ずる。したがって、低信号レベルおよび高
信号レベルの部分にはエンハンスを施さず、視覚実験に
より、再生画像に対して視覚的に精細度改善の効果が得
られることが明らかになった中間レベルの中高域信号成
分のみにエンハンスを施す。かかる非線形回路２０のエ
ンハンス出力信号を加算回路２１に導いて遅延回路２２
を介してタイミングを揃えたフィルタ出力動画像信号成
分に加算すれば、信号帯域を必要最小限度に低域した動
画像信号を多重オフセットサブサンプリング伝送し、さ
らに、フィールド内内挿を施しても、再生表示した動き
の小さい動画像にも従来のような視覚的ぼけが生ぜず、
しかも、動画像信号成分の信号処理を複雑化せずにすま
すことができる。

なお、本発明非線形エンハンス方式は、上述した高品位
テレビジョン画像信号の帯域圧縮伝送の例のみに限るこ
となく、画像信号の信号帯域を他の必要により低域した
ために再生画像に視覚的画質劣化を来たした場合に、信
号帯域を拡げて他の信号処理を阻害し、あるいは、複雑
化することなく、その視覚的画質劣化を除去することが
でき、他の画像情報伝送に広く適用することができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、多重
オフセットサブサンプリングにより帯域圧縮伝送した動
画像信号成分にフィールド内内挿を施して復元再生した
動画像に実質的に作用する帯域制限効果による画像のぼ
け感を、信号帯域幅はそのままにして、簡単な回路構成
により視覚的に除去することができる、という格別の効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ　）および（ｂ）は高品位テレビジョン画像
信号の多重オフセットサブサンプリング伝送における送
信装置および受信装置の概略構成をそれぞれ示すブロッ
ク線図、 第２図は同じ（そのサブサンプリング伝送に本発明方式
の非線形エンハンスを適用した場合における第１図（ｂ
）に示す受信装置の一部構成の例を示すブロック線図、 第３図は本発明方式による非線形エンハンス回路の構成
例を示すブロック線図である。 ｉｓ、　　１Ｒ−・・ＡＤ変換器 ２・・・フィールド間ブリフィルタ ３−ＩＢＭ　ＨＺフィルタ ４８、　４Ｒ・・・動き検出回路 ５ａ・・・２４，３Ｍ　ＨＺサブサンプラ６ａ、　　５
ｂ　・２４．３ＭＨｚ−３２，４ＭＨｚ変換回路６ｂ−
・・フィールド内プリフィルタ フＳ、　　７Ｒ・・・線形混合回路 ８・・・１６．２Ｍ　ＨＺサブサンプラ９Ｒ，１０・・
・ＯＡ変換器 ９Ｓ・・・伝送路フィルタ １１・・・フレーム間内挿フィルタ １２・・・フィールド内内挿フィルタ １３ａ　、　１３ｂ−３２，４Ｍ　Ｈｚ　−２４，３Ｍ
　Ｈｚ変換回路１４・・・フィールド間内挿フィルタ １５・・・動画像用フィルタ １６・・・非線形エンハンス回路 １７・・・静止画像用フィルタ １１３、２２・・・遅延回路 １９・・・帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２０・・・非線
形回路 ２１・・・加算回路 特許出願人　　　日　本　放　送　協　金策２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、遮断周波数の異なる複数種類の低域通過フィルタを
   それぞれ介し同一画像信号に別個に信号処理を施して再
   生した信号帯域幅の異なる複数種類の再生画像信号を時
   間的乃至空間的に近接して表示したときのみ前記複数種
   類の再生画像信号間に視覚的に精細度の差が生ずるとき
   には、信号帯域幅の狭い方の前記再生画像信号の信号帯
   域における中高域の信号成分に非線形のエンハンスを施
   すようにしたことを特徴とする非線形エンハンス方式。 ２、高レベルおよび低レベルの信号成分にはエンハンス
   を施さないようにして中間レベルの前記中高域の信号成
   分に前記非線形のエンハンスを施すようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の非線形エンハンス
   方式。 ３、前記複数種類の低域通過フィルタを画像信号のフィ
   ールド間およびフレーム間の多重オフセットサブサンプ
   リング伝送の受信に用いるフレーム間内挿フィルタおよ
   びフィールド内内挿フィルタとしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の非線形エンハン
   ス方式。